KR20150109319A - Vibration reduction in an exhaust gas turbo-supercharger - Google Patents

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만 디젤 앤 터보 에스이
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Abstract

A vibration reduction in an exhaust gas turbocharger is disclosed. The present invention comprises: a housing (1) limiting a flow channel of a fluid flowing through a turbo machine; a rotary wheel hub (2) stored to be rotated inside the housing; a plurality of rotary blades (3) disposed on the hub to switch a direction of the flow of the fluid; a guide device having a guide blade (4) switching the direction of the flow of the fluid; and a disturbance generator (5) inducing disturbance reducing vibration of the rotary blade (3) generated by the guide blade (4) with an overlapping method to the flow of the fluid.

Description

배기 가스 터보 과급기에서의 진동 감소{VIBRATION REDUCTION IN AN EXHAUST GAS TURBO-SUPERCHARGER}{VIBRATION REDUCTION IN AN EXHAUST GAS TURBO-SUPERCHARGER}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 배기 가스 터보 과급기(exhaust gas turbo-supercharger)용 터보 머신(turbo-machine), 그러한 터보 머신을 구비한 배기 가스 터보 과급기, 특히 자기 점화 내연 엔진용 배기 가스 터보 과급기, 및 그러한 배기 가스 터보 과급기에서 진동을 감소시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a turbo-machine for an exhaust gas turbo-supercharger according to the preamble of claim 1, to an exhaust gas turbocharger with such a turbo machine, in particular to an exhaust gas turbocharger for a self- Turbochargers, and methods for reducing vibration in such exhaust gas turbochargers.

내연 엔진용 배기 가스 터보 과급기는 항상 2개의 터보 머신들, 즉 내연 엔진용 연소 공기를 압축하기 위한 압축기와 압축기를 구동하기 위한 터빈을 포함한다. 특히, 고출력의 자기 점화 내연 엔진용, 예컨대 선박 디젤 엔진용 배기 가스 터보 과급기에서는, 압축기와 터빈이 그것을 통해 흐르는 유체, 즉 연소 공기 또는 배기 가스에 의해 기계적으로 및 열역학적으로 높은 응력을 받는다. 다른 한편으로, 오늘날에는 그러한 터보 머신들의 회전 블레이드들을 가능한 한 날씬하게 구성하려고 애쓰고 있다.An exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine always comprises two turbo machines, a compressor for compressing the combustion air for the internal combustion engine and a turbine for driving the compressor. Particularly, in a high output self-ignition internal combustion engine, such as an exhaust gas turbocharger for a marine diesel engine, the compressor and the turbine are mechanically and thermodynamically stressed by the fluid flowing therethrough, i.e., combustion air or exhaust gas. On the other hand, today we are trying to make the rotating blades of such turbo machines as slender as possible.

하지만, 그와 같이 날씬한 블레이드들은 그들의 작은 관성 모멘트 및 강도로 인해 진동 여기에 매우 취약하다. 그러한 진동은 무엇보다도 회전 블레이드들의 상류 및 하류에 있는 전방 가이드 장치 및 후방 가이드 장치의 가이드 휠 블레이드들에 의해 유발되는데, 그들은 유체 흐름에 있어 흔히 주기적인 교란을 일으킴으로써 그러한 진동을 유발한다. 그러면, 그와 같이 교란된 유체 그 자체가 회전 블레이드들(오늘날 점점 더 얇게 형성되는)을 여기하여 진동을 일으키게 된다. 그러한 진동 여기는 가용 회전수 범위를 저하하고, 효율을 감소시키며, 소음 발생 및 재료 부하를 증대시키는데, 그러한 소음 발생 및 재료 부하는 공진 시에 구조적인 고장을 가져오기까지 할 수 있다.However, such thin blades are very susceptible to vibration due to their small moment of inertia and strength. Such vibrations are caused, among other things, by the guide-wheel blades of the front and rear guide devices upstream and downstream of the rotating blades, which often cause such periodic disturbances in the flow of fluid. Then, the perturbed fluid itself excites the rotating blades (which are becoming thinner today), causing the vibrations to occur. Such vibration excitation lowers the available speed range, reduces efficiency, increases noise generation and material load, and such noise generation and material loading can lead to structural failure during resonance.

