JPS62159794A

JPS62159794A - フアン

Info

Publication number: JPS62159794A
Application number: JP61309012A
Authority: JP
Inventors: リチャード・イエジンガー
Original assignee: Fortuna Werke Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Fortuna Werke Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1986-01-04
Filing date: 1986-12-26
Publication date: 1987-07-15
Also published as: US4764085A; DE3600124A1; DE3600124C2; EP0232546A1

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】［産業上の利用分野コ本発明は、人望のガス、特にガス搬送方式による高出力
レーザー用のガスを循環させるためのファンであって、
ガス搬送部における２本のガス、通路間に位置する接続
区域内に配置ざれたラジアルフィーダと、このラジアル
フィーダに相対回動不能に結合されたシャフトを有する
駆動部とを備えており、シャフトが圧密なケーシング内
に軸方向および半径方向で支承され且つ１つの駆動装置
を有しており、この場合、ラジアルフィーダの下面とケ
ーシングの上面とこの両者間に位置する第１のガス室と
螺旋溝装隨とが１つのアキシャル螺旋軸受を形成してお
り、更にこの場合、シャフトがアキシャル螺旋溝軸受の
すぐ下でケーシングの間口部内に密接案内され、且つこ
の箇所でシャフトには第１の空気式ラジアルピボット軸
受が設けられており、更にこの場合、前記開口部がシャ
フトを貫通させる第２のガス室内に開口し、第２のガス
室内ではシャフトに駆動要素が設けられており、更にこ
の場合、シャフトがラジアルフィーダとは反対側の端部
で開口部に整合された袋穴内に密接案内され、且つこの
箇所でシャフトには第２の空気式ラジアルピボット軸受
が設けられており、更にこの場合、シャフトの自由端部
と袋穴の基底部との間には第３のガス室が設けられて、
このガス室内にシャフトを軸方向で支承するための手段
が配置されている形式のものに関する。

［従来の技術］このような形式のファンは、既にアメリカ合衆国特許第
３９５１５７３号明細書によって公知となっている。

公知となっているこのファンにおいては、ラジアルフィ
ーダの下面に該ラジアルフィーダと共に回転する１枚の
フランジプレートを設け、ラジアルフィーダとは反対側
のフランジブレ−１・而に半径方向のリング面を形成ず
ることによりアキシャル螺旋溝軸受が構成されている。

この半径方向の円形リング面に対し僅かな距離をおいた
ところには、ケーシングに固定された１枚の圧力板が設
けられており、圧力板の周辺に螺旋溝が切られている。

このような形式のラジアル螺旋溝軸受によって生ぜしめ
られたガス圧は、主としてラジアルフィーダを軸方向で
支承するために用いられる。更にこの圧力は２つの空気
式ラジアルピボット軸受にガス圧を供給するためにも利
用され、この場合、一方の軸受はラジアルフィーダすぐ
下に配置され、他方の軸受はシャフトの反対側自由端部
に配置されている。そのためにシャフトは円筒形の気密
なケーシング内で回転する。２つの空気式ラジアルピボ
ット軸受の間では、シャフトの先細にされた区分上に巻
線が取付けられており、この巻線が駆動要素としてケー
シングに固定されたステータ巻線と協働する。更にこの
アキシＶル螺旋溝軸受によって生ぜしめられたガス圧は
、シャフトの自由端部における半径方向の端面に作用さ
せ、ひいては軸方向の支承力をより一層高めるためにも
利用される。

上述した公知のファンにおける始動を容易ならしめるた
め、シャフトの自由端部には軸方向のねじにより調節可
能な支承装置が設けられており、これによって、上端部
に球体を備えた１本のロッドをシャフトの範囲に螺合す
ることが出来る。このロッドの螺合に際しては、球体が
シャフト自由端部における半径方向端面内のテーバ状支
承面に当接するので、ロッドの螺合によりシャフトとひ
いてはラジアルフィーダとを軸方向で持上げることが可
能になる。シャフトがその定格回転数で回転するように
なり、アキシャル螺旋溝軸受内の圧力がシャフトを充分
担持しうるような値に達すると、シャフト下端部におけ
る剛性的な支承が外され、ロッドは再びケーシング内に
ねじ戻されるので、球体も矢張りテーバ状の支承面から
Ｗ？離される。

