Тепловой выключатель
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты герметичных компрессоров с электроприводом от перегрева и перегорания. Сущность изобретения состоит в том, что тепловой выключатель (1) содержит корпус (2) с металлическим герметичным контейнером (4) и контактным механизмом, установленным в герметичном контейнере (4), и держатель (3), имеющий основание (3А) с установочной поверхностью (3L) для электромотора (10) на конце (11) обмотки, удерживающий участок (3В), размещенный на поверхности основания, противоположной установочной поверхности и удерживающий корпус (2) выключателя, в котором основание выполнено достаточно большим для того, чтобы корпус выключателя не выступал за основание. При этом удерживающий участок включает стенку, по существу, перпендикулярную основанию, в которой выполнено сквозное отверстие, через которое проходит электропроводящий вывод, к которому подключается токопроводящий провод, обеспечивающий удержание корпуса выключателя на держателе, установочная поверхность примыкает к верхней стороне конца обмотки для крепления теплового выключателя к концу обмотки посредством крепежной нити, а токопроводящий провод присоединяется к упомянутому выводу так, что держатель удерживается между герметичным контейнером и токопроводящим проводом. Технический результат - предотвращение непосредственного поступления кондуктивного тепла и излучающего тепла от конца обмотки в корпус теплового выключателя, когда он соединен с концом обмотки. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.
Данное изобретение относится к тепловому выключателю для защиты герметичных компрессоров с электроприводом от перегрева и перегорания.
Тепловые выключатели для защиты герметичных компрессоров с моторным приводом подразделяются на внешний и внутренний типы в зависимости от способа крепления. Тепловые выключатели внутреннего типа превосходят тепловые выключатели внешнего типа в связи с тем, что скорость ведет к повышению температуры электромотора, содержащего герметичный компрессор или охлаждающий наполнитель герметичного корпуса компрессора.
Тепловые выключатели внутреннего типа содержат корпус выключателя, содержащий металлический герметический контейнер и включающий механизм, размещенный в контейнере для того, чтобы изменения характеристик или сбой в электрической проводимости могли быть предотвращены, даже когда выключатель подвергается воздействию хладагентов или смазок в герметичном корпусе с высоким давлением в течение длительного периода времени. Соответственно корпус выключателя (герметичный контейнер) теплового выключателя размещается в гильзе из электроизоляционной резины или покрыт электроизоляционным покрытием. В другом применении тепловой выключатель установлен в герметичном корпусе, например на внутренней поверхности герметичного корпуса, герметичных выводах компрессора с моторным приводом или на конце обмотки электромотора.
Когда тепловой выключатель установлен на внутренней поверхности герметичного корпуса или на герметичных выводах компрессора с моторным приводом, должен быть установлен держатель для удерживания теплового выключателя на внутренней поверхности герметичного корпуса или герметичного вывода. Более того, так как внутреннее пространство герметичного корпуса имеет тенденцию к уменьшению в целях миниатюризации компрессора, увеличиваются ограничения в установке и расположении теплового выключателя и держателя.
Когда тепловой выключатель установлен на конце обмотки мотора, герметичный контейнер покрывается цилиндрическим электроизоляционным покрытием, изготовленным из теплостягиваемого полиэфирного листа. Тепловой выключатель, на который нанесено покрытие, крепится к концу обмотки при помощи крепежной нити, изготовленной из полиэстера или подобных материалов. Крепежная нить обычно такая же как нить, составляющая обмотку.
Такая конструкция не требует специальных элементов для установки теплового выключателя на конце обмотки. Более того, тепловой выключатель может быть приспособлен к герметичному корпусу компрессора посредством объединения с концом обмотки.
Однако существует проблема, заключающаяся в том, что нить из полиэстера может скользить относительно изоляционного покрытия из листа полиэстера. Более того, существует другая проблема, заключающаяся в том, что когда цилиндрическое изоляционное покрытие теплостягиваемое, его часть, не примыкающая к контейнеру, затвердевает в такой неопределенной форме, что нить трудно присоединить к тепловому выключателю.
