JPH044315A - 回転体の磁気軸受装置 - Google Patents
回転体の磁気軸受装置Info
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- JPH044315A JPH044315A JP10031390A JP10031390A JPH044315A JP H044315 A JPH044315 A JP H044315A JP 10031390 A JP10031390 A JP 10031390A JP 10031390 A JP10031390 A JP 10031390A JP H044315 A JPH044315 A JP H044315A
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- bearing
- electromagnet
- pressure
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/051—Axial thrust balancing
- F04D29/0513—Axial thrust balancing hydrostatic; hydrodynamic thrust bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
Landscapes
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、膨張ターヒノ、ブロワ−、ポンプ類などの回
転体の磁気軸受装置に関するものである。
転体の磁気軸受装置に関するものである。
従来の装置は、低湿工学Ｖｏｌ ２０． Ａ４． Ｐ
２１Ｂ〜２２３に記載の遠心形低温ヘリウム圧縮機にみ
られるようにスラスト軸受に２柚類の軸受を併用してい
る。それは、主軸受である動圧気体軸受を補助軸受とし
ての制御型磁気軸受である。
２１Ｂ〜２２３に記載の遠心形低温ヘリウム圧縮機にみ
られるようにスラスト軸受に２柚類の軸受を併用してい
る。それは、主軸受である動圧気体軸受を補助軸受とし
ての制御型磁気軸受である。
磁気軸受の制御には、スラスト軸受の使古検出のため渦
電流の変位計を配置し、スラスト軸受部の隙間が２０〜
３０ ／７ ｍに保たれるよう磁気軸受の吸引力を調整
していた。
電流の変位計を配置し、スラスト軸受部の隙間が２０〜
３０ ／７ ｍに保たれるよう磁気軸受の吸引力を調整
していた。
なお、この種の装置として関連するものには、例えば、
特開昭６ｌ−１（５５０１３号公報、特開平１−２０６
１１６号公報等が挙げられる。
特開昭６ｌ−１（５５０１３号公報、特開平１−２０６
１１６号公報等が挙げられる。
上記従来技術では、スラスト軸受部の間隙を２０〜３０
μｍに保持するため、位置検出用のスラストセンサーの
精度を非常に高（保つ必要があった。通前のセッサーで
は、雰囲気温度の変化による出力の変化や、セッサー取
付部の変形等がスラスト軸受の間隙（２０〜３０μｍ）
に比べ大きな割合となる。このため、上記の間隙内で回
転体を制御するためには、複雑な制御装置が必要であっ
た。
μｍに保持するため、位置検出用のスラストセンサーの
精度を非常に高（保つ必要があった。通前のセッサーで
は、雰囲気温度の変化による出力の変化や、セッサー取
付部の変形等がスラスト軸受の間隙（２０〜３０μｍ）
に比べ大きな割合となる。このため、上記の間隙内で回
転体を制御するためには、複雑な制御装置が必要であっ
た。
本発明は、比較的容易に精度よ４検出できる圧力（カス
吸込部、軸受室、カス吐出部）をベースに電磁石の吸引
力を調整するごとにあり、高速回転でも安定した軸受を
供給することを目的とする。
吸込部、軸受室、カス吐出部）をベースに電磁石の吸引
力を調整するごとにあり、高速回転でも安定した軸受を
供給することを目的とする。
上記目的を達成するため、磁性材料で構成された回転体
とこの回転体軸端の軸方向に制御型電磁石を配置し、カ
ス吸込側および回転体軸受室（またはカス吐出側）に圧
力計を設けた。このことにより、各圧力計の圧力差に応
じて、制御型電磁石の電流（または電圧）を制御し、電
磁石の吸引力を調整するものである。
とこの回転体軸端の軸方向に制御型電磁石を配置し、カ
ス吸込側および回転体軸受室（またはカス吐出側）に圧
力計を設けた。このことにより、各圧力計の圧力差に応
じて、制御型電磁石の電流（または電圧）を制御し、電
磁石の吸引力を調整するものである。
また、スラスト軸受部に気体軸受を併用することにより
、複合軸受負荷容量の増加を図り、高速での安定性を向
上させたものである。
、複合軸受負荷容量の増加を図り、高速での安定性を向
上させたものである。
膨張ターヒノ、ブロワ−、ポツプ類では回転体の軸端ヘ
イノペラーを設けている。二のため、これらの回転体を
高速回転させると、インペラーの前面すなわちガス吸込
口と該背面、すなわち軸受室との間に圧力差が生じ、軸
方向の推力が作用する。従って、該圧力差と同転体に作
用する推力との関係を把握し該圧力差に応じた電流を電
磁石へ供給することにより、電磁石の吸引力は該軸方向
の推力を打ち消す方向に作用する。このように動作する
