JP2003307197A - Turbo-compressor and refrigerator using the same - Google Patents
Turbo-compressor and refrigerator using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転する羽根車に
よって流体を圧縮するターボ形圧縮機およびそれを用い
た冷凍装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbo compressor for compressing a fluid by a rotating impeller and a refrigerating apparatus using the turbo compressor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、ターボ形圧縮機は各種プラン
トに広く用いられているが、冷凍装置にも、冷媒の圧縮
機としてターボ形圧縮機が用いられている。このターボ
形圧縮機は、羽根車(インペラ)が設けられた回転軸を
回転させることにより、流体を圧縮させるようになって
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, a turbo type compressor has been widely used in various plants, but a turbo type compressor is also used as a refrigerant compressor in a refrigeration system. This turbo compressor is configured to compress a fluid by rotating a rotating shaft provided with an impeller (impeller).
【0003】また、近年のターボ形圧縮機においては、
羽根車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、こ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5は従来の可変インレッ
トガイドベーンを備えているターボ形圧縮機の要部断面
図、図6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7は図5のA−A断面図
である。In recent turbo compressors,
For the purpose of controlling the suction flow rate of the impeller, a so-called variable inlet guide vane is provided at the suction port.
The variable inlet guide vane will be briefly described below with reference to the drawings. Here, FIG. 5 is a sectional view of a main part of a turbo compressor provided with a conventional variable inlet guide vane, FIG. 6 is a front view of the variable inlet guide vane in a fully closed state as seen from the upstream side, and FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along line AA of FIG. 5.
【0004】図5において、符号の1はケーシング、2
は主軸、3は第1の羽根車、4はディフューザ、5は返
路、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。In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a casing, 2
Is a main shaft, 3 is a first impeller, 4 is a diffuser, 5 is a return path, 6 is a flow path partition plate, 7 is a guide vane, 8 is a suction port,
Reference numeral 9 indicates a seal member, and 10 indicates a variable inlet guide vane.
【0005】なお、この場合、ターボ形圧縮機には多段
式(2段式)の遠心圧縮機が採用されており、圧縮され
る流体は、図中に白抜矢印で示すように、初段(1段
目)の吸込口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、返路5及びガイ
ドベーン7の順に通過して昇圧され、次段(2段目)の
入口へと導かれる。In this case, a multi-stage (two-stage) centrifugal compressor is used as the turbo compressor, and the fluid to be compressed is the first stage (as indicated by the white arrow in the figure). After being sucked from the suction port 8 of the first stage), the impeller 3 is supported by the casing 1 and rotates together with the main shaft 2 by a drive mechanism (not shown). The velocity of gas is reduced to convert kinetic energy into internal energy. After passing through the diffuser 4, the return passage 5 and the guide vane 7 in this order, the pressure is increased and the pressure is guided to the inlet of the next stage (second stage).
【0006】このようなターボ形圧縮機の吸込口8に
は、例えば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との間に複数設
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。A plurality of variable inlet guide vanes 10 having, for example, an airfoil cross section are installed between the outer periphery of the main shaft 2 and the casing 1 at the suction port 8 of such a turbo compressor. This variable inlet guide vane 10
Are rotatably supported so that their installation angles can be changed with respect to the flow direction (white arrow) of the fluid to be pressurized.
【0007】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
度を調整することにより、弁開度を変化させて昇圧する
流体の羽根車への流入角を調整し、冷凍能力をコントロ
ールし得るようになっている。また、羽根車3に吸い込
まれる流体は、軸方向に流れつつ絞り時に旋回流を与え
られる。That is, by appropriately adjusting the opening between the fully opened position which is substantially parallel to the flow direction and the fully closed position where the suction port 8 is completely closed, the blade of the fluid for changing the valve opening and increasing the pressure. The refrigeration capacity can be controlled by adjusting the inflow angle to the car. Further, the fluid sucked into the impeller 3 is given a swirling flow when throttled while flowing in the axial direction.
