KR101526739B1 - 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징 및 이를 구비한 2단 터보장치 - Google Patents

배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징 및 이를 구비한 2단 터보장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고압 터보 자처와 저압 터보 차저로 구성되는 2단 터보 차저에서 고압측의 터빈 하우징과 배기매니폴드가 일체로 형성된 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징 및 이를 에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징은, 복수의 실린더로부터 배출된 배기가스를 모아 배출시키는 배기매니폴드부(11)와, 상기 배기매니폴드부(11)와 일체가 되도록 상기 배기매니폴드부(11)의 일측으로부터 연장되게 형성되고 내부에 고압터빈을 수용하는 고압터빈 수용부(12)를 포함하는 하고, 2단 터보 장치는 상기 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징이 장착된다.

Description

배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징 및 이를 구비한 2단 터보장치{Housing for high pressure turbine with exhaust manifold of two stage turbo charger and two stage turbo charger using of the same}
본 발명은 차량의 2단 터보장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압 터보 자처와 저압 터보 차저로 구성되는 2단 터보 차저에서 고압측의 터빈 하우징과 배기매니폴드가 일체로 형성된 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징 및 이를 구비한 2단 터보장치에 관한 것이다.
최근에는 배기가스 규제강화와 다운사이징을 통하여 엔진의 배기량에 비하여 출력이 향상되도록 하는 경향이 있다.
이러한 경향에 따라 엔진으로 흡입되는 공기의 과급능력을 향상시키기 위한 노력의 일환으로 도 1에 도시된 바와 같이, 배기매니폴드(110)에 연결되게 설치된 고압터빈 하우징(122)의 내부에 설치된 고압터빈(121)과 상기 고압터빈(121)에 의해 구동되는 고압 컴프레셔가 구비되는 고압 터보차저와, 상기 고압터빈 하우징(122)에 연결되게 설치된 저압터빈 하우징(132)의 내부에 설치된 저압터빈(131)과 상기 저압터빈(131)에 의해 구동되는 저압 컴프레셔가 구비되는 저압 터보차저로 구성되는 2단 터보시스템이 많이 사용되고 있다.
이러한 2단 터보시스템가 장착된 차량은 1단 터보시스템이 장착된 차량에 비하여 엔진의 출력은 증대되지만, 차량에 2단 터보시스템을 설치하기 위한 레이아웃의 제약을 많이 받는다. 즉, 차량에서 엔진에 설치되는 공간에 터빈과 컴프레셔를 2개씩 설치하는 것 이외에도 배기매니폴드(110), 고압터빈(121), 저압터빈(131)간을 서로 연결하기 위한 유로의 설치에 제약이 따른다. 상기 고압터빈(121)을 수용하는 고압터빈 하우징(122)와 상기 배기매니폴드(110)를 서로 체결하기 위해서 상기 배기매니폴드(110)와 상기 고압터빈 하우징(122)에 각각 체결되는 부위가 연장되게 형성되고 그 단부에 볼팅을 위한 플랜지가 형성되어야 한다. 또한, 조립을 위해 상기 공구를 조작하기 위한 공간이 확보되어야 하므로 협소한 공간내에서 레이아웃에 제작이 따르게 된다.
그리고, 상기 배기매니폴드(110)와 상기 고압터빈 하우징(122)가 서로 별개의 부재로 되어 있고 중간에 연결을 위한 부분이 형성되어 있어서, 고압터빈(121)으로 유입되는 배기가스 유로가 길어지게 되어 터빈 배압 증대로 인하여 터보 시스템에서 터빈 효율이 저하된다. 특히 배기매니폴드와 저압터빈 간의 거리가 과대해져 저압터빈의 데드볼륨이 증가함에 따라 응답성이 악화됨으로써, 2단 터보 작동 구간중, 고압터보에서 저압터보로 작동영역이 변경되는 구간에서 차량의 운전 성능이 저하되는 문제점을 유발한다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 고압터빈(121)을 바이패스하여 바이패스유로(142)를 통하여 저압터빈(131)으로으로 보내지는데, 바이패스밸브(141)의 개방시 바이패스 유로를 통한 배기가스의 흐름과 저압터빈(131) 입구 유로를 통한 배기가스 흐름의 방향이 서로 수직하여 국부적으로 유동박리가 발생하며, 고압터빈(121)을 통과한 고압터빈 하우징(122)의 출구 유동과 바이패스 유동이 유동에너지를 서로 상쇄함으로써 저압터빈(131)이 신속하게 작동하지 않는 문제점도 있다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '2단　과급　엔진'에 대하여 개시되어 있다.
