KR20140063474A - 노즐 링 - Google Patents

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KR20140063474A
KR20140063474A KR1020130139417A KR20130139417A KR20140063474A KR 20140063474 A KR20140063474 A KR 20140063474A KR 1020130139417 A KR1020130139417 A KR 1020130139417A KR 20130139417 A KR20130139417 A KR 20130139417A KR 20140063474 A KR20140063474 A KR 20140063474A
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fastening ring
guide vanes
ring
fastening
face
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KR1020130139417A
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Inventor
마티아스 리흐너
요제프 베티히
Original Assignee
에이비비 터보 시스템즈 아게
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Abstract

노즐 링은 2 개의 체결 링들 (10, 11) 및 복수의 안내 베인들 (12) 도 갖으며, 구멍들 (16) 이 안내 베인들 (12) 의 핀들 (13) 을 수용하기 위하여 하나의 체결 링 (10) 에 형성되고, 개구들 (14) 이 안내 베인들 (12) 상의 위치결정 보조부들을 수용하기 위하여 다른 체결 링 (11) 에 형성된다.

Description

노즐 링{NOZZLE RING}
본 발명은 터보기계, 예를 들어 과급식 내연 엔진들용 배기 가스 터보차저들의 분야에 관한 것이다.
본 발명은 이러한 터보기계를 위한, 예를 들어 배기 가스 터보차저의 터빈을 위한 노즐 링에 관한 것이다.
터보차저들은 왕복 피스톤 엔진들의 파워 증대를 위해서 이용된다. 터빈이 가능한한 효율적으로 작동될 수 있도록, 배기 가스는 터빈 앞의 노즐 링이라고도 불리는 안내 베인 장치의 일렬의 안내 베인들에서 편향된다. 원심 터빈들 (radial turbines) 을 갖는 배기 가스 터보차저들에 있어서, 노즐 링은 유동 통로를 양측에서 한정하는 2 개의 체결 링들, 및 적용에 따라서 유동에 대해 특정 각도이고 상이한 길이를 갖는 복수의 안내 베인들을 포함한다.
만약 노즐 링이 사형 주조법 또는 정밀 주조법에 의해서 일체형으로 제조된다면, 일반적으로 유동 안내는 확실히 매우 양호할 것이며, 양호한 유동 안내를 위해서 별개의 주조 패턴이 각각의 블레이드 각위치 (angular position) 를 위해서 제조되어야 한다. 또한, 추가적인 각위치들 또는 안내 베인의 간격을 위한 유연성이 제한되는데, 이는 변경 각각에 의해서 새로운 주조 패턴이 제조되어야 하며, 이로 인해 주조 패턴이 비싸지고 리드 타임 (lead time) 이 매우 길어지기 때문이다.
또한, 안내 베인들이 개별 링들에 용접되거나 땜납되는 방법이 있다. 이 방법에 의해서, 유동 안내는 확실하게 최적이나, 신규 링들이 각각의 각위치에 대해서 제공되어야 하며, 이로 인해서 비용이 정밀 주조 방법의 경우에 비해서 약간 적다.
널리 적용되는 가장 비용 효과적인 노즐 링들의 생산 변형예들에 있어서, 프리즘 프로파일 (prismatic profile) 대신에 플레이트들이 체결 링들 사이에 용접되거나 땜납 된다. 성형 된 안내 베인들은 체결 링들의 홈부들에 배치되고, 그 안에서 용접되거나 땜납 된다. 이러한 노즐 링들의 경우에 있어서, 유동 안내는 플레이트의 프로파일 때문에 먼저 언급된 2 개의 변형예들에 비하여 상당히 불량하다. 또한, 이러한 노즐 링들에 있어서 벽들이 상당히 얇고, 그래서 배기 가스 입자들 때문에 쉽게 부식된다.
따라서, 노즐 링들이 제조될 때 노즐 링의 비용과 효율 사이의 절충이 수용되어야 한다. 지금까지, 정밀 주조 방법보다 뛰어나게 더 비용 효과적이고, 균등하고, 뛰어난 유동 안내를 여전히 달성하는 제조 방법이 없다.
