JP3721312B2 - シールされたコンプレッサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールされたコンプレッサのためのモータ保護回路に関する。このモータ保護回路は、ポンプユニットからの温度フィードバックを備えたものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンプレッサは、近年における多くの冷却用途に利用されている。コンプレッサは、冷媒が冷却のために冷凍サイクルに導かれる前に、この冷媒を圧縮する。コンプレッサは、通常、気密的にシールされたハウジングの内部に備えられており、このハウジングには、電気式モータおよびコンプレッサポンプユニットが収容されている。モータには、通常、保護回路が設けられており、特に高い温度が検出された場合にこの保護回路が開くことによって、モータの動作が停止するようになっている。このような方法では、モータが、過度に高温の状態で動作しないように、保護されている。モータ部分が過度に高温になっている状態は、システムに問題が発生していることを示しているため、この保護回路によって、モータのみならず、コンプレッサおよび冷凍システムの他の部分も保護されるようになっている。
【０００３】
周知のあるタイプの保護回路が、単相電源により駆動されるモータに利用されている。このようなタイプのモータの場合、モータ固定子のための巻線が主巻線（運転巻線）および始動巻線を備えている。これらの２つの巻線は、電流により駆動され、これらの２つの巻線の間の電気的位相のずれによって、シャフトに連結された回転子が回転する。これによって、コンプレッサポンプユニットが駆動される。このようなタイプのモータに接続された保護回路は、一本の共通ラインを備えており、これは、選択的に開かれる温度感知スイッチを通った後、始動巻線ヒータおよび始動巻線に接続されたラインへと分岐している。共通ラインは、さらに、運転巻線に接続されたラインへと分岐している。温度感知スイッチが開くと、モータが停止する。
【０００４】
始動巻線ヒータの温度が上昇した場合に運転巻線に接続された温度感知スイッチが開くように、始動巻線ヒータは、温度感知スイッチに近接して配置されている。
【０００５】
運転巻線に過度な温度上昇が生じたり、始動巻線に過度な温度上昇もしくは電流が生じた場合に、上述した保護回路によりモータが停止される。運転巻線への分岐ラインに小型ヒータが設けられることによって、運転巻線の温度が過度に上昇した場合に付加的に保護される場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コンプレッサポンプユニット内部に問題が生じる可能性があるが、これは、モータ部分において迅速に検出されない。このような場合、モータ保護回路によりモータが遮断されるまでの望ましくない長い時間、モータが動作し得る。従って、モータ保護回路に検出器もしくはフィードバックを更に設けることが必要となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の開示された実施例では、コンプレッサ内の別の部分に設けられたフィードバック要素の温度が上昇した場合に、始動巻線ヒータの温度を上昇させるシステムが提供されている。このような方法では、モータ保護スイッチ回路が開かれることによって、モータの動作が停止する。本発明の好適な実施例では、このフィードバック要素として、始動巻線ヒータと並列に接続されたスイッチもしくは正の温度係数を有する抵抗が用いられている。このようなスイッチもしくは正の温度係数を有する抵抗は、コンプレッサの検出されるべき部材に接触させられている。
【０００８】
好適な実施例では、フィードバック要素がスクロールコンプレッサの一部と接触している。スクロールコンプレッサのこの部分が望ましくない高温になった場合に、正の温度係数を有する抵抗の抵抗値が増大する。代わりの実施例として、温度が所定の最大値よりも高くなった場合に、スイッチが開くようにすることもできる。いずれの実施例でも、始動巻線ヒータと並列に接続されたフィードバックラインによって、このような状態で、始動巻線ヒータを流れる電流が増大する。正の温度係数を有する抵抗の抵抗値が増大すると、始動巻線ヒータを流れる電流が増大する。フィードバックラインのスイッチが開かれると、始動巻線ヒータを流れる電流が増加する。いずれの実施例でも、始動巻線ヒータの温度が上昇した場合に、共通ラインの主スイッチが開くようになっている。
【０００９】
代わりの実施例として、フィードバックを構成する副ヒータを備えることも可能である。
【００１０】
本発明の以上の特徴および他の特徴は、以下の詳細な説明および図面によってより明確となるだろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１には、旋回するスクロール２１、非旋回スクロール３５、モータ固定子２４、モータ回転子２６およびモータ保護スイッチ２８を備えたスクロールコンプレッサ２０が示されている。周知のように、モータ２６，２４が駆動するために、電源から電流がモータ保護スイッチ２８を介して供給される。
【００１２】
本発明によると、ポンプカートリッジ保護回路つまりフィードバック要素３４が保護スイッチ２８に組み合わせられている。図示されているように、フィードバック要素３４は、好ましくは、非旋回スクロール３５と接触している。
