KR101768918B1

KR101768918B1 - 배기 가스 터보차저

Info

Publication number: KR101768918B1
Application number: KR1020117022676A
Authority: KR
Inventors: 끌레망 키퍼
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2017-08-17
Also published as: US8869526B2; DE112010001123T5; KR20110125255A; WO2010104695A3; US20110318168A1; WO2010104695A2; CN102333942B; CN102333942A

Abstract

본 발명은 웨이스트게이트 장치(5)를 구비한 배기 가스 터보차저(1)에 관한 것으로, 다양한 설치 상황에 대한 구조적 적응성 및 웨이스트게이트 장치(5)의 밀봉 작용이 개선된다. 배기 가스 터보차저(1)는 압축기(2), 스파이럴(15)을 가진 터빈 하우징(16)을 구비하고, 차저 축(L)을 따라 연장된 로터(4)에 의해 압축기(2)에 연결되는 터빈(3), 및 상기 터빈(3)의 웨이스트게이트 장치(5)를 포함한다. 웨이스트게이트 장치(5)는 제어 캡슐(6), 제어 캡슐(6)에 의해 이동될 수 있는 조절봉(7), 가이드 부재(9)에 의해 조절봉(7)에 연결되는 레버(8), 및 일 단이 레버(8)에 연결되고, 타 단이 바이패스 개구(13)를 개폐하는 플랩판(12)을 지탱하는 스핀들(11)에 연결되는 스핀들 샤프트(10)를 포함한다. 여기서, 스핀들 샤프트(10)는 차저 축(L)에 실질적으로 평행하게 배치된다.

Description

배기 가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 기재된 배기 가스 터보차저에 관한 것이다.

소위 웨이스트게이트 장치를 구비한 공지된 배기 가스 터보차저는 플랩판(flap plate)을 포함하는데, 상기 플랩판은 제어 캡슐과 레버 메커니즘에 의해 작동될 수 있고, 터빈 하우징의 스파이럴의 입구 영역으로부터 터빈의 출구로 직접 연결되는 바이패스 개구의 처리량을 조절할 수 있다. 스파이럴은 특히 상기 입구 영역에서 뜨거운 배기 가스에 의해 매우 강하게 가열되기 때문에, 상기 열 부하로 인해 상기 공지된 설계에 밀봉 상의 문제가 발생한다. 이러한 밀봉 상의 문제는 터빈 휠에 의해 배출된 배기 가스의 주요 유동이 개방 상태의 플랩판에 직접적으로 충돌한다는 점에서 악화된다.

아울러, 웨이스트게이트 장치를 구비한 공지된 배기 가스 터보차저의 스핀들 샤프트는 차저 축에 수직으로 진행되어, 제어 캡슐과 함께 조절봉이 차저 축에 대해 실질적으로 축방향으로 정렬되어, 일정 부분 공간 상의 문제를 초래하고, 그에 따라 배기 가스 터보차저의 설치 중에 문제를 초래한다.

따라서, 본 발명의 목적은 다양한 설치 상황에 더 잘 적응될 수 있고 웨이스트게이트 장치의 밀봉 작용의 개선을 가능하게 하는, 청구범위 제1항의 전제부에 명시된 유형의 배기 가스 터보차저를 제조하는 데에 있다.

상기 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다.

종속 청구항 제2항 내지 제5항은 본 발명의 유리한 개선에 관련된다.

청구범위 제6항 내지 제9항은 웨이스트게이트 장치를 독립적으로 처리될 수 있는 대상으로 제공한다.

특히, 차저 축에 평행한 스핀들 샤프트의 배치는 조절봉이 차저 축에 대해 실질적으로 직각으로 배치되는 것을 가능하게 하고, 그로 인해 제어 캡슐을 반경방향으로 위치 결정하는 것을 가능하게 하여, 소정의 설치 조건에 대해 설치 공간 상의 이점을 제공한다.

