▶ ヌオーヴォ・ピニォーネ・テクノロジー・ソチエタ・レスポンサビリタ・リミタータの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-18
(54)【発明の名称】圧送効果を有する磁気スラスト軸受
(51)【国際特許分類】
F16C 32/04 20060101AFI20241010BHJP
F04D 29/058 20060101ALI20241010BHJP
F04D 29/58 20060101ALI20241010BHJP
F16C 37/00 20060101ALI20241010BHJP
【ＦＩ】
F16C32/04 Z
F04D29/058
F04D29/58 Q
F16C37/00 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024522445
(86)(22)【出願日】2022-10-12
(85)【翻訳文提出日】2024-04-13
(86)【国際出願番号】 EP2022025470
(87)【国際公開番号】W WO2023066517
(87)【国際公開日】2023-04-27
(31)【優先権主張番号】102021000026729
(32)【優先日】2021-10-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517029381
【氏名又は名称】ヌオーヴォ・ピニォーネ・テクノロジー・ソチエタ・レスポンサビリタ・リミタータ
【氏名又は名称原語表記】Ｎｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｔｅｃｎｏｌｏｇｉｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002871
【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】オルティス ネリ，マシミリアノ
(72)【発明者】
【氏名】カンジョリ，フランチェスコ
(72)【発明者】
【氏名】ビリオッティ，ダビデ
(72)【発明者】
【氏名】フィオラバンティ，ドゥッチオ
【テーマコード（参考）】
3H130
3J102
3J117
【Ｆターム（参考）】
3H130AA14
3H130AB27
3H130AB42
3H130AC01
3H130BA33E
3H130BA97E
3H130BA98E
3H130DB02Z
3H130DB10X
3H130EA07E
3H130EA08E
3J102AA01
3J102BA03
3J102CA07
3J102DA02
3J102DA10
3J102DA18
3J117EA03
3J117FA02
3J117GA02
(57)【要約】
【解決手段】 磁気スラスト軸受（１０００）は、スラストディスク（１１０、２１０）を備える回転子アセンブリ（３００）を有する。スラストディスク（１１０、２１０）は、軸（Ｘ）の周りを回転し、軸（Ｘ）の周りの内側エリアで冷却流体を受容し、かつスラストディスクの周囲の周りの外側エリアで冷却流体を排出するように配置されている。スラストディスク（１１０、２１０）は、冷却流体を流すための外部ブロワ又は追加のインペラの使用を回避し、好ましくは閉ループ構成での冷却流体再循環を可能にするために、回転子アセンブリ（３００）の回転の結果として流体を圧送するように構成されている、スラストディスクの周囲に位置する複数のブレードを備える。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁気スラスト軸受（１０００）であって、－第１の側面（１０１、２０１）と第２の側面（１０２、２０２）とを有するスラストディスク（１１０、２１０）を備える、回転するように構成された回転子アセンブリ（３００）と、
－前記スラストディスク（１１０、２１０）に作用する磁石アセンブリ（４１２、４１４）を備える固定子アセンブリ（４００）と、を備え、
前記磁気スラスト軸受（１０００）が、流体によって冷却されるように構成されており、
前記スラストディスク（１１０、２１０）の少なくとも前記第１の側面（１０１、２０１）が、前記流体を受容するように構成されており、前記スラストディスク（１１０、２１０）の外周（１１４、２１４）が、前記流体を排出するように構成されており、
前記スラストディスク（１１０、２１０）が、前記外周（１１４、２１４）に複数のブレード（２５２）を備え、
前記複数のブレード（２５２）が、前記回転子アセンブリ（３００）の回転の結果として前記流体を圧送するように構成されている、磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項2】
前記スラストディスク（１１０、２１０）が、前記第１の側面（１０１、２０１）に複数の溝（１５１、２５１）を更に備え、前記複数の溝（１５１、２５１）が、前記回転子アセンブリ（３００）の回転の結果として前記流体を圧送するように構成されている、請求項１に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項3】
前記固定子アセンブリが、好ましくは少なくとも２つの磁石アセンブリ（４１２、４１４）を備え、第１の磁石アセンブリ（４１２）が、前記第１の側面（１０１、２０１）に面し、第２の磁石アセンブリ（４１４）が、前記第２の側面（１０２、２０２）に面し、前記磁気スラスト軸受（１０００）が、少なくとも１つの流体入口（４０１－１、４０１－２）及び流体出口（４０２）を有し、前記少なくとも１つの流体入口（４０１－１、４０１－２）に入り、前記流体入口（４０１－１、４０１－２）から前記流体出口（４０２）まで流れ、前記流体出口（４０２）から出る、前記流体によって冷却されるように構成されており、
前記スラストディスク（１１０、２１０）の少なくとも前記第１の側面が、前記スラストディスク（１１０、２１０）の内周（１１２、２１２）において前記流体を受容し、前記スラストディスク（１１０、２１０）の前記外周（１１４、２１４）において前記流体を排出するように構成されている、請求項２に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項4】
前記磁気スラスト軸受（１０００）が、前記スラストディスク（１１０、２１０）の前記第１の側面（１０１、２０１）における前記流体のための第１の流体入口（４０１－１）と、前記スラストディスク（１１０、２１０）の前記第２の側面（１０２、２０２）における前記流体のための第２の流体入口（４０１－２）とを有し、前記スラストディスク（１１０、２１０）が、前記第１の側面（１０１、２０１）の第１の複数の溝（１５１－１）と、前記第２の側面（１０２、２０２）の第２の複数の溝（１５１－２）とを備え、
前記第１の複数の溝（１５１－１）及び前記第２の複数の溝（１５１－２）が、前記回転子アセンブリ（３００）の回転の結果として前記流体を圧送するように構成されている、請求項３に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項5】
前記溝が、－前記スラストディスク（１１０、２１０）の内周（１１２、２１２）の周りのエリアから前記スラストディスク（１１０、２１０）の前記外周（１１４、２１４）の周りのエリアまで、又は
－前記スラストディスク（１１０、２１０）の内周（１１２、２１２）の周りのエリアから前記スラストディスク（１１０、２１０）の中間領域（１１５、２１５）の周りのエリアまで、又は
－前記スラストディスク（１１０、２１０）の中間領域（１１５、２１５）の周りのエリアから前記スラストディスク（１１０、２１０）の前記外周（１１４、２１４）の周りのエリアまで延在する、請求項２に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項6】
前記スラストディスク（１１０、２１０）が、前記スラストディスク（１１０、２１０）の第１の側面（１０１、２０１）及び／又は前記スラストディスク（１１０、２１０）の第２の側面（１０２、２０２）に第１の複数の溝及び第２の複数の溝を備え、前記第１の複数が前記側面（１０１、１０２）の内側エリアにあり、前記第２の複数が前記側面（１０１、１０２）の外側エリアにある、請求項２に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項7】
前記溝（１５１、２５１）が、湾曲形状である、請求項２に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項8】
