JP2005054577A - 密閉形圧縮機 - Google Patents

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Akihiko Ishiyama
明彦 石山
Yuugo Mukai
有吾 向井
Tadashi Iizuka
董 飯塚
Takeshi Kono
雄 幸野
Kazuhiro Endo
和広 遠藤
Hirokatsu Kosokabe
弘勝 香曽我部
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Abstract

【課題】二酸化炭素冷媒の超臨界状態による樹脂材料の溶出を抑制するとともに摺動部への給油を改善し、信頼性の高い圧縮機を提供する。また、特に電動要素に用いられるエナメル線やフィルム等に従来と同等の安価な材料を適用できるようにする。
【解決手段】二酸化炭素冷媒を用いた多段圧縮機において、超臨界状態における樹脂材料の溶出劣化および高い作動圧力における信頼性確保のため、圧縮機の密閉容器内を電動要素を含む空間と圧縮要素および冷凍機油を含む空間に分割し、電動要素側の空間を低圧とし、圧縮要素および冷凍機油を含む空間を中間圧とした。本構造により電動要素に使用されるエナメル線やフィルム等の樹脂材料の溶出の抑制ができ、さらに差圧給油による摺動部への給油量確保とシール性向上により高い性能と信頼性を得ることが可能になる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷蔵庫、ルームエアコン、除湿機等の冷凍空調応用機器に用いられる密閉形圧縮機に係り、特に圧縮機の信頼性を向上させる技術を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保護の観点より、いわゆる容積形圧縮機を用いる冷凍空調装置に使用される冷媒としてオゾン層破壊係数の低いＨＦＣ（ハイドロフロロカーボン）系冷媒や、加えて地球温暖化係数の低い自然系冷媒、例えばプロパン、イソブタン等の炭化水素系冷媒および二酸化炭素等が注目され実用化が行われている。この中で特に二酸化炭素は臨界点が３１℃と低く、冷凍空調システムで使用する場合、高圧側が臨界点を超えるいわゆる超臨界サイクルを構成する。また、他の冷媒と比較し非常に高い作動圧力となることが知られている。
【０００３】
なお、この種技術に関連する従来例として下記の特許文献１を挙げることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−９７１７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の二酸化炭素冷媒の特性を考慮すると、以下の課題を解決する必要がある。一つは超臨界状態における樹脂等の高分子材料の溶出である。従来の冷媒、例えばＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）中に使用される樹脂材を二酸化炭素の超臨界状態で使用すると数十倍の量が溶出すると言われている。また、冷媒中あるいは冷凍機油中に水分が存在した場合にはさらに溶出が促進され樹脂材料の著しい劣化につながるおそれがある。もう一つの課題は非常に高い作動圧力への対応である。例えば、ルームエアコンの運転条件においてＨＦＣ径冷媒であるＲ４１０Ａを用いた場合，高圧側の圧力は２〜３ＭＰａ程度であるのに対し、二酸化炭素の場合１０〜１５ＭＰａとなり、圧縮機の容器耐圧、摺動部の負荷耐力の向上等が必要不可欠となる。
【０００６】
上記の課題を解決するために、特開２０００−９７１７７号公報に見られるように二酸化炭素冷媒を用いた２段圧縮機で密閉容器内部を低圧に設定した例があるが、この場合シリンダ作動室内と容器内空間の差圧による冷媒漏れ、あるいは給油経路への高圧ガスの漏れ込み等による性能や信頼性の低下等の問題が考えられる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に対応するため、本発明においては、圧縮機の密閉容器内を電動要素が含まれる空間と冷凍機油が含まれる空間に分割し、電動要素が含まれる空間を低圧とし、圧縮要素および冷凍機油が含まれる空間を中間圧に設定するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図１を用いて説明する。
【０００９】
図１は２段圧縮機の縦断面図であり、密閉容器１内に電動要素２と圧縮要素３が収納され、さらに低部に冷凍機油４が貯留されている。密閉容器１内は仕切部材５（本例では主軸受を兼ねる）により電動要素２を含む上部空間１１と圧縮要素３および冷凍機油４を含む下部空間１２に分割されている。冷媒ガスは吸込管１３より低圧の状態で上部空間１１に導かれた後、吸込ポート３１より第１のシリンダに吸い込まれ、圧縮された後中間圧の状態で下部空間１２に送り出される。さらに第２のシリンダにより中間圧から高圧に圧縮された冷媒は吐出管３３よりサイクルへ送り出される。
【００１０】
本構造において、下部空間１２すなわち冷凍機油４側が中間圧で上部空間１１すなわち電動要素２側が低圧であることより生じる差圧により圧縮要素３の各摺動部に効率的な給油が可能となる。二酸化炭素冷媒の場合、低圧と中間圧に生じる差圧は１〜３ＭＰａ程度となり過度の油量が低圧側に流出するおそれがあるが、図２に示すように本例では最終的に給油通路となる主軸受のクリアランス（半径隙間）を適正に設定することにより適度な給油を行うことが可能となった。
【００１１】
また、図１中に示すように圧力調整弁６等の手段を用い、図３のモリエル線図に示すように中間圧が臨界圧力を超えないように制御することにより冷凍機油の劣化防止の効果を得ることも可能である。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、二酸化炭素冷媒の超臨界状態による樹脂材料の溶出を抑制するとともに摺動部への給油を改善することができ、信頼性の高い圧縮機を提供することが可能である。また、特に電動要素に用いられるエナメル線やフィルム等に従来と同等の安価な材料を適用できる可能性もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を採用した圧縮機の縦断面図。
【図２】主軸部隙間からの油漏れ量を示す図。
【図３】二酸化炭素冷媒のモリエル線図。
【符号の説明】
１…密閉容器、２…電動要素、３…圧縮要素、４…冷凍機油、５…仕切部材。