JP 1996-028287 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 엔진의 배기매니폴드와 고압터빈 하우징을 일체로 형성하여 고압터빈 유입구의 길이를 축소하고, 가스 입사 각도를 최적화하여 고압터빈의 응답성을 증대시킨 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징 및 이를 구비한 2단 터보장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 저압터빈용 가스 가이드를 구비함으로써, 고압터빈의 출구 유동과 바이패스 유동이 서로 상쇄되는 것을 방지할 수 있고, 저압터빈으로 유입되는 배기가스와 바이패스된 배기가스가 같은 방향으로 흐르도록 하여 저압터빈의 응답성이 향상되도록 하는 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징 및 이를 구비한 2단 터보장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징은, 복수의 실린더로부터 배출된 배기가스를 모아 배출시키는 배기매니폴드부와, 상기 배기매니폴드부와 일체가 되도록 상기 배기매니폴드부의 일측으로부터 연장되게 형성되고 내부에 고압터빈을 수용하는 고압터빈 수용부를 포함한다.
상기 고압터빈 수용부는 하부에 저압터빈을 수용하는 저압터빈 수용부가 형성되고, 내부를 따라 상기 고압터빈을 통과한 배기가스가 유동하는 저압터빈 하우징에 결합되고, 상기 저압터빈 하우징의 내부에는 상기 고압터빈을 바이패스한 배기가스를 상기 저압터빈으로 안내하여 상기 고압터빈을 바이패스한 배기가스를 저압터빈으로 분출되게 하는 저압터빈용 가스 가이드가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 저압터빈용 가스 가이드의 입구의 둘레는 상기 고압터빈 수용부와 상기 저압터빈 하우징이 체결되는 부위에 끼워지는 것을 특징으로 한다.
상기 저압터빈용 가스 가이드의 입구의 둘레는 상기 저압터빈용 가스 가이드의 외측으로 구부러지도록 형성되어 기밀부가 형성되고, 상기 기밀부는 상기 고압터빈 수용부와 상기 저압터빈 하우징의 체결부위에 형성된 결합공간에 위치한 상태에서 상기 저압터빈 하우징이 상기 고압터빈 수용부에 체결되는 것을 특징으로 한다.
상기 저압터빈용 가스 가이드의 출구에는 엔진의 운전조건에 따라 개폐되는 바이패스밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 저압터빈용 가스 가이드에서 상기 고압터빈을 통과한 배기가스가 유입되는 일측은 상기 고압터빈을 통과한 배기가스 흐름의 중심선을 넘도록 연장되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 저압터빈용 가스 가이드의 출구는, 상기 바이패스밸브가 상기 저압터빈용 가스 가이드의 출구를 상기 저압터빈용 가스 가이드의 축방향과 경사지게 폐쇄하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징을 구비한 2단 터보장치는, 엔진의 실린더로부터 배출된 배기가스에 의해 구동되는 고압터빈과, 상기 고압터빈을 통과하거나 고압터빈을 바이패스한 배기가스에 의해 구동되는 저압터빈을 구비한 2단 터보장치에 있어서, 상기 실린더로부터 배출된 배기가스를 모아 배출시키는 배기매니폴드부와, 상기 배기매니폴드부와 일체가 되도록 상기 배기매니폴드부의 일측으로부터 연장되게 형성되고 내부에 상기 고압터빈을 수용하는 고압터빈 수용부을 구비한 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징을 포함하고, 상기 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징은 상기 배기매니폴드부는 엔진의 각 실린더에 연결되며, 상기 고압터빈 수용부의 일측에는 상기 저압터빈을 수용하는 저압터빈 하우징이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징에 따르면, 고압터빈 하우징과 배기매니폴드를 일체로 형성함으로써, 종래기술에서 배기매니폴드와 고압터빈 하우징을 서로 결합하기 위해 고압터빈 하우징과 배기매니폴드에 각각 체결부위를 연장되게 형성하고, 그 체결부위에 볼트, 너트를 체결하기 위한 플랜지부를 형성할 필요가 없어지므로, 고압터빈으로 유입되는 배기가스의 유동길이가 짧아지고, 배기가스가 상기 고압터빈으로 입사되는 각도를 최적화할 수 있어서 고압터빈의 응답성이 증대된다.
