JP2000240587A - Closed fluid device - Google Patents

Closed fluid device

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JP2000240587A
JP2000240587A JP11043924A JP4392499A JP2000240587A JP 2000240587 A JP2000240587 A JP 2000240587A JP 11043924 A JP11043924 A JP 11043924A JP 4392499 A JP4392499 A JP 4392499A JP 2000240587 A JP2000240587 A JP 2000240587A
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JP
Japan
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magnetic
rotating shaft
closed
magnetic bearing
sealed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11043924A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromasa Fukuyama
寛正 福山
Takeshi Takizawa
岳史 滝澤
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings
    • F16C32/047Details of housings; Mounting of active magnetic bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/44Centrifugal pumps
    • F16C2360/45Turbo-molecular pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively prevent the corrision of a magnetic bearing and a driving motor and to prevent the intrusion of impurity into the working fluid in a sealed chamber from the magnetic bearing and the driving motor, by preventing the leakage of the working fluid to the outside of the closed chamber even when the working fluid is a corrosive gas. SOLUTION: An impeller 11 for introducing and sending a working gas is rotatably mounted in a closed chamber 10, and a rotary shaft 12 projecting from this closed chamber 10 is rotatably supported by the magnetic bearings 14, 17 in a non-contact state. This rotary shaft 12 is rotated and driven by a driving motor 16 in a non-contact state, and the rotary shaft 12 projecting from the closed chamber 10 is surrounded by a closed shield thin wall 20 made of a non-magnetic body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉室内に配設し
た羽根車を回転駆動するための回転軸を磁気軸受により
非接触に支持した密閉型流体装置に関し、詳しくは、作
動流体の密閉室外への漏洩を防止して、作動流体が腐食
性ガスである場合でも、駆動モータ等の腐食を効果的に
防止することができると共に、駆動モータ等から密閉室
内の作動流体への不純物の混入を確実に防止することが
できる密閉型流体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hermetic fluid device in which a rotary shaft for rotatingly driving an impeller disposed in a closed chamber is supported by a magnetic bearing in a non-contact manner. To prevent corrosion of the drive motor, etc., even when the working fluid is a corrosive gas, and to prevent impurities from entering the working fluid in the closed chamber from the drive motor, etc. The present invention relates to a hermetic-type fluid device that can be reliably prevented.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポンプ、コンプレッサー、またはブロア
ーにおいては、密閉室内の羽根車を駆動モータにより回
転駆動して、密閉室内の作動ガスを送風している。
2. Description of the Related Art In a pump, a compressor or a blower, an impeller in a closed chamber is driven to rotate by a drive motor to blow working gas in the closed chamber.

【0003】例えば、実開平4−121494号公報で
は、図11に示すように、密閉室1内に、羽根車2が回
転軸3により回転自在に支持してあり、モータ室4内に
は、回転軸3を回転駆動するための駆動モータ5が設け
てあり、この密閉室1と、モータ室4とは、外部から密
閉した空間を形成するように一体的に構成してある。こ
れら密閉室1およびモータ室4内において、回転軸3
は、3個の磁気軸受6の磁気力により非接触で回転自在
に支持してある。
For example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-121494, as shown in FIG. 11, an impeller 2 is rotatably supported by a rotary shaft 3 in a closed chamber 1, and a motor chamber 4 has A drive motor 5 for rotating and driving the rotating shaft 3 is provided. The closed chamber 1 and the motor chamber 4 are integrally formed so as to form a space sealed from the outside. In the closed chamber 1 and the motor chamber 4, the rotating shaft 3
Are rotatably supported in a non-contact manner by the magnetic force of three magnetic bearings 6.

【0004】このように、密閉室1とモータ室4とが外
部から密閉した空間を形成すると共に、回転軸3が磁気
軸受6により非接触で回転自在に支持してあることか
ら、密閉室1内に導入した作動ガスが密閉室1やモータ
室4から外部に漏洩することを効果的に防止することが
できると共に、潤滑油を使用する軸受を用いた場合のよ
うに、作動ガスが潤滑油により汚染するといったことが
ない。
As described above, the closed chamber 1 and the motor chamber 4 form a space sealed from the outside, and the rotating shaft 3 is rotatably supported by the magnetic bearing 6 in a non-contact manner. It is possible to effectively prevent the working gas introduced into the inside from leaking from the closed chamber 1 or the motor chamber 4 to the outside, and, as in the case where a bearing using lubricating oil is used, the working gas is No pollution.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記実
開平4−121494号公報(図11)に開示したポン
プ等においては、作動ガスが腐食性ガスである場合、密
閉室1とモータ室4とが閉じた空間を形成しているた
め、密閉室1内の腐食性ガスがモータ室4内に流れて駆
動モータ5のモールド樹脂材質に触れ、このモールド樹
脂材質が腐食性ガスにより腐食して劣化することがあ
り、長期にわたる連続運転が困難であるといったことが
ある。
However, in the pump and the like disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 4-121494 (FIG. 11), when the working gas is a corrosive gas, the closed chamber 1 and the motor chamber 4 are separated. Since the closed space is formed, the corrosive gas in the closed chamber 1 flows into the motor chamber 4 and touches the mold resin material of the drive motor 5, and the mold resin material is corroded and deteriorated by the corrosive gas. In some cases, continuous operation for a long time is difficult.

