JP2008101558A - Hermetic compressor - Google Patents
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Description
本発明は密閉型圧縮機に係り、特に冷凍サイクルに用いて好適な密閉型圧縮機に関する。 The present invention relates to a hermetic compressor, and more particularly to a hermetic compressor suitable for use in a refrigeration cycle.
従来の冷凍サイクルに用いる密閉型圧縮機の例が、特許文献1および特許文献2に記載されている。特許文献1に記載の密閉型圧縮機では、冷媒を密閉容器の下方に設けた吸入管から吸入し、駆動モータと接触させてこのモータを冷却し、圧縮装置に流している。その際、冷媒の一部が、固定子鉄心に形成した外周面に沿うスリットの内部を冷却し、効率よく固定子鉄心を冷却する。
Examples of hermetic compressors used in conventional refrigeration cycles are described in
上記特許文献2では、圧縮要素から密閉容器内に吐出された圧縮ガスを、電動要素の外周部に形成したガス通路に流入させている。このガス通路は、電動要素外周面を切り欠いて形成した切り欠き部と密閉容器内壁面で構成する第1のガス通路と、電動要素外周近傍に同心状に配置した貫通孔で形成される第2のガス通路から構成されている。
In the said
上記特許文献1および特許文献2に記載の密閉型圧縮機では、電動機の固定子鉄心を構成する、積層された電磁鋼板を同一形状とし、積層の際にはその形状を全層において合致して組み合わせている。その結果、全ての電磁鋼板の外径部が、電動機を収容する密閉容器の内径部と同一の周方向位置で接する。この場合、電動機を動作させると、固定子に発生した熱が密閉容器を通して圧縮部の周囲空気へ伝達されやすく、固定子で発生した熱が十分には冷媒を加熱していなかった。
In the hermetic compressors described in
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、固定子から密閉容器を通して密閉型圧縮機の周囲空気に伝達される熱量を低減して、冷媒の加熱に寄与させることにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to reduce the amount of heat transferred from the stator to the ambient air of the hermetic compressor through the hermetic container, thereby contributing to heating of the refrigerant. There is.
上記目的を達成する本発明の特徴は、密閉容器内に、圧縮要素と、この圧縮要素を回転駆動し固定子と回転子とを有する電動機部を配置した密閉型圧縮機において、固定子は多数の電磁鋼板を軸方向に積層して形成した鉄心を有し、多数積層した電磁鋼板は、上下に配置され密閉容器の内壁に接触する接触部を有する第1の電磁鋼板と、この上下に配置された第1の電磁鋼板間に配置され密閉容器の内壁に非接触な非接触部を有する第2の電磁鋼板とを有し、この上下に配置された第1の電磁鋼板と第1の電磁鋼板間に配置された第2の電磁鋼板と密閉容器とで断熱空間を形成したことにある。 A feature of the present invention that achieves the above object is that in a hermetic compressor in which a compression element and an electric motor unit that rotationally drives the compression element and has a stator and a rotor are arranged in a hermetic container, the stator has many A plurality of laminated electromagnetic steel sheets are arranged above and below the first electromagnetic steel sheet having a contact portion that is arranged above and below to contact the inner wall of the sealed container. A second electromagnetic steel plate having a non-contact portion disposed between the first electromagnetic steel plates arranged and not in contact with the inner wall of the sealed container, and the first electromagnetic steel plate and the first electromagnetic wave arranged above and below the second electromagnetic steel plate The heat insulating space is formed by the second electromagnetic steel plate disposed between the steel plates and the sealed container.
そしてこの特徴において、第1の電磁鋼板の最大径が第2の電磁鋼板の最大径よりも大きくてもよく、第1の電磁鋼板と第2の電磁鋼板は同一形状であり、この電磁鋼板の周方向位置を変えて積層することにより、断熱空間を形成するものであってもよい。また、第1の電磁鋼板と第2の電磁鋼板を交互に積層してもよく、第1の電磁鋼板を複数枚積層し、第2の電磁鋼板をこの第1の電磁鋼板の積層枚数とは異なる複数枚積層して断熱空間を形成してもよい。 In this feature, the maximum diameter of the first electromagnetic steel sheet may be larger than the maximum diameter of the second electromagnetic steel sheet, and the first electromagnetic steel sheet and the second electromagnetic steel sheet have the same shape. A heat insulating space may be formed by changing the positions in the circumferential direction and laminating. Also, the first electromagnetic steel plate and the second electromagnetic steel plate may be alternately laminated, a plurality of the first electromagnetic steel plates are laminated, and the second electromagnetic steel plate is the number of laminations of the first electromagnetic steel plate. A plurality of different sheets may be stacked to form a heat insulating space.
