(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェルの内部が低圧室と高圧室とに分離され、前記低圧室が位置している部分の前記シェルの外表面に、電源接続端子を保護するターミナルボックスが配置された構成の圧縮機に適用されるものであって、
前記高圧室が位置している部分の前記シェルの外表面であって、前記シェルの上部湾曲部の外周縁部に接触するように配置され、前記高圧室の熱を前記シェルの外表面を介して受熱する受熱部材と、
前記受熱部材で受熱した熱を前記ターミナルボックスに導く熱伝導部材と
を備え、
前記熱伝導部材は、前記受熱部材に上端部が固定された板状部材で構成され、前記ターミナルボックスが挿通される挿通孔を有し、前記挿通孔に前記ターミナルボックスが嵌め込まれた状態で設置されるものであることを特徴とする圧縮機の着霜防止装置。
【請求項２】
前記受熱部材において前記シェルの外表面と接触する接触面が、前記シェルの外表面に沿うように形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧縮機の着霜防止装置。
【請求項３】
前記熱伝導部材は、設置状態において、前記低圧室が位置している部分の前記シェルの外表面との間に空隙を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の圧縮機の着霜防止装置。
【請求項４】
前記熱伝導部材は、前記ターミナルボックスから前記受熱部材に向かう方向と直交する方向の断面積が一定又は前記ターミナルボックス側から前記受熱部材側に向かうにつれて大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項３記載の圧縮機の着霜防止装置。
【請求項５】
前記受熱部材は、前記圧縮機の吐出管が挿通する貫通孔と前記貫通孔を外部に連通させる切欠きとを有して全体略Ｃ字状に形成され、前記切欠きに前記吐出管を通して前記貫通孔内に挿通した状態とすることが可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の圧縮機の着霜防止装置。
【請求項６】
前記受熱部材は、円弧状を成し、且つ円弧の両端部が伸縮自在のバネ部材で繋がれた構成を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の圧縮機の着霜防止装置。
【請求項７】
前記バネ部材の一端を前記受熱部材に係脱自在に引っ掛け可能としたことを特徴とする請求項６記載の圧縮機の着霜防止装置。
【請求項８】
前記受熱部材と前記熱伝導部材とを一体で構成することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の圧縮機の着霜防止装置。
【請求項９】
前記受熱部材と前記熱伝導部材を金属系材料で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の圧縮機の着霜防止装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の圧縮機の着霜防止装置が設置された圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機の着霜防止装置及び圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機等に用いられる一般的な圧縮機の内部構造の一つとして低圧ドーム型がある。低圧ドーム型の圧縮機は、シェルに吸入管を開口させ、吸入管から低温低圧の冷媒ガスをシェル内部に吸入し、吸入した冷媒ガスを圧縮機構部で圧縮して高温高圧のガス冷媒とし、吐出管からシェル外部に吐出する構造である。
【０００３】
シェルの内部は低圧室と高圧室とに２分され、低圧ドーム型の場合、圧縮機構部の駆動源である電動機部は低圧室側に配置される。このため、シェル側面を貫通して外部から電動機部に電力を送る電源接続端子も低圧室側に配置される。そして、電源接続端子のうちシェル側面から外部に突出する部分が、ターミナルボックスによって覆われて外的要因から保護されている。
【０００４】
冷凍機等に用いられて冷媒等を圧縮する圧縮機は、通常の使用環境において吸入冷媒の温度が極低温となることが少なく無い。このため、吸入冷媒が流入する低圧室側のシェル表面温度は零度以下となり、着霜して氷が成長する。低圧室側に設けられているターミナルボックス内部の電源接続端子付近でも同様に着霜するため、着霜した水分を通して電源接続端子同士が短絡する課題がある。また、本来なら絶縁されている電源接続端子と金属製のシェルの表面との間の絶縁部分に、劣化等により隙間を有していると、その隙間に着霜による水分が侵入して導通短絡し、漏電してしまうという課題がある。
【０００５】
