KR20110059775A - 배기가스 터보차저의 베어링 하우징을 밀봉하기 위한 장치 - Google Patents

배기가스 터보차저의 베어링 하우징을 밀봉하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

장치 (D) 는 윤활유를 수용하는 베어링 하우징 (10) 을 밀봉하는데 쓰이며, 상기 베어링 하우징으로부터, 하우징 내부에 지지되어 있는 배기가스 터보차저의 회전자 (2) 는 질량흐름의 작용을 받는 차저의 압축기 하우징 안으로 안내되어 있다. 상기 장치는 벽 연장부 (40) 를 가진 고정식 칸막이벽 (4), 회전자 (2) 의 샤프트 (2) 에 고정되어 있는 실링 디스크 (5), 상기 실링 디스크 (5) 와 상기 벽 연장부 (40) 사이에 배치된 분리 갭 (7), 및 오일 수집 채널 (42) 과 연결되어 있는 드립 장치 (8) 를 포함하며, 상기 드립 장치는 상기 오일 수집 채널 (42) 안에 수집된 윤활유를 중력을 이용해 오일 배출구 (13) 안으로 안내한다.
상기 드립 장치 (8) 는 윤활유를 위한 배출면 (80) 을 포함하며, 상기 배출면은 상기 분리 갭 (7) 을 한정하는 회전하는 실링 디스크 (5) 로부터의 큰 축방향 간격 (b) 을 가진다. 경우에 따라 상기 분리 갭 (7) 안으로 침투하는 오일은 이제 상기 실링 디스크 (5) 와의 상호 작용 없이 베어링 하우징 (10) 의 오일 배출구 (13) 안으로 안내될 수 있다. 이렇게 하여, 저압에 의해 상기 분리 갭 (7) 이 석션되는 경우 조차도 (이는 예컨대 터보차저의 정지시 또는 부분부하 작동시 그러하다), 비허용 오일량이 상기 분리 갭 (7) 을 통해 압축기 안으로 흡입되는 것이 효과적으로 저지된다.

Description

배기가스 터보차저의 베어링 하우징을 밀봉하기 위한 장치 {DEVICE FOR SEALING A BEARING HOUSING OF AN EXHAUST GAS TURBOCHARGER}
본 발명은 배기가스 터보차저 분야에 관한 것이다.
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른, 윤활유를 수용하는 베어링 하우징을 밀봉하기 위한 장치, 및 이러한 장치를 가진 청구항 제 9 항에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.
배기가스 터보차저에 있어서, 내연기관의 배기가스는 엔진에 공급된 연소공기를 압축하기 위해 사용된다. 이렇게 과급된, 즉 사전 압축된 연소공기를 갖고, 충전량, 및 이로써 엔진의 실린더들 안의 연료 혼합물이 증가되며, 그리고 이로부터 엔진을 위한 현저한 성능 향상이 얻어진다. 이때 사용된 배기가스 터보차저는 일반적으로 압축기 임펠러, 터빈휠 및 연결 샤프트를 가진 회전자, 베어링, 질량흐름의 작용을 받는 고정식 하우징 부품들, 예컨대 압축기 하우징 또는 터빈 하우징, 및 베어링을 수용하는 베어링 하우징으로 구성된다.
터빈쪽, 또한 압축기쪽 흐름 영역에서의 대부분 높은 공정압력들을 근거로, 터보차저 샤프트는 베어링 하우징의 내부 플레넘 (inner plenum) 에 대해 적합한 밀봉 계획을 갖고 밀봉되어야 한다. 베어링 하우징의 플레넘 안의 내부압력은 일반적으로 1 bar 의 대기압력과 일치한다. 이에 반해, 압축기쪽 또는 터빈쪽의 흐름 영역에서의 가스 압력은 터보차저의 현재 작동압력에 좌우되며, 그리고 대개는 베어링 하우징의 플레넘 압력 위에 있다. 그러므로, 압력 균등화를 저지하기 위해, 베어링 하우징 안에 지지되어 있는 회전자의 섹션은 2 개의 실 (seal) 을 통해 베어링 하우징 밖으로 안내되어 있으며, 상기 실들 중 하나는 베어링 하우징을 압축기 방향으로 밀봉하고, 다른 하나는 터빈 방향으로 밀봉한다. 하지만 일종의 경우들에서, 부분부하 작동시 또는 정지시 압축기 안의 또는 터빈 하우징 안의 저압이 예상될 수도 있으며, 따라서 그 후 경우에 따라 윤활유는 베어링 하우징으로부터 터빈 하우징 또는 압축기 하우징 안에 도달할 수 있다. 압축기 하우징 안에서, 침투하는 윤활유는 과급된 압축기 공기를 오염시킬 수 있으며, 그리고 그 후 엔진 안의 연소에 의해 원치 않은 방출을 초래할 수 있다.
