KR20170042241A - 소음 억제 머플러를 지닌 압축기 재순환 밸브 - Google Patents

소음 억제 머플러를 지닌 압축기 재순환 밸브 Download PDF

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Abstract

압축기 재순환 밸브는 소음 억제 머플러를 갖는다. 머플러는 천공형 외벽과 비천공형 내벽을 포함하는 이중벽 구성을 갖는다. 머플러는, RCV 밸브 부재가 개방 위치에 있을 때, 압축기의 유입부로 다시 이송되도록 압축 재순환 공기가 천공형 외벽에 도달하여 천공형 외벽을 통해 반경방향 외측으로 횡방향 유로로 흐르기 전에, 비천공형 내벽을 따라 흘러 비천공형 내벽의 상단을 지나가게 하도록 한다.

Description

소음 억제 머플러를 지닌 압축기 재순환 밸브{COMPRESSOR RECIRCULATION VALVE WITH NOISE-SUPPRESSING MUFFLER}
본 출원은 일반적으로 내연기관용 터보차저에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 압축기 배출부로부터 나온 이미 압축된 공기의 일부가 압축기 유입부로 다시 재순환되게 하도록 터보차저 압축기와 함께 사용되는 재순환 밸브에 관한 것이다.
이미 압축된 공기의 일부를 다시 압축기 유입부로 재순환시키기 위해 터보차저 압축기와 함께 재순환 밸브(ReCirculation Valve; RCV)를 사용하는 것은, 주어진 압력비에서 보다 낮은 유량으로의 또는 주어진 유량에서 보다 높은 압력비로의 압축기 서지의 개시를 지연시키기 위해 일반적으로 알려진 전략이다. 그러나, RCV의 한가지 결점은 이것이 공기역학적 유발 소음의 원천이 되는 경향이 있다는 것이다.
본 발명의 목적은 RCV 소음 문제를 적어도 부분적으로 완화시키는 것이다. 본 개시는 소음 억제 머플러를 구비하는 압축기 재순환 밸브를 기술한다. 머플러는 천공형 외벽 및 비천공형 내벽을 포함하는 이중벽 구성을 갖는다. 머플러는, RCV 밸브 부재가 개방 위치에 있을 때, 압축 재순환 공기가 천공형 외벽에 도달하여 천공형 외벽을 통해 압축기의 유입부로 다시 이송하는 횡방향 유로로 반경방향 외측으로 흐르기 전에, 비천공형 내벽을 따라 흘러 내벽의 상단을 지나가게 하도록 RCV를 둘러싸게 배치된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터보차저 압축기용 재순환 밸브는,
재순환 밸브의 축에 의해 형성되는 방향을 따라 연장되는, 압축 재순환 공기를 위한 축방향 유로, 상기 축을 에워싸는 거의 환형의 밸브 시트, 상기 축방향 유로를 둘러싸고 축방향 유로와 유체 연통되는 환형 공동 및 환형 공동과 유체 연통되는 횡방향 유로를 형성하는 밸브 하우징;
축방향 유로에 배치되는 밸브 부재로서, 밸브 부재의 단부가 밸브 시트에 접촉하는 폐쇄 위치와, 밸브 부재의 단부가 밸브 시트로부터 축방향으로 이격된 개방 위치 사이에서 축을 따라 선형 이동 가능한 것인 밸브 부재; 및
환형 공동에 배치되고, 본체를 포함하는 머플러
를 포함하고, 상기 본체는
본체의 제1 단부에 있고 축을 에워싸는 환형 플랜지;
플랜지로부터 축방향으로 연장되고 본체의 대향 제2 단부에서 종결되는 거의 원통형의 비천공형 외벽;
외벽의 단부로부터 반경방향 내측으로 연장되고, 단부벽의 반경방향 내측 둘레에서 종결되며, 본체의 제2 단부에서 외벽의 단부에 결합되는 환형 단부벽; 및
단부벽의 내측 둘레에 결합되고, 본체의 제1 단부를 향해 축방향으로 연장되며, 본체의 제1 및 제2 단부의 중간에 위치하는 상단에서 종결되는 거의 원통형의 비천공형 내벽
을 포함한다.
여기에 기술하는 본 발명의 실시예에 따르면, 머플러는, 밸브 부재가 개방 위치에 있을 때, 압축 재순환 공기가 천공형 외벽에 도달하여 천공형 외벽을 통해 반경방향 외측으로 횡방향 유로로 흐르기 전에, 비천공형 내벽을 따라 흘러 그 상단을 지나가게 하도록 배치된다.
일실시예에서, 머플러의 환형 단부벽은 천공된다. 다른 실시예에서, 머플러의 환형 단부벽은 비천공형이다.
밸브 하우징은 재순환되는 압축 공기를 수용하는 챔버를 형성하며, 이 챔버는 축방향 유로에 접속된다. 일실시예에서, 밸브 하우징은 압축기용 볼류트(volute)를 더 형성한다.
본 개시를 일반적인 견지로 설명하였지만, 이제 첨부도면 - 반드시 실척으로 도시되지는 않음 - 을 참고하겠다.
도 1은 터보차저 압축기와 본 발명의 일실시예에 따른 재순환 밸브(RCV) - 폐쇄 위치에 있는 상태임 - 를 포함하는 조립체의 단면도.
도 2는 개방 위치에 있는 RCV를 보여주는 도 1과 유사한 도면.
도 3은 도 1 및 도 2의 조립체에서 사용되는 머플러의 사시도.
도 4는 머플러의 다른 사시도.
이제, 본 개시가 관련된 본 발명의 모든 실시예가 아니라 일부 실시예를 도시하는 전술한 도면을 참고로 하여 본 개시를 더 상세히 설명하겠다. 본 발명은, 여기에 명확히 기술하지 않는 양태들을 포함하는 다양한 양태들로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명되는 특정 예시적인 실시예들로 한정되는 것으로 해석해서는 안 된다. 아래의 설명 전반에 걸쳐, 유사한 도면부호는 유사한 요소를 지칭한다.
도 1은 터보차저의 압축기(도시하지 않음)와 함께 사용하기 위한 압축기 재순환 밸브(RCV)(10)의 단면도이다. RCV는, 재순환 밸브의 축(A)에 의해 형성되는 방향을 따라 연장되는 압축 재순환 공기용 축방향 유로(22)를 포함한다. 밸브 하우징은 축을 에워싸는 거의 환형의 밸브 시트(24)와, 축방향 유로(22)를 둘러싸고 축방향 유로와 유체 연통되는 환형 공동을 더 형성한다. 밸브 하우징은 환형 공동(26)과 유체 연통되는 횡방향 유로(8)를 더 형성한다.
RCV는 축방향 유로(22)에 배치되는 밸브 부재(30)를 포함한다. 밸브 부재는, 밸브 부재의 단부(32)가 밸브 시트(24)와 접촉하는 폐쇄 위치(도 1)와, 밸브 부재의 단부가 밸브 시트로부터 축방향으로 이격된 개방 위치(도 2) 사이에서 축(A)을 따라 선형 이동 가능하다. 밸브 부재의 동작을 실행시키기 위한 다양한 메커니즘이 본 발명의 실시에서 사용될 수 있다. 예컨대, 2가지 비제한적인 예로서, 공압 활성화 또는 전기 활성화가 채용될 수 있다.
밸브 액추에이터를 위한 하우징의 구성은 본 발명의 실시에서 다양한 형태를 취할 수 있다. 예시된 실시예에서는, 별도의 액추에이터 하우징(G)이 밸브 부재(30)를 활성화시키는 기구를 포함하며, 액추에이터 하우징(H)은 파스너(F)에 의해 밸브 하우징(20)에 체결된다. 대안으로서, 액추에이터 하우징과 밸브 하우징은 함께 일체로 형성될 수 있다.
밸브 하우징(20)은 압축기로부터 배출되는 압축 공기를 수용하기 위한 챔버(21)를 형성한다. 챔버(21)는 축방향 유로(22)에 연결된다. 밸브 부재가 개방 위치에 있을 때, 챔버(21)로부터 나온 재순환 공기는, 도 2에서 가장 잘 볼 수 있다시피 유로(22)를 통해 밸브 부재의 단부(32)와 밸브 시트(24) 사이에 형성된 공간을 거쳐 흐른다.
RCV(10)는, 밸브 부재(30)와 축방향 유로(22)를 둘러싸는 환형 공동(26)에 배치된 머플러(40)를 포함한다. 도 3 및 도 4를 특별히 참고하면, 머플러는 본체를 포함하며, 이 본체는
본체의 제1 단부에 있고 축(A)을 에워싸는 환형 플랜지(42);
플랜지(42)로부터 축방향으로 연장되고 본체의 대향 제2 단부에서 종결되는 거의 원통형의 천공형 외벽(44);
본체의 제2 단부에서 외벽(33)의 단부에 결합되고, 외벽의 단부로부터 반경방향 내측으로 연장되고 단부벽의 반경방향 내측 둘레(46)에서 종결되는 환형 단부벽(45); 및
단부벽(45)의 내측 둘레(46)에 결합되고, 본체의 제1 단부를 향해 축방향으로 연장되고, 본체의 제1 및 제2 단부 중간에 위치하는 상단(49)에서 종결되는 거의 원통형의 비천공형 내벽(48)
을 포함한다.
머플러(40)는, 밸브 부재(30)가 개방 위치에 있을 때, 압축 재순환 공기가, 천공형 외벽(44)에 도달하여 이 천공형 외벽(44)을 통해 반경방향 외측으로 횡방향 유로(28)로 흐르기 전에, 비천공형 내벽(48)을 따라 흘러 비천공형 내벽의 상단(49)을 지나가도록 한다. 횡방향 유로(28)는 공기를 압축기의 유입부에 공급하도록 배치된다.
비천공 내벽(48)의 배치는 공기가 내벽을 따라 흐르고 천공형 외벽(44)에 도달하는 공기의 속도를 감소시키도록 한다. 머플러(40)가 없는 동종의 RCV에 비해, RCV의 상당한 소음 저감이 예상된다.
당업자라면, 여기에서 설명한 본 발명의 개념으로부터 벗어나는 일 없이 본 개시에 기초하여 여기에서 설명한 본 발명의 수정 및 다른 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 예시된 실시예에서는 머플러의 환형 단부벽(45)이 천공되지만, 대안으로서 상기 환형 단부벽은 비천공형일 수도 있다. 예시된 실시예에서의 밸브 하우징(20)은 또한, 또는 적어도 부분적으로 압축기용 볼류트(V)를 형성하고, 볼류트(v)를 밸브 하우징의 챔버(21)에 연결하는 통로(도 1 및 도 2의 단면도에서는 볼 수 없음)가 존재한다. 이러한 의미에서, 밸브 하우징은 적어도 부분적으로 압축기 하우징에 통합된다. 그러나, 대안으로서 밸브 하우징은 압축기 피쳐(feature)를 전혀 형성하지 않는 별개의 구성요소일 수 있다.
여기에서 사용되는 특정 용어는 제한을 목적으로 한다기 보다는 설명을 목적으로 채용된다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예로 제한되는 것이 아니라, 수정 및 다른 실시예가 첨부된 청구범위의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다. 기술된 본 발명의 개념으로부터 벗어나지 않는 다른 변형도 또한 첨부된 청구범위의 범주 내에 포함된다.