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、密閉容器内に、圧縮要素と、この圧縮要素を回転駆動し固定子と回転子とを有する電動機部を配置した密閉型圧縮機において、固定子は多数枚の外径の異なる2種類以上の略円環形状の電磁鋼板で形成された鉄心を有し、この鉄心は、多数枚の電磁鋼板の中で最大外径の大きな電磁鋼板と、最大外径の小さな電磁鋼板を交互に積層して断熱空間を形成したものである。 Another feature of the present invention that achieves the above object is to provide a hermetic compressor in which a compression element and an electric motor unit that rotationally drives the compression element and has a stator and a rotor are disposed in the hermetic container. Has an iron core formed of two or more types of substantially annular magnetic steel sheets with different outer diameters, and this iron core has the largest outer diameter among the many steel sheets, A heat insulating space is formed by alternately laminating electrical steel sheets having small outer diameters.
上記目的を達成する本発明のさらに他の特徴は、密閉容器内に、圧縮要素と、この圧縮要素を回転駆動し固定子と回転子とを有する電動機部を配置した密閉型圧縮機において、固定子は電磁鋼板を積層した鉄心を有し、この鉄心が有する電磁鋼板は、外周部に等ピッチで3個の切り欠き部が形成されたほぼ円環状をしており、この電磁鋼板を60゜ずつ位相を変えて積層して断熱空間を形成したことにある。 Still another feature of the present invention that achieves the above object is to provide a hermetic compressor in which a compression element and an electric motor unit that rotationally drives the compression element and has a stator and a rotor are disposed in a hermetic container. The child has an iron core in which magnetic steel sheets are laminated. The magnetic steel sheet of the iron core has a substantially annular shape with three notches formed at an equal pitch on the outer peripheral portion. This is because the heat insulation space is formed by laminating the phases one by one.
本発明によれば、密閉型圧縮機において、固定子と密閉容器との接触面積を小さくし、固定子と密閉容器との間に断熱空間を形成したので、固定子から密閉容器を通して密閉型圧縮機の周囲空気に伝達される熱量を低減して、冷媒の加熱に寄与させることが可能となる。 According to the present invention, in the hermetic compressor, the contact area between the stator and the hermetic container is reduced, and the heat insulation space is formed between the stator and the hermetic container. It is possible to reduce the amount of heat transferred to the ambient air of the machine and contribute to the heating of the refrigerant.
以下、本発明の密閉型圧縮機30のいくつかの実施例を、図面を用いて説明する。図1ないし図5を用いて、密閉型圧縮機30の一実施例を詳述する。図1に、縦軸に配置された密閉型圧縮機30の縦断面図を示す。図2は、図1の横断面図であり、上部に配置した電動機部20の上端面部を示す。図3および図4は、密閉型圧縮機30の固定子鉄心を構成する大小2種の電磁鋼板2d,2eの平面図である。図5に、図2のA−A矢視断面図を示す。
