KR102144285B1 - 연소 기관용 과급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연소 기관(21)용 과급 장치(20)에 관한 것으로, 이 과급 장치는, 압축기 하우징(2)을 갖는 전기 구동식 압축기(1), 전기 모터(7), 및 전력 전자 회로(9)를 포함하고, 압축기 하우징 안에는 압축기 휠(3)이 배치되고, 이 압축기 휠은 회전자 축(5)의 일 단부(4)에 장착되며, 압축기 하우징은 압축기 하우징 후방벽(6)을 가지며, 전기 모터의 축(8)은 압축기 하우징(2)에 장착되는 회전자 축(5)에 연결되어 있고, 전력 전자 회로(9)는 압축기 하우징 후방벽(6)과 전기 모터(7) 사이에 배치된다.

Description

연소 기관용 과급 장치{CHARGING APPARATUS FOR A COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 연소 기관용 과급 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 알려져 있는 과급 장치에서, 제공되는 유일한 냉각은 공냉인데, 이 공냉은 첫째 불충분하고 둘째 과급 장치의 구성을 덜 컴팩하게 한다.
반면, 본 발명의 목적은, 공간 절약적인 구성과 개선을 냉각을 가능하게 해주는, 청구항 1 의 전제부에 따른 과급 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1 의 특정직 사항으로 달성된다.
본 발명에 따르면, 전력 전자 회로는 압축기 하우징 후방벽과 이 압축기 하우징 후방벽에 인접하여 제공되는 전기 모터 사이에 공간 절약적인 방식으로 배치된다.
종속 청구항에는 본 발명의 유리한 개량예가 기재되어 있다.
압축기 하우징 후방벽에 냉각 재킷이 제공되면, 전기 모터, 이 전기 모터의 축의 베어링 및 전력 전자 회로가 상기 제공된 냉각 재킷에 의해 유리하게 동시에 냉각될 수 있는 아주 컴팩트하고 비용 효과적인 구조가 얻어진다.
과급 공기로부터의 열의 바람직하지 않은 전달을 방지하기 위해, 압축기 하우징과 후방벽을 모터와 전력 전자 회로로부터 절연시키는 것이 또한 유리하다.
그러므로, 베어링, 모터 코일 및 전력 전자 회로는 바람직하게는 압축기의 일 부품에 장착되고 본 발명에 따라 적절한 절연 수단에 의해 압축기의 다른 부품으로부터 분리된다.
본 발명의 추가 상세 내용, 이점 및 특징은 도면을 참조하여 예시적인 실시 형태에 대한 이하의 설명으로부터 알 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 과급 장치의 제 1 실시 형태를 약간 단순화시켜 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 과급 장치의 제 2 실시 형태를 도시하는, 도 1 에 대응하는 도이다.
도 3 은 제 1 또는 2 실시 형태에 대응하는 본 발명에 따른 과급 장치가 제공될 수 있는 연소 기관의 기본도이다.
도 1 은 전기 구동식 압축기를 포함하는 과급 장치(20)의 제 1 실시 형태를 나타낸다. 그 압축기(1)는 압축기 휠(3)이 배치되는 압축기 하우징(2)을 갖는다. 압축기 휠(3)은 회전자 축(5)의 일 단부(4)에 장착된다.
또한 도 1 에 도시되어 있는 바와 같이, 압축기 하우징(2)은 압축기 하우징 후방벽(6)을 갖는데, 도시된 실시 형태에서 그 후방벽은 압축기 하우징 덮개의 형태로 되어 있다.
이 경우, 압축기 하우징 후방벽(6)에는 바람직하게는 냉각수를 위한 냉각 재킷(10)이 제공되어 있고, 상기 압축기 하우징 후방벽은 압축기 휠(3)의 뒤에 배치되어 압축기 하우징(2)에 고정되며 이렇게 해서 그 압축기 하우징을 폐쇄한다.
압축기(1)는 또한 전기 모터(7)를 가지고 있다. 이 전기 모터(7)는 회전자 축(5)에 연결되는 축(8)을 포함한다. 도시되어 있는 실시 형태에서, 축(8)과 회전자 축(5)은 도 1 에 상세히 나타나 있는 바와 같이 일체적인 부품으로 설계되어 있다. 이 경우, 축(8)은 회전자 축(5) 보다 작은 외경을 갖는 축 스터브(stub)의 형태로 되어 있고, 이 축 스터브 상에는 베어링(16)이 배치되어 있다. 회전자 축(5)의 단부(4)도 마찬가지로 그 회전자 축(5)에 비해 감소된 직경을 가지며 그 단부에는 제 2 베어링(17)이 설치되어 있다. 도 1 에 나타나 있는 바와 같이, 베어링(16)은 고정자 하우징(13)의 베어링부에 지지되며, 베어링(17)은 그의 외측 링으로 압축기 하우징 후방벽(6)의 오목부 안에 지지된다.
