CN100420852C

CN100420852C - 密闭型压缩机

Info

Publication number: CN100420852C
Application number: CNB2005100853096A
Authority: CN
Inventors: 浦谷昭夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2025-07-22
Also published as: US20060018763A1; US8021125B2; JP2006037724A; CN1724867A

Abstract

本发明提供一种密闭型压缩机，其包括：收纳电动机和由该电动机驱动的压缩机构的壳体；贮留在该壳体内，润滑所述压缩机构用的冷冻机油；被封入在该壳体内，成为形成冷冻循环的媒体的制冷剂气体；以及包含具有规定长度的热敏电阻的油面传感器。该油面传感器的一部分被配置成浸入冷冻机油中，通过检测通电开始后的温度和以后的温度变化率来检测冷冻机油的油面。

Description

密闭型压缩机

技术领域

本发明涉及进行制冷剂压缩的密闭型压缩机，特别涉及密闭型电动压缩机的液面检测技术。

背景技术

现阶段，公知有将压缩机构和电动机密闭在焊接结构的壳体内而形成的密闭型压缩机(以下称为压缩机)。例如，在日本专利申请特开平6-159274号公报中有所揭示。该密闭型压缩机因为制冷剂不泄漏且不会浸入水分等原因而具有较高的可靠性，从而广泛地应用于空调和冷藏库中。

图5为现有的压缩机的截面图。在图5中，压缩机51在圆筒容器状的壳体52内收纳有压缩机构53和电动机54，构成了所谓的高压圆顶型。在壳体52的上端设置有用于送出压缩的制冷剂气体的吐出管56。

压缩机构53构成为所谓的回转活塞型，其被固定在壳体52上。送入制冷剂气体的吸入管55与压缩机构53连接。另外，压缩机构53通过驱动轴57与电动机54连接，通过电动机54而回转驱动。

电动机54被配置在压缩机构53的上方。电动机54与焊接在壳体52的上端的电力用密封端子58连接，通过该电力用密封端子58来供给电力。该电力用密封端子58在耐压性和气密性方面优良。

驱动轴57具有图未示出的离心泵和给油路，贯通压缩机构53而设置。离心泵被安装在驱动轴57的下端，构成为随着驱动轴57的转动而吸入贮留在壳体52底部的冷冻机油。另一方面，给油路在驱动轴57的内部沿着其轴线方向而形成，构成为向各滑动部分供给由离心泵所吸取的冷冻机油。

另外，在上述压缩机51中，将贮留在壳体52内的冷冻机油供给至压缩机构53和轴承等来进行润滑。这里，壳体52内的冷冻机油与被压缩的制冷剂气体一起从压缩机吐出。通常，由于冷冻机油在制冷剂回路中循环并再次返回至压缩机51，因此可以确保壳体52的冷冻机油的贮留量。然而，由于运转状态不同，冷冻机油的贮留量会产生变动，存在冷冻机油贮留量不足而导致润滑不良的的危险。

另外，与其相反，在冷冻机油的贮留量过多的情况下，大量的冷冻机油与压缩的制冷剂气体一起从压缩机51吐出，导致热交换器的能力降低，从而使冷冻装置的性能降低。

针对上述问题，现阶段提出了利用传感器等来检测壳体52内的油面59的位置，通过检测冷冻机油的贮留量不足或者过多来保护压缩机。例如，在日本专利申请特开2001-12351号公报中所示。即，当检测出油面59降低时，停止压缩机51并进行从制冷剂回路回收冷冻机油的运转等保护动作，以避免压缩机的破损。

然而，为了检测出壳体52内的油面59的位置，必需在壳体内的油面位置设置传感器等，还需要在壳体外取出传感器等的信号。与其相对，现阶段在检测部上使用两个热敏电阻，通过检测其温度差来检测出油面。此外，为了取出信号，将密封端子安装在壳体上部，通过连接热敏电阻和密封端子来在外部取出。因此，因为通过使用两个热敏电阻，并且必需连接传感器等和密封端子，所以使得结构复杂，操作性差，有可能因为断线等而导致可靠性降低。此外，现阶段使用一个热敏电阻，只能简单地测定温度，油面的检测精度不准确。

为了解决上述问题，在日本专利申请特开2001-12351号公报所述的压缩机中，提出了将检测壳体内的油面位置的检测部和密封端子作成一体的油面传感器设置在上述壳体的侧壁上的结构。但是，在该结构中，因为壳体侧壁为圆筒状，所以会导致因密闭端子安装时的变形等而造成气密不良以及因装配工序中的接触破损而造成气密不良。

另外，传感器安装位置与油面的下限对应而安装，当检测出油面的下限后，即使进行油面恢复动作，也很难立即使油面恢复，因为这种滞后而导致油面进一步降低。根据情况不同，有可能使压缩机受到严重损坏。