【0008】なお、図7(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7(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。Incidentally, FIG. 7A shows a state in which the variable inlet guide vane 10 is in a half-open position and is capable of sucking fluid, and FIG. 7B shows a rear edge side of the variable inlet guide vane 10. It shows a state in which the end portions 10a are in a fully closed position in which they are in close contact with the leading edge side negative pressure surfaces 10b of the adjacent guide vanes.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかるター
ボ形圧縮機では、上述したような可変インレットガイド
ベーン10を、1段目の吸込口8には配設することがで
きるものの、2段目の吸込口(図示せず)には、スペー
ス的な問題から配設するのが困難であり、仮に配設した
場合、ターボ形圧縮機全体を大型化してしまう問題があ
った。By the way, in such a turbo compressor, the variable inlet guide vane 10 as described above can be arranged in the suction port 8 of the first stage, but it is in the second stage. It is difficult to install the suction port (not shown) due to a space problem, and if it is installed, there is a problem that the entire turbo compressor is enlarged.
【0010】このため、せっかく初段の吸込口8で羽根
車3における流体の吸込流量を制御したにも拘わらず、
2段目の吸込口で流体の吸込流量を制御しかねることか
ら、ターボ形圧縮機全体として1段目における吸込流量
の制御のみの不十分な機構となり、冷凍能力を十分にコ
ントロールすることが困難であった。Therefore, even though the suction flow rate of the fluid in the impeller 3 is controlled by the suction port 8 of the first stage,
Since the suction flow rate of the fluid cannot be controlled by the suction port of the second stage, the turbo compressor as a whole has an insufficient mechanism of controlling only the suction flow rate of the first stage, and it is difficult to sufficiently control the refrigeration capacity. Met.
【0011】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであり、全体として大型化させることなく、
流体の吸込流量を実用上十分に制御し、冷凍能力のコン
トロール性を格段と向上させ得るターボ形圧縮機および
それを用いた冷凍装置を提供することを目的としてい
る。The present invention has been made in view of the above problems, and does not increase the size as a whole.
It is an object of the present invention to provide a turbo compressor that can sufficiently control the suction flow rate of a fluid in practical use and can significantly improve the controllability of refrigeration capacity, and a refrigeration apparatus using the turbo compressor.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、以下の手段を採用した。請求項1
に記載の発明は、吸込口および吐出口を設けたケーシン
グと、当該ケーシング内に回転自在に支持される主軸
と、当該主軸に多段に設けられた羽根車と、当該羽根車
の下流側に設けられたディフューザと、上記主軸の駆動
機構とを有し、上記吸込口から吸い込んだ流体を昇圧し
て上記吐出口から流出させるターボ形圧縮機において、
上記流体の導入口を上記主軸に対する周方向に有し、当
該導入口から導入した上記流体を上記羽根車へと導く流
路部と、上記流路部に、上記流体の流れ方向に対する設
置角度を変動自在に設けられる複数の翼とを具備してな
る可動ベーンを具えることを特徴としている。In order to solve the above problems, the present invention employs the following means. Claim 1
The invention described in (1), a casing provided with a suction port and a discharge port, a main shaft rotatably supported in the casing, an impeller provided in multiple stages on the main shaft, and a downstream side of the impeller. In the turbo compressor having the diffuser and the drive mechanism for the main shaft, the pressure of the fluid sucked from the suction port is increased and the fluid is discharged from the discharge port,
An inlet for the fluid is provided in the circumferential direction with respect to the main shaft, and a passage portion that guides the fluid introduced from the inlet to the impeller and the passage portion have an installation angle with respect to the flow direction of the fluid. It is characterized in that it comprises a movable vane comprising a plurality of blades that are variably provided.
【0013】この発明によれば、可動ベーンが主軸に対
する周方向に設けられた導入口から導入した流体を、そ
の流れ方向に対する設置角度が変動自在な複数の翼によ
って流量を調整して導入するため、全体として大型化さ
せることなく、流体の吸込流量を実用上十分に制御する
ことができる。しかも、この可動ベーンが流体を主軸に
対する周方向から導入することにより、図5の位置に取
りつけられる場合と比べ大きな旋回流を生じさせること
ができ軸方向の流動抵抗を大きくすることもできる。According to the present invention, the fluid introduced by the movable vane from the inlet provided in the circumferential direction with respect to the main shaft is introduced by adjusting the flow rate by a plurality of blades whose installation angle with respect to the flow direction is variable. It is possible to sufficiently control the suction flow rate of the fluid in practical use without increasing the overall size. Moreover, by introducing the fluid from the movable vanes in the circumferential direction with respect to the main shaft, a larger swirling flow can be generated and the axial flow resistance can be increased as compared with the case where the movable vane is mounted at the position shown in FIG.
