KR20210127144A

KR20210127144A - 레이디얼 압축기의 압축기 하우징, 및 내연 기관에 급기를 공급하는 방법

Info

Publication number: KR20210127144A
Application number: KR1020217023815A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 마티; 베른트 알비츠
Original assignee: 에이비비 스위츠랜드 엘티디.
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2021-10-21
Also published as: EP3699436A1; JP2022521262A; EP3927978A1; WO2020169745A1; CN113272560A; US20220136466A1

Abstract

본 발명은 레이디얼 압축기의 압축기 하우징(10)에 관한 것이다. 압축기 하우징(10)은 레이디얼 압축기(20)의 흡입 영역에 축방향 유입 채널(11)을 형성하는 반경방향 내측 하우징 영역(10A)을 포함한다. 압축기 하우징(10)은 또한 반경방향 내측 하우징 영역(10A)에 인접하는 확산기 영역(10B)을 포함한다. 확산기 영역(10B)은 압축기 임펠러(21)의 하류에서의 반경방향 유동을 유입 채널(11)의 유입 방향(12)에 반대되는 축방향으로 편향시키도록 설계된다. 압축기 하우징(10)은 또한 확산기 영역(10B)에 인접하고, 유입 방향(12)에 반대되는 축방향으로 연장되며, 하나 이상의 급기 매니폴드(13, 14)를 제공하는 반경방향 외측 하우징 영역(10C)을 포함한다.

Description

레이디얼 압축기의 압축기 하우징, 및 내연 기관에 급기를 공급하는 방법

본 발명은 과급형(pressure-charged) 내연 기관용 배기 터보차저 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 레이디얼 압축기의 압축기 하우징에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 종류의 압축기 하우징을 갖는 레이디얼 압축기, 이 종류의 레이디얼 압축기를 갖는 배기 터보차저, 및 이 종류의 배기 터보차저를 갖는 내연 기관에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 특히 압축기 하우징에 의해 내연 기관에 급기(charge air)를 공급하는 방법에 관한 것이다.

내연 기관의 파워를 높이기 위해서, 내연 기관의 배기 구역에 터빈을 갖고 내연 기관의 상류에 압축기가 배치된 배기 터보차저를 사용하는 것이 최근의 표준 관행이다. 이 경우, 내연 기관의 배기 가스는 터빈에서 팽창된다. 이 과정에서 얻어진 작동은 샤프트에 의해 압축기로 전달되며, 압축기는 내연 기관에 공급되는 공기를 압축한다. 내연 기관에서의 연소 공정에 공급되는 공기를 압축하기 위해 배기 가스의 에너지를 사용함으로써, 내연 기관의 연소 공정 및 효율을 최적화할 수 있다.

압축기 임펠러의 하류에서 부스트 압력을 더 증가시키기 위해, 레이디얼 압축기의 압축기 하우징의 압축기 출구 채널은 대개 주변에서 연속적으로 증가하는 단면적을 갖는 나선 형태로 구현되며, 원추형 확산기에서 종료된다.

종래 기술에서 알려진 나선형 압축기 하우징의 경우에는 유동 손실이 발생하여 레이디얼 압축기의 효율 손실이 발생하는 것으로 밝혀졌다. 더욱이, 종래의 압축기 하우징은 통상적으로 임의의 급기 냉각이 압축기의 하류에 및 따라서 압축기 하우징의 외부에 개별적으로 배치되는 방식으로 구현된다.

