KR20160062100A - 압축기 및 과급기 - Google Patents

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KR20160062100A
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

로터축(14)에 고정되는 컴프레서 임펠러(31)와, 컴프레서 임펠러(31)의 외주측에 배치되어 공기 도입구(32)로부터 도입된 공기를 컴프레서 임펠러(31)로 안내하는 공기 안내통(34)과, 공기 안내통(34)의 외주측에 배치되어 컴프레서 임펠러(31)에 의하여 가압된 압축 공기를 안내하는 스크롤(36)과, 공기 안내통(34)과 스크롤(36) 사이에 배치되는 컨테인먼트 링(51)을 갖는 압축기(13)를 제공한다.

Description

압축기 및 과급기{COMPRESSOR AND SUPERCHARGER}
본 발명은, 압축기 및 배기 터빈으로부터 배출되는 배기 가스를 이용하여 과급을 행하는 과급기에 관한 것이다.
과급기는, 터빈과 압축기가 로터축에 의하여 일체로 연결되어, 하우징 내에 회전 가능하게 수용되어 구성되어 있다. 배기 가스는, 하우징 내에 공급되어, 터빈을 회전시킴으로써 로터가 구동 회전하고, 압축기를 구동한다. 압축기는, 외부로부터 공기를 흡입하고, 임펠러로 가압하여 압축 공기로 하며, 이 압축 공기는, 디젤 기관 등에 공급한다. 또한, 이와 같은 과급기로서, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 것이 있다.
그런데, 이와 같은 과급기에서는, 임펠러의 버스트 시에, 버스트한 임펠러가 반경 방향에 있어서의 외측으로 비산되지 않을 것, 또, 배기 가스 도입측의 사일런서가 파손되어 개구되지 않을 것이 요구되고 있다. 종래의 과급기는, 임펠러의 외측에 공기 안내통이 배치되어 있지만, 이 공기 안내통은, 주조에 의하여 제조되어 있는 점에서, 충격력에 대해서는 강도가 충분하지 않아, 공기 안내통의 외측에 있는 스크롤(와류실)을 파손시킬 우려가 있다. 그 대책으로서, 이 공기 안내통의 두께를 두껍게 함으로써, 강도를 높이는 것을 생각할 수 있지만, 그 결과, 공기 안내통은 파손되지 않지만, 임펠러가 공기 안내통에 충돌한 후, 배기 가스 도입측으로 비산되고, 사일런서를 파손시켜 개구가 발생할 우려가 있다.
이와 같은 문제를 해결하는 것으로서, 예를 들면, 특허문헌 2에 기재된 것이 있다. 이 특허문헌 2에 기재된 배기 터빈 과급기는, 터빈 하우징과 컴프레서 하우징과 베어링 하우징을 구비하며, 베어링 하우징에 윤활유 헤드 탱크를 마련하고, 윤활유 헤드 탱크에, 터빈 날개보다 컴프레서측에 위치하는 터빈측 격벽과, 컴프레서 임펠러보다 터빈측에 위치하는 컴프레서측 격벽을 마련하며, 컴프레서측 격벽으로부터 컴프레서측으로 간격을 두고 위치하는 충격 흡수 격벽을 마련한 것이다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2011-117417호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2001-132465호
상술한 특허문헌 2의 배기 터빈 과급기에 있어서는, 터빈 날개보다 컴프레서측에 터빈측 격벽을 마련함과 함께, 터빈측에 컴프레서측 격벽을 마련하고, 또한 컴프레서측 격벽으로부터 컴프레서측으로 간격을 두고 충격 흡수 격벽을 마련하고 있다. 이 경우, 임펠러가 버스트했을 때에, 스크롤의 파손을 방지할 수 없다.