또한, 바이패스 개구가 바이패스 덕트의 일 단에 배치되는 것이 가능해지고, 상기 바이패스 덕트의 타 단은 터빈 하우징의 스파이럴에 유동 연결된다. 그 결과로, 플랩판에 충돌하는 배기 가스의 유동이 냉각되어 밀봉 작용을 개선시키는데, 이는 냉각 경로로 작용하는 바이패스 덕트에 의해 적어도 소정의 정도까지 플랩판의 열 분리(thermal decoupling)가 가능해지기 때문이다.

아울러, 상기 유형의 라인 또는 바이패스 덕트의 제공은 플랩판을 위치 결정하는 자유도를 증가시키고, 이는 특히 바람직한 실시형태에서 터빈 휠로부터 진행된 배기 가스의 주요 유동의 외측에 배치되는 것을 가능하게 하여, 플랩판의 밀봉 작용을 추가로 개선한다.

또한, 터빈 하우징이 판금 하우징으로 형성되는 것이 가능해지고, 이는 무엇보다도 제조 상의 이점 및 그에 따른 비용 상의 이점을 제공한다.

도 1은 공지된 웨이스트게이트 장치를 구비한 배기 가스 터보차저의 절개 사시도를 도시한다.
도 2 내지 도 4는 배기 가스 터보차저의 상이한 도면에서 본 발명에 따른 웨이스트게이트 장치의 상세도를 도시한다.

본 발명의 다른 상세들, 이점들 및 특징들은 첨부 도면에 기반한 예시적인 실시형태들의 후술하는 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 로터(4)에 의해 통상의 방식으로 서로 연결된 압축기(2)와 터빈(3)을 포함하는 배기 가스 터보차저(1)를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 로터(4)는 차저 축(L)을 따라 연장되고, 그 단부들은 통상의 방식으로 터빈 휠(19)과 압축기 휠(20)을 지탱한다. 상기 배기 가스 터보차저(1)는 제어 캡슐(SD)을 가진 공지된 웨이스트게이트 장치(WG)를 포함한다. 전술한 바와 같은 기본 부품들을 구비한 본 발명에 따른 배기 가스 터보차저(1)에서, 상기 공지된 웨이스트게이트 장치(WG)는 본 발명에 따른 웨이스트게이트 장치(5)로 교체되고, 이하에 상세히 설명될 것이다.

그러나, 물론 마찬가지로 상기 배기 가스 터보차저(1)를 둘러싼 모든 다른 부품들에 대한 설명은 본 발명의 원리의 설명을 위해 생략될 수 있다.

그러므로, 본 발명에 따른 배기 가스 터보차저(1)는 도 2 내지 도 4의 병치 설명에 기반하여 이하에 상세히 기술된다.

웨이스트게이트 장치(5)는 제어 캡슐(6), 제어 캡슐(6)에 의해 이동될 수 있는 조절봉(7), 가이드 부재(9)에 의해 조절봉(7)에 연결되는 레버(8), 및 스핀들 샤프트(10)를 포함한다.

스핀들 샤프트(10)의 일 단은 레버(8)에 연결되고, 타 단은 바이패스 개구(13)를 개폐하는 플랩판(12)을 지탱하는 스핀들(11)에 연결된다.

특히 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 스핀들 샤프트(10)는 차저 축(L)에 실질적으로 평행하게, 바람직하게는 정확히 평행하게 배치된다.

아울러, 도 3에 도시된 바와 같이, 조절봉(7)은 차저 축(L)에 실질적으로 직각으로 배치된다.

또한, 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 바이패스 개구(13)는 바이패스 덕트(14)의 일 단에 마련되고, 상기 바이패스 덕트의 타 단은 터빈 하우징(16)의 스파이럴(15)에 유동 연결된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 바이패스 덕트(14)는 그 바이패스 개구(13)에 의해 터빈 하우징(16)의 배기 가스의 주요 유동의 토출 개구(18)의 영역 외측에서 긴 하우징측 플랜지(17) 내로 개방된다.