본 발명의 목적은 종래 기술에서 알려진 나선형 압축기 하우징의 단점 중 하나가 적어도 개선되는 레이디얼 압축기의 압축기 하우징을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 하나의 목적은 유량 손실이 감소되어 레이디얼 압축기의 효율 손실을 최소화할 수 있는 압축기 하우징을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 급기 냉각 시스템 통합성이 개선된 압축기 하우징을 제공하는 것이다. 더욱이, 또 다른 목적은 내연 기관에 급기를 공급하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 독립항에 따르면, 레이디얼 압축기의 압축기 하우징, 및 내연 기관에 급기를 공급하는 방법이 제공된다. 본 발명의 추가 양태, 장점 및 특징은 종속항, 설명 및 첨부도면에서 나타날 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 레이디얼 압축기의 압축기 하우징이 제공된다. 압축기 하우징은 레이디얼 압축기의 흡입 영역에 축방향 유입 채널을 형성하는 반경방향 내측 하우징 영역을 포함한다. 또한, 압축기 하우징은 반경방향 내측 하우징 영역에 인접하는 확산기 영역을 포함한다. 확산기 영역은 압축기 임펠러의 하류에서의 반경방향 유동을 유입 채널의 유입 방향에 반대되는 축방향으로 편향시키도록 설계된다. 또한, 압축기 하우징은 확산기 영역에 인접하고 유입 방향에 반대되는 축방향으로 연장되며 하나 이상의 급기 수집 챔버를 제공하는 반경방향 외측 하우징 영역을 포함한다.

따라서, 종래 기술에 비해 개선된 레이디얼 압축기의 압축기 하우징이 유리하게 제공된다. 특히, 본 발명에 따른 압축기 하우징은 유리하게 유동 손실을 감소시킬 수 있고, 그로 인해 레이디얼 압축기의 효율 손실을 최소화할 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 기재된 압축기 하우징의 구성은 급기 냉각 시스템을 통합하는 것을 가능하게 한다. 이것은 보다 콤팩트한 과급 시스템, 특히 공기 연결부를 덜 갖는 과급 시스템의 달성을 가능하게 하며, 따라서 과급 시스템이 더 콤팩트하고 덜 복잡하게 제조될 수 있게 한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 압축기 하우징을 갖는 레이디얼 압축기가 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 터빈 및 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 레이디얼 압축기를 포함하는 배기 터보차저가 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 배기 터보차저를 갖는 내연 기관이 제공된다. 특히, 내연 기관은 하나 이상의 배기 라인 및 하나 이상의 급기 배출구를 통해서 수직 또는 수평 정렬로 내연 기관에 연결되는, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 배기 터보차저를 포함한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 압축기 하우징을 레이디얼 압축기, 레이디얼 압축기를 갖는 배기 터보차저, 및 배기 터보차저를 갖는 내연 기관과 조합하여 사용함으로써, 개선된 레이디얼 압축기, 개선된 배기 터보차저 및 개선된 내연 기관을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 내연 기관에 급기를 공급하는 방법이 제공된다. 이 방법은 압축기 하우징의 반경방향 내측 하우징 영역의 축방향 유입 채널을 통해서 공기를 흡인하여 공기 유동을 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 압축기 하우징의 확산기 영역에서 공기 유동을 편향 및 확장시키는 단계를 포함한다. 확산기 영역은 압축기 임펠러의 하류에서의 반경방향 유동을 유입 채널의 유입 방향에 반대되는 축방향으로 편향시키도록 설계된다. 또한, 상기 방법은 확산기 영역에 인접하고, 유입 방향에 반대되는 축방향으로 연장되며, 하나 이상의 급기 수집 챔버를 제공하는 반경방향 외측 하우징 영역에서 공기 유동을 냉각하는 단계를 포함한다.

따라서, 압축기 하우징 내에서 급기 냉각을 실행할 수 있는 급기 공급 방법이 유리하게 제공된다.

본 발명은 도면에 도시되어 있고 추가 장점 및 수정이 나타날 예시적 실시예에 의해 이하에서 설명될 것이다.
도 1은 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 압축기 하우징의 개략 단면도이다.
도 2는 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 압축기 하우징의 개략 사시도이다.
도 3은 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 배기 터보차저의 개략 사시도이다.
도 4는 본 명세서에 기재된 실시예에 따른, 내연 기관에 급기를 공급하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 레이디얼 압축기의 압축기 하우징(10)을 설명한다. 본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 압축기 하우징(10)은 레이디얼 압축기(20)의 흡입 영역에 축방향 유입 채널(11)을 형성하는 반경방향 내측 하우징 영역(10A)을 포함한다. 또한, 압축기 하우징(10)은 반경방향 내측 하우징 영역(10A)에 인접하는 확산기 영역(10B)을 포함한다. 확산기 영역(10B)은 압축기 임펠러(21)의 하류에서의 반경방향 유동을 유입 채널(11)의 유입 방향(12)에 반대되는 축방향으로 편향시키도록 설계된다. 또한, 압축기 하우징(10)은 확산기 영역(10B)에 인접하고, 유입 방향(12)에 반대되는 축방향으로 연장되며, 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)를 제공하는 반경방향 외측 하우징 영역(10C)을 포함한다.

