CN100379988C - 配置有交换器的电动压缩机 - Google Patents

Abstract

一种电动压缩机，其容器中内置有对流体进行吸入、压缩及排出的压缩机构和驱动该压缩机构的电动机，并且由交换器驱动前述电动机，在这种电动压缩机中，前述容器轴向设置有吸入口的压缩机构侧端部，外装有前述交换器的交换器室；在该交换器室侧具有把外部返回流体导入前述吸入口的导入路、该导入路和交换器的热结合部以及导入路与前述端部间的空气层。由于在容器中设置有吸入口的压缩机构侧轴向端部外装交换器的交换器室，并且在该交换器室侧具有把外部返回流体导入前述吸入口的导入路以及该导入路和交换器的热结合部，所以，电动压缩机配置交换器时，不必在容器上设置专用构件，也能对交换器进行冷却。

Description

配置有交换器的电动压缩机

技术领域

本发明涉及把对流体进行吸入、压缩和排出的压缩机构和驱动该压缩机构的电动机置于容器内、利用交换器驱动前述电动机的电动压缩机。

背景技术

这种电动压缩机把交换器和压缩机构及电动机相互隔开设置(例如，参照专利文献1～6)。除了专利文献3中图3所示的压缩机外，专利文献1～5中记载的压缩机都在机体容器中设置有把压缩室及交换器室轴向隔开的隔壁，并且把压缩机构及电动机放置在压缩室内，把交换器置于交换器室内。压缩机构以压缩室与有电动机处的隔壁间为吸入侧，以与电动机对置侧为排出侧，从容器外吸入返回冷却剂，并把压缩后的冷却剂排出容器外。其中，由于交换器通过前述隔壁面向有电动机的吸入侧，且能与流向压缩机构的吸入冷却剂进行热交换，所以能防止交换器发热构件升温。专利文献3中图3所示的压缩机，把交换器外装在机构容器上吸入侧主体部周围，并能与吸入冷却剂进行热交换。专利文献6中记载的压缩机，把交换器以能从容器主体部的压缩机构设置部跨到电动机设置部的部分上的方式外装在内置有压缩机构和电动机的容器上，交换器能在其高发热部与流向机体容器中压缩机构的冷却剂吸入口的热结合并进行冷却。

专利文献1：日本专利申请公开文献特开2000-291557号公报

专利文献2：日本专利申请公开文献特开2002-070743号公报

专利文献3：日本专利申请公开文献特开2002-174178号公报

专利文献4：日本专利申请公开文献特开2002-180984号公报

专利文献5：日本专利申请公开文献特开2002-188574号公报

专利文献6：日本专利申请公开文献特开2002-285981号公报

发明内容

发明要解决的问题

装配在交换器容器的一部分上的电动压缩机容器，与不用交换器驱动电动机的电动压缩机容器的形状和结构存在局部差异，必须要用专用构件。当因交换器驱动这种电动机的任何不同导致必须使用专用构件时，因容器构件种类数增加会提高制造成本。另外，即使把交换器外装在容器主体部附近，因容器上交换器安装部具有向径向一侧平坦伸出的安装部，不用被交换器驱动的该容器各部分，也必须用专用构件，提高了成本。

此外，由于容器外装有交换器的压缩机是用安装部在径向另外增大所谓交换器部分，所以该部分体积增大且重量增加。特别是专利文献3中图3所显示的压缩机，由于在平坦安装部内面具有长度延伸至电动机定子圆筒面附近的多个散热片，也会对成为平面壁的前述一侧增大相应重量。另外，专利文献6中记载的交换器从发热量低于高发热部即转换元件的冷凝部区分开的高发热部即转换元件，只有转换元件本身能与返回冷却剂热结合，由于用于这种热结合的安装部膨胀范围小于整个交换器，如果热结合到冷凝部上，则其膨胀度就不会变成专利文献3中图3所示的形式。

另外，专利文献1～6中记载的压缩机，由于从压缩机构排出的冷却剂不会到达吸入侧即电动机侧就排出到外部，所以如果为提高冷却循环性能而分离出伴随着排出冷却剂的润滑油，在没有进行向前述外部排出的过程中就难以进行分离。因此，必须要有专利文献6中记载的正规大型分离装置，造成容器体积增大、重量增加。

因此，把这些专利文献1～6记载的压缩机搭载在车辆上时，除了难以设置在狭窄的机舱中外，电车或混合汽车电动行走时也不能获得汽油驱动车水平的驱动力，难以适应小型化、轻量化的最重要发展方向。

