JP4440321B2 - Horizontal electric compressor - Google Patents
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Description
本発明は、横型電動圧縮機に関する。 The present invention relates to a horizontal electric compressor.
特許文献1に「電動気体圧縮機」が記載されている。 Patent Document 1 describes an “electric gas compressor”.
この電動気体圧縮機(電動圧縮機)は車両用空調装置の冷却システムに用いられており、冷媒を圧縮する圧縮機とこれを駆動する電動モータから構成されている。電動圧縮機は、一般に、電動モータの固定子側に冷媒を流して冷却するように構成されている。 This electric gas compressor (electric compressor) is used in a cooling system for a vehicle air conditioner, and includes a compressor that compresses refrigerant and an electric motor that drives the compressor. The electric compressor is generally configured to cool by flowing a refrigerant to the stator side of the electric motor.
図6〜図8は固定子を冷媒で冷却する電動圧縮機201を示しており、図6と図7のように、電動圧縮機201では圧縮機203とこれを駆動する電動モータ205との間に2本の冷媒導入路207,207が設けられ、各冷媒導入路207から電動モータ205の固定子209に、図8のように、冷媒211を吹き付けて冷却している。
ところが、電動圧縮機201では9箇の固定子209に対して冷媒導入路207が2箇所にしか設けられていないので、図8のように、固定子209に対する冷媒211の流れに偏りが生じ、全部の固定子209に冷媒211を均一に吹き付けて冷却することができない。
However, in the
その結果、電動圧縮機201に大きな負荷が掛かる条件下では、冷却不足の固定子209の温度が上昇し、電動モータ205と圧縮機203の性能が低下するという問題がある。
As a result, there is a problem in that the temperature of the
そこで、この発明は、電動モータの固定子を均一に充分に冷却し、高負荷時でも性能の低下を防止する横型電動圧縮機の提供を目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a horizontal electric compressor that uniformly and sufficiently cools a stator of an electric motor and prevents a decrease in performance even at a high load.
請求項1に記載の横型電動圧縮機1は、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機を駆動する強磁性体のコアにコイルを個別に巻線して構成された固定子を有する電動モータと、ボルトで互いに固定されたハウジングと、を備え、圧縮機の流通口を流通した冷媒が流入する冷媒回流路を設け、電動モータの収容室と冷媒回流路との仕切壁に、冷媒が電動モータの固定子側に導入され、ハウジングに形成された仕切壁に設けられた冷媒導入排出路を、該冷媒導入排出路の開口が収容室の周方向に沿って位置して形成し、冷媒導入排出路が複数の円孔からなり、該円孔は流通口の数より多く設けられ、冷媒導入排出路を、固定子のコイルと同数設けたことを特徴とする。 The horizontal electric compressor 1 according to claim 1 is an electric motor having a compressor configured to compress a refrigerant, and a stator configured by individually winding a coil around a ferromagnetic core that drives the compressor. When, and a housing fixed to one another by bolts, the refrigerant circumfluence path flow refrigerant is you inflows distribution port of the compressor is provided, the partition wall of the receiving chamber of the electric motor and the coolant whirling passage, the refrigerant formed but is introduced into the stator side of the electric motor, the refrigerant inlet discharge passage provided in the formed partition walls in the housing, an opening of the refrigerant inlet discharge passage is positioned along the circumferential direction of the receiving chamber In addition , the refrigerant introduction / discharge path includes a plurality of circular holes, and the number of the circular holes is more than the number of circulation ports, and the same number of refrigerant introduction / discharge paths as the stator coils are provided.
請求項2に記載の横型電動圧縮機1は、請求項1記載の横型電動圧縮機1であって、冷媒導入排出路19を、固定子17にそれぞれ対向して配置したことを特徴とする。
Claim 2 horizontal electric compressor 1 according to is a horizontal electric compressor 1 according to claim 1, wherein the refrigerant
本発明は、冷媒回流路を設けて冷媒を流通口より数の多い冷媒導入排出路に分岐し電動モータの固定子側に配分する(固定子を冷却する冷媒導入排出路を流通口の数より多く設けた)ことにより、固定子に与えられる冷媒の偏りが軽減され、従って、圧縮機からの吐出冷媒をそのまま固定子側に流すより冷却効率が向上し、各固定子をそれだけ均一に、また、充分に冷却することができる。 In the present invention, a refrigerant circulation passage is provided to divide the refrigerant into refrigerant introduction / exhaust passages having a larger number than the circulation ports and distribute them to the stator side of the electric motor (the refrigerant introduction / exhaust passages for cooling the stator are arranged based on the number of circulation ports. Therefore, it is possible to reduce the unevenness of the refrigerant given to the stator. Therefore, the cooling efficiency is improved more than the flow of the refrigerant discharged from the compressor to the stator side as it is, and each stator is made uniform and Can be cooled sufficiently.
