專(zhuān)利名稱(chēng)：入口導(dǎo)向葉片、渦輪壓縮機(jī)及制冷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置于借助葉輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)吸入流體的吸入口 、用于調(diào)節(jié)流體的吸入量和流動(dòng)方向的入口導(dǎo)向葉片、渦輪壓縮機(jī)及制冷才幾。
背景技術(shù)：
作為將水等冷卻對(duì)象物冷卻或冷凍的制冷機(jī)，已知具備借助葉輪壓縮并排出冷媒(流體)的渦輪壓縮機(jī)的渦輪制冷機(jī)等。在壓縮機(jī)中，如果壓縮比增大，則壓縮機(jī)的排出溫度升高，容積效率降低，因此，也存在構(gòu)成為分多級(jí)進(jìn)行冷媒的壓縮的壓縮機(jī)。例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)l(日
本特開(kāi)2007-177695號(hào)公報(bào))中，公開(kāi)了具備兩個(gè)具有葉輪和擴(kuò)壓器的壓縮級(jí)并在這些壓縮級(jí)中依次壓縮冷媒的渦輪壓縮機(jī)。
在這樣的渦輪壓縮機(jī)中設(shè)有用于借助第1壓縮級(jí)的葉輪的旋轉(zhuǎn)將冷媒吸入內(nèi)部的吸入口 ，在該吸入口沿周向并列設(shè)置有用于調(diào)節(jié)冷媒的吸入量和流動(dòng)方向的多個(gè)入口導(dǎo)向葉片。
入口導(dǎo)向葉片成形為鑄件，具備例如棒狀的軸和板狀的葉片主體，
所述葉片主體與該軸以同軸地配置相互的軸線方向的狀態(tài)接合。另外，該入口導(dǎo)向葉片設(shè)置成，將軸接合并支承在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，并使葉片主體從吸入口的內(nèi)周面朝中心部向徑向內(nèi)側(cè)突出。另外，通過(guò)借助驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使各入口導(dǎo)向葉片繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而根據(jù)各入口導(dǎo)向葉片的迎角(轉(zhuǎn)動(dòng)角)來(lái)調(diào)節(jié)被吸入的冷媒的吸入量和流動(dòng)方向。
并且，在這種入口導(dǎo)向葉片中，存在將葉片主體形成為平板狀的入口導(dǎo)向葉片，以及將在調(diào)節(jié)冷媒的吸入量和流動(dòng)方向時(shí)成為正壓側(cè)的側(cè)面和成為負(fù)壓側(cè)的側(cè)面(朝向葉輪側(cè)的側(cè)面)做成曲面并形成為翼狀的入口導(dǎo)向葉片(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2(日本特開(kāi)2007-120494號(hào)公報(bào)))。
然而，在將葉片主體形成為平板狀的入口導(dǎo)向葉片中，其制作(成形)容易，但由于葉片主體的厚度從吸入口的內(nèi)周面到流速大的中心部側(cè)為恒定的，所以冷媒的流動(dòng)紊亂，壓力損失增大。因此存在導(dǎo)致渦輪壓縮機(jī)的性能降低的問(wèn)題。另一方面，在將葉片主體形成為翼狀的入口導(dǎo)向葉片中，由于正壓側(cè)的側(cè)面和負(fù)壓側(cè)的側(cè)面由曲面形成，因此能夠不導(dǎo)致冷媒的流動(dòng)紊亂地調(diào)節(jié)冷媒的吸入量和流動(dòng)方向，從而能夠減小壓力損失。
但是，由于這種入口導(dǎo)向葉片成形為鑄件，所以難以通過(guò)鑄造將正壓側(cè)的側(cè)面和負(fù)壓側(cè)的側(cè)面高精度地形成為曲面。并且，在鑄造后需要對(duì)軸進(jìn)行加工，此時(shí)就要保持葉片主體來(lái)進(jìn)行基準(zhǔn)校準(zhǔn)，但當(dāng)葉片主體的兩側(cè)面由曲面形成時(shí)，基準(zhǔn)校準(zhǔn)變得困難。因此存在難以以高精度制作入口導(dǎo)向葉片的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明提供能夠容易地進(jìn)行軸的加工并能夠可靠地降低壓力損失的入口導(dǎo)向葉片、具備該入口導(dǎo)向葉片的渦輪壓縮機(jī)以及具備該渦輪壓縮機(jī)的制冷才幾。
本發(fā)明的入口導(dǎo)向葉片能夠以軸線為中心轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于借助葉輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)吸入流體的吸入口 ，用于調(diào)節(jié)流體向上述吸入口的吸入量和流動(dòng)方向，其特征在于，該入口導(dǎo)向葉片包括棒狀的軸和板狀的葉片主體，所述軸能夠以上述軸線為中心轉(zhuǎn)動(dòng)地支承于上述吸入口的內(nèi)周面，所迷葉片主體與該軸接合并從上述吸入口的內(nèi)周面朝中心部突出設(shè)置，上述葉片主體具有在調(diào)節(jié)上述流體的吸入量和流動(dòng)方向時(shí)成為
