JP2004044408A

JP2004044408A - Electric compressor

Info

Publication number: JP2004044408A
Application number: JP2002199784A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Imaizumi; 今泉　徹哉; Ikuo Mizuno; 水野　育雄; Kenji Oda; 小田　謙治; Hideki Koseki; 小関　秀樹
Original assignee: Ubukata Industries Co Ltd
Current assignee: Ubukata Industries Co Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-09
Also published as: JP3916062B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric compressor having an excellent efficiency of heat exchange between a protective device and a refrigerant. <P>SOLUTION: This electric compressor 1 for refrigerant comprises a motor 3 and a compressor 4 disposed in a pressure vessel 2. The refrigerant is led from the outside directly into the compressor 4 through a suction pipe 5, released to the inside of the pressure vessel 2 after being compressed, and re-fed to the outside through a delivery pipe 6 after the heat exchange thereof with the motor 3. The protective device 11 is disposed at the end part of the delivery pipe 6 in the container so that the holder thereof can be used as a refrigerant passage. The protective device 11 is heated by an energizing current to the motor and exchanges a heat with the refrigerant to detect an over-current and an over-heating so as to open/close a contact mechanism. Since the refrigerant flowing to the delivery pipe surely flows through the protective device, the heat exchange can be improved and the protective device can be more efficiently cooled during normal operation. As a result, a normal operating current can be increased more than before. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はエアコンや冷凍機などの冷媒圧縮に使用される保護装置を取付けられた冷媒圧縮用電動圧縮機に関するものであり、保護装置が冷媒温度をより効率よく検知するための構造を提唱するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からエアコンや冷凍機などの冷凍サイクルに使用される電動圧縮機において、過負荷による過電流や内部異常による発熱などを検出し、焼損などの危険から電動機を保護するための保護装置を取りつけたものが使用されている。この保護装置としては、電動圧縮機が有する圧力容器の外側に取りつけるものと圧力容器に内蔵するものとがあるが、冷媒の温度変化に対する応答性のよい内蔵型の方が保護性能等の上から有利である。
【０００３】
このような保護装置を内蔵した電動圧縮機においては、従来は保護装置を電動機のコイルエンド上に縛り紐などで取り付けていた。この保護装置は電動圧縮機の圧力容器内の圧縮冷媒中に曝されるので金属製の気密容器構造とされ、気密容器内部にバイメタルなどの熱応動板による接点機構を有している。この接点機構は周囲からの熱を受けるとともに、電動機への通電電流を流す事によって内部の構成部品が自己発熱するようにされており、周囲の過熱や過負荷状態などにおける電流増加が発生すると熱応動板の温度が上昇して動作温度にまで達し、接点間を開放するようにされている。
【０００４】
このように保護装置をコイルエンド上に取り付ける場合には、過負荷状態などにおいて電流上昇により保護装置の内部発熱量が増加すると同時にコイルの温度も上昇することにより保護装置に伝えられる熱も増加するので、異常を素早く検知することができる。しかしコイルエンド上に紐で縛り固定する作業は機械化が難しく製造作業が煩雑になるなどの問題がある。また常にコイルエンドからの熱を受けているので保護装置自体の通常温度も高くなるので熱応動板の動作温度も比較的に高く設定せねばならず、通常運転時と異常時の温度差を大きく取る事が難しくなる。このように通常運転時と異常時の温度差を充分に取る事ができないと、許容されるべき短時間の過負荷などによる一時的な電流増加にも過敏に反応するため、特に通常電流が大きいものやコイルの発熱量が多いものにおいては保護装置として使用しづらいものとなっていた。
【０００５】
