WO2017057890A1 - 스플릿 터보차저 - Google Patents

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WO2017057890A1
WO2017057890A1 PCT/KR2016/010798 KR2016010798W WO2017057890A1 WO 2017057890 A1 WO2017057890 A1 WO 2017057890A1 KR 2016010798 W KR2016010798 W KR 2016010798W WO 2017057890 A1 WO2017057890 A1 WO 2017057890A1
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rotor
bearing
shaft
driver module
module
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PCT/KR2016/010798
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한승주
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한승주
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
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    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/12—Drives characterised by use of couplings or clutches therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/01—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/10—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a split turbocharger having a power transmission device for increasing the rotational power of an impeller in a turbocharger driven by exhaust gas of an internal combustion engine to compress intake air and to supercharge it.
  • a turbocharger which is driven by exhaust gas of an internal combustion engine and compresses intake air is supercharged.
  • a turbocharger generally consists of a compressor and a turbine arranged with a bearing unit interposed therebetween, the compressor having an impeller and the turbine having a turbine wheel, respectively.
  • the impeller and the turbine wheel are connected to each other by a shaft supported by a bearing unit, and the turbine wheel is driven to rotate by the exhaust gas of the internal combustion engine.
  • the rotational force is transmitted to the impeller through the shaft, and the air is compressed by the impeller to charge the air. It is configured to supply.
  • the turbine of the turbocharger has a high temperature of exhaust gas, so the heat is transmitted by the heat conduction from the turbine wheel to the shaft and from the turbine to the bearing unit, and the engine room is exposed to the exhaust radiation of the internal combustion engine, increasing the temperature of the compressed air from the compressor. Affects.
  • a cooling water flow path is formed in the bearing unit, and a cooling water flows in the cooling water flow path to cool the bearing unit.
  • Turbocharger has the advantage of getting sufficient boost pressure in the high speed operating area, while low exhaust gas energy in the low speed operating area makes it impossible to achieve the desired boost due to efficiency deterioration. Therefore, the response time is delayed when the load fluctuates in the low speed operating area and the dynamic range. There is a disadvantage that occurs.
  • an electric turbocharger system in which a motor is installed coaxially with a shaft inside a bearing housing of a turbocharger in order to obtain the necessary boost pressure in a low speed operating range and a reverse dynamic range, and a compound sequential combination of a motor compressor and a turbocharger
  • superchargers with a supercharging system are applied, built-in motors and motor compressors have a limited use area, and the cost increases due to the increase in the number of parts and the addition of a control system.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the power transmission device to increase the rotational drive of the impeller between the impeller housing and the bearing housing in the turbocharger driven by the exhaust gas of the internal combustion engine to compress the intake air To separate the connection between the impeller and the turbine wheel and to generate the torque by the interaction of the magnetic fields generated by the power transmission device supplied with the rotational power of the shaft and the impeller, and to realize the turbocharger that transmits the power by increasing the rotational speed and torque It is an object of the present invention to provide a split turbocharger that improves the acceleration responsiveness over the entire operating area by cutting off the heat conduction of the gas to reduce the temperature of the charge air, increase the flow rate, and supply the compressed air with the increased boost pressure.
  • the split turbocharger is a turbine wheel and a shaft driven by the exhaust gas of the internal combustion engine, a turbine housing surrounding the turbine wheel, and to support the rotation of the shaft
  • a bearing housing having a bearing embedded therein, an impeller that rotates with the rotational power of the turbine wheel to compress intake air, an impeller housing surrounding the impeller, and an impeller rotating between the impeller housing and the bearing housing to drive rotation of the impeller.
  • the height includes a power train.
  • the power transmission device is a power generator driven by a magnetic field and the front driver module and the rear driver are disposed in front and rear of the power generator to form a magnetic field around the front rotor and the rear rotor of the power generator.
  • the power generator including a module, includes the impeller mounted on the shaft of a bearing module, and the rear driver module disposed at right angles and spaced apart from the rear rotor with a predetermined gap in the axial direction of the frame.
  • the impeller housing is mounted and the front of the frame is mounted to the bearing housing, and the front driver module is spaced at right angles with a predetermined gap in the axial direction of the front rotor and the frame at the front of the frame. Mounted to the shaft to rotate the turbine wheel and the impeller It is supplied with power.
  • the front rotor and the rear rotor of the power generator face the front driver module and the rear driver module and the permanent magnets of the front rotor and the rear rotor are the magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft and the front Permanent magnets of the driver module and the rear driver module have a rotating magnetic field generated by the forward driver module rotating with the magnetic flux directed in the axial radial direction of the shaft, a rotating magnetic field generated by the power generator, and a magnetic field of the rear driver module.
  • the interaction between the attraction force and the repulsive force creates a rotational force, which is characterized by transmitting power by increasing the rotational speed and the rotational force.
  • the power generator is a frame, the bearing module mounted to the frame to support the rotation, and the front and rear of the frame spaced apart at a predetermined gap in the axial direction with the front and rear of the frame are arranged in a right angle direction
  • the permanent magnets are fixed to the shaft of the bearing module and the permanent magnets are arranged in an axial radial direction with a predetermined gap in the axial direction of the shaft and are disposed at right angles so that the direction of the magnetic flux is in the axial direction of the shaft.
  • the rear rotor and the front rotor and the rear rotor and the rear rotor and the spaced apart at a predetermined interval in the axial direction are arranged in a right direction so that the permanent magnets in the axial radial direction around the front rotor and the rear rotor Arranged and the direction of the magnetic flux is directed in the axial radial direction of the shaft
  • Driver modules mounted to the frame, lock nuts to fix the front rotor and the rear rotor to the bearing module, and fasteners to fix the bearing module to the frame.
  • the frame is 2n (n is an integer greater than or equal to 4) or 3n (n is an integer greater than or equal to 2) permanent magnet buried holes at equal intervals, respectively, at the front and rear inner surfaces of the body having a cylindrical shape in accordance with a reference point.
  • the bearing module includes one of a grease lubricated bearing, an oil lubricated bearing, an air cooled bearing, and a magnetic bearing on an inner circumferential surface thereof.
  • a mounting space and a cooling space are formed, and the mounting surfaces of the bearing housing, the impeller housing, and the rear driver module are formed on the front and rear surfaces of the body.
  • the bearing module is a shaft having a bearing mounting surface and a bearing fixing jaw and fixing grooves and threads for fixing phases of the front rotor and the rear rotor on the outer circumferential surface of the body having a round bar shape, and grease supply cooling Bearing and oil supply cooling bearing, air cooling bearing and magnetic bearing, and a fixture for fixing the phases of the front rotor and the rear rotor.
  • the rotating plate having a shape in which the permanent magnet embedding hole is formed on the circumferential axis of the body, and 2n magnetic fluxes which are alternately embedded with the N pole and the S pole in the permanent magnet embedding holes in accordance with the slot grooves of the rotating plate. Includes a permanent magnet facing in the axial direction of the shaft.
  • the driver module in accordance with the reference point of the frame 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 4) to the permanent magnet buried holes of the frame by alternately buying and attaching the north pole and the south pole 3n (n is An integer of two or more)
  • the direction of the magnetic flux attached to the three-phase array is included in the permanent magnet in the direction of the axis of the shaft.
  • the front driver module forms the shaft through-hole and the mounting surface in the center of the body formed in a cylindrical shape with one side closed and 2n (hereinafter n is an integer of 4 or more) or 3n (equal to the reference point) N is an integer greater than or equal to 2) N poles and S poles are alternately inserted into 2n permanent magnet embedding holes in accordance with a reference point formed with a permanent magnet embedding hole in the circumferential axis direction around the front rotor,
  • the direction of 2n or 3n magnetic fluxes attached or embedded by three phase arrangement in 3n permanent magnet embedding holes includes permanent magnets facing in the axial radial direction of the shaft.
  • the rear driver module forms a through-hole in the center of the mounting surface and the body of the impeller housing and the power generator in the body formed in a cylindrical shape with one side closed, 2n at equal intervals (hereinafter n) Is an integer greater than or equal to 4) or 3n (hereinafter, n is an integer greater than or equal to 2) a stator in which permanent magnet embedding holes are formed in the circumferential axis direction around the rear rotor, and 2n permanent magnet embedding holes in accordance with the reference point of the stator.
  • the direction of 2n or 3n magnetic fluxes, which are alternately embedded and attached to the poles and the S poles, or embedded in three phases arranged in 3n permanent magnet embedding holes, includes permanent magnets directed in the axial radial direction of the shaft.
  • the power transmission device, the permanent magnets of the front rotor and the rear rotor of the power generator is the direction of the magnetic flux toward the axis of the shaft axis of the shaft and the driver modules of the power generator and the front driver module and the Permanent magnets of the rear driver module are also preferably directed in the direction of the magnetic flux in the axial direction of the shaft.
  • a power transmission device is provided between the impeller housing and the bearing housing to increase the rotational drive of the impeller, thereby separating the connection between the impeller and the turbine wheel, and the power transmission device is generated by receiving the rotational power of the shaft and the impeller.
  • the rotating magnetic field and the magnetic field create rotational force by the interaction between the attraction force and the repulsive force to implement a turbocharger that transmits power by increasing the rotational speed and rotational force to block the heat conduction of the exhaust gas to lower the temperature of the charge air, increase the flow rate, and boost the pressure
  • FIG. 1 is a perspective view showing a split turbocharger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of a power generator.