その結果、電動圧縮機に大きな負荷が掛かる条件下でも、固定子の温度上昇と電動モータの性能低下が防止され、圧縮機の性能が高く維持される。 As a result, even under a condition in which a large load is applied to the electric compressor, the temperature rise of the stator and the performance reduction of the electric motor are prevented, and the performance of the compressor is maintained high.
また、固定子のコイルと同数の冷媒導入排出路(例えば、電動モータの固定子が9箇であれば9箇の冷媒導入排出路)を設けたことにより、各固定子がそれぞれ専用の冷媒導入排出路によって充分に冷却されるから、大きな負荷が掛かっても、固定子の温度上昇と電動モータの性能低下が防止され、圧縮機の性能が高く維持される。 Further, by providing the same number of refrigerant introduction / discharge paths as the stator coils (for example, nine refrigerant introduction / discharge paths if there are nine stators of the electric motor), each stator introduces a dedicated refrigerant introduction. Since it is sufficiently cooled by the discharge path, even if a heavy load is applied, the temperature of the stator and the performance of the electric motor are prevented from being lowered, and the performance of the compressor is maintained high.
さらに、各冷媒導入排出路を各固定子に対向して配置したことにより、専用の冷媒導入排出路から直接吹き付けられる冷媒によって各固定子が均一で充分に冷却され、電動圧縮機に大きな負荷が掛かっても、固定子の温度上昇と電動モータの性能低下が防止され、圧縮機の性能が高く維持される。 Furthermore, since each refrigerant introduction / discharge path is arranged opposite to each stator, each stator is uniformly and sufficiently cooled by the refrigerant blown directly from the dedicated refrigerant introduction / discharge path, and a large load is applied to the electric compressor. Even if it is applied, the temperature of the stator and the performance of the electric motor are prevented from being lowered, and the performance of the compressor is kept high.
<第一実施形態>
図1〜図5を参照しながら第一実施形態の横型電動圧縮機1を説明する。図1は横型電動圧縮機1の縦断面図であり、図2は圧縮機3のリアブロック33の斜視図であり、図3は図1のA−A断面図であり、図4は圧縮機3の斜視図であり、図5は電動モータ5の斜視図である。
<First embodiment>
A horizontal electric compressor 1 according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a longitudinal sectional view of a horizontal electric compressor 1, FIG. 2 is a perspective view of a
横型電動圧縮機1は、冷媒を圧縮する圧縮機3(ベーン式圧縮機)と、圧縮機3を駆動する電動モータ5とを備え、圧縮機3の吐出口(流通口)7から吐出された冷媒9(図5)が流入する冷媒回流路11を設け、電動モータ5の収容室13と冷媒回流路11との仕切壁15に、冷媒9を電動モータ5の固定子17側に導入して冷却する冷媒導入路(冷媒導入排出路)19を、吐出口7の数より多く設け、冷媒導入排出路19を、固定子17と同数設け、冷媒導入排出路19を、固定子17にそれぞれ対向して配置したことを特徴とする。
The horizontal electric compressor 1 includes a compressor 3 (vane compressor) that compresses refrigerant and an
次に、横型電動圧縮機1の構造を説明する。 Next, the structure of the horizontal electric compressor 1 will be described.
横型電動圧縮機1は、車両用空調装置の冷却システムに用いられており、横型電動圧縮機1によって断熱圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、コンデンサ(凝縮器)で液化し、膨張弁で絞り膨張し、エバポレータ(蒸発器)で熱交換し、冷風を作り出しながら加熱されて気化し、横型電動圧縮機1に戻って断熱圧縮される。横型電動圧縮機1の吐出量調整は冷却システムの熱負荷変化に応じて行われる。また、冷媒には適量の潤滑オイルが混入されている。 The horizontal electric compressor 1 is used in a cooling system for a vehicle air conditioner. The high-temperature and high-pressure refrigerant gas adiabatically compressed by the horizontal electric compressor 1 is liquefied by a condenser (condenser) and is throttled by an expansion valve. It expands, exchanges heat with an evaporator (evaporator), is heated and vaporized while producing cold air, and returns to the horizontal electric compressor 1 for adiabatic compression. The discharge amount adjustment of the horizontal electric compressor 1 is performed according to the change in the heat load of the cooling system. In addition, an appropriate amount of lubricating oil is mixed in the refrigerant.