これに対して保護装置の取り付けを別の構成とした電動圧縮機の例として、圧力容器の内面や導電端子上に取付金具や端子等によって保護装置を取り付けるものが提案されている。このように保護装置を圧力容器の内面に取り付ける場合には、紐などで縛りつける場合と比較して取付作業を簡素化できる。また冷媒により冷却される構造となるので、コイル上に取りつけられた場合と比較して同じ保護装置でも比較的大きな電流で使用することができる。
【０００６】
さらにこの場合には取付端子などによって保護装置の取付姿勢が決まり、それによって保護装置の金属製気密容器などの充電部分が圧縮機の金属部分などに近接する位置も決まる。そのため容器全体を絶縁体で覆う必要はなく、必要な部分だけを覆うようにして気密容器が冷媒に直接接触する面積を増やすことができる。圧力容器内を流れる吐出冷媒の温度は電動機のコイルよりも低く、コイルを冷却しながら吐出管方向へと流れている。つまり冷媒はコイルに加熱されているのでその下流に保護装置を配置することで、冷媒を介してコイルの過熱を検出することができる。
【０００７】
また通常運転時に保護装置の自己発熱による熱を冷媒が奪って保護装置を冷却することで熱応動板が動作温度に至らないように設定しておくことにより、過電流による内部発熱量の増加や冷媒の温度上昇だけでなく、漏洩などによって冷媒が減少した場合にも保護装置が充分に冷却されなくなるので保護装置は動作し、電動機への通電を遮断することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の保護装置の取付けにおいては、保護装置は圧力容器中にあり冷媒に曝されてはいるものの、必ずしも冷媒の流れを考慮されたものではないので、冷媒との熱交換と言う点においては充分に効率が良いとは言いきれない面があった。そこで本発明は保護装置と冷媒の熱交換関係を向上させた構造を有する電動圧縮機を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動圧縮機は、圧縮機からの吐出冷媒が圧力容器中を流通するいわゆる高圧式の電動圧縮機において、電動機と吐出管との間に保護装置を備え、この保護装置は金属製の気密容器を持つプロテクタ本体とそれを収納するホルダからなり、この保護装置のホルダを冷媒通路としたことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば圧縮機から吐出され電動機を冷却した後の冷媒が、保護装置のホルダ内を流れることでプロテクタ本体に直接当るので、冷媒とプロテクタ本体との間の熱交換関係が向上する。そのため圧縮機の異常や電動機への過電流などによって冷媒が加熱されると、プロテクタ本体はその温度上昇を確実に検出することができる。
【００１１】
また第２の発明は、保護装置のホルダを圧力容器の吐出管に接続し、冷媒がこのホルダ内を通って吐出管へ流れて行くようにしたことを特徴とする。本発明によれば保護装置のホルダが実質的に吐出管の一部となるので循環する冷媒は必ず保護装置内を通りプロテクタ本体と接触するので効率良くプロテクタと冷媒の熱交換をすることができる。
【００１２】
また第３の発明は、圧力容器内には冷媒通路となる貫通孔を有した隔壁が設けられ、保護装置はこの隔壁上に配置されるとともに、保護装置のホルダが前記貫通孔に連通され、冷媒が直接ホルダ内に流入することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば保護装置を隔壁に配置したことにより保護装置の取付けが容易になるとともに、冷媒を確実にホルダ中に流入させることができるので冷媒とプロテクタ本体との熱交換関係を向上することができる。
【００１４】
さらに第４の発明の特徴は、保護装置のホルダ内に複数の冷媒通路を設け、各冷媒通路を通る冷媒がそれぞれプロテクタ本体の違う面に当るようにすることにより、特にプロテクタの流路下流側で冷媒が滞留することを抑えプロテクタ本体に全面に亘って効率良く接触するようにしたことにある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら本発明の電動圧縮機について説明する。この電動圧縮機１は例えばエアコンなどに使用される冷媒圧縮用のものであり、金属製の圧力容器２の内部に電動機３と圧縮機４が封入されている。圧力容器２には冷媒の吸入管５と吐出管６がそれぞれ容器を貫通して設けられており、吸入管５は直接圧縮機４に接続されている。この電動圧縮機は所謂高圧式であり、図示しない熱交換機などから吸入管５を通って吸入された冷媒は、圧縮機４によって圧縮されて圧力容器内に吐出される。そしてこの冷媒は電動機２の隙間を通って電動機の熱を奪いながら吐出管６を通して再び膨張弁や熱交換機などを含む冷凍サイクルに送られる。
【００１６】
電動機３は容器に固定された固定子３Ａと回転子３Ｂからなり、回転子３Ｂは駆動軸７で圧縮機４と接続されている。また駆動軸７の圧縮機とは逆の端部は軸受け板８によって支持されている。この軸受け板８はその中央に軸受け８Ａを有して駆動軸７の端部を回転可能に保持する構造とされており、また冷媒や給電用のリード線が通る孔が設けられている。また軸受け８Ａにはオイルポンプ９が配置され、圧力容器内に封入された潤滑油１０を軸受けや圧縮機などの摺動部へ送っている。
【００１７】
本発明においては吐出管６の圧力容器における開口部上に保護装置１１が配置されている。この保護装置１１は図２及び図３に示す様に、金属製の気密容器中にバイメタルなどの熱応動板による開閉機構を有するプロテクタ本体１２と、このプロテクタ本体１２を保持するための合成樹脂製の電気絶縁性ホルダから構成される。このホルダは円筒形の外部ホルダ１３と内部ホルダ１４からなり、外部ホルダ１３の一端から円筒部１３Ａ内にプロテクタ１２と内部ホルダ１４が挿入されて保護装置１１が構成されている。外部ホルダ１３の他端には貫通孔１３Ｂが設けられプロテクタ１２の端子が挿通されているとともに、その円筒部１３Ａには複数の開口部１３Ｃが設けられている。また内部ホルダ１４は円筒部１４Ａの一端に複数の腕状部１４Ｂが設けられ、外部ホルダ１３内部で湾状部１４Ｂの先端でプロテクタ１２を保持するとともに冷媒の通路を確保している。
【００１８】
この保護装置１１は電動圧縮機１の圧力容器２の内面に取りつけられるものであり、この実施例では圧力容器２に固定された取付金具１５によって外部ホルダ１３の保持部１３Ｄを保持することで保護装置１１が固定されている。さらに保護装置１１を吐出管６の開口部に取り付けられており、そのため圧力容器２中の冷媒は保護装置１１のホルダ内を通ってから吐出管６へと導かれることになる。
