JPH0421071B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷凍圧縮機用密封型電動圧縮装置にお
ける電動機の回転子の冷却に関するものである。
密封型電動圧縮装置は密封型電動機と冷凍用圧縮
機とを一体化して完全密封化し、圧縮機の駆動軸
にある軸封装置から外気への冷媒の漏洩を除去
し、軸封装置で生ずる障害やそれで生ずる保守を
皆無にさせようとしたものである。

この場合に、圧縮機の筐体内部と、これを駆動
する電動機内部とは冷媒に対し、少なくとも軸部
で連通する構造となつているものである。冷媒の
中にある固定子線輪の冷却に対しては固定子鉄心
の外周より冷却されるので支障はないものである
が、回転子の冷却に対しては(イ)回転子の発熱量の
放出は共通軸を介しての熱伝導によるもの、(ロ)回
転子表面からの固定子側に対する輻射によるもの
(ハ)回転子を囲む熱媒体の対流によるものとなる
が、(ハ)の効果は大きな比率を占め、その運転状態
に大きな影響を与えるものである。即ち、回転子
は温度上昇して高温となり、更に希薄な冷媒ガス
をも分解を引き起こさせることになる。

大容量装置になるに従い、この冷却は更に重要
な問題となる。これは冷却対象物の温度が低い場
合の運転では冷媒ガスの蒸発圧力が低くなり、更
にきわめて低い温度が要求されることになれば真
空状態に近付くことなにる。このような冷媒ガス
の雰囲気中での対流による回転子の冷却につい
て、前記ガス圧が大気圧以下の真空状態までの負
圧の範囲におけるガス圧と回転子の温度上昇との
関係はガス圧力の低下により回転子の温度上昇は
増大し、真空状態に近付くに従い回転子からの放
熱は加速的に困難となり、急速に温度上昇する。

大気圧以上の圧力と温度上昇への影響は極めて
少ない。前記負圧の範囲における以上の問題点は
電動機と圧縮機とが分離された従来の構造では当
然のことながら発生することはないが、両者が一
体化され、負圧の大きな場合にのみ生ずる問題点
である。これは云うまでもなく両者が一体化さ
れ、軸部が単に連通する構造になつているからで
ある。

従つて、圧縮機側の大きな負圧に対して電動機
側の内圧を対流の可能な冷媒ガス圧の範囲まで高
めることが必要で、このために前記電動機と圧縮
機の間に圧力差を与えねばならないことになる。

本発明はこのような点に鑑み行われたもので、
これを図について説明する。

第１図は密封型電動圧縮装置の冷却系統の略図
で、１は密封型電動機、２は被駆動圧縮機で、両
者は一体となり密封化される。３は回転軸で１１
は電動機の回転子、１２は固定子、１３は固定子
線輪、１４は導線で開閉路を通して電源に接続さ
れ、電動機１に電力が供給される。１５は負荷動
力センサーである。

２１は冷媒凝縮器で圧縮機２で圧縮された冷媒
はここで冷却され、液化して受液器２２に貯溜さ
れる。２３は膨脹弁で冷却器２４に冷媒を給液す
る。ここで冷却対象物と熱交換されてガス化し、
前記圧縮機２に吸入されて冷却系が形成される。

また、回転子１１に取りつけられた回転子温度
センサー３１は滑り環、刷子などからなる信号取
出し装置３２で前記センサーからの信号を取り出
し、調整器３３に入力させる。あるいは負荷動力
センサー１５の出力を前記調整器３３に入力させ
てもよく、電動機１内に圧力センサーを設けてこ
の信号を入力させてもよい。

これらの入力に対応した制御出力で冷媒制御弁
３４を制御して電動機１内部に冷媒が送り込まれ
ることになる。この図の場合は圧縮機２と電動機
１とは軸受部分２５で連通される。圧縮機２の筐
体内部の冷媒ガス圧が冷却負荷に対応した蒸気圧
力になつて低下すれば、電動機１内の冷媒ガス圧
も低下することになり、回転子１１の冷却に不都
合を来す圧力に到達すると、前記の冷媒制御負荷
動力センサー１５、あるいは、回転子温度センサ
ー３１の出力が調整器３３に入力され、これによ
り制御弁３４で冷媒は電動機１内部に送り込ま
れ、規定圧力に近い圧力に保持される。但し、こ
の場合は軸受部２５を通しての連通現象が小さ
く、前記軸受部２５を通して圧縮機２筐体内に回
転子１１で発生した熱量が運び込まれることにな
るが、その大半は対流により電動機１の固定子枠
に運ばれ、これにより更に大気に放散される。従
つて、連通部となる軸受部を通して僅かな冷媒の
流入があつても差し支えない。

