KR20000048950A - 내연기관을 위한 흡입공기의 스로틀링을 위한 터빈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상 또는 기상매질을 위한 스로틀장치에 관한 것이다. 이것은 압축기, 펌프 또는 발전기를 구동하는 터빈으로 되어 있으며 여기서 액상 또는 기상의 흐름의 스로틀링은 터빈의 부하상태의 변동에 의하여 이루어진다.

Description

내연기관을 위한 흡입공기의 스로틀링을 위한 터빈{Internal combustion engine suction air throuttle turbine}

DE OS 32 05 722호로부터 기상의 매질에 대한, 즉 내연기관의 흡입공기를 위한 스로틀장치는 공지 되어 있다. 이것은 부하 조정장치에서 부하조절 또는 제어시에 나타나는 흡입튜브에서 유체의 운동에너지의 감소가 다른 에너지형태에로 변환된다는 지식을 이용하게 만든다. 이로서는 공지된 스로틀 후랩의 내연기관에 대한 에너지 손실에서 발생하는 단점들도, 공지된 스로틀이 없는 부하제어 또는 조절의 큰 구조로 인한 경비로 되어 있는 단점도 피하여 질 것이다.

DE 32 057 22로 부터는 특히 자동차의 내연기관에 대한 부하조정장치가 공지되어 있다. 상기한 부하조절장치는 이것과 흡입튜브 내에서의 유동사이의 운동에너지의 교환을 위한 수단을 가지는 가공기계이며, 여기서 이 가공기계는 적어도 내연기관의 부분영역에서 상기 유동에 의하여 구동되어 진다. 이 가공기계는 일정한 조건들 하에서는 역시 로더(loader)로서 작용할수 있다.

본 발명은 압축기, 펌프 또는 발전기를 구동하는 터빈으로 되어 있는, 액상의 또는 기상의 매질을 위한 스로틀장치에 관한 것이다.

도 1은 탄성의 로터 축수부를 가지는 터빈을 보이며,

도 2는 터빈휠의 상세 표시도를 보이며,

도 3은 2개의 쉘 기술로된 합성수지 케이싱을 가지며,

도 4는 합성수지 케이싱의 변형예를 보이며,

도 5는 터빈을 가지는 흡수 시스템을 보인다.

상기한 공개된 구성의 단점을 또 내연기관의 스로틀장치들이 대단히 완만하게 이루어진다는 것에서 볼수가 있다.

그래서 본 발명은 간단구조를 가지며 그리고 다수의 이용 목적에 적합하며 액상 또는 기상의 매질을 위한 스로틀을 창안하는 과제를 기초로 하고 있다. 이 과제는 독립항의 특징들에 의하여 해결된다. 본 발명의 주요한 장점은 액상 또는 기상의 유동의 스로틀이 터빈의 부하상태의 변동에 의하여 이루어진다는 것에 있다.

이로서 본 발명에 의해서는 통상적으로 스로틀 장소에서 소멸되어지는 에너지가 실로, 에너지를 변환시키는, 예를들면 압축기 또는 펌프와 같은 장치에 의하여 활용되어진다. 예를들면 펌프를 가지고는 압력 저장장치가 공기를 공급받을 수 있다. 물론 물, 오일 또는 다른 유체들을 운반하는 펌프를 구동하기 위하여 터빈에 의하여 이용된 에너지를 활용하느 가능성이 역시 존재한다.

본 발명의 유리한 형성은 예를들면 터빈에 의해서 생성된 에너지가 다른 에너지형태들로 변환되어 질 수 있다는 것에 있다. 즉 열에너지로 에너지를 변환하며 그리고 이 에너지를 시스템의 가열 내지 온난화를 위하여 이용하는 가능성이 역시 존재한다.

터빈의 형성은 이것을 2개-또는 다수개 쉘 구조방식으로 제조하도록 한다. 이것은 그 개별부품들이 분사성형 공법에 의하여 제조되며 그래서 특히 원가가 유리하게 생산할 수가 있는, 케이싱에 대한 합성수지의 이용의 경우에 특히 유리하다. 이 터빈은 합성수지-또는 금속의 터빈휠을 가질수 있으며, 역시 여기서는 열가소성 합성수지의 제조의 경우에 경제적으로 제조하게 한다.

