KR102642291B1

KR102642291B1 - 블로어

Info

Publication number: KR102642291B1
Application number: KR1020247001630A
Authority: KR
Inventors: 카오루 오쿠노; 타츠오 키노시타
Original assignee: 가부시키가이샤 오사카소우후우키세이사쿠쇼
Priority date: 2023-07-14
Filing date: 2023-08-31
Publication date: 2024-02-28

Abstract

연소 잔여물의 부착이나 퇴적 및 응축수에 의한 부식을 효과적으로 억제하기 위해 디젤엔진에 장착되는 EGR 블로어(35)는, 케이싱(50)의 축구멍(52a)에 삽입하여 통과된 회전축(61)을 회전시키는 모터(80)와, 임펠러(62)와, 축구멍(52a)의 씰링 장치(70)를 포함하고, 케이싱(50)은 흡입구(51a)가 개구하는 하벽부(51)와, 축구멍(52a)이 형성된 상벽부(52a)와, 하벽부(51)로부터 상벽부(52) 측을 향해 돌출하는 흡입통부(53)와, 그것을 둘러싸는 스크롤 형상의 주벽부(55)와, 하벽부(51)에 개구하는 배수구부(56)를 구비하고 있고, 또한 임펠러(62)의 배면(62e)을 향해 세정액을 분사하는 제1 세정 노즐(101)과, 임펠러(62)의 날개면부(62c)에 세정액을 분사하는 제2 세정 노즐(102)을 구비하여 임펠러(62)를 세정하는 세정장치(100)가 설치된다.

Description

블로어

본 발명은 블로어에 관한 것으로, 특히 대형 또는 중형 디젤엔진에서 EGR(배기 재순환) 장치의 일부를 구성하는 EGR 블로어에 적합한 블로어에 관한 것이다.

송풍 대상의 가스를 흡입하여 승압시키는 블로어로서, 종래 동력이나 전력을 출력하는 시스템으로부터의 배기가스를 승압하여 동 시스템에 재순환시키는 재순환 블로어나 동 시스템으로의 공급 가스(저압 재순환 가스를 포함)를 승압하는 보조 블로어 등이 알려져 있다.

예를 들면, 선박용 디젤 엔진의 배기가스 저감 기술의 하나로서, 엔진의 배기가스의 일부를 그 엔진의 소기측(급기측)으로 환류하여 재순환시켜, 배기 중 NOx(질소산화물)를 저감시키는 EGR시스템이 알려져 있는데, 그 EGR시스템에는 배기가스의 일부를 재순환 가능한 압력으로 승압하는 EGR 브로워가 설치되어 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).

또한, 대형 선박의 주기관이 되는 2사이클 디젤 엔진에 있어서, 그 엔진에서 배출되어 배기 터보 과급기의 터빈을 통과한 저압의 배기가스의 일부를 EGR 가스로 하여, EGR 블로어에 의해 그 과급기의 컴프레서의 공기 흡입 입구측으로 되돌리도록 한 저압 EGR 시스템이 특허문헌 2나 특허문헌 3에 기재되어 있다.

이런 종류의 저압 EGR 시스템에서는, 과급기 또는 배기가스 이코노마이저보다 하류측에서 배기가스의 일부가 EGR 가스로서 분기되고, 배기가스 세정장치인 스크러버에 의해 배기가스 중 매연 등의 PM(입자상 물질) 및 연소 프로세스에서 형성된 SOx(황산화물) 등이 제거되도록 되어 있다. 그리고 세정 후의 EGR 가스가 EGR 블로어에 의해 과급기의 흡입측, 전형적으로는 배기 터보 과급기의 컴프레서의 흡입구에 비교적 저압·저온에서 송풍되고 신기와 혼합되어 엔진으로 재순환된다(비특허문헌 1 참조).

또한 배기 터보 과급기에 있어서는, 사용 연료가 저품질이 되면 과급기 터빈에 배기가스 중의 연소 잔여물이 오염으로서 피착되어 그 오염이 잘 지워지지 않음에 착안하여, 그 배기 입구의 외측에 가림판을, 배기 입구 상방에 주수(注水) 코크를 각각 배치하고, 터빈 케이싱 내에 임펠러의 특정 회전구간의 날개 부분을 침지 가능한 세정액 리저버를 형성함과 아울러 임펠러 구동용 에어모터에 선박의 잡용 공기를 공급하여 임펠러를 저속 회전시켜 터빈 날개의 오염을 제거하도록 한 것이 특허문헌 4에 기재되어 있다.

일본 공개특허 제2 011-157959호 공보 일본 공개특허 제2 018-127706호 공보 일본 공개특허 제2 013-170520호 공보 일본 공개특허 특개소61-123720호 공보

일본 마린엔지니어링 학회지 제52권 제6호(2017)

그러나, 전술한 특허문헌 1~3에 기재된 바와 같은 종래의 블로어 및 이를 구비한 EGR 시스템에 있어서는, 스크러버에서 세정이 다 되지 않았던 배기가스 중의 연소 잔여물이 EGR 블로어의 임펠러나 그 근방에 부착되어 퇴적되기 쉬운 문제나, EGR 블로어 부근의 EGR 경로 중에 산성의 응축수가 부착되어 부식을 초래하기 쉬운 문제가 있었다.

또한, EGR 블로어를 전체적으로 내식성이 우수한 소재로 형성하는 정도로는 고비용을 초래함에도 불구하고 산성 응축수 등에 대하여 내식성이 충분하지 않다는 문제가 있었다.

이에 대해, 특허문헌 4에 기재된 배기 터보 과급기와 같이 임펠러를 침지 가능한 세정액 리저버를 형성하고, 임펠러를 저속 회전시킴으로써 임펠러 상의 부착물이나 퇴적물을 제거하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 세정제를 소정 깊이까지 담아 둘 필요가 있기 때문에, 엔진의 운전정지 상태에서만 세정작업을 할 수 있을 뿐만 아니라 임펠러의 배면이나 주위의 케이싱 내벽(세정액 리저버보다 위쪽)을 정확하게 세정하거나 부식을 방지할 수 없다는 문제가 남는다.

본 발명은, 전술한 바와 같은 종래의 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 엔진의 운전 중에도 블로어 내에서의 연소 잔여물의 부착이나 퇴적 및 응축수에 의한 부식 등을 유효하게 억제할 수 있는 EGR 블로어를 제공함을 목적으로 하는 것이다.

(1) 본 발명에 따른 블로어는, 상기 목적을 달성하기 위해, 기관 본체로부터 배출되는 배기가스의 일부를 연소용 기체의 일부로서 재순환시키는 EGR 장치와 상기 배기가스에 의해 구동되는 터보 과급기를 구비하는 디젤 엔진에, 상기 EGR 장치의 일부로서 구비되고, 상기 재순환시키는 배기가스의 일부를 승압시키는 EGR 블로어에 있어서, 축구멍과 흡입구 및 토출구를 갖는 가스통로가 형성된 케이싱과, 상기 케이싱의 상기 축구멍에 삽입 통과된 구동축을 회전시키는 모터와, 상기 구동축에 지지되어 상기 케이싱 내에 수납된 임펠러와, 상기 구동축에 슬라이딩 가능하게 접촉하면서 상기 축구멍을 씰링하는 씰링 장치를 포함하여 구성되고, 상기 케이싱은, 상기 흡입구가 개구하는 하벽부와, 상기 축구멍이 형성된 상벽부와, 상기 하벽부로부터 상기 상벽부 측을 향해 원뿔대 형상으로 돌출되고 상단이 상기 임펠러의 입구부에 근접하는 흡입통부와, 상기 흡입통부를 둘러싸는 동시에 상기 가스통로를 형성하는 스크롤 형상의 주벽부와, 상기 하벽부에 개구하는 배수구부를 구비하고, 상기 상벽부에 대면하는 상기 임펠러의 배면을 향해 상기 상벽부 측으로부터 세정액을 분사하는 제1 세정 노즐과, 상기 주벽부 측으로부터 상기 임펠러의 날개면부를 향해 세정액을 분사하는 제2 세정 노즐을 구비하여 상기 임펠러를 세정하는 세정장치가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하여, 본 발명에서는, 임펠러의 상부 배면, 날개면부 및 하면을 향하여 제1 , 제2 세정 노즐에서 세정액이 각각 분사될 때, 임펠러가 세정됨과 더불어 세정 후의 세정액이 배수구부로부터 배수된다. 따라서 엔진의 운전상태, 예컨대 정지 직전이라도 세정 작업이 가능해지고, 임펠러 및 그 주위의 케이싱 내벽을 적확하게 세정할 수 있다. 그 결과 엔진의 운전중에도 EGR 블로어 내에서의 연소 잔여물의 부착이나 퇴적 및 응축수에 의한 부식등을 유효하게 억제할 수 있는 EGR 블로어가 된다.

