离心式压缩机的制作方法
离心式压缩机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及设置在离心式压缩机上的入口引导叶片。
[0002]本申请基于在2012年11月15日向日本申请的日本特愿2012-251177号、以及在2013年2月27日向日本申请的日本特愿2013-37524号而主张优先权，并在此援引其内容。
【背景技术】
[0003]在例如涡轮制冷机、涡轮增压机中的离心式压缩机中，设有具有多个叶片而进行流量调整的入口引导叶片(以下，IGV)。具体而言，在该IGV中，通过使叶片旋转，调节工作流体的流入流路的开度来进行流量调整。
[0004]在此，在专利文献I中公开有IGV的驱动机构即叶片驱动装置。该驱动装置利用设置在电动机上的主动小齿轮而经由设为环状的锥齿轮使设置在各叶片的轴上的从动小齿轮旋转，由此驱动各叶片旋转来进行开度调节。
[0005]另外，在专利文献2的离心式压缩机中，在流入喷嘴部的外周侧经由连结连杆使设置在与旋转轴同心的轴上的环状构件旋转，由此驱动支承于环状构件的各叶片旋转来进行开度调节。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2006-46220号公报
[0009]专利文献2:日本国专利第4107772号公报
[0010]发明要解决的课题
[0011]然而，由于专利文献I所记载的驱动机构成为齿轮驱动的结构，例如当使压缩机大型化时，设为环状的上述的锥齿轮也大型化，制造成本大幅升高。此外，为了顺畅地进行齿轮驱动，由于需要齿隙，因此有时可能产生叶片开度的误差或在叶片产生振动。
[0012]另外，在专利文献2的驱动机构中，虽然没有详细的记载，但由于没有成为积极地使环状构件沿轴线方向移动的机构，因此为了使环状构件旋转而驱动叶片旋转，需要在以球面对偶与设置于各叶片上的连结构件卡合的环状构件的孔部处设置较大的松动。因此，由于该松动而叶片的开度的精度降低，难以实现最佳条件下的压缩机的运转。
【发明内容】
[0013]本发明提供一种能够抑制成本且高精度地调整流量的离心式压缩机。
[0014]用于解决课题的方案
[0015]根据本发明的第一方式，离心式压缩机具备:绕轴线进行旋转的主轴；安装在该主轴上的叶轮；对流入流路中的流体流向所述叶轮的流量进行调整的叶片装置。该叶片装置具有:叶片主体，其沿所述轴线的周向隔开间隔地在所述流入流路上设有多个，且分别绕沿着所述轴线的径向延伸的旋转轴进行旋转，由此使安装角度发生变化；多个连杆构件，其一端与各所述旋转轴连结，且这多个连杆构件与该旋转轴一起进行旋转；环状构件，其呈以所述轴线为中心的圆环状，将多个所述连杆构件的另一端连结，由此伴随着所述叶片主体的旋转而按照所述连杆构件的旋转轨迹在轴线方向及周向上移动；驱动机构，其与所述环状构件连接而对于该环状构件沿切线方向传递力。
[0016]根据上述那样的离心式压缩机，通过设置叶片装置，利用驱动机构对环状构件沿切线方向施加力而使环状构件以轴线为中心而进行旋转，伴随于此，多个连杆构件与旋转轴一起绕旋转轴进行旋转。当连杆构件旋转时，环状构件以被该连杆构件在轴线方向上拉拽或压出的方式进行移动。而且，与此同时，各叶片主体进行旋转而安装角度发生变化，从而能够调整流量。
[0017]在此，例如在流体的流量为零的叶片装置的全闭状态下，根据吸入侧与喷出侧之间的压力差，叶片主体在轴线方向上被按压，开闭动作有时需要较大的力。根据本发明的第一方式，即便在上述那样的情况下，由于利用驱动机构对环状构件直接赋予向周向的力，因此向所有的连杆构件均匀地赋予绕旋转轴的旋转力。因此，能够顺畅地调整叶片主体的安装角度，能够减小驱动机构的驱动源的动力。另外，压缩机能够从叶片装置的全闭状态起动，由此能够实现在大致真空状态下的起动，负载作用最大的起动时的动力也小。因此，压缩机的驱动源即主电动机也能够小型化，从而使装置整体小型化。另外，驱动机构只要是对环状构件赋予旋转力的结构即可，无需使用复杂的机构。
[0018]此外，环状构件除了向周向移动以外，还能够向轴线方向移动。即，这并不是预先根据连杆构件的旋转动作而在轴线方向上设置松动，而采用积极地允许向轴线方向的动作的构造。因此，叶片的开度调节的精度不会降低。
[0019]根据本发明的第二方式，所述驱动机构具有:电动机，其具有进行旋转驱动的输出轴；传递臂，其一端与所述输出轴连结，另一端与所述环状构件连结，且该传递臂将所述电动机的旋转力作为向所述环状构件的所述切线方向的力进行传递。
[0020]如此，通过驱动机构采用电动机、传递臂，能够以简单的结构向环状构件赋予力，能够抑制成本，并且使环状构件旋转，从而调整叶片主体的角度。
[0021]根据本发明的第三方式，所述传递臂具有:驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转；驱动连接杆，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结，所述驱动连接杆具备:连结棒状部，其沿所述轴线的周向延伸；万向接头，其设置在所述连结棒状部的两端，所述驱动连接杆的所述一端经由所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连接杆的所述另一端经由所述万向接头而与所述环状构件连结。
[0022]如此，驱动杆与环状构件经由万向接头而连结，由此当电动机的旋转力通过传递臂传递至环状构件时，传递臂能够三维且顺畅地进行动作。因此，即便在环状构件伴随着向周向的移动而沿轴线方向进行移动的状态下，也能够不妨碍该动作而可靠地将力从电动机向环状构件传递。因此，能够更高精度地调整流量。
[0023]根据本发明的第四方式，所述万向接头具有:两个球面轴承，其与所述驱动杆及所述环状构件连结；棒状部，其从各个所述球面轴承朝向所述连结棒状部延伸而与该连结棒状部抵接，并且在抵接的部分设有第一螺纹部，在所述连结棒状部设有与所述第一螺纹部螺合的第二螺纹部。
[0024]利用上述那样的万向接头，当将万向接头安装于连结棒状部时，在使棒状部抵接于连结棒状部的状态下对第一螺纹部与第二螺纹部进行紧固，由此，将连结棒状部的长度与万向接头的长度相加后的总的长度尺寸、即驱动连接杆的长度尺寸形成为即便是任意的作业人员进行紧固操作也必然相同的尺寸。因此，由于不需要传递臂的长度调节所需的作业，因此作业性提高。
[0025]根据本发明的第五方式，所述传递臂具有:驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转；驱动连杆构件，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结，所述驱动连杆构件具备:连结部，其沿着与所述环状构件分离的方向延伸；两个万向接头，其在所述轴线方向及所述轴线的径向中的至少一方以相互分离的方式设于所述连结部，所述驱动连杆构件的所述一端经由一方的所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连杆构件的所述另一端经由另一方的所述万向接头而与所述环状构件连结。
[0026]如此，利用连结部将两个万向接头在轴线方向及轴线的径向中的至少一方偏置地连结，由此即便电动机的设置位置与环状构件在轴线方向、径向上分离，也能够利用传递臂使环状构件可靠地动作。
[0027]根据本发明的第六方式，所述传递臂具有:驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转；驱动连杆构件，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结，所述驱动连杆构件具备:阻尼构件，其设置在所述一端与所述另一端之间，且对作用于该驱动连杆构件的力进行减衰；两个万向接头，其于所述阻尼构件，所述驱动连杆构件的所述一端经由一方的所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连杆构件的所述另一端经由另一方的所述万向接头而与所述环状构件连结。
[0028]如此，通过在传递臂设置阻尼构件，能够抑制由流入的流体引起的自发振动等振动现象，因此能够防止离心式压缩机的构成部件的磨损、劣化，从而能够延长产品寿命。
[0029]根据本发明的第七方式，离心式压缩机还具备:转矩检测部，其检测所述电动机的转矩；控制部，其在由所述转矩检测部检测出的检测值超过预先设定好的阈值的情况下使所述电动机的所述输出轴反转。
[0030]在由于某些原因而环状构件变得不再向周向的一方动作的情况下，与通常动作时相比，电动机的转矩变大。在此，利用转矩检测部检测该转矩并利用控制部使电动机反转，由此使环状构件暂时向轴线的周向的另一方进行动作，由此能够使环状构件向通常动作状态复原，从而能够实现叶片主体的角度调整。
[0031]根据本发明的第八方式，所述叶片主体具有转矩限制部，在作用于该叶片主体的转矩超过预先设定好的阈值的情况下，所述转矩限制部使所述旋转轴能够在该旋转轴与所述连杆构件之间相对旋转。
[0032]在由于某些原因而一个叶片主体变得不旋转的情况下，与该叶片主体连结的连杆构件不进行动作，环状构件变得不动作。
[0033]因此，所有的叶片主体变得不进行动作，无法调整流入流体的流量。此时，可想到作用于叶片主体的旋转轴与连杆构件之间的连结部分的转矩比通常动作时大。在此，通过使用上述那样的转矩限制部，即便在一个叶片主体不进行动作的状态下，通过在叶片主体与连杆构件之间的相对旋转，也能够仅使连杆构件进行动作。由此，由于能够使环状构件动作，并使其他叶片主体动作，因此离心式压缩机不会完全丧失流量调整功能，从而提高可靠性、使用性。
[0034]发明效果
[0035]根据上述的离心式压缩机，通过利用驱动机构向环状构件直接赋予旋转力，能够抑制成本且高精度地调整流量。此外，还能够实现离心式压缩机 整体的小型化和效率提高。
【附图说明】
[0036]图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的离心式压缩机的整体剖视图。
[0037]图2涉及本发明的第一实施方式所涉及的离心式压缩机，是将内部壳体及驱动机构局部剖开表示的立体图。
[0038]图3涉及本发明的第一实施方式所涉及的离心式压缩机，是从轴线方向上观察驱动机构的图，且是图2的A向视图。
[0039]图4涉及本发明的第一实施方式所涉及的离心式压缩机，是从径向观察驱动机构的图，且是表示动作的开闭动作的图。
[0040]图5A涉及本发明的第二实施方式所涉及的离心式压缩机，是从轴线方向观察驱动机构的图。
[0041]图5B涉及本发明的第二实施方式所涉及的离心式压缩机，是图5A的B向视图。
[0042]图6涉及本发明的第三实施方式所涉及的离心式压缩机，是从轴线方向观察驱动机构的图。
[0043]图7涉及本发明的第四实施方式所涉及的离心式压缩机，是从轴线方向观察驱动机构的图。
[0044]图8A涉及本发明的第五实施方式所涉及的离心式压缩机，是表示从径向观察驱动机构的图的第一例的图。
[0045]图SB涉及本发明的第五实施方式所涉及的离心式压缩机，是对于从径向观察驱动机构的图的第二例而仅将驱动连杆构件放大表示的图。
[0046]图9涉及本发明的第六实施方式所涉及的离心式压缩机，是将叶片主体与连杆构件之间的连结位置放大表示的图。
[0047]图10涉及本发明的第一实施方式?第六实施方式的变形例所涉及的离心式压缩机，是从轴线方向观察驱动机构的图。
【具体实施方式】
[0048]〔第一实施方式〕
[0049]以下，对本发明的第一实施方式所涉及的离心式压缩机I进行说明。
