JP5078861B2

JP5078861B2 - 密閉型圧縮機

Info

Publication number: JP5078861B2
Application number: JP2008321169A
Authority: JP
Inventors: 幸一佐藤; 英明前山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2028-12-17
Also published as: JP2010144577A

Description

本発明は、例えば冷凍装置や空調装置や給湯装置等の冷凍サイクルに用いることができる密閉型圧縮機に関するものである。

暖房、給湯などに密閉型圧縮機を使用する場合、冷凍サイクルにおける潜熱のみではなく、圧縮機の吐出ガスに含まれる顕熱を利用して暖房、給湯することによってより少ない電力での運転が可能で、高効率な暖房機、給湯器となり、使用電力が削減されＣＯ₂発生量も削減され、ひいては地球環境保護にも有効となる。

しかし、通常の密閉型圧縮機の密閉容器の外周表面はメラミン塗膜や電着塗膜等であり、圧縮機から発生する熱はそのまま外気に伝熱、輻射などの経路で流出しており、その大半は無駄になっていた。

これを解決するために、従来の密閉型圧縮機は、その密閉容器の外周部の全面または一部にメラミン系塗膜や電着塗膜等の塗膜を形成した後、変性エポキシとポリエチレンに発泡剤、充填剤を加えたものを共重合し発泡させる粉体塗装を施し、圧縮機から発生する熱の外気への流出を抑え、顕熱として暖房、給湯に有効に活用しようとしたものがあった（例えば特許文献１参照）。

特開平４−１０１０７８号公報（第１頁、第１図）

しかし、上記の従来の密閉型圧縮機では、密閉容器の外周面へ塗膜を形成したので、密閉容器内の高温となっている吐出ガスから密閉容器へ熱伝達により熱が伝わり、密閉容器の温度が上昇し、その熱が容器自体を経路として熱伝導により熱が伝わり、低温となっている冷凍サイクルの吸入側へ流出するため、圧縮機の発生する熱を有効に顕熱として暖房、給湯に有効活用できないという問題があった。
本発明はかかる問題を解消するためになされたもので、圧縮機の発生する熱を有効活用し、高効率で消費電力の少ない密閉型圧縮機を得るものである。

本発明に係る密閉型圧縮機は、密閉容器内に収納され電動要素と、該電動要素によって駆動される圧縮要素とが密閉容器内に収納され、冷凍サイクルで使用される密閉型圧縮機において、前記密閉容器の内周面全体に断熱効果を有する塗装による断熱塗装を施すようにしたものである。

本発明に係る密閉型圧縮機は、密閉容器の内周面全体に断熱効果を有する塗料による断熱塗装を施したので、高温となっている密閉容器内の吐出ガスから密閉容器への熱伝達が断熱塗装により抑えられるため、その熱が容器自体を経路として熱伝導により熱が伝わり、低温となっている冷凍回路の吸入側へ流出することを防止し、圧縮機の発生する熱を有効に顕熱として暖房、給湯に活用することができるという効果がある。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の密閉型圧縮機を概略的に示す縦断面図である。
図１において、密閉型圧縮機の密閉容器１の内周面全体に断熱塗装２が施されている。
この断熱塗装２は断熱性能に特化した特殊セラミックビーズを中心にアクリルシリコン樹脂とのハイブリッドにより形成した塗料（株式会社日進産業の商標名「ガイナ」の塗料）による塗装である。
その密閉容器１内には電動要素と圧縮要素とが収容されている。
電動要素はモーター３であり、固定子４と回転子５とで構成されている。
また、圧縮要素は、モーター３の回転子５により駆動されるクランクシャフト６と、クランクシャフト６と同心のシリンダー７と、クランクシャフト６の偏芯軸に嵌り、シリンダー７内を偏芯回転するローリングピストン８と、シリンダー７の下側端面を閉塞するシリンダーヘッド９と、シリンダー７の上側端面を閉塞するフレーム１０とで構成されている。
１１は密閉容器１の底部に貯留されクランクシャフト６の内部を経由してローリングピストン８の内部に導かれる冷凍機油である。
吸入管１２は冷凍サイクルの蒸発器と接続され、冷媒を気液分離器１３を介してシリンダー７内に導き、吐出管１４は冷凍サイクルの凝縮器と接続され、密閉容器１内の高圧冷媒を冷凍サイクルへ送り出す。

次に、実施の形態１の密閉型圧縮機の動作について説明する。
冷凍サイクルの低圧側（蒸発器側）と接続された吸入管１２から気液分離器１３を介してシリンダー７内に吸入される冷媒ガスが、クランクシャフト６の偏芯部の回転により偏芯運動するローリングピストン８により圧縮され、低圧、低温の吸入ガスから高圧、高温の吐出ガスに圧縮される。この高温となった吐出ガスは密閉容器１の内部に放出され、吐出管１４から冷凍サイクルの凝縮器に送り出される。
この実施の形態１では、高温となった吐出ガスは密閉容器１の内部に放出され、その後吐出管１４から冷凍サイクルの凝縮器に送り出されるが、密閉容器１の内周面には断熱効果を有する塗料による断熱塗装２が施されているので、密閉容器１と高温の吐出ガスは直接触れることがない。
したがって、吐出ガスからの熱伝達は断熱塗装２を経由したものとなり、その熱伝達量は断熱塗装２の効果によって著しく低く抑えられ、密閉容器１の温度上昇は非常に少ない。

