气缸旋转压缩机及具有该多气缸旋转压缩机的蒸气压缩式冷冻循环装置

申请号 CN201480023073.0 申请日 2014-04-25 公开(公告)号 CN105143676B 公开(公告)日 2017-05-24
申请人 三菱电机株式会社; 发明人 诸江将吾; 横山哲英; 岩崎俊明; 加藤太郎; 前山英明; 高桥真一; 杉浦干一朗;
摘要 多 气缸 旋转 压缩机 (100)具有多个压缩机构部(第1压缩机构部(10)、第2压缩机构部(20))。使拉开 力 向 驱动轴 径向外侧作用于上述多个压缩机构部中的、至少一个压缩机构部的 叶片 ,与其他压缩机构部相比,向所述 活塞 侧推压所述叶片的推压力变小,平常是由吸入压力与排出压力之间的气体压力差引起的推压力大于上述拉开力,叶片顶端成为向旋转活塞外周壁推压的状态并进行压缩运行,但是当上述拉开力大于上述推压力时,在将用于从密闭容器向叶片背面导入油的连通空间保持为排出压力状态、将叶片顶端保持为吸入压力状态的状态下,使叶片顶端自动地自所述活塞外周壁离开,若自旋转活塞离开一定距离以上,则上述拉开力相对于上述推压力的差异呈阶梯函数地较大地发生变化,具有在离开的 位置 稳定地保持叶片的保持机构,设为非压缩状态。
权利要求

1.一种多气缸旋转压缩机,其包括:
驱动轴,其具有多个偏心销轴部;
电动机,其用于旋转驱动该驱动轴;
多个压缩机构;以及
密闭容器,其用于收纳所述电动机和所述压缩机构,并在底部储存润滑油
所述压缩机构分别包括:
缸体,其形成有用于从吸入压空间吸入并压缩低压的制冷剂而将压缩后的高压的制冷剂向排出压力空间排出的缸体室;
环形状的活塞,其以滑动自如的方式安装于所述驱动轴的所述偏心销轴部,并在所述缸体室内进行偏心旋转运动;
叶片,其在顶端部推压于所述活塞的外周面的状态下将所述缸体室分隔为两个空间;
叶片槽,其以往复移动自如的方式收纳所述叶片,并在所述缸体室上开口;以及叶片背室,其用于收纳所述叶片的后端部,与所述缸体室相连通;
所述多气缸旋转压缩机将多个所述压缩机构中的一个切换为使所述叶片抵接于所述活塞的压缩状态、使所述叶片从所述活塞分开并被保持的非压缩状态中的任一个,其中,所述缸体室在所述压缩状态、所述非压缩状态中的任一个状态下都与所述吸入压力空间总是连通,所述叶片背室在所述压缩状态、所述非压缩状态中的任一个状态下都与所述排出压力空间总是连通,
在各个所述叶片上,由于分别作用于所述顶端部和所述后端部的压力的压力差而作用有在使各个所述叶片靠近所述活塞的方向上发挥作用的第1力,
作为多个所述压缩机构中的一部分的第2压缩机构部具有配置于所述叶片背室的永磁体,施加在使所述叶片自所述活塞离开的方向上发挥作用的第2力,根据所述第1力与所述第2力的大小关系,切换所述压缩状态和所述非压缩状态,
在将分别作用于所述叶片的所述顶端部和所述后端部的压力的所述压力差定义为ΔP、将从所述压缩状态向所述非压缩状态切换时的所述压力差定义为ΔP1、将从所述非压缩状态向所述压缩状态切换时的所述压力差定义为ΔP2时,
存在ΔP2>ΔP1的关系,
在所述压缩状态下,在ΔP>ΔP1的关系时持续压缩运行,在ΔP≤ΔP1的关系时成为所述非压缩状态,
在所述非压缩状态下,在ΔP<ΔP2的关系时维持所述非压缩状态,在ΔP≥ΔP2的关系时成为所述压缩状态,
而且,在ΔP1<ΔP<ΔP2的范围内,具有能够切换为所述压缩状态和所述非压缩状态中的任一者的区域,
使从所述压缩状态向所述非压缩状态切换时的所述第2力大于所述叶片的惯性力
2.根据权利要求1所述的多气缸旋转压缩机,其中,
所述第2压缩机构部构成为,
在将所述叶片的质量定义为m[kg]、将所述缸体的内半径定义为r[m]、将所述电动机的速度定义为ω[rad/sec]、将作用于所述叶片的惯性力定义为F1=mrω2[N]时,从所述压缩状态向所述非压缩状态切换时的所述第2力大于所述惯性力。
3.根据权利要求1或2所述的多气缸旋转压缩机,其中,
在所述叶片的所述后端部配置有拉拽弹簧
4.一种多气缸旋转压缩机,其包括:
驱动轴,其具有多个偏心销轴部;
电动机,其用于旋转驱动该驱动轴;
多个压缩机构;以及
密闭容器,其用于收纳所述电动机和所述压缩机构,并在底部储存润滑油;
所述压缩机构分别包括:
缸体,其形成有用于从吸入压力空间吸入并压缩低压的制冷剂而将压缩后的高压的制冷剂向排出压力空间排出的缸体室;
环形状的活塞,其以滑动自如的方式安装于所述驱动轴的所述偏心销轴部,并在所述缸体室内进行偏心旋转运动;
叶片,其在顶端部推压于所述活塞的外周面的状态下将所述缸体室分隔为两个空间;
叶片槽,其以往复移动自如的方式收纳所述叶片,并在所述缸体室上开口;以及叶片背室,其用于收纳所述叶片的后端部,与所述缸体室相连通;
所述多气缸旋转压缩机将多个所述压缩机构中的一个切换为使所述叶片抵接于所述活塞的压缩状态、使所述叶片从所述活塞分开并被保持的非压缩状态中的任一个,其中,所述缸体室在所述压缩状态、所述非压缩状态中的任一个状态下都与所述吸入压力空间总是连通,所述叶片背室在所述压缩状态、所述非压缩状态中的任一个状态下都与所述排出压力空间总是连通,
在各个所述叶片上,由于分别作用于所述顶端部和所述后端部的压力的压力差而作用有在使各个所述叶片靠近所述活塞的方向上发挥作用的第1力,
作为多个所述压缩机构中的一部分的第2压缩机构部具有配置于所述叶片背室的永磁体,施加在使所述叶片自所述活塞离开的方向上发挥作用的第2力,根据所述第1力与所述第2力的大小关系,切换所述压缩状态和所述非压缩状态,
所述第2压缩机构部具有低压导入机构,在所述叶片自所述活塞离开的状态下,该低压导入机构向所述叶片的后端部侧导入所述低压的制冷剂,
使从所述压缩状态向所述非压缩状态切换时的所述第2力大于所述叶片的惯性力。
5.根据权利要求4所述的多气缸旋转压缩机,其中,
所述第2压缩机构部,
在将分别作用于所述叶片的所述顶端部和所述后端部的压力的所述压力差定义为ΔP、将从所述压缩状态向所述非压缩状态切换时的所述压力差定义为ΔP1、将从所述非压缩状态向所述压缩状态切换时的所述压力差定义为ΔP2时,
存在ΔP2>ΔP1的关系,
在所述压缩状态下,在ΔP>ΔP1的关系时持续压缩运行,在ΔP≤ΔP1的关系时成为所述非压缩状态,
在所述非压缩状态下,在ΔP<ΔP2的关系时维持所述非压缩状态,在ΔP≥ΔP2的关系时成为所述压缩状态,
而且,在ΔP1<ΔP<ΔP2的范围内,具有能够切换为所述压缩状态和所述非压缩状态中的任一者的区域。
6.根据权利要求4所述的多气缸旋转压缩机,其中,
所述第2压缩机构部构成为,
在将所述叶片的质量定义为m[kg]、将所述缸体的内半径定义为r[m]、将所述电动机的角速度定义为ω[rad/sec]、将作用于所述叶片的惯性力定义为F1=mrω2[N]时,从所述压缩状态向所述非压缩状态切换时的所述第2力大于所述惯性力。
7.根据权利要求4所述的多气缸旋转压缩机,其中,
所述低压导入机构包括用于连通所述叶片的所述后端部的一部分与所述吸入压力空间的流路和用于使所述流路开闭的密封件
在所述压缩状态下,所述流路被所述密封件关闭,在所述叶片的后端部侧仅作用有所述排出压力空间的压力,
在所述非压缩状态下,向所述叶片的所述后端部导入所述低压的制冷剂。
8.根据权利要求7所述的多气缸旋转压缩机,其中,
所述流路形成为连通所述缸体的吸入口与所述叶片的后端部侧,
所述密封件设于所述流路上的所述叶片的后端部侧的入口,在接触所述叶片时打开所述流路,在非接触时关闭所述流路。
9.根据权利要求7所述的多气缸旋转压缩机,其中,
所述流路包括以连通所述缸体的吸入口与所述叶片的侧面的方式形成于所述缸体内的第1流路和以连通所述叶片的侧面与所述后端部的方式形成的第2流路。
10.根据权利要求4~9中任一项所述的多气缸旋转压缩机,其中,
在所述叶片的所述后端部配置有拉拽弹簧。
11.一种多气缸旋转压缩机,其包括:
驱动轴,其具有多个偏心销轴部;
电动机,其用于旋转驱动该驱动轴;
多个压缩机构;以及
密闭容器,其用于收纳所述电动机和所述压缩机构,并在底部储存润滑油;
所述压缩机构分别包括:
缸体,其形成有用于从吸入压力空间吸入并压缩低压的制冷剂而将压缩后的高压的制冷剂向排出压力空间排出的缸体室;
环形状的活塞,其以滑动自如的方式安装于所述驱动轴的所述偏心销轴部,并在所述缸体室内进行偏心旋转运动;
叶片,其在顶端部推压于所述活塞的外周面的状态下将所述缸体室分隔为两个空间;
叶片槽,其以往复移动自如的方式收纳所述叶片,并在所述缸体室上开口;以及叶片背室,其用于收纳配置有拉拽弹簧的所述叶片的后端部,与所述缸体室相连通;
所述多气缸旋转压缩机将多个所述压缩机构中的一个切换为使所述叶片抵接于所述活塞的压缩状态、使所述叶片从所述活塞分开并被保持的非压缩状态中的任一个,其中,所述缸体室在所述压缩状态、所述非压缩状态中的任一个状态下都与所述吸入压力空间总是连通,所述叶片背室在所述压缩状态、所述非压缩状态中的任一个状态下都与所述排出压力空间总是连通,
在各个所述叶片上,由于分别作用于所述顶端部和所述后端部的压力的压力差而作用有在使各个所述叶片靠近所述活塞的方向上发挥作用的第1力,
作为多个所述压缩机构中的一部分的第2压缩机构部具有配置于所述叶片背室的永磁体,施加在使所述叶片自所述活塞离开的方向上发挥作用的第2力,根据所述第1力与所述第2力的大小关系,切换所述压缩状态和所述非压缩状态,
使从所述压缩状态向所述非压缩状态切换时的所述第2力大于所述叶片的惯性力。
12.一种蒸气压缩式冷冻循环装置,其中,该蒸气压缩式冷冻循环装置包括:
权利要求1~11中任一项所述的多气缸旋转压缩机;
散热器,其用于自被该多气缸旋转压缩机压缩的所述制冷剂散热;
膨胀机构,其用于使自该散热器流出的所述制冷剂膨胀;以及
蒸发器,其用于使自该膨胀机构流出的所述制冷剂吸热。

说明书全文

气缸旋转压缩机及具有该多气缸旋转压缩机的蒸气压缩式

冷冻循环装置

技术领域

[0001] 本发明涉及在设备中使用的多气缸旋转压缩机及具有该多气缸旋转压缩机的蒸气压缩式冷冻循环装置,特别是涉及改善了接近于实际负荷的运行条件下的节能性能的多气缸旋转压缩机及具有该多气缸旋转压缩机的蒸气压缩式冷冻循环装置。

背景技术

[0002] 一直以来,在空调器、器等热泵设备中,采用使用了多气缸旋转压缩机的蒸气压缩式冷冻循环装置是较常见的。即,热泵设备搭载有利用配管连接多气缸旋转压缩机、冷凝器、减压部件、蒸发器而形成的冷冻循环,能够执行与用途(例如,空调用途、供给热水用途等)相应的运行。
[0003] 可是,近年来,空调设备的节能限制在各个国家得以强化,正变更为接近于实际负荷的运行基准。在日本国内,相对于以往用冷暖平均COP下的效率改善来表示,自2011年开始变更为用APF(全年能量消耗率)来表示。另外,空调器、热水器的节能性标准预计将进一步变更为接近于实际负荷的新标准。例如,若将空调器启动时所需的额定制热能设为100%,则平常所需的制热能力为10%~50%左右,该低负荷区域内的效率对APF带来的影响实际上比额定能力对APF带来的影响大。
[0004] 因此,作为调整制冷制热能力的方法,自古以来采用了接通-断开控制。但是,在该接通-断开控制中,存在温度调节变动范围、振动噪声变大这样的问题点、节能性受损等问题点。因此,近年来,以节能性的改善等为目的,使驱动多气缸旋转压缩机的电动机的转速可变的变换(日文:インバータ)控制不断普及。
[0005] 在此,近年来,对空调器有启动时间缩短的要求、更严格的环境(低温或高温)下的运行要求,因此需要一定以上的额定能力。另一方面,高隔热住宅化推进且平常所需的能力变小,运行时的能力范围扩大。因此,由变换引起的多气缸旋转压缩机的转速可变范围扩大,存在有多气缸旋转压缩机的被要求高效率的转速范围扩大的倾向。因此,以往的空调器在低负荷能力条件下难以降低转速使多气缸旋转压缩机连续运行并维持多气缸旋转压缩机的高效率。