【0006】また、例えばターボ分子ポンプのように、
密閉室1内に導入した作動ガスへの不純物の混入を極力
避けなければならない場合がある。しかし、上記実開平
4−121494号公報(図11)に開示したポンプ等
においては、密閉室1とモータ室4とが閉じた空間を形
成しているため、駆動モータ5や磁気軸受6のモールド
樹脂材質から不純物が密閉室1内に浸入して、密閉室1
内の作動ガスに混入する虞れがあり、この不純物の混入
を確実に防止することが困難であるといったことがあ
る。
Further, for example, as in a turbo molecular pump,
In some cases, it is necessary to avoid mixing impurities into the working gas introduced into the closed chamber 1 as much as possible. However, in the pump and the like disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 4-121494 (FIG. 11), since the closed chamber 1 and the motor chamber 4 form a closed space, the drive motor 5 and the magnetic bearing 6 are not molded. Impurities penetrate into the closed chamber 1 from the resin material,
There is a possibility that it may be mixed with the working gas in the inside, and it may be difficult to reliably prevent the mixing of this impurity.

【0007】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであって、作動流体の密閉室外への漏洩を防
止して、作動流体が腐食性ガスである場合でも、駆動モ
ータ等の構成部品の腐食を効果的に防止することができ
ると共に、駆動モータ等の構成部品から密閉室内の作動
流体への不純物の混入を確実に防止することができる密
閉型流体装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents the working fluid from leaking out of the closed chamber, so that even if the working fluid is a corrosive gas, the drive motor or the like may be used. It is an object of the present invention to provide a sealed fluid device that can effectively prevent corrosion of components and can surely prevent impurities from entering components into a working fluid in a closed chamber from components such as a drive motor. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る密閉型流体装置は、密閉室内に、作動
流体を導入して送出するための羽根車を回転自在に配設
し、この密閉室から突出した回転軸を磁気軸受により非
接触で回転自在に支持すると共に、この回転軸を駆動モ
ータにより非接触で回転駆動するようにした密閉型流体
装置において、前記密閉室から突出した回転軸を、非磁
性体からなる密閉シールド薄壁により取り囲んだことを
特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a sealed fluid device according to the present invention is provided with an impeller for introducing and delivering a working fluid in a closed chamber in a rotatable manner. A rotating shaft protruding from the sealed chamber is rotatably supported in a non-contact manner by a magnetic bearing, and the rotating shaft is rotatably driven in a non-contact manner by a drive motor. The rotating shaft is surrounded by a thin shielded thin wall made of a non-magnetic material.

【0009】このように、本発明によれば、密閉室から
突出した回転軸を、非磁性体からなる密閉シールド薄壁
により取り囲んでいる。即ち、この密閉シールド薄壁
は、密閉室と協働して、羽根車と回転軸を内部に有する
閉じた空間を形成し、この閉じた空間の外側に磁気軸受
と駆動モータを配置している。そのため、羽根車により
密閉室内に導入した作動流体は、この閉じた空間内に封
入することができ、この閉じた空間から外部に漏洩する
ことがないと共に、不純物等が外部から閉じた空間内に
浸入することがない。
As described above, according to the present invention, the rotating shaft projecting from the closed chamber is surrounded by the closed shield thin wall made of a non-magnetic material. That is, the closed shield thin wall forms a closed space having the impeller and the rotation shaft therein in cooperation with the closed chamber, and the magnetic bearing and the drive motor are arranged outside the closed space. . Therefore, the working fluid introduced into the closed chamber by the impeller can be sealed in the closed space, so that the working fluid does not leak from the closed space to the outside, and impurities and the like enter the closed space from the outside. No intrusion.

【0010】したがって、作動流体が腐食性ガスである
場合でも、磁気軸受や駆動モータの腐食を効果的に防止
することができ、磁気軸受や駆動モータからの作動流体
への不純物の混入を確実に防止することができる。
Therefore, even when the working fluid is a corrosive gas, corrosion of the magnetic bearing and the drive motor can be effectively prevented, and impurities can be reliably mixed into the working fluid from the magnetic bearing and the drive motor. Can be prevented.

