JP2014114800A - 遠心圧縮機 - Google Patents

遠心圧縮機 Download PDF

Info

Publication number
JP2014114800A
JP2014114800A JP2013037524A JP2013037524A JP2014114800A JP 2014114800 A JP2014114800 A JP 2014114800A JP 2013037524 A JP2013037524 A JP 2013037524A JP 2013037524 A JP2013037524 A JP 2013037524A JP 2014114800 A JP2014114800 A JP 2014114800A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drive
axis
output shaft
centrifugal compressor
vane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013037524A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6206638B2 (ja
Inventor
Osamu Hasegawa
修 長谷川
Hiroshi Hasegawa
泰士 長谷川
Shintaro Omura
真太郎 大村
Kenji Ueda
憲冶 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2013037524A priority Critical patent/JP6206638B2/ja
Priority to CN201380058799.3A priority patent/CN104813036B/zh
Priority to PCT/JP2013/080771 priority patent/WO2014077310A1/ja
Priority to US14/442,028 priority patent/US9951783B2/en
Priority to SG11201503703RA priority patent/SG11201503703RA/en
Publication of JP2014114800A publication Critical patent/JP2014114800A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6206638B2 publication Critical patent/JP6206638B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/10Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12Multi-stage pumps
    • F04D17/122Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/46Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/462Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/51Inlet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