또한, 임펠러가 슈라우드 일체형인 경우, 상기 주벽부 또는 상기 하벽부 측에서 상기 임펠러의 슈라우드 하면을 향해 세정액을 분사하는 제3세정 노즐을 더 구비하는 구성으로도 할 수 있다. 또한, 세정시에 임펠러를 회전시키도록 하면, 각 세정 노즐에서 분사되는 세정액에 임펠러에 대한 속도 변화나 원심 방향으로의 방향 변화가 발생함으로써 임펠러의 세정작용이 강화됨과 더불어, 제2 세정 노즐에서 분사되는 세정액이 임펠러의 날개면부에 충돌하여 비산함으로써 임펠러의 날개면부의 세정효과를 높일 수 있다. 또한, 제2 세정 노즐로부터 분사되는 세정액이 임펠러의 내부로부터 흡입통부의 내주벽면에 도달하였다고 하더라도, 세정액은 스크러버의 하방의 세정수 리저버나 수처리 장치 등으로 되돌리도록 할 수 있고, 배수구부로부터 배수되는 세정액 역시 세정수 리저버나 수처리 장치 등으로 되돌릴 수 있다. 더욱이, 모터가 소정 범위 내의 임의의 회전수 및 구동 토크로 동작 가능한 것이라면 임펠러를 세정에 적합한 회전 조건으로 제어 가능하게 된다.

(2) 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 디젤엔진이 대형 선박의 주기관으로서 구성됨과 동시에, 상기 터보 과급기의 터빈을 통과한 배기가스의 일부를 상기 터보 과급기의 컴프레서로 환류시키는 저압 EGR 라인 중에서, 상기 저압 EGR 라인 중의 환류가스를 승압시키는 저압 EGR 블로어로서 구성되어도 좋다. 이 경우, 스크러버에서 세정된 EGR 가스가 비교적 저압, 저온에서 EGR 블로어 부근의 EGR 경로 중에 산성의 응축수가 부착되거나 세정이 다 되지 않은 배기 가스 중의 연소 잔여물이 EGR 블로어의 임펠라나 그 근방에 부착되거나 하여도 용이하게 세정하여 배수와 함께 제거할 수 있다.

(3) 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 상기 상벽부와 상기 모터 사이에 설치되어 상기 축구멍 및 상기 구동축을 둘러싸는 동시에, 상기 축구멍으로부터 대기측으로 누출되는 미스트 상태의 누출물을 포집하는 미스트 포집유닛을 더 구비하는 구성으로 할 수 있다. 통상적으로는 그다지 고압이 되지 않는 EGR 블로어의 케이싱 내에서 세정시에 그 세정액이 축구멍의 씰부로 들어가 축구멍에서 대기측으로 누출되는 미스트 상태의 누출물이 발생한다 하더라도, 그 누출물이 미스트 포집유닛에 의해 확실하게 포집된다.

(4) 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 상기 케이싱의 내벽면 전역에 유리 플레이크층을 갖는 내열성의 방식 피막이 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이에 의하면, 예를 들면 알칼리 성분의 유리 플레이크를 내열성의 도료수지의 피막 중에 적층하도록 형성한 유리 플레이크층에는, 충분한 내산성 및 내식성을 갖도록 할 수 있다. 또한, 대형 부품이 되는 케이싱의 내벽부의 소재, 또는 더욱이 흡입통부의 소재를, 철계 재료로 형성함으로써 비용 절감을 도모할 수 있다.

(5) 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 상기 씰링 장치는, 상기 케이싱에 상기 축구멍을 형성하도록 마련되고, 상기 축구멍의 내주면 상에 개구하는 환상홈을 형성하는 축 씰링박스와, 각각 상기 환상홈 내에서 상기 구동축을 둘러싸도록 가터스프링에 의해 소정의 접촉압으로 상기 구동축에 가압된 복수의 분할 밀봉부재로 구성되며, 적어도 상기 구동축과의 슬라이딩면이 카본 재료로 형성되는 제1 밀봉링 및 제2 밀봉링과, 상기 환상홈 내의 상기 제1 밀봉링 및 상기 제2 밀봉링 사이에 상기 구동축을 둘러싸도록 구비되는 원환판 형상의 스프링 받침판과, 상기 스프링 받침판의 양면과 상기 제1 밀봉링 및 상기 제2 밀봉링 사이에 압축 설치되고, 상기 제1 밀봉링 및 상기 제2 밀봉링을 소정의 스프링압으로 상기 축 씰링박스의 상기 환상홈의 양측 내벽면에 가압하는 한 쌍의 치가 구비된 접시 스프링 형상의 선 스프링을 구비하는 구성으로 할 수 있다.

이와 같이 하면, 가터스프링이 부착된 제1, 제2 밀봉링의 슬라이딩면이 카본 재료로 구성되므로 소요되는 내부식성 및 자기 윤활성을 얻을 수 있고, 이들 제1, 제2 밀봉링이 원환판 형상의 스프링 받침판을 사이에 끼운 한쌍의 치가 구비된 접시 스프링 형상의 선 스프링에 의해 축 씰링박스의 환상홈의 양 내벽면에 가압되므로, 통상의 접시 스프링에 비해 낮은 스프링 상수가 되는 접시 스프링에 의해 제1, 제2 밀봉링에 환상홈의 양 내벽면에 대한 안정된 가압력 및 마찰 유지력을 발생시킬 수 있다. 또한, 한 쌍의 치가 구비된 접시 스프링 형상의 선 스프링은, 구동축의 축방향뿐만 아니라 직경방향으로도 휘어질 수 있는 형상 설정이 가능하므로, 좁은 축 씰링박스 내에 한 쌍의 치가 구비된 접시 스프링 형상의 선 스프링과 양 스프링 사이의 원환판 형상의 스프링 받침판을 컴팩트하게 수납하면서 이들을 축방향 및 회전 방향으로 확실하게 위치 결정할 수 있고, 환상홈의 양 내측 벽측의 마찰 유지력과 맞물려 제1, 제2 밀봉링의 유효한 회전 방지 작용을 이루는 위치 결정 유지력을 발생시킬 수 있다.