この公知例においてはシャフトが全体として１つの袋穴
内で回動するので、この袋穴内の圧力配分は制ｔＩＩｌ
ないし調整されず、袋穴内におけるコントロールされた
ガス流も調整されない。この公知例の変化実施例におけ
るように袋穴の囲壁の１部が除去された場合ですら、つ
まり圧力ガスが袋穴から大気中に放出可能ならしめられ
ている場合でも、下位の空気式ラジアルピボット軸受に
圧縮空気を供給することは不可能であり、ガス圧を介し
て軸方向支承を行なうことも出来ない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２４５９５９号明細
書によれば、ガス搬送方式によるレーザー装置で、例え
ば二酸化炭素（ＧＯ２）又はネオン（Ｎ２）及びヘリウ
ム（Ｈｅ　）の混合気のようなガスを励起区域と冷却区
域との間で循環させるために用いられるファンが既に公
知となっている。

この種のレーザー装置においては、周知のように種々異
なる出力データがレーザーガス内の温度上昇に伴なって
低下する。従ってこの公知例では、ガスを励起区域と熱
交換器との間で継続的に循環させることにより、ガス温
度を常に充分低い値に抑えておく措置がとられている。

この公知例による装置を極めて強力な高出力レーザーに
用いようとするならば、シー１１−内のガスを１時間当
り数千立方メートル乃至１万立方メートルの搬送率で′
循環させねばならない。このことを達成するためには、
１分間当りのラジアルフィーダ回転数を数万回転乃至１
０万回転にする必要があり、他方、ラジアルフィーダの
周速度を１秒間当り６００メートル以上にし、駆動出力
を数十キロワットにする必要もある。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２４５９５９号明細
書から公知となっているこのファンにおいては、とのよ
うな形式で半径方向フィーダを駆動すべきであるかとい
う問題が未解決のま）にされている。

アメリカ合衆国特許第３９５１５７３号明細書によるフ
ァンも、矢張りこの種の使用例には適していない。何故
ならば、該公知例に示されている支承装置は、上述の回
転数範囲において推持されねばならない厳しい条件を満
たすことが出来ないからである。このことが顕著である
のは、該公知例において袋穴の円筒形制限壁の一部が除
去されている場合である。（ｑ故ならば、このような場
合には高回転故にとって必要不可欠な軸受１７１性が６
はや保証され１９ないからである。

［発明が解決しようとする問題点］そこで本発明の課題とするところは、冒頭に）ホべた形
式のファンを上記の公知例における欠点を除くように改
良して、その軸受特性を１７に再生可能であるような申
分のないも９にし、従ってラジアルフィーダの回転数を
、高出力レーザーの使用に際して必要とされるような大
きな値、即ち、１分間当り数十万回転にまで高めつるよ
うにすることにある。

［問題点を解決するための手段］１掲の課題を解決すべく提案された本発明の措置によれ
ば、ラジアルフィーダの下面に複数の螺旋溝が設けられ
ており、第１の通路が第１のガス室を第２のガス室に接
続しており、第２の通路が第２のガス室を第３のガス室
に接続しており、排出通路が第２のガス室から外部に案
内されている。

［発明の作用と効果］このような措置がとられているならば、各通路および前
記の各室により軸受間の限定された調節可能なガス流が
得られるので、本発明における上記課題は申分なく解決
される。特にこの本発明の措置によれば、成る程度のガ
スが絶えず軸受面に通流されるので、軸受におけるガス
洗滌が達成される。これに対して公知のファンにおいて
は、袋穴内ではくその制限壁が切欠かれていない限り）
ガスが循環せしめられることなく単に圧力の増大乃至軽
減が行われるに過ぎない。

しかも本発明による袋打におい′ては、その各通路の設
計を適宜なものにしておきさえすれば、回転数がその都
度異なったとしても、常に所望■のガスを空気式ラジア
ルピボット軸受に供給することが達成され、ピストンと
して作用するシャフト自由端部における軸方向の支承力
も、各運転条件に応じて又はその他のファン要素におけ
る設計如何に応じて再生可能に調節されうる。

本発明の有利な１実施例においては、排出通路内に調節
自在なスロットルが配置されている。

このような措置は、ガス流を既述の形式で再生可能に調
節可能ならしめるために役立つ。

本発明の別の実施例によれば、圧縮ガスポンプが第３の
ガス室に接続されており、第２の通路内にスロットルが
配置されている。

この措置によって得られる利点は、ファンの始ＯＪ時に
おいてであれ、その継続運転中においてであれ、空気式
ラジアルピボット軸受ならびにシャフトの軸方向エアク
ッション式支承部材のいづれにも役立つ別の圧力をこの
圧縮ガスポンプによって生ぜしめうるところにある。第
２の通路に設けられたスロットル及び／又は排出通路内
に設けられたスロットルを用いるならば、種々異なる軸
受箇所で限定された圧力状況ならびに通流状況を調整す
ることが出来る。

