JPH11210687A - シュラウド付インペラー - Google Patents
シュラウド付インペラーInfo
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- JPH11210687A JPH11210687A JP3234298A JP3234298A JPH11210687A JP H11210687 A JPH11210687 A JP H11210687A JP 3234298 A JP3234298 A JP 3234298A JP 3234298 A JP3234298 A JP 3234298A JP H11210687 A JPH11210687 A JP H11210687A
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- cfrp
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速回転に耐えられるよう、翼に引張応力が
発生しないようにすると共に全体の剛性を高めるように
する。 【解決手段】 長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１を積層し
てなるＣＦＲＰ積層板１２によりコーン状のシュラウド
１０を成形する。短繊維強化樹脂により、ボス１４及び
翼１５を有するインペラー本体１３を成形する。インペ
ラー本体１３の外側にシュラウド１０を接合して一体化
させる。長繊維のＣＦＲＰ積層板１２により成形された
シュラウド１０は、短繊維強化ＣＦＲＰよりなるインペ
ラー本体１３よりも高剛性であるため、両者の剛性差に
より、シュラウド１０をたがとして作用させて翼１５に
圧縮応力を発生させる。又、ＣＦＲＰ積層板１６をボス
１４の基端面に接合してインペラー本体１３の基端部の
剛性を高くする。
発生しないようにすると共に全体の剛性を高めるように
する。 【解決手段】 長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１を積層し
てなるＣＦＲＰ積層板１２によりコーン状のシュラウド
１０を成形する。短繊維強化樹脂により、ボス１４及び
翼１５を有するインペラー本体１３を成形する。インペ
ラー本体１３の外側にシュラウド１０を接合して一体化
させる。長繊維のＣＦＲＰ積層板１２により成形された
シュラウド１０は、短繊維強化ＣＦＲＰよりなるインペ
ラー本体１３よりも高剛性であるため、両者の剛性差に
より、シュラウド１０をたがとして作用させて翼１５に
圧縮応力を発生させる。又、ＣＦＲＰ積層板１６をボス
１４の基端面に接合してインペラー本体１３の基端部の
剛性を高くする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は汎用の圧縮機や冷凍
機のコンプレッサー等に用いられる遠心型のインペラー
のうち、シュラウド付インペラーに関するもので、特
に、ＣＦＲＰ製のシュラウド付インペラーに関するもの
である。
機のコンプレッサー等に用いられる遠心型のインペラー
のうち、シュラウド付インペラーに関するもので、特
に、ＣＦＲＰ製のシュラウド付インペラーに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】汎用の圧縮機や冷凍機のコンプレッサー
等に用いられる遠心インペラーには、オープンインペラ
ーとシュラウド付インペラーとがある。
等に用いられる遠心インペラーには、オープンインペラ
ーとシュラウド付インペラーとがある。
【０００３】オープンインペラーは、図３にその一例の
概略を示す如く、軸方向の一端側となる先端側から他端
側となる基端側にかけて拡径するように成形して軸心部
に駆動軸１を貫通させて固定するようにしてあるボス３
と、該ボス３の外周面に一体的に形成した多数の翼４と
からなるインペラー本体２を、別体としたケーシング５
の内側に同心状に位置させ、該ケーシング５の内側でイ
ンペラー本体２が回転駆動されるようにし、先端部６か
