JP6327505B2 - インペラ及び回転機械 - Google Patents
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Description
この発明に係るインペラは、軸線回りに回転する回転軸に対して、少なくとも前記軸線方向における第一端部側が固定され、前記第一端部側とは反対側となる前記軸線方向における第二端部側から径方向外側に向かって延びるディスク部と、前記ディスク部から前記軸線方向における第一端部側に突出して設けられるブレード部と、前記ブレード部に対して一体的に設けられるとともに、前記ブレード部を前記軸線方向における第一端部側から覆うカバー部と、を備えたインペラであって、前記ディスク部は、前記ブレード部の径方向内側で、前記軸線に直交する分割面により軸線方向に2分割された第一部材と第二部材とを備え、前記第一部材と前記第二部材とが前記分割面で接合され、前記第一部材は、前記軸線方向の前記第一端部側で回転軸に嵌め合わされ、前記分割面は、前記第一部材に対して前記第二部材が径方向外周側へ変位することを規制する複数の段差部を有し、前記複数の段差部は、それぞれ前記第一部材に形成される凹部と、前記第二部材に形成されて前記凹部に嵌め込み可能な凸部とを有し、前記第一部材と前記第二部材とは径方向に向かって延びる面でのみ接合されている。
このように構成することで、ブレード部の径方向内側に部材が配されていない状態で、第二部材を加工することができる。また、第一部材と第二部材とが分割面で接合されているため、回転軸に対して第一部材と第二部材とを個別に取り付ける必要がない。また、熱変形を利用して回転軸に取り付ける場合に、少なくとも軸線方向における第一端部側が回転軸に固定されるため、径方向外側に向かって延びて断面積の大きい第二端部側を固定する場合よりも素早く温度上昇させることができる。さらに、分割面が軸線と直交するため、傾斜している場合などと比較して、容易に接合作業を行うことができる。
このように構成することで、第一部材を第二部材に対して容易に接合することができる。
このように構成することで、インペラのメンテナンスを容易に行うことができると共に、品質のばらつきを抑制して商品性向上を図ることができる。
このように構成することで、ディスク部、ブレード部、および、カバー部により形成される流路の加工性を向上することができる。また、第一部材と第二部材とを接合した後に、第一部材を回転軸へ固定できるため、回転軸への着脱を容易に行うことができる。
次に、この発明の第一実施形態における回転機械について図面を参照して説明する。
図1は、この実施形態の回転機械を備える遠心圧縮機100の概略構成を示す断面図である。図2は、この発明の第一実施形態におけるインペラの斜視図である。図3は、この発明の第一実施形態におけるインペラの断面図である。
図1に示すように、遠心圧縮機100のケーシング105には、ジャーナル軸受105aおよびスラスト軸受105b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おり、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。
ディスク部30は、径方向外側から嵌め合わされることで回転軸5に取り付けられている。ディスク部30は、軸線Oに直交する分割面Bにより軸線方向に2分割された第一部材31と第二部材32とを備えている。これら第一部材31と第二部材32とは、分割面Bで接合されている。
まず、第一部材31を、鋳造や切削等により形成する(ステップS01)。
次に、第二部材32を、ブレード部40およびカバー部50と一体形成する(ステップS02)。より具体的には、析出硬化型ステンレス鋼などの一つの母材を切削することで第二部材32、ブレード部40、および、カバー部50を一体形成する。
その後、第一部材31のグリップ部Aを、回転軸5の外周面5aの所定位置に焼き嵌めにより嵌め合わせる(ステップS04)。
次に、この発明の第二実施形態におけるインペラを図面に基づいて説明する。この第二実施形態のインペラは、上述した第一実施形態のインペラ10に対して、分割面Bに段差部が形成されている点でのみ異なる。そのため、上述した第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
図5に示すように、この第二実施形態におけるインペラ110は、ディスク部30と、ブレード部40と、カバー部50とを備えている。ブレード部40、および、カバー部50については、上述した第一実施形態と同様の構成であるため、詳細説明を省略する。
第一部材131は、軸線Oを中心とした略円筒状をなしている。この第一部材131は、軸線O方向前側の第一端部33側に、回転軸5に嵌め合わされるグリップ部Aを備えている。グリップ部Aは、熱変形を用いた方法で回転軸5Aに外側から嵌め合わされている。この嵌め合わせる方法は、第一実施形態と同様に、例えば、冷やし嵌めや、焼き嵌めを用いることができる。
図6に示すように、段差部37は、支持面38と合わせ面39とを備えている。
支持面38は、第一部材131に形成され、径方向内側を向いている。
合わせ面39は、第二部材132に形成され、径方向外側を向いている。
これら支持面38と合わせ面39とは、回転軸5周りに円環状に形成されている。
上述した各実施形態においては、ろう付け、摩擦撹拌接合により第一部材31,131と、第二部材32,132とを接合する場合について説明したが、ろう付け、摩擦撹拌接合以外の接合方法を用いても良い。
図8は、上述した第一実施形態の変形例におけるインペラ210を示している。このインペラ210は、上述した第一実施形態のインペラ10と形状が異なるだけであるため、同一部分に同一符号を付している。この図8に示すように、例えば、前側面32aのうちブレード部40が取り付けられている前側面32aの位置よりも軸線O方向で第一端部33側に分割面Bが配されていてもよい。
5a 外周面
10 インペラ
11 貫通孔
30 ディスク部
31 第一部材
31a 外周面
32 第二部材
32a 前側面
32b 基部側領域
33 第一端部
34 拡径部
35 端面
36 第二端部
37 段差部
38 支持面
39 合わせ面
40 ブレード部
40a 前側縁
40b 内側端
40c 側面
50 カバー部
50a 後側面
51 屈曲部
51a 前側縁
100 遠心圧縮機
104 流路
105 ケーシング
105a ジャーナル軸受
105b スラスト軸受
105c 吸込口
105d 排出口
A グリップ部
B 分割面
G ガス
O 軸線
Claims (3)
- 軸線回りに回転する回転軸に対して、少なくとも前記軸線方向における第一端部側が固定され、前記第一端部側とは反対側となる前記軸線方向における第二端部側から径方向外側に向かって延びるディスク部と、
前記ディスク部から前記軸線方向における第一端部側に突出して設けられるブレード部と、
前記ブレード部に対して一体的に設けられるとともに、前記ブレード部を前記軸線方向における第一端部側から覆うカバー部と、
を備えたインペラであって、
前記ディスク部は、
前記ブレード部の径方向内側で、前記軸線に直交する分割面により軸線方向に2分割された第一部材と第二部材とを備え、
前記第一部材と前記第二部材とが前記分割面で接合され、
前記第一部材は、前記軸線方向の前記第一端部側で回転軸に嵌め合わされ、
前記分割面は、前記第一部材に対して前記第二部材が径方向外周側へ変位することを規制する複数の段差部を有し、
前記複数の段差部は、それぞれ前記第一部材に形成される凹部と、前記第二部材に形成されて前記凹部に嵌め込み可能な凸部とを有し、
前記第一部材と前記第二部材とは径方向に向かって延びる面でのみ接合されているインペラ。 - 前記分割面は、ろう付け、または、摩擦撹拌接合により接合されている請求項1に記載のインペラ。
- 請求項1又は請求項2に記載のインペラを備えることを特徴とする回転機械。
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