更に本発明による別の有利な１実施例においては、ファ
ンによって搬送されるガスと同一のガスにより圧縮ガス
ポンプを運転出来るようになっている。この措置は、な
るほどドイツ連邦共和国特許出願公告第２３１５０９３
号明ＩＩ？！！によってそれ自体公知となってはいるも
のの、該公知例では自己潤滑式のガス軸受が用いられて
いるので、搬送されるガスと同一のガスを使用すること
はおのずから実施されるに過ぎない。

本発明の別の構成様式によれば、シャフトのための別の
軸方向支承力が磁力としてしたらされるようになってい
る。

この措置によって得られる利点としては、支承力を迅速
に調節しうろことが挙げられ、しかもその場合、磁石を
介した調節を行なうことにより機械的な可動要素を不要
ならしめるという付加的な効果も得られる。

この措置自体は、それが空気支承されるシャフトのため
のものではないにせよ、確かにアメリカ合衆国特許第３
７３１９８４号明細書によって既に公知になっている。

本発明によるこの措置の変化態様における有利な構成で
は、シャフトの下端部に磁化されたゾーンが設けられて
おり、ケーシング内におけるこのシャフト端部の下方に
は電磁石が設けられている。

この実施例の場合、有利には電磁石がシャフト下端部を
引き寄せる永久磁石から構成されており、永久磁石には
その作用を弱める界磁巻線が設けられている。

この措置の利点は、例えばファンの回転開始乃至終了時
に生ずるような低い回転数状態においてのみ界磁巻線を
接続しさえすればよいところにあリ、従ってこの運転状
態でシャフトが軸方向で下向きに引張られることはなく
、回転数が高まらない限り、ラジアルフィーダに対する
上向きの著しい吸引力、もしくは場合によりアキシャル
螺旋溝軸受における上向きの軸方向支承力が生ずること
はない。この２つの上向きの力は、高回転数時に永久磁
石の作用によって補償され、その作用は界磁巻線の遮断
により連続的に又は段階的にＷ？放される。

本発明におけるその伯の利点は、本明細書及び添付図面
から明らかである。

前述した各特徴と後述の特徴とが、本発明の枠を逸脱す
ることなく、その都度における所定の組合せでのみなら
ず他の組合せでも、また諸特徴を相合せることなくそれ
ぞれ単独にでも使用可能であることは言うまでもない。

特に、ガス搬送方式によるレーデ−の前述使用例が単な
る例示規定であるに過ぎず、本発明によるファンが工業
的な製作プロセスの枠内で高搬送率のガス装入を必要と
するような他の多くの使用例に応用されうろことは明ら
かである。

［実証例の要約］本発明によるファン１０は、大量のガス、特にガス搬送
方式による高出力レーザー内のガスを循環されるために
用いられる。このファン１０はガス搬送部１１と駆動部
１２とを有しており、この場合、ガス搬送部１１はラジ
アルフィーダ１６を備えており、ラジアルフィーダ１６
は、ガス！Ｊ８送部１１における２つのガス通路１８．
２０の間に位置する接続区域内に配置されている。ファ
ン１０の駆動部１２は、ラジアルフィーダ１６を高回転
数で駆動するためのシャフト３３を有している。

極めて大量のガス、標準的には１時間当り故万立方メー
トル程度のガスを循環させうるようにするため、シャフ
ト３３はラジアルピボット軸受３４．３５によりケーシ
ング３０内に支承されており、ラジアルフィーダ１６の
下面１２５はアキシャル螺旋溝軸受として構成され、ラ
ジアルピボット軸受３４．３５は空気軸受９０．９２ど
して構成されている。

［実施例］次に添付図面に示した実施例につき本発明の詳細な説明
する：第１図には、本発明による１実施例としてのファンが、
符号１０でその全体を示されている。このファン１０は
２つの主要構成要素としてガス搬送部１１と駆動部１２
とを備えている。

ガス搬送部１１には、ガスを搬送し且つ案内するために
必要とされる全ての要素が包含されており、そのため、
上位の制限壁１３と下位の制限壁１４との間には案内兼
分離部材１５が設けられており、これらの案内兼分離部
材１５の間には、ラジアルフィーダ１６の配設される接
続区域が空けられている。案内兼分離部材１５の表面輪
郭１７は、ラジアルフィーダ１６に、１ｌ−３４フる対
応表面輪郭に合わせて形成さ′れている。

このような構成様式において、ガス搬送部１１は上位の
ガス通路１８ならびに下位のガス通路２０を備えており
、上位のガス通路１８内では、例えば稀ガス混合物のよ
うなガスが符号１９で示す矢印の方向に流動可能であり
、下位のガス通路２０内では、このガスが符号２１で示
す矢印の流動方向で流動せしめられる。これら２つのガ
ス通路１８及び２０は、第１図にその軌道２２で示され
ているような別の偏向部材設けられた範囲で互いに出会
う。