본 발명은, 상술한 과제를 해결하는 것이며, 임펠러의 버스트 시에 있어서의 스크롤의 파손을 방지할 수 있는 압축기 및 과급기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태에 관한 압축기는, 로터축에 고정되는 임펠러와, 상기 임펠러의 외주측에 배치되어 도입구로부터 도입된 유체를 상기 임펠러로 안내하는 안내통과, 상기 안내통의 외주측에 배치되어 상기 임펠러에 의하여 가압된 압축 공기를 안내하는 스크롤과, 상기 안내통과 상기 스크롤 사이에 배치되는 링 부재를 갖는 것이다.
따라서, 임펠러가 버스트했을 때, 직경 방향에 있어서의 외측으로 비산된 임펠러 또는 그 일부는, 먼저, 안내통에 충돌하여, 이 안내통을 파손시킴으로써 충격력이 흡수된다. 그 후, 임펠러 또는 그 일부는, 링 부재에 충돌하지만, 사전에 충격력이 저하되어 있는 점에서 이 링 부재를 파손시키지 않는다. 이로 인하여, 임펠러 또는 그 일부가 축방향으로 비산되는 것이 억제되어, 개구의 발생이 방지된다. 그 결과, 임펠러의 버스트 시에 있어서의 스크롤의 파손을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 압축기에서는, 상기 스크롤은, 하우징에 볼트 체결되고, 상기 안내통은, 상기 스크롤에 볼트 체결되며, 상기 링 부재는, 상기 안내통에 볼트 체결된다.
따라서, 링 부재를 안내통에 체결한 상태에서, 양자를 하우징 내에 삽입하고, 안내통을 스크롤에 체결하면 되어, 조립성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 압축기에서는, 상기 링 부재는, 축방향의 일단부가 상기 스크롤과 상기 안내통에 협지됨과 함께, 체결 볼트가 상기 안내통을 관통하여 상기 링 부재에 있어서의 상기 축방향의 일단부에 나사 결합된다.
따라서, 링 부재를 강고하게 지지할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 압축기에서는, 상기 링 부재는, 축방향의 일단부만이 상기 안내통에 고정된다.
따라서, 조립성을 향상시킬 수 있음과 함께, 링 부재에 탄성력을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 압축기에서는, 상기 안내통은, 내주부에 순환로를 갖는 안내통 본체와, 상기 순환로에 있어서의 유체의 흐름 방향의 상류측에 배치되는 가이드 링을 갖고, 상기 가이드 링은, 상기 스크롤에 볼트 체결되며, 상기 안내통 본체는, 상기 가이드 링에 볼트 체결되고, 상기 링 부재는, 상기 가이드 링에 볼트 체결된다.
따라서, 링 부재를 가이드 링에 체결함과 함께, 안내통 본체를 가이드 링에 체결한 상태에서, 이들을 하우징 내에 삽입하고, 가이드 링을 스크롤에 체결하면 되어, 조립성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 압축기에서는, 상기 안내통 및 상기 스크롤은, 주조에 의하여 제조되어 있으며, 상기 링 부재는, 일반 구조용 압연 강재에 의하여 제조되어 있다.
따라서, 안내통을 크러셔블 구조로 하면, 비산된 임펠러가 충돌하여 파손됨으로써 충격력을 흡수할 수 있고, 또, 링 부재에 연성(延性)을 확보하면, 비산된 임펠러가 충돌했을 때, 탄성력에 의하여 충격력을 적정하게 흡수할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 과급기는, 상기 중 어느 하나에 따른 압축기와 터빈이 로터축에 의하여 일체로 연결되어, 하우징 내에 회전 가능하게 수용된다.
본 발명의 압축기 및 과급기에 의하면, 안내통과 스크롤 사이에 링 부재를 배치하므로, 임펠러의 버스트 시에 있어서의 스크롤의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은, 제1 실시형태의 과급기를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는, 과급기에 있어서의 주요부 단면도이다.
도 3은, 제2 실시형태의 과급기를 나타내는 주요부 단면도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 압축기 및 과급기의 적합한 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 또, 실시형태가 복수 있는 경우에는, 각 실시형태를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다.
