WO2010090062A1 - インペラ、圧縮機およびインペラの製造方法 - Google Patents

Abstract

　ハブ（６）は、回転軸線（Ｌ）まわりに回転可能に支持され、流体流れにおける上流から下流に向かって拡径する。複数のインペラ翼（５）は、ハブ（６）の外周面から径方向外側に向かって延びる。シュラウド（４）は、流体流れにおける上流から下流に向かって拡径する円筒状に形成され、複数のインペラ翼（５）の外周端を繋ぐ。インペラ翼（５）は、回転軸線（Ｌ）に対して略直交する方向に延びる接合面（Ｐ１）において接合された上流翼部（５Ｕ）および下流翼部（５Ｌ）から構成される。上流翼部（５Ｕ）は、少なくともシュラウド（４）の一部と一体とされ、下流翼部（５Ｌ）は、少なくともハブ（６）の一部と一体とされている。これにより、インペラ（３）および圧縮機（１）の信頼性および性能が向上する。

Description

インペラ、圧縮機およびインペラの製造方法

　本発明は、特に、遠心圧縮機や斜流圧縮機に用いて好適なシュラウド付のインペラ、当該インペラを有する圧縮機、および、インペラの製造方法に関する。

　一般に、遠心圧縮機や、斜流圧縮機に用いられるインペラとしては、シュラウドのないオープンインペラ、および、シュラウドを有するシュラウド付インペラが知られている。

　シュラウド付インペラは、オープンインペラと比較して、インペラの翼と、インペラを収納するケーシングとの間の隙間がないため、流動損失などが少なく、圧縮効率が高い利点を有することが知られている。
　その一方で、シュラウド付インペラは、シュラウドを有するためにオープンインペラと比較して製造しにくいという問題を有している。

　上述の問題を解決する方法としては、ハブおよび翼と、シュラウドと、を別々に形成し、翼とシュラウドとの間で接合する方法や、機械加工によりシュラウド付インペラを一体加工により形成する方法や、インペラを内側と外側に分割して形成し、両者を接合する方法などが提案されている（例えば、特許文献１および２参照。）。

特開２００４－０３６４４４号公報 特開２００４－３０８６４７号公報

　しかしながら、上述の翼とシュラウドとの間で接合する方法では、接合部分が傾斜しているため、接合不良が生じる可能性が高いという問題があった。さらに、特許文献１に記載された方法においても、接合部分が傾斜しているため、接合不良が生じる可能性が高いという問題があった。

　例えば、接合方法として拡散接合を用いた場合、接合部分である翼とシュラウドとの間に配置された接合材料が、接合過程において下方に流れ落ちるおそれがある。そのため、上方の接合部分では、接合材料の不足により接合不良が起きる可能性が高いという問題があった。

　その他にも、上述の翼とシュラウドとの間で接合する方法では、シュラウド付インペラが回転した際に、翼とシュラウドとの接合部分の一部に高い応力が発生する。そのため、翼とシュラウドとの接合が応力により破壊される可能性があり、シュラウド付インペラの信頼性を損なう可能性があるという問題があった。

　一方で、機械加工によりシュラウド付インペラを一体加工する方法では、エンドミルなどの加工バイトにより加工できる範囲が制限されるため、他の方法で製作されたシュラウド付インペラと比較して性能が劣るという問題があった。

　つまり、ハブとシュラウドとの間の空間、つまり流体が流れる空間には、加工バイトがハブ、または、シュラウドと干渉して加工できる範囲が制限されるため、削り残される部分が発生していた。この削り残された部分は周囲を流れる流体の流れを乱すため、削り残された部分が発生しない他の方法で製作されたシュラウド付インペラと比較して性能が劣るという問題があった。

　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、信頼性および性能の向上を図ることができるインペラ、圧縮機およびインペラの製造方法を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
　本発明の第１の態様に係るインペラには、回転軸線まわりに回転可能に支持され、流体流れにおける上流から下流に向かって拡径するハブと、該ハブの外周面から径方向外側に向かって延びる複数のインペラ翼と、流体流れにおける上流から下流に向かって拡径する円筒状に形成され、前記複数のインペラ翼の外周端を繋ぐシュラウドと、が設けられている。前記インペラ翼は、前記回転軸線に対して略直交する方向に延びる接合面において接合された上流翼部および下流翼部から構成され、前記上流翼部は、少なくとも前記シュラウドの一部と一体とされているとともに、前記下流翼部は、少なくとも前記ハブの一部と一体とされている。

