JP2002005092A - 可変インレットガイドベーン、ターボ形圧縮機及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半開時における圧力変動を防止して静音化を
達成できる可変インレットガイドベーンを提供する。 【解決手段】 ターボ形圧縮機の吸込口に設けられ流れ
方向に対する設置角度を変えることで吸込流量を制御す
る可変インレットガイドベーン１０Ａに対して、翼形の
前縁部１１に、圧力面１３側から負圧面１４側へ貫通
し、全閉時において隣接するガイドベーンの後縁部１２
が重なって出口１５ａを塞がれる流体流路１５を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば遠心圧縮
機等のターボ圧縮機に適用される可変インレットガイド
ベーン、この可変インレットガイドベーンを備えたター
ボ圧縮機、及びこのターボ圧縮機を構成要素とする冷凍
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、遠心圧縮機などのターボ圧縮
機においては、羽根車（インペラ）の吸込流量を制御す
る目的で、可変インレットガイドベーンと呼ばれるもの
が吸込口に設けられている。以下、従来の可変インレッ
トガイドベーンを図面に基づいて簡単に説明する。ここ
で、図９は従来の可変インレットガイドベーンを備えて
いる遠心圧縮機の要部断面図、図１０は全閉の状態にあ
る可変インレットガイドベーンを上流側から見た正面
図、図１１は図９のＡ−Ａ断面図である。

【０００３】図９において、符号の１はケーシング、２
は主軸、３は羽根車、４はディフューザ、５はリターン
ベンド、６は流路仕切板、７はガイドベーン、８は吸込
口、９はシール部材、１０は可変インレットガイドベー
ンを示している。遠心圧縮機で圧縮される流体は、図中
に白抜矢印で示すように、吸込口８から吸引された後、
ケーシング１に軸支されて図示省略の駆動機構により主
軸２とともに回転する羽根車３、気体の速度を減少させ
て運動エネルギを内部エネルギに変換するディフューザ
４、リターンベンド５及びガイドベーン７の順に通過し
て昇圧され、次段の入り口へと導かれる。

【０００４】このような遠心圧縮機の吸込口８には、翼
形断面を有する可変インレットガイドベーン１０が、主
軸２の外周とケーシング１との間に多数設置されてい
る。この可変インレットガイドベーン１０は、昇圧する
流体の流れ方向（白抜矢印）に対して、それぞれが設置
角度を変えることができるよう回動可能に支持されてい
る。すなわち、流れ方向とほぼ平行になる全開位置と吸
込口８を完全に閉じる全閉位置との間で適宜開度を調整
して、昇圧する流体の吸込流量を調整できるようになっ
ている。なお、図１１（ａ）には、可変インレットガイ
ドベーン１０が半開位置にあって流体の吸入が可能な状
態を示し、図１１（ｂ）には、可変インレットガイドベ
ーン１０の後縁側端部１０ａが互いに隣接するガイドベ
ーンの前縁側負圧面１０ｂに密着する全閉位置にある状
態を示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の可変インレットガイドベーン１０は、流体の流れと
平行になる全開位置においては特に問題はない。しか
し、図１１（ａ）に示すように、全開位置から全閉位置
までの間にある半開位置においては、圧力変動が発生し
やすいという問題を有している。この圧力変動は、吸込
口８から流れ込んだ流体が可変インレットガイドベーン
１０の負圧面側で剥離するために発生するものであり、
この圧力変動によって、圧縮機下流側の機器類が共振す
るおそれがある。このような共振現象は大きな異音を発
生する原因となるため、可変インレットガイドベーンを
備えたターボ形圧縮機及びこれを構成要素とする冷凍装
置を静音化する上で改善が望まれている。なお、可変イ
ンレットガイドベーン１０を全閉にするのは、始動時に
おいて羽根車３に流体が流れ込み、駆動機構の負荷が増
大するのを防止する目的で実施するものである。

【０００６】上述した共振の周波数ｆは、ストローハル
数をｓｔ、流体の流速をＶ、負圧面後縁側端部１０ａか
ら剥離した流れまでの距離（流体流れ方向と直交する距
離）となる剥離幅をＬ（図１１（ａ）参照）とした場
合、ｆ＝ｓｔ × Ｖ／Ｌ という式で表される。すなわ
ち、Ｌが大きいほど共振の振動数ｆは小さくなるので、
圧縮機下流側の機器類が共振しやすくなる。

