JP2001355736A - 加圧された二酸化炭素用のシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧されたＣＯ₂ の透過及び漏洩を実質的に
阻止し得る密封性の向上したシールリングを使用するシ
ール装置を提供すること。 【解決手段】 内部に加圧された二酸化炭素が存在する
空間を取り囲んでいる２つのハウジング１２，１５の接
続部分１３，１６においてＣＯ₂ の透過及び漏洩を防止
するために、何らの外力も作用していない無荷重の状態
において、例えば断面形が始めから楕円形であるよう
な、接続部分の合わせ目の方向に長い偏平な形状を有す
る環状のシールリング１１を用いる。このシールリング
１１は２つのハウジング１２，１５の間で圧縮されて、
その断面形が更に偏平な圧縮されたシールリング１１’
となる。ＣＯ₂ がシールリング１１’に浸透してそれを
透過しようとしても、透過距離が従来のＯリングの場合
に比べて長くなっているのと、透過し得る断面積が縮小
しているので容易に透過することができない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧された二酸化
炭素（ＣＯ₂ ）用のシール装置に係り、例えば、ＣＯ₂
を冷媒として作動する冷凍或いは空調装置において冷凍
サイクルを構成する冷媒圧縮機等の機器の内部にあるＣ
Ｏ₂ 冷媒が、機器のハウジングの接続部分から大気中へ
洩れ出るのを防止するために使用されるシール装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】炭化水素のフルオロクロロ置換体類（商
品名フレオン等）として総称されるフッ素を含む有機化
合物を冷媒として作動する従来周知の冷凍或いは空調装
置においては、冷凍サイクルを構成するものとして冷媒
圧縮機や凝縮器、リザーバ、膨張弁、蒸発器、或いはそ
れらの間を接続する配管のような幾つかの機器が使用さ
れているが、内部空間に加圧されたフレオン類の冷媒が
存在するそれらの機器のハウジング等の接続部分から冷
媒が大気中へ洩れ出るのを防止するために、断面が円形
で全体が環状である所謂Ｏリングからなるシール装置が
よく使用されている。Ｏリングは、通常、ニトリルゴム
やフッ素ゴムのような合成ゴムから成形されたものであ
って、それによって十分に高い密封性が得られている。

【０００３】しかしながら、使用後に廃棄された冷凍或
いは空調装置から放出されるフレオン類の冷媒が、地球
を取り巻くように形成されているオゾン層を破壊する原
因の一つになっているという指摘があることから、フレ
オン類の冷媒に代わる安全な冷媒として自然界に多量に
存在する二酸化炭素（ＣＯ₂ ）を冷凍或いは空調装置の
冷媒として使用することが検討されている。ＣＯ₂ 冷媒
を使用する場合は、フレオン類を冷媒とする場合に比べ
て冷凍サイクル内の作動圧力が低圧側でも大気圧に比べ
てかなり高くなるので、ＣＯ₂ 冷媒の冷凍サイクルを構
成する機器においてハウジング等の接続部分に設けられ
るＯリングからなるシール装置は高い耐圧性能を有して
いることが要求される。

