CN1550676A

CN1550676A - 制冷剂泵

Info

Publication number: CN1550676A
Application number: CNA2004100435349A
Authority: CN
Inventors: 中野雅夫; 夫; 若林寿夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2004-12-01
Also published as: JP2004360677A; US20040228744A1; TW200506219A

Abstract

本发明的制冷剂泵，由于在驱动轴上设有连通孔、环状槽，并在圆筒轴承上设有槽，可向轴承部供给制冷剂液，因而，可将制冷剂液积极地供向轴承部，从而构成有利于减少磨损的滑动轴承。

Description

制冷剂泵

技术领域

本发明涉及应用制冷剂的蒸发·冷凝的相变化而效率良好地对高发热半导体元件等进行冷却的冷却装置的制冷剂泵。

背景技术

作为以往的技术有衬套轴承型制冷剂泵(例如，参照日本专利特开平3-233188号公报)。图7表示记述在该公报上的制冷剂泵。

图7中，在设有排出管61的密闭容器62的内部，具备由转子63及定子64构成的电动机部65，及压缩机械部66。由装配于密闭容器62内的轴承67支承的驱动轴68与转子63直接连接，驱动压缩机械部66。69表示位于密闭容器62内的制冷剂液。70表示吸入管。

为了减少驱动轴68与轴承67间的磨损，在结构中设有多孔质铜系烧结合金材料制的衬套71。另外，在驱动轴68上设有油槽72。然而，现状是对如何使制冷剂液流动却不明确。

另外，还有另一种制冷剂泵(例如，参照日本专利特开平2-283887号公报)。该类型的制冷剂泵，将电动机部的定子安装在密闭容器的外部，将泵机构部及电动机部的转子设置在上述密闭容器的内侧，以驱动轴连接上述转子及上述泵机构部的旋转体，通过上述电动机部的定子与上述电动机部的转子间的磁性作用旋转驱动上述泵机构部的旋转体，从而将制冷剂送出。

图8表示记述在该公报上的以往的制冷剂泵。

如图8所示，该制冷剂泵将电动机部的定子72安装在圆筒形的密闭容器71的外侧，将泵机构部73及电动机部的转子74设置在密闭容器71的内侧，以驱动轴76连接上述转子74及上述泵机构部的旋转体75，通过上述电动机部的定子72与上述电动机部的转子74间的磁性作用旋转驱动上述泵机构部的旋转体75，使自吸入管77吸入的制冷剂液从泵室78经形成于转子74的制冷剂流路79由孔80流入排出管81而排出至密闭容器71的外侧。

在如图7所示的以往的制冷剂泵中，由于对于轴承67使用了昂贵的衬套71，而在驱动轴68与轴承67间却并未形成主动地促使制冷剂液流动的构造，故而，处于边界摩擦状态，存在使轴承面受损伤的可能性。这一点在图8所示的以往的制冷剂泵中同样存在。

另外，对于如图8所示的以往的制冷剂泵，由于驱动轴76为两端支承构造，整体结构大而不适合对小型化有要求的制冷剂泵。此外，若支承于两端的轴承发生偏心，可能导致驱动轴76旋转时发生扭动，使转动不顺利。另外，支承于两端的轴承的轴心调整颇为不易。

发明内容

本发明的目的为，提供具有加工容易、价格低廉且可靠性高的轴承部的制冷剂泵。

另外，以提供轴承部不易发生烧结等问题的制冷剂泵为本发明的目的。

本发明为解决上述课题，而具有以下特征：在连接电动机部的转子与泵机构部的旋转体的驱动轴的中心，设置有使由上述泵机构部所压缩后的制冷剂液流向排出侧的制冷剂通道，并在上述驱动轴上与轴承部对应的位置上，设置有自上述制冷剂通道向外周面连通的连通孔。

依据上述构成，可将流动于上述驱动轴的制冷剂通道的制冷剂液的一部分通过连通孔积极地供向轴承部的内周面，从而形成滑动轴承构造。

本发明的制冷剂泵，在其圆筒形的密闭容器的外侧安装有电动机部的定子，在上述密闭容器的内侧安装有泵机构部及电动机部的转子，上述电动机部的转子与上述泵机构部的旋转体通过驱动轴连接，该制冷剂泵通过上述电动机部的定子与上述电动机部的转子间的磁性作用旋转驱动上述泵机构部的旋转体而将制冷剂送出，其特征在于，上述驱动轴在其中心设有使由上述泵机构部所压缩的制冷剂液流向排出侧的制冷剂通道，并且在与轴承部对应位置设有自上述制冷剂通道向其外周面连通的连通孔。

