CN1316210C - 冷却剂循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在极力避免设置空间扩大的同时可以顺利进行驱动电动压缩机的电动机的逆变器模块的冷却的冷却剂循环装置。在由电动压缩机(11)、气体冷却器(12)、作为减压装置的电动膨胀阀(14)、蒸发器(15)及储液器(17)顺次配管连接为环状，用逆变器模块(55)驱动电动压缩机的电动机而形成的冷却剂循环装置(1)中，使储液器(17)和逆变器模块(55)进行热交换。

Description

冷却剂循环装置

技术领域

本发明涉及将电动压缩机、气体冷却器、减压装置、蒸发器及储液器顺次环状地配管连接，用逆变器模块驱动电动压缩机的电动机的冷却剂循环装置。

背景技术

近年，作为电动汽车的空调装置，正在开发装载了以来自蓄电池的电源驱动的电动压缩机的冷却剂循环装置。该冷却剂循环装置是通过将电动压缩机、气体冷却器、减压装置(膨胀阀)、蒸发器及储液器顺次配管连接为环状而构成的。而且，将来自电池的直流电压用逆变器模块变换为三相模拟交流电压后施加在电动压缩机上，由此，驱动电动压缩机内的电动机，开始冷却剂的压缩运转。

另外，所述逆变器模块，是通过将由开关元件和开关冲击电压吸收用二极管组成的开关元件组模块化于模块包内而形成的(如，参照专利文献1)。

【专利文献1】

特许第3341327号公报

在这里，所述逆变器模块由于运行而发热，所以必须散热。即，由于发热，热量集中于逆变器模块，有产生开关元件组52由于热量而受到损伤的可能。因此，以往，设置对逆变器模块进行空气冷却或水冷却的机器，通过由该机器冷却逆变器模块，从而防止逆变器模块损伤的不良情况。

但是，在设置这种对逆变器模块进行空气冷却或水冷却的机器的情况下，由于该机器而使设置空间扩大很多，会使冷却剂循环装置小型化变得困难。

发明内容

本发明的冷却剂循环装置，其是将电动压缩机、气体冷却器、减压装置、蒸发器及储液器顺次配管连接为环状，用逆变器模块驱动电动压缩机的电动机而成，其特征在于，使储液器和逆变器模块进行热交换。

本发明的技术方案2的冷却剂循环装置，是在上述发明中，将储液器可交换热量地设置在安装于逆变器模块上的散热板上。

本发明的技术方案3的冷却剂循环装置，是在上述技术方案2的发明中，利用夹具将储液器安装于散热板上。

本发明的技术方案4的冷却剂循环装置，是在上述技术方案2或技术方案3的发明中，在散热板上形成弯曲面，使筒状的储液器与该弯曲面接触。

本发明的技术方案5的冷却剂循环装置，是在上述技术方案2或技术方案3的发明中，在储液器上形成平面，使散热板与该平面接触。

本发明的技术方案6的冷却剂循环装置，是在上述各发明中，由电动膨胀阀构成减压装置，根据吸入电动压缩机内的冷却剂温度，控制电动膨胀阀的节流量，以使该温度不会上升到规定值以上。

在本发明中，由于构成为：一种冷却剂循环装置，其是将电动压缩机、气体冷却器、减压装置、蒸发器及储液器顺次配管连接为环状，用逆变器模块驱动电动压缩机的电动机而成的，使储液器和逆变器模块进行热交换，故能使逆变器模块发出的热量释放至储液器，并且，能通过逆变器模块的发热促进储液器内的冷却剂的蒸发。由此，可以顺利进行逆变器模块的冷却，使散热所需机器小型化成为可能。

技术方案2的发明，由于是在上述发明的基础上，将储液器可交换热量地设置在安装于逆变器模块上的散热板上，故如技术方案3所述，通过利用夹具将储液器安装于散热板上，从而可以使两者容易地进行热交换。

技术方案4的发明，由于是在上述发明中，在散热板上形成弯曲面，使筒状储液器与该弯曲面接触，故可以顺利且高效地进行散热板与储液器的热交换。另外，如技术方案5的发明所述，通过在储液器上形成平面，使散热板与该平面接触，也可以顺利且高效地进行散热板与储液器的热交换

另外，如技术方案6的发明所述，通过控制电动膨胀阀的节流量，以使吸入电动压缩机内的冷却剂温度不会上升到规定值以上，从而可以有效冷却储液器，同时还可以消除吸入冷却剂温度的上升造成的电动压缩机的异常温度上升。

附图说明

图1是本发明的冷却剂循环装置的实施例之一的冷却剂电路图。

图2是图1的冷却剂循环装置的电路图。

图3是图1的储液器和逆变器模块的放大图。

图4是其他实施例的储液器和逆变器模块的放大图。

图中：1—冷却剂循环装置，10—冷却剂电路，11—电动压缩机，12—气体冷却器，14—膨胀阀，15—蒸发器，17—储液器，20—插头，24—电动元件，26—压缩元件，30—冷却剂导入管，34—冷却剂排出管，40—模块包，50—蓄电池，51—开关，52—开关元件组，54—开关元件，55—逆变器模块，58—冲击防止用开关元件，59—底座，60—电容器，70、80—散热板，72—弯曲面，74—带，82—平面。