另外，在仅仅使用检测制冷剂气体温度和冷冻机油温度的传感器的情况下，因运转条件而有可能造成大致相同的温度，特别是在过渡期条件下运转时，存在产生误动作的情况。

发明内容

本发明的密闭型压缩机包括：收纳电动机和由该电动机驱动的压缩机构的壳体；贮留在该壳体内、用于润滑压缩机构的冷冻机油；被封入在该壳体内，成为形成冷冻循环的媒体的制冷剂气体；以及包含具有规定长度的热敏电阻的油面传感器。该油面传感器被配置成其一部分浸入冷冻机油中，通过检测通电开始后的温度和以后的温度变化率来检测冷冻机油的油面。

利用该结构，可使压缩机的结构保持简单，同时能够可靠地检测壳体内的油面位置，并且能够提高使用这种压缩机的冷冻装置的可靠性。

附图说明

图1是表示设置在本发明的第一实施方式的压缩机上的油面传感器的图。

图2是本发明的第一实施方式的压缩机的简要结构图。

图3是图2的A部放大图。

图4是表示设置在本发明第二实施方式的压缩机上的油面传感器的图。

图5是现有的压缩机的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示本发明第一实施方式的油面传感器10的图，图2是表示同一实施方式的压缩机的简要结构图，图3是图2的A部放大图。

在图2中，压缩机1形成为在圆筒容器状的壳体2中收纳有压缩机构3以及电动机4，构成为所谓的高压圆顶型。在壳体2的上端部设置有用于送出压缩的制冷剂气体的吐出管6。

压缩机构3构成所谓的回转活塞型，其被固定在壳体2上。送入制冷剂气体的吸入管5与压缩机构3连接。另外，压缩机构3通过驱动轴7与电动机4连接，通过电动机4而回转驱动。

电动机4被配置在压缩机构3的上方。电动机4与焊接在壳体2的上端的电力用密封端子8连接，通过电力用密封端子8来供给电力。

驱动轴7具有图未示出的离心泵和给油路，贯通压缩机构3而设置。离心泵被安装在驱动轴7的下端部，构成为随着驱动轴7的转动而吸入贮留在壳体2的底部的冷冻机油。另一方面，给油路在驱动轴7的内部沿着其轴线方向而形成，构成为将由离心泵吸入的冷冻机油供给至各滑动部分。

如图2所示，在压缩机1的压缩机构3上设置有油面传感器10。该油面传感器10位于壳体2的下部，以与壳体2内的油面位置相对应的方式由螺钉等而被安装在压缩机构3上。

其次，如图1所示，油面传感器10由作为检测部的一个热敏电阻12以及固定它的保持器13所构成。并且，当通过螺钉等将在保持器13上固定有这个热敏电阻12的油面传感器10固定在压缩机构3上时，该油面传感器相对于壳体2内的油面成直角。此外，热敏电阻12具有规定长度(与油面9的变化相对应的长度)，热敏电阻的上端和热敏电阻的下端分别位于油面9的上限位置和离开油面的中间的下限相当的位置。

另外，取出信号的两根信号线15与热敏电阻12的上端和下端连接。这两根信号线和壳体2的上部的密封端子11连接，而且，密封端子11的另一个端部与信号线19连接。该信号线19与控制器(图未示出)连接，用于对热敏电阻12的检测信号进行信号处理。

另外，热敏电阻12的中间部存在绝缘体，构成为通过该绝缘体与保持器13接触固定而保持绝缘。

参照图2和图3来说明压缩机1的油面检测动作。这里，冷冻机油与吐出制冷剂一起从压缩机1吐出，在运转中，壳体2内的油面9的位置产生变动。与其相对，在本实施方式中，利用油面传感器10来检测壳体2内的油面位置。这里，在高压圆顶型压缩机的情况下，在运转中，冷冻机油大约为60℃，制冷剂气体大约为80℃。另外，将一定电压施加在上述油面传感器10上，检测通电后的温度。该温度因冷冻机油温度和制冷剂气体温度的不同并且油面传感器10浸入冷冻机油中的比例的不同而不同。

另外，在以后的通电状态下的温度变化的变化率，因油面传感器10浸入冷冻机油中的比例而不同。这是因为通过将电压施加在热敏电阻上会发热，放热量在制冷剂气体中和冷冻机油中不同。预先测定初期测定温度和以后油面传感器10浸入冷冻机油中的比例引起的温度变化的变化率，并将该数据存储在存储装置(图未示出)中。通过比较实际运转时的油面传感器10的吐出数据和存储的存储数据而能够检测出运转时的油面9的位置。

具体地是，如图3所示，在油面9存在于热敏电阻12的上端部16和下端部17之间的状态下，热敏电阻12的通电初期的检测温度为制冷剂气体温度和冷冻机油温度之间的温度。当继续通电，测定该温度变化率时，因油面传感器10浸入冷冻机油中的比例而使该变化率发生差别。通过将该差别与上述存储的存储数据比较，而能够确定是冷剂气体100％的状态，还是冷冻机油100％的状态，或者是浸入冷冻机油中某个百分比的状态，从而能够检测出油面9的位置。

