JPS62170442A - 高速回転体 - Google Patents
高速回転体Info
- Publication number
- JPS62170442A JPS62170442A JP61012430A JP1243086A JPS62170442A JP S62170442 A JPS62170442 A JP S62170442A JP 61012430 A JP61012430 A JP 61012430A JP 1243086 A JP1243086 A JP 1243086A JP S62170442 A JPS62170442 A JP S62170442A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- matrix
- erosion
- composite material
- speed rotating
- 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
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ポンプの羽根、水車ランチ、舶用プロペラな
どの高速回転体で湿り蒸気または水によるギヤビテージ
ョンエロージョンｋ 受１ｊるもの、あるいは、湿り蒸
気または水以外のタービン油非謁食性液体雰囲気中でギ
ヤビテーションエロージョンを受ける油圧ポンプ等の部
材にも適用可能な高速回転体に関する。
どの高速回転体で湿り蒸気または水によるギヤビテージ
ョンエロージョンｋ 受１ｊるもの、あるいは、湿り蒸
気または水以外のタービン油非謁食性液体雰囲気中でギ
ヤビテーションエロージョンを受ける油圧ポンプ等の部
材にも適用可能な高速回転体に関する。
従来の高速回転体は１例えばポンプの羽根及び水車ラン
ナがステンレス鋳鋼、舶用プロペラがアルミニウム青銅
にて形成されていた。
ナがステンレス鋳鋼、舶用プロペラがアルミニウム青銅
にて形成されていた。
前記の従来材はＡ４合金に比べ引張強さは同等以上であ
るが、密度が（７，８〜ｓ、ｏ ｇ／ａｄ−）と大きい
ため１回転に伴なう遠心応力が大きく回転数の増大ある
いは大型化による効率の増大には限界がある。
るが、密度が（７，８〜ｓ、ｏ ｇ／ａｄ−）と大きい
ため１回転に伴なう遠心応力が大きく回転数の増大ある
いは大型化による効率の増大には限界がある。
一方、 ｈ１合金は従来材に比べ（２，７〜８．０ ｇ
／ａｄ）と密度が小さく比強度が大きいため、大型化等
による効率の増大、あるいは小型軽量化に有望であるが
、キャビテーシゴンエロージョン抵抗が劣ることが欠点
である。すなわち、比強度が大きいからと言って、翼の
大型化や回転数全天きくす几ば、翼先端の流速は大きく
なることかう、マすますきびしいキャビテーションエロ
ージョンを受は易い環境となることから６ これに対す
る抵抗が小さければ、高効率化又は小型化は不可能とな
る。
／ａｄ）と密度が小さく比強度が大きいため、大型化等
による効率の増大、あるいは小型軽量化に有望であるが
、キャビテーシゴンエロージョン抵抗が劣ることが欠点
である。すなわち、比強度が大きいからと言って、翼の
大型化や回転数全天きくす几ば、翼先端の流速は大きく
なることかう、マすますきびしいキャビテーションエロ
ージョンを受は易い環境となることから６ これに対す
る抵抗が小さければ、高効率化又は小型化は不可能とな
る。
本発明は、従来の高速回転体の上記の不具合点に鑑みて
なされたもので、遠心力が小さくしかもギヤビテーショ
ンエロージョン抵抗がすぐれた高効率の高速回転体の提
供を目的とする。
なされたもので、遠心力が小さくしかもギヤビテーショ
ンエロージョン抵抗がすぐれた高効率の高速回転体の提
供を目的とする。
本発明者らは、高速回転体の部材に炭化けい素ウィスカ
などセラミックスウィスカ又は短繊維で強化し、 Ａ１
合金全マトリンクスとする繊維強化金属複合材料を用い
ることにより、前記目的を達成できるとの知見を得て１
本発明に到達するに至った。
などセラミックスウィスカ又は短繊維で強化し、 Ａ１
合金全マトリンクスとする繊維強化金属複合材料を用い
ることにより、前記目的を達成できるとの知見を得て１
本発明に到達するに至った。
（才力ゎ、、４イ、ゆ、□２ｏえゆよ、ようキャビテー
ションエロージョンを受ける高速回転体の一部若しくは
全部を炭化けい素ウィスカなどセラミックスウィスカま
たは短繊維を強化繊維とし、アルミニウム合金をマトリ
ックスとする繊維強化金属複合材料で形成したことを特