또한, 엔진의 실린더로부터 배출된 배기가스가 고압터빈으로 유입되는 길이가 짧아지고, 서로 체결을 위한 부분이 불필요해지므로, 상기 고압터빈으로 배기가스의 입사각도를 최적화시킬 수 있다.
아울러, 저압터빈용 가스 가이드에 의해 고압터빈 출구로부터 배출된 배기가스와 바이패스된 배기가스의 흐름이 서로 상쇄되지 않고, 같은 방향으로 진행시켜 유속의 저하를 방지할 수 있다.
그리고, 바이패스유로의 출구와 저압터빈의 텅(tongue)부사이의 길이를 줄여 고압터보운전에서 저압터보운전으로 천이되는 구간에서 저압터빈이 활성되는 시간을 줄여 응답성이 향상되므로 차량의 운전성이 극대화된다.
도 1은 종래기술에 따른 2단 터보시스템에서 배기매니폴드, 고압터빈 하우징 및 저압터빈 하우징이 배치된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 2단 터보시스템에서 바이패스밸브 개방시 배기가스의 흐름을 도시한 확대사시도.
도 3은 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징에서 저압터빈용 가스 가이드가 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징에서 저압터빈용 가스 가이드의 출구 부위를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징(10)는, 복수의 실린더로부터 배출된 배기가스를 모아 배출시키는 배기매니폴드부(11)와, 상기 배기매니폴드부(11)와 일체가 되도록 상기 배기매니폴드부(11)의 일측으로부터 연장되게 형성되고 내부에 고압터빈을 수용하는 고압터빈 수용부(12)를 포함한다.
배기매니폴드부(11)는 엔진의 각 실린더에 연결되고, 엔진의 각 실린더에서 배출된 배기가스를 모아 배출되게 한다. 상기 배기매니폴드부(11)의 대략적인 형상, 즉 상기 배기매니폴드부(11)에서 각 실린더에 연결되는 부위는 통상의 배기매니폴드의 형상과 유사한 형태로 형성된다.
고압터빈 수용부(12)는 내부에는 고압터빈(미도시)이 설치되는 공간이 형성된다. 상기 고압터빈 수용부(12)는 상기 배기매니폴드부(11)의 일측으로부터 연장되게 형성됨으로써, 상기 배기매니폴드부(11)와 상기 고압터빈 수용부(12)는 일체로 형성된다.
상기 배기매니폴드부(11)는 그 일측에 고압터빈 수용부(12)가 형성되는 바, 종래의 배기매니폴드에서 배기가스가 배출되는 부분과 상기 배기매니폴드부(11)에서 배기가스가 배출되는 부분의 형상은 서로 다르다. 종래의 배기매니폴드에서는 배기가스를 배출하기 위해서 내부에 단순한 형태의 관로만 형성되는 구조이나, 본 발명에서 상기 배기매니폴드부(11)에서는 내부에 고압터빈이 설치될 수 있는 형태로 형성된다.
상기 배기매니폴드부(11)와 상기 고압터빈 수용부(12)가 일체로 형성됨으로써, 종래기술에서 배기매니폴드와 고압터빈 하우징이 별도로 제작되어 체결되는 것에 비하여 많은 장점을 갖는다. 즉, 종래기술에 따라 상기 배기매니폴드와 고압터빈 하우징이 따로 제작된 후 체결되는 구조에서는 상기 배기매니폴드와 고압터빈 하우징에 각각 체결을 위해 연장되는 부위를 형성해야 하고, 연장된 부위의 단부에는 서로 체결을 위한 플랜지를 형성해야 했다, 또한, 볼트-너트 체결을 위해 공구를 조작해야 하는 공간도 확보해야 하므로, 배기매니폴드로부터 고압터빈까지의 거리가 멀어질 수 밖에 없었다. 뿐만 아니라, 배기매니폴드로부터 고압터빈까지의 거리가 멀어지게 되므로, 엔진의 각 실린더에서 배출된 배기가스의 흐름을 유도하여 상기 고압터빈으로 입사되는 각도를 최적화하기에도 곤란하였다.
