JP2017166467A - 流体機械及び変速装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁力を用いた変速装置に含まれる磁性体の温度上昇を抑制する。【解決手段】電動機11と、羽根車12と、電動機と羽根車の間に設けられた変速装置13と、を備え、変速装置は、電動機に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第1ロータ14と、羽根車に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第1ロータを周方向に沿って囲む第2ロータ15と、第2ロータを周方向に沿って囲むハウジング16と、第1ロータと第2ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つハウジングに連結されている複数の磁性体17−1、17−6と、を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、流体機械及び変速装置に関する。
流体機械は、流体と機械の間でエネルギー変換をする装置であり、ポンプ及びタービンなどが含まれる。ここでポンプとタービンは、同じ構成で逆の出力が得られる。具体的には、ポンプは、供給された電力を電動機(モータ)で電気的エネルギーから機械的エネルギーに変換し、この機械的エネルギーを用いて流体を移送する。それに対して、タービンは流体の移動するエネルギーを機械的エネルギーに変換し、発電機でこの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を得る。
例えば、ポンプの一種である水中ポンプは雨水等の排水用途で使用され、必要とされるポンプ流量から通常羽根車の回転数が1000min-1以下の低回転数となる。このため、モータを多極にして羽根車の回転数を所望の低回転数になるようにするか、あるいは減速機を使用して羽根車の回転数を所望の低回転数になるようにしていた。例えば、特許文献1には、減速機を使用した水中ポンプが開示されている。一方、羽根車の回転数をモータの回転数よりも上昇させたい場合には、増速機を使用して羽根車の回転数をモータの回転数よりも上昇するようにしていた。
しかしながら、モータを多極数且つ低回転数にした場合、ステータコア(鉄心)の径が大きくなり、モータ径が大きくなるので、水中ポンプの排水する流路を妨げる(狭める)という問題があった。
一方、減速機あるいは増速機を使用する場合、減速機内部あるいは増速機内部の歯車の潤滑を目的とした潤滑油が減速機内部あるいは増速機内部に封入されるため、潤滑油の外部への漏れを防ぐためのシール部が必要になる。仮にシール部が破損した場合、外部に潤滑油が漏れ出し、揚水に潤滑油が混入するという問題があった。また、歯車による機械的な接触が発生するために、振動や騒音の発生の問題があった。更には、潤滑油及びシール部のメンテナンスが必要になり、メンテナンス作業に時間及び費用等がかかるという問題があった。特に水中ポンプの場合、メンテナンス時に水中ポンプを一旦、地上に引き上げなければならず、そのメンテナンス作業においては、多くの時間及び費用等を費やさなければならない。
一方、減速機あるいは増速機を使用する場合、減速機内部あるいは増速機内部の歯車の潤滑を目的とした潤滑油が減速機内部あるいは増速機内部に封入されるため、潤滑油の外部への漏れを防ぐためのシール部が必要になる。仮にシール部が破損した場合、外部に潤滑油が漏れ出し、揚水に潤滑油が混入するという問題があった。また、歯車による機械的な接触が発生するために、振動や騒音の発生の問題があった。更には、潤滑油及びシール部のメンテナンスが必要になり、メンテナンス作業に時間及び費用等がかかるという問題があった。特に水中ポンプの場合、メンテナンス時に水中ポンプを一旦、地上に引き上げなければならず、そのメンテナンス作業においては、多くの時間及び費用等を費やさなければならない。
これらの問題を解決する方法として、変速装置(減速機及び増速機を含む)として、歯の接触のない磁気歯車を利用することが考えられる。ここで磁気歯車は、相対する永久磁石間に働く吸引力及び反発力により、非接触でトルクを伝達する機構である。磁気歯車を用いることにより、潤滑油が必要ないことで潤滑油の漏れの問題を回避でき、歯車による機械的な接触よる振動や騒音の発生を回避でき、潤滑油及びシール部のメンテナンスの問題も回避できる。
