专利名称：压缩机及制冷循环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及轴向间隙型电动机及使用该轴向间隙型电动机的压缩机。
背景技术：
在搭载以往的轴向间隙型电动机的压缩机中，例如专利文献I记载的那样，电动机与压缩机构部配置在密闭的容器中。上述轴向间隙电动机配置在从制冷循环系统吸入的低压的制冷剂中，通过电动机的旋转件旋转使制冷剂通过固定件流入压缩机构部而被压 缩。在先技术文献专利文献专利文献I日本特开2007-32429号公报根据该结构，存在以下优点，即，在制冷剂流入压缩机构部前，包含在制冷剂中的液滴、油滴被分离，从而能够有效地防止液体压缩。然而，在上述以往的压缩机结构中，电动机与压缩机的机构部配置在同一密闭容器内，因此暴露于高温的制冷剂中而被加热，其效率降低。此外，在压缩机的运转中，由于驱动电动机绕阻的发热，使得在制冷循环系统中循环的制冷剂还要追加移送该电动机的热量，导致制冷循环系统的效率降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种效率高的压缩机及搭载有该压缩机的制冷循环
>J-U装直。上述本发明的目的以下述方式实现，即，在使用轴向间隙型的电动机驱动压缩机的结构中，轴向间隙型的电动机具备定子和转子，所述定子通过由电磁钢板形成小定子铁心而在所述小定子铁心上卷绕绕阻，并将多个小定子沿圆周等间隔地配置而构成，所述转子具有与所述定子对置的磁铁，所述定子设置在所述压缩机的制冷剂压缩腔室的外部，所述转子与所述压缩机的机构部连结，以磁感应方式驱动所述压缩机。此外，上述本发明的目的通过下述方式实现，即，提供一种高压腔室型压缩，在压缩机腔室内具有压缩机构，通过构成电动机的转子的旋转在所述压缩机构中将制冷剂压缩成高温高压，利用该高温高压的制冷剂充满所述压缩机腔室，然后喷出制冷剂，在所述高压腔室型压缩机中，所述电动机为轴向间隙型电动机，所述高压腔室型压缩机设置有磁感应板，该磁感应板将所述压缩机腔室分成由高温高压的制冷剂充满且配设有所述电动机的转子的密闭腔室和配设有所述电动机的定子的开放腔室，并且所述磁感应板将所述密封腔室及所述开放腔室分隔。发明效果
根据本发明，能够以简单的结构通过磁感应方式提供具有高效率及高可靠性的压缩机。
图I是表示本发明的第一实施例的形态的轴向间隙型电动机驱动的压缩机的剖面结构图。图2是表示本发明的第一实施例的形态的轴向间隙型电动机的转子的结构外形图。图3是表示本发明的第一实施例的形态的磁感应构件的剖面结构外形图。
图4是表示本发明的第一实施例的形态的轴向间隙型电动机的转子的外形图。图5是表示本发明的第一实施例的形态的轴向间隙型电动机的定子的剖面结构图。图6是表示本发明的第二实施例的形态的轴向间隙型电动机驱动的压缩机的剖面结构图。图7是表示本发明的第二实施例的形态的磁感应构件的剖面结构外形图。图8是表示本发明的实施例3的形态的轴向间隙型电动机驱动的压缩机的剖面结构图。图9是表示本发明的实施例I 3的形态的空气调节机的制冷循环系统结构图。符号说明2 定子3 转子4 曲轴5 轴承7磁性圆盘8 支架10支架孔11非磁性体构件12、14小定子铁心13绝缘纸I5 绕阻15a、15b 绕阻端线16小定子17永磁铁18压缩机壳体19定子壳体50、54磁感应板51非磁性体板52 孔52a、52c、52d、52e 磁性体
60固定涡盘构件61固定涡盘端板62、65 卷板63回旋涡盘构件64回旋涡盘端板66压缩室67 喷出口68 框架