横型電動圧縮機1は、圧縮機3、電動モータ5、熱負荷変化に応じて電動モータ5の回転数を制御する駆動回路部21などから構成されており、駆動回路部21はフロントハウジング23に収容され、圧縮機3はミドルハウジング25に収容され、電動モータ5はリヤハウジング27に収容され、各ハウジング23,25,27はボルトで互いに固定されている。
The horizontal electric compressor 1 includes a
圧縮機3は、フロントブロック29、シリンダブロック31、リアブロック33、ロータ軸35、ロータ37、複数枚のベーン39などから構成されている。各ブロック29,31,33はボルトによってミドルハウジング25に固定され、ロータ軸35の左端部と中央部はフロントブロック29とリアブロック33によって回転自在に支持されている。シリンダブロック31には内周が略楕円形断面のシリンダ室41が形成されており、ロータ軸35はこの楕円に対して同心にて配置されている。ロータ37はロータ軸35に固定され、各ベーン39はロータ37に周方向等間隔に設けられた径方向のベーン溝で移動自在に支持されている。
The
シリンダ室41とロータ37の外周面と各ベーン39との間に複数のポンプ室が形成され、圧縮機3が駆動されロータ37が回転すると、各ベーン39は遠心力及びベーン溝の底部に供給される背圧を受けて頂部をシリンダ室41に摺動させながら径方向に移動する。各ポンプ室の容積はロータ37の回転とベーン39の径方向移動に伴って変化し、この容積変化によって冷媒の吸入行程と圧縮行程と吐出行程を繰り返し、吸入行程では冷媒を冷媒吸入経路43から吸入し、吐出行程では圧縮行程で圧縮された冷媒を吐出口7に吐出する。
A plurality of pump chambers are formed between the
電動モータ5は、固定子17、磁性材料で作られたロータ45、モータ軸47などから構成されている。固定子17は強磁性体のコアにコイル49(図5)を巻線して作られており、図1と図5のように、リヤハウジング27の内周に9箇の固定子17が周方向に固定されている。ロータ45はモータ軸47上に圧入固定されており、モータ軸47の左端部は、圧縮機3のロータ軸35の右端部に連結され、ロータ軸35と共に、ボールベアリング51によってミドルハウジング25に支持され、右端部はボールベアリング53によってリヤハウジング27に支持されている。
The
吐出口7はリアブロック33に周方向等間隔に2箇設けられており、図3と図4のように、仕切壁15はミドルハウジング25に形成され、仕切壁15には9箇(固定子17と同数)の冷媒導入路19が周方向等間隔に設けられ、各冷媒導入路19は各固定子17に対してそれぞれ対向して配置されている。また、冷媒回流路11は、図1〜図3のように、リアブロック33とミドルハウジング25(仕切壁15)との間に形成されており、2箇の吐出口7と9箇の冷媒導入路19とを互いに連通させている。
Two
電動モータ5の回転はモータ軸47からロータ軸35(ロータ37)に伝達されて圧縮機3を駆動し、圧縮機3は圧縮した冷媒を吐出口7に吐出し、吐出された冷媒は冷媒回流路11へ流入する。冷媒回流路11へ流入した冷媒は、図3と図4のように、9箇の冷媒導入路19に配分され、図5のように、各冷媒導入路19からそれぞれに対向した9箇の固定子17に向けて吹き付けられこれらを冷却する。
The rotation of the
ミドルハウジング25とリヤハウジング27の下部には、ロータ軸35の支持部やベアリング51,53などの潤滑が必要な箇所にオイルを供給し、潤滑・冷却するオイル溜り55が設けられている。電動モータ5の収容室13下部にはこのオイルが溜まっており、各冷媒導入路19から収容室13へ流入した冷媒は、固定子17を冷却し、その後、オイルセパレータでオイルを分離した後、リヤハウジング27の吐出口57から吐出され、コンデンサ側に送られる。
Below the
次に、横型電動圧縮機1の効果を説明する。 Next, the effect of the horizontal electric compressor 1 will be described.