  • FIG. 3 is a sectional perspective view showing a frame of the power generator
  • FIG. 4 is a sectional perspective view showing a bearing module of the power generator
  • FIG. 5 is a sectional perspective view showing the front rotor and the rear rotor of the power generator.
  • Figure 6 is a perspective view of the driver module of the power generator.
  • FIG. 7 is a sectional perspective view of the front driver module and the rear driver module
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a split turbocharger according to an embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the power generator 200
  • FIGS. 3 and 4 and 5 and 6 and 7 are cross-sectional perspective views of components
  • FIGS. 8 and 9 10 is an explanatory view of the operation of the power train 100.
  • the split turbocharger according to the present invention includes a turbine wheel 510 and a shaft 520 rotatably driven by exhaust gas of an internal combustion engine, a turbine housing 550 surrounding the turbine wheel 510, and the shaft 520.
  • a bearing housing 570 having a bearing 560 supporting rotation of the crankshaft, an impeller 610 that rotates with the rotational power of the turbine wheel 510 to compress intake air, and surrounds the impeller 610. It includes an impeller housing 650, a power transmission device interposed between the impeller housing 650 and the bearing housing 570 to increase the rotational drive of the impeller 610.
  • the power transmission device 100 is disposed at the front and rear of the power generator 200 and the power generator 200 driven by a magnetic field, so that the front rotor 240 and the rear rotor of the power generator 200 (
  • the power generator 200 including the front driver module 310 and the rear driver module 350, which forms a magnetic field around 250, places the impeller 610 on the shaft 221 of the bearing module 220.
  • the rear driver module 350 and the impeller housing mounted on the rear side of the frame 210 and spaced at right angles with a predetermined gap in the axial direction of the rear rotor 240 and the frame 210.
  • the front driver module 310 is the front rotor 240 and the frame (in front of the frame 210). Perpendicular to each other with a certain gap in the axial direction of 210). Arranged in a direction and is mounted on the shaft 520.
  • the power generator 200 includes a driver module including permanent magnets 236 having a magnetic flux direction toward the axis of the bearing module 220 in the frame 210.
  • a driver module including permanent magnets 236 having a magnetic flux direction toward the axis of the bearing module 220 in the frame 210.
  • the power generator 200 includes a frame 210, the bearing module 220 mounted on the frame 210 to support rotation, and the frame 210 in front and rear of the frame 210.
  • Is spaced apart at right angles with a certain gap in the axial direction and the front and rear of the) is fixed to the shaft 221 of the bearing module 220 and the permanent magnets 246 are fixed in the axial direction of the shaft 221
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 and the front rotor which are arranged in a radial direction in the axial direction with a gap and are arranged in a right direction so that the direction of the magnetic flux is in the axial direction of the shaft 221.
  • the frame 210 has permanent magnet embedding holes at equal intervals in accordance with the reference point 211 on the inner and outer surfaces 218 of the front and rear with respect to the axis of the body having a cylindrical shape.
  • 213 are formed in the circumferential axial direction around the front rotor 240 and the rear rotor 250 and the mounting space of the bearing module 220 and the bearing cooling space 212 are formed on the inner circumferential surface thereof. It has a shape formed in the front and rear mounting surfaces 214 of the bearing housing 570, the impeller housing 650 and the rear driver module 350.
  • the frame 210 has 2n pieces (n is an integer of 4 or more) or 3n pieces at equal intervals, respectively, in accordance with the reference point 211 on the inner surface 218 of the front and rear centered on the axis of the cylindrical body. n is an integer greater than or equal to 2).
  • the permanent magnet embedding hole 213 is formed in the circumferential axis direction around the front rotor 240 and the rear rotor 250 and a grease lubricated bearing and an oil lubricated method are formed on the inner circumferential surface thereof.
  • a bearing space and a cooling space 212 of the bearing module 220 may be formed as one of a bearing, an air-cooled bearing, and a magnetic bearing, and the bearing housing 570 and the impeller housing may be formed on the front and rear surfaces of the body. 650 and the mounting surfaces 214 of the rear driver module 350 are formed.
  • the bearing module 220 has a bearing mounting surface 223, a bearing fixing jaw 222, the front rotor 240, and a rear rotor () on an outer circumferential surface of the body having a round bar shape.
  • the bearing 226 supporting rotation is mounted on the shaft 221 formed with the fixing grooves 224 and the threads 225 for fixing the phase of the 250 and the front rotor 240 and the rear rotor (
  • the fixing fixture 227 fixing the phase of 250 is attached.
  • the bearing module 220 is a grease supply cooling type bearing and oil supply cooling not exceeding the allowable limit to ensure the endurance life according to the maximum rotational speed of the front rotor 240 and the rear rotor 250 Bearing and air-cooled bearing and the magnetic bearing of any one of the bearing 226 is selected and applied.
  • the bearing module 220 is a phase of the bearing mounting surface 223 and the bearing fixing jaw 222 and the front rotor 240 and the rear rotor 250 on the outer circumferential surface of the body made of a round bar shape
  • the shaft 221 formed with the fixing grooves 224 and the threads 225 for fixing the bearing, one of a grease supply cooling bearing, an oil supply cooling bearing, an air cooling bearing, and a magnetic bearing. 226 and a fixture 227 for fixing phases of the front rotor 240 and the rear rotor 250.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 form a cylindrical protrusion 244 at the center of the disk-shaped body to fix a phase on an inner circumferential surface ( 243 and slot grooves in the permanent magnet embedding holes 245 of the rotating plate 242 having a shape in which the permanent magnet embedding holes 245 are formed on the circumferential axis of the body at equal intervals in accordance with the slot grooves 243.
  • Permanent magnets 246 whose magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft 221 in accordance with 243 are alternately embedded with the N pole and the S pole.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 form a cylindrical protrusion 244 at the center of the disk-shaped body to form a slot groove 243 for fixing the phase on the inner peripheral surface
  • a rotating plate 242 having a shape in which 2n permanent magnet embedding holes 245 are formed on the circumferential axis of the body at equal intervals in accordance with the slot grooves 243, and the rotating plate 242.
  • Permanent magnets 246 in which the directions of 2n magnetic fluxes, which are alternately embedded in the permanent magnet embedding holes 245 in accordance with the slot grooves 243 of the magnetic poles, are attached to the shaft grooves 221 in the axial direction of the shaft 221. It includes.
  • the driver module 230 has a direction of magnetic flux in the permanent magnet embedding holes 213 of the frame 210 in accordance with the reference point 211 of the frame 210.
  • Permanent magnets 236 facing in the radial direction of the axis 221 are attached to the N pole and the S pole by alternating embedding or by attaching the three-phase array.
  • the driver module 230 has 2n (n is an integer greater than or equal to 4) N poles in the permanent magnet embedding holes 213 of the frame 210 in accordance with the reference point 211 of the frame 210.
  • permanent magnets 236 having S-poles alternately embedded and attached or 3n (n is an integer greater than or equal to 3) arranged in three phases and having a magnetic flux directed toward the axis diameter of the shaft 221. do.
  • the front driver module 310 forms the shaft 520 through-hole and a mounting surface at a center of a body having a closed cylindrical shape, and is equally spaced in accordance with the reference point 311.
  • Permanent magnets 316 facing in the radial direction of the axis 221 are attached to the N-pole and the S-pole alternately embedded or attached to the three-phase arrangement.
  • the front driver module 310 forms the shaft 520 through-hole and the mounting surface at the center of the body formed in a cylindrical shape with one side closed and 2n at equal intervals in accordance with the reference point 311 (hereinafter, n is an integer greater than or equal to 4) or 3n (hereinafter, n is an integer greater than or equal to 2), a stator 312 in which the permanent magnet embedding holes 313 are formed in the circumferential axis direction around the front rotor 240, and the stator 312 2n pieces of N and S poles are alternately embedded in 2n permanent magnet embedding holes 313 in accordance with the reference point 311, or 3n of 3n permanent magnet embedding holes 313 are embedded in 3 phases. Or permanent magnets 316 whose 3n magnetic fluxes are directed in the axial radial direction of the shaft 221.
  • the rear driver module 350 has a cylindrical shape having one side closed, and a mounting surface 315 of the impeller housing 650 and the power generator 200 and a center of the body.
  • Permanent magnet embedding holes 313 of the stator 312 formed through holes in the permanent magnet embedding holes 313 in the circumferential axis direction around the rear rotor 250 at equal intervals in accordance with the reference point (311).
  • Permanent magnets 316 whose magnetic flux is directed in the axial radial direction of the shaft 221 in accordance with the reference point 311 are alternately purchased by attaching the N pole and the S pole or by attaching the three-phase array. .
  • the rear driver module 350 forms a through-hole in the center of the body and the mounting surface 315 of the impeller housing 650 and the power generator 200 in a body having a closed cylindrical shape.
  • the N pole and the S pole are alternately embedded in the holders 312 formed in the direction and 2n permanent magnet embedding holes 313 in accordance with the reference point of the holder 312, or 3n permanent magnet embedding holes 313 are attached.
  • 2n or 3n magnetic fluxes which are arranged in three phases and attached to each other include permanent magnets 316 facing in the axial radial direction of the shaft 221.
