JPH0544853A - 磁性流体シール装置 - Google Patents
磁性流体シール装置Info
- Publication number
- JPH0544853A JPH0544853A JP3222321A JP22232191A JPH0544853A JP H0544853 A JPH0544853 A JP H0544853A JP 3222321 A JP3222321 A JP 3222321A JP 22232191 A JP22232191 A JP 22232191A JP H0544853 A JPH0544853 A JP H0544853A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic fluid
- sealing device
- fluid seal
- good thermal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 許容回転数の高い磁性流体シール装置の構造
を与える。 【構成】 内外二つの円筒体の間にシール部を形成する
ための、磁性流体と外側の円筒体に磁束を作る磁石が備
えられた磁性流体シール装置において、隣り合う磁極を
構成する磁性体金属円板の間に熱良導性の物質からなる
円板を配備する。 【効果】 磁性流体に発生した攪拌熱による温度上昇を
小さくできる効果があり、シール性能の向上ひいては現
状技術で不可能な大きな周速を持つ磁性流体シール装置
の実現も可能になる。
を与える。 【構成】 内外二つの円筒体の間にシール部を形成する
ための、磁性流体と外側の円筒体に磁束を作る磁石が備
えられた磁性流体シール装置において、隣り合う磁極を
構成する磁性体金属円板の間に熱良導性の物質からなる
円板を配備する。 【効果】 磁性流体に発生した攪拌熱による温度上昇を
小さくできる効果があり、シール性能の向上ひいては現
状技術で不可能な大きな周速を持つ磁性流体シール装置
の実現も可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転体と固定体の間で
真空やガス雰囲気を封じきる磁性流体シール装置に関す
る。特に超電導発電機のヘリウム給排機や連続真空引き
口等シール装置部の周速が非常に大きな磁性流体シール
装置に適用される。
真空やガス雰囲気を封じきる磁性流体シール装置に関す
る。特に超電導発電機のヘリウム給排機や連続真空引き
口等シール装置部の周速が非常に大きな磁性流体シール
装置に適用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁性流体シール装置は回転部と固
定部の間におかれて容器内部と外部の雰囲気の違う２つ
以上の空間をシールするために用いられてきた。シール
性能の進歩により、シール装置部の周速がかなり高い装
置においても適用が可能になっている。図２に従来の磁
性流体シール装置の構造を示す。永久磁石１が図のよう
な極性を持つように配置され両極に接して磁性体金属、
例えば鉄からなる磁極部２が配置される。磁束は磁極部
２の先端に集中するから図のように磁極部２の先端に磁
性流体３が保持されてシール能力が生じ、シール機構と
して機能する。磁性流体シール装置はこの他に冷却ダク
ト４、磁性流体シールケーシング５および磁性体金属か
らなる内径側回転部６から構成されて、低圧部７と高圧
部８の間をシールする。
定部の間におかれて容器内部と外部の雰囲気の違う２つ
以上の空間をシールするために用いられてきた。シール
性能の進歩により、シール装置部の周速がかなり高い装
置においても適用が可能になっている。図２に従来の磁
性流体シール装置の構造を示す。永久磁石１が図のよう
な極性を持つように配置され両極に接して磁性体金属、
例えば鉄からなる磁極部２が配置される。磁束は磁極部
２の先端に集中するから図のように磁極部２の先端に磁
性流体３が保持されてシール能力が生じ、シール機構と
して機能する。磁性流体シール装置はこの他に冷却ダク
ト４、磁性流体シールケーシング５および磁性体金属か
らなる内径側回転部６から構成されて、低圧部７と高圧
部８の間をシールする。
【０００３】しかし、回転部６の回転数が大きくなるに
つれて磁性流体３は激しく攪拌され摩擦により発熱して
温度が許容値を越えるようになる。そのような温度に達
する回転数がそのときのシール圧に対する許容回転数で
ある。このような装置においては、周速が大きくなるこ
とによる磁性流体の攪拌により磁性流体の温度が制限以
上に高くなったり、大きな遠心力によって磁性流体が外
径側へ移動したりして必要なシール性能が達せられるな
くなる等の問題点があった。
つれて磁性流体３は激しく攪拌され摩擦により発熱して
温度が許容値を越えるようになる。そのような温度に達
する回転数がそのときのシール圧に対する許容回転数で
ある。このような装置においては、周速が大きくなるこ
とによる磁性流体の攪拌により磁性流体の温度が制限以
上に高くなったり、大きな遠心力によって磁性流体が外
径側へ移動したりして必要なシール性能が達せられるな
くなる等の問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、磁性
流体の高周速による攪拌発熱の熱を効率良く冷却し、ま
た遠心力による磁性流体の外径側への移動を阻止して高
周速のシールが可能となる磁性流体シール装置を提供す
ることにある。
流体の高周速による攪拌発熱の熱を効率良く冷却し、ま