따라서 종래 기술에서 알려진 나선형 압축기 하우징에 비해 개선되는 레이디얼 압축기의 압축기 하우징이 유리하게 제공된다. 특히, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 압축기 하우징에 의해 유동 손실이 유리하게 감소된다. 이것은 레이디얼 압축기의 효율에 긍정적인 영향을 미친다. 즉, 본 명세서에 기재된 압축기 하우징은 레이디얼 압축기의 효율 손실이 최소화될 수 있다는 장점을 갖는다. 본 명세서에 기재된 압축기 하우징의 다른 장점은 그 구성이 급기 냉각 시스템의 통합에 적합하다는 것이다. 압축기 하우징에 급기 냉각 시스템을 통합하면 유량 채널을 통해서 압축기 하우징에 연결되는 별도의 급기 냉각 시스템이 생략될 수 있기 때문에 보다 콤팩트한 과급 시스템을 달성할 수 있다. 따라서 배기 터보차저의 복잡성을 감소시키는 것도 가능하다.

본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 반경방향 외측 하우징 영역(10C) 및 확산기 영역(10B) 중 적어도 하나는 도 1에 예시적으로 도시되어 있듯이 이중-셸 형태로 구현되며, 따라서 냉각 매체가 이를 통해서 유동할 수 있는 사이 공간(15)을 제공한다. 특히, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)은 이중-셸 형태로 구현된다. 확산기 영역(10B)은 부분적으로 이중-셸 형태로 구현되거나 완전히 이중-셸 형태로 구현될 수 있다. 도 1은 반경방향 외측 하우징 영역(10C)과 확산기 영역(10B) 둘 다 이중-셸 형태로 구현되는 예시적 실시예를 도시한다. 확산기 영역(10B)의 이중-셸 실시예는 급기로부터 가능한 한 많은 열을 제거하는 데 특히 유리하다.

사이 공간(15)은 통상적으로 연속적인 구성의 것이며, 따라서 냉각 매체(예를 들어, 물)가 전체 사이 공간(15) 내에서, 예를 들어 반경방향 외측 하우징 영역(10C)의 축방향 단부로부터 확산기 영역(10B)의 반경방향 내측 단부까지 유동할 수 있게 한다. 따라서, 급기를 냉각시키기 위해 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)용 냉각 매체 재킷 주위에 유동이 있을 수 있다. 또한, 냉각 매체의 유동을 안내하기 위한 배플이 사이 공간(15)에 제공될 수 있으며, 따라서 가능한 한 많은 열을 제거하기 위해 냉각 매체의 제어된 유동을 달성할 수 있다. 이는 전체 시스템의 효율에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.

압축기 하우징의 통합 냉각으로 인해, 압축기 하우징은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구현될 수 있으며, 이는 유리하게 상당한 중량 감소로 이어진다. 따라서, 본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 압축기 하우징의 재료는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 특히, 압축기 하우징은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성될 수 있다.

도 1에 예시적으로 도시되어 있듯이, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)과 확산기 영역(10B) 중 적어도 하나는 내부 셸(16) 및 외부 셸(17)을 포함할 수 있다. 통상적으로, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)과 확산기 영역(10B)은 둘 다 내부 셸(16) 및 외부 셸(17)을 갖는다. 외부 셸(17)은 내부 셸(16)로부터 거리 D에 배치된다. 안정성을 증가시키기 위해, 지지 요소(예를 들어, 지주)가 사이 공간(15)에, 특히 내부 셸(16)과 외부 셸(17) 사이에 제공될 수 있다.