前記溝（１５１、２５１）が、前記流体の少なくとも一部が前記溝（１５１、２５１）によって画定される優先方向に流れるように構成されている、請求項２に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項9】
前記ブレード（２５２）が、前記スラストディスク（２１０）よりも小さく、特に、前記ブレード（２５２）の高さが、前記スラストディスク（２１０）の直径の５～１５％である、請求項１に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項10】
前記ブレード（２５２）の幅が、前記スラストディスク（２１０）の厚さの７０～１００％である、請求項１に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項11】
前記ブレード（２５２）が、第１の凹面と第２の凹面とを有するブレードプロファイルを有し、前記第１の凹面が、前記スラストディスク（２１０）の第１の側面（２０１）に向かって配向されており、前記第２の凹面が、前記スラストディスク（２１０）の第２の側面（２０２）に向かって配向されている、請求項１に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項12】
前記ブレード（２５２）が、特に蟻継ぎ結合によって前記スラストディスク（２１０）上に取り付けられている、請求項１に記載の磁気スラスト軸受（１０００）。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の磁気スラスト軸受（１０００）を備える回転機械（２０００）であって、前記磁気スラスト軸受（１０００）の前記回転子アセンブリ（３００）が、前記回転機械（２０００）のシャフトと結合されている、回転機械（２０００）。
【請求項14】
前記回転機械（２０００）が、膨張機－圧縮機システムである、請求項１３に記載の回転機械（２０００）。
【請求項15】
前記磁気スラスト軸受（１０００）の前記回転子アセンブリ（３００）が、前記膨張機－圧縮機システムの膨張機（２８００）と、前記膨張機－圧縮機システムの圧縮機（２９００）とを機械的に結合するシャフト（２１００）に取り付けられている、請求項１４に記載の回転機械（２０００）。
【請求項16】
前記磁気スラスト軸受（１０００）が、前記機械のケーシング（２２００）内に位置決めされており、前記磁気スラスト軸受（１０００）の前記流体出口（４０２）が、前記ケーシング（２２００）の内側チャンバ（２２２０）と流体的に結合されている、請求項１３に記載の回転機械（２０００）。
【請求項17】
流体が前記磁気スラスト軸受（１０００）によってのみ閉ループ構成で再循環される冷却システムを備える、請求項１３に記載の回転機械（２０００）。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される主題は、冷却流体によって冷却される磁気スラスト軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
磁気軸受は、主に、非常に低く予測可能な摩擦、及び無潤滑かつ真空中で稼働する能力を含むいくつかの利点に起因して、上に磁気軸受が設置される機械の回転子の位置を制御するために使用されている。典型的には、磁気軸受は、圧縮機、タービン、ポンプ、モータ及び発電機などの産業機械において使用されている。
【0003】
特に、磁気軸受は、能動型磁気軸受（＝Active Magnetic Bearing、ＡＭＢ）又は受動型磁気軸受（＝Passive Magnetic Bearing、ＰＭＢ）とすることができる。受動型磁気軸受は、磁気浮上を発生させるために永久磁石を使用する。しかしながら、受動型磁気軸受は、設計が困難である。その結果、機械に現在使用されているほとんどの磁気軸受は、能動型磁気軸受である。
【0004】
一般に、能動型磁気軸受は、典型的にはシャフトに結合されている回転子の周りに位置決めされたいくつかの電磁石を備えた固定子を有する電磁システムであり、固定子の電磁石は、固定子に対する回転子の位置を維持するために、回転子に対する引力を発生させる。