この実施例において冷媒は、図２に点線で示すように外部ホルダ１３の開口部１３Ｃを通り、さらに内部ホルダ１４の腕状部１４Ｂの間を通って内部ホルダ１３の円筒部内に流入する。ここで外部ホルダ１３の開口部１３Ｃの位置をプロテクタ１２の容器の少なくとも一部が直接露出する位置とすることにより、開口部１３Ｃからホルダー内に流入した冷媒はプロテクタ１２の金属表面に確実にあたることになる。
【００１９】
この実施例の電動機３は三相誘導電動機であり、プロテクタ１２に設けられた端子１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃはそれぞれ接続線１６を介して電動機３のコイルに接続されている。さらに電動機のコイルはリード線１７を介して密閉端子１８に接続され、圧力容器外部の電源と接続可能にされている。
【００２０】
次にこの電動圧縮機１の動作について説明する。圧力容器２内の電動機３が回転を始めると駆動軸７を介して圧縮機４が駆動される。圧縮機４には冷媒の吸入管５が直接接続されており、圧縮機で圧縮された冷媒は圧力容器２内に吐出される。この吐出冷媒は電動機の回転子と固定子の隙間及び圧力容器内面と固定子の隙間を通ることで電動機３の熱を奪い冷却しながら圧力容器内を縦断し、吐出管６から図示しない熱交換器等へ送られる。
【００２１】
本実施例においては保護装置１１で吐出管６の開口部を覆い、保護装置のホルダ内を吐出管と事実上直結することによって、より多くの冷媒が保護装置内を通過するようにされている。さらに保護装置１１内に導入された冷媒がプロテクタ本体１２に接触しながら通過するようにしたことにより、通常運転中にはプロテクタ本体１２を常に効率よく冷却することができる。
【００２２】
具体的には図２に点線で示すように、外部ホルダ１３の開口部１３Ｃからホルダー内に流入した冷媒はプロテクタ１２の容器表面に接触して熱交換を行う。さらに内部ホルダ１４の腕状部１４Ｂ間を通った冷媒は内部ホルダの円筒部１４Ａ内部を通って吐出管６から図示しない外部の熱交換器などに送られる。ここでプロテクタ１２と冷媒が熱交換する際に、通常運転時には冷媒がプロテクタの熱を奪うので熱交換効率が良い本実施例においては従来のものよりも大きな定格電流を流すことができるようになる。また過電流等によって電動機３のコイル温度及びプロテクタ１２の内部発熱が上昇した場合はもちろん、圧縮機の摩擦増大などにより冷媒温度が上昇した場合や冷媒漏れによる冷却能力の減少によってもプロテクタは動作温度に達するので確実に電動機への通電を遮断することができる。
【００２３】
このように本実施例の電動圧縮機においては、圧力容器中に配置された保護装置を吐出管の端部に実質的に接続したことにより、圧縮機から吐出され電動機との熱交換をした後の冷媒がプロテクタに効率良く接触し熱交換関係を良好にすることができる。そのため通常運転時において保護装置はつねに効率良く冷却され、同一の動作温度のものを使用した場合であっても従来のものよりも運転電流の高い電動圧縮機に使用することが可能になる。また冷媒は圧縮機及び電動機を経て保護装置に達するので冷媒温度の上昇からこれらの機器の異常を検出することができる。
【００２４】
従来は保護装置を冷媒の流れの中に配置しても冷媒の流れをコントロールしてはいなかったので冷媒とプロテクタ本体との接触量が充分あるとは限らず効率的な熱交換ができない可能性もあったが、本発明によれば保護装置のホルダを冷媒通路とし、流通する冷媒をこのホルダに集めて流す様にしたことにより、冷媒が効率的にプロテクタ本体の周囲に接触して熱交換関係が極めて良くなる。
【００２５】
次に本発明の電動圧縮機における他の実施例について図４乃至図９を参照して説明する。なお前述の実施例と同一の部分には同一の記号を付してその詳細な説明は省略する。本実施例の電動圧縮機２１も前述の例と同様に金属製の圧力容器２の内部に電動機３と圧縮機４を備えており、この電動機と圧縮機は駆動軸７を介して連結されている。駆動軸７の圧縮機とは逆の端部は軸受け板８の中央に設けられた軸受け８Ａによって支持されている。この軸受け板８はほぼ容器内部に沿った円板状で圧力容器内を分ける隔壁を成しており、また図８に示す様に円板部分には冷媒や給電用のリード線が通る孔８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄが設けられている。
【００２６】
本実施例においては軸受け板８上に保護装置３１が配置されている。この保護装置３１は前述の実施例と同様に金属製の気密容器中にバイメタルなどの熱応動板による開閉機構を有するプロテクタ本体３２を有し、このプロテクタ本体１２を保持するための合成樹脂製の電気絶縁性ホルダから構成される。ホルダはさらに外部ホルダ３３と内部ホルダ３４からなり、筒状の内部ホルダ３４にプロテクタ本体３２を組み合わせてから外部ホルダ３３を被せている。また内部ホルダ３４に設けられた保持部３４Ａを外部ホルダ３３の取付孔３３Ａに弾性的に嵌め込むことによって各ホルダとプロテクタ本体３２は一体化されて保護装置３１を構成する。さらに外部ホルダ３３には端子を通すための貫通孔３３Ｂが設けられており、プロテクタ本体３２の端子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃが挿通されている。
【００２７】
外部ホルダ３３はプロテクタ本体３２を収納する収納部３３Ｃと冷媒を導くための通路部３３Ｄからなり、収納部３３Ｃと通路部３３Ｄは内部空間を連接されている。またこの実施例においては収納部３３Ｃの側面に固定用の貫通孔を穿たれたフランジ３３Ｅ、３３Ｆが設けられており、保護装置３１はネジ止めなどの方法で軸受け板８上に固定される。
【００２８】
軸受け板８には前述した様に冷媒通路となる複数の貫通孔が開いており、保護装置３１はこの貫通孔に被せるように配置されている。実施例では図９に示す様に、３個開いている貫通孔の内、冷媒通路となる２箇所の孔８Ｂと８Ｃに保護装置３１がホルダを被せるようにして取付けられている。さらに残る貫通孔８Ｄには電動機３を外部の電源に密閉端子１８を介して接続するリード線１７や、保護装置を接続するための接続線１６が挿通され（図示省略）、これらの接続線１６とリード線１７は電動機３の巻線に接続されている。
【００２９】
