專利名稱：葉輪、壓縮機(jī)及葉輪的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明尤其涉及用于離心壓縮機(jī)或斜流壓縮機(jī)而帶有適當(dāng)?shù)淖o(hù)罩的葉輪、具有該葉輪的壓縮機(jī)及葉輪的制造方法。
背景技術(shù)：
通常，作為在離心壓縮機(jī)或斜流壓縮機(jī)中使用的葉輪公知有不具有護(hù)罩的開式葉輪及具有護(hù)罩的帶護(hù)罩的葉輪。已知與開式葉輪相比，帶護(hù)罩的葉輪不具有在葉輪的葉片與收納葉輪的殼體之間的間隙，因此具有流動損失等少而壓縮效率高的優(yōu)點。另一方面，帶護(hù)罩的葉輪由于具有護(hù)罩，因而存在比開式葉輪難以制造的問題。作為解決上述問題的方法，提出了將輪轂、葉片及護(hù)罩分別形成，在葉片與護(hù)罩之間進(jìn)行接合的方法；通過機(jī)械加工以一體加工的方式形成帶護(hù)罩的葉輪的方法；將葉輪分割形成內(nèi)側(cè)和外側(cè)而將兩者接合的方法等(例如，參照專利文獻(xiàn)1及2。)。專利文獻(xiàn)1 特開2004-036444號公報專利文獻(xiàn)2 特開2004-308647號公報然而，在上述的葉片與護(hù)罩之間進(jìn)行接合的方法中，由于接合部分傾斜，因此存在產(chǎn)生接合不良的可能性變高的問題。此外，在專利文獻(xiàn)1中記載的方法中，由于接合部分傾斜，因此存在產(chǎn)生接合不良的可能性變高的問題。例如，在作為接合方法使用擴(kuò)散接合時，配置在接合部分即葉片與護(hù)罩之間的接合材料在接合過程中可能向下方流落。因此，存在在上方的接合部分因接合材料的不足而引起接合不良的可能性變高的問題。此外，在上述的葉片與護(hù)罩之間進(jìn)行接合的方法中，在帶護(hù)罩的葉輪旋轉(zhuǎn)時，在葉片與護(hù)罩的接合部分的一部分產(chǎn)生高應(yīng)力。因此，葉片與護(hù)罩的接合可能被應(yīng)力破壞，產(chǎn)生帶護(hù)罩的葉輪的可靠性可能受損的問題。另一方面，在通過機(jī)械加工而一體加工帶護(hù)罩的葉輪的方法中，由于利用立銑刀等的加工刀具能夠加工的范圍被限制，因此存在與通過其他方法制造的帶護(hù)罩的葉輪相比性能劣化的問題。也就是說，在輪轂與護(hù)罩之間的空間即流體流動的空間，加工刀具與輪轂或護(hù)罩干涉而使能夠加工的范圍被限制，因此產(chǎn)生切削剩余的部分。該切削剩余的部分?jǐn)_亂在周圍流動的流體的流動，因此與通過不產(chǎn)生切削剩余的部分的其他的方法制作的帶護(hù)罩的葉輪相比性能劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述的問題而作出的，其目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性及性能的提高的葉輪、壓縮機(jī)及葉輪的制造方法。為了實現(xiàn)上述問題，本發(fā)明提供以下的機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的第一方案所涉及的葉輪中設(shè)有輪轂，其被支承為能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，且從流體流動的上游朝向下游擴(kuò)徑；多個葉輪葉片，其從該輪轂的外周面朝向徑向外側(cè)延伸；護(hù)罩，其形成為從流體流動的上游朝向下游擴(kuò)徑的圓筒狀，且將所述多個葉輪葉片的外周端連結(jié)。所述葉輪葉片包括在接合面接合的上游葉片部及下游葉片部，所述接合面沿相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線大致正交的方向延伸，所述上游葉片部至少與所述護(hù)罩的一部分形成為一體，且所述下游葉片部至少與所述輪轂的一部分形成為一體。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于至少與護(hù)罩的一部分形成為一體的上游葉片部和至少與輪轂的一部分形成為一體的下游葉片部在接合面接合，因此與使用加工刀具加工制作的葉輪相比，不易產(chǎn)生切削剩余部分，能夠抑制葉輪中的流體流動的混亂。S卩，與將葉輪整體一體地進(jìn)行加工的情況相比，上述的上游葉片部、上述的下游葉片部與加工刀具干涉的區(qū)域窄因而不易產(chǎn)生切削剩余部分。因此，在上游葉片部與下游葉片部在接合面接合的葉輪中不易產(chǎn)生切削剩余部分。