【課題】コストを抑えるとともに精度よく流量調整が可能な遠心圧縮機を提供する。
【解決手段】軸線O回りに回転する主軸に取り付けられたインペラと、インペラへの流入流路S3における流体Fの流量を調整するベーン装置11とを備え、ベーン装置11は、流入流路S3に軸線Oの周方向に間隔をあけて複数が設けられ、それぞれ軸線Oの径方向に延びる軸部22b回りに回転することで取り付け角度が変化するベーン本体22と、一端が各軸部22bに連結されて、軸部22bとともに回転する複数のリンク部材24と、軸線Oを中心とした円環状をなして、複数のリンク部材24の他端が連結されることでベーン本体22の回転に伴ってリンク部材24の回転軌跡に従って軸線方向O及び周方向に移動するドライブリング23と、ドライブリング23に接続されてこのドライブリング23に対して接線方向に力を伝達する駆動機構25と、を有することを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、遠心圧縮機に設けられるインレットガイドベーンに関する。
例えばターボ冷凍機やターボ過給機における遠心圧縮機においては、複数の羽根を有して流量調整を行うインレットガイドベーン(以下、IGV)が設けられている。具体的には、このIGVでは羽根を回転させることで作動流体の流入流路の開度を調節して流量調整を行っている。
ここで、特許文献1にはIGVの駆動機構であるベーン駆動装置が開示されている。この駆動装置は、電動機に設けられた主動ピニオンギアによって環状に設けられたベベルギアを介し、各ベーンの軸に設けられた従動ピニオンギアを回転させて、これにより各ベーンを回転駆動させて開度調節を行っている。
また、特許文献2の遠心圧縮機では、流入ノズル部の外周側で回転軸と同心軸上に設けられた環状部材を連結リンクを介して回転させることで、環状部材に支持された各ベーンを回転駆動させて開度調節を行っている。
特開2006−46220号公報 特許第4107772号公報
しかしながら、特許文献1に記載の駆動機構は、ギア駆動の構成となっているため、例えば圧縮機を大型化すると、環状に設けられた上記のベベルギアも大型化してしまい、製造コストが大幅に増大してしまう。さらにギア駆動を円滑に行うためにはバックラッシが必要となるため、ベーン開度の誤差の発生やベーンに振動が発生するおそれもある。
また、特許文献2の駆動機構では、詳細な記載はないが、環状部材を積極的に軸線方向に動かす機構とはなっていないことから、環状部材を回転させてベーンを回転駆動するには、各ベーンに設けられた連結部材と球面対偶で係合する環状部材の穴部に、大きなガタを設ける必要がある。従って、このガタによりベーンの開度の精度が低下してしまい、最適条件での圧縮機の運転が難しくなる。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、コストを抑えるとともに精度よく流量調整が可能な遠心圧縮機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る遠心圧縮機は、軸線回りに回転する主軸と、該主軸に取り付けられた羽根車と、前記羽根車への流入流路における流体の流量を調整するベーン装置とを備え、該ベーン装置は、前記流入流路に前記軸線の周方向に間隔をあけて複数が設けられ、それぞれ前記軸線の径方向に延びる回転軸回りに回転することで取り付け角度が変化するベーン本体と、一端が各前記回転軸に連結されて、該回転軸とともに回転する複数のリンク部材と、前記軸線を中心とした円環状をなして、複数の前記リンク部材の他端が連結されることで前記ベーン本体の回転に伴って前記リンク部材の回転軌跡に従って軸線方向及び周方向に移動する環状部材と、前記環状部材に接続されて該環状部材に対して接線方向に力を伝達する駆動機構と、を有することを特徴とする。
このような遠心圧縮機によると、ベーン装置を設けたことで、駆動機構によって環状部材へ接線方向に力が加えられて環状部材が軸線を中心に回転し、これにともなって複数のリンク部材が回転軸とともに回転軸回りに回転する。リンク部材が回転すると、このリンク部材によって環状部材が軸線方向に引っ張られるように、又は押し出されるように移動する。そしてこれと同時に各ベーン本体が回転して取り付け角度が変化し、流量調整が可能となっている。
ここで、例えば流体の流量がゼロとなるベーン装置の全閉状態では、吸込み側と吐き出し側との圧力差によってベーン本体が軸線方向に押し付けられ、開閉動作に大きな力を要することがある。本発明では、このような場合であっても、駆動機構によって環状部材に直接周方向への力が付与されるため、全てのリンク部材には均一に回転軸回りの回転力が付与されることとなる。従って、円滑にベーン本体の取り付け角度を調整することができ、駆動機構の駆動源の動力を低減することが可能になるとともに、ベーン装置の全閉状態からの圧縮機の起動が可能となることで略真空状態での起動が可能となり、最も負荷のかかる起動時の動力も低減されることから、圧縮機の駆動源である主電動機も小型化でき、装置全体の小型化につながる。また、駆動機構は、環状部材に対して回転力を付与する構成であればよいため、複雑な機構を用いる必要がない。
さらに、環状部材は周方向への移動に加え、軸線方向への移動も可能となっている。即ち、予めリンク部材の回転動作に応じて軸線方向にガタを設けているわけではなく、積極的に軸線方向への動作が許容された構造となっている。従って、ベーンの開度調節の精度が低下してしまうことはない。
また、前記駆動機構は、回転駆動する出力軸を備える電動機と、一端が前記出力軸に連結され、他端が前記環状部材に連結されて、前記電動機の回転力を前記環状部材の前記接線方向への力として伝達する伝達アームと、を有していてもよい。
このように駆動機構に電動機、伝達アームを採用することで、簡易な構成で環状部材に力を付与することができ、コストを抑えながら環状部材を回転させ、ベーン本体の角度調整が可能となる。
さらに、前記伝達アームは、前記出力軸に固定されて該出力軸の径方向に延び、前記出力軸とともに回転する駆動レバーと、一端が前記駆動レバーに連結されるとともに他端が前記環状部材に連結された駆動リンクバーと、を有し、前記駆動リンクバーは、前記軸線の周方向に沿って延びる連結棒状部と、前記連結棒状部の両端に設けられた自在継手と、を備え、前記一端は前記自在継手を介して前記駆動レバーに連結され、前記他端は前記自在継手を介して前記環状部材に連結されていてもよい。
このように、駆動レバーと環状部材とが自在継手を介して連結されていることで
電動機の回転力が伝達アームによって環状部材に伝達される際に、伝達アームが三次元的に円滑に動作可能となる。従って、環状部材が周方向への移動にともなって軸線方向に移動している状態にあっても、この動作を妨げることなく確実に力を電動機から環状部材へ伝達可能となる。従って、さらに精度よく流量調整が可能となる。
また、前記自在継手は、前記駆動レバー及び前記環状部材に連結される二つの球面軸受と、各々の前記球面軸受けから前記連結棒状部に向かって延びて該連結棒状部に当接するとともに、当接する部分に第一ネジ部が設けられた棒状部と、を有し、前記連結棒状部には、前記第一ネジ部に螺合する第二ネジ部が設けられていてもよい。
このような自在継手によって、自在継手を連結棒状部に取り付ける際に、棒状部を連結棒状部に当接させた状態で第一ネジ部と第二ネジ部とを締結することで、連結棒状部の長さと自在継手の長さとを合算した合計の長さ寸法、即ち駆動リンクバーの長さ寸法は、いずれの作業者が締結作業を行ったとしても必ず同じ寸法にできる。従って、伝達アームの長さ調節に要する作業が不要となるため、作業性向上につながる。
前記伝達アームは、前記出力軸に固定されて該出力軸の径方向に延び、前記出力軸とともに回転する駆動レバーと、一端が前記駆動レバーに連結されるとともに他端が前記環状部材に連結された駆動リンク部材と、を有し、前記駆動リンク部材は、前記環状部材から離間する方向に延びる連結部と、前記連結部に前記軸線方向及び前記軸線の径方向のうちの少なくとも一方に、互いに離間するように設けられた二つの自在継手と、を備え、前記一端は一方の前記自在継手を介して前記駆動レバーに連結され、前記他端は他方の前記自在継手を介して前記環状部材に連結されていてもよい。
このように連結部によって、二つの自在継手を軸線方向及び軸線の径方向のうちの少なくとも一方にオフセットさせて連結することで、電動機の設置位置が、環状部材から軸線方向、径方向に離間していたとしても、伝達アームによって、環状部材を確実に動作させることができる。
また、前記伝達アームは、前記出力軸に固定されて該出力軸の径方向に延び、前記出力軸とともに回転する駆動レバーと、一端が前記駆動レバーに連結されるとともに他端が前記環状部材に連結された駆動リンク部材と、を有し、前記駆動リンク部材は、前記一端と前記他端との間に設けられて、該駆動リンク部材に作用する力を減衰するダンピング部材と、前記ダンピング部材に設けられた二つの自在継手と、を備え、前記一端は一方の前記自在継手を介して前記駆動レバーに連結され、前記他端は他方の前記自在継手を介して前記環状部材に連結されていてもよい。
このように、伝達アームにダンピング部材を設けることで、流入する流体による自励振動等の振動現象の抑制を図ることが可能となるため、遠心圧縮機の構成部品の摩耗や、劣化を防止でき、製品寿命を延ばすことが可能となる。
また、前記電動機のトルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部での検出値が予め設定された閾値を超えた場合に、前記電動機の前記出力軸を逆回転させる制御部と、をさらに備えていてもよい。
なんらかの原因によって、環状部材が周方向の一方に動作しなくなってしまった場合には、通常動作時と比較して電動機のトルクが大きくなる。ここで、このトルクをトルク検出部で検出して制御部によって電動機を逆回転することにより、環状部材を、一旦、軸線の周方向の他方へ動作させることで、環状部材を通常動作状態へ復帰させることが可能となり、ベーン本体の角度調整が可能となる。
さらに、前記ベーン本体は、該ベーン本体に作用するトルクが予め設定された閾値を超えた場合に、前記回転軸が前記リンク部材との間で相対回転可能とするトルクリミッタ部を有していてもよい。
なんらかの原因によって、一つのベーン本体が回転しなくなってしまった場合には、このベーン本体に連結されたリンク部材が動作せず、環状部材が動作しなくなってしまう。このため、全てのベーン本体が動作しなくなり、流入する流体の流量調整が不可能となってしまう。この際、ベーン本体の回転軸とリンク部材との連結部分に作用するトルクは、通常動作時と比較して大きくなっていることが想定される。ここで、このようなトルクリミッタ部を用いることによって、一つのベーン本体が動作しない状態でも、ベーン本体とリンク部材との間での相対回転を可能とすることで、リンク部材のみを動作させることができる。これにより、環状部材を動作させ、他のベーン本体を動作させることが可能となるため、遠心圧縮機が完全に流量調整機能を失うことはなく、信頼性、使用性の向上につながる。
本発明の遠心圧縮機によると、駆動機構によって環状部材へ回転力を直接付与することで、コストを抑えるとともに精度よく流量調整が可能となる。さらに、遠心圧縮機全体の小型化と効率向上も可能となる。