회전자 축(5)에는 자석(11)이 또한 제공되어 있는데, 상기 자석은 외부에서 이 자석을 둘러싸는 고정자 권선(12)과 상호 작용하게 된다.
도 1 에 따른 압축기(1)의 실시 형태는 또한 고정자 하우징(13)에 장착되거나 압축기 하우징 후방벽(6)에 장착되는 오물 방지 덮개(14)를 가지며, 이 오물 방지 덮개 안에는 전력 전자 회로 또는 전자 인쇄 회로 기판(9)의 전자 부품(15)이 배치되어 있다.
도 1 에 도시되어 있는 바와 같이, 전력 전자 회로(9)는 압축기 하우징 후방벽(6)과 전기 모터(7) 또는 오물 방지 덮개(14) 사이에 배치된다. 이를 위해, 전력 전자 회로(9)는 예컨대 오물 방지 덮개(14)와 압축기 하우징 후방벽(6) 사이에 단단히 클램핑되거나, 또는 상기 오물 방지 덮개와 압축기 하우징 후방벽 중의 하나에 다른 식으로 장착되는데, 예컨대 접착식으로 고정 결합된다.
이러한 배치의 결과로, 전력 전자 회로(9)가 냉각 재킷(10)에 인접하여 배치되고 그래서 전력 전자 회로(9)에 대한 상기 냉각 재킷의 냉각 효과가 상당히 개선되는 이점이 얻어진다.
전력 전자 회로(9)와 냉각 재킷(10) 또는 이 냉각 재킷(10)이 배치되는 압축기 하우징 후방벽(6) 사이에는 열 전도성 페이스트(paste)가 제공될 수 있다.
도 2 는 본 발명에 따른 과급 장치(20)의 제 2 실시 형태를 나타내는데, 여기서 도 1 의 실시 형태에 대응하는 모든 구성 요소는 동일한 참조 번호로 나타나 있다.
이 경우, 도 2 에 따른 실시 형태의 압축기 하우징 후방벽(6)은 베어링(17)이 배치되는 고정자 하우징(13)의 끝벽이다. 이 실시 형태에서, 고정자 하우징(13)도 마찬가지로 내부 냉각 장치 및 냉각 재킷(10)을 갖는데, 이 실시 형태에서도, 압축기 하우징 후방벽(6)과 전기 모터(7) 또는 그의 고정자 하우징(13) 사이에 전력 전자 회로(9)가 배치되며, 그래서 구성이 컴팩트하게 되고 또한 부품의 냉각이 개선되는 동일한 이점이 얻어진다.
도 2 에 따른 실시 형태는 그의 고정자 하우징(13)으로 예컨대 나사 연결에의해 압축기 하우징(2)에 직접 연결되므로, 상기 실시 형태는 오물 방지 덮개를 갖지 않는다.
전력 전자 회로(9)는 도 1 의 것처럼 고정자 하우징(13) 안에 단단히 클램핑되거나 어떤 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다. 전력 전자 회로(9)는 전자 정류기의 기능을 수행하는데 필요한 모든 부품을 포함할 수 있다. 상기 전력 전자 회로는 특히 트랜지스터 또는 소위 MOSFET를 포함하는 제어 회로이다. 전력 전자 회로(9)는 또한 센서, 특히 홀(Hall) 센서를 포함할 수 있다. 전자 부품(15)는 그 중에서도 특히 캐패시터를 포함한다.
도 1 및 2 를 참조하여 설명한 두 실시 형태는 고정자 권선이 그의 권선 헤드(19, 19') 사이에 제공하는 철 링(18)을 갖는다.
