KR20220082889A - 터보차저 조립체의 하나 이상의 회전자 블록을 위한 설치/제거 장치, 및 방법 - Google Patents

터보차저 조립체의 하나 이상의 회전자 블록을 위한 설치/제거 장치, 및 방법 Download PDF

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베른트 알비츠
크리스토프 마티
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터보 시스템즈 스위츠랜드 엘티디.
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Abstract

본 발명은 단일-스테이지 또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130) 내에서 하나 이상의 회전자 블록을 병진 이동시키기 위한 설치/제거 장치(10)에 관한 것이다. 설치/제거 장치(10)는 제1 및 제2 가이드 레일(23, 24)을 갖는 지지 요소(20)를 포함한다. 또한, 설치/제거 장치(10)는 제1 가이드 레일(23) 상에 이동 가능하게 배치되는 제1 슬라이드(31) 및 제2 가이드 레일(24) 상에 이동 가능하게 배치되는 제2 슬라이드(32)를 갖는 이동 장치(30)를 포함한다. 또한, 이동 장치(30)는 지지 요소(20)에 회전 가능하게 장착되는 스핀들(33), 및 스핀들(33), 제1 슬라이드(31) 및/또는 제2 슬라이드(32)에 연결되는 연결 요소(34)를 포함한다. 또한, 설치/제거 장치(10)는 제1 회전자 블록(51)을 체결하기 위한 제1 체결 구조물(41) 및 제2 회전자 블록(52)을 체결하기 위한 제2 체결 구조물(42)을 갖는 체결 장치(40)를 포함한다. 제1 체결 구조물(41)은 제1 슬라이드(31)에 연결되고, 제2 체결 구조물(42)은 제2 슬라이드(32)에 연결된다.

Description

터보차저 조립체의 하나 이상의 회전자 블록을 위한 설치/제거 장치, 및 방법
본 발명은 과급식 내연 기관용 배기 터보차저, 특히 멀티-스테이지 배기 터보차저 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 터보차저 조립체의 하나 이상의 회전자 블록을 위한 설치/제거 장치, 및 하나 이상의 회전자 블록의 설치/제거와 관련된 방법에 관한 것이다.
배기 터보차저는 대형 내연 기관을 과급하기 위해 사용된다. 이들 배기 터보차저는 예를 들어 선박이나 대형 발전기를 구동한다.
배기 터보차저를 수천 작업 시간의 간격으로 유지하기 위해서는, 회전 부품을 하우징으로부터 제거해야 한다. 이 목적을 위해, 종래의 배기 터보차저의 경우, 다중-부품 하우징이 제거되고 이후 회전자가 크레인의 도움으로 축방향으로 하우징으로부터 들어 올려진다. 구체적으로, 배기 터보차저를 제거하기 위해서, 압축기 하우징은 일반적으로 회전자 블록의 무게 중심 위에 크레인의 붐을 부착할 수 있도록 제거된다.
샤프트의 회전 부품과 샤프트에 연결된 터빈 및 압축기 휠에 추가적으로, 배기 터보차저의 회전자 블록은 또한 베어링 부품, 즉 액시얼 및 레이디얼 베어링과, 내부 베어링-하우징 부품을 포함한다. 이 회전자 블록은 카트리지로도 지칭된다. 정비의 경우에, 배기 터보차저의 카트리지를 완전히 교체하는 것이 가능하다. 이것은 배기 터보차저의 정지 시간을 감소시키며 따라서 배기 터보차저에 의해 과급되는 내연 기관의 정지 시간을 감소시킨다. 카트리지의 제거 및 재삽입에 수반되는 노력은 가능한 한 적은 수의 하우징 부품을 제거해야 하는 경우에 더 줄어들 수 있다. 예를 들어, 그 대형 공기 출구 연결 피스에 의해 내연 기관의 파이프 시스템에 견고하게 통합되는 외부 압축기 하우징, 또는 실제로 전체 터빈 하우징을 유지보수 작업 중에 분해할 필요가 없는 것이 바람직하다. 특히 복수의 개별 터보차저 서브조립체로 구성되는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 경우에, 정비 및 유지보수 작업은 특히 시간 소모적이고 비용 집약적이며, 비교적 긴 비가동 시간/정지 시간을 수반한다.