た遠心力による磁性流体の外径側への移動を阻止して高
周速のシールが可能となる磁性流体シール装置を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、内外二つの円筒体の間にシール部を形
成するための、磁性流体と外側の円筒体に磁束を作る磁
石が備えられた磁性流体シール装置において、隣り合う
磁極を構成する磁性体金属円板の間に熱良導性の物質か
らなる円板を配備したことを特徴とする磁性流体シール
装置としたものである。そして、前記磁性流体シール装
置において、熱良導性の物質からなる円板は、磁性流体
シール装置を構成する部分の外径側に達する径寸法を有
するように構成されていてもよく、また、磁石に隣接す
る磁極用磁性体金属円板の先端部分の一部を除き覆うよ
うに構成配置されているのがよい。また、上記熱良導性
の物質は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合
金の一種から選ばれるのがよい。
に、本発明では、内外二つの円筒体の間にシール部を形
成するための、磁性流体と外側の円筒体に磁束を作る磁
石が備えられた磁性流体シール装置において、隣り合う
磁極を構成する磁性体金属円板の間に熱良導性の物質か
らなる円板を配備したことを特徴とする磁性流体シール
装置としたものである。そして、前記磁性流体シール装
置において、熱良導性の物質からなる円板は、磁性流体
シール装置を構成する部分の外径側に達する径寸法を有
するように構成されていてもよく、また、磁石に隣接す
る磁極用磁性体金属円板の先端部分の一部を除き覆うよ
うに構成配置されているのがよい。また、上記熱良導性
の物質は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合
金の一種から選ばれるのがよい。
【０００６】また、本発明では、二つの円筒が相対回転
せず、同期して高速回転する内外二つの円筒体の間にシ
ール部を形成するために、磁性流体と外側の円筒体に磁
束を作る磁石が備えられた流体シール装置において、隣
り合う磁極を構成する磁性体金属円板の間に、該磁極用
磁性体金属円板の先端部分の一部を除いて覆うような円
板を配備したことを特徴とする磁性流体シール装置とし
たものであり、この場合は該円板は、必ずしも熱良導性
の物質からなる必要はなく、上記した形状のものであれ
ば熱良導性の物質以外の物質も使用できる。
せず、同期して高速回転する内外二つの円筒体の間にシ
ール部を形成するために、磁性流体と外側の円筒体に磁
束を作る磁石が備えられた流体シール装置において、隣
り合う磁極を構成する磁性体金属円板の間に、該磁極用
磁性体金属円板の先端部分の一部を除いて覆うような円
板を配備したことを特徴とする磁性流体シール装置とし
たものであり、この場合は該円板は、必ずしも熱良導性
の物質からなる必要はなく、上記した形状のものであれ
ば熱良導性の物質以外の物質も使用できる。
【０００７】
【作用】前記したように、熱良導性の物質からなる円板
をおくことにより、磁性流体に発生した攪拌による熱は
この円板を通じて速やかに外径側の冷却部分へ導かれて
温度上昇を小さくする。磁性流体シール装置に使用する
磁性流体は、真空シールに用いる場合は蒸気圧はなるべ
く低いことが望ましく、例えば２０℃において６×１０
-10 Ｔｏｒｒ以下、１００℃で２×１０-5以下の特性を
持つものであることが望ましい。
をおくことにより、磁性流体に発生した攪拌による熱は
この円板を通じて速やかに外径側の冷却部分へ導かれて
温度上昇を小さくする。磁性流体シール装置に使用する
磁性流体は、真空シールに用いる場合は蒸気圧はなるべ
く低いことが望ましく、例えば２０℃において６×１０
-10 Ｔｏｒｒ以下、１００℃で２×１０-5以下の特性を
持つものであることが望ましい。
【０００８】磁性流体シール装置は、例えば、超電導発
電機の回転子において運転中に低温に冷却される部分
（低温回転子部）と常温のままである部分（常温回転子
部）の互いの軸方向の熱収縮差を低温回転子部と常温回
転子部の一方の端部では別々の軸受で支えて、熱収縮に
伴う低温回転子部の自由な収縮を許す部分の真空封じに
使われる。この場合は磁性流体シール装置を構成する内
外二つの円筒は相対回転しないが、磁性流体シール装置
自体は非常に大きな遠心力場で使われる。このような場
合、攪拌による磁性流体の発熱は無いが非常に大きな遠
心力によって、磁性流体の塊は外径側へ移動してシール
能力が低下したり、失われたりする。そこで、上記のよ
うなシール装置に、本発明の円板を配備することによ
り、遠心力による磁性流体の塊の過度の移動を防止でき
てシール能力が維持できる。この場合、熱良導体で出来
た円板は必ずしも熱良導体である必要はない。
電機の回転子において運転中に低温に冷却される部分
（低温回転子部）と常温のままである部分（常温回転子
部）の互いの軸方向の熱収縮差を低温回転子部と常温回
転子部の一方の端部では別々の軸受で支えて、熱収縮に
伴う低温回転子部の自由な収縮を許す部分の真空封じに
使われる。この場合は磁性流体シール装置を構成する内
外二つの円筒は相対回転しないが、磁性流体シール装置
自体は非常に大きな遠心力場で使われる。このような場
合、攪拌による磁性流体の発熱は無いが非常に大きな遠
心力によって、磁性流体の塊は外径側へ移動してシール
能力が低下したり、失われたりする。そこで、上記のよ
うなシール装置に、本発明の円板を配備することによ
