KR20190127552A

KR20190127552A - 자동 터보차저 세척 장치

Info

Publication number: KR20190127552A
Application number: KR1020190046160A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 샤칭거; 디트마르 비어
Original assignee: 만 에너지 솔루션즈 에스이
Priority date: 2018-05-03
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2019-11-13
Also published as: CH714984B1; CN110439685A; CH714984A2; JP2019194473A; US20190338667A1; DE102018110567A1; RU2019113063A

Abstract

본 발명은, 터보차저(1)의 작동 중에 터보차저(1)의 내부 공간을 자동 세척하기 위한 터보차저 세척 장치와, 관련 세척 방법에 관한 것으로, 상기 터보차저 세척 장치는 제어부(30)로서, 터보차저 파라미터를 수신하기 위해 터보차저(1)에 연결되어 있고, 터보차저(1)로부터 수신된 터보차저 파라미터에 기초하여 적어도 하나의 밸브를 작동시킴으로써, 자동적으로 터보차저를 세척하고 배관 시스템(10)을 통과하는 유체의 유량을 자동적으로 제어하도록 구성되어 있는 것인 제어부(30)를 포함한다.

Description

자동 터보차저 세척 장치{AUTOMATIC TURBOCHARGER CLEANING DEVICE}

본 발명은 작동 중인 터보차저를 세척하기 위한 자동 터보차저 세척 장치와, 터보차저를 세척하기 위한 관련 방법, 그리고 터보차저와 터보차저 세척 장치로 이루어진 시스템에 관한 것이다.

터보차저의 작동 중에, 먼지가 터보차저의 내부 공간에서 터보차저의 터빈 측과 터보차저의 압축기 측 모두에 축적된다. 터보차저의 효율적이고 경제적인 작동을 보장할 수 있기 위해, 축적된 먼지는 세척에 의해 정기적으로 제거될 필요가 있다.

특히 특정 크기의 터보차저에서는, 예를 들어 선박 기관용 터보차저에서는, 그러나 일반적으로 영구적으로 작동되는 터보차저에서도 또한, 세척을 위해 터보차저를 정지하거나 분해하는 것은 대부분 불가능하다.

종래 기술로부터, 다양한 세척 장치와 세척 방법이 이미 알려져 있지만, 이러한 종래의 장치 및 방법에서 세척은 수동으로 수행되어야 한다. 세척을 수행하기 위해, 세척 요원은 안전 거리를 두고 떨어져 있는 안전 영역으로부터 터보차저에 접근하고 터보차저 부근의 위험 영역에 들어갈 필요가 있다. 터보차저의 고장이 발생한 경우, 위험 영역에서는 세척 요원이 위험하게 되는 상황들이 일어날 수 있다. 또한, 이러한 수동 세척은 많은 비용이 든다.

따라서, 본 발명은, 전술한 단점의 극복이라고 하는 과제에 기초하여, 작동 중에 터보차저의 내부 공간을 자동적으로 세척하는 터보차저 세척 장치와 관련 방법으로서, 이를 통해, 특히 위험 영역에 들어갈 필요 없이도, 터보차저의 내부 공간을 자동적으로 세척할 수 있는 터보차저 세척 장치 및 관련 방법을 제공한다.

상기한 과제는 청구항 1, 청구항 10 및 청구항 11에 따른 특징의 조합을 통해 해결된다.

본 발명에 따르면, 상기한 목적으로, 작동 중에 터보차저의 내부 공간을 자동적으로 세척하기 위한 터보차저 세척 장치가 제안된다. 터보차저 세척 장치는 배관 시스템, 세척제 공급원 및 전자 제어부를 포함한다. 상기 배관 시스템은, 세척 대상 터보차저의 내부 공간으로 통하는 터보차저의 커넥터를 세척제 공급원에 연결하여, 유체 또는 세척제 또는 세척 물질이 세척제 공급원으로부터 커넥터에 대한 배관 시스템을 통하여 내부 공간으로 유동할 수 있다. 상기 배관 시스템은 또한, 세척제를 세척제 공급원으로부터 커넥터를 통하여 내부 공간으로 안내하도록 구성되어 있다. 상기 배관 시스템은 추가적으로, 세척제 공급원으로부터 배관 시스템을 통과하는 적어도 하나의 세척제 또는 유체의 유량을 제어하기 위한 적어도 하나의 밸브를 포함한다. 상기 제어부는 터보차저 파라미터를 수신하기 위해 터보차저에 연결되어 있어, 상기 제어부는 적어도 터보차저로부터 또는 터보차저의 제어부로부터 또는 터보차저 상의 측정 장치로부터 데이터를 수신할 수 있다. 터보차저로부터 확보된 터보차저 파라미터에 기초하여, 상기 제어부는 터보차저를 또는 내부 공간을, 바람직하게는 프로세스에서 적어도 하나의 밸브를 전기적으로 작동시키는 것을 통해, 자동적으로 세척하고, 추가적으로 배관 시스템을 통과하는 유체의 유량을 자동적으로 제어하도록 구성되어 있다.