本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機を示す全体断面図である。 本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機に関し、内部ケーシング及び駆動機構を一部破断して示す斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機に関し、駆動機構を軸線方向から見た図であって、図2のA矢視図である。 本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機に関し、駆動機構を径方向から見た図であって、動作の開閉動作を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る遠心圧縮機に関し、(a)は駆動機構を軸線方向から見た図であって、(b)は(a)のB矢視図である。 本発明の第三実施形態に係る遠心圧縮機に関し、駆動機構を軸線方向から見た図である。 本発明の第四実施形態に係る遠心圧縮機に関し、駆動機構を軸線方向から見た図である。 本発明の第五実施形態に係る遠心圧縮機に関し、駆動機構を径方向から見た図であって、(a)は第一例を示し、(b)は第二例について駆動リンク部材のみを拡大して示すものである。 本発明の第六実施形態に係る遠心圧縮機に関し、ベーン本体とリンク部材との連結位置を拡大して示す図である。 本発明の第一実施形態から第六実施形態の変形例に係る遠心圧縮機に関し、駆動機構を軸線方向から見た図である。
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機1について説明する。
遠心圧縮機1は、例えばターボ冷凍機等に用いられ、流体Fを軸線Oに沿って軸線O方向の一方側となる下流側(図1の紙面に向かって左側)へ向かって流通させながら、この流体Fを圧縮する圧縮機である。
図1に示すように、この遠心圧縮機1は、軸線Oを中心として延在する主軸2と、主軸2に外嵌された二段のインペラ(羽根車)10と、主軸2に回転力を付与する主電動機3と、主電動機3の回転力を主軸2に伝達するギア機構5と、インペラ10の上流側に設けられたベーン装置11と、これらを外周から覆うように設けられたケーシング12とを主に備えている。
主軸2は、軸線O方向を中心として軸線O方向に延びる柱状をなし、ケーシング12に設けられた軸受6によって軸線O回りに回転可能に支持されている。
主電動機3は、主軸2に対して回転動力を生み出す。そして、主出力軸3aは、主軸2と並行となるようにケーシング12に設けられた軸受7に支持されて、主軸2と軸線Oの径方向に離間して設けられている。
ギア機構5は、主軸2に外嵌されて主軸2とともに軸線O回りに回転する主軸ギア15と、主出力軸3aに外嵌されてこの主出力軸3aとともに回転する出力軸ギア16とを有しており、これら主軸ギア15、出力軸ギア16が径方向に噛合することで、主出力軸3aの回転動力を主軸2の回転力として主軸2に伝達する。
二段に設けられたインペラ10は、主軸2とともに軸線O回りに回転する。また各々のインペラ10は、下流側に進むにつれて漸次拡径した略円盤状のディスク17と、ディスク17の表面から軸線Oの他方側(図1の紙面に向かって右側)に立ち上がるように、ディスク17に放射状に取り付けられて周方向に並んだ複数のブレード18とを有している。そして、周方向に隣接するブレード18とディスク17表面とによって囲まれた領域が、流体Fが流通して圧縮される圧縮流路S1となっている。ここで、上流側に設けられたインペラ10を一段インペラ10A、下流側に設けられたインペラ10を二段インペラ10Bとする。
なお、インペラ10は本実施形態のように二段構成である必要はなく、単段であってもよいし、三段以上の多段に設けられていてもよい。
ケーシング12は、遠心圧縮機1の外形を形成するものであり、軸線O方向の他方側に軸線Oを中心とした開口部が設けられ、この開口部が流体Fを外部から取り込む吸込口8となっている。また、一段インペラ10Aと吸込口8との間の内部空間において、この吸込口8と一段インペラ10Aの圧縮流路S1とを連通するように、内部ケーシング13が設けられており、この内部ケーシング13によって上記内部空間に軸線Oを中心とした円筒空間を画成し、この円筒空間が流体Fの流入流路S3とされて、吸込口8から取り込まれた流体Fを圧縮流路S1へ導入可能としている。
また、ケーシング12には一段インペラ10Aと二段インペラ10Bとの間において、互いの圧縮流路S1同士を連通する流路S2が形成されている。
具体的には、この流路S2は、圧縮流路S1を径方向内側から外側に向かって流通した流体Fが流入する第一段ディフューザ流路S2aと、この第一段ディフューザ流路S2aに連続するリターン流路S2bと、このリターン流路S2bに連続して二段インペラ10Bの圧縮流路S1に流体Fを流入させる吸込流路S2cとから構成されている。
第一段ディフューザ流路S2aは、一段インペラ10Aの圧縮流路S1に連通するように軸線Oを中心とした環状をなして径方向外側に延びるように形成されている。
リターン流路S2bは、軸線Oを中心とした環状をなして、軸線O方向の一方側に向かって径方向外側から内側に向かうように湾曲し、流体Fの流通方向を変化させるように形成されている。
吸込流路S2cは、軸線Oを中心とした環状をなして、径方向内側に向かって延び、二段インペラ10Bの圧縮流路S1に連通するように形成されている。また、この吸込流路S2cには、リターンベーン20が設けられている。
さらにケーシング12には、軸線Oを中心とした環状をなし、二段インペラ10Bの圧縮流路S1に連通するように径方向外側に延びて、圧縮流路S1を流通した流体Fが流入する第二段ディフューザ流路S2dが形成されている。そして、この第二段ディフューザ流路S2dに連続して、ケーシング12の周方向の一部で軸線Oの径方向外側に向かって開口部が設けられ、この開口部が第二段ディフューザ流路S2dからの流体Fを外部に排出する吐出口9となっている。
次に、ベーン装置11について説明する。
ベーン装置11は、内部ケーシング13に設けられ、一段インペラ10Aとケーシング12の吸込口8との間に軸線O方向に挟まれるように配されて、吸込口8からの流体Fの流量を調整する。
図2から図4に示すように、このベーン装置11は、上記流入流路S3に周方向に間隔をあけて設けられた複数のベーン本体22と、ベーン本体22の下流側に設けられて軸線Oを中心として環状をなすドライブリング(環状部材)23と、このドライブリング23と各ベーン本体22とを連結するリンク部材24と、ドライブリング23を駆動する駆動機構25とを備えている。
各ベーン本体22は、流入流路S3内に配置される羽根部22aと羽根部22aから径方向外側に延びる軸部(回転軸)22bとを有している。
羽根部22aは、径方向内側に向かうに従って幅寸法が小さくなるような略扇形形状をなす板状の部材である。ここで、上述した主軸2は、ベーン本体22の羽根部22aよりも上流側まで軸線O方向の他方側へ延出しており、羽根部22aの径方向内側の先端部は、主軸2の外周面の位置と隙間のない状態となる位置まで延びている。
軸部22bは、柱状をなして、羽根部22aの径方向外側の端面から軸線Oの径方向外側に向かって突出するように設けられている。またこの軸部22bは流入流路S3を画成する内部ケーシング13を径方向に貫通して内部ケーシング13に対して相対回転可能に取り付けられている。
リンク部材24は、直方体のブロック状をなして内部ケーシング13の外周面上に設けられ、一端が各々のベーン本体22の軸部22bの径方向外側の端部にピン24bによって連結されて、軸部22bと一体となって回転可能となっている。これによりリンク部材24が回転するとベーン本体22も回転し、羽根部22aの角度が変化するように動作する。
図4に示すように本実施形態では、ベーン本体22の羽根部22aの表面が向く方向が、リンク部材24の長手方向に対して傾斜するようにリンク部材24とベーン本体22とが連結されている。
ドライブリング23は、軸線Oを中心とした環状をなし、ベーン本体22の取り付け位置よりも軸線O方向の一方側となる下流側で、内部ケーシング13の外周面上に取り付けられて、内部ケーシング13との間で相対回転かつ、軸線O方向に摺動可能に設けられている。また、ドライブリング23の外周面には、各リンク部材24の他端がピン24aを介して連結され、ドライブリング23とリンク部材24との間がピン24aを中心として相対回転かつ、摺動可能となっている。またドライブリング23の外周面上には、隣接するリンク部材24同士の間において径方向外側に突出する突起部23aが設けられている。
次に、ドライブリング23の駆動機構25について説明する。
図3に示すように、駆動機構25は、駆動源となる電動機26と、電動機26の動力をドライブリング23に伝達する伝達アーム28とを有している。
電動機26は、ケーシング12の内部であって、ドライブリング23の径方向外側の位置に配置されて、軸線Oと並行に設けられて回転する出力軸26aを備えている。
伝達アーム28は、ドライブリング23の外周側で軸線Oの周方向に沿って延びて、出力軸26aとドライブリング23の外周面に形成された突起部23aとの間に設けられている。
そして、この伝達アーム28は、出力軸26aに固定して連結された駆動レバー36と、駆動レバー36とドライブリング23の突起部23aとの間に設けられるとともに、これらに連結された駆動リンクバー35とを有している。
駆動レバー36は、一端が出力軸26aに固定されて、出力軸26aの径方向外側に向かって延びる板状部材であり、出力軸26aとともに回転する。
駆動リンクバー35は、ドライブリング23の外周側で軸線Oの周方向に沿って延びる連結棒状部31と、この連結棒状部31の両端に設けられた自在継手30とを備え、一端は自在継手30、ピン32を介して駆動レバー36の他端に連結され、他端は自在継手30、ピン32を介してドライブリング23の突起部23aに連結されている。
連結棒状部31は、その内部に、連結棒状部31の端面から自身の延在方向に向かって凹むように雌ネジ部31a(第二ネジ部)が設けられている。
自在継手30は、三次元的に回動するとともに駆動レバー36及び突起部23aに軸線O方向から挟み込まれた状態でピン32を介して連結された球面軸受33と、この球面軸受33を保持するとともに連結棒状部31に向かって、即ち軸線Oの周方向に沿って延びる棒状部34とを備えている。この棒状部34の外周面には雄ネジ部34a(第一ネジ部)が設けられており、連結棒状部31の雌ネジ部31aに螺合してこれらが結合されることで駆動リンクバー35を構成している。
次に、ベーン装置11の動作について説明する。
まず、駆動機構25の電動機26が駆動されて出力軸26aが回転すると駆動レバー36が回転し、これにともなって駆動リンクバー35が出力軸26aの回転方向に応じて、周方向に沿って引っ張られるか又は押し出されることとなる。これによって、伝達アーム28がドライブリング23の外周側で、軸線Oの周方向に沿って前後移動してドライブリング23を軸線O回りに回転させる。
