離心式壓縮機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及設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號而主張優先權，并在此援引其內容。
【背景技術】
[0003]在例如渦輪制冷機、渦輪增壓機中的離心式壓縮機中，設有具有多個葉片而進行流量調整的入口引導葉片(以下，IGV)。具體而言，在該IGV中，通過使葉片旋轉，調節工作流體的流入流路的開度來進行流量調整。
[0004]在此，在專利文獻I中公開有IGV的驅動機構即葉片驅動裝置。該驅動裝置利用設置在電動機上的主動小齒輪而經由設為環狀的錐齒輪使設置在各葉片的軸上的從動小齒輪旋轉，由此驅動各葉片旋轉來進行開度調節。
[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經由連結連桿使設置在與旋轉軸同心的軸上的環狀構件旋轉，由此驅動支承于環狀構件的各葉片旋轉來進行開度調節。
[0006]在先技術文獻
[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]發明要解決的課題
[0011]然而，由于專利文獻I所記載的驅動機構成為齒輪驅動的結構，例如當使壓縮機大型化時，設為環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動，由于需要齒隙，因此有時可能產生葉片開度的誤差或在葉片產生振動。
[0012]另外，在專利文獻2的驅動機構中，雖然沒有詳細的記載，但由于沒有成為積極地使環狀構件沿軸線方向移動的機構，因此為了使環狀構件旋轉而驅動葉片旋轉，需要在以球面對偶與設置于各葉片上的連結構件卡合的環狀構件的孔部處設置較大的松動。因此，由于該松動而葉片的開度的精度降低，難以實現最佳條件下的壓縮機的運轉。
【發明內容】
[0013]本發明提供一種能夠抑制成本且高精度地調整流量的離心式壓縮機。
[0014]用于解決課題的方案
[0015]根據本發明的第一方式，離心式壓縮機具備:繞軸線進行旋轉的主軸；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有多個，且分別繞沿著所述軸線的徑向延伸的旋轉軸進行旋轉，由此使安裝角度發生變化；多個連桿構件，其一端與各所述旋轉軸連結，且這多個連桿構件與該旋轉軸一起進行旋轉；環狀構件，其呈以所述軸線為中心的圓環狀，將多個所述連桿構件的另一端連結，由此伴隨著所述葉片主體的旋轉而按照所述連桿構件的旋轉軌跡在軸線方向及周向上移動；驅動機構，其與所述環狀構件連接而對于該環狀構件沿切線方向傳遞力。
[0016]根據上述那樣的離心式壓縮機，通過設置葉片裝置，利用驅動機構對環狀構件沿切線方向施加力而使環狀構件以軸線為中心而進行旋轉，伴隨于此，多個連桿構件與旋轉軸一起繞旋轉軸進行旋轉。當連桿構件旋轉時，環狀構件以被該連桿構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而安裝角度發生變化，從而能夠調整流量。
[0017]在此，例如在流體的流量為零的葉片裝置的全閉狀態下，根據吸入側與噴出側之間的壓力差，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。根據本發明的第一方式，即便在上述那樣的情況下，由于利用驅動機構對環狀構件直接賦予向周向的力，因此向所有的連桿構件均勻地賦予繞旋轉軸的旋轉力。因此，能夠順暢地調整葉片主體的安裝角度，能夠減小驅動機構的驅動源的動力。另外，壓縮機能夠從葉片裝置的全閉狀態起動，由此能夠實現在大致真空狀態下的起動，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，驅動機構只要是對環狀構件賦予旋轉力的結構即可，無需使用復雜的機構。
[0018]此外，環狀構件除了向周向移動以外，還能夠向軸線方向移動。即，這并不是預先根據連桿構件的旋轉動作而在軸線方向上設置松動，而采用積極地允許向軸線方向的動作的構造。因此，葉片的開度調節的精度不會降低。
[0019]根據本發明的第二方式，所述驅動機構具有:電動機，其具有進行旋轉驅動的輸出軸；傳遞臂，其一端與所述輸出軸連結，另一端與所述環狀構件連結，且該傳遞臂將所述電動機的旋轉力作為向所述環狀構件的所述切線方向的力進行傳遞。
[0020]如此，通過驅動機構采用電動機、傳遞臂，能夠以簡單的結構向環狀構件賦予力，能夠抑制成本，并且使環狀構件旋轉，從而調整葉片主體的角度。
