(57)【要約】      （修正有）【課題】磁力を用いた変速機に含まれる磁性体の温度上昇を抑制する流体機械、冷却塔及び変速機を提供する。【解決手段】変速機１３は、駆動機１１に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータ１４と、羽根車１２に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第１ロータを周方向に囲む第２ロータ１５と、第２ロータを周方向に沿って囲むハウジング１６と、第１ロータと第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つハウジングに連結している複数の磁性体１７−１、１７−６と、羽根車側の端部が広がっており且つハウジングを周方向に沿って間隔を設けて囲む胴管３１と、を有する。羽根車によって移送された流体が、ハウジングの外表面と前記胴管の内表面とで囲まれた空間を通る。【選択図】図２
2018112078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機と、
羽根車と、
前記駆動機と前記羽根車の間に設けられた変速機と、
を備え、
前記変速機は、
前記駆動機に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータと、
前記羽根車に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第１ロータを周方向に囲む第２ロータと、
前記第２ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、
前記第１ロータと前記第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結している複数の磁性体と、
前記羽根車側の端部が広がっており且つ前記ハウジングを周方向に沿って間隔を設けて囲む胴管と、
を有し、
前記羽根車によって移送された流体が、前記ハウジングの外表面と前記胴管の内表面とで囲まれた空間を通る流体機械。
【請求項２】
前記流体は気体であり、
前記ハウジングには、気体が流入する流入口と、気体を排出する排出口が設けられており、
前記羽根車によって移送された気体が前記流入口を介して前記変速機内に流入し、流入した気体が前記排出口から排出される
請求項１に記載の流体機械。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記羽根車側に設けられた軸受ハウジングと、前記駆動機側に設けられた磁性体ハウジングとを有し、
前記流入口から流入した気体が前記排出口に抜けるように前記磁性体ハウジングに排出穴が設けられている
請求項２に記載の流体機械。
【請求項４】
前記変速機は、前記複数の磁性体の間に設けられ複数の磁性体を支持する支持部を更に有し、
前記排出穴は、前記気体が前記支持部の表面に沿って流れるように配置されている
請求項２または３に記載の流体機械。
【請求項５】
前記第２ロータに貫通孔が設けられており、
前記流入口から流入した気体は、前記貫通孔を通り、その後に前記磁性体の周囲を通り、その後に前記排出穴を通って、前記排出口から排出される
請求項３または４に記載の流体機械。
【請求項６】
前記排出穴は、
前記磁性体が配置されている位置よりも径方向に内側に設けられ且つ前記周方向に間隔を設けて配置された複数の第１の排出穴と、
前記磁性体が配置されている位置よりも径方向に外側に設けられ且つ前記周方向に間隔を設けて配置された複数の第２の排出穴と、
を有する請求項２から５のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項７】
前記排出穴は、前記周方向に間隔を設けて複数設けられており、
前記複数の排出穴は、前記磁性体が配置されている位置よりも径方向に内側に設けられている
請求項２から４のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項８】
前記変速機は、前記羽根車によって移送された流体を前記流入口に案内する案内部を更に有する
請求項２から７のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項９】
前記案内部は、前記胴管の内表面と前記ハウジングの外表面との間に設けられており、前記羽根車側に広がっている
請求項８に記載の流体機械。
【請求項１０】
前記ハウジングの外表面に設けられているフィンを更に備える
請求項１から９のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項１１】
前記変速機は、減速機である
請求項１から１０のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項１２】
当該流体機械は、送風機である
請求項１から１１のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の流体機械を備える冷却塔。
