KR20190044103A

KR20190044103A - 가변 압축기 트림을 갖는 터보차저

Info

Publication number: KR20190044103A
Application number: KR1020197009203A
Authority: KR
Inventors: 앤드류 테일러; 파웰 바쿨라; 나탄 맥카들
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2019-04-29
Also published as: CN108884721A; WO2018045153A1; JP2019529772A; EP3507463A1; US20190195122A1

Abstract

터보차저는 압축기 및 기류 조절 어셈블리를 포함한다. 기류 조절 어셈블리는 복수의 가이드 베인을 포함한다. 복수의 가이드 베인 각각은 가이드 선단부 및 축을 따라 가이드 선단부로부터 이격된 가이드 기부를 갖는다. 가이드 선단부는 유입구 직경(ID)보다 작고 축에 수직인 베인 직경(VD)을 획정한다. 기류 조절 어셈블리는 슬라이딩 링 및 복수의 커넥팅 로드를 더 포함한다. 슬라이딩 링은 축을 따라 축 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. 또한, 복수의 커넥팅 로드는 슬라이딩 링이 축을 따라 축 방향으로 이동할 때 축을 따라 축 방향으로 이동 가능하고, 그리하여 슬라이딩 링이 축을 따라 축 방향으로 이동할 때 베인 직경(VD)을 선택적으로 증가 및/또는 감소시킨다.

Description

가변 압축기 트림을 갖는 터보차저

1. 기술분야

본 발명은 일반적으로 차량의 터보차저에 사용하기 위한 압축기에 관한 것이다.

2. 관련기술의 설명

터보차저는 내연 기관으로부터 배기 가스를 수취하여 압축 공기를 내연 기관에 보낸다. 터보차저는 내연 기관의 동력 출력을 증가시키고, 내연 기관의 연료 소비량을 감소시키며, 내연 기관에 의해 생성된 배출물을 감소시키는 데 사용된다. 터보차저에 의해 내연 기관으로 압축 공기를 보내면 내연 기관을 작게 하는 것을 가능하게 하지만, 더 크고 자연 흡기화된 내연 기관과 동등 또는 유사한 양의 마력을 발생시킬 수 있다. 차량에 사용하기 위해 보다 작은 내연 기관을 갖는 것은 차량의 질량 및 공기 역학적 정면 영역을 감소시키며, 이는 내연 기관의 연료 소비량을 감소시키고 차량의 연비를 향상시키는 데 도움을 준다.

전형적인 터보차저는 터빈 하우징 내부를 획정하는 터빈 하우징, 터빈 하우징 내부에 배치된 터빈 휠, 및 터빈 휠에 결합되고 또한 이것에 의해 회전 가능한 샤프트를 포함한다. 전형적인 터보차저는 또한 압축기 하우징 내부 및 유로를 획정하는 압축기 하우징을 포함한다. 유로는 압축기 하우징의 내부를 내연 기관과 유체 결합시킨다. 전형적인 터보차저는 압축기 하우징의 내부에 배치되고 샤프트에 결합되는 압축기 휠을 더 포함한다. 압축기 휠은 압축 공기를 유로를 통해 내연 기관에 보내기 위해 샤프트에 의해 회전 가능하다. 특히 에너지를 낭비하게 되는 내연 기관의 배기 가스로부터의 에너지는 터빈 휠을 구동하는 데 사용되며, 이것은 샤프트를 구동시킨 다음, 압축기 휠을 구동시켜 압축 공기를 내연 기관에 보내는 데 사용된다.

압축기는 압축기 휠을 통하는 기류량에 영향을 주는 트림을 구비하고 있다. 이와 같이, 내연 기관의 원하는 성능에 따라, 전형적인 압축기 휠은 내연 기관에 목표 기류를 보내도록 설계된다. 전형적인 터보차저에서, 압축기 휠을 통해 내연 기관으로 흐르는 기류는 또한 다른 요인에 의해 영향을 받을 수 있다.

단일 스테이지 터보차저의 일반적인 압축기는 압축기 휠을 통하는 기류를 일정한 흐름으로 제한하는 일정한 트림(trim)을 갖는다. 그러나 더 최근의 압축기는 가변 압축기 트림을 포함할 수 있다. 공지된 가변 압축기 트림은 압축기 하우징 내로의 바람직하지 않은 공기의 누출을 초래할 가능성이 있는 중첩된 단층 베인을 포함한다.

이와 같이, 터보차저에서 사용하기 위한 개선된 가변 압축기 트림을 제공할 필요가 있다.

발명의 개요 및 이점

내연 기관으로부터 배기 가스를 받아 내연 기관에 압축 공기를 보내기 위한 터보차저는 터빈 하우징 내부를 획정하는 터빈 하우징을 포함한다. 터보차저는 또한 내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하기 위해 터빈 하우징 내부에 배치된 터빈 휠을 포함한다. 터보차저 샤프트는 터빈 휠에 결합되고 이것에 의해 회전 가능하며, 터보차저 샤프트는 터빈 하우징 내부를 통해 길이 방향으로 연장되는 축을 따라 연장된다. 더욱이, 터보차저는 내부를 획정하는 압축기 하우징을 포함하고, 압축기 하우징은 터보차저 샤프트로부터 이격되어 축 주위에 배치된 공기 유입부를 가지며, 공기 유입구는 축에 대하여 수직인 유입구 직경(ID)을 획정한다.

터보차저는 또한 압축기 하우징의 내부에 배치되고 터보차저 샤프트에 결합되는 압축기 휠을 포함한다. 압축기 휠은 터보차저 샤프트에 의해 회전 가능하고 압축 공기를 내연 기관에 보내기 위해 공기 유입부와 터빈 휠 사이에 배치된다. 마지막으로, 터보차저는 기류 조절 어셈블리를 포함한다.

기류 조절 어셈블리는 압축기 하우징의 내부에 적어도 부분적으로 배치된 복수의 가이드 베인을 포함한다. 복수의 가이드 베인 각각은 가이드 선단부 및 축을 따라 가이드 선단부로부터 이격된 가이드 기부를 갖는다. 또한, 각각의 가이드 기부는 공기 유입부에 선회 가능하게 결합된다. 가이드 선단부는 유입구 직경(ID)보다 작고 축에 수직인 베인 직경(VD)을 획정한다. 기류 조절 어셈블리는 내부에 적어도 부분적으로 배치된 슬라이딩 링과, 내부에 적어도 부분적으로 배치된 복수의 커넥팅 로드를 더 포함한다. 슬라이딩 링은 축을 따라 축 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. 각각의 커넥팅 로드는 가이드 기부 및 슬라이딩 링에서 가이드 베인 중 하나 사이에 배치되고 이것에 의해 결합된다.

또한, 복수의 커넥팅 로드는 슬라이딩 링이 축을 따라 축 방향으로 이동할 때 축을 따라 축 방향으로 이동 가능하고, 그리하여 슬라이딩 링이 축을 따라 축 방향으로 이동할 때 베인 직경(VD)을 선택적으로 증가 및/또는 감소시킨다.

따라서, 복수의 가이드 베인은 압축기 트림을 필요에 따라 조정하는 것을 가능하게 한다. 압축기 트림은 기류 조절 어셈블리의 출구 직경으로 획정되며, 베인 직경이라고도 한다. 압축기 트림 또는 베인 직경을 조정하면 터보차저가 압축기 트림의 직경을 변경함으로써 엔진 저속에서 더 높은 압력 비를 달성하는 것을 가능하게 한다. 이것은 단일 스테이지 압축기가 멀티 스테이지 압축기의 유사한 성능 및 효율로 작동함과 동시에 단일 스테이지 압축기의 스페이스 절약의 이점을 구현하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 기류 조절 어셈블리에 결합된 지지 링을 설치하면 압축기 하우징 내부에서의 설치 및 수리가 용이하게 된다.

본 발명의 다른 이점은, 첨부 도면과 관련하여 고려될 때, 이하의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해될 것이므로 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 터보차저의 개략적인 부분 단면도이다.
도 2는 터보차저로부터 제거된 압축기의 사시도이다.
도 3은 압축기로부터 제거된 기류 조절 어셈블리의 사시도이다.
도 4는 기류 조절 어셈블리의 가이드 베인의 사시도이다.
도 5는 기류 조절 어셈블리의 가이드 베인의 저면도이다.
도 6은 기류 조절 어셈블리의 가이드 베인의 측면도이다.
도 7은 기류 조절 어셈블리의 가이드 베인의 평면도이다.
도 8은 제1 위치에서 압축기 하우징 및 슬라이딩 링을 포함하는 압축기의 단면도이다.
도 9는 제2 위치에서 압축기 하우징 및 슬라이딩 링을 포함하는 압축기의 단면도이다.
도 10은 다른 실시형태에 따른 터보차저의 개략적인 부분 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 실시형태에 따른 터보차저로부터 제거된 압축기의 사시도이다.
도 12a는 압축기로부터 제거된 기류 조절 어셈블리의 사시도이다.
도 12b는 도 10에 도시된 실시형태에 따른 압축기로부터 제거된 기류 조절 어셈블리의 반대측 사시도이다.
도 13은 도 10에 도시된 실시형태에 따른 요크 및 크로스 샤프트를 포함하는 기류 조절 어셈블리의 일부의 사시도이다.
도 14는 도 10에 도시된 실시형태에 따른 요크 및 크로스 샤프트의 측면 사시도이다.
도 15는 도 10에 도시된 실시형태에 따른 기류 조절 어셈블리의 가이드 베인의 사시도이다.
도 16은 도 10에 도시된 실시형태에 따른 기류 조절 어셈블리의 가이드 베인의 저면도이다.
도 17은 도 10에 도시된 실시형태에 따른 기류 조절 어셈블리의 가이드 베인의 측면도이다.
도 18은 도 10에 도시된 실시형태에 따른 기류 조절 어셈블리의 가이드 베인의 평면도이다.
도 19는 도 10에 도시된 실시형태에 따른 제1 위치에서 압축기 하우징 및 슬라이딩 링을 포함하는 압축기의 단면도이다.
도 20은 도 10에 도시된 실시형태에 따른 제2 위치에서 압축기 하우징 및 슬라이딩 링을 포함하는 압축기의 단면도이다.