【0005】
現在、磁気軸受を装備した回転機械には、磁気軸受内の熱を放散するために冷却システムも提供されており、冷却システムは、冷却流体を循環させるために回転機械のシャフト上に設置された外部ブロワ又は追加のインペラを含む。例えば、欧州特許第３４５０７０１号及び国際公開第２０１７０５０４４５号は、能動型磁気軸受に結合されており、冷却流体を循環させてそこから熱を除去する冷却回路を含むターボ機械システムを開示している。欧州特許第３４５０７０１号では、冷却流体は、機械シャフト上に取り付けられた追加のインペラによって再循環され、一方、国際公開第２０１７０５０４４５号では、冷却流体は、外部ブロワによって循環される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、磁気軸受を装備した回転機械は、冷却流の循環又は再循環を可能にするために、少なくとも専用の構成要素を備えて提供されなければならない。
【0007】
機械のいわゆる「補機」、すなわち補助デバイスの数を低減し（したがって「補機」に供給される電気エネルギーを低減し）、かつ機械の可用性を高めるために、冷却流の循環又は再循環のための専用の構成要素の使用を回避する冷却式磁気軸受を有することが望ましい。
【0008】
一態様によれば、本明細書に開示される主題は、軸の周りを回転し、冷却流体を受容するように配置されたスラストディスクを備える回転子アセンブリを有する冷却式磁気スラスト軸受に関する。スラストディスクは、冷却流体循環、特に閉ループ構成での冷却流体再循環を可能にするために、回転子アセンブリの回転の結果として流体を圧送するように構成された複数のブレードを備える。
【0009】
別の態様によれば、本明細書に開示される主題は、冷却式磁気スラスト軸受を備えて提供される回転機械に関し、冷却式磁気スラスト軸受の回転子アセンブリは、回転機械のシャフトと結合されている。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本発明の開示される実施形態、及びそれに付随する利点の多くについて、添付図面に関連して考慮される場合、以下の発明を実施するための形態を参照することによってそれらがより良好に理解されるため、完全な理解が容易に得られるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書に開示される主題は、内部設計に起因して、外部ブロワ又は追加のインペラを必要とすることなく冷却流体を圧送することができる革新的な磁気スラスト軸受に関する。換言すれば、磁気スラスト軸受は、その従来のスラストバランス機能及びその革新的な冷却流体圧送機能の両方を実行する。
【0012】
第２の態様によれば、本明細書に開示される主題は、回転機械、特に圧縮機又は膨張機－圧縮システムに関する。回転機械は、回転子アセンブリが回転機械のシャフトと一体化されている新たな磁気スラスト軸受を有する。回転機械のシャフトは、回転するように構成されており、磁気スラスト軸受の冷却流体は、回転子アセンブリの回転の結果として圧送される。
【0013】
次に、本開示の実施形態を詳述し、その例が図面に例示される。各例は、本開示を限定するものではなく、本開示の説明として提供するものである。実際には、本開示の範囲又は趣旨から逸脱しない限り、本開示に様々な修正及び変形を加えることができるということが、当業者には明らかであろう。以下の説明では、同様の参照番号が、同じ又は同様の機能を実行する要素を示すために実施形態の図の例示に使用される。更に、例示を明確にするために、いくつかの参照符号は、全ての図において繰り返されない場合がある。
【0014】
第１の態様によれば、本明細書に開示される主題は、革新的な磁気スラスト軸受１０００を装備した回転機械２０００に関し、機械の一実施形態の簡略化された断面図が図１に示されている。有利には、回転機械２０００は、膨張機２８００と、圧縮機２９００と、膨張機２８００及び圧縮機２９００を機械的に結合するシャフト２１００と、を備える、膨張機－圧縮システムである。図１から明らかなように、圧縮機２９００は、シャフト２１００の第１の端部に配置されており、膨張機２９００は、シャフトの第２の端部に配置されている。他の実施形態では、回転機械２０００は、例えば、圧縮機をモータ、特に電気モータに結合するシャフトを有する圧縮機であってもよい。