これらの課題を解決するため、高温となる吐出管から枝管を分岐させ、その枝管をターミナルボックス近傍へ導く構造とし、その枝管内部の高温の吐出ガスを熱源としてターミナルボックスを温めることで着霜を防ぐようにした技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７１７９号公報（第３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、高温の吐出管から分岐した枝管をターミナルボックス近傍へ導く方法では、枝管の取り回しが規制され、ユニット配管設計に制約を与える。また、吐出管から分岐した枝管は、特許文献１の図１では細長く示されており、圧縮機の振動によって枝管自身が共振し、折損してしまう可能性がある。このため、振動に対する対策が必要となり構造が複雑化するという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構造でターミナルボックスにおける着霜を防止することが可能な圧縮機の着霜防止装置及びこれが設置された圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る圧縮機の着霜防止装置は、シェルの内部が低圧室と高圧室とに分離され、低圧室が位置している部分のシェルの外表面に、電源接続端子を保護するターミナルボックスが配置された構成の圧縮機に適用されるものであって、高圧室が位置している部分のシェルの外表面であって、シェルの上部湾曲部の外周縁部に接触するように配置され、高圧室の熱をシェルの外表面を介して受熱する受熱部材と、受熱部材で受熱した熱をターミナルボックスに導く熱伝導部材とを備え、熱伝導部材は、受熱部材に上端部が固定された板状部材で構成され、ターミナルボックスが挿通される挿通孔を有し、挿通孔にターミナルボックスが嵌め込まれた状態で設置されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高圧室の熱をシェルの外表面を介して受熱する受熱部材と、受熱部材で受熱した熱をターミナルボックスに導く熱伝導部材とを組み合わせただけの簡単な構成で、高圧室の熱をターミナルボックスに導くことができ、ターミナルボックスにおける着霜を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態における着霜防止装置を圧縮機に適用した状態の概略縦断面図である。
【図２】図１を矢印Ａ方向から見た図である。
【図３】図２の着霜防止装置の斜視図である。
【図４】図１を矢印Ａ方向から見た図である。
【図５】図１の着霜防止装置の受熱部材の変形例１を示す図である。
【図６】図５の受熱部材を有する着霜防止装置を、既に市場で使用されている圧縮機に設置する状態を示す図である。
【図７】図１の着霜防止装置の受熱部材の変形例２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態における着霜防止装置を圧縮機に適用した状態の概略縦断面図である。図２は、図１を矢印Ａ方向から見た図である。図１及び後述の図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。更に、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００１３】
図１には、一般的な低圧ドーム型の圧縮機１の内部構造を示しており、圧縮機１は、シェル１０内に圧縮機構部２０と電動機部３０とを備えており、両者が駆動軸４０によって連結されている。圧縮機構部２０は、吸入管１１よりシェル１０内に取り込まれた低圧の冷媒ガスを、電動機部３０から駆動軸４０を介して与えられる回転を利用して圧縮し、高圧状態として吐出口２１からシェル１０内に排出する。シェル１０内に排出された高圧冷媒ガスは吐出管１２よりシェル１０外の冷凍サイクルに排出される。
【００１４】
シェル１０内は、上部側が高圧室１３、下部側が低圧室１４に分離されている。高圧室１３は、圧縮機構部２０から吐出された吐出ガスで満たされて高温高圧雰囲気となっており、低圧室１４は、吸入管１１から吸入された吸入ガスで満たされて低温低圧雰囲気となっている。
【００１５】
電動機部３０近傍のシェル１０の壁面には、壁面を貫通して電源接続端子１５が取り付けられており、この電源接続端子１５により、電動機部３０は機外から電力の供給を受けている。電源接続端子１５においてシェル１０から外部に突き出した部分は、ターミナルボックス１６によって覆われ、外的要因から保護されている。
【００１６】
以上のように構成された低圧ドーム型の圧縮機１では、電動機部３０が低圧室１４側に配置されるため、上述したようにターミナルボックス１６の着霜の問題がある。このため、シェル１０内部において高圧室１３が位置している部分のシェル外表面（以下、単に「高圧室１３のシェル外表面」という。）には、高圧室１３の熱を熱源とした着霜防止装置５０が配置されている。
