ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОМПРЕССОР
SEALED ELECTRICAL COMPRESSOR

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к герметизированному электрическому холодильному компрессору, используемому совместно с кондиционерами воздуха.
Уровень техники
Например, в патенте Японии №3010141 описан герметизированный электрический холодильный компрессор, который будет описан со ссылкой на фиг.8. Герметизированный электрический компрессор 101 включает в себя металлический нижний кожух 102A, в который помещен компрессор 103 и электрический двигатель 104, приводящий в действие компрессор 103. Нижний кожух 102A имеет отверстие, а верхний кожух 102B приварен к нижнему кожуху 102A по всей периферии отверстия газонепроницаемым образом с образованием, таким образом, герметичного кожуха.
Всасывающая труба 105 для введения хладагента в компрессор 103 простирается через нижний кожух 102A. Выпускная труба 106, по которой сжатый хладагент подают во внешний теплообменник (не показан), или аналогичная простирается через внешний кожух 102B, который должен быть закреплен. Кроме того, верхний кожух 102B снабжен герметизирующим выводом 107 для соединения двигателя 104 в герметичном кожухе и внешнего источника питания (не показан). Множество электропроводных штырьковых выводов 107A простирается через металлическую пластину, составляющую герметизирующий вывод 107. Эти многочисленные штырьковые выводы 107 герметично заизолированы и закреплены посредством электроизоляционного герметизирующего материала, такого как стекло. Свинцовую проволоку 108 и термочувствительный предохранитель 109, которые соединены с обмоткой двигателя 104, соединяют с частью проводящего штырькового вывода 107A, расположенной внутри герметичного кожуха.
Термочувствительный предохранитель 109 имеет термочувствительный контактный механизм (термочувствительный переключатель), содержащий термочувствительный элемент, такой как биметалл. Термочувствительный предохранитель 109 последовательно соединен с двигателем 104, в который подается рабочий ток. Кроме того, термочувствительный предохранитель 109 непосредственно подвергается воздействию хладагента в герметичном кожухе. Следовательно, когда в двигатель 104 течет избыточный ток по любым причинам, или когда по любой причине температура окружающей среды растет, термочувствительный предохранитель 109 функционирует таким образом, что он прерывает энергоснабжение двигателя 104. В результате, двигатель 104 можно предохранять от перегрева или сгорания, вызванных перегрузкой или избыточным током.
Раскрытие изобретения
Проблема, решаемая изобретением
Двигатель 104 перегружается, когда в герметичном кожухе возрастает давление хладагента. Следовательно, количество тока, текущего в двигатель 104, и температура двигателя 104 плавно возрастают. Для защиты двигателя 104 от такого перегруженного состояния, термочувствительный предохранитель 109 функционирует таким образом, что он прерывает энергоснабжение двигателя 104.
Однако любая причина (закупоривание выпускной трубы 106 и т.п.) редко внезапно повышает давление хладагента. В этом случае, температура хладагента и ток повышаются относительно медленно, хотя скорость роста давления бывает достаточно резкой. В результате, элемент, подвергаемый высокому давлению, такой как трубопровод, иногда повреждается до того, как стандартный термочувствительный предохранитель 109 прервет энергоснабжение двигателя 104. Кроме того, снижение количества хладагента делает охлаждение двигателя 104 недостаточным, что приводит к перегреву двигателя 104. Это приводит к серьезному ущербу не только для компрессора 103, но также и для его периферии. Следовательно, герметизированные электрические компрессоры нуждаются в наличии предохранительной функции, которая может надежно прерывать энергоснабжение двигателя в случае внезапного повышения давления хладагента, а также в случае повышения температуры или при состоянии избыточного тока. Кроме того, когда сосуд высокого давления (герметизированный кожух) постоянно подвергается воздействию высокого давления, имеет место тенденция к его разрушению в относительно более слабой части сосуда высокого давления. В частности, повышение температуры герметизированного кожуха в условиях высокого давления повышает возможность поломки стеклянного вывода (герметизирующего вывода 107), содержащего проводящие штырьковые выводы 107A, вставленные в металлическую пластину. При этих обстоятельствах, представлялось желательным наличие предохранителя, который мог бы надежно осуществлять прерывание энергоснабжения двигателя.
Задачей настоящего изобретения является создание герметизированного электрического компрессора, который может предохранять элемент, подвергаемый высокому давлению, такой как трубопровод, а также двигатель, когда давление в герметичном кожухе находится в необычном состоянии.
Средство для решения проблемы
В настоящем изобретении предлагается герметизированный электрический компрессор, содержащий герметизированный металлический кожух, который вмещает электродвигатель и компрессор в нем, и герметизирующий вывод, обеспеченный в герметичном кожухе, и имеющий множество проводящих штырьковых выводов, проводящих электрический ток между внутренней и внешней частью герметичного кожуха, основной обмоткой и вспомогательной обмоткой двигателя, каждая из которых соединена с проводящими штырьковыми выводами, причем компрессор сжимает хладагент внутри герметичного кожуха, служащего в качестве пути для хладагента, и характеризуется наличием переключателя давления нормально разомкнутого типа, расположенного в герметичном кожухе и параллельно подключенного к основной обмотке, причем переключатель давления функционирует для осуществления короткого замыкания основной обмотки, когда давление хладагента в герметичном кожухе повышается до чрезвычайно высокого давления, и наличием плавкого элемента, который последовательно соединен с основной обмоткой и вспомогательной обмоткой и прерывает энергоснабжение двигателя, когда в двигатель течет избыточный ток, причем основная обмотка замыкается накоротко под действием переключателя давления.
В соответствии с конструкцией, переключатель давления надежно выявляет чрезмерное повышение давления хладагента в герметичном кожухе, вызывая, таким образом, закорачивание накоротко основной обмотки двигателя, хотя чрезмерное повышение могло и не быть определено из уровня техники. Когда основную обмотку затем замыкают накоротко, таким образом, что в основную обмотку течет избыточный ток, плавкий элемент прерывает энергоснабжение двигателя. Таким образом, герметичный электрический компрессор может прерывать энергоснабжение двигателя, когда давление в герметичном кожухе находится в экстраординарном состоянии.
Кроме того, предпочтительно, плавкий элемент расположен в герметичном кожухе. Согласно конструкции, двигатель, энергоснабжение которого было остановлено из-за экстраординарного повышения давления, может быть предохранен от повторного запуска, поскольку плавкий элемент является незаменяемым. Это может предотвратить возникновение поломки из-за циклического воздействия экстраординарного давления, оказываемого на кожух.
Кроме того, предпочтительно, термочувствительный предохранитель последовательно соединен с двигателем и снабжает электроэнергией двигатель в виде рабочего тока для предохранения двигателя, причем термочувствительный предохранитель включает в себя цепь, по меньшей мере, часть которой функционирует как плавкий элемент. В соответствии с конструкцией, энергоснабжение двигателя можно надежно прерывать за счет расплавления плавкого элемента. Также количество элементов может быть снижено таким образом, что можно легко изготавливать герметичный электрический компрессор и управлять им.
Кроме того, предпочтительно, термочувствительный контактный механизм и нагреватель, функционирующий как плавкий элемент, расположены в герметичном металлическом контейнере и последовательно соединены друг с другом. В этом случае, предпочтительно, термочувствительный контактный механизм имеет электрический конец, соединенный с основной обмоткой, а нагреватель имеет электрический конец, соединенный через проводящий штырьковый вывод с источником электропитания. Кроме того, предпочтительно, переключатель давления имеет один из двух концов, который подключен параллельно к основной обмотке, а другой конец подключен к электрически нейтральной точке между термочувствительным контактным механизмом и нагревателем.
Эффект изобретения
В соответствии с герметичным электрическим компрессором согласно настоящему изобретению, даже когда по любой причине путь для хладагента закупоривается, определяется экстраординарное повышение давления сжатого хладагента, так что энергоснабжение двигателя можно прерывать. Следовательно, при экстраординарном состоянии давления в герметичном кожухе, а также при состоянии избыточного тока или перегрева энергоснабжение двигателя можно надежно прерывать. Следовательно, элемент, подвергаемый воздействию высокого давления, такой как трубопровод, можно предохранять от поломки, а двигатель можно предохранять от перегорания.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой электромонтажную схему герметичного электрического компрессора в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет собой вид, аналогичный фиг.1, показывающий второй вариант осуществления изобретения.
Фиг.3 представляет собой поперечный разрез примера блока защиты от превышения давления, предназначенного для использования совместно с герметичным электрическим компрессором, как показано на фиг.2.
Фиг.4 представляет собой вид, аналогичный фиг.1, показывающий третий вариант осуществления изобретения.
Фиг.5 представляет собой вид, аналогичный фиг.1, показывающий четвертый вариант осуществления изобретения.
Фиг.6 представляет собой вид, аналогичный фиг.1, показывающий шестой вариант осуществления изобретения.
Фиг.7A представляет собой поперечный разрез термочувствительного предохранителя, предназначенного для использования совместно с герметичным электрическим компрессором, как показано на фиг.6.
Фиг.7B представляет собой поперечный разрез термочувствительного предохранителя, по линии 7B-7B на фиг.7A.
Фиг.8 представляет собой поперечный разрез, демонстрирующий пример конструкции герметичного электрического компрессора.
Описание ссылочных позиций
Каждой из ссылочных позиций 1, 11, 21, 31 и 41 обозначен герметичный электрический компрессор; 2 - герметичный кожух; 3 - электродвигатель; 3A - основная обмотка; 3B - вспомогательная обмотка; 4 - источник электропитания; каждой из ссылочных позиций 6, 16 и 56 обозначен плавкий элемент; 7 и 17 - переключатель давления; 12 и 51 - термочувствительный предохранитель; 16 и 56 - нагреватель, 18 - блок защиты от превышения давления.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Первый вариант осуществления
Первый вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на фиг.1. Фиг.1 представляет собой электромонтажную схему, показывающую компоновку элементов схемы однофазного герметичного электрического компрессора 1. Герметичный электрический компрессор 1 содержит компрессор, герметизирующие выводы, электропроводящие штырьковые выводы, всасывающую трубу и выпускную трубу, как, например, герметичный электрический компрессор 101, показанный на фиг.8, хотя там не показан ни один из этих компонентов. Электродвигатель 3 и компрессор, управляемый двигателем 3, расположены в герметичном кожухе 2 герметичного электрического компрессора 1. Компрессор сжимает хладагент и выпускает сжатый хладагент из выпускной трубы с помощью герметичного кожуха 2, служащего в качестве пути для хладагента.
Основная обмотка 3A двигателя 3 имеет один конец 3A1, соединенный через проводящий штырьковый вывод герметизирующего вывода с одним из полюсов однофазного источника электроэнергии 4, расположенного за пределами герметичного кожуха 2. Вышеупомянутый герметизирующий вывод проводит электрический ток между внутренним и внешним пространством герметичного кожуха 2. Кроме того, вспомогательная обмотка 3B двигателя 3 имеет один конец 3B1, соединенный через проводящий штырьковый вывод герметизирующего вывода с одним концом пускового конденсатора 5, расположенным за пределами герметичного кожуха 2. Пусковой конденсатор 5 дополнительно имеет другой конец, соединенный с одним концом 3A1 основной обмотки 3A.
Вспомогательная обмотка 3B имеет другой конец 3B2, соединенный с другим концом 3A2 основной обмотки 3A двигателя 3. Плавкий элемент 6 имеет один конец, также соединенный с другим концом 3A2 основной обмотки 3A. Плавкий элемент 6 имеет другой конец, простирающийся через герметичный кожух 2, должен быть соединен с источником электропитания 4. Более конкретно, плавкий элемент 6 установлен последовательно между точкой соединения основной и вспомогательной обмоток 3A и 3B двигателя 3 и источника электропитания 4. В результате вышеописанной установки, плавкий элемент 6 последовательно соединен с основной и вспомогательными обмотками 3A и 3B двигателя 3.
Кроме того, переключатель давления 7 нормально разомкнутого типа подключен параллельно к основной обмотке 3A между обоими концами 3A1 и 3A2 основной обмотки 3A. Переключатель давления 7 расположен в герметичном кожухе 2 и соединен с контактами, создавая, таким образом, короткое замыкание основной обмотки 3A двигателя 3, когда давление хладагента в герметичном кожухе 2 экстраординарно повышается до значения, превышающего предварительное заданное значение давления (когда давление хладагента в герметичном кожухе 2 чрезмерно высоко).
При нормальной работе герметичного электрического компрессора рабочий ток течет через плавкий элемент 6. В этом случае, двигатель 3 может функционировать непрерывно, поскольку рабочий ток существенно ниже, чем ток плавления плавкого элемента 6. Когда какая-либо ситуация (например, закупоривание выпускной трубы) препятствует выпуску хладагента из компрессора при течении вперед, давление хладагента повышается, при этом компрессор управляется двигателем 3. Поскольку выпускное давление, более высокое в нормальном состоянии, прикладывают к компрессору, двигатель 3, служащий в качестве управления источником, перегружается. Однако величина тока двигателя 3 не может расплавить плавкий элемент 6 в течение короткого периода времени. В результате, двигатель 3 продолжает функционировать в перегруженном состоянии. Когда двигатель 3 продолжает функционировать в перегруженном состоянии, как описано выше, существует возможность, при которой трубопровод и т.п. может быть поврежден под действием давления или при которой герметизирующий элемент (часть, герметизированную стеклом) герметизирующего вывода (герметизирующий вывод) может быть разрушен.
