KR20140018887A

KR20140018887A - 철도차량용 무오일 공기 압축기

Info

Publication number: KR20140018887A
Application number: KR1020137022260A
Authority: KR
Inventors: 롤렌드 에스. 무어; 마이클 브이. 카자키스; 머르타자 알. 도사지; 안티원 티. 포드
Original assignee: 웹텍 홀딩 코포레이션
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2014-02-13
Also published as: CN105745444B; CA2922188A1; MX2016003081A; BR112016005889A2; RU2587019C2; US20120192710A1; US20150075369A1; JP2014503751A; MX355070B; EP3047146A4; EP3047146A1; KR20160055160A; AU2012209279A8; EP2668401A2; RU2016114518A; CN103429895A; CA2825748A1; US9856866B2; WO2012103043A2; WO2012103043A3

Abstract

철도차량용 무오일 압축기가 복수-부품 압축기 하우징, 상기 압축기 하우징 내부의 제1 구멍 내부에 지지되는 제1 피스톤 실린더, 상기 압축기 하우징의 제2 구멍 내부에 지지되는 제2 피스톤 실린더 및 상기 압축기 하우징에 의해서 지지되는 복수-부품 크랭크샤프트 조립체로 구성된다. 상기 크랭크샤프트 조립체는 각각의 커넥팅 로드에 의해서 상기 제1 및 제2 피스톤 실린더의 피스톤에 연결된다. 상기 커넥팅 로드들은 각각의 피스톤과 연결된 리스트 핀에 연결되고 리스트 핀들은 건식 윤활 부싱에 의해서 관련된 피스톤에 각기 지지된다. 상기 압축기 하우징은 적어도 제1 하우징 부와 제2 하우징 부를 가진다. 상기 제1 하우징 부와 제2 하우징 부들은 압축기 하우징의 각각의 분할부를 형성하고 기계적 체결구로 함께 고정된다.

Description

철도차량용 무오일 공기 압축기{Oil-free air compressor for rail vehicles}

본 발명은 압축공기를 철도차량과 연결된 공압 장치에 공급할 목적으로 철도차량에 사용되는 공기 압축기에 관한 것으로, 특히 압축공기를 철도차량과 연결된 여러 가지 공압 장치에 공급하는 철도차량용 무오일 공기 압축기에 관한 것이다.

통상 공압 시스템이 철도차량에 제공되며 공압 시스템에 의해서 철도차량의 브레이크가 작동된다. 공기 압축기는 압축 공기를 철도차량에 연결된 하나 또는 그 이상의 공압 장치에 공급하는데 사용되고 공압 장치는 브레이크 작동에 연관된다. 통상 공기 압축기는 전기 모터와 같은 구동 장치와 크랭크샤프트에 의해서 구동되는 몇 개의 피스톤-실린더 장치로 구성된다. 크랭크샤프트는 구동 장치에 의해서 구동되고 압축공기를 하향흐름부로 공급하는 각각의 피스톤에서 구동장치의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 커넥팅 로드를 가진다. 또한, 스크류 형 공기 압축기는 이러한 목적으로 이 분야에서 잘 알려져 있고 본 발명의 범위내에 포함된다. 더욱이, 철도차량에서 사용되는 공기 압축기 장치는 적어도 하나의 저압 단계과 하나의 고압 단계를 가지는 단상 또는 다상 구성을 가질 수 있다.

철도차량 분야에서 사용되는 공기 압축기는 연속 작동 또는 빈번한 온오프 작동을 겪을 수 있다. 어떤 작동 모드에서는, 압축기 작동 중에 마찰이 고열 발생을 유도한다. 그 결과, 과거에는, 철도차량 분야에서 주로 사용되는 공기 압축기는 작동 중에 충분한 냉각이 보장되도록 오일 윤활을 사용하였다. 그러나, 오일 윤활은 피스톤 공기 압축기의 경우 압축기 하우징에서 이루어지는 윤활 오일이 피스톤 실린더 결합부를 관통하고 공압 시스템으로 들어가는데 철도차량의 공기압 작동 브레이크 장치를 오일 오염시키는 위험을 가지고 있다. 더욱이, 공압 시스템의 필요한 공기 건조 중에 발생하는 응축수는 환경 보호 이유에서 수집되어야 하는 오일을 포함한다. 이러한 응축수는 통상 가열 가능한 용기 내부에 저장되고 일정한 주기로 배출되고 제거되어야 한다. 이러한 수집 과정은 유지비와 처리비를 증가시킬 뿐 아니라 많은 오일도 소비시킨다. 상기의 어려움에 덧붙여서, 오일 윤활 압축기 장치가 추운 날씨에 작동되는 중에는 가끔 또는 제한된 기간에 사용되면 이러한 오일 윤활 압축기 장치의 오일 순환부에 유화물 형성이 발생될 수 있다.

최근에는, 건식-운행 공기 압축기가 철도차량에서 사용이 증가하는 것을 알수 있다. 건식-운행 공기 압축기는 하우징 내부에서 윤활 오일없이 작동하고 "무오일"로 언급된다. 무오일 공기 압축기의 경우에는, 피스톤 주행 통로의 윤활은 특별히 낮은 마찰 동적 밀봉 장치에 의해서 대체된다. 모든 회전 요소는 통상 롤러 베어링 내부에 위치된다. 밀봉된 롤러 베어링에는 온도가 안정되고 긴 수명의 그리스 충전이 제공된다. 밸브 면적부에서는, 미끄럼 안내 요소가 크게 줄어든다. 이러한 조정으로, 오일 윤활은 공기 압축기 장치에서는 필요없다. 따라서, 압축 공기의 오일에 의한 오염 위험은 배제된다. 오일 순환부를 제거한 결과, 무오일 공기 압축기는 비교적 가벼운 구성을 가질 수 있다. 철도차량 분야에서, 보다 가벼운 구성이 현재의 경향이고 가벼운 운반 구조는 프레임 구성에서도 증가해서 사용된다. 그러나, 이러한 가벼운 운반 구조는 종종 그 위에 설치된 공압 시스템의 공기 압축기의 회전 속도에 근접한 많은 바람직하지 않은 자연 진동수를 가진다. 따라서, 허용가능한 태생적 구조의 소음 값에 관련되어 요구되는 사양을 충분히 따르기가 힘들다.

Hartl 등의 미국특허 제6,776,587호 및 Meyer 등의 미국특허 제7,059,841호는 무오일 공기 압축기 기술에 관한 특허들이다. Meyer 특허는 압축 공기를 철도차량에 위치된 공압 장치에 공급하는 철도차량의 무오일 압축 장치를 소개한다. 이러한 장치는 무오일 공기 압축기와 공기 압축기에 연결된 냉각 장치를 가진다. 또는 이러한 장치는 적어도 하나의 구멍을 가지는 플로워를 지닌 철도차량을 포함한다. 공기 압축기는 차량 플로워에 적어도 한 측면이 체결되는데, 공기 압축기의 메인 회전축이 차량 플로워에 대해 수직하게 배치된다. Hartl 특허는 크랭크샤프트와 몇 개의 피스톤-실린더를 가지는 2단 피스톤 공기 압축기용 피스톤 장치를 소개한다. 이러한 장치는 2개 또는 그 이상의 저압 실린더가 고압단에 배치되게 하여 상기 2개 또는 그 이상의 저압 실린더가 단계적이거나 예정된 크기보다 적게 오프셋되고 압축이 하나 또는 그 이상의 고압 실린더에 관계된 다른 예정된 크기만큼 오프셋되는 위치에서 이루어지게 한다.

