JP2006207514A

JP2006207514A - 密閉型電動圧縮機

Info

Publication number: JP2006207514A
Application number: JP2005022431A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Nozu; 敏治野洲; Toru Aya; 亨綾; Hiroshi Matsunaga; 寛松永
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】能力可変機構を備えた圧縮機構部とそれを駆動する誘導電動機をもつ密閉型電動圧縮機において、能力可変時の負荷トルクの大幅な減少により、電動機の最適点をはずれた負荷点での運転状態となり、その結果圧縮機の成績係数が著しく低下する。
【解決手段】能力可変の切り替えに連動して、誘導電動機の主巻線、補助巻線の各々の全巻線、または一部巻線を切り替え使用することにより、負荷変動時における圧縮機の成績係数の低下を軽減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機構部に能力可変機構をもつ密閉型電動圧縮機に関するものである。

従来の圧縮能力可変機構をもつ密閉型電動圧縮機は、例えば一例として図６に示すように密閉容器１内部にシリンダ室２を複数個備え、そのそれぞれのシリンダ室２に偏心回転するローラ３と、ローラ３に当接しシリンダ室２を区画するブレード４から圧縮機構部５ａ、５ｂを構成している。能力可変に際しては、圧縮機構部５ａのシリンダ室２に高圧冷媒を流入、または、ブレード４背面に密閉空間６を構成し、低圧または中間圧の冷媒を流入させることにより、ブレード４の前後の圧力制御を行いローラ３より離間保持して圧縮を中断させる形態としている。また通常運転に復帰の際は、シリンダ室２に低圧冷媒を、ブレード４背面に高圧冷媒を導入する通常の形態にすることにより、ブレード４が差圧による力を受け、ローラ３に再度当接し圧縮仕事を再開する。以上構成にて能力可変を可能としている。

一方、上記圧縮機構部５ａ、５ｂは、誘導電動機７と運転用コンデンサ８を駆動源としており、前記駆動源は、通常運転を想定した定格負荷で効率が最適となるよう設計されるのが通例である。（例えば、特許文献１参照）
実開昭６０−０６３０９３号公報

しかしながら上記従来例では、能力可変により負荷トルクが大きく減少する為、電動機の最適点をはずれた負荷点での運転となる為、圧縮機の成績係数を著しく低下することになる。本発明は、能力可変時においても、圧縮機の成績係数の低下を軽減し、高効率の密閉型電動圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、駆動源である誘導電動機の主巻線と補助巻線を各々分割し、低能力運転時には全巻線使用で最適となり、かつ全能力運転時には一部巻線使用で最適となるように構成し、能力負荷に連動して巻線仕様を切り替えることにより、能力可変時においても、圧縮機の成績係数の低下を軽減できる。また別手段として電動機への供給電圧を変圧器により可変させ、全能力運転時には定格電圧を、低能力運転時には電圧降下させ、電動機効率のピーク位置を低負荷側にずらすことにより最適点もしくは最適点に近い運転に切り替えることにより同様の効果が得られる。また複数個の運転コンデンサを設け、全能力運転時には運転コンデンサ容量を大きく、低能力運転時には小さくなるよう切り替えることにより同様の効果が得られる。

本発明の能力制御機構を備えた密閉電動圧縮機は、能力可変時に発生する運転負荷点の変動による電動機の効率低下を前述の手段により軽減することができ、効率の高い圧縮機を提供することができる。

第１の発明は、密閉容器内部に誘導電動機と、その電動機にて駆動され、かつ必要に応じて能力可変をなす圧縮機構部を備えた圧縮機において、前記誘導電動機の主巻線、補助巻線の各々を２分割する分岐線を引き出し、切り替えスイッチを介して共通端子に接続されている。この切り替えスイッチは、能力可変機構の切り替えに連動しており、例えば低能力運転時には、全巻線を使用し低負荷時に最適点付近で運転できるように設定されている。また全能力運転時には、前記切り替えスイッチが作動し、巻き線の一部のみを使用する形態となり、この一部巻き線は高負荷時に最適となるように設定されている。以上により、電動機の負荷変動に伴う効率改善を行うことができ、圧縮機の成績係数の低下を軽減できる。