(6) 본 발명에 따른 디젤엔진의 저압 EGR 장치는, 상기 (2)에 기재된 구성을 구비한 EGR 블로어를 구비하는 동시에, 상기 저압 EGR 라인 중에서 상기 저압 EGR 블로어에 의한 승압 전의 상기 환류가스를 물 분사에 의해 정화하는 습식 스크러버와, 정화 후의 환류가스를 상기 저압 EGR 블로어 측으로 통과시킴과 동시에 상기 환류가스로부터 정화 후의 배수를 분리시키는 디미스터와, 상기 배수로부터 미립자 성분을 제거하고 pH 조정하여 상기 스크러버에 재공급하는 펌프가 구비된 수처리 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 구성에 의해 저압 EGR 블로어로부터 배수되는 세정액 및 습식 스크러버로부터 배수되는 세정수를 함께 수처리 장치에 도입할 수 있고, 적절히 순환시킴으로써 사용 수량을 유효하게 억제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 엔진의 운전 중에도 EGR 블로어 내에서의 연소 잔여물의 부착이나 퇴적 및 응축수에 의한 부식 등을 유효하게 억제할 수 있는 EGR 블로어를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 EGR 블로어를 포함하는 선박용 저속 디젤 엔진의 EGR 시스템 구성을 나타내는 그 개략 구성도이다.
도 2는 도 1 중의 화살표 Ⅱ 방향에서 본 도면으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 EGR 블로어의 케이싱에 세정 장치가 장착된 상태를 나타내는 상기 블로어의 정면도이다.
도 3a는 도 2 중의 화살표 Ⅲa 방향에서 본 도면이다.
도 3b는 도 3a 중의 화살표 Ⅲb 방향에서 본 도면이다.
도4는 도2 중의 화살표 Ⅳ 방향에서 본 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 EGR 블로어에 있어서의 씰링 장치의 요부의 직경 방향 측의 종단면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 EGR 블로어에 있어서의 씰링 장치의 접시 스프링 형상의 선 스프링을 구동축 방향으로 본 평면도이다.
도 6b는 상기 접시 스프링 형상의 선 스프링을 구동축 직경 방향에서 본 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 EGR 블로어에 있어서의 씰링 장치의 원환판 형상의 스프링 받침판을 구동축 방향에서 본 평면도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 EGR 블로어에 있어서의 씰링 장치의 밀봉링을 구동축 방향으로 본 평면도이다.
도 8b는 상기 밀봉링을 구동축 직경 방향에서 본 정면도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 EGR 블로어에 있어서의 씰링 장치의 축 씰링박스의 주요부를 구동축 방향에서 본 평면도이다.
도 9b는 상기 축 씰링박스의 주요부를 구동축 직경 방향에서 본 정면 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 EGR 블로어에 있어서의 씰링 장치의 축 씰링박스의 덮개 형상의 잔여부를 구동축 방향에서 본 평면도이다.
도 10b는 그 축봉 박스의 뚜껑 형상의 잔여부를 구동축 직경 방향에서 본 정면 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 EGR 블로어에 있어서의 케이싱의 상벽부의 분할 구조 및 미스트 포집유닛의 배치를 나타내는 요부 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 블로어를 ERG 장치가 구비된 동력 시스템 중에서 EGR 블로어로서 설치한 경우를 나타내고 있다.

먼저, 그 구성에 대하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 동력 시스템(1)은 2사이클의 대형 디젤기관인 엔진(10)과, 터보 과급기(20, 배기 터보 과급기)와, 저압EGR 장치(30)를 구비하고 있고, 이들이 모두 도시하지 않은 선박의 기관실에 탑재되도록 되어 있다.

엔진(10)은, 예를 들면, 대형 선박의 주기관으로 사용 가능한 전자제어식 엔진이고, 피스톤(12) 및 크로스헤드(16)를 갖는 다기통의 기관 본체(11)에 소기 트렁크(13), 배기 리시버(14) 및 연료 공급 유닛(15) 등을 장착한 정압 과급 방식의 저속 디젤기관으로 이루어져 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 동력 시스템(1)을 선박용으로 하고 있는데, 선박용 이외, 예를 들면 발전소의 발전기와 같은 대형 발전기를 동작시키는 기관으로도 사용 가능하다.

다기통의 기관 본체(11)에는 복수의 기통(11a)(도 1에는 1기통만 도시하고 있다)이 설치되어 있다. 이들 복수의 기통(11a)은 각각 소기 포트(11b)를 통해 소기 트렁크(13)에 접속되는 한편, 대응하는 각각의 배기 밸브(14a)의 밸브 오픈시 배기 리시버(14) 내로 배기 가능하도록 되어 있다. 각 기통(11a) 내에서는 소기에 의해 기통(11a) 내에 취입된 공기가 피스톤(12)에 의해 발화점 이상으로 압축되고, 그 공기 중에 연료가 분사되어 연소한다. 이때, 연소가스가 팽창하여 피스톤(12)이 구동됨과 동시에 배기가스가 발생한다. 그리고 각 기통(11a)으로부터의 배기가스가 배기 리시버(14) 내로 간헐적으로 송출되도록 되어 있다.

여기에서, 소기 트렁크(13)는 기관 본체(11)의 각 기통(11a) 내의 연소가스를 배출시키면서 새로운 공기로 채우는 소기 작용을 이루기 위한 소정 소기압에서의 압축 공기 리저버(소기 받음)로 되어 있고, 배기 리시버(14)는 기관 본체(11)의 각 기통(11a)으로부터의 배기가스를 축압 저류하면서 그 배기 압력 변동을 완화하여 배기가스를 안정된 배기 압력으로 터보 과급기(20) 측에 공급할 수 있는 배기 리저버로 되어 있다.

연료 공급 유닛(15)은 연료 청정기로 청정화한 선박용 디젤연료를 펌프 가압하여 기통별 연료 밸브가 소정의 타이밍에 밸브 오픈될 때 기관 본체(11)의 각 기통(11a) 내에 연료를 분사·공급할 수 있도록 되어 있다.

터보 과급기(20)는 배기 리시버(14) 측에서 배기 입구로 공급되는 배기에 의해 회전 구동되는 터빈(21)과, 터빈(21)에 일체로 연결되어 터빈(21)에 의해 회전 구동되고, 공기 흡입구에서 공기를 도입 및 압축하여 소기 트렁크(13) 측에 공급하는 컴프레서(22)를 가지고 있다.

터보 과급기(20)의 컴프레서(22)와 소기 트렁크(13) 사이에는 저압 EGR 장치(30)에 의해 환류되는 EGR 가스를 컴프레서(22)에 의한 가압 후에 냉각하는 열교환 방식의 에어쿨러(23)(도 1 중에서는 'A/C'로 도시하고 있다)가 설치되어 있다. 또한 터보 과급기(20)의 터빈(21)의 배기 출구보다 하류쪽에는 배기열을 회수하는 열교환기인 이코노마이저(25)가 설치되어 있고, 이 이코노마이저(25)는 열회수로 인해 발생한 증기를 선박의 잡용 증기나 터보 발전 등에 이용할 수 있도록 되어 있다.

저압 EGR 장치(30)는 이코노마이저(25)를 통과한 비교적 저압·저온의 배기가스의 일부를 EGR 가스(환류가스)로서 터보 과급기(20)의 컴프레서(22)의 공기 흡입구 측으로 환류시키는 저압 EGR 라인(Le1~Le3)(이하, 단순히 EGR 라인(Le)이라고도 한다)과, 그 저압 EGR 라인(Le)의 입구 근처에 배치된 EGR 밸브(27)와, EGR 밸브(27)를 통과한 EGR 가스를 세정용 액적(예를 들면, 알칼리성 세정수)으로 정화하는 습식 스크러버(31)와, 그 스크러버(31)를 통과한 EGR 가스로부터 정화 후의 배수 부분을 분리시키는 디미스터(32)와, 디미스터(32)를 통과한 후 저압의 EGR 가스를 취입하여 터보 과급기(20)의 컴프레서(22)의 공기 흡입구로 송풍하는 원심식 EGR 블로어(35)(저압 EGR 블로어)를 포함하고 있다.

스크러버(31)는, 예를 들면 이코노마이저(25)를 통과한 후의 연도(煙道)(26) 측에서 재순환 경로인 저압 EGR 라인(Le1)에 취입된 EGR 가스에 대하여 세정용 액적을 분무시킴으로써 EGR 가스 중의 PM이나 연소 공정에서 형성된 Sox 등을 제거하는 세정을 행할 수 있고, 그 스크러버 내 저부측에 EGR 가스 정화후의 액적을 배수 부분으로 분리시켜 수집하는 디미스터(32)가 설치되어 있다.