  • the power transmission device 100 is the front rotor 240 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 of the power generator 200 is the direction of the magnetic flux in the axis direction 221 of the shaft
  • the permanent magnets 236 and 316 of the driver module 230 and the front driver module 310 and the rear driver module 350 of the power generator 200 face the direction of the magnetic flux. It is also preferable to face in the axial direction of 221.
  • the turbine wheel 510 is disposed in the exhaust passage of the turbine housing 450, the impeller 610 is disposed in the intake passage of the impeller housing 650, and the shaft 520 is the bearing. It is rotatably supported and mounted by the bearing 560 embedded in the housing 570 and between the bearing housing 570 and the impeller housing 650 and the power generator 200 and the front driver module 310 and The power transmission device 100 including the rear driver module 350 is interposed.
  • the power generator 200 of the power transmission device 100 mounts the impeller 610 on the shaft 221 of the bearing module 220 and the rear rotor 240 and the frame at the rear of the frame 210.
  • Mounting the rear driver module 350 and the impeller housing 650 spaced at right angles with a predetermined gap in the axial direction of (210) and the front of the frame 210 is the bearing housing 570
  • the front driver module 310 is disposed in the perpendicular direction spaced apart from the front of the frame 210 with a predetermined gap in the axial direction of the front rotor 240 and the frame 210 and the shaft Is mounted on the 520 receives the rotational power of the turbine wheel 510.
  • a space securing adapter 900 may be mounted between the power generator 200 and the bearing housing 570.
  • the turbine wheel 510 and the shaft 520 are integrally applied.
  • by the suction pressure of the internal combustion engine is supplied with the rotational power of the impeller 610 rotated by the power of the flow of air flow flowing into the air inlet of the impeller housing 650.
  • the front driver module 310 is disposed so that the direction of the magnetic flux with the front rotor 240 of the power generator 200 is directed in a right angle direction.
  • the permanent magnets 246 of the front rotor 240 are 2n (n is an integer of 2 or more) N and S so that the direction of the magnetic flux is directed in the axial direction or the axial radial direction of the bearing module 220 Alternating poles are arranged in the circumferential direction of the bearing module 220 and the permanent magnets 316 of the front driver module 310 are the permanent magnets 246 of the front rotor 240 and the bearings.
  • n pieces are alternately arranged or 3n pieces (n is an integer of 4 or more) spaced apart at a predetermined gap in the axial direction and the radial direction of the axis of the module 220 so that the direction of the magnetic flux is perpendicular to each other.
  • n is an integer of 2 or more) and is arranged in the circumferential direction in three phase arrangement.
  • Permanent magnets 246 of the front rotor 240 to the direction of the magnetic flux in the direction of the axis of the bearing module 220 2n (n is an integer of 2 or more) by alternately embedding the N pole and S pole
  • the permanent magnets 316 of the front driver module 310 are attached to each other so that the direction of the magnetic flux with the permanent magnets 246 of the front rotor 240 is perpendicular to each other (n is an integer greater than or equal to 4). Attached by inserting the N-pole and the S-pole alternately is described as follows.
  • four permanent magnets 246 are alternately embedded in the rotating plate 242 of the front rotor 240, and the N pole and the S pole are alternately disposed, and the stator of the front driver module 310 is disposed.
  • Eight permanent magnets 316 are alternately embedded with the N poles and the S poles at 312, and the planes of the permanent rotors 316 are disposed in a plane.
  • the pole permanent magnets 246 are positioned between the N pole and the S pole of the permanent magnets 316 of the front driver module 310 or in equilibrium with the magnetic field at positions facing the S poles.
  • S pole permanent magnets 246 of the front rotor 240 are located between the N pole and the S pole permanent magnet 316 of the front driver module 310 or the magnetic field balance in a position facing the S poles. Will be achieved.
  • the permanent magnets 316 of the front driver module 310 mounted on the shaft 520 rotate and 90 with the permanent magnets 246 of the front rotor 240.
  • the rotational force of the rotating magnetic field of the attraction force and the repulsive force in the phase phase is accelerated rotation of the front rotor 240.
  • the front driver module 310 receives the rotational power of the shaft 520, the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 316 are alternately arranged in the north pole and south pole in the radial direction of the shaft 520 A virtual magnetic field rotation moment axis is rotated, and the front rotor 240 has a virtual magnetic pole in which the directions of the magnetic fluxes of the permanent magnets 246 are alternately arranged with the north pole and the south pole in the axial direction of the bearing module 220.
  • the rotating magnetic field formed by rotating the front driver module 310 by forming the magnetic field rotation moment axis rotates the planetary motion by the interaction between the rotating magnetic field formed by the front rotor 240 and the attraction force and the repulsive force.
  • the front rotor 240 is accelerated to rotate.
  • the permanent magnets 246 of the front rotor 240 are arranged in the radial direction of the axis with a predetermined gap in the axial direction of the bearing module 220 and arranged in a right angle so that the direction of the magnetic flux is the bearing module 220 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 2) are alternately embedded with the north pole and the south pole, so that the permanent magnets 316 of the front driver module 310 are disposed in the bearing module 220. ) Is embedded in the radial direction of the axial line and embedded so that 3n pieces (n is an integer of 2 or more) three phases with the magnetic flux directed in the axial radial direction of the bearing module 220 as described below.
  • N-pole permanent magnets 246 are disposed on the rotating plate 242 of the front rotor 240 and N poles and S poles are alternately embedded, and six permanent magnets are fixed to the stator 312 of the front driver module 310.
  • the shaft 520 of the front rotor 240 is stopped when the shaft 520 is stopped.
  • N-pole permanent magnets 246 are located between the north pole and the south pole, the south pole and the south pole of the permanent magnets 316 of the front driver module 310 or the magnetic field in a position facing the north pole and the south pole Will be balanced.
  • the S-pole permanent magnets 246 face the S-pole and the N-pole of the permanent magnets 316 of the front driver module 310 or are located between the S-pole and the S-pole, the N-pole and the N-pole to achieve self-balancing. do.
  • the front driver module 310 receives the rotational power of the shaft 520, the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 316 is N, N, N pole and S, in the radial direction of the axis of the shaft 520
  • a virtual magnetic field rotation moment axis disposed to be three phases of S and S poles is rotated, and the front rotor 240 has an N pole in the axial direction of the bearing module 220 in the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 246.
  • the rotating magnetic field formed by rotating the front driver module 310 by forming an imaginary magnetic field rotation moment axis in which the S poles are alternately formed is formed by the rotation magnetic field formed by the front rotor 240 rotating and the attraction force and repulsive force. Interaction is to accelerate the rotation of the front rotor 240 by creating a rotational force of the planetary motion.
  • the front rotor 240 of the power generator 200 faces the front driver module 310 and the permanent magnets 246 of the front rotor 240 have magnetic flux of the shaft 221.
  • Rotational magnetic field of is driven by the interaction of the attraction force and the repulsive force in the form of a planetary motion there is a difference to accelerate the rotation of the front rotor 240.
  • the front rotor 240 of the power generator 200 is disposed so that the direction of the magnetic flux with the driver module 230 of the power generator 200 in a direction perpendicular to the rear, the rear of the power generator 200
  • the rotor 250 is disposed such that the direction of the magnetic flux with the driver module 230 and the rear driver module 350 of the power generator 200 are directed at right angles.
  • the permanent magnets 246 of the front rotor 240 and the rear rotor 250 are arranged in an axial radial direction with a predetermined gap in the axial direction of the bearing module 220 and are arranged in a right angle direction to have magnetic flux.
  • 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 2) are alternately embedded in the rotating plate 242 so that the direction of the bearing module 220 is in the axial direction of the bearing module 220, and the N and S poles are alternately disposed.
  • the direction of the bearing module 220 in the radial direction of the axis 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 4) and N poles and S poles are alternately embedded in the frame 210, or 3n pieces (n is an integer greater than or equal to 2) are arranged in three phases.
  • the permanent magnets 316 of the rear driver modules 350 are spaced apart at a predetermined interval in the axial direction of the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 and the bearing module 220 to the rear Arranged in the axial radial direction of the bearing module 220 around the permanent magnets 246 of the rotor 250 so that the direction of the magnetic flux in the axial radial direction of the bearing module 220 to the stator 312 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 4) are arranged by alternately acquiring N and S poles, or 3n pieces are arrange
  • Permanent magnets 246 of the front rotor 240 are arranged in the radial direction of the axis with a predetermined gap in the axial direction of the bearing module 220 and arranged in a right direction so that the direction of the magnetic flux of the bearing module 220 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 2) are disposed by alternately embedding the N pole and the S pole so as to face in the axial direction, and the permanent magnets 236 of the driver modules 230 are disposed in the front rotor 240.
  • Permanent magnets 246 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 and the axis of the bearing module 220 in the radial direction is disposed so that the direction of the magnetic flux in the axis of the axis of the bearing module 220 2n pieces (n is an integer greater than or equal to 4) arranged so as to face each other are arranged as follows.
  • the front driver module 310 is in the stopped state.
  • the N pole permanent magnets 246 of the front rotor 240 are positioned between the N pole and the S pole of the permanent magnets 236 of the driver module 230 or at the position facing the S poles to balance the magnetic field. Is achieved.
