KR101859534B1 - 조절 플랩 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2단 배기가스 터보차저의 터빈 하우징과 엔진의 배기 매니폴드 사이의 플랜지 연결부(2)의 내부에 위치되는 조절 플랩 장치(1)에 있어서, 상기 플랜지 연결부(2)의 내부에 배치되는 연결 개구(6)를 개방 및 폐쇄시키는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 회동가능한 조절 플랩 플레이트(5); 상기 연결 개구(6)의 내부에 배치되는 삽입링(7); 및 실링 장치(8)를 포함하고, 상기 플랜지 연결부(2)의 내부에서, 상기 실링 장치(8)는, 상기 연결 개구(6)에 인접되게 구비되는 제1홈(9)의 내부에 배치되는 제1 V-링(8A)과, 상기 제1홈(9)으로부터 반경방향 외측으로 이격되게 배치되는 제2홈(10)의 내부에 배치되는 상기 제2 V-링(8B)로 이루어진 두 개의 V-링들(8A, 8B)을 구비한 조절 플랩 장치에 관한 것이다.

Description

조절 플랩 장치{REGULATING FLAP ARRANGEMENT}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 기재된 바와 같은 조절 플랩 장치에 관한 것이다.
이러한 타입의 조절 플랩 장치는 배기가스 터보차저의 터빈 하우징과 엔진의 배기 매니폴드 사이의 플랜지 연결부의 내부에 구비될 수 있다. 특히, 이러한 조절 플랩 장치는 2단 터보차저 장치의 저압 터빈의 터빈 하우징과 엔진의 배기 매니폴드 사이에 구비될 수 있다. 상기 배기 매니폴드는, 내부에 고압 터빈 하우징이 일체로 형성되거나 나사 연결에 의하여 부착되는 배기 매니폴드 모듈일 수 있다. 알려진 조절 플랩 장치의 경우, 상기 플랜지 연결부들의 영역 내에서의 실링은, 많은 개수의 나사들이 요구됨에 따라 매우 복잡한 디자인을 가지는 크림프 실(crimp seal)에 의하여 실현된다. 또한, 상기 크림프 실은 장치 전체를 포장하는 데에 있어 공간상의 문제들을 야기한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 복잡한 크림프 실을 없앨 수 있는, 청구항 제1항의 전제부에 명시된 타입의 조절 플랩 장치를 제공하는 데에 있다.
상기한 목적은 청구항 제1항의 특징에 의하여 달성된다.
상기한 해결수단에 따르면, 플랜지 연결부의 내부에서 서로 반경방향으로 이격되게 배치되는 두 개의 V-링들을 가지는 실링 장치가 구비된다. 이를 위하여, 제1 V-링이, 저압 터빈의 터빈 하우징과 배기 매니폴드 사이의 연결 개구에 인접되게 구비되는 홈의 내부에 배치된다. 상기 플랜지 연결부의 내부에서, 제2 V-링이, 상기 연결 개구의 중심점으로부터 볼 때, 상기 제1홈으로부터 반경방향 외측으로 이격되게 배치되는 제2홈의 내부에 배치된다.
하위 청구항들은 본 발명의 유리한 개선점들에 관한 것이다.
상기 실 장치의 상기 제1홈은 상기 플랜지 연결부의 내부 또는 상기 연결 개구의 내부에 배치되고 상기 조절 플랩 장치의 조절 플랩 플레이트의 시트를 시트의 양측이 밀폐되도록 형성하는 삽입링의 내부에 배치될 수 있다.
상기 제1홈이 상기 플랜지 연결부의 내부에 구비되는 경우, 어떤 타입의 플랜지 연결부가 포함되는가에 따라, 상기 홈은, 상기 터빈 하우징의 플랜지의 내부 또는 상기 터빈 하우징과 연결되는 상기 배기 매니폴드의 플랜지의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 조절 플랩 장치가 2단 터보차저 장치 내에 사용되는 경우, 상기 홈은 상기 저압 터빈의 하우징의 플랜지의 내부 또는 상기 엔진의 상기 배기 매니폴드의 플랜지의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 조절 플랩 장치의 상기 제2홈은 상기 제1홈이 배치되는 것과 동일한 방식에 의하여 상기 플랜지의 내부에 배치된다.
모든 대체 가능한 장치들에서, 홈들의 내부에 상기 V-링들을 구비함으로써, 각 경우에 있어서, 상기 연결 개구에 인접되게 위치된 상기 홈의 마루(ridge)에 의해 열의 과도한 유입에 대하여 상기 V-링들이 보호되는 장점을 제공한다.
또한, 상기 하나 이상의 V-링들은 각각 예압상태로 될 수 있다.
상기 조절 플랩 플레이트는 바람직하게는 원형 디자인을 가진다.
