JP2000321145A - 検出装置 - Google Patents

検出装置

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JP2000321145A
JP2000321145A JP2000100202A JP2000100202A JP2000321145A JP 2000321145 A JP2000321145 A JP 2000321145A JP 2000100202 A JP2000100202 A JP 2000100202A JP 2000100202 A JP2000100202 A JP 2000100202A JP 2000321145 A JP2000321145 A JP 2000321145A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】部材の変位に適合可能な自動調整温度センサを
提供する。 【解決手段】プローブ85は、先端部に電気式温度セン
サ89を備えており、プローブ85がボディ部に接触し
た状態でこのセンサから監視されるボディ部の温度を示
す出力信号が発生する。プローブ85がハウジング80
の孔86に摺動可能に収容されているとともに、プロー
ブ85と孔86とがすきまばめとして嵌合していること
によって、プローブ85は、孔86の軸線に沿った移動
のみを行う。ハウジング80のねじ部81は、監視され
るボディ部に隣接した支持部材23のねじ付き孔82と
係合する。第1ストッパ91が取り付けられているとと
もに、圧縮ばね92が第1ストッパ91とハウジング8
0との間に作用することによって、プローブ85が、ボ
ディ部に接するように付勢されている。第2ストッパ9
6が取り付けられていることによって、プローブ85が
ハウジング80を通り抜けることがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部負荷を受ける
ベアリングハウジング等の温度を検知するための温度検
出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】遠心型圧縮機において、インペラは駆動
軸に取り付けられており、駆動軸は、トランスミッショ
ンを介したモータ作用によって高速で回転する。駆動軸
は、通常は、1つあるいは複数のころ軸受内に回転可能
に支持されている。軸受が過熱するということは、1つ
あるいは複数の駆動部材が最終的には損傷してしまうよ
うな何らかの問題が、圧縮機の駆動列に生じていること
を明確に示している。従って、防止処置をとれるよう
に、インペラの駆動列の少なくとも1つの支持軸受の温
度を監視することによって、駆動システムが損傷しない
ように、つまり圧縮機の交換が必要とならないようにす
ることが望ましい。
【0003】ころ軸受の動作を監視する1つの方法は、
温度プローブを軸受の外側軌道輪にじかに接して配置す
ることである。ある種のプローブは、通常、長さが一定
であるため、結果として、熱による部品の変形あるいは
機械的振動によってプローブと軸受との間の接触状態が
悪化する。自動調整温度測定装置は、当該技術分野では
周知なものであるが、構造が比較的複雑であり、取付け
が困難であることによって、位置ずれおよび損傷が生じ
やすい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、冷凍システムに利用されるタイプの遠心型圧縮機を
改良することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のこの目的および
他の目的は、細長いプローブを有する自動調整温度検出
装置によって達成され、このプローブの先端部には電気
式温度センサが取付けられていることによって、プロー
ブがボディ部に接触した状態でこのセンサからボディ部
の温度を示す出力信号が発生するようになっている。プ
ローブは、ハウジング内を貫通する開口部に摺動可能に
収容されている。プローブとハウジングの開口部とはす
きまばめとして嵌合しており、これによって、プローブ
は開口部の軸に沿った移動のみを行うことが可能となっ
ている。ハウジングはねじ部を備えており、このねじ部
によって、監視されるボディ部に隣接した支持部材へハ
ウジングをねじ込んで取付けることが可能となってい
る。第1ストッパがハウジングの底部壁とプローブの先
端部との間でプローブに取り付けられているとともに、
圧縮ばねが第1ストッパとハウジングとの間でプローブ
に巻き付いており、これによって、プローブが、監視さ
れるボディ部に接するように付勢されている。第2スト
ッパが、さらに、プローブの基端部とハウジングの頂部
壁との間でプローブに取り付けられており、これによっ