본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 도 1에 예시적으로 도시되어 있듯이, 적어도 하나의 급기 냉각기(18)가 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)에 제공된다.

이와 관련하여, 적어도 하나의 급기 냉각기는 통상적으로 급기가 전부하(full load) 지점에서 소망 레벨로 냉각될 수 있도록 치수 결정되는 것에 유의해야 한다.

본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)는 급기 냉각기의 외부 기하구조와 일치하는 내부 기하구조를 갖는다. 이와 관련하여, 하나 이상의 급기 수집 챔버의 내부 기하구조는 적어도 하나의 급기 냉각기가 배치되는 영역에서 적어도 급기 냉각기의 외부 기하구조와 일치한다는 것을 이해해야 한다.

예를 들어, 급기 냉각기의 외부 기하구조는 입방형 설계의 것일 수 있으며, 하나 이상의 급기 수집 챔버의 내부 기하구조는 적어도 급기 냉각기의 영역에서 급기 냉각기의 입방형 외부 기하구조와 일치할 수 있다. 원칙적으로, 급기 냉각기의 다른 적절한 외부 기하구조 및 그에 따른 하나 이상의 급기 수집 챔버의 다른 상응하여 일치하는 내부 기하구조가 가능하다.

본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)는 각각의 경우에 도 1에 예시적으로 도시되어 있듯이 급기 배출구(19)를 포함한다. 급기 배출구는 통상적으로 유입 방향(12)에 대해 횡방향인, 특히 실질적으로 직각인 유출 방향(23)으로 급기의 유출을 제공하도록 설계된다.

본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)은 제1 급기 수집 챔버(13) 및 제2 급기 수집 챔버(14)를 포함한다. 제1 급기 수집 챔버(13) 및 제2 급기 수집 챔버(14)는 각각 확산기 영역(10B)에 연결되며, 따라서 도 1 및 도 2에 예시적으로 도시되어 있듯이 제1 급기 하우징 레그(10C1) 및 제2 급기 하우징 레그(10C2)를 제공한다.

통상적으로, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)은, 확산기 영역(10B)에서 시작하여, 급기 유동이 연속적으로 확장하고 완만하게 편향되도록 구성된다. 도 1에 예시적으로 도시되어 있듯이, 급기 유동은 하나 이상의 분기부[예를 들어 제1 급기 하우징 레그(10C1) 및 제2 급기 하우징 레그(10C2)]로 분할되어 각각의 급기 냉각기(18)로 안내될 수 있다.

도 1 및 도 2는 각각의 급기 배출구(19)가 제1 급기 하우징 레그(10C1) 및 제2 급기 하우징 레그(10C2)에 배치되어 있는 예시적 실시예를 도시한다. 예를 들어, 제1 급기 하우징 레그(10C1)의 급기 배출구는 제2 급기 하우징 레그(10C2)의 급기 배출구에 대해 거울 대칭적으로 배치될 수 있으며, 도 1에 도시된 중심축은 대칭축을 나타낸다. 통상적으로, 중심축(22)은 압축기 임펠러(21)의 회전축에 대응한다.

본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)은 도 1 및 도 2에 예시적으로 도시되어 있듯이 유입 방향(12)과 반대되는 방향으로, 반경방향 내측 하우징 영역(10A)의 축방향 범위보다 큰 축방향 범위를 갖는다. 따라서, 압축기 하우징은 반경방향 외측 하우징 영역(10C)이 축방향 사이 공간(24)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 설계된다.

도 1 및 도 2는 제1 급기 하우징 레그(10C1)와 제2 급기 하우징 레그(10C2) 사이에 축방향 사이 공간(24)이 배치되어 있는 예시적 실시예를 도시한다. 통상적으로, 축방향 사이 공간(24)은 도 1 및 도 2에 예시적으로 도시되어 있듯이 흡입 측에 흡음 요소(25)를 수용하도록 설계된다. 도 1에 예시적으로 도시되어 있듯이, 반경방향 내측 하우징 영역(10A)은 통상적으로 흡음 요소(25)의 부착을 위해 흡입 측에 연결 구조(121)를 갖는다. 또한, 흡음 요소(25)는 도 2에 예시적으로 도시되어 있듯이 체결 요소(251)에 의해 반경방향 외측 하우징 영역(10C)에 부착될 수 있다.

