JP2010060202A - Cooling structure in motor for refrigerator - Google Patents

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Sota Yoshii
宗太 吉井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling structure in a motor for a refrigerator not causing deterioration of motor efficiency and not causing deterioration of cooling efficiency by a simple structure. <P>SOLUTION: The cooling structure in a motor for a refrigerator is composed of a mist nozzle provided facing a stator outer circumference in a motor casing and jetting out liquid refrigerant like mist, a stator duct penetrating in a rotor direction from a casing side outer circumference in a stator to send the jetted mist like liquid refrigerant into a gap between a rotor and the stator, a temperature sensor measuring a temperature in the motor casing, an electromagnetically operated valve controlling a refrigerant amount jetted out from the mist nozzle, and a controller opening and closing the electromagnetically operated valve on receival of a signal from the temperature sensor and controlling the jetted amount of the refrigerant such that a temperature in the motor casing becomes constant. The refrigerant amount jetted out from the mist nozzle is controlled by opening and closing control of the electromagnetically operated valve by the controller, and it is controlled such that the temperature in the motor casing is constant by vaporization heat of the refrigerant hit and vaporized on a rotor outer circumference from the stator duct. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷媒を利用して空調を行う冷凍機、特に遠心式圧縮機等を用いたターボ冷凍機等の電動機における冷却構造に係り、簡単な構造で冷凍機全体の効率を高めることもできる冷凍機用電動機における冷却構造に関するものである。   The present invention relates to a cooling structure in a refrigerator that performs air conditioning using a refrigerant, in particular, an electric motor such as a turbo refrigerator using a centrifugal compressor, and the efficiency of the entire refrigerator can be increased with a simple structure. The present invention relates to a cooling structure in an electric motor for a refrigerator.

冷媒を利用して空調を行う、例えば遠心式圧縮機を用いたターボ冷凍機の圧縮機用電動機では、ロータ・ステータが発熱するため、破損を防ぐために冷却する必要がある。しかし、ステータおよびロータを冷媒液で冷却すると、回転するロータ表面と冷媒液とで発生する摩擦損失が大きく、電動機効率低下を招く。しかしながら一方、冷媒ガスのみによる冷却は、蒸発潜熱が利用できないために冷却効率の低下を招く。   In a compressor motor for a centrifugal refrigeration machine that performs air conditioning using a refrigerant, for example, a centrifugal compressor, the rotor / stator generates heat, and thus must be cooled to prevent breakage. However, when the stator and the rotor are cooled with the refrigerant liquid, the friction loss generated between the rotating rotor surface and the refrigerant liquid is large, and the efficiency of the motor is reduced. On the other hand, however, cooling with only the refrigerant gas causes a reduction in cooling efficiency because latent heat of vaporization cannot be used.

そのため例えば特許文献１には、ステータ胴部とエアギャップへは冷媒ガスを、ステータコイルエンド部へは冷媒液を流し、ロータの回転時の摩擦損失を小さくすると共にステータの冷却効率を向上させた電動機が示されている。   For this reason, for example, in Patent Document 1, a refrigerant gas is flowed to the stator body and the air gap, and a refrigerant liquid is flowed to the stator coil end to reduce the friction loss during rotation of the rotor and improve the cooling efficiency of the stator. An electric motor is shown.

また、本願出願人の出願になる特許文献２には、ターボ冷凍機の冷媒を抽出して気相と液相に分離する気液分離手段を設け、ステータに孔をあけてステータとロータの隙間に通路を設け、気液分離手段によって抽出された気相の冷媒をその通路から導入して冷却すると共に、液層の冷媒をステータに流し、気相の冷媒が液相（または液相と気相の混合した二相）の冷媒に比べて摩擦が少ないことを利用し、効率を向上させたターボ冷凍機及びターボ冷凍機用モータが示されている。   Further, in Patent Document 2 filed by the applicant of the present application, gas-liquid separation means for extracting a refrigerant of a turbo refrigerator and separating it into a gas phase and a liquid phase is provided, and a hole is formed in the stator so that a gap between the stator and the rotor is provided. The gas phase refrigerant extracted by the gas-liquid separation means is introduced from the passage for cooling, and the liquid layer refrigerant is allowed to flow to the stator, so that the gas phase refrigerant is in the liquid phase (or the liquid phase and the gas phase). A turbo chiller and a turbo chiller motor are shown that have improved efficiency by utilizing less friction compared to a two-phase refrigerant with mixed phases.