도 1 내지 도 9에 도시된 실시형태를 참조하면, 동일한 여러 도면을 통해 동일한 번호는 동일한 부품을 나타내고, 터보차저(20)는 일반적으로 도 1에 나타낸다. 터보차저(20)는 내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하여 압축 공기를 내연 기관에 보낸다. 터보차저(20)는 터빈 하우징 내부(24)를 획정하는 터빈 하우징(22)을 포함한다. 터빈 하우징(22)은 내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하여 유도한다. 터보차저(20)는 내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하기 위해 터빈 하우징 내부(24) 내에 터빈 휠(26)을 포함한다. 구체적으로, 내연 기관으로부터의 배기 가스는 터빈 휠(26)을 구동시키는 데 사용된다. 터보차저(20)는 터빈 휠(26)에 결합되고 이것에 의해 회전 가능한 샤프트(28)를 포함한다. 구체적으로, 터빈 휠(26)은 내연 기관으로부터의 배기 가스에 의해 구동되고, 이어서 샤프트(28)를 회전시킨다. 샤프트(28)는 터빈 하우징 내부(24)를 통해 길이 방향으로 연장되는 축(38)을 따라 연장된다.

터보차저(20)는 압축기 하우징(30)의 내부(32)를 획정하는 압축기 하우징(30) 및 유로(34)를 포함한다. 압축기 하우징(30)의 내부(32)는 공기를 수취하여 내연 기관으로 향하도록 한다. 유로(34)는 압축기 하우징(30)의 내부(32)를 내연 기관과 유체 결합시킨다. 압축기 하우징(30)은 샤프트(28)로부터 이격되어 축(38) 주위에 배치되는 공기 유입부(35)를 포함한다. 공기 유입구는 축(38)에 대하여 수직으로 배치된 유입구 직경(ID)을 획정한다. 터보차저(20)는 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 배치되고 샤프트(28)에 결합되는 압축기 휠(36)을 포함한다. 압축기 휠(36)은 공기 유입부(35)와 터빈 휠(26) 사이에 배치된다. 압축기 휠(36)은 압축 공기를 유로(34)를 통해 내연 기관에 보내기 위해 샤프트(28)에 의해 회전 가능하다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 터보차저(20)는 또한 기류 조절 어셈블리(40)를 포함한다. 기류 조절 어셈블리(40)는 적어도 부분적으로 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 배치될 수 있다. 또한, 기류 조절 어셈블리(40)의 특정 구성 요소는 압축기 하우징(30)의 외측에 배치될 수 있다고 생각된다. 도 2에 나타낸 실시형태에 있어서, 기류 조절 어셈블리(40)의 전체는 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 배치된다. 더욱이, 유로(34)는 축(38)과 평행하게 배치되고 일 단부에서 기류 조절 어셈블리(40)로 유입되어, 기류 조절 어셈블리(40)를 통해 흐르고, 반대측 단부에서 기류 조절 어셈블리(40)를 빠져 나오며, 여기서 공기는 내연 기관을 향하여 압축기 하우징(30) 내로 계속 흐른다.

기류 조절 어셈블리(40)는 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 적어도 부분적으로 배치된 슬라이딩 링(42)을 포함한다. 슬라이딩 링(42)은 알루미늄, 강철, 플라스틱 폴리머 또는 당업자에게 알려진 다른 재료로 구성될 수 있다. 슬라이딩 링(42)은, 공기가 압축기 하우징(30)의 내부(32)를 통해 흐르는 것이 제한되지 않는 제1 위치(44)와, 공기가 축(38)을 따라 압축기 하우징(30)의 내부(32)를 통해 흐르는 것이 적어도 부분적으로 제한되는 제2 위치(46) 사이에 축 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. 도 8 및 도 9에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)를 향해 이동하면, 슬라이딩 링(42)은 유로(34)의 반대 방향으로 축(38)을 따라 이동한다. 또한, 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)를 향해 이동하면, 슬라이딩 링(42)은 유로(34)와 동일한 방향으로 축(38)을 따라 이동한다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 슬라이딩 링(42)은 중앙에 애퍼처를 갖는 대략 원형의 링 형상을 갖는다. 유로(34)는 슬라이딩 링(42)의 애퍼처를 통해 배치되도록 구성된다. 도 2 및 도 3에 나타낸 실시형태에 있어서, 슬라이딩 링(42)은 링 형상을 형성하는 만곡된 외면 및 내면에 의해 연결되는 대략 평탄한 제1 표면 및 제2 표면을 갖는다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상면, 저면, 내면 및 외면은 대략 유사한 폭을 갖는다. 그러나, 임의의 표면의 폭은 슬라이딩 링(42)의 임의의 다른 표면의 폭보다 크거나 작을 수 있다는 것이 고려된다. 도 3에 나타낸 실시형태에 있어서, 슬라이딩 링(42)은 축(38)이 슬라이딩 링(42)의 중심의 애퍼처를 통해 배치되도록 축(38)에 대하여 수직으로 배치된다. 그러나, 슬라이딩 링(42)은 축(38)을 따라 축 방향으로 이동 가능하도록 구성된 다양한 다른 형상 및/또는 방향일 수 있다고 생각된다.

다시 도 3에 나타낸 실시형태를 참조하면, 슬라이딩 링(42)은 슬라이딩 링(42)의 제2 표면으로부터 연장되는 적어도 하나의, 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 복수의 커넥팅 프롱(48)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 당업자에게 알려져 있는 바와 같이, 커넥팅 프롱(48)은 슬라이딩 링(42)과 동일한 재료로 만들 수 있거나, 또는 이에 한정되지 않지만, 강철, 알루미늄 또는 플라스틱 폴리머를 포함하는 다른 재료로 만들 수 있다고 생각된다. 도 3에 나타낸 실시형태에 있어서, 커넥팅 프롱(48)은 저면의 전체 폭에 걸쳐 연장되지만, 다양한 구성이 고려되어 왔다. 도 3에 나타낸 커넥팅 프롱(48)은 슬라이딩 링(42)의 저면 주위에 쌍으로 배치되어 각 쌍 사이에 공간을 갖는다. 커넥팅 로드(50)는 각 쌍의 커넥팅 프롱(48) 사이의 공간에 배치되도록 구성된다. 화스너는, 커넥팅 로드(50)를 슬라이딩 링(42)에 고정하기 위해, 한 쌍의 커넥팅 프롱(48) 및 커넥팅 로드(50)를 통해 배치되는 것이 고려된다. 그러나, 커넥팅 로드(50) 및 슬라이딩 링(42)은 당업자에게 알려져 있는 다양한 다른 방법으로 결합될 수 있다고도 생각된다. 도 3에 나타낸 실시형태에 있어서, 슬라이딩 링(42)은 4개의 커넥팅 로드(50)에 대응하는 4쌍의 커넥팅 프롱(48)을 포함하지만; 임의의 수의 커넥팅 프롱(48) 및/또는 커넥팅 로드(50)가 기류 조절 어셈블리(40)에 실장(實裝)될 수 있다.

커넥팅 로드(50)는 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)로 이동하면 유로(34)와 반대 방향으로 이동하도록 구성되고, 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)로 이동하면 유로(34)와 동일한 방향으로 이동하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 슬라이딩 링(42)이 축(38)을 따라 축 방향으로 이동하면, 커넥팅 로드(50)는 축(38)을 따라 축 방향으로 이동 가능하다. 도 3에 나타낸 실시형태에 예시한 바와 같이, 커넥팅 로드(50)는 각 단부 상에 원형의 연결부를 갖는 대략 봉 형태의 주요부를 갖는다. 원형 부분은 화스너가 제1 원형 부분을 슬라이딩 링(42)의 커넥팅 프롱(48)에 결합하는 것을 가능하게 하도록 구성된다. 커넥팅 로드(50)의 반대측 단부에는 제1 원형 부분과 유사 또는 동일할 수 있는 다른 원형 부분이 있고, 커넥팅 로드(50)를 가이드 베인(52)에 선회 가능하게 결합하도록 구성된다. 다시, 화스너는 원형 부분을 통해 배치하여 커넥팅 로드(50)와 가이드 베인(52)을 고정할 수 있다. 커넥팅 로드(50)는 강철, 알루미늄, 또는 기류 조절 어셈블리의 가이드 베인(52)에 슬라이딩 링(42)을 결합시키기에 충분한 강도를 갖는 다른 재료로 구성될 수 있다.

도 3에 나타낸 실시형태에 나타내는 바와 같이, 커넥팅 로드(50)는 슬라이딩 링(42)으로부터 가이드 베인(52)까지 연장되고, 슬라이딩 링(42)과 가이드 베인(52) 사이의 공간을 획정하도록 구성된다. 도 3에 나타낸 실시형태에 있어서, 기류 조절 어셈블리(40)는 4개의 커넥팅 로드(50)를 포함하지만, 슬라이딩 링(42)과 가이드 베인(52) 사이에 보다 많거나 적은 커넥팅 로드(50)가 배치될 수 있다는 것이 고려된다. 도 3에 나타낸 실시형태에 추가로 나타내는 바와 같이, 단일 커넥팅 로드(50)가 각각의 가이드 베인(52)에 결합된다. 그러나, 복수의 커넥팅 로드(50)가 당업자가 원하는 바와 같이 각각의 가이드 베인(52)에 결합될 수 있다는 것이 추가로 고려된다.