【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、圧力変動を防止しうる可変インレットガイドベー
ンを提供するとともに、この可変インレットガイドベー
ンを備えたターボ形圧縮機及びこれを構成要素とする冷
凍装置を静音化することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。請求項１に記載の
可変インレットガイドベーンは、ターボ形圧縮機の吸込
口に設けられ流れ方向に対する設置角度を変えることで
吸込流量を制御する可変インレットガイドベーンであっ
て、翼形の前縁部に、圧力面側から負圧面側へ貫通し全
閉時に隣接するガイドベーンの後縁部が重なって出口を
塞がれる流体流路を設けたことを特徴とするものであ
る。

【０００９】このような可変インレットガイドベーンに
よれば、流体通路を通過して負圧面側へ流出した流れに
より、負圧面側の剥離が抑制されるので、剥離幅Ｌを小
さくすることができ、圧力変動の低減が可能となる。ま
た、この流体流路は、全閉位置において塞がれる位置に
あるので、始動時において流体が漏れて負荷を増大させ
るようなことはない。この場合、前記流体流路として
は、各可変インレットガイドベーンに対する加工が容易
なスリットまたは複数の穴を並べた穴列が好ましい。

【００１０】請求項３に記載の可変インレットガイドベ
ーンは、ターボ形圧縮機の吸込口に設けられ流れ方向に
対する設置角度を変えることで吸込流量を制御する可変
インレットガイドベーンであって、翼形の後縁部にコー
ド長調整部を設けたことを特徴とするものである。

【００１１】このような可変インレットガイドベーンに
よれば、コード長調整部において容易にコード長を調整
することが可能となり、ピッチ・コード比を適当に小さ
くすることにより、負圧面側の剥離を抑制して剥離幅Ｌ
を小さくすることができ、結果として圧力変動の低減が
可能となる。この場合、好適なコード長調整部として
は、前記後縁部に貼り付ける板材の長さを変化させるも
のでもよいし、あるいは、前記後縁部に予め設けた調整
代を切断し変化させるものでもよい。

【００１２】請求項６に記載のターボ圧縮機は、吸込口
及び吐出口を備えたケーシングと、該ケーシング内に回
転可能に支持されている主軸と、該主軸に設けられた羽
根車と、該羽根車の下流側に設けられたディフューザ
と、前記主軸の駆動機構と、前記吸込口に設けられ流れ
方向に対する設置角度を変えることで吸込流量を制御す
る可変インレットガイドベーンとを具備し、前記吸入口
から吸い込んだ流体を昇圧して前記吐出口から流出させ
るように構成されたターボ形圧縮機であって、前記可変
インレットガイドベーンの翼形前縁部に、圧力面側から
負圧面側へ貫通し全閉時に隣接するガイドベーンの後縁
部が重なって出口を塞がれる流体流路を設けたことを特
徴とするものである。

【００１３】このようなターボ形圧縮機によれば、吸入
口に設けられた可変インレットガイドベーンにおいて、
流体通路を通過して負圧面側へ流出した流れにより、負
圧面側の剥離が抑制される。このため、剥離幅Ｌを小さ
くすることができ、圧力変動の低減が可能となる。ま
た、可変インレットガイドベーンの流体流路は、全閉位
置において塞がれる位置にあるので、ターボ形圧縮機の
始動時において、流体が羽根車へ漏れることによって負
荷を増大させるようなことはない。なお、この場合のタ
ーボ形圧縮機においては、前記流体流路が、各可変イン
レットガイドベーンに対する加工が容易なスリットまた
は複数の穴を並べた穴列とするのが好ましい。

【００１４】請求項７に記載のターボ圧縮機は、吸込口
及び吐出口を備えたケーシングと、該ケーシング内に回
転可能に支持されている主軸と、該主軸に設けられた羽
根車と、該羽根車の下流側に設けられたディフューザ
と、前記主軸の駆動機構と、前記吸込口に設けられ流れ
方向に対する設置角度を変えることで吸込流量を制御す
る可変インレットガイドベーンとを具備し、前記吸入口
から吸い込んだ流体を昇圧して前記吐出口から流出させ
るように構成されたターボ形圧縮機であって、前記可変
インレットガイドベーンの翼形後縁部に、コード長調整
部を設けたことを特徴とするものである。

【００１５】このようなターボ形圧縮機によれば、吸入
口に設けられた可変インレットガイドベーンにおいて、
コード長調整部において容易にコード長を調整すること
が可能となり、ピッチ・コード比を適当に小さくするこ
とにより、負圧面側の剥離を抑制して剥離幅Ｌを小さく
することができ、結果として圧力変動の低減が可能とな
る。なお、この場合のターボ圧縮機においては、好適な
コード長調整部として、前記後縁部に貼り付ける板材の
長さを変化させるもの、あるいは、前記後縁部に予め設
けた調整代を切断し変化させるものがある。

