KR102545186B1 - 키리스 임펠러 시스템 및 방법 - Google Patents

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폴 윌리엄 스넬
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존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니
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Abstract

가열, 환기, 공기 조화 및 냉동(HVAC&R) 장치를 위한 압축기는 임펠러, 임펠러를 회전시키도록 구성된 샤프트, 및 패스너를 포함한다. 임펠러는 개구를 포함하고 키, 스플라인, 핀 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지 않는다. 패스너는 샤프트의 단부에 연결되고 임펠러의 개구를 통해 연장되고, 패스너는 압축기의 조립 동안 텐셔너를 통해 샤프트에 대해 축방향으로 신장되도록 구성된다.

Description

키리스 임펠러 시스템 및 방법{KEYLESS IMPELLER SYSTEM AND METHOD}
관련 출원에 대한 상호 참조
*본 출원은 미국 가출원 일련번호 제62/563,968호(발명의 명칭: "KEYLESS IMPELLER SYSTEM AND METHOD", 출원일: 2017년 9월 27일) 및 미국 가출원 일련번호 제62/610,785호(발명의 명칭: "KEYLESS IMPELLER SYSTEM AND METHOD", 출원일: 2017년 12월 27일)의 우선권 및 이득을 주장하고, 상기 기초출원들은 모든 목적을 위해 전문이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
본 출원은 일반적으로 공기 조화 적용 및 냉동 적용에 통합된 증기 압축 시스템, 더 구체적으로, 증기 압축 시스템을 위한 임펠러 시스템(impeller system)에 관한 것이다.
증기 압축 시스템은 각각의 환경의 사용자를 위해, 환경 특성, 예컨대, 온도 및 습도를 제어하도록 주거, 상업 및 산업 환경에서 활용된다. 증기 압축 시스템은 증기 압축 시스템의 작동과 연관된 상이한 온도 및 압력의 영향을 받는 것에 응답하여 상을 증기, 액체 및 이들의 조합 간에서 변화시키는, 보통 냉매로서 지칭되는, 작동 유체를 순환시킨다. 예를 들어, 증기 압축 시스템은 열을 냉매와 열 교환기를 통해 흐르는 또 다른 유체 간에서 전달할 수 있는 열 교환기로 냉매를 순환시키도록 압축기를 활용한다. 압축기는 냉매의 순환을 용이하게 하도록 부착된 임펠러의 회전을 구동시키는 샤프트(shaft)를 포함한다. 임펠러는 제작 허용오차 때문에 기계 가공되기 어려울 수 있는, 키, 핀 또는 스플라인(spline)을 통해 샤프트에 연결된다.
하나의 실시형태에서, 가열, 환기, 공기 조화 및 냉동(heating, ventilating, air conditioning, and refrigeration: HVAC&R) 장치를 위한 압축기는 임펠러, 임펠러를 회전시키도록 구성된 샤프트, 및 패스너(fastener)를 포함한다. 임펠러는 개구를 포함하고 키, 스플라인, 핀 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지 않는다. 패스너는 샤프트의 단부에 연결되고 임펠러의 개구를 통해 연장되고, 패스너는 압축기의 조립 동안 텐셔너(tensioner)를 통해 샤프트에 대하여 축방향으로 신장되도록 구성된다.
또 다른 실시형태에서, 임펠러를 압축기를 위한 샤프트에 연결시키는 방법은, 패스너를 임펠러의 개구를 통해 삽입하는 단계로서, 패스너의 제1 단부는 샤프트의 제2 단부에 연결되는, 패스너를 임펠러의 개구를 통해 삽입하는 단계, 너트를 패스너의 제3 단부에 연결시켜서 너트가 임펠러의 표면에 대해 배치되는 단계, 패스너를 샤프트로부터 이격되게 축방향으로 신장시키는 단계, 및 패스너가 신장된 상태에 있는 동안 너트를 패스너를 따라 조이는 단계를 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 임펠러를 압축기의 샤프트에 연결시키기 위한 시스템은, 패스너의 제1 단부에서 샤프트의 단부에 연결되도록 구성된 패스너, 패스너의 제2 단부에서 패스너에 연결되도록 구성된 너트, 및 패스너를 신장시키도록 구성된 텐셔너를 포함하되, 텐셔너는 임펠러의 표면에 대해 배치되도록 구성된다. 패스너는 나사산 형성된 스터드(threaded stud), 타이 볼트(tie bolt) 또는 이들의 임의의 조합이다.
도 1은 본 개시내용의 양상에 따른, 상업 환경에서 가열, 환기, 공기 조화 및 냉동(HVAC&R) 시스템을 활용할 수 있는 건물의 실시형태의 사시도이다;
도 2는 본 개시내용의 양상에 따른, 증기 압축 시스템의 사시도이다;
도 3은 본 개시내용의 양상에 따른, 도 2의 증기 압축 시스템의 실시형태의 개략도이다;
도 4는 본 개시내용의 양상에 따른, 도 2의 증기 압축 시스템의 실시형태의 개략도이다;
도 5는 본 개시내용의 양상에 따른, 도 2 내지 도 4의 증기 압축 시스템에서 활용되는 압축기 임펠러 조립체의 실시형태의 단면도이다;
도 6은 본 개시내용의 양상에 따른, 도 5의 임펠러를 압축기의 샤프트에 연결시키도록 활용되는 텐셔너의 실시형태의 단면도이다;
도 7은 본 개시내용의 양상에 따른, 도 5의 임펠러를 압축기 샤프트에 연결시키기 위한 과정의 실시형태의 블록도이다; 그리고
도 8은 본 개시내용의 양상에 따른, 도 6의 텐셔너를 사용하여 도 5의 임펠러 시스템의 패스너를 신장시키기 위한 과정의 실시형태의 블록도이다.
하나 이상의 특정한 실시형태가 아래에서 설명될 것이다. 이 실시형태의 간결한 설명을 제공하기 위해서, 실제 구현예의 모든 특징이 본 명세서에서 설명되지는 않는다. 임의의 이러한 실제 구현예의 개발에서, 임의의 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같이, 수많은 구현-특정 결정이 개발자의 특정한 목적, 예컨대, 시스템-관련 제한 및 사업-관련 제한의 준수를 달성하도록 이루어져야 하고, 이는 하나의 구현예로부터 또 다른 구현예로 변경될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 이러한 개발 노력이 복잡할 수 있고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시내용의 이득을 가진 당업자에게 설계, 제조 및 제작의 일상적인 일일 것임이 이해되어야 한다.
