JP3174109B2 - 液冷媒搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷暖房装置等に利用され
る液冷媒搬送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱搬送サイクル用熱媒体としては水が一
般的であるが、近年、化学的安定性が高くサイクルを完
全密閉することでメインテナンスフリー化が図れ、また
サイクル内圧力を調整して気液混合とし気相液相間の蒸
発潜熱を利用することで熱搬送量が大きくとれることか
ら、液冷媒を熱媒体とする熱搬送サイクルが考えられて
いる。

【０００３】そして、このサイクルの液冷媒搬送装置と
して、密閉型冷凍用圧縮機を転用する試みがなされてい
る。

【０００４】以下、図面を参照しながら従来の液冷媒搬
送装置（以下搬送装置という）の一例について説明す
る。

【０００５】図４に搬送装置の断面図を、図５に搬送装
置の機械部の横断面図を示す。図４において、１は容積
型圧縮機械部である。２はケース、３はケース２に焼ば
めされたステータ、４はステータ３と一対でモータを構
成するロータ、５はロータ４に焼ばめされたシャフトで
ある。また、６はシャフト５の偏心部に組込まれたロー
ラ、７はローラ６を収納するシリンダ、８はシャフト５
の主軸受、９はシャフト５の副軸受、１０はシリンダ７
内からケース２内へ連通するポートである。また、１１
は外部より直接シリンダ７内へ連通するパイプＡ、１２
は外部と密閉シェル内を連通するパイプＢであり、パイ
プＡ１１及びＢ１２はケース２に溶接シールされてい
る。

【０００６】図５は図４のＡ−Ａ断面図であり、ベーン
１３がシリンダ７の溝内に収納されかつその先端部がロ
ーラ６と摺接している。

【０００７】次にその動作について説明する。ステータ
３とロータ４で構成するモータによりシャフト５が回転
し、これに伴ってローラ６が偏心回転し、パイプＡ１１
を通り熱搬送サイクルよりシリンダ７内へ導入された液
冷媒を圧縮し、ポート１０を通ってケース２内へ放出す
る。

【０００８】そして、ケース２内へ放出された液冷媒は
パイプＢ１２を通り熱搬送サイクルへ送り出される。ま
た、ステータ３とロータ４で構成されるモータは逆回転
可能であり、ポート１０には逆止弁機構を設けていない
ためモータを逆回転すれば、液冷媒をパイプＢ１２より
流入してシリンダ７内で圧縮してパイプＡ１１より送り
出すことができる。

【０００９】ケース２内はほぼ液冷媒で満たされてお
り、機械部の潤滑や各部の冷却はこの液冷媒によって行
われる。

【００１０】そして、ここで、液冷媒としては、ジクロ
ロジフルオロメタン，ジクロロフルオロメタン及び１，
１，１，２テトラフルオロエタン等冷蔵庫や空調機に用
いられる熱安定性の高い冷媒を用いており、上記搬送装
置に基本構成及び構成材料は２００kcal／ｈクラスの冷
蔵庫用コンプレッサのものを利用している。

【００１１】つまり、熱媒体を化学的安定性の高い冷媒
とし密閉サイクルで利用する場合は、耐食性や耐溶剤性
に優れる薬品用マグネットポンプのように駆動部と機械
部を別体構造とする複雑な構成を用いる必要もなく、耐
薬品性に優れるポリテトラフルオロエチレンや各種セラ
ミックス等の高価な材料ですべての部品を形成する必要
もない。

【００１２】従って、上記搬送装置は、冷蔵庫用コンプ
レッサの基本構成を利用し、モータを正逆回転可能とす
る点、ポートに弁機構を設けない点を変更しているだけ
で、機械部材料は鋳鉄を主体とした鉄系材料モータ材料
は冷蔵庫用コンプレッサのモータ材料と同等のものを使
用している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、密閉シェル内を液冷媒が常に流れている
ため、冷蔵庫用コンプレッサで用いられているように油
を潤滑剤として密閉シェル内に十分保持することができ
ないことから、潤滑不足により機械部の摩耗が増大し長
期の耐久性が不十分であった。

【００１４】この点を改良する試みとして液冷媒の潤滑
性を向上することも考えられる（例えば特公昭６０−１
５６６４号公報）が、潤滑向上添加剤を多量に加えると
冷媒の純度が落ち熱搬送能力が低下するために十分な効
果が期待できない。

【００１５】また近年オゾン層破壊の問題によりオゾン
破壊の効果が大きい塩素を含有する冷媒が使用できない
状況にあり、塩素の極圧性がなくなった分だけ冷媒の潤
滑性がさらに低下する傾向にある。

【００１６】従って、液冷媒潤滑の条件においても機械
部の摩耗が抑えられ耐久性が維持できる搬送装置が望ま
れていた。

【００１７】本発明は上記課題に鑑み、機械部材料の耐
摩耗性を向上させ液冷媒搬送装置の耐久性を向上するも
のである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の液冷媒搬送装置は、液冷媒を充填したケース
と、このケース内に配設された容積型圧縮機械部とから
構成される液冷媒搬送装置において、前記容積型圧縮機
械部は、シャフトと、前記シャフトを支持する軸受けと
を有し、前記軸受には、前記シャフトに圧入又は、嵌挿
されるボールベアリングを備え、前記ボールベアリング
は、その外輪及び内輪に挟まれ、ボールを包囲するベア
リング軸方向部位全体に固形固体潤滑剤を充填した構成
を備えたものである。

【００１９】またボールベアリングと接する面に液逃が
し溝を設けたシャフトとからなる構成を備えたものであ
る。

【００２０】

【作用】本発明は上記した構成によって、液冷媒の搬送
を容積型圧縮機械部で行い、高周速であるシャフトと軸
受をボールベアリングで受け接触部の摩耗が低減でき、
また、ボールベアリング部の潤滑は、ボールベアリング
内に充填された固体潤滑剤で行いボールベアリングの摩
耗を防ぐ。

【００２１】また、ボールベアリングと接する面に液逃
がし溝を設けたシャフトによって、シャフト面上に漏れ
出た圧縮液冷媒を外部に直接逃がすことができ、前記ボ
ールベアリングに充填された固形固体潤滑剤表面に圧力
が加わるのを防ぎ、固体潤滑剤の流出をくい止めること
ができ搬送装置の耐久性を向上させるものである。

【００２２】

【実施例】以下本発明の一実施例の液冷媒搬送装置につ
いて図面を参照しながら説明する。また、容積型圧縮機
械部として、ローリング・ピストン型ロータリ圧縮機を
一実施例とする。

【００２３】図１は本発明の搬送装置の断面図を、図２
に図１の機械部横断面図、図３に本発明のボールベアリ
ングとシャフトの要部拡大断面図を示す。なお、従来と
同一構成については同一符号を用いてその詳細な説明を
省略する。

【００２４】図１，図２において、１は容積型圧縮機械
部であり、ローリング・ピストン型ロータリ圧縮機であ
る。２０はシャフト、２０ａは前記シャフト２０の偏心
部、２１，２２は主軸受、副軸受で、それぞれボールベ
アリング２３，２４を収納する。前記ボールベアリング
２３，２４は前記シャフト２０に圧入固定され、前記主
軸受２１，副軸受２２にはすきまばめされている。ま
た、前記ボールベアリング２３，２４には、固形固体潤
滑剤２３ｅ，２４ｅが充填されている。

【００２５】図３において、２３ａは前記ボールベアリ
ング２３の外輪、２３ｂはボール、２３ｃは前記ボール
２３ｂを保持するリテーナ、２３ｄは前記ボールベアリ
ングの内輪である。２３ｅは前記外輪２３ａ，内輪２３
ｄ、及びリテーナ２３ｃに挟まれ、ボール２３ｂを包囲
するベアリング軸方向部位全体、即ちボール２３ｂが保
持された外輪２３ａと内輪２３ｄ間の間隔内全体に充填
された固形固体潤滑剤である。

【００２６】２５は前記ボールベアリング２３の下面に
位置するクランク表面に設けられた液逃がし溝である。

【００２７】以上のように構成された搬送装置について
以下図１，図２，図３を用いその動作について説明す
る。

【００２８】ステータ３とロータ４で構成するモータに
よりシャフト５が回転し、これに伴ってローラ６が偏心
回転し、パイプＡ１１を通り熱搬送サイクルよりシリン
ダ７内へ導入された液冷媒を圧縮し、ポート１０を通っ
てケース２内へ放出する。このとき、シャフト２０がボ
ールベアリング２３，２４に押しつけられ回転する。そ
して、ケース２内へ放出された液冷媒はパイプＢ１２を
通り熱搬送サイクルへ送り出される。また、モータは逆
回転可能であり従来と同様に液冷媒を逆流させることが
できる。よって、シャフト２０と主軸受２１，副軸受２
２とは、ボールベアリング２３，２４によってころがり
回転となる。

