離心式壓縮機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)置在離心式壓縮機上的入口引導葉片。
[0002]本申請基于在2012年11月15日向日本申請的日本特愿2012-251177號、以及在2013年2月27日向日本申請的日本特愿2013-37524號而主張優(yōu)先權(quán)，并在此援引其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]在例如渦輪制冷機、渦輪增壓機中的離心式壓縮機中，設(shè)有具有多個葉片而進行流量調(diào)整的入口引導葉片(以下，IGV)。具體而言，在該IGV中，通過使葉片旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)工作流體的流入流路的開度來進行流量調(diào)整。
[0004]在此，在專利文獻I中公開有IGV的驅(qū)動機構(gòu)即葉片驅(qū)動裝置。該驅(qū)動裝置利用設(shè)置在電動機上的主動小齒輪而經(jīng)由設(shè)為環(huán)狀的錐齒輪使設(shè)置在各葉片的軸上的從動小齒輪旋轉(zhuǎn)，由此驅(qū)動各葉片旋轉(zhuǎn)來進行開度調(diào)節(jié)。
[0005]另外，在專利文獻2的離心式壓縮機中，在流入噴嘴部的外周側(cè)經(jīng)由連結(jié)連桿使設(shè)置在與旋轉(zhuǎn)軸同心的軸上的環(huán)狀構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，由此驅(qū)動支承于環(huán)狀構(gòu)件的各葉片旋轉(zhuǎn)來進行開度調(diào)節(jié)。
[0006]在先技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2006-46220號公報
[0009]專利文獻2:日本國專利第4107772號公報
[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]然而，由于專利文獻I所記載的驅(qū)動機構(gòu)成為齒輪驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，例如當使壓縮機大型化時，設(shè)為環(huán)狀的上述的錐齒輪也大型化，制造成本大幅升高。此外，為了順暢地進行齒輪驅(qū)動，由于需要齒隙，因此有時可能產(chǎn)生葉片開度的誤差或在葉片產(chǎn)生振動。
[0012]另外，在專利文獻2的驅(qū)動機構(gòu)中，雖然沒有詳細的記載，但由于沒有成為積極地使環(huán)狀構(gòu)件沿軸線方向移動的機構(gòu)，因此為了使環(huán)狀構(gòu)件旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動葉片旋轉(zhuǎn)，需要在以球面對偶與設(shè)置于各葉片上的連結(jié)構(gòu)件卡合的環(huán)狀構(gòu)件的孔部處設(shè)置較大的松動。因此，由于該松動而葉片的開度的精度降低，難以實現(xiàn)最佳條件下的壓縮機的運轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明提供一種能夠抑制成本且高精度地調(diào)整流量的離心式壓縮機。
[0014]用于解決課題的方案
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，離心式壓縮機具備:繞軸線進行旋轉(zhuǎn)的主軸；安裝在該主軸上的葉輪；對流入流路中的流體流向所述葉輪的流量進行調(diào)整的葉片裝置。該葉片裝置具有:葉片主體，其沿所述軸線的周向隔開間隔地在所述流入流路上設(shè)有多個，且分別繞沿著所述軸線的徑向延伸的旋轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)，由此使安裝角度發(fā)生變化；多個連桿構(gòu)件，其一端與各所述旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)，且這多個連桿構(gòu)件與該旋轉(zhuǎn)軸一起進行旋轉(zhuǎn)；環(huán)狀構(gòu)件，其呈以所述軸線為中心的圓環(huán)狀，將多個所述連桿構(gòu)件的另一端連結(jié)，由此伴隨著所述葉片主體的旋轉(zhuǎn)而按照所述連桿構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軌跡在軸線方向及周向上移動；驅(qū)動機構(gòu)，其與所述環(huán)狀構(gòu)件連接而對于該環(huán)狀構(gòu)件沿切線方向傳遞力。
[0016]根據(jù)上述那樣的離心式壓縮機，通過設(shè)置葉片裝置，利用驅(qū)動機構(gòu)對環(huán)狀構(gòu)件沿切線方向施加力而使環(huán)狀構(gòu)件以軸線為中心而進行旋轉(zhuǎn)，伴隨于此，多個連桿構(gòu)件與旋轉(zhuǎn)軸一起繞旋轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)。當連桿構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時，環(huán)狀構(gòu)件以被該連桿構(gòu)件在軸線方向上拉拽或壓出的方式進行移動。而且，與此同時，各葉片主體進行旋轉(zhuǎn)而安裝角度發(fā)生變化，從而能夠調(diào)整流量。