따라서, 유지보수/정비 시간 및 그에 따른 비가동 시간/정지 시간을 단축할 수 있는 개선된 설치/제거 장치 및 방법을 제공할 필요가 있다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 설치/제거 장치, 적어도 두 개의 회전자 블록을 동시에 삽입하는 방법, 하나 이상의 회전자 블록을 인출/삽입하는 방법 및 하나 이상의 회전자 블록을 이동시키는 방법이 독립 청구항에 따라 제공된다. 본 발명의 추가 양태, 이점 및 특징은 종속 특허 청구항, 설명 및 첨부 도면에서 찾을 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징 내에서 하나 이상의 회전자 블록을 병진 이동시키기 위한 설치/제거 장치가 제공된다. 설치/제거 장치는 지지 요소의 제1 종방향 측부에 배치되는 제1 가이드 레일, 및 지지 요소의 제2 종방향 측부에 배치되는 제2 가이드 레일을 갖는 지지 요소를 포함한다. 또한, 설치/제거 장치는 제1 가이드 레일 상에서 이동 가능하도록 배치되는 제1 슬라이드, 및 제2 가이드 레일 상에서 이동 가능하도록 배치되는 제2 슬라이드를 갖는 이동 장치를 포함한다. 또한, 이동 장치는 지지 요소에 회전 가능하게 장착되는 스핀들을 포함한다. 또한, 이동 장치는 스핀들, 제1 슬라이드 및/또는 제2 슬라이드에 연결되는 연결 요소를 포함한다. 연결 요소는 스핀들의 회전 운동을 제1 슬라이드 및/또는 제2 슬라이드의 병진 운동으로 변환하도록 구성된다. 또한, 설치/제거 장치는 제1 회전자 블록을 체결하기 위한 제1 체결 구조물 및 제2 회전자 블록을 체결하기 위한 제2 체결 구조물을 갖는 체결 장치를 포함한다. 제1 체결 구조물은 제1 슬라이드에 연결되고, 제2 체결 구조물은 제2 슬라이드에 연결된다.
따라서, 유지보수/정비 시간 및 그에 따른 비가동 시간/정지 시간을 단축할 수 있는 개선된 설치/제거 장치가 유리하게 제공된다. 특히, 본 발명에 따르면, 설치/제거 장치는 두 개의 회전자 블록, 예를 들어 고압 스테이지의 제1 회전자 블록 및 저압 스테이지의 제2 회전자 블록이 동시에 설치/제거될 수 있게 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 설치/제거 장치에 의하면, 제1 회전자 블록 또는 제2 회전자 블록 중 어느 하나는 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징 내로 이동되거나 하우징 밖으로 인출될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 적어도 두 개의 회전자 블록을 설치/제거 장치에 의해 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징에 동시에 삽입하는 방법이 제공된다. 특히, 설치/제거 장치는 본 명세서에 기재된 실시예 중 하나에 따른 설치/제거 장치이다. 상기 방법은 각각의 경우에 터보차저 조립체의 회전자 블록마다 적어도 하나의 가이드 요소, 예를 들어 가이드 로드(rod)를 설치하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 가이드 요소는 회전자 블록이 내부로 이동할 때 회전자 블록을 회전자 블록의 회전축을 따라서 안내하도록 배치 및 구성된다. 또한, 상기 방법은 적어도 두 개의 회전자 블록을 견고한 체결 요소에 의해 연결하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 설치/제거 장치의 제1 체결 구조물을 제1 회전자 블록에 체결하고 설치/제거 장치의 제2 체결 구조물을 제2 회전자 블록에 체결하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 적어도 두 개의 회전자 블록을 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징 내로 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 하나 이상의 회전자 블록을 설치/제거 장치에 의해 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징으로부터/내로 인출/삽입하는 방법이 제공된다. 특히, 설치/제거 장치는 본 명세서에 기재된 실시예 중 하나에 따른 설치/제거 장치이다. 상기 방법은 각각의 경우에 터보차저 조립체의 회전자 블록마다 적어도 하나의 가이드 요소를 설치하는 단계를 포함한다. 가이드 요소는 회전자 블록이 외부로 이동할 때 회전자 블록을 회전자 블록의 회전축을 따라서 안내하도록 배치 및 구성된다. 또한, 상기 방법은 설치/제거 장치의 지지 요소를 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징에 체결하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 설치/제거 장치의 제1 체결 구조물을 제1 회전자 블록에 체결하는 단계를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 방법은 설치/제거 장치의 제2 체결 구조물을 제2 회전자 블록에 체결하는 단계를 포함한다. 더욱이, 상기 방법은 제1 체결 구조물 및/또는 제2 체결 구조물을 지지 요소에 대해서 및 지지 요소를 따라서 이동시킴으로써 제1 회전자 블록 및/또는 제2 회전자 블록을 인출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 하나 이상의 회전자 블록을 이동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 하나 이상의 회전자 블록을 견고한 체결 요소, 특히 견고한 브래킷형 체결 요소에 체결하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 하나 이상의 회전자 블록이 체결 요소에 체결되는 동안 하나 이상의 회전자 블록을 이동시키는 단계를 더 포함한다.
따라서, 터보차저 조립체에 대한 유지보수/정비 작업에 필요한 시간을 단축할 수 있고 그로 인해 비가동 시간/정지 시간을 단축할 수 있는 방법이 유리하게 제공된다.
본 발명은 도면에 도시되어 있는 예시적 실시예를 참조하여 이하에서 설명될 것이며, 이들 실시예로부터 추가적인 이점 및 수정이 도출될 수 있다.
도 1은 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 설치/제거 장치를 갖는 터보차저 조립체의 공기 입구측의 개략 정면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 선을 따른 단면도이다.
도 3은 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 설치/제거 장치를 갖는 터보차저 조립체의 개략 측면도이다.
도 4는 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 설치/제거 장치를 갖는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 공기 입구측의 개략 정면도이다.
도 5는 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 설치/제거 장치를 갖는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 개략 사시도이다.
본 발명에 따른 설치/제거 장치(10)를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 설치/제거 장치(10)는 하나 이상의 회전자 블록을 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130) 내에서 병진 이동시키는 데 적합하다. 용어 "병진 운동"은 회전자 블록에 포함된 회전자의 회전축을 따라서, 특히 회전자 블록에 포함된 회전자의 샤프트 축을 따라서 이동하는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 설치/제거 장치를 갖는 터보차저 조립체의 공기 입구측의 개략 정면도이며, 도 2는 도 1의 A-A 선을 따른 단면도이다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 설치/제거 장치(10)는 지지 요소(20), 이동 장치(30) 및 체결 장치(40)를 포함한다.
지지 요소(20)는 지지 요소(20)의 제1 종방향 측부(21)에 배치되는 제1 가이드 레일(23)을 포함한다. 또한, 지지 요소(20)는 지지 요소의 제2 종방향 측부(22)에 배치되는 제2 가이드 레일(24)을 포함한다. 통상적으로, 제1 종방향 측부(21)와 제2 종방향 측부(22)는 도 2에 예로서 도시되어 있듯이 상호 대향하여 배치된다.
이동 장치(30)는 제1 가이드 레일(23) 상에서 이동 가능하도록 배치되는 제1 슬라이드(31)를 포함한다. 또한, 이동 장치(30)는 제2 가이드 레일(24) 상에서 이동 가능하도록 배치되는 제2 슬라이드(32)를 포함한다. 또한, 이동 장치(30)는 지지 요소(20)에 회전 가능하게 장착되는 스핀들(33)을 포함한다. 도 1 및 도 2에 예로서 도시되어 있듯이, 스핀들(33)은 스핀들을 회전시키기 위해 스핀들 휠에, 특히 핸드 휠(35)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 스핀들은 모터에 연결될 수도 있다. 따라서, 스핀들은 수동으로 또는 기계적으로 회전될 수 있다.
또한, 이동 장치(30)는 스핀들(32), 제1 슬라이드(31) 및/또는 제2 슬라이드(32)에 연결되는 연결 요소(34)를 포함한다. 연결 요소는 스핀들의 회전 운동을 제1 슬라이드(31) 및/또는 제2 슬라이드(32)의 병진 운동으로 변환하도록 구성된다. 특히, 연결 요소는 스핀들의 외부 나사산에 끼워맞춰지는 내부 나사산을 갖는 보어를 갖는다. 통상적으로, 제1 슬라이드(31) 및 제2 슬라이드(32)는 연결 요소(34)에 해제 가능하게 연결된다. 다시 말해서, 제1 슬라이드(31) 및/또는 제2 슬라이드(32)는 연결 요소(34)로부터 결합 해제될 수 있으며, 따라서 제1 슬라이드(31) 또는 제2 슬라이드(32)가 스핀들의 회전 운동에 의해 상호 분리 이동되게 할 수 있다. 따라서, 필요하다면, 제1 회전자 블록(51) 또는 제2 회전자 블록(52)이 상호 독립적으로 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징 내로 이동되거나 하우징 밖으로 인출될 수 있다.
체결 장치(40)는 제1 회전자 블록(51)을 체결하기 위한 제1 체결 구조물(41) 및 제2 회전자 블록(52)을 체결하기 위한 제2 체결 구조물(42)을 포함한다. 제1 체결 구조물(41)은 제1 슬라이드(31)에 연결된다. 제2 체결 구조물(42)은 제2 슬라이드(32)에 연결된다. 이와 관련하여, 원칙적으로 두 개 초과의 체결 구조물을 제공하는 것(도면에 도시되지 않은 실시예)도 가능하다는 것이 지적되어야 한다. 예를 들어, 설치/제거 장치는 대응하는 개수의 회전자 블록에 대한 설치/제거 장치를 제공하기 위해 제3, 제4 등의 체결 구조물로 확장될 수 있다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 지지 요소(20)는 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)에 체결하기 위한 체결 요소(25)를 지지 요소의 체결측에 포함한다. 특히, 체결 요소(25)는 지지 요소(20)를 하우징(130)의 고압 스테이지(110)와 저압 스테이지(120) 사이에 배치되는 하우징 영역에 체결하도록 배치 및 구성된다.
이와 관련하여, 지지 요소(20)는 지지 요소가 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)에 체결될 때 외팔보 지지체의 기능을 갖도록 구성된다는 것에 유의해야 한다. 지지 요소는 지지 프레임으로 지칭될 수도 있다. 외팔보 지지체(문헌에서 외팔보 빔 또는 외팔보 암으로도 알려져 있음)는 일반적으로 일단부에서 지지되고 하중을 감당하는 수평 빔이다. 외팔보 빔은 단일 베어링 지지체[이 경우 하우징(130)에 대한 지지 요소(20)의 체결]를 갖는다. 외팔보 빔은 일반적으로 전단 응력, 굽힘 응력 및 비틀림 응력을 받을 수 있으며, 여기에서 베어링 지지체는 6 자유도(힘 및 모멘트) 전체를 고정한다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 지지 요소(20)의 제1 체결 단부(26)는 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징(130)의 저압 스테이지(120)의 하우징(131)의 압축기측 플랜지(134)에 연결될 수 있다. 지지 요소(20)의 제2 체결 단부(27)는 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징(130)의 고압 스테이지(110)의 하우징(132)의 압축기측 플랜지(133)에 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 멀티-스테이지 하우징(130)은 단일-부품, 즉 일체형 또는 다중-부품 설계의 것일 수 있음이 지적되어야 한다. 다시 말해서, 저압 스테이지(120)의 하우징(131) 및 고압 스테이지(110)의 하우징(132)은 일체형 설계의 것일 수 있거나 개별 하우징 부품 및/또는 다중-부품 하우징 유닛으로 구성될 수 있다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 제1 체결 구조물(41)은, 도 1 내지 도 3에 예로서 도시되어 있듯이 제1 체결 구조물(41)을 제1 회전자 블록(51)에 체결하기 위해, 반경방향(r)으로, 특히 제1 회전자 블록(51)의 회전축에 대해 반경방향으로 이격되고, 상호 대향하여 배치되는 두 개의 제1 체결 요소(43)를 포함한다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 제1 체결 요소(43)는 제1 프로파일 로드 구조물(45)을 거쳐서 제1 경사 볼트(47) 및 제1 반경방향 체결구(61)에 연결된다. 제1 경사 볼트(47) 및 제1 반경방향 체결구(61)는 도 2 및 도 3에 예로서 도시되어 있듯이 제1 슬라이드(31)에 연결된다. 특히, 제1 경사 볼트(47) 및 제1 반경방향 체결구(61)는 스핀들 축(33A)의 방향으로 축방향으로 상호 이격되는 두 개의 체결 지점(B1, B2)에서 제1 슬라이드(31)에 연결된다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 제2 체결 구조물(42)은, 도 1 내지 도 3에 예로서 도시되어 있듯이 제2 체결 구조물(42)을 제2 회전자 블록(52)에 체결하기 위해, 반경방향(r)으로, 특히 제2 회전자 블록(52)의 회전축에 대해 반경방향으로 이격되고, 상호 대향하여 배치되는 두 개의 제2 체결 요소(44)를 포함한다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 제2 체결 요소(44)는 제2 프로파일 로드 구조물(46)을 거쳐서 제2 경사 볼트(48) 및 제2 반경방향 체결구(62)에 연결된다. 제2 경사 볼트(48) 및 제2 반경방향 체결구(62)는 도 2 및 도 3에 예로서 도시되어 있듯이 제2 슬라이드(32)에 연결된다. 특히, 제2 경사 볼트(48) 및 제2 반경방향 체결구(62)는 스핀들 축(33A)의 방향으로 축방향으로 상호 이격되는 두 개의 체결 지점(B3, B4)에서 제2 슬라이드(32)에 연결된다.
제1 프로파일 바 구조물(45) 및 제2 프로파일 바 구조물(46)은 힘을 흡수하여 지지 요소(20)에 전달하는 역할을 한다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 제1 체결 요소(43) 사이의 간격(D1)은 제2 체결 요소(44) 사이의 간격(D2) 이상(D1 ≥ D2)이다. 간격(D1, D2)은 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 연결 요소(34)는 해제 가능한 연결, 특히 하나 이상의 나사식 연결을 통해서 제1 슬라이드(31) 및/또는 제2 슬라이드(32)에 연결된다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 제1 체결 요소(43) 중 적어도 하나는 제1 체결 구조물(41)에 체결될 제1 회전자 블록(51)에 대한 제1 체결 구조물(41)의 정렬을 조절하기 위한 수단을 포함한다. 특히, 제1 축방향 체결구(68)는 제1 체결 구조물(41)에 체결될 제1 회전자 블록(51)에 대한 제1 체결 구조물(41)의 정렬을 조절하기 위한 수단을 포함한다. 예를 들어, 이들 수단은 기계식, 유압식 또는 공압식 설계의 것일 수 있다. 예로서, 나사산 로드(64) 및 너트(65)를 갖는 기계적 수단이 도 2에 도시되어 있다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 제2 체결 요소(44) 중 적어도 하나는 제2 체결 구조물(42)에 체결될 제2 회전자 블록(52)에 대한 제2 체결 구조물(42)의 정렬을 조절하기 위한 수단을 포함한다. 특히, 제2 축방향 체결구(69)는 제2 체결 구조물(42)에 체결될 제2 회전자 블록(52)에 대한 제2 체결 구조물(42)의 정렬을 조절하기 위한 수단을 포함한다. 예를 들어, 이들 수단은 기계식, 유압식 또는 공압식 설계의 것일 수 있다. 예로서, 나사산 로드(64) 및 너트(65)를 갖는 기계적 수단이 도 2에 도시되어 있다.
