JPH08303389A - 遠心羽根車及び該遠心羽根車の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】インデュ−サ部に羽根を有する側板付きの高性
能な遠心羽根車を容易に製造できるようにする。 【構成】流れを軸方向から半径方向に変えるインデュ−
サ部の３次元の羽根１ｄは心板１ｂのみに形成し、その
下流の半径方向外向きの主羽根１ａは心板１ｂと側板１
ｃに結合するように形成する。インデューサ部の羽根１
ｄは側板１ｃに結合しないので低コストで製造すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠心圧縮機や遠心ブロ
ワーなどに使用される遠心羽根車及び該遠心羽根車の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】遠心圧縮機や遠心ブロワーなどに使用さ
れる側板を有する一般的な遠心羽根車１は、図２０に示
すように、回転軸２に取り付けられる心板１ｂと側板１
ｃの間に羽根１ａを円形翼列状に備え、インデューサ部
から軸方向に流入した気流８を羽根１ａで加圧して外周
方向に吹き出す構成である。

【０００３】このような側板を有する遠心羽根車の製造
方法には、鋳造する製造方法や切削加工部品を溶接等で
結合して組み立てる製造方法がある。後者の方法は、特
に羽根と心板あるいは側板を結合する方法として、 １）羽根を一方の板（例えば心板）に機械加工による削
り出しで形成し、この羽根の先端に他方の板（例えば側
板）を溶接する方法 ２）羽根を単独で製作してその両端に両方の板（心板と
側板）を溶接する方法 ３）羽根の高さが低くて通常の溶接が困難な場合は、一
方の板に機械加工による削り出しで羽根を形成し、この
羽根の先端を他方の板にスロット溶接する方法 ４）両方の板の各々に機械加工による削り出しで羽根を
形成し、羽根と羽根を拡散接合により結合する方法 などがある。その他には、実開昭６２−４０２９８号公
報に記載されたように、遠心羽根車の羽根の上流に複数
のリブを設け、リブ付きの側板と羽根付きの心板を主羽
根を介して一体的に組み立てる方法もある。

【０００４】遠心羽根車を羽根形状で分類すると、１つ
の分け方として、２次元羽根車と３次元羽根車に分けら
れる。一般に、３次元羽根車は、２次元羽根車に較べて
高性能であるが製造コストが高くなる問題がある。特
に、羽根のねじれ、即ち羽根の３次元性が顕著になる
と、前述した１），２）の方法では溶接結合に手間がか
かり、特にインデュ−サ部の羽根は羽根の曲がりに加え
て流路も軸方向から半径方向に変化するために、溶接作
業が難しくなる。また、溶接後の表面の仕上げ加工も難
しくなる等の問題がある。そして、更に羽根の高さが低
くなると、前記３），４）の方法によっても製造が困難
で、製造コストが高くなるばかりでなく、強度的な信頼
性も低下する問題がある。

【０００５】遠心羽根車における羽根の配置形態につい
ては、特開昭６２−２９１４９８号公報に記載されたよ
うに、羽根を気体の流れ方向に複数個に分割し、分割し
た羽根に周方向の位相のずれを設けているもの、また、
実公平３−５５８３９号公報に記載されたように、羽根
を気流方向に２分割し、下流側の羽根数を上流側の２倍
にしているものが見られる。これらの公報に記載された
このような羽根は、何れも側板なしの遠心羽根車に適用
されている。

【０００６】また、遠心羽根車の羽根単独の形状につい
てみると、前記２次元や３次元形状の他に羽根の厚さに
関しては、羽根の前縁から後縁までの範囲で該羽根の厚
さを一定にした運心羽根車の他に、米国特許第３，７８
８，８６５号明細書及び図面や特開平３−２１００９９
号公報などに記載されたように、羽根の前縁から後縁に
向かって羽根の厚さを徐々に厚くしたものがある。これ
らの遠心羽根車は、取扱流量、即ち容量の小さい、換言
すれば比速度の小さい羽根車に適用されるもので、従っ
て、羽根の高さは低く、２次元形状となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】３次元形状の羽根にお
いて、羽根の入口の流路の高さ方向の全域に亘って羽根
角度を気流に合わせることができれば、高い効率が得ら
れる。しかし、３次元羽根車は製造コストが高く、ま
た、取扱流量の小さい圧縮機、即ち低比速度の遠心羽根
車では流路の高さが低くなるために側板を有する３次元
形の遠心羽根車の製造は極めて困難になる。従って、多
段の圧縮機では、特に低比速度段では２次元の遠心羽根
車を用いている。また、従来は、低比速度領域では、流
路の高さ、即ち羽根の高さが低いので該羽根を３次元化
することによる効果は小さいと考えられていた。