【請求項１４】
駆動機と羽根車との間に設けられる変速機であって、
前記駆動機に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータと、
前記羽根車に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第１ロータを周方向に囲む第２ロータと、
前記第２ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、
前記第１ロータと前記第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結している複数の磁性体と、
前記羽根車側の端部が広がっており且つ前記ハウジングを周方向に沿って間隔を設けて囲む胴管と、
を有し、
前記羽根車によって汲み上げられた流体が、前記ハウジングの外表面と前記胴管の内表面とで囲まれた空間を通る変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体機械、冷却塔及び変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体機械には、羽根車（またはファン）を回転して流体（例えば、気体または液体）の流れを作るものがあり、例えば、ポンプ、送風機などがある。特許文献１には、ファンと駆動するモータは、動力伝達機のベルトにより、回転数を変速して伝達するベルト可変送風装置が開示されており、これが冷却塔に適用可能であることが開示されている。特許文献２には、モータの出力軸に歯車減速機を介して、モータの動力をファンに伝達することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５５−１３７３９２号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの従来の装置はベルトや歯車による動力伝達および変速機構にて構成されており、機械的な部品の接触、摺動が発生する。このため、潤滑油や部品のメンテナンスが必要になり、メンテナンス作業に時間及び費用等がかかるという問題があった。これに対し、磁力を用いた変速機（例えば、磁気減速機）を使用することにより、磁気的な結合のため、非接触でモータ出力を伝達および減速が可能となり、メンテナンスを不要にすることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、磁力を用いた変速機は、中間固定子の磁性体において回転磁界による渦電流損失が発生し、その損失による発熱が生じる。構造体の表面積からの冷却で十分な場合は問題にならないが、高出力や小型化した場合、磁性体の発熱による温度上昇が問題となる場合があり、冷却効果を向上させる必要がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、磁力を用いた変速機に含まれる磁性体の温度上昇を抑制することを可能とする流体機械、冷却塔及び変速機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】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る流体機械は、駆動機と、羽根車と、前記駆動機と前記羽根車の間に設けられた変速機と、を備え、前記変速機は、前記駆動機に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータと、前記羽根車に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第１ロータを周方向に囲む第２ロータと、前記第２ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、前記第１ロータと前記第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結している複数の磁性体と、前記羽根車側の端部が広がっており且つ前記ハウジングを周方向に沿って間隔を設けて囲む胴管と、を有し、前記羽根車によって移送された流体が、前記ハウジングの外表面と前記胴管の内表面とで囲まれた空間を通る。
【０００８】
この構成によれば、羽根車によって移送される流体により、ハウジングの外表面から熱を奪われ、ハウジングが冷却される。このため、ハウジングに連結された磁性体も冷却されるので、磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る流体機械は、第１の態様に係る流体機械であって、前記流体は気体であり、前記ハウジングには、気体が流入する流入口と、気体を排出する排出口が設けられており、前記羽根車によって移送された気体が前記流入口を介して前記変速機内に流入し、流入した気体が前記排出口から排出される。
【００１０】