　この構成によれば、少なくともシュラウドの一部と一体に形成された上流翼部と、少なくともハブの一部と一体に形成された下流翼部とが接合面において接合されているため、加工バイトを用いて加工して製作されたインペラと比較して、削り残し部分が発生しにくく、インペラにおける流体流れの乱れが抑制される。
　つまり、上述の上流翼部や、上述の下流翼部は、インペラ全体を一体に加工する場合と比較して、加工バイトと干渉する領域が狭いため削り残し部分が発生しにくい。そのため、接合面において上流翼部と下流翼部とが接合されたインペラでは、削り残し部分が発生しにくい。

　さらに、上流翼部と少なくともシュラウドの一部とが一体に形成され、下流翼部と少なくともハブの一部とが一体に形成されているため、インペラが回転した際に高い応力が発生する部分の強度が確保され、インペラの破損が防止される。
　その他に、インペラ翼とシュラウドとを接合する方法と比較して、上流翼部および少なくともシュラウドの一部からなる部分と、下流翼部および少なくともハブの一部からなる部分の製作精度が高くなる。その結果、両部分を接合したインペラの製作精度も高くなる。

　その一方、回転軸線に対して略直交する方向に延びる接合面において少なくとも上流翼部および下流翼部を接合するため、接合面における接合不良の発生が抑制される。
　例えば、拡散接合を用いる場合、上述の接合面が略水平になるように下側翼部およびハブを配置して、少なくとも上側翼部と下側翼部とを接合することにより、接合に用いられる接合材料が下方に流出しにくくなる。言い換えると、接合材料が接合面の全面に略均等に存在することとなり、接合材料が不足することによる接合不良の発生が抑制される。

　ここで、接合面が回転軸線に対して略直交する方向に延びるとは、中心線が回転軸線と共通する円錐状に接合面が形成されている場合に、接合面の傾斜が、回転軸線を略垂直に配置した際に、溶けた接合材料が下方に流れ落ちない程度のものも含まれることを意味している。

　本発明の第１の態様においては、前記シュラウドは、前記接合面において接合された上流シュラウドおよび下流シュラウドから構成され、前記上流翼部は前記上流シュラウドと一体に構成されるとともに、前記下流翼部は、前記下流シュラウドおよび前記ハブと一体に構成されていることが望ましい。

　この構成によれば、上流シュラウドと一体に形成された上流翼部と、下流シュラウドおよびハブと一体に形成された下流翼部とが接合面において接合されているため、加工バイトを用いて加工して製作されたインペラと比較して、削り残し部分が発生しにくく、インペラにおける流体流れの乱れが抑制される。

　さらに、上流翼部と上流シュラウドとが一体に形成され、下流翼部と下流シュラウドおよびハブとが一体に形成されているため、インペラが回転した際に高い応力が発生する部分の強度が確保され、インペラの破損が防止される。

　例えば、下流翼部とハブとの境界領域であって、上流側端部の近傍部分や、下流側端部の近傍部分や、下流翼部と下流シュラウドとの境界領域であって、下流側端部の近傍部分には、インペラが回転した際に高い応力が発生する。これらの部分は、インペラ翼とシュラウドとを接合している場合と比較して、下流翼部と下流シュラウドおよびハブとが一体に形成されているため、強度が確保され、インペラの破損が防止される。

　本発明の第１の態様においては、前記上流翼部は前記シュラウドと一体に構成されるとともに、前記下流翼部は前記ハブと一体に構成されていることが望ましい。

　この構成によれば、シュラウドと一体に形成された上流翼部と、ハブと一体に形成された下流翼部とが接合面において接合されているため、加工バイトを用いて加工して製作されたインペラと比較して、削り残し部分が発生しにくく、インペラにおける流体流れの乱れが抑制される。

　さらに、上流翼部とシュラウドとが一体に形成され、下流翼部とハブとが一体に形成されているため、インペラが回転した際に高い応力が発生する部分の強度が確保され、インペラの破損が防止される。

