KR20140006238A - A valve for an engine turbocharger cut-off - Google Patents

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KR20140006238A
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turbocharger
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KR1020120070707A
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김형주
박병선
김발영
한주석
유정대
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현대중공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a valve for cutting off an engine turbocharger comprising a ring-shaped body having a gas passage; a disk on the body to open or close the gas passage by being rotated by a rotary shaft; a handle for rotating the disk by delivering power to the rotary shaft through a driving shaft; a reduction gear having a driven shaft connected to the driving shaft; and a gauge connected to the driven shaft to display the degree of opening the disk. The valve for cutting off an engine turbocharger according to the present invention enables workers to accurately grasp the degree of the disk opening by making the gauge pin between the handle and the disk move based on a gear ratio. By this, the efficiency of a system including the engine and the turbocharger is improved, and the fuel costs reduced.

Description

엔진 터보차저 컷 오프용 밸브 {A Valve for an Engine Turbocharger Cut-off}Valve for an Engine Turbocharger Cut-off

본 발명은 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a valve for engine turbocharger cutoff.

일반적으로 터보차저(turbocharger, turbo-supercharger)는 내연기관에서 발생되는 배기가스를 이용하여 엔진의 성능을 향상시키는데 사용되는 과급기로, 강제로 압축한 공기를 연소실로 보내 더 많은 연료가 연소될 수 있도록 하여 엔진의 출력을 높이는 역할을 한다.In general, turbocharger (turbo-charger) is a supercharger used to improve the performance of the engine by using the exhaust gas generated from the internal combustion engine, to send more compressed air to the combustion chamber to burn more fuel. To increase the output of the engine.

이와 같은 터보차저의 작동원리는 배기관으로부터 폐기되고 있던 배기가스의 에너지(온도/압력)를 이용하여 터빈을 고속 회전시켜, 그 회전력으로 원심식 컴프레셔(compressor)를 구동하여 외부의 신선한 공기를 압축하여 엔진 내부로 보내는 구조로 되어 있다.The operation principle of such a turbocharger is to rotate the turbine at a high speed by using the energy (temperature / pressure) of the exhaust gas being exhausted from the exhaust pipe, drive the centrifugal compressor by its rotational force, And is sent to the inside of the engine.

이것에 의해, 내연기관 본래의 흡기량을 넘는 혼합기를 흡입/폭발시키는 것을 통해 외관의 배기량을 넘는 출력을 얻게 된다. 일반적으로 기관회전수가 2000rpm 이상 되어야 터보차저가 흡입되는 공기를 가압한다.As a result, an output exceeding the exhaust amount of the external appearance is obtained through the suction / explosion of the mixer exceeding the original intake quantity of the internal combustion engine. Generally, the turbo charger pressurizes the sucked air when the engine speed is at least 2000 rpm.

또, 터보차저는 엔진의 기본 한계를 뛰어넘어 체적대비 출력 효율을 높이기 위한 목적을 가지고 있으며, 자연흡기방식의 엔진에서는 피스톤이 상사점에서 하사점으로 내려올 때(흡입행정) 실린더 내부의 체적변화로 압력이 대기압 이하로 낮아지면서(진공상태) 공기와 연료의 혼합기가 자연스럽게 실린더로 흡입된다.In addition, the turbocharger has the purpose of increasing the output efficiency relative to the volume beyond the basic limit of the engine. In a naturally aspirated engine, when the piston descends from the top dead center to the bottom dead center (intake stroke) As the pressure drops below atmospheric pressure (vacuum), the air and fuel mixture is naturally drawn into the cylinder.

흡입된 공기와 연료 혼합기의 양이 많아져야 폭발행정에서 피스톤을 밀어내는 힘이 커지기 때문에, 연소실로 공급되는 공기 양과 이에 따른 연료 양은 엔진의 한계를 결정하는 중요한 요소가 된다.The amount of air supplied to the combustion chamber and the amount of fuel accordingly becomes an important factor in determining the limit of the engine because the amount of intake air and the fuel mixer must be increased to increase the pushing force of the piston in the explosion stroke.

