KR20190111794A - 터보 압축기 - Google Patents

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온드레이 토메크
클라우스 바르톨로매
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만 에너지 솔루션즈 에스이
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Abstract

본 발명에 따른 내연기관의 배기가스 재순환 장치의 터보 압축기는, 압축기 하우징(20)과, 압축기 로터(21)와, 상기 압축기 로터(21)에 결합되어 있고 상기 압축기 하우징(20)에 장착되어 있는 샤프트(22)와, 베어링을 향하는 배기가스 블로바이 흐름을 방지하기 위한 피스톤 링 시일(23), 그리고 배기가스 블로바이 흐름의 방향에서 보아, 피스톤 링 시일(23)의 상류측에 배치되는 래버린스 시일(25)을 포함한다.

Description

터보 압축기{TURBO COMPRESSOR}
본 발명은 터보 압축기에 관한 것이다.
배기가스 재순환 장치를 갖는 내연 기관은, 본원에서 다뤄지는 분야의 당업자에게 알려져 있다. 따라서, 내연 기관의 실린더에 공급될 과급 공기를 배기가스와 혼합하기 위하여, 배기가스가 배기가스 재순환 장치를 통하여 내연기관의 배기 시스템으로부터 추출되고 내연기관의 과급 공기 시스템에 공급된다. 배기가스는 터보 압축기를 통하여 압축되고 과급 공기 시스템을 향해 전달된다.
도 1은 종래 기술에 공지된 내연기관의 배기가스 재순환 장치의 터보 압축기로부터 발췌하여 단면도로 보여주는데, 도 1에서는 압축기 하우징(10)과 상기 압축기 하우징(10)에 회전 가능하게 장착되는 압축기 로터(11)가 발췌를 통해 도시되어 있다. 압축기 로터(11)는, 도시되지 않은 베어링을 통해 압축기 하우징(10)에 장착된 샤프트(12)에 결합된다. 도 1에 따르면, 샤프트(12)와 압축기 하우징(10) 사이에 피스톤 링 시일(13)이 형성되어 있는 것은, 종래 기술로부터 이미 공지되어 있다. 이러한 피스톤 링 시일(13)을 통해, 압축기 로터(11)로부터 나와서 도시 생략된 베어링을 향하는 배기가스 블로바이 흐름(14)이 적어도 부분적으로 방지된다.
이러한 점으로부터 시작하여, 본 발명은 신규 타입의 터보 압축기의 창출이라고 하는 과제에 기초한 것이다.
이러한 과제는 청구항 1에 따른 터보 압축기를 통해 해결된다. 본 발명에 따르면, 배기가스 블로바이 흐름의 방향에서 보아, 래버린스 시일이 피스톤 링 시일의 상류측에 배치된다. 배기가스 블로바이 흐름의 방향에서 보아, 피스톤 링 시일의 상류측에 배치되는, 상기한 추가적인 래버린스 시일을 통해, 배기가스 블로바이 흐름의 전개는, 종래 기술에 따라 가능한 것보다 더 효과적으로 방지될 수 있다.
유익한 추가적인 개선예에 따르면, 실링 에어 보어가 존재하고, 이 실링 에어 보어를 통해, 실링 에어가 피스톤 링 시일과 래버린스 시일 사이에 형성된 갭을 향해 지향될 수 있다. 이를 통해, 한층 더 효과적으로 배기가스 블로바이 흐름을 방지하는 것이 가능하다.
유익한 추가적인 개선예에 따르면, 실링 에어는 소정의 실링 에어 압력으로 한편에서는 래버린스 시일에 충돌하고 다른 한편에서는 피스톤 링 시일에 충돌하며, 상기 실링 에어 압력은 래버린스 시일에 있어서의 배기가스 압력보다 크다. 이를 통해, 배기가스 블로바이 흐름의 전개를 매우 효과적으로 방해할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 개선예는, 종속 청구항과 이하의 상세한 설명을 통해 확보된다. 도면을 통해 본 발명의 예시적인 실시형태를 보다 상세히 설명하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 도면에서,
도 1은 종래 기술에 따른 내연기관의 배기가스 재순환 장치의 터보 압축기의 세부 구성에 대한 축방향 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 내연기관의 배기가스 재순환 장치의 터보 압축기의 세부 구성에 대한 축방향 단면도이다.
본 발명은 내연기관의 배기가스 재순환 장치의 터보 압축기에 관한 것이다. 터보 압축기는, 내연기관의 배기가스 시스템으로부터 나와서 내연기관의 과급 공기 시스템을 향하는 배기가스를 추출하고, 압축하며, 전달하는 역할을 한다.
도 2는, 압축기 로터(21)의 압축기 하우징(20)의 영역과, 압축기 로터(21)에 연결되어 있고 도시되지 않은 베어링을 통해 압축기 하우징(10)에 장착되어 있는 샤프트(22)의 영역에서, 본 발명에 따른 터보 압축기로부터 발췌하여 보여주는 도면이다.
종래 기술에서 이미 통상적인 바와 같이, 도시되지 않은 베어링을 향하여 배기가스 블로바이 흐름이 전개되는 것을 방해하는 역할을 하는, 피스톤 링 시일(23)이 샤프트(22)와 압축기 하우징(20)의 사이에 형성된다.
본 발명에 따르면, 배기가스 재순환 장치의 터보 압축기의 압축기 하우징(20)과 압축기 로터(21) 사이에 래버린스 시일(25)이 추가적으로 형성되는 것이 바람직하다. 래버린스 시일(25)은 또한 샤프트(22)와 압축기 하우징(20) 사이에 형성될 수 있다. 배기가스 블로바이 흐름의 방향에서 보아, 상기한 래버린스 시일(25)은 피스톤 링 시일(23)의 상류측에 배치된다. 따라서, 배기가스가 피스톤 링 시일을 향해 흐르기 전에, 배기가스는 우선 래버린스 시일(25)을 극복해야 할 필요가 있다.
바람직하게는, 실링 에어 보어(26)가 형성되고, 이 실링 에어 보어를 통해, 피스톤 링 시일(23)과 래버린스 시일(25) 사이의 갭(27)에 실링 에어가 공급될 수 있다. 피스톤 링 시일(23)과 래버린스 시일(25) 사이의 상기한 갭(27)에서는 실링 에어 압력 pSL이 존재한다. 실링 에어는 상기한 실링 에어 압력 pSL으로 한편에서는 래버린스 시일(25)에 충돌하고 다른 한편에서는 피스톤 링 시일(23)에 충돌한다.
이 실링 에어 압력 pSL은, 갭(27)의 반대편에 위치해 있는 측에서 래버린스 시일(25)에 존재하는 배기가스 압력 pAG보다 크다. 따라서, 실링 에어는 래버린스 시일을 경유하는 배기가스 흐름을 방지한다. 기껏해야, 실링 에어의 블로바이 흐름(24)이 피스톤 링 시일(23)을 경유하여 흐른다.
따라서, 본 발명에 따른 배기가스 재순환 장치의 터보 압축기에서는, 피스톤 링 시일(23)에 추가하여 래버린스 시일(25)이 존재한다. 상기한 두 시일 사이에, 즉 피스톤 링 시일(23)과, 배기가스 블로바이 흐름의 유동 방향에서 보아 상기 피스톤 링 시일(23)의 상류측에 배치되는 래버린스 시일(25) 사이에, 실링 에어가, 즉 실링 에어 보어(26)를 경유하여, 안내될 수 있다. 따라서, 샤프트(22)의 베어링을 향해 지향되는 배기가스는 효과적으로 방지될 수 있다.
도 2에 따르면, 피스톤 링 시일(23)의 하류측에서, 샤프트(22)와 압축기 하우징(20) 사이에, 추가적인 래버린스 시일(28)이 형성된다. 이는, 실링 에어가 샤프트(22)의 베어링을 향해 지향되고 이에 따라 베어링용 윤활 오일에 도입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
10 : 압축기 하우징 11 : 압축기 로터
12 : 샤프트 13 : 피스톤 링 시일
14 : 배기가스 블로바이 흐름 20 : 압축기 하우징
21 : 압축기 로터 22 : 샤프트
23 : 피스톤 링 시일 24 : 블로바이 흐름
25 : 래버린스 시일 26 : 시일 에어 보어
27 : 갭 28 : 래버린스 시일