このようにしてドライブリング23の接線方向に力が伝達されてドライブリング23が回転して周方向に移動すると、ドライブリング23の回転方向に応じてリンク部材24のピン24aが押されるように、又は引っ張られるように力が作用する。そして、この力によってリンク部材24がベーン本体22の軸部22bを中心として軸部22bとともに回転される。この際、ドライブリング23はリンク部材24の回転軌跡に従って軸線O方向に移動することとなる。
そしてこのようにリンク部材24が回転されると、羽根部22aが軸部22bを中心として回転され、ベーン本体22の取り付け角度が変化する。
より具体的には、図3においてドライブリング23を周方向の一方側(図3の紙面に向かって左側)から他方側に向かって、押し出すように電動機26を駆動させると、図4に示すようにリンク部材24が実線から一点鎖線の位置となるように回転して、これによってベーン本体22も回転し、ベーン装置11が全閉状態から開状態へと移行する。またこの際、ドライブリング23は実線の位置から一点鎖線の位置となるように、軸線O方向の一方側となる下流側に向かって押し出されるように移動する。
また、ベーン装置11の開度がさらに大きくなると、リンク部材24が一点鎖線の位置から二点鎖線の位置となるようにさらに回転して、ドライブリング23は、今度はリンク部材24によって軸線O方向の他方側となる上流側に向かって引っ張られるように移動する。
ここで、本実施形態では、リンク部材24が軸線O方向から図4の紙面に向かって時計回りに傾斜した状態で、羽根部22aの表面がちょうど軸線O方向を向き、羽根部22aが流入流路S3を完全に閉塞する全閉状態となっている。そして、この全閉状態からリンク部材24が図4の紙面に向かって反時計回りに回転するに従って、羽根部22aの表面が向く方向が軸線O方向から次第に傾斜することで、流入流路S3が開放されていく。
このような遠心圧縮機1においては、ベーン装置11が設けられていることで、駆動機構25によって、ドライブリング23を回転させて全てのリンク部材24を回転させ、ベーン本体22の角度を変化させて流入流路S3を流通する流体Fの流量を調整することができる。
ここで、例えば流体Fの流量がゼロとなるベーン装置11の全閉状態においては、上流側となる吸込み側と、下流側となる吐き出し側との圧力差によって、ベーン本体22が軸線O方向に押し付けられ、開閉動作に大きな力を要することがある。
このような場合であっても、駆動機構25によってドライブリング23には直接回転力が付与されるため、全てのリンク部材24に均一に回転力を付与することが可能となる。
従って、全てのリンク部材24を円滑に回転させることが可能であり、駆動機構25の電動機26の動力を低減しながら、ベーン本体22の取り付け角度を調整することができる。
さらに、ドライブリング23は周方向への移動に加え、軸線O方向への移動も可能となっているが、これは予めリンク部材24の回転動作に応じて軸線O方向にガタを設けているわけではなく、積極的に軸線O方向への動作が許容された構造となっている。よってドライブリング23が動作する際に、ドライブリング23が軸線O方向に対して傾斜してしまうこと、即ちカジリが発生することはなく、ベーンの開度調整の精度が低下してしまうことがない。
また、ドライブリング23には伝達アーム28によって回転力が伝達されており、構造がシンプルであるためコストの低減が可能である。
さらにこの伝達アーム28においては、駆動レバー36とドライブリング23とが自在継手30を介して連結されていることで、電動機26の回転力が伝達アーム28によってドライブリング23に伝達される際に、伝達アーム28が三次元的に円滑に動作可能となる。従って、ドライブリング23が周方向への移動にともなって軸線O方向に移動している状態にあっても、この動作を妨げることなく確実に力を電動機26からドライブリング23へ伝達可能となる。従って、さらに精度よく流入流路S3を流通する流体Fの流量調整が可能である。
本実施形態の遠心圧縮機1によると、ドライブリング23へ回転力を直接付与することで、全てのリンク部材24を円滑に動作させることができるため、コストを抑えるとともに精度よく流量調整が可能となる。
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係る遠心圧縮機51について説明する。
なお、第一実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、伝達アーム58が第一実施形態とは異なっている。
図5に示すように、伝達アーム58は、第一実施形態と同様に、出力軸26aに固定して連結された駆動レバー36と、駆動レバー36とドライブリング23の突起部60との間に設けられ、これらに連結された駆動リンクバー65とを有している。
駆動リンクバー65における連結棒状部71は、ドライブリング23の外周側で軸線Oの周方向に沿って延びる矩形部72と、この矩形部72の両端部で、軸線O方向の上流側に向かって直角に折れ曲がるようにして矩形部72と一体に形成された屈曲部73とを有し、この屈曲部73には矩形部72の延在方向貫通する貫通孔73aが形成されている。
駆動リンクバー65における自在継手75は、球面軸受33と、この球面軸受33を保持するとともに連結棒状部71の屈曲部73に向かって、即ち軸線Oの周方向に沿って延びる棒状部76とを備えており、この棒状部76にはその端面から延在方向に向かって凹むように雌ネジ部76a(第一ネジ部)が設けられている。
そして、屈曲部73の貫通孔73aにはボルト(第二ネジ部)77が挿通して設けられるとともに、自在継手75の棒状部76が屈曲部73に当接した状態で、棒状部76の雌ネジ部76aにボルト77が螺合することで、駆動リンクバー65が構成されている。
ここで、本実施形態では第一実施形態と異なり、出力軸26aが軸線Oに直交するように電動機26が設けられており、さらに、ドライブリング23の突起部60は、軸線O方向の下流側を向く表面に当接するように別体で取り付けられているが、これらは第一実施形態と同様に設けられていてもよい。
本実施形態の遠心圧縮機51によると、自在継手75を駆動リンクバー65に取り付けてこれらを結合する際に、棒状部76を駆動リンクバー65に当接させた状態で、ボルト77を締結する。従って、駆動リンクバー65の長さと自在継手75の長さとを合算した合計の長さ寸法、即ち伝達アーム58の長さ寸法は、いずれの作業者が締結作業を行ったとしても必ず同じ寸法となる。
よって、伝達アーム58の長さ調節に要する作業が不要となるため、組み立てに要する時間を短縮でき、作業性向上につながる。
なお、本実施形態では、自在継手75の棒状部76の雌ネジ部76aに螺合する雄ネジ部はボルト77となっているが、例えばボルト77に代えて、連結棒状部71の屈曲部73から突出するように雄ネジ部を連結棒状部71に一体に設けて、この雄ネジ部に雌ネジ部76aを螺合させてもよい。
〔第三実施形態〕
次に、第三実施形態に係る遠心圧縮機81について説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第二実施形態の遠心圧縮機51を基本構成とし、駆動機構82の伝達アーム83が第二実施形態とは異なっている。
図6に示すように、伝達アーム83は、出力軸26aに固定して連結された駆動レバー36と、駆動レバー36とドライブリング23の突起部60との間に設けられ、これらに連結された駆動リンク部材84とを有している。
駆動リンク部材84は、ドライブリング23から離間するように軸線Oの径方向に向かって延びる板状をなす連結部85と、この連結部85に設けられた二つの自在継手75とを備えている。
そして、二つの自在継手75は、一方が駆動レバー36に連結され、他方がドライブリング23に連結されている。またこれら自在継手75は、連結部85において互いに軸線Oの径方向に離間するように、連結部85にボルト77によって取り付けられている。
即ち、これら二つの自在継手75は、駆動レバー36とドライブリング23との間を一直線に結ぶようには設けられておらず、オフセットさせた状態で設けられていることになる。
本実施形態の遠心圧縮機81によると、電動機26の設置位置が、ドライブリング23から径方向に離間していたとしても、伝達アーム83によって、駆動レバー36とドライブリング23とを確実に連結することができる。
より具体的には、例えば、小型の遠心圧縮機ではドライブリング23が小径となり、第二実施形態の遠心圧縮機51と比較すると、電動機26との間の相対位置関係も変化し得る。そして、電動機26とドライブリング23とが離間している場合には、図6に示すように、仮に駆動レバー36とドライブリング23とを直線で連結すると、球面軸受33の振れ角はαとなってしい、この振れ角αが球面軸受33の可動範囲を超えてしまうことがある。
この点、本実施形態のように連結部85を介して二つの自在継手75をオフセットして設けることで、球面軸受33の振れ角を可動範囲内に抑えることが可能となるため、電動機26の設置位置に関わらず、駆動レバー36とドライブリング23とを確実に連結することができる。
また、第二実施形態と同様に、伝達アーム83の長さ調節に要する作業が不要となるため、組み立てに要する時間を短縮でき、作業性向上につながる。
なお、電動機26の設置位置が、ドライブリング23から軸線O方向に離間している場合、軸線O方向及び径方向に離間している場合にも、同様に伝達アーム83を適用可能である。
〔第四実施形態〕
次に、第四実施形態に係る遠心圧縮機91について説明する。
なお、第一実施形態から第三実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図7に示すように、本実施形態では、第二実施形態の遠心圧縮機51を基本構成とし、電動機26の制御を行うトルク検出部93及び制御部94をさらに備えている。
トルク検出部93は、電動機26のトルクを検出し、検出信号を制御部94へ出力する。このトルク検出部93は、例えば、電動機26の電流値を検出する電流センサや、電動機26の出力軸26aに設置したひずみゲージ等を用いることができる。
制御部94は、トルク検出部93からの検出信号を受けて、この検出信号の値が予め設定された閾値を超えた場合に、電動機26の出力軸26aを逆回転させる。若しくは、一度逆回転させた後に、再度、通常動作時の方向に回転させたり、回転方向の変更を所定の回数繰り返すようにする。
本実施形態の遠心圧縮機91によると、例えば、なんらかの原因によって、ドライブリング23、リンク部材24等がスムーズに動作しなくなってしまった場合には、通常動作時と比較して、電動機26のトルクが大きくなる。
ここで、このように電動機26のトルクが大きくなると、電動機26の電流値も大きくなることから、制御部94において、通常動作時の電動機26のトルクに対応する電流値を上記閾値として設定し、電動機26の電流値がこの閾値を超えると制御部94によって電動機26を制御するようにする。よって、ドライブリング23、リンク部材24等を通常動作の状態へ復帰させることが可能となる。即ち、トルク検出部93として電流センサを用いて、少なくとも一回、電動機26の出力軸26aを逆回転させることで、ドライブリング23、リンク部材24等を通常動作の状態へ復帰させることができる。