【００１７】
図３は、図２の着霜防止装置の斜視図である。以下、着霜防止装置５０の構造について説明する。
着霜防止装置５０は、シェル１０に外付けして使用されるもので、受熱部材５１と熱伝導部材５２とを備えている。受熱部材５１は、高圧室１３のシェル外表面に接触するように配置され、高圧室１３の熱を、シェル外表面を介して受熱する部材である。熱伝導部材５２は、受熱部材５１で受熱した熱をターミナルボックス１６に導く部材である。受熱部材５１及び熱伝導部材５２は、熱伝導率の高い金属系材料によりプレス加工により一体で構成されている。このように一体で構成することにより容易に製造でき、また別体で構成するよりも熱伝導性を良いものとすることができる。
【００１８】
受熱部材５１は、中心に吐出管１２を通すための貫通孔５３が形成された金属部材で構成され、貫通孔５３の内周面（シェル１０の外表面と接触する接触面）５３ａは、高圧室１３のシェル外表面の形状に沿うように形成されている。このように構成された受熱部材５１は、シェル１０の上端部に載置されて高圧室１３のシェル外表面の熱を受熱する。
【００１９】
熱伝導部材５２は、板状部材で構成されており、ターミナルボックス１６が挿通する挿通孔５４を有している。熱伝導部材５２は、圧縮機１への設置状態において、挿通孔５４にターミナルボックス１６が挿通され、いわばターミナルボックス１６の周囲を囲むようにして設置される。
【００２０】
なお、低圧室１４に吸入される吸入ガスは、極低温の場合で−４０℃程度となるが、低圧室１４では電動機部３０のモータの発熱や圧縮機１内部の潤滑油などの熱もあるため、定常的に起こりえるターミナルボックス１６の表面温度は、僅かに零度以下となる程度である。また、着霜を防止するにあたり、ターミナルボックス１６の近傍を零度よりも遙かに高い温度とする必要はなく、ターミナルボックス１６の表面温度を僅かでも零度以上となるようにすればよい。このため、熱伝導部材５２は、ターミナルボックス１６の表面温度を僅かでも零度以上とすることができる程度の熱容量を有していればよく、例えばシェル肉厚（例えば、数ｍｍ〜１０ｍｍ）程度の板厚を有する板材とすれば十分である。
【００２１】
また、熱伝導部材５２から空気への熱伝達率は、熱伝導部材５２からシェル１０への熱伝達率より小さい。このため、受熱部材５１の熱をターミナルボックス１６に導く途中で低圧室１４のシェル１０側に逃がしてしまうことのないように、熱伝導部材５２は、設置状態において、少なくとも低圧室１４のシェル外表面との間に空隙１７を有している。
【００２２】
更に、熱伝導の特性から、ターミナルボックス１６から受熱部材５１に向かう方向と直交する方向の断面積が一定又はターミナルボックス１６側から受熱部材５１側に向かうにつれて大きくなるように熱伝導部材５２を形成すると、受熱部材５１側の熱を、よりターミナルボックス１６側へ伝えることが可能になる。これは、熱伝導部材５２において受熱部材５１側の断面積が大きいと、受熱部材５１の熱をより多く熱伝導部材５２で保持できるためである。ここでは熱伝導部材５２の板厚を一様としているため、熱伝導部材５２においてシェル１０の周方向の長さを、ターミナルボックス１６側から受熱部材５１側に向かうにつれて長くするように構成している。
【００２３】
以上のように構成された着霜防止装置５０を、冷凍サイクルに接続前の圧縮機１に設置する際には、まず、圧縮機１の上から受熱部材５１の貫通孔５３に吐出管１２を通す。そして、着霜防止装置５０全体を、熱伝導部材５２の上部側がシェル外表面から離れるように傾けた状態で熱伝導部材５２の挿通孔５４にターミナルボックス１６を通し、受熱部材５１を圧縮機１の上部に載置する。
【００２４】
次に、圧縮機１の動作及び着霜防止装置５０の作用効果について説明する。
ターミナルボックス１６内の電源接続端子１５により電動機部３０に電力が送られると、電動機部３０のモータが回転し、その回転駆動する動力が駆動軸４０を介して圧縮機構部２０に伝わり、圧縮機構部２０が駆動する。圧縮機構部２０が駆動すると、吸入管１１から低圧室１４内に吸入されているガス冷媒が、圧縮機構部２０に吸入されて圧縮される。圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、圧縮機構部２０から高圧室１３に吐出された後、吐出管１２からシェル１０外へ吐出される。
【００２５】
以上のような圧縮機１の運転中、高圧室１３のシェル外表面の温度は、圧縮機構部２０から吹き出される冷媒ガスによって通常１００℃〜１２０℃程度まで上がる。一方、低圧室１４のシェル外表面の温度は、上述したように零度又は僅かに零度を下回る温度となっている。
【００２６】
