(57)【要約】【課題】  潤滑油の油量の管理を容易にすると共に、モータ室の真空排気量を安定する。【解決手段】  ガス圧縮を行なうターボ翼７と、このターボ翼７を高速回転駆動するモータ２と、この両者を連結する垂直に配設された回転軸４と、この回転軸４を回転自在に保持する軸受５、６と、ターボ翼７が配設されたガス圧縮室Ｃと軸受５、６およびモータ２が配設されたモータ室Ｍを区画する区画壁１Ｄを有し、この区画壁１Ｄに回転軸４を貫通させる貫通孔を穿設すると共にこの貫通孔と回転軸４との間にシール部Ｓと共に、モータ室Ｍの下方位のオイル槽１Ｙから、オイルＬを回転軸４の中心軸内方に穿設された中空孔４Ｈにより吸い上げて軸受５、６に供給する潤滑油供給機構を具備した高速回転機器であり、モータ室Ｍ内のオイルＬがガス圧縮室Ｃに混入しないようにモータ室Ｍ内を真空排気する真空ポンプＶＰがオイル槽１Ｙに排気パイプＲを介して接続されると共に、多孔質部材１０を介してオイル槽１Ｙ及びモータ室Ｍを排気する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス圧縮を行なうターボ翼と、このターボ翼を高速回転駆動するモータと、この両者を連結する垂直に配設された回転軸と、この回転軸を回転自在に保持する軸受機構と、前記ターボ翼が配設されたガス圧縮室と前記軸受機構およびモータが配設されたモータ室を区画する区画壁を有し、この区画壁に前記回転軸を貫通させる貫通孔を穿設すると共にこの貫通孔と回転軸との間にシール機構と共に、前記モータ室の下方位の潤滑油貯留部から、潤滑油を前記回転軸の中心軸内方に穿設された供給孔により吸い上げて前記軸受機構に供給する潤滑油供給機構を具備した高速回転機器において、前記モータ室内の潤滑油がガス圧縮室に混入しないようにモータ室内を真空排気する排気手段が前記潤滑油貯留部に排気通路を介して接続されると共に、多孔質部材を介して潤滑油貯留部及びモータ室を排気するよう構成されたことを特徴とする高速回転機器。
【請求項２】
前記多孔質部材の少なくとも一部が、前記潤滑油貯留部内の潤滑油に浸漬されるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載された高速回転機器。
【請求項３】
前記多孔質部材は筒状であることを特徴とする請求項２に記載された高速回転機器。
【請求項４】
前記排気経路の途中に、潤滑油の給油口を設けたことを特徴とする請求項１〜３に記載された高速回転機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば気体レーザ発振器装置におけるガス循環用の電動コンプレッサとしてのブロワ等に適用できるターボ形の高速回転機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばフロー型二酸化炭素ガスレーザ発振器装置の場合、炭酸ガスと他のガスの混合ガスを流しながら圧縮し、レーザ発振器に供給して共振させるようになっており、装置内にガス循環回路が構成されている。その循環回路の構成における一要素のブロワとしてターボ翼を高速で回転させてガスを圧縮し、レーザ発振器に供給するターボ形高速回転機器が使用されている。
【０００３】
この種のターボ形高速回転機器は、図２に示すように、ハウジング１内の上方にターボ翼７が回転可能に配設され、ガスを圧縮して排出する機構を設けるとともに、下方にはこのターボ翼７を高速回転駆動させるモータ２が配設されている。そして、このモータ２の回転子２Ｍとターボ翼７ならびに回転軸４等からなる回転体は、機械的な軸受方式で軸受けされ、軸受５、６を潤滑するオイルＬを供給する機構が併設されている。そのため、オイルミストが発生するが、このオイルミストがガス圧縮室Ｃに流れ込み、ガス循環回路に流入するとレーザ発振器などに流入し、レーザの発振機能を低下させる。
【０００４】
このことから、このオイルミストがガス圧縮室Ｃに侵入しないよう、ガス圧縮室Ｃとモータ室Ｍとをシール部Ｓで遮断すると共に、モータ室Ｍを真空ポンプＶＰで排気する方式が採用されている。
