JPH08319965A - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータのコイル温度の上昇を防止し、圧縮機
の信頼性の向上、および効率の低下の原因を解消するこ
とを目的とする。 【構成】 密閉容器１内部に、圧縮機構部２を上部に、
モータ７を下部に配置すると共に、上記モータ７はイン
バーター駆動などの速度可変型とし、密閉容器１のモー
タ７より上部に、吸入されるガスを密閉容器７に導く吸
入管を設け、吸入管の開口部近傍に調整弁として、モー
タ７および圧縮機構２の回転数が高く、吸入されるガス
の流量が多い場合には開度が大きくなり、吸入されるガ
スの多くが上部の圧縮機構部に流れ、回転数が低く、吸
入されるガスの流量が少ない場合には開度が小さくな
り、吸入ガスの多くが下部のモータ部に流れるよう、自
動的に吸入ガスの流量あるいは流速に応じて開度が変化
するフラッパバルブ３１を設けた密閉型電動圧縮機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータおよび圧縮機構
の回転数に応じて、モータ部に冷却に必要なガスを供給
するようにした密閉型電動圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷凍用の密閉型電動圧縮機としては、圧
縮機構部がレシプロ式のもの、ロータリー式のもの、ス
クール式のものなどが有り、いずれの方式も家庭用、業
務用の空調分野で使用されてきてる。ここではスクロー
ル式の密閉型電動圧縮機を例に説明する。

【０００３】図５に従来のスクロール圧縮機の縦断面図
を示す。密閉容器１の内部には、固定スクロール２ａと
固定スクロール２ａに対して旋回運動する可動スクロー
ル２ｂを噛み合せた圧縮機構２と、可動スクロール２ｂ
を支えるスラスト軸受３、スラスト軸受３を支承する軸
受部品４を上部に設けている。

【０００４】そして可動スクロール２ｂの軸２ｃを、ク
ランク軸５の端部５ａに設けられた穴部５ｂの偏芯軸受
６に挿入し可動スクロール２ｂをクランク軸５により旋
回運動させる。

【０００５】上記クランク軸５にはインバータ電源（図
示せず）により駆動される速度可変型のモータ７の回転
子７ａが取り付けられており、密閉容器１に焼き嵌め固
定された固定子７ｂとともに軸受部品４の下部に配設さ
れている。また、クランク軸５は、軸受部品４の主軸受
８と副軸受２３とで支えられている。密閉容器１の下方
底部には潤滑油９を貯溜する油だめ１０が設けられてい
る。また、密閉容器１の側部にはガスの吸入管１１が設
けられている。

【０００６】また、前記軸受部品４には主軸受８、副軸
受２３、偏芯軸受６、スラスト軸受３を潤滑、冷却した
潤滑油９を排出する油排出口１２が設けられている。

【０００７】さらに、クランク軸５には潤滑油９を各軸
受部、即ち主軸受８、副軸受２３、偏芯軸受６、スラス
ト軸受３へ供給する貫通穴１３を設け、かつクランク軸
５の下端には油ガイド１４を圧入または、焼き嵌め固定
して取り付け、潤滑油９を吸い上げるようにしている。

【０００８】１５は固定スクロールの上部に設けられた
吐出チャンバー、１６は密閉容器１の外へ圧縮ガスを出
す吐出管である。

【０００９】また、固定スクロール２ａと軸受部品４と
はスペーサー２２をはさんでボルトで締結されている。

【００１０】さらに、スペ−サ−２２は、その外周で密
閉容器１に密封溶接固定されており、下方の吸入圧力部
と上方の圧縮圧力部の仕切りとなっている。

【００１１】１９は停止時に可動スクロール２ｂが逆転
するのを防ぐための逆止弁、２４は逆止弁の動きを規制
する逆止弁ガイド、２０は可動スクロール２ｂを固定ス
クロール２ａに対して旋回運動させるための自転防止用
のオルダムリング、２１は圧縮機構２へ低圧ガスを吸い
込ませる軸受部品４に設けた吸入口である。