徴とする高速回転体Ｍである。
ションエロージョンを受ける高速回転体の一部若しくは
全部を炭化けい素ウィスカなどセラミックスウィスカま
たは短繊維を強化繊維とし、アルミニウム合金をマトリ
ックスとする繊維強化金属複合材料で形成したことを特
徴とする高速回転体Ｍである。
このような購成とすることにより０本発明は。
次の作用を奏する。
■ 比強度が従来材に比べ増大する。
■ 水中でのキャビテーションエロージョン特性が従来
材に比べ同等以上に向上する。
材に比べ同等以上に向上する。
従って、高速回転体の回転数の増大あるいは大型化を行
っても１通常これらに伴なって問題となる遠心力、キャ
ビテーションの問題がおこりにくくなる。
っても１通常これらに伴なって問題となる遠心力、キャ
ビテーションの問題がおこりにくくなる。
炭化けい素ウィスカを強化繊維とし、 Ａ６０６１（Ａ
１合金）をマトリックスとするＦＲＭ（繊維強化金属複
合材料）ビレット全溶湯加圧含浸法により下記条件で鋳
造した。
１合金）をマトリックスとするＦＲＭ（繊維強化金属複
合材料）ビレット全溶湯加圧含浸法により下記条件で鋳
造した。
■ 強化繊維の体積含有量ｖｒ ： １５％■ 溶湯加
工力５００ｋｇｆ／Ｃ１１ｌ■ 溶湯温度（加圧開始時
）７５０°Ｃ鋳造後熱処理（Ｔ６ ： ５１５〜５５０
’Ｃ溶体化処理水冷＋１７０〜１８０’Ｃ時効硬化処理
）を施した供試体から試験片を切り出し室温で引張試験
を実施し。
工力５００ｋｇｆ／Ｃ１１ｌ■ 溶湯温度（加圧開始時
）７５０°Ｃ鋳造後熱処理（Ｔ６ ： ５１５〜５５０
’Ｃ溶体化処理水冷＋１７０〜１８０’Ｃ時効硬化処理
）を施した供試体から試験片を切り出し室温で引張試験
を実施し。
引張強さ４１ｋｇＣ／、艷が得られた。これは母材（Ａ
６０６１ ：押出し＋Ｔ６処理材）の引張強さ２８ｋｇ
ｆ／−に比べ約５０％以上向上した。また、ポンプ羽根
部材に用いられる。オーステナイトステンレス鋳鋼（引
張強さ４５ｋｇ ｒ ／−以上、比重７．８）と比べ、
比強度は２倍以上（ＦＲＭ ： １５ｋｇｆ／ＩｎＩｆ
！、 ステンレス鋳鋼： ６ｋｇｆ／ｗｌｌＩ１１）に
向上した。
６０６１ ：押出し＋Ｔ６処理材）の引張強さ２８ｋｇ
ｆ／−に比べ約５０％以上向上した。また、ポンプ羽根
部材に用いられる。オーステナイトステンレス鋳鋼（引
張強さ４５ｋｇ ｒ ／−以上、比重７．８）と比べ、
比強度は２倍以上（ＦＲＭ ： １５ｋｇｆ／ＩｎＩｆ
！、 ステンレス鋳鋼： ６ｋｇｆ／ｗｌｌＩ１１）に
向上した。
また上記ＦＲＭ（Ｓｉｃウィスカ／Ａ６０６１ ）供試
体について磁歪式エロージョン試験機を用いて水中での
キャビテーシコンエローション試験ヲ天強した。エロー
ジョン試験の試験条件は下記の通りである。
体について磁歪式エロージョン試験機を用いて水中での
キャビテーシコンエローション試験ヲ天強した。エロー
ジョン試験の試験条件は下記の通りである。
■ 少動数： ６５００±５ＱＨｚ
■ 振巾：９０μｍ
■ 試験時間：３０分
試験前後の重量変化を第１表に表す。ＦＲＭは母材と比
較して重量減少が著しく小さく水中でのキャビテーショ
ンエロージョン特性の向上が顕著である。
較して重量減少が著しく小さく水中でのキャビテーショ
ンエロージョン特性の向上が顕著である。
さらに、オーステナイトステンレス鋳鋼についてキャビ
チーシランエロージョン試験は実捲じていないが、 Ａ
１合金（硬さ１００−２００ Ｄ Ｐ Ｈタイヤモンド
ビラッミッドハードネス）のオーステナイトステンレス
鋼（１８Ｃｒ−８Ｎｉ 、硬さ１４０−２８０ ＤＰＨ
）に対する相対エロージョン抵抗性は０．１〜０．２と
されており（Ｆ、 Ｊ、 Ｈｅｙｍａｎｎ ：ＡＳＴＭ
ＳＴＰ ４７４（１９７０）２１２． ） 、 本
発明に係ワルＦＲＭ供試材は、オーステナイトステンレ
ス鋳鋼と同等以上の水中でのキャビテーションエロージ
ョン抵抗性を有する。（上記エロージョン試験に用いた
Ａ６０６１母甘の硬さはｌｌ０ＤＰＩであった）、また
１舶用プロペラとして用いられるアルミ青銅（硬さ：
１５０−１８０ＤＰＩ ）はオーステナイトステンレス
鋼と同等程度のエロージョン抵抗性を有するとされてお
り、従って本発明に係わるＦ’ＲＭ供試材はアルミ青銅
と比べても同等以上の水中キャビチーシコンエロージョ
ン抵抗性を有している。
チーシランエロージョン試験は実捲じていないが、 Ａ
１合金（硬さ１００−２００ Ｄ Ｐ Ｈタイヤモンド
ビラッミッドハードネス）のオーステナイトステンレス
鋼（１８Ｃｒ−８Ｎｉ 、硬さ１４０−２８０ ＤＰＨ
