KR20160057436A - 배기 터보차저 - Google Patents

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KR20160057436A
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크리슈토프 모라트
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Abstract

배기 터보차저는 터빈 휠을 구비한 터빈과 컴프레서 휠을 구비한 컴프레서를 포함한다. 터빈 휠과 컴프레서 휠은 베어링 하우징에서 회전가능하게 장착된 샤프트에 의해서 서로 연결된다. 베어링들은 터빈 휠과 컴프레서 휠 사이에 배열되는 것이 바람직하다. 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하는 수단은 컴프레서 휠과 터빈 휠 사이에 제공되고, 여기서 이런 축방향으로 고정하는 수단은 컴프레서 휠 파열의 경우에 터빈 방향으로 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠의 축방향 운동을 제한한다.
샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하는 수단은 샤프트에 연결되거나 샤프트에 장착되고, 그리고 하우징에서 축방향으로 고정되는 구성요소를 포함한다. 본 발명에 따르면, 이런 축방향으로 고정하는 구성요소는 장착시 샤프트에 나사결합된다. 이를 위하여, 상기 구성요소에는 내부 나사산부가 제공된다. 이에 매칭하여, 샤프트는 언더컷을 구비한 대응하는 외부 나사산부를 구비하고, 이 외부 나사산부는 구성요소가 샤프트에 나사결합될 수 있게 한다. 이런 배열에서, 구성요소의 내부 나사산부의 최소 내부 직경은 샤프트의 외부 나사산부의 최대 외부 직경 보다 더 작다.

Description

배기 터보차저{EXHAUST GAS TURBOCHARGER}
본 발명은 정압 과급식 (pressure-charged) 연소 엔진용 배기 터보차저들의 분야에 관한 것이다.
본 발명은 터빈 휠 및 컴프레서 휠을 구비한 배기 터보차저에 관한 것으로서, 상기 터빈 휠 및 상기 컴프레서 휠은 샤프트에 의해서 서로 연결되어 있으며, 컴프레서 휠 파열 (bursting) 의 경우에 상기 샤프트 및 상기 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하는 수단은 상기 컴프레서 휠과 상기 터빈 휠 사이에 제공된다.
요즘, 연소 공정을 위한 공기를 연소 엔진의 연소 챔버에 공급하는 컴프레서를 구비하고, 그리고 연소 엔진의 배기 트랙 (tract) 에서 배기 터빈을 구비한 배기 터보차저들을 사용함으로써 연소 엔진 (내연 엔진) 의 동력을 상승시키는 것이 표준 관행이다. 연소 엔진을 정압 과급하는 것은 연소 챔버들 (실린더들) 에서 공기 및 연료의 부피를 증가시키고, 이에 따라 연소 엔진의 동력의 현저한 증가를 얻게 된다. 이런 목적을 위해 사용된 배기 터보차저는 통상적으로 샤프트 베어링들, 가스가 유동하는 하우징 부품들 (컴프레서 하우징, 터빈 하우징) 및 베어링 하우징 뿐만 아니라 컴프레서 휠 및 터빈 휠을 포함하는 로터로 이루어진다.
연소 엔진의 전 부하 운전 (full-load operation) 중에, 배기 터보차저에서 터빈 휠 및 컴프레서 휠의 선단 직경들 (tip diameters) 에서 매우 높은 주변 속도들이 달성된다. 배기 터보차저의 최대 허용가능한 로터 속도는 휠 사이즈, 기하학적 형상 및 사용된 재료들의 강도 값들에 좌우된다. 일반적으로, 회전 구성요소들은 매우 높은 원주방향 힘들을 받게 되므로 높은 재료 응력들을 받게 된다. 어떠한 상황들에서, 재료의 구조에 있어서의 결함들이 컴프레서 또는 터빈 휠을 파열되게 할 수도 있고, 때때로 회전 구성요소들 주위의 하우징 부품들에 대하여 심각한 결과를 초래할 수도 있다. 기본적으로, 배기 터보차저의 봉쇄 개념은 조각들 모두가 외부 하우징 내에 유지되고 그 차저의 주변에 위험을 제기하지 않는 다는 것을 보장하려는 관점으로 설계되어야 한다.