ら取り入れた流体を加圧して基端側外周部７より送り出
すようにしたものである。
概略を示す如く、軸方向の一端側となる先端側から他端
側となる基端側にかけて拡径するように成形して軸心部
に駆動軸１を貫通させて固定するようにしてあるボス３
と、該ボス３の外周面に一体的に形成した多数の翼４と
からなるインペラー本体２を、別体としたケーシング５
の内側に同心状に位置させ、該ケーシング５の内側でイ
ンペラー本体２が回転駆動されるようにし、先端部６か
ら取り入れた流体を加圧して基端側外周部７より送り出
すようにしたものである。
【０００４】一方、シュラウド付インペラーは、図４に
その一例の概略を示す如く、上記オープンインペラーと
同様のボス３と翼４とからなるインペラー本体２の外周
に、リング状のシュラウド８を同心状に配置して、上記
インペラー本体２の翼４の外周端を上記シュラウド８の
内側面に接合して一体化し、インペラー本体２とシュラ
ウド８が一体に回転するようにして、先端部６から導入
した流体を基端側外周部７へと導くようにしたものであ
る。
その一例の概略を示す如く、上記オープンインペラーと
同様のボス３と翼４とからなるインペラー本体２の外周
に、リング状のシュラウド８を同心状に配置して、上記
インペラー本体２の翼４の外周端を上記シュラウド８の
内側面に接合して一体化し、インペラー本体２とシュラ
ウド８が一体に回転するようにして、先端部６から導入
した流体を基端側外周部７へと導くようにしたものであ
る。
【０００５】上記シュラウド付インペラーは、シュラウ
ドのないオープンインペラーと比較すると、翼４とケー
シング５との間の隙間がないため、流動損失が少なく、
圧縮効率が高いので、シュラウド付インペラーの方が有
効とされ、これまで、金属製のものが使用されている。
ドのないオープンインペラーと比較すると、翼４とケー
シング５との間の隙間がないため、流動損失が少なく、
圧縮効率が高いので、シュラウド付インペラーの方が有
効とされ、これまで、金属製のものが使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の金属
製のシュラウド付インペラーの場合は、薄い翼４の外周
端に比較的厚肉のリング状シュラウド８の内側面が接合
される構造となっているため、遠心力による伸びは翼４
よりもシュラウド８の方が大きくなり、したがって、高
速回転を行うと、シュラウド８の遠心力により翼４に径
方向の大きな引張応力が発生し、翼４が耐えきれずに破
断する虞が生じるようになるため、高速回転数が得られ
ず、高圧力比を得ることができないという問題がある。
製のシュラウド付インペラーの場合は、薄い翼４の外周
端に比較的厚肉のリング状シュラウド８の内側面が接合
される構造となっているため、遠心力による伸びは翼４
よりもシュラウド８の方が大きくなり、したがって、高
速回転を行うと、シュラウド８の遠心力により翼４に径
方向の大きな引張応力が発生し、翼４が耐えきれずに破
断する虞が生じるようになるため、高速回転数が得られ
ず、高圧力比を得ることができないという問題がある。
【０００７】そこで、本発明は、シュラウド付インペラ
ーとして、従来の全金属製シュラウド付インペラーに比
して軽量且つ高剛性として高圧力比（高回転）が得られ
るようにしようとするものである。
ーとして、従来の全金属製シュラウド付インペラーに比
して軽量且つ高剛性として高圧力比（高回転）が得られ
るようにしようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、長繊維のＣＦＲＰプリプレグを、長繊維
の方向が周方向又は周方向と軸方向となるようにコーン
状に積層してなるコーン状ＣＦＲＰ積層板によりシュラ
ウドを成形し、且つ短繊維強化ＣＦＲＰによりボスと該
ボス外側面の翼とを一体にしてなるインペラー本体を成
形し、上記シュラウドの内側に上記インペラー本体を同
一軸心線上に配置して、両者を一体に成形してなる構成
とする。
決するために、長繊維のＣＦＲＰプリプレグを、長繊維
の方向が周方向又は周方向と軸方向となるようにコーン
