KR101940588B1 - 유동 로터, 특히 터빈 휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 휠 코어(2); 및 휠 코어(2)를 둘러싸며 이에 연결되는 외측 부분(3)을 포함하되, 휠 코어(2) 및 외측 부분(3)은 서로 다른 재료로 이루어지는 유동 로터(1), 특히 터빈 휠에 관한 것이다.

Description

유동 로터, 특히 터빈 휠{FLOW ROTOR, IN PARTICULAR TURBINE WHEEL}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 유동 로터, 특히 터빈 휠에 관한 것이다.

특히 배기가스 터보차저의 터빈 휠로서 형성되는 이러한 유형의 유동 로터는 휠 코어를 구비하며, 그 외측에는 가이드 베인을 구비한 외측 부분이 배치된다. 일반적인 유형의 터빈 휠의 경우, 휠 코어 및 외측 부분은 동일 재료로 이루어져, 균질한 터빈 휠이 형성된다.

이와 달리, 본 발명의 목적은, 관성 모멘트가 향상되고 질량이 감소된 특허청구범위 제1항의 전제부에 나타난 유형의 유동 로터, 특히 터빈 휠을 제공하는 데에 있다.

이러한 목적은 특허청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다.

휠 코어와 외측 부분이 서로 다른 재료로 이루어진다는 사실로 인해, 적절한 재료 선택에 의해 휠 코어의 중량을 감소시킴으로써 전체적으로 본 발명에 따른 유동 로터 또는 터빈 휠의 관성 모멘트를 향상시키고 질량을 감소시키도록 하는 것이 가능하다.

종속 청구항들은 본 발명의 유리한 개선예들을 포함한다.

본 발명의 추가적인 상세사항, 특징 및 이점들은, 도면을 참조하여 이하의 예시적인 구현예를 설명함으로써 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유동 로터(예시적으로 터빈 휠로서 형성됨)의 제1 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 대응하는 유동 로터의 제2 실시예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 유동 로터의 휠 코어의 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 1은 예시적으로 터빈 휠로서 형성된 유동 로터(1)의 단면을 보여준다. 그러나 이론상으로 유동 로터는 압축기 휠을 형성할 수도 있다. 이러한 종류의 유동 로터는 예를 들어 배기가스 터보차저에서 터빈 휠 또는 압축기 휠로서 사용된다.

터빈 휠(1)은, 예시적으로 종(bell) 형상의 단면을 갖는 휠 코어(2)를 구비한다. 휠 코어(2)의 외측면(8)에는 외측 부분(3)이 구비되고, 외측 부분에는 복수의 가이드 베인이 구비되며, 그 중 하나의 가이드 베인(7)을 단면 상에서 볼 수 있다. 본 발명에 따르면 휠 코어(2)는 외측 부분(3)과 다른 재료로 제조된다. 관성 모멘트를 향상시키고 질량을 감소시키기 위해, 휠 코어(2)의 재료는 외측 부분(3)의 재료보다 밀도가 낮다. 휠 코어(2)와 외측 부분(3)을 연결하기 위해, 휠 코어(2)의 외측면(8)에 적절한 코팅이 제공될 수 있고, 이에 따라 휠 코어(2)와 외측 부분(3) 사이의 더 양호한 연결을 달성하는 것이 가능하다. 또한, 도 3의 도시로 명백히 알 수 있는 바와 같이, 휠 코어(2)에 형상-끼워맞춤(form-fitting) 연결 장치(4)를 제공할 수 있으며, 이러한 장치는 도 3에 도시된 예에서는 휠 코어(2)의 종방향으로 이어진 복수의 홈으로 구성된다.

휠 코어(2)와 외측 부분(3)을 연결하기 위해, 예를 들어 이들을 서로 용접하거나 또는 복합 주조 공정으로 서로 연결하는 것이 가능하다.

용접의 예가 도 2에 따른 실시예에 도시되어 있다. 이 경우, 휠 코어(2)는 종축(L)을 따라 연장되는 연속적인 종방향 중앙 리세스(5)를 구비하며, 이러한 리세스 안으로 용접 핀(6)이 삽입된다. 이 경우, 용접 핀(6)은 외측 부분(3)과 동일한 재료로 이루어지며, 따라서 표준 용접 공정(예를 들어 마찰 용접 공정 또는 EB 용접 공정)이 이용될 수 있다는 이점이 있다. 도 2에 도시된 실시예에서도, 질량을 감소시키고 관성 모멘트를 향상시키기 위해, 휠 코어(2)의 재료는 외측 부분(3) 또는 용접 핀(6)의 재료보다 밀도가 낮다.

휠 코어(2)와 외측 부분(3)을 연결하기 위해, 용접 핀(6)을 종방향 중앙 리세스(5) 안으로 삽입한 후 외측 부분(3)에 용접한다.

휠 코어(2)의 재료의 예로는 니켈계 합금이 있다.

외측 부분(3) 및 용접 핀(6)의 재료는 티타늄 알루미나이드 또는 세라믹일 수 있다.

상기에 언급된 용접 및 복합 주조 연결 공정 외에, 다른 일반적인 연결 공정들을 고려할 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 상기 기재된 개시내용 외에도, 도 1 내지 도 3에서의 본 발명의 개략적인 도시를 명백히 참조한다.

1 유동 로터(특히 터빈 휠)
2 휠 코어/보스
3 외측 부분/외측 스킨
4 형상-끼워맞춤 연결 장치
5 종방향 중앙 리세스/종방향 보어
6 용접 핀
7 가이드 베인
8 휠 코어(2)의 외측면
L 종방향 중심축

Claims (9)

1. 휠 코어(2); 및
   상기 휠 코어(2)를 둘러싸며 이에 연결되는 외측 부분(3);을 포함하되,
   상기 휠 코어(2) 및 상기 외측 부분(3)은 서로 다른 재료로 이루어지고,
   상기 휠 코어(2)에는 연속적인 종방향 중앙 리세스(5)가 구비되고,
   상기 외측 부분(3)은, 상기 종방향 중앙 리세스(5)를 통해 연장되며 상기 외측 부분(3)과 동일한 재료로 형성된 핀을 갖고,
   상기 휠 코어(2)와 상기 외측 부분(3)은 복합 주조 공정으로 연결되는, 유동 로터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 휠 코어(2)의 재료는 상기 외측 부분(3)의 재료보다 밀도가 낮은, 유동 로터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 휠 코어(2)에는 그 외측면(8)에 도포되는 코팅이 구비되는, 유동 로터.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 휠 코어(2)는 형상-끼워맞춤 연결 장치(4)를 통해 상기 외측 부분(3)에 연결되는, 유동 로터.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 핀은 용접 핀(6)인, 유동 로터.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 휠 코어(2)의 재료는 니켈계 합금인, 유동 로터.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 외측 부분(3)의 재료는 티타늄 알루미나이드인, 유동 로터.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 외측 부분(3)의 재료는 세라믹인, 유동 로터.
9. 삭제

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