て、プローブがハウジングを通り抜けないようになって
いる。これらの2つのストッパの間隔は、ハウジングが
支持部材から取り外された場合に、常態で、圧縮ばねに
よって第2ストッパがハウジングに接した状態で保持さ
れるような大きさとなっている。
【0006】
【発明の実施の形態】最初に従来技術を示す図1を参照
する。現在は周知であり、従来技術において利用されて
いる自動調整温度測定器の全体が参照符号10として示
されている。自動調整温度測定器10は、細長いシリン
ダ状プローブ11を備えており、このプローブ11の先
端部には電気式センサ12が取り付けられていることに
よって、ボディ部13の温度を感知し、検知温度を示す
電気出力信号を1本あるいは複数のリード線15を介し
て得るようになっている。プローブ11は、ハウジング
18内に設けられた開口部17内に緩く収容されてお
り、これによってブローブ11がハウジング18を貫通
するようになっている。ハウジング18は、その前端部
に雄ねじ20を備えており、この雄ねじ20は、センサ
使用時に、固定支持部材23内部に設けられた雌ねじ2
1と係合するように構成されている。ハウジング18の
頂部は、カップ形状のキャップ25によって塞がれてお
り、キャップ25は、ハウジング18の頂部にしまりば
めとして嵌合しているとともに、バヨネットカップリン
グ26によって固定的に位置決めされている。キャップ
25の頂部壁27は、さらに、開口部28を備えてお
り、この開口部28を通ってプローブ29の基端部が延
びている。
【0007】第1環状前部ストッパ30が、プローブ2
9の先端部32付近でプロープ29に取り付けられてい
る。第2環状後部ストッパ31が、さらに、プローブ2
9の基端部付近でプローブ29に取り付けられている。
第2環状後部ストッパ31は、アッセンブリ状態では、
キャップ25の外側に配置されているとともに、キャッ
プ25の頂部面27と接した状態となるような直径を有
している。圧縮ばね34がプローブ29に巻き付いてお
り、これによって、圧縮ばね34の一端が第1の環状前
部ストッパ30に接する一方で、圧縮ばね34の他端が
ハウジング18の開口部17を通ってキャップ25の頂
部壁27の内側表面に接するようになっている。アッセ
ンブリ状態においては、圧縮ばねは第1環状前部ストッ
パ30とキャップ25との間で負荷状態で取り付けら
れ、これによって、キャップ25が付勢されて第2環状
後部ストッパ31に接するようになっている。圧縮ばね
34の付勢作用によって、ハウジング18の開口部17
の軸に沿ってプローブ29が位置決めされる。アッセン
ブリ状態では、プロープ29は、他の手段によっては支
持されていない。
【0008】図1に示されているように、従来技術のプ
ローブ29は、ボディ部と接触して配置された状態で、
プローブの全長に沿って相対的に支持されていないた
め、軸線からずれて傾き易くなっていた。このことに起
因して、プローブ29からの読み取り値が間違ったもの
となる可能性があり、ハウジング18が支持部材23に
ねじ込まれる際にプローブ29が損傷する場合もあり得
る。加えて、プローブ29が相対的に支持されないた
め、取り付け時にプローブ29を正確に位置決めするこ
とが非常に困難となっている。図1に示されているよう
に、プローブ29を挿入することが可能な溝37を受容
ボディ部に機械加工することによって、取り付け時に容
易に位置決めできるようにする場合がある。しかし、ボ
ディ部へ接近できず、あるいは部材を損傷させずにボデ
ィ部を機械加工することが不可能であることから、ボデ
ィ部の機械加工は、大抵の場合は不可能である。さら
に、監視されているボディ部は、機械的変位および熱的
変位の両方を受ける可能性があり、このような変位によ
って、取り付け後にプローブ29の望ましくないずれが
生じる恐れがある。プローブ29は、相対的に支持され
ていないため、熱的応力あるいは機械的応力が緩和され
た後に元の位置に戻ることはない。このような場合で
も、不適切に位置決めされたプローブ29は、間違った
温度読み取り値を示す可能性があるとともに、損傷を受
け易くなる。最後に、圧縮ばね34が、アッセンブリ内
でプローブ29を支持する唯一の部材であるため、圧縮
ばね34の強度は比較的高くなければならず、これによ
ってプローブ29が移動しにくくなっている。
【0009】図2に冷凍システムが概略的に示されてい
る。この冷凍システムは40として示されており、凝縮
器41を備えている。凝縮器41は、遠心型圧縮機43
の吐出側から吐出ライン42を介して高圧高温の冷媒ガ
スを受け入れるように構成されている。エネルギーが冷
媒から凝縮器内の冷却剤に放出され、これによって冷媒
ガスが液体へと凝縮される。凝縮された冷媒は、続い
