JPH0357895A

JPH0357895A - スクロール型流体機械

Info

Publication number: JPH0357895A
Application number: JP19364889A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yoshioka; 正博吉岡; Toshio Kushiro; 久代　利夫; Kazuaki Miyazaki; 宮崎　和明; Hiroyuki Kataoka; 宏之片岡; Satoshi Arai; 聡新居
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1991-03-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、軸封装置として磁性流体７−ルを使用した
スクロール型流体機械の磁性流体／−ルに対する冷却手
段の改良に関するものである。

（従来の技術）軸封装置としての磁性流体シールは、ボールピースと軸
で形成される軸まわりのギャソプに、磁界をかけて磁性
流体を導くことにより、磁性流体からなる流体リングを
形成するものであって、真空室内や液構内などへ回転運
動な伝達する装置の回転軸を密封するのに適している。

そこで、例えばオイルフリー式スクロール型真空ポンプ
などのように高真空を得るためのスクロール型流体機械
においても、磁性流体シールは軸封装置としてよく使用
されている。ところで、高速回転で使用する機械では、
回転軸の温度上昇が太きいため磁性流体の劣化がはげし
いので、磁性流体に対する冷却装置が設けられている。

こうした冷却装置として、広く行われているのは、第４
図（機械の研究　第３７巻第２号．１９８５，Ｐ１９か
ら引用）に示すように、静止側にジャケット５１を設け
、これに冷却水を流すことによって、磁性流体５２を冷
却するものである。

ところで、一般に、スクロール型流体装置は、第５図に
示されているように、ケーシング５３内に固定スクロー
ル５４と旋回スクロール５５とが収納されており、両ス
クロールはそれぞれ鏡板の前面に痛巻状のラノプ５４Ｂ
、５５ａが突出形成されたもので、両鏡板を対面させて
両ラソプ５４ａ，５５ａ４互いに噛合させ、両ランプ５
４ａ、５５ａの側面接触間に圧縮室が形成されるように
なっている。更に、旋回スクロール５５は鏡板背面にモ
ータ軸とーイクランク軸５６が軸心よつ偏心して連結さ
れると共に、鏡板背面にてハウジング５３に支持されて
いる。１た、モータ軸５７は主軸受５８と補助軸受５９
で支持されており、旋回スクロール５５は旋回軸受６０
で支持されている。そして、磁性流体シール６１の′近
傍に冷却水を流すジャケット６２が設けられている。と
ころで、こうしたスクロール型流体機株では軸受部が多
く、発熱も多い。一方、磁性流体は熱伝導率が小さいの
で、前述のようなジャケット６２に冷却水を流すだけで
は、モータ軸５７を充分に冷却できｋい。そのためモー
タ軸５７が熱膨張し、ボ−ことさえある。

（解決しようとする課題）この発明は、スクロール流体機械における磁性流体シー
ルな、回転軸の軸受部の発熱による機能低下のより少な
いものにし、信頼性のあるちのにすることを課題とする
。

（課題な解決するための手段）この発明は、磁性流体會冷却するための冷媒を流丁ジャ
ケットを、磁性流体シールの近傍に攻けたスクロール型
流体機械において、回転軸な貫通する２重管構造の冷媒
流路を設けて、回転流体継手を介して冷媒を流すように
したも，のである。そして、ジャケットと回転軸内の流
路を直列接続する態様と並列接続する態様がある。

発熱源となる軸受部の多い回転軸自体を、冷媒によって
直接冷却するので、回転軸の温度上昇が抑えられ、磁性
流体の温度上昇を抑制できる。

（実施例）第１図において、扁平なほぼ２段円筒状の中間ケーシン
グ１にはモータ２を同軸的に装着してあり、モータ２の
外囲には外ケース３を装着し、モータケースとの間にジ
ャケット４ａを形成してある。筐た、中間ケーシング１
のモータ２との合わせ面にも円状の溝を設け、ジャケッ
｝４ｂとしており、図示しない流路によってジャケッ｝
４ａと連通している。壕た、このジャケッ｝４ｂと連通
する冷却水出口５を設けてある。

一方、モータ２の他の一端には、中心に貫通孔をもった
ほぼ円板状の底ぶた６を装着してあり、底ぶた６に設け
た冷却水入口７は、モータ２のケースにあげられた連通
孔を通じてジャケッ｝４ａと連通している。１た、底ぶ
た６には後述する回転継手３０１”冷却水を供給するた
めの中継口９を設けてある。

次に、中間ケーシング１の他の一方側には、上部ケーシ
ング１０を、合わせるように装着してある。この上部ケ
ーシング１０の内側には、渦巻状回転軸１４は、モータ
軸１５とこれに偏心して一体化したクランク軸１６から
なるもので、その軸内な中空にして、冷却水用パイブ１
７を通し、パイプの内外を図上左端側で運通させて２重
管構造にしてある。そして、モータ軸１５の一方側は、
主軸受１８を介して中間ケーシング１に支持し、他の一
方側は、補助軸受１９を介して底ぶた６に支持してある
。壕た、クランク軸１６は、固定スクロール１１とは１
つあっている、渦巻状の旋回スクロール２２に旋回軸受
２３を介して連結してあり、旋回スクロール２２はスラ
ストリング２４を介して旋ば可能に、中間ケー７ング１
内に収容してある。

