JP7399279B2 - 一体型でモジュール式のモータまたは発電機、並びに同軸の流体流れを備える小型でモジュール式のポンプまたはタービン - Google Patents
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Description
本出願は、あらゆる目的のために全体が援用される、2019年10月30日に出願された米国出願第16/668,665号の利益を主張する。
Claims (26)
- 一体型のモータまたは発電機を有するシールレスポンプまたはタービンモジュールであって、前記モジュールは、
前記モジュールの近位端に位置する入口であって、前記モジュールの中心軸にある入口と、
前記モジュールの遠位端に位置する出口であって、前記モジュールの中心軸にある出口と、
前記モジュールを取り囲むモジュールハウジングと、前記モジュールハウジングは、前記モジュールハウジングの後部フランジによって、前記出口に近接して終端され、
前記モジュールハウジング内に懸架されているロータと、
前記ロータの回転を駆動するように構成されている前記モジュールハウジング内のモータ、または前記ロータの回転によって駆動されるように構成されている前記モジュールハウジング内の発電機と
を備え、前記モータまたは発電機は、
シールされているステータハウジング内のステータであって、前記ロータに向けられてる少なくとも1つの電磁石を有するステータと、前記ステータハウジングは、前記モジュールハウジングに対して取り外し可能に、軸方向に、径方向に、回転式に固定され、
軸方向に固定され、前記ロータと回転式に協働するために取り外し可能に拘束されている磁石構造体に組み立てられた複数の磁気デバイスであって、前記ロータが回転すると前記磁石構造体によって前記少なくとも1つの電磁石の近くを通るように構成されている磁気デバイスと、
前記ステータハウジングの周りに対称に分配されている流路と、前記モジュールは、作動流体が前記流路内で前記ステータを流れ去ると前記ステータハウジングの周りに対称に分散されるように、前記作動流体の流れを前記入口から前記流路を経て前記出口へ誘導するように構成され、
前記流路に備えられている複数の案内翼であって、前記後部フランジに固定され、前記流れが前記中心軸に到達し前記出口を通って軸方向に流れ出るまで、前記流路を別個であるが対称的な複数の経路に分割するように構成されている複数の案内翼と、
前記複数の案内翼の1つおよび前記後部フランジに貫通する雌型ソケットと、
導電線がステータコイルから前記モジュールハウジングの外部の装置に向けられ得るシールされた導管を提供するために、前記ステータハウジングから延伸し、前記雌型ソケットに挿入されるように構成されている電気ポートとを備える、モジュール。 - 請求項1に記載のモジュールであって、前記流路は、前記ステータハウジングを取り囲む環状流路である、モジュール。
- 請求項1に記載のモジュールであって、前記流路は、前記ステータハウジングの周りに対称に配置されている複数の流路を含む、モジュール。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記ロータは、回転シャフトによって懸架され、前記ロータは、前記シャフトに固定されている、モジュール。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記ロータは、固定シャフトによって懸架され、前記ロータは、前記シャフトの周りを回転するように構成されている、モジュール。
- 請求項5に記載のモジュールであって、前記ロータは、一対のベアリングによって前記固定シャフト上で支持され、一方のベアリングは前記ロータを軸方向の位置に保持し、もう一方のベアリングは前記ロータを径方向に支持する、モジュール。
- 請求項5または請求項6に記載のモジュールであって、前記ロータは、単一の一方向スラストベアリングによって前記固定シャフト上で軸方向と径方向に支持されている、モジュール。
- 請求項5から7のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記ロータは、プロセス流体によって潤滑される少なくとも1つのベアリングによって前記固定シャフト上に支持されている、モジュール。
- 請求項5から8のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記固定シャフトは、ねじ付きの装着部品によって、前記ステータハウジングと前記モジュールハウジングの少なくとも一方に固定されている、モジュール。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記磁気デバイスは、永久磁石である、モジュール。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記磁気デバイスは、かご形コイルである、モジュール。
- 請求項1から11のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記流路は、前記ステータハウジングの表面の少なくとも50%以上に及び、前記モジュールを通って前記入口から前記出口へ流れる前記作動流体の少なくとも90%は、前記ステータハウジングと直接熱接触した状態で流される、モジュール。
- 請求項1から12のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記モジュールは、前記入口から前記出口へ流れる前記作動流体がすべて前記流路を通って流されるように構成されている、モジュール。
- 請求項1から13のいずれか一項に記載のモジュールであって、
前記流路と前記ステータハウジングとの間に挟まれている断熱材、
前記断熱材と前記ステータハウジングとの間に形成されている冷却流体経路
をさらに備え、前記冷却流体経路は、前記ステータハウジングと熱連通し、前記ステータハウジングと前記冷却流体経路を流れる冷却流体との間で熱交換が可能なように構成されている、モジュール。 - 請求項1から14のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記ステータは、前記ロータとは独立して、前記ロータの回転方向とは反対方向に回転するように構成されている、モジュール。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記ロータと協働するが別個のディフューザモータによって駆動されるために前記ロータとは独立して回転可能なディフューザをさらに備える、モジュール。
- 請求項1から16のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記ステータの前記電磁石は、前記ロータの径方向の周縁部を向き、前記磁気デバイスは、前記ロータの径方向の周の近くに固定されている、モジュール。
- 請求項1から16のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記ステータの前記電磁石は、前記ロータの側面に向けられ、前記磁気デバイスは、前記ロータの側面、または前記ロータの側面と同軸で近位にあるディスクに固定されている、モジュール。
- 請求項1から18のいずれか一項に記載のモジュールであって、前記磁石構造体は、シールされ、それによって前記作動流体が前記磁気デバイスに到達することが排除される、モジュール。
- 複数の相互接続されているモジュールを含む多段装置であって、各々の前記モジュールは、請求項1に記載のモジュールである、装置。
- 請求項20の装置であって、前記モジュールの前記モータまたは発電機のうちの少なくとも2つは、独立して制御され、前記対応するロータを別々の速度で回転させることができる、装置。
- 請求項21の装置であって、前記独立して制御される2つのモータまたは発電機は、別個の可変周波数ドライブによって制御される、装置。
- 請求項20から22のいずれか一項に記載の装置であって、前記モジュールは、前記装置に含まれる前記モジュールの少なくとも1つが故障しても前記装置全体がポンプまたはタービンとして機能し続けることができるように構成されている、装置。
- 請求項20から23のいずれか一項に記載の装置であって、少なくとも2つの前記モジュールに共有のサポートを提供する制御電子機器をさらに含む、装置。
- 請求項20から24のいずれか一項に記載の装置であって、相互接続されている前記複数のモジュールは、少なくとも3つの相互接続されているモジュールを含む、装置。
- 請求項20から25のいずれか一項に記載の装置であって、各々の前記モジュールの前記磁石構造体は、シールされ、それによって前記作動流体が前記磁気デバイスに到達することが排除される、装置。
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