具体实施方式

本发明为了解决现有技术的课题，其目的在于，提供一种在极力避免设置空间扩大的同时，能顺利进行驱动电动压缩机的电动机的逆变器模块的冷却的冷却剂循环装置。下面，参照附图详细描述本发明的实施方式。

(实施例1)

图1是本发明的冷却剂循环装置实施例之一的冷却剂电路图，图2是具备驱动电动压缩机用的逆变器模块的电路图。另外，本发明的冷却剂循环装置可以作为电动汽车的空调装置来使用。

在图1中，10是冷却剂循环装置1的冷却剂电路，该冷却剂电路10是通过将电动压缩机11、气体冷却器12、作为减压装置的电动膨胀阀14、蒸发器15及储液器17顺次配管连接为环状而形成的。即，电动压缩机11的冷却剂排出管34连接有气体冷却器12的入口。

由气体冷却器12出来的冷却剂配管36经电动膨胀阀14，连接着蒸发器15的入口。该电动膨胀阀14与控制装置100连接，通过该控制装置100来控制膨胀阀14的节流量。

另一方面，由蒸发器15出来的配管38连接着储液器17的入口。所述储液器17用来储存液体冷却剂，通过使电动压缩机11经该储液器17吸入来自蒸发器15的冷却剂，从而可以避免液体冷却剂被吸入电动压缩机11而进行液体压缩的不良情况的发生。

储液器17的出口连接有电动压缩机11的冷却剂导入管30。该冷却剂导入管30上设有用来检测由储液器17排出并被吸入电动压缩机11的吸入冷却剂温度的冷却剂温度传感器28，该冷却剂温度传感器28与所述控制装置100连接。

而且，控制装置100，根据由冷却剂传感器28检测的吸入冷却剂温度，控制所述电动膨胀阀14的节流量，以使该冷却剂温度不会上升到规定值以上。

另外，所述电动压缩机11是在密闭容器11A内设有电动元件(电动机)24和由该电动元件驱动的第一及第二回转压缩元件26、27的2段压缩式的旋转式压缩机。该电动压缩机11构成为：被施加如图2所示的来自电池50的直流电压经逆变器模块55变换成的三相模拟交流电压，由此，驱动电动元件24。

在这里，用图2说明具备起动电动压缩机11的逆变器模块55的电路。在图2中，50是电动汽车的主电池，经开关51或逆变器模块55向所述电动压缩机11提供电源。

该蓄电池50为直流电源，经如前所述的逆变器模块55变换为三相模拟交流电压后的电压提供给各电动压缩机11。该逆变器模块55，在模块包40内设有将电压利用开关变换为三相模拟交流电压用开关元件组52，该开关元件组52由开关元件54和图中未示出的开关冲击电压吸收用二极管构成。

另外，逆变器模块55设有防止冲击成为开关元件组52和直流电源的蓄电池50间的位置的电路用开关元件58。即，通过将冲击防止用开关58和所述开关元件组一体地模块化于模块包40内，从而构成逆变器模块55。

该冲击防止用开关元件58，是为了抑制连接蓄电池50之际流入电容器60的冲击电流和产生于电容器60的冲击电压而设置的元件。而且，在连接蓄电池50时，在打开开关51的状态下，控制冲击防止用开关元件58，通过控制冲击防止用开关元件58来抑制冲击电流，从而保护开关元件组52。

而且，模块包40中突出设有用来连接该模块包40内的开关元件组52及冲击防止用开关元件58与模块包40外部的蓄电池50、开关51、电容器60及电动压缩机11的插头20…(图1中未示出)。

通过这些插头20…，可以无障碍地连接模块包40内和模块包40外的机器。

在这里，由于所述逆变器模块55通过运转而发热，故为了可以散热而安装有散热板70。该散热板70由铝制的板材形成，如图3所示，安装为与设置在底座59上的逆变器模块55接触。再有，在本发明中，在该散热板70的与逆变器模块55接触的面相反的面上，可交换热量地设有储液器17。

即，通过在散热板70的与逆变器模块55接触的面相反的面上形成弯曲面72，使该弯曲面72与筒状的储液器17接触，利用夹具，例如利用带74固定储液器17的外周，在该状态下将带74的两端用螺钉76固定在散热板70上，从而进行安装。

这样，通过将储液器17安装在散热板70上，从而储液器17和逆变器模块55可以通过散热板70进行热交换。

根据上述的结构，说明本发明的冷却剂循环装置1的动作。若连接蓄电池50，则由逆变器模块55的开关元件组52将电池50的直流电压转换为三相模拟交流电压后，施加在作为电动压缩机11的电动机的电动元件24上。由此，电动压缩机11的电动元件24起动，低压冷却剂被吸入第一回转压缩元件26内并被压缩。