[제1 실시형태]
도 1은, 제1 실시형태의 과급기를 나타내는 개략 단면도, 도 2는, 과급기에 있어서의 주요부 단면도이다.
제1 실시형태에 있어서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 과급기(11)는, 배기 터빈 과급기로서, 예를 들면, 도시하지 않는 선박용 디젤 기관에 장착됨으로써, 선박용 디젤 기관을 구성하는 실린더 라이너의 내부와 연통하는 급기 매니폴드에 압축된 공기를 공급하는 것이다.
과급기(11)는, 터빈(12)과 압축기(13)가 로터축(14)에 의하여 일체로 연결되어, 하우징(15) 내에 회전 가능하게 수용되어 구성되어 있다.
하우징(15)은, 중공 형상을 이루고, 내부에 로터축(14)이 배치되어, 스러스트 베어링(21) 및 래디얼 베어링(22, 23)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 로터축(14)은, 축방향에 있어서의 일단부에 터빈 디스크(24)가 고정되어 있고, 터빈 디스크(24)는, 외주부에 축류형(軸流型)을 이루는 복수의 터빈 날개(25)가 둘레 방향으로 소정 간격으로 마련되어 있다. 터빈(12)은, 이 터빈 디스크(24)와 복수의 터빈 날개(25)에 의하여 구성되어 있다.
그리고, 하우징(15)은, 터빈 날개(25)에 대하여 배기 가스의 입구 통로(26)와 배기 가스의 출구 통로(27)가 마련되어 있다. 또, 하우징(15)은, 입구 통로(26)와 터빈 날개(25) 사이에 터빈 노즐(28)이 마련되어 있으며, 이 터빈 노즐(28)에 의하여 정압(靜壓) 팽창된 축방향의 배기 가스류가 복수의 터빈 날개(25)로 유도됨으로써, 터빈(12)을 구동 회전시킬 수 있다.
로터축(14)은, 축방향에 있어서의 타단부에, 복수의 블레이드(31a)가 둘레 방향으로 소정 간격으로 마련되는 컴프레서 임펠러(31)가 고정되어 있다. 압축기(13)는, 이 컴프레서 임펠러(31)에 의하여 구성되어 있다. 그리고, 하우징(15)은, 컴프레서 임펠러(31)에 대하여 공기 도입구(32)와 압축 공기 토출구(33)가 마련되어 있다. 또, 하우징(15)은, 컴프레서 임펠러(31)와 공기 도입구(32) 사이에 공기 안내통(34)이 마련되는 한편, 컴프레서 임펠러(31)와 압축 공기 토출구(33) 사이에 디퓨저(35)와 와류실(36a)을 갖는 스크롤(36)이 마련되어 있다. 컴프레서 임펠러(31)에 의하여 압축된 공기는, 디퓨저(35) 및 스크롤(36)(와류실(36a))을 통과하여 배출된다. 또, 하우징(15)은, 공기 도입구(32)에 사일런서(37)가 장착되어 있다.
따라서, 선박용 디젤 기관으로부터의 배기 가스는, 배기 가스의 입구 통로(26)를 통과하여, 터빈 노즐(28)에 의하여 정압 팽창되고, 축방향의 배기 가스류가 복수의 터빈 날개(25)로 유도됨으로써, 이 복수의 터빈 날개(25)가 고정된 터빈 디스크(24)를 통하여 터빈(12)이 구동 회전한다. 그리고, 복수의 터빈 날개(25)를 구동시킨 배기 가스는, 출구 통로(27)로부터 외부로 배출된다. 한편, 로터축(14)이 회전하면, 일체의 컴프레서 임펠러(31)가 회전하고, 공기 도입구(32)를 통과하여 공기가 흡입된다. 이 흡입된 공기는, 컴프레서 임펠러(31)로 가압되어 압축 공기가 되고, 이 압축 공기는, 디퓨저(35) 및 스크롤(36)을 통과하여, 압축 공기 토출구(33)로부터 선박용 디젤 기관에 공급된다.
