KR20160023893A

KR20160023893A - 압축기 및 과급기

Info

Publication number: KR20160023893A
Application number: KR1020167002207A
Authority: KR
Inventors: 다이지 데즈카; 도시오 나카무라
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2016-03-03
Also published as: CN107701298B; KR101799707B1; EP3009633A1; CN105531460A; JP2015063956A; CN107701298A; EP3009633B1; EP3173630A1; WO2015045541A1; JP6097188B2; EP3173630B1; EP3009633A4

Abstract

스크롤실 프레임에 인접하는 프레임과 스크롤실 프레임을 체결하는 볼트의 파단을 효과적으로 억제하고, 이들 프레임을 안정적으로 결합할 수 있는 압축기 및 과급기를 제공하는 것을 목적으로 하고, 압축기 (10) 는, 공기를 압축하기 위한 임펠러 (14) 와, 임펠러 (14) 를 수용하고 공기를 안내하기 위한 공기 안내통 (16) 과, 공기 안내통 (16) 에 인접하여 형성되고, 공기 안내통 (16) 을 통과한 공기를 외부로 안내하기 위한 스크롤실 (18) 을 형성하는 스크롤실 프레임 (20) 과, 스크롤실 프레임 (20) 에 인접하여 형성되는 프레임 (22, 40) 과, 스크롤실 프레임 (20) 과 프레임 (22, 40) 을 체결하는 볼트 (25, 48) 와, 볼트 (25, 48) 의 헤드부 (26, 52) 와 스크롤실 프레임 (20) 사이에 형성된 스페이서 (28) 를 갖는다.

Description

압축기 및 과급기{COMPRESSOR AND SUPERCHARGER}

본 발명은, 내연 기관에 사용되는 압축기 및 과급기에 관한 것이다.

종래, 내연 기관에 공급하는 공기를 압축하기 위한 과급기로서, 공기를 압축하기 위한 임펠러와, 임펠러를 수용하고 공기를 안내하기 위한 공기 안내통과, 공기 안내통에 인접하여 형성되고, 공기 안내통을 통과한 공기를 외부로 안내하기 위한 스크롤실을 형성하는 스크롤실 프레임을 포함하는 압축기를 구비하는 것이 사용되고 있다.

특허문헌 1 에 기재된 과급기에는, 임펠러의 일부가 버스트하여 바깥쪽으로 비산되었을 때, 저널 베어링을 윤활하기 위한 윤활유의 헤드 탱크가 파손되어 오일 누출이 발생하지 않도록, 컴프레서의 디퓨저와 헤드 탱크 사이에 충격 흡수 격벽이 형성되어 있다.

일본 공개특허공보 2001-132465호

그런데, 과급기의 일부를 구성하는 압축기에 있어서 임펠러가 파단되면, 임펠러 파편은 임펠러의 반경 방향 외측을 향해 비산되어, 공기 안내통이나 그 주위의 프레임 등에 충돌할 가능성이 있다. 공기 안내통이나 그 주위의 프레임 등에 임펠러 파편이 충돌하면, 공기 안내통에 인접하는 스크롤실 프레임과 스크롤실 프레임에 인접하는 프레임을 체결하기 위한 볼트에 인장 응력이 발생하여, 그 볼트가 파단될 가능성이 있었다.

이 점에 관하여, 특허문헌 1 에는, 상기 서술한 바와 같이 임펠러의 일부가 비산되었을 때, 윤활유 헤드 탱크를 파손시키지 않기 위한 구성은 기재되어 있기는 하지만, 임펠러의 비산에서 기인하여 상기 볼트가 파단되는 문제 및 그 해결책에 대해서는 조금도 개시되어 있지 않다.

본 발명의 몇 가지 실시형태의 목적은, 스크롤실 프레임에 인접하는 프레임과 스크롤실 프레임을 체결하는 볼트의 파단을 효과적으로 억제하고, 이들 프레임의 안정적인 결합 상태를 실현할 수 있는 압축기 및 과급기를 제공하는 것이다.