【００１３】
図２に示されているように、主巻線（運転巻線：run winding）３６および始動巻線（start winding）４２にそれぞれ電流が供給されることにより回転子２６が駆動される。主巻線（運転巻線）３６および始動巻線４２の、電流供給部（current supply）とは反対側の端部は、共に、共通中間ライン（common neutral line)３８に接続されている。共通中間ライン３８は、さらに、バイメタルスイッチ４０を備えており、所定温度に到達した場合に、このバイメタルスイッチ４０が選択的に開かれることによって、共通中間ライン３８、ひいては主巻線（運転巻線）３６および始動巻線４２への電流が遮断されるようになっている。主巻線（運転巻線）３６は、さらに、バイメタルスイッチ４０に近接して配置された低抵抗の運転巻線ヒータ４１に接続されている。始動巻線４２は、さらに、バイメタルスイッチ４０に近接して配置された高抵抗の始動巻線ヒータ４４に接続されている。好ましくは、バイメタルスイッチ４０、運転巻線ヒータ４１および始動巻線ヒータ４４は、シールされたユニットの内部に収容されてモータ保護スイッチ２８を構成している。本願に記載されている「低」抵抗および「高」抵抗とは、比較的な表現であり、両ヒータの抵抗の絶対値は、望ましくない電気的損失もしくは過熱の発生を防止する目的のためには、あまり重要でない。
【００１４】
図示されているように、ジャンパライン４６および戻りライン４８が、この回路に接続されている。これらのライン４６，４８は、始動巻線ヒータ４４およびバイメタルスイッチ４０と並列に、フィードバック要素３４に接続されている。図示されているように、フィードバック要素３４は、バイメタルスイッチ３２（バイメタルスイッチ４０と同様なもの）と、中程度の抵抗値を有する２次ヒータ３３と、からなる。バイメタルスイッチ３２は、２次ヒータ３３の温度つまりフィードバック要素３４の温度が選択された値よりも上昇した場合に開く。フィードバック要素３４は、好ましくは、非旋回スクロール３５と接触していることによって、特に非旋回スクロール３５の温度に応答するようになっている。代わりの実施例として、図３には、正の温度係数を有する抵抗３２’（positive temperature coefficient resistor)、いわゆるＰＴＣ抵抗（PTC resistor）、が示されており、これは、フィードバック要素３４の温度もしくは大きな電流に応答して、温度とともに抵抗値が増大するものであるが、バイメタルスイッチ３２および２次ヒータ３３の代わりにこれを用いることも可能である。
【００１５】
モータの通常運転中は、バイメタルスイッチ４０，３２が閉じられることによって電流が運転巻線３６および始動巻線４２に流れる。加えて、２次ヒータ３３もしくはＰＴＣ抵抗３２’の抵抗値が、始動巻線ヒータ４４よりも小さいため、始動巻線４２を流れる電流の大部分がフィードバック要素３４を通過し、始動巻線ヒータ４４を流れる電流はこれよりも小さくなる。過負荷状態などで、望ましくない大きな電流が主巻線（運転巻線）３６に流れると、運転巻線ヒータ４２の温度が上昇することによってバイメタルスイッチ４０が開き、これによって、主巻線３６への電流が遮断され、モータが停止する。始動巻線４２への電流は遮断されないが、モータが停止している状態では始動巻線４２を流れる電流は小さいため、このような状態での加熱速度は小さく、特に問題は生じない。
【００１６】
ある運転状態で起こり得るように、始動巻線４２に望ましくない大きな電流が流れると、２次ヒータ３３の温度が上昇してバイメタルスイッチ３２が開く。代わりの実施例では、大きな電流が流れた場合に、ＰＴＣ抵抗３２’の抵抗値が増大し、バイメタルスイッチ３２と同様にこの電流が遮断される。このことによって、始動巻線を流れる全電流が始動巻線ヒータ４４を流れてその温度が上昇し、これによって、バイメタルスイッチ４０が開き、運転巻線３６および始動巻線４２への電流が遮断されることによりモータが停止する。
【００１７】
フィードバック要素３４の温度が十分高いレベルにまで上昇した場合、始動巻線の電流が小さいままであっても、バイメタルスイッチ３２が開くか、もしくはＰＴＣ抵抗３２’の抵抗値が増大する。このことによって、始動巻線を流れる全電流が始動巻線ヒータ４４を流れてその温度が上昇し、バイメタルスイッチ４０が開き、１次巻線３６および始動巻線４２への電流が遮断されることによりモータが停止する。
【００１８】
図４に示されている実施例６０では、３相電源のためのモータ保護回路６８が示されている。この実施例６０では、３相の電力６２，６４，６６がモータ保護回路６８に供給されるようになっている。周知のように、バイメタルスイッチ７０は、通常は、電源６２，６４，６６の間の接触状態を完成させるのに用いられているが、ヒータ７１により加熱されてその温度が所定しきい値より高くなると、開くようになっている。
【００１９】
このような実施例では、タップ７２，７４が、上述されたように、温度センサ配列７６に接続されている。このようなシステムは、通常、上述した実施例と同様に動作する。
【００２０】