[0050]离心式压缩机I是例如在涡轮制冷机等中使用的压缩机。离心式压缩机I 一边使流体F沿着轴线O朝向成为轴线O方向的一方侧的下游侧(面向图1的纸面的话为左侧)流通、一边对该流体F进行压缩。
[0051]如图1所示，该离心式压缩机I主要具备:以轴线O为中心而延伸的主轴2 ;外嵌于主轴2的二级叶轮(叶片轮)10 ;对主轴2赋予旋转力的主电动机3 ;将主电动机3的旋转力传递至主轴2的齿轮机构5 ;设置在叶轮10的上游侧的叶片装置11 ;从外周覆盖上述构件地设置的壳体12。
[0052]主轴2具有以轴线O方向为中心而沿轴线O方向延伸的柱状的形状。主轴2由设置在壳体12上的轴承6支承为能够绕轴线O旋转。
[0053]主电动机3对于主轴2产生旋转动力。而且，主输出轴3a以与主轴2并列的方式支承于在壳体12上设置的轴承7，在轴线O的径向上与主轴2分离设置。
[0054]齿轮机构5具有:外嵌于主轴2而与主轴2 —起绕轴线O进行旋转的主轴齿轮15 ；外嵌于主输出轴3a而与该主输出轴3a —起进行旋转的输出轴齿轮16。上述主轴齿轮15、输出轴齿轮16在径向上进行啮合，由此主输出轴3a的旋转动力作为主轴2的旋转力而传递至主轴2。
[0055]设为二级的叶轮10与主轴2 —起绕轴线O进行旋转。另外，各个叶轮10具有:随着进入下游侧而逐渐扩径的大致圆盘状的圆盘17 ;以从圆盘17的表面朝向轴线O的另一方侧(面向图1的纸面的话为右侧)立起的方式呈放射状地安装在圆盘17上而在周向上排列的多个桨叶18。而且，由周向上邻接的桨叶18与圆盘17表面包围的区域构成供流体F流通并将该流体F压缩的压缩流路SI。在此，将设置在上游侧的叶轮10设为一级叶轮10A，将设置在下游侧的叶轮10设为二级叶轮10B。
[0056]需要说明的是，叶轮10无需如本实施方式那样采用二级结构，可以是单级，也可以是二级以上的多级。
[0057]壳体12是形成离心式压缩机I的外形的构件。在壳体12中，在轴线O方向的另一方侧设有以轴线O为中心的开口部，该开口部成为从外部引入流体F的吸入口 8。另外，在一级叶轮1A与吸入口 8之间的内部空间中，以将该吸入口 8与一级叶轮1A的压缩流路SI连通的方式设有内部壳体13。利用该内部壳体13在上述内部空间中划分出以轴线O为中心的圆筒空间，该圆筒空间设为流体F的流入流路S3，能够将从吸入口 8引入的流体F向压缩流路SI导入。
[0058]另外，在壳体12中，在一级叶轮1A与二级叶轮1B之间，形成有将相互的压缩流路SI彼此连通的流路S2。
[0059]具体而言，该流路S2包括:供在压缩流路SI中从径向内侧朝向外侧流通的流体F流入的第一级扩散流路S2a ;与该第一级扩散流路S2a连续的返回流路S2b ;与该返回流路S2b连续而使流体F向二级叶轮1B的压缩流路SI流入的吸入流路S2c。
[0060]第一级扩散流路S2a形成为以与一级叶轮1A的压缩流路SI连通的方式呈以轴线O为中心的环状而向径向外侧延伸。
[0061]返回流路S2b形成为呈以轴线O为中心的环状，朝向轴线O方向的一方侧而以从径向外侧朝向内侧的方式弯曲，且使流体F的流通方向发生变化。
[0062]吸入流路S2c形成为呈以轴线O为中心的环状，朝向径向内侧延伸，且与二级叶轮1B的压缩流路SI连通。另外，在该吸入流路S2c上设有返回叶片20。
[0063]此外，在壳体12上形成有第二级扩散流路S2d，该第二级扩散流路S2d呈以轴线O为中心的环状，以与二级叶轮1B的压缩流路SI连通的方式朝向径向外侧延伸，且供在压缩流路SI中流通的流体F流入。而且，与该第二级扩散流路S2d连续地，在壳体12的周向的一部分朝向轴线O的径向外侧而设有开口部。该开口部成为将来自第二级扩散流路S2d的流体F向外部排出的喷出口 9。
[0064]接下来，对叶片装置11进行说明。
[0065]叶片装置11设于内部壳体13，以在轴线O方向上夹持于一级叶轮1A与壳体12的吸入口 8之间的方式配置，且对来自吸入口 8的流体F的流量进行调整。
[0066]如图2?图4所示，该叶片装置11具备:沿周向隔开间隔地设置在上述流入流路S3上的多个叶片主体22 ;设置在叶片主体22的下游侧且以轴线O为中心而呈环状的驱动环(环状构件)23 ;将该驱动环23与各叶片主体22连结起来的连杆构件24 ;对驱动环23进行驱动的驱动机构25。
[0067]各叶片主体22具有配置在流入流路S3内的叶片部22a和从叶片部22a向径向外侧延伸的轴部(旋转轴)22b。
[0068]叶片部22a是呈随着朝向径向内侧而宽度尺寸变小那样的大致扇形形状的板状构件。在此，上述的主轴2向轴线O方向的另一方侧延伸至比叶片主体22的叶片部22a靠上游侧的位置。叶片部22a的径向内侧的前端部延伸至成为与主轴2的外周面的位置之间没有间隙的状态的位置。
[0069]轴部22b具有柱状的形状。轴部22b以从叶片部22a的径向外侧的端面朝向轴线O的径向外侧突出的方式设置。另外，该轴部22b沿径向贯穿划分出流入流路S3的内部壳体13且相对于内部壳体13能够相对旋转地安装于内部壳体13。
[0070]连杆构件24呈长方体的块状而设置在内部壳体13的外周面上，一端借助销24b而与各个叶片主体22的轴部22b的径向外侧的端部连结，与轴部22b成为一体而能够旋转。由此，当连杆构件24进行旋转时，叶片主体22也进行旋转，以叶片部22a的角度发生变化的方式进行动作。
[0071]如图4所示，在本实施方式中，以使叶片主体22的叶片部22a的表面所朝向的方向相对于连杆构件24的长度方向倾斜的方式将连杆构件24与叶片主体22连结。
[0072]驱动环23呈以轴线O为中心的环状，在比叶片主体22的安装位置靠成为轴线O方向的一方侧的下游侧，安装在内部壳体13的外周面上，设置成在与内部壳体13之间能够相对旋转且沿轴线O方向能够滑动。另外，各连杆构件24的另一端经由销24a而与驱动环23的外周面连结，驱动环23与连杆构件24之间以销24a为中心而相对旋转且能够滑动。另外，在驱动环23的外周面上，在邻接的连杆构件24彼此之间设有向径向外侧突出的突起部 23a。
[0073]接下来，对驱动环23的驱动机构25进行说明。
[0074]如图3所示，驱动机构25具有成为驱动源的电动机26、将电动机26的动力传递至驱动环23的传递臂28。
[0075]电动机26具备输出轴26a，该输出轴26a在壳体12的内部配置在驱动环23的径向外侧的位置，且与轴线O平行设置而进行旋转。
[0076]传递臂28在驱动环23的外周侧沿轴线O的周向延伸，且设置在输出轴26a与形成在驱动环23的外周面上的突起部23a之间。
[0077]而且，该传递臂28具有:固定连结于输出轴26a的驱动杆36 ;设置在驱动杆36与驱动环23的突起部23a之间且与驱动杆36和驱动环23的突起部23a连结的驱动连接杆35ο
[0078]驱动杆36是一端固定在输出轴26a上且朝向输出轴26a的径向外侧延伸的板状构件，与输出轴26a —起进行旋转。
[0079]驱动连接杆35具备:在驱动环23的外周侧沿轴线O的周向延伸的连结棒状部31 ；设置在该连结棒状部31的两?而的万向接头30。驱动连接杆35的一纟而经由万向接头30、销32而与驱动杆36的另一端连结，另一端经由万向接头30、销32而与驱动环23的突起部23a连结。
[0080]连结棒状部31在其内部以从连结棒状部31的端面朝向自身的延伸方向凹陷的方式设有内螺纹部31a (第二螺纹部)。
[0081]万向接头 30具备:在三维地转动且在从轴线O方向被驱动杆36及突起部23a夹入的状态下经由销32而与驱动杆36及突起部23a连结的球面轴承33 ;保持该球面轴承33且朝向连结棒状部31即沿轴线O的周向延伸的棒状部34。在该棒状部34的外周面上设有外螺纹部34a(第一螺纹部)。外螺纹部34a与连结棒状部31的内螺纹部31a螺合而使棒状部34与连结棒状部31结合，由此构成驱动连接杆35。
[0082]接下来，对叶片装置11的动作进行说明。
[0083]首先，当驱动机构25的电动机26被驱动而输出轴26a旋转时，驱动杆36旋转。伴随着驱动杆36的旋转而对应于输出轴26a的旋转方向地沿着周向拉拽或压出驱动连接杆35。由此，传递臂28在驱动环23的外周侧沿轴线O的周向前后移动而使驱动环23绕轴线O旋转。
[0084]如此一来，当在驱动环23的切线方向上传递力而使驱动环23旋转并沿周向进行移动时，以根据驱动环23的旋转方向而按压或拉拽连杆构件24的销24a的方式作用力。然后，在该力的作用下，连杆构件24以叶片主体22的轴部22b为中心而与轴部22b —起旋转。此时，驱动环23按照连杆构件24的旋转轨迹而沿轴线O方向进行移动。
[0085]而且，当连杆构件24以上述方式旋转时，叶片部22a以轴部22b为中心而旋转，叶片主体22的安装角度发生变化。
[0086]更具体而言，在图3中，当以将驱动环23从周向的一方侧(面向图3的纸面的话为左侧)朝向另一方侧压出的方式驱动电动机26时，如图4所示，连杆构件24以从实线成为单点划线的位置的方式进行旋转，由此，叶片主体22也进行旋转，叶片装置11从全闭状态向打开状态转移。另外，此时，驱动环23以从实线的位置成为单点划线的位置的方式，以朝向成为轴线O方向的一方侧的下游侧被压出的方式进行移动。
[0087]另外，当叶片装置11的开度进一步变大时，连杆构件24以从单点划线的位置成为双点划线的位置的方式进一步旋转，驱动环23这次以被连杆构件24朝向成为轴线O方向的另一方侧的上游侧拉拽的方式进行移动。
[0088]在此，在本实施方式中，在连杆构件24从轴线O方向朝向图4的纸面绕顺时针方向倾斜的状态下，叶片部22a的表面刚好朝向轴线O方向，成为叶片部22a将流入流路S3完全关闭的全闭状态。而且，随着连杆构件24从该全闭状态朝向图4的纸面绕逆时针方向进行旋转，叶片部22a的表面所朝向的方向从轴线O方向逐渐倾斜，由此流入流路S3开放。
[0089]在上述那样的离心式压缩机I中，通过设有叶片装置11，利用驱动机构25使驱动环23旋转而使所有的连杆构件24旋转，能够使叶片主体22的角度发生变化来调整在流入流路S3中流通的流体F的流量。
[0090]在此，例如在流体F的流量为零的叶片装置11的全闭状态下，通过成为上游侧的吸入侧和成为下游侧的喷出侧之间的压力差，将叶片主体22在轴线O方向上按压，开闭动作有时需要较大的力。
[0091]即便是在上述那样的情况下，由于利用驱动机构25向驱动环23直接赋予旋转力，因此能够向所有的连杆构件24均匀地赋予旋转力。
[0092]因此，能够使所有的连杆构件24顺畅地旋转，能够减小驱动机构25的电动机26的动力并调整叶片主体22的安装角度。
[0093]此外，驱动环23除了向周向移动以外，还能够向轴线O方向移动，但这并不是预先根据连杆构件24的旋转动作而在轴线O方向上设置松动，而采用积极地允许向轴线O方向的动作的构造。因而，当驱动环23进行动作时，不产生驱动环23相对于轴线O方向倾斜的情况即胶着的情况，叶片的开度调整的精度不会降低。
[0094]另外，利用传递臂28向驱动环23传递旋转力，由于构造简单，因此能够降低成本。
[0095]此外，在该传递臂28中，驱动杆36与驱动环23经由万向接头30而连结，由此，当电动机26的旋转力被传递臂28传递至驱动环23时，传递臂28能够顺畅地进行三维动作。因此，即便在驱动环23伴随着向周向的移动而沿轴线O方向进行移动的状态下，也能够不妨碍该动作而可靠地将力从电动机26向驱动环23传递。因此，能够更高精度地调整在流入流路S3中流通的流体F的流量。
[0096]根据本实施方式的离心式压缩机1，通过向驱动环23直接赋予旋转力，能够使所有的连杆构件24顺畅地动作，因此能够抑制成本且高精度地调整流量。
[0097]〔第二实施方式〕
[0098]接下来，对本发明的第二实施方式所涉及的离心式压缩机51进行说明。