【０００８】従来の２次元の遠心羽根車では、羽根の形
状が２次元という制約から、その羽根の前縁は、該遠心
羽根車に流入した気流が軸方向から半径方向に転向した
部分に位置することになるため、該２次元遠心羽根車は
３次元羽根のインデュ−サ部を持つ遠心羽根車に比べて
前縁の平均半径が大きくなる。従って、同一回転数では
流入部分の遠心羽根車の周速が大きくなり、流入相対速
度も大きくなるという短所があった。

【０００９】実開昭６２−４０２９８号公報に記載され
た遠心羽根車は、該遠心羽根車の羽根の上流、即ち気流
が軸方向を向いている部分に複数のリブを設けている。
このリブを一種の羽根と見做しても、該リブは側板側に
も結合されていることや、軸方向部分のみに取り付けら
れた板状の形状であることなどから、性能面でのメリッ
トは少なく、逆に羽根車上流の気流を乱して性能低下を
招く可能性が高い。

【００１０】従って、本発明の第１の目的は、遠心羽根
車のインデュ−サ部に流入する気流の相対速度を低減す
ることにより摩擦損失を小さくした製造が簡単な遠心羽
根車を提供することにある。

【００１１】遠心羽根車の内部の気流は全体として減速
流となり、適正な減速を行わせることにより高い効率が
得られる。そして、流体機械を広い作動範囲で安定に運
転するためには、遠心羽根車は、その内部で気流の剥離
や失速が起こらないようにしなければならない。この剥
離や失速を防止する方法の１つに、特開昭６２−２９１
４９８号公報や実公平３−５５８３９号公報に記載され
た遠心羽根車のように、羽根を２列に配置し、１列目と
２列目の羽根の配置を周方向にずらすことにより、１列
目の羽根の吹き出し効果で羽根面の境界層の発達を抑制
する方法がある。しかしながら、これらの方法は、何れ
も側板のない遠心羽根車で行っているため、羽根の先端
部の側板側には漏れ気流が発生する。比速度が大きくて
全体の流れに対してこの漏れの影響が極めて小さい遠心
羽根車の場合はこの方法も効果的であるが、低比速度段
では、羽根の高さに対する先端の隙間の比率が大きくな
り、漏れ気流の割合が大きくなるために、羽根の先端側
と根元側では境界層抑制効果が異なる。また、低比速度
段では漏れ流れそのものによる損失が大きくなるため、
側板無しの遠心羽根車を使用すること自体が好ましいこ
とではない。

【００１２】従って、本発明の第２の目的は、製造が簡
単な側板付きの遠心羽根車において効果的な境界層抑制
を行うことにより広い作動範囲を持つ遠心羽根車を提供
することにある。

【００１３】一方、遠心羽根車は、広い作動範囲を持つ
ことがそれほど重要でなく、高効率で且つできるだけ低
コストで製造できることが望まれる場合もある。

【００１４】従って、本発明の第３の目的は、高効率で
且つ製造コストの低い遠心羽根車を提供することにあ
る。

【００１５】遠心羽根車内の摩擦損失を小さくするため
に、比速度の比較的小さい羽根車に対して、米国特許第
３，７８８，８６５号明細書及び図面や特開平３−２１
００９９号公報に記載されたように、羽根の厚さを厚く
して、高さを高くする方法がある。この方法は、流路の
濡れぶち面積を小さくして摩擦損失を低減する有効な方
法であるが、必ずしもそれだけでは充分ではない。

【００１６】従って、本発明の第４の目的は、遠心羽根
車の流路内の平均流速を低減することにより、更に摩擦
損失の小さい高効率の遠心羽根車を提供することにあ
る。

【００１７】遠心羽根車の内部の気流において、相対流
速が最も大きい場所は入口付近であり、インデュ−サ部
に羽根を備えた羽根車においては該部分の流速が大きく
なると摩擦損失も大きくなる。従って、この部分の羽根
の表面の仕上げが重要であるが、従来の遠心羽根車では
その仕上げ加工作業が困難である。

【００１８】従って、本発明の第５の目的は、このイン
デュ−サ部の羽根の表面仕上げ加工が容易な遠心羽根車
の製造方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
る本発明の特徴は、流れが軸方向から半径方向へ移行す
る部分、即ちインデュ−サ部の羽根は心板または側板の
何れか一方にのみ結合するように形成し、心板と側板は
その下流の半径方向外向きの主羽根を介して結合し、遠
心羽根車の入口の羽根の前縁の平均半径を小さくしたこ
とにある。

