JPS6340565B2 - - Google Patents

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JPS6340565B2
JPS6340565B2 JP54072952A JP7295279A JPS6340565B2 JP S6340565 B2 JPS6340565 B2 JP S6340565B2 JP 54072952 A JP54072952 A JP 54072952A JP 7295279 A JP7295279 A JP 7295279A JP S6340565 B2 JPS6340565 B2 JP S6340565B2
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JP
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rotor
housing
flow machine
face
bearing
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Barutoherumesu Ururitsuhi
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Omya GmbH
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Omya GmbH
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
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    • B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
    • B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハウジング内に回転自在に取付けら
れたロータを具えるフローマシンに関するもの
で、ロータはブレード部材と支持リングとを有す
る種々のフローマシンにおいて、流動可能な媒質
を環状に配置されたロータブレードインペラーの
半径方向または軸線方向にロータから排出するこ
とができる。この種の形式のフローマシンは、遠
心分離機および分離回転輪のような種々の形態
で、液体または気体媒質を移送または圧縮するた
め、または液体または気体媒質の分離作業等に従
来用いられている。ガスタービンまたはジエツト
機構において、タービンおよび圧縮機部分は正常
の使用状態において協働している。かかる装置に
おける主要な構成素子は高速回転するロータであ
る。
また、従来既知のある種の分離機の基本原理
は、媒質をその流れとは反対方向に回転する機械
に通して流れの方向を逆転させ、媒質の流れの方
向とは反対方向に回転しているロータが抵抗体と
して作用し、これによつてロータが回転フイルタ
または分離機として作用して媒質（気体または液
体）の通過を許容するが、媒質中に含まれている
塵埃、粒子等のような異物は通過させることなく
分離することにある。
ところで、従来既知のフローマシンのロータ
は、その全てが中心軸を有し、この中心軸によ
り、ロータをハウジングに対して回転自在に支持
し、また、該ロータをモータにより回転駆動して
いる。
このようなフローマシンは、例えば、実開昭52
−28202号に示されている。このものは、ベアリ
ング軸受に固着された中心軸を有し、この中心軸
がモータのロータ電機子に連結され、これによつ
て、フローマシンのロータはモータにより回転駆
動されるようになつている。
このように、上記した従来既知のものは、中心
軸を必要不可欠の構成要素としている。が、しか
し、この中心軸は、ロータと一体になつていなけ
ればならない。すなわち、中心軸はロータの少な
くとも一端に係合していなければならないことに
なるため、その係合部も必要とされることとな
り、これらは媒質の流路内に位置することとなつ
て、明らかに、この媒質の流れに対する障害とな
る。
したがつて、本発明の目的は、上述したような
中心軸を必要としない構成とすることにより、中
心軸の存在による欠点を除去したフローマシンを
提供することにある。
そのため、本願第１の発明は、 ハウジング内に回転自在に取付けられたロータ
を具え、流動可能な媒質中の粒子を分離するフロ
ーマシンにおいて、前記ロータはロータの軸方向
に間隔をあけて設けられた２個のフエースリング
と、その間に軸方向に延びる複数個のブレードを
有し、前記フエースリングの外周をハウジングに
支持させて回転自在とすると共に前記２個のフエ
ースリングの少なくとも一方が駆動する構成と
し、前記フローマシンは、前記ハウジングに設け
られた流動可能な媒質の入口と出口とを有し、前
記流動可能な媒質が、この入口と出口の間を流れ
る間にブレードを半径方向に横切るように流れて
