(57)【要約】【課題】  シール部付近に滞留するオイルが、ガス圧縮室に浸入することを防止できる。【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を区画するシールプレート１０とを有すると共に、このシールプレート１０には回転軸４を貫通させる貫通孔１Ａを穿設すると共にこの貫通孔１Ａと回転軸４との間に軸受５、６の潤滑油がガス圧縮室Ｃに混入することを防止するシール部Ｓが具備された高速回転機器であり、シールプレート１０はそのモータ室側面がシール部Ｓに向かって切り上げられるテーパ面１０Ｔで形成される。【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シールプレートとを有すると共に、このシールプレートには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前記軸受機構の潤滑油がガス圧縮室に混入することを防止するシール部が具備された高速回転機器において、前記シールプレートはそのモータ室側が前記シール部に向かって切り上げられるテーパ面で形成されたことを特徴とする高速回転機器。
【請求項２】
前記シールプレートには前記テーパ部における前記回転軸側に、その回転軸に面して立位部が形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。
【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３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に浸入しないよう、ガス圧縮室Ｃとモータ室Ｍとを区画するシールプレート１０におけるシール部Ｓで遮断すると共に、モータ室Ｍが排気通路を介して真空ポンプで排気される方式が採用されている。
【特許文献１】特開２００３−３２８９８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したシールプレート１０の少なくともモータ室Ｍ側の面は平面状であり、オイルミストが付着し、運転停止中にはシール部Ｓ付近にもオイルが滞留しやすい。
【０００６】
そして、運転前、停止中、あるいは停止直後においては、モータ室Ｍを排気する真空ポンプが定常運転されておらず、モータ室Ｍの真空排気が十分でないので、ガス圧縮室Ｃと所定の差圧が得られていない場合があり、上記滞留したオイルがシール部Ｓからガス圧縮室Ｃに浸入し、ガス循環回路を汚染することがあった。
【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シールプレートとを有すると共に、このシールプレートには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軸受機構の潤滑油がガス圧縮室に混入することを防止するシール部が具備された高速回転機器であり、シールプレートはそのモータ室側がシール部に向かって切り上げられるテーパ面で形成されたことを特徴とする。
【０００９】
また、シールプレートにはテーパ部における回転軸側に、その回転軸に面して立位部が形成されたことも、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、モータ室のオイルミストが集まってシール部付近に滞留しているオイルが、ガス圧縮室に浸入することを防止できる。
【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Ｍとはシールプレート１０で区画されている。
【００１３】
ところで、回転軸４には軸芯上に中空孔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の下方域に浸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に浸入しないように、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、シールプレート１０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】
また、回転軸４にはシール部Ｓに面して円板状のスリンガ１１を具備することにより、シール部Ｓにおける隙間がモータ室Ｃ側の空間を直接臨むことを避けることで、オイルミストがモータ室Ｍからガス圧縮室Ｃに浸入することを抑制している。
【００１６】
上記のように、オイルミストがモータ室Ｍからガス圧縮室Ｃに流れ込まないよう構成する一方、モータ室Mをその外部に設置した真空ポンプにて真空に排気することでも、モータ室Ｍに充満した潤滑用のオイルＬのオイルミストが、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。
【００１７】
さらに、シールプレート１０は、そのモータ室側面がシール部Ｓに向かって切り上げられるテーパ面１０Ｔで形成されている。このシールプレート１０のモータ室側面にはオイルミストが付着するが、運転停止中でモータ室が真空排気されていないときでシール部Ｓをモータ室Ｍからガス圧縮室Ｃに向けてガス流が形成されていなくても、テーパ面１０Ｔに付着したオイルがシール部Ｓからテーパ面に沿って分散することによりシール部Ｓ付近に滞留しなくなるので、真空ポンプが定常運転に達する前でモータ室Ｍとガス圧縮室Ｃとで所定の差圧が得られていない場合であっても、従来のように、シール部Ｓ付近に滞留したオイルがガス圧縮室Ｃに浸入してガス循環回路を汚染することがなくなった。
【００１８】
また、図２に示すように、シールプレート１０にはテーパ部１０Ｔにおける回転軸４側に、その回転軸に面して立位部１２を形成してもよい。この場合も、シールプレート１０に付着したオイルがテーパ面１０Ｔに沿って分散し、しかも、オイルがシール部Ｓに達することを機械的に阻止できる。また、立位部１２には十分に長いシール部Ｓを形成することができシール性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】本発明による高速回転機器のシール部付近の変形例を示す断面図である。
【図３】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】
【００２０】
２  モータ
４  回転軸
５、６  軸受
７  ターボ翼
１０  シールプレート
１０Ｔ  テーパ面
Ｃ  ガス圧縮室
Ｍ  モータ室
Ｓ  シール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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