此外，专利文献1～5中记载的压缩机在把返回冷却剂吸入电动机侧并供于这些构件的冷却后，将其吸入到压缩机构，所以有利于电动机冷却。但是，因返回冷却剂中不含有任何润滑油，远离压缩机构的电动机侧的驱动轴端轴承等没有供给机械润滑油的部分容易产生润滑不足现象。另外，专利文献6中记载的压缩机，因返回冷却剂吸入到压缩机构的经路途中连通着电动机侧，吸入冷却剂的一部分会吸入并沉积在电动机侧，且依靠返回冷却剂吸入经路和电动机侧的压差或温度差影响热或冷却剂的流动才能冷却电动机，所以，除了具有专利文献1～5中记载压缩机的润滑不足问题外，电动机消极式冷却不良，这些均会影响电动机的寿命或性能。

本发明的目的在于提供一种不用增大配置有交换器的容器且容器不用专用构件就能进行变频冷却的电动压缩机。

解决问题的技术方案

为了达到上述目的，

本发明的电动压缩机，在将对流体进行吸入、压缩及排出的压缩机构和驱动该压缩机构的电动机内置于机体容器中、且由交换器驱动前述电动机的电动压缩机中，其特征在于，前述容器上在压缩机构的排出侧有压缩机构吸入口的轴向端部，外装前述交换器的交换器室；在该交换器室侧具有把循环流体导入前述吸入口的导入路、该导入路和交换器的热结合部以及导入路与前述端部间的空气层。

根据这种结构，利用容器上轴向端部壁比主体部周围圆筒壁更近平坦部，除了不用使容器的形状有多大变化外，能至少利用与平坦交换器室的形状不同获得前述空气层，且能外装交换器。并且，在交换器室侧形成的导入路把循环流体导入前述吸入口的过程中，在吸入路与交换器的热结合部就能更有效地用循环流体冷却交换器，不必在容器上设置专用构件。另外，即使交换器外装在具有吸入口的排出侧端部，因交换器与容器间形成的空气层隔断成为高温的排出侧和导入路，不会损失循环流体对交换器的前述高效冷却。

本发明的上述目的和特征，用下面的详细说明和附图记载来明确。本发明的各特征可以独立采用，或者可有限种组合复合采用。

附图说明

图1是表示本发明实施方式中电动压缩机一实施例的剖面图；

图2是去掉图1所示电动压缩机交换器盖后的侧视图。

具体实施方式

参照附图1、图2，对本发明的实施方式的电动压缩机进行详细说明。本实施例的方式如图1所示，表示出用电动压缩机1主体部周围安装基座2横向设置的横式电动压缩机情况下的一种实施例。电动压缩机1在其容器3内内置有压缩机构4和驱动该压缩机构的电动机5，并配置有贮液部6，该贮液部6贮留对包含压缩机构4的各滑动部进行润滑用的供应液，由交换器101驱动电动机5。工作用冷却剂是气体冷却剂，作为用于各滑动部润滑或压缩机构4滑动部密封的供应液采用润滑油7等。另外，润滑油7与冷却剂具有相溶性。不过，本发明并不限定于此。基本上只要是能够将对流体进行吸入、压缩和排出的压缩机构和驱动该压缩机构的电动机内置于容器中，并由交换器驱动前述电动机的电动压缩机都可以采用。

电动压缩机1的压缩机构4的一个实施例是涡流式类型，如图1所示，使固定端面板11a、旋转端面板12a各自的叶片立起的固定螺旋部11和旋转螺旋部12相互啮合形成的压缩空间10，在电动机5使旋转螺旋部12通过驱动轴14相对固定螺旋部11作圆轨运动时，随移动使容积变化，从而外部循环返回的冷却剂30经过吸入、压缩并排出到外部循环，通过设置于容器3上的吸入口8和排出口9。

与此同时，贮留在贮液部6中润滑油7，利用驱动轴14驱动容积型泵13时容器3内的差压等，通过驱动轴14的供油路15，伴随着旋转螺旋部12的旋转，被供应到旋转螺旋部12背面的积液槽21或/和积液槽22，在图示的实施例中，被供应到积液槽21中。供给该积液槽21的润滑油7的一部分，由节流阀23等根据规定限量供应给旋转螺旋部12外周背面侧的旋转螺旋部12，润滑旋转螺旋部12，同时，前述润滑油7通过旋转螺旋部12，供应到旋转螺旋部12叶片前端的、保持在其与作为固定螺旋部11间的密封构件的一个例子的密封膜24的保持槽25中，密封和润滑固定螺旋部11和旋转螺旋部12之间。另外，供应给积液槽21的润滑油7的另一部分，在经过偏心轴承43、积液槽22、主轴承42的同时，润滑这些轴承42、43后，流到电动机5侧，回收进贮液部6。

