KR20190135104A - Apparatus for supressing surge of turbo compressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터보차저의 컴프레서 측에서 발생하는 서지를 효과적으로 개선하는 터보 컴프레서 서지 방지장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbo compressor surge protection device that effectively improves surges occurring on the compressor side of a turbocharger.
일반적으로 차량에서 대기압보다 높은 압력으로 엔진에 공기를 송압하는 것을 과급이라 하며, 과급에 의하여 배기량이 같은 엔진에서도 다량으로 공기를 충전할 수 있어, 이에 따라 연료의 분사량을 증가시키면 엔진의 출력을 향상시킬 수 있다.In general, it is called supercharging to send air to the engine at a pressure higher than atmospheric pressure in the vehicle, and it is possible to charge a large amount of air even in an engine having the same displacement by the supercharging. Therefore, increasing the injection amount of fuel improves the engine output. You can.
이를 위한 터보차져는 엔진에서 발생하는 배출가스의 속도에너지를 이용하여 엔진의 연소실 내부로 다량의 공기를 공급시키어 엔진 출력을 증대시키는 장치인데 여기서 상기 배출가스를 이용하여 다량의 공기를 연소실로 보낼 때에는 이 배출가스로 터빈을 회전시키어 컴프레셔를 가동하게 되고, 이 컴프레셔에서 발생되는 압축공기를 엔진의 실린더로 공급시키어 실린더에 공급되는 공기량을 증대시킴에 따라 연료량의 증대를 통해 엔진 출력의 증가를 가져오도록 되어 있다.A turbocharger for this purpose is to increase the engine output by supplying a large amount of air into the combustion chamber of the engine by using the velocity energy of the exhaust gas generated from the engine, where the large amount of air is sent to the combustion chamber by using the exhaust gas The exhaust gas rotates the turbine to operate the compressor, and the compressed air generated by the compressor is supplied to the engine cylinder to increase the amount of air supplied to the cylinder, thereby increasing the amount of fuel to increase the engine output. It is.
그런데 종래 터보차져는 컴프레셔의 컴프레셔 케이스가 제작된 이후에는 유량을 조절할 수 없어, 공기가 과급되지 않는 서지영역(고산지대 등)에서 사용이 매우 제한적이다. 따라서 고지(고산지대)의 서지마진을 확보하기 위해 다양한 사양의 컴프레셔 휠을 개발할 필요가 있으며, 서지 발생시 이로 인한 소음 발생이 심하고 컴프레서 휠이 파손되는 문제점이 있었다.By the way, the conventional turbocharger can not control the flow rate after the compressor case of the compressor is manufactured, it is very limited in use in the surge area (high mountain region, etc.) is not air-charged. Therefore, it is necessary to develop a compressor wheel of various specifications in order to secure the surge margin of the highlands (alpine area), and when a surge occurs, there is a problem in that noise is severely generated and the compressor wheel is broken.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art are only for the purpose of improving the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the related art already known to those skilled in the art.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 터보차저의 컴프레서로 유입되는 공기 유량을 가변 조절하면서도 내부에 발생할 수 있는 공기 역류 현상을 효과적으로 방지하는 터보 컴프레서 서지 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is to provide a turbo compressor surge prevention device that effectively prevents air backflow that may occur while variably adjusting the air flow flowing into a compressor of a turbocharger. .
