JP2006125316A - ターボ形回転機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 回転機器全体の外径を小さくし安全なターボ形回転機器を提供する。
【解決手段】 ハウジング1内に設置されるターボ機構におけるターボ静翼SBの構成を回転軸3と同軸で円筒状にしたものである。すなわち図において9はターボ静翼SBの基体をなす円筒体で、図面ではその縦断面の右半分のみ開示されているが、基部はハウジング1に固設されている。この円筒体9はその軸心が回転軸3の軸心と同軸であり、回転軸3の軸心と沿う状態にある。そしてこの円筒体9の高さは、従来におけるターボ静翼SBの半径の大きさに対応して設定され、そしてその内周面に静翼10が形成されている。この静翼10は円筒体9を肉厚にして内周面に機械加工等により形成するか、あるいは静翼片を別個に製作して内周に貼付加工して形成してもよい。このようにしてターボ静翼SBが構成され、回転機器全体の小径化が図られる。
【選択図】 図1
【解決手段】 ハウジング1内に設置されるターボ機構におけるターボ静翼SBの構成を回転軸3と同軸で円筒状にしたものである。すなわち図において9はターボ静翼SBの基体をなす円筒体で、図面ではその縦断面の右半分のみ開示されているが、基部はハウジング1に固設されている。この円筒体9はその軸心が回転軸3の軸心と同軸であり、回転軸3の軸心と沿う状態にある。そしてこの円筒体9の高さは、従来におけるターボ静翼SBの半径の大きさに対応して設定され、そしてその内周面に静翼10が形成されている。この静翼10は円筒体9を肉厚にして内周面に機械加工等により形成するか、あるいは静翼片を別個に製作して内周に貼付加工して形成してもよい。このようにしてターボ静翼SBが構成され、回転機器全体の小径化が図られる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、たとえばガスレーザ発振器装置(以下単にレーザ発振器装置という)にガスを循環供給する場合に有益なターボ形回転機器に関する。
この種のターボ形回転機器は、ハウジング内の上方にターボ機構を配設して、ガスを圧縮し排出する機構を設けるとともに、下方にはこのターボ機構の動翼であるターボ動翼を高速に回転駆動させるモータを配設している(特許文献1参照)。
また、このようなターボ形回転機器は、外部の機器としてのレーザ発振器装置に対してガスを供給する場合、好適に使用される。すなわち、フロー型二酸化炭素ガスレーザ発振器装置の場合、炭酸ガスと他のガスの混合ガスを流しながら圧縮し、レーザ共振器に供給して共振させるようになっており、装置内にガス循環路が構成されている。この循環路の構成における一要素のブロワとして、ターボ動翼を高速で回転させてガスを圧縮し、レーザ共振器に供給するターボ形回転機器が使用されている(特許文献1参照)。
このターボ形回転機器GCの具体的な構成は、図5に示すとおりで、ハウジング1の内方でその上方にターボ動翼2が回転可能に配設され、同じく下方にはこのターボ動翼2を高速に回転駆動させるモータ6が配設され、両者が回転軸3にて連結されている。このモータ6はハウジング1の側に固設された電極コイル6Kと、この電極コイル6Kに対応して回転軸3に固設された回転子6Mで構成され、電極コイル6Kにはインバータ5から電気エネルギーが供給される。
回転軸3は上部軸受4と下部軸受(図示せず)を介してハウジング1に対し、回転可能に保持されているが、この回転軸3の上方の取付軸3Sにターボ動翼2が固設されている。前記モータ6および回転軸3を保持する上部軸受4と下部軸受(図示せず)はモータ室M内に配設されている。
ターボ動翼2がモータ6によって高速に回転駆動されると、その外周に配設されたターボ静翼(図5には開示されていない)と協働して、ガスが流入口1Kから流入され、圧縮されて排出口1Hより排出される。この流入口1Kから排出口1Hまでがガス圧縮室Cを形成する。
ターボ動翼2がモータ6によって高速に回転駆動されると、その外周に配設されたターボ静翼(図5には開示されていない)と協働して、ガスが流入口1Kから流入され、圧縮されて排出口1Hより排出される。この流入口1Kから排出口1Hまでがガス圧縮室Cを形成する。
このことからガス圧縮室Cとモータ室Mとは、シール部7で遮断されるようになっている。具体的には、ハウジング1は上部軸受4の上方位置において回転軸3が非接触で貫通できる範囲の最小径の貫通孔が穿設され、回転軸3と協働してシール部7が形成されている。このシール部7にはたとえばラビリンスシール等が適用される。
