KR20160010665A - 터보차저의 압축기 에어필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터보차저의 압축기에 구비되는 에어필터에 관련된 것으로서, 압축기의 하우징 외측부에 에어필터를 구비하되, 상기 에어필터는 상기 압축기의 하우징 외주면에 구비되는 다수의 지지프레임을 따라 다수의 가이드레일을 이격 설치한 후, 상기 하우징의 전방에서 상기 가이드레일을 따라 슬라이딩 삽입 가능하도록 하되, 다수개를 독립적으로 결합시킬 수 있도록 구비됨으로써, 설치 및 분리가 간편할 뿐 아니라, 필터의 부분 교체가 가능하도록 하여 필터 교체 작업의 편의성 향상은 물론 유지 보수 작업이 용이하도록 한 터보차저의 압축기 에어필터에 관한 것이다.

Description

터보차저의 압축기 에어필터{Compressor air filter for turbo charger}

본 발명은 터보차저의 압축기에 구비되는 에어필터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 터보차저에 구비된 압축기의 하우징 외측부에 설치되어 압축기로 유입되는 외부 공기 내의 이물질 등을 제거함으로써, 압축기의 손상을 방지하고 터보차저의 효율성을 증대시킬 수 있는 터보차저의 압축기 에어필터에 관한 것이다.

일반적으로 선박에는 선박을 추진시키기 위해 프로펠러(propeller)를 구동하는 메인 엔진과 선박에 탑재된 각종 장비나 의장품 등에 전원을 공급하기 위한 다수의 발전용 엔진 등이 탑재되어 있다.

이러한 메인 엔진 및 발전용 엔진을 가동하는 데에는 많은 연료가 소모되고, 이에 상응하여 많은 양의 배기가스가 배출된다.

상기와 같이 엔진에서 배출되는 고온 고압의 배기가스에는 많은 에너지가 포함되어 있기 때문에 이러한 에너지를 회수하여 엔진 출력 향상이나 연비 향상 등에 사용하기 위해 터보차저(Turbo Charger)가 엔진에 설치되어 있다.

이하 도 1,2를 참조하여 일반적인 엔진의 개략적인 구성 및 종래의 터보차저에 구비되는 압축기 에어필터를 간략히 설명한다.

여기서 도 1은 일반적인 엔진의 개략적인 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 종래의 압축기 에어필터의 구성도를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(100)에는 투입되는 연료와 외부 공기를 적절한 비율로 혼합하여 폭발시킬 수 있도록 엔진 블록 상에 다수의 실린더(200)가 배치되어 있고, 또한 실린더(200)에 외부 공기를 공급하기 위한 흡기라인(110)과 배기가스를 배출시키기 위한 배기라인(120)이 설치되어 있다.

이때 터보차저(300)는 고압의 압축공기를 실린더(200)에 공급하는 과급장치의 하나로서, 흡기라인(110)과 배기라인(120)에 연결되며, 엔진 배기가스의 에너지를 터빈(turbine)(310)의 회전력으로 회수하여 압축기(compressor)(320)를 통해 고압의 압축공기를 생성한 후, 이 압축공기를 흡기라인(110)에 공급하여 엔진의 효율이나 출력 향상은 물론 연비 등을 개선시키는 역할을 하게 된다.

한편 압축기(320) 내부에는 터빈(310)의 회전력을 전달받아 외부 공기를 압축하는 압축휠(도시하지 않음)이 설치되어 있으며, 또한 도 2에 도시된 바와 같이, 외부 공기가 유입되는 압축기(320)의 하우징(330) 외주부에는 에어필터(Air Filter)(350)가 설치된다.

에어필터(350)는 외부에서 압축기(320) 내로 흡입되는 공기의 이물질 등을 제거하기 위한 것으로서, 압축기(320)의 하우징(330) 외주면을 둘러싸도록 설치된다.

여기서 에어필터(350)는 하우징(330)의 외주면에 설치되는 다수의 지지프레임(도시하지 않음)에 의해 지지되며, 외측부에는 다수의 고정로프(340)를 설치하여 고정하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 에어필터는 다음과 같은 문제점들이 있었다.