컴프레서 휠의 쪼개짐으로 인해 컴프레서 휠이 파괴된 경우에, 터보차저 로터에 대한 제동 토크의 손실이 존재하게 되고, 이에 따라 지금 자유롭게 회전하는 터빈은 과속으로 가속되고, 그리고 터빈이 그 속도에 도달할 때, 그 속도에서 터빈은 당연히 파열되고 파괴된다. 반경류 터빈의 자연 발생적인 파열의 경우에, 파열의 2가지 유형들 간에는 차이점이 도출된다.
허브 파열의 경우에, 터빈 블레이드들을 포함하는 전체 허브 바디는 다수의 조각들로 부서지고, 그리고 터빈의 전체 회전 에너지는 순간적으로 방출된다. 높은 모멘텀으로 외부로 배출된 조각들은 주위의 하우징 부품들에 상당한 손상을 주고, 그리고 최악의 경우에는 심지어 이들 주위의 하우징 부품들을 관통함으로써 터보차저의 주위에 위험을 제기하게 된다.
다른 한편, 터빈은 이 터빈이 블레이드들의 파열로 인해 파괴되는 방식으로 설계될 수 있다. 이런 시나리오에서, 터빈 블레이드들은 허브 바디에 인접한 루트의 영역에서 파괴되는 반면에, 터빈 휠의 휠 허브는 손상되지 않고 계속 회전하여 주위의 하우징 부품들에 대한 마찰에 의해서만 감속된다. 블레이드들 파열의 경우에, 모든 것이 최초의 순간에 발생하여 터빈 블레이드들이 휠 허브로부터 탈착되기 때문에 블레이드들에 의해서 주위로 방출되는 운동 에너지만이 초기에 고려된다. 터빈이 정지되면서, 남아 있는 회전 에너지, 즉 허브의 회전 에너지는 언급된 마찰에 의해서 하우징들로 방출된다.
반경류 터빈의 블레이드들이 이들의 자연 발생적인 파열 속도에서 파열될 때, 블레이드들의 셰딩 (shedding) 후 비파열 허브 바디에서 잔류 에너지가 남아 있는 것이 일반적으로 어렵다. 샤프트가 축방향으로 고정되고 축방향으로 터보차저 하우징으로부터 벗어날 수 없고, 그리고 가스 출구 라인으로 진입하는 것이 여기서 중요하다. 터빈의 가스 출구 라인들에서의 자유 회전 구성요소는 이 구성요소가 제어될 수 없고 배기 라인들을 손상시킬 수 있기 때문에 필요치 않다.
EP 1353 041 A1 은 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하는 수단이 터빈 휠에 연결된 샤프트에 배열되어 있는 배기 터보차저를 개시하고 있다. 컴프레서 휠 파열의 경우에, 고정 수단은 터빈 방향으로 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠의 축방향 운동을 방지한다. 고정 수단은, 예를 들면, 스냅 링이고, 이 스냅 링은 샤프트의 홈에 배열되고, 그리고 하우징 부품들과 함께, 설치시 샤프트를 위한 축방향 정지부를 형성한다.
하지만, 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하는 추가의 부품들은 증가된 조립 작업을 수반한다. 스냅 링의 경우에, 이것은 또한 자동화하는 것이 매우 어렵고 수동으로 실시되어야 한다.
DE 10 2008 056 058 A1 및 DE 10 2008 056 059 A1 은 터보차저 샤프트들상의 조인트들 수반 컴프레서 휠들을 개시하고 있고, 여기서 각각의 경우에 컴프레서 휠과 샤프트 사이에는 샤프트에 나사결합된 구성요소가 제공되고, 상기 구성요소는 컴프레서 휠이 파괴된 경우에 터빈-휠 허브 바디가 부착된 샤프트가 터빈 방향으로 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 장착 상태에서, 이 구성요소는 나사산부에 의해서 샤프트에 연결되고, 그리고 축방향 정지부에 의해서 샤프트에 클램핑된다.