Hereinafter, some embodiments of the
密閉型圧縮機30では、密閉容器1の内部に、固定子2と回転子3から構成される電動機部20が配置されている。電動機部20の種類は、直流電動機である。密閉容器1は、円筒状の筒状部材の両端部を底部部材および蓋部材で覆って形成されており、厚さ2〜5mmの鋼板製である。電動機部20は、この密閉容器1の上部に配置されている。
In the
電動機部20を構成する固定子2の中央部には、回転軸4が鉛直方向に延びて固定されている。固定子2では、詳細を後述する電磁鋼板2d,2eを多数枚軸方向に積層して、固定子鉄心2aを形成する。各電磁鋼板2dは、リング状をしており、周方向に6個のスロット2jが形成されている。スロット2jは内周側でその一部が切れており、各スロット2jによりI字型のティース2bが6個内周側に形成される。各ティース2bには、コイルを形成するエナメル線2cが巻かれている。この固定子2は、密閉容器1に対して焼き嵌め等のしまり嵌めまたは溶接により固定されている。
The rotating
電動機部20の下方には、圧縮要素25が配置されている。圧縮要素25は、ローリングピストン式の圧縮要素である。圧縮要素25の回転体は、回転軸4の下部に固定されている。すなわち、回転軸4の下部には、偏心部4aが形成されており、この偏心部4aにローラ8が固定されている。ローラ8の上下端面に対向して、上部側には主軸受5が、下部側には副軸受7が配置されている。ローラ8の外側には、回転軸4と同心にシリンダ6が配置されている。また、シリンダ6の内部に形成される圧縮空間16には、密閉容器1の外方からこの空間を仕切るベーン10が半径方向に挿入されており、このベーン10をコイルばね9が半径方向に押圧している。回転軸4が回転すると、ローラ8が偏心回転して、圧縮空間16の体積が変化する。
A
このように構成した密閉型圧縮機30では、電動機部20に通電されると、固定子2が回転磁界を発生し、回転子3が回転する。この回転子3の回転は、回転軸4により圧縮要素25に伝達され、圧縮空間16に連通する吸込管11から冷媒ガスが吸い込まれる。圧縮空間16に吸い込まれた冷媒ガスは、回転軸4の回転角に応じて圧縮空間16の容積が変化して、回転軸4の1回転ごとに圧縮工程を繰り返す。圧縮要素25により圧縮された高圧の冷媒ガスは、圧縮空間16から副軸受7に形成された吐出ポート17を経て、シリンダ6の下方を覆うカバー12により形成された空間に流出する。ここで、吐出ポート
17の下端部には、圧縮空間16の圧力が所定圧力以下では動作しない吐出バルブが設けられており、密閉容器1内に圧力の低い冷媒ガスが流出するのを防止する。
In the
その後冷媒ガスは、シリンダ6に形成された流路を経て、電動機部20の下方に達する。そして固定子2と回転子3とで構成される隙間、および固定子2,密閉容器1の内面とに形成される冷媒流路を経て、銅損および鉄損により発熱し高温になっている固定子2の熱を吸収してこれを冷却する。固定子で発生した熱を吸収して加熱された冷媒は、密閉容器1の蓋部材に設けた吐出管13から機外に吐出される。
Thereafter, the refrigerant gas reaches the lower part of the
ところで、冷凍サイクルを用いるヒートポンプ式暖房機では、密閉型圧縮機30が装置の小型化および簡素化の理由で多用される。密閉型圧縮機30では、電動機部20が有する固定子2が発熱するので、この発熱を利用して冷媒ガスを加熱すれば、暖房運転時にその能力が向上する。この様子を、図13に示すモリエル線図を用いて説明する。
By the way, in a heat pump heater using a refrigeration cycle, the
図で、横軸は比エンタルピであり、縦軸は冷媒ガスの圧力である。暖房運転の場合である。固定子2の発熱が少なく、冷媒をほとんど加熱しない場合には、圧縮機の圧縮過程であるA→Bへの変化後には、冷媒ガスは凝縮器である室内熱交換器での凝縮過程B→Cに移行する。凝縮器での放熱の際には、凝縮過程B−C間の比エンタルピ差Qに比例した熱量が放熱される。
In the figure, the horizontal axis represents specific enthalpy and the vertical axis represents refrigerant gas pressure. This is the case of heating operation. When the
一方、固定子2が発熱して冷媒ガスを加熱する場合には、圧縮過程A→Bで冷媒ガスが圧縮された後に、冷媒ガスが固定子2で発生した熱を吸収する。したがって、冷媒ガスは加熱過程B→B′を経る際に、固定子2から冷媒ガスに加えられた熱量Q′だけ、比エンタルピが増加する。この放熱過程B′→Cでは、暖房能力が放熱過程B′→C間の比エンタルピ差(Q+Q′)に比例して増大する。
On the other hand, when the
このように、密閉型圧縮機30における電動機20の固定子2での発熱を、効率的に冷媒ガスに吸収させれば、冷凍サイクルの効率が向上する。そこで、本実施例では、以下のように固定子2を構成し、冷媒ガスの吸熱作用を向上させている。この様子を、図3〜図5により説明する。
