JP4989944B2 - Compressor - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒を圧縮するための圧縮部と、圧縮部を駆動する電動機とを密閉容器内に備えた圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a compressor provided with a compression unit for compressing a refrigerant and an electric motor for driving the compression unit in an airtight container.
従来、この種の圧縮機としては、冷媒を圧縮する圧縮部と、圧縮部を駆動する電動機と、圧縮部及び電動機が内部に収納されるハウジングとを備え、圧縮部において圧縮した冷媒によって電動機を冷却し、電動機を冷却した冷媒をハウジング外に吐出するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
従来の圧縮機では、圧縮部において圧縮された冷媒を電動機が設けられた空間に流入させることにより、電動機を冷却するようになっている。しかし、電動機が設けられた空間に流入する冷媒は、流速が低下するため冷媒による電動機の冷却効果は低く、電動機の出力を大きくする場合に、必要な冷却能力を得ることが困難となる。 In the conventional compressor, the electric motor is cooled by allowing the refrigerant compressed in the compression section to flow into a space in which the electric motor is provided. However, since the refrigerant flowing into the space in which the electric motor is provided has a low flow rate, the cooling effect of the electric motor by the refrigerant is low, and it is difficult to obtain the necessary cooling capacity when increasing the output of the electric motor.
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電動機の冷却性能の向上及び冷媒に含まれる潤滑油を効率的に分離することのできる圧縮機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a compressor capable of improving the cooling performance of an electric motor and efficiently separating the lubricating oil contained in the refrigerant. It is in.
本発明は前記目的を達成するため、冷媒を圧縮する圧縮部と、コイルを有するステータを備え圧縮部を駆動する電動機と、圧縮部及び電動機が内部に収納されるハウジングとを備え、圧縮部において圧縮した冷媒によって電動機を冷却し、電動機を冷却した冷媒をハウジング外に吐出するようにした圧縮機において、前記ハウジング内の空間をハウジングの内側面に対向して内外に仕切る仕切部材を設けるとともに、前記仕切部材の内側には前記圧縮部から電動機側に流入する冷媒を前記ステータの軸方向一端部から他端部に向けて案内する空間を有し、該仕切部材の外側にはステータの軸方向他端部から流出した冷媒をハウジングの内面に沿って冷媒吐出管側の空間に向けて案内する連通路を有し、前記仕切部材の内側の前記空間には、上流側の流速に対して下流側の流速が速くなるように流通させるための冷媒流通手段を備えている。 In order to achieve the above object, the present invention includes a compression unit that compresses a refrigerant, an electric motor that includes a stator having a coil and drives the compression unit, and a housing in which the compression unit and the electric motor are housed. In the compressor that cools the electric motor with the compressed refrigerant and discharges the refrigerant that has cooled the electric motor to the outside of the housing, a partition member that partitions the space in the housing to the inside and outside facing the inner side surface of the housing, and Inside the partition member, there is a space for guiding the refrigerant flowing from the compression portion to the electric motor side from one end portion in the axial direction of the stator to the other end portion, and in the axial direction of the stator outside the partition member. the refrigerant flowing out from the other end along the inner surface of the housing has a communicating path for guiding toward the space of the refrigerant discharge pipe side, wherein the inner the space of the partition member, the upper And a refrigerant flow means for flowing as a flow rate on the downstream side becomes faster with respect to the flow velocity of the side.
これにより、圧縮部から電動機側の空間に流入する冷媒が、ステータの中心軸方向一端部に向かって、上流側に対して下流側が速くなるように流通することから、冷媒によってステータのコイルが冷却され、冷媒に含まれる潤滑油がステータに付着することから、冷媒に含まれる潤滑油が分離される。 As a result, the refrigerant flowing into the space on the electric motor side from the compressor flows toward the one end in the central axis direction of the stator so that the downstream side becomes faster with respect to the upstream side. Then, since the lubricating oil contained in the refrigerant adheres to the stator, the lubricating oil contained in the refrigerant is separated.
本発明によれば、ステータの中心軸方向一端部に向かって上流側に対して下流側の流速が速くなるように流通する冷媒によってステータのコイルを冷却することができるので、電動機の冷却性能の向上を図ることが可能となる。また、ステータの中心軸方向一端部に冷媒を衝突させて、冷媒に含まれる潤滑油をステータに付着させることができるので、冷媒に含まれる潤滑油を効率的に分離することが可能となる。 According to the present invention, since the coil of the stator can be cooled by the refrigerant flowing so that the flow velocity on the downstream side becomes faster with respect to the upstream side toward one end in the central axis direction of the stator, the cooling performance of the motor can be improved. It is possible to improve. Further, since the refrigerant can collide with one end of the stator in the central axis direction and the lubricating oil contained in the refrigerant can adhere to the stator, the lubricating oil contained in the refrigerant can be efficiently separated.