進(jìn)而，由于上游葉片部至少與護(hù)罩的一部分形成為一體且下游葉片部至少與輪轂的一部分形成為一體，因此能夠確保在葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部分的強度，防止葉輪的破損。除此以外，與將葉輪葉片與護(hù)罩接合的方法相比，由上游葉片部及至少護(hù)罩的一部分構(gòu)成的部分和由下游葉片部及至少輪轂的一部分構(gòu)成的部分的制作精度提高。其結(jié)果是，將兩部分接合而構(gòu)成的葉輪的制作精度也提高。另一方面，由于在沿相對于旋轉(zhuǎn)軸線大致正交的方向延伸的接合面將至少上游葉片部及下游葉片部接合，因此能夠抑制接合面處的接合不良的產(chǎn)生。例如，在采用擴(kuò)散接合時，以使上述的接合面成為大致水平的方式配置下側(cè)葉片部及輪轂，而將至少上側(cè)葉片部與下側(cè)葉片部接合，因此用于接合的接合材料不易向下方流出。換言之，使接合材料大致均等地存在于接合面的整個面上，能夠抑制接合材料不足導(dǎo)致的接合不良的產(chǎn)生。在此，接合面沿相對于旋轉(zhuǎn)軸線大致正交的方向延伸是指也包括下述情況，S卩，也包括在接合面形成為中心線與旋轉(zhuǎn)軸線通用的圓錐狀的情況下，當(dāng)接合面的傾斜配置成與旋轉(zhuǎn)軸線大致垂直時，溶融的接合材料不會向下方流落的程度的情況。在本發(fā)明的第一方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選，所述護(hù)罩包括在所述接合面接合的上游護(hù)罩及下游護(hù)罩，所述上游葉片部與所述上游護(hù)罩構(gòu)成為一體，且所述下游葉片部與所述下游護(hù)罩及所述輪轂構(gòu)成為一體。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于與上游護(hù)罩形成為一體的上游葉片部和與下游護(hù)罩及輪轂形成為一體的下游葉片部在接合面接合，因此與使用加工刀具加工制作而成的葉輪相比，不易產(chǎn)生切削剩余部分，能夠抑制葉輪中的流體流動的混亂。進(jìn)而，由于上游葉片部與上游護(hù)罩形成為一體且下游葉片部與下游護(hù)罩及輪轂形成為一體，因此能夠確保在葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部分的強度，防止葉輪的破損。例如，在下游葉片部與輪轂的交界區(qū)域的上游側(cè)端部附近部分、下游側(cè)端部附近部分、下游葉片部與下游護(hù)罩的交界區(qū)域的下游側(cè)端部附近部分，在葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力。與將葉輪葉片與護(hù)罩接合的情況相比，由于下游葉片部與下游護(hù)罩及輪轂形成為一體， 因此能夠確保這些部分的強度，防止葉輪的破損。
在本發(fā)明的第一方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選，所述上游葉片部與所述護(hù)罩構(gòu)成為一體，且所述下游葉片部與所述輪轂構(gòu)成為一體。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于與護(hù)罩形成為一體的上游葉片部和與輪轂形成為一體的下游葉片部在接合面接合，因此與使用加工刀具加工制作成的葉輪相比，不易產(chǎn)生切削剩余部分， 能夠抑制葉輪中的流體流動的混亂。進(jìn)而，由于上游葉片部與護(hù)罩形成為一體且下游葉片部與輪轂形成為一體，因此能夠確保在葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部分的強度，防止葉輪的破損。例如，在上游葉片部與護(hù)罩的交界區(qū)域的下游側(cè)端部附近部分，在葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力。與將葉輪葉片與護(hù)罩接合的情況相比，由于上游葉片部與護(hù)罩形成為一體，因此能夠確保該部分的強度，防止葉輪的破損。同樣地，在下游葉片部與輪轂的交界區(qū)域的上游側(cè)端部附近部分、下游側(cè)端部的附近部分，在葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力。與將葉輪葉片與護(hù)罩接合的情況相比，由于下游葉片部與輪轂形成為一體，因此能確保這些部分的強度，防止葉輪的破損。在本發(fā)明的第二方案所涉及的壓縮機(jī)中設(shè)有上述第一方案的葉輪。