此外，在保持轴向一方端部壁3a的主壳3b内，配置有从该端部壁3a侧保持着泵13、副轴承41、电动机5、前述主轴承42及偏心轴承43的主轴承部分51。把泵13保持在端部壁3a和盖52之间，该盖52从端部壁外面收容且插装在该端部壁后，在盖52内侧形成有通到贮液部6的泵室53，并能通过前述吸入通路54通到贮液部6。副轴承41在端部壁3a处进行支撑，并能用轴承支撑着与泵13连接着的驱动轴14侧。电动机5中采用焊接等把定子5a固定在主壳3b的内周，并能利用固定在驱动轴14中间的转子5b转动驱动驱动轴14。主轴承部分51采用焊接等在主壳3b内周进行固定，把驱动轴14的压缩机构4侧用轴承42进行轴承支撑。主轴承部分51外面用未图示的螺栓等安装前述固定螺旋部11，在这些主轴承部分51与固定螺旋部11之间插装着前述旋转螺旋部12，从而构成涡流式压缩机构。在主轴承部分51和旋转螺旋部12之间，设置有十字头联轴节等能防止旋转螺旋部12自转且能使其进行圆周运动的自动约束部57，把驱动轴14通过轴承43连接到旋转螺旋部12上，能使旋转螺旋部12在圆轨上旋转。

压缩机构4从主壳3b上露出的部分，用副壳3c覆盖，该副壳3c与主壳3b及开口任一方对接并用螺栓58等进行固定，副壳3c具有与前述端部壁3a轴向对置的端部壁3d。压缩机构4位置于容器3的吸入口8和排出口9之间，并使自身吸入口16与容器3的吸入口8接通，自身排出口31通过簧片阀31a在前述端部壁3d侧开口，以相互间为排出室62。排出室62通过固定螺旋部11和主轴承部分51或者在它们与容器3间形成的连络通路63，连通到位于压缩机构4和端部壁3a之间的、保持排出口9的电动机5侧。

如图2所示，交换器101在交换器室102内具有电路基板103和电解电容器104，在电路基板103上搭载有包含着电解电容104的高发热度转换元素的IPM(智能动力模块)105，形成交换器101的高发热部。交换器101装在容器3外，且通过电动机5等以及压缩机终端106能进行电动连接，边监视温度等必要信息边驱动电动机5。为此，交换器101设置有能与外部进行电动连接的配线接线柱107。具体来说，在一面开口的交换器壳102a处，位于交换器101底部，配置有电路基板103，并在用于关闭交换器壳102a的前述开口的盖102b上设置有配线接线柱107。

如上所述，由交换器101驱动电动机5并通过驱动轴14使压缩机构4进行圆轨运动的同时，驱动泵13。这时的压缩机构4既能由泵13供应贮液部6的润滑油实施润滑及密封作用，也能对通过容器3的吸入口8和自身吸入口16的冷却循环的返回冷却剂进行吸入、压缩，并从自身排出口31排出到排出室62。在这个实施例中，构成排出室62的端部壁3d与压缩机构4间的比排出后冷却剂更高温。排出到排出室62的冷却剂通过连络通路63进入电动机5侧，在冷却电动机5的同时从容器3的排出口9供应进冷却循环。在从压缩机构4排出再从排出口9排出前的全过程中，冷却剂要进行冲撞、离心、挤压等各种气液分离，随着与润滑油7分离，一部分润滑油7也对副轴承41进行润滑。从而电动机5侧比排出室62温低、压低。

在本实施方式中，基本构成包括：在前述容器3内设置有吸入口8的压缩机构4侧轴线X向端部(图示实施例中的前述端部壁3d或者也可以是其对置侧的端部壁3a)，用螺栓118外装着交换器101的交换器室102；在该交换器室102侧，形成有把外部返回流体即一个实施例中的冷却剂30导入前述吸入口8的导入路111以及该导入路111与交换器101的热结合部112。

如图1所示，容器3中轴线X向的端部壁3a等作为压力容器大多形成有保持近圆角的部分，比主体部周围圆筒壁更近平坦部，可以说是形成了近平坦部。因此，利用这种端部壁3a等准平坦部，这里没有所谓容器3中冷却剂的吸入侧、排出侧、高压侧、低压侧，所以，不会使容器3的形状变化太大，能外装交换器室102。并且，在交换器室102侧形成的导入路111在把返回冷却剂30导入吸入口8的吸入过程中，能在与交换器101的热结合部112处由冷却剂30更有效冷却交换器101。