また、電動機26のトルクが大きくなると電動機26の出力軸26aにひずみが生じる。このため、制御部94において、正常動作時の電動機26のトルクに対応する出力軸26aのひずみ量を上記閾値として設定しておくことで、トルク検出部93としてひずみゲージを採用して電動機26の制御し、ドライブリング23、リンク部材24等を通常動作の状態へ復帰させることができる。
従って、例えば、仮にドライブリング23にカジリが生じてベーン本体22が動作しなくなってしまっても、メンテナンスを行うことなく、ドライブリング23、リンク部材24等を通常動作状態に自動で復帰させることができ、ベーン本体22の角度調整が可能となる。このため、直ぐに開度の制御が不能になることはなく、信頼性、使用性の向上を図ることができる。
なお、トルク検出部93として電流センサ、ひずみゲージを用いる場合以外に、例えば、電動機26のトルクの状態を監視するとともにベーン本体22の動作、停止の状態を監視する監視装置を設けてもよい。そして例えば、電動機26のトルクが発生しているにも関わらずベーン本体22が動作していない状況であれば、ドライブリング23、リンク部材24等が通常の動作状態となっていないことが想定される。従って、この場合には制御部94を用いて、上述したように電動機26の制御を行うことで、ドライブリング23、リンク部材24等を通常動作の状態へ復帰させることができる。
さらに、このようにトルク検出部93からの検出信号をデータロガー等によって記録して、動作状態の遠隔監視を行うことも可能である。また、トルク検出部93からの検出信号が上記閾値を超えた場合に警報を発するアラーム手段を別途設けて、このアラーム手段の警報をインターネット回線等を通じて確認することで、メンテナンスの要否を判断することも可能である。
〔第五実施形態〕
次に、第五実施形態に係る遠心圧縮機101について説明する。
なお、第一実施形態から第四実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第二実施形態の遠心圧縮機51を基本構成とし、駆動機構102の伝達アーム103が第二実施形態とは異なっている。
図8(a)、図8(b)に示すように、伝達アーム103は、出力軸26aに固定して連結された駆動レバー36と、駆動レバー36とドライブリング23の突起部60との間に設けられ、これらに連結された駆動リンク部材105とを有している。
駆動リンク部材105は、図8(a)に示すように、二つの自在継手75と、第二実施形態の矩形部72と同等形状をなす矩形部105aと、屈曲部73と同等形状をなす屈曲部105bとを有している。また、二つの屈曲部105bに挟み込まれるようにして、二つの自在継手75の間に設けられたダンピング部材104を有し、このダンピング部材104は、例えば硬質ゴム等の材料によって形成されている。
ここで、図8(b)に示すように、伝達アーム103は、駆動リンク部材105に代えて駆動リンク部材105Aを有していてもよい。
具体的には、この駆動リンク部材105Aは、二つの自在継手75と、これら自在継手75同士の間で各々の自在継手75に設けられて、自在継手75の棒状部76の延在方向に直交する方向に突出する一対のフランジ部106Aとを有している。
さらに、駆動リンク部材105Aは、これら一対のフランジ部106Aによって挟み込まれるようにして設けられたOリング107Aと、Oリング107Aの径方向内側に配されて、硬質ゴム等の材料によって形成されたダンピング部材104Aとを有している。
また、一対のフランジ部106A同士を突き合わせてOリング107A及びダンピング部材104Aを一対のフランジ部106Aで挟み込んだ状態で、これら一対のフランジ部106Aを締結して固定するボルト108Aが設けられている。
本実施形態の遠心圧縮機101によると、伝達アーム103にダンピング部材104(104A)を適用したことで、流入する流体Fによる自励振動等の振動現象の抑制を図ることが可能となる。このため、遠心圧縮機101の構成部品の摩耗や、劣化を防止でき、製品寿命を延ばすことが可能となる。
特に、図8(b)に示す駆動リンク部材105Aでは、引っ張り力をボルト108Aで受け、また圧縮力をダンピング部材104Aで受けることが可能となるため、さらに効果的に振動現象の抑制を図ることができる。
なお、本実施形態の伝達アーム103において、ダンピング部材104、104Aは上述したものには限定されず、自在継手75同士の間に介在されて作用力の減衰が可能な部材であればよい。
また、本実施形態の伝達アーム103を、第一実施形態、第三実施形態、及び第四実施形態の遠心圧縮機1、81、91にも適用可能である。
〔第六実施形態〕
次に、第六実施形態に係る遠心圧縮機111について説明する。
なお、第一実施形態から第五実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ベーン本体112が第一実施形態から第五実施形態とは異なっている。
図9に示すように、ベーン本体112は、リンク部材122との連結部分に設けられたトルクリミッタ部113を有している。
ここで、ベーン本体112における軸部112b(回転軸)には、径方向の外側を向く端面から軸線Oの径方向の内側に向かって孔部112cが形成されている。
さらに、このリンク部材122は、上述したリンク部材24と略同一形状の部材となっているが、リンク部材122には上記孔部112cに径方向に対向する位置で、軸線Oの径方向外側に向かって凹む凹部122aが形成されている。
また、軸部112bとリンク部材122とは、上述したピン24bと略同一のピン124によって連結されているが、このピン124には先端側に雄ネジ部124aが形成されており、軸部112bに形成された雌ネジ部112dに螺合している。さらに、これらピン124及び軸部112bが、リンク部材122に対して軸線Oの径方向を回転軸線として相対回転可能となっている。
トルクリミッタ部113は、孔部112cに底部から径方向に延びるように設けられたコイルバネ113aと、コイルバネ113aの先端に取り付けられているとともに、リンク部材122と凹部122aとの間にわたって配されたボール部材113bとを有して、いわゆるボールプランジャとなっている。そして、このボール部材113bは、コイルバネ113aによってリンク部材122の凹部122aに付勢されている。
本実施形態の遠心圧縮機111によると、トルクリミッタ部113を採用することで、ドライブリング23、リンク部材122の通常動作時には、ボール部材113bがリンク部材122と凹部122aとの間にわたって配されて、凹部122aに付勢されているため、軸部112bとリンク部材122との相対回転が規制されている。
ここで、なんらかの原因によって、一つのベーン本体112が回転しなくなってしまった場合には、このベーン本体112に連結されたリンク部材122が動作せず、ドライブリング23が動作しなくなってしまう。
このため、全てのベーン本体112が動作しなくなり、流入する流体Fの流量調整が不可能となってしまう。この際、ベーン本体112の軸部112bとリンク部材との連結部分に作用するトルクは、通常動作時と比較して大きくなる。
ここで、本実施形態ではトルクが予め設定した閾値を超えた場合に、トルクリミッタ部113のボール部材113bがコイルバネ113aの付勢力に抗して孔部112cの内部に収容されるように押し込まれるようにしておく。このようにすることで、トルクがこの閾値を超えると、軸部112bとリンク部材122との間で相対回転が可能となる。
従って、軸部112bとリンク部材122との相対回転により、一つのベーン本体112が動作しない状態でも、このベーン本体112を連結するリンク部材122のみを動作させることができ、ドライブリング23を動作させ、他のベーン本体112を動作させることが可能となる。よって、完全に流量調整機能を失うことはなくなり、信頼性、使用性の向上につながる。
なお、本実施形態のトルクリミッタ部113は、ボールプランジャに限定されず、例えば、軸部112bとリンク部材122との間に摩擦部材を設け、ベーン本体112に作用するトルクが一定値を超えた場合に、摩擦部材で生じる摩擦力に抗して軸部112bとリンク部材122とが相対回転するような構造としてもよい。またその他、種々の公知のトルクリミッタを適用可能である。
以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
上述の実施形態では、駆動機構25(55、82、102)には電動機26、伝達アーム28(58、83、103)を用いているが、例えば油圧シリンダ等によってドライブリング23に対して回転力を付与することも可能である。
また、伝達アーム28(58、83、103)については、例えば、図10に示すように、遠心圧縮機の機種に応じて、専用部品としてもよい。ここで、伝達アーム28の長さ寸法はドライブリング23の外径に依存し、ドライブリング23の外径に対する伝達アーム28の長さ寸法の比が0.3〜0.7となることが好ましい。
そして、伝達アーム28にこのように専用部品を用いた場合には、伝達アーム28を組立てる必要がないため、組み立てに要する時間を短縮できる、また伝達アーム28で必要な長さ調節も不要となるため、作業性向上につながる。
1…遠心圧縮機 2…主軸 3…主電動機 3a…主出力軸 5…ギア機構 6、7…軸受 8…吸込口 9…吐出口 10…インペラ(羽根車) 10A…一段インペラ 10B…二段インペラ 11…ベーン装置 12…ケーシング 13…内部ケーシング 15…主軸ギア 16…出力軸ギア 17…ディスク 18…ブレード 20…リターンベーン 22…ベーン本体 22a…羽根部 22b…軸部(回転軸) 23…ドライブリング 23a…突起部 24…リンク部材 24a、24b…ピン 25…駆動機構 26…電動機 26a…出力軸 28…伝達アーム 30…自在継手 31…連結棒状部 31a…雌ネジ部(第二ネジ部) 32…ピン 33…球面軸受 34…棒状部 34a…雄ネジ部(第一ネジ部) 35…駆動リンクバー 36…駆動レバー S1…圧縮流路 S2…流路 S2a…第一段ディフューザ流路 S2b…リターン流路 S2c…吸込流路 S2d…第二段ディフューザ流路 S3…流入流路 F…流体 O…軸線 51…遠心圧縮機 55…駆動機構 58…伝達アーム 60…突起部 65…駆動リンクバー 71…連結棒状部 72…矩形部 73…屈曲部 73a…貫通孔 75…自在継手 76…棒状部 76a…雌ネジ部(第一ネジ部) 77…ボルト(第二ネジ部) 81…遠心圧縮機 82…駆動機構 83…伝達アーム 84…駆動リンク部材 85…連結部 91…遠心圧縮機 93…トルク検出部 94…制御部 101…遠心圧縮機 102…駆動機構 103…伝達アーム 104…ダンピング部材 105…駆動リンク部材 105a…矩形部 105b…屈曲部 104A…ダンピング部材 105A…駆動リンク部材 106A…フランジ部 107A…Oリング 108A…ボルト 111…遠心圧縮機 112…ベーン本体 112b…軸部(回転軸) 112c…孔部 112d…雌ネジ部 113…トルクリミッタ部 113a…コイルバネ 113b…ボール部材 122…リンク部材 122a…凹部 124ピン… 124a…雄ネジ部