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터보 컴프레서 서지 방지장치는 내부에 컴프레서휠이 구비되고, 상기 컴프레서휠과 마주하는 측에 공기가 유입되는 유입부가 돌출 형성되며, 상기 유입부를 감싸도록 결합부가 돌출 형성되고, 유입부 측벽에 제1홀이 형성된 컴프레서 하우징; 일측이 상기 유입부 및 결합부에 연결되고, 타측에 공기를 공급받는 입구부가 형성되며, 외주면을 따라 제2홀이 형성되어 제1홀과 연통되는 연결모듈; 일측과 타측의 중공부 크기가 서로 다른 원추 형상으로 형성되어 상기 연결모듈 내부에 구비되고, 단면적이 상대적으로 작은 일측이 상기 컴프레서 하우징의 유입부와 연통되며, 타측이 상기 연결모듈의 입구부에 고정되고, 일측의 중공부 크기가 상기 컴프레서 하우징의 유입부보다 작게 형성되며, 외주면에는 다수의 제3홀이 형성된 탄성 재질의 가변콘; 및 상기 가변콘의 외주면에 탄성력을 제공하도록 결합되어, 상기 가변콘 일측의 단면적 크기를 확대시키도록 동작하는 스프링부재;를 포함할 수 있다.Turbo compressor surge prevention device according to the present invention for achieving the above object is provided with a compressor wheel therein, the inlet for the air is introduced into the side facing the compressor wheel is formed protruding, the coupling portion to surround the inlet A compressor housing which protrudes and has a first hole formed in the sidewall of the inlet; A connection module having one side connected to the inlet and the coupling part, an inlet part receiving air to the other side, and a second hole formed along an outer circumferential surface thereof to communicate with the first hole; Hollow parts of one side and the other side are formed in different conical shapes and are provided in the connection module, and one side of which the cross section is relatively small communicates with the inlet of the compressor housing, and the other side is fixed to the inlet of the connection module. A hollow portion of one side is formed smaller than the inlet of the compressor housing, and an outer circumferential surface of the variable cone of elastic material having a plurality of third holes; And a spring member coupled to the outer circumferential surface of the variable cone, the spring member operative to enlarge the size of the cross-sectional area of one side of the variable cone.
상기 연결모듈은, 일측과 타측의 단면적이 서로 다르게 형성되어, 단면적이 상대적으로 작은 일측이 상기 컴프레서 하우징의 유입부와 연결되고, 타측의 외주면이 결합부에 회전가능하도록 끼워진 회전부재와, 일측이 상기 회전부재의 타측면에 결합되되 고정된 상태를 유지하고, 타측에 입구부가 형성되는 고정부재로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.The connecting module has a cross-sectional area of one side and the other side is formed differently, one side of the relatively small cross-sectional area is connected to the inlet of the compressor housing, the outer member of the other side is rotatably fitted to the coupling portion, and one side The rotating member may be coupled to the other side of the rotating member to maintain a fixed state, and configured as a fixing member having an inlet portion formed at the other side.
상기 회전부재에는 일측과 타측 사이에 단면적 차이가 발생하는 부분으로부터 타측방향으로 돌출되어 상기 스프링부재의 일단부가 걸리도록 걸림부가 형성되고, 상기 스프링부재의 타단부는 상기 가변콘과 함께 상기 고정부재의 입구부에 고정되며, 중간부가 상기 가변콘의 외주면에 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.The rotating member protrudes in the other direction from a portion where a cross-sectional area difference occurs between one side and the other side, and a locking portion is formed to catch one end of the spring member, and the other end of the spring member together with the variable cone of the fixing member. It is fixed to the inlet, the middle portion may be characterized in that coupled to the outer peripheral surface of the variable cone.
상기 회전부재의 걸림부에는 외측방향으로 돌출된 돌출부가 일정거리 이격된 상태로 교번하여 형성됨으로써, 상기 회전부재의 회전에 따라 상기 스프링부재의 일단부가 돌출부에 위치하여 인장될 경우, 상기 가변콘 일측의 중공부가 상기 컴프레서 하우징의 유입부와 동일해지도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.The engaging portion of the rotating member is formed by alternating protrusions protruding outwards at a predetermined distance, so that one end of the spring member is tensioned by being located at the protrusion according to the rotation of the rotating member, one side of the variable cone The hollow portion may be characterized in that the same as the inlet portion of the compressor housing.
상기 제1홀은 상기 컴프레서 하우징 내부의 공기를 유입부, 결합부 및 회전부재가 이루는 챔버로 유도하고, 상기 제2홀은 상기 회전부재의 일측 외주면에 형성되어 챔버 내부의 공기를 연결모듈 내부로 유도하며, 상기 제3홀은 상기 연결모듈 내부의 공기를 상기 가변콘 내부로 유도하여 공기를 재순환시키는 것을 특징으로 할 수 있다.The first hole guides the air inside the compressor housing to the chamber formed by the inlet, the coupling part, and the rotating member, and the second hole is formed at one outer circumferential surface of the rotating member to direct the air inside the chamber into the connection module. Inducing, and the third hole may be characterized in that the air inside the connection module to guide the air inside the variable cone to recycle the air.