즉, 축방향 사이 공간(24)은 레이디얼 압축기의 유입 채널(11)에 공기를 공급하기 위해 사용될 수 있다. 공기는 흡음 구조로서, 예를 들어 원통형 흡음 요소(25)로서 설계될 수 있는 공급 라인을 거쳐서 공급될 수 있다. 이 종류의 흡음 흡입 섹션은 유리하게 레이디얼 압축기의 흡입구에서 음압 레벨의 감소를 달성하기 위해 사용될 수 있다. 이는 흡음율이 더 낮은 머플러를 사용할 수 있게 하며, 이것은 다시 압력 손실 측면에서 장점을 갖는다. 따라서 이것은 추가적인 손실 감소로 이어지고 따라서 시스템 효율의 증가로 이어진다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 압축기 하우징(10)을 갖는 레이디얼 압축기(20)가 제공된다. 도 1에 예시적으로 도시되어 있듯이, 레이디얼 압축기는 흡입 측에서 반경방향 내측 하우징 영역(10A)에 연결되고 반경방향 외측 하우징 영역(10C)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 흡음 요소(25)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 배기 터보차저(30)의 개략 사시도이다. 배기 터보차저(30)는 터빈(31) 및 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 레이디얼 압축기(20)를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 배기 터보차저(30)를 갖는 내연 기관이 제공된다. 특히, 배기 터보차저가 하나 이상의 배기 라인(32) 및 하나 이상의 급기 배출구(19)를 거쳐서 수직 또는 수평 정렬로 내연 기관에 연결되는 내연 기관을 제공할 수 있다. 따라서 실린더 헤드 상의 배기 출구와 내연 기관의 공기 입구 사이에서 가능한 한 직접적인 연결을 달성할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 압축기 하우징을 갖는 레이디얼 압축기를 포함하는 터보차저의 본 명세서에 기재된 구성은 터보차저가 매우 콤팩트한 방식으로 내연 기관에 장착될 수 있게 한다.

도 4에 도시된 흐름도를 참조하여, 본 발명에 따른 내연 기관에 급기를 공급하는 방법(40)을 설명한다.

본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 방법(40)은 압축기 하우징의 반경방향 내측 하우징 영역(10A)의 축방향 유입 채널(11)을 통해서 공기를 흡인하여 공기 유동을 제공하는 단계(도 4에서 방법 블록 41에 의해 예시적으로 도시됨)를 포함한다. 또한, 방법(40)은 압축기 하우징의 확산기 영역(10B)에서 공기 유동을 편향 및 확장시키는 단계(도 4에서 방법 블록 42에 의해 예시적으로 도시됨)를 포함한다. 확산기 영역(10B)은 도 1에서 명백하듯이 압축기 임펠러(21)의 하류에서의 반경방향 유동을 유입 채널(11)의 유입 방향(12)에 반대되는 축방향으로 편향시키도록 설계된다. 또한, 방법은 확산기 영역(10B)에 인접하는 반경방향 외측 하우징 영역(10C)에서 공기 유동을 냉각하는 단계(도 4에서 방법 블록 43에 의해 예시적으로 도시됨)를 포함한다. 반경방향 외측 하우징 영역(10C)은 유입 방향(12)에 반대되는 축방향으로 연장되고 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)를 제공한다.

본 명세서에 기재된 바와 같이, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)과 확산기 영역(10B) 중 적어도 하나, 특히 둘 다는 사이 공간(15)을 형성하기 위해 이중-셸 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 공기 유동의 냉각은 사이 공간(15)을 통한 냉각 매체의 유동을 포함할 수 있다.

더욱이, 본 명세서에 기재된 바와 같이, 적어도 하나의 급기 냉각기(18)를 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)에 제공할 수 있다. 따라서, 추가적으로 또는 대안적으로, 공기 유동의 냉각은 적어도 하나의 급기 냉각기에 의해 실행될 수 있다.

