KR20180134965A

KR20180134965A - 터빈용 터빈 휠

Info

Publication number: KR20180134965A
Application number: KR1020187032661A
Authority: KR
Inventors: 마르크 구가우
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2018-12-19
Also published as: EP3449098B1; US11220908B2; WO2017189291A1; US20190136695A1; CN109072698B; JP2019515171A; EP3449098A1; CN109072698A

Abstract

본 발명은 배기가스 터보차저의 터빈용 터빈 휠에 관한 것이다. 터빈 휠은 후방 벽을 포함하는 베이스 본체 및 베이스 본체에 연결되고 리딩 에지를 각각 포함하는 복수의 터빈 블레이드를 갖는다. 리딩 에지는 파형으로 설계된다.

Description

터빈용 터빈 휠

본 발명은 터빈, 특히 배기가스 터보차저의 터빈용 터빈 휠, 및 대응하는 터빈을 갖는 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

보다 최근 세대의 차량 점점 더 많이 터보 차저가 장착된다. 목표 수요 및 법적 요건을 달성하기 위해서는, 완전한 드라이브 트레인의 개발을 촉진하고 개별 구성 요소뿐만 아니라 이들의 신뢰성 및 효율성에 대하여 시스템 전체를 최적화하는 것이 필수적이다.

공지된 터보차저는 터빈 하우징, 압축기 하우징, 및 터빈 측에서 터빈 하우징에 그리고 통상적으로 압축기 측으로 압축기 하우징에 연결된 베어링 하우징을 갖는다. 터빈 휠과 압축기 휠을 지지하는 샤프트는 베어링 하우징 내에 장착된다. 작동 중에, 터빈 휠은 배기가스 흐름에 의하여 구동된다. 다음에, 압축기 휠은, 압축기 휠이 흡입 공기를 압축할 수 있도록, 샤프트를 통하여 동시에 회전으로 설정된다. 이에 의해 배기가스 흐름은 볼류트를 통하여 터빈 휠의 방향으로 안내된다. 터빈 휠은 일반적으로 주 본체 및 리딩 에지를 갖는 터빈 블레이드를 포함한다. 배기가스 흐름은 초기에는 터빈 블레이드의 리딩 에지에 충돌하며, 그 다음에 터빈 블레이드를 따라 편향되고(이렇게 하여 터빈 블레이드는 회전하게 되고), 그 다음에 축방향으로 터빈 블레이드를 떠난다. 이에 의해 터빈 휠 또는 터빈 블레이드 및 그의 리딩 에지의 형태 및 배열은 터빈, 및 이에 따른 배기가스 터보차저의 유효성 및 효율성에 결정적이다.

본 발명의 목적은 터빈의 고효율성을 보장하는 배기가스 터보차저의 터빈용 터빈 휠을 제공하는 것이다.

본 발명은 터빈용 터빈 휠, 특히 청구항 제1항에 따른 배기가스 터보차저의 터빈 및 청구항 제15항에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

본 발명에 따른 터빈 휠은 후방 벽을 포함하는 베이스 본체 및 베이스 본체에 연결되며 각각 리딩 에지를 포함하는 복수의 터빈 블레이드를 갖는다. 리딩 에지는 파형으로 설계되어 있다. 리딩 에지의 파형 구조는 배기가스 흐름의 운동 에너지가 터빈 휠을 구동하기 위해 그리고 그에 따라 동시에 압축기를 구동하기 위해 보다 효율적으로 이용될 수 있다는 이점을 갖는다. 이에 의하여, 터빈의 효율성 및, 결과적으로 전체 배기가스 터보차저의 효율성이 증가한다.

