容积型压缩机 |
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| 申请号 | CN201180038867.0 | 申请日 | 2011-09-29 | 公开(公告)号 | CN103069170A | 公开(公告)日 | 2013-04-24 |
| 申请人 | 松下电器产业株式会社; | 发明人 | 长谷川宽; 冈市敦雄; 尾形雄司; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种回转式 压缩机 (100)，其具备压缩机构(3)、 马 达(2)、吸入路径(14)、返回路径(16)、可变容积机构(30)、逆变器(42)及控制部(44)。返回路径(16)负担着使 工作 流体 从工作室(25)向吸入路径(14)返回的作用。可变容积机构(30)设置在返回路径(16)上，在需要使压缩机构(3)的吸入容积相对地小时，允许工作流体从工作室(25)通过返回路径(16)向吸入路径(14)返回，在需要使吸入容积相对地大时，禁止工作流体从工作室(25)通过返回路径(16)向吸入路径(14)返回。以将吸入容积的减少通过马达(2)的转速的增加来补偿的方式控制可变容积机构(30)及逆变器(42)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种容积型压缩机，具备： |
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| 说明书全文 | 容积型压缩机技术领域[0001] 本发明涉及容积型压缩机。 背景技术[0002] 压缩机的马达通常由逆变器和微型计算机控制。若降低马达的转速，则能够将使用了压缩机的制冷循环装置在比额定充分低的能力下运转。专利文献1还提供了用于将制冷循环装置在无法通过逆变器控制来实现这样低的能力下运转的一个技术。 [0003] 图19是专利文献1所记载的空气调节装置的结构图。通过压缩机915、四通阀917、室内侧换热器918、减压装置919及室外侧换热器920来构成制冷循环。在压缩机915的工作缸上设有从压缩行程的开始至中途开口的中间喷出口。中间喷出口通过旁通路923而与压缩机915的吸入路连接。在旁通路923上设有流量控制装置921及电磁开闭阀922。 仅在低的设定频率的运转时打开电磁开闭阀922。由此，能够实现更低的能力下的运转。 [0004] 【在先技术文献】 [0005] 【专利文献】 [0006] 专利文献1：日本特开昭61-184365号公报 发明内容[0007] 【发明要解决的课题】 [0008] 然而，用于提高制冷循环装置的效率的捷径是提高压缩机的效率。压缩机的效率较大程度上取决于所使用的马达的效率。多数马达设计成在额定转速(例如60Hz)附近的转速下能够发挥最高的效率。因此，在极端低的转速下驱动马达的话，无法期待压缩机的效率的提高。 [0009] 鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种在需要低的能力时(在负载小时)也能够发挥高效率的容积型压缩机。 [0010] 【用于解决课题的手段】 [0011] 即，本发明提供一种容积型压缩机，具备： [0012] 压缩机构，其具有工作室； [0013] 马达，其使所述压缩机构工作； [0015] 返回路径，其使工作流体从所述工作室向所述吸入路径返回； [0016] 可变容积机构，其设置在所述返回路径上，在需要使所述压缩机构的吸入容积相对地小时，允许工作流体从所述工作室通过所述返回路径向所述吸入路径返回，在需要使所述吸入容积相对地大时，禁止工作流体从所述工作室通过所述返回路径向所述吸入路径返回； [0017] 逆变器，其对所述马达进行驱动； [0018] 控制部，其以将所述吸入容积的减少通过所述马达的转速的增加来补偿的方式控制所述可变容积机构及所述逆变器。 [0019] 【发明效果】 [0020] 根据本发明，通过使用返回路径来使工作流体从工作室向吸入路径返回，由此能够使容积型压缩机以相对小的吸入容积进行运转。另一方面，若禁止工作流体从工作室向吸入路径返回，则能够使容积型压缩机以相对大的吸入容积、即通常的吸入容积进行运转。进而，根据本发明，以将吸入容积的减少通过马达的转速的增加来补偿的方式控制可变容积机构及逆变器。即，取代对马达以低的转速进行驱动，而减少吸入容积。因而，能够提供即使在负载小时也可发挥高的效率的容积型压缩机。 附图说明 [0021] 图1是本发明的第一实施方式涉及的回转式压缩机的纵剖视图。 [0022] 图2是图1所示的回转式压缩机的沿着II-II线的横剖视图。 [0023] 图3是图1所示的回转式压缩机的动作原理图。 [0025] 图4B是表示轴的旋转角度与压缩-喷出室的容积的关系的图表。 [0026] 图5A是可变容积机构(开闭阀)及逆变器的控制流程图。 [0027] 图5B是可变容积机构(开闭阀)及逆变器的另一控制流程图。 [0028] 图6是表示回转式压缩机的能力、压缩机构的吸入容积、开闭阀的状态及马达的转速的关系的图表。 [0029] 图7是表示回转式压缩机的能力与回转式压缩机的效率的关系的图表。 [0030] 图8A是表示轴的旋转角度与吸入路径中的制冷剂的流速的关系的图表。 [0031] 图8B是表示轴的旋转角度与返回路径中的制冷剂的流速的关系的图表。 [0032] 图8C是表示轴的旋转角度与蓄液器的导入管中的制冷剂的流速的关系的图表。 [0033] 图9是第二实施方式涉及的回转式压缩机的纵剖视图。 [0034] 图10是图9所示的回转式压缩机的沿着X-X线的横剖视图。 [0036] 图12是第三实施方式涉及的回转式压缩机的纵剖视图。 [0037] 图13是第四实施方式涉及的回转式压缩机的纵剖视图。 [0038] 图14是第五实施方式涉及的回转式压缩机的纵剖视图。 [0039] 图15A是图14所示的回转式压缩机的低容积模式下的局部放大剖视图。 [0040] 图15B是图14所示的回转式压缩机的高容积模式下的局部放大剖视图。 [0041] 图16是第六实施方式涉及的涡旋式压缩机的纵剖视图。 [0042] 图17是第七实施方式涉及的涡旋式压缩机的纵剖视图。 [0043] 图18是使用了本实施方式的回转式压缩机的制冷循环装置的结构图。 [0044] 图19是现有的空气调节装置的结构图。 具体实施方式[0045] 以下，参照附图，对本发明的几个实施方式进行说明。需要说明的是，本发明并不限定于以下的实施方式。容积型压缩机的型式并不限定于此。作为容积型压缩机，可以举出例如回转式压缩机、涡旋式压缩机、往复移动式压缩机、螺旋式压缩机及斜盘式压缩机。在本说明书中，对回转式压缩机及涡旋式压缩机的实施方式进行说明。 [0046] (第一实施方式) [0047] 如图1所示，本实施方式的回转式压缩机100具备压缩机主体40、蓄液器12、喷出路径11、吸入路径14、返回路径16、可变容积机构30、逆变器42及控制部44。 [0048] 压缩机主体40具备密闭容器1、马达2、回转式压缩机构3及轴4。压缩机构3配置在密闭容器1内的下方。马达2在密闭容器1内配置在压缩机构3的上方。通过轴4将压缩机构3与马达2连结。在密闭容器1的上部设有用于向马达2供给电力的端子21。在密闭容器1的底部形成有用于保持润滑油的储油部22。压缩机主体40具有所谓的密闭型压缩机的结构。 [0049] 喷出路径11、吸入路径14及返回路径16分别由制冷剂管构成。喷出路径11贯通密闭容器1的上部，并且在密闭容器1的内部开口。喷出路径11担负着将被压缩了的工作流体(典型为制冷剂)向压缩机主体40的外部引导的作用。吸入路径14具有与压缩机构3连接的一端和与蓄液器12连接的另一端，贯通密闭容器1的筒部。吸入路径14担负着将需要压缩的制冷剂从蓄液器12向压缩机构3的工作室25引导的作用。返回路径16具有在与吸入路径14不同的位置处与压缩机构3连接的一端和与蓄液器12连接的另一端，贯通密闭容器1的筒部。返回路径16担负着使暂时被吸入到压缩机构3的工作室25中的制冷剂在压缩前返回到吸入路径14的作用。 [0050] 压缩机构3为容积型的流体机构，在马达2的作用下运动来对制冷剂进行压缩。如图1及图2所示，压缩机构3由工作缸5、活塞8、叶片9、弹簧10、上轴承6及下轴承7构成。与轴4的偏心部4a嵌合的活塞8以在自身的外周面与工作缸5的内周面之间形成工作室 25的方式配置在工作缸5的内部。在工作缸5上形成有叶片槽24。在叶片槽24中收纳有具有与活塞8的外周面相接的前端的叶片9。弹簧10以将叶片9朝向活塞8按压的方式配置在叶片槽24中。上轴承6及下轴承7以封闭工作缸5的方式分别设置在工作缸5的上侧及下侧。工作缸5与活塞8之间的工作室25由叶片9分隔，由此，形成吸入室25a及压缩-喷出室25b。需要压缩的制冷剂通过吸入路径14及吸入口27而被向工作室25(吸入室25a)引导。在上轴承6形成有喷出口29，以将压缩后的制冷剂从工作室25(压缩-喷出室25b)向密闭容器1的内部空间28引导。在喷出口29上设有未图示的喷出阀。需要说明的是，叶片9可以与活塞8一体化。即，活塞8及叶片9可以由所谓的摆式活塞构成。 [0051] 马达2由定子17及转子18构成。定子17固定在密闭容器1的内周面上。转子18固定在轴4上，且与轴4一起旋转。通过马达2使活塞8在工作缸5的内部运动。作为马达2，可以使用IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Mortar)及SPMSM(Surface Permanent Magnet Synchronous Mortar)等可变更转速的马达。 [0052] 控制部44对逆变器42进行控制来调节马达2的转速、即回转式压缩机100的转速。作为控制部44，可以使用包括A/D转换电路、输入输出电路、运算电路、存储装置等的DSP(Digital Signal Processor)。 [0053] 蓄液器12由蓄积容器12a及导入管12b构成。蓄积容器12a具有能够保持液体制冷剂及气体制冷剂的内部空间。导入管12b贯通蓄积容器12a的上部，且朝向蓄积容器12a的内部空间开口。以贯通蓄积容器12a的底部的方式将吸入路径14及返回路径16分别与蓄液器12连接。吸入路径14及返回路径16从蓄积容器12a的底部向上方延伸，在一定的高度处朝向蓄积容器12a的内部空间开口。