Более того, для толщины изоляционного покрытия установлено небольшое значение около 0,5 мм ввиду усадочных характеристик и эффективности управления, так что тепло быстро передается от конца обмотки к тепловому выключателю. Однако поскольку герметичный контейнер целиком покрыт изоляционным покрытием, теплообмен между хладагентами в герметичном корпусе и тепловым выключателем замедляется. Более того, для миниатюризации мотора в последнее время используется обмотка с меньшим диаметром проволоки. В результате количество теплоты, вырабатываемой мотором, увеличивается по сравнению со стандартными конструкциями даже тогда, когда рабочий ток находится в пределах нормального диапазона. Соответственно существует проблема, когда тепловой выключатель настроен на выключение тока, в частности вблизи верхнего предела диапазона рабочего тока, несмотря на то, что ток равен рабочему току или меньше его. Существует также другая проблема, когда тепловой выключатель чувствительно реагирует на внезапные временные повышения температуры обмотки мотора из-за короткопериодических перегрузочных состояний, не требующих защитных действий.
Для преодоления вышеуказанных проблем был создан тепловой выключатель, содержащий корпус выключателя и электрически изолированный держатель, удерживающий корпус выключателя. (Японская выложенная заявка №2001-115962). Держатель имеет удерживающий участок, встроенный или упруго поддерживающий корпус выключателя. Корпус выключателя, поддерживаемый держателем, крепится к концу обмотки посредством крепежной нити и таким образом фиксируется.
В тепловом выключателе, как показано на фиг.2, согласно указанной выше выложенной заявке большая часть поверхности корпуса выключателя подвергается воздействию хладагента. Соответственно теплообмен может быть эффективно обеспечен. Однако так как излучающее тепло от конца обмотки выделяется недостаточно, тепловой выключатель также чувствительно реагирует на тепло, выработанное концом обмотки. Существует возможность сбоев теплового выключателя, особенно когда разница между количеством теплоты, вырабатываемой в нормальном состоянии и аномальном состоянии, является незначительной.
Более того, тепловой выключатель, как показано на фиг.6, содержит корпус выключателя, размещенный в цилиндрической части. Соответственно так как часть корпуса выключателя с покрытием увеличивается, теплообмен между тепловым выключателем и хладагентом будет незначительным.
Таким образом, задачей данного изобретения является создание теплового выключателя, в котором можно таким образом предотвратить сбои, даже если выключатель размещен в герметичном компрессоре, содержащем обмотку мотора, в котором разница между количеством теплоты, вырабатываемой в нормальном состоянии и аномальном состоянии, является незначительной.
Технический результат достигается посредством теплового выключателя, размещенного на конце обмотки мотора герметичного компрессора с моторным приводом, который содержит корпус выключателя, включающий герметичный металлический контейнер и контактный механизм, размещенный в контейнере, и держатель, включающий основание, имеющее установочную поверхность для конца обмотки и удерживающий участок, размещенный на поверхности основания, противоположной установочной поверхности, для удержания корпуса выключателя, причем основание имеет размер, позволяющий предотвратить поступление излучающего тепла от конца обмотки непосредственно к корпусу выключателя, при этом корпус выключателя имеет электропроводящий вывод, который герметично проходит через герметичный контейнер и к которому подключается токопроводящий провод, держатель имеет сквозное отверстие, через которое вставляется вывод, и токопроводящий провод присоединяется к выводу, вставленному через сквозное отверстие так, что держатель удерживается между герметичным контейнером и токопроводящим проводом.
Держатель включает выступ, размещенный на окружном конце сквозного отверстия, входящий в это сквозное отверстие, при этом выступ удерживается между герметичным контейнером и токопроводящим проводом.
Предпочтительно в одном варианте корпус выключателя снабжен по меньшей мере двумя выводами и выступом, расположенным между выводами.