그라나, 상기와 같이, 상기 배기매니폴드부(11)와 고압터빈 수용부(12)를 일체로 하여 본 발명에 따른 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징를 구성함으로써, 엔진의 실린더로부터 배출된 배기가스가 고압터빈으로 유입하는 거리가 짧아지게 되므로, 압력손실없이 고압터빈으로 유입될 수 있으므로 고압터빈의 응답성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 배기매니폴드부(11)와 고압터빈 수용부(12)가 일체로 형성되므로, 배기가스가 유동하는 경로를 상기 고압터빈 수용부(12)의 내부에 설치되는 고압터빈으로 배기가스가 최적의 각도로 입사되도록 형성할 수 있어서 고압터빈의 효율을 증대시킬 수 있다.
저압터빈 하우징(20)은 상기 고압터빈 수용부(12)의 일측에 체결된다. 상기 저압터빈 하우징(20)은 상기 고압터빈 수용부(12)의 고압터빈을 통과한 배기가스 저압터빈(미도시)으로 유동하는 통로가 된다. 즉, 상기 저압터빈 하우징(20)의 그 내부가 배기가스의 유동을 제어하여, 상기 저압터빈 하우징(20)의 하부에 설치되는 저압터빈으로 유동되게 한다. 상기 저압터빈 하우징(20)의 하부에는 내부에 저압터빈을 수용할 수 있는 저압터빈 수용부(21)가 형성됨으로써, 상기 저압터빈 수용부(21)에 저압터빈이 설치된다.
저압터빈용 가스 가이드(30)는 고압터빈을 거치지 않고 바이패스된 배기가스를 바로 저압터빈으로 안내하기 위해 설치된다. 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)는 실린더로부터 배출된 배기가스 중 일부를 저압터빈으로 바로 유입되도록 안내하기 위해 설치된다.
상기 저압터빈용 가스 가이드(30)는 입구는 상기 고압터빈 수용부(12)와 상기 저압터빈 하우징(20)이 체결되는 부위에 끼워져 설치된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 입구측 둘레는 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 외측으로 구부려진 기밀부(31)가 형성된 상태에서, 상기 기밀부(31)가 상기 고압터빈 수용부(12)와 상기 저압터빈 하우징(20)이 서로 체결되는 부위에 위치한 상태에서 상기 고압터빈 수용부(12)와 상기 저압터빈 하우징(20)을 체결함으로써, 상기 고압터빈 수용부(12)로부터 바이패스된 배기가스가 누설되지 않고 모두 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)로 유입되도록 한다.
상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구는 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 내부에 위치하되, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)로부터 분출된 배기가스를 상기 저압터빈으로 분출되도록 한다. 여기서, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구가 형성되는 방향을 따라 배기가스의 분출되는 방향이 달라지게 되는 바, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구는 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)로부터 배출된 배기가스가 상기 고압터빈을 통과한 후 상기 저압터빈 하우징(20)을 유동하는 배기가스와 대략 나란한 방향으로 흘러 서로의 유동에너지가 손실되는 것을 방지하도록 한다. 즉, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구로부터 배출되는 배기가스의 유선(streamline)과 상기 저압터빈 하우징(20)에서 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구부위를 지나는 배기가스의 유선은 서로 나란하거나 두 유선사이의 사잇갓이 예각이 되도록 함으로써, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구방향이 결정된다.
특히, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 일측은 상기 고압터빈을 통과한 배기가스의 흐름의 중심선은 넘도록 형성된다. 즉, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30) 중에서 고압터빈을 통과한 배기가스가 유입되는 일측(도 5에서 우측)은 고압터빈을 통과한 배기가스 흐름의 중심선(화살표 B)를 넘도록 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 고압터빈을 통과한 배기가스의 흐름과 상기 고압터빈을 바이패스한 배기가스의 흐름이 서로 유동에너지를 상쇄하지 않도록 한다.
상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구에는 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)를 통하여 배기가스를 단속(斷續)하는 바이패스밸브(40)가 설치된다.
상기 바이패스밸브(40)는 저압터빈 하우징(20)에 샤프트(42)를 통하여 회전가능하게 설치된다. 상기 바이패스밸브(40)는 엔진의 운전조건에 따라 상기 샤프트(42)에 체결된 조작레버(41)가 조작되면 상기 샤프트(42)를 중심으로 회전하면서, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구를 개폐함으로써 배기가스의 유동을 단속한다.
한편, 상기 바이패스밸브(40)와 선택적으로 접하는 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구는 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구를 통하여 분출되는 배기가스의 방향을 제어하고 상기 바이패스밸브(40)의 개폐가 용이하도록 형성되며 일측이 고압터빈을 통과한 배기가스 흐름의 중심선을 넘도록 형성된다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)을 출구는 바람직하게는 경사지게 형성되어, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 중심축선과 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구 둘레를 지나는 가상의 평면이 서로 경사지게 형성된다. 즉, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구는 상기 바이패스밸브(40)가 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구를 폐쇄하였을 때, 상기 바이패스밸브(40)와 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 축방향과 경사되게 폐쇄된다.
