KR101776307B1 - 트윈 스크롤 타입 터보차져 - Google Patents

Abstract

본 발명은 격벽에 단면축소부를 구비하여, 배기매니폴드와 터보차져의 내부에 구비된 격벽과 이 격벽의 주변부 사이에서 크랙이 발생하는 것을 방지 내지는 저감하도록 함으로써, 터보차져 및 배기매니폴드의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

트윈 스크롤 타입 터보차져{Twin Scroll Type Turbo Charger}

본 발명은 트윈 스크롤 타입 터보차져에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트윈 스크롤 타입 터보차져의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 터보차져의 구조에 관한 기술이다.

최근 트윈 스크롤 타입 터보차져는 배기 간섭에 의한 터빈효율 저하와 터보랙 방지를 위해 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래의 배기매니폴드에 트윈 스크롤 타입 터보차져가 장착된 구조를 설명하고 있는 바, 배기매니폴드(500)와 터보차져(502)가 맞대어지는 부분에는, 배기가스가 구분되어 유동함으로써 트윈 스크롤을 형성하도록 하는 격벽(504)이 도시된 바와 같이 배기매니폴드(500)의 내부와 터보차져(502)의 내부에 모두 형성되어 있다.

즉, 상기 격벽(504)을 사이에 두고 엔진의 1번 실린더와 4번 실린더에서 배출되는 배기가스와 2번 실린더와 3번 실린더에서 배출되는 배기가스가 나뉘어져서 유동하여 터보차져(502)의 터빈으로 공급되도록 함으로써, 트윈 스크롤 터보차져(502)를 구성하도록 하는 것이다.

그런데, 상기 배기매니폴드(500) 및 터보차져(502)의 격벽(504)은 주변부와의 사이에서 자주 크랙이 발생하게 되는 문제점이 있다.

상기한 바와 같이 격벽(504)과 그 주변부와의 사이에서 크랙이 발생하는 이유는, 상기 격벽(504)과 그 주변부가 배기가스로부터 제공된 열에 의하여 발생하는 시간에 따른 온도변화의 기울기가 달라서 주변부와의 열팽창이 다름에 의해 발생하는 것이다.

즉, 배기가스로부터 열이 공급될 때에는 상기 격벽(504)이 주변부에 비하여 열용량이 작으므로 먼저 가열되어 격벽(504)이 더 많이 팽창되므로 격벽(504)과 주변부 사이에 압축응력이 발생하고, 배기가스가 흐르지 않는 동안에는 상기 격벽(504)이 먼저 식으면서 격벽(504)과 주변부 사이에 인장응력이 발생하게 되는 바, 이러한 현상이 반복적으로 발생됨에 따라 피로가 누적되어 상기 격벽(504)과 주변부 사이에 크랙이 발생하는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같이 배기매니폴드와 터보차져의 내부에 구비된 격벽과, 이 격벽의 주변부 사이에서 크랙이 발생하는 것을 방지 내지는 저감하도록 함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 트윈 스크롤 타입 터보차져를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 트윈 스크롤 타입 터보차져는

배기가스의 유동로를 구획하는 격벽;

상기 배기가스 유동로를 형성하며 상기 격벽이 연결된 주변부; 및

상기 격벽과 주변부 사이에 구비되어 상기 격벽과 주변부 사이의 열변형 차이를 흡수하도록 형성된 단면축소부;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 배기매니폴드와 터보차져의 내부에 구비된 격벽과, 이 격벽의 주변부 사이에서 크랙이 발생하는 것을 방지 내지는 저감하도록 함으로써, 터보차져 및 배기매니폴드의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 종래의 트윈 스크롤 타입 터보차져의 구조를 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 트윈 스크롤 타입 터보차져를 도시한 도면,
도 3은 도 2의 요부를 입체적으로 단순화하여 표현한 도면,
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,
도 5는 도 4와 대응하여 도시된 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명 실시예의 트윈 스크롤 타입 터보차져는 배기가스의 유동로를 구획하는 격벽(1)과, 상기 배기가스 유동로를 형성하며 상기 격벽(1)이 연결된 주변부(3)와, 상기 격벽(1)과 주변부(3) 사이에 구비되어 상기 격벽(1)과 주변부(3) 사이의 열변형 차이를 흡수하도록 형성된 단면축소부(5)를 포함하여 구성된다.

즉, 배기가스의 유동로를 구획하여 배기가스가 각각의 경로를 통해 유입됨으로써, 트윈스크롤을 형성하도록 하는 격벽(1)이 그 주변부(3)와 만나는 부위에 상기 단면축소부(5)를 구비하도록 함으로써, 격벽(1)과 그 주변부(3) 사이에서 발생하는 열변형에 의한 상대적인 변위차를 흡수할 수 있도록 함으로써, 격벽(1)과 주변부(3) 사이에서 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

상기 단면축소부(5)는 상기 격벽(1)이 주변부(3)와 만나는 부위에 형성된 슬릿으로 이루어진다. 상기 슬릿은 배기매니폴드와 만나는 부위로부터 터보차져의 내부 쪽으로 격벽(1)의 일부가 함몰된 형상으로 형성되는 바, 도 4의 실시예에서는 상기 슬릿의 형상이 배기매니폴드와 만나는 부위로부터 터보차져의 내부 쪽으로 격벽(1)의 일부가 사각형 형상으로 함몰되어 이루어진 구조를 가진다.

