ターボ機械システム
【課題】ターボ機械システムのターボ機械が備えるモータ及びその周囲の加熱を抑制する。
【解決手段】インペラ及び該インペラを直接回転駆動するモータを有するターボ機械Ｓ１ａを備えるターボ機械システムであって、上記インペラが収容されるインペラ収容空間から排出された流体よりも低温の冷却ガスを上記モータが収容されるモータ収容空間に供給する冷却ガス供給手段Ｓ１ｃと、上記モータ収容空間から上記冷却ガスを排出する排気手段Ｓ１ｄとを備える。
【解決手段】インペラ及び該インペラを直接回転駆動するモータを有するターボ機械Ｓ１ａを備えるターボ機械システムであって、上記インペラが収容されるインペラ収容空間から排出された流体よりも低温の冷却ガスを上記モータが収容されるモータ収容空間に供給する冷却ガス供給手段Ｓ１ｃと、上記モータ収容空間から上記冷却ガスを排出する排気手段Ｓ１ｄとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラ及び該インペラを回転駆動するモータを有するターボ機械を備えるターボ機械システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ターボ機械としては、特許文献１に記載されているような、インペラとこのインペラを回転駆動するモータとを直結して備えるターボブロワが知られている。
このようなインペラとモータとを直結して備えるターボ機械は、モータの駆動によってインペラが直接回転されることで気体（流体）に対する仕事を行う。具体的には、ターボ機械がターボブロワである場合には、インペラが回転されることによって気体（流体）が圧送される。
【０００３】
このようなターボ機械は、当該ターボ機械を駆動するための駆動装置と共にターボ機械システムを構成しており、駆動装置から供給される電力によって駆動される。
より詳細には、駆動装置がターボ機械のモータに電力（電圧および電流）を供給し、モータが供給された電力の基本周波数に応じた回転数で回転することによって、インペラが直接回転される。
このようなターボ機械システムは、例えば、レーザ発振装置に搭載され、レーザの誘導放出を行うためのレーザガスの圧送を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０９８１５号公報
【特許文献２】特開平２−５５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ターボブロワに備えられるモータは、駆動することによって発熱する。モータ及びその周囲の加熱は、部品等の劣化につながるため、モータを冷却する必要がある。
例えば、特許文献２には、インペラの収容空間から排出された直後のレーザガスの一部を、モータの収容空間に供給し、これによってモータを冷却する方法が提案されている。
【０００６】
しかしながら、レーザガスは、インペラの収容空間において、インペラからエネルギを受け取ることによって圧力が上昇すると共に加熱される。このため、インペラの収容空間から排出された直後のレーザガスの一部をモータの収容空間に供給した場合であっても、レーザガスが高温状態であるため、モータの冷却効果は期待できない。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ターボ機械システムのターボ機械が備えるモータ及びその周囲の加熱を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００９】
第１の発明は、インペラ及び該インペラを直接回転駆動するモータを有するターボ機械を備えるターボ機械システムであって、上記インペラが収容されるインペラ収容空間から排出された流体よりも低温の冷却ガスを上記モータが収容されるモータ収容空間に供給する冷却ガス供給手段と、上記モータ収容空間から上記冷却ガスを排出する排気手段とを備えるという構成を採用する。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷却ガス供給手段が、上記インペラ収容空間から排出された後に冷却された上記流体を上記冷却ガスとして上記モータ収容空間に導入する導入管であるという構成を採用する。
【００１１】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記排気手段が、上記冷却ガスを上記インペラ収容空間に繋がる流路に供給することなく外部に排出するという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷却ガス供給手段によってモータ収容空間に、インペラ収容空間から排出された流体よりも低温の冷却ガスが供給される。一方で、排気手段によってモータ収容空間に供給された冷却ガスがモータ収容空間から排出される。この結果、モータ収容空間に、上記流体よりも低温の冷却ガスの流れが形成され、モータが冷却ガスの流れの中に晒されることとなる。したがって、本発明によれば、モータをより効率的に冷却することが可能となる。
したがって、本発明によれば、ターボ機械システムのターボ機械が備えるモータ及びその周囲の加熱を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態のターボブロワシステムを搭載するレーザ発振装置の概略構成を模式的に示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態のターボブロワシステムが備えるターボブロワの拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態のターボブロワシステムの概略構成を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係るターボ機械システムの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
なお、以下の説明においては、ターボ機械システムの一例として、ターボブロワ（ターボ機械）を備えるターボブロワシステムについて説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のターボブロワシステムＳ１を搭載するレーザ発振装置ＳＡの概略構成を模式的に示すシステム構成図である。