Hartl 등의 미국 특허출원 공보 제2007/0292289호는 피스톤과 실린더를 지니는 압축 피스톤을 소개하고 있고, 커넥팅 로드는 피스톤을 롤러 베어링, 공기 인입라인 및 실린더 헤드의 공기 배출라인에 의해서 크랭크케이스의 크랭크샤프트에 연결시킨다. 공기 인입라인과 크랭크케이스 사이의 튜브 연결부가 냉각 공기를 인입라인으로부터 크랭크케이스로 운반한다. 튜브 연결부는 실린더 외측에 위치한다. 인입밸브는 튜브 연결부에 연결되는데 크랭크케이스의 압력이 공기 인입라인의 압력보다 낮으면 개방되고, 배출밸브는 크랭크케이스에 연결되는데 크랭크케이스의 압력이 예정된 값을 초과하면 개방된다.

더욱이, Hartl 등의 미국 특허 출원 공보 제2009/0016908호는 압축 공기를 발생시키는 복수-실린더 건식 운전 피스톤 압축기를 소개한다. 피스톤 압축기는 내부를 가지는 크랭크케이스와 크랭크케이스에 회전가능하게 설치된 크랭크샤프트를 포함한다. 또한, 크랭크샤프트에 장착되고 서로에 대해서 반대로 주행하는 2개의 커넥팅 로드를 가진다. 더욱이, 크랭크케이스에 장착된 2개의 실린더와 각각의 커넥팅 로드의 단부에 배치되고 2개의 실린더 각각에서 주행하게 구성된 피스톤을 가진다.

하나의 실시예에서는, 철도차량용 무오일 압축기가 적어도 제1 하우징 부와 제2 하우징 부를 가지는 압축기 하우징, 상기 압축기 하우징 내부의 제1 구멍 내부에 지지되는 제1 피스톤 실린더, 상기 압축기 하우징의 제2 구멍 내부에 지지되고 상기 제1 피스톤 실린더에 유체 연결되는 제2 피스톤 실린더 및 상기 압축기 하우징에 의해서 지지되고 각각의 커넥팅 로드에 의해서 상기 제1 및 제2 피스톤 실린더의 피스톤에 연결되는 복수-부품 크랭크샤프트 조립체로 구성된다.

상기 제1 하우징 부와 제2 하우징 부들은 압축기 하우징의 각각의 분할부를 형성하고 기계적 체결구로 함께 고정된다. 상기 제1 피스톤 실린더는 제2 피스톤 실린더보다 크다. 상기 크랭크샤프트 조립체는 하나의 크랭크샤프트 중심부와 2개의 단부를 가진다. 상기 단부는 카운터웨이트를 포함한다. 상기 크랭크샤프트 중심부의 마주보는 단부들은 각각의 단부의 공간 내부에 고정된다. 상기 크랭크샤프트 중심부는 제2 아암부로부터 오프셋된 제1 아암부를 가지고 상기 아암부의 각각은 각각의 커넥팅 로드에 연결된 베어링을 수용하는 원주상 요홈을 제공한다. 상기 단부는 각각의 커넥팅 로드에 연결된 베어링에 고정되도록 상기 크랭크샤프트 중심부에 장착된다.

다른 실시예에서는, 철도차량용 무오일 압축기가 복수-부품 압축기 하우징, 상기 압축기 하우징의 제1 구멍 내부에 지지되는 제1 피스톤 실린더, 상기 압축기 하우징의 제2 구멍 내부에 지지되고 제1 피스톤 실린더에 유체 연결되는 제2 피스톤 실린더 및 상기 압축기 하우징에 의해서 지지되고 각각의 커넥팅 로드에 의해서 제1 및 제2 피스톤 실린더의 피스톤들에 연결되는 복수-부품 크랭크샤프트 조립체로 구성된다. 상기 커넥팅 로드들은 각각의 피스톤과 연결된 리스트 핀에 연결되고 리스트 핀들은 건식 윤활 부싱에 의해서 관련된 피스톤에 각기 지지된다.

상기 압축기 하우징은 적어도 제1 하우징 부와 제2 하우징 부를 가진다. 상기 제1 하우징 부와 제2 하우징 부들은 압축기 하우징의 각각의 분할부를 형성하고 기계적 체결구로 함께 고정된다. 상기 제1 피스톤 실린더는 제2 피스톤 실린더보다 크다. 상기 크랭크샤프트 조립체는 하나의 크랭크샤프트 중심부와 2개의 단부를 가진다. 상기 단부는 카운터웨이트를 포함한다. 상기 크랭크샤프트 중심부의 마주보는 단부들은 단부 내부의 각각의 공간 내부에 고정된다. 상기 크랭크샤프트 중심부는 제2 아암부로부터 오프셋된 제1 아암부를 가지고 아암부 각각은 각각의 커넥팅 로드와 연결된 베어링을 수용하는 원주상 요홈을 제공한다. 상기 단부들은 각각의 커넥팅 로드와 연결된 베어링을 고정시키도록 크랭크샤프트 중심부에 장착된다. 건식 윤활 부싱이 PEAK로 코팅되거나 PEAK 라이너를 가진다.

보다 상세한 명세와 장점들은 첨부된 도면을 참조한 하기에 언급되는 상세한 설명을 참고하면 분명해 진다.

이후에 설명을 목적으로 사용된 공간적인 소개 용어들은 첨부된 도면에 도시되거나 하기의 상세한 설명에 언급된 참조 실시예에 관한 것이다. 그러나 하기에 언급된 실시예들은 많은 변경과 구성을 가정한 것임을 알 수 있다. 또한, 첨부된 도면에 도시되고 여기에 언급된 특수한 구성, 장치 및 형성은 단순히 설명을 위한 것이고 한정의 의미는 아님을 알 수 있다.

도1-6을 참조하면, 하나의 실시예에 따른 공기 압축기(2)가 도시된다. 도시되듯이, 공기 압축기(2)는 적어도 제1 피스톤 실린더(10)와 제2 피스톤 실린더(100)를 포함하는 복수-실린더 공기 압축기(2) 이다. 각각의 제1 및 제2 피스톤 실린더(10),(100)(이후 "제1 피스톤 실린더(10)" 및 "제2 피스톤 실린더(100)"로 참조됨)들은 압축기 하우징 또는 크랭크케이스(170)에 의해서 지지되고 압축기 하우징(170) 내부에 위치된 크랭크샤프트 조립체(240)에 의해서 구동되며 압축기 하우징(170)에 의해서 회전하게 지지된다. 공기 압축기(2)의 상기 요소들은 상세히 설명된다.