상기 스프링부재의 일단부가 돌출부에 위치하여 인장될 경우, 상기 가변콘은 상기 회전부재의 일측 중공부에 밀착되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.When one end of the spring member is positioned and tensioned in the protrusion, the variable cone may be provided to be in close contact with one side hollow portion of the rotating member.
상기 회전부재의 제2홀과 상기 가변콘의 제3홀은 서로 정렬되지 않도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.The second hole of the rotating member and the third hole of the variable cone may be formed so as not to be aligned with each other.
상기 회전부재의 일측단에는 외주면을 따라 반경방향 내측으로 인입된 인입홈이 형성되고, 상기 유입부의 단부에는 내주면을 따라 반경방향 외측으로 인입되되, 상기 인입홈의 길이보다 길고, 상기 인입홈 상부에 안착되는 안착홈이 형성되며, 상기 가변콘의 일측단에는 외주면을 따라 반경방향으로 돌출되어, 상기 가변콘의 단면적 크기 변화에 따라 상기 인입홈과 안착홈 사이의 공간을 슬라이딩하는 리브;가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.At one end of the rotating member is formed an inlet groove radially inwardly along the outer circumferential surface, the inlet portion is drawn radially outwardly along the inner circumferential surface, longer than the length of the inlet groove, the top of the inlet groove A seating groove is formed to be seated, the one side end of the variable cone protrudes radially along the outer circumferential surface, the rib sliding the space between the inlet groove and the seating groove according to the size change of the cross-sectional area of the variable cone; It can be characterized.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 터보 컴프레서 서지 방지장치에 따르면 터보차저의 컴프레서 입구부 면적을 가변제어함으로써, 컴프레서로 유입되는 유량 제어를 통해 서지 현상이 발생하는 것을 방지하고 서지마진을 확보할 수 있어, 터보차저의 상품성을 향상시킬 수 있다.According to the turbo compressor surge prevention device having the structure as described above, by varying the compressor inlet area of the turbocharger, it is possible to prevent the occurrence of a surge phenomenon and to secure a surge margin through the flow rate control flowing into the compressor, The merchandise of the turbocharger can be improved.
또한, 컴프레서의 입구 면적을 좁게 하였을 때 역류 현상이 발생하더라도 역류하는 공기를 회수하여 재순환시킴으로써 터보차저 효율이 저해되는 현상을 방지할 수 있다.In addition, even when a backflow phenomenon occurs when the inlet area of the compressor is narrowed, it is possible to prevent a phenomenon in which turbocharger efficiency is impaired by recovering and recirculating backflowing air.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 컴프레서 서지 방지장치가 작동할 경우에 측면 형상을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 컴프레서 서지 방지장치가 작동할 경우에 스프링부재의 동작을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부재를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변콘을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 컴프레서 서지 방지장치가 미작동 상태일 때의 측면 형상을 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 컴프레서 서지 방지장치가 미작동 상태일 때의 스프링부재의 동작을 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a side shape when the turbo compressor surge protection device according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a perspective view showing the operation of the spring member when the turbo compressor surge protection device according to an embodiment of the present invention,
