JPH0738690U - 回転式ヘリウム圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却ジャケットの冷却水による潤滑油の冷却
効果を向上させて、圧縮要素を充分に冷却することがで
きる回転式ヘリウム圧縮機を提供するものである。 【構成】 ヘリウムガスを冷媒として使用する回転式ヘ
リウム圧縮機１の密閉ケース２の周囲に、微小隙間Ｓを
介して、冷却水管１８により潤滑油管１６を冷却するた
めの冷却ジャケット１７を装着したものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は冷凍機や空気調和機等に使用される回転式ヘリウム圧縮機に係り、特 に冷却ジャケットの装着構造を改良した回転式ヘリウム圧縮機に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

近年、フロンガスに代えてヘリウムガスを冷媒として使用する回転式ヘリウム 圧縮機が注目されている。この回転式ヘリウム圧縮機を本実施例に係る図３及び 図４を用いて説明する。図３に示すように、回転式ヘリウム圧縮機１の密閉ケー ス２内には、クランクシャフト３の上端側に設けられた電動要素４が収容される と共に、クランクシャフト３の下端側に設けられた圧縮要素５が収容されている 。

【０００３】 上記密閉ケース２の上部に設けられた受電端子６に受電されると、電動要素４ を構成するステータ７の回転磁界により、その内部に設けられたロータ８が回転 する。このロータ８のクランクシャフト３は、上記圧縮要素５に設けられたメイ ンベアリング９及びサブベアリング１０に回転自在に軸支されている。これらメ インベアリング９及びサブベアリング１０に挟持されたシリンダブロック１１の 内部にはシリンダ室１２が区画形成され、このシリンダ室１２内には上記クラン クシャフト３の偏心部３ａが収容されている。この偏心部３ａには偏心ローラ１ ３が嵌合されており、この偏心ローラ１３にはブレード溝（図示せず）内を往復 移動するブレード１４が接触してシリンダ室１２を低圧側と高圧側とに仕切るよ うに成っている。冷媒としてのヘリウムガスは吸込管１５からシリンダ室１２内 に吸い込まれ、上記偏心ローラ１３の回転によってシリンダ室１２内の容積が変 化することにより圧縮される。

【０００４】 ところで、このヘリウムガスは比熱比が大きいために圧縮による発熱が大きい ので、上記圧縮要素５を冷却する必要がある。従って、密閉ケース２の底部に貯 溜された潤滑油を潤滑油管１６を介して、密閉ケース２の内圧とシリンダ室１２ 内との圧力差（ケース内圧力＞シリンダ内圧力）により圧縮要素５へ流入させて 冷却している。この潤滑油管１６は、図４に示すように、冷却ジャケット１７上 に設けられ、該潤滑油管１６に冷却水管１８を接触させてその内部を通過する潤 滑油を冷却すべく、これら潤滑油管１６と冷却水管１８とが交互に蛇行するよう に配置されている。この冷却ジャケット１７は、電動要素４の発熱をも抑制でき るように、上記密閉ケース２の電動要素４に相当する部分の外周面に冷却ジャケ ット１７の内周面を密着させて装着されていた。具体的には、この冷却ジャケッ ト１７は半割り円筒体状を呈しており、その両端縁部に形成された平板状のフラ ンジ部１９に固定ボルト２０を締結することにより、密閉ケース２の電動要素４ に相当する部分の外周面に装着されていた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来の回転式ヘリウム圧縮機にあっては、上記冷却ジャケット１７ の内周面の大部分が密閉ケース２の外周面と密着しているので、冷却ジャケット １７の冷却水管１８を通過する冷却水の冷却効果の大部分が上記電動要素４の冷 却に費やされることになり、その結果、潤滑油が冷却されないため、上記圧縮要 素５が充分に冷却されないという問題があった。

【０００６】 従って、ヘリウムガスの発熱が抑制されないと、潤滑油が炭化することがあり 、その炭化物が吐出弁に付着すると、吐出弁が破損する虞れがあった。

【０００７】 上記課題に鑑み、本考案の目的は、冷却ジャケットの冷却水による潤滑油の冷 却効果を向上させて、圧縮要素を充分に冷却することができる回転式ヘリウム圧 縮機を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成すべく、本考案に係る回転式ヘリウム圧縮機は、ヘリウムガス を冷媒として使用し、密閉ケースの周囲に冷却水管により潤滑油管を冷却するた めの冷却ジャケットを装着する回転式ヘリウム圧縮機において、上記密閉ケース に微小隙間を介して上記冷却ジャケットを装着したものである。

【０００９】

【作用】

上記構成によれば、上記冷却ジャケットと密閉ケースとの間に微小隙間が形成 されるように、密閉ケースの周囲に冷却ジャケットを装着するので、冷却ジャケ ットの内周面と密閉ケースの外周面との接触面積が従来よりも減少する。