【特許文献１】特開２００３−３２８９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した方式では、モータ室Ｍから排気したガス中のオイルミストを回収するために、モータ室Ｍと真空ポンプＶＰとの間に多孔質材からなるオイルミストトラップ１０１を備えているが、オイル槽１ＹのオイルＬが所定量以下になったり、オイルミストトラップ１０１のオイルＬが所定量以上になったりしたとき、運転を停止して、オイルミストトラップ１０１にて回収したオイルＬをオイル槽１Ｙに戻す必要があり不便であった。
【０００６】
また、多孔質材のオイルミストトラップ１０１は、オイルＬを吸収することにより、そこでの圧力損失が急激に大きく変化するので、モータ室Ｍからの真空排気量が低下し、ひいては、モータ室Ｍからガス圧縮室Ｃへガスが流れ込む。それを防止するため、オイルミストトラップ１０１が十分にオイルを吸収した状態を考慮して、真空ポンプＶＰの排気容量は大きめに設定される。しかしながら、逆に、運転開始初期の状態でオイルミストトラップ１０１に十分な量のオイルが吸収されていないと、ガス圧縮室Ｃから多量のガスを排気することとなり、ターボ翼７によるガス循環の効率が低下した。そこで、オイルミストトラップ１０１における圧力損失の変動を一定範囲内に抑制するため、予め使用者がオイルミストトラップ１０１の多孔質材にオイルをなじませる処置を行なう必要があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決する高速回転機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するため、本発明は、ガス圧縮を行なうターボ翼と、このターボ翼を高速回転駆動するモータと、この両者を連結する垂直に配設された回転軸と、この回転軸を回転自在に保持する軸受機構と、ターボ翼が配設されたガス圧縮室と軸受機構およびモータが配設されたモータ室を区画する区画壁を有し、この区画壁に回転軸を貫通させる貫通孔を穿設すると共にこの貫通孔と回転軸との間にシール機構と共に、モータ室の下方位の潤滑油貯留部から、潤滑油を前記回転軸の中心軸内方に穿設された供給孔により吸い上げて軸受機構に供給する潤滑油供給機構を具備した高速回転機器において、モータ室内の潤滑油がガス圧縮室に混入しないようにモータ室内を真空排気する排気手段が前記潤滑油貯留部に排気通路を介して接続されると共に、多孔質部材を介して潤滑油貯留部及びモータ室を排気するよう構成されたことを特徴とする。
【０００９】
また、（１）多孔質部材の少なくとも一部が潤滑油貯留部内の潤滑油に浸漬されるよう構成されること、（２）多孔質部材が筒状であること、（３）排気経路の途中に潤滑油の給油口を設けたことも、本発明に包含される特徴である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明が提供する高速回転機器は以上説明したとおりであるから、潤滑油の油量の管理が容易であると共に、モータ室の真空排気量が安定するので、オイルミストを含んだガスがガス圧縮室に侵入することを防止する一方、ガス圧縮室のガスを必要以上に排気してターボ翼によるガス循環量を低下することも防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明が提供する高速回転機器を、図１に示す実施例に従って説明する。ハウジング１の内方でその上方にターボ翼７が回転可能に配設され、同じく下方にはこのターボ翼７を高速回転駆動させるモータ２が配設され、両者が回転軸４にて連結されている。このモータ２はハウジング１の側に固設された電極コイル２Ｋと、この電極コイル２Ｋに対応して回転軸４に固設された回転子２Ｍで構成され、電極コイル２Ｋにインバータ３から電気エネルギーが供給される。
【００１２】
回転軸４は上部軸受５と下部軸受６を介してハウジング１に対し、回転可能に保持されているが、この回転軸４の上方に形成された取付軸４Ｓにターボ翼７が固設されている。このモータ２と回転子２Ｍおよび回転軸４からなる回転体が軸受機構を構成する上部軸受５と下部軸受６に保持されている。なお、この上部軸受５と下部軸受６はモータ室Ｍ内に配設されている。ターボ翼７がモータ２によって高速回転駆動されると、ガスは吸気口１Ｋから吸入され、圧縮されて排気口１Ｈより排出される。この吸気口１Ｋから排気口１Ｈまでがガス圧縮室Ｃを形成する。この排気口１Ｈからのガスは上記したようにガス循環回路（図示せず）を経てレーザ発振器（図示せず）に供給される。そして、ガス圧縮室Ｃとモータ室とは区画壁１Ｄで区画されている。
