JPH03100396A - 圧縮機 - Google Patents

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］ 本発明は、冷蔵庫や空調機器等に使用される冷媒等の圧
縮機に関するもので、特に、吸入ガスヘの熱伝達を防止
する構造に関するものである。

［従来の技術］ 冷蔵庫や空調機器等に使用される冷媒等の圧縮機には、
回転式圧縮機、往復式圧縮機等がある。

今、従来の圧縮機を横置形回転式圧縮機を例にとって説
明する。従来のこの種の横置形回転式圧縮機として、第
２３回空気調和・冷凍連合講演会講演論文集（第３３頁
〜第４０頁、第４５頁〜第４８頁）等に記載の技術を挙
げることができる。

第２図は上記従来の回転式圧縮機の断面図、第３図は上
記従来の回転式圧縮機の圧縮機構部の側面からみた断面
図である。

図において、（１）は左方の有底円筒状のケーシング（
１ａ）と右方の有底円筒状のケーシング（１ｂ）とを接
合して形成された圧力容器で、内部の右側に電動機部（
Ａ）、左側に圧縮機構部（Ｂ）を収納している。（２）
は前記圧力容器（１）の内壁に固定された電動機部（Ａ
）の固定子、（３）は前記固定子（２）とわずかな空隙
（４）をもって回転自在に配設された電動機部（Ａ）の
回転子、（５）は駆動電源を前記固定子（２）に導くリ
ード線、（６）は前記圧力容器（１）の側面に取付けら
れ、電源とリード線を接続する接続端子である。（７）
は前記圧力容器（１）の中央部に横に配設され、電動機
部（Ａ）の回転力を圧縮機構部（Ｂ）に伝達するクラン
クシャフトで、右側は前記回転子（３）に貫通して固定
され、左側は圧縮機構部（Ｂ）に伸びている。

（８）は前記圧力容器（１）の内周面に固定されたフレ
ームで、円板状の中央部に電動機部（Ａ）側に突出した
突出部が形成され、この突出部には前記クランクシャフ
ト（７）が貫通されている。

（８ａ）は前記フレーム（８）の中央部に設けられてク
ランクシャフト（７）を回転自在に支持する軸受部、（
８ｂ）はフレーム（８）の下部に上下方向に貫通した油
供給貫通孔である。（９）は前記フレーム（８）に当接
して取付けられたシリンダ、（１０）はボルト等によっ
て前記シリンダ（９）を挟みこむ状態で前記フレーム（
８）に固定されたシリンダヘッドで、中央部にはクラン
クシャフト（７）の左側端部を回転自在に支持する軸受
部（１０ａ）が設けられている。これらのフレーム（８
）、シリンダ（９）、シリンダヘッド（１０）によって
シリンダ室（１１）が形成されている。（１２）は前記
シリンダ室（１１）内においてクランクシャフト（７）
に形成された偏心部（７ａ）の外周に回転自在に取付け
られたローリングピストンで、前記シリンダ（９）の内
周面に沿って通常、数〜１０数マイクロメーター程度の
狭い隙間（１３）を維持して回転している。前記シリン
ダ（９）には側面からシリンダ室（１１）に貫通する冷
媒ガスの吸入口（９ａ）及び冷媒ガスを吐出する吐出口
（９ｂ）が設けられている。

（１４）はシリンダ（９）の溝中に挿入されたベーンで
、先端部はスプリング（１５）の弾性力によって前記ロ
ーリングピストン（１２）の外周面に当接しながら、ク
ランクシャフト（７）の回転に伴って往復運動を行なう
。上記のフレーム（８）、シリンダ（９）、シリンダヘ
ッド（１０）、ローリングピストン（１２）、ベーン（
１４）、スプリング（１５）によって圧縮機構部（Ｂ）
が構成されている。

