JP2003193973A

JP2003193973A - 密閉型圧縮機及び密閉型圧縮機のリサイクル方法

Info

Publication number: JP2003193973A
Application number: JP2001395654A
Authority: JP
Inventors: Eiji Watanabe; 英治渡邊
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の密閉型圧縮機の誘導電動機の回転子は
電磁鋼板とアルミニウム部材により構成されているた
め、解体時に回転子側のアルミニウムと電磁鋼板の分別
が困難であり、コストも割高となっていた。また、ＤＣ
電動機の回転子は電磁鋼板と永久磁石により構成されて
おり、永久磁石の影響で、解体作業が困難であり、コス
トも割高となっていた。【解決手段】密閉圧縮機の電動機の回転子を電磁鋼板
とカシメ用の鉄系部材とし、アルミ部材や永久磁石を用
いないシンクロナスリラクタンス形モータとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍空調装置に用
いる密閉型圧縮機に関するものであり、特に密閉型圧縮
機の電動機構成及び密閉圧縮機のリサイクルに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のロータリ圧縮機の縦断面
図であり、図７、図８は、このロータリ圧縮機に用いら
れる電動機の横断面図であり、それぞれ、誘導電動機、
ＤＣモータである。図６において、電動機１は固定子２
と回転子３からなり、駆動軸５を回転させて、フレーム
４ｉ、シリンダヘッド４ｊ、シリンダ４内でピストン４
ｄを回転させて吸入冷媒を圧縮し吐出する。

【０００３】このとき、図７に示すように電動機１が誘
導電動機である場合、固定子２は電磁鋼板２ａ及び銅線
の巻線２ｃから構成され、回転子３は電磁鋼板３ａとア
ルミ製のかご形導体３ｇ等により構成されている。ま
た、運転回転数は電源周波数（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）と
同等な周波数で運転される。

【０００４】一方、図８に示すように電動機１がＤＣモ
ータ（インバータ機）である場合、固定子２は電磁鋼板
２ａ及び銅線の巻線２ｃから構成され、回転子３は電磁
鋼板３ａ、永久磁石３ｈ、バランスウェイト（図示せ
ず）及び電磁鋼板３ａとバランスウェイトを固定するた
めのリベット３ｅにより構成されている。また、運転回
転数は電源周波数に関係なく、運転基板の制御により任
意の回転数で運転可能となっている。回転子３には永久
磁石３ｈが組み込まれているため、磁気的な凸極性を有
している。そのため、永久磁石３ｈによるマグネットト
ルクに加えて、回転子３の凸極性に起因して発生するリ
ラクタンストルクが利用できる構造となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６、
図７に示す従来のロータリ圧縮機において、誘導電動機
１の回転子３は、電磁鋼板３ａとアルミニウム製のかご
形導体３ｂ等により構成され、また電磁鋼板３ａの固定
手段としてアルミニウム等が使用されており、コストが
割高となっていた。また、解体時には回転子３側のアル
ミニウムと電磁鋼板２０の分別が困難であった。

【０００６】一方図６、図８に示すように電動機部１が
ＤＣモータ（インバータ機）である場合、固定子２は電
磁鋼板２ａと銅線の巻線２ｃ、回転子３は電磁鋼板３ａ
と永久磁石３ｃにより構成されており、回転子３の電磁
鋼板３ａとバランスウェイトの固定手段としてはリベッ
ト３ｅ等鉄系素材が用いられている。ＤＣモータ搭載機
の場合、モータに用いられる永久磁石３ｃのコストが割
高となっていた。また、破砕機を用いた解体時には回転
子３に用いられている永久磁石３ｃの磁力の影響によ
り、破砕機により破砕された圧縮機の中から永久磁石３
ｃが飛び出し、破砕された磁性体を吸引し塊となった
り、破砕機の各部位に永久磁石３ｃが吸着しその周辺に
破砕された磁性体が吸引されるなどの問題が生じ分別が
非常に困難であり、解体作業自体も困難なものであっ
た。

【０００７】本発明は、前記従来技術の課題を解消する
ためになされたものであり、密閉型圧縮機に用いられる
電動機の解体・分別性を容易なものとし、密閉型圧縮機
の解体・分別性を向上させ、地球環境にやさしい密閉型
圧縮機を得ることを目的としている。また、密閉圧縮機
に使用する冷媒をオゾン層破壊がないか少ないものと
し、地球環境にやさしい密閉型圧縮機を得ることを目的
としている。また、前記の地球環境にやさしい密閉型圧
縮機を得ることを目的とするとともに、電動機を安価に
し、安価な密閉型圧縮機を得ることを目的とする。ま
た、前記の地球環境にやさしい密閉型圧縮機を得ること
を目的とするとともに、信頼性の高い密閉圧縮機を得る
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１の密
閉型圧縮機は、密閉容器内に、固定子と回転子とからな
る電動機と、該電動機に駆動軸を介して連結され、駆動
される圧縮機構部とを収容した密閉型圧縮機において、
電動機にシンクロナスリラクタンスモータを用いたもの
である。