2 개의 체결 링들 및 동일한 구성을 갖는 복수의 베인들로부터 노즐 링들을 조립하는 것이 가능하며, 이것에 의해서 생산의 유연성이 상당히 향상된다. 조립된 노즐 링들은 베인 위치 및 베인 길이 (2 개의 체결 링들의 간격) 의 주 기능들을 커버할 뿐만 아니라, 전체 노즐 링을 터보차저에 체결하는 것 또는 누출 흐름에 대한 시일링과 같은 추가적인 기능들도 포함하도록, 상이한 또는 적어도 상이하게 마무리 가공된 베이스 구성요소들이 종종 이용된다.
본 발명의 목적은, 정밀 주조 방법에 의해서 제조되는 노즐 링의 유동 안내를 구비하고, 상이한 베인 위치들 및 베인 길이들에 대해서 모듈 방식으로 적은 구성요소들로부터 조립될 수 있는 조립식 노즐 링을 창작하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이것은, 안내 베인이 제 1 체결 링의 핀을 수용하기 위해 제공된 구멍에 수용되는 핀을 일 단부면에 갖는 노즐 링에 의해서 달성된다. 타 단부에서, 베인들의 각위치가 제 2 체결 링의 대응하는 프로파일 홈부에 의해서 제 2 체결 링에 설정되고, 이 홈부는 단부면의 전체 표면에 또는 단부면 상의 돌출부들의 프로파일들에만 대응하고, 베인들의 장착에 의해서 영구적으로 고정된다.
제 1 단부면 상의 핀들은 제 1 체결 링이 베인들을 수용하기 위한 간단한 구멍들만을 요구한다는 장점을 갖는다. 또한, 결과적으로, 이 체결 링은, 프로파일 컷아웃 (profiled cutouts) 때문에 체결 링의 제조가 더 어려워지는 것 없이, 더욱 복잡한 형상들을 가질 수 있다. 모든 각위치들을 위해서, 베인들의 피벗 지점에 항상 동일한 구멍들을 갖는 단지 하나의 링이 이용될 수 있다.
통로 폭 및 따라서 유동 통로에 영향을 주는 유효 블레이드 길이는 프로파일 컷아웃들을 갖는 제 2 체결 링에 의해서 설정된다. 조정은 안내 베인들 상의 쇼울더를 통해서, 또는 복수의 쇼울더들을 통해서, 또는 접촉 지점들의 연결 동안에 간격 공구에 의해서 실시될 수 있다.
실시형태에 따라서, 개별 안내 베인들의 피벗 지점은 변경될 수 있고, 따라서 실시형태에 따라서 핀은 안내 베인의 단부면을 따라서 상이한 위치들에 배치될 수 있다.
노즐 링의 안내 베인들은, 정밀 주조 방법, 분말 야금 방법 또는 정밀 단조 방법에 의해서 다양한 프로파일 (형상, 단면 및 각위치) 로 제조될 수 있다.
체결 링들 상에 안내 베인들을 체결하기 위해서, 안내 베인들 및 체결 링들은, 예를 들어 용접 또는 땜납에 의해서 재료 결합 방식으로 상호연결될 수 있다. 각각의 경우에, 안내 베인들 및 체결 링들은 조립 후에 서로에 대해서 이동되지 못하도록 상호연결된다. 선택적으로는, 안내 베인들은 또한, 예를 들어 스냅인 (snap-in) 장치에 의해서 또는 가압 접합 (pressed joint) 에 의해서 형상 끼움 (form-fitting) 방식 또는 마찰 잠금 방식으로 체결 링들에 체결될 수 있다.
만약 개별 안내 베인들이 정밀 주조 방법에 의해서 제조된다면, 안내 베인들은 임의의 바람직한 기하학적 구조를 가질 수 있고, 이것 때문에, 정밀 주조 방법으로 일체형으로 제조된 노즐 링의 유동 안내에 대응하는 최적 유동 안내가 조립 완료된 노즐 링에서 생성된다.
바람직하게는 안내 베인들은 중공 프로파일로 주조될 수 있고, 이것의 결과로서 노즐 링의 전체 중량이 감소될 수 있다. 노즐 링은 결과적으로 더 가벼워지고, 그래서 장착하고 제거하기가 더 간단하다. 또한, 안내 베인들의 중공 프로파일의 결과로서, 작동 동안에 고온 공기 유동에 의한 천이 응력이 긍정적으로 영향을 받는다.