【０００４】それに加えて、ＣＯ₂ 冷媒は、フレオン類
の冷媒よりも分子量が小さいことから明らかなように分
子の大きさが小さいので、シール装置のＯリングが機械
的に完全に機器のハウジングの接続部分等の隙間を塞い
でいても、ＣＯ₂ 冷媒が高圧の作用の下で合成ゴム等か
らなるＯリングそのものに浸透して、僅かな量ではあっ
てもＯリングを透過するので、それを放置しておくと、
冷凍サイクル内に封入されたＣＯ₂ 冷媒が徐々に大気中
へ放出されることによって失われる。洩れ出たＣＯ₂ 冷
媒によって公害が発生する恐れはないが、冷凍サイクル
内の冷媒量が徐々に減少して、冷凍或いは空調装置の運
転に必要な量よりも不足した状態になると、当然のこと
として冷凍或いは空調装置が所定の冷凍能力を発揮する
ことができなくなるので、比較的頻繁にＣＯ₂ 冷媒を補
充する必要があるため、サービスのために手間がかかる
という問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、Ｃ
Ｏ₂ 冷媒を使用する冷凍或いは空調装置の冷凍サイクル
を構成している機器のように、加圧されたＣＯ₂ が内部
に存在する空間を取り囲んでいるハウジングの接続部分
を、従来のように合成ゴム等からなる断面が円形で環状
のＯリングからなるシール装置によって密封する場合に
生じるＣＯ₂ の透過及び漏洩を実質的に阻止することが
できるような、加圧されたＣＯ₂ 用の密封性の向上した
シール装置を提供することを第１の目的としている。ま
た、本発明は、このシール装置を使用して、加圧された
ＣＯ₂ の透過及び漏洩を実質的に阻止することにより、
加圧されたＣＯ₂ を取り扱う機器が長期間にわたって本
来の性能を維持することができると共に、ＣＯ₂ を補充
するようなサービスのための手間が少なくなるようにす
ることを第２の目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１
に記載された加圧された二酸化炭素用のシール装置を提
供する。

【０００７】本発明の特徴とするシールリングの断面形
が始めから、即ち無荷重の状態において２つのハウジン
グの接続部分の合わせ目の方向に長い偏平な形状を有す
るため、シールリングが２つのハウジングの面の間で挟
圧されて押しつぶされた状態では、従来の断面形が真円
形のＯリングを用いるシール装置と比べて、接続部分の
合わせ目の方向におけるシールリングとハウジングの面
との接触領域の幅が広くなる。従って、二酸化炭素がそ
の分子量が小さいためにシールリングそのものに浸透し
て透過しようとしても、透過距離が長くなるために透過
し難くなる。

【０００８】シールリングの断面形としては、２つのハ
ウジングの接続部分の合わせ目の方向に長径を有する楕
円形や、複数個の突起が合わせ目の方向に並んでいる形
状とすることが好適で、その突起は滑らかな曲線からな
る断面形を有することが好ましい。最も簡単な断面形と
しては、合わせ目の方向に長い長方形とすることもでき
るが、この場合は必要な大きさの面圧を発生させるため
に、比較的大きな押圧力を作用させる必要がある。シー
ルリングを挟圧する程度に制限を設けて最適の圧縮状態
を実現する停止手段として、２つのハウジングの接続部
分に形成された一対の面のうちの少なくとも一方に溝を
形成することができる。この場合、シールリングは溝の
深さの分だけ圧縮されるが、それ以上は圧縮されない。
本発明の二酸化炭素用のシール装置は、加圧された二酸
化炭素を冷媒とする冷凍或いは空調装置の冷凍サイクル
を構成する機器に使用するのに適している。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を説明する前に、
図３及び図４に示すような従来から広く使用されている
Ｏリングからなるシール装置の構造について説明する。
図３に示すように、従来のＯリング１００は、何らの外
力も作用していない無荷重の状態では断面形が実質的に
真円形であって、全体の形状は図示していないが通常は
円環状となっている。Ｏリング１００はニトリルゴムや
フッ素ゴムのような合成ゴムから成形されることが多
い。断面形が真円形であるため無荷重状態における断面
の縦横の寸法（直径）Ｘ₄ 及びＹ₄ は等しい。例えば冷
媒圧縮機のようなシールの対象となる機器は、通常、分
割された一方のハウジング１０１の平面状の表面１０２
にＯリング１００を収容するための環状の溝１０３を備
えている。溝１０３の深さはＯリング１００の直径Ｘ₄
（＝Ｙ₄ ）よりも所定の割合だけ小さく設定されてい
る。

