JPH0565888A - 液冷媒搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は空調機器等の熱搬送サイクルにおい
て、強制的に冷媒を循環させる冷媒搬送装置に関するも
ので、潤滑材となるオイルを使用することなく、冷媒搬
送装置を提供することを目的としたものである。 【構成】 オイルレス冷媒搬送装置においてシャフト５
と、シャフト５の偏心部に取付られたローラ６と、ロー
ラ６を収納するシリンダ７とシリンダ７の溝内に収納さ
れかつその先端部がローラ６の外周と圧接されるベーン
１３と、シャフト５を支持する主軸受８及び副軸受９と
主軸受８及び副軸受９の内径部に取付られ、かつシャフ
ト５と摺接する炭素セラミックス複合材の軸受ブッシュ
１４、１５で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷暖房装置等に利用され
る液冷媒搬送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱搬送サイクル用熱媒体としては水が一
般的であるが、近年、化学的安定性が高くサイクルを完
全密閉することでメインテナンスフリー化が図れ、また
サイクル内圧力を調整して気液混合とし気相液相間の蒸
発潜熱を利用することで熱搬送量が大きくとれることか
ら、液冷媒を熱媒体とする熱搬送サイクルが考えられて
いる。

【０００３】そして、このサイクルの液冷媒搬送装置と
して、密閉型冷凍用圧縮機を転用する試みがなされてい
る。

【０００４】以下、図面を参照しながら従来の液冷媒搬
送装置（以下搬送装置という）の一例について説明す
る。

【０００５】図３に搬送装置の断面図を、図４に搬送装
置の機械部の横断面図を示す。図３において１は搬送装
置である。２は密閉シェル、３は密閉シェル２に焼ばめ
されたステータ、４はステータ３と一対でモータを構成
するロータ、５はロータ４に焼ばめされたシャフトであ
る。

【０００６】また、６はシャフト５の偏心部に組込まれ
たローラ、７はローラ６を収納するシリンダ、８はシャ
フト５の主軸受、９はシャフト５の副軸受、１０はシリ
ンダ７内から密閉シェル２内へ連通するポートである。
また、１１は外部より直接シリンダ７内へ連通するパイ
プ、１２は外部と密閉シェル内を連通するパイプＢであ
り、パイプ１１及びパイプ１２は密閉シェル２に溶接シ
ールされている。

【０００７】図４は図３のルール断面図であり、ベーン
１３がシリンダ７の溝内に収納されかつその先端部がロ
ーラ６と摺接している。

【０００８】次にその動作について説明する。ステータ
３とロータ４で構成するモータによりシャフト５が回転
し、これに伴ってローラ６が偏心回転し、パイプ１１を
通り熱搬送サイクルよりシリンダ７内へ導入された液冷
媒を圧縮し、ポート１０を通って密閉シェル２内へ放出
する。

【０００９】そして密閉シェル２内へ放出された液冷媒
はパイプ１２を通り熱搬送サイクルへ送り出される。ま
た、ステータ３とロータ４で構成されるモータは逆回転
可能であり、ポート１０には逆止弁機構を設けていない
ためモータを逆回転すれば、液冷媒をパイプ１２より流
入してシリンダ７内で圧縮してパイプＡ１１より送り出
すことができる。

【００１０】密閉シェル２内はほぼ液冷媒で満たされて
おり、機械部の潤滑や各部の冷却はこの液冷媒によって
行われる。そして、ここで、液冷媒としては、ジクロロ
ジフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン及び１，
１，１，２テトラフルオロエタン等冷蔵庫や空調機に用
いられるね熱安定性の高い冷媒を用いており、上記搬送
装置の基本構成及び構成材料は２００kal／ｈクラスの
冷蔵庫用コンプレッサのものを利用している。

