專利名稱：渦旋式壓縮機(jī)和空調(diào)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于渦旋式壓縮機(jī)和空調(diào)機(jī)，尤其關(guān)于可根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)/滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的變換及制冷劑噴射等的容量控制和馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制的渦旋式壓縮機(jī)和空調(diào)機(jī)。
背景技術(shù)：


圖17表示以往的一種制冷劑壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)發(fā)表在特開平11-182479號(hào)公報(bào)中。
如圖17所示，制冷劑壓縮機(jī)具有密封容器63，該密封容器63內(nèi)裝有固定渦旋體56和搖動(dòng)渦旋體(未圖示)。密封容器63的端部形成氣缸53。氣缸53內(nèi)設(shè)有活塞式控制閥51和壓縮彈簧52。
另外在氣缸53中設(shè)有和中間壓力腔59連通的第一通道60、和吸入壓力腔57連通的第二通道61及通過排出口55與排出壓力腔58連通的第三路通道62?；钊娇刂崎y51的背壓腔54與第三通道62相通。
在上述構(gòu)成的壓縮機(jī)中，活塞式控制閥51根據(jù)制冷劑吸入壓力(Ps)和排出壓力(Pd)的壓差大小移動(dòng)，對(duì)第一通道60的開閉進(jìn)行控制。由此，可將壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)切換成第一通道60關(guān)閉、排出容量為100％運(yùn)轉(zhuǎn)(滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn))的狀態(tài)或第一通道打開、排出容量降低的運(yùn)轉(zhuǎn)(卸荷運(yùn)轉(zhuǎn))狀態(tài)。
上述壓縮機(jī)由于可根據(jù)壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力條件自動(dòng)進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)和滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的切換控制，故存在以下問題，該問題用圖18來說明。圖18表示冷凝溫度(Tc)、蒸發(fā)溫度(Te)和運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比(Pr)間的關(guān)系。
例如在冷凍循環(huán)中，在蒸發(fā)溫度低、冷凝溫度高(圖18中斜線所示的范圍)、且必要的冷凍能力小時(shí)，上述壓縮機(jī)不作卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。這是因?yàn)?，在蒸發(fā)溫度(Te)低、冷凝溫度(Tc)高時(shí)，制冷劑的吸入壓力(Ps)低而排出壓力(Pd)高，故上述第一通道60關(guān)閉。
如果在小功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)上述壓縮機(jī)不能作卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)，則壓縮機(jī)只能作低速運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅要在嚴(yán)酷的潤(rùn)滑條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，而且低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)馬達(dá)效率比中高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)低，還會(huì)因壓縮機(jī)內(nèi)部的壓縮氣體泄漏等使其效率降低。
如上所述，由于以往的壓縮機(jī)不檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而自動(dòng)地進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)和滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的切換控制，故有時(shí)不能根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行適宜而有效的運(yùn)轉(zhuǎn)。這個(gè)問題在裝有上述那種壓縮機(jī)的空調(diào)機(jī)中也同樣產(chǎn)生。
發(fā)明的公開本發(fā)明正是為了解決上述問題。本發(fā)明的目的是提供能根據(jù)一切運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)選擇適宜且高效的運(yùn)轉(zhuǎn)的渦旋式壓縮機(jī)和空調(diào)機(jī)。
本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)具有形成壓縮制冷劑的壓縮室(40)的可動(dòng)渦旋體(2)及固定渦旋體(1)，具有變速馬達(dá)(28)、容量控制裝置(12、35)、運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)及控制部件(26)。變速馬達(dá)(28)驅(qū)動(dòng)可動(dòng)渦旋體(2)。容量控制裝置(12、35)通過向壓縮室(40)內(nèi)提供制冷劑或從壓縮室(40)向低壓側(cè)旁通制冷劑來控制渦旋式壓縮機(jī)的容量。運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)檢測(cè)渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)?？刂撇考?26)根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)測(cè)到的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)控制容量控制裝置(12，35)的動(dòng)作和馬達(dá)(28)的轉(zhuǎn)速。