따라서, 본 발명의 과제는 전술된 폐해들 중의 하나 이상을 줄이거나 회피시키는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to reduce or avoid one or more of the above-mentioned problems.

그러한 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 전제부에 따른 터보 머신은 그를 특징짓는 특징들에 의해 개량된다. 청구항 10은 그러한 터보 머신을 구비한 배기 가스 터보 과급기를 청구하고 있고, 청구항 11는 그러한 배기 가스 터보 과급기에서 진동을 감소시키는 방법을 청구하고 있다. 본 발명의 바람직한 실시 양태들 및 부가의 구성들이 종속 청구항들에 기재되어 있다.In order to solve such a problem, the turbo machine according to the preamble of claim 1 is improved by the features characterizing it. Claim 10 claims an exhaust gas turbocharger with such a turbo machine, claim 11 claims a method of reducing vibration in such an exhaust turbocharger. Preferred embodiments and additional configurations of the present invention are described in the dependent claims.

본 발명에 따른 배기 가스 터보 과급기의 터보 머신은 공지의 방식대로 터보 머신을 통해 흐르는 유체의 흐름 채널을 한정하는 하우징, 그 하우징 내에 회전 가능하게 수납된 회전 휠 허브, 회전 휠 허브 상에 배치되어 유체 흐름을 전향시키는 다수의 회전 블레이드들, 및 유체 흐름을 전향시키는 가이드 블레이드들을 갖는 가이드 장치를 구비한다.A turbo machine of an exhaust gas turbocharger according to the present invention comprises a housing defining a flow channel of fluid flowing through a turbo machine in a known manner, a rotary wheel hub rotatably housed in the housing, A plurality of rotating blades for directing the flow, and a guide device having guide blades for directing the fluid flow.

유체 흐름은 예컨대 특히 반경 방향 압축기(radial compressor) 또는 대각 방향 압축기(diagonal compressor)로서 형성된 배기 가스 터보 과급기의 압축기에 의해 압축되는 내연 엔진용 연소 공기이거나, 특히 축 방향 터빈으로서 형성된 배기 가스 터보 과급기의 터빈을 구동하는 내연 엔진의 배기 가스일 수 있다.The fluid flow is, for example, combustion air for an internal combustion engine which is compressed by a compressor of an exhaust gas turbocharger formed as a radial compressor or a diagonal compressor, or in particular of an exhaust gas turbocharger formed as an axial turbine It may be the exhaust gas of the internal combustion engine driving the turbine.

가이드 장치는 특히 흐름 방향으로 회전 블레이드들의 후방 하류 측에 배치된 후방 가이드 장치일 수 있으나, 흐름 방향으로 회전 블레이드들의 전방 상류 측에 배치된 전방 가이드 장치일 수도 있다. 가이드 블레이드들은 가이드 장치에 대해 고정적이거나 가변적일 수 있다.The guide device may be a rear guide device disposed in the flow direction downstream of the rotating blades, but may be a front guide device disposed upstream of the rotating blades in the flow direction. The guide blades may be stationary or variable relative to the guide device.

그러한 가이드 장치로 인해 흐름 교란, 특히 압력 변동 또는 속도 변동, 예컨대 기생 흐름 또는 역류 흐름이 유체 중에 유발되는데, 그러한 흐름 교란은 다시 회전 블레이드들에 진동을 여기할 수 있다.Such a guide arrangement causes flow disturbances, especially pressure fluctuations or speed fluctuations, such as parasitic or backwash flow, in the fluid which can again excite the rotating blades.

따라서, 본 발명에 따라 가이드 블레이드들에 의해 유발된 회전 블레이드들의 진동을 중첩에 의해 감소시키는 교란을 교란 발생기에 의해 유체 흐름에 유도할 것을 제안한다.Therefore, it is proposed in accordance with the present invention to induce turbulence in the fluid flow by the turbulence generator, which reduces the vibrations of the rotating blades caused by the guide blades by superposition.

