KR20130058688A

KR20130058688A - 배기가스 터보차저

Info

Publication number: KR20130058688A
Application number: KR1020127029676A
Authority: KR
Inventors: 레이프 하이딩스펠더; 토마스 램
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2013-06-04
Also published as: KR101871297B1; CN102844542A; JP2013525686A; WO2011139582A3; US20130039747A1; DE112011101495T5; WO2011139582A2; US9677419B2; CN102844542B

Abstract

본 발명은 배기가스 터보차저(1)에 관한 것으로, 상기 배기가스 터보차저 는 베어링 하우징(9), 베어링 하우징(9)에 체결되는 터빈 하우징(2), 및 터빈 하우징(2)과 베어링 하우징(9) 사이에 배치되는 단열 영역(13)을 구비한 열 차폐부(12)를 포함하며, 단열 영역(13)의 외주 영역(14)에는 밀봉부(15)가 구비된다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

더욱 강화된 배기가스 규격(예컨대, EURO 6)을 배경으로, 일반적인 배기가스 터보차저는 배기가스의 환경 누출이 일어날 수 있는 한 개선의 여지가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 누출 가스 비율을 축소하거나 적어도 저감할 수 있는 청구범위 제1항의 전제부에 명시된 유형의 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다.

상기 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다.

그러므로, 본 발명에 따르면, 배기가스 터보차저의 열 차폐부(heat shield)가 구비되어, 과열로부터 베어링 장치를 보호하는 주요 기능 외에도, 배기가스의 환경 누출을 방지하기 위해 밀봉 기능을 수행한다. 이런 목적으로, 배기가스 터보차저의 조립 동안 터빈 하우징과 베어링 하우징 사이에서 압착되는 열 차폐부의 영역에는 밀봉 기능이 제공된다.

종속 청구항들은 본 발명의 유리한 개선들에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 외주 영역의 밀봉부(seal)를 열 차폐부의 단열 영역에 연결하기 위한 다양한 방식들이 존재한다. 먼저, 단열 영역 및 밀봉부는 일체형 부품을 구성할 수 있고, 이를 위해 단열 영역 및 밀봉부는 예컨대 압출 공정에 의해 단일 구성요소로 제조될 수 있다.

대안으로, 밀봉부는 열 차폐부의 단열 영역에 연결될 수 있는 별개의 부품일 수 있다. 가능한 연결 유형에는 접착 연결, 특히 레이저 용접 연결 또는 포지티브 잠금 연결이 있다.

어떤 경우이든, 단열 영역 및 밀봉 영역이 서로 고정 연결되는 균일한 부품이 형성되고, 그에 따라, 전술한 바와 같이, 하나의 부품이 과열로부터의 보호 및 밀봉 기능의 수행 모두를 담당할 수 있다.

본 발명의 다른 상세들, 이점들, 특징들은 아래의 도면에 기반하는 예시적인 실시예들의 후술하는 설명에서 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 터보차저의 부분절개 사시도를 도시한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예의 열 차폐부가 설치된 베어링 하우징 및 터빈 하우징의 일부 영역의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 열 차폐부의 제2 실시예의 도 2에 대응하는 도면을 도시한다.
도 5는 도 4에 따른 열 차폐부의 부분 사시도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 열 차폐부의 다른 실시예의 도 4에 대응하는 도면을 도시한다.
도 7은 도 6에 따른 열 차폐부의 도 5에 대응하는 도면을 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 열 차폐부의 또 다른 실시예의 도 4 및 도 6에 대응하는 도면을 도시한다.
도 9는 도 8에 도시된 열 차폐부의 도 5 및 도 7에 대응하는 사시도를 도시한다.

도 1은 예로서 본 발명에 따른 터보차저(1)를 VTG 배기가스 터보차저의 형태로 도시하고, 상기 터보차저에는 본 발명에 따른 열 차폐부가 구비될 수 있다.

터보차저(1)는 배기가스 유입구(3) 및 배기가스 토출구(4)를 구비한 터빈 하우징(2)을 포함한다. 아울러, 터빈 휠(5)이 터빈 하우징(2) 내에 배치되고, 샤프트(6)에 체결된다.