【0011】一方、磁気軸受や駆動モータは、この密閉
シールド薄壁の外側に配置してあるが、回転軸を磁気力
により非接触で支持または回転駆動する構成であり、し
かも、密閉シールド薄壁は、非磁性体から形成してある
ため、磁気軸受や駆動モータは、この密閉シールド薄壁
から磁気的な影響を受けることなく、回転軸を磁気力に
より非接触で良好に支持または回転駆動することができ
る。
On the other hand, the magnetic bearing and the drive motor are arranged outside the closed shield thin wall, but are configured to support or rotate the rotating shaft in a non-contact manner by magnetic force. Is made of a non-magnetic material, so that the magnetic bearings and the drive motors can favorably support or rotate the rotating shaft in a non-contact manner by a magnetic force without being magnetically affected by the sealed shield thin wall. be able to.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
密閉型流体装置を図面を参照しつつ説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a closed type fluid device according to an embodiment of the present invention.

【0013】図1は、本発明の第1実施の形態に係る密
閉型流体装置の断面図であり、図2は、図1に示した密
閉シールド薄壁の取付部の拡大断面図であり、図3は、
図1に示したスラスト磁気軸受の拡大断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a sealed type fluid device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a mounting portion of the sealed shield thin wall shown in FIG. FIG.
It is an expanded sectional view of the thrust magnetic bearing shown in FIG.

【0014】図1に示すように、ポンプ、コンプレッサ
ー、またはブロアーなどの流体装置では、密閉室10内
に、作動ガスを導入口(図示略)から導入して送出口
(図示略)から送出するための複数段の羽根車11が回
転自在に配設してあり、この羽根車11のための回転軸
12が密閉室10の壁内の一対のタッチダウン軸受1
3,13により回転自在に支持してある。なお、このタ
ッチダウン軸受13は、その半径方向には、後述するラ
ジアル磁気軸受14の半径隙間より小さいタッチダウン
隙間を有すると共に、後述するスラスト磁気軸受17の
半径隙間より小さいタッチダウン隙間を有している。
As shown in FIG. 1, in a fluid device such as a pump, a compressor, or a blower, a working gas is introduced into an enclosed chamber 10 from an inlet (not shown) and is sent out from an outlet (not shown). A plurality of impellers 11 are rotatably arranged, and a rotating shaft 12 for the impeller 11 is provided with a pair of touchdown bearings 1 in a wall of the closed chamber 10.
It is rotatably supported by 3 and 13. The touch-down bearing 13 has a touch-down gap in the radial direction smaller than a radial gap of a radial magnetic bearing 14 described later and a touch-down gap smaller than a radial gap of a thrust magnetic bearing 17 described later. ing.

【0015】この密閉室10から突出した回転軸12
は、その両側で、一対のラジアル磁気軸受14,14に
より非接触で回転自在に支持してあり、各ラジアル磁気
軸受14は、コイル14aを有するステータ部14b
と、回転軸12側のロータ部14cとから構成してあ
る。
The rotating shaft 12 protruding from the closed chamber 10
Are rotatably supported in a non-contact manner by a pair of radial magnetic bearings 14 on both sides thereof, and each radial magnetic bearing 14 has a stator portion 14b having a coil 14a.
And a rotor portion 14c on the rotating shaft 12 side.

【0016】このラジアル磁気軸受14は、回転軸12
との径方向のギャップを検出するためのセンサーコイル
15を有し、これにより、径方向のギャップの変化に基
づいて変化するセンサーコイル15のインダクタンスを
コントローラ(図示略)が検出して、このインダクタン
スの変化に対応してステータ部14bのコイル14aに
流す電流を増減するフィードバック制御を行って、径方
向のギャップをコンスタントに維持するようになってい
る。
The radial magnetic bearing 14 is provided on the rotating shaft 12.
And a controller (not shown) that detects the inductance of the sensor coil 15 that changes based on the change in the radial gap. The feedback control is performed to increase or decrease the current flowing through the coil 14a of the stator section 14b in response to the change in the radial direction, so that the radial gap is constantly maintained.

【0017】また、回転軸12は、駆動モータ16によ
り回転駆動するようになっており、この駆動モータ16
は、コイル16aを有するステータ部16bと、回転軸
12側のロータ部16cとから構成してある。
The rotating shaft 12 is driven to rotate by a driving motor 16.
Is composed of a stator section 16b having a coil 16a and a rotor section 16c on the rotating shaft 12 side.

【0018】回転軸12の両端は、一対のスラスト磁気
軸受17,17により非接触で回転自在に支持してあ
り、各スラスト磁気軸受17は、図3に示すように、コ
イル17aを有するステータ部17bと、回転軸12端
面のロータ部17cとから構成してある。このロータ部
17cは、環状空間17dを有し、この環状空間17d
の周囲に強磁性体製スラスト磁極を形成しており、この
スラスト磁極は、回転軸12自体に加工したものでもよ
く、別体として埋設したものであってもよい。このよう
なスラスト磁気軸受17は、図3に矢印で示すように、
閉じた磁気回路を構成して、回転軸12の端面を非接触
で支持している。
Both ends of the rotating shaft 12 are rotatably supported in a non-contact manner by a pair of thrust magnetic bearings 17, 17, and each of the thrust magnetic bearings 17 has a stator portion having a coil 17a as shown in FIG. 17b and a rotor portion 17c at the end face of the rotating shaft 12. The rotor portion 17c has an annular space 17d.
, A ferromagnetic thrust magnetic pole is formed, and this thrust magnetic pole may be formed on the rotating shaft 12 itself, or may be embedded separately. Such a thrust magnetic bearing 17 is, as shown by an arrow in FIG.
A closed magnetic circuit is configured to support the end face of the rotating shaft 12 in a non-contact manner.