図５には、周知のように、運転巻線８０、共通巻線８２および始動巻線８４が全て保護スイッチ９４に接続された他の実施例が示されている。スイッチ９０は、センサ（例えば、上述したようなセンサ）を備えており、タップ８６，８８によって、このスイッチ９０に電力が供給されるようになっている。しかし、スイッチ９０は、所定温度に到達した場合に保護スイッチ９４に近接して配置された別個のヒータ９２を流れる電流が増大するような適切な回路を備えている。スイッチ９０からの熱が所定しきい値より大きくなると、この別個のヒータ９２により保護スイッチ９４内部の要素が加熱され、モータが停止するようになっている。ある意味では、この実施例では、本願の請求項の目的のための「ヒータ」が、実際には２つのヒータ、つまり保護回路内部のヒータおよび副ヒータ９２からなるものと言える。
【００２１】
図６には、更に他の実施例が示されており、この実施例では、モータ保護スイッチ１０２が主ヒータ１０４および副ヒータ１０６を備えている。副ヒータ１０６は、図５の実施例に示されたように、スイッチ１０８に接続されている。副ヒータ１０６は、主ヒータ１０４と同様に、スイッチ１１０に近接して配置されている。実質的に、この実施例は図５の実施例と同じものであるが、副ヒータ１０６がモータ保護回路内に配置されている点で異なる。これは、少なくともパッケージの目的のためである。
【００２２】
実質的に、本発明は、主ヒータもしくは副ヒータと並列になるように、周知のモータ保護スイッチに保護スイッチを備え、コンプレッサ部材からのフィードバックを設けることによって、監視されているコンプレッサ部材の温度が上昇した場合にヒータの温度が上昇するようにしたものである。従って、本発明は、ポンプユニットからモータ保護スイッチまでのフィードバックを提供するものである。
【００２３】
本発明の好適な実施例について記載したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変更を加えることができることは理解できるだろう。このような理由により、付随の請求項を検討することによって、本発明の真の範囲および内容を決定すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を取り入れたスクロールコンプレッサの概略図。
【図２】本発明の回路図。
【図３】本発明の他の実施例を示す図。
【図４】本発明の他の実施例を示す図。
【図５】本発明の他の実施例を示す図。
【図６】本発明の他の実施例を示す図。
【符号の説明】
２０…スクロールコンプレッサ
２１…旋回スクロール
２４…モータ固定子
２６…モータ回転子
２８…モータ保護スイッチ
３４…フィードバック要素
３５…非旋回スクロール
３６…主巻線（運転巻線）
４０…バイメタルスイッチ
４２…始動巻線

Claims (10)

1. シールされたコンプレッサであって、前記コンプレッサは、
   コンプレッサハウジング内部に備えられたコンプレッサポンプユニットと、
   前記コンプレッサポンプユニットを駆動するための、固定子および回転子を備えたモータと、を備えており、前記固定子は、モータ保護回路を備えており、前記モータ保護回路は、所定温度に到達した場合に開かれる遮断スイッチと、流れる電流が十分高いレベルに増大した場合に前記遮断スイッチを開くよう機能するヒータと、を備えており、前記コンプレッサは、さらに、
   前記ヒータと電気的に並列に設けられ、かつ前記コンプレッサ内の他の部材の温度が上昇した場合に前記ヒータを流れる電流を増大させるフィードバックを構成するフィードバック回路を備えていることを特徴とするコンプレッサ。
2. 前記コンプレッサポンプユニットが、スクロールコンプレッサユニットであり、前記部材が非旋回スクロール部材であることを特徴とする請求項１記載のコンプレッサ。
3. 前記フィードバック回路が、前記コンプレッサポンプユニットの一部分に設けられたセンサを備えていることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載のコンプレッサ。
4. 前記センサが、正の温度係数を有する抵抗であり、前記一部分の温度が上昇するに従ってその抵抗値が増大することを特徴とする請求項３記載のコンプレッサ。
5. 前記センサが、前記一部分の温度が所定値に到達した場合に開くスイッチであることを特徴とする請求項３記載のコンプレッサ。
6. 前記固定子が、運転巻線および始動巻線を備えており、前記ヒータが始動巻線ヒータであることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載のコンプレッサ。
7. 前記遮断スイッチに対し、運転巻線ヒータからなる主ヒータと始動巻線ヒータからなる副ヒータとを備えており、前記フィードバック回路が、前記副ヒータへのフィードバックを構成していることを特徴とする請求項６に記載のコンプレッサ。
8. 前記副ヒータが、前記遮断スイッチに近接して配置されていることを特徴とする請求項７記載のコンプレッサ。
9. 前記モータが、単相電力によって駆動されるようになっていることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載のコンプレッサ。
10. 前記モータが、３相電力によって駆動されるようになっていることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載のコンプレッサ。

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