【００２９】また、ボールベアリング２３に固形固体潤
滑剤を充填することにより、ボール２３ｂの回転ととも
に、ボール２３周囲の固形固体潤滑剤が回転部にまわ
り、潤滑作用をし、軸の寿命は増す。また前記ボールベ
アリング２３は、その外輪２３ａ及び内輪２３ｄに挟ま
れ、ボール２３ｂを包囲するベアリング軸方向部位全体
に固形固体潤滑剤２３ｅを充填しているためボール２３
ｂ部分のシール作用を行う。このため、液冷媒がボール
２３ｂの回転部に直接触れることがないので、ボール23
ｂ回転部に存在する固形固体潤滑剤２３ｅを洗い流すこ
とがない。また、固形固体潤滑剤２３ｅは、液冷媒に触
れても流出することはなく、長期の潤滑が保証される。

【００３０】また、ローラ６の端面から主軸方向に漏れ
る圧縮液冷媒は、シャフト２０と主軸受２１の隙間を通
り、そしてシャフト２０とボールベアリング２３の間に
設けられた液逃がし溝２５を通りケース２内に放出さ
れ、前記固形固体潤滑剤２３ｅに漏れ液冷媒による圧力
がかかるのを防ぎ、固形固体潤滑剤の流出を防ぐ。した
がって長寿命な軸受と軸が可能となる。またボールベア
リング２４とシャフト２０においても同等の構成にすれ
ば、同等の作用となる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明は、容積型圧縮機械
部と前記容積型圧縮機械部を構成するシャフトと前記シ
ャフトを支持する軸受とからなり、前記軸受内に収納さ
れ、前記シャフトに圧入又は嵌挿され、固形固体潤滑剤
が充填されたボールベアリングとを備えているので、シ
ャフトと軸受の回転は、ころがりとなり、また、ボール
ベアリングの潤滑は、固形固体潤滑剤で行うことがで
き、液冷媒中で高速度，長寿命の軸受が可能となり、安
定した搬送装置が提供できる。

【００３２】またボールベアリングと接する面に液逃が
し溝を設けたシャフトにより、シャフト表面に漏れ出た
圧縮液冷媒が、固形固体潤滑剤の表面に圧力をかけるこ
となくケース内に放出されるため、固形固体潤滑剤の液
冷媒による流出はなくなり、ボールベアリングの寿命は
更に長期化し、安定した長寿命の搬送装置が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における液冷媒搬送装置の断
面図

【図２】図１の液冷媒搬送装置の機械部横断面図

【図３】本発明のボールベアリングとシャフトの要部拡
大断面図

【図４】従来の液冷媒搬送装置の断面図

【図５】図４の液冷媒搬送装置の機械部の断面図

【符号の説明】

１ 容積型圧縮機械部 ２０ シャフト ２１ 主軸受 ２３，２４ ボールベアリング２３ａ 外輪 ２３ｄ 内輪 ２３ｅ，２４ｅ 固形固体潤滑剤 ２５ 液逃がし溝

フロントページの続き (72)発明者 川端 淳太 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−176195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−176821（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−66291（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−126618（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液冷媒を充填したケースと、このケース
   内に配設された容積型圧縮機械部とから構成される液冷
   媒搬送装置において、前記容積型圧縮機械部は、シャフ
   トと、前記シャフトを支持する軸受けとを有し、前記軸
   受には、前記シャフトに圧入又は、嵌挿されるボールベ
   アリングを備え、前記ボールベアリングは、その外輪及
   び内輪に挟まれ、ボールを包囲するベアリング軸方向部
   位全体に固形固体潤滑剤を充填したものであることを特
   徴とする液冷媒搬送装置。
2. 【請求項２】 シャフトのボールベアリングと接する面
   に液逃がし溝を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   液冷媒搬送装置。