しかしながら、磁気歯車には、永久磁石を有する内側ロータ(第1ロータともいう)と永久磁石を有する外側ロータ(第2ロータともいう)との間に周状に配置された磁性体において、外側ロータと内側ロータの磁界の回転に伴う渦電流損失による発熱が生じ、温度が上昇してしまう問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、磁力を用いた変速装置に含まれる磁性体の温度上昇を抑制することを可能とする流体機械及び変速装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に係る流体機械は、駆動機または発電機と、羽根車またはタービンと、前記駆動機と前記羽根車の間あるいは前記発電機と前記タービンとの間に設けられた変速装置と、を備え、前記変速装置は、前記駆動機あるいは前記発電機に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第1ロータと、前記羽根車あるいは前記タービンに連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第1ロータを周方向に沿って囲む第2ロータと、前記第2ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、前記第1ロータと前記第2ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、を有する。
この構成によれば、ハウジングから放熱されることにより、ハウジングに連結された複数の磁性体も放熱されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
本発明の第2の態様に係る流体機械は、第1の態様に係る流体機械であって、前記ハウジングは、前記羽根車によって汲み上げられた流体あるいは前記羽根車によって吐き出された流体が通る流路に、外表面が露出するように配置されている。
この構成によれば、流体によりハウジングの外表面から熱を奪われ、ハウジングが冷却される。このため、ハウジングに連結された磁性体も冷却されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
本発明の第3の態様に係る流体機械は、第1または2の態様に係る流体機械であって、前記羽根車によって汲み上げられた流体あるいは前記羽根車によって吐き出された流体は、水または冷媒であり、当該流体機械は、前記水または冷媒をくみ上げるあるいは吐き出すポンプあるいは発電装置である。
この構成によれば、汲み上げられた水または冷媒あるいは吐き出された水または冷媒によりハウジングが冷却されることで、ハウジングに連結された磁性体も冷却されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
本発明の第4の態様に係る流体機械は、第1から3のいずれかの態様に係る流体機械であって、前記駆動機または発電機は、前記ハウジングに連結されており、前記駆動機または前記発電機は、水中に設置可能な構造を有しており、当該流体機械は、前記ハウジングとともに前記駆動機または前記発電機が水中に配置されて使用される水中流体機械である。
この構成によれば、ハウジングとともに駆動機または発電機が水中に配置されて使用される。
本発明の第5の態様に係る流体機械は、第1から4のいずれか態様に係る流体機械であって、前記羽根車と前記変速装置を周方向に沿って囲むケーシングを更に備え、前記羽根車の回転によって、流体が前記ハウジングと前記ケーシングの間を移動する。
この構成によれば、流体がハウジングとケーシングの間を移動することによりハウジングが効率よく冷却される。このため、ハウジングに連結された複数の磁性体も冷却されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
本発明の第6の態様に係る流体機械は、第1から5のいずれかの態様に係る流体機械であって、前記ハウジングの外表面に設けられているフィンを更に備える。
この構成によれば、フィンは、流体との接触表面積を大きくするので、放熱効果を向上させることができるので、より複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
本発明の第7の態様に係る流体機械は、第1から6のいずれかの態様に係る流体機械であって、前記磁石は、互いに絶縁された複数の磁石部材が軸方向に積層されたものである。
この構成によれば、磁石に流れる電流が軸方向に分断されることで磁石の発熱を抑制することができるため、磁石の磁力の低減を防止することができる。
本発明の第8の態様に係る流体機械は、第1から7のいずれかの態様に係る流体機械であって、前記変速装置は、非磁性且つ非導電性であり、且つ周方向において前記複数の磁性体の間に設けられ前記複数の磁性体を支持する支持部を更に備える。
この構成によれば、複数の磁性体は、円周状に間隔を設けて配置される。
本発明の第9の態様に係る流体機械は、第8の態様に係る流体機械であって、前記支持部は、セラミックのフィラーが混合された樹脂から構成されている。
この構成によれば、セラミックのフィラーが混合されていることにより、支持部の熱伝導率を向上させることができるので、複数の磁性体の熱が支持部を介してハウジングにより伝導しやすくなる。これにより、複数の磁性体の冷却効率を向上させることができる。
本発明の第10の態様に係る流体機械は、第1から9のいずれかの態様に係る流体機械であって、前記磁性体それぞれは、互いに絶縁された複数の磁性部材が軸方向に積層されたものである。