본 개시내용의 실시형태는 냉매를 냉매 루프를 통해 순환시키도록 압축기를 사용하는 가열, 환기, 공기 조화 및 냉동(HVAC&R) 시스템에 관한 것이다. 압축기는 냉매 루프를 따라 HVAC&R 시스템의 응결기에 연결될 수 있다. 압축기는 냉매의 압력을 증가시키고 냉매를 응결기로 지향시키도록 냉매를 압축할 수 있다. 냉매는 냉매가 열을 응결기 내 작동 유체로 전달할 수 있는 HVAC&R 시스템의 응결기를 통해 흐를 수 있다. 일부 실시형태에서, 압축기는 원심 압축기일 수 있고 비교적 고속으로 회전하여 냉매를 순환시키고 압축시키는 임펠러를 포함할 수 있다. 원심 압축기에서, 임펠러는 원심력을 냉매에 부여하여 냉매의 압축을 가능하게 할 수 있다.
원심 압축기의 임펠러는 모터에 의해 고속으로 회전되는 샤프트에 연결될 수 있다. 보통, 임펠러는 회전력을 샤프트로부터 임펠러로 전달하는, 키, 스플라인, 핀 또는 이들의 조합을 통해 샤프트에 연결된다. 따라서, 임펠러는 샤프트가 회전될 때 회전된다. 그러나, 키, 스플라인 또는 핀을 수용하도록 임펠러 및 샤프트를 기계 가공하는 것은 복잡할 수 있고, 비용이 많이 들 수 있고 시간 소모적일 수 있다. 임펠러가 고속으로 회전되기 때문에, 키, 스플라인 또는 핀은 샤프트의 회전이 과도한 응력을 임펠러 상에서 유발하지 않도록 기계 가공될 수 있다. 예를 들어, 키, 스플라인 또는 핀을 기계 가공하는 것은 임펠러가 키, 스플라인 또는 핀으로부터의 방해 없이 샤프트에 연결되게 하기에 충분히 정밀할 수 있다. 이와 같이, 이러한 정밀성을 달성하기 위한 기계 가공 동안 발생하는 장애가 있을 수 있다. 또한, 기존의 시스템의 조립은 임펠러를 샤프트 상에 연결시키는 것을 포함할 수 있지만 회전력을 샤프트에 부여하여, 샤프트의 회전을 차단한다. 이와 같이, 샤프트는 연결 과정을 용이하게 하도록 제자리에서 유지될 수 있고, 이는 조립의 복잡성을 더 증대시킬 수 있다.
본 개시내용의 특정한 실시형태에 따르면, 샤프트 상에 임펠러를 연결시키는 새로운 방법이 압축기의 조립을 용이하게 할 수 있다는 것이 이제 인식된다. 즉, 샤프트 상에 임펠러를 연결시키도록 키, 스플라인 또는 핀을 사용하지 않는 방법은 조립 시간 및/또는 압축기의 제조 비용 및 조립 비용을 감소시킬 수 있다.
이를 위해서, 본 개시내용의 실시형태는 패스너의 제1 단부가 샤프트에 연결되도록, 패스너에 대해 나사산 형성될 수 있는 샤프트에 관한 것이다. 임펠러의 개구가 패스너의 제2 단부 위에 배치될 수 있어서 임펠러(예를 들어, 임펠러의 표면)는 샤프트의 면과 인접한다. 너트는 임펠러를 샤프트에 클램핑(clamp)하도록 패스너의 나머지 길이에 연결될 수 있다. 텐셔너(예를 들어, 유압식 텐셔너)는 패스너에 대한 너트의 보호를 용이하게 할 수 있고 미리 결정된 양의 힘을 임펠러와 샤프트 사이에 적용할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 텐셔너는 패스너 및/또는 샤프트를 규정하는 축방향으로 패스너를 신장시키는 힘을 인가하도록 구성된 임의의 디바이스 또는 기구를 나타낸다. 본 개시내용이 주로 유압식 텐셔너의 사용에 초점을 맞추지만, 디바이스의 다른 유형, 예컨대, 기계적 텐셔너, 전기적 텐셔너, 축방향 힘을 패스너 또는 이들의 임의의 조합에 인가하도록 구성된 또 다른 적합한 디바이스가 패스너를 신장시키도록 활용될 수 있고 너트가 패스너 상에 더 조여지게 할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이 방식으로, 기계 가공된 키, 스플라인 또는 핀이 제거될 수 있고, 샤프트에 인가된 회전력이 패스너 상에 너트를 고정시키는 것을 용이하게 하도록 조립 동안 더 이상 활용될 수 없다. 이 방법은 또한 임펠러가 더 공기 역학적이게 할 수 있다. 예를 들어, 임펠러는 키, 스플라인 및/또는 핀을 포함하는 임펠러와 비교할 때 냉매 흐름의 저항을 감소시킬 수 있는, 임펠러의 중심을 통한 단일의 개구를 포함할 수 있다. 게다가, 키, 스플라인 및/또는 핀의 부재는 조립체의 관성 모멘트를 감소시켜서 임펠러의 회전을 용이하게 할 수 있다. 이와 같이, 압축기의 더 높은 효율이 달성될 수 있고, 이는 에너지 비용을 감소시킬 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 전형적인 상업 환경을 위한 건물(12) 내 가열, 환기, 공기 조화 및 냉동(HVAC&R) 시스템(10)을 위한 환경의 실시형태의 사시도이다. HVAC&R 시스템(10)은 건물(12)을 냉각시키도록 사용될 수 있는, 냉각된 액체를 공급하는 증기 압축 시스템(14)을 포함할 수 있다. HVAC&R 시스템(10)은 또한 따뜻한 액체를 공급하여 건물(12)을 가열하기 위한 보일러(16) 및 공기를 건물(12)을 통해 순환시키는 공기 분배 시스템을 포함할 수 있다. 공기 분배 시스템은 또한 공기 복귀 배관(18), 공기 공급 배관(20) 및/또는 공기 핸들러(22)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 공기 핸들러(22)는 도관(24)에 의해 보일러(16) 및 증기 압축 시스템(14)에 연결되는 열 교환기를 포함할 수 있다. 공기 핸들러(22) 내 열 교환기는 HVAC&R 시스템(10)의 작동 모드에 따라, 보일러(16)로부터 가열된 액체 또는 증기 압축 시스템(14)으로부터 냉각된 액체를 수용할 수 있다. HVAC&R 시스템(10)이 건물(12)의 각각의 층에 개별적인 공기 핸들러를 갖는 것으로 도시되지만, 다른 실시형태에서, HVAC&R 시스템(10)은 층 사이에 또는 층 간에 공유될 수 있는 공기 핸들러(22) 및/또는 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3은 HVAC&R 시스템(10)에서 사용될 수 있는 증기 압축 시스템(14)의 실시형태이다. 증기 압축 시스템(14)은 냉매를 압축기(32)로 시작되는 회로를 통해 순환시킬 수 있다. 회로는 또한 응결기(34), 팽창 밸브(들) 또는 디바이스(들)(36), 및 액체 냉각기 또는 증발기(38)를 포함할 수 있다. 증기 압축 시스템(14)은 아날로그 대 디지털(analog to digital: A/D) 변환기(42), 마이크로프로세서(44), 비휘발성 메모리(46) 및/또는 인터페이스 보드(48)를 가진 제어 패널(40)을 더 포함할 수 있다.
