KR100510571B1

KR100510571B1 - 과급기용압축기휠장치

Info

Publication number: KR100510571B1
Application number: KR1019970045746A
Authority: KR
Inventors: 위르크 그레버
Original assignee: 에이비비 슈바이쯔 아게
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 2005-11-25
Also published as: DE19640647A1; KR19980032363A; JPH10110623A; DE59703387D1; CN1092747C; CZ310097A3; EP0834645A1; EP0834645B1; CN1188179A; PL322376A1; JP2929532B2; US6052897A

Abstract

본 발명의 목적은 과급기용의 새로운 압축기휠 장치를 제공하는 것이며, 이 압축기휠은 매우 강하게 고정되어 있으면서도 쉽게 분리할 수 있도록 설계된다. 단순화된 장착/분리 장치 및 대응하는 방법은 이러한 목적을 위하여 특정화된다.

본 발명에 따라서, 이것은 샤프트 단부 (19) 의 고정 나사 (21) 와 일치하는 일체된 암나사 (23) 를 갖는 터빈측 고정 소켓 (22) 을 갖는 허브 (16) 에서 얻을 수 있다. 안내면 (24, 25) 은 암나사 (23) 와 고정 나사 (21) 의 양측에 각각 형성된다. 고정 나사 (22) 의 안내면 (24) 은 샤프트 단부 (19) 의 안내면 (25) 과 일치한다. 압축기 케이싱 (13) 은 하나 이상의 공기 입력측 케이싱 부분 (32) 과 하나 이상의 공기 출력측 케이싱 부분 (33) 을 구비한다. 다수의 고정 소자 (34) 는 케이싱 부분 (32,33) 양자 사이에서 분리할 수 있도록 배열된다. 압축기휠 (14) 의 장착/분리 장치 (39) 를 위한 제 1 수용장치 (26) 는 샤프트 단부 (19) 상에 배열되며, 상기 장착/분리 장치 (39) 를 위한 제 2 수용장치 (28) 는 압축기휠 (14) 상에 배열되며 상기 장착/분리 장치 (39) 를 위한 제 3 수용장치 (27) 는 공기 출력측 케이싱부 (33) 상에 배열된다.

Description

과급기용 압축기휠 장치 {COMPRESSOR-WHEEL ARRANGEMENT FOR TURBOCHARGERS}

본 발명은 장착/분리 장치 및 방법을 포함하는 과급기, 특히 배기 가스 과급기용 압축기 휠 장치에 관한 것이다.

배기 가스 과급기는 일체된 배기가스 터빈과 대응 압축기를 갖는 케이싱을 주로 포함하며, 배기가스 터빈과 압축기는 일반적으로 공통 샤프트 상에 배열된다. 배기 가스 과급기의 기능을 위한 중요한 전제 조건은 터빈측과 압축기측 양자상의 회전이 고정된 샤프트/허브 연결체이다. 이러한 연결체는 마찰 혹은 정고정(positive-locking) 방식 중 어느 것으로 실현될 수 있다.

마찰 연결은 예를 들어, 샤프트 상으로 허브를 가압하거나 혹은 수축함으로서 생성시킬 수 있다. 그러나, 그런 작동은 비교적 많은 양의 작업을 요구한다. 과급기의 수리 및 유지보수 양자의 경우에 과급기의 내부의 적당한 지점에 조치를 취할 수 있게 하기 위하여, 과급기는 많은 구성 요소가 분리되어져야 하며 동시에 샤프트/허브 연결체도 종종 분리되어져야 한다. 하지만, 이는 유지 보수 및 수리 작업을 위하여 필요한 노력의 양을 명백하게 증가시킨다. 그러므로, 과급기에 연결된 내연 기관의 장시간에 걸치는 정지, 즉 출력의 결손을 기대하지 않으면 안된다.

미국 특허 5,193,989 는 과급기의 압축기 휠용 정고정 샤프트/허브 연결체에 대하여 개시하고 있다. 이를 위해, 압축기 휠은 과급기 샤프트의 나사 단부에 나사결합된 일체된 암나사와 블라인드 구멍을 갖는 고정 소켓을 터빈측에 갖는다. 나사 단부의 대응 안내면과 일치하는 안내면이 암나사의 양 측의 각각의 경우에 형성된다. 이러한 해결책으로, 모든 압축기휠에 대하여 그의 가장 큰 반지름 크기의 영역 상에 위치되어 있는, 가장 큰 응력 집중 영역은 고정용 구멍에 의해서 약화되지 않는다. 샤프트/허브 연결체는 위험한 영역 외부에 배열되기 때문에, 압축기휠의 강한 고정을 얻는다.

