JP2006283602A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、空気調和機や冷凍機等に使用される圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor used in, for example, an air conditioner or a refrigerator.
従来、圧縮機としては、密閉容器内に圧縮機構部とアキシャルギャップ型モータとを搭載したものがある(例えば、特開昭61−185041号公報(特許文献1)参照)。この圧縮機は、半径方向の力を発生せず、芯ずれ等による振動・騒音の問題がなく、軸方向の寸法を小さくして小型化することができる。 Conventionally, there is a compressor in which a compression mechanism and an axial gap type motor are mounted in a hermetically sealed container (see, for example, JP-A-61-185041 (Patent Document 1)). This compressor does not generate radial force, has no problem of vibration and noise due to misalignment, etc., and can be downsized by reducing the axial dimension.
ところで、上記圧縮機では、能力を変えずに小型化することができるが、さらなる能力向上が望まれている。
そこで、この発明の目的は、密閉容器内の低圧側にアキシャルギャップ型モータが配置された圧縮機において、さらなる能力向上が可能な圧縮機を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a compressor capable of further improving performance in a compressor in which an axial gap type motor is arranged on the low pressure side in a sealed container.
上記目的を達成するため、この発明の圧縮機は、
密閉容器と、
上記密閉容器内に配置された圧縮機構部と、
上記密閉容器内かつ上記圧縮機構部が吸入する低圧ガスが存在する低圧側に配置され、上記圧縮機構部を駆動するアキシャルギャップ型モータと
を備え、
上記アキシャルギャップ型モータのロータの外周部近傍に上記圧縮機構部の吸入通路の入口を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the compressor of the present invention provides:
A sealed container;
A compression mechanism disposed in the sealed container;
An axial gap motor that is disposed in the closed container and on a low pressure side where the low pressure gas sucked by the compression mechanism portion exists, and drives the compression mechanism portion,
The inlet of the suction passage of the compression mechanism is provided near the outer periphery of the rotor of the axial gap motor.
上記構成の圧縮機によれば、上記圧縮機構部が吸入する低圧ガスが存在する低圧側に配置されたアキシャルギャップ型モータにおいて、ロータの回転に伴う遠心力によりロータの端面に沿ってガスが内周側から外周側に流れ、ロータの外周部の圧力が内周側よりも高くなる。このロータの外周部近傍に圧縮機構部の吸入通路の入口を設けることによって、圧縮機構部に密度の高い冷媒ガスが吸入されるので、圧縮機構部の容積効率を向上できる。したがって、密閉容器内の低圧側にアキシャルギャップ型モータが配置された圧縮機において、さらなる能力の向上が図れる。 According to the compressor having the above configuration, in the axial gap type motor disposed on the low pressure side where the low pressure gas sucked by the compression mechanism portion exists, the gas flows along the end surface of the rotor due to the centrifugal force accompanying the rotation of the rotor. It flows from the peripheral side to the outer peripheral side, and the pressure at the outer peripheral portion of the rotor is higher than that at the inner peripheral side. By providing the inlet of the suction passage of the compression mechanism near the outer periphery of the rotor, the refrigerant gas having a high density is sucked into the compression mechanism, so that the volumetric efficiency of the compression mechanism can be improved. Therefore, in the compressor in which the axial gap type motor is arranged on the low pressure side in the hermetic container, the capability can be further improved.
また、一実施形態の圧縮機は、上記圧縮機構部の上記吸入通路を、入口がアキシャルギャップの外周近傍になるように延長させたことを特徴とする。 Moreover, the compressor of one embodiment is characterized in that the suction passage of the compression mechanism section is extended so that the inlet is near the outer periphery of the axial gap.
上記実施形態の圧縮機によれば、アキシャルギャップの外周まで圧縮機構部の吸入通路の入口を伸ばしているので、圧力が最大に高まったところより吸入することが可能となり、圧縮機の容積効率をさらに高めることが可能となる。 According to the compressor of the above embodiment, since the inlet of the suction passage of the compression mechanism portion is extended to the outer periphery of the axial gap, it is possible to suck from where the pressure has increased to the maximum, and the volume efficiency of the compressor can be increased. Further increase is possible.
また、一実施形態の圧縮機は、上記アキシャルギャップ型モータのロータの端面に、内周側のガスを外周側に送る羽根を設けたことを特徴とする。 The compressor according to an embodiment is characterized in that vanes for sending gas on the inner peripheral side to the outer peripheral side are provided on the end face of the rotor of the axial gap motor.
上記実施形態の圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータのロータの端面に設けられた羽根によって、内周側のガスを外周側に送るので、ロータの外周部の圧力がさらに高くなり、圧縮機構部の容積効率をさらに向上できる。 According to the compressor of the above embodiment, since the gas on the inner peripheral side is sent to the outer peripheral side by the blades provided on the end face of the rotor of the axial gap type motor, the pressure on the outer peripheral portion of the rotor is further increased, and the compression mechanism The volumetric efficiency of the part can be further improved.
