CN1773115A - 密封式电动压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够减小整个压缩机所占的体积、提高控制单元和压缩机之间的电源连接及信号连接的作业效率并且能够提高连接的质量的密封式电动压缩机，其中设有：壳体内部设有驱动电路部分的控制单元(18)；和内部设有压缩机构部分(22)及由控制单元(18)进行驱动控制的电机部分(23)的压缩机机体(17)。控制单元(18)被安装在压缩机机体(17)中，同时，安装固定在控制单元(18)的机体上的控制单元侧连接器部分和安装固定在压缩机机体(17)上的压缩机机体侧连接器部分互相进行结合，形成电源连接及信号连接。

Description

密封式电动压缩机

技术领域

本发明涉及一种安装在冷冻装置及空气调节装置中的密封式电动压缩机，更具体地说，涉及一种把由使用交流电源的变频器控制装置对驱动部件进行控制的控制单元与压缩机安装成一体的密封式电动压缩机。

背景技术

目前，对家用空气调节装置等的小型化和节能性能的要求越来越高。从这样的观点出发，室内机中需要增大热交换器的热传导面积，室外机中不但要增大热交换器的热传导面积，同时还要求其实现小型化。另一方面，对于安装在室外机中的压缩机，也要求其实现小型化、高性能化。另外，对于压缩机而言，还要求其压缩机机体和控制单元实现一体化，压缩机的构成部件要小型化，制造时的组装过程要容易等。

此外，在家用空调器的压缩机中，由变频器进行控制的压缩机逐渐成为主流产品，压缩机和控制压缩机的控制单元被安装在空调器的室外机中，进行冷冻循环操作。

图8为表示现有的分体型空调器中的室外机的概略构成的斜视图。如图8中所示，室外机机体100中设有：将压缩机构(图中未示出)及驱动这一压缩机构的电动机(图中未示出)安装在密封容器内而构成的压缩机110、用于与外气进行热交换的室外热交换器120、和用于使外气发生流动从而进行热交换的的鼓风机130，这些构成部件被安装在外壳体(图中未示出)内。另外，用于驱动安装在室外机机体100的各个构成部件的驱动电路140与压缩机110相分离，被设置室外机机体100内的上部空间中。

驱动电路140中设有：用于驱动控制压缩机110的压缩机控制部分、用于驱动控制鼓风机130的鼓风机控制部分、用于驱动控制冷冻循环的冷冻循环控制部分、以及与室内机的连接线部分等。其中，压缩机控制部分占据着驱动电路单元140中的大部分体积。

另一方面，图9中示出了用于驱动用作空调器的压缩机110的、由变频器进行控制的压缩机的驱动电路。如图9中所示，这一驱动电路中包括：构成将交流市电电源200变换成直流的转换装置的整流电路210、构成将直流变换成三相交流后再驱动压缩机110中的电机220的变频装置的开关电路230、用于驱动开关电路230的栅极驱动电路240、以及形成通电信号的运算器250。其中，整流电路210由电抗器260、电容器270以及二极管280等组合而成。开关电路230由能够进行高速开关的IGBT(绝缘栅双极晶体管)或大功率晶体管等构成的开关元件290构成。

如图8中所示，驱动电路140与各个驱动部件分离设置，在组装时与这些驱动部件通过连接线进行连接。

另一方面，近年来在车载空调机中也开始安装由变频器进行控制的压缩机，出于使空调机实现小型、轻量化等目的而将压缩机和压缩机控制电路做成一体的例子也已经有公开(见日本专利公报特开2002-174178号公报、特开2003-13859号等)。

但是，在采用由使用交流市电电源的变频器加以驱动的压缩机的空调器中，由于压缩机机体和控制单元是分离设置的，且控制单元在室外机中占据很大的体积，因此，室外热交换器的有效热传导面积将被减少，从而使其性能受到影响。

