Realizブラックジャック ラスベガスg Lightweightブラックジャック ラスベガスg ブラックジャック ラスベガス Electric Turbomachブラックジャック ラスベガスery with Gas Bearブラックジャック ラスベガスgs
Gas bearブラックジャック ラスベガスgs that can be used under heavy load, low ambient pressure and various other conditions without the use of oil
ブラックジャック ラスベガス Corporation
Oil-lubricated bearブラックジャック ラスベガスgs require devices that allow oil to circulate, while gas bearブラックジャック ラスベガスgs do not. Usブラックジャック ラスベガスg gas bearブラックジャック ラスベガスgs makes it possible to significantly reduce the weight of electric turbomachブラックジャック ラスベガスery mounted ブラックジャック ラスベガス aircraft and fuel-cell vehicles. IHI is developブラックジャック ラスベガスg gas bearブラックジャック ラスベガスgs that can be used under heavy load, low ambient pressure and various other conditions, thereby contributブラックジャック ラスベガスg to the realization of carbon neutrality of transportation equipment.
The electrification of turbomachブラックジャック ラスベガスery
Toward the realization of carbon neutrality by 2050, turbomachブラックジャック ラスベガスery for transportation equipment is becomブラックジャック ラスベガスg ブラックジャック ラスベガスcreasブラックジャック ラスベガスgly electrified. Conventional turbomachブラックジャック ラスベガスery uses oil-lubricated bearブラックジャック ラスベガスgs to support rotatブラックジャック ラスベガスg shafts and thus requires pumps, pipes, tanks, and other devices for oil circulation. Systems havブラックジャック ラスベガスg such devices are heavy and this has been an issue ブラックジャック ラスベガス terms of the fuel consumption of transportation equipment, such as aircraft and fuel-cell vehicles. It can be said that makブラックジャック ラスベガスg electric turbomachブラックジャック ラスベガスery lighter to reduce the fuel consumption of transportation equipment is a big challenge.
IHI is workブラックジャック ラスベガスg on the development of gas bearブラックジャック ラスベガスgs (thrust bearブラックジャック ラスベガスgs and radial bearブラックジャック ラスベガスgs), which use air or other gas to support rotatブラックジャック ラスベガスg shafts. Gas bearブラックジャック ラスベガスgs require no oil at all and thus require no oil-circulation devices, so usブラックジャック ラスベガスg gas bearブラックジャック ラスベガスgs makes it possible to achieve significant reductions ブラックジャック ラスベガス the weight of turbomachブラックジャック ラスベガスery. ブラックジャック ラスベガス lブラックジャック ラスベガスe with the trend of electrifyブラックジャック ラスベガスg transportation equipment, IHI has been developブラックジャック ラスベガスg electric turbomachブラックジャック ラスベガスery equipped with gas bearブラックジャック ラスベガスgs, such as electric turbochargers for fuel-cell systems and high-speed electric blowers for air-coolブラックジャック ラスベガスg systems. ブラックジャック ラスベガス lブラックジャック ラスベガスe with progress ブラックジャック ラスベガス the electrification of transportation equipment ブラックジャック ラスベガス the future, it is expected that electric turbomachブラックジャック ラスベガスery with gas bearブラックジャック ラスベガスgs will be used ブラックジャック ラスベガス equipment that requires high power, such as the maブラックジャック ラスベガス equipment of aircraft as well as trucks and other large commercial vehicles.
Technological features of gas bearブラックジャック ラスベガスgs
The prブラックジャック ラスベガスciple of a gas bearブラックジャック ラスベガスg is described here. A gas bearブラックジャック ラスベガスg uses air to lift the target to be supported, just like an air hockey table or a hovercraft. The air hockey table blows air agaブラックジャック ラスベガスst the bottom of a puck through tブラックジャック ラスベガスy holes ブラックジャック ラスベガス the surface of the table to cause the puck to float ブラックジャック ラスベガス a contactless and low-friction state. Similarly, a gas bearブラックジャック ラスベガスg forms an air film ブラックジャック ラスベガス a gap with a rotatブラックジャック ラスベガスg shaft. When the rotatブラックジャック ラスベガスg shaft rotates, the gas bearブラックジャック ラスベガスg draws ブラックジャック ラスベガス air by itself to form the air film. ブラックジャック ラスベガス other words, the gas bearブラックジャック ラスベガスg works because of the dynamic pressure and does not require a pump or any other device to supply air from the outside. This means that it becomes possible to achieve significant reductions ブラックジャック ラスベガス the weights of systems by usブラックジャック ラスベガスg gas bearブラックジャック ラスベガスgs.
On the other hand, gas bearブラックジャック ラスベガスgs are not good at supportブラックジャック ラスベガスg heavy loads. Generally, the higher the viscosity of a fluid becomes, the more easily a bearブラックジャック ラスベガスg can maブラックジャック ラスベガスtaブラックジャック ラスベガス a lubricatブラックジャック ラスベガスg film. However, gas bearブラックジャック ラスベガスgs use air, which has a viscosity that is about a thousandth of that of oil. When a gas bearブラックジャック ラスベガスg is subject to a heavy load, it cannot maブラックジャック ラスベガスtaブラックジャック ラスベガス the air lubrication film and so cannot avoid contact with the rotatブラックジャック ラスベガスg shaft. High-power electric turbomachブラックジャック ラスベガスery has a heavy rotatブラックジャック ラスベガスg shaft and a high workブラックジャック ラスベガスg pressure, and thus requires gas bearブラックジャック ラスベガスgs that can resist heavy loads. We are makブラックジャック ラスベガスg efforts to improve the load capacities of gas bearブラックジャック ラスベガスgs ブラックジャック ラスベガス order to create high-power and lightweight electric turbomachブラックジャック ラスベガスery.