状に積層してなるコーン状ＣＦＲＰ積層板によりシュラ
ウドを成形し、且つ短繊維強化ＣＦＲＰによりボスと該
ボス外側面の翼とを一体にしてなるインペラー本体を成
形し、上記シュラウドの内側に上記インペラー本体を同
一軸心線上に配置して、両者を一体に成形してなる構成
とする。
【０００９】短繊維により強化されるインペラー本体よ
りも、長繊維により強化されているシュラウドの方が高
剛性となり、この剛性差によって、回転時の遠心力によ
り径方向外向きの荷重がかかる場合の伸びは、インペラ
ー本体よりもシュラウドの方が小さくなり、特に、シュ
ラウドは長繊維の方向が周方向又は周方向と軸方向とし
たり、少しずつ角度をずらすようにしているので、周方
向の伸びがより抑制されているので、伸びようとするイ
ンペラー本体に対してシュラウドがたがとして作用し、
インペラー本体がシュラウドを押す形となるため、翼に
は径方向の圧縮応力が発生するようになる。
りも、長繊維により強化されているシュラウドの方が高
剛性となり、この剛性差によって、回転時の遠心力によ
り径方向外向きの荷重がかかる場合の伸びは、インペラ
ー本体よりもシュラウドの方が小さくなり、特に、シュ
ラウドは長繊維の方向が周方向又は周方向と軸方向とし
たり、少しずつ角度をずらすようにしているので、周方
向の伸びがより抑制されているので、伸びようとするイ
ンペラー本体に対してシュラウドがたがとして作用し、
インペラー本体がシュラウドを押す形となるため、翼に
は径方向の圧縮応力が発生するようになる。
【００１０】又、長繊維のＣＦＲＰプリプレグを長繊維
の方向が異なるように積層してなるＣＦＲＰ積層板を、
インペラー本体のボスの基端側の面に固定した構成とす
ることにより、高速回転でボスが径方向へ伸びることを
ＣＦＲＰ積層板で抑えることができ、ボスの基端側の剛
性を高めることができる。
の方向が異なるように積層してなるＣＦＲＰ積層板を、
インペラー本体のボスの基端側の面に固定した構成とす
ることにより、高速回転でボスが径方向へ伸びることを
ＣＦＲＰ積層板で抑えることができ、ボスの基端側の剛
性を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１２】図１（イ）（ロ）（ハ）は本発明のシュラ
ウド付インペラーの実施の一形態を示すもので、長繊維
のＣＦＲＰプリプレグ１１をコーン状に長繊維１１ａの
方向が周方向となるように、あるいは周方向と軸方向と
なるように積層して一体接合してなるＣＦＲＰ積層板１
２により剛性の高いコーン状のシュラウド１０を成形す
ると共に、短繊維強化樹脂によりボス１４とその外側の
翼１５とからなる剛性の低い短繊維強化樹脂製のインペ
ラー本体１３を成形し、上記コーン状ＣＦＲＰ積層板よ
りなるシュラウド１０の内側に、短繊維強化樹脂製のイ
ンペラー本体１３を同心状に配設して、上記各翼１５の
外周端をシュラウド１０の内側面に接合して一体化し、
シュラウド付インペラーとするようにする。又、ボス１
４の基端部表面には、長繊維のＣＦＲＰプリプレグ１１
を積層してなるＣＦＲＰ積層板１６を組み付けて、ボス
１４に接合し一体化させるようにする。
ウド付インペラーの実施の一形態を示すもので、長繊維
のＣＦＲＰプリプレグ１１をコーン状に長繊維１１ａの
方向が周方向となるように、あるいは周方向と軸方向と
なるように積層して一体接合してなるＣＦＲＰ積層板１
２により剛性の高いコーン状のシュラウド１０を成形す
ると共に、短繊維強化樹脂によりボス１４とその外側の
翼１５とからなる剛性の低い短繊維強化樹脂製のインペ
ラー本体１３を成形し、上記コーン状ＣＦＲＰ積層板よ
りなるシュラウド１０の内側に、短繊維強化樹脂製のイ
ンペラー本体１３を同心状に配設して、上記各翼１５の
外周端をシュラウド１０の内側面に接合して一体化し、
シュラウド付インペラーとするようにする。又、ボス１
４の基端部表面には、長繊維のＣＦＲＰプリプレグ１１
を積層してなるＣＦＲＰ積層板１６を組み付けて、ボス
１４に接合し一体化させるようにする。
【００１３】次に具体的に本発明のシュラウド付インペ