即，返回路径16经由蓄液器12的内部空间而与吸入路径14连接。需要说明的是，为了可靠地防止液体制冷剂直接从导入管12b进入到吸入路径14这样的情况，可以在蓄积容器12a的内部设置挡板等其它构件。 [0054] 可变容积机构30设置在返回路径16上。在本实施方式中，可变容积机构30由开闭阀32及止回阀35构成。即，在本实施方式中，可变容积机构30不具有对制冷剂进行减压的能力。另外，吸入到吸入室25a中的制冷剂实际上没有在压缩-喷出室25b中被压缩，而是通过返回路径16返回到吸入路径14中。因而，压力损失引起的效率的降低极小。然而，只要在对回转式压缩机100的效率不带来大的影响的范围内，则可变容积机构30也可以具有对制冷剂进行减压的能力。基于同样的理由，在压缩-喷出室25b中被压缩了的制冷剂也可以通过返回路径16返回到吸入路径14中。 [0055] 开闭阀32在压缩机主体40的外部设置在返回路径16上。另一方面，止回阀35设置在压缩机主体40的内部。如图1及图2所示，返回路径16包括形成在压缩机构3的内部(详细而言为工作缸5的内部)的上游部分16h、将工作室25与上游部分16h连通的返回口16p。止回阀35设置在上游部分16h。通过止回阀35来阻止制冷剂从返回路径16向工作室25的流动。根据止回阀35，无需依赖电控制，能够通过比较简单的结构来阻止制冷剂从返回路径16向工作室25的流动。 [0056] 如图2所示，止回阀35由阀体36、引导件37及弹簧38构成。阀体36由具有两个面的薄金属板形成，以能够在关闭返回口16p的第一位置与打开返回口16p的第二位置之间往复的方式配置在引导件37的内侧。阀体36的一个面朝向返回口16p，另一个面朝向弹簧38。弹簧38将阀体36朝向返回口16p按压。在阀体36与引导件37之间形成有适当宽度的间隙。在阀体36从返回口16p离开时，换言之，在阀体36占有第二位置时，工作室25与返回路径16的上游部分16h连通。在阀体36与返回口16p相接时，换言之，在阀体36占有第一位置时，工作室25与返回路径16的上游部分16h隔开。 [0057] 可变容积机构30担负着变更回转式压缩机100的吸入容积(封入容积)的作用。在需要使回转式压缩机100的吸入容积相对地小时，允许压缩前的制冷剂从工作室25(详细而言为压缩-喷出室25b)通过返回路径16返回到吸入路径14中。具体而言，打开开闭阀32。另一方面，在需要使吸入容积相对地大时，禁止压缩前的制冷剂从工作室25通过返回路径16返回到吸入路径14中。具体而言，关闭开闭阀32。在打开开闭阀32时，回转式压缩机100以低容积模式运转。在关闭开闭阀32时，回转式压缩机100以高容积模式运转。 [0058] 在控制可变容积机构30而将回转式压缩机100的运转模式从高容积模式向低容积模式切换时，以通过马达2的转速的增加来补偿吸入容积的减少的方式控制逆变器42。由此，即使在需要低的能力时(负载小时)，也可以不极端地降低马达2的转速。即，即使在需要低的能力时，也能够以可发挥高的效率的转速驱动马达2。因而，回转式压缩机100的效也提高。 [0059] 如图2所示，返回路径16的上游部分16h及返回口16p形成在以轴4的旋转角度计为180度的位置处。在本说明书中，将叶片9及叶片槽24的位置定义为沿着轴4的旋转方向的“0度”的基准位置。换言之，将叶片9被活塞8最大限度地压入叶片槽24这一瞬间的轴4的旋转角度定义为“0度”。 [0060] 在高容积模式下，对封入到压缩-喷出室25b中的制冷剂进行压缩的行程(压缩行程)从0度的旋转角度开始。另一方面，在低容积模式下，将封入到压缩-喷出室25b中的制冷剂从返回口16p喷出的行程在0～180度的期间进行，对封入到压缩-喷出室25b中的制冷剂进行压缩的压缩行程从180度的旋转角度开始。因而，将高容积模式下的吸入容积设为V时，低容积模式下的吸入容积为V/2。当然，可以根据需要变化的吸入容积的比率来适当变更返回口16p等的位置。例如，在返回口16p形成于90度的位置处时，低容积1/2 模式下的吸入容积为{1+(1/2) }V/2。 [0061] 接着，参照图3，对压缩机构3的动作进行说明。 [0062] 图3示出轴4及活塞8逆时针旋转的情况。伴随着轴4的旋转，吸入室25a的容积增加。如图3的左上图所示，在轴4旋转一周时，吸入室25a的容积成为最大。之后，吸入室25a向压缩-喷出室25b变化。伴随着轴4的旋转，压缩-喷出室25b的容积减少。如图4A及图4B所示，在吸入室25a的容积沿着点A、点B及点C增加时，压缩-喷出室25b的容积沿着点D、点E及点F减少。 [0063] 在开闭阀32打开的情况下，如图3的右上图所示，伴随着压缩-喷出室25b的容积的减少而止回阀35打开，制冷剂通过返回口16p向压缩-喷出室25b外喷出。喷出的制冷剂通过返回路径16返回到吸入路径14中。因此，压缩-喷出室25b的压力不上升。如图3的右下图所示，在轴4的旋转角度达到180度时，压缩-喷出室25b与返回路径16分隔，在压缩-喷出室25b中开始压缩制冷剂。即，压缩机构3的吸入容积为“V/2”。压缩行程在压缩-喷出室25b的压力达到密闭容器1的内部空间28的压力之前继续。