电动压缩机 |
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| 申请号 | CN201680009518.9 | 申请日 | 2016-01-05 | 公开(公告)号 | CN107208620A | 公开(公告)日 | 2017-09-26 |
| 申请人 | 康奈可关精株式会社; | 发明人 | 寺泽润一郎; | ||||
| 摘要 | 在利用自吸入口(11c)吸入并通过吸入制冷剂通路(13)的制冷剂来冷却抵接于吸入制冷剂通路(13)的背面侧的抵接部(11i)的电 力 用 开关 元件(9b)时，利用止回 阀 (15)阻止自压缩室(7a)流入 吸入室 (7b)的高温高压制冷剂向吸入制冷剂通路(13)逆流。因此，使吸入制冷剂通路(13)内始终存在低温低压制冷剂，从而能够利用吸入制冷剂通路(13)内的制冷剂有效地冷却电力用开关元件(9b)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电动压缩机，其利用电动马达驱动制冷剂的压缩机构，其特征在于，该电动压缩机包括： |
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| 说明书全文 | 电动压缩机技术领域背景技术[0002] 冷冻循环中使用的压缩机吸入低温低压的制冷剂，排出利用压缩而成为高温高压的制冷剂。在压缩机之中，存在有一种作为制冷剂的压缩机构的动力源而具有电动马达的电动压缩机，在电动压缩机中，设有利用变换器将来自电源的直流电转换为交流电并向电动马达供给的驱动电路。 [0003] 变换器具有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor、绝缘栅极双极型晶体管)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor、金属氧化膜半导体场效应晶体管)等电力用开关元件。 [0004] 电力用开关元件因开闭时的损耗(开关损耗)而发热。若电力用开关元件的温度因该发热而上升到超过耐热温度，则电力用开关元件损伤。于是，一直以来提案以下方法：在将压缩机构的收容空间和驱动电路的收容空间分隔开的壁部的两个面分别配置电力用开关元件和低温低压的吸入制冷剂的流路，利用吸入制冷剂隔着分隔壁冷却电力用开关元件(参照专利文献1)。 [0005] 现有技术文献 [0006] 专利文献 [0007] 专利文献1：日本特开2007-224809号公报 发明内容[0008] 发明要解决的问题 [0009] 然而，在所述以往的技术中，由于在电动压缩机停止时，排出侧的高压制冷剂向吸入侧流入，因此，在电力用开关元件最大程度发热的电动压缩机的启动时，自排出侧流入到吸入侧的高温高压制冷剂可能到达吸入制冷剂的流路，导致成为无法充分地冷却电力用开关元件的状态。 [0010] 本发明正是鉴于所述情况而做成的，目的在于提供一种能够利用吸入制冷剂的流路的制冷剂充分地冷却电力用开关元件的电动压缩机。 [0011] 用于解决问题的方案 [0012] 为了达成上述目的，本发明的一方案提供一种电动压缩机，该电动压缩机利用电动马达驱动制冷剂的压缩机构，其特征在于，该电动压缩机包括：主体外壳，其收容有所述压缩机构和电动马达；电路外壳，其收容有所述电动马达的驱动电路，利用分隔壁与所述主体外壳隔开；吸入制冷剂通路，其设于所述分隔壁的向所述主体外壳暴露的一侧的面，使自所述主体外壳的外部经由吸入口流入的制冷剂通过制冷剂出口吸入所述主体外壳的内部；止回阀，其设于所述吸入制冷剂通路内，阻止制冷剂在所述吸入制冷剂通路内的自所述制冷剂出口朝向所述吸入口的逆流；以及电力用开关元件，其抵接于所述分隔壁的向所述电路外壳暴露的另一侧的面中的抵接部位，该抵接部位与所述吸入制冷剂通路的比所述止回阀靠所述吸入口侧的部分相对。 [0013] 另外，在本发明的一方式所涉及的电动压缩机中，也可以是，所述止回阀具有：阀芯，其能够沿着所述吸入制冷剂通路的制冷剂通过方向移动；阀座构件，其固定于所述吸入制冷剂通路的内周面，具有供所述阀芯自所述制冷剂出口侧接触或分离的阀座部；以及弹簧，其对所述阀芯向与所述阀座部抵接的闭阀方向施力，所述阀座构件在所述制冷剂通过方向上的尺寸形成为，使所述内周面中比所述阀座构件靠所述吸入口侧的部分暴露。 [0014] 在本发明的一方式所涉及的电动压缩机中，也可以是，所述止回阀具有：阀芯，其能够沿着所述吸入制冷剂通路的制冷剂通过方向移动；阀座构件，其固定于所述吸入制冷剂通路的内周面，具有供所述阀芯自所述制冷剂出口侧接触或分离的阀座部；以及弹簧，其对所述阀芯向与所述阀座部抵接的闭阀方向施力，所述阀座构件具有使所述内周面中的比所述阀座部靠所述吸入口侧的部分暴露的开口部。 [0015] 在本发明的一方式所涉及的电动压缩机中，也可以是，所述分隔壁中设有所述吸入制冷剂通路的部分的厚度为比所述分隔壁中的所述吸入制冷剂通路的周缘部的厚度小的尺寸。 [0016] 发明的效果 [0017] 根据本发明的一方式所涉及的电动压缩机，在分隔壁的一侧的面中的与分隔壁的另一侧的面的电力用开关元件的抵接部位相对的部分设置吸入制冷剂通路。此时，利用自吸入口流入并朝向制冷剂出口流动而通过吸入制冷剂通路的低温低压制冷剂隔着分隔壁冷却抵接于抵接部位的电力用开关元件。 [0018] 在此，利用止回阀能够阻止因电动压缩机停止而欲自制冷剂出口流入吸入制冷剂通路的主体外壳的内部的高温高压制冷剂向吸入制冷剂通路的流入。因此，在吸入制冷剂通路中的与电力用开关元件的抵接部位相对的部分始终存在自吸入口流入的低温低压制冷剂。 [0019] 因而，即使在电动压缩机停止的过程中，也能够利用吸入制冷剂通路的低温低压制冷剂隔着分隔壁冷却抵接于与吸入制冷剂通路相对的抵接部位的电力用开关元件。由此，能够利用吸入制冷剂流路的制冷剂充分地冷却电力用开关元件。附图说明 [0020] 图1是本发明的一实施方式所涉及的电动压缩机的局部剖切主视图。 [0021] 图2是从图1的变换器壳体的盖部侧观察的侧视图。 [0022] 图3是从图1的变换器壳体的电路收容部侧观察的侧视图。 [0023] 图4是示意性地示出设于图2的吸入制冷剂通路内的止回阀的结构的说明图。 [0024] 图5是从图1的变换器壳体的盖部侧观察的侧视图。 [0025] 图6的(a)～图6的(c)是表示图4的止回阀的具体的结构例的说明图。 [0026] 图7是表示图2的吸入制冷剂通路的附近处的分隔壁的厚度的主要部位放大剖视图。 具体实施方式[0027] 以下，参照附图说明本发明的实施方式。 [0028] 图1是表示本发明的一实施方式所涉及的电动压缩机的概略结构的局部剖切主视图，图2和图3是图1所示的变换器壳体的侧视图。图1所示的本实施方式的电动压缩机1利用电动马达5驱动压缩机构3来压缩制冷剂。 [0029] 而且，如图1所示，本实施方式的电动压缩机1除压缩机构3和电动马达5以外，还具有收容压缩机构3和电动马达5的外壳7(相当于技术方案中的主体外壳)和收容电动马达5的驱动电路即变换器电路9(相当于技术方案中的驱动电路)的变换器壳体11。 [0030] 压缩机构3具有一对侧部件(日语：サイドブロック)3a、3b、被该一对侧部件3a、3b夹持的缸体3c以及收容于形成在缸体3c的内部的椭圆形的缸室3d的圆柱状的转子3e。在转子3e的周面以能够伸出或没入的方式支承有多个叶片(未图示)。 [0031] 在利用电动马达5使转子3e在缸室3d内旋转时，转子3e的各叶片贴着缸室3d的内周面伸出或没入。由此，由缸室3d、转子3e和相邻的两个叶片构成的空间的容积变化。而且，在空间的容积增加的过程中，通过形成于侧部件3a的吸入口(未图示)吸入低压的制冷剂。被吸入的制冷剂随着空间的容积的减小被压缩。压缩后的高压的制冷剂被自形成于侧部件 3b的排出口(未图示)排出。 [0032] 外壳7呈一端被封闭的圆筒状。在该外壳7内收容有压缩机构3。而且，外壳7的内部被所收容的压缩机构3分隔为侧部件3b暴露的封闭侧的密封的压缩室7a、和侧部件3a暴露的开口侧的吸入室7b。在该吸入室7b收容有电动马达5。吸入室7b被安装于外壳7的开口7c的变换器壳体11密封。 [0033] 变换器壳体11具有堵塞外壳7的开口7c而密封吸入室7b的盖部11a、和配置于盖部11a所密封的吸入室7b(外壳7)的外侧并收容变换器电路9的电路收容部11b(相当于技术方案中的电路外壳)。 [0034] 如图2所示，盖部11a具有在封闭了外壳7的开口7c的状态下使外壳7的外部与吸入室7b连通的吸入口11c、以及使吸入室7b与电路收容部11b分隔的分隔壁11d。吸入口11c为自电动压缩机1的外部(例如，冷冻循环的蒸发器)向吸入室7b吸入利用压缩机构3压缩的低温低压的制冷剂的口，吸入口11c一体地形成于分隔壁11d的在吸入室7b暴露的一侧的面11e(相当于技术方案中的一侧的面)。 [0035] 如图3所示，电路收容部11b呈将分隔壁11d作为底部的有底的圆筒状。如图1所示，在分隔壁11d的在电路收容部11b暴露的另一侧的面11f(相当于技术方案中的另一侧的面)固定有变换器电路9的电路板9a。电路收容部11b被安装于其开口11g的盖11h密封。 [0036] 在电路板9a上安装有构成变换器电路9的IGBT、MOSFET等电力用开关元件9b。电力开关元件9b的框体与在分隔壁11d的另一侧的面11f上形成的厚度较厚的抵接部11i(相当于技术方案中的抵接部位)面接触。 [0037] 另外，在本实施方式中，为了在电路板9a与分隔壁11d的另一侧的面11f之间设置较大的间隔而提高电路板9a的散热性、且使电力用开关元件9b能够与分隔壁11d的另一侧的面11f接触，将抵接部11i的厚度设为比分隔壁11d的其他部分厚。但是，也可以将抵接部11i的厚度设为与分隔壁11d的其他部分相同，并使电力用开关元件9b与该抵接部11i抵接。 [0038] 在分隔壁11d的设有抵接部11i的另一侧的面11f的相反侧的一侧的面11e形成有吸入制冷剂通路13。吸入制冷剂通路13为将通过了吸入口11c的来自电动压缩机1的外部(例如，冷冻循环的蒸发器)的制冷剂导入利用盖部11a密封起来的吸入室7b的通路。 [0039] 如图2所示，吸入制冷剂通路13为供通过了吸入口11c的制冷剂朝向于分隔壁11d的在吸入室7b暴露的一侧的面11e开口的出口13a(相当于技术方案中的制冷剂出口)通过的通路。在该吸入制冷剂通路13内设有止回阀15。 [0040] 止回阀15阻止制冷剂在吸入制冷剂通路13内自出口13a朝向吸入口11c的逆流，如图4的说明图中示意性地表示，止回阀15具有阀芯15a、阀座构件15b以及弹簧15d。 [0041] 阀芯15a呈外径比吸入制冷剂通路13的内径小的圆柱状，能够沿着制冷剂在吸入制冷剂通路13内的自吸入口11c朝向出口13a的通过方向A移动。 [0042] 阀座构件15b形成为内径比阀芯15a的外径小的圆筒状。该阀座构件15b以使中心轴线方向朝向制冷剂的通过方向A的方式被从相对于阀芯15a位于吸入口11c的一侧压入于吸入制冷剂通路13，并在比出口13a略靠吸入口11c侧的部位固定于吸入制冷剂通路13的内周面13b。自吸入口11c流入吸入制冷剂通路13并朝向出口13a流动的制冷剂在阀座构件15b的内部通过。 [0043] 弹簧15d隔着阀芯15a配置于与阀座构件15b相反的一侧。该弹簧15d向闭阀方向对与阀座部15c抵接的阀芯15a施力，阀座部15c由阀座构件15b的位于吸入制冷剂通路13的出口13a侧的端面构成。 [0044] 在电动压缩机1工作时，由于制冷剂被吸入压缩机构3而使吸入室7b的制冷剂压力下降，由此，这样构成的止回阀15克服弹簧15d的作用力使阀芯15a移动而开阀。由此，止回阀15容许自吸入口11c流入吸入制冷剂通路13的制冷剂自出口13a流入吸入室7b。此时，阀芯15a与吸入制冷剂通路13的出口13a成为图2所示的位置关系。 [0045] 另外，在电动压缩机1停止时，止回阀15在弹簧15d的作用力的作用下使阀芯15a与阀座构件15b的阀座部15c抵接而闭阀。此时，阀芯15a与吸入制冷剂通路13的出口13a成为图5的侧视图所示的位置关系。 [0046] 而且，在电动压缩机1停止时，例如，在因自压缩室7a流入的高温高压制冷剂而使吸入室7b的压力上升时，该压力作为使闭阀状态下的阀芯15a与阀座构件15b的阀座部15c抵接的力发挥作用。因此，阀芯15a保持为闭阀状态，止回阀15阻止高温高压制冷剂自吸入室7b经由出口13a逆流到吸入制冷剂通路13。 [0047] 然而，止回阀15为了实现上述的功能，除了对阀芯15a施加闭阀方向上的较强的力以外，还需要将阀座构件15b的阀座部15c固定于吸入制冷剂通路13内的出口13a附近的位置。作为用于实现该功能的具体结构，例如，考虑有图6的(a)～图6的(c)的说明图所示的结构。 [0048] 首先，可以设为像图6的(a)所示的止回阀15这样的结构：将阀座构件15b的中心轴线方向上的尺寸设为与阀芯15a的闭阀位置和制冷剂管17的顶端17a之间的间隔相同，利用固定于吸入口11c的制冷剂管17的顶端按压阀座构件15b。 [0049] 另外，还可以设为像图6的(b)所示的止回阀15这样的结构：使制冷剂管17的顶端17a在吸入制冷剂通路13内延伸到与阀座构件15b抵接，并利用固定于吸入口11c的制冷剂管17的顶端按压阀座构件15b。 [0050] 另外，还可以设为像图6的(c)所示的止回阀15这样的结构：在吸入制冷剂通路13的中途形成台阶部13c，自与吸入口11c侧相反的一侧(出口13a侧)向吸入制冷剂通路13压入阀座构件15b，直到阀座构件15b与台阶部13c抵接。 [0051] 该情况下，在吸入制冷剂通路13形成用于将阀座构件15b压入于吸入制冷剂通路13的开口13d，在将阀座构件15b、阀芯15a、弹簧15d依次收容于吸入制冷剂通路13之后，需要利用密封构件13e密封开口13d。 [0052] 在内部设有上述结构的止回阀15的制冷剂通路13中，期望在比嵌合于吸入口11c的制冷剂管17靠出口13a侧的位置设置暴露了内周面13b的部分。例如，在图4的止回阀15中，通过缩短阀座构件15b的中心轴线方向上的尺寸，并在制冷剂管17的顶端17a与阀座构件15b之间空开较宽的间隔，从而能够使吸入制冷剂通路13的内周面13b暴露。 [0053] 另外，如图6的(a)的止回阀15所示，在阀座构件15b的周面形成贯通窗15e(相当于技术方案中的开口部)，也能够借助贯通窗15e使吸入制冷剂通路13的内周面13b暴露。另外，在图6的(a)中，表示了形成有多个贯通窗15e的情况，贯通窗15e的数量也可以为一个。 [0054] 在这样使吸入制冷剂通路13的内周面13b暴露时，内周面13b始终与自吸入口11c流入吸入制冷剂通路13并朝向出口13a流动的低温低压制冷剂接触。即使自压缩室7a向吸入室7b流入高温高压制冷剂，由于止回阀15在出口13a附近阻止高温高压制冷剂向吸入制冷剂通路13流入，因此，高温高压制冷剂也不会与吸入制冷剂通路13的内周面13b接触。 [0055] 而且，在本实施方式中，在吸入制冷剂通路13内设置图4的止回阀15，使吸入制冷剂通路13的内周面13b暴露。如图3所示，使吸入制冷剂通路13的内周面13b暴露的部分位于电力用开关元件9b所抵接的分隔壁11d的另一侧的面11f上的抵接部11i的正背面的位置。也就是说，电力用开关元件9b抵接于与吸入制冷剂通路13的内周面13b暴露的部分相对的抵接部11i。 [0056] 因而，电力用开关元件9b利用由自吸入口11c朝向出口13a通过吸入制冷剂通路13的低温低压制冷剂经由吸入制冷剂通路13的内周面13b和分隔壁11d传递到抵接部11i的热量进行冷却。 [0057] 在此，如表示与制冷剂的通过方向A正交的方向上的分隔壁11d的主要部位放大剖视图的图7所示，分隔壁11d中的形成了吸入制冷剂通路13的部分的厚度、即吸入制冷剂通路13的内周面13b与分隔壁11d的另一侧的面11f上的抵接部11i之间的厚度x，小于分隔壁11d的位于吸入制冷剂通路13的周缘部处的厚度y。 [0058] 即，分隔壁11d需要能够承受吸入室7b与电路收容部11b之间的压差的强度，需要具有与其相对应的厚度y。但是，在形成了吸入制冷剂通路13的部分处，构成吸入制冷剂通路13的框体具有加强功能。由此，即使分隔壁11d的形成了吸入制冷剂通路13的部分的厚度x比吸入制冷剂通路13的周缘部处的厚度y薄，也能够维持所需的强度。 [0059] 而且，由于吸入制冷剂通路13的内周面13b与分隔壁11d另一侧的面11f上的抵接部11i之间的厚度x比分隔壁11d的吸入制冷剂通路13的周缘部处的厚度y薄，因此，自吸入制冷剂通路13的内周面13b向分隔壁11d的抵接部11i的热传导效率高，电力用开关元件9b的冷却效率提高。 [0060] 由此，根据本实施方式的电动压缩机1，制冷剂自吸入口11c被吸入并通过吸入制冷剂通路13，对与吸入制冷剂通路13的背面侧的抵接部11i抵接的电力用开关元件9b进行冷却。此时，本实施方式的电动压缩机1为利用止回阀15阻止自压缩室7a流入吸入室7b的高温高压制冷剂向吸入制冷剂通路13逆流的结构。因此，能够使吸入制冷剂通路13内始终存在低温低压制冷剂，能够利用吸入制冷剂通路13内的制冷剂有效地冷却电力用开关元件9b。 [0061] 另外，在本实施方式中，以在变换器壳体11上设置封闭外壳7的开口7c的盖部11a、在盖部11a设置向吸入室7b吸入制冷剂的吸入口11c、吸入制冷剂通路13的情况为例进行了说明。但是，还可以设为将吸入口11c和吸入制冷剂通路13中的一者或两者设于外壳7侧的结构。 [0063] 产业上的可利用性 [0064] 本发明能够应用于利用电动马达驱动制冷剂的压缩机构的电动压缩机。 [0065] 附图标记说明 [0066] 1、电动压缩机；3、压缩机构；3a、3b、侧部件；3c、缸体；3d、缸室；3e、转子；5、电动马达；7、外壳(主体外壳)；7a、压缩室；7b、吸入室；7c、开口(外壳的开口)；9、变换器电路(驱动电路)；9a、电路板；9b、电力用开关元件；11、变换器壳体；11a、盖部；11b、电路收容部(电路外壳)；11c、吸入口；11d、分隔壁；11e、分隔壁面(一侧的面)；11f、分隔壁面(另一侧的面)；11g、电路收容部开口；11h、盖；11i、抵接部(抵接部位)；13、吸入制冷剂通路；13a、出口(制冷剂出口)；13b、内周面；13c、台阶部；13d、开口；13e、密封构件；15、止回阀；15a、阀芯；15b、阀座构件；15c、阀座部；15d、弹簧；15e、贯通窗(开口部)。 |
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