【００１０】 従って、この微小隙間によって、冷却ジャケットの冷却水管による電動要素部 の冷却が抑制されることになり、その結果、冷却水管による潤滑油管内の潤滑油 の冷却効果が向上され、その潤滑油によって圧縮要素が充分に冷却されることに なる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案に係る回転式ヘリウム圧縮機の好適一実施例を添付図面に基づい て詳述する。

【００１２】 図３は、回転式ヘリウム圧縮機の一実施例を示す正面縦断面図である。図示さ れているように、本実施例の回転式ヘリウム圧縮機１の密閉ケース２内には、上 部に電動要素４が収容されると共に、その下部に圧縮要素５が収容されている。 また、この密閉ケース２の底部には、潤滑油が貯溜されている。

【００１３】 この電動要素４には、密閉ケース２に固定されたステータ７と、該ステータ７ 内に所定の間隙を隔てて位置されたロータ８とが設けられている。このロータ８ は、上記圧縮要素５に設けられたメインベアリング９及びサブベアリング１０に 回転自在に軸支されたクランクシャフト３の上端側に固定されている。そして、 上記密閉ケース２の上部には、電源（図示せず）から受電して上記ステータ７に 供給するための受電端子６が設けられている。

【００１４】 また、上記圧縮要素５には密閉ケース２に固定されたリング状のシリンダブロ ック１１が設けられており、該シリンダブロック１１が上記メインベアリング９ 及びサブベアリング１０によって挟持されることにより、その内部にはシリンダ 室１２が区画形成されている。このシリンダ室１２内には、上記メインベアリン グ９及びサブベアリング１０に軸支されたクランクシャフト３の偏心部３ａが収 容されている。この偏心部３ａには、これを囲繞するように偏心ローラ１３が嵌 合されており、この偏心ローラ１３の外周部には、シリンダ室１２を低圧側と高 圧側とに仕切るブレード１４が接触するようになっている。このブレード１４は 、上記シリンダブロック１１にシリンダ室１２内に臨んで開口されたブレード溝 （図示せず）内に設けられ、このブレード溝に沿って往復移動自在となるように 弾性支持されている。このシリンダブロック１１には、シリンダ室１２内にヘリ ウムガスを供給するための吸込管１５が接続されている。

【００１５】 さらに、図３及び図４に示すように、上記密閉ケース２の下部には、上記圧縮 要素５に臨ませて潤滑油管１６の一端部が接続されており、その他端部は潤滑油 が貯溜された密閉ケース２の底部に接続されている。

【００１６】 そして、図３及び図５に示すように、上記密閉ケース２の電動要素４に相当す る部分の周囲には、上記潤滑油管１６内を通過する潤滑油を冷却するための冷却 ジャケット１７が装着されている。この冷却ジャケット１７には、潤滑油管１６ とこれを冷却するための冷却水管１８とが交互に蛇行するように設けられている 。また、冷却ジャケット１７を通過した冷却水管１８の冷却水はさらにケース２ 下部の潤滑油中に設けられたループ状の冷却水管１８ａを通過して潤滑油を冷却 するようにしている。

【００１７】 図２に示すように、この冷却ジャケット１７は半割り円筒体状を呈する分割ジ ャケット１７ａ，１７ｂを組合せて成り、各分割ジャケット１７ａ，１７ｂの両 端縁部にはそれぞれ異形状のフランジ部１９ａ，１９ｂが形成されている。具体 的には、一方のフランジ部１９ａは平板状を呈しており、他方のフランジ部１９ ｂは屈曲したアングル状を呈している。これら分割ジャケット１７ａ，１７ｂは 、同形状のフランジ部１９ａ，１９ｂ同士を相対向させるように組合され、当接 されたフランジ部１９ａ，１９ｂ同士に固定ボルト２０が締結されるように成っ ている。また、分割ジャケット１７ａ，１７ｂの初期形状は、上記密閉ケース２ に接触する面は密閉ケース２の外周半径より僅かに大きくし、密閉ケース２への 装着性が良くなるように形成している。このような形状のフランジ部１９ａ，１ ９ｂに固定ボルト２０を挿通させて締め付けると、図１に示すように、アングル 状のフランジ部１９ｂ同士がその屈曲部近傍で撓んで変形し、冷却ジャケット１ ７は上記密閉ケース２との間に微小隙間Ｓが形成された状態で固定装着されるも のである。

【００１８】 次に、上記実施例における作用を述べる。

【００１９】 上記密閉ケース２の上部に設けられた受電端子６に受電されると、上記電動要 素４を構成するステータ７の回転磁界により、その内部に回転自在に設けられた ロータ８が回転する。このロータ８が回転すると、これに固定されたクランクシ ャフト３が同時に回転し、その偏心部３ａに嵌合されている偏心ローラ１３もシ リンダ室１２内で同時に偏心回転する。

