KR20190143673A - 냉각링이 구비된 차량용 과급기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 과급기에 관한 것으로, 엔진의 배기 매니폴드와 연결된 플랜지를 통해 터빈하우징으로 유입되는 배기가스의 온도를 소폭 감소시켜 하우징 코어 벽 부근의 열부하를 경감시킬 수 있는 냉각링을 포함한 차량용 과급기에 관한 것이다.

Description

냉각링이 구비된 차량용 과급기 {Turbocharger for Vehicle}

본 발명은 차량용 과급기에 관한 것으로, 특히 터빈하우징으로 유입되는 배기가스의 온도를 감소시켜 터빈하우징의 코어 벽 부근의 열부하를 경감시키는 냉각링을 포함하는 차량용 과급기에 관한 것이다.

차량용 과급기는 내연기관에서 발생하는 엔진의 배기가스 압력을 이용하여 터빈 휠을 회전시키고, 이 회전에 의해 발생한 힘으로 컴프레서를 이용해 흡입하는 공기를 대기압보다 강한 압력으로 압축하여 출력을 높이는 목적의 기관이다.

이러한 과급기의 본체는 블레이드가 설치된 터빈 휠과 컴프레서 휠을 1개의 축에 연결하고 각각을 하우징으로 둘러싼 간단한 구조로 배기 매니폴드(exhaust manifold) 집합부의 근방에 위치한다. 근래의 과급기로 섭씨 약 900에서 1000도에 이르는 고온의 배기가스가 하우징, 휠 등의 과급기의 주요부품들에 가하게 되는 열적하중을 낮추기 위해 수냉식 또는 공냉식의 냉각 방식을 적용해왔다.

그러나 종래의 이러한 수냉식 과급기에 있어서 냉각을 위한 냉각수를 하우징 주변으로 순환시키기 위해 별도의 유로가 필요하다. 상술한 유로를 생성하기 위해서는 내부 부품 및 유로의 간섭을 회피하기 위한 설계가 필요하여 구조가 복잡해 진다. 또한, 공냉식 과급기의 경우, 주행풍 또는 외기를 이용하여 냉각시키는 방식으로 수냉식에 비해 냉각 효율이 낮다는 단점이 존재한다.

본 발명의 목적은 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엔진의 배기 매니폴드와 연결된 플랜지를 통해 터빈하우징으로 유입되는 배기가스의 온도를 소폭 감소시켜 터빈하우징 코어 벽 부근의 열부하를 경감시킬 수 있는 냉각링을 포함하는 차량의 과급기 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 차량용 과급기는 터빈하우징으로 유입되는 배기가스의 온도를 감소시켜 터빈하우징의 코어 벽 부근의 열부하를 경감시키는 냉각링을 포함한다.

또한, 상기 냉각링은 터빈하우징으로 배기가스가 유입되는 플랜지 입구에 설치되며, 다수개의 세공을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각링은 고 내열성 탄소소재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 엔진의 배기 매니폴드와 연결된 플랜지를 통해 터빈하우징으로 유입되는 배기가스의 온도가 냉각링에 의해 감소되므로 하우징 코어 벽 부근의 열부하를 경감시키며, 냉각링을 통과하는 배기가스 내 미세 이물질 여과를 통한 과급기 구성품의 오염을 방지하고, 별도의 냉각유로 없이도 차량용 과급기의 열부하를 경감시켜 구조를 단순화 할 수 있다.

도1은 종래의 과급기 플랜지 입구의 사시도.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 과급기의 냉각링 사시도.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 과급기의 플랜지 입구의 단면도.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 과급기의 플랜지 입구의 사시도.

이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 첨부된 도1, 도2, 도 3과 도 4를 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 2에 나타난 것과 같이 본 발명의 차량용 과급기는 터빈하우징(20)으로 유입되는 배기가스의 온도를 감소시켜 터빈하우징(20)의 코어 벽 부근의 열부하를 경감시키는 냉각링(30)을 포함한다.

또한 상기 냉각링(30)은 터빈하우징(20)으로 배기가스가 유입되는 플랜지 입구(10)에 설치되며, 다수개의 세공을 포함하여 이루어진다.

또한 상기 냉각링(30)은 고 내열성 탄소소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

보다 상세히 설명하자면, 도 1에 도시한 배기 매니폴드(미도시)에서 터빈하우징(20)으로 통하는 플랜지 입구(10)에 도 2에 나타난 것과 같은 냉각링(30)을 도 3과 도 4와 같이 설치한다.

도 3과 도 4를 참고하면, 차량용 과급기의 작동시 터빈 휠(미도시)을 회전시키기 위해 배기가스가 흡입되는데, 흡입된 배기가스의 이동 경로는 배기 매니폴드(미도시)에서 터빈하우징(20)으로 향한다.

이렇게 배기가스가 흡입되어 과급을 하기 위해 지나는 플랜지 입구(10)에 링 형태이며 세공이 형성되어있고 고 내열성 탄소소재인 상기 냉각링(30)을 설치한다.

그리고 이에 따르면 배기가스가 냉각링(30)을 거치게 되면서 줄-톰슨 효과가 발생하여, 냉각링(30) 주변의 터빈하우징(20)의 벽 온도가 하강하게 되면서 터빈하우징(20)에 가해지는 열 부하가 감소된다.

앞서 언급한 줄-톰슨 효과는, 고압의 배기가스가 냉각링(30)에 생성한 세공을 통과하면서 압력과 온도가 하강되기 때문에 발생한다.

또한, 냉각링(30)의 소재가 고내열성 탄소 소재이므로 열에 대한 내구성이 향상되고, 세공에 의해 미세 이물질이 여과됨으로써, 차량용 과급기의 구성 부품이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고하여 설명되었으나, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10: 플랜지 입구
20: 터빈하우징
30: 냉각링

Claims (3)

1. 터빈하우징으로 유입되는 배기가스의 온도를 감소시켜 터빈하우징의 코어 벽 부근의 열부하를 경감시키는 냉각링을 포함하는 차량용 과급기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각링은 터빈하우징으로 배기가스가 유입되는 플랜지 입구에 설치되며, 다수개의 세공을 포함하여 이루어지는 것
   을 특징으로 하는 차량용 과급기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 냉각링은 고 내열성 탄소소재로 이루어지는 것
   을 특징으로 하는 차량용 과급기.
   
   

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