KR20150065791A - 배기가스 터보차저 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 터빈 하우징(3), 베어링 하우징(4) 및 압축기 하우징(5)을 포함하는 하우징(2); 및 적어도 터빈 하우징(3)에 통합되며, 냉각 장치 입구(16)를 가지는 냉각 장치(10)를 포함하되, 냉각수 와류 형성 장치(13)가 냉각 장치 입구(16)에 배치되는, 배기가스 터보차저(1)에 관한 것이다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

현대의 배기가스 터보차저의 중량 및 비용을 감소시키기 위해 구체적으로 알루미늄과 같은 경량의 재료로 터빈 하우징을 제조하는 것이 알려져 있다. 이러한 하우징의 가장 큰 단점은, 열적 내구성이 낮아서 효과적인 냉각을 필요로 하는 데에 있다.

이러한 목적으로, 하우징에 채널 및 포켓을 포함하는 냉각 장치를 구비한 터빈 하우징을 제공하는 것이 알려져 있다. 적절한 냉각수 유동을 설정하기 위해, 상기 채널 및 포켓의 직경 및 형상을 변화시켰지만, 이는 종종 효과적인 냉각에는 충분하지 않다.

그러므로 본 발명의 목적은, 효과적인 냉각 장치가 구비된 터빈 하우징을 포함하는, 청구범위 제1항의 전제부에 나타난 유형의 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다.

이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징들에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 특히 터빈 하우징의 냉각 개선이라는 결과적인 이점을 활용할 수 있도록 하기 위해, 냉각수 와류 형성 장치를 제공함으로써, 의도적인 냉각수의 와류 형성을 실현할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 배기가스 터보차저는 엔진으로부터 공급된 냉각수의 거의 임의적인 정도의 와류 형성에 의존하지 않는다.

이러한 냉각수 와류 형성 장치는, 터빈 하우징에 또는 원칙적으로 또한 베어링 하우징 및/또는 압축기 하우징에 배치된 냉각 장치의 일체형 구성 부품일 수 있으며, 또는 기존의 냉각 장치에 새로 장착되는 부품으로서 와류 형성 장치가 구비될 수 있다.

종속 청구항들은 본 발명의 유리한 개선예들을 포함한다.

원칙적으로, 와류 형성 장치에는, 나사산과 유사하게 형성된 하나의 연속적으로 이어진 냉각수-안내 핀(fin) 또는 매우 다양한 여러 가지 형상 및 치수를 가진 다수의 냉각수-안내 핀이 구비될 수 있다. 이는 응용에 따라 다양할 수 있는 원하는 와류 형성 정도에 좌우된다.

본 발명의 추가적인 상세사항, 이점 및 특징들은 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시형태의 설명으로부터 명백해진다.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 단면도를 보여준다.
도 2는 도 1에 따른 배기가스 터보차저를 위한 소위 "워터 코어"를 보여준다.
도 3은 냉각수 와류 형성 장치의 확대 사시도를 보여준다.

도 1은, 하우징(2)을 구비한 배기가스 터보차저(1)를 도시한다. 여기서, 하우징(2)은 터빈 하우징(3), 터빈 하우징에 연결된 베어링 하우징(4), 및 베어링 하우징(4)에 연결된 압축기 하우징(5)을 포함한다.

베어링 하우징(4)에는, 터빈 하우징(3) 측에서 터빈 휠(7)을 지지하고 압축기 하우징(5) 측에서 압축기 휠(8)을 지지하는 샤프트(6)가 장착된다.

도시된 예에서, 터빈 하우징(3)은 칸막이(9)로 분리된 제1 및 제2 유입 채널(11, 12)을 구비한 2-채널 하우징이다.

터빈 하우징(3)을 냉각하기 위해 냉각 장치(10)가 제공되며, 그 형상은 도 1에 단지 예시적으로 도시되어 있다. 이러한 냉각 장치(10)는 냉각수, 특히 물을 안내하기 위한 채널 및 포켓을 가지며, 터빈 하우징(3)의 설계에 따라 그에 맞게 이루어질 수 있다.

또한, 원칙적으로 이러한 냉각 장치(10)는 또한 베어링 하우징(4) 및 압축기 하우징(5)에 구비될 수 있다.