В другом варианте корпус выключателя снабжен множеством выводов, а держатель имеет множество сквозных отверстий, соответствующих выводам соответственно, при этом токопроводящие провода присоединяются к выводам, вставленным через сквозные отверстия соответственно так, что держатель удерживается между герметичным контейнером и токопроводящими проводами.
Предпочтительно установочная поверхность основания снабжена подъемником, определяющим пространство между установочной поверхностью и концом обмотки так, что хладагент проходит по этому пространству, когда держатель прикреплен к концу обмотки. При этом основание имеет плоскую форму.
Технический результат достигается посредством теплового выключателя, размещенного на конце обмотки мотора герметичного компрессора с моторным приводом, который содержит корпус выключателя, включающий герметичный металлический контейнер и контактный механизм, размещенный в контейнере, и держатель, включающий основание, имеющее установочную поверхность для конца обмотки и удерживающий участок, размещенный на поверхности основания, противоположной установочной поверхности, для удержания корпуса выключателя, при этом основание включает установочный участок, на котором установлен корпус выключателя, и фиксирующие участки, размещенные на обоих концах установочного участка соответственно, причем все основание служит как теплозащитная часть, защищающая корпус выключателя от излучающего тепла от конца обмотки непосредственно к корпусу выключателя.
В соответствии с вышеописанной конструкцией, пространство, определенное между корпусом выключателя и концом обмотки, может заблокировать проводящее и излучающее тепло конца обмотки. Более того, хладагенты, проходящие вокруг корпуса выключателя, могут предотвратить чрезмерное повышение температуры корпуса выключателя. Следовательно, тепловой выключатель может быть защищен от чрезмерного реагирования на нагрев конца обмотки и от неисправностей, вызванных короткопериодическими перегрузочными состояниями, не требующими защитных или тому подобных действий.
Фиг.1 - вид в перспективе теплового выключателя в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения;
фиг.2 - вид сверху в плане теплового выключателя;
фиг.3 - вид теплового выключателя со стороны стенки держателя;
фиг.4 - вид в перспективе держателя, показанный с одной стороны;
фиг.5 - вид в перспективе держателя, показанный с другой стороны;
фиг.6 - вид теплового выключателя, установленного на конце обмотки, показанный с внутренней окружности обмотки;
фиг.7 - вид сверху теплового выключателя, установленного на конце обмотки; и
фиг.8 - вид, идентичный фиг.3, показывающий тепловой выключатель в соответствии со вторым воплощением настоящего изобретения.
Настоящее изобретение будет описано более детально со ссылками на сопровождающие чертежи. Первое воплощение изобретения будет описано со ссылками на фиг.1-7. На фиг.1-3 показана общая конструкция теплового выключателя в соответствии с изобретением, на фиг.4 и 5 показан держатель теплового выключателя, на фиг.6 и 7 показан тепловой выключатель, установленный на конце обмотки.
Ссылаясь на фиг.1-3, тепловой выключатель 1 содержит корпус 2 выключателя и держатель 3. Корпус 2 выключателя включает металлический герметичный контейнер 4 и контактный механизм (не показано), размещенный в контейнере 4. Контактный механизм открывает и закрывает контакты посредством термически активного элемента, такого как биметалл.
Два электрических проводящих вывода 5 выступают из одного конца поверхности контейнера 4. Выводы 5 проходят через сквозные отверстия (не показано), выполненные на конце контейнера 4. Зазор между каждым выводом 5 и соответствующим сквозным отверстием заполнен электроизоляционным наполнителем 6, таким как стекло, вследствие чего каждый вывод 5 герметично крепится к контейнеру 4. Токопроводящие провода 7 проводящим образом крепятся к выводам 5 сваркой или подобным способом соответственно.
Держатель 3 изготовлен из электроизоляционного материала, такого как синтетическая резина, керамика или тому подобных. Держатель 3 включает плоское пластинчатое основание 3А и удерживающий участок 3В, размещенный на одной из сторон или на верхней стороне основания 3А. Другая сторона или нижняя сторона основания 3А служит как установочная поверхность 3L.