69密闭腔室70喷出管71油积存部72曲轴孔75平衡件79定子腔室80室外机81室内机82压缩机83压缩机框架84冷凝器85膨胀阀86蒸发器88 风扇90 吸入口
具体实施例方式以下，参照
实施例。实施例I图I是表示本发明的第一实施例的形态的轴向间隙型电动机驱动的压缩机的剖面结构图。参照图I至图5说明本发明的实施例I。在图I中，压缩机82构成为通过磁感应板50被分隔成具有制冷剂压缩机构部的密闭腔室69和具有驱动压缩机构部的轴向间隙型电动机的定子2的定子腔室79。压缩机构部通过使直立于固定涡盘构件60的端板61上的螺旋状卷板62和直立于回旋涡盘构件63上的端板64上的螺旋状卷板65啮合而形成。固定涡盘构件60压入压缩机的壳体并通过焊接固定。此外，通过曲轴4使回旋涡盘构件63进行回旋运动，由此进行制冷剂的压缩动作。由固定涡盘构件60及回旋涡盘构件63形成的压缩室66(66&、6613、...)中的、位于最外径侧的压缩室66伴随回旋运动而朝向两涡盘构件60、63的中心移动，其容积逐渐缩小。当压缩室66a、66b、...到达两涡盘构件60、63的中心附近时，其中的压缩制冷剂从喷出口 67喷出。喷出的压缩气体通过设置在固定涡盘构件60及框架68上的气体通路(未图示)而到达框架68下部的压力腔室69内，从而从设置在压力腔室69的侧壁上的喷出管70向压缩机外排出。密闭腔室69、回旋涡盘63及转子3均与曲轴4连结。在转子3旋转时，回旋涡盘63也与曲轴4的旋转对应地回旋，由此进行制冷剂的压缩动作。在密闭腔室69的下部设有油积存部71。油积存部71内的油在背压室和密闭腔室69的压力差的作用下通过设置在曲轴4内的油孔72，从而被提供用于回旋涡盘构 件63与曲轴4的滑动部、滑动轴承73等的润滑。图2是转子3的外形图，转子3为非磁性材料(金属，或非金属也可)。在圆盘状的转子3上通过粘接剂贴附永磁铁17等并进行固定后，使用磁化装置使脉冲电流流通，由此以使相邻的磁铁彼此成为异极的方式磁化。在此，永磁铁17的材质为铁素体或稀土类磁铁，形状为大致扇形(也可以为长方形、正方形、椭圆、圆等形状)，厚度均等(或不均一也可)。图3是磁感应板50的剖面结构，图3 (B)是轴向的剖面，(A)是径向的剖面。需要说明的是，(C)、(D)也同样为径向的剖面。磁感应板50构成比压缩机腔室69的内径稍小的外径的非磁性材料金属圆盘51 (厚度为5 15mm,例如不锈钢等)和多个磁性体52a (电磁钢板、无定形材料、压粉磁心等)。在非磁性材金属圆盘51上以呈圆环状的排列的方式设置有与小定子16个数相同且大小大致相同的孔52，并将多个磁性体52a分别嵌合而实施焊接等接合。在此，磁性体52a的形状也可以为(C)、(D)中示出的52c、52d，磁感应板50以将压缩机82分隔成密闭制冷剂压缩机构部腔室69和定子腔室79的方式焊接在压缩机的壳体18上。即，该压缩机通过磁感应板50被分隔成由高温高压的制冷剂气体充满的高压腔室和配设电动机的定子的定子腔室79。在定子腔室79中，轴向间隙型电动机的定子2是将多个小定子16及磁感应端板7设置在支架8上而模制形成的。其固定在壳体18上。定子2压入开放部分的压缩机腔室79中，将磁感应板50和0. 3 I. 5mm的气隙保持并固定，绕阻的引线通过设置在压缩机腔室79上的孔92而与端子台91连接。为了防止污物的侵入，利用螺栓在压缩机的壳体18上安装盖31。图4是轴向间隙型电动机的小定子16的结构的外形图。