JP4606272B2 - 冷却システムの電動圧縮機 - Google Patents
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Description
また、圧縮機の駆動源に電動機が使用される場合、冷媒の吐出圧の上昇は、電動機の出力軸に加わる負荷を増大させることから、電動機からの発熱量もまた大きくなる。
一方、電動機のケーシング内に吸入冷媒の一部を導入し、電動機の発熱を抑制することも考えられる。しかしながら、ケーシング内は電動機のコアやステータ、ステータ巻線等により占有されているため、ケーシング内に吸入冷媒のための流路を十分に確保することは困難である。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、圧縮吐出冷媒の吐出温度上昇や電動機の発熱を抑制し、更には、その圧縮ユニットからの騒音をもまた低減することができる冷却システムの電動圧縮機を提供することにある。
隣接空間は吐出室に隣接しているので、隣接空間内の還流冷媒は吐出室内の圧縮冷媒、即ち、吐出冷媒との間にて熱交換するので、吐出冷媒の温度が低下する。
各接続管路は上述の各空間の代表断面積よりも小さい流路断面積を有して、隣接空間、囲繞空間及び吸入空間を互いに流体的に接続しているから、これら空間は消音器として機能し、圧縮ユニット、具体的には還流冷媒の吸入に伴い、その吸入室から伝播する騒音を低減する。
また、吸入空間は、囲繞空間の下流に配置されるか(請求項3)、又は、隣接空間と囲繞空間との間に配置される(請求項4)。
圧縮ユニットは固定及び可動のスクロールを備えたスクロール型圧縮ユニットであるか(請求項6)、又は、ピストン型圧縮ユニットである(請求項7)。
何れのタイプの圧縮ユニットにあっても、冷媒として二酸化炭素ガスを使用することができる(請求項8)。
請求項3の電動圧縮機は、吸入空間が囲繞空間の下流に配置されているので、囲繞空間の還流冷媒はその温度が比較的低い状態のまま電動機のステータ巻線との間にて熱交換を行えるので、電動機の温度をより一層低下させることができる。
請求項5の電動圧縮機は、隣接空間及び囲繞空間の一方が共鳴型消音器を形成するので、圧縮ユニットの騒音のうち、特定の周波数を有する騒音を効果的に低減できる。
電動機室14内には電動機18が収容され、この電動機18は駆動軸20に取り付けられたロータ22と、このロータ22を囲むステータ24と有し、このステータ24にステータ巻線26や絶縁相関紙(図示しない)等が備えられている。
電動機18の駆動軸20は仕切壁12側の一端に大径端部32を有し、この大径端部32は仕切壁12に軸受34を介して回転自在に支持されている。大径端部32からはクランクピン36が圧縮ユニット室16内に向けて突出し、クランクピン36は圧縮ユニット38に連結されている。
一方、吐出室46は吐出ポート50を介して冷却システム、つまり、その冷媒循環経路に接続され、吐出ポート50は吐出ヘッド44及び圧縮ユニット室16の端壁16aを貫通して形成されている。
また、この実施例の場合、冷媒には潤滑オイルが含まれており、この潤滑オイルは電動機18や圧縮ユニット38における種々の摺動面の潤滑や圧縮ユニット38内の圧縮室のシールに使用される。
導入ポート52の内端には導入フード56が接続されている。この導入フード56は圧縮ユニット室16内にて、吐出ヘッド44の外周面の一部又は全体を覆うように配置され、その内部が吐出室46に隣接した隣接空間58として形成されている。具体的には、導入フード56は、吐出ヘッド44の周方向でみて、吐出ヘッド44における外周面の一部を覆うような形状を有し、隣接空間58は吐出ヘッド44の外周面のみに接している。なお、吐出ヘッド44の軸線方向でみたとき、導入フード56は吐出ヘッド44の軸線方向全長に亘って延びている。
一方、仕切壁12には接続管60とは別の接続管62が貫通して設けられ、この接続管62は接続管60に対して電動機18の直径方向に離間して配置されている。圧縮ユニット室16内に位置する接続管62の端には吸入フード64が接続されており、この吸入フード64は圧縮ユニット38の外側に配置されている。
上述したように導入ポート52に導入フード56及び接続管60が順次接続されていれば、冷却システムからの還流冷媒は図1中の矢印で示すように、導入フード56内の隣接空間58を経て電動機室14に流入し、そして、電動機室14から接続管62を通じて吸入フード64内、即ち、吸入空間66に流入する。
電動機室14内にて電動機18の冷却に使用された還流冷媒は、この後、接続管62を通じて吸入フード64内つまり吸入空間66に流入し、そして、前述したように吸入空間66から圧縮ユニット38の圧縮室に吸入される。
この結果、吐出室46の気密を確保するシール部材48や、冷媒中に含まれる潤滑オイルの劣化が共に抑制され、このことも、圧縮機における作動上の信頼性を向上させる。
更に、隣接空間58と電動機室14との間を接続する接続管60及び電動機室14と吸入空間66との間を接続する接続管62はその流路断面積が隣接空間58、電動機室14及び吸入空間66の代表断面積よりも小さいので、これら接続管60,62は、隣接空間58、電動機室14及び吸入空間66とともに消音器を構成することになる。
更に、隣接空間58、電動機室14、吸入空間66及び接続管60,62は何れも密閉ハウジング10内に配置されているので、たとえ隣接空間58や吸入空間66から冷媒が漏出するとしても、冷媒が密閉ハウジング10外、つまり、冷却システム外に排出されてしまうようなことはなく、上記各空間や接続管の配置を容易に行うことができる。