特開２００１−９５２０５号公報JP 2001-95205 A 特開２００５−３１２２７２号公報JP-A-2005-312272

しかしながらこれら特許文献１、特許文献２に示された技術では、気液を分離してステータとロータを冷却しているため構造が複雑となり、また、特許文献２に示された方法では、ロータには気相の冷媒しか導入されないために冷媒の蒸発潜熱が利用できず、冷却性能が落ちて多くの冷媒を必要とする。   However, in the techniques shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, the structure is complicated because the stator and the rotor are cooled by separating the gas and liquid, and in the method shown in Patent Document 2, the rotor is used in the rotor. Since only the gas-phase refrigerant is introduced, the latent heat of vaporization of the refrigerant cannot be used, and the cooling performance is reduced and a large amount of refrigerant is required.

そのため本発明においては、簡単な構造で電動機効率低下を招かず、かつ、冷却効率の低下も招かないようにした冷却構造を有した、冷凍機用電動機における冷却構造を提供することが課題である。   Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling structure for an electric motor for a refrigerator having a cooling structure that has a simple structure and does not cause a reduction in motor efficiency and also does not cause a reduction in cooling efficiency. .

上記課題を解決するため本発明になる冷凍機用電動機における冷却構造は、
冷凍機を駆動する電動機におけるロータとステータを、冷媒により冷却するための冷凍機用電動機における冷却構造において、
前記電動機筐体におけるステータ外周に面して設けられて液状冷媒をミスト状に噴射するミストノズルと、前記ステータにおける筐体側外周からロータ方向へ貫通して前記ミストノズルから噴射されたミスト状冷媒をロータとステータとの隙間に送るステータダクトと、前記電動機筐体内の温度を測定する温度センサと、前記ミストノズルから噴射される冷媒量を制御する電磁弁と、前記温度センサからの信号を受け、前記電磁弁を開閉して前記電動機筐体内の温度が一定となるよう前記冷媒の噴射量を制御する制御装置とからなり、
前記制御装置による電磁弁の開閉制御で前記ミストノズルから噴射される冷媒量を制御し、前記ステータダクトからロータ外周に衝突して蒸発する冷媒の蒸発潜熱で前記電動機筐体内の温度を一定に制御することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the cooling structure in the refrigerator motor according to the present invention is as follows.
In the cooling structure in the electric motor for the refrigerator for cooling the rotor and the stator in the electric motor that drives the refrigerator with the refrigerant,
A mist nozzle that is provided facing the outer periphery of the stator in the electric motor casing and injects a liquid refrigerant in a mist shape, and a mist refrigerant that is injected from the mist nozzle through the casing side outer periphery of the stator in the rotor direction. A stator duct that is sent to the gap between the rotor and the stator, a temperature sensor that measures the temperature in the motor housing, an electromagnetic valve that controls the amount of refrigerant injected from the mist nozzle, and a signal from the temperature sensor; A control device that controls the injection amount of the refrigerant so as to open and close the electromagnetic valve so that the temperature in the electric motor housing is constant;
The amount of refrigerant injected from the mist nozzle is controlled by opening and closing control of the electromagnetic valve by the control device, and the temperature inside the motor casing is controlled to be constant by the latent heat of evaporation of the refrigerant that collides with the rotor outer periphery from the stator duct and evaporates. It is characterized by doing.