[0006] 因此,使用了能够机械改变排量的部件(机械式容量控制部件)的多气缸旋转压缩机再次受到关注。例如,在专利文献1中提出了一种如下这样的活塞式多气缸旋转压缩机:“多气缸旋转式压缩机A中的第2压缩机构部2B包括缸体休止机构K,该缸体休止机构K使第2叶片(日语:ブレード)15b的顶端部端缘自辊13b周面离开并能够进行第2缸体室14b中的压缩运行的休止,该缸体休止机构包括:叶片背室(日文:背室)16b,其用于收纳叶片的后端部并且形成封闭空间;排出压力导入通路20,其用于向该叶片背室16b导入排出压力;开闭
21,其用于使该排出压力导入通路20的连通开闭;以及施力保持体18,其用于对叶片顶端部端缘向自辊周面拉离的方向施力并进行保持。”该专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机通过在低负荷时关闭开闭阀21而使叶片背室16b成为封闭空间,消除了叶片15b(叶片)的顶端面与后端面之间的压力差。而且,利用活塞推开叶片15b(ベーン),进而利用设于叶片背室
16b的磁体吸附叶片15b(ベーン),使叶片15b(ベーン)自活塞离开。即,专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机通过在低负荷时使一个压缩机构部成为非压缩状态并使制冷剂循环流量减半,从而能够不降低电动机的转速地进行运行,因此能够提高压缩机效率。
[0007] 另外,在专利文献2中,以降低多气缸旋转压缩机启动时的负荷为目的,提出了如下这样的技术:“一种多气缸旋转压缩机,其在内部高压的密闭容器内收纳有电动元件和被该电动元件驱动的多个旋转压缩元件,其特征在于,在所述多个旋转压缩元件中,在至少一个旋转压缩元件的叶片的背面侧设置了用于将该叶片向外侧拉拽的弹簧,并且在其他旋转压缩元件的叶片的背面侧设置了用于将该叶片向内侧推压的弹簧”。即,该专利文献2所记载的多气缸旋转压缩机成为当在叶片的顶端面与后端面之间未产生压力差时叶片顶端自活塞外周壁离开、当在叶片的顶端面与后端面之间产生了压力时叶片顶端推压于活塞的结构。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本特开2010-163926号公报(摘要、图1、图2)
[0011] 专利文献2:日本实开昭61-159691号公报(实用新型授权权利要求书、第1图)发明内容
[0012] 发明要解决的问题
[0013] 专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机为了改善低负荷条件下的效率降低而使用了缸体休止运行方式的机械式容量控制部件。即,专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机为了切换作用于叶片的后端部的压力而需要由开闭阀、切换阀及配管等构成的机械式容量控制部件。因此,专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机存在有多气缸旋转压缩机大型化及高成本化这样的问题点。
[0014] 另外,专利文献2所记载的多气缸旋转压缩机没有用于在叶片顶端自活塞外周壁离开时保持叶片的机构,因此通过叶片的顶端面与后端面之间的压力差变动,从而叶片在叶片槽内进行往复运动。因此,专利文献2所记载的多气缸旋转压缩机的叶片的位置不稳定,因此存在有由于重复叶片顶端与活塞之间的接触而使噪声增大这样的问题点。
[0015] 本发明是为了解决如上所述的问题而做成的,其目的在于获得能够防止大型化及高成本化、并且能够在叶片顶端自活塞外周壁离开时稳定地保持叶片的位置的多气缸旋转压缩机及具有该多气缸旋转压缩机的蒸气压缩式冷冻循环装置。
[0016] 用于解决问题的方案
[0017] 本发明的多气缸旋转压缩机包括:驱动轴,其具有多个偏心销轴部;电动机,其用于旋转驱动该驱动轴;多个压缩机构;以及密闭容器,其用于收纳所述电动机和所述压缩机构,并在底部储存润滑油;所述压缩机构分别包括:缸体,其形成有用于从吸入压力空间吸入低压的制冷剂并将压缩后的高压的制冷剂向排出压力空间排出的缸体室;环形状的活塞,其以滑动自如的方式安装于所述驱动轴的所述偏心销轴部,并在所述缸体室内进行偏心旋转运动;叶片,其在顶端部推压于所述活塞的外周面的状态下将所述缸体室分隔为两个空间;叶片槽,其以往复移动自如的方式收纳所述叶片,并在所述缸体室上开口;以及叶片背室,其用于收纳所述叶片的后端部,并与所述缸体室相连通;其中,所述缸体室与所述吸入压力空间总是连通,所述叶片背室与所述排出压力空间总是连通,在驱动状态下,在各个所述叶片上,由于分别作用于所述顶端部和所述后端部的压力的压力差而作用有在使各个所述叶片靠近所述活塞的方向上发挥作用的第1力,作为多个所述压缩机构中的一部分的第2压缩机构部具有如下机构:该机构具有配置于所述叶片背室的永磁体,通过施加在使所述叶片自所述活塞离开的方向上发挥作用的第2力,能够使所述第1力和所述第2力作用于所述叶片,根据所述第1力与所述第2力的大小关系,切换所述叶片抵接于所述活塞的压缩状态和所述叶片自所述活塞离开并被吸附保持的非压缩状态,利用所述第2力在被吸附保持的所述非压缩状态下比在所述叶片的顶端抵接于所述活塞的状态下增大的所述永磁体的特性,使从所述非压缩状态向所述压缩状态切换时的所述压力差大于从所述压缩状态向所述非压缩状态切换时的所述压力差。
[0018] 发明效果
[0019] 在本发明的多气缸旋转压缩机中,第2压缩机构部与作为除该第2压缩机构部以外的压缩机构部的第1压缩机构部相比,向活塞侧推压叶片的推压力变小。换言之,第2压缩机构部与第1压缩机构部相比,成为在自活塞离开的方向(使叶片向后端部侧移动的方向)上作用于叶片的拉开力较大的结构。因此,在作用于后端部的压力小于预定值的情况下,第2压缩机构部的叶片自活塞离开,第2压缩机构部成为缸体休止状态。因此,本发明的多气缸旋转压缩机通过使第2压缩机构部成为非压缩状态并使制冷剂循环流量减半,从而能够不降低电动机的转速地进行运行,因此能够提高压缩机效率。此时,本发明的多气缸旋转压缩机不需要专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机所需的由开闭阀、切换阀及配管等构成的机械式容量控制部件,因此能够防止多气缸旋转压缩机的大型化及高成本化。
[0020] 另外,本发明的多气缸旋转压缩机在第2压缩机构部中具有当叶片成为自活塞脱落的状态时与该叶片相接触、并保持该叶片的机构。因此,本发明的多气缸旋转压缩机也能够在叶片顶端自活塞外周壁离开时稳定地保持叶片的位置。附图说明
[0021] 图1是表示本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100的结构的概略纵剖视图。
[0022] 图2是表示本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100的结构的概略横剖视图,(a)表示第1压缩机构部10的概略横剖视图,(b)表示第2压缩机构部20的概略横剖视图。
[0023] 图3是表示本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。
[0024] 图4是表示本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。
[0025] 图5是表示本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100中的、第2叶片24的位置与因作用于该第2叶片24的压力而产生的推压力之间的关系的图。
[0026] 图6是用于说明作用于本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100的第2叶片24的推压力与拉开力之间的关系的说明图。
[0027] 图7是表示本发明的实施方式2的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。
[0028] 图8是表示本发明的实施方式2的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。
[0029] 图9是表示本发明的实施方式3的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的纵剖视图。
[0030] 图10是用于说明本发明的实施方式3的多气缸旋转压缩机100中的、磁体54-第2叶片24之间的距离与作用于第2叶片24的磁力之间的关系的图。
[0031] 图11是表示本发明的实施方式4的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。
[0032] 图12是表示本发明的实施方式5的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的结构的概略横剖视图,(a)表示成为压缩状态的第2压缩机构部20,(b)表示成为非压缩状态(缸体休止状态)的第2压缩机构部20。
[0033] 图13是表示本发明的实施方式6的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。
[0034] 图14是表示本发明的实施方式6的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。
[0035] 图15是表示本发明的实施方式7的多气缸旋转压缩机100的第2叶片24的一例的主要部分放大图。
[0036] 图16是表示本发明的实施方式7的多气缸旋转压缩机100的第2叶片24的另一例的主要部分放大图。
[0037] 图17是表示本发明的实施方式9的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的横剖视图。
[0038] 图18是表示本发明的实施方式10的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的横剖视图。
[0039] 图19是表示本发明的实施方式11的蒸气压缩式冷冻循环装置500的结构图。
[0040] 图20是表示本发明的实施方式12的多气缸旋转压缩机100的结构的概略纵剖视图。
[0041] 图21是表示本发明的实施方式12的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的概略横剖视图。
[0042] 图22是表示本发明的实施方式12的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。
[0043] 图23是表示本发明的实施方式12的第2压缩机构部20中的、作用于第2叶片24的顶端部24a和后端部24b的压力的压力差ΔP与运行状态之间的关系的图。
[0044] 图24是说明本发明的实施方式12的第2压缩机构部20的从平常压缩运行区域成为磁滞区域时的运行状态的图。
[0045] 图25是说明本发明的实施方式12的第2压缩机构部20的从平常缸体休止运行区域成为磁滞区域时的运行状态的图。
[0046] 图26是用于说明本发明的实施方式12的低压导入机构110的密封件112的动作的纵剖视图。
[0047] 图27是表示本发明的实施方式13的多气缸旋转压缩机100的低压导入机构110附近的纵剖视图。
[0048] 图28是用于说明本发明的实施方式13的多气缸旋转压缩机100中的、磁体54-第2叶片24之间的距离与作用于第2叶片24的磁力之间的关系的图。
[0049] 图29是表示本发明的实施方式13的多气缸旋转压缩机100的低压导入机构110的另一例的纵剖视图。

具体实施方式

[0050] 以下,基于附图,说明本发明的多气缸旋转压缩机的一例。另外,在以下所示的附图中,有时各个构成构件的大小关系与实际的情况不同。另外,在纵剖视图和横剖视图中,排出口18、28及缸体吸入流路17、27的三维的位置关系不必一致。
[0051] 实施方式1.