Claims (3)

  1. 密閉容器内に電動要素と圧縮要素を収納するとともに容器低部に冷凍機油を貯留し、前期圧縮要素に含まれる複数のシリンダにて多段圧縮を行う密閉型圧縮機において、密閉容器内を電動要素が含まれる空間と圧縮要素および低部の冷凍機油が含まれる空間に分割し、電動要素が含まれる空間を低圧にし、冷凍機油および圧縮要素が含まれる空間を多段圧縮の中間圧に設定したことを特徴とする密閉形圧縮機。
  2. 冷媒として二酸化炭素を用い、密閉容器内に電動要素と圧縮要素を収納するとともに容器低部に冷凍機油を貯留し、前期圧縮要素に含まれる複数のシリンダにて多段圧縮を行う密閉型圧縮機において、密閉容器内を電動要素が含まれる空間と圧縮要素および低部の冷凍機油が含まれる空間に分割し、電動要素が含まれる空間を低圧にし、圧縮要素および冷凍機油が含まれる空間を多段圧縮の中間圧に設定したことを特徴とする密閉形圧縮機。
  3. 冷媒として二酸化炭素を用い、密閉容器内に電動要素と圧縮要素を収納するとともに容器低部に冷凍機油を貯留し、前期圧縮要素に含まれる複数のシリンダにて多段圧縮を行う密閉型圧縮機において、密閉容器内を電動要素が含まれる空間と圧縮要素および低部の冷凍機油が含まれる空間に分割し、電動要素が含まれる空間を低圧にし、圧縮要素および冷凍機油が含まれる空間を多段圧縮の中間圧に設定し、同中間圧が二酸化炭素冷媒の臨界点を超えない圧力になるよう設定されたことを特徴とする密閉形圧縮機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105952648A (zh) * 2016-06-17 2016-09-21 广东美芝制冷设备有限公司 压缩机
CN106593878A (zh) * 2017-01-24 2017-04-26 广东美芝制冷设备有限公司 压缩机

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