도 3 은 예컨대 (디젤 또는 가솔린) 내연 기관의 형태로 되어 있는 연소 기관(21)을 아주 단순화시켜 개략적으로 도시한 것이다. 연소 기관(21)은 과급 장치(20)의 압축기(1)가 배치되는 흡기 라인(22)을 가지며, 그 압축기는 전기 모터(7)로 구동된다. 흡기 라인(22)에서 압축기(1)의 하류에는 과급 공기 냉각기(23)가 배치될 수 있고 이 냉각기 다음에는 스로틀(throttle)(24)이 있다. 압축 공기(화살표(CA)로 표시되어 있음)가 압축기(1)로부터 흡기 매니폴드(25)에 공급되고, 이 흡기 매니폴드로부터 압축공기가 연소 기관(21)의 실린더에 공급된다.
배기 가스(EG)는 배기 가스 매니폴드(26)를 통해 배기 가스 라인(27)에 공급된다.
도 4 에 나타나 있는 특히 바람직한 실시 형태에서, 내연 기관(21)에는 또한 배기 가스 복귀 라인(28)이 제공되어 있는데, 이 배기 가스 복귀 라인에는 배기 가스 냉각기(29)와 밸브(23)가 배치되어 있다. 그러나, 상기 배기 가스 복귀 라인(28)은 그의 구성품(29, 30)과 함께 필수적인 것은 아니고, 단지 특히 바람직한 실시 형태를 구성하는 것이다.
본 발명에 대한 위의 기재된 설명에 추가적으로, 본 발명의 추가적인 개시에 대해서는 분명 도 1 ∼ 3 에 있는 본 발명의 도식적인 도시를 참조할 수 있다.
1 압축기
2 압축기 하우징
3 압축기 휠
4 단부
5 회전자 축
6 압축기 하우징 후방벽
7 전기 모터, 특히 브러시레스 DC 모터
8 축
9 전력 전자 회로/전자 인쇄 회로 기판
10 냉각 재킷
11 자석
12 고정자 권선
13 고정자 하우징
14 오물 방지 덮개
15 전자 부품
16, 17 베어링
18 철 링
19, 19' 권선 헤드
20 과급 장치
21 연소 기관
22 흡기 라인
23 과급 공기 냉각기
24 스로틀
25 흡기 매니폴드
26 배기 가스 매니폴드
27 배기 가스 라인
28 배기 가스 복귀 라인
29 배기 가스 냉각기
30 밸브
31 압축기 휠 후방측
CA 압축 공기
EG 배기 가스

Claims (13)

  1. 연소 기관(21)용 과급 장치(20)로서,
    압축기 하우징(2) 및 이 압축기 하우징 안에 배치되는 압축기 휠(3)을 갖는 전기 구동식 압축기(1),
    상기 압축기 하우징(2)에 장착되는 전기 모터(7), 및
    전력 전자 회로(9)를 포함하고,
    상기 압축기 휠은 회전자 축(5)의 일 단부(4)에 장착되며, 압축기 하우징 후방벽(6)이 압축기 휠 후방측(31)에 인접해 있고,
    상기 전력 전자 회로(9)는 압축기 하우징 후방벽(6)과 전기 모터(7) 사이에 배치되고,
    상기 압축기 하우징 후방벽에는 냉각 재킷(10)이 제공되어 있는 연소 기관용 과급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자 축(5)에 자석(11)이 배치되어 있는 연소 기관용 과급 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    고정자 권선(12)이 외부에서 상기 자석(11)을 둘러싸는 연소 기관용 과급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    고정자 하우징(13)이 외부에서 상기 고정자 권선(12)을 둘러싸는 연소 기관용 과급 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    오물 방지 덮개(14)가 상기 압축기 하우징 후방벽(6)에 배치되어 있는 연소 기관용 과급 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 전자 회로(9)는 회전자 축(5)에 대해 축방향으로 배치되는 연소 기관용 과급 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기 하우징 후방벽(6)은 하우징 덮개의 형태로 되어 있는 연소 기관용 과급 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기 하우징 후방벽(6)은 전기 모터(7)의 끝벽으로 형성되어 있는 연소 기관용 과급 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 전자 회로(9)는 상기 냉각 재킷(10)에 인접하여 배치되는 연소 기관용 과급 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    열전도성 층이 상기 전력 전자 회로(9)와 냉각 재킷(10) 사이에 배치되어 있는 연소 기관용 과급 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 열전도성 층은 열전도성 페이스트(paste)의 형태로 되어 있는 연소 기관용 과급 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 전자 회로(9), 축(5, 8)의 베어링(16, 17) 및 고정자 권선(12)은 하나의 부품에 장착되는 연소 기관용 과급 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소 기관은 내연 기관 또는 연료 전지의 형태로 되어 있는 연소 기관용 과급 장치.
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