【0014】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
のターボ形圧縮機において、上記可動ベーンは、各上記
翼が一括して上記流体の流れ方向に対する設置角度を変
動するリンク機構を具備してなることを特徴としてい
る。The invention described in claim 2 is the same as claim 1
In the turbo compressor, the movable vane is characterized in that each of the blades is provided with a link mechanism that collectively changes the installation angle with respect to the flow direction of the fluid.
【0015】このターボ形圧縮機によれば、可動ベーン
がリンク機構により、各翼の流体の流れ方向に対する設
置角度を一括して変動するため、これら翼の変動量を均
一に保つことができ、流体の吸込流量を正確に調整する
ことができる。According to this turbo compressor, since the movable vanes collectively change the installation angle of each blade with respect to the flow direction of the fluid by the link mechanism, the amount of fluctuation of these blades can be kept uniform. The suction flow rate of the fluid can be adjusted accurately.
【0016】請求項3に記載の発明は、吸込口および吐
出口を設けたケーシングと、当該ケーシング内に回転自
在に支持される主軸と、当該主軸に多段に設けられた羽
根車と、当該羽根車の下流側に設けられたディフューザ
と、上記主軸の駆動機構とを有し、上記吸込口から吸い
込んだ流体を昇圧して上記吐出口から流出させるターボ
形圧縮機と、上記流体を凝縮、液化させる凝縮器と、上
記凝縮器で凝縮・液化された流体を減圧する絞り機構
と、上記絞り機構で減圧された流体と被冷却物との間で
熱交換を行わせて当該被冷却物を冷却するとともに、上
記流体を蒸発・気化させる蒸発器とを具備する冷凍装置
において、上記ターボ形圧縮機に、上記流体の導入口を
上記主軸に対する周方向に有し、当該導入口から導入し
た上記流体を上記羽根車へと導く流路部と、上記流路部
に、上記流体の流れ方向に対する設置角度を変動自在に
設けられる複数の翼とを具備してなる可動ベーンを具え
ることを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, a casing provided with a suction port and a discharge port, a main shaft rotatably supported in the casing, an impeller provided in multiple stages on the main shaft, and the blade. A turbo compressor that has a diffuser provided on the downstream side of the vehicle and a drive mechanism for the main shaft, and that boosts the pressure of the fluid sucked from the suction port to flow out from the discharge port; and condenses and liquefies the fluid. A condenser for cooling, a throttle mechanism for depressurizing the fluid condensed and liquefied by the condenser, and a heat exchange between the fluid depressurized by the throttle mechanism and the object to be cooled to cool the object to be cooled. In addition, in a refrigerating apparatus including an evaporator that evaporates and vaporizes the fluid, the turbo compressor has an inlet for the fluid in a circumferential direction with respect to the main shaft, and the fluid introduced through the inlet. The above feather And the flow path portion leading to the car, in the flow path unit, is characterized by comprising a movable vane comprising and a plurality of blades provided an installation angle to the flow direction of the fluid to freely change.
【0017】この冷凍装置によれば、可動ベーンが主軸
に対する周方向に設けられた導入口から導入した流体
を、その流れ方向に対する設置角度が変動自在な複数の
翼によって流量を調整して導入するため、全体として大
型化させることなく、流体の吸込流量を実用上十分に制
御することができる。しかも、この可動ベーンが流体を
主軸に対する周方向から導入することにより、旋回流を
生じさせて軸方向の流動抵抗を大きくすることもでき
る。According to this refrigeration system, the fluid introduced by the movable vanes from the inlet provided in the circumferential direction with respect to the main shaft is introduced by adjusting the flow rate by a plurality of blades whose installation angle is variable with respect to the flow direction. Therefore, the suction flow rate of the fluid can be sufficiently controlled practically without increasing the overall size. In addition, the movable vanes introduce the fluid in the circumferential direction with respect to the main shaft, so that a swirl flow can be generated to increase the flow resistance in the axial direction.
【0018】また、請求項4に記載の発明は、請求項3
の冷凍装置において、上記可動ベーンは、各上記翼が一
括して上記流体の流れ方向に対する設置角度を変動する
リンク機構を具備してなることを特徴としている。The invention described in claim 4 is the same as claim 3
In the refrigerating apparatus, the movable vane is provided with a link mechanism in which the blades collectively change the installation angle with respect to the flow direction of the fluid.