　例えば、上流翼部とシュラウドとの境界領域であって、下流側端部の近傍部分には、インペラが回転した際に高い応力が発生する。この部分は、インペラ翼とシュラウドとを接合している場合と比較して、上流翼部とシュラウドとが一体に形成されているため、強度が確保され、インペラの破損が防止される。

　同様に、下流翼部とハブとの境界領域であって、上流側端部の近傍部分や、下流側端部の近傍部分には、インペラが回転した際に高い応力が発生する。これらの部分は、インペラ翼とシュラウドとを接合している場合と比較して、下流翼部とハブとが一体に形成されているため、強度が確保され、インペラの破損が防止される。

　本発明の第２の態様に係る圧縮機には、上記第１の態様のインペラが設けられている。

　この構成によれば、上記第１の態様のインペラが設けられているため、インペラにおける流体流れの乱れが抑制される。
　さらに、インペラが回転した際に高い応力が発生する部分の強度が確保され、インペラの破損が防止される。その他にも、インペラの製作精度が高くなる。
　その一方、インペラの接合面における接合不良の発生が抑制される。

　本発明の第３の態様に係るインペラの製造方法は、インペラ翼を、ハブの回転軸線に対して略直交する方向に延びる分割面において分割したうちの流体流れにおける上流側の上流翼部、および少なくともシュラウドの一部を有する上流側部品と、前記インペラ翼を前記分割面において分割したうちの下流側の下流翼部、および少なくとも前記ハブの一部を有する下流側部品と、を形成する形成工程と、前記分割面が略水平になるように前記下流側部品を配置し、前記分割面において前記上流側部品および前記下流側部品を接合する接合工程と、を有する。

　この構成によれば、上流翼部および少なくともシュラウドの一部が一体に形成された上流側部品と、下流翼部および少なくともハブの一部が一体に形成された下流側部品を形成下の後に、上流側部品と下流側部品とを接合するため、加工バイトを用いて加工して製作されたインペラと比較して、削り残し部分が発生しにくく、インペラにおける流体流れの乱れが抑制される。

　さらに、上流翼部と少なくともシュラウドの一部とを一体に形成し、下流翼部と少なくともハブの一部とを一体に形成するため、上流側部品および下流側部品におけるインペラが回転した際に高い応力が発生する部分の強度が確保され、インペラの破損が防止される。
　その他に、インペラ翼とシュラウドとを接合する方法と比較して、上流側部品と、下流側部品の製作精度が高くなるため、両部品を接合したインペラの製作精度も高くなる。

　その一方、分割面が略水平になるように下流側部品を配置して、上流側部品および下流側部品を接合するため、分割面における接合不良の発生が抑制される。

　本発明のインペラ、圧縮機およびインペラの製造方法によれば、インペラの製作精度が高くなり、インペラにおける流体流れの乱れが抑制されるため、性能の向上を図ることができるという効果を奏する。
　さらに、インペラが回転した際に高い応力が発生する部分の強度が確保されることにより、インペラの破損が防止されるため、また、インペラの接合面における接合不良の発生が抑制されるため、信頼性の向上を図ることができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態の圧縮機の概略構成を説明する模式図である。 図１のインペラにおける上流側部品および下流側部品の構成を説明する模式図である。 インペラの回転時に高い応力が発生する場所を説明するインペラの部分斜視図である。 インペラの回転時に高い応力が発生する場所を説明するインペラの部分斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る圧縮機のインペラの構成を説明する模式図である。 図５のインペラにおける上流側部品および下流側部品の構成を説明する模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る圧縮機のインペラの構成を説明する模式図である。 図７のインペラにおける上流側部品および下流側部品の構成を説明する模式図である。

〔第１の実施形態〕
　以下、本発明の第１の実施形態にかかる圧縮機ついて図１から図４を参照して説明する。
　図１は、本実施形態の圧縮機の概略構成を説明する模式図である。
　本実施形態では、本発明の圧縮機を、化学プラントにおけるプロセスガス（流体）を圧送する遠心圧縮機に適用して説明するが、遠心圧縮機に限定されることなく、斜流圧縮機に適用してもよいし、他の目的に用いられる圧縮機に適用してもよく、特に限定するものではない。

　遠心圧縮機（圧縮機）１は、図１に示すように、上流側（図１の上側）から吸入した流体を、下流側（図１の左右方向）に圧送するものである。
　遠心圧縮機１には、図１に示すように、回転軸２と、インペラ３と、が設けられている。

