KR20150058442A - 모듈 인서트를 가진 유압 시스템 - Google Patents
모듈 인서트를 가진 유압 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150058442A KR20150058442A KR1020157010111A KR20157010111A KR20150058442A KR 20150058442 A KR20150058442 A KR 20150058442A KR 1020157010111 A KR1020157010111 A KR 1020157010111A KR 20157010111 A KR20157010111 A KR 20157010111A KR 20150058442 A KR20150058442 A KR 20150058442A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- insert
- pump
- module
- inserts
- turbine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/12—Hydrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/30—Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups
- C08F8/32—Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups by reaction with amines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/34—Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/44—Preparation of metal salts or ammonium salts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/08—Adaptations for driving, or combinations with, pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven
- F04D13/043—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven the pump wheel carrying the fluid driving means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
- F04D29/4293—Details of fluid inlet or outlet
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
- F04D29/605—Mounting; Assembling; Disassembling specially adapted for liquid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
- F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/628—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/50—Building or constructing in particular ways
- F05D2230/51—Building or constructing in particular ways in a modular way, e.g. using several identical or complementary parts or features
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
Abstract
유압 터보차저의 내측 통로를 한정하는, 볼류트 인서트, 베인 디퓨저 인서트, 노즐 인서트, 디퓨저 인서트, 노즐 라이너 및 디퓨저 라이너를 포함하는, 대체 가능하고 삽입 가능한 구성 요소들을 가진 유압 터보차저가 개시된다. 터보차저의 다양한 구성 요소들을 제거 가능하게 삽입 가능하고 대체 가능하게 만듦으로써, 터보차저들은 비용 효과적인 방법으로 제작되어 효율을 최대화시키고, 향상된 성능을 획득하고 광범위한 작동 조건들에 걸쳐 이러한 유형의 장치들이 용이하게 작동되게 할 수 있다. 더욱이, 작동 조건들이 변화할 때 장치들은 현장에 있는 동안 용이하게 개량될 수 있다.
Description
본 출원은 2012 년 9 월 21 일자로 제출된 미국 특허 가출원 No. 61/703,963 "교체 가능한 유압 통로"의 우선권을 주장하며, 상기 출원의 내용은 본원에 참고로서 포함된다.
본 발명은 전체적으로 유압 시스템에 관한 것이다.
펌프 산업은 현재 컴퓨터 유체 역학 기반의 기계 설계 소프트웨어를 이용할 수 있는데, 이것은 펌프가 다양한 성능 파라미터를 달성하도록 설계될 수 있게 한다. 결과적인 설계는 소망의 성능 특성들을 달성하도록 높은 정도의 치수 정밀도를 필요로 한다. 복잡한 컴퓨터 설계를 실제 구성 요소들로 전환시키는 시도가 있다.
내부 케이싱 구성 요소들에 대한 소망의 기하 형상을 제조하도록, 인베스트먼트 캐스팅(investment casting)이 종종 사용된다. 인베스트먼트 캐스팅은 왁스 패턴(wax pattern)을 만드는 금속 몰드를 이용하고 이것은 다시 세라믹 몰드를 만들도록 이용된다. 왁스 패턴은 가열됨으로써 왁스가 용융되고 제거되어 세라믹 몰드를 떠난다. 세라믹 몰드는 다음에 펌프를 위한 금속 부품들을 제조하도록 이용된다. 세라믹 몰드는 우수한 표면 마무리 및 치수 정확성을 가진 고품질 캐스팅을 제조한다. 그러나, 인베스트먼트 캐스팅 툴링(tooling)은 값이 비싸고 소형의 대량 생산 부품들에 가장 적합하다. 주문 설계 펌프들에 대하여, 펌프의 파라미터들은 소망되는 성능 특성들에 맞춰질 필요가 있다. 설계에서의 융통성은 성능 목표를 달성하는데 중요하고 이것은 대량 생산 부품들의 사용과 잘 맞지 않는다. 따라서, 주문 설계 펌프들은 인베스트먼트 캐스팅 기술과 잘 맞지 않는다.
볼류트 및 디퓨저와 같은, 내부 캐스팅 구성 요소들은 단단한 금속 원재료로부터 기계 가공될 수 있다. 그러한 기계 가공은 정밀한 치수 조절 및 우수한 표면 마무리를 발생시킬 수 있다. 그러나, 볼류트(volute)의 단면은 평행한 벽 설계 형태들에 제한되며, 이는 기계 가공 공구들이 케이싱의 내부에 삽입 및 제거되어야 하기 때문이다. 그러한 제한하에서 기계 가공될 수 있는 형상에서의 융통성은 거의 없다. 볼류트의 내측 챔버 형상에서의 이러한 제한은 이 기술로 제조되는 펌프의 성능 특성 및 효율 특성을 현저하게 제한한다.
샌드 캐스팅(sand casting)도 펌프 케이싱을 제조하는데 이용될 수 있다. 그러나, 샌드 캐스팅은 소형 펌프 또는 터빈의 내측 케이싱에 대하여 잘 작동하지 않는데, 왜냐하면 제작된 표면 마무리가 우수한 효율에 충분하게 매끄럽지 않기 때문이다. 필요한 수준의 효율이 없이 그러한 소형 펌프 및 터빈들은 경쟁력 있는 제품이 되는데 곤란한 시간을 가진다. 더욱이, 볼튜트와 같은 내부 공동을 만드는데 이용된 코어들은 몰딩 과정 또는 부어 넣는 과정(pouring process) 동안 이동할 수 있다. 이것은 공동이 소망 위치로부터 축방향 및 반경 방향으로 변위되는 결과를 가져온다. 그러한 이동은 균일하지 않은 유동 입구를 가져오고 펌프의 효율 손실을 가져온다. 더욱이, 그러한 주조 펌프 케이싱의 표면 마무리는 최상의 유동 특성 및 효율을 얻는데 소망되는 바와 같이 매끄럽지 않다. 만약 필요한 공구들이 더 이상의 처리를 필요로 하는 영역 안으로 맞춰질 수 있다면 상기 결함들중 일부는 주조 케이싱에 대한 그라인딩(grinding) 또는 샌딩(sanding) 작업에 의해 감소될 수 있다.
본 발명은 볼류트 유동 통로들의 구조 및 설계를 벗어난 유일한 펌프의 비용 효과적인 제조를 허용하고 펌프의 효율 및 성능을 최대화시키는 펌프의 구조를 가능하게 하며 종래 기술의 결함을 극복한다.
본 발명은 유압 펌프, 터빈 및 터보차저의 구조에서 제거 가능한 구성 요소들의 사용을 설명하는 미국 특허 출원 공보 2006/0013707 에 설명된 본 발명에 대한 향상점에 관한 것으로서, 상기 장치들이 작동 조건들의 범위에 걸쳐 효율적으로 작동될 수 있게 하고, 작동 조건들이 변화될 때 상기 장치들이 현장에서 개량될 수 있게 한다.