Thus, if the heat generated in the
固定子鉄心2a用に大小2種の電磁鋼板2d,2eを、作成する。電磁鋼板2d,2eは、ともに厚さが0.2mm〜0.4mmであり、プレス打ち抜き加工で成型される。外径の大きい大型の電磁鋼板2dは、周方向均等に形成された6個のティース2b部に対応する外周部が、直線で切り欠かれて切欠部2fを形成している。切欠部2fは、密閉容器1内に収容したときに、密閉容器1との間で冷媒ガスの流路15を形成する。外径の小さい小型の電磁鋼板2eは、外周部が円形をしており、切り欠き部等は無い。ティース2bおよびティース2bを形成するためのスロットの形状は、大小いずれの電磁鋼板2d,2eでも同一形状である。固定子鉄心2aを作成するときは、電磁鋼板2d,2eを交互に100〜200枚程度積層し、リベット止めまたはかしめ,溶接等で一体に接合する。
Two types of large and small
なお、回転子3は、固定子と同様にプレス打ち抜き加工により成型されたほぼ円形の電磁鋼板を100〜200枚程度積層し、その積層された電磁鋼板内に図示しない永久磁石を複数個埋め込んで作成される。回転子3の電磁鋼板の中央には、回転軸4に固定するのに用いる穴が形成されている。回転子3の回転は、回転軸4により圧縮要素25に伝達され、圧縮要素25が有するローラ8を偏心回転させる。ローラ8が偏心回転して、吸込管11から冷媒ガスが吸い込まれ、冷媒ガスを圧縮する。本実施例では、R410A冷媒を使用し、密閉容器1内部には冷凍機油としてエステル油を封入している。
The
このように構成した本実施例の密閉型圧縮機30では、冷媒ガスの流れは、図5に示すようになる。つまり、交互に大小2種の電磁鋼板2d,2eを積層したので、固定子2と密閉容器1とは外周側で接触面積が半減する。具体的には、切欠部2fを除いて大型の電磁鋼板2dは、その外周部で密閉容器1に接触している。これに対し、小型の電磁鋼板
2eは上下に挟まれた大型の電磁鋼板2dによりその半径方向位置を規制されるので、密閉容器1と外周部が接触せず、密閉容器1との間で断熱空間14を形成する。
In the
断熱空間14が形成されているので、固定子2の大型の電磁鋼板2dから密閉容器1を通して圧縮機30の周囲空気に主として熱量が伝達され、小型の電磁鋼板2eからは断熱空間14を介してほとんど熱量は伝達されない。その結果、全体として、密閉型圧縮機
30の周囲空気に伝達される熱量が低減する。低減された熱量を利用すれば、冷媒ガスを加熱する熱量を増加させることが可能となる。
Since the
本実施例によれば、固定子2と密閉容器1とを、周方向に均等に形成した接触部で接触させているので、固定子2と密閉容器1との間に作用する固定力の均一化が図られる。また、軸方向にも均一化しているので、固定力の均一化が図られる。その結果、固定子2の変形や回転子3が回転して磁気吸引力が変化したときに生じる振動の増大を抑制できる。
According to the present embodiment, since the
また本実施例によれば、固定子2内の温度分布の不均一性が改善されるので、温度分布の不均一による固定子鉄心2aの磁気的特性の変化が抑制され、電動機部20の性能低下も抑制できる。さらに本実施例によれば、従来の固定子鉄心2aにおいて最外周部の形状を変えるだけでよく、固定子鉄心2aに要求される外周側の磁束の流れに必要な距離は確保されており、また磁気的特性に大きく影響する固定子鉄心内周側の形状は従来のものから変える必要が無いので電動機部の性能低下はほとんど無い。さらに、従来の固定子鉄心からの形状変化が少ないので、低コストで製作できる。
In addition, according to the present embodiment, since the non-uniformity of the temperature distribution in the
本発明に係る密閉型圧縮機30の他の実施例の縦断面図を図6に、固定子2と密閉容器1の詳細縦断面図を図7に、それぞれ示す。本実施例が図1に示した実施例と相違するのは、大小2種の電磁鋼板2d,2eを積層する際に、それぞれ複数枚積層して一纏めにし、その一纏めにした電磁鋼板を交互に積層するようにしたことにある。具体的には、大型の電磁鋼板2dを4枚積層したものに対して、小型の電磁鋼板2eを2枚積層したものを上下方向に隣り合わせるようにし、これを繰り返すようにしている。本実施例によれば、図1に示した実施例の場合に比べ、固定子2と密閉容器1が接触する面積が大きくなり、固定子2と密閉容器1間に作用する固定力をより均一に分布させることができる。その結果、焼き嵌め時の固定子鉄心の変形が抑制される。
FIG. 6 shows a longitudinal sectional view of another embodiment of the
