JPH11248007A - High speed rotating apparatus - Google Patents
High speed rotating apparatusInfo
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- JPH11248007A JPH11248007A JP10051882A JP5188298A JPH11248007A JP H11248007 A JPH11248007 A JP H11248007A JP 10051882 A JP10051882 A JP 10051882A JP 5188298 A JP5188298 A JP 5188298A JP H11248007 A JPH11248007 A JP H11248007A
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- oil
- shaft
- bearing
- magnetic fluid
- gas compression
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- Pending
Links
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高速回転駆動機器
に関し、より詳細にはターボブロワ、軸流ファン、ルー
ツブロワ等のガス循環送風機器、あるいはドライポン
プ、ターボ分子ポンプ等の真空排気機器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed rotary drive device, and more particularly to a gas circulation blower such as a turbo blower, an axial fan, and a roots blower, or a vacuum exhaust device such as a dry pump and a turbo molecular pump.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、高速で回転駆動される機器のシ
ャフトには転がり軸受けが用いられているが、ころがり
軸受けのような接触型の軸受けを用いるときには、オイ
ル潤滑が必要である。特に、連続的に回転させる機器に
おいては、強制的に軸受け部分にオイルが供給されるよ
うな機構が設けられている。2. Description of the Related Art In general, rolling bearings are used for shafts of equipment which is driven to rotate at high speed. However, when a contact type bearing such as a rolling bearing is used, oil lubrication is required. Particularly, in a device that rotates continuously, a mechanism is provided such that oil is forcibly supplied to the bearing portion.
【0003】このような強制的なオイル供給機構を設け
たものとして、同一出願人による特願平9―30908
4号に記載されたターボブロワがある。このものはシャ
フトの下端からシャフト内部を貫通して軸受け近傍に至
るオイル供給路が設けられるとともに、シャフトの下端
をオイル溜めに漬けておき、オイルを遠心ポンプにより
吸い上げてオイル供給路を通して軸受けの近傍に設けた
オイル出口孔から軸受けに噴霧することにより潤滑を行
う。[0003] Japanese Patent Application No. 9-30908 filed by the same applicant as one having such a forced oil supply mechanism is provided.
There is a turbo blower described in No. 4. This is provided with an oil supply passage extending from the lower end of the shaft through the inside of the shaft to the vicinity of the bearing, and the lower end of the shaft is immersed in an oil reservoir, and the oil is sucked up by a centrifugal pump and the vicinity of the bearing is passed through the oil supply passage. The lubrication is performed by spraying the oil from the oil outlet hole provided on the bearing.
【0004】このような高速回転機器では、噴霧された
オイル蒸気がシャフトの上端に接続されている回転翼側
に逆流しないようにシャフトの上端部分に周設したラビ
リンスシール等の非接触シール機構が設けられている。In such a high-speed rotating device, a non-contact seal mechanism such as a labyrinth seal is provided around the upper end of the shaft so that the sprayed oil vapor does not flow back to the rotor blade connected to the upper end of the shaft. Have been.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ラビリ
ンスシールのような非接触シール機構は、オイルの逆流
を低減することはできても、逆流を完全になくすことは
できないため、微小ではあるがオイルが回転翼側に逆流
するという問題があった。However, a non-contact seal mechanism such as a labyrinth seal can reduce the backflow of the oil even though it can reduce the backflow of the oil. There was a problem of backflow on the rotor side.
【0006】そこで、本発明はオイルの逆流を完全に防
止するようにした高速回転機器を提供することを目的と
する。Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-speed rotating device which completely prevents the backflow of oil.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明の高速回転機器は、オイルの貯留部
と、上端に回転翼体が取り付けられるとともに前記貯留
部に下端が漬けられ、さらに上端と下端の中間部分で軸
受けにより回転可能に保持されるシャフトと、前記シャ
フトの下端に設けられた遠心ポンプ機構からシャフト内
を貫通して前記軸受けにオイルが供給できるように形成
された油路と、シャフトの回転駆動手段とを有し、シャ
フトの回転による遠心力により油路内をオイルが上昇す
ることにより軸受けが潤滑できるようにするとともに、
シャフト上端と軸受けの間にシール機構を設けた高速回
転機器であって、前記シール機構のシャフト側部に磁性
材料を用い、かつ対向するハウジング側部に磁石を埋め
込むとともにシール機構の隙間部分に磁性流体を挿入し
たことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a high-speed rotating apparatus according to the present invention, wherein an oil reservoir and a rotary wing are attached to an upper end and a lower end is immersed in the reservoir. Further, a shaft rotatably held by a bearing at an intermediate portion between an upper end and a lower end, and an oil formed so that oil can be supplied to the bearing through a shaft from a centrifugal pump mechanism provided at a lower end of the shaft. Path, and a rotation driving means for the shaft, so that the bearing can be lubricated by raising the oil in the oil path by centrifugal force due to the rotation of the shaft,
A high-speed rotating device provided with a seal mechanism between an upper end of a shaft and a bearing, wherein a magnetic material is used on a shaft side of the seal mechanism, and a magnet is embedded in an opposing housing side and a magnet is formed in a gap portion of the seal mechanism. The fluid is inserted.