この図に示すように、本実施形態のターボブロワシステムＳ１は、レーザ発振装置ＳＡに搭載されている。そして、図１に示すように、レーザ発振装置ＳＡは、本実施形態のターボブロワシステムＳ１の他に、循環経路Ａと、放電管Ｂと、第１電極Ｃと、第２電極Ｄと、高周波電源Ｅと、第１熱交換器Ｆと、第２熱交換器Ｇと、ボンベＨと、バルブＩとを備えている。
【００１６】
循環経路Ａは、レーザガスを循環させるための流路であり、本実施形態のターボブロワシステムＳ１が備えるターボブロワＳ１ａ（ターボ機械）と、第１熱交換器Ｆと、放電管Ｂと、第２熱交換器Ｇとが途中部位に配置されている。
【００１７】
放電管Ｂは、内部においてレーザ光を生成するものであり、循環経路Ａの途中部位に設置されることによって内部にレーザガスが通気される。
第１電極Ｃと第２電極Ｄとは、放電管Ｂを挟んで配置されている。そして、第１電極Ｃは高周波電源Ｅと接続され、第２電極Ｄはグランド接続されている。
そして、高周波電源Ｅから第１電極Ｃに高周波電力が供給されると、第１電極Ｃと第２電極Ｄとの間（すなわち放電管Ｂの内部）に高周波放電が生じ、これによってレーザ光が励起される。
【００１８】
第１熱交換器Ｆは、レーザガスがターボブロワＳ１ａから放電管Ｂに向かう循環経路Ａの途中部位に配置されており、ターボブロワＳ１ａから圧送されたレーザガスを冷却して放電管Ｂに向けて排出するものである。
第２熱交換器Ｇは、レーザガスが放電管ＢからターボブロワＳ１ａに向かう循環経路Ａの途中部位に配置されており、放電管Ｂから排出されたレーザガスを冷却してターボブロワＳ１ａに向けて排出するものである。
【００１９】
ボンベＨは、循環経路Ａに対して新たなレーザガスを供給するものであり、バルブＩを介して第１熱交換器Ｆと放電管Ｂとの間に接続されている。
バルブＩは、ボンベＨから循環経路Ａへ供給されるレーザガスの流量を調節するためのものである。
【００２０】
本実施形態のターボブロワシステムＳ１は、ターボブロワＳ１ａ（ターボ機械）と、駆動装置Ｓ１ｂと、導入管Ｓ１ｃ（冷却ガス供給手段）と、排気ポンプＳ１ｄ（排気手段）を備えている。
【００２１】
ターボブロワＳ１ａは、インペラ及びインペラを回転駆動するモータを備え、モータが駆動することによってレーザガス（流体）を圧送するものである。
図２を参照して、当該ターボブロワＳ１ａについてより詳しく説明する。図２は、ターボブロワＳ１ａの概略構成を示す断面図である。この図に示すように、ターボブロワＳ１ａは、ケーシング１と、インペラ２と、モータ３と、シャフト４と、軸受５と、ハーメチックコネクタ６と、水冷ジャケット７とを備えている。
【００２２】
ケーシング１は、ターボブロワＳ１ａの外形を形作ると共に、内部にレーザガスの流路や、インペラ２、モータ３、シャフト４及び軸受５等を収容するものである。
このケーシング１の内部には、図２に示すように、インペラ２を収容するインペラ収容空間Ｋ１やモータ３を収容するモータ収容空間Ｋ２が設けられている。また、ケーシング１は、レーザガスを吸入するための吸入口１ａや、レーザガスを排出するための吐出口までなだらかに拡張するスクロール流路１ｂを備えている。そして、インペラ収容空間Ｋ１は、吸入口１ａとスクロール流路１ｂとの間に配置されており、レーザガスの流路の一部とされている。
【００２３】
また、本実施形態のターボブロワシステムＳ１においては、ターボブロワＳ１ａのケーシング１に、モータ収容空間Ｋ２と導入管Ｓ１ｃと接続するための上部貫通孔１ｃａと、モータ収容空間Ｋ２と排気ポンプＳ１ｄとを接続するための下部貫通孔１ｃｂとが設けられている。
そして、図２に示すように、上部貫通孔１ｃａは、モータ収容空間Ｋ２の上部に連通するように形成されている。また、下部貫通孔１ｃｂは、モータ収容空間Ｋ２の下部に連通するように形成されている。
【００２４】
インペラ２は、インペラ収容空間Ｋ１に収容されて配置され、回転することで吸入口１ａから供給されるレーザガスをスクロール流路１ｂに圧送するものである。
【００２５】
モータ３は、インペラ２を回転駆動するものであり、モータ収容空間Ｋ２に収容されている。そして、本実施形態においては、モータ３として誘導モータが用いられている。
このモータ３は、かご型の導電材料（コイル）が内蔵されたモータロータ３ａと、このモータロータ３ａを囲んで配置されるモータステータ３ｂとを備えている。そして、駆動装置Ｓ１ｂからモータステータ３ｂに電力が供給されることによってモータロータ３ａが回転する。
【００２６】
シャフト４は、モータ３とインペラ２とを接続するものであり、モータ３の動力をインペラ２に伝達する。より詳細には、シャフト４は、図２に示すように、一端がインペラ２と固定された状態でモータロータ３ａに挿通されており、モータロータ３ａの回転と共に回転することによってモータ３の動力をインペラ２に伝達する。
なお、インペラ２とシャフト４との接続方法としては、例えば、ボルト及びナットを用いた接続方法、ネジによる接続方法、焼きばめによる接続方法、溶接による接続方法、一体型化による接続方法等が考えられる。これらのような方法で接続されていることにより、インペラ２は、シャフト４、モータロータ３ａと一体的に回転する。すなわち、インペラ２は、モータ３に対して直結されており、モータ３によって直接回転駆動される。
ボルト及びナットを用いた接続方法は、インペラの中心部に回転軸方向に沿って貫通孔を設け、当該貫通孔にシャフトの一端側を挿通させ、シャフトの先端部を貫通孔開口から突出させ、シャフトの先端部に形成された雄ねじにナットを締結させ、ナットによってインペラ２の先端部を押えることにより、インペラ２をシャフト４に固定するものである。
ネジによる接続方法は、インペラ２とシャフト４とに直接ネジを切る構造である。どちらを雄ネジ、雌ネジとするかは任意である。
一体型化による接続方法は、接合部を作ることなく、一体的にインペラ２とシャフト４とが成形された構造である。
そして、このように締結されたインペラ２とシャフト４とは、モータローラ３ａと一体的に回転する。
【００２７】
軸受５は、シャフト４を直立状態で軸支するものであり、内輪がシャフト４に固定されると共に外輪がケーシング１に固定されている。
なお、図２に示すように、軸受５として、シャフト４のインペラ２寄りを軸支するインペラ側軸受５ａと、シャフト４の地面寄りを軸支する地面側軸受５ｂとが設けられている。そして、地面側軸受５ｂは、ケーシング１に対して摺動可能とされており、予圧バネ８によって上方に付勢されている。このように地面側軸受５ｂが予圧バネ８によって付勢されることによって、軸受が最適に予圧され、回転時に軸受５（５ａ、５ｂ）内部の玉の挙動を適正な状態に保つことが出来る。
