KR20080016774A - 내연기관용 배기 터보 과급기 - Google Patents

내연기관용 배기 터보 과급기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관용 배기 터보 과급기로서, 내연기관의 엔진을 벗어난 배기 흐름의 팽창을 위한 터빈, 및 내연기관의 엔진에 공급될 연소 공기 흐름의 압축을 위한 압축기를 포함하고, 상기 터빈은 상기 터빈의 배기 유동 채널을 한정하는, 유입 하우징(10), 노즐 링(11), 터빈 회전자(12) 및 확산기(13)를 포함하고, 상기 유입 하우징(10), 상기 노즐 링(11) 및 상기 확산기(13)는 하나의 링 채널(20)을 한정하는, 내연기관용 배기 터보 과급기에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 유입 하우징(11) 내에는 하나 이상의 채널(21)이 통합되고, 상기 채널은 상기 링 채널(20)을 상기 터빈의 주변과 연결하며, 상기 확산기(13), 또는 상기 터빈 회전자(12)를 외부로 한정하는 커버 링(15) 내에 하나 이상의 채널(22)이 통합되고, 상기 채널은 상기 링 채널(20)을, 상기 확산기(13)에 의해 제공된 상기 배기 유동 채널의 부분(19)과 연결한다.
터빈, 압축기, 유입 하우징, 노즐 링, 터빈 회전자, 확산기, 링 채널, 채널.

Description

내연기관용 배기 터보 과급기{EXHAUST TURBO SUPERCHARGER FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
도 1은 본 발명에 따른, 내연기관용 배기 터보 과급기의 터빈의 개략적인 횡단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 유입 하우징 11: 노즐 링
12: 터빈 회전자 13: 확산기
14: 작동 블레이드 15: 커버 링
16, 17, 18, 18: 배기 유동 채널 부분 20: 링 채널
21, 22: 채널
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 내연기관용 배기 터보 과급기에 관한 것이다.
내연기관의 효율 증가를 위해, 내연기관에 배기 과급기를 장착하는 것은 이미 공지되어 있다. 배기 과급 또는 터보 과급의 경우, 엔진으로부터 유도된 배기 가스는 배기 터보 과급기의 터빈에서 팽창되고, 상기 터빈은 배기 터보 과급기의 압축기를 구동시키며, 상기 압축기에서 엔진에 공급될 연소 공기가 압축된다. 이러한 배기 과급 또는 터보 과급에 의해 내연기관의 효율이 상승될 수 있다.
DE 101 25 250 C1 에는 터빈의 배기 유동 채널을 한정하는, 유입 하우징, 확산기, 노즐 링 및 터빈 회전자를 포함하는, 내연기관의 배기 터보 과급기의 터빈이 공지되어 있다. 노즐 링은 유입 하우징의 하류에, 터빈 회전자는 노즐 링의 하류에, 그리고 확산기는 터빈 회전자의 하류에 배치되고, 상기 터빈 회전자는 커버 링에 의해 방사방향 외부로 한정되고, 상기 커버 링은 노즐 링과 확산기 사이의 배기 유동 채널의 방사방향 외측의 벽을 보완한다. 유입 하우징 및 확산기는 노즐 링 및 커버 링과 함께 링 채널을 한정하고, 상기 링 채널은 배기 유동 채널로부터 분리되며, 배기 유동 채널을 그 축 방향 영역에서 방사방향 외부로 둘러싼다.
배기 터보 과급기의 작동 동안, 특히 배기 유동 채널을 한정하는 서브 어셈블리 또는 서브 어셈블리의 부분들은 높은 온도에 노출되기 때문에, 상기 서브 어셈블리 또는 서브 어셈블리 부분을 냉각 또는 절연시키는 것이 선행 기술에 이미 공지되어 있다. 지금까지는 이를 위해 별도의 장치로서 형성된 냉각 장치가 사용되었기 때문에, 배기 터보 과급기의 터빈의 비교적 복잡한 구성이 야기되었다.
본 발명의 과제는 내연기관용 새로운 배기 터보 과급기를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 1에 따른 내연기관용 배기 터보 과급기에 의해 해결된 다. 본 발명에 따라 유입 하우징 내에는 하나 이상의 채널이 통합되고, 상기 채널은 링 채널을 터빈의 주변과 연결하며, 확산기 내에, 또는 터빈 회전자를 방사방향 외부로 한정하는 커버 링 내에 하나 이상의 채널이 통합되고, 상기 채널은 상기 링 채널을, 상기 확산기에 의해 제공된 배기 유동 채널의 부분과 연결한다.
유입 하우징 및 확산기 내에 통합된 채널들에 의해, 배기 터보 과급기의 터빈의 뜨거운 부품 또는 부품 부분의 효과적인 냉각이 매우 간단한 구조적 수단에 의해 이루어질 수 있다. 터빈의 또는 배기 터보 과급기의 영역에서 누설이 발생하면, 경우에 따라 터빈 주변에 모인 배기 가스가 흡입되어 배기 터보 과급기의 확산기에 공급된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예가 도면을 참고로 구체적으로 설명되지만, 본 발명이 이 실시예에 제한되는 것은 아니다.
이하에서, 본 발명은 축류 터빈으로서 형성된 터빈을 포함하는 배기 터보 과급기의 실시예로 설명된다. 배기 터보 과급기의 축류 터빈의 기본 구성은 DE 101 25 250 C1에 공지되어 있으며, 그 공개 내용은 참고될 수 있다. 물론, 본 발명은 반경류 터빈에도 사용될 수 있다.
도 1은 유입 하우징(10), 노즐 링(11), 터빈 회전자(12) 및 확산기(13)로 형성된, 축 방향으로 연장된 배기 유동 채널의 방사방향 외측 단부에 있는 본 발명에 따른 배기 터보 과급기의 터빈의 일부를 도시한다. 도 1에는 터빈 회전자(12) 중 작동 블레이드(14)의 방사방향 외측 부분이 도시된다. 배기 유동 채널의 방사방향 외측 단부에 있는 배기 터보 과급기의 터빈 회전자(12) 또는 작동 블레이드(14)는 커버 링(15)에 의해 한정되고, 상기 커버 링(15)은 노즐 링(11)과 확산기(13) 사이에 배치되며 배기 유동 채널의 벽을 방사방향 외부로 보완한다.
터빈의 축 방향으로 연장된 배기 유동 채널은 전체적으로 4개의 부분으로 구성되고, 제1 부분(16)은 유입 하우징(10)에 의해, 제2 부분(17)은 노즐 링(11)에 의해, 제3 부분(18)은 커버 링(15)과 터빈 회전자(12)에 의해, 그리고 제4 부분(19)은 확산기(13)에 의해 제공된다.
도 1에 나타나는 바와 같이, 유입 하우징(10), 확산기(13), 노즐 링(11) 및 커버 링(15)은 링 채널(20)을 한정하며, 상기 링 채널은 선행 기술에 공지된 배기 터보 과급기의 터빈의 경우 배기 유동 채널로부터 완전히 분리되고, 배기 유동 채널을 그것의 축 방향 영역에서 방사방향 외부로 둘러싼다.
본 발명에서는, 유입 하우징(10) 내에 하나 이상의 채널(21)이 통합되고, 상기 채널은 링 채널(20)을 터빈의 주변과 연결한다.
또한, 확산기(13) 또는 커버 링(15) 내에 하나 이상의 채널(22)이 통합되며, 상기 채널은 링 채널(20)을, 확산기(13)에 의해 제공된 배기 유동 채널의 부분(19)과 연결한다.
작동 중에, 확산기(13)에 의해 제공된 배기 유동 채널 부분(19)에는, 배기 터보 과급기의 터빈의 주변 압력에 대해 상대적으로 저압이 주어지기 때문에, 도 1에 도시된 화살표의 방향으로 주변 공기가 채널(21)을 통해 링 채널(20) 내로 그리고 상기 링 채널(20)로부터 채널(22)을 통해 확산기(13)의 배기 유동 채널 부 분(19) 내로 흡입된다.
흡입된, 상대적으로 차가운 주변 공기에 의해 특히 노즐 링(11)의 부품 및 커버 링(15)이 냉각될 수 있다. 배기 터보 과급기가 내밀성을 갖지 않고, 터빈의 주변에 배기 가스가 모이면, 상기 배기 가스는 흡입되어 본 발명에 따른 배기 터보 과급기의 터빈의 확산기(13)에 공급된다.
본 발명에 따르면, 내연기관용 새로운 배기 터보 과급기가 제공된다.

