專利名稱：渦輪壓縮機及渦輪制冷機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪壓縮機及渦輪制冷機。本申請根據(jù)2010年4月6日在日本國申請的日本特愿2010-87857號主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
作為對水等冷卻對象物進行冷卻或冷凍的制冷機，公知具有通過葉輪的旋轉(zhuǎn)對冷卻介質(zhì)進行壓縮并排出的渦輪壓縮機的渦輪制冷機。旋轉(zhuǎn)軸與葉輪連接，馬達等的驅(qū)動部直接或經(jīng)由多個齒輪與旋轉(zhuǎn)軸連接。驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸傳遞到葉輪，葉輪旋轉(zhuǎn)。葉輪與旋轉(zhuǎn)軸的連接使用如下構(gòu)造在形成于葉輪的貫通孔中插入旋轉(zhuǎn)軸，通過與旋轉(zhuǎn)軸螺合設(shè)置的緊固部件來緊固、固定葉輪。并且，為了從旋轉(zhuǎn)軸向葉輪適當?shù)貍鬟f旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，設(shè)有用于限制葉輪與旋轉(zhuǎn)軸的相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造。例如在日本特開2002-349484中，在葉輪和旋轉(zhuǎn)軸上分別設(shè)置鍵槽，使用在彼此對置的鍵槽中插入的鍵部件，從而限制葉輪與旋轉(zhuǎn)軸的相對旋轉(zhuǎn)。但是，在日本特開2002-349484所示的構(gòu)造中，需要獨立于葉輪和旋轉(zhuǎn)軸來準備鍵部件。因此，構(gòu)成渦輪壓縮機的部件數(shù)量增加，制造的勞力和成本增加。并且，有時通過在將葉輪安裝于旋轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)下進行機械加工(例如鉆孔加工)這樣的所謂的共開加工，來成形分別設(shè)于葉輪和旋轉(zhuǎn)軸的鍵槽。但是，在這種加工方法中，需要交替進行組裝作業(yè)和加工作業(yè)，制造工序復雜，制造的勞力和成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮以上這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠削減制造的勞力和成本的渦輪壓縮機以及具有該渦輪壓縮機的渦輪制冷機。為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下手段。本發(fā)明的第一方式的渦輪壓縮機具有葉輪以及與所述葉輪連接的旋轉(zhuǎn)軸，其中， 該渦輪壓縮機具有定位部，在與旋轉(zhuǎn)軸的軸線正交的方向上對葉輪和旋轉(zhuǎn)軸進行定位； 以及旋轉(zhuǎn)限制部，設(shè)于與定位部不同的位置，限制葉輪與旋轉(zhuǎn)軸的繞軸線的相對旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)限制部具有葉輪側(cè)限制部，與葉輪一體成形；以及軸側(cè)限制部，與旋轉(zhuǎn)軸一體成形并與葉輪側(cè)限制部卡定。并且，在本發(fā)明的第二方式的渦輪壓縮機中，與軸線正交的面中的軸側(cè)限制部的截面的外周形狀由第一圓弧和直徑比第一圓弧的直徑小的第二圓弧形成，第一圓弧繞軸線配置多個并向徑向外側(cè)鼓出，第二圓弧內(nèi)接于相鄰的第一圓弧，連結(jié)所述多個第一圓弧并向徑向外側(cè)鼓出。并且，在本發(fā)明的第三方式的渦輪壓縮機中，多個第一圓弧繞軸線等間隔地配置。并且，在本發(fā)明的第四方式的渦輪壓縮機中，葉輪借助與旋轉(zhuǎn)軸螺合設(shè)置的緊固部件而被緊固于旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)限制部設(shè)于葉輪中的被緊固部件緊固的一側(cè)的相反側(cè)。并且，在本發(fā)明的第五方式的渦輪壓縮機中，葉輪成形為，軸線方向上的另一端部的外徑比一端部的外徑小，定位部設(shè)于比另一端部靠近一端部的位置。