KR20190090702A - 터보차저 - Google Patents
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Abstract
터보차저를 제공하며, 이 터보차저는, 제1 매체를 팽창시키는 터빈; 및 제1 매체의 팽창 중에 터빈에서 추출된 에너지를 이용하여 제2 매체를 압축하는 압축기를 포함하며, 터빈의 터빈 하우징(1) 및 압축기의 압축기 하우징은 이들 사이에 배치된 베어링 하우징에 연결되며, 터빈 하우징(1) 및/또는 압축기 하우징 및/또는 베어링 하우징을 적어도 부분적으로 반경방향 외측 및 축방향 외측에서 둘러싸는 케이싱(2)을 더 포함하며, 정해진 길이를 갖는 적어도 하나의 풀어진 섬유(loose fibre)(4)가 케이싱(2)과, 매입될 해당 하우징(1) 사이의 중간 공간(3) 내에 도입된다.
Description
본 발명은 터보차저의 케이싱 및 터보차저에 관한 것이다.
터보차저의 기본 구조는 당업자들에게 공지되어 있다. 터보차저는 제1 매체가 팽창되는 터빈을 포함한다. 게다가, 터보차저는 제1 매체의 팽창 중에 터빈에서 추출된 에너지를 이용하여 제2 매체를 압축하는 압축기를 포함한다. 터보차저의 터빈은 터빈 하우징 및 터빈 로터를 포함한다. 터보차저의 압축기는 압축기 하우징 및 압축기 로터를 포함한다. 터빈의 터빈 하우징과 압축기의 압축기 하우징 사이에는 베어링 하우징이 배치되며, 베어링 하우징은 한편으로는 터빈 하우징에 다른 한편으로는 압축기 하우징에 연결된다. 베어링 하우징에는 샤프트가 장착되며, 이 샤프트를 통해 터빈 로터가 압축기 로터에 커플링된다.
터보차저의 작동 중에, 터보차저의 로터, 예를 들면 터빈 로터 또는 압축기 로터가 파괴되고 그 로터의 파편들이 해당 하우징, 즉 터빈 하우징 또는 압축기 하우징을 꿰뚫게 되는 위험이 존재한다. 그러면, 터보차저의 파편은 그 주변으로 들어갈 위험이 있다. 터보차저의 로터의 파열에 대한 이러한 문제를 고려하기 위해, 실무로부터 공지된 터보차저에서의 각 하우징은, 해당 하우징의 고장이 예상되지 않고, 해당 로터가 파괴되는 경우에도 그 파편이 해당 하우징을 꿰뚫을 수 없도록 하는 식으로 설계된다. 하지만, 이로 인해 터보차저의 중량이 증가한다. 터보차저의 중량을 불필요하게 증가시키지 않고, 게다가 이미 현장에서 이용되고 있는 터보차저를 그 주변으로 꿰뚫고 들어오는 로터의 파편으로부터 보호하기 위해, 터빈 하우징 및/또는 압축기 하우징 및/또는 베어링 하우징을 적어도 부분적으로 반경방향 외측에서 및 축방향 외측에서 둘러싸는 케이싱을 터보차저에 장비하는 것이 실무로부터 이미 공지되어 있다.
그러한 케이싱은 파열 보호를 제공하는 기능을 할 수 있다. 뿐만 아니라, 그러한 케이싱은 터보차저의 조립체들을 단열시키는 기능도 할 수 있다.
적어도 부분적으로 매입(encased)되게 터보차저의 하우징을 둘러싸는 케이싱의 효과를 개선시킬 필요성이 존재한다.
이로부터 시작하여, 본 발명은 신규한 타입의 터보차저를 제공한다는 과제에 기초한다. 이 과제는 청구항 1에 따른 터보차저를 통해 해결된다.