【００２０】前記第２の目的を達成する本発明の他の特
徴は、インデュ−サ部の羽根は心板または側板の何れか
一方に形成し、心板と側板はその下流の半径方向外向き
の主羽根を介して結合し、インデュ−サ部の羽根と主羽
根は分離して該インデュ−サ部の出口の羽根の後縁と主
羽根の羽根の前縁を周方向にずらしたことにある。

【００２１】前記第３の目的を達成する本発明の特徴
は、インデュ−サ部の心板または側板の何れか一方に形
成される羽根と、その下流の心板と側板に取り付けられ
る主羽根を一体的に形成したことにある。

【００２２】前記第４の目的を達成する本発明の特徴
は、遠心羽根車の入口付近、即ちインデュ−サ部の羽根
を心板または側板の何れか一方に形成し、心板と側板は
その下流の半径方向外向きの主羽根を介して結合し、イ
ンデュ−サ部の羽根及び主羽根のうちの少なくとも一方
の羽根厚さを、その前縁から後縁に向けて徐々に厚く
し、所定の流路面積を確保しつつ流路の濡れぶち面積を
小さくしたことにある。

【００２３】前記第５の目的を達成する本発明の特徴
は、遠心羽根車のインデュ−サ部の羽根を心板または側
板の何れか一方に形成し、心板と側板は主羽根を介して
結合して製造することにある。

【００２４】

【作用】加工が難しく作業に手間のかかるインデュ−サ
部の羽根は、心板または側板の何れか一方にのみ形成す
るため、従来の３次元羽根車のように両側に結合する場
合に較べて容易に加工することができる。心板と側板の
結合は、主羽根を介して行うので、比速度の小さい羽根
車でも在来の加工法で容易に行うことができる。

【００２５】遠心羽根車内の気流は、インデュ−サ部の
羽根により羽根の前縁の平均半径を小さくすることがで
きるので、同じ回転数の遠心羽根車で較べると羽根の入
口の周方向速度が小さくなり、半径が大きい場合に較べ
て流入相対速度が小さくなる。流入相対速度が小さくな
り且つ遠心羽根車の出入口の相対速度比、即ち相対速度
の減速率を同じ程度に設計すれば、出口の相対速度も小
さくできるので、羽根車内の平均相対速度が小さくな
る。また、インデュ−サ部の３次元羽根は、入口の羽根
の前縁全域で気流の流入角に該羽根の角度を合わせるこ
とにより入射角が小さくなり、流れをスム−ズに流入さ
せることができる。

【００２６】インデュ−サ部の羽根の先端と心板または
側板の対向面の間には隙間が存在することになるが、側
板または心板と羽根との間に相対運動はないので、この
隙間は極めて小さくすることが可能であり、インデュ−
サ部の羽根の先端は心板または側板に接触しても不都合
はないので、加工が容易である。。

【００２７】このような側板付きの遠心羽根車におい
て、インデュ−サ部の羽根と主羽根を分離して、インデ
ュ−サ部の出口の羽根の後縁と主羽根の前縁を周方向に
ずらすことにより、インデュ−サ部の圧力面側から流出
した気流は主羽根の負圧面側に流入し、その吹き出し効
果によって主羽根の負圧面の境界層の発達やそれに伴う
剥離の発生が防止される。

【００２８】比速度が比較的大きい側板付きの羽根車に
おいて、それほど広い運転範囲を必要としないができる
だけ安価な遠心羽根車としたい場合は、インデュ−サ部
の羽根と主羽根を一体的に形成することにより加工コス
トが低減する。特に、羽根を単独で加工し、溶接等によ
り心板または側板に結合すれば、機械加工による削り出
し作業を必要とせず、また、溶接による結合においても
作業が最も困難な部分の溶接作業を省略することがてき
るので、製造コストが低減する。

【００２９】流体の摩擦損失の低減は、濡れぶち面積、
即ち流体が流路に接する面積を小さくし、また、流速を
小さくすることによって得られる。インデュ−サ部に設
けた羽根は、前縁の平均半径を小さくして流入相対速度
を小さくし、羽根の厚さをその前縁から後縁に向けて徐
々に厚くする一方で流路の高さを高くして流路断面の濡
れぶち長さを短くすることの相乗効果により、インデュ
−サ部の流路が長くなった分を考慮してもも摩擦損失が
大幅に低減する。

【００３０】インデュ−サ部は、例えば、羽根を心板ま
たは側板の一方の板にのみ溶接する場合には、その状態
で容易に溶接部の隅肉を含む表面仕上げが可能となり、
また、機械加工で削り出す場合には滑らかな表面加工が
可能になる。何れの場合でもインデューサ部の流路の表
面を滑らかに加工することが容易である。これにより遠
心羽根車内で最も流速の大きいインデュ−サ部の摩擦損
失が低減する。また、比較的低比速度の遠心羽根車で
も、インデュ−サ部に３次元羽根を容易に設けることが
できる。