ラーの製作方法を詳述すると、先ず、炭素繊維の長繊維
１１ａに熱可塑性樹脂を含浸させて成形した長繊維の熱
可塑性樹脂ＣＦＲＰプリプレグ１１を、コーン状の芯に
繊維の方向が周方向となるように、あるいは周方向と軸
方向となるよう図１（ロ）の如く長繊維１１ａの方向が
異なるように巻き付けて積層した後、加熱し溶融硬化さ
せてなるコーン状ＣＦＲＰ積層板１２によりシュラウド
１０を作成する。
ラーの製作方法を詳述すると、先ず、炭素繊維の長繊維
１１ａに熱可塑性樹脂を含浸させて成形した長繊維の熱
可塑性樹脂ＣＦＲＰプリプレグ１１を、コーン状の芯に
繊維の方向が周方向となるように、あるいは周方向と軸
方向となるよう図１（ロ）の如く長繊維１１ａの方向が
異なるように巻き付けて積層した後、加熱し溶融硬化さ
せてなるコーン状ＣＦＲＰ積層板１２によりシュラウド
１０を作成する。
【００１４】又、ＣＦＲＰ積層板１６は、上記長繊維１
１ａのＣＦＲＰプリプレグ１１を積層してコーン状のＣ
ＦＲＰ積層板１２を作る場合と同様に、ＣＦＲＰプリプ
レグ１１を、長繊維の方向が図１（ハ）の如く放射状及
び同心円状となるように積層した後、加熱し溶融硬化さ
せて作成するようにする。
１ａのＣＦＲＰプリプレグ１１を積層してコーン状のＣ
ＦＲＰ積層板１２を作る場合と同様に、ＣＦＲＰプリプ
レグ１１を、長繊維の方向が図１（ハ）の如く放射状及
び同心円状となるように積層した後、加熱し溶融硬化さ
せて作成するようにする。
【００１５】一方、ボス１４と翼１５とからなるインペ
ラー本体１３は、複雑形状であり、長繊維１１ａのＣＦ
ＲＰプリプレグでは成形が難しいため、上記ＣＦＲＰプ
リプレグ１１と同種の樹脂を用いた短繊維強化樹脂の射
出成形等により成形するようにする。
ラー本体１３は、複雑形状であり、長繊維１１ａのＣＦ
ＲＰプリプレグでは成形が難しいため、上記ＣＦＲＰプ
リプレグ１１と同種の樹脂を用いた短繊維強化樹脂の射
出成形等により成形するようにする。
【００１６】その後、先に成形したシュラウド１０と上
記インペラー本体１３を、これらを組み合わせた形状の
内部空間を有する金型内に設置し、更に、ボス１４の基
端側端面にＣＦＲＰ積層板１６を組み付けておき、加熱
して再溶融させて、翼１５の外周端をシュラウド１０内
側面に接合してシュラウド１０とインペラー本体１３と
を一体化させるようにし、又、インペラー本体１３のボ
ス１４基端面にＣＦＲＰ積層板１６を接合して一体化さ
せるようにする。
記インペラー本体１３を、これらを組み合わせた形状の
内部空間を有する金型内に設置し、更に、ボス１４の基
端側端面にＣＦＲＰ積層板１６を組み付けておき、加熱
して再溶融させて、翼１５の外周端をシュラウド１０内
側面に接合してシュラウド１０とインペラー本体１３と
を一体化させるようにし、又、インペラー本体１３のボ
ス１４基端面にＣＦＲＰ積層板１６を接合して一体化さ
せるようにする。
【００１７】なお、上記シュラウド１０とインペラー本
体１３とを一体に成形した後、ボス１４の軸心部に孔１
７を形成し、該孔１７に駆動軸１を貫通させるようにす
る。１８はＣＦＲＰ積層板１６を組み付けるためボス１
４の基端面に形成した凹部である。
体１３とを一体に成形した後、ボス１４の軸心部に孔１
７を形成し、該孔１７に駆動軸１を貫通させるようにす
る。１８はＣＦＲＰ積層板１６を組み付けるためボス１
４の基端面に形成した凹部である。
【００１８】長繊維１１ａの方向が周方向や軸方向とな
るように長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１が積層されてな
るＣＦＲＰ積層板１２により成形したシュラウド１０の
剛性は、短繊維強化ＣＦＲＰとしたインペラー本体１３
の剛性に比して大である。因に、短繊維強化ＣＦＲＰと
長繊維のＣＦＲＰ積層板とを、同一密度（１．７kg／cm
3 ）とした場合の弾性率と強度について比較したとこ
ろ、弾性率については、前者の１０００kgf ／mm2 に対
して後者の積層板が７０００kgf ／mm2 であり、又、強
度については、前者の１０kgf ／mm2 に対して後者が７