この構成によれば、変速機内に流入した気体が磁性体を冷却するので、磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様に係る流体機械は、第２の態様に係る流体機械であって、前記ハウジングは、前記羽根車側に設けられた軸受ハウジングと、前記駆動機側に設けられ且つ前記磁性体に連結している磁性体ハウジングとを有し、前記流入口から流入した気体が前記排出口に抜けるように前記磁性体ハウジングに排出穴が設けられている。
【００１２】
この構成によれば、流入口から流入した気体が磁性体ハウジングを冷却することにより、磁性体ハウジングに連結している磁性体の温度上昇を抑えることができる。
【００１３】
本発明の第４の態様に係る流体機械は、第２または３の態様に係る流体機械であって、前記変速機は、前記複数の磁性体の間に設けられ複数の磁性体を支持する支持部を更に有し、前記排出穴は、前記気体が前記支持部の表面に沿って流れるように配置されている。
【００１４】
この構成によれば、流入口から流入した気体が支持部２０の表面を気体が流れ、支持部を介して磁性体を冷却するので、磁性体の温度上昇を抑えることができる。
【００１５】
本発明の第５の態様に係る流体機械は、第３または４の態様に係る流体機械であって、前記第２ロータに貫通孔が設けられており、前記流入口から流入した気体は、前記貫通孔を通り、その後に前記磁性体の周囲を通り、その後に前記排出穴を通って、前記排出口から排出される。
【００１６】
この構成によれば、気体によって磁性体が冷却されるので、磁性体の温度上昇を抑えることができる。
【００１７】
本発明の第６の態様に係る流体機械は、第２から５のいずれか一つの態様に係る流体機械であって、前記排出穴は、前記磁性体が配置されている位置よりも径方向に内側に設けられ且つ前記周方向に間隔を設けて配置された複数の第１の排出穴と、前記磁性体が配置されている位置よりも径方向に外側に設けられ且つ前記周方向に間隔を設けて配置された複数の第２の排出穴と、を有する。
【００１８】
この構成によれば、支持部の一方側と他方側を気体が通過するので、支持部の両側から磁性体を冷却するので、磁性体の温度上昇抑制効果を向上させることができる。
【００１９】
本発明の第７の態様に係る流体機械は、第２から４のいずれか一つの態様に係る流体機械であって、前記排出穴は、前記周方向に間隔を設けて複数設けられており、前記複数の排出穴は、前記磁性体が配置されている位置よりも径方向に内側に設けられている。
【００２０】
この構成によれば、気体が、磁性体の周囲を回って排出されるので、気体が磁性体を冷却する時間を長くとることができ、磁性体の温度上昇の抑制効果を向上させることができる。
【００２１】
本発明の第８の態様に係る流体機械は、第１から７のいずれか一つの態様に係る流体機械であって、前記変速機は、前記羽根車によって移送された流体を前記流入口に案内する案内部を更に有する。
【００２２】
この構成によれば、羽根車によって移送された流体を流入口に案内することができる。
【００２３】
本発明の第９の態様に係る流体機械は、第１から８のいずれか一つの態様に係る流体機械であって、前記案内部は、前記胴管の内表面と前記ハウジングの外表面との間に設けられており、前記羽根車側に広がっている。
【００２４】
この構成によれば、羽根車によって移送された流体のうち、胴管の内表面とハウジングの外表面の間に流入した流体を流入口に案内することができる。
【００２５】
本発明の第１０の態様に係る流体機械は、第１から９のいずれか一つの態様に係る流体機械であって、前記ハウジングの外表面に設けられているフィンを更に備える。
【００２６】
この構成によれば、フィンにより空気との接触表面積を大きくなるので、放熱効果を向上させることができるので、磁性体の温度上昇の抑制効果を向上させることができる。
【００２７】
本発明の第１１の態様に係る流体機械は、第１から１０のいずれか一つの態様に係る流体機械であって、前記変速機は、減速機である。
【００２８】
本発明の第１２の態様に係る流体機械は、第１から１１のいずれか一つの態様に係る流体機械であって、当該流体機械は、送風機である。
【００２９】
本発明の第１３の態様に係る冷却塔は、第１から１２のいずれか一つの態様に係る流体機械を備える。
【００３０】
本発明の第１４の態様に係る変速機は、駆動機と羽根車との間に設けられる変速機であって、前記駆動機に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータと、前記羽根車に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第１ロータを周方向に囲む第２ロータと、前記第２ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、前記第１ロータと前記第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結している複数の磁性体と、前記羽根車側の端部が広がっており且つ前記ハウジングを周方向に沿って間隔を設けて囲む胴管と、を有し、前記羽根車によって汲み上げられた流体が、前記ハウジングの外表面と前記胴管の内表面とで囲まれた空間を通る。
【００３１】
