KR101655616B1 - 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치 - Google Patents

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Abstract

웨이스트 게이트 모듈과 터보 하우징을 연결하는 지지브라켓; 및 상기 지지브라켓 중 웨이스트 게이트 모듈과 대향하는 면에 형성되며 단부가 웨이스트 게이트 모듈과 결합된 결합돌기;를 포함하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치가 소개된다.

Description

웨이스트 게이트 모듈 지지 장치{APPARATUS FOR SUPPORTING WASTE GATE MODULE}
본 발명은 웨이스트 게이트 모듈을 지지하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치에 관한 것이다.
내연기관용 터보차져는 엔진의 배기에너지를 이용하여 터빈을 구동시키고, 터빈과 같은 축의 컴프레서에 의해 공기를 압축하여 엔진에 공급함으로써 배기가스의 압력과 열에너지를 회수하고 이를 이용하여 엔진으로 유입되는 공기를 압축하는 장치로서, 흡입공기의 온도를 냉각시키는 인터쿨러와 함께 출력향상을 위해 대부분의 디젤 엔진에서 적용되고 있는 장치이다. 일반적인 터보차져는 터빈 휠과 콤프레셔 휠(compressor wheel)을 포함한다. 엔진의 배기포트(exhaust port)를 통해서 배출되는 배기가스가 터보차져의 터빈 휠을 회전시키고, 그 결과 이 터빈 휠에 연결축을 통해서 연결된 콤프레셔 휠 (compressor wheel)이 회전된다. 그리고 콤프레셔 휠은 엔진의 흡기포트(intake port) 내에 설치되어 그 회전에 의해 엔진으로 유입되는 공기를 압축하게 된다.
이러한 터보차져는 내부 구조 특성상 엔진의 회전속도가 높거나 엔진의 배기량이 큰 경우에는, 콤프레셔에 의해 지나치게 압축된 공기가 연소실로 공급되며, 그 결과, 연소실 내에 연료에 비해 공기가 차지하는 비율이 지나치게 높아지게 되어 터보차져의 가동으로 오히려 엔진 출력이 감소하는 역효과가 나타나게 된다.
따라서 이를 해결하기 위해 엔진의 회전속도가 높거나 엔진의 배기량이 큰 경우에는, 터보차져의 터빈 하우징(그 내부에 터빈 휠이 배치된다)의 입구측에 웨이스트 게이트(waste gate)를 두고 그 웨이스트 게이트를 개폐하는 벤트 밸브(vent valve, 또는 '바이패스 밸브'라고도 한다)를 설치하여 과도하게 압축된 공기가 연소실로 유입되는 경우에는 벤트 밸브가 구동되어 배기가스의 일부가 터빈 휠을 거치지 아니하고 바로 배출되도록 하여 터빈 휠의 회전속도를 저감하고 있다.
이러한 웨이스트 게이트는 종래에는 단순히 기계식으로 흡기측과 배기측 사이의 부압차에 의해 착동되도록 구성되었었으나, 최근 벤트 밸브의 정확하고 적절한 개방 시점 제어를 위해 별도의 모터를 통해 개방 및 제어를 수행하는 전자식 웨이스트 게이트(ELECTRIC WASTE GATE)가 등장하고 있다.
하지만, 종래의 전자식 웨이스트 게이트는 상기 벤트 밸브를 작동시키는 작동 모듈이 터보차져와 인접하게 위치하고 있었으며 이에 따라 배기가스에서 발생되는 고열이 터보차져를 통해 작동 모듈로 전달됨으로써 작동 모듈이 허용온도를 넘게 됨에 따라 작동 모듈이 고장 또는 오류를 일으킬 위험성이 있어왔던 것이다.
10-2012-0015386A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배기가스에서 발생된 열이 전달되는 것을 차단 또는 제한하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치를 제공하는 데 있다.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치는, 웨이스트 게이트 모듈과 터보 하우징을 연결하는 지지브라켓; 및 상기 지지브라켓 중 웨이스트 게이트 모듈과 대향하는 면에 형성되며 단부가 웨이스트 게이트 모듈과 결합된 결합돌기;를 포함한다.
상기 지지브라켓은 일단부가 터보 하우징에 일체로 결합될 수 있다.
상기 결합돌기는 지지브라켓의 일면에 복수개 형성될 수 있다.
상기 지지브라켓의 일면에는 3개의 결합돌기가 설정된 간격을 두고 형성되며, 각 결합돌기는 삼각형 형상의 꼭지점에 대응되게 배치될 수 있다.
상기 결합돌기의 단면 형상은 원형을 이룰 수 있다.
상기 결합돌기의 축 단면 중앙부에는 상기 웨이스트 게이트 모듈에 삽입되어 체결되는 볼트가 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 결합돌기가 형성된 지지브라켓의 일면에는 복수개의 홈이 형성될 수 있다.
상기 결합돌기와 웨이스트 게이트 모듈의 결합면 사이에는 단열 또는 방진(防振)을 수행하는 인슐레이터가 더 마련될 수 있다.
상기 인슐레이터는 원형 형상을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 지지브라켓은 상기 터보 하우징 중 터보의 압축기측 하우징에 결합될 수 있다.
상기 웨이스트 게이트 모듈은 전자식 웨이스트 게이트 모듈로서, 웨이스트 게이트 밸브를 작동시키는 구동모터 및 상기 구동모터를 작동시키는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치에 따르면 열 전달이 제한되어 웨이스트 게이트 모듈의 과열을 방지할 수 있다.
또한, 웨이스트 게이트가 복수개의 결합지점을 통해 안정적으로 지지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치의 구성도.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치의 구성도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치는 웨이스트 게이트 모듈(100)과 터보 하우징(300)을 연결하는 지지브라켓(200); 및 상기 지지브라켓(200) 중 웨이스트 게이트 모듈(100)과 대향하는 면에 형성되며 단부가 웨이스트 게이트 모듈(100)과 결합된 결합돌기(210);를 포함한다.
구체적으로, 상기 터보 하우징(300)은 배기가스의 압력을 이용해 엔진에 과급을 수행하는 터보차져의 외벽부 될 수 있으며, 웨이스트 게이트 모듈은 전자식 웨이스트 게이트 모듈로서 터보차져의 엔진 배기 측에 마련된 웨이스트 게이트 밸브를 작동시키는 제어 모듈이 됨이 바람직하다. 따라서 상기 웨이스트 게이트 모듈은 웨이스트 게이트 밸브를 작동시키는 구동모터를 포함할 수 있고, 더 나아가 상기 구동모터를 작동시키는데 필요한 제어부 내지는 제어장치가 추가적으로 더 포함될 수 있다.
상기 지지브라켓(200)은 일단부가 터보 하우징(300)에 일체로 결합될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 터보 하우징(300) 중 터보의 압축기측 하우징에 결합될 수 있다. 터보 하우징(300)에 결합됨에 따라 엔진 진동을 직접적으로 전달받는 것을 방지할 수 있고, 또한 터보의 압축기 측에는 새로운 외기가 유입되기 때문에 웨이스트 게이트 모듈로의 열 전달을 방지하는데 용이하게 될 수 있다.
한편, 상기 지지브라켓(200)은 면을 형성하는 패널 형상으로 형성될 수 있고, 상기 결합돌기(210)는 지지브라켓(200)의 일면에 복수개 형성될 수 있다. 상기 결합돌기(210)의 개수 및 배치형태는 웨이스트 게이트 모듈(100) 및 지지브라켓(200)의 면적등 다양한 요소에 따라 설계자의 의도에 맞게 설정될 수 있으나, 바람직하게는 지지브라켓(200)의 일면에 3개의 결합돌기(210)가 설정된 간격을 두고 형성되고, 각 결합돌기(210)는 삼각형 형상의 꼭지점에 대응되게 배치될 수 있다.
상기 결합돌기(210)는 지지브라켓(200)의 일면에서 설정된 높이만큼 돌출되어 있기 때문에, 상기 웨이스트 게이트 모듈(100)은 상기 결합돌기(210)의 상단면과 접하도록 결합되어 상기 지지브라켓(200)의 일면 전체와 접촉하지 않은 채로 지지브라켓(200)에 지지될 수 있다. 상기 결합돌기(210)의 높이는 설계자의 의도에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 결합돌기(210)는 서로 이었을 때 삼각형 형상을 이루도록 배치되어 있기 때문에 최소한의 결합돌기(210) 개수로 상기 웨이스트 게이트 모듈(100)과 상하좌우 전방향 진동에 걸쳐서 안정적인 결합을 유지할 수 있다.
한편, 상기 결합돌기(210)의 축 방향에 수직한 축 단면 형상은 원형을 이루도록 형성될 수 있는데, 결합돌기(210)의 특정 지점에 엔진 진동에 의한 하중 및 전달된 열의 집중이 생기는 것을 방지하고, 결합돌기(210) 전반에 걸쳐서 고르게 진동을 분포시킬 수 있으며, 결합돌기(210) 자체의 강성을 강화시킬 수도 있기 때문이다.
또한, 상기 결합돌기(210)의 축 단면 중앙부에는 상기 웨이스트 게이트 모듈(100)에 삽입되어 체결되는 볼트(211)가 돌출되게 형성되어 웨이스트 게이트 모듈(100)이 강건하게 결합될 수 있도록 하고 웨이스트 게이트 모듈(100)이 가이드되어 정확히 미리 설정된 지점에 설치될 수 있도록 할 수 있다. 물론, 상기 웨이스트 게이트 모듈(100) 내에는 상기 볼트(211)와 체결되는 너트가 마련됨이 바람직하고, 또는 상기 볼트(211)가 웨이스트 게이트 모듈(100)을 관통하여 웨이스트 게이트 모듈(100) 외부에서 너트와 결합될 수도 있다. 물론, 상기 볼트(211)와 웨이스트 게이트 모듈(100)간의 결합은 볼트 너트 결합 외에도 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 결합돌기(210)가 형성된 지지브라켓(200)의 일면에는 복수개의 홈(220)이 형성될 수 있는데, 상기 홈(220)들은 결합돌기(210)를 제외한 지지브라켓(200) 일면의 나머지 부분에 형성될 수 있다. 상기 홈(220)들은 지지브라켓(200)과 웨이스트 게이트 모듈(100) 사이의 간극을 더욱 벌어지게 하고 지지브라켓(200)의 일면에 단열층을 형성함에 따라 터보 하우징(300)과 지지브라켓(200)을 통해 전달된 배기 열이 웨이스트 게이트 모듈(100)로 전달되는 것을 차단 또는 제한할 수 있다. 상기 전자식 웨이스트 게이트 모듈(100)은 내부에 구동모터 및 구동모터를 제어하기 위한 제어장치들을 포함하고 있기 때문에 배기 열이 직접적으로 전달되거나 전달량이 과도한 경우 과열되어 오작동 또는 고장이 발생될 수 있는 바, 웨이스트 게이트 모듈(100)로의 열 전달을 차단 또는 제한함으로서 이러한 고장 발생을 예방할 수 있는 것이다.
한편, 이에 더해 상기 결합돌기(210)와 웨이스트 게이트 모듈(100)의 결합면 사이에는 단열 또는 방진(防振)을 수행하는 인슐레이터(400)가 더 마련될 수 있다. 상기 인슐레이터(400)는 수지성 소재, 고무 소재등 다양한 소재가 사용될 수 있으며, 도넛 형상과 유사하게 원형을 이루도록 형성됨으로써 상기 볼트(211)가 삽입되는 형태로 결합돌기(210)와 웨이스트 게이트 모듈(100) 사이에서 단열 또는 방진 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 인슐레이터(400)는 결합돌기(210)의 축 단면 형상과 일치하게 되도록 형성됨이 바람직하지만 여기에 한정되는 것은 아니고 다양한 형상 및 크기로 형성될 수 있으며, 상기 단열 또는 방진을 선택적으로 수행하거나 또는 둘 모두를 동시에 수행할 수 있고, 이 외에도 추가적인 기능들을 더 수행할 수도 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의한 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치에 따르면 지지브라켓(200)과 일정한 간격을 두고 웨이스트 게이트 모듈(100)이 위치되며, 복수개의 결합돌기(210)를 통해 열 전달이 이루어지기 때문에 열 전달이 제한되어 웨이스트 게이트 모듈(100)의 과열을 방지할 수 있다.
또한, 결합돌기(210)가 복수개 마련되었기 때문에 웨이스트 게이트 모듈(100)이 복수개의 결합지점을 통해 안정적으로 지지될 수 있고, 인슐레이터(400)의 삽입으로 열 전달이 차단될 수 있도록 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 웨이스트 게이트 모듈 200 : 지지브라켓
210 : 결합돌기 211 : 볼트
220 : 홈 300 : 터보 하우징
400 : 인슐레이터