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于設(shè)有上述第一方案的葉輪，因此能夠抑制葉輪中的流體流動的混亂。進(jìn)而，能夠確保在葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部分的強度，防止葉輪的破損。除此以外，葉輪的制作精度也提高。另一方面，能夠抑制葉輪的接合面處的接合不良的產(chǎn)生。本發(fā)明的第三方案所涉及的葉輪的制造方法包括形成工序和接合工序，在所述形成工序中形成上游側(cè)部件，其具有將葉輪葉片在分割面分割成的部分中的流體流動的上游側(cè)的上游葉片部、及至少護(hù)罩的一部分，所述分割面沿相對于輪轂的旋轉(zhuǎn)軸線大致正交的方向延伸；下游側(cè)部件，其具有將所述葉輪葉片在所述分割面分割成的部分中的下游側(cè)的下游葉片部、及至少所述輪轂的一部分，在所述接合工序中，以使所述分割面成為大致水平的方式配置所述下游側(cè)部件，并在所述分割面將所述上游側(cè)部件及所述下游側(cè)部件接
I=I O根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于在形成由上游葉片部及至少護(hù)罩的一部分一體形成的上游側(cè)部件和由下游葉片部及至少輪轂的一部分一體形成的下游側(cè)部件后，將上游側(cè)部件與下游側(cè)部件接合，因此與使用加工刀具加工制作成的葉輪相比，不易產(chǎn)生切削剩余部分，能夠抑制葉輪中的流體流動的混亂。進(jìn)而，由于上游葉片部至少與護(hù)罩的一部分形成為一體且下游葉片部至少與輪轂的一部分形成為一體，因此能夠確保上游側(cè)部件及下游側(cè)部件中的在葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部分的強度，防止葉輪的破損。除此以外，與將葉輪葉片與護(hù)罩接合的方法相比，由于上游側(cè)部件和下游側(cè)部件的制作精度提高，因此將兩部件接合而成的葉輪的制作精度也提高。另一方面，由于以使分割面成為大致水平的方式配置下游側(cè)部件，并將上游側(cè)部件及下游側(cè)部件接合，因此能夠抑制分割面處的接合不良的產(chǎn)生。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的葉輪、壓縮機(jī)及葉輪的制造方法，葉輪的制作精度提高，葉輪中的流體流動的混亂被抑制，因此發(fā)揮能夠?qū)崿F(xiàn)性能提高的效果。進(jìn)而，由于通過確保在葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部分的強度，從而防止葉輪的破損，并且抑制葉輪的接合面處的接合不良的產(chǎn)生，因此發(fā)揮能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性提高的效果。


圖1是說明本發(fā)明的第一實施方式的壓縮機(jī)的大致結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是說明圖1的葉輪中的上游側(cè)部件及下游側(cè)部件的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是說明在葉輪的旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部位的葉輪的局部立體圖。圖4是說明在葉輪的旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部位的葉輪的局部立體圖。圖5是說明本發(fā)明的第二實施方式所涉及的壓縮機(jī)的葉輪的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6是說明圖5的葉輪中的上游側(cè)部件及下游側(cè)部件的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7是說明本發(fā)明的第三實施方式所涉及的壓縮機(jī)的葉輪的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖8是說明圖7的葉輪中的上游側(cè)部件及下游側(cè)部件的結(jié)構(gòu)的示意圖。符號說明1、11、21離心壓縮機(jī)(壓縮機(jī))3、13、23 葉輪3U、13U、23U 上游側(cè)部件3L、13L、23L 下游側(cè)部件4 護(hù)罩4U、24U上游護(hù)罩4L、24L下游護(hù)罩5葉輪葉片5U、25U上游葉片部5L、25L下游葉片部6 輪轂P1、P2、P3分割面(接合面)L旋轉(zhuǎn)軸線