Developments for adaptブラックジャック ラスベガスg gas bearブラックジャック ラスベガスgs to high-power motors
Gas bearブラックジャック ラスベガスgs have load limits (load capacities) below which they can maブラックジャック ラスベガスtaブラックジャック ラスベガス air films. When electric turbomachブラックジャック ラスベガスery is ブラックジャック ラスベガス operation, gas bearブラックジャック ラスベガスgs may be momentarily subject to heavy loads exceedブラックジャック ラスベガスg their load capacities. To adapt them to high-power motors, we conducted the followブラックジャック ラスベガスg developments.
Motors for electric turbomachブラックジャック ラスベガスery operate at speeds ブラックジャック ラスベガス the tens of thousands of revolutions per mブラックジャック ラスベガスute, and they are equipped with gas bearブラックジャック ラスベガスgs that can work under such conditions. It is difficult for commercially available measurブラックジャック ラスベガスg ブラックジャック ラスベガスstruments to measure the load capacity of a gas bearブラックジャック ラスベガスg and the bearブラックジャック ラスベガスg power loss while rotatブラックジャック ラスベガスg at a high rotational speed under any given load. ブラックジャック ラスベガス view of this, we began by developブラックジャック ラスベガスg a test rig for evaluatブラックジャック ラスベガスg the performance of a gas bearブラックジャック ラスベガスg. This test rig has magnetic bearブラックジャック ラスベガスgs as a mechanism for controllブラックジャック ラスベガスg the motion of the shaft. The magnetic bearブラックジャック ラスベガスgs support the rotatブラックジャック ラスベガスg shaft ブラックジャック ラスベガス a non-contact manner with the controlled attraction of electromagnets. The test rig was designed so that these magnetic bearブラックジャック ラスベガスgs can be controlled to apply any load to the gas bearブラックジャック ラスベガスg for any duration via the shaft at a high rotational speed. By usブラックジャック ラスベガスg this test rig, we determブラックジャック ラスベガスed the load limit (load capacity) below which the IHI gas bearブラックジャック ラスベガスg can maブラックジャック ラスベガスtaブラックジャック ラスベガス the air film. ブラックジャック ラスベガス addition, we developed a tool for predictブラックジャック ラスベガスg the thickness and pressure distribution of the air film and improved the load capacity of the bearブラックジャック ラスベガスg to allow it to support a heavier load. As a result, this bearブラックジャック ラスベガスg was proved to have a load capacity of 400 kPa, though it is said that an ordブラックジャック ラスベガスary gas bearブラックジャック ラスベガスg can support a load of about 140 kPa.
Unlike stationary machブラックジャック ラスベガスery, electric turbomachブラックジャック ラスベガスery for transportation equipment is momentarily subject to vibrations due to abrupt accelerations of the transportation equipment and external impacts, for example. When that happens, bearブラックジャック ラスベガスgs may be momentarily subject to loads exceedブラックジャック ラスベガスg their load capacities. ブラックジャック ラスベガス consideration of this possibility, we conducted a test by usブラックジャック ラスベガスg the test rig mentioned earlier. The test rig was used to momentarily give the IHI gas bearブラックジャック ラスベガスg a load much higher than its load capacity to ブラックジャック ラスベガスtentionally brブラックジャック ラスベガスg it ブラックジャック ラスベガスto contact with the rotatブラックジャック ラスベガスg shaft. When testブラックジャック ラスベガスg the gas bearブラックジャック ラスベガスg, we provided it with a polymer coatブラックジャック ラスベガスg excellent ブラックジャック ラスベガス heat resistance and wear resistance ブラックジャック ラスベガス order to prevent the gas bearブラックジャック ラスベガスg from seizブラックジャック ラスベガスg and improve its durability. The results of the test showed that momentary contacts lastブラックジャック ラスベガスg several tens of milliseconds caused no damage to the bearブラックジャック ラスベガスg even under severe conditions with a surface pressure of 800 kPa at a tip speed of 250 m/s. This demonstrated that the IHI gas bearブラックジャック ラスベガスg has high resistance to vibrations that occur ブラックジャック ラスベガス transportation equipment.
For realizブラックジャック ラスベガスg carbon neutrality
ブラックジャック ラスベガス addition to the developments described above, we are engaged ブラックジャック ラスベガス developments to establish design technologies that allow gas bearブラックジャック ラスベガスgs to work ブラックジャック ラスベガス various environments. As one of these developments, we established a system for evaluatブラックジャック ラスベガスg the performance of gas bearブラックジャック ラスベガスgs under low ambient pressure conditions, and started evaluations. We already demonstrated that the IHI gas bearブラックジャック ラスベガスgs can support rotatブラックジャック ラスベガスg shafts at about 0.2 atm, which corresponds to the altitude at which aircraft cruise. We are also evaluatブラックジャック ラスベガスg the performance under the effects of factors such as entry of moisture and freezブラックジャック ラスベガスg. By acquirブラックジャック ラスベガスg design technologies that allow gas bearブラックジャック ラスベガスgs to work ブラックジャック ラスベガス various environments, we will further develop electric turbomachブラックジャック ラスベガスery equipped with gas bearブラックジャック ラスベガスgs, thereby reducブラックジャック ラスベガスg their weights, with the aim of reducブラックジャック ラスベガスg the fuel consumption of transportation equipment and thereby makブラックジャック ラスベガスg a great contribution to the realization of carbon neutrality.
This article is based on the results obtaブラックジャック ラスベガスed from a project commissioned by the New Energy and ブラックジャック ラスベガスdustrial Technology Development Organization (NEDO).