EGR 블로어(35)는 디미스터(32)를 통과한 후의 EGR 가스가 도입되는 스크롤 형상의 케이싱(50)과, 그 케이싱(50)에 회전 가능하게 삽입 통과된 허브 형상의 회전축(61)(구동축)과, 회전축(61)에 지지되어 케이싱(50) 내에 수납된 임펠러(62)와, 회전축(61)의 외주면에 슬라이딩 가능하게 접촉하면서 후술하는 축구멍(52a)을 씰링하는 씰링 장치(70)를 구비하고 있다.

도 1 내지 도 4 및 도 11에 도시된 바와 같이, 케이싱(50)은 흡입구(51a)가 개구하는 하벽부(51)와, 축구멍(52a)이 형성된 상벽부(52)와, 하벽부(51)에서 상벽부(52) 측을 향하여 원뿔대 형상으로 돌출되어 상단(53a)이 임펠러(62)의 입구측에 근접하는 흡입통부(53)와, 흡입통부(53)를 둘러싸는 동시에 가스통로(54)를 EGR 라인(Le)의 일부로서 형성하는 스크롤 형상의 주(周)벽부(55)와, 하벽부(51)에 개구하는 배수구부(56)를 가지고 있다.

케이싱(50) 내에 수납되어 허브 형상의 회전축(61)에 지지된 임펠러(62)는, 슈라우드(shroud) 일체형인 것으로, 가스통로(54)의 내단 측에서 흡입통부(53)의 돌출된 상단(53a)을 회전 가능하게 둘러싸는 하향의 입구부(62a)와, 스크롤 형상의 주벽부(55)를 향하여 방사외(放射外) 방향으로 개구하는 출구부(62b)와, 입구부(62a) 측에서 출구부(62b)로 연장되면서 상호 등각도 간격으로 이격하는 복수의 날개면부(62c)와, 복수의 날개면부(62c)의 하면측을 덮는 슈라우드(62d)와, 케이싱(50)의 상벽부(52)에 대면하는 배면(62e)을 구비하고 있다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 케이싱(50)은 스크롤 형상의 주벽부(55)의 외단부(55a) 측에 개구하는 토출구(57a)(취출구)를 가지고 있고, 가스통로(54)는 흡입통부(53)를 둘러싸는 스크롤 통로로 되어 있다.

또한, 도 1 중의 케이싱(50)의 위쪽에는 허브 형태의 회전축(61)을 회전시키는 모터(80)가 배치되어 있다. 이 모터(80)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상벽부(52)의 착탈 가능한 중앙측 후판 부분(52c) 위로 돌출하는 원환 형상의 모터 장착부(52p)에 체결 고정되어 있다. 또한, 모터(80)는 출력축(81)과, 출력축(81)을 구동하는 모터 본체(82)를 가지고 있고, 출력축(81)은 허브 형상의 회전축(61)의 내측에 감입됨과 동시에 플링거(filnger, 63)를 통해 회전축(61)에 결합되고, 체결 볼트 및 플러그 형상의 와셔에 의해 회전축(61)에 일체적으로 볼트 체결되어 있다.

모터 본체(82)는 그 상세를 도시하지 않지만, 예를 들어 가변전압 가변주파수 방식(이하, VVVF방식이라 한다)으로 제어되는 인버터 일체형 전동 모터이고, 소정 범위내의 임의의 구동 회전수 및 구동 토크로 동작 가능하게 함으로써, 엔진(10)의 운전 조건이나 후술하는 세정 조건에 적합한 구동 상태로 제어 가능하게 되어 있다. 또한, 모터 본체(82)는 전동 모터가 아니라 에어 모터 등이어도 좋다.

임펠러(62)가 케이싱(50) 내에서 허브 형상의 회전축(61)을 통해 모터(80)의 출력축(81)에 의해 회전 구동될 때, 스크러버(31) 측에서의 세정 후에 가스통로(54) 내에 도입된 EGR가스는 터보 과급기(20)의 컴프레서(22)의 공기 취입구로 송풍되고, 컴프레서(22)에 의해 소기 가능하게 가압되고, 에어쿨러(23)를 통해 엔진(10)으로 재순환되도록 되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 케이싱(50)에는 임펠러(62) 및 그 근방의 케이싱(50)의 내벽(58)을 세정하는 세정 장치(100)가 장착되어 있고, 세정 장치(100)는, 상벽부(52)에 대면하는 임펠러(62)의 배면(62e)을 향하여 그 상벽부(52) 측에서 세정액을 분사하는 제1 세정 노즐(101)과, 주벽부(55) 측에서 임펠러(62)의 날개면부(62c)를 향하여 세정액을 분사하는 제2 세정 노즐(102)과, 주벽부(55) 또는 하벽부(51) 측에서 임펠러(62)의 슈라우드(62d)의 하면을 향하여 세정액을 분사하는 제3 세정 노즐(103)을 가지고 있다. 세정 장치(100)는, 또한, 세정액의 공급원(예를 들면, 후술하는 펌프(36) 및 수처리 장치(37))에 접속되는 일단측이 집합관이고, 타단측이 3개의 분기관으로 되어 있는 세정액 분배관(104)과, 세정액 분배관(104)의 일단측에 마련된 밸브(105)를 가지고 있다.

제1 세정 노즐(101)은 임펠러(62)의 외주 반경 위치 부근의 상방에서 임펠러(62)의 배면(62e)에 대하여 연직 상방측으로 경사각(θ1)을 이루고, 또한, 임펠러(62)의 중심측으로 향하는 분사 방향(D1)으로 세정액을 분사할 수 있고, 그 분사 유량은 볼밸브체 등을 내장하는 밸브(105)에 의해 조절 가능하게 되어 있다. 또한, 제1 세정 노즐(101)로부터의 세정액의 분사 방향(D1)은 배면(62e)의 직경 방향에 대해 소정 교차 각도를 이루어 임펠러(62)의 둘레 방향으로 기울어지도록 설정하여도 좋다. 그 경우, 허브 형상의 회전축(61)으로부터 벗어나는 방향으로 세정액을 분사할 수 있고, 임펠러(62)의 회전에 대한 세정액의 충돌 부위에 있어서 상대 속도를 가감할 수도 있다. 또한, 세정액의 분사 세기는, 예를 들면, 밸브(105)나 펌프(36)에 의해, 또는 추가적인 분사 제어 밸브나 증압 펌프 등에 의해 변화시킬 수 있고, 세정액의 분사 온도는 세정액 공급 수단의 전환이나 증기열 이용 등에 의해 변화시킬 수 있다. 더욱이, 세정액의 분사는 액체만의 분사에 한정하지 않고 액체와 기체의 혼합 유체나 가압과열증기 등의 분사로 할 수 있고, 그 분사형태는 1 또는 복수의 부채형이나 원뿔형 기타의 분류(噴流) 형태로 할 수 있다.

제2 세정 노즐(102)은 임펠러(62)의 회전축 방향에 있어서 날개면부(62c)의 설치높이 부근에 임펠러(62)의 외주보다 외측에 위치하도록 배치되어 있고, 임펠러(62)의 날개면부(62c)에 대하여 적어도 둘레방향으로 소정의 경사각을 이루며, 또한 임펠러(62)의 중심측을 향하는 분사 방향(D2)으로 세정액을 분사하도록 되어 있다. 또한, 제2 세정 노즐(102)의 분사 유량은 밸브(105)에 의해 조절 가능하고, 제1 세정 노즐(101)의 분사 유량에 대하여 일정 비율로 변화하도록 되어 있다. 또한, 제2 세정 노즐(102)로부터의 세정액 분사 방향(D2)은 수평 방향에 가까운 분사 방향으로 도시하고 있으나, 날개면부(62c)의 형상에 따라 세정 효과가 높아지도록 상하 방향의 경사각도를 이루어 임펠러(62)의 회전축 방향으로 기울어지도록 설정해도 된다.