CH 673 052 A5 및 EP 0 834 645 A1 에는 각각의 경우에 있어 도입부에 언급된 유형의 밀봉 장치를 가진 배기가스 터보차저가 기술되어 있다. 상기 장치들은 각각 윤활유를 수용하는 베어링 하우징을 밀봉하는데 쓰이며, 상기 베어링 하우징으로부터, 하우징 내부에 지지되어 있는 배기가스 터보차저의 회전자는 질량흐름의 작용을 받는 차저의 압축기 하우징 안으로 안내되어 있다. 상기 장치들은 각각 칸막이벽을 구비하며, 상기 칸막이벽은 터보차저의 베어링 하우징에 의해 둘러싸인 오일 수집 챔버와 압축기 하우징의 임펠러 후방공간 (rear space) 을 서로 분리시킨다. 이 이외에, 상기 장치들은 각각의 경우에 있어 터보차저 회전자의 샤프프 위에 고정되어 있는 실링 디스크 (sealing disk) 를 구비하며, 그리고 윤활유를 위한 수집 채널을 구비하고, 상기 윤활유는 회전자의 베어링으로부터 오일 수집 챔버 안으로 배출된다. 배출되는 윤활유는 회전하는 실링 디스크에 의해 바깥쪽으로 내던져지고, 베어링 하우징벽에 부딪치며, 벽을 따라 오일 수집 채널 안으로 들어가고, 채널을 통해 아래쪽으로 오일 배출구 안으로 흐르며, 그리고 그곳으로부터 다시 베어링 윤활 시스템의 오일 순환부 안으로 되돌아간다. 회전자와 칸막이벽 사이에 배치된 실 (seal) 은, 압축기 하우징 및 베어링 하우징에 의해 둘러싸인 공간들 안의 서로 다른 압력들이 원치 않은 보상 흐름들을 초래하지 않는 것을 보장한다. 이 실은 CH 673 052 A5 에 나타나 있는 바와 같이 실링링으로서 설계될 수 있으며, 회전하는 실링 디스크와 칸막이벽 사이의 분리 갭 (separating gap) 안에 배치될 수 있고, 하지만 EP 0 834 645 A1 에 나타나 있는 바와 같이 래버린스 실일 수도 있으며, 상기 래버린스 실은 압축기 임펠러와 칸막이벽 사이의 임펠러 후방공간에 배치되어 있다.
도입부에 언급된 유형의 밀봉 장치들의 그 밖의 실시형태들은 WO 2008/042698 A1 에도 기술되어 있다. 이 밀봉 장치들도 각각의 경우에 있어 고정식 칸막이벽 안에 형성된, 그리고 오일 수집 챔버 안에 배치된 오일 수집 채널을 구비한다. 배기가스 터보차저의 샤프트 베어링으로부터 엑시얼 베어링 틈을 통해 오일 수집 챔버 안으로 흐르는 윤활유는 오일 수집 챔버의 벽에 내던져지며, 상기 벽을 따라 채널 안으로 흐르고, 그리고 상기 채널을 통해 아래쪽으로 오일 배출구 안으로 흐른다. 상기 채널의 하부에서, 오일은 오른쪽 및 왼쪽 채널벽에서 배출된다. 회전자와 칸막이벽 사이에 제공된 분리 갭은 이 두 채널벽 안으로 통하기 때문에, 압축기쪽에서의 저압을 가진 작동점들 (operating points) 에 있어서, 분리 갭이 그 사이에 놓여 있는 실들에도 불구하고 석션되며 (suctioned), 그리고 오일이 이 실들을 통해 터보차저의 압축기 안에 도달하고, 그리고 이로써 내연기관의 흡입 공기 안에 도달하는 것을 저지할 수 없다.