【0015】
図１は、回転子アセンブリ３００と固定子アセンブリ４００とを含む磁気スラスト軸受１０００を概略的に示す。図示のように、これらの要素は全て、回転機械２０００のケーシング２２００内に収容され得る。回転子アセンブリ３００（後述するスラストディスク１１０／２１０を含む）は、軸Ｘの周りを回転するように構成されており、特に、回転子アセンブリ３００は、回転機械２０００のシャフト２１００と一体化され得るか、又は回転機械２０００のシャフト２１００に結合、特に溶接され得、より有利には、回転子アセンブリ３００の軸Ｘは、回転機械２０００のシャフト２１００の軸でもある。換言すれば、回転子アセンブリ３００は、例えば、回転機械２０００の回転子、特にシャフト２１００の一部であってもよいため、回転機械の回転子と一緒に（スラストディスクを含め）回転するように構成されている。例えば、図２は、シャフト２１００と結合された回転子磁気スラスト軸受１０００の部分断面図を示す。
【0016】
図１及び図２並びに図３及び図４を非限定的に参照すると、回転子アセンブリ３００は、軸Ｘの周りを回転するように、特に回転機械２０００のシャフト２１００と一緒に回転するように構成されたスラストディスク１１０／２１０（図３の１１０及び図４の２１０）を備える。スラストディスク１１０／２１０は、第１の側面１０１／２０１及び第２の側面１０２／２０２を有し、特に、スラストディスク１１０／２１０がシャフト２１００の２つの端部に対して中間部分に、好ましくはシャフト長さの中央に配置されるように、第１の側面１０１／２０１は、シャフト２１００の第１の端部に面し、第２の側面１０２／２０２は、シャフト２１００の第２の端部に面する。
【0017】
典型的には、スラストディスク１１０／２１０は、内周１１２／２１２及び外周１１４／２１４を有し、有利には、内周１１２／２１２は、回転機械２０００のシャフト２１００と結合されるように配置されている。スラストディスク１１０／２１０の厚さが、内周１１２／２１２と外周１１４／２１４との間で変化し得ることに留意されたい。例えば、スラストディスク１１０／２１０の厚さは、外周１１４／２１４におけるスラストディスク１１０／２１０の厚さよりも内周１１２／２１２において大きくてもよい。図２における実施形態と同様の有利な実施形態によれば、スラストディスク１１０／２１０は、
－ディスクの内周１１２／２１２から始まり、シャフト２１００に結合されており、内周１１２／２１２において最大の厚さを有する第１の部分であって、好ましくは、第１の部分の厚さは、最大の厚さから第１の低減された厚さまで徐々に低減されている、第１の部分と、
－一定の厚さを有する第２の部分であって、好ましくは、第２の部分の一定の厚さは、第１の部分の第１の低減された厚さに等しい、第２の部分と、
－第３の部分１１５／２１５（以下では「中間領域」とも呼ばれる）であって、厚さが、第２の部分の一定の厚さから始まり、徐々に低減されており、換言すれば、第３の部分の厚さは、第２の部分の一定の厚さから第２の低減された厚さまで徐々に低減されている、第３の部分と、
－ディスクの外周１１４／２１４で始まり、一定の厚さを有する第４の部分であって、好ましくは、第４の部分の一定の厚さは、第３の部分の第２の低減された厚さに等しい、第４の部分と、を有し得る。
－ディスクの内周１１２／２１２から始まり、シャフト２１００に結合されており、内周１１２／２１２において最大の厚さを有する第１の部分であって、好ましくは、第１の部分の厚さは、最大の厚さから第１の低減された厚さまで徐々に低減されている、第１の部分と、
－一定の厚さを有する第２の部分であって、好ましくは、第２の部分の一定の厚さは、第１の部分の第１の低減された厚さに等しい、第２の部分と、
－第３の部分１１５／２１５（以下では「中間領域」とも呼ばれる）であって、厚さが、第２の部分の一定の厚さから始まり、徐々に低減されており、換言すれば、第３の部分の厚さは、第２の部分の一定の厚さから第２の低減された厚さまで徐々に低減されている、第３の部分と、
－ディスクの外周１１４／２１４で始まり、一定の厚さを有する第４の部分であって、好ましくは、第４の部分の一定の厚さは、第３の部分の第２の低減された厚さに等しい、第４の部分と、を有し得る。
