(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構部と電動機部とを収納し電気を伝える気密端子を備え防錆塗装を施した圧縮機用密閉容器で構成された圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却するための放熱器と、膨張機構部と発電機部を収納し電気を伝える気密端子を備え防錆塗装を施した膨張機用密閉容器で構成された膨張機と、前記膨張機により膨張された冷媒を蒸発させるための蒸発器と、これらの間に冷媒を循環させる冷媒配管を有する冷凍サイクル装置であって、前記膨張機の気密端子と密閉容器の接合部で外気に接する部分に防水処置を施し、
前記膨張機の気密端子と前記膨張機用密閉容器の接合部を外部から気密的に溶接したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
冷媒を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素とすることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とする潤滑油を用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張機を有する蒸気圧縮型の冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置において、膨張機を圧縮機とは分離して構成するいわゆる分離型膨張機を用いた冷凍サイクル装置が非特許文献１に開示されている。
【０００３】
図５は、非特許文献１に記載された従来の冷凍サイクル装置を示す構成図である。図５において、冷凍サイクル装置１は圧縮機２１と放熱器１６と膨張機２２と蒸発器１７とが順に接続されて構成されている。本冷凍サイクル装置に充填されている冷媒は、圧縮機２１において低圧から高温高圧に圧縮され、放熱器１６において空気や水と熱交換し低温に冷却され、膨張機２２において高圧から低温低圧に膨張させ、蒸発器１７において水または空気と熱交換し蒸発後に、圧縮機２１で再び圧縮されることを繰り返す。膨張機２２には冷媒の膨張エネルギーを回転運動に換える膨張機構と発電機を連結し、これによって動力を電力の形で回収することが出来て圧縮機の駆動エネルギーとして利用することで冷凍サイクルの効率を向上させることが出来る。
【非特許文献１】ダイキン・平成１４年度ＮＥＤＯ成果報告書Ｐ．５〜３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に小型の冷凍機に備わった圧縮機に使用される気密端子は密閉容器に気密を保って溶接固定されている。この状態を図４を用いて説明する。図４は、従来の圧縮機の気密端子を密閉容器に取り付けた状態を示す断面図である。図４において、通常密閉容器内の圧力が大気圧よりも高いため取り付け構造としては密閉容器２２ｂに設けた穴部に内部から気密端子２２ａを挿入し、テーパー状に広がった気密端子本体と密閉容器に設けた穴部の内面端を気密的に溶接して使用する。従って密閉容器の気密端子取り付け用穴の断面と気密端子の本体部の気密的に溶接された場所より外部にある微細な隙間２２ｃが出来るが、通常は圧縮機外面には耐水性に優れた塗装が施してあり例え微細な隙間が充分に塗装されていなくても、圧縮機は使用時に周囲より温度が高く微細な隙間に水分が留まる可能性は小さく、一般的な気密端子取り付け構造として確立している。膨張機の気密端子も基本的には従来の圧縮機の気密端子と同様の取り付けが想定されるが、しかし分離型の膨張機を備えた冷凍サイクル装置では膨張機の温度が低温に維持されるため運転状況により膨張機表面に結露が発生する場合があり密閉容器の気密端子取り付け用穴の断面と気密端子の本体部の気密的に溶接された場所より外部にある微細な隙間に水分が滞留する可能性が高くたとえ耐水性のある塗装が施されていても常時水滴が存在する状況では密閉容器の発錆の可能性が高い。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは密閉容器の結露による発錆を防止できる信頼性の高い膨張機を備えた冷凍サイクル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機構部と電動機部とを収納し電気を伝える気密端子を備え防錆塗装を施した圧縮機用密閉容器で構成された圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却するための放熱器と、膨張機構部と発電機部を収納し電気を伝える気密端子を備え防錆塗装を施した膨張機用密閉容器で構成された膨張機と、前記膨張機により膨張された冷媒を蒸発させるための蒸発器と、これら