JP 07/217441 A 는 배기가스 터보차저의 샤프트 베어링으로부터 압축기 안으로의 윤활유의 침투를 저지하는 장치를 보이고 있다. 이 밀봉 장치는 오일 수집 챔버를 구비하며, 상기 오일 수집 챔버는 차폐 박판에 의해 2 개의 부분챔버로 분할되어 있다. 방사상으로 터보차저의 엑시얼 베어링으로부터 나오는 윤활유는 바깥쪽으로 내던져지며, 제 1 부분챔버의 차폐 박판 (41) 에 부딪치고, 그리고 상기 박판을 따라 부품 (41e) 에 있어서 베어링 하우징 플레눔 안으로 배출되며, 그리고 다시 베어링 윤활 시스템의 오일 순환부 안으로 되돌아간다. 부품 (41d) 에서의 틈을 통해 오일은 원심 디스크 (42) 를 따라 제 2 챔버 (40) 안에 도달할 수 있다. 오일은 칸막이벽 (30) 을 따라 채널 안으로 아래쪽으로 흐르며, 그리고 계속 부품 (30b) 에 있어서 베어링 하우징 플레눔 안으로 흐른다. 상기 채널은 칸막이벽의 벽 연장부 (30d) 와, 회전하는 부품, 즉 플랭크 (42) (도 7) 로 형성되어 있다. 벽 연장부 (30d) 의 하부 섹터 안에는 오일을 위한 드립 장치의 2 개의 드립 모서리 (30e) 가 형성되어 있다. 하지만 그 사이에는 상부 섹터에, 축방향으로 뻗어 있는, 터보차저의 회전자를 고정식 칸막이벽으로부터 분리하는 틈이 있으며, 상기 틈은 오일로 채워질 수 있다. 압축기쪽에서의 저압을 가진 작동점들에 있어서, 분리 갭 안에 실 (35) 을 장착함에도 불구하고 상기 분리 갭이 석션되는 것을 저지할 수 없고, 그리고 오일이 실 (35) 을 통해 압축기 안에 도달하는 것을 저지할 수 없다.
청구항 제 1 항 내지 제 8 항에 정의되어 있는 본 발명의 목적은, 베어링 하우징으로부터, 하우징 내부에 지지되어 있는 배기가스 터보차저의 회전자가 차저의 압축기 하우징 안으로 안내되어 있는, 윤활유를 수용하는 베어링 하우징을 밀봉하기 위한 장치에 있어서, 밀봉 장치의 오일 수집 챔버 (oil-collecting chamber) 안의 윤활유의 배출 거동을 개선하고, 그리고 이로써 터보차저의 밀봉 장치의 밀봉성을 개선하는 것이다. 본 발명은 또한 청구항 제 10 항에 정의되어 있는, 이 밀봉 장치를 가진 배기가스 터보차저에 관한 것이다.
본 발명에 따른 밀봉 장치에 있어서, 회전자의 회전축의 아래쪽에 놓여 있는, 분리 갭 (separating gap) 을 한정하는 벽 연장부 (wall extension) 의 단부면의 하부 섹터 (lower sector) 안에는 드립 장치 (drip device) 가 형성되어 있으며, 상기 드립 장치는 회전자의 회전축에 대해 주로 수직으로 정렬된, 윤활유를 위한 배출면 (drain-off surface) 을 포함하고, 상기 배출면은 상기 단부면의 남아 있는 부분에 대해 임펠러 후방공간쪽으로 축방향으로 오프셋되어 (offset) 있다.
상기 드립 장치는 윤활유를 위한 배출면을 포함하며, 상기 배출면은 상기 분리 갭을 한정하는 회전하는 실링 디스크 (sealing disk) 로부터의 큰 축방향 간격을 가진다. 경우에 따라 상기 분리 갭 안으로 침투하는 윤활유는 이제 실링 디스크와의 상호 작용 없이 베어링 하우징의 오일 배출구 안으로 안내된다. 이렇게 하여, 압축기의 임펠러 후방공간 안의 저압에 의해 상기 분리 갭이 석션되는 (suctioned) 경우 조차도 (이는 예컨대 터보차저의 정지시 및 부분부하 (partial-load) 작동시 그러하다), 비허용 오일량이 상기 분리 갭을 통해 압축기 안으로 흡입되는 것이 저지된다.
본 발명의 그 밖의 장점들은 종속항들에 나타나 있다.
이하, 본 발명에 따른 밀봉 장치의 실시예는 도면을 참조로 도시되어 있으며, 보다 상세히 설명된다. 모든 도면들에서, 동일하게 작용하는 요소는 동일한 참조 부호로 표시되어 있다.