[0099]需要说明的是，对于与第一实施方式共用的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细说明。
[0100]在本实施方式中，传递臂58与第一实施方式不同。
[0101]如图5A、图5B所示，传递臂58与第一实施方式相同地，具有:固定连结于输出轴26a的驱动杆36 ;设置在驱动杆36与驱动环23的突起部60之间且与驱动杆36和驱动环23的突起部60连结的驱动连接杆65。
[0102]驱动连接杆65中的连结棒状部71具有:在驱动环23的外周侧沿轴线O的周向延伸的矩形部72 ;在该矩形部72的两端部以朝向轴线O方向的上游侧折弯成直角的方式与矩形部72形成为一体的弯曲部73。在该弯曲部73上形成有沿矩形部72的延伸方向贯穿的贯通孔73a。
[0103]驱动连接杆65中的万向接头75具备:球面轴承33 ;保持该球面轴承33且朝向连结棒状部71的弯曲部73即沿轴线O的周向延伸的棒状部76。在该棒状部76上以从其端面朝向延伸方向凹陷的方式设有内螺纹部76a(第一螺纹部)。
[0104]而且，在弯曲部73的贯通孔73a中穿过而设置螺栓(第二螺纹部)77，并且在万向接头75的棒状部76抵接于弯曲部73的状态下，将螺栓77与棒状部76的内螺纹部76a螺合，由此构成驱动连接杆65。
[0105]在此，在本实施方式中，与第一实施方式不同，以输出轴26a与轴线O正交的方式设有电动机26。此外，驱动环23的突起部60以抵接于朝向轴线O方向的下游侧的表面的方式分体安装。然而，上述构件也可以与第一实施方式相同地设置。
[0106]根据本实施方式的离心式压缩机51，当将万向接头75安装于驱动连接杆65而将万向接头75与驱动连接杆65结合时，在使棒状部76抵接于驱动连接杆65的状态下紧固螺栓77。因此，在将驱动连接杆65的长度与万向接头75的长度相加后的总的长度尺寸、即传递臂58的长度尺寸成为无论是哪一位作业者进行紧固操作都必然相同的尺寸。
[0107]因而，由于不需要传递臂58的长度调节所需的作业，因此能够缩短组装所需的时间，从而使作业性提高。
[0108]需要说明的是，在本实施方式中，与万向接头75的棒状部76的内螺纹部76a螺合的外螺纹部成为螺栓77，但是例如也可以代替螺栓77而以从连结棒状部71的弯曲部73突出的方式将外螺纹部与连结棒状部71设为一体，并使内螺纹部76a与该外螺纹部螺合。
[0109]〔第三实施方式〕
[0110]接下来，对第三实施方式所涉及的离心式压缩机81进行说明。
[0111]需要说明的是，对于与第一实施方式及第二实施方式共用的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细说明。
[0112]在本实施方式中，以第二实施方式的离心式压缩机51为基本结构，驱动机构82的传递臂83与第二实施方式不同。
[0113]如图6所示，传递臂83具有:固定连结于输出轴26a的驱动杆36 ;设置在驱动杆36与驱动环23的突起部60之间且与驱动杆36和驱动环23的突起部60连结的驱动连杆构件84。
[0114]驱动连杆构件84具备:以与驱动环23分离的方式朝向轴线O的径向延伸的呈板状的连结部85 ;设置在该连结部85上的两个万向接头75。
[0115]而且，两个万向接头75的一方与驱动杆36连结，另一方与驱动环23连结。另外，上述万向接头75以在连结部85处相互沿轴线O的径向分离的方式通过螺栓77安装于连结部85。
[0116]S卩，上述两个万向接头75不是以将驱动杆36与驱动环23之间连结为一条直线的方式设置，而是以偏置的状态设置。
[0117]根据本实施方式的离心式压缩机81，即便电动机26的设置位置与驱动环23在径向上分离，也能够利用传递臂83将驱动杆36与驱动环23可靠地连结。
[0118]更具体而言，例如，在小型的离心式压缩机中，驱动环23为小径，与第二实施方式的离心式压缩机51相比，与电动机26之间的相对位置关系也能够变化。而且，在电动机26与驱动环23分离的情况下，如图6所示，将驱动杆36与驱动环23以直线连结时，球面轴承33的偏转角成为α，该偏转角α有时会超出球面轴承33的可动范围。
[0119]对于该点，如本实施方式那样，经由连结部85而将两个万向接头75偏置设置，由此能够将球面轴承33的偏转角抑制在可动范围内。因此，无关乎电动机26的设置位置，能够将驱动杆36与驱动环23可靠地连结。
[0120]另外，与第二实施方式相同地，由于不需要传递臂83的长度调节所需的作业，因此能够缩短组装所需的时间，从而作业性提高。
[0121]需要说明的是，无论是在电动机26的设置位置与驱动环23在轴线O方向上分离的情况下，还是在轴线O方向及径向上分离的情况下，都同样能够应用传递臂83。
[0122]〔第四实施方式〕
[0123]接下来，对第四实施方式所涉及的离心式压缩机91进行说明。
[0124]需要说明的是，对于与第一实施方式? 第三实施方式共用的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细说明。
[0125]如图7所示，在本实施方式中，以第二实施方式的离心式压缩机51为基本结构，还具备进行电动机26的控制的转矩检测部93及控制部94。
[0126]转矩检测部93检测电动机26的转矩并将检测信号向控制部94输出。该转矩检测部93可以使用例如检测电动机26的电流值的电流传感器、设置在电动机26的输出轴26a上的变形计等。
[0127]控制部94接收来自转矩检测部93的检测信号，在该检测信号的值超过预先设定好的阈值的情况下，使电动机26的输出轴26a反转。或者，在一次反转之后再次向通常动作时的方向旋转、或反复进行规定次数的旋转方向的变更。
[0128]根据本实施方式的离心式压缩机91，例如，由于某些原因而驱动环23、连杆构件24等无法顺畅地动作的情况下，与通常动作时相比，电动机26的转矩变大。
[0129]在此，当电动机26的转矩这样变大时，电动机26的电流值也变大，因此，在控制部94中将与通常动作时的电动机26的转矩对应的电流值设定为上述阈值，当电动机26的电流值超过该阈值时，利用控制部94来控制电动机26。因而，能够将驱动环23、连杆构件24等向通常动作的状态复原。即，使用电流传感器作为转矩检测部93，通过使电动机26的输出轴26a至少反转一次，能够使驱动环23、连杆构件24等向通常动作的状态复原。
[0130]另外，当电动机26的转矩变大时，电动机26的输出轴26a产生变形。因此，在控制部94中，通过将与正常动作时的电动机26的转矩对应的输出轴26a的变形量设定为上述阈值，采用变形计作为转矩检测部93来进行电动机26的控制，能够使驱动环23、连杆构件24等向通常动作的状态复原。
[0131]因此，例如，即使驱动环23产生胶着而使叶片主体22不进行动作，也能够不进行维护而使驱动环23、连杆构件24等自动地复原至通常动作状态，从而能够实现叶片主体22的角度调整。因此，能够立刻控制开度，从而能够实现可靠性、使用性的提高。
[0132]需要说明的是，除了使用电流传感器、变形计作为转矩检测部93的情况以外，例如，也可以设置监控电动机26的转矩的状态并监控叶片主体22的动作、停止的状态的监控装置。而且，例如，无关乎是否产生电动机26的转矩，只要是叶片主体22不进行动作的状况，就可想到驱动环23、连杆构件24等没有成为通常的动作状态的情况。因此，在该情况下，通过使用控制部94而如上所述进行电动机26的控制，能够使驱动环23、连杆构件24等向通常动作的状态复原。
[0133]此外，也可以利用数据记录器等来记录以上述方式来自转矩检测部93的检测信号，而进行动作状态的远距离监控。另外，还可以另行设置在来自转矩检测部93的检测信号超过上述阈值的情况下发出警报的报警机构，通过因特网回线等来确认该报警机构的警报，从而判断是否需要维护。
[0134]〔第五实施方式〕
[0135]接下来，对第五实施方式所涉及的离心式压缩机101进行说明。
[0136]需要说明的是，对于与第一实施方式?第四实施方式共用的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细说明。
[0137]在本实施方式中，以第二实施方式的离心式压缩机51为基本结构，驱动机构102的传递臂103与第二实施方式不同。
[0138]如图8A、图8B所示，传递臂103具有:固定连结于输出轴26a的驱动杆36 ;设置在驱动杆36与驱动环23的突起部60之间且与驱动杆36和驱动环23的突起部60连结的驱动连杆构件105。
[0139]如图8A所示，驱动连杆构件105具有:两个万向接头75 ;呈与第二实施方式的矩形部72同等形状的矩形部105a ;呈与弯曲部73同等形状的弯曲部105b。另外，具有以被两个弯曲部105b夹着的方式设置在两个万向接头75之间的阻尼构件104。该阻尼构件104例如由硬质橡胶等材料形成。
[0140]在此，如图8B所示，传递臂103也可以具有驱动连杆构件105A来代替驱动连杆构件 105。
[0141]具体而言，该驱动连杆构件105A具有:两个万向接头75 ;在上述万向接头75彼此之间设置在各个万向接头75上且向与万向接头75的棒状部76的延伸方向正交的方向突出的一对凸缘部106A。
[0142]此外，驱动连杆构件105A具有:以被上述一对凸缘部106A夹着的方式设置的O型环107A ;配置在O型环107A的径向内侧且由硬质橡胶等材料形成的阻尼构件104A。
[0143]另外，设有螺栓108A，在使一对凸缘部106A彼此对接而用一对凸缘部106A夹着O型环107A及阻尼构件104A的状态下，该螺栓108A紧固并固定这一对凸缘部106A。
[0144]根据本实施方式的离心式压缩机101，通过在传递臂103应用阻尼构件104(104A)，能够抑制由流入的流体F引起的自发振动等振动现象。因此，能够防止离心式压缩机101的构成部件的磨损、劣化，从而能够延长产品寿命。
[0145]尤其是在图8B所示的驱动连杆构件105A中，能够由螺栓108A承受拉拽力，并且由阻尼构件104A承受压缩力。因此，能够更有效地实现振动现象的抑制。
[0146]需要说明的是，在本实施方式的传递臂103中，阻尼构件104、104A并不局限于上述构件，只要是夹在万向接头75彼此之间而能够实现作用力的减衰的构件即可。
[0147]另外，还能够将本实施方式的传递臂103应用于第一实施方式、第三实施方式以及第四实施方式的离心式压缩机1、81、91。
[0148]〔第六实施方式〕
[0149]接下来，对第六实施方式所涉及的离心式压缩机111进行说明。
[0150]需要说明的是，对于与第一实施方式?第五实施方式共用的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细说明。
[0151]在本实施方式中，叶片主体112与第一实施方式?第五实施方式不同。
[0152]如图9所示，叶片主体112具有设置在叶片主体112与连杆构件122之间的连结部分上的转矩限制部113。
[0153]在此，在叶片主体112中的轴部112b(旋转轴)上从朝向径向的外侧的端面向轴线O的径向的内侧而形成有孔部112c。
[0154]此外，该连杆构件122成为形状与上述的连杆构件24大致相同的构件。在连杆构件122的在径向上与上述孔部112c对置的位置处，形成有朝向轴线O的径向外侧凹陷的凹部 122a。
[0155]另外，轴部112b和连杆构件122由与上述的销24b大致相同的销124连结。在该销124的前端侧形成有外螺纹部124a，与形成于轴部112b的内螺纹部112d螺合。此外，上述销124及轴部112b相对于连杆构件122能够以轴线O的径向为旋转轴线进行相对旋转。