본 발명의 근본적인 목적은 배기 터보차저의 샤프트에 고정 디바이스를 제공하는데 있고, 이 고정 디바이스는, 컴프레서 휠이 파괴된 경우에, 터빈-휠 허브 바디가 고정된 샤프트가 터빈 방향으로 벗어나는 것을 방지할 수 있고, 그리고 이 고정 디바이스에 의해서 샤프트 및 터빈 휠이 간단한 방식으로 설치 및 제거될 수 있다.
배기 터보차저는 터빈 휠을 구비한 터빈과 컴프레서 휠을 구비한 컴프레서를 포함한다. 터빈 휠과 컴프레서 휠은 베어링 하우징에서 회전가능하게 장착된 샤프트에 의해서 서로 연결된다. 베어링들은 터빈 휠과 컴프레서 휠 사이에 배열되는 것이 바람직하다. 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하는 수단은 컴프레서 휠과 터빈 휠 사이에 제공되고, 여기서 이런 축방향으로 고정하는 수단은 컴프레서 휠 파열의 경우에 터빈 방향으로 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠의 축방향 운동을 제한하거나 방지한다.
본 발명에 따르면, 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하는 수단은 이 샤프트에 연결되거나 이 샤프트에 장착되고, 그리고 하우징의 축방향 정지부에 의해서 축방향으로의 터빈측을 향한 운동의 자유도를 제한하는 구성요소를 포함한다. 본 발명에 따르면, 이런 축방향으로 고정하는 구성요소는 장착시 샤프트에 나사결합된다. 이를 위하여, 상기 구성요소에는 내부 나사산부가 제공된다. 이에 매칭하여, 샤프트는 대응하는 외부 나사산부를 구비하고, 이 외부 나사산부는 구성요소가 샤프트에 나사결합될 수 있게 한다. 이런 배열에서, 구성요소의 내부 나사산부의 최소 내부 직경은 샤프트의 외부 나사산부의 최대 외부 직경 보다 더 작다.
본 발명에 따르면, 샤프트의 외부 나사산부는 터빈 단부에 언더컷을 구비하여 구성요소가 장착 상태에서 나사산부가 없는 언더컷에 존재할 때까지 구성요소가 샤프트에 장착될 때 축방향으로 외부 나사산부 너머로 나사결합되게 한다. 그 후 구성요소는 외부 나사산부에 컴프레서 휠을 나사결합함으로써 컴프레서 휠과 샤프트의 축방향 정지부 사이에서 샤프트에 클램핑된다. 이에 따라, 컴프레서 휠과 축방향 정지부 사이의 클램핑시 나사산부의 영역에서의 잼밍은 장착 상태에서 방지된다. 하지만, 파열시 컴프레서 휠이 나사산부로부터 결합해제되면, 베어링 하우징 부품들과 함께 샤프트의 나사산부와 조합된 구성요소의 나사산부는 터빈 방향으로 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠의 축방향 운동을 방지한다.
옵션으로서, 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하는데 사용된 구성요소는 시일링 링일 수 있다. 이것은 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하기 위하여 추가의 부품들이 요구되지 않고, 그리고 따라서 조립 작업을 감소시키거나 자동화를 증가시킬 가능성이 있다는 이점이 있다.
다른 이점들은 종속항들에서 명백해 질 것이다.
본 발명에 따른 시일링 디스크 및 배기 터보차저용 샤프트의 관련 실시형태는 이하에서 개시되고, 그리고 예시적인 도면들에 의해서 상세하게 설명된다. 다양한 도면들에서 동일한 작용을 갖는 요소들에는 동일한 도면부호가 제공된다.
