KR20070019557A - 전동기 부착 과급기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 전동기 부착 과급기(10)에서, 전동기(20)는 컴프레서 임펠러(6)에 인접한 위치에 배치되어 있고 센터 하우징(14)은 전동기(20)를 둘러싸고 또한 디퓨저(diffuser)부(25)에 인접하도록 형성된 냉각액 유로(34)를 가진다. 냉각액 유로(34) 중, 전동기(20) 측 부위에 제 1 냉각 구조부(38)가 형성되고 디퓨저부(25) 측 부위에 제 2 냉각 구조부(39)가 형성되어 있으며, 제 1 냉각 구조부(38)로 전동기(20)를 냉각시키고 제 2 냉각 구조부(39)로 디퓨저부(25)를 냉각시키도록 구성되어 있다.

Description

전동기 부착 과급기{SUPERCHARGER WITH ELECTRIC MOTOR}

도 1은 종래 기술을 설명하는 도면이다.

도 2는 다른 종래 기술을 설명하는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시형태를 나타내는 단면도이다.

도 4는 도 3의 부분 확대도이다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제 2003 - 293785호 공보

[특허문헌 2] 일본 특허 공개 제 2004 - 44451호 공보

본 발명은 내연기관의 배기가스에 의해 구동되고 흡기를 압축하여 과급(過給)하는 과급기에 관한 것으로, 특히 컴프레서의 회전 구동을 보조하는 전동기를 구비한 전동기 부착 과급기에 관한 것이다.

내연기관의 성능 향상을 위해 내연기관의 배기가스로 구동되고 흡기를 압축하여 과급하는 과급기(‘터보 챠저(turbocharger)’라고도 한다)가 널리 이용되고 있다. 또한, 과급기의 샤프트와 동축상에 전동기를 삽입하고 컴프레서의 회전 구동 을 가속 보조함으로써 가속 응답성 등을 개선한 전동기 부착 과급기도 이용되고 있다.

상기의 특허문헌 1에는 전동기 부착 과급기에 관한 선행 기술이 개시되어 있다. 도 1은 특허문헌 1에 개시된 전동기 부착 과급기(50)의 구성을 나타내는 단면도이다. 과급기(50)의 배기 통로측에는 터빈 임펠러(turbine impeller)(52)와 이를 둘러싸는 터빈 하우징(51A)이 배치되어 있다. 터빈 하우징(51A)은 터빈 임펠러(52) 주위에 형성된 스크롤실(63)을 가지고, 이 스크롤실(63)은 환상 가스 유로(64)를 개재하여 터빈 임펠러(52)와 연통되어 있다. 또한, 터빈 하우징(51A)에는 그 중앙부에 터빈 임펠러(52)와 동심의 배기구(65)가 형성되어 있다.

전동기 부착 과급기(50)의 흡기 통로 측에는 컴프레서 임펠러(53)와 이를 둘러싸는 컴프레서 하우징(51B)이 배치되어 있다. 컴프레서 하우징(51B)은 컴프레서 임펠러(53) 주위에 형성된 스크롤실(66)을 가지고, 이 스크롤실(66)은 환상으로 형성된 디퓨저(diffuser)부(67)를 개재하여 컴프레서 임펠러(53)와 연통되어 있다. 또한, 컴프레서 하우징(51B)에는 그 중앙부에 컴프레서 임펠러(53)와 동심의 흡기구(68)가 형성되어 있다.

터빈 임펠러(52)와 컴프레서 임펠러(53)는 샤프트(54)에 의해 연결되어 있다. 샤프트(54)는 센터 하우징(51C)에 내장된 베어링(55)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 또한 센터 하우징(51C)에는 샤프트(54)와 동축상에 연결된 회전자(56)와, 회전자(56) 주위에 배치된 고정자(57)를 가지는 전동기(58)가 내장되어 있다.

이와 같이 구성된 전동기 부착 과급기(50)에서는 내연기관(엔진)으로부터 배출된 배기가스가 스크롤실(63)에 도입되면 환상 가스 유로(64)를 통하여 배기가스가 배기구(65)로 흘러 터빈 임펠러(52)를 통과하는 과정에서 터빈 임펠러(52)를 회전시킨다. 그러면 샤프트(54)를 개재하여 터빈 임펠러(52)에 연결된 컴프레서 임펠러(53)가 회전구동됨과 동시에 전동기(58)에 의해 이 회전 구동이 보조되고, 컴프레서 임펠러(53)에 의해 흡기구로부터 흡입된 공기를 가속한다. 가속된 공기는 디퓨저부(67)를 통과하는 과정에서 감속가압되어 스크롤실(66)로 도입되고 도시하지 않은 토출부로부터 토출되어 내연기관에 공급된다.