본 출원에서 "축방향 체결"은 축방향으로 체결하기 위해 사용되는 체결을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 축방향(x)은 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. 통상적으로, 축방향(x)은 스핀들 축(33A)에 평행하거나 및/또는 제1 회전자 블록(51)의 회전축에 평행하거나 및/또는 제2 회전자 블록(52)의 회전축에 평행하다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 제1 반경방향 체결구(61)는 지지 요소(20)에 대한 제1 체결 구조물(41)의 정렬을 조절하기 위한 수단을 포함한다. 특히, 이들 수단은 기계식, 유압식 또는 공압식 설계의 것이며, 제1 경사 볼트(47)의 축 주위로의 제1 체결 구조물(41)의 각도 위치가 조절될 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 제1 체결 구조물(41)의 정렬을 조절하기 위한 기계적 수단은 제1 경사 볼트(47)의 축 주위로의 제1 체결 구조물(41)의 각도 위치가 너트(67)와 나사산 로드(66)에 의해 조절될 수 있도록 구성되는 나사산 로드(66) 및 너트(67)를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 제2 반경방향 체결구(62)는 지지 요소(20)에 대한 제2 체결 구조물(42)의 정렬을 조절하기 위한 수단을 포함한다. 특히, 이들 수단은 기계식, 유압식 또는 공압식 설계의 것이며, 제2 경사 볼트(48)의 축 주위로의 제2 체결 구조물(42)의 각도 위치가 조절될 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 제2 체결 구조물(42)의 정렬을 조절하기 위한 기계적 수단은 제2 경사 볼트(48)의 축 주위로의 제2 체결 구조물(42)의 각도 위치가 너트(67)와 나사산 로드(66)에 의해 조절될 수 있도록 구성되는 나사산 로드(66) 및 너트(67)를 포함할 수 있다.
체결될 회전자 블록(51, 52)에 대한 체결 구조물(41, 42)의 정렬을 조절하기 위해 축방향 체결구(68, 69) 상에 제공되는 수단, 및 지지 요소(20)에 대한 체결 구조물(41, 42)의 정렬을 조절하기 위해 반경방향 체결구(61, 62) 상에 제공되는 수단과 관련하여, 회전자 블록(51, 52)의 간격의 반경방향 조절은 두 개의 조절 가능성을 중첩함으로써 수행될 수 있다는 것에 유의해야 한다. 반경방향 체결구(61, 62)는 도 2로부터 예로서 알 수 있듯이 스핀들 축(33A)으로부터 반경방향으로 연장된다는 것도 유의해야 한다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에 따르면, 설치/제거 장치는 제1 회전자 블록(51)과 제2 회전자 블록(52)을 견고하게 연결하기 위한 추가의 견고한 체결 요소(70)를 포함한다. 통상적으로, 견고한 체결 요소(70)는 도 4에 예로서 도시되어 있듯이 아치형 설계의 것이다. 또한, 견고한 체결 요소(70)는 크레인에 체결하기 위한 홀더(71), 예를 들어 후크 리셉터클을 가질 수 있다. 홀더(71)는 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.
이하에서는, 특히 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(즉, 하나 이상의 저압 스테이지 및 하나 이상의 고압 스테이지를 위한 터보차저 조립체)의 하우징을 갖는, 터보차저 조립체의 하나 이상의 회전자 블록의 설치/제거를 위한 본 발명에 따른 방법이 기재된다.
