JP2010271029A - 蓄冷式冷凍機、蓄冷式冷凍機用ロータリバルブの製造方法、および蓄冷式冷凍機の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
圧縮機、一端に膨脹空間が設けられたシリンダ、および圧縮機とシリンダの間に設けられ、作動流体が圧縮機から膨脹空間の方に流れるように形成された第1の流路と、作動流体が膨脹空間から圧縮機の方に流れるように形成された第2の流路とを切り替えるロータリバルブを有し、膨脹空間での作動流体の膨脹により、シリンダ内に寒冷を発生させる蓄冷式冷凍機において、ロータリバルブは、第1の平坦面を有するバルブ本体と、第1の平坦面と面接触する第2の平坦面を有し、第1および第2の平坦面が面接触した状態で回転するバルブプレートとを備え、第1および第2の平坦面の一方は、算術平均粗さが0.1μm〜0.9μmの範囲にあり、金属添加カーボン膜を有し、第1および第2の平坦面の他方は、樹脂を有する。
【選択図】図3
Description
作動流体を圧縮する圧縮機、
圧縮された作動流体が供給されるシリンダであって、内部に蓄冷材を有し、一端に膨脹空間が設けられたシリンダ、および
前記圧縮機とシリンダの間に設けられたロータリバルブであって、作動流体が前記圧縮機から前記膨脹空間の方に流れるように形成された第1の流路と、作動流体が前記膨脹空間から前記圧縮機の方に流れるように形成された第2の流路とを切り替えるロータリバルブ、
を有し、前記膨脹空間での作動流体の膨脹により、前記シリンダ内に寒冷を発生させる蓄冷式冷凍機であって、
前記ロータリバルブは、
第1の平坦面を有するバルブ本体と、
前記第1の平坦面と面接触する第2の平坦面を有し、前記第1および第2の平坦面が面接触した状態で回転するバルブプレートと、
を備え、
前記第1および第2の平坦面の一方は、算術平均粗さRaが0.1μm〜0.9μmの範囲にあり、金属添加カーボン膜を有し、
前記第1および第2の平坦面の他方は、樹脂を有することを特徴とする蓄冷式冷凍機が提供される。
作動流体を圧縮する圧縮機、
圧縮された作動流体が供給されるシリンダであって、内部に蓄冷材を有し、一端に膨脹空間が設けられたシリンダ、および
前記圧縮機とシリンダの間に設けられたロータリバルブであって、作動流体が前記圧縮機から前記膨脹空間の方に流れるように形成された第1の流路と、作動流体が前記膨脹空間から前記圧縮機の方に流れるように形成された第2の流路とを切り替えるロータリバルブ、
を有し、前記膨脹空間での作動流体の膨脹により、前記シリンダ内に寒冷を発生させる蓄冷式冷凍機であって、
前記ロータリバルブは、
第1の平坦面を有するバルブ本体と、
前記第1の平坦面と面接触する第2の平坦面を有し、前記第1および第2の平坦面が面接触した状態で回転するバルブプレートと、
を備え、
前記第1および第2の平坦面の一方は、算術平均粗さRaが0.1μm〜0.9μmの範囲にあり、母材としてアルミニウム金属またはアルミニウム合金を有し、
前記第1および第2の平坦面の他方は、樹脂を有することを特徴とする蓄冷式冷凍機が提供される。
第1の平坦面を有するバルブ本体と、
前記第1の平坦面と面接触する第2の平坦面を有し、前記第1および第2の平坦面が面接触した状態で回転するバルブプレートと、
を備える、蓄冷式冷凍機用ロータリバルブの製造方法であって、
前記バルブ本体をアルミニウム金属もしくはアルミニウム合金で構成し、前記バルブプレートを樹脂で構成するステップ、または前記バルブ本体を樹脂で構成し、前記バルブプレートをアルミニウム金属もしくはアルミニウム合金で構成するステップと、
前記アルミニウム金属もしくはアルミニウム合金の表面をアルマイト処理するステップと、
前記アルマイト処理された表面を、ショットピーニング処理し、算術平均粗さRaが0.1μm〜0.9μmの範囲にある平坦面を形成するステップと、
を有することを特徴とする製造方法が提供される。
作動流体を圧縮する圧縮機、
圧縮された作動流体が供給されるシリンダであって、内部に蓄冷材を有し、一端に膨脹空間が設けられたシリンダ、および
前記圧縮機とシリンダの間に設けられたロータリバルブであって、作動流体が前記圧縮機から前記膨脹空間の方に流れるように形成された第1の流路と、作動流体が前記膨脹空間から前記圧縮機の方に流れるように形成された第2の流路とを切り替えるロータリバルブ、
を有し、前記膨脹空間での作動流体の膨脹により、前記シリンダ内に寒冷を発生させる蓄冷式冷凍機の製造方法であって、
前記ロータリバルブは、
第1の平坦面を有するバルブ本体と、
前記第1の平坦面と面接触する第2の平坦面を有し、前記第1および第2の平坦面が面接触した状態で回転するバルブプレートと、
を備え、
前記ロータリバルブは、前述の製造方法により製造されることを特徴とする蓄冷式冷凍機の製造方法が提供される。
作動流体を圧縮する圧縮機、
圧縮された作動流体が供給されるシリンダであって、内部に蓄冷材を有し、一端に膨脹空間が設けられたシリンダ、および
前記圧縮機とシリンダの間に設けられたロータリバルブであって、作動流体が前記圧縮機から前記膨脹空間の方に流れるように形成された第1の流路と、作動流体が前記膨脹空間から前記圧縮機の方に流れるように形成された第2の流路とを切り替えるロータリバルブ、
を有し、前記膨脹空間での作動流体の膨脹により、前記シリンダ内に寒冷を発生させる蓄冷式冷凍機であって、
前記ロータリバルブは、
第1の平坦面を有するバルブ本体と、
前記第1の平坦面と面接触する第2の平坦面を有し、前記第1および第2の平坦面が面接触した状態で回転するバルブプレートと、
を備え、
前記第1および第2の平坦面の一方は、算術平均粗さRaが0.1μm〜0.9μmの範囲にあり、母材としてアルミニウム金属またはアルミニウム合金を有し、
前記第1および第2の平坦面の他方は、樹脂を有することを特徴とする蓄冷式冷凍機が提供される。
アルミニウム合金ディスク(直径50mm×厚み7mm)を準備し、これを一般的な方法でアルマイト処理した。アルマイト処理により、アルミニウム合金ディスクの硬度は、処理前の150Hvから、約500Hvまで向上した。次に、この処理表面を機械研磨仕上げした。処理表面の算術平均粗さRaを測定したところ、Raは約0.08μmであった。
例1と同様に、アルミニウム合金ディスク(直径50mm×厚み7mm)をアルマイト処理した後、さらに、この表面に、ショットピーニング処理を行った。ショットピーニング処理には、粒径が30μm〜50μmの範囲のアルミナ粒子を使用した。処理表面の算術平均粗さRaを測定したところ、Raは約0.79μmであった(前述の方法により得られた値)。
例1および例2のアルミニウム合金ディスクと、樹脂リングとを使用して、摩耗試験(リングオンディスク試験)を実施した。樹脂リングには、ポリエーテルサルホン(PES)、全芳香族ポリエステル(エコトール)、およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の3種類の材料で構成された樹脂を使用した。樹脂リングは、直径が37mm、厚さが6mmである。
例1と同様に、アルミニウム合金ディスク(直径50mm×厚み7mm)をアルマイト処理した後、さらに、この表面に、ショットピーニング処理を行った。ショットピーニング処理には、粒径が30μm〜50μmの範囲のアルミナ粒子を使用した。処理表面の算術平均粗さRaを測定したところ、Raは約0.2μmであった(前述の方法により得られた値)。
例3および前述の例1の方法により調製したアルミニウム合金ディスクと、樹脂リングとを使用して、前述の摩耗試験(リングオンディスク試験)を実施した。樹脂リングには、ポリエーテルサルホン(PES)、全芳香族ポリエステル(エコトール)、およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の3種類の材料で構成された樹脂を使用した。樹脂リングは、直径が37mm、厚さが9mmである。
101 ガス圧縮機
101a 吸気口
101b 吐出口
102 コールドヘッド
103a、103b ディスプレーサ
104、105 蓄冷材
106 第1段冷却ステージ
107 第2段冷却ステージ
110 シリンダ部
110a 第1段シリンダ
110b 第2段シリンダ
111 第1段膨張室
112 第2段膨張室
113 上部室
114 クランク
114a 偏心ピン
115 モータ
116 回転軸受
117a、117b 摺動軸受
119 ピン
120 コイルバネ
121 ガス流路
122 スコッチヨーク
123 ハウジング部
124 ハウジング
155 ロータリバルブ
161 バルブ本体
165a、175a 平坦面
165b、165e ガス流路
165c、175d 溝
165d 端部
171 バルブプレート
175b ガス流路。
Claims (10)
- 作動流体を圧縮する圧縮機、
圧縮された作動流体が供給されるシリンダであって、内部に蓄冷材を有し、一端に膨脹空間が設けられたシリンダ、および
前記圧縮機とシリンダの間に設けられたロータリバルブであって、作動流体が前記圧縮機から前記膨脹空間の方に流れるように形成された第1の流路と、作動流体が前記膨脹空間から前記圧縮機の方に流れるように形成された第2の流路とを切り替えるロータリバルブ、
を有し、前記膨脹空間での作動流体の膨脹により、前記シリンダ内に寒冷を発生させる蓄冷式冷凍機であって、
前記ロータリバルブは、
第1の平坦面を有するバルブ本体と、
