KR20060111382A - 내연기관용 배기 가스 터보 과급기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내연기관의 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 흐름을 팽창시키는 터빈과, 상기 내연기관의 엔진에 공급될 급기 흐름을 압축하기 위한 압축기를 포함하며, 상기 터빈은 터빈 회전자(11)를 그리고 상기 압축기는 압축기 회전자(12)를 포함하고, 상기 회전자들은 하나의 공동 샤프트(13) 상에 배치되고, 상기 터빈 회전자(11)와 압축기 회전자(12) 사이에는 상기 샤프트(13)의 지지를 위한 베어링 하우징(16)이 배치되는 내연기관용 배기 가스 터보 과급기에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 터빈 회전자(11)와 압축기 회전자(12) 사이에 배치된 베어링 하우징(16) 내에 하나 이상의 유압 기계(17)가 통합되고, 상기 유압 기계(17)는 소위 발전기 모드에서는 상기 배기 가스 터보 과급기로부터 기계적 샤프트 출력을 공급받거나 또는 소위, 모터 모드에서는 상기 배기 가스 터보 과급기에 기계적 샤프트 출력을 공급한다.

Description

내연기관용 배기 가스 터보 과급기{EXHAUST GAS TURBOCHARGER FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
도 1은 본 발명에 따른 내연기관용 배기 가스 터보 과급기의 부분도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 배기 가스 터보 과급기 11: 터빈 회전자
12: 압축기 회전자 13: 샤프트
14: 종방향 중심축 15: 베어링
16: 베어링 하우징 17: 유압 기계
18: 기어 장치 19, 20: 기어 휠
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 내연기관용 배기 가스 터보 과급기에 관한 것이다.
내연기관의 효율을 높이기 위해, 내연기관에 배기 가스 과급기를 설치하는 것은 선행 기술에 이미 공지되어 있다. 배기 가스 과급기 또는 터보 과급기에서는 엔진으로부터 배출되는 배기 가스가 터빈에서 팽창되며, 터빈은 압축기를 구동하 고, 상기 압축기에서 엔진에 공급할 급기가 압축된다. 압축기와 엔진 사이에는, 압축된 급기를 규정된 온도로 냉각시키기 위해 급기 냉각기가 연결된다. 이러한 방식의 배기 가스 과급기 또는 터보 과급기를 통해 내연기관의 효율이 증가될 수 있다.
배기 가스 터보 과급기는 배기 가스 터보 과급기가 내연기관의 엔진에서 최적의 과급 파라미터를 발생시키는데 필요치 않은 초과 출력을 제공할 정도의 높은 효율을 가질 수 있다. 이러한 초과 출력을 이용하기 위해, 기어 장치를 통해 유압 펌프를 배기 가스 터보 과급기에 연결함으로써 상기 배기 가스 터보 과급기에 의해 제공되는 초과 출력을 기계적 구동 에너지로 변환하는 것이 DE 35 32 938 C1호에 이미 공지되어 있다. 선행 기술에 따르면, 이러한 유압 펌프는 배기 가스 터보 과급기에 플랜지에 의해 연결되며 배기 가스 터보 과급기에 대해 밀봉되어야 하는 별도의 조립체로서 구현되었다.
본 발명의 과제는 상기 단점을 갖지 않은 내연기관용 배기 가스 터보 과급기를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 1에 따른 내연기관용 배기 가스 터보 과급기에 의해 해결된다. 본 발명에 따라, 터빈 회전자와 압축기 회전자 사이에 배치된 베어링 하우징 내에는 하나 이상의 유압 기계가 통합되고, 상기 유압 기계는 소위 발전기 모드에서는 배기 가스 터보 과급기로부터 기계적 샤프트 출력을 공급받거나 또는 소 위, 모터 모드에서는 배기 가스 터보 과급기에 기계적 샤프트 출력을 공급한다.
본 발명에서는, 터빈 회전자와 압축기 회전자 사이에서 연장된, 배기 가스 터보 과급기의 베어링 하우징 내에 하나 이상의 유압 기계가 통합된다. 상기 유압 기계는 발전기 또는 펌프 모드, 또는 모터 모드로 작동될 수 있다. 발전기 모드에서, 상기 유압 기계는 배기 가스 터보 과급기로부터 기계적 샤프트 출력을 공급받는다. 이와 달리, 모터 모드에서는 상기 유압 기계가 배기 가스 터보 과급기에 기계적 샤프트 출력을 공급한다. 상기 유압 기계를 배기 가스 터보 과급기의 베어링 하우징 내로 통합함으로써, 특히 컴팩트한 구성이 얻어진다. 또한, 상기 또는 각각의 유압 기계를 배기 가스 터보 과급기에 대해 특별히 밀봉할 필요가 없다. 