첫째, 에어필터가 하우징의 외주면 전체를 둘러쌀 수 있도록 일체형 구조로 이루어짐과 아울러 별도의 고정로프를 이용하여 고정하는 방식이기 때문에 에어필터의 설치 및 해체 작업이 용이하지 않을 뿐 아니라 작업 편의성이 현저히 떨어지는 문제점이 있었고, 둘째, 에어필터가 부분적으로 필터링 성능이 저하되는 경우 이물질의 유입으로 인해 압축휠 등의 손상은 물론 압축효율이 저하되는 문제점이 있었으며, 셋째, 에어필터의 부분 교체가 불가능하여 교체 비용이 증가할 뿐 아니라 유지보수 작업이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 압축기의 하우징 외주면에 다수의 가이드레일을 이격 설치한 후, 상기 가이드레일을 따라 다수개의 에어필터를 독립적으로 슬라이딩 결합시킬 수 있도록 함으로써, 에어필터의 설치 및 해체 작업이 용이할 뿐 아니라 부분교체가 가능한 터보차저의 압축기 에어필터를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 터보차저의 압축기에 구비되는 에어필터에 있어서, 상기 에어필터는 상기 압축기의 하우징 외주면에 구비되는 다수의 지지프레임을 따라 다수의 가이드레일을 이격 설치한 후, 상기 하우징의 전방에서 상기 가이드레일을 따라 슬라이딩 삽입 가능하도록 하되, 다수개를 독립적으로 각각 결합시킬 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 에어필터는 상기 가이드레일에 양측부가 슬라이딩 결합될 수 있도록 외곽틀을 형성하는 고정프레임, 및 상기 고정프레임의 내측부에 설치되어 외부에서 유입되는 공기를 필터링하는 필터본체로 구성된다.

또한 상기 가이드레일은 상기 지지프레임의 상부면 중앙부를 따라 설치되는 지지대, 및 상기 지지대의 양측부를 따라 가이드홈이 대칭되게 형성되도록 상기 지지대의 상부면을 따라 설치되어 상기 지지프레임과 마주보도록 구비되는 헤드부로 구성된다.

또 상기 가이드레일의 전면부에는 상기 에어필터의 이탈을 차단할 수 있는 록킹부재를 구비하되, 상기 록킹부재는 일단이 상기 가이드레일의 전면부에 회동 가능하게 결합되고, 타단은 상기 에어필터의 고정프레임 전면부에 결합되도록 할 수 있다.

한편 상기 하우징은 원통형으로 구성되고, 상기 에어필터는 상기 하우징의 외형에 상응하도록 원호 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 압축기의 에어필터를 다수개로 구성하여 독립적으로 교체가 가능하게 됨으로써, 첫째, 설치 및 해체 작업이 용이하여 필터의 설치 또는 교환을 위한 작업 편의성이 현저히 향상될 수 있고, 둘째, 필터의 부분적 교체를 통해 필터 전체를 항상 최적의 상태로 유지하는 것이 가능하여 압축기 손상 방지는 물론 압축효율이 저하되는 것을 차단할 수 있으며, 셋째, 부분 교체가 가능하여 교체 비용과 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 엔진의 개략적인 구성도,
도 2는 종래의 터보차저 압축기에 구비된 에어필터의 구성도,
도 3은 본 발명의 에어필터가 설치된 압축기 하우징의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 에어필터의 사시도,
도 5는 도 4의 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 에어필터의 조립 작업도,
도 7은 본 발명에 구비된 록킹부재의 작동 상태도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

여기서 도 3은 본 발명의 에어필터가 설치된 압축기 하우징의 사시도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 에어필터의 사시도를 나타낸 것이며, 도 5는 도 4의 정면도를 나타낸 것이다.

먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(100)에는 투입되는 연료와 외부 공기를 적절한 비율로 혼합하여 폭발시킬 수 있도록 엔진 블록 상에 다수의 실린더(200)가 배치되어 있고, 또한 실린더(200)에는 흡기라인(110)과 배기라인(120)이 설치되어 있다.

또한 터보차저(300)는 엔진 배기가스의 에너지를 이용하여 터빈(310)을 회전시키고, 이에 연결된 압축기(compressor)(320)를 회전시켜 외부 공기를 흡입한 후 고압으로 압축하여 엔진(100)의 흡기라인(110)에 공급하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 터보차저(300)의 압축기(320)로 흡입되는 외부 공기 내에 포함된 이물질들을 제거하여 깨끗한 공기가 압축기(320)로 유입되도록 함으로써, 압축휠 등을 보호함과 아울러 압축 효율 저하를 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 터보차저 압축기 에어필터는 외부 공기가 흡입되는 압축기(320)의 하우징(360) 외주면을 둘러싸도록 설치된다.

이때 하우징(360) 내부로 유입된 외부 공기는 터빈(310)과 축 연결되는 압축휠(도시하지 않음)에 의해 고압으로 압축되어 엔진(100)에 공급되는 것이다.

여기서 도 3에 도시된 바와 같이, 외부 공기가 흡입되는 압축기(320)의 하우징(360)은 원통형으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 사각형이나 오각형 등 터보차저(300)의 크기나 특성에 따라 다양한 구조로 구성될 수 있을 것이다.