별법으로서, 터보차저 세척 장치는 커넥터를 포함하고, 이 경우 터보차저는 커넥터를 수용하는 세척 대상 내부 공간에 대한 개구를 포함한다.

터보차저 세척 장치의 유익한 실시형태에서, 배관 시스템은 온도 측정 장치를 포함한다. 상기 온도 측정 장치는 상기 커넥터에서 배관 시스템의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 별법으로서, 온도는 또한, 커넥터에 바로 인접해 있지만 커넥터로부터 떨어져 있는 배관 시스템의 섹션에서 측정될 수 있다. 온도 측정 장치에 의해 측정된 온도가 바람직하게는 70℃인 소정의 온도 임계값을 상회하는 경우, 터보차저로부터의 배기가스가 배관 시스템에 들어간 것으로 추정된다. 이렇게 들어간 배기가스는 배관 시스템의 파이프들의 부식을 야기하여, 이들 파이프가 보다 더 마모된다. 온도 측정 장치는 제어부에 연결된다. 온도 측정 장치에 의해 측정된 온도가 온도 임계값을 상회하는 경우, 제어부는 배기가스를 배관 시스템으로부터 터보차저로 되돌려 보내기 위한 대책에 착수한다.

다른 유익한 구성 버전은, 터보차저 세척 장치가 밀봉 공기 공급원을 포함하고 배관 시스템은 밀봉 공기 밸브를 포함하는 구성을 제공한다. 배관 시스템은 밀봉 공기 공급원을 밀봉 공기 밸브를 통하여 커넥터에 연결하고, 그 결과 유체 또는 밀봉 공기가 배관 시스템을 통해 밀봉 공기 공급원으로부터 밀봉 공기 밸브로, 밀봉 공기 밸브로부터 커넥터로, 그리고 세척 대상 내부 공간으로 유동할 수 있다. 상기 밀봉 공기 밸브는 배관 시스템에서 밀봉 공기 공급원과 커넥터의 사이에 배치되고, 밀봉 공기 공급원으로부터 커넥터를 통과하여 내부 공간으로 가는 밀봉 공기의 유량을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는 밀봉 공기 밸브에 연결되어 있으며, 터보차저가 세척되지 않은 경우 또는 세척 사이클을 거치지 않은 경우에는, 밀봉 공기 밸브가 통과 위치에 있고, 터보차저가 세척된 경우 또는 세척 사이클을 거친 경우에는, 밀봉 공기 밸브가 차단 위치에 있도록, 밀봉 공기 밸브를 제어한다. 밀봉 공기 밸브가 그 통과 위치에 있을 때, 밀봉 공기는 밀봉 공기 공급원으로부터 커넥터로 유동한다. 밀봉 공기는 바람직하게는 약 40℃의 온도를 갖고, 적어도 터보차저의 배기가스의 압력에 대응하는 압력을 갖는다. 밀봉 공기의 압력은, 바람직하게는 6 내지 60 bar인 압축 공기의 압력보다 낮다. 상기한 밀봉 공기의 압력을 통해, 밀봉 공기는 배관 시스템에 존재하는 배기가스를 커넥터를 통하여 터보차저로 되돌아가게 밀어붙이도록 구성되어 있다. 이를 통해, 밀봉 공기는 터보차저로부터 들어오는 배기가스에 대하여 터보차저 세척 장치를 밀봉한다.