상기와 같은 구성을 갖는 상기의 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징(10)은 2단 터보장치에 장착된다.
상기 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징(10)에서 배기매니폴드부(11)에서 배기가스가 유입되는 부분을 각 실린더의 배기구측에 연결되도록 설치함으로써, 배기가스가 유동하는 통로(배기매니폴드부)와 고압터빈이 설치되는 공간(고압터빈 수용부)가 한번에 설치될 수 있다.
상기 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징(10)의 일단에는 저압터빈(22)을 수용하고, 상기 고압터빈을 통과한 배기가스가 지나는 통로가 되는 저압터빈 하우징(20)이 체결된다.
이때, 상기 저압터빈 하우징(20)을 상기 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징(10)의 고압터빈 수용부(12)에 체결시킬 때, 상기 저압터빈 하우징(20)과 상기 고압터빈 수용부(12)의 사이에는 저압터빈용 가스 가이드(30)를 끼운 상태로 상기 저압터빈 하우징(20)과 상기 고압터빈 수용부(12)를 체결한다.
상기 저압터빈용 가스 가이드(30)는 앞서 살펴본 바와 같이, 상기 고압터빈을 바이패스한 배기가스를 직접 상기 저압터빈(22)으로 분출되도록 하여 저압터빈(22)의 성능을 향상시킬 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징 및 이를 구비한 2단 터보장치에 따르면, 배기매니폴드부(11)와 고압터빈 수용부(12)가 일체로 형성되기 때문에, 배기매니폴드와 고압터빈 하우징이 별개의 부품을 제작되는 경우에 비하여, 그 길이를 짧게 할 수 있어서, 고압터빈으로 유입되는 배기가스가 유동되는 길이를 축소할 수 있다. 또한, 두 부재(배기매니폴드, 고압터빈 하우징)를 체결하지 않아도 되므로, 상기 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징(10)을 제조하는 과정에서 상기 고압터빈 수용부(12)의 내부에 장착되는 고압터빈으로 입사되는 배기가스의 각도가 최적화되도록 형성할 수 있다.
또한, 저압터빈 하우징(20)의 내부에 상기 고압터빈을 바이패스한 배기가스는 별도의 저압터빈용 가스 가이드(30)를 통하여 바이패스된 상태로 상기 저압터빈(22)으로 분출된다. 이과정에서, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구에서의 배기가스의 유동방향(도 5에서 화살표 A)과 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구 부위를 통과하는 저압터빈 하우징(20)내에서의 배기가스의 유동방향(도 5에서 화살표 B)가 서로 나란하거나, 적어도 그 사이갓이 예각이 되도록 함으로써, 고압터빈을 바이패스한 배기가스의 흐름(A)과 고압터빈을 통과한 배기가스의 흐름(B)이 서로 상쇄되지 않은 상태로 저압터빈으로 분사되도록 할 수 있다. 특히, 상기 저압터빈용 가스 가이드(20)의 출구에서 고압터빈을 통과한 배기가스가 유입되는 일측은 고압터빈을 통과한 배기가스 흐름의 중심선을 넘도록 형성됨으로써, 고압터빈을 통과한 배기가스의 흐름과 고압터빈을 바이패스하여 상기 저압터빈용 가스 가이드(20)로 배출되는 배기가스의 흐름이 상쇄되지 않도록 한다.
아울러, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 채용으로 인하여, 상기 저압터빈용 가스 가이드(30)의 출구와 저압터빈(22)이 설치된 부위, 특히 배기가스가 유입되는 선형관로와 터빈이 설치된 원형공간의 접속부위에서 돌출되어 소위 '텅(tongue)', '설형부'등으로 불리우는 부위까지의 거리가 축소되기 때문에 저압터빈(22)이 활성화되는 시간이 축소되어 터빈의 응답성이 향상된다.