【0019】この冷凍装置によれば、ターボ形圧縮機に
設けられた可動ベーンがリンク機構により、各翼の流体
の流れ方向に対する設置角度を一括して変動するため、
これら翼の変動量を均一に保つことができ、流体の吸込
流量を正確に調整することができる。According to this refrigerating apparatus, since the movable vanes provided in the turbo-type compressor collectively change the installation angle of each blade with respect to the fluid flow direction by the link mechanism,
The fluctuation amount of these blades can be kept uniform, and the suction flow rate of the fluid can be adjusted accurately.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るターボ形圧縮
機およびそれを用いた冷凍装置の一実施形態を図面に基
づいて詳述する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a turbo compressor and a refrigerating apparatus using the same according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0021】図1は、全体として本実施の形態による冷
凍装置を斜視して示す概要構成図であり、図2は、その
系統図である。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。FIG. 1 is a schematic block diagram showing the refrigerating apparatus according to the present embodiment as a whole in perspective, and FIG. 2 is a system diagram thereof. This refrigeration system includes a turbo compressor 20 that pressurizes (compresses) the gas refrigerant sucked from the suction port and flows out from the discharge port, and a condenser 30 that condenses and liquefies the refrigerant compressed in the turbo compressor 20. A throttle mechanism 40 for reducing the pressure of the liquefied refrigerant in the condenser 30, and an evaporator 50 for cooling the cold water by exchanging heat between the refrigerant and the cold water (object to be cooled) and evaporating and vaporizing the refrigerant. It is configured to include.
【0022】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形圧縮機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。In the illustrated refrigerating apparatus, the intercooler 60 for temporarily storing and cooling the refrigerant liquefied in the condenser 30 and a part of the refrigerant liquefied in the condenser 30 are used. An oil cooler 70 for cooling the lubricating oil of the turbo compressor 20 is provided. A drive mechanism 23 including a motor 21 that serves as a drive source and a power transmission mechanism 22 is connected to the turbo compressor 20.
【0023】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。The turbo compressor 20, the condenser 30, the throttle mechanism 40, the evaporator 50 and the intercooler 60 are connected by a main pipe 81 so as to form a closed system for circulating the refrigerant.
【0024】ターボ形圧縮機20には、例えば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。As the turbo compressor 20, for example, a two-stage centrifugal compressor is adopted. The first-stage impeller 3a compresses a gas refrigerant, and the refrigerant is introduced into the second-stage impeller 3b. After further compressing, it is sent to the condenser 30.
【0025】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。これとともに、このターボ形圧縮機20
の第2段羽根車3bの直前には、第1段羽根車3aから
導入される流体を後述する主軸2に対する周方向から導
入し、当該導入した流体を第2段羽根車3bへと導く際
に、この流体の流れ方向に対して複数の翼の設置角度を
変動させることで吸込流量の制御を行う可動ベーン10
0が設けられている。Further, the suction port 8 of the turbo compressor 20
The variable inlet guide vane 10 is provided for controlling the suction flow rate by changing the installation angle with respect to the flow direction of the fluid (gas refrigerant) that is sucked in to increase the pressure. Along with this, this turbo compressor 20
Immediately before the second-stage impeller 3b, when the fluid introduced from the first-stage impeller 3a is introduced from the circumferential direction with respect to the main shaft 2 described later, and the introduced fluid is guided to the second-stage impeller 3b. In addition, the movable vane 10 that controls the suction flow rate by changing the installation angle of the plurality of blades with respect to the flow direction of the fluid
0 is provided.
【0026】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3
0a、サブクーラ30b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、図示省略するステ
ータやコイルを冷却する。The condenser 30 comprises a main condenser 30a and an auxiliary condenser 30b called a subcooler, and the main condenser 3
The refrigerant is introduced in the order of 0a and the subcooler 30b, but a part of the refrigerant cooled in the main condenser 30a is introduced into the oil cooler 70 without passing through the subcooler 30b to cool the lubricating oil. Separately from this, a part of the refrigerant cooled in the main condenser 30a is introduced into the casing of the electric motor 21 without passing through the subcooler 30b, and cools a stator and a coil (not shown).
【0027】絞り機構40は、凝縮器30と中間冷却器
60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3b
に導入される。The throttling mechanism 40 is provided between the condenser 30 and the intercooler 60, and between the intercooler 60 and the evaporator 50, and the refrigerant liquefied in the condenser 30 is stepwise. Depressurize to. The structure of the intercooler 60 is the same as that of a hollow container, and the refrigerant cooled in the main condenser 30a and the subcooler 30b and depressurized in the expansion mechanism 40 is temporarily stored and further cooled. The gas phase component in the intercooler 60 passes through the bypass pipe 82 without passing through the evaporator 50 and the second-stage impeller 3b of the turbo compressor 20.
