旋转机械制造技术

提供一种旋转机械，其在制造时操作性良好，并且可以抑制旋转时叶轮与轴之间的偏离。一种旋转机械，包括：进行旋转的轴和叶轮，该叶轮包括，被设置成具有被嵌合到所述轴的大致圆筒状的轮毂并随着从该轮毂的前端朝向后端向径向外侧扩展的盘，以及设置在该盘的表面的多个叶片，其中，该轮毂进一步包括具有比所述轴半径小的内半径的强束缚部和具有比该强束缚部的所述内半径大的内半径的弱束缚部，该弱束缚部比所述强束缚部被设置在更靠向所述轮毂的所述前端侧。

【技术实现步骤摘要】
本申请是三菱重工业株式会社于2011年10月25日提交的名称为“旋转机械”、申请号为201180058541.4的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种具有叶轮的旋转机械。本申请根据2010年12月8日在日本申请的(日本)特愿2010-273589要求优先权，在此引用该内容。
技术介绍
应用于工业用压缩机或涡轮冷冻机、小型气体涡轮机等旋转机械的离心压缩机在固定于轴的盘上具有设置了多个叶片的叶轮。离心压缩机通过叶轮的旋转向气体供应压力能及动能。图6是具有叶轮201的现有的旋转机械的说明图。例如，专利文献1的旋转机械具有由盘203、叶片204以及罩盖206构成的叶轮201。在叶轮201的轴向上的规定位置，套筒部205与叶轮201一体形成。通过将该套筒部205在所述规定位置热装(焼嵌)到轴202，叶轮201被固定在轴202。在专利文献1中公开了，当设套筒部205的内半径为R，对于长度L的范围的厚度为T时，叶轮201的离心力对套筒部205不施加影响的长度L由以下所示的(1)式表示。[式1]L≥1.8RT...(1)]]>即，在专利文献1中公开了，通过设定满足(1)式的长度L，抑制伴随旋转中的离心力的叶轮201的内径径向位移对套筒部205带来影响，避免叶轮201和轴202偏离，保持稳定运转。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第4697987号
技术实现思路
专利技术要解决的课题通常，罩盖206、叶片204以及盘203各自作为部件成形，之后，通过焊接等在盘203安装叶片204以及罩盖206。在专利文献1的叶轮201的情况下，套筒部205被配置在从盘203的内周部B仅相距长度L的位置，以满足(1)式。即，套筒部205在轴向的装有盘203的叶片204以及罩盖206的一侧突出配置。因此，通过焊接等在盘203安装叶片204以及罩盖206时，存在从盘203突出的套筒部205成为障碍，操作性恶化的问题。此外，近年用于旋转机械的离心压缩机面临高输出化和高旋转化等性能提高上的要求。通常，专利文献1的叶轮201的半剖面重心被配置在设有叶片204、罩盖206等的盘203侧。即，叶轮201的半剖面的重心被配置在从套筒部205分开大的距离的位置。根据专利文献1，通过仅分开长度L配置套筒部205，可以抑制离心力引起的叶轮201的径向位移对套筒部205带来影响。但是，因为叶轮201的半剖面重心与套筒部205之间大间距分开，套筒部205因叶轮201的离心力容易向径向外侧扩张。特别是，如果进一步推进叶轮201的高输出化以及高旋转化，将可能无法抑制叶轮201的径向位移的影响。因此，套筒部205扩张，叶轮201与轴202之间产生偏离，可能降低旋转机械的性能。因此本专利技术鉴于上述情况，将提供一种制造时操作性良好，并且可以抑制旋转时叶轮与轴之间的偏离的旋转机械作为课题。解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的旋转机械包括：进行旋转的轴；具有被嵌合在该轴的大致圆筒状的轮毂并随着从该轮毂的前端朝向后端向径向外侧展开的盘和设置在该盘表面的多个叶片的叶轮，其中，该轮毂具有内半径比该轴半径小的强束缚部和内半径比该强束缚部的所述内半径大的弱束缚部，该弱束缚部比所述强束缚部被设置在更靠向所述轮毂的所述前端侧。根据本专利技术，叶片被设置在盘的表面，轮毂被设置成不从盘表面突出。因此，将叶片安装在盘的表面时，轮毂不会成为障碍。由此，可以提供制造时操作性良好的旋转机械。此外，在专利文献1中，因为嵌合到轴的套筒部从叶轮的半剖面重心分开配置，套筒部具有容易向径向外侧扩张的结构。