KR100504052B1

KR100504052B1 - 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR100504052B1
Application number: KR10-2002-0010755A
Authority: KR
Inventors: 진나이야스아끼; 미꼬가미다까시; 마쯔모또고지
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2005-07-27
Also published as: DE60230083D1; JP2002256879A; ATE416301T1; BR0200633A; EP1236867A3; JP3482196B2; EP1236867B1; BR0200633B1; US20030077167A1; EP1236867A2; US6669442B2; KR20020070847A

Abstract

본 발명은 가변 노즐 기구의 조립 및 조정 작업을 간단화하여 작업 공정수 및 조립, 조정 비용을 저감하는 동시에, 노즐 베인, 링 조립품 등의 구성 부재의 치수 정밀도에 의한 영향을 받는 일 없이 고정밀도를 가지고 가변 노즐 기구의 노즐 베인 설정을 이룰 수 있는 동시에, 터빈 조립 후에 있어서도 수시 가변 노즐 기구의 조정을 가능하게 하는 가변 용량 터빈의 조립과 조정 방법 및 조립과 조정 장치의 제공을 과제로 한다.

가변 용량 터빈의 가변 노즐 기구에 있어서, 복수의 노즐 베인을 전체 폐쇄 상태로 접촉시켜 그 외주측으로부터 벨트 등의 착탈 가능한 결박 부재로 결박하여 임시 고정하고, 이 전체 폐쇄 임시 고정 상태에서 상기 노즐 베인에 고정되는 동시에 상기 노즐 마운트에 회전 가능하게 지지되는 노즐 핀을 환형 링크 장치의 연결부를 구성하는 레버 플레이트에 코오킹 등에 의해 고정하는 것을 특징으로 한다.

Description

가변 용량 터빈의 조립 및 조정 방법 및 그 장치 {VARIABLE CAPACITY TURBINE ASSEMBLING AND ADJUSTING METHOD AND DEVICE}

본 발명은 내연 기관의 과급기(배기 터보 과급기) 등에 이용되고, 작동 가스를 터빈 케이싱에 형성된 소용돌이형의 스크롤로부터 블레이드각을 가변하게 된 복수의 노즐 베인을 경유하여 터빈 회전자와 반경 방향으로 유동시켜 상기 터빈 회전자를 회전 구동하도록 구성된 레이디얼 흐름형의 가변 용량 터빈에 있어서의 가변 노즐 기구의 조립과 조정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

과급기 부착 내연 기관에 있어서는, 기관으로부터의 배기 가스 유량과 과급기의 가장 적절한 작동 조건이 되는 가스 유량과의 매칭을 이루기 위해, 소용돌이형의 스크롤로부터 터빈 회전자로 이송되는 배기 가스 유량을 기관의 운전 상태에 따라서 가변하게 하는 가변 용량 터빈을 구비한 과급기가 최근 많이 이용되고 있다.

이러한 가변 용량 터빈을 구비한 과급기에 있어서는 터빈 용량을 변화시키는 수단으로서 가변 노즐 기구가 이용되고 있다. 상기 가변 노즐 기구는 작동기로부터 작동기 로드를 거쳐서 상기 과급기에 있어서의 터빈 회전자의 회전 축심 주위로 회전 구동하게 되는 링 조립품에 의해 노즐 베인을 회전시켜 그 블레이드각을 변화시키도록 되어 있다.

이러한 가변 노즐 기구의 조립 및 조정 수단으로서, 일본 특허 제3085210호의 발명이 제공되어 있다.

이러한 발명에 있어서는 터빈 회전자의 회전 축심 주위로 회전 구동하게 되는 환형 링크 장치(링 조립품)와 노즐 베인과의 전체 폐쇄 상태의 설정을 행하는 데 있어서는 노즐 베인의 내주측에 상기 노즐 베인의 후방 모서리가 접촉 가능한 지그를 배치해 두고, 링크 플레이트의 원주 방향 복수 부위에 설치된 긴 홈 내에 끼워 맞추어지는 스톱퍼 핀이 없는 상태 혹은 상기 스톱퍼 핀이 기능을 하지 않는 상태에서 상기 노즐 베인을 지그에 접촉시키고, 위상 맞춤용 구멍과 맞춤 핀을 끼워 맞추어 환형 링크 장치(링 조립품) 전체를 완전한 전체 폐쇄 위상으로 하여, 노즐 베인과 레버 플레이트를 용접에 의해 고정 부착하고, 그런 후에 스톱퍼 핀을 부착하고 있다.

그러나, 상기 일본 특허 제3085210호의 발명에 있어서는 링크 플레이트의 긴 홈 내에 끼워 맞추어지는 스톱퍼 핀이 기능하지 않는 노즐 베인 프리의 상태에서 노즐 베인을 지그에 접촉시키는 공정과, 이 상태에서 위상 맞춤용 구멍과 맞춤 핀을 끼워 맞추어 링 조립품 전체를 완전한 전체 폐쇄 위상으로 하여 노즐 베인과 레버 플레이트를 용접에 의해 고정 부착하여 스톱퍼 핀을 부착하는 공정과의 2개의 공정이 필요해지고, 가변 노즐 기구의 조립, 조정 작업이 번거로워지고 또한 많은 작업 공정수를 필요로 해 비용이 상승하게 된다.

