JPH07269488A - 超電導ポンプ - Google Patents

超電導ポンプ

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JPH07269488A
JPH07269488A JP6350594A JP6350594A JPH07269488A JP H07269488 A JPH07269488 A JP H07269488A JP 6350594 A JP6350594 A JP 6350594A JP 6350594 A JP6350594 A JP 6350594A JP H07269488 A JPH07269488 A JP H07269488A
Authority
JP
Japan
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magnet
superconducting
magnetic coupling
superconductor
metal member
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Withdrawn
Application number
JP6350594A
Other languages
English (en)
Inventor
Takami Ozaki
孝美 尾崎
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超電導軸受を利用し、ポンプ室内でインペラ
を非接触で支持することによって軸受の潤滑などの問題
を解決し得る超電導ポンプを提供する。 【構成】 インペラ12の下部に超電導体18を設け、
インペラ12をハウジング11で覆い、超電導体18と
対向するように回転軸16を設け、この回転軸16に棒
磁石17を埋込み、流体流入口13から液体窒素を注入
し、超電導体18を超電導温度以下にして棒磁石17か
らの磁気力により磁気浮上させて非接触支持し、モータ
19で回転軸16を回転させ、棒磁石17と超電導体1
8との磁気カップリングによりインペラ12を回転させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は超電導ポンプに関し、
特に、液体窒素などの低温流体を送り出すような超電導
ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】図9は従来の流体用マグネットポンプを
示す縦断面図である。図9において、ポンプハウジング
1はインペラ2を囲み、その上部には流体流入口3が形
成され、その側部には流体流出口4が形成されている。
インペラ2は軸受5によってポンプハウジング1に支持
されている。ポンプハウジング1の下部には回転軸6が
設けられ、この回転軸6のポンプハウジング1に対向す
る面には永久磁石7が埋込まれている。この永久磁石7
に対向するように、インペラ2の下部には永久磁石8が
埋込まれており、これらの永久磁石7と8とによって磁
気カップリングが構成される。回転軸6はモータ9によ
って回転駆動され、回転軸6が回転すると、永久磁石7
と8の磁気カップリングによってインペラ2が回転す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図9に示した液体流入
口3に液体窒素などの低温流体を流入させ、インペラ2
によって低温流体を流体流出口4に流出させようとする
と、ポンプ室の軸受5を低温で使用可能なセラミック材
などの特殊材で構成する必要があり、また潤滑をいかに
するかなどの問題点が多い。
【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、超
電導軸受を利用し、ポンプ室内でインペラを非接触で支
持することにより軸受の潤滑などの問題点を解消し得る
超電導ポンプを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
低温流体を循環させるための回転式の超電導ポンプであ
って、循環する低温流体の温度で超電導を示す超電導体
がその一部を構成する回転翼と、回転翼に対向するよう
に外部に設けられ、回転翼とともに超電導軸受を構成す
る磁石とを備えて構成される。
【0006】請求項2に係る発明では、請求項1の磁石
を回転駆動するための駆動手段を含み、磁石を回転させ
ることによって回転翼を回転させる。
【0007】請求項3に係る発明では、さらに回転翼に
設けられる第1の磁気結合用磁石と、第1の磁気結合用
磁石に対向して外部に設けられる第2の磁気結合用磁石
と、第2の磁気結合用磁石を回転させるための駆動手段
を含み、第2の磁気結合用磁石を回転させることによっ
て回転翼を回転させる。
【0008】請求項4に係る発明では、さらに、回転翼
に取付けられる電気伝導性の良好な金属部材と、金属部
材に対向するように外部に設けられる磁石とを含み、振
動を吸収するための渦電流ダンパ機構を含む。
【0009】請求項5に係る発明では、請求項4の金属
部材は回転翼よりも大きな径を有し、磁石は金属部材の
端部の両面に対向するように一対設けられる。
【0010】請求項6に係る発明では、さらに、磁石と
回転翼との間に設けられる電気伝導性の良好な金属部材
を含み、磁石と金属部材とによって振動を吸収するため
の渦電流ダンパ機構を構成する。
【0011】請求項7に係る発明は、さらに、回転翼を
覆うハウジングと、ハウジングと駆動手段との間に設け
られるダンパ部材とを含む。
【0012】請求項8に係る発明では、さらに、回転翼
を覆うハウジングと、請求項4の磁石との間に設けられ