但是，根据本专利技术，轮毂被设置成从盘的背面突出一部分，在轮毂的后端侧设置了具有大过盈量的强束缚部。即，叶轮的半剖面重心附近有轮毂，设置在轮毂的强束缚部相对轴坚固嵌合。因此，可以防止强束缚部因旋转时的离心力扩张，抑制叶轮与轴之间的偏离。本专利技术的旋转机械优选地在所述盘的所述表面的背面设有包围所述轮毂的凹陷的槽部。在这种情况下，在盘的背面，通过在轮毂的周围设有槽部，可以抑制强束缚部因旋转时的离心力向径向外侧扩张的同时，还可以维持强束缚部的表面压力。因此，可以可靠地抑制旋转时叶轮与轴之间的偏离。进一步地，因为通过设置槽部可以除去盘的厚的部分，减少盘各部分的厚度差，例如经过淬火、退火等提高盘的强度时，可以对盘整体进行均匀的热处理。因此，可以提供强度优良的高性能旋转机械。本专利技术的旋转机械优选的是，在所述轮毂的所述后端设有朝向所述轮毂的所述前端的外半径缓慢增大的第一锥形部。例如，有时根据叶轮的布局状况等要求缩短强束缚部的长度。在这种情况下，为了弥补伴随强束缚部缩短的表面压力的降低，有必要加厚强束缚部。但是，如果加厚强束缚部，厚的部分将因离心力向径向外侧受到牵引，强束缚部有可能向径向外侧扩张，发生叶轮与轴之间的偏离。但是，根据本专利技术，通过在轮毂后端设有第一锥形部，可以抑制强束缚部因离心力向径向外侧扩张。因此，通过设置第一锥形部，可以在可靠地抑制旋转时叶轮与轴之间的偏离的同时，缩短强束缚部的长度，提供小型的叶轮。本专利技术的旋转机械优选的是，进一步包括被嵌合到所述轴使其与所述轮毂的所述前端相接，并向所述盘引导气流的套筒。在这种情况下，利用配置套筒可以有效地引导气流。进一步地，通过分别形成盘和套筒，在盘表面安装叶片等后，可以在轮毂的前端配置套筒。因此，在盘的表面安装叶片等时，套筒不会成为障碍。因此，可以提供制造时操作性良好的旋转机械。本专利技术的旋转机械优选地在所述轴串联地设置多个所述叶轮，在相邻的一侧的所述叶轮的所述轮毂与另一侧的所述叶轮的所述轮毂之间进一步包括向所述另一侧的叶轮的所述盘引导气流的套筒，在所述套筒的前端，以与被设置在所述轮毂的所述后端的第一锥形部的形状一致的方式，设有朝向所述套筒的后端内半径缓慢减小的第二锥形部。在这种情况下，因为在套筒前端设置了与第一锥形部形状一致的第二锥形部，可以在第一锥形部与第二锥形部抵接的状态下配置套筒。由此，第二锥形部可以从径向外侧按压第一锥形部，可以抑制强束缚部因离心力向径向外侧扩张。因此，可以可靠地抑制旋转时叶轮与轴之间的偏离。本专利技术的旋转机械优选地在所述套筒的后端以及所述轮毂的所述前端的任意一方设有凹部，在另一方设置与该凹部形状一致的凸部。在这种情况下，因为套筒的后端和弱束缚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转机械，包括：进行旋转的轴；盘，其具有被嵌合到所述轴的轮毂，并随着从所述轮毂的前端朝向后端向径向外侧延伸；叶轮，其具有设置在所述盘表面的多个叶片，其中，在所述盘的所述表面的背面，以包围所述轮毂的的方式，设有凹陷的槽部，所述轮毂在所述轴的轴向，比所述槽部的最前端的部分更靠向后端侧延伸，而比所述盘更向后端侧突出，并且具有强束缚部和弱束缚部。

【技术特征摘要】
2010.12.08 JP 2010-2735891.一种旋转机械，包括：
进行旋转的轴；
盘，其具有被嵌合到所述轴的轮毂，并随着从所述轮毂的前端朝向后端
向径向外侧延伸；
叶轮，其具有设置在所述盘表面的多个叶片，
其中，
在所述盘的所述表面的背面，以包围所述轮毂的的方式，设有凹陷的槽
部，
所述轮毂在所述轴的轴向，比所述槽部的最前端的部分更靠向后端侧延
伸，而比所述盘更向后端侧突出，并且具有强束缚部和弱束缚部。
2.根据权利要求1所述的旋转机械，其中，所述强束缚部与所述轴具
有过盈量地进行固定。
3.根据权利要求1所述的旋转机械，其中，还具有从...

【专利技术属性】
技术研发人员：八木信頼，中庭彰宏，篠原仁志，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，三菱重工压缩机有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP