JPH01249986A

JPH01249986A - 吊下型ブロワ

Info

Publication number: JPH01249986A
Application number: JP7584588A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Osada; 長田　憲幸; Junichi Sakai; 潤一酒井; Toshihiro Otani; 俊博大谷; Kazushi Kasahara; 一志笠原; Kazutaka Yoshida; 和孝吉田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-05

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ガス洩れがあってはならない有毒ガスを取扱
う溶融炭酸塩型燃料電池発電システム等に用いられる高
温ガスやその他のガスを送風するためのブロワに関する
ものである。

〔従来の技術〕

一般に送風用のブロワでは、インペラを駆動するモータ
を含んでブロワのインペラは、ラジアル荷重とスラスト
荷重を受けながら回転可能なる如くケーシングの中に支
えられなければならない。

従来はインペラを固定した回転軸をケーシングの壁を貫
通させ、貫通部を軸受で支えてその外側をシールするか
、貫通部にシールを設け、その外側で回転軸を軸受によ
り支えるものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のブロワにおいては、シ
ールからの扱いガスの漏洩、或いはシールを通じて外部
からのガスの混入などのシールの漏洩による問題、又は
、軸受用潤滑油やシール用液体の蒸気が扱いガスの中に
混入するなどの問題があり、特に、扱いガスが高温であ
り、かつ他のガスの混入を許さないような場合に、高速
回転により送風を行うことは非常に困難で、特に吊下型
′　ブロワでは制作公差や誤差があって芯狂いから振れ
振動現象が生じやすく、高速運転ではさらにその傾向が
増加して効率も悪く実用的ではなく、保守も煩雑で問題
であった。

本発明は、これら従来の問題点を解決し、シールを通じ
てのガスの漏出人、或いは軸受用又はシール用液体の蒸
気の混入などの問題を生しないし、高温ガスでもその取
扱いガスに制約を受けることなく用いられ保守容易で高
効率で安全に運転できるブロワを提供することを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、軸受ケーシングに軸受をもって回転軸を回転
自在に吊下し、軸受ケーシング外に延びる回転軸に回転
子及び固定子からなるモータと、インペラとを順に備え
、前記モータを被覆するモータケーシングを介して前記
インペラを内装するブロワケーシングを前記軸受ケーシ
ングに装着すると共に、前記回転軸と軸受との摺動面に
スパイラル溝を設けてスパイラル溝ラジアル動圧軸受を
形成し、前記軸受ケーシング内に上面スラスト板と下面
スラスト板とを設け、両スラスト板面にスパイラル溝を
設けたスラスト軸受板を介在して前記回転軸に配備し、
スパイラル溝スラスト動圧軸受を形成したことを特徴と
する高温ガス用ブロワである。

〔作　用〕

本発明のブロワは軸受ケーシングに封入された回転軸に
吊下配備しであるインペラでモータ４に通電すればモー
タ回転子２は回転を開始し、インペラｌＯにより取り扱
い気体の高温ガスの吸込み及び吐出を行いながら定常運
転状態に至る。そのとき、インペラｌＯをモータ４側に
押し付けるようなスラストが作用しているときには、軸
受ケーシング内にある上面スラスト受板１．４と回転軸
ｌ上のスラスト軸受板１５のスパイラル溝スラスト動圧
軸受部でそのスラストを受け、逆向きのスラストが作用
するときには、下面スラスト受板１６の上面のスパイラ
ル溝スラスト動圧軸受部で受けると共に、ラジアル力は
回転軸１にそれぞれ嵌装したスリーブＩＬ、１３＋に形
成した軸受部１２及び軸受部１３とフレキシブルにサポ
ートされた軸受部材２２．２３の内面とより成る二つの
スパイラル溝ラジアル動圧軸受により受ける。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図に示すブロワにおいて、回転軸ｌに設けたモータ
回転子２と、該モータ回転子２に対設されたモータ固定
子３とからなるモータ４で前記回転軸ｌに配備したイン
ペラｌＯをブロワケーシング５内に回転自在に配備した
ブロワにおいて、前記軸受ケーシング８に軸受部材２２
をもって前記回転軸１４回転自在に吊下し、軸受ケーシ
ング外に延びる回転軸１にモータ回転子２及びモータ固
定子３からなるモータ４と、インペラｌＯとを順に備え
、前記モータ４を被覆するモータケーシング７を介して
前記インペラを内装するブロワケーシング５を前記軸受
ケーシング８に連結装着すると共に、前記回転軸ｌと軸
受２２との摺動面にスパイラル溝を設けてスパイラル溝
ラジアル動圧軸受部１２を形成し、前記軸受ケーシング
８内に上面スラスト受板１４と下面スラスト受板１６と
を設け、両スラスト板面にスパイラル溝を設けたスラス
ト軸受板１５を介在して前記回転軸ｌに配備してスパイ
ラル溝スラスト動圧軸受を構成した吊下型ブロワとしで
ある。

