KR100391031B1 - Exhaust manifold for turbo engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터보엔진용 배기 매니폴드에 관한 것으로, 그 목적은 배기 매니폴드의 배기가스 유로를 변경하여 효율을 높임과 동시에 과열을 막을 수 있는 배기 매니폴드를 제공하는데 있다.The present invention relates to an exhaust manifold for a turbo engine, and an object thereof is to provide an exhaust manifold that can change the exhaust gas flow path of the exhaust manifold to increase efficiency and prevent overheating.
본 발명의 구성은 터보 차저를 장착한 터보 차저 엔진에 있어서,The configuration of the present invention is a turbocharger engine equipped with a turbocharger,
상기 배기 매니폴드의 구조를 본관 상부에 돌출된, 엔진실린더로부터 배출되는 배기가 유입되는 다수의 지관에 형성된 흡입구와, 터보차저의 터빈쪽으로 배기가스를 배출시키도록 매니폴드 본관 측면에 돌출 형성된 배기구와, 배기통로와 이 통로를 덮고 있는 냉각수관의 이중구조로 이루어진 본관의 냉각수관에 냉각수를 공급하는 냉각수 입구 및 냉각수가 배출되는 냉각수 출구로 구성하되, 내부 중앙부에 격벽을 형성하여 배기가스 및 냉각수 유로를 2개로 분리시켜 배출 및 순환토록 구성한 것을 특징으로 한다.An inlet formed in a plurality of branch pipes through which exhaust from the engine cylinder flows in the structure of the exhaust manifold, and an exhaust port protruding from the side of the manifold main body to discharge the exhaust gas toward the turbine of the turbocharger; A coolant inlet for supplying coolant to the coolant pipe of the main building, which consists of a double structure of an exhaust passage and a coolant pipe covering the passage, and a coolant outlet through which the coolant is discharged. It is characterized in that it is configured to discharge and circulate by separating into two.
Description
본 발명은 터보엔진용 배기 매니폴드에 관한 것으로, 자세하게는 배기매니폴드에서 배출되는 배기가스의 유로를 나누어, 이를 통해 각각의 배기가스가 배출되도록 하여 터보장치의 효율을 높인 배기 매니폴드에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust manifold for a turbo engine, and more particularly, to an exhaust manifold that improves the efficiency of a turbo device by dividing a flow path of exhaust gas discharged from an exhaust manifold, thereby allowing each exhaust gas to be discharged. .
일반적으로 대기압보다 높은 압력으로 엔진에 송입하는 것을 과급이라 하는데, 터보 차저 등을 이용하여 과급하면 배기량이 같은 엔진에서도 다량의 공기를 충전할 수 있으며, 이것에 따라 연료의 분사량을 증가시키면 엔진의 출력을 향상시킬 수 있다.In general, charging to the engine at a pressure higher than atmospheric pressure is called supercharging. If a supercharger is used with a turbocharger or the like, a large amount of air can be filled even in an engine with the same displacement. Can improve the output.
상기한 터보 차저는 일종의 송풍기이며 그 원리는 공지의 기술인데, 보통 배기가스의 압력에 의해 회전되는 터빈과, 상기 터빈과 저널로 연결되어 상기 터빈과 일체로 회전됨으로써 흡입 공기를 압축하는 컴프레서와, 상기 터빈과 컴프레서 및 상기 저널을 보호하는 터보 차저 하우징으로 구성되어 있다.The turbocharger is a kind of blower, the principle of which is a known technique, a turbine which is usually rotated by the pressure of the exhaust gas, a compressor connected to the turbine and the journal and rotated integrally with the turbine to compress the intake air, It consists of a turbocharger housing which protects the turbine, the compressor and the journal.
상기한 터보 차저를 장착한 종래의 터보 차저 엔진은 배기 매니폴드를 통해 흐르는 배기 가스의 유동 압력에 의해 상기 터빈 및 컴프레서가 회전되어 흡입 공기를 압축한 후 상기 흡기 매니폴드를 통해 실린더에 가압 공기를 공급하도록 되어 있다.In the conventional turbocharger engine equipped with the turbocharger, the turbine and the compressor are rotated by the flow pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust manifold to compress the intake air, and then pressurized air is supplied to the cylinder through the intake manifold. It is supposed to supply.
상기 배기 매니폴드를 통해 흐르는 배기가스는 상기 터보 차저 하우징으로들어가 상기 터빈을 회전시킨 후 배기 파이프로 빠져나가게 된다.Exhaust gas flowing through the exhaust manifold enters the turbocharger housing and exits the exhaust pipe after rotating the turbine.