この連通部２６の詳細を第２図に示す。イ図は
接触型隔離機構の略図で３５は軸３に取付けられ
て回転する摺動環、３６は固定環で圧縮機２筐体
側に静止して取付けられ、前記摺動環３５とにバ
ネ３７で押圧される。それにより摺動環３５と固
定環３６の摺動面に両側の差圧に対して圧力を保
持させることができる。

従つて、回転子１１を囲む冷媒ガスは回転子１
１で撹拌され、ガスの対流で固定子鉄心、固定子
枠を通して外部に放熱される。

この場合の隔離機構は冷媒を完全に密封させ遮
断を目的とした従来の開放型圧縮機の軸封装置と
はその趣を異にするものとなり、漏洩を許すと同
時に、運転中の故障の絶無、構造の単純化に重点
を置いた構造でなければならないものである。

従つて、運転中は電動機１内部の冷媒ガス圧力
は、前記センサー１５，３１及び調整器３３、制
御弁３４の制御系で制御されることになる。

ロ図は非接触型の隔離機構の一例でラビリンス
型の場合を示す。３８は回転軸と静止部分との間
に僅かなすき間をおいたラビリンス型の軸封機構
で、軸受側にフインが設けられている。また回転
軸側にフインと膨張室とを交互に多数設けたラビ
リンス型としてもよい。このような機構とするこ
とにより摺動、摩擦面がないので、摩耗、損傷な
どの発生もなく、ラビリンス型特有の冷媒ガスの
漏洩があつても、圧縮機２筐体側への流れ込みと
なり、これが適量であれば却つて好ましい事にも
なる。この外に非接触型のねじ型軸封機構もあ
り、これを利用することもできる。何れの場合も
構造が簡単で、故障発生のないことが条件であ
る。

本発明は以上のように圧縮機と電動機とが一体
化された密封型電動圧縮機において、圧縮機と電
動機との境界に漏洩の許容される隔離機構を設
け、特に圧縮機側の負圧時に電動機の回転子の冷
却が行われにくくなつた場合に、回転子を囲む冷
媒ガスの圧力をこれに対応させるように制御する
もので、冷媒液がガスの強制循環により冷却を行
わせるものなく、回転子の異常温度上昇を防止
し、これで生ずる障害を除き、安定した運転を確
保することができるようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は密封型電動圧縮装置の冷却系統の略
図、第２図はイは接触型隔離機構の略図、ロは非
接触型隔離機構の略図。 １：電動機、２：圧縮機、３：駆動軸、１１：
回転子、１５：負荷動力センサー、３１：回転子
温度制御センサー、３３：調整器、３４：制御
弁、３５：摺動環、３６：固定環、３８：ラビリ
ンス型軸封機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷凍用圧縮機と電動機とが一体化して密封さ
   れた電動圧縮装置において、前記圧縮機と電動機
   との間に必要な差圧を保持させる機能と、前記電
   動機の回転子を囲む冷媒ガス圧力を回転子の温度
   上昇に対応するように制御させることを特徴とす
   る密封型電動圧縮装置の冷却方法。 ２ 電動機の負荷で生ずる回転子の最大温度上昇
   の許容値に回転子を囲む冷媒ガス圧力を設定でき
   るようにしておくことを特徴とする特許請求範囲
   第１項記載の密封型電動圧縮装置の冷却方法。 ３ 冷凍用圧縮機と電動機とが軸で結合される軸
   受部分を境界とし、その両側において冷媒ガスの
   差圧の保持を可能とする隔離機構を設けることを
   特徴とする特許請求範囲第１項記載の密封型電動
   圧縮装置の冷却方法。