横型電動圧縮機1では、2箇の吐出口7から吐出された冷媒を冷媒回流路11で9箇の冷媒導入路19に分岐させ同数の固定子17に配分して各固定子17に与えられる冷媒の偏りを防止すると共に、9箇の固定子にそれぞれ専用の冷媒導入路19を配置し、さらに、各冷媒導入路19を各固定子17に対向して配置したことにより、9箇の固定子のそれぞれが均一で充分に冷却される。
In the horizontal electric compressor 1, the refrigerant discharged from the two
従って、横型電動圧縮機1に大きな負荷が掛かる条件下でも、固定子17の温度上昇と電動モータ5の性能低下が防止され、圧縮機3の性能が高く維持される。
Therefore, even under a condition where a large load is applied to the horizontal electric compressor 1, the temperature rise of the
また、冷媒導入路を吐出口の数より多く設けた本発明の構成によれば、電動モータの重力方向下方に配置される冷媒導入路が必然的に増加するから、電動モータの下部に滞留したオイル(デッドオイル)が冷媒の流れによって効果的に巻き上げられて再び循環するようになるから、潤滑・冷却効果が増加すると共に、電動圧縮機内部へのオイル封入量を削減し、コストを低減することができる。 In addition, according to the configuration of the present invention in which the refrigerant introduction paths are provided more than the number of discharge ports, the refrigerant introduction paths arranged below the electric motor in the gravitational direction inevitably increase, and therefore stayed in the lower part of the electric motor. Oil (dead oil) is effectively wound up by the flow of refrigerant and circulates again, increasing the lubrication and cooling effect, reducing the amount of oil enclosed in the electric compressor, and reducing costs be able to.
[本発明の範囲に含まれる他の態様]
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定解釈されるものではなく、本発明の技術的な範囲内で様々な変更が可能である。
[Other Embodiments Included within the Scope of the Present Invention]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the technical scope of the present invention.
圧縮機はベーン形圧縮機に限らず、他の形式の圧縮機でもよく、いずれの場合も、吐出口より多い冷媒導入路を設ければよい。 The compressor is not limited to the vane type compressor, and may be another type of compressor. In any case, it is only necessary to provide more refrigerant introduction paths than the discharge ports.
例えば、上記実施形態は2箇の吐出口7を有するベーン形圧縮機3に9箇(3箇以上)の冷媒導入路19を設けた例であるが、ベーン形圧縮機には3箇の吐出口を有するものがあり、この場合、冷媒導入路は4箇以上設ける。また、1箇の吐出口を持ったスクロール式圧縮機では冷媒導入路を2箇以上設ける。
For example, the above embodiment is an example in which nine (three or more)
また、上記実施形態では、冷媒吸入経路43から吐出口7を通って収容室13内に冷媒が導入され吐出口57から吐出される電動圧縮機について、流通口として吐出口7、冷媒導入排出路として冷媒導入路19としたが、吐出口57から冷媒が電動モータ5の収容室13内に導入され、吐出口7から排出されて冷媒吸入経路43から吐出される電動圧縮機においても本願発明を適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, for the electric compressor in which the refrigerant is introduced from the
<参考例>
図9〜図13を参照しながら参考例の横型電動圧縮機101を説明する。図9は横型電動圧縮機101の縦断面図であり、図10は圧縮機102のリアブロック103の斜視図であり、図11は図9のB−B断面図であり、図12は圧縮機102の斜視図であり、図13は電動モータ104の斜視図である。なお、上記第一実施形態と同構成部分については、同符号を付して重複した説明を省略する。
< Reference example >
A horizontal
また、本参考例では、冷媒導入排出路19が周方向に沿って連続する長孔106で形成され、冷媒導入排出路19が、周方向に沿って設けられた2つの弧状の長孔106からなり、冷媒導入排出路19の幅寸法は、圧縮機3の流通口7の径より小さく、流通口7の径内に一部が位置している。
Further, in this reference example , the refrigerant introduction /
横型電動圧縮機101は、冷媒を圧縮する圧縮機102と、この圧縮機102を駆動する電動モータ104とを備え、圧縮機102の流通口7を流通した冷媒が流入又は流出する冷媒回流路107を設け、電動モータ104の収容室108と冷媒回流路107との仕切壁109に、冷媒が電動モータ104の固定子110側に導入又は固定子110から排出される冷媒導入排出路19を、該冷媒導入排出路19の開口が電動モータ104の収容室108の周方向に沿って連続する長孔106からなることを特徴とする。
The horizontal