【００１０】環状の溝１０３の中にＯリング１００が挿
入されて、機器の一方のハウジング１０１とは別体の他
方のハウジング１０４の平面状の表面１０５によって、
図４に矢印として示す押圧力Ｐによって押圧されること
により、Ｏリング１００は押しつぶされて断面形が実質
的に楕円形となるように弾性変形し、圧縮されたＯリン
グ１００’の状態となる。圧縮されたＯリング１００’
が一方のハウジング１０１の溝１０３の底面と、他方の
ハウジング１０４の表面１０５に押しつけられることに
より、さほど幅の広くない帯状の接触領域Ｃ₁₁，Ｃ₁₂が
そこに形成されると共に、Ｏリング１００の直径Ｘ₄ と
溝１０３の寸法の設定によっては、Ｏリング１００’は
更に溝１０３の両側壁にも押しつけられて、狭い帯状の
接触領域Ｃ₁₃，Ｃ₁₄が形成され、それぞれの帯状の接触
領域Ｃ₁₁，Ｃ₁₂，Ｃ₁₃，Ｃ₁₄に面圧を生じる。従来のシ
ール装置１０６はこのような構成となっている。

【００１１】なお、言うまでもなく、一方のハウジング
１０１と他方のハウジング１０４の間の押圧力Ｐは両者
を締結している図示しないボルトのような押圧手段によ
って発生し、それによって平面状の表面１０２，１０５
は一応密着して、分割された両ハウジング１０１，ハウ
ジング１０４は一体化されている。従って、両ハウジン
グ１０１，１０４の合わせ面１０２，１０５の微小な隙
間を通って例えばフレオン類の冷媒のような比較的分子
量の大きい流体が漏洩しようとしても、その流体の圧力
が前述の圧縮されたＯリング１００’とその各部分に対
向する面との間の接触領域Ｃ₁₁，Ｃ₁₂に生じている面圧
を超えない限り、流体の漏洩は阻止されることになる。

【００１２】しかしながら、従来のシール装置１０６が
ＣＯ₂ のように比較的分子量の小さな流体をシールする
場合には、分割されたハウジング１０１，１０４の間の
合わせ面１０２，１０５に生じる微小な隙間を通過して
漏洩しようとするＣＯ₂ は、環状の溝１０３内において
圧縮されたＯリング１００’が、溝１０３の底面とそれ
に対向するハウジングの面に対して、接触領域Ｃ₁₁，Ｃ
₁₂，Ｃ₁₃，Ｃ₁₄を形成することによって隙間なしに完全
に閉塞していても、そのような流体は合成ゴム等からな
るＯリング１００自体に浸透して、少量ながらもそれを
透過するので、長期間の間には透過による漏洩量が無視
することができない程度に達し、機器が正常に作動する
ことができなくなる。従って、加圧されたＣＯ₂ のよう
な流体を取り扱う機器に対しては比較的頻繁にその流体
を補充しなければならない。図１及び図２に示す本発明
の第１実施例のシール装置１０を始めとする各シール装
置は、これらの問題を解消するために提供されたもので
ある。

【００１３】本発明の第１実施例のシール装置１０にお
いては、図１に示すように、始めから偏平な楕円形の断
面形を有するシールリング１１を使用する。即ち、第１
実施例のシールリング１１は、何らの外力も作用してい
ない無荷重状態において既に前述の押圧力Ｐによって圧
縮されているかのような楕円形の断面形を有する。従っ
て、始めから断面形の長径Ｘ₁ が短径Ｙ₁ よりも大きい
ことによって、全体としても偏平なものとなっている。
しかしながら、シールリング１１の全体形状が例えば円
環状のような環状であること、及びシールリング１１が
ＮＢＲやＨＮＢＲのようなニトリルゴムとかフッ素ゴム
のような合成ゴムを材料として製造されることは、従来
のＯリング１００と同様である。

【００１４】シールリング１１の無荷重状態の断面形が
楕円形であることに合わせて、図１に示すように、第１
実施例のシール装置１０を構成する一方のハウジング１
２の平面状の表面１３には、図３及び図４に示した従来
例における環状の溝１０３よりも浅くて、半径方向に幅
の広い断面形状を有する環状の溝１４が形成されてい
る。この場合の半径方向はシールすべき加圧されたＣＯ
₂ が漏洩しようとするハウジングの接続部分（合わせ
目）の方向と一致している。溝１４の幅と深さは、その
中に挿入されるシールリング１１が溝１４の深さに相当
する厚さになるまで圧縮されたときに、ハウジングとの
間の帯状の接触領域にシールのために必要な大きさの面
圧が発生すると共に、半径方向の幅が増加して一層偏平
となったシールリング１１の半径方向における内外の縁
部が、溝１４の内外の側壁に軽く接触する程度の大きさ
とする。従って、溝１４は、シールリング１１を挟圧す
る２つのハウジングの面がそれ以上接近しないように停
止させる停止手段となる。