상기 터빈이 회전되면 상기 저널로 상기 터빈과 일체로 형성된 상기 컴프레서가 회전되고, 상기 컴프레서가 회전되면 흡입 공기가 압축되어 상기 흡기 매니폴드를 통해 실린더에 전해지도록 구성된다.When the turbine is rotated, the compressor, which is integrally formed with the turbine, is rotated when the journal is rotated, and when the compressor is rotated, intake air is compressed and delivered to the cylinder through the intake manifold.
하지만 상기와 같은 터보 차저에 사용되는 종래의 배기 매니폴드의 배기가스 이동통로를 보면 다수의 지관으로부터 공급된 배기가스가 하나의 본관을 통해 배기가스가 배출되도록 유로가 형성되어, 출력효율이 떨어진다는 단점과,However, in the exhaust gas movement passage of the conventional exhaust manifold used in the turbocharger as described above, a flow path is formed such that the exhaust gas supplied from the plurality of branch pipes is exhausted through one main pipe, resulting in low output efficiency. Disadvantages,
배기 매니폴드 본관 일측에 배기가스가 몰림으로 해서 국부적으로 과열되어 운행시 배기매니폴드의 과도한 온도상승으로 인하여 엔진룸 등에 화재가 발생할 수 있다는 안전상의 문제점이 있다.There is a safety problem that a fire may occur in an engine room due to excessive temperature rise of the exhaust manifold when the exhaust gas is locally overheated due to the concentration of exhaust gas on one side of the exhaust manifold main building.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배기 매니폴드의 배기가스 유로를 변경하여 효율을 높임과 동시에 과열을 막을 수 있는 배기 매니폴드를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide an exhaust manifold capable of preventing overheating while increasing efficiency by changing the exhaust gas flow path of the exhaust manifold.
도 1은 본 발명 배기 매니폴드의 사시도,1 is a perspective view of an exhaust manifold of the present invention;
도 2는 본 발명 배기 매니폴드의 정면도,2 is a front view of the exhaust manifold of the present invention;
도 3은 본 발명 배기 매니폴드의 배면도,3 is a rear view of the exhaust manifold of the present invention;
도 4는 본 발명 배기 매니폴드의 일측면도,4 is a side view of the exhaust manifold of the present invention;
도 5는 본 발명의 배기 매니폴드의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the exhaust manifold of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(1) : 본관 (2) : 지관(1): main building (2): branch building
(11) : 배기구 (12) : 배기통로(11): exhaust port (12): exhaust passage
(13) : 냉각수관 (14) : 격벽(13): cooling water pipe (14): bulkhead
(21) : 흡입구 (131) : 냉각수 입구21: suction port 131: cooling water inlet
(132) : 냉각수 출구132: cooling water outlet
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 구성은 연료의 분사량을 증가시켜 엔진의 출력을 높이도록 배기가스의 압력에 의해 회전되는 터빈과, 상기 터빈과 저널로 연결되어 상기 터빈과 일체로 회전됨으로써 흡입 공기를 압축하는 컴프레서와, 상기 터빈과 컴프레서 및 상기 저널을 보호하는 터보 차저 하우징으로 구성되어, 배기 매니폴드를 통해 흐르는 배기 가스의 유동 압력에 의해 상기 터빈 및 컴프레서가 회전되어 흡입 공기를 압축한 후 상기 흡기 매니폴드를 통해 실린더에 가압 공기를 공급하는 터보 차저를 장착한 터보 차저 엔진에 있어서,The configuration of the present invention to achieve the object as described above and to perform the problem for eliminating the conventional drawback is a turbine rotated by the pressure of the exhaust gas to increase the output of the engine by increasing the injection amount of the fuel, and the turbine and A compressor connected to the journal and rotating integrally with the turbine to compress the intake air, and a turbocharger housing protecting the turbine, the compressor, and the journal, by the flow pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust manifold. In a turbocharger engine equipped with a turbocharger for rotating the turbine and the compressor to compress the intake air and supply pressurized air to the cylinder through the intake manifold,
상기 배기 매니폴드의 구조를 본관 상부에 돌출된, 엔진실린더로부터 배출되는 배기가 유입되는 다수의 지관에 형성된 흡입구와, 터보차저의 터빈쪽으로 배기가스를 배출시키도록 매니폴드 본관 측면에 돌출 형성된 배기구와, 배기통로와 이 통로를 덮고 있는 냉각수관의 이중구조로 이루어진 본관의 냉각수관에 냉각수를 공급하는 냉각수 입구 및 냉각수가 배출되는 냉각수 출구로 구성하되, 내부 중앙부에 격벽을 형성하여 배기가스 및 냉각수 유로를 2개로 분리시켜 배출 및 순환토록 구성한 것을 특징으로 한다.An inlet formed in a plurality of branch pipes through which exhaust from the engine cylinder flows in the structure of the exhaust manifold, and an exhaust port protruding from the side of the manifold main body to discharge the exhaust gas toward the turbine of the turbocharger; A coolant inlet for supplying coolant to the coolant pipe of the main building, which consists of a double structure of an exhaust passage and a coolant pipe covering the passage, and a coolant outlet through which the coolant is discharged. It is characterized in that it is configured to discharge and circulate by separating into two.
