JP2022544479A - 圧縮機装置 - Google Patents

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Abstract

ガスを供給するための入口（５）と、圧縮されたガスを排出するための出口（６）とを有する圧縮機要素（２）と、モータステータ（１１）が組み込まれたモータハウジング（１０）と、モータステータ（１１）内に回転可能に組み込まれたモータロータ（１２）とを備え、モータステータ（１１）が巻線（１３）を備え、モータハウジング（１０）が冷却ジャケット（１７）を備えるか又は冷却ジャケットとして機能する、磁石補助型モータ（３）と、磁石補助型モータ（３）にオイルを注入するためのオイル供給ライン（１８）と、を備える圧縮機装置であって、オイル供給ライン（１８）は、モータステータ（１１）の巻線（１３）の頭部又は軸端（１５）に向けられた１又は２以上のノズル（２２）と、磁石補助型モータ（３）の冷却ジャケット（１７）とに接続され、巻線（１３）の頭部又は軸端（１５）は、保護層（１６）で覆われている。【選択図】 図３

Description

本発明は、駆動用の例えば永久磁石モータなどの磁石補助型モータを備える圧縮機装置に関する。
より具体的には、本発明は、磁石補助型モータの最適な冷却を保証することを目的とする。
磁石補助型モータの最大出力は、磁石補助型モータの最大温度、特にステータ巻線の最大温度によって制限されることが知られている。
磁石補助型モータの適切な動作を保証するために、ステータ巻線の温度は、高くなり過ぎないようにする必要がある。
例えば、オイルなどの冷却媒体を用いて磁石補助型モータを冷却することで、磁石補助型モータの最大出力を向上させることができる。
一般的に、磁石補助型モータは、そのハウジング又はジャケットに冷却媒体が流れることができる冷却チャネルを備える。
これは、発生した熱が、ステータ内の空気による対流によって及び磁石補助型モータのハウジングを通る伝導によって冷却媒体に到達する必要があることを意味する。
換言すると、巻線の熱と冷却媒体の熱との間には熱抵抗がある。
これは、ステータ巻線の冷却は決して最適ではないことを意味し、実際には、磁石補助型モータの最大出力は、限られた程度でしか増加させることができない。
本発明は、上述の欠点及び他の欠点のうちの少なくとも１つを解決することを目的とする。
この目的のために、本発明は、
ガスを供給するための入口と、圧縮されたガスを排出するための出口とを有する圧縮機要素と、
モータステータを含むモータハウジングと、モータステータ内に回転可能に取り付けられたモータロータとを備え、モータステータが巻線を備え、モータハウジングが冷却ジャケットを備えるか又は冷却ジャケットとして機能する、磁石補助型モータと、
磁石補助型モータへのオイルの注入を可能にするオイル供給ラインと、
を備え、
オイル供給ラインは、モータステータの巻線の頭部又は軸端に向けられた１又は２以上のノズルと、磁石補助型モータの冷却ジャケットとに接続されており、巻線の頭部又は軸端は、保護層（１６）を備える、圧縮機に関する。
利点は、オイルを巻線の頭部又は軸端（「巻線頭部」とも呼ばれる）に直接噴霧することで、巻線頭部をより効率的に冷却することができる点である。
巻線頭部とオイルとの間に熱抵抗がないことに起因して、オイルはより効率的に熱を放散することができる。
巻線ヘッドが保護層を備えるので、巻線頭部は、その上に噴霧されるオイルから、さらに重要なことには、オイル内の何らかの凝縮物から保護される。
これは、凝縮物によって引き起こされる何らかの電気的な問題を防ぐことになる。
巻線頭部の強制冷却によって、温度上昇は迅速に抑えられ、モータの最大出力を増加させることができる。
実際的な実施形態では、オイル供給ラインは、２つの分岐ラインに分岐し、第１の分岐ラインは、オイル供給ラインとノズルとを接続し、第２の分岐ラインは、オイル供給ラインと冷却ジャケットとを接続する。
２つの分岐ラインを設けることで、オイルの一部を冷却ジャケットに供給して従来公知のモータ冷却を行い、オイルの別の一部をノズルに供給して巻線頭部の追加的な強制冷却を行うことがでる。
例えば、全体的なモータ冷却は、モータからの熱を放散させるためにオイルがモータハウジングを冷却し、特定の冷却として、一般的にモータのホットスポットである巻線頭部に向けられる方法で提供することができる。
加えて、分岐したオイル供給は、要求又は必要性に応じて、各供給の流量及び／又は温度を調整する可能性をもたらす。
別の実施形態では、オイル供給ラインは、冷却ジャケットに直接接続され、全てのオイルは、最初に冷却ジャケットに入り、次にノズルに入る。
オイルが冷却ジャケットを通過すると、オイルは、ノズルに導かれてモータ内の巻線頭部に噴霧されることになる。
例えば、これは、モータ及び／又はモータハウジングに内部チャネルを設けることで実現することができる。