제3 세정 노즐(103)은 임펠러(62)의 외주 반경보다 외측측에서 임펠러(62)의 슈라우드(62d)의 하면에 대하여 적어도 연직 방향으로 소정 경사각을 이루고, 또한, 임펠러(62)의 중심측으로 향하는 분사 방향(D3)으로 세정액을 분사할 수 있다. 또한, 제3 세정 노즐(103)의 분사 유량은 밸브(105)에 의해 조절 가능하고, 제1 세정 노즐(101) 및 제2 세정 노즐(102)의 각각의 분사 유량에 대하여 대략 일정 비율로 변화하도록 되어 있다. 또한, 제3 세정 노즐(103)로부터의 세정액의 분사 방향(D3)은 적어도 연직 상방측(임펠러(62)의 회전축 방향 일방측)으로 경사지는 분사 방향으로서 도시하고 있으나, 슈라우드(62d)의 형상에 따라 세정 효과가 높아지도록 임펠러(62)의 둘레방향으로도 기울어지도록 설정할 수 있음은 물론이다.

이 세정 장치(100)는 케이싱(50)의 스크롤 형상의 주벽부(55)의 소(小)반경 영역측에 배치되어 있고, 배수구부(56)는 스크롤 형상의 주벽부(55)의 대(大)반경 영역측에 근접하게 배치되어 있다. 즉, 제1 세정 노즐(101), 제2 세정 노즐(102) 및 제3 세정 노즐(103)로부터 각각 분사된 세정액은, 임펠러(62)의 송풍 방향의 회전에 의해 원심 방향으로 비산 또는 가세되면서 유하하여 배수구부(56)로 배수되도록 되어 있다. 배수구부(56)에는 도시하지 않은 배수관이 접속되어 있고, 그 배수관을 통해 세정액은 스크러버(31) 또는 디미스터(32)의 하방의 세정수 리저버 또는 수처리 장치(37) 등으로 되돌릴 수 있도록 되어 있다. 또한, 배수구부(56)로부터의 배수를 용이하게 하도록 하벽부(51)가 수평면에서 약간 경사져서 배수구부(56) 측이 낮아지게 해도 좋다.

도 5에 도시된 바와 같이, 허브 형상의 회전축(61)은, 모터(80)의 출력축(81)에 대하여 일체 회전하도록 연결할 수 있는 덮개가 구비된 통형상체로 되어 있고, 모터(80)의 출력축(81)에 소정의 감합압으로 감합하는 단부가 구비된 약원통(略圓筒)체(61a)와, 임펠러(62) 내의 약원통체(61a)의 일단에 동심적으로 감합하고 그 일단을 닫는 플러그 형상의 와셔(61b)와, 약원통체(61a) 및 플러그 형상의 와셔(61b)를 모터(80)의 출력축(81)에 대하여 위치 결정 가능한 환형 스페이서(61c)와, 모터(80)의 출력축(81)에 대하여 약원통체(61a), 플러그 형상의 와셔(61b) 및 스페이서(61c)를 일체로 체결 고정하는 볼트(61d)와, 회전 방지 핀(61e)을 구비하고 있다.

도 5 내지 도 9a, 9b에 도시된 바와 같이, 씰링 장치(70)는 축구멍(52a)의 내주면 상에 개구하는 환상홈(71h)을 형성하는 축 씰링박스(71)와, 환상홈(71h) 내에 수납된 제1 밀봉링(73A) 및 제2 밀봉링(73B)과, 환상홈(71h) 내의 제1 및 제2 밀봉링(73A, 73B) 사이에 허브 형상의 회전축(61)을 둘러싸도록 마련된 원환판 형상의 스프링 받침판(74)과, 스프링 받침판(74)의 양면과 제1 및 제2 밀봉링(73A, 73B) 사이에 압축 설치되고, 제 1 및 제2 밀봉링을 소정의 스프링압으로 축 씰링박스(71)의 환상홈(71h)의 양측 내벽면에 가압하는 한 쌍의 치를 구비한 접시 스프링 형상의 선 스프링(75A, 75B)을 가지고 있다.

도 5, 도 9a, 9b 및 도 10a, 10b에 도시된 바와 같이, 축 씰링박스(71)는 박스 본체(71A)와, 복수의 측판 장착나사(76)에 의해 박스 본체(71A)에 일체로 체결 고정된 원환판 형상의 측판(71B)에 의해 구성되어 있고, 이들 박스 본체(71A) 및 측판(71B)에 의해 축구멍(52a) 및 환상홈(71h)이 형성되어 있다.

도 9a, 9b에 도시된 바와 같이, 박스 본체(71A)는 장착후에 임펠러(62) 측이 되는 편면 측으로 개방된 원형 오목부(71v)와, 그 원형 오목부(71v)의 내정부를 관통하는 원형의 중심 구멍(71a)과, 원형 오목부(71v)의 개구단 측에 위치하는 플랜지(71f)와, 복수의 측판 장착공(71g) 및 복수의 고정 볼트공(71hb)과, 회전방지핀 장착(71ia)을 가지고 있다.

도 10a, 10b에 도시된 바와 같이, 원환판 형상의 측판(71B)은, 박스 본체(71A)의 원형의 중심 구멍(71a)과 내경이 동일한 원형의 중심 구멍(71b)과, 복수의 측판 장착나사(76)를 삽입 통과시켜 박스 본체(71A)의 복수의 측판 장착공(71g)에 나사결합시킬 수 있도록 복수의 측판 장착공(71g)과 동일한 반경위치에 동일한 각도 간격으로 형성된 복수의 장착나사공(71ha)과, 회전 방지핀 장착공 (71ib)을 가지고 있다.

그리고 박스 본체(71A) 및 원환판 형상의 측판(71B)으로 구성되는 축 씰링박스(71)는 각각의 원형의 중심 구멍(71a, 71b)이 동일한 중심축 선상에 위치하도록 위치 결정된 상태에서 복수의 측판 장착나사(76)에 의해 일체로 체결되어 있다.

이 축 씰링박스(71)는, 복수의 고정볼트(77)를 박스 본체(71A)의 플랜지(71f)에 형성된 복수의 고정볼트공(71hb)에 삽입 통과하여 상벽부(52)의 중앙측 후판 부분(52c)에 나사 결합시킴으로써, 가스켓(78)을 사이에 두고 상벽부(52)의 중앙측 후판 부분(52c)에 대해 일체로 체결 고정되어 있다. 그 체결 고정시에는 박스 본체(71A) 및 원환판 형상의 측판(71B)이 원형의 중심 구멍(71a, 71b)이 허브 형상의 회전축(61) 및 모터(80)의 출력축(81)의 회전 중심축선(C1) 상에 위치하도록 배치 및 위치 조정되어 있다.

또한, 상벽부(52)의 원형의 중앙측 후판 부분(52c)은 임펠러(62)보다 직경이 크게 형성되어 있고, 케이싱(50)의 상벽부(52)의 외주측 부분에 대하여 복수의 장착볼트(52b)를 분리하여 중앙측 후판 부분(52c)을 분해함으로써, 모터(80)에서 임펠러(62)까지의 회전 동작 부분과 케이싱(50)의 잔여부를 포함하는 고정 부분을 분리시킬 수 있도록 되어 있다.

도 5 및 도 8a, 8b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 밀봉링(73A, 73B)은 각각 환상홈(71h) 내에서 허브 형상의 회전축(61)을 둘러싸도록 가터스프링(72)에 의해 소정의 접촉압으로 허브 형상의 회전축(61)에 부세된 복수의 2분할의 분할 밀봉부재(73sa, 73sb)로 구성되어 있고, 양측의 분할 밀봉부재(73sa, 73sb)는 적어도 허브 형상의 회전축(61)과의 슬라이딩면이 카본 재료로 형성되어 있다.

또한, 도 5, 도 9a, 9b 및 도 10a, 10b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 밀봉링(73A, 73B)에는 축 씰링박스(71)의 환상홈(71h)의 양 내측 벽면(Fs1, Fs2)(도 9a, 9b, 도 10a, 10b 참조)으로부터 회전 중심축선(C1)에 대해 축 평행하게 돌출하는 복수의 회전 방지핀(71pa, 71pb)가 설치되어 있다.

이들 복수의 회전 방지핀(71pa, 71pb)은 제1 및 제2 밀봉링(73A, 73B)에 대하여 각각 허브 형상의 회전축(61)의 축방향으로 요철 결합하고 있다.

한 쌍의 치가 구비된 접시 스프링 형상의 선 스프링(75A, 75B)은, 도 5 및 도 6a, 6b에 도시된 바와 같이, 각각 둘레 방향으로 연장되는 복수의 원호부(75r)와, 복수의 내볼록 조(爪 )부분(75c)과, 외팔 갈고리 형상으로 굽힘 가공된 양단부(75e1, 75e2)를 가지고, 양단부(75e1, 75e2)가 둘레 방향으로 소정의 간극(d)을 갖도록 떨어진 자유 형상을 가지고 있다.

또한 한 쌍의 치가 구비된 접시 스프링 모양의 선 스프링(75A, 75B)은 환상홈(71h)의 내측면(71c)(도 5, 도 9a, 9b 참조)에 압접하도록 직경 방향으로 지름이 압축된 상태로 휘어져 축 씰링박스(71)내에 장착되고, 그 장착상태에서 복수의 내볼록 조부분(75c)이 서로 대략 등각도 간격으로 이간함으로써 제1 및 제2 밀봉링(73A, 73B)의 둘레방향 전역을 균등한 측압으로 가압하도록 되어 있다.

원환판 형상의 스프링 받침판(74)은, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 관통공(74h)과 원호상의 노치(74n)가 등간격으로 형성되어 있고, 노치(74n)에 의해 원환판 형상의 스프링 받침판(74)의 둘레 방향의 각도위치 조정이 가능하도록 되어 있다. 예를 들어, 노치(74n)는 블로어 설치 자세에 있어서, 케이싱(50)의 정면측에 배치되는 개폐 뚜껑이 구비된 점검 구멍(110)으로부터 육안으로 볼 수 있는 위치에 배치되어 있다.

또한, 허브 형상의 회전축(61)에 대한 원환판 형상의 스프링 받침판(74)의 내경측의 직경 방향 간격은 환상홈(71h)의 내측면(71c)에 대한 원환판 형상의 스프링 받침판(74)의 외경측의 직경 방향 간격보다 크게 되고, 원환판 형상의 스프링 받침판(74)이 허브 형상인 회전축(61)에 접촉하지 않도록 치수 설정되어 있다.

또한, 상벽부(52)와 모터(80) 사이에는 축구멍(52a) 및 허브 형상의 회전축(61)을 방사 외방측에서 둘러싸는 동시에 축구멍(52a)으로부터 대기측으로 누출되는 미스트 상태의 누출물을 포집하는 미스트 포집유닛(90)이 설치되어 있다.

이 미스트 포집유닛(90)은 축구멍(52a) 및 허브 형상의 회전축(61)을 둘러싸도록 상벽부(52)로부터 모터 장착 기준면(Mt)의 높이로 돌출되어 모터(80)의 장착판(83)에 근접하는 환상 볼록부(91)와, 그 환상 볼록부(91)에 등각도 간격으로 마련된 복수의 필터 형태의 미스트 포집부(92)를 갖고 있고, 씰링 장치(70)와 허브 형상의 회전축(61)의 슬라이딩 간극을 통해 축구멍(52a)으로부터 대기측으로 누출되는 미스트 상태의 누출물을 포집할 수 있도록 되어 있다.

또한, 케이싱(50)에는 그 내벽(58)의 전역에 걸쳐 도 2 중에 부분 확대도에서 나타내는 바와 같은 내열성의 방식(防蝕) 피막(58i)이 형성되어 있고, 방식 피막(58i)은 내열성 또는 열경화성의 도료수지의 피막(58r) 내에 다층 배치된 유리 플레이크층(58f)을 가지고 있다. 이 유리 플레이크층(58f)은, 예를 들면 알칼리 성분의 비늘 모양의 유리 플레이크를 도료수지의 피막 중에 균등하게 분산시키면서 다층으로 적층하도록 부착 도장한 것이며, 이에 따라, 방식 피막(58i)은 내산성을 갖는 내열성 라이닝으로 기능하도록 되어 있다.

또한, 케이싱(50)의 흡입통부(53)의 내주 벽면(53b) 및 외주 벽면(53c)에도 각각 내열성의 방식 피막(58i)이 되어 있다. 즉, 여기에서 말하는 케이싱(50)의 내벽(58) 전역이란 케이싱(50)내에 EGR 라인(Le)의 일부로서 형성되는 가스통로(54) 등의 전역을 의미하며, 흡입통부(53)의 내주 벽면(53b)이나, 토출구(57a)를 형성하는 취출통부(57)의 내벽의 방식 피막(57i) 등을 포함할 수 있다.

이 방식 피막(58i)이 형성된 케이싱(50)의 내벽(58) 전역에서, 케이싱(50)의 하벽부(51), 상벽부(52)와, 흡입통부(53), 주벽부(55) 등의 소재는 철계 재료, 예를 들면 일반구조용 압연강재로 형성되어 있다. 한편, 허브 형상의 회전축(61)(볼트(61d) 및 플러그 형상의 와셔(61b)를 포함) 및 임펠러(62)는 각각, 예를 들면 강도와 내식성이 우수한 스테인리스강으로 형성되어 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 디젤 엔진(10)이 대형 선박의 주기관으로 구성됨과 동시에, 터보 과급기(20)의 터빈(21)을 통과한 배기가스의 일부를 터보 과급기(20)의 컴프레서(22)로 환류시키는 저압 EGR 라인(Le) 중에 그 저압 EGR 라인(Le) 중의 환류가스를 컴프레서(22)로의 공급압으로 승압하면서 송풍하는 EGR 블로어가 설치되어 있다.

다음으로 작용에 대하여 설명한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시 형태의 EGR 블로어(35) 및 이를 구비한 저압 EGR 장치(30)에 있어서, 케이싱(50)은, 하벽부(51)에서 원뿔대 형상으로 돌출되어 상단(53a)이 임펠러(62)의 입구부(62a)에 삽입되어 근접하는 흡입통부(53)와, 흡입통부(53)를 둘러싸고 가스통로(54)를 형성하는 스크롤 형상의 주벽부(55)와, 하벽부(51)에 개구하는 배수구부(56)를 가지고 있어, 임펠러(62)의 배면(62e), 날개면부(62c) 및 슈라우드(62s)의 하면을 향하여 제1 내지 제3 세정 노즐(101~103)에서 세정액이 각각 분사될 때, 임펠러(62)가 세정되는 동시에 세정 후의 세정액이 배수구부(56)에서 배수된다. 따라서, 엔진(10)의 운전상태, 예컨대 정지 직전이라도 세정 작업이 가능하게 되고, 임펠러(62) 및 그 주위 케이싱(50)의 내벽(58)을 적확하게 세정할 수 있다. 그 결과, 엔진(10)의 운전중에도 EGR 블로어(35) 내에서의 연소 잔여물의 부착이나 퇴적 및 응축수에 의한 부식 등을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 세정시에 임펠러(62)를 송풍 방향으로 회전시키도록 하면, 제1, 제3 세정 노즐(101, 103)에서 분사되는 세정액에, 임펠러(62)에 대한 상대적인 속도 변화나 원심방향으로의 방향 변화가 발생함으로써, 임펠러(62)의 세정 작용이 강화됨과 더불어 제2 세정 노즐(102)에서 분사되는 세정액이 임펠러(62)의 날개면부(62c)에 충돌하여 비산함으로써 임펠러(62)의 날개면부(62c)의 세정 효과를 높일 수 있다.