본 발명의 몇 가지 실시형태에 관련된 압축기는,

(1) 공기를 압축하기 위한 임펠러와,

상기 임펠러를 수용하고 상기 공기를 안내하기 위한 공기 안내통과,

상기 공기 안내통에 인접하여 형성되고, 상기 공기 안내통을 통과한 공기를 외부로 안내하기 위한 스크롤실을 형성하는 스크롤실 프레임과,

상기 스크롤실 프레임에 인접하여 형성되는 제 1 프레임과,

상기 스크롤실 프레임과 상기 제 1 프레임을 체결하는 제 1 볼트와,

상기 제 1 볼트의 헤드부와 상기 스크롤실 프레임 사이에 형성된 스페이서를 갖는다.

압축기에 있어서 임펠러가 파단되면, 임펠러 파편은 임펠러의 반경 방향 외측을 향해 비산되어, 공기 안내통이나 그 주위의 프레임 등에 충돌할 가능성이 있다. 공기 안내통이나 그 주위의 프레임 등에 임펠러 파편이 충돌하면, 공기 안내통에 인접하는 스크롤실 프레임과 스크롤실 프레임에 인접하는 제 1 프레임을 체결하기 위한 제 1 볼트에 인장 응력이 발생하여, 제 1 볼트가 파단될 가능성이 있었다.

이에 반해, 상기 (1) 에 기재된 압축기에 의하면, 제 1 볼트의 헤드부와 스크롤실 프레임 사이에 스페이서가 형성되어 있기 때문에, 스페이서를 형성하지 않는 경우와 비교하여, 축부의 길이 (헤드 아래의 길이) 가 긴 제 1 볼트를 사용하여 스크롤실 프레임과 제 1 프레임을 체결할 수 있다. 따라서, 스페이서를 형성하지 않는 경우와 비교하여, 제 1 볼트에 축 방향의 인장 하중이 가해졌을 때에 제 1 볼트가 파단되지 않고 신장할 수 있는 신장량을 크게 할 수 있다. 이로써, 스크롤실 프레임과 제 1 프레임을 체결하는 제 1 볼트에 대해, 상기 서술한 바와 같이 임펠러의 파단에서 기인하는 인장 응력이 발생해도, 제 1 볼트의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 즉, 스크롤실 프레임과 제 1 프레임의 안정적인 결합 상태를 실현할 수 있다.

또, 상기 (1) 에 기재된 압축기를 제조하기 위해서는, 새로 모든 구성을 조달하지 않더라도, 기존의 압축기에 대해, 스페이서의 추가와 제 1 볼트의 교환을 실시하면 된다. 즉, 상기 (1) 에 기재된 압축기는, 생산 용이성의 관점에서의 장점도 있다.

또한, (1) 에 기재된 압축기에 있어서의 「제 1 프레임」은, 적어도, 발명을 실시하기 위한 형태에 기재하는 사이렌서 프레임과 베어링 프레임을 포함하는 의미로 사용하고 있다. 또, 상기 (1) 에 기재된 압축기에 있어서, 제 1 볼트가 스터드 볼트인 경우에는, 제 1 볼트의 헤드부란 스터드 볼트에 사용하는 너트를 의미한다.

몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 에 기재된 압축기에 있어서,

(2) 상기 스페이서는, 슬리브상으로 형성되어 상기 제 1 볼트의 축부를 둘러싸도록 형성되어 있고,

상기 스페이서의 내경은, 상기 제 1 볼트의 헤드부 직경보다 작다.

상기 (2) 에 기재된 압축기에 의하면, 제 1 볼트의 축부를 둘러싸도록 형성된 슬리브상의 스페이서에 의해 제 1 볼트의 헤드부를 균일하게 지지할 수 있기 때문에, 상기 서술한 바와 같이 임펠러의 파단에서 기인하는 인장 응력이 제 1 볼트에 발생해도, 제 1 볼트의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 스크롤실 프레임과 스크롤실에 인접하는 제 1 프레임의 안정적인 결합 상태를 실현할 수 있다.

몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 압축기에 있어서,

(3) 상기 제 1 볼트의 축 방향에 있어서의 상기 스페이서의 치수는, 상기 제 1 볼트의 직경 방향에 있어서의 상기 스페이서의 치수보다 크다.

상기 (3) 에 기재된 압축기와 같이, 제 1 볼트의 축부의 길이를 길게 하는 데에 적합한 스페이서를 사용함으로써, 제 1 볼트에 축 방향의 인장 하중이 가해졌을 때에 제 1 볼트가 파단되지 않고 신장할 수 있는 신장량을 용이하게 크게 할 수 있다.

이로써, 스크롤실 프레임과 제 1 프레임을 체결하는 제 1 볼트에 대해, 상기 서술한 바와 같이 임펠러의 파단에서 기인하는 인장 응력이 발생해도, 제 1 볼트의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 스크롤실 프레임과 스크롤실 프레임에 인접하는 제 1 프레임의 안정적인 결합 상태를 실현할 수 있다.

몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) ∼ (3) 중 어느 한 항에 기재된 압축기에 있어서,

(4) 상기 압축기가 발생시키는 소리를 저감시키기 위한 사이렌서를 추가로 구비하고,

상기 제 1 프레임은, 상기 사이렌서의 프레임이다.

상기 (4) 에 기재된 압축기에 의하면, 사이렌서의 프레임과 스크롤실 프레임을 체결하는 제 1 볼트에 대해 상기 서술한 바와 같이 임펠러의 파단에서 기인하는 인장 응력이 발생해도, 제 1 볼트의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 압축기로부터의 사이렌서의 탈락을 효과적으로 억제할 수 있다.

몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) ∼ (4) 중 어느 한 항에 기재된 압축기에 있어서,

(5) 상기 스크롤실 프레임에 인접하여 배치되는 제 2 프레임과,

상기 스크롤실 프레임과 상기 제 2 프레임을 체결하는 제 2 볼트와,

상기 스크롤실 프레임과 상기 제 2 프레임을 사이에 두도록 구성된 클램프를 갖는다.

압축기에 있어서 임펠러가 파단되면, 임펠러 파편은 임펠러의 반경 방향 외측을 향해 비산되어, 공기 안내통이나 스크롤실 프레임에 충돌하는 경우가 있다. 공기 안내통이나 스크롤실 프레임에 임펠러 파편이 충돌하면, 스크롤실 프레임에 인접하여 배치되는 제 2 프레임과 스크롤실 프레임을 체결하기 위한 제 2 볼트에 인장 응력이 발생하여, 제 2 볼트가 파단될 가능성이 있었다.

이에 반해, 상기 (5) 에 기재된 압축기에 의하면, 스크롤실 프레임과 제 2 프레임을 사이에 두도록 구성된 클램프에 의해, 제 2 볼트에 인장 응력이 발생하는 것을 억제하여, 제 2 볼트의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 스크롤실 프레임과 스크롤실 프레임에 인접하는 제 2 프레임의 안정적인 결합 상태를 실현할 수 있다.

또한, 상기 (5) 에 기재된 압축기에 있어서의 「제 2 프레임」은, 적어도, 발명을 실시하기 위한 형태에 기재하는 사이렌서 프레임과 베어링 프레임을 포함하는 의미로 사용하고 있다.

몇 가지 실시형태에서는, 상기 (5) 에 기재된 압축기에 있어서,

(6) 상기 제 2 프레임은, 상기 임펠러의 회전축을 축지지하는 베어링부가 형성되는 베어링 프레임이다.

상기 (6) 에 기재된 압축기에 의하면, 스크롤실 프레임과 베어링 프레임을 체결하는 제 2 볼트에 대해 상기 서술한 바와 같이 임펠러의 파단에서 기인하는 인장 응력이 발생해도, 제 2 볼트의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 스크롤실 프레임과 베어링 프레임의 안정적인 결합 상태를 실현할 수 있다.