）に対する相対エロージョン抵抗性は０．１〜０．２と
されており（Ｆ、 Ｊ、 Ｈｅｙｍａｎｎ ：ＡＳＴＭ
ＳＴＰ ４７４（１９７０）２１２． ） 、 本
発明に係ワルＦＲＭ供試材は、オーステナイトステンレ
ス鋳鋼と同等以上の水中でのキャビテーションエロージ
ョン抵抗性を有する。（上記エロージョン試験に用いた
Ａ６０６１母甘の硬さはｌｌ０ＤＰＩであった）、また
１舶用プロペラとして用いられるアルミ青銅（硬さ：
１５０−１８０ＤＰＩ ）はオーステナイトステンレス
鋼と同等程度のエロージョン抵抗性を有するとされてお
り、従って本発明に係わるＦ’ＲＭ供試材はアルミ青銅
と比べても同等以上の水中キャビチーシコンエロージョ
ン抵抗性を有している。
第１表
〔発明の効果〕
上述のとおり本発明によれば、ポンプ（羽根）。
水車（ランナ）、舶用プロペラなど水中での高速回転体
部材にＳｉＣウィスカ／ Ａ６０６１などセラミックス
ウィスカ強化Ａ５合金基ＦＲＭｙ適用することによって
。
部材にＳｉＣウィスカ／ Ａ６０６１などセラミックス
ウィスカ強化Ａ５合金基ＦＲＭｙ適用することによって
。
■ 従来材に比べ比強度が増大し、大型化（大型化）ま
たは高速化による効率増大、あるいは軽量小型化が図れ
るとともに１水中でのギヤビテーションエロージョン抵
抗の向上により１部材の長寿命化が期待できる。
たは高速化による効率増大、あるいは軽量小型化が図れ
るとともに１水中でのギヤビテーションエロージョン抵
抗の向上により１部材の長寿命化が期待できる。
Claims (1)
- 湿り蒸気または水によるキャビテーションエロージョン
を受ける高速回転体の一部若しくは全部を炭化けい素ウ
イスカなどセラミックスウイスカまたは短繊維を強化繊
維とし、アルミニウム合金をマトリックスとする繊維強
化金属複合材料で形成したことを特徴とする高速回転体
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61012430A JPS62170442A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 高速回転体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61012430A JPS62170442A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 高速回転体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62170442A true JPS62170442A (ja) | 1987-07-27 |
Family
ID=11805071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61012430A Pending JPS62170442A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 高速回転体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62170442A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6460496A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Marine propeller |
| JP2012522183A (ja) * | 2009-03-30 | 2012-09-20 | オーシャン・リニューワブル・パワー・カンパニー・エルエルシー | 高効率タービンおよび発電方法 |
-
1986
- 1986-01-23 JP JP61012430A patent/JPS62170442A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6460496A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Marine propeller |
| JP2012522183A (ja) * | 2009-03-30 | 2012-09-20 | オーシャン・リニューワブル・パワー・カンパニー・エルエルシー | 高効率タービンおよび発電方法 |
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