[0052] [多气缸旋转压缩机100的结构]
[0053] 图1是表示本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100的结构的概略纵剖视图。另外,图2是表示本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100的结构的概略横剖视图,(a)表示第1压缩机构部10的概略横剖视图,(b)表示第2压缩机构部20的概略横剖视图。另外,图1和图2表示第1压缩机构部10成为压缩状态、第2压缩机构部20成为非压缩状态(缸体休止状态)的多气缸旋转压缩机100。
[0054] 多气缸旋转压缩机100成为例如在空调器、热水器等热泵设备中采用的冷冻循环的构成元件之一。另外,多气缸旋转压缩机100具有吸入气体状的流体、将其压缩并作为高温·高压的状态排出的功能。
[0055] 该本实施方式1的多气缸旋转压缩机100在密闭容器3的内部空间7内具有由第1压缩机构部10及第2压缩机构部20构成的压缩机构99和借助驱动轴5驱动该第1压缩机构部10及第2压缩机构部20的电动机8。
[0056] 密闭容器3是上端部和下端部闭塞的例如圆筒形状的密闭容器。在密闭容器3的底部设有用于储藏对压缩机构99进行润滑的润滑油的润滑油储藏部3a。另外,在密闭容器3的上部,以与密闭容器3的内部空间7连通的方式设有压缩机排出管2。
[0057] 电动机8是利用变换控制等使例如转速可变的电动机,包括定子8b和转子8a。定子8b形成为大致圆筒形状,外周部例如通过热套等固定于密闭容器3。在该定子8b上缠绕有被从外部电源供给电力的线圈。转子8a形成为大致圆筒形状,与定子8b的内周面隔开预定的间隔地配置于定子8b的内周部。在该转子8a上固定有驱动轴5,电动机8和压缩机构99成为借助驱动轴5相连接的结构。即,通过电动机8旋转,从而在压缩机构99上经由驱动轴5传递有旋转动力。
[0058] 驱动轴5由构成该驱动轴5的上部的长轴部5a、构成该驱动轴的下部的短轴部5b以及形成于该长轴部5a与短轴部5b之间的偏心销轴部5c、5d和中间轴部5e构成。在此,偏心销轴部5c的中心轴自长轴部5a和短轴部5b的中心轴偏心预定距离,并配置在后述的第1压缩机构部10的第1缸体室12内。另外,偏心销轴部5d的中心轴自长轴部5a和短轴部5b的中心轴偏心预定距离,并配置在后述的第2压缩机构部20的第2缸体室22内。另外,偏心销轴部5c和偏心销轴部5d使相位偏移180度地进行设置。该偏心销轴部5c和偏心销轴部5d利用中间轴部5e相连接。另外,中间轴部5e配置在后述的中间分隔板4的通孔内。如此构成的驱动轴5的长轴部5a被第1支承构件60的轴承部60a以旋转自如的方式支承,短轴部5b被第2支承构件70的轴承部70a以旋转自如的方式支承。
[0059] 即,驱动轴5成为在第1缸体室12和第2缸体室22内使偏心销轴部5c、5d进行偏心旋转运动的结构。
[0060] 压缩机构99由设于上部的旋转型的第1压缩机构部10和设于下部的旋转型的第2压缩机构部20构成,该第1压缩机构部10和第2压缩机构部20配置在电动机8的下方。该压缩机构99是从上侧朝向下侧依次层叠第1支承构件60、构成第1压缩机构部10的第1缸体11、中间分隔板4、构成第2压缩机构部20的第2缸体21以及第2支承构件70而构成的。
[0061] 第1压缩机构部10由第1缸体11、第1活塞13以及第1叶片14等构成。第1缸体11是沿上下方向贯穿形成有与驱动轴5(更详细地说,为长轴部5a和短轴部5b)大致同心的大致圆筒状的通孔的平板构件。该通孔的一个端部(在图1中为上侧端部)被第1支承构件60的凸缘部60b闭塞,另一个端部(在图1中为下侧端部)被中间分隔板4闭塞,成为第1缸体室12。
[0062] 在上述第1缸体11的第1缸体室12内设有第1活塞13。该第1活塞13形成为环状,并以滑动自如的方式设于驱动轴5的偏心销轴部5c。另外,在第1缸体11上形成有与第1缸体室12连通(开口)、并沿第1缸体室12的半径方向延伸的叶片槽19。而且,在该叶片槽19内,以滑动自如的方式设有第1叶片14。换言之,叶片槽19以往复移动自如的方式收纳第1叶片14。通过使第1叶片14的顶端部14a抵接于第1活塞13的外周部,从而第1缸体室12被分隔为吸入室
12a和压缩室12b。
[0063] 另外,在第1缸体11内,在叶片槽19的后方即第1叶片14的后方形成有用于收纳第1叶片14的后端部14b、并经由叶片槽19与第1缸体室12连通的叶片背室15。该叶片背室15以沿上下方向贯穿第1缸体11的方式进行设置。另外,叶片背室15的上部开口部向密闭容器3的内部空间7局部打开,成为能够供储存于润滑油储藏部3a的润滑油向叶片背室15流入的结构。流入到叶片背室15内的润滑油向叶片槽19与第1叶片14之间流入,并使两者之间的滑动阻力降低。如后所述,本实施方式1的多气缸旋转压缩机100成为使被压缩机构99压缩后的制冷剂向密闭容器3的内部空间7排出的结构。因此,叶片背室15成为与密闭容器3的内部空间7相同的高压环境。
[0064] 第2压缩机构部20由第2缸体21、第2活塞23以及第2叶片24等构成。第2缸体21是沿上下方向贯穿形成有与驱动轴5(更详细地说,为长轴部5a和短轴部5b)大致同心的大致圆筒状的通孔的平板构件。该通孔的一个端部(在图1中为上侧端部)被中间分隔板4闭塞,另一个端部(在图1中为下侧端部)被第2支承构件70的凸缘部70b闭塞,成为第2缸体室22。
[0065] 在上述第2缸体21的第2缸体室22内设有第2活塞23。该第2活塞23形成为环状,并以滑动自如的方式设于驱动轴5的偏心销轴部5d。另外,在第2缸体21上形成有与第2缸体室22连通(开口)、并沿第2缸体室22的半径方向延伸的叶片槽29。而且,在该叶片槽29内,以滑动自如的方式设有第2叶片24。换言之,叶片槽29以往复移动自如的方式收纳第2叶片24。通过使第2叶片24的顶端部24a抵接于第2活塞23的外周部,从而第2缸体室22与第1缸体室12相同地被分隔为吸入室和压缩室。
[0066] 另外,在第2缸体21内,在叶片槽29的后方即第2叶片24的后方形成有用于收纳第2叶片24的后端部24b、并经由叶片槽29与第2缸体室22连通的叶片背室25。该叶片背室25以沿上下方向贯穿第2缸体21的方式进行设置。另外,叶片背室25的上部开口部被中间分隔板4和第2支承构件70的凸缘部70b闭塞,利用从第2缸体21的外周面与叶片背室25连通的流路
30,使叶片背室25与密闭容器3的内部空间7相连通。即,成为能够供储存于润滑油储藏部3a的润滑油经由流路30向叶片背室25流入的结构。因此,叶片背室25成为与密闭容器3的内部空间7相同的高压环境。另外,流入到叶片背室25内的润滑油向叶片槽29与第2叶片24之间流入,并使两者之间的滑动阻力降低。
[0067] 另外,使叶片背室25的至少一个开口部向密闭容器3的内部空间7打开,也可以设为能够供储存于润滑油储藏部3a的润滑油也从该开口部向叶片背室25流入的结构。
[0068] 在该第1缸体11和第2缸体21上连接有用于使气体状制冷剂向第1缸体室12和第2缸体室22流入的吸入消声器6。详细地说,吸入消声器6包括容器6b、从蒸发器向容器6b引导低压制冷剂的流入管6a、将储存于容器6b内的制冷剂中的气体状制冷剂向第1缸体11的第1缸体室12引导的流出管6c以及将储存于容器6b内的制冷剂中的气体状制冷剂向第2缸体21的第2缸体室22引导的流出管6d。而且,吸入消声器6的流出管6c连接于第1缸体11的缸体吸入流路17(与第1缸体室12连通的流路),吸入消声器6的流出管6d连接于第2缸体21的缸体吸入流路27(与第2缸体室22连通的流路)。
[0069] 另外,在第1缸体11上形成有用于排出在第1缸体室12内被压缩的气体状制冷剂的排出口18。该排出口18与形成于第1支承构件60的凸缘部60b的通孔相连通,在该通孔处设有当第1缸体室12内成为预定的压力以上时打开的开闭阀18a。另外,在第1支承构件60上,以覆盖开闭阀18a(即通孔)的方式安装有排出消声器63。同样地在第2缸体21上形成有用于排出在第2缸体室22内被压缩的气体状制冷剂的排出口28。该排出口28与形成于第2支承构件70的凸缘部70b的通孔相连通,在该通孔处设有当第2缸体室22内成为预定的压力以上时打开的开闭阀28a。另外,在第2支承构件70上,以覆盖开闭阀28a(即通孔)的方式安装有排出消声器73。
[0070] [压缩机构99的特征性的结构]
[0071] 如上所述,第1压缩机构部10和第2压缩机构部20的基本结构成为相同的结构,但是在第1压缩机构部10和第2压缩机构部20的详细结构中,下述结构在两者之间不同。
[0072] (1)作用于第1叶片14和第2叶片24的推压力
[0073] 第1叶片14和第2叶片24两者均在顶端部14a、24a侧作用有中间压力(从被吸入到第1缸体室12和第2缸体室22内的低压制冷剂的压力到排出压力的压力),在后端部14b、24b侧作用有排出压力(密闭容器3的内部空间7的压力,即,被压缩机构99压缩后的高压制冷剂的压力)。因此,在第1叶片14和第2叶片24两者上,根据作用于顶端部14a、24a和后端部14b、24b的压力之差,作用有向第1活塞13和第2活塞23侧推压第1叶片14和第2叶片24的方向的推压力。
[0074] 除了该推压力以外,在第1叶片14上,利用压缩弹簧40施加有向第1活塞13侧推压第1叶片14的推压力。因此,第1叶片14总是推压于第1活塞13,成为将第1缸体室12分隔为吸入室12a和压缩室12b的状态。即,具有第1叶片14的第1压缩机构部10总是压缩流入到第1缸体室12内的制冷剂。