도 1 은 선행 기술에 따른 배기 터보차저의 개략 종단면도로서, 상기 터보차저는 하우징에서 회전가능하게 장착된 샤프트 및 상기 샤프트에 연결된 터빈 휠을 구비하고, 그리고 상기 샤프트에 장착된 컴프레서 휠을 구비하고 있고,
도 2 는 샤프트 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하기 위한 본 발명에 따른 수단의 예시적인 실시형태의 측면도로서, 상기 수단은 나사산부가 제공되고, 그리고 장착 상태에서 언더컷에 설치된 시일링 디스크를 구비하고 있다.
도 1 은 반경류 컴프레서 및 반경류 터빈을 구비한, 선행 기술에 따른 배기 터보차저를 도시한다. 반경류 터빈은 허브 바디 (4) 및 이 허브 바디에 고정된 로터 블레이드들 (3) 을 구비한 터빈 휠을 포함한다. 터빈 휠은 샤프트 (1) 에 고정되거나 이 샤프트와 일체로 구현되고, 이 샤프트는 베어링 하우징 (9) 에서 반경류 베어링들 (5, 6) 에 회전가능하게 장착된다. 터빈 하우징 (30) 은 터빈 휠을 둘러싸고, 그리고 터빈 휠을 통하여 연소 엔진으로부터 배기 시스템들로 고온 배기 가스를 운반하는 유동 통로들을 제한한다. 반경류 컴프레서는 샤프트 (1) 에 마찬가지로 고정되는 컴프레서 휠 (32) 을 포함한다. 컴프레서 하우징 (31) 은 컴프레서 측에서 유동 통로들을 제한하고, 그리고 일반적으로 복수의 하우징 부품들로 이루어진다.
블레이드 파열의 경우에 배기 터보차저의 터빈측 파열 개념을 위한 샤프트 (1) 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하는 본 발명에 따른 수단의 제 1 및 제 2 실시형태는 도 2 및 도 3 에 도시된 디바이스를 포함하고 이하에서 설명된다.
샤프트 (1) 및 이 샤프트에 연결된 터빈 휠을 축방향으로 고정하는 본 발명에 따른 수단은 내부 나사산부 (131) 를 구비한 구성요소 (2) 와 샤프트 (1) 에 형성된 외부 나사산부 (132) 를 포함한다. 구성요소 (2) 는 샤프트에 장착되고, 따라서 구성요소 (2) 의 내부 나사산부 (131) 와 샤프트 (1) 의 외부 나사산부 (132) 는 공동으로 나사결합식 조인트 (13) 를 형성하고, 여기서 구성요소 (2) 의 내부 나사산부 (131) 의 최소 내부 직경은 샤프트 (1) 의 외부 나사산부 (132) 의 최대 외부 직경 보다 더 작다. 따라서, 장착 동안, 상기 구성요소 (2) 는 샤프트 (1) 에 나사결합될 수 있다. 장착 상태에서, 구성요소 (2) 는 축방향 고정 요소로서 역할을 하고, 여기서 베어링 하우징 (9) 의 축방향 정지부는 축방향으로 샤프트 (1) 의 운동을 제한한다. 축방향 정지부는 직접적, 다시 말해서 파열의 경우에 구성요소 (2) 가 베어링 하우징 (9) 에 직접 놓이도록 직접적이거나, 또는 간접적, 다시 말해서 추가의 요소들, 예를 들면, 스러스트 칼라 (11) 가 구성요소 (2) 와 베어링 하우징 (9) 사이에 위치되므로 파열의 경우에 구성요소 (2) 가 베어링 하우징 (9) 에 간접적으로만 놓여 있도록 간접적일 수 있다.
본 발명에 따른 축방향으로 고정하는데 사용된 상기 구성요소는 시일링 디스크 (2) 일 수 있고, 상기 시일링 디스크는 베어링 하우징 (9) 에 의해서 축방향으로의 축방향 고정 요소의 위치 결정 및 고정을 통하여 축방향 고정 요소의 기능을 수행한다. 본원 명세서에서, 시일링 디스크 (2) 는 유지 기능의 제한 없이 컴프레서 휠의 파손의 경우에 발생하는 축방향 힘들을 흡수할 수 있도록 하기 위하여 경질 재료, 예를 들면, 강으로 제조되는 것이 바람직하다.