ことにより、一定のスラスト力を保持できるため、高速
回転領域においても、安定した軸受とすることができる
。
イノペラーを設けている。二のため、これらの回転体を
高速回転させると、インペラーの前面すなわちガス吸込
口と該背面、すなわち軸受室との間に圧力差が生じ、軸
方向の推力が作用する。従って、該圧力差と同転体に作
用する推力との関係を把握し該圧力差に応じた電流を電
磁石へ供給することにより、電磁石の吸引力は該軸方向
の推力を打ち消す方向に作用する。このように動作する
ことにより、一定のスラスト力を保持できるため、高速
回転領域においても、安定した軸受とすることができる
。
本発明の一実施例を第１図、第２図により説明する。
まず、第１図のブロワ−１の構成について第２図により
述べる。磁性材料である回転軸１０と翼車５と駆動用モ
ーターのローター７とスラストカラー１１によって回転
体は構成される。該回転体を支持する軸受として、気体
軸受６ａ、６ｂとスラスト軸受９が配置される。また回
転体の軸端から所御 定の間隙を設＋１だ位置に制御型電磁石１２が配置され
る。駆動用モータのロータフに対応する外周部にはステ
ータ８が配置される。ガスはガス吸込口１３ａから流入
し、翼車５にて断熱圧縮されカス吐出口１３ｃより排気
され′る。この際カスの一部は翼車５背面と断熱材１４
（カス通常流入ラインと軸受内との断熱）との間隙より
軸受内１３ ｂへ流入し、回転体の動作状況にともない
一部ガス圧力になる。
述べる。磁性材料である回転軸１０と翼車５と駆動用モ
ーターのローター７とスラストカラー１１によって回転
体は構成される。該回転体を支持する軸受として、気体
軸受６ａ、６ｂとスラスト軸受９が配置される。また回
転体の軸端から所御 定の間隙を設＋１だ位置に制御型電磁石１２が配置され
る。駆動用モータのロータフに対応する外周部にはステ
ータ８が配置される。ガスはガス吸込口１３ａから流入
し、翼車５にて断熱圧縮されカス吐出口１３ｃより排気
され′る。この際カスの一部は翼車５背面と断熱材１４
（カス通常流入ラインと軸受内との断熱）との間隙より
軸受内１３ ｂへ流入し、回転体の動作状況にともない
一部ガス圧力になる。
制御型電磁石１２の制御回路は前配軸受内１３ｂに取り
付けた圧力８１２ａとガス吸込口に取り付けた圧力計２
ｂ、制御器３．電源装Ｍ４から構成される。
付けた圧力８１２ａとガス吸込口に取り付けた圧力計２
ｂ、制御器３．電源装Ｍ４から構成される。
次に」１記のように構成された実施例の動作を説明する
。
。
駆動用モータのステータ８に所定の周波数で電流を流す
とロータ７が作動し、回転体が回転する。
とロータ７が作動し、回転体が回転する。
回転体の回転数上昇と共に翼車５の前後、すなわちガス
吸込口１３ａと軸受内１３ ｂの間に圧力差が生じ、回
転体に軸方向推力が作用する。プロワポンプ等では通児
この軸方向推力は、図面上において回転体を押し下げる
方向（回転体が翼車５の方向へ押される）へ作用する。
吸込口１３ａと軸受内１３ ｂの間に圧力差が生じ、回
転体に軸方向推力が作用する。プロワポンプ等では通児
この軸方向推力は、図面上において回転体を押し下げる
方向（回転体が翼車５の方向へ押される）へ作用する。
回転数の上昇と共に翼車５での圧縮比（又はへヴド）は
上昇するため軸方向推力は大き々なる。この軸方向推力
は、スラスト軸受９で支承されるが、気体軸受方式のス
ラスト軸受は負荷容址が比較的小さいため、高速回転領
域での安定性が十分でない。これを補うため、回転数の
上昇と共に電磁石１２の吸引力を増加させスラスト軸受
９に作用するスラスト負荷を低減するように磁気軸受制
御回路を作動させる。
上昇するため軸方向推力は大き々なる。この軸方向推力
は、スラスト軸受９で支承されるが、気体軸受方式のス
ラスト軸受は負荷容址が比較的小さいため、高速回転領
域での安定性が十分でない。これを補うため、回転数の
上昇と共に電磁石１２の吸引力を増加させスラスト軸受
９に作用するスラスト負荷を低減するように磁気軸受制
御回路を作動させる。
軸受内１３ ｂとガス吸込口１３ａの圧力は圧力ｕ１２
ａ、２ｂで検出され、電気信号にて制御器３へ送られ、
各圧力計の圧力差に応じた制御信号に変換されて電磁石
の電源装置４へ送られる。を泊装置４からの電流を受け
て電磁石１２の吸引力は変化するよう動作する。
ａ、２ｂで検出され、電気信号にて制御器３へ送られ、
各圧力計の圧力差に応じた制御信号に変換されて電磁石
の電源装置４へ送られる。を泊装置４からの電流を受け
て電磁石１２の吸引力は変化するよう動作する。
本実施例によれば、スラスト軸受９に作用する負荷を、
電磁石１２で打消すため、回転数が上昇してもスラスト
軸受９の負荷はきわめて小さく保持でき、高速回転領域
での安定性が増す。
電磁石１２で打消すため、回転数が上昇してもスラスト
軸受９の負荷はきわめて小さく保持でき、高速回転領域
での安定性が増す。
第３図は他の実施例で、第１図との相違点は、軸受内の
圧力とカス吸込口圧力を別々に測定せず差圧計１５にて
軸受内とガス吸込口の圧力差を制御器３の信号とするも
のである。
圧力とカス吸込口圧力を別々に測定せず差圧計１５にて
軸受内とガス吸込口の圧力差を制御器３の信号とするも
のである。
第４図はさらに他の実施例で、カス吸込口１３ａとガス