このように、ミストノズルから冷媒をミスト状に噴射させ、かつ、その噴射量を、温度センサからの信号で電動機筐体内の温度が一定となるよう制御する制御装置を設けることで、前記特許文献に示されているような、気液分離装置や冷媒ガスと液体冷媒を供給する別々の配管などの複雑な構造が必要なく、また液体冷媒を噴射させるわけであるから冷媒の蒸発潜熱が利用でき、冷却性能が保たれて冷凍機全体の効率も上昇する。さらに制御装置による電磁弁の開閉制御で電動機筐体内の温度を常に一定に保つに足る冷媒量のみを噴射することで、たくさんの液冷媒が電動機内に溜まってしまうということも防止できる。   In this way, by providing a control device that controls the injection amount of the refrigerant from the mist nozzle in a mist state and controls the injection amount so that the temperature in the electric motor housing becomes constant by a signal from the temperature sensor. As shown in Fig. 1, the complicated structure such as the gas-liquid separator and the separate pipes for supplying the refrigerant gas and the liquid refrigerant is not necessary, and since the liquid refrigerant is injected, the latent heat of vaporization of the refrigerant can be used. As a result, the cooling performance is maintained and the efficiency of the entire refrigerator is increased. Furthermore, by injecting only the amount of refrigerant sufficient to keep the temperature in the motor casing constant at all times by controlling the opening and closing of the electromagnetic valve by the control device, it is possible to prevent a large amount of liquid refrigerant from accumulating in the motor.

そして、前記冷媒は、気化熱が２０〜４０℃に圧力制御された冷媒であることで、ミストノズルは低圧のものでよく、この温度範囲であればグリスなどを用いる場合もグリスに最適な温度で使用することができる。   And the said refrigerant | coolant is a refrigerant | coolant by which the heat of vaporization was pressure-controlled at 20-40 degreeC, and a mist nozzle may be a low-pressure thing, If it is this temperature range, also when using grease etc., it is the optimal temperature for grease Can be used in

また、前記ミストノズルは複数設けられ、前記ステータダクトは前記各ミストノズルに対面する位置に設けられていることで、より冷却効率を高めることができる。   In addition, a plurality of the mist nozzles are provided, and the stator duct is provided at a position facing each of the mist nozzles, so that the cooling efficiency can be further increased.

以上記載のごとく本発明になる冷凍機用電動機における冷却構造は、気液分離装置や冷媒ガスと液体冷媒を供給する別々の配管などの複雑な構造を必要とせずに冷媒の蒸発潜熱を利用でき、電動機筐体内の温度を常に一定に保つに足る冷媒のみを噴射することで、大きな冷却性能が得られると共に冷凍機全体の効率も上昇する。   As described above, the cooling structure in the electric motor for a refrigerator according to the present invention can utilize the latent heat of vaporization of the refrigerant without requiring a complicated structure such as a gas-liquid separator or separate pipes for supplying refrigerant gas and liquid refrigerant. By injecting only the refrigerant sufficient to keep the temperature in the motor casing constant at all times, a large cooling performance can be obtained and the efficiency of the entire refrigerator is increased.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.

図１は、本発明になる電動機における冷却構造を備えた遠心圧縮冷凍機の概略ブロック図であり、図２は本発明になる電動機における冷却構造を備えたモータユニット３０の構成概略図である。以下の説明では、冷凍機として遠心式圧縮機を用いたターボ冷凍機の場合を例に説明するが、本発明は、他の形式の冷凍機の電動機にも応用できることはあきらかである。   FIG. 1 is a schematic block diagram of a centrifugal compression refrigerator having a cooling structure for an electric motor according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a motor unit 30 having a cooling structure for an electric motor according to the present invention. In the following description, a case of a turbo refrigerator using a centrifugal compressor as a refrigerator will be described as an example. However, it is obvious that the present invention can be applied to an electric motor of another type of refrigerator.