（１６）は圧力容器（１）の側面を貫通してシリンダ（
９）の吸入口（９ａ）に接続し、冷媒ガスをシリンダ室
（１１）内に導入する鋼製のパイプ状の吸入管、（１７
）はシリンダ室（１１）で高温、高圧にされた冷媒ガス
を圧力容器（１）外に吐出する吐出管、（１８）はシリ
ンダヘッド（１０）の外側に取付けられて騒音を低減す
る吐出マフラである。（１９）は電動機部（Ａ）の回転
子（３）の左側面外周縁部に、クランクシャフト（７）
の偏心部（７ａ）と１８０度の位相差をもって取付けら
れた釣合錘で、偏心部（７ａ）の偏心回転に伴うアンバ
ランスを調整するものである。（２０）は圧力容器（１
）の底部に充填された潤滑油で、前記油供給貫通孔（８
ｂ）及びベーン（１４）側面の隙間を経て圧縮機構部（
Ｂ）に供給され、各摺動部の潤滑を行なっている。

次に、上記のように構成された従来の圧縮機の作用を説
明する。

電動機部（Ａ）の固定子（２）に通電されると、回転子
（３）が回転し、これと連動してクランクシャフト（７
）も回転する。同時にローリングピストン（１２）がシ
リンダ室（１１）内で偏心して回転し、これに伴って、
吸入管（１６）からシリンダ（９）の吸入口（９ａ）を
経てシリンダ室（１１）内に吸込まれた冷媒ガスは、ロ
ーリングピストン（１２）によって押圧される。このと
き、ベーン（１４）はスプリング（１５）の弾性力によ
って常時先端がローリングピストン（１２）の外周面に
当接するので、シリンダ室（１１）内の冷媒ガスはベー
ン（１４）で遮断されて、高温、高圧の冷媒ガスになる
とともに、吸入口（９ａ）に逆流することなく、確実に
吐出口（９ｂ）から吐出される。そして、吐出口（９ｂ
）から吐出された冷媒ガスは吐出マフラ（１８）を経て
圧力容器（１）内に吐出され、更に、吐出管（１７）を
経て圧力容器（１）外に排出される。

次にこの圧縮機におけるエネルギー収支を考える。

まず、人力としては、吸入冷媒ガスのもっている内部エ
ネルギー及び電動機の電気的エネルギーがある。一方、
出力として、吐出冷媒ガスのもっている内部エネルギー
及び電動機部（Ａ）、圧縮機構部（Ｂ）等における各種
損失がある。そして、定常運転時にはそれぞれの和は等
しくなる。ここで、吐出冷媒ガスと吸入冷媒ガスの内部
エネルギーの差は圧縮仕事として与えられるもので、吐
出冷媒ガスはこのエネルギーを得て高温、高圧のガスに
なる。また、前記各種損失としては、電動機の銅損、鉄
損等の損失及びガス流動損失やシリンダ（９）、ローリ
ングピストン（１２）、ベーン（１４）等の圧縮機構部
（Ｂ）及び軸受部（８ａ）、軸受部（１０ａ）における
機械損失等がある。

上記の各損失エネルギーは前記圧縮機構部（Ｂ）及び軸
受部に内部エネルギーとして蓄積され、これらは発熱す
る。これらの熱量の一部は、周辺の機械部品や冷媒ガス
、潤滑油に伝達される。冷媒ガス及び潤滑油はこの熱量
を受けて温度が」１昇するとともに、更に別の構成部品
や圧力容器（１）に伝導伝熱、対流伝熱等によって熱の
輸送を行ない、これらを加熱する。また、上記で発生し
た熱量の一部は圧力容器（１）を経て外部に放出される
。