주지된 바와 같이, 진동 진폭은 대략 반대 위상의 중첩된 진동에 의해 감소하거나 소거될 수 있다. 간섭, 역잡음(counter-noise), 또는 반잡음(anti-noise)으로 알려진 그러한 원리는 본 발명에서는 바람직하게는 2가지 타입으로 사용될 수 있다. 한편으로, 교란 발생기는 그 자체가 회전 블레이드들에 진동을 여기하는 흐름 교란, 특히 압력 변동 또는 속도 변동을 유체에 유도할 수 있고, 그와 같이 여기된 진동은 이어서 가이드 블레이드들로 인해 유발된 진동을 중첩에 의해 감소시킨다. 즉, 회전 블레이드들의 진동을 상호 감소 작용하여 소거하는 2가지 흐름 교란들이 회전 블레이드들에 추진된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 교란 발생기는 가이드 블레이드들로부터 유발되어 회전 블레이드들에 원치 않는 진동을 여기하는 흐름 교란을 중첩에 의해 감소시키는 흐름 교란, 특히 압력 변동 또는 속도 변동을 유체에 유도할 수도 있다. 즉, 회전 블레이드들에 추진된 흐름 교란이 이미 감소하여 회전 블레이드들의 진동 여기도 따라서 감소하게 된다.As is well known, the vibration amplitude can be reduced or canceled by superimposed vibration of approximately opposite phases. Such a principle, known as interference, counter-noise, or anti-noise, can be used in the present invention preferably in two types. On the one hand, the disturbance generator itself can induce a flow disturbance, particularly a pressure fluctuation or a speed fluctuation, which excites vibrations in the rotating blades, to the fluid, and the excited vibrations are then transmitted to the vibrations induced by the guide blades Is reduced by superposition. In other words, two flow disturbances are applied to the rotating blades which mutually reduce and cancel the vibrations of the rotating blades. Additionally or alternatively, the disturbance generator may induce flow disturbances, particularly pressure or speed fluctuations, which may be induced from the guide blades by overlapping to reduce flow disturbances that excite unwanted vibrations on the rotating blades, have. That is, the flow disturbance propelled to the rotating blades has already been reduced so that the excitation of the rotating blades is also reduced accordingly.

다시 말해서, 특히 회전 블레이드들의 공진 진동이 감소하거나 회피될 수 있다. 그리하여, 그렇지 않을 경우에 공진 진동으로 인해 근접하기 어려웠던 회전수 범위가 활용될 수 있고, 효율이 향상될 수 있으며, 열역학적 및/또는 기계적 특성치들이 개선될 수 있고/있거나, 소음 발생 또는 재료 부하가 현격히 감소할 수 있다.In other words, the resonance vibrations of the rotating blades in particular can be reduced or avoided. Thus, the range of the number of revolutions that were otherwise difficult to approximate due to resonance vibration can be utilized, the efficiency can be improved, the thermodynamic and / or mechanical characteristics can be improved and / or the noise generation or material load can be significantly .

교란 발생기는 적당한 흐름 교란을 유체에 유도하기 위해 능동 소자로서, 예컨대 압전 센서, 전자기 작동 가능한 막 등으로서 형성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 교란 발생기는 하나 이상의 기하학적 교란 지점을 포함할 수 있다. 유체가 그러한 교란 지점을 따라 흐르면, 흐름이 교란된다.The disturbance generator may be formed as an active element, for example, as a piezoelectric sensor, an electromagnetic actuatable membrane, or the like, to induce proper flow disturbances into the fluid. Additionally or alternatively, the disturbance generator may include one or more geometric disturbance points. When the fluid flows along such disturbance points, the flow is disturbed.

기하학적 교란 지점의 위치 및/또는 형태는 가이드 블레이드들로 인해 유발되는 회전 블레이드들의 진동의 공진 진폭을 중첩에 의해 감소시키도록 선택되는 것이 바람직하다. 당업자라면 각각의 터보 머신에 최적한 교란 지점들을 예컨대 실험적 검사 및/또는 시뮬레이션 연산에 의해, 특히 FEM(유한 요소법) 진동 시뮬레이션 및/또는 흐름 시뮬레이션에 의해 결정할 수 있을 것이다.The position and / or shape of the geometric disturbance point is preferably selected to reduce the resonance amplitude of the vibrations of the rotating blades caused by the guide blades by overlapping. Those skilled in the art will be able to determine optimal disturbance points for each turbo machine, for example, by means of an empirical inspection and / or simulation operation, in particular by means of FEM (finite element method) vibration simulation and / or flow simulation.