　回転軸２は、図１に示すように、回転軸線Ｌまわりに回転可能に支持された略円柱状の部材であり、外部から伝達された回転駆動力をインペラ３に伝達するものである。

　図２は、図１のインペラにおける上流側部品および下流側部品の構成を説明する模式図である。
　インペラ３は、図１および図２に示すように、回転軸２により回転軸線Ｌまわりに回転駆動されるものであり、回転駆動されることにより上流側から流体を吸入し、下流側に流体を吐出するものである。
　インペラ３には、分割面（接合面）Ｐ１において分割された上流側部品３Ｕ、および、下流側部品３Ｌが設けられている。

　分割面Ｐ１は、回転軸線Ｌに対して略直交する方向に沿って延びる面であって、インペラ３を上流側部品３Ｕと下流側部品３Ｌに分ける面であるとともに、上流側部品３Ｕと下流側部品３Ｌとが接合される面でもある。

　分割面Ｐ１は、図１および図２に示すように、平面状の面であってもよいし、回転軸線Ｌを軸線とする円錐面状の面であってもよく、特に限定するものではない。
　分割面Ｐ１が円錐状の面の場合には、分割面Ｐ１の傾斜が、回転軸線Ｌを略垂直に配置した際に、上流側部品３Ｕおよび下流側部品３Ｌに用いられる溶けた接合材料が下方に流れ落ちない程度になっている。

　上流側部品３Ｕは、図１に示すように、分割面Ｐ１において下流側部品３Ｌと接合されてインペラ３を構成するものである。
　上流側部品３Ｕには、上流シュラウド４Ｕと、上流翼部５Ｕと、が設けられている。

　上流シュラウド４Ｕは、図１に示すように、シュラウド４を分割面Ｐ１において２分割したうちの上流側（図１の上側）のものであり、分割面Ｐ１において下流シュラウド４Ｌと接合されてシュラウド４を構成するものである。
　さらに、上流シュラウド４Ｕは、上流翼部５Ｕとともに上流側部品３Ｕを一体に構成するものである。

　シュラウド４は、図１に示すように、上流側から下流側に向かって拡径する円筒状、または、径方向外側に向かって、ハブ６側に傾斜するリング板状の部材である。さらに、シュラウド４は、複数のインペラ翼５の先端部を繋ぐものである。
　なお、シュラウド４の形状としては、公知の形状を用いることができ、特に限定するものではない。

　上流翼部５Ｕは、図１に示すように、インペラ翼５を分割面Ｐ１において２分割したうちの上流側のものであり、分割面Ｐ１において下流翼部５Ｌと接合されてインペラ翼５を構成するものである。さらに、上流翼部５Ｕは、上流シュラウド４Ｕとともに上流側部品３Ｕを一体に構成するものである。

　インペラ翼５は、図１に示すように、ハブ６の外周面から径方向の外側に向かって延びる翼であり、回転軸線Ｌを中心とする周方向に等間隔に配置された翼である。
　なお、インペラ翼５としては、公知の形状を用いることができ、特に限定するものではない。

　下流側部品３Ｌは、図１に示すように、分割面Ｐ１において上流側部品３Ｕと接合されてインペラ３を構成するものである。
　下流側部品３Ｌには、下流シュラウド４Ｌと、下流翼部５Ｌと、ハブ６と、が設けられている。

　下流シュラウド４Ｌは、図１に示すように、シュラウド４を分割面Ｐ１において２分割したうちの下流側（図１の下側）のものであり、分割面Ｐ１において上流シュラウド４Ｕと接合されてシュラウド４を構成するものである。
　さらに、下流シュラウド４Ｌは、下流翼部５Ｌおよびハブ６とともに下流側部品３Ｌを一体に構成するものである。

　下流翼部５Ｌは、図１に示すように、インペラ翼５を分割面Ｐ１において２分割したうちの下流側のものであり、分割面Ｐ１において上流翼部５Ｕと接合されてインペラ翼５を構成するものである。
　さらに、下流翼部５Ｌは、下流シュラウド４Ｌおよびハブ６とともに下流側部品を一体に構成するものである。

　ハブ６は、図１に示すように、回転軸２に回転可能に支持され、流体流れにおける上流側から下流側に向かって拡径する略円錐状に形成されたものである。ハブ６の外周面には、インペラ翼５が径方向外側に向かって設けられている。

　ここで、インペラ３が回転駆動された場合に高い応力が発生する部分について説明する。
　図３および図４は、インペラの回転時に高い応力が発生する場所を説明するインペラの部分斜視図である。

　図３および図４に示すように、インペラ３が回転されると、下流翼部５Ｌとハブ６との境界領域であって、上流側端部の近傍の高応力領域Ｒ１や、下流側端部の近傍の高応力領域Ｒ２や、下流翼部と下流シュラウドとの境界領域であって、下流側端部の近傍の高応力領域Ｒ３に高い応力が発生する。

　本実施形態では、図１および図２に示すように、分割面Ｐ１においてインペラ３が上流側部品３Ｕおよび下流側部品３Ｌに分けられている。そのため、上述の高応力領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は一体に形成された下流側部品３Ｌに属することになる。

　次に、本実施形態のインペラ３における製造方法について説明する。
　インペラ３は、図２に示すように、最初に、上流側部品３Ｕおよび下流側部品３Ｌが別々に形成される（形成工程）。
　上流側部品３Ｕおよび下流側部品３Ｌの形成は、鋳造や、機械加工や、放電加工などの公知の方法を用いることができ、特に限定するものではない。

　その後、別々に形成された上流側部品３Ｕおよび下流側部品３Ｌが、図１に示すように、分割面Ｐ１において接合されてインペラ３が製造される（接合工程）。
　本実施形態では、分割面Ｐ１のける上流側部品３Ｕおよび下流側部品３Ｌを、拡散接合する例に適用して説明する。

　上流側部品３Ｕおよび下流側部品３Ｌを接合する場合、回転軸線Ｌが略垂直になるように、言い換えると、分割面Ｐ１が略水平になるように下流側部品３Ｌが配置され、分割面Ｐ１に接合材料が塗布される。
　その後、図１に示すように、下流側部品３Ｌの上に上流側部品３Ｕが配置され、炉の内部などの高温環境下に上流側部品３Ｕおよび下流側部品３Ｌが置かれることにより、拡散接合が行われる。

　なお、分割面Ｐ１における接合としては、上述の拡散接合であってもよいし、ロウ付けであってもよいし、溶接であってもよく、特に限定するものではない。
　さらに、拡散接合としては、固相拡散接合に限らず、液相拡散接合としてもよい。

　次に、上記の構成からなる遠心圧縮機１における動作について説明する。
　遠心圧縮機１は、図１に示すように、回転軸２によりインペラ３を回転駆動させることにより流体を上流側（図１の上方）からハブ６とシュラウド４との間、言い換えると、インペラ翼５が配置されている空間に吸入する。

　そして、吸入された流体は、インペラ翼５によりハブ６やシュラウド４の壁面に沿って下流側（図１の左右方向）に向かって送り出される。送り出された流体は、遠心圧縮機１のディフューザ（図示せず）において運動エネルギの一部が圧力に変換された後に、遠心圧縮機１から吐出される。

　上記の構成によれば、上流翼部５Ｕおよび上流シュラウド４Ｕが一体に形成された上流側部品３Ｕと、下流翼部５Ｌ、下流シュラウド４Ｌおよびハブ６が一体に形成された下流側部品３Ｌと、が分割面Ｐ１において接合されているため、加工バイトを用いて加工して製作されたインペラと比較して、削り残し部分が発生しにくい。そのため、インペラ３における流体流れの乱れが抑制され、遠心圧縮機１の性能の向上を図ることができる。

　つまり、上流側部品３Ｕや、下流側部品３Ｌは、インペラ３全体を一体に加工する場合と比較して、加工バイトと干渉する領域が狭いため削り残し部分が発生しにくい。そのため、分割面Ｐ１において上流側部品３Ｕと下流側部品３Ｌとが接合されたインペラ３では、削り残し部分が発生しにくい。

　さらに、上流翼部５Ｕと上流シュラウド４Ｕとが一体に形成され、下流翼部５Ｌと下流シュラウド４Ｌおよびハブ６とが一体に形成されているため、インペラ３が回転した際に高い応力が発生する部分の強度が確保される。そのため、インペラ３の破損が防止され、遠心圧縮機１の信頼性の向上を図ることができる。