이러한 전동기 부착 과급기에서는 과급기의 가동 중 전동기(58)가 고속 회전하여 풍손(風損)이나 와전류손(渦電流損, Eddy-Current loss)에 의해 자기발열한다. 또한, 터빈에는 고온의 배기가스가 흐르기 때문에 터빈 임펠러(52)로부터 샤프트(54), 샤프트(54)로부터 전동기(58)의 회전자(56)로의 열전도에 의해 전동기(58)가 고온이 된다. 전동기(58)가 고온이 되면 내부의 영구자석의 자속이 감소하거나 전동기(58)의 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 이에 특허문헌 1의 과급기에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 하우징(51)의 내부에 전동기(58)를 둘러싸도록 냉각액 유로(60)를 형성하고 이 냉각액 유로(60)에 냉각액(61)을 흘려 전동기(58)를 냉각시키도록 구성하고 있다.

또한, 이와 같은 전동기(58)의 탑재 여부에 관계없이 과급기를 구비한 자동차에서는 배기가스 중의 질소산화물을 제거하기 위해 배기가스를 연소용 공기로 환류시키는 경우도 있다. 또한, 엔진으로부터는 블로우바이 가스(blow-by gas) (피스 톤과 실린더 사이를 거쳐 연소실에서 크랭크실로 샌 혼합기체를 포함한 가스)가 배출되는데, 외기로 방출되는 혼합기체를 가급적 줄이기 위해 블로우바이 가스를 연소용 공기로 환류시켜 재차 연소시키는 경우도 있다. 따라서, 과급기로 흡입되는 연소용 공기의 일부에는 배기가스나 블로우바이 가스 등이 포함되어 있다. 이 배기가스 중에는 엔진 오일의 오일 미스트가 혼입되어 있기 때문에 상술한 전동기 부착 과급기(50)를 예로 들면, 디퓨저부(67)를 통과하는 과정에서 그 유로를 구성하는 양 측벽부에 오일 미스트가 부착된다. 이때, 디퓨저부(67)를 통과하는 연소용 공기는 압축되어 승온되기 때문에 상기 벽부에 부착된 오일 미스트는 압축 공기의 열에 의해 탄화되고 고화퇴적된다. 이 때문에, 고화퇴적된 탄화층이 디퓨저부(67)의 유로를 좁혀 유로 저항을 증대시키며, 그 결과 과급기의 압축 효율을 저하시키고 나아가서는 신뢰성 저하를 초래하는 문제가 있었다. 또한, 컴프레서 하우징과 탄화층의 열 팽창 차이, 엔진의 진동 등에 기인하여 탄화층이 박리되고, 이것이 엔진에 흡기될 우려가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 전동기를 탑재하지 않은 과급기에 관한 선행 기술 문헌으로서 상기 특허문헌 2가 개시되어 있다. 도 2는 특허문헌 2에 개시된 과급기(70)의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 과급기(70)는 디퓨저부(67)가 디퓨저 유로(67a)와, 이것을 사이에 두고 대치하는 씰 플레이트 인접부(67b) 및 하우징 인접부(67c)에 의해 구성되어 있으며, 적어도 씰 플레이트 인접부(67b)에 냉각수를 유통시키는 냉각로(72)를 마련한 것이다. 이 구성에 의해 냉각로(72)에 냉각수가 유통됨으로써 씰 플레이트 인접부(67b)가 냉각되 기 때문에 씰 플레이트 인접부(67b)에 오일 미스트가 부착되더라도 탄화퇴적되지 않도록 구성되어 있다. 한편, 도 2에서 도 1에 나타낸 전동기 부착 과급기(50)의 구성요소에 대응하는 부분에는 도 1과 동일한 부호를 붙이고 있다.