【0008】このような構成とすることにより、磁性流
体の存在により回転に支障を来すことなく、軸受け側と
回転翼側とを完全に遮蔽することができ、オイル逆流を
防止することができる。With this configuration, the bearing side and the rotor blade side can be completely shielded without impeding rotation due to the presence of the magnetic fluid, and oil backflow can be prevented.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例を用いて説
明する。図1は本発明の一実施例を示す高速回転機器と
してのターボブロワの構成図であり、図2はその要部の
拡大図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments. FIG. 1 is a configuration diagram of a turbo blower as a high-speed rotating device showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part thereof.
【0010】このターボブロワ100は、ハウジング5
と、回転翼1と、これを軸着するシャフト2と、シャフ
ト2を回動可能に支承する転がり軸受け3a、3bと、
シャフトを回転させる電動モータ4と、を具備してなる
遠心式のものである。The turbo blower 100 has a housing 5
A rotating blade 1, a shaft 2 on which the rotating blade 1 is mounted, and rolling bearings 3 a and 3 b for rotatably supporting the shaft 2;
And an electric motor 4 for rotating a shaft.
【0011】ハウジング5は、回転翼1を内蔵するガス
圧縮室51と、ガス圧縮室51の下端から連続して設け
られ、シャフト2を遊嵌させる軸受け保持室52とを備
えてなる。ガス圧縮室51は、各回転翼1の頂部方向に
開口するガス導入ポート53と、回転翼1の側方に開口
するガス導出ポート54とを備えてなる。The housing 5 has a gas compression chamber 51 containing the rotary blade 1 and a bearing holding chamber 52 provided continuously from the lower end of the gas compression chamber 51 and into which the shaft 2 is loosely fitted. The gas compression chamber 51 includes a gas introduction port 53 that opens toward the top of each rotor 1 and a gas outlet port 54 that opens to the side of the rotor 1.
【0012】軸受け保持室52は、その中央近傍に設け
られ電動モータ4を支持するモータ配設部55と、この
モータ配設部55の上下方にそれぞれ取り付けられた転
がり軸受け3a、3bを支持する軸受け支持部56と、
下端側に設けたオイル溜め部22とを備えている。The bearing holding chamber 52 supports a motor mounting portion 55 provided near the center thereof for supporting the electric motor 4 and the rolling bearings 3a and 3b mounted above and below the motor mounting portion 55, respectively. Bearing support 56,
An oil reservoir 22 provided on the lower end side.
【0013】また、ガス圧縮室51と軸受け保持室52
との間は、後述するシール機構6により区切られてあ
る。A gas compression chamber 51 and a bearing holding chamber 52
Are separated by a seal mechanism 6 described later.
【0014】回転翼1は、切頭円錐形状の基体の斜面部
に螺旋状に複数の翼体12を取り付けたもので一般的に
用いられている。The rotary wing 1 is generally used in which a plurality of wing bodies 12 are spirally attached to a slope of a frustoconical base.
【0015】シャフト2は上端が回転翼1と接続され、
下端はオイル溜め部22のオイルに浸たされている。シ
ャフトの軸内にはオイル通路23、24a、24bが設
けられ、オイル通路23の下端部分はテーパ形状になっ
ていてオイルを吸い上げる遠心ポンプ25を構成してい
る。The upper end of the shaft 2 is connected to the rotor 1,
The lower end is immersed in the oil in the oil reservoir 22. Oil passages 23, 24a and 24b are provided in the shaft, and the lower end of the oil passage 23 is tapered to constitute a centrifugal pump 25 for sucking up oil.