【0019】また、コイル17aの外径側には、回転軸
12の端面とステータ部17bとの軸方向のギャップ
(d)を検知するためのセンサーコイル18が設けてあ
り、これにより、軸方向のギャップ(d)の変化に基づ
いて変化するセンサーコイル18のインダクタンスをコ
ントローラ(図示略)が検出して、このインダクタンス
の変化に対応してステータ部17bのコイル17aに流
す電流を増減するフィードバック制御を行って、軸方向
のギャップ(d)をコンスタントに維持するようになっ
ている。
On the outer diameter side of the coil 17a, there is provided a sensor coil 18 for detecting an axial gap (d) between the end face of the rotating shaft 12 and the stator portion 17b. The controller (not shown) detects the inductance of the sensor coil 18 that changes based on the change in the gap (d), and performs feedback control to increase or decrease the current flowing through the coil 17a of the stator portion 17b in accordance with the change in the inductance. To maintain the gap (d) in the axial direction constant.

【0020】さらに、本実施の形態では、図1に示すよ
うに、密閉室10から突出した回転軸12を、密閉シー
ルド薄壁20により取り囲んであると共に、ラジアル磁
気軸受14、駆動モータ16、およびスラスト磁気軸受
17は、この密閉磁気シールド薄壁20の外側に配置し
てある。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the rotating shaft 12 protruding from the sealed chamber 10 is surrounded by a sealed shield thin wall 20, and a radial magnetic bearing 14, a drive motor 16, The thrust magnetic bearing 17 is arranged outside the closed magnetic shield thin wall 20.

【0021】この密閉シールド薄壁20の基端部20a
は、図2に示すように、Oリング21を介してネジ22
により密閉室10の立壁10aに密閉して取り付けてあ
る。または、この密閉シールド薄壁は、図3に示すよう
に立壁10aに溶接によって取付けられている。また、
この密閉シールド薄壁20は、ステンレス材や真鍮材な
どの非磁性体から形成してある。
The base end portion 20a of the sealed shield thin wall 20
As shown in FIG. 2, a screw 22 is inserted through an O-ring 21.
And is hermetically attached to the vertical wall 10a of the closed chamber 10. Alternatively, the closed shield thin wall is attached to the upright wall 10a by welding as shown in FIG. Also,
The closed shield thin wall 20 is formed of a non-magnetic material such as stainless steel or brass.

【0022】このように、密閉シールド薄壁20は、密
閉室10と協働して、羽根車11と回転軸12を内部に
有する閉じた空間を形成し、この閉じた空間の外側に磁
気軸受14,17および駆動モータ16を配置してい
る。そのため、羽根車11により密閉室10内に導入し
た作動ガスは、この閉じた空間内に封入することがで
き、この閉じた空間から外部に漏洩することがないと共
に、不純物等が外部から閉じた空間内に浸入することが
ない。したがって、作動ガスが腐食性ガスである場合で
も、磁気軸受14,17や駆動モータ16のモールド樹
脂材質の腐食を効果的に防止することができ、磁気軸受
14,17や駆動モータ16からの作動ガスへの不純物
の混入を確実に防止することができる。
As described above, the sealed shield thin wall 20 cooperates with the sealed chamber 10 to form a closed space having the impeller 11 and the rotating shaft 12 therein, and a magnetic bearing is provided outside the closed space. 14 and 17 and a drive motor 16 are arranged. Therefore, the working gas introduced into the closed chamber 10 by the impeller 11 can be sealed in the closed space, does not leak out from the closed space, and impurities and the like are closed from the outside. It does not enter the space. Therefore, even when the working gas is a corrosive gas, the corrosion of the molding resin material of the magnetic bearings 14, 17 and the drive motor 16 can be effectively prevented, and the operation from the magnetic bearings 14, 17 and the drive motor 16 can be prevented. It is possible to reliably prevent impurities from being mixed into the gas.