て、冷媒ライン45を介して冷凍システムの蒸発器44
を通過する。絞り弁といった膨張器47が冷媒ライン4
5に備えられていることによって冷媒の流量が絞られ、
冷媒が低温低圧となる。
【0010】蒸発器44では、低温の冷媒が被冷却物質
から熱を吸収し、蒸発過程により生じた冷媒ガスが供給
ライン49を介して圧縮機43の流入口48に移送さ
れ、これによって、冷媒がもう一度冷凍システムを再循
環するようになる。
【0011】遠心型圧縮機43のインペラ(図示せず)
は、駆動軸50に取り付けられていることによって回転
するようになっている。駆動軸50は、トランスミッシ
ョン52に連結されており、トランスミッション52
は、モータ軸55を介してモータ53から動力が供給さ
れるようになっている。以下でより詳細に説明するよう
に、圧縮機43のケーシング57はベアリングブロック
60を備えており、ベアリングブロック60は駆動軸5
0を回転可能に支持するためのころ軸受74を収容して
いる。上述したように、このタイプの駆動システムで
は、駆動列の少なくとも1つの軸受の温度を監視するこ
とによって、駆動ユニットが正常に動作しているかを確
認することが非常に望ましい。軸受が過熱し始めた場
合、比較的短い時間内に適切な処置をとることによっ
て、圧縮機および関連する駆動システムに損傷が起こら
ないようにする必要がある。以下で説明するように、本
発明の教示を備えた温度センサ70は、圧縮機43のベ
アリングブロック60内に取り付けられており、軸受の
実際の温度に対応する電気信号を伝送線64を介してコ
ントローラ63に送るように配置されている。コントロ
ーラ63は、軸受74の過熱が検知された場合に圧縮機
43をシャットダウンするようにプログラムされてい
る。
【0012】図3および図4を参照すると、本発明の教
示を備えた温度センサの全体が参照符号70として示さ
れている。この温度センサ70は、上述したタイプの冷
凍システムの圧縮機への取り付けに理想的に適してい
る。ベアリングブロック60は、ころ軸受74の外側軌
道輪73に隣接しており、温度センサ70は、ベアリン
グブロック60内部に設けられた開口部71内に取り付
けられている。ころ軸受74は、ベアリングブロック6
0内部で回転するように支持されている。ベアリングブ
ロック60は、本願のこの実施例では圧縮機43のケー
シングの一部として示されているが、圧縮機43の駆動
システムの一部であるトランスミッション52のケース
の内部に設けられることも可能である。駆動軸50は軸
受74内に回転可能に支持されているため、駆動軸50
が高速で回転するに従って生じる熱的負荷および機械的
負荷に起因して、軸受74が変位する可能性がある。結
果として、上述したものと同様な従来技術のプローブで
は、取り付け時あるいはプローブがこのような負荷によ
る寸法変化に適合しようとする場合に、プローブの位置
ずれあるいは損傷が生じ易くなる。
【0013】本発明は、ころ軸受74の温度を検出する
ための特定の参照用途によって説明するが、より広く適
用することが可能であり、動的状態あるいは高温運転状
態での部材の変位による外部負荷を受ける部材であれ
ば、いかなるタイプの部材についても、温度データを正
確に得るために利用することが可能であることは、当業
者にとって明確であろう。
【0014】図3をさらに参照すると、本発明の装置
は、ねじ部81を有するハウジング80を備えており、
ねじ部81は、ベアリングブロック60の本体83に設
けられたねじ付き孔82と係合するようになっている。
ねじ付き孔82は、ころ軸受74の外側軌道輪73にじ
かに隣接して形成されており、ころ軸受74によって冷
媒圧縮機45(図2)の駆動軸50が回転可能に支持さ
れている。円筒状の細長いプローブ85は、ハウジング
80内を軸方向に延びている孔86内に、褶動可能に収
容されている。プローブ85と孔86の内壁とはすきま
ばめとして嵌合しており、これによって、プローブ85
がハウジング80内で軸方向のみに動くことが可能とな
っている。プローブ85が十分に長い場合、丸められた
先端部87は軸受74の外側軌道輪73の表面と接触す
る。ハウジング80は上端部に六角形状ヘッド部88を
備えており、これによって、ハウジング80がベアリン
グブロック60内に容易にねじ込まれるようになってい
る。プローブ85本体は、円筒状となっているが、プロ
ーブ85がハウジング80内で位置ずれしないようにハ
ウジング80の孔86内側とすきまばめとして嵌合する
ものであれば、いかなる形状とすることも可能である。
【0015】電子式熱センサ89がプローブ85の先端
部87に取り付けられており、電気リード線64は、プ
ローブ85内部を通ってその基端部の外側まで上方に延
びている。図2に示されているように、電子式熱センサ