이하에 기재된 방법은 본 명세서에 기재된 설치/제거 장치의 실시예와 조합하여 수행될 수 있다. 그러나, 이와 관련하여, 이하에 기재된 설명된 방법은 반드시 본 명세서에 기재된 설치/제거 장치의 특정 실시예와 함께 수행될 필요가 없으며, 그 독립적으로 수행될 수도 있음이 지적된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 적어도 두 개의 회전자 블록을 설치/제거 장치에 의해 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)에 동시에 삽입하는 방법이 제공된다. 특히, 설치/제거 장치는 본 명세서에 기재된 실시예 중 하나에 따른 설치/제거 장치(10)이다. 상기 방법은 각각의 경우에 터보차저 조립체의 회전자 블록 마다 적어도 하나의 가이드 요소(80)를 설치하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 가이드 요소(80)는 회전자 블록이 내부로 이동할 때 회전자 블록을 회전자 블록의 회전축을 따라서 안내하도록 배치 및 구성된다. 또한, 적어도 하나의 가이드 요소(80)는 특히 도 1 및 도 4에 예로서 도시되어 있듯이 설치/제거 장치가 수직에 대해 비스듬히 설치된 경우에 관련 회전자 블록의 횡하중을 감당할 수 있도록 구성된다.
도 5는 예로서 네 개의 가이드 요소, 특히 네 개의 가이드 로드를, 즉 회전자 블록당 두 개씩 도시한다. 또한, 상기 방법은 도 4에 예로서 도시되어 있듯이 적어도 두 개의 회전자 블록을 견고한 체결 요소(70)에 의해 연결하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 설치/제거 장치(10)의 제1 체결 구조물(41)을 제1 회전자 블록(51)에 체결하고 설치/제거 장치(10)의 제2 체결 구조물(42)을 제2 회전자 블록(52)에 체결하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 적어도 두 개의 회전자 블록을 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130) 내로 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 하나 이상의 회전자 블록을 설치/제거 장치에 의해 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)으로부터/내로 인출/삽입하는 방법이 제공된다. 특히, 설치/제거 장치는 본 명세서에 기재된 실시예 중 하나에 따른 설치/제거 장치(10)이다. 상기 방법은 각각의 경우에 터보차저 조립체의 회전자 블록 마다 적어도 하나의 가이드 요소(80)를 설치하는 단계를 포함한다. 가이드 요소는 회전자 블록이 외부로/내부로 이동될 때 회전자 블록을 회전자 블록의 회전축을 따라서 안내하도록 배치 및 구성된다. 또한, 상기 방법은 설치/제거 장치의 지지 요소(120)를 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징(130)에 체결하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 설치/제거 장치의 제1 체결 구조물(41)을 제1 회전자 블록(51)에 체결하는 단계를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 방법은 설치/제거 장치의 제2 체결 구조물(42)을 제2 회전자 블록(52)에 체결하는 단계를 포함한다. 더욱이, 상기 방법은 제1 체결 구조물(41) 및/또는 제2 체결 구조물(42)을 지지 요소(20)에 대해서 및 지지 요소를 따라서 이동시킴으로써 제1 회전자 블록(51) 및/또는 제2 회전자 블록(52)을 인출/삽입하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 하나 이상의 회전자 블록을 이동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 도 4에 예로서 도시되어 있듯이 하나 이상의 회전자 블록을 견고한 체결 요소(70), 특히 견고한 브래킷형 체결 요소에 체결하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 하나 이상의 회전자 블록이 체결 요소에 체결되고 있는 동안, 설치/제거 장치, 특히 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 설치/제거 장치를 구비하는 하나 이상의 회전자 블록을 이동시키는 단계를 포함한다. 통상적으로, 설치/제거 장치는 하나 이상의 회전자 블록을 이동시킬 때 하나 이상의 회전자 블록에 체결된다. 예를 들어, 하나 이상의 회전자 블록을 이동시키는 것은 예를 들어 견고한 체결 요소의 홀더(71)에 체결될 수 있는 크레인에 의해 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
10 : 설치/제거 장치
20: 지지 요소
21: 지지 요소의 제1 측부
22: 지지 요소의 제2 측부
23: 제1 가이드 레일
24: 제2 가이드 레일
25: 지지 요소의 체결 요소
26: 지지 요소의 제1 체결 단부
27: 지지 요소의 제2 체결 단부
30: 이동 장치
31: 제1 슬라이드
32: 제2 슬라이드
33: 스핀들
33A: 스핀들 축
34: 연결 요소
35: 핸드 휠
40: 체결 장치
41: 제1 체결 구조물
42: 제2 체결 구조물
43: 제1 체결 요소
44: 제2 체결 요소