개별 부분들로부터 조립된 본 발명에 따른 노즐 링은 정밀 주조 방법으로 제조된 균등한 일체형 노즐 링보다 제조가 상당히 더 비용 효과적이다. 비용 장점들은 다수 배 더 단순화된 주조 또는 단조 작업에 기인한다. 체결 링들을 제공하고 사전에 제조하는 것에 의한 추가적인 비용은 상이한 각위치들을 갖는 복수의 노즐 링들의 실시형태들을 위해서 이용될 수 있는, 핀을 수용하기 위한 구멍들을 갖는 제 1 체결 링에 의해서 더 감소된다.
본 발명에 따른 노즐 링은 상이한 개별 부분들로부터 조립되기 때문에, 상이한 재료들이 또한 이용될 수 있다. 이것은 정밀 주조 방법에 의해서 일체형으로 제조된 노즐 링에 비하여 제조 비용을 낮추는 것에 또한 도움이 된다. 따라서, 예를 들어 안내 베인들만 고가 재료 (예를 들어, 니켈 기반 합금) 로 주조되거나 또는 단조되는 반면 체결 링들은 비고가 재료 (예를 들어, CrNi 강) 로 제조된다. 또한, 당연히, 2 개의 체결 링들은, 예를 들어 상이한 열적 로드 또는 기계적 로드를 견뎌야 하기 때문에, 각각 다른 재료로 제조될 수 있다.
개별 안내 베인들 및 별개의 체결 링들로부터 본 발명에 따라 제조된 노즐 링의 다른 장점은 상이한 베인 위치들을 갖는 노즐 링들이 단일 베인 프로파일에 의해서 실현될 수 있다는 장점일 것이다. 체결 링들을 제조하기 위해서, 단지 개구들을 컷아웃하기 위한 패턴 또는 프로그램만이 변경되어야 하기 때문에 단지 전체 비용에서 조금 변하는 더욱 수용가능한 추가 비용만이 이 경우에 발생된다. 이와 대조적으로, 정밀 주조 방법에 의해서 일체형으로 제조되는 노즐 링의 경우에, 특별히 제조되어야 하는 별개의 주조 패턴이 각각의 베인 위치에 대해서 요구된다. 특정 전체 사이즈의 배기 가스 터보차저의 경우에, 예를 들어 10 개까지의 상이한 스태거들 (staggers) (프로파일들의 각위치) 이 필요하게 된다.
개별 안내 베인들 및 별개 체결 링들로부터 본 발명에 따라 제조된 노즐 링의 다른 장점은 전체 노즐 링 대신에 개별 세그먼트들이 또한 큰 추가 비용 없이 제조될 수 있다는 장점일 것이다. 원주 방향으로 2 개 이상의 세그먼트들로 나뉘는 노즐 링은 가열 및 냉각 동안에 더 양호한 천이 거동을 갖는다. 또한, 중공 프로파일을 갖지 않는다 하더라도 세그먼트 노즐 링의 개별 부분들은 전체 일체형 노즐 링보다 현저하게 가볍고, 이는 장착 및 제거를 위해서 바람직하다.
본 발명에 따른 노즐 링이 터보장치에 장착될 때 원주방향에 대해서 정확하게 그리고 영구적으로 위치될 수 있도록, 위치결정 요소들이 체결 링들 상에 제공될 수 있다. 이 위치결정 요소들은 체결 링들에 형성되는 돌출부들 또는 홈부들로 형성될 수 있다.
다른 장점들은 종속 청구항들로부터 이해된다.
본 발명에 따른 노즐 링의 실시형태들이 도면을 참조하여 아래에 설명된다.
도 1 은 본 발명에 따라 구성된 노즐 링을 갖는 배기 가스 터보차저의 원심 터빈의 단면도를 도시한다.
도 2 는 복수의 안내 베인들을 갖는 본 발명의 제 1 실시형태에 따라 구성된 노즐 링의 등각도를 도시한다.
도 3 은 복수의 안내 베인들을 갖는 본 발명의 제 2 실시형태에 따라 구성된 노즐 링의 등각도를 도시한다.
도 4 는 도 2 에 따른 노즐 링의 안내 베인의 상세도를 도시한다.
도 5 는 도 2 에 따른 노즐 링의 개략 단면도를 도시한다.
도 6 은 도 3 에 따른 노즐 링의 안내 베인의 상세도를 도시한다.
도 7 은 도 3 에 따른 노즐 링의 개략 단면도를 도시한다.
도 8 은 제 3 실시형태에 따라 구성된 노즐 링의 안내 베인의 상세도를 도시한다.