この構成によれば、磁性体に生じる渦電流が軸方向に分断されることで磁性体の発熱を抑制することができるため、磁力の低減を防止することができる。
本発明の第11の態様に係る流体機械は、駆動機または発電機と、羽根車またはタービンと、前記駆動機と前記羽根車の間あるいは前記発電機と前記タービンとの間に設けられた変速装置と、を備え、前記変速装置は、前記羽根車あるいは前記タービンに連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第1ロータと、前記駆動機あるいは前記発電機に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第1ロータを周方向に沿って囲む第2ロータと、前記第2ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、前記第1ロータと前記第2ロータの間に径方向に間隔を設けて配置され且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、を有する。
この構成によれば、ハウジングから放熱されることにより、ハウジングに連結された複数の磁性体も放熱されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
本発明の第12の態様に係る変速装置は、駆動機と羽根車との間に設けられる変速装置であって、外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第1ロータと、内周囲に磁力を発生するよう磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第1ロータを周方向に沿って囲む第2ロータと、前記第2ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、前記第1ロータと前記第2ロータの間に径方向に間隔を設けて配置され且つ周方向に間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、を備える。
この構成によれば、ハウジングから放熱されることにより、ハウジングに連結された複数の磁性体も放熱されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
本発明によれば、ハウジングから放熱されることにより、ハウジングに連結された複数の磁性体も放熱されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
本発明の各実施形態では、流体機械の一例としてポンプを対象に説明する。また、各実施形態では、羽根車を駆動する駆動機の一例として電動機(モータ)を対象に説明する。ここで駆動機は、対象物を回転あるいは移動させることを目的として、ある種の動力(エネルギー)を機械エネルギーに変換する機械である。以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
<第1の実施形態>
本実施形態ではポンプの一例として、水中に配置されて使用される水中モータポンプ(以下、水中ポンプという)について説明する。本実施形態に係る水中ポンプ1は一例として軸流ポンプであり、大流量、低揚程型になっている。従って、ポンプの必要回転数も数百回転と一般的なポンプ(2極3000/3600min-1、4極1500/1800min-1)に比べて低回転数となっている。
本実施形態ではポンプの一例として、水中に配置されて使用される水中モータポンプ(以下、水中ポンプという)について説明する。本実施形態に係る水中ポンプ1は一例として軸流ポンプであり、大流量、低揚程型になっている。従って、ポンプの必要回転数も数百回転と一般的なポンプ(2極3000/3600min-1、4極1500/1800min-1)に比べて低回転数となっている。
図1は、第1の実施形態に係る水中ポンプ1の軸方向に沿った概略断面図である。図2は、図1のA−A'断面の概略断面図である。図1及び図2において軸方向はz方向であり、周方向はz軸周りの方向である。図1に示すように、水中ポンプ1は、電動機11と、羽根車12と、電動機11と羽根車12の間に設けられた変速装置13とを備える。本実施形態に係る変速装置13は一例として減速機である。電動機11は、電源ケーブル112を介して電力が供給される。図1に示すように、電動機11は、ハウジング16に連結されており、水中に設置可能な構造を有している。水中ポンプ1は、ハウジング16とともに電動機11が水中に配置されて使用される。
図1及び図2に示すように、変速装置13は、電動機11の回転軸111に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石I1、…、I4を有する第1ロータ14を有する。具体的には例えば、図2に示すように、第1ロータ14は、鉄芯141と、鉄芯141の外周面に配置され且つ径方向に着磁された磁力を有する磁石I1、…、I4を有する。磁石I1、…、I4は例えば永久磁石であり、具体的には例えば希土類焼結磁石である。また、磁石I1、…、I4は、互いに絶縁された複数の磁石部材が軸方向に積層されたものである。この構成によれば、磁石I1、…、I4に流れる電流が軸方向に分断されることで磁石の発熱を抑制することができるため、磁石I1、…、I4の磁力の低減を防止することができる。
