KR101050987B1 - 필터 머플러의 고정 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 배기가스 터보차저 적용을 위해 최적화된 압축기 스테이지를 제공하는 것이다. 특히, 머플러와 내부 압축기 하우징과 외부 압축기 하우징 간의 연결이 개선되어야 한다. 본 발명에 따르면, 상기 목적은, 필터 머플러 (2) 와 외부 압축기 하우징 (11) 간의 연결과 내부 압축기 하우징 (12) 과 외부 압축기 하우징 (11) 간의 연결이 별도로 실시됨으로써 달성된다. 별도의 두 연결부는 외부 압축기 하우징의 동일한 플랜지 상에 배치되나 서로 분리되어 있다.
머플러, 플랜지, 고정

Description

필터 머플러의 고정 {ATTACHING A FILTER MUFFLER}
본 발명은 과급식 내연기관용 배기가스 터보차저의 분야에 관한 것이다.
배기가스 터보차저는 내연기관, 특히 왕복 피스톤 내연기관의 성능을 향상시키기 위해 이용된다. 이 경우, 배기가스 터보차저는 일반적으로 원심 압축기 및 반경류 또는 축류 터빈을 구비한다.
이러한 배기가스 터보차저는 대부분의 경우 압축기 입구에 필터 머플러를 구비한다. 필터를 구비한 이 머플러는 바람직하게는 고정 플랜지에 의해 압축기 하우징과 단단히 연결되어 있다. 배기가스 터보차저는 직접적으로 또는 특별한 풋 (foot) 에 의해 엔진 브래킷 상에 고정된다. 대부분의 경우, 풋과 머플러 사이의 축방향 거리가 매우 크다. 엔진의 진동으로 인해, 머플러는 허용되지 않는 큰 진동을 발생시키도록 자극받을 수 있다. 특히, 머플러의 고유 진동수가 터보차저 고정부의 고유 진동수보다 약간만 많으면 그러하다.
조립과 관련된 이유로 인해, 압축기 하우징은 많은 배기가스 터보차저에 있어서 내부 하우징부와 외부 하우징부로 나뉘어져 있다. 외부 압축기 하우징은 베어링 하우징 또는 터빈 하우징과 단단히 연결되어 있는 반면, 내부 압축기 하우징은 압축기 휠의 조립 또는 분해를 위해 나머지 하우징부들로부터 분리될 수 있 다. 내부 압축기 하우징과 외부 압축기 하우징 간의 연결은 일반적으로 나사결합에 의해 반경방향 외부 영역에서 실시된다. 이 경우, 내부 압축기 하우징의 플랜지는 둘레를 따라 분배되어 배치된 여러 개의 나사를 이용하여 머플러의 고정 플랜지와 함께 외부 압축기 하우징의 플랜지 상에 단단히 나사결합된다. 작동시 3 개의 플랜지의 연결부는 가열될 수 있고, 진동으로 인해 상기 연결부는 큰 부하에 노출된다.
본 발명의 목적은 배기가스 터보차저 적용을 위해 최적화된 압축기 스테이지 (compressor stage) 를 제공하는 것이다. 특히, 머플러와 내부 압축기 하우징 및 외부 압축기 하우징 간의 연결이 개선되어야 한다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은, 머플러와 외부 압축기 하우징 간의 연결과 내부 압축기 하우징과 외부 압축기 하우징 간의 연결이 별도로 실시됨으로써 달성된다. 별도의 두 연결부는 외부 압축기 하우징의 동일한 플랜지 상에 배치되나 서로 분리되어 있다.
이로 인해, 특히 알루미늄으로 만들어진 머플러에 있어서, 가열되고 또한 기계적인 진동하에 부하를 받은 고정 플랜지가 서서히 변형됨으로써, 나사결합의 영역에서의 초기 응력이 감소되는 것이 저지될 수 있다. 일반적으로, 머플러의 나사결합 영역에서의 부하가 감소한다.
분해된 머플러에 있어서, 내부 압축기 하우징과 외부 압축기 하우징 간의 나사결합 및 압축기 하우징은 노출되고, 그렇게 함으로써 직접 접근 가능해진다.
이하, 본 발명에 따른 장치를 도면에 개략적으로 도시하여 보다 상세히 설명한다.
도 1 은 종래 기술에 따른 필터 머플러의 고정 방법을 나타내는 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 필터 머플러와 압축기 하우징의 별도의 고정 방법을 나타내는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 압축기 하우징 11 : 외부 압축기 하우징
12 : 내부 압축기 하우징 2 : 머플러
21 : 머플러 플랜지 31, 32 : 고정 수단, 나사
33 : 클램핑 슬리브 4 : 전단핀
모든 도면에서, 동일하게 작용하는 요소는 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1 은 압축기 하우징 (1) 에 필터 머플러 (2) 를 통상적인 방법으로 고정시킨 배기가스 터보차저의 압축기의 일부를 나타낸다. 상기 필터 머플러의 플랜지 (21) 는 내부 압축기 하우징 (12) 의 플랜지와 함께 외부 압축기 하우징 (11) 에 나사결합된다. 접근성을 보다 좋게 하기 위해 머플러 하우징과 머플러 플랜지의 사이에는 틈이 존재한다. 조립시, 우선 고정 수단 (31) 이 외부 압축기 하우징의 보어 (bore) 안으로 삽입되어 단단히 나사결합된다. 그 뒤에, 우선 상응하는 보어를 가진 내부 압축기 하우징 (12) 이, 그 후에는 상응하는 보어를 가 진 머플러가 상기 고정 수단으로 밀어진다. 최종적으로, 플랜지는 너트에 의해 서로에 대해 조여진다. 너트를 가진 나사핀 (threaded pin; 도시되어 있지 않음) 대신 나사가 사용될 수도 있으며, 이 나사는, 외부 압축기 하우징에 모두 단단히 나사결합되기 전에, 우선 머플러의 보어 안으로 밀어지고, 그 후 내부 압축기 하우징의 보어를 통과하도록 밀어진다.
본 발명에 따른 고정시에는 두 플랜지를 위한 하나의 나사결합 대신 각기 하나의 별도의 나사결합이 이용된다. 두 나사결합은 압축기 하우징의 반경방향 외부 영역에, 특히 압축기 휠의 반경방향 외부에 배치된다.
조립시, 우선 내부 압축기 하우징 (12) 과 외부 압축기 하우징 (11) 간의 반경방향 내부 연결이 실시된다. 이때, 아직 올려 놓이지 않은 머플러로 인해, 공구를 이용하여 나사결합을 바로 축방향에서 할 수 있다. 이 제 1 연결의 고정 수단 (31) 으로는, 두 하우징부의 중심맞춤을 보장하기 위해 선택적으로 하나 또는 여러 개의 피팅 볼트 (fitting bolt) 가 사용될 수 있다.
머플러 (2) 와 외부 압축기 하우징 (11) 간의 제 2 반경방향 외부 연결은 본 발명에 따르면 여러 개의 별도의 고정 수단 (32) 을 갖고 행해지며, 상기 고정 수단들은 둘레를 따라 분배되어 배치되어 있다.
두 연결에 있어, 원칙적으로 나사핀, 너트 및 나사 중 선택할 수 있다. 하지만, 특히 반경방향 외부 연결에 있어서는 나사핀이 더 적합한데, 왜냐하면 이 경우에는 머플러 하우징 벽과 고정 플랜지 사이의 틈이 감소될 수 있고, 따라서 너트는 바로 핀 상에 올려져 단단히 나사결합될 수 있기 때문이다.
선택적으로, 하나 또는 두 연결을 위해 긴 나사 또는 팽창 나사 (expansion screw) 가 사용될 수 있다. 이는 초기 응력을 개선시키고 연결부의 탄성을 보다 좋게 한다. 선택적으로, 특히 반경방향 외부 연결에서 나사 길이는 클램핑 슬리브 (clamping sleeve, 33) 에 의해 추가로 길어질 수 있다.
선택적으로, 내부 압축기 하우징 (12) 과 외부 압축기 하우징 (11) 사이에는 예컨대 전단핀 (4) 형태의 축방향 안전 요소 및/또는 밀봉 요소가 삽입될 수 있다.
내부 혹은 외부 연결부의 보어의 개수는 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 특히, 외부 보어의 개수를 증가시킴으로써, 머플러는 조립시 외부 압축기 하우징과 관련하여, 그러므로 전체 압축기 및 전체 터보차저와 관련하여 보다 작은 각도 유닛 (angle units) 둘레로 회전될 수 있다. 이는, 예컨대 존재하는 특징을 보다 유효하게 하기 위해 또는 필터 머플러가 조립 크레인으로 올려지는 크레인 포인트를 최적으로 배치하기 위해, 필터 머플러의 최적의 정렬을 가능하게 한다.
반경방향으로의 필터 머플러의 정렬은 원통형 끼워맞춤 (cylindrical fit) 을 통하여 또는 도웰핀 (dowel pin), 페더 키 (feather key), 플랜지 부품 내의 홈에 의해 실시될 수 있거나 또는 피팅 볼트의 사용을 통하여 (모든 나사 또는 개별 나사) 실시될 수 있다. 반경방향 정렬로 인해 압축기 쪽으로의 균일한 유입이 실시될 수 있다 (입구 채널의 회전 대칭).