도 9 는 제 3 실시형태에 따라 구성된 노즐 링의 개략 단면도를 도시한다.
도 10 은 제 4 실시형태에 따라 구성된 노즐 링의 안내 베인의 상세도를 도시한다.
도 11 은 제 4 실시형태에 따라 구성된 노즐 링의 개략 단면도를 도시한다.
도 12a 및 도 12b 는 제 4 실시형태에 따라 구성된 안내 베인 팁들의 상세도를 도시한다.
도 13 은 터빈 측에 노즐 링을 갖는 종래 기술에 따른 원심 터빈을 갖는 배기 가스 터보차저의 개략 단면도를 도시한다.
본 발명에 따른 노즐 링의 예시적 실시형태들이, 노즐 링에 따라서 설명되고, 배기 가스 터보차저의 원심 터빈에서의 이용과 관련하여 설명된다. 그러나, 특허 청구항 범위에 의해서 보호되는 바와 같이 본 발명에 따른 노즐 링은 다른 터보기계들을 위해서, 예를 들어 펌프들, 압축기들, 가스 터빈들 등을 위해서 또한 적합하다.
도 13 은 반경류 배기 가스 터빈 (radial-inflow exhaust gas turbine) 및 원심 압축기 (2; radial compressor) 를 갖는 종래의 배기 가스 터보차저를 도시한다. 배기 가스 터빈이 가능한 효율적으로 작동될 수 있도록 배기 가스는 터빈 휠 (3) 에 도달되기 전에, 노즐 링 (1) 인 안내 베인 장치에서 터빈 휠 (3) 의 로터 블레이드들 (31) 상으로 지향된다.
도 1 은 배기 가스 터보차저의 반경류 축류 터빈의 상세를 단면으로 도시한다. 왕복 피스톤 엔진의 연소 챔버들로부터 나오는 배기 가스 유동의 유동 방향은 화살표들로 표시된다. 본 발명에 따라 구성된 노즐 링 (1) 은 원주 방향으로 규칙적으로 또는 비규칙적으로 분포되는 방식으로 유동 통로에 배치된 복수의 안내 베인들 (12) 로부터 조립된다. 안내 베인들 (12) 은 환상 플레이트형의 체결 링 (10 및 11) 에 의해서 유동 통로의 양측 각각에 고정된 각위치에 유지된다. 안내 베인들 (12) 은 베어링 하우징 (40) 을 바라보는 측에서 본 발명에 따라 핀 (13) 에 의해서 체결 링 (10) 의 구멍에 위치된다. 본 발명에 따른 안내 베인들 (12) 은 베어링 하우징 (40) 으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 측에서 위치결정 보조부들을 포함한다. 제 2 체결 링 (11) 의 개구들 각각에 위치결정 보조부들을 배열함으로써 안내 베인들 (12) 은 이들의 각위치와 관련하여 고정되며, 제 2 체결 링의 개구들은 각각의 위치결정 보조부의 형상에 대응한다. 이제, 본 발명에 따라 개별 부재들로부터 모듈 방식으로 조립되는 노즐 링이 조립되는 방식이 다른 도면들을 참조하여 설명된다.
도 2 및 도 3 각각은, 본 발명에 따라 구성되나 아직 터보기계에 장착되지 않은 조립 완료된 노즐 링 (1) 의 등각도들이다. 이 경우에 있어서, 제 1 체결 링 (10) 과 제 2 체결 링 (11) 사이에 원주 방향으로 분산된 방식으로 배치되고 각위치로 고정된 복수의 개별 안내 베인들 (12) 이 분명하게 도시되며, 2 개의 체결 링들은 서로에 대해서 평행하게 배치되고, 이들의 공통 중심 축에 대해서 동축으로 배치된다.
제 1 체결 링 (10) 인 환상 플레이트는 노즐 링 (1) 의 베이스로서 기능 한다. 배기 가스 터빈 내 장착 기하학적 구조에 따라서, 제 1 체결 링 (10) 은 플레이트형의 기본 형상을 넘어선 형상들을 가질 수 있으며, 예를 들어 베어링 하우징 (40) 과 터빈 하우징 (30) 사이 연결에 체결을 가능하게 하기 위해서 추가의 체결 플랜지를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 기능을 위해서, 제 1 체결 링에 있어서는 단지 환상 플레이트 형상이 중요하다. 노즐 링의 안내 베인들의 핀들이 뒤따라 수용되고, 만약 필요하면, 핀들이 고정되어지는 구멍들이 제 1 체결 링 (10) 의 환상 플레이트에 형성되며, 또한 이 환상 플레이트는 작동 동안에 유동 통로를 한정한다.
