流体カップリングの動作原理

流体カップリングの動作原理

流体カップリングは、液体を作動媒体として使用する非剛性カップリングで、主に機械的エネルギーの伝達と調整を目的として設計されています。その動作は、流体の運動エネルギーの伝達と運動量の変化に依存しています。 

流体カップリングコアの動作原理の詳細な内訳:

基本構造とコンポーネント

流体カップリングは、主にポンプホイール、タービンホイール、回転ハウジングで構成されています。ポンプホイールは駆動軸 (入力軸) に接続され、タービンホイールは従動軸 (出力軸) に接続されます。これらのコンポーネントは互いに向かい合って、油圧流体 (通常はオイル) で満たされた密閉された作業室を形成します。

エネルギー変換と伝送

ポンプホイールの機能: 駆動シャフトがポンプホイールを回転させると、内部の流体がブレードの動きに従います。遠心力により、流体がポンプホイールの外縁に向かって推進され、高速かつ高圧の流れが生成されます。このプロセスにより、機械エネルギーが流体の運動エネルギーに変換されます。

タービンホイールの機能: 高速流体がポンプホイールからタービンホイールに流れ込みます。2 つのホイールの回転速度の差により、流体がタービンブレードに衝突し、タービンを駆動して、駆動軸を介して機械エネルギーを出力します。このステップにより、流体の運動エネルギーから機械エネルギーへの変換が完了します。

流体循環とカップリング

作動流体は、ポンプ ホイールとタービン ホイールの間を連続的に循環します。作動流体は、ポンプ ホイールの内側のエッジから外側に移動し、タービン ホイールに入り、減速してポンプ ホイールの内側のエッジに戻り、閉ループの ああああ トルク サークルを形成します。この循環的な流れによってポンプ ホイールとタービン ホイールが結合され、エネルギーの伝達が可能になります。

速度とトルクの調整

流体カップリングは、特定の範囲内で速度とトルクを調整します。負荷が変化すると、タービン ホイールの速度が変化し、ポンプとタービン ホイールの速度差が変わります。この変化により、流体の循環速度とタービンへの衝撃力が変わり、負荷の要求に合わせて出力トルクと速度が調整されます。

スピードコントロール機能

駆動軸の無段階速度制御は、作動室内の流体量を調整することによって実現されます。たとえば、スクープ チューブ調整機構によりオイル レベルを変更して、伝達されるトルクと回転速度を制御できます。

まとめ

流体カップリングは、流体の運動エネルギーの伝達と循環を通じて機械的エネルギーを伝達および調整します。シンプルな構造と信頼性の高い性能により、発電、冶金、石油化学などの業界で広く使用されており、特に水ポンプやファンなどの可変負荷機器で使用されています。