図1乃至図4は本発明の一実施形態を示すもので、図1は圧縮機の断面図、図2は圧縮機の平面断面図、図3は第3の仕切部材の全体斜視図、図4は第3の仕切部材の平面図である。 1 to 4 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of the compressor, FIG. 2 is a plan sectional view of the compressor, and FIG. 3 is an overall perspective view of a third partition member. 4 is a plan view of the third partition member.
この圧縮機は、縦長形状のハウジング10と、ハウジング10内の上部に設けられ、吸入した冷媒を圧縮するための圧縮部20と、ハウジング10内の圧縮部20の下方に設けられ、圧縮部20を駆動させるための電動機30とを備えた密閉型圧縮機である。また、この圧縮機は、圧縮によって超臨界状態となる二酸化炭素が冷媒として用いられる。
This compressor is provided in a vertically
ハウジング10は、中心軸を上下方向に向けて配置した円筒状の部材からなるハウジング本体11と、ハウジング本体11の上端開口及び下端開口をそれぞれ閉鎖する半球形状に形成されたキャップ12とからなる。ハウジング本体11の上端開口を閉鎖するキャップ12には、圧縮部20において圧縮した冷媒を吐出するための冷媒吐出管13が接続されている。また、圧縮部20の位置するハウジング本体11の周面には、冷媒を吸入するための冷媒吸入管14が接続されている。
The
圧縮部20は、ハウジング本体11の上部側にハウジング10内を上下に仕切るように固定された固定スクロール部材21と、固定スクロール部材21の下方に設けられ、固定スクロール部材21に対して自転することなく旋回可能な旋回スクロール部材22とからなる。
The
固定スクロール部材21は、中心軸を上下に向けて配置された円板状の部材からなり、下面側に渦巻体が設けられている。固定スクロール部材21の径方向中央部の上面側には、圧縮した冷媒を吐出するための冷媒吐出孔21aが設けられている。
The fixed
旋回スクロール部材22は、固定スクロール部材21と対向するように設けられた円板状の部材からなり、上面側に渦巻体が設けられている。旋回スクロール部材22の下面側には、駆動シャフト23の上端が連結されている。
The orbiting scroll member 22 is a disk-shaped member provided so as to face the fixed
駆動シャフト23は、回転中心となる中心軸を上下に向けて配置され、旋回スクロール部材22との連結部23aが駆動シャフト23の回転中心から偏心するように設けられている。駆動シャフト23は、上端側がハウジング10内の上部を上下に仕切るように設けられた上部フレーム24によって回転自在に支持され、下部側がハウジング10内の下部を上下に仕切るように設けられた下部フレーム25によって回転自在に支持されている。駆動シャフト23は、電動機30の回転力を動力として回転するようになっており、駆動シャフト23の回転によって旋回スクロール部材22が自転することなく所定の円軌道上を移動するようになっている。また、駆動シャフト23は、中心軸に沿って潤滑油流通路23bが設けられ、下端側に連結された油ポンプ26によって吸引した潤滑油を潤滑油流通路23bに流通させるようになっている。
The
上部フレーム24は、上面側の外周側が周方向に亘って上方に延びるように設けられ、固定スクロール部材21の下面の外周側に接続されている。旋回スクロール部材22は、上部フレーム24と固定スクロール部材21との間の空間に収容された状態となっている。
The upper frame 24 is provided so that the outer peripheral side on the upper surface side extends upward in the circumferential direction, and is connected to the outer peripheral side of the lower surface of the
ハウジング10内の固定スクロール部材21の上方の空間は、第1の仕切部材15によって固定スクロール部材21の冷媒吐出孔21a側の空間15aと冷媒吐出管13側の空間15bとに仕切られている。冷媒吐出孔21a側の空間15aは、固定スクロール部材21及び上部フレーム24に設けられた第1の連通路16によってハウジング10内の上部フレーム24と下部フレーム25との間の空間17に連通されている。また、ハウジング10内の上部フレーム24と下部フレーム25との間の空間17は、固定スクロール部材21及び上部フレーム24に設けられた第2の連通路18によって冷媒吐出管13側の空間15bに連通されている。更に、ハウジング10内の下部フレーム25の下方の空間19には、ハウジング10内の各摺動部を潤滑するための潤滑油が貯留されるようになっており、貯留された潤滑油が油ポンプ26によって駆動シャフト23の潤滑油流通路23bを流通するようになっている。
The space above the
電動機30は、上部フレーム24と下部フレーム25との間の空間17に設けられ、駆動シャフト23に固定された永久磁石からなるロータ31と、ロータ31を囲むように設けられ、ハウジング本体11に固定されたステータ32とからなる。
The electric motor 30 is provided in the space 17 between the upper frame 24 and the lower frame 25, is provided with a rotor 31 made of a permanent magnet fixed to the
ステータ32は、環状に形成された複数の電磁鋼板をハウジング本体11の中心軸方向に積層することにより設けられたステータコア32aと、ステータコア32aの内周側に設けられた複数のティース32bに巻き付けられたコイル32cと、ステータコア32aの上面外周側から周方向に亘って上方に延びる円筒部32dとを有している。また、ステータ32の外周面側には、互いに周方向に間隔をおいて上下方向に延びるように設けられ、ステータ32の上方と下方の空間17を連通するための複数の第3の連通路32eが設けられている。