몇 가지 실시형태에서는, 상기 (6) 에 기재된 압축기에 있어서,

(7) 상기 스크롤실 프레임은,

상기 스크롤실을 형성하는 스크롤실 형성부와,

상기 스크롤실 프레임과 상기 베어링 프레임을 결합하기 위해 상기 스크롤실 형성부로부터 상기 임펠러의 반경 방향 외측을 향해 연장 형성된 플랜지부를 갖고,

상기 제 2 볼트는, 상기 플랜지부와 상기 베어링 프레임을 체결하고,

상기 클램프는, 상기 플랜지부와 상기 베어링 프레임을 사이에 두도록 구성된다.

스크롤실 형성부로부터 임펠러의 반경 방향 외측을 향해 연장 형성된 플랜지부와 베어링 프레임을 결합하는 구성에 있어서는, 플랜지부와 스크롤실 형성부 사이의 스페이스를 확보하기 어려워, 제 2 볼트의 파단을 방지하기 위해 제 2 볼트의 헤드부와 스크롤실 프레임 사이에 스페이서를 형성하는 것이 곤란한 경우가 있다.

이와 같은 경우라 하더라도, 상기 (7) 에 기재된 압축기에 의하면, 스크롤실 프레임과 베어링 프레임을 사이에 두도록 구성된 클램프에 의해 제 2 볼트에 인장 응력이 발생하는 것을 억제하여, 제 2 볼트의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 스크롤실 프레임과 베어링 프레임의 안정적인 결합 상태를 실현할 수 있다.

몇 가지 실시형태에서는, 상기 (7) 에 기재된 압축기에 있어서,

(8) 상기 클램프는, 상기 베어링 프레임에 대해 상기 스크롤실 프레임의 상기 플랜지부와 반대측으로부터 압압 (押壓) 을 가하는 탭 볼트를 갖는다.

이와 같은 경우라 하더라도, 상기 (8) 에 기재된 압축기와 같이, 베어링 프레임에 대해 스크롤실 프레임의 플랜지부와 반대측으로부터 압압을 가하는 탭 볼트를 형성하면, 제 2 볼트에 인장 응력이 발생하는 것을 간이한 구성으로 억제하여, 제 2 볼트의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 스크롤실 프레임과 베어링 프레임의 안정적인 결합 상태를 간이한 구성으로 실현할 수 있다.

(9) 본 발명의 몇 가지 실시형태에 관련된 과급기는, 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 것에 기재된 압축기를 구비한다.

본 발명의 몇 가지 실시형태에 관련된 과급기에서는, 임펠러의 파단에서 기인하는 인장 응력이 발생해도, 제 1 볼트의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 즉, 스크롤실 프레임과 제 1 프레임의 안정적인 결합 상태를 실현할 수 있다.

본 발명의 몇 가지 실시형태에 의하면, 스크롤실 프레임에 인접하는 프레임과 스크롤실 프레임을 체결하는 볼트의 파단을 효과적으로 억제하고, 이들 프레임의 안정적인 결합 상태를 실현할 수 있다.

도 1 은 몇 가지 실시형태에 관련된 내연 기관 시스템의 전체 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2 는 몇 가지 실시형태에 관련된 과급기의 일부의 개략 단면도이다.
도 3 은 스크롤실 프레임과 사이렌서 프레임을 체결하는 볼트의 주변의 개략 단면도이다.
도 4 는 스크롤실 프레임이 변형되어 스크롤실 프레임과 베어링 프레임을 체결하는 볼트에 인장 응력이 발생한 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 는 도 2 에 있어서의 P 방향으로부터 스크롤실 프레임의 플랜지부와 베어링 프레임의 플랜지부를 본 도면이다.
도 6 은 몇 가지 실시형태에 관련된 클램프의 구조를 설명하기 위한 개략 단면도이다.

이하, 첨부 도면에 따라 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 단, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 특정적인 기재가 없는 한 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지는 아니며, 단순한 설명예에 불과하다.

