JPH03100397A - 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、吸入ガスへの熱伝達を防止
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」
ユ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、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。冷媒ガスは圧縮の他にこの熱量を受
けて更に温度が上昇するとともに、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。そして、これらの熱量の一
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）の冷媒
ガス温度は、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）、軸受部等で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−１ニさ
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、シリンダヘッドの側面に、シ
リンダ内の吐出ガスを吐出管に導くとともに吐出ガスか
ら圧力容器内に充満しているガスへの熱伝達を防止する
断熱室を設け、また、前記断熱室内に排出ガス中の潤滑
油を分離する油分離手段を設けるとともに、この断熱室
の下部に分離された潤滑油を圧力容器内に排出する排出
孔を穿設したものである。

［作用］ 本発明においては、圧縮機構部で圧縮された高温のガス
は断熱室に流入し、油分離手段を通過した後、吐出管を
経て圧力容器外に排出される。そして、吐出ガス中の潤
滑油は前記油分離手段で分離され、断熱室下部に落下し
た後、排出孔から圧力容器下部に戻される。このとき、
断熱室に流入した吐出ガスは圧力容器内にはほとんど流
出することなく吐出管に導かれるので、圧力容器内が高
温のガスで満たされることがなく、低い温度に保たれる
。したがって、圧力容器内のガスと接触している各機械
部品、吸入管はガスによる加熱がほとんどないので、吸
入管内の吸入ガスに伝達される熱量は少なく、吸入ガス
の温度上昇は小さい。

これによって、吸入ガス加熱損失は低減される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例の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）はシリンダヘッド（１０）の左側
面に取付けられた合成樹脂等の熱伝導度の小さい材質で
形成された略円板状の第１の断熱部材で、前記シリンダ
ヘッド（１０）に設けられた吐出ボート部と対応する位
置に吐出冷媒ガスを通す孔が設けられている。（２２）
は前記第１の断熱部材（２１）の左側に取付けられた前
記第１の断熱部材（２１）と同様の合成樹脂等の熱伝導
度の小さい材質で形成された有底円筒状の第２の断熱部
材である。前記第２の断熱部材（２２）は円筒周縁部が
第１の断熱部材（２１）の外周端部に固着され、第１の
断熱部材（２１）と第２の断熱部材（２２）との間には
空隙が設けられて断熱室（２３）を形成している。前記
第２の断熱部材（２２）のに部側面には冷媒ガスを排出
するためのガス排出孔（２２ａ）が、また、底部側面に
は潤滑油を圧力容器（１）の底部に排出するための油排
出孔（２２ｂ）が設けられている。（２４）は前記断熱
室（２３）を上下２室に仕切る如く断熱室（２３）の中
央部に設けられた金属網からなる油分離手段である。（
１６）は圧力容器（１）、第２の断熱部材（２２）　、
第１の断熱部材（２１）を貫通してシリンダヘッド（１
０）に取付けられ、圧力容器（１）の外部の冷媒ガスを
シリンダ（９）内に導く吸入管、（１７）は前記第２の
断熱部材（２２）のガス排出孔（２２ａ）に取付けられ
、断熱室（２３）内に流入した吐出ガスを圧力容器（１
）の外部に排出する吐出管である。なお、第１の断熱部
材（２１）及び第２の断熱部材（２２）はシリンダヘッ
ド（１０）から吐出する冷媒ガスの消音機能も兼ねてお
り、したがって、従来例の吐出マフラ（１８）は廃止さ
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。

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、シリン
ダヘッド（１０）の孔から第１の断熱部材（２１）の孔
を軽で断熱室（２３）内に流入する。そして、油分離手
段（２４）の内部を通過した後、断熱室（２３）のガス
排出孔（２２ａ）、吐出管（１７）を経て圧力容器（１
）の外部に排出される。一方、油分離手段（２４）を通
過する間に吐出冷媒ガスに混入している潤滑油の粒子は
金属網に付着して冷媒ガスから分離され、断熱室（２３
）の底部に落下する。そして、断熱室（２３）に溜った
潤滑油は油排出孔（２２ｂ）から圧力容器（１）の底部
に戻される。

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、出力としては
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、部は更に圧力容器（１
）から外気に放出される。

