混合式压缩机

申请号 CN200680009415.9 申请日 2006-03-30 公开(公告)号 CN101147003A 公开(公告)日 2008-03-19
申请人 三电有限公司; 发明人 松村英树;
摘要 一种混合式 压缩机 ,包括:仅由外部驱动源驱动的第一压缩机构及仅由内置电动 马 达驱动的第二压缩机构、被压缩气体通向第一压缩机构的吸入通路、将气体从第一压缩机构侧吸入电动马达侧 吸入室 内的连通路、以及将气体从电动马达侧吸入室吸入第二压缩机构侧的吸入路,限制了连通路及/或吸入路的 位置 及/或数目,并且/或者限制了连通口及/或吸入口的位置及/或数目,以使经由连通路吸入电动马达侧吸入室内的气体的至少一部分形成从作为连通路的通向电动马达侧吸入室的开口的连通口流向作为吸入路的电动马达侧吸入室内的开口且位于与所述连通口相反的一侧的吸入口的气体流。采用该结构,可利用吸入气体在更大范围内适当地冷却内置电动马达部,可适当地抑制马达部的 温度 上升。
权利要求

1.一种混合式压缩机,包括:仅由外部驱动源驱动的涡旋式的第一压缩 机构及仅由内置电动达驱动的涡旋式的第二压缩机构、被压缩气体通向第一 压缩机构的吸入通路、将气体从第一压缩机构侧吸入电动马达侧吸入室内的连 通路、以及将气体从电动马达侧吸入室吸入第二压缩机构侧的吸入路,其特征 在于,限制了所述连通路及/或所述吸入路的位置及/或数目,并且/或者限制 了所述连通口及/或所述吸入口的位置及/或数目,以使经由所述连通路吸入所 述电动马达侧吸入室内的气体的至少一部分形成从作为所述连通路的通向所 述电动马达侧吸入室的开口的连通口流向作为所述吸入路的所述电动马达侧 吸入室内的开口且位于与所述连通口相反的一侧的吸入口的气体流。
2.如权利要求1所述的混合式压缩机,其特征在于,所述连通口仅设置 在所述电动马达侧吸入室内的一侧的位置上,所述吸入口仅设置在所述电动马 达侧吸入室内的与所述一侧的位置相反的一侧的位置上。
3.如权利要求1所述的混合式压缩机,其特征在于,所述连通路和所述 连通口以及所述吸入路和所述吸入口分别设置有多个。
4.如权利要求1所述的混合式压缩机,其特征在于,在所述电动马达侧吸 入室与所述第二压缩机构之间设置有中心板,在该中心板上形成有所述连通口 及所述吸入口。
5.如权利要求1所述的混合式压缩机,其特征在于,所述第一压缩机构的 定涡盘与所述第二压缩机构的定涡盘一体地形成在共同的定涡盘部件上,在该 定涡盘部件上形成有所述连通路的一部分。
6.如权利要求1所述的混合式压缩机,其特征在于,所述外部驱动源 由车辆行驶用的原动机构成。
7.如权利要求1所述的混合式压缩机,其特征在于,所述被压缩气体 由制冷剂构成。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种在车辆用空调装置等中使用、且由外部驱动源驱动的第一 压缩机构和由内置电动达驱动的第二压缩机构装配成一体的混合式压缩机, 尤其涉及可更有效地冷却马达部的混合式压缩机的结构。

背景技术

在这种混合式压缩机中提出了各种技术方案(例如专利文献1)。现有的 混合式压缩机具有例如像图1所示那样的结构。图1所示的混合式压缩机1由 涡旋式压缩机构成,包括第一压缩机构2和第二压缩机构3。第一压缩机构2 包括:定涡盘10;动涡盘11,与定涡盘10啮合而形成多对工作空间(流体槽 腔)12;驱动轴13,与动涡盘11卡合而使动涡盘11旋转运动;电磁离合器 15,使带轮14与驱动轴13之间的驱动传递通断,来自作为外部驱动源的车 辆行驶用原动机(未图示)的驱动力通过皮带传递给带轮14;球状联轴器16, 阻止动涡盘11自转;以及在外壳17上形成的吸入口18。从吸入口18经由吸 入通路19吸入到吸入室20内的被压缩气体(例如制冷剂气体)被收集到工作 空间12内,工作空间12一边使体积减少一边向定涡盘10的中心移动,从而 压缩工作空间12内的制冷剂气体。在定涡盘10的中央部形成有输出孔21,被 压缩后的制冷气体经由输出孔21、输出通路22、输出口23向外部制冷剂回路 的高压侧流出。