터보차저로부터 들어오는 배기가스를 통한 터보차저 세척 장치의 손상을 방지하기 위하여, 터보차저 세척 장치는 긴급 밀봉 공기 공급원을 포함하고 배관 시스템은 긴급 밀봉 공기 밸브를 포함하는 유익한 구성이 제공된다. 배관 시스템은 긴급 밀봉 공기 공급원을 긴급 밀봉 공기 밸브를 통하여 커넥터에 연결하고, 그 결과 유체 또는 긴급 밀봉 공기가 배관 시스템을 통해 긴급 밀봉 공기 공급원으로부터 긴급 밀봉 공기 밸브로, 긴급 밀봉 공기 밸브로부터 커넥터로, 그리고 세척 대상 내부 공간으로 유동할 수 있다. 상기 긴급 밀봉 공기 밸브는 배관 시스템에서 긴급 밀봉 공기 공급원과 커넥터의 사이에 배치되고, 긴급 밀봉 공기 공급원으로부터 커넥터를 통과하여 내부 공간으로 가는 긴급 밀봉 공기의 유량을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는 긴급 밀봉 공기 밸브에 연결되어 있으며, 터보차저가 세척되지 않았거나 또는 세척 사이클을 거치지 않았고 배기가스가 배관 시스템에 들어간 경우에는, 긴급 밀봉 공기 밸브가 통과 위치에 있고, 터보차저가 세척되거나 또는 세척 사이클을 거친 경우에는, 긴급 밀봉 공기 밸브가 차단 위치에 있도록, 밀봉 공기 밸브를 제어한다. 바람직하게는, 배기가스가 배관 시스템에 들어갔다는 사실은, 이 경우 온도 측정 장치가 온도 임계값을 상회하는 온도를 측정하므로, 온도 측정 장치에 의해 결정된다. 긴급 밀봉 공기 밸브가 그 통과 위치에 있을 때, 긴급 밀봉 공기는 긴급 밀봉 공기 공급원으로부터 커넥터로 유동한다. 긴급 밀봉 공기는 바람직하게는 6 내지 60 bar의 정압(靜壓)을 갖는 압축 공기이다. 상기한 긴급 밀봉 공기의 압력을 통해, 긴급 밀봉 공기는 배관 시스템에 존재하는 배기가스를 커넥터를 통하여 터보차저로 되돌아가게 밀어붙이도록 구성되어 있다. 이를 통해, 긴급 밀봉 공기는 터보차저로부터 들어오는 배기가스에 대하여 터보차저 세척 장치를 밀봉한다. 밀봉 공기에 의한 배관 시스템의 밀봉의 실패시에 긴급 밀봉 공기 밸브가 통과 위치에 있도록, 긴급 밀봉 공기 밸브가 제어부에 의해 작동되고, 이 경우 긴급 밀봉 공기가 밀봉 공기 공급원으로 유동할 수 없도록 밀봉 공기 밸브는 제어부에 의해 차단 위치로 된다.

세척제를 제어하기 위해, 유익한 추가적인 개선예는, 배관 시스템이 세척제 밸브를 포함하는 구성을 제공한다. 세척제가 세척제 공급원으로부터 커넥터에 대한 세척제 밸브를 통과하여 내부 공간으로 유동할 수 있도록, 세척제 밸브는 배관 시스템에서 세척제 공급원과 커넥터의 사이에 배치된다. 세척제 밸브는 세척제 공급원으로부터 커넥터를 통과하여 내부 공간으로 가는 세척제의 유량을 제어하도록 구성되어 있다.

유익한 실시형태에서, 터보차저 세척 장치는 제어 공기 공급원을 포함하고 배관 시스템은 제어 밸브를 포함한다. 유체 또는 제어 공기가 배관 시스템을 통하여 제어 공기 공급원으로부터 제어 밸브로 그리고 제어 밸브로부터 세척제 밸브로 유동할 수 있도록, 배관 시스템은 제어 밸브를 통하여 제어 공기 공급원을 세척제 밸브와 연결한다. 세척제 밸브는 핀치 밸브로서 구성되고, 제어 밸브는 배관 시스템에서 제어 공기 공급원과 세척제 밸브의 사이에 배치된다. 제어 밸브는 제어 공기 공급원으로부터 핀치 밸브의 제어 연결부를 통하여 핀치 밸브의 제어 공간으로 가는 제어 공기의 유량을 제어하도록 구성된다. 제어 밸브는 제어 밸브를 제어하는 제어부에 연결된다. 제어 밸브가 통과 위치에 있을 때, 제어 공기는 세척제 밸브의 제어 공간으로 흘러 들어가고, 제어 공간의 압력을 상승시키며, 이에 의해 세척제 밸브의 통과 단면을 좁히고, 그 결과 제어 공기는 세척제를 거의 또는 전혀 통과시키지 않게 할 수 있다. 제어 밸브가 그 차단 위치에 있을 때, 제어 공기는 제어 공간으로 흘러 들어가지 못하지만, 제어 공간으로부터 빠져나오고, 그 결과 제어 공간의 압력은 강하하며 세척제 밸브의 통과 단면은 크기가 증가한다. 이 때문에, 세척제 밸브는 (보다 많은) 세척제가 통과하는 것은 허용한다.

터보차저 세척 장치의 다른 유익한 구성에서, 제어 공기 공급원과 긴급 밀봉 공기 공급원은 공통의 압축 공기 공급원이고, 이로부터 제어 공기 및 긴급 밀봉 공기로서의 압축 공기가 배관 시스템으로 흘러 들어간다.

특히, 세척제로서 입상물이 사용되는 경우, 터보차저 세척 장치의 유익한 형태는, 세척제 공급원이 세척제 용기를 포함하는 구성을 제공한다. 터보차저가 배치된 공간의 평균 주위 압력에 대응하는 대기압이 세척제 용기에 존재한다. 추가적으로, 상기 세척제 용기는, 상기 내부 공간의 세척 동안의 의도된 세척 사이클 중에 소비되는 세척제의 체적의 배수에 대응하는 체적을 갖는다. 상기한 세척제 용기의 체적 때문에, 매(每) 세척 사이클 이후에 세척제 용기를 교체하거나 보충할 필요가 없고, 이에 따라 장기간에 걸쳐 터보차저 세척 장치에 수동 작업을 수행할 필요가 없다.