前記軸受ケーシング８では、その中央に前記回転軸１が
、その軸に嵌装されたセラミックス焼結体製スリーブ１
２＋を０リング２２．などでフレキシブルにサポートさ
れた軸受２２に嵌合して備えたものであって、回転軸ｌ
に嵌装されたセラミックス焼結体製スリーブ１２ｔを必
要に応じて回転軸ｌとの間にＯリングを介在させて弾性
的に固定されるのである。モータ固定子３と軸受ケーシ
ング８との間とプロワケーシング５の吐出２１側を、接
続する通気ダク）１７によって、吐出口２１側から導か
れた高圧の気体は、一部がモータ固定子３とモータ回転
子２とを冷却し、次いでラジアル動圧軸受２３を通過し
てインペラ１０の背面のプロワケーシング５内へ還流し
、他の部分の高圧の気体は軸受ケーシング８内の軸受各
部を潤滑すると共に必要に応じて軸受発生熱をとり込ん
でバランスパイプ３０を通じてプロワケーシング５の吸
入口側へ還流する。また、前記プロワケーシング５でも
、その中央に延びる前記回転軸１の下部先端部にインペ
ラ１０を備え、該インペラｌＯに連接したスリーブｔ３
＋を介してＯリング２３゜などでフレキシブルにサポー
トされた軸受部材２３に嵌合支承した支承しである。

なお、前記回転軸１はブロワケーシング５の中心を貫い
て中心軸とし、該回転軸ｌの上下部分の外周に設けたス
パイラル溝のあるスリーブ１２．。

１３１と軸受部材２２．２３とでラジアル動圧軸受を形
成して回転可能に支承され前記回転子２及びインペラ１
０とを固着し、モータ回転子２の後側に設けたスラスト
軸受板１５の上下面それぞれにスラスト受板１４．１６
で支承すると共に、前記モータケーシングに冷却用のフ
ィン６を配備して高温ガス用プロワとしである。

また前記インペラ１０はセラミックス焼結体製のインペ
ラを用い、セラミックス焼結体又は硬質金属製の支持リ
ングのボス１１及びロータ受ナツト２０でモータ回転子
２とともに一体化され軸受部材２２．２３の内面は滑ら
かな円筒状面に仕上げられて回転軸ｌをスリーブ１２□
１３．を介して嵌合し２組のスパイラル溝ラジアル動圧
軸受を形成している。

さらに回転軸ｌに設けたスラスト軸受板１５は軸受押え
ナンド１９により固定し、上面と下面には平滑に仕上げ
られた軸直角面の回転側スラスト受面が設けられ、それ
に対向して支承体となるセラミックス焼結体製の上面ス
ラスト受板１４．下面スラスト受板１６が設けられてい
る。このスラスト受板１４．１６に対向するスラスト受
面にはスパイラル溝が設けられ、回転側スラスト受面が
正転向きの向きに回転したときに動圧発生用の気体が溝
に沿って流れ、動圧を発生するようになっており、スラ
スト受板１４．１６と回転側スラスト軸受板１５とでス
パイラル溝動圧スラスト軸受を形成するようにするのが
よい。