在压缩-喷出室25b的压力达到内部空间28的压力后且在轴4的旋转角度达到360度(0度)之前，进行喷出行程。如图3的左下图及左上图所示，在轴4旋转一周时，压缩-喷出室25b的容积成为零。 [0064] 在开闭阀32关闭的情况下，制冷剂无法从工作室25通过返回路径16返回到吸入路径14。因此，压缩机构3的吸入容积为“V”，吸入行程一结束就马上开始压缩行程。此时，从返回口16p至开闭阀32的返回路径16的部分、即返回路径16的上游部分16h具有比较高的压力。这是因为：在关闭开闭阀32时，压缩至中间压的制冷剂逐渐蓄积在上游部分16h。在压缩-喷出室25b的压力比上游部分16h的压力低的情况下，通过止回阀35来防止制冷剂从返回路径16向压缩-喷出室25b的逆流。即，由于从开闭阀32观察时在工作室25侧设有止回阀35，因此能够避免返回路径16成为无用容积的情况。在本实施方式中，由于在形成于工作缸5的内部的上游部分16h设有止回阀35，因此返回路径16所产生的无用容积实际上为零。 [0065] 接着，参照图5A，对控制部44对可变容积机构30(开闭阀32)及逆变器42的控制顺序进行说明。 [0066] 在步骤S1中，根据所要求的能力对马达2的转速进行调节。具体而言，以获得必需的制冷剂流量的方式调节马达2的转速。接着，在步骤S2及步骤S6中，判断是否降低了或提高了马达2的转速。在步骤S1中进行了降低转速的处理的情况下，移向步骤S3，判断当前的转速是否为30Hz以下。若当前的转速为30Hz以下，则在步骤S4中，判断开闭阀32是否关闭。在开闭阀32关闭的情况下，在步骤S5中，执行打开开闭阀32的处理和将马达2的转速提高至当前的转速的2倍的转速的处理。步骤S5中的各处理的顺序并没有特别限定，可以与打开开闭阀32的处理大致同时地进行提高马达2的转速的处理。 [0067] 另一方面，在步骤S1中进行了提高转速的处理的情况下，移向步骤S7，判断当前的转速是否为70Hz以上。若当前的转速为70Hz以上，则在步骤S8中，判断开闭阀32是否打开。在开闭阀32打开的情况下，在步骤S9中，执行关闭开闭阀32的处理和将马达2的转速降低至当前的转速的1/2倍的转速的处理。步骤S9中的各处理的顺序并没有特别限定，可以与关闭开闭阀32的处理大致同时地进行降低马达2的转速的处理。 [0068] 通过按照图5A的流程图进行控制，由此开闭阀32的状态与马达2的转速的关系如图6所示那样成为具有滞后现象的关系。通过这样的控制，能够防止压缩机构3的振荡。 [0069] 关闭了开闭阀32的状态、即禁止制冷剂从工作室25通过返回路径16返回到吸入路径14这种情况的高容积模式下的压缩机构3的吸入容积为“V”。在高容积模式下的运转中马达2的转速从高旋转侧降低至第一转速(例如30Hz)以下时，控制部44执行用于减少吸入容积的有关开闭阀32的处理和用于提高马达2的转速的有关逆变器42的处理。用于减少吸入容积的有关开闭阀32的处理是指打开开闭阀32的处理。用于提高马达2的转速的有关逆变器42的处理是指将马达2的目标转速设定为最接近的转速的2倍的处理。 [0070] 另外，控制部44以通过马达2的转速的减少来补偿吸入容积的增加的方式控制开闭阀32及逆变器42。打开了开闭阀32的状态、即允许制冷剂从工作室25通过返回路径16返回到吸入路径14这种情况的低容积模式下的压缩机构3的吸入容积为“V/2”。在低容积模式下的运转中马达2的转速上升至第二转速(例如70Hz)以上时，控制部44执行用于增加吸入容积的有关开闭阀32的处理和用于降低马达2的转速的有关逆变器42的处理。用于增加吸入容积的有关开闭阀32的处理是指关闭开闭阀32的处理。用于降低马达2的转速的有关逆变器42的处理是指将马达2的目标转速设定为最接近的转速的1/2倍的处理。 [0071] 如图6所示，在关闭了开闭阀32的状态下马达2的转速降低至30Hz时，打开开闭阀32，将马达2的转速提高至60Hz。在打开了开闭阀32的状态下马达2的转速上升至70Hz时，关闭开闭阀32，将马达2的转速降低至35Hz。将打开开闭阀32而提高了马达2的转速时的该转速设为第三转速，将关闭开闭阀32而降低了马达2的转速时的该转速设为第四转速时，(第一转速)＜(第四转速)、(第三转速)＜(第二转速)的关系成立。例如，通过将第一转速设定为30Hz以下的转速，由此能够将回转式压缩机100在更广泛的能力下运转。第一转速的下限并没有特别限定，例如为20Hz。 [0072] 在进行运转模式的切换时，可以根据低容积模式下的吸入容积VL相对于高容积模式下的吸入容积VH的比率(VL/VH)来调节马达2的转速。在从高容积模式向低容积模式切换时，马达2的转速(目标转速)设定为使即将进行模式切换前的马达2的转速除以比率(VL/VH)而得到的转速。同样，在从低容积模式向高容积模式切换时，马达2的转速设定为使即将进行模式切换前的马达2的转速乘以比率(VL/VH)而得到的转速。这样，能够顺畅地进行高容积模式与低容积模式之间的运转模式的切换。 [0073] 需要说明的是，并不一定非要将吸入容积的减少所带来的回转式压缩机100的能力的减少通过马达2的转速的增加所带来的回转式压缩机100的能力的增加来100％补偿。