증기 압축 시스템(14)에서 냉매로서 사용될 수 있는 유체의 일부 예는 수소화불화탄소(HFC) 기반 냉매, 예를 들어, R-410A, R-407, R-134a, 하이드로플루오로 올레핀(HFO), 암모니아(NH3) 같은 "천연" 냉매, R-717, 이산화탄소(CO2), R-744 또는 탄화수소 기반 냉매, 수증기 또는 임의의 다른 적합한 냉매이다. 일부 실시형태에서, 증기 압축 시스템(14)은 중간 압력 냉매, 예컨대, R-134a에 비해서, 저압 냉매로서 또한 지칭되는, 1 대기압에서 섭씨 약 19도(화씨 66도)의 기준 끓는점을 가진 냉매를 효율적으로 활용하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, "기준 끓는점"은 1 대기압에서 측정되는 끓는점 온도를 나타낼 수 있다.
일부 실시형태에서, 증기 압축 시스템(14)은 가변속 드라이브(variable speed drive: VSD)(52), 모터(50), 압축기(32), 응결기(34), 팽창 밸브 또는 디바이스(36) 및/또는 증발기(38) 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 모터(50)는 압축기(32)를 구동시킬 수 있고 가변속 드라이브(VSD)(52)에 의해 전력 공급받을 수 있다. VSD(52)는 AC 전력원으로부터 특정한 고정된 라인 전압 및 고정된 라인 주파수를 가진 교류(alternating current: AC) 전력을 수용하고, 가변 전압 및 주파수를 가진 전력을 모터(50)에 제공한다. 다른 실시형태에서, 모터(50)는 AC 또는 직류(direct current: DC) 전력원으로부터 직접적으로 전력 공급받을 수 있다. 모터(50)는 VSD에 의해 또는 직접적으로 AC 또는 DC 전력원으로부터 전력 공급받을 수 있는 임의의 유형의 전기 모터, 예컨대, 전환형 자기 저항 모터, 유도 모터, 전자적으로 정류된 영구 자석 모터 또는 또 다른 적합한 모터를 포함할 수 있다.
압축기(32)는 냉매 증기를 압축하고 증기를 배출 통로를 통해 응결기(34)로 전달한다. 일부 실시형태에서, 압축기(32)는 원심 압축기일 수 있다. 압축기(32)에 의해 응결기(34)로 전달된 냉매 증기는 열을 응결기(34) 내 냉각 유체(예를 들어, 물 또는 공기)로 전달할 수 있다. 냉매 증기는 냉각 유체와의 열 전달의 결과로서 응결기(34)에서 냉매 액체로 응결될 수 있다. 응결기(34)로부터의 액체 냉매는 팽창 디바이스(36)를 통해 증발기(38)로 흐를 수도 있다. 도 3의 예시된 실시형태에서, 응결기(34)는 물 냉각되고 냉각 유체를 응결기로 공급하는, 냉각탑(56)에 연결된 관 다발(54)을 포함한다.
증발기(38)로 전달된 액체 냉매는 응결기(34)에서 사용되는 동일한 냉각 유체일 수도 있거나 아닐 수도 있는, 또 다른 냉각 유체로부터 열을 흡수할 수 있다. 증발기(38) 내 액체 냉매는 액체 냉매로부터 냉매 증기로의 상변화를 겪을 수 있다. 도 3의 예시된 실시형태에 도시된 바와 같이, 증발기(38)는 냉각 부하(62)에 연결된 공급 라인(60S) 및 복귀 라인(60R)을 가진 관 다발(58)을 포함할 수 있다. 증발기(38)의 냉각 유체(예를 들어, 물, 에틸렌 글리콜, 염화칼슘 브라인, 염화나트륨 브라인 또는 임의의 다른 적합한 유체)는 복귀 라인(60R)을 통해 증발기(38)에 진입하고 공급 라인(60S)을 통해 증발기(38)를 나간다. 증발기(38)는 냉매와의 열 전달을 통해 관 다발(58) 내 냉각 유체의 온도를 감소시킬 수 있다. 증발기(38) 내 관 다발(58)은 복수의 관 및/또는 복수의 관 다발을 포함할 수 있다. 임의의 경우에, 증기 냉매가 증발기(38)를 나가고 흡입 라인에 의해 압축기(32)로 복귀되어 사이클을 완료한다.