실시형태에서, 리딩 에지는 S-형상으로 설계될 수 있다. 리딩 에지의 형상의 곡선은 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 리딩 에지는 베이스 본체의 후방 벽에서 시작하며 터빈 휠의 회전 방향과 반대의 양의 방향을 갖는 곡선을 가질 수 있으며, 이 곡선은 이하의 조건을 만족한다: (i) 곡선은 초기 구배를 가짐; (ii) 곡선은 적어도 하나의 극값을 가짐; 및 (iii) 곡선은 적어도 하나의 변곡점을 가짐. 곡선은 초기 양의 구배를 가질 수 있으며 적어도 하나의 최댓값을 갖는다. 적어도 하나의 변곡점은 회전 방향(x)으로 최댓값의 후에 제공될 수 있다. 곡선은 부가적으로 회전 방향으로 변곡점 후에 최솟값을 가질 수 있다. 초기 양의 구배에 대안으로, 곡선은 초기 음의 구배를 가질 수 있으며 적어도 하나의 최솟값을 갖는다. 적어도 하나의 변곡점은 회전 방향으로 최솟값의 후에 제공될 수 있다. 곡선은 부가적으로 회전축의 회전 방향으로 변곡점 후에 최댓값, 제2 변곡점, 및 제2 최솟값을 가질 수 있다.

전술한 모든 실시형태와 조합 가능한 실시형태에서, 파형의 리딩 에지가 각 리딩 에지와 터빈 휠의 회전축의 회전 방향에 대한 접선에 의하여 정의되는 평면으로 돌출될 수 있도록 리딩 에지를 설계할 수 있다.

전술한 모든 실시형태와 조합 가능한 실시형태에서, 리딩 에지는 가상 측면에 놓여질 수 있으며, 각 리딩 에지의 윤곽은 측면 내에 파형을 가질 수 있다. 측면은 원통의 측면일 수 있다. 대안적으로, 측면은 원추체의 측면일 수 있다. 원추체의 직경은 후방 벽에서 가장 클 수 있으며, 여기서 원추체는 후방 벽으로부터 테이퍼상으로 연장된다. 대안적으로, 원추체의 직경은 후방 벽에서 가장 클 수 있으며, 원추체는 후방 벽으로부터 확장되고 연장된다.

전술한 모든 실시형태와 조합 가능한 실시형태에서, 베이스 본체의 후방 벽에서 시작하고 터빈 휠의 회전 방향과 반대의 양의 각도를 갖는 회전 방향(x)으로의 터빈 블레이드의 블레이드 경사각(θ)의 곡선은 이하의 조건을 만족시킬 수 있다: (i) θ(x)는 초기 구배를 가짐; (ii) θ(x)는 적어도 하나의 극값을 가짐; (iii) θ(x)는 적어도 하나의 변곡점을 가짐. θ(x)는 초기 양의 구배를 가질 수 있으며, 적어도 하나의 최댓값을 가지며, 적어도 하나의 변곡점은 회전축(x) 방향으로 최댓값의 후에 제공될 수 있다. θ(x)는 부가적으로 회전축(x) 방향으로 변곡점 후에 최솟값을 가질 수 있다. 초기 양의 구배에 대안으로, θ(x)는 초기 음의 구배를 가질 수 있으며 적어도 하나의 최솟값을 가질 수 있다. 적어도 하나의 변곡점은 회전축(x)의 방향으로 최솟값의 후에 제공될 수 있다. 변곡점 후에, θ(x)는 부가적으로 축방향으로 최댓값, 제2 변곡점, 및 제2 최솟값을 가질 수 있다.

본 발명은 압축기와 터빈을 갖는 배기가스 터보차저를 추가로 포함하며, 여기서 터빈은 전술한 실시형태 중 어느 하나에 따른 터빈 휠을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 터빈 휠의 일 실시형태의 사시도를 나타내며;
도 2는 본 발명에 따른 터빈 휠의 일 실시형태의 터빈 블레이드의 측면도, 정면도 및 평면도를 나타낸다.