본 발명은 유압 펌프, 터빈 및 터보차저의 구조에서 제거 가능한 구성 요소들의 설계의 향상을 포함하며, 보다 상세하게는, 볼류트 인서트, 베인 디퓨저 인서트, 노즐 인서트, 디퓨저 인서트, 노즐 라이너 및 디퓨저 라이너를 포함하는 터보차저의 내측 유압 통로들을 한정하는, 제거 가능하게 삽입 가능한 구성 요소들에 관한 것이다.
이러한 향상점들에 대한 상세한 설명은 아래에 설명된다.
본 발명의 상기 특징들, 양상들 및 장점들과 다른 점들은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 더욱 잘 이해될 것이며, 도면을 통하여 동일한 도면 번호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1 은 일 실시예에 따른 펌프 섹션 및 터빈 섹션을 포함하는 유압 터보차저의 단면도이다.
도 2 는 일 실시예에 따른 도 1 의 유압 터보차저의 사시도이다.
도 3 은 일 실시예에 따른, 축방향으로 분리된 볼류트 인서트의 사시도이다.
도 4 는 일 실시예에 따라서, 각각이 상이하게 형상화된 볼류트를 가지는 2 개의 마주하는 부재들을 포함하는, 반경 방향으로 분리된 볼류트 인서트의 단면도이다.
도 5 는 일 실시예에 따른, 3 개의 분리된 부재들을 포함하는 반경 방향으로 분리된 볼류트 인서트이다.
도 6 은 일 실시예에 따른, 함께 고정된 부재들을 가지고 도시된 도 5 의 반경 방향으로 분리된 볼류트 인서트이다.
도 7 은 일 실시예에 따른, 1 개 부재 볼류트 인서트의 정면 단면도이다.
도 8 은 일 실시예에 따른, 1 개 부재 볼류트 인서트의 측부 단면도이다.
도 9 는 일 실시예에 따른, 1 개 부재 볼류트 인서트의 측단면도이다.
도 10 은 일 실시예에 따른, 펌프 베인 디퓨저 인서트의 측단면도이다.
도 11 은 일 실시예에 따른, 도 9 의 펌프 베인 디퓨저 인서트의 정면도이다.
도 12 는 일 실시예에 따른, 디퓨저 인서트를 수용하는 유출 섹션내의 개구를 가지는 유압 터보차저의 단면도이다.
도 13 은 일 실시예에 따른, 디퓨저 인서트의 단면도이다.
도 14 는 일 실시예에 따른, 디퓨저 인서트의 단면도이다.
도 15 는 일 실시예에 따른, 유출 섹션내에 삽입되어 설치된 디퓨저를 포함하는 유압 터보차저의 단면도이다.
도 16 은 일 실시예에 따른, 노즐 인서트를 수용하는 유입 섹션내의 개구를 가진 유압 터보차저의 단면도이다.
도 17 은 일 실시예에 따른, 설치된 노즐 인서트를 가진 유압 터보차저의 단면도이다.
도 18 은 일 실시예에 따른, 노즐 인서트의 단면도이다.
도 19 는 일 실시예에 따른, 도 18 의 노즐 인서트의 측면도이다.
도 20 은 일 실시예에 따른, 설치된 노즐 인서트 라이너를 가진 유압 터보차저이다.
도 21 은 일 실시예에 따른, 설치된 디퓨저 인서트 라이너를 가진 유압 터보차저이다.
도 22 는 일 실시예에 따른, 펌프 섹션 및 터빈 섹션을 감싸는 외측 하우징과 오직 하나의 단부 캡을 포함하는 2 개 부재의 유압 터보차저의 사시도이다.
도 23 은 일 실시예에 따른, 도 22 의 2 개 부재의 유압 터보차저의 단면도이다.
도 1 은 일 실시예에 따른 펌프 섹션 및 터빈 섹션을 포함하는 유압 터보차저의 단면도이다.
도 2 는 일 실시예에 따른 도 1 의 유압 터보차저의 사시도이다.
도 3 은 일 실시예에 따른, 축방향으로 분리된 볼류트 인서트의 사시도이다.
도 4 는 일 실시예에 따라서, 각각이 상이하게 형상화된 볼류트를 가지는 2 개의 마주하는 부재들을 포함하는, 반경 방향으로 분리된 볼류트 인서트의 단면도이다.
도 5 는 일 실시예에 따른, 3 개의 분리된 부재들을 포함하는 반경 방향으로 분리된 볼류트 인서트이다.
도 6 은 일 실시예에 따른, 함께 고정된 부재들을 가지고 도시된 도 5 의 반경 방향으로 분리된 볼류트 인서트이다.
도 7 은 일 실시예에 따른, 1 개 부재 볼류트 인서트의 정면 단면도이다.
도 8 은 일 실시예에 따른, 1 개 부재 볼류트 인서트의 측부 단면도이다.
도 9 는 일 실시예에 따른, 1 개 부재 볼류트 인서트의 측단면도이다.
도 10 은 일 실시예에 따른, 펌프 베인 디퓨저 인서트의 측단면도이다.
도 11 은 일 실시예에 따른, 도 9 의 펌프 베인 디퓨저 인서트의 정면도이다.
도 12 는 일 실시예에 따른, 디퓨저 인서트를 수용하는 유출 섹션내의 개구를 가지는 유압 터보차저의 단면도이다.
도 13 은 일 실시예에 따른, 디퓨저 인서트의 단면도이다.
도 14 는 일 실시예에 따른, 디퓨저 인서트의 단면도이다.
도 15 는 일 실시예에 따른, 유출 섹션내에 삽입되어 설치된 디퓨저를 포함하는 유압 터보차저의 단면도이다.
도 16 은 일 실시예에 따른, 노즐 인서트를 수용하는 유입 섹션내의 개구를 가진 유압 터보차저의 단면도이다.
도 17 은 일 실시예에 따른, 설치된 노즐 인서트를 가진 유압 터보차저의 단면도이다.
도 18 은 일 실시예에 따른, 노즐 인서트의 단면도이다.
도 19 는 일 실시예에 따른, 도 18 의 노즐 인서트의 측면도이다.
도 20 은 일 실시예에 따른, 설치된 노즐 인서트 라이너를 가진 유압 터보차저이다.
도 21 은 일 실시예에 따른, 설치된 디퓨저 인서트 라이너를 가진 유압 터보차저이다.
도 22 는 일 실시예에 따른, 펌프 섹션 및 터빈 섹션을 감싸는 외측 하우징과 오직 하나의 단부 캡을 포함하는 2 개 부재의 유압 터보차저의 사시도이다.
도 23 은 일 실시예에 따른, 도 22 의 2 개 부재의 유압 터보차저의 단면도이다.