도 4는 중간 회로(64)가 응결기(34)와 팽창 디바이스(36) 사이에 통합된 증기 압축 시스템(14)의 개략도이다. 중간 회로(64)는 응결기(34)에 직접적으로 유체 흐름 가능하게 연결되는 유입 라인(68)을 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 유입 라인(68)은 응결기(34)에 간접적으로 유체 흐름 가능하게 연결될 수 있다. 도 4의 예시된 실시형태에 도시된 바와 같이, 유입 라인(68)은 중간 용기(70)의 상류에 배치된 제1 팽창 디바이스(66)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 중간 용기(70)는 플래시 탱크(예를 들어, 플래시 중간 냉각기)일 수 있다. 다른 실시형태에서, 중간 용기(70)는 열 교환기 또는 "표면 이코노마이저(surface economizer)"로서 구성될 수 있다. 도 4의 예시된 실시형태에서, 중간 용기(70)는 플래시 탱크로서 사용되고, 제1 팽창 디바이스(66)는 응결기(34)로부터 수용된 액체 냉매의 압력을 낮추도록(예를 들어, 액체 냉매를 팽창시키도록) 구성된다. 팽창 과정 동안, 액체의 일부는 증발할 수 있고, 따라서, 중간 용기(70)는 제1 팽창 디바이스(66)로부터 수용된 액체로부터 증기를 분리시키도록 사용될 수 있다. 부가적으로, 중간 용기(70)는 중간 용기(70)에 진입할 때 액체 냉매가 겪은 압력 강하에 기인하여(예를 들어, 중간 용기(70)에 진입할 때 겪은 용적의 신속한 증가에 기인하여) 액체 냉매의 추가의 팽창을 제공할 수 있다. 중간 용기(70) 내 증기는 압축기(32)에 의해 압축기(32)의 흡입 라인(74)을 통해 인출될 수 있다. 다른 실시형태에서, 중간 용기 내 증기는 압축기(32)의 중간 스테이지(예를 들어, 흡입 스테이지가 아님)로 인출될 수 있다. 중간 용기(70)에 수집된 액체는 팽창 디바이스(66) 및/또는 중간 용기(70) 내 팽창에 기인하여 응결기(34)를 나가는 액체 냉매보다 더 낮은 엔탈피에 있을 수 있다. 이어서 중간 용기(70)로부터의 액체는 라인(72)에서 제2 팽창 디바이스(36)를 통해 증발기(38)로 흐를 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 압축기, 예컨대, 압축기(32)는 증기 압축 시스템(14)을 통한 냉매의 순환을 가능하게 하도록 임펠러를 사용할 수 있다. 예를 들어, 임펠러는 회전 동안, 임펠러의 중심을 향하여 냉매로 그리고 압축기(32)로 인출되는 날개를 포함할 수 있다. 임펠러가 원심력을 냉매에 부여할 수 있어서 냉매의 속도 및 운동 에너지는 냉매가 압축기 하우징을 통해 흐를 때 증가된다. 고속의 냉매는 냉매의 운동 에너지를 압력으로 변환하여, 냉매를 압축시킬 수 있는 확산기로 지향된다. 일부 실시형태에서, 임펠러가 압축기의 회전 샤프트에 연결될 수 있어서, 샤프트가 임펠러의 회전을 구동시킨다. 본 개시내용은 임펠러를 샤프트에 고정시키는 개선된 방법을 포함한다. 예를 들어, 방법은 패스너를 샤프트의 하나의 단부에, 예컨대, 나사산을 통해 연결시키는 단계, 패스너를 임펠러의 중심을 통하는 개구에 삽입하는 단계, 및 패스너 상의 너트에 나사산 형성하여 샤프트와 임펠러를 서로 클램핑하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 텐셔너를 사용하여 패스너 상의 너트에 나사산 형성하고 미리 결정된 양의 힘을 임펠러와 샤프트 사이에 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
도 5는 임펠러 조립체(100)의 실시형태의 측단면도이다. 도 5의 예시된 실시형태에 도시된 바와 같이, 임펠러 조립체(100)는 임펠러(102), 샤프트(104) 및 패스너(106)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 샤프트(104) 및 패스너(106)는 각각 원통 형상일 수 있고, 패스너(106)는 샤프트(104)와 비교할 때 직경이 더 작다. 패스너(106)는 제1 단부(107) 및 제2 단부(109) 상에 외부 나사산 또는 수 나사산을 포함할 수 있다. 샤프트(104)의 단부(111)에, 내부 나사산 또는 암 나사산을 가진 샤프트 개구(113)가 있을 수 있어서, 패스너(106)의 제1 단부(107)는 샤프트 개구(113)에 삽입될 수 있고 나사 결합될 수 있다. 패스너(106)가 샤프트(104)에 완전히 삽입되거나 또는 샤프트 상에 나사 결합될 때, 패스너(106)의 길이의 적어도 부분(115)이 노출될 수 있다. 즉, 패스너(106)와 샤프트(104)가 서로 연결될 때, 패스너(106)의 제2 단부(107)는 샤프트 개구(113)에 삽입될 수 없고 노출된 채로 남아 있을 수 있다.
패스너(106)의 제2 단부(109)는 임펠러(102)의 중심을 통해 연장되는 개구(117)에 삽입될 수 있다. 일부 실시형태에서, 임펠러(102)가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있어서 임펠러(102)의 강도를 증가시키고 임펠러(102)가 압축기의 작동 조건을 견디게 하면서, 비교적 저중량을 유지한다. 임펠러(102)가 임펠러(102)의 본체를 통해 연장되는 개구(117)를 포함할 수 있어서, 패스너(106)가 임펠러(102) 내에 배치될 수 있고 임펠러를 지지할 수 있다. 일부 실시형태에서, 개구(117)는 임펠러(102)의 중심을 통해 연장될 수 있다. 개구(117)는 또한 개구(117)가 축(108)을 따라 임펠러(102)를 통해 연장되므로 상이한 직경을 가진 부분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 개구(117)는 임펠러의 제1 길이(119)로 연장될 수 있는 제1 직경 부분(118)을 포함할 수 있다. 부가적으로, 개구(117)는 임펠러(102)의 제2 길이(121)로 연장될 수 있는 개구의 제2 직경 부분(120)을 포함할 수 있다. 제2 직경 부분(120)은 제1 직경 부분(118)이 비해 더 큰 직경을 가질 수 있다. 패스너(106)의 부분은 제1 직경 부분(118)에 삽입될 수 있다. 패스너(106)가 개구(117)에 삽입될 때, 샤프트(104)의 표면(110)은 임펠러(102)와 접촉할 수 있다. 임펠러(102)는 임펠러(102)와 표면(110) 사이에서 인터페이스로서 작용하는 립(125)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 샤프트(104)는 임펠러(102)와 실질적으로 정렬될 수 있다. 즉, 샤프트(104), 임펠러(102) 및 패스너(106)는 전부 축(108)을 따라 서로 동축으로 정렬된다.
부가적으로 또는 대안적으로, 마찰 조정제는 임펠러(102)의 회전력 능력을 향상시키도록 표면(110) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 임펠러(102)와 샤프트(104) 간의 마찰 계수는 마찰 조정제 재료를 표면(110)에 배치함으로써 증가될 수 있다. 일부 경우에서, 임펠러(102)와 샤프트(104) 간의 마찰 계수는 액체(예를 들어, 물, 오일 또는 윤활유)가 표면(110)에 존재할 때 감소된다. 마찰 계수는 액체가 표면(110)에 존재하지 않는 상태(예를 들어, 건조한 상태)와 비교할 때 1% 내지 50%, 5% 내지 30% 또는 15% 내지 25%로 감소될 수 있다. 표면(110)에 마찰 조정제(예를 들어, 탄화규소 입자 또는 다이아몬드 입자)를 포함하는 것은 액체가 표면(110)에 존재하는지에 상관없이, 건조한 상태와 비교할 때 임펠러(102)와 샤프트(104) 간의 마찰 계수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 마찰 조정제가 임펠러(102)와 샤프트(104) 간의 표면(110)에서 키(key)로서 작용하여 표면(110)의 마찰 계수를 증가시킬 수 있다. 일부 실시형태에서, 마찰 조정제는 액체 형태로 그리고/또는 젤 형태로 표면(110)에 분무될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 마찰 조정제는 접착제를 사용하는 가루로서 표면(110)에 적용될 수 있다. 임의의 경우에, 마찰 조정제는 임펠러(102)와 샤프트(104) 간의 표면(110)에서 성능 계수를 향상시키도록 표면(110)에서 압축된다. 따라서, 임펠러(102)의 회전력 능력이 증가된다.