상기 또는 각각의 유압 기계에 오일을 공급하기 위해, 터보 과급기의 기존 오일 공급 연결부 및 오일 배출 연결부가 사용될 수 있어, 추가의 연결부가 필요 없다. 상기 유압 기계를 배기 가스 터보 과급기의 베어링 하우징 내로 통합함으로써, 배기 가스 터보 과급기에 플랜지 재료가 필요 없어지기 때문에, 배기 가스 터보 과급기의 진동 경향이 최소화된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항 및 하기의 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예를 도면을 참고로 하여 설명하지만, 본 발명이 이 실시예에 국한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 도 1을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 터빈 회전자(11) 및 압축기 회전자(12)의 영역에서 배기 가스 터보 과급기(10)의 일부를 개략적으로 도시한다. 터빈 회전자(11)는 터빈 휠이라 하며, 압축기 회전자(12)는 압축기 휠이라 한다. 터빈 회전자(11) 및 압축기 회전자(12)는 하나의 공동 샤프트(13) 상에 지지되고, 상기 샤프트(13)의 종방향 중심축(14)을 중심으로 함께 회전한다. 샤프트(13)는 베어링(15)을 통해 베어링 하우징(16) 내에 지지되고, 상기 베어링 하우징(16)의 적어도 일부가 터빈 회전자(11)와 압축기 회전자(12) 사이에 배치된다.
본 발명에서는 터빈 회전자(11)와 압축기 회전자(12) 사이에 배치된 베어링 하우징(16) 내로 하나 이상의 유압 기계(17) 또는 적어도 그것의 구동 장치[한쌍의 기어 휠(19, 20)]가 통합된다. 유압 기계(17)는 발전기 또는 펌프 모드, 또는 모터 모드로 작동될 수 있다. 발전기 또는 펌프 모드에서는, 배기 가스 터보 과급기(10)에 의해 제공된 초과 출력을, 예컨대 기계적 구동 에너지로 변환시키기 위해, 유압 기계(17)가 배기 가스 터보 과급기로부터 기계적 샤프트 출력을 공급받는다. 이와 달리, 모터 모드에서는, 배기 가스 터보 과급기(10)가 충분한 배기 가스 출력을 제공하지 않는 경우에도 최적의 급기 조건을 제공하기 위해, 유압 기계(17)가 배기 가스 터보 과급기에 기계적 샤프트 출력을 공급한다.
도 1의 실시예에서, 유압 기계(17)는 기어 장치(18)로서 형성된 변속 기어 장치를 통해 배기 가스 터보 과급기(10)의 샤프트(13)와 결합된다.
제1 기어 휠(19)은 배기 가스 터보 과급기(10)의 샤프트(13) 상에 배치되고, 제2 기어 휠(20)은 유압 기계(17)와 결합된다. 2개의 기어 휠(19, 20)의 직경 선택에 의해, 샤프트(13)와 유압 기계(17)의 회전 속도의 변속비가 결정될 수 있다. 도시되지 않은 클러치에 의해, 기어 장치(18)가 개방되거나 폐쇄됨으로써, 유압 기 계(17)가 샤프트(13)에 결합되거나 또는 샤프트(13)로부터 분리될 수 있다.
유압 기계(17)를 베어링 하우징(16)에 통합함으로써, 베어링 하우징(16)의 기존 오일 공급 연결부 및 오일 배출 연결부가 상기 또는 각각의 유압 기계(17)에 오일을 공급하기 위해 이용될 수 있다. 유압 기계(17)의 별도 밀봉이 필요하지 않다. 유압 기계(17)를 베어링 하우징(16) 내에 통합함으로써, 배기 가스 터보 과급기(10)의 진동 특성은 부정적인 영향을 받지 않는다. 오히려, 별도의 조립체로서 형성된 유압 기계(17)의 연결로 인해 생길 수 있는 플랜지 재료가 필요 없다. 유압 기계(17)를 베어링 하우징(16) 내에 통합함으로써, 컴팩트한 구성이 가능하다.
전술한 바와 같이, 유압 기계(17)를 베어링 하우징(16) 내에 통합하는 것은 적어도 그 구동 장치(19, 20)가 베어링 하우징(16)에 통합되며 실제 유압 기계(17)가 베어링 하우징(16)에 플랜지 연결되는 것을 의미할 수 있다.
본 발명에 따르면, 유압 기계를 배기 가스 터보 과급기의 베어링 하우징 내로 통합함으로써, 특히 컴팩트한 구성이 얻어진다. 또한, 유압 기계를 배기 가스 터보 과급기에 대해 특별히 밀봉할 필요가 없고, 유압 기계에 오일을 공급하기 위해, 터보 과급기의 기존 오일 공급 연결부 및 오일 배출 연결부가 사용될 수 있어, 추가의 연결부가 필요 없다. 더욱이, 유압 기계를 배기 가스 터보 과급기의 베어링 하우징 내로 통합함으로써, 배기 가스 터보 과급기에 플랜지 재료가 필요 없어지기 때문에, 배기 가스 터보 과급기의 진동 경향이 최소화된다.