도 1 은, 몇 가지 실시형태에 관련된 내연 기관 시스템 (100) 의 전체 구성을 나타내는 개략도이다.

도 1 에 나타내는 내연 기관 시스템 (100) 은, 내연 기관 (2) 과, 내연 기관 (2) 으로의 흡기를 가압하는 과급기 (4) 와, 과급기 (4) 가 갖는 터빈 (6) 에 의해 구동되는 발전기 (8) 를 구비한다.

도 1 에 나타내는 과급기 (4) 는, 내연 기관 (2) 으로의 흡기를 가압하는 원심식의 컴프레서 (압축기) (10) 와, 컴프레서 (10) 와 회전축 (12) 을 개재하여 연결되고, 내연 기관 (2) 의 배기에 의해 구동되는 터빈 (6) 과, 컴프레서 (10) 가 발생시키는 소리를 저감시키기 위한 사이렌서 (13) 를 구비하고 있다.

도 1 에 나타내는 과급기 (4) 에서는, 이와 같이, 내연 기관 (2) 의 배기에 의해 구동되는 터빈 (6) 에 의해 컴프레서 (10) 를 구동시키는 배기 터빈식의 과급기 (소위 터보 차저) 를 사용하고 있다. 다른 실시형태에 관련된 과급기 (4) 에서는, 내연 기관 (2) 의 출력축으로부터 벨트 등을 개재하여 취출한 동력에 의해 컴프레서 (10) 를 구동시키는 기계식의 과급기 (소위 슈퍼 차저) 를 사용해도 된다. 또, 내연 기관 (2) 으로는, 예를 들어 디젤 엔진이나 가솔린 엔진 등을 적절히 선택할 수 있다.

다음으로, 과급기 (4) 의 구체적인 구성예에 대하여 도 2 를 사용하여 이하에 설명한다.

도 2 는, 몇 가지 실시형태에 관련된 과급기 (4) 의 일부의 개략 단면도이다.

도 2 에 나타내는 컴프레서 (10) 는, 공기를 압축하기 위한 임펠러 (14) 와, 임펠러 (14) 를 수용하고 공기를 안내하기 위한 공기 안내통 (16) 과, 스크롤실 프레임 (20) 과, 베어링 프레임 (40) 을 포함한다. 임펠러 (14) 는, 허브 (15) 및 허브 (15) 의 둘레에 형성된 복수의 날개 (17) 를 포함한다. 스크롤실 프레임 (20) 은, 공기 안내통 (16) 에 인접하여 형성되어 있으며, 공기 안내통 (16) 을 통과한 공기를 외부로 안내하기 위한 스크롤실 (18) 을 형성하는 스크롤실 형성부 (19) 를 갖는다. 베어링 프레임 (40) 에는, 임펠러 (14) 의 회전축 (12) 을 축지지하는 베어링부 (44) 가 형성된다.

사이렌서 (13) 는, 스크롤실 프레임 (20) 에 인접하여 형성되는 사이렌서 프레임 (22) 을 포함한다. 스크롤실 프레임 (20) 과 사이렌서 프레임 (22) 은, 스크롤실 프레임 (20) 의 플랜지부 (23) 와 사이렌서 프레임 (22) 의 플랜지부 (24) 가 볼트 (25) 에 의해 체결되어 있다. 볼트 (25) 의 헤드부 (26) 와 스크롤실 프레임 (20) 사이에는, 스페이서 (28) (도 3 참조) 가 형성되어 있다.

베어링 프레임 (40) 과 스크롤실 프레임 (20) 은, 베어링 프레임 (40) 의 플랜지부 (46) 와 스크롤실 프레임 (20) 의 플랜지부 (29) 가 볼트 (48) 에 의해 체결되어 있다.

도 2 에 나타내는 과급기 (4) 의 일부를 구성하는 컴프레서 (10) 에 있어서 임펠러 (14) 가 파단되면, 임펠러 파편은 임펠러 (14) 의 반경 방향 외측을 향해 비산되어, 공기 안내통 (16) 이나 스크롤실 프레임 (20) 등에 충돌하는 경우가 있다.