본 발명의 예시적인 실시형태는 도 2 에 도시된다. 본 발명에 따르면, 이것은 내부 나사산부 (131) 를 구비한 시일링 디스크 (2) 와 샤프트 (1) 에 형성된 외부 나사산부 (132) 로 이루어진다. 예시된 실시형태에서, 샤프트 (1) 에 형성된 외부 나사산부 (132) 는 제 1 실시형태와 비교하여 샤프트 (1) 의 축방향으로 감소된 길이를 갖고, 그 결과 나사산부가 없는 언더컷 (14) 은 외부 나사산부 (132) 의 터빈 단부에 형성되고, 상기 언더컷은 본 발명에 따라 시일링 디스크 (2) 의 두께에 적어도 상응하는 축선방향으로의 길이를 갖는다. 장착된 상태에서, 시일링 디스크 (2) 의 내부 나사산부 (131) 는 상기 언더컷 (14) 에 위치되므로 나사산부에서 시일링 디스크 (2) 의 원하지 않는 잼밍이 배제된다. 장착 동안, 샤프트 (1) 는 결국 시일링 디스크 (2) 의 나사산부가 언더컷 (14) 에 완전히 위치될 때까지 시일링 디스크 (2) 를 통하여 터빈측 (도 2 의 우측) 으로부터 컴프레서측 (좌측) 으로 나사결합된다. 컴프레서 휠 (32) 의 장착후, 시일링 디스크 (2) 는 컴프레서 휠 (32) 과 샤프트의 축방향 정지부 사이에서 가압식 조립으로 클램핑되므로 시일링 디스크 (2) 는 작동 상태에서 샤프트 (1) 에 견고하게 연결된다. 옵션으로서, 스러스트 칼라 (11) 와 같은 추가의 구성요소들은 이렇게 클램핑된 조립으로 배열될 수 있다. 베어링 하우징 (9) 에서, 시일링 디스크 (2) 는 베어링 커버 (12) 와 축류 베어링 (7) 사이에 배열되고, 이 축류 베어링은 베어링 하우징에 견고하게 연결된다. 시일링 디스크 (2) 는 터빈 방향으로 샤프트의 축방향 운동을 제한하기 위하여 축류 베어링 (7) 에 대향하여 놓여진다. 축방향 운동의 제한은 또한 다른 구성요소들에 의해서 달성될 수 있다. 예를 들면, 샤프트 (1) 는 스러스트 칼라 (11) 와 베어링 하우징 (9) 사이의 접촉과 시일링 디스크 (2) 에 의해서 축방향으로 고정될 수 있다.
