KR101149083B1 - 터보차저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변 터빈 구조를 위해 상기 터빈 케이싱(2) 내에 배치되는 카트리지(K); 터빈 케이싱(2)과 압축기 임펠러의 압축기 하우징 사이에 배치되고 터빈 휠 및 압축기 임펠러를 지지하는 축(W)을 위해 내부에 베어링 조립체가 구비되는 베어링 하우징(3); 및 카트리지(K)와 베어링 하우징(3) 사이에 배열되고 적어도 두 개의 물질층(5,6)으로 구성되는 반달 키(4;4')를 포함하는 터보차저(1)에 관한 것이다.

Description

터보차저{Turbocharger}

도 1은 본 발명의 반달 키를 구비한 본 발명의 터보차저의 일부를 도시한 도면;

도 2는 본 발명의 반달 키의 제1 실시예를 도시한 단면도; 및

도 3은 본 발명의 반달 키의 제2 실시예를 도시한 도 2에 대응하는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 터보차저/배기가스 터보차저 2: 터빈 케이싱

3: 베어링 하우징 4,4': 반달 키(woodruff key)

5,6: 물질층(5: 편향을 위한 반달 키 층;

6: 베어링 하우징과 접촉없이 물질층(5)을 열적 보호하는 층)

7: 공기 간극 8,9: 중심 홈

10,11: 접촉부 12: VTG 디스크

13: 솟아오른 가장자리 모서리 14: 축 스토퍼(axial stop)

15: 날개 베어링 링

16: 터빈 케이싱(2)에서 카트리지(K)의 센터링부

W: 축 K: 가변 터빈 구조의 카트리지

본 발명은 청구항 제1항의 전문에 따른 터보차저에 관한 것이다.

이러한 터보차저는 WO 2004/048 755 A에 개시되어 있다.

다른 터보차저가 EP 1 398 463 A1에 개시되어 있다. 이러한 터보차저에서 터빈 쪽의 축 둘레에는 열 차폐부(heat shield)가 제공되고, 이 열 차폐부는 터빈을 통해 흐르는 연소 기관의 배기 가스 때문에 상승한 온도에 의해 유발되는 손상으로부터 베어링 하우징을 보호하는 작용을 한다. 종래의 알려진 열차폐부는 단일층으로 구성되어, 그 단열 특성의 개선이 요구된다.

EP 0 160 460 B1은 날개 베어링 링이 축방향으로 고정되도록 축 편향력(axial biasing force)을 제공하는 반달 키(woodruff key)를 사용하는 다른 조립체를 개시하고 있다. 이 위치에서는 터빈 휠로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 단열 기능이 필요하지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 한편으로는 반달 키(woodruff key)에 의해 터빈 휠 근처에 가변 터빈 구조(VTG)의 카트리지의 축 고정을 보장하고, 다른 한편으로는 열차폐에 의하여 베어링 하우징 쪽으로 단열을 향상시킬 수 있는 청구항 제1항의 전문에서 지시된 유형의 터보차저를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다.

본 발명의 터보차저의 반달 키는 적어도 두 개, 그러나 선택적으로 둘 이상의 물질층으로 형성되고, 편향력을 발생시키며 내열성을 증가시켜 차폐(shielding) 기능을 향상시키는 작용을 한다. 따라서, 특히 증가된 배기 가스 온도에서도 기능을 보장하는 것이 가능하다.

또한, 베어링 하우징을 위한 액체 형태 냉각은 바람직하게는 필요하다면 생략될 수 있다.

종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 변형예들을 기술한다.

여러 개의 물질층을 가지기 때문에, 편향력 및/또는 단열 특성을 더 향상시키기 위하여 그 물질층 사이에 공기 간극을 제공하는 것이 가능하다.

이를 위하여 바람직하게는 물질층 중 하나를 포트(pot) 형태로 형성하고, 다른 물질층은 바람직하게는 평평한 디스크 형태로 형성할 수 있다.

물질층들은 일체형 부품을 형성하거나 또는 설치된 상태에서 서로 안착되는 두 개의 분리된 부품으로 형성될 수 있다.

또한, 원칙적으로 물질층은 같은 물질로 구성되나 다른 물질로 구성되는 것도 가능하다.

청구항 제11항에서, 반달 키는 독립적으로 유통될 수 있는 물품으로 본 발명 의 터보차저를 위해 한정된다.

이하, 본 발명의 세부 사항, 장점들 및 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 터보차저(1)의 일부를 도시한 것으로, 이러한 도면은 본 발명에 따른 원리를 설명하기에 적절하기 적절하다. 물론, 이 터보차저(1)는 일반적으로 제공되는 모든 구성 부품들을 포함하지만, 도면을 단순화하기 위하여 도 1에서는 생략되었다.

도 1에는 베어링 하우징(3) 다음에 배치된 터빈의 케이싱(2)이 도시되어 있다. 베어링 하우징(3)은 터빈 케이싱(2)과 압축기 임펠러의 압축기 케이싱(도시되지 않음) 사이에 배치된다. 상기 베어링 하우징(3)은 축을 위한 베어링을 포함하며, 도 1에서는 본 발명에 따른 터보차저(1)의 상부 부분만 도시하고 있기 때문에 점선 중앙선(W)으로 표시되어 있다.