또한, 이러한 종래 기술에 있어서는 가변 노즐 기구의 전체 폐쇄 상태의 설정을 링크 플레이트의 원주 방향 복수 부위에 설치된 긴 홈 내로의 스톱퍼 핀의 끼워 맞춤 및 노즐 베인 후방 모서리의 지그로의 접촉에 의한 레버 플레이트와의 상대 각도 맞춤에 의해 행해지도록 되어 있으므로, 전체 폐쇄 상태의 설정에 변동이 발생하여 설정 오차가 발생하기 쉽고, 또한 상기 가변 노즐 기구의 전체 폐쇄 위치가 상기와 같은 구성 부품의 치수 정밀도에 의해 일의적으로 결정되게 되어 터빈 조립 후의 조정이 곤란해진다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 과제에 비추어, 가변 노즐 기구의 조립, 조정 작업을 간단화하여 작업 공정수 및 조립, 조정 비용을 저감하는 동시에 노즐 베인, 환형 링크 장치(링 조립품) 등의 구성 부재의 치수 정밀도에 의한 영향을 받는 일 없이 고정밀도를 가지고 가변 노즐 기구의 노즐 베인 설정을 이룰 수 있는 동시에 터빈 조립 후에 있어서도 수시 가변 노즐 기구의 조정을 가능하게 하는 가변 용량 터빈의 조립과 조정 방법 및 조립과 조정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하는 것으로, 터빈 케이싱에 형성된 소용돌이형의 스크롤의 내주측에 터빈의 원주 방향에 따라 배치되어 노즐 마운트의 지지부에 회전 가능하게 지지되어 블레이드각을 가변하게 된 복수의 노즐 베인과, 상기 노즐 베인의 내주측에 회전 가능하게 설치된 터빈 회전자와, 작동기의 출력단부에 연결되는 동시에 상기 터빈의 회전 축심 주위로 회전 가능하게 되어 상기 각 노즐 베인의 구동부에 연결되는 연결부가 상기 각 노즐 베인에 대응하여 설치된 환형 링크 장치를 구비한 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 방법에 있어서, 상기 복수의 노즐 베인을 전체 폐쇄 상태로 접촉시켜 그 외주측으로부터 벨트 등의 착탈 가능한 결박 부재로 결박하여 임시 고정하고, 계속해서 상기 임시 고정 상태에서 상기 각 노즐 베인의 구동부를 상기 환형 링크 장치의 연결부에 고정하는 것을 특징으로 한다.

이러한 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 각 노즐 베인의 전체 폐쇄 임시 고정 상태에서 상기 노즐 베인에 고정되는 동시에 상기 노즐 마운트에 회전 가능하게 지지되는 노즐 핀을 상기 링 장치의 연결부를 구성하는 레버 플레이트에 코오킹 등에 의해 고정한다.

또한, 바람직하게는 상기 복수의 노즐 베인을 전체 폐쇄 상태에서 접촉시켜 그 외주측으로부터 벨트 등의 착탈 가능한 결박 부재로 결박함으로써 상기 노즐 마운트의 지지부에 임시 고정하여 이루어지는 노즐 조립품의 상태에서 반송 혹은 터빈으로 조립 가능하게 구성한다.

또한, 본 발명은 상기 노즐 마운트에 노즐 베인측 맞춤부를 설정하는 동시에 상기 환형 링크 장치에 환형 링크 장치측 맞춤부를 설정하고, 또한 일단부측에 노즐 베인측 위치 결정부가 타단부측에 환형 링크 장치측 위치 결정부가 각각 형성된 지그를 준비하여, 상기 각 노즐 베인의 전체 폐쇄 임시 고정 상태에서 상기 지그의 노즐 베인측 위치 결정부를 상기 노즐 마운트의 노즐 베인측 맞춤부에 맞추고, 상기 환형 링크 장치측 위치 결정부를 상기 환형 링크 장치측 맞춤부에 위치 결정한 후, 상기 노즐 핀을 레버 플레이트에 코오킹 등으로 고정함으로써, 상기 노즐 마운트의 노즐 베인측 맞춤부를 거쳐서 노즐 베인측 전체 폐쇄 위치와 환형 링크 장치측 전체 폐쇄 위치를 설정하는 것을 특징으로 한다.

이러한 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 노즐 베인측 맞춤부로서 상기 노즐 마운트에 맞춤 구멍을 뚫고, 상기 지그에는 상기 노즐 베인측 위치 결정부로서 핀 형상의 돌기부를 설치하는 동시에 상기 환형 링크 장치측 위치 결정부로서 상기 환형 링크 장치를 구성하는 링크 플레이트의 일면에 접촉 가능한 접촉부를 설치하고, 상기 지그의 돌기부를 상기 노즐 마운트의 맞춤 구멍에 끼워 맞춘 상태에서 상기 접촉부를 링크 플레이트의 일면에 접촉시킴으로써 위치 결정한다.

또한 바람직하게는 상기 노즐 베인측 맞춤부로서 상기 노즐 마운트에 맞춤 구멍을 뚫고, 상기 지그에는 상기 노즐 베인측 위치 결정부로서 핀 형상의 돌기부를 설치하는 동시에, 상기 환형 링크 장치측 위치 결정부로서 상기 환형 링크 장치를 구성하는 링크 플레이트의 연결 핀을 포함하는 연결부에 결합 가능한 홈부를 설치하고, 상기 지그의 돌기부를 상기 노즐 마운트의 맞춤 구멍에 끼워 맞춘 상태에서 상기 홈부를 상기 링크 플레이트의 연결 핀에 결합시킴으로써 위치 결정한다.

또한, 본 발명은 터빈 케이싱에 형성된 소용돌이형의 스크롤 내주측에 터빈의 원주 방향에 따라 배치되어 노즐 마운트의 지지부에 회전 가능하게 지지되어 블레이드각을 가변하게 된 복수의 노즐 베인과, 상기 노즐 베인의 내주측에 회전 가능하게 설치된 터빈 회전자와, 작동기의 출력단부에 연결되는 동시에 상기 터빈의 회전 축심 주위로 회전 가능하게 되어 상기 각 노즐 베인의 구동부에 연결되는 연결부가 상기 각 노즐 베인에 대응하여 설치된 환형의 환형 링크 장치를 구비한 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 장치에 있어서, 상기 복수의 노즐 베인을 전체 폐쇄 상태에서 접촉시켜 외주측으로부터 착탈 가능하게 결박하여 고정하는 벨트 등의 결박 부재를 설치하고, 또한 상기 작동기와 상기 환형 링크 장치를 연결하는 링크 기구에 상기 링크 기구의 전체 폐쇄측으로의 이동을 규제하는 전체 폐쇄 스톱퍼를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 링크 기구에 상기 링크 기구의 전체 폐쇄측으로의 이동을 규제하는 전체 폐쇄측 스톱퍼를 설치한다.

이러한 발명에 따르면, 복수의 노즐 베인을 그 외주측으로부터 착탈 가능한 결박 부재로 결박함으로써 전체 폐쇄 상태에서 접촉시켜 임시 고정하고, 계속해서 상기 임시 고정 상태에서 지그를 이용하여 노즐 베인측, 즉 노즐 조립품측과 환형 링크 장치측과의 위치 결정을 행하고, 각 노즐 베인의 구동부를 환형 링크 장치의 연결부에 코오킹 등에 의해 고정하므로, 노즐 조립품의 상태에서의 전체 폐쇄 위치의 조정은 불필요해져, 가변 노즐 터빈 조립 상태에서 전체 폐쇄 스톱퍼에 의해 전체 폐쇄 위치의 조정을 가능하게 행할 수 있다.

이에 의해, 복수의 노즐 베인을 그 외주측으로부터 결박 부재로 결박하고, 지그에 의해 노즐 조립품과 환형 링크 장치 조립품을 위치 결정하고, 각 노즐 베인을 환형 링크 장치의 연결부를 구성하는 레버 플레이트에 고정한다는 노즐 조립품 상태에서의 전체 폐쇄 위치의 조정이 불필요한 매우 간단한 방법으로 가변 노즐 기구의 설정을 행할 수 있고, 일본 특허 제3085210호 등의 종래 기술과 같이 링크 플레이트의 복수의 긴 홈과 스톱퍼 핀과 지그를 이용하여 노즐 조립품의 상태에서 전체 폐쇄 위치의 조정을 행하는 수법에 비해 가변 노즐 기구의 조립, 조정 작업을 대폭으로 간단화할 수 있어 가변 노즐 기구의 조립, 조정의 작업 공정수 및 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 이러한 발명에 따르면 복수의 노즐 베인을 그 외주측으로부터 결박 부재로 결박함으로써 전체 폐쇄 위치를 위치 결정하여 각 노즐 베인을 환형 링크 장치의 연결부에 고정하고, 가변 노즐 터빈 조립 상태에서 전체 폐쇄 스톱퍼에 의해 전체 폐쇄 위치의 조정을 일괄적으로 행하므로, 노즐 베인을 포함하는 노즐 조립품 및 링크 플레이트나 링크부를 포함하는 환형 링크 장치 조립품의 상태에서의 치수 정밀도의 오차를 흡수할 수 있고, 상기 일본 특허 제3085210호와 같이 링크 플레이트의 복수의 긴 홈과 스톱퍼 핀과 지그를 이용하여 노즐 조립품의 상태에서 전체 폐쇄 위치의 조정을 행함으로써 전체 폐쇄 상태의 설정에 변동이 발생하여 설정 오차가 발생하는 일이 없으며, 또한 가변 노즐 기구의 전체 폐쇄 위치가 구성 부품의 치수 정밀도에 의해 일의적으로 결정되는 일이 없으며, 노즐 조립품 및 환형 링크 장치 조립품의 치수 정밀도에 영향을 끼치는 일 없이 고정밀도를 가지고 가변 노즐 기구의 설정이 가능해지는 동시에, 상기 가변 노즐 기구를 여러 가지의 사양으로 설정하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 따르면 가변 노즐 터빈 조립 상태에서 전체 폐쇄 스톱퍼에 의해 전체 폐쇄 위치의 조정을 가능하게 행함으로써, 트럭 등의 배기 브레이크 장치와 동일한 기능을 갖게 하는 것이 가능해진다.

그리고, 본 발명에 따르면 노즐 터빈의 전체 개방 위치의 조정을 전체 개방측 스톱퍼에 의해 가변 노즐 터빈 조립 상태로 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 복수의 노즐 터빈을 전체 폐쇄 상태에서 접촉시켜 그 외주측으로부터 결박 부재에 의해 착탈 가능하게 결박하여 노즐 마운트의 지지부에 임시 고정한 노즐 조립품의 상태에서 반송 혹은 터빈에 조립 가능해지므로, 진동이나 충격 등에 의해 노즐 조립품의 구성 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 이용하여 상세하게 설명한다. 단, 본 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것만으로 한정하는 취지는 아니며, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

도1은 본 발명의 실시예에 관한 가변 용량 터빈 부착 과급기에 있어서의 가변 노즐 기구의 주요부를 도시한 회전 축심에 따른 단면도, 도2는 도1의 A-A선 화살표도, 도3은 도1의 B선 화살표도, 도4의 (A), (B)는 가변 노즐 기구의 조립, 조정 요령의 제1 예를 도시하고, 도4의 (A)는 도1의 B 화살표 대응도이며, 도4의 (B)는 도4의 (A)의 D 화살표도이다. 도5는 가변 노즐 기구의 조립, 조정 요령의 상기 제1 예에 있어서의 도4의 C-C선 화살표도이다. 도6은 가변 노즐 기구의 조립, 조정 요령의 제2 예를 도시한 도1의 B 화살표 대응도이다. 도7은 본 발명이 적용되는 가변 용량 터빈 부착 과급기의 회전 축심에 따른 단면도, 도8은 도7의 E-E선 화살표도이다.