이와 같이 구성된 압축기(13)에서, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 하우징(15)에 로터축(14)이 회전 가능하게 지지되고, 이 로터축(14)의 타단부에 컴프레서 임펠러(31)가 일체로 고정되어 있다. 또, 스크롤(36)은, 컴프레서 임펠러(31)에 있어서의 직경 방향의 외측에 배치되고, 외주부가 볼트(41)에 의하여 하우징(15)에 고정되어 있다. 이 스크롤(36)은, 와류실(36a)을 가짐과 함께, 공기 도입구(32)측으로 뻗어 나오는 장착부(36b)에 사일런서(37)가 볼트(42)에 의하여 고정되어 있다. 또, 스크롤(36)은, 장착부(36b)로부터 내주측으로 뻗어 나오는 장착 플랜지(36c)가 형성되어 있다. 공기 안내통(34)은, 공기 도입구(32)측의 일단부에 외측으로 뻗어 나오는 장착 플랜지(34a)가 형성되어 있다. 그리고, 공기 안내통(34)은, 스크롤(36)의 장착 플랜지(36c)에 있어서의 공기 도입구(32)측에 장착 플랜지(34a)가 중첩되어, 볼트(43)에 의하여 연결되어 있다. 또한, 공기 안내통(34)은, 장착 플랜지(34a)측과 본체(34b)측으로 분할되고, 라이너(44)를 통하여 볼트(45)에 의하여 연결되어 있다.
또, 스크롤(36)은, 내주부에 링 형상을 이루는 안내판(46)이 볼트(47)에 의하여 고정되고, 이 안내판(46)에 터빈 노즐(28)이 장착되어 있다. 공기 안내통(34)은, 축방향에 있어서의 중간부가 내주측으로 돌출되어 컴프레서 임펠러(31)의 외주면을 따른 만곡 형상을 이루고, 선단부가 O링(48)을 통하여 스크롤(36)의 내주부에 밀착되어 있다.
본 실시형태의 압축기(13)는, 공기 안내통(34)과 스크롤(36) 사이에 컨테인먼트 링(51)이 배치되어 있다. 이 컨테인먼트 링(51)은, 공기 안내통(34)에 볼트 체결되어 있다. 즉, 컨테인먼트 링(51)은, 내경 및 외경이 축방향에서 일정한 링 형상을 이루고, 축방향의 일단부가 스크롤(36)에 있어서의 장착 플랜지(36c)의 내주면과 공기 안내통(34)에 있어서의 장착 플랜지(34a)의 외주면에 협지되어 있다. 또, 컨테인먼트 링(51)은, 축방향의 일단면이 장착 플랜지(34a)에 밀착되고, 체결 볼트(52)가 이 장착 플랜지(34a)를 관통하여 이 일단부에 나사 결합되어 있다. 이로 인하여, 컨테인먼트 링(51)은, 축방향에 있어서의 일단부만이 공기 안내통(34)의 공기 도입구(32)측의 단부에 고정되게 된다.
그리고, 공기 안내통(34) 및 스크롤(36)은, 주조에 의하여 제조된 주물이며, 컨테인먼트 링(51)은, 일반 구조용 압연 강재(예를 들면, SS400)에 의하여 제조된 링 부재이다. 즉, 공기 안내통(34) 및 스크롤(36)은, 복잡한 형상이 주조에 의하여 고정밀도로 제조되어 있지만, 충격에 대한 강도는 충분하지 않다. 한편, 컨테인먼트 링(51)은, 간단한 형상이 일반 구조용 압연 강재에 의하여 제조되어 있으며, 특히, 공기 안내통(34)보다 연성이 높고, 충격에 대한 강도는 충분하다.