正壓側(cè)的側(cè)面和成為負(fù)壓側(cè)的側(cè)面，另外上述葉片主體具備錐形部，該錐形部形成為上述兩個(gè)側(cè)面隨著朝向葉片主體的寬度方向的外緣和上述軸線方向前端側(cè)的外緣而接近；和平行部，該平行部配置于上述軸線上，并沿著上述軸線方向平行地形成有上述成為正壓側(cè)的側(cè)面和上述成為負(fù)壓側(cè)的側(cè)面。
在本發(fā)明中，由于葉片主體的錐形部的成為正壓側(cè)的側(cè)面(正壓側(cè)的側(cè)面)和成為負(fù)壓側(cè)的側(cè)面(負(fù)壓側(cè)的側(cè)面)形成為隨著朝向?qū)挾确较虻耐饩壓洼S線方向前端側(cè)的外緣而接近，即，葉片主體的厚度形成為隨著朝向流體的流動(dòng)方向的外緣和配置于流速大的吸入口的中心部側(cè)的外緣而減小，所以與將葉片主體形成為翼狀的入口導(dǎo)向葉片同樣，能夠不使流體的流動(dòng)紊亂地調(diào)節(jié)流體的吸入量和流動(dòng)方向，能夠可靠地減小壓力損失。
并且，由于在軸線上具備沿著軸線方向平行地形成有正壓側(cè)的側(cè)面和負(fù)壓側(cè)的側(cè)面的平行部，所以在鑄造后的軸加工時(shí)，通過(guò)保持該平行部，能夠容易地進(jìn)行基準(zhǔn)校準(zhǔn)。由此能夠降低入口導(dǎo)向葉片的制作成本。
并且，在本發(fā)明的入口導(dǎo)向葉片中，優(yōu)選上述平行部設(shè)置于與上述軸接合的上述葉片主體的上述軸線方向后端側(cè)。
在本發(fā)明中，通過(guò)將平行部設(shè)置于軸線方向后端側(cè)，能夠?qū)㈠F形部較大地設(shè)置在配置于流速大的吸入口的中心部側(cè)的前端側(cè)，能夠可靠地減小葉片主體的前端側(cè)的厚度，由此能夠可靠地減小壓力損失。
另外，在本發(fā)明的入口導(dǎo)向葉片中，更優(yōu)選上述平行部的上述軸
線方向的長(zhǎng)度為上述葉片主體的上述軸線方向的長(zhǎng)度的1/4以上、1/2以下。
在該情況下，通過(guò)將平行部形成為葉片主體的長(zhǎng)度的1/4以上的長(zhǎng)度，使得在加工軸時(shí)能夠可靠地保持該平行部來(lái)進(jìn)行基準(zhǔn)校準(zhǔn)。并且，通過(guò)將平行部形成為葉片主體的長(zhǎng)度的1/2以下的長(zhǎng)度，能夠利用設(shè)置在配置于流速大的吸入口的中心部側(cè)的前端側(cè)的錐形部，不使流體的流動(dòng)紊亂地調(diào)節(jié)流體的吸入量和流動(dòng)方向，能夠可靠地減小壓力損失。
本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)用于從吸入口吸入流體，并將該流體壓縮而供給至冷凝器，其特征在于，該渦輪壓縮機(jī)具有相對(duì)于從上述吸入口吸入的流體的流動(dòng)串行地配置有多級(jí)的壓縮機(jī)構(gòu)，各壓縮機(jī)構(gòu)分別具備葉輪和擴(kuò)壓器，利用上述多個(gè)上述壓縮機(jī)構(gòu)能夠依次壓縮上述流體，在上述吸入口設(shè)置有上述任一個(gè)入口導(dǎo)向葉片。
在該渦輪壓縮機(jī)中，由于具備上述入口導(dǎo)向葉片，從而能夠減少渦輪壓縮機(jī)的動(dòng)力消耗，能夠提高性能。
本發(fā)明的制冷機(jī)具備將壓縮后的冷媒冷卻液化的冷凝器；使液
物冷卻的蒸發(fā)器r以及將由上述蒸發(fā)器蒸發(fā)了"上述冷媒壓縮并供給
至上述冷凝器的壓縮機(jī)，其特征在于，作為上述壓縮機(jī)具備上述的渦輪壓縮機(jī)。
在該制冷機(jī)中，通過(guò)具備上述的渦輪壓縮機(jī)，能夠減少制冷機(jī)的動(dòng)力消耗，能夠提高性能。
根據(jù)本發(fā)明的入口導(dǎo)向葉片，通過(guò)具備錐形部，從而能夠不使流體的流動(dòng)紊亂地調(diào)節(jié)流體的吸入量和流動(dòng)方向，能夠可靠地減小壓力損失。并且，通過(guò)具備平面部，使得在加工軸時(shí)能夠容易地進(jìn)行基準(zhǔn)校準(zhǔn)，能夠容易地進(jìn)行軸的加工，能夠以高精度來(lái)制作入口導(dǎo)向葉片，并且能夠降低制作成本。
并且，根據(jù)本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)和制冷機(jī)，通過(guò)具備本發(fā)明的入口導(dǎo)向葉片，能夠減少動(dòng)力消耗，能夠提高性能。在制冷機(jī)中能夠提