도5의 횡단면을 참조하면, 제1 및 제2 피스톤 실린더(10),(100)들은 제1 실린더로서 작동하는 제1 피스톤 실린더(10)와 복수-요소 공기 압축기(2) 내부에서 제2 실린더로서 작동하는 제2 피스톤 실린더(100)와 동일한 구성들이다. 제1 피스톤 실린더(10)는 일반적으로 제2 피스톤 실린더(100)보다 크고 제2 피스톤 실린더(100)보다 큰 직경을 가진다. 제1 피스톤 실린더(10)는 압축기 하우징(170) 내부의 언급되는 상응한 구멍속으로 삽입되는 제1 단부(14)와 제2 단부(16)를 가지는 원통형 하우징(12)을 구비한다. 원통형 하우징(12)은 압축기 하우징(170)의 외부와 결합하도록 제1 단부(14) 부근에 위치된 플랜지(18)를 형성한다. 방열핀(19)들은 원통형 하우징(12) 주위에 형성될 수 있고 원통형 하우징(12)은 알루미늄과 같은 충분한 강도와 열방출 특성을 제공하는 소정의 물질로 형성될 수 있다.

원통형 헤드(20)는 원통형 하우징(12)의 제2 단부(16)에 고정된다. 원통형 헤드(20)는 통상 밸브판(22)과 공기 연결 유니트(24)를 구비하고 공기 연결 유니트(24)는 기계적 체결구(26)를 통하여 원통형 하우징(12)의 제2 단부(16)위에 밸브판(22)을 고정시킨다. 별개의 기계적 체결구(27)는 밸브판(22)을 공기 연결 유니트(24)에 고정시킨다. 공기 연결 유니트(24)는 공기 인입구(28)를 구비한다. 공기 인입라인(30)은 공기 인입구(28)로부터 연장하고 여기에 언급된 압축기 하우징(170)에 연결된다. 또한, 공기 연결 유니트(24)는 공기 배출구(32)를 구비한다. 공기 연결라인(34)은 공기 배출구(32)로부터 연장되어 언급된 제2 피스톤 실린더(100)에 제공된 공기 인입구에 직접 또는 간접적으로 유체 연결된다. 더욱이, 밸브판(22)은 종래의 리드 밸브 조립체(도시 않됨)를 구비하여 공기 인입라인(30)과 공기 인입구(28)을 통하여 원통형 하우징(12) 내부로 공기가 흐르고 공기 배출구(32)와 공기 연결라인(34)를 통하여 원통형 하우징(12)으로부터 공기가 배출되게 하여 제2 피스톤 실린더(100)에 가압 공기를 제공한다. 공기 연결 유니트(24), 공기 인입라인(30) 및 공기 연결라인(34)들은 알루미늄과 같은 충분한 강도와 열방출 특성을 제공하는 소정의 물질로 형성될 수 있다. 원통형 하우징(12)은 내면(36)을 가진다.

도7-8을 참조하면, 제1 피스톤 실린더(10)는 원통형 하우징(12) 내부에서 왕복동 가능한 피스톤(40)을 가진다. 피스톤(40)은 제1 단부(42)와 제2 단부(44)를 구비하고 알루미늄과 같은 충분한 강도와 열방출 특성을 제공하는 소정의 물질로 제조된다. 하나 또는 그 이상의 웨어 밴드 또는 링(46)들이 피스톤(40)의 제1 단부(42) 근처의 피스톤(40) 주위에 제공된다. 웨어 밴드 또는 링(46)들은 원통형 하우징(12)의 내면(36)과 접촉하게 비금속이 바람직하며 상표명 Torlon 폴리아미드-이미드로 제조될 수 있다. 한 쌍의 피스톤 링(48)들이 원통형 하우징(12)의 내면(36)과 접촉하게 피스톤(40)의 단부(42) 주위에 설치된다. 피스톤 링(48)들은 원통형 하우징(12)의 내면(36)과 유체-밀봉을 형성하게 상표명 Teflon(PTFE)과 같은 비금속 구성물인 것이 바람직하다. 피스톤(40)의 몸체는 축상 공간 또는 요홈(50)과 가로지르는 공간 또는 보어(52)를 제공하고 보어는 대개는 축상 공간 또는 요홈(50)과 직교한다. 가로지르는 보어(52)는 피스톤(40)의 몸체를 통하여 횡으로 연장하는 리스트 핀(54)을 지지한다. 리스트 핀(54)은 강체 리스트 핀 또는 도시된 바와 같은 원통형 리스트 핀(54) 일 수 있다. 리스트 핀(54)은 피스톤(40)의 제2 단부(44) 내부로 연장하여 리스트 핀(54)에 결합하는 기계적인 체결구(55)에 의해서 가로지르는 보어(52) 내부에 위치한다. 리스트 핀(54)은 이후에 상세히 설명되듯이 크랭크샤프트 조립체(240)와 연결된 커넥팅 로드와 결합하거나 연결된다. 리스트 핀(54)은 알루미늄과 같은 충분한 강도와 열방출 특성을 제공하는 소정의 물질로 제조될 수 있다.

공지의 리스트 핀 조립체들은 대개 니들 베어링이 끼워진 강체 샤프트 리스트 핀이다. 이러한 리스트 핀들은 정밀체이고 니들 베어링의 내부 레이스로서 작동한다. 리스트 핀들은 그 중앙에서의 벤딩 스트레스를 지지하기에 충분한 크기의 횡단면적을 가져야 하고 그 표면은 베어링의 니들 롤러의 하중을 지지하기에 충분한 경도를 가져야 한다. 니들 베어링은 고온의 그리스와 고온의 밀봉을 필요로하고 베어링 공간 내부에 그리스를 포함한다. 이러한 종래의 리스트 핀들은 니들 베어링 내부에서 미끄러질 수 있어서 리스트 핀의 단부들은 피스톤에 체결구로 체결되어야 하고 충격 흡수 비금속 부싱들은 리스트 핀 단부와 피스톤 리스트 핀 보어사이에 위치된다.

상기에 언급된 리스트 핀(54)은 가로지르는 보어(52) 내부로 프레스 피팅되는 한 쌍의 건식 윤활 부싱(56)으로 구성된 무오일 조립체에 의해서 가로지르는 보어(52) 내부에 지지된다. 건식 윤활 부싱(56)은 통상 금속 케이스와 폴리머 라이너로 구성된다. 건식 부싱은 대개는 여유를 가지거나 윤활제없이 주행하는 플레인 합성 부쉬들이며 낮은 마찰 계수를 지닌다. 건식 부싱들은 폴리머 건식 부싱 및 합금 부싱을 포함할 수 있다. 이러한 무오일 조립체는 중심부(58)로부터의 압축 및 흡입력을 리스트 핀(54)의 마주보는 단부(60),(62)로 전달하게 하여 리스트 핀(54)의 벤딩 모멘트를 줄이고 리스트 핀(54)이 별도의 요소없이 균질 물질의 일정한 횡단면을 가지게 하여 무게를 줄여준다. 또한, 건식 윤활 부싱(56)들은 하기에 언급되는 크랭크샤프트 조립체(240)와 연결된 커넥팅 로드를 통해 직접 전달되는 부하 대신에 피스톤(40)을 통해 직접 전달되는 베어링 지지를 제공한다. 결과적으로, 압축 부하는 보다 큰 베어링 면적과 보다 큰 베어링 능력으로 지지된다. 또한, 건식 윤활 부싱(56)들은 PEAK 물질로 코팅되거나 PEAK 라이너를 구비하기 때문에 자체 윤활된다. 작동에 있어서, 자체 윤활, 건식 윤활 부싱(56)들은 건식 윤활 부싱(56)과 리스트 핀(54)사이에 이루어지는 슬라이딩 조인트를 윤활한다. 상기 언급된 건식 윤활 부싱(56)과 리스트 핀(54)에 의해서 압축 부하가 리스트 핀(54)의 중심부(58)로부터 리스트 핀(54)의 2개의 단부(60),(62)로 전달되어 종래와 같이 두꺼운 리스트 핀을 필요로 하지 않게 해 준다. 리스트 핀(54)은 중심부(58)에서 벤딩 스트레스를 받지 않기 때문에 리스트 핀(54)의 표면은 하기에 언급된 크랭크샤프트 조립체(240)와 관련된 니들 베어링의 부하를 지지할 만큼 강할 필요는 없다. 또한, 베어링 공간 내부에 그리스를 수용하는데 높은 온도의 그리스와 높은 온도의 밀봉은 요구되지 않는다. 더욱이, 리스트 핀(54)은 커넥팅 로드의 후프 내부에 프레스 피팅되기 때문에 리스트 핀이 니들 베어링 내부에서 미끄러질 수 없다. 따라서, 리스트 핀(54)의 단부(60),(62)는 어떤 체결구 없는 부유상태가 될 수 있다. 상기에 언급한 종래의 리스트 핀에서 요구되는 충격 흡수 비금속 부싱들은 필요없다. 이러한 특징들은 제2 피스톤 실린더(100)와 관련된 언급된 리스트 핀에 존재한다.