【００１２】次に上記構成からなる圧縮機構の作用を説
明する。低圧ガスは吸入管１１より密閉容器１の内部に
戻り、軸受部品４に設けられた吸入口２１を介して圧縮
機構２に吸入される。ここで固定スクロール２ａに対し
て可動スクロール２ｂが旋回運動することにより、低圧
ガスは圧縮され高圧ガスになり、一旦吐出チャンバー１
５へ入る。そして吐出管１６より密閉容器１外へ吐出さ
れる周知の圧縮サイクルを構成する。

【００１３】この時、密閉容器１の内部に戻った低圧ガ
スのほとんどは直接軸受部品４に設けられた吸入口２１
を介して圧縮機構２に吸入されるが、一部の低圧ガスは
モータ７を冷却した後圧縮機構２に吸入される。

【００１４】図６は圧縮機の回転数を変化させた場合の
モータ７の固定子７ａのコイル温度の変化を示す特性図
である。同図より明らかなように、回転数を増加させた
場合より、回転数が低下した場合の方が、急激にコイル
温度が上昇していることが判る。これは、回転数の低下
に伴って、密閉容器１に導かれる低圧ガスの量が低下
し、これによりモータ７の冷却に寄与する低圧ガスの量
も急激に低下していることが大きな原因である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このようなモータのコ
イル温度の上昇は、モータの信頼性の低下、すなわち圧
縮機自体の信頼性の低下のみならず、効率の低下を引き
起こすなどの大きな問題点があった。

【００１６】本発明は上記のような従来の圧縮機の問題
点を解消するためになされたもので、モータ冷却に必要
なガス量をモータ周辺部に送ることができる密閉型電動
圧縮機を提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の密閉型電動圧縮
機は、密閉容器内部に、圧縮機構部を上部に、モータを
下部に配置すると共に、上記モータはインバーター駆動
などの速度可変型とし、上記モータおよび圧縮機構の回
転数に応じて上記密閉容器内に吸入されるガスの流れを
制御する調整弁を設けたものである。

【００１８】また、本発明の密閉型電動圧縮機は、モー
タおよび圧縮機構を高速回転させるときには密閉容器の
上部に吸入されるガスの多くが流れ、低速回転させると
きには密閉容器の下部に吸入されるガスの多くが流れる
よう調整弁を制御するものである。

【００１９】さらに、本発明の密閉型電動圧縮機は、密
閉容器内部に、圧縮機構部を上部に、モータを下部に配
置すると共に、上記モータはインバーター駆動などの速
度可変型とし、密閉容器のモータより上部に、吸入され
るガスを密閉容器に導く吸入管を設け、上記吸入管の開
口部近傍に調整弁として、モータおよび圧縮機構の回転
数が高く、吸入されるガスの流量が多い場合には開度が
大きくなり、吸入されるガスの多くが上部の圧縮機構部
に流れ、回転数が低く、吸入されるガスの流量が少ない
場合には開度が小さくなり、吸入ガスの多くが下部のモ
ータ部に流れるよう、自動的に吸入ガスの流量あるいは
流速に応じて開度が変化するフラッパバルブを設けたも
のである。

【００２０】

【作用】本発明により、圧縮機の回転数に応じて、モー
タの冷却に必要な量のガスをモータ部に流すことがで
き、圧縮機の信頼性および効率を向上できるもである。

【００２１】また、モータの温度上昇の大きい低速回転
時には、多くのガスをモータ部に流し冷却効果をあげ、
それほどモータの温度が上昇しない高速回転時にはでき
るだけ圧縮機構部に直接吸入させることにより吸入され
るガスの過熱損失を最小にできるものである。

【００２２】さらに、自動的に吸入ガスの流量あるいは
流速に応じて開度が変化するフラッパバルブを設けるこ
とにより、簡単な構成で同等の効果を得られるものであ
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００２４】図１は第１の本発明の密閉型電動圧縮機の
縦断面図であり、この図１において、図５と同一部分に
は同一符号を付してその重複説明を避け、図５とは異な
る部分を主に述べる。