【００３１】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例を示すもの
で、多段圧縮機の１段分の部分断面を示している。この
多段圧縮機は、遠心羽根車１，回転軸２，ディフュ−ザ
３，戻り流路４，羽根車ラビリンス５，ステ−ジラビリ
ンス６などにより構成され、空気は、吸込流路７から流
入し、羽根車１，ディフュ−ザ３，戻り流路４を経て次
段へ送り出される。

【００３２】この実施例の遠心羽根車１は、羽根の高さ
が比較的低い、即ち低比速度の遠心羽根車であって、そ
のインデュ−サ部の羽根１ｄは３次元形状を呈し、溶接
または削り出しにより心板１ｂに形成されている。この
羽根１ｄの形成は、その廻りが開放された状態で溶接ま
たは削り出し及び仕上げ加工作業によって行うことがで
きるので、３次元形状のものでも比較的容易に形成する
ことができる。

【００３３】他方、主羽根１ａは側板１ｃ（または心板
１ｂ）に溶接または削り出しにより形成され、必要な仕
上げ加工等を行った後に該主羽根１ａの先端を他方の心
板１ｂ（または側板１ｃ）の対向面に溶接して結合する
ことにより、主羽根１ａ，心板１ｂ，側板１ｃ，羽根１
ｄが一体となった遠心羽根車１が完成する。

【００３４】前述した側板１ｃと心板１ｂの結合は、従
来の２次元形の遠心羽根車と同様な主羽根１ａの先端を
溶接する作業で容易に行うことが可能となり、また、該
心板１ｂと側板１ｃの結合作業ではインデュ−サ部の３
次元羽根１ｄの先端を溶接する必要がないので、インデ
ューサ部に３次元羽根を持った低比速度の高性能の遠心
羽根車を容易に製造することができる。

【００３５】この実施例は、前述したように低比速度の
遠心羽根車を想定しているので、インデュ−サ部の羽根
１ｄを３次元化することにより該羽根の入口において該
羽根の前縁の全域で流れの流入角に該羽根の角度を整合
させても流入損失を大幅に低減する効果は期待できな
い。しかし、インデュ−サ部を設けることにより、流入
相対速度の低減を図ることができるので、その点につい
て、以下、図２及び図３を用いて説明する。

【００３６】図２は、遠心羽根車１の入口の速度三角形
を示している。実線はこの実施例のインデュ−サ部の羽
根１ｄの前縁における速度三角形で、破線は図２０に示
す従来の２次元形の遠心羽根車における入口の速度三角
形である。

【００３７】遠心羽根車の上流から軸方向（従来の２次
元形の遠心羽根車の場合は半径方向）に流入する速度が
Ｃ₁で両者とも同じとすると、羽根の前縁の周速は、回
転数が同じ場合には、平均半径ｒの違いからｕ₁＜ｕ₁’
の関係となる。従って、この実施例の流入相対速度ｗ₁
は、図２から明らかなように、従来形の遠心羽根車の流
入相対速度ｗ₁’に較べて小さくなる。

【００３８】図３は、遠心羽根車内の相対速度分布を示
しており、縦軸は相対速度，横軸は流路長さである。従
来形の遠心羽根車の特性を示す破線に較べて、この実施
例のように流入相対速度ｗ₁を小さくすると、出口を同
一にした場合は、１点鎖線で示すような相対速度分布と
なり、遠心羽根車内の平均的な相対速度は小さくなる。
更に、遠心羽根車内の減速率（（ｗ₁−ｗ₂）／ｗ₁）を
同一に設計すれば、該遠心羽根車の出口では相対速度ｗ
₂は小さくなるので、実線のような相対速度分布とな
り、遠心羽根車内の平均相対速度を更に小さくすること
ができる。

【００３９】以上のことから、この実施例は、羽根の長
さはインデュ−サ部の分だけ長くなるものの遠心羽根車
内の平均相対速度が大幅に低下することにより、摩擦損
失を低減させて効率を向上させることができる。