図2の電動圧縮機の場合、吸入フード64は導入フード56に隣接して配置され、これらフード56,64は接続管68により互いに接続されている。そして、吸入フード64と電動機室14とは接続管70を介して接続されている。具体的には、導入フード56、吸入フード64及び電動機室14は密閉ハウジング10の軸線に沿うように一直線上に配置されている。なお、接続管68,70の流路断面積が隣接空間58、電動機室14及び吸入空間66の各代表断面積よりも小さいことは言うまでもない。
第2実施例の電動圧縮機の場合にも、吸入空間66内の還流冷媒つまり吸入冷媒は隣接空間58内にて吐出冷媒と熱交換を行うことから、吐出冷媒の温度は低下する。また、この場合にも、電動機室14内の還流冷媒が電動機18を十分に冷却できることは言うまでもない。
図2には、第3実施例の電動圧縮機もまた併せて示されている。
第3実施例の電動圧縮機は第1及び第2実施例の利点に加えて、圧縮ユニット38から発生する騒音のうち、所定波長の騒音を効果的に減衰させることができ、圧縮ユニット38の低騒音化を図ることができる。
図3は第4実施例の電動圧縮機を示す。
図3の電動圧縮機はスクロール型の圧縮ユニット38に代えて、ピストン型圧縮ユニット72を備え、この圧縮ユニット72はシリンダブロック74、バルブプレート76及びシリンダヘッド78を有する。シリンダブロック74内には複数のシリンダボア80が形成され、これらシリンダボア80内にピストン82が嵌合されている。ピストン82のテール84は一対のシュー(図示しない)を介して斜板86に接続され、この斜板86は電動機18の駆動軸20により回転される。斜板86の回転運動はピストン82の往復運動に変換され、これにより、シリンダボア80内の圧縮室はその容積が増減される。
また、バルブプレート76には各圧縮室毎に吸入孔92及び吐出孔94が形成されている。吸入孔92及び吐出弁94は吸入弁及び吐出弁(共に図示せず)を介して、吸入室88及び吐出室90に接続可能である。
従って、第1実施例の電動圧縮機の場合と同様に、冷却システムからの還流冷媒は導入ポート52から隣接空間56に一旦導入された後、隣接空間56から接続管60を介して電動機室14に流入し、そして、電動機室14から接続管62を通じ、吸入室88に流入することができる。
上述したピストン型圧縮ユニット72にあっても、隣接空間56は吐出室90に隣接して配置されているから、隣接空間56内の還流冷媒は吐出室90内の吐出冷媒との間にて熱交換を行うことができ、そして、電動機室14に流入した還流冷媒を電動機18の冷却に使用することができる。更に、隣接空間56、電動機室14及び吸入室88は接続管60,62を介して接続されているから消音器としても機能する。従って、第4実施例の電動圧縮機もまた第1及び第2実施例の場合と同様な利点を有する。
14 電動機室(囲繞空間)
18 電動機
22 ロータ
24 ステータ
38,72 圧縮ユニット
46,90 吐出室
52 導入ポート
58 隣接空間
60,62 接続管(接続管路)
66 吸入空間
68,70 接続管(接続管路)
88 吸入室(吸入空間)
Claims (8)
- 密閉ハウジングと、
前記密閉ハウジング内に囲繞空間を残して収容され、ロータ及びステータを有する電動機と、
前記密閉ハウジング内に前記電動機と隣接して配置され、前記電動機により駆動されて冷却システムからの還流冷媒を吸入して圧縮し、この圧縮冷媒を吐出室を介して前記冷却システムに送出する圧縮ユニットと、
前記密閉ハウジング内に確保され、前記圧縮ユニットに冷媒を吸入させる吸入空間と、
前記密閉ハウジング内に確保され、前記圧縮ユニットの前記吐出室を区画する壁の少なくとも一部に外側から隣接して配置された隣接空間と、
前記吸入空間、前記隣接空間及び前記囲繞空間を互いに接続し、前記各空間の代表流路断面積よりも小さい流路断面積を有した接続管路と、
前記密閉ハウジングに設けられ、前記吸入空間、前記隣接空間及び前記囲繞空間の1つに前記還流冷媒を導く導入ポートと
を具備したことを特徴とする冷却システムの電動圧縮機。 - 前記接続管路は、前記吸入空間、前記隣接空間及び前記囲繞空間を直列的に接続し、前記導入ポートは前記隣接空間に連なっていることを特徴とする請求項1に記載の冷却システムの電動圧縮機。
- 前記吸入空間は、前記囲繞空間の下流に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の冷却システムの電動圧縮機。
- 前記吸入空間は、前記隣接空間と前記囲繞空間との間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の冷却システムの電動圧縮機。
- 前記隣接空間及び前記囲繞空間の少なくとも一方は共鳴型消音器として形成されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の冷却システムの電動圧縮機。
- 前記圧縮ユニットは、固定及び可動のスクロールを備えたスクロール型圧縮ユニットであることを特徴とする請求項2に記載の冷却システムの電動圧縮機。
- 前記圧縮ユニットは、ピストン型圧縮ユニットであることを特徴とする請求項2に記載の冷却システムの電動圧縮機。
- 前記冷媒は二酸化炭素ガスであることを特徴とする請求項2に記載の冷却システムの電動圧縮機。
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