具體實施例方式〔第一實施方式〕以下，參照圖1至圖4對本發(fā)明的第一實施方式所涉及的壓縮機(jī)進(jìn)行說明。圖1是說明本實施方式的壓縮機(jī)的大致結(jié)構(gòu)的示意圖。在本實施方式中，將本發(fā)明的壓縮機(jī)適用于對化學(xué)工廠中的生產(chǎn)氣體(流體)進(jìn)行壓力輸送的離心壓縮機(jī)來進(jìn)行說明，但不局限于離心壓縮機(jī)，也可以適用于斜流壓縮機(jī)， 或適用于為了其他目的而使用的壓縮機(jī)，沒有特別的限定。如圖1所示，離心壓縮機(jī)(壓縮機(jī))1是將從上游側(cè)(圖1的上側(cè))吸入的流體向下游側(cè)(圖1的左右方向)進(jìn)行壓力輸送的設(shè)備。如圖1所示，在離心壓縮機(jī)1中設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸2和葉輪3。
如圖1所示，旋轉(zhuǎn)軸2是被支承為能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線L旋轉(zhuǎn)的大致圓柱狀的構(gòu)件，是將從外部傳遞的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力向葉輪3傳遞的構(gòu)件。圖2是說明圖1的葉輪3中的上游側(cè)部件及下游側(cè)部件的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1及圖2所示，葉輪3通過旋轉(zhuǎn)軸2被驅(qū)動為繞旋轉(zhuǎn)軸線L旋轉(zhuǎn)，通過被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而從上游側(cè)吸入流體，并向下游側(cè)噴出流體。在葉輪3上設(shè)置有在分割面(接合面)P1被分割而成的上游側(cè)部件3U及下游側(cè)部件3L。分割面Pl是沿相對于旋轉(zhuǎn)軸線L大致正交的方向延伸的面，是將葉輪3分成上游側(cè)部件3U和下游側(cè)部件3L的面，并且也是上游側(cè)部件3U與下游側(cè)部件3L接合的面。如圖1及圖2所示，分割面Pl可以是平面狀的面，也可以是以旋轉(zhuǎn)軸線L為軸線的圓錐面狀的面，沒有特別的限定。在分割面Pl為圓錐狀的面的情況下，當(dāng)分割面Pl的傾斜配置成與旋轉(zhuǎn)軸線L大致垂直時，成為用于上游側(cè)部件3U及下游側(cè)部件3L的溶融的接合材料不會向下方流落的程度。如圖1所示，上游側(cè)部件3U在分割面Pl與下游側(cè)部件3L接合而構(gòu)成葉輪3。在上游側(cè)部件3U中設(shè)有上游護(hù)罩4U和上游葉片部5U。如圖1所示，上游護(hù)罩4U是將護(hù)罩4在分割面Pl分割成的兩部分中的上游側(cè)(圖 1的上側(cè))的部分，其在分割面Pl與下游護(hù)罩4L接合而構(gòu)成護(hù)罩4。此外，上游護(hù)罩4U與上游葉片部5U共同一體地構(gòu)成上游側(cè)部件3U。如圖1所示，護(hù)罩4是從上游側(cè)朝向下游側(cè)擴(kuò)徑的圓筒狀或朝向徑向外側(cè)向輪轂 6側(cè)傾斜的環(huán)板狀的構(gòu)件。并且，護(hù)罩4將多個葉輪葉片5的前端部連結(jié)。需要說明的是，作為護(hù)罩4的形狀可以使用公知的形狀，沒有特別的限定。如圖1所示，上游葉片部5U是將葉輪葉片5在分割面Pl分割成的兩部分中的上游側(cè)的部分，其在分割面Pl與下游葉片部5L接合而構(gòu)成葉輪葉片5。并且，上游葉片部5U 與上游護(hù)罩4U共同一體地構(gòu)成上游側(cè)部件3U。如圖1所示，葉輪葉片5是從輪轂6的外周面朝向徑向的外側(cè)延伸的葉片，并沿以旋轉(zhuǎn)軸線L為中心的周方向等間隔地配置。需要說明的是，作為葉輪葉片5可以使用公知的形狀，沒有特別的限定。如圖1所示，下游側(cè)部件3L在分割面Pl與上游側(cè)部件3U接合而構(gòu)成葉輪3。在下游側(cè)部件3L中設(shè)有下游護(hù)罩4L、下游葉片部5L和輪轂6。 如圖1所示，下游護(hù)罩4L是將護(hù)罩4在分割面Pl分割成的兩部分中的下游側(cè)(圖 1的下側(cè))的部分，其在分割面Pl與上游護(hù)罩4U接合而構(gòu)成護(hù)罩4。并且，下游護(hù)罩4L與下游葉片部5L及輪轂6共同一體地構(gòu)成下游側(cè)部件3L。