도 3에 나타낸 실시형태를 다시 참조하면, 커넥팅 로드(50)는 가이드 베인(52)의 연결 돌기(54)에서 가이드 베인(52)에 결합된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 연결 돌기(54)는 한 쌍의 돌기 사이에 커넥팅 로드(50)가 배치되도록 구성된 한 쌍의 돌기로 구성되어 있다. 이어서, 화스너는 각각의 돌기 및 커넥팅 로드(50)의 원형 부분을 통해 배치되어 가이드 베인(52)을 커넥팅 로드(50)에 선회 가능하게 결합한다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 커넥팅 로드(50)와 가이드 베인(52)이 서로 선회 가능하게 결합될 수 있게 하는 다양한 다른 구성도 고려되어 왔다. 또한, 슬라이딩 링(42)과 가이드 베인(52)은 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다른 기구를 사용하여 서로 결합될 수 있다고 생각된다.

슬라이딩 링(42)은 추가적으로 압축기 하우징(30)의 내부(32)에 적어도 부분적으로 배치되는 크래들(56)에 결합된다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 크래들(56)은 대략 반원형 형상을 가질 수 있고, 슬라이딩 링(42)으로부터의 기류 방향과는 반대 방향으로 배치된다. 크래들(56)은 슬라이딩 링(42)에 선회 가능하게 결합되고, 제1 위치(44)와 제2 위치(46) 사이에서 축(38)을 따라 축 방향으로 슬라이딩 링(42)을 이동시키도록 구성된다. 크래들(56)은 당업자에게 알려져 있는 바와 같이 슬라이딩 링(42)에 선회 가능하게 결합되도록 구성된 다양한 다른 형상 또는 구성일 수 있다는 것이 고려된다. 크래들(56)은 전형적으로 강철, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 혹은 플라스틱 폴리머와 같은 슬라이딩 링(42)과 동일한 재료로 구성된다. 그러나, 크래들(56)은 당업자가 원하는 바와 같은 다른 임의의 재료로 구성될 수 있다.

도 3에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 크래들(56)은 크래들(56)의 내면의 각각의 원위 단부에 배치된 커플러(58)를 갖는다. 각각의 커플러(58)는 슬라이딩 링(42)과 크래들(56)을 선회 가능하게 결합하는 연결 핀(60)과 계합하도록 구성된다. 커플러(58)는 슬라이딩 링(42)을 제1 위치(44)에서 제2 위치(46)로 이동시키기 위해 크래들(56)을 유로(34)의 방향과는 반대 방향으로 경사지도록 구성된다고 고려된다. 보다 구체적으로는, 크래들의 2개의 원위 단부 사이의 반원형을 따라 배치된 크래들(56)의 상부는 유로(34)의 방향과 반대 방향으로 이동하도록 구성되고, 한편, 크래들(56)의 단부는 유로(34)의 방향으로 이동하여 제제연결 핀(60)을 이동시키고, 슬라이딩 링(42)을 제1 위치(44)에서 제2 위치(46)로 이동시킨다.

도 3에 나타낸 실시형태를 다시 참조하면, 크래들(56)은 연결 핀(60) 및 커플러(58)를 사용하여 슬라이딩 링(42)에 결합된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 두 개의 연결 핀(60)은 슬라이딩 링(42)과 크래들(56)을 결합할 수 있지만, 당업자가 원하는 바와 같이 보다 많거나 적은 연결 핀(60)을 사용할 수 있는 것으로 생각된다. 또한 도 3에 나타낸 바와 같이, 연결 핀(60)은 가이드 부싱을 통해 슬라이딩 링(42)에 결합될 수 있다. 그러나, 연결 핀(60)은 당업자에게 알려져 있는 다른 방법을 사용하여 슬라이딩 링(42)에 결합될 수 있다고 생각된다. 당업자에게 알려져 있는 바와 같이, 크래들(56)은 상술한 바와 같은 커플러(58)/연결 핀(60) 기구 이외의 다른 연결 방법을 사용하여 슬라이딩 링(42)에 결합되는 것도 고려된다.

도 3에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 크래들(56)은 반원을 따라 크래들(56)의 2개의 원위 단부 사이에 대략 등거리로 배치된 직사각형 탭(62)을 포함할 수 있다. 직사각형 탭(62)은 크로스 샤프트(64)와 계합하도록 구성된다. 크로스 샤프트(64)는 강철, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 플라스틱 폴리머, 혹은 당업자에게 알려져 있는 임의의 다른 재료로 구성될 수 있다. 도 3에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 크로스 샤프트(64)는 축(38)에 수직으로 배치되고 크래들(56)의 직사각형 탭(62)에 고정된다. 도 3에 나타낸 실시형태에서 추가로 나타내는 바와 같이, 크로스 샤프트(64)는 전형적으로는 2개의 단부를 갖는 원통형 로드이다. 그러나, 크로스 샤프트(64)는 직사각형, 삼각형 또는 당업자가 원하는 바와 같은 다른 임의의 형상일 수 있다고 생각된다. 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 크로스 샤프트(64)의 원통형 로드 부분은 오목부(70)를 가질 수 있는 것으로 고려된다. 오목부(70)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 크로스 샤프트(64)의 원주 전체의 주위로 연장되거나, 또는 크로스 샤프트(64)의 원주 일부의 주위로만 연장될 수 있다. 크래들(56)은 또한, 크로스 샤프트(64)가 크래들(56)을 직접 통과할 수 있도록 구성된 관통 구멍을 크래들(56)에 배치함으로써, 크로스 샤프트(64)에 부착될 수 있다. 또한, 크로스 샤프트(64) 및 크래들(56)은 클램프, 억지 끼워맞춤(interference fit) 또는 당업자에게 알려져 있는 다른 연결 방법을 사용하여 결합될 수 있다고 생각된다. 크로스 샤프트(64)의 각 단부는 도 3에 나타낸 바와 같은 부싱(66)을 포함할 수 있거나, 또는 크로스 샤프트(64)를 다른 장치에 결합하는 것을 가능하게 하는 다른 연결 기구를 포함할 수 있다.

도 3에 나타낸 실시형태에 있어서, 크로스 샤프트(64)의 일 단부는 작동 기어(68)를 포함한다. 작동 기어(68)는 기어 어셈블리 또는 다른 기구에 의해 작동하도록 구성된다. 작동 시에, 작동 기어(68)는 회전하고, 이어서 크래들 (56)의 직사각형 탭(62)을 인장하며, 이에 따라 크래들(56)이 경사지고, 이어서 슬라이딩 링(42)을 제1 위치(44) 에서 제2 위치(46)로 축(38)을 따라 축 방향으로 이동하도록 구성된다. 작동 기어(68)는 전형적으로 강철로 구성되지만, 작동 기어(68)는 당업자에게 알려져 있는 바와 같이 크로스 샤프트(64)를 회전시키는 데 필요한 강도를 갖는 다른 재료로 구성될 수 있다. 도 3에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 작동 기어(68)는 크로스 샤프트(64)을 작동시키기 위해 다른 기구와 계합하는 기어 핑거를 포함하는 상부를 향해 펼쳐지는 둥근 저부를 갖는다. 그러나, 작동 기어(68)는 당업자가 원하는 바와 같은 임의의 다른 형상 또는 구성일 수 있다고 생각되며, 여기에는 공기압식 액추에이터 또는 진공식 액추에이터 또는 당업자에게 알려져 있는 다른 액추에이터에 의해 작동될 수 있는 컨트롤 레버가 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이어서 도 4 내지 도 7에 나타낸 실시형태를 참조하면, 가이드 베인(52)은 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 가이드 베인(52)은 일반적으로 강철, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 플라스틱 폴리머, 혹은 당업자에게 알려져 있는 다른 재료로 구성된다. 추가로, 가이드 베인(52)은 별개의 외면(72) 및 내면(74)을 갖는다. 그러나, 가이드 베인(52)은 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 단일 부품으로 구성될 수 있다는 것도 고려된다. 외면(72) 및 내면(74)은 동일한 재료로 구성될 수 있거나 또는 외면(72) 및 내면(74)은 서로 다른 재료로 구성될 수 있다. 각 가이드 베인(52)의 외면(72)과 내면(74)은 둘 다, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때와 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)에 있을 때에, 각각의 가이드 베인(52) 사이에 밀봉부를 형성하도록 구성된다.

도 4 내지 도 7에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 각각의 가이드 베인(52)은 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 배치될 수 있다. 도면에 나타낸 실시형태에 있어서, 가이드 베인(52)은 약간 만곡되어 서로 인접하여 배치되어 가이드 드럼(76)을 형성한다. 보다 구체적으로, 가이드 베인(52)은, 가이드 베인(52)이 축(38)을 중심으로 원주 방향으로 배치되도록 만곡되어 있으며, 이에 따라 가이드 베인(52)은 중심을 통해 배치된 축(38)을 갖는 원을 형성한다. 도 3에 나타낸 실시형태에 있어서, 4개의 가이드 베인(52)은 축(38) 주위에 배치되어, 가이드 드럼(76)을 형성한다. 그러나, 보다 많거나 적은 가이드 베인(52)이 가이드 드럼(76)을 포함할 수 있다고 생각된다. 또한, 가이드 베인(52)의 내면(74)은 가이드 드럼(76)의 내부를 획정하며, 이를 통해 유로(34)가 흐른다. 또한, 각각의 가이드 베인(52)은 가이드 선단부(80) 및 가이드 기부(78)를 가지며, 각각의 가이드 기부(78)는 공기 유입부(35)에 선회 가능하게 결합된다. 가이드 기부(78)는 축(38)을 따라 가이드 선단부(80)로부터 이격된다. 가이드 베인(52)의 가이드 선단부(80)는 베인 직경(VD)을 획정한다. 베인 직경(VD)은 하나의 가이드 베인(52)의 내면(74)으로부터 반대측 가이드 베인(52)의 내면(74)까지 측정되며, 축(38)에 대하여 수직으로 배치된다. 더욱이, 베인 직경(VD)은 유입구 직경(ID)보다 작다. 또한, 베인 직경(VD)은, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)로 이동하면 증가하도록 구성되고, 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)로 이동하면 감소하도록 구성된다.