그러나, 이러한 장점을 갖는 압축기휠의 고정은 장착 혹은 분리시에 단점을 발생시킨다. 내연 기관에 연결된 과급기에서는 터빈측에 접근하는 것이 불가능하기 때문에, 압축기휠을 분리하거나 혹은 고정하기 위해 필요한 대향 토크(counter torque) 를 가할 수 없다. 결국, 과급기 부품은 압축기측으로부터 장착시키지도 혹은 분리시키지도 못 할 수 있다. 그러므로, 이를 수리 및 유지보수를 위하여, 부착된 가스 라인을 포함하는 과급기는 내연 기관으로부터 분리되어져야 한다. 그러나, 그런 과정은 많은 작업량을 요구하여서 과급기에 연결된 내연 기관의 장시간에 걸친 출력 손실을 초래한다.

대조적으로, 과급기를 위한 다수의 압축기휠 장치는 공지되어 있으며 (예를 들어, DE-A1 43 30 380 참조), 여기서 압축기휠은 연속 보어 (bore) 를 갖는 허브를 구비하고 있다. 보어를 통하여 도달하는 과급기 샤프트는 나사단부를 가지고 있으며 그 위에는 압축기휠을 축으로 유지하도록 기능하는 너트가 안내되어 있다. 그러나 이러한 해결책에서, 샤프트/허브 연결체는 가장 큰 응력 집중 영역에 형성된다. 그러므로, 특히 과급기의 높은 회전 속도에서는 허브 보어의 확장과 이에 따른 샤프트/허브 연결체의 분리가 일어날 수도 있다. 따라서, 압축기휠의 신뢰할 수 있는 고정이 오랜 작동에서는 확신되지 않는다.

따라서, 상기 모든 단점을 피하기 위해서, 본 발명의 한 목적은 과급기용 신규한 압축기휠 장치를 제공하는 것이며, 이러한 압축기휠의 고정은 특히 강하며, 그럼에도 불구하고 쉽게 분리할 수 있도록 구성된다. 단순한 장착/분리 방법과 그의 대응 장치는 이러한 목적을 위하며 구체화된다.

본 발명에 따라서, 청구항 1 의 전제부에 따르는 장치에서, 허브는 일체된 암나사를 갖는 터빈측 고정 소켓을 갖는다. 암나사는 샤프트 단부의 고정 나사와 일치한다. 안내면은 암나사와 고정 나사의 양측에 각각 형성된다. 고정 소켓의 안내면은 샤프트 단부의 안내면과 일치한다. 압축기 케이싱은 하나 이상의 공기 입구측 케이싱 부분과 하나 이상의 공기 출구측 케이싱 부분을 구비한다. 다수의 고정 부재는 양 케이싱 부분 사이에 분리될 수 있게 배열되어 있다. 압축기휠을 장착/분리하기 위한 장치의 제 1 수용 장치 (locating feature) 는 샤프트 단부상에 배열되어 있으며, 상기 장치의 제 2 수용 장치는 압축기휠 상에 배열되어 있으며, 상기 장치를 위한 제 3 수용 장치는 공기 출구측 케이싱 부분상에 배열된다.

압축기휠 장치는, 가장 큰 응력 집중 영역의 외부에 배열되어 있기 때문에 강하고 압축기측으로부터 분리될 수 있는 샤프트/허브 연결체를 제공한다. 이 경우에, 고정 소켓의 암나사와 샤프트 단부의 고정 나사는 샤프트에서 압축기휠을 유지하는 기능을 실행하며, 상호 대응하는 안내면은 샤프트와 압축기휠의 필요한 동심성 (concentricity) 을 제공한다. 상호 일치하는 안내면의 구성 때문에, 잔류 불균형치의 재현성 (reproducibility) 이 연속 보어를 갖는 압축기휠에서 또한 보장된다. 결국, 압축기휠을 교체하기 위해 필요한 작업 시간은 단축될 수 있으며, 과급기의 필요 정지 시간을 감소시킬 수 있다.

제 1 수용 장치가 샤프트 단부상에 배열된 외육각부로서 구성되고, 제 2 수용 장치가 고정 소켓에 대향하는 허브 단부 상에 배열된 육각부로서 구성되고, 제 3 수용 장치가 공기 출구측 케이싱 부분 내의 다수의 나사 구멍 (tapped hole) 으로서 구성된다면 특히 바람직하다. 압축기측으로부터 압축기휠을 분리하는 것은 비교적 단순한 수단으로 실현된다.