[0156]转矩限制部113具有:以从底部沿径向延伸的方式设置在孔部112c的螺旋弹簧113a ;安装在螺旋弹簧113a的前端且在连杆构件122与凹部122a之间配置的球构件113b。在本实施方式中，转矩限制部113是所谓的球塞。而且，该球构件113b被螺旋弹簧113a向连杆构件122的凹部122a施力。
[0157]根据本实施方式的离心式压缩机111，通过采用转矩限制部113，在驱动环23、连杆构件122的通常动作时，由于球构件113b在连杆构件122与凹部122a之间配置而向凹部122a施力，因此能限制轴部112b与连杆构件122之间的相对旋转。
[0158]在此，在由于某些原因而一个叶片主体112变得不旋转的情况下，与该叶片主体112连结的连杆构件122不动作，驱动环23变得不进行动作。
[0159]因此，所有的叶片主体112变得不进行动作，无法调整流入的流体F的流量。此时，作用于叶片主体112的轴部112b与连杆构件之间的连结部分的转矩比通常动作时增大。
[0160]在此，在本实施方式中，在转矩超过预先设定好的阈值的情况下，转矩限制部113的球构件113b克服螺旋弹簧113a的作用力而以收容于孔部112c的内部的方式被压入。如此一来，当转矩超过该阈值时，在轴部112b与连杆构件122之间能够相对旋转。
[0161]因此，通过轴部112b与连杆构件122之间的相对旋转，即便在一个叶片主体112不进行动作的状态下，也能够仅使将该叶片主体112连结的连杆构件122动作，能够使驱动环23动作，从而使其他叶片主体112动作。因而，不会完全丧失流量调整功能，从而可靠性、使用性提尚。
[0162]需要说明的是，本实施方式的转矩限制部113并不局限于球塞，例如，也可以采用如下所述的构造:在轴部112b与连杆构件122之间设置摩擦构件，在作用于叶片主体112的转矩超过一定值的情况下，克服由摩擦构件产生的摩擦力而使轴部112b与连杆构件122进行相对旋转。此外，还可以应用各种公知的转矩限制器。
[0163]以上，虽然对本发明的实施方式进行了详细说明，但是在不脱离本发明的技术思想的范围内可以适当地加以设计变更。
[0164]在上述的实施方式中，虽然驱动机构25(55、82、102)使用电动机26和传递臂28 (58、83、103)，但例如也可以利用液压缸等对驱动环23赋予旋转力。
[0165]另外，关于传递臂28(58、83、103)，例如，如图10所示，也可以根据离心式压缩机的机种而采用专用部件。在此，传递臂28的长度尺寸取决于驱动环23的外径，传递臂28的长度尺寸相对于驱动环23的外径之比优选为0.3 ?0.7。
[0166]而且，在传递臂28如上述那样使用专用部件的情况下，由于无需组装传递臂28，因此能够缩短组装所需的时间，另外，由于不需要传递臂28所需的长度调节，因此作业性提尚。
[0167]工业实用性
[0168]根据上述的离心式压缩机，通过利用驱动机构向环状构件直接赋予旋转力，从而能够抑制成本且高精度地调整流量。此外，还能够实现离心式压缩机整体的小型化和效率
[0169]附图标记说明如下:
[0170]I离心式压缩机
[0171]2 主轴
[0172]3主电动机
[0173]3a主输出轴
[0174]5齿轮机构
[0175]6、7 轴承
[0176]8 吸入口
[0177]9 喷出口
[0178]10叶轮(叶片轮)
[0179]1A 一级叶轮
[0180]1B 二级叶轮
[0181]11叶片装置
[0182]12 壳体
[0183]13内部壳体
[0184]15主轴齿轮
[0185]16输出轴齿轮
[0186]17 圆盘
[0187]18 桨叶
[0188]20返回叶片
[0189]22叶片主体
[0190]22a叶片部
[0191]22b轴部(旋转轴)
[0192]23驱动环
[0193]23a突起部
[0194]24连杆构件
[0195]24a、24b 销
[0196]25驱动机构
[0197]26电动机
[0198]26a输出轴
[0199]28传递臂
[0200]30万向接头
[0201]31连结棒状部
[0202]31a内螺纹部(第二螺纹部)
[0203]32 销
[0204]33球面轴承
[0205]34棒状部
[0206]34a外螺纹部(第一螺纹部)
[0207]35驱动连接杆
[0208]36驱动杆
[0209]SI压缩流路
[0210]S2 流路
[0211]S2a第一级扩散流路
[0212]S2b返回流路
[0213]S2c吸入流路
[0214]S2d第二级扩散流路
[0215]S3流入流路
[0216]F 流体
[0217]O 轴线
[0218]51离心式压缩机
[0219]55驱动机构
[0220]58传递臂
[0221]60突起部
[0222]65驱动连接杆
[0223]71连结棒状部
[0224]72矩形部
[0225]73弯曲部
[0226]73a贯通孔
[0227]75万向接头
[0228]76棒状部
[0229]76a内螺纹部(第一螺纹部)
[0230]77螺栓(第二螺纹部)
[0231]81离心式压缩机
[0232]82驱动机构
[0233]83传递臂
[0234]84驱动连杆构件
[0235]85连结部
[0236]91离心式压缩机
[0237]93转矩检测部
[0238]94控制部
[0239]101离心式压缩机
[0240]102驱动机构
[0241]103传递臂
[0242]104阻尼构件
[0243]105驱动连杆构件
[0244]105a 矩形部
[0245]105b 弯曲部
[0246]104A阻尼构件
[0247]105A驱动连杆构件
[0248]106A 凸缘部
[0249]107A O 型环
[0250]108A 螺栓
[0251]111离心式压缩机
[0252]112叶片主体
[0253]112b轴部(旋转轴)
[0254]112c 孔部
[0255]112d内螺纹部
[0256]113转矩限制部
[0257]113a螺旋弹簧
[0258]113b 球构件
[0259]122连杆构件
[0260]122a 凹部
[0261]124 销
[0262]124a外螺纹部
【主权项】
1.一种呙心式压缩机，其具备: 绕轴线进行旋转的主轴； 安装在该主轴上的叶轮； 对流入流路中的流体流向所述叶轮的流量进行调整的叶片装置， 该叶片装置具有: 叶片主体，其沿所述轴线的周向隔开间隔地在所述流入流路上设置多个，且分别绕沿着所述轴线的径向延伸的旋转轴进行旋转，由此使安装角度发生变化； 多个连杆构件，其一端与各所述旋转轴连结，且这多个连杆构件与该旋转轴一起进行旋转； 环状构件，其呈以所述轴线为中心的圆环状，将多个所述连杆构件的另一端连结，由此伴随着所述叶片主体的旋转而按照所述连杆构件的旋转轨迹在轴线方向及周向上移动；驱动机构，其与所述环状构件连接而对于该环状构件沿切线方向传递力。
2.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中， 所述驱动机构具有: 电动机，其具有进行旋转驱动的输出轴； 传递臂，其一端与所述输出轴连结，另一端与所述环状构件连结，且该传递臂将所述电动机的旋转力作为向所述环状构件的所述切线方向的力进行传递。
3.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其中， 所述传递臂具有: 驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转； 驱动连接杆，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结， 所述驱动连接杆具备: 连结棒状部，其沿所述轴线的周向延伸； 万向接头，其设置在所述连结棒状部的两端， 所述驱动连接杆的所述一端经由所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连接杆的所述另一端经由所述万向接头而与所述环状构件连结。
4.根据权利要求3所述的离心式压缩机，其中， 所述万向接头具有: 两个球面轴承，其与所述驱动杆及所述环状构件连结； 棒状部，其从各个所述球面轴承朝向所述连结棒状部延伸而与该连结棒状部抵接，并且在抵接的部分设有第一螺纹部， 在所述连结棒状部设有与所述第一螺纹部螺合的第二螺纹部。
5.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其中， 所述传递臂具有: 驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转； 驱动连杆构件，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结， 所述驱动连杆构件具备: 连结部，其沿着与所述环状构件分离的方向延伸； 两个万向接头，其在所述轴线方向及所述轴线的径向中的至少一方以相互分离的方式设于所述连结部， 所述驱动连杆构件的所述一端经由一方的所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连杆构件的所述另一端经由另一方的所述万向接头而与所述环状构件连结。
6.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其中， 所述传递臂具有: 驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转； 驱动连杆构件，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结， 所述驱动连杆构件具备: 阻尼构件，其设置在所述一端与所述另一端之间，且对作用于该驱动连杆构件的力进行减衰； 两个万向接头，其设于所述阻尼构件， 所述驱动连杆构件的所述一端经由一方的所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连杆构件的所述另一端经由另一方的所述万向接头而与所述环状构件连结。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的离心式压缩机，其中， 所述离心式压缩机还具备: 转矩检测部，其检测所述电动机的转矩； 控制部，其在由所述转矩检测部检测出的检测值超过预先设定好的阈值的情况下使所述电动机的所述输出轴反转。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的离心式压缩机，其中， 所述叶片主体具有转矩限制部，在作用于该叶片主体的转矩超过预先设定好的阈值的情况下，所述转矩限制部使所述旋转轴能够在该旋转轴与所述连杆构件之间相对旋转。
【专利摘要】该离心式压缩机具备：安装在绕轴线(O)进行旋转的主轴上的叶轮、和调整流入流路(S3)中的流体(F)流向叶轮的流量的叶片装置(11)。叶片装置(11)具有：叶片主体(22)，其沿轴线(O)的周向隔开间隔地在流入流路(S3)上设有多个，且分别绕沿轴线(O)的径向延伸的轴部(22b)进行旋转，由此使安装角度发生变化；多个连杆构件(24)，其一端与各轴部(22b)连结，且与轴部(22b)一起进行旋转；驱动环(23)，其呈以轴线(O)为中心的圆环状，多个连杆构件(24)的另一端与其连结，由此伴随着叶片主体(22)的旋转而根据连杆构件(24)的旋转轨迹沿轴线方向(O)以及周向进行移动；以及驱动机构(25)，其与驱动环(23)连接而相对于该驱动环(23)沿切线方向传递力。
【IPC分类】F04D29-46
【公开号】CN104813036
【申请号】CN201380058799
【发明人】长谷川修, 长谷川泰士, 大村真太郎, 上田宪治
【申请人】三菱重工业株式会社
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年11月14日