このような直列オイル流れは、２つの分岐ラインをもつ並列オイル流れとは異なり、強制的統合（ｆｏｒｃｅｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を実現できるという利点をもたらす。
もちろん、オイルが最初にノズルに導かれて巻線頭部に噴射され、その後にのみ冷却ジャケットに行くことは除外されない。
別の実施形態では、モータステータは、軸方向の溝又はチャネルを備える、及び／又は、ハウジングは、モータステータの位置で軸方向の溝又はチャネルを備える。
これらの溝は、注入されたオイルがモータステータ及び／又はハウジングに沿って流れ、一方でさらなる冷却を提供するのを可能にすることになる。
また、注入されたオイルは、モータロータとモータステータとの間、又はモータステータの積層体を通って流出することができる。
本発明の特徴をよりよく示すために、以下、本発明による圧縮機装置の何らかの好ましい実施形態は、非制限的な例として、添付の図面を参照して説明される。
本発明で権利主張される圧縮機装置の一部の断面を概略的に示す。 図１の磁石補助型モータをより詳細に示す。 関連するオイル回路と共に図１に示した圧縮機装置の一部を概略的に示す。
図１は、本発明による圧縮機装置１を概略的に示す。
圧縮機装置１は、主として圧縮機要素２と磁石補助型モータ３とを備える。
この場合、本発明では必須ではないが、圧縮機要素２は、スクリュー圧縮機要素を備える。
圧縮機要素２は、圧縮されるガスを供給するための入口５と、圧縮されたガスを供給するための出口６とを有する圧縮機ハウジング４を備える。
このガスは、本発明では必須ではないが、例えば、空気とすることができる。
２つの協働するスクリューロータ７は、圧縮機ハウジング４内に組み込まれ、これは回転によって吸い込まれたガスを圧縮することができる。
このために、軸８を有するスクリューロータ７は、軸受９によって圧縮機ハウジング４内に回転可能に取り付けられている。
２つのスクリューロータ７のうちの一方は、モータによって駆動される。
図２は、モータ３を詳細に示す。
この場合、本発明では必須ではないが、磁石補助型モータ３は、永久磁石モータ３である。
モータ３は、モータステータ１１を組み込むモータハウジング１０と、モータステータ１１に回転可能に設けられたモータロータ１２とを備える。
モータステータ１１は、典型的には積層体とも呼ばれる積層コア１４の周りに配置される巻線１３を備える。
本発明によれば、これらの巻線１３の軸端１５（巻線１２の「頭部」とも呼ばれる）には、保護層１６が設けられている。
このことは、これらの頭部が、巻線１３に接触して、その上に、及びその周囲に施工される層を備えることを意味する。
この保護層１６は、熱伝導性、電気絶縁性、並びに耐水性及び耐油性を有することが好ましい。
保護層１６は、例えば、エポキシ樹脂を含むことができるが、ポリマー材料も選択肢の１つである。
軸端１５だけでなく、巻線１３全体、又はモータステータ１１全体が保護層１６を有することは除外されない。
そのために、保護層１６は、巻線１３全体又はモータステータ１１全体に広がることになる。
保護層１６は、典型的には、例えば０．１ミリの厚さから１ミリの厚さの薄い層とすることができる。もちろん、例えば、保護層１６の厚さが１ミリから５ミリの間であることは除外されない。
あるいは、保護層１６はさらに厚くすることができ、巻線１３の軸端１５は保護材料に封入される。当然のことながら、巻線１３全体又はモータステータ１１全体も保護材料に封入することができる。
この場合、モータハウジング１０は、冷却ジャケット１７としても機能する。モータハウジング１０が別個の冷却ジャケット１７を備えることは除外されない。
図１に示すように、圧縮機装置１は、縦型圧縮機装置１であり、磁石補助型モータ３のモータロータ１２は、圧縮機装置１の通常動作時に垂直に配置される軸方向Ｘ－Ｘ’に沿って延在するが、磁石補助型モータ３は、圧縮機装置１の頭部又は上部を形成し、圧縮機要素２は、圧縮機装置１の基部又は下部を形成する。
加えて、本発明によれば、オイル供給ライン１８は、磁石補助型モータ３にオイルを注入するために設けられている。
図３は、このオイル供給ライン１８を示す。図示のように、この実施例では、本発明では必須ではないが、これはオイル回路１９の一部である。
この場合、オイル回路１９は、全てのオイルを最初にモータ３に、次に圧縮機要素２に導くように配置される。
圧縮機要素２から、オイル回路１９は、オイルリザーバ２０及びオイルクーラ２１を通ってモータ３に戻り、オイルの閉回路を形成する。
このオイル供給ライン１８は、モータステータ１１の巻線１３の頭部１５又は軸端１５に向けられた１又は２以上のノズル２２と、モータ３の冷却ジャケット１７とに接続されている。
これらのノズル２２は、オイル流れ又は「ジェット」の形態でオイルを巻線１３の頭部１５に直接噴霧することになる。