본 발명의 하나 이상의 특정한 실시예들이 아래에 설명될 것이다. 이들 실시예들의 간결한 설명을 제공하기 위하여, 실제 구현예의 모든 특징들은 명세서에서 설명되지 않을 수 있다. 그 어떤 엔지니어링 프로젝트 또는 설계 프로젝트에서와 같이, 그 어떤 실제 구현예들의 개발에서, 구현예마다 변화될 수 있는, 시스템 관련 및 사업 관련 제한들에 대한 순응과 같은 개발자의 특정한 목표를 달성하도록 여러가지 구현예에 특정된 결정들이 이루어질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 더욱이, 그러한 개발의 노력은 복잡할 수 있고 시간 소비적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고, 본 개시물의 장점을 가진 당업자들에게는 설계, 조립 및 제조의 일상적인 일이라는 점이 이해될 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들에 대한 요소들을 도입할 때, 관사, 정관사, '상기'와 같은 용어는 하나 이상의 요소들이 있다는 점을 의미하도록 의도된다. "포함하는", "구비하는" 및 "가지는"의 용어들은 포괄적인 것으로 의도되며, 열거된 요소들 이외에 추가적인 요소들이 있을 수 있다.
본 발명은 미국 특허 출원 공보 2006/0013707 에 개시된 발명에 대한 향상을 포함하며, 상기 출원 공보의 내용은 본원에 참조로서 포함된다.
본 발명은 펌프(예를 들어 모듈 펌프), 터빈(모듈 터빈) 및 모듈 유압 터보차저(hydraulic turbocharger)의 설계에서의 향상에 관한 것이고, 보다 상세하게는 그러한 장치들에서의 제거 가능하고, 삽입 가능한 구성 요소들(즉, 인서트(insert), 모듈 인서트(modular insert)의 설계 향상에 관한 것으로서, 상기 구성 요소들은 상기 장치들이 광범위한 작동 조건하에서 보다 효율적으로 작동할 수 있게 한다. 이러한 제거 가능하고 삽입 가능한 (즉, 교환 가능한) 구성 요소들(즉, 인서트, 모듈 인서트)은 펌프 볼류트 인서트(pump volute insert), 터빈 볼류트 인서트(turbine volute inserts), 베인 디퓨저 인서트(vane diffuser insert), 디퓨저 인서트(diffuser insert), 노즐 인서트(nozzle insert), 디퓨저 라이너(diffuser liners) 및 노즐 라이너(nozzle liner)들을 포함한다. 더욱이, 이들 구성 요소(즉, 인서트, 모듈 인서트) 각각은 펌프(예를 들어, 모듈 펌프), 터빈(모듈 터빈) 또는 모듈 유압 터보차저를 통한 유체 유동에 상이한 효과를 가지는 복수개의 모듈 인서트들중 하나일 수 있다. 실제로 각각의 구성 요소(즉, 인서트, 모듈 인서트)들은 유체 유동에 영향을 미치도록 사용되는 교환 가능한 집단에 있는 많은 구성 요소들(즉, 인서트, 모듈 인서트)중 하나일 수 있다.
본 발명은 다음의 설명 및 첨부된 도면들을 읽음으로써 당업자에게 이해될 것이다.
본 발명의 설명을 용이하게 하도록, 펌프 섹션 및 터빈 섹션을 포함하는 에너지 회수용 유압 터보차저와 관련하여 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 거의 그 어떤 유형의 펌프, 터빈 또는 유압 터보과급기 적용예와 함께 사용되기에 적절하다는 점이 이해되어야 한다. 그러한 장치들의 작동 특징은 당해 기술 분야에 공지되어 있으며 여기에서 상세하게 설명되지 않을 것이다.
도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 유압 터보차저(1)는 외측 하우징(2), 제 1 섹션(3), 터빈 단부 섹션(4) 및 펌프 단부 섹션(5)을 가지고, 여기에서 터빈 단부 섹션 및 펌프 단부 섹션은 외측 하우징의 제 1 섹션에 제거 가능하게 고정된다. 볼트(6)들과 같은 고정 장치는 터빈 단부 섹션 및 펌프 단부 섹션을 외측 하우징(2)의 제 1 섹션에 제거 가능하게 고정하도록 이용될 수 있다. 제 1 섹션(3), 터빈 단부 섹션(4) 및 외측 하우징(2)의 펌프 단부 섹션은 외측 하우징을 통해 연장되는 통로(7)를 형성한다.
제 1 섹션(3), 터빈 단부 섹션(4) 및 펌프 단부 섹션(5)을 포함하는 외측 하우징(2)은 제조하는데 비용이 들고 설계 및 제조에 현저한 소요 시간을 필요로 한다. 그러나, 각각의 유압 터보차저에 대한 성능 요건은 특정의 적용예에 존재하는 사용 파라미터들에 따라서 변화할 수 있다. 이러한 성능 특성에서의 가변성은 유압 터보차저에 대한 거의 무한 개수의 성능 곡선을 발생시킬 수 있다. 유압 터보차저를 위한 효율을 최대화시키도록 외측 하우징(2)에 대한 유일한 구성 요소들을 제조하는 것은 경제적으로 타당하지 않다.
본 발명은 잠재적인 적용예의 범위에 대하여 표준적인 외측 하우징이 설계 및 생산될 수 있게 한다. 터빈 임펠러(8), 펌프 임펠러(9), 펌프 볼류트 인서트(10) 및 터빈 볼류트 인서트(11)는 유압 터보차저의 작동 파라미터들에 대하여 최대의 효율을 발생시키도록 개별적으로 설계될 수 있다. 대부분의 적용예들에서, 터빈 볼류트 인서트(11) 및 펌프 볼류트 인서트(10)는 터빈 임펠러 및 펌프 임펠러와 각각 협동하도록 설계되어, 유압 터보차저를 위한 소망의 성능 특징들을 획득하게 된다.
펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트는 소망의 성능 특성들을 달성하도록 설계 및 제조될 수 있다. 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트는 제 1 공동(12) 및 제 2 공동(13)에 각각 위치되기 때문에, 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트는 전체적인 유압 터보차저를 위한 주문 설계의 필요성 없이 유압 터보차저의 성능을 최적화시키도록 주문 설계될 수 있다. 추가적으로, 본 발명의 펌프 및 볼류트 인서트는 제거 가능하게 됨으로써 이들이 제거될 수 있고 개선될 수 있거나, 또는 대안으로서 새로운 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트로 대체될 수 있는데, 새로운 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트는 향상된 성능 특성들을 제공하도록 새로운 형상 및 표면 마무리(surface finish)를 가진다.
도 3 내지 도 6 에 도시된 본 발명의 몇가지 바람직한 실시예들에서, 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트 각각은 터보차저의 제 1 공동(12) 또는 제 2 공동(13) 안에 제거 가능하게 위치될 수 있는 개별적인 볼류트 인서트들을 형성하도록 함께 고정된 복수개의 부재들을 포함한다. 볼류트 인서트들을 설계하는 몇가지 바람직한 방법들이 있으며 볼류트 인서트들 각각은 복수개의 부재들을 포함한다.
도 3 에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 유압 터보차저를 위한 볼류트 인서트는 축방향으로 분리되고 2 개의 마주하는 부재(20,21); 및, 제 1 볼류트 단부 캡(60) 및 제 2 볼류트 단부 캡(61)을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 볼류트 단부 캡들은 함께 고정되어 일 단부에서 펌프 볼류트를 형성하고 대향하는 단부에서 터빈 볼류트를 형성한다. 축방향 분리 볼류트 인서트 설계의 장점은 회전자 설계 뿐만 아니라 외측 케이싱 설계에서의 커다란 융통성이다. 스크류 또는 다른 장치들과 같은 고정 수단(미도시)이 사용되어, 볼류트 인서트들 각각의 축방향 분리 부재들을 서로에 대하여 안정되게 고정 및 정렬시킴으로써 볼류트 인서트들이 유압 터보차저를 통해 소망의 유체 유동 특성들을 제공하는 것을 보장한다.