Ввиду вышеуказанных проблем, переключатель давления 7, электрически подключенный параллельно с главной обмоткой 3A двигателя 3, замыкает накоротко оба конца основной обмотки 3A, когда давление хладагента превышает заданное значение. В результате, в цепи течет ток короткого замыкания (избыточный ток). Плавкий элемент 6, установленный последовательно с двигателем 3, плавится под действием тока короткого замыкания, прерывая, таким образом, энергоснабжение двигателя 3.
Плавкий элемент 6 заключен в герметичном контейнере, выполненном из металла, вследствие чего можно предотвратить от повреждения электрической дугой или рассеиваемыми обломками его периферии. Кроме того, плавкий элемент 6 имеет характеристику расплавления, выбранную таким образом, что плавкий элемент 6 предохраняется от расплавления за счет приложения к нему нормального рабочего тока.
Когда давление выпускаемого хладагента в герметичном электрическом компрессоре чрезмерно растет, переключатель давления 7 функционирует таким образом, что течет ток короткого замыкания. В результате, плавкий элемент 6 расплавляется таким образом, что двигатель 3 становится неспособным к перезапуску. Когда давление хладагента чрезмерно возрастает до достижения рабочего давления, заданного на переключателе давления 7, работа двигателя 3 прерывается, прерывая, таким образом, сжатие хладагента. Существует большая вероятность того, что трубопровод, уплотненный элемент герметизирующего вывода и т.п. уже повреждены возросшим давлением. При циклическом перезапуске двигателя 3 в таком состоянии существует вероятность того, что трубопровод, уплотненный элемент герметизирующего вывода и т.п. могут разрушиться. Следовательно, перезапуск двигателя 3 необходимо сделать невозможным за счет расплавления плавкого элемента 6.
Плавкий элемент 6 является токовым плавким элементом, в котором металл плавится под действием тока. Однако плавящийся элемент не должен быть ограничен предохранителем 6. Можно использовать и другой способ, в котором электрический путь прерывают путем повышения значения тока за счет короткого замыкания обмотки (в данном случае, основной обмотки 3A). Кроме того, чтобы задать рабочее давление, переключатель давления 7 можно установить таким образом, чтобы практически не было проблем с возможным повреждением трубопровода и т.п. в ходе функционирования переключателя давления 7. В этом случае, двигатель 3 может быть как двигателем многократного использования, так и не быть таковым. Можно вместо плавкого предохранителя 6 использовать предохранитель, имеющий циклически функционирующий механизм переключения.
Второй вариант осуществления
Второй вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг.2 и 3. Фиг.2 представляет собой электромонтажную схему, показывающую расположение элементов цепи герметичного электрического компрессора 11 согласно второму варианту осуществления. Фиг.3 представляет собой поперечный разрез примера блока защиты от превышения давления, предназначенного для использования совместно с герметичным электрическим компрессором, как показано на фиг.2. Идентичные или аналогичные элементы во втором варианте осуществления обозначены теми же ссылочными позициями, что и в первом варианте осуществления, и описание этих элементов будет опущено.
Двигатель 3 также расположен в герметичном кожухе 2 герметичного электрического компрессора 11. Кроме того, основная обмотка 3A имеет один конец, непосредственно соединенный с источником электропитания 4. Дополнительная обмотка 3B имеет один конец, соединенный через пусковой конденсатор 5 с источником электропитания 4. Во втором варианте осуществления обеспечен термочувствительный предохранитель 12, и он имеет один конец, последовательно соединенный с основной и вспомогательной обмотками 3A и 3B двигателя 3. Термочувствительный предохранитель 12 имеет другой конец, соединенный через блок 18 защиты от превышения давления с источником электропитания 4. Более конкретно, термочувствительный предохранитель 12 последовательно подключен между двигателем 3 и источником электропитания 4.
Блок 18 защиты от превышения давления включает в себя переключатель 17 давления и плавкий элемент 16, которые выполнены за одно целое с ним. Термочувствительный предохранитель 12 электрически соединен со средней точкой между переключателем 17 давления и плавким элементом 16. Каждый из элементов, - основная обмотка 3A двигателя 3 и термочувствительный предохранитель 12, подключен таким образом, что он образует параллельное соединение с переключателем 17 давления. Кроме того, каждый из элементов, - двигатель 3 и переключатель 17 давления, соединен последовательно с плавким элементом 16.