Claims (7)

  1. 압축기 하우징 (1) 및 머플러 (2) 를 포함하는 압축기로서, 상기 압축기 하우징 (1) 은 외부 압축기 하우징 (11) 및 내부 압축기 하우징 (12) 을 포함하고, 상기 머플러 (2) 와 상기 내부 압축기 하우징 (12) 은 고정 수단 (31, 32) 을 이용하여 상기 외부 압축기 하우징 (11) 의 플랜지에 고정되는 압축기에 있어서,
    내부 압축기 하우징 (12) 은 제 1 고정 수단 (31) 을 이용하여 외부 압축기 하우징 (11) 의 플랜지에 고정되며, 머플러 (2) 는 제 1 고정 수단 (31) 으로부터 반경방향으로 바깥쪽으로 간격을 둔 별도의 제 2 고정 수단 (32) 을 이용하여 외부 압축기 하우징 (11) 의 동일한 플랜지에 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서, 고정 수단 (31, 32) 은 적어도 부분적으로 팽창 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서, 고정 수단 (31, 32) 에는 적어도 부분적으로 클램핑 슬리브 (33) 가 제공되고, 그럼으로써 고정 거리가 길어지는 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 2 고정 수단 (32) 의 개수는 제 1 고정 수단 (31) 의 개수를 초과하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서, 외부 압축기 하우징 (11) 안으로는 고정 수단 (31, 32) 을 수용하기 위한 보어가 형성되어 있고, 이때 제 2 고정 수단 (32) 을 위한 보어의 개수는 상기 제 2 고정 수단의 개수를 초과하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 고정 수단이 배치되어 있는 것보다 2 배로 많은 제 2 고정 수단용 보어가 제공되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 압축기를 포함하는 배기가스 터보차저.
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