０kgf ／mm2 であり、前者に比して後者が弾性率、強度
とも高いことが判明している。
るように長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１が積層されてな
るＣＦＲＰ積層板１２により成形したシュラウド１０の
剛性は、短繊維強化ＣＦＲＰとしたインペラー本体１３
の剛性に比して大である。因に、短繊維強化ＣＦＲＰと
長繊維のＣＦＲＰ積層板とを、同一密度（１．７kg／cm
3 ）とした場合の弾性率と強度について比較したとこ
ろ、弾性率については、前者の１０００kgf ／mm2 に対
して後者の積層板が７０００kgf ／mm2 であり、又、強
度については、前者の１０kgf ／mm2 に対して後者が７
０kgf ／mm2 であり、前者に比して後者が弾性率、強度
とも高いことが判明している。
【００１９】したがって、剛性差により、高速回転時の
遠心力によるシュラウド１０の伸びは、低剛性のインペ
ラー本体１３の伸びより小さくなるので、本発明のシュ
ラウド付インペラーが高速で回転駆動される際、遠心力
により径方向外向きの荷重が作用して伸びようとするイ
ンペラー本体１３に対してシュラウド１０が外側でたが
として作用し、インペラー本体１３がシュラウド１０を
押す形となるため、翼１５には圧縮応力が発生するよう
になる。この翼１５の圧縮応力の発生量は、シュラウド
１０のＣＦＲＰプリプレグ１１の積層の際の板厚を調節
する等してインペラー本体１３とシュラウド１１との剛
性差を、調整して少なくすることができるため、高速回
転に耐えられるようになる。
遠心力によるシュラウド１０の伸びは、低剛性のインペ
ラー本体１３の伸びより小さくなるので、本発明のシュ
ラウド付インペラーが高速で回転駆動される際、遠心力
により径方向外向きの荷重が作用して伸びようとするイ
ンペラー本体１３に対してシュラウド１０が外側でたが
として作用し、インペラー本体１３がシュラウド１０を
押す形となるため、翼１５には圧縮応力が発生するよう
になる。この翼１５の圧縮応力の発生量は、シュラウド
１０のＣＦＲＰプリプレグ１１の積層の際の板厚を調節
する等してインペラー本体１３とシュラウド１１との剛
性差を、調整して少なくすることができるため、高速回
転に耐えられるようになる。
【００２０】又、高剛性としたＣＦＲＰ積層板１６をボ
ス１４の基端面に接合することにより、径方向外側にた
がとして作用するシュラウド１０のないところのボス１
４の基端部の剛性を高めることができて、高速回転時に
該基端部が径方向外方へ伸びることが抑えられてボス１
４も高速回転に耐えられるようになる。更に、シュラウ
ド１０は、従来の金属製のものに比べ高剛性となり且つ
軽量となるため許容回転数が高くなる。したがって、従
来と同様に先端部６から取り入れた流体を加圧圧縮して
基端側外周部７から排出させるようにする際、高速回転
を行って高圧力比を得ることができるようになる。
ス１４の基端面に接合することにより、径方向外側にた
がとして作用するシュラウド１０のないところのボス１
４の基端部の剛性を高めることができて、高速回転時に
該基端部が径方向外方へ伸びることが抑えられてボス１
４も高速回転に耐えられるようになる。更に、シュラウ
ド１０は、従来の金属製のものに比べ高剛性となり且つ
軽量となるため許容回転数が高くなる。したがって、従
来と同様に先端部６から取り入れた流体を加圧圧縮して
基端側外周部７から排出させるようにする際、高速回転
を行って高圧力比を得ることができるようになる。
【００２１】次に、図２（イ）（ロ）は本発明のシュラ
ウド付インペラーの実施の他の形態を示すもので、上記
実施の形態と同様の構成としたＣＦＲＰシュラウド付イ
ンペラーにおいて、シュラウド１０を成形するＣＦＲＰ
積層板１２を、長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１の繊維の
方向が少しずつ角度がずれて行くように積層して作るよ
うにし、又、ボス１４に固定するＣＦＲＰ積層板１６も
長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１を繊維の方向が少しずつ
角度がずれて行くように積層して作るようにしたもので
ある。
ウド付インペラーの実施の他の形態を示すもので、上記
実施の形態と同様の構成としたＣＦＲＰシュラウド付イ
ンペラーにおいて、シュラウド１０を成形するＣＦＲＰ
積層板１２を、長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１の繊維の
方向が少しずつ角度がずれて行くように積層して作るよ
うにし、又、ボス１４に固定するＣＦＲＰ積層板１６も
長繊維ＣＦＲＰプリプレグ１１を繊維の方向が少しずつ
角度がずれて行くように積層して作るようにしたもので
ある。
【００２２】本実施の形態によっても、繊維の角度をず
らすように積層してなるＣＦＲＰ積層板１２，１６の長
繊維１１ａのうち、遠心力による荷重の方向と一致した
方向の長繊維１１ａによって、荷重による伸びを抑制す
ることができるので、シュラウド１０及びＣＦＲＰ積層
板１６を高剛性なものとすることができる。
らすように積層してなるＣＦＲＰ積層板１２，１６の長
繊維１１ａのうち、遠心力による荷重の方向と一致した
方向の長繊維１１ａによって、荷重による伸びを抑制す
ることができるので、シュラウド１０及びＣＦＲＰ積層
板１６を高剛性なものとすることができる。
【００２３】なお、本発明は、上記実施の形態のみに限
定されるものではなく、長繊維１１ａの長さ及び配する
方向はシュラウド１０及びＣＦＲＰ積層板１６に所望の
強度が得られる範囲内で変更してもよいこと、又、シュ
ラウド付インペラーの製作方法としては、上記実施の形
態で説明した方法以外に、シュラウド１０とＣＦＲＰ積
層板１６のみを先ず作成し、両者をインペラー形状の金
型内に配置した後、該金型内に短繊維強化樹脂を射出し
てインペラー本体１３を射出成形すると同時にインペラ
ー本体１３とシュラウド１０及びＣＦＲＰ積層板１６と
の接合を行わせて一体化させるようにしてもよいこと、
その他、本発明を変更しない範囲内において種々変更を
加え得ることは勿論である。
定されるものではなく、長繊維１１ａの長さ及び配する
方向はシュラウド１０及びＣＦＲＰ積層板１６に所望の
強度が得られる範囲内で変更してもよいこと、又、シュ
ラウド付インペラーの製作方法としては、上記実施の形
態で説明した方法以外に、シュラウド１０とＣＦＲＰ積
層板１６のみを先ず作成し、両者をインペラー形状の金
型内に配置した後、該金型内に短繊維強化樹脂を射出し
てインペラー本体１３を射出成形すると同時にインペラ
ー本体１３とシュラウド１０及びＣＦＲＰ積層板１６と
の接合を行わせて一体化させるようにしてもよいこと、
その他、本発明を変更しない範囲内において種々変更を
加え得ることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のシュラウド付
インペラーによれば、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 長繊維のＣＦＲＰプリプレグを、長繊維の方向が周
方向又は周方向と軸方向となるようにコーン状に積層し
てなるコーン状ＣＦＲＰ積層板によりシュラウドを成形
し、且つ短繊維強化ＣＦＲＰによりボスと該ボス外側面
の翼とを一体にしてなるインペラー本体を成形し、上記
シュラウドの内側に上記インペラー本体を同一軸心線上
に配置して、両者を一体に成形してなる構成としてある
ので、シュラウドの剛性をインペラー本体よりも高くし
て、剛性差により、遠心力による荷重が作用する際のシ
ュラウドの伸びをインペラー本体に比して小さくするこ
とができ、シュラウドをインペラー本体に対するたがと
して作用させて、インペラー本体がシュラウドを押す形
にすることで翼に圧縮応力を発生させるようにして、破
断する虞をなくして翼が高速回転に耐えられるようにす
ることができる。 (2) 又、シュラウドは金属製のものに比して軽量且つ高
剛性となるので許容回転数を高くすることができる。 (3) 長繊維の方向が周方向又は周方向と軸方向となるよ