この構成によれば、羽根車によって移送される流体により、ハウジングの外表面から熱を奪われ、ハウジングが冷却される。このため、ハウジングに連結された磁性体も冷却されるので、磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一態様によれば、羽根車によって移送される流体により、ハウジングの外表面から熱を奪われ、ハウジングが冷却される。このため、ハウジングに連結された磁性体も冷却されるので、磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施形態に係る冷却塔１の模式断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る送風機１０の概略断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面の概略断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ’断面の概略断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ’断面の概略断面図である。
【図６】図２のＤ−Ｄ’断面の概略断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る変速機１３内の空気の流れを示す模式図である。
【図８】第２の実施形態に係る送風機１０ｂの概略断面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ’断面の概略断面図である。
【図１０】図８のＦ−Ｆ’断面の概略断面図である。
【図１１】第２の実施形態に係る変速機１３ｂ内の空気の流れを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、羽根車を回転して流体（例えば、気体または液体）の流れを作る流体機械に適用可能であり、そのような流体機械には、例えば、ポンプ、送風機などがある。以下、各実施形態では、送風機を例に説明する。
＜第１の実施形態＞
まず図１を用いて、第１の実施形態に係る冷却塔１の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る冷却塔１の模式断面図である。冷却塔１は一例として、大気と熱媒体が逆向きに対向するように流れる向流型である。図１に示すように、冷却塔１の頂部には、送風機１０が設けられている。
【００３５】
この外気導入口２１より上方に位置する冷却塔１の内部に被冷却水を散水する散水管２２が設けられている。また、散水管２２の下方に充填材２３が設けられている。更に、送風機１０、散水管２２及び充填材２３を覆う筐体２６が設けられ、筐体２６には、外気導入口２１が設けられている。外気導入口２１には散水管２２からの被冷却水の液滴が外部に飛散するのを防止するルーバ２４が設けられている。また、冷却塔１の下部には下部水槽２５が設けられている。
【００３６】
冷却塔１において、負荷部（例えば不図示の冷凍機）から送られてくる高温の循環冷却水を散水管２２を通して充填材２３上に散水する。散水された水は充填材２３を流下中に循環冷却水と向流式に外気と接触し、一部を蒸発し、気化の潜熱作用により冷却し、下部水槽２５に流入する。下部水槽２５の冷却された水は不図示のポンプにより冷凍機に送られる。
【００３７】
続いて、図２を用いて、第１の実施形態に係る送風機１０の構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る送風機１０の概略断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面の概略断面図である。図２及び図３において軸方向はｚ方向であり、周方向はｚ軸周りの方向である。
図２に示すように、送風機１０は、駆動機の一例である電動機（モータ）１１と、羽根車１２と、電動機１１と羽根車１２の間に設けられた変速機１３とを備える。変速機１３は、一端部が電動機１１の回転軸に連結しており、他端部が羽根車１２に連結している。これにより、電動機１１の回転を変速して変速後の動力を羽根車１２に伝達する。本実施形態に係る変速機１３は一例として減速機であり、電動機１１の回転を減速して減速後の動力を羽根車１２に伝達する。電動機１１は、電源ケーブル１１２を介して電力が供給される。
【００３８】
図２及び図３に示すように、変速機１３は、電動機１１の回転軸１１１に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石Ｉ１、…、Ｉ４を有する第１ロータ１４を有する。第１ロータ１４は、軸受４４によって支持されており、電動機１１の回転軸１１１の回転に伴って回転する。
具体的には例えば、図３に示すように、第１ロータ１４は、鉄芯１４１と、鉄芯１４１の外周面に配置され且つ径方向に着磁された磁力を有する磁石Ｉ１、…、Ｉ４を有する。磁石Ｉ１、…、Ｉ４は例えば永久磁石であり、具体的には例えば希土類焼結磁石である。また、磁石Ｉ１、…、Ｉ４は、互いに絶縁された複数の磁石部材が軸方向に積層されたものである。この構成によれば、磁石Ｉ１、…、Ｉ４に流れる電流が軸方向に分断されることで磁石の発熱を抑制することができるため、磁石Ｉ１、…、Ｉ４の磁力の低減を防止することができる。