【0016】転がり軸受け3a、3bは、軸受け支持部
56に支持させてあり、オイル通路24aから噴霧され
たオイルにより転がり軸受け3aが潤滑され、オイル通
路24bから噴霧されたオイルにより転がり軸受け3b
が潤滑される。The rolling bearings 3a and 3b are supported by a bearing support portion 56. The rolling bearing 3a is lubricated by oil sprayed from the oil passage 24a, and the rolling bearing 3b is rotated by oil sprayed from the oil passage 24b.
Is lubricated.
【0017】電動モータ4はロータ41をシャフト2に
外嵌させて固着するとともに、ロータ41の周囲にハウ
ジング5に支持させてステータ42を配設した例えばA
C式のものであって、シャフト2と一体的に設け、直接
的にシャフト2を駆動させるものである。本実施例では
電動モータ4はインバータ43により制御され、数万r
pmで高速回転駆動される。The electric motor 4 has a rotor 41 fixed to the shaft 2 by being externally fitted to the shaft 2 and a stator 42 provided around the rotor 41 by the housing 5.
It is a C type, which is provided integrally with the shaft 2 and directly drives the shaft 2. In the present embodiment, the electric motor 4 is controlled by the inverter 43,
High-speed rotation drive at pm.
【0018】ガス圧縮室51と軸受け保持室52との間
を区切るためのシール機構6は図2の拡大図にも示すよ
うに、シャフト2の外面部分に磁性材料からなる数段の
凹凸形状を有するフィン61を取り付け、これに対向す
るハウジング5にも磁石62を埋め込む。そして、フィ
ン61とハウジング5との間隙を数10ミクロンにし
て、この隙間に磁性流体63を付着させる。この磁性流
体63は、フィン61とハウジング5に埋め込んだ磁石
62とによって保持される。As shown in the enlarged view of FIG. 2, a seal mechanism 6 for separating between the gas compression chamber 51 and the bearing holding chamber 52 has several levels of irregularities made of a magnetic material on the outer surface of the shaft 2. The fins 61 are attached, and the magnets 62 are embedded in the housing 5 facing the fins 61. Then, the gap between the fin 61 and the housing 5 is made several tens of microns, and the magnetic fluid 63 is attached to this gap. The magnetic fluid 63 is held by the fins 61 and the magnets 62 embedded in the housing 5.
【0019】したがって、この磁性流体63により、転
がり軸受け側と回転翼側とは完全に遮断される。Therefore, the rolling bearing side and the rotor blade side are completely shut off by the magnetic fluid 63.
【0020】電動モータ4を駆動してシャフト2および
回転翼1が高速回転すると、オイルは遠心ポンプ25に
より油路23を上方に伝って汲み上がっていく。汲み上
がったオイルは油路24a、24bから遠心方向に向か
い、シャフト2の外へ流れ出る。流れ出たオイルは転が
り軸受け3a、3bに供給されこれを潤滑し、その後下
方に落ちてオイル溜め22に回収される。オイルの一部
はシャフト2とハウジング5との隙間内で噴霧状態で存
在するが、磁性流体63によりガス圧縮室51と軸受け
保持室52との間が遮断されているので、噴霧状の潤滑
油がガス圧縮部に漏れ出ることは完全に防止できる。When the electric motor 4 is driven to rotate the shaft 2 and the rotary blade 1 at a high speed, the oil is pumped upward along the oil passage 23 by the centrifugal pump 25. The pumped oil flows from the oil passages 24a and 24b in the centrifugal direction and flows out of the shaft 2. The oil that has flowed out is supplied to the rolling bearings 3a and 3b to lubricate the oil, and then falls downward and is collected in the oil reservoir 22. Although a part of the oil exists in a spray state in the gap between the shaft 2 and the housing 5, since the magnetic fluid 63 blocks the space between the gas compression chamber 51 and the bearing holding chamber 52, the spray-like lubricating oil Can be completely prevented from leaking into the gas compression section.
【0021】本実施例はターボブロワであるが、これに
限らず、オイル潤滑を行う転がり軸受けを使用するター
ボ機械であれば、ターボ分子ポンプ等あらゆる機械に適
用できる。Although the present embodiment is a turbo blower, the present invention is not limited to this, and can be applied to any machine such as a turbo molecular pump as long as it is a turbo machine using a rolling bearing for lubricating oil.