본 발명에 따르면, 정해진 길이를 갖는 적어도 하나의 풀어진 섬유(loose fibre)가 케이싱과, 매입될 터보차저의 해당 하우징 사이의 중간 공간 내에 도입된다. 매입될 터보차저의 해당 하우징과 터보차저의 케이싱 사이의 중공 공간 내에 느슨하게 도입되는 섬유는, 매입될 하우징 및 케이싱의 기하학적 형상에 최적으로 맞춰질 수 있고 이에 따라 그 중공 공간을 최적으로 메울 수 있다. 이를 통해, 한편으로는 양호한 소음 흡수와 단열이 제공될 수 있고, 다른 한편으로는 임펠러의 파열 중에 가둠 케이스(containment case)에서 높은 에너지 흡수가 제공될 수 있다.
바람직하게는, 섬유 또는 각 섬유는 유리 섬유 또는 실리케이트 섬유로서 형성된다. 유리 섬유는 특히 매입될 하우징이 약 600℃까지 가열되는 경우에 적합하다. 실리케이트 섬유는 특히 매입될 하우징이 약 1,000℃까지 가열되는 경우에 적합하다.
바람직하게는, 섬유 또는 각 섬유는 길이가 적어도 100m, 바람직하게는 적어도 200m, 특히 바람직하게는 적어도 500m, 가장 바람직하게는 적어도 1,000m이다. 그 섬유 또는 각 섬유는 바람직하게는 연속 섬유 또는 필라멘트이다. 그러한 긴 섬유는 매입될 하우징과 케이싱 사이의 중공 공간을 최적으로 메울 수 있다. 가장 바람직하게는, 그 섬유 또는 각 섬유는 연속 섬유 또는 필라멘트로서 구현되고 적어도 1,000m의 길이를 갖는다.
본 발명의 다른 바람직한 개선점들은 종속 청구항 및 이하의 상세한 설명으로부터 얻어진다. 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 이에 한정되는 일 없이 보다 상세하게 설명한다. 도면에서,
도 1은 터보차저의 하우징과 터보차저의 케이싱의 영역에서 터보차저를 통해 취한 개략적 단면도이다.
도 1은 터보차저의 하우징과 터보차저의 케이싱의 영역에서 터보차저를 통해 취한 개략적 단면도이다.
당업자들에게 터보차저의 기본 구조는 잘 알려져 있다. 따라서, 터보차저는, 제1 매체를 팽창, 특히 배기가스를 팽창시키는 터빈, 및 제2 매체를 압축, 특히 급기를, 즉 제1 매체의 팽창 중에 터빈에서 추출된 에너지를 이용하여 압축하는 압축기를 포함한다.
터빈은 터빈 로터와 터빈 하우징을 포함한다. 압축기는 압축기 로터와 압축기 하우징을 포함한다. 터빈 로터와 압축기 로터는 터보차저의 베어링 하우징에 장착된 샤프트를 통해 커플링되며, 그 베어링 하우징은 터빈 하우징과 압축기 하우징 모두에 연결된다.
특히, 작동 중에 예를 들면 터빈 로터 또는 압축기 로터가 파괴되는 경우, 이들의 파편이 해당 하우징, 즉 터빈 하우징 또는 압축기 하우징을 꿰뚫어 그 주변으로 들어갈 수 있다. 이는 패해야만 하는 것으로, 이러한 용도로 터보차저에는 터보차저의 터빈 하우징 및/또는 압축기 하우징 및/또는 베어링 하우징을 둘러싸는 케이싱이 장착되는 것으로 알려져 있다.
바람직하게는, 터빈 하우징의 영역과 압축기 하우징의 영역 각각에 별개의 케이싱이 채용되며, 이들 케이싱은 매입될 터보차저의 해당 하우징을 적어도 부분적으로 반경방향 외측 및 축방향 외측에서 둘러싼다.
그러한 케이싱은 파열 보호를 제공하는 기능을 할 수 있다. 그러한 케이싱은 또한 터보차저의 조립체들을 단열 및 차음(sound insulation)시키는 기능도 할 수 있다.