또한, 본 발명의 세부사항들, 특징들 및 장점들은 아래의 도면을 기초로 한 하기의 실시예들의 설명을 통해 알 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 조절 플랩 장치의 제1실시예를 도시한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 조절 플랩 장치의 제2실시예를 도시한다.
도 6은 2단 터보차저 장치의 사시도이다.
도 1 및 도 2는, 예를 들면, 2단 터보차저 장치 내부에서, 조절 플랩 장치가 사용되는, 플랜지 연결부(2) 내부의 조절 플랩 장치(1)를 도시한다. 도 1 및 도 2는, 상기 2단 터보차저 장치에서, 유출 덕트를 구비한 배기 매니폴드(3)와, 터빈 하우징(4A)을 구비한 저압 터빈(4)을 도시한다.
상기 배기 매니폴드(3)는 플랜지(2A)를 가지고, 상기 터빈 하우징(4A)은 플랜지(2B)를 가지며, 플랜지들은 상기 플랜지 연결부(2)를 형성한다.
또한, 도 1 및 도 2에 따른 상기 조절 플랩 장치(1)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 회동 가능한 조절 플랩 플레이트(5)를 가지며, 도 1 및 도 2는 각각 상기 폐쇄 위치를 도시한다. 상기 조절 플랩 플레이트(5)는 상기 배기 매니폴드(3) 및 상기 터빈 하우징(4A) 사이에 유동연결을 형성하는 연결 개구(6)를 개방 및 폐쇄시킨다. 여기에서, 도 1 및 도 2의 개략도로부터 상세하게 알 수 있는 바와 같이, 상기 연결 개구(6)는 상기 유출 덕트(11)의 내부에 배치되고, 도 1 및 도 2는 또한 상기 배기 매니폴드의 구성 요소로서 상기 고압 터빈(미도시)의 터빈 하우징을 상기 저압 터빈(4)의 터빈 하우징(4A)에 연결시키는 연결 덕트(12)를 도시한다.
또한, 도 1 및 도 2는 상기 조절 플랩 플레이트(5)가 상기 저압 터빈 하우징(4A)의 측면상에서 상기 유출 덕트(11)의 내부에 배치되는 것을 도시한다.
도 1의 단면도로부터 상세히 알 수 있는 바와 같이, 도 1 및 도 2에 도시된 상기 폐쇄 위치에서, 상기 유출 덕트(11)를 밀폐시키기 위하여 상기 조절 플랩 플레이트(5)와 상호작용을 하는 삽입링(7)이 상기 연결 개구(6)의 내부에 배치된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 조절 플랩(1)은 본 발명에 따라 두 개의 V-링들(8A, 8B)을 구비한 실링 장치(8)를 포함한다.
상기 V-링(8A)은, 예를 들면, 상기 플랜지(2A)의 내부에 배치되고 상기 연결 개구(6)에 인접되게 구비되는 홈(9)의 내부에 배치된다.
제2홈(10)은 상기 제1홈(9)의 외부에 대하여 반경방향으로 상기 플랜지(2A)의 내부에 형성되고, 상기 실링 장치(8)의 상기 제2 V-링(8B)은 제2홈의 내부에 배치된다. 이러한 배치에 따라, 상기 외측 V-링(8B) 또는 상기 외측 V-링 실(seal)이 상기 플랜지 연결부(2)의 전체를 외부에 대하여 밀폐시키는 역할을 하는 반면에 상기 내측 V-링(8A) 또는 상기 내측 V-링 실(seal)은 상기 유출 덕트(11) 및 상기 연결 덕트(12)를 서로 분리시키는 것이 달성된다.
상기한 도입부에서 설명된 바와 같이, 상기 예에서 상기 플랜지(2A)의 내부에 배치되는 상기 홈들은 또한, 원칙적으로 상기 플랜지(2B)의 내부에 배치될 수 있다.
상기 조절 플랩 장치(1)의 제2실시예는 도 3 내지 도 5의 병렬 위치로부터 알 수 있다. 도 1 및 도 2의 실시예에 대응하는 모든 요소들에 대해서는 동일한 도면부호들이 부여되며, 이와 관련하여, 도 1 및 도 2의 상기한 설명이 참조될 수 있다.
두 실시예들 사이의 차이점은 상기 내측 V-링 실 또는 상기 V-링(8A)이 상기 삽입링(7)의 내부에 구비되며, 이에 따라, 상기 제1홈(9)이 상기 삽입링(7)의 내부에 배치되는 점에 있다. 이는 특히 도 5의 확대 상세도로부터 명확하게 알 수 있다. 도 1 및 도 2에 따른 실시예에 내재된 장점인 상기한 종래기술에 비하여 개선된 외부에 대한 실링 작용을 얻을 수 있다는 장점에 더하여, 도 3 내지 도 5에 따른 실시예는 상기 삽입링(7)의 내부에 상기 V-링(8A)을 배치함으로써 반경방향의 공간을 절약할 수 있다는 추가적인 장점을 제공한다.