【００３９】
更に、変速機１３は、羽根車１２に連結された回転シャフト１９と、当該回転シャフト１９に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第１ロータ１４を周方向に沿って囲む第２ロータ１５とを有する。このように、第２ロータ１５は、回転シャフト１９を介して羽根車１２に連結している。回転シャフト１９は、軸受４１、４２、４３によって支持されており、第２ロータ１５が回転するのに伴って、回転シャフト１９が回転する。
【００４０】
具体的には例えば、図３に示すように、磁石Ｅ１、…、Ｅ１６は第２ロータ１５の内周面に配置されており、径方向に着磁された磁力を有する。磁石Ｅ１、…、Ｅ１６は例えば永久磁石であり、具体的には例えば希土類焼結磁石である。また、磁石Ｅ１、…、Ｅ１６は、互いに絶縁された複数の磁石部材が軸方向に積層されたものである。この構成によれば、磁石Ｅ１、…、Ｅ１６に流れる電流が軸方向に分断されることで磁石の発熱を抑制することができるため、磁石Ｅ１、…、Ｅ１６の磁力の低減を防止することができる。
【００４１】
更に、変速機１３は、第２ロータ１５を周方向に沿って囲むハウジング１６を有する。具体的には、ハウジング１６は、羽根車１２側に設けられた軸受ハウジング１６１と、電動機１１側に設けられた磁性体ハウジング１６２とを有し、磁性体ハウジング１６２が第２ロータ１５を周方向に沿って囲む。ハウジング１６は、更に取付ブラケット１６３−２、１６３−４を有する。取付ブラケット１６３−２、１６３−４については図６で後述する。
【００４２】
更に、変速機１３は、第１ロータ１４と第２ロータ１５の間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ磁性体ハウジング１６２に連結している複数の磁性体１７−１、…、１７−１０を有する。
【００４３】
磁性体それぞれは、互いに絶縁された複数の磁性部材が軸方向に積層されたものである。この構成によれば、磁性体１７−１、…、１７−１０に生じる渦電流が軸方向に分断されることで磁性体の発熱を抑制することができるため、磁力の低減を防止することができる。本実施形態では例えば、磁性部材は珪素鋼板であり、磁性体１７−１、…、１７−１０は、珪素鋼板を軸方向に積層された磁極片である。
【００４４】
なお、磁性部材はアモルファス金属板であってもよい。また、磁性体１７−１、…、１７−１０は、圧粉鉄心あるいはパーマロイであってもよく、その場合、鉄よりも抵抗率が高い材料を用いて構成されていてもよい。この構成によれば、磁性体に渦電流が流れにくくなるので磁性体の発熱を抑制することができるため、磁力の低減を防止することができる。
【００４５】
更に、変速機１３は、非磁性且つ非導電性であり、且つ周方向において複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の間に設けられ複数の磁性体を支持する支持部２０を備える。この構成によれば、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０は、円周状に間隔を設けて配置される。その一例として本実施形態では、磁性体１７−１、…、１７−１０は、円周状に略等間隔で配置されている。本実施形態では一例として支持部２０は、セラミックのフィラーが混合された樹脂（例えば、エポキシなど）から構成されており、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０はこの樹脂によりモールディングされて固定される。この構成によれば、セラミックのフィラーが混合されていることにより、支持部２０の熱伝導率を向上させることができるので、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の熱が支持部２０を介してハウジング１６により伝導しやすくなる。これにより、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の冷却効率を向上させることができる。
【００４６】
更に、変速機１３は、羽根車１２側の端部が広がっており且つハウジング１６を周方向に沿って間隔を設けて囲む胴管３１を備える。図２に示すように、羽根車１２の回転によって、矢印Ａ１から矢印Ａ２に空気が吐き出される。羽根車１２によって移送された空気が胴管３１に流入する。
【００４７】
胴管３１は、羽根車側の端部が広がっているので、羽根車１２によって移送された流体（ここでは一例として空気）が、図２の矢印Ａ３に示すように、ハウジング１６の外表面と胴管３１の内表面とで囲まれた空間に導かれる。これにより、図２の矢印Ａ５に示すように、羽根車１２によって移送された流体（ここでは一例として空気）が、ハウジング１６の外表面と胴管３１の内表面とで囲まれた空間を通る。この構成によれば、羽根車１２によって移送される流体（ここでは一例として気体でありその一例として空気）により、ハウジング１６の外表面から熱を奪われ、ハウジング１６が冷却される。このため、ハウジング１６に連結された磁性体１７−１、…、１７−１０も冷却されるので、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑制することができる。
