JP4997935B2 - 流体機械 - Google Patents
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Description
ケーシング(31)と、
上記ケーシング(31)に収納されて冷媒を圧縮する圧縮機構(50)と、
上記ケーシング(31)に収納されて冷媒を膨張させる膨張機構(60)と、
上記ケーシング(31)に設けられて上記圧縮機構(50)及び上記膨張機構(60)を連結する回転軸(40)と、
上記圧縮機構(50)又は膨張機構(60)を上記ケーシング(31)に固定するためのマウンティングプレート(101)とを備えている。
上記マウンティングプレート(101)は、円環状に形成され、内周側に上記圧縮機構(50)又は膨張機構(60)を固定する機構側取付部(104)と、外周側に上記ケーシング(31)に固定されるケーシング側取付部(105)とを備え、
上記ケーシング側取付部(105)は半径方向外側へ突出し、各ケーシング側取付部(105)間には、上記ケーシング(31)内面との間に所定のプレート外周隙間(108)が形成され、
上記機構側取付部(104)とケーシング側取付部(105)とは、周方向にずらして配置されている。
上記膨張機構(60)は、上記マウンティングプレート(101)を介して上記ケーシング(31)に固定されている。
上記圧縮機構(50)は、上記マウンティングプレート(101)を介して上記ケーシング(31)に固定されている。
図1に示すように、本実施形態の空調機(10)は、冷媒回路(20)を備えている。この冷媒回路(20)には、圧縮・膨張ユニット(30)と、室外熱交換器(23)と、室内熱交換器(24)と、第1四路切換弁(21)と、第2四路切換弁(22)とが接続されている。また、この冷媒回路(20)には、冷媒として二酸化炭素(CO2)が充填されている。
図2に示すように、圧縮・膨張ユニット(30)は、縦長で円筒形の密閉容器であるケーシング(31)を備えている。このケーシング(31)の内部には、下から上に向かって順に、圧縮機構(50)と、電動機(45)と、膨張機構(60)とが配置されている。また、ケーシング(31)の底部には、潤滑油である冷凍機油が貯留されている。つまり、ケーシング(31)の内部では、圧縮機構(50)寄りに冷凍機油が貯留されている。
上記空調機(10)の動作について説明する。ここでは、空調機(10)の冷房運転時及び暖房運転時の動作について説明し、続いて膨張機構(60)の動作について説明する。
冷房運転時には、第1四路切換弁(21)及び第2四路切換弁(22)が図1に破線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニット(30)の電動機(45)に通電すると、冷媒回路(20)で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
暖房運転時には、第1四路切換弁(21)及び第2四路切換弁(22)が図1に実線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニット(30)の電動機(45)に通電すると、冷媒回路(20)で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
膨張機構(60)の動作について、図8を参照しながら説明する。
膨張機構(60)とマウンティングプレート(101)と断熱材(90,96)との組付手順について説明する。
第1断熱材(90)によって、ケーシング(31)の内部空間が膨張機構(60)が収納される第1空間(48)と、圧縮機構(50)が収納される第2空間(49)とに区画されているので、第1空間(48)は、低温、高密度となり、第2空間(49)は、高温、低密度となる。このことで、ケーシング(31)内は高温高圧に保たれる、いわゆる高圧ドーム型の流体機械となる。
したがって、本実施形態の圧縮・膨張ユニット(30)によると、ケーシング(31)内の雰囲気との温度差の激しい低温の膨張機構(60)をケーシング(31)と直接固定することなく、ケーシング側取付部(105)のみをケーシング(31)に溶接したマウンティングプレート(101)を介してケーシング(31)に固定して高温のケーシング(31)と低温の膨張機構(60)との間での熱伝導による熱交換を減少させたことにより、さらに能力低下や動力回収効果の低下を防止することができる。
図9に示すように、上記機構側取付部(104)は、上記膨張機構(60)の周囲よりも表面温度の高い部分と膨張機構(60)近傍の上記ケーシング(31)の周囲よりも表面温度の低い部分とを結ぶように配置してもよい。なお、簡略化のために、貫通孔(106,107)は省略している。
図12に示すように、上記ケーシング側取付部(105)を膨張機構(60)の周囲よりも表面温度の高い部分と膨張機構(60)近傍の上記ケーシング(31)の周囲よりも表面温度の低い部分とを結ぶように配置してもよい。なお、簡略化のために、貫通孔(106,107)は省略している。
図13に示すように、上記機構側取付部(104)と、上記膨張機構(60)における該機構側取付部(104)と接合される接合部(67)との間には、断熱材料よりなる断熱スペーサ(110)を配置してもよい。断熱スペーサ(110)は常に比較的低温に保たれる膨張機構(60)の近傍に設けられるので、耐熱性の低い断熱材料でもよく、選択の自由度が高い。
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
30 圧縮・膨張ユニット
31 ケーシング
40 回転軸
49 第2空間(内部空間)
50 圧縮機構
60 膨張機構
90 第1断熱材
96 第2断熱材
101 マウンティングプレート
104 機構側取付部
105 ケーシング側取付部
106,107 貫通孔
108 プレート外周隙間
Claims (14)
- 冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)に設けられる流体機械であって、
ケーシング(31)と、
上記ケーシング(31)に収納されて冷媒を圧縮する圧縮機構(50)と、
上記ケーシング(31)に収納されて冷媒を膨張させる膨張機構(60)と、
上記ケーシング(31)に設けられて上記圧縮機構(50)及び上記膨張機構(60)を連結する回転軸(40)と、
上記圧縮機構(50)又は膨張機構(60)を上記ケーシング(31)に固定するためのマウンティングプレート(101)とを備え、
上記ケーシング(31)は、円筒容器形状を有し、
上記マウンティングプレート(101)は、円環状に形成され、内周側に上記圧縮機構(50)又は膨張機構(60)を固定する機構側取付部(104)と、外周側に上記ケーシング(31)に固定されるケーシング側取付部(105)とを備え、
上記ケーシング側取付部(105)は半径方向外側へ突出し、各ケーシング側取付部(105)間には、上記ケーシング(31)内面との間に所定のプレート外周隙間(108)が形成され、
上記機構側取付部(104)とケーシング側取付部(105)とは、周方向にずらして配置されている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項1に記載の流体機械において、
上記冷媒回路(20)から冷媒が直接圧縮機構(50)に導入され、該圧縮機構(50)から圧縮された冷媒が上記ケーシング(31)内の内部空間(49)に吐出されて該内部空間(49)からケーシング(31)外へ流出するように構成され、
上記膨張機構(60)は、上記マウンティングプレート(101)を介して上記ケーシング(31)に固定されている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項1に記載の流体機械において、
上記冷媒回路(20)から冷媒が直接圧縮機構(50)に導入され、圧縮された冷媒が直接ケーシング(31)外に吐出されるように構成され、
上記圧縮機構(50)は、上記マウンティングプレート(101)を介して上記ケーシング(31)に固定されている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項2に記載の流体機械において、
上記機構側取付部(104)は、上記膨張機構(60)の周囲よりも表面温度の高い部分と該膨張機構(60)近傍の上記ケーシング(31)の周囲よりも表面温度の低い部分とを結ぶように配置されている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項2に記載の流体機械において、
上記ケーシング側取付部(105)は、上記膨張機構(60)の周囲よりも表面温度の高い部分と該膨張機構(60)近傍の上記ケーシング(31)の周囲よりも表面温度の低い部分とを結ぶように配置されている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項1に記載の流体機械において、
上記マウンティングプレート(101)は、上記機構側取付部(104)と上記ケーシング側取付部(105)との間の周方向の断面積が、ケーシング側取付部(105)の周方向の断面積よりも小さくなっている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項1に記載の流体機械において、
上記マウンティングプレート(101)は、板金構造である
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項1に記載の流体機械において、
上記マウンティングプレート(101)は、貫通孔(106,107)を複数備えている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項1に記載の流体機械において、
上記ケーシング(31)の内部空間に設けられ、上記圧縮機構(50)又は膨張機構(60)における上記ケーシング(31)内の露出面全体を覆い、上記回転軸(40)が貫通する断熱材(90,96)を備えている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項9に記載の流体機械において、
上記断熱材(90,96)は、上記マウンティングプレート(101)を境に上記回転軸(40)の軸方向に第1断熱材(90)と第2断熱材(96)とに分割されている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項9に記載の流体機械において、
上記プレート外周隙間(108)にも、上記断熱材(90,96)が設けられている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項1に記載の流体機械において、
上記機構側取付部(104)と、上記圧縮機構(50)又は膨張機構(60)における該機構側取付部(104)と接合される接合部(67)との少なくとも一方は、接触面積を小さくするために突状に形成されている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項1に記載の流体機械において、
上記機構側取付部(104)と、上記圧縮機構(50)又は膨張機構(60)における該機構側取付部(104)と接合される接合部(67)との間には、断熱材料よりなる断熱スペーサ(110)が配置されている
ことを特徴とする流体機械。 - 請求項1に記載の流体機械において、
上記冷媒回路(20)は、二酸化炭素を冷媒として超臨界冷凍サイクルを行う
ことを特徴とする流体機械。
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