の間に冷媒を循環させる冷媒配管を有する冷凍サイクル装置であって、前記膨張機の気密端子と膨張機用密閉容器の接合部に防水処置を施したことにより、密閉容器の結露による発錆を防止できるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機と膨張機をそれぞれの密閉容器に収納した分離型膨張機において、密閉容器の結露による発錆を防止し信頼性を確保しながら、高効率な冷凍サイクル装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は圧縮機構部と電動機部とを収納し電気を伝える気密端子を備え防錆塗装を施した圧縮機用密閉容器で構成された圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却するための放熱器と、膨張機構部と発電機部を収納し電気を伝える気密端子を備え防錆塗装を施した膨張機用密閉容器で構成された膨張機と、前記膨張機により膨張された冷媒を蒸発させるための蒸発器と、これらの間に冷媒を循環させる冷媒配管を有する冷凍サイクル装置であって、前記膨張機の気密端子と密閉容器の接合部で外気に接する部分に防水処置を施したことにより例え膨張機表面が結露した場合でも機密端子と膨張機密閉容器間の微小隙間に水分が滞留することなく、さびの発生が防止できる信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供できる。
【０００９】
第２の発明は特に第１の発明の膨張機の気密端子と膨張機用密閉容器の接合部を外部から気密的に溶接したことにより膨張機容器と気密端子間の微小隙間を外部空間からの水分を遮断できるため例え膨張機表面に結露が発生しても内部の結露を防止できて、さびの発生が防止できる信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供できる。
【００１０】
第３の発明は特に第１の発明の膨張機の気密端子と膨張機用密閉容器の接合部の隙間に外部から樹脂系の防水充填材を充填したことにより例え膨張機表面が結露した場合でも機密端子と膨張機密閉容器間の微小隙間に水分が滞留することなく、さびの発生が防止できる信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供できる。
【００１１】
第４の発明は特に第１の発明の膨張機の気密端子と膨張機用密閉容器の接合部の隙間に外部から非硬化樹脂系の防水充填材を充填したことにより冷凍システムの運転状況の変化による膨張機密閉容器内部の圧力が大きく変動しても充填材の剥れが防止でき、例え膨張機表面が結露した場合でも機密端子と膨張機密閉容器間の微小隙間に水分が滞留することなく、さびの発生が防止できる信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供できる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の、冷媒を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としたものである。これによって、フロンを冷媒とした冷凍空調機に比べて膨張過程での絞り損失が大きい二酸化炭素冷媒を用いた機器においても高効率化が図れるので、地球環境を破壊することなく冷凍効率の高い冷凍サイクル装置を提供することができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第５の発明の、潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とする潤滑油を用いたものである。これによって、二酸化炭素とポリアルキレングリコールは相溶性が低いので、密閉容器内の潤滑油の液面は冷媒が溶け込むことによる上昇を少なく抑えることができるので、定常運転時の潤滑油の循環率を小さくすることができる。結果として、放熱器や蒸発器の性能を高めることができるので、より高効率な冷凍サイクル装置を提供することができる。
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における冷凍サイクル装置を示す構成図である。図２は本発明の第１の実施の形態における膨張機の密閉容器と気密端子部の接合部詳細断面を示す図である。図１において圧縮機構部２１ｅと電動機部２１ｆと密閉容器２１ｂから構成される圧縮機２１と、圧縮機２１により圧縮された冷媒を冷却するための放熱器１６と、膨張機構部２２ｅと電動機部２２ｆと密閉容器２２ｂから構成される膨張機２２と、膨張機２２により膨張された冷媒を蒸発させるための蒸発器１７と、これらの間に冷媒を循環させる冷媒配管１１を有する冷凍サイクル装置１である。膨張機２２で発生した電力を外部に取り出すための気密端子２２ａが膨張機用密閉容器２２ｂに溶接固定されている。図２において気密端子２２ａの取り付けは膨張機の内部圧力に耐えるため膨張機密閉容器に設けた固定用孔２２ｂ１に内部から差し込まれ、固定用孔の内部角２２ｂ２と気密端子本体スカート部２２ａ１で機密を保ちながら溶接固定されている。また密閉容器全体は防錆塗装が施してある。さらに、膨張機密閉容器の固定用孔外部角部２２ｂ３と気密端子本体部分が溶接固定されている。