특히, 하나 이상의 교란 지점은 유체가 지나 흐르는 벽에 관통 리세스 또는 블라인드 리세스, 즉 포켓 구멍 모양의 리세스로서 형성될 수 있다. 그러한 리세스는 적당한 형태로 간단하게 제작될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 교란 지점은 유체가 지나 흐르는 벽에 돌출부로서 형성될 수도 있다. 그러한 리세스 및/또는 돌출부는 최초에 벽과 함께 성형될 수도 있고, 예컨대 절삭 가공이나 부가의 재료의 부착에 의해 나중에 형성될 수 있다.In particular, the one or more disturbance points may be formed as through recesses or blind recesses, i.e., pocket-shaped recesses, in the wall through which the fluid flows. Such a recess can be simply manufactured in a suitable form. Additionally or alternatively, the disturbing point may be formed as a protrusion on the wall through which the fluid flows. Such recesses and / or protrusions may initially be formed with the wall, and may be formed later, for example, by cutting or attachment of additional material.

그러한 리세스 및/또는 돌출부는 유체가 돌아 흐르는 예컨대 원형, 타원형, 물방울 모양, 또는 장방형 횡단면을 가질 수 있다. 예컨대, 리세스는 구멍의 형태, 특히 세장형 구멍 또는 슬롯의 형태로 형성될 수 있다. 유체가 돌아 흐르는 리세스 또는 돌출부의 횡단면의 주축은 축 방향으로 및/또는 둘레 방향으로 연장될 수 있다.Such recesses and / or protrusions may have, for example, circular, elliptical, droplet-like, or rectangular cross-sections in which the fluid flows. For example, the recess may be formed in the form of a hole, in particular in the form of a elongated hole or slot. The major axis of the cross-section of the recess or protrusion through which the fluid flows may extend axially and / or circumferentially.

교란 발생기, 특히 전술된 교란 지점은 바람직하게는 가이드 장치 및/또는 유체의 흐름 채널을 한정하는 하우징에 배치될 수 있다.The disturbance generator, in particular the disturbance point described above, can preferably be arranged in a housing defining a guide channel and / or a flow channel of the fluid.

기하학적 교란 지점의 개수는 가이드 장치의 가이드 블레이드들의 개수 또는 그 정수 배에 해당하는 것이 바람직한데, 그것은 그와 같이 함으로써 가이드 블레이드들로 인해 유발된 진동을 감소시키는데 매우 적합한 교란이 유체 흐름에 유도되기 때문이다.It is preferred that the number of geometric disturbance points correspond to the number of guiding blades of the guiding device or to integer multiples thereof, because by doing so disturbances, which are very suitable for reducing the vibrations caused by the guide blades, to be.

매우 효과적인 진동 감소를 위해, 교란 발생기에 의해 회전 블레이드들에 유도되는 진동 또는 교란 발생기에 의해 유도되는 교란의 위상은 가이드 블레이드들로 인해 유발되는 진동의 위상과 반대로 향할 수 있다. 하지만, 다른 위상 오프셋 또는 주파수를 갖는 진동 또는 교란도 가이드 블레이드들로 인해 유발되는 진동을 감소시키는데 적합하다.For highly effective vibration reduction, the phase of the disturbance induced by the disturbance generator or the vibration induced by the disturbance generator can be reversed against the phase of the vibration caused by the guide blades. However, vibrations or disturbances having different phase offsets or frequencies are also suitable to reduce vibrations caused by guide blades.