다시 도 4 내지 도 7에 나타낸 실시형태를 참조하면, 내면(74)과 외면(72)은 별개의 표면이고, 서로에 대하여 배치되고, 즉 내면(74)의 상면은 외면(72)의 저면에 대하여 배치된다. 내면(74) 및 외면(72)의 각각은 4개의 측면을 갖는다. 제1 측면, 제2 측면 및 제3측면은 직사각형의 3 변을 형성하며, 따라서 제1 측면 및 제2 측면은 서로 평행하게 배치되고, 제3 측면은 제1 및 제2 측면에 대해 대략 90도 각도로 배치된다. 제4 측면은 제1 측면과 제2 측면을 연결하지만, 제4 측면은 제1 측면이 제2 측면보다 긴 길이를 갖도록 각을 이룬다. 또한, 제1 측면은 도 4 내지 도 7에 나타낸 바와 같이 함몰부(82)를 포함할 수 있으며, 이는 커넥팅 로드(50)가 한 쌍의 커넥팅 프롱(48) 사이에 배치되어 가이드 기부(78)에 결합되는 것을 가능하게 하도록 구성된다. 또한, 가이드 기부(78)는 다른 구성을 사용하여 커넥팅 로드(50)가 가이드 베인(52)에 결합되도록 함몰부(82)를 포함하지 않을 수도 있다고 고려된다.

도 4, 도 5 및 도 7에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 외면(72) 및 내면(74)은 서로 어긋나게 배치되며, 따라서 외면(72)의 각도를 가진 표면 또는 제4 측면은 내면(74)의 제1 측면 또는 축(38)에 평행한 측면과 일치하도록 되어 있다. 다시 말해서, 내면(74)의 일부는 도 7에 나타낸 바와 같이 상면도로부터 볼 수 있으며, 외면(72)의 일부는 도6에 나타낸 바와 같이, 저면에서 보았을 때 볼 수 있다. 이러한 구성은, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때와 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)에 있을 때에, 가이드 드럼(76)이 가이드 베인들(52) 사이에 기밀 밀봉부를 갖는 것을 가능하게 한다. 또한, 이러한 구성은, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에서 제2 위치(46)로 이동할 때와 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)에서 제1 위치(44)로 이동할 때에, 가이드 베인들(52) 사이에 기밀 밀봉부를 제공할 수도 있다. 추가로, 가이드 드럼(76)의 기밀 밀봉부를 제공하는 가이드 베인(52)의 다양한 다른 구성을 실시할 수 있다고 생각된다.

도 4 및 도 6에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 가이드 베인(52)의 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)의 내면 (74) 또는 외면(72)의 어느 하나에 결합된다. 그러나, 가이드 베인(52)의 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)의 내면(74) 및 외면(72) 모두에 결합된다는 것이 또한 고려된다. 연결 돌기(54)가 커넥팅 로드(50) 및 슬라이딩 링(42)에 결합됨에 따라, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)와 제2 위치(46) 사이에서 이동할 때에 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)의 내면(74) 및 외면(72) 모두를 일체로 움직이도록 구성된다. 내면(74) 및 외면(72)은 필요에 따라 당업자에 의해 개별적으로 움직일 수 있다는 것이 또한 고려된다. 다시 도 4 및 도 6에 나타낸 실시형태를 참조하면, 내면(74)은 외면(72)의 길이보다 긴 길이를 가지며, 이에 따라 커넥팅 프롱(48)이 외면(72)도 결합하기 전에만 내면(74) 상에 부분적으로 배치된다. 또한, 가이드 베인(52) 및 커넥팅 프롱(48)의 다양한 다른 구성은 가이드 베인(52)의 내면(74) 및 외면(72)을 커넥팅 로드(50)에 결합하는 것을 가능하게 하는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 실시될 수 있다고 생각된다.

이어서 도 8 및 도 9에 나타낸 실시형태를 참조하면, 작동 중, 슬라이딩 링(42)은 도 8에 나타낸 제1 위치(44)에서 시작한다. 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때에, 도 8에 나타낸 바와 같이, 크래들(56)은 축(38)에 대하여 수직으로 배치되지만, 크로스 샤프트(64)의 작동 기어(68)는 작동하지 않는다. 그러나, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때에, 크래들(56)은 축에 대해 음 또는 양의 각도로 배치될 수 있다는 것도 고려된다. 또한, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때에, 베인 직경(VD)은 기류가 기류 조절 장치를 통하는 유로(34)내에 제한되지 않도록, 그의 최대가 된다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 베인 직경(VD)은 가이드 베인(52)이 축(38)에 대하여 평행하게 연장될 때에 그의 최대가 되지만, 가이드 베인(52)이 축(38)에 대하여 평행 이상의 각도로 연장될 때에 최대 직경이 발생할 수도 있다고 생각된다. 필요에 따라, 작동 기어(68)는 당업자에게 알려진 임의의 기구에 의해 작동될 수 있다. 작동 기어(68)가 작동되면, 크로스 샤프트(64)가 회전하여 크래들(56)을 이동시킨다. 크래들(56)은 축(38)에 대해 양 또는 음일 수 있는 각도로 이동되거나 또는 경사진다. 각도는 5도 내지 15도 등의 약간의 각도일 수 있거나 또는 5도 내지 45도 등의 더 큰 각도일 수 있다. 크래들(56)은 당업자가 원하는 바와 같이 90도까지 회전될 수 있다는 것이 추가로 고려된다. 또한, 기재된 각도 중 임의의 각도는, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때에, 크래들(56)의 위치에 대하여 음의 각도일 수 있다는 것도 고려된다. 크래들(56)이 움직이면, 연결 핀(60)은 슬라이딩 링(42)을 축(38)을 따라 유로(34)의 방향으로 제2 위치(46)로 밀어낸다. 제2 위치(46)에서, 슬라이딩 링(42)은 가이드 베인(52)이 가이드 드럼(76)의 중심을 향해 선회하는 것을 가능하게 하는 커넥팅 로드(50)와 계합하고, 그 결과 베인 직경(VD)이 감소한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)에 있으면, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때부터 베인 직경(VD)이 감소하고, 그 결과 공기가 유로(34)를 따라 압축기의 내부(32)를 통해 흐르는 것이 적어도 부분적으로 제한된다. 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때 및 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)에 있을 때에, 가이드 베인(52)은 서로 밀봉되며, 그 결과 가이드 베인(52) 사이로 공기가 빠져나가지 않고, 기류 조절 어셈블리(40)로 들어가는 모든 공기가 기류 조절 어셈블리(40)를 통해 이동하여 기류 조절 어셈블리(40)로부터 압축기 하우징(30)으로 나온다.

필요에 따라, 슬라이딩 링(42)은 제2 위치(46)로부터 제1 위치(44)로 이동될 수 있다는 것도 고려된다. 이를 달성하기 위해, 크로스 샤프트(64)의 작동 기어(68)는 크로스 샤프트(64)를 도 8에 나타낸 위치로 회전시키는 기구에 의해 계합될 수 있다. 다음에 크래들(56)은 축(38)에 대하여 수직이 되도록 이동한다. 연결 핀(60)은 슬라이딩 링(42)을 제1 위치(44)로 인장한다. 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)로 이동하면, 커넥팅 로드(50)는 계합되어, 베인 직경(VD)이 최대가 될 때까지 가이드 베인(52)을 가이드 드럼(76)의 중심으로부터 멀어지도록 선회시킨다. 또한, 베인 직경(VD)은 슬라이딩 링(42)의 제1 위치(44)에 대응하는 위치와 슬라이딩 링(42)의 제2 위치(46)에 대응하는 위치 사이의 임의의 위치에 유지될 수 있는 것으로 고려된다.

베인 직경(VD)을 제어하는 한 가지 이점은 낮은 엔진 속도에서 높은 압력비를 달성하는 것이다. 이렇게 하여 단일 압축기의 맵 폭을 개선하고 압축기의 서지 라인을 증가시켜, 압축기의 보다 양호한 작동 효율 및 보다 양호한 흡기 스로틀을 가능하게 한다. 상술한 방법 및 장치에 의해 단일 스테이지 압축기에서 베인 직경(VD)을 제어함으로써, 멀티 스테이지 압축기의 유사한 성능 단일 스테이지 압축기에 수반되는 공간 절약의 이점과 함께 달성될 수 있다. 상술한 바와 같은 장치 및 방법은 또한 터보차저가 동력 정격에 영향을 미치지 않으면서 더 높은 배기 가스 재순환(EGR)율을 달성하는 것을 가능하게 한다. 또한, 상술한 바와 같은 장치는 엔진의 소형화를 가능하게 하는 로우 엔드 토크(LET)를 증가시킬 수 있다.

이제 도 10 내지 도 20에 나타낸 실시형태를 참조하면, 여러 도면을 통해 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 나타내며, 터보차저(20)의 다른 실시형태는 도 10에 전체적으로 나타내고 있다. 터보차저(20)는 내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하여 압축 공기를 내연 기관에 보낸다. 터보차저(20)는 터빈 하우징 내부(24)를 획정하는 터빈 하우징(22)을 포함한다. 터빈 하우징(22)은 내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하여 유도한다. 터보차저(20)는 내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하기 위해 터빈 하우징 내부(24) 내에 터빈 휠(26)을 포함한다. 구체적으로, 내연 기관으로부터의 배기 가스는 터빈 휠(26)을 구동시키는 데 사용된다. 터보차저(20)는 터빈 휠(26)에 결합되고 이것에 의해 회전 가능한 샤프트(28)를 포함한다. 구체적으로, 터빈 휠(26)은 내연 기관으로부터의 배기 가스에 의해 구동되고, 이어서 샤프트(28)를 회전시킨다. 샤프트(28)는 터빈 하우징 내부(24)를 통해 길이 방향으로 연장되는 축(38)을 따라 연장된다.