【００４８】
図２及び図３に示すように、フィン１８−１、…、１８−１６がハウジング１６（具体的には磁性体ハウジング１６２）の外表面に設けられている。フィン１８−１、…、１８−１６は、羽根車１２によって移送された空気の流れを整流する。また、フィン１８−１、…、１８−１６により、空気との接触表面積を大きくなるので、放熱効果を向上させることができるので、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇の抑制効果を向上させることができる。本実施形態に係るフィンの形状は一例として軸方向に直線である。なお、フィンの形状は軸方向に螺旋状であってもよい。
【００４９】
図４は、図２のＢ−Ｂ’断面の概略断面図である。本実施形態では、流体は気体の一つである空気であり、図４に示すように、ハウジング１６には、気体（ここでは空気）が流入する流入口３５−１、…、３５−４が設けられている。また図２に示すように、胴管３１の内表面とハウジング１６の外表面との間に案内部３２が設けられている。図２に示すように案内部３２は羽根車１２側に広がっている。これにより、図２の矢印Ａ５に示すように、羽根車１２によって移送された流体（ここでは気体の一例として空気）のうち、胴管３１の内表面とハウジング１６の外表面の間に流入した流体を流入口３５−１、…、３５−４に案内することができる。
【００５０】
また図４に示すように案内部３２は例えば、断面がリング形状である。この形状を取ることにより、効率的に流入口３５−１、…、３５−４に流体を案内することができる。案内部３２は、四つの第１の取り付けステー３３−１〜３３−４によって、磁性体ハウジング１６２に取り付けられている。また、胴管３１は、四つの第２の取り付けステー３４−１〜３４−４によって、案内部３２に取り付けられている。
【００５１】
図５は、図２のＣ−Ｃ’断面の概略断面図である。図２のＣ−Ｃ’断面には磁性体１７−１、…、１７−１０は存在しないが、二点鎖線で囲まれた領域Ｒ１は、磁性体１７−１、…、１７−１０の配置範囲を表している。
図５に示すように、磁性体ハウジング１６２には、周方向に間隔を設けて排出穴３６−１、…、３６−８が複数設けられており、これらの複数の排出穴３６−１、…、３６−８は、磁性体１７−１、…、１７−１０が配置されている位置よりも径方向に内側に設けられている。この構成により、後述する図７に示すように、気体（ここでは一例として空気）が矢印Ａ７及びＡ８に示すように、磁性体１７−１、…、１７−１０を内包する支持部２０の表面を回って排出される（すなわち磁性体１７−１、…、１７−１０の周囲を回って排出される）ので、気体が支持部２０を介して磁性体１７−１、…、１７−１０を冷却する時間を長くとることができ、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇の抑制効果を向上させることができる。
【００５２】
図６は、図２のＤ−Ｄ’断面の概略断面図である。図６の破線Ｂ１は、電動機及び磁性体ハウジングの外径ラインを表す。図６に示すように、ハウジング１６の一部として、取付ブラケット１６３−１、…、１６３−４が設けられている。また、隣り合う取付ブラケット１６３−１、…、１６３−４の間に、排出口３９−１、…、３９−４が設けられている。このように流入口３５−１、…、３５−４及び排出口３９−１、…、３９−４が設けられていることにより、羽根車１２によって移送された気体が流入口３５−１、…、３５−４を介して変速機１３内に流入し、流入した気体が排出口３９−１、…、３９−４から排出される。この構成により、変速機１３内に流入した気体が磁性体１７−１、…、１７−１０を冷却するので、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑制することができる。
【００５３】
図７は、第１の実施形態に係る変速機１３内の空気の流れを示す模式図である。矢印Ａ５’に示すように、空気が流入口３５−１、…、３５−４から流入する。そして、流入した空気が矢印Ａ６に示すように、磁性体ハウジング１６２と第２ロータ１５との間の空間を通る。これにより、空気が磁性体ハウジング１６２を冷却することで、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。その後、矢印Ａ７に示すように、磁性体１７−１、…、１７−１０を内包する支持部２０と第２ロータ１５との間の空間を空気が通る。これにより、空気が支持部２０を冷却することで、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。
【００５４】