Claims (4)

  1. 내연기관용 배기 터보 과급기로서, 내연기관의 엔진을 벗어난 배기 흐름의 팽창을 위한 터빈, 및 내연기관의 엔진에 공급될 연소 공기 흐름의 압축을 위한 압축기를 포함하고, 상기 터빈은 상기 터빈의 배기 유동 채널을 한정하는, 유입 하우징(10), 노즐 링(11), 터빈 회전자(12) 및 확산기(13)를 포함하고, 상기 유입 하우징(10), 상기 노즐 링(11) 및 상기 확산기(13)는 하나의 링 채널(20)을 한정하는, 내연기관용 배기 터보 과급기에 있어서,
    상기 유입 하우징(11) 내에는 하나 이상의 채널(21)이 통합되고, 상기 채널은 상기 링 채널(20)을 상기 터빈의 주변과 연결하며, 상기 확산기(13) 내에, 또는 상기 터빈 회전자(12)를 방사방향 외부로 한정하는 커버 링(15) 내에 하나 이상의 채널(22)이 통합되고, 상기 채널은 상기 링 채널(20)을, 상기 확산기(13)에 의해 제공된 상기 배기 유동 채널의 부분(19)과 연결하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 터보 과급기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유입 하우징(10)과 상기 확산기(13) 또는 상기 커버 링(15) 내에 형성된 채널들(21, 22)을 통해 상기 터빈의 주변 공기가 흡입될 수 있고, 상기 링 채널(20)을 통해, 상기 확산기(13)에 의해 제공된 배기 유동 채널의 부분(19) 내로 유입될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 터보 과급기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 노즐 링(13)의 부품 및 부속품들이 냉각될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 터보 과급기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 터빈 회전자(12)의 커버 링(15)이 냉각될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기 터보 과급기.
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