【００２８】
ハーメチックコネクタ６は、インペラ収容空間Ｋ１及びモータ収容空間Ｋ２を封じきった状態を維持しながらモータ３に対して電力供給を可能とするコネクタであり、外部に露出した状態でケーシング１に固定されている。
【００２９】
水冷ジャケット７は、モータ３周りのケーシング１内に設けられており、冷却水によりモータの冷却を行う。
【００３０】
図１に戻り、駆動装置Ｓ１ｂは、ターボブロワＳ１ａのモータ３に電力を供給するものである。
【００３１】
導入管Ｓ１ｃは、図１に示すように、インペラ２が収容されるインペラ収容空間Ｋ１から排出されるレーザガスＸ１よりも低温のレーザガスＸ２を冷却ガスとしてインペラ収容空間Ｋ１に供給するものである。
具体的には、導入管Ｓ１ｃは、第１熱交換器Ｆの下流において循環経路Ａと接続されており、第１熱交換器Ｆによって冷却されたレーザガスＸ２を導入して、さらには上部貫通孔１ｃａを介してモータ収容空間Ｋ２に供給する。すなわち、導入管Ｓ１ｃは、インペラ収容空間Ｋ１から排出された後に冷却されたレーザガスＸ２を、モータ３が収容されるモータ収容空間Ｋ２に導入する。
なお、モータ収容空間Ｋ２は、インペラ収容空間Ｋ１と微小な隙間等によって接続されており、その内部圧力がインペラ２の下流側の領域よりも低圧となっている。このため、導入管Ｓ１ｃを設置することのみで、レーザガスＸ２の一部をモータ収容空間Ｋ２に導入することができる。
【００３２】
排気ポンプＳ１ｄは、モータ収容空間Ｋ２から、冷却ガスとして導入されたレーザガスＸを排気するものである。
具体的には、排気ポンプＳ１ｄは、下部貫通孔１ｃｂと接続されており、下部貫通孔１ｃｂを介してモータ収容空間Ｋ２からレーザガスＸを排気する。
そして、本実施形態においては、排気ポンプＳ１ｄは、モータ収容空間Ｋ２から排出したレーザガスＸ２を、インペラ収容空間Ｋ１に繋がる流路（例えば循環経路ＡやバルブＩが設置される流路）に戻す（供給する）ことなく外部に排出する。
【００３３】
このようなレーザ発振装置ＳＡでは、駆動装置Ｓ１ｂによってターボブロワＳ１ａが駆動されると、レーザガスが、ターボブロワＳ１ａ、第１熱交換器Ｆ、放電管Ｂ、第２熱交換器Ｇ、ターボブロワＳ１ａの順で循環経路Ａを循環する。
そして、高周波電源Ｅから第１電極Ｃに高周波電力が供給されると、放電管Ｂの内部に高周波放電が生じ、レーザＬが励起されて放電管Ｂから射出される。
【００３４】
レーザガスの動きに着目すると、ターボブロワＳ１ａが駆動されると、循環経路Ａにおいて滞留していたレーザガスは、ターボブロワＳ１ａの吸入口１ａを介してインペラ収容空間Ｋ１に吸入されてインペラ２によって下流側に圧送される。
インペラ収容空間Ｋ１から排出されたレーザガスは、インペラ２によって圧送される際にインペラ２からエネルギを受け取ることによって加熱される。つまり、インペラ収容空間Ｋ１から排出されたレーザガスは高温となっている。
インペラ収容空間Ｋ１から排出されたレーザガスは、第１熱交換器Ｆにおいて冷却された後に、放電管Ｂに供給される。放電管Ｂでは高周波放電が生じレーザＬが励起されるため、レーザガスは放電管Ｂにおいて再び加熱されて高温となる。
放電管Ｂから循環経路Ａに排出されたレーザガスは、第２熱交換器Ｇによって冷却された後、再びターボブロワＳ１ａに供給される。
【００３５】
ここで、本実施形態のターボブロワシステムＳ１においては、導入管Ｓ１ｃによって、第１熱交換器Ｆによって冷却されたレーザガスＸ２の一部が図２に示すようにモータ収容空間Ｋ２に導入される。ここで、モータ収容空間Ｋ２に導入されるレーザガスＸは、モータ収容空間Ｋ２の上部に連通される上部貫通孔１ｃａを介してモータ収容空間Ｋ２に導入される。
また、モータ収容空間Ｋ２に導入されたレーザガスＸ２は、排気ポンプＳ１ｄによってモータ収容空間Ｋ２から排出される。ここで、モータ収容空間Ｋ２から排出されるレーザガスＸ２は、モータ収容空間Ｋ２の下部に連通される下部貫通孔１ｃｂを介してモータ収容空間Ｋ２から排出される。
この結果、モータ収容空間Ｋ２内には、図２に示すように、上方から下方に向かうレーザガスＸ２の流れが形成され、この流れの中に晒されることによってモータ３が冷却される。
【００３６】
なお、排気ポンプＳ１ｄによってモータ収容空間Ｋ２から排出されたレーザガスＸ２は、インペラ収容空間Ｋ１に繋がる流路（例えば循環経路ＡやバルブＩが設置される流路）に戻されることなく外部に排出される。
【００３７】
以上のような本実施形態のターボブロワシステムＳ１によれば、導入管Ｓ１ｃによってモータ収容空間Ｋ２に、インペラ収容空間Ｋ１から排出されたレーザガスＸ１よりも低温の冷却ガス（第１熱交換器Ｆの下流側のレーザガスＸ２）が供給される。一方で、排気ポンプＳ１ｄによってモータ収容空間Ｋ２に供給された冷却ガスがモータ収容空間Ｋ２から排出される。この結果、モータ収容空間Ｋ２に、上記インペラ収容空間Ｋ１から排出されたレーザガスＸ１よりも低温の冷却ガスの流れが形成され、モータ３が冷却ガスの流れの中に晒されることとなる。したがって、本実施形態のターボブロワシステムＳ１によれば、モータ３をより効率的に冷却することが可能となる。
したがって、本実施形態のターボブロワシステムＳ１によれば、モータ３及びその周囲の加熱を抑制することが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態のターボブロワシステムＳ１において、排気ポンプＳ１ｄによってモータ収容空間Ｋ２から排出されたレーザガスＸ２は、インペラ収容空間Ｋ１に繋がる流路（例えば循環経路ＡやバルブＩが設置される流路）に戻されることなく外部に排出される。
モータ３を冷却したレーザガスＸ２は、軸受５の潤滑油等が混ざることによって劣化する。このような劣化したレーザガスＸ２を循環経路Ａに戻した場合には、放電管Ｂやインペラ２が潤滑油等によって汚れることとなる。これに対して、本実施形態のターボブロワシステムＳ１によれば、劣化したレーザガスＸは、戻されることなく外部に排出されるため、レーザガスに含まれる潤滑油等に起因する汚れを抑止することが可能となる。