【００１３】
ところで、回転軸４には図１に示すとおり、軸芯上に中空孔４Ｈが形成されているが、この下方部位がオイル槽１Ｙ内にある潤滑用のオイルＬに浸漬されている。したがって、中空孔４Ｈの下方域に侵入している潤滑用のオイルＬは、回転軸４の回転による遠心力の作用を受けて中空孔４Ｈの内方を上方に移動し、この作用で中空孔４Ｈはポンプ機能を発揮する。こうして潤滑用のオイルＬは順次上方へ送り出され、射出孔４Ｔより外方に放出されてモータ２の冷却や上部軸受５と下部軸受６の潤滑を行なう。潤滑や冷却を終えた潤滑用のオイルＬは再び下方のオイル槽１Ｙに溜められ、再び吸い上げられて循環する。このように潤滑用のオイルＬは、循環して上部軸受５や下部軸受６の潤滑を行なう。
【００１４】
一方、モータ室Ｍのオイルミストがガス圧縮室Ｃに侵入しないように、ガス圧縮室Ｃとモータ室Ｍとはシール部Ｓで遮断される。すなわち、ハウジング１には上部軸受５の上方位置において回転軸４が非接触で貫通できる範囲の最小径の貫通孔１Ａが穿設され、回転軸４と協働してシール部Ｓが形成される。このシール部Ｓはたとえばラビリンスシール等が適用される。ラビリンスシール以外にも、単純隙間流路のガスシールも採用される。この場合、シール部Ｓは、回転軸４と貫通孔１Ａとの間隙は通常数１０ミクロンに設定されている。
【００１５】
一方、オイル槽１Ｙは排気パイプＲを介して外設した真空ポンプＶＰにて真空に排気されることで、連設されたモータ室Ｍも真空排気される。これは、上記したように、モータ室Ｍが潤滑用のオイルＬのミストが充満しており、シール部Ｓの小さい隙間からガス圧縮室Ｃに漏洩するのを防止するためである。
【００１６】
さらに特徴的には、排気パイプＲは多孔質部材１０を介してこのオイル槽１Ｙを排気するよう構成されている。なお、多孔質部材として、例えば、焼結金属あるいは不織布が使用される。
【００１７】
そして、多孔質部材１０には、オイル槽１Ｙにオイルを給油する際に給油口１１から注油したオイルの一部が多孔質部材１０に吸収されるので、使用開始の時点から多孔質部材１０にオイルが吸収されていることから、作動中の圧力損失の変動が抑制されるので、モータ室Ｍの真空排気量が安定し、オイルミストを含んだガスがガス圧縮室Ｃに侵入することを防止する一方、ガス圧縮室Ｃにおけるガスを必要以上に排気してターボ翼７によるガス循環量を低下することも防止される。
【００１８】
また、この多孔質部材１０をオイル槽１ＹのオイルＬに浸漬することにより、多孔質部材１０がオイル槽１ＹのオイルＬを吸い上げるので、停止中においても、多孔質部材１０はオイルＬを含んでおり、使用開始時点における圧力損失の変動が抑制される。
【００１９】
さらに、多孔質部材１０は中空状の筒状部材であってもよい。この形態の多孔質部材であってもオイルに浸漬することにより、真空ポンプにより排気されるガスは必ずオイルを含んだ多孔質部材１０を必ず透過するので、排気されるガスに含まれるオイルは多孔質部材１０にトラップされる。
【００２０】
なお、排気パイプＲに給油口１１を設けることにより、オイル槽１Ｙへのオイル供給手段と多孔質部材１０へのオイル供給手段を別々に設ける必要がなく構造の簡素化や部品点数の削減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による高速回転機器の基本的な構成を示す断面図である。
【図２】従来の高速回転機器の基本的な構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１Ｙ  オイル槽
２  モータ
４  回転軸
５、６  軸受
７  ターボ翼
１０  多孔質部材
Ｃ  ガス圧縮室
Ｍ  モータ室
ＶＰ  真空ポンプ
Ｒ  排気パイプ
【図１】
2006177281.tif 000003
【図２】
2006177281.tif 000004