Конструкция блока 18 защиты от превышения давления будет описана ниже со ссылкой на фиг.3. Блок 18 защиты от превышения давления содержит металлический контейнер 18A и плиту 18B коллектора, приваренную ко всей периферии отверстия контейнера 18A, которые оба совместно образуют газонепроницаемый контейнер. Проводящие выводы 18C и 18D введены через плиту коллектора 18B и прикреплены к плите 18B коллектора и изолированы от нее электроизоляционным наполнителем, таким как стекло. Проводящий вывод 18C имеет часть, которая расположена во внутреннем пространстве герметичного контейнера и к которой прикреплен неподвижный контакт 17A переключателя 17 давления. Неподвижный контакт 17A составляет механизм переключения, вместе с подвижным контактом 17C, как будет описано ниже. Кроме того, плавкий элемент 16 с функцией плавкого предохранителя имеет один конец 16A, соединенный с другим проводящим выводом 18D. Плавкий элемент 16 имеет другой конец, прикрепленный к плите 18B коллектора.
Контейнер 18A имеет отверстие 18E, в котором металлическая диафрагма 17B прикреплена ко всей периферии отверстия 18E. Диафрагма 17B выполнена в виде тарелки посредством вытяжки. Подвижный контакт 17C электропроводным образом прикреплен к части диафрагмы 17B, расположенной на внутренней стороне герметичного контейнера. Подвижный контакт 17C выполнен с возможностью соединения с вышеупомянутым неподвижным контактом 17A. Диафрагма 17B обычно поддерживает подвижный контакт в таком состоянии, что подвижный контакт 17C не входит в контакт с неподвижным контактом 17A. Когда внешнее давление превышает заданное значение, кривизна диафрагмы 17B меняется на противоположную таким образом, что она втягивается в герметичный контейнер, вступая, таким образом, в контакт сразу с неподвижным и подвижным контактами 17A и 17C.
Термочувствительный предохранитель 12, последовательно соединенный с двигателем 3, установлен таким образом, что он открывает и закрывает контактный механизм в ответ на избыточный ток или повышение комнатной температуры в перегруженном состоянии. Более конкретно, термочувствительный предохранитель 12 имеет термочувствительный контактный механизм (термочувствительный переключатель), в котором термочувствительный элемент, такой как биметалл, функционирует в режиме моментального срабатывания, таким образом, надежно отсоединяя электрический путь от двигателя 3 в ответ на состояние избыточного тока или состояние перегрева.
В ходе обычной эксплуатации герметичный электрический компрессор 11 вызывает прохождение рабочего тока двигателя 3 через термочувствительный предохранитель 12 и плавкий элемент 16 в блок 18 защиты от превышения давления. В этом случае, термочувствительный предохранитель 12 не функционирует, поскольку саморазогревание термочувствительного предохранителя 12 находится в равновесии с количеством тепла, потребляемого хладагентом, текущим по периферии в пределах допустимого диапазона. Кроме того, поскольку плавкий элемент 16 не достигает значения тока, при котором плавкий элемент 16 расплавляется как плавкий предохранитель, герметичный электрический компрессор 11 может непрерывно функционировать без отсоединения электрического пути.
Когда по любой причине (компрессор попадает в перегруженное состояние) возникает избыточный ток или повышается температура хладагента, равновесие между саморазогреванием предохранителя 12 и охлаждением за счет хладагента нарушается, вследствие чего температура повышается до достижения значения, превышающего заданное. В результате, термочувствительный контактный механизм термочувствительного предохранителя 12 работает на прерывание энергоснабжения двигателя 3. Плавкий элемент 16 не предназначен для расплавления в ответ на возникновение временного температурного роста и повышение значения тока, которые возникают в этом случае. Следовательно, в случае, когда перегруженное состояние было разрешено, исходя из регенерации термочувствительного предохранителя, значение тока и количества генерируемого тепла возвращались к соответствующим нормальным значениям, после чего герметичный электрический компрессор 1 мог снова работать непрерывно.
Выпускное давление повышается, когда по каким-либо причинам возникает закупорка выпускной трубы таким образом, что давление хладагента повышается. В результате, нагрузка двигателя 3, управляющего компрессором, повышается. Однако значение тока повышается относительно более плавно, и это состояние отличается от условия, при котором двигатель 3 полностью запирается. Следовательно, ток не повышается до такого значения, при котором термочувствительный предохранитель 12 управляется в течение короткого периода времени. Таким образом, существует возможность, при которой герметичный элемент (часть, запаянная стеклом) герметизирующего вывода (герметизирующий вывод) и трубопровод могут быть повреждены за счет экстраординарного давления до того, как термочувствительный предохранитель 12 будет функционировать. Ввиду указанной проблемы, переключатель давления 17, подключенный параллельно основной обмотке 3A двигателя 3, замыкает накоротко оба конца двигателя 3, заставляя, таким образом, течь ток короткого замыкания, когда давление хладагента в герметичном кожухе 2 возрастает до чрезмерно высокого значения. Плавкий элемент 16 используют (или расплавляют) под действием тока короткого замыкания, прерывая, таким образом, энергоснабжение двигателя 3.