また、一実施形態の圧縮機は、上記アキシャルギャップ型モータのロータは、周方向に所定の間隔をあけて配列された複数の磁石を有し、互いに隣接する上記磁石間の領域に、内周側のガスを外周側に案内するガス通路が形成されていることを特徴とする。 In one embodiment of the compressor, the rotor of the axial gap motor has a plurality of magnets arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and has an inner circumference in a region between the magnets adjacent to each other. A gas passage for guiding the gas on the side to the outer peripheral side is formed.
上記実施形態の圧縮機によれば、上記アキシャルギャップ型モータのロータの互いに隣接する磁石間の領域に形成されたガス通路によって、内周側のガスを外周側に案内するので、ロータの外周部の圧力がさらに高くなり、圧縮機構部の容積効率をさらに向上できる。 According to the compressor of the above embodiment, the gas on the inner peripheral side is guided to the outer peripheral side by the gas passage formed in the region between the adjacent magnets of the rotor of the axial gap type motor. Thus, the volumetric efficiency of the compression mechanism can be further improved.
また、一実施形態の圧縮機は、上記アキシャルギャップ型モータのステータの複数の磁極が互いに隣接する間の領域に、内周側のガスを外周側に案内するガス通路が形成されていることを特徴とする。 In the compressor according to an embodiment, a gas passage for guiding the gas on the inner peripheral side to the outer peripheral side is formed in a region between the plurality of magnetic poles of the stator of the axial gap motor adjacent to each other. Features.
上記実施形態の圧縮機によれば、上記アキシャルギャップ型モータのステータの互いに隣接する磁極の間の領域に形成されたガス通路によって、内周側のガスを外周側に案内するので、ステータに対向するロータの遠心力による外周部の圧力上昇がさらに高くなり、圧縮機構部の容積効率をさらに向上できる。 According to the compressor of the above embodiment, the gas on the inner peripheral side is guided to the outer peripheral side by the gas passage formed in the region between the magnetic poles adjacent to each other of the stator of the axial gap type motor. The pressure increase in the outer peripheral portion due to the centrifugal force of the rotor is further increased, and the volumetric efficiency of the compression mechanism portion can be further improved.
また、一実施形態の圧縮機は、上記アキシャルギャップ型モータの回転数を制御する回転数制御部を備えたことを特徴とする。 Moreover, the compressor of one Embodiment was provided with the rotation speed control part which controls the rotation speed of the said axial gap type motor.
上記実施形態の圧縮機によれば、上記アキシャルギャップ型モータの回転数を回転数制御部により制御して、高速でロータが回転する高速領域では昇圧効果が大きくなる一方、低速でロータが回転する低速領域では昇圧効果が小さくなる。したがって、能力範囲が同一の圧縮機と比較すると、高速領域では能力が大きくなるので、高速領域で回転数を下げて、機械損失を低減して効率を向上できる一方、低速領域では能力が小さくなるので、回転数を上げて、モータ損失や漏れ損失の増加を防いで効率を向上できる。 According to the compressor of the above embodiment, the rotational speed of the axial gap motor is controlled by the rotational speed control unit, and the boosting effect is increased in the high speed region where the rotor rotates at high speed, while the rotor rotates at low speed. The boosting effect is small in the low speed region. Therefore, compared to a compressor with the same capacity range, the capacity is increased in the high speed area, so the rotational speed can be lowered in the high speed area to reduce the mechanical loss and improve the efficiency, while the capacity is decreased in the low speed area. Therefore, it is possible to improve efficiency by increasing the number of revolutions and preventing an increase in motor loss and leakage loss.
以上より明らかなように、この発明の圧縮機によれば、密閉容器内の低圧側にアキシャルギャップ型モータが配置された圧縮機において、さらなる能力の向上を図ることができる。 As is clear from the above, according to the compressor of the present invention, further improvement in performance can be achieved in the compressor in which the axial gap type motor is arranged on the low pressure side in the hermetic container.
また、一実施形態の圧縮機によれば、さらに圧縮機構部の吸入通路の入口をアキシャルギャップの外周まで延長させたことよって、吸入圧力がさらに高くなり、圧縮機構部の容積効率をさらに向上できる。 Further, according to the compressor of one embodiment, the suction pressure is further increased by further extending the inlet of the suction passage of the compression mechanism portion to the outer periphery of the axial gap, and the volume efficiency of the compression mechanism portion can be further improved. .
また、一実施形態の圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータのロータの端面に設けられた羽根により内周側のガスを外周側に送ることによって、ロータの外周部の圧力がさらに高くなり、圧縮機構部の容積効率をさらに向上できる。 Further, according to the compressor of one embodiment, the pressure on the outer peripheral portion of the rotor is further increased by sending the gas on the inner peripheral side to the outer peripheral side by the blades provided on the end face of the rotor of the axial gap type motor, The volumetric efficiency of the compression mechanism can be further improved.
また、一実施形態の圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータのロータの互いに隣接する磁石間の領域に形成されたガス通路により内周側のガスを外周側に案内することによって、ロータの外周部の圧力がさらに高くなり、圧縮機構部の容積効率をさらに向上できる。 Further, according to the compressor of one embodiment, the outer periphery of the rotor is guided by guiding the gas on the inner peripheral side to the outer peripheral side by the gas passage formed in the region between the adjacent magnets of the rotor of the axial gap type motor. The pressure of the part is further increased, and the volume efficiency of the compression mechanism part can be further improved.