도 2, 도 4 및 도 5 에 따른 가장 간단한 제 1 실시형태에서, 안내 베인들 (12) 은 단부면들 (A 및 B) 을 구비한 유선형 구성의 블레이드 몸체, 및 제 1 체결 링을 면하는 안내 베인의 단부면 (A) 상에 배치된 핀 (13) 을 포함한다. 이 경우에, 단부면들 (B) 은 미리 결정된 각위치로 안내 베인들 (12) 을 고정시키기 위하여 위치결정 보조부들로서 역할한다. 핀 (13) 은, 가능한 최종 고정 전의 삽입 상태에 있는 안내 베인들 (12) 이 특히 핀의 축을 중심으로 하여 안내 베인들을 회전시킴으로써 제 2 체결 링의 개구에 의해서 미리 결정된 각위치로 배향될 수 있도록 그 길이, 직경 및 형상에 의해서 제 1 체결 링 (10) 의 구멍들 (16) 에 매칭된다. 선택적으로는, 핀의 축을 중심으로 한 안내 베인들의 회전은, 구멍과 핀의 형상 때문에 하나의 각도 범위에, 또는 복수의 각도 범위들에, 또는 분리된 개별 각도 값들로 제한될 수 있고, 그리고 반드시 구멍에서 핀의 완전하고 연속적인 회전을 허여해야 할 필요는 없다.
본 발명에 따라 모듈 방식으로 구성된 노즐 링의 제 3 요소는 제 2 체결 링 (11) 이고, 이 제 2 체결 링은 가장 간단한 형태에서 안내 베인들 (12) 의 위치결정 보조부를 수용하기 위한 개구들 (14) 을 구비한 단지 얇은 플레이트이다. 이 경우에, 개구들 (14) 은 크기 및 형상에 있어서 위치결정 보조부들의 형상에 매칭되고 개구들 (14) 에 수용될 위치결정 보조부들의 외형에 대응한다. 위치결정 보조부들은 이 경우에, 개구들 (14) 이 안내 베인들 (12) 의 단부면 (B) 의 외형에 부분적으로 또는 완전히 대응하도록 단부면 (B) 의 프로파일에 적어도 부분적으로 대응된다. 개구들 (14) 배향의 결과로서, 개별 안내 베인들의 위치는 고정된다. 각각의 안내 베인은, 안내 베인의 자유 단부를 제 2 체결 링 (11) 의 개구 (14) 에 가압함으로써 의도된 위치가 고정될 때까지 핀의 축을 중심으로 하여 제 1 체결 링 (10) 의 구멍 (16) 에서 회전될 수 있다. 상이하게 배향된 안내 베인들 (12) 을 구비한 노즐 링들을 제조할 수 있기 위해서, 본 발명에 따른 단지 제 2 체결 링 (11) 만이 변경될 필요가 있고, 제 1 체결 링 (10) 및 안내 베인들 (12) 은 안내 베인들 (12) 의 모든 가능한 각도들에 대해서 변경되지 않은 채로 남아 있을 수 있다.
제 2 체결 링의 홈부들은 바람직하게는 생산과정 중에 컷아웃 되거나 또는 압인 (stamped out) 된다. 절단의 경우에, 레이저 절단이 특히 적합하다. 대안적으로, 양 체결 링들은 개별 부재들로서 주조될 수 있다.
본 발명에 따른 노즐 링의 제 1 실시형태에 있어서, 제 2 체결 링은, 단부면들 (B) 전체가 위치결정 보조부들로서 기능하고 있기 때문에 안내 베인의 전체 단면 프로파일에 대응하는 개구들 (14) 을 갖는다. 결과적으로, 도해의 목적을 위해서 제 2 체결 링을 나눈 상태로 도 2 의 우측 절반에서 도시되는 바와 같이, 제 2 체결 링 (11) 은 안내 베인들의 높이를 따라서 변위될 수 있다. 따라서, 변하지 않게 형성된 체결 링으로 상이한 유동 통로 폭의 노즐 링들이 제조될 수 있다.
