JPS5848797A - 軸流圧縮機用ロ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は動翼を装置した複数個のディスクを、タイボル
トにより一体に結合してなる細流圧縮横用ロータに関す
るものである。

従来のこの種ロータの典型例は第１図に示すように１動
翼２を装着した複数個のディスク１にボルト穴３を設け
、これらのボルト穴３にタイボルト４を貫通し、４Ｘ数
個のディスクｌを締付けて一体に結合することによ多構
成されている。

仁のように構成されたロータでは、回転中にタイボルト
４に非常に大きな遠心力が作用するため、ボルト穴３内
でタイボルト４を安定化させるには、そのボルト穴３を
リーマ穴に形成することが好ましい。しかし全部のボル
ト穴３をり一１穴に形成すると、組立が困嫌になる恐れ
がある。

そこで第２図に示すように４！、数個のディスクｌａ−
’−１ｄにそれぞれ設けたボルト穴３８〜３ｄを交互に
すき間尺とリーマ穴に形成する。すなわちボルト穴３−
をすき間尺に、ボルト穴３ｂをリーマ穴に１ボルト穴３
Ｃをすきま間尺に、ボルト穴３ｄをＯ−マ穴にそれぞれ
形成し、これらのボルト穴３ａ〜３ｄをそれぞれ有する
ディスク１ａ〜島を交互に組合せ、前記ボルト穴３ａ〜
３ｄにタイボルト４を貫通し、このタイボルト４にょシ
ディスク１８〜１ｄを締付けて一体に結合することによ
りロータを構成していた。

このように構成すれば、ロータの組立は容易となるが、
その反面、すき間代３ａ、３Ｃの部分における大きな遠
心力の作用によシ、タイボルト４には大きな曲げ応力を
生ずるので、回転中にタイボルト４は破損して事故を起
す恐れがある。その曲げ応力の一要因として、曲げ変形
の支点間のスパンに相当するすき開穴部分が長いことが
あげられる。

そこで上記スパン（すき開穴部分）を短かくして曲げ応
力を軽減させるため、第３図に示すように各ディスク１
に設けられるボルト穴３を、その長さの半分をリーマ穴
３Ａに、残シの半分をすき間代３Ｂにそれぞれ分割する
ことが考えられる。

このような手段は第２図に示す手段に比べて、曲げ応力
を軽減することができる長所を有するが、その反面、穴
の加工が非常に困確である短所がある。

本発明は上記にかんがみ加工、組立を容易にすると共に
、タイボルトに生ずる曲げ応力を軽減し、ロータの信頼
性を向上させることを目的とするもので、ロータを構成
する複数個のディスクに設けたボルト穴にタイボルトを
遊嵌すると共に、そのタイボルトに設けたキー溝内にキ
ーを遊嵌し、回転中にそのキーがディスク側へ移動する
ようにしたことを特徴とするものである。

以下本発明の実施例を図面について説明する。

ｌｓ４図において、１ａ−ＩＣはすき間代３ａ。

ＩＪ　−Ｙ穴３ｂ、すき間代３Ｃをそれぞれ設けたディ
スク、４は前記穴３ａ〜３Ｃを貫通してディスクｌａ〜
ＩＣを一体に結合するタイボルト、５はタイボルト４の
前記すき間代３ａ、３Ｃに対向する部分に設けられ苑溝
、６は溝５内に遊嵌され、かつ断面が半月形に形成され
たキーである。

次に上記のような構成からなる本実施例の作用る九め、
タイボルト４をディスク１ａ〜ＩＣＯ穴３ａ〜３Ｃに貫
通する作業には何ら支障をきたさない。回転中にはタイ
ボルト４とキー６の双方に遠心力が作用するが、タイボ
ルト４が両端を拘束ぎれているのに対しキー６は全てフ
リーであるので、第６図（−に示すようにまずキー６が
ディスクＩｃ側へ＃動じてボルト穴３ｃの内面に接触し
ている。

ついでタイボルト４の一部分が遠心力にょシディスクＩ
ｃ側へ移動して曲げ変形を起そうとするが、すでにキー
６がタイボルト４の変形しようとする位置に移動してい
るため、タイボルト４は第６図（ｂ）に示すように僅か
に変形してそれ以上の変形を妨げられる。この場合、デ
ィスク１ｃとキー６およびキー６とタイボルト４が互に
面接触すｇ−゛ためには、第５図および第６図に示すよ
うにキー６の曲面部の曲率半径をタイボルト４の径よシ
やや小さくするとよシ一層授効釆がある。

上記タイボルト番の変形を妨げる作用は、キー６とタイ
ボルト４の互に接している面の間に生ずる摩擦力および
タイボルト４に生ずるねじり変形に対する反力によるも
のである。前記摩擦力が接合面の間で滑らせようとする
力を上回れば、キー６が滑るのを防止することができる
。前記摩擦力および反力の大小は、キー６とタイボルト
４との接合向が半径方向となす角度α（第５図）の大き
さにより決まり、通常の仕上面では面の摩擦係数は０．
１５程度である。

この場合、上記角度αを８２度以上とすれば、回転中の
キー６とタイボルト４との接合面において滑りが起らな
い。これはタイボルト４に生ずるねじシ変形に対する反
力によるものである。すなわち第６図（１））から判る
ように、キー６とすき開穴３Ｃ内面との接触点は、遠心
力の働く方向からずれているため、力のバランスをとる
ためにタイボルト４を回転させようとする。

ところがタイボルト４の両端は拘束されているので、ね
じシに対して反力を生じ、この反力も含めて力がバラン
スされる。したがってディスクＩｃに加工されたすき間
尺３Ｃ内で、タイボルト番が遠心力の作用により曲げ変
形を起すのを妨げられるから、タイボルト４に生ずる曲
げ応力は大幅に減少する。

本実施例ではすき間尺３ａ、３Ｃを設けたディスクｌａ
、Ｉｃの間にリーマ穴１ｂを有するディスク１ｂを介在
させ、すき間尺３ａ、３Ｃとリーマ穴３ｂを交互に配設
したが、これに代りリーマ穴を廃止し、すき間尺をゼす
るディスクのみによりロータを構成するようにしても、
同様な効果をうることができる。

またタイボルト４には前記曲げ応力の池に引張り応力も
作用するが、この引張シ応力によるタイボルト４の変形
を一様にするためには、第７図（荀に示すようにタイボ
ルト４の対称位置に同形状の＠５ａｓｓｂを設け、と（
７）両溝５ａ、Ｓｂ内に同形状のキー６ｍ、６ｂをそれ
ぞれ遊嵌すればよい。

この場合、第７図伽）に示すように、半径方向外側の婢
５ａのみにキー６ａを遊嵌しても、同様な効果をうろこ
とができる。このように構成すれば、タイボルトの断面
形状は対称形となるから、タイボルトの変形が一様にな
ることを助ける役目をする。

前記キーの材料としてステンレス鋼を用いると、（１）
フレッティングなどの摩耗を軽減することができる、（
２）炭素鋼に比べて比重が大であるから、キーに作用す
る遠心力が大きくなシ、ボルト大円でキーが移動するの
を助ける、（３）炭素鋼に比べて線膨張係数が大きいか
ら、運転中の温度上昇によシ体積が増加し、タイボルト
の曲げ変形を拘束する作用に寄与するなどの効果がある
ので、ステンレス鋼によシキーを製作することが最適で
ある。

以上説明したように本発明によれば、加工および組立が
容易・となシ、かつタイボルトに生ずる曲げ応力ｔ−＠
滅させ、その変形を妨げることによシ信頼性を大幅に向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の軸流圧縮機用ロータの縦断面図、第２図
および第３図は四ロータの要部の詳細図、第４図は・本
発明に係わる軸流圧縮機用ロータの一実施例の要部断面
図、第５図は第４図のＡ−Ａ＃１における組立状態時の
断面図、第６図（ａ）（吟はｆａ４図のＡ−Ａ線におけ
る回転状態時の１９ｒ面図、第７図（ａ）（ｂ）は本発
明に係わる他の実施列の要部ｉ１？面図である。 １ａ−ＩＣ・・・ディスク、３１．３Ｃ・・・すき間尺
、３ｂ・・・リーマ穴、４・・・タイボルト、５・・・
溝、６・・・キー。 代理人　弁理士　薄田利幸 ＹＪｒ　　圀 り ′ＹＪ　７　図 （Ｑン （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、動翼を装着した複数個のディスクを、タイボルトに
   よシ一体に結合してなる細流圧縮機用ロータにおいて、
   前記ディスクに設けたボルト穴にタイボルトを遊嵌する
   と共に、そのタイボルトに設けた溝にキーを遊嵌し、回
   転中に前記キーがディスク側へ移動するようにしたこと
   を特徴とする軸流圧縮機用ロータ。 ２、ディスクにすき間尺ま次はリーマ穴を設け、そのす
   き間尺を有するディスクとリーマ穴を有するディスクを
   交互に組合せ、前記すき間尺およびリーマ穴を貫通ずる
   タイボルトのそのすき間尺に対向する部分に溝を設ける
   と共に、この溝にキーを遊嵌したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の袖流圧縮磯用ロータ。