  • S-pole permanent magnets 246 of the front rotor 240 are located between the N and S poles of the permanent magnets 236 of the driver module 230 or the magnetic field balance in a position facing the S poles. Will be achieved.
  • the permanent magnet 246 of the front rotor 240 When the front rotor 240 rotates to the rotating magnetic field and accelerates and moves in the direction of the arrow by the rotational force of the rotating magnetic field that the front driver module 310 rotates, the permanent magnet 246 of the front rotor 240. ) Are simultaneously moved in the direction of the arrow to obtain the driving force of the magnetic field of the attraction and repulsive force in the 90-degree phase with the permanent magnets 236 of the driver module 230 is accelerated.
  • the front rotor 240 receives the rotational power of the front driver module 310, the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 246 is alternately the N pole and the S pole in the axial direction of the bearing module 220
  • the driver module 230 alternates the N pole and the S pole in the radial direction of the bearing module 220 in the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 236.
  • the rotating magnetic field formed by rotating the front rotor 240 by forming the magnetic field is generated by the interaction between the magnetic field and the attraction force and the repulsive force formed by the driver module 230 around the front rotor 240.
  • the front rotor 240 is made to rotate to accelerate.
  • the interaction between the rear rotor 250 and the driver module 230 and the rear rotor 250 and the rear driver module 350 is also described in the same manner.
  • 2n pieces of the permanent magnets 246 of the front rotor 240 and the rear rotor 250 are directed toward the axial direction of the bearing module 220 (n is an integer of 2 or more).
  • the N pole and the S pole are alternately embedded and attached, and the permanent magnets 236 of the driver modules 230 of the power generator 200 have the front rotor 240 and the magnetic flux facing at right angles to 3n.
  • the embedding and attachment of the dog to be three-phase (n is an integer of 2 or more) is explained as follows.
  • the driver module 230 on the frame 210 is six permanent magnets ( 236, three phases of N, N, N poles and S, S, S poles are deployed and explained in plan view.
  • the front driver module 310 is in a stopped state, the N of the front rotor 240 is stopped.
  • the pole permanent magnets 246 are located between the north pole and the south pole, the south pole and the south pole of the permanent magnets 236 of the driver module 230, or the equilibrium of the magnetic field in a position facing the north pole and the south pole Will be achieved.
  • the S pole permanent magnets 246 face the S and N poles of the permanent magnets 236 of the driver module 230 or are positioned between the S pole and the S pole, the N pole and the N pole to achieve self-balancing. .
  • the permanent magnet 246 of the front rotor 240 is moved.
  • the driving force of the attraction force and repulsive force in the 120-degree phase with the permanent magnets 236 of the driver module 230 is rotated to accelerate.
  • the front rotor 240 receives the rotational power of the front driver module 310, the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 246 is alternately the N pole and the S pole in the axial direction of the bearing module 220
  • the driver module 230 is rotated by making a virtual magnetic field rotation moment axis arranged in the direction of the magnetic flux of the permanent magnets 236 are N, N, N pole and S, in the radial direction of the axis of the bearing module 220.
  • a magnetic field formed to form three phases of S and S poles, and a rotating magnetic field formed while the front rotor 240 rotates is formed by the driver module 230 around the front rotor 240.
  • the front rotor 240 accelerates rotation by creating a rotational force by the interaction of the attraction force and the repulsive force.
  • the interaction between the rear rotor 250 and the driver module 230 and the rear rotor 250 and the rear driver module 350 is also described in the same manner.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 of the power generator 200 face the driver module 230 and the rear driver module 350 and the front rotor 240.
  • Permanent magnets 246 of the rear rotor 250 and the magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft 221 and the permanent magnets (236, 316) of the driver module 230 and the rear driver module 350
  • the rotating magnetic fields of the front rotor 240 and the rear rotor 250 and the magnetic fields of the driver module 230 are formed by the interaction of the attraction force and the repulsive force.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 accelerated rotation.
  • the external air flows into the air inlet of the impeller housing 650 by the suction pressure of the internal combustion engine, and the inertial force of the air flow discharged through the impeller 610 to the diffuser, the scroll and the air outlet.
  • the impeller 610 is rotated and the impeller 610 transmits rotational power to the front rotor 240 and the rear rotor 250 mounted on the shaft 221 of the bearing module 220. .
  • a rotating magnetic field formed by the rotation of the front rotor 240 and the rear rotor 250 which is supplied with the rotational power supplied from the impeller 610 may be formed by the driver modules 230 and the rear driver.
  • the module 350 accelerates rotation by creating a rotational force by the magnetic field and attraction force and repulsive force formed.
  • the front rotor of the power generator 200 is rotated by the turbine wheel 510 and the shaft 520 by the exhaust gas of the internal combustion engine and is supplied from the shaft 520.
  • the 240 and the rear rotor 250 face the front driver module 310 and the rear driver module 350 and permanent magnets 246 of the front rotor 240 and the rear rotor 250.
  • the magnetic flux is directed in the axial direction of the shaft 221 and the permanent magnets 316 of the front driver module 310 and the rear driver module 350 have magnetic flux in the axial radial direction of the shaft 221.
  • the power generator 200 is the front rotor 240 and the rear rotor 250 by the rotation of the front rotor 240 facing the driver module 230, the front rotor (
  • the permanent magnets 246 of the 240 and the rear rotor 250 have magnetic fluxes directed in the axial direction of the shaft 221, and the permanent magnets 236 of the driver modules 230 have magnetic fluxes of the shaft 221.
  • a rotating magnetic field generated by the rotation of the front rotor 240 and the rear rotor 250 toward the axis radial direction, and the driver module 230 may be the front rotor 240 and the rear rotor 250.
  • the magnetic field formed around is designed to transmit rotational power by increasing rotational speed and rotational force by accelerating rotation by rotating force by the interaction of attraction force and repulsive force.
  • the rear rotor 250 faces the rear driver module 350 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 face magnetic flux in the axial direction of the shaft 221 and drive the rear.
  • the permanent magnets 316 of the magnetic modules 350 have magnetic flux directed toward the axial radial direction of the shaft 221 so that the rotating magnetic field of the rear rotor 250 of the power generator 200 is around the rear rotor 250.
  • the rear driver module 350 is formed in the rotational force and the rotational force by the interaction between the magnetic field and the attraction force and the repulsive force is increased.
  • the front rotor 240 and the rear rotor 250 rotate by the rotational power supplied from the impeller 610 mounted on the shaft 221 of the bearing module 220 and the driver module ( 230 and the rear driver module 350 to create a rotational force by the interaction of the attraction force and the repulsive force to increase the rotational speed and rotational force to transfer power to the impeller (610).
  • the turbine wheel 510 and the shaft 520 are rotated by the exhaust gas of the internal combustion engine, and the front rotor 240 and the rear rotor of the power generator 200 are rotated by the rotational power supplied from the shaft 520.
  • the electron 250 faces the front driver module 310 and the rear driver module 350 and the permanent magnets 246 of the front rotor 240 and the rear rotor 250 have magnetic fluxes.
  • the magnetic flux is directed in the axial radial direction of the shaft 221, the front driver module
  • the rotating magnetic field created by the rotation 310 and the rotating magnetic field produced by the power generator 200 and the magnetic field produced by the rear driver module 350 create a rotating force by the interaction between the attraction force and the repulsive force, and the bearing module 220.
  • Mounted on the shaft 221 of the The rotational magnetic field generated by the power generator 200 and the magnetic field of the rear driver module 350 are generated by the interaction between the attractive force and the repulsive force to increase the rotational speed and the rotational force by increasing the rotational force and the rotational force.
  • a turbocharger to block the heat conduction of the exhaust gas to reduce the temperature of the charge air, increase the flow rate and supply the compressed air with a boost pressure.
  • the power transmission device 100 is the front rotor 240 and the permanent magnets 246 of the rear rotor 250 of the power generator 200 is the direction of the magnetic flux in the axis direction 221 of the shaft
  • the permanent magnets 236 and 316 of the driver module 230 and the front driver module 310 and the rear driver module 350 of the power generator 200 face the direction of the magnetic flux. The same effect is obtained also toward the axial direction of 221.
  • the rotational force of the power transmission device 100 is determined by adjusting the magnetic density of the permanent magnets, the contact area of the magnetic field, and the gap of the permanent magnets facing in the right direction with a predetermined gap between the mounting diameter pitch of the permanent magnets.
  • the power transmission device 100 since the power transmission device 100 generates and drives the rotational force of the magnetic field by the interaction between the attraction force and the repulsive force of the permanent magnets, almost no noise is generated with high driving efficiency, and durability is excellent and there is no driving cost.
  • the bearing housing 570 and the shaft 520 are provided. By blocking the heat conduction from the furnace, it is possible to lower the temperature of the charge air by the heat of the exhaust gas.
  • the present invention can be employed as a supply device for supplying boost pressure by compressing air by using exhaust gas, and can be employed for vehicles, industrial, commercial, domestic use, and the like, and is particularly preferably used as an air supply device for an internal combustion engine.