なお、一般的に、レーザ発振装置は、繰り返し使用したレーザガスを排気するための排気ポンプを別途備えている。一方、本実施形態のターボブロワシステムＳ１を搭載するレーザ発振装置によれば、ターボブロワシステムＳ１の排気ポンプＳ１ｄを用いてレーザガスの排気を行うことができるため、従来レーザ発振装置が単独で備えていた排気ポンプを省略することができる。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００４０】
図３は、本実施形態のターボブロワシステムＳ２の概略構成を示すシステム構成図である。この図に示すように、駆動装置Ｓ１ｂは、ターボブロワのモータ３に電力を供給するものであり、コンバータ１１と、インバータ１２と、制御装置１３と、正弦波フィルタ１４とを備える。なお、通常は、コンバータ１１とインバータ１２と制御装置１３とがユニット化され、このユニット化された装置をインバータと称する場合が多い。
【００４１】
コンバータ１１は、商用の三相交流電圧などを一度、直流電圧に変換して、出力するものである。
インバータ１２は、制御装置１３の制御の下、コンバータ１１から入力される直流電圧から、ＰＷＭ波形の電圧を生成するものである。このＰＷＭ波形の電圧は、パルス幅が時間とともに変化する矩形波であり、モータを回転させる基本周波数以外の高調波成分を多く含んでいる。
制御装置１３は、インバータ１２を制御することによって、インバータ１２によって生成されるＰＷＭ波形の電圧の波形パターンを、要求されるモータ３の回転数に応じて変化させるものである。
【００４２】
正弦波フィルタ１４は、インバータ１２とモータ３との間に介在され、インバータ１２によって生成されたＰＷＭ波形の電圧を、正弦波状にするものである。
この正弦波フィルタ１４としては、高調波成分を削除するローパスフィルタを用いることができる。なお、正弦波フィルタ１４としては、バンドパスフィルタやバンドエリミネーションフィルタを用いることも可能であるが、回路の単純化及びコストの低減を考慮すると、ローパスフィルタを用いることが好ましい。
そして、正弦波フィルタ１４は、ハーメチックコネクタを介して、モータ３のモータステータ３ｂと電気的に接続されており、正弦波状の電圧をモータステータ３ｂに供給する。
【００４３】
このような構成を有する本実施形態のターボブロワシステムＳ２によれば、インバータ１２が制御装置１３の制御の下に、コンバータ１１から出力された直流電圧からＰＷＭ波形の電圧を生成する。
続いて、正弦波フィルタ１４がＰＷＭ波形の電圧から高調波成分が除去することで正弦波状の電圧を出力する。
そして、正弦波状の電圧がハーメチックコネクタを介してモータステータ３ｂに供給され、これによってモータロータ３ａが回転し、さらにはシャフト４を介してインペラ２が回転駆動される。
【００４４】
このように本実施形態のターボブロワシステムＳ２においては、インバータ１２によって生成される電圧が、正弦波フィルタ１４によって正弦波状にされて高調波成分が除去される。
モータ３の発熱量は、供給される電圧に含まれる高調波成分に影響して増大する。このため、本実施形態のターボブロワシステムＳ２のように高調波成分が電圧から除去され、この高調波成分が除去された電圧がモータ３に供給されることによって、モータ３の発熱量を抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態のターボブロワシステムＳ１においては、モータ３として誘導モータを用いている。誘導モータの場合、モータロータにかご型の導電材料（コイル）が内蔵されており、ロータ部に電気損失を伴うものの、本実施形態によれば、回転に必要な基本周波数成分以外の損失を抑えることができる。 またモータとしては、永久磁石モータを用いることとしても良い。永久磁石モータは、モータロータ３ａ内に電流を通すコイルが存在しないため、モータロータ３ａにおける電力損失がない。このため、モータ自体の発熱量をさらに抑制することが可能となる。
【００４６】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態においては、本発明のターボ機械がターボブロワである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明のターボ機械として、例えばターボポンプ等を用いることも可能である。
【００４８】
また、上記実施形態においては、本発明の冷却ガス供給手段が導入管Ｓ１ｃである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、インペラ収容空間Ｋ１から排出されるレーザガスＸ１よりも低温の冷却ガスをモータ収容空間Ｋ２に供給可能なものであれば、本発明の冷却ガス供給手段として用いることができる。例えば、ボンベＨを冷却ガス供給手段として用いることもできる。
さらに、本発明において、冷却ガスはレーザガスに限定されるものではなく、他の流体を冷却ガスとして用いることもできる。
【００４９】
また、上記実施形態においては、ターボブロワシステムがレーザ発振装置に搭載されるために、インペラ収容空間Ｋ１及びモータ収容空間Ｋ２を外部と隔離するためにハーメチックコネクタ６を用いる構成を採用した。
しかしながら、本発明のターボブロワシステムが、インペラ収容空間Ｋ１及びモータ収容空間Ｋ２を外部と隔離する必要がない装置に搭載される場合には、ハーメチックコネクタ６に替えて通常のコネクタを用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ１，Ｓ２……ターボブロワシステム、Ｓ１ａ……ターボブロワ、Ｓ１ｂ……駆動装置、Ｓ１ｃ……導入管（冷却ガス供給手段）、Ｓ１ｄ……排気ポンプ（排気手段）、Ｘ２……レーザガス（冷却ガス）、Ｋ１……インペラ収容空間、Ｋ２……モータ収容空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラ及び該インペラを回転駆動するモータを有するターボ機械を備えるターボ機械システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ターボ機械としては、特許文献１に記載されているような、インペラとこのインペラを回転駆動するモータとを直結して備えるターボブロワが知られている。
このようなインペラとモータとを直結して備えるターボ機械は、モータの駆動によってインペラが直接回転されることで気体（流体）に対する仕事を行う。具体的には、ターボ機械がターボブロワである場合には、インペラが回転されることによって気体（流体）が圧送される。