이때 하우징(360)의 외주면에는 길이 방향을 따라 다수개의 지지프레임(20)이 일정 간격으로 이격 설치된다(도5,6 참조).

지지프레임(20)은 하기에서 설명하는 에어필터(50)를 지지하는 역할을 하게 되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(360)의 상,하,좌,우에 각각 하나씩 4개가 설치될 수 있다.

이때 지지프레임(20)은 일정 길이의 직사각형 바(bar) 형상으로 구비되어 하우징(360)의 외주부를 따라 등 간격으로 이격 설치되는 것이 바람직하다.

한편 각각의 지지프레임(20)의 상부에는 지지프레임(20)에 대응하는 가이드레일(30)이 각각 설치된다.

여기서 가이드레일(30)은 지지프레임(20)의 길이 방향으로 지지프레임(20)의 상부에 설치되는 것으로서, 에어필터(50)를 슬라이딩 결합시킬 수 있도록 하는 것이다.

따라서 가이드레일(30)은 지지프레임(20)의 중심부를 따라 지지프레임(20)의 상부에 설치됨으로써, 하우징(360)의 외측 방향으로 돌출 되도록 설치된다.

가이드레일(30)은 도 5에 도시된 바와 같이, 지지대(31)와 헤드부(35)로 이루어진다.

지지대(31)는 지지프레임(20)의 상부면 중앙을 따라 설치되며, 헤드부(35)는 지지대(31)의 상부면에 설치된다.

여기서 지지대(31)는 지지프레임(20)의 상부면에 용접 결합시키거나 또는 볼트 등을 이용하여 체결시킬 수 있을 것이다.

한편 가이드레일(30)의 헤드부(35)는 지지대(31)의 양측부를 따라 가이드홈(33)이 대칭되게 형성되도록 지지대(31)의 상부면을 따라 설치되어 지지프레임(20)과 마주보도록 구비된다.

따라서 가이드레일(30)은 'T'자 형상을 이루도록 구비된다.

이때 가이드레일(30)은 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 지지프레임(20)의 상부에 설치되어 양측부에 가이드홈(33)을 대칭 형성함으로써, 에어필터(50)가 슬라이딩 삽입 가능하도록 하는 것이다.

지지프레임(20)과 가이드레일(30)은 도 3,5에 도시된 바와 같이, 하우징(360)의 외주면을 따라 4개가 이격 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하우징(360)의 형상과 크기를 고려하여 적절한 간격으로 배치할 수 있을 것이다.

한편 본 발명의 에어필터(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 직사각 형상의 고정프레임(51)과 필터본체(55)로 구성된다.

고정프레임(51)은 필터본체(55)를 지지하는 역할을 하는 것으로서, 직사각 형상의 외곽틀을 형성하되, 하우징(360)의 외주면에 상응하도록 원호 형상을 이루도록 구비된다.

이때 고정프레임(51)은 가이드레일(30)에 형성되는 가이드홈(33)에 양측 단부가 삽입될 수 있도록 가이드홈(33)에 대응하는 사각바 구조를 가지도록 구비된다.

또한 고정프레임(51)의 전면부에는 체결공(52)이 설치된다.

체결공(52)은 하기에서 설명하는 록킹부재(60)를 볼트로 체결시키기 위한 것으로서, 전면부 양측 단부에 각각 설치된다.

한편 필터본체(55)는 고정프레임(51)의 내부 영역에 설치되어 외부에서 압축기(320) 내부로 흡입되는 외부 공기 내의 이물질들을 제거하는 역할을 하는 것으로서, 일반적으로 사용되는 다양한 구조의 공기 필터가 사용될 수 있을 것이다.

이때 필터본체(55)는 별도의 브래킷(bracket)이나 고정부재 등을 이용하여 고정프레임(51) 설치할 수 있을 것이다.

따라서 에어필터(50)는 하우징(360)에 구비된 다수의 가이드레일(30)을 따라 각각 별도로 설치 또는 분리되도록 함으로써, 개별적인 교체나 보수가 가능하게 된다.

이하 도 6과 도 7을 참조하여 본 발명의 에어필터의 조립방법을 설명한다.

여기서 도 6은 본 발명에 따른 에어필터의 조립 작업도를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명에 구비된 록킹부재의 작동 상태도를 나타낸 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 에어필터(50)는 하우징(360)의 전방에서 수평 방향으로 슬라이딩시켜 삽입 결합한다.

즉 에어필터(50)에 구비된 고정프렘임(51)의 양측 단부가 가이드레일(30)에 형성된 가이드홈(33)에 각각 삽입되도록 한 후, 화살표와 같이 하우징(360)의 후방으로 에어필터(50)를 가압하여 슬라이딩 결합시키는 것이다.

이때 에어필터(50)는 다수개로 분리되어 있으므로, 하우징(360)의 외주면을 따라 각각 독립적으로 결합시키거나 분리시킬 수 있게 된다.

한편 록킹부재(60)는 가이드레일(30)에 슬라이딩 결합된 에어필터(50)가 가이드레일(30)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 가이드레일(30)의 지지대(31)의 전면부에 결합된다.

이때 록킹부재(60)는 일정 두께와 폭을 가지는 판재 구조로 이루어질 수 있으며, 일단은 지지대(31)의 전면부에 회동 가능하게 축 결합되고, 타단은 고정프레임(51)의 전면부에 형성된 체결공(52)에 볼트를 이용하여 고정시킴으로써, 에어필터(50)의 이탈을 방지하게 된다.

여기서 록킹부재(60)는 가이드레일(30)의 지지대(31)에 서로 대칭되게 복수로 설치하여 양측부의 에어필터(50)를 각각 고정할 수 있도록 할 수 있다.

따라서 작업자는 에어필터(50)를 하우징(360)의 외주면을 따라 가이드레일(30)에 순차적으로 슬라이딩시켜 결합시킨 후, 가이드레일(30)에 각각 구비된 록킹부재(60)를 에어필터(50)의 고정프레임(51) 전면부에 볼트 결합시켜 에어필터(50)를 고정시키면 되는 것이다.

한편 본 발명은 가이드레일(30)에 두 개의 가이드홈(33)을 대칭 형성하여 에어필터(50)의 고정프레임(51)이 끼워지도록 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 에어필터(50)의 고정프레임(51)에 슬라이드홈을 형성하고, 이 슬라이드홈에 가이드레일(30)이 끼워지도록 하는 것도 가능할 것이다.

따라서 본 발명은 압축기(320)의 하우징(360) 외주면에 설치되는 에어필터(50)를 다수개로 분리 구성하여 독립적으로 설치 또는 분리가 가능하도록 함과 동시에 하우징(360)의 외주면을 따라 순차적으로 슬라이딩 결합시킬 수 있게 됨으로써, 에어필터(50)의 설치 및 해체 작업이 간편하여 작업 효율성을 향상시킬 수 있게 되고, 또한 에어필터(50)의 부분교체가 가능하게 되어 에어필터(50)의 전체 성능을 항상 균일하게 유지하는 것이 가능한 것은 물론 유지 보수 비용을 절감할 수 있게 되는 것이다.

이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 특허청구범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술 범주 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 지지프레임 30 : 가이드레일
31 : 지지대 33 : 가이드홈
35 : 헤드부 50 : 에어필터
51 : 고정프레임 52 : 체결공
55 : 필터본체 60 : 록킹부재
100 : 엔진 110 : 흡기라인
120 : 배기라인 200 : 실린더
300 : 터보차저 310 : 터빈
320 : 압축기 330,360 : 하우징
340 : 고정로프 350 : 에어필터

Claims (5)

1. 터보차저의 압축기에 구비되는 에어필터에 있어서,
   상기 에어필터는,
   상기 압축기의 하우징 외주면에 구비되는 다수의 지지프레임을 따라 다수의 가이드레일을 이격 설치한 후, 상기 하우징의 전방에서 상기 가이드레일을 따라 슬라이딩 삽입 가능하도록 하되, 다수개를 독립적으로 각각 결합시킬 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 터보차저의 압축기 에어필터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에어필터는,
   상기 가이드레일에 양측부가 슬라이딩 결합될 수 있도록 외곽틀을 형성하는 고정프레임; 및
   상기 고정프레임의 내측부에 설치되어 외부에서 유입되는 공기를 필터링하는 필터본체;
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 터보차저의 압축기 에어필터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드레일은,
   상기 지지프레임의 상부면 중앙부를 따라 설치되는 지지대; 및
   상기 지지대의 양측부를 따라 가이드홈이 대칭되게 형성되도록 상기 지지대의 상부면을 따라 설치되어 상기 지지프레임과 마주보도록 구비되는 헤드부;
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 터보차저의 압축기 에어필터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 가이드레일의 전면부에는 상기 에어필터의 이탈을 차단할 수 있는 록킹부재를 구비하되, 상기 록킹부재는 일단이 상기 가이드레일의 전면부에 회동 가능하게 결합되고, 타단은 상기 에어필터의 고정프레임 전면부에 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 터보차저의 압축기 에어필터.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징은 원통형으로 구성되고, 상기 에어필터는 상기 하우징의 외형에 상응하도록 원호 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 터보차저의 압축기 에어필터.
   
   
   
   
   
   

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