また、一実施形態の圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータのステータの互いに隣接する磁極間の領域に形成されたガス通路により内周側のガスを外周側に案内することによって、ステータに対向するロータの遠心力による外周部のガスの圧力上昇がさらに高くなり、圧縮機構部の容積効率をさらに向上できる。 Further, according to the compressor of the embodiment, the gas on the inner peripheral side is guided to the outer peripheral side by the gas passage formed in the region between the magnetic poles adjacent to each other of the stator of the axial gap type motor, thereby facing the stator. The pressure increase of the gas at the outer peripheral portion due to the centrifugal force of the rotor is further increased, and the volumetric efficiency of the compression mechanism portion can be further improved.
また、一実施形態の圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータの回転数を制御する回転数制御部を備えた圧縮機において、高速領域では能力が大きくなるので、高速領域で回転数を下げて、機械損失を低減して効率を向上できる一方、低速領域では能力が小さくなるので、回転数を上げて、モータ損失や漏れ損失の増加を防いで効率を向上できる。したがって、アキシャルギャップ型モータの回転数の制御範囲を狭くでき、モータ制御が容易となる。 Also, according to the compressor of one embodiment, in a compressor having a rotation speed control unit that controls the rotation speed of an axial gap motor, the capability increases in the high speed region, so the rotation speed is decreased in the high speed region. While the efficiency can be improved by reducing the mechanical loss, the capacity is reduced in the low speed region, so that the efficiency can be improved by increasing the number of revolutions to prevent an increase in motor loss and leakage loss. Therefore, the control range of the rotational speed of the axial gap motor can be narrowed, and motor control is facilitated.
以下、この発明の圧縮機を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the compressor of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
(第1実施形態)
図1はこの発明の第1実施形態の圧縮機の断面図を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a sectional view of a compressor according to a first embodiment of the present invention.
この第1実施形態の圧縮機は、図1に示すように、密閉容器1と、上記密閉容器1内に配置された圧縮機構部2と、上記密閉容器1内かつ圧縮機構部2の下側に配置され、圧縮機構部2を回転軸4を介して駆動するアキシャルギャップ型モータ3と、上記密閉容器1外に設けられ(密閉容器1内部に設けても可)、上記アキシャルギャップ型モータ3に駆動電流を出力するインバータ10とを備えている。上記インバータ10は、アキシャルギャップ型モータ3の回転数を制御する回転数制御部10aを有している。上記アキシャルギャップ型モータ3は、密閉容器1内の圧縮機構部2の吸込側の低圧空間に配置されている。この圧縮機は、いわゆる、低圧ドーム型である。
As shown in FIG. 1, the compressor according to the first embodiment includes a sealed
上記アキシャルギャップ型モータ3は、ステータ40と、このステータ40の上側に配置されたロータ30とを有している。このロータ30を回転軸4に外嵌して固定し、ロータ30の回転力を回転軸4を介して圧縮機構部2に伝達する。
The axial
また、上記圧縮機構部2は、密閉容器1内に取り付けられた本体部20と、本体部20に固定された固定スクロール24と、その固定スクロール24に噛み合う旋回スクロール23とを有する。上記固定スクロール24と旋回スクロール23は、鏡板に立設された渦捲き状のラップを夫々有し、固定スクロール24と旋回スクロール23とが互いに噛み合って複数の圧縮室25を形成する。上記旋回スクロール23は、アキシャルギャップ型モータ3の回転軸4の上端に接続され、回転軸4の回転により旋回する(実際は、回転を公転運動に変えているが、本発明は、公転運動ではない圧縮機構であってもよい)。
The
上記本体部20は、挿通された回転軸4の上端側を回転自在に支持している。上記密閉容器1内かつアキシャルギャップ型モータ3の下側に、回転軸4の下端側を回動自在に支持する保持部5を設けている。
The
また、上記本体部20は、下側の低圧空間と圧縮室25とを連通する吸込通路21を有し、固定スクロール24は、上側の高圧空間と圧縮室25とを連通する吐出孔26を有する。
The
上記密閉容器1の下側側面に吸入管11を接続する一方、密閉容器1の上部に吐出管12を接続している。上記吸入管11を介して供給される冷媒ガスは、アキシャルギャップ型モータ3の下側空間に流入する。
A
図2は上記アキシャルギャップ型モータ3の分解斜視図を示している。図2に示すように、ロータ30は、中央孔31aを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク31と、バックヨーク31のステータ40に対向する面側に、周方向に所定の間隔をあけて配列された扇形状の4つの永久磁石32と、中央孔33aを有する円板形状の磁性板33とを重ね合わせて形成されている。上記バックヨーク31の上側(ロータ30と反対の側)に、湾曲形状の複数の羽根34を放射状に設けている(図1では羽根34を省略)。なお、磁性板33は必須ではないが、ロータの永久磁石の渦電流低減や減磁耐力の向上等に有用である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the axial
また、上記磁性板33に放射状に4つのスリット33bを設け、その4つのスリット33bで区切られた領域に、周方向に所定の間隔をあけて4つの永久磁石32を配置している。また、バックヨーク31には、磁性板33のスリット33bに対向する領域かつ中央孔31a近傍に円孔31bを設けている。上記磁性板33のスリット33bと、永久磁石32間の空間と、バックヨーク31の円孔31bで、冷媒ガスが軸方向に流れるガス通路を形成している。
Further, four
上記ロータ30は、4つの永久磁石32を円周方向に磁極が交互になるように配置している。また、ロータ30において、各磁性板33のスリット33bによって、4つの永久磁石32を互いに磁気的に絶縁している。
The
また、上記ステータ40は、中央孔41aを有する円板形状の磁性板41と、磁性体からなる基板43と、上記基板43上に周方向に所定の間隔をあけて立設された6つの磁心44と、その6つの磁心44に巻回されたコイル42とを有している。上記ステータ40の磁性板41には、複数の磁心44を互いに磁気的に絶縁するための6つのスリット41bを放射状に設けている。なお、磁性板41は必須ではないが、永久磁石の磁束をより多く巻線に鎖交させるために有用である。
The
上記6つの磁心44は、基板43によって互いに磁気的に接続され、ロータ30に対向する側が、磁性板41により接続されている。上記コイル42は、例えば3相スター結線され、インバータ10(図1に示す)から電流を供給する。
The six
上記構成の圧縮機において、アキシャルギャップ型モータ3により回転軸4を介して圧縮機構部2を駆動すると、吸入管11から供給された冷媒ガスは、アキシャルギャップ型モータ3を冷却しながらアキシャルギャップ型モータ3のエアギャップや軸方向に設けられたガス通路(図示せず)を通過し、吸込通路21を介して供給された冷媒ガスを圧縮機構部2で圧縮する。そうして圧縮された冷媒ガスは、圧縮機構部2の吐出孔26から上部空間に吐出され、吐出管12を介して密閉容器1の外部に吐出される。
In the compressor configured as described above, when the
このとき、上記アキシャルギャップ型モータ3のロータ30の回転による遠心力によって、ロータ30の上側端面に沿って内周側から流れ出た冷媒ガスを外周側に送る。これによって、ロータ30の外周部の冷媒ガスの圧力が上昇し、圧縮機構部2が吸入通路21の入口21aから密度の高い冷媒ガスを吸入する。
At this time, the refrigerant gas flowing out from the inner peripheral side along the upper end surface of the
上記構成の圧縮機によれば、圧縮機構部2が吸入する低圧の冷媒ガスが存在する低圧側に配置されたアキシャルギャップ型モータ3において、ロータ30の外周部近傍に圧縮機構部2の吸入通路の入口を設けることによって、圧縮機構部2に密度の高い冷媒ガスが吸入されるので、圧縮機構部2の容積効率を向上できる。
According to the compressor having the above configuration, in the axial
また、アキシャルギャップ型モータ3のロータ30の端面に設けられた複数の羽根34によって、内周側の冷媒ガスを外周側に送るので、ロータ30の外周部の圧力がさらに高くなり、圧縮機構部2の容積効率をさらに向上できる。
Further, since the refrigerant gas on the inner peripheral side is sent to the outer peripheral side by the plurality of
したがって、上記圧縮機構部2に密度の高い冷媒ガスが吸入されるので、圧縮機構部2の容積効率を向上でき、圧縮機構部2の小型化が図れる。
Accordingly, since the refrigerant gas having a high density is sucked into the
また、上記アキシャルギャップ型モータ3の回転数を回転数制御部10aにより制御して、高速でロータ30が回転する高速領域では昇圧効果が大きくなる一方、低速でロータ30が回転する低速領域では昇圧効果が小さくなる。したがって、能力範囲が同一の圧縮機と比較すると、高速領域では能力が大きくなるので、高速領域で回転数を下げて、機械損失を低減して効率を向上できる一方、低速領域では能力が小さくなるので、回転数を上げて、モータ損失や漏れ損失の増加を防いで効率を向上できる。
Further, the rotational speed of the
上記第1実施形態では、ステータ40の上側にロータ30が配置されたアキシャルギャップ型モータ3を備えた圧縮機について説明したが、ステータの上側と下側にロータが夫々配置されたアキシャルギャップ型モータでもよい。
In the first embodiment, the compressor including the axial
(第2実施形態)
図3はこの発明の第2実施形態の圧縮機の断面図を示している。この第2実施形態の圧縮機は、アキシャルギャップ型モータを除いて第1実施形態の圧縮機と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。
(Second Embodiment)
FIG. 3 shows a sectional view of the compressor of the second embodiment of the present invention. The compressor of this 2nd Embodiment is carrying out the structure same as the compressor of 1st Embodiment except an axial gap type motor, and the same component is attached | subjected the same reference number.