更に、変速装置13は、羽根車12に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第1ロータ14を周方向に沿って囲む第2ロータ15を有する。具体的には例えば、図2に示すように、磁石E1、…、E16は第2ロータ15の内周面に配置されており、径方向に着磁された磁力を有する。磁石E1、…、E16は例えば永久磁石であり、具体的には例えば希土類焼結磁石である。また、磁石E1、…、E16は、互いに絶縁された複数の磁石部材が軸方向に積層されたものである。この構成によれば、磁石E1、…、E16に流れる電流が軸方向に分断されることで磁石の発熱を抑制することができるため、磁石E1、…、E16の磁力の低減を防止することができる。
更に、変速装置13は、第2ロータ15を周方向に沿って囲むハウジング16を有する。更に、変速装置13は、第1ロータ14と第2ロータ15の間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つハウジング16に連結されている複数の磁性体17−1、…、17−10を有する。
磁性体それぞれは、互いに絶縁された複数の磁性部材が軸方向に積層されたものである。この構成によれば、磁性体17−1、…、17−10に生じる渦電流が軸方向に分断されることで磁性体の発熱を抑制することができるため、磁力の低減を防止することができる。本実施形態では例えば、磁性部材は珪素鋼板であり、磁性体17−1、…、17−10は、珪素鋼板を軸方向に積層された磁極片である。
なお、磁性部材はアモルファス金属板であってもよい。また、磁性体17−1、…、17−10は、圧粉鉄心あるいはパーマロイであってもよく、その場合、鉄よりも抵抗率が高い材料を用いて構成されていてもよい。この構成によれば、磁性体に渦電流が流れにくくなるので磁性体の発熱を抑制することができるため、磁力の低減を防止することができる。
更に、変速装置13は、非磁性且つ非導電性であり、且つ周方向において複数の磁性体17−1、…、17−10の間に設けられ複数の磁性体を支持する支持部20を備える。この構成によれば、複数の磁性体17−1、…、17−10は、円周状に間隔を設けて配置される。その一例として本実施形態では、磁性体17−1、…、17−10は、円周状に略等間隔で配置されている。本実施形態では一例として支持部20は、セラミックのフィラーが混合された樹脂(例えば、エポキシなど)から構成されており、複数の磁性体17−1、…、17−10はこの樹脂によりモールディングされて固定される。この構成によれば、セラミックのフィラーが混合されていることにより、支持部20の熱伝導率を向上させることができるので、複数の磁性体17−1、…、17−10の熱が支持部20を介してハウジング16により伝導しやすくなる。これにより、複数の磁性体17−1、…、17−10の冷却効率を向上させることができる。
ハウジング16は、羽根車12の回転に伴って流体が移動する流路に、外表面が露出するように配置されている。この構成によれば、羽根車12によって移動する流体によりハウジング16の外表面から熱を奪われ、ハウジング16が冷却される。このため、ハウジング16に連結された磁性体17−1、…、17−10も冷却されるので、複数の磁性体17−1、…、17−10の温度上昇を抑制することができる。
より詳細には、ハウジング16は、羽根車12によって汲み上げられた流体(ここでは一例として水)が通る流路に、外表面が露出するように配置されている。この構成によれば、ハウジング16が羽根車12によって汲み上げられた流体により冷却されることで、ハウジング16に連結された磁性体17−1、…、17−10も冷却されるので、複数の磁性体17−1、…、17−10の温度上昇を抑制することができる。
更に水中ポンプ1は、羽根車12と変速装置13を周方向に沿って囲むケーシング19を備える。羽根車12の回転によって、流体(ここでは一例として水)がハウジング16とケーシング19の間を移動しハウジング16の外表面から熱を奪う。この構成によれば、流体がハウジング16とケーシング19の間を移動することによりハウジング16が効率よく冷却される。このため、ハウジング16に連結された複数の磁性体17−1、…、17−10も冷却されるので、複数の磁性体17−1、…、17−10の温度上昇を抑制することができる。
更に水中ポンプ1は、図1及び図2に示すように、ハウジングの外表面に設けられているフィン18−1、…、18−16を更に備える。フィン18−1、…、18−16は、羽根車12によって汲み上げられた水(揚水ともいう)の流れを整流する。また、フィン18−1、…、18−16は、揚水との接触表面積を大きくするので、放熱効果を向上させることができるので、より複数の磁性体17−1、…、17−10の温度上昇を抑制することができる。本実施形態に係るフィンの形状は一例として軸方向に直線である。なお、フィンの形状は軸方向に螺旋状でもよい。
以上の構成を有する水中ポンプ1の動作について説明する。電動機11が回転すると第1ロータ14が回転する。第1ロータ14が回転すると、径方向において磁性体17−1、…、17−10を介して第1ロータ14と第2ロータ15との間で形成された磁路が変化する。すると、第1ロータ14の磁石I1、…、I4と第2ロータ15の磁石E1、…、E16の間の吸引力及び反発力により、変速装置13の減速比Grに従って減速されて第2ロータ15が回転する。これにより、水中ポンプ1の羽根車12は、所望の回転数にて回転する。
本実施形態において一例として、第1ロータの極対数(極の組数)Pinは2極対、第2ロータの磁極の極対数Poutは8極対、磁性体の数(中間磁極数という)Psは10である。減速機として動作させるためには、以下の関係が成立する必要がある。
Ps=Pout±Pin …(1)
Gr=Pin/Pout…(2)
Gr=Pin/Pout…(2)
ここで、式(1)において、右辺がプラスの場合、第1ロータ14と第2ロータ15の回転方向が反対であり、右辺がマイナスの場合、第1ロータ14と第2ロータ15の回転方向が同方向である。本実施形態では、中間磁極数Psは10(=8+2)、減速比Grは1/4(=2/8)で、入力回転数が約1800min-1なので、出力回転数は約450(=1800×1/4)min-1である。
以上、第1の実施形態によれば、水中ポンプ1は、電動機11と、羽根車12と、電動機11と羽根車12の間に設けられた変速装置13と、を備える。変速装置13は、電動機11に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第1ロータ14と、羽根車12に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第1ロータ14を周方向に沿って囲む第2ロータ15と、第2ロータ15を周方向に沿って囲むハウジング16と、第1ロータ14と第2ロータ15の間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つハウジング16に連結されている複数の磁性体17−1、…、17−10とを有する。
この構成によれば、ハウジング16から放熱されることにより、ハウジング16に連結された複数の磁性体17−1、…、17−10も放熱されるので、複数の磁性体17−1、…、17−10の温度上昇を抑制することができる。
<第2の実施形態>
続いて、第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では変速装置13が減速機の場合について説明したが、第2の実施形態では変速装置13が増速機の場合について説明する。図3は、第2の実施形態に係る水中ポンプ2の軸方向に沿った概略断面図である。図4は、図3のB−B'断面の概略断面図である。図3及び図4において軸方向はz方向であり、周方向はz軸周りの方向である。なお、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。第2の実施形態に係る水中ポンプ2は、第1の実施形態に係る水中ポンプ1と比べて、変速装置13が変速装置23に変更されたものになっている。
続いて、第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では変速装置13が減速機の場合について説明したが、第2の実施形態では変速装置13が増速機の場合について説明する。図3は、第2の実施形態に係る水中ポンプ2の軸方向に沿った概略断面図である。図4は、図3のB−B'断面の概略断面図である。図3及び図4において軸方向はz方向であり、周方向はz軸周りの方向である。なお、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。第2の実施形態に係る水中ポンプ2は、第1の実施形態に係る水中ポンプ1と比べて、変速装置13が変速装置23に変更されたものになっている。
第2の実施形態に係る変速装置23は、羽根車12に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第1ロータ24を有する。具体的には例えば、図4に示すように、第1ロータ24は、鉄芯241と、鉄芯241の外周面に配置され且つ径方向に着磁された磁力を有する磁石I1、…、I4を有する。
更に変速装置23は、電動機11に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第1ロータ14を周方向に沿って囲む第2ロータ25を有する。具体的には例えば、図4に示すように、磁石E1、…、E16は第2ロータ25の内周面に配置されており、径方向に着磁された磁力を有する。
更に変速装置23は、第2ロータ25を周方向に沿って囲むハウジング26を備える。更に変速装置23は、第1ロータ24と第2ロータ25の間に径方向に間隔を設けて配置され且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つハウジング26に連結されている複数の磁性体17−1、…、17−10を有する。この構成によれば、ハウジング26から放熱されることにより、ハウジング26に連結された複数の磁性体17−1、…、17−10も放熱されるので、複数の磁性体17−1、…、17−10の温度上昇を抑制することができる。
以上の構成を有する水中ポンプ2の動作について説明する。電動機11が回転すると第2ロータ25が回転する。第2ロータ25が回転すると、径方向において磁性体17−1、…、17−10を介して第1ロータ24と第2ロータ25との間で形成された磁路が変化する。すると、第2ロータ25の磁石E1、…、E16と第1ロータ24の磁石I1、…、I4の間の吸引力及び反発力により、変速装置13の増速比に従って増速されて第1ロータ24が回転する。これにより、水中ポンプ2の羽根車12は、所望の回転数にて回転する。
以上、第2の実施形態に係る水中ポンプ2の構成によれば、ハウジング26から放熱されることにより、ハウジング26に連結された複数の磁性体17−1、…、17−10も放熱されるので、複数の磁性体17−1、…、17−10の温度上昇を抑制することができる。
なお、各実施形態では、羽根車12によって流体を汲み上げることを説明したが、これに限らず、流体を吐き出してもよい。
なお、各実施形態では、流体機械の一例としてポンプを対象に説明したが、これに限らず、電動機を発電機として機能させ且つ羽根車の代わりにタービンを備える発電装置であってもよい。また、水中ポンプを例にして説明したが、他のポンプであってもよい。また、各実施形態では、揚水を冷媒として利用したが、これに限らず、羽根車12によって吐き出される流体(例えば、水、空気など)を冷媒として利用してもよい。このように、各実施形態にかかる流体機械は、水または冷媒をくみ上げるあるいは吐き出すポンプあるいは発電装置であってもよい。また、駆動機の一例として電気を動力源とする電動機を対象に説明したが、これに限らず、油圧、空気圧、熱などを動力源とする機械(例えば、熱機関など)であってもよい。また、各実施形態では、ハウジング16は、羽根車12によって汲み上げられた流体が通る流路に、外表面が露出するように配置されているとして説明したが、羽根車12によって吐き出された流体が通る流路に、外表面が露出するように配置されていてもよい。
なお、磁石I1、…、I4及び磁石E1、…、E16は一例として希土類焼結磁石として説明したが、これに限ったものではない。
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
1、2:水中ポンプ
11:電動機
111:回転軸
112:電源ケーブル
12:羽根車
13、23:変速装置
14、24:第1ロータ
141、241:鉄芯
I1、…、I4、E1、…、E16:磁石
15:第2ロータ
16:ハウジング
17−1、…、17−10:磁性体
18−1、…、18−16:フィン
19:ケーシング
20:支持部
11:電動機
111:回転軸
112:電源ケーブル
12:羽根車
13、23:変速装置
14、24:第1ロータ
141、241:鉄芯
I1、…、I4、E1、…、E16:磁石
15:第2ロータ
16:ハウジング
17−1、…、17−10:磁性体
18−1、…、18−16:フィン
19:ケーシング
20:支持部
Claims (12)
- 駆動機または発電機と、
羽根車またはタービンと、
前記駆動機と前記羽根車の間あるいは前記発電機と前記タービンとの間に設けられた変速装置と、
を備え、
前記変速装置は、
前記駆動機あるいは前記発電機に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第1ロータと、
前記羽根車あるいは前記タービンに連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第1ロータを周方向に沿って囲む第2ロータと、
前記第2ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、
前記第1ロータと前記第2ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、
を有する流体機械。 - 前記ハウジングは、前記羽根車によって汲み上げられた流体あるいは前記羽根車によって吐き出された流体が通る流路に、外表面が露出するように配置されている
請求項1に記載の流体機械。 - 前記羽根車によって汲み上げられた流体あるいは前記羽根車によって吐き出された流体は、水または冷媒であり、
当該流体機械は、前記水または冷媒をくみ上げるあるいは吐き出すポンプあるいは発電装置である
請求項1または2に記載の流体機械。 - 前記駆動機または発電機は、前記ハウジングに連結されており、