45: 제1 프로파일 로드 구조물
46: 제2 프로파일 로드 구조물
47: 제1 경사 볼트
48: 제2 경사 볼트
51: 제1 회전자 블록
52: 제2 회전자 블록
61: 제1 반경방향 체결구
62: 제2 반경방향 체결구
64, 66: 나사산 로드
65, 67: 너트
68: 제1 축방향 체결구
69: 제2 축방향 체결구
70: 견고한 체결 요소
71: 크레인에 체결하기 위한 홀더
80: 가이드 요소
100: 터보차저 조립체
110: 고압 스테이지
120: 저압 스테이지
130: 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체의 하우징
131: 저압 스테이지의 하우징
132: 고압 스테이지의 하우징
133: 고압 스테이지의 하우징의 압축기측 플랜지
134: 저압 스테이지의 하우징의 압축기측 플랜지
x: 축방향
r: 반경방향
B1, B2, B3, B4: 체결 지점

Claims (18)

  1. 단일-스테이지 또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130) 내에서 하나 이상의 회전자 블록을 병진 이동시키기 위한 설치/제거 장치(10)이며,
    - 지지 요소(20)로서, 지지 요소의 제1 종방향 측부(21)에 배치되는 제1 가이드 레일(23), 및 지지 요소의 제2 종방향 측부(22)에 배치되는 제2 가이드 레일(24)을 갖는, 지지 요소(20);
    - 이동 장치(30)로서,
    - 제1 가이드 레일(23) 상에서 이동 가능하도록 배치되는 제1 슬라이드(31),
    - 제2 가이드 레일(24) 상에서 이동 가능하도록 배치되는 제2 슬라이드(32),
    - 지지 요소(20)에 회전 가능하게 장착되는 스핀들(33), 및
    - 스핀들(33), 제1 슬라이드(31) 및/또는 제2 슬라이드(32)에 연결되는 연결 요소(34)로서, 스핀들의 회전 운동을 제1 슬라이드(31) 및/또는 제2 슬라이드(32)의 병진 운동으로 변환하도록 구성되는, 연결 요소(34)를 갖는, 이동 장치(30);
    - 제1 회전자 블록(51)을 체결하기 위한 제1 체결 구조물(41) 및 제2 회전자 블록(52)을 체결하기 위한 제2 체결 구조물(42)을 갖는 체결 장치(40)로서, 제1 체결 구조물(41)은 제1 슬라이드(31)에 연결되고 제2 체결 구조물(42)은 제2 슬라이드(32)에 연결되는, 체결 장치(40)를 포함하는, 설치/제거 장치(10).
  2. 제1항에 있어서, 지지 요소(20)는 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)에 체결하기 위한, 특히 하우징(130)의 고압 스테이지(110)와 저압 스테이지(120) 사이에 배치되는 하우징 영역에 체결하기 위한 체결 요소(25)를 지지 요소의 체결측에 포함하는, 설치/제거 장치(10).
  3. 제2항에 있어서, 지지 요소(20)의 제1 체결 단부(26)는 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)의 저압 스테이지(120)의 하우징(131)의 압축기측 플랜지(134)에 연결될 수 있으며, 지지 요소(20)의 제2 체결 단부(27)는 단일-스테이지 및/또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)의 고압 스테이지(110)의 하우징(132)의 압축기측 플랜지(133)에 연결될 수 있는, 설치/제거 장치(10).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 체결 구조물(41)은 제1 체결 구조물(41)을 제1 회전자 블록(51)에 체결하기 위해 반경방향(r)으로 이격되고 상호 대향하여 배치되는 두 개의 제1 체결 요소(43)를 포함하는, 설치/제거 장치(10).
  5. 제4항에 있어서, 제1 체결 요소(43)는 제1 프로파일 로드 구조물(45)을 거쳐서 제1 경사 볼트(47) 및 제1 반경방향 체결구(61)에 연결되며, 제1 경사 볼트(47) 및 제1 반경방향 체결구(61)는 특히 스핀들 축(33A)의 방향으로 축방향으로 상호 이격되는 두 개의 체결 지점(B1, B2)에서 제1 슬라이드(31)에 연결되는, 설치/제거 장치(10).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 체결 구조물(42)은 제2 체결 구조물(42)을 제2 회전자 블록(52)에 체결하기 위해 반경방향으로 이격되고 상호 대향하여 배치되는 두 개의 제2 체결 요소(44)를 포함하는, 설치/제거 장치(10).
  7. 제6항에 있어서, 제2 체결 요소(44)는 제2 프로파일 로드 구조물(46)을 거쳐서 제2 경사 볼트(48) 및 제2 반경방향 체결구(62)에 연결되며, 제2 경사 볼트(48) 및 제2 반경방향 체결구(62)는 특히 스핀들 축(33A)의 방향으로 축방향으로 상호 이격되는 두 개의 체결 지점(B3, B4)에서 제2 슬라이드(32)에 연결되는, 설치/제거 장치(10).
  8. 제4항 및 제6항 또는 제5항 및 제7항에 있어서, 제1 체결 요소(43) 사이의 간격(D1)은 제2 체결 요소(44) 사이의 간격(D2) 이상(D1 ≥ D2)인, 설치/제거 장치(10).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 연결 요소(34)는 해제 가능한 연결, 특히 나사 연결을 통해서 제1 슬라이드(31) 및/또는 제2 슬라이드(32)에 연결되는, 설치/제거 장치(10).