【００１６】請求項８に記載の冷凍装置は、吸込口及び
吐出口を備えたケーシングと、該ケーシング内に回転可
能に支持されている主軸と、該主軸に設けられた羽根車
と、該羽根車の下流側に設けられたディフューザと、前
記主軸の駆動機構と、前記吸込口に設けられ流れ方向に
対する設置角度を変えることで吸込流量を制御するとと
もに圧力面側から負圧面側へ貫通し全閉時に隣接するガ
イドベーンの後縁部が重なって出口を塞がれる流体流路
を翼形前縁部に設けた可変インレットガイドベーンとを
具備し、前記吸入口から吸い込んだガス冷媒を昇圧して
前記吐出口から流出させるターボ形圧縮機と、前記ガス
冷媒を凝縮、液化させて液冷媒を送出する凝縮器と、前
記液冷媒を減圧する絞り機構と、凝縮及び減圧された液
冷媒と被冷却物との間で熱交換を行わせて該被冷却物を
冷却するとともに、前記液冷媒を蒸発、気化させる蒸発
器と、を具備して構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１７】このような冷凍装置によれば、ターボ形圧
縮機の吸入口に設けられた可変インレットガイドベーン
において、流体通路を通過して負圧面側へ流出した流れ
により、負圧面側の剥離が抑制される。このため、剥離
幅Ｌを小さくすることができ、圧力変動の低減が可能と
なる。また、可変インレットガイドベーンの流体流路
は、全閉位置において塞がれる位置にあるので、ターボ
形圧縮機の始動時において、流体が羽根車へ漏れること
によって負荷を増大させるようなことはない。なお、こ
の場合のターボ形圧縮機においては、前記流体流路が、
各可変インレットガイドベーンに対する加工が容易なス
リットまたは複数の穴を並べた穴列とするのが好まし
い。

【００１８】請求項９に記載の冷凍装置は、吸込口及び
吐出口を備えたケーシングと、該ケーシング内に回転可
能に支持されている主軸と、該主軸に設けられた羽根車
と、該羽根車の下流側に設けられたディフューザと、前
記主軸の駆動機構と、前記吸込口に設けられ流れ方向に
対する設置角度を変えることで吸込流量を制御するとと
もに翼形の後縁部にコード長調整部を設けた可変インレ
ットガイドベーンとを具備し、前記吸入口から吸い込ん
だガス冷媒を昇圧して前記吐出口から流出させるターボ
形圧縮機と、前記ガス冷媒を凝縮、液化させて液冷媒を
送出する凝縮器と、前記液冷媒を減圧する絞り機構と、
凝縮及び減圧された液冷媒と被冷却物との間で熱交換を
行わせて該被冷却物を冷却するとともに、前記液冷媒を
蒸発、気化させる蒸発器と、を具備して構成したことを
特徴とするものである。

【００１９】このような冷凍装置によれば、ターボ形圧
縮機の吸入口に設けられた可変インレットガイドベーン
において、コード長調整部において容易にコード長を調
整することが可能となり、ピッチ・コード比を適当に小
さくすることにより、負圧面側の剥離を抑制して剥離幅
Ｌを小さくすることができ、結果として圧力変動の低減
が可能となる。なお、この場合のターボ圧縮機において
は、好適なコード長調整部として、前記後縁部に貼り付
ける板材の長さを変化させるもの、あるいは、前記後縁
部に予め設けた調整代を切断し変化させるものがある。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る可変インレッ
トガイドベーン、ターボ形圧縮機及び冷凍装置の一実施
形態を図面に基づいて説明する。冷凍装置の一例を図７
の斜視図及び図８の系統図に示して説明する。この冷凍
装置は、吸入口から吸い込んだガス冷媒を昇圧（圧縮）
して吐出口から流出させるターボ形圧縮機２０と、ター
ボ形圧縮機２０において圧縮された冷媒を凝縮、液化す
る凝縮器３０と、凝縮器３０において液化された冷媒を
減圧する絞り機構４０と、冷媒と冷水（被冷却物）との
間で熱交換を行わせて冷水を冷却するとともに冷媒を蒸
発、気化する蒸発器５０とを具備して構成される。ま
た、図示の冷凍装置においては、上述した凝縮器３０に
おいて液化された冷媒を一時的に溜め置いて冷却する中
間冷却器６０と、凝縮器３０において液化された冷媒の
一部を利用してターボ圧縮機２０の潤滑油を冷却する油
冷却器７０を備えている。なお、ターボ形圧縮機２０に
は、駆動源となる電動機２１及び動力伝達機構２２より
なる駆動機構２３が連結されている。