89のリード線64はプロセッサ63に接続されてお
り、プロセッサ63は、温度に関連するデータを分析
し、出力信号を発生するように構成されている。この出
力信号は、過熱状態が検出された場合に、必要な補正処
置を開始するために利用される。
【0016】第1ストッパ91は、ハウジング80の底
部壁93とプローブ85の先端部87との間でプローブ
85に固定されている。コイル状の圧縮ばね92が、プ
ローブ85を包囲するとともにハウジング80と第1ス
トッパ91との間に作用するように配置されており、こ
れによって、ハウジング80がベアリングブロック60
内にねじ込まれた状態で、プローブ85の先端部が軸受
74の外側軌道輪73と接触して位置決めされるように
なっている。従来技術の装置で利用されていた圧縮ばね
34に要求されたような位置決め機能を有する必要がな
いため、比較的柔軟な圧縮ばね92を利用することが可
能であり、このような柔軟なばね92によって、プロー
ブ85が軸受74の変位に適合し易くなっている。
【0017】明らかなように、プローブ85はハウジン
グ80の軸線に沿った往復動作のみを行うことが可能で
あり、従って、軸受74が移動つまり変位した場合にプ
ローブ85の位置ずれが生じる恐れがない。加えて、温
度センサ70の全長は、従来技術の同様な装置と比較す
ると、著しく縮小させることが可能である。
【0018】プローブ85は、検知されている表面が正
規位置にない場合もしくはプローブ85の軸に対して厳
密に垂直となっていない場合にも、正しく位置決めされ
た状態を維持する。ハウジング80内に設けられた孔8
6の軸方向長さは、プローブ85をアッセンブリ状態で
正確に支持し、かつ外部の熱的負荷および機械的負荷に
起因したプローブ85の位置ずれを防止するために、プ
ローブ85の直径の約2倍としなければならない。
【0019】第2ストッパ96が、さらに、ハウジング
80の外側でハウジング80の頂部壁97に隣接してプ
ローブ85に固定されている。第2ストッパ96によっ
て、ベアリングブロック60もしくは温度センサ70が
取り付けられている他の支持部材から温度センサ70が
取り外される際に、ハウジング80がプローブ85の基
端部を通り抜けないようになっている。実際は、第1ス
トッパ91および第2ストッパ96をC型クランプとし
て構成し、プローブ85の軸部に設けられた溝もしくは
凹部に取り付けることが可能である。第1ストッパ91
と第2ストッパ96の間隔は、ハウジング80の頂部壁
97が第2ストッパ96に接している状態で、ばね92
がハウジング80と第1ストッパ91との間で負荷状態
に保持されるような大きさにすることが好ましい。この
方法では、ベアリングブロック60といった支持部材か
らハウジング80が取り外される際に、温度センサ70
の部材が分離されることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の自動調整温度センサを示す側断面
図。
【図2】圧縮機の駆動列のころ軸受の温度を監視するた
めに本発明の装置を備えた冷凍システムの概略図。
【図3】本発明の教示を備えた自動調整温度センサを示
す側断面図。
【図4】本発明の教示を備えた温度センサを示す斜視図
であり、図2に示された冷凍システムに利用される遠心
型圧縮機の軸受のハウジングに取り付けられた状態を示
している。
【符号の説明】
50…駆動軸 60…ベアリングブロック 63…プロセッサ 70…温度センサ 71…開口部 74…ころ軸受 81…ねじ部 85…プローブ 86…孔 88…六角形状ヘッド部 89…電子式熱センサ 91…第1ストッパ 92…圧縮ばね 96…第2ストッパ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボディ部の温度を検出する温度検出装置で
    あって、 前記ボディ部に接触するとともに検知した温度を示す出
    力信号を発生するためにセンサ要素を先端部に有する細
    長いプローブと、 ハウジングと、を備えており、該ハウジング内部を通し
    て孔が軸方向に延び、前記プローブが前記孔に褶動可能
    に収容されるとともに、前記プローブと前記孔とがすき
    まばめとして嵌合するようになっており、これによって
    前記プローブは前記孔の軸線に沿った往復移動のみを行
    うことが可能となっており、さらに、 前記プローブの先端部と前記ハウジングの前部壁との間
    で前記プローブに取り付けられた第1ストッパと、 前記第1ストッパと前記ハウジングの前記前部壁との間
    に作用することによって前記プローブの先端部を前記ボ
    ディ部に接触させるためのばねと、を備えていることを
    特徴とする温度検出装置。
