JP5548941B2 - Heat storage device and air conditioner equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和機の圧縮機からの放熱を蓄熱する蓄熱装置、ならびにこれを備えた空気調和機に関する。 The present invention relates to a heat storage device that stores heat released from a compressor of an air conditioner, and an air conditioner including the heat storage device.
従来のこの種の空気調和機の圧縮機から放熱される熱を蓄熱する蓄熱装置については以下のものが知られている。かかる蓄熱装置は、少なくとも圧縮機の外周表面の一部と接する形状とした金属製容器を配設し、圧縮機と金属製容器との隙間にはシリコン系樹脂を充填し、金属製容器の中には蓄熱材を充填し、さらに金属製容器の外表面で、少なくとも圧縮機と接していない部分の一部には、断熱材を配設している(例えば特許文献1)。 The following are known heat storage devices that store heat radiated from the compressor of this type of conventional air conditioner. Such a heat storage device is provided with a metal container that is in contact with at least a part of the outer peripheral surface of the compressor, and a gap between the compressor and the metal container is filled with a silicon-based resin. Is filled with a heat storage material, and a heat insulating material is disposed on at least a part of the outer surface of the metal container that is not in contact with the compressor (for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記の技術では、金属製容器と圧縮機との隙間に充填剤を充填するので、蓄熱装置を圧縮機に装着する工程の作業効率が悪いものであった。 However, in the above technique, since the filler is filled in the gap between the metal container and the compressor, the work efficiency of the process of attaching the heat storage device to the compressor is poor.
また、シリコン系充填材を隙間に充填するので、圧縮機の外周表面の全面に接する形状にすることは困難で製造バラツキが大きく、かつ密着性も低かった。 Further, since the silicon-based filler is filled in the gaps, it is difficult to make the shape in contact with the entire outer peripheral surface of the compressor, the manufacturing variation is large, and the adhesion is low.
そこで本発明は、容易に装着でき、製造バラツキが少なく、高い密着性が得られる蓄熱装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a heat storage device that can be easily mounted, has less manufacturing variation, and provides high adhesion.
前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄熱装置は、圧縮機の外周表面に、はめ込む形状とした円筒形状の容器の、少なくとも圧縮機に接する面を熱により収縮する材料で構成し、圧縮機からの熱により圧縮機の外周表面に密着することを特徴とするもので、蓄熱装置を圧縮機に装着した状態で圧縮機を運転すると、圧縮機の昇温による放熱を、蓄熱装置の圧縮機との接触面を構成する熱収縮材料が受けて収縮し、蓄熱装置の圧縮機に接する面は圧縮機に圧接して密着する。このことにより、本発明の蓄熱装置は圧縮機に容易に装着でき、製造バラツキも少なく高い密着性が得られる。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the heat storage device of the present invention is constituted by a material that shrinks at least the surface in contact with the compressor of a cylindrical container that is fitted into the outer peripheral surface of the compressor , It is characterized by being in close contact with the outer peripheral surface of the compressor by heat from the compressor, and when the compressor is operated with the heat storage device mounted on the compressor, the heat dissipation due to the temperature rise of the compressor is reduced. The heat-shrinkable material constituting the contact surface with the compressor receives and contracts, and the surface of the heat storage device that contacts the compressor is pressed against and closely contacts the compressor. As a result, the heat storage device of the present invention can be easily attached to the compressor, and there is little manufacturing variation and high adhesion can be obtained.
本発明の蓄熱装置は圧縮機に容易に装着でき、製造バラツキも少なく高い密着性が得られる。 The heat storage device of the present invention can be easily attached to a compressor, and there is little manufacturing variation and high adhesion can be obtained.
第1の発明は、圧縮機の外周表面に、はめ込む形状とした円筒形状の容器の、少なくとも圧縮機に接する面を熱により収縮する材料で構成し、圧縮機からの熱により圧縮機の外周表面に密着することを特徴とする蓄熱装置とするもので、圧縮機に接する面を熱により収縮する材料で構成したことで、圧縮機との密着性を高め、圧縮機からの放出熱を効率良く吸収し蓄熱することができる。 1st invention comprises the cylindrical container made into the shape fitted to the outer peripheral surface of a compressor with the material which shrinks at least the surface which touches a compressor with heat , and the outer peripheral surface of a compressor with the heat from a compressor The surface that contacts the compressor is made of a material that shrinks by heat, improving the adhesion with the compressor and efficiently releasing the heat released from the compressor. Can absorb and store heat.