高C0P (能效系數(shù))。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的渦輪制冷機(jī)的概略構(gòu)成的方框圖。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的渦輪制冷機(jī)所具備的渦輪壓縮機(jī)的水平剖視圖。
圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的渦輪制冷機(jī)所具備的渦輪壓縮機(jī)的垂直剖視圖。
圖4是圖3的要部放大圖。
圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的入口導(dǎo)向葉片的主視圖。圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的入口導(dǎo)向葉片的側(cè)視圖。圖7是沿圖6的X1-X1線的向視圖。圖8是沿圖6的X2-X2線的向視圖。符號(hào)說(shuō)明
1:冷凝器；3:蒸發(fā)器；4:渦輪壓縮機(jī)；21:第l壓縮級(jí)(壓縮機(jī)構(gòu))；21a:第1葉輪(葉輪)；21b:第1擴(kuò)壓器(擴(kuò)壓器)；nd:吸入口； 21g:內(nèi)周面；21h:驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；22:第2壓縮級(jí)(壓縮機(jī)構(gòu))；22a:第2葉輪；22b:第2擴(kuò)壓器(擴(kuò)壓器)；24:入口導(dǎo)向葉片；25:軸；26:葉片主體；26a:后端；26b:前端；27:平行部；27c:平行部的側(cè)面(正壓側(cè)的側(cè)面)；27d:平4亍部的側(cè)面(負(fù)壓側(cè)的側(cè)面)；28:錐形部；XI:壓縮冷媒氣體；X2:冷媒液；X3:氣相成分；X4:冷媒氣體(流體)；B:寬度方向；H:厚度；Ll:平行部的長(zhǎng)度；L2:葉片主體的長(zhǎng)度；Ol:軸線；Sl:制冷機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下參照?qǐng)D1~圖8說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的入口導(dǎo)向葉片、 渦輪壓縮機(jī)及制冷機(jī)。另外，本實(shí)施方式涉及將水等冷卻對(duì)象物冷卻 或冷凍的制冷機(jī)，涉及具備構(gòu)成為分多級(jí)進(jìn)行冷媒的壓縮的渦輪壓縮 機(jī)的制冷才幾。
圖1是表示本實(shí)施方式的渦輪制冷機(jī)S1 (制冷機(jī))的概略構(gòu)成的 方框圖。
本實(shí)施方式的渦輪制冷機(jī)Sl設(shè)置在大廈或工廠中，例如用來(lái)生成 空調(diào)用的冷卻水，如圖1所示，滿輪制冷機(jī)Sl具備冷凝器1、節(jié)能器 2、蒸發(fā)器3和渦輪壓縮機(jī)4。
以氣體狀態(tài)被壓縮的作為冷媒(流體)的壓縮冷媒氣體X1供給到 冷凝器1,通過(guò)將該壓縮冷媒氣體XI冷卻液化而使其成為冷媒液X2。 如圖1所示，該冷凝器1經(jīng)由壓縮冷媒氣體XI流經(jīng)的流路Rl與渦輪 壓縮機(jī)4連接，并經(jīng)由冷媒液X2流經(jīng)的流路R2與節(jié)能器2連接。此 外，在流路R2上設(shè)置有用于對(duì)冷媒液X2進(jìn)行減壓的膨脹閥5。
節(jié)能器2臨時(shí)貯留由膨脹閥5減壓后的冷媒液X2。該節(jié)能器2經(jīng) 由冷媒液X2流經(jīng)的流路R3與蒸發(fā)器3連接，并經(jīng)由利用節(jié)能器2產(chǎn) 生的冷媒的氣相成分X3流經(jīng)的流路R4與渦輪壓縮機(jī)4連接。另外， 流路R3設(shè)置有用于對(duì)冷媒液X2進(jìn)一步進(jìn)行減壓的膨脹閥6。此外，流 路R4與渦輪壓縮機(jī)4連接，以將氣相成分X3供給到渦輪壓縮機(jī)4所 具備的后述的第2壓縮級(jí)22。
蒸發(fā)器3通過(guò)使冷媒液X2蒸發(fā)并從水等冷卻對(duì)象物奪去氣化熱來(lái) 對(duì)冷卻對(duì)象物進(jìn)行冷卻。該蒸發(fā)器3經(jīng)由冷媒液X2蒸發(fā)而產(chǎn)生的冷媒 氣體X4所流經(jīng)的流路R5與渦輪壓縮機(jī)4連接。此外，流路R5與渦輪 壓縮機(jī)4所具備的后述的第1壓縮級(jí)21連接。
渦輪壓縮機(jī)4將冷媒氣體X4壓縮成上述壓縮冷媒氣體XI。該渦輪 壓縮機(jī)4如上所述經(jīng)由壓縮冷媒氣體XI流經(jīng)的流路Rl與冷凝器1連 接，并經(jīng)由冷媒氣體X4流經(jīng)的流路R5與蒸發(fā)器3連接。
在這樣構(gòu)成的渦輪制冷機(jī)Sl中，經(jīng)由流路Rl供給到冷凝器1的 壓縮冷媒氣體XI被冷凝器1液化冷卻而成為冷媒液X2。