冷媒は軸受け板８を通過する際には圧力容器内面との隙間及び貫通孔８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを通過する。本発明においては保護装置３１で貫通孔８Ｂ、８Ｃを覆うことにより保護装置の外部ホルダ３３を冷媒通路とすることで、より多くの冷媒が保護装置内を通過するようにされている。さらに保護装置内に導入された冷媒がプロテクタ本体３２に接触しながら通過するようにしたことにより、通常運転中にはプロテクタ本体３２を常に効率よく冷却することができる。
【００３０】
ここで冷媒は図５に点線で示すように軸受け板８の貫通孔８Ｃから内部ホルダ３４内に導入され、プロテクタ本体３２の金属容器に当たる。さらに冷媒は容器の外周部に接触しながら外部ホルダ３４内面とプロテクタ本体３２との隙間を通って外部ホルダ３３の収納部３３Ｃ内に抜け、貫通孔３３Ｂから圧力容器内に吐出されて吐出管６へ向かう。また軸受け板８の貫通孔８Ｂから外部ホルダ３３の通路部３３Ｄ内へと導入された冷媒は、収納部３３Ｃに流れこんでプロテクタ本体３２の端子側表面に沿って接しながら貫通孔３３Ｂへと抜け、吐出管６へ向かう。
【００３１】
ここで本実施例においては外部ホルダ内に内部ホルダ３４からプロテクタ３２の金属容器に接触しさらに容器の外周部を通る冷媒通路と、外部ホルダ３３の通路部３３Ｄからプロテクタ３２の端子側表面に沿って流れる冷媒通路をが設けられている。このように複数の冷媒通路を設け、各冷媒通路を通る冷媒がそれぞれプロテクタ本体の違う面に当るようにしたことにより、プロテクタ周囲における冷媒の滞留を抑え、プロテクタのほぼ全面に冷媒が接触するようになり効率良く熱交換することができるようになる。
【００３２】
なお、上述した実施例においては密閉形電動圧縮機を例に説明したが、高圧式の構造であれば例えば半密閉形の電動圧縮機であってもよく、また電動機との熱交換後の冷媒を流通させることができるのであれば実施例の形態に限るものではない。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べた様に、本発明の電動圧縮機によれば、取り付けられた保護装置のホルダを冷媒通路としたことにより、冷媒とプロテクタ本体の熱交換関係が良好になる。そのため通常運転時にはプロテクタ本体は冷媒によって効率良く冷却されるようになり従来のものよりも通電電流を増加することができるので、従来のものよりも一回り小型の保護装置を使用することができ電動圧縮機全体を小型化することができる。さらに保護装置を吐出管開口部や容器内を分ける隔壁の孔に配置することにより、冷媒をより多くホルダ内に流すとともにプロテクタと冷媒がより効率的に熱交換できるようにすることができる。
【００３４】
またホルダ内に複数の冷媒通路を設けそれぞれの通路を通った冷媒がプロテクタ本体の違う面にそれぞれ別の方向から当たる様にしたことにより、プロテクタ本体の下流側における冷媒が滞留する部分の発生を抑え、プロテクタ本体に全面に亘って冷媒が流れる様にして冷媒とプロテクタが効率良く接触させることができる。そのため、過電流によりプロテクタ内部の発熱量が増加した場合はもちろん、冷媒の過熱や冷媒量の減少によりプロテクタの熱が奪われなくなった場合にもプロテクタの温度は上昇して確実に接点機構を動作させることができる。そのため、保護装置の動作をより確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動圧縮機の一実施例を示す断面図
【図２】図１の電動圧縮機における保護装置の取付けを示す拡大断面図
【図３】図２の保護装置を説明するための分解斜視図
【図４】本発明の電動圧縮機における他の実施例を示す断面図
【図５】図４の電動圧縮機における保護装置の取付けを示す拡大断面図
【図６】図５の保護装置を示す斜視図
【図７】図６の保護装置を説明するための分解斜視図
【図８】図４の電動圧縮機を説明するための断面図
【図９】図８に保護装置を取るつけた状態を示す断面図
【符号の説明】
１、２１：電動圧縮機
２：圧力容器
３：電動機
４：圧縮機
５：吸入管
６：吐出管
７：駆動軸
８：軸受け板（隔壁）
１０：潤滑油
１１、３１：保護装置
１２、３２：プロテクタ本体
１３、３３：外部ホルダ
１４、３４：内部ホルダ[0001]
[Industrial applications]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric compressor for refrigerant compression equipped with a protection device used for refrigerant compression of an air conditioner, a refrigerator or the like, and proposes a structure for the protection device to more efficiently detect the refrigerant temperature. It is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in electric compressors used for refrigeration cycles such as air conditioners and refrigerators, protection devices have been installed to detect overcurrent due to overload and heat generation due to internal abnormalities, and to protect the motor from dangers such as burnout. Things are used. As this protection device, there are a protection device attached to the outside of the pressure vessel of the electric compressor and a protection device built in the pressure vessel. It is advantageous.