ノズル２２がオイルを霧化すること、すなわち、オイルを小さな液滴の形態で巻線１３の頭部１５に噴霧することは除外されない。
図示の実施例では、上記のノズル２２は、モータステータ１１及びモータロータ１２の軸端２３に配置されており、ノズル２２は軸方向に向けられている。
例えば、２から８の複数のノズル２２を設けることができ、好ましくは、モータロータ１２の軸Ｘ－Ｘ’の周りに対称的に配置される。
この場合、ノズル２２は上部、すなわち圧縮機要素２から外方に面するモータ３の軸端２３に配置されるが、追加の又は代替のノズル２２は下部、すなわち圧縮機要素２に向けられたモータ３の軸端２３に配置されることは除外されない。
また、ノズル２２は、モータハウジング１０の側面、すなわちモータハウジング１０のジャケット２４の位置に配置されることも可能であり、この場合、ノズル２２は、巻線１３の頭部１５に向けられるように、半径方向に向けられる。
この状況でも、ノズル２２は下部だけでなく上部にも配置することができる。
ノズル２２の正確な位置は、一般的にはモータ３の設計に、特にモータハウジング１０の設計に依存することになる。
モータハウジング１０が、オイルがモータハウジング１０を通過するのを許容しない場合、代替の解決策は、モータロータ１２を少なくとも部分的に中空に設計し、この中空のモータロータ１２にノズル２２を統合するものである。
明らかに、その場合、ノズル２２は半径方向外向きに向けられ、一方、モータロータ１２の半径方向通路は、オイルが通過できるように設けられる。
上述したように、オイル供給ライン１８は、ノズル２２及び冷却ジャケット１７に接続されている。
このことは、オイル供給ライン１８を通ってモータ３に導かれるオイルが、ノズル２２及び冷却ジャケット１７の両方に入ることを意味する。
図示の実施例では、このことは、図３に示すように、オイル供給ライン１８が２つの分岐ライン２５ａ，２５ｂに分岐しているため、並行して行われる。
第１の分岐ライン２５ａは、オイル供給ライン１８をノズル２２に接続し、第２の分岐ライン２５ｂは、オイル供給ライン１８を冷却ジャケット１７に接続する。
この場合、圧縮機装置１は、第１及び第２の分岐ライン２５ａ，２５ｂに流れるオイルの量を制御する制御手段２６及びこの制御手段２６を制御する制御装置２７をさらに備える。
これにより、ノズル２２に流れるオイルの量を、オイルなしと、全て又はほぼ全てのオイルとの間で制御することができる。
制御手段２６が設けられない場合、オイルはノズル２２から連続的に噴射されることになる。
この場合、制御手段２６は、三方弁２８として設計されているが、２つの分岐ライン２５ａ，２５ｂの一方に組み込まれた１つの通常弁（ｒｅｇｕｌａｒ ｖａｌｖｅ）として設計することもできる。
加えて、この実施例では、圧縮機装置１は、モータステータ１１の巻線１３の頭部１５又は軸端１５の温度を測定する測定手段２９を有し、制御装置２７は、モータステータ１１の巻線１３の頭部又は軸端１５の温度に基づいて調整手段２６を制御するアルゴリズムを備える。
これらの測定手段２９は、例えば、温度センサを含む。
加えて、図示の実施例では、モータハウジング１０内のモータステータ１１の位置に軸方向の溝３０又はチャネルも存在する。
ノズル２２と同様に、これらの溝３０は、モータロータ１２の軸Ｘ－Ｘ’の周りに対称的に配置することができる。
代替的に又は追加的に、軸方向に配置された溝３０又はチャネルは、モータステータ１１自体に設けることも可能である。
ノズル２２から噴射されたオイルは、これらのチャネル又は溝３０に沿って流出することができる。
また、オイルは、モータロータ１２とモータステータ１１との間の空間を通って、又はモータステータ１１の積層体１４を通って流出することもできる。
圧縮機装置１の動作は非常に単純であり、以下の通りである。
圧縮機要素１の動作時、圧縮機要素２は、磁石補助型モータ３によって駆動されることになる。
スクリューロータ７は、これらの協働作用によって吸い込まれたガスを圧縮することになる。
動作時、オイルは圧縮機要素２及びモータ３に注入されることになる。
オイル供給ライン１８は、最初、全てのオイルをモータ３に導くことになる。
第２の分岐ライン２５ｂは、オイルを冷却ジャケット１７に導くことになる。
このオイルは、モータ３を冷却するための既知の方法で、モータハウジング１０から熱を奪うことができることになる。
また、オイルは、オイル供給ライン１８及び第１の分岐ライン２５ａを通ってノズル２２に導かれる。
上述のように、ノズル２２は、モータステータ１１の巻線１３の軸端１５でオイルを霧化することができる適切な位置に配置される。
小さな液滴は、巻線１３の軸端１５から熱を奪うことができ、軸端１５は、冷却ジャケット１７を通過するオイルの場合よりも効率的に冷却されることになる。
巻線１３の軸端１５上の保護層１６は、軸端１５に噴霧されるオイルから軸端１５を保護する。