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Abstract

본 발명은 내연기관의 배기가스에 의해 구동하여 흡기를 압축하여 과급하는 터보차저에서 임펠러 하우징과 베어링 하우징 사이에 임펠러의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 갖추어 임펠러와 터빈 휠의 연결을 분리하고 동력전달장치가 샤프트와 임펠러의 회전 동력을 공급받아 생성하는 회전 자기장과 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 터보차저를 구현하여 배기가스의 열전도를 차단하여 과급공기의 온도를 낮추고 유량을 증대시키고 과급압을 높인 압축공기를 공급하여 전 운전영역에 걸쳐 가속 응답성을 개선한 스플릿 터보차저를 제공한다.

Description

스플릿 터보차저
본 발명은 내연기관의 배기가스에 의해 구동하여 흡기를 압축하여 과급하는 터보차저에서 임펠러의 회전 동력을 높이는 동력전달장치를 갖춘 스플릿 터보차저에 관한 것이다.
내연기관의 성능 향상을 위해 내연기관의 배기가스로 구동하여 흡기를 압축하여 과급하는 터보차저가 널리 사용되고 있다. 터보차저는 일반적으로, 베어링 유닛을 사이에 두고 배치된 압축기와 터빈으로 이루어지고, 압축기는 임펠러를 터빈은 터빈 휠을 각각 내장한다. 임펠러와 터빈 휠은 베어링 유닛으로 지지되는 샤프트로 서로 연결되어 있고, 내연기관의 배기가스에 의해 터빈 휠을 회전 구동시키며, 이 회전력을 샤프트을 개재하여 임펠러에 전달하고 임펠러로 공기를 압축하여 과급공기를 공급하도록 구성되어 있다.
터보차저의 터빈은 고온의 배기가스가 흐르기 때문에 터빈 휠부터 샤프트로 그리고 터빈에서 베어링 유닛으로 열전도에 의해 고온이 전달되고 엔진 룸은 내연기관의 배기 복사열에 노출되어 있어 압축기에서 나오는 압축공기의 온도 상승에 영향을 미친다. 이를 해결하기 위해 베어링 유닛에 냉각수 유로를 형성하고, 이 냉각수 유로에 냉각수를 흘려 베어링 유닛을 냉각하도록 구성하고 있지만 압축기에서 나오는 압축공기의 온도 상승의 억제에는 한계가 있다.
터보차저는 고속 운전영역에서 충분한 과급압을 얻는 장점이 있는 반면에 저속 운전영역에서 배기가스 에너지가 낮아 효율 저하로 원하는 부스트를 얻을 수 없어 이로 인해 저속 운전영역과 역동 구간에서 부하 변동 시 응답 시간 지체가 발생하는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 저속 운전영역과 역동구간에서 필요한 과급압을 얻기 위해 터보차저의 베어링 하우징 내부에 샤프트와 동축 상에 모터를 설치한 전기 터보차저 시스템과, 모터 컴프레서와 터보차저를 조합한 복합 순차식 과급 시스템을 적용한 과급기 등이 적용되고 있지만 내장 모터와 모터 컴프레서는 사용 영역이 제한되고 이와 관련한 부품수의 증가와 제어 시스템의 추가로 비용의 증가 요인이 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 내연기관의 배기가스에 의해 구동하여 흡기를 압축하여 과급하는 터보차저에서 임펠러 하우징과 베어링 하우징 사이에 임펠러의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 갖추어 임펠러와 터빈 휠의 연결을 분리하고 동력전달장치가 샤프트와 임펠러의 회전 동력을 공급받아 생성하는 자기장들의 상호 작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 터보차저를 구현하여 배기가스의 열전도를 차단하여 과급공기의 온도를 낮추고 유량을 증대시키고 과급압을 높인 압축공기를 공급하여 전 운전영역에 걸쳐 가속 응답성을 개선한 스플릿 터보차저를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 스플릿 터보차저는 내연기관의 배기가스에 의해 회전 구동되는 터빈 휠과 샤프트와, 상기 터빈 휠을 둘러싸는 터빈 하우징과, 상기 샤프트의 회전을 지지하는 베어링을 내장한 베어링 하우징과, 상기 터빈 휠의 회전 동력으로 회전하여 흡기를 압축하는 임펠러와, 상기 임펠러를 둘러싸는 임펠러 하우징과, 상기 임펠러 하우징과 상기 베어링 하우징 사이에 개재되어 상기 임펠러의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 포함한다.
이때, 상기 동력전달장치는 자기장에 의해 구동되는 동력발생기와 상기 동력발생기의 앞쪽과 뒤쪽에 배치되어 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자 주위에 자기장을 형성하는 전방 구동자 모듈과 후방 구동자 모듈을 포함하여 상기 동력발생기는 베어링 모듈의 샤프트에 상기 임펠러를 장착하고 프레임의 뒤쪽에 상기 후방 회전자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치된 상기 후방 구동자 모듈과 상기 임펠러 하우징을 장착하고 상기 프레임의 앞쪽은 상기 베어링 하우징에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈은 상기 프레임의 앞쪽에서 상기 전방 회전자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 샤프트에 장착되어 상기 터빈 휠과 상기 임펠러의 회전 동력을 공급받는다.
이때, 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자는 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기가 만드는 회전 자기장과 상기 후방 구동자 모듈의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 것에 특징이 있다.
한편, 상기 동력발생기는 프레임과, 상기 프레임에 장착되어 회전을 지지하는 상기 베어링 모듈과, 상기 프레임의 전방과 후방에서 상기 프레임의 전면과 후면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 베어링 모듈의 샤프트에 고정되며 영구자석들이 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자와, 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자와 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석들이 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하며 상기 프레임에 장착되는 구동자 모듈들과, 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자를 상기 베어링 모듈에 고정하는 로크 너트들과, 상기 베어링 모듈을 상기 프레임에 고정하는 고정구를 포함한다.
한편, 상기 프레임은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞쪽과 뒤쪽의 내면에 기준점에 맞추어 각각 등 간격으로 2n개 (n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 상기 베어링 모듈의 장착 공간과 냉각 공간을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 베어링 하우징과 상기 임펠러 하우징과 상기 후방 구동자 모듈의 장착 면을 형성한 형상을 가진다.
한편, 상기 베어링 모듈은 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면과 베어링 고정 턱과 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 위상을 고정하는 고정 홈들과 나사산들을 형성한 샤프트와, 그리스 공급 냉각방식의 베어링과 오일 공급 냉각방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링과, 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 위상을 고정하는 고정구를 포함한다.
한편, 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 슬롯 홈을 형성하고 슬롯 홈에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 몸체의 원주 축선상에 형성한 형상을 가진 회전판과, 상기 회전판의 슬롯 홈에 맞추어 영구자석 매입 구멍들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 구동자 모듈은 상기 프레임의 기준점에 맞추어 상기 프레임의 영구자석 매입 구멍들에 2n개를 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개를 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 부착한 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 전방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 상기 샤프트 관통 구멍과 장착 면을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 후방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 임펠러 하우징과 상기 동력발생기와의 장착 면과 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함한다.
한편, 상기 동력전달장치는 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 동력발생기의 구동자 모듈들과 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 임펠러 하우징과 베어링 하우징 사이에 임펠러의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 갖추어 임펠러와 터빈 휠의 연결을 분리하고 동력전달장치가 샤프트와 임펠러의 회전 동력을 공급받아 생성하는 회전 자기장과 자기장이 인력과 척력의 상호 작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 터보차저를 구현하여 배기가스의 열전도를 차단하여 과급공기의 온도를 낮추고 유량을 증대시키고 과급압을 높인 압축공기를 공급하여 전 운전영역에 걸쳐 가속 응답성을 개선한 스플릿 터보차저를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스플릿 터보차저를 도시한 사시도.
도 2는 동력발생기를 도시한 단면 사시도.
도 3은 동력발생기의 프레임을 도시한 단면 사시도.
도 4는 동력발생기의 베어링 모듈을 도시한 단면 사시도.
도 5는 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자를 도시한 단면 사시도.
도 6은 동력발생기의 구동자 모듈을 도시한 사시도.
도 7은 전방 구동자 모듈과 후방 구동자 모듈을 도시한 단면 사시도.
도 8과 도 9와 도 10은 실시예에 따른 동력전달장치의 작동 설명도.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 스플릿 터보차저의 단면도이고 도 2는 동력발생기(200)의 단면도이고 도 3과 도 4와 도 5와 도 6과 도 7은 구성 부품의 단면 사시도이고 도 8과 도 9와 도 10은 동력전달장치(100)의 작동 설명도이다. 먼저, 구성요소들에 대해 설명한다. 본 발명에 의한 스플릿 터보차저는 내연기관의 배기가스에 의해 회전 구동되는 터빈 휠(510)과 샤프트(520)와, 상기 터빈 휠(510)을 둘러싸는 터빈 하우징(550)과, 상기 샤프트(520)의 회전을 지지하는 베어링(560)을 내장한 베어링 하우징(570)과, 상기 터빈 휠(510)의 회전 동력으로 회전하여 흡기를 압축하는 임펠러(610)와, 상기 임펠러(610)를 둘러싸는 임펠러 하우징(650)과, 상기 임펠러 하우징(650)과 상기 베어링 하우징(570) 사이에 개재되어 상기 임펠러(610)의 회전 구동을 높이는 동력전달장치(100)를 포함한다.