在图6所示的例子中，在打开开闭阀32而将吸入容积减少至1/2时，由于将马达2的转速增加至2倍，因此回转式压缩机100的能力没有因模式切换而发生变化。然而，即使因模式切换而导致回转式压缩机100的能力增加或减少，也不特别存在问题。 [0074] 为了防止在回转式压缩机100的停止中制冷剂被封入返回路径16的上游部分16h这种情况，可以在打开了开闭阀32的状态下停止回转式压缩机100。作为开闭阀32，可以使用常开阀。止回阀35可以是具备由薄金属板制成的簧片及限动器的公知的簧片阀。 [0075] 接着，对开闭阀32及逆变器42的其它控制顺序进行说明。 [0076] 控制部44可以构成为，在高容积模式下即使将马达2的转速降低至第一转速(例如30Hz)而制冷剂的流量仍过剩的情况下，执行用于减少吸入容积的有关开闭阀32的处理和用于提高马达2的转速的有关逆变器42的处理。即，控制部44可以构成为在将马达2的转速实际降低至第一转速之前判断是否需要进行模式切换。同样，控制部44可以构成为，在低容积模式下即使将马达2的转速提高至第二转速(例如70Hz)而制冷剂的流量仍不足的情况下，执行用于增加吸入容积的有关开闭阀32的处理和用于降低马达2的转速的有关逆变器42的处理。即，控制部44可以构成为，在将马达2的转速实际提高至第二转速之前判断是否需要进行模式切换。参照图5B，对这样的控制的例子进行说明。 [0077] 如图5B所示，首先，在步骤S11中算出马达2的必需的转速。“必需的转速”意味着例如用于获得必需的制冷剂流量的转速。接着，在步骤S12中，判断必需的转速是否为第一转速(例如30Hz)以下。在必需的转速为第一转速以下时，在步骤S13中，判断开闭阀32是否关闭。在开闭阀32关闭时，在步骤S15中，打开开闭阀32，并且将马达2的转速调节为能够获得必需的制冷剂流量的转速。在打开了开闭阀32的情况下，在步骤S14中仅对马达2的转速进行调节。 [0078] 另一方面，在必需的转速大于第一转速的情况下，在步骤S16中，判断必需的转速是否为第二转速(例如70Hz)以上。在必需的转速为第二转速以上时，在步骤S17中，判断开闭阀32是否打开。在开闭阀32打开的情况下，在步骤S18中，关闭开闭阀32，并且将马达2的转速调节为能够获得必需的制冷剂流量的转速。在关闭了开闭阀32的情况下，在步骤S19中仅对马达2的转速进行调节。 [0079] 通过进行参照图5A或图5B来说明的控制，由此回转式压缩机100如图7中实线所示那样在需要低的能力时(在负载小时)也能够发挥高的效率。在图7中，将回转式压缩机100的额定能力设为“100％”。当以额定能力为基准时，回转式压缩机100的效率随着需要发挥的能力的减少、即马达2的转速的降低而降低。如虚线所示，在对马达2以额定转速的50％的转速以下进行驱动时，效率的降低变得显著。在本实施方式中，在需要相对低的能力时在吸入容积V/2的低容积模式下进行运转。由此，能够对马达2以尽可能接近额定转速的转速进行驱动。因而，即使在必需的能力为额定能力的50％以下的区域中，回转式压缩机100也能够发挥优越的效率。 [0080] 接着，对基于返回路径16经由蓄液器12的内部空间而与吸入路径14连通这种结构的效果进行说明。 [0081] 存在于吸入路径14中的制冷剂基本上全部被吸入室25a吸入。因此，如图8A所示，吸入路径14中的制冷剂的流速与吸入室25a的容积(参照图4A)的变化率成比例变化。具体而言，吸入路径14中的制冷剂的流速理论上相对于轴4的旋转角度呈现出正弦波的轮廓。 [0082] 在打开了开闭阀32时，在轴4的旋转角度为0～180度的期间，压缩-喷出室25b的制冷剂通过返回口16p向返回路径16喷出。从压缩-喷出室25b向返回路径16喷出的制冷剂的量与0～180度的期间中的压缩-喷出室25b的容积的减少量相等。如图8B所示，返回路径16中的制冷剂的流速仅在轴4的旋转角度为0～180度的期间与压缩-喷出室25b的容积(参照图4B)的变化率成比例变化。具体而言，返回路径16中的制冷剂的流速理论上在0～180度的期间呈现出正弦波的轮廓，在180～360度的期间为零。 [0083] 制冷剂从导入管12b及返回路径16这两方向蓄液器12流入。流入到蓄液器12中的制冷剂能够仅进入吸入路径14中。因而，蓄液器12的导入管12b中的制冷剂的流速大致和吸入路径14中的制冷剂的流速与返回路径16中的制冷剂的流速之差一致。具体而言，如图8C所示，导入管12b中的制冷剂的流速理论上在180～360度的期间呈现出正弦波的轮廓，在0～180度的期间为零。 [0084] 在轴4的旋转角度为180度时，返回路径16的制冷剂的流动从最大流速v急剧减少为零。另外，在轴4的旋转角度为180度时，导入管12b的制冷剂的流动从零急剧增加至最大流速v。这样急剧的流速的变化可能会助长水击的产生，引起构成吸入路径14及返回路径16的配管的振动所带来的可靠性的降低、噪声的产生这样的问题。进而，传递到吸入路径14中的压力波使吸入室25a的容积效率降低，由此还可能使回转式压缩机100的效率降低。然而，在本实施方式中，返回路径16经由蓄液器12的内部空间而与吸入路径14连接。根据该结构，能够防止水击的产生，因此能够有效地抑制振动、噪声及效率的降低。 [0085] (第二实施方式) [0086] 如图9所示，本实施方式的回转式压缩机200除了具备第一实施方式中说明的压缩机构3之外，还具备第二压缩机构33。以下，对第一实施方式中说明的压缩机构3的要素附加标记“第一”。例如，将工作缸5标记为第一工作缸5，将活塞8标记为第一活塞8，将叶片9标记为第一叶片9，将工作室25标记为第一工作室25，将压缩机构3标记为第一压缩机构3。以下，对与之前说明过的结构要素相同的结构要素标注同一参照符号，并省略其说明。 [0087] 如图9及图10所示，第二压缩机构33由第二工作缸55、第二活塞58、第二叶片59及第二弹簧60构成。第二工作缸55相对于第一工作缸5呈同心状配置。与轴4的第二偏心部4b嵌合的第二活塞58以在自身的外周面与第二工作缸55的内周面之间形成第二工作室75的方式配置在第二工作缸55的内部。在第二工作缸55形成有第二叶片槽64。在第二叶片槽64中收纳有具有与第二活塞58的外周面相接的前端的第二叶片59。第二弹簧60以将第二叶片59朝向第二活塞58按压的方式配置在第二叶片槽64中。第二工作缸55与第二活塞58之间的第二工作室75由第二叶片59分隔，由此形成第二吸入室75a及第二压缩-喷出室75b。需要压缩的制冷剂通过第二吸入路径15及第二吸入口77而被向第二工作室75(第二吸入室75a)引导。在上轴承6形成有第二喷出口79，以将压缩后的制冷剂从第二工作室75(第二压缩-喷出室75b)向密闭容器1的内部空间28引导。在第二喷出口79上设有未图示的喷出阀。 [0088] 下轴承7由具有能够收容被第一压缩机构3压缩后的制冷剂的内部空间的消声器23覆盖。第一压缩机构3的第一喷出口29形成在下轴承7。以使被第一压缩机构3压缩后的制冷剂从消声器23的内部空间向密闭容器1的内部空间28移动的方式形成贯通下轴承7、第一工作缸5、中板53、第二工作缸55及上轴承6的流路26。 [0089] 第一偏心部4a的突出方向与第二偏心部4b的突出方向错开180度。即，第一活塞8的相位与第二活塞58的相位以轴4的旋转角度计错开了180度。 [0090] 通过第一吸入路径14将制冷剂向第一压缩机构3供给。通过第二吸入路径15将制冷剂向第二压缩机构33供给。制冷剂在第一压缩机构3或第二压缩机构33中被压缩，并向密闭容器1的内部空间28喷出。第一吸入路径14及第二吸入路径15分别与蓄液器12连接。需要说明的是，吸入路径14及15中的一方也可以通过在蓄液器12的内部或外部从另一方分支而成。 [0091] 如图9及图10所示，由于没有在第二压缩机构33上连接返回路径16，因此第二压缩机构33的吸入容积始终固定。返回路径16仅与第一压缩机构3连接，从而仅能够变更第一压缩机构3的吸入容积。通过仅能够变更第一压缩机构3的吸入容积，由此能够抑制回转式压缩机200的生产成本。当然，也可以将返回路径16分别与压缩机构3及33连接，以能够变更压缩机构3及33各自的吸入容积。 [0092] 在本实施方式中，第一压缩机构3配置在远离马达2的一侧，第二压缩机构33配置在接近马达2的一侧。即，马达2、第二压缩机构33及第一压缩机构3沿着轴4的轴向按顺序排列。由于第二压缩机构33具有固定的吸入容积，因此在低容积模式下也需要大的负载转矩。因而，在第二压缩机构33配置在接近马达2的一侧时，在低容积模式下施加到轴4上的载荷得以减轻，由此，能够减少轴承6及7等的损失。另外，若将在低容积模式下具有小的吸入容积的第一压缩机构3配置在下侧，则能够减少因压缩后的制冷剂通过消声器23向密闭容器1的内部空间28流动而产生的压力损失。其中，第一压缩机构3及第二压缩机构33的位置关系并不局限于上述的关系。 [0093] 如第一实施方式所说明的那样，在将返回口16p形成于180度的位置处的情况下，可以选择“V”或“V/2”作为第一压缩机构3的吸入容积。进而，在第二压缩机构33的吸入容积为“V”时，可以选择“2V”或“1.5V”作为压缩机构3及33的吸入容积的合计。 [0094] 另一方面，在允许制冷剂从第一工作室25通过返回路径16返回到第一吸入路径14的低容积模式下，还能够使第一压缩机构3的吸入容积实际上为零。具体而言，如图11所示，返回口16p可以形成在接近第一喷出口29的位置处。根据该结构，在低容积模式下，被吸入到第一吸入室25a中的制冷剂的大致全部在没有被压缩的情况下通过返回路径16返回到蓄液器12中。即，能够取消第一压缩机构3的功能。低容积模式下的压缩机构3及 33的吸入容积的合计与第二压缩机构33的吸入容积V相等。 [0095] 需要说明的是，“使第一压缩机构3的吸入容积实际上为零”并不意味着必须使第一压缩机构3的吸入容积完全为零。例如，在高容积模式下的吸入容积为V时，可以以使低1/2 容积模式下的吸入容积小于{1-(1/2) }V/2、优选小于V/10的方式确定返回口16p的位置。根据该结构，在低容积模式下第一压缩机构3没有对制冷剂进行压缩做功，可以说第一压缩机构3的功能丧失。 [0096] (第三实施方式) [0097] 如图12所示，本实施方式的回转式压缩机300与第一实施方式的回转式压缩机100相比省略了止回阀35。在第一及第二实施方式中，可变容积机构30由开闭阀32及止回阀35构成。止回阀35虽然有助于无用容积的减少，但不直接参与吸入容积的变更。