そのため、密閉容器１から低温となっている冷凍サイクルの吸入側への熱伝導が非常に低く抑えられ、吐出ガスに含まれる顕熱は冷凍サイクルの高圧側に吐出ガスと共に流出して暖房、給湯の熱源として有効に活用することができる。

特に暖房に比べて一過式の給湯装置の場合、圧縮機の冷媒吐出温度が高いため、密閉容器の内部で断熱を行うことで、より効率の良い圧縮機を得ることができる。
また、冷媒にＣＯ₂を用いた圧縮機に本発明を適用した場合、運転時の圧力が９ＭＰａと高くなるため、耐圧の関係から密閉容器の板厚を厚くする必要がある。そのため、外側で断熱するより、内側で断熱する方が板厚の分奪われる熱量が低減できるので、より効率がよい圧縮機を得ることができる。

また、密閉容器の内側から断熱を行うことで、モーター３の発熱が密閉容器側部を通って外部に逃げることを防ぐことができるため、モーター３の発熱も効率よく回収することができ、冷媒ガスの温度上昇に用いることができる。
さらに、従来圧縮機の外側に必要だった断熱材を配置する必要がなくなるため、その分、室外機の機械室内の省スペース化を図ることができる。

なお、上記実施の形態１では密閉容器の内側全体を断熱塗装する例について示したが、従来より断熱材を配置するのが困難だった密閉容器の上部および下部のみに断熱塗装を行い、圧縮機の密閉容器側部は従来の断熱材で断熱するように構成してもよい。

実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による密閉型圧縮機を概略的に示す縦断面図である。
この実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成は、同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態２では、フレーム１０の上に圧縮された吐出ガスの消音のために一旦貯留する吐出マフラー１５が設けられている。
したがって、フレーム１０と吐出マフラー１５との間に、ガスの流路が形成され、そのガスの流路の表面であるフレーム１０における吐出マフラー１５に臨む面に断熱塗装２が施されている。

この実施の形態２においては、冷凍サイクルの低圧側（蒸発器側）と接続された吸入管１２から気液分離器１３を介してシリンダー７内に吸入される冷媒ガスが、クランクシャフト６の偏芯部の回転により偏芯運動するローリングピストン８により圧縮され、低圧、低温の吸入ガスから高圧、高温の吐出ガスに圧縮される。
この高温となった吐出ガスは一旦フレーム１０の上に設けられた吐出マフラー１５の内部空間に放出されるが、フレーム１０における吐出マフラー１５に臨む面には断熱効果を有する塗料による断熱塗装２が施されているので、フレーム１０と高温の吐出ガスは直接触れることがない。
したがって、吐出ガスからの熱伝達は断熱塗装２を経由したものとなり、その熱伝達量は断熱塗装２の効果によって著しく低く抑えられ、フレーム１０の温度上昇は非常に少ない。

そのため、フレーム１０からシリンダー７への熱伝達も少なく、シリンダー７の温度上昇も低く抑えられ、その結果、シリンダー７から密閉容器１への熱伝達も少なく、密閉容器１の温度上昇も低く抑えられる。
したがって、密閉容器１から低温となっている冷凍サイクルの吸入側への熱伝導が非常に低く抑えられ、吐出ガスに含まれる顕熱は冷凍サイクルの高圧側に吐出ガスと共に流出して暖房、給湯の熱源として有効に活用することができる。

この実施の形態２では、フレーム１０と吐出マフラー１５との間に形成されたガスの流路の表面であるフレーム１０における吐出マフラー１５に臨む面に断熱塗装２が施されているが、それ以外にモーター３の固定子４と回転子５との間に形成されるガスの流路の表面にも断熱塗装２を施すことにより、高温の吐出ガスの固定子４を介する密閉容器１への熱伝達も少なく、密閉容器１の温度上昇を低く抑えることができる。

本発明の実施の形態１の密閉形圧縮機を概略的に示す断面図。本発明の実施の形態２の密閉型圧縮機を概略的に示す断面図。

符号の説明

１密閉容器、２断熱塗装、３モーター、４固定子、５回転子、６クランクシャフト、７シリンダー、８ローリングピストン、９シリンダーヘッド、１０フレーム、１１冷凍機油、１２吸入管、１３気液分離器、１４吐出管、１５吐出マフラー。

Claims

電動要素と、該電動要素によって駆動される圧縮要素とが密閉容器内に収納され、冷凍サイクルで使用される密閉型圧縮機において、
前記密閉容器の内周面全体に断熱効果を有する塗料による断熱塗装を施したことを特徴とする密閉型圧縮機。
前記圧縮要素から前記密閉容器内へ吐出されるガスの流路の表面に断熱効果を有する塗料による断熱塗装を施したことを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
前記断熱効果を有する塗料による断熱塗装は、断熱性能に特化した特殊セラミックビーズを主成分としてアクリルシリコン樹脂とのハイブリッドにより形成した塗料による塗装であることを特徴とする請求項１又は２記載の密閉型圧縮機。