상기 동력전달장치(100)는 자기장에 의해 구동되는 동력발생기(200)와 상기 동력발생기(200)의 앞쪽과 뒤쪽에 배치되어 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250) 주위에 자기장을 형성하는 전방 구동자 모듈(310)과 후방 구동자 모듈(350)을 포함하여 상기 동력발생기(200)는 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 상기 임펠러(610)를 장착하고 프레임(210)의 뒤쪽에 상기 후방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치된 상기 후방 구동자 모듈(350)과 상기 임펠러 하우징(650)을 장착하고 상기 프레임(210)의 앞쪽은 상기 베어링 하우징(570)에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈(310)은 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 전방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 샤프트(520)에 장착된 것이다.
상기 동력발생기(200)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 프레임(210)에 자속 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하는 영구자석(236)들을 포함하는 구동자 모듈(230)들을 상기 프레임(210)의 전면과 후면에 형성된 영구자석 매입 구멍(213)에 장착하고 상기 프레임(210)에 회전을 지지하는 베어링 모듈(220)을 장착하여 스냅 링 또는 로크 너트와 같은 고정구(270)로 고정하고 영구자석(246)들의 자속 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하는 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)를 상기 베어링 모듈(220)에 장착하여 로크 너트(260)로 고정한 것이다.
상세하게는 상기 동력발생기(200)는 프레임(210)과, 상기 프레임(210)에 장착되어 회전을 지지하는 상기 베어링 모듈(220)과, 상기 프레임(210)의 전방과 후방에서 상기 프레임(210)의 전면과 후면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 고정되며 영구자석(246)들이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 상기 전방 회전자(240) 및 상기 후방 회전자(250)와, 상기 전방 회전자(240) 및 상기 후방 회전자(250)와 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석(236)들이 상기 전방 회전자(240) 및 상기 후방 회전자(250) 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하며 상기 프레임(210)에 장착되는 구동자 모듈(230)들과, 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)를 상기 베어링 모듈(220)에 고정하는 로크 너트(260)들과, 상기 베어링 모듈(220)을 상기 프레임(210)에 고정하는 고정구(270)를 포함한다.
상기 구성에서 상기 프레임(210)은 도 3에 도시한 바와 같이, 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞쪽과 뒤쪽의 내면(218)에 기준점(211)에 맞추어 각각 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(213)들을 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 상기 베어링 모듈(220)의 장착 공간과 베어링 냉각 공간(212)을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 베어링 하우징(570)과 상기 임펠러 하우징(650)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 장착 면(214)들을 형성한 형상을 가진 것이다.
상세하게는 상기 프레임(210)은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞쪽과 뒤쪽의 내면(218)에 기준점(211)에 맞추어 각각 등 간격으로 2n개 (n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(213)을 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 상기 베어링 모듈(220)의 장착 공간과 냉각 공간(212)을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 베어링 하우징(570)과 상기 임펠러 하우징(650)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 장착 면(214)들을 형성한 형상을 가진다.
상기 베어링 모듈(220)은 도 4에 도시한 바와 같이, 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면(223)과 베어링 고정 턱(222)과 상기 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 위상을 고정하는 고정 홈(224)들과 나사산(225)들을 형성한 샤프트(221)에 회전을 지지하는 베어링(226)을 장착하고 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 위상을 고정하는 고정구(227)를 장착한 것이다. 또한, 상기 베어링 모듈(220)은 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 최대 회전수에 따라 내구 수명을 보장하는 허용 한계를 넘지 않는 그리스 공급 냉각방식의 베어링과 오일 공급 냉각방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링(226)을 선택하여 적용한 것이다.
상세하게는 상기 베어링 모듈(220)은 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면(223)과 베어링 고정 턱(222)과 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 위상을 고정하는 고정 홈(224)들과 나사산(225)들을 형성한 샤프트(221)와, 그리스 공급 냉각방식의 베어링과 오일 공급 냉각방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링(226)과, 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 위상을 고정하는 고정구(227)를 포함한다.
상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)는 도 5에 도시한 바와 같이, 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 원통형 돌출부(244)를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 슬롯 홈(243)을 형성하고 슬롯 홈(243)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(245)들을 몸체의 원주 축선상에 형성한 형상을 가진 회전판(242)의 영구자석 매입 구멍(245)들에 슬롯 홈(243)에 맞추어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 영구자석(246)들을 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 것이다.
상세하게는 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 원통형 돌출부(244)를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 슬롯 홈(243)을 형성하고 슬롯 홈(243)에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(245)을 몸체의 원주 축선상에 형성한 형상을 가진 회전판(242)과, 상기 회전판(242)의 슬롯 홈(243)에 맞추어 영구자석 매입 구멍(245)들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 영구자석(246)을 포함한다.
상기 구동자 모듈(230)은 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 프레임(210)의 기준점(211)에 맞추어 상기 프레임(210)의 영구자석 매입 구멍(213)들에 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(236)들을 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3상 배열하여 매입하여 부착한 것이다.
상세하게는 상기 구동자 모듈(230)은 상기 프레임(210)의 기준점(211)에 맞추어 상기 프레임(210)의 영구자석 매입 구멍(213)들에 2n개를 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개를 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 부착한 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(236)을 포함한다.
상기 전방 구동자 모듈(310)은 도 7에 도시한 바와 같이, 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 상기 샤프트(520) 관통 구멍과 장착 면을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(313)들을 상기 전방 회전자(240) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대(312)의 영구자석 매입 구멍(313)들에 기준점(311)에 맞추어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(316)들을 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3상 배열하여 매입하여 부착한 것이다.
상세하게는 상기 전방 구동자 모듈(310)은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 상기 샤프트(520) 관통 구멍과 장착 면을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(313)을 상기 전방 회전자(240) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대(312)와, 상기 고정대(312)의 기준점(311)에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍(313)에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍(313)에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(316)을 포함한다.
상기 후방 구동자 모듈(350)은 도 7에 도시한 바와 같이, 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 임펠러 하우징(650)과 상기 동력발생기(200)와의 장착 면(315)과 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 영구자석 매입 구멍(313)들을 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대(312)의 영구자석 매입 구멍(313)들에 기준점(311)에 맞추어 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(316)들을 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3상 배열하여 매입하여 부착한 것이다.
상세하게는 상기 후방 구동자 모듈(350)은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 임펠러 하우징(650)과 상기 동력발생기(200)와의 장착 면(315)과 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 기준점(311)에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍(313)을 상기 후방 회전자(250) 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대(312)와, 상기 고정대(312)의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍(313)에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍(313)에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석(316)을 포함한다.
한편, 상기 동력전달장치(100)는 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 상기 샤프트의(221) 축선 지름 방향으로 자속의 방향이 향하고 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)들과 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 영구자석(236, 316)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향한 것도 바람직하다.
다음으로, 작용 및 작동에 대해 설명한다. 스플릿 터보차저는 상기 터빈 하우징(450)의 배기 통로에 상기 터빈 휠(510)이 배치되고 임펠러 하우징(650)의 흡기 통로에 상기 임펠러(610)가 배치되어 있으며, 상기 샤프트(520)는 상기 베어링 하우징(570)에 내장된 상기 베어링(560)에 의해 회전 가능하게 지지되어 장착되고 상기 베어링 하우징(570)과 상기 임펠러 하우징(650) 사이에 동력발생기(200)와 전방 구동자 모듈(310)과 후방 구동자 모듈(350)을 포함하는 상기 동력전달장치(100)가 개재되어 있다.
상기 동력전달장치(100)의 동력발생기(200)는 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 상기 임펠러(610)를 장착하고 프레임(210)의 뒤쪽에 상기 후방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치된 상기 후방 구동자 모듈(350)과 상기 임펠러 하우징(650)을 장착하고 상기 프레임(210)의 앞쪽은 상기 베어링 하우징(570)에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈(310)은 상기 프레임(210)의 앞쪽에서 상기 전방 회전자(240)와 상기 프레임(210)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 샤프트(520)에 장착되어 상기 터빈 휠(510)의 회전 동력을 공급받는다. 상기 동력발생기(200)와 상기 베어링 하우징(570) 사이에 공간 확보용 어답터(900)를 장착하여도 좋다. 차량용 터보차저에서는 상기 터빈 휠(510)과 상기 샤프트(520)가 일체형으로 적용된다. 또한, 내연기관의 흡입압에 의해 상기 임펠러 하우징(650)의 공기 흡입구로 유입하는 공기 유동의 흐름의 동력에 의해 회전하는 상기 임펠러(610)의 회전 동력을 공급받는다.
상기 전방 구동자 모듈(310)은 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 자속의 방향이 직각 방향으로 향하도록 배치된다.
즉, 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향 또는 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 배열되어 상기 베어링 모듈(220)의 원주 방향으로 배치되고 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향과 축선 지름 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 자속의 방향이 직각으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 배치되거나 또는 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 원주 방향으로 배치된 것이다.
상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 부착되고 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 자속의 방향이 직각으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 되도록 매입하여 부착된 것은 아래와 같이 설명된다.
도 8에 도시한 바와 같이 상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 전방 구동자 모듈(310)의 고정대(312)에 8개의 영구자석(316)이 N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 샤프트(520)가 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 N극과 S극 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. 상기 전방 회전자(240)의 S극 영구자석(246)들은 상기 전방 구동자 모듈(310)의 N극과 S극 영구자석(316) 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다.