制御装置２７は、第１の分岐ライン２５ａを通ってノズル２２に導かれるオイルの量を制御することになる。
そのために、この場合、制御装置２７は、モータステータ１１の巻線１３の温度に基づいて制御手段２６を制御するアルゴリズムを備える。
この場合、上記のアルゴリズムは、測定手段２９によって測定された巻線１３の軸端１５の温度が予め定められた最大温度Ｔｍａｘよりも低い場合に、第１の分岐ライン２５ａにオイルが流れないように、制御装置２７が制御手段２６を制御するようになるアルゴリズムである。
換言すると、冷却が必要なほど巻線１３の頭部１５の温度が上昇しすぎた場合にのみ、その頭部１５上にオイルが噴霧されることになる。
また、測定手段２９の測定値に基づいて、第１の分岐ライン２５ａを通ってノズル２２に導かれるオイルの量が制御されることは除外されない。
次に、霧化されたオイルは、３つのチャネルを通って、巻線１３の他方の頭部又は軸端１５に向かって、巻線１３のこれらの軸端１５も冷却するために流れ落ちることができる。
この３つのチャネルは、
－モータハウジング１０とモータステータ１１との間で、モータステータ１１に設けられた上記の軸方向の溝３０又はチャネルを通るチャネル；
－モータロータ１２とモータステータ１１との間のチャネル；
－モータステータ１１の積層体１４を通るチャネル；
である。
また、オイルは、モータステータ１１、場合によってはモータロータ１２を冷却することになる。
この場合、オイルは、重力によってモータ３を通って圧縮機要素２の方向に流れることにもなる。
しかしながら、縦型圧縮機要素１に関連しない場合でも、オイルは、圧縮機要素２によってもたらされる油圧及び／又は真空の力によって、圧縮機要素２に向かって流れるであろう。
オイルは、モータ３の底部に到達すると、オイル回路１９を通って圧縮機要素２に送られ、例えば、圧縮機ハウジング４又は軸受９に注入されることになる。
オイルは、圧縮ガスと一緒に出口６を通って圧縮機装置１から出ることになる。
オイルセパレータは、オイルを分離し、このオイルは、オイルリザーバ２０に沿ってオイル回路１９を通過し、次にオイルクーラ２１に入り、そこから再びモータ３に噴射されることになる。
上記の実施例では、ノズル２２及び冷却ジャケット１７へのオイル供給を並列に行うように図示して説明するが、これを直列に行うことは除外されない。
これは、ノズル２２及び冷却ジャケット１７へのオイル供給を直列に構成できることを意味し、その場合、全てのオイルが最初に冷却ジャケット１７に行き、その後にノズル２２に行くように、オイル供給ライン１８は冷却ジャケット１７に直接接続される。
換言すると、ここでは分岐ライン２５ａ，２５ｂは設けられない。
この場合、チャネルがモータハウジング１０内に設けられ、これは冷却ジャケット１７を通って導かれた後のオイルを、モータ３の中に噴射するためのノズル２２に導くことを可能にする。
また、この場合、オイル供給ライン１８は、直接ではないが、冷却ジャケット１７及びモータハウジング１０内の何らかの他のチャネルを介してノズル２２に接続されることに留意されたい。
このような手法には、オイル供給を調整するための何らかの追加の手段を必要としないという利点がある
本発明は、実施例として説明され、図に示された実施形態に限定されるものではなく、本発明による圧縮機装置は、本発明の範囲を超えることなく、全ての形状及びサイズで実施することができる。
２ 圧縮機要素
３ 磁石補助型モータ
５ 入口
６ 出口
１０ モータハウジング
１１ モータステータ
１２ モータロータ
１３ 巻線
１５ 頭部又は軸端
１６ 保護層
１７ 冷却ジャケット
１８ オイル供給ライン
２２ ノズル

Claims (18)

  1. ガスを供給するための入口（５）と、圧縮されたガスを排出するための出口（６）とを有する圧縮機要素（２）と、
    モータステータ（１１）が組み込まれたモータハウジング（１０）と、前記モータステータ（１１）内に回転可能に組み込まれたモータロータ（１２）とを備え、前記モータステータ（１１）が巻線（１３）を備え、前記モータハウジング（１０）が冷却ジャケット（１７）を備えるか又は冷却ジャケットとして機能する、磁石補助型モータ（３）と、
    前記磁石補助型モータ（３）にオイルを注入するためのオイル供給ライン（１８）と、
    を備える圧縮機装置であって、
    前記オイル供給ライン（１８）は、前記モータステータ（１１）の前記巻線（１３）の頭部又は軸端（１５）に向けられた１又は２以上のノズル（２２）と、前記磁石補助型モータ（３）の冷却ジャケット（１７）とに接続され、前記巻線（１３）の前記頭部又は軸端（１５）は、保護層（１６）で覆われていることを特徴とする、圧縮機装置。
  2. 前記保護層（１６）は、熱伝導性、電気絶縁性、並びに耐水性及び耐油性を有する、請求項１に記載の圧縮機装置。