本発明によるファン１０を、例えば高出力レーザー装置
で用いる場合には、上位のガス通路１８を励起区分とし
、他方合目的的には、下位のガス通路２０の延在範囲内
に単数もしくは複数の熱交換器を設けて、循環されるガ
スの冷却を行なうことが出来る。

更に第１図から明らかなように、ラジアルフィーダ１６
における羽根の設計を適宜なものにしさえすれば、ガス
の流動方向を示す矢印１９．２１の向きを反対にするこ
とも可能である。なお妹で更に強調しておかねばならな
いのは、ガス搬送方式によるレーザーの使用例がｔｌｉ
に１つの図解例であるに過ぎず、本発明は決してこの使
用例に限定されるものではないという点である。

ファン１０の駆動部１２は、円筒形のケーシング３０を
その主たる構成要素として有しており、このケーシング
３０の上面部分は、下位の制限壁１４と一体成形される
か、或いはこれにねじ結合されたリングフランジ３１と
して構成されている。

リング７ランジ３１の中央部分には、１つの開口部３２
が設けられており、この開口部３２にはシャフト３３が
貫通せしめられ、シャフト３３にはラジアルフィーダ１
６が相対回動不能に取付けられている。

このシャフト３３は、上位のラジアル軸受３４と下位の
ラジアル軸受３５とに保持されており、シャフト３３の
下面部分には、ケーシング３０に対するばね弾性の支承
部３６が設けられている。

芸でまた強調しておかねばならないのは、本発明におい
て用いられる「上位の」及び「下位の」なる概念が、図
面における表示と同様に単なる例示規定であるに過ぎな
いことである。従って本発明によるファン１０は、当然
のこと乍ら、その枠を逸脱することなしに水平方向の組
込位置でも、或いは下向き位置でも使用可能である。

シャフト３３にはロータ巻線３７が設けられており、こ
のロータ巻線３７は２つのラジアル軸受３４及び３５の
間に配置され、且つケーシング３０に配属されたステー
タ巻線３８と向き合った位置を占めている。ステータ巻
線３８は、給電装置３つに接続されており、この給電装
置３９によって、適宜な振幅と周波数とくに可変周波数
とを有する供給電圧が生ぜしめられる。この給電装置３
９は、標準的に１〜５０キロワツトの当初出力を５有し
ており、その場合の当初周波数は、７００〜３０００ヘ
ルツに調節することが出来る。

更にこの給電装置３９は、第１図にはその明確性を期し
て図示されてない評価ユニットと検出回路とを備えてい
るが、潤滑オイル温度および潤滑オイル色および入力を
監視するための各評価ユニット、ならびに軸受の損傷を
探知するための検出回路は、いづれも既に公知となって
おり、従って益ではその説明を省略する。

上位のラジアル軸受３４とリングフランジ３１の開口部
３２との間には、上位のシール部材４５および下位のシ
ール部材４６が設けられている。

従って、シャフト３３の軸方向で作用するこれらのシー
ル部材４５．４６は、上位のシール部材４５の上方に位
置していて下位のガス通路２０に接続されたポンプ室４
７と、２つのシール部材４５および４６の間に位置する
ロック室４８と、下位のシール部材４６と上位のラジア
ル軸受３４との間に位置する第１の駆動室４９とを限定
的に形成している。

更にこの実施例においては、上位のラジアル軸受３４と
ロータ巻線３７乃至ステータ巻線３８との間に位置して
いるスペースが、第２の駆動室５とされ、ロータ巻線３
７乃至ステータ巻線３８と下位のラジアル軸受３５との
間に位置しているスペースが、第３の駆１ＦＩＩＪ室５
１とされ、下位のラジアル軸受３５の下方に位置してい
てばね弾性の支承部３６をも収容しているスペースが、
第４の駆動室５２とされる。

ファン１０の駆動部１２には、種々異なる圧力媒体回路
が接続されている。

圧縮空気ポンプ５５もしくは通常の圧縮空気発生装置は
、圧縮空気導管５６を介して第１の駆動室４・９に接続
されている。

種々異なった軸受要素および駆動要素を潤滑し且つ冷却
するためには、オイルパン６０に収容されたオイル５９
が用いられる。このオイルパン６０は、熱交換器６１に
接続されていて、オイル５９が常に所定の低い温度を保
つように構成されている。

［１オイルポンプ６２は、オイル５９をオイルパン６０
から第１の潤滑オイル導管６３内に送り込む。シャフト
３３の軸線方向でケーシング３０内に延びる第１の潤滑
オイル導管６３は、引続き軸方向でシャフト３３を貝通
し、次いで第１の駆動室４９の内部に達するように、半
径方向外向きに偏向せしめられている。