상술한 바와 같이, 전동기를 탑재하지 않은 과급기에 대해서는 디퓨저부에 있어서의 오일 미스트의 고화퇴적을 방지하는 기술이 제안되어 있으나, 전동기 부착 과급기에 대해서는 동일한 기술이 제안되어 있지 않다. 따라서, 전동기 부착 과급기에는 디퓨저부에서 오일 미스트가 고화퇴적되고, 고화퇴적된 탄화층이 디퓨저부(67)의 유로를 좁혀 유로 저항을 증대시킨 결과 과급기의 압축 효율을 저하시키는 문제가 여전히 남아 있다.

또한, 전동기 부착 과급기에서도 상술한 특허문헌 2와 마찬가지의 냉각 구조(냉각로(72))를 마련하여 디퓨저부(67)에 있어서의 오일 미스트의 고화퇴적을 방지하는 것을 생각할 수 있으나, 특허문헌 1의 전동기 부착 과급기(50)에 특허문헌 2와 같은 냉각로(72)를 마련할 경우에는 냉각액 유로(60)와 냉각로를 각각 별개로 마련할 필요가 있다. 따라서, 구조의 복잡화, 중량 증대, 장치의 대형화, 비용 증대를 초래함과 함께 차량에 대한 탑재성에 영향을 미치는 결과, 차량의 중량 증대를 초래하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점에 착안하여 디퓨저부에 있어서의 오일 미스트의 고화퇴적을 억제 혹은 방지하여 디퓨저부의 유로가 좁아짐에 따른 유로 저항의 증대를 방지함으로써 과급기의 압축 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 전동기 와 디퓨저부를 냉각시키기 위한 개별 냉각 계통을 필요로 하지 않음으로써 구조를 단순화하여 중량 증대, 장치의 대형화, 비용 증대를 억제할 수 있는 전동기 부착 과급기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 제 1 발명은, 내연기관의 배기가스에 의해 회전구동되는 터빈 임펠러와, 이 터빈 임펠러를 둘러싸는 터빈 하우징과, 상기 터빈 임펠러와 샤프트로 연결되어 회전하고 흡기를 압축하는 컴프레서 임펠러와, 이 컴프레서 임펠러를 둘러싸는 컴프레서 하우징과, 상기 터빈 임펠러와 상기 컴프레서 임펠러 사이에 위치하고 상기 샤프트를 회전구동할 수 있는 전동기와, 상기 샤프트를 회전가능하게 지지하고 또한 상기 전동기를 내장하는 센터 하우징을 구비함과 함께, 상기 컴프레서 하우징 내부에 환상으로 형성되어 압축 공기를 토출하는 스크롤실과, 상기 컴프레서 임펠러 출구에서 반경 방향의 바깥 방향으로 연장되고 상기 컴프레서 임펠러의 출구와 상기 스크롤실을 연통하는 디퓨저부를 가지는 전동기 부착 과급기에 있어서, 상기 센터 하우징은 냉각액으로 상기 전동기를 냉각시키는 제 1 냉각 구조부와, 상기 제 1 냉각 구조부의 냉각액과 공통의 냉각액으로 상기 디퓨저부를 냉각시키는 제 2 냉각 구조부를 가지는 것을 특징으로 한다.

제 2 발명은, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 전동기는 상기 컴프레서 임펠러에 인접하는 위치에 배치되어 있고, 상기 센터 하우징은 상기 전동기를 둘러싸고 또한 상기 디퓨저부에 인접하도록 형성되며 그 내부에 상기 냉각액을 유통시키는 냉각액 유로를 가지고, 상기 냉각액 유로 중 상기 전동기 측 부위에 상기 제 1 냉 각 구조부가 형성되고 상기 디퓨저부 측 부위에 상기 제 2 냉각 구조부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 발명에 따르면, 제 1 냉각 구조부에서 전동기를 냉각시키고 제 2 냉각 구조부에서 디퓨저부를 냉각시키므로 디퓨저부에 있어서의 오일 미스트의 고화퇴적을 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 제 1 냉각 구조부와 제 2 냉각 구조부에서는 공통의 냉각액으로 전동기 및 디퓨저부를 냉각시키므로 각각의 냉각 구조부에 독립적으로 냉각액을 공급할 필요가 없다. 따라서, 전동기와 디퓨저부 양쪽 모두를 냉각시키기 위한 냉각 구조부를 마련하더라도 냉각 계통을 간소화할 수 있다.