따라서, 어떠한 요인으로, 과급기(11)에 있어서의 컴프레서 임펠러(31)가 버스트 하면, 버스트한 컴프레서 임펠러(31)의 일부가 반경 방향에 있어서의 외측으로 비산되고, 먼저, 이 컴프레서 임펠러(31)의 일부가 공기 안내통(34)에 충돌한다. 이 공기 안내통(34)은, 주조에 의하여 제조되어 있는 점에서, 충격에 대한 강도는 충분하지 않고, 크러셔블 구조이기 때문에, 파손되어 컴프레서 임펠러(31)의 충격력이 흡수된다. 계속해서, 컴프레서 임펠러(31)가 컨테인먼트 링(51)에 충돌한다. 이 컨테인먼트 링(51)은, 일반 구조용 압연 강재로 제조되어 있는 점에서, 연성이 높고 충격에 대한 강도는 충분하기 때문에, 파손되지 않고 컴프레서 임펠러(31)의 충격력을 받아 흡수된다. 이로 인하여, 스크롤(36)이 파손되지 않으며, 또, 컴프레서 임펠러(31)가 축방향으로 비산되지 않고 사일런서(37)의 파손을 방지하여 개구가 방지된다.
이와 같이 제1 실시형태의 과급기에 있어서는, 터빈(12)과 압축기(13)를 로터축(14)에 의하여 일체로 연결하여 하우징(15) 내에 회전 가능하게 수용하고, 압축기(13)로서, 로터축(14)에 고정되는 컴프레서 임펠러(31)와, 컴프레서 임펠러(31)의 외주측에 배치되어 공기 도입구(32)로부터 도입된 공기를 컴프레서 임펠러(31)로 안내하는 공기 안내통(34)과, 공기 안내통(34)의 외주측에 배치되어 컴프레서 임펠러(31)에 의하여 가압된 압축 공기를 안내하는 스크롤(36)과, 공기 안내통(34)과 스크롤(36) 사이에 배치되는 컨테인먼트 링(51)을 마련하고 있다.
따라서, 컴프레서 임펠러(31)가 버스트했을 때, 직경 방향에 있어서의 외측으로 비산된 컴프레서 임펠러(31) 또는 그 일부는, 먼저, 공기 안내통(34)에 충돌하여, 이 공기 안내통(34)을 파손시킴으로써 충격력이 흡수된다. 그 후, 컴프레서 임펠러(31) 또는 그 일부는, 컨테인먼트 링(51)에 충돌하지만, 사전에 충격력이 저하되어 있는 점에서 이 컨테인먼트 링(51)을 파손시키지 않는다. 이로 인하여, 컴프레서 임펠러(31) 또는 그 일부가 축방향으로 비산되는 것이 억제되어, 개구의 발생이 방지된다. 그 결과, 컴프레서 임펠러(31)의 버스트 시에 있어서의 스크롤(36)의 파손을 방지할 수 있다.
제1 실시형태의 과급기에서는, 스크롤(36)은, 하우징(15)에 볼트 체결되고, 공기 안내통(34)은, 스크롤(36)에 볼트 체결되며, 컨테인먼트 링(51)은, 공기 안내통(34)에 볼트 체결되어 있다. 따라서, 컨테인먼트 링(51)을 공기 안내통(34)에 체결한 상태에서, 양자를 하우징(15) 내에 삽입하고, 공기 안내통(34)을 스크롤(36)에 체결하면 되어, 조립성을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 공기 안내통(34)만을 변경시키는 것만으로, 스크롤(36) 등을 변경시키지 않고, 컨테인먼트 링(51)을 용이하게 고정할 수 있다.
제1 실시형태의 과급기에서는, 컨테인먼트 링(51)은, 축방향의 일단부가 스크롤(36)과 공기 안내통(34)에 협지됨과 함께, 체결 볼트(52)가 공기 안내통(34)을 관통하여 컨테인먼트 링(51)에 있어서의 축방향의 일단부에 나사 결합되어 있다. 따라서, 컨테인먼트 링(51)을 볼트 체결할 뿐만 아니라, 스크롤(36)과 공기 안내통(34)에 의하여 협지함으로써, 컨테인먼트 링(51)을 하우징(15)측에 강고하게 지지할 수 있다.