장착 플레이트, 잠금 장치 및 회전 장치로 이루어진 장착/분리 장치는 압축기휠을 교체하기 위하여 제공된다. 이를 위해, 장착 플레이트는 고정 장치와 회전 장치를 수용하기 위한 중앙 리세스 뿐만 아니라 압축기의 공기 출구측 케이싱 부분을 위하여 방사상으로 외부 영역에 다수의 고정 구멍을 갖는다. 장착 플레이트 내의 고정 장치를 수용하기 위한 부시(bush) 는 중앙 리세스 내에서 고정된다.

압축기휠을 분리하는 동안, 우선 공기 출구측 케이싱 부분과 공기 입구측 케이싱 부분을 연결하는 고정 부재를 분리하므로, 공기 입구측 케이싱 부분이 분리된다. 그런 후 장착 플레이트는 공기 출구측 케이싱 부분에 고정된다. 압축기휠은 고정 장치에 의해서 그 축선을 중심으로 하는 회전에 대하여 고정된다. 그런 후, 샤프트/허브 연결체는 회전 장치에 의해서 분리된다. 장착 플레이트는 그런 후 공기 출구측 케이싱 부분으로부터 분리되며, 이 과정에서 고정 장치와 회전 장치는 압축기휠로부터 분리된다. 분리의 마지막 단계로서, 압축기휠을 분리한다. 필요에 따라, 새로운 압축기휠이 삽입될 수 있으며, 이것의 장착은 상기 방법의 분리 단계의 역순으로 실행되거나 혹은 과급기가 압축기측으로부터 또한 분리될 수 있다.

이 해결책의 주요 장점은 개선된 샤프트/허브의 연결체에도 불구하고, 압축기휠을 장착/분리하기 위하여 내연 기관 및 과급기 간의 연결을 분리할 필요가 없다는 것이다. 이에 따라, 과급기의 유지보수 또는 수리가 실질적으로 단순화되며 과급기에 연결된 내연 기관은 명백하게 개선된 유용성을 얻는다.

물론, 예를 들어 샤프트 베어링과 같이 내부에 또한 배열되어 있는 과급기의 구성 부품은 압축기휠이 분리된 후에 또한 접근될 수 있다. 따라서, 마찬가지로 상기 목적을 위하여 내연 기관으로부터 과급기를 분리하지 않고서 이들 구성 부품을 점검하거나 혹은 분리할 수 있다.

샤프트 단부가 고정 소켓의 영역에 배열된다면 특히 편리하다. 이러한 해결책에 있어서 전체의 샤프트/허브 연결체는 가장 큰 응력 집중 영역의 외부에 존재하기 때문에, 압축기휠의 매우 신뢰성 있으며 항구적인 고정을 얻는다.

이것에 대한 대안으로서, 샤프트 단부는 고정 소켓에 대향하는 허브의 영역에 배열된다. 이에 따라, 압축기휠을 분리하거나 혹은 고정하도록 하는 회전 장치는 실질적으로 짧게 되도록 구성될 수 있으며, 이는 압축기휠의 장착 혹은 분리를 단순화한다.

더욱이, 만일 샤프트 단부가 고정 소켓의 영역과 고정 소켓에 대향하는 허브의 영역 사이에 배열된다면 바람직하다. 이러한 구성은 상기 해결책의 장점을 결합한 것이고 각 단점을 감소시킨 것이다.

마지막으로, 회전 장치는 허브로부터 멀리있는 측상에 스텝업(step-up) 기어에 바람직하게 연결되며, 승강 및 이송 장치는 장착 플레이트에 고정된다. 이로 인하여 대형 과급기의 장착/분리는 실질적으로 유용하게 된다.

본 발명의 좀 더 완전한 이해와 많은 장점은 내부 베어링 배열을 갖는 배기 가스 과급기의 첨부된 도면과 연관하여 고려할 때 다음의 상세한 설명을 참조로 하여 좀 더 잘 이해될 것이다.

본 발명을 이해하기 위한 필수적인 요소만이 도시되었다. 도시되지 않은 장치의 요소는 예를 들어, 배기 가스 과급기에 연결된 내연 기관과 이에 대응하는 접속 라인이다. 작업 매체의 흐름의 방향은 화살표에 의해서 지정된다.