如上所述，一般制冷剂气体温度和冷冻机油温度不同。但是，在本实施方式中，即使温度相同也能够检测出油面。这是利用到了热敏电阻12与制冷剂气体接近或者与冷冻机油接近而放出不同的热量。制冷剂气体的放热量比冷冻机油的放热量少，因此制冷剂气体一侧的热敏电阻的检测温度变高。这样，根据在制冷剂气体中或者冷冻机油中的不同，热敏电阻12的检测温度产生差别。因此，将一定电压施加在该热敏电阻12上，检测通电后的温度。而且，当继续通电时，其温度上升，但因为油面9的位置相对于与油面成直角安装的热敏电阻12不同，所以，以后的温度上升率不同。通过检测初期的温度和以后的温度上升率，而能够检测此时的油面9的位置。

上述油面传感器10被设置在与壳体2内的油面9的界限相对应的位置上。因此，当判断油面9的位置在热敏电阻12的下方时，有必要采取使油面9上升的措施。具体地说，要采取以下措施。例如，在冷冻循环中的吐出管道上设置油分离器或者存油的油箱，控制阀的开闭，从油面降低的缩机的吸入侧供给油，或者，当判断油面在上限以上时，控制阀的开闭，停止向油面上升的压缩机供给油。

其中，当在冷冻循环内设置一台压缩机运转的情况下，或者在同一循环内设置多台同时或者分别依次不同地运转的情况下，可将上述油面传感器10设置在各个压缩机上来检测并控制油面。

在本第一实施方式中，将油面传感器10设置在压缩机1上。因此，能够可靠地检测压缩机1的油面9的降低，能够事先防止因润滑不良而引起的烧伤等故障。另外，能够可靠地检测油面9的上升，抑制过渡的冷冻机油的吐出，能够抑制并稳定对功能的不良影响。其结果，能够提高上述压缩机1的可靠性和性能稳定性，进而提高冷冻装置的可靠性和性能稳定性。

另外，在本第一实施方式中，热敏电阻12为一个，将通过保持器13而固定的油面传感器10设置在上述压缩机构3的侧壁上。因此，通过在装配前，将一体的油面传感器10安装在压缩机构3上，而能够减少与检测壳体2内的油面位置的装配误差。其结果，与现有那样的复杂连接两个以上传感器等和信号取出用的端子的结构相比，压缩机的结构简单化。另外，由于不是直接将密封端子11安装在圆筒状的壳体2的表面上，因此不会产生因安装时的焊接等的变形而造成的气密性和耐压性的损害，能够可靠地进行油面传感器10的安装。并且，使因制造工序中的接触而造成的破损减少。

(第二实施方式)

本发明的第二实施方式的结构与上述第一实施方式大致相同。以下只说明与第一实施方式不同的结构。

如图4所示，本实施方式的油面传感器20的热敏电阻12检测温度，而且，检测以后的温度变化率并检测油面9的位置，在该检测部的热敏电阻12和保持其的保持器13之间插入有绝热用零件14。该保持器13与压缩机构3接触并利用螺钉等而被固定，由于是牢固地固定，因此最好是金属制成的螺钉。在这种情况下，压缩机构内的温度有可能通过保持器而传至检测部热敏电阻12，很容易产生温度误差。因此，在保持器13和热敏电阻12之间配置绝热用零件14，以使该温度不会传导至热敏电阻12。该绝热用零件14的材料例如由合成树脂等热传导率低的材料而且安装性良好的、对制冷剂性能优秀的材料而构成。因此，能够更正确地检测本来的油温度和制冷剂气体的温度。

Claims

1. 一种密闭型压缩机，包括：

收纳有电动机和由该电动机驱动的压缩机构的壳体；

贮留在所述壳体内，用于润滑所述压缩机构的冷冻机油；

被封入在所述壳体内，成为形成冷冻循环的媒体的制冷剂气体；以及

包含具有规定长度的热敏电阻的油面传感器，其特征在于：

所述油面传感器以其一部分浸入冷冻机油中来配置，通过检测通电开始后的温度和以后的温度变化率来检测所述冷冻机油的油面。

2. 如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述油面传感器由圆柱形状的单一的热敏电阻构成。

3. 如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述油面传感器被固定在所述压缩机构的侧壁上。

4. 如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

用于取出信号的信号线与所述油面传感器的上端和下端连接。

5. 如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述油面传感器被配置在与所述油面成直角的方向上。

6. 如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述油面传感器具有与所述油面变化相对应的长度，其下部接近所述冷冻机油，其上部接近所述制冷剂气体。

7. 如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述油面传感器还具有用于固定在所述压缩机构上的保持器。

8. 如权利要求7所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述油面传感器在所述热敏电阻和所述保持器之间还具有绝热用零件。