Переключатель давления 17 приведен в пример в качестве устройства, полностью замыкающего накоротко основную обмотку 3A двигателя 3 согласно варианту осуществления. В этом случае, ток короткого замыкания очевидно больше, чем величина тока при перегруженном состоянии, при котором функционирует термочувствительный контактный механизм. Следовательно, когда задан рабочий ток плавкого элемента 16, имеющий значительно большую величину, термочувствительный контактный механизм начинает надежно функционировать раньше, чем плавкий элемент 16 при перегруженном состоянии, когда двигатель 3 блокируется.
Однако для плавкого элемента 16 в данном случае необходимо осуществление прерывания крупного тока. Следовательно, токоограничивающий резистор может быть соединен последовательно с переключателем 17 давления для контроля тока короткого замыкания. Более того, основную обмотку 3A можно замыкать накоротко через свинцовый провод, вытянутый из ее середины, в целях регулирования тока короткого замыкания, вместо короткого замыкания всей основной обмотки 3A двигателя 3. В этом случае, также защищенную эксплуатацию в перегруженном состоянии можно четко отличать от защищенной эксплуатации в условиях экстраординарного давления, или наоборот, когда ток короткого замыкания становится значительно больше, чем рабочий ток термочувствительного предохранителя 12.
Третий вариант осуществления
Третий вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг.4. Идентичные или аналогичные элементы в третьем варианте осуществления обозначены теми же ссылочными позициями, что и элементы в каждом предыдущем варианте осуществления, и описание этих элементов будет опущено. В герметичном электрическом компрессоре 11 согласно предыдущему второму варианту осуществления переключатель 17 давления блока 18 защиты от превышения давления электрически подключен таким образом, чтобы он не был установлен последовательно с термочувствительным предохранителем 12. Причина для этого способа подключения проистекает из цели защиты термочувствительного предохранителя 12 от неожиданного разрушения, вызванного электродуговым разрядом в ходе прерывания тока в случае, когда ток короткого замыкания сильно превышает рабочий ток, текущий в термочувствительный предохранитель 12.
По вышеописанной причине, при снижении тока короткого замыкания до достижения соответствующего значения, например, за счет расположения переключателя 17 давления последовательно с токоограничивающим резистором, как было описано выше, переключатель 17 давления может быть соединен последовательно с термочувствительным резистором 12. Кроме того, как в герметичном электрическом компрессоре 21, показанном на фиг.4, например, свинцовый провод 3A3 может быть вытянут из середины основной обмотки 3A двигателя 3 для его соединения с переключателем 17 давления, который может быть подключен через плавкий элемент 16 последовательно к термочувствительному резистору 12. В этом случае, свобода в размещении термочувствительного предохранителя 12 может быть повышена, и термочувствительным предохранителем 12 можно управлять легче.
Четвертый вариант осуществления
Четвертый вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг.5. Идентичные или аналогичные элементы в четвертом варианте осуществления обозначены теми же ссылочными позициями, что и элементы в каждом вышеприведенном варианте осуществления, и описания этих элементов будут опущены. В вышеприведенном третьем варианте осуществления представлен блок 18 защиты от превышения давления, содержащий плавкий элемент 16 и переключатель 17 давления, выполненные за одно целое друг с другом. Однако плавкий элемент 16 и переключатель 17 давления могут представлять собой отдельные элементы, как плавкий элемент 6 и переключатель 7 давления герметичного электрического компрессора 1 в вышеприведенном варианте осуществления.
В этом случае, как в герметичном электрическом компрессоре 31, представленном на фиг.5, термочувствительный предохранитель 12, имеющий термочувствительный контактный механизм, может быть расположен между плавким элементом 6 и переключателем 7 давления. Кроме того, плавкий элемент 6 и переключатель 7 давления, которые являются отдельными элементами, могут быть установлены в одном электроизоляционном кожухе, образуя, например, защитный блок.
Пятый вариант осуществления
Далее будет описан пятый вариант осуществления изобретения. Идентичные или аналогичные элементы в пятом варианте осуществления обозначены теми же ссылочными позициями, что и элементы в каждом предыдущем варианте осуществления, и описание этих элементов будет опущено. Плавкий элемент (плавкий предохранитель 6 или 16) расположен в герметичном кожухе 2 герметичного электрического компрессора 1, 11, 21 или 31 в каждом предыдущем варианте осуществления. Однако плавкий элемент не надо располагать в герметичном кожухе 2, а можно закрепить на внешней стороне герметичного кожуха 2.
