JPS5925097A - 密閉形回転式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明にランキンサイクルによる耐凍用密閉形回転式圧
縮機に関するものである。

現在、多くの律速・空調装置のうち、蒸気圧縮耐凍サイ
クルに最も広く使用さｆており、その基本構成要素は第
１図に示すようになっている。すなわち、吸入ガス（１
）は圧縮機ααによって断熱圧縮さｆＬ　％　Ｑｔの熱
量を得て、吐出ガス（２）の状態となり凝縮器（５１）
内でもの熱量を放熱し、凝縮液（３）となる。凝縮液（
３）は絞り装置（５２）全通過する時９等エンタルピ膨
張奮起し、膨張ガスと液（４）の二相状態となって蒸発
器（５Ｂ）内へ入りｓＱ３の熱量？得て元の吸入ガス（
１）の状態に戻る。なお、圧縮機は駆動軸（５１全介し
、電動機等によって駆動さ扛ている。

このＮ’ｌＬサイクルの熱収支バランスにも＝Ｑ１＋も
　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・＋１１であ
り、この耐凍サイクルのｐ−；＠図？第２図に示す。

第２図において、吸入ガス（１）は断熱圧縮（等エント
ロピ圧縮）によって、吐出ガス（２）となる。この時の
単位重量当りの仕事（Ｌｔ）ｌ’ｆｆ。

ＡＬ□＝　１２ｊｔ　＝　Ｑｔ　　　　・−・・・・・
・山・・・・　＋２１（Ａ：仕事の熱当量） で示さｎる。

次に、凝縮器内での放熱量は。

ｉｚ　　１３＝Ｑ２　　　　　　・・・・・・・・・・
・・・　（３）で示さ７Ｌ　、飽和線内では１等温度Ｔ
２にて、凝縮が行なわする。

凝縮器全量た凝縮液（３１は、絞り装置によって膨張す
るが、この変化の際は等エンタルピ変化であるため。

Ｉ３二ｉ４　　　　　　　・・・・・・・・・・・・・
・・＋４１であり、所定の蒸発温度Ｔ１で蒸発器内で吸
熱し、等温Ｔ１下で蒸発し、吸入ガス（１）の状態とな
る０この時の吸熱量が６顕能力であり。

ｉｌ　−Ｔ２　＝も　　　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・　（５）で表わさｎる。

また、サイクルの効率：ηｌは として表わさｆる。

次に、同耐凍すイクルｐＴ−ｓＰＩＮ図にて示すと第３
図のようになる。ここで示すように、凝縮液（３）が絞
り装置にて膨張して、膨張ガス（４）となろ過程に於い
て、エントロピＳが増加していくことがわかる。そして
１図中の斜線部分が無効な仕事として捨てら扛ている。

本発明で述べるランキン冷凍サイクルとは。

この膨張過程を等エントロピ変化で行なわせ。

上記（６）式で示したところのサイクル効率を良くした
耐凍サイクルに関するものである。

以下、第４図にランキン耐凍サイクルの基本構成７示す
。図において（９）は膨張機で、圧縮機の駆動軸（５）
とに連結軸（６）によって、一連となっている。そして
、膨張機（５６）内で凝縮液（３）が膨張ガスと液（４
′）に変化して行く過程で９　Ｑ４の熱を失なうことで
あるが、このＱＡは膨張機全駆動する仕事（Ｌ２）に変
換さ庇るため、外界との熱又換にない。

このランキン耐凍すイクルｙｐ−ｉ線図、Ｔ−８線図で
表わ丁と、第５図及び果６図のようになる。

第５図において冷凍サイクル効率：η２に。

となり、上記従来の蒸気圧縮？Ｖ凍プサイクル（６）式
と比較すると。

弼−Ｑｓ　””　ｉｓ　　ｊ４　　　　・・・・・・・
・・・・・・・・　（８）となり、（８）式で示す熱量
分耐凍能力が増加し。

サイクル効率も η１〈η２ となる。

本発明はこのランキン耐凍ザイクルに用いらｎる機器に
係り、特に圧縮機と膨張機全隣接する構成にするととも
にこｎら？駆動軸によって連結させるようにしたもので
、システム全体の小形化・軽量化？可能としたものであ
る。

以下９図示笑施例により本発明？説明すると（７）に密
閉容器で、この容器内には、一本の駆動軸（８）によっ
て、互いに動力伝達金堂ける膨張機要素（９）、圧縮機
要素顛及び電動機要素αυを収納している。、ｔＪ７Ｊ
は膨張機用シリンダで、金属性の仕切板Ｑ３１介して、
この仕切板の上部の圧縮機用シリンダ（１４１と隣接し
ており、そｆぞ扛のシリンダ内には、ローラｆ１５　、
ベーン（図示せず）等の部品全具備さｎている。

そして膨張機要素（９）へは、凝縮液（３）が液管ｔｉ
Ｇ？通って導入され膨張機用シリンダａａ内で、断熱膨
張を起こし、凝縮液の１部にガス化しながら、駆動軸全
駆動して、低圧管ｒｉηから蒸発器へと流扛る。

また圧縮機要素Ｇαへは、吸入ガス（１）が吸入管Ｑ［
１通って導入さし、圧縮機用シリンダミ４内で断熱圧縮
さ扛、吐出弁部（ｆ９全経て、密閉容器（７）内へ一旦
吐出さ牡る。その後電動機要素ａｎ部全通過し、吐出管
■から凝縮器へと流ｎる。この時、圧縮に必要な動力は
、電動機要素旧）と膨張機要素（９）とから、駆動軸（
８）全弁して供給さ１する。また、圧縮機要素Ｑ〔の上
部にフレームなυ、膨張機部要素（９）の下部ｖＣｒＩ
シリンダヘッド（２）が。