【００２１】ターボ形圧縮機２０、凝縮器３０、絞り機
構４０、蒸発器５０および中間冷却器６０は、冷媒を循
環させる閉じた系を構成するべく主配管８１によって接
続されている。ターボ形圧縮機２０には、たとえば２段
式の遠心圧縮機が採用されており、第１段羽根車３ａで
ガス冷媒を圧縮し、その冷媒を第２段羽根車３ｂに導入
してさらに圧縮したのち凝縮器３０に送出する。また、
このターボ形圧縮機２０の吸込口８には、昇圧するため
吸い込まれる流体（ガス冷媒）の流れ方向に対してその
設置角度を変化させることで、吸込流量の制御を行う可
変インレットガイドベーン１０が設けられている。凝縮
器３０は主凝縮器３０ａとサブクーラと呼ばれる補助凝
縮器３０ｂとからなり、主凝縮器３０ａ、サブクーラ３
０ｂの順に冷媒が導入されるが、主凝縮器３０ａにおい
て冷却された冷媒の一部がサブクーラ３０ｂを経ずに油
冷却器７０に導入されて潤滑油を冷却する。また、それ
とは別に主凝縮器３０ａにおいて冷却された冷媒の一部
がサブクーラ３０ｂを経ずに電動機２１のケーシング内
に導入され、図示省略のステータやコイルを冷却する。

【００２２】絞り機構４０は凝縮器３０と中間冷却器６
０との間、中間冷却器６０と蒸発器５０との間にそれぞ
れ配設されており、凝縮器３０において液化された冷媒
を段階的に減圧する。中間冷却器６０の構造は中空の容
器に等しく、主凝縮器３０ａ、サブクーラ３０ｂにおい
て冷却され、絞り機構４０において減圧された冷媒を一
時的に溜め置いてさらに冷却を進める。なお、中間冷却
器６０内の気相成分は、蒸発器５０を経ずにバイパス配
管８２を通じてターボ圧縮機２０の第２段羽根車２４ｂ
に導入される。

【００２３】図６は、上述したターボ形圧縮機２０の一
例として、２段圧縮の遠心圧縮機の構成を示したもので
ある。図６に示した遠心圧縮機において、符号の１はケ
ーシング、２は主軸、３は羽根車（インペラ）、４はデ
ィフューザ、５はリターンベンド、６は流路仕切部、７
はガイドベーン、８は吸込口、１０は可変インレットガ
イドベーン、２１は電動機、２２は動力伝達機構、２３
は駆動機構、２４は吐出口である。この遠心圧縮機２０
は、第１段羽根車３ａ及び第２段羽根車３ｂよりなる２
段圧縮の羽根車３が主軸２に設けられ、該羽根車３を電
動機２１及び動力伝達機構２２よりなる駆動機構２３に
よって回転させ、吸込口８から吸い込んだガス冷媒など
の流体（気体）を昇圧して吐出口２４から流出させるよ
うに構成されている。なお、この場合の動力伝達機構２
２は、電動機２１の回転軸２１ａと一体に回転する第１
歯車２２ａと主軸２と一体に回転する第２歯車２２ｂと
が噛合する増速機構となっている。

【００２４】吸込口８より第１段羽根車３ａに吸い込ま
れた流体は、通過する羽根車の作用によってその速度及
び圧力を増し、続いて通過するディフューザ４では速度
が減少して運動エネルギを内部エネルギに変換され、さ
らにリターンベンド５及びガイドベーン７の順に通過し
て昇圧された後、第２段羽根車３ｂの入り口へと導かれ
る。この流体は、第２段羽根車３ｂを通過する際にも同
様の経過を経てさらに昇圧された後、吐出口２４から流
出する。このように構成された遠心圧縮機２０の吸込口
８には後述する可変インレットガイドベーン１０が設け
られ、同可変インレットガイドベーンの流れ方向に対す
る設置角度を全開位置から全閉位置までの範囲内で適宜
変更することにより、遠心圧縮機２０の運転に対応した
吸込流量を選択制御するようになっている。

【００２５】図１及び図２は、可変インレットガイドベ
ーンに係る第１の実施形態を示しており、符号の１０Ａ
は断面形状が翼形をした可変インレットガイドベーン、
１１は翼形の前縁部、１２は翼形の後縁部、１３は翼形
の圧力面、１４は翼形の負圧面である。なお、図１は従
来技術の説明で用いた図１１に対応する可変インレット
ガイドベーン１０Ａの断面図、図２は１枚の可変インレ
ットガイドベーン１０Ａを吸込口上流側から見た正面図
である。