【公告号】WO2014077310A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及设置在离心式压缩机上的入口引导叶片。
[0002]本申请基于在2012年11月15日向日本申请的日本特愿2012-251177号、以及在2013年2月27日向日本申请的日本特愿2013-37524号而主张优先权，并在此援引其内容。
【背景技术】
[0003]在例如涡轮制冷机、涡轮增压机中的离心式压缩机中，设有具有多个叶片而进行流量调整的入口引导叶片(以下，IGV)。具体而言，在该IGV中，通过使叶片旋转，调节工作流体的流入流路的开度来进行流量调整。
[0004]在此，在专利文献I中公开有IGV的驱动机构即叶片驱动装置。该驱动装置利用设置在电动机上的主动小齿轮而经由设为环状的锥齿轮使设置在各叶片的轴上的从动小齿轮旋转，由此驱动各叶片旋转来进行开度调节。
[0005]另外，在专利文献2的离心式压缩机中，在流入喷嘴部的外周侧经由连结连杆使设置在与旋转轴同心的轴上的环状构件旋转，由此驱动支承于环状构件的各叶片旋转来进行开度调节。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2006-46220号公报
[0009]专利文献2:日本国专利第4107772号公报
[0010]发明要解决的课题
[0011]然而，由于专利文献I所记载的驱动机构成为齿轮驱动的结构，例如当使压缩机大型化时，设为环状的上述的锥齿轮也大型化，制造成本大幅升高。此外，为了顺畅地进行齿轮驱动，由于需要齿隙，因此有时可能产生叶片开度的误差或在叶片产生振动。
[0012]另外，在专利文献2的驱动机构中，虽然没有详细的记载，但由于没有成为积极地使环状构件沿轴线方向移动的机构，因此为了使环状构件旋转而驱动叶片旋转，需要在以球面对偶与设置于各叶片上的连结构件卡合的环状构件的孔部处设置较大的松动。因此，由于该松动而叶片的开度的精度降低，难以实现最佳条件下的压缩机的运转。
【发明内容】
[0013]本发明提供一种能够抑制成本且高精度地调整流量的离心式压缩机。
[0014]用于解决课题的方案
[0015]根据本发明的第一方式，离心式压缩机具备:绕轴线进行旋转的主轴；安装在该主轴上的叶轮；对流入流路中的流体流向所述叶轮的流量进行调整的叶片装置。该叶片装置具有:叶片主体，其沿所述轴线的周向隔开间隔地在所述流入流路上设有多个，且分别绕沿着所述轴线的径向延伸的旋转轴进行旋转，由此使安装角度发生变化；多个连杆构件，其一端与各所述旋转轴连结，且这多个连杆构件与该旋转轴一起进行旋转；环状构件，其呈以所述轴线为中心的圆环状，将多个所述连杆构件的另一端连结，由此伴随着所述叶片主体的旋转而按照所述连杆构件的旋转轨迹在轴线方向及周向上移动；驱动机构，其与所述环状构件连接而对于该环状构件沿切线方向传递力。
[0016]根据上述那样的离心式压缩机，通过设置叶片装置，利用驱动机构对环状构件沿切线方向施加力而使环状构件以轴线为中心而进行旋转，伴随于此，多个连杆构件与旋转轴一起绕旋转轴进行旋转。当连杆构件旋转时，环状构件以被该连杆构件在轴线方向上拉拽或压出的方式进行移动。而且，与此同时，各叶片主体进行旋转而安装角度发生变化，从而能够调整流量。
[0017]在此，例如在流体的流量为零的叶片装置的全闭状态下，根据吸入侧与喷出侧之间的压力差，叶片主体在轴线方向上被按压，开闭动作有时需要较大的力。根据本发明的第一方式，即便在上述那样的情况下，由于利用驱动机构对环状构件直接赋予向周向的力，因此向所有的连杆构件均匀地赋予绕旋转轴的旋转力。因此，能够顺畅地调整叶片主体的安装角度，能够减小驱动机构的驱动源的动力。另外，压缩机能够从叶片装置的全闭状态起动，由此能够实现在大致真空状态下的起动，负载作用最大的起动时的动力也小。因此，压缩机的驱动源即主电动机也能够小型化，从而使装置整体小型化。另外，驱动机构只要是对环状构件赋予旋转力的结构即可，无需使用复杂的机构。
[0018]此外，环状构件除了向周向移动以外，还能够向轴线方向移动。即，这并不是预先根据连杆构件的旋转动作而在轴线方向上设置松动，而采用积极地允许向轴线方向的动作的构造。因此，叶片的开度调节的精度不会降低。
[0019]根据本发明的第二方式，所述驱动机构具有:电动机，其具有进行旋转驱动的输出轴；传递臂，其一端与所述输出轴连结，另一端与所述环状构件连结，且该传递臂将所述电动机的旋转力作为向所述环状构件的所述切线方向的力进行传递。
[0020]如此，通过驱动机构采用电动机、传递臂，能够以简单的结构向环状构件赋予力，能够抑制成本，并且使环状构件旋转，从而调整叶片主体的角度。
[0021]根据本发明的第三方式，所述传递臂具有:驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转；驱动连接杆，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结，所述驱动连接杆具备:连结棒状部，其沿所述轴线的周向延伸；万向接头，其设置在所述连结棒状部的两端，所述驱动连接杆的所述一端经由所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连接杆的所述另一端经由所述万向接头而与所述环状构件连结。
[0022]如此，驱动杆与环状构件经由万向接头而连结，由此当电动机的旋转力通过传递臂传递至环状构件时，传递臂能够三维且顺畅地进行动作。因此，即便在环状构件伴随着向周向的移动而沿轴线方向进行移动的状态下，也能够不妨碍该动作而可靠地将力从电动机向环状构件传递。因此，能够更高精度地调整流量。
[0023]根据本发明的第四方式，所述万向接头具有:两个球面轴承，其与所述驱动杆及所述环状构件连结；棒状部，其从各个所述球面轴承朝向所述连结棒状部延伸而与该连结棒状部抵接，并且在抵接的部分设有第一螺纹部，在所述连结棒状部设有与所述第一螺纹部螺合的第二螺纹部。
[0024]利用上述那样的万向接头，当将万向接头安装于连结棒状部时，在使棒状部抵接于连结棒状部的状态下对第一螺纹部与第二螺纹部进行紧固，由此，将连结棒状部的长度与万向接头的长度相加后的总的长度尺寸、即驱动连接杆的长度尺寸形成为即便是任意的作业人员进行紧固操作也必然相同的尺寸。因此，由于不需要传递臂的长度调节所需的作业，因此作业性提高。
[0025]根据本发明的第五方式，所述传递臂具有:驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转；驱动连杆构件，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结，所述驱动连杆构件具备:连结部，其沿着与所述环状构件分离的方向延伸；两个万向接头，其在所述轴线方向及所述轴线的径向中的至少一方以相互分离的方式设于所述连结部，所述驱动连杆构件的所述一端经由一方的所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连杆构件的所述另一端经由另一方的所述万向接头而与所述环状构件连结。
[0026]如此，利用连结部将两个万向接头在轴线方向及轴线的径向中的至少一方偏置地连结，由此即便电动机的设置位置与环状构件在轴线方向、径向上分离，也能够利用传递臂使环状构件可靠地动作。
[0027]根据本发明的第六方式，所述传递臂具有:驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转；驱动连杆构件，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结，所述驱动连杆构件具备:阻尼构件，其设置在所述一端与所述另一端之间，且对作用于该驱动连杆构件的力进行减衰；两个万向接头，其于所述阻尼构件，所述驱动连杆构件的所述一端经由一方的所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连杆构件的所述另一端经由另一方的所述万向接头而与所述环状构件连结。
[0028]如此，通过在传递臂设置阻尼构件，能够抑制由流入的流体引起的自发振动等振动现象，因此能够防止离心式压缩机的构成部件的磨损、劣化，从而能够延长产品寿命。
[0029]根据本发明的第七方式，离心式压缩机还具备:转矩检测部，其检测所述电动机的转矩；控制部，其在由所述转矩检测部检测出的检测值超过预先设定好的阈值的情况下使所述电动机的所述输出轴反转。
[0030]在由于某些原因而环状构件变得不再向周向的一方动作的情况下，与通常动作时相比，电动机的转矩变大。在此，利用转矩检测部检测该转矩并利用控制部使电动机反转，由此使环状构件暂时向轴线的周向的另一方进行动作，由此能够使环状构件向通常动作状态复原，从而能够实现叶片主体的角度调整。
[0031]根据本发明的第八方式，所述叶片主体具有转矩限制部，在作用于该叶片主体的转矩超过预先设定好的阈值的情况下，所述转矩限制部使所述旋转轴能够在该旋转轴与所述连杆构件之间相对旋转。
[0032]在由于某些原因而一个叶片主体变得不旋转的情况下，与该叶片主体连结的连杆构件不进行动作，环状构件变得不动作。
[0033]因此，所有的叶片主体变得不进行动作，无法调整流入流体的流量。此时，可想到作用于叶片主体的旋转轴与连杆构件之间的连结部分的转矩比通常动作时大。在此，通过使用上述那样的转矩限制部，即便在一个叶片主体不进行动作的状态下，通过在叶片主体与连杆构件之间的相对旋转，也能够仅使连杆构件进行动作。由此，由于能够使环状构件动作，并使其他叶片主体动作，因此离心式压缩机不会完全丧失流量调整功能，从而提高可靠性、使用性。
[0034]发明效果
[0035]根据上述的离心式压缩机，通过利用驱动机构向环状构件直接赋予旋转力，能够抑制成本且高精度地调整流量。此外，还能够实现离心式压缩机 整体的小型化和效率提高。
【附图说明】
[0036]图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的离心式压缩机的整体剖视图。
[0037]图2涉及本发明的第一实施方式所涉及的离心式压缩机，是将内部壳体及驱动机构局部剖开表示的立体图。
[0038]图3涉及本发明的第一实施方式所涉及的离心式压缩机，是从轴线方向上观察驱动机构的图，且是图2的A向视图。
[0039]图4涉及本发明的第一实施方式所涉及的离心式压缩机，是从径向观察驱动机构的图，且是表示动作的开闭动作的图。
[0040]图5A涉及本发明的第二实施方式所涉及的离心式压缩机，是从轴线方向观察驱动机构的图。
[0041]图5B涉及本发明的第二实施方式所涉及的离心式压缩机，是图5A的B向视图。
[0042]图6涉及本发明的第三实施方式所涉及的离心式压缩机，是从轴线方向观察驱动机构的图。
[0043]图7涉及本发明的第四实施方式所涉及的离心式压缩机，是从轴线方向观察驱动机构的图。
[0044]图8A涉及本发明的第五实施方式所涉及的离心式压缩机，是表示从径向观察驱动机构的图的第一例的图。
[0045]图SB涉及本发明的第五实施方式所涉及的离心式压缩机，是对于从径向观察驱动机构的图的第二例而仅将驱动连杆构件放大表示的图。
[0046]图9涉及本发明的第六实施方式所涉及的离心式压缩机，是将叶片主体与连杆构件之间的连结位置放大表示的图。
[0047]图10涉及本发明的第一实施方式?第六实施方式的变形例所涉及的离心式压缩机，是从轴线方向观察驱动机构的图。
【具体实施方式】
[0048]〔第一实施方式〕
[0049]以下，对本发明的第一实施方式所涉及的离心式压缩机I进行说明。