상기 제 2 발명에 따르면, 컴프레서 임펠러에 인접한 위치에 전동기가 배치되고 그 주위에 제 1 냉각 구조부와 제 2 냉각 구조부를 가지는 냉각액 유로가 형성되어 있기 때문에 전동기의 냉각과 디퓨저부의 냉각을 하나의 냉각 계통으로 실현할 수 있다. 따라서, 전동기를 냉각시키는 제 1 냉각 구조부와 디퓨저부를 냉각시키는 제 2 냉각 구조부를 각각 별개로 마련할 필요가 없어, 즉, 개별 냉각 계통을 마련할 필요가 없기 때문에 냉각 계통이 간소화되어 중량 증대, 장치의 대형화, 비용 증대를 억제할 수 있다. 또한, 이에 의해 차량에 대한 탑재성에 미치는 영향을 최소한으로 억제할 수가 있기 때문에 차량의 경량화에 크게 공헌할 수 있다.

즉, 상기 본 발명에 따르면, 디퓨저부에 있어서의 오일 미스트의 고화퇴적을 억제 혹은 방지하여 디퓨저부의 유로가 좁아짐에 따른 유로 저항의 증대를 방지함으로써 과급기의 압축 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 전동기와 디퓨저부를 냉각시키기 위해 개별 냉각 계통을 필요로 하지 않기 때문에 구조를 단순화함 으로써 중량 증대, 장치의 대형화, 비용 증대를 억제할 수 있는 탁월한 효과를 얻을 수 있다.

[바람직한 실시예의 설명]

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부 도면에 근거하여 상세히 설명한다. 한편, 각 도면에서 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙여 중복된 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 전동기 부착 과급기의 단면도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 이 전동기 부착 과급기(10)는 터빈 임펠러(2), 터빈 하우징(4), 샤프트(12), 컴프레서 임펠러(6), 컴프레서 하우징(8), 전동기(20), 센터 하우징(14) 등의 요소로 구성된다.

배기 통로 측에는 내연기관의 배기가스 G에 의해 회전구동되는 터빈 임펠러(2)와, 이 터빈 임펠러(2)를 둘러싸는 터빈 하우징(4)이 배치되어 있다. 터빈 하우징(4)은 터빈 임펠러(2) 주위에 형성된 스크롤실(9)을 가지고, 이 스크롤실(13)은 환상 가스 유로(11)를 개재하여 터빈 임펠러(2)와 연통되어 있다. 또한, 터빈 하우징(4)에는 그 중앙부에 터빈 임펠러(2)와 동심의 배기구(17)가 형성되어 있다.

흡기 측 통로에는 흡기를 압축하는 컴프레서 임펠러(6)와, 이 컴프레서 임펠러(6)을 둘러싸는 컴프레서 하우징(8)이 배치되어 있다. 컴프레서 하우징(8)은 컴프레서 임펠러(6) 주위에 환상으로 형성되어 압축 공기 A를 토출하는 스크롤실(21)을 가진다. 컴프레서 임펠러(6)의 출구와 스크롤실(21) 사이에는 그 사이를 연통하도록 컴프레서 임펠러(6)의 출구로부터 반경 방향의 바깥 방향으로 연장되는 환상 의 디퓨저부(25)가 형성되어 있으며, 이에 의해 컴프레서 임펠러(6)로 가속된 공기 A를 감속가압하여 스크롤실(21)로 유도하도록 구성되어 있다. 또한, 컴프레서 하우징(8)에는 그 중앙부에 컴프레서 임펠러(6)와 동심의 흡기구(27)가 형성되어 있다.

터빈 임펠러(2)와 컴프레서 임펠러(6)는 샤프트(12)에 의해 연결되어 있고, 샤프트(12)는 센터 하우징(14)에 내장된 베어링(19)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 터빈 하우징(4)과 센터 하우징(14)은 커플링(3)에 의해 연결되고, 컴프레서 하우징(8)과 센터 하우징은 볼트(5)에 의해 연결되어 있다.

전동기(20)는 센터 하우징(14)에 내장되고 또한 컴프레서 임펠러(6)에 인접한 위치에 배치되어 있으며 샤프트(12)와 동축상에 연결되고 샤프트(12)와 함께 회전하는 영구자석으로 이루어지는 회전자(20A)(로터)와, 회전자(20A) 주위에 배치된 코일로 이루어지는 고정자(20B)(스테이터)로 구성된다.