如圖1所示，下游葉片部5L是將葉輪葉片5在分割面Pl分割成的兩部分中的下游側(cè)的部分，其在分割面Pl與上游葉片部5U接合而構(gòu)成葉輪葉片5。并且，下游葉片部5L與下游護(hù)罩4L及輪轂6共同一體地構(gòu)成下游側(cè)部件3L。如圖1所示，輪轂6被旋轉(zhuǎn)軸2支承為能夠旋轉(zhuǎn)，且形成為從流體流動的上游側(cè)朝向下游側(cè)擴(kuò)徑的大致圓錐狀。葉輪葉片5朝向徑向外側(cè)設(shè)置在輪轂6的外周面。在此，對葉輪3被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時產(chǎn)生高應(yīng)力的部分進(jìn)行說明。
圖3及圖4是對葉輪3的旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部位進(jìn)行說明的葉輪3的局部立體圖。如圖3及圖4所示，當(dāng)葉輪3旋轉(zhuǎn)時，在下游葉片部5L與輪轂6的交界區(qū)域的上游側(cè)端部附近的高應(yīng)力區(qū)域R1、下游側(cè)端部附近的高應(yīng)力區(qū)域R2、以及下游葉片部5L與下游護(hù)罩4L的交界區(qū)域的下游側(cè)端部的附近的高應(yīng)力區(qū)域R3產(chǎn)生高應(yīng)力。在本實施方式中，如圖1及圖2所示，葉輪3在分割面Pl被分成上游側(cè)部件3U及下游側(cè)部件3L。因此，上述的高應(yīng)力區(qū)域Rl、R2、R3屬于一體形成的下游側(cè)部件3L。接下來，對本實施方式的葉輪3的制造方法進(jìn)行說明。如圖2所示，葉輪3最初分別形成上游側(cè)部件3U及下游側(cè)部件3L(形成工程)。上游側(cè)部件3U及下游側(cè)部件3L的形成可以使用鑄造、機(jī)械加工或放電加工等公知的方法，沒有特別的限定。然后，如圖1所示，將分別形成的上游側(cè)部件3U及下游側(cè)部件3L在分割面Pl接合而制造葉輪3 (接合工程)。在本實施方式中，適用將分割面Pl處的上游側(cè)部件3U及下游側(cè)部件3L擴(kuò)散接合的示例進(jìn)行說明。在接合上游側(cè)部件3U及下游側(cè)部件3L時，以使旋轉(zhuǎn)軸線L大致垂直的方式，換言之即以使分割面Pl大致水平的方式配置下游側(cè)部件3L，并在分割面Pl上涂敷接合材料。然后，如圖1所示，在下游側(cè)部件3L上配置上游側(cè)部件3U，并將上游側(cè)部件3U及下游側(cè)部件3L放置在爐的內(nèi)部等高溫環(huán)境下，由此進(jìn)行擴(kuò)散接合。需要說明的是，作為分割面Pl處的接合可以為上述的擴(kuò)散接合，也可以為釬焊或焊接，沒有特別的限定。進(jìn)而，作為擴(kuò)散接合不局限于固相擴(kuò)散接合，也可以為液相擴(kuò)散接合。接下來，對由上述的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的離心壓縮機(jī)1的動作進(jìn)行說明。如圖1所示，離心壓縮機(jī)1通過利用旋轉(zhuǎn)軸2驅(qū)動葉輪3旋轉(zhuǎn)而將流體從上游側(cè) (圖1的上方)吸入到輪轂6與護(hù)罩4之間、換言之即葉輪葉片5所配置的空間。并且，被吸入的流體在葉輪葉片5的作用下沿著輪轂6或護(hù)罩4的壁面向下游側(cè) (圖1的左右方向)送出。被送出的流體在離心壓縮機(jī)1的擴(kuò)散器(未圖示)中動能的一部分轉(zhuǎn)換成壓力，然后從離心壓縮機(jī)1噴出。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，由于由上游葉片部5U及上游護(hù)罩4U —體形成的上游側(cè)部件3U 和由下游葉片部5L、下游護(hù)罩4L及輪轂6 —體形成的下游側(cè)部件3L在分割面Pl接合，因此與使用加工刀具加工制作的葉輪相比，不易產(chǎn)生切削剩余部分。因此，能夠抑制葉輪3中的流體流動的混亂，實現(xiàn)離心壓縮機(jī)1的性能的提高。S卩，上游側(cè)部件3U和下游側(cè)部件3L與一體地對葉輪3整體進(jìn)行加工的情況相比， 與加工刀具干涉的區(qū)域窄所以不易產(chǎn)生切削剩余部分。因此，在上游側(cè)部件3U與下游側(cè)部件3L在分割面Pl接合而形成的葉輪3中，不易產(chǎn)生切削剩余部分。此外，由于上游葉片部5U和上游護(hù)罩4U形成為一體且下游葉片部5L、下游護(hù)罩 4L及輪轂6形成為一體，因此能夠確保葉輪3旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部分的強度。