상기 샤프트(520)가 회전하게 되면 상기 샤프트(520)에 장착된 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들이 회전하며 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 90도 위상으로 인력과 척력의 회전 자기장의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)를 가속 회전하게 된다.
따라서, 상기 샤프트(520)의 회전 동력을 받아 상기 전방 구동자 모듈(310)은 영구자석(316)들의 자속의 방향이 상기 샤프트(520)의 축선 지름 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극을 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 형성하여 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 유성 운동의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)를 가속 회전시키는 것이다.
또한, 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되고 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상이 되도록 매입하여 부착된 것은 아래와 같이 설명된다.
상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 전방 구동자 모듈(310)의 고정대(312)에 6개의 영구자석(316)이 N, N, N극과 S, S, S극으로 3상 매입하여 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 샤프트(520)가 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 N극과 S극, S극과 N극 사이에 위치하거나 또는 S극과 N극과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. S극 영구자석(246)들은 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들의 S극과 N극과 마주보거나 S극과 S극, N극과 N극 사이에 위치하여 자기 평형을 이루게 된다.
상기 샤프트(520)가 회전하게 되면 상기 샤프트(520)에 장착된 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들이 회전하며 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 120도 위상으로 인력과 척력의 회전 자기장의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)를 가속 회전하게 된다.
따라서, 상기 샤프트(520)의 회전 동력을 받아 상기 전방 구동자 모듈(310)은 영구자석(316)들의 자속의 방향이 상기 샤프트(520)의 축선 지름 방향으로 N, N, N극과 S, S, S극의 3상이 되도록 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극을 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 형성하여 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 유성 운동의 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)를 가속 회전시키는 것이다.
예를 들면, 도 9에 도시한 바와 같이 유성기어열에서 링 기어(820)가 회전하면 유성 기어 캐리어(840)의 유성 기어(830)가 선 기어(810)를 마주보며 균일하게 밀어내면서 가속 회전시키는 유성운동을 하는 형식의 구동 예로 설명된다. 본 발명은 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)는 상기 전방 구동자 모듈(310)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈(310)의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈(310)의 회전 자기장과 상기 전방 회전자(240)의 회전 자기장이 유성운동의 형식으로 인력과 척력의 상호작용으로 구동하여 상기 전방 회전자(240)를 가속 회전시키는 차이가 있다.
한편, 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)은 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)과 자속의 방향이 직각 방향으로 향하도록 배치되고, 상기 동력발생기(200)의 후방 회전자(250)는 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)과 상기 후방 구동자 모듈(350)과 자속의 방향이 직각 방향으로 향하도록 배치된다.
즉, 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 회전판(242)에 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 구동자 모듈(230)들의 영구자석(236)들은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들의 주위와 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들의 주위에 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 상기 프레임(210)에 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배열되거나 또는 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 배치된 것이다.
또한, 상기 후방 구동자 모듈(350)들의 영구자석(316)들은 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들의 주위에 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 고정대(312)에 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배열되거나 또는 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 배치된 것이다.
상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되고, 상기 구동자 모듈(230)들의 영구자석(236)은 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들과 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들과 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 배열된 것은 아래와 같이 설명된다.
도 10에 도시한 바와 같이 상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 매입하여 배치되고 상기 프레임(210)의 영구자석 매입 구멍에 상기 구동자 모듈(230)이 8개의 영구자석(236)으로 N극과 S극을 교대로 매입하여 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 전방 구동자 모듈(310)이 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들의 N극과 S극 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. 상기 전방 회전자(240)의 S극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들의 N극과 S극 사이에 위치하거나 또는 S극들과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다.
상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장의 회전력에 의해 상기 전방 회전자(240)가 회전 자기장으로 회전하여 화살표 방향으로 가속하여 이동하면 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 화살표 방향으로 동시에 이동하면서 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들과 90도 위상으로 인력과 척력의 자기장의 추진력을 얻게 되어 가속하게 된다.
따라서, 상기 전방 구동자 모듈(310)의 회전 동력을 받아 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 구동자 모듈(230)은 영구자석(236)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 N극과 S극을 교대로 배치된 자기장을 형성하여 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 구동자 모듈(230)이 상기 전방 회전자(240) 주위에 형성하는 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)가 가속 회전하는 것이다. 상기 후방 회전자(250)와 상기 구동자 모듈(230) 그리고 상기 후방 회전자(250)와 상기 후방 구동자 모듈(350)의 상호작용도 동일하게 설명된다.
또한, 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 향하도록 하여 2n개가 (n은 2 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 부착되고 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)들의 영구자석(236)들은 상기 전방 회전자(240)와 자속의 방향이 직각으로 향하도록 하여 3n개가 (n은 2 이상 정수) 3상이 되도록 매입하여 부착된 것은 아래와 같이 설명된다.
상기 전방 회전자(240)의 회전판(242)에 4개의 영구자석(246)이 N극과 S극이 교대로 배치되고 상기 프레임(210)에 상기 구동자 모듈(230)이 6개의 영구자석(236)으로 N, N, N극과 S, S, S극으로 3상 배치되어 이를 평면상에 전개하여 설명하면 상기 전방 구동자 모듈(310)이 정지상태에서는 상기 전방 회전자(240)의 N극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들의 N극과 S극, S극과 N극 사이에 위치하거나 또는 S극과 N극과 마주보는 위치에서 자기장의 평형을 이루게 된다. S극 영구자석(246)들은 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들의 S극과 N극과 마주보거나 S극과 S극, N극과 N극 사이에 위치하여 자기 평형을 이루게 된다.
상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 유도 자기장의 회전력에 의해 상기 전방 회전자(240)가 회전 자기장으로 회전하여 화살표 방향으로 가속하여 이동하면 상기 전방 회전자(240)의 영구자석(246)들은 화살표 방향으로 동시에 이동하면서 상기 구동자 모듈(230)의 영구자석(236)들과 120도 위상으로 인력과 척력의 추진력을 얻게 되어 가속 회전하게 된다.
따라서, 상기 전방 구동자 모듈(310)의 회전 동력을 받아 상기 전방 회전자(240)는 영구자석(246)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 방향으로 N극과 S극이 교대로 배치된 가상의 자기장 회전 모멘트 축을 만들어 회전하고 상기 구동자 모듈(230)은 영구자석(236)들의 자속의 방향이 상기 베어링 모듈(220)의 축선 지름 방향으로 N, N, N극과 S, S, S극의 3상이 되도록 배치된 자기장을 형성하여 상기 전방 회전자(240)가 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 구동자 모듈(230)이 상기 전방 회전자(240) 주위에 형성하는 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)가 가속 회전하는 것이다. 상기 후방 회전자(250)와 상기 구동자 모듈(230) 그리고 상기 후방 회전자(250)와 상기 후방 구동자 모듈(350)의 상호작용도 동일하게 설명된다.
예를 들면, 자기부상열차에서 차륜이 원동기로 구동되어 차대가 일정 속도 이상 가속되면 차대에 설치된 전기자와 마주보며 일정한 간격을 두고 설치된 리액션플레이트 사이의 전자력을 이용하여 주행하는 자기장의 상호작용의 구동 예로 설명된다. 본 발명은 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)는 상기 구동자 모듈(230)과 상기 후방 구동자 모듈(350)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(230)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 영구자석(236, 316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 회전자(240) 및 상기 후방 회전자(250)의 회전 자기장과 상기 구동자 모듈(230)의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)가 가속 회전하는 차이가 있다.
한편, 내연기관이 시동되면 내연기관의 흡입압에 의해 외부공기가 상기 임펠러 하우징(650)의 공기 흡입구로 유입하여 상기 임펠러(610)를 거쳐 디퓨저와 스크롤과 공기 배출구로 배출되는 공기 유동의 관성력으로 상기 임펠러(610)를 회전시키며 상기 임펠러(610)는 상기 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 장착된 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)에 회전 동력을 전달하게 된다.
이때, 상기 임펠러(610)에서 공급되는 회전 동력을 받은 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)가 회전하며 형성하는 회전 자기장이 상기 구동자 모듈(230)들과 상기 후방 구동자 모듈(350)이 형성하는 자기장과 인력과 척력으로 회전력을 만들어 가속 회전하게 된다.
예를 들면, 상기의 자기부상열차의 구동 예에서 설명한 자기장의 상호작용의 구동 예로 설명된다.
상기와 같이 구성된 스플릿 터보차저에서는 내연기관의 배기가스에 의해 상기 터빈 휠(510)과 샤프트(520)를 회전하여 상기 샤프트(520)에서 공급되는 회전 동력으로 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)는 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 샤프트(520)에 장착된 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 상기 전방 회전자(240) 주위에 만드는 회전 자기장과 상기 전방 회전자(240)의 회전 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 상기 전방 회전자(240)가 가속 회전되어 상기 동력발생기(200)가 자기장에 의해 구동하게 된다.
상기 동력발생기(200)는 상기 전방 회전자(240)의 회전에 의해 상기 전방 회전자(240) 및 상기 후방 회전자(250)는 상기 구동자 모듈(230)들과 마주보고 상기 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 구동자 모듈(230)들의 영구자석(236)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)가 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 구동자 모듈(230)이 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250) 주위에 형성하는 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 가속 회전하여 회전수와 회전력을 높여 회전 동력을 전달하도록 고안된다.
또한, 상기 후방 회전자(250)는 상기 후방 구동자 모듈(350)과 마주보고 상기 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 후방 구동자 모듈(350)들의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 동력발생기(200)의 후방 회전자(250)의 회전 자기장이 상기 후방 회전자(250) 주위에 형성되는 상기 후방 구동자 모듈(350)의 자기장과 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높이게 된다.
또한, 상기 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 장착된 상기 임펠러(610)에서 공급되는 회전 동력으로 상기 전방 회전자(240)와 상기 후방 회전자(250)가 회전하며 상기 구동자 모듈(230)과 상기 후방 구동자 모듈(350)과 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 상기 임펠러(610)에 동력을 전달하게 된다.
따라서, 내연기관의 배기가스에 의해 상기 터빈 휠(510)과 샤프트(520)를 회전하여 상기 샤프트(520)에서 공급되는 회전 동력으로 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)는 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)과 마주보고 상기 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 영구자석(316)들은 자속이 상기 샤프트(221)의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈(310)이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기(200)가 만드는 회전 자기장과 상기 후방 구동자 모듈(350)이 만드는 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들고, 상기 베어링 모듈(220)의 샤프트(221)에 장착된 상기 임펠러(610)에서 공급되는 회전 동력으로 상기 동력발생기(200)가 만드는 회전 자기장과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 터보차저를 구현하여 배기가스의 열전도를 차단하여 과급공기의 온도를 낮추고 유량을 증대시키고 과급압을 높인 압축공기를 공급한다.
한편, 상기 동력전달장치(100)는 상기 동력발생기(200)의 전방 회전자(240)와 후방 회전자(250)의 영구자석(246)들은 상기 샤프트의(221) 축선 지름 방향으로 자속의 방향이 향하고 상기 동력발생기(200)의 구동자 모듈(230)들과 상기 전방 구동자 모듈(310)과 상기 후방 구동자 모듈(350)의 영구자석(236, 316)들은 자속의 방향이 상기 샤프트(221)의 축선 방향으로 향하여도 동일한 효과를 가진다.
상기 동력전달장치(100)의 회전력은 영구자석들의 자기밀도와 자기장의 접촉 면적과 영구자석들의 장착 지름 피치와 일정한 간극을 두고 직각 방향으로 마주보는 영구자석들의 간극을 조정하여 결정된다.
또한, 상기 동력전달장치(100)는 영구자석들의 인력과 척력의 상호작용으로 자기장의 회전력을 만들어 구동하기 때문에 높은 구동 효율로 소음 발생이 거의 발생하지 않으며 내구성이 좋고 구동 비용이 없다.
또한, 상기 임펠러(610)와 상기 샤프트(520)의 연결이 분리되어 상기 임펠러(610)와 상기 샤프트(520) 사이의 단열 공간 확보가 가능하기 때문에 상기 베어링 하우징(570)과 상기 샤프트(520)로 부터의 열전도를 차단하여 배기가스 열에 의한 과급공기의 온도를 낮출 수 있다.
기타, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 배기가스를 이용하여 공기를 압축하여 과급압을 공급하는 급기장치로서 차량용, 산업용, 상업용, 가정용 등에 채용될 수 있고, 특히 내연기관의 급기장치로서 바람직하게 사용된다.

Claims (9)

  1. 내연기관의 배기가스에 의해 회전 구동되는 터빈 휠과 샤프트와, 상기 터빈 휠을 둘러싸는 터빈 하우징과, 상기 샤프트의 회전을 지지하는 베어링을 내장한 베어링 하우징과, 상기 터빈 휠의 회전 동력으로 회전하여 흡기를 압축하는 임펠러와, 상기 임펠러를 둘러싸는 임펠러 하우징과, 상기 임펠러 하우징과 상기 베어링 하우징 사이에 개재되어 상기 임펠러의 회전 구동을 높이는 동력전달장치를 포함하는 스플릿 터보차저에 있어서,
    상기 동력전달장치는 자기장에 의해 구동되는 동력발생기와 상기 동력발생기의 앞쪽과 뒤쪽에 배치되어 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자 주위에 자기장을 형성하는 전방 구동자 모듈과 후방 구동자 모듈을 포함하여 상기 동력발생기는 베어링 모듈의 샤프트에 상기 임펠러를 장착하고 프레임의 뒤쪽에 상기 후방 회전자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치된 상기 후방 구동자 모듈과 상기 임펠러 하우징을 장착하고 상기 프레임의 앞쪽은 상기 베어링 하우징에 장착되며 상기 전방 구동자 모듈은 상기 프레임의 앞쪽에서 상기 전방 회전자와 상기 프레임의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되며 상기 샤프트에 장착되어 상기 터빈 휠과 상기 임펠러의 회전 동력을 공급받으며,
    상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자는 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈과 마주보고 상기 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향하고 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 영구자석들은 자속이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하여 상기 전방 구동자 모듈이 회전하며 만드는 회전 자기장과 상기 동력발생기가 만드는 회전 자기장과 상기 후방 구동자 모듈의 자기장이 인력과 척력의 상호작용으로 회전력을 만들어 회전수와 회전력을 높여 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 스플릿 터보차저.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력발생기는 프레임과, 상기 프레임에 장착되어 회전을 지지하는 상기 베어링 모듈과, 상기 프레임의 전방과 후방에서 상기 프레임의 전면과 후면과 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 상기 베어링 모듈의 샤프트에 고정되며 영구자석들이 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 축선 지름 방향으로 배열되고 직각 방향으로 배치되어 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자와, 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자와 상기 샤프트의 축선 방향으로 일정 간극을 두고 이격되어 직각 방향으로 배치되어 영구자석들이 상기 전방 회전자 및 상기 후방 회전자 주위에 축선 지름 방향으로 배열되고 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하며 상기 프레임에 장착되는 구동자 모듈들과, 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자를 상기 베어링 모듈에 고정하는 로크 너트들과, 상기 베어링 모듈을 상기 프레임에 고정하는 고정구를 포함하는 것을 특징으로 하는 스플릿 터보차저.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 프레임은 원통 형상으로 이루어진 몸체의 축을 중심으로 앞쪽과 뒤쪽의 내면에 기준점에 맞추어 각각 등 간격으로 2n개 (n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성하고 내주 면에 그리스 윤활 방식의 베어링과 오일 윤활 방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 그리고 자기 베어링 중 어느 하나로 하는 상기 베어링 모듈의 장착 공간과 냉각 공간을 형성하고 몸체의 앞면과 뒷면에 상기 베어링 하우징과 상기 임펠러 하우징과 상기 후방 구동자 모듈의 장착 면을 형성한 형상을 가진 것을 특징으로 하는 스플릿 터보차저.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 베어링 모듈은 환봉 형상으로 이루어진 몸체의 외주 면에 베어링 장착 면과 베어링 고정 턱과 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 위상을 고정하는 고정 홈들과 나사산들을 형성한 샤프트와, 그리스 공급 냉각방식의 베어링과 오일 공급 냉각방식의 베어링과 공기 냉각방식의 베어링과 자기 베어링 중 어느 하나의 베어링과, 상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자의 위상을 고정하는 고정구를 포함하는 것을 특징으로 하는 스플릿 터보차저.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 전방 회전자와 상기 후방 회전자는 원반 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 원통형 돌출부를 형성하여 내주 면에 위상을 고정하는 슬롯 홈을 형성하고 슬롯 홈에 맞추어 등 간격으로 2n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 몸체의 원주 축선상에 형성한 형상을 가진 회전판과, 상기 회전판의 슬롯 홈에 맞추어 영구자석 매입 구멍들에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착한 2n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 스플릿 터보차저.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동자 모듈은 상기 프레임의 기준점에 맞추어 상기 프레임의 영구자석 매입 구멍들에 2n개를 (n은 4 이상 정수) N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개를 (n은 2 이상 정수) 3상 배열하여 매입하여 부착한 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 스플릿 터보차저.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체의 중심에 상기 샤프트 관통 구멍과 장착 면을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 전방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 스플릿 터보차저.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 후방 구동자 모듈은 한쪽 면이 닫힌 원통 형상으로 이루어진 몸체에 상기 임펠러 하우징과 상기 동력발생기와의 장착 면과 몸체의 중심에 관통 구멍을 형성하고 기준점에 맞추어 등 간격으로 2n개 (이하 n은 4 이상 정수) 또는 3n개의 (이하 n은 2 이상 정수) 영구자석 매입 구멍을 상기 후방 회전자 주위의 원주 축선 방향으로 형성한 고정대와, 상기 고정대의 기준점에 맞추어 2n개의 영구자석 매입 구멍에 N극과 S극을 교대로 매입하여 부착하거나 3n개의 영구자석 매입 구멍에 3상 배열하여 매입하여 부착한 2n개 또는 3n개의 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향한 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 스플릿 터보차저.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 동력전달장치는 상기 동력발생기의 전방 회전자와 후방 회전자의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 지름 방향으로 향하고 상기 동력발생기의 구동자 모듈들과 상기 전방 구동자 모듈과 상기 후방 구동자 모듈의 영구자석들은 자속의 방향이 상기 샤프트의 축선 방향으로 향한 것을 특징으로 하는 스플릿 터보차저.
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