JPS6239351B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヒートポンプ式の空気調和機に関する
ものである。

圧縮機四方切換弁、室内熱交換器、室外熱交換
器、冷暖房用減圧装置等にて冷凍サイクルを形成
するヒートポンプ式空調機で、特に圧縮機を室外
ユニツトに配置するものにおいては、圧縮機の表
面から室外空気への放熱量があり、この放熱量は
圧縮機の電動機入口の５〜10℃程度もある。この
状態を第１図に示すモリエル線図にて説明する。
Ｏは圧縮機の吸入部、Ａは圧縮機の吐出部を示
す。いま積極的に強制通風などにより圧縮機表面
からの放熱量を大きくすると、Ｂにて示すように
圧縮機用電動機入力は小さくてすむ。従つて成積
係数（冷房）＝冷房能力／圧縮機入力は大きくな
る。一方、この圧縮機表面からの放熱量がある
と、暖房運転時には、電気入力の一部が室外空気
へ放熱され暖房能力の低下の原因となる。しかる
に従来、冷房時に圧縮機表面からの放熱量の増加
も積極的には計られていなかつた。

本発明は上記問題点に鑑みて発明されたもの
で、圧縮機表面からの放熱を冷房運転時には増加
し、暖房運転時には減少することにより、冷房運
転時および暖房運転時の成積係数と能力の増加を
はかることを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、ヒートパイ
プの一端を圧縮機内に取付け、他端を圧縮機内端
部より高位置に位置せしめて外気に露出し、四方
弁と室外熱交換器とを接続する配管にタンクを熱
導的に設け、ヒートパイプとタンクを細管にて連
通し、圧縮機内の熱を、ヒートパイプを介して外
気に排熱し、上記配管に設けたタンクを介し、冷
暖房運転に応じ、ヒートパイプ作用流体を制御す
る特徴を有する。

本発明の一実施例を第２図にもとづき説明す
る。図において、１は圧縮機、２は四方切換弁、
３は室内熱交換器、４は室外熱交換器、５は暖房
用キヤピラリチユーブ、６は冷房用キヤピラリチ
ユーブ、７および８は逆止弁で、上記各機器は図
示の如く配管接続され、図示のような冷媒回路が
形成されている。１０はヒートパイプで、一端は
圧縮機内に挿入され、他端は外気に露出してい
る。１１はタンクで、四方弁２と室外熱交換器４
を接続する配管９に熱導的に設けられ、このタン
ク１１とヒートパイプ１０の中間部を細管１２に
て接続している。第３図はヒートパイプ１０の設
置状態を示し、圧縮機１は密閉容器内に圧縮機構
部１４を下部に電動機１３を上部にして一体に連
設した電動圧縮機が内蔵されている。１６は吸入
管、１７は吐出管を示す。また密閉容器底部には
潤滑油１５が貯溜されており、この潤滑油１５内
にヒートパイプ１０の一端１０ａが浸漬されてい
る。また外気側の端部１０ｂの位置は、潤滑油側
端部１０ａより高い位置に配設されている。上記
ヒートパイプ１０およびタンク１１にはフロンガ
ス等の冷媒が封入される。

上記構造のヒートポンプ式空気調和機の作用を
第２図にもとづいて説明する。

冷房運転時には、冷媒は圧縮機１→吐出管１７
→四方弁２→配管９→室外熱交換器４→逆止弁８
→冷房用キヤピラリチユーブ５→室内熱交換器３
→四方弁２→吸入管１６→圧縮機と循環し、配管
９には高圧高温冷媒が流れる。一方、暖房運転時
には、冷媒は圧縮機１→吐出管１７→四方弁２→
室内熱交換器３→逆止弁７→暖房用キヤピラリチ
ユーブ６→室外熱交換器４→配管９→四方弁２→
吸入管１６→圧縮機１と循環し、配管９には低圧
低温冷媒が流れる。

まず、冷房運転時について説明する。通常は、
潤滑油１５の温度は外気温度より10〜20℃程度高
い状態にある。したがつて、ヒートパイプ１０内
では、、圧縮機内に挿入した部分で蒸発現象が生
じ、外気側に凝縮現象が生じる。外気側で凝縮し
た液はヒートパイプ内壁をつたつて圧縮機内側へ
移動し、再び蒸発する。このようにして、圧縮機
内より外気へと熱が移動し、圧縮機１０内の潤滑
油１５の温度は低下し、この結果、圧縮機内部フ
レーム、モータ巻線などの温度を低下させること
ができ、圧縮機の効率を向上させ、空調機として
の成積係数の向上を計ることができる。なお、配
管９内を高温冷媒が流れており、潤滑油１５の温
度より十分に高いために、タンク１１内の流体は
ガス状となつており、ヒートパイプ１０内にはそ
の作用をはたす流体は十分に存在できる。