因此，能夠防止葉輪3的破損，實現(xiàn)離心壓縮機(jī)1的可靠性的提高。具體而言，在下游葉片部5L與輪轂6的交界區(qū)域的上游側(cè)端部附近的高應(yīng)力區(qū)域R1、下游側(cè)端部附近的高應(yīng)力區(qū)域R2、下游葉片部5L與下游護(hù)罩4L的交界區(qū)域的下游側(cè)端部附近的高應(yīng)力區(qū)域R3，在葉輪3旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力。與將葉輪葉片5與護(hù)罩4接合的情況相比，由于下游葉片部5L、下游護(hù)罩4L及輪轂6形成為一體，因此能夠確保這些部分的強度，能夠防止葉輪3的破損。除此以外，與將葉輪葉片與護(hù)罩接合的方法相比，由于上游側(cè)部件3U和下游側(cè)部件3L的制作精度提高，所以具有將兩者接合而成的葉輪3及具有葉輪3的離心壓縮機(jī)1的制作精度提高。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)葉輪3或離心壓縮機(jī)1的可靠性和性能的提高。另一方面，由于以使分割面Pl成為大致水平的方式配置下游側(cè)部件3L而將上游側(cè)部件3U及下游側(cè)部件3L接合，因此能夠抑制分割面Pl處的接合不良的產(chǎn)生。具體而言，在使用擴(kuò)散接合的本實施方式的情況下，以使上述的接合面成為大致水平的方式配置下游側(cè)部件3L而將上游側(cè)部件3U與下游側(cè)部件3L接合，從而用于接合的接合材料難以向下方流出。換言之，接合材料大致均等地存在于分割面Pl的整個面上，由此能夠抑制接合材料不足導(dǎo)致的接合不良的產(chǎn)生?！驳诙嵤┓绞健辰酉聛恚瑓⒄請D5及圖6對本發(fā)明的第二實施方式進(jìn)行說明。本實施方式的壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同，但分割面的位置與第一實施方式不同。因此，在本實施方式中，利用圖5及圖6說明分割面、上游側(cè)部件及下游側(cè)部件的結(jié)構(gòu)，省略其他構(gòu)成要件等的說明。圖5是說明本實施方式所涉及的壓縮機(jī)的葉輪的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6是說明圖5 的葉輪中的上游側(cè)部件及下游側(cè)部件的結(jié)構(gòu)的示意圖。需要說明的是，對與第一實施方式相同的構(gòu)成要件標(biāo)注相同的符號并省略其說明。如圖5及圖6所示，在本實施方式的離心壓縮機(jī)(壓縮機(jī))11的葉輪13中設(shè)有在分割面(接合面)P2被分割而成的上游側(cè)部件13U及下游側(cè)部件13L。如圖6所示，上游側(cè)部件13U在分割面P2與下游側(cè)部件13L接合而構(gòu)成葉輪13。在上游側(cè)部件13U中設(shè)有護(hù)罩4和上游葉片部5U。如圖6所示，下游側(cè)部件13L在分割面P2與上游側(cè)部件13U接合而構(gòu)成葉輪13。在下游側(cè)部件13L中設(shè)有下游葉片部5L和輪轂6。接下來，對本實施方式的葉輪13的制造方法進(jìn)行說明。如圖6所示，葉輪13在最初分別形成上游側(cè)部件13U及下游側(cè)部件13L(形成工程)。上游側(cè)部件13U及下游側(cè)部件13L的形成可以使用鑄造、機(jī)械加工等公知的方法， 沒有特別的限定。然后，如圖5所示，分別形成的上游側(cè)部件13U及下游側(cè)部件13L在分割面P2接合而制造葉輪13 (接合工程)。需要說明的是，作為分割面P2處的接合可以為上述的擴(kuò)散接合，也可以為釬焊或焊接，沒有特別的限定。進(jìn)而，作為擴(kuò)散接合不局限于固相擴(kuò)散接合，也可以是液相擴(kuò)散接合。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，由于由上游葉片部5U及護(hù)罩4 一體形成的上游側(cè)部件13U和由下游葉片部5L及輪轂6 —體形成的下游側(cè)部件13L在分割面P2接合，因此與使用加工刀具加工制作的葉輪相比，不易產(chǎn)生切削剩余部分。因此，葉輪13中的流體流動的混亂被抑制，能夠?qū)崿F(xiàn)離心壓縮機(jī)11的性能的提高。進(jìn)而，由于上游葉片部5U與護(hù)罩4形成為一體，下游葉片部5L與輪轂6形成為一體，因此能夠確保在葉輪13旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高應(yīng)力的部分的強度，防止葉輪13的破損。