1 터보차저 샤프트
2 구성요소/시일링 디스크
3 터빈 휠의 로터 블레이드들
4 터빈 휠의 허브 바디
5 터빈측의 반경류 베어링
6 컴프레서측의 반경류 베어링
7 축류 베어링
8 베어링 하우징의 플랜지
9 베어링 하우징
11 스러스트 칼라
12 베어링 커버
13 나사결합식 조인트
131 구성요소의 내부 나사산부
132 샤프트의 외부 나사산부
14 언더컷
30 터빈 하우징
31 컴프레서 하우징
32 컴프레서 휠
321 컴프레서 휠의 내부 나사산부

Claims (4)

  1. 터빈 휠 (4) 을 구비한 터빈과 컴프레서 휠 (32) 을 구비한 컴프레서를 포함하는 배기 터보차저로서,
    상기 터빈 휠 (4) 과 상기 컴프레서 휠 (32) 은 베어링 하우징 (9) 에 회전가능하게 장착된 샤프트 (1) 에 의해서 서로 연결되고,
    상기 샤프트 (1) 및 상기 샤프트 (1) 에 연결된 상기 터빈 휠 (4) 을 축방향으로 고정하는 수단은 상기 컴프레서 휠 (32) 과 상기 터빈 휠 (4) 사이에 제공되고, 상기 축방향으로 고정하는 수단은 상기 컴프레서 휠 (32) 파열의 경우에 터빈 방향으로 상기 샤프트 (1) 및 상기 샤프트 (1) 에 연결된 상기 터빈 휠 (4) 의 축방향 운동을 제한하고,
    상기 샤프트 (1) 및 상기 샤프트 (1) 에 연결된 상기 터빈 휠 (4) 을 상기 축방향으로 고정하는 수단은 상기 샤프트에 장착되고 내부 나사산부 (131) 가 제공된 구성요소 (2) 를 포함하고,
    상기 샤프트 (1) 및 상기 샤프트 (1) 에 연결된 상기 터빈 휠 (4) 을 상기 축방향으로 고정하는 수단은 상기 샤프트 (1) 에 형성된 외부 나사산부 (132) 를 추가로 포함하고,
    상기 샤프트 (1) 및 상기 샤프트 (1) 에 연결된 상기 터빈 휠 (4) 을 상기 축방향으로 고정하는 수단은 상기 베어링 하우징의 축방향 정지부를 추가로 포함하고,
    상기 구성요소 (2) 의 상기 내부 나사산부 (131) 는 상기 구성요소 (2) 가 상기 샤프트 (1) 에 장착될 때 상기 샤프트 (1) 에 형성된 상기 외부 나사산부 (132) 에 의해서 나사결합식 조인트 (13) 로 진입하고,
    상기 베어링 하우징의 상기 축방향 정지부는 상기 컴프레서 휠 (32) 파열의 경우에 상기 터빈 방향으로 상기 구성요소 (2) 의 축방향 운동 및 이에 따라 상기 샤프트의 축방향 운동을 제한하고,
    상기 샤프트 (1) 에 형성된 상기 외부 나사산부 (132) 는 상기 외부 나사산부 (132) 의 터빈 단부에 언더컷 (14) 을 구비하고,
    상기 구성요소 (2) 의 상기 내부 나사산부 (131) 는 장착 상태에서 상기 외부 나사산부의 상기 터빈 단부에서 상기 언더컷 (14) 에 위치되는 것을 특징으로 하는 배기 터보차저.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나사결합식 조인트 (13) 는 여러 줄 나사부들 (multi-start thread) 을 포함하는 배기 터보차저.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구성요소 (2) 는 시일링 링인 배기 터보차저.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서,
    상기 샤프트 (1) 는 상기 컴프레서 휠 (32) 과 나사결합하기 위한 외부 나사산부 (132) 를 구비하고, 그리고 상기 샤프트 (1) 에 형성되고 상기 구성요소 (2) 와 나사결합하기 위한 상기 외부 나사산부 (132) 는 상기 컴프레서 휠 (32) 을 고정하는데 또한 사용되는 동일한 외부 나사산부 (132) 인 배기 터보차저.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9995161B2 (en) * 2014-11-12 2018-06-12 Borgwarner Inc. Modular turbocharger clearance seal
DE102015118996A1 (de) * 2015-11-05 2017-05-11 Abb Turbo Systems Ag Wellendichtung
KR101846657B1 (ko) * 2016-04-18 2018-04-09 현대자동차주식회사 터보차저용 실링장치
US11585348B2 (en) * 2019-03-14 2023-02-21 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Compressor wheel device and supercharger
CN110410154A (zh) * 2019-07-30 2019-11-05 湖南天雁机械有限责任公司 一种涡轮增压器止推结构及其涡轮增压器
JP7311441B2 (ja) * 2020-02-28 2023-07-19 三菱重工マリンマシナリ株式会社 コンプレッサ装置及びターボチャージャ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040105849A (ko) * 2002-04-12 2004-12-16 에이비비 터보 시스템즈 아게 컴프레서 휠이 이탈하는 경우를 대비한 샤프트 상의수단으로서 상기 샤프트를 축방향으로 고정하는 수단을가진 터보 챠져
KR20050080734A (ko) * 2004-02-10 2005-08-17 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 콤프레서휠과 샤프트의 결합구조