본 발명에 따른 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신, 그러한 터보 머신을 구비한 배기 가스 터보 과급기, 및 그러한 배기 가스 터보 과급기에서 진동을 감소시키는 방법에서는, 가이드 장치로 인해 유발되는 흐름 교란이 다시 회전 블레이드들에 진동을 여기할 수 있는 문제점을 가이드 블레이드들에 의해 유발된 회전 블레이드들의 진동을 중첩에 의해 감소시키는 교란을 교란 발생기에 의해 유체 흐름에 유도함으로써 해결하고 있다. 특히, 회전 블레이드들의 공진 진동이 감소하거나 회피될 수 있어 그렇지 않을 경우에 공진 진동으로 인해 근접하기 어려웠던 회전수 범위가 활용될 수 있고, 효율이 향상될 수 있으며, 열역학적 및/또는 기계적 특성치들이 개선될 수 있고/있거나, 소음 발생 또는 재료 부하가 현격히 감소할 수 있다.In a turbo machine for an exhaust gas turbocharger according to the present invention, an exhaust gas turbocharger with such a turbo machine, and a method for reducing vibration in such an exhaust gas turbocharger, the flow disturbance caused by the guide device is again transmitted to the rotating blades By introducing a disturbance to the fluid flow by the disturbance generator which reduces the vibrations of the rotating blades caused by the guide blades by superposition. Particularly, the resonance vibration of the rotating blades can be reduced or avoided, so that the range of the number of revolutions that was difficult to approximate due to the resonance vibration can be utilized, the efficiency can be improved, and the thermodynamic and / And / or noise generation or material load can be significantly reduced.

도 1은 본 발명의 일 구성에 따른 배기 가스 터보 과급기의 압축기의 일부의 부분 사시 단면도;
도 2는 본 발명의 일 구성에 따른 배기 가스 터보 과급기의 터빈의 일부의 부분 사시 단면도.1 is a partial perspective sectional view of a portion of a compressor of an exhaust gas turbocharger according to an embodiment of the present invention;
2 is a partial perspective sectional view of a part of a turbine of an exhaust gas turbocharger according to an embodiment of the present invention.

종속 청구항들 및 이후에 설명되는 실시예들로부터 본 발명의 또 다른 이점들과 특징들을 명확히 알 수 있을 것이다. 그를 위해, 첨부 도면들이 부분적으로 개략화되어 도시되어 있다.Other advantages and features of the present invention will become apparent from the dependent claims and the embodiments described hereinafter. For that purpose, the attached drawings are partially shown in simplified form.

도 1에는, 본 발명에 따른 선박 디젤 엔진의 배기 가스 터보 과급기의 반경 방향 압축기가 부분적으로 사시도로 도시되어 있다.1 is a partial perspective view of a radial compressor of an exhaust gas turbocharger of a marine diesel engine according to the present invention.

회전 휠 허브 또는 로터 허브(2)는 하우징(1)과 회전 휠 허브(2) 사이에 선박 디젤 엔진용 연소 공기의 흐름 채널이 한정되도록 하우징(1) 내에 수납된다. 그러한 흐름 채널에는, 공기를 추진하기 위한 회전 블레이드(3)가 배치되는데, 그 회전 블레이드(3)는 회전 휠 허브(2)와 함께 압축기의 길이 방향 축을 중심으로 회전수 n으로 회전하여 상류 측에 배치된 후방 가이드 장치의 가이드 블레이드(4)에 공기를 급송하고, 가이드 블레이드(4)에서는 공기의 운동 에너지가 부분적으로 압력 에너지로 전환된다.A rotary wheel hub or rotor hub (2) is housed in the housing (1) such that a flow channel of combustion air for the marine diesel engine is defined between the housing (1) and the rotary wheel hub (2). In such a flow channel, there is arranged a rotating blade 3 for propelling the air, which, together with the rotating wheel hub 2, is rotated at the number of revolutions n about the longitudinal axis of the compressor, The air is fed to the guide blades 4 of the arranged rear guide device, and the kinetic energy of the air is partially converted into pressure energy in the guide blades 4.

그러한 가이드 블레이드(4)로 인해 압력 변동 또는 속도 변동의 형태의 교란이 공기 흐름에 유발되고, 그러한 교란이 회전 블레이드(3)에 추진된다. 회전 블레이드(3)는 얇은 벽으로 형성되어 작은 휨 강도를 갖기 때문에, 가이드 블레이드(4)로 인해 유발된 공기 흐름의 교란에 의해 원치 않는 진동이 회전 블레이드(3)에 여기된다.Such guide blades 4 cause disturbances in the form of pressure fluctuations or speed fluctuations in the air flow, and such disturbances are propelled into the rotating blades 3. Since the rotating blade 3 is formed as a thin wall and has a small bending strength, unwanted vibration is excited into the rotating blade 3 by disturbance of the airflow caused by the guide blades 4.