삽입될 때, 패스너(106)의 부분이 개구(117)의 제2 직경 부분(120)을 지나 연장될 수 있어서, 패스너(106)의 제2 단부(109) 상의 나사산의 적어도 부분(115)이 개구(117)의 제2 직경 부분(120)을 통해 접근 가능하다. 개구(117)의 제2 직경 부분(120)은 너트(112) 및 와셔(114)가 패스너(106)의 제2 단부(109) 위에 배치되고/되거나 연결되게 할 수 있다. 제1 직경 부분(118)으로부터 제2 직경 부분(120)으로의 전이는 임펠러(102)에 대한 와셔(114) 및/또는 너트(112)를 위한 장착면(116)을 형성할 수 있다. 와셔(114)는 장착면(116)을 누를 수 있고 너트(112)와 패스너(106)는 나사산 결합을 통해 서로 고정된다. 부가적으로, 너트(112)가 와셔(114)에서 클램핑 다운될 수 있어서 힘을 임펠러(102)에 대해 인가하고 임펠러(102)를 샤프트(104)에 고정시킨다.
컴포넌트의 초기 연결 후, 패스너(106)가 축(108)을 따라 방향(124)으로 신장(예를 들어, 탄성 변형)될 수 있어서 임펠러(102)를 샤프트(104)에 고정시키고 미리 결정된 양의 힘을 임펠러(102)와 샤프트(104) 사이에 인가한다. 일부 실시형태에서, 패스너(106)와 너트(112)는 특정한 방식으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 패스너(106)를 신장시키는 것이 또한 패스너(106)의 나사산을 신장시킬 수 있어서, 패스너(106)를 따른 인접한 나사산이 신장 시 서로로부터 더 이격된다. 따라서, 패스너(106) 및 너트(112)의 나사산이 각각 비표준 피치를 포함할 수 있어서 패스너(106)가 신장될 때 너트(112)가 패스너(106)에 나사 결합되게 한다. 즉, 너트(112)가 나사산을 포함할 수 있어서 패스너의 인접한 나사산 사이의 증가된 간격을 수용하고 패스너(106)가 신장된 상태에 있을 때 너트(112)가 패스너(106)에 더 조여지게 한다.
게다가, 패스너(106)는 나사산이 없는 본체 부분(126)을 포함할 수 있다. 본체 부분(126)이 나사산 형성된 제1 단부 및 제2 단부(107, 109)보다 더 작은 직경을 포함할 수 있어서, 패스너(106)의 신장 동안, 신장으로부터 생성된 인장 응력이 본체 부분(126)에서 집중된다. 본체 부분(126)에서 응력의 집중은 신장 동안 패스너(106)의 제1 단부 및 제2 단부(107, 109)에서 나사산의 스트립핑(stripping)을 방지한다.
게다가, 패스너(106)는 임펠러(102)의 개구(117) 내에서 표면과의 접촉을 유지하도록 증가된 직경을 가진 넥 부분(neck portion)(128)(예를 들어, 본체 부분(126)의 일부)을 포함할 수 있다. 즉, 패스너(106)의 본체 부분(126)의 다수는 임펠러(102)의 제1 직경 부분(118)의 직경 미만인 직경을 갖는다. 그러나, 넥 부분(128)은 슬립 핏 인터페이스(slip fit interface)와 같은, 개구(117)의 제1 직경 부분(118)의 벽과의 접촉을 유지하도록 크기 설정될 수 있다. 따라서, 넥 부분(128)은 패스너(106)가 신장 동안 임펠러(102)의 개구(117)에서 실질적으로 중심에 위치되는 것을 보장한다.
게다가, 패스너(106), 샤프트(104), 와셔(114) 및 너트(112)는 고강도 강, 예컨대, 강 합금으로 이루어질 수 있다. 고강도 강은 임펠러 조립체(100)의 강도를 증가시킬 수 있고 임펠러 조립체(100)가 패스너(106)의 신장과 압축기의 작동 둘 다로부터 발생할 수 있는 힘을 견디게 할 수 있다. 패스너(106)의 본체 부분(126) 및 넥 부분(128); 패스너(106), 샤프트(104), 와셔(114) 및 너트(112)의 재료; 및 패스너(106)와 너트(112)의 비표준 피치는 압축기의 신장 상태 및 작동 상태 동안 패스너(106), 샤프트(104), 와셔(114) 및 너트(112)의 수명을 증가시킬 수 있다.
도 6은 패스너(106)를 신장시키도록 사용될 수 있는 디바이스의 실시형태의 단면도이다. 도 6의 예시된 실시형태에 도시된 바와 같이, 텐셔너(150)는 임펠러(102) 및 패스너(106)에 연결된다. 텐셔너(150)는 임펠러(102)의 개구(117)(예를 들어, 제2 직경 부분(120))에 부분적으로 삽입될 수 있다. 텐셔너(150)는 텐셔너(150)가 패스너(106) 위에서 완전히 삽입될 때 와셔(114)와 접촉하는 셸(shell)(152)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 패스너(106)의 부분(115)은 텐셔너(150)에 완전히 삽입될 수 있다. 셸(152) 내에서, 텐셔너(150)는 예를 들어, 나사산을 통해 패스너(106)의 제2 단부(109)에 고정되는 그립(grip)(154)을 포함할 수 있다. 텐셔너(150)가 임펠러(102)에 대해 배치될 때, 그립(154)은 축방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 그립(154)은 방향(124)으로 이동될 수 있고 패스너(106)를 방향(124)으로 신장시킬 수 있다. 일부 실시형태에서, 텐셔너(150)는 유압식 텐셔너일 수 있고 유체는 그립(154)을 방향(124)으로 이동시키도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 유압식 유체 공급원(미도시)이 유입부(151)에서 텐셔너(150)에 연결될 수 있고 유체를 유입부(151)를 통해 텐셔너(150)로 공급할 수 있어서 부재(155)를 방향(124)으로 향하게 하여 방향(124)으로의 그립(154)의 이동을 구동시킨다.