이어서 도 11 및 도 12a 내지 도 12b를 참조하면, 터보차저(20)는 또한 기류 조절 어셈블리(40)를 포함한다. 기류 조절 어셈블리(40)는 적어도 부분적으로 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 배치될 수 있다. 또한, 기류 조절 어셈블리(40)의 특정 구성 요소는 압축기 하우징(30)의 외측에 배치될 수 있다고 생각된다. 도 11에 나타낸 실시형태에 있어서, 기류 조절 어셈블리(40)의 전체는 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 배치된다. 더욱이, 유로(34)는 축(38)과 평행하게 배치되고 일 단부에서 기류 조절 어셈블리(40)로 유입되어, 기류 조절 어셈블리(40)를 통해 흐르고, 반대측 단부에서 기류 조절 어셈블리(40)를 빠져 나오며, 여기서 공기는 내연 기관을 향하여 압축기 하우징(30) 내로 계속 흐른다.

기류 조절 어셈블리(40)는 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 적어도 부분적으로 배치된 슬라이딩 링(42)을 포함한다. 슬라이딩 링(42)은 알루미늄, 강철, 플라스틱 폴리머 또는 당업자에게 알려진 다른 재료로 구성될 수 있다. 슬라이딩 링(42)은, 공기가 압축기 하우징(30)의 내부(32)를 통해 흐르는 것이 제한되지 않는 제1 위치(44)와, 공기가 축(38)을 따라 압축기 하우징(30)의 내부(32)를 통해 흐르는 것이 적어도 부분적으로 제한되는 제2 위치(46) 사이에 축 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. 도 19 및 도 20에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)를 향해 이동하면, 슬라이딩 링(42)은 유로(34)의 반대 방향으로 축(38)을 따라 이동한다. 또한, 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)를 향해 이동하면, 슬라이딩 링(42)은 유로(34)와 동일한 방향으로 축(38)을 따라 이동한다.

다시 도 11 및 도12a 내지 도 12b를 참조하면, 슬라이딩 링(42)은 중앙에 애퍼처를 갖는 대략 원형의 링 형상을 갖는다. 도 11 및 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 있어서, 슬라이딩 링(42)은 링 형상을 형성하는 만곡된 외면 및 내면에 의해 연결되는 대략 편평한 제1 표면 및 제2 표면을 갖는다. 도 11 및 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같이, 상면, 저면, 내면 및 외면은 대개 유사한 폭을 갖는다. 그러나, 임의의 표면의 폭은 슬라이딩 링(42)의 임의의 다른 표면의 폭보다 크거나 작을 수 있다는 것이 고려된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 있어서, 축(38)이 슬라이딩 링(42)의 중심의 애퍼처를 통해 배치되도록 축(38)에 대하여 수직으로 배치된다. 그러나, 슬라이딩 링(42)은 축(38)을 따라 축 방향으로 이동 가능하도록 구성된 다양한 다른 형상 및/또는 방향일 수 있다고 생각된다.

다시 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태를 참조하면, 슬라이딩 링(42)은 슬라이딩 링(42)의 제2 표면으로부터 연장되는 적어도 하나의, 및 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같이, 복수의 커넥팅 프롱(48)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 당업자에게 알려져 있는 바와 같이, 커넥팅 프롱(48)은 슬라이딩 링(42)과 동일한 재료로 만들 수 있거나, 또는 이에 한정되지 않지만, 강철, 알루미늄 또는 플라스틱 폴리머를 포함하는 다른 재료로 만들 수 있다고 생각된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 있어서, 커넥팅 프롱(48)은 저면의 전체 폭에 걸쳐 연장되지만, 다양한 구성이 고려되어 왔다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 커넥팅 프롱(48)은 슬라이딩 링(42)의 상면 주위에 쌍으로 배치되어 각 쌍 사이에 공간을 갖는다. 그러나, 커넥팅 프롱(48)은 당업자가 원하는 바와 같이 가이드 베인의 다른 위치에 배치될 수 있다는 것도 고려된다. 커넥팅 로드(50)는 각 쌍의 커넥팅 프롱(48) 사이의 공간에 배치되도록 구성된다. 화스너는, 커넥팅 로드(50)를 슬라이딩 링(42)에 고정하기 위해, 한 쌍의 커넥팅 프롱(48) 및 커넥팅 로드(50)를 통해 배치되는 것이 고려된다. 그러나, 커넥팅 로드(50) 및 슬라이딩 링(42)은 당업자에게 알려져 있는 다양한 다른 방법으로 결합될 수 있다고도 생각된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 있어서, 슬라이딩 링(42)은 4개의 커넥팅 로드(50)에 대응하는 4쌍의 커넥팅 프롱(48)을 포함하지만; 임의의 수의 커넥팅 프롱(48) 및/또는 커넥팅 로드(50)가 기류 조절 어셈블리(40)에 실장될 수 있다.

커넥팅 로드(50)는 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)로 이동하면 유로(34)와 반대 방향으로 이동하도록 구성되고, 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)로 이동하면 유로(34)와 동일한 방향으로 이동하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 슬라이딩 링(42)이 축(38)을 따라 축 방향으로 이동하면, 커넥팅 로드(50)는 축(38)을 따라 축 방향으로 이동 가능하다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 예시한 바와 같이, 커넥팅 로드(50)는 각 단부 상에 원형의 연결부를 갖는 대략 봉 형태의 주요부를 갖는다. 원형 부분은 화스너가 제1 원형 부분을 슬라이딩 링(42)의 커넥팅 프롱(48)에 결합하는 것을 가능하게 하도록 구성된다. 커넥팅 로드(50)의 반대측 단부에는 제1 원형 부분과 유사 또는 동일할 수 있는 다른 원형 부분이 있고, 커넥팅 로드(50)를 가이드 베인(52)에 선회 가능하게 결합하도록 구성된다. 다시, 화스너는 원형 부분을 통해 배치하여 커넥팅 로드(50)와 가이드 베인(52)을 고정할 수 있다. 커넥팅 로드(50)는 강철, 알루미늄, 또는 기류 조절 어셈블리의 가이드 베인(52)에 슬라이딩 링(42)을 결합시키기에 충분한 강도를 갖는 다른 재료로 구성될 수 있다.

도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 커넥팅 로드(50)는 슬라이딩 링(42)으로부터 가이드 베인(52)까지 연장되고, 슬라이딩 링(42)과 가이드 베인(52) 사이에 공간을 획정하도록 구성된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 있어서, 기류 조절 어셈블리(40)는 4개의 커넥팅 로드(50)을 포함하지만, 슬라이딩 링(42)과 가이드 베인(52) 사이에 보다 많거나 적은 커넥팅 로드(50)가 배치될 수 있다는 것이 고려된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 추가로 나타낸 바와 같이, 단일의 커넥팅 로드(50)가 각각의 가이드 베인(52)에 결합된다. 그러나, 복수의 커넥팅 로드(50)가 당업자가 원하는 바와 같이 각각의 가이드 베인(52)에 결합될 수 있다는 것이 추가로 고려된다.

도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태를 다시 참조하면, 커넥팅 로드(50)는 가이드 베인(52)의 제1 세트의 연결 돌기(54)에서 가이드 베인(52)에 결합된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같이, 제1 세트의 연결 돌기(54)는 한 쌍의 돌기 사이에 배치된 커넥팅 로드(50)를 갖도록 구성된 한 쌍의 돌기로 구성된다. 이어서, 화스너는 각각의 돌기 및 커넥팅 로드(50)의 원형 부분을 통해 배치되어 가이드 베인(52)을 커넥팅 로드(50)에 선회 가능하게 결합한다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 커넥팅 로드(50)와 가이드 베인(52)이 서로 선회 가능하게 결합될 수 있게 하는 다양한 다른 구성도 고려되어 왔다. 또한, 슬라이딩 링(42)과 가이드 베인(52)은 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다른 기구를 사용하여 서로 결합될 수 있다고 생각된다. 도 12a 내지 도 12b에 추가로 나타낸 바와 같이, 제1 세트의 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)의 가이드 기부(78)와 가이드 선단부(80) 사이에 배치된다. 그러나, 제1 세트의 연결 돌기(48)는 가이드 베인(52)의 임의의 부분을 따라 배치될 수 있다는 것이 추가로 고려된다.

슬라이딩 링(42)은 압축기 하우징(30)의 내부(32)에 적어도 부분적으로 배치되는 요크(56)에 추가로 결합된다. 도 11 및 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같이, 요크(56)는 대략 반원형 형상을 가질 수 있고, 슬라이딩 링(42)으로부터의 기류 방향과는 반대 방향으로 배치된다. 요크(56)는 슬라이딩 링(42)에 선회 가능하게 결합되고, 제1 위치(44)와 제2 위치(46) 사이에서 축(38)을 따라 축 방향으로 슬라이딩 링(42)을 이동시키도록 구성된다. 요크(56)는 당업자에게 알려져 있는 바와 같이 슬라이딩 링(42)에 선회 가능하게 결합되도록 구성된 다양한 다른 형상 또는 구성일 수 있다는 것이 고려된다. 요크(56)는 전형적으로 강철, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 또는 플라스틱 폴리머와 같은 슬라이딩 링(42)과 동일한 재료로 구성된다. 그러나, 요크(56)는 당업자가 원하는 바와 같은 다른 임의의 재료로 구성될 수 있다.