[0017]在此，例如在流體的流量為零的葉片裝置的全閉狀態(tài)下，根據(jù)吸入側(cè)與噴出側(cè)之間的壓力差，葉片主體在軸線方向上被按壓，開閉動作有時需要較大的力。根據(jù)本發(fā)明的第一方式，即便在上述那樣的情況下，由于利用驅(qū)動機構(gòu)對環(huán)狀構(gòu)件直接賦予向周向的力，因此向所有的連桿構(gòu)件均勻地賦予繞旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力。因此，能夠順暢地調(diào)整葉片主體的安裝角度，能夠減小驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動源的動力。另外，壓縮機能夠從葉片裝置的全閉狀態(tài)起動，由此能夠?qū)崿F(xiàn)在大致真空狀態(tài)下的起動，負載作用最大的起動時的動力也小。因此，壓縮機的驅(qū)動源即主電動機也能夠小型化，從而使裝置整體小型化。另外，驅(qū)動機構(gòu)只要是對環(huán)狀構(gòu)件賦予旋轉(zhuǎn)力的結(jié)構(gòu)即可，無需使用復雜的機構(gòu)。
[0018]此外，環(huán)狀構(gòu)件除了向周向移動以外，還能夠向軸線方向移動。即，這并不是預(yù)先根據(jù)連桿構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)動作而在軸線方向上設(shè)置松動，而采用積極地允許向軸線方向的動作的構(gòu)造。因此，葉片的開度調(diào)節(jié)的精度不會降低。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，所述驅(qū)動機構(gòu)具有:電動機，其具有進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的輸出軸；傳遞臂，其一端與所述輸出軸連結(jié)，另一端與所述環(huán)狀構(gòu)件連結(jié)，且該傳遞臂將所述電動機的旋轉(zhuǎn)力作為向所述環(huán)狀構(gòu)件的所述切線方向的力進行傳遞。
[0020]如此，通過驅(qū)動機構(gòu)采用電動機、傳遞臂，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)向環(huán)狀構(gòu)件賦予力，能夠抑制成本，并且使環(huán)狀構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)整葉片主體的角度。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，所述傳遞臂具有:驅(qū)動桿，其固定在所述輸出軸上而沿該輸出軸的徑向延伸，且與所述輸出軸一起旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動連接桿，其一端與所述驅(qū)動桿連結(jié)，并且另一端與所述環(huán)狀構(gòu)件連結(jié)，所述驅(qū)動連接桿具備:連結(jié)棒狀部，其沿所述軸線的周向延伸；萬向接頭，其設(shè)置在所述連結(jié)棒狀部的兩端，所述驅(qū)動連接桿的所述一端經(jīng)由所述萬向接頭而與所述驅(qū)動桿連結(jié)，所述驅(qū)動連接桿的所述另一端經(jīng)由所述萬向接頭而與所述環(huán)狀構(gòu)件連結(jié)。
[0022]如此，驅(qū)動桿與環(huán)狀構(gòu)件經(jīng)由萬向接頭而連結(jié)，由此當電動機的旋轉(zhuǎn)力通過傳遞臂傳遞至環(huán)狀構(gòu)件時，傳遞臂能夠三維且順暢地進行動作。因此，即便在環(huán)狀構(gòu)件伴隨著向周向的移動而沿軸線方向進行移動的狀態(tài)下，也能夠不妨礙該動作而可靠地將力從電動機向環(huán)狀構(gòu)件傳遞。因此，能夠更高精度地調(diào)整流量。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，所述萬向接頭具有:兩個球面軸承，其與所述驅(qū)動桿及所述環(huán)狀構(gòu)件連結(jié)；棒狀部，其從各個所述球面軸承朝向所述連結(jié)棒狀部延伸而與該連結(jié)棒狀部抵接，并且在抵接的部分設(shè)有第一螺紋部，在所述連結(jié)棒狀部設(shè)有與所述第一螺紋部螺合的第二螺紋部。
