(57)【要約】【課題】可変ディフューザを適切にシールできるとともに、シールに伴う可変ディフューザの動作抵抗の増大を回避できる遠心圧縮機を提供する。【解決手段】格納室１２には、格納位置側への可変ディフューザ１１の移動を規制する壁２８と、突出位置側への可変ディフューザ１１の移動を規制するベースプレート２３と、が設けられており、可変ディフューザ１１が壁２８にて移動規制されたときに可変ディフューザ１１と壁２８との間をシールするリングシール３１、３２と、可変ディフューザ１１がベースプレート２３にて移動規制されたときに可変ディフューザ１１とベースプレート２３とをシールするリングシール３３とを備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に並ぶ翼列を有し、前記翼列が格納室に収納された格納位置から前記翼列がインペラの外周側に位置する流路部を横切るように突出する突出位置までの間で移動できる可変ディフューザを備えた遠心圧縮機において、
前記格納室には、前記格納位置側への前記可変ディフューザの移動を規制する第１壁部と、前記突出位置側への前記可変ディフューザの移動を規制する第２壁部と、が設けられており、
前記可変ディフューザが前記第１壁部にて移動規制されたときに前記可変ディフューザと前記第１壁部との間をシールする第１シール部材と、前記可変ディフューザが前記第２壁部にて移動規制されたときに前記可変ディフューザと前記第２壁部とをシールする第２シール部材と、を備えることを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項２】
前記流路部と繋がっているスクロールと、前記スクロールと前記格納室とを繋ぐ連通路とを更に備える請求項１に記載の遠心圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラの回転により吸気を圧縮する遠心圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機として、インペラの外周側に位置する流路部に対して翼列を出没させることが可能な可変ディフューザを備えたものが知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２５４１２７号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９１１１号公報
【特許文献３】特開２００８−１９０４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような遠心圧縮機は、可変ディフューザの移動を確保するため可変ディフューザとそれを格納する格納室との間に隙間が形成されるが、その隙間から空気等の流体が稼働時に漏れると効率が低下する。こうした隙間を可変ディフューザの摺動部でシールすると可変ディフューザの動作の抵抗が大きくなるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、可変ディフューザを適切にシールできるとともに、シールに伴う可変ディフューザの動作抵抗の増大を回避できる遠心圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の遠心圧縮機は、周方向に並ぶ翼列を有し、前記翼列が格納室に収納された格納位置から前記翼列がインペラの外周側に位置する流路部を横切るように突出する突出位置までの間で移動できる可変ディフューザを備えた可変容量型コンプレッサにおいて、
前記格納室には、前記格納位置側への前記可変ディフューザの移動を規制する第１壁部と、前記突出位置側への前記可変ディフューザの移動を規制する第２壁部と、が設けられており、前記可変ディフューザが前記第１壁部にて移動規制されたときに前記可変ディフューザと前記第１壁部との間をシールする第１シール部材と、前記可変ディフューザが前記第２壁部にて移動規制されたときに前記可変ディフューザと前記第２壁部とをシールする第２シール部材と、を備えるものである（請求項１）。
【０００７】
この遠心圧縮機によれば、可変ディフューザが各壁部で移動規制されたときに各シール部材でシールされるので、可変ディフューザが格納位置から突出位置へ又は突出位置から格納位置へ移動する際にシール部材が擦られることがない。そのため、シール部材にてシールが行われても可変ディフューザの動作抵抗の増大を招かないから、可変ディフューザの駆動力が少なくて済む。従って、可変ディフューザを駆動するための駆動手段の大型化を抑制することができる。
【０００８】