세척제는 입상물이고 이 세척제를 사용하여 수행되는 세척이 건식 세척인 경우, 입상물이 배관 시스템을 통하여 내부 공간으로 흘러갈 수 있게 하는 전달제가 필요하다. 따라서, 유익한 추가적인 개선예는, 터보차저 세척 장치가 전달제 공급원을 포함하고 배관 시스템이 전달제 밸브 및 벤츄리 노즐을 포함하는 구성을 제공한다. 배관 시스템은 전달제 공급원을 벤츄리 노즐을 통하여 그리고 세척제 밸브를 통하여 커넥터와 연결하고, 그 결과 전달제 밸브가 그 통과 위치에 있을 때, 전달제는 전달제 밸브를 통하여 벤츄리 노즐로 흘러가며, 이 벤츄리 노즐에서는 세척제를 전달제와 함께 끌어당긴다. 그 후에, 전달제와 세척제의 혼합물은 세척제 밸브를 통하여 벤츄리 노즐 밖으로 그리고 커넥터를 통하여 내부 공간으로 흘러간다. 세척제 밸브는 배관 시스템에서 전달제 공급원과 벤츄리 노즐의 사이에 배치되고, 전달제 공급원으로부터 벤츄리 노즐, 세척제 밸브 및 커넥터를 통하여 내부 공간으로 가는 전달제의 유량을 제어하도록 구성된다. 벤츄리 노즐은, 세척제를 세척제 용기로부터 전달제를 향해 운반하는 부압을, 전달제가 통과함으로써 형성하도록 구성되어 있고, 그 결과 세척제는 전달제와 혼합되어 또는 전달제와 세척제의 혼합물로서 터보차저의 내부 공간 안으로 전달될 수 있다. 전달제는 바람직하게는 압축 공기이고, 전달제 공급원, 제어 공기 공급원 및 긴급 밀봉 공기 공급원은 또한 바람직하게는 공통의 압축 공기 공급원이다.

또한, 본 발명에 따르면, 터보차저와 터보차저 세척 장치로 이루어진 시스템이 제안된다. 터보차저의 세척 대상 내부 공간은 터보차저의 터빈 측 또는 터보차저의 압축기 측이다.

본 발명에 따르면, 터보차저의 작동 중에 터보차저 세척 장치로 터보차저를 세척하기 위한 세척 방법이 추가적으로 제안된다. 터보차저 또는 모터로부터 터보차저 세척 장치의 제어부에 의해 수신되는 유일한 터보차저 파라미터는 터보차저 회전 속도뿐이다. 제어부는 소정의 간격을 두고 터보차저의 회전 속도를 설정 회전 속도와 비교한다. 터보차저의 회전 속도가 설정 회전 속도에 도달한 경우, 세척제가 배관 시스템을 통해 터보차저의 내부 공간으로 안내되도록, 제어부는 배관 시스템의 적어도 하나의 밸브를 작동시킨다. 세척제는 소정 시간 동안 내부 공간으로 안내되고, 이 소정 시간이 끝난 후 제어부는 밸브를 그 통과 위치로부터 그 차단 위치에 이르게 한다. 이에 따라 상기 세척 방법 동안에는, 상기 시간 내에, 소정 체적의 세척제가 내부 공간으로 안내된다. 세척 방법의 패스 또는 진행은 세척 사이클에 대응한다. 세척 방법은 바람직하게는 예를 들어 몇 일 또는 몇 주의 소정 간격을 두고 자동적으로 반복된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 세척에 대한 명령은 외부 신호 공급원으로부터 올 수 있다.

터보차저를 세척하기 위한 세척 방법은 건식 세척 방법 또는 습식 세척 방법이다. 건식 세척 방법의 경우, 세척제는 입상물이고, 바람직하게는 1.5 ㎜의 평균 직경을 갖는 너트 쉘 입상물 또는 활성탄 입상물이다. 습식 세척 방법의 경우, 세척제는 액체이고, 바람직하게는 세척을 위해 첨가제와 선택적으로 혼합될 수 있는 스윗 워터이다. 세척제가 액체인 경우, 세척제 공급원은 바람직하게는, 터보차저 세척 장치에 액체를 제공하는, 탱크 또는 배관 시스템, 예를 들어 송수관 등이다.