　具体的には、下流翼部５Ｌとハブ６との境界領域であって、上流側端部の近傍の高応力領域Ｒ１や、下流側端部の近傍の高応力領域Ｒ２や、下流翼部５Ｌと下流シュラウド４Ｌとの境界領域であって、下流側端部の近傍の高応力領域Ｒ３には、インペラ３が回転した際に高い応力が発生する。これらの部分は、インペラ翼５とシュラウド４とを接合している場合と比較して、下流翼部５Ｌと下流シュラウド４Ｌおよびハブ６とが一体に形成されているため、強度を確保することができ、インペラ３の破損を防止することができる。

　その他に、インペラ翼とシュラウドとを接合する方法と比較して、上流側部品３Ｕと、下流側部品３Ｌの製作精度が高くなるため、両者を接合したインペラ３およびインペラ３を有する遠心圧縮機１の製作精度が高くなる。そのため、インペラ３や遠心圧縮機１の信頼性や性能の向上を図ることができる。

　その一方、分割面Ｐ１が略水平になるように下流側部品３Ｌを配置して、上流側部品３Ｕおよび下流側部品３Ｌを接合するため、分割面における接合不良の発生が抑制される。
　具体的には、拡散接合を用いる本実施形態の場合、上述の接合面が略水平になるように下流側部品３Ｌを配置して、上流側部品３Ｕと下流側部品３Ｌとを接合することにより、接合に用いられる接合材料が下方に流出しにくくなる。言い換えると、接合材料が分割面Ｐ１の全面に略均等に存在することとなり、接合材料が不足することによる接合不良の発生を抑制することができる。

〔第２の実施形態〕
　次に、本発明の第２の実施形態について図５および図６を参照して説明する。
　本実施形態の圧縮機の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、分割面の位置が異なっている。よって、本実施形態においては、図５および図６を用いて分割面、上流側部品および下流側部品の構成を説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
　図５は、本実施形態に係る圧縮機のインペラの構成を説明する模式図である。図６は、図５のインペラにおける上流側部品および下流側部品の構成を説明する模式図である。
　なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

　本実施形態の遠心圧縮機（圧縮機）１１のインペラ１３には、図５および図６に示すように、分割面（接合面）Ｐ２において分割された上流側部品１３Ｕ、および、下流側部品１３Ｌが設けられている。

　上流側部品１３Ｕは、図６に示すように、分割面Ｐ２において下流側部品１３Ｌと接合されてインペラ１３を構成するものである。
　上流側部品１３Ｕには、シュラウド４と、上流翼部５Ｕと、が設けられている。

　下流側部品１３Ｌは、図６に示すように、分割面Ｐ２において上流側部品１３Ｕと接合されてインペラ１３を構成するものである。
　下流側部品１３Ｌには、下流翼部５Ｌと、ハブ６と、が設けられている。

　次に、本実施形態のインペラ１３における製造方法について説明する。
　インペラ１３は、図６に示すように、最初に、上流側部品１３Ｕおよび下流側部品１３Ｌが別々に形成される（形成工程）。
　上流側部品１３Ｕおよび下流側部品１３Ｌの形成は、鋳造や、機械加工などの公知の方法を用いることができ、特に限定するものではない。

　その後、別々に形成された上流側部品１３Ｕおよび下流側部品１３Ｌが、図５に示すように、分割面Ｐ２において接合されてインペラ１３が製造される（接合工程）。

　なお、分割面Ｐ２における接合としては、上述の拡散接合であってもよいし、ロウ付けであってもよいし、溶接であってもよく、特に限定するものではない。
　さらに、拡散接合としては、固相拡散接合に限らず、液相拡散接合としてもよい。

　上記の構成によれば、上流翼部５Ｕおよびシュラウド４が一体に形成された上流側部品１３Ｕと、下流翼部５Ｌおよびハブ６が一体に形成された下流側部品１３Ｌが分割面Ｐ２において接合されているため、加工バイトを用いて加工して製作されたインペラと比較して、削り残し部分が発生しにくい。そのため、インペラ１３における流体流れの乱れが抑制され、遠心圧縮機１１の性能の向上を図ることができる。

　さらに、上流翼部５Ｕとシュラウド４とが一体に形成され、下流翼部５Ｌとハブ６とが一体に形成されているため、インペラ１３が回転した際に高い応力が発生する部分の強度が確保され、インペラ１３の破損を防止することができる。