도 4 에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트는 각각 반경 방향으로 분리되고, 그 각각은 2 개의 부재(22,23)들을 포함하는데, 상기 부재들은 유압 터보차저의 제 1 공동(12) 및 제 2 공동(13) 안에 각각 제거 가능하게 위치될 수 있는 펌프 볼류트 인서트 또는 터빈 볼류트 인서트를 형성하도록 함께 고정된다. 2 개의 부재(22,23)들은 비(非)-거울형 대면 부재들로서 각각의 부재는 상이한 볼튜트 통로(24,25)를 가진다. 스크류 또는 다른 장치들과 같은 고정 수단(미도시)이 사용될 수 있어서 볼류트 인서트들 각각의 반경 방향 분리 부재들을 서로에 대하여 안정되게 고정 및 정렬시킴으로써 볼튜트 인서트들이 유압 터보차저를 통해 소망의 유체 유동 특성들을 제공하는 것을 보장한다.
도 5 및 도 6 에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트는 각각 반경 방향으로 분리되고 각각 3 개의 부재(26,27,28)들을 포함하는데, 상기 부재들은 도 6 에 도시된 바와 같이 함께 고정되어, 유압 터보차저의 제 1 공동(12) 및 제 2 공동(13) 안에 제거 가능하게 위치될 수 있는 펌프 또는 터빈 볼류트 인서트(29)를 각각 형성한다. 추가적으로, 반경 방향 분리 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트는 함께 고정된 3 개 이상의 부재들을 포함할 수 있다. 스크류 또는 다른 장치들과 같은 고정 수단(미도시)이 사용될 수 있어서 볼류트 인서트들 각각의 반경 방향 분리 부재들을 서로에 대하여 안정되게 고정 및 정렬시킴으로써 볼튜트 인서트들이 유압 터보차저를 통해 소망의 유체 유동 특성들을 제공하는 것을 보장한다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에서, 유압 터보차저내의 정확한 위치에 제거 가능한 볼류트 인서트들을 위치 및 유지시키도록 추가적인 특징부가 이용된다. 펌프 볼류트 인서트(10)의 외측 벽과 펌프 단부 섹션(5) 사이에 그리고 터빈 볼류트 인서트(11)의 외측 벽과 터빈 단부 섹션(4) 사이에 O 링(17)들이 이용된다. O 링(17)들은 공차의 감축(take up)을 제공하고 힘을 부여하는 역할을 함으로써, 펌프 단부 섹션(5) 및 터빈 단부 섹션(4)을 외측 하우징(2)의 제 1 섹션(3)에 제거 가능하게 고정하도록 고정 볼트(6)들이 이용될 때, 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트가 적절하게 위치되고 최적의 구성으로 있는 것을 보장하는데 도움을 준다. O 링(17)들은 소망의 유체 유동 특성들이 달성되어 유압 터보차저의 성능을 최적화시키는 것을 보장하는데 도움된다.
도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 펌프 또는 터빈 볼류트 인서트는 재료의 단일 부재(즉, 단일 부재 볼류트, 1 개 부재 볼류트)로 형성되고, 여기에서 1 개 부재 펌프 또는 터빈 볼류트 인서트(30)는 제 1 공동(12) 안에 제거 가능하게 위치되어 (도 1 참조) 펌프 볼류트를 형성하고 제 2 공동(13) 안에 제거 가능하게 위치되어 터빈 볼류트를 형성한다. 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트는 제 1 공동(12) 및 제 2 공동(13) 안에 각각 설치되기 전에 소망의 기하 형상 및 표면 마무리로 기계 가공될 수 있다. 볼류트 인서트들은 소망의 효율 및 유동 특성들을 제공하는, 당업자에게 친숙한 그 어떤 재료로도 제조될 수 있다. 재료의 단일 부재들로 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트를 형성하는 것은 펌프 구조에서 적은 수의 구성 요소가 사용될 수 있게 한다. 더욱이, 재료의 단일 부재들로부터 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트를 형성하는 것은, 상기 언급된 '707 특허 출원에서 상세하게 설명된 볼류트 인서트들과 같은, 2 개의 거울 부재들을 정렬시킬 필요성을 배제시킨다.
(도 7 및 도 8 에 도시된) 1 개 부재의 제거 가능한 펌프 인서트 볼류트(30)는 외측 하우징(2)의 제 1 섹션(3)과 펌프 단부 섹션(5) 사이의 공동(도 1 참조) 안의 제 위치에 유지된다. 펌프 볼류트 인서트(30)는 통로(7)에 의해 형성된 유입부(15)(즉, 펌프 유입부) 및 펌프 임펠러(9)와 유체 소통된다. 펌프 유출부(18)는 외측 하우징(2)의 제 1 섹션(3) 안에 위치되고 펌프 유출부(18)는 펌프 볼류트 인서트(10)에 의해 형성된 제 1 공동(12)과 유체 소통된다.
(도 7 및 도 8 에 도시된) 1 개 부재의 제거 가능 터빈 인서트 볼류트(30)는 외측 케이싱(2)의 터빈 단부 섹션(4)과 제 1 섹션(3) 사이의 공동 안에서 제위치에 유지된다. 터빈 볼류트 인서트(16)는 통로(7)에 의해 형성된 배출부(discharge, 14)(즉, 터빈 유출부) 및 터빈 임펠러(8)와 유체 소통된다. 터빈 볼류트 인서트(11)는 외측 하우징(2)의 제 1 섹션(3)에 형성된 터빈 유입부(19)와 유체 소통되기도 한다.
터빈 볼류트 인서트 및 펌프 볼류트 인서트의 크기 및 형상은 유압 터보차저를 위한 소망의 성능 특성들을 달성하도록 변화하고 복잡하다. 1 개 부재 펌프 볼류트 인서트 및 1 개 부재 터빈 볼류트 인서트는 기계 가공될 수 있거나, 또는 다르게 형성되어, 소망의 유체 유동을 제공하고, 효율을 최적화시키고 터보차저의 성능을 최대화시키는 특성을 가진다. 유압 터보차저의 성능 특성을 변화시키기 위하여 1 개 부재 볼류트 인서트들은 제거될 수 있고 다음에 새로운 1 개 부재 볼류트 인서트들로 개선되거나 또는 대체될 수 있다.
도 9 내지 도 11 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 위에서 설명된 펌프 볼류트 인서트들의 사용에 대한 대안으로서, 터보차저의 펌프 측을 위한, 제거 가능 베인 디퓨저 인서트(removable vaned diffuser insert, 31)들이 이용된다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 베인 디퓨저 인서트(31)는 일련의 베인(vane, 32)들을 가지는데, 이것은 유압 터보차저의 내측 통로를 따라서 구성 요소들 사이의 유체 유동을 지향시키는 역할을 한다.
