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