KR20150071793A - 터보 차저용 히트 쉴드 - Google Patents

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KR20150071793A
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김광환
박의연
진경욱
박준관
양성진
이길범
정경재
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현대자동차주식회사
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Abstract

터보 차저용 히트 쉴드가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 터보 차저용 히트 쉴드는 센터 하우징과 터빈 하우징 사이에 설치되어 터빈 측의 배기가스 열이 센터 하우징 측으로 전달되는 것을 차단하는 터보 차저용 히트 쉴드에 있어서, 중앙에 상기 샤프트가 관통하는 홀이 형성되고, 상기 홀의 외측으로 형성되는 복수의 주름부; 상기 주름부의 최외곽에서 상기 샤프트의 축방향으로 연장 형성되는 연결부로 이루어진다.

Description

터보 차저용 히트 쉴드{HEAT SHIELD FOR TURBO-CHARGER}
본 발명은 히트 쉴드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터보 차저의 터빈에서 발생되는 열이 센터 하우징 측으로 전달되는 것을 차폐시키는 터보 차저용 히트 쉴드에 관한 것이다.
일반적으로 터보 차저는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈을 돌린 후, 이 회전력을 이용하여 연소실로 고압의 공기를 과급하여 엔진의 출력을 높이는 장치이다.
이러한 터보 차저는 배기가스에 의해서 회전하는 터빈과, 터빈에 의해서 회전하면서 흡기를 압축하는 컴프레서와, 터빈과 컴프레서를 연결하는 샤프트로 구성된다.
특히, 터빈은 고온의 배기가스가 유입되면서 터빈 휠을 통해 샤프트를 대략 150,000RPM 내지 200,000RPM으로 회전시킨다.
이때, 터빈 하우징에 유입되는 배기가스의 열은 대략 800℃ ~ 900℃이상의 온도이며, 이 배기가스 열은 터빈 휠과, 터빈 하우징을 지나 센터 하우징 측으로 전달되어 센터 하우징 내부에 설치되는 베어링, 샤프트 및 오일 등이 열해를 입게된다.
이에 따라서, 터빈 측에 유입되는 배기가스의 열이 센터 하우징 측으로 전달되는 것을 방지하기 위해 터빈과 센터 하우징 사이에 히트 쉴드(Heat Shield)를 설치하고 있다.
이러한 종래의 히트 쉴드는 판형이나 캡, 판스프링의 형태로 이루어져, 터빈 측과 센터 하우징 사이에 공기층을 형성하여 터빈 측의 배기가스 열이 센터 하우징 측으로 열 전달되는 것을 차단한다.
이때, 열 전달은 대류, 전도, 방사의 방식이 있으며, 상기 히트 쉴드는 직접적인 대류열(Convection Heat)을 차단하면서 열 전달을 방지하는 것을 목적으로 하고 있다.
그러나 이러한 종래의 히트 쉴드에 의하면, 시간이 지나면서 배기가스의 온도가 상승되면, 대류에 의한 열 전달보다 방사에 의한 열 전달 양이 커지게 되는데, 대류를 차단하는 방식을 이용하는 종래의 히트 쉴드는 방사열(Radiant Heat)에 대한 열 전달을 효율적으로 차단하지 못하는 단점이 있다.
본 발명의 실시 예는 센터 하우징과 터빈 하우징 사이에 설치되어 주름부를 통해, 터빈 측의 배기가스 열이 방사에 의해 센터 하우징 측으로 열 전달되는 것을 차단하는 터보 차저용 히트 쉴드를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 센터 하우징과 터빈 하우징 사이에 설치되어 터빈 측의 배기가스 열이 센터 하우징 측으로 전달되는 것을 차단하는 터보 차저용 히트 쉴드에 있어서, 중앙에 상기 샤프트가 관통하는 홀이 형성되고, 상기 홀의 외측으로 형성되는 복수의 주름부; 및 상기 주름부의 최외곽에서 상기 샤프트의 축방향으로 연장 형성되는 연결부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보 차저용 히트 쉴드가 제공될 수 있다.
또한, 상기 주름부는 상기 홀에 대하여 외측으로 동심원을 이루면서 형성될 수 있다.
또한, 상기 주름부는 동일한 곡면으로 상호 연결되면서 형성될 수 있다.
또한, 상기 주름부는 상기 배기가스의 방사열을 차단할 수 있다.
또한, 상기 연결부는 외측방향으로 연장되는 연결 플랜지를 통해 상기 센터 하우징에 연결될 수 있다.
외측방향으로 연장되는 연결 플랜지를 통해 상기 센터 하우징에 연결되는 것을 특징으로 하는 터보 차저용 히트 쉴드.