상기 냉각수 입구는 본관 일측면에 2개가 형성되고, 상기 냉각수 출구는 타측면에 2개가 형성된 것을 특징으로 한다.Two coolant inlets are formed on one side of the main building, and two coolant outlets are formed on the other side.
상기 배기구는 2개로 분기되어 전체 지관의 흡입구 중 일측 흡입구로부터 각각 배기가스를 공급받아 배출시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.The exhaust port is divided into two, characterized in that configured to be discharged by receiving the exhaust gas from each of the inlet port of the inlet port of the entire branch pipe.
이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 배기 매니폴드의 사시도, 도 2는 본 발명 배기 매니폴드의 정면도, 도 3은 본 발명 배기 매니폴드의 배면도, 도 4는 본 발명 배기 매니폴드의 일측면도를 도시하고 있는데, 본 발명의 구성은 매니폴드 본관(1) 상부에 돌출된, 엔진실린더로부터 배출되는 배기가 유입되는 다수의 지관(2)에 형성된 흡입구(21)와, 터보차저의 터빈쪽으로 배기가스를 배출시키도록 매니폴드 본관 측면에 돌출 형성된 배기구(11)와, 배기통로(12)와 이 통로를 덮고 있는 냉각수관(13)의 이중구조로 이루어진 본관의 냉각수관에 냉각수를 공급하는 냉각수 입구 및 냉각수가 배출되는 냉각수 출구(132)로 구성된다.1 is a perspective view of the exhaust manifold of the present invention, FIG. 2 is a front view of the exhaust manifold of the present invention, FIG. 3 is a rear view of the exhaust manifold of the present invention, and FIG. 4 is a side view of the exhaust manifold of the present invention. The configuration of the present invention allows the exhaust port to be discharged toward the turbine of the turbocharger and the intake port 21 formed in the plurality of branch pipes 2 through which the exhaust from the engine cylinder, which protrudes above the manifold main pipe 1, is introduced. The coolant inlet and the coolant are discharged to supply the coolant to the coolant pipe of the main pipe formed of a dual structure of an exhaust port 11 protruding from the side of the main manifold main body, and an exhaust passage 12 and a coolant pipe 13 covering the passage. Consisting of a cooling water outlet 132.
상기 냉각수 입구는 일측면에 2개가 형성되어 있고, 상기 냉각수 출구는 타측면에 2개가 형성되어 있다.Two coolant inlets are formed on one side, and two coolant outlets are formed on the other side.
상기 배기구는 2개로 분기되어 전체 지관의 흡입구 중 일측쪽 흡입구로부터 각각 배기가스를 공급받아 배출시킨다.The exhaust ports are branched into two, and each exhaust gas is supplied from one of the suction ports of the whole branch pipe and discharged.
상기 본 관의 측단면 구조는 몸체를 6각 단면으로 형성하였다.The side cross-sectional structure of the main tube formed a body with a hexagonal cross section.
도 5는 본 발명의 배기 매니폴드의 단면도를 도시하고 있는데, 매니폴드 본관의 구조가 배기가스가 이동하는 가운데 본관과, 이 본관의 외부를 둘러 싸고 있는 냉각수관의로 이루어진 이중관 구조로 구성되어 있다.5 is a cross-sectional view of the exhaust manifold of the present invention, in which the structure of the main manifold consists of a main pipe and a double pipe structure consisting of a main water and a cooling water pipe surrounding the outside of the main pipe while the exhaust gas moves. .
상기와 같이 냉각수관을 통해 유입된 냉각액에 의해 과열되기 쉬운 매니폴드의 온도를 일정온도 이하로 강제 냉각하게 된다.As described above, the temperature of the manifold, which is easily overheated by the coolant introduced through the coolant pipe, is forcibly cooled below a predetermined temperature.