3 is a view showing a rotating member according to an embodiment of the present invention,
4 is a view showing a variable cone according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a cross-sectional view showing a side shape when the turbo compressor surge protector according to an embodiment of the present invention in an inactive state,
6 is a perspective view showing the operation of the spring member when the turbo compressor surge protector according to an embodiment of the present invention is in an inoperative state.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 터보 컴프레서 서지 방지장치에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a turbo compressor surge protection device according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 컴프레서 서지 방지장치가 작동할 경우에 측면 형상을 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 컴프레서 서지 방지장치가 작동할 경우에 스프링부재의 동작을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부재를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변콘을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 컴프레서 서지 방지장치가 미작동 상태일 때의 측면 형상을 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 컴프레서 서지 방지장치가 미작동 상태일 때의 스프링부재의 동작을 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a side shape when the turbo compressor surge protection device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a turbo compressor surge protection device according to an embodiment of the present invention when Figure 3 is a perspective view showing the operation of the spring member, Figure 3 is a view showing a rotating member according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a view showing a variable cone according to an embodiment of the present invention, Figure 5 FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a side shape when the turbo compressor surge protection device according to an embodiment of the present invention is in an inoperative state, and FIG. 6 is a turbo compressor surge protection device according to an embodiment of the present invention in an inoperative state. It is a perspective view showing the operation of the spring member at the time.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 터보 컴프레서 서지 개선장치는 내부에 컴프레서휠(10)이 구비되고, 상기 컴프레서휠(10)과 마주하는 측에 공기가 유입되는 유입부(21)가 돌출 형성되며, 상기 유입부(21)를 감싸도록 결합부(22)가 돌출 형성되고, 유입부(21) 측벽에 제1홀(23)이 형성된 컴프레서 하우징(20); 일측이 상기 유입부(21) 및 결합부(22)에 연통되도록 연결되고, 타측에 공기를 공급하는 입구부(49)가 형성되며, 외주면을 따라 제2홀(42)이 형성되어 제1홀(23)과 연통되는 연결모듈(40); 상기 연결모듈(40) 내부에 구비되고, 일측과 타측의 단면적 크기가 서로 다른 원추 형상으로 형성되며, 외주면에는 다수의 제3홀(33)이 형성된 탄성 재질의 가변콘(30); 및 상기 가변콘(30)의 외주면에 탄성력을 제공하도록 결합되어, 상기 가변콘(30) 일측의 단면적 크기를 확대시키도록 동작하는 스프링부재(35);를 포함할 수 있다.1 to 2, the turbo compressor surge improving device of the present invention includes a