제1 실시형태의 과급기에서는, 컨테인먼트 링(51)은, 축방향의 일단부만을 공기 안내통(34)에 고정하고 있다. 따라서, 컨테인먼트 링(51)을 편측 지지로 함으로써, 볼트 체결부가 감소되어 조립성을 향상시킬 수 있고, 또, 컨테인먼트 링(51)에 탄성력을 확보하여, 컴프레서 임펠러(31)가 충돌했을 때의 충격력을 흡수할 수 있다.
제1 실시형태의 과급기에서는, 공기 안내통(34) 및 스크롤(36)을 주조에 의하여 제조한 주물로 하고, 컨테인먼트 링(51)을 일반 구조용 압연 강재에 의하여 제조한 링 부재로 하고 있다. 따라서, 공기 안내통(34)을 크러셔블 구조로 하면, 비산된 컴프레서 임펠러(31)가 충돌했을 때 적정하게 파손되기 때문에, 이때의 충격력을 효과적으로 흡수할 수 있고, 또, 컨테인먼트 링(51)에 연성을 확보하면, 비산된 컴프레서 임펠러(31)가 충돌했을 때 탄성력에 의하여 충격력을 적정하게 흡수할 수 있다.
[제2 실시형태]
도 3은, 제2 실시형태의 과급기를 나타내는 주요부 단면도이다. 또한, 상술한 실시형태와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
제2 실시형태에 있어서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 압축기(61)에서, 하우징(15)에 로터축(14)이 회전 가능하게 지지되고, 이 로터축(14)의 타단부에 컴프레서 임펠러(31)가 일체로 고정되어 있다. 또, 스크롤(36)은, 컴프레서 임펠러(31)에 있어서의 직경 방향의 외측에 배치되어, 외주부가 볼트(41)에 의하여 하우징(15)에 고정되어 있다. 이 스크롤(36)은, 와류실(36a)을 가짐과 함께, 공기 도입구(32)측으로 뻗어 나오는 장착부(36b)에 사일런서(37)가 볼트(42)에 의하여 고정되어 있다. 또, 스크롤(36)은, 장착부(36b)로부터 내주측으로 뻗어 나오는 장착 플랜지(36c)가 형성되어 있다.
공기 안내통(62)은, 흡입 공기량이 소량일 때에 발생하기 쉬운 서징을 방지하기 위한 재순환 유로(공기 순환로)(63)가 마련되어 있다. 즉, 공기 안내통(62)은, 내주부에 재순환 유로(63)를 갖는 공기 안내통 본체(64)와, 재순환 유로(63)에 있어서의 공기의 흐름 방향의 상류측에 배치되는 가이드 링(65)을 갖고 있다. 공기 안내통 본체(64)는, 축방향에 있어서의 중간부가 내주측으로 돌출되어 컴프레서 임펠러(31)의 외주면을 따르는 만곡 형상을 이룸과 함께, 일부가 외주측으로 오목한 형상을 이룸으로써 재순환 유로(63)가 형성되어 있다. 이 재순환 유로(63)는, 공기 도입구(32)로부터 계속되는 공기 통로에 대하여 유입부(63a)와 배출부(63b)가 마련되어 있다.
그리고, 가이드 링(65)은, 공기 도입구(32)측의 일단부에 외측으로 뻗어 나오는 장착 플랜지(65a)가 형성되어 있다. 그리고, 가이드 링(65)은, 스크롤(36)의 장착 플랜지(36c)에 있어서의 공기 도입구(32)측에 장착 플랜지(65a)가 중첩되어, 볼트(43)에 의하여 연결되어 있다. 공기 안내통 본체(64)는, 기단부가 가이드 링(65)에 밀착되어, 볼트(66)에 의하여 연결되어 있다. 또, 스크롤(36)은, 내주부에 링 형상을 이루는 안내판(46)이 볼트(47)에 의하여 고정되고, 이 안내판(46)에 터빈 노즐(28)이 장착되어 있다. 공기 안내통(62)은, 선단부가 O링(48)을 통하여 스크롤(36)의 내주부에 밀착되어 있다.