본 발명이 적용되는 가변 용량 터빈 부착 과급기의 구조를 도시한 도7에 있어서, 부호 30은 터빈 케이싱, 부호 38은 상기 터빈 케이싱(30) 내의 외주부에 소용돌이형으로 형성된 스크롤 통로, 부호 39는 상기 스크롤 통로(38)로의 배기 가스 입구, 부호 49는 상기 터빈 휠(34)에 의해 팽창 작업을 한 배기 가스를 과급기 밖으로 송출하기 위한 배기 가스 출구이다. 부호 31은 압축기 케이싱, 부호 36은 압축기 케이싱(31)과 상기 터빈 케이싱(30)을 연결하는 베어링 하우징이다.

부호 34는 터빈 휠, 부호 35는 압축기 휠, 부호 33은 상기 터빈 휠(34)과 압축기 휠(35)을 연결하는 터빈 회전자 샤프트, 부호 37은 상기 베어링 하우징(36)에 부착되어 상기 터빈 회전자 샤프트(33)를 지지하는 베어링이다.

부호 1은 노즐 베인으로, 상기 스크롤 통로(38) 내주측의 상기 터빈 휠(34) 외주 입구부에 터빈의 원주 방향 등간격으로 복수개 배치되는 동시에, 이에 일체 형성된 노즐 핀(도1 참조)이 상기 터빈 케이싱(30)에 고정된 노즐 마운트(4)에 회전 가능하게 지지되고, 그 블레이드각을 변화시키도록 되어 있다.

부호 100은 가변 노즐 기구로, 작동기로부터 작동기 로드(40)(도8 참조)를 거쳐서 상기 터빈 회전자(33)의 회전 축심 주위로 회전 구동하게 되는 링 조립품(환형 링크 장치)(10)(도1 참조)에 의해 상기 노즐 베인(1)을 회전시켜 그 블레이드각을 변화시키는 것이다.

이러한 구성으로 이루어지는 가변 용량 터빈 부착 과급기에 있어서, 내연 기관(도시 생략)으로부터의 배기 가스는 상기 스크롤 통로(38)로 들어가고, 상기 스크롤 통로(38)의 소용돌이에 따라 주회하면서 노즐 베인(1)으로 유입한다. 그리고, 상기 배기 가스는 상기 노즐 베인(1)의 블레이드 사이를 통과하여 상기 터빈 휠(34)에 그 외주측으로부터 유입하고, 중심측을 향하는 반경 방향으로 흘러 상기 터빈 휠(34)에 팽창 작업을 실시한 후, 축방향으로 유출되어 배기 가스 출구(49)를 경유하여 과급기 밖으로 송출된다.

본 발명에 있어서는 상기 가변 용량 터빈에 있어서의 가변 노즐 기구의 조립, 조정 수단을 개량하고 있다.

즉, 도1 내지 도3 및 도8에 있어서, 부호 10은 링 조립품으로, 원판형의 링크 플레이트(3) 및 상단부를 상기 링크 플레이트(3)에 링크부(10a)를 거쳐서 결합된 레버 플레이트(2)로 이루어지고, 도3에 도시한 바와 같이 상기 링크부(10a) 및 레버 플레이트(2)는 상기 노즐 베인(1)과 동일 수 설치되고 상기 노즐 베인(1)에 대응하여 원주 방향 등간격으로 배치되어 있다.

부호 03은 상기 링크 플레이트(3)의 연결부로, 도8에 도시한 바와 같이 이에 끼워 맞추어진 연결 핀(9)을 작동기 로드(40)에 연결되어 있는 구동 레버(41)에 결합함으로써 상기 구동 레버(41)에 연결되어 있다.

부호 4는 상기 터빈 케이싱(30)에 고정된 원환형의 노즐 마운트, 부호 5는 원환형의 노즐 플레이트이다. 부호 7은 노즐 서포트로, 상기 노즐 마운트(4)와 노즐 플레이트(5) 사이에 원주 방향에 따라 복수개 배치되어 상기 노즐 마운트(4)와 노즐 플레이트(5)를 고정하고 있다.

상기 노즐 베인(1)은 상기 노즐 마운트(4)와 노즐 플레이트(5) 사이에 있어서의 상기 노즐 서포트(7)의 내주측 부위에 배치되고, 이에 고정된[혹은 노즐 베인(1)과 일체인] 노즐 핀(6)이 상기 노즐 마운트(4)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고 상기 각 노즐 베인(1)에 고정된 상기 노즐 핀(6)의 반대 노즐 베인(1) 측단부는 상기 레버 플레이트(2)의 하단부에 코오킹에 의해 고정되어 있다. 부호 2a는 코오킹부이다.

도8에 있어서, 상기 구동 레버(41)는 중앙부가 지지축(42)에 의해 상기 터빈 케이싱(30)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 일단부가 상기와 같이 연결 핀(9)에 의해 상기 링크 플레이트(3)의 연결부(03)에 결합되어 타단부가 작동기(도시 생략)로부터의 작동기 로드(4O)에 연결되어 있다.

