JP2016537591A - ロータリーユニオン - Google Patents
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Abstract
Description
1.回転ユニオン部品がある特定の回転速度に達すると、回転軸に最も近い回転ユニオン部品内に配置されたいずれかのチャネル、又はその部分(複数可)内の局所圧力は、流体の局所温度における気化圧力より下まで下がる。流体は、気化を生じ、そしてガス気泡を形成する。この現象は、高回転数で運転している油圧ポンプで見られるキャビテーションと類似と考えることができる。
2.流体が適切に脱気されていない場合、圧力低下とともに、流体中に同伴されたあらゆる空気気泡のサイズが増加することになる。
3.ヘンリーの法則に従い、流体中に溶解する空気の量は、局所圧力に比例する。流体がロータリーユニオンの外側の位置からロータリーユニオンの中心へと移送されるとき、流体にかかる圧力は、大気圧から真空付近へと変化する。そのときこの溶解された空気の一部が、気泡の形態で流体中に開放される可能性がある。
式1 F1+Fc=F2+Ff
式中、
F1及びF2=領域の両面における静圧に起因する力
Fc=遠心力
Ff=摩擦に起因する抵抗力
式2 Fc=m*a
式中、
m=特定の領域での流体の質量
a=回転に起因する加速度
式3 a=ω2R
式中、
ω=角速度
R=回転軸から極小流体領域の中心までの距離
式4 P1πr2+ρπr2ΔR(ω2R)=P2πr2+Ff
式中、
P1及びP2=領域の両面における静圧
ρ=流体密度
r=管の半径
式5 ρΔR(ω2R)=P2−P1+ΔPf
式中、
ΔPf=摩擦に起因する極小領域内での圧力低下
Rin及びRout=管入口及び管出口のそれぞれにおける回転軸に関する半径
Pin及びPout=管入口及び管出口のそれぞれにおける静圧
Pf=管を通した摩擦による圧力低下
Pfは、当業者によって好適な技術ハンドブックから見出すことができる。代替的には、長い断面積が一定の円筒状の管を通る流れが層流の場合、当業者は、Pfをハーゲン・ポアズイユの式から計算することができる。参考までに、ハーゲン・ポアズイユの式は以下のとおりである。
ヘンリーの法則は、液体に溶解している気体は、気体の分圧に比例すると述べている。
Claims (9)
- ロータリーユニオンであって、
軸を中心として回転可能であり且つ回転装置と嵌合的に係合可能な回転ユニオン部品であって、前記回転装置が前記軸を中心として回転可能であり、且つその中に配置された流体チャネルを有する、回転ユニオン部品と、
前記回転ユニオン部品を中心として同軸状に配置され且つ支持構造体に連結された非回転ユニオン部品であって、前記非回転ユニオン部品が、支持ベアリングを備え、前記支持ベアリングが、前記非回転ユニオン部品と前記回転ユニオン部品との間に配置され、前記支持ベアリングが前記回転装置を支持する、非回転ユニオン部品と、
前記ロータリーユニオン内に配置された流体通路であって、
前記非回転ユニオン部品の表面上に配置された流体物質入口と、
前記非回転ユニオン部品の中に配置された前記流体物質入口と流体連通している第1の部分と、
前記回転ユニオン部品内に配置され且つ前記回転ユニオン部品の表面上に配置された流体物質出口を有する第2の部分と、
を備える流体通路と、
を備え、
前記流体通路から前記流体チャネルへの流体の流体連通を提供するように、前記回転ユニオン部品の前記表面が前記回転装置と嵌合的に係合可能であり、
前記流体が、前記流体通路を通して前記流体物質入口から、前記第1の部分を通して、前記第2の部分内へ、前記流体物質出口へ、そして前記少なくとも1つの流体チャネルへと連通可能である、ことを特徴とする、ロータリーユニオン。 - 前記流体通路と流体連通しているブリードポートが、前記非回転ユニオン部品内に配置されている、請求項1に記載のロータリーユニオン。
- 前記非回転ユニオン部品と前記回転ユニオン部品とのうちの少なくとも1つが加熱されることを特徴とする、請求項1〜2のいずれか1つに記載のロータリーユニオン。
- 前記非回転ユニオン部品と前記回転ユニオン部品とのうちの少なくとも1つが冷却されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1つに記載のロータリーユニオン。
- 前記回転ユニオン部品と前記非回転ユニオン部品との間に配置され且つ係合する封止部が、前記非回転ユニオン部品内の配置された前記流体通路の前記第1の部分の、前記回転ユニオン部品内に配置された前記流体通路の前記第2の部分との封止された流体連通を提供する、請求項1〜4のいずれか1つに記載のロータリーユニオン。
- 前記回転ユニオン部品を中心として環状に配置され、前記回転ユニオン部品と前記非回転ユニオン部品との間に配置され且つこれらを係合する少なくとも2つの封止部が、前記第1の部分の、前記第2の部分との封止された流体連通を提供する、請求項1〜5のいずれか1つに記載のロータリーユニオン。
- 静的封止部が、前記流体通路と前記流体チャネルとの間に封止された流体連通を提供する、請求項1〜8のいずれか1つに記載のロータリーユニオン。
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