축(W)은 터빈과 압축기 임펠러를 수반하고 베어링 하우징(3)에서 적절한 베어링 조립체를 통해 지지된다.

여러 층으로 만들어진 본 발명의 반달 키(4)는 베어링 하우징(3)과 카트리지(K) 사이에 죄어지며, 상기 카트리지(K)는 축 스토퍼(axial stop)(14)와 날개 베어링 링(15)을 구비한 VTG 디스크(12)로 형성되고 터빈 케이싱(2)에서 축방향으로 이동할 수 있도록 배열된다. 일 예로서, 여기서는 두 개의 물질 층(5,6)이 제공된다. 이에 대하여는 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 더 상세히 설명한다.

도 1은 터빈 케이싱(2)과 베어링 하우징(3) 사이에 반달 키(4)가 배열된 것을 도시한다. 상기 반달 키(4)의 계단 형상으로 인해 두 개의 지지부(10,11)가 형성되고, 도 1에서 상세히 도시된 바와 같이 이에 의하여 상기 반달 키가 터빈 케이싱(2) 및 가변 터빈 구조의 카트리지의 대응부 및 베어링 하우징(3)의 대응부에 각각 지지된다.

도 2는 본 발명의 반달 키(4)의 제1 실시예를 도시한 것이다. 두 개의 물질층(5,6)은 본 실시예에서 단일 부품으로 서로 연결되어 균질 부품을 형성한다. 도 2에 도시된 바와 같이 축 편향력을 가하는 물질층(5)은 솟아오른 가장자리 모서리(13)를 가지는 포트(pot) 형상을 가진다. 또한, 상기 물질층(5)은 그 물질층(5)의 열차폐물로 작용하는 다른 물질층(6)의 중심 홈(8)과 동축으로 배열되나 동일하거나 더 큰 직경을 가지는 중심 홈(9)을 포함한다. 단열 특성을 더 향상시키는 공기 간극(7)이 상기 물질층(5,6) 사이에 제공된다.

도 3은 전체가 참조 번호 4'로 지시된 반달 키의 다른 실시예를 도시한 것이다. 모든 다른 대응 부분은 도 2에서와 같은 참조번호를 사용하였다.

도 2에 도시된 실시예와 대조적으로, 여기서 물질층들(5,6)은 분리된 부재들로 도 3에서는 설치된 상태, 즉 서로에 대하여 겹쳐진 상태로 도시되었다. 그 외에는, 도 2에 관한 설명을 참조할 수 있다.

도 2 및 도 3을 함께 살펴보면 명확해지는 것처럼, 상기 물질층(6)은 두 경우 모두 평평한 디스크이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 터보차저는 한편으로는 반달 키에 의해 터빈 휠 근처에 가변 터빈 구조(VTG)의 카트리지의 축 고정을 보장하고, 다른 한편으로는 열차폐에 의하여 베어링 하우징 쪽으로 단열을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

1. - 터빈 휠의 터빈 케이싱(2);

   - 가변 터빈 구조를 위해 상기 터빈 케이싱(2) 내에 배치되는 카트리지(K);

   - 상기 터빈 케이싱(2)과 압축기 임펠러의 압축기 하우징 사이에 배치되고, 상기 터빈 휠 및 압축기 임펠러를 지지하는 축(W)을 위해 내부에 베어링 조립체가 구비되는 베어링 하우징(3); 및

   - 상기 카트리지(K)와 베어링 하우징(3) 사이에 배열되고 적어도 두 개의 물질층(5,6)으로 구성되는 반달 키(4;4');를 포함하며,

   상기 물질층(6)은, 반달 키 층을 형성하는 물질층(5)을 위한 열 보호층으로 작용하는 터보차저(1)에 있어서,

   - 상기 반달 키 층을 형성하는 물질층(5)은 솟아오른 가장자리 모서리(13)를 가지는 포트(pot) 형태로 형성되고,

   - 상기 열 보호층으로 작용하는 물질층(6)은, 상기 반달 키 층을 형성하는 물질층(5)이 설치된 상태에서 솟아오른 가장자리 모서리(13)가 놓이는 평평한 디스크 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 터보차저.
2. 제1항에 있어서,

   상기 물질층(5,6)들 사이에는 공기 간극(7)이 배열되는 것을 특징으로 하는 터보차저.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 물질층(5)은 카트리지(K)를 축방향으로 터빈 케이싱(2)에 고정하는 것을 특징으로 하는 터보차저.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 물질층(5,6)들은 서로 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 터보차저.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 물질층(5,6)들은 분리된 부재인 것을 특징으로 하는 터보차저.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 물질층(5,6)들은 동일한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 터보차저.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 물질층(5,6)들은 상이한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 터보차저.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 물질층(6)은 상기 물질층(5)에 대하여 단열성을 나타내는 것을 특징으로 하는 터보차저.
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