本発明の遠心圧縮機においては、前記流路部と繋がっているスクロールと、前記スクロールと前記格納室とを繋ぐ連通路とを更に備えてもよい（請求項２）。この態様によれば、連通路によってスクロール内の圧力を格納室に導入することができる。これにより、可変ディフューザが各壁部に強く押されることになるので、シール部材によるシール性が向上する。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明の遠心圧縮機によれば、可変ディフューザが各壁部で移動規制されたときに各シール部材でシールされるので、可変ディフューザが格納位置から突出位置へ又は突出位置から格納位置へ移動する際にシール部材が擦られることがない。そのため、シール部材にてシールが行われても可変ディフューザの動作抵抗の増大を招かないから、可変ディフューザの駆動力が少なくて済む。従って、可変ディフューザを駆動するための駆動手段の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の形態に係る遠心圧縮機の要部を模式的に示した図。
【図２】出没機構の詳細を示した斜視図。
【図３】図２の出没機構から取り外された可変ディフューザを示した斜視図。
【図４】格納位置の状態を示した図。
【図５】中間位置の状態を示した図。
【図６】突出位置の状態を示した図。
【図７】シールリングの詳細を示した平面図。
【図８】シールリングの他の形態を示した平面図。
【図９】第２の形態に係る遠心圧縮機の要部を模式的に示した図。
【図１０】格納位置の状態を示した図。
【図１１】突出位置の状態を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の形態）
図１は本発明の第１の形態に係る遠心圧縮機の要部を模式的に示している。遠心圧縮機１はハウジング２を有し、そのハウジング２には軸線Ａｘの回りに回転する回転軸３に固定されたインペラ４が収容されている。インペラ４の外周側には流路部５が位置しており、ハウジング２にはその流路部５に対して翼列６を出没させる可変ディフューザ機構１０が設けられている。
【００１２】
可変ディフューザ機構１０は、周方向に並ぶ翼列６を持つ可変ディフューザ１１と、可変ディフューザ１１を格納できる格納室１２とを備えている。可変ディフューザ１１は翼列６を構成する複数の翼１３と、各翼１３が垂直方向にマウントされる円環プレート１４とを有している。可変ディフューザ１１を翼列６が格納室１２に収納された格納位置から翼列６が流路部５を横切るように突出する突出位置までの間で移動させるため、可変ディフューザ機構１０は駆動機構１５を備えている。駆動機構１５は、不図示のアクチュエータの駆動力を伝達する駆動ロッド１７と、駆動ロッド１７の直線運動を軸線Ａｘ回りの回転運動に変換するアーム１８と、アーム１８の回転運動を可変ディフューザ１１を出没させる直線運動に変換する出没機構１９とを備えている。アーム１８には流体機構２０が介在しており、その流体機構２０によって軸線Ａｘ方向に関するアーム１８の寸法を伸縮できる。なお、このアーム１８の伸縮動作によって、出没機構１９を軸線方向に移動させることができるため、翼列６の出没動作と独立して流路部５の流路幅Ｗを変化させることができる。
【００１３】
図２は出没機構１９の詳細を示した斜視図であり、図３は出没機構１９から取り外された可変ディフューザ１１を示した斜視図である。これらの図にも示したように、出没機構１９は各翼１３の外形と同一形状を持つ複数の貫通孔２２が形成され、軸線Ａｘの回りに回転不能な状態でハウジング２に取り付けられたベースプレート２３と、ベースプレート２３に突き当てられた状態でかつ軸線Ａｘの回りに回転可能な状態でハウジング２に取り付けられた円筒部材２４とを備えている。ベースプレート２３は流路部５の流路幅Ｗを規定する。円筒部材２４にはアーム１８が連結されるとともに軸線Ａｘの方向に対して傾斜する方向に延びる長孔２５が形成されており、その長孔２５には可変ディフューザ１１の外周縁から半径方向外側に延びている突起部２６が挿入されている。可変ディフューザ１１は、翼列６が回転不能なベースプレート２３の貫通孔２２に挿入されているので、円筒部材２４がアーム１８にて軸線Ａｘの回りに回転駆動されると、可変ディフューザ１１の突起部２６が円筒部材２４の長孔２５に沿って移動する。これにより、可変ディフューザ１１は軸線Ａｘ方向に関して格納位置から突出位置までの間で移動できる。
【００１４】
図４〜図６は可変ディフューザ１１の動作及びそのシール状態を説明する説明図であり、図４は格納位置の状態を、図６は突出位置の状態を、図５は格納位置と突出位置との間にある中間位置の状態をそれぞれ示している。これらの図から明らかなように、可変ディフューザ１１は格納位置側への移動がハウジング２の壁２８にて規制されるとともに、突出位置側への移動がベースプレート２３にて規制される。従って、ハウジングの壁２８が本発明に係る第１壁部に相当し、ベースプレート２３が本発明に係る第２壁部に相当する。
【００１５】
壁２８と可変ディフューザ１１との間をシールするため、壁２８にはシール部材としての小径シールリング３１及び大径シールリング３２が取り付けられている。小径シールリング３１及び大径シールリング３２は軸線Ａｘ（図１参照）上に位置する中心を共通として同心上に配置されている。また、ベースプレート２３と可変ディフューザ１１との間をシールするため、ベースプレート２３にはシール部材としてのシールリング３３が取り付けられている。また、アーム１８（図１参照）の伸縮に伴ってベースプレート２３が軸線Ａｘの方向に移動する際に、ベースプレート２３とハウジング２との間をシールするため、同心円上に配置された２つのシールリング３４、３５が設けられている。
【００１６】
図７に示すように、シールリング３３は貫通孔２２を囲むように配置されいて、貫通孔２２毎に設けられている。なお、図８に示すように、複数のシールリング３３をはしご状に繋げて各貫通孔２２を囲むことができるようにすることもできる。
【００１７】
各シールリング３１、３２はゴム等の弾性材料で構成されている。そのため、図４に示すように、可変ディフューザ１１が壁２８にて移動制限されたときには、小径シールリング３１及び大径シールリング３２が潰れるため、可変ディフューザ１１と壁２８との間がシールされる。一方、図６に示すように、可変ディフューザ１１がベースプレート２３にて移動制限されたときには、シールリング３３が潰れるため、可変ディフューザ１１とベースプレート２３との間がシールされる。このように、可変ディフューザ１１が移動規制されたときに限って各シールリング３１〜３３にてシールされるので、図５に示すように、可変ディフューザ１１が格納位置から突出位置へ又は突出位置から格納位置へ移動する際に各シールリング３１〜３３が擦られることがない。そのため、各シールリング３１〜３３によって可変ディフューザの動作抵抗の増大を招かないから、可変ディフューザ１１の駆動力が少なくて済む。従って、可変ディフューザを駆動するための駆動手段の大型化を抑制することができる。
【００１８】
（第２の形態）
次に図９〜１１を参照しながら本発明の第２の形態を説明する。図９は第２の形態に係る遠心圧縮機の要部を模式的に示している。第２の形態の基本構成は第１の形態と同一であるため、第１の形態と共通する構成には同一の参照符号を図面に付して説明を省略する。第２の形態では、流路部５に繋がっているスクロール４０と、格納室１２とを連通する連通路４１がハウジング２に形成されている。連通路４１は格納室１２の中央付近に開口している。図１０は格納位置の状態を、図１１は突出位置の状態をそれぞれ示している。
【００１９】
連通路４１によってスクロール４０内の圧力が格納室１２に導入されるので、図１０に示すように、可変ディフューザ１１が格納位置にある場合には、可変デフューザ１１にはこれを壁２８に押し付ける力Ｆ１が生じる。そのため、可変ディフューザ１１が壁２８に強く押されることになるので各シールリング３１、３２によるシール性が向上する。
【００２０】
スクロール４０の流速は流路部５の流速よりも低いため、スクロール４０内の圧力Ｐ３は流路部５内の圧力Ｐ２よりも小さい。即ちＰ２＜Ｐ３が成立する。従って、図１１に示すように、翼列６が流路部５に突出する突出位置においても、可変ディフューザ１１にはこれをベースプレート２３に押し付ける力Ｆ２が生じる。そのため、可変ディフューザ１１がベースプレート２３に強く押されることになるので、シールリング３３によるシール性が向上する。
【００２１】
本発明は、上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施してよい。上記各形態においては、小径シールリング３１及び大径シールリング３２がハウジング２の壁２８に、シールリング３３がベースプレート２３に、それぞれ取り付けられていたが、これらの取り付け対象は問わない。例えば、図１２に示すように、これらの全てが可変ディフューザ１１の円環プレート１４に取り付けて実施することもできる。
【符号の説明】
【００２２】
１  遠心圧縮機
５  流路部
６  翼列
１１  可変ディフューザ
１２  格納室
２３  ベースプレート（第２壁部）
２８  壁（第１壁部）
３１  小径シールリング（第１シール部材）
３２  大径シールリング（第１シール部材）
３３  シールリング（第２シール部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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