본 발명의 상기 기재된 개시내용 외에도, 도 1 내지 도 4의 개략적인 도시를 또한 명확하게 참조한다.

도면 부호 목록

1 배기 가스 터보차저

2 압축기

3 터빈

4 로터

5 웨이스트게이트 장치

6 제어 캡슐

7 조절봉

8 레버

9 가이드 부재

10 스핀들 샤프트

11 스핀들

12 플랩판

13 바이패스 개구

14 바이패스 덕트

15 스파이럴

16 터빈 하우징

17 플랜지

18 토출 개구

WG 종래 기술에 따른 웨이스트게이트 장치

SD 종래 기술에 따른 제어 캡슐

Claims

압축기(2);
스파이럴(15)을 가진 터빈 하우징(16)을 구비하고, 차저 축(L)을 따라 연장된 로터(4)에 의해 압축기(2)에 연결되는 터빈(3); 및
제어 캡슐(6), 제어 캡슐(6)에 의해 이동될 수 있는 조절봉(7), 가이드 부재(9)에 의해 조절봉(7)에 연결되는 레버(8), 및 일 단이 레버(8)에 연결되고 타 단이 바이패스 개구(13)를 개폐하는 플랩판(12)을 지탱하는 스핀들(11)에 연결되는 스핀들 샤프트(10)를 구비하는, 상기 터빈(3)의 웨이스트게이트 장치(5)를 포함하며,
상기 스핀들 샤프트(10)는 차저 축(L)에 실질적으로 평행하게 배치되고,
상기 조절봉(7)은 차저 축(L)에 실질적으로 직각으로 배치되며,
상기 바이패스 개구(13)는 바이패스 덕트(14)의 일 단에 마련되고, 상기 바이패스 덕트의 타 단은 터빈 하우징(16)의 스파이럴(15)에 유동 연결되는 것인, 배기 가스 터보차저(1).
제1항에 있어서, 바이패스 덕트(14)는 그 바이패스 개구(13)에 의해 터빈 하우징(16)의 토출 개구(18)의 영역 외측에서 긴 하우징측 플랜지(17) 내로 개방되는 것인 배기 가스 터보차저(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 터빈 하우징(16)과 바이패스 덕트(14)는 판금 부품으로 형성되는 것인 배기 가스 터보차저(1).
압축기(2); 및 스파이럴(15)을 가진 터빈 하우징(16)을 구비하고, 차저 축(L)을 따라 연장된 로터(4)에 의해 압축기(2)에 연결되는 터빈(3)을 포함하는 배기 가스 터보차저의 웨이스트게이트 장치(5)로,
제어 캡슐(6);
제어 캡슐(6)에 의해 이동될 수 있는 조절봉(7);
가이드 부재(9)에 의해 조절봉(7)에 연결되는 레버(8); 및
일 단이 레버(8)에 연결되고, 타 단이 바이패스 개구(13)를 개폐하는 플랩판(12)을 지탱하는 스핀들(11)에 연결되는 스핀들 샤프트(10)를 포함하며,
상기 스핀들 샤프트(10)는 차저 축(L)에 실질적으로 평행하게 배치되고,
상기 조절봉(7)은 차저 축(L)에 실질적으로 직각으로 배치되며,
상기 바이패스 개구(13)는 바이패스 덕트(14)의 일 단에 마련되고, 상기 바이패스 덕트의 타 단은 터빈 하우징(16)의 스파이럴(15)에 유동 연결되는 것인, 웨이스트게이트 장치(5).
제4항에 있어서, 바이패스 덕트(14)는 그 바이패스 개구(13)에 의해 터빈 하우징(16)의 토출 개구(18)의 영역 외측에서 긴 하우징측 플랜지(17) 내로 개방되는 것인 웨이스트게이트 장치(5).
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