상기 컴프레서휠(10)은 컴프레서 하우징(20)의 유입부(21)를 통해 유입된 공기를 압축하도록 회전 동작함으로써, 압축 공기를 엔진의 흡기 매니폴드로 토출하여 엔진의 흡기 효율을 증대시킨다.The
한편, 상기 컴프레서 하우징(20)은 컴프레서휠(10)로 외기를 공급하기 위해 컴프레서휠(10)과 마주하는 측에 돌출된 형상의 유입부(21)를 형성하여 컴프레서휠(10)로 공기를 공급한다.On the other hand, the compressor housing 20 forms an
본 발명에서 상기 가변콘(30)은 단면적이 상대적으로 작은 일측이 상기 컴프레서 하우징(20)의 유입부(21)와 연통되고, 타측이 상기 연결모듈(40)의 입구부(49)에 고정되되, 일측 단면적의 크기가 상기 컴프레서 하우징(20)의 유입부(21)보다 작게 형성된다.In the present invention, the
즉, 가변콘(30) 일측의 단면적 크기는 연통되는 컴프레서 하우징(20)의 유입부(21) 크기보다 작게 형성되기 때문에, 유입부(21) 측으로 공급되는 공기통로의 면적을 줄여 흡입공기의 양을 줄일 수 있다. 이에 따라, 컴프레서휠(10)로 전달되는 유량을 조절할 수 있는바, 공기가 과급되지 않는 서지영역에서도 컴프레서를 효과적으로 사용할 수 있다.That is, since the size of the cross-sectional area of one side of the
한편, 본 발명에서 가변콘(30)의 일측 크기를 가변하는데, 스프링부재(35)가 사용된다. 스프링부재(35)의 작동에 관하여는 후술하도록 하겠다.On the other hand, to vary the size of one side of the
여기서, 가변콘(30)의 일측과 컴프레서 하우징(20)의 유입부(21) 측에 단차가 발생되어 역류현상이 발생될 수 있다.Here, a step may be generated at one side of the
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 역류현상이 발생되는 컴프레서 하우징(20)의 유입부(21) 측벽에 제1홀(23)을 형성하고, 연결모듈(40)의 외주면에 제2홀(42)을 형성하며, 가변콘(30)의 외주면에 다수의 제3홀(33)을 형성함으로써, 컴프레서 하우징(20) 내부에서 역류되던 공기를 제1,2,3홀(23,42,33)을 통해 유입부(21)로 재순환시켜 역류현상으로 인한 유동 손실을 방지한다.Accordingly, as shown in FIG. 1, the
컴프레서 하우징(20)은 유입부(21) 외에 유입부(21)보다 큰 단면적을 가지면서 연결모듈(40)과 연통되도록 결합되는 결합부(27)가 돌출 형성되도록 마련된다. 따라서, 컴프레서 하우징(20)과 연결모듈(40) 간의 결합력을 증대시킬 수 있다.The
한편, 본 발명에서 상기 연결모듈(40)은, 일측과 타측의 단면적이 서로 다르게 형성되어, 단면적이 상대적으로 작은 일측이 상기 컴프레서 하우징(20)의 유입부(21)와 연결되고, 타측의 외주면이 결합부(22)에 끼워지되, 상대회전가능하도록 마련된 회전부재(41)와, 고정된 상태를 유지하도록 마련되어 일측에 상기 회전부재(41)의 타측면이 상대회전가능하도록 결합되고, 타측에 입구부(49)가 형성된 고정부재(47)로 구성될 수 있다.On the other hand, in the present invention, the
도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전부재(41)는 단면적이 서로 다른 원통이 서로 이어지는 형상으로 마련되는데, 도 1과 같이 단면적이 비교적 작게 형성된 일측이 컴프레서 하우징(20)의 유입부(21)에 연결되고, 단면적이 상대적으로 넓은 타측은 결합부(22) 내주면에 끼워지도록 마련된다.As shown in FIG. 3, the rotating
이때, 도시되지는 않지만 회전부재(41)는 컴프레서 하우징(20)과 베어링과 같은 별도의 연결장치를 매개로 서로 연결되거나, 약간의 공차를 두면서 끼워지도록 마련됨으로써, 컴프레서 하우징(20)에 대해 상대 회전가능하도록 마련될 수 있다. 여기서, 회전부재(41)는 별도로 연결된 액츄에이터에 의해 회전이 제어된다.At this time, although not shown, the
한편, 상기 고정부재(47)는 가변콘(30)을 고정시키는 역할을 수행한다. 이때, 고정부재(47)는 회전부재(41)로부터 회전력을 전달받지 않기 위해 베어링을 매개로 결합되거나, 공차를 두어 서로 연통되도록 마련될 수 있다.On the other hand, the
본 발명에서 상기 회전부재(41)에는 상기 스프링부재(35)의 일단부가 걸리도록 하는 걸림부(43)가 형성되고, 상기 스프링부재(35)의 타단부는 상기 가변콘(30)과 함께 상기 고정부재(47)의 입구부(49)에 고정되며, 중간부가 상기 가변콘(30)의 외주면에 결합될 수 있다.In the present invention, the rotating
구체적으로, 상기 걸림부(43)는 회전부재(41)의 일측과 타측 사이에 단면적 차이가 발생하는 부분으로부터 타측방향으로 돌출되도록 형성된다.Specifically, the
여기서, 상기 회전부재(41)의 걸림부(43)에는 반경방향으로 돌출된 돌출부(45)가 형성됨으로써, 상기 회전부재(41)의 회전에 따라 상기 스프링부재(35)의 일단부가 돌출부(45)에 위치하여 인장될 경우, 상기 가변콘(30) 일측의 단면적이 상기 컴프레서 하우징(20)의 유입구(21)와 단면적과 동일해지도록 마련된다.Here, the
상기 돌출부(45)는 복수개로 구비되어 걸림부(43)를 따라 일정거리 이격된 상태로 돌출형성되도록 마련될 수 있다.The
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 가변콘(30)의 형상을 가변하도록 탄성력을 제공하는 탄성스프링(35)은 일단부가 회전부재(40)에 형성된 걸림부(43)에 걸리고, 타단부가 고정부재(47)에 고정된다. That is, as shown in FIG. 2, the