るダンパ部材とを含む。
【0013】
【作用】この発明に係る超電導ポンプは、循環する低温
流体の温度で回転翼の一部を構成する超電導体が超電導
状態となり、外部に設けられた磁石からの磁気力により
回転翼が非接触浮上する。
【0014】請求項2に係る発明では、磁石を駆動手段
によって回転駆動することにより回転翼を回転させる。
【0015】請求項3に係る発明では、請求項1におけ
る超電導体と磁石とによって回転翼を非接触浮上させ、
さらに回転翼に設けられた第1の磁気結合用磁石に対向
して外部に設けられた第2の磁気結合用磁石を駆動手段
によって回転させることによって、回転翼を回転させ
る。
【0016】請求項4に係る発明では、回転翼に取付け
られた金属部材とこれに対向する磁石とによって渦電流
ダンパ機構を構成し、振動を吸収する。
【0017】請求項5に係る発明では、回転翼よりも大
きな径を有する金属部材の端部の両面に対向するように
磁石を一対設けたことによって、金属部材に追加する磁
束通過量を増加させ、ダンピング性能を向上させる。
【0018】請求項6に係る発明では、回転翼と磁石と
の間に金属部材を設け、磁石と金属部材とによって振動
を吸収する。
【0019】請求項7に係る発明では、ハウジングと駆
動手段との間にダンパ部材を設けて振動を吸収する。
【0020】請求項8に係る発明では、ハウジングと磁
石との間にダンパ部材を設けて振動を吸収する。
【0021】
【実施例】図1はこの発明の第1の実施例の縦断面図で
ある。図1において、ハウジング11は非磁性材で構成
され、前述の図9と同様にして、インペラ12を囲み、
その上部に流体流入口13が形成され、側部に流体流出
口14が形成されている。インペラ12の下部には超電
導体18が取付けられている。ハウジング11の底部に
はインペラ12をガイドするための凸部20が形成され
ており、冷却前にはインペラ12の中心に形成されてい
る孔が嵌まり込むようになっている。ハウジング11の
下面に対向するように回転軸16が設けられて、この回
転軸16には棒磁石17が埋込まれている。棒磁石17
は超電導体18とともに磁気カップリングを構成してい
る。そして、回転軸16はモータ19によって回転駆動
される。
【0022】図1に示した超電導ポンプにおいて、流体
流入口13から液体窒素が注入され、超電導体18が超
電導臨界温度以下になった時点で、超電導体18が超電
導状態となり、外部の棒磁石17の磁気力によりハウジ
ング11内で浮上し、非接触支持される。さらに、モー
タ19によって回転軸16を回転させると、棒磁石17
と超電導体18との磁気カップリングにより超電導体1
8を固定したインペラ12を回転させることができる。
【0023】したがって、この発明の第1の実施例によ
れば、絶えずポンプ室内に液体窒素が供給され、超電導
体18を冷却し続けるので、磁気浮上のために超電導体
冷却機構を設ける必要はなく、非接触支持が可能とな
る。さらに、潤滑のために特別な手段を設ける必要もな
くなる。
【0024】図2はこの発明の第2の実施例を示す縦断
面図である。図1に示した実施例では、棒磁石17と超
電導体18との相互作用によって磁気浮上と回転駆動の
ための磁気カップリングを兼ねるようにしたが、この図
2に示した実施例では、磁気結合を別の方法で行なうよ
うにしたものである。すなわち、インペラ21の下部に
は、回転軸16の棒磁石17に対向するようにカップリ
ング用棒磁石23が埋込まれ、インペラ21の上部には
超電導体18が設けられる。そして、この超電導体18
と対向するように、ハウジング11の外部にリング磁石
22が設けられる。したがって、この第2の実施例で
は、棒磁石17とカップリング用棒磁石23とによって
磁気カップリングが行なわれて、超電導体18とリング
状磁石22とによって超電導磁気軸受が構成される。そ
して、流体流入口13から液体窒素が注入され、超電導
体18が超電導温度以下になったとき、インペラ21は
リング状磁石22の磁気力によって吸引されて磁気浮上
し、非接触支持される。そして、回転軸16がモータ1
9の駆動力によって回転すると、棒磁石17とカップリ
ング用棒磁石23との磁気結合によりインペラ21が回
転する。したがって、この実施例においても、図1の実
施例と同様の効果を得ることができる。
【0025】図3はこの発明の第3の実施例を示す縦断
面図である。この実施例では、図1に示した実施例に渦
電流ダンパ機構を追加し、安定したインペラの回転を得
るようにしたものである。すなわち、インペラ21の上
部には、電気伝導性の良好な金属部材としてたとえば銅
板24が設けられ、この銅板24に対向するようにハウ
ジング11を介してダンパ用のリング磁石22が設けら
れる。このように、リング状磁石22と銅板24とによ
って渦電流ダンパ機構を構成し、銅板23が低温となる
ポンプ室内に設けられていることから、電気伝導性が良
好となり、渦電流ダンパの性能が向上する。
【0026】図4はこの発明の第4の実施例を示す縦断
面図である。この実施例は、渦電流ダンパ機構を構成す
る銅板24をインペラ21の直径よりも大きくし、銅板
24の端部の上下部分に対向するように磁石26と27
をヨーク25に取付けたものである。この実施例では、
ダンパ用銅板24の表面と裏面とに磁石26と27を対
向させたことにより、磁束通過量を増大でき、ダンピン
グ性能を向上できる。
【0027】なお、上述の第3および第4の実施例で
は、銅板23,24をインペラ21に直接取付けるよう
にしたが、これに限ることなく、銅板をインペラ21に
直接取付けることなく、ダンピング効果を得ることもで
きる。そのような実施例について、以下に説明する。