The
また、上部フレーム24と電動機30との間には、上部フレーム24側に固定され、周方向に亘って径方向内側と外側を仕切る第2の仕切部材33と、上端側が第2の仕切部材33に連結されるとともに、下端側が円筒部32dの内面に嵌合するように設けられ、電動機30のステータ32の上面に沿って環状の空間を形成する第3の仕切部材34が設けられている。
Further, a
第2の仕切部材33は、円筒状の部材からなり、中心軸を上下に向けて上端側が上部フレーム24の下面にネジ止め等によって固定されている。
The
第3の仕切部材34は、ステータ32の上面外周側を周方向に亘って上下に延びる第1の円筒部34aと、ステータ32の上面内周側を周方向に亘って上下に延びる第2の円筒部34bと、第1の円筒部34aと第2の円筒部34bを周方向に連続して接続する流路閉鎖板としての連結部34cとからなる。第3の仕切部材34は、連結部34cの外周側から周方向に亘って上方に延びる一対の円筒状の突出片34dの間に第2の仕切部材33の下端を挿入することにより第2の仕切部材33と連結され、第1の円筒部34aをステータ32の円筒部32dに挿入することによりステータ32と連結されている。第2の円筒部34bは、ステータ32の上面内周側から上部フレーム24の下面まで延びるように設けられ、電動機30の上部空間をロータ31側とステータ32側に仕切るようになっている。第2の円筒部34bと第2の仕切部材33の間に位置する空間35には、第1の連通路16が連通するようになっている。連結部34cには、第2の円筒部34bと第2の仕切部材33の間の空間35と、第1の円筒部34aと第2の円筒部34bの間の空間36とを連通する丸形形状に開口された複数の冷媒噴射孔としての連通孔34eが互いに周方向に間隔をおいて設けられている。各連通孔34eは、圧縮部20から流出して電動機30側の空間17に流入する冷媒の流路断面積を狭くすることにより、冷媒をステータ32のコイル32cの上部に向かって流速を上昇させて吐出させるようになっている。
The
以上のように構成された圧縮機において、電動機30に通電することにより駆動シャフト23を回転させると、圧縮部20において固定スクロール部材21に対して旋回スクロール部材22が旋回する。
In the compressor configured as described above, when the
これにより、冷媒吸入管14からハウジング10内に流入する冷媒は、圧縮部20に流入し、固定スクロール部材21及び旋回スクロール部材22の各渦巻体の間で圧縮され、冷媒吐出孔21aから空間15aに吐出される。空間15aに吐出された冷媒は、第1の連通路16を流通して空間35に流入した後、各連通孔34eを通過して空間36に流入する。空間36に流入した冷媒は、ステータ32のコイル32cとコイル32cとの間を流通してステータ32の下端側から空間17の下部に流入する。また、空間17の下部に流入した冷媒は、第3の連通路32eを介して空間17の上部に流入した後、第2の連通路18を介して空間15bに流入し、冷媒吐出管13からハウジング10外に流出する。
As a result, the refrigerant flowing into the
このとき、圧縮部20から吐出されて空間35に流入する冷媒は、空間35の内壁に接触することから、冷媒に含まれる潤滑油が空間35の内壁に付着して冷媒と潤滑油が分離される。
At this time, since the refrigerant discharged from the
また、空間35から空間36に流入する冷媒は、各連通孔34eを通過することにより流速が上昇した状態でステータ32のコイル32cに接触することから、流速が速い冷媒によってコイル32cが効果的に冷却されるとともに、冷媒に含まれる潤滑油がコイル32cに付着して冷媒と潤滑油が分離される。
In addition, the refrigerant flowing into the
このように、本実施形態の圧縮機によれば、圧縮部20から電動機30側の空間17に流入する冷媒を、電動機30の円筒状に形成されたステータ32の中心軸方向一端部に向かって上流側の空間35に対して下流側の空間36を流通する冷媒の流速が速くなるように流通させるようにしたので、ステータ32の中心軸方向一端部に向かって上流側に対して下流側の流速が速くなるように流通する冷媒によってステータ32のコイル32cを冷却することができ、電動機30の冷却性能を向上させることが可能となる。また、ステータ32の中心軸方向一端部冷媒を衝突させて、冷媒に含まれる潤滑油をステータ32に付着させることができるので、冷媒に含まれる潤滑油を効率的に分離することが可能となる。
Thus, according to the compressor of this embodiment, the refrigerant flowing into the space 17 on the electric motor 30 side from the
また、第3の仕切部材34の連結部34cと、連結部34cに設けられた連通孔34eとからステータ32の中心軸方向一端部に向かって上流側に対して下流側の流速が速くなるように冷媒を流通させるようにしたので、複雑な機構を必要とすることなく冷媒の流路断面積を小さくすることによりステータ32の中心軸方向一端部に向かって流速が速くなるように冷媒を流通させることができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
Further, the flow velocity on the downstream side is increased from the upstream side toward the one end portion in the central axis direction of the