도 1 은 단지 개략적으로 도시되어 있는 배기가스 터보차저의 평면도를 보이고 있으며, 그의 하우징은 그의 회전자의 축을 따라 절단되어 도시되어 있고, 상기 배기가스 터보차저는 테두리 선이 쳐져 있는 본 발명에 따른 밀봉 장치를 구비한다,
도 2 는 도 1 에 테두리 선이 쳐져 있는 밀봉 장치의 상세한 도면을 보이고 있고,
도 3 은 도 2 에 따른 밀봉 장치의 칸막이벽의 벽 연장부의 단부면의 오른쪽으로부터의 평면도를 보이고 있으며,
도 4 는 아래 오른쪽으로부터의, 등각 투영법으로 (isometrically) 도시되어 있는 도 3 에 따른 벽 연장부의 도면을 보이고 있다.
도 1 은 고정식으로 배치된 하우징 (1), 및 축 (A) 둘레로 회전 가능하고 샤프트 (20) 를 가진 회전자 (2) 를 가진 배기가스 터보차저의 부분도를 개략적으로 보이고 있다. 샤프트 (20) 의 왼쪽에는, 배기가스 터보차저의 압축기 임펠러 (21) 가 고정되어 있다. 샤프트 (20) 의 오른쪽에는, 배기가스 터보차저의 터빈휠 (22) 이 부착되어 있다. 터빈휠 (22) 은 도시되어 있지 않은 블레이드들을 포함하며, 상기 블레이드들을 통해 상기 터빈휠은 내연기관 안에 발생된 배기가스 흐름에 의해 구동된다. 상기 압축기 임펠러는 마찬가지로 도시되어 있지 않은 블레이드들을 포함한다.
상기 두 휠 사이의 영역에는, 단지 개략적으로 도시되어 있는 엑시얼 및 레이디얼 베어링 (axial- and radial bearing, 3) 들이 배치되어 있으며, 상기 엑시얼 및 레이디얼 베어링들은 회전자 (2) 의 안내시 발생하는 축방향 및 방사상 힘을 흡수한다.
하우징 (1) 은 회전자 (2) 를 둘러싸며, 그리고 고정식 베어링 하우징 (10) 을 구비하고, 상기 베어링 하우징은 엑시얼 및 레이디얼 베어링 (3) 들 및 회전자 (2) 의 섹션 (section) 을 수용하며, 그리고 하우징 (1) 의 남아 있는 2 개의 부품에 대해 차폐하고, 상기 부품들 안에는 뜨거운 배기가스의 작용을 받는 배기가스 터빈의 터빈휠 (22) 과 공기를 압축하기 위해 제공되어 있는 압축기 임펠러 (21) 가 배치되어 있다. 즉, 엑시얼 및 레이디얼 베어링 (3) 들은 배기가스 또는 압축공기를 포함하는, 각각 높은 압력, 높은 온도 및 높은 속도를 가진 질량흐름들로부터 보호된다. 이 질량흐름이 베어링 하우징 (10) 안에서 작용할 수 없도록, 그리고 정반대로 또한 윤활유가 베어링 하우징 (10) 으로부터 압축기 또는 배기가스 터빈 안으로 샐 수 없도록, 2 개의 샤프트 실 (shaft seal, D) 이 제공되어 있으며, 상기 샤프트 실들 중 하나는, 그를 통해 회전자 (2) 가 압축기 안으로 안내되어 있는 베어링 하우징의 섹션에 위치하고, 다른 하나는, 그를 통해 회전자 (2) 가 배기가스 터빈 안으로 안내되어 있는 베어링 하우징의 섹션에 위치한다.