なお、圧力容器（１）外部の吸入管（１６）内の冷媒ガ
スの温度上昇は、吸入管（１６）が外気中にあること、
また断面積が小さく軸方向の熱抵抗が大きいために圧縮
機本体からの伝熱量が少ないことなどから、比較的小さ
い。一方、圧力容器（１）内部の吸入管（１６）内の冷
媒ガスの温度は、吸入管（１６）が高温のシリンダ（９
）に接続されていること、圧力容器（１）内の高温の吐
出冷媒ガスに暴露されていることなどから、急激に上昇
する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の圧縮機は、上記のように構成されているから、低
温度の吸入冷媒ガスは、吸入管（１６）を経てシリンダ
室（１１）に流入するまでの過程で、電動機部（Ａ）、
圧縮機構部（Ｂ）、軸受部等から発生した吐出冷媒ガス
、各機械部品等の熱の伝達を受け、急激に温度は上昇す
る。このため、吸入ガス加熱損失が発生し、ガス加熱に
よる冷媒ガスの密度の低下が起こって充填効率が下がり
、圧縮機効率の低下を招いていた。

そこで、本発明は、吸入ガスの温度上昇を抑えて、吸入
ガス加熱損失の低減をはかり、圧縮機効率を向」二させ
た圧縮機の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる圧縮機は、圧力容器の外部から圧縮機構
部のシリンダ内にガスを導入する吸入管の周壁に、前記
吸入管内の吸入ガスヘの熱伝達を防止する断熱部材を取
付けたものである。

［作用］ 本発明においては、圧縮機構部のシリンダ内にガスを導
入する吸入管の周壁に断熱部材を取付けたことにより、
圧縮されて高温になったガスや、機械損失等によって加
熱された機械部品及び圧力容器等から吸入管に伝達され
た熱量は、断熱部材によって遮蔽され、内部への伝達が
抑えられるので、吸入ガスの温度上昇は小さ（なる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例における圧縮機の断面図であ
る。図中、第２図と同一符号は従来の構成部分と同一ま
たは相当する部分であるから、ここではその説明を省略
する。

図において、（２１）は吸入管（１６）の内側に挿入さ
れた熱伝導度が小さく、耐冷媒性の高い合成樹脂やセラ
ミックス等で形成された断熱パイプである。前記断熱パ
イプ（２１）の外周面は、前記吸入管（１６）の内周面
に添って接触した二層円筒状にされており、冷媒ガスは
前記断熱パイプ（２１）の内面を流入し、シリンダ（９
）の吸入口（９ａ）を経てシリンダ（９）内に入るよう
にされている。

次に、上記のように構成された本実施例の圧縮機の作用
を説明する。

本実施例の圧縮機は、吸入管（１６）に断熱パイプ（２
１）を取付けたものであるから、従来例と同様に、電動
機部（Ａ）の固定子（２）に通電することによって、吸
入管（１６）から吸入された冷媒ガスは、圧縮機構部（
Ｂ）で圧縮されて高温、高圧のガスになり、吐出管（１
７）を経て圧力容器（１）外に吐出される。

次に、回転式圧縮機におけるエネルギーについては、従
来例と同様に、人力として吸入冷媒ガスの内部エネルギ
ー及び電動機の電気的エネルギーがあり、出力として吐
出冷媒ガスの内部エネルギー及び電動機部（Ａ）、圧縮
機構部（Ｂ）等における各種損失がある。そして、定常
運転時にはそれぞれの和は等しくなる。このとき、冷媒
ガスの圧縮や前記各種損失によって、冷媒ガスや各構成
部品が発熱し、これらの熱量は接触している機械部品相
互の伝導伝熱や冷媒ガス、潤滑油の伝導伝熱、対流伝熱
等によって周辺部に伝達され、一部は更に圧力容器（１
）から外気に放出される。上記において発生した熱量は
吸入管（１６）にも伝達され、これを加熱する。