ところで、ガス圧縮機能を行うターボ機構は図4に示されている。図4は図5のターボ形回転機器GCの上方部のみを断面してより具体的に示すが、ターボ機構は取付軸3Sに取り付けられ、図5に示すモータ6にて高速に回転駆動されるターボ動翼2と、このターボ動翼2の外方周囲に配設されたターボ静翼SB(固定翼)にて構成され、これらが有機的に機能するようにハウジング1に内設されている。ターボ静翼SBは図4ではブロックで図示されているが、具体的には図3から明らかなとおり、ターボ静翼SBの主体をなす翼片Bが多数個(図示例では19個)環状底盤8の上面に固設されている。この翼片Bは一定の厚さを有しており、この翼片Bの上面には図示していないが環状の上盤が対向して接合される。このようにして等間隔に一定の距離(間隙)を有して並設され、それぞれの間隙からガスが外方周囲へと流出するようになっている。ターボ静翼SBの各翼片Bは一定の傾斜角度θを有して底盤に固定保持されている。
他方、モータ(図4には図示せず)にて回転されるターボ動翼2も多数個の羽根が周辺に一定の角度で傾斜して並設されている。このようにしてターボ動翼2の回転により外方に放出されたガスがターボ静翼SBに放出され圧縮されてポンプ機能を行う。
特開2000−22243号公報
このような従来のターボ形回転機器GCではターボ動翼2の外周に更にターボ静翼SBが同一平面状で外方に拡張された形となっており、大形化するきらいがある。しかもターボ動翼2は高速回転するものであり、回転による繰り返し疲労などにて破壊した場合、回転機器として大きな衝撃を受け危険である。そのためにこのような事故に備えてハウジング1の肉厚部を有するようになっている。したがって大形かつ重量化する問題を有している。
本発明はこのような問題を解決するターボ形回転機器を提供しようとするものである。
本発明はこのような問題を解決するターボ形回転機器を提供しようとするものである。
本発明が提供するターボ形回転機器は、上記課題を解決するために、回転軸に取り付けられて回転し、ガス圧縮を行なうターボ動翼と固定状態で設置されたターボ静翼との組み合わせからなるターボ機構においてターボ静翼SBを回転軸の軸心方向に沿う状態で設けたものである。したがって、ターボ静翼SBによる半径方向の大きさが縮小される。
本発明が提供するターボ形回転機器は、ターボ静翼を立位にすることで半径方向の厚さが小さくて回転機器全体としての半径が大幅に縮小され、小型化される。しかもガス圧縮効率は高く小型軽量にして性能の高いターボ形回転機器を提供する。さらにターボ静翼の基本はターボ動翼の周囲を囲繞する壁として機能し、ターボ動翼が回転による繰り返し疲労で破壊を起こした際、その飛散等によるエネルギーを吸収してくれるので安全性の高い回転機器を提供する。
本発明におけるターボ形回転機器は、回転機器全体の外径の縮小化に特徴があり、そのためにターボ動翼を回転軸の軸心と平行な状態で設けたものである。この構成の最も好ましい実施例はターボ静翼を円筒状の基体に設けることであり、具体的にはターボ動翼の外周を囲繞する大きさの円筒体を回転軸と同心状に配設し、その内周面にターボ静翼を形成する例である。この円筒状の基部はハウジングに固設される。またターボ動翼から放出されるガスが円筒内に円滑に案内されるよう構成されることも重要な要件となる。
以下図1および図2に示す実施例にしたがって本発明を説明する。
図1はハウジング1内に設置されるターボ静翼SBの構成を縦断面して示す図であり、図2はその要部を拡大して示している。これらの図において9はターボ静翼SBの基体をなす円筒体で、図面ではその縦断面の右半分のみ開示されているが、基部はハウジング1に固設されている。この円筒体9はその軸心が回転軸3の軸心と同軸であり、すなわち回転軸3の軸心と平行な状態にある。
図1はハウジング1内に設置されるターボ静翼SBの構成を縦断面して示す図であり、図2はその要部を拡大して示している。これらの図において9はターボ静翼SBの基体をなす円筒体で、図面ではその縦断面の右半分のみ開示されているが、基部はハウジング1に固設されている。この円筒体9はその軸心が回転軸3の軸心と同軸であり、すなわち回転軸3の軸心と平行な状態にある。
そしてこの円筒体9の高さは、従来におけるターボ静翼SBの半径の大きさに対応して設定され、そしてその内周面に静翼10が形成されている。この静翼10は円筒体9を肉厚にして内周面に機械加工あるいは鋳物成形等により形成するか、あるいは静翼片を別個に製作して内周に貼付加工して形成してもよい。このようにしてターボ静翼SBが構成される。
ターボ静翼SBを設置する場合、その静翼10の下方端は図2に拡大して示すとおり、ターボ動翼2の外周端における水平高さ位置より上方に位置していることが望ましい。すなわち図2に示すとおり、円筒体9にはターボ動翼2の外周端から放出されるガスを受け入れこれを静翼10に案内する曲面9Cが形成され、ガスが円滑にターボ静翼SBに導入されるようになっている。これは静翼10の下方端位置がターボ動翼2の外周端位置より下方に位置すると前記ガスの導入が円滑に行われず、過流を招来することになり、ガス圧縮効率を低下させることになるからである。