도 3 및 또한 도 6 내지 도 8 에 따른 제 2 및 제 3 실시형태들에 있어서, 제 2 체결 링 (11) 의 개구들 (14) 은 더 이상 안내 베인의 전체 단면 프로파일에 대응하지 않고 단부면 (B) 의 영역 중에 안내 베인 팁의 일부만을 수용할 수 있도록 형성된다.
유사하게, 위치결정 보조부들은 단부면 (B) 의 프로파일에 단지 부분적으로 대응하도록 구성된다. 도 6 및 도 7 에 따른 실시형태에 따라서, 안내 베인 팁들은 돌출부 (15) 를 구비하고, 이 돌출부의 외측 윤곽은 형상 및 사이즈에 있어서 제 2 체결 링 (11) 의 개구 (14) 에 대응된다. 따라서, 도 7 에서 명확히 도시되는 바와 같이, 이 실시형태에서 제 2 체결 링 (11) 은 더 이상 안내 베인의 높이에 따라서 요구되는 바와 같이 변위될 수 없다. 대신, 안내 베인 상의 멈춤부는 노즐 링 (1) 의 유동 통로의 정의된 높이 (h') 를 보장한다.
도 8 및 도 9 에 따른 실시형태에 따른 안내 베인 팁들은 계단 방식으로 형성된 2 개의 돌출부들 (15' 및 15") 을 갖고, 이 2 개의 돌출부들은 한 타입의 안내 베인과 2 개의 상이하게 형성된 제 2 체결 링들 (11' 및 11") 에 의해서 2 개의 상이하고 특정된 유동 통로 높이들 (h' 및 h") 이 실현되도록 한다. 이를 위해서, 각각의 제 2 체결 링들에는 개구들 (14' 및 14") 이 안내 베인들 상의 각각의 돌출부들 (15' 또는 15") 의 외측 윤곽에 매칭된다.
도 10 내지 도 12 에 따른 제 4 실시형태에 있어서, 안내 베인 팁들은 2 개의 위치결정 보조부들을 포함하도록 구성된다. 이를 위해서, 안내 베인 팁들은 2 개의 분리되어 형성된 돌출부들 (16 및 16') 을 갖는다. 이 점은, 2 개의 위치결정 보조부들의 결과로서 조립 동안에 위치결정의 향상된 정확성이 달성될 수 있기 때문에, 개별 안내 베인들 (12) 의 생산 동안에 더 큰 허용 오차를 허여한다. 각각의 제 2 체결 링들 (11") 은 안내 베인 팁들의 돌출부들 (16 및 16') 이 분리된 개구들 (14' 및 14") 에 수용되도록 구성된다. 이 경우에, 개구들 (14' 및 14") 은 형상 및 사이즈에 있어서 돌출부들 (16 및 16') 의 윤곽에 대응한다. 도 12a 및 도 12b 는 2 개의 단부면들 (A 및 B) 의 평면도를 도시한다. 본 발명에 따르면, 돌출부들 (16 및 16') 은 안내 베인들 (12) 의 단부면 (B) 과 하측 영역에서 공통의 윤곽을 갖는다. 상측 영역에 있는 파단선에 의해서, 상측 영역에서 돌출부들 (16 및 16') 이 안내 베인들 (12) 의 단부면 (B) 의 윤곽에 반드시 대응할 필요가 없다는 것이 도시된다.
본 발명에 따라 모듈 방식으로 조립되는 노즐 링의 조립 동안에, 안내 베인들은 위에서 설명된 바와 같이 제 1 체결 링의 구멍들 안으로 안내 베인들의 핀들에 의해서 삽입된다. 반대 측에서, 안내 베인들의 자유 단부들은 제 2 체결 링의 매칭되는 개구들 안으로 도입되며, 안내 베인들은 위치결정 보조부들이 제 2 체결 링의 개구들에 수용되도록 구멍들 안의 핀들의 축을 중심으로 하여 배향된다. 또는, 안내 베인들은 제 2 체결 링 안으로 먼저 삽입되고 그리고 다음으로 핀들이 제 1 체결 링의 구멍들 안으로 안내될 수 있다. 만약 노즐 링의 유동 통로 높이가 도 6 내지 도 12 에 따른 실시형태들에서와 같이 멈춤부에 의해서 고정되지 않는다면, 바람직한 유동 통로 높이는 2 개의 체결 링들 사이에 배치된 스페이서들에 의해서 설정될 수 있다. 마지막으로, 구성요소들은 재료 결합 방식, 예를 들어 용접 또는 납땜에 의해서 상호연결되고, 이의 결과로 구성요소들은 서로에 대해서 고정되게 연결되며 단일 부품을 형성한다. 또는, 구성요소들이, 예를 들어 스냅인 (snap-in) 장치 또는 가압 조인트에 의해서 형상 끼움 (form-fitting) 또는 마찰 잠금 방식으로 상호연결될 수 있다.