【0018】
図１及び図２の実施形態によれば固定子アセンブリ４００は、少なくとも２つの磁石アセンブリ４１２及び４１４を備え、第１の磁石アセンブリ４１２は、スラストディスク１１０／２１０の第１の側面１０１／２０１に面し、第２の磁石アセンブリ４１４は、スラストディスク１１０／２１０の第２の側面１０２／２０２に面し、好ましくは、磁石アセンブリ４１２及び４１４は、リング形状であり、より好ましくは、磁石アセンブリ４１２、４１４は、軸Ｘの周りに配置されている。
【0019】
図２を非限定的に参照すると、固定子アセンブリ４００は、回転機械２０００のケーシング２２００の内側壁２２１０であり得る壁に固定されている。特に、固定子アセンブリ４００は、磁石アセンブリ４１２及び４１４の側面がスラストディスク１１０／２１０に面するように、壁に埋め込まれてもよい。有利には、回転子アセンブリ３００と固定子アセンブリ４００との間に間隙が存在する。より有利には、スラストディスク１１０／２１０に面する磁石アセンブリ４１２及び４１４の側面は、磁石アセンブリ４１２及び４１４を例えば摩耗及び／又は腐食及び／又は熱から保護するために、特にベークライトで作られた保護プレート４２２及び４２４を有する。
【0020】
図１及び図２を考慮すると、磁気スラスト軸受１０００は、少なくとも流体入口及び流体出口を有し、流体、特にガスによって冷却されるように構成されている。スラストディスク１１０／２１０の少なくとも第１の側面１０１／２０１、好ましくはスラストディスク１１０／２１０の第１の側面１０１／２０１及び第２の側面１０２／２０２の両方は、流体を受容するように構成されている。好ましくは、磁気スラスト軸受１０００は、スラストディスク１１０／２１０の第１の側面１０１／２０１において流体が入るための第１の流体入口４０１－１と、スラストディスク１１０／２１０の第２の側面１０２／２０２において流体が入るための第２の流体入口４０１－２とを有する（図２の２つの水平矢印を参照されたい）。好ましくは、流体出口４０２は、スラストディスク１１０／２１０の外周１１４／２１４にある。（例えば、図２の垂直矢印を参照されたい）。
【0021】
磁気スラスト軸受１０００は、流体入口４０１－１及び４０１－２に入り、流体入口４０１－１及び４０１－２から流体出口４０２まで流れ、特に流体入口４０１－１及び４０１－２における流体温度に対してより高い温度で流体出口４０２から出る、流体によって冷却されるように構成されており、有利には、流体は、回転機械の作動流体（すなわち、プロセスガス）であってもよい。プロセスガス組成物が、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２などのような汚染物質を含有する場合、典型的には容易に調達可能であり、工業プラントにおいて（例えば、空気圧設備又は弁作動のために）利用可能である、いわゆる「機器空気」が使用され得ることに留意されたい。
【0022】
有利には、流体は、好ましくは少なくとも入口フランジを通って回転機械２０００のケーシング２２００に入り、好ましくはシャフト２１００と回転機械２０００のケーシング２２００の内側壁との間の間隙において実質的に軸方向に（すなわち、例えば図１及び図２に示されるように軸Ｘに平行に）流れ、実質的に軸方向に（図１及び更に良好には図２を参照されたい）、スラストディスク１１０／２１０の内周１１２／２１２において、流体入口４０１－１及び４０１－２を通って磁気スラスト軸受１０００に入る。流体によって冷却された後、磁気スラスト軸受１０００は、スラストディスク１１０／２１０の外周１１４／２１４において、流体出口４０２を通して流体を実質的に半径方向に（すなわち、例えば図１及び図２に示されるように軸Ｘに垂直に）排出するように構成されている。有利には、磁気スラスト軸受１０００の流体出口４０２は、ケーシング２２００の内側チャンバ２２２０と流体的に結合されており、次いで、流体は、好ましくは出口フランジを通って、ケーシング２２００、特に内側チャンバ２２２０から出る。より有利には、流体は、特に入口フランジ及び出口フランジと結合された冷却システムを備える閉ループ構成で流れるように、かつ以下から明らかになるように、その圧送効果のおかげで磁気スラスト軸受１０００によってのみ閉ループ構成で再循環されるように配置されている。図１を非限定的に参照すると、閉ループ構成は、少なくとも部分的にケーシング２２００の外側に配置されている。有利には、冷却システムはまた、流体出口４０２から排出される流体から熱を除去するように構成された熱交換器２３００を備える。