本発明の特徴は以上詳述したとおりであるが、上記各実施例ならびに図示例に限定されるものではなく、種々の変形実施例を包含するものである。たとえば図示例ではターボ静翼SBが回転軸3と同心状すなわち平行に配列された例を示しているが、必ずしも同心状でなくともよく、回転軸3の軸心に対して一定の角度を有する傾斜した形すなわち円錐状(すりばち状)の形状にしてもよい。要はターボ動翼2の外周を覆うものであればよい。さらに細部の構成についてであるが、ターボ静翼SBの静翼10の下端をターボ動翼2と一定距離切離したが、静翼10の下方部を円筒体9の曲面9Cに沿ってターボ動翼2の外周端に近接するよう延設する変形例を挙げることができる。この場合、ガスの導入がより確実となる。さらにターボ静翼SBをハウジング1に固設させる方法としてねじ込みによる着脱可能な方式を採用することもできる。この場合、回転体の破壊によりターボ静翼SBが破損したとき、取り替えが容易となる。
1 ハウジング
1H 排出口
1K 流入口
2 ターボ動翼
3 回転軸
3S 取付軸
4 上部軸受
5 インバータ
6 モータ
6M 回転子
6K 電極コイル
7 シール部
8 環状底盤
9 円筒体
9C 曲面
10 静翼
B 翼片
C ガス圧縮室
GC ターボ形回転機器
M モータ室
SB ターボ静翼
1H 排出口
1K 流入口
2 ターボ動翼
3 回転軸
3S 取付軸
4 上部軸受
5 インバータ
6 モータ
6M 回転子
6K 電極コイル
7 シール部
8 環状底盤
9 円筒体
9C 曲面
10 静翼
B 翼片
C ガス圧縮室
GC ターボ形回転機器
M モータ室
SB ターボ静翼
Claims (2)
- 回転軸に取り付けられて回転駆動されガス圧縮を行なうターボ動翼と、このターボ動翼の外方に配設されたターボ静翼との組み合わせからなるターボ機構と、このターボ機構が内方に配設されるとともにガスを流入させる流入口と圧縮したガスを排出する排出口を有するハウジングと、前記ターボ動翼を回転駆動するためのモータとを備え、前記圧縮されたガスを排出口から外部の機器等に排出するようにしたターボ形回転機器において、前記ターボ機構におけるターボ静翼をその静翼面が前記回転軸の軸心方向に沿う状態で設けたことを特徴とするターボ形回転機器。
- ターボ静翼がターボ動翼の外周位でかつ回転軸の軸心と同軸の円筒体の内面に設けられたことを特徴とする請求項1記載のターボ形回転機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004315561A JP2006125316A (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | ターボ形回転機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004315561A JP2006125316A (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | ターボ形回転機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006125316A true JP2006125316A (ja) | 2006-05-18 |
Family
ID=36720296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004315561A Pending JP2006125316A (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | ターボ形回転機器 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2006125316A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008155023A1 (de) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | Daimler Ag | Luftversorger, insbesondere für ein luftversorgungssystem von brennstoffzellen |
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JP2004068723A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Hitachi Home & Life Solutions Inc | 電動送風機および電気掃除機 |
-
2004
- 2004-10-29 JP JP2004315561A patent/JP2006125316A/ja active Pending
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