り、遠心力による磁性流体の塊の過度の移動を防止でき
てシール能力が維持できる。この場合、熱良導体で出来
た円板は必ずしも熱良導体である必要はない。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 実施例１ 図１は、本発明の一実施例による磁性流体シール装置の
断面図である。図１では隣り合う磁極部２の先端の間に
熱良導体９、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミ
ニウム合金等からなる円板あるいは円筒が磁極金属や永
久磁石１に密着して配置されている。さらにこの熱良導
体９は磁性流体３に極く接近して配置される。この他に
冷却ダクト４、磁性流体シールケーシング５および磁性
体金属からなる内径側回転部６から構成されて、低圧部
７と高圧部８の間をシールする。このような配置をとる
とき回転部６の回転数が高くなって大きな遠心力が作用
するようになると磁性流体３の塊は外径側へ移動して熱
良導体９に接するようになる。このような、状態で発熱
源である磁性流体３の塊から磁性流体シール装置の背後
にある冷却ダクト４へ至る熱抵抗は大きく低下する。す
なわち、従来の磁性流体シール装置での許容回転数に達
した場合でも、温度許容値に至らず許容回転数の向上が
可能となる。また隣り合う熱良導体９同士が作る小さな
空間部１０が大きな遠心力で外径側へ移動してくる磁性
流体の塊の過度の移動を阻止してシール性能の喪失を防
ぐ効果も生じている。
する。 実施例１ 図１は、本発明の一実施例による磁性流体シール装置の
断面図である。図１では隣り合う磁極部２の先端の間に
熱良導体９、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミ
ニウム合金等からなる円板あるいは円筒が磁極金属や永
久磁石１に密着して配置されている。さらにこの熱良導
体９は磁性流体３に極く接近して配置される。この他に
冷却ダクト４、磁性流体シールケーシング５および磁性
体金属からなる内径側回転部６から構成されて、低圧部
７と高圧部８の間をシールする。このような配置をとる
とき回転部６の回転数が高くなって大きな遠心力が作用
するようになると磁性流体３の塊は外径側へ移動して熱
良導体９に接するようになる。このような、状態で発熱
源である磁性流体３の塊から磁性流体シール装置の背後
にある冷却ダクト４へ至る熱抵抗は大きく低下する。す
なわち、従来の磁性流体シール装置での許容回転数に達
した場合でも、温度許容値に至らず許容回転数の向上が
可能となる。また隣り合う熱良導体９同士が作る小さな
空間部１０が大きな遠心力で外径側へ移動してくる磁性
流体の塊の過度の移動を阻止してシール性能の喪失を防
ぐ効果も生じている。
【００１０】実施例２ 図３は本発明の他の実施例を示している。図において隣
り合う磁極部２の間にある熱良導体９の外径部が磁性流
体シール装置の外径部に位置する冷却ダクト４に達して
おり熱抵抗はさらに小さくなる。
り合う磁極部２の間にある熱良導体９の外径部が磁性流
体シール装置の外径部に位置する冷却ダクト４に達して
おり熱抵抗はさらに小さくなる。
【００１１】実施例３ 図４は磁極部２の先端近くの熱良導体９の形状が台形状
になっている。このような構造のとき、遠心力で移動し
てくる磁性流体の塊は隣り合う熱良導体９が作る空間部
１０の底部から泡を作ることなく接していく。このよう
な構成をとるとき、発熱部である磁性流体３の塊は泡が
ないことから接触熱伝達面が大きくなり、熱電導が良く
なって磁性流体３の塊の温度が低下する。以上に示した
磁性流体シールは、上記した機械装置の他、大型計算機
用の大容量磁気ディスク装置の軸封シール、Ｘ線発生装
置のターゲット回転軸の軸封シール、全超電導発電機の
回転子軸封シール等に用いることができるのみならず、
特に周速の大きな真空シール用軸封装置に適用すること
ができる。
になっている。このような構造のとき、遠心力で移動し
てくる磁性流体の塊は隣り合う熱良導体９が作る空間部
１０の底部から泡を作ることなく接していく。このよう
な構成をとるとき、発熱部である磁性流体３の塊は泡が
ないことから接触熱伝達面が大きくなり、熱電導が良く
なって磁性流体３の塊の温度が低下する。以上に示した
磁性流体シールは、上記した機械装置の他、大型計算機
用の大容量磁気ディスク装置の軸封シール、Ｘ線発生装
置のターゲット回転軸の軸封シール、全超電導発電機の
回転子軸封シール等に用いることができるのみならず、
特に周速の大きな真空シール用軸封装置に適用すること
ができる。
【００１２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、磁性流
体に発生した攪拌による熱は熱良導体の円板を通じて速
やかに外径側の冷却部分へ導かれて温度上昇を小さくで
きる効果があり、シール性能の向上ひいては現状技術で
不可能な大きな周速を持つ磁性流体シール装置の実現も
可能になる。
体に発生した攪拌による熱は熱良導体の円板を通じて速
やかに外径側の冷却部分へ導かれて温度上昇を小さくで
きる効果があり、シール性能の向上ひいては現状技術で
不可能な大きな周速を持つ磁性流体シール装置の実現も
可能になる。
【図１】本発明の一実施例における磁性流体シール装置
の断面図である。
の断面図である。
【図２】磁性流体シール装置の従来例の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例の断面図である。