【００１１】つまり、熱媒体を化学的安定性の高い冷媒
とし密閉サイクルで利用する場合は、耐食性や耐溶剤性
に優れる薬品用マグネットポンプの様に駆動部と機械部
を別体構造とする複雑な構成を用いる必要もなく、耐薬
品性に優れるポリテトラフルオロエチレンや各種セラミ
ックス等の高価な材料ですべての部品を形成する必要も
ない。従って、上記搬送装置は、冷蔵庫用コンプレッサ
の基本構成を利用し、モータを正逆回転可能とする点、
ポートに弁機構を設けない点を変更しているだけで、機
械部材料は鋳鉄を主体とした鉄系材料モータ材料は冷蔵
庫用コンプレッサのモータ材料と同等のものを使用して
いる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の様
な構成では、密閉シェル内を液冷媒が常に流れているた
め、冷蔵庫用コンプレッサで用いられている様に油を潤
滑材として密閉シェル内に十分保持することができない
ことから、潤滑不足により機械部の摩耗が増大し長期の
耐久性が不十分であった。この点を改良する試みとして
液冷媒の潤滑性を向上することも考えられる（例えば特
公昭６０−１５６６４号公報）が、潤滑向上添加剤を多
量に加えると冷媒の純度が落ち熱搬送能力が低下するた
めに十分な効果が期待できない。また近年オゾン層破壊
の問題によりオゾン破壊の効果が大きい塩素を含有する
冷媒が使用できない状況にあり、塩素の極圧性がなくな
った分だけ冷媒の潤滑性がさらに低下する傾向にある。

【００１３】従って、液冷媒潤滑の条件においても機械
部の摩耗が抑えられ耐久性が維持できる搬送装置が望ま
れていた。

【００１４】本発明は上記課題に鑑み、機械部材料の耐
摩耗性を向上させ液冷媒搬送装置の耐久性を向上するも
のである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の液冷媒搬送装置は機械部の構成要素としてシ
ャフトと、シャフトに取付けられたローラと、ローラを
収納するシリンダと、シリンダの溝内に収納されかつそ
の先端部がローラの外周と圧接されるベーンと、シリン
ダを挟む様に取付けられシャフトを支持する主軸受及び
副軸受と、主軸受及び副軸受の内径部に取付けられシャ
フトと摺接する軸受ブッシュとを備え、前記ローラ、ベ
ーン及び軸受ブッシュの内少なくとも１部品を人工黒鉛
を主成分とする炭素セラミックス複合材で形成し、また
主軸受及び副軸受の内径部に取付られた軸受ブッシュと
摺接するシャフトにＳＣＭを用い、硬度４５ＨＲＣ以上
表面粗さ０．６ａ以上に処理したものである。

【００１６】

【作用】本発明は上記した構成によって、線接触であり
面圧が高いベーンとローラの接触部の摩耗あるいは高周
速であるシャフトと軸受ブッシュの接触部の摩耗が低減
でき、液冷媒搬送装置の耐久性を向上するものである。

【００１７】

【実施例】以下本発明の搬送装置の一実施例について図
面を参照しながら説明する。

【００１８】図１に本発明の搬送装置の断面図を、図２
に本発明の搬送装置の機械部の横断面図を示す。

【００１９】図１において、１は搬送装置である。２は
密閉シェル、３は密閉シェル２に焼ばめされたステー
タ、４はステータ３と一対でモータを構成するロータ、
５はロータ４に焼ばめされたシャフトである。

【００２０】また、６はシャフト５の偏心部に組込まれ
たローラ、７はローラ６を収納するシリンダ８はシャフ
ト５の主軸受、９はシャフト５の副軸受、１０はシリン
ダ７内から密閉シェル２内へ連通するポートである。そ
して、１４は及び１５はそれぞれ主軸受及び副軸受の内
径部に圧入された軸受ブッシュＡ及び軸受ブッシュＢで
あり、人工黒鉛を主成分とする炭素セラミックス複合材
料で形成している。

【００２１】また、シャフト５はＳＬＭ材を用いてお
り、硬度４５ＨＲＣ以上、表面粗さ０．６ａ以上に処理
されている。

【００２２】また、１１は外部より直接シリンダ７内へ
連通するパイプ、１２は外部と密閉シェル内を連通する
パイプであり、パイプ１１及びパイプ１２は密閉シェル
２に溶接シールされている。図２は図１のII−II断面図
であり、ベーン１３がシリンダ７の溝内に収納されかつ
その先端部がローラ６と摺接している。次にその動作に
ついて説明するステータ３とロータ４で構成するモータ
によりシャフト５が回転し、これに伴ってローラ６が偏
心回転し、パイプ１１を通り熱搬送サイクルよりシリン
ダ７内へ導入された液冷媒を圧縮し、ポート１０を通っ
て密閉シェル２内へ放出する。

【００２３】このとき、液冷媒の圧縮に伴う反作用力
が、ローラ６を介してシャフト５に伝達され、シャフト
５が軸受ブッシュ１４及び軸受ブッシュ１６に押しつけ
られて摺動する。そして、密閉シェル２内へ放出された
液冷媒はパイプ１２を通り熱搬送サイクルへ送り出され
る。また、モータは逆回転可能であり従来例と同様に液
冷媒を逆流させることができる。

【００２４】以上の様な構成において、液冷媒を使用す
る搬送装置の軸受ブッシュを、耐摩耗性に優れるだけで
なく自己潤滑性を有し乾燥摩擦条件でも焼付かない特性
をもつ炭素セラミック複合材で形成することにより他の
鋼材やセラミックスに比べて耐摩耗性が向上し、軸受ブ
ッシュ及びシャフトの摩耗量が低減でき、搬送装置の耐
久性が大幅に向上することがわかる。

【００２５】また、炭素セラミックス複合材料の高耐摩
耗性を生かし、摩耗量の多いベーンあるいはローラの材
料として炭素セラミックス複合材を適用すれば、同様の
効果が期待できる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、機械部の
構成要素としてシャフトとシャフトの偏心部に取付けら
れたローラと、ローラを収納するシリンダと、シリンダ
の溝内に収納されかつその先端部がローラの外周と圧接
されるベーンと、シリンダを挟む様に取付けられシャフ
トを支持する主軸受及び副軸受と、主軸受及び副軸受の
内径部に取付けられシャフトと摺接する軸受ブッシュと
を備えた液冷媒搬送装置において、前記ローラ、ベーン
及び軸受ブッシュの内少なくとも１部品を人工黒鉛を主
成分とする炭素セラミックス複合材で形成することによ
り、シャフトと軸受ブッシュ及びベーンとローラの摺動
部の摩耗を低減することができ、その結果液冷媒搬送装
置の耐久性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す液冷媒搬送装置の断面
図

【図２】図１の液冷媒搬送装置のII−II矢視による機械
部の横断面図

【図３】従来の液冷媒搬送装置の断面図

【図４】図３の液冷媒搬送装置のIV−IV矢視による機械
部の横断面図

【符号の説明】

１ 液冷媒搬送装置 ６ ローラ １３ ベーン １４ 軸受ブッシュ １５ 軸受ブッシュ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトと、前記シャフトの偏心部に取
   付けられたローラと、前記ローラを収納するシリンダ
   と、前記シリンダの溝内に収納されかつその先端部が前
   記ローラの外周と圧接されるベーンと、前記シリンダを
   挟む様に取付けられ前記シャフトを支持する主軸受及び
   副軸受と、前記主軸受及び副軸受の内径部に取付けられ
   前記シャフトと摺接する軸受ブッシュとを備え、前記ロ
   ーラ、ベーン及び軸受ブッシュの内少なくとも１部品を
   人工黒鉛を主成分とする炭素セラミックス複合材で形成
   したことを特徴とする液冷媒搬送装置。
2. 【請求項２】 主軸受及び副軸受の内径部に取付られた
   軸受ブッシュと摺接するシャフトにＳＣＭ材を用い、硬
   度４５ＨＲＣ以上、表面粗さ０．６ａ以上に処理した請
   求項１記載の液冷媒搬送装置。