[0003]
Conventionally, in an electric compressor incorporating such a protection device, the protection device has been attached to a coil end of the electric motor with a strap or the like. Since this protection device is exposed to the compressed refrigerant in the pressure vessel of the electric compressor, it has an airtight container structure made of metal, and has a contact mechanism with a thermally responsive plate such as bimetal inside the airtight container. The contact mechanism receives heat from the surroundings, and the internal components generate heat by passing a current through the motor. The temperature of the response plate rises to reach the operating temperature, and the gap between the contacts is opened.
[0004]
When the protection device is mounted on the coil end in this manner, in an overload state or the like, the amount of heat generated inside the protection device increases due to an increase in current and, at the same time, the temperature of the coil also increases, so that the heat transferred to the protection device also increases. Therefore, abnormality can be quickly detected. However, there is a problem that the operation of tying and fixing with a string on the coil end is difficult to mechanize and the manufacturing operation becomes complicated. Also, since the heat from the coil end is constantly being received, the normal temperature of the protection device itself is also high, so the operating temperature of the thermal response plate must be set relatively high, and the temperature difference between normal operation and abnormal operation is large. It becomes difficult to take. If the temperature difference between the normal operation and the abnormal time cannot be sufficiently taken in this way, the normal current is particularly large because the temperature sensitively responds to a temporary current increase due to a short-time overload which should be allowed. It is difficult to use a protective device for a product or a device that generates a large amount of heat from a coil.
[0005]
On the other hand, as an example of an electric compressor in which the protection device is mounted in a different configuration, there has been proposed an electric compressor in which a protection device is mounted on an inner surface of a pressure vessel or on a conductive terminal by using a mounting bracket or a terminal. As described above, when the protection device is attached to the inner surface of the pressure vessel, the attachment operation can be simplified as compared with the case where the protection device is bound with a string or the like. Further, since the structure is cooled by the refrigerant, the same protection device can be used with a relatively large current as compared with the case where the protection device is mounted on the coil.
[0006]
Further, in this case, the mounting posture of the protection device is determined by the mounting terminal and the like, and thereby the position where the charged portion of the protection device, such as the metal hermetic container, is close to the metal portion of the compressor is also determined. Therefore, it is not necessary to cover the entire container with the insulator, and it is possible to increase the area of the airtight container in direct contact with the refrigerant by covering only a necessary portion. The temperature of the discharged refrigerant flowing in the pressure vessel is lower than that of the coil of the electric motor, and flows toward the discharge pipe while cooling the coil. That is, since the refrigerant is heated by the coil, the overheating of the coil can be detected via the refrigerant by disposing the protection device downstream of the coil.
[0007]
In addition, during normal operation, the cooling device protects the protection device by taking away the heat generated by the self-heating of the protection device so that the heat responsive plate does not reach the operating temperature. Not only when the temperature of the refrigerant rises, but also when the refrigerant decreases due to leakage or the like, the protection device is not sufficiently cooled, so that the protection device operates and the power supply to the electric motor can be cut off.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the installation of the conventional protection device, although the protection device is in the pressure vessel and is exposed to the refrigerant, it does not always take the flow of the refrigerant into consideration, so in terms of heat exchange with the refrigerant, There were aspects that could not be said to be sufficiently efficient. Accordingly, the present invention proposes an electric compressor having a structure in which the heat exchange relationship between the protection device and the refrigerant is improved.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The electric compressor of the present invention is a so-called high-pressure electric compressor in which refrigerant discharged from the compressor flows through the pressure vessel, and includes a protection device between the motor and the discharge pipe, and the protection device is made of metal. It is characterized by comprising a protector body having an airtight container and a holder for accommodating the protector body, wherein the holder of the protection device is a refrigerant passage.
