[发明专利]叶轮的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于离心压缩机、其它旋转机械的叶轮(旋转翼)的制造方法，更详细而言涉及将构成叶轮(impeller)的多个构件通过焊接进行接合的方法。

背景技术

例如图5所示，离心压缩机的叶轮10由固定在离心压缩机的旋转主轴上且旋转的单面尖端薄地弯曲的轮毂11、与轮毂11的弯曲面相对的形状的护罩12、以涡流形隔开轮毂11和护罩12的弯曲面间设置的多个叶片13构成。在轮毂11、护罩12及叶片13的相互之间形成压缩的气体的流路14。

该叶轮10有将轮毂11、护罩12、叶片13单独地制作且相互接合的被称作三零件型的叶轮、将护罩12和叶片13(或轮毂11和叶片13)一体制作且将与其分别制作的轮毂11(或护罩12)接合的被称作两零件型的叶轮。就三零件(piece)型及两零件型的任一种叶轮10都通过焊接或钎焊进行接合。以焊接或钎焊的哪一种进行接合，根据叶轮10的尺寸(size)、强度等决定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2008-279461号公报

发明内容

发明要解决的课题

在将叶轮10通过焊接进行接合的情况下，指出如下的问题。

在焊接的进行之中，为防止伴随各结构构件(叶轮材料)的氢脆的低温裂纹，需要将叶轮材料保持在规定的温度以上。因此，在开始焊接之前实施将叶轮进行加热的预热。但是，即使通过预热而升温，焊接中温度也会降低，有时产生低温裂纹。

在焊接叶轮时，为了辅助焊炬接触到必要的部位，使用可变更叶轮的方向的夹具。将叶轮载置于该夹具上进行焊接。因此，通过在具备加热功能的夹具上载置叶轮材料进行焊接作业，保持叶轮材料的焊接中的温度。

但是，由于在使用该加热功能的夹具的方法中，也有焊接中叶轮材料的表面直接与大气接触的部分，所以产生局部的温度下降，所以不容易均匀地保持叶轮整体的温度。

另外，为了可抗受预热后保持温度的从叶轮材料的辐射热，作业者需要穿戴使用厚重的耐热护具，所以作业性差。为减轻作业者的作业负担，例如也如专利文献1所示，也可以利用机器人进行焊接。但是，在焊接线的轨迹复杂的情况、或插入焊炬的部分狭窄的情况下，难以通过机器人进行焊接，需要依赖于人工作业。

本发明是基于这样的课题而完成，其目的在于，提供能够避免作业员通过焊接接合叶轮时的温度下降，并且能够减轻作业负担的叶轮的焊接方法。

用于解决课题的方案

作为本发明对象的叶轮，包括轮毂、与轮毂对置配置的护罩、以及设置在所述轮毂和所述护罩之间的多个叶片。在该叶轮上，在轮毂和护罩之间形成从流入口连接到喷出口的流路。流体在从流入口向喷出口的流路上流动。该叶轮通过焊接而将轮毂和护罩接合。

本发明中，在该焊接的进行之中，使轮毂和护罩重合的组装体为流入口向上且轮毂与设置面对置设置的直立的状态。而且，本发明中，除进行焊接上必要的开放区域及流入口，一边用隔热罩覆盖组装体，一边进行焊接。

本发明中，对一个开放区域的焊接结束后，使隔热罩相对组装体移动，在形成新的开放区域后进行后面的焊接。

本发明的叶轮的制造方法中，隔热罩也可以一体地形成(下面为一体罩)，但优选由分割成多个的分割罩(segment jacket)构成。

在对一个开放区域结束焊接后，难以移动面积、重量都大的一体罩。与之相比，如果是分割成多个的分割罩，则只要仅使分割的一个分割罩移动就能够形成新的开放区域，所以作业容易。

本发明的叶轮的焊接方法中，存在几个形成开放区域的方式。例如，在由多个分割罩构成隔热罩的情况下，通过在应形成开放区域的位置不设置分割罩，可以形成开放区域。另外，在一体罩及分割罩两者中，通过在应与开放区域相对应的部位设置贯通内外两面的窗口，也可以形成开放区域。由于形成该窗口的方式能够将应形成开放区域的部位压缩在焊接上必要的特定的区域中，所以对于防止焊接中的温度下降是有利的。

本发明的叶轮的焊接方法中，为了减轻在对一个开放区域结束焊接后进行的隔热罩的移动作业负担，利用夹具是有效的。因此夹具由夹具主体和相对夹具主体可相对旋转地配置的搭载工作台构成。而且，在将组装体搭载在搭载工作台上，另一方面用固定在夹具主体上的隔热罩覆盖组装体。在结束了对开放区域焊接后，使搭载工作台旋转时，组装体伴随搭载工作台的旋转而旋转(移动)，但由于隔热罩被固定在夹具主体上，所以组装体和隔热罩相对移动。这样，能够将人工的作业抑制到最小限度，并且能够形成新的开放区域。