フローマシン中を通過し、流動可能な媒質中の粒
子を分離させることを特徴とすることを要旨とし
ている。
すなわち、本願第１の発明によれば、ロータに
用いられたフエースリングは、その外周がハウジ
ングに支持され、これにより該ハウジングに対し
回転自在とされる。よつて、このフエースリング
を駆動することにすれば中心軸は不要になると共
に２個のフエースリングの少なくとも一方が駆動
されるので、ロータをモータにより駆動する場合
該モータが媒質の流路内に位置することがないの
で、流動可能な媒質中の粒子を分離した後の媒質
は極力抵坑のない流通路を流れることができる。
ロータ軸受は電磁型、静水型または特に高速機
械においては空気静圧型の軸受で構成するのが好
適である。電磁型軸受を用いることによつて電子
制御装置により幾可学的軸線および慣性軸線の両
軸線の周りにロータを駆動することができる。慣
性軸線の周りに回転させる場合には、ロータのバ
ランスは厳密でなくて良く、軸受によつて支承さ
れているロータがステータに接触しないバランス
で十分である。これがため、ロータが摩耗によつ
てアンバランスになつても、振動のない回転が保
証される。
モータ駆動装置は電動機で通常構成することが
でき、電動機のロータを２個のリングを具えるロ
ータでは２個のフエースリングの少なくとも一方
に形成し、単一のリングを具えるロータではその
単一のリング上に形成する。電動機のステータは
ロータが取付けられるフローマシンのハウジング
に形成される。したがつて、駆動モータを別個に
設ける必要はなく、従来のものとは反対に、モー
タを構成する部分がフローマシンおよびロータを
包囲するハウジングと一体に構成される。したが
つて、完全に包囲された構造を限定するフローマ
シンを構成することができる。これは、放射性、
有毒、爆発性および封鎖困難な媒質がロータに接
触する場合に特に重要である。
本発明の装置はターボ発電機として構成して機
能させることもでき、この場合には、ロータを駆
動し、電気的構成部分は電気駆動モータとしてで
はなく、発電機として構成され作動する。
軸受を静水または空気懸垂支持装置として構成
する場合には、対応する圧力が上昇した後に、ロ
ータによつて排出される液体または気体の一部を
分岐させて軸受媒質として同時に用いることがで
きる。これにより、排出媒体が軸受媒体によつて
汚損されまたは混合されるのを防ぐことができ
る。
本発明の装置による二重側壁入口および高い回
転速度は小型のフローマシンによつて高性能を得
ると云う所望の目的を達成することができる。
本発明の前述した目的および他の目的は図面に
ついての以下の詳細な説明からさらに明らかにす
る。
以下、本発明を添附図面にしたがつて更に詳細
に説明する。
第１図においては、ロータを取付けるハウジン
グ２３を線図的に示している。ロータは２個のフ
エースリング１，２を具え、これらのフエースリ
ング間に細長い半径方向に延びるインペラー用の
ブレード３a〜oが懸架されている。このブレード
は両端でフエースリング１，２に固着され、これ
により剛強な単一のロータを形成している。各フ
エースリング１，２を第１図に断面で示す軸受リ
ング６，７によつてそれぞれ支承する。両軸受リ
ングはハウジング２３の内側に嵌着されている。
フエースリング１，２と軸受リング６，７との間
の隙間は第４図に示す封鎖用の間隙１８を画成す
る。
図示の装置が分離装置として機能する際、液体
または気体の流体及び流体中に含まれている塵
埃、粒子等は図面に矢で示す方向に装置内に流れ
る。流体はブレード３a-oによつて第１図に示す
ように相対的に大きい出口開口４，５を経てロー
タの両端に排出する。
これらの出口開口はフエースプレートの内経に
一致している。このフエースプレートの内径は図
面から明らかなようにフエースリングの内径に実
質的に等しい大きさにインペラー用のブレードに
よつて限定されている。ハウジング２３には粒子
等を含んだ流体の流入するためのダクト２４及び
流体中の粒子等がロータのブレードに接触した後
の粒子等を排出するためダクト２５が第１図に略
図的に示すように設けられている。
ローラ軸受その他の摩擦形式の軸受を使用する
ことに関連して生ずる遠心力と潤滑との問題のた
め、かかる摩擦形式の軸受は制限回転速度以上で
使用することができない。したがつて、本発明に
よれば、第２図乃至第５図に略図的に示すように
電磁型軸受を好適に採用している。かようにロー
タを磁気懸垂支持することによつて、軸受摩擦が
低くて潤滑を必要としないから、直径の大きなロ
ータおよび高回転速度を採用することができる。
かかる軸受の一部を、第２図乃至第４図に示す
ように各フエースリング１，２上に平行に離間し
て設けた大きい積層板８と小さい積層板９とを具
える環状金属板で形成された２個の積層板で構成
する。各軸受リング６，７に４個の電磁石１０を
円周方向に等間隔で離間させて設け、各電磁石の
磁極片１１を第３図に示すようにフエースリング