【００１５】前述の従来のシール装置１０６と同様に、
第１実施例のシール装置１０においても、他方のハウジ
ング１５は図２に示すように単なる平面状の表面１６と
なっているが、その変形として、図示してはいないが、
一方のハウジング１２の環状の溝１４に対応（対向）し
て他方のハウジング１５にも環状の溝を形成すると共
に、ハウジング１２及び１５にそれぞれ形成された溝の
深さの合計が環状の溝１４の深さと同じになるようにし
てもよい。

【００１６】第１実施例のシール装置１０においては、
このように形成された比較的浅い環状の溝１４の中に、
始めから偏平な楕円形の断面形状を有するシールリング
１１が挿入され、他方のハウジング１５の平面状の表面
１６によって断面形が更に偏平になるように、締結用の
ボルトのような押圧手段によって発生する図２に示す押
圧力Ｐがその矢印の方向にシールリング１１を押圧す
る。それによってシールリング１１は圧縮されて一層偏
平な楕円形に近い形に弾性変形する。このように圧縮さ
れたシールリング１１’は一方のハウジング１２の溝１
４の底面と、他方のハウジング１５の表面１６に押しつ
けられて、比較的幅の広い帯状の接触領域Ｃ₁ ，Ｃ₂ が
形成される。

【００１７】また、圧縮されたシールリング１１’の半
径方向における内外の縁部も溝１４の両側壁に押しつけ
られて帯状の接触領域Ｃ₃ ，Ｃ₄ が形成される。このよ
うにして、それぞれの帯状の接触領域には所定の大きさ
の面圧が発生する。圧縮されることによってシールリン
グ１１’の断面形の長径はＸ₁'となり、短径はＹ₁'とな
る。第１実施例のシール装置１０は、シールリング１１
が圧縮されて断面形がより偏平なシールリング１１’と
なることにより、断面形の寸法が、ＣＯ₂ が漏洩しよう
とする方向、即ちハウジング１２及び１５の合わせ面１
３，１６（接続部分）の方向において伸びると共に、そ
れと直角の方向において縮小する。

【００１８】従って、第１実施例のシール装置１０にお
いては、ハウジング１２及び１５の合わせ面１３，１６
の微小な隙間を通って加圧されたＣＯ₂ が漏洩しようと
するときに、ＣＯ₂ の圧力が圧縮されたシールリング１
１’の一部とそれに対向する面との間の４つの接触領域
のうちで、実質的に接触領域Ｃ₁ 又はＣ₂ に生じている
面圧を超えない限り、圧縮されたシールリング１１’と
それに対向するハウジング側の２つの面との間からのＣ
Ｏ₂ の漏洩は阻止される。

【００１９】しかしながら、前述のようにＣＯ₂ のよう
な分子量の小さい流体は一見完全にシールされていて
も、流体が圧縮されたシールリング１１’自体に浸透し
てそれを透過することにより外部へ漏洩しようとする。
これに対して第１実施例のシール装置１０においては、
圧縮されたシールリング１１’の接触領域Ｃ₁ 及びＣ₂
の幅が比較的に広いのと、流体が漏洩しようとする方向
におけるシールリング１１の幅、即ち図１に示す楕円形
の断面形の長径Ｘ₁ が真円形に比べて始めから大きい上
に、それが押圧力Ｐによって押しつぶされることによっ
て長径が更に増大して図２に示すＸ₁'となっているため
に、ＣＯ₂ が透過する際に通過しなければならない透過
距離が大きくなっている。