【００２６】可変インレットガイドベーン１０Ａは、上
述したように遠心圧縮機などのターボ形圧縮機の吸込口
８に設けられて、昇圧する流体の流れ方向に対する設置
角度を適宜変えることにより、圧縮機の吸込流量を制御
する機能を有している。換言すれば、可変インレットガ
イドベーン１０Ａは、図９及び図１０に示すように、ケ
ーシング１と主軸２との間に形成されたドーナツ状の吸
込口８の開度（流路面積）を、全閉位置から全開位置ま
で回動して制御するように円周方向へ多数配設され、タ
ーボ形圧縮機の容量制御弁として機能している。このよ
うな可変インレットガイドベーン１０Ａに対して、本発
明では翼形の前縁部１１に、圧力面１３側から負圧面１
４側へ貫通する流体流路１５を設けてある。従って、吸
込口８から吸い込んで昇圧する流体の一部は、この流体
流路１５を通過して流れることになる。また、この流体
流路１５における出口１５ａの位置は、可変インレット
ガイドベーン１０Ａの全閉時において隣接するガイドベ
ーンの後縁部１２が重なって塞がれるように配置してあ
る。すなわち、可変インレットガイドベーン１０Ａの全
閉位置においては、流体流路１５の出口１５ａが隣接す
るガイドベーンの後縁部１２によって塞がれるため、流
路として機能できないようになっている。

【００２７】さて、上述した流体流路１５の好適な実施
例としては、図２（ａ）に示す第１実施例及び図２
（ｂ）に示す第２実施例がある。第１実施例の流体流路
１５Ａは、前縁部１１の端部近傍に、前縁部端部に沿っ
て設けられたスリットである。この流体流路（以下スリ
ット）１５Ａは、翼形の厚み方向に最短距離で貫通する
のではなく、出口１５ａ側が前縁部１１の端部から離間
するよう適当に傾斜させて設けてある。このため、可変
インレットガイドベーン１０Ａがある開度をもった位置
にあるとき、スリット１５Ａは昇圧する流体の流れ方向
と一致する。

【００２８】第２実施形態の流体流路１５Ｂは、上述し
た第１実施形態のスリット１５Ａに代えて、前縁部１１
の端部近傍に、前縁部端部に沿って複数の穴を配列した
穴列を設けたものである。この流体流路（以下穴列）１
５Ｂは、それぞれが円形断面の穴を並べたものでもよい
し、あるいは楕円形や矩形などの穴を並べてもよい。な
お、この場合の穴列１５Ｂについても、可変インレット
ガイドベーン１０Ａがある開度をもった位置にあると
き、昇圧する流体の流れ方向と一致するよう傾斜させて
設けられている。

【００２９】このように、流体流路１５を設けて昇圧す
る流体の一部を負圧面１４側へ流すと、出口１５ａから
流出する吹き出し流れによって負圧面１４上の流れの剥
離が抑制されるので、剥離幅Ｌを小さくすることができ
る。この結果、可変インレットガイドベーン１０Ａの下
流側においては、圧力変動量が低減される。

【００３０】続いて、本発明による可変インレットガイ
ドベーンの第２の実施形態を図３〜図５に示して説明す
る。図において、符号の１０Ｂは断面形状が翼形をした
可変インレットガイドベーン、１１は翼形の前縁部、１
２は翼形の後縁部、１３は翼形の圧力面、１４は翼形の
負圧面である。なお、図３は従来技術の説明で用いた図
１１に対応する可変インレットガイドベーン１０Ｂの断
面図、図４は第２実施形態の可変インレットガイドベー
ン１０Ｂに係る第１実施例を示す断面図、図５は同じく
第２実施例に係る断面図である。

【００３１】この第２実施形態では、可変インレットガ
イドベーン１０Ｂにおける翼形の後縁部１２に、翼形の
コード長Ｃを可変調整するためのコード長調整部１６を
設けてある。このようなコード長調整部１６の好適な第
１実施例としては、図４に示すように、後縁部１２に貼
り付ける板材１７の長さを変化させて調整するものがあ
る。この板材１７には、真鍮や鉄などよりなる一定厚の
平板が好ましく、適当な長さ及び形状に加工した後、ろ
う付けなどにより可変インレットガイドベーン１０Ｂの
所定位置に固定する。なお、板材１７として一定厚の平
板が好ましいのは、翼形の後縁部１２が厚くなると圧力
損失が増加するという不都合が生じるためである。

