JP2604882B2 - モータの冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、冷却装置に関し、特にコンプレッサのモー
タの経済化冷却装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ コンプレッサの冷却法として、コンプレッサのモータ
を冷却装置内で、冷却装置から送られる冷却剤によって
冷却する方法が、一般に知られている。この冷却剤は流
動性で、その流れによって、吸入路の一部を構成するモ
ータを冷却する。しかしながら、この方法では、冷却ガ
スがコンプレッサの吸入口から吸入される際に加熱さ
れ、密度が低下するため、冷却剤の流量が低下するとい
う問題が生じる。この方法の変形例として、蒸発器の上
流部の液体冷却剤の一部を迂回させてモータに供給する
ことによって冷却剤のモータ冷却能を改善し、流量の損
失を軽減する試みが為されている。

従って、本発明の目的は、あらゆる作動条件におい
て、モータを適切に冷却する手段を提供することにあ
る。

また、本発明の目的は、従来の温度変化感応型冷却装
置に用いられている周壁及びチューブエコノマイザを使
用する必要性のない冷却装置を供給することにある。

加えて、本発明の別の目的は、フラッシュタンクエコ
ノマイザを適切に制御できる冷却装置を供給することに
ある。

さらに、本発明の目的は、直接膨張蒸発器により制御
するのと同程度に、冷却剤の流量を適切に制御し得る、
制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決するために、本発明の冷却装置
は、 モータ（13）を内蔵し、複数の吸入口からなる吸入手
段および吐出口を有する容積移送式気密圧縮機（12）
と、 第１の流体流路手段（16）を介して前記吐出口に接続
される凝縮器（20,120）と、 膨張装置（28,128）を有する第２の流体流路手段（2
2）を介して前記凝縮器（20,120）に接続されるエコノ
マイザ手段（30）と、 前記エコノマイザ手段（30）を前記吸入手段に接続
し、前記エコノマイザ手段（30）が十分な蒸気流を発生
させるときに、前記圧縮機（12）に冷媒ガスを供給して
前記モータ（13）を冷却するための第３の流体流路手段
（34）と、 前記第３の流体流路手段（34）に介装され、かつその
上流側となる前記エコノマイザ手段（30）側の圧力が所
定の圧力以上のときに開いて前記第３の流体流路手段
（34）を開路する圧力調整手段（36）と、 前記エコノマイザ（30）を蒸発器（60,160）に接続
し、エコノマイザ（30）から蒸発器（60,160）に液相冷
媒を供給するための第４の流体流路手段（32）と、 前記蒸発器（60,160）を前記吸入手段に接続する第５
の流体流路手段（62）と、 流量調整手段（44,144）を有するとともに、前記圧力
調整手段（36）を流れる冷媒ガスの流量が前記モータを
冷却するのに不十分であるときに、前記第４の流体流路
手段（32）を前記第３の流体流路手段（34）の前記圧力
調整手段（36）下流側に接続し、該第３の流体流路手段
（34）へ液相冷媒を供給する第６の流体流路手段（42）
とから構成されている。

［作用］ 本発明の冷却装置においては、第３の流体流路手段内
の上流側圧力調整手段が、エコノマイザから排出される
冷却ガス（冷媒ガス）の圧力を検知し、これが大きい時
に（通常作動時）調整弁を開口して冷却ガスをコンプレ
ッサに供給してモータを冷却するように作用する。エコ
ノマイザ内の圧力が低下して圧力調整手段の開度が減少
し、冷却ガスの流量が減少すると、第６の流体流路手段
内の流量調整手段を介して第４の流体流路手段と第３の
流体流路手段とを連通させ、第４の流体流路手段内の冷
却液（液相冷媒）をコンプレッサに供給してモータを冷
却するように作用する。

［実施例］ 第１図は、本発明を実施する冷却装置10を示してい
る。図中12は、一般的な気密性中間圧縮横置型スクリュ
ーコンプレッサを示すが、いかなる容積移送式経済化冷
却装置についても適用可能である。コンプレッサ12は、
吐出チェック弁14及び吐出路16を経由し、気体もしくは
液体凝縮器20に連通されている。この凝縮器20にはレシ
ーバを搭載しても良い。凝縮器20は、温度制御膨張装置
28を有する流路22を介して、フラッシュタンクエコノマ
イザ30に連通されている。フラッシュタンクエコノマイ
ザ30の底部は流路32を介して、熱交換器70に、さらに固
定絞り弁58を経て直接膨張蒸発器60に連通されている。
蒸発器60は、流路62及び熱交換器70を介して、コンプレ
ッサ12の吸入口（図示せず）に連通されている。

温度制御膨張装置28の上流部の流路22からは、コンプ
レッサ12のロータ収納体に連通する、弁26を有する流路
24が分岐している。弁26は、コンプレッサ12の吐出口の
26aをバルブとすれば、熱膨張性の弁として設置しても
良く、26aをサーモスタットとすれば、これに接続する
オン・オフソレノイドその他適当な電子的調整制御弁と
しても良い。フラッシュタンクエコノマイザ30の上部
は、上流側圧力調整器36を有する流路34を介して、コン
プレッサ周壁内部のチャンバー12−１に連通されてい
る。流路32は、上流側圧力調整器36の下流部で、電子制
御弁44を有する流路42を介して流路34に連通されてい
る。この電子制御弁44は、モータ温度センサ44aと協動
するが、44に代わり、第２図に示すようなオリフィスを
用いた場合は、センサ44aを設置する必要はない。吸入
／液体熱交換器70は、通常、流路32及び流路62間の熱交
換を行う。

本構成では、フル稼働条件において、冷却剤は、連続
的にコンプレッサ12から吐出チェック弁14を介して流路
16に吐出し、流路16から、高温高圧になった冷却剤を液
化する凝縮器20に流入する。ここから、液化された冷却
剤が流路22に供給され、その一部は、流路24及びバルブ
26aにより温度制御される弁26を介し、コンプレッサ12
のロータ収納体に供給され、オイルを冷却する。流路22
に供給された残りの冷却液は、温度制御膨張装置28に供
給され、膨張装置28が、その圧力を下げて一部をフラッ
シュタンクエコノマイザ30に吐出供給する。温度制御膨
張弁28は、過熱状態、あるいは蒸発器60から排出されセ
ンシャ28aにより感知される冷却剤の蒸気質によって制
御される。センサ28aは、過熱状態を感知するバルブ、
あるいは液体冷却剤の蒸発により生じた温度変化を介し
てその質を感知する熱線風速計型の装置としても良い。
上流側圧力調整器36は、フラッシュタンクエコノマイザ
30内の圧力が所定の吸入圧を越えた際に開口し、従っ
て、フル稼働状態では全開し、冷却ガスが流路34を経て
コンプレッサ12の周壁内のチャンバ12−１に流入し、モ
ータ13を冷却する。チャンバ12−１内は、通常の稼働条
件では本質的にエコノマイザ30内と同圧となる。冷却液
は、フラッシュタンクエコノマイザ30から流出し、流路
32、熱交換器70、固定絞り弁58を経由して、蒸発器60内
に流入する。このとき弁44は閉鎖され、流路42への流入
は起こらない。絞り弁58を経て蒸発器60に流入した冷却
剤は、気化され、流路62を経てコンプレッサ12の吸入口
（図示せず）に流入する。流路32及び流路62内の吸入／
液体熱交換器70は、絞り弁58に流入する冷却液をさらに
冷却する。上述の条件において、上流側圧力調整器36は
全開しているため、流量調整弁として機能するのは、過
熱状態感応性の、もしくは蒸発器60から流出する冷却ガ
スの質に感応するセンサ28aにより制御される、膨張装
置28のみとなる。本構成においては、流路62内の蒸発器
60と熱交換器70間の蒸気は、若干過熱状態となる。

ここで、冷却需要が減少したと仮定する。コンプレッ
サ12は稼働せず、これによって、温度制御膨張装置28が
大きく開口するため、過熱温度が低下する。温度制御膨
張装置28は、過熱温度の低下あるいはセンサ28aによっ
て感知される蒸気質の低下に応じて閉口を開始する。従
って、フラッシュタンクエコノマイザ30内に流入する冷
却剤の量は減少し、エコノマイザ30内の圧力は低下し、
さらに上流側圧力調整器36がこれを感知して閉口するま
で低下を続ける。このようにして、エコノマイザ30内に
十分量の冷却剤が存在するか、内部に十分な上部圧力が
かかっている時のみ、エコノマイザ30内は十分な圧力と
なる。さて、上流側圧力調整器36においては、この上流
側圧力調整器36の上流側の流路34内の圧力がダイヤフラ
ム36−１の片側に作用して、スプリング36−２の力に抗
してこれを開口する。このダイヤフラム36−１に作用す
る圧力がスプリング36−２の力に打ち勝つのに十分なレ
ベルに達すると、弁36−３が開口し、冷却剤は流路34を
経て流れる。また、冷却剤は、フラッシュタンクエコノ
マイザ30からコンプレッサ12へと流れるが、上流側圧力
調整器36を通過する冷却剤の量が少なすぎるとモータ13
の冷却が不十分になるという問題を抱えている。本発明
は、弁44を有する流路42を設けてこの点を解決するもの
である。ここで、第２図に示すように弁44の代わりにオ
リフィス144を使用すれば、上流側圧力調整器36を完全
に開口状態のときオリフィスを通過する際の冷却液の圧
力差はなくなり、従って回路42への流入は生じなくな
る。上流側圧力調整器36を経由する冷却剤の流量が減少
するに従って、オリフィス144を通過する際の冷却液の
圧力差が生じ、ここに第２の膨張点を形成する。ある種
の適用例においては、冷却液の流量調整は固定オリフィ
スで行われる。しかしながら、本発明の好適実施例によ
れば、電子制御弁44は、センサ44aにより感知されるモ
ータ温度に応じて挙動するが、軽負荷条件下では、上流
側圧力調整器36の閉口によってモータ13から排出された
冷却ガスの温度に応じて挙動する。センサ44aが、上流
側圧力調整器36の閉口により生じたモータ13の温度上昇
及びその結果生じた冷却ガス流の遮断を感知すると、弁
44が開口し、冷却液が流路32から流路42及び流路34を経
てコンプレッサ12の収納体内部に流入し、ここで冷却液
は膨張気化してモータ13を冷却する。モータ13を冷却す
るのに使用された冷却液及び冷却ガスは、モータ13の冷
却後、吸入ガスとは分離され、チャンバ12−１を通過し
た後、流路12−２を経てロータ収納体エコノマイザ注入
部（図示せず）内へ注入される。本注入は、コンプレッ
サの圧縮工程開始後に行われ、流路12−２内の流量及び
チャンバ12−１内に供与されるエネルギーに応じて行わ
れる。