【００２０】しかも、押圧力Ｐによって押しつぶされる
ことにより、透過方向と直角の方向の短径が縮小してＹ
₁'となっているため、流体が透過し得るシールリング１
１’の断面積が狭くなっているので、ＣＯ₂ のように分
子の小さい流体でも圧縮されたシールリング１１’を容
易に透過することができない。従って、第１実施例のシ
ール装置１０によれば、断面が円形のＯリングを用いた
従来のシール装置１０６に比べて透過による流体の漏洩
量が著しく減少する。

【００２１】次に、本発明のシール装置を適用すること
ができる機器を例示して説明する。図５はＣＯ₂ 冷媒を
用いる冷凍或いは空調装置の冷凍サイクルの一部となる
スクロール型の冷媒圧縮機２０を示すものである。基本
的な構成は通常のスクロール型圧縮機と同じであるが、
フレオン類を冷媒とする場合に比べて、ＣＯ₂ 冷媒を用
いる冷凍サイクルにおいては低圧側でも大気圧に比べて
かなり高い圧力の下で運転されるために、ＣＯ₂ 冷媒用
のスクロール型冷媒圧縮機２０では構造の肉厚を大きく
して頑丈になっているのと、冷媒の循環量が比較的少な
くても大きな冷凍能力が得られるので、図５からも明ら
かなように、対になった渦巻き形の羽根である２つのス
クロール部材の巻き数が比較的少なくなっている。

【００２２】ＣＯ₂ 冷媒用のスクロール型冷媒圧縮機２
０の外殻は、図５に示すようにフロントハウジング２１
と、センターハウジング（シェル）２２及びリアハウジ
ング２３から構成されている。分割されたこれらのハウ
ジングは複数個のボルト２４によって締結されて一体化
される。なお、多数のボルト２４の中でもシールリング
１１を跨いで設けられたものはシールリング１１のため
の押圧手段となる。センターハウジング２２の内部には
固定スクロール部材２５が形成され、それに対して可動
スクロール部材２６が偏心した位置において位相を１８
０°ずらして噛み合っている。可動スクロール部材２６
は実質的に円板形である可動の端板２７と一体的に形成
されている。端板２７の背面の円筒形のボス部分はニー
ドル軸受２８を介して、駆動軸２９の端部に形成された
偏心軸部３０によって回転可能に支持されている。駆動
軸２９は主軸受３１を介してフロントハウジング２１に
よって軸支されている。

【００２３】図５のスクロール型冷媒圧縮機２０におい
て、本発明の第１実施例のシール装置１０が適用される
位置として例示されているのは、フロントハウジング２
１とセンターハウジング２２との接続部分（合わせ面）
である。従って、フロントハウジング２１が図２に示さ
れた一方のハウジング１２に相当し、センターハウジン
グ２２が他方のハウジング１５に相当する。フロントハ
ウジング２１とセンターハウジング２２を締結するボル
ト２４を締めつけることにより、シールリング１１はフ
ロントハウジング２１に形成された環状の溝１４内にお
いてセンターハウジング２２の表面によって圧縮され
て、より偏平なシールリング１１’となっている。それ
によって、フロントハウジング２１とセンターハウジン
グ２２との合わせ面を通って、冷媒圧縮機２０の内部に
ある加圧されたＣＯ₂ 冷媒がシールリング１１’を透過
して大気中へ漏洩するのを効果的に阻止することができ
る。なお、スクロール型圧縮機自体の作動は通常のもの
と同じであるから、その説明は省略する。

【００２４】図６は、加圧されたＣＯ₂ の通路となる管
路の継手５０に第１実施例のシール装置１０を用いた例
を示すものである。この継手５０は一方のパイプ５１と
他方のパイプ５２を接続するために設けられたもので、
パイプ５１及び５２からなる管路は、例えばＣＯ₂ 冷媒
を使用する冷凍或いは空調装置の冷凍サイクルにおい
て、前述のような冷媒圧縮機やその他の機器の間を接続
してＣＯ₂ 冷媒を流すために使用することができる。