【００３２】従って、図４に実線で表示した板材１７を
使用すればコード長Ｃ１の可変インレットガイドベーン
１０Ｂを提供でき、また、想像線で表示した板材１７を
使用すればコード長Ｃ２の可変インレットガイドベーン
１０Ｂできるというように、複雑な翼形加工が必要な可
変インレットガイドベーン本体側の形状をそのままにし
て、貼り付ける板材１７の形状を変化させることでコー
ド長Ｃの調整を容易に行うことが可能となる。すなわ
ち、板材１７の形状加工は、平板の長さや形状等に関す
る２次元のものであるから、３次元加工となる翼型加工
とは比較にならないほど容易であり、従って、可変イン
レットガイドベーン１０Ｂを標準化して板材１７側で適
宜調整するのが好ましい。なお、可変インレットガイド
ベーン１０Ｂ側には、上述した板材１７を嵌合させて貼
り付けるための適当な凹部１６ａを予め設けておくとよ
い。

【００３３】また、上述したコード長調整部１６の好適
な第２実施例としては、図５に示すように、翼形成形と
同時に後縁部１２に予め設けた調整代１６ｂを適当な位
置で切断し、コード長Ｃを変化させるものがある。この
調整代１６ｂの部分は、わざわざ３次元加工の翼形形状
とする必要はなく、たとえば一定厚の板材を貼り付けた
場合と同様に、平板状に加工したものを延長して設けれ
ばでよい。従って、全く切断しない可変インレットガイ
ドベーン１０Ｂとした場合にはコード長がＣ５となり、
その切断位置に応じて、コード長Ｃ３やＣ４のものを容
易に提供することができる。すなわち、コード長Ｃ５が
最大長さとなる可変インレットガイドベーン１０Ｂを標
準とし、適宜切断するという簡単な加工をするだけで、
コード長Ｃの選択調整が可能となる。

【００３４】上述したようにコード長Ｃを容易に調整可
能とすれば、図３に示すように、隣接している翼間距離
（ピッチＰ）とコード長Ｃとの比、すなわちＰ／Ｃで表
されるピッチ・コード比を小さく調節することにより、
負圧面１４側の剥離を抑制して剥離幅Ｌを小さくするこ
とができる。この結果、可変インレットガイドベーン１
０Ｂの下流側においては、圧力変動量が低減される。

【００３５】さて、可変インレットガイドベーン１０の
下流側で生じる圧力変動を原因とする振動の周波数ｆ
は、ストローハル数をｓｔ、流体の流速をＶ、剥離幅を
Ｌとした場合、ｆ＝ｓｔ × Ｖ／Ｌ という式で表され
ることは従来例で説明した通りである。ここで、上述し
た第１の実施形態及び第２の実施形態のように剥離幅Ｌ
を小さくして圧力変動を低減すると、周波数ｆを算出す
る式の分母が小となるため、周波数ｆは大きな値とな
る。この結果、可変インレットガイドベーン１０の下流
側における機器類、すなわち遠心圧縮機２０及び冷凍装
置の構成部材が周波数ｆに共振するためにはその固有振
動数も高くなければならず、従って、一般に固有振動数
の低い機器類にとっては共振が生じにくいものとなり、
さらに、共振に伴う異音の発生も防止することができ
る。

【００３６】さて、これまで説明した実施形態では、タ
ーボ形圧縮機として２段圧縮の遠心圧縮機を例示して説
明しているが、たとえば軸流式圧縮機や斜流式圧縮機な
ど他のターボ形圧縮機についても適用可能であり、ま
た、圧縮段数についても２段に限定されないことは言う
までもない。そして、上述した可変インレットガイドベ
ーン１０及びこれを備えたターボ形圧縮機２０を構成要
素とする冷凍装置は、図７及び図８に示した構成に限定
されることはなく、たとえばサブクーラ３０ｂや中間冷
却器６０などがない構成、すなわち冷凍サイクルを形成
する上で最小限必要となるターボ形圧縮機２０、凝縮器
３０、絞り機構４０および蒸発器５０を備えたものであ
ればよい。

【００３７】

【発明の効果】上述した本発明の可変インレットガイド
ベーン、ターボ形圧縮機及び冷凍装置によれば、以下の
効果を奏する。請求項１に記載の可変インレットガイド
ベーンによれば、圧力面側から負圧面側へ貫通し全閉時
に隣接するガイドベーンの後縁部が重なって出口を塞が
れる流体流路を翼形の前縁部に設けたので、流体通路を
通過して負圧面側へ流出する流れが形成され、この流れ
により負圧面側の剥離を抑制して剥離幅Ｌを小さくする
ことができる。このため、下流における圧力変動を低減
することができ、また、剥離幅Ｌを小さくしたことによ
って振動数ｆが大きくなるので、下流側に配設されてい
る機器類の共振が生じにくくなる。従って、運転中に共
振が生じて異音を発することを防止できるようになり、
圧縮機や冷凍装置の静音化に大きな効果を奏する。な
お、流体流路は全閉位置において塞がれる位置にあるの
で、始動時において流体が漏れて負荷を増大させるよう
なことはない。

【００３８】請求項３に記載の可変インレットガイドベ
ーンによれば、翼形の後縁部にコード長調整部を設けた
ので、コード長調整部において容易にコード長を調整す
ることが可能となり、ピッチ・コード比を適当に小さく
することにより、負圧面側の剥離を抑制して剥離幅Ｌを
小さくすることができる。このため、下流における圧力
変動を低減することができ、また、剥離幅Ｌを小さくし
たことによって振動数ｆが大きくなるので、下流側に配
設されている機器類の共振が生じにくくなる。従って、
運転中に共振が生じて異音を発することを防止できるよ
うになり、圧縮機や冷凍装置の静音化に大きな効果を奏
する。

【００３９】請求項６に記載のターボ形圧縮機及び請求
項８に記載の冷凍装置によれば、吸込口に設けられる可
変インレットガイドベーンに対して、圧力面側から負圧
面側へ貫通し全閉時に隣接するガイドベーンの後縁部が
重なって出口を塞がれる流体流路を翼形の前縁部に設け
たので、流体通路を通過して負圧面側へ流出する流れが
形成され、この流れにより負圧面側の剥離を抑制して剥
離幅Ｌを小さくすることができる。このため、下流にお
ける圧力変動を低減することができ、また、剥離幅Ｌを
小さくしたことによって振動数ｆが大きくなるので、下
流側に配設されている機器類の共振が生じにくくなる。
従って、運転中に共振が生じて異音を発することを防止
できるようになり、ターボ形圧縮機やこれを構成要素と
する冷凍装置の静音化が促進され、商品性の向上に大き
な効果を奏する。

【００４０】請求項７に記載のターボ形圧縮機及び請求
項９に記載の冷凍装置によれば、吸込口に設けられる可
変インレットガイドベーンに対して、翼形の後縁部にコ
ード長調整部を設けたので、コード長調整部において容
易にコード長を調整することが可能となり、ピッチ・コ
ード比を適当に小さくすることにより、負圧面側の剥離
を抑制して剥離幅Ｌを小さくすることができる。このた
め、下流における圧力変動を低減することができ、ま
た、剥離幅Ｌを小さくしたことによって振動数ｆが大き
くなるので、下流側に配設されている機器類の共振が生
じにくくなる。従って、運転中に共振が生じて異音を発
することを防止できるようになり、ターボ形圧縮機やこ
れを構成要素とする冷凍装置の静音化が促進され、商品
性の向上に大きな効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る可変インレットガイドベーンの
第１の実施形態を示す断面図で、（ａ）は半開時の状
態、（ｂ）は全閉時の状態である。

【図２】 図１に示した可変インレットガイドベーンの
正面図で、（ａ）は流体流路をスリットとした第１実施
例、（ｂ）は流体流路を穴列とした第２実施例である。

【図３】 本発明に係る可変インレットガイドベーンの
第２の実施形態を示す半開状態の断面図である。

【図４】 図３に示した可変インレットガイドベーンの
第１実施例を示す断面図である。

【図５】 図３に示した可変インレットガイドベーンの
第２実施例を示す断面図である。

【図６】 本発明に係るターボ形圧縮機の一実施形態と
して遠心圧縮機の構成を示す断面図である。

【図７】 本発明に係る冷凍装置の構成例を示す斜視図
である。

【図８】 本発明に係る冷凍装置の構成例を示す系統図
である。

【図９】 従来の可変インレットガイドベーンを備えた
ターボ形圧縮機の構成例を示す要部断面図である。

【図１０】 図９の可変インレットガイドベーンを全閉
位置にした状態を吸込口の外側から見た正面図である。

【図１１】 図９のＡ−Ａ線に沿う可変インレットガイ
ドベーンの断面図で、（ａ）は半開時の状態、（ｂ）は
全閉時の状態である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 主軸 ３ 羽根車 ４ ディフューザ ８ 吸込口 １０，１０Ａ，１０Ｂ 可変インレットガイドベーン １１ 前縁部 １２ 後縁部 １３ 圧力面 １４ 負圧面 １５ 流体流路 １５Ａ 流体流路（スリット） １５Ｂ 流体流路（穴列） １５ａ 出口 １６ コード長調整部 １６ａ 凹部 １６ｂ 調整代 １７ 板材 ２０ ターボ形圧縮機（遠心圧縮機） ２３ 動力伝達機構 ２４ 吐出口 ３０ 凝縮器 ４０ 絞り機構 ５０ 蒸発器