Claims (4)

  1. 내연기관의 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 흐름을 팽창시키는 터빈과, 상기 내연기관의 엔진에 공급될 급기 흐름을 압축하기 위한 압축기를 포함하며, 상기 터빈은 터빈 회전자(11)를 그리고 상기 압축기는 압축기 회전자(12)를 포함하고, 상기 회전자들은 하나의 공동 샤프트(13) 상에 배치되고, 상기 터빈 회전자(11)와 압축기 회전자(12) 사이에는 상기 샤프트(13)의 지지를 위한 베어링 하우징(16)이 배치되는 내연기관용 배기 가스 터보 과급기에 있어서, 상기 터빈 회전자(11)와 압축기 회전자(12) 사이에 배치된 상기 베어링 하우징(16) 내에 하나 이상의 유압 기계(17)가 통합되고, 상기 유압 기계(17)는 소위, 발전기 모드에서는 상기 배기 가스 터보 과급기로부터 기계적 샤프트 출력을 공급받거나 또는 소위, 모터 모드에서는 상기 배기 가스 터보 과급기에 기계적 샤프트 출력을 공급하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 터보 과급기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 또는 각각의 유압 기계(17)는 기어 장치(18) 또는 스퍼 기어 장치를 통해 상기 샤프트(13)에 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 터보 과급기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 또는 각각의 유압 기계(17)는 상기 샤프트(13)에 결합 가능하고 상기 샤프트(13)로부터 분리 가능한 것을 특징으로 하는 내 연기관용 배기 가스 터보 과급기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유압 기계(17)의 통합은 그 구동 장치(19, 20)가 상기 베어링 하우징(16) 내에 통합되고 상기 유압 기계(17)가 상기 베어링 하우징(16)에 플랜지 연결되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 가스 터보 과급기.
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Free format text: JUDGMENT (SUPREME COURT) FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20130426

Effective date: 20130725