센터 하우징(14)에는 베어링(16)에 윤활유(42)를 공급하기 위한 기름 공급로(22)와, 베어링(16) 내부를 통과하여 베어링(19)을 윤활·냉각시킨 윤활유(42)를 배출하기 위한 기름 배출로(24)가 형성되어 있다. 기름 공급로(22)에는 외부에 마련된 윤활유 펌프(미도시)에 의해, 예를 들어, 80℃ 전후의 윤활유(42)가 공급되도록 구성되어 있다.

센터 하우징(14)의 터빈 임펠러(2) 측에는 센터 하우징(14)과 샤프트(12)의 틈으로부터 윤활유(42)가 새는 것을 방지하기 위한 터빈측 씰 링(26)이 개재되어 있다.

도 4는 도 3의 부분 확대도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 센터 하우 징(14) 내부의 전동기(20)와 베어링부 사이의 위치에 마련된 터빈 측 씰 플레이트(28)와 샤프트(12) 사이에는 그 틈으로부터 윤활유가 새는 것을 방지하는 컴프레서 측 씰 링(30)이 개재되어 있다.

센터 하우징(14)과 컴프레서 하우징(8) 사이에는 원반상의 씰 플레이트(29)가 개재되어 있고, 본 실시형태의 디퓨저부(25)는 씰 플레이트(29), 컴프레서 하우징(8) 중 씰 플레이트(29)에 대향하는 부분(8a), 및 그 사이의 유로(25a)에 의해 규정되어 있다.

또한, 센터 하우징(14)은 냉각액으로 전동기(20)를 냉각시키는 제 1 냉각 구조부(38)와, 이 제 1 냉각 구조(38)와 공통의 냉각액으로 디퓨저부(25)를 냉각시키는 제 2 냉각 구조부(39)를 가지고 있다. 이 제 1 냉각 구조부(38)와 제 2 냉각 구조부(39)에 대하여, 이하에서 더욱 상세히 설명한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 센터 하우징(14)은 하우징 본체(15)와, 유로 형성 부재(16)를 구비하고, 이 하우징 본체(15)와 유로 형성 부재(16) 사이에 냉각액 유로(34)를 가지고 있다. 유로 형성 부재(16)는 냉각액을 유통시키기 위한 유로 요홈부(16a)를 가지며 전체적으로 링상으로 형성되어 하우징 본체(15)에 끼워져 부착되어 있다. 그리고 하우징 본체(15)와 유로 형성 부재(16)의 유로 요홈부(16a)에 의해 냉각액을 유통시키는 냉각액 유로(34)가 규정되어 있다. 하우징 본체(15)와 유로 형성 부재(16) 사이에는 Ｏ링(31)이 개재되어 있어 그 사이가 수밀하게 유지된다.

냉각액 유로(34)는 센터 하우징(14) 내부를 둘레 방향으로 연장하여 환상으 로 형성되고, 내부에 전동기(20)와 디퓨저부(25)를 냉각시키기 위한 냉각액을 유통시키도록 구성되어 있다. 냉각액 유로(34)는 전동기(20)의 외주를 완전히 일주하도록 형성되어도 되고, 샤프트(12)의 축 방향에서 보았을 때 Ｃ자 모양으로 형성되어도 된다. 냉각액은 냉각액 공급구(미도시)를 통하여 외부에 마련된 냉각액 펌프(미도시)에 의해 냉각액 유로(34)로 공급되고, 냉각액 배출구(미도시)에서 외부로 배출된다. 이 냉각액으로는, 예를 들어, 물을 적용할 수 있다. 또한, 기름 (윤활유(42) 등)을 냉각액으로 이용해도 된다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 냉각액 유로(34)의 전동기(20) 측 부위에 상술한 제 1 냉각 구조부(38)가 형성되고, 냉각액 유로(34)의 디퓨저부(25) 측 부위에 상술한 제 2 냉각 구조부(39)가 형성되어 있다. 또한, 제 1 냉각 구조부(38)와 제 2 냉각 구조부(39)에는 각각 복수의 핀 형상부(38a, 39a)가 형성되어 있어, 전열 면적을 넓게 하여 열 전도 효율을 높이도록 구성되어 있다. 또한, 제 2 냉각 구조부(39)를 구성하는 부위의 부재의 두께는 냉각액과 디퓨저부(25)의 열 교환을 충분히 행할 수 있도록 설정된다. 그리하여 이와 같은 구조에 의해 냉각액 유로(34)를 흐르는 냉각액과 전동기(20) 사이, 및 이 냉각액과 디퓨저부(25) 사이에서 열 교환을 행하도록 구성되어 있다. 즉, 전동기(20) 및 디퓨저부(25)의 열을 냉각액 유로(34)의 냉각액에 전달함으로써 전동기(20) 및 디퓨저부(25)를 냉각하도록 구성되어 있다.