  3. 前記保護層（１６）は、エポキシ樹脂で構成される、請求項２に記載の圧縮機装置。
  4. 前記ノズル（２２）は、前記モータハウジング（１０）の
    －前記モータステータ（１１）及び前記モータロータ（１２）の軸端（２３）であって、前記ノズル（２２）が軸方向に向けられる位置、
    －前記モータハウジング（１０）の前記ジャケット（２４）を通る側面であって、前記ノズル（２２）が半径方向に向けられる位置、
    のうちの１又は２以上の位置に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  5. 前記モータロータ（１２）は、少なくとも部分的に中空であり、前記ノズル（２２）の少なくとも１つは、前記モータロータ（１２）に統合されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  6. 前記オイル供給ライン（１８）は、２つの分岐ライン（２５ａ、２５ｂ）に分岐し、第１の分岐ライン（２５ａ）は、前記オイル供給ライン（１８）と前記ノズル（２２）とを接続し、前記第２の分岐ライン（２５ｂ）は、前記オイル供給ライン（１８）と前記冷却ジャケット（１７）とを接続する、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  7. 前記圧縮機装置（１）は、前記第１及び第２の分岐ライン（２５ａ、２５ｂ）に向かう前記オイルの量を制御するための制御手段（２６）と、前記制御手段（２６）を制御することになる制御装置（２７）とをさらに備える、請求項６に記載の圧縮機装置。
  8. 前記圧縮機装置（１）は、前記モータステータ（１１）の前記巻線（１３）の前記頭部又は軸端（１５）の温度を測定するための測定手段（２９）をさらに備え、前記制御装置（２７）は、前記モータステータ（１１）の前記巻線（１３）の頭部又は軸端（１５）の温度に基づいて前記制御手段（２６）を制御するアルゴリズムを備える、請求項７に記載の圧縮機装置。
  9. 前記アルゴリズムは、前記巻線（１３）の前記頭部又は軸端（１５）の温度が予め設定された最大温度Ｔａｘよりも低い場合に、前記オイルが前記第１の分岐ライン（２５ａ）に流れないように、前記制御装置（２７）が前記制御手段（２６）を制御するようなアルゴリズムである、請求項８に記載の圧縮機装置。
  10. 前記オイル供給ライン（１８）は、前記冷却ジャケット（１７）に直接接続されており、前記オイルの全てが、最初に冷却ジャケット（１７）に行き、次にノズル（２２）に行く、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  11. 前記保護層（１６）は、前記巻線（１３）全体又は前記モータステータ（１１）全体に広がっている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  12. 前記巻線（１３）の少なくとも前記頭部又は軸端（１５）は、保護材料に封入される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  13. 前記オイル供給ライン（１８）は、前記圧縮機装置（１）の一部でもあるオイル回路（１９）の一部であり、前記オイル回路（１９）は、前記オイルの全てが最初に前記磁石補助型モータ（３）に導かれ、次に前記圧縮機要素（２）に導かれるように設計されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  14. 前記モータステータ（１１）は、軸方向の溝（３０）又はチャネルを備える、及び／又は、前記モータハウジング（１０）は、前記モータステータ（１１）の位置で軸方向の溝（３０）又はチャネルを備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  15. 前記ノズル（２２）は、前記オイルを霧化する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  16. 前記磁石補助型モータ（３）は、永久磁石モータ（３）である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  17. 前記圧縮機要素（２）は、スクリュー圧縮機要素（２）である、請求項１から１６のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
  18. 前記圧縮機装置（１）は、縦型圧縮機装置（１）であり、前記磁石補助型モータ（３）の前記モータロータ（１２）は、前記圧縮機装置（１）の通常の動作において垂直に配置された軸方向（Ｘ－Ｘ’）に延在し、前記磁石補助型モータ（３）は、前記圧縮機装置（１）の頭部又は上部を形成し、前記圧縮機要素（２）は、圧縮機装置（１）の基部又は下部を形成する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