一方、暖房運転時には、配管９に低温冷媒が流
れており、その温度は潤滑油１５の温度および外
気温度より低く、ヒートパイプ１０内にあつた流
体は、タンク１１内に凝縮し、液として存在し、
ヒートパイプ１０内には、前記のヒートパイプと
しての熱移動に必要とする流体が不足する。した
がつて、冷房運転時と比較すると、ヒートパイプ
における熱移動量は非常に小さくなる。このこと
から、圧縮機モータ入力は、そのほとんどを暖房
能力として使用でき、成積係数を向上することが
できる。

本実施例の効果をより大きくするには、圧縮機
１の表面は断熱材で被覆しヒートパイプ１０のみ
で熱移動を行なう構造も考えられる。この場合に
は、暖房運転時には、第１図Ｃ点で示すように従
来より暖房能力を大きくすることができる。

第４図は他の実施例を示し、圧縮機内部に挿入
したヒートパイプ２０の圧縮機側の一端２０ａ
を、モータ１３表面に接触させた場合を示し、作
用は第３図の実施例と同様である。本実施例によ
りモータの損失による発熱を、冷房時には直接外
気に放熱することができ、モータ巻線温度を低下
してモータ効率を向上し、モータ入力は減少し、
モータへ電気入力はほとんど暖房能力として使用
できる。なお、モータ巻線内にヒートパイプの一
端２０ａを挿入すれば、さらに効果は大きくな
る。

第５図は、更に他の実施例を示し、圧縮機内部
に挿入したヒートパイプ３０の一端３０ａを吐出
配管１７に接触させた場合を示し、作用は第３図
の実施例と同様である。本実施例によれば、圧縮
機１内の吐出配管１７を流れる高温冷媒の温度が
低下し、圧縮機１内での、吸入口１６より吸入さ
れた低温冷媒と高温冷媒との熱交換量が小さくな
つて、圧縮機１内の全体の温度も低下する。この
結果、モータ効率は向上し、空調機の効率が向上
する。

以上、各実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものでなく、圧縮機１の
内部に挿入したヒートパイプの一端の設置位置は
外気温度より高くなる部分に設置することにより
効果を得ることができる。

また、暖房時に、万一モータ巻線温度の上昇が
問題となれば、他の手段、例えば、液冷媒を戻す
などの方法をとることもできる。

以上述べたように本発明によれば、圧縮機から
の外気への熱移動を、冷房運転時には、大きくで
きて成積係数の向上を計ることができ、暖房運転
時には、小さくもしくはほとんどなくすことがで
き、暖房能力、成積係数を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷凍サイクルのモリエル線図、
第２図は本発明の一実施例を示すヒートポンプ式
空気調和機のサイクル系統図、第３図は第２図の
部分的詳細図、第４図および第５図は夫々本発明
の他の実施例を示す部分的詳細図である。 １……圧縮機、２……四方切換弁、３……室内
熱交換器、４……室外熱交換器、５……冷房用キ
ヤピラリチユーブ、６……暖房用キヤピラリチユ
ーブ、７，８……逆止弁、９……配管、１０，２
０，３０……ヒートパイプ、１０ａ，２０ａ，３
０ａ……圧縮機側端部、１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ
……外気側端部、１１……タンク、１２……細
管、１３……電動機部、１４……圧縮機構部、１
５……潤滑油。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機、四方切換弁、室内熱交換器、室外熱
   交換器、冷暖房減圧装置を配管接続して可逆冷凍
   サイクルを形成すると共に、圧縮機内に一端を挿
   入し、他端を圧縮機内端部より高位置にして外気
   に露出するヒートパイプを設け、四方弁と室外熱
   交換器とを接続する配管に冷媒タンクを熱導的に
   設け、上記ヒートパイプとタンクを細管にて接続
   してなることを特徴とするヒートポンプ式空気調
   和機。 ２ ヒートパイプの圧縮機側端部を潤滑油中に浸
   漬してなる特許請求の範囲第１項記載のヒートポ
   ンプ式空気調和機。 ３ ヒートパイプの圧縮機側端部を電動機部に熱
   導的に設けてなる特許請求の範囲第１項記載のヒ
   ートポンプ式空気調和機。 ４ ヒートパイプの圧縮機側端部を圧縮機構部に
   熱導的に設けてなる特許請求の範囲第１項記載の
   ヒートポンプ式空気調和機。 ５ ヒートパイプの圧縮機側端部を吐出通路系に
   熱導的に設けてなる特許請求の範囲第１項記載の
   ヒートポンプ式空気調和機。