１，２の大きい積層板８のそれぞれの位置に一致
させる。フエースリング１，２上の小さい側の積
層板９に関連して電磁石１０の数に相当する数の
電磁センサー１２を設ける。第２図および第３図
に示すように、各電磁センサー１２は電磁石を具
え、その磁極片１３は小さい積層板９に対向して
位置している。したがつて、電磁センサーはロー
タとステータとの間の距離を検知し、電磁石１０
の附勢を制御し、これによりロータは軸受リング
６，７内に接触することなく懸垂支持される。
電磁石に懸垂支持することによつて電子制御装
置の対応する作動を介してロータを慣性軸線ばか
りでなく幾可学的軸線の回りにも回転させること
ができる。慣性軸線の回りに回転させる場合に
は、ロータのバランスは比較的粗くても十分で、
すなわち、軸受部分ばかりでなく駆動部分におい
てもロータとステータとの間に接触が生じない程
度にするだけで十分である。これがため、ロータ
が材料的欠陥または摩耗あるいはこれら両方の原
因によつてバランスしない場合でも、ロータの無
振動回転を確保することができる。
ロータとステータとの間の空間、即ちフエース
リング上の積層板と軸受リング６，７上の積層板
との間の空間は第３図に示すようにほぼ円錐形状
をなしている。これがため、ロータは軸受リング
６，７間に閉じ込められ、これらの軸受リングは
軸線方向の移動量を制限している。
第４図は電動機駆動装置を示している。これが
ため、ロータのフエースリング１，２上に、軸受
の側方で、ロータ電気子としての積層板１４が配
置されている。ステータの軸受リング６，７上に
はステータを構成する巻線１５および磁性芯１６
が設けられている。
種々の積層板と巻線との間の空間に合成樹脂材
１７を流し込み充填し、ロータとステータとの間
に空隙だけがあるようにする。合成樹脂は装置の
電気素子を絶縁するとともにこれらの電気素子が
腐食および摩耗しないよう保護する。上述の空隙
は封鎖用媒質を充填した環状封鎖用の間隙１８を
限定する。かようにして得られるフロー装置の圧
力側は吸込側から簡単に確実に封鎖される。
環状間隙に気体封鎖媒質を少なくとも１個の封
鎖媒質送入用の通路として孔１９（第４図参照）
を経て導入することができ、この封鎖媒質の流通
路を第４図に矢で示している。封鎖媒質は気体ま
たは液体が間隙１８を経て流れるのを防止する。
第４図において、２０は電気ケーブルに接続す
るコイルのリード線を通すための孔を示す。孔２
１は冷却の目的で冷却媒質を熱交換器から軸受リ
ング６，７における孔内に循環させることを可能
にするものである。
第４図において、２２は高いロータ速度または
重いロータあるいはこれら双方を採用する場合
に、所要に応じ使用し得る緊急用の軸受を示す。
第３図および第４図に示す例では、センサー１
２は電磁石１０に対して位置をずらして側方に設
けられている。しかし、センサー１２およびその
磁極片１３を簡単のため第２図に示すように電磁
石１０と同じ面内に配置することもできる。
上述した図示の例の装置についての説明から明
らかなように、本発明の範囲内で多くの変更を加
えることができる。したがつて、本発明は特許請
求の範囲によつてのみ制限されるべきものであ
る。このように本発明によれば、粒子等を含有し
た媒質をその流れと反対方向に回転する機械に通
して流れの方向を逆転させ、媒質の流れの方向と
反対方向に回転しているロータが抵抗体として作
用し、これによつてロータが回転フイルタ、また
は分離装置として作用させ媒質の流路抵抗をフロ
ーマシンを大型化することなく低減させると共に
媒質をロータの軸線方向に粒子等はロータの半径
方向に容易に排出させることができるのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による半径方向分離装置の斜視
図、第２図は第１図の−線上で断面としてハ
ウジングを除去して示す断面図、第３図は第１図
の円で囲んだ部分に示す本発明による電磁軸受
の拡大断面図、第４図は本発明による装置に用い
られるロータの電動機駆動装置に隣接して設けら
れた第３図の電磁軸受を示す第３図と同様の拡大
断面図、である。 １，２……フエースリング、１′……フエース
リング、３a〜o……ブレード、３′a〜o……ブレー
ド、４，５……開口、６，７……軸受リング、
８，９……積層板、１０……電磁石、１１，１３
……磁極片、１２……電磁センサー、１５……巻
線、１６……磁性芯、１８……間隙、１９……孔
（通路）、２２……軸受、２３……ハウジング。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジング内に回転自在に取付けられたロー
    タを具え、流動可能な媒質中の粒子を分離するフ
    ローマシンにおいて、前記ロータはロータの軸方
    向に間隔をあけて設けられた２個のフエースリン
    グと、その間に軸方向に延びる複数個のブレード