【0023】
【0024】
図３Ａ及び図３Ｂは、限定ではなく例として、流体を圧送するように構成された複数の溝を備えるスラストディスク１１０の第１の実施形態（添付の特許請求の範囲によって完全にはカバーされない）を部分的に示す。図１Ａは、スラストディスク１１０の正面概略図であり、図１Ｂは、図１Ａのスラストディスク１１０の点線に沿った断面概略図である。図４Ａ及び図４Ｂは、限定ではなく例として、流体を圧送するように構成された複数のブレードを備えるスラストディスク２１０の第２の実施形態を部分的に示す。図４Ａは、スラストディスク２１０の正面概略図であり、図４Ｂは、図４Ａのスラストディスク２１０の点線Ｄに沿った断面概略図である。
【0025】
第１の実施形態によれば、スラストディスク１１０の少なくとも第１の側面１０１は、スラスト磁気軸受１０００の回転子アセンブリ３００の回転の結果として流体を圧送するように構成された複数の溝１５１を備える。好ましい実施形態（図３Ｂを参照されたい）では、スラストディスク１１０は、第１の側面１０１に複数の溝１５１－１と、第２の側面１０２に複数の溝１５１－２とを備え、溝１５１－１及び１５１－２は、スラスト磁気軸受１０００の回転子アセンブリ３００の回転の結果として流体を圧送するように構成されている。
【0026】
有利には、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、溝１５１は、スラストディスク１１０の内周１１２の周りのエリアからスラストディスク１１０の外周１１４の周りのエリアまで延在しており、特に、溝１５１は、スラストディスク１１０の内周１１２の周りのエリアからスラストディスク１１０の外周１１４の周りのエリアまで連続的に延在する。代替的には、例えば、スラストディスク１１０が図２に示されるもののように作られる場合、溝１５１は、スラストディスク１１０の内周１１２の周りのエリアからスラストディスク１１０の中間領域１１５の周りのエリアまで延在し得、特に、溝１５１は、スラストディスク１１０の第１の一定の厚さ部分に延在する。代替的に又は追加的に、溝１５１は、スラストディスク１１０の中間領域１１５の周りのエリアからスラストディスク１１０の外周１１４の周りのエリアまで延在し得、特に、溝１５１は、スラストディスク１１０の第２の一定の厚さ部分に延在する。溝１５１は、スラストディスク１１０の第１の側面１０１若しくは第２の側面１０２のみにあってもよく、又は代替的には、溝１５１は、スラストディスク１１０の第１及び第２の側面の両方にあってもよいことに留意されたい（例えば、図３Ｂの実施形態を参照されたい。
【0027】
有利には、溝１５１は、湾曲形状であり、より有利には、溝１５１は、流体が従うことができる優先方向を画定するように構成されている。溝１５１の幅及び／又は深さは一定でなくてもよく、例えば、内周１１２の周りのエリアにおける幅が、外周１１４の周りのエリアにおける幅よりも大きくてもよいことに留意されたい。有利には、スラストディスク１１０が第１の側面１０１及び第２の側面１０２の両方に溝１５１を有する場合、溝１５１の幾何学的形状は、スラストディスク１１０の第１の側面１０１及び第２の側面１０２の両方で同じであることが好ましい。
【0028】
有利には、磁気スラスト軸受１０００を冷却するために磁気スラスト軸受１０００に入る流体は、内周１１２の周りのエリアから外周１１４の周りのエリアへとスラストディスク１１０上を流れる。より有利には、スラストディスク１１０上を流れる流体の大部分は、溝１５１によって画定される優先方向に流れるように構成されている。換言すれば、流体は、溝１５１に沿って流れるように案内され、それにより、シャフト２１００の回転に起因する回転子アセンブリ３００の回転とともに、溝１５１は、流体を圧送するように構成されている。溝１５１に沿って流れる流体は、スラストディスク１１０の圧送効果を受けることに留意されたい。概して、溝１５１の外側を流れる流体は、スラストディスク１１０の圧送効果を受けない。