【０００３】
このようなターボ機械は、当該ターボ機械を駆動するための駆動装置と共にターボ機械システムを構成しており、駆動装置から供給される電力によって駆動される。
より詳細には、駆動装置がターボ機械のモータに電力（電圧および電流）を供給し、モータが供給された電力の基本周波数に応じた回転数で回転することによって、インペラが直接回転される。
このようなターボ機械システムは、例えば、レーザ発振装置に搭載され、レーザの誘導放出を行うためのレーザガスの圧送を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０９８１５号公報
【特許文献２】特開平２−５５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ターボブロワに備えられるモータは、駆動することによって発熱する。モータ及びその周囲の加熱は、部品等の劣化につながるため、モータを冷却する必要がある。
例えば、特許文献２には、インペラの収容空間から排出された直後のレーザガスの一部を、モータの収容空間に供給し、これによってモータを冷却する方法が提案されている。
【０００６】
しかしながら、レーザガスは、インペラの収容空間において、インペラからエネルギを受け取ることによって圧力が上昇すると共に加熱される。このため、インペラの収容空間から排出された直後のレーザガスの一部をモータの収容空間に供給した場合であっても、レーザガスが高温状態であるため、モータの冷却効果は期待できない。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ターボ機械システムのターボ機械が備えるモータ及びその周囲の加熱を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００９】
第１の発明は、インペラ及び該インペラを直接回転駆動するモータを有するターボ機械を備えるターボ機械システムであって、上記インペラが収容されるインペラ収容空間から排出された流体よりも低温の冷却ガスを上記モータが収容されるモータ収容空間に供給する冷却ガス供給手段と、上記モータ収容空間から上記冷却ガスを排出する排気手段とを備えるという構成を採用する。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷却ガス供給手段が、上記インペラ収容空間から排出された後に冷却された上記流体を上記冷却ガスとして上記モータ収容空間に導入する導入管であるという構成を採用する。
【００１１】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記排気手段が、上記冷却ガスを上記インペラ収容空間に繋がる流路に供給することなく外部に排出するという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷却ガス供給手段によってモータ収容空間に、インペラ収容空間から排出された流体よりも低温の冷却ガスが供給される。一方で、排気手段によってモータ収容空間に供給された冷却ガスがモータ収容空間から排出される。この結果、モータ収容空間に、上記流体よりも低温の冷却ガスの流れが形成され、モータが冷却ガスの流れの中に晒されることとなる。したがって、本発明によれば、モータをより効率的に冷却することが可能となる。
したがって、本発明によれば、ターボ機械システムのターボ機械が備えるモータ及びその周囲の加熱を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態のターボブロワシステムを搭載するレーザ発振装置の概略構成を模式的に示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態のターボブロワシステムが備えるターボブロワの拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態のターボブロワシステムの概略構成を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係るターボ機械システムの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
なお、以下の説明においては、ターボ機械システムの一例として、ターボブロワ（ターボ機械）を備えるターボブロワシステムについて説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のターボブロワシステムＳ１を搭載するレーザ発振装置ＳＡの概略構成を模式的に示すシステム構成図である。
この図に示すように、本実施形態のターボブロワシステムＳ１は、レーザ発振装置ＳＡに搭載されている。そして、図１に示すように、レーザ発振装置ＳＡは、本実施形態のターボブロワシステムＳ１の他に、循環経路Ａと、放電管Ｂと、第１電極Ｃと、第２電極Ｄと、高周波電源Ｅと、第１熱交換器Ｆと、第２熱交換器Ｇと、ボンベＨと、バルブＩとを備えている。
【００１６】
循環経路Ａは、レーザガスを循環させるための流路であり、本実施形態のターボブロワシステムＳ１が備えるターボブロワＳ１ａ（ターボ機械）と、第１熱交換器Ｆと、放電管Ｂと、第２熱交換器Ｇとが途中部位に配置されている。
【００１７】
放電管Ｂは、内部においてレーザ光を生成するものであり、循環経路Ａの途中部位に設置されることによって内部にレーザガスが通気される。
第１電極Ｃと第２電極Ｄとは、放電管Ｂを挟んで配置されている。そして、第１電極Ｃは高周波電源Ｅと接続され、第２電極Ｄはグランド接続されている。
そして、高周波電源Ｅから第１電極Ｃに高周波電力が供給されると、第１電極Ｃと第２電極Ｄとの間（すなわち放電管Ｂの内部）に高周波放電が生じ、これによってレーザ光が励起される。
【００１８】
第１熱交換器Ｆは、レーザガスがターボブロワＳ１ａから放電管Ｂに向かう循環経路Ａの途中部位に配置されており、ターボブロワＳ１ａから圧送されたレーザガスを冷却して放電管Ｂに向けて排出するものである。
第２熱交換器Ｇは、レーザガスが放電管ＢからターボブロワＳ１ａに向かう循環経路Ａの途中部位に配置されており、放電管Ｂから排出されたレーザガスを冷却してターボブロワＳ１ａに向けて排出するものである。
【００１９】
