旋转电机及具备该旋转电机的半密闭型螺杆压缩机的制作方法

本发明涉及旋转电机及具备该旋转电机的半密闭型螺杆压缩机。

背景技术：

专利文献1所公开的旋转电机的固定件具有允许绕组的热膨胀且用于抑制由电磁力产生的绕组端的变形的绕组端支承装置。

专利文献1：日本特开昭48-57101号公报。

专利文献1的绕组端支承装置具备固定绕组端来抑制电磁力引起的变形的支承环、固定于固定件的支承臂，以允许绕组的热膨胀引起的位移的方式将支承环与支承臂连结的机构，构造复杂。

此外，专利文献1的绕组端支承装置未考虑在氨气氛围那样的腐蚀性气体氛围的使用。一般地，将清漆、环氧树脂等涂敷于绕组端来加固，由此能够抑制由电磁力引起的绕组端的变形。但是，例如，氨气氛围中清漆、环氧树脂等会腐蚀而不能采用该手法。

技术实现要素：

本发明的目的在于，在腐蚀性气体氛围中，通过简易的构造，允许固定件的绕组的热膨胀，并且抑制由绕组端的电磁力引起的变形。

本发明的第1方案是一种旋转电机，其具备配置于腐蚀性气体氛围的固定件和旋转件，前述固定件具备固定件铁芯、多个绕组、第1支承部件、第1捆束部件，前述多个绕组由缠绕于前述固定件铁芯的多个导线构成，分别具备容纳于前述固定件铁芯的绕组边和配置于前述固定件铁芯的端部的外侧的绕组端，前述第1支承部件相对于前述腐蚀性气体具有耐蚀性，配置于前述绕组端的外侧，前述第1捆束部件相对于前述腐蚀性气体具有耐蚀性，将前述绕组端相对于前述第1支承部件捆束来固定，前述第1支承部件不被固定于前述绕组端以外的元件。

绕组端被第1捆束部件相对于第1支承部件固定，由此，由电磁力引起的绕组端的变形被抑制或防止。第1支承部件未与绕组端以外的元件连结，所以允许绕组的热膨胀。借助将绕组端用第1捆束部件捆束于第1支承部件来固定的这样的简易的结构，允许固定件的绕组的热膨胀，能够抑制绕组端的由电磁力引起的变形。第1支承部件和第2捆束部件均相对于腐蚀性气体具有耐蚀性，所以不会由于第1支承部件或第2捆束部件腐蚀而影响绕组端的由电磁力引起变形的抑制。

前述腐蚀性气体例如是氨气。前述导线也可以具备由铝或铝合金构成的芯线、覆盖前述芯线的特氟隆制的外包装。

前述第1支承部件例如是环状部件或圆弧状部件。

前述第1捆束部件也可以是具有可挠性的长条部件。该情况下，前述绕组端被前述第1捆束部件相对于前述第1支承部件绑住。

还具备在前述绕组端的与前述绕组边相邻的部分将前述多个导线互相捆束的捆束元件。

通过该结构，能够在不影响允许绕组的热膨胀的情况下，更切实地抑制绕组端的由电磁力引起的变形。

具体地，前述捆束元件也可以具备将前述多个导线的外侧包围的套环部件、将前述套环部件与前述多个绕组一同紧固的紧固部件。

旋转电机还可以具备相对于前述腐蚀性气体具有耐蚀性而配置于前述绕组端的外侧的第2支承部件、相对于前述腐蚀性气体具有耐蚀性而将前述绕组端捆束于前述第2支承部件来固定的第2捆束部件。该情况下，前述第2支承部件不被固定于前述绕组端以外的元件。

旋转电机还可以具备相对于前述腐蚀性气体具有耐蚀性而配置于前述绕组端的端部的内侧的第3支承部件、相对于前述腐蚀性气体具有耐蚀性而将前述绕组端相对于前述第3支承部件捆束来固定的第3捆束部件。该情况下，前述第3支承部件未被固定于前述绕组端以外的元件。

本发明的第2方案是提供一种半密闭型螺杆压缩机，其具备第1方案的旋转电机、压缩前述腐蚀性气体的螺杆压缩机主体，前述旋转电机是驱动前述螺杆压缩机主体的电动机，容纳前述固定件及前述旋转件的前述电动机的壳、前述螺杆压缩机主体的壳在内部空间互相连通的状态下被连接。