예를 들어, 공기 안내통 (16) 의 경사부 (30) 에 임펠러 파편이 충돌하면, 그 충돌의 영향으로, 공기 안내통 (16) 의 입구부 (32) 가 사이렌서 (13) 측으로 화살표 S 방향 (도 3 참조) 으로 이동하여 사이렌서 프레임 (22) 의 출구부 (43) 에 충돌한다. 이로써, 사이렌서 프레임 (22) 의 플랜지부 (24) 가 스크롤실 프레임 (20) 의 플랜지부 (23) 로부터 멀어지는 방향으로 이동하려고 하기 때문에, 볼트 (25) 에 인장 응력이 발생한다.

이와 같이 볼트 (25) 에 인장 응력이 발생하는 경우라 하더라도, 컴프레서 (10) 및 과급기 (4) 에 의하면, 볼트 (25) 의 헤드부 (26) 와 스크롤실 프레임 (20) 사이에 스페이서 (28) 가 형성되어 있기 때문에, 스페이서 (28) 를 형성하지 않는 경우와 비교하여, 축부 (31) (도 3 참조) 의 길이 (헤드 아래의 길이) 가 긴 볼트 (25) 를 사용하여 스크롤실 프레임 (20) 과 사이렌서 프레임 (22) 을 체결할 수 있다. 따라서, 스페이서 (28) 를 형성하지 않는 경우와 비교하여, 볼트 (25) 에 축 방향의 인장 하중이 가해졌을 때에 볼트 (25) 가 파단되지 않고 신장할 수 있는 신장량을 크게 할 수 있다. 이로써, 스크롤실 프레임 (20) 과 사이렌서 프레임 (22) 을 체결하는 볼트 (25) 에 대해, 상기 서술한 바와 같이 임펠러 (14) 의 파단에서 기인하는 인장 응력이 발생해도, 볼트 (25) 의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 스크롤실 프레임 (20) 과 사이렌서 프레임 (22) 을 안정적으로 결합하여, 과급기 (4) 나 컴프레서 (10) 로부터의 사이렌서 (13) 의 탈락을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 3 에 나타내는 스페이서 (28) 는, 슬리브상으로 형성되어 볼트 (25) 의 축부 (31) 를 둘러싸도록 형성되어 있고, 스페이서 (28) 의 내경 (d₁) 은, 볼트 (25) 의 헤드부 (26) 의 직경 (d₂) 보다 작다. 따라서, 스페이서 (28) 에 의해 볼트 (25) 의 헤드부 (26) 를 균일하게 지지할 수 있기 때문에, 상기 서술한 바와 같이 임펠러 (14) 의 파단에서 기인하는 인장 응력이 볼트 (25) 에 발생해도, 볼트 (25) 의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다.

또, 도 3 에 나타내는 볼트 (25) 의 축 방향에 있어서의 스페이서 (28) 의 치수 (d₃) 는, 볼트 (25) 의 직경 방향에 있어서의 스페이서 (28) 의 치수 (d₄) 보다 크다. 이와 같이, 볼트 (25) 의 축부 (31) 의 길이를 길게 하는 데에 적합한 스페이서 (28) 를 사용함으로써, 볼트 (25) 에 축 방향의 인장 하중이 가해졌을 때에 볼트 (25) 가 파단되지 않고 신장할 수 있는 신장량을 용이하게 크게 할 수 있다. 이로써, 스크롤실 프레임 (20) 과 사이렌서 프레임 (22) 을 체결하는 볼트 (25) 에 대해, 상기 서술한 바와 같이 임펠러 (14) 의 파단에서 기인하는 인장 응력이 발생해도, 볼트 (25) 의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 3 에서는, 스크롤실 프레임 (20) 과 사이렌서 프레임 (22) 을 체결하는 볼트 (25) 에 임펠러 (14) 의 파단에서 기인하여 인장 응력이 발생하는 예를 설명하였지만, 스크롤실 프레임 (20) 과 베어링 프레임 (40) 을 체결하는 볼트 (48) 에 임펠러 (14) 의 파단에서 기인하여 인장 응력이 발생하는 경우가 있다.