【００４０】図４は、図１の実施例におけるインデュ−
サ部のスロ−ト付近の流路断面形状を示しており、図５
は、該インデューサ部の羽根１ａ’を主羽根１ａを延長
して形成すると共にその先端を他側の心板または側板に
溶接して製造したと仮定したときの該インデューサ部の
流路断面形状である。溶接による結合は溶接技術上の制
約から、羽根１ａ’の厚さｔ’は厚くなり、また、表面
の仕上げ加工も困難な部分が多い。これに対してこの実
施例におけるインデューサ部の羽根１ｄは、削り出しに
より心板１ｂと一体的に形成するだけで側板１ｃには結
合（溶接）されていないので、その表面は十分滑らかに
加工することが可能であり、また、羽根１ｄの厚さｔは
流体力のみを考慮して薄くすることができる。従って、
この実施例では、インデュ−サ部における摩擦損失を低
減することができるだけでなく、図４と図５を比較する
と明らかなように、流路断面積も大きく採ることができ
る。勿論、断面積を所定の値より大きくする必要がない
場合もあるが、何れにしても設計上の選択の幅が広くな
り、設計が容易になるという利点がある。これらの効果
は、この実施例だけでなく、比速度の大きい遠心羽根車
の場合でも同様に得られる。なお、このインデュ−サ部
の羽根１ｄの先端と側板１ｃの間には隙間λが存在する
ことになるが、インデュ−サ部の羽根１ｄの先端は側板
１ｃの対向面に略接触するように形成することは容易で
あるから、該隙間からの漏れの影響は無視できる程度と
なる。

【００４１】以上のようにこの実施例は、低比速度段に
おいても設計及び製造が容易で摩擦損失の小さい遠心羽
根車を提供することができる。

【００４２】図６は、本発明の第２の実施例を示したも
のである。この実施例は、インデュ−サ部の羽根１ｄと
主羽根１ａを分離して形成しているが、インデュ−サ部
の羽根１ｄによる流入相対速度の低下による摩擦損失の
低減等の効果は、前述した第１の実施例の場合と同様で
ある。この実施例は、加えて、インデュ−サ部の羽根１
ｄと主羽根１ａを分離すると共に、インデュ−サ部の羽
根１ｄは心板１ｂに形成し、主羽根１ａは側板１ｃに形
成するようにし、それぞれの加工の形態に最適な加工機
械を選択して使用することができ、しかも並行して同時
に加工することができるようにして加工時間の短縮を可
能にした。

【００４３】図７は、本発明の第３の実施例を示してお
り、インデュ−サ部の羽根１ｄの後縁と主羽根１ａの前
縁を周方向にずらしている。このように羽根ａ，１ｄを
配置すると、インデュ−サ部の羽根１ｄの後縁から流出
した気流８ａは、主羽根１ａの負圧面側に流入する。こ
のようにすると、最も低運動量の流体が集まって境界層
が厚くなり易い主羽根１ａの負圧面側に、運動量の大き
い流体を供給することができ、この部分の境界層の発達
や流れの剥離を抑制することができる。従って、遠心羽
根車１としては、低流量領域で運転しても失速し難くく
なり、運転範囲の広い圧縮機を提供することができる。

【００４４】図８は、本発明の第４の実施例を示してい
るが、図２０に示した同じ仕様の従来形の２次元羽根車
や本発明の第３の実施例に対して、インデュ−サ部の羽
根１ｅ及び主羽根１ｆは羽根の高さが高く、主羽根１ｆ
の厚さは下流に向かって徐々に厚くなるように変化して
いる。図８に示した遠心羽根車のＣ−Ｃ断面とそれに相
当する従来形の図２０に示した遠心羽根車のＢ−Ｂ断面
を図９及び図１０に示している。図９に示した本発明に
なる遠心羽根車の羽根１ｆの高さｂは、図１０に示した
従来形の遠心羽根車の羽根１ａの高さｂ’に比較して高
く、両者の流路断面積は略同一であるが、流体と壁が接
触する長さは図９に示した本実施例の遠心羽根車の方が
短いので、濡れぶち面積が狭く、従って摩擦損失が小さ
くなる。この効果は、例えば米国特許第３，７８８，８
６５号明細書及び図面や特開平３−２１００９９号公報
に記載された遠心羽根車と同様であるが、この実施例で
は、流れ上流にインデュ−サ部を設けられているので、
従来の２次元遠心羽根車に較べて流入相対速度や平均相
対速度が小さい。従って、速度の低下と濡れぶち面積の
低減の相乗効果で摩擦損失が小さくなり、高い効率が得
られる。この効果は、当然、摩擦損失の割合の大きい低
比速度の遠心羽根車ほどその効果が大きい。

【００４５】図１１は、本発明の第５の実施例を示して
いる。この実施例は、前述した本発明の第２の実施例に
関連して、インデュ−サ部の羽根１ｇは３次元形状を呈
し、主羽根１ｈは２次元形状を呈するように形成されて
いる。このうち、主羽根１ｈは２次元形状にすることに
より、３次元形状の羽根１ｇに較べて製造が容易で製造
コストの面で有利になる。