두 실시예들은 종래기술에 따라 구비되는 것과 같은 복잡한 크림프 실을 제거할 수 있으므로 디자인을 단순화할 수 있다.
상기 제2실시예에서, 변경되지 않은 외경 및 공간절약의 장점 외에, 상기 배기 매니폴드(3) 및 상기 터빈 하우징(4A)의 조립에 적은 비용이 소요되므로 상기 V-링(8A) 및 상기 삽입링(7)의 감시된 사전 조립을 수행할 수 있다.
두 실시예들에서, 상기 삽입링(7)은 예압상태로 될 수 있으므로 알려진 크림프 실에 비하여 개선된 실링 작용을 얻을 수 있다.
결과적으로 누출이 감소하여 유리하게는 2단 터보차저 장치의 상기 고압단의 응답거동이 향샹되는 데, 이는 상기 실링이 개선됨에 따라, 상기 조절 플랩(5)이 폐쇄될 때, 상기 유출 덕트(11)로부터 상기 연결 덕트(12)로의 배기가스의 누출이 적어 상기 배기가스가 모두 상기 고압 터빈으로만 공급되기 때문이다.
상기 설명을 보충하기 위해, 상기 배기 매니폴드(3)와 연결되는 2단 터보차저 장치(EGT)를 도시한 도 6이 참조된다. 종래와 같이, 상기 2단 터보차저 장치(EGT)는 고압단(HP, 고압 터보차저) 및 저압단(LP, 저압 터보차저)을 포함한다. 또한, 자명하게, 상기 타입의 2단 터보차저 장치(EGT)는 상기와 같은 배열의 다른 구성 요소들을 모두 가지나, 본 발명의 설명을 위하여 기재될 필요가 없다.
상기한 설명에 더하여, 도 1 내지 도 5의 개략도가 명확하게 참조된다.
1 조절 플랩 장치
2 플랜지 연결부
2A, 2B 플랜지 연결부(2)의 플랜지들
3 배기 매니폴드
4 저압 터빈
4A 터빈 하우징
5 조절 플랩 플레이트
6 연결 개구
7 삽입링
8 실링 장치
8A, 8B V-링들 / V-링 실들
9, 10 홈들
11 유출 덕트
12 연결 덕트
13 고압 터빈
EGT 2단 배기가스 터보차저 장치
HP 고압단
LP 저압단

Claims (14)

  1. 2단 배기가스 터보차저의 터빈 하우징과 엔진의 배기 매니폴드(3) 사이의 플랜지 연결부(2)의 내부에 위치되는 조절 플랩 장치(1)에 있어서,
    상기 플랜지 연결부(2)의 내부에 배치되는 연결 개구(6)를 개방 및 폐쇄시키는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 회동가능한 조절 플랩 플레이트(5);
    상기 연결 개구(6)의 내부에 배치되는 삽입링(7); 및
    실링 장치(8);를 포함하고,
    상기 플랜지 연결부(2)의 내부에서, 상기 실링 장치(8)는, 상기 연결 개구(6)에 인접되게 구비되는 제1홈(9)의 내부에 배치되는 제1 V-링(8A)과, 상기 제1홈(9)으로부터 반경방향 외측으로 이격되게 배치되고 상기 제1홈(9)을 둘러싸는 제2홈(10)의 내부에 배치되는 제2 V-링(8B)로 이루어진 두 개의 V-링들(8A, 8B)을 구비한, 조절 플랩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1홈(9)은 상기 플랜지 연결부(2)의 내부에 배치되는 조절 플랩 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1홈(9)은 상기 터빈 하우징의 플랜지의 내부에 배치되는 조절 플랩 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 플랜지는 저압 터빈(4)의 플랜지(2B)인 조절 플랩 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 플랜지는 고압 터빈(13)의 플랜지(2A)인 조절 플랩 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1홈(9)은 상기 배기 매니폴드(3)의 플랜지의 내부에 배치되는 조절 플랩 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1홈(9)은 상기 삽입링(7)의 내부에 배치되는 조절 플랩 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2홈(10)은 상기 터빈 하우징의 플랜지의 내부에 배치되는 조절 플랩 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2홈(10)의 상기 플랜지는 저압 터빈(4)의 플랜지(2B)인 조절 플랩 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2홈(10)의 상기 플랜지는 고압 터빈(13)의 플랜지(2A)인 조절 플랩 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2홈(10)은 상기 배기 매니폴드(3)의 플랜지(2A)의 내부에 배치되는 조절 플랩 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 조절 플랩 플레이트(5)는 원형인 조절 플랩 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 삽입링(7)은 예압상태인 조절 플랩 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 V-링(8A) 및/또는 상기 제2 V-링(8B)은 예압상태인 조절 플랩 장치.
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