本発明に係る密閉型圧縮機30のさらに他の実施例の縦断面図を図8に、固定子2と密閉容器1の詳細縦断面図を図9に示す。本実施例が上記各実施例と相違するのは、大型の電磁鋼板2dを2枚積層させたものの上下方向隣り合わせに、小型の電磁鋼板2eを4枚積層したものを配置し、これを軸方向に繰り返すようにしたことにある。本実施例によれば、固定子2と密閉容器1との接触面積が減少し、断熱空間14が増加するので、固定子2から密閉容器1に伝達される熱量が低減し、冷媒をより加熱できる。したがって、暖房運転時の暖房能力が向上する。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of still another embodiment of the
本発明に係る密閉型圧縮機30のさらに他の実施例の縦断面図を図10に、その横断面図を図11に、電磁鋼板2gの平面図を図12に、それぞれ示す。本実施例が上記実施例と異なるのは、大小2種の電磁鋼板の代わりに、1種類の電磁鋼板とし、その外形形状を円形から変化させて、積層する際の周方向位置を変えることにより上記各実施例と同様な熱の流れとしたことにある。電磁鋼板2gの厚さや材質,製作方法は、上記実施例と同様である。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of still another embodiment of the
電磁鋼板2gは、外周部に3箇所等ピッチで切欠部2fが形成されている。切欠部2fは一つのスロットを中心にして、隣のスロットの端部近くまで周方向に延びている。切欠部2fの形状は、同心円状であり、切り欠かない部分と滑らかに接続する曲線としている。この電磁鋼板2gを積層するときは、回転軸4の周りに互いに60゜ずつ回転させながら積層する。本実施例によれば、電磁鋼板2gの切り欠かれない部分が周方向に広く分布するので、固定子2の固定部位の集中を避けながら、固定子2と密閉容器1との接触面積を低減できる。これにより、単一の形状の電磁鋼板2gを作成するだけで、固定子2を製作でき、低コスト化が可能になる。
The
なお上記各実施例では、ローリングピストン式の密閉型圧縮機を例にとり説明したが、本発明はこの方式の圧縮機に限るものではなく、スクロール式あるいはレシプロ式等の密閉型圧縮機でもよい。また、上記実施例では、電磁鋼板の一纏めにおける積層枚数を、2枚または4枚としたが、この数もそれに限るものではなく、3枚や5枚以上でもよい。 In the above embodiments, a rolling piston type hermetic compressor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this type of compressor, and may be a scroll type or a reciprocating type hermetic compressor. Moreover, in the said Example, although the lamination | stacking number of sheets of the electromagnetic steel plate was made into 2 sheets or 4 sheets, this number is not restricted to it, 3 sheets or 5 sheets or more may be sufficient.
1 密閉容器
2 固定子
2a 鉄心
2b ティース
2c 巻線(エナメル線)
2d,2e,2g 電磁鋼板
2f 切欠部
2j スロット
3 回転子
4 回転軸
5 主軸受
6 シリンダ
7 副軸受
8 ローラ
9 コイルばね
10 ベーン
11 吸込管
12 カバー
13 吐出管
14 断熱空間
15 冷媒流路
16 圧縮空間
17 吐出ポート
18 吐出バルブ
20 電動機部
25 圧縮要素
30 密閉型圧縮機
1 Sealed
2d, 2e, 2g
Claims (7)
In a hermetic compressor in which a compression element and an electric motor section having a stator and a rotor are arranged to rotate and drive the compression element in a hermetic container, the stator has an iron core on which electromagnetic steel plates are laminated. The magnetic steel sheet of the iron core has a substantially annular shape with three notches formed at equal pitches on the outer periphery, and this magnetic steel sheet is laminated by changing the phase by 60 ° to form a heat insulating space. A hermetic compressor characterized by that.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100105 |