【００２０】 また、上記シリンダブロック１１に形成されたブレード溝内に弾性支持された ブレード１４の先端は、偏心回転する偏心ローラ１３の外周部に接しながらブレ ード溝内に沿って往復運動し、シリンダ室１２を低圧側と高圧側とに仕切る。

【００２１】 さらに、ヘリウムガスは吸込管１５からシリンダ室１２に吸い込まれ、偏心ロ ーラ１３の偏心回転によるシリンダ室１２の容積変化によって圧縮される。この ヘリウムガスは比熱比が大きいために圧縮による発熱が大きく、上記圧縮要素５ を冷却する必要があり、上記密閉ケース２の底部に貯蓄されている潤滑油を潤滑 油管１６を介して、密閉ケース２の内圧とシリンダ室１２内との圧力差（ケース 内圧力＞シリンダ内圧力）により流入させて圧縮要素５をインジェクション冷却 している。この潤滑油管１６は、これを冷却するための冷却水管１８とが交互に 蛇行するように冷却ジャケット１７上に設けられており、冷却水管１８内に冷却 水を通過させることにより潤滑油管１６内を通過する潤滑油を冷却している。

【００２２】 この冷却ジャケット１７は、上記密閉ケース２の電動要素４に相当する部分の 周囲に、該密閉ケース２との間に微小隙間Ｓが形成された状態で固定装着されて いる。本実施例にあっては、冷却ジャケット１７を半割り円筒体状を呈する分割 ジャケット１７ａ，１７ｂの組合せにより構成し、各分割ジャケット１７ａ，１ ７ｂの両端縁部にそれぞれ異形状のフランジ部１９ａ，１９ｂを形成して、相対 向する同形状のフランジ部１９ａ，１９ｂに固定ボルト２０を締結することによ って、図１に示したように、アングル状のフランジ部１９ｂ同士の屈曲部近傍を 撓ませて変形させることにより、微小隙間Ｓが形成されている。しかし、この構 成に限るものではなく、例えば複数のスペーサを挿入した冷却ジャケットの内周 面に複数の突起を設けることにより、上記冷却ジャケット１７の内周面と密閉ケ ース２の外周面との接触面積を半分以下にすることができれば良い。図６に示す ように、このように冷却ジャケット１７の内周面と密閉ケース２の外周面との接 触面積が従来よりも減少することにより、冷却ジャケット１７の冷却水管１８に よる電動要素部４の冷却が抑制されることになる。従って、冷却水管１８による 潤滑油管１６内の潤滑油の冷却効果を向上させることができ、その潤滑油によっ て圧縮要素５を充分に冷却することができるものである。

【００２３】 即ち、潤滑油管１６内の潤滑油を冷却することにより、ヘリウムガスの冷却が 可能であり、潤滑油の炭化がなく、炭化物が吐出弁に付着しないので、吐出弁の 破損を防止することができる。また、圧縮要素５が冷却されるので、潤滑油の粘 度が低下せず、摺動部の磨耗を減少することができる。さらに、ヘリウムガスの 比容積が小さくなるので、体積効率が高くなり、信頼性の高い高効率の回転式ヘ リウム圧縮機を提供することができるものである。

【００２４】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案に係る回転式ヘリウム圧縮機によれば、冷却ジャケ ットの冷却水による潤滑油の冷却効果を向上させて、圧縮要素を充分に冷却する ことができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る回転式ヘリウム圧縮機の一実施例
の回転式ヘリウム圧縮機の冷却ジャケット装着時におけ
る固定ボルト締結後の状態を示す概略平面図である。

【図２】本実施例の回転式ヘリウム圧縮機の冷却ジャケ
ット装着時における固定ボルト締結前の状態を示す概略
平面図である。

【図３】本実施例の回転式ヘリウム圧縮機の内部構造を
示す正面縦断面図である。

【図４】本実施例の回転式ヘリウム圧縮機の外観を示す
正面図である。

【図５】本実施例の回転式ヘリウム圧縮機の外観を示す
平面図である。

【図６】本実施例の回転式ヘリウム圧縮機の作用効果を
説明するためのグラフである。

【符号の説明】

１ 回転式ヘリウム圧縮機 ２ 密閉ケース １６ 潤滑油管 １７ 冷却ジャケット １８ 冷却水管 Ｓ 微小隙間

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘリウムガスを冷媒として使用し、密閉
   ケースの周囲に冷却水管により潤滑油管を冷却するため
   の冷却ジャケットを装着する回転式ヘリウム圧縮機にお
   いて、上記密閉ケースに微小隙間を介して上記冷却ジャ
   ケットを装着したことを特徴とする回転式ヘリウム圧縮
   機。