Основание 3А имеет установленную толщину около 2 мм для того, чтобы получить достаточную прочность и теплоизоляцию основания 3А. Основание 3А включает установочный участок 3М, на котором размещен удерживающий участок 3В и на котором установлен корпус 2 выключателя, и клиновидные фиксирующие участки 3С, размещенные на обоих концах установочного участка 3М соответственно. Установочный участок 3М достаточно большой для того, чтобы предохранить корпус 2 выключателя, установленный на нем, от прохождения за установочный участок. В этом воплощении установочный участок 3М и фиксирующие участки 3С или все основание 3А служат как теплозащитная часть.
Две выступающие полосы 3J размещены на верхней стороне установочного участка 3М. Более того, выступ 3K вводится на нижнюю сторону установочного участка 3М для временного прикрепления держателя 3 к концу обмотки электромотора 10. Выпуклый зацепляющийся участок 3D размещен на удаленном от центра конце фиксирующего участка 3С. Фиксирующий участок 3С выполнен с наклоном в сторону по направлению к удаленному концу для того, чтобы соответствовать кольцевой форме конца 11 обмотки, когда основание 3А (держатель 3) крепится к концу 11 обмотки мотора 10. В частности, фиксирующий участок 3С включает нижнюю и верхнюю стороны, расположенные на внутренних и внешних окружных сторонах обмотки мотора соответственно. Верхняя и нижняя стороны каждого фиксирующего участка 3С имеют разный наклон. В результате основание 3А может быть расположено на конце обмотки без прохождения за верхнюю сторону конца обмотки даже несмотря на то, что у разных концов обмоток разные диаметры.
Удерживающий участок 3 В включает стенку 3N, по существу, перпендикулярную основанию 3А, и фланец 3F, сформированный на верхнем конце и обеих сторонах стенки 3N. В стенке 3N выполнено сквозное эллиптическое отверстие 3Е, через которое проходят выводы 5. Сквозное отверстие 3Е выполнено как можно большим для того, чтобы происходил теплообмен между хладагентом и контейнером 4. Выступающий вниз выступ 3Н размещен на верхнем внутреннем периферическом конце сквозного отверстия 3Е. Выпуклые зацепляющиеся участки 3G сформированы на обоих концах верхней части фланца 3F соответственно.
Корпус 2 выключателя крепится к держателю 3 следующим образом. Выводы 5 вставляются через сквозное отверстие 3Е, и один конец контейнера 4 прижимается к стенке 3N. В результате конец контейнера 4 вставляется в удерживающий участок 3В. В это время выступ 3Н расположен между двумя выводами 5. Далее пространство, через которое проходят хладагенты, определяется между контейнером 4 и установочным участком 3М посредством выступающих полос 3J.
Затем токопроводящие провода 7 присоединяются к выводам 5 корпуса 2 выключателя, установленного на держателе 3 соответственно, после чего токопроводящие провода 7 прижимают конец контейнера 4 к стенке 3N относительно крепко, так что корпус 2 выключателя крепится к держателю 3. Несмотря на то, что корпус 2 выключателя не полностью крепится к держателю 3 в этом положении, корпус 2 выключателя может быть достаточно защищен от выпадения из держателя 3, когда тепловой выключатель 1 устанавливается на конец обмотки, как будет описано ниже. Далее, так как выступ 3Н расположен между выводами 5, выступ 3Н окружен выводами 5, контейнером 4 и токопроводящими проводами 7. Соответственно корпус 2 выключателя удерживается во время размещения на держателе 3.
Предлагается изготовление держателя 3 из эластичных материалов для эластичного удерживания держателя 3 выключателя. Однако держатель 3 должен обеспечивать сопротивление теплу и сопротивление хладагентам. Когда держатель 3 будет эластичным, также уменьшается диапазон выбора материала для держателя 3. С другой стороны, держатель 3 может быть неэластичным согласно вышеописанной конструкции воплощения. Следовательно, свобода диапазона выбора материала для держателя 3 повышается.