如图4(A)所示，一定长度的大致扇形剖面(圆、椭圆、梯形等形状也可)的非磁性体材料的构件11通过树脂成形等方法制成单件，将该构件11作为中心部而沿构件11的外形卷绕具有单面绝缘皮膜的无定形薄带，在成为规定的尺寸时切断无定形薄带，通过粘接剂或树脂的涂敷而固定，或设置带粘接剂的绝缘纸13而固定定子铁心，如图(B)所示，制成扇形剖面的无定形材料的小定子铁心14。或者，如图(C)所示，小定子铁心14a通过层叠电磁钢板并在外周涂敷树脂等绝缘材料而制成。进而，在小定子铁心14 (或14a)上卷绕绕阻15，绕阻15的两端线15a、15b向外伸出，如图(D)那样形成小定子16。图5为定子的轴向的剖视图，如图所示，在支架8的外圆周以等间隔设置孔20，将多个小定子16安装固定在孔20上。小定子16的个数为3n个(n = 1、2、3…自然数)。三相绕阻(U、V、W)的端线分别与所述3n个的小定子16的端线15a、15b连结而形成，使树脂流入模具而一体化的定子2通过模制成形。此外，转子3及定子2以夹着磁感应板50的方式形成，设置在磁感应板50上的多个磁性体52a设置有贴附于配置在其两侧的转子3上的多个永磁铁17及定子2和气隙，从而形成轴向间隙型电动机。轴向间隙型电动机的间隙为0. 3 I. 5_。间隙优选较窄，但由于磁感应板50成为高压腔室的分隔件而会弯曲，因此也需要考虑其变形量。为了将压缩机82整体的腔室分隔成密闭腔室69和定子腔室79而需要分隔件，其为磁感应板50。并且，不仅仅是分隔，还必须将来自定子2的旋转磁场向转子3传递。配设在50上的磁性体6为该结构。如此，为了提高压缩机的效率，在轴向间隙型电动机的定子轴向的两端面上设置磁感应构件，通过磁感应方式驱动压缩机。需要说明的是，电动机的定子2设置在密闭腔室69外，因此维护性得以提高。在此，对轴向间隙型电动机的动作进行说明。在定子2中，在多个小定子16上分别设置三相绕阻，通过变换器的控制通电，能够在定子2的端面部产生轴向的旋转磁场。此 时，磁通通过对置配置的磁感应体即磁性体50而到达配置在密闭腔室69中的转子3的多个永磁铁17,在磁性体6与永磁铁17之间产生磁吸引力或磁斥力。转子3与旋转磁场同步旋转，此时与曲轴4连结的回旋涡盘63也连带旋转，压缩机正常动作。需要说明的是，为了提高绕阻的可靠性，转子3也可以在使用专用磁轭工具磁化后与压缩机的机构部连结。为了防止磁通泄漏，在定子2的一方的端面上设置磁性圆盘7。磁性圆盘7的材质为电磁钢板等磁性体，形状为环状，径向的面积为覆盖多个小定子16的整体的大小。此外，从多个小定子16出来的磁通向磁性体52a引导，磁通泄漏降低，从而电动机的效率得以改
盡
口 o本实施例所示的电动机是定子为12极、转子为8极的结构，但定子2与转子3的极数比也可以为此以外的组合。如此，通过使用图I 图4所述的轴向间隙型电动机，以磁感应方式驱动压缩机，从而不对制冷循环系统带来电动机绕阻的发热影响，能够实现压缩机的高效率化。此外，与此同时还能够提高压缩机的可靠性和维护性。实施例2图6是表示本发明的第二实施例的形态的轴向间隙型电动机驱动的压缩机的剖面结构图。图7(B)是表示第二实施例的形态的磁感应板的轴向的剖面，(A)为径向的剖面。需要说明的是，(C)也同样为径向的剖面。本发明的第二实施例省略与第一实施例同样的压缩机构部的内容，说明与轴向间隙型电动机的不同构成部分。磁感应板50构成外径比压缩机腔室69的内径稍小的非磁性材金属的圆盘51以及多个磁性体52e(电磁钢板、压粉磁心等)，所述非磁性材金属的圆盘51的厚度为5 10mm(例如为不锈钢等)。在圆盘51上以呈圆环状的排列的方式设置有与小定子铁心14a (或14)个数相同且大小大致相同的孔52，并将多个磁性体52e分别如图7(C)所示那样嵌合而进行接合。