한편, 본 실시형태에서는 유로 형성 부재(16)와 씰 플레이트(29)가 별체로 구성되어 있으나 이것들을 일체로 구성한 부재라도 된다.

이어서, 이와 같이 구성된 전동기 부착 과급기(10)의 동작 및 작용에 대하여, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다.

전동기 부착 과급기(10)에서는 내연기관(엔진)으로부터 배출된 배기가스 G가 스크롤실(9)로 도입되면 환상 가스 유로(11)를 개재하여 배기가스 G가 배기구(17)로 흘러 터빈 임펠러(2)를 통과하는 과정에서 터빈 임펠러(2)를 회전시킨다. 그러면 샤프트(12)를 개재하여 터빈 임펠러(2)에 연결된 컴프레서 임펠러(6)가 회전구동됨과 동시에 전동기(20)에 의해 그 회전구동이 보조되고, 컴프레서 임펠러(6)에 의해 흡기구(27)로부터 흡입된 공기 A를 가속한다. 가속된 공기 A는 디퓨저부(25)를 통과하는 과정에서 감속가압되어 스크롤실(21)로 도입되고, 도시하지 않은 토출부로부터 토출되어 내연기관에 공급된다. 컴프레서 임펠러(6)에 의해 흡기되는 공기는, 예를 들어, 20℃, 상압이며, 이것이 컴프레서 임펠러(6)의 출구에서, 예를 들어, 180℃, 1.5기압까지 승온·승압되고, 디퓨저부(25)의 출구에서, 예를 들어, 180℃, 2.0 기압까지 승압된다.

또한, 냉각액 유로(34)에는 냉각액이 공급되고 제 1 냉각 구조부(38)로 전동기(20)를 그 주위부터 냉각함과 함께 제 2 냉각 구조부(39)로 디퓨저부(25) 중 제 2 냉각 구조부(39)에 인접한 부분(이하, ‘씰 플레이트 인접부’라 한다.)을 냉각시킨다. 이 결과, 씰 플레이트 인접부는 120℃ 이하로 온도 상승이 억제된다. 엔진 오일은 120℃ 정도에서는 탄화하는 일 없이 유동성을 가지는 사실이 확인되어 있다. 따라서, 엔진 오일의 오일 미스트를 포함한 흡기가 디퓨저부(25)를 통과하는 과정에 있어서, 상기 씰 플레이트 인접부에 오일 미스트가 부착된 경우에도 그 부 착 부분에 고화퇴적되는 일이 없으며 공기 흐름에 의해 스크롤실(21)로 불어 날려진다.

또한, 씰 플레이트 인접부가 냉각됨으로써 디퓨저부(25)를 통과하는 압축 공기가 냉각되므로 압축 공기를 통하여 컴프레서 하우징(8) 중 유로(25a)에 인접한 부분(8a)도 냉각된다. 따라서, 이 부분(8a)에 오일 미스트가 부착된 경우에도 그 부착 부분에 고화퇴적되는 일이 없으며 공기 흐름에 의해 스크롤실(21)로 불어 날려진다.