그리고, 도8의 화살표와 같이 작동기 로드(40)가 왕복 이동함으로써 상기 구동 레버(41)가 지지축(42) 주위로 진동하고, 상기 구동 레버(41)의 단부에 결합된 링크 플레이트(3)의 연결부(03)를 거쳐서 상기 링크 플레이트(3)가 터빈의 회전 축심(8) 주위로 회전한다. 그리고 도3, 도8에 도시한 바와 같이, 상기 링크 플레이트(3)가 회전하면 링크부(10a)를 거쳐서 레버 플레이트(2)가 요동하고, 상기 레버 플레이트(2)의 하단부에 코오킹에 의해 고정되어 있는 노즐 핀(6)이 회전하고, 상기 노즐 핀(6)과 일체인 노즐 베인(1)이 회전하게 된다.

이러한 작동기 로드(4O)의 왕복 이동으로부터 노즐 베인(1)의 회전까지의 작동은 통상의 가변 용량 터빈와 동일하다.

다음에, 이러한 구성으로 이루어지는 가변 노즐 기구(100)를 구비한 가변 용량 터빈에 있어서의 상기 가변 노즐 기구(100)의 조립 및 조정 방법에 대해 설명한다.

우선, 도2에 도시한 바와 같이 상기 복수의 노즐 베인(1)을 전체 폐쇄 상태로 접촉시켜, 그 외주측으로부터 벨트(11)에 의해 결박하여 임시 고정한다. 이에 의해, 상기 복수의 노즐 베인(1)은 모두 균일하게 전체 폐쇄 상태로 설정되게 된다. 이 경우, 상기 노즐 베인(1)을 결박하는 부재는 상기 벨트(11)에 한정되지 않고, 끈, 고무 등의 착탈 가능한 결박 부재이면 좋다.

여기서, 상기 링크 플레이트(3)에 링크부(10a)의 일단부측을 회전 가능하게 부착하고 또한 상기 링크부(10a)의 타단부측에 상기 레버 플레이트(2)의 상단부를 회전 가능하게 부착하여 이루어지는 링 조립품(10)을 미리 조립해 둔다.

또한, 상기 각 노즐 베인(1)을 공지의 수법에 의해 상기 노즐 마운트(4)와 노즐 플레이트(5) 사이에 부착하고, 노즐 서포트(7)에 의해 노즐 마운트(4)와 노즐 플레이트(5)를 위치 결정하여 고정한다.

계속해서, 다음에 나타낸 2개의 방법에 의해 상기 노즐 베인(1)의 전체 폐쇄 위치에 대한 링 조립품(10)의 위치를 설정한다.

도4 및 도5에 도시한 제1 방법에 있어서는, 도3에 도시한 바와 같이 상기 노즐 마운트(4)의 상기 구동 레버(41)(도8 참조) 연결용의 연결 핀(9) 중심으로부터 원주 방향 각도(A)의 위치에 반경 방향의 맞춤 구멍(4a)을 뚫어 둔다.

그리고, 링크 플레이트 접촉부(20a)의 접촉면(20d) 위치와 노즐 마운트 각도위치 결정부(20b) 중심과의 원주 방향 각도가 미리 설정된 지그(A)(20) 및 봉 형상의 지그(B)를 이용하여, 상기 지그(A)(20)의 상기 노즐 마운트 각도 위치 결정부(20b)에 삽입된 상기 지그(B)(21)의 단부를 상기 결합 구멍(4a)에 삽입하는 동시에 상기 접촉면(20d)을 상기 링크 플레이트(3)의 상기 연결 핀(9) 삽입부 측면(3a)에 접촉시켜 상기 링 조립품(10)의 상기 노즐 마운트(4) 맞춤 구멍(4a)에 대한 위치를 결정한다.

이 상태에서, 상기 노즐 마운트(4)에 회전 가능하게 지지되어 노즐 베인(1)과 일체인 노즐 핀(6)을 상기 링 조립품(10)의 연결부를 구성하는 레버 플레이트(2)의 하단부에 코오킹(도1의 부호 2a가 코오킹부)에 의해 고정한다.

다음에 도6에 도시한 제2 방법에 있어서는, 상기 제1 방법과 마찬가지로 상기 노즐 마운트(4)의 원주 방향 각도(A)의 위치에 반경 방향의 결합 구멍(4a)을 뚫어 둔다.

그리고, 아암부(22a)의 일단부측에 상기 지그(B)(21)가 끼워 맞추어지는 지그 삽입 구멍(22c)이 마련되고 타단부측에 상기 링크 플레이트(3)용의 연결 핀(9) 헤드부[혹은 도3에 도시한 연결부(03)라도 좋음]에 끼워 맞춤 가능한 홈(22b)이 형성되고, 상기 지그 삽입 구멍(22c)과 홈(22b)과의 이루는 각도가 도3의 A°로 미리 설정된 지그(C)(22)를 이용하여, 상기 지그(C)(22)의 상기 지그 삽입 구멍(22c)에 삽입된 상기 지그(B)(21)의 단부를 상기 노즐 마운트(4)의 결합 구멍(4a)에 삽입하는 동시에 상기 홈(22b)을 상기 연결 핀(9) 헤드부[혹은 도3에 도시한 연결부(03)라도 좋음]에 결합하고, 상기 링 조립품(10)의 상기 노즐 마운트(4) 맞춤 구멍(4a)에 대한 링 조립품(10)의 위치를 결정한다.

이 상태에서, 상기 노즐 베인(1)과 일체인 노즐 핀(6)을 상기 링 조립품(10)의 레버 플레이트(2)의 하단부에 코오킹(도1의 부호 2a가 코오킹부)에 의해 고정된다.

이상의 2개의 방법에 의한 조정에 의해, 모든 노즐 베인(1)이 전체 폐쇄 상태에서의 링 조립품(10)의 위치가 설정된다.