[0075] 另一方面,第2叶片24被拉拽弹簧50拉拽后端部24b。即,在第2叶片24上,在拉拽弹簧50的反作用力(弹性力)的作用下,作用有在使第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开的方向(使第2叶片24向后端部24b侧移动的方向)上发挥作用的拉开力。因此,第2压缩机构部20的第2叶片24与第1压缩机构部10的第1叶片14相比,向第2活塞23侧推压叶片的推压力变小。换言之,第2压缩机构部20的第2叶片24与第1压缩机构部10的第1叶片14相比,成为在使第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开的方向上发挥作用的拉开力较大的结构。因此,在作用于第2叶片24的顶端部24a和后端部24b的压力之差为预定值以上的情况下,即,在利用该压力差使作用于第2叶片24的推压力(使第2叶片24向第2活塞23侧移动的力)大于拉拽弹簧50的拉开力的情况下,第2压缩机构部20与第1压缩机构部10相同地将第2缸体室22分隔为压缩室和吸入室,对流入到第2缸体室22内的制冷剂进行压缩。但是,在作用于第2叶片24的顶端部24a和后端部24b的压力之差小于预定值的情况下,即,在拉拽弹簧50的拉开力因该压力差而超过作用于第2叶片24的推压力的情况下,第2叶片24的顶端部24a自第2活塞23离开,第2压缩机构部20成为未压缩第2缸体室22内的制冷剂的缸体休止状态。
[0076] (2)第2叶片24的保持机构
[0077] 而且,具有上述拉拽弹簧50的第2压缩机构部20具有在第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开时保持第2叶片24的保持机构。本实施方式1的保持机构由设于第2叶片24的后端部24b侧的接触部52、形成于第2叶片24的连通孔51a以及形成于第2缸体21的连通孔51b构成。
[0078] 接触部52以分隔流路30与叶片背室25的方式进行设置。在该接触部52上形成有连通流路30与叶片背室25的连通孔53。即,连通孔53连通着形成于第2叶片24的后端部24b侧的空间与密闭容器3的内部空间7。另外,接触部52的第2叶片24侧成为平面部,以该平面部和第2叶片24的后端部24b保持预定的平行度的方式设置了接触部52。
[0079] 形成于第2叶片24的连通孔51a的一个开口部在后端部24b(更详细地说,与接触部52的除连通孔53以外的部分相对的位置)开口。另外,连通孔51a的另一个开口部在第2叶片
24的侧面部开口。
[0080] 形成于第2缸体21的连通孔51b的一个开口部在叶片槽29开口。更详细地说,在第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开且后端部24b与接触部52相接触的状态下,该开口部在与连通孔51a连通的位置(连通孔51a的开口部和连通孔51b的开口部相对的位置)开口。另外,连通孔51b的另一个开口部在缸体吸入流路27上开口。
[0081] 另外,连通孔51a、51b只要是连通第2叶片24的后端部24b侧与缸体吸入流路27的结构,就不限定于上述结构。例如,也可以使连通孔51a的另一个开口部(在图2中为在第2叶片24的侧面部开口的开口部)在第2叶片24的上表面部开口。在该情况下,连通该开口部与缸体吸入流路27的连通孔51b由与该开口部连通的形成于中间分隔板4的流路和连通该流路与缸体吸入流路27的形成于第2缸体21的流路构成。
[0082] 另外例如,也可以使连通孔51a的另一个开口部(在图2中为在第2叶片24的侧面部开口的开口部)在第2叶片24的底面部开口。在该情况下,连通该开口部与缸体吸入流路27的连通孔51b由与该开口部连通的形成于第2支承构件70的凸缘部70b的流路和连通该流路与缸体吸入流路27的形成于第2缸体21的流路构成。
[0083] [多气缸旋转压缩机100的动作说明]
[0084] 接下来,进行使如上所述构成的多气缸旋转压缩机100运行时的动作说明。
[0085] [利用第1压缩机构部10和第2压缩机构部20压缩制冷剂时的动作]
[0086] 首先,说明利用第1压缩机构部10和第2压缩机构部20两者压缩制冷剂时的动作。该动作是与压缩机构部未成为缸体休止状态的通常的多气缸旋转压缩机相同的动作。详细地说,成为如下所述的动作。
[0087] 若向电动机8供给电力,则利用电动机8使驱动轴5在从正上方观察时绕逆时针旋转(如图2所示以叶片位置为基准旋转相位θ)。通过使驱动轴5旋转,从而在第1缸体室12内,偏心销轴部5c进行偏心旋转运动,在第2缸体室22内,偏心销轴部5d进行偏心旋转运动。另外,偏心销轴部5c和偏心销轴部5d以相位相互错开180度的方式进行偏心旋转运动。
[0088] 伴随着偏心销轴部5c的偏心旋转运动,在第1缸体室12内,第1活塞13进行偏心旋转运动,从吸入消声器6的流出管6c经由缸体吸入流路17吸入到第1缸体室12内的低压的气体状制冷剂被压缩。同样地伴随着偏心销轴部5d的偏心旋转运动,在第2缸体室22内,第2活塞23进行偏心旋转运动,从吸入消声器6的流出管6d经由缸体吸入流路27吸入到第2缸体室22内的低压的气体状制冷剂被压缩。
[0089] 若在第1缸体室12内被压缩的气体状制冷剂成为预定的压力,则从排出口18向排出消声器63内排出,之后从排出消声器63的排出口向密闭容器3的内部空间7排出。另外,若在第2缸体室22内被压缩的气体状制冷剂成为预定的压力,则从排出口28向排出消声器73内排出,之后从排出消声器73的排出口向密闭容器3的内部空间7排出。然后,排出到密闭容器3的内部空间7内的高压的气体状制冷剂从压缩机排出管2向密闭容器3的外部排出。
[0090] 当利用第1压缩机构部10和第2压缩机构部20压缩制冷剂时,重复第1压缩机构部10和第2压缩机构部20的上述制冷剂吸入动作和压缩动作。
[0091] [第2压缩机构部20成为缸体休止状态时的动作]
[0092] 图3和图4是表示本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。另外,图3是表示第2压缩机构部20进行制冷剂压缩动作的状态下的第2叶片24附近的图,(a)表示第2叶片24附近的横剖视图,(b)表示第2叶片24附近的纵剖视图。另外,图4是表示成为缸体休止状态(未进行制冷剂压缩动作的状态)的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的图,(a)表示第2叶片24附近的横剖视图,(b)表示第2叶片24附近的纵剖视图。
[0093] 以下,使用图1~图4,说明第2压缩机构部20成为缸体休止状态时的动作。另外,在该动作中,第1压缩机构部10也是使被压缩弹簧40推压的第1叶片14总是与第1活塞13相接触,进行与上述相同的制冷剂压缩动作。因此,以下,说明第2压缩机构部20成为缸体休止状态时的第2压缩机构部20的动作。
[0094] 在第2压缩机构部20压缩着制冷剂的上述状态下,借助润滑油,排出压力作用于第2叶片24的后端部24b整体。因此,因作用于第2叶片24的顶端部24a和后端部24b的压力之差而产生的推压力超过拉拽弹簧50的拉开力,第2叶片24的顶端部24a推压于第2活塞23的外周壁。因而,在第2压缩机构部20中,伴随着驱动轴5的旋转,制冷剂被压缩。
[0095] 在该状态下,如图3所示,形成于第2叶片24的连通孔51a和形成于第2缸体21的连通孔51b的位置不一致。因此,形成于第2叶片24的连通孔51a被叶片槽29的侧壁堵塞,形成于第2缸体21的连通孔51b被第2叶片24的侧面部堵塞。因而,形成于第2叶片24的连通孔51a的内部成为排出压力。
[0096] 另一方面,在多气缸旋转压缩机100刚开始运行之后、多气缸旋转压缩机100成为低负荷的状态下,密闭容器3的内部空间7的压力较低。因此,拉拽弹簧50的拉开力超过了因作用于第2叶片24的顶端部24a和后端部24b压力之差而产生的推压力。由此,在排出压力作用于第2叶片24的后端部24b整体、吸入压力作用于第2叶片24的顶端部24a整体的状态下,第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开,第2压缩机构部20成为缸体休止状态。
[0097] 然后,若第2叶片24进一步向自第2活塞23的外周壁离开的方向移动,则如图4所示,形成于第2叶片24的连通孔51a的开口部和形成于第2缸体21的连通孔51b的开口部开始重叠。即,形成于第2叶片24的连通孔51a与成为吸入压力的缸体吸入流路27相连通,因此连通孔51a的后端部24b侧的开口部附近的润滑油经由连通孔51a和连通孔51b向缸体吸入流路27流入,作用于第2叶片24的后端部24b的推压力降低。由此,第2叶片24进一步向自第2活塞23的外周壁离开的方向移动,第2叶片24的后端部24b与接触部52相接触。
[0098] 在第2叶片24的后端部24b接触到接触部52的状态下,在第2叶片24的后端部24b,仅在与接触部52的连通孔53相对的范围内作用有排出压力。因此,作用于第2叶片24的推压力进一步降低,拉开力与推压力之差变明确,第2叶片24以自第2活塞23的外周壁离开的状态被稳定地保持。
[0099] [解除第2压缩机构部20的缸体休止状态的动作]
[0100] 接着,说明解除第2压缩机构部20的缸体休止状态的动作。若在稳定保持着第2叶片24的状态下使密闭容器3的内部空间7的压力(即排出压力)变大,则因“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b的与接触部52的连通孔53相对的范围内的排出压力”之间的压力差而产生的推压力超过了拉拽弹簧50的拉开力。若成为该状态,则第2叶片24自接触部52离开,第2叶片24的保持被解除。
[0101] 若一旦第2叶片24自接触部52分开,则形成于第2叶片24的连通孔51a与形成于第2缸体21的连通孔51b的位置不一致,不会导入吸入压力。另外,向第2叶片24的后端部24b整体供给润滑油,排出压力作用于第2叶片24的后端部24b整体,作用于第2叶片24的推压力变大。由此,作用于第2叶片24的推压力与拉开力之差变明确,第2叶片24进一步向第2活塞23侧移动,第2叶片24的顶端部24a推压于第2活塞23的外周壁,第2压缩机构部20开始进行制冷剂的压缩动作。