この図１に示したターボ冷凍機１０は、ターボ圧縮機１２、本発明になる冷却構造を備えてステータ３２とロータ３４とを有するモータユニット（電動機）３０を備えている。ターボ圧縮機１２は、低圧側の遠心式羽根車１４と、高圧側の遠心式羽根車１６との少なくとも２つの羽根車を備える多段式の圧縮機である。遠心式羽根車１４と遠心式羽根車１６とは、共に出力軸３６に固着され、その出力軸３６は、モータユニット３０に接続されている。   The turbo refrigerator 10 shown in FIG. 1 includes a turbo compressor 12 and a motor unit (electric motor) 30 having a cooling structure according to the present invention and having a stator 32 and a rotor 34. The turbo compressor 12 is a multistage compressor including at least two impellers, a low-pressure side centrifugal impeller 14 and a high-pressure side centrifugal impeller 16. The centrifugal impeller 14 and the centrifugal impeller 16 are both fixed to an output shaft 36, and the output shaft 36 is connected to the motor unit 30.

遠心式羽根車１６の出口側は凝縮器１８につながれ、凝縮器１８の出口側はサブクーラ２０に接続されている。そのサブクーラ２０の出口側は中間冷却器２６につながれ、中間冷却器２６はハウジング２６０の仕切板２６２とミストセパレータ２６４とを具備して、ミストセパレータ２６４の出口は遠心式羽根車１６の入口につながっている。そしてこの中間冷却器２６の液溜り２６６の出口は、蒸発器２２の入口につながり、蒸発器２２の出口は遠心式羽根車１４の入口につながっている。   The outlet side of the centrifugal impeller 16 is connected to a condenser 18, and the outlet side of the condenser 18 is connected to a subcooler 20. The outlet side of the subcooler 20 is connected to the intermediate cooler 26, and the intermediate cooler 26 includes a partition plate 262 of the housing 260 and a mist separator 264, and the outlet of the mist separator 264 is connected to the inlet of the centrifugal impeller 16. ing. The outlet of the liquid reservoir 266 of the intermediate cooler 26 is connected to the inlet of the evaporator 22, and the outlet of the evaporator 22 is connected to the inlet of the centrifugal impeller 14.

また凝縮器１８と、サブクーラ２０とをつなぐ配管からは抽出配管２８が分岐し、その抽出配管２８がモータユニット３０につながっている。なお、ターボ冷凍機１０に使用される冷媒は、Ｒ−１３４ａに例示されるオゾン破壊係数がゼロの冷媒を用いる。   An extraction pipe 28 branches from a pipe connecting the condenser 18 and the subcooler 20, and the extraction pipe 28 is connected to the motor unit 30. In addition, the refrigerant | coolant used for the turbo refrigerator 10 uses the refrigerant | coolant with an ozone depletion coefficient zero illustrated by R-134a.

図２は本発明になる電動機における冷却構造を備えたモータユニット３０の構成概略である。モータユニット３０は、ケーシング（筐体）３８に設けられた軸受４０で軸承されたロータ３４と、その周囲に設けられたステータ３２とからなる。ロータ３４には出力軸３６が固着され、ステータ３２は、ロータ３４との隙間４８を挟んでロータ３４の外周面と対向する円筒形の内周面と、ケーシング３８側の円筒形の外周面とからなっている。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a motor unit 30 having a cooling structure for an electric motor according to the present invention. The motor unit 30 includes a rotor 34 supported by a bearing 40 provided in a casing (housing) 38 and a stator 32 provided around the rotor 34. An output shaft 36 is fixed to the rotor 34, and the stator 32 includes a cylindrical inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the rotor 34 with a gap 48 between the rotor 34 and a cylindrical outer peripheral surface on the casing 38 side. It is made up of.