압축기쪽에 배치된 샤프트 실 (D) 의 실시형태는 도 2 내지 도 4 에 개략적으로 도시되어 있다. 그것은 칸막이벽 (4) 을 포함하며, 상기 칸막이벽은 베어링 하우징 (1) 에 의해 둘러싸인 오일 수집 챔버 (11) 를 압축기의 임펠러 후방공간 (12) 으로부터 분리한다. 칸막이벽 (4) 은 축방향으로 뻗어 있는, 그리고 링 모양으로 회전자 (2) 둘레로 안내된 벽 연장부 (40) 를 구비한다. 실링 디스크 (sealing disk, 5) 는 샤프트 (2) 위에 고정되어 있으며, 따라서 그것은 베어링 (3) 과 압축기 임펠러 (21) 사이에 위치해 있다. 실링 디스크 (5) 와, 칸막이벽 (4) 과 압축기 임펠러 (21) 에 의해 한정된 압축기의 임펠러 후방공간 (12) 사이에는 적어도 하나의 실 (seal, 6) 이 위치한다. 실 (6) 은 하나 또는 다수의 피스톤링 (piston ring) 을 포함할 수 있으며, 그리고 일반적으로 드립 장치 (drip device, 8) 와 임펠러 후방공간 (12) 사이에 배치된 분리 갭 (separating gap, 7) 안에 장착되어 있다. 하지만 그것은 래버린스 실 (labyrinth seal) 로서 설계될 수도 있으며, 그리고 일반적으로 압축기 임펠러 (2) 와 칸막이벽 (4) 사이에 수평으로 임펠러 후방공간 (12) 안에 장착되어 있다. 어느 경우이든 그것은 실링 디스크 (5) 와, 링 모양으로 회전자 (2) 둘레로 안내된 벽 연장부 (40) 사이에 배치되어 있는 분리 갭 (7) 을 밀봉한다. 벽 연장부 (40) 의 방사상으로 바깥쪽으로 향한 측면 안에는 2 개의 오일 수집 채널 (oil-collecting channel, 41, 42) 이 형성되어 있으며, 상기 오일 수집 채널들은 주위 (peripheral) 리브 (rib, 43) 에 의해 서로 분리되어 있다. 그 밖의 오일 수집 채널 (44) 은 벽 연장부 (40) 의 단부면 안에 형성되어 있으며, 상기 단부면은 주로 방사상으로 정렬된 분리 갭 (7) 의 섹션을 한정한다.
오일 수집 채널 (42) 과 분리 갭 (7) 은 두 오일 수집 채널 (42, 44) 과 마찬가지로 벽 연장부 (40) 안에 형성된 벽 돌출부 (45) 에 의해 서로 분리되어 있다. 벽 돌출부 (45) 는 열린 링으로서 형성되어 있다. 이 열린 링은 밀봉 장치 (D) 의 제조시, 우선 닫힌 링으로서 형성되어 있는 벽 돌출부 (45) 가 절삭 가공을 통해 끊김으로써 달성된다. 이렇게 하여, 도 3 및 도 4 에서 알아볼 수 있는 2 개의 단부 (81, 81') 를 가진 드립 장치 (8) 가 생성되며, 상기 단부들은 분리 갭 (7) 을 한정하는 벽 연장부 (40) 의 단부면의, 회전축 (A) 아래쪽에 위치한 하부 섹터 (sector) 안에 배치되어 있다. 두 단부 (81, 81') 안에는 각각의 경우에 있어, 벽 돌출부 (45) 로부터 드립 장치 (8) 의 배출면 (drain-off surface, 80) 으로 뻗어 있는 표면 (F1 또는 F1')(도 4) 이 형성되어 있다. 이 표면에서, 도 3 에는 단 하나의 모서리를 알아볼 수 있으며, 상기 모서리는 단부 (81) 에서만 참조 부호 (82) 로 표시되어 있다.
오일 수집 채널 (44) 은 열린 링으로서 형성된 채널 가장자리 (46) 를 갖고 분리 갭 (7) 에 대해 한정되어 있다. 이 이외에, 상기 오일 수집 채널은 채널 가장자리를 둘러싸는 표면 (47) 을 구비하며, 상기 표면은 채널 가장자리에 의해 한정된, 오일 수집 채널 (44) 의 바닥 (48) 안으로 유입되는 윤활유를 배출시키는데 쓰인다. 벽 연장부 (40) 의 단부면의 하부 섹터 안으로 안내된, 그리고 드립 장치 (8) 안에 통합된 채널 가장자리 (46) 의 단부 (83, 83') 들은 각각의 경우에 있어 채널 가장자리 (46) 로부터 배출면 (80) 으로 뻗어 있는 표면 (F2 또는 F2') (도 4) 을 구비한다. 이 표면에서, 도 3 에는 모서리를 알아볼 수 있으며, 상기 모서리는 단부 (83) 에서만 참조 부호 (84) 로 표시되어 있다.