[0010]
According to the present invention, since the refrigerant discharged from the compressor and cooling the electric motor directly flows into the protector body by flowing through the holder of the protection device, the heat exchange relationship between the refrigerant and the protector body is improved. Therefore, when the refrigerant is heated due to an abnormality in the compressor, an overcurrent to the electric motor, or the like, the protector body can reliably detect the temperature rise.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, the holder of the protection device is connected to a discharge pipe of the pressure vessel, and the refrigerant flows through the holder to the discharge pipe. According to the present invention, since the holder of the protection device is substantially a part of the discharge pipe, the circulating refrigerant always passes through the protection device and comes into contact with the protector body, so that the heat exchange between the protector and the refrigerant can be efficiently performed. .
[0012]
According to a third aspect of the present invention, a partition having a through hole serving as a refrigerant passage is provided in the pressure vessel, and the protection device is disposed on the partition, and a holder of the protection device is communicated with the through hole. It is characterized in that the refrigerant flows directly into the holder.
[0013]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since a protection apparatus is arrange | positioned at a partition, attachment of a protection apparatus becomes easy and since a refrigerant can be made to flow into a holder reliably, the heat exchange relationship between a refrigerant and a protector main body is improved. Can be.
[0014]
Further, a feature of the fourth invention is that a plurality of refrigerant passages are provided in the holder of the protection device so that the refrigerant passing through each refrigerant passage hits a different surface of the protector main body, particularly on the downstream side of the flow path of the protector. Thus, the refrigerant is prevented from stagnation, and efficiently contacts the protector body over the entire surface.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the electric compressor of the present invention will be described with reference to the drawings. The electric compressor 1 is for compressing a refrigerant used in, for example, an air conditioner. A motor 3 and a compressor 4 are sealed in a metal pressure vessel 2. The pressure vessel 2 is provided with a suction pipe 5 and a discharge pipe 6 for the refrigerant, each penetrating the vessel, and the suction pipe 5 is directly connected to the compressor 4. The electric compressor is of a so-called high-pressure type, and refrigerant sucked from a heat exchanger (not shown) through the suction pipe 5 is compressed by the compressor 4 and discharged into the pressure vessel. Then, the refrigerant passes through the gap of the electric motor 2 and removes the heat of the electric motor, and is again sent to the refrigeration cycle including the expansion valve and the heat exchanger through the discharge pipe 6.
[0016]
The electric motor 3 includes a stator 3A and a rotor 3B fixed to a container. The rotor 3B is connected to the compressor 4 via a drive shaft 7. The end of the drive shaft 7 opposite to the compressor is supported by a bearing plate 8. The bearing plate 8 has a bearing 8A at the center thereof so as to rotatably hold the end of the drive shaft 7, and is provided with a hole through which a coolant and a power supply lead wire pass. An oil pump 9 is arranged in the bearing 8A, and sends the lubricating oil 10 sealed in the pressure vessel to sliding parts such as a bearing and a compressor.
[0017]
In the present invention, the protection device 11 is disposed on the opening of the pressure vessel of the discharge pipe 6. As shown in FIGS. 2 and 3, the protection device 11 has a protector body 12 having an opening / closing mechanism using a thermally responsive plate such as a bimetal in a metal hermetic container, and a synthetic resin material for holding the protector body 12. Of an electrically insulating holder. This holder comprises a cylindrical outer holder 13 and an inner holder 14. The protector 12 and the inner holder 14 are inserted into the cylindrical portion 13A from one end of the outer holder 13 to constitute the protection device 11. The other end of the external holder 13 is provided with a through hole 13B, the terminal of the protector 12 is inserted therethrough, and the cylindrical portion 13A is provided with a plurality of openings 13C. The inner holder 14 is provided with a plurality of arms 14B at one end of the cylindrical portion 14A, and holds the protector 12 at the tip of the bay-shaped portion 14B inside the outer holder 13 and secures a passage for the refrigerant.
[0018]
The protection device 11 is attached to the inner surface of the pressure vessel 2 of the electric compressor 1. In this embodiment, the protection device 11 is protected by holding the holding portion 13 </ b> D of the external holder 13 by the mounting bracket 15 fixed to the pressure vessel 2. The device 11 is fixed. Further, the protection device 11 is attached to the opening of the discharge pipe 6, so that the refrigerant in the pressure vessel 2 passes through the holder of the protection device 11 and is guided to the discharge pipe 6.
In this embodiment, the refrigerant flows through the opening 13C of the outer holder 13 and further into the cylindrical portion of the inner holder 13 through the space between the arms 14B of the inner holder 14 as shown by a dotted line in FIG. Here, by setting the position of the opening 13C of the external holder 13 to a position where at least a part of the container of the protector 12 is directly exposed, the refrigerant flowing into the holder from the opening 13C surely hits the metal surface of the protector 12. become.
[0019]
The motor 3 of this embodiment is a three-phase induction motor, and terminals 12A, 12B, and 12C provided on the protector 12 are connected to coils of the motor 3 via connection lines 16, respectively. Further, the coil of the motor is connected to a sealed terminal 18 via a lead wire 17 so as to be connectable to a power source outside the pressure vessel.
[0020]
Next, the operation of the electric compressor 1 will be described. When the electric motor 3 in the pressure vessel 2 starts rotating, the compressor 4 is driven via the drive shaft 7. A refrigerant suction pipe 5 is directly connected to the compressor 4, and the refrigerant compressed by the compressor is discharged into the pressure vessel 2. The discharged refrigerant passes through the gap between the rotor and the stator of the electric motor and the gap between the inner surface of the pressure vessel and the stator to take heat of the electric motor 3 and longitudinally traverse the inside of the pressure vessel while cooling. Sent to a container or the like.