또한, 터보차저는 달팽이 모양의 용기 안에 터빈과 컴프레셔가 하나의 축에 연결된 구조로 이루어져 있고, 배기 매니폴드에서 유입된 배기가스를 터빈 입구로 보내 터빈의 날개를 회전시키며, 이 회전력으로 컴프레셔를 동작시키고, 컴프레셔는 외부에서 유입된 공기를 압축하여 엔진의 공기흡기구로 전달하게 된다. 압축된 공기는 더 많은 연료와 혼합되어 엔진의 실린더 안으로 전달되어 엔진의 효율을 높이는 것이다.In addition, the turbocharger has a structure in which a turbine and a compressor are connected to one shaft in a snail-shaped container, and sends exhaust gas from the exhaust manifold to the turbine inlet to rotate the blades of the turbine, and operates the compressor by the rotational force. The compressor compresses the air introduced from the outside and delivers the air to the air intake of the engine. The compressed air is mixed with more fuel and delivered into the cylinder of the engine to increase the efficiency of the engine.

한편, 최근에는 급격한 유가 상승과 운임료 하락으로 인하여 각 선사(船社)들이 연료비 절감을 위해 엔진을 저 부하 운전으로 운행하여 유류비를 절감하는 추세이다. 이러한 추세에 따라 저 부하에서도 터보차저가 고 압축비를 실현하여 연비를 많이 증가시키지 않으면서도 요구하는 엔진출력을 얻을 수 있게, 엔진에 연결된 복수 개의 터보차저 중 적어도 어느 하나로의 가스 유입을 차단하는 컷 오프용 밸브를 구비하여, 터보차저의 효율이 저하되는 것을 방지하는 방식을 사용한다.On the other hand, in recent years, due to the sharp rise in oil prices and lower freight rates, each shipping company is operating a low-load engine to reduce fuel costs to reduce fuel costs. This trend allows the turbocharger to achieve high compression ratios even at low loads, resulting in a cut-off that shuts off gas to at least one of the multiple turbochargers connected to the engine so that the required engine power can be achieved without significantly increasing fuel economy. The valve | bulb is provided and the system which prevents the efficiency of a turbocharger from falling is used.

그런데, 이때 사용되는 종래의 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브는, 밸브의 개폐 수단으로 하나의 디스크가 회전축에 의해 회전하는 방식 또는 2개의 디스크가 회전축에 의해 일방향으로 회전하는 방식을 사용하기 때문에, 디스크가 가스 압력을 견디지 못하고 밀폐력을 상실함에 따라 터보 차저의 압축비가 저하될 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 밸브 개방 시 개폐 수단이 가스 이동로를 가로 막는 내부 구조 이기 때문에 가스 흐름을 방해할 수 있다는 문제점이 있다.By the way, the conventional engine turbocharger cut-off valve used at this time uses a method in which one disk rotates by a rotation shaft or a method in which two disks rotate in one direction by a rotation shaft as opening / closing means of the valve. There is a problem that the compression ratio of the turbocharger may be lowered as the gas pressure does not endure and the seal force is lost. In addition, the opening and closing means when opening the valve is an internal structure that blocks the gas flow path, there is a problem that can interfere with the gas flow.

본 발명은 밸브의 개폐 효율을 증대할 뿐만 아니라 가스의 흐름을 원활하게 하여 엔진 터보차저 시스템의 효율 및 성능을 향상시킬 수 있는 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a valve for engine turbocharger cut-off that can increase the opening and closing efficiency of the valve and smoothly the gas flow to improve the efficiency and performance of the engine turbocharger system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브는 링 형상을 갖고 가스 이동로를 형성하는 고정 바디; 상기 고정 바디에 설치되어 소정의 각으로 회전하여 개폐되는 복수 개의 가동 날개; 상기 가동 날개를 가동하는 가동 바디; 및 상기 가동 바디를 가동하는 가동 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Engine turbocharger cut-off valve of the present invention for achieving the above object has a ring shape and a fixed body for forming a gas flow path; A plurality of movable vanes installed on the fixed body and opened and closed by rotating at a predetermined angle; A movable body for moving said movable blade; And a movable device for operating the movable body.