【0023】この際、ラジアル磁気軸受14、駆動モー
タ16、およびスラスト磁気軸受17は、上記のよう
に、この密閉シールド薄壁20の外側に配置してある
が、回転軸12を磁気力により非接触で支持または回転
駆動する構成であり、しかも、密閉シールド薄壁20
は、上記のように、ステンレス材等の非磁性体から形成
してあるため、磁気軸受14,17や駆動モータ16
は、この密閉シールド薄壁20から磁気的な影響を受け
ることなく、回転軸12を磁気力により非接触で回転自
在に良好に支持できると共に、回転軸12を磁気力によ
り非接触で良好に回転駆動することができる。
At this time, the radial magnetic bearing 14, the drive motor 16 and the thrust magnetic bearing 17 are arranged outside the closed shield thin wall 20, as described above, but the rotating shaft 12 is not moved by the magnetic force. It is configured to be supported or rotated by contact, and the closed shield thin wall 20
Are made of a non-magnetic material such as stainless steel as described above, so that the magnetic bearings 14, 17 and the drive motor 16
Can freely rotate the rotating shaft 12 in a non-contact manner by a magnetic force without being magnetically affected by the sealed shield thin wall 20 and can rotate the rotating shaft 12 in a non-contact manner by a magnetic force. Can be driven.

【0024】次に、図5は、本発明の第2実施の形態に
係る密閉型流体装置の断面図であり、図6は、図5に示
した磁気カップリングの拡大断面図である。
Next, FIG. 5 is a sectional view of a sealed fluid device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged sectional view of the magnetic coupling shown in FIG.

【0025】本第2実施の形態では、図5に示すよう
に、密閉室10から突出した回転軸12は、その両側
で、一対のラジアル磁気軸受14,14により非接触で
回転自在に支持してあり、回転軸12の左端は、一つの
スラスト磁気軸受17により非接触で回転自在に支持し
てあるが、回転軸12の右端は、磁気カップリング30
を介して駆動モータ16に接続してある。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the rotating shaft 12 protruding from the closed chamber 10 is rotatably supported on both sides by a pair of radial magnetic bearings 14 in a non-contact manner. The left end of the rotating shaft 12 is rotatably supported in a non-contact manner by a single thrust magnetic bearing 17, while the right end of the rotating shaft 12 has a magnetic coupling 30.
Is connected to the drive motor 16 via the.

【0026】この磁気カップリング30では、図6に示
すように、駆動モータ16の駆動軸16dに、カップリ
ングハウジング31が接続してあり、このハウジング3
1の径方向内側には、バックヨーク32が配設してあ
り、このバックヨーク32の内径側には、一対の永久磁
石33,33が取り付けてある。一方、回転軸12側に
も、バックヨーク34が配設してあり、このバックヨー
ク34の外径側に、一対の永久磁石35,35が取り付
けてある。これにより、永久磁石33→永久磁石35→
バックヨーク34→永久磁石35→永久磁石33→バッ
クヨーク32→永久磁石33の順に磁束が通る磁気回路
が構成され、磁気カップリング30は、駆動モータ16
の駆動軸16dの回転力を磁気力により回転軸12に伝
達して、回転軸12を非接触で回転駆動する働きをす
る。
In this magnetic coupling 30, as shown in FIG. 6, a coupling housing 31 is connected to the drive shaft 16d of the drive motor 16, and
A back yoke 32 is disposed radially inward of 1, and a pair of permanent magnets 33, 33 are attached to the inner diameter side of the back yoke 32. On the other hand, a back yoke 34 is also provided on the rotating shaft 12 side, and a pair of permanent magnets 35 are attached to the outer diameter side of the back yoke 34. Thereby, the permanent magnet 33 → the permanent magnet 35 →
A magnetic circuit through which a magnetic flux passes in the order of back yoke 34 → permanent magnet 35 → permanent magnet 33 → back yoke 32 → permanent magnet 33 is configured.
The rotation force of the drive shaft 16d is transmitted to the rotation shaft 12 by magnetic force, and serves to rotate the rotation shaft 12 in a non-contact manner.

【0027】さらに、ハウジング31の軸方向内側に
は、永久磁石36が設けてあり、回転軸側には、この永
久磁石36に対向して、永久磁石37が取り付けてあ
る。これにより、磁気カップリング30は、スラスト磁
気軸受としての働きをも行う。
Further, a permanent magnet 36 is provided on the inner side in the axial direction of the housing 31, and a permanent magnet 37 is mounted on the rotating shaft side so as to face the permanent magnet 36. Thereby, the magnetic coupling 30 also functions as a thrust magnetic bearing.

【0028】次に、図7は、本発明の第3実施の形態に
係る密閉型流体装置の断面図である。
Next, FIG. 7 is a sectional view of a sealed fluid device according to a third embodiment of the present invention.

【0029】本第3実施の形態が第2実施の形態と異な
る点は、磁気カップリング30に代えて、ラジアル型磁
気カップリング40を用いている点である。
The third embodiment is different from the second embodiment in that a radial magnetic coupling 40 is used instead of the magnetic coupling 30.