상기 냉각수의 이동 경로는 중심부를 경계로 격벽(14)에 의해서 2개의 순환 구조를 가지는데, 일측면에 형성된 2개의 냉각수 입구 중 1개의 입구를 통해 유입된 냉각수 관을 순환한 후 타측면에 형성된 2개의 냉각수 출구 중 1개를 통해 배출된다.The movement path of the coolant has two circulation structures by the partition wall 14 around the center, and is formed on the other side after circulating the coolant pipe introduced through one of the two coolant inlets formed on one side. Drain through one of the two coolant outlets.
나머지 냉각수 입구 및 출구도 상기와 같은 순환 과정을 거친다.The remaining coolant inlet and outlet also undergo the same circulation process.
또한 상기 본관의 중심부는 격벽으로 나뉘어져 있어 전체 지관으로부터 유입되는 배기가스를 둘로 나누어 각각의 유로를 따라 배기구로 배출되도록 형성되어 있다.In addition, the center of the main building is divided into a partition wall is formed so as to divide the exhaust gas flowing from the entire branch pipe into two to be discharged to the exhaust port along each flow path.
따라서 상기와 같은 본 발명의 배기 매니폴드는 엔진 폭발행정을 거친 후 배기되는 배기가스가 2개의 유로를 거친 후 배출되어 터보 차저의 터빈 및 컴프레서 를 돌린 후 배기파이프를 통해 외부로 배출되고, 터빈 및 컴프레서가 회전되면 흡입 공기가 압축된 후 흡기 매니폴드를 통해 실린더에 가압 공기를 공급된다.Therefore, the exhaust manifold of the present invention as described above is discharged after the exhaust gas is passed through the two flow paths after the engine explosion stroke is turned to the outside through the exhaust pipe after turning the turbine and the compressor of the turbocharger, the turbine and When the compressor is rotated, the intake air is compressed and then pressurized air is supplied to the cylinder through the intake manifold.
상기와 같이 배기가스의 유로를 2개로 하면 터빈을 돌리는 효율이 좋아져 결과적으로 연료의 분사량을 증가시켜 엔진의 출력을 향상시키게 된다.As described above, when two exhaust gas flow paths are used, the efficiency of turning the turbine is improved, and as a result, the amount of fuel injected is increased to improve the output of the engine.
또한 매니폴드 본관의 외부를 둘러싸고 있는 냉각수관이 매니폴드 온도가 과열되는 것을 강제적으로 막아주어 화재의 위험등을 예방하게 된다.In addition, the cooling water pipe surrounding the outside of the manifold main building forcibly prevents the manifold temperature from being overheated, thereby preventing the risk of fire.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
상기와 같은 본 발명은 매니폴드 지관으로부터 유입되는 배기가스를 가운데 격벽을 통해 둘로 나누어 배출시켜 터빈을 돌리게 함으로서 엔진출력을 높이게 되는 장점과, 본관의 외부를 이루고 있는 냉각수관에 의해 매니폴드의 과열을 막을 수 있다는 등의 장점이 있다.The present invention as described above has the advantage of increasing the engine output by turning the turbine by discharging the exhaust gas flowing from the manifold branch pipe in two through the middle partition wall, and the overheating of the manifold by the cooling water pipe forming the outside of the main pipe It can be prevented.
따라서 최근 고속을 요구하는 해상 어선들의 추세에 맞추어 작은 몸체 높은 마력으로 장시간 운행하는 어선, 대형 선박 발전용 엔진 및 공사 발전용 발전기 등 엔진을 쉬지 않고 계속적인 가동을 하는 경우, 필수적인 기관품으로 특히 바다 또는 육상에서 고열로 인한 화재를 막을 수 있다는 장점이 있어서 그 효과가 크게 기대되는 발명이다.Therefore, in response to the recent trend of marine fishing vessels that demand high speed, it is an essential equipment especially when the engine is continuously operated without stopping the engine such as a fishing boat that operates for a long time with a small horsepower and a high horsepower, an engine for large vessel power generation and a generator for construction power generation. Or there is an advantage that can prevent the fire due to high heat on land is the invention that the effect is expected greatly.
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2001
- 2001-06-13 KR KR10-2001-0033092A patent/KR100391031B1/en active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
| KR101050894B1 (en) * | 2010-11-29 | 2011-07-25 | 현대마린테크 주식회사 | An hydrocooling exhaust manifold for engine |
| EP3715598B1 (en) * | 2017-11-20 | 2023-06-07 | Weichai Power Co., Ltd. | Exhaust pipe assembly and engine |
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