【００４６】図１２は、本発明の第６の実施例を示した
もので、主羽根とインデュ−サ部の羽根を一体にした形
状の羽根ｉを製作し、インデュ−サ部の側板側を除いた
領域を溶接等により心板１ｂ及び側板１ｃに結合した構
成である。このような一体的な羽根１ｉは、プレス加工
等で成形することができるので、削り出しによる形成に
比較して製造コストを低減することができる。

【００４７】図１３は、本発明の第７の実施例を示して
いる。この実施例は第５の実施例に関連して、主羽根と
インデュ−サ部の羽根を一体的に形成した羽根１ｊは、
インデュ−サ部と主羽根部の羽根の高さが高く、該羽根
１ｊの厚さは下流に向かって徐々に厚くなっている。こ
の遠心羽根車も製造コストが低く、摩擦損失の小さいも
のとすることができる。

【００４８】図１４〜図１９は、本発明の更に他の実施
例を示すものであり、特に製造方法に特徴がある。

【００４９】図１４に示す第８の実施例は、インデュ−
サ部の羽根１ｄを心板１ｂ側に、主羽根１ａは側板１ｃ
側にそれぞれ機械加工による削り出しで形成し、その
後、主羽根１ａの先端と心板１ｂの対向面を溶接するこ
とにより両者を結合して遠心羽根車を完成するものであ
る。勿論、この逆に、インデュ−サ部の羽根１ｄを側板
１ｃ側に、主羽根１ａを心板１ｃ側に機械加工による削
り出しで形成した後に両者を溶接して結合するように製
造することも可能である。

【００５０】この製造方法によれば、羽根１ａ，１ｄの
表面のほとんどが機械加工され、特に最も流速の大きい
インデュ−サ部の羽根１ｄには溶接部が無いので加工精
度が高く且つ表面も滑らかに加工できるために摩擦損失
が大幅に低減する。

【００５１】図１５に示す第９の実施例は、インデュ−
サ部の羽根１ｄを心板１ｂ側に、高さ方向に２分割した
主羽根１ｋ，１ｒは心板１ｂ側と側板１ｃ側の両方にそ
れぞれ機械加工による削り出しで形成し、主羽根１ｋ，
１ｒの先端同士を拡散接合する遠心羽根車の製造方法で
ある。この製造方法は、多段圧縮機における低比速度段
において羽根の高さが低く、通常の溶接作業を適用する
ことが困難な場合に有効である。そして、インデュ−サ
部の羽根１ｄは、前記実施例と同様に溶接部が無いので
比較的低比速度の遠心羽根車においても加工が容易であ
り、加工精度が高く且つ表面も滑らかに加工できるため
摩擦損失も低減することができる。

【００５２】図１６に示す第１０の実施例は、インデュ
−サ部の羽根１ｄを心板１ｂ側に、主羽根１ａは側板１
ｃ側にそれぞれ溶接して取り付け、表面仕上げ加工等を
施行した後、更に、主羽根１ａの先端と心板１ｂの対向
面を溶接によって結合することにより遠心羽根車を完成
する製造方法である。勿論、この逆に、インデュ−サ部
の羽根１ｄを側板１ｃ側に、主羽根１ａを心板１ｂ側に
溶接して取り付けてから両者を結合するように製造して
もよい。

【００５３】この製造方法は、比較的比速度が大きくて
溶接作業が容易な場合に有効であり、羽根１ａ，１ｄを
機械加工で削り出しにより形成する場合に較べて製造コ
ストが低くなる利点がある。また、インデュ−サ部の羽
根１ｄは、片側（心板１ｂまたは側板１ｃ）に溶接した
状態で表面仕上げ加工を施すことができるので、その作
業は、従来のように両側を溶接した後に仕上げ加工する
場合に較べて極めて容易である。

【００５４】図１７は、本発明の第１１の実施例を示し
ている。側板は２つの側板部分１ｍ，１ｎに分割され、
上流側の側板１ｍにインデュ−サ部の羽根１ｄを溶接あ
るいは機械加工による削り出し等により形成し、下流側
の側板１ｎに主羽根１ａを溶接あるいは機械加工による
削り出し等により形成し、主羽根１ａの先端と心板１ｂ
の対向面を溶接して結合される。そして、インデュ−サ
部の羽根１ｄと主羽根１ａに必要に応じて表面仕上げ加
工を施し、最後に上流側の側板１ｍと下流側の側板１ｎ
を溶接等により結合する。この製造方法は、心板側を２
つの部分に分割して上流の心板にインデュ−サ部の羽根
１ｄを設けるようにしても同様に実施することができ
る。