[0102] 另外,在稳定保持着第2叶片24的状态下,通过将作用于第2叶片24的后端部24b的与接触部52的连通孔53相对的范围内的压力维持得比预定的压力值低,即,通过将“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b的与接触部52的连通孔53相对的范围内的排出压力”之间的压力差抑制为预定值以下,从而能够维持第2压缩机构部20的缸体休止状态。另外,在第2叶片24的顶端部24a推压于第2活塞23的外周壁的状态下,通过将“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b整体的排出压力”之间的压力差维持为预定值以上,从而能够维持第2压缩机构部20的制冷剂压缩状态。
[0103] [作用于第2叶片24的压力与第2叶片24的动作之间的关系]
[0104] 图5是表示本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100中的、第2叶片24的位置与因作用于该第2叶片24的压力而产生的推压力之间的关系的图。另外,图6是用于说明作用于本发明的实施方式1的多气缸旋转压缩机100的第2叶片24的推压力与拉开力之间的关系的说明图。另外,图6的(a)是表示第2叶片24与接触部52未接触的状态的侧视图,图6的(b)是表示第2叶片24与接触部52相接触的状态的侧视图。
[0105] 在第2叶片24中,在顶端部24a作用有吸入压力Ps,在后端部24b作用有排出压力Pd。另外,在第2叶片24上也作用有拉拽弹簧50的拉开力F。而且,利用作用于第2叶片24的该Ps、Pd、F的关系,确定第2叶片24的状态。
[0106] 首先,说明第2叶片24与接触部52未接触的状态。
[0107] 若将第2叶片24的与该第2叶片24的移动方向垂直的截面的面积(与顶端部24a和后端部24b的表面积近似)设为A,则在第2叶片24与接触部52未接触的状态下,利用吸入压力Ps和排出压力Pd作用于第2叶片24的推压力成为(Pd-Ps)A。因此,在第2叶片24推压于第2活塞23的制冷剂压缩状态下,F-(Pd-Ps)A<0的关系成立。另外,在第2叶片24自第2活塞
23离开的非压缩状态下,F-(Pd-Ps)A>0的关系成立。
[0108] 接着,说明第2叶片24与接触部52相接触的状态。
[0109] 若第2叶片24与接触部52相接触,则排出压力Pd作用于第2叶片24的面积(受压面积)减少为形成于接触部52的连通孔53的截面积B。由该受压面积的减少引起的推压力的变化ΔF用ΔF=(Pd-Ps)×(A-B)表示,能够认为拉开力增加了相应的量(与在后面说明的其他实施方式中施加的磁力、摩擦力等相同地进行处理)。即,ΔF能够称作“第2叶片24与接触部52相接触的状态(保持机构保持着第2叶片24的状态)下的拉开力与推压力之差”和“第2叶片24自第2活塞23离开、且第2叶片24未与接触部52相接触的状态(保持机构未保持第2叶片24的状态)下的所述拉开力与所述推压力之差”之差。因而,利用在第2叶片24与接触部
52相接触的状态下作用于第2叶片24的Ps、Pd、F的关系,第2叶片24如下进行动作。即,在第2叶片24被稳定保持的状态下,F+ΔF-(Pd-Ps)A>0的关系成立。另外,在第2叶片24的保持被解除的状态时,F+ΔF-(Pd-Ps)A<0的关系成立。
[0110] 以上,在像本实施方式1这样构成的多气缸旋转压缩机100中,第2压缩机构部20与第1压缩机构部10相比,向第2活塞23侧推压第2叶片24的推压力变小。因此,在作用于第2叶片24的后端部24b的压力小于预定值的情况下,第2压缩机构部20的第2叶片24自第2活塞23离开,第2压缩机构部20成为缸体休止状态。因此,本实施方式1的多气缸旋转压缩机100在低负荷条件下能够降低压缩机损失,能够实现压缩机效率改善及能力范围扩大,能够改善实际负荷运行下的节能性能。此时,本实施方式1的多气缸旋转压缩机100不需要专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机所需的由开闭阀、切换阀以及配管等构成的机械式容量控制部件,因此能够防止多气缸旋转压缩机100的大型化及高成本化。
[0111] 另外,本实施方式1的多气缸旋转压缩机100在第2压缩机构部20具有在第2叶片24成为自第2活塞23离开的状态时与第2叶片24相接触、并保持第2叶片24的保持机构。因此,本实施方式1的多气缸旋转压缩机100在第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开时也能够稳定地保持第2叶片24的位置。
[0112] 另外,在本实施方式1中,说明了将成为缸体休止状态的第2压缩机构部20配置在第1压缩机构部10的下方的例子,但是当然也可以将成为缸体休止状态的第2压缩机构部20配置在第1压缩机构部10的上方。
[0113] 另外,在本实施方式1中说明了高压密闭壳形式的多气缸旋转压缩机100,但是通过在其他壳形式的多气缸旋转压缩机中采用本实施方式1所示的第2压缩机构部20,能够获得与本实施方式1中说明的效果相同的效果。例如,通过在半密闭式的多气缸旋转压缩机和中间壳形式的多气缸旋转压缩机中采用本实施方式1所示的第2压缩机构部20,能够获得与本实施方式1中说明的效果相同的效果。
[0114] 另外,在本实施方式1中,说明了具有两个压缩机构部的多气缸旋转压缩机100,但是多气缸旋转压缩机100也可以具有3个以上的压缩机构部。通过将其中一部分设为与第2压缩机构部20相同的结构,能够获得与本实施方式1中说明的效果相同的效果。
[0115] 实施方式2.
[0116] 在实施方式1中,利用设于第2叶片24的后端部24b侧的接触部52、形成于第2叶片24的连通孔51a以及形成于第2缸体21的连通孔51b构成了保持机构。但是,即使不设置连通孔51a、51b,也能够像以下这样构成保持机构。另外,在本实施方式2中,对于未特别记述的结构,设为与实施方式1相同,对于相同的功能、结构,使用相同的附图标记进行说明。
[0117] 图7和图8是表示本发明的实施方式2的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。另外,图7是表示第2压缩机构部20进行制冷剂压缩动作的状态下的第2叶片24附近的图,(a)表示第2叶片24附近的横剖视图,(b)表示第2叶片24附近的纵剖视图。另外,图8是表示成为缸体休止状态的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的图,(a)表示第2叶片24附近的横剖视图,(b)表示第2叶片24附近的纵剖视图。
[0118] 本实施方式2的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的叶片背室25的上部开口部被中间分隔板4闭塞,叶片背室25的下部开口部被第2支承构件70的凸缘部70b闭塞。因此,连通叶片背室25与密闭容器3的内部空间7的流路仅成为形成于接触部52的连通孔53。另外,与实施方式1相同地接触部52的第2叶片24侧成为平面部,以该平面部和第2叶片24的后端部24b保持预定的平行度的方式设置了接触部52。
[0119] 即使在像本实施方式2这样构成的多气缸旋转压缩机100中,也与实施方式1相同地在因“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b整体的排出压力”之间的压力差而产生的推压力超过拉拽弹簧50的拉开力的情况下,第2叶片24的顶端部24a推压于第2活塞23的外周壁,第2压缩机构部20进行制冷剂的压缩动作。
[0120] 另一方面,若密闭容器3的内部空间7的压力(排出压力)降低,则拉拽弹簧50的拉开力超过因“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b整体的排出压力”之间的压力差而产生的推压力,第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开,第2压缩机构部20成为缸体休止状态。然后,若第2叶片24进一步向自第2活塞23的外周壁离开的方向移动,则第2叶片24的后端部24b与接触部52相接触。
[0121] 在第2叶片24的后端部24b接触到接触部52的状态下,在第2叶片24的后端部24b,仅在与接触部52的连通孔53相对的范围内作用有排出压力。因此,与实施方式1相同地作用于第2叶片24的推压力进一步降低,拉开力与推压力之差变明确,第2叶片24以自第2活塞23的外周壁离开的状态被稳定地保持。
[0122] 以上,即使在像本实施方式2这样构成的多气缸旋转压缩机100中,也与实施方式1相同地不需要专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机所需的由开闭阀、切换阀以及配管等构成的机械式容量控制部件,能够将第2压缩机构部20设为缸体休止状态,因此能够防止多气缸旋转压缩机100的大型化及高成本化,并且能够改善实际负荷运行下的节能性能。另外,本实施方式2的多气缸旋转压缩机100与实施方式1相同地在第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开时也能够稳定地保持第2叶片24的位置。
[0123] 另外,本实施方式2的多气缸旋转压缩机100的连通叶片背室25与密闭容器3的内部空间7的流路仅成为形成于接触部52的连通孔53。因此,为了使自第2活塞23离开的第2叶片24与接触部52相接触,需要使叶片背室25内的润滑油经由第2叶片24与叶片槽29之间向第2缸体室22内流入。因此,本实施方式2的多气缸旋转压缩机100与实施方式1相比,直到第2叶片24成为稳定保持状态(与接触部52相接触的状态)要花费时间。但是,本实施方式2的多气缸旋转压缩机100由于不必在第2叶片24、第2缸体21等上形成连通孔51a、51b,因此能够使多气缸旋转压缩机100更低价。
[0124] 实施方式3.