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Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57121869U (ja) * 1981-01-23 1982-07-29
JPS6416238A (en) * 1987-07-09 1989-01-19 Fanuc Ltd Method of cooling motor
JPH0343596U (ja) * 1989-09-08 1991-04-24
JP3076609U (ja) * 2000-02-22 2001-04-13 鶴田電機工業株式会社 ステータ鉄心の巻線用スロットの一部をコイルを配置せぬ空きスロットにした冷凍機用ビルトインモータ
JP2003032979A (ja) * 2001-07-13 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイッチトリラクタンスモータ
JP2004135398A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Honda Motor Co Ltd モータ装置の冷却構造
JP2004180479A (ja) * 2002-11-29 2004-06-24 Nissan Motor Co Ltd モータの冷却構造
JP2004211568A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 燃料電池車両の圧縮空気供給システム
JP2004343857A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Kobe Steel Ltd 液冷式モータ
JP2005282371A (ja) * 2004-03-26 2005-10-13 Minebea Co Ltd 電動ポンプ
JP2013042588A (ja) * 2011-08-12 2013-02-28 Daikin Ind Ltd 電動機
JP2015095961A (ja) * 2013-11-12 2015-05-18 マツダ株式会社 モータの冷却構造
JP2018170941A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 本田技研工業株式会社 回転電機ユニットおよび回転電機ユニットの冷却システム
JP2019075854A (ja) * 2017-10-12 2019-05-16 トヨタ自動車株式会社 ステータ
JP2019122075A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 株式会社富士通ゼネラル 圧縮機

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3805101A (en) * 1972-07-03 1974-04-16 Litton Industrial Products Refrigerant cooled electric motor and method for cooling a motor
US5682074A (en) * 1994-03-02 1997-10-28 Northrop Grumman Corporation Electric vehicle motor
US6201321B1 (en) * 1998-06-05 2001-03-13 Bayside Controls, Inc. Apparatus and method for dissipating heat from a motor
JP3668616B2 (ja) * 1998-09-17 2005-07-06 株式会社日立産機システム オイルフリースクリュー圧縮機
JP4190721B2 (ja) * 2000-12-04 2008-12-03 株式会社日立製作所 無給油式スクリュー圧縮機
JP2004183499A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Denso Corp 電動コンプレッサ
JP2004350466A (ja) * 2003-05-26 2004-12-09 Kobe Steel Ltd 液冷式モータ
US7009317B2 (en) * 2004-01-14 2006-03-07 Caterpillar Inc. Cooling system for an electric motor
BE1015913A3 (nl) * 2004-02-23 2005-11-08 Atlas Copco Airpower Nv Machine met verbeterde lagersmering.