【００２５】密閉容器１の内部に、圧縮機構２を上部
に、モータ７を下部に配置すると共に、上記モータ７は
インバーター（図示せず）駆動の速度可変型とすると共
に、密閉容器１の上側部に主吸入管２５、下側部に副吸
入管２６を設け、インバータの出力周波数すなわちモー
タ７の回転数に応じて、低圧ガスの流れを切替調整する
調整弁２７を設け、主吸入管２５と副吸入管２６へのガ
スの流れを制御できる構成になっている。

【００２６】上記構成において、まず、モータ７のコイ
ル温度がそれほど上昇しない定格回転数あるいは高回転
数の条件では、調整弁２７を図示した方向に切り替え
て、低圧ガスを主吸入管２５より密閉容器１の内部に導
く。

【００２７】これにより従来の密閉型電動圧縮機と同様
に、低圧ガスのほとんどは直接軸受部品４に設けられた
吸入口２１を介して圧縮機構２に吸入されるが、一部の
低圧ガスはモータ７を冷却した後圧縮機構２に吸入され
る。

【００２８】次に、モータ７のコイル温度が急激に上昇
する定格回転数よりも回転数が低い条件では、調整弁２
７を右方向に９０゜回転させて、低圧ガスを副吸入管２
６より密閉容器１の内部に導く。

【００２９】これにより、低圧ガスのほとんどはモータ
７の下方から連通孔２８、２９および密閉容器１と固定
子７ｂの間の隙間や回転子７ａと固定子７ｂの間の隙間
を通過した後、軸受部品４に設けられた吸入口２１を介
して圧縮機構２に吸入される。この時モータ７は充分に
冷却されるのである。

【００３０】図２は本発明の密閉型電動圧縮機の、回転
数を変化させた場合のモータ７の固定子７ａのコイル温
度の変化を示す特性図である。

【００３１】同図より明らかなように、低速回転時にお
いても、調整弁２７の切り替えによりコイル温度を低下
させることができると共に、急激なコイル温度の上昇が
見られず、信頼性の低下を防止できる比較的良好な特性
を示してる。

【００３２】なお、本実施例ではインバータの出力周波
数に応じて調整弁２７を切り替えたが、直接モータ温度
を検出して、モータ温度が上昇した場合に調整弁２７を
切り替えることも可能である。

【００３３】さらに、本実施例では、調整弁２７を切り
替え弁としたが、流量調整の行える調整弁を採用するこ
とにより、一層の効果があることは明白である。

【００３４】図３は第２の本発明の密閉型電動圧縮機の
縦断面図であり、この図３において、図５と同一部分に
は同一符号を付してその重複説明を避け、図５とは異な
る部分を主体に述べる。

【００３５】密閉容器１の内部に、圧縮機構２を上部
に、モータ７を下部に配置すると共に、モータ７はイン
バーター（図示せず）駆動の速度可変型とし、密閉容器
１のモータ２より上部に、吸入されるガスを密閉容器１
に導く吸入管１１を設け、上記吸入管１１の開口部近傍
３０に調整弁として、モータ７および圧縮機構２の回転
数が高く、吸入されるガスの流量が多い場合には開度が
大きくなり、吸入されるガスの多くが上部の圧縮機構２
方向に流れ、回転数が低く、吸入されるガスの流量が少
ない場合には開度が小さくなり、吸入ガスの多くが下部
のモータ７方向に流れるよう、自動的に吸入ガスの流量
あるいは流速に応じて開度が変化するフラッパバルブ３
１が設けられている。

【００３６】上記構成において、まず、回転数が高く、
吸入される低圧ガスの量が多く吸入管１１から密閉容器
１に流出する流速も早い場合、フラッパバルブ３１の開
度は大きくなり（白抜き矢印Ａの左方向）、低圧ガスの
ほとんどは直接軸受部品４に設けられた吸入口２１を介
して圧縮機構２に吸入されるが、一部の低圧ガスはモー
タ７を冷却した後圧縮機構２に吸入される。