게다가, 셸(152)은 너트(112)에 부착되는 조임 소자(tightening element)(156)를 포함할 수 있고 너트(112)를 축(108)을 중심으로 원주 방향(159)으로 회전시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 조임 소자(156)는 너트(112)를 패스너(106)에 나사 결합하도록 활용된다. 예를 들어, 그립(154)이 패스너(106)를 방향(124)으로 향하게 할(예를 들어, 신장시킬) 때, 조임 소자(156)가 원주 방향(159)으로 회전되어 너트(112)를 패스너 상에 조이고 와셔(114)와 너트(112)를 방향(124)과 반대인 방향(161)으로 구동시킨다. 조임 소자(156)를 회전시키기 위해서, 조임 소자(156)는 조임 소자(156)의 직경을 따라 그리고/또는 직경을 통해 연장될 수 있는 구멍(157)을 포함할 수 있다. 부가적으로, 셸(152)은 또한 조임 소자(156)의 구멍(157)에 대한 접근을 가능하게 하는 접근 지점(158)을 포함할 수 있다. 따라서, 툴(tool)(160)이 구멍(157)에 삽입될 수 있고 조임 소자(156)의 회전을 가능하게 하도록 지렛대로서 작용할 수 있다. 조임 소자(156)가 축(108)을 중심으로 원주 방향(159)으로 회전될 때, 조임 소자(156)는 회전력을 너트(112)에 인가할 수 있고 마찬가지로 너트(112)를 회전시킬 수 있다. 도 6이 앨런 렌치(Allen wrench)로서 툴(160)을 도시하지만, 툴(160)은 조임 소자(156)의 구멍(157)에 삽입될 수 있는 임의의 다른 컴포넌트 또는 디바이스일 수 있다.
도 7은 텐셔너(150)를 사용하여 패스너(106)를 신장시킴으로써 임펠러(102)를 샤프트(104) 상에 단단히 클램핑하기 위한 방법(200)의 실시형태의 흐름도이다. 예를 들어, 블록(210)에서, 임펠러(102), 샤프트(104), 패스너(106), 와셔(114) 및 너트(112)는 서로 연결된다. 특히, 패스너(106)의 제1 단부(107)는 샤프트(104)의 개구(113)에 삽입될 수 있고 나사 결합될 수 있다. 일단 제1 단부(107)가 삽입된다면, 패스너(106)의 제2 단부(109)는 샤프트(104)의 외부에 남아 있다. 패스너(106)의 제2 단부(109)의 부분(115)은 샤프트(104)의 표면(110)이 임펠러(102)와 접촉할 때까지 임펠러(102)의 개구(117)에 삽입될 수 있다. 이어서 와셔(114)와 너트(112)는 패스너(106)의 제2 단부(109)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 와셔(114)는 장착면(116)과 접촉할 때까지 삽입될 수 있다. 이어서 너트(112)는 와셔(114)와 접촉하고 클램핑 다운될 때까지 패스너(106)에 나사 결합될 수 있다.
블록(220)에서, 패스너(106)는 텐셔너(150)를 통해 신장된다. 일부 실시형태에서, 텐셔너(150)는 유압식 텐셔너이다. 즉, 유체는 예컨대, 텐셔너(150)의 유입부(151)에 연결된 유체 공급원을 사용하여, 텐셔너(150)에 전달될 수 있다. 유체 공급원이 유체를 텐셔너(150)로 향하게 할 수 있어서, 궁극적으로 그립(154)을 방향(124)으로 이동시키는 압력을 생성한다. 그립(154)이 방향(124)으로 이동될 때, 그립(154)은 또한 패스너(106)를 방향(124)으로 신장시킨다. 패스너(106)가 신장될 때, 패스너(106)에 연결되는, 와셔(114)와 너트(112)는 또한 샤프트(104)로부터 이격되게 방향(124)으로 이동될 수 있다. 즉, 와셔(114)는 더 이상 장착면(116)에서 임펠러(102)와 접촉하지 않을 수 있다. 이와 같이, 너트(112)는 블록(230)에 나타낸 바와 같이 와셔(114)가 장착면(116)과 접촉할 때까지 조임 소자(156)를 사용하여 너트(112)를 나사 결합함으로써 패스너(106) 상에서 더 조여질 수 있다. 패스너(106)가 더 이상 신장되지 않을 때, 예컨대, 유체가 텐셔너(150)로부터 배출되어 텐셔너(150) 내 압력을 해제할 때, 패스너(106)는 방향(161)으로 압축될 것이고 클램핑력을 생성하여 임펠러(102)를 샤프트(104) 상에 더 고정시킬 것이다. 이와 같이, 25,000psi(pounds per square inch) 내지 150,000psi, 30,000 내지 120,000psi 또는 35,000 내지 100,000psi의 힘이 임펠러(102)와 샤프트(104) 사이에 인가될 수 있다.
도 8은 도 6의 텐셔너(150)를 사용하여 패스너(106)를 신장시키기 위한 방법(270)의 실시형태를 더 상세히 설명하는 흐름도이다. 블록(280)에서, 텐셔너(150)는 텐셔너(150)의 셸(152)이 와셔(114)와 접촉할 때까지 임펠러(102)의 개구(117)(예를 들어, 제2 직경 부분(120))에 부분적으로 삽입된다. 텐셔너(150)가 임펠러(102)와 접촉할 때, 그립(154)은 패스너(106)에 연결될 수 있고 조임 소자(156)는 너트(112)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 텐셔너(150)는 유압식 텐셔너이고 유체 공급원은 예컨대, 유입부(151)를 통해 텐셔너(150)에 연결될 수 있다. 따라서, 텐셔너(150)와 유체 공급원은 서로 유체 연통(fluid communication)한다.
컴포넌트를 연결시킨 후, 텐셔너(150)는 블록(290)에 나타낸 바와 같이, 패스너(106)를 신장시킬 수 있다. 예를 들어, 텐셔너(150)의 그립(154)은 방향(124)으로 이동될 수 있고 따라서, 축방향 힘을 패스너(106)에 인가할 수 있고 패스너(106)를 동일한 방향(124)으로 향하게 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 그립(154)은 유압력에 기인하여 이동될 수 있다. 즉, 유체가 텐셔너(150)로 전달될 수 있다. 유체가 텐셔너(150) 내에 압력을 가할 수 있어서 부재(155) 그리고 이에 의해 그립(154)을 방향(124)으로 이동시킨다. 그립(154)이 패스너(106)에 연결되기 때문에, 그립(154)은 인장력을 패스너(106)의 단부(109)에 가하고, 이는 패스너(106)를 방향(124)으로 신장시킨다. 패스너(106)를 방향(124)으로 신장시킴으로써, 와셔(114)는 더 이상 임펠러(102)의 장착 지점(116)과 접촉하지 않을 수 있다.