여기서, 회전부재(40)가 회전하여 탄성스프링(35)의 일단부가 걸림부(43) 중 돌출부(45)가 형성되지 않은 부분에 걸릴 경우라면, 도 1과 같이 탄성스프링(35)이 본래 상태로 압축되면서 가변콘(30) 일측의 단면적이 유입구(21)의 단면적보다 작은 본래의 형상을 유지한다. 이를 통해 컴프레서 서지 마진을 증대시킨다.Here, if the rotating
반면, 도 6에 도시된 바와 같이 탄성스프링(35)의 일단부가 돌출 형성된 돌출부(45)에 걸리도록 회전부재(40)가 회전된 상태라면, 도 2와 같이 탄성스프링(35)이 인장되면서 가변콘(30)의 일측이 팽창되어 단면적이 컴프레서 하우징(20)의 유입구(21) 단면적과 동일해진다. 따라서, 컴프레서 하우징(20)의 유입구(21)로 공급되는 공기량을 증대시킬 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 6, when the rotating
한편, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1홀(23)은 상기 컴프레서 하우징(20) 내부의 공기를 유입부(21), 결합부(22) 및 회전부재(41)가 이루는 챔버(25)로 유도하고, 상기 제2홀(42)은 상기 회전부재(41)의 일측 외주면에 형성되어 챔버(25) 내부의 공기를 연결모듈(40) 내부로 유도하며, 상기 제3홀(33)은 상기 연결모듈(40) 내부의 공기를 상기 가변콘(30) 내부로 유도하도록 형성되어 공기를 재순환시킬 수 있다.1 and 4, the
즉, 컴프레서 하우징(20) 내부에서 단차에 의해 역류되는 공기는 제1홀(23)을 통해 상기 챔버(25)로 유입되고, 상기 챔버(25)로 유입된 공기는 제2홀(42)을 통해 연결모듈(40) 내부로 유입되며, 연결모듈(40) 내부로 유입된 공기는 제3홀(33)을 거쳐 다시 가변콘(30)의 중공부로 유입된다.That is, the air flowing back by the step inside the
따라서, 컴프레서 하우징(20)의 유입부(21)에서 역류되던 공기를 다시 유입부(21)로 재순환시킬 수 있는바, 역류현상으로 인한 유동 손실이 발생하거나 특이 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the air flowed back from the
여기서, 상기 스프링부재(35)의 일단부가 돌출부(35)에 위치하여 인장될 경우, 상기 가변콘(30)은 상기 회전부재(41)의 일측 중공부에 밀착되도록 마련될 수 있다.Here, when one end of the
또한, 상기 회전부재(41)의 제2홀(42)과 상기 가변콘(30)의 제3홀(33)은 서로 정렬되지 않도록 형성될 수 있다.In addition, the
즉, 도 5와 같이 스프링부재(35)가 인장되도록 회전부재(41)가 작동할 경우, 가변콘(30)에 형성된 제3홀(33)과 회전부재(41)에 형성된 제2홀(42)이 정렬되지 않으면서, 가변콘(30)과 회전부재(41)가 서로 밀착되도록 마련되는바, 역류현상이 발생하지 않는 상황에서 불필요하게 공기 유동이 재순환되어 유동 효율이 저해되는 것을 방지할 수 있다.That is, when the rotating
부가적으로, 도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 회전부재(41)의 일측단에는 외주면을 따라 반경방향 내측으로 인입된 인입홈(41a)이 형성되고, 상기 유입부(21)의 단부에는 내주면을 따라 반경방향 외측으로 인입되되, 상기 인입홈(41a)의 길이보다 길고, 상기 인입홈(41a) 상부에 안착되는 안착홈(21a)이 형성되며, 상기 가변콘(30)의 일측단에는 외주면을 따라 반경방향으로 돌출되어, 상기 가변콘(30)의 단면적 크기 변화에 따라 상기 인입홈(41a)과 안착홈(21a) 사이의 공간을 슬라이딩하는 리브(32)가 형성될 수 있다.Additionally, referring to FIGS. 1, 4, and 5, at one end of the rotating
즉, 가변콘(30)은 스프링부재(35)의 동작에 따라 탄성적으로 형상이 변화하게 되는데, 리브(32)가 인입홈(41a)과 안착홈(21a) 사이의 공간을 슬라이딩하면서 가이드되도록 마련됨으로써, 가변콘(30)이 형상 변화과정에서 기존의 위치를 이탈하는 현상을 방지할 수 있다.That is, the
특히나, 가변콘(30)이 원상태로 유지되는 상황에서도 리브(32)가 인입홈(41a)과 안착홈(21a) 사이 공간에 안착되도록 마련할 수 있다.In particular, even in a situation where the
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 터보 컴프레서 서지 방지장치에 따르면 터보차저의 컴프레서 입구부 면적을 가변제어함으로써, 컴프레서로 유입되는 유량 제어를 통해 서지 현상이 발생하는 것을 방지하고 서지마진을 확보할 수 있어, 터보차저의 상품성을 향상시킬 수 있다.According to the turbo compressor surge prevention device having the structure as described above, by controlling the area of the compressor inlet of the turbocharger, the surge phenomenon can be prevented and the surge margin can be secured through the flow rate control flowing into the compressor. The merchandise of the turbocharger can be improved.