상기 세척 방법의 경우, 유익한 실시형태에서 상기 설정 회전 속도는 터보차저의 전부하 회전 속도인데, 터보차저는 그 최대 연속 부하에서 상기 전부하 회전 속도로 작동된다. 대안적으로, 상기 설정 회전 속도는 터보차저의 전부하 회전 속도의 20 내지 40%이다. 특히, 건식 세척 또는 건식 세척 방법의 경우, 상기 설정 회전 속도는 전부하 회전 속도이다. 습식 세척 또는 습식 세척 방법의 경우, 상기 설정 회전 속도는 전부하 회전 속도일 수 있지만, 바람직하게는 터보차저가 보다 낮은 열부하에 노출되고 내부 공간에 액체를 도입하는 동안에 액체와 터보차저 사이의 온도 차이가 보다 줄어들어 열충격 부하가 최소화되도록, 전부하 회전 속도의 20 내지 40%이다.

여기서, 세척 중에 상기 설정 회전 속도에 도달한 후 대기 시간 이후에만 제어부가 밸브를 작동시키는 세척 방법의 구성도 또한 유익하다. 상기 대기 시간은, 터보차저가 상기 대기 시간 내에 냉각될 수 있도록 터보차저를 열적으로 적응시킨다. 이 때문에, 특히 습식 세척 방법을 통한 액체의 도입 중에, 터보차저는 온도 차이를 통해 또는 열충격, 즉 온도의 급격한 변화를 통해 보다 낮은 부하에 노출된다.

세척제가 세척제 공급원으로부터 배관 시스템을 통해 내부 공간으로 커넥터를 통하여 안내되지 않을 때, 밀봉 공기 밸브가 통과 위치에 있어, 밀봉 공기가 밀봉 공기 공급원으로부터 내부 공간으로 안내되도록, 제어부는 밀봉 공기 밸브를 작동시키는 것인 세척 방법의 유익한 다른 개선예가 추가적으로 제안된다. 또한, 세척제가 내부 공간으로 안내될 때, 밀봉 공기 밸브가 차단 위치에 있어, 세척제가 밀봉 공기 공급원으로 흘러갈 수 없도록, 밀봉 공기 밸브가 제어부에 의해 작동된다. 긴급 밀봉 공기 밸브가 존재한다면, 긴급 밀봉 공기 밸브도 마찬가지로, 세척 작업 중에 긴급 밀봉 공기 밸브가 차단 위치에 있어, 세척제가 긴급 밀봉 공기 공급원으로 흘러가지 않도록 작동된다.

배관 시스템을 보호하기 위해, 배관 시스템에서 온도 측정 장치가 설정 온도보다 높은 실제 온도를 측정할 때, 긴급 밀봉 공기 밸브가 통과 위치에 있어, 긴급 밀봉 공기가 긴급 밀봉 공기 공급원으로부터 내부 공간으로 안내되도록, 제어부가 긴급 밀봉 공기 밸브를 작동시키는 세척 방법의 다른 개선예가 유익하다. 이 때문에, 실제 온도를 설정 온도를 상회하게 상승시키는 배관의 배기가스가, 긴급 밀봉 공기에 의해 배관 시스템으로부터 나와 터보차저 안으로 운반되거나 압입된다.

바람직하게는, 터보차저의 터빈 측은 건식 세척 방법 또는 습식 세척 방법으로 세척될 수 있고, 터보차저의 압축기 측은 습식 세척 방법으로 세척될 수 있다.

터보차저 세척 장치는 또한, 기존의 터보차저의 경우에, 재장착될 수 있도록, 통합 또는 부착될 수 있다.

습식 세척 방법의 경우에, 액체는 혼합 장치를 이용하여 배관 시스템에서 세척 첨가제와 추가적으로 혼합될 수 있다.

위에 개시된 특징들은, 기술적으로 가능하고 서로 모순되지 않는다면 임의의 방식으로 조합될 수 있다.

본 발명의 그 밖의 유익한 추가적인 개선예는, 종속 청구항에서 특징지어지거나, 또는 도면을 이용한 본 발명의 바람직한 실시형태의 설명과 함께 이하에서 보다 더 상세하게 설명된다. 도면에서,

도 1은 터보차저의 건식 세척용 터보차저 세척 장치이고;
도 2는 터보차저의 습식 세척용 터보차저 세척 장치이다.

도면들은 예시적으로 개략적이다. 도면들에서 동일한 참조 부호들은 동일한 기능적 및/또는 구조적 특징들을 나타낸다.