Claims (11)

  1. 웨이스트 게이트 모듈과 터보 하우징을 연결하는 지지브라켓; 및
    상기 지지브라켓 중 웨이스트 게이트 모듈과 대향하는 면에 형성되며 단부가 웨이스트 게이트 모듈과 결합된 결합돌기;를 포함하고,
    상기 지지브라켓은 일단부가 터보 하우징에 일체로 결합되며,
    상기 결합돌기는 지지브라켓의 일면에 복수개 형성되고,
    상기 결합돌기와 웨이스트 게이트 모듈의 결합면 사이에는 단열 또는 방진(防振)을 수행하는 인슐레이터가 더 마련되며,
    상기 웨이스트 게이트 모듈은 상기 인슐레이터를 매개로 상기 결합돌기의 상단면과 접하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지브라켓의 일면에는 3개의 결합돌기가 설정된 간격을 두고 형성되며, 각 결합돌기는 삼각형 형상의 꼭지점에 대응되게 배치된 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합돌기의 단면 형상은 원형을 이루는 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합돌기의 축 단면 중앙부에는 상기 웨이스트 게이트 모듈에 삽입되어 체결되는 볼트가 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치.
  7. 청구항1에 있어서,
    상기 결합돌기가 형성된 지지브라켓의 일면에는 복수개의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치.
  8. 삭제
  9. 청구항1에 있어서,
    상기 인슐레이터는 원형 형상을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치.
  10. 청구항1에 있어서,
    상기 지지브라켓은 상기 터보 하우징 중 터보의 압축기측 하우징에 결합된 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치.
  11. 청구항1에 있어서,
    상기 웨이스트 게이트 모듈은 전자식 웨이스트 게이트 모듈로서, 웨이스트 게이트 밸브를 작동시키는 구동모터 및 상기 구동모터를 작동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 모듈 지지 장치.
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