第２の潤滑オイル導管６４は、第４の駆動室５２内で第
１の潤滑オイル導管６３から分岐して、下位のラジアル
軸受３５に直接オイルを供給するために用いられる。

第３の潤滑オイル導管６５は、第２の駆動室５０を起点
として、第３の駆動室５１から来る第４の潤滑オイル導
管６６と第４の駆動ｖ５２から来る第５の潤滑オイル導
管６７とに合流し、最終的にはオイルパン６０に戻るよ
うに案内されている。

オイルパン６０のオイル５９には、例えば冷媒用弗素含
有化合物としてのフレオン（英：Ｆｒｅｏｎ、独：　Ｆ
　ｒｉｑｅｎ　）のような液化可能なガスを添加するこ
とが可能である。フレオンの添加されたオイル５９は、
程々異なる冷却部位および潤滑部位に達し、その際これ
らの部位における温度によってフレオンが蒸発するので
、冷ｕ１プロセスはこの気化現象により更に一層促進さ
れる。

斯くして、フレオンはその気相状態を維持したままでオ
イルパン６０に戻され、そこから吸出されてコンプレッ
サ６８に送られ、コンプレッサ６８によって再び液化さ
れるまで圧縮される。このようにして液化されたフレオ
ンは、再びオイルパン６０内のオイル５９に添加される
。

本発明によるファン１０には、更に真空ポンプ７０が設
けられており、この真空ポンプ７０の入口側には、オイ
ル分離器７１が前接続されている。

オイル分離器７１のオイル溜めからは、オイル還送導管
７２が環流オイルポンプ７３を経てオイルパン６０１．
：達するように案内されている。

オイル分離器７１は、その入口側でサクションバイブ７
４に接続されており、このサクションバイブ７４は、ロ
ック室４８に通じている。

更に本発明によるファン１０には、冷却オイルポンプ７
５が設けられており、この冷却オイルポンプ７５は、オ
イル５９をオイルパン６０から汲上げて第１の冷却オイ
ル導管７６内に送り込むために用いられ、ステータ巻線
３８の範囲にまで達するこの冷却オイル導管７６によっ
て、ステータ巻線３８の冷却が行われる。第２の冷却オ
イル導管７７は、ステータ巻線３８のところからオイル
５９をオイルパン６０に環流させるように案内されてい
る。

更に、サクションバイブ７４には第１の圧力センサー７
８がまたポンプ室４７には第２の圧力センサー７９が、
それぞれ設けられており、これらの圧力センサー７８．
７９は、レギュレータ８０に作用接続せしめられている
。このレギュレータ８０は、真空ポンプ７０および圧縮
空気ポンプ５５における各制御入口に、出口側で接続さ
れており、本発明によるファン１０をレーザー用に使用
する場合には、レギュレータ８０をレーザーの真空ポン
プに接続することも可能である。

次に第１図に示された本発明によるファン１０の作用形
式を述べる：給電装置３９を、特にその当初周波数および当初出力を
調整することによって、本発明のファン１０はその不作
用位置から始動せしめられる。ファン１０の始動加速中
に生ずる低回転数範囲においては、先づ初めに比較的低
い圧力がポンプ室４７内に生ずる。この低い圧力は、ロ
ック室４８内の圧力と同様に圧力センサー７８．７９を
介して検出され、真空ポンプ７０が上位のシール部材４
５を介して限定された圧力落差を生ぜしめるように調整
される。更に圧縮空気ポンプ５５も、第１の駆動室４９
内における潤滑媒体の圧力が上記の２つの圧力に相応す
る値をとるように調整される。

とくに第１図から明らかなように、ロータ巻線３７とス
テータ巻線３８とによって曵徴される駆動要素は、２つ
のラジアル軸受３４．３５の間にその位置を占めている
ので、シャフト３３は所謂「浮動支承」の状態にある。

シャフト３３における軸方向の支承部は、一方でばね弾
性的な支承部３６を介してシャフト３３の下端部に達し
、他方では圧力調整部を介してポンプ室４７内に達して
いる。

本発明によるファン１０は、有利にはその定格回転数が
臨界を越えた範囲、つまり可動システムの固有共娠値を
上回る範囲に設定されるように運転される。

このようにして得られたファン１０は、図から明らかに
見てとることの出来るような軽小でしかもコンバク１へ
な構造を有していると同時に、軸受力の軽減も達成され
、確実にして安全な運転がフアンの臨界回転数範囲おい
ても保証されており、両ラジアル軸受３４．　含５の平
面図における軸受の緩衝が、それ自体「浮動的に」懸架
された軸受シェルによって達成される。このような措置
によっても、振動の振幅を僅かなものに抑え、ひいては
ファン１０の回転特性を申分なく静的なものにすること
が助長される。