【００２５】図６に示す管路の継手５０の例では、図２
に示す一方のハウジング１２に相当する一方のパイプ５
１の末端に接続部分として一方のフランジ５３が一体的
に設けられていると共に、他方のハウジング１５に相当
する他方のパイプ５２の末端にも接続部分として他方の
フランジ５４が一体的に設けられている。それらのフラ
ンジ５３，５４が数本のボルト５５によって一体的に締
結されることにより、一方のフランジ５３に形成された
環状の溝１４に挿入されている始めから偏平なシールリ
ング１１が他方のフランジ５４の押圧によって圧縮され
て、それらのフランジ５３，５４の間に第１実施例のシ
ール装置１０を形成している。この場合も一方のパイプ
５１から他方のパイプ５２へ流れる加圧されたＣＯ
₂ が、シールリング１１’に浸透してフランジ５３，５
４の接続部分（合わせ目）から大気中へ漏洩しようとす
るのを、従来よりも確実に阻止することができる。

【００２６】第１実施例のシール装置１０の効果を実証
するために、図２に示すようなシール装置において、経
過時間に対応するＣＯ₂ の累積漏洩量を測定した実験結
果を図７の線図として示す。横軸は経過時間（ｈｒ）
を、縦軸は累積漏洩量（ｇ）を示している。この実験結
果から、最初の過渡期を除いて時間の経過と共にＣＯ₂
の累積漏洩量が概ね直線的に増大して行くことがわか
る。なお、この実験では偏平なシールリング１１として
ＨＮＢＲから製作したものを使用した。

【００２７】また、図７に示す実験結果を更に詳しく解
析するために、単位時間当たりの量として測定される微
小なＣＯ₂ 漏洩量を１年当たりの漏洩量（ｇ）に換算し
て、この年間漏洩量が時間（ｈｒ）の経過と共にどのよ
うに変化するかということを調べた結果を図８に示す。
図８から明らかなように、年間漏洩量は最初は零である
が、１００時間を少し超える時期から漏洩が始まり、凡
そ２００時間が経過する時期までの過渡期においては年
間漏洩量が徐々に増加する。そして過渡期が過ぎると年
間漏洩量が殆ど増加しなくなり、概ね一定の値を示すよ
うになる。

【００２８】図８からわかることは次のような事実であ
る。実験開始後の１００時間余りは加圧されたＣＯ₂ が
シールリング１１’そのものに徐々に浸透して行く時期
であって、シール装置１０の機械的なシール性能（閉塞
能力）は完全であるために、その間はＣＯ₂ が外部へ全
く漏洩することがない。その段階が終わる時期にはシー
ルリング１１’へ浸透したＣＯ₂ が飽和状態に近づくの
で、透過したＣＯ₂ が少しずつ大気中へ洩れ始める。単
位時間当たりの漏洩量は徐々に増加して行き、略２００
時間くらい経過してシールリング１１’がＣＯ₂ によっ
て完全に飽和した後は、単位時間当たりの漏洩量が殆ど
一定になる。これはハウジングの内部においてシールリ
ング１１’へ浸透して吸収されたのと同じ量のＣＯ₂ が
外部へ放出されつつあるものと考えることができる。

【００２９】比較のために同じような実験を図４に示す
ような従来のシール装置１０６に対して行った結果が図
９と図１０に示されている。図９を図７と比較すれば明
らかなように、圧縮されたＯリング１００’を用いる従
来のシール装置１０６においては、例えば比較的短い２
００時間余りでも、第１実施例のシール装置１０の場合
の１５００時間分に相当する累積漏洩量が発生する。ま
た、従来のシール装置１０６においては、図１０から明
らかなように、過渡期を過ぎた後の年間漏洩量が非常に
大きくなっており、第１実施例のシール装置１０の場合
の数倍以上で、十倍に近い大量の漏洩量が発生すること
がわかる。