JP2009118686A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Aisin Aw Co Ltd 回転電機の冷却構造
US8777596B2 (en) * 2008-05-06 2014-07-15 Fmc Technologies, Inc. Flushing system
JP5197141B2 (ja) * 2008-05-12 2013-05-15 株式会社神戸製鋼所 ２段スクリュ圧縮機および冷凍装置
JP6154602B2 (ja) * 2012-12-03 2017-06-28 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 回転電機の冷却装置
US9293965B2 (en) * 2013-08-05 2016-03-22 GM Global Technology Operations LLC Apparatus, system, and method for cooling an electric motor
JP2015045290A (ja) * 2013-08-29 2015-03-12 日立アプライアンス株式会社 密閉型圧縮機
JP6982380B2 (ja) * 2016-03-08 2021-12-17 コベルコ・コンプレッサ株式会社 スクリュ圧縮機
BE1024712B1 (nl) * 2016-11-03 2018-06-07 Atlas Copco Airpower Nv Aandrijving voor een compressorelement en watergeïnjecteerde compressorinrichting daarmee uitgerust
US11085448B2 (en) * 2017-04-21 2021-08-10 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and a method to control lubrication and/or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit
CN109519383B (zh) * 2018-12-31 2024-03-29 杭州久益机械股份有限公司 一种竖直油冷一体式螺杆压缩机及其油冷方法
CN209385342U (zh) * 2018-12-31 2019-09-13 杭州久益机械股份有限公司 一种竖直油冷一体式螺杆压缩机

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57121869U (ja) * 1981-01-23 1982-07-29
JPS6416238A (en) * 1987-07-09 1989-01-19 Fanuc Ltd Method of cooling motor
JPH0343596U (ja) * 1989-09-08 1991-04-24
JP3076609U (ja) * 2000-02-22 2001-04-13 鶴田電機工業株式会社 ステータ鉄心の巻線用スロットの一部をコイルを配置せぬ空きスロットにした冷凍機用ビルトインモータ
JP2003032979A (ja) * 2001-07-13 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイッチトリラクタンスモータ
JP2004135398A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Honda Motor Co Ltd モータ装置の冷却構造
JP2004180479A (ja) * 2002-11-29 2004-06-24 Nissan Motor Co Ltd モータの冷却構造
JP2004211568A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 燃料電池車両の圧縮空気供給システム
JP2004343857A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Kobe Steel Ltd 液冷式モータ
JP2005282371A (ja) * 2004-03-26 2005-10-13 Minebea Co Ltd 電動ポンプ
JP2013042588A (ja) * 2011-08-12 2013-02-28 Daikin Ind Ltd 電動機
JP2015095961A (ja) * 2013-11-12 2015-05-18 マツダ株式会社 モータの冷却構造
JP2018170941A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 本田技研工業株式会社 回転電機ユニットおよび回転電機ユニットの冷却システム
JP2019075854A (ja) * 2017-10-12 2019-05-16 トヨタ自動車株式会社 ステータ
JP2019122075A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 株式会社富士通ゼネラル 圧縮機

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