然后，在多个磁性体52e上利用树脂等绝缘材料进行涂敷后而卷附绕阻15。由此，形成小定子16与磁感应板50 —体化的部件，使树脂流入模具而制成一体化的带定子2的磁感应部件54。进而，将带定子的磁感应部件54以与转子3的气隙为0. 3 I. 5mm的均匀对置的方式接合于压缩机82的壳体。在图5的结构中，非磁性体板51基本没有弯曲，因此优选间隙较小。根据这样的结构，在压缩机运转时，当在多个小定子16上分别对三相绕阻通电时，从卷附在小定子铁心上的绕阻产生旋转磁场，其磁通经由小定子52e直接到达配置在密闭腔室内的转子3的永磁铁17，通过在旋转磁场与永磁铁17之间的磁吸引力或磁斥力的作用，转子3与旋转磁场同步旋转，与曲轴4连结的回旋涡盘63也连带旋转，压缩机正常动作。由于将多个小定子16与磁感应板50 —体化，因此磁路的磁阻大幅减少，能够防止磁通泄漏。实施例2在具有实施例I所具有的优点的同时比实施例I进一步大幅改善了电动机的效率。如此，为了提高压缩机的效率，提供一种特征在于将轴向间隙型电动机的定子铁心与磁感应构件一体化，并通过磁感应来驱动压缩机的高效率的压缩机。
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实施例3图8是表示本发明的第三实施例的形态的轴向间隙型电动机驱动的压缩机的剖面结构图。根据图8，在第三实施例的压缩机中，两个密闭的压缩机的腔室69保持0. 3 I. 5mm的气隙地配置在轴向间隙型电动机的两端面部，将密闭的压缩机的壳体18通过螺栓紧固在轴向间隙型电动机的壳体19上，从而形成第三实施例的压缩机。保持本实施例的制冷剂压缩机构部的密闭腔室69的结构与实施例1、2相同，因此省略说明。本实施例的轴向间隙型电动机的定子2a是在定子2上未设置磁性圆盘7而形成的结构，其他的构成部件与定子2相同,其设定在定子腔室79中。当对定子2a的三相绕阻通电时，在定子2a的两端面产生旋转磁场，该旋转磁场相对于配置在两侧的转子3分别产生吸引或排斥的力，其结果是，两侧的转子3被旋转磁场感应并同时旋转。此外，固定在曲轴4上的回旋涡盘63也伴随转子3的旋转运动而进行回旋运动。由此来进行制冷剂的压缩动作。如此，为了提高压缩机的效率，在轴向间隙型电动机的定子轴向的两端面设置磁感应构件，通过磁感应方式驱动压缩机。根据上述压缩机的结构，实施例3在具有实施例I及实施例2所述的优点的同时与实施例1、2相比能够进一步实现大容量的压缩机。实施例4图9是表示本发明的实施例4的形态的空气调节机的制冷循环系统结构图。在图9中，80为室外机，81为室内机。在压缩机82内封入制冷剂，通过配管与冷凝器84、膨胀阀85、蒸发器86相连。在室外机80及室内机81中具备风扇88和电动机。通过压缩机82的运转使风扇旋转，能够使在热交换器中流动的制冷剂与周围空气进行热交换。制冷循环系统使制冷剂向箭头的方向循环，压缩机82压缩制冷剂，在室外机80、室内机81间进行热交换而发挥制冷功能。虽然未图示，但通过具备四通阀，能够在使制冷循环系统的方向颠倒时发挥供暖功能。若制冷供暖颠倒，则冷凝器84与蒸发器86的关系也颠倒。以上，当将在各实施例中示出的使用了轴向间隙型电动机的压缩机在空气调节机、冷藏及冷冻的制冷循环装置等中使用时，能够提高压缩机的效率从而降低输入。此外，在压缩机的运转中，定子不会暴露于高温高压的制冷剂、冷冻油中，在绕阻的绝缘及时效劣化的方面能够有助于可靠性的提高。进而，电动机配置在与密闭腔室不同 的其他腔室，因此能够容易地进行电动机的维护。