【０００９】また、この発明の請求項２の密閉型圧縮機
は、密閉ケース内に、固定子と回転子とからなる電動機
と、該電動機に回転軸を介して連結され、駆動される圧
縮機構部とを収容した密閉型圧縮機において、電動機に
シンクロナスリラクタンスモータ、またはスイッチドリ
ラクタンスモータを用い、使用冷媒を炭化水素系冷媒、
またはＨＦＣ冷媒とし、密閉容器内に炭化水素系冷媒、
またはＨＦＣ冷媒と非相溶の冷凍機油を封入したもので
ある。

【００１０】また、この発明の請求項３の密閉型圧縮機
は、請求項２において、密閉容器内に炭化水素系冷媒、
またはＨＦＣ冷媒と相溶性を有する冷凍機油を封入した
ものである。

【００１１】また、この発明の請求項４の密閉圧縮機の
リサイクル方法は、密閉ケース内に、電動機としてのシ
ンクロナスリラクタンスモータ、またはスイッチドリラ
クタンスモータと、該リラクタンスモータに回転軸を介
して連結され、駆動される圧縮機構部とを収容した密閉
型圧縮機のリサイクル方法であって、冷凍機油を取り出
す工程と、冷凍機油除去後の圧縮機を冷却破砕する工程
と、破砕品を分別する工程とを含み、永久磁石の脱磁工
程、並びにアルミニウム及び永久磁石の分別工程を含ま
ない密閉型圧縮機のリサイクル方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、実施の形態
１について図に基づいて説明する。図１は、実施の形態
１のロータリ圧縮機の縦断面図、図２はその圧縮機構部
を示す横断面図、図３はその電動機を示す横断面図、図
４は電動機の積層状態を示す斜視図である。図１、図２
において、ロータリ圧縮機は固定子２と回転子３からな
る電動機１、及び電動機１により駆動軸５を介して駆動
される圧縮機構部４により構成され、これらが密閉容器
６に収容されている。

【００１３】圧縮機構部４は、吸入口４ａ、吐出口４ｂ
が開口するシリンダ室（後述の高圧室４ｆと低圧室４ｅ
を合せたもの）を有するシリンダ４ｃと、駆動軸５の偏
芯軸部５ａに回転自在に嵌入され、前記シリンダ４ｃ内
に配置されたピストン４ｄと、シリンダ室を吸入口４ａ
に通じる低圧室４ｅと吐出口４ｂに通じる高圧室４ｆと
に区画するベーン４ｇと、ベーン４ｇをピストン４ｄに
適度な力で押付けるベーンスプリング４ｈと、シリンダ
４ｃの一方の開放端に設置され駆動軸長部５ｂを回転自
在に保持するフレーム４ｉと、シリンダ４ｃの他方の開
放端に設置され駆動軸短部５ｃを回転自在に保持するシ
リンダヘッド４ｊとから構成される。また、圧縮動作
は、駆動軸５の回転によりピストン４ｄがシリンダ室の
内壁に沿って公転し、この公転毎に吸入口４ａから吸入
した冷媒ガスを圧縮し、吐出口４ｂから吐出するように
なっている。

【００１４】図３において、図３（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）は、固定子２及び回転子３の組合せの例
を示す。本実施の形態の電動機１は、スイッチドリラク
タンスモ−タであり、固定子２は、凸極構造をもち、電
磁鋼板２ａを積層し、凸極部２ｂに銅線の巻線２ｃが巻
かれる集中巻構造となっている。

【００１５】また、回転子３は、電磁鋼板３ａを積層
し、凸極部３ｂの凸極構造をもつ。回転子３は、従来の
回転子３と異なり、アルミニウム製のかご形導体３ｇ
や、永久磁石３ｈを用いることなく、図４に示すように
凸極部３ｂを有する電磁鋼板３ａを積層し、積層した電
磁鋼板３ａとバランスウェート３ｃを固定するための鉄
系のカシメ部材３ｄにより構成されている。

【００１６】本電動機１の回転は次のようになされる。
回転子３に連結された駆動軸５は、巻線２ｃに通電する
ことにより発生する電磁力で回転子３の凸極部３ｂを吸
引することにより回転され、通電させる巻線２ｃを順次
切替えることにより連続的な回転トルクが得られ、定め
られた角度づつ回転することが可能となる。