벽 돌출부 (45), 또는 벽 연장부 (40) 의 단부면의 하부 섹터에서의 채널 가장자리 (46) 의 상기 기술된 구현형태를 통해, 회전축 (A) 에 대해 주로 수직으로 정렬된 배출면 (80) 이 형성되며, 상기 배출면은 표면 (F1, F'1 또는 F2, F'2) 를 통해 오일 수집 채널 (42, 44) 들과 연결되어 있고, 그리고 상기 단부면의 상부 섹터에 위치한 부분에 대해 도 2 에 도시되어 있는 간격 (a) 만큼 축방향에서 임펠러 후방공간 (12) 쪽으로 오프셋되어 있다. 즉, 동시에 배출면 (80) 과 축방향에서의 실링 디스크 (5) 사이의 큰 간격 (b) 이 달성된다.
터보차저의 작동 동안, 베어링 (3) 이 엑시얼 베어링 또는 레이디얼 베어링으로서 형성되어 있는지 또는 미끄럼 베어링 또는 구름 베어링으로서 형성되어 있는지에 상관 없이, 실링 디스크 (5) 와 베어링 (3) 사이에 위치한 틈을 통해 윤활유는 오일 수집 챔버 (11) 안에 도달한다. 회전축 (A) 의 위쪽에 놓여 있는 오일 수집 챔버 (11) 의 부분 안으로, 오일은 베어링 하우징 (10) 의 벽에 부딪치며, 그리고 대부분 오일 수집 채널 (41) 안으로 들어간다. 이때, 방사상 방향에서 분리 갭 (7) 보다 길게 뻗어 있는 리브 (43) 는 주로 축방향으로 뻗어 있는 분리 갭 (7) 의 입구 섹션 (70) 을, 그리고 드립 장치 (8) 의 영역에서 실링 디스크 (5) 를 효과적으로 축방향으로부터의 오일 튀임에 대해 차폐한다. 이 이외에, 실링 디스크 (5)의 차폐 작용을 통해 단지 적은 오일이 분리 갭 (7) 쪽으로 도달할 수 있다. 그럼에도 불구하고 분리 갭 (7) 에 도달한 오일은 대부분 오일 수집 채널 (42) 를 통해 배출된다. 아마도 분리 갭 (7) 안에 도달한 오일은, 링 모양으로 회전축 (A) 둘레로 안내된, 그리고 분리 갭 (7) 안으로 돌출하는, 실링 디스크 (5) 의 배출 모서리 (50) 에 의해 오일 수집 채널 (44) 안으로 내던져지고, 그리고 그곳으로부터 중력의 작용하에 드립 장치 (8) 를 통해 베어링 하우징 (10) 의 오일 배출구 (13) 안으로 들어간다. 배출 모서리 (50) 는 분리 갭 (7) 을 넘어 오일 수집 채널 (44) 안으로 돌출하기 때문에, 오일은 특히 효과적으로 분리 갭 (7) 밖으로 제거되며, 그리고 그 후 방사상 안쪽으로 만곡된 표면 (47) 을 통해, 채널 가장자리 (46) 에 의해 한정된 오일 수집 채널 (44) 의 바닥 (48) 안에 도달한다.
드립 장치 (8) 안에 통합된 단부 (83, 83') 들에서, 오일은 채널 (44) 로부터 드립 장치 (8) 안에 도달한다. 이때, 채널 (44) 밖으로 배출되는 오일은 표면 (F2 또는 F'2) 에서 모서리 (84) 를 따라 모서리의 가장 깊은 지점 (84a) 쪽으로 안내된다. 이 지점은 이미 배출면 (80) 에 놓여 있기 때문에, 결국 표면 (80) 의 아래쪽 가장자리에서, 오일 배출구 (13) 안으로 뚝뚝 떨어지기 위해 오일은 이 표면에서 계속 아래쪽으로 흐른다. 이때, 실링 디스크 (5) 와 마주보고 있는 배출면 (80) 사이의 축방향 간격 (b) 은, 뚝뚝 떨어지는 및/또는 배출되는 오일이 회전하는 실링 디스크 (5) 의 작용으로부터 벗어나도록, 그리고 이제 원심 작용을 통해 오일 수집 챔버 (11) 의 상부 안에 도달하지 않도록, 그리고 이로써 다시 분리 갭 (7) 안에 더 이상 도달하지 않도록 선택되어 있다.