상기와 같이 하여 조정이 이루어진 가변 노즐 기구(100)를 조립한 가변 노즐 터빈에 있어서, 상기 가변 노즐 터빈의 조립 후에 있어서의 전체 폐쇄 위치의 조정은 도8에 도시한 바와 같이 상기 노즐 베인(1)을 벨트(11)(결박 부재)로 결박하여 임시 고정한 상태의 노즐 조립품에서의 전체 폐쇄측 스톱퍼(44)를 폐지하고, 작동기 로드(40)와 링 조립품(10)을 연결하는 구동 레버(링크 기구)(41)에 전체 폐쇄측으로의 이동을 규제하는 전체 폐쇄측 스톱퍼(44)를 설치하여 상기 전체 폐쇄측 스톱퍼(44)의 조정 나사(44a) 및 고정용 너트(44b)에 의해 가변 노즐 터빈 조립 상태로 행할 수 있다.

이에 의해, 노즐 조립품에서의 전체 폐쇄측 스톱퍼가 불필요해져 노즐 베인(1) 및 링 조립품(10)의 치수의 변동을 흡수할 수 있고, 노즐 베인(1)을 포함하는 노즐 조립품의 조립이 간단화되어 동일한 노즐 조립품으로 다양한 가변 노즐사양의 설정이 가능해진다.

또한, 부호 43은 전체 개방측 스톱퍼이고, 노즐 터빈(1)의 전체 개방 위치의 조정을 상기 전체 개방측 스톱퍼(43)의 조정 나사(43a) 및 고정용 너트(43b)에 의해 가변 노즐 터빈 조립 상태로 행할 수 있다.

이러한 실시예에 따르면, 복수의 노즐 베인(1)을 그 외주측으로부터 착탈 가능한 벨트(11)(결박 부재)로 결박함으로써 전체 개방 상태로 접촉시켜 임시 고정하고, 계속해서 상기 임시 고정 상태에서 상기 제1 방법, 제2 방법 등에 의한 지그 (A)(B)(C)를 이용하여 노즐 베인(1)측(노즐 조립품)과 링 조립품(환형 링크 장치)(10)측과의 위치 결정을 행하고, 각 노즐 베인(1)의 구동부를 구성하는 노즐 핀(6)을 링 조립품의 연결부를 구성하는 레버 플레이트(2)에 코오킹에 의해 고정하므로, 노즐 조립품의 상태에서의 전체 폐쇄 위치의 조정은 불필요해져 가변 노즐 터빈 조립 상태에서 전체 폐쇄측 스톱퍼(44)에 의해 전체 폐쇄 위치의 조정을 자유로이 행할 수 있다.

이에 의해, 복수의 노즐 베인(1)을 그 외주측으로부터 벨트(11)(결박 부재)로 결박하고, 지그에 의해 노즐 조립품과 링 조립품을 위치 결정하고, 각 노즐 베인(1)을 레버 플레이트(2)에 고정한다는 노즐 조립품의 상태에서의 전체 폐쇄 위치의 조정이 불필요한, 매우 간단한 방법으로 가변 노즐 기구(100)의 설정을 행할 수 있어, 일본 특허 제3085210호와 같이 링크 플레이트의 복수의 긴 홈과 스톱퍼 핀과 지그를 이용하여 노즐 조립품의 상태에서 전체 폐쇄 위치의 조정을 행하는 수법에 비해 가변 노즐 기구의 조립, 조정 작업이 대폭으로 간단화되어 가변 노즐 기구의 조립, 조정의 작업 공정수 및 제조 비용이 저감된다.

또한, 이러한 실시예에 따르면, 복수의 노즐 베인(1)을 그 외주측으로부터 벨트(11)로 결박함으로써 전체 폐쇄 위치를 위치 결정하여 각 노즐 베인(1)을 레버 플레이트(2)에 고정하고, 가변 노즐 터빈 조립 상태에서 전체 개방측 스톱퍼(43)에 의해 전체 개방 위치의 조정을 일괄적으로 행하므로, 노즐 베인(1)을 포함하는 노즐 조립품 및 링크 플레이트(3)나 링크부(10a)를 포함하는 링 조립품(10)의 상태에서의 치수 정밀도의 오차를 흡수할 수 있어, 일본 특허 제3085210호와 같이 링크 플레이트의 복수의 긴 홈과 스톱퍼 핀과 지그를 이용하여 노즐 조립품의 상태에서 전체 폐쇄 위치의 조정을 행함으로써 전체 폐쇄 상태의 설정에 변동이 생겨 설정 오차가 발생하는 일이 없고, 또한 가변 노즐 기구의 전체 폐쇄 위치가 구성 부품의 치수 정밀도에 의해 일의적으로 결정되는 일이 없고, 노즐 조립품 및 링 조립품(10)의 치수 정밀도에 영향을 끼치는 일 없이 고정밀도를 가지고 가변 노즐 기구(100)의 설정이 가능해지는 동시에, 상기 가변 노즐 기구(100)를 여러 가지의 사양으로 설정 가능해진다.

또한, 가변 노즐 터빈 조립 상태에서 전체 폐쇄측 스톱퍼(44)에 의해 전체 폐쇄 위치의 조정을 자유로이 행함으로써 트랙 등의 배기 브레이크 장치와 동일한 기능을 갖게 하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 복수의 노즐 베인(1)을 전체 폐쇄 상태로 접촉시켜 그 외주측으로부터 벨트(11)에서 착탈 가능하게 결박하여 상기 노즐 마운트(4)의 지지부에 임시 고정한 가변 노즐 조립품의 상태에서, 반송 혹은 터빈에 조립 가능해지므로 진동이나 충격 등에 의해 노즐 조립품의 구성 부품이 파손되는 것이 방지된다.