经第一回转压缩元件26压缩而成为中压的冷却剂被吸入第二回转压缩元件27内并被压缩后，成为高温高压的冷却剂，从冷却剂排出管34、排出到电动压缩机11的外部，流入气体冷却器12中。

在这里，冷却剂通过空气制冷方式散热后，到达电动膨胀阀14。在该电动膨胀阀14中冷却剂的压力下降，并以该状态流入蒸发器15。接着，冷却剂在蒸发器15中蒸发，与周围的空气进行热交换，发挥冷却作用。

然后，从蒸发器15出来的冷却剂接着到达储液器17。在这里，从蒸发器15出来的冷却剂并不完全为气体状态，还存在混杂着冷却剂的情况。这种情况下，可以利用储液器17将冷却剂储存在该储液器17内。因此，可以将冷却剂被吸入电动压缩机11内进行液体压缩不良情况的发生防患于未然。

另外，反复进行由储液器17排出的冷却剂从冷却剂导入管30被吸入电动压缩机11的第一回转压缩元件26内的循环。

另一方面，虽然通过运转逆变器模块55发热，但由于如前所述在散热板70上热交换地设置储液器17，故逆变器模块55可以经散热板70而与储液器17进行热交换。由此，可以使逆变器模块55发出的热量向储液器17排放。

此外，储液器17可以利用逆变器模块55发出的热量，来促进该储液器17内储存的液态冷却剂的蒸发。由此，可以顺利进行逆变器模块55的冷却，使散热用机器小型化成为可能。

还有，在本发明中，以将储液器17安装于已经安装在逆变器模块55的散热板70上的所谓的简单结构，可以使两者容易地进行热交换。

更有，由于可以通过在散热板70上形成弯曲面72而使筒状的储液器17与该弯曲面72接触，故可以使散热板70和储液器17间的热交换顺利且高效地进行。

另一方面，所述电动膨胀阀14，如前所述，由控制装置100根据冷却剂温度传感器28检测出的吸入冷却剂温度检测来控制节流量。即，在冷却剂温度传感器28检测出的冷却剂温度上升至规定值附近时，控制装置100减小电动膨胀阀14的节流量(增大膨胀阀14的开度)，使更多的冷却剂流入蒸发器15。由此，可以降低由蒸发器15排出并被吸入电动压缩机11的冷却剂的温度。

在这里，如现有的那样，在不进行对应于被吸入电动压缩机11的冷却剂温度的控制的情况下，若被吸入电动压缩机11的吸入冷却剂温度上升，则会发生电动压缩机异常温度上升、电动压缩机11的电动元件过热、电动机压缩机的运转引起故障的问题。这种情况下，与电动压缩机11连接的逆变器模块也会有过热、引起损伤的可能。另外，还会造成由于成为吸入冷却剂的通路的储液器17温度也上升，故经散热板70向逆变器模块55传导热的可能。

但是，通过根据吸入电动压缩机11的冷却剂温度来控制电动膨胀阀14的节流量，以使冷却剂温度不会成为规定值以上，从而可以防止上述不良情况于未然。

(实施例2)

另外，在上述实施例中，散热板70和储液器17构成为：在散热板70上形成弯曲面72，并使筒状储液器17与该弯曲面72接触，但还可以如图4所示，构成为：将储液器的一部分形成为平面82，使散热板80与该平面82接触的形式。这种情况下，也可以达到和所述实施例同样的效果。

Claims (8)

1、一种冷却剂循环装置，其中将电动压缩机、气体冷却器、减压装置、蒸发器及储液器顺次配管连接为环状，用逆变器模块驱动所述电动压缩机的电动机，其特征在于，

使所述储液器和所述逆变器模块进行热交换。

2、根据权利要求1所述的冷却剂循环装置，其特征在于，将所述储液器可交换热量地设置在安装于所述逆变器模块上的散热板上。

3、根据权利要求2所述的冷却剂循环装置，其特征在于，利用夹具将所述储液器安装于所述散热板上。

4、根据权利要求2或3所述的冷却剂循环装置，其特征在于，在所述散热板上形成弯曲面，使筒状的所述储液器与该弯曲面接触。

5、根据权利要求2或3所述的冷却剂循环装置，其特征在于，在所述储液器上形成平面，使所述散热板与该平面接触。

6、根据权利要求1～3中任一项所述的冷却剂循环装置，其特征在于，由电动膨胀阀构成所述减压装置，根据吸入所述电动压缩机内的冷却剂温度，控制所述电动膨胀阀的节流量，以使该温度不会上升到规定值以上。

7、根据权利要求4所述的冷却剂循环装置，其特征在于，由电动膨胀阀构成所述减压装置，根据吸入所述电动压缩机内的冷却剂温度，控制所述电动膨胀阀的节流量，以使该温度不会上升到规定值以上。

8、根据权利要求5所述的冷却剂循环装置，其特征在于，由电动膨胀阀构成所述减压装置，根据吸入所述电动压缩机内的冷却剂温度，控制所述电动膨胀阀的节流量，以使该温度不会上升到规定值以上。

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