吐出口１３ ｃの圧力を制御信号とするものである。ま
た、第３図と同様、ガス吸込口とガス吐出口の圧力差を
差圧計で測定することも可能である。
吐出口１３ ｃの圧力を制御信号とするものである。ま
た、第３図と同様、ガス吸込口とガス吐出口の圧力差を
差圧計で測定することも可能である。
以上第３図、第４図の効果は、第１図の効果と同様であ
る。
る。
本発明によれば以下の効開な奏する。
（１）回転数の変化により生じる軸方向推力を軽減でき
る。
る。
（２）高速回転領域でも低スラスト負葡とすることがで
きるので軸受の発熱等が小さ（なり安定性が増す。
きるので軸受の発熱等が小さ（なり安定性が増す。
（３）翼車前後の圧力差をＴＬ電磁石吸引力のパラメタ
とすることは、直接軸方向推力をパラメタとすることと
連がるため、極めて信頼性が向上する。
とすることは、直接軸方向推力をパラメタとすることと
連がるため、極めて信頼性が向上する。
第１図は、本発明の回転体の磁気軸受装置の一実施例の
系統図、第２図は第１図で示したブロワ−のＲ略図、第
３図および第４図は本発明の他の実施例を示す回転体の
磁気軸受装置の系統図である。
系統図、第２図は第１図で示したブロワ−のＲ略図、第
３図および第４図は本発明の他の実施例を示す回転体の
磁気軸受装置の系統図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転軸の端部に流体を圧縮・膨張させる羽根を設け
、該回転軸の軸方向に所定の間隙を置いて制御型電磁石
を配置し、前記羽根の入口圧力と前記電磁石を配置した
磁気軸受室圧力との圧力差、あるいは前記羽根の入口圧
力と出口圧力との圧力の差に応じて、前記電磁石の電流
または電圧を調整する制御器を設けたことを特徴とする
回転体の磁気軸受装置。 ２、上記回転体のスラスト軸受に気体軸受を用いて、上
記制御型電磁石との併用手段を設けた特許請求範囲第１
項記載の回転体の磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10031390A JPH044315A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 回転体の磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10031390A JPH044315A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 回転体の磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044315A true JPH044315A (ja) | 1992-01-08 |
Family
ID=14270691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10031390A Pending JPH044315A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 回転体の磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH044315A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076108A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Nishi Nippon Ryutai Giken:Kk | レーザー光を利用した回流水槽の自由表面の適正水位測定装置及びこの装置を使用した適正水位測定法 |
| JP2009235923A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Ebara Corp | ターボ型真空ポンプ |
| EP2105615A3 (en) * | 2008-03-26 | 2013-09-25 | Ebara Corporation | Turbo vacuum pump |
-
1990
- 1990-04-18 JP JP10031390A patent/JPH044315A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076108A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Nishi Nippon Ryutai Giken:Kk | レーザー光を利用した回流水槽の自由表面の適正水位測定装置及びこの装置を使用した適正水位測定法 |
| JP2009235923A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Ebara Corp | ターボ型真空ポンプ |
| EP2105615A3 (en) * | 2008-03-26 | 2013-09-25 | Ebara Corporation | Turbo vacuum pump |
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