冷媒液X2在經(jīng)由流路R2供給到節(jié)能器2時(shí)被膨脹閥5減壓，在 減壓的狀態(tài)下臨時(shí)貯留在節(jié)能器2中，然后在經(jīng)由流路R3供給到蒸發(fā) 器3時(shí)被膨脹閥6進(jìn)一步減壓，并以被進(jìn)一步減壓后的狀態(tài)供給到蒸發(fā)器3。
供給到蒸發(fā)器3的冷媒液X2被蒸發(fā)器3蒸發(fā)而成為冷媒氣體X4， 并經(jīng)由流路R5供給到渦輪壓縮才幾4。
供給到渦輪壓縮機(jī)4的冷媒氣體X4被渦輪壓縮機(jī)4壓縮而成為壓 縮冷媒氣體X1，并再次經(jīng)由流路R1供給至冷凝器1。
在冷媒液X2貯留在節(jié)能器2中時(shí)產(chǎn)生的冷媒的氣相成分X3經(jīng)由 流路R4供給至渴輪壓縮機(jī)4，與冷媒氣體X4 —起被壓縮，并作為壓縮 冷媒氣體XI經(jīng)由流路Rl供給至冷凝器1。
在這樣的渦輪制冷機(jī)S1中，在利用蒸發(fā)器3使冷媒液X2蒸發(fā)時(shí)， 通過(guò)從冷卻對(duì)象物奪去氣化熱，來(lái)進(jìn)行冷卻對(duì)象物的冷卻或冷凍。
接下來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明渦輪壓縮機(jī)4。圖2是渦輪壓縮機(jī)4的水平剖 視圖。圖3是渦輪壓縮機(jī)4的垂直剖視圖。圖4是將渦輪壓縮機(jī)4所 具備的壓縮機(jī)單元20放大后的垂直剖視圖。
如這些圖所示，本實(shí)施方式的渦輪壓縮機(jī)4具備馬達(dá)單元10、壓 縮機(jī)單元20和齒輪單元30。
馬達(dá)單元10具備具有輸出軸11并且用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)單元20的 成為驅(qū)動(dòng)源的馬達(dá)12;和包圍該馬達(dá)12并且支承上迷馬達(dá)12的馬達(dá) 殼體13。馬達(dá)12的輸出軸11被固定在馬達(dá)殼體13上的第1軸承14 和第2軸承15支承成能旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)殼體13具備支承渦輪壓縮機(jī)4的 腳部13a。腳部13a的內(nèi)部成為中空，用作回收并且貯留供給到渦輪壓 縮機(jī)4的滑動(dòng)部位的潤(rùn)滑油的油箱40。
壓縮單元20具備吸入并壓縮冷媒氣體X4 (參照?qǐng)D1)的第l壓 縮級(jí)21(壓縮機(jī)構(gòu))；和對(duì)被第1壓縮級(jí)21壓縮后的冷媒氣體X4進(jìn)一 步進(jìn)行壓縮并將其作為壓縮冷媒氣體XI (參照?qǐng)D1)排出的第2壓縮 級(jí)22 (壓縮機(jī)構(gòu))。
笫1壓縮級(jí)21具備第1葉輪21a (葉輪)，對(duì)從軸向供給的冷媒 氣體X4作用動(dòng)能，并將其沿徑向排出；第l擴(kuò)壓器21b，將由第l葉 輪21a作用于冷媒氣體X4的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能從而將其壓縮；第1渦 旋室21c，將被第1擴(kuò)壓器(擴(kuò)壓器)21b壓縮的冷媒氣體X4導(dǎo)出到 第1壓縮級(jí)21的外部；以及吸入口 21d,將冷媒氣體X4吸入并供給到 第1葉輪21a。
第1擴(kuò)壓器21b、第1渦旋室21c和吸入口 21d的一部分通過(guò)包圍第1葉輪21a的第1殼體21e形成。
第1葉輪21a固定在旋轉(zhuǎn)軸23上，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力從馬達(dá)12的輸出軸 11傳遞至旋轉(zhuǎn)軸23從而使其旋轉(zhuǎn)，由此驅(qū)動(dòng)第1葉輪21a旋轉(zhuǎn)。
在借助第1壓縮級(jí)21的第1葉輪21a的旋轉(zhuǎn)來(lái)吸入冷媒氣體X4 的吸入口 21d的內(nèi)壁面上，沿周向相互隔開(kāi)相等間隔地設(shè)置有多個(gè)入 口導(dǎo)向葉片24。如圖5和圖6所示，該入口導(dǎo)向葉片24由圓棒狀的軸 25和板狀的葉片主體26構(gòu)成，所述葉片主體26以同軸地配置相互的 軸線Ol的狀態(tài)接合在該軸25的前端。
如圖6所示，葉片主體26在側(cè)視時(shí)形成為大致扇形。即，葉片主 體26的與軸25接合的后端緣26a形成為具有與吸入口 21d的內(nèi)周面 21g (參照?qǐng)D2~圖4)同樣的曲率的圓弧狀。并且，葉片主體26的寬 度Bl形成為隨著從軸線Ol方向的后端26a朝向前端26b而逐漸減小。 并且，如圖5~圖8所示，葉片主體26由平行部27和錐形部28構(gòu)成， 所述平行部27形成于后端26a側(cè)的中央(軸線Ol上)并與軸25接合， 所述錐形部28與該平行部27接合(相連)并向?qū)挾确较駼外側(cè)延伸， 且一直延伸到軸線Ol方向前端26b。