另外，本发明的制冷剂泵，其特征在于，上述泵机构部，具有：安装在上述密闭容器的内侧，将该密闭容器分隔成吸入侧及排出侧两个部分，对上述驱动轴加以支承，并且在朝向上述吸入侧的面上设有泵室的圆筒轴承；与上述驱动轴连接，旋转于上述泵室的内侧的旋转体；安装在上述圆筒轴承上，封闭上述泵室，并且，其上设有将制冷剂液吸入至上述泵室的吸入口及将由泵室内加压后的制冷剂液送向形成于上述驱动轴的中心的上述制冷剂通道的一端的排出槽的吸入板。

另外，本发明的制冷剂泵，其特征在于，在上述驱动轴上，与轴承部对应位置沿圆周方向设有槽，上述连通孔连通上述制冷剂通道与上述槽。

另外，本发明的制冷剂泵，其特征在于，将设于上述圆筒轴承的内周面的制冷剂液通道的槽的位置角度设定为180°～270°。

另外，本发明的制冷剂泵，其特征在于，将制冷剂液从上述密闭容器向外侧排出的排出管的位置设于上述驱动轴的较上部处。

另外，本发明的制冷剂泵，其特征在于，上述驱动轴的支承构造为仅以主轴承加以单端支承的构造，并且，由上述定子与转子构成的电动机部由直流电动机的定子与转子构成。

由于本发明构成可向轴承部供给制冷剂液的滑动轴承，从而可提供廉价且具有无边界摩擦的高可靠性轴承的制冷剂泵。

附图说明

图1为本发明的制冷剂泵的实施形态的截面图。

图2为图1的A-A截面图。

图3为对同实施形态的吸入板10从泵室13侧观察时的侧视图。

图4为同实施形态的驱动轴11的截面图。

图5为同实施形态的圆筒轴承8的详细图。

图6为另一实施形态的圆筒轴承8的详细图。

图7为以往的衬套轴承型制冷剂泵的截面图。

图8为以往的两端支承轴承型制冷剂泵的截面图。

具体实施方式

以下，依据实施形态对本发明加以说明。

图1～图6表示本发明的实施形态。

如图1所示，筒状的密闭容器1由薄壁的筒状容器2、厚壁的筒状容器3、吸入侧镜板4及排出侧镜板5构成。

薄壁的筒状容器2，材质为非磁性体，例如不锈钢，厚度为0.6mm。厚壁的筒状容器3，材质为非磁性体，例如不锈钢，厚度为1.0mm。

筒状容器2经激光焊接而与筒状容器3焊接。激光焊接发热少、变形小，用于牢固焊接效果显著。

筒状容器2的外侧装配有电动机部的定子6。筒状容器3的内侧装配有泵机构部7。该泵机构部7由压配于筒状容器3内的圆筒轴承8及通过螺丝9与作为轴承部的圆筒轴承8固定的吸入板10等构成。

在由圆筒轴承8旋转自如地支承着的驱动轴11上，在筒状容器2的内侧，压配有电动机部的转子12。

如图2所示，圆筒轴承8上设有泵室13，其开口部由上述吸入板10封闭。泵室13设有呈余摆线状的内旋转体14，及与内旋转体14啮合的外旋转体15。内旋转体14与驱动轴11嵌合。

如图4所示，驱动轴11上，在其中心设有从一端贯通至另一端的制冷剂通道16，并且，在与圆筒轴承8的轴承部相对应的位置沿圆周方向设有槽，具体地说，设有环状槽17。进一步地，在驱动轴11上还设有将制冷剂通道16与环状槽17连通的连通孔18。

如图1及图3所示，吸入板10上设有将制冷剂液吸入泵室13的贯通的月牙形吸入口19。在吸入板10上泵室13的内侧部分还设有将由泵室13加压后的制冷剂液送至上述驱动轴11中心的制冷剂通道16的排出槽20。

在筒状容器3的端部通过激光焊接而装配有设有吸入管21的吸入侧镜板4，在筒状容器2的端部通过激光焊接而装配有设有排出管22的排出侧镜板5。23表示制冷剂液。

因作成上述结构，故当电动机部的转子12旋转时驱动轴11便会转动。如图2所示，因驱动轴11与内旋转体14嵌合，因而当驱动轴11转动时内旋转体14也沿箭头24所示方向旋转。

此时，由于外旋转体15与内旋转体14啮合，因而外旋转体15也随内旋转体14沿箭头24所示方向旋转。由此，泵室13在其体积不断变化的同时沿箭头所示方向旋转，从而发挥泵的作用。

当泵机构部7发生泵作用时，制冷剂液自吸入管21经滤网21a被吸入，进入筒状容器3中。进入筒状容器3中的制冷剂液随后通过吸入板10的吸入口19被吸入泵室13。而当制冷剂液在泵室13升压后，经设于吸入板10上的排出槽20，流经开设于驱动轴11内部的制冷剂通道16而积聚于筒状容器2中。

