JPS59211795A - 遠心流体機械の羽根車 - Google Patents
遠心流体機械の羽根車Info
- Publication number
- JPS59211795A JPS59211795A JP58085721A JP8572183A JPS59211795A JP S59211795 A JPS59211795 A JP S59211795A JP 58085721 A JP58085721 A JP 58085721A JP 8572183 A JP8572183 A JP 8572183A JP S59211795 A JPS59211795 A JP S59211795A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shroud
- impeller
- blade
- slit
- centrifugal force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
- F04D29/284—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/94—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF]
- F05D2260/941—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF] particularly aimed at mechanical or thermal stress reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は遠心圧縮機などの遠心流体機械に使用するクロ
ーズド４タイプの羽根車に係シ、特に羽根部の応力を、
低減させる構造に関する。
ーズド４タイプの羽根車に係シ、特に羽根部の応力を、
低減させる構造に関する。
第１図は従来のクローズドタイプの羽根車の断面図を示
し、羽根車はディスク１、シュラウド２及び羽根３によ
ＪＷｓ成されている。そして、羽根車は高速回転すると
、遠心力によって図示の破線で示した形状に変形する。
し、羽根車はディスク１、シュラウド２及び羽根３によ
ＪＷｓ成されている。そして、羽根車は高速回転すると
、遠心力によって図示の破線で示した形状に変形する。
このとき、羽根３はシュラウド２．０遠心力による荷重
の影響を受けるが、シュラウド２の流体入口側が最も大
きく変形するので、該、羽根３におけるディスク１との
接合部付近の流体入口側先端部（以下羽根先端部という
）３ａに最も高い応力が発生する。
の影響を受けるが、シュラウド２の流体入口側が最も大
きく変形するので、該、羽根３におけるディスク１との
接合部付近の流体入口側先端部（以下羽根先端部という
）３ａに最も高い応力が発生する。
従って、前記の羽根車においては、長期間使用されろう
、ちに、前記羽根先端部３ａに亀裂が発生する危険性が
あ？た。
、ちに、前記羽根先端部３ａに亀裂が発生する危険性が
あ？た。
その結果、遠心圧縮機などでは、前記の危険性を惧れて
、シュラウドのないオープンタイプの羽根車を用いてい
るのが現状である。
、シュラウドのないオープンタイプの羽根車を用いてい
るのが現状である。
本発明の目的は、流体性能を変えることなく、シュラウ
ドの遠心力による羽根への荷重の影響を小さ・くシ、羽
根先端部の応力の低減を図れる遠心流体機械の羽根車を
提供することにある。
ドの遠心力による羽根への荷重の影響を小さ・くシ、羽
根先端部の応力の低減を図れる遠心流体機械の羽根車を
提供することにある。
この目的を達成するために、本発明は、ディスク、シュ
ラウド及び羽根によシ構成されるクローズドタイプの羽
根車を備えた遠心流体機械において、遠心力忙よシ最も
大きく変形する流体入口側のシュラウドと羽根との間ま
たは当該シュラウド近傍の羽根に、適宜長さのスリット
を設けるか、またはシュラクトの流体入口側に前記スリ
ットの長さと同じ長さ分だけの切欠きを設け、前記羽根
におけるディスクとの接合部近傍の流体入口側先端部へ
のシュラウドの遠心力による荷重の影響を低減させるよ
うに構成したことを特徴とする。
ラウド及び羽根によシ構成されるクローズドタイプの羽
根車を備えた遠心流体機械において、遠心力忙よシ最も
大きく変形する流体入口側のシュラウドと羽根との間ま
たは当該シュラウド近傍の羽根に、適宜長さのスリット
を設けるか、またはシュラクトの流体入口側に前記スリ
ットの長さと同じ長さ分だけの切欠きを設け、前記羽根
におけるディスクとの接合部近傍の流体入口側先端部へ
のシュラウドの遠心力による荷重の影響を低減させるよ
うに構成したことを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を第２図に従って説明する。図
は本発明によるりｐ−ズドタイプ羽根車の断面図を示し
、１，２及び３は羽根車を構成するディスク、シュラウ
ド及び羽根を表わしている。
は本発明によるりｐ−ズドタイプ羽根車の断面図を示し
、１，２及び３は羽根車を構成するディスク、シュラウ
ド及び羽根を表わしている。