【００１６】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における膨張機の密閉容器２２ｂと気密端子部２２ａの接合部詳細断面を示す図である。図３において、膨張機の密閉容器の固定用孔２２ｂ１と気密端子２２ａでできる微小隙間２２ｃは耐水樹脂２２ｄで充填されている。
【００１７】
膨張機の密閉容器の固定用孔２２ｂと気密端子２２ａでできる微小隙間２２ｃは非硬化樹脂系の耐水樹脂２２ｄで充填したことにより冷凍システムの運転状況の変化による膨張機密閉容器内部の圧力が大きく変動しても充填材の剥れが防止でき、例え膨張機表面が結露した場合でも機密端子と膨張機密閉容器間の微小隙間に水分が滞留することなく、さびの発生が防止できる信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供できる。
【００１８】
なお、冷媒を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素とした場合には、フロンを冷媒とした冷凍空調機に比べて膨張過程での絞り損失が大きい。この場合において、膨張機２２の信頼性を高めて運転できる本構成を用いれば、二酸化炭素冷媒を用いても機器の高効率化が図れるので、地球環境を破壊することなく冷凍効率の高い冷凍サイクル装置を提供することができる。
【００１９】
なお、潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とする潤滑油を用いた場合には、二酸化炭素とポリアルキレングリコールは相溶性が低いので、冷媒の溶け込みによる密閉容器内の潤滑油の油面の上昇を抑えることができるので、運転条件や圧力によって潤滑油溜りの油面変化を少なくすることが出来る。よって、相溶性が高い潤滑油の場合に想定される、圧縮機２１と膨張機２２のどちらの潤滑油溜り２１ｄ、２２ｄの油面も上昇して密閉容器外で循環する潤滑油の総量が増えて、放熱器１６や蒸発器１７の性能を低下させるといった問題を回避することができるので、より高効率な冷凍サイクル装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
以上のように、本発明にかかる冷凍サイクル装置は、圧縮機構部と電動機部とを収納し電気を伝える気密端子を備え防錆塗装を施した圧縮機用密閉容器で構成された圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却するための放熱器と、膨張機構部と発電機部を収納し電気を伝える気密端子を備え防錆塗装を施した膨張機用密閉容器で構成された膨張機と、前記膨張機により膨張された冷媒を蒸発させるための蒸発器と、これらの間に冷媒を循環させる冷媒配管を有する冷凍サイクル装置であって、前記膨張機の気密端子と密閉容
器の接合部で外気に接する部分に防水処置を施したことを特徴とする冷凍サイクル装置であってこれによって、膨張機の気密端子と膨張機の密閉容器の間にできる微小隙間での結露を防止することができ、高い信頼性を確保する冷凍サイクル装置を提供することができる。空調機、給湯機、カークーラー等の冷凍サイクル装置の用途に適応できる。また、圧縮機及び膨張機としては、縦置きの高圧型スクロールタイプで説明してきたが、回転軸が水平となる横置き型の圧縮機または膨張機や、密閉容器内の圧力が圧縮機吸入側の圧力と等しい低圧型の圧縮機及び膨張機にも同様に適用可能である。また圧縮機構または膨張機構としてレシプロタイプ、スクリュータイプ、ベーンロータリタイプ、ローリングピストンタイプ、スイングピストンタイプ等のさまざまな様式に用いても同様に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１における気密端子と膨張機用密閉容器の接合部断面図
【図３】本発明の実施の形態２における気密端子と膨張機用密閉容器の接合部断面図
【図４】従来の気密端子と膨張機用密閉容器の接合部断面図
【図５】従来の冷凍サイクル装置を示す構成図
【符号の説明】
【００２２】
１  冷凍サイクル
１１  冷媒配管
１６  放熱器
１７  蒸発器
２１  圧縮機
２１ａ  圧縮機用気密端子
２１ｂ  圧縮機用密閉容器
２１ｅ  圧縮機機構部
２１ｆ  圧縮機電動機部
２２  膨張機
２２ａ  膨張機用気密端子
２２ａ１  膨張機用気密端子スカート部
２２ａ２  膨張機用気密端子
２２ｂ  膨張機用密閉容器
２２ｂ１  膨張機用密閉容器固定用孔
２２ｂ２  膨張機用密閉容器固定用孔の内部角
２２ｂ３  膨張機用密閉容器固定用孔の外部角
２２ｃ  微少隙間
２２ｄ  充填材
２２ｅ  圧縮機機構部
２２ｆ  圧縮機電動機部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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