另外，流动于驱动轴11的制冷剂通道16的制冷剂液的一部分，因离心力作用而流入驱动轴11的连通孔18，积聚于位于驱动轴11根部的环状槽17内。

在圆筒轴承8的轴承部25上，如图5所示，沿驱动轴11的长度方向设有槽26，积聚于环状槽17的制冷剂液流动于圆筒轴承8的槽26，被积极地供给至轴承部，从而可构成有利于减少磨损的滑动轴承。

进一步地，由于圆筒轴承8的槽26，如图5所示，构成于轴承部的内面角度θ＝180°～270°的范围内，可远离轴承的最小间隙所在角度θ＝320°，因而，可避免驱动轴11与圆筒轴承8之间的接触。更为详尽地说，该实施形态的轴承为轴颈轴承。该种类型的轴承，在原理上于θ320°附近存在最小间隙发生点P。为此，槽26远离最小间隙发生点P，因槽26的作用，避免了驱动轴11的磨损，可确保高可靠性。

另外，由于排出管22设于排出侧镜板5的上部位置，制冷剂液可积存于筒状容器2中，可对驱动轴11及圆筒轴承8进行冷却，对轴承部发生烧结等问题起到防患于未然的作用。

另外，由于在构造上，驱动轴11仅由圆筒轴承8单端支承，因而，不再需要以往的两端支承型制冷剂泵必须进行的轴承轴心调整作业，便于制作，且与以往相比可实现小型化。

此外，上述各实施形态，如图6(a)所示，驱动轴11的连通孔18的孔径小于环状槽17的宽度，如图6(b)、(c)所示，若将连通孔18的孔径增大使之超过环状槽17的宽度，则可在确保驱动轴11轴承面积的同时可确保自连通孔18有足够的流出量的制冷剂液流出，从而进一步地提高可靠性。

此外，作为上述各实施形态的电动机部，虽可从交流电动机或直流电动机中任意选用，但由于驱动轴11其支承构造为单端支承构造，且因有制冷剂液流出而具有良好的润滑性能，可长期发挥旋转驱动功能，尤其在采用小型化且重量轻的直流电动机时，与上述单端支承构造相辅相成，与使用大型大重量的交流电动机相比，更有利于实现小型化。

更为具体地说，上述各实施形态的制冷剂泵，适用于对流动于个人电脑的与CPU热结合的套壳中的制冷剂液加以驱动，采用直流电动机，利用尺寸为直径3.4cm×长度1.0cm的小型尺寸、以200ml/min的排出量的制冷剂泵对CPU加以冷却。与以往的散热片式冷却相比可使CPU温度下降20℃。

本发明的制冷剂泵，可用于对各种机器中使用的制冷剂回路加以驱动，作为满足低价格且具备不易发生烧结等问题的高可靠性轴承部等要求条件的制冷剂泵可用作个人电脑的CPU的冷却用制冷剂驱动等用途。

Claims

1.一种制冷剂泵，

在其圆筒形的密闭容器的外侧安装有电动机部的定子，

在上述密闭容器的内侧安装有泵机构部及电动机部的转子，

上述电动机部的转子与上述泵机构部的旋转体通过驱动轴连接，该制冷剂泵通过上述电动机部的定子与上述电动机部的转子间的磁性作用旋转驱动上述泵机构部的旋转体而将制冷剂送出，

其特征在于，上述驱动轴在其中心设有使由上述泵机构部所压缩的制冷剂液流向排出侧的制冷剂通道，并且在与轴承部对应位置设有自上述制冷剂通道向其外周面连通的连通孔。

2.根据权利要求1所述的制冷剂泵，其特征在于，

上述泵机构部，具有：

安装于上述密闭容器的内侧，将该密闭容器分隔成吸入侧及排出侧两个部分，对上述驱动轴加以支承，并且在朝向上述吸入侧的面上设有泵室的圆筒轴承；

与上述驱动轴连接，旋转于上述泵室的内侧的旋转体；

安装于上述圆筒轴承上，封闭上述泵室，并且，其上设有将制冷剂液吸入至上述泵室的吸入口及将由泵室内加压后的制冷剂液送向形成于上述驱动轴的中心的上述制冷剂通道的一端的排出槽的吸入板。

3.根据权利要求1所述的制冷剂泵，其特征在于，

在上述驱动轴上，与轴承部对应位置沿圆周方向设有槽，

上述连通孔连通上述制冷剂通道与上述槽。

4.根据权利要求1所述的制冷剂泵，其特征在于，将设于上述圆筒轴承的内周面的制冷剂液通道的槽的位置角度设定为180°～270°。

5.根据权利要求1所述的制冷剂泵，其特征在于，将制冷剂液从上述密闭容器向外侧排出的排出管的位置设于上述驱动轴的较上部处。

6.根据权利要求1所述的制冷剂泵，其特征在于，上述驱动轴的支承构造为仅以主轴承加以单端支承的构造，并且，由上述定子与转子构成的电动机部由直流电动机的定子与转子构成。