배기가스 터보차저의 터빈을 위한 본 발명에 따른 터빈 휠의 실시형태가 후속적으로 도면에 의하여 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 터빈 휠의 일 실시형태의 개략적인 도시의 사시도를 나타낸다. 터빈 휠(10)은 후방 벽(110)을 갖는 베이스 본체(100)를 갖는다. 복수의 터빈 블레이드(200)는 베이스 본체(100) 상에 배열된다. 각 터빈 블레이드는 리딩 에지(210)를 갖는다. 리딩 에지(210)는 파형을 갖도록 설계된다 (도 1 및 도 2 좌측 하부 참조). 리딩 에지(210)는, 설치 상태에서 반경 방향(도 2의 2개의 상부 도면에서 r)으로 터빈 하우징에 의하여 외측으로 직접적으로 둘러싸이지 않지만, 대신에 볼류트에서 나오는 배기가스 흐름과 반대로 개방적으로 진행하는 터빈 블레이드(200)의 외부 에지의 일부를 표시한다. 이는 리딩 에지(210)가 유입 배기가스를 향하는 터빈 블레이드(200)의 에지 섹션인 것을 의미한다. 도 2의 좌측 상단 도면에서, 리딩 에지(210)의 영역(보다 구체적으로, 터빈 휠의 회전축(x)에 대한 그의 축방향 연장부)은 “b”로 표시된다. 리딩 에지(210)의 파형 구조는 배기가스 흐름의 운동 에너지가 터빈 휠(10)을 구동하기 위하여 보다 효율적으로 활용될 수 있으며, 따라서 압축기의 기능을 위하여 이용될 수 있다는 이점을 갖는다. 이렇게 하여, 터빈 및, 결과적으로 전체 배기가스 터보차저의 효율성이 증가한다.

리딩 에지(210)는, 예를 들어 S-형상을 갖도록 구성될 수 있다. 특히, S-형은 언더컷 없이 터빈 휠(10)의 후방 벽(110)에서 시작하는, 연장된 S-형상을 의미한다(도 1 및 도 2의 좌측 하단 참조). S-형상의 리딩 에지(210)는 이에 의해 (언더컷이 없는) 완전한 S를 형성할 필요는 없으며, 또한 대칭적으로 구성될 필요가 없다. 파형 또는 S-형 형태는 또한 리딩 에지(210)의 전체 길이에 걸쳐 연장될 필요가 없다. 따라서, 파형 또는 S-형 영역은 또한 상이한 형상을 갖는, 예를 들어 직선을 갖는 영역을 포함할 수 있다.

도 1에 표시되고, 도 2의 좌측 하단에서 더 명확하게 인식되는 바와 같이, 곡선형 리딩 에지(210)는 변곡점(3)을 갖는다. 곡선은 또한 하나 이상의 변곡점을 가질 수 있다. 도 2의 좌측 하단의 리딩 에지(210)는 특히 곡선을 가지며, 이 곡선은 베이스 본체(100)의 후방 벽(110)에서 시작하고 터빈 휠의 회전 방향(회전 방향은 도 1 및 도 2의 우측 상부 및 좌측 하단 에서 화살표로 표시된다)과 반대의 양의 방향을 가지며, 이하의 조건을 만족한다:

(i) 곡선은 초기 구배를 가짐;

(ii) 곡선은 적어도 하나의 극값(2)을 가짐; 및

(iii) 곡선은 적어도 하나의 변곡점(3)을 가짐.

도 2에 나타낸 실시형태의 곡선은 초기 양의 구배를 가지며, 최댓값(2)을 갖는다. 변곡점(3)은 회전축(x)의 방향으로 최댓값(2)의 후에 제공된다. 곡선은 부가적으로 리딩 에지(210)의 단부에서 최솟값을 갖는다. 초기 양의 구배에 대안으로, 곡선은 초기 음의 구배를 가질 수 있으며, 적어도 하나의 최솟값을 가질 수 있다. 다음에, 적어도 하나의 변곡점(3)이 회전축의 방향으로 최솟값의 후에 제공된다. 또한, 변곡점 후에, 곡선은 회전축(x)의 방향으로 최댓값, 제2 변곡점 그리고 제2 최솟값을 추가로 가질 수 있다.

특히, 파형 리딩 에지(210)가 각 리딩 에지(210)와 터빈 휠(10)의 회전축(x)의 회전 방향에 대한 접선에 의하여 정의되는 평면으로 돌출될 수 있도록, 리딩 에지(210)가 설계된다. 도 2의 좌측 하부의 도시는 이러한 돌출부에 있는 리딩 에지의 도면에 대응한다: 각각의 평면(각 블레이드에 대한 대응 평면)을 정의하는 좌표계는 터빈 블레이드의 방향으로 후방 벽(110)으로부터 발생하는 양의 방향을 갖는 터빈 휠(10)의 회전축(x)을 따르는 제1 축 및 회전 방향에 대한 각각의 접선(도 2 좌측 하단의 화살표 참조)을 따르는 제2 축을 가지며, 이 회전 방향은 터빈 휠(10)의 회전 방향과 반대의 양의 방향이다. 다시 말하면: 회전 방향에 수직이고 터빈 휠(10)의 회전축(x)에 수직인 흐름 방향에서 보았을 때, 터빈 휠(10)의 리딩 에지(210)는 파형을 갖는다.