　具体的には、上流翼部５Ｕとシュラウド４との境界領域であって、下流側端部の近傍の高応力領域Ｒ３には、インペラ１３が回転した際に高い応力が発生する。この部分は、インペラ翼５とシュラウド４とを接合している場合と比較して、上流翼部５Ｕとシュラウド４とが一体に形成されているため、強度が確保され、インペラ１３の破損を防止することができる。

　同様に、下流翼部５Ｌとハブ６との境界領域であって、上流側端部の近傍の高応力領域Ｒ１や、下流側端部の近傍の高応力領域Ｒ２には、インペラ１３が回転した際に高い応力が発生する。これらの部分は、インペラ翼５とシュラウド４とを接合している場合と比較して、下流翼部５Ｌとハブ６とが一体に形成されているため、強度が確保され、インペラ１３の破損を防止することができる。

〔第３の実施形態〕
　次に、本発明の第３の実施形態について図７および図８を参照して説明する。
　本実施形態の圧縮機の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、分割面の位置が異なっている。よって、本実施形態においては、図７および図８を用いて分割面、上流側部品および下流側部品の構成を説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
　図７は、本実施形態に係る圧縮機のインペラの構成を説明する模式図である。図８は、図７のインペラにおける上流側部品および下流側部品の構成を説明する模式図である。
　なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

　本実施形態の遠心圧縮機（圧縮機）２１のインペラ２３には、図７および図８に示すように、分割面（接合面）Ｐ３において分割された上流側部品２３Ｕ、および、下流側部品２３Ｌが設けられている。

　上流側部品２３Ｕは、図８に示すように、分割面Ｐ３において下流側部品２３Ｌと接合されてインペラ２３を構成するものである。
　上流側部品２３Ｕには、上流シュラウド２４Ｕと、上流翼部２５Ｕとが設けられている。

　上流シュラウド２４Ｕは、図８に示すように、シュラウド４を分割面Ｐ３において２分割したうちの上流側（図８の上側）のものであり、分割面Ｐ３において下流シュラウド２４Ｌと接合されてシュラウド４を構成するものである。

　上流翼部２５Ｕは、図８に示すように、インペラ翼５を分割面Ｐ３において２分割したうちの上流側のものである。そのため、上流翼部２５Ｕには、下流翼部２５Ｌと接合される部分と、ハブ６と接合される部分とが形成されている。
　さらに、上流翼部２５Ｕは、上流シュラウド２４Ｕとともに上流側部品２３Ｕを一体に構成するものである。

　下流側部品２３Ｌは、図８に示すように、分割面Ｐ３において上流側部品２３Ｕと接合されてインペラ２３を構成するものである。
　下流側部品２３Ｌには、下流シュラウド２４Ｌと、下流翼部２５Ｌと、ハブ６と、が設けられている。

　下流シュラウド２４Ｌは、図８に示すように、シュラウド４を分割面Ｐ３において２分割したうちの下流側（図８の下側）のものであり、分割面Ｐ３において上流シュラウド２４Ｕと接合されてシュラウド４を構成するものである。

　下流翼部２５Ｌは、図８に示すように、インペラ翼５を分割面Ｐ３において２分割したうちの下流側のものであり、分割面Ｐ３において上流翼部２５Ｕと接合されてインペラ翼５を構成するものである。
　さらに、下流翼部２５Ｌは、下流シュラウド２４Ｌと、ハブ６とともに下流側部品２３Ｕを一体に構成するものである。

　分割面Ｐ３は、図７に示すように、回転軸線Ｌに対して略直交する方向に沿って延びてインペラ３およびシュラウド４を分割する部分と、ハブ６とインペラ３との接合面に沿って径方向内側に向かって上側（図７の上側）に向かって傾斜して延びる部分とから構成された面である。
　言い換えると、分割面Ｐ３は、上流側部品２３Ｕと下流側部品２３Ｌとが接合される面でもある。

　次に、本実施形態のインペラ２３における製造方法について説明する。
　インペラ２３は、図８に示すように、最初に、上流側部品２３Ｕおよび下流側部品２３Ｌが別々に形成される（形成工程）。
　上流側部品２３Ｕおよび下流側部品２３Ｌの形成は、鋳造や、機械加工や、放電加工などの公知の方法を用いることができ、特に限定するものではない。