【0029】
図４に示される第２の実施形態によれば、スラストディスク２１０は、スラスト磁気軸受１０００の回転子アセンブリ３００の回転の結果として流体を圧送するように構成された複数のブレード２５２を外周２１４に備える。ブレード２５２は、ディスクの機械加工によってスラストディスク２１０から直接得ることができるか、又は溶接若しくは接合によってスラストディスク２１０上に取り付けることができる。ブレード２５２は、スラストディスク２１０上に取り付けられる場合、スラストディスク２１０の材料とは異なる材料で作られ得ることに留意されたい。例えば、ブレード２５２は、複合材料で作られてもよい。ブレード２５２を接合により追加する場合には、既知のジョイントが使用され得ることにも留意されたい。好ましくは、例えば図５によれば、ブレード２５２は、蟻継ぎ結合によってスラストディスク２１０上に取り付けられており、特に、図５には、２つの可能な結合が示されており、ブレードの第１の群は、ファーツリー結合を有し、ブレードの第２の群は、蟻継ぎ結合を有する。
【0030】
有利には、ブレード２５２は、スラストディスク２１０よりも小さく、特に、ブレード２５２の高さは、（外周２１４で測定した）スラストディスク２１０の直径の５～１５％の範囲であり得る。有利には、ブレード２５２の幅は、スラストディスク２１０の厚さ以下であり、好ましくは、ブレード２５２の幅は、スラストディスク２１０の厚さの７０～１００％の範囲内であり得る（例えば、図６を参照されたい）。
【0031】
図６に示される別の実施形態では、スラストディスク２１０は、複数の溝２５１及び複数のブレード２５２の両方を有する。特に、図６を非限定的に参照すると、スラストディスク２１０は、スラストディスク２１０の両側面２０１及び２０２に複数の溝２５１を有し、その外周２１４に複数のブレード２５２を有する。特に、図６は、スラストディスク２１０の簡略化された部分上面図であり、スラストディスク２１０の第１の側面２０１上の第１の溝２５１－１及びスラストディスク２１０の第２の側面上の第２の溝２５１－２を見ることができ、有利には、第１の溝２５１－１及び第２の溝２５１－２は、スラストディスク２１０の外周２１４で終端する。ブレード２５２は、例えば、流体に対する圧送効果をより効果的にするために、及び／又はスラストディスク外周２１４において流体を収集するのを助けるために、２つの凹面、特に湾曲形状を有する２つの縁部を有するブレードプロファイルを有することができることに留意されたい。特に、ブレード２５２は、第１の側面２０１に向かって配向された第１の凹面と、第２の側面２０２に向かって配向された第２の凹面とを有し得、好ましくは、ブレード２５２の第１及び第２の凹面は、ブレードプロファイルの中央隆起部を形成する。代替的には、ブレード２５２は、平坦な形状を有する（すなわち、凹面を有さない）２つの斜めの縁部を有してもよく、第１の縁部は、第１の側面２０１に向かって配向され、第２の縁部は、第２の側面２０２に向かって配向され、好ましくは、第１及び第２の縁部は、ブレードプロファイルの中央隆起部を形成する。図６によれば、流体は、第１の溝２５１－１及び第２の溝２５１－２から出て、流体を圧送するブレード２５２上を流れ、ブレード２５２のプロファイルに従ってブレードから出る（図６の２つの大矢印を参照されたい）。図６を非限定的に参照すると、ブレード２５２は、第１の溝２５１－１及び第２の溝２５１－２の端部が終端するスラストディスク２１０の外周２１４に位置することに留意されたい。有利には、複数のブレード２５２のうちの少なくともいくつかは、複数の溝２５１のうちの少なくともいくつかの端部に位置する。図６のスラストディスク２１０は、ブレード２５２からの流体の出口方向と同じ方向に回転していることにも留意されたい。
【0032】
図６に示されるブレードの断面（又は第１の側面に向かって配向された第１の凹面及び第２の側面に向かって配向された第２の凹面を有する同様のもの）は、その表面又は複数の表面における溝と組み合わせなくても、スラストディスクにおいて有利に使用され得ることに留意されたい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】