작동에 있어서, 피스톤(40)은 크랭크샤프트 조립체(240)을 통해서 발생되는 왕복 이동으로 작동한다. 압축기 하우징(170) 내부의 공기는 피스톤(40)의 하향이동으로 공기 인입라인(30)과 공기 인입구(28)를 통하여 실린더 하우징(12) 내부로 흡입되고 피스톤(40)의 상향이동 중에 압축된다. 밸브판(22)에 연결된 리드 밸브는 피스톤(40)의 하향이동 중에 개방되어 공기를 공기 인입라인(30)과 공기 인입구(28)로부터 실린더 하우징(12)속으로 끌어당기고 상향이동 중에는 닫히는 부분을 가진다. 더욱이, 도시되지 않은 리드 밸브는 피스톤(40)의 하향이동 중에는 닫히고 피스톤(40)의 상향이동 중에는 개방되는 다른 부분을 가져서 실린더 하우징(12) 내부의 공기가 압축되고 공기 배출구(32)와 공기 연결라인(34)를 통해서 실린더 하우징(12) 외부로 안내되며 제2 피스톤 실린더(100)와 연결된 언급된 공기 인입구로 이송된다.

상기에 언급되듯이, 제2 피스톤 실린더(100)는 제1 피스톤 실린더(10)와 거의 동일한 구성을 가진다. 일반적으로 제1 피스톤 실린더(10)는 제2 피스톤 실린더(100) 보다 크고 제2 피스톤 실린더(100) 보다 큰 직경을 가진다. 제2 피스톤 실린더(100)는 압축기 하우징(170)의 상응한 구멍속에 삽입되는 제1 단부(114)와 제2 단부(116)를 가지는 원통형 하우징(112)을 구비한다. 원통형 하우징(112)은 압축기 하우징(170)의 외부와 결합하는 제1 단부(114) 부근에 위치된 플랜지(118)를 가진다. 방열핀(119)들은 원통형 하우징(112) 주위에 제공되고 원통형 하우징(112)은 알루미늄과 같은 충분한 강도와 열방출 특성을 제공하는 소정의 물질로 형성될 수 있다.

실린더 헤드(120)는 실린더 하우징(112)의 제2 단부(116)에 고정된다. 실린더 헤드(120)는 통상 밸브판(122)과 공기 연결 유니트(124)를 구비하고 공기 연결 유니트(124)는 밸브판(122)을 기계적 체결구(126)을 통하여 실린더 하우징(112)의 제2 단부(116)위에 고정시킨다. 별도의 기계적 체결구(127)는 밸브판(122)을 공기 연결 유니트(124)에 고정시킨다. 공기 연결 유니트(124)는 제1 피스톤 실린더(10)의 공기 연결 유니트(24)에 연결된 공기 배출구(32)로부터 연장된 공기 연결라인(34)에 직접 또는 간접적으로 유체 연결되는 공기 인입구(128)를 구비한다. 도1에 도시되듯이, 공기 매니폴드(300)는 제1 피스톤 실린더(10)의 공기 연결라인(24)과 연결된 공기 배출구(32)로부터 제2 피스톤 실린더(100)의 공기 연결 유니트상의 공기 인입구(128)로 연장하는 공기 연결라인(34) 내부의 중간 장치로서 제공된다. 또한 공기 연결 유니트(124)는 공기 연결라인(134)을 통하여 배출 공기 매니폴드(302)와 같은 하향흐름부 또는 장치에 연결되는 공기 배출구(132)를 구비한다. 밸브판(122)은 공기 연결라인(34)과 공기 인입구(128)를 통하여 원통형 하우징(112) 내부로 공기가 흐르게 하고 공기 배출구(132)와 공기 연결라인(134)을 통하여 원통형 하우징(112)으로부터 배출되게 하는 종래의 리드 밸브 조립체(도시 않됨)를 구비하여 압축 공기를 공기 연결라인(134)를 통하여 배출 공기 매니폴드(302)와 같은 하향흐름부에 제공한다. 공기 연결 유니트(124)와 공기 연결라인(134)은 알루미늄과 같은 충분한 강도와 열방출 특성을 제공하는 소정의 물질로 형성될 수 있다. 원통형 하우징(112)은 내면(136)을 가진다.

도1-8을 참조하면, 제2 피스톤 실린더(100)는 실린더 하우징(112) 내부에서 왕복동하는 피스톤(140)을 구비한다. 피스톤(140)은 제1 단부(142)와 제2 단부(144)를 가진다. 하나 또는 그 이상의 웨어 밴드 또는 링(146)들이 피스톤(140)의 제1 단부(142) 근처의 피스톤(140)의 몸체 주위에 제공된다. 웨어 밴드 또는 링(146)들은 원통형 하우징(112)의 내면(136)과 접촉하는 비금속이 바람직하고 상표명 Torlon 폴리아미드-이미드로 제조될 수 있다. 한 쌍의 피스톤 링(148)이 피스톤(140)의 제1 단부(142) 주위에 제공되고 원통형 하우징(112)의 내면(136)과 접촉하게 된다. 피스톤 링(148)은 상표명 Teflon(PTFE)과 같은 비금속 구성이 바람직하며 통상 원통형 하우징(112)의 내면(136)과 유체 밀봉을 형성한다. 피스톤(140)의 몸체는 축상 공간 또는 요홈(150)과 가로지르는 공간 또는 보어(152)를 가지며 보어는 일반적으로 축상 공간 또는 요홈(150)과 직교한다. 가로지르는 보어(152)는 피스톤(140)의 몸체를 횡으로 연장하는 리스트 핀(154)를 지지한다. 리스트 핀(154)은 강체 리스트 핀이거나 도시되듯이 원통형 리스트 핀(154)이다. 리스트 핀(154)은 피스톤(140)의 제2 단부(144) 내부로 연장하여 리스트 핀(154)과 결합하는 기계적 체결구(155)에 의해서 가로지르는 보어(152) 내부에 위치된다. 리스트 핀(154)은 이후에 언급된 크랭크샤프트 조립체(240)와 연결된 커넥팅 로드와 결합 또는 연결되게 제공된다. 리스트 핀(154)은 알루미늄과 같은 충분한 강도와 열방출 특성을 제공하는 소정의 물질로 제조될 수 있다.

