JPH04164176A - ヘリウム圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ヘリウム圧縮機に係り、特にケーシングの冷
却手段を改良したヘリウム圧縮機に関する。

（従来の技術） 冷媒としてヘリウムを用いるヘリウム冷凍装置は、−２
００℃以下の低温が得られることから、極低温冷凍装置
等に多用されている。このヘリウム冷凍装置を構成する
ヘリウム圧縮機は、一般に密閉型とされている。

ところで、ヘリウムガスはフロンガス等と比較して断熱
指数にが約１．５倍と高い。例えばフロンガス冷媒Ｒ１
１の断熱指数には１．１４２、またＲ２２の断熱指数に
は１．１３５であるのに対し、ヘリウムガスの断熱指数
には１．６５８である。したがって、ヘリウム圧縮機の
吐出ガスは過熱され易く、その高熱による潤滑油粘度の
低下を防ぐため、圧縮要素であるシリンダ部を冷却する
とともに、ケーシングの外周部も冷却する等、特別の冷
却手段が必要とされる。

第１０図はこのような従来のヘリウム圧縮機、特にケー
シングの冷却手段について示したものである。圧縮要素
を収容した密閉ケーシング１の外周部に、冷却手段とし
て、冷却液流通用の配管２がコイル状に巻装されている
。この配管２内に冷却液を流通させることにより、ケー
シング１を外周側から冷却するようにしている。

従来では、このように冷却液流通用の配管を密閉ケーシ
ングにコイル状に巻装する構成が一般的である（例えば
実開昭６０−１２６８４号公報、実開昭６１−１５１０
８４号公報等参照）。

（発明が解決しようとする課題） ところが、冷却液流通用の配管を密閉ケーシングにコイ
ル状に巻装する従来のヘリウム圧縮機では、その配管の
巻装作業が繁雑で、製作に多くの手間および時間がかか
り、量産に不適である等、製作性が悪いという問題があ
る。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ケー
シング冷却手段の構成が簡素で、組付けが容易に行え、
製作に要する手間および時間が低減でき、製作性向上が
図れるヘリウム圧縮機を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 請求項１の発明は、ヘリウム冷凍装置に適用される密閉
型の圧縮機であって、圧縮要素を収納した密閉ケーシン
グの外周部に冷却手段を有し、この冷却手段により圧縮
運転時の発熱を抑制するヘリウム圧縮機において、前記
冷却手段は、前記密閉ケーシングの外周部に被着される
冷却液流通用の割筒状ジャケットであることを特徴とす
る。

また、請求項２の発明は、ヘリウム冷凍装置に適用され
る密閉型の圧縮機であって、圧縮要素を収納した密閉ケ
ーシングの外周部に冷却手段を有し、この冷却手段によ
り圧縮運転時の発熱を抑制するヘリウム圧縮機において
、前記冷却手段は、前記密閉ケーシングの外周部に被着
される冷却フィン付き割筒状ジャケットであることを特
徴とする。

（作用） 請求項１の発明によれば、圧縮運転時の密閉ケーシング
の発熱は、ジャケットに流通する冷却液との熱交換によ
って抑制される。そして、ジャケットは割筒状であるた
め、圧縮機製作に際しては、このジャケットを密閉ケー
シングの外周面に外側から当接して、容易に装着するこ
とができる。

したがって、製作手間および時間等の低減、ひいては量
産性向上が図れる等、製作性を大幅に向上することがで
きる。

また、請求項２の発明によれば、ジャケットの冷却フィ
ンによる空冷効果で密閉ケーシングの発熱抑制が行われ
る。そして、ジャケットは割筒状であるから、請求項１
の発明と同様に、密閉ゲージングに容易に装着すること
ができる。特に本発明では、ジャケットが冷却フィン付
きで、空冷可能なことから、冷却液の省略により軽量化
が図れるとともに、構成の一層の簡単化および配管不要
によるメンテナンス性向上等の利点も得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図〜第７図は第１実施例を示し、本実施例は請求項
１の発明についてのものである。

本実施例のヘリウム圧縮機１０は、第１図に示すように
、竪型の密閉ケーシング１１内に、電動要素部１２およ
び圧縮要素部１３を収納して構成されており、密閉ケー
ジ“ング１１には、冷媒ガスとしてのヘリウムガス人出
用の吸込部１４および吐出部１５が設けられている。そ
して、冷媒であるヘリウムガスは、密閉ケーシング１１
の吸込部１４を介して圧縮要素部１３に流入し、この圧
縮要素部で圧縮後密閉ケーシング１１の内部空間を経て
吐出部１５から外部に吐出されるようになっている。な
お、圧縮要素部１３を構成するシリンダ部１３ａには内
部冷却配管１６が設けられ、冷却油等のインジェクショ
ン、または冷却水循環等により圧縮要素部１３の冷却が
可能とされている。

このヘリウム圧縮機に軸いて、密閉ケーシング１１の圧
縮運転時の発熱を抑制する冷却手段として、ケーシング
１１の外周部に、冷却液流通用の割筒状ジャケット１７
が設けられている。このジャケット１７は、冷却液とし
て水を循環させる水ジャケットであり、第２図に示すよ
うに、半割円筒状の一対のエレメント１８ａ、１８ｂか
らなるジャケット本体１８と、この各ジャケット本体１
８に装着された水循環用の冷却パイプ１９とにより構成
されている。

ジャケット本体１８の各エレメント１８ａ、１８ｂは、
例えばアルミニウム製で、それぞれ押出し成形または引
抜き成形によって一体形成されている。そして第３図お
よび第４図に示すように、各エレメント１８ａ、１８ｂ
の外周面に、軸心方向に沿う多数のＵ溝状のパイプホル
ダ部２０が形成されるとともに、周方向両端縁にボルト
挿通孔２１を有するフランジ２２が形成されている。

一方、冷却パイプ１９は例えば銅管とされており、第５
図および第６図に示すように、互いに平行な多数の直管
部１９ａと、これらの端部を順次に連結する湾曲管部１
９ｂとにより蛇行管状に構成されている。

そして、冷却パイプ１９がジャケット本体１８の各エレ
メント１８ａ、ｉｓｂに一体的に組込まれている。すな
わち第７図に示すように、冷却パイプ１９の各直管部１
９ａを、ジャケット本体１８の各エレメント１８ａ、１
８ｂのＵ溝状のパイプホルダ部２０に嵌合しく同図のＡ
状態からＢ状態）、その後パイプホルダ部２０の外周側
に露出する部分を圧潰することにより（同図のＣ状態）
、冷却パイプ１９がジャケット本体１８に固定される。

なお、第７図に示すように、ジャケット本体１８のパイ
プホルダ部２０を、括れ部２０ａを介して溝底部側がや
や広がった形状とし、かつ冷却パイプ２０の半分以上が
その広がり部分に圧入状態で収納されるようにすれば、
嵌合強度が強く、外れ防止等に効果的なものとなる。

しかして、ジャケット１７の密閉ケーシング１１への組
付けは、ジャケット本体１８の各エレメント１８ａ、１
８ｂ同士を密閉ケーシング１１の外周面上に嵌合状態で
被着し、その各エレメント１８ａ、１８ｂのフランジ２
２を、ボルト挿通孔２１に挿通したボルト（図示せず）
によって締着することにより行われている。

また、冷却パイプ２０は、冷却水導入出管２３゜２４を
介して図示しないポンプ装置等に接続されている。なお
、冷却パイプ２０は全体として一つの流路を構成するよ
うにしてもよく、またジャケット本体１８の各エレメン
ト１８ａ、１８ｂ毎に分かれた二つの流路を構成するよ
うにしてもよい。

以上のように構成された第１実施例によると、圧縮運転
時の密閉ケーシングからの発熱は、ジャケット１７に流
通する冷却水との熱交換によって抑制される。

そして、ジャケット１７は割筒状であるため、圧縮機製
作に際しては、このジャケット１７を密閉ケーシング１
１の外周面に外側から当接して、容易に装着することが
できる。

したがって、製作手間および時間等の低減、ひいては量
産性向上および低コスト化が図れる等、製作性を大幅に
向上することができる。

なお、前記実施例ではジャケット１７を水ジャケットと
し、冷却水を流通させるようにしたが、水辺外の他の流
体、例えば油等を流通させる構成としてもよい。

また、ジャケット１７をジャケット本体１８と冷却パイ
プ２０との接合により構成したが、内部に流路を有する
一体ジャケット構成としてもよい。

第８図および第９図は第２実施例を示し、本実施例は請
求項２の発明についてのものである。

本実施例のヘリウム圧縮機は、第８図に示すように、竪
型の密閉ケーシング３１内に、電動要素部３２および圧
縮要素部３３を収納して構成されており、密閉ケーシン
グ３１には、冷媒ガスとしてのヘリウムガス人出用の吸
込部３４および吐出部３５が設けられている。そして、
冷媒であるヘリウムガスは、密閉ケーシング３１の吸込
部３４を介して圧縮要素部３３に流入し、圧縮後密閉ケ
ーシング３１の内部空間を経て吐出部３５から外部に吐
出されるようになっている。