发明效果

根据本发明的旋转电机及具备该旋转电机的半密闭型螺杆压缩机，在腐蚀性气体氛围中，能够以简单的构造允许固定件的绕组的热膨胀，并且抑制绕组端的由电磁力引起的变形。

附图说明

图1是具备本发明的第1实施方式的电动机的压缩机的剖视图。

图2是从图1的箭头a的方向观察固定件的图。

图3是固定件的侧视图。

图4是表示绕组端及环状部件的局部剖面放大图。

图5是导线的剖视图。

图6是环状部件的剖视图。

图7是绕组边从固定件的端部突出的部分的剖视图。

图8是表示环部件的替代方案的局部放大剖视图。

图9是本发明的第2实施方式的电动机的固定件的侧视图。

图10是本发明的第3实施方式的电动机的固定件的与图2相同的图。

具体实施方式

(第1实施方式)

图1所示的压缩机1是半密闭型螺杆压缩机，具备压缩机主体2(螺杆压缩机主体)、本发明的第1实施方式的电动机3。压缩机主体2具备第1级压缩机主体4、第2级压缩机主体5。本实施方式的压缩机主体2将作为腐蚀性气体的一种的氨气压缩。

在压缩机主体2的壳6的图1中，在右侧连接有电动机3的壳7，在这些壳6、7的端部之间划定相对于外部密闭的连接空间8。

压缩机主体2的壳6具备第1级压缩机主体4的螺杆转子对11被能够旋转地容纳的转子室12、容纳有配置于该转子室12的下方的第2级压缩机主体5的螺杆转子对13的转子室14。构成各螺杆转子对11、13的螺杆转子的转子轴16、17借助保持于壳6的轴承18a、18b、19a、19b，被以沿水平方向延伸的姿势旋转自如地支承。在位于转子轴16、17的连接空间8的端部固定有从动齿轮21、22。

在壳6的图1中，在左上部设置有第1级压缩机主体4的吸入口23。第1级压缩机主体4的排出口24向连接空间8开口。第2级压缩机主体5的吸入口25也向连接空间8开口。即，第1级压缩机主体4的排出口24和第2级压缩机1的吸入口25经由连接空间8流体地连通。在壳6的图1中，在左下部设置有第2级压缩机主体5的排出口26。

电动机3具备输出轴31、固定于输出轴31的旋转件32、固定于壳7的固定件33。固定件33是大致筒状，被相对于旋转件32的外周面隔开间隔地配置。固定件33和旋转件32被容纳于壳7的内部空间34。输出轴31借助保持于壳7的轴承35a、35b，以沿水平方向延伸的姿势被旋转自如地支承。输出轴31大部分容纳于壳7的内部空间34内，但在图中左侧的端部向连接空间8内突出。在输出轴31的向连接空间8内突出的端部固定有驱动齿轮36。驱动齿轮36与第1压缩机主体2的从动齿轮21、第2压缩机主体2的从动齿轮22啮合。

电动机3的输出轴31的旋转经由驱动齿轮36和从动齿轮21、22向第1级及第2级压缩机主体4、5的螺杆转子对11、12传递。通过螺杆转子对11、12的旋转，从第1级压缩机主体4的吸入口23吸入的氨气被压缩，被从第2级压缩机主体5的排出口26排出。具体地，从第1级压缩机主体4的吸入口23吸入的氨气被螺杆转子对11压缩，被从第1级压缩机主体4的排出口24向连接空间8排出。被向连接空间8排出的氨气被从第2压缩机主体2的吸入口25吸入，被螺杆转子对13压缩，被从排出口26排出。连接空间8和电动机3的壳7的内部空间34经由在壳7的图1中设置于右侧的端部的连通孔7a流体连通。因此，压缩机主体2的动作中，不仅转子室12、14及连接空间8，内部空间34也充满氨气。即，如前所述，容纳于内部空间34的固定件33和旋转件32处于氨气氛围(腐蚀性气体氛围)。换言之，电动机3的壳7和压缩机主体2的壳6被连接，由此，壳7的内部空间34和作为壳6的内部空间的转子室12、14互相连通。并且，借助互相连通的内部空间34和转子室12、14形成半密闭状态的腐蚀性气体氛围。

若除了图1还一并参照图2至图4，则固定件33具备由被层叠的电磁钢板构成的固定件铁芯41、多个绕组(线圈)42。固定件铁芯41的内侧形成有多个狭槽41a。各个绕组42通过将导线43卷绕于固定件铁芯41的狭槽41a来构成。即，各个绕组42由多个导线43构成。各个绕组42具备容纳于狭槽41a的绕组边(线圈边)42a、配置于固定件铁芯41的端部的外侧的绕组端(线圈端)42b。绕组端42b沿输出轴31的周向弯曲，相邻的绕组端42b以周向上互相重合的方式相邻。