上記のような温度状況にあるシェル外表面のうち、高圧室１３のシェル外表面に接触するように配置された受熱部材５１は、高圧室１３内のガス冷媒の熱をシェル外表面を介して受熱する。受熱部材５１で受熱した熱は、熱伝導部材５２によりターミナルボックス１６側に導かれ、ターミナルボックス１６を温める。このように高圧室１３の熱をターミナルボックス１６側に導くことにより、ターミナルボックス１６近傍での着霜を防止することができる。よって、短絡による漏電を回避でき、圧縮機１の長寿命化にも寄与することができる。
【００２７】
このような着霜防止効果を有する本実施の形態の着霜防止装置５０は、いわば２つの板材を組み合わせただけの構造であるため、従来の枝管を用いた構造に比べて簡単な構成で着霜防止効果を得ることができる。
【００２８】
また、着霜防止装置５０における熱源は、高圧室１３内の熱であるため、新たな熱源を利用することなく着霜防止効果を発揮できる。
【００２９】
また、受熱部材５１の貫通孔５３の内周面５３ａを、高圧室１３のシェル外表面の形状に沿うように形成したので、熱容量を効率的に確保でき、熱伝導部材５２への伝熱効果を高めることができる。よって、結果として受熱部材５１からターミナルボックス１６まで多くの熱を導くことができ、より着霜しにくくすることができる。
【００３０】
また、熱伝導部材５２は、設置状態において、低圧室１４のシェル外表面との間に空隙を有しているため、低圧室１４の低温の影響を受けることなく効率的に受熱部材５１の熱をターミナルボックス１６まで導くことができる。よって、ターミナルボックス１６における着霜防止効果を高めることができる。
【００３１】
本発明の着霜防止装置は、上記各図に示した構造に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で例えば以下の（１）〜（５）のように種々変形実施可能である。この場合も同様の作用効果を得ることができる。
【００３２】
（１）受熱部材５１の貫通孔５３の内周面５３ａを、図４（ａ）に示すように階段状としたり、図４（ｂ）に示すように傾斜面としたりしてもよい。このようにしても、ターミナルボックス１６の表面温度を零度以上にすることができる程度の熱を得ることができる。
【００３３】
（２）図５及び図６に示すように、受熱部材５１に、貫通孔５３を外部に連通させる切欠き５５を設け、受熱部材５１を全体略Ｃ字状に形成する。このように構成することで、既に市場で使用されている圧縮機１に対しても簡単に設置できる。すなわち、既に市場で使用されている圧縮機１には、冷凍サイクルの他の配管が吐出管１２に接続されている。このため、図６の矢印に示すように、吐出管１２を受熱部材５１の切欠き５５に通すようにすれば、横から簡単に設置することが可能である。よって、サービス性を確保できる。
【００３４】
（３）図７に示すように受熱部材５１を円弧状に形成し、且つ円弧の両端部５１ａを伸縮自在のバネ部材５６で繋ぐ構造としてもよい。このように構成すると、シェル１０の胴体部の大きさに応じてバネ部材５６が伸長するため、シェル１０の胴体部の大きさに寄らず汎用的に使用可能な着霜防止装置５０とすることができる。
【００３５】
また、バネ部材５６の両端のうち少なくとも一端を、受熱部材５１の両端部５１ａに固定せずに自由端とし、受熱部材５１の両端部５１ａの一方に係脱自在に引っ掛け可能な構成とすると、既に市場で使用されている圧縮機１に対する設置が簡単となる。すなわち、バネ部材５６の引っ掛け部分を外した状態で受熱部材５１及び熱伝導部材５２を圧縮機１の外表面に位置させ、バネ部材５６の自由端を圧縮機１の周囲に巻きつけるように引き回して受熱部材５１に引っ掛ければよい。
【００３６】
（４）上記では、受熱部材５１と熱伝導部材５２とが一体で構成されているとしたが、別体で構成し、両者をそれぞれ設置箇所に位置させた状態で溶接により固定する構成としてもよい。
【００３７】
（５）受熱部材５１を、互いに突き合わされて組み付けられる一対の円弧状部材からなる半割構造としてもよい。この場合も、既に市場で使用されている圧縮機１に対してシェル１０の周囲に容易に後付けすることができ、設置が簡単である。
【符号の説明】
【００３８】
１  圧縮機、１０  シェル、１１  吸入管、１２  吐出管、１３  高圧室、１４  低圧室、１５  電源接続端子、１６  ターミナルボックス、１７  空隙、２０  圧縮機構部、２１  吐出口、３０  電動機部、４０  駆動軸、５０  着霜防止装置、５１  受熱部材、５１ａ  両端部、５２  熱伝導部材、５３  貫通孔、５３ａ  内周面、５４  挿通孔、５５  切欠き、５６  バネ部材。
【図１】
0005881486.tif 000002
【図２】
0005881486.tif 000003
【図３】
0005881486.tif 000004
【図４】
0005881486.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005881486.tif 000007
【図７】
0005881486.tif 000008