JP2015048708A - インペラ、回転機械、および、インペラの組立方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、遠心力による応力低減を図り、更なる高速回転が可能になるとともに、信頼性を向上可能なインペラ、回転機械、および、インペラの組立方法を提供することを目的とする。
この発明に係るインペラは、軸線方向の一端側が他端側よりも径方向外側に向かって延びるディスク部と、該ディスク部の前記他端側を向く面に、周方向に間隔をあけて設けられる複数のブレード部と、前記他端側から前記複数のブレード部を覆うように前記複数のブレード部に取り付けられるカバー部と、を備え、前記カバー部の少なくとも一部が、前記ディスク部及び前記ブレード部を形成する母材よりも比強度の高い合金から形成され、前記母材と前記母材よりも比強度の高い合金とが、拡散接合によって互いに接合されている。
このようにカバー部の少なくとも一部が母材よりも比強度の高い合金により形成されることで、カバー部の全てを母材と同じ材料で形成する場合と比較して、同じ強度を保ちつつ、カバー部を軽量化して低慣性化を図ることができる。また、母材と母材よりも比強度の高い合金とが、拡散接合によって接合されることによって、例えば、接着剤で接合する場合のように温度上昇によって劣化することを防止できる。また、アーク溶接などによりカバー部及びブレード部溶融させて接合する場合と比較して、接合部分に脆弱な部分が形成されることを抑制できる。
このように構成することで、一般的に、ディスク部のうち相対的に強度を必要としない一端側で、かつ径方向中心側の一部を比強度の高い合金に置き換えて軽量化することができる。また、一般に、カバー部の板厚と比較してディスク部の板厚は厚いため、カバー部にのみ比強度の高い合金を用いる場合よりも大幅に軽量化することができる。
このように構成することで、カバー部の更なる軽量化を図ることができる。
このように構成することで、遠心力により応力が集中するブレード部とカバー部との境界部から母材と比強度の高い合金とが接合される界面を離間させることができるため、母材と比強度の高い合金とが接合される界面に遠心力による応力が集中することを防止できる。したがって、比強度の高い合金と母材との接合の信頼性を向上することができる。
このように構成することで、比強度の高い合金と、母材とが接合される界面の面積をより広くすることができる。その結果、比強度の高い合金と母材との接合の信頼性を更に向上することができる。
このように構成することで、標準形状のインペラを低慣性化することができるため軸振動などを抑制しつつ高速回転が可能となる。
このようにすることで、ブレード部とカバー部とを中間加工状態すなわち剛性がより高い状態で接合できるため、拡散接合時にかかる圧縮荷重によるブレード部、および、カバー部の変形を防止することができる。
図1は、この実施形態における回転機械である遠心圧縮機100の概略構成を示している。
図1に示すように、この実施形態における遠心圧縮機100のケーシング101には、ジャーナル軸受102およびスラスト軸受103を介して回転軸5が軸支されている。回転軸5は、軸線O回りに回動可能とされている。この回転軸5には、軸線O方向に複数のインペラ10が並んで取り付けられている。各インペラ10は、回転軸5の回転による遠心力を利用してケーシング101に形成された上流側の流路104から供給されるガスGを下流側の流路104へと段階的に圧縮して流す。
図3に示すように、ディスク部30は、筒部31とディスク本体部32とを備えている。筒部31は、回転軸5に対して嵌め合いにより固定される略円筒状に形成されている。ディスク本体部32は、ディスク部30の軸線O方向の後方側に配され、筒部31よりも径方向外側に向かって延びる略円盤状に形成されている。ディスク本体部32の前方側を向く前側面32aは、筒部31の外周面31aと連続して形成されている。ディスク本体部32は、後方側に向かって漸次拡径するように形成され、これにより、ディスク部30には、筒部31の外周面31aとディスク本体部32の前側面32aとに渡る凹状の曲面33が形成されている。
まず、母材を中間加工状態とする(中間加工工程)。ここで、中間加工状態とは、母材を大まかな形状に加工して、仕上げ加工後の最終的な形状よりも、全体的な寸法が一回り大きな加工状態である。母材を中間加工状態にする加工法としては、切削加工、放電加工など、種々の加工法を用いることができる。
その結果、遠心力による応力低減を図り、更なる高速回転が可能になるとともに、母材と母材よりも比強度の高い合金との接合部分の信頼性を向上することができる。
図6に示すように、この実施形態におけるインペラ210は、第一実施形態のインペラ10と同様に、ディスク部230と、ブレード部40と、カバー部50とを備えた、いわゆる標準形状のクローズ型インペラである。ブレード部40およびカバー部50は、上述したインペラ10のブレード部40及びカバー部50と同じ構成であり、詳細説明を省略する。
また、本体部52とブレード部40とを接合する際に母材どうしを接合することとなるため、容易に信頼性の高い接合を行うことが可能になる。
10 インペラ
30 ディスク部
31 筒部
31a 外周面
32 ディスク本体部
32a 前側面
33 曲面
40 ブレード部
40a 側面
50 カバー部
50a 内側面
50c 中間加工状態の内側面
50d 外側面
51 孔
51a 内周縁
52 本体部
53 外側部
60 界面
70 質量軽減部
71 凹部
100 遠心圧縮機
101 ケーシング
102 ジャーナル軸受
103 スラスト軸受
104 流路
105 吸込口
106 排出口
210 インペラ
230 ディスク部
310 インペラ
350 カバー部
G ガス
Claims (7)
- 軸線方向の一端側が他端側よりも径方向外側に向かって延びるディスク部と、
該ディスク部の前記他端側を向く面に、周方向に間隔をあけて設けられる複数のブレード部と、
前記他端側から前記複数のブレード部を覆うように前記複数のブレード部に取り付けられるカバー部と、を備え、
前記カバー部の少なくとも一部が、前記ディスク部及び前記ブレード部を形成する母材よりも比強度の高い合金から形成され、
前記母材と前記母材よりも比強度の高い合金とが、拡散接合によって互いに接合されていることを特徴とするインペラ。 - 前記ディスク部は、前記一端側で、且つ径方向中心側の一部が、前記比強度の高い合金から形成されている請求項1に記載のインペラ。
- 前記カバー部の全てが、前記母材よりも比強度の高い合金から形成される請求項1又は2に記載のインペラ。
- 前記カバー部の前記ディスク部と対向する面は、前記母材と前記比強度の高い合金とが接合される界面と、ブレード部の延びる方向で異なる位置に配される請求項1から3の何れか一項に記載のインペラ。
- 前記カバー部は、前記ブレード部に接合される本体部と、本体部の前記他端側を向く面に接合されている外側部とを備え、前記外側部が前記比強度の高い合金から形成されている請求項1又は2に記載のインペラ。
- 請求項1から請求項5の何れか一項に記載のインペラを備えることを特徴とする回転機械。
- 請求項1から3の何れか一項に記載のインペラの組立方法であって、
前記ディスク部と前記カバー部とを中間加工状態にする中間加工工程と、
中間加工状態の前記ディスク部と中間加工状態の前記カバー部とを拡散接合により接合する接合工程と、
前記ブレード部と前記カバー部を仕上げ加工する仕上げ工程と、を備えるインペラの組立方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111608952A (zh) * | 2019-02-26 | 2020-09-01 | 三菱重工压缩机有限公司 | 叶轮以及旋转机械 |
WO2021225024A1 (ja) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 | ダイキン工業株式会社 | クローズドインペラ及びクローズドインペラの製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5428006A (en) * | 1977-08-03 | 1979-03-02 | Hitachi Ltd | Method for manufacturing closed impeller |
JPH1054391A (ja) * | 1996-08-12 | 1998-02-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遠心羽根車 |
JP2009522491A (ja) * | 2005-12-28 | 2009-06-11 | エリオット・カンパニー | インペラ |
JP2011122458A (ja) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Yamada Seisakusho Co Ltd | クローズドインペラ |
JP2012526230A (ja) * | 2009-05-08 | 2012-10-25 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソシエタ ペル アチオニ | 複合材シュラウド及びシュラウドを複数のブレードに取り付ける方法 |
-
2013
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5428006A (en) * | 1977-08-03 | 1979-03-02 | Hitachi Ltd | Method for manufacturing closed impeller |
JPH1054391A (ja) * | 1996-08-12 | 1998-02-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遠心羽根車 |
JP2009522491A (ja) * | 2005-12-28 | 2009-06-11 | エリオット・カンパニー | インペラ |
JP2012526230A (ja) * | 2009-05-08 | 2012-10-25 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソシエタ ペル アチオニ | 複合材シュラウド及びシュラウドを複数のブレードに取り付ける方法 |
JP2011122458A (ja) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Yamada Seisakusho Co Ltd | クローズドインペラ |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111608952A (zh) * | 2019-02-26 | 2020-09-01 | 三菱重工压缩机有限公司 | 叶轮以及旋转机械 |
US11022135B2 (en) | 2019-02-26 | 2021-06-01 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Impeller and rotating machine |
WO2021225024A1 (ja) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 | ダイキン工業株式会社 | クローズドインペラ及びクローズドインペラの製造方法 |
JP2021177075A (ja) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 | ダイキン工業株式会社 | クローズドインペラ及びクローズドインペラの製造方法 |
CN115485479A (zh) * | 2020-05-08 | 2022-12-16 | 大金工业株式会社 | 闭式叶轮和闭式叶轮的制造方法 |
CN115485479B (zh) * | 2020-05-08 | 2023-10-24 | 大金工业株式会社 | 闭式叶轮和闭式叶轮的制造方法 |
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