이와 관련하여, 내연 기관에 급기를 공급하기 위한 본 명세서에 기재된 방법은 본 명세서에 기재된 압축기 하우징을 사용하여, 특히 본 명세서에 기재된 레이디얼 압축기를 사용하여 실행될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

본 명세서에 기재된 실시예로부터 명백하듯이, 종래 기술에 비해서 개선되는 레이디얼 압축기의 압축기 하우징, 레이디얼 압축기, 배기 터보차저, 내연 기관, 및 내연 기관에 급기를 공급하는 방법이 유리하게 제공된다.

특히, 본 발명에 따른 압축기 하우징에 의해 유동 손실이 유리하게 감소될 수 있으며, 따라서 레이디얼 압축기의 효율 손실을 최소화할 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 기재된 압축기 하우징의 구성은 급기 냉각 시스템의 통합을 가능하게 한다. 이것은 보다 콤팩트한 과급 시스템, 특히 공기 연결부를 덜 갖는 과급 시스템의 달성을 가능하게 하며, 따라서 과급 시스템이 더 콤팩트하고 덜 복잡하게 제조될 수 있게 한다.

즉, 본 명세서에 기재된 실시예에 의하면, 레이디얼 압축기의 종래 기술의 나선형 하우징이 본 명세서에 기재된 압축기 하우징 구성으로 대체된다. 본 명세서에 기재된 압축기 하우징 실시예는 압축기 하우징에 통합된 급기 냉각 시스템을 제공할 수 있도록 유리하게 구성된다. 특히, 본 명세서에 기재된 압축기 하우징은 압축된 공기가 압축기 하우징(확산기와 같은 설계를 갖는)에서 직접 냉각되고 나선형의 개재 없이 및 추가 인터페이스 없이 급기 냉각기로 이동되게 할 수 있다. 냉각된 급기는 압축기 하우징의 출구에서 내연 기관의 수용체에 전달될 수 있다.

10 압축기 하우징
10A 반경방향 내측 하우징 영역
10B 확산기 영역
10C 반경방향 외측 하우징 영역
10C1 제1 급기 하우징 레그
10C2 제2 급기 하우징 레그
11 유입 채널
12 유입 방향
121 흡음 요소의 부착을 위한 반경방향 내측 하우징 영역의 연결 구조
13 제1 급기 수집 챔버
14 제2 급기 수집 챔버
15 사이 공간
16 내부 셸
17 외부 셸
18 급기 냉각기
19 급기 배출구
20 레이디얼 압축기
21 압축기 임펠러
22 중심축
23 급기의 유출 방향
24 축방향 사이 공간
25 흡음 요소
251 흡음 요소를 반경방향 외측 하우징 영역에 부착하기 위한 체결 요소
30 배기 터보차저
31 터빈
32 배기 라인
40 내연 기관에 급기를 공급하는 방법
41 "공기 흡인"을 나타내는 방법 단계 블록
42 "공기 유동 편향 및 확장"을 나타내는 방법 단계 블록
43 "공기 유동 냉각"을 나타내는 방법 단계 블록
R 반경방향
x 축방향
D 내부 셸과 외부 셸 사이의 거리