와셔(114)가 더 이상 임펠러(102)와 접촉하지 않기 때문에, 와셔(114)와 직접적으로 인접하게 위치된 너트(112)는 임펠러(102)로의 삽입에 대하여 조여질 수 있다. 예를 들어, 조임 소자(156)는 임펠러(102)를 샤프트(104)에 대하여 더 조이도록 너트(112)를 회전시키는 것을 용이하게 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 툴(160)은 조임 소자(156)를 축(108)을 중심으로 원주 방향(159)으로 회전시켜서, 조임 소자(156)를 또한 회전시키도록 사용될 수 있다. 조임 소자(156)가 너트(112)에 연결되기 때문에, 조임 소자(156)의 회전이 회전력을 너트(112)에 전달할 수 있어서 너트(112)를 회전시킨다. 이어서 너트(112)의 회전이 너트(112)를 방향(124)과 반대인 방향(161)으로 이동시킬 수 있어서, 와셔(114)가 장착 지점(116)과 다시 접촉하게 이동된다.
너트(112)와 와셔(114)가 임펠러(102)에 대하여 고정된 후, 패스너(106)의 신장은 블록(310)에 나타낸 바와 같이 텐셔너(150)를 제거함으로써 해제될 수 있다. 예를 들어, 텐셔너(150)가 유압식 텐셔너일 때, 압력은 예를 들어, 유체를 유체 공급원을 향하여 다시 지향시킴으로써 텐셔너(150)의 내부로부터 해제될 수 있다. 압력이 해제될 때, 그립(154)은 방향(124)과 반대인 방향(161)으로 이동됨으로써 시동 위치로 다시 복귀하려고 할 수 있다. 그립(154)이 이동될 때, 그립은 패스너(106)를 방향(161)으로 압축한다. 이 압축은 와셔(114)와 너트(112)에 의해 유발된, 클램핑력을 임펠러(102)와 샤프트(104) 사이에 더 인가한다. 텐셔너(150) 내에서 압력을 해제한 후, 텐셔너(150)는 임펠러(102)로부터 분리될 수 있다. 일부 실시형태에서, 텐셔너(150)의 제거 전에 그립(154)이 패스너(106)로부터 분리될 수 있고/있거나 조임 소자(156)가 너트(112)로부터 분리될 수 있다. 텐셔너(150)의 제거 후, 클램핑이 임펠러(102)와 샤프트(104) 사이에 유지되어 압축기 작동 동안 임펠러(102)를 샤프트(104)에 대하여 고정시킨다.
위에서 제시된 바와 같이, 본 개시내용은 HVAC&R 시스템의 압축기의 조립에서 유용한 하나 이상의 기술적 효과를 제공할 수 있다. 본 개시내용의 실시형태는 패스너, 와셔 및 너트를 사용하여 임펠러를 샤프트에 클램핑시키는 것, 및 임펠러와 샤프트 사이에 미리 결정된 힘을 달성하도록 유압식 텐셔너를 사용함으로써 너트를 조이는 것을 포함할 수 있다. 압축기에서 임펠러를 샤프트에 연결시키기 위한 이 방법은 컴포넌트의 조립을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 샤프트 및 임펠러는 키, 스플라인 및/또는 핀을 포함하는, 샤프트와 임펠러를 위해 수반될 수 있는 정밀한 기계 가공을 겪지 않을 수 있다. 게다가, 임펠러는 임펠러가 더 이상 키, 스플라인 및/또는 핀을 포함하지 않을 수 있으므로 더 공기 역학적일 수 있다. 조립 시 키, 스플라인 및/또는 핀의 부재는 또한 조립체의 관성 모멘트를 감소시킬 수 있고, 이는 임펠러의 회전을 용이하게 한다. 관성 모멘트의 이러한 감소는 샤프트 및 임펠러를 회전시키는데 필요한 더 적은 전력을 발생시킬 수 있고, 이는 에너지 비용을 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 본 개시내용은 압축기의 제조, 조립 및 작동에 이로울 수 있다. 본 명세서에서 기술적 효과 및 기술적 문제는 예시적이고 제한적이지 않다. 본 명세서에서 설명된 실시형태는 다른 기술적 효과를 가질 수 있고 다른 기술적 문제를 해결할 수 있다는 것에 유의해야 한다.
오직 특정한 특징 및 실시형태가 예시 및 설명되었지만, 많은 변경 및 변화(예를 들어, 다양한 소자의 크기, 치수, 구조, 형상 및 비율, 매개변수(예를 들어, 온도, 압력 등)의 값, 장착 배열, 재료 용도, 컬러, 배향 등의 변경)가 청구범위에 언급된 주제의 새로운 교시내용 및 이점으로부터 실질적으로 벗어나는 일 없이 당업자에게 떠오를 수도 있다. 임의의 과정 또는 방법 단계의 순서 또는 시퀀스는 대안적인 실시형태에 따라 변경 또는 재배열될 수도 있다. 따라서, 첨부된 청구범위가 본 개시내용의 참된 정신 내에 속하는 것으로서 모든 이러한 변경 및 변화를 포함하는 것으로 의도된다는 것이 이해된다. 게다가, 예시적인 실시형태의 간결한 설명을 제공하기 위해서, 실제 구현예의 모든 특징(즉, 본 개시내용을 수행하는 현재 고려되는 최상의 모드와 관련되지 않은 것 또는 청구된 개시내용을 가능하게 하는 것과 관련되지 않은 것)이 설명되지 않을 수 있다. 임의의 이러한 실제 구현예의 개발에서, 임의의 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같이, 수많은 구현 특정한 결정이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 개발 노력이 복잡할 수 있고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 과도한 실험 없이, 본 개시내용의 이득을 가진 당업자에게는 설계, 제조 및 제작의 일상적인 일일 것이다.