ボンベＨは、循環経路Ａに対して新たなレーザガスを供給するものであり、バルブＩを介して第１熱交換器Ｆと放電管Ｂとの間に接続されている。
バルブＩは、ボンベＨから循環経路Ａへ供給されるレーザガスの流量を調節するためのものである。
【００２０】
本実施形態のターボブロワシステムＳ１は、ターボブロワＳ１ａ（ターボ機械）と、駆動装置Ｓ１ｂと、導入管Ｓ１ｃ（冷却ガス供給手段）と、排気ポンプＳ１ｄ（排気手段）を備えている。
【００２１】
ターボブロワＳ１ａは、インペラ及びインペラを回転駆動するモータを備え、モータが駆動することによってレーザガス（流体）を圧送するものである。
図２を参照して、当該ターボブロワＳ１ａについてより詳しく説明する。図２は、ターボブロワＳ１ａの概略構成を示す断面図である。この図に示すように、ターボブロワＳ１ａは、ケーシング１と、インペラ２と、モータ３と、シャフト４と、軸受５と、ハーメチックコネクタ６と、水冷ジャケット７とを備えている。
【００２２】
ケーシング１は、ターボブロワＳ１ａの外形を形作ると共に、内部にレーザガスの流路や、インペラ２、モータ３、シャフト４及び軸受５等を収容するものである。
このケーシング１の内部には、図２に示すように、インペラ２を収容するインペラ収容空間Ｋ１やモータ３を収容するモータ収容空間Ｋ２が設けられている。また、ケーシング１は、レーザガスを吸入するための吸入口１ａや、レーザガスを排出するための吐出口までなだらかに拡張するスクロール流路１ｂを備えている。そして、インペラ収容空間Ｋ１は、吸入口１ａとスクロール流路１ｂとの間に配置されており、レーザガスの流路の一部とされている。
【００２３】
また、本実施形態のターボブロワシステムＳ１においては、ターボブロワＳ１ａのケーシング１に、モータ収容空間Ｋ２と導入管Ｓ１ｃと接続するための上部貫通孔１ｃａと、モータ収容空間Ｋ２と排気ポンプＳ１ｄとを接続するための下部貫通孔１ｃｂとが設けられている。
そして、図２に示すように、上部貫通孔１ｃａは、モータ収容空間Ｋ２の上部に連通するように形成されている。また、下部貫通孔１ｃｂは、モータ収容空間Ｋ２の下部に連通するように形成されている。
【００２４】
インペラ２は、インペラ収容空間Ｋ１に収容されて配置され、回転することで吸入口１ａから供給されるレーザガスをスクロール流路１ｂに圧送するものである。
【００２５】
モータ３は、インペラ２を回転駆動するものであり、モータ収容空間Ｋ２に収容されている。そして、本実施形態においては、モータ３として誘導モータが用いられている。
このモータ３は、かご型の導電材料（コイル）が内蔵されたモータロータ３ａと、このモータロータ３ａを囲んで配置されるモータステータ３ｂとを備えている。そして、駆動装置Ｓ１ｂからモータステータ３ｂに電力が供給されることによってモータロータ３ａが回転する。
【００２６】
シャフト４は、モータ３とインペラ２とを接続するものであり、モータ３の動力をインペラ２に伝達する。より詳細には、シャフト４は、図２に示すように、一端がインペラ２と固定された状態でモータロータ３ａに挿通されており、モータロータ３ａの回転と共に回転することによってモータ３の動力をインペラ２に伝達する。
なお、インペラ２とシャフト４との接続方法としては、例えば、ボルト及びナットを用いた接続方法、ネジによる接続方法、焼きばめによる接続方法、溶接による接続方法、一体型化による接続方法等が考えられる。これらのような方法で接続されていることにより、インペラ２は、シャフト４、モータロータ３ａと一体的に回転する。すなわち、インペラ２は、モータ３に対して直結されており、モータ３によって直接回転駆動される。
ボルト及びナットを用いた接続方法は、インペラの中心部に回転軸方向に沿って貫通孔を設け、当該貫通孔にシャフトの一端側を挿通させ、シャフトの先端部を貫通孔開口から突出させ、シャフトの先端部に形成された雄ねじにナットを締結させ、ナットによってインペラ２の先端部を押えることにより、インペラ２をシャフト４に固定するものである。
ネジによる接続方法は、インペラ２とシャフト４とに直接ネジを切る構造である。どちらを雄ネジ、雌ネジとするかは任意である。
一体型化による接続方法は、接合部を作ることなく、一体的にインペラ２とシャフト４とが成形された構造である。
そして、このように締結されたインペラ２とシャフト４とは、モータローラ３ａと一体的に回転する。
【００２７】
軸受５は、シャフト４を直立状態で軸支するものであり、内輪がシャフト４に固定されると共に外輪がケーシング１に固定されている。
なお、図２に示すように、軸受５として、シャフト４のインペラ２寄りを軸支するインペラ側軸受５ａと、シャフト４の地面寄りを軸支する地面側軸受５ｂとが設けられている。そして、地面側軸受５ｂは、ケーシング１に対して摺動可能とされており、予圧バネ８によって上方に付勢されている。このように地面側軸受５ｂが予圧バネ８によって付勢されることによって、軸受が最適に予圧され、回転時に軸受５（５ａ、５ｂ）内部の玉の挙動を適正な状態に保つことが出来る。
【００２８】
ハーメチックコネクタ６は、インペラ収容空間Ｋ１及びモータ収容空間Ｋ２を封じきった状態を維持しながらモータ３に対して電力供給を可能とするコネクタであり、外部に露出した状態でケーシング１に固定されている。
【００２９】
水冷ジャケット７は、モータ３周りのケーシング１内に設けられており、冷却水によりモータの冷却を行う。
【００３０】
図１に戻り、駆動装置Ｓ１ｂは、ターボブロワＳ１ａのモータ３に電力を供給するものである。
【００３１】
導入管Ｓ１ｃは、図１に示すように、インペラ２が収容されるインペラ収容空間Ｋ１から排出されるレーザガスＸ１よりも低温のレーザガスＸ２を冷却ガスとしてインペラ収容空間Ｋ１に供給するものである。
具体的には、導入管Ｓ１ｃは、第１熱交換器Ｆの下流において循環経路Ａと接続されており、第１熱交換器Ｆによって冷却されたレーザガスＸ２を導入して、さらには上部貫通孔１ｃａを介してモータ収容空間Ｋ２に供給する。すなわち、導入管Ｓ１ｃは、インペラ収容空間Ｋ１から排出された後に冷却されたレーザガスＸ２を、モータ３が収容されるモータ収容空間Ｋ２に導入する。
なお、モータ収容空間Ｋ２は、インペラ収容空間Ｋ１と微小な隙間等によって接続されており、その内部圧力がインペラ２の下流側の領域よりも低圧となっている。このため、導入管Ｓ１ｃを設置することのみで、レーザガスＸ２の一部をモータ収容空間Ｋ２に導入することができる。
【００３２】
排気ポンプＳ１ｄは、モータ収容空間Ｋ２から、冷却ガスとして導入されたレーザガスＸを排気するものである。
具体的には、排気ポンプＳ１ｄは、下部貫通孔１ｃｂと接続されており、下部貫通孔１ｃｂを介してモータ収容空間Ｋ２からレーザガスＸを排気する。
そして、本実施形態においては、排気ポンプＳ１ｄは、モータ収容空間Ｋ２から排出したレーザガスＸ２を、インペラ収容空間Ｋ１に繋がる流路（例えば循環経路ＡやバルブＩが設置される流路）に戻す（供給する）ことなく外部に排出する。
【００３３】
このようなレーザ発振装置ＳＡでは、駆動装置Ｓ１ｂによってターボブロワＳ１ａが駆動されると、レーザガスが、ターボブロワＳ１ａ、第１熱交換器Ｆ、放電管Ｂ、第２熱交換器Ｇ、ターボブロワＳ１ａの順で循環経路Ａを循環する。
そして、高周波電源Ｅから第１電極Ｃに高周波電力が供給されると、放電管Ｂの内部に高周波放電が生じ、レーザＬが励起されて放電管Ｂから射出される。
【００３４】
レーザガスの動きに着目すると、ターボブロワＳ１ａが駆動されると、循環経路Ａにおいて滞留していたレーザガスは、ターボブロワＳ１ａの吸入口１ａを介してインペラ収容空間Ｋ１に吸入されてインペラ２によって下流側に圧送される。
インペラ収容空間Ｋ１から排出されたレーザガスは、インペラ２によって圧送される際にインペラ２からエネルギを受け取ることによって加熱される。つまり、インペラ収容空間Ｋ１から排出されたレーザガスは高温となっている。
インペラ収容空間Ｋ１から排出されたレーザガスは、第１熱交換器Ｆにおいて冷却された後に、放電管Ｂに供給される。放電管Ｂでは高周波放電が生じレーザＬが励起されるため、レーザガスは放電管Ｂにおいて再び加熱されて高温となる。
放電管Ｂから循環経路Ａに排出されたレーザガスは、第２熱交換器Ｇによって冷却された後、再びターボブロワＳ１ａに供給される。
【００３５】
ここで、本実施形態のターボブロワシステムＳ１においては、導入管Ｓ１ｃによって、第１熱交換器Ｆによって冷却されたレーザガスＸ２の一部が図２に示すようにモータ収容空間Ｋ２に導入される。ここで、モータ収容空間Ｋ２に導入されるレーザガスＸは、モータ収容空間Ｋ２の上部に連通される上部貫通孔１ｃａを介してモータ収容空間Ｋ２に導入される。
また、モータ収容空間Ｋ２に導入されたレーザガスＸ２は、排気ポンプＳ１ｄによってモータ収容空間Ｋ２から排出される。ここで、モータ収容空間Ｋ２から排出されるレーザガスＸ２は、モータ収容空間Ｋ２の下部に連通される下部貫通孔１ｃｂを介してモータ収容空間Ｋ２から排出される。
この結果、モータ収容空間Ｋ２内には、図２に示すように、上方から下方に向かうレーザガスＸ２の流れが形成され、この流れの中に晒されることによってモータ３が冷却される。
【００３６】
なお、排気ポンプＳ１ｄによってモータ収容空間Ｋ２から排出されたレーザガスＸ２は、インペラ収容空間Ｋ１に繋がる流路（例えば循環経路ＡやバルブＩが設置される流路）に戻されることなく外部に排出される。
【００３７】
以上のような本実施形態のターボブロワシステムＳ１によれば、導入管Ｓ１ｃによってモータ収容空間Ｋ２に、インペラ収容空間Ｋ１から排出されたレーザガスＸ１よりも低温の冷却ガス（第１熱交換器Ｆの下流側のレーザガスＸ２）が供給される。一方で、排気ポンプＳ１ｄによってモータ収容空間Ｋ２に供給された冷却ガスがモータ収容空間Ｋ２から排出される。この結果、モータ収容空間Ｋ２に、上記インペラ収容空間Ｋ１から排出されたレーザガスＸ１よりも低温の冷却ガスの流れが形成され、モータ３が冷却ガスの流れの中に晒されることとなる。したがって、本実施形態のターボブロワシステムＳ１によれば、モータ３をより効率的に冷却することが可能となる。
したがって、本実施形態のターボブロワシステムＳ１によれば、モータ３及びその周囲の加熱を抑制することが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態のターボブロワシステムＳ１において、排気ポンプＳ１ｄによってモータ収容空間Ｋ２から排出されたレーザガスＸ２は、インペラ収容空間Ｋ１に繋がる流路（例えば循環経路ＡやバルブＩが設置される流路）に戻されることなく外部に排出される。
モータ３を冷却したレーザガスＸ２は、軸受５の潤滑油等が混ざることによって劣化する。このような劣化したレーザガスＸ２を循環経路Ａに戻した場合には、放電管Ｂやインペラ２が潤滑油等によって汚れることとなる。これに対して、本実施形態のターボブロワシステムＳ１によれば、劣化したレーザガスＸは、戻されることなく外部に排出されるため、レーザガスに含まれる潤滑油等に起因する汚れを抑止することが可能となる。
なお、一般的に、レーザ発振装置は、繰り返し使用したレーザガスを排気するための排気ポンプを別途備えている。一方、本実施形態のターボブロワシステムＳ１を搭載するレーザ発振装置によれば、ターボブロワシステムＳ１の排気ポンプＳ１ｄを用いてレーザガスの排気を行うことができるため、従来レーザ発振装置が単独で備えていた排気ポンプを省略することができる。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００４０】
図３は、本実施形態のターボブロワシステムＳ２の概略構成を示すシステム構成図である。この図に示すように、駆動装置Ｓ１ｂは、ターボブロワのモータ３に電力を供給するものであり、コンバータ１１と、インバータ１２と、制御装置１３と、正弦波フィルタ１４とを備える。なお、通常は、コンバータ１１とインバータ１２と制御装置１３とがユニット化され、このユニット化された装置をインバータと称する場合が多い。
【００４１】
コンバータ１１は、商用の三相交流電圧などを一度、直流電圧に変換して、出力するものである。
インバータ１２は、制御装置１３の制御の下、コンバータ１１から入力される直流電圧から、ＰＷＭ波形の電圧を生成するものである。このＰＷＭ波形の電圧は、パルス幅が時間とともに変化する矩形波であり、モータを回転させる基本周波数以外の高調波成分を多く含んでいる。
制御装置１３は、インバータ１２を制御することによって、インバータ１２によって生成されるＰＷＭ波形の電圧の波形パターンを、要求されるモータ３の回転数に応じて変化させるものである。
【００４２】
正弦波フィルタ１４は、インバータ１２とモータ３との間に介在され、インバータ１２によって生成されたＰＷＭ波形の電圧を、正弦波状にするものである。