因而，即使像本实施方式那样将可变容积机构30仅由开闭阀32构成，也能够变更压缩机构3的吸入容积。 [0098] (第四实施方式) [0099] 如图13所示，本实施方式的回转式压缩机400具备能够直接使返回口16p开闭的阀80(电磁阀80)作为可变容积机构30。其它的结构如第一实施方式所说明的那样。 [0100] 电磁阀80由柱塞81、线圈83及壳体85构成。壳体85具有作为返回路径16的上游部分的内部流路85h和朝向工作室25开口的返回口16p。柱塞81以能够沿着内部流路85h前进及后退的方式收容在壳体85中。当对线圈83通电时，柱塞81向远离轴4的方向移动，返回口16p打开。由此，制冷剂能够从工作室25通过返回路径16返回到吸入路径14中。当中止对线圈83的通电时，柱塞81被向接近轴4的方向压出，柱塞81的前端将返回口16p关闭。 [0101] 在低容积模式下，对线圈83通电来打开返回口16p。在高容积模式下，中止对线圈83的通电来关闭返回口16p。由于利用柱塞81来直接开闭返回口16p，因此关闭了返回口16p时的无用容积大致为零。即，根据本实施方式的电磁阀80，不仅能够进行高容积模式与低容积模式的切换，还能够防止在高容积模式下中间压的制冷剂向吸入室25a逆流及再次膨胀的情况。另外，根据本实施方式，由于在低容积模式下返回口16p处于始终打开的状态，因此能够从吸入口27及返回口16p这两方向吸入室25a供给需要压缩的制冷剂。这从减少吸入行程中的压力损失的观点来说是优选的。该效果在第三及第五实施方式中也能获得。 [0102] 另外，以与轴4的旋转同步地开闭返回口16p的方式控制螺线管83也可。即，通过调节返回口16p的开闭时期，而能够使压缩机构3的吸入容积多阶段或者连续地变化。例如，在轴4的旋转角度为0～90度的期间，对线圈83通电以使制冷剂能够流入返回路径 16。在轴4的旋转角度为90～360度的期间，中止对线圈83的通电。这样，除了上述的高容积模式及低容积模式之外，还能够使回转式压缩机400在中容积模式下运转。 [0103] (第五实施方式) [0104] 如图14所示，本实施方式的回转式压缩机500具有与第一实施方式的回转式压缩机100不同结构的可变容积机构30。其它结构如第一实施方式所说明的那样。 [0105] 回转式压缩机500具有三通阀90、容积控制阀91及高压路径92作为可变容积机构30。返回路径16具有形成在压缩机构3的内部(详细而言为工作缸5的内部)的上游部分16h和朝向工作室25开口的返回口16p。以能够开闭返回口16p的方式在上游部分16h配置有容积控制阀91。高压路径92具有与三通阀90连接的一端和与储油部22连接的另一端。高压路径92为用于将与压缩后的制冷剂的压力相等的压力向容积控制阀91供给的路径。本实施方式的回转式压缩机500为用压缩后的制冷剂填满密闭容器1的内部空间28的所谓高压壳型的压缩机。在储油部22中保持着具有与压缩后的制冷剂的压力大致相等的压力的油。三通阀90构成为能够将吸入路径14和高压路径92中的任一方与返回路径16的上游部分16h连接的结构。通过对三通阀90进行控制，由此能够使回转式压缩机500在高容积模式和低容积模式中的任一模式下运转。 [0106] 如图15A及图15B所示，容积控制阀91包括柱塞96及弹簧97。柱塞96形成为具有面向返回口16p的底面的筒的形状，且以能够滑动的方式配置在筒状的上游部分16h。弹簧97与柱塞96的内侧结合，且弹簧97对柱塞96施加使柱塞96离开返回口16p的方向的力。在返回路径16的上游部分16h沿着柱塞96的外周面形成有槽16g。槽16g沿着柱塞96的滑动方向延伸，并且具有在滑动方向上比柱塞96的长度长的尺寸。 [0107] 如图15A所示，在低容积模式下，以使吸入路径14与返回路径16的上游部分16h连通的方式控制三通阀90。即，柱塞96从返回口16p离开，而使制冷剂能够从工作室25通过返回口16p及槽16g向返回路径16流动。即，在通过三通阀90将吸入路径14与返回路径16的上游部分16h连接时，容积控制阀91打开而允许制冷剂从工作室25向吸入路径14的流动。 [0108] 另一方面，如图15B所示，在高容积模式下，以使高压路径92与返回路径16的上游部分16h连通的方式控制三通阀90。于是，储油部22的油的压力作用在柱塞96的背面，将柱塞96以比弹簧97的力大的力紧压到返回口16p上，而成为制冷剂无法从工作室25向返回路径16流动的状态。即，在通过三通阀90将高压路径92与返回路径16的上游部分16h连接时，容积控制阀91关闭而禁止制冷剂从工作室25向吸入路径14的流动。 [0109] 像第一实施方式所说明的那样，在采用了止回阀35的情况下，止回阀35与轴4的旋转同步地开闭。相对于此，在本实施方式中采用的容积控制阀91成为始终打开的状态或始终关闭的状态。因此，有利于振动、噪声及压力损失的减少。另外，在本实施方式中，由于容积控制阀91构成为直接对返回口16p进行开闭的结构，因此能够解决无用容积的问题。 [0110] 在本实施方式中，高压路径92具有与储油部22连接的(开口的)一端。为了达成向容积控制阀91供给高压的目的，可以将高压路径92的一端与密闭容器1的内部空间28的任意部分连接。