    を有し、前記フエースリングの外周をハウジング
    に支持させて回転自在とすると共に前記２個のフ
    エースリングの少なくとも一方が駆動する構成と
    し、前記フローマシンは、前記ハウジングに設け
    られた流動可能な媒質の入口と出口とを有し、前
    記流動可能な媒質が、この入口と出口の間を流れ
    る間にブレードを半径方向に横切るように流れて
    フローマシン中を通過し、流動可能な媒質中の粒
    子を分離させることを特徴とするフローマシン。 ２ 前記ハウジングに前記ロータを支承する軸受
    が設けられ、該軸受は電磁型軸受、静水型軸受及
    び空気静圧型軸受のうち少なくとも一つを具えて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載のフローマシン。 ３ 前記ハウジングには、その円周方向に等間隔
    に電磁石が設けられ、前記フエースリングには、
    第一の磁性体製積層板が前記電磁石に対向するよ
    うに取り付けられる一方、前記ハウジングには更
    に、前記電磁石に対して軸方向に位置をずらして
    該電磁石と対応的に電磁センサが設けられ、前記
    フエースリングには該電磁石に対向するように第
    二の磁性体製積層板が取り付けられていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項のう
    ちいずれか１項に記載のフローマシン。 ４ 前記ロータが電動機を具える駆動装置によつ
    て駆動され、前記電動機のロータ電機子（積層板
    １４）が前記フエースリングの少なくとも一方に
    形成され、前記電動機のステータ（巻線１５、極
    片１６）が前記ハウジングに形成されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項の
    うちいずれか１項に記載のフローマシン。 ５ 前記ロータ上および前記ステータ上の積層板
    が合成樹脂材中に埋設され、前記ロータおよび前
    記ステータ間に封鎖用の間隙が形成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第３項及び第４項
    のうちいずれか１項に記載のフローマシン。 ６ 前記封鎖用の間隙内に封鎖媒質を送入するた
    め前記封鎖用の間隙内に延長する通路を前記ハウ
    ジングに設けたことを特徴とする特許請求の範囲
    第５項に記載のフローマシン。 ７ 前記ロータの両端に設けられた円錐形軸受に
    よつて前記ロータを前記ハウジング内に閉じ込め
    て前記ロータが前記ハウジングに対して軸線方向
    に移動するのを制限してなることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項から第７項のうちいずれか１
    項に記載のフローマシン。
JP7295279A 1978-06-09 1979-06-09 Flow machine Granted JPS54163412A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2825400A DE2825400C2 (de) 1978-06-09 1978-06-09 Trennmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54163412A JPS54163412A (en) 1979-12-26
JPS6340565B2 true JPS6340565B2 (ja) 1988-08-11

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ID=6041460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7295279A Granted JPS54163412A (en) 1978-06-09 1979-06-09 Flow machine

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4295803A (ja)
JP (1) JPS54163412A (ja)
BE (1) BE876823A (ja)
CA (1) CA1146877A (ja)
CH (1) CH644030A5 (ja)
DE (1) DE2825400C2 (ja)
DK (1) DK148954C (ja)
FI (1) FI66056C (ja)
FR (1) FR2428142A1 (ja)
GB (1) GB2022703B (ja)
IT (1) IT1116228B (ja)
RO (1) RO81190A (ja)

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