この正弦波フィルタ１４としては、高調波成分を削除するローパスフィルタを用いることができる。なお、正弦波フィルタ１４としては、バンドパスフィルタやバンドエリミネーションフィルタを用いることも可能であるが、回路の単純化及びコストの低減を考慮すると、ローパスフィルタを用いることが好ましい。
そして、正弦波フィルタ１４は、ハーメチックコネクタを介して、モータ３のモータステータ３ｂと電気的に接続されており、正弦波状の電圧をモータステータ３ｂに供給する。
【００４３】
このような構成を有する本実施形態のターボブロワシステムＳ２によれば、インバータ１２が制御装置１３の制御の下に、コンバータ１１から出力された直流電圧からＰＷＭ波形の電圧を生成する。
続いて、正弦波フィルタ１４がＰＷＭ波形の電圧から高調波成分が除去することで正弦波状の電圧を出力する。
そして、正弦波状の電圧がハーメチックコネクタを介してモータステータ３ｂに供給され、これによってモータロータ３ａが回転し、さらにはシャフト４を介してインペラ２が回転駆動される。
【００４４】
このように本実施形態のターボブロワシステムＳ２においては、インバータ１２によって生成される電圧が、正弦波フィルタ１４によって正弦波状にされて高調波成分が除去される。
モータ３の発熱量は、供給される電圧に含まれる高調波成分に影響して増大する。このため、本実施形態のターボブロワシステムＳ２のように高調波成分が電圧から除去され、この高調波成分が除去された電圧がモータ３に供給されることによって、モータ３の発熱量を抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態のターボブロワシステムＳ１においては、モータ３として誘導モータを用いている。誘導モータの場合、モータロータにかご型の導電材料（コイル）が内蔵されており、ロータ部に電気損失を伴うものの、本実施形態によれば、回転に必要な基本周波数成分以外の損失を抑えることができる。 またモータとしては、永久磁石モータを用いることとしても良い。永久磁石モータは、モータロータ３ａ内に電流を通すコイルが存在しないため、モータロータ３ａにおける電力損失がない。このため、モータ自体の発熱量をさらに抑制することが可能となる。
【００４６】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態においては、本発明のターボ機械がターボブロワである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明のターボ機械として、例えばターボポンプ等を用いることも可能である。
【００４８】
また、上記実施形態においては、本発明の冷却ガス供給手段が導入管Ｓ１ｃである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、インペラ収容空間Ｋ１から排出されるレーザガスＸ１よりも低温の冷却ガスをモータ収容空間Ｋ２に供給可能なものであれば、本発明の冷却ガス供給手段として用いることができる。例えば、ボンベＨを冷却ガス供給手段として用いることもできる。
さらに、本発明において、冷却ガスはレーザガスに限定されるものではなく、他の流体を冷却ガスとして用いることもできる。
【００４９】
また、上記実施形態においては、ターボブロワシステムがレーザ発振装置に搭載されるために、インペラ収容空間Ｋ１及びモータ収容空間Ｋ２を外部と隔離するためにハーメチックコネクタ６を用いる構成を採用した。
しかしながら、本発明のターボブロワシステムが、インペラ収容空間Ｋ１及びモータ収容空間Ｋ２を外部と隔離する必要がない装置に搭載される場合には、ハーメチックコネクタ６に替えて通常のコネクタを用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ１，Ｓ２……ターボブロワシステム、Ｓ１ａ……ターボブロワ、Ｓ１ｂ……駆動装置、Ｓ１ｃ……導入管（冷却ガス供給手段）、Ｓ１ｄ……排気ポンプ（排気手段）、Ｘ２……レーザガス（冷却ガス）、Ｋ１……インペラ収容空間、Ｋ２……モータ収容空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラ及び該インペラを直接回転駆動するモータを有するターボ機械を備えるターボ機械システムであって、
前記インペラが収容されるインペラ収容空間から排出された流体よりも低温の冷却ガスを前記モータが収容されるモータ収容空間に供給する冷却ガス供給手段と、
前記モータ収容空間から前記冷却ガスを排出する排気手段と
を備えることを特徴とするターボ機械システム。
【請求項２】
前記冷却ガス供給手段は、前記インペラ収容空間から排出された後に冷却された前記流体を前記冷却ガスとして前記モータ収容空間に導入する導入管であることを特徴とする請求項１記載のターボ機械システム。
【請求項３】
前記排気手段は、前記冷却ガスを前記インペラ収容空間に繋がる流路に供給することなく外部に排出することを特徴とする請求項１または２記載のターボ機械システム。
【請求項１】
インペラ及び該インペラを直接回転駆動するモータを有するターボ機械を備えるターボ機械システムであって、
前記インペラが収容されるインペラ収容空間から排出された流体よりも低温の冷却ガスを前記モータが収容されるモータ収容空間に供給する冷却ガス供給手段と、
前記モータ収容空間から前記冷却ガスを排出する排気手段と
を備えることを特徴とするターボ機械システム。
【請求項２】
前記冷却ガス供給手段は、前記インペラ収容空間から排出された後に冷却された前記流体を前記冷却ガスとして前記モータ収容空間に導入する導入管であることを特徴とする請求項１記載のターボ機械システム。
【請求項３】
前記排気手段は、前記冷却ガスを前記インペラ収容空間に繋がる流路に供給することなく外部に排出することを特徴とする請求項１または２記載のターボ機械システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−５２５５１（Ｐ２０１１−５２５５１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９９８６８（Ｐ２００９−１９９８６８）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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