【００１７】次にリサイクル（解体作業）について述べ
る。従来、密閉型圧縮機の解体は冷凍空調装置等の冷凍
サイクルから圧縮機を取り外し、破砕機にかけて鉄くず
として分別・廃却されていたが、本実施の形態の密閉型
圧縮機の解体は次の工程で行なわれる。（１）密閉型圧縮機から冷凍機油を取り出す工程（２）冷却装置で密閉型圧縮機を冷却する工程（３）破砕機で密閉圧縮機を破砕する工程（４）破砕品を分別する工程これらの解体工程で、本密閉圧縮機は永久磁石３ｈを有
していないため、破砕工程前の永久磁石３ｈの分別また
は永久磁石３ｈの脱磁工程はない。また、回転子３にア
ルミニウムを有していないので、破砕品の分別工程にア
ルミニウムの分別は含まない。

【００１８】従来の密閉型圧縮機を本解体方法で行なう
場合、回転子３に使用されているアルミニウム製のかご
型導体３ｇや永久磁石３ｈも一緒に破砕機に掛けられる
ことになり、鉄、アルミニウム、磁石の分別は困難であ
った。特に、破砕機により破砕された圧縮機がＤＣモー
タ搭載機であった場合、圧縮機の中から永久磁石３ｈが
飛び出し、破砕された磁性体を吸引し塊となったり、破
砕機の各部位に永久磁石３ｈが吸着しその周辺に破砕さ
れた磁性体が吸引されるなどの問題が生じる。

【００１９】しかしながら、前記のようにスィッチドリ
ラクタンスモータを使用するロータリ圧縮機では、従来
回転子３に用いられていたアルミニウム製かご型導体３
ｇや永久磁石３ｈを用いることなく電動機１を構成する
ことが可能となった。そこで、前記の従来の問題が解消
し、解体・分別作業が容易になり、リサイクル率が向上
し環境にやさしい圧縮機が得られる。また、永久磁石３
ｈ、アルミニウム製かご型導体３ｇを使用しないことに
より、安価な密閉型圧縮機が得られる。

【００２０】実施の形態２．以下、実施の形態２につい
て図に基づいて説明する。本実施の形態では、電動機の
構成が異なるだけで、その他は実施の形態１と同じであ
る。図５は、ロータリ圧縮機の電動機１を示す横断面図
であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に固定子
２及び回転子３の組合せの例を示す。電動機１は、シン
クロナスリラクタンスモータであり、固定子２は、従来
の誘導電動機の固定子２とほぼ同様であるが、巻線２ｃ
は、回転子３の多数のスリット３ｆに分布させて巻線２
ｃが巻かれる分布巻構造となっている。

【００２１】また、回転子３は、電磁鋼板３ａを積層し
た凸極構造をもち、従来の回転子３と異なり、アルミニ
ウム製のかご形導体３ｇや永久磁石３ｈを用いることな
く電磁鋼板３ａを積層し、積層した電磁鋼板３ａ及びバ
ランスウェート（図示省略）を固定するための鉄系のカ
シメ部材（図示省略）により構成されている。また、回
転子３の形状は、図５に示すように積層されている電磁
鋼板３ａの円筒型の一部を切り落とした形状や、スリッ
ト３ｆを入れる等した凸極構造をなす形状をしている。

【００２２】また、回転子３に連結された駆動軸５は、
巻線２ｃに通電することにより発生する電磁力で回転子
３の磁性部分を吸引することにより回転され、通電され
る巻線２ｃを順次切替えることにより定められた角度づ
つ回転する。スイッチドリラクタンスモータはステータ
の巻線仕様が集中巻であり、回転子の動きがスムースで
ない（コギング力が大きい）のに対して、シンクロナス
リラクタンスモータはステータの巻線仕様が分布巻であ
り、回転子の動きがスイッチドリラクタンスモータに比
べてスムースである。そこで、圧縮機に搭載すると、シ
ンクロナスリラクタンスモータの方がスイッチドリラク
タンスモータに比べて圧縮機の振動が小さく、音が静か
になる特徴がある。

【００２３】本密閉型圧縮機のリサイクル時の解体につ
いては、前記の実施の形態１のスイッチドリラクタンス
モータを用いた密閉型圧縮機と同じである。そこで、従
来の解体時の問題が解消し、解体・分別作業が容易にな
り、リサイクル率が向上し環境にやさしい圧縮機が得ら
れるのも同じである。また、永久磁石３ｈ、アルミニウ
ム製かご型導体３ｇを使用しないことにより、安価な密
閉型圧縮機が得られる点も同じである。