この第2実施形態の圧縮機は、図3に示すように、密閉容器1と、上記密閉容器1内に配置された圧縮機構部2と、上記密閉容器1内かつ圧縮機構部2の下側に配置され、圧縮機構部2を回転軸4を介して駆動するアキシャルギャップ型モータ103と、上記密閉容器1外に設けられ、上記アキシャルギャップ型モータ3に駆動信号を出力するインバータ10とを備えている。上記インバータ10は、アキシャルギャップ型モータ103の回転数を制御する回転数制御部10aを有している。
As shown in FIG. 3, the compressor according to the second embodiment includes a sealed
上記アキシャルギャップ型モータ103は、ステータ40と、このステータ40の上側に配置されたロータ130とを有している。このロータ130を回転軸4に外嵌して固定し、ロータ30の回転力を回転軸4を介して圧縮機構部2に伝達する。
The axial
図4は上記アキシャルギャップ型モータ103の分解斜視図を示している。このアキシャルギャップ型モータ103は、バックヨーク35を除いて第1実施形態の図2に示すアキシャルギャップ型モータ3と同一の構成をしている。
FIG. 4 shows an exploded perspective view of the axial
図4に示すように、ロータ130は、中央孔31aを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク35と、バックヨーク35のステータ40に対向する面側に、周方向に所定の間隔をあけて配列された扇形状の4つの永久磁石32と、中央孔33aを有する円板形状の磁性板33とを重ね合わせて形成されている。このバックヨーク35には、冷媒ガスが軸方向に流れる孔を設けていない。上記ロータ130の互いに隣接する永久磁石32間に、冷媒ガスを内周側から外周側に案内するガス通路36を形成している。
As shown in FIG. 4, the
上記構成の圧縮機において、アキシャルギャップ型モータ103により回転軸4を介して圧縮機構部2を駆動すると、吸入管11から供給された冷媒ガスは、アキシャルギャップ型モータ103を冷却しながらアキシャルギャップ型モータ103のエアギャップやロータ130に設けられたガス通路36を通過し、吸込通路21を介して供給された冷媒ガスを圧縮機構部2で圧縮する。そうして圧縮された冷媒ガスは、圧縮機構部2の吐出孔26から上部空間に吐出され、吐出管12を介して密閉容器1の外部に吐出される。
In the compressor configured as described above, when the
このとき、上記アキシャルギャップ型モータ3のロータ130の回転による遠心力によって、ステータ40の上側の中央から流れ出た冷媒ガスを外周側に送る。これによって、ロータ130の外周部の冷媒ガスの圧力が上昇し、圧縮機構部2が吸入通路21の入口21aから密度の高い冷媒ガスを吸入する。
At this time, the refrigerant gas flowing out from the upper center of the
したがって、上記圧縮機構部2に密度の高い冷媒ガスが吸入されるので、圧縮機構部2の容積効率を向上でき、圧縮機構部2の小型化が図れる。
Accordingly, since the refrigerant gas having a high density is sucked into the
上記構成の圧縮機によれば、圧縮機構部2が吸入する低圧の冷媒ガスが存在する低圧側に配置されたアキシャルギャップ型モータ103において、ロータ130の回転に伴う遠心力によりロータ130の下側端面に沿って冷媒ガスが内周側から外周側に流れ、ロータ130の外周部の圧力が内周側よりも高くなる。このロータ130の外周部近傍に圧縮機構部2の吸入通路21の入口21aを設けることによって、圧縮機構部2に密度の高い冷媒ガスが吸入されるので、圧縮機構部2の容積効率を向上できる。
According to the compressor having the above configuration, in the axial
また、上記アキシャルギャップ型モータ103のロータ130の互いに隣接する永久磁石32間の領域に形成されたガス通路36によって、内周側のガスを外周側に案内するので、ロータ13の外周部の圧力がさらに高くなり、圧縮機構部2の容積効率をさらに向上できる。
Further, since the gas on the inner peripheral side is guided to the outer peripheral side by the
なお、上記第2実施形態の圧縮機において、圧縮機構部2の吸入通路21の入口21aと、ロータ130の外周部近傍とを接続する案内通路を設けて、その案内通路の入口を冷媒ガスの密度が高い箇所に配置するのがより好ましい。
In the compressor of the second embodiment, a guide passage that connects the
(第3実施形態)
図5はこの発明の第3実施形態の圧縮機に用いられるアキシャルギャップ型モータのステータの分解斜視図を示している。この第3実施形態の圧縮機は、ステータを除いて第2実施形態の圧縮機と同一の構成をしており、同一構成部の説明は省略し、図3を援用する。
(Third embodiment)
FIG. 5 shows an exploded perspective view of a stator of an axial gap type motor used in the compressor of the third embodiment of the present invention. The compressor of this 3rd Embodiment is carrying out the structure same as the compressor of 2nd Embodiment except a stator, the description of the same structure part is abbreviate | omitted and FIG. 3 is used.