ところで、圧縮されて高温になった冷媒ガスは断熱室（
２３）に流入した後、わずかの量が小さな油排出孔（２
２ｂ）から洩れ出て圧力容器（１）内に流入するが、大
部分はガス排出孔（２２ａ）、吐出管（１７）を経て圧
力容器（１）の外部に排出される。したがって、圧力容
器（１）内は高温の冷媒ガスで充満することがなく、更
に圧力容器（１）の外部への放熱も加わるので、圧力容
器（１）内の冷媒ガスは低い温度に保たれる。このため
、各構成部品は機械損失等による加熱はあるが、吐出し
た高温の冷媒ガスによる熱伝達は従来に比べて著しく少
なくなる。これによって、吸入管（１６）、シリンダ（
９）、フレーム（８）等の吸入冷媒ガスが直接接触する
各構成部品は従来よりも低い温度になる。このため、吸
入冷媒ガスに加えられる熱量は少なくなり、吸入冷媒ガ
スの温度上昇は小さくなる。

このように、上記実施例の圧縮機は、圧縮機構部（Ｂ）
のシリンダヘッド（１０）の側面に、シリンダ（９）内
の吐出冷媒ガスを吐出管（１７）に導き、圧力容器（１
）内への流出を防ぐとともに吐出冷媒ガスから圧力容器
（１）内の冷媒ガスへの熱伝達を防止する第１の断熱部
材（２１）及び第２の断熱部材（２２）により形成され
た断熱室（２３）を設け、また、前記断熱室（２３）内
に吐出冷媒ガス中の潤滑油を分離する油分離手段（２４
）を設けてこの断熱室（２３）の下部に分離された潤滑
油を圧力容器（１）内に戻す油排出孔（２２ｂ）を穿設
したものである。

したがって、上記実施例によれば、圧縮機構部（Ｂ）で
圧縮された高温の冷媒ガスは断熱室（２３）に流入し、
油分離手段で潤滑油の粒子を除去された後、圧力容器（
１）内に流出することなく、直接吐出管（１７）を経て
圧ツノ容器（１）の外部に排出されるので、圧力容器（
１）の内部の冷媒ガスは低い温度に保たれる。このため
、圧力容器（１）内の冷媒ガスから吸入管（１６）、シ
リンダ（９）、フレーム（８）等の各構成部品を伝達し
て吸入冷媒ガスに加えられる熱量は少なくなるので、吸
入ガス加熱損失は小さくなり、圧縮機の効率を向上させ
ることができる。

ところで、上記実施例の断熱室（２３）を形成している
第１の断熱部材（２１）及び第２の断熱部材（２２）は
発泡剤を添加した合成樹脂等で成形してもよく、また、
成形後に内外面に断熱塗料を塗布するなどして、更に断
熱効果を上げることも可能である。

また、」二足実施例の油分離手段（２４）は、金属網を
使用しているが、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、冷媒ガス中の潤滑油の粒子を分
離できる各種のフィルターを使用することができる。

なお、上記実施例では、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。

また、上記実施例では流体として冷媒ガスを使用してい
るが、本発明においては、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、シリンダヘッドの
側面に、シリンダ内の吐出ガスを吐出管に導き、吐出ガ
スから圧力容器内のガスへの熱伝達を防止する断熱室を
設けるとともに、前記断熱室内に吐出ガス中の潤滑油を
分離する油分離手段を設け、この断熱室の下部に分離さ
れた潤滑油を圧力容器内に排出する排出孔を穿設したも
のである。

したがって、圧縮機構部で圧縮された高温のガスは断熱
室に流入し、油分離手段で潤滑油の粒子を除去された後
、圧力容器内に流出することなく、直接吐出管から圧力
容器の外部に排出されるので、圧力容器内のガスは低い
温度に保たれる。このため、圧力容器内のガスから吸入
ガスが直接接触する吸入管、シリンダ、フレーム等の各
構成部品を伝達して吸入ガスに加えられる熱量は少なく
なるので、吸入ガス加熱損失は小さくなり、圧縮機の効
率を向−１ニさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の圧縮機の断面図、第２図は
従来の圧縮機の断面図、第３図は従来の圧縮機の圧縮機
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 １０ニジリンダヘツド　１７：吐出管 ２１．２２：断熱部材　２２ｂ：油排出孔２３：断熱室
　　　　　２４：油分離手段である。 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、 前記圧縮機構部のシリンダヘッドの側面に設けられ、シ
   リンダ内の吐出ガスを吐出管に導くとともに、吐出ガス
   から圧力容器内のガスへの熱伝達を防止する断熱室と、 前記断熱室内に配設され、吐出ガス中の潤滑油を分離す
   る油分離手段と、 前記断熱室の下部に穿設され、前記油分離手段で分離さ
   れた潤滑油を前記圧力容器内に排出する排出孔と を具備することを特徴とする圧縮機。