第２の発明は、密閉容器内部に、誘導電動機とその電動機にて駆動され、かつ必要に応じて能力可変をなす圧縮機構部を備えた圧縮機において、全能力運転時には電動機へ定格電圧を供給し、低能力運転時には電圧制御可能な変圧器を介し、降下させた電圧を供給することにより、第１の発明同様、電動機の効率低下を防止することができる。

第３の発明は、供給電源に切り替えスイッチを介して、一定電圧への昇圧もしくは減圧をなす変圧器を備えており、能力可変により切り替えスイッチを切り替えることにより上記同様の効果を得る事ができる。

第４の発明は、電動機の運転用コンデンサを複数個設け、全運転負荷時には、コンデンサ容量を大きくなるように接続し、能力可変により低負荷時には、コンデンサの切り替えまたは、複数の内の一部コンデンサを切り離すことにより、コンデンサ容量を小さくすることにより上記同様、電動機の負荷変動に伴う効率改善を行うことができる。

第５の発明は、負荷変動に応じて電動機に印加される電圧とコンデンサ容量の両方を変化させるもので、負荷変動に対してより最適点に近づける事が可能となり、能力可変時の圧縮機の効率低減を更に改善する事ができる。

（実施の形態１）
図１は本発明第１の実施の形態における密閉型電動圧縮機の電気配線を示す図である。

能力可変機構を備えた圧縮機構部を駆動する誘導電動機７は、主巻線９と補助巻線１０で構成されている。主巻線９と補助巻線１０には、それぞれ分岐線１１が出ており、切り替えスイッチ１２を介して共通端子１３側の供給電源１４に接続されている。切り替えスイッチ１２は、能力可変切り替え１５と連動して作動する。また補助巻線１０には運転用コンデンサ８が接続されている。以上構成において、例えば低能力運転時には分岐線１１に接続した切り替えスイッチ１２は開いた状態でかつ、共通端子付近の切り替えスイッチ（以下、共通端子部スイッチ）１２ａは閉じており、全巻線を使用する形態となる。また高能力運転時には、能力可変切り替え１５が作動し、切り替えスイッチ１２が閉じ、共通端子部スイッチ１２ａが開く形態となり、実使用される巻線は、分岐線１１以降の一部分となる。全巻線は低負荷運転時に、一部巻線は高負荷運転時に最適となるように調整されている為、能力負荷に連動した最適巻線仕様とすることが可能であり、負荷変動時に発生する電動機の効率低下を軽減することができる。尚、上記は切り替えの一例であり本発明を限定するものではない。

（実施の形態２）
図２は本発明第２の実施の形態における密閉型電動圧縮機の電気配線を示す図である。

誘導電動機７への供給電源１４は、電圧制御可能な変圧器１６を備えている。前記変圧器１６は、能力可変切り替え１５と連動して制御可能な形態としている。以上構成において高能力運転時には定格電圧を供給し、低能力運転時には変圧器１６制御により減圧し、低負荷側に電動機効率の最適点をずらすことにより、効率改善を可能としている。

（実施の形態３）
図３は本発明第３の実施の形態における密閉型電動圧縮機の電気配線を示す図である。

実施の形態２に使用した制御可能な変圧器の代替として、供給電源１４に電源切り替えスイッチ１７を介して、一定電圧への昇圧もしくは減圧をなす変圧器１８を備えている。能力可変切り替え１５と連動して、電源切り替えスイッチ１７が作動し、変圧器１８を介する配線と、介さない配線に切り替えることが可能であり、実施の形態２と同様の効果を安価で構成することが可能である。

（実施の形態４）
図４は本発明第４の実施の形態における密閉型電動圧縮機の電気配線を示す図である。駆動源は、誘導電動機７とその補助巻線１０に運転用コンデンサ８を配して構成されており一定速度で回転する。運転用コンデンサ８は、複数個並列接続されており、またそのいずれかの運転コンデンサ８の近傍には、能力可変切り替え１５と連動したコンデンサ切り替えスイッチ１９を配している。