　その後、別々に形成された上流側部品２３Ｕおよび下流側部品２３Ｌが、図７に示すように、分割面Ｐ３において接合されてインペラ２３が製造される（接合工程）。

　具体的には、分割面Ｐ３における上流翼部２５Ｕと下流翼部２５Ｌとが接合される部分は、ロウ付けにより接合される。
　言い換えると、上流側部品２３Ｕおよび下流側部品２３Ｌを接合する際に、略水平となる分割面Ｐ３、つまり、分割面Ｐ３における回転軸線Ｌに対して略直交する部分は、ロウ付けにより接合される。

　その一方で、分割面Ｐ３における上流翼部２５Ｕとハブ６とが接合される部分は、溶接により接合される。
　言い換えると、上流側部品２３Ｕおよび下流側部品２３Ｌを接合する際に、傾斜する面となる分割面Ｐ３の部分は溶接により接合される。

　上記の構成によれば、ハブ６が一体に形成されるため、ハブ６が分割される場合と比較して、ハブ６の強度を高くすることができる。
　ハブ６は、遠心圧縮機２１が運転される際に、力が働く部分であるため、強度が高いほうが望ましい。

　上流側部品２３Ｕおよび下流側部品２３Ｌを接合する際に、分割面Ｐ３が、略水平に延びる部分をロウ付けで接合することにより、ロウの流れ出しを抑制し、安定した接合を行うことができる。

　その一方で、分割面Ｐ３が傾斜する部分を溶接により接合することにより、ロウの流れ出しによる接合不良を防止することができる。さらに、接合精度の高いロウ付けによる接合部分を確保し、溶接による接合部分を限定することにより、上流側部品２３Ｕおよび下流側部品２３Ｌを高い精度で接合することができる。

　１，１１，２１　遠心圧縮機（圧縮機）
　３，１３，２３　インペラ
　３Ｕ，１３Ｕ，２３Ｕ　上流側部品
　３Ｌ，１３Ｌ，２３Ｌ　下流側部品
　４　シュラウド
　４Ｕ，２４Ｕ　上流シュラウド
　４Ｌ，２４Ｌ　下流シュラウド
　５　インペラ翼
　５Ｕ，２５Ｕ　上流翼部
　５Ｌ，２５Ｌ　下流翼部
　６　ハブ
　Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３　分割面（接合面）
　Ｌ　回転軸線

Claims (5)

1. 　回転軸線まわりに回転可能に支持され、流体流れにおける上流から下流に向かって拡径するハブと、
   　該ハブの外周面から径方向外側に向かって延びる複数のインペラ翼と、
   　流体流れにおける上流から下流に向かって拡径する円筒状に形成され、前記複数のインペラ翼の外周端を繋ぐシュラウドと、
   が設けられ、
   　前記インペラ翼は、前記回転軸線に対して略直交する方向に延びる接合面において接合された上流翼部および下流翼部から構成され、
   　前記上流翼部は、少なくとも前記シュラウドの一部と一体とされているとともに、前記下流翼部は、少なくとも前記ハブの一部と一体とされているインペラ。
2. 　前記シュラウドは、前記接合面において接合された上流シュラウドおよび下流シュラウドから構成され、
   　前記上流翼部は前記上流シュラウドと一体に構成されるとともに、前記下流翼部は、前記下流シュラウドおよび前記ハブと一体に構成されている請求項１記載のインペラ。
3. 　前記上流翼部は前記シュラウドと一体に構成されるとともに、前記下流翼部は前記ハブと一体に構成されている請求項１記載のインペラ。
4. 　請求項１から３のいずれかに記載のインペラが設けられている圧縮機。
5. 　インペラ翼を、ハブの回転軸線に対して略直交する方向に延びる分割面において分割したうちの流体流れにおける上流側の上流翼部、および少なくともシュラウドの一部を有する上流側部品と、
   　前記インペラ翼を前記分割面において分割したうちの下流側の下流翼部、および少なくとも前記ハブの一部を有する下流側部品と、
   を形成する形成工程と、
   　前記分割面が略水平になるように前記下流側部品を配置し、前記分割面において前記上流側部品および前記下流側部品を接合する接合工程と、
   を有するインペラの製造方法。

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