예를 들어, 도 2 의 디퓨저부 (50) 에 임펠러 파편이 침입하여 디퓨저부 (50) 에서 막혀 버린 경우, 이 임펠러 파편에 의해 디퓨저부 (50) 는 임펠러 (14) 의 축 방향으로 밀려 넓어진다. 이로써, 스크롤실 프레임 (20) 과 베어링 프레임은 서로 멀어지는 방향의 힘을 받기 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이 스크롤실 프레임 (20) 이 변형되어 볼트 (48) 에 인장 응력이 발생한다.

이 인장 응력에 의해 볼트 (48) 가 파단되지 않도록, 몇 가지 실시형태에서는, 도 3 을 사용하여 설명한 스페이서 (28) 를 볼트 (48) 의 헤드부 (52) 와 스크롤실 프레임 (20) 사이에 형성함으로써, 볼트 (48) 의 축부 (53) 를 도 4 에 나타내는 것보다 길게 해도 된다. 단, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 스크롤실 프레임 (20) 의 플랜지부 (29) 는, 스크롤실 형성부 (19) 로부터 임펠러 (14) 의 반경 방향 외측을 향해 연장 형성되어 있기 때문에, 플랜지부 (29) 와 스크롤실 형성부 (19) 사이의 스페이스를 확보하기 어려워, 볼트 (48) 의 파단을 방지하기 위해 볼트 (48) 의 헤드부 (52) 와 스크롤실 프레임 (20) 사이에 스페이서를 형성하는 것이 곤란한 경우가 있다.

그래서, 도 2 에 나타내는 과급기 (4) 및 컴프레서 (10) 는, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이 스크롤실 프레임 (20) 과 베어링 프레임 (40) 을 사이에 두도록 구성된 클램프 (54) 를 갖는다. 도 5 는, 도 2 에 있어서의 P 방향으로부터 스크롤실 프레임 (20) 의 플랜지부 (29) 와 베어링 프레임 (40) 의 플랜지부 (46) 를 본 도면으로, 볼트 (48) 및 클램프 (54) 의 배치를 나타내고 있다. 도 6 은, 클램프 (54) 의 구조를 설명하기 위한 개략 단면도이다.

이와 같이, 스크롤실 프레임 (20) 의 플랜지부 (29) 와 베어링 프레임 (40) 의 플랜지부 (46) 를 사이에 두도록 구성된 클램프 (54) 를 사용함으로써, 플랜지부 (29) 와 스크롤실 형성부 (19) 사이에 상기 서술한 스페이서를 형성하기 위한 충분한 스페이스를 확보하기 어려운 구성이라 하더라도, 볼트 (48) 에 인장 응력이 발생하는 것을 억제하여, 볼트 (48) 의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 스크롤실 프레임 (20) 과 베어링 프레임 (40) 을 안정적으로 결합할 수 있다.

도 5 및 도 6 에 나타내는 클램프 (54) 는, 베어링 프레임 (40) 에 대해 스크롤실 프레임 (20) 의 플랜지부 (29) 와 반대측으로부터 압압을 가하는 탭 볼트 (56) 를 갖는다. 이로써, 볼트 (48) 의 파단을 방지할 목적으로 상기 서술한 바와 같이 볼트 (48) 의 헤드부 (52) 와 스크롤실 프레임 (20) 사이에 스페이서를 형성하는 것이 곤란한 경우라 하더라도, 볼트 (48) 에 인장 응력이 발생하는 것을 간이한 구성으로 억제하여, 볼트 (48) 의 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 스크롤실 프레임 (20) 과 베어링 프레임 (40) 을 간이한 구성으로 안정적으로 결합할 수 있다. 또한, 다른 실시형태에서는, 스크롤실 프레임 (20) 의 플랜지부 (29) 에 대해 베어링 프레임 (40) 과 반대측으로부터 압압을 가하는 탭 볼트를 사용해도 된다.