이상 기재한 바와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 노즐 베인을 그 외주측으로부터 착탈 가능한 결박 부재로 결박함으로써 전체 폐쇄 상태로 접촉시켜 임시 고정하고, 계속해서 상기 임시 고정 상태에서 지그를 이용하여 노즐 베인측, 즉 노즐 조립품측과 환형 링크 장치측과의 위치 결정을 행하고, 각 노즐 베인의 구동부를 환형 링크 장치의 연결부에 코오킹 등에 의해 고정하므로 노즐 조립품 상태에서의 전체 폐쇄 위치의 조정은 불필요해져, 가변 노즐 터빈 조립 상태에서 전체 폐쇄 스톱퍼에 의해 전체 폐쇄 위치의 조정을 자유로이 행할 수 있다.

이에 의해, 복수의 노즐 베인을 그 외주측으로부터 결박 부재로 결박하여, 지그에 의해 노즐 조립품과 환형 링크 장치 조립품을 위치 결정하고, 각 노즐 베인을 환형 링크 장치의 연결부를 구성하는 레버 플레이트에 고정한다는 노즐 조립품 상태에서의 전체 폐쇄 위치의 조정이 불필요한, 매우 간단한 방법으로 가변 노즐 기구의 설정을 행할 수 있어 가변 노즐 기구의 조립, 조정 작업을 대폭으로 간단화할 수 있고, 가변 노즐 기구의 조립, 조정의 작업 공정수 및 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 복수의 노즐 베인을 그 외주측으로부터 결박 부재로 결박함으로써 전체 폐쇄 위치를 위치 결정하여 각 노즐 베인을 링 조립품의 연결부에 고정하고, 가변 노즐 터빈 조립 상태에서 전체 폐쇄 스톱퍼에 의해 전체 폐쇄 위치의 조정을 일괄적으로 행하므로, 노즐 베인을 포함하는 노즐 조립품 및 링크 플레이트나 링크부를 포함하는 링 조립품 상태에서의 치수 정밀도의 오차를 흡수할 수 있고, 노즐 조립품 및 링 조립품의 치수 정밀도에 영향을 끼치는 일 없이 고정밀도를 가지고 가변 노즐 기구의 설정이 가능해지는 동시에, 상기 가변 노즐 기구를 여러 가지의 사양으로 설정하는 것이 가능해진다.

또한, 가변 노즐 터빈 조립 상태에서 전체 폐쇄 스톱퍼에 의해 전체 폐쇄 위치의 조정을 자유로이 행함으로써, 트랙 등의 배기 브레이크 장치와 동일한 기능을 갖게 하는 것이 가능해진다. 그리고, 노즐 터빈의 전체 개방 위치의 조정을 전체 개방측 스톱퍼에 의해 가변 노즐 터빈 조립 상태로 행할 수 있다.

또한, 복수의 노즐 베인을 전체 폐쇄 상태에서 접촉시켜 그 외주측으로부터 결박 부재에 착탈 가능하게 결박하여 노즐 마운트의 지지부에 임시 고정한 가변 노즐 조립품의 상태에서 반송 혹은 터빈에 조립 가능해지므로, 진동이나 충격 등에 의해 노즐 조립품의 구성 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 가변 노즐 기구의 조립, 조정 작업을 간단화하여 작업 공정수 및 조립, 조정 비용을 저감하는 동시에 노즐 베인, 환형 링크 장치(링 조립품) 등의 구성 부재의 치수 정밀도에 의한 영향을 받는 일 없이 고정밀도를 가지고 가변 노즐 기구의 노즐 베인 설정을 이룰 수 있는 동시에 터빈 조립 후에 있어서도 수시 가변 노즐 기구의 조정을 가능하게 하는 가변 용량 터빈의 조립과 조정 방법 및 조립과 조정 장치를 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 관한 가변 용량 터빈 부착 과급기에 있어서의 가변 노즐 기구의 주요부를 도시한 회전 축심에 따른 단면도.

도2는 도1의 A-A선 화살표도.

도3은 도1의 B 화살표도.

도4의 (A), (B)는 가변 노즐 기구의 조립, 조정 요령의 제1 예를 도시하고, 도4의 (A)는 도1의 B 화살표 대응도이고, 도4의 (B)는 도4의 (A)의 D 화살표도.

도5는 가변 노즐 기구의 조립, 조정 요령의 상기 제1 예에 있어서의 도4의 C-C선 화살표도.

도6은 가변 노즐 기구의 조립, 조정 요령의 제2 예를 도시한 도1의 B 화살표 대응도.

도7은 본 발명이 적용되는 가변 용량 터빈 부착 과급기의 회전 축심에 따른 단면도.

도8은 본 발명의 실시예를 포함하는 도7의 E-E선 화살표도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 노즐 베인

2 : 레버 플레이트

2a : 코오킹부

3 : 링크 플레이트

03 : 연결부

3a : 측면

4 : 노즐 마운트

4a : 맞춤 구멍

5 : 노즐 플레이트

6 : 노즐 핀

7 : 노즐 서포트

8 : 회전 축심

9a : 핀 구멍

10 : 링 조립품

10a : 링크부

11 : 벨트

20a : 링크 플레이트 접촉부

20c : 노즐 마운트 중심 위치 결정부

20d : 접촉면

22a : 아암부

22b : 홈부

22c : 지그 투입 구멍

30 : 터빈 케이싱

31 : 압축기 케이싱

33 : 터빈 회전자

34 : 터빈 휠

35 : 압축기 휠

36 : 베어링 하우징

37 : 베어링

38 : 스크롤 통로

39 : 배기 가스 입구

40 : 작동기 로드

41 : 구동 레버

42 : 지지축

43 : 전체 개방측 스톱퍼

44 : 전체 폐쇄측 스톱퍼

49 : 배기 가스 출구

100 : 가변 노즐 기구

Claims

터빈 케이싱에 형성된 소용돌이형의 스크롤의 내주측에 터빈의 원주 방향에 따라 배치되어 노즐 마운트의 지지부에 회전 가능하게 지지되어 블레이드각을 가변하게 된 복수의 노즐 베인과, 상기 노즐 베인의 내주측에 회전 가능하게 설치된 터빈 회전자와, 작동기의 출력단부에 연결되는 동시에 상기 터빈의 회전 축심 주위로 회전 가능하게 되어 상기 각 노즐 베인의 구동부에 연결되는 연결부가 상기 각 노즐 베인에 대응하여 설치된 환형 링크 장치를 구비한 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 방법에 있어서,