리스트 핀(54)과 유사한 방법으로, 리스트 핀(154)은 가로지르는 보어(152) 내부에 프레스 피팅되는 한 쌍의 건식 윤활 부싱(156)으로 구성된 무오일 조립체에 의해서 가로지르는 보어(152) 내부에 지지된다. 건식 윤활 부싱(156)들은 통상 금속 케이스와 폴리머 라이너로 구성된다. 이러한 무오일 조립체는 중심부(158)로부터의 압축 및 흡입력을 리스트 핀(154)의 마주보는 단부(160),(162)로 전달하게 하여 리스트 핀(154)의 벤딩 모멘트를 줄이고 리스트 핀(154)이 별도의 요소없이 균질 물질의 일정한 횡단면을 가지게 하여 무게를 줄여준다. 또한, 건식 윤활 부싱(156)들은 커넥팅 로드를 통해 직접 전달되는 부하 대신에 피스톤(140)을 통해 직접 전달되는 베어링 지지를 제공한다. 결과적으로, 압축 부하는 보다 큰 베어링 면적과 보다 큰 베어링 능력으로 지지된다. 또한, 건식 윤활 부싱(156)들은 PEAK 물질로 코팅되거나 PEAK 라이너를 구비하기 때문에 자체 윤활된다. 작동에 있어서, 자체 윤활, 건식 윤활 부싱(156)들은 건식 윤활 부싱(156)과 리스트 핀(154)사이에 이루어지는 슬라이딩 조인트를 윤활한다. 리스트 핀(54)에 대한 상기에 언급된 여러 가지 장점들은 리스트 핀(154)에 유사하게 적용된다.

작동에 있어서, 피스톤(140)은 크랭크샤프트 조립체(240)을 통해서 발생되는 왕복 이동으로 작동한다. 공기는 피스톤(140)의 하향이동으로 공기 인입라인(130)과 공기 인입구(128)를 통하여 실린더 하우징(112) 내부로 흡입되고 피스톤(140)의 상향이동 중에 압축된다. 밸브판(122)에 연결된 리드 밸브 조립체(도시 않됨)는 피스톤(140)의 하향이동 중에 개방되어 공기를 공기 인입라인(130)과 공기 인입구(128)로부터 실린더 하우징(112)속으로 끌어당기고 상향이동 중에는 닫히는 부분을 가진다. 더욱이, 도시되지 않은 리드 밸브는 피스톤(140)의 하향이동 중에는 닫히고 피스톤(140)의 상향이동 중에는 개방되는 다른 부분을 가져서 실린더 하우징(112) 내부의 공기가 압축되고 공기 연결라인(134)를 통해서 실린더 하우징(112) 외부로 안내되며 공기 연결라인(134)를 통해서 배출 공기 매니폴드(302)와 같은 하향흐름부로 이송된다.

도9를 참조하면, 압축기 하우징 또는 크랭크케이스(170)는 적어도 제1 하우징 부(172)와 제2 하우징 부(174)로 이루어진 합성 구조물이 바람직하다. 일반적으로 제1 및 제2 하우징 부(172),(174)는 각각 압축기 하우징(170)을 함께 형성하기에 적합한 직육면체형 구조물들이다. 이러한 목적으로, 제1 및 제2 하우징 부(172),(174)는 볼트와 너트 조립과 같은 종래의 기계적 체결구(177)를 사용하여 함께 결합되기에 적합한 각각의 측방 플랜지(176),(178)들을 가진다. 측방 플랜지(176),(178)상에 부싱(179)를 위치시켜서 기계적 체결구(177)를 수용하게 측방 플랜지(176),(178)의 상응한 구멍들을 적당히 배치시킨다. 제1 하우징 부(172)는 제1 피스톤 실린더(10)의 원통형 하우징(12)의 제1 단부(14)를 수용하는 크기의 구멍(180)을 가진다. 이와 유사하게 제2 하우징 부(174)는 제2 피스톤 실린더(100)의 원통형 하우징(122)의 제1 단부(114)를 수용하는 크기의 구멍(182)을 가진다. 마운팅 요소(184)는 제1 및 제2 피스톤 실린더(10),(100)의 원통형 하우징(12),(112)상의 각각의 플랜지(18),(118)의 구멍(도시 않됨)에 결합하고 종래의 너트 또는 유사한 체결구로 구멍(180),(182) 내부에 피스톤 실린더(10),(100)를 제위치에 고정시키는 마운팅 페그 또는 볼트이다.

도4에 도시되듯이, 제1 하우징 부(172)는 마주보는 측방벽(186)을 가진다. 공기 인입라인(30)은 공기 인입구(188)과 유체 연결되게 위치되고 마주보는 하나의 측방벽(186)의 제1 하우징 부(172) 내부에 제공되며 기계적 체결구를 통하여 제1 하우징 부(172)의 측방벽(186)에 고정되어 제1 피스톤 실린더(10)를 압축기 하우징(170)의 내부와 유체 연통하게 위치시킨다. 다른 예로서, 공기 인입구(188)가 제1 피스톤 실린더(10)를 지지하는 제1 하우징 부(170)의 측방벽에 제공될 수 있고 이러한 실시예가 도2-3에 도시되고 도6에서는 단면도로 도시된다. 도9는 공기 인입구(188)의 2개의 위치를 도시하는데, 사용하지 않을 때는 미사용 공기 인입구(188)는 커버판(189)으로 덮혀진다. 또한 제2 하우징 부(174)는 일반적으로 조립된 압축기 하우징(170)의 내부에 공기 인입을 제공하는 공기 인입구(190)를 포함한다. 공기 인입구(190)는 도1에 도시되듯이 압축기 하우징(170)으로 들어오는 공기를 여과하는 필터링 장치(304)에 연결된 공기 인입라인(192)에 결합 또는 연결될 수 있다.

제1 하우징 부(172)와 제2 하우징 부(174)는 상기에 언급한 바와 같이 조립되면 압축기 하우징(170)을 형성한다. 제1 피스톤 실린더(10)와 제2 피스톤 실린더(100)가 제1 하우징 부(172)와 제2 하우징 부(174)의 각각의 구멍(180),(182)에 고정되면, 각각의 제1 및 제2 피스톤 실린더(10),(100)들은 압축기 하우징(170)의 마주보는 긴 벽(194)으로부터 외부로 연장한다. 압축기 하우징(170)의 단부벽(196)들은 제1 및 제2 하우징 부(172),(174)의 조립으로 제공되고 이들 단부벽(196)들은 압축기 하우징(170)의 각각의 축상 구멍(198),(200)을 제공한다.