回転数がその定格値に達した場合には、全ての潤滑およ
び冷却オイルのシステムとその池の圧力媒体のシステム
とが、バランスのとれた平衡状態におかれる。

第２図には、第１図のファン１０と同じように構成され
ているが空気式軸受を隔てたファン１０の詳細が、拡大
して示されている。

第２図に示されたファン１０のラジアルフィーダ１６は
、その下面１２５に軸方向の付加部８５を有しており、
この軸方向付加部８５は、ケーシング３０の上面に設け
られた所属の切欠８６に合わせて形成されている。軸方
向付加部８５と切欠８６との間には、狭いリング状のス
ペース８７が設けられている。

シャフト３３は、ラジアルフィーダ１６に隣接している
範囲に上位の魚骨状空気軸受９０を備えており、この魚
骨状空気軸受９０は、自体公知の形式により、軸方向で
ずらされた２つの傾斜溝節回を有している。第１の通路
９１は、リング状の中間スペース８７と開口部３２との
間の移行部におけるコーナーから離反案内されるように
、上位の魚骨状空気軸受９０を迂回し、次いでシせフト
３３の軸線と平行に延び、最終的には第２の駆動室５０
内に開口する。

シャフト３３の下端部には、上位の魚骨状空気軸受９０
と同じように構成された下位の魚骨状空気軸受９２が設
けられている。この下位の魚骨状空気軸受９２は、ケー
シング３０の軸方向穿孔部９３内に延在している。スロ
ットル９５を内蔵している第２の通路９４は、先づ第３
の駆動室５１から軸方向下向きに延び、次いで分岐導管
９６を介して第４の駆動室５２に通じるようにするため
、下位の魚骨状空気軸受９２を迂回している、この第２
の通路９４は、分岐導管９６への接続部を越えて更に軸
方向で延び、ひいては第２の圧縮空気ポンプ９７に接続
されている。更に第２の駆動室５０からは、排出通路９
８が調節可能なスロットル９９を経て大気に接続されて
いる。本発明の場合、「空気」なる概念は他の任意の気
体もしくは混合気と解釈することが出来る。

ケーシング３０！ＩＯ方向穿孔部９３に袋穴として形成
されており、この袋穴の基底部には、接続導線１０６を
介して接続ブシュ１０７に接続された電磁石１０５が収
容されている。この電磁石１０５の磁極端面と向き合っ
たところには、シャフト３３の下端部における磁化可能
なゾーン１０８が位置している。

特に第３図から明らかなように、ラジアルフィーダ１６
の下面には、螺旋溝１２６．１２６ａ。

１２６ｂ・・・が設けられており、これらの螺旋溝の間
には、それぞれ対応するウェブ１２７．１２７ａ、１２
７ｂ・・・が位置している。各螺旋ｔＦ１１２６は、そ
れぞれラジアルフィーダ１６の回転軸線から符号１２８
で示す距離をおいて、内側の成端一部を形成している。

この場合、第２図および第３図における螺旋溝１２６が
縮尺どうりに描かれていないことは明らかであってその
実際の深さ寸法は、１００分の１ミリメートル程度、と
くに有利には僅か数ミクロンであるに過ぎない。

第２図および第３図に示された本発明によるファンの作
用形式は以下の通りであるニラシアルフィーダ１６の下面１２５に設けられた螺旋溝
１２６は、シャフト３３の回転数が適正なものである限
り、二重の役割を果たすようになっている。先づその第
１として、螺旋溝１２６はラジアルフィーダ１６の装着
されたシャフト３３のためのアキシＶル軸受として用い
られ、第２には、ラジアル軸受として作用する魚骨状空
気軸受９０．９２のポンプとしても用いられる。

本発明における実地の使用例では、これらの螺旋溝１２
６によって形成されたアキシャル螺旋溝軸受が、ポンプ
室４７から来る例えば１００ミリバールの圧力を２倍に
増大するので、これによつて軸受の負荷容量も２倍に高
められる。

更に下位の魚骨状空気軸受９２も、第２の圧縮空気ポン
プ９７が設けられていない場合、第１の通路９１と第２
の通路９４とを介して、これらの螺ａ＆１ｇ１２６によ
り形成されたポンプによって空気を供給される。

この場合、ケーシング３０の軸方向穿孔部９３内で回転
するシャフト３３の下端部は、ポンプピストンとして作
用する。

従って本発明の１変化実施態様では、第２の圧縮空気ポ
ンプ９７を接続することによって、第４の駆動室５２を
制御して圧力下におき、ひいてはシャフト３３の軸方向
における圧力負荷もしくは圧力軽減を行なうことが可能
である。特にこのことが有意義であるのは、ファン１０
の回転を開始する場合もしくは終了させる場合である。

この場合、ラジアルフィーダ１６の装着されたシャフト
３３に、軸方向で働くする主として３つの力が運転中に
作用せしめられることを明確に示す必要がある。

先づ第１に、ラジアルフィーダ１６には上向きの吸上刃
が作用せしめられる。各螺旋溝１２６によって形成され
たアキシャル軸受の力も、矢張り軸方向上向きに作用す
る。更にこれに対して反対方向では、下向きの重力が作
用する。

回転数がゼロである場合には、もっばら重力のみが作用
しているが、比較的小さな回転数であるにせよ回転運動
が与えられると、上向きのアキシャル軸受の力と吸上刃
とに基いて、シャフト３３がラジアルフィーダ１６と共
に持ら上げられ、この２つの力は、回転数が高まるにつ
れて増々優勢になる。

このような理由から、比較的高い回転数のために付加的
な下向きの力を供給するか、或いは極めて小さな回転数
の場合に先づ上向きの補助力を用いる必要がある。なお
この補助力は、回転数が高まった際に除去される。

そのための１つの手段としては、低回転数の場合に第２
の圧縮空気ポンプ９７を介して第４の駆動室５２内を過
圧で調整づることが可能である。

この場合の過圧は、通流率とスロットル９５とによって
生ぜしめられ、通流率は調節自在なスロットル９９によ
り予め選定しておくことが出来る。

更に別の手段として、本発明の１変化実施例におけるよ
うに、電磁石１０５をシャフト３３の下端部に設けた磁
化されたゾーン１０８と共に用いることも可能である。

この電磁石１０５は永久磁石として構成されており、永
久磁石の磁力を弱めるようにしておくため、電磁石１０
５には界磁巻線が設けられている。

この場合、永久磁石の極性と磁化されたゾーン１０８の
極性とは、シャフト３３の下端部がこれらの永久磁石に
よって引き寄せられるように設定されている。

シャフト３３が停止している場合、およびシャフト３３
の回転数が低い場合には、前記の界！ｉＬ線が励磁され
るので、永久磁石の磁力が補償される。従ってこのにう
な状態においては、シャフト３３が軸方向下向きに負荷
されることはない。回転数が比較的高くなった場合に、
初めて、！ｉ’ｉｌ磁巻線が減磁され、磁化されたゾー
ン１０８に対する永久磁石の引力がシャフト３３を下方
に引き寄せるので、アキシャル軸受の力と吸上刃とが補
償される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるファンをその所属の圧力媒体回路
と共に概略的に示した全体図、第２図は第１図のファン
に類似した、但し、空気式軸受を備えているファンの駆
動部における機械的な細部を拡大して示した図、第３図はラジアルフィーダを第１図の縮尺によって示し
た底面図である。［符号一覧コ１０・・・ファン１１・・・ガス搬送部１２・・・駆動部１３・・・上位の制限壁１４・・・下位の制限壁１５・・・案内兼分離部材１６・・・ラジアルフィーダ１７・・・１５の表面輪郭１８・・・上位のガス通路１つ・・・ガス流動方向を示す矢印２０・・・下位のガス通路２１・・・ガス流動方向を示す矢印２２・・・ガスの流動する軌道３０・・・ケーシング３１・・・リングフランジ３２・・・３１の開口部３３・・・シセフト３４・・・上位のラジアル軸受３５・・・下位のラジアル軸受３６・・・ばね弾性の支承部３７・・・ロータ巻線３８・・・ステータ巻線３つ・・・給電装買４５・・・上位のシール部材４６・・・下位のシール部材４７・・・ポンプ室４８・・・ロック室４９・・・第１の駆動室５０・・・第２の駆動室５１・・・第３の駆動室５２・・・第４の駆動室５５・・・圧縮空気ポンプ５６・・・圧縮空気導管５つ・・・オイル６０・・・オイルパン６１・・・熱交換器６２・・・潤滑オイルポンプ６３・・・第１の潤滑オイル導管６４・・・第２の潤滑オイル導管６５・・・第３の潤滑オイル導管６６・・・第４の潤滑オイル、１１管６７・・・第５の潤滑オイル導管６８・・・コンプレッサ７０・・・真空ポンプ７１・・・オイル分離器７２・・・オイル遠送導管７３・・・還送オイルポンプ７４・・・サクションバイブ７５・・・冷却オイルポンプ７６・・・第１の冷却オイル導管７７・・・第２の冷却オイル導管７８・・・第１の圧力センサー７９・・・第２の圧力センサー８０・・・レギュレータ８５・・・軸方向付加部８６・・・切　欠８７・・・リング状の中間スペース９０・・・上位の魚骨状空気軸受９１・・・第１の通路９２・・・下位の魚骨状空気軸受９３・・・３０の軸方向穿孔部９４・・・第２の通路９５・・・スロットル９６・・・分岐導管９７・・・第２の圧縮空気ポンプ９８・・・排出通路９９・・・スロットル１０５・・・電磁石１０６・・・接続導線１０７・・・接続ブシュ１０８・・・磁化されたゾーン１２５・・・１６の下面１２６．１２６ａ　、１２６ｂ　−・・螺旋溝１２７．
１２７ａ　、１２７ｂ　・・・ウェブ１２８・・・ラジ
アルフィーダ回転軸線からの螺旋溝端部の距離