Will be introduced to.
【0028】ここで図3は、上述したターボ形圧縮機2
0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。このターボ形圧縮機20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は返路、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、100は可動ベーンである。FIG. 3 shows the turbo compressor 2 described above.
As an example of No. 0, the configuration of a two-stage compression centrifugal compressor is shown. In this turbo compressor 20, reference numeral 1 is a casing, 2 is a main shaft, 3 is an impeller (impeller),
4 is a diffuser, 5 is a return path, 6 is a flow path partition, 7 is a guide vane, 8 is a suction port, 10 is a variable inlet guide vane, 21 is an electric motor, 22 is a power transmission mechanism, 23 is a drive mechanism, and 24 is The discharge port 100 is a movable vane.
【0029】このターボ形圧縮機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、この羽根車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22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が、本発明はこれに限るものでは
ない。The turbo compressor 20 is a two-stage compression impeller 3 including a first-stage impeller 3a and a second-stage impeller 3b.
Is provided on the main shaft 2, and the impeller 3 is rotated by the drive mechanism 23 including the electric motor 21 and the power transmission mechanism 22 to pressurize the fluid (gas) such as the gas refrigerant sucked from the suction port 8 and discharge it from the discharge port 24. It is configured to drain. The power transmission mechanism 22 in this case includes the first gear 22a that rotates integrally with the rotary shaft 21a of the electric motor 21.
The second gear 22b that rotates integrally with the main shaft 2 meshes with the speed increasing mechanism, but the present invention is not limited to this.
【0030】可動ベーン100は、図4(a)と、その
AA断面図である図4(b)に示すように、流体の導入
口を主軸2に対する周方向(すなわち返路5の延長上)
に有し、当該導入口から導入した流体を羽根車3(この
場合、第2の羽根車3b)へと導く、ノズルプレート1
04と、ノズルマウント105から形成される流路部1
01と、この流路部101に、流体の流れ方向に対する
設置角度を変動自在に設けられる複数の翼100aとを
具備して構成されている。As shown in FIG. 4A and FIG. 4B which is a sectional view of the movable vane 100, the movable vane 100 has a fluid inlet port in the circumferential direction with respect to the main shaft 2 (that is, on the extension of the return path 5).
Nozzle plate 1 that has the above-mentioned structure and guides the fluid introduced from the inlet to the impeller 3 (in this case, the second impeller 3b).
04 and the nozzle mount 105.
01 and a plurality of blades 100a whose installation angle with respect to the flow direction of the fluid is variable in the flow path portion 101.
【0031】また、この可動ベーン100には、各翼1
00aに対応して設けられ、各々翼100aと嵌合して
リンクするレバープレート102と、主軸2と同心円上
に設けられ、各レバープレート102を回動自在に保持
するリンクプレート103と、ノズルプレート104お
よびノズルマウント105間に設けられ、これらノズル
プレート104およびノズルマウント105を支持する
ノズルサポート106とが具備され、各翼100aが一
括して流体の流れ方向に対する設置角度を変動するため
のリンク機構を構成している。従って、この可動ベーン
100は、これら翼100aを均一に変動させる(すな
わち、変動量を均一に保つ)ことができるため、流体の
吸込流量を正確に調整することができる。In addition, each movable vane 100 has a blade 1
00a, a lever plate 102 that is fitted and linked to each blade 100a, a link plate 103 that is provided concentrically with the main shaft 2 and that rotatably holds each lever plate 102, and a nozzle plate And a nozzle support 106 that supports the nozzle plate 104 and the nozzle mount 105 and that is provided between the nozzle plate 104 and the nozzle mount 105. The link mechanism allows the blades 100a to collectively change the installation angle with respect to the fluid flow direction. Are configured. Therefore, the movable vane 100 can uniformly vary the blades 100a (that is, keep the variation amount uniform), and thus the suction flow rate of the fluid can be accurately adjusted.