【００５５】この製造方法は、表面の仕上げ加工を施し
た羽根１ａ，１ｄの表面にに対して加工（溶接）を加え
ること無く羽根車を組み立てることができるので、表面
が滑らかで摩擦損失が小さい遠心羽根車を提供すること
ができる。また、インデュ−サ部の羽根１ｄは該羽根１
ｄの先端側を相手側の板に当接するようにした状態で分
割面を溶接して結合することができるので、該羽根１ｄ
の先端の隙間を極めて小さくすることができる。

【００５６】図１８は、本発明の第１２の実施例を示し
ている。側板は２つの部分に分割され、上流側の側板１
ｍにインデュ−サ部の羽根１ｄを溶接あるいは機械加工
による削り出し等により形成し、下流側の側板１ｎと心
板１ｂ及び主羽根１ａは鋳造により一体的に形成され
る。その後、インデュ−サ部の羽根１ｄと主羽根１ａを
必要に応じて表面仕上げ加工し、最後に上流側の側板１
ｍと下流側の側板１ｎを溶接等により結合する。この製
造方法は、心板１ｂ側を２つに分割して上流の心板にイ
ンデュ−サ部の羽根１ｄを設けるようにしても同様に実
施することができる。

【００５７】この製造方法は、形状が複雑なインデュ−
サ部の羽根１ｄを分けて加工するようにし、鋳造部分を
簡単な形状としているので、鋳造も容易であり、多量生
産により製造コストを低減するのに有利である。従っ
て、この製造方法により、ある範囲の仕様の遠心羽根車
に対して下流側の主羽根部を共通部品として用意し、そ
の範囲内での仕様の違いに伴う気流の違いに対してはイ
ンデュ−サ部の羽根１ｄの形状を変えて対応するように
して該遠心羽根車を製造するようにすれば、製造コスト
を大幅に低減することができる。

【００５８】図１９は、本発明の第１３の実施例を示し
ている。この実施例は、インデュ−サ部の羽根と主羽根
を一体的にした羽根１ｐとして形成し、該羽根１ｐのう
ちの主羽根部分の先端のみを側板１ｃ側に溶接等で結合
し、次に、必要に応じて表面仕上げ加工を施し、最後に
心板１ｂと羽根１ｐの先端の対向面を溶接等で結合する
製造方法である。

【００５９】この製造方法は、比較的比速度が大きい遠
心羽根車、即ち羽根の高さが高く溶接作業が容易な場合
に適しており、羽根１ｐの一体加工をプレス等で行え
ば、機械加工による削り出し作業がなくなって製造が容
易になり、製造コストが低減する。

【００６０】

【発明の効果】本発明は、側板と心板の間に３次元羽根
を備えた遠心羽根車において、インデューサ部における
羽根を側板または心板の一方にのみ結合するように設け
ることにより該遠心羽根車を低コストで製造することを
可能とし、特に、低比速度の羽根車についても製造を容
易にすることができる。

【００６１】しかも、インデューサ部における摩擦損失
を大幅に低減し、高効率で広い作動範囲を持った遠心羽
根車を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す多段圧縮機の部分
縦断側面図である。