図5に示すように、この第3実施形態の圧縮機に用いられるアキシャルギャップ型モータのステータ50は、6つの磁性板55が周方向に配列された磁性板群51と、磁性体からなる基板53と、上記基板53上かつ各磁性板55に略対向する位置に、周方向に所定の間隔を開けて立設された6つの磁心54と、その6つの磁心54に巻回されたコイル52とを有している。上記磁性板群51は、互いに隣接する磁性板55の間の領域に、内周側から外周側に冷媒ガスを案内するガス通路56を設けている。
As shown in FIG. 5, the
上記磁性板群51の内側に中心孔51aが形成されている。上記磁性板群51を構成する磁性板55は、中心孔51aの一部を形成する内周縁55aと、内周縁55aの前端(ロータの回転方向R2に対して逆方向)から外周に向かって徐々に後方(ロータの回転方向R2)に湾曲する前縁55bと、内周縁55aの後端から外周に向かって徐々に後方に湾曲する後縁55cと、外周縁55dとを有している。
A
上記6つの磁心54は、基板53によって互いに磁気的に接続されている。上記コイル52は、例えば3相スター結線され、インバータ10から電流を供給する。
The six
図6Aは上記ステータ50の組立後の斜視図を示し、図6Bは上記ステータ50の側面図を示し、図6Cは上記ステータ50の平面図を示している。図6Cに示すように、複数のガス通路56が放射状に配置されている。
6A shows a perspective view of the
上記構成の圧縮機によれば、第2実施形態の圧縮機と同様の効果を有すると共に、アキシャルギャップ型モータのステータ50の互いに隣接する磁極(磁性板55)の間の領域に形成されたガス通路56により内周側のガスを外周側に案内することによって、ステータ50に対向するロータ130の遠心力による外周部のガスの圧力上昇がさらに高くなり、圧縮機構部2の容積効率をさらに向上できる。
According to the compressor having the above-described configuration, the same effect as that of the compressor of the second embodiment is obtained, and gas formed in a region between adjacent magnetic poles (magnetic plates 55) of the
また、外周に向かって徐々に後方に湾曲する前縁55bと、内周縁55aの後端から外周に向かって徐々に後方に湾曲する後縁55cとを有する磁性板55の形状によって、スキュー効果が得られ、コギングトルクを低減でき、アキシャルギャップ型モータの振動や騒音を抑えることができる。
Further, the skew effect is caused by the shape of the
(第4実施形態)
図7はこの発明の第4実施形態の圧縮機に用いられるアキシャルギャップ型モータのロータの分解斜視図を示し、図8はこのアキシャルギャップ型モータの分解斜視図を示している。この第4実施形態の圧縮機は、アキシャルギャップ型モータのロータを除いて第2実施形態の圧縮機と同一の構成をしており、同一構成部の説明は省略し、図3を援用する。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 shows an exploded perspective view of a rotor of an axial gap type motor used in the compressor of the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows an exploded perspective view of this axial gap type motor. The compressor of this 4th Embodiment is carrying out the structure same as the compressor of 2nd Embodiment except the rotor of an axial gap type motor, The description of the same structure part is abbreviate | omitted and FIG. 3 is used.
図7に示すように、この第4実施形態のロータ60は、中央孔61aを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク61と、バックヨーク61のステータ(図示せず)に対向する面側に、周方向に所定の間隔をあけて配列された4つの永久磁石62とを有している。上記ロータ60の互いに隣接する永久磁石62の間の領域に、内周側から外周側に冷媒ガスを案内する湾曲形状のガス通路63を設けている。上記永久磁石62は、内周縁62aと、内周縁62aの前端(ロータの回転方向R3)から外周に向かって徐々に後方(ロータの回転方向R3に対して逆方向)に湾曲する前縁62bと、内周縁62aの後端から外周に向かって徐々に後方に湾曲する後縁62cと、外周縁62dとを有している。
As shown in FIG. 7, the
また、図8に示すように、ロータ60を回転駆動するステータ40は、第2実施形態のステータ40と同一の構成をしている。
Moreover, as shown in FIG. 8, the
上記構成の圧縮機によれば、第2実施形態の圧縮機と同様の効果を有すると共に、アキシャルギャップ型モータのロータ60の互いに隣接する永久磁石62間の領域に形成されたガス通路63によって、内周側のガスを外周側に案内するので、ロータ60の外周部の圧力がさらに高くなり、圧縮機構部2の容積効率をさらに向上できる。また、外周に向かって徐々に後方に湾曲する前縁62bと、内周縁62aの後端から外周に向かって徐々に後方に湾曲する後縁62cとを有する永久磁石62の形状によって、スキュー効果が得られ、コギングトルクを低減でき、アキシャルギャップ型モータの振動や騒音を抑えることができる。
According to the compressor having the above-described configuration, the
(第5実施形態)
図9はこの発明の第5実施形態の圧縮機の断面図を示している。この第5実施形態の圧縮機は、アキシャルギャップ型モータと吸込管を除いて第1実施形態の圧縮機と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 shows a sectional view of a compressor according to a fifth embodiment of the present invention. The compressor of the fifth embodiment has the same configuration as the compressor of the first embodiment except for the axial gap type motor and the suction pipe, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. To do.