【0032】さて、吸込口8より可変インレットガイド
ベーン10を介して第1段羽根車3aに吸い込まれた流
体は、同可変インレットガイドベーン10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、ターボ形圧縮機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。そ
して、通過する羽根車3a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
に返路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の入口へと導かれる。The fluid sucked into the first stage impeller 3a from the suction port 8 through the variable inlet guide vane 10 has a setting angle with respect to the flow direction of the variable inlet guide vane 10 from the fully open position to the fully closed position. The suction flow rate corresponding to the operation of the turbo compressor 20 is selectively controlled by appropriately changing the value within the range. Then, the speed and pressure of the impeller 3a passing therethrough are increased, and the speed of the diffuser 4 passing therethrough is reduced to convert the kinetic energy into internal energy, and further passes through the return path 5 and the guide vane 7 in this order. After being pressurized, it is guided to the entrance of the second-stage impeller 3b.
【0033】また、この第2段羽根車3bの入口へと導
かれた流体は、可動ベーン100における複数の翼10
0aの流れ方向に対する設置角度を、リンク機構100
bによって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、ターボ形圧縮機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。そして、
導入された流体は、第2段羽根車3bを通過する際にも
上述した第1段羽根車3aの場合と同様の経過を経て、
さらに昇圧された後、吐出口24から流出する。The fluid introduced to the inlet of the second-stage impeller 3b is the blades 10 of the movable vane 100.
The installation angle with respect to the flow direction of 0a is the link mechanism 100.
By appropriately changing the range from the fully open position to the fully closed position by b, the suction flow rate corresponding to the operation of the turbo compressor 20 is selectively controlled. And
The introduced fluid goes through the same process as in the case of the first-stage impeller 3a described above when passing through the second-stage impeller 3b,
After the pressure is further increased, it flows out from the discharge port 24.
【0034】このように、このターボ形圧縮機20で
は、第2段羽根車3bの入口に設けられた可動ベーン1
00によって、流体の吸込流量を調整して導入するた
め、流体の吸込流量を実用上十分に制御することができ
る。As described above, in the turbo compressor 20, the movable vane 1 provided at the inlet of the second-stage impeller 3b.
00, the suction flow rate of the fluid is adjusted and introduced, so that the suction flow rate of the fluid can be sufficiently controlled practically.
【0035】また、この可動ベーン100は、流体を主
軸2に対する周方向から導入することにより、その形状
を小型化することができるため、ターボ形圧縮機20全
体として大型化させることを未然に回避することができ
る。The shape of the movable vane 100 can be reduced by introducing the fluid from the circumferential direction with respect to the main shaft 2, so that it is possible to avoid increasing the size of the turbo compressor 20 as a whole. can do.
【0036】さらに、この可動ベーン100は、流体を
主軸2に対する周方向から導入することにより、旋回流
を生じさせて軸方向の流動抵抗を大きくすることもでき
る。Further, the movable vane 100 can generate a swirling flow by introducing the fluid from the circumferential direction with respect to the main shaft 2 to increase the flow resistance in the axial direction.
【0037】なお、上述した本実施の形態においては、
可動ベーン100を第2段羽根車3bの入口に設けるよ
うにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、例えばこの可動ベーン100を第1段羽根車3aの
吸込口8に設けるようにしてもよく、この場合、ターボ
形圧縮機全体をより一層小型化させ得る利点を得ること
ができる。In the above-mentioned embodiment,
The case where the movable vane 100 is provided at the inlet of the second stage impeller 3b has been described, but the present invention is not limited to this, and the movable vane 100 may be provided at the suction port 8 of the first stage impeller 3a, for example. However, in this case, there is an advantage that the entire turbo compressor can be further downsized.
【0038】[0038]
【発明の効果】上述のように、請求項1の発明によれ
ば、可動ベーンが主軸に対する周方向に設けられた導入
口から導入した流体を、その流れ方向に対する設置角度
が変動自在な複数の翼によって流量を調整して導入する
ため、全体として大型化させることなく、流体の吸込流
量を実用上十分に制御することができ、かくして冷凍能
力のコントロール性を格段と向上させ得るターボ形圧縮
機を実現することができる。しかも、この可動ベーンが
流体を主軸に対する周方向から導入することにより、旋
回流を生じさせて軸方向の流動抵抗を大きくすることも
できる。As described above, according to the first aspect of the present invention, a plurality of fluid vanes, whose movable vanes are introduced from the inlet provided in the circumferential direction with respect to the main shaft, can be set at various installation angles with respect to the flow direction. Since the flow rate is adjusted and introduced by the blades, the suction flow rate of the fluid can be sufficiently controlled practically without increasing the overall size, and thus the controllability of the refrigeration capacity can be significantly improved. Can be realized. In addition, the movable vanes introduce the fluid in the circumferential direction with respect to the main shaft, so that a swirl flow can be generated to increase the flow resistance in the axial direction.