[0125] 在实施方式1和实施方式2中,虽未特别提及接触部52的材质,但是例如也可以利用磁体来形成接触部52(以下,将由磁体形成的接触部52称作磁体54)。另外,对于本实施方式3中未特别记述的结构,设为与实施方式1或实施方式2相同,对于相同的功能、结构,使用相同的附图标记进行说明。
[0126] 图9是表示本发明的实施方式3的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的纵剖视图。另外,图9表示第2叶片24与作为接触部52的磁体54相接触的状态(被稳定地保持的状态)。
[0127] 另外,图10是用于说明本发明的实施方式3的多气缸旋转压缩机100中的、磁体54-第2叶片24之间的距离与作用于第2叶片24的磁力之间的关系的图。
[0128] 如图10所示,磁体54的作用于第2叶片24的磁力在第2叶片24与磁体54相接触时达到最大值,随着第2叶片24自磁体54离开而衰减,若离开一定距离以上,则磁力成为可忽视的程度的大小。即,在第2叶片24的顶端部24a推压于第2活塞23的外周壁且第2压缩机构部20进行制冷剂的压缩动作的状态下,第2叶片24与磁体54之间的距离离开一定距离以上。因此,在第2叶片24上,仅作用有拉拽弹簧50的拉开力、以及因“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b整体的排出压力”之间的压力差而产生的推压力。
[0129] 另一方面,若密闭容器3的内部空间7的压力(排出压力)降低,则拉拽弹簧50的拉开力超过因“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b整体的排出压力”之间的压力差而产生的推压力,第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开,第2压缩机构部20成为缸体休止状态。然后,若第2叶片24进一步向自第2活塞23的外周壁离开的方向移动,则在第2叶片24上,除了拉拽弹簧50的拉开力以外,也作用有由磁体54的磁力引起的拉开力。因此,作用于第2叶片24的推压力与拉开力之差变明确,第2叶片24进一步向自第2活塞23的外周壁离开的方向移动,并与磁体54相接触。
[0130] 在第2叶片24的后端部24b接触到磁体54的状态下,在第2叶片24的后端部24b,仅在与磁体54的连通孔53相对的范围内作用有排出压力。因此,与实施方式1和实施方式2相同地作用于第2叶片24的推压力进一步降低,拉开力与推压力之差变明确,第2叶片24以自第2活塞23的外周壁离开的状态被稳定地保持。
[0131] 以上,即使在像本实施方式3这样构成的多气缸旋转压缩机100中,也与实施方式1和实施方式2相同地不需要专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机所需的由开闭阀、切换阀以及配管等构成的机械式容量控制部件,能够将第2压缩机构部20设为缸体休止状态,因此能够防止多气缸旋转压缩机100的大型化及高成本化,并且能够改善实际负荷运行下的节能性能。另外,本实施方式3的多气缸旋转压缩机100与实施方式1和实施方式2相同地在第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开时也能够稳定地保持第2叶片24的位置。
[0132] 另外,本实施方式3的多气缸旋转压缩机100由于使用了磁体54,因此不需要进行磁体54的磁力管理。但是,通过像本实施方式3这样构成多气缸旋转压缩机100,从而在磁体54的磁力作用下,能够更稳定地保持自第2活塞23离开的第2叶片24。
[0133] 实施方式4.
[0134] 保持机构的结构并不限于实施方式1~实施方式3所示的结构,也能够设为以下这样的结构。另外,对于本实施方式4中未特别记述的结构,设为与实施方式1~实施方式3中的任一者相同,对于相同的功能、结构,使用相同的附图标记进行说明。
[0135] 图11是表示本发明的实施方式4的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。另外,图11的(a)表示第2叶片24附近的横剖视图,图11的(b)表示第2叶片24附近的纵剖视图。另外,图11表示第2叶片24被稳定地保持的状态。
[0136] 如图11所示,本实施方式4的多气缸旋转压缩机100具有摩擦材料56作为保持机构的接触部52。摩擦材料56设于叶片背室25。该摩擦材料56具有相对于叶片槽29的侧面部倾斜的倾斜面56a。
[0137] 即使在像本实施方式4这样构成的多气缸旋转压缩机100中,也在因“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b整体的排出压力”之间的压力差而产生的推压力超过拉拽弹簧50的拉开力的情况下,第2叶片24的顶端部24a推压于第2活塞23的外周壁,第2压缩机构部20进行制冷剂的压缩动作。
[0138] 另一方面,若密闭容器3的内部空间7的压力(排出压力)降低,则拉拽弹簧50的拉开力超过因“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b整体的排出压力”之间的压力差而产生的推压力,第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开,第2压缩机构部20成为缸体休止状态。然后,若第2叶片24进一步向自第2活塞23的外周壁离开的方向移动,则第2叶片24的后端部24b附近的侧面部与摩擦材料56相接触。若成为该状态,则在第2叶片24欲向第2活塞23侧移动时,在第2叶片24与摩擦材料56之间产生摩擦力,推压力之差变明确,第2叶片24以自第2活塞23的外周壁离开的状态被稳定地保持。
[0139] 以上,即使在像本实施方式4这样构成的多气缸旋转压缩机100中,也与实施方式1~实施方式3相同地不需要专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机所需的由开闭阀、切换阀以及配管等构成的机械式容量控制部件,能够将第2压缩机构部20设为缸体休止状态,因此能够防止多气缸旋转压缩机100的大型化及高成本化,并且能够改善实际负荷运行下的节能性能。另外,本实施方式4的多气缸旋转压缩机100与实施方式1~实施方式3相同地在第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开时也能够稳定地保持第2叶片24的位置。
[0140] 另外,本实施方式4的多气缸旋转压缩机100根据使用情况使摩擦材料56的表面状态、润滑状态发生变化,摩擦力随之也发生变化。因此,像本实施方式4这样构成的多气缸旋转压缩机100的问题在于能够保持第2叶片24的压力差(作用于第2叶片24的顶端部24a和后端部24b的压力之差)的条件发生变化。
[0141] 实施方式5.
[0142] 在实施方式1~实施方式4所示的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20上设置了使拉开力作用于第2叶片24的拉拽弹簧50。但是,即使仅利用“作用于第2叶片24的顶端部24a的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b的排出压力”之间的压力差,第2叶片24也能够在叶片槽29内移动。因此,即使设为在实施方式1~实施方式4所示的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20上未设置拉拽弹簧50的结构,也能够实施本发明。另外,对于本实施方式5中未特别记述的结构,设为与实施方式1~实施方式4中的任一者相同,对于相同的功能、结构,使用相同的附图标记进行说明。另外,以下,以从实施方式3所示的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20中去除了拉拽弹簧50的结构为例,说明本实施方式5的多气缸旋转压缩机100。
[0143] 图12是表示本发明的实施方式5的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的结构的概略横剖视图,(a)表示成为压缩状态的第2压缩机构部20,(b)表示成为非压缩状态(缸体休止状态)的第2压缩机构部20。
[0144] 如图12所示,本实施方式5的多气缸旋转压缩机100成为从实施方式3所示的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20中去除了拉拽弹簧50的结构。
[0145] 在第1压缩机构部10中,在压缩制冷剂时,第1叶片14在其顶端部14a推压于第1活塞13的外周壁的状态下追随于第1活塞13的偏心旋转运动而在叶片槽19内移动。同样地在第2压缩机构部20中,在压缩制冷剂时,第2叶片24在其顶端部24a推压于第2活塞23的外周壁的状态下追随于第2活塞23的偏心旋转运动而在叶片槽29内移动。即,当在第1压缩机构部10和第2压缩机构部20中进行制冷剂压缩时,伴随着第1活塞13和第2活塞23的偏心旋转运动,在第1叶片14和第2叶片24上作用有成为拉开力的惯性力
[0146] 因此,在像本实施方式5这样构成的多气缸旋转压缩机100中,在因“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b整体的排出压力”之间的压力差而产生的推压力超过由惯性力引起的拉开力的情况下,第2叶片24的顶端部24a推压于第2活塞23的外周壁,第2压缩机构部20进行制冷剂的压缩动作。
[0147] 另一方面,若密闭容器3的内部空间7的压力(排出压力)降低,则由惯性力引起的拉开力超过因“作用于第2叶片24的顶端部24a整体的吸入压力”与“作用于第2叶片24的后端部24b整体的排出压力”之间的压力差而产生的推压力,第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开,第2压缩机构部20成为缸体休止状态。然后,若第2叶片24进一步向自第2活塞23的外周壁离开的方向移动,则第2叶片24的后端部24b与磁体54相接触,并被稳定地保持。
[0148] 以上,即使在像本实施方式5这样构成的多气缸旋转压缩机100中,也与实施方式1~实施方式4相同地不需要专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机所需的由开闭阀、切换阀以及配管等构成的机械式容量控制部件,能够将第2压缩机构部20设为缸体休止状态,因此能够防止多气缸旋转压缩机100的大型化及高成本化,并且能够改善实际负荷运行下的节能性能。另外,本实施方式5的多气缸旋转压缩机100与实施方式1~实施方式4相同地在第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开时也能够稳定地保持第2叶片24的位置。
[0149] 实施方式6.
[0150] 在保持机构具有接触部52的情况下,也可以像以下这样构成接触部52。另外,对于本实施方式6中未特别记述的结构,设为与实施方式1~实施方式5中的任一者相同,对于相同的功能、结构,使用相同的附图标记进行说明。
[0151] 图13和图14是表示本发明的实施方式6的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图。另外,图13是表示第2压缩机构部20进行制冷剂压缩动作的状态下的第2叶片24附近的图,(a)表示第2叶片24附近的横剖视图,(b)表示第2叶片24附近的纵剖视图。另外,图14是表示成为缸体休止状态的第2压缩机构部20的第2叶片
24附近的图,(a)表示第2叶片24附近的横剖视图,(b)表示第2叶片24附近的纵剖视图。
[0152] 如图13和图14所示,在本实施方式6的接触部52,在与第2叶片24的后端部24b相对的平面部具有橡胶等的弹性体52a(缓冲材料)。
[0153] 通过像本实施方式6这样构成接触部52,从而与使用了没有弹性体52a的接触部52的情况相比,能够增大接触部52与第2叶片24的后端部24b之间的平行度的偏移的容许度。因此,通过像本实施方式6这样构成接触部52,从而多气缸旋转压缩机100的组装变容易。
[0154] 实施方式7.