Claims

레이디얼 압축기(20)의 압축기 하우징(10)이며,
- 레이디얼 압축기(20)의 흡입 영역에 축방향 유입 채널(11)을 형성하는 반경방향 내측 하우징 영역(10A);
- 반경방향 내측 하우징 영역(10A)에 인접하며 압축기 임펠러(21)의 하류에서의 반경방향 유동을 유입 채널(11)의 유입 방향(12)에 반대되는 축방향으로 편향시키도록 설계된 확산기 영역(10B); 및
- 확산기 영역(10B)에 인접하고, 유입 방향(12)에 반대되는 축방향으로 연장되며, 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)를 제공하는 반경방향 외측 하우징 영역(10C)을 포함하는 압축기 하우징(10).
제1항에 있어서, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)과 확산기 영역(10B) 중 적어도 하나, 특히 둘 다는 냉각 매체가 이를 통해서 흐를 수 있는 사이 공간(15)을 형성하기 위해 이중-셸 형태로 구현되는 압축기 하우징(10).
제1항 또는 제2항에 있어서, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)과 확산기 영역(10B) 중 적어도 하나, 특히 둘 다는 내부 셸(16) 및 내부 셸로부터 거리 D 이격되는 외부 셸(17)을 포함하는 압축기 하우징(10).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 급기 냉각기(18)가 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)에 제공되는 압축기 하우징(10).
제4항에 있어서, 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)는 급기 냉각기의 외부 기하구조와 일치하는 내부 기하구조를 갖는 압축기 하우징(10).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)는 유입 방향(12)에 대해 횡방향인, 특히 실질적으로 직각인 유출 방향(23)으로 급기의 유출을 제공하도록 설계되는 급기 배출구(19)를 포함하는 압축기 하우징(10).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)은 제1 급기 수집 챔버(13) 및 제2 급기 수집 챔버(14)를 포함하며, 이들 챔버는 각각 확산기 영역(10B)에 연결되어, 제1 급기 하우징 레그(10C1) 및 제2 급기 하우징 레그(10C2)를 제공하는 압축기 하우징(10).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 반경방향 외측 하우징 영역(10C)은 유입 방향(12)과 반대되는 방향으로, 반경방향 내측 하우징 영역(10A)의 축방향 범위보다 큰 축방향 범위를 가지며, 그 결과 반경방향 외측 하우징 영역(10C)은 축방향 사이 공간(24)을 적어도 부분적으로 둘러싸고, 축방향 사이 공간(24)은 흡입 측에서 흡음 요소(25)를 수용하도록 설계되는 압축기 하우징(10).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 반경방향 내측 하우징 영역(10A)은 흡음 요소(25)의 부착을 위해 흡입 측에 연결 구조(121)를 갖는 압축기 하우징(10).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 압축기 하우징(10)을 포함하는 레이디얼 압축기(20).
제10항에 있어서, 흡입 측에서 반경방향 내측 하우징 영역(10A)에 연결되고 반경방향 외측 하우징 영역(10C)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 흡음 요소(25)를 추가로 포함하는 레이디얼 압축기(20).
터빈(31) 및 제10항 또는 제11항에 따른 레이디얼 압축기(20)를 포함하는 배기 터보차저(30).
제12항에 따른 배기 터보차저(30)를 갖는 내연 기관이며,
특히 배기 터보차저는 하나 이상의 배기 라인(32) 및 하나 이상의 급기 배출구(19)를 거쳐서 수직 또는 수평 정렬로 내연 기관에 연결되는 내연 기관.
내연 기관에 급기를 공급하는 방법이며,
- 압축기 하우징의 반경방향 내측 하우징 영역(10A)의 축방향 유입 채널을 통해서 공기를 흡인하여 공기 유동을 제공하는 단계;
- 압축기 하우징의 확산기 영역(10B)에서 공기 유동을 편향 및 확장시키는 단계로서, 확산기 영역(10B)은 압축기 임펠러(21)의 하류에서의 반경방향 유동을 유입 채널(11)의 유입 방향(12)에 반대되는 축방향으로 편향시키도록 설계되는, 단계; 및
- 확산기 영역(10B)에 인접하고, 유입 방향(12)에 반대되는 축방향으로 연장되며, 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)를 제공하는 반경방향 외측 하우징 영역(10C)에서 공기 유동을 냉각하는 단계를 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 반경방향 외측 하우징 영역(10C) 및 확산기 영역(10B) 중 적어도 하나, 특히 둘 다는 사이 공간(15)을 형성하기 위해 이중-셸 형태로 구현되고, 공기 유동의 냉각은 사이 공간(15)을 통한 냉각 매체의 유동을 포함하며, 특히 적어도 하나의 급기 냉각기(18)가 하나 이상의 급기 수집 챔버(13, 14)에 제공되고, 특히 공기 유동의 냉각은 적어도 하나의 급기 냉각기에 의해 실행되는 방법.