具體而言，在上游葉片部5U與護(hù)罩4的交界區(qū)域的下游側(cè)端部附近的高應(yīng)力區(qū)域 R3，在葉輪13旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生高應(yīng)力。與將葉輪葉片5和護(hù)罩4接合的情況相比，由于上游葉片部5U與護(hù)罩4形成為一體，因此能夠確保該部分的強度，防止葉輪13的破損。同樣地，在下游葉片部5L與輪轂6的交界區(qū)域的上游側(cè)端部附近的高應(yīng)力區(qū)域 R1、下游側(cè)端部附近的高應(yīng)力區(qū)域R2，在葉輪13旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生高應(yīng)力。與將葉輪葉片5和護(hù)罩4接合的情況相比，由于下游葉片部5L與輪轂6形成為一體，因此能夠確保這些部分的強度，防止葉輪13的破損。〔第三實施方式〕接下來，參照圖7及圖8對本發(fā)明的第三實施方式進(jìn)行說明。本實施方式的壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同，但分割面的位置與第一實施方式不同。由此，在本實施方式中，利用圖7及圖8說明分割面、上游側(cè)部件及下游側(cè)部件的結(jié)構(gòu)，省略其他構(gòu)成要件等的說明。圖7是說明本實施方式所涉及的壓縮機(jī)的葉輪的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖8是說明圖7 的葉輪中的上游側(cè)部件及下游側(cè)部件的結(jié)構(gòu)的示意圖。需要說明的是，對與第一實施方式相同的構(gòu)成要件標(biāo)注相同的符號并省略其說明。如圖7及圖8所示，在本實施方式的離心壓縮機(jī)(壓縮機(jī))21的葉輪23中設(shè)有在分割面(接合面)P3被分割成的上游側(cè)部件23U及下游側(cè)部件23L。如圖8所示，上游側(cè)部件23U在分割面P3與下游側(cè)部件23L接合而構(gòu)成葉輪23。在上游側(cè)部件23U中設(shè)有上游護(hù)罩24U和上游葉片部25U。如圖8所示，上游護(hù)罩24U是將護(hù)罩4在分割面P3分割成的兩部分中的上游側(cè) (圖8的上側(cè))的部分，且在分割面P3與下游護(hù)罩24L接合而構(gòu)成護(hù)罩4。如圖8所示，上游葉片部25U是將葉輪葉片5在分割面P3分割成的兩部分中的上游側(cè)的部分。因此，在上游葉片部25U上形成有與下游葉片部25L接合的部分和與輪轂6 接合的部分。進(jìn)而，上游葉片部25U與上游護(hù)罩24U共同一體地構(gòu)成上游側(cè)部件23U。如圖8所示，下游側(cè)部件23L是在分割面P3與上游側(cè)部件23U接合而構(gòu)成葉輪23 的部件。在下游側(cè)部件23L中設(shè)有下游護(hù)罩24L、下游葉片部25L和輪轂6。如圖8所示，下游護(hù)罩24L是將護(hù)罩4在分割面P3分割成的兩部分中的下游側(cè) (圖8的下側(cè))的部分，且在分割面P3與上游護(hù)罩24U接合而構(gòu)成護(hù)罩4。如圖8所示，下游葉片部25L是將葉輪葉片5在分割面P3分割成的兩部分中的下游側(cè)的部分，且在分割面P3與上游葉片部25U接合而構(gòu)成葉輪葉片5。進(jìn)而，下游葉片部25L與下游護(hù)罩ML、輪轂6共同一體地構(gòu)成下游側(cè)部件23U。
如圖7所示，分割面P3由如下兩個部分構(gòu)成的面，所述兩個部分為沿相對于旋轉(zhuǎn)軸線L大致正交的方向延伸而分割葉輪23及護(hù)罩4的部分、沿著輪轂6與葉輪23的接合面而朝向徑向內(nèi)側(cè)向上側(cè)(圖7的上側(cè))傾斜地延伸的部分。換言之，分割面P3是將上游側(cè)部件23U與下游側(cè)部件23L接合的面。接下來，對本實施方式的葉輪23的制造方法進(jìn)行說明。如圖8所示，葉輪23最初分別形成上游側(cè)部件23U及下游側(cè)部件23L (形成工程)。上游側(cè)部件23U及下游側(cè)部件23L的形成可以使用鑄造、機(jī)械加工或放電加工等公知的方法，沒有特別的限定。然后，如圖7所示，將分別形成的上游側(cè)部件23U及下游側(cè)部件23L在分割面P3 接合而制造葉輪23 (接合工程)。 