펌프 측 디퓨저 인서트는 펌프 임펠러(9)와 펌프 유출부(18) 사이의 유체 유동을 지향시키도록 이용될 수 있다.
펌프 베인 디퓨저 인서트(pump vane diffuser insert)는 유압 터보차저의 성능을 최적화시키는 방식으로 유체 유동을 지향시키는 형상 및 표면 마무리를 가지도록 기계 가공되거나 또는 다르게 형성된다. 제거 가능 베인 디퓨저 인서트는 유압 터보차저의 성능 특성을 변화시키도록 제거될 수 있고 다음에 새로운 베인 디퓨저 인서트들로 개량되거나 또는 대체될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 베인들을 포함하는 펌프 디퓨저 인서트는 도 10 에 도시된 바와 같이 재료의 단일 부재(즉, 1 개 부재 구조, 단일-부재)로 형성되고, 여기에서 1 개 부재 펌프 디퓨저 인서트는 제 1 공동(12) 안에 제거 가능하게 위치되어(미도시) 펌프 임펠러와 펌프 유출부 사이에 유압 통로를 형성한다. 펌프 베인 디퓨저 인서트는 제 1 공동(12) 안에 설치되기 전에 소망의 기하 형상 및 표면 마무리로 기계 가공될 수 있다. 베인 디퓨저 인서트는 최적의 효율 및 유동 특성을 제공하는, 당업자에게 친숙한 그 어떤 재료로도 제조될 수 있다. 재료의 단일 부재로 펌프 디퓨저 인서트를 형성하는 것은 펌프 구조에서 더 적은 수의 구성 요소들이 사용될 수 있게 하고 다수 부재들을 정렬시킬 필요성을 배제시킨다.
본 발명의 다른 실시예에서, 도 11 에 도시된 바와 같이, 펌프 베인 디퓨저 인서트는, 재료의 단일 부재들로 형성되는 대신에, 반경 반향으로 분리되고 함께 고정된 2 개의 부재들을 포함하여 유압 터보차저의 제 1 공동(12) 안에 제거 가능하게 위치될 수 있는 펌프 베인 디퓨저 인서트를 형성한다. 2 개 부재의 펌프 베인 디퓨저 인서트는 2 개의 마주하는 거울 부재(즉, 서로 같은)들로 반경 방향으로 분리될 수 있거나, 또는 대안으로서, 2 개의 비(非) 거울형으로 마주하는 부재들(즉, 서로 상이함)로 형성되도록 반경 방향으로 분리될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 반경 방향으로 분리된 펌프 베인 디퓨저 인서트는 2 개 이상의 부재들을 포함한다. 스크류 또는 다른 장치들과 같은 고정 수단이 사용될 수 있어서 디퓨저 인서트 부재들을 서로에 대하여 안정되게 정렬시킴으로써 유압 터보차저를 통하여 소망의 유체 유동 특성들을 제공하는 디퓨저 인서트들을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예(미도시)에서, 재료의 단일 부재들로 형성되는 대신에, 베인 디퓨저 인서트들은 함께 고정된 복수개의 부재들로부터 형성된다. 본 발명의 일 실시예(미도시)에서, 펌프 디퓨저 인서트는 디퓨저 인서트를 형성하도록 축방향으로 분리되고 함께 고정된 2 개의 부재들을 포함하며, 디퓨저 인서트는 유압 터보차저의 제 1 공동(12) 안에 제거 가능하게 위치될 수 있다. 스크류 또는 다른 장치들과 같은 고정 수단이 사용될 수 있어서 디퓨저 인서트 부재들을 서로에 대하여 안정되게 정렬시킴으로써 유압 터보차저를 통하여 소망의 유체 유동 특성들을 제공하는 디퓨저 인서트들을 형성한다.
도 12 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 펌프의 유출 섹션(18)은 제거 가능한 디퓨저 인서트들을 수용할 수 있도록 설계되고 직선의 측벽(33)을 포함한다.
도 13 및 도 14 에 도시된 바와 같이, 제거 가능한 디퓨저 인서트(35)는 직선의 외측 벽(36)을 포함하는데, 디퓨저 인서트가 펌프의 유출 섹션 안으로 제거 가능하게 삽입될 때 외측 벽은 펌프의 유출 섹션(18)(도 12)의 내측 벽(33)과 실질적으로 정렬된다. 도 15 에 도시된 바와 같이, 제거 가능 디퓨저 인서트가 설치되면, 유체가 펌프 볼류트로부터 펌프의 유출 섹션(18)을 향해 움직일 때, 디퓨저 인서트의 테이퍼진 내측 벽(37)은 그것을 통해 움직이는 유체의 속도를 감소시킨다.
바람직한 실시예에서, 터보차저 내부에서 제위치에 디퓨저 인서트(35)를 유지하고, 유체 유동을 볼류트 인서트로부터 펌프 배출 유출부로 지향시키도록 디퓨저 인서트가 볼류트 인서트와 정렬되게 유지되는 것을 보장하는 수단이 제공된다. 바람직한 하나의 보유 수단은 디퓨저 인서트(35)의 외측 직경 둘레의 홈(38)을 포함하는데, 이것은 유지 링(39)을 수용하여 (도 15) 디퓨저 인서트가 설치된 후에 펌프의 유출 섹션(18)에 대하여 디퓨저 인서트(35)를 제 위치에 유지한다.
도 16 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 유압 터보차저는 유입 섹션(40)을 포함하는 터빈 측을 가진다. 도 17 은 터보차저의 터빈측에서 유입 섹션(40)내에 설치된 후에 노즐 인서트(41)를 도시한다. 노즐 인서트는 터빈 볼류트와 터빈의 유입 섹션(40) 사이에서 유체 유동을 지향시키는 역할을 한다.
바람직한 실시예에서, 터보차저 내부에서 제위치에 디퓨저 노즐 인서트(41)를 유지하고, 유체 유동을 터빈 유입부(40)로부터 터빈 볼류트로 지향시키도록 노즐 인서트가 적절한 정렬로 유지되는 것을 보장하는 수단이 제공된다. 도 18 및 도 19 에 도시된 바와 같이, 바람직한 일 실시예에서 보유 수단은 노즐 인서트(41)의 외측 직경 둘레에 홈(42)을 포함하며, 상기 홈은 O 링을 수용하여 터보차저의 터빈 측에서 유입 섹션(40)에 대하여 노즐 인서트(41)를 제 위치에 유지시킨다.
노즐 인서트들의 설계에서 더 큰 융통성을 허용하도록, 노즐의 중심선은 도 18 에 도시된 바와 같이 노즐 인서트의 외측 직경의 중심으로부터 벗어날 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 도 20 에 도시된 바와 같이, 노즐 인서트 라이너(liner, 43)는 유압 터보차저 안에 있는 이전에 설치된 노즐 인서트들 안으로 안주되는 구성(nesting configuration)으로 삽입됨으로써 유압 터보차저의 내측 통로를 통한 유체 유동을 개선할 수 있다.