咬た、中間ケーシング１内には、クランク軸１６基部に
はめ込んだスリーブ２５の外周に対して、示しない磁性
流体を充填してある。１た、ボールビース２７間に永久
磁石片２Ｂを装着して磁性流体シール２９を形成しいる
。そして、この磁性流体シール２９は、ジャケッ｝４ｂ
と近い位置にある。

１た、モータ軸１５の他の一端には、冷却水接続用の公
知の回転水継手３０を装着してあり、入口３０Ｂは、２
重管構造となった回転軸１４の内部流路と連通し、出口
３０ｂは外部流路と連通している。そして、底ぶた６の
冷却水中継口９の出口側と回転水継手３０の入口３０ａ
間及び同じく出口３０ｂど底ぶた６の冷却水入口７間を
それぞれ図示しない配管で接続してある。１た、底ぶた
６の冷却水中継／９の入口側及び中間ケーシング１の冷
却水出口５は、それぞれ図示しない配管によって、図示
しない冷却水源の吐出側及び吸込側と接続し、冷却水の
供給と排出を受ける。

このようにして、磁性流体シール部は、ジャケット４ｂ
へ供給される冷却水によって冷却されるだけでなく、回
転軸の冷却によって温度上昇そのものが抑制される。従
って、温度上昇による磁性流体の劣化と蒸発を抑制でき
ることはもちろんのこと、ボールピース２７とスリーブ
２５との間のギャソブは安定しで形成されるので、回転
ｉｌ１ｉ１４の発熱によりスリーブ２５の外面がボール
ビースる従来の方式に比べて、使用する伶却水を少量に
することができる。ジャケッｈ４ｂと回転軸１４内に流
す冷却水な直列に流すようにした場合、伶却水はことに
少量にできる。

次に他の実施例として、第２図のようにモータ２のケー
シングに装着できる回転水継手３７？：使ってもよい。

このものでは、ボルト３１でモータ２に装着されるケー
ス３２が、ほぼ２段円筒状にくり抜かれており、モータ
軸１５の挿入部分にメカシール３３な設けて、軸筐わり
を水密にしている。モータ軸１５中に挿入してある冷却
水用のノくイプ１７は、このケース３２のくり抜きの中
を貫通しており、このくり抜きの図上右端に設けたキャ
ップ３４に挿入したうえキャップ３４に設けた冷却水入
口３５と連通している。壕た、モータ軸１５の中空部と
ここに挿入されたパイブ１７とによってできる空間は、
ケース３２のくり抜きを通して、ケース３２の冷却水出
口３６と連通している。

ロール型真空ポンプに使用すると、軸方向寸法を詰める
うえで、より有効である。第３図のスクロール型真空ポ
ンプは、磁性流体シール２９を主軸受１８とモーメ２と
の間に設けたものであって、磁性流体シール２９の片当
りを抑制するものである７５／、こうした磁恒流体シー
ル２９の設け方のいかんにかかわらず、ジャケット４ｂ
による冷却と回転軸１４を通じての冷却を併用すること
により、磁性流体７−ル２９への冷却は効率的になる。

また他の実施例として、ジャケットと回転軸とに流す冷
却水を並列に供給するこどもできるが、その場合は、そ
れ、ぞれへの冷却水の流量を制＠することにより、ボー
ルビース内面と回転軸外面間のギャップな制御すること
ができるので、シールの耐圧や機械的損失を調整するこ
とができる。さらに冷却水に代えて、各種の冷媒を使用
できるばかりでなく、スクロール型ブロワにも適用でき
る。

（効果）以上のとおり、この発明は、スクロール流体機械におけ
る磁性流体シールの冷却を、磁性流体シールの近傍に設
けたジャケットに冷媒を流すだけでなく、磁性流体の温
度上昇の原因となる回転軸が熱膨張して、回転軸がボー
ルピースと接触することによるシールの機能低下や回転
軸の焼付きを防止できる。このため、信頼性の高い磁性
流体シールが（ｊ！ｒられるという効果がある。そして
、効果的な冷却を行えることから、冷媒を少量で済プせ
られるという副次的効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の実施例及び従来技術な示すものであ
って、第１図〜第３図は実施例の縦断面図面において、
２はモータ、４ａ、４ｂはジャケット、１１は固定スク
ロール、１４は回転軸、１７は冷却水用パイプ、１８は
王軸受、２２は旋回スクロール、２９は磁性流体シール
、３０、３７は回転水継手である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モータで駆動される回転軸の主軸受に近接して、
磁性流体シールを装着し、かつ、その近傍に、冷媒を流
すためのジャケットを設けてなるスクロール型流体機械
において、前記回転軸内に、スクロール側で連通する２重管構造の
冷媒流路を形成し、この回転軸の他の一方側に、冷媒入
口と冷媒出口をもった回転流体継手を連結し、その冷媒
入口と冷媒出口を、前記回転軸内に形成される２重管の
それぞれ一方側に接続してなるスクロール型流体機械。
（２）前記冷媒を流すためのジャケットと前記回転軸内
の冷媒流路を直列接続してなる、請求項第１項記載のス
クロール型流体機械。
（３）前記冷媒を流すためのジャケットと前記回転軸内
の冷媒流路を並列接続してなる、請求項第１項記載のス
クロール型流体機械。