平行部27的厚度HI從與軸25接合的軸線Ol方向后端27a到前 端27b形成為恒定。并且，該平行部27形成為，軸線Ol方向的長(zhǎng)度 LI為葉片主體26的長(zhǎng)度L2的1/4以上、1/2以下。
另一方面，錐形部28由第1錐形部28a和第2錐形部28b構(gòu)成。 第1錐形部28a配設(shè)于軸線Ol上，后端與平行部27的前端27b接合， 沿軸線Ol方向延伸設(shè)置到葉片主體26的前端26b附近。并且，第1 錐形部28a形成為，其寬度B2和厚度H2隨著從后端朝向軸線Ol方向 前端(軸線Ol方向前端側(cè)的外緣)而逐漸減小。第2錐形部28b分別 與平行部27和第1錐形部28a相鄰地形成在平行部27和第1錐形部 28a的寬度方向B兩側(cè)，并從葉片主體26的后端26a延伸到前端26b。 并且，第2錐形部28b形成為，其厚度H3隨著朝向?qū)挾确较駼外側(cè)(寬 度方向B的外緣)、且隨著從后端朝向前端(軸線Ol方向前端側(cè)的外 緣)而逐漸減小。
即，在本實(shí)施方式的入口導(dǎo)向葉片24的葉片主體26中，平行部 27的兩側(cè)面27c、 27d由沿著軸線Ol方向平行的平面形成，第1錐形 部28a的兩側(cè)面28c、28d由隨著朝向軸線Ol方向前端26b而接近(向厚度方向H內(nèi)側(cè)傾斜)的平面形成，第2錐形部28b的兩側(cè)面28e、 28f 由隨著朝向軸線Ol方向前端26b而接近(向厚度方向H內(nèi)側(cè)傾斜)且 隨著朝向?qū)挾确较駼外側(cè)而接近(向?qū)挾确较駼內(nèi)側(cè)傾斜)的平面形 成。由此，葉片主體26 (入口導(dǎo)向葉片24)的兩側(cè)面不具備曲面，而 是組合平面而形成。另外，平行部27、第1錐形部28a和第2錐形部 28b的各一側(cè)面27c、 28c、 28e是在調(diào)節(jié)冷媒氣體X4的吸入量和流動(dòng) 方向時(shí)成為正壓側(cè)的側(cè)面，各另一側(cè)面27d、 28d、 28f是成為負(fù)壓側(cè) 的側(cè)面。
本實(shí)施方式的入口導(dǎo)向葉片24與以往同樣通過(guò)鑄造成形為鑄件。 此時(shí)，由于葉片主體26的兩側(cè)面是組合平面而形成的，所以與以往的 形成為翼狀的情況(由曲面形成兩側(cè)面的情況)相比較，容易高精度 地成形葉片主體26。
如圖5和圖6的虛線所示，預(yù)先將軸25成形為較大的尺寸，在鑄 造后通過(guò)切削加工來(lái)確保精度。此時(shí)，保持葉片主體26來(lái)進(jìn)行軸25 的加工，但在本實(shí)施方式中，由于在葉片主體26中利用平行部27形 成有沿著軸線Ol方向相互平行的側(cè)面27c、 "d,所以通過(guò)保持(把 持)該平行部27,即，通過(guò)將平行部27的兩側(cè)面27c、 27d用作抓持 部分，從而與以往形成為翼狀的情況(由曲面形成兩側(cè)面的情況)相 比較，能夠容易地使軸線Ol與期望的方向?qū)R來(lái)進(jìn)行基準(zhǔn)校準(zhǔn)。特別 地，通過(guò)使平行部27的長(zhǎng)度LI形成為葉片主體26的長(zhǎng)度L2的1/4 以上，而將平行部27的兩側(cè)面27c、 "d用作抓持部分，能夠可靠地 進(jìn)行基準(zhǔn)校準(zhǔn)。由此，能夠容易地進(jìn)行軸25的加工，能夠以高精度制 作入口導(dǎo)向葉片24，并且可實(shí)現(xiàn)其制作成本的降低。
如圖2 ~圖4所示，這樣構(gòu)成的入口導(dǎo)向葉片24在以下?tīng)顟B(tài)下進(jìn) 行設(shè)置即，將軸25安裝并支承在固定于第1殼體21e的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21h 上，并使葉片主體26從吸入口 21d的內(nèi)周面21g向內(nèi)側(cè)突出的狀態(tài)。 多個(gè)入口導(dǎo)向葉片24沿吸入口 21d的周向以相等間隔并列設(shè)置。此時(shí)， 入口導(dǎo)向葉片24以高精度形成，由此能在軸線Ol方向與吸入口 21d 的徑向一致的狀態(tài)下高精度地進(jìn)行設(shè)置。各入口導(dǎo)向葉片24設(shè)置成， 能夠借助驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21h的驅(qū)動(dòng)，從使葉片主體26的一側(cè)面(正壓側(cè)的 側(cè)面)與冷媒氣體X4的流動(dòng)方向后方側(cè)正對(duì)的狀態(tài)到沿著流動(dòng)方向的 位置在90度的范圍內(nèi)繞軸線Ol轉(zhuǎn)動(dòng)。