도 1은 터보차저(1)를 또는 터보차저(1)의 터빈 측을 건식 세척하기 위한 터보차저 세척 장치를 보여준다. 이러한 목적으로, 터보차저 세척 장치는 배관 시스템(10), 밀봉 공기 공급원(Q1), 압축 공기 공급원(Q2) 및 세척제 용기(Q3’)를 포함한다. 배관 시스템(10)에 있어서 밀봉 공기 공급원(Q1)과 압축 공기 공급원(Q2)의 뒤 뿐만 아니라 터보차저(1)의 커넥터의 앞에, 차단 밸브(13)가 각각 마련된다. 배관 시스템(1)을 또는 배관 시스템의 적어도 일부를 유지보수 목적의 무압력 상태로 전환한다. 제어부(30)는 터보차저(1)에 연결되어 있고, 터보차저로부터 터보차저(1)의 또는 터보차저 터빈의 실제 회전 속도를 수신한다. 이에 더하여, 밸브(V1~V4)를 작동을 통해 차단 위치로 또는 통과 위치로 이동시킬 수 있기 위해, 제어부(30)는 밸브(V1~V4)에 또는 밸브(V1~V4)의 제어 코일에 연결된다. 제어부(30)에 대한 밸브(V1~V4) 및 터보차저(1)의 연결은 도면들에서 점선으로 도시되어 있다. 또한, 제어부(30)는 온도 측정 장치(11)와 압력 스위치(14)에 연결되어 있는데, 이는 도시 생략되어 있다. 압력 스위치(14)는, 이들 압력 스위치가 배치되어 있는 배관 시스템(10)의 각 섹션에 있어서의 현재 압력을 또는 적어도 설정 압력을 상회하거나 하회하는 것을 제어부(30)에 전송한다.

터보차저(1)가 세척되고 있지 않는 경우, 제어부(30)는 밀봉 공기 밸브(V1)를 그 통과 위치로 전환하여, 밀봉 공기가 밀봉 공기 공급원(Q1)으로부터 터보차저 안으로 안내되고 터보차저의 배기가스는 더 이상 배관 시스템(10)에 들어갈 수 없다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어 밀봉 공기 공급원(Q1)이 밀봉 공기를 전혀 또는 충분히 공급하지 않아서, 배기가스가 배관 시스템(10)에 들어갔다면, 실제 온도를 일정 간격을 두고 알아내 이를 제어부에 전송하는, 온도 측정 장치(11)에 의해 상승된 온도가 측정된다. 설정 온도를 상회하게 상승된 실제 온도를 온도 측정 장치(11)가 제어부(30)에 신호를 보낸 경우, 제어부(30)는 밀봉 공기 밸브(V1)를 그 차단 위치로 전환하고 긴급 밀봉 공기 밸브(V2)를 그 통과 위치로 전환하다. 긴급 밀봉 공기 밸브(V2)가 통과 위치에 있음으로써, 압축 공기가 압축 공기 공급원(Q2)으로부터 도시 생략된 커넥터를 통하여 터보차저(1) 안으로 유동할 수 있고, 이에 따라 배관 시스템(10)에 들어간 배기가스를 터보차저(1)로 되돌아가게 밀어붙인다. 제어 밸브(V3)는 핀치 밸브(V5)를 작동시킨다. 터보차저(1)가 세척되고 있지 않은 경우, 압축 공기가 핀치 밸브(V5)의 제어 챔버 안으로 유동할 수 있고 이에 따라 벤츄리 노즐(12)로부터 터보차저(1)로의 유동을 차단하도록, 제어 밸브(V3)는 통과 위치에 있다. 터보차저(1)를 세척하기 위해, 제어부는 밀봉 공기 밸브(V1), 긴급 밀봉 공기 밸브(V2) 및 제어 밸브(V3)를 소정 시간 동안 각각의 차단 위치로 전환하고 전달제 밸브(V4)를 통과 위치로 전환한다. 압축 공기는 압축 공기 공급원(Q2)으로부터 전달제 밸브를 통하여 벤츄리 노즐(12)로 흘러간다. 벤츄리 노즐(12)에서, 흘러 지나가는 압축 공기는 입상물을 세척제 용기(Q3)로부터 압축 공기와 함께 끌어당기고, 이에 따라 입상물은 압축 공기와 혼합된다. 압축 공기는 입상물과 함께 벤츄리 노즐로부터 핀치 밸브(V5)를 통하여 그리고 커넥터를 통하여 터빈 측에 위치한 터보차저의 내부 공간으로 흘러간다. 내부 공간에서, 입상물은 터보차저를 세척하기 위한 세척제로서 작용한다. 도시된 예시적인 실시형태에서, 제어부에 전송된 터보차저 회전 속도가 제어부(30)에 저장된 전부하 회전 속도인 설정 회전 속도와 대응하면 바로, 제어부(30)는 세척 작업을 몇 일의 정기적인 간격을 두고 개시한다.

도 2도 마찬가지로 터보차저(1)를 또는 터보차저(1)의 터빈 측을 세척하기 위한 터보차저 세척 장치를 보여준다. 그러나, 터보차저 세척 장치는 터보차저(1)를 습식 세척하도록 구성되어 있다. 각 구성요소는 동일한 기능을 갖지만, 도 2에 도시된 실시형태에서는 전달제 밸브(V4)와 벤츄리 노즐이 생략되어 있는데, 이는 액체는 임의의 추가적인 전달제를 필요로 하지 않기 때문이다. 액체는 액체 공급원(Q3”)에 의해 제공되고, 이에 따라 세척 작업 중에 액체는 액체 공급원(Q3”)에 의해 제공되는 압력에 의해 터보차저(1) 안으로 유동한다.