본 실시형태의 압축기(61)는, 공기 안내통(62)과 스크롤(36) 사이에 컨테인먼트 링(71)이 배치되어 있다. 이 컨테인먼트 링(71)은, 공기 안내통(62)에 볼트 체결되어 있다. 즉, 컨테인먼트 링(71)은, 내경 및 외경이 축방향에서 일정한 링 형상을 이루고, 축방향의 일단부가 스크롤(36)에 있어서의 장착 플랜지(36c)의 내주면과 공기 안내통(62)에 있어서의 공기 안내통 본체(64) 및 가이드 링(65)의 외주면에 협지되어 있다. 또, 컨테인먼트 링(71)은, 축방향의 일단면이 장착 플랜지(65a)와 밀착되며, 체결 볼트(52)가 이 장착 플랜지(65a)를 관통하여 이 일단부에 나사 결합되어 있다. 이로 인하여, 컨테인먼트 링(71)은, 축방향에 있어서의 일단부만이 공기 안내통(62)의 공기 도입구(32)측의 단부에 고정되게 된다.
따라서, 어떠한 요인으로, 과급기(11)에 있어서의 컴프레서 임펠러(31)가 버스트하면, 버스트한 컴프레서 임펠러(31)의 일부가 반경 방향에 있어서의 외측으로 비산되고, 먼저, 이 컴프레서 임펠러(31)의 일부가 공기 안내통(62)에 충돌한다. 이 공기 안내통(62)은, 주조에 의하여 제조되어 있는 점에서, 충격에 대한 강도는 충분하지 않고, 크러셔블 구조이기 때문에, 파손되어 컴프레서 임펠러(31)의 충격력이 흡수된다. 계속해서, 컴프레서 임펠러(31)가 컨테인먼트 링(71)에 충돌한다. 이 컨테인먼트 링(71)은, 일반 구조용 압연 강재로 제조되어 있는 점에서, 연성이 높고 충격에 대한 강도는 충분하기 때문에, 파손되지 않고 컴프레서 임펠러(31)의 충격력을 받아 흡수된다. 이로 인하여, 스크롤(36)이 파손되지 않으며, 또, 컴프레서 임펠러(31)가 축방향으로 비산되지 않아 사일런서(37)의 파손을 방지하여 개구가 방지된다.
이와 같이 제2 실시형태의 과급기에 있어서는, 압축기(61)로서, 로터축(14)에 고정되는 컴프레서 임펠러(31)와, 컴프레서 임펠러(31)의 외주측에 배치되어 공기 도입구(32)로부터 도입된 공기를 컴프레서 임펠러(31)로 안내하는 공기 안내통(62)과, 공기 안내통(62)의 외주측에 배치되어 컴프레서 임펠러(31)에 의하여 가압된 압축 공기를 안내하는 스크롤(36)과, 공기 안내통(62)과 스크롤(36) 사이에 배치되는 컨테인먼트 링(71)을 마련하고 있다.
따라서, 컴프레서 임펠러(31)가 버스트했을 때, 직경 방향에 있어서의 외측으로 비산된 컴프레서 임펠러(31) 또는 그 일부는, 먼저, 공기 안내통(62)에 충돌하고, 이 공기 안내통(62)을 파손시킴으로써 충격력이 흡수된다. 그 후, 컴프레서 임펠러(31) 또는 그 일부는, 컨테인먼트 링(71)에 충돌하지만, 사전에 충격력이 저하되어 있는 점에서 이 컨테인먼트 링(71)을 파손시키지 않는다. 이로 인하여, 컴프레서 임펠러(31) 또는 그 일부가 축방향으로 비산되는 것이 억제되고, 개구의 발생이 방지된다. 그 결과, 컴프레서 임펠러(31)의 버스트 시에 있어서의 스크롤(36)의 파손을 방지할 수 있다.