軸受及びシリンダ端面密閉のために具備さｎている。

つぎに、圧縮機内部の圧縮要素０１で発生【、７た熱は
膨張機要素（９）へ移動する。この熱移動の状態７第８
図に示す。

第８図において単位重量当りのひ媒ガス？断熱圧縮する
ことによって発生する熱量全単位時間当ｖＱ５とし、こ
のうち圧縮機要素へ移動する熱量？も、またとのＱｓの
うち膨張器要素へ移動する熱量ｋ　Ｑ７とする。なお、
この他に電動機要素からの発熱も考えらｌｔ′Ｌるが、
こ扛らは本発明以外の構造でも同様であるため、説明全
省略する。

熱ｔ　Ｑｓ　、　Ｑａについては圧縮機としては常に存
在するが＋　Ｑｙという熱移動の影響が圧縮機要素と冷
凍サイクル全体に及は丁影響について、第９図で説明す
ると、 （１）圧縮機要素からはＱ７の熱量が取Ｖ除かｎるため
、断熱圧縮線に２→２′へと変わる。つま９、圧縮所要
動力（Ｌ３）は ｋＬｓ　＝　ｉｚ　−ｉｌ　　　　　　・・・・・・・
・・・・・・・・　（９）となり、圧縮行程のの動力は
断熱圧縮より少なくなる。

（２）膨張機要素に移動したＱ７は、断熱膨張過程にお
ける耐媒加熱という現象全引起すため。

４′→４“の膨張線となる。したがって、冷凍能力は ｊｌｉ′４＝Ｑａ”　　　　・・・・・・・・・・・・
・・・　ααとなる。

ここで、Ｑ７の熱移動による圧縮動力の低減量と冷凍能
力の減少量が、ランキン酢凍すイクル効率η２１Ｃ及ぼ
す影響は第１０図のようになる。

すなわち圧縮機動力軽減量は１１，２．２’）で示さ扛
た斜線部分となり、膨張機による動力損失量ｒｌ：（Ｓ
４“、４＃、３，４′、澗）で囲ｔ：ｎ、＊斜線部分と
なる。

よって９本発明による冷凍サイクルは、ランキン冷凍サ
イクルに比べて （８４″１４″、８．４’１Ｓ４）−Ｌ１１２１２つ＝
△η　０υとなりΔη分効率が低下する。

しかし、第２図、第８図で示した従来の絞ジ装置全用い
た冷凍サイクルに比較して効率が改善さｎるものである
。

本発明に以上述べたようにランキン冷凍サイクルに用＾
らｎる圧縮機、膨張機、及び電動機全一体にして密閉容
器に収納するとともに単一の駆動軸で連結するように得
成しｆｃから、従来の小容量冷凍サイクルのような絞り
装置全便用するＭｔ６にシステムに比べ、効率の良い？
？凍システム？提供することができる。また圧縮機駆動
に要する動力に駆動軸により電動機と膨張機によって供
給さ扛るので、この冷凍サイクル全動作させるのに必要
な外部からの入力、すなわち電動機の消費電力全大巾に
軽減できる。

さらに、ランキン？’ｌｊ［サイクルの効率には及ばな
いものの小形、軽量化により省スペース。

低コスト化が図ｆるため実用上において小容量確保シス
テムに十分適用できるものである。

なお上記実施例ではローリングピストン形の圧縮機、膨
張機について説明したが１本考案はこ几に限定さｆるも
のでは攻＜、この他にスライディング・ベーン形圧縮機
においても上記と同様効果會有することにもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の絞り装置音用いた蒸気圧ｍ冷凍サイクル
の基本講成図、第２図は第１図の冷凍サイクルの圧カー
エンタルピ線図、第８図は第１図の温度−エントロビ線
図、第４図にランキン冷凍サイクルの基本構成図、第５
図は第４図の圧カーエンタルピ線図、第６図に第４図の
温度−エントロピ綴図、第７図は本発明の一実施例ケ示
す密閉形回転圧縮機の縦断面図、第８図は本発明の実施
例における熱移動説明図、第９鴨第１０図は本発明の実
施例における冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図及び
温度−エントロピ線図である。 なお１図中同一符号は同一または相当部分全示し、（７
）は密閉容器、（８）は駆動軸、（９１は膨張機要素、
　［１１は圧縮機要素、ｄｌｌは電動機要素、Ｑ３は膨
張様相シリンダ、α３は仕切板、圓は圧ｍ機用シリンダ
、翰ニフレーム“、　はシリンダーヘッドである。 代理人　　葛　野　信　− 第１図 第２図 第４図 第５図 第８図 ２ 呪 ４ 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ　　ランキンｉｖ凍すイクルケ構成する圧縮機要
   素と、こｎ２駆動する電動機要素、及び膨張機要素′ｆ
   ｒ密閉容器内に収納し、一本の駆動軸で各要素の動力伝
   達を行なうこと全特徴とした密閉形回転式圧縮機。 （２）　　圧縮機要素と膨張機要素と全仕切板全弁して
   隣接配置し、この仕切板の両側に各々の要素を構成する
   シリンダと駆動軸の軸受及びシリンダ量全密閉するフレ
   ームとシリンダヘッド全備えた特許請求の範囲第１項記
   載の密閉形回転式圧縮機。