【0039】また、請求項2の発明によれば、可動ベー
ンがリンク機構により、各翼の流体の流れ方向に対する
設置角度を一括して変動するため、これら翼の変動量を
均一に保つことができ、流体の吸込流量を正確に調整す
ることができる。Further, according to the invention of claim 2, since the movable vanes collectively change the installation angles of the blades with respect to the flow direction of the fluid by the link mechanism, the fluctuation amounts of these blades can be kept uniform. Therefore, the suction flow rate of the fluid can be adjusted accurately.
【0040】請求項3の発明によれば、可動ベーンが主
軸に対する周方向に設けられた導入口から導入した流体
を、その流れ方向に対する設置角度が変動自在な複数の
翼によって流量を調整して導入するため、全体として大
型化させることなく、流体の吸込流量を実用上十分に制
御することができ、かくして冷凍能力のコントロール性
を格段と向上させ得るターボ形圧縮機を実現することが
できる。しかも、この可動ベーンが流体を主軸に対する
周方向から導入することにより、旋回流を生じさせて軸
方向の流動抵抗を大きくすることもできる。According to the third aspect of the present invention, the flow rate of the fluid introduced by the movable vane from the inlet provided in the circumferential direction with respect to the main shaft is adjusted by a plurality of blades whose installation angle is variable with respect to the flow direction. Since it is introduced, it is possible to sufficiently control the suction flow rate of the fluid in practical use without increasing the size as a whole, and thus it is possible to realize a turbo compressor that can remarkably improve the controllability of the refrigerating capacity. In addition, the movable vanes introduce the fluid in the circumferential direction with respect to the main shaft, so that a swirl flow can be generated to increase the flow resistance in the axial direction.
【0041】また、請求項4の発明によれば、ターボ形
圧縮機に設けられた可動ベーンがリンク機構により、各
翼の流体の流れ方向に対する設置角度を一括して変動す
るため、これら翼の変動量を均一に保つことができ、流
体の吸込流量を正確に調整することができる。Further, according to the invention of claim 4, the movable vanes provided in the turbo-type compressor collectively change the installation angles of the respective blades with respect to the flow direction of the fluid by the link mechanism. The fluctuation amount can be kept uniform, and the suction flow rate of the fluid can be adjusted accurately.
【図1】 本発明に係る冷凍装置の構成例を示す斜視図
であるFIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a refrigerating apparatus according to the present invention.
【図2】 本発明に係る冷凍装置の構成例を示す系統図
である。FIG. 2 is a system diagram showing a configuration example of a refrigerating apparatus according to the present invention.
【図3】 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。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a centrifugal compressor as an embodiment of a turbo compressor according to the present invention.
【図4】 本発明に係るターボ形圧縮機の要部を拡大視
した図であり、(a)は可動ベーンの概略構成を示す上
面図であり、(b)は(a)のA−A線に沿う可動ベー
ンの断面図である。FIG. 4 is an enlarged view of a main part of a turbo compressor according to the present invention, (a) is a top view showing a schematic configuration of a movable vane, and (b) is an AA line of (a). It is sectional drawing of the movable vane which follows the line.
【図5】 従来のターボ形圧縮機を示す要部断面図であ
る。FIG. 5 is a cross-sectional view of essential parts showing a conventional turbo compressor.
【図6】 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。FIG. 6 is a front view of the variable inlet guide vane in a fully closed position as seen from the outside of the suction port.
【図7】 図5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。7A and 7B are cross-sectional views of the variable inlet guide vane taken along the line AA in FIG. 5, where FIG. 7A is a partially opened state and FIG. 7B is a fully closed state.