Claims (7)

  1. 내연기관의 배기가스 재순환 장치의 터보 압축기로서,
    압축기 하우징(20),
    압축기 로터(21),
    상기 압축기 로터(21)에 결합되어 있고 상기 압축기 하우징(20)에 장착되어 있는 샤프트(22), 및
    베어링을 향하는 배기가스 블로바이 흐름을 방지하기 위한 피스톤 링 시일(23)을 구비하는 터보 압축기에 있어서,
    배기가스 블로바이 흐름의 방향에서 보아, 래버린스 시일(25)이 피스톤 링 시일(23)의 상류측에 배치되는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 실링 에어 보어(26)를 더 포함하고, 상기 실링 에어 보어를 통해, 실링 에어가 피스톤 링 시일(23)과 래버린스 시일(25) 사이에 형성된 갭(27)을 향해 지향될 수 있는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 실링 에어는 소정의 실링 에어 압력으로 한편에서는 래버린스 시일(25)에 충돌하고 다른 한편에서는 피스톤 링 시일(23)에 충돌하는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 실링 에어 압력은 래버린스 시일(25)에 있어서의 배기가스 압력보다 큰 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 실링 에어 압력은 래버린스 시일(25)에 있어서의 배기가스 압력보다 5% 내지 15%, 바람직하게는 8% 내지 12% 더 큰 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤 링 시일(23)은 압축기 하우징(20)과 압축기 로터(21)의 사이 또는 압축기 하우징(20)과 샤프트(22)의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
  7. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 래버린스 시일(25)은 압축기 하우징(20)과 압축기 로터(21)의 사이 또는 압축기 하우징(20)과 샤프트(22)의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 터보 압축기.
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