【図４】本発明の他の実施例の断面図である。
１：永久磁石、 ２：磁性部、 ３：磁性流体、
４：冷却ダクト、５：ケーシング、 ６：回転部、
７：低圧部、 ８：高圧部、 ９：熱良導体、
１０：空間部。
４：冷却ダクト、５：ケーシング、 ６：回転部、
７：低圧部、 ８：高圧部、 ９：熱良導体、
１０：空間部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 留奥 寛 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 牧 直樹 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 内外二つの円筒体の間にシール部を形成
するための、磁性流体と外側の円筒体に磁束を作る磁石
が備えられた磁性流体シール装置において、隣り合う磁
極を構成する磁性体金属円板の間に熱良導性の物質から
なる円板を配備したことを特徴とする磁性流体シール装
置。 - 【請求項２】 前記熱良導性の物質からなる円板は、磁
性流体シール装置を構成する部分の外径側に達する径寸
法を有することを特徴とする請求項１記載の磁性流体シ
ール装置。 - 【請求項３】 前記熱良導性の物質からなる円板は、磁
石に隣接する磁極用磁性体金属円板の先端部分の一部を
除き覆うように構成配置されていることを特徴とする請
求項１又は２記載の磁性流体シール装置。 - 【請求項４】 前記熱良導性の物質が、銅、銅合金、ア
ルミニウム、アルミニウム合金の一種から選ばれること
を特徴とする請求項１、２又は３記載の磁性流体シール
装置。 - 【請求項５】 二つの円筒が相対回転せず、同期して高
速回転する内外二つの円筒体の間にシール部を形成する
ために、磁性流体と外側の円筒体に磁束を作る磁石が備
えられた磁性流体シール装置において、隣り合う磁極を
構成する磁性体金属円板の間に、該磁極用磁性体金属円
板の先端部分の一部を除いて覆うような円板を配備した
ことを特徴とする磁性流体シール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222321A JPH0544853A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 磁性流体シール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222321A JPH0544853A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 磁性流体シール装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544853A true JPH0544853A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16780527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3222321A Pending JPH0544853A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 磁性流体シール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0544853A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104455463A (zh) * | 2014-08-06 | 2015-03-25 | 北京交通大学 | 嵌入导热片的冷却液式磁性液体密封装置 |
| CN104500751A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-04-08 | 北京交通大学 | 一种耐高温磁性液体密封装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0246373A (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-15 | Nippon Seiko Kk | 磁性流体シール装置用ポールピースおよびその製造方法 |
-
1991
- 1991-08-08 JP JP3222321A patent/JPH0544853A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0246373A (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-15 | Nippon Seiko Kk | 磁性流体シール装置用ポールピースおよびその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104455463A (zh) * | 2014-08-06 | 2015-03-25 | 北京交通大学 | 嵌入导热片的冷却液式磁性液体密封装置 |
| CN104500751A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-04-08 | 北京交通大学 | 一种耐高温磁性液体密封装置 |
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