JP2006125316A - Turbo type rotary apparatus - Google Patents
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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。 The present invention relates to a turbo rotating device that is useful when, for example, gas is circulated and supplied to a gas laser oscillator device (hereinafter simply referred to as a laser oscillator device).
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)。 In this type of turbo rotating device, a turbo mechanism is arranged in the upper part of the housing to provide a mechanism for compressing and discharging the gas. A motor that is driven to rotate is disposed (see Patent Document 1).
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)。 Such a turbo rotating device is preferably used when supplying gas to a laser oscillator device as an external device. That is, in the case of a flow type carbon dioxide gas laser oscillator device, the gas is compressed while flowing a mixed gas of carbon dioxide gas and other gas, and is supplied to the laser resonator to resonate, and a gas circulation path is configured in the device. Has been. As a blower of one element in the configuration of the circulation path, a turbo rotating device that rotates a turbo rotor blade at high speed to compress gas and supplies the gas to a laser resonator is used (see Patent Document 1).
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。
A specific configuration of the turbo rotating device GC is as shown in FIG. 5. A
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。
The rotating
When the
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。
For this reason, the gas compression chamber C and the motor chamber M are blocked by the
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。
Incidentally, a turbo mechanism that performs a gas compression function is shown in FIG. FIG. 4 shows in more detail a section of only the upper part of the turbo rotating device GC of FIG. 5, but the turbo mechanism is attached to the
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。
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。
In such a conventional turbo rotating device GC, the turbo stationary blade SB is further extended outwardly in the same plane on the outer periphery of the
The present invention seeks to provide a turbo rotating device that solves such problems.
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。 In order to solve the above-described problems, a turbo rotating device provided by the present invention comprises a combination of a turbo moving blade that is attached to a rotating shaft and rotates to perform gas compression and a turbo stationary blade that is installed in a fixed state. In the turbo mechanism, the turbo stator blade SB is provided in a state along the axial direction of the rotating shaft. Accordingly, the radial size of the turbo stator blade SB is reduced.
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。 The turbo rotating device provided by the present invention is reduced in size by reducing the thickness of the rotating device as a whole by reducing the thickness in the radial direction by making the turbo vane upright. In addition, it provides a turbo-type rotating device with high gas compression efficiency, small size and light weight and high performance. Furthermore, the basics of the turbo vane function as a wall that surrounds the surroundings of the turbo rotor blade, and when the turbo rotor blade breaks due to repeated fatigue due to rotation, it absorbs the energy from the scattering and so on, so it is highly safe Provide rotating equipment.
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。 The turbo rotating device according to the present invention is characterized by a reduction in the outer diameter of the entire rotating device. For this purpose, a turbo rotor blade is provided in a state parallel to the axis of the rotating shaft. The most preferred embodiment of this configuration is to provide a turbo stationary blade on a cylindrical base. Specifically, a cylindrical body having a size surrounding the outer periphery of the turbo rotor blade is disposed concentrically with the rotating shaft, This is an example in which a turbo vane is formed on the inner peripheral surface. This cylindrical base is fixed to the housing. It is also an important requirement that the gas released from the turbo rotor blade be smoothly guided into the cylinder.
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。
The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a turbo stator blade SB installed in a
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。
The height of the
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。
When the turbo vane SB is installed, it is desirable that the lower end of the vane 10 is positioned above the horizontal height position at the outer peripheral end of the
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。
The features of the present invention are as described in detail above, but the present invention is not limited to the above embodiments and illustrated examples, and includes various modified embodiments. For example, the illustrated example shows an example in which the turbo vanes SB are arranged concentrically, ie, in parallel with the
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
DESCRIPTION OF
Claims (2)
2. The turbo rotating device according to claim 1, wherein the turbo stationary blade is provided on an inner surface of a cylindrical body at a peripheral position of the turbo moving blade and coaxial with an axis of the rotating shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004315561A JP2006125316A (en) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | Turbo type rotary apparatus |
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Family Applications (1)
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- 2004-10-29 JP JP2004315561A patent/JP2006125316A/en active Pending
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