Claims (5)

  1. 터보차저 압축기용 재순환 밸브로서,
    재순환 밸브의 축에 의해 형성되는 방향을 따라 연장되는, 압축 재순환 공기를 위한 축방향 유로, 상기 축을 에워싸는 거의 환형의 밸브 시트, 축방향 유로를 둘러싸고, 축방향 유로와 유체 연통되는 환형 공동, 및 환형 공동과 유체 연통되는 횡방향 유로를 형성하는 밸브 하우징;
    축방향 유로에 배치되는 밸브 부재로서, 밸브 부재의 단부가 밸브 시트와 접촉하는 폐쇄 위치와, 밸브 부재의 단부가 밸브 시트로부터 축방향으로 이격된 개방 위치 사이에서 축을 따라 선형 이동 가능한 것인 밸브 부재; 및
    환형 공동 내에 배치되고, 본체를 포함하는 머플러
    를 포함하고, 상기 본체는
    본체의 제1 단부에 있고 축을 에워싸는 환형 플랜지;
    플랜지로부터 축방향으로 연장되고 본체의 대향 제2 단부에서 종결되는 거의 원통형의 천공형 외벽;
    본체의 제2 단부에서 외벽의 단부에 결합되고, 외벽의 단부로부터 반경방향 내측으로 연장되고, 단부벽의 반경방향 내측 둘레에서 종결되는 환형 단부벽; 및
    단부벽의 내측 둘레에 결합되고, 본체의 제1 단부를 향해 축방향으로 연장되며, 본체의 제1 및 제2 단부 중간에 위치하는 상단에서 종결되는 거의 원통형의 비천공형 내벽
    을 형성하며, 상기 머플러는, 밸브 부재가 개방 위치에 있을 때, 압축 재순환 공기가, 천공형 외벽에 도달하여 천공형 외벽을 통해 반경방향 외측으로 횡방향 유로로 흐르기 전에, 비천공형 내벽을 따라 흘러 비천공형 내벽의 상단을 지나가게 하도록 배치되는 것인 터보차저 압축기용 재순환 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 머플러의 환형 단부벽은 천공되는 것인 터보차저 압축기용 재순환 밸브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 머플러의 환형 단부벽은 비천공형인 것인 터보차저 압축기용 재순환 밸브.
  4. 제1항에 있어서, 상기 밸브 하우징은, 재순환되는 압축 공기를 수용하고 축방향 유로에 연결되는 챔버를 형성하는 것인 터보차저 압축기용 재순환 밸브.
  5. 제4항에 있어서, 상기 밸브 하우징은 압축기용 볼류트(volute)를 더 형성하는 것인 터보차저 압축기용 재순환 밸브.
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