うにしたＣＦＲＰ積層板によりシュラウドを成形するこ
とにより、円周方向への伸びを強固に抑制することがで
き、インペラー本体のたがとしての剛性を高いものとす
ることができる。 (4) 長繊維のＣＦＲＰプリプレグを長繊維の方向が異な
るように積層してなるＣＦＲＰ積層板を、インペラー本
体のボスの基端側の面に固定した構成とすることによ
り、高剛性なＣＦＲＰ積層板により、たがとして作用す
るシュラウドのないインペラー本体の基端部、すなわ
ち、ボスの基端部の剛性を高いものとすることができ
る。 (5) ＣＦＲＰ積層板を、長繊維の方向が少しずつ角度を
変えて行くように積層した構成とすることによっても方
向の異なる長繊維による伸びの抑制を総合することでＣ
ＦＲＰ積層板の剛性を高めることができる。
インペラーによれば、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 長繊維のＣＦＲＰプリプレグを、長繊維の方向が周
方向又は周方向と軸方向となるようにコーン状に積層し
てなるコーン状ＣＦＲＰ積層板によりシュラウドを成形
し、且つ短繊維強化ＣＦＲＰによりボスと該ボス外側面
の翼とを一体にしてなるインペラー本体を成形し、上記
シュラウドの内側に上記インペラー本体を同一軸心線上
に配置して、両者を一体に成形してなる構成としてある
ので、シュラウドの剛性をインペラー本体よりも高くし
て、剛性差により、遠心力による荷重が作用する際のシ
ュラウドの伸びをインペラー本体に比して小さくするこ
とができ、シュラウドをインペラー本体に対するたがと
して作用させて、インペラー本体がシュラウドを押す形
にすることで翼に圧縮応力を発生させるようにして、破
断する虞をなくして翼が高速回転に耐えられるようにす
ることができる。 (2) 又、シュラウドは金属製のものに比して軽量且つ高
剛性となるので許容回転数を高くすることができる。 (3) 長繊維の方向が周方向又は周方向と軸方向となるよ
うにしたＣＦＲＰ積層板によりシュラウドを成形するこ
とにより、円周方向への伸びを強固に抑制することがで
き、インペラー本体のたがとしての剛性を高いものとす
ることができる。 (4) 長繊維のＣＦＲＰプリプレグを長繊維の方向が異な
るように積層してなるＣＦＲＰ積層板を、インペラー本
体のボスの基端側の面に固定した構成とすることによ
り、高剛性なＣＦＲＰ積層板により、たがとして作用す
るシュラウドのないインペラー本体の基端部、すなわ
ち、ボスの基端部の剛性を高いものとすることができ
る。 (5) ＣＦＲＰ積層板を、長繊維の方向が少しずつ角度を
変えて行くように積層した構成とすることによっても方
向の異なる長繊維による伸びの抑制を総合することでＣ
ＦＲＰ積層板の剛性を高めることができる。
【図１】本発明のシュラウド付インペラーの実施の一形
態を示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）はシュラ
ウドにおける長繊維の配向を示す（イ）のＡ−Ａ矢視
図、（ハ）はボス基端面に固定するＣＦＲＰ積層板にお
ける長繊維の配向を示す（イ）のＢ−Ｂ矢視図である。
態を示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）はシュラ
ウドにおける長繊維の配向を示す（イ）のＡ−Ａ矢視
図、（ハ）はボス基端面に固定するＣＦＲＰ積層板にお
ける長繊維の配向を示す（イ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図２】本発明のシュラウド付インペラーの実施の他の
形態を示すもので、（イ）は図１（ロ）に相当する図、
（ロ）は図１（ハ）に相当する図である。
形態を示すもので、（イ）は図１（ロ）に相当する図、
（ロ）は図１（ハ）に相当する図である。
【図３】従来のオープンインペラーの一例を示す概略切
断側面図である。
断側面図である。
【図４】従来のシュラウド付インペラーの一例を示す概
略切断側面図である。
略切断側面図である。