ラジアル軸受及びスラスト軸受を形成するために設けら
れているスパイラル溝は、全体のうねりが３μ−以下で
あり、平均面粗さＲａが０．１μ−以下に形成された平
滑な平面に深さ５〜３０μ園程度の深さに設けられてい
る。スパイラル溝の加工はランドに相当する表面を樹脂
マスクで覆い、シッフドプラストするなどの方法により
行えばよい。

なお前記スリーブ１２１，１３Ｉとインペラ１０とは、
セラミックス焼結体製であって、それぞれセラミックス
焼結体製のラジアル動圧軸受とスラスト動圧軸受とで支
承されて、効果的に大きな動圧を発生できるようにしで
ある。

前記モータ回転子２は密閉するロータキャンを、また、
モータ固定子３も密閉するステータキャンを持ち、前記
インペラ１０の前面及びモータ回転子２の後面それぞれ
に、設けられたセラミックス焼結体製のスパイラル溝ス
ラスト動圧軸受と、前記固定軸と前記インペラ１０及び
モータ回転子２との間の前記スパイラル溝ラジアル動圧
軸受に導く導通路を各ケーシング内に連通して形成して
ガス洩れのない安全なりローズタイプとしてあり、ラジ
アル軸受部１２．１３及びスラスト受板１４゜１６に導
かれ、スパイラル溝ラジアル動圧軸受、スパイラル溝ス
ラスト動圧軸受において動圧発生作用を行うようになっ
ている。なお、第１図において１７はプロワの吐出側か
ら気体をモータ側へ循環するための通気ダクトであり、
必要に応じて冷却器が設けられるものである０図におい
て、この通気ダクト１７によって導かれた気体は、一部
がモータ回転子２とモータ固定子３とを効果的に冷却し
てインペラ１０の背面のブロワケーシング５内に還流し
、さらに他の部分が軸受ケーシング８内を貫通してバラ
ンスパイプ３０を経由してブロワケーシングの吸入口９
側へ還流する。

図中、９は吸入口、１７は通気ダクト、２１は吐出口、
２２．はシール部材、２４は調整シム、２５は押えナツ
ト、２６はライナー、２７．２８はブツシュ、２９は連
通流路、３１は取付台である。

以上の説明におけるセラミックス焼結体としては、硬質
で化学的に安定なものが望ましく　、ＳｉＣ焼結体、５
Ｌ３Ｎ＊焼結体、Ａ　１　ｇｏｓ焼結体、ＺｎＯ１焼結
体などが用いられる。また、他のインペラ材料としては
、Ｔｉ−＾ｉ金合金Ｔｉ−Ｔｉ合金、ステンレス鋼など
高温に耐える金属材料や耐熱性樹脂などであれば、高温
の気体を取扱うことができる。

またスパイラル溝のラジアル、スラスト動圧軸受の固定
側の軸受面にスパイラル溝を設けたものを示したが、回
転側にスパイラル溝を設けてもよい。

インペラ１０がセラミックス焼結体製である場合は、扱
いガスが高温であっても伝熱を遮断してモータ、特にモ
ータ回転子が高温になるのを防ぎ、高温ガスの扱いをも
可能とする。しかし、インペラ１０を構成する材料とし
て取扱いガスの状態に応じて適宜金属材料、樹脂或いは
複合材料を選択することができる。

第３図例では、スラスト軸受板１５をモータケーシング
７とプロワケーシング５との間に配備し、上面スラスト
受板１４と下面スラスト板面を下部ラジアル軸受部材２
３の上面を活用した形態とし、必要に応じて冷却器が備
えられることもある通気ダクト１７からモータ固定子３
の反インペラ１０側に導かれた気体は主としてモータ回
転子２．モータ固定子３の冷却を行ったのち図示しない
吸込側のより低い圧力の部分に接続された通気ダクト３
３を通過してプロワケーシング５の吸入口９側へ循環す
る。ここで３２はモータ固定子３へ電気を導く導線であ
る。