대안적으로 또는 동시에, 리딩 에지(210)의 형상 및 배향은 이하의 조건을 만족할 수 있다: 리딩 에지(210)는 가상 측면에 놓여지며, 측면 내의 각 리딩 에지(210)의 윤곽은 파형을 가질 수 있다. 측면은, 예를 들어 원통의 측면일 수 있다. 대안적으로, 리딩 에지(210)가 놓여있는 측면은 원추체의 측면일 수 있다. 도 2의 좌측 상부에 나타낸 리딩 에지(210)의 예에서, 외측면은 원뿔형이며, 원추체의 직경은 후방 벽(110)에서 가장 작다. 원추체는 후방 벽(110)으로부터 확장되어 연장된다(도 2의 좌측 상부에서: 측면도 돌출부에서 회전축(x)을 따른 영역(b)에서의 리딩 에지(210)의 양의 증가). 대안적으로, 원추체의 직경은 후방 벽(110)에서 가장 클 수 있으며, 여기서 원추체는 후방 벽(110)으로부터 테이퍼상으로 연장된다. 회전축(x) 및 (후방 벽에 평행한) 반경 방향(r)에 의하여 정의되는 측면도 평면으로 돌출될 때, 따라서 리딩 에지는 회전축(x)에 평행하게 또는 (도 2에 나타난 바와 같이) 회전축(x)으로 경사지게 진행할 수 있다. 경사 곡선은, 측면도 평면에서 보았을 때, 리딩 에지(20)가 후방 벽으로부터 초기에 증가하거나 감소한다는 것을 의미한다(리딩 에지(20)의 증가하는 곡선을 나타내는 도 2의 좌측 상부 도시 참조).

다시 말해서, 리딩 에지(210)의 형상 및 배향은 또한 회전축(x)의 방향으로의 터빈 블레이드(200)의 블레이드 경사각(θ)의 곡선(종좌표축으로서 도 2 우측 상부 및 좌측 하부 참조)에 대한 이하의 조건을 이용하여 정의할 수 있으며, 회전축은 베이스 본체(100)의 후방 벽(110)에서 시작되며 터빈 휠(10)의 회전 방향과 반대의 양의 각도를 갖는다:

(i) θ(x)는 초기 구배를 가짐;

(ii) θ(x)는 적어도 하나의 극값(2)을 가짐; 및

(iii) θ(x)는 적어도 하나의 변곡점(3)을 가짐.

블레이드 경사각(θ)은, 예를 들어 후방 벽(110)으로부터의 터빈 블레이드(200)의 원래 위치에 대한 터빈 블레이드(200)의 임의의 지점에서의 터빈 블레이드(200)의 경사도를 설명한다. 블레이드 경사각(θ)을 둘러싸는 2개의 각부(leg)는 다음과 같이 정의될 수 있다: 제1 고정 각부는 터빈 휠(10)의 회전축(x)에 수직으로 위치된 제1 직선(G1)(도 2의 우측 상부 도시에서 r과 동일)에 의해 정의되며, 여기서 제1 직선(G1)은 회전축(x)을 후방 벽(110)과 리딩 에지(210)의 교차 지점(도 2의 우측 하단의 도시에서 지점 1)에 연결시킨다. 제2 각부는 회전축(x)에 수직으로 진행하는 평면에서의 제2 직선(G2)의 돌출부에 의하여 결정되며, 제1 고정 각부는 이 평면에 놓인다. 이어서, 제 2 직선(G2)은 회전축(x)에 수직으로 위치하며 회전축을 각 터빈 블레이드(200)의 반경 방향 외부 에지 상의 임의적으로 선택된 지점에 연결시킨다. 다음에, 이에 따라 유도된 2개의 각부는 선택된 지점에서 그리고 제1 고정 각부(리딩 에지(210)와 후방 벽(110)의 교차점)에 대하여 터빈 블레이드 (200)의 블레이드 경사각(θ)을 정의한다. 따라서 블레이드 경사각(θ)은 블레이드 에지의 전체 곡선에 걸쳐(그리고 리딩 에지(210)의 영역(b)에 대해서뿐만 아니라) 어느 임의의 지점에 대해서 결정될 수 있다. 도 2의 우측 상부 도시에서, 각도(θ)는 터빈 블레이드(200)의 반경 방향 외부 에지의, 회전축(x)의 방향으로 최외측 지점에 대하여 플로팅된다(plotted). 좌측 하단의 도시는 회전축(x)에 걸쳐서 플로팅된 각도(θ)의 곡선을 나타낸다. 곡선은 θ(x)를 나타낸다. 도 2의 좌측 하단에서, 터빈 휠(10)의 일 실시형태가 나타나며, 이 터빈 휠은 블레이드(200)의 영역(b) 내의 리딩 에지(210)을 가지며, 이 영역은 지점(1)(후방 벽(110)에서 출현)에서 그의 원점을 가지며, θ(x)는, 초기 양의 구배 후에 지점(2)에서 (국부적인) 최댓값을 가지며 지점(3)에서는 변곡을 갖는다. 최솟값은 리딩 에지의 단부에 표시된다.