본 발명의 계속 형성은 터빈의 로터축수를 탄력적으로 형성하도록 하고 있다. 이로써 이 로터는 그의 최대관성모멘트의 축 둘레를 회전할 수가 있고 이것은 근소한 불균형을 상쇄시키게 한다. 그밖에도 탄성적인 축수는 베어링 마모를 감소시킨다.

이 터빈의 특히 유리한 구성은 피복되지 않은 터빈 휠이 적용되며 그리고 합성수지 케이싱 내에서는 터빈휠에 대하여 금속으로된 대향 쉘이 존재한다는 것에 있다. 각각의 터빈휠과 대향 쉘 사이의 간극폭은 끝맺음 공정에서 또는 해법의 구조적인 작업에서 이미 최적화되어 질 수 있다.

터빈의 하나의 대안이 되는 구성은 이것을 피복되어진 터빈휠들로 설치하는 것이며 케이싱에 대비되는 밀봉을 위하여 예를들면 미로 밀봉물들이 제공된다.

스로틀의 보완은 유리한 방법으로는 예를들면 유입측에 또는 유출측에 유체의 또는 기체의 매질을 위한 휠터가 설치되어 있다는 것에 있다. 유입측에 휠터의 사용의 경우에는 터빈의 오염이 감소되며 그리고 이로서 터빈의 더 높은 수명기간이 얻어진다.

본 발명의 우선적인 또다른 형성의 상기한 그리고 다른 특징은 청구범위들로 부터의 이외에도 역시 명세서와 도면으로 부터 나오며, 여기서 개별적인 특징들은 각각 그 자체가 단독으로 또는 본 발명의 실시형태의 경우에 세부조합의 형태로 다수로 그리고 다른 영역에서 실현되이지며 그리고 여기서 청구되어진 유리한 그리고 또 그 자체가 보호 가능한 실시들을 나타낼 수 있다.

본 발명은 다음에 실시예의 도움으로 더 자세히 설명된다.

도 1에 따르는 상세표현도에서 로터의 탄성의 축수부와 그리고 결합된 펌프가 보여지고 있다. 공통축(10)은 통상적인 방법으로 2개의 볼베어링(11,12)을 가지고 회전하면서 베어링부시(13)에 고정되어 있다. 이 베어링부시는 이것의 양단에 탄성의 링들(14,15)을 가지며 이 링들은 캐리어(16)의 상응하는 홈들 속에 고정되어 있다. 상기 베어링의 탄력적인 가대설치는 이 로터가 근소한 불균형의 경우에도 역시 이것의 관성축 주위에서 회전한다는 이점을 가진다.

터빈측면(17)상에도 펌프측면(18)상에도 각각 하나의 분사되고, 매설되거나 또는 찰칵 채워진 금속의 대응쉘들(19,20)이 설치되어 있다. 피복되지 않은 터빈휠들(21,22)에 대한 간극폭은 쉘들(19,20)과 케이싱(23) 사이에서 간격유지구에 의하여 조정되어 질 수 있다.

그러나 피복되어진 터빈휠들을 사용하는 가능성도 역시 존재한다. 도 2에 따르는 표현도에서는 피복된 터빌휠의 단편이 보여지고 있다. 이것은 상기-케이싱과 결합하고 있는 다수의 미로 밀봉물영역(24,25)을 가지며 이 미로 밀봉물은 이로서 부분적으로는 터빈휠(11) 내부에로 일체로 되어 있다.

이 터빈휠(21)은 터빈측면(17) 상에서 케이싱쪽으로, 이미 언급된 바와같이 폐쇄되어 있으며, 각각의 터빈개구들(37)은 점선으로 나타내어져 있다. 터빈휠(21)과 터빈측면(17)과의 사이의 간극은 물론 임의의 미로 밀봉물 영역들의 임의의 변형에 의하여 확대되게하며 그리고 이로서 밀봉을 개선하게 한다.

도 3은 2개쉘 기술로된 터빈에 대한 합성수지 케이싱을 보이고 있다. 이 양쉘들(26,27)은 터빈축을 따르는 분리부를 가지며, 상기 터빈휠은 여기서 표시되어 지지 않았으며 양 합성수지부품들의 제작후에 전체의 축수부가 삽입되며 그리고 이 합성수지 부품들은 서로 초음파 공법으로 용접된다.