다수의 블레이드(도 1에는 단지 VTG 블레이드(7)만 도시됨)가 터빈 하우징(2) 내에서 배기가스 유입구(3)와 터빈 휠(5) 사이에 배치된다. 배기가스 터보차저(1)는 또한 압축기 하우징(10)을 구비한 압축기(8)를 포함하되, 상기 압축기 하우징 내에는 샤프트 상에 안착되는 압축기 휠(11)이 배치된다. 터빈 하우징(2) 및 압축기 하우징(10)은 베어링 하우징(9)을 통해 서로 연결된다.

본 발명에 따른 터보차저(1)가 예컨대 베어링 하우징(9)의 전체 베어링 유닛과 같은 터보차저의 종래의 다른 모든 부품들을 구비하는 것이 자명하지만, 이러한 부품들은 본 발명의 원리를 설명하는 데에 필요하지 않으므로 이하에 기술되지 않을 것이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예를 도시한다. 도 2 및 도 3에 명확히 도시된 바와 같이, 열 차폐부(12)는 터빈 하우징(2)과 베어링 하우징(9) 사이에 배치되며, 외주 영역(14)에 밀봉부(15)가 마련되는 단열 영역(13)을 포함한다. 밀봉부(15)는 밀봉 스트립(19) 상에 배치되는 밀봉 비드(18)를 포함한다. 이 예시적인 실시예에서는 밀봉부(15) 및 단열 영역(13)이 일체형 부품을 형성하고, 이는 도입부에서 설명된 바와 같이 압출 공정에 의해 제조될 수 있다. 상기 압출 공정에서, 밀봉부(15)를 포함하는 열 차폐부(12)가 하나의 구성요소로 제조되고, 밀봉 스트립(19) 및 밀봉 비드(18)의 재료 두께는 바람직하게는 단열 영역(13)의 재료 두께보다 작다.

도 2에 명확히 도시된 바와 같이, 터빈 하우징(2) 및 베어링 하우징(9)은 갭을 한정하되, 상기 갭의 축방향 폭은 밀봉 비드(18)의 축방향 범위보다 작다. 밀봉부(15)가 압축되는 동안, 도 3에 도시된 바와 같이, 터빈 하우징(2)은 플랜지들(23, 24)을 통해 베어링 하우징(9)에 클램핑되고, 그에 따라 밀봉부(15)는 베어링 하우징(9)과 터빈 하우징(2) 사이의 갭을 기밀하게 밀봉할 수 있도록 압축된다.

도 4 및 도 5에 따른 실시예에서, 도 2 및 도 3의 부품들에 대응하는 모든 부품들에는 동일한 도면부호가 부여된다. 상기 부품들에 대해서는 전술한 설명을 참조한다.

도 4 및 도 5에 도시된 밀봉부(15)에서 단열 영역(13) 및 밀봉 스트립(19)은 접착 연결에 의해, 특히 레이저 용접 공정에 의해 서로 연결된다. 특히 도 4에 명확히 도시된 바와 같이, 밀봉 스트립(19) 및 밀봉 비드(18)의 재료 두께는 단열 영역(13)의 재료 두께보다 작고, 그에 따라 밀봉부가 압축될 때, 지나치게 높은 조립력을 가할 필요가 없다.

도 6 및 도 7은 단열 영역(13)을 밀봉부(15)에 연결하는 다른 가능성을 보여준다. 이 경우, 단열 영역(13)과 밀봉 스트립(19) 사이의 연결점(17)에서, 외주 영역(14)에 비드(16)를 형성함으로써 실현되는 포지티브 잠금 연결을 제공한다. 또한, 도 6 및 도 7에 명백히 도시된 바와 같이, 이는 밀봉 스트립(19)의 부착 영역(21)이 비드(16)의 형상을 따르게 하고, 이 경우에도 역시 밀봉부(15)의 재료 두께는 단열 영역(13)의 재료 두께보다 작다.

도 8 및 도 9는 단열 영역(13)과 밀봉부(15) 사이의 연결에 대한 또 다른 가능성을 나타내고, 이 경우에는 복수의 지점(도 8 및 도 9에는 하나의 지점이 도면부호 22로 표시됨)에서 외주 영역(14)을 밀봉 스트립(19)과 함께 핀칭함으로써 포지티브 잠금 연결을 형성한다.

마지막으로 도 5, 도 7, 도 9의 병치에 의해 도시된 바와 같이, 단열 영역(13)은 포트(pot) 형상이거나 포트형 설계로 이루어질 수 있고, 여기서 각각의 경우 외주 영역(14)이 원형 링 형상의 밀봉 스트립(19)에 인접하게 형성되고, 배기가스 터보차저(1)의 샤프트(6)를 위한 관통홈(20)이 중앙에 구비된다.

전술한 설명 외에도, 가능하거나 필요하다면, 도 2에 따른 실시예와 함께 설명된 압출 공정에 의해, 열 차폐부의 재료 두께 특히 판금 두께가 기본적으로 모든 원하는 위치에서 가변될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 예컨대, 이런 방식으로, 열 차폐부와 터빈 휠 사이의 갭을 줄일 수 있고, 재료를 절약할 수 있다.

상기 기재된 본 발명의 개시내용과는 별도로, 도 1 내지 도 9의 개략적인 도해를 명확히 참조한다.

부호의 설명

1 배기가스 터보차저

2 터빈 하우징

3 배기가스 유입구

4 배기가스 토출구

5 터빈 휠

6 샤프트

7 VTG 블레이드

8 압축기

9 베어링 하우징

10 압축기 하우징

11 압축기 휠

12 열 차폐부

13 단열 영역

14 외주 영역

15 밀봉부

16 비드

17 연결점

18 밀봉 비드(밀봉 비드의 절반 또는 전체)

19 밀봉 스트립

20 관통홈

21 외부 형상/부착 영역

22 연결점

23, 24 플랜지

Claims

배기가스 터보차저(1)에 있어서,
베어링 하우징(9);
베어링 하우징(9)에 체결되는 터빈 하우징(2); 및
터빈 하우징(2)과 베어링 하우징(9) 사이에 배치되는 단열 영역(13), 및 터빈 하우징(2)과 베어링 하우징(3) 사이에 클램핑되는 외주 영역(14)을 구비한 열 차폐부(12)를 포함하며,
외주 영역(14)에는 밀봉부(15)가 구비되는 것인 배기가스 터보차저.
제1항에 있어서,
밀봉부(15)는 열 차폐부의 일체형 구성 부품인 것인 배기가스 터보차저.
제2항에 있어서,
단열 영역(13) 및 밀봉부(15)는 압출 공정에 의해 하나의 구성요소로 형성되는 것인 배기가스 터보차저.
제1항에 있어서,
밀봉부(15)는 열 차폐부(12)의 단열 영역(13)에 연결되는 별개의 부품인 것인 배기가스 터보차저.
제4항에 있어서,
밀봉부(15) 및 단열 영역(13)은 접착 연결에 의해 특히 레이저 용접 공정에 의해 서로 연결되는 것인 배기가스 터보차저.
제4항에 있어서,
밀봉부(15) 및 단열 영역(13)은 포지티브 잠금 연결 장치에 의해 서로 연결되는 것인 배기가스 터보차저.
제6항에 있어서,
단열 영역(13) 중 밀봉부(15)에 대한 연결점(17)에는 비드(16)가 구비되는 것인 배기가스 터보차저.
제6항에 있어서,
밀봉부(15) 및 단열 영역(13)은 복수의 지점(22)에서의 핀칭에 의해 서로 연결되는 것인 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
밀봉부(15)에는 밀봉 비드(18)가 구비되는 것인 배기가스 터보차저.
제9항에 있어서,
밀봉 비드(18)는 단열 영역(13)에 연결되는 밀봉 스트립(19) 상에 배치되는 것인 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
밀봉부(15)의 재료 두께는 열 차폐부(12)의 단열 영역(13)의 재료 두께보다 작은 것인 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
단열 영역(13)은 포트 형상의 설계로 이루어진 것인 배기가스 터보차저.