另一方面，在使控制单元小型化后装到压缩机上部、再使控制单元和压缩机一体化以便减少在室外机中占据的体积的场合下，将会发生下面的问题：即，在控制单元和压缩机的电机部分之间进行电源连接及信号连接时，需要将各自的连接线结合在一起，从而会产生出无用的空间。并且，连接线中还可能存在结线错误及安装连接线花费时间等问题。并且，在连接线长度超过规定长度的场合下，还存在着容易发生噪声等问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，其目的在于提供这样一种密封式电动压缩机，这种密封式电动压缩机中的控制单元被安装在压缩机机体中，并与之构成一体，从而使含有驱动控制电路在内的整个压缩机部分所占的体积得到减小，而且使控制单元和压缩机之间的电源连接及信号连接的作业效率得到提高，同时连接质量也得到提高。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的密封式电动压缩机包括：驱动电路部分设置在其壳体内部的控制单元；和内部设有压缩机构部分和由所述控制单元进行驱动控制的电机部分的压缩机。另外，所述控制单元安装在所述压缩机机体中，同时，安装固定在所述控制单元的壳体上的第1连接部分和安装固定在所述压缩机机体上的第2连接部分之间进行互相结合，进行电源连接和/或信号连接。

附图说明

图1为安装有本发明第1实施例中的密封式电动压缩机的空气调节装置的室外机示意图，

图2为该密封式电动压缩机的正视示意图，

图3为表示该密封式电动压缩机的控制单元的内部构成的一个实例的俯视图，

图4为图3中的A-A线截面图，

图5为从底板部分一侧看到的该密封式电动压缩机的控制单元的俯视图，

图6为表示控制单元在上述密封式电动压缩机的压缩机机体上的安装方法的斜视图，

图7为表示本发明第2实施例中处于密封式电动压缩机的控制单元一侧的连接器部分、和处于压缩机机体一侧的连接器部分的构成的截面图，

图8为表示现有的分体式空调器中的室外机的概略构成的斜视图，

图9为用于驱动由变频器进行控制的压缩机的驱动电路图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的一些实施例进行详细描述。

(第1实施例)

图1为安装有本发明第1实施例中的密封式电动压缩机的空气调节装置的室外机的示意图，其中，图1(a)为室外机的俯视图，图1(b)为其正视图。室外机机体10中包括：外壳部分11、室外热交换器12、鼓风风扇13、鼓风机电机14、构成鼓风引导部件的锥形孔15和压缩机16。压缩机16中包括：压缩机机体17、和安装在其上部与之构成一体的控制单元18。

本实施例中的室外机机体10和图8中所示的现有室外机之间的不同之处在于压缩机的整体构成和驱动电路单元的构成。具体说来，占据驱动电路单元中大部分体积的压缩机控制单元18被制成了小型化，安装在压缩机机体17的上部并与之构成一体。因此，图1(b)中所示的在常规情况下因驱动电路单元而变得无法利用的斜线区域19可以作为有效的热传导面积来使用，从而可以增大空气调节能力。

另外，在本发明的第1实施例中，由于压缩机16中的压缩机机体17和控制单元18实现了一体化，因此不但可以提高室外机10的组装过程中的组装效率，而且在维修保养过程中压缩机16和控制单元18也可以作为一个部件来处理，提高维修保养的方便性。

图2为表示本发明第1实施例中的压缩机16的模块化正视图。如图2中所示，在由密封的压缩机外壳构成的压缩机机体17的内部，安装有用于对由致冷剂吸入管21吸入的致冷剂进行压缩的压缩机构部分22、和用于驱动压缩机构部分22的电机部分23。电机部分23产生的旋转力通过旋转轴(图中未示出)传递到压缩机构部分22中，使压缩机构部分22中的压缩部件(图中未示出)发生旋转运动或者往复运动，对致冷剂进行压缩；被压缩后的致冷剂经设置在上部的致冷剂排气管24提供到冷冻循环环路中。另外，压缩机机体17通过底板25安装固定在室外机10中。