[0021]
In this embodiment, the protective device 11 covers the opening of the discharge pipe 6, and the holder of the protective device is substantially directly connected to the discharge pipe so that more refrigerant passes through the protective device. . Further, since the refrigerant introduced into the protection device 11 is passed while contacting the protector main body 12, the protector main body 12 can always be efficiently cooled during the normal operation.
[0022]
Specifically, as shown by a dotted line in FIG. 2, the refrigerant flowing into the holder from the opening 13C of the external holder 13 contacts the container surface of the protector 12 to perform heat exchange. Further, the refrigerant having passed between the arms 14B of the internal holder 14 is sent from the discharge pipe 6 to an external heat exchanger (not shown) through the inside of the cylindrical portion 14A of the internal holder. Here, when the protector 12 and the refrigerant exchange heat, the refrigerant takes away the heat of the protector during normal operation, so that in this embodiment having a high heat exchange efficiency, it is possible to flow a larger rated current than the conventional one. . In addition to the case where the coil temperature of the motor 3 and the internal heat generation of the protector 12 increase due to an overcurrent or the like, the protector also operates due to an increase in the refrigerant temperature due to an increase in the friction of the compressor or a decrease in the cooling capacity due to refrigerant leakage. , The power supply to the electric motor can be reliably cut off.
[0023]
As described above, in the electric compressor according to the present embodiment, since the protection device disposed in the pressure vessel is substantially connected to the end of the discharge pipe, heat is exchanged with the electric motor discharged from the compressor. Can efficiently contact the protector to improve the heat exchange relationship. Therefore, during normal operation, the protection device is always efficiently cooled, and can be used for an electric compressor having a higher operating current than that of a conventional compressor, even when the same operating temperature is used. Further, since the refrigerant reaches the protection device via the compressor and the electric motor, abnormality of these devices can be detected from the rise in the refrigerant temperature.
[0024]
Conventionally, the flow of the refrigerant was not controlled even if the protection device was placed in the flow of the refrigerant.Therefore, the amount of contact between the refrigerant and the protector body is not always sufficient, and there is a possibility that efficient heat exchange may not be possible. However, according to the present invention, the holder of the protection device is used as a refrigerant passage, and the circulating refrigerant is collected and supplied to the holder, so that the refrigerant efficiently contacts the periphery of the protector body and exchanges heat. The relationship becomes extremely good.
[0025]
Next, another embodiment of the electric compressor of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The electric compressor 21 of this embodiment also includes an electric motor 3 and a compressor 4 inside a metal pressure vessel 2 similarly to the above-described example, and the electric motor and the compressor are connected via a drive shaft 7. I have. The end of the drive shaft 7 opposite to the compressor is supported by a bearing 8A provided at the center of the bearing plate 8. The bearing plate 8 has a disk shape substantially along the inside of the container and forms a partition separating the inside of the pressure container. As shown in FIG. 8, a hole 8B through which a refrigerant and a power supply lead wire pass through the disk portion. , 8C and 8D.
[0026]
In this embodiment, a protection device 31 is arranged on the bearing plate 8. The protection device 31 has a protector body 32 having an opening and closing mechanism using a thermally responsive plate such as a bimetal in a metal hermetic container as in the above-described embodiment, and is made of a synthetic resin for holding the protector body 12. It consists of an electrically insulating holder. The holder further comprises an outer holder 33 and an inner holder 34, and the outer holder 33 is put on after the protector body 32 is combined with the cylindrical inner holder 34. The holders and the protector main body 32 are integrated with each other by elastically fitting the holding portions 34A provided on the inner holder 34 into the mounting holes 33A of the outer holder 33 to form the protection device 31. Further, the external holder 33 is provided with a through hole 33B for passing a terminal through which the terminals 32A, 32B, 32C of the protector body 32 are inserted.
[0027]
The outer holder 33 includes a storage portion 33C for storing the protector main body 32 and a passage portion 33D for guiding the refrigerant, and the storage portion 33C and the passage portion 33D have an internal space connected to each other. Further, in this embodiment, flanges 33E and 33F having through holes for fixing are provided on the side surface of the storage portion 33C, and the protection device 31 is fixed on the bearing plate 8 by a method such as screwing.
[0028]
As described above, the bearing plate 8 has a plurality of through holes serving as refrigerant passages, and the protection device 31 is disposed so as to cover the through holes. In the embodiment, as shown in FIG. 9, the protective device 31 is attached to two holes 8B and 8C serving as refrigerant passages so as to cover the holder among the three through holes opened. Further, a lead wire 17 for connecting the motor 3 to an external power supply via a sealed terminal 18 and a connection wire 16 for connecting a protection device are inserted through the remaining through-hole 8D (not shown). And the lead wire 17 are connected to the windings of the electric motor 3.