도 12a 내지 도 12b, 도 13 및 도 15에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 요크(56)는 요크(56)의 내면의 각각의 원위 단부에 배치된 커플러(58)를 갖는다. 각각의 커플러(58)는 슬라이딩 링(42)과 요크(56)를 선회 가능하게 결합하는 연결 핀(60)과 계합하도록 구성된다. 커플러(58)는 슬라이딩 링(42)을 제1 위치(44)에서 제2 위치(46)로 이동시키기 위해 요크(56)를 유로(34)의 방향과는 반대 방향으로 경사지도록 구성된다고 고려된다. 보다 구체적으로는, 요크의 2개의 원위 단부 사이의 반원형을 따라 배치된 요크(56)의 상부는 유로(34)의 방향과 반대 방향으로 이동하도록 구성되고, 한편, 요크(56)의 단부는 유로(34)의 방향으로 이동하여 연결 핀(60)을 이동시키고, 슬라이딩 링(42)을 제1 위치(44)에서 제2 위치(46)로 이동시킨다.

도 12a 내지 도 12b, 도 13 및 도 14에 나타낸 실시형태를 다시 참조하면, 요크(56)는 연결 핀(60)과 커플러 (58)를 이용하여 슬라이딩 링(42)에 결합된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같이, 두 개의 연결 핀(60)은 슬라이딩 링(42)과 요크(56)를 결합할 수 있지만, 당업자가 원하는 바와 같이 보다 많거나 적은 연결 핀(60)을 사용할 수 있는 것으로 생각된다. 또한 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같이, 연결 핀(60)은 가이드 부싱을 통해 슬라이딩 링(42)에 결합될 수 있다. 그러나, 연결 핀(60)은 당업자에게 알려져 있는 다른 방법을 사용하여 슬라이딩 링(42)에 결합될 수 있다고 생각된다. 당업자에게 알려져 있는 바와 같이, 요크(56)는 상술한 바와 같은 커플러(58)/연결 핀(60) 기구 이외의 다른 연결 방법을 사용하여 슬라이딩 링(42)에 결합되는 것도 고려된다.

도 12a 내지 도 12b, 도 13 및 도 14에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 요크(56)는 반원을 따라 요크(56)의 2개의 원위 단부 사이에 대략 등거리로 배치된 직사각형 탭(62)을 포함할 수 있다. 직사각형 탭(62)은 크로스 샤프트(64)와 계합하도록 구성된다. 크로스 샤프트(64)는 강철, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 플라스틱 폴리머, 혹은 당업자에게 알려져 있는 임의의 다른 재료로 구성될 수 있다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 크로스 샤프트(64)는 축(38)에 대하여 수직으로 배치되고, 요크(56)의 직사각형 탭(62)에 고정된다. 도 12a 내지 도 12b, 도 13 및 도 14에 나타낸 실시형태에 나타내는 바와 같이, 요크(56)의 직사각형 탭(62)은 크로스 샤프트(64)의 일부가 애퍼처를 통해 배치될 수 있도록 구성된 애퍼처를 포함할 수 있다. 더욱이, 직사각형 탭(62)은 크로스 샤프트(64)가 애퍼처 내로 삽입될 수 있게 하는 애퍼처 위에 배치된 간극을 포함할 수 있다. 도 12a 내지 도 12b, 도 13 및 도 14에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 간극은 화스너로 폐쇄 또는 고정될 수 있다. 크로스 샤프트(64) 및 요크(56)는 당업자에게 알려져 있는 임의의 다른 구성으로 고정될 수 있으며, 이에 한정되지 않지만, 크로스 샤프트(64) 및 요크(56)는 단일의 일체형 부품인 것을 포함한다는 것도 고려된다.

도 12a 내지 도 12b, 도13 및 도14에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 크로스 샤프트(64)는 전형적으로는 2개의 단부를 갖는 원통형 로드이다. 그러나, 크로스 샤프트(64)는 직사각형, 삼각형 또는 당업자가 원하는 바와 같은 다른 임의의 형상일 수 있다고 생각된다. 또한, 도 12a 내지 도 12b, 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 크로스 샤프트(64)의 원통형 로드 부분은 오목부를 가질 수 있는 것으로 고려된다. 오목부는 도 12a 및 도 12b에 나타낸 바와 같이 크로스 샤프트(64)의 원주 전체의 주위로 연장되거나, 또는 크로스 샤프트(64)의 원주 일부의 주위로만 연장할 수 있다. 요크(56)는 또한, 상술한 바와 같이, 크로스 샤프트(64)가 요크(56)를 직접 통과할 수 있도록 구성된 관통 홀 또는 애퍼처를 배치함으로써, 크로스 샤프트(64)에 부착될 수 있다. 또한, 크로스 샤프트(64) 및 요크(56)는 클램프, 억지 끼워맞춤 또는 당업자에게 알려져 있는 다른 연결 방법을 사용하여 결합될 수 있다고 생각된다. 크로스 샤프트(64)의 각 단부는 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같은 부싱(66)을 포함할 수 있거나, 또는 크로스 샤프트(64)를 다른 장치에 결합하는 것을 가능하게 하는 다른 연결 기구를 포함할 수 있다.

도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 있어서, 크로스 샤프트(64)의 일 단부는 작동 기구(68)를 포함한다. 작동 기구(68)는 작동 어셈블리 또는 다른 기구에 의해 작동하도록 구성된다. 작동 시에, 작동 기구(68)는 회전하고, 이어서 요크(56)의 직사각형 탭(62)을 인장하며, 이에 따라 요크(56)가 경사지고, 이어서 슬라이딩 링(42)을 제1 위치(44)에서 제2 위치(46)로 축(38)을 따라 축 방향으로 이동하도록 구성된다. 작동 기구(68)는 전형적으로 강철로 구성되지만, 작동 기구(68)는 당업자에게 알려져 있는 바와 같이 크로스 샤프트(64)를 회전시키는 데 필요한 강도를 갖는 다른 재료로 구성될 수 있다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 작동 기구(68)는 크로스 샤프트(64)을 작동시키기 위해 다른 기구와 계합하는 계합 돌기를 포함하는 둥근 상부를 향해 연장되는 직사각형 저부를 갖는다. 그러나, 작동 기구(68)는 당업자가 원하는 바와 같은 임의의 다른 형상 또는 구성일 수 있다고 생각되며, 여기에는 공기압식 액추에이터 또는 진공식 액추에이터 또는 당업자에게 알려져 있는 다른 액추에이터에 의해 작동될 수 있는 기어 또는 컨트롤 레버가 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이어서 도 15 내지 도18에 나타낸 실시형태를 참조하면, 가이드 베인(52)은 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 가이드 베인(52)은 일반적으로 강철, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 플라스틱 폴리머, 혹은 당업자에게 알려져 있는 다른 재료로 구성된다. 추가로, 가이드 베인(52)은 별개의 외면(72) 및 내면(74)을 갖는다. 그러나, 가이드 베인(52)은 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 단일 부품으로 구성될 수 있다는 것도 고려된다. 외면(72) 및 내면(74)은 동일한 재료로 구성될 수 있거나 또는 외면(72) 및 내면(74)은 서로 다른 재료로 구성될 수 있다. 각 가이드 베인(52)의 외면(72)과 내면(74)은 둘 다, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때와 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)에 있을 때에, 각각의 가이드 베인(52) 사이에 밀봉부를 형성하도록 구성된다.

도 15 내지 도 18에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 각각의 가이드 베인(52)은 압축기 하우징(30)의 내부(32) 내에 배치될 수 있다. 도 10 내지 도 20에 나타낸 실시형태에 있어서, 가이드 베인(52)은 약간 만곡되어 서로 인접하여 배치되어 가이드 드럼(76)을 형성한다. 보다 구체적으로, 가이드 베인(52)은, 가이드 베인(52)이 축(38)을 중심으로 원주 방향으로 배치되도록 만곡되어 있으며, 이에 따라 가이드 베인(52)은 중심을 통해 배치된 축(38)을 갖는 원을 형성한다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 있어서, 4개의 가이드 베인(52)은 축(38) 주위에 배치되어, 가이드 드럼(76)을 형성한다. 그러나, 보다 많거나 적은 가이드 베인(52)이 가이드 드럼(76)을 포함할 수 있다고 생각된다. 또한, 가이드 베인(52)의 내면(74)은 가이드 드럼(76)의 내부를 획정하며, 이를 통해 유로(34)가 흐른다. 또한, 각각의 가이드 베인(52)은 가이드 선단부(80) 및 가이드 기부(78)를 가지며, 각각의 가이드 기부(78)는 공기 유입부(35)에 선회 가능하게 결합된다. 가이드 기부(78)는 축(38)을 따라 가이드 선단부(80)로부터 이격된다. 가이드 베인(52)의 가이드 선단부(80)는 베인 직경(VD)을 획정한다. 베인 직경(VD)은 하나의 가이드 베인(52)의 내면(74)으로부터 반대측 가이드 베인(52)의 내면(74)까지 측정되며, 축(38)에 대하여 수직으로 배치된다. 더욱이, 베인 직경(VD)은 유입구 직경(ID)보다 작다. 또한, 베인 직경(VD)은, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)로 이동하면 증가하도록 구성되고, 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)로 이동하면 감소하도록 구성된다.