도 6 을 사용하여 설명한 실시형태에서는, 스크롤실 프레임 (20) 과 베어링 프레임 (40) 사이에 두도록 구성된 클램프 (54) 를 예시하였지만, 다른 실시형태에서는, 스크롤실 프레임 (20) 과 사이렌서 프레임 (22) 을 사이에 두도록 구성된 클램프를 사용해도 된다. 이로써, 스크롤실 프레임 (20) 과 사이렌서 프레임 (22) 을 안정적으로 결합할 수 있다.

2 : 내연 기관
4 : 과급기
6 : 터빈
8 : 발전기
10 : 컴프레서
12 : 회전축
13 : 사이렌서
14 : 임펠러
16 : 공기 안내통
17 : 날개
18 : 스크롤실
19 : 스크롤실 형성부
20 : 스크롤실 프레임
22 : 사이렌서 프레임
23, 24, 29, 46 : 플랜지부
25, 48 : 볼트
26, 52 : 헤드부
28 : 스페이서
30 : 경사부
31 : 축부
32 : 입구부
40 : 베어링 프레임
43 : 출구부
44 : 베어링부
50 : 디퓨저부
54 : 클램프
56 : 탭 볼트
100 : 내연 기관 시스템
d1 : 내경
d2 : 직경
d3, d4 : 치수

Claims

공기를 압축하기 위한 임펠러와,
상기 임펠러를 수용하고 상기 공기를 안내하기 위한 공기 안내통과,
상기 공기 안내통에 인접하여 형성되고, 상기 공기 안내통을 통과한 공기를 외부로 안내하기 위한 스크롤실을 형성하는 스크롤실 프레임과,
상기 스크롤실 프레임에 인접하여 형성되는 제 1 프레임과,
상기 스크롤실 프레임과 상기 제 1 프레임을 체결하는 제 1 볼트와,
상기 제 1 볼트의 헤드부와 상기 스크롤실 프레임 사이에 형성된 스페이서를 갖는 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 스페이서는, 슬리브상으로 형성되어 상기 제 1 볼트의 축부를 둘러싸도록 형성되어 있고,
상기 스페이서의 내경은, 상기 제 1 볼트의 헤드부 직경보다 작은 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 볼트의 축 방향에 있어서의 상기 스페이서의 치수는, 상기 제 1 볼트의 직경 방향에 있어서의 상기 스페이서의 치수보다 큰 압축기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압축기가 발생시키는 소리를 저감시키기 위한 사이렌서를 추가로 구비하고,
상기 제 1 프레임은, 상기 사이렌서의 프레임인 압축기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스크롤실 프레임에 인접하여 배치되는 제 2 프레임과,
상기 스크롤실 프레임과 상기 제 2 프레임을 체결하는 제 2 볼트와,
상기 스크롤실 프레임과 상기 제 2 프레임을 사이에 두도록 구성된 클램프를 갖는 압축기.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 프레임은, 상기 임펠러의 회전축을 축지지하는 베어링부가 형성되는 베어링 프레임인 압축기.
제 6 항에 있어서,
상기 스크롤실 프레임은,
상기 스크롤실을 형성하는 스크롤실 형성부와,
상기 스크롤실 프레임과 상기 베어링 프레임을 결합하기 위해 상기 스크롤실 형성부로부터 상기 임펠러의 반경 방향 외측을 향해 연장 형성된 플랜지부를 갖고,
상기 제 2 볼트는, 상기 플랜지부와 상기 베어링 프레임을 체결하고,
상기 클램프는, 상기 플랜지부와 상기 베어링 프레임을 사이에 두도록 구성되는 압축기.
제 7 항에 있어서,
상기 클램프는, 상기 베어링 프레임에 대해 상기 스크롤실 프레임의 상기 플랜지부와 반대측으로부터 압압을 가하는 탭 볼트를 갖는 압축기.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 압축기를 구비하는 과급기.