본 발명의 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브는, 링 형상의 고정 바디에 다수개의 가동 날개를 설치하고, 가동 날개를 가동하여 가스 이동로를 개폐할 수 있는 가동 바디를 설치함으로써, 가스 이동로를 카메라 조리개와 같이 개폐하게 되어 개폐 효율을 증대함과 동시에 가스 흐름이 변화되지 않게 되어, 엔진 터보처저 시스템의 효율 및 성능이 향상되고, 유류비 절감 효과도 얻을 수 있다.The valve for the engine turbocharger cut-off of the present invention is provided with a gas moving path by installing a plurality of movable blades on a ring-shaped fixed body, and providing a movable body capable of opening and closing the gas moving path by operating the movable blades. Opening and closing together with the iris increases the opening and closing efficiency and at the same time the gas flow is not changed, thereby improving the efficiency and performance of the engine turbofiltration system and reducing the oil cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브의 가동 날개가 설치된 고정 바디의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브의 가동 날개를 가동하는 가동 바디의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브가 닫혔을 때의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브가 열렸을 때의 평면도이다.1 is a plan view of an engine turbocharger cutoff valve according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view illustrating a structure of a fixed body provided with movable vanes of an engine turbocharger cutoff valve according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a plan view for explaining the structure of the movable body for operating the movable blade of the valve for engine turbocharger cut-off according to one embodiment of the present invention.
4 is a plan view when the valve for the engine turbocharger cut-off according to the embodiment of the present invention is closed.
5 is a plan view when the engine turbocharger cutoff valve is opened according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. In addition, in describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브의 가동 날개가 설치된 고정 바디의 구조를 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브의 가동 날개를 가동하는 가동 바디의 구조를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브가 닫혔을 때의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브가 열렸을 때의 평면도이다.
1 is a plan view of a valve for engine turbocharger cutoff according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a structure of a fixed body is installed the movable blades of the valve for engine turbocharger cutoff according to an embodiment of the present invention 3 is a plan view for explaining the structure of the movable body for operating the movable blade of the engine turbocharger cut-off valve according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an embodiment of the present invention 5 is a plan view when the valve for the engine turbocharger cutoff according to FIG. 5 is closed, and FIG. 5 is a plan view when the valve for the engine turbocharger cutoff according to the exemplary embodiment of the present invention is opened.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브(1)는, 고정 바디(10), 가동 바디(20), 가동 날개(30), 가동 장치축(40)를 포함한다.
1 to 5, the engine turbocharger cut-off valve 1 according to an embodiment of the present invention includes a fixed body 10, a movable body 20, a movable blade 30, and a movable device shaft. And 40.

고정 바디(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 링 형상을 갖고 가스 라인에 고정 설치될 수 있으며, 후술할 가동 날개(30)를 고정할 수 있는 고정 핀(11)이 설치된다. 링 형상의 고정 바디(10) 내측에는 가스 이동로(12)가 형성되어 가스가 통과할 수 있다.
As shown in FIG. 2, the fixing body 10 may have a ring shape, and may be fixed to the gas line, and a fixing pin 11 may be installed to fix the movable blade 30 to be described later. The gas passage 12 is formed inside the ring-shaped fixing body 10 so that gas may pass therethrough.

가동 바디(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 링 형상을 갖고 고정 바디(10)와 짝을 이루며, 가동 날개(30)에 형성된 가동 홈(31)에 삽입될 수 있는 가동 핀(21)이 설치된다. 가동 핀(21)은 가동 날개(30)에 대응되도록 복수 개가 설치된다. 링 형상의 가동 바디(20) 내측에는 가스 이동로(12)가 형성되어 가스가 통과할 수 있다. 가동 바디(20)는 후술할 가동 장치(40)에 의해 소정의 각으로 회전할 수 있다.
The movable body 20, as shown in FIG. 3, has a ring shape, mates with the fixed body 10, and can be inserted into the movable groove 31 formed in the movable blade 30. ) Is installed. The movable pin 21 is provided in plural numbers so as to correspond to the movable blade 30. A gas movement path 12 is formed inside the ring-shaped movable body 20 to allow gas to pass therethrough. The movable body 20 can be rotated at a predetermined angle by the movable device 40 which will be described later.