１ 駆動軸 １０ シュラウド １１ 長繊維ＣＦＲＰプリプレグ １１ａ 長繊維 １２ ＣＦＲＰ積層板 １３ インペラー本体 １４ ボス １５ 翼 １６ ＣＦＲＰ積層板
Claims (3)
- 【請求項１】 長繊維のＣＦＲＰプリプレグを、長繊維
の方向が周方向又は周方向と軸方向となるようにコーン
状に積層してなるコーン状ＣＦＲＰ積層板によりシュラ
ウドを成形し、且つ短繊維強化ＣＦＲＰによりボスと該
ボス外側面の翼とを一体にしてなるインペラー本体を成
形し、上記シュラウドの内側に上記インペラー本体を同
一軸心線上に配置して、両者を一体に成形してなる構成
を有することを特徴とするシュラウド付インペラー。 - 【請求項２】 長繊維のＣＦＲＰプリプレグを長繊維の
方向が異なるように積層してなるＣＦＲＰ積層板を、イ
ンペラー本体のボスの基端側の面に固定した請求項１記
載のシュラウド付インペラー。 - 【請求項３】 ＣＦＲＰ積層板を、長繊維の方向が少し
ずつ角度を変えて行くように積層した構成とする請求項
１又は２記載のシュラウド付インペラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234298A JPH11210687A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | シュラウド付インペラー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234298A JPH11210687A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | シュラウド付インペラー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11210687A true JPH11210687A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=12356297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3234298A Pending JPH11210687A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | シュラウド付インペラー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11210687A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004346860A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Seikow Chemical Engineering & Machinery Ltd | 繊維強化プラスチック製羽根車 |
| JP2014238084A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機の羽根車 |
| JP2016098756A (ja) * | 2014-11-25 | 2016-05-30 | 三菱重工業株式会社 | インペラ、及び回転機械 |
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| KR20230064473A (ko) * | 2021-11-03 | 2023-05-10 | 주식회사 케이마린 | 호버크래프트용 리프팅팬 |
| KR102542446B1 (ko) * | 2022-09-23 | 2023-06-13 | 경진부로아 주식회사 | 복합 소재형 임펠러 장치 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP3234298A patent/JPH11210687A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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