【0022】なお、高真空であったり、高圧であったり
する場合には必要に応じてモータ駆動部内の圧力を制御
する機構を設けるが、その場合でも本発明は有効であ
る。In the case of a high vacuum or a high pressure, a mechanism for controlling the pressure in the motor drive unit is provided if necessary. However, the present invention is effective even in such a case.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
シャフト上端と軸受けの間に磁性流体を用いたシール機
構を設けたので、この磁性流体により間隙を完全に遮断
することができ、オイルの逆流を完全に防止することが
できる。As described above, according to the present invention,
Since the seal mechanism using the magnetic fluid is provided between the upper end of the shaft and the bearing, the gap can be completely blocked by the magnetic fluid, and the backflow of the oil can be completely prevented.
【0024】また、磁性流体により圧力シールも可能と
なるため、ガス圧縮部が低圧環境下となる場合であって
も、回転駆動部内は大気圧環境下のまま圧力制御する必
要がなくなる。Further, since pressure sealing can be performed by the magnetic fluid, it is not necessary to control the pressure inside the rotary drive unit under the atmospheric pressure environment even when the gas compression unit is under a low pressure environment.
【図1】本発明の一実施例であるターボブロワの構成
図。FIG. 1 is a configuration diagram of a turbo blower according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のターボブロワのシール機構の拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a seal mechanism of the turbo blower of FIG.
1:回転翼 2:シャフト 3a、3b:転がり軸受け 4:電動モータ 5:ハウジング 6:シール機構 61:フィン 62:磁石 63:磁性流体 1: Rotary blade 2: Shaft 3a, 3b: Rolling bearing 4: Electric motor 5: Housing 6: Seal mechanism 61: Fin 62: Magnet 63: Magnetic fluid
Claims (1)
下端が漬けられ、さらに上端と下端の中間部分で軸受け
により回転可能に保持されるシャフトと、 前記シャフトの下端に設けられた遠心ポンプ機構からシ
ャフト内を貫通して前記軸受けにオイルが供給できるよ
うに形成された油路と、 シャフトの回転駆動手段とを有し、 シャフトの回転による遠心力により油路内をオイルが上
昇することにより軸受けが潤滑できるようにするととも
に、シャフト上端と軸受けの間にシール機構を設けた高
速回転機器であって、 前記シール機構のシャフト側部分に磁性材料を用い、か
つ対向するハウジング側部分に磁石を埋め込むとともに
シール機構の隙間部分に磁性流体を挿入したことを特徴
とする高速回転機器。An oil storage section, a shaft having a rotating blade attached to an upper end thereof, a lower end immersed in the storage section, and further rotatably held by a bearing at an intermediate portion between the upper end and the lower end; An oil passage formed so that oil can be supplied to the bearing through a shaft from a centrifugal pump mechanism provided at the lower end of the shaft, and a shaft rotation driving means, and the oil is centrifugally generated by the rotation of the shaft. A high-speed rotating device provided with a seal mechanism between the upper end of the shaft and the bearing while allowing the bearing to be lubricated by raising the oil in the path, using a magnetic material for the shaft side portion of the seal mechanism, A high-speed rotating device characterized in that a magnet is embedded in the opposing housing-side portion and a magnetic fluid is inserted in a gap portion of the seal mechanism.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10051882A JPH11248007A (en) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | High speed rotating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10051882A JPH11248007A (en) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | High speed rotating apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11248007A true JPH11248007A (en) | 1999-09-14 |
Family
ID=12899261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10051882A Pending JPH11248007A (en) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | High speed rotating apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11248007A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100409951C (en) * | 2005-08-12 | 2008-08-13 | 张元才 | Magnetic atomization device |
CN112178202A (en) * | 2020-10-19 | 2021-01-05 | 清华大学 | Magnetic liquid sealing device for sealing dust |
-
1998
- 1998-03-04 JP JP10051882A patent/JPH11248007A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100409951C (en) * | 2005-08-12 | 2008-08-13 | 张元才 | Magnetic atomization device |
CN112178202A (en) * | 2020-10-19 | 2021-01-05 | 清华大学 | Magnetic liquid sealing device for sealing dust |
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Legal Events
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