도면을 참조하여, 몇 개의 도면을 통하여 동일한 혹은 대응하는 부분은 동일한 도면 부호가 지정되며, 배기 가스 과급기는 압축기 (1) 과 배기 가스 터빈 (2) 으로 구성된다. 가스 입구 케이싱 (4) 과 가스 출구 케이싱 (5) 에 의해서 형성된 케이싱 (3) 은 터빈측 (2) 상에 배열된다. 과급기 샤프트 (6) 에 의해서 지지되며 가동 블레이드 (8) 를 갖는 터빈 휠 (7) 은 터빈 케이싱 (3) 내에 회전가능하게 장착된다. 노즐 링 (9) 은 가동 블레이드 (8) 의 상류측에 배열된다. 가스 입구 케이싱 (4) 은 유동 통로 (10) 를 가지며, 이 유동 통로는 배기 가스 과급기에 연결되며 디젤 엔진으로서 구성된 내연 기관의 배기가스를 수용하며, 또한 이 배기가스를 터빈휠 (7) 쪽으로 향하게 한다. 터빈휠은 터빈 디퓨저 (diffuser) (11) 에 의해서 외측상에 한정되며, 이 디퓨저는 나사 (12) 에 의해서 가스출구 케이싱 (5) 에 고정된다.

배기 가스 과급기의 압축기 (1) 는 방사형의 압축기로서 구성된다. 압축기는 압축기휠 (14) 이 과급기 샤프트 (6) 상에 회전가능하게 장착된 압축기 케이싱 (13) 을 구비한다. 압축기휠 (14) 은 다수의 가동 블레이드 (15) 와 끼워맞춰진 허브 (16) 를 갖는다. 방사상으로 배열된 블레이드형 디퓨저 (17) 는 가동 블레이드 (15) 의 하류측에 배치되며, 이 디퓨저 (17)는 방사상 압축기의 스파이럴 (18) 로 개방되어 있다 (도 1).

과급기 샤프트 (6) 의 샤프트 단부 (19) 를 수용하는 중앙 관통 보어 (20) 가 허브 (16) 에 형성된다. 허브 (16) 용 고정 나사 (21) 는 샤프트 단부 (19) 상에 배열된다. 터빈측상에, 허브 (16) 는 암나사 (23) 를 갖는 고정 소켓 (22) 을 갖는다. 샤프트 단부 (19) 는 고정 소켓 (22) 의 영역과 이 고정 소켓 (22) 에 대향하는 허브 (16) 의 영역 사이에 배치된다(도 2). 또한, 샤프트 단부 (19) 는 고정 소켓 (22) 의 영역 혹은 고정 소켓 (22) 에 대향하는 허브 (16) 의 영역에 배열될 수도 있다 (도시되지 않음). 이 고정 나사 (21) 는 고정 소켓 (22) 의 암나사 (23) 에 대응되도록 형성된다. 안내면 (24, 25) 은 암나사 (23) 와 고정 나사 (21) 의 양측 각각에 형성되며, 고정 소켓 (22) 의 안내면 (24) 은 샤프트 단부 (19) 의 안내면 (25) 과 일치한다. 샤프트 단부 (19) 상에는 외육각부로서 구성된 제 1 수용 장치 (26) 가 회전 장치 (27) 를 위해서 배열되고, 압축기휠 (14) 상에는 허브 (16) 의 내육각부로서 구성된 제 2 수용장치 (28) 가 고정 장치 (29) 를 위해서 배열된다 (도 2 및 도 3). 물론, 구성 부분에 적절하게 구성되는 경우에는, 제 1 수용 장치 (26) 는 압축기휠 (14) 상에 배열될 수도 있으며 제 2 수용 장치 (28) 는 샤프트 단부 (19) 상에 배열될 수도 있다 (도시되지 않음).

배기 가스 과급기는 내부 베어링 장치를 구비하고, 즉 과급기 샤프트 (6) 가 회전가능하게 장착된 베어링 하우징 (30) 은 터빈 케이싱 (3) 과 압축기 케이싱 (13) 사이에 배열된다. 베어링 하우징 (30) 과 압축기 케이싱 (13) 은 중간벽 (31) 에 의해서 상호 분리되어 있다. 중간벽 (31) 은 압축기휠 (14) 의 허브 (16) 의 고정 소켓 (22) 을 수용하며 허브 (16) 에 대하여 밀봉되어 있다. 압축 케이싱 (13) 은 공기 입구측 케이싱 부분 (32) 과 공기 출구측 케이싱 부분 (33)을 구비한다. 양 케이싱 부분 (32, 33) 은 나사로서 구성된 다수의 고정 부재 (34) 에 의해서 상호 착탈가능하게 연결된다. 이를 위해, 구멍으로서 구성된 대응 구멍 (35) 이 케이싱 부분 (32, 33) 내에 배열된다. 공기 입구측 케이싱 부분 (32) 은 필터 머플러 (36) 에 연결된다(도 1). 장착 플레이트 (38) 용 나사 구멍으로서 구성된 제 3 수용 장치 (37) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 상에 배열된다(도 3). 물론, 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 내에 배열된 구멍 (35) 은 제 3 수용 장치 (37) 로서 구성될 수도 있다. 그러므로, 상기 구멍 (35) 은 유리하게 이중으로 사용될 수 있고, 제 3 수용 장치 (37) 는 별도로 설치될 필요가 없다.

회전 장치 (27), 고정 장치 (29) 및 장착 플레이트 (38) 는 모두 압축기휠 (14) 를 위한 장착/분리 장치 (39) 를 형성한다(도 3, 도 4). 여기서, 고정 장치 (29) 는 고정 슬리브로서 구성되며 회전 장치 (27) 는 소켓 렌치로서 구성된다. 방사상의 외부 영역에서, 장착 플레이트 (38) 는 압축기휠 (14) 의 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 에 이를 연결시키는 다수의 고정 구멍 (40) 을 가진다. 또한, 장착 플레이트는 중앙 리세스 (41) 를 구비하고, 이 리세스 내에서 부시 (42) 가 고정되고 또한 내육각부 (43) 가 제공된다. 고정 장치 (29) 는 내경 (44) 을 가지며 회전 장치 (27) 는 외경 (45) 을 갖는다. 회전 장치의 외경은 고정 장치 (29) 의 내경 (44) 보다 작게 구성되므로, 회전 장치 (27) 가 고정 장치 (29) 내에서 회전가능하게 배열될 수 있다. 고정 장치 (29) 의 외부면에는 외육각부 (46) 가 제공되며, 이 외육각부는 부시 (42) 의 내육각부 (43) 및 압축기휠 (14) 의 허브 (16) 의 내육각부 (28) 와 각각 상호작용한다 (도 4). 회전 장치 (27) 의 외경 (45) 은 그 길이의 부분 상에서 허브 (16) 의 관통 보어 (20) 와 일치한다. 또한, 회전 장치 (27) 는 압축기휠 (14) 과 대향하는 측상에 내육각부 (47) 를 가지며, 내육각부 (47) 는 샤프트 단부 (19) 의 외육각부 (26) 와 일치한다 (도 3).

만일 압축기휠을 분리해야하거나, 혹은 예를 들어 베어링 (48) 과 같이 내부에 배열된 부품을 교환해야 한다면, 우선 필터 머플러 (36) 를 압축기 케이싱 (13) 으로부터 분리한다. 그 후, 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 과 공기 입구측 케이싱 부분 (32) 사이에 배열된 나사 (34) 를 해제하며, 디퓨저 (17) 를 포함하는 공기 입구측 케이싱 부분 (32) 을 분리한다 (도 1). 장착 플레이트 (38) 는 공기 출구측 케이싱 (33) 의 나사 구멍 (37) 내에서 조여지며, 고정 장치 (29) 가 중앙 리세스 (41) 혹은 장착 플레이트 (38) 의 부시 (42) 를 통하여 압축기휠 (14) 로 삽입된다 (도 3 및 도 4). 이 과정에서, 고정 장치 (29) 의 외육각부 (46) 가 허브 (16) 의 내육각부 (28) 및 부시 (42) 의 내육각부 (43) 와 각각 결합하게 되어서, 압축기휠 (14) 이 회전에 대하여 고정된다. 그 후, 회전 장치 (27) 는, 샤프트 단부 (19) 의 외육각부 (26) 와 내육각부 (47) 를 둘러쌀 때까지, 고정 장치 (29) 를 통하여 압축기휠 (14) 로 삽입된다 (도 3 의 상부). 또한, 회전 장치 (27) 는 고정 장치 (29) 와 동시에 압축기휠 (14) 로 삽입될 수도 있다.

그 후, 샤프트/허브 연결체는 압축기휠 (14) 이 장착/분리 장치 (39) 및 장착 플레이트 (38) 의 부시 (42) 에 각각 인접할 때까지 회전 장치 (27) 를 회전함으로써 해제된다 (도 3 및 도 4 의 하부). 장착 플레이트 (38) 는 고정 구멍 (40) 과 나사 구멍 (37) 사이에 부착된 나사 (49) 를 해제시킴으로써 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 으로부터 분리된다. 이러한 과정에서, 고정 장치 (29) 와 회전 장치 (27) 양자는 압축기휠 (14) 로부터 분리된다. 압축기휠 (14) 을 분리하면, 배기 가스 과급기의 더 내부에 배열되어 있는, 예를 들어 베어링 (48) 과 같은 구성 부품에 또한 접근할 수 있다. 필요에 따라, 압축기휠 (14) 이외에도 내부 구성 부품도 압축기측으로부터 분리될 수 있다. 압축기휠 (14) 의 장착시에는 상기 방법 단계를 역순으로 행한다.