비록 도시된 실시형태들 각각에서 2 개의 체결 링들은 서로에 대해서 평행하게 배치되지만, 체결 링들이 서로에 대해서 경사지게 배치된 실시형태가 또한 착상가능하고 그리고 후속하는 청구항들에 의해서 보호된다. 이 경우에, 제 1 체결 링 및/또는 제 2 체결 링은 각각의 경우에, 축을 따라서 취해진 단면에서, 동축으로 배치된 체결 링들 사이에, 평행한 배열체로부터 벗어난 각위치가 형성되도록 원뿔 구성이다. 이 경우에, - 10˚ (방사방향 외측으로 좁혀짐) 내지 20˚ (방사방향 외측으로 개방됨) 범위의 각개구들 (angular openings) 이 착상가능하다.
1 노즐 링 10, 11 체결 링
12 안내 베인 13 핀
14 체결 링의 개구 15 돌출부
16 구멍 2 압축기 임펠러
20 압축기 케이싱 3 터빈 휠
31 터빈 휠의 로터 블레이드들 32 터빈 휠의 허브
30 터빈 하우징 4 샤프트
40 베어링 하우징
A, B 안내 베인들의 단부면

Claims (14)

  1. 환상 플레이트형의 제 1 체결 링 (10), 환상 플레이트형의 제 2 체결 링 (11), 및 복수의 안내 베인들 (12) 을 포함하는 노즐 링 (1) 으로서,
    상기 안내 베인들은 상기 제 1 체결 링 (10) 과 상기 제 2 체결 링 (11) 사이에 배치되며, 그리고 각각의 각위치 (angular position) 로 고정되고, 상기 제 1 체결 링 및 상기 제 2 체결 링은 서로에 대해서 동축으로 배치되는, 상기 노즐 링에 있어서,
    상기 안내 베인들 (12) 각각은 제 1 단부면 (A) 상에 핀 (13) 을 갖고,
    상기 안내 베인들 (12) 은 각각의 구멍 (16) 에 각각의 상기 핀 (13) 을 배치함으로써 상기 제 1 체결 링 (10) 내에서 안내되며,
    각각의 상기 핀 (13) 및 각각의 상기 구멍 (16) 은, 상기 노즐 링 (1) 의 조립 동안에 상기 안내 베인 (12) 이 각각의 각위치로 배향될 수 있도록 형성되며,
    상기 안내 베인들 (12) 각각은 제 2 단부면 (B) 상에서 적어도 하나의 위치결정 보조부를 갖고, 상기 위치결정 보조부는 각각 상기 제 2 단부면 (B) 의 외측 윤곽에 적어도 부분적으로 대응하며, 그리고
    상기 안내 베인들 (12) 각각은, 적어도 하나의 상기 위치결정 보조부를 상기 제 2 체결 링 (11) 의 개구 (14) 에 배치함으로써 상기 안내 베인들의 각위치와 관련하여 고정되고, 상기 개구는 상기 위치결정 보조부의 형상에 대응하는, 노즐 링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 체결 링 (10) 의 구멍 (16) 및 상기 안내 베인들 (12) 의 핀 (13) 은 상기 핀의 회전이 하나의 각도 범위에 한정되거나 또는 분리된 개별 각도 값들에 한정되도록 형성되는, 노즐 링.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 안내 베인들 (12) 은 형상 끼움 (form-fitting) 방식, 마찰 잠금 방식 또는 재료 결합 방식으로 상기 제 1 체결 링 (10) 및/또는 상기 제 2 체결 링 (11) 에 연결되는, 노즐 링.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내 베인들 (12) 의 위치결정 보조부들은, 상기 제 2 단부면들 (B) 각각이 상기 단부 면 (B) 에 대해서 돌출되는 적어도 하나의 돌출부 (15, 15', 15") 를 갖도록 구성되고, 그리고 상기 안내 베인들 (12) 은 적어도 하나의 돌출부 (15, 15', 15", 16, 16') 를 따라서, 상기 제 2 체결 링 (11, 11', 11") 의 개구 (14, 14', 14") 에 배치되며, 상기 개구는 적어도 하나의 상기 돌출부의 외측 윤곽에 대응하는, 노즐 링.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내 베인들 (12) 은 제 1 재료로부터 제조되고, 그리고 상기 제 1 체결 링 (10) 또는 상기 제 2 체결 링 (11), 또는 상기 제 1 체결 링 (10) 및 상기 제 2 체결 링 (11) 은 상기 제 1 재료와 상이한 제 2 재료로 제조되는, 노즐 링.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 안내 베인들 (12) 은 니켈-기반 합금으로 제조되고, 그리고 상기 제 1 체결 링 (10) 또는 상기 제 2 체결 링 (11), 또는 상기 제 1 체결 링 (10) 및 상기 제 2 체결 링 (11) 은 CrNi 강으로 제조되는, 노즐 링.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 체결 링 (10) 및/또는 제 2 체결 링 (11) 은 -10˚내지 +20˚의 각도가 2 개의 상기 체결 링들 사이에 생성되는 원뿔형 구성인, 노즐 링.