하우징(1)에는, 상류 측으로 각각의 가이드 블레이드(4)의 전방에 대략 둘레 방향으로 연장되는 세장형 구멍(5)이 형성된다. 그로 인해서도 역시 압력 변동 또는 속도 변동의 형태의 교란이 공기 흐름에 유도되고, 그러한 교란도 역시 회전 블레이드(3)에 진동을 여기한다. 세장형 구멍(5)의 위치, 형태, 크기, 및 깊이는 그에 의해 회전 블레이드들에 유도되는 진동이 가이드 블레이드(4)에 의해 유발되는 진동과 대략 반대 위상으로 되도록 선택된다. 따라서, 회전 블레이드(3)에서의 그러한 2가지 진동들이 중첩에 의해 거의 다 상호 소거되고, 그에 따라 회전 블레이드(3)의 전체 진동 진폭이 현격히 감소하게 된다.In the housing 1, elongated holes 5 extending in the substantially circumferential direction are formed on the upstream side of the respective guide blades 4 in the upstream direction. So that disturbances in the form of pressure fluctuations or speed fluctuations are also induced in the airflow, and such disturbances also excite the vibrating blade 3. The position, shape, size, and depth of the elongate hole 5 are thereby selected such that the vibration induced in the rotating blades is substantially opposite in phase to the vibration caused by the guide blade 4. [ Therefore, such two vibrations in the rotary blades 3 are almost mutually canceled by the superposition, whereby the overall vibration amplitude of the rotary blades 3 is significantly reduced.

도 2에는, 본 발명에 따른 선박 디젤 엔진의 배기 가스 터보 과급기의 축 방향 터빈이 부분적으로 사시도로 도시되어 있다. 도 1에서와 서로 상응하는 요소들이 동일한 도면 부호로 지시되어 있다.Fig. 2 is a partial perspective view of an axial turbine of an exhaust gas turbocharger of a marine diesel engine according to the present invention. Elements corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

도 1과 상응하게, 회전 휠 허브(2)는 하우징(1)과 회전 휠 허브(2) 사이에 선박 디젤 엔진으로부터의 배기 가스의 흐름 채널이 한정되도록 하우징(1) 내에 수납된다. 그러한 흐름 채널에는, 배기 가스를 전향시키기 위한 회전 블레이드(3)가 배치되는데, 그 회전 블레이드(3)는 회전 휠 허브(2)와 함께 터빈의 길이 방향 축을 중심으로 회전수 n으로 회전한다.1, the rotary wheel hub 2 is housed in the housing 1 such that the flow channel of the exhaust gas from the marine diesel engine is defined between the housing 1 and the rotary wheel hub 2. In such a flow channel, there is arranged a rotating blade 3 for turning the exhaust gas, which rotates together with the rotating wheel hub 2 at a rotation number n about the longitudinal axis of the turbine.

배기 가스를 적절히 전향시키는 가이드 장치의 가이드 블레이드(4)로 인해 압력 변동 또는 속도 변동의 형태의 교란이 배기 가스 흐름에 유발되고, 그러한 교란이 회전 블레이드(3)에 추진된다. 회전 블레이드(3)는 얇은 벽으로 형성되어 작은 휨 강도를 갖기 때문에, 가이드 블레이드(4)로 인해 유발된 배기 가스 흐름의 교란에 의해 원치 않는 진동이 회전 블레이드(3)에 여기된다.Disturbances in the form of pressure fluctuations or speed fluctuations are induced in the exhaust gas flow due to the guide blades 4 of the guide device which properly direct the exhaust gas, and such disturbances are propelled into the rotating blades 3. Since the rotating blade 3 is formed as a thin wall and has a small bending strength, unwanted vibrations are excited into the rotating blade 3 by disturbance of the exhaust gas flow caused by the guide blades 4.

