專利名稱：軸流壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸流壓縮機(jī)，例如涉及一種壓縮水蒸氣的軸流壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
用于軸流壓縮機(jī)等壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子需牢固地嵌合于軸部，以免在驅(qū)動(dòng)時(shí)相對于轉(zhuǎn)子軸部沿周方向發(fā)生位移。例如，在下述專利文獻(xiàn)I中公開了使用鍵聯(lián)接(key coupling)、齒式聯(lián)接(tooth coupling)或多邊形擬合(polygon fitting)來進(jìn)行轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子軸部的嵌合的技術(shù)。
但是，在鍵聯(lián)接中，如在所述專利文獻(xiàn)I中也指出，會(huì)因嵌合孔的擴(kuò)開導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸部發(fā)生振動(dòng)。而且，在使用齒式聯(lián)接或多邊形擬合的嵌合中，聯(lián)接器的加工作業(yè)耗時(shí)耗力， 因此在制造成本上不利。
專利文獻(xiàn)I :日本專利公開公報(bào)實(shí)開平5-21200號發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種解決上述問題的軸流壓縮機(jī)。
而且，本發(fā)明的目的在于抑制轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子軸部的嵌合部的加工所需的成本，并且使轉(zhuǎn)子能夠牢固地嵌合于轉(zhuǎn)子軸部 。
本發(fā)明的一方面所涉及的軸流壓縮機(jī)，用于壓縮工作流體，包括轉(zhuǎn)子，具有動(dòng)葉； 第一按壓部件，接觸于所述轉(zhuǎn)子的一端面；第二按壓部件，接觸于所述轉(zhuǎn)子的另一端面；轉(zhuǎn)子軸部，貫通所述第一按壓部件、所述轉(zhuǎn)子及所述第二按壓部件；以及固定部，在用所述第一按壓部件及所述第二按壓部件夾住所述轉(zhuǎn)子的狀態(tài)下，將所述第一按壓部件及所述第二按壓部件固定于所述轉(zhuǎn)子軸部，其中，所述轉(zhuǎn)子軸部由具有比構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子的至少一部分的材質(zhì)低的線膨脹系數(shù)的材質(zhì)構(gòu)成。


圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的軸流壓縮機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是主要表示動(dòng)葉與第一按壓部件的嵌合部的剖視圖。
圖3是主要表示動(dòng)葉與墊件的嵌合部的剖視圖。
圖4是本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的軸流壓縮機(jī)中的動(dòng)葉及墊件的嵌合部的剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
如圖I所示，本實(shí)施方式所涉及的軸流壓縮機(jī)10作為設(shè)在制冷機(jī)中的壓縮機(jī)，被設(shè)置在具有蒸發(fā)器12及冷凝器13的制冷劑回路14中。該軸流壓縮機(jī)10對在蒸發(fā)器12中蒸發(fā)的作為工作流體(制冷劑)的水蒸氣進(jìn)行壓縮。該水蒸氣是較為低溫、低壓的水蒸氣。CN 102939464 A書明說2/8頁在本實(shí)施方式的軸流壓縮機(jī)10中被壓縮的工作流體是水蒸氣，其處于該軸流壓縮機(jī)10的入口至噴出口時(shí)，例如在大氣壓以下的壓力下其在5°C至150°C的溫度范圍，當(dāng)采用了動(dòng)葉為7段左右的多段形式的軸流壓縮機(jī)時(shí)，其在例如5°C至250°C的溫度范圍。在該制冷劑回路14中，在軸流壓縮機(jī)10壓縮后的工作流體被送往冷凝器13，并在冷凝器13中被進(jìn)行冷凝。工作流體伴隨著相變而在制冷劑回路14中循環(huán)。并且，通過使制冷劑在蒸發(fā)器12中蒸發(fā)，從而能夠向二次側(cè)熱介質(zhì)供應(yīng)冷、熱。該二次側(cè)熱介質(zhì)被供應(yīng)至圖外的利用側(cè)裝置， 對作為冷卻對象的室內(nèi)空氣等進(jìn)行冷卻。
軸流壓縮機(jī)10包括具有壓縮工作流體的壓縮空間CS的壓縮部20 ;用于驅(qū)動(dòng)壓縮部20的電動(dòng)機(jī)(electric motor) 22 ;以及用于對從壓縮空間CS噴出的工作流體的流速進(jìn)行減速的減速部24。軸流壓縮機(jī)10的機(jī)殼26包括設(shè)置在壓縮部20的圓筒狀的第一殼部27 ;設(shè)置在壓縮部20的一端側(cè)(上游側(cè))的第二殼部28 ;以及設(shè)置在壓縮部20的另一端側(cè)(下游側(cè))的減速部24的第三殼部29。