다시 도 15 내지 도 18에 나타낸 실시형태를 참조하면, 내면(74)과 외면(72)은 별개의 표면이고, 서로에 대하여 배치되고, 즉 내면(74)의 상면은 외면(72)의 저면에 대하여 배치된다. 내면(74) 및 외면(72)의 각각은 4개의 측면을 갖는다. 제1 측면, 제2 측면 및 제3측면은 직사각형의 3 변을 형성하며, 따라서 제1 측면 및 제2 측면은 서로 평행하게 배치되고, 제3 측면은 제1 및 제2 측면에 대해 대략 90도 각도로 배치된다. 제4 측면은 제1 측면과 제2 측면을 연결하지만, 제4 측면은 제1 측면이 제2 측면보다 긴 길이를 갖도록 각을 이룬다. 또한, 제1 측면은 도 15 내지 도 18에 나타낸 바와 같이 함몰부(82)를 포함할 수 있으며, 이는 지지 링(83)이 한 쌍의 커넥팅 프롱(48) 사이에 배치되어 가이드 기부(78)에 결합되는 것을 가능하게 하도록 구성된다. 또한, 가이드 기부(78)는 다른 구성을 사용하여 지지 링(83)이 가이드 베인(52)에 결합되도록 함몰부(82)를 포함하지 않을 수도 있다고 고려된다.

도 15, 도16 및 도18에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 외면(72) 및 내면(74)은 서로 어긋나게 배치되며, 따라서 외면(72)의 각도를 가진 표면 또는 제4 측면은 내면(74)의 제1 측면 또는 축(38)에 평행한 측면과 일치하도록 되어 있다. 다시 말해서, 내면(74)의 일부는 도18에 나타낸 바와 같이 상면도로부터 볼 수 있으며, 외면(72)의 일부는 도17에 나타낸 바와 같이, 저면에서 보았을 때 볼 수 있다. 이러한 구성은, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때와 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)에 있을 때에, 가이드 드럼(76)이 가이드 베인들(52) 사이에 기밀 밀봉부를 갖는 것을 가능하게 한다. 또한, 이러한 구성은, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에서 제2 위치(46)로 이동할 때와 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)에서 제1 위치(44)로 이동할 때에, 가이드 베인들(52) 사이에 기밀 밀봉부를 제공할 수도 있다. 추가로, 가이드 드럼(76)의 기밀 밀봉부를 제공하는 가이드 베인(52)의 다양한 다른 구성을 실시할 수 있다고 생각된다.

도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 지지 링(83)은 가이드 드럼 주위에 배치된다. 환언하면, 지지 링(83)은 그곳을 통해 배치된 가이드 드럼을 갖는 애퍼처를 포함한다. 그러나, 지지 링(83)은 애퍼처가 유로의 방향으로 가이드 드럼 전후에 있도록 배치될 수 있다는 것이 또한 고려된다. 또한, 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같이, 지지 링(83)은 다수의 링을 포함하고, 실시형태에서는 2개의 링을 나타낸다. 외부 링(86)은 링 형상을 가지며 가이드 드럼의 각 지점으로부터 대략 균등하게 배치된다. 또한, 외측 링(86)은 압축기 하우징과 계합하여 하우징을 지지하면서, 압축기 및 기류 조절 어셈블리의 설치 조립 및 수리를 위해 압축기 내부로의 액세스를 가능하게 하도록 구성된다. 지지 링(83)의 내측 링(88)은 가이드 드럼에 결합되도록 구성된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 있어서, 내측 링(88)은 가이드 베인의 가이드 기부 상에 배치된 커넥팅 프롱(48)과 계합하도록 구성된 내측 링(88)으로부터 연장되는 프롱을 포함한다. 그러나, 지지 링(83)은 당업자에게 알려져 있는 다른 방법에 의해 가이드 드럼 또는 기류 조절 어셈블리의 다른 부분에 결합될 수 있다는 것이 추가로 고려된다. 도 12a 내지 도 12b에 추가로 나타낸 바와 같이, 내측 링(88) 및 외측 링(86)은 연결부에 의해 서로 결합될 수 있다. 연결부는 또한 연결 핀(60)이 그곳을 통해 배치될 수 있도록 구성된 애퍼처를 포함할 수 있다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 나타내는 바와 같이, 연결 핀(60)은 요크(56)의 커플러(58)로부터 배치되며, 지지 링(83)의 연결부의 애퍼처를 통해 연결 핀(60)은 슬라이딩 링(42)에 결합된다. 지지 링(83)은 당업자에게 알려져 있는 다른 방법에 의해 슬라이딩 링(42) 또는 기류 조절 어셈블리(40)의 다른 부분에 결합할 수 있다는 것도 고려된다. 또한, 지지 링(83)은 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)로 이동할 때 및 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)로 이동할 때에 정지하고 있는 것으로 고려된다. 그러나 지지링(83)은, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에서 제2 위치(46)로 또는 제2 위치(46)에서 제1 위치(44)로 이동할 때에, 지지 링(83)이 이동하거나 미끄러질 수 있도록 이동 가능하다.

도 15 및 도 17에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 가이드 베인(52)의 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)의 내면(74) 또는 외면(72)의 어느 하나에 결합된다. 그러나, 가이드 베인(52)의 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)의 내면(74) 및 외면(72) 모두에 결합된다는 것이 또한 고려된다. 도 12a 내지 도 12b에 추가로 나타낸 바와 같이, 기류 조절 어셈블리는 적어도 2 세트의 연결 돌기(54)를 포함할 수 있다. 제1 세트의 연결 돌기(54)는 커넥팅 로드(50) 및 슬라이딩 링(42)에 결합되고, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)와 제2 위치(46) 사이에서 이동할 때에 가이드 베인(52)의 내면(74)과 외면(72)을 일체로 이동시키도록 구성된다. 내면(74) 및 외면(72)은 필요에 따라 당업자에 의해 개별적으로 움직일 수 있다는 것이 또한 고려된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같이, 가이드 베인(52)의 제1세트의 연결 돌기(54)는 가이드 기부(78)와 가이드 선단부(80) 사이에 배치된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에서, 가이드 베인(52)의 제1 세트의 연결 돌기(54)는 가이드 기부(78)와 가이드 선단부(80) 사이의 대략 중간에 배치된다. 그러나, 가이드 베인(52) 및 연결 돌기(54)의 다양한 다른 구성이 가이드 베인(52)의 내면(74) 및 외면(72)이 커넥팅 로드(50)에 결합하는 것을 가능하게 하는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 실시될 수 있음이 추가로 고려된다.

도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에서 나타내는 바와 같이, 제2 세트의 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)의 가이드 기부(78)에 배치된다. 다시, 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)과 동일한 재료로 만들 수 있거나 또는 당업자에게 알려져 있는 강철, 알루미늄, 또는 플라스틱 폴리머를 포함하지만 이에 한정되지 않는 상이한 재료로 만들 수 있다. 또한, 제2 세트의 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)의 상면 둘레에 쌍으로 배치되어 각 쌍 사이에 공간을 갖는다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같이, 지지 링(83)의 일부는 제2 세트의 연결 돌기(54) 사이에 배치되며, 지지 링(83) 및 연결 돌기(54)는 상술한 것과 유사한 방식으로 화스너에 의해 고정될 수 있다. 그러나, 지지 링(83) 및 연결 돌기(54)는 당업자에게 알려져 있는 다양한 다른 방법으로 결합될 수 있다는 것도 고려된다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 실시형태에 있어서, 가이드 베인은 지지 링(83)의 4개의 연결부에 대응하는 제2 세트의 연결 돌기 (54)에 4쌍을 포함하지만; 기류 조절 어셈블리(40)에는 임의의 수의 연결 돌기(54)가 실장될 수 있다. 도 12a 내지 도 12b에 나타낸 바와 같이, 제2 세트의 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)의 가이드 기부 상에 배치된다. 그러나, 제2 세트의 연결 돌기(54)는 가이드 베인(52)의 임의의 부분에 배치될 수 있다는 것도 고려된다.

이어서 도 19 및 도 20에 나타낸 실시형태를 참조하면, 작동 중에, 슬라이딩 링(42)은 도 19에 나타낸 제1 위치(44)에서 시작한다. 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때에, 도 19에 나타낸 바와 같이, 요크(56)는 축(38)에 대하여 수직으로 배치되지만, 크로스 샤프트(64)의 작동 기구(68)는 작동하지 않는다. 그러나, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때에, 요크(56)는 축에 대해 음 또는 양의 각도로 배치될 수 있다는 것도 고려된다. 또한, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때에, 베인 직경(VD)은 기류가 기류 조절 장치를 통하는 유로(34)내에 제한되지 않도록, 그의 최대가 된다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 베인 직경(VD)은 가이드 베인(52)이 축(38)에 대하여 평행하게 연장될 때에 그의 최대가 되지만, 가이드 베인(52)이 축(38)에 대하여 평행 이상의 각도로 연장될 때에 최대 직경이 발생할 수 있다는 것도 고려된다. 필요에 따라, 작동 기구(68)는 당업자에게 알려져 있는 임의의 액추에이터에 의해 작동될 수 있다. 작동 기구(68)가 작동하면, 크로스 샤프트(64)가 회전하여 요크(56)를 이동시킨다. 요크(56)는 축(38)에 대해 양 또는 음일 수 있는 각도로 이동되거나 경사진다. 각도는 5도 내지 15도 등의 약간의 각도일 수 있거나 또는 5도 내지 45도 등의 더 큰 각도일 수 있다. 요크(56)는 당업자가 원하는 바와 같이 90도까지 회전시킬 수 있다는 것이 추가로 고려된다. 또한, 기재된 각도 중 임의의 각도는, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때에, 요크(56)의 위치에 대하여 음의 각도일 수 있다는 것도 고려된다. 요크(56)가 움직이면, 연결 핀(60)은 슬라이딩 링(42)을 축(38)을 따라 유로(34)의 방향으로 제2 위치(46)로 밀어낸다. 제2 위치(46)에서, 슬라이딩 링(42)은 가이드 베인(52)이 가이드 드럼(76)의 중심을 향해 선회하는 것을 가능하게 하는 커넥팅 로드(50)와 계합하고, 그 결과 베인 직경(VD)이 감소한다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)에 있으면, 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때부터 베인 직경(VD)이 감소하고, 그 결과 공기가 유로(34)를 따라 압축기의 내부(32)를 통해 흐르는 것이 적어도 부분적으로 제한된다. 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)에 있을 때 및 슬라이딩 링(42)이 제2 위치(46)에 있을 때에, 가이드 베인(52)은 서로 밀봉되며, 그 결과 가이드 베인(52) 사이로 공기가 빠져나가지 않고, 기류 조절 어셈블리(40)로 들어가는 모든 공기가 기류 조절 어셈블리(40)를 통해 이동하여 기류 조절 어셈블리(40)로부터 압축기 하우징(30)으로 나온다.