【００２４】実施の形態３．次に本発明の実施の形態３
について説明する。本例のロータリ圧縮機は、実施の形
態１または実施の形態２のように構成された圧縮機にお
いて、冷媒としてプロパン、イソブタン等の炭化水素系
冷媒、またはＨＦＣ冷媒を使用し、密閉容器６内にプロ
パン、イソブタン等の炭化水素系冷媒、またはＨＦＣ冷
媒と非相溶の冷凍機油が封入されている。

【００２５】このように構成されたロータリ圧縮機で
は、プロパン、イソブタン等の炭化水素系冷媒、ＨＦＣ
冷媒が、それぞれ、オゾン層破壊作用がない、少ないこ
とにより地球環境にやさしい密閉型圧縮機が得られる。

【００２６】また、プロパン、イソブタン等の炭化水素
系冷媒、またはＨＦＣ冷媒が冷凍機油に溶け込むことが
ないため、冷凍機油の粘度が低下することなく各摺動部
に供給されるため、摺動部の異常摩耗、焼付等を防止す
ることが可能となる。

【００２７】また、プロパン、イソブタン等の炭化水素
系の可燃性冷媒を使用した場合においては、冷凍機油へ
の可燃性冷媒の溶け込みが殆ど無いので、冷凍機油への
冷媒の溶け込み量を見越し余分な冷媒を封入する必要が
無くなり、冷凍空調機器への冷媒封入量を減らすことが
可能となる。このため、封入冷媒が室内に漏洩した場合
でも爆発限界に達することがない。

【００２８】実施の形態４．次に、本発明の実施の形態
４について説明する。本例のロータリ圧縮機は、実施の
形態１、２の様に構成された圧縮機において、プロパ
ン、イソブタン等の炭化水素系冷媒、または、ＨＦＣ冷
媒に対して相溶性を有する冷凍機油が密閉容器６内に封
入されている。

【００２９】このように構成されたロータリ圧縮機で
は、プロパン、イソブタン等の炭化水素系冷媒、ＨＦＣ
冷媒が、それぞれ、オゾン層破壊作用がない、少ないこ
とにより地球環境にやさしい密閉型圧縮機が得られる他
に、次の効果が得られる。たとえ密閉容器６内から冷凍
サイクル中へ冷凍機油が持ち出され、密閉容器６内の冷
凍機油の量が減少したとしても、プロパン、イソブタン
等の炭化水素系冷媒、またはＨＦＣ冷媒と冷凍機油が相
溶性を有しているので、冷凍サイクル中を流れる冷媒に
よって再度密閉容器６内に返油されるので、密閉容器６
内の冷凍機油は枯渇することなく、各摺動部への冷凍機
油の供給が確保される。また、炭化水素系冷媒が相溶し
た冷凍機油が付着した場合、誘導電動機では、硬い鉄の
部分と柔らかいアルミニウムの部分とが混在するため、
解体時に火花がでやすく、装置の故障の原因となる恐れ
があるが、リラクタンスモータでは、アルミニウムの使
用がなく、解体時に火花がでにくく、装置の故障を抑制
できる。

【００３０】以上、前記の実施の形態では、密閉圧縮機
としてロータリ圧縮機について述べたが、本発明の技術
はロータリ圧縮機以外のスクロール圧縮機、レシプロ圧
縮機等にも適用でき、同様な効果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】この発明の請求項１の密閉型圧縮機は、
密閉容器内に、固定子と回転子とからなる電動機と該電
動機に駆動軸を介して連結され、駆動される圧縮機構部
とを収容した密閉型圧縮機において、電動機にシンクロ
ナスリラクタンスモータを用いたので、電動機部にアル
ミニウムや永久磁石などを用いないシンクロナスリラク
タンス形モータを用いることにより安価な密閉型圧縮機
を得ることができる。また、解体時にはアルミニウムや
永久磁石を分別する必要がなくなるため、解体・分別作
業が容易になり、リサイクル率も向上し地球環境にやさ
しい密閉型圧縮機を得ることができる。