물론, 상기 슬릿은 도 5에 예시된 바와 같이 상기 배기매니폴드와 만나는 부위로부터 터보차져의 내부 쪽으로 격벽(1)의 일부가 원호 형상으로 함몰되어 형성되도록 할 수도 있고, 기타 유사한 다른 형태로 변형되는 것이 가능할 것이다.

한편, 상기한 바와 같은 구조는 동일하게 상기 트윈 스크롤 타입 터보차져에 대응하는 배기매니폴드에도 적용할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 배기매니폴드를 구성함에 있어서도, 배기가스의 유동로를 구획하는 격벽(1)과, 상기 배기가스 유동로를 형성하며 상기 격벽(1)이 연결된 주변부(3) 및 상기 격벽(1)과 주변부(3) 사이에 구비되어 상기 격벽(1)과 주변부(3) 사이의 열변형 차이를 흡수하도록 형성된 단면축소부(5)를 포함하여 구성할 수 있다.

참고로, 배기매니폴드에서도 실질적으로 중요한 부분은 상기 터보차져에 대한 도면과 다를 바 없으므로 별도의 도시를 생략하고, 참조번호도 동일한 번호를 인용하여 표현하였다.

물론, 상기 배기매니폴드는 상기 배기매니폴드의 격벽에 상응하는 격벽을 구비한 트윈 스크롤 터보차져로 연결되도록 형성되어, 상기 배기매니폴드에서 실린더별로 구분되어 토출되는 배기가스가 상기 격벽들에 의해 일관되게 분리된 상태로 상기 터보차져로 공급될 수 있도록 한다.

상기한 바와 같이 단면축소부(5)를 구비한 배기매니폴드 및 트윈 스크롤 타입 터보차져는, 엔진으로부터 토출되는 배기가스에 의해 상기 격벽(1)들이 주변부(3)에 비하여 먼저 가열되어 주변부(3)보다 더 팽창하거나, 엔진으로부터 배기가스가 공급되지 않아 열용량이 작은 격벽(1)이 주변부(3) 보다 먼저 수축하게 되는 경우에도, 상기 격벽(1)과 주변부(3) 사이의 열변형에 따른 상대적인 변위차를 상기 단면축소부(5)가 흡수함으로써, 이 부위의 피로가 누적되는 것을 방지하여 궁극적으로 크랙의 발생을 방지 내지는 저감하고, 터보차져 및 배기매니폴드의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

1; 격벽
3; 주변부
5; 단면축소부

Claims (8)

1. 배기가스의 유동로를 구획하는 격벽(1);
   상기 배기가스 유동로를 형성하며 상기 격벽(1)이 연결된 주변부(3); 및
   상기 격벽(1)과 주변부(3) 사이에 구비되어 상기 격벽(1)과 주변부(3) 사이의 열변형 차이를 흡수하도록 형성된 단면축소부(5);를 포함하여 구성되고,
   상기 단면축소부(5)는 상기 격벽(1)이 주변부(3)와 만나는 상기 격벽(1)의 양단부에 배기가스 유동방향을 따라 국부적으로 함몰되게 형성된 슬릿으로 이루어진 것을 특징으로 하는 트윈 스크롤 타입 터보차져.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬릿은 배기매니폴드와 만나는 부위로부터 터보차져의 내부 쪽으로 격벽(1)의 일부가 함몰된 형상으로 형성된 것
   을 특징으로 하는 트윈 스크롤 타입 터보차져.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 슬릿은 상기 배기매니폴드와 만나는 부위로부터 터보차져의 내부 쪽으로 격벽(1)의 일부가 사각형 형상으로 함몰되어 형성된 것
   을 특징으로 하는 트윈 스크롤 타입 터보차져.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 슬릿은 상기 배기매니폴드와 만나는 부위로부터 터보차져의 내부 쪽으로 격벽(1)의 일부가 원호 형상으로 함몰되어 형성된 것
   을 특징으로 하는 트윈 스크롤 타입 터보차져.
6. 배기가스의 유동로를 구획하는 격벽(1);
   상기 배기가스 유동로를 형성하며 상기 격벽(1)이 연결된 주변부(3); 및
   상기 격벽(1)과 주변부(3) 사이에 구비되어 상기 격벽(1)과 주변부(3) 사이의 열변형 차이를 흡수하도록 형성된 단면축소부(5);
   를 포함하여 구성되고 상기 격벽(1)에 상응하는 격벽(1)을 구비한 트윈 스크롤 터보차져로 연결되도록 형성되고,
   상기 단면축소부(5)는 상기 격벽(1)이 주변부(3)와 만나는 상기 격벽(1)의 양단부에 배기가스 유동방향의 반대방향으로 국부적으로 함몰되게 형성된 슬릿으로 이루어진 것을 특징으로 하는 배기매니폴드.
7. 삭제
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 슬릿은 터보차져와 만나는 부위로부터 배기매니폴드의 내부 쪽으로 격벽(1)의 일부가 함몰된 형상으로 형성된 것
   을 특징으로 하는 배기매니폴드.

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