[0155] 在保持机构具有形成有连通孔53的接触部52的情况下,也可以像以下这样形成第2叶片24的后端部24b的形状。另外,对于本实施方式7中未特别记述的结构,设为与实施方式1~实施方式6中的任一者相同,对于相同的功能、结构,使用相同的附图标记进行说明。
[0156] 图15是表示本发明的实施方式7的多气缸旋转压缩机100的第2叶片24的一例的主要部分放大图。另外,图15的(a)是表示成为缸体休止状态的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的横剖视图。图15的(b)是表示成为缸体休止状态的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的纵剖视图。图15的(c)是表示进行制冷剂压缩动作的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的纵剖视图。
[0157] 另外,图16是表示本发明的实施方式7的多气缸旋转压缩机100的第2叶片24的另一例的主要部分放大图。另外,图16的(a)是表示成为缸体休止状态的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的横剖视图。图16的(b)是表示成为缸体休止状态的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的纵剖视图。图16的(c)是表示进行制冷剂压缩动作的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的纵剖视图。
[0158] 例如如图15和图16所示,本实施方式7的多气缸旋转压缩机100的第2叶片24在其后端部24b形成有圆筒形状、圆锥形状、棱柱形状或棱锥形状等的突起部55(相当于本发明的凸部)。另外,接触部52的连通孔53(相当于本发明的凹部)形成为与第2叶片24的突起部55对应的形状。而且,若接触部52的连通孔53与第2叶片24的突起部55相嵌合(接触),则成为利用两者的接触面密封的关系。
[0159] 另外,在本实施方式7中,叶片背室25的上下开口部被中间分隔板4和第2支承构件70的凸缘部70b闭塞。
[0160] 以上,即使在像本实施方式7这样构成的多气缸旋转压缩机100中,也与实施方式1~实施方式6相同地不需要专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机所需的由开闭阀、切换阀以及配管等构成的机械式容量控制部件,能够将第2压缩机构部20设为缸体休止状态,因此能够防止多气缸旋转压缩机100的大型化及高成本化,并且能够改善实际负荷运行下的节能性能。另外,本实施方式7的多气缸旋转压缩机100与实施方式1~实施方式6相同地在第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开时也能够稳定地保持第2叶片24的位置。
[0161] 另外,在本实施方式7的多气缸旋转压缩机100中,当第2叶片24的突起部55向接触部52的连通孔53内嵌入时,在连通孔53的出入口产生了较大的压损。因此,能够减少排出压力作用于第2叶片24的后端部24b的面积,易于利用接触部52来接触第2叶片24(能够更稳定地进行保持)。
[0162] 实施方式8.
[0163] 在接触部52由磁体构成的情况(磁体54的情况)下,也可以将磁体54设为电磁体。
[0164] 即使在如此构成的多气缸旋转压缩机100中,也与实施方式1~实施方式7相同地不需要专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机所需的由开闭阀、切换阀以及配管等构成的机械式容量控制部件,能够将第2压缩机构部20设为缸体休止状态,因此能够防止多气缸旋转压缩机100的大型化及高成本化,并且能够改善实际负荷运行下的节能性能。另外,本实施方式8的多气缸旋转压缩机100与实施方式1~实施方式7相同地在第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开时也能够稳定地保持第2叶片24的位置。
[0165] 另外,本实施方式8的多气缸旋转压缩机100由于利用电磁体构成了磁体54,因此需要重新设置电布线,但是由于能够通过向磁体供给电力而仅在需要时产生磁力,因此能够自由进行第2压缩机构部20向缸体休止状态的切换。
[0166] 实施方式9.
[0167] 在利用弹簧使拉开力作用于第2叶片24的情况下,也可以不使用拉拽弹簧50而利用以下这样的结构使拉开力作用于第2叶片24。另外,对于本实施方式9中未特别记述的结构,设为与实施方式1~4、6~8中的任一者相同,对于相同的功能、结构,使用相同的附图标记进行说明。
[0168] 图17是表示本发明的实施方式9的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的横剖视图。
[0169] 如图17所示,在本实施方式9的第2叶片24的侧面部,在配置于叶片背室25内的位置设有一对叶片侧面板57。另外,在比叶片侧面板57靠第2缸体室22的径向内侧的位置(第2活塞23侧)设有一对压缩弹簧58。而且,本实施方式9的多气缸旋转压缩机100利用一对压缩弹簧58向第2缸体室22的径向外侧(第2叶片24自第2活塞23离开的方向)推压一对叶片侧面板57。即,在第2叶片24上作用有一对压缩弹簧58的拉开力。
[0170] 以上,即使在像本实施方式9这样构成的多气缸旋转压缩机100中,也与实施方式1~4、6~8相同地不需要专利文献1所记载的多气缸旋转压缩机所需的由开闭阀、切换阀以及配管等构成的机械式容量控制部件,能够将第2压缩机构部20设为缸体休止状态,因此能够防止多气缸旋转压缩机100的大型化及高成本化,并且能够改善实际负荷运行下的节能性能。另外,本实施方式9的多气缸旋转压缩机100与实施方式1~4、6~8相同地在第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开时也能够稳定地保持第2叶片24的位置。
[0171] 实施方式10.
[0172] 在使用磁体54作为接触部52的情况下,也可以将磁体54形成为以下这样的形状。另外,对于本实施方式10中未特别记述的结构,设为与实施方式1~实施方式9中的任一者相同,对于相同的功能、结构,使用相同的附图标记进行说明。
[0173] 图18是表示本发明的实施方式10的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的横剖视图。
[0174] 如图18所示,在本实施方式10的多气缸旋转压缩机100的磁体54上形成有向第2叶片24侧突出的一对凸部54a。这些凸部54a的相对面成为平面部,这些平面部位于与叶片槽29的侧面部大致相同的位置。换言之,一对凸部54a的相对面也成为叶片槽29的侧面部。即,以当第2叶片24自第2活塞23离开时第2叶片24进入一对凸部54a之间的方式配置了了一对凸部54a。
[0175] 在图10中,如上所述,磁体54的作用于第2叶片24的磁力在第2叶片24与磁体54相接触时达到最大值,随着第2叶片24自磁体54离开而衰减,若离开一定距离以上,则磁力成为可忽视的程度的大小。即,在第2叶片24的顶端部24a推压于第2活塞23的外周壁且第2压缩机构部20进行制冷剂的压缩动作的状态下,第2叶片24与磁体54之间的距离离开一定距离以上。因此,在第2叶片24上几乎未作用有磁体54的磁力。
[0176] 另一方面,若密闭容器3的内部空间7的压力(排出压力)降低,则第2叶片24自第2活塞23的外周壁离开,第2压缩机构部20成为缸体休止状态。然后,若第2叶片24进一步向自第2活塞23的外周壁离开的方向移动,则在第2叶片24上作用有由磁体54的磁力引起的拉开力。因此,作用于第2叶片24的推压力与拉开力之差变明确,第2叶片24进一步向自第2活塞23的外周壁离开的方向移动,并与磁体54相接触。
[0177] 此时,本实施方式10的磁体54由于形成有向第2叶片24侧突出的一对凸部54a,因此与未形成有凸部54a的情况相比,在第2叶片24与磁体54之间的距离更远的阶段,能够使磁体54的磁力作用于第2叶片24。另外,由于第2叶片24与磁体54之间的相对面积(磁力的作用面积)增加,因此也能够使更大的磁力作用于第2叶片24。因此,本实施方式10的多气缸旋转压缩机100与使用未形成有凸部54a的磁体54的情况相比,易于使第2叶片24进一步接触磁体54,因此能够更稳定地保持第2叶片24。
[0178] 实施方式11.
[0179] 实施方式1~实施方式10所示的多气缸旋转压缩机100用于例如以下所示的蒸气压缩式冷冻循环装置。
[0180] 图19是表示本发明的实施方式11的蒸气压缩式冷冻循环装置500的结构图。
[0181] 本实施方式11的蒸气压缩式冷冻循环装置500包括实施方式1~实施方式10中的任一者所示的多气缸旋转压缩机100、用于自被该多气缸旋转压缩机100压缩的制冷剂散热散热器300、用于使自该散热器300流出的制冷剂膨胀的膨胀机构200以及用于使自该膨胀机构200流出的制冷剂吸热的蒸发器400。
[0182] 像本实施方式11的蒸气压缩式冷冻循环装置500这样,通过具有实施方式1~实施方式10中的任一者所示的多气缸旋转压缩机100,能够防止蒸气压缩式冷冻循环装置500的大型化及高成本化,并且能够改善实际负荷运行下的节能性能。
[0183] 实施方式12.
[0184] 在接触部52由作为永磁体的磁体54构成的情况下,也可以像以下这样构成多气缸旋转压缩机100。另外,对于本实施方式12中未特别记述的结构,设为与实施方式1~实施方式10中的任一者相同,对于相同的功能、结构,使用相同的附图标记进行说明。
[0185] 图20是表示本发明的实施方式12的多气缸旋转压缩机100的结构的概略纵剖视图。图21是表示该多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的概略横剖视图。另外,图22是表示该多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20的第2叶片24附近的主要部分放大图(纵剖视图)。
[0186] [基本结构]
[0187] 本实施方式12的多气缸旋转压缩机100的基本结构与实施方式1~实施方式10所示的多气缸旋转压缩机100的基本结构相同。即,本实施方式12的多气缸旋转压缩机100包括:驱动轴5,其具有偏心销轴部5c、5d;电动机8,其用于旋转驱动该驱动轴5;第1压缩机构部10和第2压缩机构部20(两个压缩机构);以及密闭容器3,其用于收纳电动机8、第1压缩机构部10以及第2压缩机构部20,并在底部储存润滑油。
[0188] 另外,第1压缩机构部10包括:第1缸体11,其形成有从吸入压力空间(吸入消声器6和缸体吸入流路17)吸入低压的制冷剂并将压缩后的高压的制冷剂向排出压力空间(密闭容器3的内部)排出的第1缸体室12;环形状的第1活塞13,其以滑动自如的方式安装于驱动轴5的偏心销轴部5c,并在第1缸体11内进行偏心旋转运动;第1叶片14,其在顶端部14a推压于第1活塞13的外周面的状态下将第1缸体室12分隔为两个空间;叶片槽19,其以往复移动自如的方式收纳第1叶片14,并在第1缸体11上开口;以及叶片背室15,其用于收纳第1叶片14的后端部14b,并与第1缸体室12相连通。同样地,第2压缩机构部20包括:第2缸体21,其形成有从吸入压力空间(吸入消声器6和缸体吸入流路17)吸入低压的制冷剂并将压缩后的高压的制冷剂向排出压力空间(密闭容器3的内部)排出的第2缸体室22;环形状的第2活塞23,其以滑动自如的方式安装于驱动轴5的偏心销轴部5d,并在第2缸体21内进行偏心旋转运动;第2叶片24,其在顶端部24a推压于第2活塞23的外周面的状态下将第2缸体室22分隔为两个空间;叶片槽29,其以往复移动自如的方式收纳第2叶片24,并在第2缸体21上开口;以及叶片背室25,其用于收纳第2叶片24的后端部24b,并与第2缸体室22相连通。