另一方面,第二压缩机构3包括:定涡盘30;动涡盘31,与定涡盘30 啮合而形成多对工作空间(流体槽腔)32;驱动轴33,与动涡盘31卡合而使 动涡盘31旋转运动;以及阻止动涡盘31自转的球状联轴器34。为了驱动该第 二压缩机构3的驱动轴33而内置有电动马达35。电动马达35包括:固定在驱 动轴33上的转子36、以及具有马达线圈部的定子37,定子37固定在定子外 壳38或作为压缩机外壳的一部分而形成的定子外壳38上,且电动马达35整 体收容在定子外壳38内。通过供电部50向电动马达35供电。在所述第二压 缩机构3中,从吸入口18吸入第一压缩机构2的吸入室20内的被压缩气体(例 如制冷剂气体)经由连通路39吸入第二压缩机构3的吸入室40及电动马达35 部分(电动马达侧吸入室)中,吸入第二压缩机构3的吸入室40内的气体被 收集到工作空间32内,工作空间32一边使体积减少一边向定涡盘30的中心 移动,从而压缩工作空间32内的制冷剂气体。在定涡盘30的中央部形成有输 出孔41,被压缩后的制冷剂气体经由输出孔41、输出通路42而向外部制冷剂 回路的高压侧流出。
第一压缩机构2的定涡盘10与第二压缩机构3的定涡盘30背靠背地配设, 且两个定涡盘10、30作为一体化的定涡盘部件43形成。在该例子中,在该定 涡盘部件43上形成有连通路39。
在仅使混合式压缩机1的第一压缩机构2运行时,不对驱动第二压缩机构 3的电动马达35供给电力,电动马达35不旋转。因此,第二压缩机构3不工 作。在混合式压缩机1仅由电动马达35驱动时,电动马达35被启动而旋转, 电动马达35的旋转传递给第二压缩机构3的驱动轴33,动涡盘31被驱动轴 33驱动而旋转。此时,第一压缩机构2的电磁离合器15中没有通电,作为第 一驱动源的车辆用原动机的旋转并不传递给第一压缩机构2。因此,第一压缩 机构2不工作。在两个压缩机构2、3被同时驱动时,来自车辆用原动机的驱 动力传递给第一压缩机构2的动涡盘11,且电动马达35被启动,其驱动力传 递给第二压缩机构3的动涡盘31。
在这样构成的混合式压缩机1中,根据制冷负载等来进行第一压缩机构2、 第二压缩机构3的切换和同时运转的控制。例如,在车室内侧无需较大制冷能 力的小负载状态下,容量较小的马达侧(即第二压缩机构3侧)单独进行运转, 或在相对于马达侧容量较大的外部驱动源侧(即第一压缩机构2侧)低速旋转 且马达也运转的同时运转模式下进行运转。在马达运转中,例如根据来自专用 的驱动控制电路的指令以任务(duty)控制的方式对马达施加来自高电压部的 脉冲电压,从而控制转速,进行运转。马达线圈部具有阻抗,电流流经阻抗, 从而马达线圈部发热。通过制冷剂经过线圈部,或从马达线圈部向定子外壳侧 传热,再从定子外壳向大气等放热,使马达线圈部冷却。马达线圈部的温度依 据上述发热量和放热量的平衡来确定。另外,在马达侧(第二压缩机构3侧) 单独运转、或在第一压缩机构2侧低速旋转且第二压缩机构3也运转的同时运 转模式下,若是马达线圈部的发热量大于放热量的情况(例如在夏天从高速公 路行驶变为在停车区停顿的停车状态时等),则可能会超过马达线圈部允许温 度,最糟糕时还可能会给马达的启动造成障碍。因此,包括马达线圈部在内的 马达部需要进行适当的冷却,以不超过允许温度。
如上所述,尤其是从提高马达部的冷却性能的观点出发,已知有如下结构: 使经由所述连通路吸入的制冷剂吸入电动马达侧吸入室内,然后吸入第二压缩 机构3的吸入室40内。例如如图2所示,使经由吸入通路19吸入第一压缩机 构2的吸入室20内的制冷剂经由延伸设置至电动马达侧吸入室51的连通路52 (与图1的连通路39对应的连通路)吸入电动马达侧吸入室51内,通过使该 制冷剂经过马达35附近而将该制冷剂用于马达冷却,然后使其经由吸入路53 吸入第二压缩机构3的吸入室40内。