若一并参照图5，则本实施方式的导线43具备由铝或铝合金构成的芯线43a、覆盖芯线43a的特氟隆(ptfe)制的外包装43b。如前所述，配置有固定件33的内部空间34处于氨气氛围，所以通过借助特氟隆制的外包装43b进行覆盖来保护以使得芯线43a不会腐蚀。

电动机3的工作中作用于绕组端42b的电磁力欲使绕组端42b沿图1中箭头b所示的方向(输出轴31的径向)变形。若由于该电磁力的变形的结果，绕组端42b与壳7或者旋转件32接触，则会成为导线43的烧坏等原因。另一方面，电动机3的工作中，绕组42、特别是绕组边42a的导线43热膨胀，由于该热膨胀而绕组端42b在图1中沿箭头c所示的方向(输出轴31的长边方向)位移。在本实施方式中，允许绕组42的热膨胀，且为了抑制或防止由电磁力引起的绕组端42b的变形，相对于配置于多个绕组端42b的外侧的环状部件44(第1支承部件)，将各个绕组端42b固定。

若一并参照图6，则本实施方式的环状部件44具备作为一体构造的刚体的主体44a、缠绕于主体44a而覆盖主体44a的外周面的绝缘带44b。主体44a由作为非磁性体的材料构成，需要具有能够约束由电磁力引起的绕组端42b的变形的程度的强度。此外，主体44a需要具有相对于氨气的耐腐蚀性。本实施方式的环状部件44的主体44a使用为了得到耐腐蚀性而用由特氟隆(ptfe)覆盖的绝缘带44覆盖用非磁性的塑料、非磁性的不锈钢、或非磁性的塑料带将整体覆盖的由金属材料构成的环的部件。非磁性的塑料带也可以用由特氟隆(ptfe)构成的绝缘带44代替使用。绝缘带44b不仅具有绝缘性，还具有相对于氨气的耐腐蚀性。

如图4最清楚地表示，在本实施方式中，借助具有可挠性的长条部件即捆束带45(第1捆束部件)，各个绕组端42b被相对于环状部件44绑住，由此，各个绕组端42b被相对于环状部件44固定。捆束带45由氟树脂(例如ptfe)构成，具有能够在抵抗电磁力而将绕组端42b固定于环状部件44的状态下维持的强度，并且具有相对于氨气的耐腐蚀性。

环状部件44借助捆束带45被相对于绕组端42b固定，除此以外，相对于构成电动机3的任何元件(例如固定件铁芯41)都不被固定。此外，基于捆束带45的绕组端42b和环状部件44的固定方法(即捆束带45的卷绕方式)不限于图4所示的方式。

如图4最清楚地表示，在各个绕组42中，在绕组端42b与绕组边42a相邻的部分，构成绕组42的导线43被捆束件(捆束元件)47从外侧紧固。由此，能够提高与绕组边42a相邻的部分的绕组端42b的绕组42的刚性。本实施方式的捆束件47具备覆盖多个导线43的外侧的短圆筒状的套环部件48、经由套环部件48将多个导线43从外侧紧固的扎带49(紧固部件)。在套环部件48设置有用于相对于导线43的束向外侧嵌入的狭缝48a。套环部件48和扎带49均有氟树脂(例如ptfe)构成，具有相对于氨气的耐腐蚀性。

绕组端42b被捆束带45相对于环状部件44固定，由此，由电磁力引起的绕组端42b的变形(参照图1的箭头b)被抑制或防止。此外，环状部件44不与绕组端42b以外的元件连结，所以允许绕组42的热膨胀(参照图1的箭头c)。即，借助用捆束带45将绕组端42b相对于环状部件绑住来固定的这样的简易地结构，允许固定件33的绕组42的热膨胀，并且能够抑制由绕组端42b的电磁力引起的变形。

此外，借助捆束件47，将绕组端42b的与绕组边42a相邻的部分从外侧紧固，所以能够在不影响允许绕组42的热膨胀的情况下，更有效地抑制或防止由电磁力引起的绕组端42b的变形。