ii第2壓縮級(jí)22具備第2葉輪22a，對(duì)^皮第1壓縮級(jí)21壓縮并從 軸向供給的冷媒氣體X4作用動(dòng)能，將其沿徑向排出；第2擴(kuò)壓器(擴(kuò) 壓器)22b，將由第2葉輪22a作用于冷媒氣體X4的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力 能從而將其壓縮，并作為壓縮冷媒氣體XI排出；第2渦旋室22c,將 從第2擴(kuò)壓器22b排出的壓縮冷媒氣體XI導(dǎo)出到第2壓縮級(jí)22的外 部；以及導(dǎo)入渦旋室22d，將被第1壓縮級(jí)21壓縮的冷媒氣體X4引導(dǎo) 至第2葉輪22a。
第2葉輪22a以與第1葉輪21a背對(duì)背的方式固定在上述旋轉(zhuǎn)軸 23上，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力從馬達(dá)12的輸出軸ll傳遞至旋轉(zhuǎn)軸23從而使其旋轉(zhuǎn)， 由此驅(qū)動(dòng)第2葉輪22a旋轉(zhuǎn)。
第2渦旋室22c與用于將壓縮冷媒氣體XI供給至冷凝器1的流路 Rl連接，將從第2壓縮級(jí)22導(dǎo)出的壓縮冷媒氣體X1供給到流路R1。
第1壓縮級(jí)21的第1渦旋室21c和第2壓縮級(jí)22的導(dǎo)入渦旋室 22d經(jīng)由與第1壓縮級(jí)21和第2壓縮級(jí)22分體設(shè)置的外部配管(未圖 示)連接，被第1壓縮級(jí)21壓縮的冷媒氣體X4經(jīng)由該外部配管供給 至第2壓縮級(jí)22。在該外部配管上連接有上述的流路R4 (參照?qǐng)D1)， 由節(jié)能器2產(chǎn)生的冷媒的氣相成分X3經(jīng)由外部配管供給至第2壓縮級(jí) 22。
旋轉(zhuǎn)軸23被第3軸承29a和第4軸承29b支承成能旋轉(zhuǎn)，所述第 3軸承29a在第1壓縮級(jí)21和第2壓縮級(jí)22之間的空間50中固定在 第2壓縮級(jí)22的第2殼體22e上，所述第4軸承29b在馬達(dá)單元10 側(cè)固定在第2殼體22e上。
齒輪單元30用于將馬達(dá)12的輸出軸11的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至旋轉(zhuǎn)軸 23，并收納在通過(guò)馬達(dá)單元10的馬達(dá)殼體13和壓縮機(jī)單元20的第2 殼體22e形成的空間60中。
該齒輪單元30通過(guò)固定在馬達(dá)12的輸出軸11上的大徑齒輪31、 和固定在旋轉(zhuǎn)軸23上并且與大徑齒輪31嚙合的小徑齒輪32構(gòu)成，齒 輪單元30將馬達(dá)12的輸出軸11的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至旋轉(zhuǎn)軸23,以便相 對(duì)于輸出軸11的轉(zhuǎn)速增加旋轉(zhuǎn)軸23的轉(zhuǎn)速。
渦輪壓縮機(jī)4具備潤(rùn)滑油供給裝置70,該潤(rùn)滑油供給裝置70將貯 留在油箱40中的潤(rùn)滑油供給到軸承(第1軸承14、第2軸承15、第3 軸承29a、第4軸承29b)、葉輪(第1葉輪21a、第2葉輪22a)和殼體(第1殼體21e、第2殼體22e )之間、以及齒輪單元30等的滑動(dòng) 部位。
接下來(lái)i兌明這樣構(gòu)成的渦輪壓縮才幾4的動(dòng)作，并i兌明本實(shí)施方式 的入口導(dǎo)向葉片24和渦輪壓縮機(jī)4以及渦輪制冷機(jī)Sl的作用和效果。
首先，利用潤(rùn)滑油供給裝置70從油箱40對(duì)渦輪壓縮機(jī)4的滑動(dòng) 部位供給潤(rùn)滑油，然后驅(qū)動(dòng)馬達(dá)12。馬達(dá)12的輸出軸11的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力 經(jīng)由齒輪單元30傳遞至旋轉(zhuǎn)軸23，由此驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)單元20的第1葉 輪21a和第2葉輪22a旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)?shù)趌葉輪21a旋轉(zhuǎn)時(shí)，第l壓縮級(jí)21的吸入口 21d成為負(fù)壓狀 態(tài)，來(lái)自流路R5的冷媒氣體X4經(jīng)由吸入口 21d流入第1壓縮級(jí)21。 此時(shí)，對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21h進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使設(shè)置于吸入口 21d的各入口導(dǎo)向 葉片24轉(zhuǎn)動(dòng)，使葉片主體26的正壓側(cè)的側(cè)面相對(duì)于冷媒氣體X4的流 動(dòng)方向以適當(dāng)?shù)挠?轉(zhuǎn)動(dòng)角)轉(zhuǎn)動(dòng)，由此調(diào)節(jié)冷媒氣體X4向第l壓 縮級(jí)21的吸入量和流動(dòng)方向。