Claims (8)

  1. 軸線回りに回転する主軸と、
    該主軸に取り付けられた羽根車と、
    前記羽根車への流入流路における流体の流量を調整するベーン装置とを備え、
    該ベーン装置は、
    前記流入流路に前記軸線の周方向に間隔をあけて複数が設けられ、それぞれ前記軸線の径方向に延びる回転軸回りに回転することで取り付け角度が変化するベーン本体と、
    一端が各前記回転軸に連結されて、該回転軸とともに回転する複数のリンク部材と、
    前記軸線を中心とした円環状をなして、複数の前記リンク部材の他端が連結されることで前記ベーン本体の回転に伴って前記リンク部材の回転軌跡に従って軸線方向及び周方向に移動する環状部材と、
    前記環状部材に接続されて該環状部材に対して接線方向に力を伝達する駆動機構と、
    を有することを特徴とする遠心圧縮機。
  2. 前記駆動機構は、
    回転駆動する出力軸を備える電動機と、
    一端が前記出力軸に連結され、他端が前記環状部材に連結されて、前記電動機の回転力を前記環状部材の前記接線方向への力として伝達する伝達アームと、
    を有することを特徴とする請求項1に記載の遠心圧縮機。
  3. 前記伝達アームは、
    前記出力軸に固定されて該出力軸の径方向に延び、前記出力軸とともに回転する駆動レバーと、
    一端が前記駆動レバーに連結されるとともに他端が前記環状部材に連結された駆動リンクバーと、
    を有し、
    前記駆動リンクバーは、前記軸線の周方向に沿って延びる連結棒状部と、
    前記連結棒状部の両端に設けられた自在継手と、
    を備え、前記一端は前記自在継手を介して前記駆動レバーに連結され、前記他端は前記自在継手を介して前記環状部材に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の遠心圧縮機。
  4. 前記自在継手は、
    前記駆動レバー及び前記環状部材に連結される二つの球面軸受と、各々の前記球面軸受けから前記連結棒状部に向かって延びて該連結棒状部に当接するとともに、当接する部分に第一ネジ部が設けられた棒状部と、
    を有し、
    前記連結棒状部には、前記第一ネジ部に螺合する第二ネジ部が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の遠心圧縮機。
  5. 前記伝達アームは、
    前記出力軸に固定されて該出力軸の径方向に延び、前記出力軸とともに回転する駆動レバーと、
    一端が前記駆動レバーに連結されるとともに他端が前記環状部材に連結された駆動リンク部材と、
    を有し、
    前記駆動リンク部材は、
    前記環状部材から離間する方向に延びる連結部と、
    前記連結部に前記軸線方向及び前記軸線の径方向のうちの少なくとも一方に、互いに離間するように設けられた二つの自在継手と、
    を備え、前記一端は一方の前記自在継手を介して前記駆動レバーに連結され、前記他端は他方の前記自在継手を介して前記環状部材に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の遠心圧縮機。
  6. 前記伝達アームは、
    前記出力軸に固定されて該出力軸の径方向に延び、前記出力軸とともに回転する駆動レバーと、
    一端が前記駆動レバーに連結されるとともに他端が前記環状部材に連結された駆動リンク部材と、
    を有し、
    前記駆動リンク部材は、前記一端と前記他端との間に設けられて、該駆動リンク部材に作用する力を減衰するダンピング部材と、
    前記ダンピング部材に設けられた二つの自在継手と、
    を備え、前記一端は一方の前記自在継手を介して前記駆動レバーに連結され、前記他端は他方の前記自在継手を介して前記環状部材に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の遠心圧縮機。
  7. 前記電動機のトルクを検出するトルク検出部と、
    前記トルク検出部での検出値が予め設定された閾値を超えた場合に、前記電動機の前記出力軸を逆回転させる制御部と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項2から6のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
  8. 前記ベーン本体は、該ベーン本体に作用するトルクが予め設定された閾値を超えた場合に、前記回転軸が前記リンク部材との間で相対回転可能とするトルクリミッタ部を有することを特徴とする請求項2から7のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
JP2013037524A 2012-11-15 2013-02-27 遠心圧縮機 Active JP6206638B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013037524A JP6206638B2 (ja) 2012-11-15 2013-02-27 遠心圧縮機
CN201380058799.3A CN104813036B (zh) 2012-11-15 2013-11-14 离心式压缩机
PCT/JP2013/080771 WO2014077310A1 (ja) 2012-11-15 2013-11-14 遠心圧縮機
US14/442,028 US9951783B2 (en) 2012-11-15 2013-11-14 Centrifugal compressor
SG11201503703RA SG11201503703RA (en) 2012-11-15 2013-11-14 Centrifugal compressor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012251177 2012-11-15
JP2012251177 2012-11-15
JP2013037524A JP6206638B2 (ja) 2012-11-15 2013-02-27 遠心圧縮機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014114800A true JP2014114800A (ja) 2014-06-26
JP6206638B2 JP6206638B2 (ja) 2017-10-04