요약하면, 도시된 압축기 하우징(170)은 함께 조립되면 하나가 되는 적어도 2개의 하우징 부(172),(174) 형태의 분리된 반제품으로 이루어진다. 2개의 분할부는 위치 부싱(179)에 의해서 서로 마주보게 위치되고 기계적 체결구(177)에 의해서 함께 지지된다. 분할된 압축기 하우징(170)의 장점은 예컨대 제조비와 조립비에 관련된다. 압축기 하우징(170)이 적어도 2개의 부품으로 되면, 압축기 하우징(170)을 주조하는 공구가 작아질 수 있고 결국, 보다 많은 주조 공장이 이러한 부품을 제조할 수 있다. 이러한 제조 장점은 큰 주조 공구와 설비를 요구하는 큰 단품 하우징의 비용을 절약하게 할 수 있다. 이 분야에서 알고 있듯이, 크랭크샤프트는 크랭크케이스속에 위치되기 전에 조립되어야 하기 때문에 단품 압축기 크랭크케이스는 커야 하고 조립된 크랭크샤프트는 그속을 통과할 수 있게 큰 구멍이 크랭크케이스에 제공되어야 한다. 단품 크랭크케이스에서 조립된 크랭크샤프트를 수용할 수 있는 큰 구멍을 통하여 크랭크샤프트를 설치하는 것은 시간도 많이 들고 어렵다. 통상 크랭크샤프트는 크랭크케이스 내부로 조심스럽게 조립되고 커넥팅 로드를 크랭크케이스와 접촉하지 않게 연속적으로 재위치시킨다. 단품 크랭크샤프트는 80파운드 이상의 무게가 나갈 수 있고 조정이 매우 어렵다. 본 발명의 압축기 하우징(170)은 크랭크샤프트 조립체(240)가 조립될 수 있게 하고 고정되어 유지되게 하며 적어도 2개의 하우징 부(172),(174)들이 크랭크샤프트 조립체(240)의 어느 한쪽에 놓여지고 고정된다. 이러한 조립 과정은 종래와 같이 무거운 크랭크샤프트를 조정할 필요가 없게 해 준다. 합성 압축기 하우징(170)을 제공함으로써 압축기 하우징(170)은 어느 곳이나 보다 작고, 가볍고, 주조와 가공이 쉽고, 조립이 용이하게 될 수 있다. 압축기 하우징(170)을 형성하는 제1 및 제2 하우징 부(172),(174)는 알루미늄과 같은 충분한 강도와 열방출 특성을 제공하는 소정의 물질로 형성될 수 있다.

압축기 하우징(170)의 제1 축상 구멍(198)은 제1 크랭크샤프트 마운팅 요소(202)를 지지하고, 제1 크랭크샤프트 마운팅 요소는 일반적으로 제1 축상 구멍(198)을 둘러싸고 기계적 체결구(203)를 통해서 압축기 하우징(170)의 단부벽(196)에 지지된다. 제1 크랭크샤프트 마운팅 요소(202)는 제1 하우징 부(172)와 제2 하우징 부(174)의 조립으로 형성된 리시빙 환상부(206) 내부에 놓이는 환상부(204)를 가진다. 제1 크랭크샤프트 마운팅 요소(202)의 환상부(204)는 제1 메인 크랭크샤프트 베어링(208)을 지지하고 제1 메인 크랭크샤프트 베어링은 크랭크샤프트 조립체(240)의 한 단부를 지지한다. 제1 메인 크랭크샤프트 베어링(208)은 크랭크샤프트 조립체(240)에 놓이는 제1 샤프트 시일(210)과 제1 크랭크샤프트 마운팅 요소(202)의 환상부(204) 내부에 안쪽으로 위치되는 제2 샤프트 시일(212)에 의해서 제위치에 밀폐된다. 또한, 제1 크랭크샤프트 마운팅 요소(202)는 구동 모터(306)와 같은 구동부와 연결되게 공기 압축기(2)를 장착시키는 외부 마운팅 케이지(214)를 지지한다.

압축기 하우징(170)의 제2 축상 구멍(200)은 제2 크랭크샤프트 마운팅 요소(222)를 지지하고 제2 크랭크샤프트 마운팅 요소는 통상 제2 축상 구멍(200)을 둘러싸며 기계적 체결구(223)를 통하여 압축기 하우징(170)의 마주보는 단부벽(196)에 지지된다. 제2 크랭크샤프트 마운팅 요소(222)는 제1 하우징 부(172)와 제2 하우징 부(174)의 조립으로 제공된 리시빙 환상부(226) 내부에서 밀폐되는 환상부(224)를 가진다. 제2 크랭크샤프트 마운팅 요소(222)의 환상부(224)는 제2 메인 크랭크샤프트 베어링(228)을 지지하고 제2 메인 크랭크샤프트 베어링은 크랭크샤프트 조립체(240)의 다른 단부를 지지한다. 제2 메인 크랭크샤프트 베어링(228)은 크랭크샤프트 조립체(240)에 놓이는 제1 샤프트 시일(230)과 제2 크랭크샤프트 마운팅 요소(222)의 환상부(224) 내부에 안쪽으로 위치하는 제2 샤프트 시일(232)에 의해서 제위치에 밀폐된다. 각각의 제1 및 제2 크랭크샤프트 마운팅 요소(202),(222)들은 크랭크샤프트 조립체(240)의 마주보는 단부들을 지지하고 압축기 하우징(170)을 형성하는 제1 및 제2 하우징 부(172),(174)의 조립으로 제공되는 제1 및 제2 축상 구멍(198),(200)들을 둘러싼다. 도1-4 및 도9에 도시되듯이, 제1 및 제2 하우징 부(172),(174)들은 압축기 하우징(170)의 내부로 접근하게 하거나 압축기 하우징(170)에 추가의 공기 처리 도관들을 연결하는 지점들을 제공하는 몇개의 추가 구멍(234)들을 제공한다. 이러한 추가 구멍(234)들은 적당한 기계적 체결구를 통해서 압축기 하우징(170)에 고정되는 추가의 덮개(236)로 덮혀질 수 있다.

도10-11을 참조하면, 크랭크샤프트 조립체(240)는 크랭크샤프트 중심부(242)와 2개의 크랭크샤프트 단부(244),(246)으로 구성된 합성 조립체이다. 제1 크랭크샤프트 단부(244)는 제1 크랭크샤프트 마운팅 요소(202)의 제1 메인 크랭크샤프트 베어링(208)에 의해서 지지된다. 상기에 언급했듯이, 제1 크랭크샤프트 마운팅 요소(202)는 공기 압축기(2)를 도1에 도시된 구동 모터(306)와 같은 구동부와 연결되게 장착하는 외부 마운팅 케이지(214)를 지지한다. 따라서, 제1 크랭크샤프트 단부(244)는 회전운동을 크랭크샤프트 조립체(240)에 전달하는 구동 모터와 결합하게 위치된다. 반대쪽 크랭크샤프트 단부(246)는 제2 크랭크샤프트 마운팅 요소(222)의 제2 메인 크랭크샤프트 베어링(228)에 의해서 지지되고 이러한 단부(246)는 공기 압축기(2)와 연결된 냉각팬(308)과 결합하게 위치된다. 크랭크샤프트 중심부(242)의 마주보는 단부(248)들은 프레스 피팅 및 유사한 연결구에 의해서 크랭크샤프트 단부(244),(246)의 각각의 공간(250) 내부에 고정된다.

