KR20140097291A - 유동 로터, 특히 터빈 휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 휠 코어(2); 및 휠 코어(2)를 둘러싸며 이에 연결되는 외측 부분(3)을 포함하되, 휠 코어(2) 및 외측 부분(3)은 서로 다른 재료로 이루어지는 유동 로터(1), 특히 터빈 휠에 관한 것이다.

Description

유동 로터, 특히 터빈 휠{FLOW ROTOR, IN PARTICULAR TURBINE WHEEL}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 유동 로터, 특히 터빈 휠에 관한 것이다.

특히 배기가스 터보차저의 터빈 휠로서 형성되는 이러한 유형의 유동 로터는 휠 코어를 구비하며, 그 외측에는 가이드 베인을 구비한 외측 부분이 배치된다. 일반적인 유형의 터빈 휠의 경우, 휠 코어 및 외측 부분은 동일 재료로 이루어져, 균질한 터빈 휠이 형성된다.

이와 달리, 본 발명의 목적은, 관성 모멘트가 향상되고 질량이 감소된 특허청구범위 제1항의 전제부에 나타난 유형의 유동 로터, 특히 터빈 휠을 제공하는 데에 있다.

이러한 목적은 특허청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다.

휠 코어와 외측 부분이 서로 다른 재료로 이루어진다는 사실로 인해, 적절한 재료 선택에 의해 휠 코어의 중량을 감소시킴으로써 전체적으로 본 발명에 따른 유동 로터 또는 터빈 휠의 관성 모멘트를 향상시키고 질량을 감소시키도록 하는 것이 가능하다.

종속 청구항들은 본 발명의 유리한 개선예들을 포함한다.

본 발명의 추가적인 상세사항, 특징 및 이점들은, 도면을 참조하여 이하의 예시적인 구현예를 설명함으로써 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유동 로터(예시적으로 터빈 휠로서 형성됨)의 제1 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 대응하는 유동 로터의 제2 실시예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 유동 로터의 휠 코어의 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 1은 예시적으로 터빈 휠로서 형성된 유동 로터(1)의 단면을 보여준다. 그러나 이론상으로 유동 로터는 압축기 휠을 형성할 수도 있다. 이러한 종류의 유동 로터는 예를 들어 배기가스 터보차저에서 터빈 휠 또는 압축기 휠로서 사용된다.

터빈 휠(1)은, 예시적으로 종(bell) 형상의 단면을 갖는 휠 코어(2)를 구비한다. 휠 코어(2)의 외측면(8)에는 외측 부분(3)이 구비되고, 외측 부분에는 복수의 가이드 베인이 구비되며, 그 중 하나의 가이드 베인(7)을 단면 상에서 볼 수 있다. 본 발명에 따르면 휠 코어(2)는 외측 부분(3)과 다른 재료로 제조된다. 관성 모멘트를 향상시키고 질량을 감소시키기 위해, 휠 코어(2)의 재료는 외측 부분(3)의 재료보다 밀도가 낮다. 휠 코어(2)와 외측 부분(3)을 연결하기 위해, 휠 코어(2)의 외측면(8)에 적절한 코팅이 제공될 수 있고, 이에 따라 휠 코어(2)와 외측 부분(3) 사이의 더 양호한 연결을 달성하는 것이 가능하다. 또한, 도 3의 도시로 명백히 알 수 있는 바와 같이, 휠 코어(2)에 형상-끼워맞춤(form-fitting) 연결 장치(4)를 제공할 수 있으며, 이러한 장치는 도 3에 도시된 예에서는 휠 코어(2)의 종방향으로 이어진 복수의 홈으로 구성된다.

휠 코어(2)와 외측 부분(3)을 연결하기 위해, 예를 들어 이들을 서로 용접하거나 또는 복합 주조 공정으로 서로 연결하는 것이 가능하다.

용접의 예가 도 2에 따른 실시예에 도시되어 있다. 이 경우, 휠 코어(2)는 종축(L)을 따라 연장되는 연속적인 종방향 중앙 리세스(5)를 구비하며, 이러한 리세스 안으로 용접 핀(6)이 삽입된다. 이 경우, 용접 핀(6)은 외측 부분(3)과 동일한 재료로 이루어지며, 따라서 표준 용접 공정(예를 들어 마찰 용접 공정 또는 EB 용접 공정)이 이용될 수 있다는 이점이 있다. 도 2에 도시된 실시예에서도, 질량을 감소시키고 관성 모멘트를 향상시키기 위해, 휠 코어(2)의 재료는 외측 부분(3) 또는 용접 핀(6)의 재료보다 밀도가 낮다.

휠 코어(2)와 외측 부분(3)을 연결하기 위해, 용접 핀(6)을 종방향 중앙 리세스(5) 안으로 삽입한 후 외측 부분(3)에 용접한다.

휠 코어(2)의 재료의 예로는 니켈계 합금이 있다.

외측 부분(3) 및 용접 핀(6)의 재료는 티타늄 알루미나이드 또는 세라믹일 수 있다.

상기에 언급된 용접 및 복합 주조 연결 공정 외에, 다른 일반적인 연결 공정들을 고려할 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 상기 기재된 개시내용 외에도, 도 1 내지 도 3에서의 본 발명의 개략적인 도시를 명백히 참조한다.

1 유동 로터(특히 터빈 휠)
2 휠 코어/보스
3 외측 부분/외측 스킨
4 형상-끼워맞춤 연결 장치
5 종방향 중앙 리세스/종방향 보어
6 용접 핀
7 가이드 베인
8 휠 코어(2)의 외측면
L 종방향 중심축

Claims (9)

1. 휠 코어(2); 및
   상기 휠 코어(2)를 둘러싸며 이에 연결되는 외측 부분(3)을 포함하되,
   상기 휠 코어(2) 및 상기 외측 부분(3)은 서로 다른 재료로 이루어지는
   유동 로터(1), 특히 터빈 휠.
2. 제1항에 있어서,
   상기 휠 코어(2)의 재료는 상기 외측 부분(3)의 재료보다 밀도가 낮은, 유동 로터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 휠 코어(2)에는 그 외측면(8)에 도포되는 코팅이 구비되는, 유동 로터.
4. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서,
   상기 휠 코어(2)는 형상-끼워맞춤 연결 장치(4)를 통해 상기 외측 부분(3)에 연결되는, 유동 로터.
5. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서,
   상기 휠 코어(2)에는 연속적인 종방향 중앙 리세스(5)가 구비되는, 유동 로터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 휠 코어(2)와 상기 외측 부분(3)은, 상기 종방향 중앙 리세스(5)를 통해 연장되며 상기 외측 부분(3)과 동일한 재료로 형성된 용접 핀(6)에 의해 연결되는, 유동 로터.
7. 제1항 내지 제6항 중 한 항에 있어서,
   상기 휠 코어(2)의 재료는 니켈계 합금인, 유동 로터.
8. 제1항 내지 제7항 중 한 항에 있어서,
   상기 외측 부분(3)의 재료는 티타늄 알루미나이드인, 유동 로터.
9. 제1항 내지 제7항 중 한 항에 있어서,
   상기 외측 부분(3)의 재료는 세라믹인, 유동 로터.

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