【００３０】次に、図１１及び図１２によって本発明の
第２実施例としてのシール装置７０を説明する。図１と
同様に図１１は無荷重状態を示すもので、第２実施例に
おいては半径方向の幅がＸ₂ で厚さがＹ₂ の図示のよう
な断面形を有する環状のシールリング７１が使用され
る。このシールリング７１が適用される環状の溝１４を
有する一方のハウジング１２と他方のハウジング１５
は、いずれも図１及び図２に示す第１実施例のそれらと
同様なものである。シールリング７１の断面形は、それ
が押しつけられる一方のハウジング１２の環状の溝１４
の底面と、他方のハウジング１５の表面１６に対向する
部分に多数の滑らかな波状の突起を有する。それによっ
て、全体として始めから偏平な環状のシールリング７１
の表裏には多数の環状の突条が形成されている。

【００３１】従って、押圧力Ｐを作用させてシールリン
グ７１を一方のハウジング１２の環状の溝１４の底面
と、他方のハウジング１５の表面１６との間で押しつぶ
すと、シールリング７１は図１２に示すように弾性変形
して、圧縮されたシールリング７１’となり、その表裏
に多数の接触領域Ｃ_m1，Ｃ_m2，…，Ｃ_m とＣ_n1，Ｃ_n2，
…，Ｃ_n が環状に且つ同心円状に形成され、それぞれの
接触領域に面圧が発生してシール作用をする。環状の接
触領域が多数発生するために、機械的なシール作用が強
化されるだけでなく、加圧されたＣＯ₂ がシールリング
７１’に透過して漏洩しようとしても、透過しなければ
ならない距離が長くなるので、第１実施例の圧縮された
シールリング１１’の場合以上に透過することが難しく
なる。従って、十分な大きさの押圧力Ｐを与えて各接触
領域に必要な大きさの面圧を発生させることができる場
合には、第２実施例のシール装置７０は加圧されたＣＯ
₂ に対しても非常に高いシール効果をもたらす。

【００３２】更に、図１３及び図１４によって本発明の
第３実施例としてのシール装置８０を説明する。図１３
は図１と同様に無荷重状態を示すもので、第３実施例に
おいては半径方向の幅がＸ₃ で厚さがＹ₃ の長方形の断
面形を有する偏平な環状のシールリング８１が使用され
る。このシールリング８１も図１及び図２に示す第１実
施例の場合と同様に、環状の溝１４を有する一方のハウ
ジング１２と、他方のハウジング１５との間に適用され
る。

【００３３】一方のハウジング１２の環状の溝１４の底
面と、他方のハウジング１５の表面１６との間に比較的
大きな押圧力Ｐを作用させてシールリング８１を押しつ
ぶすと、シールリング８１は図１４に示すように弾性変
形して圧縮されたシールリング８１’となり、その表裏
の表面が溝１４の底面と表面１６に密着して環状の広い
接触領域Ｃ_a ，Ｃ_b が形成されてシール作用が生じる。
第３実施例の場合は接触領域Ｃ_a ，Ｃ_b の半径方向の幅
が広いために、加圧されたＣＯ₂ がシールリング８１’
に透過して漏洩しようとしても、透過しなければならな
い距離が非常に長くなるので、ＣＯ₂ は第１実施例の圧
縮されたシールリング１１’の場合以上に透過すること
が難しくなる。従って、大きな押圧力Ｐを与えて接触領
域Ｃ_a 及びＣ_b に必要な大きさの面圧を発生させ得る場
合には、第３実施例のシール装置８０は非常に高いシー
ル効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のシール装置の要部の無荷重状態を
示す断面図である。