가동 날개(30)는 고정 핀(11)에 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 가동 날개(30)는 소정의 각으로 회전하여 고정 바디(10)를 개폐한다. 고정 바디(10)를 개폐하기 위하여, 가동 날개(30)에는 소정의 폭과 길이를 갖는 장방형의 가동 홈(31)이 형성된다. 가동 날개(30)는 고정 바디(10)를 개폐 가능하도록 복수 개가 구비된다.
The movable vanes 30 may be installed to be rotatable to the fixing pin 11. The movable blade 30 rotates at a predetermined angle to open and close the fixed body 10. In order to open and close the fixed body 10, the movable blade 30 is formed with a rectangular movable groove 31 having a predetermined width and length. The movable vanes 30 are provided in plural so as to be able to open and close the fixed body 10.

가동 장치(40)는, 핸들(41), 기어박스(42), 회전축(43)을 포함한다. 회전축(43)은 가동 바디(20)에 연결되며, 핸들(41) 및 기어박스(42)에 의해 회전력을 전달받아 가동 바디(20)를 소정의 각으로 회전시킬 수 있다.The movable device 40 includes a handle 41, a gear box 42, and a rotation shaft 43. The rotary shaft 43 is connected to the movable body 20 and may receive the rotational force by the handle 41 and the gearbox 42 to rotate the movable body 20 at a predetermined angle.

핸들(41)은, 회전축(43)들에 동력을 전달하여 가동 바디(20)를 회동시킨다. 작업자가 쉽게 회전시킬 수 있도록 링 형상을 가질 수 있으며, 상기한 고정 바디(10)와 가동 바디(20)를 결착 시킨 상태에서, 작업자에 의해 일 방향으로 회전 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 가동 바디(20)가 일 방향으로 회전하여 가스 이동로(12)를 개방하도록 하고, 작업자에 의해 타 방향으로 회전 시, 도 5에 도시된 바와 같이, 가동 바디(20)가 타 방향으로 회전하여 가스 이동로(12)를 밀폐하도록 할 수 있다. 가동 바디(20)가 일 방향 또는 타 방향으로 소정의 각으로 회전할 수 있는 것은 가동 핀(21)이 가동 날개(30)에 형성되어 있는 가동 홈(31)에 안내되게 되어 가동 날개(30)가 고정 바디(10)에 설치된 고정 핀(11)을 회전축으로 하여 회전하게 되어 가능하다.The handle 41 rotates the movable body 20 by transmitting power to the rotation shafts 43. It may have a ring shape so that the operator can easily rotate, and when the fixed body 10 and the movable body 20 is bound, when the operator rotates in one direction, as shown in Figure 4, When the movable body 20 rotates in one direction to open the gas movement path 12, and when the movable body 20 rotates in another direction, as shown in FIG. 5, the movable body 20 rotates in the other direction. The gas passage 12 may be sealed. The movable body 20 can be rotated at a predetermined angle in one direction or the other direction so that the movable pin 21 is guided to the movable groove 31 formed in the movable blade 30 so that the movable blade 30 can be rotated. It is possible to rotate the fixed pin 11 provided on the fixed body 10 as a rotating shaft.

기어박스(42)는, 핸들(41)의 일측에 구비되며 핸들(41)의 회전력을 증폭시켜 회전축(43)에 전달한다. 기어박스(42)는 내부에 수 개의 증속 기어를 구비하며, 가동 바디(20)에 연결된 회전축(43)과 증속 기어가 맞물리도록 하여, 핸들(41) 회전 시 회전축(43)에 회전력을 전달한다. 이때 핸들(41)의 크기나 가동 바디(20)의 회전 각도에 따라서 기어박스(42)의 회전 증폭 능력은 가변될 수 있다.
The gear box 42 is provided on one side of the handle 41 and amplifies the rotational force of the handle 41 and transmits it to the rotation shaft 43. The gear box 42 has several speed increasing gears therein, and the rotational shaft 43 connected to the movable body 20 is engaged with the speeding gear, thereby transmitting rotational force to the rotational shaft 43 when the handle 41 is rotated. . In this case, the rotation amplification capability of the gearbox 42 may vary depending on the size of the handle 41 or the rotation angle of the movable body 20.