한편, 상기 씰 플레이트 인접부와 컴프레서 하우징(8)의 부분(8a)에 엔진 오일과 친화성이 없고 오일 미스트를 반발해 내는 재질로 발유막(撥油膜)을 형성함으로써 이 부분에 오일 미스트가 부착되는 것을 방지하도록 해도 된다. 발유막의 재료로는, 예를 들어, 내열성, 내부식성이 탁월한 불소 수지(폴리테트라플루오르에틸렌)가 바람직하다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 전동기 부착 과급기(10)에 따르면, 제 1 냉각 구조부(38)로 전동기(20)를 냉각시키고 제 2 냉각 구조부(39)로 디퓨저부(25)를 냉각시키므로, 디퓨저부(25)에 있어서의 오일 미스트의 고화퇴적을 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 제 1 냉각 구조부(38)와 제 2 냉각 구조부(39)에서는 공통의 냉각액으로 전동기(20) 및 디퓨저부(25)를 냉각시키므로 각각의 냉각 구조부에 독립적으로 냉각액을 공급할 필요가 없다. 따라서, 전동기(20)와 디퓨저부(25) 양쪽 모두를 냉각시키기 위한 냉각 구조부를 마련하더라도 냉각 계통을 간소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 전동기 부착 과급기(10)에 따르면, 컴프레서 임펠러(6)에 인접한 위치에 전동기(20)가 배치되고, 그 주위에 제 1 냉각 구조부(38)와 제 2 냉각 구조부(39)를 가지는 냉각액 유로(34)가 형성되어 있으므로 전동기(20)의 냉각과 디퓨저부(25)의 냉각을 하나의 냉각 계통으로 실현할 수 있다. 따라서, 전동기(20)를 냉각시키는 제 1 냉각 구조부(38)와 디퓨저부(25)를 냉각시키는 제 2 냉각 구조부(39)를 각각 별개로 마련할 필요가 없어, 즉, 개별 냉각 계통을 마련할 필요가 없기 때문에 냉각 계통이 간소화되어 중량 증대, 장치의 대형화, 비용 증대를 억제할 수 있다. 또한, 이에 의해, 차량에 대한 탑재성에 미치는 영향을 최소한으로 억제할 수 있기 때문에 차량의 경량화에 크게 공헌할 수 있다.

따라서, 상기 본 발명에 따르면, 디퓨저부에 있어서의 오일 미스트의 고화퇴적을 억제 혹은 방지하여 디퓨저부의 유로가 좁아짐에 따른 유로 저항의 증대를 방지함으로써 과급기의 압축 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 또한 전동기와 디퓨저부를 냉각시키기 위해 개별 냉각 계통을 필요로 하지 않기 때문에 구조를 단순화함으로써 중량 증대, 장치의 대형화, 비용 증대를 억제할 수 있는 탁월한 효과를 얻을 수 있다.

그 밖에 본 발명은 상술한 실시형태로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따르면 디퓨저부에 있어서의 오일 미스트의 고화퇴적을 억제 혹은 방지하여 디퓨저부의 유로가 좁아짐에 따른 유로 저항의 증대를 방지함으로써 과급기의 압축 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 전동기와 디퓨저부를 냉각시 키기 위한 개별 냉각 계통을 필요로 하지 않기 때문에 구조를 단순함으로써 중량 증대, 장치의 대형화, 비용 증대를 억제할 수 있는 전동기 부착 과급기를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 내연기관의 배기가스에 의해 회전구동되는 터빈 임펠러와, 이 터빈 임펠러를 둘러싸는 터빈 하우징과, 상기 터빈 임펠러와 샤프트로 연결되어 회전하고 흡기를 압축하는 컴프레서 임펠러와, 이 컴프레서 임펠러를 둘러싸는 컴프레서 하우징과, 상기 터빈 임펠러와 상기 컴프레서 임펠러 사이에 위치하고 상기 샤프트를 회전구동할 수 있는 전동기와, 상기 샤프트를 회전가능하게 지지하고 또한 상기 전동기를 내장하는 센터 하우징을 구비함과 함께, 상기 컴프레서 하우징 내부에 환상으로 형성되어 압축 공기를 토출하는 스크롤실과, 상기 컴프레서 임펠러 출구에서 반경 방향의 바깥 방향으로 연장되고 상기 컴프레서 임펠러의 출구와 상기 스크롤실을 연통하는 디퓨저부를 가지는 전동기 부착 과급기에 있어서,

   상기 센터 하우징은 냉각액으로 상기 전동기를 냉각시키는 제 1 냉각 구조부와, 상기 제 1 냉각 구조부의 냉각액과 공통의 냉각액으로 상기 디퓨저부를 냉각시키는 제 2 냉각 구조부를 가지는 것을 특징으로 하는 전동기 부착 과급기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전동기는 상기 컴프레서 임펠러에 인접하는 위치에 배치되어 있고,

   상기 센터 하우징은 상기 전동기를 둘러싸고 또한 상기 디퓨저부에 인접하도록 형성되며 그 내부에 상기 냉각액을 유통시키는 냉각액 유로를 가지고,

   상기 냉각액 유로 중 상기 전동기 측 부위에 상기 제 1 냉각 구조부가 형성 되고 상기 디퓨저부 측 부위에 상기 제 2 냉각 구조부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기 부착 과급기.

Images