  8. 배기 가스 터보차저로서,
    제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 노즐 링 (1) 을 갖는 원심 터빈을 특징으로 하는, 배기 가스 터보차저.
  9. 서로 동축으로 배치된 노즐 링의 2 개의 체결 링들 사이에서 각각의 각위치로 배치되고 고정되며, 제 1 단부면 (A) 상에 핀 (13) 을 갖는 안내 베인 (12) 으로서,
    상기 안내 베인 (12) 은, 각각 상기 제 2 단부면 (B) 의 외측 윤곽에 적어도 부분적으로 대응하는 적어도 하나의 위치결정 보조부를 제 2 단부면 (B) 상에 갖는, 안내 베인.
  10. 제 1 체결 링 (10) 과 제 2 체결 링 (11) 사이에 배치된 복수의 안내 베인들 (12) 을 갖는 노즐 링을 제조하는 방법으로서,
    상기 안내 베인들 (12) 은 핀들 (13) 을 하나의 단부면 (A) 상에 구비하며, 상기 핀들에 의해서 상기 베인들은 상기 제 1 체결 링 (10) 의 구멍들 (16) 에 배치되고,
    개구들 (14) 이 상기 제 2 체결 링 (11) 에 형성되고, 상기 개구들은 상기 위치결정 보조부들의 형상에 대응하며 상기 개구들 안으로 상기 안내 베인들의 상기 위치결정 보조부들이 삽입되고, 또한
    상기 안내 베인들 (12) 은 재료 결합 방식, 마찰 잠금 방식 또는 형상 끼움 방식으로 2 개의 상기 제 1 체결 링 (10) 및 상기 제 2 체결 링 (11) 에 연결되는, 노즐 링을 제조하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 구멍 (16) 에서 핀 (13) 을 중심으로 하여 회전하는 상기 안내 베인들 (12) 은 상기 제 2 체결 링 (11) 의 개구들 (14) 과 정렬되는, 노즐 링을 제조하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 안내 베인들 (12) 의 위치결정 보조부들은 상기 제 2 체결 링 (11) 의 개구들 (14) 안으로 먼저 도입되고, 다음으로 상기 핀들 (13) 은 상기 제 1 체결 링 (10) 의 구멍들 (16) 안으로 도입되는, 노즐 링을 제조하는 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 체결 링 (11) 의 개구들 (14) 안으로 도입되는 상기 단부면 (B) 상의 상기 안내 베인들 (12) 의 위치결정 보조부들은 적어도 하나의 돌출부 (15) 를 포함하고, 그리고 이 돌출부는 상기 제 2 체결 링 (11) 의 개구들 (14) 안으로 도입되고, 상기 단부면 (B) 은 상기 제 2 체결 링 (11) 을 위한 멈춤부를 제공하고, 그리고 상기 안내 베인들은 상기 멈춤부까지 상기 제 2 체결 링 (11) 의 개구들 안으로 도입되는, 노즐 링을 제조하는 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2 개의 상기 제 1 체결 링 (10) 및 상기 제 2 체결 링 (11) 은 재료 결합 연결을 위한 스페이서에 의해서 서로에 대해서 위치되는, 노즐 링을 제조하는 방법.
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