도 4는 마찬가지로 터빈을 위한 합성수지 케이싱을 개략적으로 보이며 이 경우에는 2개의 분리평면이 형성되어 있으며 상기 분리평면들은 각각 터빈휠들의 영역에 놓여 있다. 이 합성수지 부품들(28,29,30)은 터빈휠들과 그리고 베어링이 중앙의 구조부품(28) 속으로 끼워 맞춘후에 마찬가지로 초음파 공법으로 서로 용접되어 진다.

도 5는 내연기관의 흡수계통에서 스로틀 내지 터빈의 배열을 보인다. 이 흡수계통은 하나의 포집기(33)로 되어 있으며 이 포집기로부터 하나의 또는 다수의 흡입튜브(34)가 하나의 접합플랜지(35)에로 안내한다. 상기 접합플랜지(35)는 내연기관에 고정되어 진다. 내연기관에로의 공기도입의 제어를 위한 스로틀 후랩의 대신에 또는 이것의 보완으로 스로틀장치가 터빈(30,31,32)의 형태로 설치되어 있다. 이 터빈에게는 유입측(36)에서 내연기관의 흡입공기가 도입되며, 이 흡입공기는 주위압력과 흡입징공 사이의 압력 낙차로 인하여 터빈을 구동한다. 압축기측(37)에서는 이 자동차 계통에 이용되어 질 수 있는 압축공기가 만들어진다. 터빈의 구조는 도 3에서 보여준 모양과 유사하며, 여기서 케이싱측면(32)은 흡입시스템의 전면측(31)에 의하여 이미 형성된다. 제 2의 반부쉘(30)은 터빈휠의 그리고 베어링의 삽입후에 전면측(31)에 나사체결되거나 또는 나사결합된다. 역시 여기서도 열가소성 합성수지를 사용하는 경우에 초음파 용접공급이 제공된다.

구조가 간단하며 다수의 이용 목적에 적합한 스로틀장치에 적용 가능하다.

Claims (8)

1. 스로틀장치에 있어서

   액상의 또는 기상의 매질을 위한 스로틀링은 압축기 펌프 또는 발전기를 구동하는 터빈으로 되어 있으며 액상의 또는 기상의 흐름의 스로틀링은 터빈(36)의 부하상태의 변동에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스로틀장치.
2. 제 1항에 있어서,

   액상의 또는 기상의 매질을 위한 스로틀 장치는 압축기(37), 펌프 또는 발전기를 구동하며 스로틀장치에 평행하게 배열된 터빈(36)을 가지며 터빈의 부하상태에 의하여 지류가 제어 가능한 것을 특징으로 하는 스로틀장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   터빈(36)에 의하여 생성된 에너지는 에너지 저장기에 공급되거나 또는 또다른 에너지형태로 변환되는 것을 특징으로 하는 스로틀장치.
4. 전항들 중의 어느 하나의 항에 있어서,

   터빈(36)은 2개의 또는 다수개의 쉘 구조방식으로 구성되어 있으며 그리고 합성수지-또는 금속케이싱(17,18)을 가지며 그리고 또 합성수지-또는 금속터빈휠들(21,22)을 가지는 것을 특징으로 하는 스로틀장치.
5. 특히 제 1항에 따르는 스로틀장치에 사용하기 위한 터빈에 있어서,

   로터축수(14,15)는 탄력적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈.
6. 특히 제 4항에 의한 스로틀장치에 사용하기 위한 터빈에 있어서,

   이 스로틀은 피복되지 않은 터빈휠들을 가지며 그리고 합성수지 케이싱의 경우에 터빈휠들에 대하여 금속의 대향쉘이 설치되어 있으며, 여기서 터빈휠과 대향쉘 사이의 간극폭은 조절 가능한 것을 특징으로 하는 터빈.
7. 특히 제 4항에 따른 스로틀장치에 사용하기 위한 터빈에 있어서,

   이것은 피복된 터빈휠을 가지며 이 터빈휠은 하나 또는 다수의 미로 밀봉부들(24,25)에 의하여 케이싱(17)에 대하여 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈.
8. 제 4항에 의한 스로틀에 있어서,

   유입측에 또는 유출측에 액상의 또는 기상의 매질을 위한 휠터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스로틀장치.