Claims (20)

  1. 가열, 환기, 공기 조화 및 냉동(HVAC&R) 장치를 위한 압축기로서,
    임펠러(impeller)로서, 상기 임펠러는 개구를 포함하고 상기 임펠러는 키, 스플라인(spline), 핀 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지 않는, 상기 임펠러;
    상기 임펠러를 회전시키도록 구성된 샤프트(shaft);
    상기 샤프트의 단부에 연결되고 상기 임펠러의 상기 개구를 통해 연장되는 패스너(fastener)를 포함하되, 상기 패스너는 상기 압축기의 조립 동안 상기 임펠러의 상기 개구 내에 삽입되는 텐셔너(tensioner)를 통해 상기 샤프트에 대하여 축방향으로 신장되도록 구성되고, 상기 패스너는 상기 임펠러의 상기 개구 내의 표면과의 접촉을 유지하기 위해 증가된 직경을 가진 넥 부분으로 구성되고; 및
    상기 패스너와 결합되고, 상기 임펠러의 상기 개구 내에 위치하는 너트를 포함하는, 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구는 상기 임펠러의 추가적인 표면의 중심을 통해 연장되는, 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패스너는 나사산 형성된 스터드(threaded stud), 타이 볼트(tie bolt) 또는 이들의 임의의 조합인, 압축기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 임펠러의 추가적인 표면에 대해 배치되는 와셔를 포함하고,
    상기 패스너는 상기 와셔를 통해 연장되는, 압축기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 너트는 나사산을 통해 상기 패스너에 연결되는, 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 나사산은 상기 패스너의 신장을 수용하는 상기 패스너의 제2 나사산보다 더 느슨한 허용오차의 피치를 가지는 상기 너트의 제1 나사간을 포함하는, 압축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 너트는 상기 패스너가 신장되는 동안 상기 패스너를 따라 더 조여질 수 있는, 압축기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 개구는 제1 직경 및 제2 직경을 포함하고 상기 제1 직경은 상기 제2 직경보다 더 작고, 상기 제1 직경은 상기 너트의 제3 직경보다 더 작고,
    상기 텐셔너는 상기 개구의 상기 제2 직경 내에서 연장되도록 구성되는, 압축기.
  9. 제1항에 있어서,
    마찰 조정제는 상기 임펠러와 상기 샤프트 사이의 추가적인 표면에 배치되는, 압축기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 패스너 및 상기 샤프트는 고강도 강을 포함하는, 압축기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 패스너는 상기 패스너의 2개의 단부 사이에 감소된 직경의 나사산 미형성된 길이를 포함하는, 압축기.
  12. 임펠러를 압축기용 샤프트에 연결시키는 방법으로서,
    패스너를 상기 임펠러의 개구를 통해 삽입하는 단계로서, 상기 패스너의 제1 단부는 상기 샤프트의 제2 단부에 연결되는, 상기 패스너를 임펠러의 개구를 통해 삽입하는 단계;
    너트를 상기 패스너의 제3 단부에 연결시켜서 상기 너트가 상기 임펠러의 상기 개구 내에 배치되는 단계;
    상기 임펠러의 상기 개구 내로 텐셔너를 삽입하는 단계;
    상기 텐셔너를 통해, 상기 패스너를 상기 샤프트로부터 이격되게 축방향으로 신장시키는 단계;
    상기 패스너가 신장된 상태에 있는 동안 및 상기 패스너가 상기 임펠러의 상기 개구 내에 위치하는 동안, 상기 텐셔너를 이용하여 상기 너트를 상기 패스너를 따라 조이는 단계; 및
    상기 텐셔너로 상기 패스너를 따라 상기 너트를 조인 이후 상기 임펠러의 상기 개구로부터 상기 텐셔너를 제거하는 것을 포함하고,
    상기 패스너는 상기 임펠러의 상기 개구로부터 상기 텐셔너를 제거한 이후 상기 샤프트를 향하는 추가 축방향으로 후퇴하도록 구성되는,
    임펠러를 압축기용 샤프트에 연결시키는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 임펠러에 대해 상기 텐셔너를 위치하는 것을 포함하고, 상기 텐셔너는 상기 패스너에 연결되도록 구성된 그립(grip) 및 상기 너트에 연결되도록 구성된 조임 소자를 포함하는, 임펠러를 압축기용 샤프트에 연결시키는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 패스너가 상기 신장된 상태에 있는 동안 상기 너트를 상기 패스너를 따라 조이는 것은 상기 너트를 상기 패스너에 더 나사 결합하도록 상기 텐셔너가 상기 임펠러의 상기 개구 내에 위치하는 동안 상기 조임 소자를 회전시키는 것을 포함하는, 임펠러를 압축기용 샤프트에 연결시키는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 패스너를 신장시키는 것은 유체를 상기 텐셔너로 지향시켜서 상기 그립을 상기 샤프트로부터 이격되게 상기 축방향으로 지향시키는 것을 포함하는, 임펠러를 압축기용 샤프트에 연결시키는 방법.
  16. 삭제
  17. 임펠러를 압축기의 샤프트에 연결시키기 위한 시스템으로서,
    패스너의 제1 단부에서 상기 샤프트의 단부에 연결되도록 구성된 상기 패스너로서, 나사산 형성된 스터드, 타이 볼트 또는 이들의 임의의 조합인, 상기 패스너;
    상기 패스너의 제2 단부에서 상기 패스너에 연결되도록 구성된 너트; 및
    상기 패스너를 신장시키도록 구성된 텐셔너를 포함하되, 상기 텐셔너 및 상기 너트는 상기 임펠러의 개구 내에 배치되도록 구성되고,
    상기 텐셔너가 상기 임펠러의 상기 개구 내에 위치하는 동안 그리고 상기 텐셔너가 상기 텐셔너 상에 상기 너트를 조이기 위해 신장된 상태에 있는 경우, 상기 텐셔너는 상기 너트와 연결되고 상기 패스너에 대해 상기 너트를 회전시키도록 구성된 조임 소자를 포함하고, 상기 텐셔너는 상기 신장된 상태로부터 상기 패스너를 해제하고 상기 패스너 상의 상기 너트의 조여진 상태를 유지하기 위해 상기 패스너 상의 상기 너트의 조여진 상태에서 상기 너트로부터 제거 가능한,
    임펠러를 압축기의 샤프트에 연결시키기 위한 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 텐셔너는 상기 패스너의 상기 제2 단부에 연결되도록 구성된 그립을 포함하고 상기 텐셔너는 유체 압력을 통해 축방향으로 이동되어 상기 패스너를 신장시키도록 구성되는, 임펠러를 압축기의 샤프트에 연결시키기 위한 시스템.
  19. 삭제
  20. 제17항에 있어서,
    상기 패스너는 나사산을 통해 상기 샤프트에 연결되도록 구성되는, 임펠러를 압축기의 샤프트에 연결시키기 위한 시스템.
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