在本實(shí)施方式中，葉片主體26具備錐形部28 (第l錐形部28a和 第2錐形部28b)，形成為厚度H3隨著朝向?qū)挾确较駼外側(cè)而減小，并 且形成為厚度H2、 H3隨著朝向軸線Ol方向前端26b而減小。因此， 與以往的將正壓側(cè)的側(cè)面和負(fù)壓側(cè)的側(cè)面做成曲面并形成為翼狀的情 況同樣，相對(duì)于第1葉輪21a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，伴隨著葉片主體26(入口 導(dǎo)向葉片24)的吸入量和流動(dòng)方向的調(diào)節(jié)的壓力損失減小。
特別地，在吸入口 21d的中心部，冷媒氣體X4的流速最大，壓力 損失與該流速的平方成比例，因此，葉片主體26的前端26b側(cè)的形狀 對(duì)壓力損失帶來(lái)很大影響。但是，由于葉片主體"具備錐形部28，且 形成為其厚度H2、 H3隨著朝向軸線Ol方向前端26b、即隨著朝向吸 入口 21d的中心部側(cè)而逐漸減小，所以壓力損失可靠地減小。
這樣通過(guò)入口導(dǎo)向葉片24調(diào)節(jié)吸入量和流動(dòng)方向而流入第l壓縮 級(jí)21內(nèi)部的冷媒氣體X4從軸向可靠地流入第1葉輪21a，被第1葉輪 21a作用動(dòng)能并沿徑向排出。此時(shí)，由于通過(guò)入口導(dǎo)向葉片24調(diào)節(jié)吸 入量和流動(dòng)方向時(shí)的壓力損失小，所以借助從軸向流入的冷媒氣體X4， 能夠可靠且有效地減少第1葉輪21a的動(dòng)力消耗、進(jìn)而減少渦輪壓縮 機(jī)4的動(dòng)力消耗。
從第1擴(kuò)壓器21b排出的冷媒氣體X4經(jīng)由第1渦旋室21c導(dǎo)出到第1壓縮級(jí)21的外部，并經(jīng)由外部配管供給到第2壓縮級(jí)22。供給到 第2壓縮級(jí)22的冷媒氣體X4經(jīng)由導(dǎo)入渦旋室從軸向流入第2葉 輪22a,被第2葉輪22a作用動(dòng)能并沿徑向排出。從第2葉輪2h排出 的冷媒氣體X4通過(guò)第2擴(kuò)壓器22b將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能而進(jìn)一步被壓 縮成壓縮冷媒氣體X1。
因此，在本實(shí)施方式的入口導(dǎo)向葉片24中，通過(guò)在葉片主體26 設(shè)置錐形部28，從而與將葉片主體形成為翼狀的入口導(dǎo)向葉片同樣， 能夠不使冷媒氣體X4的流動(dòng)紊亂地調(diào)節(jié)吸入量和流動(dòng)方向，能夠可靠 地減小壓力損失。
并且，由于葉片主體26的兩側(cè)面是組合平面而形成的，所以與以 往的形成為翼狀的情況(由曲面形成兩側(cè)面的情況)相比較，能夠容 易高精度地制作葉片主體26。另外，由于在軸線Ol上具備沿軸線Ol 方向平4于地形成有兩側(cè)面27c、 27d的平4亍部27，所以在鑄造后的軸 25的加工時(shí)，通過(guò)保持該平行部27,能夠容易地進(jìn)行基準(zhǔn)校準(zhǔn)。由此， 能夠降低入口導(dǎo)向葉片24的制作成本。
并且，通過(guò)將平行部27設(shè)置在與軸25接合的軸線Ol方向后端 26a側(cè)，能夠?qū)㈠F形部28較大地設(shè)置在配置于流速大的吸入口 21d的 中心部側(cè)的前端26b側(cè)，能夠可靠地減小葉片主體26的前端26a側(cè)的 厚度H2、 H3。由此能夠可靠地減小壓力損失。
另外，通過(guò)使平行部27形成為葉片主體26的長(zhǎng)度L2的1/4以上 的長(zhǎng)度Ll，使得在加工軸25時(shí)，能夠可靠地保持該平行部27來(lái)進(jìn)行 基準(zhǔn)校準(zhǔn)。并且，通過(guò)使平行部27形成為葉片主體26的長(zhǎng)度L2的1/2 以下的長(zhǎng)度L1，使得能夠利用設(shè)置在配置于流速大的吸入口 21d的中 心部側(cè)的前端26b側(cè)的錐形部28，不4吏冷媒氣體X4的流動(dòng)紊亂地調(diào)節(jié) 吸入量和流動(dòng)方向，能夠可靠地減小壓力損失。
通過(guò)具備這樣的入口導(dǎo)向葉片24，能夠減少本實(shí)施方式的渦輪壓 縮機(jī)4及渦輪制冷機(jī)S1的動(dòng)力消耗，能夠提高性能。并且，在渦輪制 冷機(jī)S1中，能夠提高C0P (能效系數(shù))。
本發(fā)明不限于上述一個(gè)實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)， 能夠進(jìn)行構(gòu)成的附加、省略、置換及其它變更。本發(fā)明不受上述說(shuō)明 的限定，僅由所附的權(quán)利要求書(shū)限定。
例如，在本實(shí)施方式中，入口導(dǎo)向葉片24的葉片主體26的平行