이와 같이 본 실시예는, 본 발명의 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브는, 링 형상의 고정 바디에 다수개의 가동 날개를 설치하고, 가동 날개를 가동하여 가스 이동로를 개폐할 수 있는 가동 바디를 설치함으로써, 가스 이동로를 카메라 조리개와 같이 개폐하게 되어 개폐 효율을 증대함과 동시에 가스 흐름을 원활하게 할 수 있다. 따라서 본 실시예는 가스 압력에 의해 밀폐력을 상실하는 종래기술의 문제와, 밸브 개방 시 개폐 수단이 가스 이동로를 가로 막는 내부 구조로 인한 가스 흐름을 방해할 수 있는 종래기술의 문제를 해결할 수 있다.
Thus, in this embodiment, the engine turbocharger cut-off valve of the present invention is provided with a movable body capable of installing a plurality of movable vanes on a ring-shaped fixed body, and opening and closing the gas passage by moving the movable vanes. As a result, the gas passage can be opened and closed like the camera aperture, thereby increasing the opening and closing efficiency and smoothly flowing the gas. Therefore, the present embodiment can solve the problem of the prior art that loses the sealing force by the gas pressure, and the problem of the prior art that can interfere with the gas flow due to the internal structure of the opening and closing means blocking the gas flow path when opening the valve. .

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, which are merely examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible that are not illustrated above. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

1: 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브 10: 고정 바디
11: 고정 핀 12: 가스 이동로
20: 가동 바디 21: 가동 핀
30: 가동 날개 31: 가동 홈
40: 가동 장치 41: 핸들
42: 기어박스 43: 회전축1: Valve for engine turbocharger cutoff 10: Fixed body
11: fixing pin 12: gas passage
20: movable body 21: movable pin
30: operation wing 31: operation groove
40: movable device 41: steering wheel
42: gearbox 43: axis of rotation

Claims (4)

링 형상을 갖고 가스 이동로를 형성하는 고정 바디;
상기 고정 바디에 설치되어 소정의 각으로 회전하여 상기 가스 이동로를 개폐하는 복수 개의 가동 날개;
상기 가동 날개를 가동하는 가동 바디; 및
상기 가동 바디를 가동하는 가동 장치
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브.A fixed body having a ring shape and forming a gas flow path;
A plurality of movable vanes installed on the fixed body to rotate at a predetermined angle to open and close the gas flow path;
A movable body for moving said movable blade; And
A movable device for starting the movable body
Valve for engine turbocharger cut-off comprising a. 제 1 항에 있어서,
상기 가동 날개에는 장방형의 가동 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브.The method of claim 1,
A valve for engine turbocharger cut-off, characterized in that the movable blade is formed with a rectangular movable groove. 제 2 항에 있어서,
상기 가동 바디에는 상기 가동 홈에 안내되어 상기 가동 날개를 소정의 각으로 회전 가동할 수 있는 가동 핀이 설치된 것을 특징으로 하는 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브.3. The method of claim 2,
And a movable pin is installed in the movable body to guide the movable groove to rotate the movable blade at a predetermined angle. 제 1 항에 있어서,
상기 가동 장치는,
핸들, 기어박스, 회전축을 포함하며, 상기 회전축은 상기 가동 바디에 연결되어, 상기 핸들 및 상기 기어박스에 의해 회전력을 전달받아 상기 가동 바디를 소정의 각으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 엔진 터보차저 컷 오프용 밸브. The method of claim 1,
The movable device includes:
And a handle, a gearbox, and a rotation shaft, wherein the rotation shaft is connected to the movable body, and receives the rotational force by the handle and the gearbox to rotate the movable body at a predetermined angle. Valve for off.
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