第2の発明は、圧縮機の外周表面の180°以上を抱き込む形状とした容器の、少なくとも圧縮機に接する面を熱により収縮する材料で構成し、圧縮機からの熱により圧縮機の外周表面に密着することを特徴とする蓄熱装置としたことで、圧縮機からの放出熱を効率良く吸収しつつ、さらに設計の自由度を向上させることができる。 According to a second aspect of the present invention, at least the surface in contact with the compressor of the container shaped to embrace 180 ° or more of the outer peripheral surface of the compressor is made of a material that shrinks by heat, and the outer periphery of the compressor by heat from the compressor By employing a heat storage device characterized by being in close contact with the surface, the degree of freedom in design can be further improved while efficiently absorbing the heat released from the compressor.
第3の発明は、熱による収縮する材料は、ポリオレフィン、フッ素系ポリマー、あるいはエラストマー材料に放射線架橋し熱収縮特性を付与した材料であることを特徴とする蓄熱装置とするもので、蓄熱装置を圧縮機に効率よく装着することができ、また圧縮機から取り外す時の作業効率を良くすることができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a heat storage device characterized in that the material that shrinks by heat is a material obtained by radiation-crosslinking polyolefin, a fluorine-based polymer, or an elastomer material to impart heat shrinkage characteristics. It can be efficiently attached to the compressor, and work efficiency when removing from the compressor can be improved.
第4の発明は、上述の蓄熱装置を備えたことを特徴とする空気調和機とするもので、暖房能力が高く、暖房再開時において圧縮機が再び運転を開始するまでの時間が短縮された空気調和機を得ることができる。 A fourth aspect of the invention is an air conditioner including the above-described heat storage device, which has a high heating capacity, and a time until the compressor starts operation again when heating is resumed is shortened. An air conditioner can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施形態における蓄熱装置の斜視図である。本実施形態で圧縮機1は従来公知の円筒形状のものを用いることができる。圧縮機1には円筒形状の蓄熱装置2が取り囲むように取り付けられている。設置面積の効率化の観点から圧縮機1と蓄熱装置2は長手方向が鉛直となるよう設置されている。圧縮機1の外周表面に蓄熱装置2の内周表面が密着している。圧縮機1は運転により発熱する。圧縮機1からの熱は蓄熱装置2に伝搬する。伝搬した熱を蓄熱装置2が吸収し蓄熱する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a heat storage device according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a conventionally known cylindrical one can be used as the
この圧縮機1は、不図示の吸込管と吐出管を備えており、吸込管から冷媒を吸い込み、冷媒を所定の圧力まで圧縮し、圧縮した冷媒を吐出管から吐出する。圧縮機1は、冷媒を圧縮する工程で温度が上昇し、周囲に熱を放出する。
The
圧縮機1の暖房能力を向上させるには、冷媒の温度は高い方が良い。また、圧縮機1の温度は運転のために所定の範囲の値である必要があるが、圧縮機1の運転を停止して放置すると、圧縮機1の温度が機能を果たすのに必要な温度以下にまで低下してしまい、再度運転する場合、圧縮機1の温度を圧縮機1が運転可能となる温度に再度上昇させるまで時間を要する。
In order to improve the heating capacity of the
暖房能力の向上、および運転停止後に再度運転するまでの時間を短縮するために、圧縮機1から放出された熱を蓄熱装置2で蓄熱し、圧縮機1の温度低下を緩やかなものとする。そのため圧縮機1からの放熱を蓄熱装置2で吸収・蓄熱している。