この第5実施形態の圧縮機は、図9に示すように、密閉容器1と、上記密閉容器1内に配置された圧縮機構部2と、上記密閉容器1内かつ圧縮機構部2の下側に配置され、圧縮機構部2を回転軸4を介して駆動するアキシャルギャップ型モータ203と、上記密閉容器1外に設けられ、上記アキシャルギャップ型モータ203に駆動信号を出力するインバータ10とを備えている。上記インバータ10は、アキシャルギャップ型モータ203の回転数を制御する回転数制御部10aを有している。
As shown in FIG. 9, the compressor according to the fifth embodiment includes a sealed
上記アキシャルギャップ型モータ203は、ステータ240と、このステータ240の下側に配置されたロータ230とを有している。このロータ230を回転軸4に外嵌して固定し、ロータ230の回転力を回転軸4を介して圧縮機構部2に伝達する。
The axial
上記圧縮機構部2の吸入通路21の入口端に案内通路14の一端を接続し、その案内通路14の入口14aをロータ230の外周部近傍(特にモータのエアギャップ、すなわちアキシャルギャップの外周近傍)の冷媒ガスの密度が高い箇所に配置している。なお、上記圧縮機構部2の吸入通路21をそのまま延長させて、入口がアキシャルギャップの外周近傍になるようにしてもよい。
One end of the
上記構成の圧縮機において、アキシャルギャップ型モータ203により回転軸4を介して圧縮機構部2を駆動すると、吸入管13から供給された冷媒ガスは、アキシャルギャップ型モータ203を冷却しながらアキシャルギャップ型モータ203のエアギャップやロータ230に設けられたガス通路を通過し、吸込通路21を介して供給された冷媒ガスを圧縮機構部2で圧縮する。そうして圧縮された冷媒ガスは、圧縮機構部2の吐出孔26から上部空間に吐出され、吐出管12を介して密閉容器1の外部に吐出される。
In the compressor configured as described above, when the
このとき、上記アキシャルギャップ型モータ3のロータ230の回転による遠心力によって、ステータ240の軸方向に設けられた孔(図示せず)を介して下側の中央から流れ出た冷媒ガスを外周側に送る。これによって、ロータ230の外周部の冷媒ガスの圧力が上昇し、圧縮機構部2が案内通路14の入口14aから密度の高い冷媒ガスを吸入する。
At this time, the refrigerant gas flowing out from the lower center through the hole (not shown) provided in the axial direction of the
したがって、上記圧縮機構部2に密度の高い冷媒ガスが吸入されるので、圧縮機構部2の容積効率を向上でき、圧縮機構部2の小型化が図れる。
Accordingly, since the refrigerant gas having a high density is sucked into the
なお、上記第5実施形態において、第2実施形態のように、互いに隣接する永久磁石の間の空間を冷媒ガスが軸方向に流れるガス通路として利用してもよいし、第3実施形態のように、ステータの互いに隣接する磁性板の間の領域に形成されたガス通路によって、内周側から外周側に冷媒ガスを案内してもよいし、さらに第4実施形態のように、ロータの互いに隣接する永久磁石の間の領域に設けられた湾曲形状のガス通路によって、内周側から外周側に冷媒ガスを案内してもよい。 In the fifth embodiment, as in the second embodiment, a space between adjacent permanent magnets may be used as a gas passage through which the refrigerant gas flows in the axial direction, as in the third embodiment. Further, the refrigerant gas may be guided from the inner peripheral side to the outer peripheral side by a gas passage formed in a region between the magnetic plates adjacent to each other of the stator, and further, the rotors are adjacent to each other as in the fourth embodiment. The refrigerant gas may be guided from the inner peripheral side to the outer peripheral side by a curved gas passage provided in a region between the permanent magnets.
次に、この発明の圧縮機のアキシャルギャップ型モータのロータの羽根やガス通路の形状について図10(a)〜(c)に示す例を用いて説明する。 Next, the shape of the rotor blades and gas passages of the axial gap motor of the compressor according to the present invention will be described with reference to the examples shown in FIGS.
図10(a)は、回転方向が時計回りのロータ71に、中間部分が後方に湾曲する複数の羽根72が周方向に所定の間隔をあけて設けられている(図10(a)では羽根72は一部のみを示す)。この複数の羽根72は、シロッコ型のファンに相当する。
FIG. 10A shows a rotor 71 rotating in a clockwise direction, and a plurality of
また、図10(b)は、回転方向が時計回りのロータ81に、直線状の複数の羽根82が放射状に設けられている(図10(b)では羽根82は一部のみを示す)。この複数の羽根82は、ラジアル型のファンに相当する。
Further, in FIG. 10B, a plurality of
また、図10(c)は、回転方向が時計回りのロータ91に、中間部分が前方に湾曲する複数の羽根92が周方向に所定の間隔をあけて設けられている(図10(c)では羽根92は一部のみを示す)。この複数の羽根92は、ターボ型のファンに相当する。
Further, in FIG. 10C, a
図10(a)のロータ71、図10(b)のロータ81、図10(c)のロータ91の順に回転数等の条件が同一であれば流量が増大する。
If the conditions such as the rotational speed are the same in the order of the rotor 71 in FIG. 10A, the
なお、図10(a)〜(c)の羽根の代わりに同様の形状のガス通路を設けてもよいし、回転しないステータに同様のガス通路を設けてもよい。また、羽根やガス通路の形状は、図10(a)〜(c)に示す形状に限らない。 10 (a) to 10 (c) may be provided with a gas passage having a similar shape, or a similar gas passage may be provided for a non-rotating stator. Moreover, the shape of a blade | wing or a gas channel | path is not restricted to the shape shown to Fig.10 (a)-(c).