このヘリウム圧縮機において、密閉ケーシング３１の圧
縮運転時の発熱を抑制する冷却手段として、密閉ケーシ
ング３１の外周部に、割筒状ジャケット３７が設けられ
ている。このジャケット３７は、半割円筒状の一対のエ
レメント３７ａ、３７ｂからなっている。各エレメント
３７ａ、３７ｂは、例えばアルミニウム製で、それぞれ
押出し成形または引抜き成形によって一体成形されてい
る。そして第９図に示すように、各エレメント３７ａ、
３７ｂの外周面に、軸心方向に沿う多数の空冷用の冷却
フィン３８が形成されるとともに、周方向両端縁にボル
ト挿通孔３９を有するフランジ４０が形成されている。

しかして、ジャケット３７の密閉ケーシング３１への組
付けは、各エレメント３７ａ、３７ｂ同士を密閉ケーシ
ング３１の外周面上に嵌合状態で被着し、その各エレメ
ント３７ａ、３７ｂのフランジ４０を、ボルト挿通孔３
９に挿通したボルト（図示せず）によって締着すること
により行われている。

以上の構成による第２実施例によれば、ジャケット３７
の冷却フィン３８による空冷効果で密閉ケーシング３１
の発熱抑制が行われる。

そして、ジャケット３７は割筒状であるから、圧縮機製
作に際しては、このジャケット３７を密閉ケーシング３
１の外周面に外側から当接して、容易に装着することが
できる。

したがって、製作手間および時間等の低減、ひいては量
産性向上および低コスト化が図れる等、製作性を大幅に
向上することができる。

また、本実施例では、ジャケット３７が冷却フィン３８
による空冷式構成とされていることから、冷却液の省略
により軽量化が図れるとともに、構成の一層の簡単化お
よび配管不要によるメンテナンス性向上等の利点が得ら
れる。

なお、以上の第２実施例においては、密閉ケーシング３
１とジャケット３７との隙間を、熱伝導性の高いパテ等
によって埋めることが望ましい。

これにより、密閉ケーシング３１ジヤケツト３７とを密
着させ、両者の間の熱伝導性を高めて冷却効果の向上が
図れるものである。

また、第９図に符号４１を付して示したように、ジャケ
ット３７の冷却フィン３８間の溝状の隙間部に、冷却パ
イプ４１をその冷却フィン３８と一体的に、または密着
させて設けてもよい。そして、この冷却パイプ４１に、
図示しない油インジェクション用の油を循環させ、また
は前記第１実施例と同様に冷却水を循環させる等の構成
を付加してもよい。このようにすれば、空冷および液冷
却の両件用により、冷却効果が更に向上できる。

なお、以上の各実施例では、ジャケット１７の分割数を
二つとしたが、これに限らず、三つ以上としてもよいこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係るヘリウム圧縮機によれば、
ケーシング冷却手段として、液冷または空冷用の割筒状
ジャケットを設けることにより、構成の簡素化および組
付は容易化が図れ、圧縮機製作に要する手間および時間
が低減でき、量産および低コスト化に有効で、製作性が
向上できる等の優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るヘリウム圧縮機の第１実施例を示
す全体断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線に沿う要部拡
大断面図、第３図は前記実施例のジャケットを拡大して
示す側面図、第４図は第３図の平面図、第５図は前記実
施例の冷却パイプを拡大して示す側面図、第６図は第５
図の平面図、第７図は前記実施例のジャケット組立て状
態を示す説明図、第８図は本発明に係るヘリウム圧縮機
の第２実施例を一部断面で示す全体正面図、第９図は第
８図の平面図、第１０図は従来例を一部断面で示す正面
図である。 １０・・・ヘリウム圧縮機、１１．３１・・・ケーシン
グ、１３．３３・・・圧縮要素部、１７．２７・・・ジ
ャケット、３８・・・冷却フィン。 ＝６２６−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ヘリウム冷凍装置に適用される密閉型の圧縮機であ
   って、圧縮要素を収納した密閉ケーシングの外周部に冷
   却手段を有し、この冷却手段により圧縮運転時の発熱を
   抑制するヘリウム圧縮機において、前記冷却手段は、前
   記密閉ケーシングの外周部に被着される冷却液流通用の
   割筒状ジャケットであることを特徴とするヘリウム圧縮
   機。 ２、ヘリウム冷凍装置に適用される密閉型の圧縮機であ
   って、圧縮要素を収納した密閉ケーシングの外周部に冷
   却手段を有し、この冷却手段により圧縮運転時の発熱を
   抑制するヘリウム圧縮機において、前記冷却手段は、前
   記密閉ケーシングの外周部に被着される冷却フィン付き
   割筒状ジャケットであることを特徴とするヘリウム圧縮
   機。