JPH11210687A - Impeller with shroud - Google Patents
Impeller with shroudInfo
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- JPH11210687A JPH11210687A JP3234298A JP3234298A JPH11210687A JP H11210687 A JPH11210687 A JP H11210687A JP 3234298 A JP3234298 A JP 3234298A JP 3234298 A JP3234298 A JP 3234298A JP H11210687 A JPH11210687 A JP H11210687A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は汎用の圧縮機や冷凍
機のコンプレッサー等に用いられる遠心型のインペラー
のうち、シュラウド付インペラーに関するもので、特
に、ＣＦＲＰ製のシュラウド付インペラーに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impeller with a shroud among centrifugal impellers used for general-purpose compressors and compressors of refrigerators, and more particularly to an impeller with a shroud made of CFRP.
【０００２】[0002]
【従来の技術】汎用の圧縮機や冷凍機のコンプレッサー
等に用いられる遠心インペラーには、オープンインペラ
ーとシュラウド付インペラーとがある。2. Description of the Related Art Centrifugal impellers used for general-purpose compressors and compressors of refrigerators include open impellers and impellers with shrouds.
【０００３】オープンインペラーは、図３にその一例の
概略を示す如く、軸方向の一端側となる先端側から他端
側となる基端側にかけて拡径するように成形して軸心部
に駆動軸１を貫通させて固定するようにしてあるボス３
と、該ボス３の外周面に一体的に形成した多数の翼４と
からなるインペラー本体２を、別体としたケーシング５
の内側に同心状に位置させ、該ケーシング５の内側でイ
ンペラー本体２が回転駆動されるようにし、先端部６か
ら取り入れた流体を加圧して基端側外周部７より送り出
すようにしたものである。[0003] As shown schematically in Fig. 3, an open impeller is formed so as to expand in diameter from a distal end, which is one end in the axial direction, to a proximal end, which is the other end, and is driven to the shaft center. Boss 3 through which shaft 1 is fixed
And a casing 5 in which the impeller body 2 composed of a plurality of wings 4 integrally formed on the outer peripheral surface of the boss 3 is formed separately.
The impeller body 2 is rotatably driven inside the casing 5 so that the fluid taken in from the distal end portion 6 is pressurized and sent out from the proximal end outer peripheral portion 7. is there.
【０００４】一方、シュラウド付インペラーは、図４に
その一例の概略を示す如く、上記オープンインペラーと
同様のボス３と翼４とからなるインペラー本体２の外周
に、リング状のシュラウド８を同心状に配置して、上記
インペラー本体２の翼４の外周端を上記シュラウド８の
内側面に接合して一体化し、インペラー本体２とシュラ
ウド８が一体に回転するようにして、先端部６から導入
した流体を基端側外周部７へと導くようにしたものであ
る。On the other hand, as shown schematically in FIG. 4, an impeller with a shroud has a ring-shaped shroud 8 concentrically formed on the outer periphery of an impeller body 2 comprising a boss 3 and a wing 4 similar to the open impeller. And the outer peripheral end of the wing 4 of the impeller body 2 is joined to and integrated with the inner side surface of the shroud 8, and the impeller body 2 and the shroud 8 are introduced from the tip 6 so as to rotate integrally. The fluid is guided to the outer peripheral portion 7 on the proximal end side.
【０００５】上記シュラウド付インペラーは、シュラウ
ドのないオープンインペラーと比較すると、翼４とケー
シング５との間の隙間がないため、流動損失が少なく、
圧縮効率が高いので、シュラウド付インペラーの方が有
効とされ、これまで、金属製のものが使用されている。[0005] The impeller with a shroud has a smaller flow loss because there is no gap between the blade 4 and the casing 5 as compared with an open impeller without a shroud.
Since the compression efficiency is high, an impeller with a shroud is more effective, and a metal impeller has been used so far.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の金属
製のシュラウド付インペラーの場合は、薄い翼４の外周
端に比較的厚肉のリング状シュラウド８の内側面が接合
される構造となっているため、遠心力による伸びは翼４
よりもシュラウド８の方が大きくなり、したがって、高
速回転を行うと、シュラウド８の遠心力により翼４に径
方向の大きな引張応力が発生し、翼４が耐えきれずに破
断する虞が生じるようになるため、高速回転数が得られ
ず、高圧力比を得ることができないという問題がある。However, in the case of a conventional impeller with a metal shroud, the inner surface of a relatively thick ring-shaped shroud 8 is joined to the outer peripheral end of the thin blade 4. The centrifugal force causes the wing 4
The shroud 8 is larger than the shroud 8. Therefore, when the shroud 8 is rotated at high speed, a large radial tensile stress is generated in the blade 4 due to the centrifugal force of the shroud 8, and the blade 4 may not be able to withstand and break. Therefore, there is a problem that a high-speed rotation speed cannot be obtained and a high pressure ratio cannot be obtained.
【０００７】そこで、本発明は、シュラウド付インペラ
ーとして、従来の全金属製シュラウド付インペラーに比
して軽量且つ高剛性として高圧力比（高回転）が得られ
るようにしようとするものである。[0007] Therefore, the present invention aims to obtain a high pressure ratio (high rotation) with a light weight and high rigidity as a conventional impeller with a shroud as the impeller with a shroud.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、長繊維のＣＦＲＰプリプレグを、長繊維
の方向が周方向又は周方向と軸方向となるようにコーン
状に積層してなるコーン状ＣＦＲＰ積層板によりシュラ
ウドを成形し、且つ短繊維強化ＣＦＲＰによりボスと該
ボス外側面の翼とを一体にしてなるインペラー本体を成
形し、上記シュラウドの内側に上記インペラー本体を同
一軸心線上に配置して、両者を一体に成形してなる構成
とする。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a long fiber CFRP prepreg is laminated in a cone shape such that the direction of the long fiber is the circumferential direction or the circumferential direction and the axial direction. A shroud is formed from a cone-shaped CFRP laminated plate, and an impeller body is formed by integrating short-fiber reinforced CFRP with a boss and wings on the outer surface of the boss. The impeller body is coaxial with the inside of the shroud. A configuration is made in which both are integrally formed by being arranged on a core wire.
【０００９】短繊維により強化されるインペラー本体よ
りも、長繊維により強化されているシュラウドの方が高
剛性となり、この剛性差によって、回転時の遠心力によ
り径方向外向きの荷重がかかる場合の伸びは、インペラ
ー本体よりもシュラウドの方が小さくなり、特に、シュ
ラウドは長繊維の方向が周方向又は周方向と軸方向とし
たり、少しずつ角度をずらすようにしているので、周方
向の伸びがより抑制されているので、伸びようとするイ
ンペラー本体に対してシュラウドがたがとして作用し、
インペラー本体がシュラウドを押す形となるため、翼に
は径方向の圧縮応力が発生するようになる。The shroud reinforced by long fibers has higher rigidity than the impeller body reinforced by short fibers, and this rigidity difference causes a radially outward load due to centrifugal force during rotation. The elongation of the shroud is smaller than that of the impeller body.In particular, since the shroud is made so that the direction of the long fiber is the circumferential direction or the axial direction with the circumferential direction, or the angle is slightly shifted, the elongation in the circumferential direction is small. As it is more restrained, the shroud acts as a backlash against the impeller body that is going to expand,
Since the impeller body pushes the shroud, a radial compressive stress is generated on the blade.
【００１０】又、長繊維のＣＦＲＰプリプレグを長繊維
の方向が異なるように積層してなるＣＦＲＰ積層板を、
インペラー本体のボスの基端側の面に固定した構成とす
ることにより、高速回転でボスが径方向へ伸びることを
ＣＦＲＰ積層板で抑えることができ、ボスの基端側の剛
性を高めることができる。[0010] A CFRP laminate obtained by laminating CFRP prepregs of long fibers so that the directions of the long fibers are different,
With the structure fixed to the base end side surface of the boss of the impeller body, the boss can be prevented from expanding in the radial direction by high-speed rotation with the CFRP laminate, and the rigidity of the base end side of the boss can be increased. it can.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１２】図１（イ）（ロ）（ハ）は本発明のシュラ
ウド付インペラーの実施の一形態を示すもので、長繊維
のＣＦＲＰプリプレグ１１をコーン状に長繊維１１ａの
方向が周方向となるように、あるいは周方向と軸方向と
なるように積層して一体接合してなるＣＦＲＰ積層板１
２により剛性の高いコーン状のシュラウド１０を成形す
ると共に、短繊維強化樹脂によりボス１４とその外側の
翼１５とからなる剛性の低い短繊維強化樹脂製のインペ
ラー本体１３を成形し、上記コーン状ＣＦＲＰ積層板よ
りなるシュラウド１０の内側に、短繊維強化樹脂製のイ
ンペラー本体１３を同心状に配設して、上記各翼１５の
外周端をシュラウド１０の内側面に接合して一体化し、
シュラウド付インペラーとするようにする。又、ボス１
４の基端部表面には、長繊維のＣＦＲＰプリプレグ１１
を積層してなるＣＦＲＰ積層板１６を組み付けて、ボス
１４に接合し一体化させるようにする。FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c) show an embodiment of an impeller with a shroud according to the present invention, in which a long fiber CFRP prepreg 11 is formed in a cone shape and the direction of the long fiber 11a is the circumferential direction. Or CFRP laminated board 1 which is laminated so as to be in the circumferential direction and the axial direction and integrally joined together
2, a cone-shaped shroud 10 having high rigidity is formed, and an impeller body 13 made of low-rigidity short-fiber reinforced resin composed of a boss 14 and wings 15 outside the boss 14 is formed by short-fiber reinforced resin. An impeller body 13 made of short fiber reinforced resin is concentrically arranged inside the shroud 10 made of a CFRP laminate, and the outer peripheral end of each wing 15 is joined to the inner surface of the shroud 10 to be integrated,
Make it an impeller with a shroud. Boss 1
4 is a long fiber CFRP prepreg 11
Is assembled and joined to the boss 14 to be integrated.
【００１３】次に具体的に本発明のシュラウド付インペ
ラーの製作方法を詳述すると、先ず、炭素繊維の長繊維
１１ａに熱可塑性樹脂を含浸させて成形した長繊維の熱
可塑性樹脂ＣＦＲＰプリプレグ１１を、コーン状の芯に
繊維の方向が周方向となるように、あるいは周方向と軸
方向となるよう図１（ロ）の如く長繊維１１ａの方向が
異なるように巻き付けて積層した後、加熱し溶融硬化さ
せてなるコーン状ＣＦＲＰ積層板１２によりシュラウド
１０を作成する。Next, the method of manufacturing the impeller with a shroud according to the present invention will be described in detail. First, a long-fiber thermoplastic resin CFRP prepreg 11 formed by impregnating a long fiber 11a of a carbon fiber with a thermoplastic resin is used. After winding and laminating the cone-shaped core so that the direction of the fiber is the circumferential direction or the direction of the long fiber 11a is different from the circumferential direction and the axial direction as shown in FIG. A shroud 10 is formed from a cone-shaped CFRP laminate 12 that is melt-hardened.
【００１４】又、ＣＦＲＰ積層板１６は、上記長繊維１
１ａのＣＦＲＰプリプレグ１１を積層してコーン状のＣ
ＦＲＰ積層板１２を作る場合と同様に、ＣＦＲＰプリプ
レグ１１を、長繊維の方向が図１（ハ）の如く放射状及
び同心円状となるように積層した後、加熱し溶融硬化さ
せて作成するようにする。The CFRP laminate 16 is made of the long fiber 1
Lamination of the CFRP prepreg 11a to form a cone-shaped C
As in the case of making the FRP laminated board 12, the CFRP prepreg 11 is laminated so that the direction of the long fiber is radial and concentric as shown in FIG. I do.
【００１５】一方、ボス１４と翼１５とからなるインペ
ラー本体１３は、複雑形状であり、長繊維１１ａのＣＦ
ＲＰプリプレグでは成形が難しいため、上記ＣＦＲＰプ
リプレグ１１と同種の樹脂を用いた短繊維強化樹脂の射
出成形等により成形するようにする。On the other hand, the impeller body 13 composed of the boss 14 and the wing 15 has a complicated shape and the CF of the long fiber 11a is formed.
Since the RP prepreg is difficult to mold, the RP prepreg is molded by injection molding of a short fiber reinforced resin using the same resin as the CFRP prepreg 11 or the like.
【００１６】その後、先に成形したシュラウド１０と上
記インペラー本体１３を、これらを組み合わせた形状の
内部空間を有する金型内に設置し、更に、ボス１４の基
端側端面にＣＦＲＰ積層板１６を組み付けておき、加熱
して再溶融させて、翼１５の外周端をシュラウド１０内
側面に接合してシュラウド１０とインペラー本体１３と
を一体化させるようにし、又、インペラー本体１３のボ
ス１４基端面にＣＦＲＰ積層板１６を接合して一体化さ
せるようにする。Thereafter, the previously formed shroud 10 and the impeller body 13 are placed in a mold having an internal space of a shape obtained by combining the shroud 10 and the impeller body 13. After being assembled and heated and re-melted, the outer peripheral end of the blade 15 is joined to the inner surface of the shroud 10 so that the shroud 10 and the impeller body 13 are integrated, and the base end face of the boss 14 of the impeller body 13 The CFRP laminated plate 16 is joined to be integrated.
【００１７】なお、上記シュラウド１０とインペラー本
体１３とを一体に成形した後、ボス１４の軸心部に孔１
７を形成し、該孔１７に駆動軸１を貫通させるようにす
る。１８はＣＦＲＰ積層板１６を組み付けるためボス１
４の基端面に形成した凹部である。After the shroud 10 and the impeller body 13 are integrally formed, a hole 1 is formed in the axial center of the boss 14.
7 is formed so that the drive shaft 1 passes through the hole 17. 18 is a boss 1 for assembling the CFRP laminate 16.
4 is a concave portion formed on the base end face.
【００１８】長繊維１１ａの方向が周方向や軸方向とな
るように長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１が積層されてな
るＣＦＲＰ積層板１２により成形したシュラウド１０の
剛性は、短繊維強化ＣＦＲＰとしたインペラー本体１３
の剛性に比して大である。因に、短繊維強化ＣＦＲＰと
長繊維のＣＦＲＰ積層板とを、同一密度（１．７kg／cm
3 ）とした場合の弾性率と強度について比較したとこ
ろ、弾性率については、前者の１０００kgf ／mm2 に対
して後者の積層板が７０００kgf ／mm2 であり、又、強
度については、前者の１０kgf ／mm2 に対して後者が７
０kgf ／mm2 であり、前者に比して後者が弾性率、強度
とも高いことが判明している。The rigidity of the shroud 10 formed by the CFRP laminated plate 12 in which the long fibers CFRP prepregs 11 are laminated so that the direction of the long fibers 11a is the circumferential direction or the axial direction is the impeller body 13 made of short fiber reinforced CFRP.
It is large compared to the rigidity. By the way, the short fiber reinforced CFRP and the long fiber CFRP laminated board are made to have the same density (1.7 kg / cm
When the elastic modulus and the strength in the case of 3 ) were compared, the elastic modulus was 7000 kgf / mm 2 for the former 1000 kgf / mm 2 and the strength was 10 kgf / mm 2 for the former. / mm 2 the latter with respect to the 7
It is 0 kgf / mm 2 , and it has been found that the latter has higher elastic modulus and strength than the former.
【００１９】したがって、剛性差により、高速回転時の
遠心力によるシュラウド１０の伸びは、低剛性のインペ
ラー本体１３の伸びより小さくなるので、本発明のシュ
ラウド付インペラーが高速で回転駆動される際、遠心力
により径方向外向きの荷重が作用して伸びようとするイ
ンペラー本体１３に対してシュラウド１０が外側でたが
として作用し、インペラー本体１３がシュラウド１０を
押す形となるため、翼１５には圧縮応力が発生するよう
になる。この翼１５の圧縮応力の発生量は、シュラウド
１０のＣＦＲＰプリプレグ１１の積層の際の板厚を調節
する等してインペラー本体１３とシュラウド１１との剛
性差を、調整して少なくすることができるため、高速回
転に耐えられるようになる。Therefore, the expansion of the shroud 10 due to the centrifugal force during high-speed rotation becomes smaller than the expansion of the low-rigidity impeller body 13 due to the difference in rigidity. The shroud 10 acts as a backlash against the impeller main body 13 that tends to expand due to a radially outward load acting by centrifugal force, and the impeller main body 13 pushes the shroud 10, so that the wing 15 Causes a compressive stress. The amount of generation of the compressive stress of the blade 15 can be reduced by adjusting the thickness of the shroud 10 when laminating the CFRP prepregs 11 by adjusting the rigidity difference between the impeller body 13 and the shroud 11. Therefore, it can withstand high-speed rotation.
【００２０】又、高剛性としたＣＦＲＰ積層板１６をボ
ス１４の基端面に接合することにより、径方向外側にた
がとして作用するシュラウド１０のないところのボス１
４の基端部の剛性を高めることができて、高速回転時に
該基端部が径方向外方へ伸びることが抑えられてボス１
４も高速回転に耐えられるようになる。更に、シュラウ
ド１０は、従来の金属製のものに比べ高剛性となり且つ
軽量となるため許容回転数が高くなる。したがって、従
来と同様に先端部６から取り入れた流体を加圧圧縮して
基端側外周部７から排出させるようにする際、高速回転
を行って高圧力比を得ることができるようになる。Further, by joining the CFRP laminated plate 16 having high rigidity to the base end surface of the boss 14, the boss 1 without the shroud 10 acting as a backlash in the radial direction is provided.
4. The rigidity of the base end of the boss 1 can be increased, and the base end is prevented from extending radially outward during high-speed rotation.
4 can withstand high-speed rotation. Furthermore, the shroud 10 has higher rigidity and lighter weight than the conventional metal shroud, so that the permissible rotation speed is high. Therefore, when the fluid introduced from the distal end portion 6 is compressed and discharged from the proximal end outer peripheral portion 7 as in the conventional case, a high pressure ratio can be obtained by performing high-speed rotation.
【００２１】次に、図２（イ）（ロ）は本発明のシュラ
ウド付インペラーの実施の他の形態を示すもので、上記
実施の形態と同様の構成としたＣＦＲＰシュラウド付イ
ンペラーにおいて、シュラウド１０を成形するＣＦＲＰ
積層板１２を、長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１の繊維の
方向が少しずつ角度がずれて行くように積層して作るよ
うにし、又、ボス１４に固定するＣＦＲＰ積層板１６も
長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１を繊維の方向が少しずつ
角度がずれて行くように積層して作るようにしたもので
ある。Next, FIGS. 2A and 2B show another embodiment of the impeller with a shroud according to the present invention. In the impeller with a CFRP shroud having the same configuration as that of the above embodiment, a shroud 10 is shown. Molding CFRP
The laminated plate 12 is formed by laminating the long fiber CFRP prepreg 11 such that the direction of the fiber of the long fiber CFRP prepreg 11 is slightly shifted from one another. The layers are laminated so that the directions are slightly shifted in angle.
【００２２】本実施の形態によっても、繊維の角度をず
らすように積層してなるＣＦＲＰ積層板１２，１６の長
繊維１１ａのうち、遠心力による荷重の方向と一致した
方向の長繊維１１ａによって、荷重による伸びを抑制す
ることができるので、シュラウド１０及びＣＦＲＰ積層
板１６を高剛性なものとすることができる。Also in the present embodiment, among the long fibers 11a of the CFRP laminates 12 and 16 which are laminated so that the angles of the fibers are shifted, the long fibers 11a in the direction coinciding with the direction of the load due to the centrifugal force are used. Since the elongation due to the load can be suppressed, the shroud 10 and the CFRP laminate 16 can be made highly rigid.
【００２３】なお、本発明は、上記実施の形態のみに限
定されるものではなく、長繊維１１ａの長さ及び配する
方向はシュラウド１０及びＣＦＲＰ積層板１６に所望の
強度が得られる範囲内で変更してもよいこと、又、シュ
ラウド付インペラーの製作方法としては、上記実施の形
態で説明した方法以外に、シュラウド１０とＣＦＲＰ積
層板１６のみを先ず作成し、両者をインペラー形状の金
型内に配置した後、該金型内に短繊維強化樹脂を射出し
てインペラー本体１３を射出成形すると同時にインペラ
ー本体１３とシュラウド１０及びＣＦＲＰ積層板１６と
の接合を行わせて一体化させるようにしてもよいこと、
その他、本発明を変更しない範囲内において種々変更を
加え得ることは勿論である。The present invention is not limited to the above embodiment, and the length and direction of the long fibers 11a are set within a range in which a desired strength can be obtained for the shroud 10 and the CFRP laminate 16. In addition to the method described in the above-described embodiment, only the shroud 10 and the CFRP laminate 16 may be prepared first, and both may be formed in an impeller-shaped mold. After that, the impeller body 13 is injection-molded by injecting the short fiber reinforced resin into the mold, and at the same time, the impeller body 13 is joined to the shroud 10 and the CFRP laminate 16 to be integrated. Good thing,
In addition, it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のシュラウド付
インペラーによれば、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 長繊維のＣＦＲＰプリプレグを、長繊維の方向が周
方向又は周方向と軸方向となるようにコーン状に積層し
てなるコーン状ＣＦＲＰ積層板によりシュラウドを成形
し、且つ短繊維強化ＣＦＲＰによりボスと該ボス外側面
の翼とを一体にしてなるインペラー本体を成形し、上記
シュラウドの内側に上記インペラー本体を同一軸心線上
に配置して、両者を一体に成形してなる構成としてある
ので、シュラウドの剛性をインペラー本体よりも高くし
て、剛性差により、遠心力による荷重が作用する際のシ
ュラウドの伸びをインペラー本体に比して小さくするこ
とができ、シュラウドをインペラー本体に対するたがと
して作用させて、インペラー本体がシュラウドを押す形
にすることで翼に圧縮応力を発生させるようにして、破
断する虞をなくして翼が高速回転に耐えられるようにす
ることができる。 (2) 又、シュラウドは金属製のものに比して軽量且つ高
剛性となるので許容回転数を高くすることができる。 (3) 長繊維の方向が周方向又は周方向と軸方向となるよ
うにしたＣＦＲＰ積層板によりシュラウドを成形するこ
とにより、円周方向への伸びを強固に抑制することがで
き、インペラー本体のたがとしての剛性を高いものとす
ることができる。 (4) 長繊維のＣＦＲＰプリプレグを長繊維の方向が異な
るように積層してなるＣＦＲＰ積層板を、インペラー本
体のボスの基端側の面に固定した構成とすることによ
り、高剛性なＣＦＲＰ積層板により、たがとして作用す
るシュラウドのないインペラー本体の基端部、すなわ
ち、ボスの基端部の剛性を高いものとすることができ
る。 (5) ＣＦＲＰ積層板を、長繊維の方向が少しずつ角度を
変えて行くように積層した構成とすることによっても方
向の異なる長繊維による伸びの抑制を総合することでＣ
ＦＲＰ積層板の剛性を高めることができる。As described above, according to the impeller with a shroud of the present invention, the following excellent effects are exhibited. (1) A shroud is formed from a cone-shaped CFRP laminate obtained by laminating long-fiber CFRP prepregs in a cone shape such that the direction of the long fibers is the circumferential direction or the axial direction and the short-fiber reinforced CFRP. To form an impeller body that integrates the boss and the wings on the outer surface of the boss, arranges the impeller body on the same axis on the inside of the shroud, and integrally molds both. Therefore, the rigidity of the shroud is made higher than that of the impeller body, and the difference in rigidity makes it possible to reduce the shroud elongation when a load due to centrifugal force is applied as compared with the impeller body. And the impeller body presses the shroud to generate compressive stress on the wings, eliminating the risk of breakage. The wing can withstand high-speed rotation. (2) Since the shroud is lighter and more rigid than a metal shroud, the allowable rotation speed can be increased. (3) By forming the shroud with a CFRP laminate in which the direction of the long fibers is the circumferential direction or the axial direction and the circumferential direction, it is possible to firmly suppress the elongation in the circumferential direction, The rigidity as a hoop can be increased. (4) A CFRP laminated plate formed by laminating CFRP prepregs of long fibers so that the directions of the long fibers are different from each other is fixed to the base end surface of the boss of the impeller body, so that a CFRP laminate having high rigidity is obtained. The plate makes it possible to increase the rigidity of the base end of the impeller body without a shroud acting as a hoop, that is, the base end of the boss. (5) The CFRP laminate is laminated such that the direction of the long fiber is gradually changed at an angle.
The rigidity of the FRP laminate can be increased.
【図１】本発明のシュラウド付インペラーの実施の一形
態を示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）はシュラ
ウドにおける長繊維の配向を示す（イ）のＡ−Ａ矢視
図、（ハ）はボス基端面に固定するＣＦＲＰ積層板にお
ける長繊維の配向を示す（イ）のＢ−Ｂ矢視図である。FIG. 1 shows an embodiment of an impeller with a shroud of the present invention, in which (a) is a cut side view, and (b) is a view taken along the line AA of (a), showing the orientation of long fibers in the shroud. (C) is an BB view of (a) showing the orientation of long fibers in the CFRP laminate fixed to the base end face of the boss.
【図２】本発明のシュラウド付インペラーの実施の他の
形態を示すもので、（イ）は図１（ロ）に相当する図、
（ロ）は図１（ハ）に相当する図である。FIG. 2 shows another embodiment of the impeller with a shroud of the present invention, wherein (a) is a view corresponding to FIG. 1 (b),
(B) is a view corresponding to FIG. 1 (c).
【図３】従来のオープンインペラーの一例を示す概略切
断側面図である。FIG. 3 is a schematic sectional side view showing an example of a conventional open impeller.
【図４】従来のシュラウド付インペラーの一例を示す概
略切断側面図である。FIG. 4 is a schematic cut-away side view showing an example of a conventional impeller with a shroud.
１ 駆動軸 １０ シュラウド １１ 長繊維ＣＦＲＰプリプレグ １１ａ 長繊維 １２ ＣＦＲＰ積層板 １３ インペラー本体 １４ ボス １５ 翼 １６ ＣＦＲＰ積層板 Reference Signs List 1 drive shaft 10 shroud 11 long fiber CFRP prepreg 11a long fiber 12 CFRP laminate 13 impeller body 14 boss 15 wing 16 CFRP laminate
Claims (3)
の方向が周方向又は周方向と軸方向となるようにコーン
状に積層してなるコーン状ＣＦＲＰ積層板によりシュラ
ウドを成形し、且つ短繊維強化ＣＦＲＰによりボスと該
ボス外側面の翼とを一体にしてなるインペラー本体を成
形し、上記シュラウドの内側に上記インペラー本体を同
一軸心線上に配置して、両者を一体に成形してなる構成
を有することを特徴とするシュラウド付インペラー。1. A shroud is formed by a cone-shaped CFRP laminate obtained by laminating CFRP prepregs of long fibers in a cone shape such that the direction of the long fibers is the circumferential direction or the axial direction, and the short fibers are formed. A structure in which a boss and an impeller body on the outer surface of the boss are integrally formed by reinforced CFRP, and the impeller body is disposed on the same axis on the inside of the shroud, and both are integrally formed. An impeller with a shroud comprising:
方向が異なるように積層してなるＣＦＲＰ積層板を、イ
ンペラー本体のボスの基端側の面に固定した請求項１記
載のシュラウド付インペラー。2. The impeller with a shroud according to claim 1, wherein a CFRP laminated plate formed by laminating CFRP prepregs of long fibers so that the directions of the long fibers are different from each other is fixed to the base end side surface of the boss of the impeller body.
ずつ角度を変えて行くように積層した構成とする請求項
１又は２記載のシュラウド付インペラー。3. The impeller with a shroud according to claim 1, wherein the CFRP laminates are laminated so that the direction of the long fiber is changed little by little.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234298A JPH11210687A (en) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Impeller with shroud |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234298A JPH11210687A (en) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Impeller with shroud |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11210687A true JPH11210687A (en) | 1999-08-03 |
Family
ID=12356297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3234298A Pending JPH11210687A (en) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Impeller with shroud |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11210687A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004346860A (en) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Seikow Chemical Engineering & Machinery Ltd | Impeller made of fiber-reinforced plastic |
| JP2014238084A (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 三菱重工業株式会社 | Impeller of centrifugal compressor |
| JP2016098756A (en) * | 2014-11-25 | 2016-05-30 | 三菱重工業株式会社 | Impeller and rotary machine |
| KR102004977B1 (en) * | 2019-04-04 | 2019-07-30 | (주)웰크론 | Method for manufacturing impeller of air-cushion vehicle |
| KR20200140010A (en) * | 2019-06-05 | 2020-12-15 | (주)니코 | Carbon-composite material lightweight impeller of air-cushion vehicle |
| KR20230064473A (en) * | 2021-11-03 | 2023-05-10 | 주식회사 케이마린 | Lifting fan for hovercraft |
| KR102542446B1 (en) * | 2022-09-23 | 2023-06-13 | 경진부로아 주식회사 | Composite material type impeller apparatus |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP3234298A patent/JPH11210687A/en active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004346860A (en) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Seikow Chemical Engineering & Machinery Ltd | Impeller made of fiber-reinforced plastic |
| JP2014238084A (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 三菱重工業株式会社 | Impeller of centrifugal compressor |
| JP2016098756A (en) * | 2014-11-25 | 2016-05-30 | 三菱重工業株式会社 | Impeller and rotary machine |
| WO2016084490A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 三菱重工業株式会社 | Impeller and rotary machine |
| CN107076163A (en) * | 2014-11-25 | 2017-08-18 | 三菱重工业株式会社 | Impeller and rotating machinery |
| EP3196475A4 (en) * | 2014-11-25 | 2017-10-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Impeller and rotary machine |
| CN107076163B (en) * | 2014-11-25 | 2019-06-07 | 三菱重工业株式会社 | Impeller and rotating machinery |
| US10655470B2 (en) | 2014-11-25 | 2020-05-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Impeller and rotary machine |
| KR102004977B1 (en) * | 2019-04-04 | 2019-07-30 | (주)웰크론 | Method for manufacturing impeller of air-cushion vehicle |
| KR20200140010A (en) * | 2019-06-05 | 2020-12-15 | (주)니코 | Carbon-composite material lightweight impeller of air-cushion vehicle |
| KR20230064473A (en) * | 2021-11-03 | 2023-05-10 | 주식회사 케이마린 | Lifting fan for hovercraft |
| KR102542446B1 (en) * | 2022-09-23 | 2023-06-13 | 경진부로아 주식회사 | Composite material type impeller apparatus |
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