【００３２】また、この発明の請求項２の密閉型圧縮機
は、密閉ケース内に、固定子と回転子とからなる電動機
と該電動機に回転軸を介して連結され、駆動される圧縮
機構部とを収容した密閉型圧縮機において、電動機にシ
ンクロナスリラクタンスモータ、またはスイッチドリラ
クタンスモータを用い、使用冷媒を炭化水素系冷媒、ま
たはＨＦＣ冷媒とし、密閉容器内に炭化水素系冷媒、ま
たはＨＦＣ冷媒と非相溶の冷凍機油を封入したので、冷
媒によるオゾン層の破壊がないか少なく、地球環境にや
さしい密閉型圧縮機を得ることができるとともに、冷媒
が冷凍機油に溶け込むことがなく、そこで冷凍機油は粘
度が低下することなく各摺動部に供給され、摺動部の異
常摩耗、焼付等を防止することが可能となり、高信頼性
の密閉型圧縮機を得ることが出来る。

【００３３】また、この発明の請求項３の密閉型圧縮機
は、請求項２において、密閉容器内に炭化水素系冷媒、
またはＨＦＣ冷媒と相溶性を有する冷凍機油を封入した
ので、オゾン層の破壊がないか少なく、地球環境にやさ
しい密閉型圧縮機を得ることができるとともに、密閉容
器内から冷凍サイクル中に冷凍機油が持ち出され、密閉
容器内の潤滑油の量が減少したとしても、冷媒と冷凍機
油が相溶性を有しているので冷凍サイクル中を流れる冷
媒によって再度密閉容器内に返油されるので、密閉容器
内の潤滑油は枯渇することなく、各摺動部への冷凍機油
の供給が確保されるため、摺動部の異常摩耗、焼付等を
防止することが可能となり、高信頼性の密閉型圧縮機を
得ることができる。

【００３４】また、この発明の請求項４の密閉圧縮機の
リサイクル方法は、密閉ケース内に、電動機としてのシ
ンクロナスリラクタンスモータ、またはスイッチドリラ
クタンスモータと、該リラクタンスモータに回転軸を介
して連結され、駆動される圧縮機構部とを収容した密閉
型圧縮機のリサイクル方法であって、冷凍機油を取り出
す工程と、冷凍機油除去後の圧縮機を冷却破砕する工程
と、破砕品を分別する工程とを含み、永久磁石の脱磁工
程、並びにアルミニウム及び永久磁石の分別工程を含ま
ないので、解体時にアルミニウムや永久磁石を分別する
必要がなくなるため、解体・分別作業が容易になり、リ
サイクル率も向上し地球環境にやさしい密閉型圧縮機を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の縦
断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１の圧縮機構部の横断面
図である。

【図３】本発明の実施の形態１の電動機の横断面図で
ある。

【図４】本発明の実施の形態１の回転子の積層状態を
示す斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態２の電動機の横断面図で
ある。

【図６】従来のロータリ圧縮機の縦断面図である。

【図７】従来の誘導モータの横断面図である。

【図８】従来のＤＣモータの横断面図である。

【符号の説明】

１電動機、２固定子、３回転子、４圧縮機構
部、５駆動軸、６密閉容器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 15/02 Ｈ０２Ｋ 15/02 ＡＦターム(参考） 3H003 AA05 AB04 AC03 CE03 CF04 3H029 AA02 AA15 AB03 BB05 BB32 BB35 CC07 CC27 CC46 5H615 AA03 BB01 BB07 BB14 BB16 PP01 PP02 PP06 PP12 QQ02 QQ19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器内に、固定子と回転子とからな
る電動機と、該電動機に駆動軸を介して連結され、駆動
される圧縮機構部とを収容した密閉型圧縮機において、前記電動機にシンクロナスリラクタンスモータを用いた
ことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】密閉ケース内に、固定子と回転子とから
なる電動機と、該電動機に回転軸を介して連結され、駆
動される圧縮機構部とを収容した密閉型圧縮機におい
て、前記電動機にシンクロナスリラクタンスモータ、または
スイッチドリラクタンスモータを用い、使用冷媒を炭化
水素系冷媒、またはＨＦＣ冷媒とし、前記密閉容器内に
前記炭化水素系冷媒、または前記ＨＦＣ冷媒と非相溶の
冷凍機油を封入したことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項３】前記密閉容器内に前記炭化水素系冷媒、
またはＨＦＣ冷媒と相溶性を有する冷凍機油を封入した
ことを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】密閉ケース内に、電動機としてのシンク
ロナスリラクタンスモータ、またはスイッチドリラクタ
ンスモータと、該リラクタンスモータに回転軸を介して
連結され、駆動される圧縮機構部とを収容した密閉型圧
縮機のリサイクル方法であって、冷凍機油を取り出す工
程と、冷凍機油除去後の圧縮機を冷却破砕する工程と、
破砕品を分別する工程とを含み、永久磁石の脱磁工程、
並びにアルミニウム及び永久磁石の分別工程を含まない
ことを特徴とする密閉型圧縮機のリサイクル方法。