Например, когда плавкий элемент закреплен на внешней стороне герметичного кожуха 2, независимо от того, было ли осуществлено управление плавким элементом или нет, можно легко подтвердить наличие прерывания работы двигателя 3, вследствие чего легче можно понять и причину прерывания. Также, когда плавкий элемент закреплен на внешней стороне герметичного кожуха 2, можно определиться с местоположением плавкого элемента таким образом, чтобы он был соединен последовательно с основной обмоткой 3A и вспомогательной обмоткой 3B двигателя 3. Например, плавкий элемент 6 может быть расположен на проводе 4B питания, который расположен напротив провода 4A питания относительно источника 4 электропитания, а также на проводе 4A питания.
Плавкий элемент является незаменяемым, когда он расположен в герметичном кожухе 2, как и в каждом вышеупомянутом варианте осуществления. Следовательно, герметичный электрический компрессор 1, 11, 21 или 31 можно надежно предохранять от запуска после операции предохранения, вызванной повышением давления, а элемент, герметизированный стеклом, и т.п. можно предохранять от разрушения под действием крупных циклических нагрузок, и, таким образом, можно предупреждать возникновение чрезвычайных происшествий, вызванных поломкой.
Шестой вариант осуществления
Шестой вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг.6, 7A и 7B. Идентичные или аналогичные элементы в шестом варианте осуществления также обозначены теми же ссылочными позициями, что и элементы в каждом вышеупомянутом варианте осуществления, и описание этих элементов будет опущено. Двигатель 3, приводящий в действие компрессор, помещен в герметичный кожух 2 герметичного электрического компрессора 41. Термочувствительный предохранитель 51 подключен электрически последовательно между двигателем 3 и электропроводящим штырьковым выводом герметизирующего вывода. Термочувствительный предохранитель 51 содержит термочувствительный контактный механизм, включающий в себя термочувствительный элемент 57, такой как биметалл, и нагреватель 56, передающий тепло термочувствительному контактному механизму, которые оба помещены в герметичный металлический контейнер, таким же образом, что и в термочувствительном переключателе, описанном, например, в заявке на патент Японии H10-144189.
Фиг.7A представляет собой продольный разрез термочувствительного предохранителя 51. Фиг.7B представляет собой поперечный разрез термочувствительного предохранителя 51, по линии 7B-7B на фиг.7A. Термочувствительный предохранитель 51 содержит металлический контейнер 52 и плиту 53 коллектора, прикрепленную к контейнеру 52 вдоль всей периферии отверстия контейнера 52 посредством сварки, которые составляют герметичный контейнер, обладающий достаточной стойкостью к давлению. Токопроводящие выводы 54A и 54B вставлены через плиту 53 коллектора и изолированы и закреплены посредством электроизоляционного наполнителя, такого как стекло. Проводящий вывод 54A имеет часть, которая расположена внутри контейнера 52 и к которой прикреплен неподвижный контакт 55. Неподвижный контакт 55 образует механизм переключения вместе с подвижным выводом 58, который будет описан ниже. Кроме того, один конец нагревателя 56 соединен с другим проводящим выводом 54B, а другой конец нагревателя 56 прикреплен к плите 53 коллектора.
Термочувствительный элемент 57, такой как биметалл, имеющий форму полого блюдца, имеет один конец, соединенный с внутренней стороной контейнера 52. Термочувствительный элемент 57 имеет свободный конец, к которому прикреплен подвижный контакт 58. Подвижный контакт 58 вместе с вышеупомянутым фиксированным контактом 5 составляет термочувствительный контактный механизм. Таким образом, термочувствительный контактный механизм и нагреватель 56 расположены в герметичном контейнере последовательно.
Термочувствительный предохранитель 51, проводящий вывод 54A (электрический конец термочувствительный контактный механизм) соединен с основной обмоткой 3A двигателя 3, а проводящий вывод 54B (электрический конец нагревателя 56) соединен через проводящий штырьковый вывод герметизирующего вывода с источником 4 электропитания. В результате, рабочий ток двигателя 3 течет через проводящий вывод 54A, неподвижный контакт 55, подвижный контакт 58, термочувствительный элемент 57, контейнер 52, плиту 53 коллектора, нагреватель 56 и проводящий вывод 54B, имеющиеся на электрической схеме термочувствительного предохранителя 51.