[0021]根據本發明的第三方式，所述傳遞臂具有:驅動桿，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；驅動連接桿，其一端與所述驅動桿連結，并且另一端與所述環狀構件連結，所述驅動連接桿具備:連結棒狀部，其沿所述軸線的周向延伸；萬向接頭，其設置在所述連結棒狀部的兩端，所述驅動連接桿的所述一端經由所述萬向接頭而與所述驅動桿連結，所述驅動連接桿的所述另一端經由所述萬向接頭而與所述環狀構件連結。
[0022]如此，驅動桿與環狀構件經由萬向接頭而連結，由此當電動機的旋轉力通過傳遞臂傳遞至環狀構件時，傳遞臂能夠三維且順暢地進行動作。因此，即便在環狀構件伴隨著向周向的移動而沿軸線方向進行移動的狀態下，也能夠不妨礙該動作而可靠地將力從電動機向環狀構件傳遞。因此，能夠更高精度地調整流量。
[0023]根據本發明的第四方式，所述萬向接頭具有:兩個球面軸承，其與所述驅動桿及所述環狀構件連結；棒狀部，其從各個所述球面軸承朝向所述連結棒狀部延伸而與該連結棒狀部抵接，并且在抵接的部分設有第一螺紋部，在所述連結棒狀部設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棒狀部時，在使棒狀部抵接于連結棒狀部的狀態下對第一螺紋部與第二螺紋部進行緊固，由此，將連結棒狀部的長度與萬向接頭的長度相加后的總的長度尺寸、即驅動連接桿的長度尺寸形成為即便是任意的作業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節所需的作業，因此作業性提高。
[0025]根據本發明的第五方式，所述傳遞臂具有:驅動桿，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；驅動連桿構件，其一端與所述驅動桿連結，并且另一端與所述環狀構件連結，所述驅動連桿構件具備:連結部，其沿著與所述環狀構件分離的方向延伸；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于所述連結部，所述驅動連桿構件的所述一端經由一方的所述萬向接頭而與所述驅動桿連結，所述驅動連桿構件的所述另一端經由另一方的所述萬向接頭而與所述環狀構件連結。
[0026]如此，利用連結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，由此即便電動機的設置位置與環狀構件在軸線方向、徑向上分離，也能夠利用傳遞臂使環狀構件可靠地動作。
[0027]根據本發明的第六方式，所述傳遞臂具有:驅動桿，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；驅動連桿構件，其一端與所述驅動桿連結，并且另一端與所述環狀構件連結，所述驅動連桿構件具備:阻尼構件，其設置在所述一端與所述另一端之間，且對作用于該驅動連桿構件的力進行減衰；兩個萬向接頭，其于所述阻尼構件，所述驅動連桿構件的所述一端經由一方的所述萬向接頭而與所述驅動桿連結，所述驅動連桿構件的所述另一端經由另一方的所述萬向接頭而與所述環狀構件連結。
[0028]如此，通過在傳遞臂設置阻尼構件，能夠抑制由流入的流體引起的自發振動等振動現象，因此能夠防止離心式壓縮機的構成部件的磨損、劣化，從而能夠延長產品壽命。
[0029]根據本發明的第七方式，離心式壓縮機還具備:轉矩檢測部，其檢測所述電動機的轉矩；控制部，其在由所述轉矩檢測部檢測出的檢測值超過預先設定好的閾值的情況下使所述電動機的所述輸出軸反轉。
[0030]在由于某些原因而環狀構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，電動機的轉矩變大。在此，利用轉矩檢測部檢測該轉矩并利用控制部使電動機反轉，由此使環狀構件暫時向軸線的周向的另一方進行動作，由此能夠使環狀構件向通常動作狀態復原，從而能夠實現葉片主體的角度調整。
[0031]根據本發明的第八方式，所述葉片主體具有轉矩限制部，在作用于該葉片主體的轉矩超過預先設定好的閾值的情況下，所述轉矩限制部使所述旋轉軸能夠在該旋轉軸與所述連桿構件之間相對旋轉。
[0032]在由于某些原因而一個葉片主體變得不旋轉的情況下，與該葉片主體連結的連桿構件不進行動作，環狀構件變得不動作。
[0033]因此，所有的葉片主體變得不進行動作，無法調整流入流體的流量。此時，可想到作用于葉片主體的旋轉軸與連桿構件之間的連結部分的轉矩比通常動作時大。在此，通過使用上述那樣的轉矩限制部，即便在一個葉片主體不進行動作的狀態下，通過在葉片主體與連桿構件之間的相對旋轉，也能夠僅使連桿構件進行動作。由此，由于能夠使環狀構件動作，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整功能，從而提高可靠性、使用性。
[0034]發明效果
[0035]根據上述的離心式壓縮機，通過利用驅動機構向環狀構件直接賦予旋轉力，能夠抑制成本且高精度地調整流量。此外，還能夠實現離心式壓縮機