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターボ形圧縮機の吸込口に設けられ流
   れ方向に対する設置角度を変えることで吸込流量を制御
   する可変インレットガイドベーンであって、 翼形の前縁部に、圧力面側から負圧面側へ貫通し全閉時
   に隣接するガイドベーンの後縁部が重なって出口を塞が
   れる流体流路を設けたことを特徴とする可変インレット
   ガイドベーン。
2. 【請求項２】 前記流体流路がスリットまたは穴列で
   あることを特徴とする請求項１記載の可変インレットガ
   イドベーン。
3. 【請求項３】 ターボ形圧縮機の吸込口に設けられ流
   れ方向に対する設置角度を変えることで吸込流量を制御
   する可変インレットガイドベーンであって、 翼形の後縁部にコード長調整部を設けたことを特徴とす
   る可変インレットガイドベーン。
4. 【請求項４】 前記コード長調整部が、前記後縁部に
   貼り付ける板材の長さを変化させることを特徴とする請
   求項３記載の可変インレットガイドベーン。
5. 【請求項５】 前記コード長調整部が、前記後縁部に
   予め設けた調整代を切断し変化させることを特徴とする
   請求項３記載の可変インレットガイドベーン。
6. 【請求項６】 吸込口及び吐出口を備えたケーシング
   と、該ケーシング内に回転可能に支持されている主軸
   と、該主軸に設けられた羽根車と、該羽根車の下流側に
   設けられたディフューザと、前記主軸の駆動機構と、前
   記吸込口に設けられ流れ方向に対する設置角度を変える
   ことで吸込流量を制御する可変インレットガイドベーン
   とを具備し、前記吸入口から吸い込んだ流体を昇圧して
   前記吐出口から流出させるように構成されたターボ形圧
   縮機であって、 前記可変インレットガイドベーンの翼形前縁部に、圧力
   面側から負圧面側へ貫通し全閉時に隣接するガイドベー
   ンの後縁部が重なって出口を塞がれる流体流路を設けた
   ことを特徴とするターボ形圧縮機。
7. 【請求項７】 吸込口及び吐出口を備えたケーシング
   と、該ケーシング内に回転可能に支持されている主軸
   と、該主軸に設けられた羽根車と、該羽根車の下流側に
   設けられたディフューザと、前記主軸の駆動機構と、前
   記吸込口に設けられ流れ方向に対する設置角度を変える
   ことで吸込流量を制御する可変インレットガイドベーン
   とを具備し、前記吸入口から吸い込んだ流体を昇圧して
   前記吐出口から流出させるように構成されたターボ形圧
   縮機であって、 前記可変インレットガイドベーンの翼形後縁部に、コー
   ド長調整部を設けたことを特徴とするターボ形圧縮機。
8. 【請求項８】 吸込口及び吐出口を備えたケーシング
   と、該ケーシング内に回転可能に支持されている主軸
   と、該主軸に設けられた羽根車と、該羽根車の下流側に
   設けられたディフューザと、前記主軸の駆動機構と、前
   記吸込口に設けられ流れ方向に対する設置角度を変える
   ことで吸込流量を制御するとともに圧力面側から負圧面
   側へ貫通し全閉時に隣接するガイドベーンの後縁部が重
   なって出口を塞がれる流体流路を翼形前縁部に設けた可
   変インレットガイドベーンとを具備し、前記吸入口から
   吸い込んだガス冷媒を昇圧して前記吐出口から流出させ
   るターボ形圧縮機と、 前記ガス冷媒を凝縮、液化させて液冷媒を送出する凝縮
   器と、 前記液冷媒を減圧する絞り機構と、 凝縮及び減圧された液冷媒と被冷却物との間で熱交換を
   行わせて該被冷却物を冷却するとともに、前記液冷媒を
   蒸発、気化させる蒸発器と、を具備して構成したことを
   特徴とする冷凍装置。
9. 【請求項９】 吸込口及び吐出口を備えたケーシング
   と、該ケーシング内に回転可能に支持されている主軸
   と、該主軸に設けられた羽根車と、該羽根車の下流側に
   設けられたディフューザと、前記主軸の駆動機構と、前
   記吸込口に設けられ流れ方向に対する設置角度を変える
   ことで吸込流量を制御するとともに翼形の後縁部にコー
   ド長調整部を設けた可変インレットガイドベーンとを具
   備し、前記吸入口から吸い込んだガス冷媒を昇圧して前
   記吐出口から流出させるターボ形圧縮機と、 前記ガス冷媒を凝縮、液化させて液冷媒を送出する凝縮
   器と、 前記液冷媒を減圧する絞り機構と、 凝縮及び減圧された液冷媒と被冷却物との間で熱交換を
   行わせて該被冷却物を冷却するとともに、前記液冷媒を
   蒸発、気化させる蒸発器と、を具備して構成したことを
   特徴とする冷凍装置。