14部27設(shè)置在與軸25接合的葉片主體26的軸線Ol方向后端26a，但 平行部27不需要特別限定為設(shè)置在與軸25接合的后端26a。
并且，在上述實(shí)施方式中就以下情況進(jìn)行了說(shuō)明即，錐形部28 由第1錐形部28a和第2錐形部28b構(gòu)成，第1錐形部28a形成為， 其寬度B2和厚度H2隨著從后端朝向軸線Ol方向前端而逐漸減小，第 2錐形部28b形成為，其厚度H3隨著朝向?qū)挾确较駼外側(cè)(寬度方向 B的外緣)且隨著從后端朝向前端(軸線Ol方向前端側(cè)的外緣)而逐 漸減小。但是，在本發(fā)明中，只要錐形部28的兩側(cè)面形成為隨著朝向 寬度方向B的外緣和軸線Ol方向前端26b側(cè)的外緣而接近即可，第1 錐形部28a和第2錐形部28b的厚度H2、H3不需要以恒定的比率變化。
并且，在上述實(shí)施方式中，關(guān)于入口導(dǎo)向葉片24設(shè)置于渦輪壓縮 機(jī)4的吸入口 21d的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的入口導(dǎo)向葉片不需 要限定于在渦輪壓縮機(jī)中使用。
權(quán)利要求
1. 一種入口導(dǎo)向葉片，能夠以軸線為中心轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于借助葉輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)吸入流體的吸入口，用于調(diào)節(jié)流體向上述吸入口的吸入量和流動(dòng)方向，其特征在于，該入口導(dǎo)向葉片包括棒狀的軸和板狀的葉片主體，所述軸能夠以上述軸線為中心轉(zhuǎn)動(dòng)地支承于上述吸入口的內(nèi)周面，所述葉片主體與該軸接合并從上述吸入口的內(nèi)周面朝中心部突出設(shè)置，上述葉片主體具有在調(diào)節(jié)上述流體的吸入量和流動(dòng)方向時(shí)成為正壓側(cè)的側(cè)面和成為負(fù)壓側(cè)的側(cè)面，上述葉片主體具備錐形部，該錐形部形成為上述兩個(gè)側(cè)面隨著朝向葉片主體的寬度方向的外緣和上述軸線方向前端側(cè)的外緣而接近；和平行部，該平行部配置于上述軸線上，并沿著上述軸線方向平行地形成有上述成為正壓側(cè)的側(cè)面和上述成為負(fù)壓側(cè)的側(cè)面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的入口導(dǎo)向葉片，其特征在于， 上述平行部設(shè)置于與上述軸接合的上述葉片主體的上述軸線方向后端側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的入口導(dǎo)向葉片，其特征在于，向的長(zhǎng)度的l/4以上、1/2以下。
4. 一種渦輪壓縮機(jī)，用于從吸入口吸入流體并將該流體壓縮而 供給至冷凝器，其特征在于，該渦輪壓縮機(jī)具有相對(duì)于從上述吸入口吸入的流體的流動(dòng)串行地配置有多級(jí)的壓縮機(jī)構(gòu)，各壓縮機(jī)構(gòu)分別具備葉輪和擴(kuò)壓器，利用上述多個(gè)上述壓縮機(jī)構(gòu)能夠依次壓縮上述流體，在上述吸入口設(shè)置有權(quán)利要求1 ~ 3中的任一項(xiàng)所述的入口導(dǎo)向葉片。
5. —種制冷機(jī)，包括 將壓縮后的冷媒冷卻液化的冷凝器；冷卻對(duì)象物冷卻的蒸發(fā)器；以及將由上述蒸發(fā)器蒸發(fā)了的上述冷媒壓縮并供給至上述冷凝器的壓 縮才幾，其特征在于，作為上述壓縮機(jī)，具備權(quán)利要求4所述的渦輪壓縮機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供入口導(dǎo)向葉片、渦輪壓縮機(jī)和制冷機(jī)。入口導(dǎo)向葉片(24)由軸(25)和葉片主體(26)構(gòu)成，所述葉片主體與該軸(25)接合并從吸入口的內(nèi)周面朝中心部突出設(shè)置。葉片主體(26)具備錐形部(28)，形成為在調(diào)節(jié)流體的吸入量和流動(dòng)方向時(shí)成為正壓側(cè)的側(cè)面(28c、28e)和成為負(fù)壓側(cè)的側(cè)面(28d、28f)隨著朝向?qū)挾确较?B)的外緣和軸線(O1)方向前端(26b)側(cè)的外緣而接近；以及平行部(27)，配置于軸線(O1)上，并沿著軸線(O1)方向平行地形成有成為正壓側(cè)的側(cè)面(27c)和成為負(fù)壓側(cè)的側(cè)面(27d)。
文檔編號(hào)F04D17/12GK101504010SQ20091000383
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月6日
發(fā)明者塚本稔, 杉谷宗寧 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ihi