また、上記第1〜第5実施形態では、圧縮機構部がスクロール方式の圧縮機について説明したが、これに限らず、ロータリ方式等の他の構造の圧縮機構部を備えた圧縮機にこの発明を適用してもよい。 In the first to fifth embodiments, the compressor of the scroll mechanism has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a compressor having a compressor mechanism of another structure such as a rotary system. May be applied.
また、モータは、必ずしも永久磁石を有している必要はなく、スイッチトリラクタンスモータや誘導モータ等も適用可能であるが、永久磁石を有することで、エアギャップ部の磁束密度を高くすることができトルク及びモータ効率を向上できるという点で優れている。 In addition, the motor does not necessarily have a permanent magnet, and a switched reluctance motor, an induction motor, or the like can be applied. However, by having a permanent magnet, the magnetic flux density of the air gap portion can be increased. It is excellent in that torque and motor efficiency can be improved.
さらに、モータは、主としてアキシャルギャップを有していればよく、アキシャルギャップとラジアルギャップの双方を有していてもよい。 Furthermore, the motor only needs to have an axial gap, and may have both an axial gap and a radial gap.
1…密閉容器
2…圧縮機構部
3,103,203…アキシャルギャップ型モータ
4…回転軸
5…保持部
10…インバータ
10a…回転数制御部
11…吸入管
12…吐出管
20…本体部
21…吸込通路
23…旋回スクロール
24…固定スクロール
25…圧縮室
26…吐出孔
30,130,230…ロータ
31a…中央孔
31…バックヨーク
32…永久磁石
33…磁性板
33a…中央孔
33b…スリット
34…羽根
35…バックヨーク
40,240…ステータ
41…磁性板
41a…中央孔
41b…スリット
42…コイル
43…基板
44…磁心
50…ステータ
51…磁性板群
52…コイル
53…基板
54…磁心
55…磁性板
56…ガス通路
60…ロータ
61…バックヨーク
62…永久磁石
63…ガス通路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記密閉容器(1)内に配置された圧縮機構部(2)と、
上記密閉容器(1)内かつ上記圧縮機構部(2)が吸入する低圧ガスが存在する低圧側に配置され、上記圧縮機構部(2)を駆動するアキシャルギャップ型モータ(3,103,203)と
を備え、
上記アキシャルギャップ型モータ(3,103,203)のロータ(30,130,230)の外周部近傍に上記圧縮機構部(2)の吸入通路の入口を設けたことを特徴とする圧縮機。 A sealed container (1);
A compression mechanism (2) disposed in the sealed container (1);
An axial gap type motor (3, 103, 203) that is disposed in the hermetic container (1) and on the low-pressure side where the low-pressure gas sucked by the compression mechanism (2) exists and drives the compression mechanism (2). And
A compressor characterized in that an inlet of the suction passage of the compression mechanism (2) is provided in the vicinity of the outer peripheral portion of the rotor (30, 130, 230) of the axial gap type motor (3, 103, 203).
上記圧縮機構部(2)の上記吸入通路を、入口がアキシャルギャップの外周近傍になるように延長させたことを特徴とする圧縮機。 The compressor according to claim 1,
The compressor characterized in that the suction passage of the compression mechanism (2) is extended so that the inlet is near the outer periphery of the axial gap.
上記アキシャルギャップ型モータ(3)のロータ(30)の端面に、内周側のガスを外周側に送る羽根(34)を設けたことを特徴とする圧縮機。 The compressor according to claim 1,
A compressor characterized in that a blade (34) for sending gas on the inner peripheral side to the outer peripheral side is provided on an end face of the rotor (30) of the axial gap motor (3).
上記アキシャルギャップ型モータ(103)のロータ(130)は、周方向に所定の間隔をあけて配列された複数の磁石(32)を有し、互いに隣接する上記磁石間の領域に、内周側のガスを外周側に案内するガス通路(36)が形成されていることを特徴とする圧縮機。 The compressor according to claim 1,
The rotor (130) of the axial gap type motor (103) has a plurality of magnets (32) arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and is arranged on the inner circumferential side in a region between the adjacent magnets. The compressor is characterized in that a gas passage (36) for guiding the gas to the outer peripheral side is formed.
上記アキシャルギャップ型モータのステータ(50)の互いに隣接する磁極間の領域に、内周側のガスを外周側に案内するガス通路(56)が形成されていることを特徴とする圧縮機。 The compressor according to claim 1,
A compressor characterized in that a gas passage (56) for guiding an inner peripheral side gas to an outer peripheral side is formed in a region between adjacent magnetic poles of a stator (50) of the axial gap type motor.
上記アキシャルギャップ型モータ(3,103,203)の回転数を制御する回転数制御部(10a)を備えたことを特徴とする圧縮機。
The compressor according to any one of claims 1 to 5,
A compressor comprising a rotation speed control section (10a) for controlling the rotation speed of the axial gap motor (3, 103, 203).
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