Далее будет описана установка теплового выключателя 1 на конце 11 обмотки со ссылками на фиг.6 и 7. Во-первых, тепловой выключатель 1 размещается на конце 11 обмотки мотора 10 так, что установочная поверхность 3L основания 3А примыкает к верхней стороне конца 11 обмотки. В это время выступ 3K вводится в пространство между витками конца 11 обмотки, посредством чего тепловой выключатель 1 временно крепится к концу 11 обмотки.
Тепловой выключатель 1, временно прикрепленный к концу 11 обмотки, затем крепится крепежной нитью 12, изготовленной из полиэстера или подобного материала. В это время крепежная нить 12, помещенная на тепловом выключателе 1, предохраняется от отсоединения от держателя 3 зацепляющимися частями 3D и 3G. Когда тепловой выключатель 1 таким образом крепится к концу 11 обмотки, основание 3А расположено между корпусом 2 выключателя и концом 11 обмотки. Кроме того, основание 3А имеет такой размер, что корпус 2 выключателя, расположенный на верхней стороне основания 3А, защищен от прохождения за конец 11 обмотки и таким образом корпус 2 выключателя защищен от излучающего тепла конца 11 обмотки. Следовательно, может быть предотвращено непосредственное попадание на корпус 2 выключателя проводящего тепла и излучающего тепла от конца обмотки.
Более того, основание 3А имеет форму плоской пластины и участок основания 3А, покрывающий корпус 2 выключателя, уменьшается, как это только возможно. Следовательно, теплообмен между корпусом 2 выключателя и хладагентом может легко происходить, в то время как корпус 2 выключателя защищен от излучающего тепла конца 11 обмотки.
Кроме того, сквозное отверстие 3Е выполнено как можно большим, так чтобы корпус 2 выключателя легко контактировал с хладагентом. Далее выступающие полосы 3J размещены на верхней стороне установочного участка 3М так, что пространство, через которое проходит хладагент, определяется между контейнером 4 и основанием 3А. Соответственно, так как эффективный теплообмен достигается между контейнером 4 и хладагентом, тепловой выключатель 1 может быстро реагировать на перемены в температуре хладагента.
Более того, так как толщина держателя 3 увеличивается, и образуется пространство между концом 11 обмотки и основанием 3А, тепло от конца 11 обмотки меньше передается через основание 3А к корпусу 2 выключателя. Соответственно корпус 2 выключателя может быть защищен от чрезмерного реагирования на временные и внезапные повышения температуры из-за короткопериодических перегрузочных состояний, не требующих выработки тепла и защиты конца 11 обмотки в ходе нормальной работы, например.
Дополнительно основание 3А выполнено так, чтобы соответствовать плоской форме конца 11 обмотки, и тепловой выключатель 1 сконструирован так, чтобы не выступать за основание 3А. Следовательно, тепловой выключатель 1 может быть защищен от прохождения за конец 11 обмотки и от пересечения с герметичным корпусом компрессора.
На фиг.8 показано второе воплощение изобретения. Далее будет описана только разница между первым и вторым воплощениями. Во втором воплощении идентичные или похожие элементы будут обозначены такими же ссылочными номерами, как и в первом воплощении. Тепловой выключатель 21 второго воплощения снабжен двумя сквозными отверстиями 23Е, образованными в удерживающем участке 3В держателя 3. Сквозные отверстия 23Е соответствуют расположению двух выводов 5.
Таким образом, так как выполнены два сквозных отверстия средний участок 23Н, расположенный между сквозными отверстиями 23Е, окружен выводами 5, контейнером 4 и токопроводящим проводом 7. Соответственно корпус 2 выключателя может быть надежно расположен на держателе 3 таким же способом, как он удерживается в первом воплощении.