실제의 적용예에서, 노즐 인서트 라이너를 이용할 때, 이전에 설치된 노즐 인서트들은 제 위치에 남겨지고 새로운 노즐 인서트 라이너가 삽입되는데, 상기 새로운 노즐 인서트 라이너는 이미 설치된 노즐 인서트와 실질적으로 정렬되는 외측 형상을 가지고, 펌프 유입부를 통한 소망의 유체 유동 및 성능 특성들을 제공하는 내측 형상 및 표면 마무리를 가지도록 제조된다. 상이한 특성들을 가진 추가적인 노즐 인서트 라이너들은 이전에 삽입된 노즐 인서트 라이터들 안으로 안주하는 구성으로 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 도 21 에 도시된 바와 같이, 디퓨저 인서트 라이너(44)들은 유압 터보차저 안에 있는 이전에 설치된 디퓨저 인서트 안으로 안주하는 구성으로 삽입될 수 있어서 유압 터보차저의 내측 통로를 통한 유체 유동을 개량한다.
실제의 적용예에서, 디퓨저 인서트 라이너를 이용할 때, 이전에 설치된 디퓨저 인서트들은 제 위치에 남겨지고 새로운 디퓨저 인서트 라이너가 삽입되는데, 상기 새로운 디퓨저 인서트 라이너는 이미 설치된 노즐 인서트와 실질적으로 정렬되는 외측 형상을 가지고, 펌프 유입부를 통한 소망의 유체 유동 및 성능 특성들을 제공하는 내측 형상 및 표면 마무리를 가지도록 제조된다. 상이한 특성들을 가진 추가적인 디퓨저 인서트 라이너들은 이전에 삽입된 디퓨저 인서트 라이너들 안으로 안주하는 구성으로써 설치될 수 있다.
축방향으로 분리된 볼류트 인서트의 이용은 도 1 에 도시된 디자인과 상이한 디자인을 가진 유압 터보차저들의 구성에서 특정의 장점들을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 도 22 및 도 23 에 도시된 바와 같이, 유압 터보차저(45)는 외측 하우징(46) 및, 상기 외측 하우징에 제거 가능하게 고정된 오직 하나의 단부 캡(47)을 포함하는데, 터빈 배출부(즉, 터빈 유출부)는 하우징(46)과 일체이다. 볼트(미도시)와 같은 고정 장치가 이용되어 단부 캡을 외측 하우징에 제거 가능하게 고정시킬 수 있다. 터보차저의 외측 하우징(46)은 펌프 섹션 및 터빈 섹션을 포함하는데, 펌프 섹션은 펌프 유입부(48), 펌프 배출부(49), 펌프 임펠러(50) 및 제 1 공동(51)을 형성하는 펌프 볼류트를 포함하고, 터빈 섹션은 터빈 유입부(52), 터빈 배출부(53), 터빈 임펠러(54) 및 제 2 공동(55)을 형성하는 터빈 볼류트를 포함한다. 샤프트(56)는 펌프 임펠러(50)와 터빈 임펠러(54) 사이에 연결된다.
터보차저의 외측 하우징 내측에 제거 가능하게 위치된 것은 제거 가능한 펌프 및 터빈 볼류트 인서트로서, 이것은 설치되기 전에 소망의 기하 형상 및 표면 마무리로 기계 가공될 수 있다. 펌프 볼류트 인서트 및 터빈 볼류트 인서트의 축방향으로 분리된 마주하는 부재들은 함께 고정되어 터보차저의 내측 통로를 통하여 유체 유동을 지향시키는 볼류트들을 형성한다. 볼류트들은 정지 상태 펌프 및 터빈 유동 통로들로서 그것의 변화하는 형상 및 유동 영역은 펌프 측에서 유체 속도를 압력으로 변환시키고 터빈 측에서 유체 압력을 속도로 변환시킨다.
작동시에, 높은 압력의 유체는 터빈 유입부로 진입하고 터빈 볼류트 인서트에 의해 형성된 터빈 볼류트로 지향된다. 유체는 터빈 볼류트로부터 임펠러로 지향되는데, 임펠러는 터빈 임펠러의 베인들상의 유체의 반작용 효과 및 충격에 의해 회전된다. 회전 터빈 임펠러들의 파워 출력은 회전 가능 샤프트를 통하여 펌프 임펠러로 전달된다. 터빈 임펠러는 유압 터보차저의 터빈 측으로 진입하는 유체상의 압력을 감소시키고, 유체는 통로상의 배출 개구를 통해 배출된다.
작동시에, 저압의 유체가 통로의 유입부로 진입하고 펌프 임펠러에 진입한다. 회전하는 임펠러 베인들은 임펠러의 주위를 향하여 유체를 가속시킨다. 빠른 속도의 유체는 임펠러에서 배출되어 볼류트로 진입하는데, 볼류트의 증가하는 유동 면적은 임펠러 유동을 모은다. 유체는 볼류트를 떠나고 다음에 펌프 배출부로 진입하는데, 증가하는 면적은 유체 속도의 감소를 발생시키고 유체 압력을 증가시킨다.
실제에 있어서, 본 명세서에 설명된 것들과 같이, 유압 터보차저의 내부 공동 및 다른 섹션들로부터 제거되거나, 개량되거나, 또는 상이한 구성 요소들로 대체되도록 설계된 다양한 구성 요소들을 제거하는 것은 곤란할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 밀접한 공차 때문에, 공구를 내부 공동으로 가져가서 대체 가능한 볼류트 인서트 및 베인 디퓨저를 제거하는 것은 곤란할 수 있다. 노즐 인서트 및 디퓨저 인서트는 펌프 또는 유압 터보차저로부터 제거하는 것이 곤란할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예(미도시)에서, 본원 발명에서 설명된 유형의 펌프 또는 유압 터보차저의 내부 섹션들로부터 다양한 제거 가능 구성 요소들을 작업자가 용이하게 제거하도록 추가적인 특징들이 이용된다.
작업자가 펌프 또는 유압 터보차저로부터 제거 가능하고 삽입 가능한 구성 요소들 각각을 용이하게 제거하도록, 구성 요소들 자체의 설계에 통합되거나 또는 구성 요소들에 분리되게 부착된 수단이 제거 가능 구성 요소들 각각에 대하여 제공된다.
상기의 최상의 모드를 포함하는 본 발명을 개시하도록, 그리고 또한 그 어떤 장치들이라도 만들고 이용하며 그 어떤 내포된 방법이라도 포함하는 본 발명을 당업자가 실시할 수 있도록 예를 들었다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구 범위에 의해 한정되며, 당해 분야의 당업자가 생각하는 다른 예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예는, 만약 그것이 청구 범위의 문언과 상이하지 않은 구조적인 요소들을 가지거나, 또는 만약 그것이 청구 범위의 문언과 실질적으로 차이 없는 등가의 구조 요소들을 포함한다면, 청구 범위내에 속하는 것으로 의도된다.