在如图2所示的利用制冷剂的马达部冷却结构中,各部件例如像图3~图 6所示那样构成。图3、图4表示的是设在电动马达侧吸入室51与第二压缩机 构3之间的中心板54的一例,在该中心板54上设置有:连通路52,具有作为 通向电动马达侧吸入室51的开口的连通口55;以及吸入路53,具有作为通向 电动马达侧吸入室51的开口的吸入口56。如图4所示,连通口55及吸入口 56配设在大致整个圆周上。
图5、图6表示的是第一压缩机构2的定涡盘和第二压缩机构3的定涡盘 背靠背形成一体的的定涡盘部件57的一例,如图6所示,在该定涡盘部件57 上沿周向设置有连通路52。图6中的符号标记58表示的是设在周向的四个部 位上的螺栓孔。
然而,在具有图3~图6所示结构的现有的混合式压缩机中,如图2中箭 头所示,从第一压缩机构2的吸入室20侧经由连通路52、连通口55吸入电动 马达侧吸入室51内的制冷剂气体容易被吸入位于离所述连通口55最短的位置 处的吸入口56中,然后经由吸入路53吸入第二压缩机构3的吸入室40内。 因此,在从这些连通口55、吸入口56离开的位置上,制冷剂气体可能会停滞 在电动马达侧吸入室51内。其结果是,位于从这些连通口55、吸入口56离开 的位置上的马达部分无法用吸入气体充分冷却,可能会过热
发明的公开
因此,本发明的课题在于提供一种可利用吸入气体在更大范围内适当 地冷却内置电动马达部、可更适当地控制马达部的温度上升、且还可由此 扩大马达的可运转范围的混合式压缩机的结构。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述课题,本发明的混合式压缩机包括:仅由外部驱动源驱动的 涡旋式的第一压缩机构及仅由内置电动马达驱动的涡旋式的第二压缩机构、被 压缩气体通向第一压缩机构的吸入通路、将气体从第一压缩机构侧吸入电动马 达侧吸入室内的连通路、以及将气体从电动马达侧吸入室吸入第二压缩机构侧 的吸入路,其特征在于,限制了所述连通路及/或所述吸入路的位置及/或数目, 并且/或者限制了所述连通口及/或所述吸入口的位置及/或数目,以使经由所 述连通路吸入所述电动马达侧吸入室内的气体的至少一部分形成从作为所述 连通路的通向所述电动马达侧吸入室的开口的连通口流向作为所述吸入路的 所述电动马达侧吸入室内的开口且位于与所述连通口相反的一侧的吸入口的 气体流。
在该混合式压缩机中,可以使所述连通口仅设置在所述电动马达侧吸入室 内的一侧的位置上,所述吸入口仅设置在所述电动马达侧吸入室内的与所述一 侧的位置相反的一侧的位置上。
可以使所述连通路和所述连通口以及所述吸入路和所述吸入口分别设置 有多个。
还可以使在所述电动马达侧吸入室与所述第二压缩机构之间设置有中心 板,在该中心板上形成有所述连通口及所述吸入口。
还可以使所述第一压缩机构的定涡盘与所述第二压缩机构的定涡盘一体 地形成在共同的定涡盘部件上,在该定涡盘部件上形成有所述连通路的一部 分。
作为所述外部驱动源,可以应用车辆行驶用的原动机(包括内燃机等发动 机、电动汽车等场合的车辆行驶用电动机双方)。作为所述被压缩气体,可以 使用制冷剂。
在如上所述的本发明的混合式压缩机中,在因外加电流所产生的发热而导 致内置电动马达、尤其是其线圈部温度上升时,马达部过大的温度上升被如下 地适当控制。即,在如上所述的现有结构中,由于吸入气体容易朝着离通向电 动马达侧吸入室的连通口距离最短的吸入口流动,因此在位于从两个口离开的 位置上的马达部分,吸入气体容易停滞,该马达部分很难被冷却,从而可能会 过热。然而在本发明中,通过将连通路、尤其是连通口与吸入路、尤其是吸入 口配置在相互反向的一侧,从连通口朝着吸入口流动的吸入气体必然不会停 滞,会在大范围内流动,马达可在大范围内被良好地冷却,从而可防止过热的 产生。马达在大范围内被适当冷却,结果还可扩大马达的可运转范围。
发明效果
这样,采用本发明的混合式压缩机,可使冷却用的吸入气体在电动马 达侧吸入室内的大范围内不停顿地流动,通过适当地冷却马达整体,可在 马达运转时将马达的温度上升抑制得较低。因此,可避免因马达过热而产 生的不良情况,并可扩大马达的可运转范围。
附图说明
图1是现有的混合式压缩机的纵剖视图。
图2是表示现有的混合式压缩机的马达部的冷却结构的一例的概略纵剖 视图。
图3是表示图2结构中的中心板的一例的概略纵剖视图。
图4是表示图3的中心板的连通口及吸入口的配置的一例的主视图。
图5是表示图2结构中的定涡盘部件的一例的概略纵剖视图。
图6是表示图5的定涡盘部件的连通路的配置的一例的主视图。
图7是表示本发明一实施形态的混合式压缩机的冷却结构的一例的概略 纵剖视图。
图8是表示图7结构中的定涡盘部件的连通路的配置的一例的主视图。
图9是表示图7结构中的中心板的连通口及吸入口的配置的一例的主视 图。
(符号说明)
1混合式压缩机
2第一压缩机构
3第二压缩机构
10定涡盘
11动涡盘
13驱动轴
14带轮
15电磁离合器
16球状联轴器
18吸入口
19吸入通路
20吸入室
21输出孔
22输出通路
23输出口
30定涡盘
31动涡盘
33驱动轴
34球状联轴器
35电动马达
36转子
37马达线圈部(定子)
38定子外壳
39第一连通路
40吸入室
41输出孔
42输出通路
43定涡盘部件
50供电部
51电动马达侧吸入室
52连通路
53吸入路
61连通路
62连通口
63吸入路
64吸入口
65定涡盘部件
66未设有连通路、连通口的部位
67中心板
68吸入口
69吸入路
70未设有吸入口、吸入路的部位

具体实施方式

下面参照附图对本发明的最佳实施形态进行说明。
图7是以与上述图2对应的形态来表示本发明一实施形态的混合式压 缩机的结构的图。由于图7所示的混合式压缩机的基本结构基于图1、图2 所示的结构,因此对具有与图1、图2所示的部位实质上相同结构的部位赋 予与图1、图2相同的符号标记而省去说明。下面主要对与图1、图2所示 结构的不同之处进行说明。图7中的箭头表示的是在马达运转时制冷剂气 体流的一例。
图7中与图2所示结构的不同之处在于,使从吸入通路19吸入第一压 缩机构2的吸入室20内的被压缩气体(本实施形态中为压缩前的低温制冷 剂气体)吸入电动马达侧吸入室51内的连通路61及/或作为通向该电动马 达侧吸入室51的开口的连通口62、以及/或者从电动马达侧吸入室51流向 第二压缩机构3的吸入室40的制冷剂气体的吸入路63及/或作为通向该电 动马达侧吸入室51的开口的吸入口64分别配置在电动马达侧吸入室51内 的相互分开的位置上,尤其是分别配置在相互反向的一侧的位置上。
例如,如对应上述图6表示本实施形态的定涡盘部件65的一例的图8 所示,仅在图8中的上侧设置有连通路61,在图8中的下侧及横侧,在图 6中设置有连通路52的部位66上未设置连通路61。即,在图6所示的连 通路52的配设结构中,在这些部位66废除了连通路52。对应所述连通路 61的配置,作为通向所述电动马达侧吸入室51的开口的连通口62也仅设 置在与图8中的上侧对应的位置上,在与部位66对应的位置上没有设置。
例如,如对应上述图4表示本实施形态的中心板67的一例的图9所示, 仅在图9中的下侧设置有吸入口68及吸入路69,在图9中的上侧,在图4 中设置有吸入口56及吸入路53的部位70上未设置吸入口68及吸入路69。 即,在图4所示的吸入口56及吸入路53的配设结构中,在这些部位70废 除了吸入口56及吸入路53。
这样,对电动马达侧吸入室51,通过对连通口62和吸入口68的位置 及/或数目进行限制,尤其是使连通口62和吸入口68位于相互反向的一侧, 如图7所示,从连通口62吸入并流向吸入口68的电动马达侧吸入室51内 的制冷剂气体流不会停滞,而会在大范围内流动。
其结果是,可适当地冷却马达35整体,可在马达运转时将马达35的 温度上升抑制得较低。因此,可避免因马达过热而产生的不良情况,并可 扩大马达的可运转范围。
工业上的可利用性
本发明可应用于第一压缩机构和第二压缩机构装配成一体并用内置电 动马达来驱动第二压缩机构的所有混合式压缩机。
专利文献1:日本专利特开2004-278389号公报
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