  2. 【請求項2】前記ばねはコイルばねであり、該コイルば
    ねは前記プローブに巻き付いていることを特徴とする請
    求項1記載の温度検出装置。
  3. 【請求項3】さらに、第2ストッパが、前記プローブの
    基端部と前記ハウジングの頂部壁との間で前記プローブ
    に取り付けられており、これによって、前記プローブが
    前記ハウジングの前記孔を通って移動しないようになっ
    ていることを特徴とする請求項2記載の温度検出装置。
  4. 【請求項4】前記第1ストッパと前記第2ストッパの間
    隔は、前記ハウジングの頂部壁が前記第2ストッパと接
    した状態で、前記第1ストッパと前記ハウジングとの間
    で前記ばねが負荷状態に保持されるような大きさとなっ
    ていることを特徴とする請求項3記載の温度検出装置。
  5. 【請求項5】前記ハウジングはねじ部を有しており、該
    ねじ部は支持部材にねじ込むことが可能なものであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の温度検出装置。
  6. 【請求項6】前記ハウジングは、さらに、支持部材への
    ねじ込みを容易とする六角形状ヘッド部を備えているこ
    とを特徴とする請求項5記載の温度検出装置。
  7. 【請求項7】前記のプローブの先端部は丸められている
    ことを特徴とする請求項1記載の温度検出装置。
  8. 【請求項8】前記プローブは円筒状部材であり、前記ハ
    ウジングの前記孔の軸方向長さは、前記プローブの直径
    の約2倍であることを特徴とする請求項1記載の温度検
    出装置。
  9. 【請求項9】遠心型圧縮機用温度検出装置であって、 前記遠心型圧縮機の駆動システム内に配置されたベアリ
    ングブロックと、 圧縮機の駆動軸を回転可能に支持するために前記ベアリ
    ングブロック内に取り付けられた軸受と、 先端部にセンサ要素を有する細長いプローブと、を備え
    ており、前記プローブは、前記軸受の外側軌道輪と接触
    し、前記軸受の温度を示す出力信号を発生することが可
    能となっており、さらに、 前記ベアリングブロック内に形成された受容孔にハウジ
    ングが取り付けられており、前記ハウジング内部を通っ
    て孔が軸方向に延び、前記プローブが前記孔に褶動可能
    に収容されるとともに、前記プローブと前記孔の内壁と
    がすきまばめとして嵌合するようになっており、これに
    よって、前記プローブがハウジング内で軸方向のみに移
    動可能となっており、さらに、 第1ストッパが、前記プローブの先端部と前記ハウジン
    グの底部壁との間で前記プローブに取り付けられてお
    り、 ばねが前記第1ストッパと前記ハウジングの前部壁との
    間に作用することによって前記プローブの先端部が付勢
    されて前記軸受に接触するようになっていることを特徴
    とする温度検出装置。
  10. 【請求項10】前記ばねはコイルばねであり、該コイル
    ばねは前記プローブに巻き付いていることを特徴とする
    請求項9記載の温度検出装置。
  11. 【請求項11】前記ハウジングはねじ部を有しており、
    該ねじ部はベアリングブロックの受容孔にねじ込むこと
    が可能なものであることを特徴とする請求項9記載の温
    度検出装置。
  12. 【請求項12】前記ハウジングは、さらに、受容孔への
    ねじ込みを容易とする六角形状ヘッド部を備えているこ
    とを特徴とする請求項11記載の温度検出装置。
  13. 【請求項13】前記プローブは円筒状部材であり、前記
    ハウジングの前記孔の軸方向長さは、前記プローブの直
    径の約2倍であることを特徴とする請求項9記載の温度
    検出装置。
  14. 【請求項14】前記のプローブの先端部は丸められてい
    ることを特徴とする請求項13記載の温度検出装置。
  15. 【請求項15】前記ベアリングブロックは圧縮機のケー
    シングに取り付けられていることを特徴とする請求項9
    記載の温度検出装置。
  16. 【請求項16】前記ベアリングブロックは、圧縮機と関
    連して動作するトランスミッションに取り付けられてい
    ることを特徴とする請求項9記載の温度検出装置。
  17. 【請求項17】さらに、前記センサ要素をプロセッサに
    接続するために、電気リード線が前記プローブの基端部
    の外側まで延びていることを特徴とする請求項9記載の
    温度検出装置。
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