[0024]利用上述那樣的萬向接頭，當將萬向接頭安裝于連結(jié)棒狀部時，在使棒狀部抵接于連結(jié)棒狀部的狀態(tài)下對第一螺紋部與第二螺紋部進行緊固，由此，將連結(jié)棒狀部的長度與萬向接頭的長度相加后的總的長度尺寸、即驅(qū)動連接桿的長度尺寸形成為即便是任意的作業(yè)人員進行緊固操作也必然相同的尺寸。因此，由于不需要傳遞臂的長度調(diào)節(jié)所需的作業(yè)，因此作業(yè)性提高。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，所述傳遞臂具有:驅(qū)動桿，其固定在所述輸出軸上而沿該輸出軸的徑向延伸，且與所述輸出軸一起旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動連桿構(gòu)件，其一端與所述驅(qū)動桿連結(jié)，并且另一端與所述環(huán)狀構(gòu)件連結(jié)，所述驅(qū)動連桿構(gòu)件具備:連結(jié)部，其沿著與所述環(huán)狀構(gòu)件分離的方向延伸；兩個萬向接頭，其在所述軸線方向及所述軸線的徑向中的至少一方以相互分離的方式設(shè)于所述連結(jié)部，所述驅(qū)動連桿構(gòu)件的所述一端經(jīng)由一方的所述萬向接頭而與所述驅(qū)動桿連結(jié)，所述驅(qū)動連桿構(gòu)件的所述另一端經(jīng)由另一方的所述萬向接頭而與所述環(huán)狀構(gòu)件連結(jié)。
[0026]如此，利用連結(jié)部將兩個萬向接頭在軸線方向及軸線的徑向中的至少一方偏置地連結(jié)，由此即便電動機的設(shè)置位置與環(huán)狀構(gòu)件在軸線方向、徑向上分離，也能夠利用傳遞臂使環(huán)狀構(gòu)件可靠地動作。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第六方式，所述傳遞臂具有:驅(qū)動桿，其固定在所述輸出軸上而沿該輸出軸的徑向延伸，且與所述輸出軸一起旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動連桿構(gòu)件，其一端與所述驅(qū)動桿連結(jié)，并且另一端與所述環(huán)狀構(gòu)件連結(jié)，所述驅(qū)動連桿構(gòu)件具備:阻尼構(gòu)件，其設(shè)置在所述一端與所述另一端之間，且對作用于該驅(qū)動連桿構(gòu)件的力進行減衰；兩個萬向接頭，其于所述阻尼構(gòu)件，所述驅(qū)動連桿構(gòu)件的所述一端經(jīng)由一方的所述萬向接頭而與所述驅(qū)動桿連結(jié)，所述驅(qū)動連桿構(gòu)件的所述另一端經(jīng)由另一方的所述萬向接頭而與所述環(huán)狀構(gòu)件連結(jié)。
[0028]如此，通過在傳遞臂設(shè)置阻尼構(gòu)件，能夠抑制由流入的流體引起的自發(fā)振動等振動現(xiàn)象，因此能夠防止離心式壓縮機的構(gòu)成部件的磨損、劣化，從而能夠延長產(chǎn)品壽命。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的第七方式，離心式壓縮機還具備:轉(zhuǎn)矩檢測部，其檢測所述電動機的轉(zhuǎn)矩；控制部，其在由所述轉(zhuǎn)矩檢測部檢測出的檢測值超過預(yù)先設(shè)定好的閾值的情況下使所述電動機的所述輸出軸反轉(zhuǎn)。
[0030]在由于某些原因而環(huán)狀構(gòu)件變得不再向周向的一方動作的情況下，與通常動作時相比，電動機的轉(zhuǎn)矩變大。在此，利用轉(zhuǎn)矩檢測部檢測該轉(zhuǎn)矩并利用控制部使電動機反轉(zhuǎn)，由此使環(huán)狀構(gòu)件暫時向軸線的周向的另一方進行動作，由此能夠使環(huán)狀構(gòu)件向通常動作狀態(tài)復原，從而能夠?qū)崿F(xiàn)葉片主體的角度調(diào)整。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的第八方式，所述葉片主體具有轉(zhuǎn)矩限制部，在作用于該葉片主體的轉(zhuǎn)矩超過預(yù)先設(shè)定好的閾值的情況下，所述轉(zhuǎn)矩限制部使所述旋轉(zhuǎn)軸能夠在該旋轉(zhuǎn)軸與所述連桿構(gòu)件之間相對旋轉(zhuǎn)。
[0032]在由于某些原因而一個葉片主體變得不旋轉(zhuǎn)的情況下，與該葉片主體連結(jié)的連桿構(gòu)件不進行動作，環(huán)狀構(gòu)件變得不動作。
[0033]因此，所有的葉片主體變得不進行動作，無法調(diào)整流入流體的流量。此時，可想到作用于葉片主體的旋轉(zhuǎn)軸與連桿構(gòu)件之間的連結(jié)部分的轉(zhuǎn)矩比通常動作時大。在此，通過使用上述那樣的轉(zhuǎn)矩限制部，即便在一個葉片主體不進行動作的狀態(tài)下，通過在葉片主體與連桿構(gòu)件之間的相對旋轉(zhuǎn)，也能夠僅使連桿構(gòu)件進行動作。由此，由于能夠使環(huán)狀構(gòu)件動作，并使其他葉片主體動作，因此離心式壓縮機不會完全喪失流量調(diào)整功能，從而提高可靠性、使用性。
[0034]發(fā)明效果
[0035]根據(jù)上述的離心式壓縮機，通過利用驅(qū)動機構(gòu)向環(huán)狀構(gòu)件直接賦予旋轉(zhuǎn)力，能夠抑制成本且高精度地調(diào)整流量。此外，還能夠?qū)崿F(xiàn)離心式壓縮機