동일한 바람직한 작용이 채널 (42) 의 드립 영역과 벽 돌출부 (45) 의 적합한 형태를 통해 달성될 수도 있다. 오일 수집 채널 (42) 에 있어서, 벽 돌출부 (45) 의 단부 (81, 81') 들에서, 오일은 채널 (42) 로부터 드립 장치 (8) 안으로 흐른다. 이때, 채널 (42) 밖으로 배출되는 오일은 표면 (F1 또는 F'1) 에서 모서리 (82) 를 따라 모서리의 가장 깊은 지점 (82a) 쪽으로 안내된다. 이 지점도 이미 배출면 (80) 상에 놓여 있기 때문에, 결국 표면 (80) 의 하부 가장자리에서, 오일 배출구 (13) 안으로 뚝뚝 떨어지기 위해 오일은 이 표면에서 계속 아래쪽으로 흐른다.
즉, 분리 갭 (7) 안으로 침투하는 오일은 효과적으로 오일 배출구 (13) 방향으로 운반된다. 임펠러 후방공간 (12) 안의 저압에 의해 분리 갭 (7) 이 석션되는 경우 조차도, 적합하게 형성된 밀봉 장치 (D) 는 비허용 오일량이 분리 갭 (7) 을 통해 압축기 안으로 흡입되는 것을 효과적으로 저지한다.
정지 기간 동안, 즉 회전하지 않는 실링 디스크 (50), 및 계속 진행되는 오일공급에 있어서, 배출 모서리 (50) 는 효과적이지 않다. 하지만, 본 발명에 따른 밀봉 장치의 상기 기술된 모든 다른 장점들, 예컨대 오일 채널 (41, 42) 들의 효력과, 벽 돌출부 (45) 에 의한 분리 갭 (7) 의 차폐의 효력, 실링 디스크 (5) 의 차폐 작용, 및 드립 장치 (8) 의 바람직한 흐름 및 드립 거동은 유지된다.
A : 회전축 D : 실
F1, F'1, F2, F'2 : 표면 a, b : 간격
1 : 하우징 10 : 베어링 하우징
11 : 오일 수집 챔버 12 : 임펠러 후방공간
13 : 오일 배출구 2 : 회전자
20 : 샤프트 21 : 압축기 임펠러
22 : 터빈휠 3 : 베어링
4 : 칸막이벽 40 : 벽 연장부
41, 42, 44 : 오일 수집 채널 43 : 리브
45 : 벽 돌출부 46 : 채널 가장자리
47 : 표면 48 : 채널 바닥
5 : 실링 디스크 50 : 배출 모서리
6 : 실 7 : 분리 갭
70 : 입구 섹션 8 : 드립 장치
80 : 배출면 81, 81' : 벽 돌출부 (45) 의 단부
82 : 모서리 82a : 모서리 (82) 의 가장 깊은 지점
83, 83' : 채널 가장자리 (46) 의 단부 84 : 모서리
84a : 모서리 (84) 의 가장 깊은 지점

Claims (10)

  1. 윤활유를 수용하는 베어링 하우징 (10) 을 밀봉하기 위한 장치 (D) 로서, 상기 베어링 하우징으로부터, 하우징 내부에 지지되어 있는 배기가스 터보차저의 회전자 (2) 는 질량흐름의 작용을 받는 차저의 압축기 하우징 안으로 안내되어 있으며, 상기 장치는 칸막이벽 (4), (상기 칸막이벽은 베어링 하우징에 의해 둘러싸인 오일 수집 챔버 (11) 와 압축기 하우징의 임펠러 후방공간 (12) 을 서로 분리시키며, 그리고 축방향으로 뻗어 있는, 그리고 링 모양으로 회전자 (2) 둘레로 안내된 벽 연장부 (40) 를 구비한다), 링 모양의 실링 디스크 (5) (상기 실링 디스크는 회전자 (2) 의 샤프트 (20) 위에 고정되어 있고, 오일 수집 챔버 (11) 안으로 돌출한다), 실링 디스크 (5) 와 벽 연장부 (40) 사이에 배치된 분리 갭 (7), 회전자 (2) 와 칸막이벽 (4) 사이에 배치된 실 (6), 벽 연장부 (40) 의 측면 안에 형성된, 그리고 상기 오일 수집 챔버 안에 배치된 제 1 오일 수집 채널 (42), 및 제 1 오일 수집 채널 (42) 과 연결되어 있고, 오일 수집 채널 (42) 안에 수집된 윤활유를 중력을 이용해 오일 배출구 (13) 안으로 안내하는 드립 장치 (8) 를 포함한, 윤활유를 수용하는 베어링 하우징 (10) 을 밀봉하기 위한 장치 (D) 에 있어서,
    드립 장치 (8) 는 회전자 (2) 의 회전축 (A) 의 아래쪽에 놓여 있는, 분리 갭 (7) 을 한정하는 벽 연장부 (40) 의 단부면의 하부 섹터 안에 형성되어 있으며, 그리고 상기 드립 장치는 회전자의 회전축에 대해 주로 수직으로 정렬된, 윤활유를 위한 배출면 (80) 을 포함하고, 상기 배출면은 상기 단부면의 남아 있는 부분에 대해 임펠러 후방공간 (12) 쪽으로 축방향으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는, 윤활유를 수용하는 베어링 하우징 (10) 을 밀봉하기 위한 장치 (D).