각각의 가이드 블레이드(4)에 대응하여 대략 둘레 방향으로 연장되는 세장형 구멍(5)이 하우징(1)에 형성된다. 그로 인해서도 역시 압력 변동 또는 속도 변동의 형태의 교란이 배기 가스 흐름에 유도된다. 세장형 구멍(5)의 위치, 형태, 크기, 및 깊이는 그에 의해 배기 가스 흐름에 유도되는 교란이 가이드 블레이드(4)에 의해 유발되는 교란과 대략 반대 위상으로 되도록 선택된다. 따라서, 배기 가스 흐름에서의 그러한 2가지 교란들이 중첩에 의해 거의 다 상호 소거되어 회전 블레이드(3)에 교란이 덜 추진되고 진동도 덜 여기되며, 그에 따라 본 경우에도 역시 회전 블레이드(3)의 전체 진동 진폭이 현격히 감소하게 된다.Elongated holes 5 extending in the substantially circumferential direction corresponding to the respective guide blades 4 are formed in the housing 1. So that disturbances in the form of pressure fluctuations or speed fluctuations are also induced in the exhaust gas flow. The position, shape, size, and depth of the elongate hole 5 are thereby selected such that the disturbance induced in the exhaust gas flow is approximately opposite in phase to the disturbance caused by the guide blade 4. [ Therefore, such two disturbances in the exhaust gas flow are almost mutually canceled by overlapping so that the disturbance is less propelled and the vibration is less excited in the rotary blades 3, so that in this case also, the whole of the rotary blades 3 The vibration amplitude is significantly reduced.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 하우징 2: 회전 휠 허브
3: 회전 블레이드 4: 가이드 블레이드
5: 구멍 n: 회전수Description of the Related Art
1: housing 2: rotary wheel hub
3: rotating blade 4: guide blade
5: Hole n: Number of revolutions

Claims (11)