제 1 수용 장치에 이외에도, 특히 제 2 수용 장치는 허브 (16) 의 내부에 배열되고 회전 장치 (27) 의 외경 (45) 은 그의 길이의 부분상에서 허브 (16) 의 관통 보어 (20) 와 일치하기 때문에, 압축기 휠이 과급기 샤프트로부터 분리된 후, 또한 장착 플레이트 (38) 를 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 으로부터 분리시킨 후에, 장착/분리 장치 (39) 와 함께 압축기 휠을 배기 가스 과급기로부터 분리할 수 있다. 이는, 압축기휠 (14) 과 장착/분리 장치 (39) 의 견고한 결합체, 즉 비교적 강한 결합체를 발생시키며, 이 결합체는 배기 과급기로부터 유리하게 분리될 수 있으며 다시 그에 삽입될 수 있다.

제 2 실시예에서, 회전 장치 (27) 는 허브 (16) 로부터 멀리떨어진 측에서 스텝업 기어 (50) 와 연결된다. 이를 위해, 회전 장치 (27) 는 압축기휠 (14) 로부터 멀리있는 측상에 내사각부 (51) 를 가지고 있으며, 이 내사각부 (51) 는 스텝업 기어 (50) 의 대응 저널 (52) 과 결합한다. 스텝업 기어 (50) 는 장착 플레이트 (38) 의 절취부 (53) 에 고정된 고정 스터럽 (stirrup) (54) 을 갖는다. 또한 장착 플레이트 (38) 는 승강 및 이송 장치 (55) 에 연결된다. 이를 위해, 장착 플레이트는, 그 방사상 외측 영역에, 승강 및 이송 장치 (55) 를 위한 나사로서 구성된 분리가능한 연결 부재 (57) 를 수용하기 위한 다수의 고정 구멍 (5) 을 구비한다 (도 3).

이 장착/분리 장치 (39) 는 특히 대형의 배기 과급기, 즉 비교적 무거운 압축기휠 (14) 에 적당하다. 이러한 경우, 분리는 제 1 의 실시예에서와 같이 실행된다. 그러나, 회전 장치 (27) 는 압축기휠 (14) 로 삽입된 후에, 스텝업 기어 (50) 에 연결된다. 스텝업 기어 (50) 는 장착 플레이트 (38) 의 절취부 (53) 에서 고정 스터럽 (54) 에 의해서 고정되고, 따라서 회전에 대하여 고정된다. 이러한 구성에 따르면, 압축기휠 (14) 을 분리하기 위한 토크와 필요한 소비력을 상기 스텝업 기어 (50) 로 5 배 내지 25 배 감소시킬 수 있다. 압축기휠 (14) 이 분리된 후에, 스텝업 기어 (50) 는 다시 분리되며, 제 1 의 실시예에서 처럼, 압축기휠 (14) 은 회전 장치 (27) 에 의해서 과급기 샤프트 (6) 로부터 분리된다.

제 1 의 실시예에서 설명된 것처럼, 장착 플레이트 (38) 는 압축기 케이싱 (13) 의 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 으로부터 분리된다. 장착 플레이트 (38) 는 승강 및 이송 장치 (55) 에 나사결합되고 마지막으로 압축기휠 (14) 은 승강 및 이송 장치 (55) 에 의해서 배기 가스 과급기로부터 분리된다. 이러한 과정에서, 전체의 장착/분리 장치는 압축기를 분리하기 위한 이송 장치로서 작용한다. 상기 실시예에서, 또한, 압축기휠 (14) 의 장착은 상기 방법 단계를 역순으로 행하면 된다.

본 발명에 따라서, 과급기용 압축기휠을 강하게 고정하면서도 단순화된 장착/분리 방법과 장치로 쉽게 분리/장착이 가능한 장치가 제공된다.

명백하게, 본 발명의 많은 수정과 변화는 상기 기술에 비추어 가능하다. 그러므로 청구항의 영역 내에서, 본 발명은 여기서 특별히 설명된 것 이외에서도 실행될 수도 있다.

도 1 은 배기 가스 과급기의 종단면을 나타낸 도면.