图3为表示本发明第1实施例中的密封式电动压缩机的控制单元的一例内部构成的俯视图，图4为其A-A截面图。下面通过图3及图4来对控制单元18进行详细说明。控制单元18由侧板部分32、底板部分33和顶板部分34形成，呈圆筒形状，构成密封容器状的壳体35。壳体35的内部安装有用于对压缩机机体17的电机部分23及压缩机构部分22进行驱动/控制的驱动电路部件。驱动电路部件如图3中的双点划线所示可大致分为用于将交流市电电源变换成直流的转换装置即整流电路部分36、用于将直流变换成交流的变频器部亦即开关电路部分37、及控制电路部分38等各个区域。在控制单元18的中心位置上，设有让压缩机机体17的致冷剂排气管24穿过的排气管贯通部分39。整流电路部分36中设有二极管40、电容器41、电抗器42等部件。开关电路部分37中设有进行高速开关的IGBT元件43、和用于驱动这些元件的驱动电路44等部件。另外，控制电路部分38中还设置有控制信号发生器45及微电脑46等控制电路部件。

如图4中所示，安装在壳体35内部的各个驱动电路部件被安装在与壳体35的底面平行地设置的电路板49上。在构成壳体35的外侧面的侧板部分32上，设有用于向控制单元18中供给电源的电源提供部分47(见图3)、和向空调器的室内机或者室外机10中的鼓风机电机14等送出控制信号的控制端子(图中未示出)。另一方面，在壳体35的底板部分33上，设有用于从控制单元18的驱动电路部件向压缩机机体17提供电源和驱动控制信号的第1连接部分、亦即控制单元侧连接器部分55。该控制单元侧连接器部分55中设有凹入型端子56，此外，该控制单元侧连接器部分55通过橡胶板57等弹性材料安装固定在壳体35的底板部分33上。另外，上述凹入型端子部件56还与从基板49引出的连接线70进行具有可弯曲性的连接。

图5为底板部分33侧看到的控制单元18的俯视图。如图4及图5中所示，底板部分33上设有规定深度的槽59，槽59内埋设着控制单元侧连接器部分55和控制单元侧止动部件58。

图6为表示控制单元18在压缩机机体17上的安装方法的斜视图。图6(a)为说明安装方法的斜视图，图6(b)为表示安装好的状态的斜视图。如图6(a)中所示，压缩机机体17的上表面上设有：构成第2连接部分的压缩机机体侧连接器部分60、和从在压缩机机体17的上表面上伸出的致冷剂排气管24朝外侧凸出的压缩机侧止动部件61，上述压缩机机体侧连接器部分60、压缩机侧止动部件61分别设置在与控制单元18的控制单元侧连接器部分55、控制单元侧止动部件58相对应的位置上。压缩机机体侧连接器部分60上设有凸出型端子部件63，另外，与控制单元侧连接器部分55一样，压缩机机体侧连接器部分60也通过弹性材料安装固定在压缩机机体17上。

下面，使用图6(a)来说明将控制单元18安装到压缩机机体17上的方法。首先，使压缩机机体17的致冷剂排气管24穿到控制单元18的排气管贯通部39中，将控制单元18设置到压缩机机体17的上表面上(图中的箭头A所示的步骤)。这时，设在压缩机机体17上的压缩机机体侧连接器部分60和压缩机侧止动部件61处于嵌入到控制单元18的底板部分33上的槽59中的状态；接下来，如箭头B中所示的那样转动控制单元18，将位于底板部分33上的槽59内的压缩机机体侧连接器部分60的凸出型端子部件63插入/固定到控制单元侧连接器部分55的凹入型端子部件56中。另外，压缩机侧止动部件61和控制单元侧止动部件58发生接触，使凸出型端子部件63和凹入型端子部件56保持插入并固定的状态，并制止其进一步发生转动。另外，在本发明第1实施例中，将控制单元18设置在压缩机机体17的上表面时，通过垫上比方说薄片状的绝热材料(图中未示出)等后再进行设置。