その後、矢印Ａ８に示すように、磁性体１７−１、…、１７−１０を内包する支持部２０と第１ロータ１４との間の空間を空気が通る。これにより、空気が支持部２０を冷却することで、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。その後、矢印Ａ９に示すように、空気が排出穴３６−１、…、３６−８を通り抜ける。これにより、空気が磁性体ハウジング１６２を冷却することにより、磁性体ハウジング１６２に連結された磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。更に、矢印Ａ１０に示すように、空気が排出口３９−１、…、３９−４から排出される。
【００５５】
このように、流入口３５−１、…、３５−４から流入した気体（ここでは一例として空気）が排出口３９−１、…、３９−４に抜けるように磁性体ハウジング１６２に排出穴３６−１、…、３６−８が設けられている。これにより、流入口３５−１、…、３５−４から流入した気体が磁性体ハウジング１６２を冷却することにより、磁性体ハウジング１６２に連結している磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。
【００５６】
また、排出穴３６−１、…、３６−８は、気体（ここでは一例として空気）が支持部２０の表面に沿って流れるように配置されている。これにより、流入口３５−１、…、３５−４から流入した気体が支持部２０の表面を気体が流れ、支持部２０を介して磁性体１７−１、…、１７−１０を冷却するので、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。
【００５７】
以上、本実施形態に係る流体機械１０は、電動機１１と、羽根車１２と、電動機１１と羽根車１２の間に設けられた変速機１３と、を備える。変速機１３は、電動機１１に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータ１４を有する。更に変速機１３は、羽根車１２に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第１ロータ１４を周方向に囲む第２ロータ１５を有する。更に変速機１３は、第２ロータ１５を周方向に沿って囲むハウジング１６を有する。更に変速機１３は、第１ロータ１４と第２ロータ１５の間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つハウジング１６に連結している複数の磁性体１７−１、…、１７−１０を有する。更に変速機１３は、羽根車１２側の端部が広がっており且つハウジング１６を周方向に沿って間隔を設けて囲む胴管３１を有する。羽根車１２によって移送された流体が、ハウジング１６の外表面と胴管３１の内表面とで囲まれた空間を通る。
【００５８】
この構成により、羽根車１２が回転するとその移送する空気が変速機１３の周りを流れるが、その流れを利用して、胴管３１によって、胴管３１とハウジング１６の間に移送される空気の一部が流入してくる。これにより、変速機１３の中ハウジング１６の外表面を空気が流れ、ハウジング１６が冷却されるので、ハウジング１６に連結している磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。
【００５９】
また、ハウジング１６の外表面にフィン１８−１、…、１８−１６が設けられており、空気との接触表面積を大きくなるので、放熱効果を向上させることができるので、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇の抑制効果を向上させることができる。
【００６０】
更に、同時にハウジング１６に流入口と排出口が設けられ、流入口付近に案内板が設けられることで、ハウジング１６内部に直接空気が流入し、磁性体１７−１、…、１７−１０を支持する支持部２０の表面を空気が流れ、支持部２０を介して磁性体１７−１、…、１７−１０を冷却するので、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。
【００６１】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る冷却塔１の構成は、第１の実施形態に係る送風機１０を、第２の実施形態に係る送風機１０ｂに変更しただけであるので、その模式断面図を省略する。図８は、第２の実施形態に係る送風機１０ｂの概略断面図である。図１と同じ部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。第１の実施形態では、複数の排出穴３６−１、…、３６−８が略円周上に一周分だけ設けられていたのに対し、第２の実施形態では、複数の排出穴が略円周上に二周分設けられている。更に、第２ロータ１５ｂに貫通孔が設けられている点が異なっている。
【００６２】
以下、図９〜１１を用いて詳細に説明する。図９は、図８のＥ−Ｅ’断面の概略断面図である。図１０は、図８のＦ−Ｆ’断面の概略断面図である。図１１は、第２の実施形態に係る変速機１３ｂ内の空気の流れを示す模式図である。