壓縮部20包括第一殼部27以及設(shè)置在第一殼部27內(nèi)的轉(zhuǎn)子31。第一殼部27與轉(zhuǎn)子31之間的空間作為用于壓縮工作流體的壓縮空間CS而發(fā)揮功能。該壓縮空間CS包括在圖I中處于左側(cè)的吸入口 CS1、和處于右側(cè)的噴出口 CS2。因此，在蒸發(fā)器12中蒸發(fā)的工作流體通過圖I左側(cè)的吸入口 CSl被吸入壓縮空間CS內(nèi)，該工作流體隨著在壓縮空間CS 內(nèi)從圖I的左側(cè)向右側(cè)移動(dòng)而被壓縮并從噴出口 CS2噴出。
在第一殼部27的內(nèi)周面固定有多個(gè)靜葉33,各靜葉33沿軸向隔開間隔而被設(shè)置。 該第一殼部27以軸向成水平的·方式被設(shè)置。
轉(zhuǎn)子31包括多個(gè)動(dòng)葉34及多個(gè)墊件35。這些多個(gè)動(dòng)葉34以與靜葉33交替的方式沿軸向隔開間隔而被設(shè)置。墊件35為呈圓筒狀的部件，墊件35設(shè)置在靜葉33的徑向內(nèi)側(cè)，并且分別設(shè)置在相鄰的動(dòng)葉34、34之間。在圖例中，示出了設(shè)有四個(gè)動(dòng)葉34和四個(gè)墊件35的結(jié)構(gòu)，但并不限于此。
動(dòng)葉34包括圓筒狀的凸起部37以及一體地形成在該凸起部37周圍的葉片部38。 如后所述，動(dòng)葉34均為鋁制或鋁合金制，是從一片原材料切出成形的一體成形品。葉片部 38沿凸起部37的周方向形成有多個(gè)。凸起部37的外周面及內(nèi)周面處于與墊件35的外周面及內(nèi)周面對齊的狀態(tài)。
壓縮部20包括驅(qū)動(dòng)軸40、第一按壓部件41、第二按壓部件42、作為固定部的一例的螺母43以及圓板狀部件44。驅(qū)動(dòng)軸40包括轉(zhuǎn)子軸部46以及分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸部46的兩端部的兩個(gè)端軸部47、47。
轉(zhuǎn)子軸部46設(shè)置在第一殼部27的軸心上，且沿第一殼部27的軸向延伸。轉(zhuǎn)子軸部46的兩端部在軸向上位于動(dòng)葉34及墊件35的外側(cè)。在轉(zhuǎn)子軸部46的兩端部分別設(shè)有公螺紋部46a (參照圖2)。
第一按壓部件41以接觸于最上游段的動(dòng)葉34的方式被設(shè)置，而且，第二按壓部件 42以接觸于位于最下游段的動(dòng)葉34外側(cè)的墊件35的方式被設(shè)置。第一按壓部件41和第二按壓部件42為相同結(jié)構(gòu)的部件，但在軸向上逆向設(shè)置。
第一按壓部件41呈圓板狀，在該按壓部件41形成有供轉(zhuǎn)子軸部46插通的中央貫通孔41a。如圖2中放大表示，中央貫通孔41a是在中間部形成有臺階部的帶臺階的孔。該中央貫通孔41a的小徑部可供轉(zhuǎn)子軸部46插通，但小徑部具有無法供螺母43插通的內(nèi)徑，4大徑部具有可插入螺母43的內(nèi)徑。
在第一按壓部件41 一體地設(shè)有從外周端部的軸向的一端面突出的轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部 41b和從外周端部的軸向的另一端面突出的端側(cè)嵌合部41c。
當(dāng)沿軸向觀察時(shí)，轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部41b呈與中央貫通孔41a同心的圓環(huán)狀。轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部41b的軸向端面為平坦面。轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部41b與形成在動(dòng)葉34的凸起部37上的端部嵌合部37a嵌合。
在最上游段的動(dòng)葉34，凸起部37的端部嵌合部37a形成于吸入口 CSl側(cè)的端面 (轉(zhuǎn)子31的軸向外側(cè)的端面)。并且，凸起部37的端部嵌合部37a呈與凸起部37同心的圓環(huán)狀。端部嵌合部37a的軸向的端面為平坦面。該端部嵌合部37a通過壓入等進(jìn)入第一按壓部件41的轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部41b的內(nèi)側(cè)，并嵌合于該轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部41b。并且，通過第一按壓部件41的轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部41b與動(dòng)葉34的端部嵌合部37a嵌合，第一按壓部件41的軸心與最上游段的動(dòng)葉34的軸心一致。端部嵌合部37a及轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部41b的軸向端面均為平坦面。因此，能夠抑制凸起部37及第一按壓部件41的加工所需的成本。此點(diǎn)對于第二按壓部件42也是一樣的。