도 2 는 도 1 의 압축기휠의 샤프트/허브 연결체의 영역의 확대 설명도.

도 3 은 압축기휠과 장착/분리 장치 사이의 연결을 설명하며, 상기 압축기 휠은 장착된 상태에서 상부에서 본 것이며, 터빈 샤프트로부터 분리된 상태에서 하부에서 본 설명도.

도 4 는 도 3 의 압축기 휠과 장착/분리 장치 사이의 연결 영역의 확대 상세도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

16 : 허브 19 : 샤프트 단부

21 : 고정 나사 22 : 고정 소켓

23 : 암나사 24, 25 : 안내면

26 : 제 1 수용 장치

28 : 제 2 수용 장치

37 : 제 3 수용 장치

39 : 장착/분리 장치

Claims

터빈 케이싱 (3) 에 연결된 압축기 케이싱 (13) 과, 과급기 샤프트 (6) 를 통하여 터빈 휠 (7) 에 연결되어 있으며 다수의 가동 블레이드 (15) 를 갖는 허브 (16) 로 이루어진 압축기휠 (14) 로 구성되는 과급기용 압축기휠 장치로서,

상기 허브 (16) 는 과급기 샤프트 (6) 의 샤프트 단부 (19) 를 수용하는 중앙 관통 보어 (20) 를 가지며, 허브 (16) 용 고정 나사 (21) 가 샤프트 단부 (19) 상에 형성되는 압축기휠 장치에 있어서,

a) 허브 (16) 는 그 자체가 공지된 터빈측 고정 소켓 (22) 을 가지며 샤프트 단부 (19) 의 고정 나사 (21) 와 일치하는 일체된 암나사 (23) 를 가지며,

b) 그 자체가 공지된 안내면 (24, 25) 은 암나사 (23) 와 고정 나사 (21) 의 양자에 각각 형성되며, 고정 소켓 (22) 의 안내면 (24) 은 샤프트 단부 (19) 의 안내면 (25) 과 일치하며,

c) 압축 케이싱 (13) 은 하나 이상의 공기 입구측 케이싱 부분 (32) 과 하나 이상의 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 을 포함하며, 다수의 고정 부재 (34) 가 양 케이싱 부분 (32, 33) 사이에 분리가능하게 배열되며,

d) 압축기휠 (14) 의 장착/분리 장치 (39) 용 제 1 수용 장치 (26) 는 샤프트 단부 (19) 상에 배열되며, 상기 장착/분리 장치 (39) 용 제 2 수용 장치 (28) 는 압축기휠 (14) 상에 배열되며, 상기 장착/분리 장치 (39) 용 제 3 수용 장치 (37) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치.
제 1 항에 있어서,

샤프트 단부 (19) 는 고정 소켓 (22) 의 영역과 고정 소켓 (22) 에 대향하는 허브 (16) 의 영역 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치.
제 1 항에 있어서,

샤프트 단부 (19) 는 고정 소켓 (22) 의 영역에 배열되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치.
제 1 항에 있어서,

샤프트 단부 (19) 는 고정 소켓 (22) 에 대향하는 허브 (16) 의 영역에 배열되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

제 1 수용 장치 (26) 는 샤프트 단부 (19) 상에 배열된 외육각부로서 구성되며, 제 2 수용 장치 (28) 는 고정 소켓 (22) 에 대향하는 허브 (16) 의 단부 상에 배열된 육각부로서 구성되며, 제 3 수용 장치 (37) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 내의 나사 구멍으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치.
제 5 항에 있어서,

제 2 수용 장치 (28) 는 허브 (16) 의 내육각부로서 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치.
제 5 항에 있어서,

공기 출구측 케이싱 부분 (33) 의 고정 부재 (34) 는 제 3 수용 장치로서 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치.
a) 장착/분리 장치 (39) 는 장착 플레이트 (38), 고정 장치 (29) 및 회전 장치 (27) 로 이루어지며,

b) 장착 플레이트 (38) 는 고정 장치 (29) 와 회전 장치 (27) 를 수용하기 위한 중앙 리세스 (41) 뿐만 아니라 압축기 (1) 의 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 을 위하여 방사상 외부 영역에 다수의 고정 구멍 (40) 을 가지며,

c) 장착 플레이트 (38) 내의 고정 장치 (29) 를 수용하기 위한 부시 (42) 가 중앙 리세스 (41) 에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 압축기휠 장치용 장착/분리 장치.
제 8 항에 있어서,