【００３７】次に、回転数が低く、吸入される低圧ガス
の量が少なく吸入管１１から密閉容器１に流出する流速
も遅い場合、フラッパバルブ３１の開度は小さくなり
（白抜き矢印の右方向）、モータ７の方向に吸入された
低圧ガスが導かれる。

【００３８】これにより、低圧ガスのほとんどはモータ
７の上方から連通孔２８、２９および密閉容器１と固定
子７ｂの間の隙間や回転子７ａと固定子７ｂの間の隙間
を通過し、モータ７を冷却する事ができる。

【００３９】図４は第２の本発明の密閉型電動圧縮機
の、回転数を変化させた場合のモータ７の固定子７ａの
コイル温度の変化を示す特性図である。

【００４０】同図より明らかなように、フラッパバルブ
３２の働きにより、低速回転から高速回転域まで広い回
転数範囲において、安定したコイル温度が保たれ、信頼
性の低下を防止できる良好な特性を示してる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、モータ
冷却に必要なガス量をモータ周辺部に送ることができ、
モータの信頼性の低下、すなわち圧縮機自体の信頼性の
低下のみならず、効率の低下を引き起こすなどの大きな
問題の原因であった、モータのコイル温度の上昇を防止
し、信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の本発明の一実施例によるスクロール式の
密閉型電動圧縮機の縦断面図。

【図２】同上実施例における、回転数を変化させた場合
のモータ７の固定子７ａのコイル温度の変化を示す特性
図である。

【図３】第２の本発明の一実施例によるスクロール式の
密閉型電動圧縮機の縦断面図。

【図４】同上実施例における、回転数を変化させた場合
のモータ７の固定子７ａのコイル温度の変化を示す特性
図である。

【図５】従来のスクロール圧縮機の縦断面図。

【図６】同従来例における、圧縮機の回転数を変化させ
た場合のモータ７の固定子７ａのコイル温度の変化を示
す特性図である。

【符号の説明】

１…密閉容器 ２…圧縮機構 ２ａ…固定スクロール ２ｂ…可動スクロール ３…スラスト軸受 ４…軸受部品 ５…クランク軸 ６…偏芯軸受 ７…モータ ８…主軸受 ９…潤滑油 １０…油だめ １９…逆止弁 ２０…オルダムリング ２４…逆止弁ガイド ２５…主吸入管 ２６…副吸入管 ２７…調整弁 ２８、２９…連通孔 ３１…フラッパバルブ

フロントページの続き (72)発明者 新宅 秀信 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中田 秀樹 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内部に、圧縮機構部が上部に、
   モータが下部に配置され、上記モータは速度可変型とさ
   れ、上記モータおよび圧縮機構の回転数に応じて上記密
   閉容器内に吸入されるガスの流れを制御する調整弁が設
   けられたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
2. 【請求項２】 モータおよび圧縮機構を高速回転させる
   ときには密閉容器の上部に、吸入されるガスの多くが流
   れ、低速回転させるときには密閉容器の下部に吸入され
   るガスの多くが流れるよう調整弁が制御される請求項１
   記載の密閉型電動圧縮機。
3. 【請求項３】 密閉容器内部に、圧縮機構部が上部に、
   モータが下部に配置され、上記モータは速度可変型とさ
   れ、密閉容器のモータより上部に、吸入されるガスを密
   閉容器に導く吸入管が設けられ、前記吸入管の開口部近
   傍に調整弁として、モータおよび圧縮機構の回転数が高
   く、吸入されるガスの流量が多い場合には開度が大きく
   なり、吸入されるガスの多くが上部の圧縮機構部に流
   れ、回転数が低く、吸入されるガスの流量が少ない場合
   には開度が小さくなり、吸入ガスの多くが下部のモータ
   部に流れるよう、自動的に吸入ガスの流量あるいは流速
   に応じて開度が変化するフラッパバルブが設けられた密
   閉型電動圧縮機。