另外，在将回转式压缩机500用于制冷循环装置的情况下，可以将高压路径92与制冷剂回路的高压部分(例如，回转式压缩机500与散热器之间的部分)连接。 然而，根据本实施方式，在使高压作用于柱塞96来关闭容积控制阀91的情况下，能够获得油所带来的密封效果。这从防止因制冷剂的泄漏引起的效率的降低的观点来说是优选的。 根据本实施方式，能够防止液体制冷剂蓄积在返回路径16的上游部分16h而导致制冷剂量不足的情况。即使返回路径16的上游部分16h被油填满，与温度变化相应的油的体积变化也小。因此，在油被封入返回路径16的上游部分16h的状态下即使停止回转式压缩机500也不会产生不良情况。当然，也可以在吸入路径14与返回路径16的上游部分16h连通的状态下停止回转式压缩机500。 [0111] (第六实施方式) [0112] 如图16所示，本实施方式的涡旋式压缩机600具备涡旋式压缩机构603。压缩机构603具备回旋涡盘607、固定涡盘608、欧式环611、轴承构件610及消声器616。回旋涡盘607及固定涡盘608分别具有涡卷形状的卷板627及628。在卷板627与卷板628之间形成有月牙形状的工作室612。回旋涡盘607与轴4的偏心轴4a嵌合，并且通过欧式环611来禁止回旋涡盘607的自转运动。在固定涡盘608的中央部形成有喷出口638。在固定涡盘608及轴承构件610上以贯通固定涡盘608及轴承构件610的方式形成有流路617。 [0113] 在轴4旋转时，在卷板627与卷板628啮合的同时回旋涡盘607进行回旋运动。工作室612在从外侧向内侧移动的同时减小其容积。由此，将从吸入路径14吸入的制冷剂压缩。压缩后的制冷剂按顺序经由喷出口638、消声器616的内部空间619及流路617而被向密闭容器1的内部空间28喷出。喷出到内部空间28中的制冷剂之后通过喷出路径11而被向压缩机600的外部引导。 [0114] 涡旋式压缩机600具有第一实施方式所说明的可变容积机构30。在本实施方式中，返回路径16的上游部分16h形成在压缩机构603的内部、详细而言为固定涡盘608的内部。在固定涡盘608上以能够将工作室612与返回路径16连通的方式还形成有返回口16p。止回阀35以能够开闭返回口16p的方式安装在固定涡盘608上。与回转式压缩机100同样，低容积模式下的吸入容积相对于高容积模式下的吸入容积的比率根据返回口16p的位置而变化。 [0115] 可变容积机构30的结构及动作如第一实施方式所说明的那样。将高容积模式与低容积模式相互切换时的控制也如第一实施方式所说明的那样。因而，根据涡旋式压缩机600，能够获得与回转式压缩机100相同的效果。需要说明的是，在本实施方式中，没有设置蓄液器，返回路径16在压缩机构603的附近直接与吸入路径14连接。然而，也可以与之前的几个实施方式同样地设置蓄液器。 [0116] (第七实施方式) [0117] 如图17所示，本实施方式的涡旋式压缩机700具有包括三通阀90、容积控制阀91及高压路径92在内的可变容积机构30、即第五实施方式所说明的可变容积机构30。如第六实施方式所说明的那样，返回路径16的上游部分16h及返回口16p形成在固定涡盘608上。容积控制阀91以能够开闭返回口16p的方式安装在固定涡盘608上。在涡旋式压缩机700中，可变容积机构30的结构及动作如第五实施方式所说明的那样。将高容积模式与低容积模式相互切换时的控制也如第五实施方式所说明的那样。因而，根据涡旋式压缩机700，能够获得与回转式压缩机500相同的效果。 [0118] 此外，也可以将参照图12及图13所说明的结构适用于涡旋式压缩机。 [0119] (应用实施方式) [0120] 如图18所示，可以使用回转式压缩机100来构筑制冷循环装置800。制冷循环装置800具备回转式压缩机100、散热器802、膨胀机构804及蒸发器806。上述设备通过制冷剂管按上述的顺序连接，从而形成制冷剂回路。散热器802例如由空气-制冷剂换热器构成，对被回转式压缩机100压缩后的制冷剂进行冷却。膨胀机构804例如由膨胀阀构成，使被散热器802冷却后的制冷剂膨胀。蒸发器806例如由空气-制冷剂换热器构成，对在膨胀机构804中膨胀了的制冷剂进行加热。也可以取代第一实施方式的回转式压缩机100，而使用第二～第五实施方式的压缩机200、300、400、500、600或700。 [0121] (其他) [0122] 本说明书中说明的几个实施方式可以在不脱离发明的主旨的范围内相互组合。例如，将第一实施方式所说明的止回阀35与第五实施方式所说明的三通阀90组合，也能够获得第一实施方式所说明的效果。 [0123] 另外，也可以以在回转式压缩机100起动时允许制冷剂从工作室25通过返回路径16返回到吸入路径14的方式控制可变容积机构30。即，在起动时使回转式压缩机100暂时以低容积模式进行运转。 [0124] 【工业实用性】 [0125] 本发明对能够用于供热水机、热水供暖装置及空气调节装置等中的制冷循环装置的压缩机来说是有用的。本发明尤其对要求广泛的能力的空气调节装置的压缩机来说是有用的。 |
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