[发明专利]入口导向叶片、涡轮压缩机及制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及设置于借助叶轮的旋转来吸入流体的吸入口、用于调节流体的吸入量和流动方向的入口导向叶片、涡轮压缩机及制冷机。

背景技术

作为将水等冷却对象物冷却或冷冻的制冷机，已知具备借助叶轮压缩并排出冷媒(流体)的涡轮压缩机的涡轮制冷机等。在压缩机中，如果压缩比增大，则压缩机的排出温度升高，容积效率降低，因此，也存在构成为分多级进行冷媒的压缩的压缩机。例如在专利文献1(日本特开2007-177695号公报)中，公开了具备两个具有叶轮和扩压器的压缩级并在这些压缩级中依次压缩冷媒的涡轮压缩机。

在这样的涡轮压缩机中设有用于借助第1压缩级的叶轮的旋转将冷媒吸入内部的吸入口，在该吸入口沿周向并列设置有用于调节冷媒的吸入量和流动方向的多个入口导向叶片。

入口导向叶片成形为铸件，具备例如棒状的轴和板状的叶片主体，所述叶片主体与该轴以同轴地配置相互的轴线方向的状态接合。另外，该入口导向叶片设置成，将轴接合并支承在驱动机构上，并使叶片主体从吸入口的内周面朝中心部向径向内侧突出。另外，通过借助驱动机构使各入口导向叶片绕其轴线转动，从而根据各入口导向叶片的迎角(转动角)来调节被吸入的冷媒的吸入量和流动方向。

并且，在这种入口导向叶片中，存在将叶片主体形成为平板状的入口导向叶片，以及将在调节冷媒的吸入量和流动方向时成为正压侧的侧面和成为负压侧的侧面(朝向叶轮侧的侧面)做成曲面并形成为翼状的入口导向叶片(例如参照专利文献2(日本特开2007-120494号公报))。

然而，在将叶片主体形成为平板状的入口导向叶片中，其制作(成形)容易，但由于叶片主体的厚度从吸入口的内周面到流速大的中心部侧为恒定的，所以冷媒的流动紊乱，压力损失增大。因此存在导致涡轮压缩机的性能降低的问题。

另一方面，在将叶片主体形成为翼状的入口导向叶片中，由于正压侧的侧面和负压侧的侧面由曲面形成，因此能够不导致冷媒的流动紊乱地调节冷媒的吸入量和流动方向，从而能够减小压力损失。

但是，由于这种入口导向叶片成形为铸件，所以难以通过铸造将正压侧的侧面和负压侧的侧面高精度地形成为曲面。并且，在铸造后需要对轴进行加工，此时就要保持叶片主体来进行基准校准，但当叶片主体的两侧面由曲面形成时，基准校准变得困难。因此存在难以以高精度制作入口导向叶片的问题。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供能够容易地进行轴的加工并能够可靠地降低压力损失的入口导向叶片、具备该入口导向叶片的涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的制冷机。

本发明的入口导向叶片能够以轴线为中心转动地设置于借助叶轮的旋转来吸入流体的吸入口，用于调节流体向上述吸入口的吸入量和流动方向，其特征在于，该入口导向叶片包括棒状的轴和板状的叶片主体，所述轴能够以上述轴线为中心转动地支承于上述吸入口的内周面，所述叶片主体与该轴接合并从上述吸入口的内周面朝中心部突出设置，上述叶片主体具有在调节上述流体的吸入量和流动方向时成为正压侧的侧面和成为负压侧的侧面，另外上述叶片主体具备：锥形部，该锥形部形成为上述两个侧面随着朝向叶片主体的宽度方向的外缘和上述轴线方向前端侧的外缘而接近；和平行部，该平行部配置于上述轴线上，并沿着上述轴线方向平行地形成有上述成为正压侧的侧面和上述成为负压侧的侧面。

在本发明中，由于叶片主体的锥形部的成为正压侧的侧面(正压侧的侧面)和成为负压侧的侧面(负压侧的侧面)形成为随着朝向宽度方向的外缘和轴线方向前端侧的外缘而接近，即，叶片主体的厚度形成为随着朝向流体的流动方向的外缘和配置于流速大的吸入口的中心部侧的外缘而减小，所以与将叶片主体形成为翼状的入口导向叶片同样，能够不使流体的流动紊乱地调节流体的吸入量和流动方向，能够可靠地减小压力损失。

并且，由于在轴线上具备沿着轴线方向平行地形成有正压侧的侧面和负压侧的侧面的平行部，所以在铸造后的轴加工时，通过保持该平行部，能够容易地进行基准校准。由此能够降低入口导向叶片的制作成本。

并且，在本发明的入口导向叶片中，优选上述平行部设置于与上述轴接合的上述叶片主体的上述轴线方向后端侧。

在本发明中，通过将平行部设置于轴线方向后端侧，能够将锥形部较大地设置在配置于流速大的吸入口的中心部侧的前端侧，能够可靠地减小叶片主体的前端侧的厚度。由此能够可靠地减小压力损失。

另外，在本发明的入口导向叶片中，更优选上述平行部的上述轴线方向的长度为上述叶片主体的上述轴线方向的长度的1/4以上、1/2以下。