도10-11에 도시되듯이, 크랭크샤프트 조립체(240)는 각기 제1 및 제2 피스톤 실린더(10),(100)의 피스톤(40),(140)에 연결된 적어도 2개의 커넥팅 로드(252),(254)를 지닌다. 각각의 커넥팅 로드(252),(254)들은 크랭크샤프트 중심부(242)의 각각의 단부(248)에 인접해 제공된 각각의 원주상 요홈(260) 내부로 프레스 피팅되는 각각의 구형 롤러 베어링(258)에 의해서 크랭크샤프트 중심부(242)상에 지지되는 제1 원형 단부 플랜지(256)를 지닌다. 구형 롤러 베어링(258)들은 각각의 프레스 피팅 크랭크샤프트 단부(244),(246)에 의해서 요홈(260) 내부에 제위치에서 지지된다. 도12를 참조하면, 상기에 언급된 것은 제1 및 제2 피스톤 실린더(10),(100)에 의해서 제공되는 2개의 압축 피스톤 실린더를 가지는 공기 압축기(2)에 관한 것이나, 추가의 피스톤 실린더가 공기 압축기(2)에 설치될 수 있다. 도12는 추가의 피스톤 실린더(도시 않됨)가 공기 압축기(2)에 설치되는 경우를 도시하며 추가의 커넥팅 로드(262)는 크랭크샤프트 중심부(242)상에 커넥팅 로드(254) 근처에 설치되어 추가적인 피스톤 실린더(도시 않됨)를 작동시키는 구동력을 제공한다. 소정 길이의 스페이서(264)가 이러한 실시예에서 요구되듯이 각각의 커넥팅 로드(252),(254),(262)들을 크랭크샤프트 중심부(242)에 고정하는데 사용될 수 있다.

커넥팅 로드(252),(254) 각각은 니들 베어링(268)에 의해서 피스톤(40),(140)과 연결되는 각각의 리스트 핀(54),(154)상에 지지된 제2 원형 단부 플랜지(266)을 지닌다. 샤프트 시일(270)들은 구형 롤러 베어링(258)을 밀봉하도록 구형 롤러 베어링(258)의 일측상에 그리고 크랭크샤프트 중심부(242) 주위에 외부로 제공된다. 유사하게, 샤프트 시일(272)도 니들 베어링(268)을 밀봉하게 각각의 니들 베어링(268)의 일측상에 그리고 각각의 리스트 핀(54),(154) 주위에 외부로 제공된다. 또한, 도11의 단면도를 참조하면, 크랭크샤프트 중심부(242)는 통상 단부(248)에서 끝나는 2개의 마주보는 샤프트 부 또는 아암부(274),(276)에 의해서 제공되는 오프셋 구성을 가진다. 각각의 내부 통로(278),(280)들은 플러그(282)로 각기 밀폐되는 축상 아암부(274),(276) 내부에 제공된다. 크랭크샤프트 중심부(242), 단부(244),(246) 및 커넥팅 로드(252),(254),(262)들은 스틸과 같은 충분한 강도를 제공하는 소정의 물질로 형성될 수 있다.

복수-부품 크랭크샤프트 조립체(240)는 크고 무거운 단품 크랭크샤프트로 대체될 수도 있다. 이러한 단품 크랭크샤프트는 고가의 공구가 요구되는 큰 공작소에 의해서 주조되거나 단조되어 진다. 또한, 특수한 기계가 단품 크랭크샤프트를 가공하고 밸런스 잡는데 요구된다. 단품 크랭크샤프트를 사용하면, 커넥팅 로드용 베어링이 단품 크랭크샤프트 상에 그리고 종종 크랭크샤프트 메인 베어링의 베어링 시트위에 설치될 수 있는 크기를 가져야 한다. 이것은 커넥팅 로드용 베어링이 필요한 것보다 커서 무게와 크기가 커지게 된다는 것을 의미한다. 또한, 이러한 종래의 구조는 볼트-온 카운터웨이트를 추가로 필요로 하여 풀어지면 압축기가 파괴될 수 있다.

상기에 언급된 복수-부품 크랭크샤프트 조립체(240)는 비교적 작고 주조 또는 단조로 제조될 수 있는 크랭크샤프트 중심부(242)로 제조된다. 또한, 2개의 크랭크샤프트 단부(244),(246)들은 일체로 체결구없이 카운터웨이트를 가진다. 이러한 구성은 큰 장비없이 주조 또는 단조되기에 충분히 작다. 따라서, 특수한 크랭크샤프트 제조장비도 필요로 하지 않는다. 커넥팅 로드(252),(254),(262)와 연결된 구형 롤러 베어링(258)은 단품 크랭크샤프트 경우와 같이 크랭크샤프트 메인 베어링 시트 또는 크랭크샤프트 밴드위를 지나지 않기 때문에 피스톤(40),(140)의 부하를 근거로 크기가 정해져서 결국에는 작아질 수 있다.

크랭크샤프트 중심부(242)는 같은 드로우를 가지는 적당한 단부 카운터웨이트 부(244)와 모터 단부 축 아암부(274) 및 같은 드로우를 가지는 단부 카운터웨이트 부(246)와 팬 단부 축 아암부(276)를 포함한 의도적인 적용을 근거한 적당한 드로우를 가지게 설계될 수 있다. 또한, 스페이서(264)는 구형 롤러 베어링(258)을 지지하고 도12에 도시된 복수-커넥팅 로드 배치로 이들을 적당히 위치시키도록 사용된다. 크랭크샤프트 중심부(242)는 조립된 구형 롤러 베어링(258)을 제위치에 고정시켜서 커넥팅 로드(252),(254),(262)를 지지하도록 제공된다. 상기에 언급했듯이, 2개 이상의 피스톤 실린더를 가지는 공기 압축기(2)에서는, 스페이서(264)는 각각의 베어링(258)의 내부 베어링 레이스를 눌러서 조립된 구형 롤러 베어링(258)을 제위치로 지지한다. 또한, 크랭크샤프트 중심부(242)는 마주보는 단부(248)들이 크랭크샤프트 단부(244),(246)의 각각의 공간(150) 내부로 프레스 피팅되게 제공된다. 2개의 크랭크샤프트 단부(244),(246)들은 크랭크샤프트 중심부(242)를 수용하고 구형 롤러 베어링(258)의 내부 레이스 또는 도12에 도시된 복수-커넥팅 로드 배치로 구형 롤러 베어링(258)의 내부 레이스를 누르는 스페이서(264)를 누른다. 크랭크샤프트 단부(244),(246) 또는 스페이서(264)들이 내부 레이스가 헛돌지 않게 지지하기에 충분하기 때문에 구형 롤러 베어링(258)과 크랭크샤프트 중심부(242)사이의 결합은 프레스 피팅 결합이 되지는 않는다. 커넥팅 로드 베어링(268)을 분해검사시 교체하기 위해서 크랭크샤프트 조립체(240)를 쉽게 분해하려면, 구멍들이 내부 통로(278),(280)와 교차하도록 크랭크샤프트 중심부(242) 내부로 가공되고 샤프트 아암부(274),(276)에 제공되어서 유압 펌프가 크랭크샤프트 단부(244),(246)을 중심부(242)로부터 밀어부치게 부착될 수 있다.