【0028】図5はこの発明の第5の実施例を示す縦断
面図である。この実施例は図2に示した実施例における
超電導体18とリング状磁石22との間であって、ハウ
ジング11の上部の内面に銅板28を取付けたものであ
る。
【0029】図6はこの発明の第6の実施例を示す縦断
面図である。この実施例は、図1に示した実施例におい
て、インペラ12の振動を外部に伝えて、外部でこの振
動を吸収するようにしたものである。すなわち、モータ
19と回転軸16とを囲むハウジング30が設けられ、
モータ19とハウジング30との間にダンパ29が設け
られ、このダンパ29によって振動が吸収される。
【0030】図7はこの発明の第7の実施例を示す縦断
面図である。この実施例は、図2に示した実施例のリン
グ状磁石22をダンパ31によってハウジング11に取
付け、振動を吸収するようにしたものである。
【0031】図8はこの発明の第8の実施例を示す縦断
面図である。この実施例は、図2に示した実施例におけ
る回転軸16を囲むようにハウジング32を設け、この
ハウジング32とモータ19との間にダンパ33を設け
たものである。
【0032】上述のごとく、図6〜図8に示した実施例
のように、ダンパ29,31,33を取付けることによ
っても振動を吸収することができる。このようなダンパ
として、粘性ダンパや摩擦ダンパなどいずれであっても
用いることができる。
【0033】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、超電
導体を取付けた回転翼を超電導体と外部の磁石とによっ
て磁気結合させ、超電導体を常にポンピングする低温流
体によって冷却することによって非接触支持される。し
たがって、構造が簡単であって、軸受の潤滑などの問題
が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す縦断面図であ
る。
【図2】この発明の第2の実施例を示す縦断面図であ
る。
【図3】この発明の第3の実施例を示す縦断面図であ
る。
【図4】この発明の第4の実施例を示す縦断面図であ
る。
【図5】この発明の第5の実施例を示す縦断面図であ
る。
【図6】この発明の第6の実施例を示す縦断面図であ
る。
【図7】この発明の第7の実施例を示す縦断面図であ
る。
【図8】この発明の第9の実施例を示す縦断面図であ
る。
【図9】従来のマグネットポンプを示す縦断面図であ
る。
【符号の説明】
11,30,32 ハウジング 12,21 インペラ 13 流体流入口 14 流体流出口 15 ポンプ室 16 回転軸 17 棒磁石 18 超電導体 22 リング状磁石 23 カップリング用棒磁石 24,28 銅板 26,27 磁石 29,31,33 ダンパ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低温流体を循環させるための回転式の超
    電導ポンプであって、 前記循環する低温流体の温度で超電導を示す超電導体が
    その一部を構成する回転翼、および前記回転翼に対向す
    るように外部に設けられ、該回転翼とともに超電導軸受
    を構成する磁石を備えた、超電導ポンプ。
  2. 【請求項2】 さらに、前記磁石を回転駆動するための
    駆動手段を含み、 前記磁石を回転させることによって前記回転翼を回転さ
    せることを特徴とする、請求項1の超電導ポンプ。
  3. 【請求項3】 さらに、前記回転翼に設けられる第1の
    磁気結合用磁石と、 前記第1の磁気結合用磁石に対向して外部に設けられる
    第2の磁気結合用磁石と、 前記第2の磁気結合用磁石を回転させるための駆動手段
    を含み、 前記第2の磁気結合用磁石を回転させることによって前
    記回転翼を回転させることを特徴とする、請求項1の超
    電導ポンプ。
  4. 【請求項4】 さらに、前記回転翼に取付けられる電気
    伝導性の良好な金属部材と、前記金属部材に対向するよ
    うに外部に設けられる磁石とを含み、振動を吸収するた
    めの渦電流ダンパ機構を含む、請求項1の超電導ポン
    プ。
  5. 【請求項5】 前記金属部材は前記回転翼よりも大きな
    径を有し、 前記磁石は前記金属部材の端部の両面に対向するように
    一対設けられる、請求項4の超電導ポンプ。
  6. 【請求項6】 さらに、前記磁石と前記回転翼との間に
    設けられる電気伝導性の良好な金属部材を含み、 前記磁石と前記金属部材とによって振動を吸収するため
    の渦電流ダンパ機構を構成すること特徴とする、請求項
    1の超電導ポンプ。
  7. 【請求項7】 さらに、前記回転翼を覆うハウジング
    と、 前記ハウジングと前記駆動手段との間に設けられるダン
    パ部材とを含む、請求項2の超電導ポンプ。
  8. 【請求項8】 さらに、前記回転翼を覆うハウジング
    と、 前記磁石との間に設けられるダンパ部材とを含む、請求
    項4の超電導ポンプ。
JP6350594A 1994-03-31 1994-03-31 超電導ポンプ Withdrawn JPH07269488A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004511902A (ja) * 2000-10-09 2004-04-15 リーブテック,インコーポレイテッド 浮上磁気軸受を用いた流体ポンプ送り又は混合システム
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Effective date: 20010605