또한, 제2 세정 노즐(102)에서 분사되는 세정액이 임펠러(62)의 내부로부터 흡입통부(53)의 내주 벽면(53b)에 도달한다고 하더라도, 세정액은 스크러버(31)나 디미스터(32)의 하방의 세정수 리저버 또는 수처리 장치(37) 등으로 되돌리도록 할 수 있고, 배수구부(56)로부터 배수되는 세정액 역시 세정수 리저버나 수처리 장치(37)등으로 되돌릴 수 있다. 더욱이, VVVF 방식의 모터(80)가 소정 범위 내의 임의의 회전수 및 구동 토크로 동작 가능하므로 임펠러(62)를 세정에 적합한 회전 조건으로 제어 가능하게 된다.

본 실시형태의 블로어는 EGR 블로어(35)로서, 저압 EGR 라인(Le) 중의 환류가스를 승압시키므로, 스크러버(31)에서 세정된 EGR 가스가 비교적 저압·저온으로 EGR 블로어(35) 부근의 EGR 경로(Le) 중에 산성 응축수가 부착되거나 세정이 완료되지 않은 배기가스 중의 연소 잔여물이 EGR 블로어(35)의 임펠러(62)나 그 근방에 부착된다고 하더라도 용이하게 세정하여 배수와 함께 제거할 수 있다.

게다가, 본 실시 형태에서는 상벽부(52)와 모터(80) 사이에, 축구멍(52a)에서 대기측으로 누출되는 미스트 상태의 누출물을 포집하는 미스트 포집유닛(90)이 설치되어 있으므로, 통상적으로는 그다지 고압이 되지 않는 EGR 블로어(35)의 케이싱(50) 내에서 세정시에 그 세정액이 축구멍(52a)의 씰부로 들어가 축구멍(52a)에서 대기측으로 누출되는 미스트 상태의 누출물이 발생한다 하더라도, 그 누출물이 미스트 포집유닛(90)에 의해 확실하게 포집된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 케이싱(50)의 내벽(58) 전역에 유리 플레이크층(58f)을 갖는 내열성 방식 피막(58i)이 형성되어 있으므로, 충분한 내산성이나 내식성을 갖게 할 수 있다. 또한, 대형 부품이 되는 케이싱(50)의 내벽(58)을 형성하는 내벽부의 소재(58s)(도 2 중의 부분 확대도에서는 하벽부(51)의 소재(51s)), 또는 더욱이 흡입통부(53)의 소재를 철계 재료로 형성함으로써 비용 절감을 도모할 수 있다.

더욱이, 본 실시 형태에서는, 씰링 장치(70)에 있어서의 가터스프링이 구비된 제1, 제2 밀봉링(73A, 73B)은 적어도 각각의 내주측의 슬라이딩면이 카본 재료로 구성된 것이므로, 소요되는 내부식성 및 자기 윤활성을 얻을 수 있다. 또한, 제1, 제2 밀봉링(73A, 73B)이 원환판 형상의 스프링 받침판(74)을 사이에 끼운 한 쌍의 치가 구비된 접시 스프링 모양의 선 스프링(75A, 75B)에 의해 축 씰링박스(71)의 환상홈(71h)의 양 내측 벽면(도 9a, 9b, 도 10a, 10b 중의 Fs1, Fs2)에 가압되므로, 통상의 접시 스프링 등에 비해 낮은 스프링 상수가 되는 치가 구비된 접시 스프링 형상의 선 스프링(75A, 75B)에 의해 제1, 제2 밀봉링(73A, 73B)에 환상홈(71h)의 양 내측 벽면에 대한 안정된 가압력 및 마찰 유지력을 발생시킬 수 있다.

또한, 한 쌍의 치가 구비된 접시 스프링 형상의 선 스프링(75A, 75B)은 허브 형상의 회전축(61)의 축방향뿐만 아니라 직경방향으로도 휘어질 수 있는 형상 설정이 되어 있으므로, 좁은 축 씰링박스(71) 내에 한 쌍의 치가 구비된 접시 스프링 형상의 선 스프링(75A, 75B)과 양 스프링 사이의 원환판 형상의 스프링 받침판(74)을 컴팩트하게 수납하면서, 이들을 축방향 및 회전 방향으로 확실하게 위치 결정할 수 있고, 환상홈(71h)의 양 내측벽 측의 마찰 유지력 및 회전 방지핀(71pa, 71pb)에 의한 회전 방지력과 맞물려 제1, 제2 밀봉링(73A, 73B)의 유효한 회전 방지 작용을 이루는 위치 결정 유지력을 발생시킬 수 있다.

더불어, 본 실시 형태의 선박용 디젤 엔진(10)의 저압 EGR 장치(30)는, 저압 EGR 라인(Le) 중에서 EGR 블로어(35)에 의한 승압 전의 EGR 가스를 물분사에 의해 정화하는 습식 스크러버(31)와, 정화 후의 EGR 가스를 EGR 블로어(35) 측으로 통과시킴과 동시에 그 가스로부터 정화 후의 배수를 분리시키는 디미스터(32)와, 배수로부터 미립자 성분을 제거하고 pH조정하여 스크러버에 재공급하는 펌프가 부착된 수처리 장치(37)를 구비하고 있으므로, EGR 블로어(35)로부터 배수되는 세정액 및 습식 스크러버(31)로부터 배수되는 세정수를 동시에 수처리 장치(37)에 도입할 수 있고, 적절하게 순환시킴으로써 사용 수량을 유효하게 억제할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 엔진(10)의 운전 중에도 EGR 블로어(35) 내에서의 연소 잔여물의 부착이나 퇴적 및 응축수에 의한 부식 등을 유효하게 억제할 수 있는 것이다.

또한, 상술한 일 실시 형태와 관련된 EGR 블로어(35)에 있어서는, 허브 형상의 회전축(61) 내에 모터(80)의 출력축(81)이 삽입되어 양자가 볼트 체결에 의해 일체화되는 것으로 하였으나, 임펠러(62)와 모터(80)의 결합 형태는 회전구동이 가능한 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.

또한, 상술한 일 실시 형태에서는 제1 내지 제3 세정 노즐(101~103)에서의 세정제 분사에 의해, 특히 내식성이 우수한 특정 스테인리스강재로 형성된 임펠러(62)를 주된 대상으로 하여 세정하고, 케이싱(50)의 내벽(58)은 임펠러(62)의 근방만이 세정액 분사로 세정되도록 하였다. 그러나 세정의 범위는 오염의 부착이나 퇴적의 경향에 대응하여 적절히 설정할 수 있다. 또한, 세정액의 분사방향은, 오로지 임펠러(62)의 회전 중심축선(C1) 측으로 경사지게 하였으나, 예를 들면 제1 내지 제3 세정 노즐(101~103)이 각각 방향이 다른 분사구를 가지고 내벽(58)의 넓은 범위에 걸쳐 세정을 행하도록 할 수 있고, 더욱이, 임펠러(62)의 회전에 대한 영향이 상쇄되도록 하는 것이나, 반대로 회전 방향으로의 가세나 저항이 되는 세정제 분사를 행할 수도 있다.

더욱이, 일 실시 형태에서는 엔진(10)을 선박용으로 하였으나, 본 발명은 선박용 이외의 대형 기관, 예를 들어 발전기를 동작시키기 위한 정치 기관 등이라도 적용 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 엔진의 운전 중에도 블로어 내에서의 연소 잔여물의 부착이나 퇴적 및 응축수에 의한 부식 등을 유효하게 억제할 수 있는 EGR 블로어를 제공할 수 있는 것으로, 대형 또는 중형 디젤엔진에서 EGR장치의 일부를 구성하는 EGR 블로어 전반에 유용하다.

1: 동력 시스템
10: 엔진(디젤엔진, 선박용 디젤엔진, 주기관)
11: 기관 본체(내연기관 본체)
11a: 기통(실린더)
11b: 소기 포트
12: 피스톤
13: 소기 트렁크(소기 받음)
14: 배기 리시버(배기 리저버)
14a: 배기 밸브
15: 연료 공급 유닛
16: 크로스헤드
20: 터보 과급기(배기 터보 과급기)
21: 터빈
22: 컴프레서
23: 에어쿨러
25: 이코노마이저
26: 연로
27: EGR 밸브
30: 저압 EGR 장치
31: 스크러버(습식 스크러버)
32: 디미스터
35: EGR 블로워(저압 EGR 블로워)
37: 수처리 장치
50: 케이싱
51: 하벽부
51a: 흡입구
52: 상벽부
52a: 축구멍
52b: 복수의 장착볼트
52c: 중앙측 후판 부분
53: 흡입통부
53a: 상단
53b: 내주 벽면
53c: 외주 벽면
54: 가스통로
55: 주벽부(스크롤상의 주벽부)
55a: 외단부
56: 배수구부
57: 취출통부
57a: 토출구(취출구)
57i, 58i 방식 피막
58: 내벽 (내벽면 부분)
58f: 유리 플레이크층
58r: 피막
61: 회전축(구동축)
61a: 약 원통체
61b: 와셔
61c: 스페이서
61d: 볼트
62: 임펠러
62a: 입구부
62b: 출구부
62c: 날개면부
62d: 슈라우드
62e: 배면(위쪽 배면)
62s: 슈라우드(날개면부 아래쪽덮개)
63: 플링거
70: 씰링 장치
71: 축 씰링박스
71A: 박스 본체
71B: 측판
71a, 71b: 중심 구멍
71c: 내측면
71f: 플랜지
71g: 측판 장착공
71h: 환상홈
71ha: 장착나사공
71hb: 고정볼트공
71ia, 71ib: 회전 방지핀 장착공
71pa, 71pb: 회전 방지핀
71v: 원형 오목부
72: 가터스프링
73A: 제1 밀봉링
73B: 제2 밀봉링
73sa, 73sb: 분할 밀봉부재
74: 스프링 받침판
74h: 관통공
74n: 노치
75A, 75B: 선 스프링(치를 구비한 접시 스프링 형상의 선 스프링)
75c: 내볼록 조부분
75e1, 75e2: 양단부
75r: 원호부
76: 측판 장착나사
77: 고정볼트
80: 모터
81: 출력축(구동축)
82: 모터 본체
83: 장착판
90: 미스트 포집유닛
91: 환상 볼록부
92: 미스트 포집부
100: 세정 장치
101: 제1 세정 노즐(후면 세정 노즐)
102: 제2 세정 노즐(날개부 세정 노즐)
103: 제3 세정 노즐(하면 세정 노즐)
104: 세정액 분배관
105: 밸브
110: 점검 구멍
C1: 회전 중심축선
D1, D2, D3: 분사 방향(세정액 분사 방향)
Fs1, Fs2: 내측 벽면
Le, Le1, Le2, Le3: 저압 EGR 라인(배기 재순환 경로)
Mt: 모터 장착 기준면
θ1: 경사각

Claims

기관 본체로부터 배출되는 배기가스의 일부를 연소용 기체의 일부로서 재순환시키는 EGR 장치와, 상기 배기가스에 의해 구동되는 터보 과급기를 구비하는 디젤엔진에, 상기 EGR 장치의 일부로서 구비되고, 상기 재순환시키는 배기가스의 일부를 승압시키는 EGR 블로어에 있어서,
축구멍과 흡입구 및 토출구를 갖는 가스통로가 형성된 케이싱과,
상기 케이싱의 상기 축구멍에 삽입 통과된 구동축을 회전시키는 모터와,
상기 구동축에 지지되어 상기 케이싱 내에 수납된 임펠러와, 상기 구동축에 슬라이딩 가능하게 접촉하면서 상기 축구멍을 씰링하는 씰링 장치를 포함하여 구성되고,
상기 케이싱은, 상기 흡입구가 개구하는 하벽부와, 상기 축구멍이 형성된 상벽부와, 상기 하벽부로부터 상기 상벽부 측을 향해 원뿔대 형상으로 돌출되고 상단이 상기 임펠러의 입구부에 근접하는 흡입통부와, 상기 흡입통부를 둘러싸는 동시에 상기 가스통로를 형성하는 스크롤 형상의 주벽부와, 상기 하벽부에 개구하는 배수구부를 구비하고,
상기 상벽부에 대면하는 상기 임펠러의 배면을 향해 상기 상벽부 측으로부터 세정액을 분사하는 제1 세정 노즐과, 상기 주벽부 측으로부터 상기 임펠러의 날개면부를 향해 세정액을 분사하는 제2 세정 노즐을 구비하여 상기 임펠러를 세정하는 세정장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 EGR 블로어.
제1 항에 있어서,
상기 디젤엔진이 대형 선박의 주기관으로서 구성됨과 동시에,
상기 터보 과급기의 터빈을 통과한 배기가스의 일부를 상기 터보 과급기의 컴프레서로 환류시키는 저압 EGR 라인 중에서, 상기 저압 EGR 라인 중의 환류가스를 승압시키는 저압 EGR 블로어로서 구성되는 것을 특징으로 하는 EGR 블로어.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 상벽부와 상기 모터 사이에 설치되어 상기 축구멍 및 상기 구동축을 둘러싸는 동시에, 상기 축구멍으로부터 대기측으로 누출되는 미스트 상태의 누출물을 포집하는 미스트 포집유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 EGR 블로어.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 케이싱의 내벽면 전역에 유리 플레이크층을 갖는 내열성의 방식 피막이 형성된 것을 특징으로 하는 EGR 블로어.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 씰링 장치는,
상기 케이싱에 상기 축구멍을 형성하도록 마련되고, 상기 축구멍의 내주면 상에 개구하는 환상홈을 형성하는 축 씰링박스와,
각각 상기 환상홈 내에서 상기 구동축을 둘러싸도록 가터스프링에 의해 소정의 접촉압으로 상기 구동축에 가압된 복수의 분할 밀봉부재로 구성되며, 적어도 상기 구동축과의 슬라이딩면이 카본 재료로 형성되는 제1 밀봉링 및 제2 밀봉링과,
상기 환상홈 내의 상기 제1 밀봉링 및 상기 제2 밀봉링 사이에 상기 구동축을 둘러싸도록 구비되는 원환판 형상의 스프링 받침판과, 상기 스프링 받침판의 양면과 상기 제1 밀봉링 및 상기 제2 밀봉링 사이에 압축 설치되고, 상기 제1 밀봉링 및 상기 제2 밀봉링을 소정의 스프링압으로 상기 축 씰링박스의 상기 환상홈의 양측 내벽면에 가압하는 한 쌍의 치가 구비된 접시 스프링 형상의 선 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 EGR 블로어.
제 2항에 기재된 EGR 블로어를 구비하는 동시에,
상기 저압 EGR 라인 중에서 상기 저압 EGR 블로어에 의한 승압 전의 상기 환류가스를 물 분사에 의해 정화하는 습식 스크러버와,
정화 후의 환류가스를 상기 저압 EGR 블로어 측으로 통과시킴과 동시에 상기 환류가스로부터 정화 후의 배수를 분리시키는 디미스터와,
상기 배수로부터 미립자 성분을 제거하고 pH 조정하여 상기 스크러버에 재공급하는 펌프가 구비된 수처리 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 저압 EGR 장치.