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2010525A (en) * 1934-02-26 1935-08-06 Ingersoll Rand Co Locking device for pump impellers
US4705463A (en) * 1983-04-21 1987-11-10 The Garrett Corporation Compressor wheel assembly for turbochargers
US5046920A (en) * 1989-02-23 1991-09-10 Fuji Electric Co., Ltd. Bearing cooling system in horizontal shaft water turbine generator
KR0154105B1 (ko) * 1989-10-30 1998-11-16 제랄드 피. 루니 보어리스 허브 컴프레스 휠을 가진 터보차저 컴프레서 휠 조립체
US5176497A (en) * 1991-01-22 1993-01-05 Allied-Signal Inc. Boreless hub compressor wheel assembly for a turbocharger
JPH1162600A (ja) * 1997-08-07 1999-03-05 Tochigi Fuji Ind Co Ltd 遠心式流体機械
DE59710695D1 (de) * 1997-09-19 2003-10-09 Abb Turbo Systems Ag Baden Verdichterradbefestigung für schnellaufende Turbomaschinen
GB2359863B (en) * 2000-03-04 2003-03-26 Alstom Turbocharger
JP4339782B2 (ja) * 2002-05-06 2009-10-07 アーベーベー ターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト インペラーをシャフトに固定するための固定装置
EP1489263B1 (de) * 2003-06-19 2007-02-14 ABB Turbo Systems AG Wellen-/Nabenverbindung eines Turboladers
US7568883B2 (en) * 2005-11-30 2009-08-04 Honeywell International Inc. Turbocharger having two-stage compressor with boreless first-stage impeller
US7793499B2 (en) * 2006-10-25 2010-09-14 Honeywell International Inc. Bearing spacer and housing
JP5209259B2 (ja) * 2007-09-25 2013-06-12 サンデン株式会社 駆動回路一体型電動圧縮機
DE102008056058A1 (de) * 2008-08-04 2010-02-11 Mtu Friedrichshafen Gmbh Abgasturbolader und Verfahren zur Montage eines solchen Abgasturboladers
DE102008056059B4 (de) * 2008-08-04 2010-11-18 Mtu Friedrichshafen Gmbh Abgasturbolader und Verfahren zur Montage eines Abgasturboladers
DE102009007945A1 (de) * 2009-02-06 2010-08-19 Flaig, Hartmut Gewindeelement, Vorrichtung mit Gewindeelement, System sowie Handhabungsverfahren
DE102010043198B4 (de) * 2010-11-01 2022-06-02 Abb Schweiz Ag Berstschutz für einen Abgasturbolader
JP5589889B2 (ja) * 2011-02-21 2014-09-17 株式会社Ｉｈｉ ターボ機械
GB201122236D0 (en) * 2011-12-23 2012-02-01 Napier Turbochargers Ltd Connector
GB2498400B (en) * 2012-01-14 2017-08-30 Cummins Ltd Turbocharger arrangement
KR101681661B1 (ko) * 2012-06-11 2016-12-01 가부시키가이샤 아이에이치아이 터보 기계
DE102013213023A1 (de) * 2013-07-03 2015-01-08 Continental Automotive Gmbh Läufer für eine Turboladereinrichtung, Turboladereinrichtung mit einem Läufer und Welle für einen solchen Läufer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040105849A (ko) * 2002-04-12 2004-12-16 에이비비 터보 시스템즈 아게 컴프레서 휠이 이탈하는 경우를 대비한 샤프트 상의수단으로서 상기 샤프트를 축방향으로 고정하는 수단을가진 터보 챠져
KR20050080734A (ko) * 2004-02-10 2005-08-17 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 콤프레서휠과 샤프트의 결합구조

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Publication number Publication date
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