结果，无论是对交换器101进行高置还是冷却，都不必在容器3上设置专用构件。另外，前述吸入口8位于外装交换器101的端部，由于在朝向端部外周的情况下该吸入口接近交换器101，导入路111伸展返回没有浪费，且基本在热结合部112的热结合区域内，所以基本消除了超出外装交换器101部分的容器3增大增重。

或者，外装交换器101的端部与图示实施例不同，即使变成低温的吸入侧、低压侧时，交换器101与前述端部侧结构形成封闭的导入路111，也不会损失冷却，简化了结构。

无论那种形式，热结合部112均可以用导热性良好的构件制成，一种实施例是优选铝系金属，重量也轻。因此，热结合部112也可以使用与容器3或交换器室102等其他部分不同的构件。不过，图示实施例中，容器3和交换器室102双方均使用了铝系构件，从而电动压缩机整体重量轻。另外，热结合部112是在与交换器室102的底部壁102c间形成前述导入路111的另一块盘状构件113的一部分。该盘状构件113具有基本对应于交换器101的电路基板103的面积，并把电略基板103通过垫片114用螺栓119等进行安装，电路基板103上密粘有高发热部即IPM105。在该实施例中，盘状构件113具有从IPM105吸收发热的散热器功能，从而能与流入导入路111中的吸入冷却剂30进行热交换，更有效地冷却。

如图2所示，因进行这种热交换，导入路111从返回冷却剂30的导入路111a至与吸入口8的连接口111b中途中基本对应于热结合部112的范围，形成膨胀的热交换区域111c。在该热交换区域111c，如图2箭头所示，在从导入路111a向连接口111b的吸入冷却剂30的经路内，因从图1所示前述盘状构件113侧延伸的散热片113a进入，能进一步促进热交换，提高冷却效率。如果散热片113a使从前述导入路111a流向连接口111b的吸入冷却剂30形成弯曲行走或分支行走或弯曲且分支行走的通路，在热结合部112处能更进一步促进吸入冷却剂30与交换器101的热交换。

由于盘状构件113能导致优先冷却与导入路111的前述热交换区域111c基本对应的特别是作为高发热部的IPM105，且涉及交换器室102的近整个区域，因此，也能提高交换器室102内滞留热与前述吸入冷却剂30进行热交换的冷却效果，该滞留热包括电解电容104等中发热部、低发热部的放热。

在本实施例中，即本实施方式图示的实施例中，在上述容器3上外装交换器101的端部壁3d侧，与具有排出室62的高温、高压侧相对应；在容器3中压缩机构4的排出侧处成为具有朝向压缩机构4的吸入口8的轴线X向端部的端部壁3d，外装着交换器101的交换器室102；在该交换器室102侧除了具有把返回冷却剂30导入吸入口8的导入路111以及该导入路111与交换器101的热结合部112外，在导入路111和端部壁3d间还形成有图1所示的空气层115。

在这种图示实施例中，利用容器3中轴线X向端部壁3d比主体部周围圆筒壁更近平坦部的结构，不会使容器3的形状变化太大，此外，因利用与平坦的交换器室102至少形状不同进行安装或连接，既能在密粘区116外获得前述空气层115，也能外装交换器室102。另外，虽然在交换器室102侧必须单独形成导入路111，但在该导入路111把返回冷却剂30吸入导进吸入口8的过程中，不会改变热结合部112处吸入冷却剂30对交换器101进行的更有效冷却。因此即使在这种情况下来进行交换器101的设置以及吸入冷却剂30的冷却，也不必在容器3上设置专用构件。即使把交换器101外装在具有吸入口8及排出室62的排出侧端部，因双方间形成的空气层115隔断了变成高温的排出室62等排出侧与导入路111，不会损失吸入冷却剂30对交换器101的前述高效冷却。

利用这些特点，从图1所示实施例中的压缩机构4流到容器3中具有排出室62的排出侧的排出冷却剂30，转回到压缩机构4对置侧具有电动机5及排出口9侧时，经过对电动机5进行冷却、对远离压缩机构4的副轴承41等滑动部进行润滑并到达排出口9之前十分长的流路过程进行气液分离后，排出容器3外，能提高作业的稳定持久性。

另外，由于前述吸入口8设置在外装交换器101的端部，如图1所示实施例，特别是外装交换器101的端面117开有口，因只利用外转交换器室102就能与导入路111的连接口111b连通，这种连通不需要特别的构件或空间及作业。