【図２】本発明になる遠心羽根車と従来の羽根車の入口
の速度三角形特性図である。

【図３】本発明になる遠心羽根車と従来の遠心羽根車の
相対速度分布特性図である。

【図４】図１に示した本発明になる遠心羽根車における
インデュ−サ部のＡ−Ａ断面図である。

【図５】従来の遠心羽根車におけ主羽根をインデューサ
部まで延長するようにしたときの該インデューサ部の断
面図である。

【図６】本発明の第２の実施例を示すもので、遠心羽根
車の羽根形状を示す縦断正面図である。

【図７】本発明の第３の実施例を示すもので、遠心羽根
車の羽根形状を示す縦断正面図である。

【図８】本発明の第４の実施例を示すもので、多段圧縮
機の要部縦断側面図と遠心羽根車の羽根形状を示す縦断
正面図である。

【図９】図８に示した本発明になる遠心羽根車の流路形
状を示すＣ−Ｃ断面図である。

【図１０】図２０に示した従来の遠心羽根車の流路形状
を示すＢ−Ｂ断面図である。

【図１１】本発明の第５の実施例を示すもので、遠心羽
根車の羽根形状を示す縦断正面図である。

【図１２】本発明の第６の実施例を示すもので、遠心羽
根車の縦断側面図及び羽根形状を示す縦断正面図であ
る。

【図１３】本発明の第７の実施例を示すもので、遠心羽
根車の縦断側面図及び羽根形状を示す縦断正面図であ
る。

【図１４】本発明の第８の実施例を示すもので、遠心羽
根車の製造工程を示す縦断側面図である。

【図１５】本発明の第９の実施例を示すもので、遠心羽
根車の製造工程を示す縦断側面図である。

【図１６】本発明の第１０の実施例を示すもので、遠心
羽根車の製造工程を示す縦断側面図である。

【図１７】本発明の第１１の実施例を示すもので、遠心
羽根車の製造工程を示す縦断側面図である。

【図１８】本発明の第１２の実施例を示すもので、遠心
羽根車の製造工程を示す縦断側面図である。

【図１９】本発明の第１３の実施例を示すもので、遠心
羽根車の製造工程を示す縦断側面図である。

【図２０】従来の２次元羽根を備えた遠心羽根車の縦断
側面図及び羽根形状を示す縦断正面図である。

【符号の説明】

１…根車、１ａ，１ｆ，１ｈ…主羽根、１ｂ…心板、１
ｃ…側板、１ｄ，１ｅ，１ｇ…インデュ−サ部の羽根、
１ｉ，１ｊ…羽根、２…回転軸、３…ディフュ−ザ、４
…戻り流路、５，６…ラビリンス、７…吸込流路、８…
気流。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】心板と側板の間に円形翼列状に配置された
   羽根を備えた遠心羽根車において、 流れを軸方向から半径方向に変えるインデュ−サ部の羽
   根は前記心板または側板の何れか一方にのみ結合して設
   け、該インデュ−サ部の下流の主羽根は心板と側板の双
   方に結合して設けたことを特徴とする遠心羽根車。
2. 【請求項２】請求項１において、前記インデューサ部の
   羽根とその下流の主羽根は、分離して形成されたことを
   特徴とする遠心羽根車。
3. 【請求項３】請求項２において、前記インデューサ部の
   羽根の後端縁部を主羽根の前端縁部に対して該主羽根の
   負圧面側に位置するようにずらして設けたことを特徴と
   する遠心羽根車。
4. 【請求項４】請求項２において、インデューサ部の羽根
   及び主羽根の少なくとも一方の羽根厚は、流れ方向の中
   間部及び後端縁部を前端縁部よりも厚くしたことを特徴
   とする遠心羽根車。
5. 【請求項５】請求項１〜４において、前記インデューサ
   部の羽根を３次元形状に形成し、前記主羽根を２次元形
   状に形成したことを特徴とする遠心羽根車。
6. 【請求項６】請求項１において、前記インデューサ部の
   羽根と主羽根を一体的に形成したことを特徴とする遠心
   羽根車。
7. 【請求項７】請求項６において、前記インデューサ部の
   羽根の羽根厚は、流れ方向の中間部及び後端縁部を前端
   縁部よりも厚くしたことを特徴とする遠心羽根車。
8. 【請求項８】心板と側板の間に円形翼列状に配置された
   羽根により構成され、流れを軸方向から半径方向に変え
   るインデュ−サ部とその下流の半径方向外向きの放射部
   に複数の羽根を備えた遠心羽根車の製造方法において、 前記インデュ−サ部の羽根を心板または側板の何れか一
   方に形成した後に前記心板と側板をその下流の主羽根を
   介して結合することを特徴とする遠心羽根車の製造方
   法。
9. 【請求項９】請求項８において、前記心板または側板の
   一方をインデューサ部とその外周の放射部に分離すると
   共にインデューサ部にインデューサ部の羽根を形成し、
   前記放射部を主羽根を介して他側の板と結合状態に形成
   し、その後、前記インデューサ部を前記放射部の内側に
   結合することを特徴とする遠心羽根車の製造方法。
10. 【請求項１０】請求項８または９において、前記結合
    は、拡散接合によって行うことを特徴とする遠心羽根車
    の製造方法。
11. 【請求項１１】請求項９において、前記分離された心板
    または側板の放射部と主羽根と他側の板は一体的に鋳造
    することを特徴とする遠心羽根車の製造方法。
12. 【請求項１２】心板と側板の間に円形翼列状に配置され
    た羽根により構成され、流れを軸方向から半径方向に変
    えるインデュ−サ部とその下流の半径方向外向きの部分
    に複数の羽根を備えた遠心羽根車の製造方法において、 前記インデュ−サ部及びその下流の半径方向外向きの部
    分の羽根を一体的に形成し、インデュ−サ部の羽根の心
    板側または側板側の何れか一方の側を除いて該羽根を心
    板及び側板と結合することを特徴とする遠心羽根車の製
    造方法。
13. 【請求項１３】請求項１２において、前記結合を拡散接
    合によって行うことを特徴とする遠心羽根車の製造方
    法。