또한, 컴프레서의 입구 면적을 좁게 하였을 때 역류 현상이 발생하더라도 역류하는 공기를 회수하여 재순환시킴으로써 터보차저 효율이 저해되는 현상을 방지할 수 있다.In addition, even when a backflow phenomenon occurs when the inlet area of the compressor is narrowed, it is possible to prevent a phenomenon in which turbocharger efficiency is impaired by recovering and recirculating backflowing air.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be appreciated that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit of the invention provided by the following claims. It will be self-evident for those of ordinary knowledge.
10: 컴프레서휠 20: 컴프레서 하우징
21: 유입부 21a: 안착홈
22: 결합부 23: 제1홀
25: 챔버 30: 가변콘
32: 리브 33: 제3홀
35: 스프링부재 40: 연결모듈
41: 회전부재 41a: 인입홈
42: 제2홀 43: 걸림부
45: 돌출부 47: 고정부재
49: 입구부10: compressor wheel 20: compressor housing
21:
22: coupling portion 23: the first hole
25: chamber 30: variable cone
32: rib 33: third hole
35: spring member 40: connection module
41: rotating
42: second hole 43: locking portion
45: protrusion 47: fixing member
49: entrance
Claims (9)
일측이 상기 유입부 및 결합부에 연통되도록 연결되고, 타측에 공기를 공급하는 입구부가 형성되며, 외주면을 따라 제2홀이 형성되어 제1홀과 연통되는 연결모듈;
상기 연결모듈 내부에 구비되고, 일측과 타측의 단면적 크기가 서로 다른 원추 형상으로 형성되며, 외주면에는 다수의 제3홀이 형성된 탄성 재질의 가변콘; 및
상기 가변콘의 외주면에 탄성력을 제공할 수 있도록 결합되어, 상기 가변콘 일측의 단면적 크기를 확대시키도록 동작하는 스프링부재;를 포함하는 터보 컴프레서 서지 방지장치.A compressor housing having a compressor wheel therein, an inflow portion through which air is introduced to the side facing the compressor wheel, a coupling portion protruding to surround the inflow portion, and a first hole formed in the sidewall of the inflow portion;
A connection module having one side connected to communicate with the inflow portion and the coupling portion, an inlet portion for supplying air to the other side, and a second hole formed along an outer circumferential surface thereof so as to communicate with the first hole;
A variable cone of elastic material which is provided inside the connection module and is formed in a cone shape having cross-sectional sizes of one side and the other side different from each other, and has a plurality of third holes formed on an outer circumferential surface thereof; And
And a spring member coupled to the outer circumferential surface of the variable cone, the spring member operative to enlarge the size of the cross-sectional area of one side of the variable cone.
상기 가변콘은 단면적이 상대적으로 작은 일측이 상기 컴프레서 하우징의 유입부와 연통되고, 타측이 상기 연결모듈의 입구부에 고정되되, 일측 단면적의 크기가 상기 컴프레서 하우징의 유입부보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 터보 컴프레서 서지 방지장치.The method according to claim 1,
One side of the variable cone has a relatively small cross-section communicating with the inlet of the compressor housing, the other side is fixed to the inlet of the connection module, characterized in that the size of one cross-sectional area is smaller than the inlet of the compressor housing. Turbo compressor surge protector.
상기 연결모듈은,
일측과 타측의 단면적이 서로 다르게 형성되어, 단면적이 상대적으로 작은 일측이 상기 컴프레서 하우징의 유입부와 연결되고, 타측의 외주면이 결합부에 상대회전가능하도록 끼워진 회전부재와,
고정된 상태를 유지하도록 마련되어, 일측에 상기 회전부재의 타측면이 회전가능하도록 결합되고, 타측에 입구부가 형성된 고정부재로 구성된 것을 특징으로 하는 터보 컴프레서 서지 방지장치.The method according to claim 2,
The connection module,
One side and the other side of the cross-sectional area is formed to be different, one side of the relatively small cross-sectional area is connected to the inlet of the compressor housing, the outer member of the other side is inserted into the coupling part to be relatively rotatable,
It is provided to maintain a fixed state, the other side of the rotary member is coupled to the rotatable rotatable, the turbo compressor surge suppressor, characterized in that consisting of a fixing member formed inlet on the other side.