[0189] 而且,第1缸体室12和第2缸体室22与所述吸入压力空间总是连通,叶片背室15、25与所述排出压力空间总是连通,在第1叶片14和第2叶片24中,在顶端部14a、24a和后端部14b、24b分别作用有吸入压力和排出压力。利用作用于顶端部14a、24a和后端部14b、24b的压力之差,在第1叶片14和第2叶片24上,在抵接于第1活塞13和第2活塞23的方向上作用有力。另外,以下,将该抵接的方向的力定义为第1力。
[0190] 另外,在第1压缩机构部10的叶片背室15内配置有压缩弹簧40,第1叶片14被向抵接于第1活塞13的方向施加力,即使在未产生上述压力差时也被施加第1力。
[0191] [实施方式12的特征性的结构]
[0192] 在此,本实施方式12的多气缸旋转压缩机100的特征性的结构是以下结构。
[0193] 在第2压缩机构部20的叶片背室25内设有作为永磁体的磁体54来作为接触部52。另外,在本实施方式12的多气缸旋转压缩机100中具有在第2叶片24自第2活塞23离开的状态下(详细地说,磁体54吸附着第2叶片24时)从吸入压力空间向第2叶片24的后端部24b侧的例如一部分导入低压的制冷剂的低压导入机构110。该低压导入机构110包括连通吸入压力空间(更详细地说为缸体吸入流路27)与第2叶片24的后端部24b侧的流路111和用于使流路111开闭的密封件112。另外,密封件112设于流路111上的第2叶片24的后端部24b侧的入口处,被向关闭流路111的方向施力。而且,当第2叶片24与密封件112(更详细地说,为向第2叶片24侧突出的突部112a)相接触时,密封件112成为打开流路111、并从吸入压力空间向第
2叶片24的后端部24b侧的例如一部分导入低压的制冷剂的结构。该流路111和密封件112与作为永磁体的磁体54一起设于非磁性保持元件113。
[0194] 在第2叶片24上,利用作为永磁体的磁体54向自第2活塞23离开的方向作用有吸引磁力。如图10所示,该吸引磁力具有越靠近磁体54越增大的特性。另外,以下,将在使第2叶片24自第2活塞23离开的方向上发挥作用的力定义为第2力。
[0195] 即,在第2叶片24上,第1力与第2力总是发挥作用,利用第1力和第2力的大小关系,自律地切换第2叶片24的顶端部24a抵接于第2活塞23的压缩状态和第2叶片24的顶端部24a自第2活塞23离开的缸体休止状态(非压缩状态)。即,在第1力大于第2力的情况下,成为压缩状态,在第2力大于第1力的情况下,第2叶片24自第2活塞23离开,从而第2缸体室22成为未形成有压缩室的缸体休止状态。而且,若一旦第2叶片24自第2活塞23离开,则第2叶片24靠近磁体54,利用图10所记载的永磁体的特性,作用于第2叶片24的第2力增大。
[0196] 再次切换为压缩状态时,需要使第1力大于第2力,磁体54与第2叶片24相吸附时的第2力大于第2叶片24自第2活塞23离开时的第2力,因此从非压缩状态成为压缩状态时的第1力是大于从压缩状态向缸体休止状态切换时的第1力的力。
[0197] [第2压缩机构部的动作的说明]
[0198] 图23是表示本发明的实施方式12的第2压缩机构部20中的、作用于第2叶片24的顶端部24a和后端部24b的压力的压力差ΔP与运行状态之间的关系的图。另外,图23的纵轴表示上述压力差ΔP,横轴表示多气缸旋转压缩机100的负荷。
[0199] 在第2压缩机构部20从压缩状态向缸体休止状态切换时的压力差ΔP1以下的区域中,总是存在第1力<第2力的关系,第2叶片24为自第2活塞23总是离开的缸体休止状态。以下,将该区域称作平常缸体休止运行区域。
[0200] 另外,在从缸体休止状态向压缩状态切换时的压力差ΔP2以上的区域中,总是存在第1力>第2力的关系,第2压缩机构部20为压缩状态。以下,将该区域称作平常压缩运行区域。
[0201] 这两个区域之间的区域是也能够实现压缩状态和缸体休止状态中的任意运行状态的区域,以下,将该区域称作磁滞区域。
[0202] 图24是说明本发明的实施方式12的第2压缩机构部20的从平常压缩运行区域成为磁滞区域时的运行状态的图。
[0203] 暂且将压力差ΔP增大至平常压缩运行区域,从而使第2叶片24抵接于第2活塞23,之后,将压力差ΔP减小至磁滞区域,从而第2压缩机构部20在磁滞区域成为压缩状态(能够压缩运行)。
[0204] 图25是说明本发明的实施方式12的第2压缩机构部20的从平常缸体休止运行区域成为磁滞区域时的运行状态的图。
[0205] 暂且将压力差ΔP减小至平常缸体休止运行区域,使第2叶片24自第2活塞23离开,之后,将压力差ΔP增大至磁滞区域,从而第2压缩机构部20在磁滞区域成为缸体休止状态。
[0206] 上述磁滞区域的动作即使仅靠永磁体的特性也是成立的。但是,像图10那样,吸引磁力具有一靠近永磁体就急剧增加的特性,因此问题是由于第2叶片24与作为永磁体的磁体54的接触面的加工精度·组装精度,作用于第2叶片24的吸引磁力产生偏差。
[0207] [低压导入机构部的动作的说明]
[0208] 图26是用于说明本发明的实施方式12的低压导入机构110的密封件112的动作的纵剖视图。另外,图26的(a)表示第2压缩机构部20为压缩状态时的密封件112附近。另外,图26的(b)表示第2压缩机构部20为缸体休止状态时的密封件112附近。
[0209] 当作为永磁体的磁体54吸附第2叶片24时,利用第2叶片24的后端部24b推压密封件112的突部112a,密封件112倾斜。由于使密封件112倾斜,因此被密封件112关闭的流路111打开,从吸入压力空间向第2叶片24的后端部24b侧的例如一部分供给低压的制冷剂。若向第2叶片24的后端部24b侧供给低压,则排出压力作用于第2叶片24的后端部24b的面积减少,由作用于第2叶片24的压力差ΔP引起的第1力降低。
[0210] 因而,像图6那样在第2叶片24被吸附于作为永磁体的磁体54的前后,第1力产生差,第2叶片24被以稳定的状态保持。
[0211] 即,通过向第2叶片24的后端部24b侧导入低压,能够减小第1力,也能够减小与该第1力平衡的吸附磁力。若减小吸附磁力,则即使在吸附磁力的变化缓慢的区域也能够获得充分的吸附磁力,因此不用增大永磁体,就能够减小切换动作的偏差。
[0212] [效果]
[0213] 实施方式1~实施方式10所示的多气缸旋转压缩机100的第2压缩机构部20是在第2叶片24的吸附前后使第1力或第2力中的任一者磁滞的结构,在任意方式中都能够使用磁滞的效果自律地切换压缩状态和非压缩状态(缸体休止状态),但是存在有切换时的压力差ΔP产生偏差的问题。但是,通过像本实施方式12这样构成多气缸旋转压缩机100,从而是使第1力和第2力具有磁滞的结构,与使第1力或第2力中的任一者磁滞的情况相比,所需的第2力变小,能够在第2力的梯度缓慢的范围内进行使用,自律地切换压缩状态和非压缩状态(缸体休止状态)时的压力差ΔP的偏差较小且能够稳定地进行动作这一点较优异。
[0214] 另外,实施方式1等中所示的连通孔51a、51b也是在第2叶片24自第2活塞23离开的状态(详细地说,磁体54吸附着第2叶片24时)下从吸入压力空间向第2叶片24的后端部24b侧的例如一部分导入低压的制冷剂的构件。因此,也可以取代流路111或者将连通孔51a、51b与流路111一起作为低压导入机构110的结构设置。在该情况下,连通孔51b相当于本发明的第1流路,连通孔51a相当于本发明的第2流路。
[0215] 另外,在本实施方式12的多气缸旋转压缩机100中,也如实施方式1等所示,也可以在第2叶片24的后端部24b配置拉拽弹簧。即,在将第2叶片24的质量设为m[kg]、将第2缸体21的内半径(即第2缸体室22的半径)设为r[m]以及将电动机8的速度设为ω[rad/sec]的情况下,能够将作用于第2叶片24的惯性力F1定义为F1=mrω2[N],但是也可以构成为使第
2压缩机构部20从压缩状态向非压缩状态切换时的第2力大于惯性力F1。由此,第2压缩机构部20的压缩状态与非压缩状态之间的切换时机的调整变容易。
[0216] 实施方式13.
[0217] 也可以将实施方式12所示的低压导入机构110构成为以下这样。另外,对于本实施方式13中未特别记述的结构,设为与实施方式12相同,对于相同的功能、结构使用相同的附图标记来进行说明。
[0218] 图27是表示本发明的实施方式13的多气缸旋转压缩机100的低压导入机构110附近的纵剖视图。
[0219] 本实施方式13的多气缸旋转压缩机100与实施方式12相比较,在磁体54与第2叶片24的后端部24b之间设有由非磁性材料构成的间隔件120。由此,当第2叶片24被吸附于磁体
54时,能够在两者之间形成空间,能够设为使磁体54与第2叶片24的后端部24b不直接接触的结构。
[0220] 图28是用于说明本发明的实施方式13的多气缸旋转压缩机100中的、磁体54-第2叶片24之间的距离与作用于第2叶片24的磁力之间的关系的图。
[0221] 在磁体54与第2叶片24的后端部24b之间设置了空间时的吸附磁力小于直接吸附时的吸附磁力,而且,能够利用间隔件120的厚度来控制吸附磁力。通过控制吸附磁力,从而从非压缩状态向压缩状态切换时的压力差ΔP的设计变更变容易。即使像图29那样在非磁性保持元件113上设置接触部113a,也能够获得同样的效果。
[0222] 另外,当然也可以将实施方式12、13的多气缸旋转压缩机100使用于实施方式11所示的蒸气压缩式冷冻循环装置500。能够获得实施方式11所示的效果。
[0223] 附图标记说明
[0224] 2压缩机排出管;3密闭容器;3a润滑油储藏部;4中间分隔板;5驱动轴;5a长轴部;5b短轴部;5c偏心销轴部;5d偏心销轴部;5e中间轴部;6吸入消声器;6a流入管;6b容器;6c;
6d流出管;7内部空间;8电动机;8a转子;8b定子;10第1压缩机构部(上侧);11第1缸体;12第
1缸体室;12a吸入室;12b压缩室;13第1活塞;14第1叶片;14a顶端部;14b后端部;15叶片背室;17缸体吸入流路;18排出口;18a开闭阀;19叶片槽;20第2压缩机构部(下侧);21第2缸体;22第2缸体室;23第2活塞;24第2叶片;24a顶端部;24b后端部;25叶片背室;27缸体吸入流路;28排出口;28a开闭阀;29叶片槽;30流路;40压缩弹簧;50拉拽弹簧;51a连通孔;51b连通孔;52接触部;52a弹性体(缓冲材料);53连通孔;54磁体;54a凸部;55突起部;56摩擦材料;56a倾斜面;57叶片侧面板;58压缩弹簧;60第1支承构件;60a轴承部;60b凸缘部;63排出消声器;70第2支承构件;70a轴承部;70b凸缘部;73排出消声器;99压缩机构;100多气缸旋转压缩机;110低压导入机构;111流路;112密封件;112a突部;113非磁性保持元件;113a接触部;120间隔件;200膨胀机构;300散热器;400蒸发器;500蒸气压缩式冷冻循环装置。
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