【0030】このラジアル型磁気カップリング40は、
軸方向の永久磁石36,37を有しない点を除いて、図
6に示した磁気カップリング30と同様に構成してあ
る。即ち、このラジアル型磁気カップリング40は、図
6に示した磁気カップリング30の径方向の永久磁石3
3,35およびバックヨーク32,34を備えており、
駆動モータ16の駆動軸16dの回転力を磁気力により
回転軸12に伝達して、回転軸12を非接触で回転駆動
する働きをする。なお、軸方向の永久磁石36,37を
有しないが、このラジアル型磁気カップリング40は、
軸方向復元力を発揮してスラスト軸受としての働きをも
行う。
This radial type magnetic coupling 40 is
The configuration is the same as that of the magnetic coupling 30 shown in FIG. 6 except that the permanent magnets 36 and 37 in the axial direction are not provided. That is, the radial type magnetic coupling 40 is the same as the radial permanent magnet 3 of the magnetic coupling 30 shown in FIG.
3, 35 and back yokes 32, 34,
The rotating force of the drive shaft 16d of the drive motor 16 is transmitted to the rotating shaft 12 by magnetic force, and serves to rotate the rotating shaft 12 in a non-contact manner. Although the radial type magnetic coupling 40 does not have the permanent magnets 36 and 37 in the axial direction,
It exerts the axial restoring force and also acts as a thrust bearing.

【0031】次に、図8は、本発明の第4実施の形態に
係る密閉型流体装置の断面図であり、図9(a)は、図
8に示したアキシアル型磁気カップリングの拡大断面図
であり、図9(b)は、図9(a)のb−b線に沿った
矢視図である。
Next, FIG. 8 is a sectional view of a sealed type fluid device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 9 (a) is an enlarged sectional view of the axial type magnetic coupling shown in FIG. It is a figure and FIG.9 (b) is an arrow view along the bb line of FIG.9 (a).

【0032】本第4実施の形態が第2および第3実施の
形態と異なる点は、磁気カップリング30およびラジア
ル型磁気カップリング40に代えて、アキシアル型磁気
カップリング50を用いている点である。
The fourth embodiment differs from the second and third embodiments in that an axial magnetic coupling 50 is used instead of the magnetic coupling 30 and the radial magnetic coupling 40. is there.

【0033】このアキシアル型磁気カップリング50
は、図9(a)(b)に示すように、駆動モータの駆動
軸16dに、カップリングハウジング51が接続してあ
り、このハウジング51の端面には、一対の永久磁石5
2が配設してあり、複数対の永久磁石52が周方向に等
間隔で設けてあり、各一対の永久磁石52の背面には、
バックヨーク53が設けてある。一方、回転軸12の端
面にも、一対の永久磁石54が配設してあり、図9
(b)に示すように、複数対の永久磁石54が周方向に
等間隔で配設してあり、各一対の永久磁石54の背面に
は、バックヨーク55が設けてある。これにより、一方
の永久磁石52→バックヨーク53→他方の永久磁石5
2→一方の永久磁石54→バックヨーク55→他方の永
久磁石54→一方の永久磁石52の順に磁束が通る磁気
回路が構成され、アキシアル型磁気カップリング50
は、駆動モータ16の駆動軸16dの回転力を磁気力に
より回転軸12に伝達して、回転軸12を非接触で回転
駆動する働きをする。
This axial type magnetic coupling 50
As shown in FIGS. 9A and 9B, a coupling housing 51 is connected to a driving shaft 16d of a driving motor, and a pair of permanent magnets 5
2 are provided, a plurality of pairs of permanent magnets 52 are provided at equal intervals in the circumferential direction, and on the back of each pair of permanent magnets 52,
A back yoke 53 is provided. On the other hand, a pair of permanent magnets 54 are also provided on the end face of the rotating shaft 12, and FIG.
As shown in (b), a plurality of pairs of permanent magnets 54 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and a back yoke 55 is provided on the back surface of each pair of permanent magnets 54. Thereby, one permanent magnet 52 → the back yoke 53 → the other permanent magnet 5
2 → one permanent magnet 54 → back yoke 55 → the other permanent magnet 54 → a permanent magnet 52 constitutes a magnetic circuit through which magnetic flux passes in this order, and an axial type magnetic coupling 50
Functions to transmit the rotational force of the drive shaft 16d of the drive motor 16 to the rotary shaft 12 by magnetic force, and to rotate the rotary shaft 12 in a non-contact manner.

【0034】なお、アキシアル型磁気カップリング50
は、回転軸12の端面に磁気吸引力を作用させて回転軸
12を回転する構成であるため、回転軸12を吸引力に
よりカップリング50側に引き寄せるといったことが起
こり得るが、回転軸12の他端側に、スラスト磁気軸受
17を設けて、両者の吸引力をバランスすることによ
り、回転軸12の引き寄せを防止している。
The axial type magnetic coupling 50
Is configured to rotate the rotating shaft 12 by applying a magnetic attraction force to the end face of the rotating shaft 12, so that the rotating shaft 12 may be drawn toward the coupling 50 by the attraction force. At the other end, a thrust magnetic bearing 17 is provided to balance the attraction force of the two, thereby preventing the rotating shaft 12 from being pulled.