도 2는 배기가스 터보차저(1)를 위한 소위 "워터 코어"를 도시한다. 도 2에 도시된 기하형상은, 도 1에 예로서 도시된 바와 같이, 제조가 끝난 상태의 배기가스 터보차저(1)에서 냉각수가 충전된, 특히 물이 충전된 캐비티를 나타낸다. 도 1에 기초하여 설명한 바와 같이, 냉각 장치의 형상은 각각의 배기가스 터보차저에 맞게 이루어질 수 있으므로, 도 2에 따른 냉각 장치(10) 또는 이의 워터 코어는 마찬가지로 단순히 예로서 이해되어야 한다.

어떤 경우든, 냉각 장치(10)는 냉각 장치 입구(16)를 가진다. 도 2에 나타난 바와 같이, 냉각 장치(10)에 공급된 냉각수가 가장 먼저 와류 형성 장치(13)를 통해 흐르고, 따라서 의도적인 와류 형성을 겪게 되도록, 상기 냉각수 와류 형성 장치(13)는 상기 냉각 장치 입구(16)에 배치되며, 이는 냉각 장치(10)의 효율을 상당히 개선한다.

도 3은 와류 형성 장치(13)의 확대도이다. 여기서 도 3은, 와류 형성 장치(13)가, 내부(17)에 적어도 하나의 유동-안내 핀(15)이 배치된 관형 하우징(14)을 가지는 것을 보여준다. 서두에 이미 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면 하나의 유동-안내 핀이 바람직하게는 180°의 감김각(wrap angle)으로 나사산처럼 구비될 수 있으며, 또는 다수의 유동-안내 핀(15)이 하우징(14)에 배열될 수 있다.

이러한 유동-안내 핀들의 기하형상 및 치수 결정은, 원하는 와류 형성 정도 및 원하는 와류 형성 방식에 따라 다르게 선택될 수 있다. 단지 예로서, 도 3은 하우징(14)의 내경(D)의 1/3에 상응하며 대략 45°의 방향전환각을 가지는 폭(B)의 유동-안내 핀(15)을 보여준다.

냉각 장치(10)는 바람직하게 예를 들어 알루미늄 재료로 이루어진 터빈 하우징(3)에 사용된다.

따라서 본 발명에 따르면 이러한 경량의 알루미늄 터빈 하우징의 장점을 활용하고, 공정에서 동시에 터빈 하우징의 효과적인 냉각을 가능하게 할 수 있다.

상기 기재된 개시내용 외에도, 도 1 내지 도 3에 예시적으로 나타낸 발명을 명백히 참조한다.

1 배기가스 터보차저
2 하우징
3 터빈 하우징
4 베어링 하우징
5 압축기 하우징
6 샤프트
7 터빈 휠
8 압축기 휠
9 칸막이
10 냉각 장치
11, 12 제1 및 제2 유입 채널
13 와류 형성 장치
14 관형 하우징
15 유동-안내 핀
16 냉각 장치 입구
17 내부
B 폭
D 하우징(14)의 직경

Claims (10)

1. 터빈 하우징(3), 베어링 하우징(4) 및 압축기 하우징(5)을 포함하는 하우징(2); 및
   적어도 터빈 하우징(3)에 통합되며, 냉각 장치 입구(16)를 가지는 냉각 장치(10)를 포함하되,
   냉각수 와류 형성 장치(13)가 냉각 장치 입구(16)에 배치되는, 배기가스 터보차저(1).
2. 제1항에 있어서,
   와류 형성 장치(13)는 냉각 장치 입구(16)에 연결된 관형 하우징(14)을 가지는, 배기가스 터보차저.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   적어도 하나의 유동-안내 핀(15)이 와류 형성 장치(13)의 하우징(14)에 배치되는, 배기가스 터보차저.
4. 제3항에 있어서,
   적어도 하나의 유동-안내 핀(15)은 나사산처럼 형성되는, 배기가스 터보차저.
5. 제4항에 있어서,
   상기 나사산은 180° 이하의 감김각을 가지는, 배기가스 터보차저.
6. 제3항에 있어서,
   다수의 유동-안내 핀(15)이 하우징(4)에 배치되는, 배기가스 터보차저.
7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   유동-안내 핀(15)은 하우징(14)의 내경(D)의 대략 1/3에 상응하는 폭(B)을 가지는, 배기가스 터보차저.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   와류 형성 장치(13)는 새로 장착되는 부품으로서 형성되는, 배기가스 터보차저.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   터빈 하우징(3)의 재료는 알루미늄인, 배기가스 터보차저.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각수는 물인, 배기가스 터보차저.

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