ところで、吸入管（１６）を通して吸入管（１６）内の
冷媒ガスヘ熱移動する伝熱速度は、フーリエの法則によ
って、移動の方向に直角な伝熱面積及び温度差に比例し
、二面間の距離に反比例する。したがって、断熱パイプ
（２１）を吸入管（１６）内周面に取付けることによっ
て、吸入管（１６）全体としての二面間の距離は断熱パ
イプ（２１）の厚さだけ大きくなるので、それだけ伝熱
速度は小さくなる。また、断熱パイプ（２１）の熱伝導
度は、吸入管（１６）を構成している金属材料に比べて
非常に小さいので、更に、伝熱速度は小さくなる。した
がって、吸入管（１６）の外から吸入管（１６）の内部
を流入している冷媒ガスヘの伝熱量は小さくなるので、
吸入冷媒ガスの温度の上昇は抑えられる。このため、吸
入ガス加熱損失は小さくなり、冷媒ガスの密度の低下が
減少して充填効率が向」ニする。

なお、前記断熱パイプ（２１）を発泡体で形成すれば、
熱伝導度が小さい気泡が多く含まれるので、更に断熱効
果を高めることができる。

このように、上記実施例の圧縮機は、シリンダ（９）に
冷媒ガスを導入する吸入管（１６）の周壁に、吸入冷媒
ガスヘの熱伝達を抑える断熱部材としての断熱パイプ（
２１）を取付けたものである。

したがって、上記実施例によれば、加熱された冷媒ガス
、圧力容器（１）、圧力容器（１）内の各構成部品等か
ら吸入管（１６）に伝達された熱量は、断熱パイプ（２
１）によって遮蔽され、吸入管（１６）内の冷媒ガスヘ
の伝熱量小さくなるので、冷媒ガスの温度上昇を抑える
ことができる。

これによって、吸入ガス加熱損失を低減することができ
、圧縮効率を向上させることができる。

ところで、上記実施例では、断熱パイプ（２１）を吸入
管（１６）の内周面に取付けているが、本発明を実施す
る場合には、これに限定されるものではなく、吸入管（
１６）の外周面に取付けても同様の効果を得ることがで
き、また、吸入管（１６）の内周面及び外周面の両面に
設けることによって、更に断熱効果を高めることも可能
である。

また、上記実施例では断熱部材として断熱パイプ（２１
）を使用しているが、例えば、吸入管（１６）に合成樹
脂等の断熱材料をコーティングすることによって形成す
ることも可能である。

なお、」二足実施例では、圧縮機として横置形回転式圧
縮機に適用した例を示しているが、他に縦置形回転式圧
縮機或いは往復式圧縮機等各種の圧縮機に同様にして適
用することができる。

更に、」二足実施例では流体として冷媒ガスを使用して
いるが、他に空気等各種のガスにも同様にして使用する
ことができる。

［発明の効果］ 以」二のように、本発明の圧縮機は、圧縮機構部のシリ
ンダにガスを導入する吸入管の周壁に、ガスヘの熱伝達
を防止する断熱部材を取付けたものであるから、運転に
よって加熱されたガスや各構成部品、圧力容器等から吸
入管に伝達された熱量は、断熱部材によって遮蔽されの
で、吸入管内の吸入ガスの温度上昇は抑えられる。この
ため、吸入ガス加熱損失を低減することができ、圧縮機
効率を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例における圧縮機の断面図、第
２図は従来の回転式圧縮機の断面図、第３図は従来の回
転式圧縮機の圧縮機構部の側面からみた断面図である。 図において、 Ａ：電動機部　　　　　Ｂ：圧縮機構部１：圧力容器　
　　　　９ニジリンダ １６：吸入管　　　　　２１：断熱パイプである。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 駆動力を付与する電動機部と、 前記電動機部の駆動力によってガスを圧縮する圧縮機構
   部と、 圧力容器の外部からガスを前記圧縮機構部のシリンダ内
   に導入する吸入管と、 前記吸入管の周壁に取付けられ、前記吸入管内の吸入ガ
   スヘの熱伝達を防止する断熱部材とを具備することを特
   徴とする圧縮機。