前記駆動機または前記発電機は、水中に設置可能な構造を有しており、
当該流体機械は、前記ハウジングとともに前記駆動機または前記発電機が水中に配置されて使用される水中流体機械である
請求項1から3のいずれか一項に記載の流体機械。 - 前記羽根車と前記変速装置を周方向に沿って囲むケーシングを更に備え、
前記羽根車の回転によって、流体が前記ハウジングと前記ケーシングの間を移動する
請求項1から4のいずれか一項に記載の流体機械。 - 前記ハウジングの外表面に設けられているフィンを更に備える
請求項1から5のいずれか一項に記載の流体機械。 - 前記磁石は、互いに絶縁された複数の磁石部材が軸方向に積層されたものである
請求項1から6のいずれか一項に記載の流体機械。 - 前記変速装置は、非磁性且つ非導電性であり、且つ周方向において前記複数の磁性体の間に設けられ前記複数の磁性体を支持する支持部を更に備える
請求項1から7のいずれか一項に記載の流体機械。 - 前記支持部は、セラミックのフィラーが混合された樹脂から構成されている
請求項8に記載の流体機械。 - 前記磁性体それぞれは、互いに絶縁された複数の磁性部材が軸方向に積層されたものである
請求項1から9のいずれか一項に記載の流体機械。 - 駆動機または発電機と、
羽根車またはタービンと、
前記駆動機と前記羽根車の間あるいは前記発電機と前記タービンとの間に設けられた変速装置と、
を備え、
前記変速装置は、
前記羽根車あるいは前記タービンに連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第1ロータと、
前記駆動機あるいは前記発電機に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第1ロータを周方向に沿って囲む第2ロータと、
前記第2ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、
前記第1ロータと前記第2ロータの間に径方向に間隔を設けて配置され且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、
を有する流体機械。 - 駆動機と羽根車との間あるいは発電機とタービンとの間に設けられる変速装置であって、
外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第1ロータと、
内周囲に磁力を発生するよう磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第1ロータを周方向に沿って囲む第2ロータと、
前記第2ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、
前記第1ロータと前記第2ロータの間に径方向に間隔を設けて配置され且つ周方向に間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、
を備える変速装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016055344A JP2017166467A (ja) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 流体機械及び変速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016055344A JP2017166467A (ja) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 流体機械及び変速装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2017166467A true JP2017166467A (ja) | 2017-09-21 |
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ID=59912865
Family Applications (1)
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JP2016055344A Pending JP2017166467A (ja) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 流体機械及び変速装置 |
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JP (1) | JP2017166467A (ja) |
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- 2016-03-18 JP JP2016055344A patent/JP2017166467A/ja active Pending
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