1. 유압 터보과급기 2. 하우징
3. 제 1 섹션 4. 터빈 단부 섹션
5. 펌프 단부 섹션 6. 볼트
3. 제 1 섹션 4. 터빈 단부 섹션
5. 펌프 단부 섹션 6. 볼트
Claims (20)
- 모듈 유압 터보차저(modular hydraulic turbocharger)를 포함하는 시스템으로서, 상기 모듈 유압 터보차저는:
펌프 유입부, 펌프 유출부, 터빈 유입부 및 터빈 유출부를 가진 하우징;
펌프 유입부 및 펌프 유출부와 유체 소통되고 하우징 안에 있는 제 1 공동;
터빈 유입부 및 터빈 유출부와 유체 소통되고 하우징 안에 있는 제 2 공동;
샤프트에 결합되고 하우징의 제 1 공동 안에 배치된 펌프 임펠러;
샤프트에 결합되고, 하우징의 제 2 공동 안에 배치되며, 펌프 임펠러를 구동함으로써 유체를 모듈 유압 터보차저를 통해 펌핑하도록, 움직이는 유체(motive fluid)에 반응하는, 터빈 임펠러; 및,
하우징 안에 있는 제 1 모듈 인서트(modular insert)로서, 제 1 모듈 인서트는 복수개의 제 1 모듈 인서트들과 교환 가능하고, 복수개의 제 1 모듈 인서트들 각각은 유압 터보차저를 통한 유체 유동에 상이한 효과를 미치는, 제 1 모듈 인서트;를 포함하는 시스템. - 제 1 항에 있어서,
복수개의 제 1 모듈 인서트들은, 하나 이상의 펌프 볼류트 인서트(pump volute insert), 하나 이상의 터빈 볼류트 인서트(turbine volute insert), 하나 이상의 베인 디퓨저 인서트(vane diffuser insert), 하나 이상의 디퓨저 인서트, 또는 하나 이상의 노즐 인서트(nozzle insert)를 포함하는, 시스템. - 제 1 항에 있어서,
유압 터보차저를 통한 유체 유동에 각각 상이한 효과를 미치는 복수개의 제 2 모듈 인서트들과 교환 가능한 제 2 모듈 인서트를 포함하고,
제 1 모듈 인서트는 펌프 볼류트 인서트이고, 제 2 모듈 인서트는 터빈 볼류트 인서트인, 시스템. - 제 1 항에 있어서,
터빈 유출부는 하우징과 일체인, 시스템. - 제 1 항에 있어서,
제 1 모듈 인서트는 단일 부재 볼류트 인서트를 포함하는, 시스템. - 제 1 항에 있어서,
제 1 모듈 인서트는 다수 부재 볼류트 인서트를 포함하는, 시스템. - 제 6 항에 있어서,
다수 부재 볼류트 인서트는 축방향으로 분리된 섹션(axially split section)들을 포함하고, 상기 축방향으로 분리된 섹션들은 샤프트를 수용하도록 구성된 통로를 형성하는, 시스템. - 제 6 항에 있어서,
다수 부재 볼류트 인서트는 제 1 볼류트 단부 캡(volute end cap) 및 제 2 볼류트 단부 캡을 포함하는, 시스템. - 제 8 항에 있어서,
제 1 볼류트 단부 캡의 제 1 직경은 제 2 볼류트 단부 캡의 제 2 직경 보다 큰, 시스템. - 제 6 항에 있어서,
다수 부재 볼튜트 인서트는, 서로 상이하고 반경 방향으로 분리된 섹션들을 포함하는, 시스템. - 제 1 항에 있어서,
제 1 모듈 인서트는 펌프 유출부 안에 배치된 제 1 디퓨저 인서트, 또는 터빈 유입부 안에 배치된 제 1 노즐 인서트, 또는 이들의 조합인, 시스템. - 제 11 항에 있어서,
제 1 디퓨저 인서트 안에 안주된(nest) 제 1 디퓨저 라이너(diffuser liner), 또는 제 1 노즐 인서트 안에 안주된 제 1 노즐 라이너, 또는 이들의 조합을 포함하는, 시스템. - 제 1 항에 있어서,
제 1 모듈 인서트는 제 1 공동 안에 배치된 베인 디퓨저 인서트(vane diffuser insert)인, 시스템. - 모듈 펌프(modular pump)를 포함하는 시스템으로서, 상기 모듈 펌프는:
펌프 유입부 및 펌프 유출부를 가진 하우징;
펌프 유입부 및 펌프 유출부와 유체 소통되고 하우징 안에 있는 제 1 공동;
모듈 펌프를 통해 유체를 펌핑하도록 하우징의 제 1 공동 안에 배치된, 펌프 임펠러; 및,
하우징 안에 있는 제 1 모듈 인서트로서, 제 1 모듈 인서트는 복수개의 모듈 인서트들과 교환 가능하고, 복수개의 모듈 인서트들 각각은 모듈 펌프를 통한 유체 유동에 상이한 효과를 미치는, 제 1 모듈 인서트;를 포함하는, 시스템. - 제 14 항에 있어서,
제 1 모듈 인서트는 제 1 공동 안에 배치된 볼류트 인서트 또는 베인 디퓨저 인서트를 포함하는, 시스템. - 제 15 항에 있어서,
제 1 모듈 인서트는 1 개 부재 구조(one-piece structure)인, 시스템. - 제 15 항에 있어서,
제 1 모듈 인서트는 선택적으로 함께 결합되는 다수의 반경 방향 구성 요소(radial components)들을 가진 베인 디퓨저 인서트를 포함하는, 시스템. - 제 17 항에 있어서,
베인 디퓨저 인서트의 다수의 반경 방향 구성 요소들은 서로 동일한, 시스템. - 제 17 항에 있어서,
베인 디퓨저 인서트의 다수의 반경 방향 구성 요소들은 서로 상이한, 시스템. - 유압 터보차저의 하우징 안에 복수개의 모듈 인서트들의 모듈 인서트를 선택적으로 지지하는 단계를 포함하는 방법으로서, 복수개의 모듈 인서트들중 각각의 모듈 인서트는 유압 터보차저를 통한 유체 유동에 상이한 효과를 미치는, 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261703963P | 2012-09-21 | 2012-09-21 | |
| US61/703,963 | 2012-09-21 | ||
| PCT/US2013/061045 WO2014047516A1 (en) | 2012-09-21 | 2013-09-20 | Hydraulic system with modular inserts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150058442A true KR20150058442A (ko) | 2015-05-28 |
Family
ID=49274886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020157010111A KR20150058442A (ko) | 2012-09-21 | 2013-09-20 | 모듈 인서트를 가진 유압 시스템 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140093407A1 (ko) |
| EP (1) | EP2898218A4 (ko) |
| KR (1) | KR20150058442A (ko) |
| CA (1) | CA2885533A1 (ko) |
| MX (1) | MX2015003629A (ko) |
| WO (1) | WO2014047516A1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113864173A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-31 | 华能秦煤瑞金发电有限责任公司 | 一种新型给水泵调速装置 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170009773A1 (en) * | 2014-01-29 | 2017-01-12 | Weir Gabbioneta Srl | Two-Stage Centrifugal Pump |
| KR20170020433A (ko) * | 2014-06-20 | 2017-02-22 | 보르그워너 인코퍼레이티드 | 조정가능 베인을 갖는 터보차저 |
| JP6351049B2 (ja) * | 2014-11-04 | 2018-07-04 | 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 | タービンハウジングおよびタービンハウジングの製造方法 |
| CN104389811A (zh) * | 2014-11-16 | 2015-03-04 | 沈阳市工业泵厂(有限公司) | 能量再利用径向增压泵 |
| US10161421B2 (en) | 2015-02-03 | 2018-12-25 | Eli Oklejas, Jr. | Method and system for injecting a process fluid using a high pressure drive fluid |
| US10066639B2 (en) | 2015-03-09 | 2018-09-04 | Caterpillar Inc. | Compressor assembly having a vaneless space |
| US10006341B2 (en) | 2015-03-09 | 2018-06-26 | Caterpillar Inc. | Compressor assembly having a diffuser ring with tabs |
| KR101622537B1 (ko) | 2015-03-17 | 2016-05-20 | 이지열 | 구심디퓨저와 터빈을 지닌 동력발생장치 |
| WO2017138199A1 (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 株式会社Ihi | 遠心圧縮機 |
| EP3532122B1 (en) | 2016-10-28 | 2020-12-30 | Heartware, Inc. | Single-piece volute |
| US10731546B2 (en) | 2017-02-06 | 2020-08-04 | Borgwarner Inc. | Diffuser in wastegate turbine housings |
| US10837465B2 (en) | 2017-02-10 | 2020-11-17 | Vector Technologies Llc | Elongated tank for use in injecting slurry |