全運転負荷時には、並列接続した運転コンデンサ８を全てもしくは、容量の大きいものを接続し、低能力運転を行う場合は、能力可変切り替え１５の動作に連動し、スイッチ１９を開放もしくは、低容量の運転コンデンサ８に切り替える構成としている。これにより低負荷運転時においても、電動機７効率の最適点を低負荷側にずらすことができ、圧縮機の成績係数の低下を軽減できる。

（実施の形態５）
図５は本発明第５の実施の形態における密閉型電動圧縮機の電気配線の一例である。

例えば、前記実施の形態２と３を組み合わせる事により、負荷変動時の効率最適点をより運転負荷に近づけることが可能となる為、更なる効果を得る事ができる。

以上のように、本発明における密閉型電動圧縮機は、その大小に拘らず、能力制御機構を備えたあらゆる密閉形電動圧縮機に適用できる。

本発明第１の実施形態における密閉型電動圧縮機の電気配線を示す図本発明第２の実施形態における密閉型電動圧縮機の電気配線を示す図本発明第３の実施形態における密閉型電動圧縮機の電気配線を示す図本発明第４の実施形態における密閉型電動圧縮機の電気配線を示す図本発明第５の実施形態における密閉型電動圧縮機の電気配線を示す図従来形態の密閉型電動圧縮機を示す図

符号の説明

１密閉容器
２シリンダ室
３ローラ
４ブレード
５ａ圧縮機構部（能力制御側）
５ｂ圧縮機構部
６密閉空間
７（誘導）電動機
８運転コンデンサ
９主巻線
１０補助巻線
１１分岐線
１２切り替えスイッチ
１２ａ共通端子部スイッチ
１３共通端子
１４供給電源
１５能力可変切り替え
１６変圧器（制御用）
１７電源切り替えスイッチ
１８変圧器
１９コンデンサ切り替えスイッチ

Claims

密閉容器内部に、誘導電動機とその電動機にて駆動される圧縮機構部を配設し、前記圧縮機構部には必要に応じて能力可変をなす機構を具備した圧縮機において、前記誘導電動機の主巻線、補助巻線の各々を２分割する分岐線を引き出し、切り替えスイッチを介して共通端子に接続されており、前記能力可変機構の切り替えに応じて、前記誘導電動機の分割された巻線の片側もしくは、両側を使用するように切り替えを行うことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
密閉容器内部に、誘導電動機とその電動機にて駆動される圧縮機構部を配設し、前記圧縮機構部には必要に応じて能力可変をなす機構を具備した圧縮機において、前記誘導電動機への供給電源は、電圧制御可能な変圧器を備えており、前記能力可変機構の切り替えに応じて、前記変圧器を制御し、供給電圧を可変させたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
供給電源に切り替えスイッチを介して、一定電圧への昇圧もしくは減圧をなす変圧器を備えたことを特徴とする請求項２の密閉型電動圧縮機。
密閉容器内部に、誘導電動機とその電動機にて駆動される圧縮機構部を配設し、前記圧縮機構部には必要に応じて能力可変をなす機構を具備した圧縮機において、運転用コンデンサを複数個設け、全能力運転時には、コンデンサ容量を大きくなるように接続し、能力可変により低能力運転時には、コンデンサの切り替えまたは、複数の内の一部コンデンサを切り離すことにより、コンデンサ容量を小さくしたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
誘導電動機への供給電源は、電圧制御可能な変圧器を備えており、前記能力可変機構の切り替えに応じて、前記変圧器を制御し、供給電圧を可変させた請求項４記載の密閉型電動圧縮機。
誘導電動機の主巻線、補助巻線の各々を２分割する分岐線を引き出し、切り替えスイッチを介して共通端子に接続されており、前記能力可変機構の切り替えに応じて、前記誘導電動機の分割された巻線の片側もしくは、両側を使用するように切り替えを行う請求項４記載の密閉型電動圧縮機。