고정 장치 (29) 는 내경 (44) 뿐만아니라 외육각부 (46) 를 갖는 고정 슬리브로서 구성되며, 회전 장치 (27) 는 외경 (45) 을 갖는 소켓 렌치로서 구성되며, 상기 외경은 고정 장치 (29) 의 내경 (44) 보다 작은 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치용 장착/분리 장치.
제 9 항에 있어서,

회전 장치 (27) 의 외경 (45) 은 그 길이의 부분 상에서 허브 (16) 의 관통 보어 (20) 와 일치되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치용 장착/분리 장치.
제 10 항에 있어서,

회전 장치 (27) 는 허브 (16) 로부터 멀리 떨어진 측의 스텝업 기어 (50) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치용 장착/분리 장치.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

장착 플레이트 (38) 는 승강 및 이송 장치 (55) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치용 장착/분리 장치.
a) 분리시, 우선 고정 부재 (34) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 과 공기 입구측 케이싱 부분 (32) 으로부터 분리되고, 공기 입구측 케이싱 부분이 분리되며,

b) 그 후, 장착 플레이트 (38) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 에 고정되며,

c) 그 후, 압축기휠 (14) 은 고정 장치 (29) 에 의해서 고정되며,

d) 그 후, 샤프트/허브 연결체는 회전 장치 (27) 에 의해서 분리되며,

e) 장착 플레이트 (38) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 으로부터 분리되며, 이 과정에서, 고정 장치 (29) 와 회전 장치 (27) 양자가 압축기휠로부터 분리되며, 결국 압축기휠이 분리되며,

f) 장착시에는 상기 방법의 단계를 역순으로 실행하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 압축기휠 장치용 장착/분리 방법.
제 13 항에 있어서,

샤프트/허브 연결체를 분리하기 위하여, 과급기 샤프트 (6) 는 회전되며 압축기휠 (14) 은 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치용 장착/분리 방법.
제 13 항에 있어서,

샤프트/허브 연결체를 분리하기 위하여, 압축기휠 (14) 은 회전되고 과급기 샤프트 (6) 는 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치용 장착/분리 방법.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,

무거운 압축기휠 (14) 의 분리시, 장착 플레이트 (38) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 으로부터 분리된 후, 승강 및 이송 장치 (55) 에 연결되며, 고정 장치 (29) 와 회전 장치 (27) 는 압축기휠 (14) 상에 남아있고, 전체의 장착/분리 장치 (39) 를 포함하는 압축기휠 (14) 은 승강 및 이송 장치 (55) 에 의해서 분리되며, 그 후 두 장치 (27, 29) 로부터 단지 분리되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치용 장착/분리 방법.
a) 분리시, 우선 고정 부재 (34) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 과 공기 입구측 케이싱 부분 (32) 으로부터 분리되고, 공기 입구측 케이싱 부분이 분리되며,

b) 그 후, 장착 플레이트 (38) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 에 고정되며,

c) 그 후, 압축기휠 (14) 은 고정 장치 (29) 에 의해서 고정되며,

d) 그 후, 샤프트/허브 연결체는 회전 장치 (27) 에 의해서 분리되며,

e) 장착 플레이트 (38) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 으로부터 분리되며, 이 과정에서, 고정 장치 (29) 와 회전 장치 (27) 양자가 압축기휠로부터 분리되며, 결국 압축기휠이 분리되며,

f) 장착시에는 상기 방법의 단계를 역순으로 실행하는 것을 특징으로 하는 제 8 항 내지 제 11 항 어느 중 한항에 기재된 압축기휠 장치용 장착/분리 방법.
제 17 항에 있어서,

샤프트/허브 연결체를 분리하기 위하여, 과급기 샤프트 (6) 는 회전되며 압축기휠 (14) 은 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치용 장착/분리 방법.
제 17 항에 있어서,

샤프트/허브 연결체를 분리하기 위하여, 압축기휠 (14) 은 회전되고 과급기 샤프트 (6) 는 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치용 장착/분리 방법.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 무거운 압축기휠 (14) 의 분리시, 장착 플레이트 (38) 는 공기 출구측 케이싱 부분 (33) 으로부터 분리된 후, 승강 및 이송 장치 (55) 에 연결되며, 고정 장치 (29) 와 회전 장치 (27) 는 압축기휠 (14) 상에 남아있고, 전체의 장착/분리 장치 (39) 를 포함하는 압축기휠 (14) 은 승강 및 이송 장치 (55) 에 의해서 분리되며, 그 후 두 장치 (27, 29) 로부터 단지 분리되는 것을 특징으로 하는 압축기휠 장치용 장착/분리 방법.