【図２】第１実施例のシール装置の荷重状態を示す断面
図である。

【図３】従来のシール装置の要部の無荷重状態を示す断
面図である。

【図４】従来のシール装置の荷重状態を示す断面図であ
る。

【図５】本発明のシール装置が適用される一例を示す縦
断面図である。

【図６】本発明のシール装置が適用される他の例を示す
部分的な縦断面図である。

【図７】本発明の作用を示すための線図である。

【図８】本発明の効果を確認するための線図である。

【図９】従来例の作用を示すための線図である。

【図１０】従来例の問題を確認するための線図である。

【図１１】第２実施例のシール装置の要部の無荷重状態
を示す断面図である。

【図１２】第２実施例のシール装置の荷重状態を示す断
面図である。

【図１３】第３実施例のシール装置の要部の無荷重状態
を示す断面図である。

【図１４】第３実施例のシール装置の荷重状態を示す断
面図である。

【符号の説明】

１０…第１実施例のシール装置 １１…無荷重状態のシールリング（第１実施例） １１’…圧縮されたシールリング（第１実施例） １２…一方のハウジング １４…環状の溝（停止手段） １５…他方のハウジング ２０…ＣＯ₂ 冷媒用のスクロール型の冷媒圧縮機 ２１…フロントハウジング ２２…センターハウジング（シェル） ２４…分割されたハウジングを締結するボルト（押圧手
段） ５０…管路の継手 ５１，５２…ハウジングに相当するパイプ ５３，５４…フランジ ５５…ボルト（押圧手段） ７０…第２実施例のシール装置 ７１…無荷重状態のシールリング（第２実施例） ７１’…圧縮されたシールリング（第２実施例） ８０…第３実施例のシール装置 ８１…無荷重状態のシールリング（第３実施例） ８１’…圧縮されたシールリング（第３実施例）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 1/00 ３９５ Ｆ２５Ｂ 1/00 ３９５Ｚ (72)発明者 酒井 猛 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 中島 雅文 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 高崎 俊伸 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 加藤 裕康 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 木村 成秀 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB07 AC03 AD03 BC00 3H029 AA02 AA17 AB03 BB16 CC03 CC04 CC09 CC19 CC23 CC38 3H039 AA02 AA12 BB15 CC26 CC31 CC33 CC35 3J040 AA01 AA12 AA17 BA02 EA01 EA16 FA05 HA08 HA15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に加圧された二酸化炭素が存在する
   空間を取り囲んでいる２つのハウジングの接続部分に二
   酸化炭素の透過及び漏洩を防止するために設けられるシ
   ール装置であって、環状のシールリングと、前記２つの
   ハウジングの接続部分にそれぞれ形成されて前記シール
   リングを挟むように対向して配置される一対の面と、前
   記一対の面の間に挟まれている前記シールリングを挟圧
   するするために前記２つのハウジングの一方を他方に向
   かって押圧する押圧手段と、前記押圧手段による前記シ
   ールリングの圧縮の限界を設定するための停止手段とを
   含んでいると共に、無荷重の状態において前記シールリ
   ングの断面形が始めから前記２つのハウジングの接続部
   分の合わせ目の方向に長い偏平な形状を有することを特
   徴とする加圧された二酸化炭素用のシール装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、無荷重の状態におけ
   る前記シールリングの断面形が、前記２つのハウジング
   の接続部分の合わせ目の方向に長径を有する楕円形であ
   ることを特徴とする加圧された二酸化炭素用のシール装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１において、無荷重の状態におけ
   る前記シールリングの断面形が、前記２つのハウジング
   の接続部分の合わせ目の方向に並ぶ複数個の突起を有す
   ることを特徴とする加圧された二酸化炭素用のシール装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記突起が滑らかな
   曲線状の断面形を有することを特徴とする加圧された二
   酸化炭素用のシール装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、無荷重の状態におけ
   る前記シールリングの断面形が、前記２つのハウジング
   の接続部分の合わせ目の方向に長い長方形であることを
   特徴とする加圧された二酸化炭素用のシール装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
   前記シールリングが合成ゴムからなることを特徴とする
   加圧された二酸化炭素用のシール装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
   前記停止手段が、前記２つのハウジングの接続部分に形
   成された前記一対の面のうちの少なくとも一方に溝とし
   て形成されていることを特徴とする加圧された二酸化炭
   素用のシール装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかにおいて、
   二酸化炭素を冷媒とする冷凍或いは空調装置の冷凍サイ
   クルを構成する機器の少なくとも１つに使用されている
   ことを特徴とする加圧された二酸化炭素用のシール装
   置。