Claims

【特許請求の範囲】

（１）大量のガス、特にガス搬送方式による高出力レー
ザー内のガスを循環させるためのファンであって、ガス
搬送部（１１）における２本のガス通路（１８）、（２
０）間に位置する接続区域内に配置されたラジアルフィ
ーダ（１６）と、このラジアルフィーダ（１６）に相対
回動不能に結合されたシャフト（３３）を有する駆動部
（１２）とを備えており、シャフト（３３）が圧密なケ
ーシング（３０）内に軸方向および半径方向で支承され
且つ１つの駆動装置（３７）、（３８）を有しており、
この場合、ラジアルフィーダ（１６）の下面（１２５）
とケーシング（３０）の上面（切欠８６）とこの両者間
に位置する第１のガス室（８７）と螺旋溝装置（１２６
）、（１２６ａ）、（１２６ｂ）とが１つのアキシャル
螺旋溝軸受を形成しており、更にこの場合、シャフト（
３３）がアキシャル螺旋溝軸受のすぐ下でケーシング（
３０）の開口部（３２）内に密接案内され、且つこの箇
所でシャフト（３３）には第１の空気式ラジアルピボッ
ト軸受（９０）が設けられており、更にこの場合、開口
部（３２）がシャフト（３３）を貫通させる第２のガス
室（５０）、（５１）内に開口し、第２のガス室（５０
）、（５１）内ではシャフト（３３）に駆動要素が設け
られており、更にこの場合、シャフト（３３）がラジア
ルフィーダ（１６）とは反対側の端部で開口部（３２）
に整合された袋穴（９３）内に密接案内され、且つこの
箇所でシャフト（３３）には第２の空気式ラジアルピボ
ット軸受（９２）が設けられており、更にこの場合、シ
ャフト（３３）の自由端部と袋穴（９３）の基底部との
間には第３のガス室（５２）が設けられて、このガス室
（５２）内にシャフト（３３）を軸方向で支承するため
の手段が配置されている形式のものにおいて、ラジアル
フィーダ（１６）の下面（１２５）に螺旋溝（１２６）
、（１２６ａ）、（１２６ｂ）が設けられており、第１の通路（９１）が第１のガス室（８７）を第２のガ
ス室（５０）、（５１）に接続しており、第２の通路（
９４）が第２のガス室（５０）、（５１）を第３のガス
室（５２）に接続しており、排出通路（９８）が第２の
ガス室（５０）、（５１）から外部に案内されているこ
とを特徴とするファン。
（２）排出通路（９８）内に調節自在なスロットル（９
９）が配置されていることを特徴とする前記特許請求の
範囲第（１）項記載のファン。
（３）圧縮ガスポンプ（９７）が第３のガス室（５２）
に接続されており、第２の通路（９４）内にスロットル
（９５）が配置されていることを特徴とする前記特許請
求の範囲第（１）項又は第（２）項に記載のファン。
（４）圧縮ガスポンプ（９７）がファンによって搬送さ
れるガスと同じガスによって駆動されるようになってい
ることを特徴とする前記特許請求の範囲第（３）項記載
のファン。
（５）シャフト（３３）を支承するための軸方向のばね
弾性的な力が磁力としてもたらされるように構成されて
いることを特徴とする前記特許請求の範囲第（１）項〜
第（４）項のいづれか１項に記載のファン。
（６）シャフト（３３）の下端部に磁化可能なゾーン（
１０８）が設けられており、ケーシング（３０）内にお
けるシャフト（３３）の端部下方に電磁石（１０５）が
配置されていることを特徴とする前記特許請求の範囲第
（５）項記載のファン。
（７）電磁石（１０５）がシャフト（３３）の下端部を
引き寄せる複数の永久磁石から構成されており、これら
の永久磁石にはその作用を弱める界磁巻線が設けられて
いることを特徴とする前記特許請求の範囲第（６）項記
載のファン。