【0035】次に、図10は、本発明の第5実施の形態
に係る密閉型流体装置の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a sealed fluid device according to a fifth embodiment of the present invention.

【0036】本第5実施の形態が第1ないし第4実施の
形態と異なる点は、ラジアル磁気軸受14および駆動モ
ータ16に代えて、ラジアル磁気軸受モータ60を用い
ている点である。
The fifth embodiment differs from the first to fourth embodiments in that a radial magnetic bearing motor 60 is used instead of the radial magnetic bearing 14 and the drive motor 16.

【0037】このラジアル磁気軸受モータ60は、電磁
極コイル60aを有するステータ部60bと、回転軸1
2側のロータ部60cとから構成してあり、ラジアル磁
気軸受の機能と、駆動モータの機能とを併せ持つもので
あり、回転軸12の非接触浮上のための位置制御電流に
重畳して、回転駆動のための電流を電磁極コイル60a
に流して、非接触浮上と回転運動とを実現するものであ
る。なお、回転軸12との径方向のギャップを検出する
ためのセンサーコイル61をも有している。
The radial magnetic bearing motor 60 includes a stator 60b having an electromagnetic pole coil 60a and a rotating shaft 1
It has a function of a radial magnetic bearing and a function of a drive motor, and is superimposed on a position control current for non-contact floating of the rotating shaft 12 to rotate. The driving current is supplied to the electromagnetic pole coil 60a.
To achieve non-contact floating and rotational movement. In addition, it also has a sensor coil 61 for detecting a radial gap with the rotating shaft 12.

【0038】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されず、種々変形可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
密閉室から突出した回転軸を、非磁性体からなる密閉シ
ールド薄壁により取り囲んでいる。即ち、この密閉シー
ルド薄壁は、密閉室と協働して、羽根車と回転軸を内部
に有する閉じた空間を形成し、この閉じた空間の外側に
磁気軸受と駆動モータを配置している。そのため、羽根
車により密閉室内に導入した作動流体は、この閉じた空
間内に封入することができ、この閉じた空間から外部に
漏洩することがないと共に、不純物等が外部から閉じた
空間内に浸入することがない。
As described above, according to the present invention,
The rotation shaft protruding from the closed chamber is surrounded by a closed shield thin wall made of a non-magnetic material. That is, the closed shield thin wall forms a closed space having the impeller and the rotation shaft therein in cooperation with the closed chamber, and the magnetic bearing and the drive motor are arranged outside the closed space. . Therefore, the working fluid introduced into the closed chamber by the impeller can be sealed in the closed space, so that the working fluid does not leak from the closed space to the outside, and impurities and the like enter the closed space from the outside. No intrusion.

【0040】したがって、作動流体が腐食性ガスである
場合でも、磁気軸受や駆動モータの腐食を効果的に防止
することができ、磁気軸受や駆動モータからの作動流体
への不純物の混入を確実に防止することができる。
Therefore, even when the working fluid is a corrosive gas, corrosion of the magnetic bearing and the drive motor can be effectively prevented, and impurities can be reliably mixed into the working fluid from the magnetic bearing and the drive motor. Can be prevented.

【0041】一方、磁気軸受や駆動モータは、この密閉
シールド薄壁の外側に配置してあるが、回転軸を磁気力
により非接触で支持または回転駆動する構成であり、し
かも、密閉シールド薄壁は、非磁性体から形成してある
ため、磁気軸受や駆動モータは、この密閉シールド薄壁
から磁気的な影響を受けることなく、回転軸を磁気力に
より非接触で回転自在に良好に支持または回転駆動する
ことができる。
On the other hand, the magnetic bearing and the drive motor are arranged outside the closed shield thin wall, but are configured to support or rotate the rotating shaft in a non-contact manner by magnetic force. Is made of a non-magnetic material, so that the magnetic bearings and the drive motor can be freely supported or freely rotatably contactlessly by magnetic force without being magnetically affected by the sealed shield thin wall. It can be driven to rotate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施の形態に係る密閉型流体装置
の断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a sealed fluid device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した密閉シールド薄壁の取付部の拡大
断面図。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a mounting portion of the closed shield thin wall shown in FIG.

【図3】図1に示した密封シールド薄壁の取付部の変形
例の拡大断面図。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a modified example of the mounting portion of the sealed shield thin wall shown in FIG.

【図4】図1に示したスラスト磁気軸受の拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged sectional view of the thrust magnetic bearing shown in FIG.