초기 양의 구배에 대안으로, θ(x)는 초기 음의 구배 및 적어도 하나의 최솟값을 가질 수 있다. 그 후에 변곡점은 회전축(x)의 방향으로 최솟값의 후에 제공된다. 변곡점 후에, θ(x)는 부가적으로 축방향으로 최댓값, 제2 변곡점 및 제2 최솟값을 가질 수 있다.

본 발명은 압축기와 터빈을 갖는 배기가스 터보차저를 추가로 포함하며, 여기서 터빈은 전술한 실시형태 중 어느 하나에 따른 터빈 휠(10)을 갖는다.

본 발명이 상술되고 첨부된 특허 청구범위에 정의되어 있지만, 본 발명은 또한 이하의 실시형태에 따라 대안적으로 정의될 수 있음이 이해되어야 한다:

1. 터빈, 특히 배기가스 터보차저를 위한 터빈용 터빈 휠(10)로서,

후방 벽(110)을 갖는 베이스 본체(100); 및

베이스 본체(100)에 연결되며, 각 리딩 에지(210)를 갖는 복수의 터빈 블레이드(200)를 포함하며;

상기 리딩 에지(210)가 파형을 갖도록 설계된 것을 특징으로 한다.

2. 실시형태 1에 따른 터빈 휠은, 리딩 에지(210)가 S-형상을 갖도록 설계된 것을 특징으로 한다.

3. 실시형태 1 또는 실시형태 2에 따른 터빈 휠은, 곡선 형상의 리딩 에지(210)가 적어도 하나의 변곡점(3)을 갖는 것을 특징으로 한다.

4. 선행하는 실시형태 중 어느 하나에 따른 터빈 휠은, 리딩 에지(210)가 베이스 본체(100)의 후방 벽(110)에서 시작하며 터빈 휠의 회전 방향과 반대의 양의 방향을 갖고 이하의 조건을 만족하는 곡선을 갖는 것을 특징으로 한다:

(i) 곡선은 초기 구배를 가짐;

(ii) 곡선은 적어도 하나의 극값(2)을 가짐; 및

(iii) 곡선은 적어도 하나의 변곡점(3)을 가짐.

5. 실시형태 4에 따른 터빈 휠은, 곡선이 초기에 양의 구배를 갖고, 적어도 하나의 최댓값(2)을 가지며, 회전축(x)의 방향으로 최댓값(2)의 후에 제공되는 적어도 하나의 변곡점(3)을 갖는 것을 특징으로 한다.

6. 실시형태 5에 따른 터빈 휠은, 곡선이 부가적으로 회전축(x)의 방향으로 변곡점(3) 후에 최솟값을 갖는 것을 특징으로 한다.

7. 실시형태 4에 따른 터빈 휠은, 곡선이 초기에 음의 구배를 갖고, 적어도 하나의 최솟값을 가지며, 적어도 하나의 변곡점은 회전축(x)의 방향으로 최솟값의 후에 제공되는 것을 특징으로 한다.

8. 실시형태 7에 따른 터빈 휠은, 변곡점 후에, 곡선이 부가적으로 회전축의 방향으로 최댓값, 제2 변곡점 및 제2 최솟값을 추가로 갖는 것을 특징으로 한다.

9. 선행하는 실시형태 중 어느 하나에 따른 터빈 휠은, 파형 리딩 에지(210)가 각각의 리딩 에지(210)와 터빈 휠(10)의 회전축의 회전 방향에 대한 접선에 의하여 정의되는 평면으로 돌출될 수 있도록 리딩 에지(210)가 설계된 것을 특징으로 한다.

10. 선행하는 실시형태 중 어느 하나에 따른 터빈 휠은, 리딩 에지(210)가 가상 측면에 놓여지며, 각각의 리딩 에지(210)의 윤곽은 측면 내에서 파형을 갖는 특징으로 한다.

11. 실시형태 10에 따른 터빈 휠은, 측면이 원통의 측면인 것을 특징으로 한다.

12. 실시형태 10에 따른 터빈 휠은, 측면이 원추체의 측면인 것을 특징으로 하며,

상기 원추체의 직경은 후방 벽(110)에서 가장 클 수 있으며, 원추체는 후방 벽(110)으로부터 테이퍼상으로 연장되며, 또는

상기 원추체의 직경은 후방 벽(110)에서 가장 작을 수 있으며, 원추체는 후방 벽(110)으로부터 확장되고 연장될 수 있다.

13. 선행하는 실시형태 중 어느 하나에 따른 터빈 휠은 베이스 본체(100)의 후방 벽(110)에서 시작하는 회전축(x)의 방향으로 진행하며, 터빈 휠(10)의 회전 방향과 반대의 양의 각도를 갖는, 터빈 블레이드(200)의 블레이드 경사각(θ)의 곡선이 이하의 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다:

(i) θ(x)는 초기 구배를 가짐;

(ii) θ(x)는 적어도 하나의 극값(2)을 가짐; 및

(iii) θ(x)는 적어도 하나의 변곡점(3)을 가짐.

14. 실시형태 13에 따른 터빈 휠은, θ(x)가 초기 양의 구배를 갖고 적어도 하나의 최댓값(2)을 가지며, 적어도 하나의 변곡점(3)은 회전축(x)의 방향으로 최댓값(2)의 후에 제공되는 것을 특징으로 한다.

15. 실시형태 14에 따른 터빈 휠은, θ(x)가 부가적으로 회전축(x)의 방향으로 변곡점(3) 후에 최솟값을 갖는 것을 특징으로 한다.

16. 실시형태 13에 따른 터빈 휠은, θ(x)가 초기 음의 구배를 갖고, 적어도 하나의 최솟값을 가지며, 적어도 하나의 변곡점은 회전축(x)의 방향으로 최솟값의 후에 제공되는 것을 특징으로 한다.

17. 실시형태 16에 따른 터빈 휠은, θ(x)가 부가적으로 회전축(x)의 방향으로 변곡점 후에 최댓값을 갖는 것을 특징으로 한다.

18. 압축기 및 터빈을 포함하는 배기가스 터보차저는 터빈이 실시형태 1 내지 17중 어느 한 실시형태에 따른 터빈 휠을 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