또한, 도13에 도시되듯이, 다른 실시예에서는 크랭크샤프트 중심부(242)가 단부(248)에서 끝나는 2개의 마주보게 분리된 샤프트 부 또는 아암부(274),(276)에 의해서 제공되는 오프셋 구성을 가진다. 도13에는 도시되지 않았지만 도11에 도시된 형태일 수 있는 각각의 중간 통로(278),(280)들은 샤프트 아암부(274),(276) 내부에 제공될 수 있고 각각의 플러그(282)로 밀폐될 수 있다. 도13의 크랭크샤프트 중심부(242)는 각각의 축부 또는 아암부(274),(276)의 결합 단부(298)들을 수용하는 한 쌍의 구멍(292)들을 제공한다. 복수-부품 크랭크샤프트 중심부(242)는 상기에 언급된 단일 크랭크샤프트 중심부(242)의 위치에서 쉽게 사용될 수 있다. 복수-부품 크랭크샤프트 중심부(242)는 제조를 쉽게 한다. 결합 단부(298)는 기계적 체결 또는 끼워맞춤 방법 및 기계 분야에서 알려진 유사한 방법으로 관통 구멍(292) 내부에 고정될 수 있다.

철도차량용 무오일 공기 압축기의 실시예가 상기의 설명에서 언급되었으나, 이 분야의 기술자는 본 발명의 영역과 정신을 벗어나지 않고 이러한 실시예로부터 변경예를 만들 수 있다. 따라서, 상기의 설명은 제한적이기 보다는 도시적이다. 상기에 언급된 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서 정의되고 청구범위의 의미와 균등 범위 내의 본 발명의 모든 변경 예는 청구범위 내에 속한다.

도1은 구동 모터와 냉각팬과 조립되어 도시되는 철도차량용 무오일 공기 압축기의 사시도이다.
도2는 도1에 도시된 무오일 공기 압축기의 제1 사시도이다.
도3은 도1에 도시된 무오일 공기 압축기의 제2 사시도이다.
도4는 도1에 도시된 무오일 공기 압축기의 제3 사시도이다.
도5는 도4의 선 5-5를 따른 횡단면도이다.
도6은 도1에 도시된 무오일 공기 압축기의 종단면도이다.
도7은 도1에 도시된 무오일 공기 압축기의 피스톤의 분해사시도이다.
도8은 도1에 도시된 무오일 공기 압축기의 조립된 피스톤의 횡단면도이다.
도9는 도1에 도시된 무오일 공기 압축기의 복수-요소 압축기 하우징의 분해사시도이다.
도10은 도1에 도시된 무오일 공기 압축기의 복수-요소 크랭크샤프트 조립체의 사시도이다.
도11은 도10에 도시된 복수-요소 크랭크샤프트 조립체의 종단면도이다.
도12는 도1에 도시된 무오일 공기 압축기의 3개의 실린더 실시예인 다른 실시예의 복수-요소 크랭크샤프트 조립체의 분해사시도이다.
도13은 다른 실시예인 복수-요소 크랭크샤프트의 횡단면도이다.

2: 공기 압축기 10,100: 피스톤 실린더
12: 원통형 하우징 18: 플랜지
19: 방열핀 20: 실린더 헤드
22: 밸브판 24: 공기 연결 유니트
26,27: 기계적 체결구 28: 공기 인입구
30: 공기 인입라인 32: 공기 배출구
34: 공기 연결라인 40: 피스톤
170: 압축기 하우징 240: 크랭크샤프트 조립체

Claims

적어도 제1 하우징 부와 제2 하우징 부를 가지는 압축기 하우징;
상기 압축기 하우징 내부의 제1 구멍 내부에 지지되는 제1 피스톤 실린더;
상기 압축기 하우징의 제2 구멍 내부에 지지되고 상기 제1 피스톤 실린더에 유체 연결되는 제2 피스톤 실린더; 및
상기 압축기 하우징에 의해서 지지되고 각각의 커넥팅 로드에 의해서 상기 제1 및 제2 피스톤 실린더의 피스톤에 연결되는 복수-부품 크랭크샤프트 조립체로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 무오일 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 하우징 부와 제2 하우징 부들은 상기 압축기 하우징의 각각의 분할부를 형성하고 기계적 체결구로 함께 고정되는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1 피스톤 실린더는 상기 제2 피스톤 실린더보다 큰 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제1항에 있어서,
상기 크랭크샤프트 조립체는 하나의 크랭크샤프트 중심부와 2개의 단부를 가지는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제4항에 있어서,
상기 단부는 카운터웨이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제4항에 있어서,
상기 크랭크샤프트 중심부의 마주보는 단부들은 각각의 단부의 공간 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제4항에 있어서,
상기 크랭크샤프트 중심부는 제2 아암부로부터 오프셋된 제1 아암부를 가지고 상기 아암부의 각각은 각각의 커넥팅 로드에 연결된 베어링을 수용하는 원주상 요홈을 제공하는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제7항에 있어서,
상기 단부는 각각의 커넥팅 로드에 연결된 베어링에 고정되도록 상기 크랭크샤프트 중심부에 장착되는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
복수-부품 압축기 하우징;
상기 압축기 하우징의 제1 구멍 내부에 지지되는 제1 피스톤 실린더;
상기 압축기 하우징의 제2 구멍 내부에 지지되고 제1 피스톤 실린더에 유체 연결되는 제2 피스톤 실린더; 및
상기 압축기 하우징에 의해서 지지되고 각각의 커넥팅 로드에 의해서 제1 및 제2 피스톤 실린더의 피스톤들에 연결되는 복수-부품 크랭크샤프트 조립체로 구성되는 철도차량용 무오일 압축기에 있어서,
상기 커넥팅 로드들은 각각의 피스톤과 연결된 리스트 핀에 연결되고 리스트 핀들은 건식 윤활 부싱에 의해서 관련된 피스톤에 각기 지지되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 무오일 압축기.
제9항에 있어서,
상기 압축기 하우징은 적어도 제1 하우징 부와 제2 하우징 부를 가지는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제10항에 있어서,
상기 제1 하우징 부와 제2 하우징 부들은 압축기 하우징의 각각의 분할부를 형성하고 기계적 체결구로 함께 고정되는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제9항에 있어서,
상기 제1 피스톤 실린더는 상기 제2 피스톤 실린더보다 큰 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제9항에 있어서,
상기 크랭크샤프트 조립체는 하나의 크랭크샤프트 중심부와 2개의 단부를 가지는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제13항에 있어서,
상기 단부는 카운터웨이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제13항에 있어서,
상기 크랭크샤프트 중심부의 마주보는 단부들은 단부 내부의 각각의 공간 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제13항에 있어서,
상기 크랭크샤프트 중심부는 제2 아암부로부터 오프셋된 제1 아암부를 가지고 아암부 각각은 각각의 커넥팅 로드와 연결된 베어링을 수용하는 원주상 요홈을 제공하는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제16항에 있어서,
상기 단부들은 각각의 커넥팅 로드와 연결된 베어링을 고정시키도록 크랭크샤프트 중심부에 장착되는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.
제9항에 있어서,
건식 윤활 부싱이 PEAK 라이너를 가지는 것을 특징으로 하는 무오일 압축기.