이 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 터빈 측의 배기가스 열이 방사에 의해 센터 하우징을 통해 컴프레서 하우징 측으로 열 전달되는 것을 동심원을 이루며 형성되는 주름부를 통해 차폐시켜, 센터 하우징 내의 베어링, 샤프트, 오일 및 저온의 컴프레서를 열해로부터 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저용 히트 쉴드의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저용 히트 쉴드의 전단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 즉, 터보 차저(1)의 센터 하우징(3)과 터빈(5)에 대해서는 도면상에 간략하게 도시하였으며, 이는, 당업계에서 널리 알려진 공지기술의 구성이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저용 히트 쉴드(7)는 터빈(5) 측의 배기가스 열이 센터 하우징(3) 측으로 전달되는 것을 차단하여 배기가스의 열에 의한 열해로부터 센터 하우징(3) 및 부품들을 보호하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저용 히트 쉴드의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저용 히트 쉴드의 전단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저용 히트 쉴드(7)는 터보 차저(1)의 센터 하우징(3)과 터빈(5) 사이에 설치되어 터빈(5)을 구동시키는 배기가스 열이 센터 하우징(3) 측으로 전달되는 것을 차단한다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저용 히트 쉴드(7)는 주름부(9) 및 연결부(11)로 구성된다.
상기 주름부(9)는 중앙에 상기 터보 차저(1)의 샤프트(13)가 관통하며, 끼워지는 홀(15)이 형성되고, 상기 홀(15)의 외측으로 동심원을 이루면서 복수로 형성된다.
이때, 상기 주름부(9)는 동일한 곡면으로 상호 연결되면서 형성될 수 있고, 상기 연결부(11)는 외측방향으로 연장 형성되는 연결 플랜지(17)를 통해 상기 센터 하우징(3)에 연결된다.
그리고 상기 주름부(9)와 연결부(11)는 상호 일체로 형성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저용 히트 쉴드(7)에 의하면, 터빈(5)의 작동 시, 유입되는 배기가스 열이 히트 쉴드(7) 즉, 상기 주름부(9)를 통해 차단될 수 있다.
즉, 종래 기술에서 평면으로 이루어진 판 스프링이나 캡 등으로 이루어질 때 보다 열이 접촉하는 면적이 확대되어, 보다 용이하게 열이 센터 하우징(3) 측으로 전달되는 것이 차단될 수 있다.
이때, 상기 주름부(9)에 전달되는 열은 대류열(Convection Heat)에서, 시간이 흐름에 따라 상기 배기가스의 온도가 점차 상승되면서 대류열 보다 방사열(Radiant Heat)에 대한 열 전달 양이 커진다.
이에 따라서, 상기 주름부(9)는 열이 접촉하는 면적이 평면에 비해 확대된 주름부(9)를 통해 방사열에 대해 보다 효과적으로 차단할 수 있고, 이로 인해, 센터 하우징(3)의 보호와 내부에 설치되는 베어링, 샤프트, 오일 등의 부품들이 배기가스의 열에 의한 열해로부터 보호 될 수 있다.
또한, 비교적 저온으로 구성되는 컴프레서(미도시) 측으로의 열 전달도 차단되어 보다 효율적으로 컴프레서가 작동될 수 있고, 터보 차저(1)의 전체 효율을 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 터보 차저 3: 센터 하우징
5: 터빈 7: 터보 차저용 히트 쉴드
9: 주름부 11: 연결부
13: 샤프트 15: 홀
17: 연결 플랜지

Claims (5)

  1. 센터 하우징과 터빈 하우징 사이에 설치되어 터빈 측의 배기가스 열이 센터 하우징 측으로 전달되는 것을 차단하는 터보 차저용 히트 쉴드에 있어서,
    중앙에 상기 샤프트가 관통하는 홀이 형성되고, 상기 홀의 외측으로 형성되는 복수의 주름부; 및
    상기 주름부의 최외곽에서 상기 샤프트의 축방향으로 연장 형성되는 연결부;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보 차저용 히트 쉴드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주름부는 상기 홀에 대하여 외측으로 동심원을 이루면서 형성되는 것을 특징으로 하는 터보 차저용 히트 쉴드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주름부는 동일한 곡면으로 상호 연결되면서 형성되는 것을 특징으로 하는 터보 차저용 히트 쉴드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주름부는 상기 배기가스의 방사열을 차단하는 것을 특징으로 하는 터보 차저용 히트 쉴드.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 외측방향으로 연장되는 연결 플랜지를 통해 상기 센터 하우징에 연결되는 것을 특징으로 하는 터보 차저용 히트 쉴드.
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Citations (5)

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