ケーシング３８における図上、上側となるステータ３２の外周部には、ケーシング３８内に開口したミストノズル４２２、４２４、４２６が設けられ、図１に２８で示した抽出配管が電磁弁４４を介して接続されている。そのためこのミストノズル４２２、４２４、４２６から、送られてきた冷媒をミスト状にしてケーシング３８内に噴射できるようになっている。また、ケーシング３８における図上、下側には、ケーシング３８内に冷媒が溜まったり蒸発した冷媒を図１の蒸発器２２に戻すため、排出管２４が設けられている。なお、ミストノズル４２２、４２４、４２６は、図２では３つ示されているが、この数はもっと多くても、また少なくても良いことは勿論である。   Mist nozzles 422, 424, and 426 opened in the casing 38 are provided on the outer peripheral portion of the stator 32 on the upper side in the figure of the casing 38, and the extraction pipe indicated by 28 in FIG. It is connected. Therefore, the refrigerant sent from the mist nozzles 422, 424, and 426 can be injected into the casing 38 in the form of mist. Further, on the upper and lower sides of the casing 38, a discharge pipe 24 is provided for returning the refrigerant accumulated or evaporated in the casing 38 to the evaporator 22 of FIG. Although three mist nozzles 422, 424, and 426 are shown in FIG. 2, it is needless to say that this number may be larger or smaller.

そしてこのミストノズル４２２、４２４、４２６に対向する側のステータ３２には、ステータ３２のケーシング３８側とロータ３４側に開口したステータダクト３２２が、ケーシング３８側の外面からロータ３４方向へ貫通して複数設けられ、ミストノズル４２２、４２４、４２６から噴射されたミスト状の冷媒を、ロータ３４とステータ３２との隙間４８に送ることができるようになっている。なお、このステータダクト３２２は、ミストノズル４２２、４２４、４２６に対向して設けられると、隙間４８に送られるミスト状冷媒量が増え、好適である。   In the stator 32 on the side facing the mist nozzles 422, 424, 426, a stator duct 322 opened on the casing 38 side and the rotor 34 side of the stator 32 penetrates from the outer surface on the casing 38 side in the direction of the rotor 34. A plurality of mist-like refrigerants ejected from the mist nozzles 422, 424, and 426 can be sent to the gap 48 between the rotor 34 and the stator 32. If the stator duct 322 is provided so as to face the mist nozzles 422, 424, and 426, the amount of mist refrigerant sent to the gap 48 is preferable.

またこのモータユニット３０におけるケーシング３８の一部には、ケーシング３８内の温度を測定する温度センサ４６が設けられ、モータユニット３０外に設けられた温度制御装置５０にケーシング３８内の温度を知らせるようになっている。そしてこの温度制御装置５０は、温度センサ４６が測定したケーシング３８内の温度に対応させ、電磁弁４４の開閉を制御してケーシング３８内に噴射する冷媒量を制御し、冷媒の噴射量が多すぎてケーシング３８内に溜まったり、少なすぎて冷却能力が不足したりすることがないようにする。   Further, a temperature sensor 46 for measuring the temperature in the casing 38 is provided in a part of the casing 38 in the motor unit 30 so that the temperature control device 50 provided outside the motor unit 30 is notified of the temperature in the casing 38. It has become. The temperature control device 50 controls the amount of refrigerant injected into the casing 38 by controlling the opening and closing of the electromagnetic valve 44 in correspondence with the temperature in the casing 38 measured by the temperature sensor 46, and the amount of refrigerant injected is large. It is ensured that it is not excessively accumulated in the casing 38 and that it is too small so that the cooling capacity is insufficient.

再度図１に戻って、このような構成のターボ冷凍機１０は、図示しない電源より電力が供給されてモータユニット３０が駆動され、ロータ３４が回転する。ロータ３４の回転速度は起動時は小さく、徐々に大きくされる。出力軸３６はロータ３４に随伴してロータ３４と同じ角速度で回転され、遠心式羽根車１４と遠心式羽根車１６とが回転される。   Returning to FIG. 1 again, in the turbo refrigerator 10 having such a configuration, electric power is supplied from a power source (not shown) to drive the motor unit 30 and the rotor 34 rotates. The rotational speed of the rotor 34 is small at the time of startup and gradually increased. The output shaft 36 is rotated along with the rotor 34 at the same angular velocity as the rotor 34, and the centrifugal impeller 14 and the centrifugal impeller 16 are rotated.