10 : 고압터빈 하우징 11 : 배기매니폴드부
12 : 고압터빈 수용부 20 : 저압터빈 하우징
21 : 저압터빈 수용부 22 : 저압터빈
30 : 저압터빈용 가스 가이드 31 : 기밀부
40 : 바이패스밸브 41 : 조작레버
42 : 샤프트 110 : 배기매니폴드
121 : 고압터빈 122 : 고압터빈 하우징
131 : 저압터빈 132 : 저압터빈 하우징
141 : 바이패스밸브 142 : 바이패스유로

Claims (11)

  1. 복수의 실린더로부터 배출된 배기가스를 모아 배출시키는 배기매니폴드부와, 상기 배기매니폴드부와 일체가 되도록 상기 배기매니폴드부의 일측으로부터 연장되게 형성되고 내부에 고압터빈을 수용하는 고압터빈 수용부를 포함하고,
    상기 고압터빈 수용부는 하부에 저압터빈을 수용하는 저압터빈 수용부가 형성되고, 내부를 따라 상기 고압터빈을 통과한 배기가스가 유동하는 저압터빈 하우징에 결합되며,
    상기 저압터빈 하우징의 내부에는 상기 고압터빈을 바이패스한 배기가스를 상기 저압터빈으로 안내하여 상기 고압터빈을 바이패스한 배기가스를 저압터빈으로 분출되게 하여 상기 저압터빈이 구동되게 하는 저압터빈용 가스 가이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저압터빈용 가스 가이드의 입구의 둘레는 상기 고압터빈 수용부와 상기 저압터빈 하우징이 체결되는 부위에 끼워지는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저압터빈용 가스 가이드의 입구의 둘레는 상기 저압터빈용 가스 가이드의 외측으로 구부러지도록 형성되어 기밀부가 형성되고,
    상기 기밀부는 상기 고압터빈 수용부와 상기 저압터빈 하우징의 체결부위에 형성된 결합공간에 위치한 상태에서 상기 저압터빈 하우징이 상기 고압터빈 수용부에 체결되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저압터빈용 가스 가이드의 출구에는 엔진의 운전조건에 따라 개폐되는 바이패스밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 저압터빈용 가스 가이드에서, 상기 고압터빈을 통과한 배기가스가 유입되는 일측은 상기 고압터빈을 통과한 배기가스 흐름의 중심선을 넘도록 연장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 저압터빈용 가스 가이드의 출구는, 상기 바이패스밸브가 상기 저압터빈용 가스 가이드의 출구를 상기 저압터빈용 가스 가이드의 축방향과 경사지게 폐쇄하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징.
  8. 엔진의 실린더로부터 배출된 배기가스에 의해 구동되는 고압터빈과, 상기 고압터빈을 통과하거나 고압터빈을 바이패스한 배기가스에 의해 구동되는 저압터빈을 구비한 2단 터보장치에 있어서,
    상기 실린더로부터 배출된 배기가스를 모아 배출시키는 배기매니폴드부와, 상기 배기매니폴드부와 일체가 되도록 상기 배기매니폴드부의 일측으로부터 연장되게 형성되고 내부에 상기 고압터빈을 수용하는 고압터빈 수용부을 구비한 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징을 포함하고,
    상기 배기매니폴드 일체형 고압터빈 하우징은 상기 배기매니폴드부는 엔진의 각 실린더에 연결되며,
    상기 고압터빈 수용부의 일측에는 상기 저압터빈을 수용하는 저압터빈 하우징이 설치되고,
    상기 저압터빈 하우징의 내부에는 상기 고압터빈을 바이패스한 배기가스를 상기 저압터빈으로 안내하여 상기 배기가스가 상기 저압터빈을 구동시킬 수 있도록 바이패스한 배기가스를 상기 저압터빈으로 분출되게 하는 저압터빈용 가스 가이드와,
    상기 저압터빈용 가스 가이드의 출구에는 엔진의 운전조건에 따라 개폐되는 바이패스밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 2단 터보장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 저압터빈용 가스 가이드에서, 상기 고압터빈을 통과한 배기가스가 유입되는 일측은 상기 고압터빈을 통과한 배기가스 흐름의 중심선을 넘도록 연장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 2단 터보 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 저압터빈용 가스 가이드의 입구의 둘레는 상기 저압터빈용 가스 가이드의 외측으로 구부러지게 형성된 기밀부가 형성되고,
    상기 기밀부 상기 고압터빈 수용부와 상기 저압터빈 하우징의 체결부위에 형성된 결합공간에 위치한 상태에서 상기 저압터빈 하우징이 상기 고압터빈 수용부에 체결되는 것을 특징으로 하는 2단 터보 장치.
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