Claims

배기가스 터보차저의 터빈용 터빈(10)으로서,
후방 벽(110)을 갖는 베이스 본체(100); 및
상기 베이스 본체(100)에 연결되며, 각각 리딩 에지(210)를 갖는 복수의 터빈 블레이드(200)를 포함하며,
상기 리딩 에지(210)는 파형을 갖도록 설계된 것을 특징으로 하는, 터빈.
제1항에 있어서, 상기 리딩 에지(210)의 형상의 곡선은 적어도 하나의 변곡점(3)을 갖는 것을 특징으로 하는, 터빈 휠.
제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리딩 에지(210)는 상기 베이스 본체(100)의 상기 후방 벽(110)에서 시작하며 상기 터빈 휠의 회전 방향과 반대의 양의 방향을 갖고, 이하의 조건을 만족하는 곡선을 갖는 것을 특징으로 하는, 터빈 휠:
(i) 상기 곡선이 초기 구배를 가짐;
(ii) 상기 곡선이 적어도 하나의 극값(2)을 가짐; 및
(iii) 상기 곡선이 적어도 하나의 변곡점(3)을 가짐.
제3항에 있어서, 상기 곡선은 초기에 양의 구배를 갖고, 적어도 하나의 최댓값(2)을 가지며, 상기 적어도 하나의 변곡점(3)은 상기 회전축(x)의 방향으로 상기 최댓값(2)의 후에 제공되는 것을 특징으로 하는, 터빈 휠.
제4항에 있어서, 상기 곡선은 부가적으로 상기 회전축(x)의 방향으로 상기 변곡점(3) 후에 최솟값을 갖는 것을 특징으로 하는, 터빈 휠.
제3항에 있어서, 상기 곡선은 초기에 음의 구배를 갖고, 적어도 하나의 최솟값을 가지며, 상기 적어도 하나의 변곡점은 상기 회전축(x)의 방향으로 상기 최솟값의 후에 제공되며; 특히, 상기 변곡점 후에, 상기 곡선은 부가적으로 상기 회전축(x)의 방향으로 최댓값, 제2 변곡점 및 제2 최댓값을 갖는 것을 특징으로 하는, 터빈 휠.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파형 리딩 에지(210)가 각각의 리딩 에지(210)와 상기 터빈 휠(10)의 회전축의 회전 방향에 대한 접선에 의하여 정의되는 평면으로 돌출될 수 있는 방식으로 상기 리딩 에지(210)가 설계된 것을 특징으로 하는, 터빈 휠.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리딩 에지(210)는 가상 측면에 놓여지며, 각각의 리딩 에지(210)의 윤곽은 상기 측면 내에서 파형을 갖는 특징으로 하는, 터빈 휠.
제8항에 있어서, 상기 외측면은 원통의 외측면인 것을 특징으로 하는, 터빈 휠.
제8항에 있어서, 상기 측면은 원추체의 측면이며,
상기 원추체의 직경은 상기 후방 벽(110)에서 가장 크며, 상기 원추체는 상기 후방 벽(110)으로부터 테이퍼상으로 연장되며, 또는
상기 원추체의 직경은 상기 후방 벽(110)에서 가장 작으며, 상기 원추체는 상기 후방 벽(110)으로부터 확장되고 연장되는 것을 특징으로 하는, 터빈 휠.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 본체(100)의 후방 벽(110)에서 시작하는 회전축(x)의 방향으로 진행하며, 상기 터빈 휠(10)의 회전 방향과 반대의 양의 각도를 갖는, 상기 터빈 블레이드(200)의 블레이드 경사각(θ)의 곡선은 이하의 조건을 만족하는 터빈 휠:
(i) θ(x)는 초기 구배를 가짐;
(ii) θ(x)는 적어도 하나의 극값(2)을 가짐; 및
(iii) θ(x)는 적어도 하나의 변곡점(3)을 가짐.
제11항에 있어서, θ(x)는 초기 양의 구배를 갖고, 적어도 하나의 최댓값(2)을 가지며, 상기 적어도 하나의 변곡점(3)은 회전축(x)의 방향으로 상기 최댓값(2)의 후에 제공되는 것을 특징으로 하는, 터빈 휠.
제12항에 있어서, θ(x)는 부가적으로 상기 회전축(x)의 방향으로 상기 변곡점(3) 후에 최솟값을 갖는 것을 특징으로 하는, 터빈 휠.
제11항에 있어서, θ(x)는 초기 음의 구배를 갖고, 적어도 하나의 최솟값을 가지며, 상기 적어도 하나의 변곡점은 상기 회전축(x)의 방향으로 상기 최솟값의 후에 제공되고; 특히, 상기 변곡점 후에, θ(x)는 부가적으로 축방향으로 최댓값, 제2 변곡점, 및 제2 최솟값을 갖는 것을 특징으로 하는, 터빈 휠.
압축기 및 터빈을 포함하는 배기가스 터보 차저에 있어서, 상기 터빈은 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 터빈 휠을 갖는 것을 특징으로 하는, 배기가스 터보차저.