터보 머신을 통해 흐르는 유체의 흐름 채널을 한정하는 하우징(1);
하우징 내에 회전 가능하게 수납된 회전 휠 허브(2);
허브 상에 배치되어 유체 흐름을 전향시키는 다수의 회전 블레이드(3); 및
유체 흐름을 전향시키는 가이드 블레이드(4)를 구비한 가이드 장치를 포함하는 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신에 있어서,
가이드 블레이드(4)로 인해 유발되는 회전 블레이드(3)의 진동을 중첩에 의해 감소시키는 교란을 유체 흐름에 유도하는 교란 발생기를 포함하고, 상기 교란 발생기는 압전 센서, 전자기 작동 가능한 막과 같은 능동 소자 또는 리세스로서 형성되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신.A housing (1) defining a flow channel of fluid flowing through the turbo machine;
A rotary wheel hub (2) rotatably housed within the housing;
A plurality of rotating blades (3) arranged on the hub for turning fluid flow; And
1. A turbo machine for an exhaust gas turbocharger, comprising a guide device having a guide blade (4) for diverting fluid flow,
A disturbance generator for inducing disturbance to the fluid flow which reduces the vibration of the rotating blade (3) caused by the guide blades (4) by superposition, the disturbance generator comprising a piezoelectric sensor, an active element such as an electromagnetic actuatable membrane Or a recess formed in the outer circumferential surface of the turbocharger. 제1항에 있어서, 터보 머신은 배기 가스 터보 과급기의 압축기이거나 터빈인 것을 특징으로 하는 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신.The turbo machine for an exhaust gas turbocharger according to claim 1, wherein the turbo machine is a compressor of an exhaust gas turbocharger or a turbine. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가이드 장치는 흐름 방향으로 회전 블레이드(3)의 후방 하류 측에 배치된 후방 가이드 장치이거나, 흐름 방향으로 회전 블레이드(3)의 전방 상류 측에 배치된 전방 가이드 장치인 것을 특징으로 하는 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신.The guide device according to claim 1 or 2, wherein the guide device is a rear guide device arranged on the downstream side downstream of the rotary blade (3) in the flow direction or a rear guide device arranged on the upstream side of the rotary blade (3) Wherein the exhaust gas turbocharger is an exhaust gas turbocharger. 제1항 또는 제2항에 있어서, 터보 머신을 통해 흐르는 유체의 흐름에 교란을 유도하는 교란 발생기는 가이드 블레이드(4)로 인해 유발되는 회전 블레이드(3)의 진동을 중첩에 의해 감소시키는 진동을 유체를 통해 회전 블레이드(3)에 유도하도록 또는 가이드 블레이드(4)로 인해 터보 머신을 통해 흐르는 유체의 흐름에 유발되는 교란을 중첩에 의해 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신.3. The turbomachine according to claim 1 or 2, wherein the disturbance generator for inducing disturbance in the flow of the fluid flowing through the turbo machine comprises a vibrator for reducing vibrations of the rotating blades (3) caused by the guide blades (4) Is configured to reduce turbulence induced in the flow of fluid flowing through the turbo machine (4) to the rotating blades (3) through the fluid or by the guide blades (4) by superposition machine. 제1항 또는 제2항에 있어서, 교란 발생기는 하나 이상의 기하학적 교란 지점(5)을 포함하고, 하나 이상의 기하학적 교란 지점은 관통 리세스 또는 블라인드 리세스로서 형성되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신.3. An exhaust gas turbocharger according to claim 1 or 2, characterized in that the disturbance generator comprises at least one geometrical disturbance point (5) and at least one geometrical disturbance point is formed as a penetrating recess or blind recess Turbo machine. 제1항 또는 제2항에 있어서, 교란 발생기는 가이드 장치 또는 하우징(1)에 배치되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신.The turbo machine for an exhaust gas turbocharger according to claim 1 or 2, wherein the disturbance generator is disposed in a guide device or a housing (1). 제5항에 있어서, 기하학적 교란 지점의 개수는 가이드 장치의 가이드 블레이드(4)의 개수 또는 가이드 블레이드의 개수의 정수 배에 해당하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신.6. The turbo machine for an exhaust gas turbocharger according to claim 5, wherein the number of geometric disturbance points corresponds to an integer multiple of the number of guide blades (4) of the guide device or the number of guide blades. 제5항에 있어서, 기하학적 교란 지점의 위치 또는 형태는 가이드 블레이드(4)로 인해 유발되는 회전 블레이드(3)의 진동의 공진 진폭을 중첩에 의해 감소시키도록 선택되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신.6. The exhaust gas turbocharger according to claim 5, characterized in that the position or shape of the geometrical disturbance point is selected to reduce the resonance amplitude of the vibration of the rotating blades (3) caused by the guide blades (4) Turbo machines. 제1항 또는 제2항에 있어서, 교란 발생기에 의해 회전 블레이드(3)에 유도되는 진동의 위상이 가이드 블레이드(4)로 인해 유발되는 진동의 위상과 반대로 향하거나, 교란 발생기에 의해 유체 흐름에 유도되는 교란의 위상이 가이드 블레이드(4)로 인해 유발되는 교란의 위상과 반대로 향하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the phase of the vibration induced in the rotating blade (3) by the perturbation generator is opposite to the phase of the vibration caused by the guide blade (4) Characterized in that the phase of the induced disturbance is opposite to the phase of the disturbance caused by the guide blades (4). 제1항 또는 제2항에 따른 터보 머신을 구비하는 배기 가스 터보 과급기.An exhaust turbo supercharger comprising a turbo machine according to any one of claims 1 to 3. 가이드 블레이드(4)로 인해 제11항에 따른 배기 가스 터보 과급기용 터보 머신의 회전 블레이드(3)에 유발되는 진동을 감소시키는 방법에 있어서,
가이드 블레이드(4)로 인해 유발되는 회전 블레이드(3)의 진동을 중첩에 의해 감소시키는 교란을 교란 발생기에 의해 유체 흐름에 유도하는 것을 특징으로 하는 진동 감소 방법.A method of reducing vibration caused by a guide blade (4) in a rotating blade (3) of a turbo machine for an exhaust gas turbocharger according to claim 11,
Wherein the disturbance inducing by the disturbance generator is induced in the fluid flow to reduce the vibration of the rotating blades (3) caused by the guide blades (4) by superposition.
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