并且，本發(fā)明的第六方式的渦輪制冷機具有冷凝器，使壓縮后的冷卻介質(zhì)冷卻液化；蒸發(fā)器，使液化后的冷卻介質(zhì)蒸發(fā)而從冷卻對象物帶走氣化熱，從而對冷卻對象物進行冷卻；以及壓縮機，對由所述蒸發(fā)器蒸發(fā)的冷卻介質(zhì)進行壓縮并供給到冷凝器，其中，作為壓縮機，具有上述第一方式 第五方式中的任一方式所述的渦輪壓縮機。根據(jù)本發(fā)明，通過分別在葉輪和旋轉(zhuǎn)軸上一體成形的葉輪側(cè)限制部和軸側(cè)限制部來構(gòu)成旋轉(zhuǎn)限制部，所以，能夠減少渦輪壓縮機的部件數(shù)量。并且，能夠簡化具有這種旋轉(zhuǎn)限制部的葉輪和旋轉(zhuǎn)軸的制作工序。因此，在渦輪壓縮機以及具有該渦輪壓縮機的渦輪制冷機中，具有能夠削減制造的勞力和成本的效果。


圖1是示出本發(fā)明的實施方式的渦輪制冷機的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是本發(fā)明的實施方式的渦輪壓縮機的水平剖視圖。圖3A是示出本發(fā)明的實施方式的第一葉輪與旋轉(zhuǎn)軸的連接構(gòu)造的概略圖。圖;3B是示出本發(fā)明的實施方式的第一葉輪與旋轉(zhuǎn)軸的連接構(gòu)造的概略圖。圖3C是示出本發(fā)明的實施方式的第一葉輪與旋轉(zhuǎn)軸的連接構(gòu)造的概略圖。圖4是圖IBB中的軸側(cè)限制部的放大圖。
具體實施例方式下面，參照圖1 圖4對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，在用于以下說明的各附圖中，為了令各部件為能夠識別的大小而適當變更各部件的比例尺。圖1是示出本實施方式的渦輪制冷機Sl的概略結(jié)構(gòu)的框圖。本實施方式的渦輪制冷機Sl例如為了生成空調(diào)用冷卻水而設(shè)置在大廈或工廠等，如圖1所示，該渦輪制冷機Sl具有冷凝器1、節(jié)能器2、蒸發(fā)器3以及渦輪壓縮機4。向冷凝器1供給壓縮后的氣體狀態(tài)的冷卻介質(zhì)即壓縮冷卻介質(zhì)氣體XI，通過對該壓縮冷卻介質(zhì)氣體Xl進行冷卻液化而形成冷卻介質(zhì)液體X2。如圖1所示，該冷凝器1經(jīng)由供壓縮冷卻介質(zhì)氣體Xl流動的流路Rl與渦輪壓縮機4連接，經(jīng)由供冷卻介質(zhì)液體X2流動的流路R2與節(jié)能器2連接。另外，在流路R2中設(shè)置有用于對冷卻介質(zhì)液體X2進行減壓的膨脹閥5。節(jié)能器2臨時貯存由膨脹閥5減壓后的冷卻介質(zhì)液體X2。該節(jié)能器2經(jīng)由供冷卻介質(zhì)液體X2流動的流路R3與蒸發(fā)器3連接，經(jīng)由供在節(jié)能器2中產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)的氣相成分X3流動的流路R4與渦輪壓縮機4連接。另外，在流路R3中設(shè)置有用于進一步對冷卻介質(zhì)液體X2進行減壓的膨脹閥6。并且，流路R4與渦輪壓縮機4連接，以便向渦輪壓縮機 4所具有的后述的第二壓縮段22供給氣相成分X3。蒸發(fā)器3使冷卻介質(zhì)液體X2蒸發(fā)而從水等冷卻對象物帶走氣化熱，從而對冷卻對象物進行冷卻。該蒸發(fā)器3經(jīng)由供由于冷卻介質(zhì)液體X2蒸發(fā)而產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)氣體X4流動的流路R5與渦輪壓縮機4連接。另外，流路R5與渦輪壓縮機4所具有的后述的第一壓縮段21連接。渦輪壓縮機4對冷卻介質(zhì)氣體X4進行壓縮而形成壓縮冷卻介質(zhì)氣體XI。如上所述，該渦輪壓縮機4經(jīng)由供壓縮冷卻介質(zhì)氣體Xl流動的流路Rl與冷凝器1連接，經(jīng)由供冷卻介質(zhì)氣體X4流動的流路R5與蒸發(fā)器3連接。在這樣構(gòu)成的渦輪制冷機Sl中，經(jīng)由流路Rl供給到冷凝器1的壓縮冷卻介質(zhì)氣體Xl被冷凝器1液化冷卻而成為冷卻介質(zhì)液體X2。冷卻介質(zhì)液體X2在經(jīng)由流路R2供給到節(jié)能器2時，被膨脹閥5減壓，在減壓狀態(tài)下臨時貯存在節(jié)能器2中后，在經(jīng)由流路R3供給到蒸發(fā)器3時，進一步被膨脹閥6減壓，在進一步減壓的狀態(tài)下被供給到蒸發(fā)器3。被供給到蒸發(fā)器3的冷卻介質(zhì)液體X2被蒸發(fā)器3蒸發(fā)而成為冷卻介質(zhì)氣體X4，經(jīng)由流路R5被供給到渦輪壓縮機4。被供給到渦輪壓縮機4的冷卻介質(zhì)氣體X4被渦輪壓縮機4壓縮而成為壓縮冷卻介質(zhì)氣體XI，再次經(jīng)由流路Rl被供給到冷凝器1。另外，冷卻介質(zhì)液體X2貯存在節(jié)能器2中時產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)的氣相成分X3經(jīng)由流路R4被供給到渦輪壓縮機4，與冷卻介質(zhì)氣體X4 —起被壓縮，作為壓縮冷卻介質(zhì)氣體 XI，經(jīng)由流路Rl被供給到冷凝器1。而且，在這種渦輪制冷機Sl中，利用蒸發(fā)器3冷卻介質(zhì)液體X2蒸發(fā)時，從冷卻對象物帶走氣化熱，由此進行冷卻對象物的冷卻或冷凍。接著，更加詳細地說明本實施方式的具有特征部分的渦輪壓縮機4。圖2是本實施方式的渦輪壓縮機4的水平剖視圖。如圖2所示，本實施方式的渦輪壓縮機4具有馬達單元10、壓縮機單元20以及齒輪單元30。馬達單元10具有馬達12，具有輸出軸11，并且該馬達12是用于驅(qū)動壓縮機單元 20的驅(qū)動源；以及馬達殼體13，包圍所述馬達12并且設(shè)置有上述馬達12。另外，作為驅(qū)動壓縮機單元20的驅(qū)動源，不限于馬達12，例如也可以是內(nèi)燃機。馬達12的輸出軸11被固定于馬達殼體13的第一軸承14和第二軸承15支承為旋轉(zhuǎn)自如。壓縮機單元20具有第一壓縮段21，吸入冷卻介質(zhì)氣體X4 (參照圖1)并進行壓縮；以及第二壓縮段22，進一步對由第一壓縮段21壓縮后的冷卻介質(zhì)氣體X4進行壓縮并將其作為壓縮冷卻介質(zhì)氣體Xl (參照圖1)排出。第一壓縮段21具有第一葉輪23 (葉輪)，對從軸向供給的冷卻介質(zhì)氣體X4賦予速度能量并向徑向排出；第一擴散器21a，將由第一葉輪23對冷卻介質(zhì)氣體X4賦予的速度能量轉(zhuǎn)換為壓力能量從而進行壓縮；第一渦旋室21b，將由第一擴散器21a壓縮后的冷卻介質(zhì)氣體X4導出到第一壓縮段21的外部；以及吸入口 21c，吸入冷卻介質(zhì)氣體X4并將其供給到第一葉輪23。另外，第一擴散器21a、第一渦旋室21b以及吸入口 21c由包圍第一葉輪23的第一葉輪殼體2Id形成。在壓縮機單元20內(nèi)設(shè)有遍及第一壓縮段21和第二壓縮段22地延伸的旋轉(zhuǎn)軸24。 第一葉輪23與旋轉(zhuǎn)軸M連接，通過向旋轉(zhuǎn)軸M傳遞馬達12的旋轉(zhuǎn)動力而進行旋轉(zhuǎn)。另外，第一葉輪23與旋轉(zhuǎn)軸M的連接構(gòu)造在后面詳細敘述。并且，在第一壓縮段21的吸入口 21c設(shè)置有多個吸入導流翼21e，該吸入導流翼 21e用于調(diào)節(jié)第一壓縮段21的吸入容量。各吸入導流翼21e通過固定于第一葉輪殼體21d 的驅(qū)動機構(gòu)21f以能夠變更自冷卻介質(zhì)氣體X4的流動方向的外觀上的面積的方式旋轉(zhuǎn)自如。并且，在第一葉輪殼體21d的外部設(shè)置有翼驅(qū)動部25，該翼驅(qū)動部25與驅(qū)動機構(gòu)21f 連接，使各吸入導流翼21e旋轉(zhuǎn)。第二壓縮段22具有第二葉輪沈，對由第一壓縮段21壓縮后并從軸向供給的冷卻介質(zhì)氣體X4賦予速度能量并向徑向排出；第二擴散器22a，將由第二葉輪沈?qū)鋮s介質(zhì)氣體X4賦予的速度能量轉(zhuǎn)換為壓力能量，從而進行壓縮，并作為壓縮冷卻介質(zhì)氣體Xl排出；第二渦旋室22b，將從第二擴散器2 排出的壓縮冷卻介質(zhì)氣體Xl導出到第二壓縮段 22的外部；以及導入渦旋室22c，將由第一壓縮段21壓縮后的冷卻介質(zhì)氣體X4導入第二葉輪26。另外，第二擴散器22a、第二渦旋室22b以及導入渦旋室22c由包圍第二葉輪沈的第二葉輪殼體22d形成。第二葉輪沈以與第一葉輪23背面貼合的方式固定于上述旋轉(zhuǎn)軸M，通過向旋轉(zhuǎn)軸M傳遞馬達12的旋轉(zhuǎn)動力而進行旋轉(zhuǎn)。在第二葉輪沈形成有貫通其旋轉(zhuǎn)軸線方向的貫通孔，在所述貫通孔中插入設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸對。并且，第二葉輪沈使用熱裝或壓入而固定于旋轉(zhuǎn)軸24。第二渦旋室22b與用于向冷凝器1 (參照圖1)供給壓縮冷卻介質(zhì)氣體Xl的流路 Rl (參照圖1)連接，向流路Rl供給從第二壓縮段22排出的壓縮冷卻介質(zhì)氣體XI。另外，第一壓縮段21的第一渦旋室21b和第二壓縮段22的導入渦旋室22c經(jīng)由與第一壓縮段21和第二壓縮段22分開設(shè)置的外部配管(未圖示)連接，經(jīng)由所述外部配管向第二壓縮段22供給由第一壓縮段21壓縮后的冷卻介質(zhì)氣體X4。上述流路R4 (參照圖 1)與該外部配管連接，經(jīng)由外部配管向第二壓縮段22供給在節(jié)能器2中產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)的氣相成分X3。旋轉(zhuǎn)軸M在第一壓縮段21與第二壓縮段22之間的空間20a中被第三軸承27和第四軸承觀支承為旋轉(zhuǎn)自如，該第三軸承27固定于第二葉輪殼體22d，該第四軸承觀固定于第二葉輪殼體22d中的靠齒輪單元30側(cè)的端部。齒輪單元30向旋轉(zhuǎn)軸M傳遞馬達12的旋轉(zhuǎn)動力，該齒輪單元30具有平齒輪 31，固定于輸出軸11 ；小齒輪32，固定于旋轉(zhuǎn)軸M并與平齒輪31嚙合；以及齒輪殼體33， 收納平齒輪31和小齒輪32。平齒輪31具有比小齒輪32大的外徑。因此，通過平齒輪31與小齒輪32嚙合協(xié)動，相對于輸出軸11的轉(zhuǎn)速而旋轉(zhuǎn)軸M的轉(zhuǎn)速增加，向旋轉(zhuǎn)軸對傳遞馬達12的旋轉(zhuǎn)動力。 另外，不限于這種傳遞方法，也可以以相對于輸出軸11的轉(zhuǎn)速而使旋轉(zhuǎn)軸M的轉(zhuǎn)速相同或減少的方式設(shè)定多個齒輪的直徑。齒輪殼體33與馬達殼體13和第二葉輪殼體22d分開成形，并且，連接馬達殼體13 和第二葉輪殼體22d。在齒輪殼體33的內(nèi)部形成有用于收納平齒輪31和小齒輪32的收納空間33a。并且，在齒輪殼體33上設(shè)有油罐34，該油罐34回收并貯存對渦輪壓縮機4的滑動部供給的潤滑油。接著，更加詳細地說明本實施方式的特征部分即第一葉輪23與旋轉(zhuǎn)軸M的連接構(gòu)造。圖3A 圖3C是示出本實施方式的第一葉輪23與旋轉(zhuǎn)軸M的連接構(gòu)造的概略圖， 圖3A是水平剖視圖，圖:3B是圖3A的A-A線的剖視圖，圖3C是圖3A的B-B線的剖視圖。另
7外，在圖3A中，將旋轉(zhuǎn)軸M的中心軸線表記為軸線L。如圖3A所示，第一葉輪23具有成形為大致圓錐狀的輪轂23a、以及在所述輪轂 23a的外周面上沿周向排列設(shè)置的多個翼部23b (各個翼形狀未圖示)。另外，輪轂23a成形為大致圓錐狀，所以，第一葉輪23成形為另一端部23d的外徑比一端部23c的外徑小。并且，輪轂23a具有在軸線L方向貫通的貫通孔23e。旋轉(zhuǎn)軸M具有第一軸部Ma、以及直徑比所述第一軸部2 小的第二軸部Mb。第二軸部24b插入設(shè)置于輪轂23a的貫通孔23e中。在第二軸部Mb的端部形成有外螺紋部Mc，螺母四(緊固部件)螺合設(shè)置于該外螺紋部Mc。通過將螺母四螺合緊固于外螺紋部Mc，輪轂23a由第一軸部Ma的端面與螺母四夾持，緊固于旋轉(zhuǎn)軸對。即，通過螺母四的螺合，第一葉輪23緊固、固定于旋轉(zhuǎn)軸 24。在輪轂23a與第二軸部24b的連接部位設(shè)有定位部Cl和旋轉(zhuǎn)限制部C2，該旋轉(zhuǎn)限制部C2設(shè)于與所述定位部Cl不同的位置。定位部Cl是用于在與軸線L正交的方向上對第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸M進行定位的構(gòu)造，其設(shè)置于比另一端部23d靠近一端部23c的位置。定位部Cl具有設(shè)于輪轂23a的葉輪側(cè)定位部23f、以及設(shè)于第二軸部Mb的軸側(cè)定位部Md。葉輪側(cè)定位部23f是貫通孔23e中的一部分，與軸線L正交的面中的截面形狀為圓形。另外，從葉輪側(cè)定位部23f到另一端部23d側(cè)的貫通孔23e的內(nèi)徑與葉輪側(cè)定位部 23f的內(nèi)徑相同。軸側(cè)定位部24d成形為圓柱狀，其外徑成為能夠緊密貼合地嵌入葉輪側(cè)定位部 23f中的大小。通過將軸側(cè)定位部24d緊密貼合地嵌入葉輪側(cè)定位部23f中，能夠在與軸線L正交的方向上對第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸M進行定位。另外，軸側(cè)定位部24d與外螺紋部2如之間的第二軸部Mb的直徑成形為小于軸側(cè)定位部Md的直徑。如上所述，第一葉輪23成形為另一端部23d的外徑比一端部23c的外徑小，所以， 第一葉輪23的重心位于比另一端部23d靠近一端部23c的位置。并且，定位部Cl也設(shè)置于比另一端部23d靠近一端部23c的位置，旋轉(zhuǎn)軸M能夠在其重心側(cè)支承第一葉輪23，所以，能夠穩(wěn)定地支承旋轉(zhuǎn)的第一葉輪23。旋轉(zhuǎn)限制部C2是用于限制第一葉輪23與旋轉(zhuǎn)軸M的繞軸線L的相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造，其設(shè)于第一葉輪23中的被螺母四緊固的一側(cè)的相反側(cè)(即一端部23c側(cè))。旋轉(zhuǎn)限制部C2具有與輪轂23a —體設(shè)置的葉輪側(cè)限制部23g、以及與第二軸部24b —體設(shè)置的軸側(cè)限制部Me。葉輪側(cè)限制部23g是貫通孔23e中的一部分，與軸線L正交的面中的截面形狀為大致三角形。并且，葉輪側(cè)限制部23g的與軸線L正交的方向上的寬度比葉輪側(cè)定位部23f 的內(nèi)徑大。軸側(cè)限制部Me的與軸線L正交的面中的截面形狀為大致三角形，成為能夠隔開預定間隙(未圖示)地嵌入葉輪側(cè)限制部23g中的大小。并且，葉輪側(cè)限制部23g和軸側(cè)限制部2 各自的截面形狀為彼此相似的形狀。因此，成為如下形狀使軸側(cè)限制部2 嵌入葉輪側(cè)限制部23g中，使其繞軸線L旋轉(zhuǎn)，從而與葉輪側(cè)限制部23g卡定。
進而，更加詳細地說明與軸線L正交的面中的軸側(cè)限制部Me的截面形狀。圖4 是圖:3B中的軸側(cè)限制部Me的放大圖。如圖4所示，與軸線L正交的面中的軸側(cè)限制部2 的截面的外周Mf的形狀由第一圓弧24g和第二圓弧24h形成，第一圓弧24g繞軸線L設(shè)置3個，第二圓弧24h分別設(shè)于相鄰的第一圓弧24g之間。第一圓弧24g繞軸線L等間隔地配置3個，并向徑向外側(cè)鼓出地設(shè)置。第二圓弧 24h是比第一圓弧Mg的直徑小的圓弧，其內(nèi)接于相鄰的第一圓弧Mg，從而連接所述相鄰的第一圓弧Mg，并向徑向外側(cè)鼓出。并且，第二圓弧Mh的弧的長度比第一圓弧Mg的弧的長度短。這里，對第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸M的制作方法進行說明。首先，關(guān)于第一葉輪23，例如使用精密鑄造法使輪轂23a和翼部2 —體成形。接著，在輪轂23a形成貫通孔23e。在貫通孔23e的形成中，最初通過鉆孔加工等形成了葉輪側(cè)定位部23f后，通過機械加工(例如使用立銑刀的切削加工)形成葉輪側(cè)限制部23g。在葉輪側(cè)定位部23f的形成中，從一端部23c到另一端部23d形成與葉輪側(cè)定位部23f相同內(nèi)徑的孔部。并且，葉輪側(cè)定位部23f的內(nèi)徑的精度被管理成收斂于預定精度內(nèi)。另一方面，葉輪側(cè)限制部23g的加工精度比葉輪側(cè)定位部23f的加工精度要求低。最后，根據(jù)葉輪側(cè)定位部23f的位置，對翼部2 的徑向外側(cè)的端面進行加工、調(diào)節(jié)，第一葉輪23的制作完成。旋轉(zhuǎn)軸M使用車床等的切削加工來成形。第一軸部Ma、軸側(cè)定位部Md、以及軸側(cè)定位部24d與端部之間的第二軸部24b均使用一般的車床加工來成形。并且，由于軸側(cè)限制部Me的外周Mf由第一圓弧24g和第二圓弧24h形成，所以以預定的比使車床加工機的轉(zhuǎn)速與切削工具(車刀)的推拉周期同步，由此，還能夠使用車床加工來成形軸側(cè)限制部Me。另外，軸側(cè)定位部Md的外徑的精度被管理成收斂于預定精度內(nèi)。另一方面，軸側(cè)限制部Me的加工精度比軸側(cè)定位部Md的加工精度要求低。最后，在第二軸部Mb的端部形成外螺紋部Mc，旋轉(zhuǎn)軸M的制作完成。因此，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)限制部C2的葉輪側(cè)限制部23g和軸側(cè)限制部2 分別與第一葉輪 23和旋轉(zhuǎn)軸M —體成形。因此，不使用獨立于它們的旋轉(zhuǎn)限制用部件(鍵部件等)，就能夠限制第一葉輪23與旋轉(zhuǎn)軸M的相對旋轉(zhuǎn)。另外，葉輪側(cè)限制部23g與第一葉輪23 —體成形，卡定于葉輪側(cè)限制部23g的軸側(cè)限制部2 與旋轉(zhuǎn)軸M —體成形，所以不需要進行將第一葉輪23安裝于旋轉(zhuǎn)軸M的狀態(tài)下的機械加工(共開加工等)。并且，葉輪側(cè)限制部23g和軸側(cè)限制部Me的加工精度比軸側(cè)定位部24d等的加工精度要求低，并且，軸側(cè)限制部2 能夠通過車床加工在與軸側(cè)定位部24d等相同的工序中成形，所以，能夠削減制作的勞力和成本。接著，對第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸M的組裝進行說明。從一端部23c側(cè)將旋轉(zhuǎn)軸M的第二軸部24b插入第一葉輪23的貫通孔23e中。 軸側(cè)定位部24d緊密貼合地嵌入葉輪側(cè)定位部23f中，從而在與軸線L正交的方向上對第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸M進行定位。接著，在從第一葉輪23的另一端部23d側(cè)突出的外螺紋部2 螺合緊固螺母四，將第一葉輪23緊固而固定于旋轉(zhuǎn)軸24。當旋轉(zhuǎn)軸M在預定方向(馬達12 (參照圖2)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方向)旋轉(zhuǎn)時，軸側(cè)限制部2 卡定于葉輪側(cè)限制部23g，限制第一葉輪23與旋轉(zhuǎn)軸M的繞軸線L的相對旋轉(zhuǎn)。并且，如上所述，軸側(cè)限制部2 的截面中的外周Mf由第一圓弧Mg和第二圓弧 24h形成，葉輪側(cè)限制部23g成為與軸側(cè)限制部2 相似的形狀。因此，在截面形狀彎曲成圓弧狀的周面中，葉輪側(cè)限制部23g和軸側(cè)限制部2 彼此抵接。由此，在第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸M的任一方中，均能夠緩和由于旋轉(zhuǎn)限制而產(chǎn)生的應(yīng)力集中，能夠降低第一葉輪23 和旋轉(zhuǎn)軸M破損的可能性。另外，軸側(cè)限制部Me中的第一圓弧24g繞軸線L等間隔地配置，所以，能夠確保在組裝了第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸M的狀態(tài)下的繞軸線L的良好的平衡。即，能夠使組裝了第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸M的狀態(tài)下的重心位置位于與軸線L相同的位置或其附近。由于能夠確保良好的平衡，所以能夠降低組裝后的平衡調(diào)節(jié)所需要的勞力和時間。但是，在本實施方式中，旋轉(zhuǎn)限制部C2設(shè)于一端部23c側(cè)，但是不限于此，也可以設(shè)于另一端部23d側(cè)。另外，在本實施方式中，旋轉(zhuǎn)限制部C2設(shè)于一端部23c側(cè)，所以能夠使外螺紋部Mc的直徑與另一端部23d側(cè)的第二軸部Mb的直徑大致相同，與將旋轉(zhuǎn)限制部C2設(shè)于另一端部23d側(cè)的情況相比，能夠使用更大的螺母四，能夠增大其緊固力。以上，第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸M的組裝完成。接著，說明本實施方式中的渦輪壓縮機4的動作。首先，馬達12的旋轉(zhuǎn)動力經(jīng)由平齒輪31和小齒輪32傳遞到旋轉(zhuǎn)軸24，由此，壓縮機單元20的第一葉輪23和第二葉輪沈旋轉(zhuǎn)。當?shù)谝蝗~輪23旋轉(zhuǎn)時，第一壓縮段21的吸入口 21c成為負壓狀態(tài)，冷卻介質(zhì)氣體 X4從流路R5經(jīng)由吸入口 21c流入第一壓縮段21。流入第一壓縮段21內(nèi)部的冷卻介質(zhì)氣體 X4從軸向流入第一葉輪幻，被第一葉輪23賦予速度能量并向徑向排出。從第一葉輪23排出的冷卻介質(zhì)氣體X4通過第一擴散器21a將速度能量轉(zhuǎn)換為壓力能量從而被壓縮。從第一擴散器21a排出的冷卻介質(zhì)氣體X4經(jīng)由第一渦旋室21b導出到第一壓縮段21的外部。 然后，導出到第一壓縮段21外部的冷卻介質(zhì)氣體X4經(jīng)由未圖示的外部配管供給到第二壓縮段22。供給到第二壓縮段22的冷卻介質(zhì)氣體X4經(jīng)由導入渦旋室22c從軸向流入第二葉輪沈，被第二葉輪沈賦予速度能量并向徑向排出。從第二葉輪沈排出的冷卻介質(zhì)氣體X4 通過第二擴散器2 將速度能量轉(zhuǎn)換為壓力能量從而進一步進行壓縮而成為壓縮冷卻介質(zhì)氣體XI。從第二擴散器2 排出的壓縮冷卻介質(zhì)氣體Xl經(jīng)由第二渦旋室22b導出到第二壓縮段22的外部。然后，導出到第二壓縮段22外部的壓縮冷卻介質(zhì)氣體Xl經(jīng)由流路Rl 供給到冷凝器1。因此，根據(jù)本實施方式，能夠得到以下的效果。根據(jù)本實施方式，通過分別與第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸M —體成形的葉輪側(cè)限制部 23g和軸側(cè)限制部2 來構(gòu)成旋轉(zhuǎn)限制部C2，所以能夠減少渦輪壓縮機4的部件數(shù)量。并且，能夠簡化具有這種旋轉(zhuǎn)限制部C2的第一葉輪23和旋轉(zhuǎn)軸24的制作工序。因此，在渦輪壓縮機4以及具有該渦輪壓縮機4的渦輪制冷機Sl中，具有能夠削減制造的勞力和成本的效果。以上，參照

了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明當然不限于該例子。 上述例子所示的各結(jié)構(gòu)部件的各形狀和組合等是一例，能夠在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)根據(jù)設(shè)計要求等進行各種變更。例如，在上述實施方式中，旋轉(zhuǎn)限制部C2的與軸線L正交的面中的截面形狀形成為大致三角形，但是不限于此，也可以形成為四邊形以上的大致多邊形。并且，上述截面形狀也可以是橢圓形狀或長孔形狀。即使是這種截面形狀，為了與上述實施方式同樣通過車床加工來成形軸側(cè)限制部Me，也優(yōu)選采用由彼此不同的第一圓弧和第二圓弧形成截面的外周的形狀。并且，在上述實施方式中，第一圓弧Mg繞軸線L等間隔地配置，但是不限于此，也可以以不同的間隔來配置。并且，軸側(cè)限制部2 通過車床加工來成形，但是不限于此，也可以在通過車床加工而成形了第一軸部2 和軸側(cè)定位部24d后，通過機械加工來成形軸側(cè)限制部Me。另外，該情況下，軸側(cè)限制部Me的截面中的外周形狀不需要由多個圓弧形成，只要是能夠與葉輪側(cè)限制部23g卡定的形狀即可。
1權(quán)利要求
1.一種渦輪壓縮機，該渦輪壓縮機具有葉輪以及與所述葉輪連接的旋轉(zhuǎn)軸，其中，該渦輪壓縮機具有定位部，在與所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線正交的方向上對所述葉輪和所述旋轉(zhuǎn)軸進行定位；以及旋轉(zhuǎn)限制部，設(shè)于與所述定位部不同的位置，限制所述葉輪與所述旋轉(zhuǎn)軸的繞所述軸線的相對旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)限制部具有葉輪側(cè)限制部，與所述葉輪一體成形；以及軸側(cè)限制部，與所述旋轉(zhuǎn)軸一體成形并與所述葉輪側(cè)限制部卡定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪壓縮機，其特征在于，與所述軸線正交的面中的所述軸側(cè)限制部的截面的外周形狀由第一圓弧和直徑比所述第一圓弧的直徑小的第二圓弧形成，所述第一圓弧繞所述軸線配置多個并向徑向外側(cè)鼓出，所述第二圓弧內(nèi)接于相鄰的所述第一圓弧而連結(jié)所述多個第一圓弧并向徑向外側(cè)鼓出ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪壓縮機，其特征在于， 所述多個第一圓弧繞所述軸線等間隔地配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項所述的渦輪壓縮機，其特征在于，所述葉輪利用與所述旋轉(zhuǎn)軸螺合而設(shè)置的緊固部件而緊固于所述旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)限制部設(shè)于所述葉輪中的被所述緊固部件緊固的一側(cè)的相反側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項所述的渦輪壓縮機，其特征在于，所述葉輪成形為，所述軸線方向上的另一端部的外徑比一端部的外徑小，所述定位部設(shè)于比所述另一端部靠近所述一端部的位置。
6.一種渦輪制冷機，該渦輪制冷機具有 冷凝器，使壓縮后的冷卻介質(zhì)冷卻液化；蒸發(fā)器，使液化后的所述冷卻介質(zhì)蒸發(fā)而從冷卻對象物帶走氣化熱，從而對所述冷卻對象物進行冷卻；以及壓縮機，對在所述蒸發(fā)器中蒸發(fā)的所述冷卻介質(zhì)進行壓縮并供給到所述冷凝器， 其中，作為所述壓縮機，具有權(quán)利要求1 3中的任一項所述的渦輪壓縮機。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪壓縮機，其特征在于，所述葉輪成形為，所述軸線方向上的另一端部的外徑比一端部的外徑小，所述定位部設(shè)于比所述另一端部靠近所述一端部的位置。
8.一種渦輪制冷機，該渦輪制冷機具有 冷凝器，使壓縮后的冷卻介質(zhì)冷卻液化；蒸發(fā)器，使液化后的所述冷卻介質(zhì)蒸發(fā)而從冷卻對象物帶走氣化熱，從而對所述冷卻對象物進行冷卻；以及壓縮機，對在所述蒸發(fā)器中蒸發(fā)的所述冷卻介質(zhì)進行壓縮并供給到所述冷凝器， 其中，作為所述壓縮機，具有權(quán)利要求4所述的渦輪壓縮機。
9.一種渦輪制冷機，該渦輪制冷機具有 冷凝器，使壓縮后的冷卻介質(zhì)冷卻液化；蒸發(fā)器，使液化后的所述冷卻介質(zhì)蒸發(fā)而從冷卻對象物帶走氣化熱，從而對所述冷卻對象物進行冷卻；以及壓縮機，對在蒸發(fā)器中蒸發(fā)的所述冷卻介質(zhì)進行壓縮并供給到所述冷凝器， 其中，作為所述壓縮機，具有權(quán)利要求5所述的渦輪壓縮機。
全文摘要
本發(fā)明是一種渦輪壓縮機，該渦輪壓縮機具有葉輪以及與所述葉輪連接的旋轉(zhuǎn)軸，其中，該渦輪壓縮機具有定位部，在與所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線正交的方向上對所述葉輪和所述旋轉(zhuǎn)軸進行定位；以及旋轉(zhuǎn)限制部，設(shè)于與所述定位部不同的位置，限制所述葉輪與所述旋轉(zhuǎn)軸的繞所述軸線的相對旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)限制部具有葉輪側(cè)限制部，與所述葉輪一體成形；以及軸側(cè)限制部，與所述旋轉(zhuǎn)軸一體成形并與所述葉輪側(cè)限制部卡定。
文檔編號F04D25/00GK102213222SQ20111008354
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者杉谷宗寧, 藤咲克彌 申請人:株式會社 Ihi