本発明による羽根車は、流体入口側における羽根３の、
シュラクト２との接合部近傍に、シュラウド２の遠心力
による羽根先端部３ａへの荷重の影響を低減させるだめ
の適宜長さのスリット４を設け、かつ該スリット４の終
端部に、シュラウド２と羽根３との間に応力が集中する
のを防ぐだめの逃げ５を設りた構成となっている。
シュラクト２との接合部近傍に、シュラウド２の遠心力
による羽根先端部３ａへの荷重の影響を低減させるだめ
の適宜長さのスリット４を設け、かつ該スリット４の終
端部に、シュラウド２と羽根３との間に応力が集中する
のを防ぐだめの逃げ５を設りた構成となっている。
本発明による羽根車は前記の如き構成としたから、高速
回転による遠心力によってシュラウド２の流体入口側が
大きく変形しても、当該シュラウド２と羽１ｊ！３との
間に設けたスリット４の存在によシ、羽根先端部３ａへ
のシュラウド２の遠心力による荷重の影響は低減されて
、これに伴い前記羽根先端部３ａの応力が低減される。
回転による遠心力によってシュラウド２の流体入口側が
大きく変形しても、当該シュラウド２と羽１ｊ！３との
間に設けたスリット４の存在によシ、羽根先端部３ａへ
のシュラウド２の遠心力による荷重の影響は低減されて
、これに伴い前記羽根先端部３ａの応力が低減される。
従って、本発明の羽根車は、長期間使用しても羽根３の
羽根先端部３ａに亀裂が発生したシすることはなくなる
。しかも羽根車全体の形状を何ら変更することはないの
で、流体性能を低下させることもない。
羽根先端部３ａに亀裂が発生したシすることはなくなる
。しかも羽根車全体の形状を何ら変更することはないの
で、流体性能を低下させることもない。
また、本発明の羽根車においては、前記スリット４の長
さＬを羽根車外径りの１チとすることによシ、周速が約
３００ｍ／ｓの羽根車で、従来のものと比較して羽根先
端部３ａの応力を７−程度低減できることが、有限要素
法による応力解析によって確認された。
さＬを羽根車外径りの１チとすることによシ、周速が約
３００ｍ／ｓの羽根車で、従来のものと比較して羽根先
端部３ａの応力を７−程度低減できることが、有限要素
法による応力解析によって確認された。
次にその詳細を説明すると、有限要素法プログラムにて
羽根先端部３ａの応力を計算した。第３図は計算結果を
示したグラフ図で、横軸はスリット長さＬを羽根車外径
りで無次元化した量、縦軸はＬ／Ｄ＝１％のときの応力
に対する比を示し、Ｏ印は羽根先端部３ａの応力を、か
つΔ酊はシュラウド２の応力をそれぞれプロットしたも
のである。
羽根先端部３ａの応力を計算した。第３図は計算結果を
示したグラフ図で、横軸はスリット長さＬを羽根車外径
りで無次元化した量、縦軸はＬ／Ｄ＝１％のときの応力
に対する比を示し、Ｏ印は羽根先端部３ａの応力を、か
つΔ酊はシュラウド２の応力をそれぞれプロットしたも
のである。
このグラフ図から明らかなように、羽根３の先端部３ａ
側は、Ｌ／Ｄ＝０、即ちスリットなしの状態では応力が
高いが、Ｌ／Ｄを増すにつれて減少する。しかし、シュ
ラウド２側はＬ／Ｄが増すにつれて応力が増加するため
、やたらスリット長さＬを長くすることは不適当である
。そしてＬ／Ｄ＝１％のとき、羽根３の先端部３ａとシ
ュラウド２の応力が略等しい応力となるので、スリット
長さＬを羽根車外径りの１％とすることが好ましいこと
が分る。また、このときＬ／Ｄ＝Ｏの状態に比べて羽根
３の先端部３ａの応力が約７チ低減されている。
側は、Ｌ／Ｄ＝０、即ちスリットなしの状態では応力が
高いが、Ｌ／Ｄを増すにつれて減少する。しかし、シュ
ラウド２側はＬ／Ｄが増すにつれて応力が増加するため
、やたらスリット長さＬを長くすることは不適当である
。そしてＬ／Ｄ＝１％のとき、羽根３の先端部３ａとシ
ュラウド２の応力が略等しい応力となるので、スリット
長さＬを羽根車外径りの１％とすることが好ましいこと
が分る。また、このときＬ／Ｄ＝Ｏの状態に比べて羽根
３の先端部３ａの応力が約７チ低減されている。
尚、前述の実施例においては、前記スリット４をシュラ
ウド２近傍の羽根３に設けた例を示したが、該スリット
４をシュラウド２と羽根３との間に設けるようにしても
よい。
ウド２近傍の羽根３に設けた例を示したが、該スリット
４をシュラウド２と羽根３との間に設けるようにしても
よい。
第４図は本発明の他の実施例を示し、シュラウド２の流
体入口側に、第２図のスリット４と同じ長さの切欠□き
６を設け、かつその切欠き６部にケーシング７の一部７
ａを突出させてシュラウドの役目を果すように構成した
ものである。
体入口側に、第２図のスリット４と同じ長さの切欠□き
６を設け、かつその切欠き６部にケーシング７の一部７
ａを突出させてシュラウドの役目を果すように構成した
ものである。
この実施例においても、第２図の羽根車と同様な作用、
効果を達成できる。
効果を達成できる。
以上説明したように、本発明によれば、流体性能を変え
ることなく、羽根先端部への７ユラウドの遠心力による
荷重の影響を小さくできるので、前記羽根先端部の応力
の低減を図れる。その結果、長期間使用しても羽根に亀
裂が発生することはなくなる。
ることなく、羽根先端部への７ユラウドの遠心力による
荷重の影響を小さくできるので、前記羽根先端部の応力
の低減を図れる。その結果、長期間使用しても羽根に亀
裂が発生することはなくなる。
第１図は従来のクローズドタイプの羽根車を示す断面図
、第２図は本発明によるクローズドタイプ羽根車の一実
施例を示す断面図、第３図は第２図におけるスリットの
長さを決めるために、有限要素法プログラムによシ羽根
先端部の応力解析を行った結果を示すグラフ図、第４図
は本発明の他の実施例を示す断面図である。 １・・・ディスク、２・・・シュラウド、３・・・羽根
、３ａ・・・羽根の流体入口側先端部、４・・・スリッ
ト、５・・・逃け、６・・・切欠き、７・・・ケーシン
グ、７ａ・・・ケーシングの突出部、Ｌ・・・スリット
の長さ、Ｄ・・・羽根ゝ・ご− 第 １ 目 「 ｌ・０ ２θ シｂｚ （％）
、第２図は本発明によるクローズドタイプ羽根車の一実
施例を示す断面図、第３図は第２図におけるスリットの
長さを決めるために、有限要素法プログラムによシ羽根
先端部の応力解析を行った結果を示すグラフ図、第４図
は本発明の他の実施例を示す断面図である。 １・・・ディスク、２・・・シュラウド、３・・・羽根
、３ａ・・・羽根の流体入口側先端部、４・・・スリッ
ト、５・・・逃け、６・・・切欠き、７・・・ケーシン
グ、７ａ・・・ケーシングの突出部、Ｌ・・・スリット
の長さ、Ｄ・・・羽根ゝ・ご− 第 １ 目 「 ｌ・０ ２θ シｂｚ （％）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ディスク、シュラウド及び羽根によシ構成されるク
ローズドタイプの羽根車を備えた遠心流体機械において
、遠心力によシ最も大きく変形する流体入口側のシュラ
ウドと羽根との間または当該シュラウド近傍の羽根に、
適宜長さのスリットを設けるか、またはシュラウドの流
体入口側に前記スリットの長さと同じ長さ分だけの切欠
きを設け、前記羽根におけるディスクとの接合部近傍の
流体入口側先端部へのシュラウドの遠心力による荷重の
影響を低減させるように構成したことを特徴とする遠心
流体機械の羽根車。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記スリットの長
さを、羽根車外径の１−とじたことを特徴とする遠心流
体機械の羽根車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58085721A JPS59211795A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 遠心流体機械の羽根車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58085721A JPS59211795A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 遠心流体機械の羽根車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59211795A true JPS59211795A (ja) | 1984-11-30 |
Family
ID=13866701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58085721A Pending JPS59211795A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 遠心流体機械の羽根車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59211795A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0567123A1 (en) * | 1992-04-23 | 1993-10-27 | Praxair Technology, Inc. | Impeller blade with reduced stress |
| EP0645522A1 (en) * | 1993-09-29 | 1995-03-29 | Praxair Technology, Inc. | Impeller blade with reduced stress |
| WO1995020724A1 (de) * | 1994-01-28 | 1995-08-03 | Ksb Aktiengesellschaft | Laufrad |
| US5707209A (en) * | 1996-10-11 | 1998-01-13 | Penn Ventilator Co., Inc. | Centrifugal ventilator fan |
| JP2007239675A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Teral Kyokuto Inc | 羽根板の接合部分への応力集中を低減した遠心送風機 |
| ITCO20100062A1 (it) * | 2010-11-16 | 2012-05-17 | Nuovo Pignone Spa | Metodi per fabbricare giranti che incorporano raccordo in zone desiderate |
| CN103174669A (zh) * | 2011-12-21 | 2013-06-26 | 格兰富控股联合股份公司 | 叶轮 |
| CN106640346A (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | 福特环球技术公司 | 涡轮增压器中的轴向推力负荷缓解 |
| WO2017144297A1 (de) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum komprimieren oder expandieren eines fluids, verdichter und turbine |
| US11053951B2 (en) * | 2015-05-15 | 2021-07-06 | Nuovo Pignone Srl | Centrifugal compressor impeller and compressor comprising said impeller |
-
1983
- 1983-05-18 JP JP58085721A patent/JPS59211795A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0567123A1 (en) * | 1992-04-23 | 1993-10-27 | Praxair Technology, Inc. | Impeller blade with reduced stress |
| EP0645522A1 (en) * | 1993-09-29 | 1995-03-29 | Praxair Technology, Inc. | Impeller blade with reduced stress |
| WO1995020724A1 (de) * | 1994-01-28 | 1995-08-03 | Ksb Aktiengesellschaft | Laufrad |
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| JP2007239675A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Teral Kyokuto Inc | 羽根板の接合部分への応力集中を低減した遠心送風機 |
| ITCO20100062A1 (it) * | 2010-11-16 | 2012-05-17 | Nuovo Pignone Spa | Metodi per fabbricare giranti che incorporano raccordo in zone desiderate |
| CN103174669A (zh) * | 2011-12-21 | 2013-06-26 | 格兰富控股联合股份公司 | 叶轮 |
| EP2607713A1 (de) * | 2011-12-21 | 2013-06-26 | Grundfos Holding A/S | Laufrad |
| US9243646B2 (en) | 2011-12-21 | 2016-01-26 | Grundfos Management A/S | Impeller |
| RU2605487C2 (ru) * | 2011-12-21 | 2016-12-20 | Грундфос Холдинг А/С | Рабочее колесо |
| US11053951B2 (en) * | 2015-05-15 | 2021-07-06 | Nuovo Pignone Srl | Centrifugal compressor impeller and compressor comprising said impeller |
| CN106640346A (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | 福特环球技术公司 | 涡轮增压器中的轴向推力负荷缓解 |
| CN106640346B (zh) * | 2015-10-30 | 2021-01-08 | 福特环球技术公司 | 涡轮增压器中的轴向推力负荷缓解 |
| US11143207B2 (en) | 2015-10-30 | 2021-10-12 | Ford Global Technologies, Llc | Axial thrust loading mitigation in a turbocharger |
| WO2017144297A1 (de) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum komprimieren oder expandieren eines fluids, verdichter und turbine |
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