Кроме того, в данном воплощении разделители 23L, служащие как подъемники, размещены на установочной поверхности 3L основания 3С. Разделители 23L размещены на нижних участках зацепляющихся участков 3D и 3G посредством силы, прикладываемой к тепловому выключателю 21, когда крепежная нить помещается на тепловой выключатель 21, так что последний фиксируется. Пространство, через которое может проходить хладагент, определяется между концом 11 обмотки и основанием 3А, после того, как тепловой выключатель 1 будет расположен на конце 11 обмотки при помощи разделителей 23L. Соответственно так как область контакта основания 3А с концом 11 обмотки уменьшается, можно также предотвратить переход тепла от конца 11 обмотки по основанию 3А к корпусу 2 выключателя.
Настоящее изобретение не должно ограничиваться вышеупомянутыми воплощениями, оно может быть модифицировано, как указано ниже. Основание 3А может иметь толщину не меньше 1 мм. Следовательно, может быть достигнута достаточная сила и теплоизоляция.
Для того чтобы предотвратить отсоединение крепежной нити 12 от держателя 3, верхние стороны удерживающего участка 3В и фиксирующего участка 3С могут быть рифлеными вместо обеспечения зацепляющихся частей 3D и 3G.
Количество выводов не может быть ограничено двумя, их может быть три и более. Кроме того, металлический контейнер может сам работать как вывод.
Как описано выше, тепловой выключатель согласно настоящему изобретению применяется как устройство, которое размещается на конце обмотки электромотора, являющегося частью герметичного компрессора с моторным приводом, и которое защищает мотор от перегрева и перегорания, и, в частности, подходит для использования в компрессоре, в котором обмотка мотора имеет небольшую разницу температур между нормальным состоянием и аномальным состоянием.
1. Тепловой выключатель, размещенный на конце обмотки мотора герметичного компрессора с моторным приводом, содержащий корпус выключателя, включающий герметичный металлический контейнер и контактный механизм, размещенный в контейнере, и электропроводящий вывод, который герметично проходит через герметичный контейнер и к которому подключается токопроводящий провод, и держатель, включающий основание, имеющее установочную поверхность для конца обмотки и удерживающий участок, размещенный на поверхности основания, противоположной установочной поверхности, для удержания корпуса выключателя, причем основание имеет размер, позволяющий предотвратить поступление излучающего тепла от конца обмотки непосредственно к корпусу выключателя, при этом удерживающий участок включает стенку, по существу, перпендикулярную основанию, в которой выполнено сквозное отверстие, через которое проходит электропроводящий вывод, к которому подключается токопроводящий провод, обеспечивающий удержание корпуса выключателя на держателе, установочная поверхность примыкает к верхней стороне конца обмотки для крепления теплового выключателя к концу обмотки посредством крепежной нити, и токопроводящий провод, присоединенный к электропроводящему выводу, который вставляется через сквозное отверстие так, что держатель удерживается между герметичным контейнером и токопроводящим проводом.
2. Тепловой выключатель по п.1, в котором держатель включает выступ, размещенный на периферическом конце сквозного отверстия, входящий в это сквозное отверстие, при этом выступ удерживается между герметичным контейнером и токопроводящим проводом.
3. Тепловой выключатель по п.2, в котором корпус выключателя снабжен по меньшей мере двумя выводами и выступом, расположенным между выводами.
4. Тепловой выключатель по п.1, в котором корпус выключателя снабжен множеством выводов, а держатель имеет множество сквозных отверстий, соответствующих выводам соответственно, при этом токопроводящие провода присоединяются к выводам, вставленным через сквозные отверстия соответственно таким образом, что держатель удерживается между герметичным контейнером и токопроводящими проводами.
5. Тепловой выключатель по п.1, в котором установочная поверхность основания снабжена подъемником, определяющим пространство между установочной поверхностью и концом обмотки так, что хладагент проходит по этому пространству, когда держатель прикреплен к концу обмотки.
6. Тепловой выключатель по п.1, в котором основание имеет плоскую форму.
