JP2013060894A - 遠心式流体機械のインペラ - Google Patents

Abstract

【課題】 遠心式流体機械のインペラのバランス取りにおいて、回転バランス調整用の錘を取り付ける作業性を向上させるとともに、回転バランスの微調整を容易に行えるようにする。
【解決手段】 インペラ１の外周部に環状の溝７を形成し、この溝７に固定する回転バランス調整用の錘８を備え、この錘８におけるインペラ径方向の寸法の伸長によりこの錘８の縁部を前記溝７の内壁面に係合させて固定する。前記錘８は、屈曲部９を有する形状から略平板状へ変形することにより、インペラ径方向の寸法が長くなる構成となっている。また、前記錘８は、略長円形状とし、前記溝７に嵌め込み後、回転させることにより、インペラ径方向の長さが寸法が長くなる構成とすることもできる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、遠心送風機や遠心ポンプなどの遠心式流体機械におけるインペラのバランス取りに関するものである。

遠心送風機は、高速で回転するインペラを備えているが、このインペラの回転バランスが狂っていると騒音や振動の原因となるため、その組立工程において、回転バランスの調整が行われている。この回転バランスの調整方法には、種々のものがあるが、たとえばマイナスバランスによるバランス取り方法としては、インペラの表面をボール盤で削ることにより、局部的に重量を減らして回転バランスが調整されている。この方法は、インペラの切削くずが発生するため、その清掃に手間がかかり、また材料の一部が無駄になるという課題がある。さらに、バランス測定機とボール盤とが別になっている場合は、インペラ切削時にはバランス測定機からインペラを降ろす必要があり、また切削後もう一度バランス測定機にセットして、回転バランスが調整されたか確認する必要がある。この作業は、インペラの移動に時間がかかるとともに、微妙なバランスの調整には熟練した技術が必要であった。

一方、プラスバランスによるバランス取り方法としては、回転バランス調整用の錘をボルトでインペラに固定する方法がある（特許文献１）。この方法は、切削くずが出ない，バランス測定機に取り付けた状態で調整を行うことができるなどの利点があるが、ボルトの締付作業を必要とするため、作業性の改善，作業時間の短縮が求められていた。また、錘の取付位置が前記取付孔の位置に制約されるという課題もあり、この点でも改良の余地があった。

特開平８−２９６５９１号公報

この発明が解決しようとする課題は、遠心式流体機械のインペラのバランス取りにおいて、回転バランス調整用の錘を取り付ける作業性を向上させるとともに、回転バランスの微調整を容易に行えるようにすることである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、遠心式流体機械のインペラであって、外周部に環状の溝を形成し、この溝に固定する回転バランス調整用の錘を備え、この錘におけるインペラ径方向の寸法の伸長によりこの錘の縁部を前記溝の内壁面に係合させて固定する構成としたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、前記溝内であれば前記錘を任意の位置に設定することができ、回転バランスの微調整を容易に行うことができる。また、前記錘におけるインペラ径方向の寸法を長くすることにより前記錘の縁部を前記溝の内壁面に係合させて固定する構成であるので、簡単な操作でかつ短時間で前記錘を固定することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記錘が、屈曲部を有する形状から略平板状へ変形することにより、インペラ径方向の寸法が長くなるものであることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、前記錘を前記錘自体の形状変形により固定する構成であるので、簡単な操作でかつ短時間で前記錘を固定することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記錘が、略長円形状であり、前記溝に嵌め込み後、回転させることにより、インペラ径方向の寸法が長くなるものであることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、前記錘を回転操作により固定する構成であるので、簡単な操作でかつ短時間で前記錘を固定することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記溝を開口部から底部へ向かって漸次拡大させた形状としたことを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、前記錘の縁部を前記溝の内壁面に強固に係合することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記錘に孔を設けたことを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、前記孔の大きさを変更することにより前記錘の重量調整を行うことができる。

この発明によれば、外周部の環状の溝内であれば任意の位置に回転バランス調整用の錘の位置を設定することができ、回転バランスの微調整を容易に行うことができる。また、前記錘におけるインペラ径方向の寸法の伸長により前記錘の縁部を前記溝の内壁面に係合させて固定する構成であるので、簡単な操作でかつ短時間で前記錘を固定することができ、前記錘を取り付ける作業性が格段に向上する。

この発明を遠心送風機に適用した第一実施例を示す正面図である。 図１の縦断面図である。 図１の要部において固定前の錘の状態を示す拡大正面図である。 図３のIV−IV線の断面図である。 図１の要部において固定後の錘の状態を示す拡大正面図である。 図５のVI−VI線の断面図である。 この発明の第二実施例を示す断面図である。 この発明の第三実施例を示す断面図である。 この発明の第四実施例を示す拡大正面図である。

つぎに、この発明を実施するための形態について説明する。この発明は、遠心送風機や遠心ポンプなどの遠心式流体機械に適用される。

この発明における遠心式流体機械のインペラは、外周部に環状の溝が形成されており、この溝に回転バランス調整用の錘が固定されるようになっている。この錘は、インペラ径方向の寸法の伸長により、その縁部が前記溝の内壁面に係合して固定される。

まず、前記錘自体の形状変形により、前記錘におけるインペラ径方向の寸法が長くなる実施形態について説明する。この実施形態においては、前記錘が少なくとも１つの屈曲部を有し、この屈曲部を押さえて略平板状へ変形させることにより、前記錘におけるインペラ径方向の寸法が長くなる構成となっている。前記屈曲部は、１つまたは複数設けられる。略平板状への形状変形により、前記錘の縁部が前記溝の内壁面に係合して固定される。

前記溝は、その開口部から底部へ向かって漸次拡大させた形状となっている。すなわち、前記溝の内壁面が末広がり状に傾斜した構成になっている。この構成とすることにより、前記錘の縁部の角が、強固に当接した状態（少し食い込んだ状態）で前記溝の内壁面に係合するので、より強固に前記錘を固定することができる。また、実施に応じては、前記溝の内壁面は、傾斜させずに鉛直方向（前記インペラの駆動軸方向）に延びる構成とすることもできる。この構成においては、前記開口部を狭く、前記底部を広くするように、両者の間に段部を設ける。前記錘の縁部は、前記段部の下方で前記溝の内壁面に面接触した状態で係合され、固定される。さらに、実施に応じては、前記溝の内壁面の傾斜に合わせて、前記錘の縁部を傾斜させた構成とすることもできる。この構成においては、前記錘の縁部は、前記溝の傾斜した内壁面に沿って面接触した状態で係合され、固定される。

前記錘は、その中央に孔が設けられている。この孔は、その大きさを種々に変更することにより、重量調整の働きをなす。すなわち、前記錘の外形寸法は、前記溝の寸法に合わせて設定されるため、前記孔の大きさを変えて複数種類の重量の錘を準備し、回転のアンバランス量に応じて、適正な重量の錘を選択して固定するようになっている。また、前記孔を設けることにより、前記錘を固定する際に変形しやすくなる効果もある。前記孔は、有底状であっても貫通したものであってもよく、その形状も円形や矩形等実施に応じて選択する。

つぎに、前記錘を前記溝に嵌め込み後に回転させることにより、前記錘におけるインペラ径方向の寸法が長くなる実施形態について説明する。この実施形態においては、前記錘が略長円形状をしており、前記錘を前記溝に嵌め込む際には、前記錘の短軸がインペラ径方向を向くように嵌め込み、その後、前記錘の長軸がインペラ径方向を向くまで前記錘を回転させる。そうすることにより、前記錘におけるインペラ径方向の寸法が長くなった状態となり、前記錘の縁部が前記溝の内壁面に係合して固定される。

この実施形態において、前記溝の内壁面の形状，前記錘の縁部と前記溝の内壁面との関係，前記錘における前記孔の構成は、前記実施形態と同様である。

以上のような構成において、前記インペラのバランス取りを行うにあたっては、前記インペラをバランス測定機にセットして、どの位置にどの重量の錘を固定すればよいかを測定する。この測定結果に基づいて、前記インペラを前記バランス測定機にセットしたままの状態で、前記錘を所定の位置に固定する。そして、前記バランス測定機で回転バランスが調整されたことを確認する。

以上のような構成によれば、前記溝内であれば任意の位置に前記錘の位置を設定することができ、回転バランスの微調整を容易に行うことができる。また、前記錘自体の形状変形や前記錘の回転操作により前記錘の縁部を前記溝の内壁面に係合させて固定する構成であるので、簡単な操作でかつ短時間で前記錘を固定することができ、前記錘を取り付ける作業性が格段に向上する。しかも、前記バランス測定機に前記インペラをセットしたままの状態で、回転バランスの調整を行うことができ、頗る効果的である。

以下、この発明を遠心送風機のインペラに適用した第一実施例について、図１〜図６に基づいて説明する。図１は、この発明を適用したインペラの正面図であり、図２は、図１の縦断面図であり、図３は、図１の要部において固定前の錘の状態を示す拡大正面図であり、図４は、図３のIV−IV線の断面図であり、図５は、図１の要部において固定後の錘の状態を示す拡大正面図であり、さらに図６は、図５のVI−VI線の断面図である。

図１及び図２に示すように、インペラ１は、外側板２と内側板３との間に所定数（図示した実施例では１２枚）の羽根４を設けた構成になっている。前記外側板２の中央には空気の吸入口となる開口５が設けられている。前記内側板３の中央には、キー溝付きの駆動軸取付孔６が設けられている。前記各羽根４は、外方へ向かって放射状に湾曲して設けられている。

前記外側板２および前記内側板３の外周部には、環状の溝７がそれぞれ設けられている。この溝７には、回転バランス調整用の錘８が所定の位置に所定数固定されるようになっている。

図３および図４に示すように、前記溝７は、その開口部から底部へ向かって漸次拡大させた形状となっている。すなわち、前記溝７の内壁面が末広がり状に傾斜した構成になっている。

前記錘８は、前記溝７に固定する前は、全体が矩形の平板を中央で屈曲させて屈曲部９を１箇所形成した形状をしており、断面が略くの字形状をしている。前記屈曲部９は、実施に応じて複数箇所とすることもできる。また、前記錘８の中央には、円形の孔１０が設けられている。この孔１０は、重量調整の働きをなし、この孔の大きさを種々に設定することにより、前記錘８の外形寸法を変更することなく種々の重量のものを用意することができる。

図３〜図６に示すように、前記錘８を前記溝７に固定するにあたっては、前記溝７の所定の位置に前記錘８を嵌め込み、前記錘８における前記屈曲部９を押さえて前記錘８を略平板状へ変形させ、前記錘８の縁部が前記溝７の内壁面に係合させる。すなわち、前記錘８の縁部の角が、強固に当接した状態（少し食い込んだ状態）で前記溝７の内壁面に係合している。図示した実施例では、前記錘８の内側縁部においては、縁部中央においてその上辺および下辺が前記溝７の内壁面に係合している（食い込んでいる）。一方、前記錘８の外側縁部においては、縁部両端においてその上辺および下辺がそれぞれ前記溝７の内壁面に係合している（食い込んでいる）。

以上のような構成において、前記インペラ１のバランス取りを行うにあたっては、前記インペラ１をバランス測定機（図示せず）にセットして、どの位置にどの重量の前記錘８を固定すればよいかを測定する。この測定結果に基づいて、前記インペラ１を前記バランス測定機にセットしたままの状態で、前記錘８を所定の位置に固定する。そして、前記バランス測定機で回転バランスが調整されたことを確認する。

以上のような構成によれば、前記溝７内であれば自由に前記錘８の位置を設定することができ、回転バランスの微調整を容易に行うことができる。また、前記錘８自体の形状変形により前記錘８の縁部を前記溝７の内壁面に係合させて固定する構成であるので、簡単な操作でかつ短時間で前記錘８を固定することができ、前記錘８を取り付ける作業性が格段に向上する。しかも、前記バランス測定機に前記インペラ１をセットしたままの状態で、回転バランスの調整を行うことができ、頗る効果的である。

また、前記溝７がその開口部が狭まった形状となっているため、前記インペラ１の回転時、前記錘８は遠心力による脱落の恐れがない。そして、前記錘８は、その縁部が前記溝７の内壁面に食い込んだ状態となるため、前記インペラ１の回転加減速時に周方向へずれることもない。

さらに、従来のマイナスバランスによるバランス取り方法と比べると、切削くずが発生しないとともに、勘や経験に頼らず適切で正確なバランス取りを行うことができる。

つぎに、この発明の第二実施例について、図７に基づいて説明する。前記第一実施例と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

この第二実施例おいては、前記溝７の内壁面は、傾斜させずに鉛直方向（前記インペラ１の駆動軸方向）に延びる構成としている。そして、前記溝７における開口部を狭く、底部を広くするように、両者の間に段部１１を設けている。この構成においては、前記錘７の縁部は、前記段部１１の下方で前記溝７の内壁面に面接触した状態で係合され、固定されている。

この第二実施例おいても、前記第一実施例と同様の効果を得ることができる。

つぎに、この発明の第三実施例について、図８に基づいて説明する。前記第一実施例および前記第二実施例と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

この第三実施例おいては、前記溝７の内壁面は、前記第一実施例と同様に傾斜させた構成としているが、前記錘８の縁部を前記溝７の内壁面の傾斜に合わせて傾斜させた構成としている。この構成においては、前記錘８の縁部は、前記溝７の傾斜した内壁面に沿って面接触した状態で係合され、固定されている。

この第三実施例おいても、前記第一実施例および前記第二実施例と同様の効果を得ることができる。

つぎに、この発明の第四実施例について、図９に基づいて説明する。前記第一実施例，前記第二実施例および前記第三実施例と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

この第四実施例おいては、前記錘８を略長円形状をした平板としている。そして、前記錘８の中央に設けられている前記孔１０は、矩形形状をしている。

前記錘８を前記溝７に固定するにあたっては、前記錘８を前記溝７に嵌め込み後、回転させることにより、前記錘８の縁部が前記溝７の内壁面に係合して固定される。すなわち、前記錘８を前記溝７に嵌め込む際には、前記錘８の短軸がインペラ径方向を向くように嵌め込み、その後、前記錘８の長軸がインペラ径方向を向くまで前記錘８を回転させる。また、前記錘８における前記孔１０を矩形としているのは、ドライバー等の回転操作具の先端を前記孔１０に挿入して回転させるためである。

この第四実施例における前記溝７の形状や前記錘８の縁部の形状は、前記第一実施例，前記第二実施例および前記第三実施例のいずれのものも適用することができる。すなわち、前記第一実施例に示すように、前記溝７の内壁面を末広がり状に傾斜させた形状とし、前記錘８の鉛直方向の縁部が、強固に当接した状態（少し食い込んだ状態）で係合する構成とすることができる。また、前記第二実施例に示すように、前記溝７の内壁面に前記段部１１を設け、前記錘７の縁部が、前記段部１１の下方で前記溝７の内壁面に面接触した状態で係合する構成とすることもできる。さらに、前記第三実施例に示すように、前記錘８の縁部を前記溝７の内壁面の傾斜に合わせて傾斜させた構成とし、前記錘８の縁部が、前記溝７の傾斜した内壁面に沿って面接触した状態で係合する構成とすることもできる。

この第四実施例おいても、前記第一実施例，前記第二実施例および前記第三実施例と同様の効果を得ることができる。

１ インペラ
２ 外側板
３ 内側板
４ 羽根
５ 開口
６ 駆動軸取付孔
７ 溝
８ 錘
９ 屈曲部
１０ 孔
１１ 段部

Claims (5)

1. 遠心式流体機械のインペラであって、外周部に環状の溝を形成し、この溝に固定する回転バランス調整用の錘を備え、この錘におけるインペラ径方向の寸法の伸長によりこの錘の縁部を前記溝の内壁面に係合させて固定する構成としたことを特徴とする遠心式流体機械のインペラ。
2. 前記錘が、屈曲部を有する形状から略平板状へ変形することにより、インペラ径方向の寸法が長くなるものであることを特徴とする請求項１に記載の遠心式流体機械のインペラ。
3. 前記錘が、略長円形状であり、前記溝に嵌め込み後、回転させることにより、インペラ径方向の寸法が長くなるものであることを特徴とする請求項１に記載の遠心式流体機械のインペラ。
4. 前記溝を開口部から底部へ向かって漸次拡大させた形状としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遠心式流体機械のインペラ。
5. 前記錘に孔を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の遠心式流体機械のインペラ。
   
   

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