Термочувствительный элемент 57 является саморазогревающимся и нагревается теплом, поступающим от нагревателя 56, вызванным рабочим током при нормальной работе. Однако, поскольку тепло термочувствительного элемента 57 находится в равновесии с теплом, излучаемым наружу, термочувствительный элемент 57 поддерживает состояние электроснабжения без достижения рабочей температуры. Когда герметичный электрический компрессор 41 по каким-либо причинам перегружен, величина тока, текущего в двигателе 3, повышается, а количество тепла, генерируемого в термочувствительном предохранителе 51, также повышается. При достижении рабочей температуры термочувствительный элемент 57 мгновенно изменяет свою кривизну на противоположную, отделяя подвижный контакт 58 от неподвижного контакта 55, таким образом, прерывая ток.
Кроме того, переключатель 7 давления нормально разомкнутого типа имеет один конец, подключенный через свинцовую проволоку 3A3, вытянутую из середины основной обмотки 3A, параллельно к основной обмотке 3A согласно настоящему варианту осуществления. Переключатель давления 7 имеет другой конец, соединенный с плитой коллектора 53 или с контейнером 52, который служит в качестве электрической средней точки, расположенной между контактным механизмом термочувствительного предохранителя 51 и нагревателем 56. При нормальной эксплуатации давление в герметичном кожухе 2 бывает не меньше рабочего давления переключателя 7 давления, вследствие чего ток, текущий через двигатель 3, также проходит в нагреватель 56. Когда двигатель 3 перегружен таким образом, что течет избыточный ток, работает термочувствительный элемент 57. Однако нагреватель 56 не расплавляется, хотя через него течет избыточный ток.
При возрастании давления хладагента в герметичном кожухе 2 по любым причинам (закупоривание выпускной трубы и т.п.) и функционировании переключателя 7 давления обеспечивают прохождение тока короткого замыкания в нагреватель 56 термочувствительного предохранителя 51. Ток короткого замыкания задают таким образом, чтобы он был существенно больше, чем ток питания, подаваемый к двигателю 3 в ходе эксплуатации при перегруженном состоянии. Следовательно, нагреватель 56, служащий в качестве плавкого элемента, когда он подвергается воздействию тока короткого замыкания, мгновенно расплавляется, отсекая, таким образом, электрический путь. Термочувствительный предохранитель 51 подключают последовательно между двигателем 3 и источником 4 электропитания. Следовательно, энергоснабжение двигателя 3 надежно прерывается из-за расплавления нагревателя 56. Таким образом, нагреватель 56, который составляет, по меньшей мере, часть электрической цепи в термочувствительном предохранителе 51, используют в качестве плавкого элемента. Поэтому количество элементов термочувствительного предохранителя 51 можно снизить, а работу по сборке для термочувствительного предохранителя 51 можно облегчить.
В шестом варианте осуществления нагреватель 56 расположен в герметичном контейнере термочувствительного предохранителя 51, который представляет собой ограниченное пространство. Следовательно, для того, чтобы можно было защитить другие элементы и герметичный контейнер от разрушения под действием электродугового разряда в ходе расплавления нагревателя 56, переключатель 7 давления приводят в контакт с серединой основной обмотки 3A таким образом, что сила тока при коротком замыкании подавляется под действием частичного короткого замыкания. Вместо вышеописанного способа подключения токоограничивающий резистор можно подключать последовательно с переключателем 7 давления, как было описано выше. Кроме того, когда нагреватель 56 функционирует в качестве плавкого элемента, ток короткого замыкания во всей основной обмотке 3A двигателя 3 можно заставить течь без рывков (например, когда в термочувствительном предохранителе 51 обеспечена конструкция, защищающая другие элементы от электродугового разряда, генерируемого в ходе расплавления нагревателя 56).
Кроме того, термочувствительный предохранитель 51 может быть расположен вне герметичного кожуха 2, хотя в настоящем варианте осуществления он расположен в герметичном кожухе 2 герметичного электрического компрессора 41. В этом случае, термочувствительный предохранитель 51 через проводящие штырьковые выводы, расположенные на герметизирующем выводе, соединен с двигателем 3 и переключателем 7 давления. Кроме того, поскольку внешняя сторона герметичного кожуха 2, в отличие от внутренней поверхности герметичного кожуха 2, не подвергается воздействию хладагента высокого давления, в качестве контейнера для термочувствительного предохранителя 51 можно использовать оболочку из термостойкой смолы.
Промышленная применимость
Как было описано выше, в отличие от стандартных герметичных электрических компрессоров, герметичный электрический компрессор в соответствии с настоящим изобретением может надежно определять экстраординарное повышение давление хладагента и выполнять необходимую операцию по защите, вследствие чего можно предотвращать разрушение трубопровода и повреждения, сопровождаемые разрушением трубопровода. Кроме того, может быть уменьшено количество элементов, а работу по сборке и управление термочувствительным предохранителем можно сделать более легким при использовании элемента термочувствительного предохранителя в качестве плавкого элемента.