进而，环状部件44、捆束带45、套环部件48及扎带49均相对于氨气具有耐蚀性，所以不会由于它们的某个腐蚀而影响绕组端42b的电磁力的变形抑制。

图8所示的替代方案的环状部件44是具有相对于氨气的耐腐蚀性的树脂制的，具备两个半圆状的零件，即具备半割部50a、50b。这些半割部50a、50b的两端通过将设置于一方的例如箭头状的卡合部50a与设置于另一方的卡合孔50b卡合来互相连结。环状部件也可以是在一处被分割的一个元件且是在被分割的一处被连结的元件。此外，环状部件也可以是将三个以上的元件连结的部件。

关于绕组端42b相对于环状部件44的固定，也可以取代捆束带45而采用具有可挠性且具有相对于氨气的耐腐蚀性的绳。

(第2实施方式)

在图9所示的本发明的第2实施方式的电动机3中，与第1实施方式相同地，在多个绕组端42b的外侧配置环状部件44，各个绕组端42b被捆束带45相对于环状部件44绑住而被固定。此外，在多个绕组端42b的外侧，在比环状部件44距固定件铁芯41近的位置，配置有另外的环状部件52(第2支承部件)。各个绕组端42b也借助捆束带53(第2捆束部件)相对于环状部件52固定。环状部件45不连结于绕组端42b以外的元件。环状部件52及捆束带53的材质和构造与环状部件44及捆束带45分别相同。此外，也能够将图8所示的构造相对于环状部件52应用。

相对于配置于多个绕组端42b的外侧的两个环状部件44、52固定有各个绕组端42b，所以允许绕组42的热膨胀，并且能够更有效地抑制绕组端42b的由电磁力引起的变形。

也可以是，在多个绕组端42b的外侧配置3个以上的环状部件，将各个绕组端42b相对于这些环状部件用捆束带固定。

(第3实施方式)

在图10所示的本发明的第2实施方式的电动机3中，与第1实施方式相同地，在多个绕组端42b的外侧配置环状部件44，各个绕组端42b借助捆束带45被与环状部件44绑住而固定。此外，在多个绕组端42b的内侧配置于另外的环状部件54(第3支承部件)。各个绕组端42b借助捆束带55(第3捆束部件)也相对于环状部件54固定。环状部件54不与绕组端42b以外的元件连结。环状部件54及捆束带55的材质和构造与环状部件44及捆束带45分别相同。此外，也能够将图8所示的构造相对于环状部件54应用。

相对于分别配置于多个绕组端42b的外侧和内侧的两个环状部件44、54固定有各个绕组端42b，所以允许绕组42的热膨胀，并且更有效地抑制绕组端42b的由电磁力引起的变形。

也可以在多个绕组端42b的外侧配置两个以上的环状部件，将各个绕组端42b相对于各个的环状部件用捆束带固定。此外，也可以在多个绕组端42b的外侧除了环状部件44以外配置一个或多个环状部件，用捆束带将各个绕组端42b固定。

本发明不限于第1实施方式那样的上下配置的2级型螺杆压缩机的电动机，能够应用于用来驱动串联式的2级型螺杆压缩机、包括单级型的螺杆压缩机的其他种类的压缩机的电动机。此外，本发明也能够应用于压缩机的电动机以外的旋转电机。例如，本发明也能够应用于被螺杆膨胀机那样的膨胀机驱动的发电机。

此外，作为本发明的支承部件，在将沿周向相连的绕组端的特定的一部分的变形抑制的情况下，也可以使用不仅包括环状部件还包括特定的一部分的长度的圆弧状部件。进而，在上述本发明的实施方式中，作为支承部件、捆束部件、捆束元件、套环部件及紧固部件表示了由氟树脂(例如ptfe)构成的，但材料不限于此，至少是表面相对于氨气具有耐蚀性的材料即可。

附图标记说明

1压缩机

2压缩机主体

3电动机

4第1级压缩机主体

5第2级压缩机主体

6、7壳

7a连通孔

8连接空间

11螺杆转子对

12转子室

13螺杆转子对

14转子室

16、17转子轴

18a，18b，19a，19b轴承

21、22从动齿轮

23、25吸入口

24、26排出口

31输出轴

32旋转件

33固定件

34内部空间

35a、35b轴承

36驱动齿轮

41固定件铁芯

41a狭槽

42绕组

42a绕组边

42b绕组端

43导线

43a芯线

43b外包装

44环状部件(第1支承部件)

44a主体

44b绝缘带

45捆束带(第1捆束部件)

47捆束件(捆束元件)

48套环部件

48a狭缝

49扎带(紧固部件)

50a、50b半割部

52环状部件(第2支承部件)

53捆束带(第2捆束部件)

54环状部件(第3支承部件)

55捆束带(第3捆束部件)。