权利要求
1.一种压缩机，其为压缩机的制冷剂压缩机构部经由曲轴与轴向间隙型电动机的转子连结而形成密闭腔室的压缩机，所述压缩机的特征在于， 所述轴向间隙型电动机的定子设置在所述压缩机的制冷剂压缩腔室的外部，且以磁感应方式驱动所述压缩机的制冷剂压缩机构部。
2.根据权利要求I所述的压缩机，其特征在于， 以磁感应方式驱动设置在所述定子的一方端部侧的一个所述制冷剂压缩机构部。
3.根据权利要求I所述的压缩机，其特征在于， 以磁感应方式驱动设置在所述定子的两端部侧的两个所述制冷剂压缩机构部。
4.根据权利要求I所述的压缩机，其特征在于， 在所述轴向间隙型电动机的定子与转子之间设置有非磁性金属板，该非磁性金属板焊接在压缩机的壳体上。
5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于， 在该非磁性金属板上具有与所述定子的小定子铁心同样个数及同样形状的磁感应体。
6.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于， 具有相对于该金属板的平面向两侧突出的多个小定子铁心，在所述多个小定子铁心的一侧设置有绕阻。
7.根据权利要求I所述的压缩机，其特征在于， 其使用的所述轴向间隙型电动机在所述轴向间隙型电动机的定子的一方的端面侧设置有转子且在一方的端面上设置有圆环状的磁性板。
8.一种高压腔室型压缩机，在压缩机腔室内具有压缩机构，通过构成电动机的转子的旋转在所述压缩机构中将制冷剂压缩成高温高压，利用该高温高压的制冷剂充满所述压缩机腔室，然后喷出制冷剂，所述高压腔室型压缩机的特征在于， 所述电动机为轴向间隙型电动机， 所述高压腔室型压缩机设置有磁感应板，该磁感应板将所述压缩机腔室分成由高温高压的制冷剂充满且配设有所述电动机的转子的密闭腔室和配设有所述电动机的定子的开放腔室，并且所述磁感应板将所述密封腔室及所述开放腔室分隔。
9.根据权利要求8所述的高压腔室型压缩机，其特征在于， 所述磁感应板具有 固定于所述压缩机腔室的非磁性金属圆盘； 从所述定子向所述转子传递旋转磁通且嵌入所述非磁性金属圆盘的磁性体。
10.根据权利要求8所述的高压腔室型压缩机，其特征在于， 所述磁感应板具有 固定于所述压缩机腔室的非磁性金属圆盘； 成为所述定子的一部分且嵌入所述非磁性金属圆盘的磁性体。
11.一种制冷循环装置，其特征在于， 将权利要求I至10中任一项所述的压缩机与制冷循环系统组合，并通过所述压缩机的运转使制冷剂在制冷循环系统中循环。
全文摘要
本发明提供压缩机及制冷循环装置。在以往的压缩机结构中，由于电动机与压缩机的机构部配置在同一密闭容器内，所以因暴露于高温的制冷剂中而被加热，导致效率降低。此外，在压缩机的运转中，因驱动电动机绕阻的发热使得在制冷循环系统中循环的制冷剂还追加移送该电动机的热量，因此制冷循环系统的效率降低。因此，本发明的目的在于提供一种效率高的压缩机及搭载有该压缩机的制冷循环装置。上述本发明的目的通过下述方式实现，即，设置磁感应板，该磁感应板将压缩机腔室分成由高温高压的制冷剂充满且配设有轴向间隙型电动机的转子的密闭腔室和配设有轴向间隙型电动机的定子的开放腔室并将该密闭腔室及开放腔室分隔。
文档编号F04C18/02GK102797675SQ20121015990
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月22日 优先权日2011年5月27日
发明者黄柏英, 米山裕康, 樱井和夫 申请人:日立空调·家用电器株式会社