ガス状態の冷媒は、遠心式羽根車１４に吸引されて圧縮され、次いで遠心式羽根車１６によりさらに圧縮される。遠心式羽根車１６から吐出されたガス状態の冷媒は凝縮器１８に導入され、凝縮器１８の内部で伝熱管内を流過する冷却水等の冷却媒体に放熱することにより凝縮し、ガス状態の冷媒が混合した液冷媒（液状態の冷媒）となる。   The refrigerant in the gaseous state is sucked and compressed by the centrifugal impeller 14 and then further compressed by the centrifugal impeller 16. The refrigerant in the gas state discharged from the centrifugal impeller 16 is introduced into the condenser 18 and condensed by dissipating heat to a cooling medium such as cooling water flowing through the heat transfer pipe inside the condenser 18, and is in a gas state. The refrigerant becomes a liquid refrigerant (liquid refrigerant).

そして凝縮器１８から流出した液冷媒は、サブクーラ２０によりさらに冷却されて中間冷却器２６に送られる。液冷媒の一部はガス冷媒となり、液冷媒の残部はその蒸発の潜熱により冷却される。蒸発したガス冷媒は、ミストセパレータ２６４を流過する過程でミストが分離除去され、高圧側の遠心式羽根車１６に吸い込まれて圧縮される。冷却された液冷媒は蒸発器２２に供給され、この蒸発器２２において蒸発した冷媒は、低圧側の遠心式羽根車１４に供給される。   The liquid refrigerant flowing out of the condenser 18 is further cooled by the subcooler 20 and sent to the intermediate cooler 26. A part of the liquid refrigerant becomes a gas refrigerant, and the rest of the liquid refrigerant is cooled by the latent heat of evaporation. The evaporated gas refrigerant is separated and removed in the course of flowing through the mist separator 264, and is sucked into the high-pressure centrifugal impeller 16 and compressed. The cooled liquid refrigerant is supplied to the evaporator 22, and the refrigerant evaporated in the evaporator 22 is supplied to the low-pressure centrifugal impeller 14.

凝縮器１８からサブクーラ２０に向かう途中の気液二相の冷媒は、抽出配管２８により引き出され、図２の電磁弁４４を介してミストノズル４２２、４２４、４２６に供給される。冷媒は凝縮器１８で０．８〜１．０ＭＰａ程度の圧力が掛けられており、電磁弁４４を開閉することで、ミストノズル４２２、４２４、４２６からモータユニット３０のケーシング３８内にミスト状の冷媒が噴射される。噴射された冷媒は、ステータ３２に設けられたステータダクト３２２を通り、ロータ３４の周面とステータ３２との隙間４８に至り、発熱したロータ３４の周面で蒸発してロータ３４とステータ３２とは、このミスト状の冷媒が蒸発するときの潜熱で効率良く冷却される。   The gas-liquid two-phase refrigerant on the way from the condenser 18 to the subcooler 20 is drawn out by the extraction pipe 28 and supplied to the mist nozzles 422, 424, and 426 via the electromagnetic valve 44 of FIG. The refrigerant is applied with a pressure of about 0.8 to 1.0 MPa in the condenser 18, and is opened and closed by opening and closing the electromagnetic valve 44 into the casing 38 of the motor unit 30 from the mist nozzles 422, 424 and 426. Refrigerant is injected. The injected refrigerant passes through the stator duct 322 provided in the stator 32, reaches the gap 48 between the peripheral surface of the rotor 34 and the stator 32, and evaporates on the peripheral surface of the rotor 34 that generates heat, and the rotor 34 and the stator 32. Is efficiently cooled by the latent heat when the mist refrigerant evaporates.