第４図例では、スラスト軸受板１５を上部ラジアル軸受
部材２２の上面を活用して対設させ、上面スラスト板１
４で挟持しである。

第５図例では、ロータ受ナツト２０．２０間にモータ回
転子２を挟持し、カラー３４を介してスラスト軸受板１
５を軸受押えナツト１９で定着し、軸受ケーシング８中
に上面スラスト受板１４と下面スラスト受板１６間に配
置してサポートしである。

〔発明の効果〕

本発明は、軸受ケーシングに軸受をもって回転軸を回転
自在に吊下し、軸受ケーシング外に延びる回転軸に回転
子及び固定子からなるモータと、インペラとを順に備え
、前記モータを被覆するモータケーシングを介して前記
インペラを内装するブロワケーシングを前記軸受ケーシ
ングに装着すると共に、前記回転軸と軸受との摺動面に
スパイラル溝を設けてスパイラル溝ラジアル動圧軸受を
形成し、前記軸受ケーシング内に上面スラスト板と下面
スラスト板とを設け、両スラスト板面にスパイラル溝を
設けたスラスト軸受板を介在して前記回転軸に配備し、
スパイラル溝スラスト動圧軸受を形成したことにより、
ケーシングを貫通する軸がないので回転シールを必要と
せず、シールを通じての扱いガスの漏出、或いは外部か
らのガスの混入を防ぎ、また、ラジアル軸受及びスラス
ト軸受がガスを動圧発生用流体とするスパイラル溝動圧
軸受なので潤滑油を必要とせず、潤滑油の蒸気やシール
液の蒸気の扱いガスへの混入などの事故を防ぐことがで
き、振動現象の発生も抑制し、安定した連続運転を可能
とし、モータの磁気特性が低下することもなく効率良好
な運転を保証し、高温のガスを支障なく扱うことができ
るし、その効率も著しく向上でき、かつ熱コントロール
も容易で保守保安上に優位で安全なプロワとすることが
可能な実用上極めて大なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は平面図、
第３図乃至第５図はそれぞれ他の実施例の縦断面図であ
る。ｌ・・・回転軸、２・・・モータ回転子、３・・・モー
タ固定子、４・・・モータ、５・・・プロワケーシング
、７・・・モータケーシング、８・・・軸受ケーシング
、９・・・吸入口、１０・・・インペラ、１１・・・ボ
ス、１２．１３・・・ラジアル軸受部、１２□１３１・
・・スリーブ、１４・・・上面スラスト受板、１５・・
・スラスト軸受板、１６・・・下面スラスト受板、２０
・・・ロータ受ナフト、２２．２３・・・軸受部材。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸受ケーシングに軸受をもって回転軸を回転自在
に吊下し、軸受ケーシング外に延びる回転軸に回転子及
び固定子からなるモータと、インペラとを順に備え、前
記モータを被覆するモータケーシングを介して前記イン
ペラを内装するブロワケーシングを前記軸受ケーシング
に装着すると共に、前記回転軸と軸受との摺動面にスパ
イラル溝を設けてスパイラル溝ラジアル動圧軸受を形成
し、前記軸受ケーシング内に上面スラスト板と下面スラ
スト板とを設け、両スラスト板面にスパイラル溝を設け
たスラスト軸受板を介在して前記回転軸に配備し、スパ
イラル溝スラスト動圧軸受を形成したことを特徴とする
吊下型ブロワ。
（２）前記軸受ケーシングが、その中央に前記回転軸に
嵌装されたセラミックス焼結体製スリーブをフレキシブ
ルにサポートされた軸受に嵌合して備えたものであって
、軸受ケーシング内部をブロワケーシング及びモータケ
ーシングに連通状態下で連結し、バランスパイプでブロ
ワサクション側に連通する循環流路の一部を形成されて
いるものである請求項１記載の吊下型ブロワ。
（３）前記ブロワケーシングが、その中央に延びる前記
回転軸の下部先端部にインペラを備え、該インペラに連
接したスリーブを介してフレキシブルにサポートされた
軸受に嵌合支承した請求項１又は２記載の吊下型ブロワ
。