본 발명의 구현시, 본 발명은 전술한 바람직한 예시적인 실시형태들에 제한되지 않는다. 이에 반하여, 제시된 해결책을 기본적으로 다른 타입의 실시형태에서도 사용하는 다수의 버전이 상정될 수 있다. 예를 들어, 터보차저 세척 장치는 스위치 유닛을 제공할 수 있고, 이로써 2개의 세척제 용기가 커넥터에 배관 시스템을 통하여 연결될 수 있으며, 이에 따라 터보차저 세척 장치를 통해 건식 세척 방법과 습식 세척 방법 양자 모두가 수행될 수 있다.

1 : 터보차저 10 : 배관 시스템
11 : 온도 측정 장치 12 : 벤츄리 노즐
13 : 차단 밸브 14 : 압력 스위치
30 : 제어부 V1 : 밀봉 공기 밸브
V2 : 긴급 밀봉 공기 밸브 V3 : 제어 밸브
V4 : 전달제 밸브 V5 : 핀치 밸브
Q1 : 밀봉 공기 공급원 Q2 : 압축 공기 공급원
Q3’ : 세척제 용기 Q3” : 액체 공급원

Claims

작동 중에 터보차저(1)의 내부 공간을 자동 세척하기 위한 터보차저 세척 장치로서, 배관 시스템(10), 세척제 공급원 및 전자 제어부(30)를 포함하고,
상기 배관 시스템(10)은, 세척 대상 터보차저(1)의 내부 공간으로 통하는 터보차저(1)의 커넥터를 세척제 공급원과 연결하며, 세척제를 상기 세척제 공급원으로부터 상기 커넥터를 통하여 상기 내부 공간으로 안내하도록 구성되어 있고,
상기 배관 시스템(10)은, 배관 시스템(10)을 통과하는 적어도 하나의 세척제의 유량의 제어부(30)에 대한 적어도 하나의 밸브를 포함하며,
상기 제어부(30)는 터보차저 파라미터를 수신하기 위해 터보차저(1)에 연결되어 있고, 터보차저(1)로부터 수신된 터보차저 파라미터에 기초하여 적어도 하나의 밸브를 작동시킴으로써, 자동적으로 터보차저를 세척하고 배관 시스템(10)을 통과하는 유체의 유량을 자동적으로 제어하도록 구성되어 있는 것인 터보차저 세척 장치.
제1항에 있어서, 상기 배관 시스템(10)은, 상기 커넥터에서 배관 시스템(10)의 온도를 측정하도록 구성된 온도 측정 장치(11)를 포함하는 것인 터보차저 세척 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 터보차저 세척 장치는 밀봉 공기 공급원(Q1)을 포함하고 상기 배관 시스템(10)은 밀봉 공기 밸브(V1)를 포함하며, 상기 배관 시스템(10)은 상기 밀봉 공기 공급원(Q1)을 상기 커넥터와 연결하고, 상기 배관 시스템(10)의 상기 밀봉 공기 밸브(V1)는 상기 밀봉 공기 공급원(Q1)과 상기 커넥터의 사이에 배치되며, 상기 밀봉 공기 공급원(Q1)으로부터 상기 커넥터를 통과하여 상기 내부 공간 안으로 가는 밀봉 공기의 유량을 제어하도록 구성되어 있는 것인 터보차저 세척 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터보차저 세척 장치는 긴급 밀봉 공기 공급원을 포함하고 상기 배관 시스템(10)은 긴급 밀봉 공기 밸브(V2)를 포함하며, 상기 배관 시스템(10)은 상기 긴급 밀봉 공기 공급원을 상기 커넥터와 연결하고, 상기 배관 시스템(10)의 상기 긴급 밀봉 공기 밸브(V2)는 상기 긴급 밀봉 공기 공급원과 상기 커넥터의 사이에 배치되며, 상기 긴급 밀봉 공기 공급원으로부터 상기 커넥터를 통과하여 상기 내부 공간 안으로 가는 긴급 밀봉 공기의 유량을 제어하도록 구성되어 있는 것인 터보차저 세척 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배관 시스템(10)은 세척제 밸브를 포함하고, 상기 배관 시스템(10)의 세척제 밸브는 세척제 공급원과 커넥터의 사이에 배치되며, 세척제 공급원으로부터 커넥터를 통과하여 내부 공간 안으로 가는 세척제의 유량을 제어하도록 구성되어 있는 것인 터보차저 세척 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터보차저 세척 장치는 제어 공기 공급원을 포함하고, 상기 배관 시스템(10)은 제어 밸브(V3)를 포함하며, 상기 배관 시스템(10)은 상기 제어 공기 공급원을 상기 세척제 밸브와 연결하고, 상기 세척제 밸브는 핀치 밸브(V5)로서 구성되어 있으며, 상기 배관 시스템(10)의 상기 제어 밸브(V3)는 상기 제어 공기 공급원과 상기 세척제 밸브 사이에 배치되고, 상기 제어 공기 공급원으로부터 상기 핀치 밸브(V5)의 제어 연결부를 통과하여 상기 핀치 밸브(V5)의 제어 공간 안으로 가는 제어 공기의 유량을 제어하도록 구성되어 있는 것인 터보차저 세척 장치.