前記第1の平坦面と面接触する第2の平坦面を有し、前記第1および第2の平坦面が面接触した状態で回転するバルブプレートと、
を備え、
前記第1および第2の平坦面の一方は、算術平均粗さRaが0.1μm〜0.9μmの範囲にあり、金属添加カーボン膜を有し、
前記第1および第2の平坦面の他方は、樹脂を有することを特徴とする蓄冷式冷凍機。 - 前記金属添加カーボン膜は、クロム(Cr)、チタン(Ti)、タングステン(W)、シリコン(Si)、およびモリブデン(Mo)の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の蓄冷式冷凍機。
- 前記第1および第2の平坦面の前記一方は、前記金属添加カーボン膜の下側に、ニッケル(Ni)膜、クロム(Cr)膜、および窒化クロム(CrN)膜のうちの少なくとも一つを有することを特徴とする請求項1または2に記載の蓄冷式冷凍機。
- 前記第1および第2の平坦面の前記一方は、母材としてアルミニウム金属またはアルミニウム合金を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の蓄冷式冷凍機。
- 前記樹脂は、ポリエーテルサルホン(PES)、全芳香族ポリエステル(エコトール)、および/またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の蓄冷式冷凍機。
- 当該蓄冷式冷凍機は、GM冷凍機、パルスチューブ冷凍機、またはソルベ冷凍機であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに蓄冷式冷凍機。
- 作動流体を圧縮する圧縮機、
圧縮された作動流体が供給されるシリンダであって、内部に蓄冷材を有し、一端に膨脹空間が設けられたシリンダ、および
前記圧縮機とシリンダの間に設けられたロータリバルブであって、作動流体が前記圧縮機から前記膨脹空間の方に流れるように形成された第1の流路と、作動流体が前記膨脹空間から前記圧縮機の方に流れるように形成された第2の流路とを切り替えるロータリバルブ、
を有し、前記膨脹空間での作動流体の膨脹により、前記シリンダ内に寒冷を発生させる蓄冷式冷凍機であって、
前記ロータリバルブは、
第1の平坦面を有するバルブ本体と、
前記第1の平坦面と面接触する第2の平坦面を有し、前記第1および第2の平坦面が面接触した状態で回転するバルブプレートと、
を備え、
前記第1および第2の平坦面の一方は、算術平均粗さRaが0.1μm〜0.9μmの範囲にあり、母材としてアルミニウム金属またはアルミニウム合金を有し、
前記第1および第2の平坦面の他方は、樹脂を有することを特徴とする蓄冷式冷凍機。 - 前記母材としてアルミニウム金属またはアルミニウム合金を有する前記平坦面は、アルマイト処理されていることを特徴とする請求項7に記載の蓄冷式冷凍機。
- 第1の平坦面を有するバルブ本体と、
前記第1の平坦面と面接触する第2の平坦面を有し、前記第1および第2の平坦面が面接触した状態で回転するバルブプレートと、
を備える、蓄冷式冷凍機用ロータリバルブの製造方法であって、
前記バルブ本体をアルミニウム金属もしくはアルミニウム合金で構成し、前記バルブプレートを樹脂で構成するステップ、または前記バルブ本体を樹脂で構成し、前記バルブプレートをアルミニウム金属もしくはアルミニウム合金で構成するステップと、
前記アルミニウム金属もしくはアルミニウム合金の表面をアルマイト処理するステップと、
前記アルマイト処理された表面を、ショットピーニング処理し、算術平均粗さRaが0.1μm〜0.9μmの範囲にある平坦面を形成するステップと、
を有することを特徴とする製造方法。 - 作動流体を圧縮する圧縮機、
圧縮された作動流体が供給されるシリンダであって、内部に蓄冷材を有し、一端に膨脹空間が設けられたシリンダ、および
前記圧縮機とシリンダの間に設けられたロータリバルブであって、作動流体が前記圧縮機から前記膨脹空間の方に流れるように形成された第1の流路と、作動流体が前記膨脹空間から前記圧縮機の方に流れるように形成された第2の流路とを切り替えるロータリバルブ、
を有し、前記膨脹空間での作動流体の膨脹により、前記シリンダ内に寒冷を発生させる蓄冷式冷凍機の製造方法であって、
前記ロータリバルブは、
第1の平坦面を有するバルブ本体と、
前記第1の平坦面と面接触する第2の平坦面を有し、前記第1および第2の平坦面が面接触した状態で回転するバルブプレートと、
を備え、
前記ロータリバルブは、請求項9に記載の製造方法により製造されることを特徴とする蓄冷式冷凍機の製造方法。
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