  10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 체결 요소(43) 중 적어도 하나, 특히 제1 축방향 체결구(68)는 제1 체결 구조물(41)에 체결될 제1 회전자 블록(51)에 대한 제1 체결 구조물(41)의 정렬을 조절하기 위한 수단을 포함하며, 특히 이들 수단은 기계식, 유압식 또는 공압식 설계의 것인, 설치/제거 장치(10).
  11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 체결 요소(44) 중 적어도 하나, 특히 제2 축방향 체결구(69)는 제2 체결 구조물(42)에 체결될 제2 회전자 블록(52)에 대한 제2 체결 구조물(42)의 정렬을 조절하기 위한 수단을 포함하며, 특히 이들 수단은 기계식, 유압식 또는 공압식 설계의 것인, 설치/제거 장치(10).
  12. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 반경방향 체결구(61)는 지지 요소(20)에 대한 제1 체결 구조물(41)의 정렬을 조절하기 위한 수단을 포함하고, 특히 이들 수단은 기계식, 유압식 또는 공압식 설계의 것이며 제1 경사 볼트(47)의 축 주위로의 제1 체결 구조물(41)의 각도 위치가 조절될 수 있도록 구성되는, 설치/제거 장치(10).
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 반경방향 체결구(62)는 지지 요소(20)에 대한 제2 체결 구조물(42)의 정렬을 조절하기 위한 수단을 포함하고, 특히 이들 수단은 기계식, 유압식 또는 공압식 설계의 것이며 제2 경사 볼트(48)의 축 주위로의 제2 체결 구조물(42)의 각도 위치가 조절될 수 있도록 구성되는, 설치/제거 장치(10).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 회전자 블록(51)과 제2 회전자 블록(52)을 견고하게 연결하기 위한 추가의 견고한 체결 요소(70)를 더 포함하며, 특히 견고한 연결 요소(70)는 크레인에 체결하기 위한 홀더(71)를 갖는, 설치/제거 장치(10).
  15. 적어도 두 개의 회전자 블록을 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 설치/제거 장치(10)에 의해 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)에 동시에 삽입하는 방법이며,
    - 각각의 경우에 터보차저 조립체(100)의 회전자 블록마다 적어도 하나의 가이드 요소(80)를 설치하는 단계로서, 적어도 하나의 가이드 요소(80)는 회전자 블록이 내부로 이동할 때 회전자 블록을 회전자 블록의 회전축을 따라서 안내하도록 배치 및 구성되는, 단계;
    - 적어도 두 개의 회전자 블록을 견고한 체결 요소(70)에 의해 연결하는 단계;
    - 설치/제거 장치(10)의 제1 체결 구조물(41)을 제1 회전자 블록(51)에 체결하는 단계;
    - 설치/제거 장치(10)의 제2 체결 구조물(42)을 제2 회전자 블록(52)에 체결하는 단계;
    - 적어도 두 개의 회전자 블록을 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130) 내로 이동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 지지 요소(20)를 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)에 체결하는 단계를 더 포함하며, 적어도 두 개의 회전자 블록을 멀티-스테이지 하우징 내로 이동시키는 단계는 제1 체결 구조물(41) 및 제2 체결 구조물(41)을 지지 요소(20)에 대해서 및 지지 요소(20)를 따라서 이동시키는 것을 포함하는, 방법.
  17. 하나 이상의 회전자 블록을 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 설치/제거 장치에 의해 단일-스테이지 또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)으로부터/내로 인출/삽입하는 방법이며,
    - 각각의 경우에 터보차저 조립체(100)의 회전자 블록마다 적어도 하나의 가이드 요소(80)를 설치하는 단계로서, 가이드 요소(80)는 회전자 블록이 외부로/내부로 이동될 때 회전자 블록을 회전자 블록의 회전축을 따라서 안내하도록 배치 및 구성되는, 단계;
    - 설치/제거 장치(10)의 지지 요소(20)를 단일-스테이지 또는 멀티-스테이지 터보차저 조립체(100)의 하우징(130)에 체결하는 단계;
    - 설치/제거 장치(10)의 제1 체결 구조물(41)을 제1 회전자 블록(51)에 체결하고;
    및/또는 설치/제거 장치(10)의 제2 체결 구조물(42)을 제2 회전자 블록(52)에 체결하는 단계;
    - 제1 체결 구조물(41) 및/또는 제2 체결 구조물(41)을 지지 요소(20)에 대해서 및 지지 요소(20)를 따라서 이동시킴으로써 제1 회전자 블록(51) 및/또는 제2 회전자 블록(52)을 인출/삽입하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 하나 이상의 회전자 블록을 이동시키는 방법이며,
    - 하나 이상의 회전자 블록을 견고한 체결 요소(70), 특히 견고한 브래킷형 체결 요소에 체결하는 단계; 및
    - 하나 이상의 회전자 블록이 체결 요소에 체결되는 동안, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 설치/제거 장치를 구비하는 하나 이상의 회전자 블록을 이동시키는 단계를 포함하는, 방법.
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