[0050]离心式压缩机I是例如在涡轮制冷机等中使用的压缩机。离心式压缩机I 一边使流体F沿着轴线O朝向成为轴线O方向的一方侧的下游侧(面向图1的纸面的话为左侧)流通、一边对该流体F进行压缩。
[0051]如图1所示，该离心式压缩机I主要具备:以轴线O为中心而延伸的主轴2 ;外嵌于主轴2的二级叶轮(叶片轮)10 ;对主轴2赋予旋转力的主电动机3 ;将主电动机3的旋转力传递至主轴2的齿轮机构5 ;设置在叶轮10的上游侧的叶片装置11 ;从外周覆盖上述构件地设置的壳体12。
[0052]主轴2具有以轴线O方向为中心而沿轴线O方向延伸的柱状的形状。主轴2由设置在壳体12上的轴承6支承为能够绕轴线O旋转。
[0053]主电动机3对于主轴2产生旋转动力。而且，主输出轴3a以与主轴2并列的方式支承于在壳体12上设置的轴承7，在轴线O的径向上与主轴2分离设置。
[0054]齿轮机构5具有:外嵌于主轴2而与主轴2 —起绕轴线O进行旋转的主轴齿轮15 ；外嵌于主输出轴3a而与该主输出轴3a —起进行旋转的输出轴齿轮16。上述主轴齿轮15、输出轴齿轮16在径向上进行啮合，由此主输出轴3a的旋转动力作为主轴2的旋转力而传递至主轴2。
[0055]设为二级的叶轮10与主轴2 —起绕轴线O进行旋转。另外，各个叶轮10具有:随着进入下游侧而逐渐扩径的大致圆盘状的圆盘17 ;以从圆盘17的表面朝向轴线O的另一方侧(面向图1的纸面的话为右侧)立起的方式呈放射状地安装在圆盘17上而在周向上排列的多个桨叶18。而且，由周向上邻接的桨叶18与圆盘17表面包围的区域构成供流体F流通并将该流体F压缩的压缩流路SI。在此，将设置在上游侧的叶轮10设为一级叶轮10A，将设置在下游侧的叶轮10设为二级叶轮10B。
[0056]需要说明的是，叶轮10无需如本实施方式那样采用二级结构，可以是单级，也可以是二级以上的多级。
[0057]壳体12是形成离心式压缩机I的外形的构件。在壳体12中，在轴线O方向的另一方侧设有以轴线O为中心的开口部，该开口部成为从外部引入流体F的吸入口 8。另外，在一级叶轮1A与吸入口 8之间的内部空间中，以将该吸入口 8与一级叶轮1A的压缩流路SI连通的方式设有内部壳体13。利用该内部壳体13在上述内部空间中划分出以轴线O为中心的圆筒空间，该圆筒空间设为流体F的流入流路S3，能够将从吸入口 8引入的流体F向压缩流路SI导入。
[0058]另外，在壳体12中，在一级叶轮1A与二级叶轮1B之间，形成有将相互的压缩流路SI彼此连通的流路S2。
[0059]具体而言，该流路S2包括:供在压缩流路SI中从径向内侧朝向外侧流通的流体F流入的第一级扩散流路S2a ;与该第一级扩散流路S2a连续的返回流路S2b ;与该返回流路S2b连续而使流体F向二级叶轮1B的压缩流路SI流入的吸入流路S2c。
[0060]第一级扩散流路S2a形成为以与一级叶轮1A的压缩流路SI连通的方式呈以轴线O为中心的环状而向径向外侧延伸。
[0061]返回流路S2b形成为呈以轴线O为中心的环状，朝向轴线O方向的一方侧而以从径向外侧朝向内侧的方式弯曲，且使流体F的流通方向发生变化。
[0062]吸入流路S2c形成为呈以轴线O为中心的环状，朝向径向内侧延伸，且与二级叶轮1B的压缩流路SI连通。另外，在该吸入流路S2c上设有返回叶片20。
[0063]此外，在壳体12上形成有第二级扩散流路S2d，该第二级扩散流路S2d呈以轴线O为中心的环状，以与二级叶轮1B的压缩流路SI连通的方式朝向径向外侧延伸，且供在压缩流路SI中流通的流体F流入。而且，与该第二级扩散流路S2d连续地，在壳体12的周向的一部分朝向轴线O的径向外侧而设有开口部。该开口部成为将来自第二级扩散流路S2d的流体F向外部排出的喷出口 9。
[0064]接下来，对叶片装置11进行说明。
[0065]叶片装置11设于内部壳体13，以在轴线O方向上夹持于一级叶轮1A与壳体12的吸入口 8之间的方式配置，且对来自吸入口 8的流体F的流量进行调整。
[0066]如图2?图4所示，该叶片装置11具备:沿周向隔开间隔地设置在上述流入流路S3上的多个叶片主体22 ;设置在叶片主体22的下游侧且以轴线O为中心而呈环状的驱动环(环状构件)23 ;将该驱动环23与各叶片主体22连结起来的连杆构件24 ;对驱动环23进行驱动的驱动机构25。
[0067]各叶片主体22具有配置在流入流路S3内的叶片部22a和从叶片部22a向径向外侧延伸的轴部(旋转轴)22b。
[0068]叶片部22a是呈随着朝向径向内侧而宽度尺寸变小那样的大致扇形形状的板状构件。在此，上述的主轴2向轴线O方向的另一方侧延伸至比叶片主体22的叶片部22a靠上游侧的位置。叶片部22a的径向内侧的前端部延伸至成为与主轴2的外周面的位置之间没有间隙的状态的位置。
[0069]轴部22b具有柱状的形状。轴部22b以从叶片部22a的径向外侧的端面朝向轴线O的径向外侧突出的方式设置。另外，该轴部22b沿径向贯穿划分出流入流路S3的内部壳体13且相对于内部壳体13能够相对旋转地安装于内部壳体13。
[0070]连杆构件24呈长方体的块状而设置在内部壳体13的外周面上，一端借助销24b而与各个叶片主体22的轴部22b的径向外侧的端部连结，与轴部22b成为一体而能够旋转。由此，当连杆构件24进行旋转时，叶片主体22也进行旋转，以叶片部22a的角度发生变化的方式进行动作。
[0071]如图4所示，在本实施方式中，以使叶片主体22的叶片部22a的表面所朝向的方向相对于连杆构件24的长度方向倾斜的方式将连杆构件24与叶片主体22连结。
[0072]驱动环23呈以轴线O为中心的环状，在比叶片主体22的安装位置靠成为轴线O方向的一方侧的下游侧，安装在内部壳体13的外周面上，设置成在与内部壳体13之间能够相对旋转且沿轴线O方向能够滑动。另外，各连杆构件24的另一端经由销24a而与驱动环23的外周面连结，驱动环23与连杆构件24之间以销24a为中心而相对旋转且能够滑动。另外，在驱动环23的外周面上，在邻接的连杆构件24彼此之间设有向径向外侧突出的突起部 23a。
[0073]接下来，对驱动环23的驱动机构25进行说明。
[0074]如图3所示，驱动机构25具有成为驱动源的电动机26、将电动机26的动力传递至驱动环23的传递臂28。
[0075]电动机26具备输出轴26a，该输出轴26a在壳体12的内部配置在驱动环23的径向外侧的位置，且与轴线O平行设置而进行旋转。
[0076]传递臂28在驱动环23的外周侧沿轴线O的周向延伸，且设置在输出轴26a与形成在驱动环23的外周面上的突起部23a之间。
[0077]而且，该传递臂28具有:固定连结于输出轴26a的驱动杆36 ;设置在驱动杆36与驱动环23的突起部23a之间且与驱动杆36和驱动环23的突起部23a连结的驱动连接杆35ο
[0078]驱动杆36是一端固定在输出轴26a上且朝向输出轴26a的径向外侧延伸的板状构件，与输出轴26a —起进行旋转。
[0079]驱动连接杆35具备:在驱动环23的外周侧沿轴线O的周向延伸的连结棒状部31 ；设置在该连结棒状部31的两?而的万向接头30。驱动连接杆35的一纟而经由万向接头30、销32而与驱动杆36的另一端连结，另一端经由万向接头30、销32而与驱动环23的突起部23a连结。
[0080]连结棒状部31在其内部以从连结棒状部31的端面朝向自身的延伸方向凹陷的方式设有内螺纹部31a (第二螺纹部)。
[0081]万向接头 30具备:在三维地转动且在从轴线O方向被驱动杆36及突起部23a夹入的状态下经由销32而与驱动杆36及突起部23a连结的球面轴承33 ;保持该球面轴承33且朝向连结棒状部31即沿轴线O的周向延伸的棒状部34。在该棒状部34的外周面上设有外螺纹部34a(第一螺纹部)。外螺纹部34a与连结棒状部31的内螺纹部31a螺合而使棒状部34与连结棒状部31结合，由此构成驱动连接杆35。
[0082]接下来，对叶片装置11的动作进行说明。
[0083]首先，当驱动机构25的电动机26被驱动而输出轴26a旋转时，驱动杆36旋转。伴随着驱动杆36的旋转而对应于输出轴26a的旋转方向地沿着周向拉拽或压出驱动连接杆35。由此，传递臂28在驱动环23的外周侧沿轴线O的周向前后移动而使驱动环23绕轴线O旋转。
[0084]如此一来，当在驱动环23的切线方向上传递力而使驱动环23旋转并沿周向进行移动时，以根据驱动环23的旋转方向而按压或拉拽连杆构件24的销24a的方式作用力。然后，在该力的作用下，连杆构件24以叶片主体22的轴部22b为中心而与轴部22b —起旋转。此时，驱动环23按照连杆构件24的旋转轨迹而沿轴线O方向进行移动。
[0085]而且，当连杆构件24以上述方式旋转时，叶片部22a以轴部22b为中心而旋转，叶片主体22的安装角度发生变化。
[0086]更具体而言，在图3中，当以将驱动环23从周向的一方侧(面向图3的纸面的话为左侧)朝向另一方侧压出的方式驱动电动机26时，如图4所示，连杆构件24以从实线成为单点划线的位置的方式进行旋转，由此，叶片主体22也进行旋转，叶片装置11从全闭状态向打开状态转移。另外，此时，驱动环23以从实线的位置成为单点划线的位置的方式，以朝向成为轴线O方向的一方侧的下游侧被压出的方式进行移动。
[0087]另外，当叶片装置11的开度进一步变大时，连杆构件24以从单点划线的位置成为双点划线的位置的方式进一步旋转，驱动环23这次以被连杆构件24朝向成为轴线O方向的另一方侧的上游侧拉拽的方式进行移动。
[0088]在此，在本实施方式中，在连杆构件24从轴线O方向朝向图4的纸面绕顺时针方向倾斜的状态下，叶片部22a的表面刚好朝向轴线O方向，成为叶片部22a将流入流路S3完全关闭的全闭状态。而且，随着连杆构件24从该全闭状态朝向图4的纸面绕逆时针方向进行旋转，叶片部22a的表面所朝向的方向从轴线O方向逐渐倾斜，由此流入流路S3开放。
[0089]在上述那样的离心式压缩机I中，通过设有叶片装置11，利用驱动机构25使驱动环23旋转而使所有的连杆构件24旋转，能够使叶片主体22的角度发生变化来调整在流入流路S3中流通的流体F的流量。
[0090]在此，例如在流体F的流量为零的叶片装置11的全闭状态下，通过成为上游侧的吸入侧和成为下游侧的喷出侧之间的压力差，将叶片主体22在轴线O方向上按压，开闭动作有时需要较大的力。
[0091]即便是在上述那样的情况下，由于利用驱动机构25向驱动环23直接赋予旋转力，因此能够向所有的连杆构件24均匀地赋予旋转力。
[0092]因此，能够使所有的连杆构件24顺畅地旋转，能够减小驱动机构25的电动机26的动力并调整叶片主体22的安装角度。
[0093]此外，驱动环23除了向周向移动以外，还能够向轴线O方向移动，但这并不是预先根据连杆构件24的旋转动作而在轴线O方向上设置松动，而采用积极地允许向轴线O方向的动作的构造。因而，当驱动环23进行动作时，不产生驱动环23相对于轴线O方向倾斜的情况即胶着的情况，叶片的开度调整的精度不会降低。
[0094]另外，利用传递臂28向驱动环23传递旋转力，由于构造简单，因此能够降低成本。
[0095]此外，在该传递臂28中，驱动杆36与驱动环23经由万向接头30而连结，由此，当电动机26的旋转力被传递臂28传递至驱动环23时，传递臂28能够顺畅地进行三维动作。因此，即便在驱动环23伴随着向周向的移动而沿轴线O方向进行移动的状态下，也能够不妨碍该动作而可靠地将力从电动机26向驱动环23传递。因此，能够更高精度地调整在流入流路S3中流通的流体F的流量。
[0096]根据本实施方式的离心式压缩机1，通过向驱动环23直接赋予旋转力，能够使所有的连杆构件24顺畅地动作，因此能够抑制成本且高精度地调整流量。
[0097]〔第二实施方式〕
[0098]接下来，对本发明的第二实施方式所涉及的离心式压缩机51进行说明。