| US10766009B2 (en) | 2017-02-10 | 2020-09-08 | Vector Technologies Llc | Slurry injection system and method for operating the same |
| US10155205B2 (en) | 2017-02-10 | 2018-12-18 | Vector Technologies Llc | Method and system for injecting slurry using concentrated slurry pressurization |
| US10156237B2 (en) | 2017-02-10 | 2018-12-18 | Vector Technologies Llc | Method and system for injecting slurry using concentrated slurry pressurization |
| US10156132B2 (en) | 2017-02-10 | 2018-12-18 | Vector Technologies Llc | Method and system for injecting slurry using two tanks with valve timing overlap |
| CN108869377A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-23 | 江苏大学 | 一种永磁轴向力自适应平衡装置 |
| CN109611259A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-04-12 | 江苏大学 | 一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置 |
| CN109667698A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-04-23 | 江苏大学 | 一种海水淡化泵和透平一体机透平流量调节装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2925952A (en) * | 1953-07-01 | 1960-02-23 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Radial-flow-compressor |
| US2955540A (en) | 1957-05-27 | 1960-10-11 | Worthington Corp | Twin volute pump |
| US3656861A (en) * | 1970-04-15 | 1972-04-18 | Wilfley & Sons Inc A | Centrifugal pump with mating case plate volute halves and constant section impeller |
| ES461142A1 (es) * | 1976-09-04 | 1978-06-01 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Mejoras en turbo-cargadores de gas de escape para maquinas motrices de combustion. |
| DE3642121A1 (de) * | 1986-12-10 | 1988-06-23 | Mtu Muenchen Gmbh | Antriebssystem |
| DE4027174A1 (de) * | 1990-08-28 | 1992-03-05 | Kuehnle Kopp Kausch Ag | Kennfeldstabilisierung bei einem radialverdichter |
| DE4310467A1 (de) * | 1993-03-31 | 1994-10-06 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Topfgehäusepumpe |
| WO2000043657A2 (en) * | 1999-01-26 | 2000-07-27 | Fluid Equipment Development Co., L.L.C. | Hydraulic energy recovery device |
| US8579603B2 (en) * | 2004-07-13 | 2013-11-12 | Energy Recovery, Inc. | Centrifugal pump |
| US20060177305A1 (en) * | 2005-02-07 | 2006-08-10 | Hoang Khanh C | Centrifugal volute pump with discontinuous vane-island diffuser |
| US7428814B2 (en) * | 2006-03-08 | 2008-09-30 | Melvin Hess Pedersen | Turbine assemblies and related systems for use with turbochargers |
| WO2011119242A2 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Dresser-Rand Company | Press-fitting corrosion resistant liners in nozzles and casings |
-
2013
- 2013-09-20 WO PCT/US2013/061045 patent/WO2014047516A1/en active Application Filing
- 2013-09-20 EP EP13838199.1A patent/EP2898218A4/en not_active Withdrawn
- 2013-09-20 US US14/033,347 patent/US20140093407A1/en not_active Abandoned
- 2013-09-20 CA CA2885533A patent/CA2885533A1/en not_active Abandoned
- 2013-09-20 MX MX2015003629A patent/MX2015003629A/es unknown
- 2013-09-20 KR KR1020157010111A patent/KR20150058442A/ko active Search and Examination
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113864173A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-31 | 华能秦煤瑞金发电有限责任公司 | 一种新型给水泵调速装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX2015003629A (es) | 2016-01-08 |
| WO2014047516A1 (en) | 2014-03-27 |
| US20140093407A1 (en) | 2014-04-03 |
| EP2898218A1 (en) | 2015-07-29 |
| EP2898218A4 (en) | 2016-07-27 |
| CA2885533A1 (en) | 2014-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20150058442A (ko) | 모듈 인서트를 가진 유압 시스템 | |
| EP1766235B1 (en) | Hydraulic turbocharger | |
| US5730582A (en) | Impeller for radial flow devices | |
| EP2711555B1 (en) | Turbocharger and method of procuding thereof | |
| CN101340120B (zh) | 铸造槽电动机/发电机冷却机构 | |
| EP2310689B1 (en) | Slurry pump impeller | |
| EP3076024B1 (en) | Pump casing | |
| EP3173627A1 (en) | Method for producing compressor housing | |
| CN101435344B (zh) | 采用模制法制造的金属叶轮叶片和这种叶轮叶片的制造方法 | |
| EP3473862B1 (en) | Multi-piece compressor housing for a turbocharger | |
| CN1116271A (zh) | 涡轮机的扩压器 | |
| KR101055231B1 (ko) | 터빈 하우징 | |
| EP3263911A1 (en) | Compressor housing for supercharger and manufacturing method thereof | |
| CN103790656A (zh) | 涡轮机排气罩和相关安装方法 | |
| CN203051222U (zh) | 分体式双蜗壳结构 | |
| EP3152444B1 (en) | Method of manufacturing a compressor housing | |
| KR20190045352A (ko) | 스크류 압축기의 하우징 제조 방법 | |
| US2765748A (en) | Centrifugal blowers or pumps | |
| US20200011189A1 (en) | Zoned surface roughness | |
| Aung et al. | Design and fabrication of impeller for single suction centrifugal pump | |
| CN213392857U (zh) | 双壳体泵用抗汽蚀进水段 | |
| CN104364531A (zh) | 废气涡轮增压器 | |
| US20220397024A1 (en) | Non-axisymmetric hub and shroud profile for electric submersible pump stage | |
| CN219974922U (zh) | 一种流道可视化加工的开式径向导叶 | |
| CN114310204A (zh) | 一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment |