JPS60128903A - 複合ラジアルタ−ビンロ−タ - Google Patents
複合ラジアルタ−ビンロ−タInfo
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- JPS60128903A JPS60128903A JP23706483A JP23706483A JPS60128903A JP S60128903 A JPS60128903 A JP S60128903A JP 23706483 A JP23706483 A JP 23706483A JP 23706483 A JP23706483 A JP 23706483A JP S60128903 A JPS60128903 A JP S60128903A
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- radial
- hub
- rim
- inner hole
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- Pending
Links
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- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
- F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
- F01D5/045—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type the wheel comprising two adjacent bladed wheel portions, e.g. with interengaging blades for damping vibrations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
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- F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
- F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
- F01D5/048—Form or construction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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】
本発明は、複合ラジアルタービンロータに関する。
ラジアルインフロータ−ビンでは、第１図に示すように
、高温ガスがラジアル部１にラジアル方向から流入し、
エクスデューサ部２で膨張して低温となって軸方向に排
出される。ラジアル部ｌはその外形が大きいため高周速
となり、高応力が発生する為、機械的強度の優れた鍛造
材が要求される。一方エクスデューサ部２は、応力はそ
れ程ではなく、ブレード３が薄く、かつねじれているた
め機械加工が困難であるところから、鋳造材が要求され
る。
、高温ガスがラジアル部１にラジアル方向から流入し、
エクスデューサ部２で膨張して低温となって軸方向に排
出される。ラジアル部ｌはその外形が大きいため高周速
となり、高応力が発生する為、機械的強度の優れた鍛造
材が要求される。一方エクスデューサ部２は、応力はそ
れ程ではなく、ブレード３が薄く、かつねじれているた
め機械加工が困難であるところから、鋳造材が要求され
る。
従って、従来は、第１図に示す如く、ラジアル部１を鍛
造材で成形し、エクスデューサ部２を精密鋳造で成形し
、両者を締結手段４で機械的に結合していた。機械的に
結合するためには、エクスデューサ部２のハブ５を中空
としなければならない。
造材で成形し、エクスデューサ部２を精密鋳造で成形し
、両者を締結手段４で機械的に結合していた。機械的に
結合するためには、エクスデューサ部２のハブ５を中空
としなければならない。
しかしハブ５を中空とすれば、ロータが高速回転になる
とその内孔の内周面上で応力が高くなるため、機械的結
合によるタービンロータは、高速タービンに使用するこ
とができなかった。
とその内孔の内周面上で応力が高くなるため、機械的結
合によるタービンロータは、高速タービンに使用するこ
とができなかった。
そこで、本発明は、ハブを中実となし、しかも機械的結
合することなく、ラジアル部とエクスデユーザ部とを一
体結合して高周速に耐えることができる複合ラジアルタ
ービンロータを提供することを目的とする。従って、そ
の特徴とする処は、ラジアル部とエクスデューサ部とが
異材質で形成された複合ラジアルタービンロータにおい
て、エクスデューサ部は、ラジアル部側が大径となるテ
ーパー内孔を有するリムと、該リムの外周に突設された
ブレードとを一体に有し、ラジアル部は、中実円錐体ハ
ブと、該ハブの大径部の外周に突設されたブレードとを
一体に有し該ハブの円錐先端部は前記リムのテーパー内
孔に密着嵌合し、かっこの嵌合部は拡散接合により一体
的に接合されている点にある。
合することなく、ラジアル部とエクスデユーザ部とを一
体結合して高周速に耐えることができる複合ラジアルタ
ービンロータを提供することを目的とする。従って、そ
の特徴とする処は、ラジアル部とエクスデューサ部とが
異材質で形成された複合ラジアルタービンロータにおい
て、エクスデューサ部は、ラジアル部側が大径となるテ
ーパー内孔を有するリムと、該リムの外周に突設された
ブレードとを一体に有し、ラジアル部は、中実円錐体ハ
ブと、該ハブの大径部の外周に突設されたブレードとを
一体に有し該ハブの円錐先端部は前記リムのテーパー内
孔に密着嵌合し、かっこの嵌合部は拡散接合により一体
的に接合されている点にある。
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述する。
第２図において、本発明に係る複合ラジアルタービンロ
ーフ１ｏは、ラジアル部１１とエクスデューサ部１２と
が夫々異材質で成形され、それらが拡散接合により一体
的に接合されたものである。
ーフ１ｏは、ラジアル部１１とエクスデューサ部１２と
が夫々異材質で成形され、それらが拡散接合により一体
的に接合されたものである。
エクスデューサ部１２は精密鋳造されたものであり、ラ
ジアル部側が大径となるテーパー内孔１３を有するリム
１４と、該リム１４の外周に突設されたブレード１５と
を一体に有する。テーパー内孔１３の小径側のリム１４
端面には、ブレード１５端面より突出するボス部１６が
設けられ、該ボス部１６はテーパー内孔１３の小径側を
施蓋している。このボス部１６は後に、図中の仮想線か
ら切除されるのであるが、テーパー内孔１３の先端部は
ボス部１６の中途部まで設けられている。ボス部１６の
中Ｉｄ・部には脱気用の孔１７がテーパー内孔１３に連
通ずるよう開設されている。
ジアル部側が大径となるテーパー内孔１３を有するリム
１４と、該リム１４の外周に突設されたブレード１５と
を一体に有する。テーパー内孔１３の小径側のリム１４
端面には、ブレード１５端面より突出するボス部１６が
設けられ、該ボス部１６はテーパー内孔１３の小径側を
施蓋している。このボス部１６は後に、図中の仮想線か
ら切除されるのであるが、テーパー内孔１３の先端部は
ボス部１６の中途部まで設けられている。ボス部１６の
中Ｉｄ・部には脱気用の孔１７がテーパー内孔１３に連
通ずるよう開設されている。
ラジアル部１１は粉末超合金から成形され、中実円錐体
ハブ１８と、該ハブ１８の大径部の外周に突設されたブ
レード１９とを一体に有する。この中実円錐体ハブ１８
は機械的強度を向上させるため、結晶粒は微細であるが
、ブレード１９は耐クリープ生向上のため結晶粒を粗大
化している。
ハブ１８と、該ハブ１８の大径部の外周に突設されたブ
レード１９とを一体に有する。この中実円錐体ハブ１８
は機械的強度を向上させるため、結晶粒は微細であるが
、ブレード１９は耐クリープ生向上のため結晶粒を粗大
化している。
中実円錐体ハブ１８の小径側先端部は、前記エクスデュ
ーサ部１２のテーパー内孔１３に密着状にテーパー嵌合
し、ハブ１８の先端はボス部１６にまで達している。こ
のラジアル部１１とエクスデフ、−ザ部１２のテーパー
嵌合状態におい才、ラジアル部１１のブレード１９と、
エクスデューサ部１２のプレート１５は若干の間隙Ｓを
介して連続したブレードに形成される。この間隙Ｓから
ハブ１８とリム１４の接合部表面が電子ビーム溶接Ｗさ
れ、ハブ１８とリム１４のテーパー嵌合部は外部から高
圧ガスが侵入しないよう完全シールされる。
ーサ部１２のテーパー内孔１３に密着状にテーパー嵌合
し、ハブ１８の先端はボス部１６にまで達している。こ
のラジアル部１１とエクスデフ、−ザ部１２のテーパー
嵌合状態におい才、ラジアル部１１のブレード１９と、
エクスデューサ部１２のプレート１５は若干の間隙Ｓを
介して連続したブレードに形成される。この間隙Ｓから
ハブ１８とリム１４の接合部表面が電子ビーム溶接Ｗさ
れ、ハブ１８とリム１４のテーパー嵌合部は外部から高
圧ガスが侵入しないよう完全シールされる。
次ぎに、ボス部１６の脱気用の孔１７からテーパー嵌合
部内の空気が抜気され、真空状態に保持される。その後
、熱間静水圧加圧装置（ＨＩＰ装置）により、ラジアル
部１１とエクスデューサ部１２の結合体は、外方から加
圧され、それによりテーパー内孔１３とハブ１８とのテ
ーパー嵌合部は拡散接合により一体的に接合される。
部内の空気が抜気され、真空状態に保持される。その後
、熱間静水圧加圧装置（ＨＩＰ装置）により、ラジアル
部１１とエクスデューサ部１２の結合体は、外方から加
圧され、それによりテーパー内孔１３とハブ１８とのテ
ーパー嵌合部は拡散接合により一体的に接合される。
次いでボス部１６を図中仮想線から切削除去する。この
ボス部１６の除去により、この除去面にハブ１８とリム
１４の拡散接合面が現れる。この除去面に現れた拡散接
合面は、全接合面を代表していると考えられるので（圧
力、温度の不足、脱気の不充分さ等は、全接合面に同じ
影響を及ぼすため）、この面の金属組織を直接調べるこ
とにより、拡散接合の健全性を知ることができる。
ボス部１６の除去により、この除去面にハブ１８とリム
１４の拡散接合面が現れる。この除去面に現れた拡散接
合面は、全接合面を代表していると考えられるので（圧
力、温度の不足、脱気の不充分さ等は、全接合面に同じ
影響を及ぼすため）、この面の金属組織を直接調べるこ
とにより、拡散接合の健全性を知ることができる。
尚、拡散接合の検査方法としては、次の様な方法をとっ
てもよい。即ち第３図に示す如く、ハブ１８円錐面外周
に、軸方向所定ピッチをおいてリング状又は螺旋状のＶ
溝２Ｏを設ける。このＶｆｉ２０はＨＩＰによる拡散接
合に際し、塑性流動により埋まり消失する。ハブ１８の
大径部側端面ば検査面２１とした平坦面に形成されてい
る。しかして、検査面２１を介して探触子２２から超音
波を接合面に発射する。もし接合が不完全であれば、Ｖ
ｉ２０が消失せず残存しているため、■ａ２０から反射
するエコーにより、リング状の欠陥としてとらえること
ができる。接合が完全であれば、■溝２０は塑性流動に
より埋まっているので、もはや欠陥として獲えることが
できなくなる。検査終了後、検査面２１は切削除去され
る。
てもよい。即ち第３図に示す如く、ハブ１８円錐面外周
に、軸方向所定ピッチをおいてリング状又は螺旋状のＶ
溝２Ｏを設ける。このＶｆｉ２０はＨＩＰによる拡散接
合に際し、塑性流動により埋まり消失する。ハブ１８の
大径部側端面ば検査面２１とした平坦面に形成されてい
る。しかして、検査面２１を介して探触子２２から超音
波を接合面に発射する。もし接合が不完全であれば、Ｖ
ｉ２０が消失せず残存しているため、■ａ２０から反射
するエコーにより、リング状の欠陥としてとらえること
ができる。接合が完全であれば、■溝２０は塑性流動に
より埋まっているので、もはや欠陥として獲えることが
できなくなる。検査終了後、検査面２１は切削除去され
る。
上記本発明の実施例によれば、ラジアル部１１のハブ１
８の形状を、エクスデューサ部１２に達する中実円錐体
として拡散接合したので、つぎの利点を得ることができ
る。
８の形状を、エクスデューサ部１２に達する中実円錐体
として拡散接合したので、つぎの利点を得ることができ
る。
■ 高速回転になってもハブ１８の中心部の応力が低下
し、さらに高周速すなわち高膨張比にまで対応できるよ
うになる。
し、さらに高周速すなわち高膨張比にまで対応できるよ
うになる。
■ 拡散接合の検査が容易となる。
■ ハブ１８とリム１４とのシール線が一本のみ ・と
なり、溶接の手間、漏洩の危険を軽ｌする。
なり、溶接の手間、漏洩の危険を軽ｌする。
■ 接合面に封入されたガスの脱気が容易となる。
■ 円錐の頂点付近には欠陥が出易いが、切除してしま
うので健全部分だけが残る。
うので健全部分だけが残る。
■ 接合面は円錐面だけなので、高精度加工が容易であ
り、その結果、接合面での欠陥が発生しにくくなる。
り、その結果、接合面での欠陥が発生しにくくなる。
尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。
本発明によれば、ラジアル部とエクスデューサ部とを機
械的結合することなく一体化することかでき、かつ高周
速に耐えることができるものであ
械的結合することなく一体化することかでき、かつ高周
速に耐えることができるものであ
第１図は従来のラジアルタービンロータを示す断面図、
第２図は本発明の実施例を示す断面図、第３図は第２図
Ａ部の拡大図である。 １０・・・ラジアルタービンロータ、１１・・・ラジア
ル部、１２・・・エクスデューサ部、１３・・・テーパ
ー内孔、１４・・・リム、１５・・・ブレード、１８・
・・ハブ、１９・・・ブレード。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 第２図 第３図
第２図は本発明の実施例を示す断面図、第３図は第２図
Ａ部の拡大図である。 １０・・・ラジアルタービンロータ、１１・・・ラジア
ル部、１２・・・エクスデューサ部、１３・・・テーパ
ー内孔、１４・・・リム、１５・・・ブレード、１８・
・・ハブ、１９・・・ブレード。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 第２図 第３図
Claims (1)
- １、ラジアル部とエクスデューサ部とが異材質で形成さ
れた複合ラジアルタービンロータにおいて、エクスデュ
ーサ部は、ラジアル部側が大径となるテーパー内孔を有
するリムと、該リムの外周に突設されたブレードとを一
体に有し、ラジアル部は、中実円錐体ハブと、該ハブの
大径部の外周に突設されたブレードとを一体に有し、該
ハブの円錐先端部は前記リムのテーパー内孔に密着嵌合
し、かつこの嵌合部は拡散接合により一体的に接合され
ていることを特徴゛とする複合ラジー？ルタービンロー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23706483A JPS60128903A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 複合ラジアルタ−ビンロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23706483A JPS60128903A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 複合ラジアルタ−ビンロ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60128903A true JPS60128903A (ja) | 1985-07-10 |
Family
ID=17009881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23706483A Pending JPS60128903A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 複合ラジアルタ−ビンロ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60128903A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7607886B2 (en) * | 2004-05-19 | 2009-10-27 | Delta Electronics, Inc. | Heat-dissipating device |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP23706483A patent/JPS60128903A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7607886B2 (en) * | 2004-05-19 | 2009-10-27 | Delta Electronics, Inc. | Heat-dissipating device |
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