當(dāng)沿軸向觀察時(shí)，端側(cè)嵌合部41c呈圓環(huán)狀，在端軸部47的端部形成的凸緣部47a 嵌合于該端側(cè)嵌合部41c。凸緣部47a呈與端側(cè)嵌合部41c同心的圓環(huán)狀。通過凸緣部47a 嵌合于端側(cè)嵌合部41c,端軸部47與第一按壓部件41成同軸狀。在此狀態(tài)下,端軸部(第一端軸部)47與第一按壓部件41通過螺栓49而相互固定。另外，在端軸部47，以從凸緣部 47a側(cè)的端面向內(nèi)側(cè)延伸的方式形成有凹部47b，該凹部47b能夠收容螺母43及轉(zhuǎn)子軸部 46的端部。
在第二按壓部件42，與第一按壓部件41同樣地形成有由帶臺階的孔構(gòu)成的中央貫通孔，并且包括轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部和端側(cè)嵌合部。第二按壓部件42的轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部嵌合于位于最下游段的動(dòng)葉34外側(cè)的墊件35的端部嵌合部。該端部嵌合部形成在墊件35的噴出口 CS2側(cè)的端面(轉(zhuǎn)子31的軸向外側(cè)的端面)上，呈與形成在最上游段的動(dòng)葉34的端部嵌合部37a相同的形狀。第二按壓部件42的端側(cè)嵌合部嵌合于噴出部側(cè)的端軸部(第二端軸部)47的凸緣部。該凸緣部呈與第一端軸部47的凸緣部47a相同的形狀。
在第一按壓部件41及第二按壓部件42，將螺母43螺合于插通中央貫通孔41a的轉(zhuǎn)子軸部46的公螺紋部46a，從而能夠以在第一按壓部件41及第二按壓部件42之間夾住轉(zhuǎn)子31 (動(dòng)葉34及墊件35)的狀態(tài)，利用螺母43從軸向的兩側(cè)緊固第一按壓部件41及第二按壓部件42。在螺合螺母43時(shí)，第一按壓部件41及第二按壓部件42以預(yù)先決定的扭矩值被緊固。另外，如后所述，此處所說的“預(yù)先決定的扭矩值”是基于轉(zhuǎn)子31與轉(zhuǎn)子軸部 46之間的線膨脹系數(shù)的差異，進(jìn)而基于兩者驅(qū)動(dòng)時(shí)的膨脹量的差異，并考慮到螺母43在轉(zhuǎn)子31驅(qū)動(dòng)時(shí)的結(jié)合力要比組裝時(shí)增大的情況而決定。據(jù)此，彼此相鄰的動(dòng)葉34與墊件35 互相嵌合。
如圖3所示，彼此相鄰的動(dòng)葉34與墊件35互相嵌合。S卩，在動(dòng)葉34的凸起部37， 在與墊件35相向的端面形成有朝軸向突出的第一嵌合部37b。凸起部37呈圓筒狀。第一嵌合部37b以沿著該凸起部37的內(nèi)周部的方式，形成為與凸起部37同心的圓環(huán)狀，第一嵌合部37b的軸向端面為平坦面。另一方面，在墊件35，在與動(dòng)葉34的凸起部37相向的端面形成有朝軸向突出的第二嵌合部35a。第二嵌合部35a以沿著墊件35的外周部的方式，形成為與墊件35同心的圓環(huán)狀，第二嵌合部35a的軸向端面為平坦面。第二嵌合部35a的內(nèi)徑對應(yīng)于第一嵌合部37b的外徑。因此，通過使兩嵌合部37b、35a嵌合，能夠?qū)?dòng)葉34與墊件35彼此連接成同心狀。即，動(dòng)葉34與墊件35獨(dú)立地構(gòu)成，之后彼此嵌合。凸起部37 的第一嵌合部37b及墊件35的第二嵌合部35a的軸向端面均為平坦面，因此能夠抑制凸起部37及墊件35的加工所需的成本。
墊件35及凸起部37的內(nèi)徑充分大于轉(zhuǎn)子軸部46的外徑。因此，在墊件35及凸起部37相連而形成的圓筒部與轉(zhuǎn)子軸部46之間形成有沿軸向延伸的空間。在該空間、即轉(zhuǎn)子31的內(nèi)側(cè)空間31a內(nèi)設(shè)有圓板狀部件44。在墊件35中的第二嵌合部35a內(nèi)側(cè)的部位形成有凹部35b，該凹部35b具有與圓板狀部件44的厚度相對應(yīng)的寬度。圓板狀部件44的外周部被插入該凹部35b，在此狀態(tài)下，圓板狀部件44與墊件35通過螺栓51而緊固。SP， 圓板狀部件44無間隙地被夾在動(dòng)葉34的凸起部37與墊件35之間。
圓板狀部件44以垂直于轉(zhuǎn)子軸部46的姿勢而被設(shè)置。在圓板狀部件44的中央部形成有沿厚度方向貫通的貫通孔44a。轉(zhuǎn)子軸部46插通該貫通孔44a。因此，轉(zhuǎn)子軸部 46在其中間部位的多處被圓板狀部件44支撐。
在上游段的動(dòng)葉34與下游段的動(dòng)葉34之間，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生溫度差。因此，基于動(dòng)葉34及與其接觸的 墊件35的熱膨脹，在軸向上圓板狀部件44與轉(zhuǎn)子軸部46的相對位置關(guān)系發(fā)生變化。因此，為了長期進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，優(yōu)選轉(zhuǎn)子軸部46相對于圓板狀部件44易于沿軸向移動(dòng)。因此，圓板狀部件44的貫通孔44a的內(nèi)周面及轉(zhuǎn)子軸部46的外周面也可通過研磨或其他方法等進(jìn)行表面處理而成為平滑面。
動(dòng)葉34均為鋁制或鋁合金制，而且，墊件35均為鋁制或鋁合金制。換言之，轉(zhuǎn)子 31為鋁制或鋁合金制。另一方面，轉(zhuǎn)子軸部46為鈦制或鈦合金制。因此，轉(zhuǎn)子軸部46由具有比鋁低的線膨脹系數(shù)的材質(zhì)構(gòu)成。因此，當(dāng)因在軸流壓縮機(jī)10驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱導(dǎo)致轉(zhuǎn)子31及轉(zhuǎn)子軸部46發(fā)生膨脹時(shí)，轉(zhuǎn)子31比轉(zhuǎn)子軸部46更沿軸向膨脹。另外，動(dòng)葉34的材質(zhì)也可以由與所述材質(zhì)不同的材質(zhì)構(gòu)成。
此外，第一按壓部件41及第二按壓部件42為不銹鋼制或不銹鋼合金制。圓板狀部件44為鋁制或鋁合金制。另外，第一按壓部件41、第二按壓部件42及圓板狀部件44的材質(zhì)也可以由與所述材質(zhì)不同的材質(zhì)構(gòu)成。
在本實(shí)施方式中，包括最上游段的動(dòng)葉34在內(nèi)，動(dòng)葉34為鋁制或鋁合金制。另外， 至少對于最上游段的動(dòng)葉34，也可實(shí)施陽極氧化覆膜處理。此時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)葉34的輕量化，并且能夠有效防止動(dòng)葉34的腐蝕。而且，最上游段的動(dòng)葉34也可以為鈦制、鈦合金制、 不銹鋼制或不銹鋼合金制。此時(shí)，能夠防止腐蝕并確保最上游段的動(dòng)葉34的耐久性。
如圖I所示，兩端部的端軸部47、47分別由軸承55、55支撐，且與轉(zhuǎn)子軸部46設(shè)置于同軸上。軸承55在端軸部47的主部47c支撐端軸部47以使該端軸部47能夠旋轉(zhuǎn)。 主部47c是與轉(zhuǎn)子軸部46同軸且向凸緣部47a的相反側(cè)延伸的部分。
兩軸承55、55被分別收納在殼體56、57中。收納一端部側(cè)的軸承55的上游側(cè)的殼體56以在與第二殼部28之間形成圓筒狀空間的方式而被設(shè)置。該空間成為被導(dǎo)入壓縮空間CS內(nèi)的工作流體所流經(jīng)的上游側(cè)空間US。另一方面，收納另一端部側(cè)的軸承55的下游側(cè)的殼體57以在與第三殼部29之間形成圓筒狀空間的方式而被設(shè)置。該空間成為從壓縮空間CS導(dǎo)出的工作流體所流經(jīng)的下游側(cè)空間DS。6
各殼體56、57通過多個(gè)支撐部件59、59而支撐于第二殼部28或第三殼部29。各支撐部件59呈棒狀，并且沿周方向呈放射狀設(shè)置。支撐部件59、59設(shè)置在上游側(cè)空間US 及下游側(cè)空間DS內(nèi)。由于支撐部件59的剖面呈流線形，因此支撐部件59不會(huì)妨礙工作流體的流動(dòng)。另外，在圖例中，示出了下游側(cè)空間DS的支撐部件59進(jìn)入到殼體57內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，但進(jìn)入到該殼體57內(nèi)側(cè)的部位，也可以不是棒狀。
在支撐部件59中形成有用于供應(yīng)及排出潤滑劑的供排通道59a。潤滑劑從第二殼部28及第三殼部29的外部被導(dǎo)入，通過該供排通道59a中的一條供應(yīng)到軸承55，并通過其他供排通道59a從軸承55排出。
噴出口 CS2側(cè)的端軸部47設(shè)置于下游側(cè)的殼體57內(nèi)，電動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)軸22a通過柔性聯(lián)接器61而連接于該端軸部47。壓縮部20的驅(qū)動(dòng)軸40與電動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)軸22a 不經(jīng)由增速機(jī)而連接，因此，電動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子31的轉(zhuǎn)速為相同轉(zhuǎn)速。
所述減速部24具有由第三殼部29所形成的下游側(cè)空間DS。第三殼部29包括 與第一殼部27的軸向一端部相連的外周面部29a ;設(shè)置于外周面部29a的內(nèi)側(cè)且沿軸向延伸的內(nèi)周面部29b ;以及連接外周面部29a及內(nèi)周面部29b的軸向端部的端面部29c。
在外周面部29a設(shè)有排出口 65。用于將在下游側(cè)空間DS內(nèi)減速后的工作流體引導(dǎo)至冷凝器13的導(dǎo)管連接于 該排出口 65。
在內(nèi)周面部29b設(shè)有電動(dòng)機(jī)支撐部66，該電動(dòng)機(jī)支撐部66從與殼體57的連接部朝徑向內(nèi)側(cè)延伸。電動(dòng)機(jī)22設(shè)置在減速部24的內(nèi)周面部29b的內(nèi)側(cè)，并且安裝在電動(dòng)機(jī)支撐部66。
在本實(shí)施方式所涉及的軸流壓縮機(jī)10中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)軸22a旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓縮部20的驅(qū)動(dòng)軸40也以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子31繞軸旋轉(zhuǎn)。伴隨于此，上游側(cè)空間US內(nèi)的工作流體通過吸入口 CSl被吸入壓縮空間CS內(nèi)。在壓縮空間CS內(nèi)，工作流體邊被壓縮邊被送往圖I的右方向，工作流體通過噴出口 CS2噴出至下游側(cè)空間DS。該工作流體在減速部24內(nèi)被減速且恢復(fù)壓力，并通過排出口 65而排出。
如以上所說明，在本實(shí)施方式中，用第一按壓部件41與第二按壓部件42從軸向兩側(cè)夾住轉(zhuǎn)子31。在該軸流壓縮機(jī)10中，因壓縮水蒸氣的驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱，轉(zhuǎn)子31發(fā)生膨脹。由于轉(zhuǎn)子軸部46由具有比構(gòu)成轉(zhuǎn)子31的鋁低的線膨脹系數(shù)的材料構(gòu)成，因此轉(zhuǎn)子31 的軸向的膨脹量大于轉(zhuǎn)子軸部46的軸向的膨脹量。因此，因轉(zhuǎn)子31的膨脹，轉(zhuǎn)子31與第一按壓部件41之間的按壓力增大，并且轉(zhuǎn)子31與第二按壓部件42之間的按壓力增大。因此，與轉(zhuǎn)子31安裝時(shí)相比，驅(qū)動(dòng)時(shí)的螺母43的結(jié)合力增大，因此，作為轉(zhuǎn)子31與按壓部件 41,42的嵌合，即使不使用基于齒式聯(lián)接、鍵聯(lián)接等嵌合，也能夠避免發(fā)生周方向的相對位移。因此，能夠抑制嵌合部的加工所需的成本。尤其，能夠?qū)⒃撉逗喜康妮S向的端面(例如， 轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部41b和端部嵌合部37a的軸向的端面)形成為大致平坦面，因此能夠抑制嵌合部的加工所需的成本的效果大。而且，能夠避免將轉(zhuǎn)子31安裝于轉(zhuǎn)子軸部46時(shí)的組裝作業(yè)變得繁瑣，并且能夠在驅(qū)動(dòng)時(shí)獲得防止轉(zhuǎn)子31相對于轉(zhuǎn)子軸部46沿周方向轉(zhuǎn)動(dòng)的程度的結(jié)合力。另外，第一按壓部件41的轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部41b與形成在轉(zhuǎn)子31的最上游段的動(dòng)葉34的凸起部37的端部嵌合部37a相嵌合。由于第一按壓部件41由具有比構(gòu)成轉(zhuǎn)子 31的鋁低的線膨脹系數(shù)的材料(不銹鋼)構(gòu)成，因此，驅(qū)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子31的徑向的膨脹量大于第一按壓部件41的徑向的膨脹量。因此，與轉(zhuǎn)子31組裝時(shí)相比，驅(qū)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子側(cè)嵌合部41b (第一按壓部件41)與端部嵌合部37a (轉(zhuǎn)子31)的嵌合更為牢固。此點(diǎn)對于第二按壓部件42與轉(zhuǎn)子31的嵌合也是一樣的。而且，由于轉(zhuǎn)子31為鋁制或鋁合金制，因此相應(yīng)地能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子31的輕量化。即，使用水蒸氣來作為工作流體，并且將導(dǎo)入軸流壓縮機(jī)10時(shí)的水蒸氣的溫度設(shè)定為在例如大氣壓以下的壓力下為150°C以下，因此能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子31設(shè)定為鋁制或鋁合金制。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子31的輕量化，并且能夠提高轉(zhuǎn)子31的加工精度。 并且，作為轉(zhuǎn)子31與按壓部件41、42的嵌合(以及作為動(dòng)葉34與墊件35的嵌合)，即使采用軸向端面為在周方向上平坦的圓環(huán)狀的接觸面的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，也能夠避免發(fā)生周方向的相對位移。因此，可不使用基于齒式聯(lián)接、鍵聯(lián)接等的嵌合結(jié)構(gòu)，因此能夠抑制嵌合部的加工所需的成本。另外，當(dāng)將動(dòng)葉設(shè)為7段左右的多段時(shí)，下游側(cè)的溫度將達(dá)到250°C左右，因此也可將轉(zhuǎn)子的下游側(cè)設(shè)為鈦制或鈦合金制。
此外，在本實(shí)施方式中，采用了墊件35與動(dòng)葉34獨(dú)立地形成并且彼此嵌合的結(jié)構(gòu)，因此，通過對應(yīng)于軸流壓縮機(jī)10驅(qū)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子31的膨脹量與轉(zhuǎn)子軸部46的膨脹量之差而增大的按壓部件41、42的按壓力，能夠獲得防止墊件35與動(dòng)葉34彼此沿周方向相對轉(zhuǎn)動(dòng)的程度的結(jié)合力。而且，由于動(dòng)葉34與墊件35獨(dú)立地構(gòu)成，因此，能夠獨(dú)立地成形加工動(dòng)葉34與墊件35。因此，可使用小的加工用原材料，從而能夠提高轉(zhuǎn)子31的加工性。
另外，在本實(shí)施方式中，使設(shè)置轉(zhuǎn)子軸部46的轉(zhuǎn)子31的內(nèi)側(cè)空間31a的直徑大于轉(zhuǎn)子軸部46的直徑，并在該內(nèi)側(cè)空間31a內(nèi)設(shè)置圓板狀部件44。因此，能夠使轉(zhuǎn)子31的中央部形成為中空狀，因此能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子31的輕量化。并且，能夠通過圓板狀部件44來支撐轉(zhuǎn)子軸部46的中間部，因此能夠提高轉(zhuǎn)子軸部46的固有振動(dòng)頻率(natural frequency)。
而且，在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子軸部46為鈦制或鈦合金制，圓板狀部件44為不銹鋼制或不銹鋼合金制，因此易于確保驅(qū)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子31的熱膨脹量與轉(zhuǎn)子軸部46的熱膨脹量之差，并且能夠提高轉(zhuǎn)子軸部46的剛性。
另外，本發(fā)明并不限于所述實(shí)施方式，可在不脫離其主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更、 改良等。例如，在所述實(shí)施方式中，對作為用于制冷機(jī)的軸流壓縮機(jī)10的例子進(jìn)行了說明， 但并不限于此。例如，也可將軸流壓縮機(jī)10作為例如用于獲得冷卻水的冷卻器(chiller)、 空調(diào)裝置、濃縮機(jī)等中的壓縮機(jī)。
工作流體并不限定于水蒸氣。例如可將空氣、氧氣、氮?dú)?、碳?xì)浠衔镱惖墓に嚉怏w(hydrocarbon process gas)等各種流體用作工作流體。
此外，在所述實(shí)施方式中，采用了第一按壓部件41接觸于動(dòng)葉34而第二按壓部件 42接觸于墊件35的結(jié)構(gòu)，但并不限于此，也可采用各按壓部件41、42接觸于動(dòng)葉34及墊件35中的任一者的結(jié)構(gòu)。即，也可采用兩按壓部件41、42均接觸于動(dòng)葉34的結(jié)構(gòu)、兩按壓部件41、42均接觸于墊件35的結(jié)構(gòu)、或者第一按壓部件41接觸于墊件35而第二按壓部件 42接觸于動(dòng)葉34的結(jié)構(gòu)。
此外，在所述實(shí)施方式中，采用了轉(zhuǎn)子31具有多個(gè)動(dòng)葉34的結(jié)構(gòu)，但并不限于此， 也可采用具有一個(gè)動(dòng)葉34的結(jié)構(gòu)。
此外，在所述實(shí)施方式中，采用了將動(dòng)葉34與墊件35獨(dú)立地構(gòu)成并且使它們彼此嵌合的結(jié)構(gòu)，但并不限于此，也可以使動(dòng)葉34與墊件35 —體地構(gòu)成。
另外，在所述實(shí)施方式中，采用了圓板狀部件44通過螺栓51而緊固于墊件35的結(jié)構(gòu)，但并不限于此。例如，也可以如圖4所示，采用圓板狀部件44能夠相對于墊件35沿轉(zhuǎn)子軸部46的軸向位移的結(jié)構(gòu)。具體而言，圓板狀部件44也可以形成為圓錐臺狀。此時(shí)，圓板狀部件44的外周面44b相對于軸向傾斜，并且設(shè)置在墊件35的凹部35b內(nèi)。凹部35b的內(nèi)周面35c也對應(yīng)于圓板狀部件44的外周面44b的傾斜而傾斜。并且，凹部35b的內(nèi)周面 35c與圓板狀部件44的外周面44b彼此接觸。而且，在轉(zhuǎn)子軸部46的軸向上的凹部35 (應(yīng)為“35b”)的寬度大于圓板狀部件44的厚度。因此，對應(yīng)于因離心力或熱造成的墊件35的變形，圓板狀部件44能夠沿軸向移動(dòng)。因此，在該結(jié)構(gòu)中，能夠應(yīng)對墊件35的變形。
此處，概述所述實(shí)施方式。
(I)在本實(shí)施方式的軸流壓縮機(jī)中，用第一按壓部件與第二按壓部件從轉(zhuǎn)子軸部的軸向兩側(cè)夾住轉(zhuǎn)子。在該軸流壓縮機(jī)中，因壓縮工作流體的驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱，轉(zhuǎn)子發(fā)生膨脹。轉(zhuǎn)子軸部由具有比構(gòu)成轉(zhuǎn)子的至少一部分的材質(zhì)低的線膨脹系數(shù)的材質(zhì)構(gòu)成，因此轉(zhuǎn)子的軸向的膨脹量大于轉(zhuǎn)子軸部的軸向的膨脹量。因此，基于轉(zhuǎn)子的膨脹，轉(zhuǎn)子與第一按壓部件之間的按壓力增大，并且轉(zhuǎn)子與第二按壓部件之間的按壓力增大。因此，與轉(zhuǎn)子安裝時(shí)相比，驅(qū)動(dòng)時(shí)的固定部的結(jié)合力增大，因此，作為轉(zhuǎn)子與按壓部件的嵌合，即使不使用基于齒式聯(lián)接、鍵聯(lián)接等的嵌合，也能夠避免發(fā)生周方向的相對位移。因此，能夠抑制嵌合部的加工所需的成本。并且，能夠避免將轉(zhuǎn)子安裝于轉(zhuǎn)子軸部時(shí)的組裝作業(yè)變得繁瑣，并且能夠在驅(qū)動(dòng)時(shí)獲得 防止轉(zhuǎn)子相對于轉(zhuǎn)子軸部沿周方向轉(zhuǎn)動(dòng)的程度的結(jié)合力。
(2)所述工作流體也可以為水蒸氣。
(3)構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子的至少一部分的材質(zhì)也可以為鋁或鋁合金。
(4)所述轉(zhuǎn)子也可以在所述轉(zhuǎn)子軸部的軸向上具有多個(gè)所述動(dòng)葉，此時(shí)，較為理想的是，至少除最上游段的動(dòng)葉以外的動(dòng)葉為鋁制或鋁合金制。在該結(jié)構(gòu)中，能夠避免最上游段的動(dòng)葉因工作流體(水蒸氣等)而腐蝕，并且能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子的輕量化。
(5)所述最上游段的動(dòng)葉也可以為鋁制或鋁合金制，且被實(shí)施陽極氧化覆膜處理。 在該結(jié)構(gòu)中，若工作流體為水蒸氣，則能夠防止最上游段的動(dòng)葉的腐蝕，并且能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子的進(jìn)一步的輕量化。
(6)所述最上游段的動(dòng)葉也可以為鈦制、鈦合金制、不銹鋼制或不銹鋼合金制。在該結(jié)構(gòu)中，若工作流體為水蒸氣，則能夠防止腐蝕，并且能夠確保最上游段的動(dòng)葉的耐久性。
(7)所述轉(zhuǎn)子也可以具有沿軸向設(shè)置的多個(gè)動(dòng)葉和分別設(shè)置在相鄰的所述動(dòng)葉間的墊件，此時(shí)，較為理想的是，所述墊件與所述動(dòng)葉獨(dú)立地形成并且彼此嵌合。在該結(jié)構(gòu)中， 通過對應(yīng)于軸流壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子的膨脹量與轉(zhuǎn)子軸部的膨脹量之差而增大的按壓部件的按壓力，能夠獲得防止墊件與動(dòng)葉彼此沿周方向相對轉(zhuǎn)動(dòng)的程度的結(jié)合力。而且，由于動(dòng)葉與墊件獨(dú)立地構(gòu)成，因此能夠獨(dú)立地成形加工動(dòng)葉和墊件。因此，可使用小的加工用原材料，從而能夠提高轉(zhuǎn)子的加工性。
(8)也可以在所述轉(zhuǎn)子軸部所貫通的所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)空間設(shè)有圓板狀部件，所述轉(zhuǎn)子軸部貫通該圓板狀部件。在該結(jié)構(gòu)中，使設(shè)置轉(zhuǎn)子軸部的轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)空間的直徑大于轉(zhuǎn)子軸部，在該內(nèi)側(cè)空間內(nèi)設(shè)置圓板狀部件。因此，能夠使轉(zhuǎn)子的中央部形成為中空狀，因此能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子的輕量化。并且，能夠通過圓板狀部件來支撐轉(zhuǎn)子軸部的中間部，因此能夠提高轉(zhuǎn)子軸部的固有振動(dòng)頻率。
(9)所述轉(zhuǎn)子軸部也可以為鈦制或鈦合金制。在該結(jié)構(gòu)中，容易確保驅(qū)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子的熱膨脹量與轉(zhuǎn)子軸部的熱膨脹量之差，并且能夠提高轉(zhuǎn)子軸部的剛性。
如以上所說明，根據(jù)本實(shí)施方式的軸流壓縮機(jī)，能夠抑制轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子軸部的嵌合部的加工所需的成本，并且能夠使轉(zhuǎn)子牢固地嵌合于轉(zhuǎn)子軸部。
符號說明
31轉(zhuǎn)子
31a內(nèi)側(cè)空間
33靜葉
34動(dòng)葉
35墊件
40驅(qū)動(dòng)軸
41第一按壓部件
42第二按壓部件
43螺母(固定部的一例)
44圓板狀部件
46轉(zhuǎn)子軸部
47端軸部
權(quán)利要求
1.一種軸流壓縮機(jī)，用于壓縮工作流體，其特征在于包括轉(zhuǎn)子，具有動(dòng)葉；第一按壓部件，接觸于所述轉(zhuǎn)子的一端面；第二按壓部件，接觸于所述轉(zhuǎn)子的另一端面；轉(zhuǎn)子軸部，貫通所述第一按壓部件、所述轉(zhuǎn)子及所述第二按壓部件；以及固定部，在用所述第一按壓部件及所述第二按壓部件夾住所述轉(zhuǎn)子的狀態(tài)下，將所述第一按壓部件及所述第二按壓部件固定于所述轉(zhuǎn)子軸部，其中，所述轉(zhuǎn)子軸部由具有比構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子的至少一部分的材質(zhì)低的線膨脹系數(shù)的材質(zhì)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸流壓縮機(jī)，其特征在于所述工作流體為水蒸氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸流壓縮機(jī)，其特征在于構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子的至少一部分的材質(zhì)為鋁或鋁合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的軸流壓縮機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子在所述轉(zhuǎn)子軸部的軸向上具有多個(gè)所述動(dòng)葉，至少除最上游段的動(dòng)葉以外的動(dòng)葉為鋁制或鋁合金制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸流壓縮機(jī)，其特征在于所述最上游段的動(dòng)葉為鋁制或鋁合金制，且被實(shí)施陽極氧化覆膜處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸流壓縮機(jī)，其特征在于所述最上游段的動(dòng)葉為鈦制、鈦合金制、不銹鋼制或不銹鋼合金制。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸流壓縮機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子具有沿軸向設(shè)置的多個(gè)動(dòng)葉和分別設(shè)置在相鄰的所述動(dòng)葉間的墊件，所述墊件與所述動(dòng)葉獨(dú)立地形成，且彼此嵌合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸流壓縮機(jī)，其特征在于在所述轉(zhuǎn)子軸部所貫通的所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)空間設(shè)有圓板狀部件，所述轉(zhuǎn)子軸部貫通該圓板狀部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸流壓縮機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子軸部為鈦制或鈦合金制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種軸流壓縮機(jī)(10)，包括具有動(dòng)葉(34)的轉(zhuǎn)子(31)；接合于轉(zhuǎn)子(31)的一端面的第一按壓部件(41)；接合于轉(zhuǎn)子(31)的另一端面的第二按壓部件(42)；貫通第一按壓部件(41)、轉(zhuǎn)子(31)及第二按壓部件(42)的轉(zhuǎn)子軸部(46)；以及在用第一按壓部件(41)及第二按壓部件(42)夾住轉(zhuǎn)子(31)的狀態(tài)下將第一按壓部件(41)及第二按壓部件(42)固定于轉(zhuǎn)子軸部(46)的螺母(43)。轉(zhuǎn)子軸部(46)由具有比構(gòu)成轉(zhuǎn)子(31)的至少一部分的材質(zhì)低的線膨脹系數(shù)的材質(zhì)構(gòu)成。構(gòu)成轉(zhuǎn)子(31)的至少一部分的材質(zhì)也可以為鋁或鋁合金。
文檔編號F04D29/053GK102939464SQ201180014339
公開日2013年2月20日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者仲山善裕, 馬場祥孝, 井出聰, 飯塚晃一朗, 藤澤亮, 戶島正剛, 須藤邦彥, 倉茂一隆, 櫻場一郎, 林大介, 菅野啟治, S.拉斯穆森, Z.阿-賈納比, F.詹森, L.B.莫勒, H.馬德斯博爾, C.斯瓦雷加亞爾德-詹森, K.達(dá)姆加亞德克里斯坦森 申請人:東京電力株式會(huì)社, 中部電力株式會(huì)社, 關(guān)西電力株式會(huì)社, 株式會(huì)社神戶制鋼所, 丹麥技術(shù)研究所, 江森自控丹麥Aps