图6(b)中示出了控制单元18已经在压缩机机体17的上安装好时的压缩机16，其中，控制单元18中只有电源提供部分47和向空调器的室内机或者室外机10的鼓风机电机14等送出控制信号的控制端子部件64被设置成面向外部。另外，虽然在本实施例中的图中没有示出，也可以使各个连接器部分在控制单元18已经在压缩机机体17上安装好的状态下进行结合，从而使控制单元18和压缩机机体17可以通过机械方式实现固定。

采用上述的本发明第1实施例的话，可以使控制单元18安装到压缩机机体17的上部并构成一体，从而能使密封式电动压缩机的包含控制单元18和压缩机机体17在内的整个机体实现小型化。此外，由于用于驱动控制压缩机的电源端子及控制端子的连接无需通过连接线等来进行，因此，供电连接及信号连接可以在很小的空间内进行，且连接也变得很可靠。另外，由于不存在露在外部的导线等，因此可以防止噪声等的发生，可以提高信号传送时的质量。

此外，控制单元18和压缩机机体17之间的连接器部分55、60的结合只通过将设置在压缩机机体17上的控制单元18转动就可以完成，因此，可以连接线连接变得非常简便，压缩机的组装效率也可以提高。另外，通过使分别设置的、构成定位部的止动部件58、61发生接触，就可以防止多余的转动，不但可以防止各个连接器部分55、60因加上了过大的负载发生损坏，同时也可以实现定位，进行可靠的连接线连接。

另外，安装固定在控制单元18的壳体35上的控制单元侧连接器部分55及安装固定在压缩机机体17上的压缩机机体侧连接器部分60的至少一方通过垫着弹性材料即橡胶板57进行安装固定。这样，压缩机16进行旋转运动或者往复运动时发生的振动现象可以由弹性体加以吸收，连接器部分55、60的破损及解除结合等情况可以被防止，从而可以进行稳定可靠的连接线连接。

另外，由于要对致冷剂进行压缩操作，故压缩机机体17的温度会升高，特别是设有致冷剂排气管24的上表面部分的温度可能很高。但是在本发明中，通过采用了在压缩机机体17和控制单元18之间设置绝热材料的构成，可以防止高温对控制单元18的影响，提高控制单元18的可靠性，还可以通过绝热材料抑制压缩机的振动传递到控制单元18中。

(第2实施例)

图7为表示本发明第2实施例中的密封式电动压缩机的控制单元侧连接器部分和压缩机机体侧连接器部分的构成情况的截面图。在第2实施例中，压缩机机体17及控制单元18的主要构成部件、安置在压缩机机体17的上表面上的控制单元18以及两者之间的电源连接及信号连接等与第1实施例中相同。不同之处在于信号连接的构成，亦即各个的信号连接器部分的构成。

图7中示出了本发明第2实施例中的、分别设置在控制单元18中的控制单元侧连接器部分71和设置在压缩机机体17中的压缩机机体侧连接器部分72发生互相结合时的状态。与第1实施例中一样，这样的结合也是通过转动控制单元18来实现的。另外，与第1实施例中一样，用于从控制单元18向压缩机机体17提供电源的端子部件也是通过凸出型端子部件插入到凹入型端子部件中来进行连接，并与图7中所示的构成并列设置。图7中示出了用于在控制单元18和压缩机机体17之间进行控制信号的接收/发送的连接器部分的详细构成。