  2. 제 1 항에 있어서, 링 유형으로 형성된 벽 돌출부 (45) 가 벽 연장부 (40) 안에 형성되어 있으며, 상기 벽 돌출부는 제 1 오일 수집 채널 (42) 과 분리 갭 (7) 을 서로 분리시키고, 그리고 드립 장치 (8) 의 형성하에 상기 단부면의 상기 하부 섹터에서 끊겨져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 드립 장치 (8) 와 연결되어 있는 제 2 오일 수집 채널 (44) 이 벽 연장부 (40) 의 단부면 안에 형성되어 있으며, 상기 제 2 오일 수집 채널은 열린 링으로서 형성되어 있는 채널 가장자리 (46) 를 갖고 분리 갭 (7) 에 대해 한정되어 있고, 그리고 채널 가장자리 (46) 를 둘러싸는 표면 (47) 을 구비하며, 상기 표면은 채널 가장자리 (46) 에 의해 한정된, 제 2 오일 수집 채널 (44) 의 바닥 (48) 안으로 유입되는 윤활유를 배출시키는데 쓰이는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 1 오일 수집 채널 (42) 과 제 2 오일 수집 채널 (44) 은 벽 돌출부 (45) 에 의해 서로 분리되어 있으며, 상기 벽 돌출부 (45) 는 드립 장치 (8) 안에 통합된 2 개의 단부 (81, 81') 를 구비하고, 그리고 상기 두 단부 안에는 각각의 경우에 있어, 벽 돌출부 (45) 로부터 배출면 (80) 으로 뻗어 있는 표면 (F1, F'1) 이 형성되어 있으며, 상기 표면은 제 1 오일 수집 채널 (42) 로부터 배출되는 윤활유를 배출면 (80) 상으로 안내하는데 쓰이는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 드립 장치 (8) 안에 통합된, 채널 가장자리 (46) 의 2 개의 단부 (83, 83') 는 각각의 경우에 있어 채널 가장자리 (46) 로부터 배출면 (80) 으로 뻗어 있는 표면 (F2, F'2) 을 구비하며, 상기 표면은 제 2 오일 수집 채널 (44) 로부터 배출되는 윤활유를 배출면 (80) 상으로 안내하는데 쓰이는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 섹터에서 분리 갭 (7) 은 주로 축방향으로 정렬된 입구 섹션 (70) 을 구비하며, 그리고 벽 연장부 (40) 의 측면 안에는 제 3 오일 수집 채널 (41) 이 형성되어 있고, 상기 제 3 오일 수집 채널은 회전축 (A) 둘레로 안내된 링 모양 리브 (43) 에 의해 제 1 오일 수집 채널 (42) 로부터 분리되어 있으며, 상기 리브는 분리 갭 (7) 의 입구 섹션 (70) 을, 그리고 드립 장치 (8) 의 영역에서 실링 디스크 (5) 를 오일 튀임에 대해 차폐하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 실링 디스크 (5) 는 링 모양으로 회전축 (A) 둘레로 안내된, 그리고 분리 갭 (7) 안으로 돌출하는 적어도 하나의 배출 모서리 (50) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 배출 모서리 (50) 는 분리 갭 (7) 을 넘어 제 2 오일 수집 채널 (44) 안으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 실 (6) 은 피스톤링으로서 설계되어 있으며, 그리고 드립 장치 (8) 와 임펠러 후방공간 (12) 사이에 배치된 분리 갭 (7) 의 섹션 안에 장착되어 있고, 및/또는 실 (6) 은 래버린스 실로서 설계되어 있으며, 그리고 압축기 임펠러 (21) 와 칸막이벽 (4) 사이에 수평으로 임펠러 후방공간 (12) 안에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 장치 (D) 를 가진 배기가스 터보차저.
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