第２図は、本発明の変形実施例としての冷却装置110
を示すものである。第２図に示す実施例は、上述の第１
図に示す実施例と以下の点において異なっている。

即ち、弁44に代えて固定オリフィス144を用いている
ため、センサ44aが除去されており、凝縮器20に代えて
周壁及びチューブを有するタイプの凝縮器120が設置さ
れ、膨張装置あるいは弁28及びセンサ28aに代えて液体
レベルセンサ128aに応じて挙動する膨張装置あるいは弁
128が設置されている。また、熱交換器70が除去されて
おり、気化器60に代えて固定オリフィス158を経由する
フラッド蒸発器160が設置されている。本装置110は、膨
張装置あるいは弁128が凝縮器120内でセンサ128aにより
感知される液体レベルに応じて挙動し、流路42及びオリ
フィス144を通過する冷却剤の流れが圧力調整器36の閉
口により生じる圧力差に応じて挙動することによって作
動する。

なお、本発明は、上述し、図示した好適実施例に限ら
れるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の
主旨を逸脱しない範囲でのあらゆる変形例において、実
施し得るものである。

［効果］ 本発明の冷却装置により、第３の流体流路手段内の上
流側圧力調整手段が、エコノマイザから排出される冷却
ガスの圧力を検知し、これが大きい時に（通常作動時）
該圧力調整手段が開いて冷却ガスをコンプレッサに供給
してモータを冷却し、エコノマイザ内の圧力が低下して
圧力調整手段の開度が減少し、冷却ガスの流量が減少す
ると、第６の流体流路手段内の流量調整手段を介して第
４の流体流路手段と第３の流体流路手段とを連通させ、
第４の流体流路手段内の冷却液をコンプレッサに供給し
てモータを冷却するため、結果として、モータ13の冷却
は、あらゆる作動条件のもとで確実に行われ、周壁及び
チューブエコノマイザを用いずに行うことができる。さ
らに、フラッシュタンクエコノマイザは、適切に制御さ
れるため、これを使用することにより、モータの冷却は
より満足に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

添付する図面において、第１図は、本発明に用いる冷却
装置の概略図、 第２図は、本発明の変形例に用いる冷却装置の概略図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−74241（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−26007（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−64809（ＪＰ，Ａ) 特公 昭34−5537（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭39−1081（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭42−13505（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータ（13）を内蔵し、複数の吸入口から
   なる吸入手段および吐出口を有する容積移送式気密圧縮
   機（12）と、 第１の流体流路手段（16）を介して前記吐出口に接続さ
   れる凝縮器（20,120）と、 膨張装置（28,128）を有する第２の流体流路手段（22）
   を介して前記凝縮器（20,120）に接続されるエコノマイ
   ザ手段（30）と、 前記エコノマイザ手段（30）を前記吸入手段に接続し、
   前記エコノマイザ手段（30）が十分な蒸気流を発生させ
   るときに、前記圧縮機（12）に冷媒ガスを供給して前記
   モータ（13）を冷却するための第３の流体流路手段（3
   4）と、 前記第３の流体流路手段（34）に介装され、かつその上
   流側となる前記エコノマイザ手段（30）側の圧力が所定
   の圧力以上のときに開いて前記第３の流体流路手段（3
   4）を開路する圧力調整手段（36）と、 前記エコノマイザ（30）を蒸発器（60,160）に接続し、
   エコノマイザ（30）から蒸発器（60,160）に液相冷媒を
   供給するための第４の流体流路手段（32）と、 前記蒸発器（60,160）を前記吸入手段に接続する第５の
   流体流路手段（62）と、 流量調整手段（44,144）を有するとともに、前記圧力調
   整手段（36）を流れる冷媒ガスの流量が前記モータを冷
   却するのに不十分であるときに、前記第４の流体流路手
   段（32）を前記第３の流体流路手段（34）の前記圧力調
   整手段（36）下流側に接続し、該第３の流体流路手段
   （34）へ液相冷媒を供給する第６の流体流路手段（42）
   とからなる冷却装置。