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 에 있어서, 상기 제어 공기 공급원과 상기 긴급 밀봉 공기 공급원은 공통의 압축 공기 공급원(Q2)인 것인 터보차저 세척 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세척제 공급원은 세척제 용기(Q3’)를 포함하고, 상기 세척제 용기에는 대기압이 존재하며, 상기 세척제 용기는, 상기 내부 공간의 세척 동안의 의도된 세척 사이클 중에 소비되는 세척제의 체적의 배수에 대응하는 체적을 갖는 것인 터보차저 세척 장치.
제5항 또는 제8항에 있어서, 상기 터보 세척 장치는 전달제 공급원을 포함하고, 상기 배관 시스템(10)은 전달제 밸브(V4) 및 벤츄리 노즐(12)을 포함하며, 상기 배관 시스템(10)은 상기 전달제 공급원을 상기 벤츄리 노즐(12) 및 상기 전달제 밸브를 통하여 상기 커넥터와 연결하고, 상기 배관 시스템(10)의 상기 전달제 밸브(V4)는 상기 전달제 공급원과 상기 벤츄리 노즐(12)의 사이에 배치되며, 상기 전달제 공급원으로부터 상기 벤츄리 노즐(12), 상기 전달제 밸브 및 상기 커넥터를 통과하여 상기 내부 공간 안으로 가는 전달제의 유량을 제어하도록 구성되어 있고, 상기 벤츄리 노즐(12)은, 전달제가 통과함으로써, 세척제 용기(Q3’)로부터의 세척제를 전달제를 향해 운반하는 부압을 형성하여, 전달제와 혼합된 세척제가 터보차저(1)의 내부 공간 안으로 전달될 수 있게 하도록 구성되어 있는 것인 터보차저 세척 장치.
터보차저(1)와 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 터보차저 세척 장치로 구성된 시스템으로서, 세척 대상 내부 공간은 터보차저(1)의 터빈 측 또는 터보차저(1)의 압축기 측인 것인 터보차저 세척 장치.
제1항 내지 제9항 중 적어도 한 항에 따른 터보차저 세척 장치로 터보차저(1)를 세척하기 위한 세척 방법으로서, 유일한 터보차저의 파라미터는 터보차저의 회전 속도뿐이고, 상기 제어부(30)는 터보차저의 회전 속도를 설정 회전 속도와 비교하며, 상기 터보차저의 회전 속도가 상기 설정 회전 속도에 도달한 경우, 세척제가 상기 배관 시스템(10)을 통해 터보차저(1)의 내부 공간으로 안내되도록, 상기 제어부(30)는 상기 배관 시스템의 적어도 하나의 밸브를 작동시키고, 상기 내부 공간으로 안내된 세척제는 미리 정해놓은 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 세척 방법.
제11항에 있어서, 상기 세척 방법은 건식 세척 방법이고 상기 세척제는 입상물이거나, 또는 상기 세척 방법은 습식 세척 방법이고 상기 세척제는 액체인 것을 특징으로 하는 세척 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 설정 회전 속도는 터보차저(1)의 전부하 회전 속도이거나 또는 터보차저(1)의 전부하 회전 속도의 20 내지 40%인 것인 세척 방법.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부(30)는, 상기 설정 회전 속도에 도달한 후, 밸브를 대기 시간 이후에만 작동시키는 것인 세척 방법.
제11항 내지 제14항 중 적어도 한 항과 적어도 제3항에 따른 세척 방법으로서, 세척제가 세척제 공급원으로부터 배관 시스템(10)을 통해 내부 공간으로 커넥터를 통하여 안내되지 않을 때, 밀봉 공기 밸브(V1)가 통과 위치에 있어, 밀봉 공기가 밀봉 공기 공급원(Q1)으로부터 내부 공간으로 안내되도록, 제어부(30)는 밀봉 공기 밸브(V1)를 작동시키는 것인 세척 방법.
제11항 내지 제15항 중 적어도 한 항과 적어도 제2항 및 제4항에 따른 세척 방법으로서, 배관 시스템(10)의 온도 측정 장치가 설정 온도보다 높은 실제 온도를 측정할 때, 긴급 밀봉 공기 밸브(V2)가 통과 위치에 있어, 긴급 밀봉 공기가 긴급 밀봉 공기 공급원으로부터 내부 공간으로 안내되도록, 제어부(30)가 긴급 밀봉 공기 밸브(V2)를 작동시키는 것인 세척 방법.