JPH0417762Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0417762Y2 JPH0417762Y2 JP1985091554U JP9155485U JPH0417762Y2 JP H0417762 Y2 JPH0417762 Y2 JP H0417762Y2 JP 1985091554 U JP1985091554 U JP 1985091554U JP 9155485 U JP9155485 U JP 9155485U JP H0417762 Y2 JPH0417762 Y2 JP H0417762Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- inner diameter
- main shaft
- sleeve part
- centrifugal
- Prior art date
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- Expired
Links
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000035936 sexual power Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
- F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/624—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/266—Rotors specially for elastic fluids mounting compressor rotors on shafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
産業上の利用分野
本考案は、インペラを主軸に焼ばめした遠心圧
縮機、蒸気タービン、ガスタービンなどの回転機
械に関するものである。
縮機、蒸気タービン、ガスタービンなどの回転機
械に関するものである。
従来の技術
高速回転機械、ことに高速回転する高負荷遠心
圧縮機のインペラには、高い遠心応力とインペラ
前後の圧力差によるスラストとが加わる。このた
め運転中に遠心力でインペラの内径が伸びても、
インペラが軸上を滑ることなくまた回転の中心が
正しく保たれることが必要である。このためスプ
ライン、キー、圧入等の方法によらず、専ら焼ば
め方式が採用されている。
圧縮機のインペラには、高い遠心応力とインペラ
前後の圧力差によるスラストとが加わる。このた
め運転中に遠心力でインペラの内径が伸びても、
インペラが軸上を滑ることなくまた回転の中心が
正しく保たれることが必要である。このためスプ
ライン、キー、圧入等の方法によらず、専ら焼ば
め方式が採用されている。
第２図に示す従来方式のインペラ１では、内周
部Ｃで主軸２に焼ばめられており、このインペラ
１に隣接して、インペラと分離されたスリーブ３
がＤ部の長さで焼ばめられている。
部Ｃで主軸２に焼ばめられており、このインペラ
１に隣接して、インペラと分離されたスリーブ３
がＤ部の長さで焼ばめられている。
しかし最近の技術はますます高速・高負荷化
し、従来の焼ばめ方式では安定した運転が期待で
きなくなつてきた。すなわちインペラの遠心力が
過大にすぎるので、主軸からインペラにトルクを
伝達し且つインペラの圧力に依る軸方向の力に耐
えて軸に回転するよう主軸の外周とインペラ内周
との間に十分な摩擦力を付与するためには、極め
て大きな焼ばめ代が必要となつてきた。しかし焼
ばめ代が大きいと、焼ばめ時のインペラ内周の接
線方向応力が大きくなり、また運転時と停止時と
の応力差も大きく圧縮機の起動停止毎に内径が広
がつたり縮んだりし、それに伴い軸方向の面圧分
布も変化するのでインペラと主軸との相対位置が
ずれてロータ振動の原因となることがある。
し、従来の焼ばめ方式では安定した運転が期待で
きなくなつてきた。すなわちインペラの遠心力が
過大にすぎるので、主軸からインペラにトルクを
伝達し且つインペラの圧力に依る軸方向の力に耐
えて軸に回転するよう主軸の外周とインペラ内周
との間に十分な摩擦力を付与するためには、極め
て大きな焼ばめ代が必要となつてきた。しかし焼
ばめ代が大きいと、焼ばめ時のインペラ内周の接
線方向応力が大きくなり、また運転時と停止時と
の応力差も大きく圧縮機の起動停止毎に内径が広
がつたり縮んだりし、それに伴い軸方向の面圧分
布も変化するのでインペラと主軸との相対位置が
ずれてロータ振動の原因となることがある。
考案が解決しようとする問題点
例えばインペラの外径が400mm、内径が130mm、
回転数が15000r.p.m.の場合、内径は回転するこ
とによつて約２／1000×（内径）だけ広がる。従
つて予じめ焼ばめ代を2.5／1000×（内径）として
も、運転中は締め代が0.5／1000×（内径）しか残
らず、この例の場合には主軸からインペラへのト
ルク伝達とインペラ前後の圧力差に耐えるための
摩擦力としては不足する。また2.5／1000の焼ば
めを行なうには炉中で300〜350℃まで加熱せねば
ならず、さらに焼ばめ代を増大させるには温度面
でも制約がともなう。
回転数が15000r.p.m.の場合、内径は回転するこ
とによつて約２／1000×（内径）だけ広がる。従
つて予じめ焼ばめ代を2.5／1000×（内径）として
も、運転中は締め代が0.5／1000×（内径）しか残
らず、この例の場合には主軸からインペラへのト
ルク伝達とインペラ前後の圧力差に耐えるための
摩擦力としては不足する。また2.5／1000の焼ば
めを行なうには炉中で300〜350℃まで加熱せねば
ならず、さらに焼ばめ代を増大させるには温度面
でも制約がともなう。
問題点を解決するための手段
本考案は上記問題点を解決するために、主軸に
インペラを備えた回転機械において、回転中イン
ペラにかかる遠心応力に伴うインペラ内径の半径
方向変位が影響を及ぼさない、材料力学によつて
求められる軸方向位置に、インペラと一体構造の
スリーブ部を設け、かつインペラ内径の遠心変形
がスリーブ部へ向つてコーン形状となるインペラ
本体形状を決定してオーバハングスリーブ部に生
ずる曲げ応力を低減させて、該スリーブ部にてイ
ンペラを主軸に焼ばめさせた回転機械を提案する
ものである。
インペラを備えた回転機械において、回転中イン
ペラにかかる遠心応力に伴うインペラ内径の半径
方向変位が影響を及ぼさない、材料力学によつて
求められる軸方向位置に、インペラと一体構造の
スリーブ部を設け、かつインペラ内径の遠心変形
がスリーブ部へ向つてコーン形状となるインペラ
本体形状を決定してオーバハングスリーブ部に生
ずる曲げ応力を低減させて、該スリーブ部にてイ
ンペラを主軸に焼ばめさせた回転機械を提案する
ものである。
実施例
本考案を添付図面の実施例により説明する。第
１図において、インペラ１は主軸２にスリーブ部
Ａで焼ばめされる。インペラ１は羽根１１、側板
１２、主板１３から構成され、これらの遠心力の
大部分は主板１３の内周部Ｂに作用する。材料力
学によれば、インペラ１の遠心力がスリーブ部Ａ
に影響を及ぼさない距離Ｌは次式で示される。
１図において、インペラ１は主軸２にスリーブ部
Ａで焼ばめされる。インペラ１は羽根１１、側板
１２、主板１３から構成され、これらの遠心力の
大部分は主板１３の内周部Ｂに作用する。材料力
学によれば、インペラ１の遠心力がスリーブ部Ａ
に影響を及ぼさない距離Ｌは次式で示される。
Ｌ1.8√
上式にて
Ｒ：インペラのスリーブ部分の平均半径
Ｔ：Ｌ部の平均厚さ
本考案の構成要素はスリーブ部Ａを、遠心力の
直接作用する主板１３の内周部Ｂから上式で示さ
れる距離Ｌを隔てて設けることにある。さらに、
インペラ本体の形状を調整してインペラ内径の遠
心変形をスリーブ部ヘ向つてコーン形状（第１図
に破線で示す）とし、オーバハングスリーブに生
ずる曲げ応力を低減させる。なお第１図では、片
吸込多段圧縮機のうちの３段のみが示されてお
り、両吸込の場合でも本考案は適用できる。
直接作用する主板１３の内周部Ｂから上式で示さ
れる距離Ｌを隔てて設けることにある。さらに、
インペラ本体の形状を調整してインペラ内径の遠
心変形をスリーブ部ヘ向つてコーン形状（第１図
に破線で示す）とし、オーバハングスリーブに生
ずる曲げ応力を低減させる。なお第１図では、片
吸込多段圧縮機のうちの３段のみが示されてお
り、両吸込の場合でも本考案は適用できる。
又スリーブ部Ａをインペラ１の後部に設けても
よい。又インペラ１の内周部Ｂおよび距離Ｌ部に
は主軸２との間に微小な隙間ｔが設けられてい
る。なお図面中４はラビリンスフインである。
よい。又インペラ１の内周部Ｂおよび距離Ｌ部に
は主軸２との間に微小な隙間ｔが設けられてい
る。なお図面中４はラビリンスフインである。
作 用
スリーブ部Ａは遠心応力がかかる部分Ｂから材
料力学によつて与えられる距離Ｌをおくことによ
つて遠心応力の影響を除くことができ、焼ばめ部
のスリーブ部Ａは薄肉円筒と見做される故、回転
につて誘起する遠心応力および半径方向の広がり
量も少ない。具体例を下記に説明する。
料力学によつて与えられる距離Ｌをおくことによ
つて遠心応力の影響を除くことができ、焼ばめ部
のスリーブ部Ａは薄肉円筒と見做される故、回転
につて誘起する遠心応力および半径方向の広がり
量も少ない。具体例を下記に説明する。
前述の例で、スリーブの外径を142mmとすれば、
内径は130mmであるので、15000rpm回転時のスリ
ーブ内径の拡がり量は、約0.5／1000×（内径）と
なり、焼ばめ代を2.5／1000（内径）とすると、運
転中の有効締代は２／1000×（内径）が残り、イ
ンペラと主軸とがずれることはなく、安定した運
転が保持される。
内径は130mmであるので、15000rpm回転時のスリ
ーブ内径の拡がり量は、約0.5／1000×（内径）と
なり、焼ばめ代を2.5／1000（内径）とすると、運
転中の有効締代は２／1000×（内径）が残り、イ
ンペラと主軸とがずれることはなく、安定した運
転が保持される。
考案の効果
本考案は、上記の構成であるので、従来問題と
なつていた高速、高負荷の回転機械のインペラと
主軸との嵌合いのゆるみに伴うロータの振動が全
面的に解決され、信頼性を著しく向上せしめるこ
とができる。また、オーバハングスリーブ構造で
問題となる過大な曲げ応力も低減することがで
き、強度面での問題を解決できる。さらに、構造
面では、従来分割されていたスリーブをインペラ
と一体化するに留まる故、主軸長さも変らない。
なつていた高速、高負荷の回転機械のインペラと
主軸との嵌合いのゆるみに伴うロータの振動が全
面的に解決され、信頼性を著しく向上せしめるこ
とができる。また、オーバハングスリーブ構造で
問題となる過大な曲げ応力も低減することがで
き、強度面での問題を解決できる。さらに、構造
面では、従来分割されていたスリーブをインペラ
と一体化するに留まる故、主軸長さも変らない。
第１図は本考案に係る遠心圧縮機ロータの実施
例を示す縦断正面図、第２図は従来例の縦断正面
図である。 １……インペラ、２……主軸、１１……羽根、
１２……側板、１３……主板、Ｂ……内周部、Ｌ
……距離、Ａ……スリーブ部、Ｒ……平均半径、
ｔ……隙間、Ｔ……厚さ。
例を示す縦断正面図、第２図は従来例の縦断正面
図である。 １……インペラ、２……主軸、１１……羽根、
１２……側板、１３……主板、Ｂ……内周部、Ｌ
……距離、Ａ……スリーブ部、Ｒ……平均半径、
ｔ……隙間、Ｔ……厚さ。
Claims (1)
- 主軸にインペラを備えた回転機械において、回
転中インペラにかかる遠心応力に伴うインペラ内
径の半径方向変位が影響を及ぼさない、材料力学
によつて求められる軸方向位置に、インペラと一
体構造のスリーブ部を設け、かつインペラ内径の
遠心変形がスリーブ部ヘ向つてコーン形状となる
インペラ本体形状を決定してオーバハングスリー
ブ部に生ずる曲げ応力を低減させて、該スリーブ
部にてインペラを主軸に焼ばめさせた回転機械。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985091554U JPH0417762Y2 (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | |
| US06/832,600 US4697987A (en) | 1985-06-19 | 1986-02-25 | Rotary machine having an impeller with a sleeve fixedly mounted to a shaft |
| FR8603276A FR2583827A1 (fr) | 1985-06-19 | 1986-03-07 | Machine tournante a plusieurs roues coaxiales, notamment compresseur centrifuge |
| CN198686101358A CN86101358A (zh) | 1985-06-19 | 1986-03-07 | 回转机械 |
| IT8647760A IT1191283B (it) | 1985-06-19 | 1986-03-11 | Macchina rotante del tipo compressore contrifugo per carichi elevati |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985091554U JPH0417762Y2 (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62703U JPS62703U (ja) | 1987-01-06 |
| JPH0417762Y2 true JPH0417762Y2 (ja) | 1992-04-21 |
Family
ID=14029720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985091554U Expired JPH0417762Y2 (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4697987A (ja) |
| JP (1) | JPH0417762Y2 (ja) |
| CN (1) | CN86101358A (ja) |
| FR (1) | FR2583827A1 (ja) |
| IT (1) | IT1191283B (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH669979A5 (ja) * | 1986-04-30 | 1989-04-28 | Sulzer Ag | |
| US5746579A (en) * | 1996-12-27 | 1998-05-05 | Westinghouse Electric Corporation | Stress corrosion resistant rims and discs for steam turbine rotors device and method |
| JP2009228774A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転部材の取付構造、回転機械及び遠心圧縮機 |
| US8292590B2 (en) * | 2008-04-21 | 2012-10-23 | Honeywell International Inc. | Engine components and rotor groups |
| IT1394295B1 (it) | 2009-05-08 | 2012-06-06 | Nuovo Pignone Spa | Girante centrifuga del tipo chiuso per turbomacchine, componente per tale girante, turbomacchina provvista di tale girante e metodo di realizzazione di tale girante |
| DE102009031737A1 (de) * | 2009-07-04 | 2011-07-21 | MAN Diesel & Turbo SE, 86153 | Laufrad für eine Turbomaschine |
| DE102009029069A1 (de) * | 2009-09-01 | 2011-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Zweistufige Kreiselpumpe |
| IT1397058B1 (it) | 2009-11-23 | 2012-12-28 | Nuovo Pignone Spa | Stampo per girante centrifuga, inserti per stampo e metodo per costruire una girante centrifuga |
| IT1397057B1 (it) | 2009-11-23 | 2012-12-28 | Nuovo Pignone Spa | Girante centrifuga e turbomacchina |
| JP5449117B2 (ja) | 2010-12-08 | 2014-03-19 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
| JP5606358B2 (ja) | 2011-02-24 | 2014-10-15 | 三菱重工業株式会社 | インペラ及びこれを備えたロータ並びにインペラの製造方法 |
| ITCO20110027A1 (it) | 2011-07-21 | 2013-01-22 | Nuovo Pignone Spa | Turbomacchina centrifuga multistadio |
| JP2013047479A (ja) | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | インペラ及びこれを備えた回転機械並びにインペラの製造方法 |
| ITCO20110064A1 (it) | 2011-12-14 | 2013-06-15 | Nuovo Pignone Spa | Macchina rotante comprendente un rotore con una girante composita ed un albero metallico |
| JP5907723B2 (ja) | 2011-12-26 | 2016-04-26 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械の製造方法 |
| JP5967966B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-08-10 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | インペラ及びこれを備えた回転機械 |
| US10634153B1 (en) * | 2015-07-14 | 2020-04-28 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Apparatus and process for manufacturing a centrifugal pump with a rotor within a single piece housing |
| ITCO20130067A1 (it) | 2013-12-17 | 2015-06-18 | Nuovo Pignone Srl | Girante con elementi di protezione e compressore centrifugo |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014883A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-25 | 松下電器産業株式会社 | スキ−板のエツジ研削装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB219655A (en) * | 1923-07-28 | 1924-10-09 | Escher Wyss Maschf Ag | A rotor for high-speed engines and machines, more particularly for steam and gas turbines |
| US2799445A (en) * | 1955-12-12 | 1957-07-16 | Gen Electric | High speed rotor |
| US3184153A (en) * | 1962-01-18 | 1965-05-18 | Joy Mfg Co | Rotor construction |
| US3304052A (en) * | 1965-03-30 | 1967-02-14 | Westinghouse Electric Corp | Rotor structure for an elastic fluid utilizing machine |
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| SU523994A1 (ru) * | 1974-11-05 | 1976-08-05 | Предприятие П/Я В-8721 | Лопастна машина |
| DE2457231C2 (de) * | 1974-12-04 | 1976-11-25 | Motoren Turbinen Union | Laufrad fuer eine schnellaufende turbomaschine |
| CH588012A5 (ja) * | 1975-07-25 | 1977-05-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
| JPS58190598A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ロ−タの組立構造 |
-
1985
- 1985-06-19 JP JP1985091554U patent/JPH0417762Y2/ja not_active Expired
-
1986
- 1986-02-25 US US06/832,600 patent/US4697987A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-07 CN CN198686101358A patent/CN86101358A/zh active Pending
- 1986-03-07 FR FR8603276A patent/FR2583827A1/fr active Granted
- 1986-03-11 IT IT8647760A patent/IT1191283B/it active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014883A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-25 | 松下電器産業株式会社 | スキ−板のエツジ研削装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN86101358A (zh) | 1986-12-17 |
| IT1191283B (it) | 1988-02-24 |
| US4697987A (en) | 1987-10-06 |
| FR2583827A1 (fr) | 1986-12-26 |
| IT8647760A0 (it) | 1986-03-11 |
| FR2583827B1 (ja) | 1993-02-26 |
| JPS62703U (ja) | 1987-01-06 |
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