Family

ID=50731219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013037524A Active JP6206638B2 (ja) 2012-11-15 2013-02-27 遠心圧縮機

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9951783B2 (ja)
JP (1) JP6206638B2 (ja)
CN (1) CN104813036B (ja)
SG (1) SG11201503703RA (ja)
WO (1) WO2014077310A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160032503A (ko) * 2014-09-16 2016-03-24 주식회사 세아엔지니어링 압축기의 가변 디퓨저
CN114033724A (zh) * 2021-11-29 2022-02-11 上海冠带通风节能设备有限公司 一种可调节风口方向的风机

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105074354B (zh) * 2013-02-20 2017-12-12 开利公司 入口导叶机构
WO2016210119A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Howden Roots Llc Gear drive system and implementation thereof
DE102015220333A1 (de) * 2015-10-19 2017-04-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Vorrichtung zur Einstellung eines Spaltes zwischen dem Gehäuse eines Laufrades und dem Laufrad in einem Radialverdichter und eine Turbomaschine
CN107975498B (zh) * 2016-10-24 2021-08-31 开利公司 用于离心压缩机的扩压器及具有其的离心压缩机
CN108223454A (zh) * 2018-03-01 2018-06-29 福建雪人股份有限公司 一种离心压缩机的导叶调节机构
DE102019203370A1 (de) * 2019-03-12 2020-09-17 Borgwarner Inc. Verdichter mit verstellmechanismus
CN110067778B (zh) * 2019-06-06 2023-12-15 宁波虎渡能源科技有限公司 一种可调式扩压器及其制冷压缩机
CN110374891B (zh) * 2019-08-19 2021-03-23 重庆美的通用制冷设备有限公司 离心压缩机
AU2020376271B9 (en) * 2019-10-31 2023-11-09 Daikin Industries, Ltd. Inlet guide vane actuator assembly
CN111911461B (zh) * 2020-08-28 2022-06-07 中国航发沈阳发动机研究所 一种静子叶片角度调节机构及其静子机匣结构
CN112253509A (zh) * 2020-10-29 2021-01-22 程小俊 一种机械式抽风机
CN112460074B (zh) * 2020-12-04 2022-09-27 杭州汽轮动力集团有限公司 一种用于减小偏载角的压气机igv调节装置
US20230304508A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable inlet guide vane apparatus and compressor including same
CN117685152B (zh) * 2024-02-04 2024-05-14 东方电气集团东方电机有限公司 水泵水轮机模拟装置、水泵水轮机模拟系统及控制方法
CN117948191B (zh) * 2024-03-26 2024-06-14 中国航发燃气轮机有限公司 一种燃气轮机及其静子叶片调节结构

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4733524U (ja) * 1971-05-14 1972-12-14
JPS5641465A (en) * 1979-09-14 1981-04-18 Toshiba Corp Weak pin break alarm device
JPS58205000A (ja) * 1982-05-25 1983-11-29 Kubota Ltd 送風機の風量調整装置
JPS5988297U (ja) * 1982-12-03 1984-06-14 三菱電機株式会社 送風機
JPH0583399U (ja) * 1992-04-09 1993-11-12 株式会社神戸製鋼所 遠心圧縮機の入口案内翼装置
US6139262A (en) * 1998-05-08 2000-10-31 York International Corporation Variable geometry diffuser
JP2001107888A (ja) * 1999-10-07 2001-04-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 遠心式圧縮機
JP2001200799A (ja) * 1999-11-22 2001-07-27 General Electric Co <Ge> 減衰トルクシャフト組立体
JP2007517159A (ja) * 2003-12-29 2007-06-28 ヌオーヴォ ピニォーネ ホールディング ソシエタ ペル アチオニ 遠心圧縮機用の案内機構を備える静翼システム
JP2007298044A (ja) * 2007-07-18 2007-11-15 Hitachi Ltd モータ駆動による位置制御装置
US20110194904A1 (en) * 2009-06-26 2011-08-11 Accessible Technologies, Inc. Controlled Inlet of Compressor for Pneumatic Conveying System
US20120121403A1 (en) * 2009-07-20 2012-05-17 Cameron International Corporation Removable throat mounted inlet guide vane
US20120263586A1 (en) * 2009-11-03 2012-10-18 Ingersoll-Rand Company Inlet guide vane for a compressor