具體而言，分割面P3處的上游葉片部25U與下游葉片部25L接合的部分通過釬焊接合。換言之，在接合上游側(cè)部件23U及下游側(cè)部件23L時，大致水平的分割面P3、即分割面P3中的相對于旋轉(zhuǎn)軸線L大致正交的部分通過釬焊接合。另一方面，分割面P3處的上游葉片部25U與輪轂6接合的部分通過焊接接合。換言之，在接合上游側(cè)部件23U及下游側(cè)部件23L時，成為傾斜的面的分割面P3 的部分通過焊接接合。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，由于輪轂6 —體形成，因此與將輪轂6分割的情況相比，能夠提高輪轂6的強度。輪轂6是在離心壓縮機(jī)21運轉(zhuǎn)時力作用的部分，因此優(yōu)選強度高。在接合上游側(cè)部件23U及下游側(cè)部件23L時，分割面P3的大致水平地延伸的部分通過釬焊接合，由此抑制焊劑的流出，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的接合。另一方面，分割面P3的傾斜的部分通過焊接接合，由此能夠防止焊劑的流出導(dǎo)致的接合不良。進(jìn)而，通過確保接合精度高的釬焊形成的接合部分，并限定焊接形成的接合部分，由此能夠以高精度接合上游側(cè)部件23U及下游側(cè)部件23L。
權(quán)利要求
1.一種葉輪，設(shè)有輪轂，其被支承為能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，且從流體流動的上游朝向下游擴(kuò)徑；多個葉輪葉片，其從該輪轂的外周面朝向徑向外側(cè)延伸；護(hù)罩，其形成為從流體流動的上游朝向下游擴(kuò)徑的圓筒狀，且將所述多個葉輪葉片的外周端連結(jié)，所述葉輪葉片包括在接合面接合的上游葉片部及下游葉片部，所述接合面沿相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線大致正交的方向延伸，所述上游葉片部至少與所述護(hù)罩的一部分形成為一體，且所述下游葉片部至少與所述輪轂的一部分形成為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪，其中，所述護(hù)罩包括在所述接合面接合的上游護(hù)罩及下游護(hù)罩，所述上游葉片部與所述上游護(hù)罩構(gòu)成為一體，且所述下游葉片部與所述下游護(hù)罩及所述輪轂構(gòu)成為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪，其中，所述上游葉片部與所述護(hù)罩構(gòu)成為一體，且所述下游葉片部與所述輪轂構(gòu)成為一體。
4.一種壓縮機(jī)，其設(shè)有權(quán)利要求1至3中任一項所述的葉輪。
5.一種葉輪的制造方法，包括形成工序和接合工序，在所述形成工序中形成上游側(cè)部件，其具有將葉輪葉片在分割面分割成的部分中的流體流動的上游側(cè)的上游葉片部、及至少護(hù)罩的一部分，所述分割面沿相對于輪轂的旋轉(zhuǎn)軸線大致正交的方向延伸；下游側(cè)部件，其具有將所述葉輪葉片在所述分割面分割成的部分中的下游側(cè)的下游葉片部、及至少所述輪轂的一部分，在所述接合工序中，以使所述分割面成為大致水平的方式配置所述下游側(cè)部件，并在所述分割面將所述上游側(cè)部件及所述下游側(cè)部件接合。
全文摘要
本發(fā)明提供葉輪、壓縮機(jī)及葉輪的制造方法。輪轂(6)被支承為能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線(L)旋轉(zhuǎn)，且從流體流動的上游朝向下游擴(kuò)徑。多個葉輪葉片(5)從輪轂(6)的外周面朝向徑向外側(cè)延伸。護(hù)罩(4)形成為從流體流動的上游朝向下游擴(kuò)徑的圓筒狀，并將多個葉輪葉片(5)的外周端連結(jié)。葉輪葉片(5)包括在沿相對于旋轉(zhuǎn)軸線(L)大致正交的方向延伸的接合面(P1)接合的上游葉片部(5U)及下游葉片部(5L)。上游葉片部(5U)至少與護(hù)罩(4)的一部分形成為一體，下游葉片部(5L)至少與輪轂(6)的一部分形成為一體。由此，葉輪(3)及壓縮機(jī)(1)的可靠性及性能提高。
文檔編號F04D29/28GK102203428SQ201080003067
公開日2011年9月28日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者中庭彰宏, 安井豐明, 宮川和芳, 渡部裕二郎, 紺野勇哉 申請人:三菱重工業(yè)株式會社