若对应于至少交换器101中IPM105等高发热部大致整个区域设置前述热结合部112，则由于在至少高发热部基本整个区域处由导入路111中的吸入冷却剂30进行冷却，既能防止高发热部的冷却不足，也能防止交换器101局部规定温度上升。

另外，如图1所示实施例，在容器3上的交换器101外装部外侧，即容器3侧，如果把电动压缩机1的轴线X变斜能横向安装电动压缩机1时的安装基座2设计成左右对称等通用安装方式，就能把交换器101安装在左右任一侧。因此，适合于理应搭载在汽车窄机舱中并能在发动机上进行安装的情况。

另外，在图1所示实施例中，由于在容器3中分割形成有安装交换器101侧的副壳3c和主壳3b，所以，在作为最低划分成二部分的容器3中，只要能内置压缩机构4和电动机5，并在形成这种结构的轴线X向端部一方能安装交换器室102就可以了，不仅结构简单，而且降低了成本。

此外，在图1所示的实施例中，把压缩机终端106的接线柱106a直接与交换器101的电路基板103相连，具体来说，直接与电路基板103上作为印刷线路配线等形成的电路相连。从而，在接线柱106a与电路基板103间不需要进行连接的电气配线及其拉引空间，能使结构简化缩小。

另外，在图1所示的实施例中，压缩机终端106在交换器室102连通到容器3内的连络口121处具有封止部122。因此，压缩机终端106的封止部122成为与交换器室102侧的容器3相通的连络口121位置终止的外接部。如图1所示，由于只有形成该外接部部分，电动机5卷线5c伸展的配线123与压缩机终端106的接线柱106a的连接空间124才能扩展到外侧，所以，容易进行连接作业。这时的容器3侧的连络口125，也可以利用没有被交换器驱动的压缩机构的压缩机终端封止部，或者，无论有无交换器，都可以相应把压缩机终端106的封止部设置在容器3侧。另外，图示实施例中的交换器室102可以与底部壁102c分体而与盘状构件113成一体形成。在底部壁102c为分体的情况下，如果交换器室102使用不锈钢等导热性低的金属或者隔热性高的金属制作，还适合于降低排出室62侧的热影响，也可以省略前述空气层115。不过，与底部壁102c一体的交换器室102整体也可以具有低导热性、隔热性。

发明效果

根据本发明电动压缩机的一个特征，利用容器上轴方向端部壁比主体部周围的圆筒壁更近平坦部，该处与称作流体吸入侧、排出侧、高压侧、低压侧不同，不会使容器的形状有太大变化，还能外装交换器室。并且，在交换器室侧形成的导入路把返回流体导入前述吸入口的过程中，由于在与交换器的热结合部处能更有效地由前述返回流体对交换器进行冷却，在容器上不用设置专用构件。

另外，根据本发明电动压缩机的另一特征，除了利用容器上轴向端部壁比主体部周围的圆筒壁更近平坦部，且不使容器的形状有太大变化外，既能在与平坦的交换器室间获得空气层，也能外装交换器室。并且，在交换器室侧形成的导入路把返回流体导入前述吸入口的过程中，由于在与交换器的热结合部处能更有效地由前述返回流体对交换器进行冷却，在容器上不用设置专用构件。另外，即使交换器外装在具有吸入口的排出侧端部，由于利用与容器间设置的空气层能对变成高温的排出侧及导入路进行隔热，不会损失返回流体对交换器的前述高效冷却。

Claims (6)

1.一种电动压缩机，其容器中内置有对流体进行吸入、压缩及排出的压缩机构和驱动该压缩机构的电动机，并且由交换器驱动前述电动机，在这种电动压缩机中，前述容器轴向设置有吸入口的压缩机构侧端部，外装有前述交换器的交换器室；在该交换器室侧具有把外部返回流体导入前述吸入口的导入路、该导入路和交换器的热结合部以及导入路与前述端部间的空气层。

2.根据权利要求1记载的电动压缩机，其特征在于，热结合部是对应于交换器至少高发热部近整个区域设置的。

3.根据权利要求1记载的电动压缩机，其特征在于，把容器轴线斜向情况下能横向安装在另一物体上的安装基座，设置成能在容器上交换器外装部外侧左右共通的安装方式。

4.根据权利要求1记载的电动压缩机，其特征在于，容器轴向交换器安装侧与另一侧是分开的。

5.根据权利要求1记载的电动压缩机，其特征在于，把连接电动机与外部的压缩机终端接线柱与交换器电路基板直接相连。

6.根据权利要求5记载的电动压缩机，其特征在于，压缩机终端在交换器室连通到容器内的连络口处具有封止部。

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