流通口7はリアブロック103に周方向等間隔に2箇設けられており、図11と図12のように、仕切壁109はミドルハウジング111に形成され、仕切壁109には冷媒導入排出路19が周方向に連続する長孔106が設けられ、冷媒導入排出路19は各固定子110に対してそれぞれ対向して配置されている。また、冷媒回流路107は、図9〜図11のように、リアブロック103とミドルハウジング111(仕切壁109)との間に形成されており、2箇の流通口7と冷媒導入排出路19とを互いに連通させている。
Two
電動モータ104の回転はモータ軸112からロータ軸113(ロータ114)に伝達されて圧縮機102を駆動し、圧縮機102は圧縮した冷媒を流通口7に吐出し、吐出された冷媒は冷媒回流路107へ流入する。冷媒回流路107へ流入した冷媒は、図11と図12のように、長孔106の冷媒導入排出路19に配分され、図13のように、冷媒導入排出路19からそれぞれに対向した9箇の固定子110に向けて吹き付けられこれらを冷却する。
The rotation of the
ミドルハウジング111とリヤハウジング115の下部には、ロータ軸113の支持部やベアリング116,117などの潤滑が必要な箇所にオイルを供給し、潤滑・冷却するオイル溜り118が設けられている。電動モータ104の収容室108下部にはこのオイルが溜まっており、冷媒導入排出路19から収容室108へ流入した冷媒は、固定子110を冷却し、その後、オイルセパレータでオイルを分離した後、リヤハウジング115の流通口7から吐出され、コンデンサ側に送られる。
Below the
なお、本参考例では、仕切壁109に形成される冷媒導入排出路19は連続した長孔106としているが、固定子110に向けて吹き付けられていればよく、例えば、水平方向下側のみ長孔106をもうけ、上側は孔という構成でも良い。
In this reference example , the refrigerant introduction /
上記のような構成とすることにより、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。 By setting it as the above structures, the effect similar to 1st embodiment can be acquired.
1 横型電動圧縮機
3 圧縮機
5 電動モータ
7 吐出口(流通口)
9 冷媒
11 冷媒回流路
13 電動モータ5の収容室
15 仕切壁
17 電動モータ5の固定子
19 冷媒導入路(冷媒排出路)
1 horizontal
9
Claims (2)
前記圧縮機(3)の流通口(7)を流通した冷媒が流入する冷媒回流路(11)を設け、
前記電動モータ(5)の収容室(13)と前記冷媒回流路(11)との仕切壁(15)に、
前記冷媒が前記電動モータ(5)の固定子(17)側に導入され、前記ハウジング(25)に形成された仕切壁(15)に設けられた冷媒導入排出路(19)を、該冷媒導入排出路(19)の開口が収容室(13)の周方向に沿って位置して形成し、
前記冷媒導入排出路(19)が複数の円孔(105)からなり、該円孔(105)は前記流通口(7)の数より多く設けられ、
前記冷媒導入排出路(19)を、前記固定子(17)のコイル(49)と同数設けたことを特徴とする横型電動圧縮機(1)。 An electric motor having a compressor (3) for compressing refrigerant and a stator (17) configured by individually winding a coil (49) around a ferromagnetic core that drives the compressor (3) 5) and housings (23, 25, 27) fixed to each other with bolts ,
The compressor (3) coolant circumfluence path flow refrigerant is you inflows the flow opening (7) of the (11) is provided,
In the partition wall (15) between the storage chamber (13) of the electric motor (5) and the refrigerant circulation passage (11),
The refrigerant is introduced into the stator (17) side of the electric motor (5), the refrigerant introduction discharge passage provided in the housing (25) formed in the partition wall (15) to (19), said An opening of the refrigerant introduction / discharge passage (19) is formed along the circumferential direction of the storage chamber (13) ,
The refrigerant introduction / discharge passage (19) includes a plurality of circular holes (105), and the circular holes (105) are provided more than the number of the circulation ports (7),
The horizontal electric compressor (1), wherein the same number of the refrigerant introduction / discharge passages (19) as the coils (49) of the stator (17) are provided.
前記冷媒導入排出路(19)を、前記固定子(17)にそれぞれ対向して配置したことを特徴とする横型電動圧縮機(1)。The horizontal electric compressor (1), wherein the refrigerant introduction / discharge passage (19) is disposed to face the stator (17).
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