1 ケーシング 2 主軸 3 羽根車 3a 第1段羽根車 3b 第2段羽根車 4 ディフューザ 5 返路 20 ターボ形圧縮機 23 駆動機構 30 凝縮器 50 蒸発器 100 可動ベーン 100a 翼 101 流路部 102 レバープレート 103 リンクプレート 104 ノズルプレート 105 ノズルマウント 1 casing 2 spindles 3 impeller 3a 1st stage impeller 3b Second stage impeller 4 diffuser 5 Return 20 turbo compressor 23 Drive mechanism 30 condenser 50 evaporator 100 movable vanes 100a wings 101 flow path 102 lever plate 103 link plate 104 nozzle plate 105 nozzle mount
Claims (4)
と、当該ケーシング内に回転自在に支持される主軸と、
当該主軸に多段に設けられた羽根車と、当該羽根車の下
流側に設けられたディフューザと、上記主軸の駆動機構
とを有し、上記吸込口から吸い込んだ流体を昇圧して上
記吐出口から流出させるターボ形圧縮機において、 上記流体の導入口を上記主軸に対する周方向に有し、当
該導入口から導入した上記流体を上記羽根車へと導く流
路部と、 上記流路部に、上記流体の流れ方向に対する設置角度を
変動自在に設けられる複数の翼とを具備してなる可動ベ
ーンを具えることを特徴とするターボ形圧縮機。1. A casing having a suction port and a discharge port, and a main shaft rotatably supported in the casing.
It has an impeller provided in multiple stages on the main shaft, a diffuser provided on the downstream side of the impeller, and a drive mechanism for the main shaft, and pressurizes the fluid sucked from the suction port to increase the pressure from the discharge port. In the turbo compressor for outflow, there is an inlet port for the fluid in the circumferential direction with respect to the main shaft, and a channel part for guiding the fluid introduced from the inlet port to the impeller; A turbo compressor comprising: a movable vane having a plurality of blades whose installation angle is variable with respect to a fluid flow direction.
上記流体の流れ方向に対する設置角度を変動するリンク
機構を具備してなることを特徴とする請求項1に記載の
ターボ形圧縮機。2. The turbo compressor according to claim 1, wherein the movable vane is provided with a link mechanism in which the blades collectively change the installation angle with respect to the flow direction of the fluid. .
と、当該ケーシング内に回転自在に支持される主軸と、
当該主軸に多段に設けられた羽根車と、当該羽根車の下
流側に設けられたディフューザと、上記主軸の駆動機構
とを有し、上記吸込口から吸い込んだ流体を昇圧して上
記吐出口から流出させるターボ形圧縮機と、上記流体を
凝縮、液化させる凝縮器と、上記凝縮器で凝縮・液化さ
れた流体を減圧する絞り機構と、上記絞り機構で減圧さ
れた流体と被冷却物との間で熱交換を行わせて当該被冷
却物を冷却するとともに、上記流体を蒸発・気化させる
蒸発器とを具備する冷凍装置において、 上記ターボ形圧縮機に、上記流体の導入口を上記主軸に
対する周方向に有し、当該導入口から導入した上記流体
を上記羽根車へと導く流路部と、上記流路部に、上記流
体の流れ方向に対する設置角度を変動自在に設けられる
複数の翼とを具備してなる可動ベーンを具えることを特
徴とする冷凍装置。3. A casing having a suction port and a discharge port, and a main shaft rotatably supported in the casing.
It has an impeller provided in multiple stages on the main shaft, a diffuser provided on the downstream side of the impeller, and a drive mechanism for the main shaft, and pressurizes the fluid sucked from the suction port to increase the pressure from the discharge port. A turbo type compressor to flow out, a condenser to condense and liquefy the fluid, a throttle mechanism to depressurize the fluid condensed and liquefied by the condenser, a fluid depressurized by the throttle mechanism and an object to be cooled. In a refrigerating apparatus including an evaporator that evaporates and vaporizes the fluid while cooling the object to be cooled by performing heat exchange between the turbocompressor and an inlet for the fluid with respect to the main shaft. A flow passage portion that has a circumferential direction and guides the fluid introduced from the introduction port to the impeller, and a plurality of blades provided in the flow passage portion such that the installation angle with respect to the flow direction of the fluid is variable. Movable bed equipped with A refrigerating device characterized by comprising a heater.
上記流体の流れ方向に対する設置角度を変動するリンク
機構を具備してなることを特徴とする請求項3に記載の
冷凍装置。4. The refrigerating apparatus according to claim 3, wherein the movable vane is provided with a link mechanism in which the blades collectively change the installation angle with respect to the flow direction of the fluid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002110716A JP2003307197A (en) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | Turbo-compressor and refrigerator using the same |
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JP2002110716A JP2003307197A (en) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | Turbo-compressor and refrigerator using the same |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003307197A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-04-12 JP JP2002110716A patent/JP2003307197A/en active Pending
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