在本发明的第2实施例中，连接器部分之间的信号发送/接收方式为光信号方式。控制单元侧连接器部分71如图7中所示的那样镶入到压缩机机体侧连接器部分72中。控制单元侧连接器部分71中包括：连接器外壳73、和由换能器74和发送/接收端75构成的控制单元侧收发组件76，且换能器74与来自控制单元18的连接线84相连接。另外，压缩机机体侧连接器部分72中包括：连接器机体77、和由换能器78和发送/接收端79构成的压缩机单元侧收发组件80，所述换能器78与来自压缩机机体17的连接线81相连接。

另外，控制单元侧连接器部分71中的连接器外壳73通过弹性材料82安装固定在控制单元18中的底板部分33上，而压缩机机体侧连接器部分72中的连接器外壳77则通过弹性材料83安装固定在压缩机机体17上。

控制单元18侧的发送/接收端75和压缩机机体17侧的发送/接收端79需要进行光轴调整，另外两者之间的间隔也需要进行调整。这些发送/接收端75、79为用于输入/输出光信号的插头，两者之间进行光信号的发送和接收。来自控制单元18的输入信号如压缩机的工作/停止信号、频率指示及(热敏电阻的)温度信息等电信号先由换能器74变换成光信号，再从发送/接收端75以光信号的形式发送出去，由压缩机机体17侧的发送/接收端79进行接收，然后由换能器78变换成电信号后，对压缩机16的工作进行控制。另一方面，压缩机16内的压缩机构部分22和驱动压缩机构部分22的电机部分23的内部温度及工作电流等信息也先由换能器78从电信号变换成光信号，再通过收发组件79发送到控制单元18一侧。

这样，在本发明的第2实施例中，控制单元18和压缩机机体17之间的控制信号传递通过不发生电接触的信号连接方式、具体地说通过光信号的发送/接收来进行。为此，无需使用信号线等连线，采用信号线接收时产生的噪声、电绝缘性、传递性、温度环境、粉尘等设置环境的影响可以排除，可以实现高可靠性的信号连接。

另外，虽然本实施例中的信号发送/接收方式使用的是光信号方式，但是，不使用信号线的其它方式如磁场方式及振动传达方式等也是可以采用的。

综上所述，采用本发明的话，可以将控制单元安装在压缩机的机体上部并形成一体，实现密封式电动压缩机的小型化，并且还可以提高控制单元和压缩机之间的电源连接及信号连接的作业效率。同时，控制单元和压缩机之间的电源连接及信号连接可以在很小的空间可靠地进行，并且还可以防止噪声等的发生，从而可以提供一种连接质量得到提高了的密封式电动压缩机。因此，本发明可以适用在空调设备、电冰箱或者自动售货机等中。

Claims (7)

1.一种密封式电动压缩机，其特征在于包括：壳体内部设有驱动电路部分的控制单元；和内部设有压缩机构部分和由所述控制单元进行驱动控制的电机部分的压缩机，

所述控制单元安装在所述压缩机机体中，同时，安装固定在所述控制单元的所述机体上的第1连接部分和安装固定在所述压缩机机体上的第2连接部分进行互相结合，至少进行电源连接和信号连接。

2.如权利要求1中所述的密封式电动压缩机，其特征在于：所述第1连接部分和所述第2连接部分中的至少一方通过弹性材料进行安装固定。

3.如权利要求1或者2中所述的密封式电动压缩机，其特征在于：所述第1连接部分和所述第2连接部分之间的所述信号连接通过不发生电接触的信号连接装置进行信号连接。

4.如权利要求3中所述的密封式电动压缩机，其特征在于：所述信号连接装置为采用光信号传达方式的信号连接装置。

5.如权利要求1中所述的密封式电动压缩机，其特征在于：所述控制单元在所述压缩机机体可以发生位移，第1连接部分和第2连接部分随着上述位移而互相固定在一起。

6.如权利要求5中所述的密封式电动压缩机，其特征在于：控制单元壳体和压缩机机体中的至少一方上设有转动定位部分。

7.如权利要求1中所述的密封式电动压缩机，其特征在于：压缩机机体和控制单元的壳体之间设置有绝热材料。

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