【図5】本発明の第2実施の形態に係る密閉型流体装置
の断面図。
FIG. 5 is a sectional view of a sealed fluid device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5に示した磁気カップリングの拡大断面図。FIG. 6 is an enlarged sectional view of the magnetic coupling shown in FIG. 5;

【図7】本発明の第3実施の形態に係る密閉型流体装置
の断面図。
FIG. 7 is a sectional view of a sealed fluid device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4実施の形態に係る密閉型流体装置
の断面図。
FIG. 8 is a sectional view of a sealed fluid device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】(a)は、図8に示したアキシアル型磁気カッ
プリングの拡大断面図であり、(b)は、(a)のb−
b線に沿った矢視図。
9A is an enlarged cross-sectional view of the axial magnetic coupling shown in FIG. 8, and FIG. 9B is a cross-sectional view of FIG.
The arrow view along the b line.

【図10】本発明の第5実施の形態に係る密閉型流体装
置の断面図。
FIG. 10 is a sectional view of a sealed fluid device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】従来に係る密閉型流体装置の断面図。FIG. 11 is a sectional view of a conventional sealed fluid device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 密閉室 10a 密閉室の立壁 11 羽根車 12 回転軸 13 タッチダウン軸受 14 ラジアル磁気軸受 14a ラジアル磁気軸受のコイル 14b ラジアル磁気軸受のステータ部 14c ラジアル磁気軸受のロータ部 15 センサーコイル 16 駆動モータ 16a 駆動モータのコイル 16b 駆動モータのステータ部 16c 駆動モータのロータ部 16d 駆動軸 17 スラスト磁気軸受 17a スラスト磁気軸受のコイル 17b スラスト磁気軸受のステータ部 17c スラスト磁気軸受のロータ部 18 センサーコイル 20 密閉シールド薄壁 20a 基端部 21 Oリング 22 ネジ 30 磁気カップリング 31 カップリングハウジング 32 ハウジング側のバックヨーク 33 ハウジング側の永久磁石 34 回転軸側のバックヨーク 35 回転軸側の永久磁石 36 ハウジング側の永久磁石 37 回転軸側の永久磁石 40 ラジアル型磁気カップリング 50 アキシアル型磁気カップリング 51 カップリングハウジング 52 ハウジング側の永久磁石 53 ハウジング側のバックヨーク 54 回転軸側の永久磁石 55 回転軸側のバックヨーク 60 ラジアル磁気軸受モータ 60a ラジアル磁気軸受モータの電磁極コイル 60b ラジアル磁気軸受モータのステータ部 60c ラジアル磁気軸受モータのロータ部 61 センサーコイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Closed room 10a Standing wall of closed room 11 Impeller 12 Rotary shaft 13 Touchdown bearing 14 Radial magnetic bearing 14a Coil of radial magnetic bearing 14b Stator portion of radial magnetic bearing 14c Rotor portion of radial magnetic bearing 15 Sensor coil 16 Drive motor 16a Drive Motor Coil 16b Drive Motor Stator 16c Drive Motor Rotor 16d Drive Shaft 17 Thrust Magnetic Bearing 17a Thrust Magnetic Bearing Coil 17b Thrust Magnetic Bearing Stator 17c Thrust Magnetic Bearing Rotor 18 Sensor Coil 20 Sealed Shield Thin Wall Reference Signs List 20a Base end 21 O-ring 22 Screw 30 Magnetic coupling 31 Coupling housing 32 Housing-side back yoke 33 Housing-side permanent magnet 34 Rotation axis-side back yoke 35 times Shaft side permanent magnet 36 Housing side permanent magnet 37 Rotation axis side permanent magnet 40 Radial type magnetic coupling 50 Axial type magnetic coupling 51 Coupling housing 52 Housing side permanent magnet 53 Housing side back yoke 54 Rotation axis side Permanent magnet 55 Back yoke on rotating shaft side 60 Radial magnetic bearing motor 60a Electromagnetic pole coil of radial magnetic bearing motor 60b Stator part of radial magnetic bearing motor 60c Rotor part of radial magnetic bearing motor 61 Sensor coil

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】密閉室内に、作動流体を導入して送風する
ための羽根車を回転自在に配設し、この密閉室から突出
した回転軸を磁気軸受により非接触で回転自在に支持す
ると共に、この回転軸を駆動モータにより非接触で回転
駆動するようにした密閉型流体装置において、 前記密閉室から突出した回転軸を、非磁性体からなる密
閉シールド薄壁により取り囲んだことを特徴とする密閉
型流体装置。
An impeller for introducing and blowing a working fluid is rotatably disposed in a sealed chamber, and a rotating shaft protruding from the sealed chamber is rotatably supported in a non-contact manner by a magnetic bearing. In a sealed fluid device in which the rotating shaft is driven to rotate in a non-contact manner by a drive motor, the rotating shaft protruding from the sealed chamber is surrounded by a sealed shield thin wall made of a non-magnetic material. Closed fluid device.
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