[0099]需要说明的是，对于与第一实施方式共用的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细说明。
[0100]在本实施方式中，传递臂58与第一实施方式不同。
[0101]如图5A、图5B所示，传递臂58与第一实施方式相同地，具有:固定连结于输出轴26a的驱动杆36 ;设置在驱动杆36与驱动环23的突起部60之间且与驱动杆36和驱动环23的突起部60连结的驱动连接杆65。
[0102]驱动连接杆65中的连结棒状部71具有:在驱动环23的外周侧沿轴线O的周向延伸的矩形部72 ;在该矩形部72的两端部以朝向轴线O方向的上游侧折弯成直角的方式与矩形部72形成为一体的弯曲部73。在该弯曲部73上形成有沿矩形部72的延伸方向贯穿的贯通孔73a。
[0103]驱动连接杆65中的万向接头75具备:球面轴承33 ;保持该球面轴承33且朝向连结棒状部71的弯曲部73即沿轴线O的周向延伸的棒状部76。在该棒状部76上以从其端面朝向延伸方向凹陷的方式设有内螺纹部76a(第一螺纹部)。
[0104]而且，在弯曲部73的贯通孔73a中穿过而设置螺栓(第二螺纹部)77，并且在万向接头75的棒状部76抵接于弯曲部73的状态下，将螺栓77与棒状部76的内螺纹部76a螺合，由此构成驱动连接杆65。
[0105]在此，在本实施方式中，与第一实施方式不同，以输出轴26a与轴线O正交的方式设有电动机26。此外，驱动环23的突起部60以抵接于朝向轴线O方向的下游侧的表面的方式分体安装。然而，上述构件也可以与第一实施方式相同地设置。
[0106]根据本实施方式的离心式压缩机51，当将万向接头75安装于驱动连接杆65而将万向接头75与驱动连接杆65结合时，在使棒状部76抵接于驱动连接杆65的状态下紧固螺栓77。因此，在将驱动连接杆65的长度与万向接头75的长度相加后的总的长度尺寸、即传递臂58的长度尺寸成为无论是哪一位作业者进行紧固操作都必然相同的尺寸。
[0107]因而，由于不需要传递臂58的长度调节所需的作业，因此能够缩短组装所需的时间，从而使作业性提高。
[0108]需要说明的是，在本实施方式中，与万向接头75的棒状部76的内螺纹部76a螺合的外螺纹部成为螺栓77，但是例如也可以代替螺栓77而以从连结棒状部71的弯曲部73突出的方式将外螺纹部与连结棒状部71设为一体，并使内螺纹部76a与该外螺纹部螺合。
[0109]〔第三实施方式〕
[0110]接下来，对第三实施方式所涉及的离心式压缩机81进行说明。
[0111]需要说明的是，对于与第一实施方式及第二实施方式共用的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细说明。
[0112]在本实施方式中，以第二实施方式的离心式压缩机51为基本结构，驱动机构82的传递臂83与第二实施方式不同。
[0113]如图6所示，传递臂83具有:固定连结于输出轴26a的驱动杆36 ;设置在驱动杆36与驱动环23的突起部60之间且与驱动杆36和驱动环23的突起部60连结的驱动连杆构件84。
[0114]驱动连杆构件84具备:以与驱动环23分离的方式朝向轴线O的径向延伸的呈板状的连结部85 ;设置在该连结部85上的两个万向接头75。
[0115]而且，两个万向接头75的一方与驱动杆36连结，另一方与驱动环23连结。另外，上述万向接头75以在连结部85处相互沿轴线O的径向分离的方式通过螺栓77安装于连结部85。
[0116]S卩，上述两个万向接头75不是以将驱动杆36与驱动环23之间连结为一条直线的方式设置，而是以偏置的状态设置。
[0117]根据本实施方式的离心式压缩机81，即便电动机26的设置位置与驱动环23在径向上分离，也能够利用传递臂83将驱动杆36与驱动环23可靠地连结。
[0118]更具体而言，例如，在小型的离心式压缩机中，驱动环23为小径，与第二实施方式的离心式压缩机51相比，与电动机26之间的相对位置关系也能够变化。而且，在电动机26与驱动环23分离的情况下，如图6所示，将驱动杆36与驱动环23以直线连结时，球面轴承33的偏转角成为α，该偏转角α有时会超出球面轴承33的可动范围。
[0119]对于该点，如本实施方式那样，经由连结部85而将两个万向接头75偏置设置，由此能够将球面轴承33的偏转角抑制在可动范围内。因此，无关乎电动机26的设置位置，能够将驱动杆36与驱动环23可靠地连结。
[0120]另外，与第二实施方式相同地，由于不需要传递臂83的长度调节所需的作业，因此能够缩短组装所需的时间，从而作业性提高。
[0121]需要说明的是，无论是在电动机26的设置位置与驱动环23在轴线O方向上分离的情况下，还是在轴线O方向及径向上分离的情况下，都同样能够应用传递臂83。
[0122]〔第四实施方式〕
[0123]接下来，对第四实施方式所涉及的离心式压缩机91进行说明。
[0124]需要说明的是，对于与第一实施方式? 第三实施方式共用的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细说明。
[0125]如图7所示，在本实施方式中，以第二实施方式的离心式压缩机51为基本结构，还具备进行电动机26的控制的转矩检测部93及控制部94。
[0126]转矩检测部93检测电动机26的转矩并将检测信号向控制部94输出。该转矩检测部93可以使用例如检测电动机26的电流值的电流传感器、设置在电动机26的输出轴26a上的变形计等。
[0127]控制部94接收来自转矩检测部93的检测信号，在该检测信号的值超过预先设定好的阈值的情况下，使电动机26的输出轴26a反转。或者，在一次反转之后再次向通常动作时的方向旋转、或反复进行规定次数的旋转方向的变更。
[0128]根据本实施方式的离心式压缩机91，例如，由于某些原因而驱动环23、连杆构件24等无法顺畅地动作的情况下，与通常动作时相比，电动机26的转矩变大。
[0129]在此，当电动机26的转矩这样变大时，电动机26的电流值也变大，因此，在控制部94中将与通常动作时的电动机26的转矩对应的电流值设定为上述阈值，当电动机26的电流值超过该阈值时，利用控制部94来控制电动机26。因而，能够将驱动环23、连杆构件24等向通常动作的状态复原。即，使用电流传感器作为转矩检测部93，通过使电动机26的输出轴26a至少反转一次，能够使驱动环23、连杆构件24等向通常动作的状态复原。
[0130]另外，当电动机26的转矩变大时，电动机26的输出轴26a产生变形。因此，在控制部94中，通过将与正常动作时的电动机26的转矩对应的输出轴26a的变形量设定为上述阈值，采用变形计作为转矩检测部93来进行电动机26的控制，能够使驱动环23、连杆构件24等向通常动作的状态复原。
[0131]因此，例如，即使驱动环23产生胶着而使叶片主体22不进行动作，也能够不进行维护而使驱动环23、连杆构件24等自动地复原至通常动作状态，从而能够实现叶片主体22的角度调整。因此，能够立刻控制开度，从而能够实现可靠性、使用性的提高。
[0132]需要说明的是，除了使用电流传感器、变形计作为转矩检测部93的情况以外，例如，也可以设置监控电动机26的转矩的状态并监控叶片主体22的动作、停止的状态的监控装置。而且，例如，无关乎是否产生电动机26的转矩，只要是叶片主体22不进行动作的状况，就可想到驱动环23、连杆构件24等没有成为通常的动作状态的情况。因此，在该情况下，通过使用控制部94而如上所述进行电动机26的控制，能够使驱动环23、连杆构件24等向通常动作的状态复原。
[0133]此外，也可以利用数据记录器等来记录以上述方式来自转矩检测部93的检测信号，而进行动作状态的远距离监控。另外，还可以另行设置在来自转矩检测部93的检测信号超过上述阈值的情况下发出警报的报警机构，通过因特网回线等来确认该报警机构的警报，从而判断是否需要维护。
[0134]〔第五实施方式〕
[0135]接下来，对第五实施方式所涉及的离心式压缩机101进行说明。
[0136]需要说明的是，对于与第一实施方式?第四实施方式共用的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细说明。
[0137]在本实施方式中，以第二实施方式的离心式压缩机51为基本结构，驱动机构102的传递臂103与第二实施方式不同。
[0138]如图8A、图8B所示，传递臂103具有:固定连结于输出轴26a的驱动杆36 ;设置在驱动杆36与驱动环23的突起部60之间且与驱动杆36和驱动环23的突起部60连结的驱动连杆构件105。
[0139]如图8A所示，驱动连杆构件105具有:两个万向接头75 ;呈与第二实施方式的矩形部72同等形状的矩形部105a ;呈与弯曲部73同等形状的弯曲部105b。另外，具有以被两个弯曲部105b夹着的方式设置在两个万向接头75之间的阻尼构件104。该阻尼构件104例如由硬质橡胶等材料形成。
[0140]在此，如图8B所示，传递臂103也可以具有驱动连杆构件105A来代替驱动连杆构件 105。
[0141]具体而言，该驱动连杆构件105A具有:两个万向接头75 ;在上述万向接头75彼此之间设置在各个万向接头75上且向与万向接头75的棒状部76的延伸方向正交的方向突出的一对凸缘部106A。
[0142]此外，驱动连杆构件105A具有:以被上述一对凸缘部106A夹着的方式设置的O型环107A ;配置在O型环107A的径向内侧且由硬质橡胶等材料形成的阻尼构件104A。
[0143]另外，设有螺栓108A，在使一对凸缘部106A彼此对接而用一对凸缘部106A夹着O型环107A及阻尼构件104A的状态下，该螺栓108A紧固并固定这一对凸缘部106A。
[0144]根据本实施方式的离心式压缩机101，通过在传递臂103应用阻尼构件104(104A)，能够抑制由流入的流体F引起的自发振动等振动现象。因此，能够防止离心式压缩机101的构成部件的磨损、劣化，从而能够延长产品寿命。
[0145]尤其是在图8B所示的驱动连杆构件105A中，能够由螺栓108A承受拉拽力，并且由阻尼构件104A承受压缩力。因此，能够更有效地实现振动现象的抑制。
[0146]需要说明的是，在本实施方式的传递臂103中，阻尼构件104、104A并不局限于上述构件，只要是夹在万向接头75彼此之间而能够实现作用力的减衰的构件即可。
[0147]另外，还能够将本实施方式的传递臂103应用于第一实施方式、第三实施方式以及第四实施方式的离心式压缩机1、81、91。
[0148]〔第六实施方式〕
[0149]接下来，对第六实施方式所涉及的离心式压缩机111进行说明。
[0150]需要说明的是，对于与第一实施方式?第五实施方式共用的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细说明。
[0151]在本实施方式中，叶片主体112与第一实施方式?第五实施方式不同。
[0152]如图9所示，叶片主体112具有设置在叶片主体112与连杆构件122之间的连结部分上的转矩限制部113。
[0153]在此，在叶片主体112中的轴部112b(旋转轴)上从朝向径向的外侧的端面向轴线O的径向的内侧而形成有孔部112c。
[0154]此外，该连杆构件122成为形状与上述的连杆构件24大致相同的构件。在连杆构件122的在径向上与上述孔部112c对置的位置处，形成有朝向轴线O的径向外侧凹陷的凹部 122a。
[0155]另外，轴部112b和连杆构件122由与上述的销24b大致相同的销124连结。在该销124的前端侧形成有外螺纹部124a，与形成于轴部112b的内螺纹部112d螺合。此外，上述销124及轴部112b相对于连杆构件122能够以轴线O的径向为旋转轴线进行相对旋转。
[0156]转矩限制部113具有:以从底部沿径向延伸的方式设置在孔部112c的螺旋弹簧113a ;安装在螺旋弹簧113a的前端且在连杆构件122与凹部122a之间配置的球构件113b。在本实施方式中，转矩限制部113是所谓的球塞。而且，该球构件113b被螺旋弹簧113a向连杆构件122的凹部122a施力。
[0157]根据本实施方式的离心式压缩机111，通过采用转矩限制部113，在驱动环23、连杆构件122的通常动作时，由于球构件113b在连杆构件122与凹部122a之间配置而向凹部122a施力，因此能限制轴部112b与连杆构件122之间的相对旋转。
[0158]在此，在由于某些原因而一个叶片主体112变得不旋转的情况下，与该叶片主体112连结的连杆构件122不动作，驱动环23变得不进行动作。
[0159]因此，所有的叶片主体112变得不进行动作，无法调整流入的流体F的流量。此时，作用于叶片主体112的轴部112b与连杆构件之间的连结部分的转矩比通常动作时增大。
[0160]在此，在本实施方式中，在转矩超过预先设定好的阈值的情况下，转矩限制部113的球构件113b克服螺旋弹簧113a的作用力而以收容于孔部112c的内部的方式被压入。如此一来，当转矩超过该阈值时，在轴部112b与连杆构件122之间能够相对旋转。
[0161]因此，通过轴部112b与连杆构件122之间的相对旋转，即便在一个叶片主体112不进行动作的状态下，也能够仅使将该叶片主体112连结的连杆构件122动作，能够使驱动环23动作，从而使其他叶片主体112动作。因而，不会完全丧失流量调整功能，从而可靠性、使用性提尚。
[0162]需要说明的是，本实施方式的转矩限制部113并不局限于球塞，例如，也可以采用如下所述的构造:在轴部112b与连杆构件122之间设置摩擦构件，在作用于叶片主体112的转矩超过一定值的情况下，克服由摩擦构件产生的摩擦力而使轴部112b与连杆构件122进行相对旋转。此外，还可以应用各种公知的转矩限制器。
[0163]以上，虽然对本发明的实施方式进行了详细说明，但是在不脱离本发明的技术思想的范围内可以适当地加以设计变更。
[0164]在上述的实施方式中，虽然驱动机构25(55、82、102)使用电动机26和传递臂28 (58、83、103)，但例如也可以利用液压缸等对驱动环23赋予旋转力。
[0165]另外，关于传递臂28(58、83、103)，例如，如图10所示，也可以根据离心式压缩机的机种而采用专用部件。在此，传递臂28的长度尺寸取决于驱动环23的外径，传递臂28的长度尺寸相对于驱动环23的外径之比优选为0.3 ?0.7。
[0166]而且，在传递臂28如上述那样使用专用部件的情况下，由于无需组装传递臂28，因此能够缩短组装所需的时间，另外，由于不需要传递臂28所需的长度调节，因此作业性提尚。
[0167]工业实用性
[0168]根据上述的离心式压缩机，通过利用驱动机构向环状构件直接赋予旋转力，从而能够抑制成本且高精度地调整流量。此外，还能够实现离心式压缩机整体的小型化和效率
[0169]附图标记说明如下:
[0170]I离心式压缩机
[0171]2 主轴
[0172]3主电动机
[0173]3a主输出轴
[0174]5齿轮机构
[0175]6、7 轴承
[0176]8 吸入口
[0177]9 喷出口
[0178]10叶轮(叶片轮)
[0179]1A 一级叶轮
[0180]1B 二级叶轮
[0181]11叶片装置
[0182]12 壳体
[0183]13内部壳体
[0184]15主轴齿轮
[0185]16输出轴齿轮
[0186]17 圆盘
[0187]18 桨叶
[0188]20返回叶片
[0189]22叶片主体
[0190]22a叶片部
[0191]22b轴部(旋转轴)
[0192]23驱动环
[0193]23a突起部
[0194]24连杆构件
[0195]24a、24b 销
[0196]25驱动机构
[0197]26电动机
[0198]26a输出轴
[0199]28传递臂
[0200]30万向接头
[0201]31连结棒状部
[0202]31a内螺纹部(第二螺纹部)
[0203]32 销
[0204]33球面轴承
[0205]34棒状部
[0206]34a外螺纹部(第一螺纹部)
[0207]35驱动连接杆
[0208]36驱动杆
[0209]SI压缩流路
[0210]S2 流路
[0211]S2a第一级扩散流路
[0212]S2b返回流路
[0213]S2c吸入流路
[0214]S2d第二级扩散流路
[0215]S3流入流路
[0216]F 流体
[0217]O 轴线
[0218]51离心式压缩机
[0219]55驱动机构
[0220]58传递臂
[0221]60突起部
[0222]65驱动连接杆
[0223]71连结棒状部
[0224]72矩形部
[0225]73弯曲部
[0226]73a贯通孔
[0227]75万向接头
[0228]76棒状部
[0229]76a内螺纹部(第一螺纹部)
[0230]77螺栓(第二螺纹部)
[0231]81离心式压缩机
[0232]82驱动机构
[0233]83传递臂
[0234]84驱动连杆构件
[0235]85连结部
[0236]91离心式压缩机
[0237]93转矩检测部
[0238]94控制部
[0239]101离心式压缩机
[0240]102驱动机构
[0241]103传递臂
[0242]104阻尼构件
[0243]105驱动连杆构件
[0244]105a 矩形部
[0245]105b 弯曲部
[0246]104A阻尼构件
[0247]105A驱动连杆构件
[0248]106A 凸缘部
[0249]107A O 型环
[0250]108A 螺栓
[0251]111离心式压缩机
[0252]112叶片主体
[0253]112b轴部(旋转轴)
[0254]112c 孔部
[0255]112d内螺纹部
[0256]113转矩限制部
[0257]113a螺旋弹簧
[0258]113b 球构件
[0259]122连杆构件
[0260]122a 凹部
[0261]124 销
[0262]124a外螺纹部
【主权项】
1.一种呙心式压缩机，其具备: 绕轴线进行旋转的主轴； 安装在该主轴上的叶轮； 对流入流路中的流体流向所述叶轮的流量进行调整的叶片装置， 该叶片装置具有: 叶片主体，其沿所述轴线的周向隔开间隔地在所述流入流路上设置多个，且分别绕沿着所述轴线的径向延伸的旋转轴进行旋转，由此使安装角度发生变化； 多个连杆构件，其一端与各所述旋转轴连结，且这多个连杆构件与该旋转轴一起进行旋转； 环状构件，其呈以所述轴线为中心的圆环状，将多个所述连杆构件的另一端连结，由此伴随着所述叶片主体的旋转而按照所述连杆构件的旋转轨迹在轴线方向及周向上移动；驱动机构，其与所述环状构件连接而对于该环状构件沿切线方向传递力。
2.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中， 所述驱动机构具有: 电动机，其具有进行旋转驱动的输出轴； 传递臂，其一端与所述输出轴连结，另一端与所述环状构件连结，且该传递臂将所述电动机的旋转力作为向所述环状构件的所述切线方向的力进行传递。
3.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其中， 所述传递臂具有: 驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转； 驱动连接杆，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结， 所述驱动连接杆具备: 连结棒状部，其沿所述轴线的周向延伸； 万向接头，其设置在所述连结棒状部的两端， 所述驱动连接杆的所述一端经由所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连接杆的所述另一端经由所述万向接头而与所述环状构件连结。
4.根据权利要求3所述的离心式压缩机，其中， 所述万向接头具有: 两个球面轴承，其与所述驱动杆及所述环状构件连结； 棒状部，其从各个所述球面轴承朝向所述连结棒状部延伸而与该连结棒状部抵接，并且在抵接的部分设有第一螺纹部， 在所述连结棒状部设有与所述第一螺纹部螺合的第二螺纹部。
5.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其中， 所述传递臂具有: 驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转； 驱动连杆构件，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结， 所述驱动连杆构件具备: 连结部，其沿着与所述环状构件分离的方向延伸； 两个万向接头，其在所述轴线方向及所述轴线的径向中的至少一方以相互分离的方式设于所述连结部， 所述驱动连杆构件的所述一端经由一方的所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连杆构件的所述另一端经由另一方的所述万向接头而与所述环状构件连结。
6.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其中， 所述传递臂具有: 驱动杆，其固定在所述输出轴上而沿该输出轴的径向延伸，且与所述输出轴一起旋转； 驱动连杆构件，其一端与所述驱动杆连结，并且另一端与所述环状构件连结， 所述驱动连杆构件具备: 阻尼构件，其设置在所述一端与所述另一端之间，且对作用于该驱动连杆构件的力进行减衰； 两个万向接头，其设于所述阻尼构件， 所述驱动连杆构件的所述一端经由一方的所述万向接头而与所述驱动杆连结，所述驱动连杆构件的所述另一端经由另一方的所述万向接头而与所述环状构件连结。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的离心式压缩机，其中， 所述离心式压缩机还具备: 转矩检测部，其检测所述电动机的转矩； 控制部，其在由所述转矩检测部检测出的检测值超过预先设定好的阈值的情况下使所述电动机的所述输出轴反转。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的离心式压缩机，其中， 所述叶片主体具有转矩限制部，在作用于该叶片主体的转矩超过预先设定好的阈值的情况下，所述转矩限制部使所述旋转轴能够在该旋转轴与所述连杆构件之间相对旋转。
【专利摘要】该离心式压缩机具备：安装在绕轴线(O)进行旋转的主轴上的叶轮、和调整流入流路(S3)中的流体(F)流向叶轮的流量的叶片装置(11)。叶片装置(11)具有：叶片主体(22)，其沿轴线(O)的周向隔开间隔地在流入流路(S3)上设有多个，且分别绕沿轴线(O)的径向延伸的轴部(22b)进行旋转，由此使安装角度发生变化；多个连杆构件(24)，其一端与各轴部(22b)连结，且与轴部(22b)一起进行旋转；驱动环(23)，其呈以轴线(O)为中心的圆环状，多个连杆构件(24)的另一端与其连结，由此伴随着叶片主体(22)的旋转而根据连杆构件(24)的旋转轨迹沿轴线方向(O)以及周向进行移动；以及驱动机构(25)，其与驱动环(23)连接而相对于该驱动环(23)沿切线方向传递力。
【IPC分类】F04D29-46
【公开号】CN104813036
【申请号】CN201380058799
【发明人】长谷川修, 长谷川泰士, 大村真太郎, 上田宪治
【申请人】三菱重工业株式会社
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年11月14日
【公告号】WO2014077310A1
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