제2 실시형태의 과급기에서는, 공기 안내통(62)으로서, 내주부에 재순환 유로(63)를 갖는 공기 안내통 본체(64)와, 재순환 유로(63)에 있어서의 공기의 흐름 방향의 상류측에 배치되는 가이드 링(65)을 마련하여, 가이드 링(65)을 스크롤(36)에 볼트 체결하고, 공기 안내통 본체(64)를 가이드 링(65)에 볼트 체결하며, 컨테인먼트 링(71)을 가이드 링(65)에 볼트 체결하고 있다. 따라서, 컨테인먼트 링(71)을 가이드 링(65)에 체결함과 함께, 공기 안내통 본체(64)를 가이드 링(65)에 체결한 상태에서, 이들을 하우징(15) 내에 삽입하고, 가이드 링(65)을 스크롤(36)에 체결하면 되어, 조립성을 향상시킬 수 있다.
이 경우, 공기 안내통(62)만을 변경시키는 것만으로, 스크롤(36) 등을 변경시키지 않고, 컨테인먼트 링(71)을 용이하게 고정시킬 수 있다. 또, 공기 안내통(62)에 재순환 유로(63)를 갖는 구성이더라도, 컨테인먼트 링(71)을 적정하게 고정할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 컨테인먼트 링(51, 71)을 축방향으로 직경 치수가 변하지 않는 원통 형상으로 했지만, 공기 안내통(34, 62)이나 스크롤(36) 등의 형상에 따라서 적절히 설정하면 되고, 예를 들면, 원뿔대 통 형상, 원통과 원뿔대 통을 합친 형상, 리브 등을 마련한 형상으로 해도 된다.
또, 상술한 실시형태에서는, 본 발명의 과급기를 선박용 배기 터빈 과급기에 적용하여 설명했지만, 이 분야에 한정되는 것은 아니다.
11 과급기
12 터빈
13, 61 압축기
14 로터축
15 하우징
24 터빈 디스크
25 터빈 날개
31 컴프레서 임펠러
32 공기 도입구
33 압축 공기 토출구
34, 62 공기 안내통
36 스크롤
37 사일런서
51, 71 컨테인먼트 링
63 재순환 유로
64 공기 안내통 본체
65 가이드 링

Claims (7)

  1. 로터축에 고정되는 임펠러와,
    상기 임펠러의 외주측에 배치되어 도입구로부터 도입된 유체를 상기 임펠러로 안내하는 안내통과,
    상기 안내통의 외주측에 배치되어 상기 임펠러에 의하여 가압된 압축 공기를 안내하는 스크롤과,
    상기 안내통과 상기 스크롤 사이에 배치되는 링 부재
    를 갖는 압축기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크롤은, 하우징에 볼트 체결되고,
    상기 안내통은, 상기 스크롤에 볼트 체결되며,
    상기 링 부재는, 상기 안내통에 볼트 체결되는 압축기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 링 부재는, 축방향의 일단부가 상기 스크롤과 상기 안내통에 협지됨과 함께, 체결 볼트가 상기 안내통을 관통하여 상기 링 부재에 있어서의 상기 축방향의 일단부에 나사 결합되는 압축기.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 링 부재는, 축방향의 일단부만이 상기 안내통에 고정되는 압축기.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내통은, 내주부에 순환로를 갖는 안내통 본체와, 상기 순환로에 있어서의 유체의 흐름 방향의 상류측에 배치되는 가이드 링을 갖고,
    상기 가이드 링은, 상기 스크롤에 볼트 체결되며,
    상기 안내통 본체는, 상기 가이드 링에 볼트 체결되고,
    상기 링 부재는, 상기 가이드 링에 볼트 체결되는 압축기.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안내통 및 상기 스크롤은, 주조에 의하여 제조되어 있으며,
    상기 링 부재는, 일반 구조용 압연 강재에 의하여 제조되어 있는 압축기.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 압축기와 터빈이 로터축에 의하여 일체로 연결되어, 하우징 내에 회전 가능하게 수용되는 과급기.
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