なお、冷媒としては前記したようにＲ−１３４ａに例示されるオゾン破壊係数がゼロの冷媒を用いるが、冷媒としてはこれだけに限らず種々のものを使用できる。但し、気化熱が２０〜４０℃に圧力制御された冷媒を用いることで、強力な冷凍機を用いることなく冷媒を冷却でき、かつ、この温度範囲であればグリスなどを用いる場合も最適な温度で使用することができる。   In addition, as described above, a refrigerant having an ozone depletion coefficient of zero exemplified by R-134a is used as described above, but the refrigerant is not limited to this, and various refrigerants can be used. However, by using a refrigerant whose heat of vaporization is controlled at 20 to 40 ° C., the refrigerant can be cooled without using a powerful refrigerator, and within this temperature range, an optimum temperature can be obtained even when grease is used. Can be used in

こうしてロータ３４とステータ３２を冷却して蒸発した冷媒は、排出管２４を介して蒸発器２２に戻されるわけであるが、温度制御装置５０は温度センサ４６からの温度信号を受け、ケーシング３８内の温度が冷えすぎず熱くなりすぎないよう、電磁弁４４を開閉してケーシング３８内に噴射される冷媒量を制御する。そのため、ケーシング３８内に噴射される冷媒は必要最小限とすることができ、液冷媒が電動機内に溜まる、といったこともない。   The refrigerant thus cooled by evaporating the rotor 34 and the stator 32 is returned to the evaporator 22 through the discharge pipe 24. The temperature control device 50 receives the temperature signal from the temperature sensor 46, and receives the temperature signal from the casing 38. The amount of refrigerant injected into the casing 38 is controlled by opening and closing the electromagnetic valve 44 so that the temperature of the refrigerant does not become too cold and too hot. Therefore, the refrigerant injected into the casing 38 can be minimized, and the liquid refrigerant does not accumulate in the electric motor.

このように本発明になる冷凍機用電動機における冷却構造は、噴射量を電磁弁で制御されるミストノズルから冷媒をミスト状に噴射させ、かつ、その噴射量を、温度センサからの信号で電動機筐体内の温度が一定となるよう制御する制御装置を設けたことで、前記特許文献に示されているような、気液分離装置や冷媒ガスと液体冷媒を供給する別々の配管などの複雑な構造が必要なく、また液体冷媒を噴射させるわけであるから冷媒の蒸発潜熱が利用でき、冷却性能が保たれて冷凍機全体の効率も上昇する。さらに制御装置による電磁弁の開閉制御で電動機筐体内の温度を常に一定に保つことで、液冷媒が電動機内に溜まる、ということも防止できる。   Thus, the cooling structure in the electric motor for a refrigerator according to the present invention causes the refrigerant to be injected in a mist form from a mist nozzle whose injection amount is controlled by a solenoid valve, and the injection amount is determined by a signal from the temperature sensor. By providing a control device that controls the temperature inside the casing to be constant, as shown in the above-mentioned patent document, a complicated structure such as a gas-liquid separation device or separate pipes that supply refrigerant gas and liquid refrigerant is used. Since no structure is required and liquid refrigerant is injected, the latent heat of vaporization of the refrigerant can be used, cooling performance is maintained, and the efficiency of the entire refrigerator is increased. Furthermore, it is possible to prevent liquid refrigerant from accumulating in the electric motor by keeping the temperature in the electric motor casing constantly constant by opening / closing control of the electromagnetic valve by the control device.

本発明によれば、ミスト状の冷媒を用いたことにより摩擦損失が生ぜずに電動機効率低下を招かず、蒸発潜熱を利用可能として冷却効率の低下を招くことなく冷却性能が保たれ、冷凍機全体の効率も上昇して冷凍機用電動機として優れた効率を発揮できる。   According to the present invention, by using a mist-like refrigerant, friction loss does not occur, the motor efficiency does not decrease, the latent heat of vaporization can be used, and the cooling performance is maintained without causing a decrease in cooling efficiency. Overall efficiency is also increased, and excellent efficiency as a motor for a refrigerator can be exhibited.