【００６３】
図９に示すように、第２ロータ１５ｂに、略円周上に間隔を設けて、複数の貫通孔３７−１、…、３７−８が設けられている。ここで、図８のＥ−Ｅ’断面には磁性体１７−１、…、１７−１０は存在しないが、二点鎖線で囲まれた領域Ｒ２は、磁性体１７−１、…、１７−１０の配置範囲を表している。この構成により、図１１の矢印Ａ１４に示すように、ハウジング１６ｂ内に空気が流入する。その後、図１１の矢印Ａ１５に示すように、空気が貫通孔３７−１、…、３７−８を通る。
【００６４】
図１０において、図８のＦ−Ｆ’断面には磁性体１７−１、…、１７−１０は存在しないが、二点鎖線で囲まれた領域Ｒ３は、磁性体１７−１、…、１７−１０の配置範囲を表している。図１０に示すように、磁性体ハウジング１６２ｂには、磁性体１７−１、…、１７−１０が配置されている位置よりも径方向に内側に設けられ且つ周方向に間隔を設けて配置された複数の第１の排出穴３６’−１、…、３６’−８が設けられている。更に、磁性体ハウジング１６２ｂには、磁性体１７−１、…、１７−１０が配置されている位置よりも径方向に外側に設けられ且つ周方向に間隔を設けて配置された複数の第２の排出穴３８−１、…、３８−１６が設けられている。
【００６５】
この構成により、図１１の矢印Ａ１６及びＡ１７に示すように、磁性体１７−１、…、１７−１０を内包する支持部２０と第２ロータ１５との間の空間を空気が通る。これにより、空気が支持部２０を冷却することで、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。その後、矢印Ａ１８及びＡ１９に示すように、空気が排出穴３６−１、…、３６−８を通り抜ける。これにより、空気が磁性体ハウジング１６２ｂを冷却することで、磁性体ハウジング１６２ｂに連結された磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。更に、矢印Ａ２０に示すように、空気が排出口３９−１、…、３９−４から排出される。
【００６６】
このように、流入口３５−１、…、３５−４から流入した気体（ここでは一例として空気）は、貫通孔３７−１、…、３７−８を通り、その後に磁性体１７−１、…、１７−１０の周囲を通り、その後に第１の排出穴３６’−１、…、３６’−８または第２の排出穴３８−１、…、３８−１６を通って、排出口３９−１、…、３９−４から排出される。これにより、気体によって磁性体１７−１、…、１７−１０が冷却されるので、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑えることができる。
【００６７】
また上述したように、複数の第１の排出穴３６’−１、…、３６’−８と複数の第２の排出穴３８−１、…、３８−１６が設けられている。この構成により、図１１の矢印Ａ１６及びＡ１７に示すように、支持部２０の一方側と他方側を気体が通過するので、支持部２０の両側から磁性体１７−１、…、１７−１０を冷却するので、磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇抑制効果を向上させることができる。
【００６８】
なお、各実施形態では、向流型の冷却塔１について説明したが、これに限らず、大気と熱媒体が直交するように流れる直交流型など他の型でもよい。
また、各実施形態に係る変速機１３は減速機であるものとして説明したが、これに限らず、増速機であってもよい。
また、各実施形態では、駆動機は一例として電動機として説明したが、タービンなどの動力源であってもよい。
【００６９】
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１  冷却塔
１０、１０ｂ  送風機
１１  電動機
１１１  回転軸
１１２  電源ケーブル
１２  羽根車
１３、１３ｂ  変速機
１４  第１ロータ
１４１  鉄心
１５、１５ｂ  第２ロータ
１６、１６ｂ  ハウジング
１６１  軸受ハウジング
１６２，１６２ｂ  磁性体ハウジング
１６３  取付ブラケット
１７  磁性体
１８  フィン
１９  回転シャフト
２０  支持部
２１  外気導入口
２２  散水管
２３  充填材
２４  ルーバ
２５  下部水槽
２６  筐体
３１  胴管
３２  案内部
３３  第１の取り付けステー
３４  第１の取り付けステー
３５−１、…、３５−４  流入口
３６−１、…、３６−８  排出穴
３６’−１、…、３６’−８  第１の排出穴
３７  貫通孔
３８  第２の排出穴
３９  排出口
４１  ４２、４３、４４  軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018112078.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018112078.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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