In order to improve the heating capacity and shorten the time until the operation is restarted after the operation is stopped, the heat released from the
また、上記の実施の形態以外にも、冷媒回路の一部を吸熱熱交換器(図示せず)として蓄熱装置2の内部に通し、蓄熱材23と熱交換させることで、蓄熱装置2内部の熱を除霜時に使用することもできる。
In addition to the above embodiment, a part of the refrigerant circuit is passed through the
次に、図2は図1に示す蓄熱装置2の鉛直断面図、図3は図1に示す蓄熱装置2の水平断面図である。
2 is a vertical cross-sectional view of the
蓄熱装置2は、容器体21、断熱材24を備えている。
The
ここで容器体21は、蓄熱材23を収容する有底の二重円筒体である。内円筒21a、外円筒21b、底部21cからなる。
Here, the
内円筒21aは、圧縮機1の外周表面を取り囲み密着している。圧縮機1の外周表面から放出された熱の大部分が内円筒21aに伝搬する。内円筒21aは圧縮機1より伝搬した熱を蓄熱材23に伝搬させる。蓄熱材23は伝搬された熱を蓄熱する。
The
そして、内円筒21aを熱により収縮する材料からなすことが重要である。この熱収縮材料には、例えば、ポリオレフィン、フッ素系ポリマー、エラストマー材料に放射線架橋し、熱収縮特性を付与した材料を用いることができる。
It is important that the
内円筒21aはシート状の熱収縮性材料を円筒形状に丸めた後に接続部の継ぎ目をなくす後加工をして気密化して形成してもよい。また、未硬化の熱収縮性材料を円筒形状に成形して固化してなしたものであってもよい。
The
上述の通り、圧縮機1からの放熱は内円筒21aに伝わり、内円筒21aに一部吸収される。圧縮機1からの熱により、内円筒21aは収縮する。内円筒21aは圧縮機1からの放熱によって収縮し、内円筒21aは自らが収縮する力により圧縮機1をはめ込んでいる。この収縮する力により内円筒21aは圧縮機1の外周表面に圧接する。そして、圧縮機1の外周表面と内円筒21aの内周表面との密着性が向上する。
As described above, the heat radiation from the
また、密着性が向上するほど、熱の伝導性が向上することとなる。また、内円筒21aは熱を受け、収縮するので、圧縮機1の外周表面との密着度がさらに上昇し、圧縮機1からの放熱を効率高く受け取ることができ、内円筒21aは圧縮機1から熱を受けさらに収縮し、圧縮機1への密着性を高める。
Moreover, the heat conductivity improves as the adhesion improves. Moreover, since the
内円筒21a、外円筒21b、底部21cで囲まれた空所に蓄熱材23が収納されている。蓄熱材23は、従来公知のものを用いる事ができる。例えば顕熱を利用した蓄熱材23として水や、オイル、グリコール等の液体状のもの、また液体と固体の状態変化に伴う潜熱を利用した蓄熱材23として、パラフィン等のものなどを用いることができる。
The
また、外円筒21bは円筒形状である。
The
外円筒21bは熱による膨張・収縮が起こりにくい部材からなることが好ましい。
The
外円筒21bの材料としては、内円筒21aと同様に熱収縮する材料を用いることも可能であるが、熱収縮しない材料を用いることが好ましい。
As the material of the
外円筒21bの外径の変化を防止しているので、蓄熱装置2の位置決めのために容器体21の外円筒21bにビス穴等の固定治具の係止部位を形成しても、係止部位の位置が変わらないため固定治具の位置も変わらない。
Since the change of the outer diameter of the
このため、蓄熱装置2を固定治具等用いて、室外機等に簡便かつ容易に支持固定することができる。
For this reason, the
外円筒21bの外周表面に断熱材24が取り付けられている。断熱材24には発泡スチロールや発泡ウレタン、およびフェルト等の、各種の断熱性を有する材料を用いることができる。断熱材24は外気と容器体21との間の熱交換を妨げており、蓄熱材23の放熱を抑制している。
A
次に圧縮機1への蓄熱装置2の装着について説明する。はじめに、圧縮機1の上方に蓄熱装置2を位置させる。次に、圧縮機1を取り囲むように蓄熱装置2を降ろす。そして、圧縮機1の外周表面と蓄熱装置2の内周表面を接するようにする。その後、圧縮機1を運転すると、圧縮機1が発生した熱が内円筒21aに伝わり、内円筒21aが収縮し、圧縮機1の外周表面を圧接することによって、内円筒21aが圧縮機1の外周表面に密着する。このとき、内円筒21aが圧縮機1をはめ込む。以上のようにして、密着性を高くして圧縮機1に蓄熱装置2を取り付けることができる。
Next, attachment of the
本発明は以上の実施形態に限定されることなく種々の実施の形態とすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be various embodiments.
図4は第2の実施形態における蓄熱装置の斜視図であり、図5は第2の実施形態における蓄熱装置の水平断面図である。 FIG. 4 is a perspective view of the heat storage device in the second embodiment, and FIG. 5 is a horizontal sectional view of the heat storage device in the second embodiment.
図4、図5に示すように、第2の実施形態では第1の実施形態の円筒形状の蓄熱装置2を馬蹄形状のものをもちいている。すなわち、円筒形状の蓄熱材23、内円筒21a、外円筒21b、断熱材24の代わりとして、それぞれ、馬蹄形状の蓄熱材23、馬蹄形状の外壁25、馬蹄形状の断熱材24を用いることができる。ここで蓄熱装置2の全体形状が馬蹄形状であるとは、蓄熱装置2が圧縮機1に接する接触面が圧縮機1の曲率と略同一である曲壁部21aaと、基部の端部に接続される一対の並設される直壁部21abからなり、一対の側壁部の間の間隔(すなわち開口幅)が略一定、あるいは曲壁部21aa側の反対側(すなわち先端側)に向かうにつれて大きくなる、曲壁部21aaと直壁部21abを接続した全体形状が略U字形状のものであることを意味する。ここで、曲壁部21aaには、熱により収縮する材料が用いられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the second embodiment, the cylindrical
換言すれば、馬蹄形状とは圧縮機1に蓄熱装置2を、側面からはめ込むことができる形状である。
In other words, the horseshoe shape is a shape that allows the
なおこの場合、曲壁部21aaは圧縮機1を水平断面視して外周表面の半分以上が覆われるようにする必要がある。その理由は、圧縮機1を水平断面視して外周表面の半分以上が覆われない場合、熱により収縮した場合において、曲壁部21aaが圧縮機1の外周表面を圧接することができないからである。
In this case, the curved wall portion 21aa needs to cover at least half of the outer peripheral surface when the
これにより、圧縮機1に蓄熱装置2を搭載する際に、圧縮機1の上方からはめ込むだけではなく、圧縮機1の側面から蓄熱装置2を押し当てて設置することができる。その後、圧縮機1を運転すると、圧縮機1が発生した熱が熱収縮する材料からなる曲壁部21aaに伝わり、曲壁部21aaが収縮し、圧縮機1の外周表面を圧接することによって、曲壁部21aaが圧縮機1の外周表面に密着する。このように、圧縮機1と蓄熱装置2を一体的に結合することができるので、より一層簡便かつ容易に取り付けを行うことができる。
Thereby, when mounting the
図6は、本発明の第3の実施形態における蓄熱装置の水平断面図であり、図7は、本発明の第3の実施形態の容器体21と伝熱部材22の位置関係を示す分解斜視図である。なお、内円筒21aの形状が容易に理解できるよう、外円筒21bを透視している。
FIG. 6 is a horizontal cross-sectional view of the heat storage device in the third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an exploded perspective view showing the positional relationship between the
この第3の実施形態においては、伝熱部材22に熱収縮性があることが必要であり、その場合内円筒21aは熱収縮性がない素材からなっていてもよい。
In the third embodiment, the
図6、図7に示すように、第3の実施の形態における容器体21は、内円筒21aの内周表面から外周表面にかけて連通する開口部21dが設けられている。伝熱部材22は内円筒21aをはめ込んでいる。そして熱により収縮した伝熱部材22は、開口部21dに、外周方向からから内周方向、すなわち圧縮機1の方向に向かって入り込んでいる。さらに伝熱部材22は開口部21dを突き抜けて、圧縮機1表面形状に追従する形状となり密着している。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
次に、第3の実施の形態の圧縮機1への蓄熱装置2の装着について説明する。圧縮機1の上方に容器体21を位置させる。圧縮機1と容器体21を同軸に近い状態にする。圧縮機1を取り囲むことができるように容器体21を降下させる。内円筒21aが圧縮機1を囲むように配置する。さらに容器体21の内円筒21aを囲むように伝熱部材22を配置する。そして圧縮機1を運転する。圧縮機1が発生した熱が蓄熱装置2の伝熱部材22に伝えられ伝熱部材22が収縮することにより、伝熱部材22が開口部21dを閉塞するとともに圧縮機1の外周表面に密着し圧縮機1をはめ込む。さらに、容器体21の外円筒21bおよび底部21cならびに伝熱部材22で囲まれる空所に蓄熱材23を充填する。以上のようにして、密着性を高くして圧縮機1に蓄熱装置2を取り付けることができる。
Next, attachment of the
上述したすべての実施の形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。 All the embodiments described above can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
また、空気調和機の圧縮機1に本発明の蓄熱装置2を装着していることにより、暖房能力が高く、暖房再開時において圧縮機1が運転を開始するまでの時間を短縮した空気調和機を得ることができる。
In addition, by installing the
また、冷媒回路の一部を吸熱熱交換器(図示せず)として蓄熱装置2の内部に通し、蓄熱材23と熱交換させることで、蓄熱装置2内部の熱を除霜時に使用することができ、除霜時間の短縮や除霜運転中に暖房運転を継続することが可能となる。
Further, by passing a part of the refrigerant circuit through the
1 圧縮機
2 蓄熱装置
21 容器体
21a 容器体21の内円筒
21b 容器体21の外円筒
21c 容器体21の底部
21d 容器体21の開口部
22 伝熱部材
23 蓄熱材
24 断熱材
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