필요에 따라, 슬라이딩 링(42)은 제2 위치(46)로부터 제1 위치(44)로 이동될 수 있다는 것도 고려된다. 이를 달성하기 위해, 크로스 샤프트(64)의 작동 기구(68)는 크로스 샤프트(64)를 도 19에 나타낸 위치로 회전시키는 기구에 의해 계합될 수 있다. 다음에, 요크(56)는 축(38)에 대하여 수직이 되도록 이동한다. 연결 핀(60)은 슬라이딩 링(42)을 제1 위치(44)로 인장한다. 슬라이딩 링(42)이 제1 위치(44)로 이동하면, 커넥팅 로드(50)는 계합되어, 베인 직경(VD)이 최대가 될 때까지 가이드 베인(52)을 가이드 드럼(76)의 중심으로부터 멀어지도록 선회시킨다. 또한, 베인 직경(VD)은 슬라이딩 링(42)의 제1 위치(44)에 대응하는 위치와 슬라이딩 링(42)의 제2 위치(46)에 대응하는 위치 사이의 임의의 위치에 유지될 수 있는 것으로 고려된다. 도면에 나타낸 바와 같이, 슬라이딩 링(42)은 제1 위치(44) 및 제2 위치(46) 모두에서 가이드 드럼(76) 주위에 배치된다.

본 발명은 예시적으로 설명되었으며, 사용된 용어는 한정하는 것보다는 설명하는 성격을 갖는 것을 의도하고 있다고 이해해야 할 것이다. 본 발명의 많은 수정 및 변형이 상기 교시에 비추어 보아 가능하며, 본 발명은 구체적으로 설명된 것과는 다르게 실시될 수 있다.

Claims

내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하여 압축 공기를 내연 기관에 보내기 위한 터보차저로서, 이하를 포함하는 터보차저:
터빈 하우징 내부를 획정하는 터빈 하우징;
내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하기 위해 상기 터빈 하우징 내부 내에 배치된 터빈 휠;
상기 터빈 휠에 결합되고 이것에 의해 회전 가능한 터보차저 샤프트로서, 상기 터보차저 샤프트가 상기 터빈 하우징 내부를 통해 길이 방향으로 연장되는 축을 따라 연장하는, 터보차저 샤프트;
내부를 획정하는 압축기 하우징으로서, 상기 압축기 하우징이 상기 터보차저 샤프트로부터 이격되어 상기 축을 중심으로 배치된 공기 유입부를 가지며, 상기 공기 유입구가 상기 축에 수직인 유입구 직경(ID)을 획정하는, 압축기 하우징;
상기 내부에 배치되고 상기 터보차저 샤프트에 결합된 압축기 휠로서, 상기 압축기 휠이 압축된 상기 공기 유입부 및 상기 터빈 휠을 전달하기 위해 상기 터보차저 샤프트에 의해 상기 압축기 휠이 회전 가능한, 압축기 휠; 및
하기를 포함하는 기류 조절 어셈블리,
상기 압축기의 상기 내부에 적어도 부분적으로 배치된 복수의 가이드 베인으로서, 상기 복수의 가이드 베인의 각각은 가이드 선단부 및 상기 가이드 선단부로부터 상기 축을 따라 이격된 가이드 기부를 가지며, 상기 가이드 기부의 각각은 상기 공기 유입부에 선회 가능하게 결합되고, 상기 가이드 선단부의 각각은 상기 유입구 직경(ID)보다 작고 상기 축에 대하여 수직인 베인 직경(VD)을 획정하는, 복수의 가이드 베인,
상기 압축기의 상기 내부에 적어도 부분적으로 배치되고 상기 축을 따라 축 방향으로 이동 가능한 슬라이딩 링, 및
상기 압축기의 상기 내부에 적어도 부분적으로 배치된 복수의 커넥팅 로드로서, 상기 복수의 커넥팅 로드의 각각은 상기 복수의 가이드 베인 중의 하나 및 상기 슬라이딩 링 사이에 배치되고 이것에 결합되며; 상기 복수의 커넥팅 로드는 상기 슬라이딩 링이 상기 축을 따라 축 방향으로 이동하면 상기 축을 따라 축 방향으로 이동 가능하고, 그리하여 상기 슬라이딩 링이 상기 축을 따라 축 방향으로 이동하면 상기 베인 직경(VD)을 선택적으로 증가 및/또는 감소시키는, 복수의 커넥팅 로드.
제1항에 있어서, 상기 커넥팅 로드는 상기 가이드 기부에서 상기 복수의 가이드 베인 중 하나에 결합되는 터보차저.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 슬라이딩 링은 공기가 상기 압축기 하우징의 내부를 통해 흐르는 것이 제한되지 않는 제1 위치와, 공기가 상기 축을 따라 상기 압축기 하우징의 상기 내부를 통해 흐르는 것이 적어도 부분적으로 제한되는 제2 위치 사이에 이동하는, 터보차저.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬라이딩 링이 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동하면 상기 베인 직경(VD)이 감소하고, 상기 슬라이딩 링이 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 이동하면 상기 베인 직경(VD)이 증가되는, 터보차저.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 복수의 가이드 베인 각각은 상기 슬라이딩 링이 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치에 있을 때 상기 복수의 가이드 베인을 밀봉하도록 구성된 별도의 내면 및 외면을 포함하는, 터보차저.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기 하우징의 상기 내부에 적어도 부분적으로 배치되고, 상기 슬라이딩 링을 상기 축을 따라 이동시키기 위해 상기 슬라이딩 링에 선회 가능하게 결합되는 요크를 추가로 포함하는, 터보차저.
제6항에 있어서, 상기 요크를 선회하고 상기 슬라이딩 링을 상기 축을 따라 이동시키기 위하여 상기 축에 대하여 수직으로 연장되고 상기 요크에 고정된 크로스 샤프트를 추가로 포함하는 터보차저.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 상기 가이드 베인의 상기 내면과 상기 복수의 상기 가이드 베인의 상기 외면은, 상기 슬라이딩 링이 상기 제1 위치에 있을 때 및 상기 슬라이딩 링이 상기 제2 위치에 있을 때 상기 복수의 가이드 베인을 밀봉하기 위해 서로 엇갈리게 배치되는 터보차저.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 가이드 베인은 가이드 드럼을 포함하고, 상기 슬라이딩 링은 상기 가이드 드럼 주위에 배치되는 터보차저.
내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하여 압축 공기를 내연 기관에 보내기 위한 터보차저로서, 이하를 포함하는 터보차저:
터빈 하우징 내부를 획정하는 터빈 하우징;
내연 기관으로부터의 배기 가스를 수취하기 위해 상기 터빈 하우징 내부 내에 배치된 터빈 휠;
상기 터빈 휠에 결합되고 이것에 의해 회전 가능한 터보차저 샤프트로서, 상기 터보차저 샤프트가 상기 터빈 하우징 내부를 통해 길이 방향으로 연장되는 축을 따라 연장하는, 터보차저 샤프트;
내부를 획정하는 압축기 하우징으로서, 상기 압축기 하우징이 상기 터보차저 샤프트로부터 이격되어 상기 축을 중심으로 배치된 공기 유입부를 가지며, 상기 공기 유입구가 상기 축에 수직인 유입구 직경(ID)을 획정하는, 압축기 하우징;
상기 내부에 배치되고 상기 터보차저 샤프트에 결합된 압축기 휠로서, 상기 압축기 휠이 압축된 상기 공기 유입부 및 상기 터빈 휠을 전달하기 위해 상기 터보차저 샤프트에 의해 상기 압축기 휠이 회전 가능한, 압축기 휠; 및
하기를 포함하는 기류 조절 어셈블리,
상기 압축기의 상기 내부에 적어도 부분적으로 배치된 복수의 가이드 베인으로서, 상기 복수의 가이드 베인의 각각은 가이드 선단부 및 상기 가이드 선단부로부터 상기 축을 따라 이격된 가이드 기부를 가지며, 상기 가이드 기부의 각각은 상기 공기 유입부에 선회 가능하게 결합되고, 상기 가이드 선단부의 각각은 상기 유입구 직경(ID)보다 작고 상기 축에 대하여 수직인 베인 직경(VD)을 획정하는, 복수의 가이드 베인,
상기 압축기의 상기 내부에 적어도 부분적으로 배치되고 상기 축을 따라 축 방향으로 이동 가능한 슬라이딩 링, 및
상기 압축기의 상기 내부에 적어도 부분적으로 배치된 복수의 커넥팅 로드로서, 상기 복수의 커넥팅 로드의 각각은 상기 가이드 기부와 상기 가이드 선단부 사이의 상기 복수의 가이드 베인 중의 하나 및 상기 슬라이딩 링 사이에 배치되고 이것에 결합되며; 상기 복수의 커넥팅 로드는 상기 슬라이딩 링이 상기 축을 따라 축 방향으로 이동하면 상기 축을 따라 축 방향으로 이동 가능하고, 그리하여 상기 슬라이딩 링이 상기 축을 따라 축 방향으로 이동하면 상기 베인 직경(VD)을 선택적으로 증가 및/또는 감소시키는, 복수의 커넥팅 로드.