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3645144A (en) 1970-06-22 1972-02-29 Carrier Corp Cable tensioning structure for centrifugal compressor control
US3781127A (en) 1972-06-14 1973-12-25 Westinghouse Electric Corp Centrifugal fan inlet and vane capacity control
JPS50147903U (ja) 1974-05-23 1975-12-08
JPS53113407U (ja) 1977-02-18 1978-09-09
JPS54711U (ja) 1977-06-06 1979-01-06
JPS5567398U (ja) 1978-11-02 1980-05-09
JPS55137299U (ja) 1979-03-22 1980-09-30
JPS5639896U (ja) 1979-09-05 1981-04-14
JPS56143533U (ja) 1980-03-31 1981-10-29
JPS5945298U (ja) 1982-09-20 1984-03-26 株式会社東洋製作所 送風機の吸入風量調整装置
US4521002A (en) * 1983-03-09 1985-06-04 Maremont Corporation Series spring shock absorbers
JPS59160895U (ja) 1983-04-13 1984-10-27 松下精工株式会社 風量制御装置
JPS6234197U (ja) 1985-08-14 1987-02-28
US4726744A (en) 1985-10-24 1988-02-23 Household Manufacturing, Inc. Tubocharger with variable vane
US4890977A (en) 1988-12-23 1990-01-02 Pratt & Whitney Canada, Inc. Variable inlet guide vane mechanism
DE69010519T2 (de) * 1989-02-02 1994-11-10 Hitachi Ltd Leitschaufel-Regler.
JPH04358798A (ja) 1991-06-03 1992-12-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 回転流体機械の流量調整装置
FR2794801B1 (fr) * 1999-06-10 2001-07-06 Snecma Dispositif de protection de mecanisme de commande des volets d'une roue directrice d'entree de turboeacteur
JP2003214380A (ja) 2002-01-18 2003-07-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 遠心圧縮機および冷凍機
JP4166996B2 (ja) 2002-03-28 2008-10-15 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機の容量制御駆動機構
JP2006046220A (ja) 2004-08-05 2006-02-16 Toyota Motor Corp ベーン駆動装置
JP2008163803A (ja) 2006-12-27 2008-07-17 Toyota Motor Corp 遠心圧縮機
WO2008124758A1 (en) 2007-04-10 2008-10-16 Elliott Company Centrifugal compressor having adjustable inlet guide vanes
US8033782B2 (en) 2008-01-16 2011-10-11 Elliott Company Method to prevent brinelling wear of slot and pin assembly
JP4951583B2 (ja) 2008-04-28 2012-06-13 日立アプライアンス株式会社 ターボ冷凍機
JP2010048160A (ja) 2008-08-21 2010-03-04 Ihi Corp 遠心圧縮機
JP2011080401A (ja) 2009-10-06 2011-04-21 Ihi Corp 遠心圧縮機のスワール生成装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4733524U (ja) * 1971-05-14 1972-12-14
JPS5641465A (en) * 1979-09-14 1981-04-18 Toshiba Corp Weak pin break alarm device
JPS58205000A (ja) * 1982-05-25 1983-11-29 Kubota Ltd 送風機の風量調整装置
JPS5988297U (ja) * 1982-12-03 1984-06-14 三菱電機株式会社 送風機
JPH0583399U (ja) * 1992-04-09 1993-11-12 株式会社神戸製鋼所 遠心圧縮機の入口案内翼装置
US6139262A (en) * 1998-05-08 2000-10-31 York International Corporation Variable geometry diffuser
JP2001107888A (ja) * 1999-10-07 2001-04-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 遠心式圧縮機
JP2001200799A (ja) * 1999-11-22 2001-07-27 General Electric Co <Ge> 減衰トルクシャフト組立体
JP2007517159A (ja) * 2003-12-29 2007-06-28 ヌオーヴォ ピニォーネ ホールディング ソシエタ ペル アチオニ 遠心圧縮機用の案内機構を備える静翼システム
JP2007298044A (ja) * 2007-07-18 2007-11-15 Hitachi Ltd モータ駆動による位置制御装置
US20110194904A1 (en) * 2009-06-26 2011-08-11 Accessible Technologies, Inc. Controlled Inlet of Compressor for Pneumatic Conveying System
US20120121403A1 (en) * 2009-07-20 2012-05-17 Cameron International Corporation Removable throat mounted inlet guide vane
US20120263586A1 (en) * 2009-11-03 2012-10-18 Ingersoll-Rand Company Inlet guide vane for a compressor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160032503A (ko) * 2014-09-16 2016-03-24 주식회사 세아엔지니어링 압축기의 가변 디퓨저
KR101656812B1 (ko) * 2014-09-16 2016-09-12 주식회사 세아엔지니어링 압축기의 가변 디퓨저
CN114033724A (zh) * 2021-11-29 2022-02-11 上海冠带通风节能设备有限公司 一种可调节风口方向的风机
CN114033724B (zh) * 2021-11-29 2024-04-30 上海冠带通风节能设备有限公司 一种可调节风口方向的风机

Also Published As

Publication number Publication date
US9951783B2 (en) 2018-04-24
JP6206638B2 (ja) 2017-10-04
US20150322965A1 (en) 2015-11-12
WO2014077310A1 (ja) 2014-05-22
CN104813036B (zh) 2017-06-13
SG11201503703RA (en) 2015-06-29
CN104813036A (zh) 2015-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6206638B2 (ja) 遠心圧縮機
US8727696B2 (en) Calibration of an actuator for a variable geometry turbine
JP5602159B2 (ja) 内部アクチュエータを有する軸流制御弁
US5916325A (en) Actuator assembly and torque limiting system for same
JP5160656B2 (ja) 可変面積ディフューザ
WO2017077684A1 (ja) 可変静翼操作装置
JP5163932B2 (ja) 歯車駆動ターボ圧縮機
JP2006509155A (ja) 可変容量式遠心圧縮機用のディフューザーシステム
US10641125B2 (en) Nozzle drive mechanism, turbocharger, and variable-capacity turbocharger
CN103814224A (zh) 高流量电液致动器
KR20080039256A (ko) 원심 압축기
CN104081083B (zh) 回转装置以及旋转机械
US9702264B2 (en) Variable nozzle unit and variable geometry system turbocharger
CN106704265B (zh) 扩压装置、扩压器安装结构、机械装置及制冷设备
JP3170971U (ja) ターボ機械のローター
US3801062A (en) Manual valve override
AU2017352546A1 (en) Fan blade regulation device and counter-rotating axial-flow fan
AU737988B2 (en) Drive positioning mechanism with backlash adjustment for variable pipe diffuser
KR20120063089A (ko) 원심 압축기용 가변 디퓨저 구조
CN118208446A (zh) 一种压缩机内置式导叶调节方法
US6506011B1 (en) Method for limiting split ring diffuser travel
US6554567B2 (en) Compliant mechanical stop for limiting split ring diffuser travel
US9739311B2 (en) Bearing structure and turbocharger
KR101060682B1 (ko) 축류팬의 날개각 조절 검지장치
US10107186B2 (en) Actuator power transmission mechanism and turbocharger

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161025

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20161227

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170328

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170531

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170601

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20170612

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20170615

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170616

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170615

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170808

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170822

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6206638

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150