도 1은 터빈 하우징(1)의 영역 및 이 터빈 하우징(1)을 외측에서 적어도 부분적으로 둘러싸는 케이싱(2)의 영역에서의 터보차저를 통한 개략적 단면도를 도시한다. 케이싱(2)의 구체적인 구조는 본 발명과는 관계가 없다. 매입될 하우징(1), 여기에서는 터보차저의 터빈의 터빈 입구 하우징과 케이싱(2) 사이에 중공 공간(3)이 형성된다. 본 발명에 따르면, 정해진 길이를 갖는 적어도 하나의 풀어진 섬유(4)가 중공 공간(3) 내에 도입된다.
중공 공간(3) 내에 도입된 각 섬유는 바람직하게는 유리 섬유 또는 실리케이트 섬유로서 형성된다.
중공 공간(3) 내에 도입된 각 섬유(4)는 길이가 적어도 100m, 바람직하게는 적어도 200m, 특히 바람직하게는 적어도 500m, 가장 바람직하게는 적어도 1,000m인 것이 바람직하다. 단일 섬유 또는 복수의 그러한 섬유(4)가 터보차저의 매입될 하우징(1)과 케이싱(2) 사이의 중공 공간(3) 내에 도입될 수 있다.
가장 바람직하게는, 그 섬유 또는 각 섬유는 적어도 1,000m의 길이를 갖는 연속 섬유 또는 필라멘트로서 형성된다.
각 섬유(4)는 바람직하게는 중공 공간(3) 내로 블로잉(blowing)된다.
중공 공간(3) 내로 풀어진 채 도입되는 그러한 섬유(4)는 매입될 하우징(1) 및 케이싱(2)의 기하학적 형상에 최적으로 맞춰지거나 딱 달라붙을 수 있다. 높은 소음 흡수와 가둠 케이스 내에서의 높은 에너지 흡수를 제공할 수 있다. 단열이 또한 개선될 수 있다.
1: 터빈 하우징
2: 케이싱
3: 중공 공간
4: 섬유, 연속 섬유
2: 케이싱
3: 중공 공간
4: 섬유, 연속 섬유
Claims (10)
- 터보차저로서:
제1 매체를 팽창시키는 터빈; 및
상기 제1 매체의 팽창 중에 상기 터빈에서 추출된 에너지를 이용하여 제2 매체를 압축하는 압축기를 포함하며,
상기 터빈의 터빈 하우징(1) 및 상기 압축기의 압축기 하우징은 이들 사이에 배치된 베어링 하우징에 연결되며,
상기 터빈 하우징(1) 및/또는 상기 압축기 하우징 및/또는 상기 베어링 하우징을 적어도 부분적으로 반경방향 외측 및 축방향 외측에서 둘러싸는 케이싱(2)을 더 포함하는,
터보차저에 있어서,
정해진 길이를 갖는 적어도 하나의 풀어진 섬유(loose fibre)(4)가 상기 케이싱(2)과, 매입될(encased) 해당 하우징(1) 사이의 중간 공간(3) 내에 도입되는 것을 특징으로 하는 터보차저. - 제1항에 있어서,
상기 또는 각 섬유(4)는 유리 섬유로서 형성되는 것을 특징으로 하는 터보차저. - 제1항에 있어서,
상기 또는 각 섬유(4)는 실리케이트 섬유로서 형성되는 것을 특징으로 하는 터보차저. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 또는 각 섬유(4)는 적어도 100m의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 터보차저. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 또는 각 섬유(4)는 적어도 200m의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 터보차저. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 또는 각 섬유(4)는 적어도 500m의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 터보차저. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 또는 각 섬유(4)는 적어도 1,000m의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 터보차저. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 또는 각 섬유(4)는 연속 섬유 또는 필라멘트인 것을 특징으로 하는 터보차저. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
단일의 풀어진 섬유(4)가 상기 케이싱(2)과, 매입될 해당 하우징(1) 사이의 중간 공간(3) 내에 도입되는 것을 특징으로 하는 터보차저. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 풀어진 섬유(4)가 상기 케이싱(2)과, 매입될 해당 하우징(1) 사이의 중간 공간(3) 내에 도입되는 것을 특징으로 하는 터보차저.
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