また、前記第3の仕切部材34を、ステータ32の中心軸方向一端部と間隔をおいて設け、連通孔34eを、互いにステータ32の周方向に間隔をおいて複数設けたので、ステータ32の中心軸方向一端面に周方向に亘って均一に冷媒を噴射させることができ、電動機30の冷却能力及び冷媒と潤滑油との分離能力を向上させることが可能となる。
In addition, the
尚、前記実施形態では、第3の仕切部材34の連結部34cに、丸形の連通孔34eを複数設けたものを示したが、複数のスリットを設け、各スリットによって冷媒の流速を速めるようにしたものでもよい。
In the above-described embodiment, the connection portion 34c of the
10…ハウジング、20…圧縮部、30…電動機、32…ステータ、32c…コイル、33…第2の仕切部材、34…第3の仕切部材、34c…連結部、34e…連通孔。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ハウジング内の空間をハウジングの内側面に対向して内外に仕切る仕切部材を設けるとともに、
前記仕切部材の内側には前記圧縮部から電動機側に流入する冷媒を前記ステータの軸方向一端部から他端部に向けて案内する空間を有し、該仕切部材の外側にはステータの軸方向他端部から流出した冷媒をハウジングの内面に沿って冷媒吐出管側の空間に向けて案内する連通路を有し、
前記仕切部材の内側の前記空間には、上流側の流速に対して下流側の流速が速くなるように流通させるための冷媒流通手段を備えた
ことを特徴とする圧縮機。 A compressor that compresses the refrigerant; a motor that includes a stator having a coil and that drives the compressor; and a housing in which the compressor and the motor are housed; and the motor is cooled by the refrigerant compressed in the compressor, In the compressor that discharges the refrigerant that has cooled the outside of the housing,
Providing a partition member for partitioning the space in the housing inward and outward facing the inner surface of the housing;
Inside the partition member, there is a space for guiding the refrigerant flowing from the compression portion to the electric motor side from one end portion in the axial direction of the stator to the other end portion, and in the axial direction of the stator outside the partition member. Having a communication path for guiding the refrigerant flowing out from the other end portion toward the space on the refrigerant discharge pipe side along the inner surface of the housing;
The compressor characterized by having the refrigerant | coolant distribution | circulation means for distribute | circulating so that the downstream flow velocity may become quick with respect to the upstream flow velocity in the said space inside the said partition member .
ことを特徴とする請求項1記載の圧縮機。 The said refrigerant | coolant distribution means was comprised from the flow-path closing plate which closes the refrigerant | coolant flow path between a compression part and an electric motor, and the refrigerant | coolant ejection hole provided in the flow-path closing plate. Compressor.
冷媒噴出孔を、互いにステータの周方向に間隔をおいて複数設けた
ことを特徴とする請求項2記載の圧縮機。 The flow path closing plate is provided at a distance from one end in the central axis direction of the stator,
The compressor according to claim 2, wherein a plurality of refrigerant ejection holes are provided at intervals in the circumferential direction of the stator.
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の圧縮機。 The compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein carbon dioxide is used as the refrigerant.
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