상기 복수의 노즐 베인을 전체 폐쇄 상태로 접촉시켜 그 외주측으로부터 벨트 등의 착탈 가능한 결박 부재로 결박하여 임시 고정하고, 계속해서 상기 임시 고정 상태에서 상기 각 노즐 베인의 구동부를 상기 환형 링크 장치의 연결부에 고정하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 방법.
제1항에 있어서, 상기 각 노즐 베인의 전체 폐쇄 임시 고정 상태에서 상기 노즐 베인에 고정되는 동시에 상기 노즐 마운트에 회전 가능하게 지지되는 노즐 핀을 상기 환형 링크 장치의 연결부를 구성하는 레버 플레이트에 코오킹 등에 의해 고정하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 방법.
제1항에 있어서, 상기 복수의 노즐 베인을 전체 폐쇄 상태에서 접촉시켜 그 외주측으로부터 벨트 등의 착탈 가능한 결박 부재로 결박함으로써 상기 노즐 마운트의 지지부에 임시 고정하여 이루어지는 노즐 조립품의 상태에서 반송 혹은 터빈에 조립 가능하게 한 것을 특징으로 하는 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 방법.
제1항에 있어서, 상기 노즐 마운트에 노즐 베인측 맞춤부를 설정하는 동시에 상기 환형 링크 장치에 환형 링크 장치측 맞춤부를 설정하고, 또한 일단부측에 노즐 베인측 위치 결정부가 타단부측에 환형 링크 장치측 위치 결정부가 각각 형성된 지그를 준비하고, 상기 각 노즐 베인의 전체 폐쇄 임시 고정 상태에서 상기 지그의 노즐 베인측 위치 결정부를 상기 노즐 마운트의 노즐 베인측 맞춤부에 맞추어 상기 환형 링크 장치측 위치 결정부를 상기 환형 링크 장치측 맞춤부에 위치 결정한 후, 상기 노즐 핀을 레버 플레이트에 코오킹 등으로 고정함으로써, 상기 노즐 마운트의 노즐 베인측 맞춤부를 거쳐서 노즐 베인측 전체 폐쇄 위치와 환형 링크 장치측 전체 폐쇄 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 방법.
제4항에 있어서, 상기 노즐 베인측 맞춤부로서 상기 노즐 마운트에 맞춤 구멍을 뚫고, 상기 지그에는 상기 노즐 베인측 위치 결정부로서 핀형상의 돌기부를 설치하는 동시에 상기 환형 링크 장치측 위치 결정부로서 상기 환형 링크 장치를 구성하는 링크 플레이트의 일면에 접촉 가능한 접촉부를 설치하고, 상기 지그의 돌기부를 상기 노즐 마운트의 맞춤 구멍에 끼워 맞춘 상태에서 상기 접촉부를 링크 플레이트의 일면에 접촉시킴으로써 위치 결정하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 방법.
제4항에 있어서, 상기 노즐 베인측 맞춤부로서 상기 노즐 마운트에 맞춤 구멍을 뚫고, 상기 지그에는 상기 노즐 베인측 위치 결정부로서 핀형상의 돌기부를 설치하는 동시에 상기 환형 링크 장치측 위치 결정부로서 상기 환형 링크 장치를 구성하는 링크 플레이트의 연결 핀에 결합 가능한 홈부를 마련하고, 상기 지그의 돌기부를 상기 노즐 마운트의 맞춤 구멍에 끼워 맞춘 상태에서 상기 홈부를 상기 링크 플레이트의 연결 핀을 포함하는 연결부에 결합시킴으로써 위치 결정하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 방법.
터빈 케이싱에 형성된 소용돌이형의 스크롤 내주측에, 터빈의 원주 방향에 따라 배치되어 노즐 마운트의 지지부에 회전 가능하게 지지되어 블레이드각을 가변하게 된 복수의 노즐 베인과, 상기 노즐 베인의 내주측에 회전 가능하게 설치된 터빈 회전자와, 작동기의 출력단부에 연결되는 동시에 상기 터빈의 회전 축심 주위로 회전 가능하게 되어 상기 각 노즐 베인의 구동부에 연결되는 연결부가 상기 각 노즐 베인에 대응하여 설치된 환형 링크 장치를 구비한 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 장치에 있어서,

상기 복수의 노즐 베인을 전체 폐쇄 상태에서 접촉시켜 그 외주측으로부터 착탈 가능하게 결박하여 고정하는 벨트 등의 결박 부재를 설치하고, 또한 상기 작동기와 상기 환형 링크 장치를 연결하는 링크 기구에 상기 링크 기구의 전체 폐쇄측으로의 이동을 규제하는 전체 폐쇄 스톱퍼를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 장치.
제7항에 있어서, 상기 링크 기구에 상기 링크 기구의 전체 개방측으로의 이동을 규제하는 전체 개방 스톱퍼를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 용량 터빈의 조립 및 조정 장치.