本発明になる電動機における冷却構造を備えた遠心圧縮冷凍機の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the centrifugal compression refrigerator provided with the cooling structure in the electric motor which becomes this invention. 本発明になる電動機における冷却構造を備えたモータユニットの構成概略である。It is a structure outline of the motor unit provided with the cooling structure in the electric motor which becomes this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ターボ冷凍機
１２ ターボ圧縮機
１４ 低圧側遠心式羽根車
１６ 高圧側遠心式羽根車
１８ 凝縮器
２０ サブクーラ
２２ 蒸発器
２４ 排出管
２６ 中間冷却器
２６０ ハウジング
２６２ 仕切板
２６４ ミストセパレータ
２６６ 液溜り
２８ 抽出配管
３０ モータユニット（電動機）
３２ ステータ
３２２ ステータダクト
３４ ロータ
３６ 出力軸
３８ ケーシング
４０ 軸受
４２２、４２４、４２６ ミストノズル
４４ 電磁弁
４６ 温度センサ
４８ 隙間
５０ 温度制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Turbo refrigerator 12 Turbo compressor 14 Low pressure side centrifugal impeller 16 High pressure side centrifugal impeller 18 Condenser 20 Subcooler 22 Evaporator 24 Discharge pipe 26 Intermediate cooler 260 Housing 262 Partition plate 264 Mist separator 266 Liquid reservoir 28 Extraction Piping 30 Motor unit (electric motor)
32 Stator 322 Stator duct 34 Rotor 36 Output shaft 38 Casing 40 Bearing 422, 424, 426 Mist nozzle 44 Solenoid valve 46 Temperature sensor 48 Clearance 50 Temperature control device

Claims (3)

冷凍機を駆動する電動機におけるロータとステータを、冷媒により冷却するための冷凍機用電動機における冷却構造において、
前記電動機筐体におけるステータ外周に面して設けられて液状冷媒をミスト状に噴射するミストノズルと、前記ステータにおける筐体側外周からロータ方向へ貫通して前記ミストノズルから噴射されたミスト状冷媒をロータとステータとの隙間に送るステータダクトと、前記電動機筐体内の温度を測定する温度センサと、前記ミストノズルから噴射される冷媒量を制御する電磁弁と、前記温度センサからの信号を受け、前記電磁弁を開閉して前記電動機筐体内の温度が一定となるよう前記冷媒の噴射量を制御する制御装置とからなり、
前記制御装置による電磁弁の開閉制御で前記ミストノズルから噴射される冷媒量を制御し、前記ステータダクトからロータ外周に衝突して蒸発する冷媒の蒸発潜熱で前記電動機筐体内の温度を一定に制御することを特徴とする冷凍機用電動機における冷却構造。 In the cooling structure in the electric motor for the refrigerator for cooling the rotor and the stator in the electric motor that drives the refrigerator with the refrigerant,
A mist nozzle that is provided facing the outer periphery of the stator in the electric motor casing and injects a liquid refrigerant in a mist shape, and a mist refrigerant that is injected from the mist nozzle through the casing side outer periphery of the stator in the rotor direction. A stator duct that is sent to the gap between the rotor and the stator, a temperature sensor that measures the temperature in the motor housing, an electromagnetic valve that controls the amount of refrigerant injected from the mist nozzle, and a signal from the temperature sensor; A control device that controls the injection amount of the refrigerant so as to open and close the electromagnetic valve so that the temperature in the electric motor housing is constant;
The amount of refrigerant injected from the mist nozzle is controlled by opening and closing control of the electromagnetic valve by the control device, and the temperature inside the motor casing is controlled to be constant by the latent heat of evaporation of the refrigerant that collides with the rotor outer periphery from the stator duct and evaporates. A cooling structure for an electric motor for a refrigerator. 前記冷媒は、気化熱が２０〜４０℃に圧力制御された冷媒であることを特徴とする請求項１に記載した冷凍機用電動機における冷却構造。   The cooling structure for an electric motor for a refrigerator according to claim 1, wherein the refrigerant is a refrigerant whose heat of vaporization is pressure-controlled at 20 to 40 ° C. 前記ミストノズルは複数設けられ、前記ステータダクトは前記各ミストノズルに対面する位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載した冷凍機用電動機における冷却構造。   The cooling structure in the electric motor for a refrigerator according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the mist nozzles are provided, and the stator duct is provided at a position facing each of the mist nozzles.
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