상기 회전부재에는 상기 스프링부재의 일단부가 걸리도록 하는 걸림부가 형성되고,
상기 스프링부재의 타단부는 상기 가변콘과 함께 상기 고정부재의 입구부에 고정되며, 중간부가 상기 가변콘의 외주면에 결합된 것을 특징으로 하는 터보 컴프레서 서지 방지장치.The method according to claim 3,
The rotating member is provided with a locking portion for engaging one end of the spring member,
The other end of the spring member is fixed to the inlet of the fixing member with the variable cone, the turbo compressor surge suppressor, characterized in that the middle portion is coupled to the outer peripheral surface of the variable cone.
상기 회전부재의 걸림부에는 반경방향으로 돌출된 돌출부가 형성됨으로써, 상기 회전부재의 회전에 따라 상기 스프링부재의 일단부가 돌출부에 위치하여 인장될 경우, 상기 가변콘 일측의 단면적이 상기 컴프레서 하우징의 유입구와 단면적과 동일해지도록 마련된 것을 특징으로 하는 터보 컴프레서 서지 방지장치.The method according to claim 4,
The engaging portion of the rotating member is formed with a protrusion projecting in the radial direction, when one end of the spring member is located in the protrusion portion and is tensioned according to the rotation of the rotating member, the cross-sectional area of one side of the variable cone, the inlet of the compressor housing Turbo compressor surge protection device characterized in that the same as the cross-sectional area.
상기 제1홀은 상기 컴프레서 하우징 내부의 공기를 유입부, 결합부 및 회전부재가 이루는 챔버로 유도하고,
상기 제2홀은 상기 회전부재의 일측 외주면에 형성되어 챔버 내부의 공기를 연결모듈 내부로 유도하며,
상기 제3홀은 상기 연결모듈 내부의 공기를 상기 가변콘 내부로 유도하여 공기를 재순환시키는 것을 특징으로 하는 터보 컴프레서 서지 방지장치.The method according to claim 5,
The first hole guides the air inside the compressor housing to the chamber formed by the inlet, the coupling and the rotating member,
The second hole is formed on one outer peripheral surface of the rotating member to guide the air in the chamber into the connection module,
The third hole is a turbo compressor surge prevention device, characterized in that to guide the air in the connection module inside the variable cone to recirculate the air.
상기 스프링부재의 일단부가 돌출부에 위치하여 인장될 경우, 상기 가변콘은 상기 회전부재의 일측 중공부에 밀착되도록 마련된 것을 특징으로 하는 터보 컴프레서 서지 방지장치.The method according to claim 6,
When one end of the spring member is located in the protruding portion and is tensioned, the variable cone is a turbo compressor surge prevention device, characterized in that provided in close contact with the one hollow portion of the rotating member.
상기 회전부재의 제2홀과 상기 가변콘의 제3홀은 서로 정렬되지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 터보 컴프레서 서지 방지장치.The method according to claim 6,
And a second hole of the rotating member and a third hole of the variable cone are not aligned with each other.
상기 회전부재의 일측단에는 외주면을 따라 반경방향 내측으로 인입된 인입홈이 형성되고,
상기 유입부의 단부에는 내주면을 따라 반경방향 외측으로 인입되되, 상기 인입홈의 길이보다 길고, 상기 인입홈 상부에 안착되는 안착홈이 형성되며,
상기 가변콘의 일측단에는 외주면을 따라 반경방향으로 돌출되어, 상기 가변콘의 단면적 크기 변화에 따라 상기 인입홈과 안착홈 사이의 공간을 슬라이딩하는 리브;가 형성된 것을 특징으로 하는 터보 컴프레서 서지 방지장치.The method according to claim 2,
At one end of the rotating member is formed an inlet groove drawn in radially inward along the outer circumferential surface,
At the end of the inlet portion is introduced radially outward along the inner circumferential surface, longer than the length of the inlet groove, a seating groove is formed to be seated on the top of the inlet groove,
One side of the variable cone protrudes in a radial direction along the outer circumferential surface, according to the size change of the cross-sectional area of the variable cone rib sliding sliding space between the inlet groove and the seating groove; .
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KR101184465B1 (en) | 2005-12-20 | 2012-09-19 | 두산인프라코어 주식회사 | Turbo-Charger for compress a Blow-by Gas of an engine |
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