[0029]
When the refrigerant passes through the bearing plate 8, it passes through the gap with the inner surface of the pressure vessel and the through holes 8B, 8C, 8D. In the present invention, by covering the through holes 8B and 8C with the protection device 31 and using the external holder 33 of the protection device as a coolant passage, more refrigerant passes through the inside of the protection device. Further, since the refrigerant introduced into the protection device passes while contacting the protector main body 32, the protector main body 32 can always be efficiently cooled during the normal operation.
[0030]
Here, the refrigerant is introduced into the inner holder 34 from the through hole 8C of the bearing plate 8 as shown by the dotted line in FIG. 5, and hits the metal container of the protector body 32. Further, the refrigerant passes through the gap between the inner surface of the outer holder 34 and the protector body 32 while coming into contact with the outer peripheral portion of the container, flows into the storage portion 33C of the outer holder 33, is discharged from the through hole 33B into the pressure container, and is discharged into the pressure vessel. Head to. Further, the refrigerant introduced from the through hole 8B of the bearing plate 8 into the passage portion 33D of the external holder 33 flows into the storage portion 33C and comes out of the through hole 33B while being in contact with the terminal side surface of the protector main body 32. , Toward the discharge pipe 6.
[0031]
Here, in the present embodiment, a coolant passage which contacts the metal container of the protector 32 from the inner holder 34 and further passes through the outer peripheral portion of the container in the outer holder, and extends along the terminal side surface of the protector 32 from the passage portion 33D of the outer holder 33. A cooling medium passage is provided. By providing a plurality of refrigerant passages in this way, the refrigerant passing through each refrigerant passage hits a different surface of the protector body, thereby suppressing the refrigerant from stagnation around the protector and allowing the refrigerant to contact almost the entire surface of the protector. And heat can be efficiently exchanged.
[0032]
In the above-described embodiment, the hermetic electric compressor is described as an example. However, a semi-hermetic electric compressor may be used as long as it has a high-pressure structure, and the refrigerant after heat exchange with the electric motor may be used. Is not limited to the embodiment as long as it can be distributed.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the electric compressor of the present invention, the heat exchange relationship between the refrigerant and the protector body is improved by using the holder of the attached protection device as the refrigerant passage. As a result, during normal operation, the protector body is efficiently cooled by the refrigerant, and the energizing current can be increased as compared with the conventional case. The entire compressor can be reduced in size. Further, by disposing the protection device in the opening of the discharge pipe or the hole of the partition wall separating the inside of the container, more refrigerant can flow into the holder and more efficient heat exchange between the protector and the refrigerant can be achieved.
[0034]
Also, by providing a plurality of refrigerant passages in the holder and allowing the refrigerant passing through the respective passages to hit different surfaces of the protector main body from different directions, generation of a portion where the refrigerant stays on the downstream side of the protector main body is reduced. In this case, the refrigerant can be efficiently brought into contact with the protector by allowing the refrigerant to flow over the entire surface of the protector body. For this reason, the temperature of the protector rises and the contact mechanism operates reliably even when the heat generation inside the protector increases due to the overcurrent, and also when the heat of the protector cannot be taken away due to the overheating of the refrigerant or the decrease in the refrigerant amount. Can be done. Therefore, the operation of the protection device can be made more reliable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the electric compressor of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing installation of a protection device in the electric compressor of FIG. 1. FIG. FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the electric compressor according to the present invention; FIG. 5 is an enlarged sectional view showing attachment of a protection device in the electric compressor of FIG. 4; FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating the protection device of FIG. 6; FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the electric compressor of FIG. 4; FIG. 9 is a protection device of FIG. Sectional view showing the state where the brackets are attached.
1, 21: electric compressor 2: pressure vessel 3: electric motor 4: compressor 5, suction pipe 6, discharge pipe 7, drive shaft 8, bearing plate (partition wall)
10: Lubricating oil 11, 31: Protector 12, 32: Protector body 13, 33: External holder 14, 34: Internal holder

Claims

An electric motor and a compressor driven by the electric motor in a metal pressure vessel,
The refrigerant sucked from outside the pressure vessel is directly introduced into the compressor,
In a so-called high-pressure electric compressor, the refrigerant discharged from the compressor into the pressure vessel goes to the discharge pipe while exchanging heat with the electric motor through the gap of the electric motor.
A protection device is provided between the motor and the discharge pipe,
This protection device consists of a protector body with a metal airtight container and a holder that stores it.
An electric compressor, wherein the holder of the protection device is a refrigerant passage.

The protection device holder is connected to the discharge pipe of the pressure vessel,
The electric compressor according to claim 1, wherein the refrigerant flows into the discharge pipe through the inside of the holder.

A partition is provided in the pressure vessel to divide the flow of the refrigerant into upstream and downstream,
This partition has a through hole serving as a refrigerant passage,
The protection device is placed on the partition wall in the pressure vessel,
A holder of the protection device is communicated with the through hole,
The electric compressor according to claim 1, wherein the refrigerant flows directly into the holder.

Providing a plurality of refrigerant passages in the holder,
The refrigerant passing through each refrigerant passage hits a different surface of the protector main body, so that the refrigerant hits the entire surface of the protector main body. The electric compressor as described.