由于渦旋式壓縮機(jī)設(shè)有運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)，可檢測(cè)到渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在此，由于上述渦旋式壓縮機(jī)設(shè)有控制部件(26)，可以根據(jù)渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來控制容量控制裝置(12，35)的動(dòng)作和馬達(dá)(28)的轉(zhuǎn)速。因此能在所有運(yùn)轉(zhuǎn)條件下選擇合適且高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，上述的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)及控制部件(26)不僅可設(shè)置在壓縮機(jī)內(nèi)，還可設(shè)置在冷凍·空調(diào)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。
另外在本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)中，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)最好包括對(duì)制冷劑的吸入壓力與制冷劑的排出壓力之比、即對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)部件和對(duì)渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的必要能力進(jìn)行檢測(cè)的必要能力檢測(cè)部件，控制部件(26)根據(jù)上述運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比和必要能力來控制容量控制裝置(12、35)的動(dòng)作和馬達(dá)(28)的轉(zhuǎn)速。
如上所述，由于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)裝有運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比檢測(cè)部件和必要能力檢測(cè)部件，故能夠測(cè)知渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比和必要能力等運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。根據(jù)這樣檢測(cè)到的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比和必要能力，通過控制部件(26)來控制容量控制裝置(12、35)的動(dòng)作和馬達(dá)(28)的轉(zhuǎn)速，可使渦旋式壓縮機(jī)在所有的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，在本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)中，容量控制裝置(12、35)最好包含將壓縮室(40)中的壓縮開始點(diǎn)實(shí)質(zhì)上延遲、以進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)用的卸荷裝置(12)。
卸荷裝置(12)作為容量控制裝置(12、35)的一個(gè)例子，在具有卸荷裝置(12)的場(chǎng)合中，能根據(jù)渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有意地使卸荷裝置(12)動(dòng)作，可進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。具體譬如在蒸發(fā)溫度低、冷凝溫度高且必要冷凍能力小的條件下，能有意地使卸荷裝置(12)動(dòng)作以進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣可以避免傳統(tǒng)技術(shù)的在嚴(yán)酷的潤(rùn)滑條件下進(jìn)行低速運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。
另外在本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)中，容量控制裝置(12、35)包含向壓縮室(40)內(nèi)噴射制冷劑用的制冷劑噴射裝置裝置(35)。
制冷劑噴射裝置裝置(35)可作為容量控制裝置(12、35)的其他用例，在具有制冷劑噴射裝置(35)的場(chǎng)合，可以根據(jù)渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)使制冷劑噴射裝置(35)動(dòng)作，使渦旋式壓縮機(jī)的容量增大。從而可使渦旋式壓縮機(jī)的可變能力幅度增大。另外，在與上述卸荷裝置(12)合用的場(chǎng)合中，為了避免在噴射制冷劑時(shí)卸荷裝置(12)不必要地動(dòng)作，可用控制部件(26)控制卸荷裝置(12)的動(dòng)作。這樣可避免因噴射制冷劑泄漏到吸入壓力室中而不能充分增加制冷劑循環(huán)量。
另外，本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)最好裝有排出壓縮后的制冷劑的排出口(19)及開閉排出口(19)、防止制冷劑逆流用的排出閥(20)。
渦旋式壓縮機(jī)在卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一般進(jìn)行低速運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，制冷劑排出阻力變小，在排出口(19)的制冷劑會(huì)產(chǎn)生逆流。由于設(shè)置上述排出閥(20)，可防止制冷劑逆流，減少逆流損失。因此能提高低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效率。
另外，本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)最好裝有與達(dá)到排出壓力的壓縮室(40)連通的減壓口(29)和開閉減壓口(29)的減壓閥(31a)。
譬如在蒸發(fā)溫度高、冷凝溫度低且必要冷凍能力大的條件下，在卸荷狀態(tài)下進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)。但高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排出氣體流速增大、使過壓縮損失增大。因此，通過設(shè)置減壓口(29)和減壓閥(31a)，可經(jīng)過該減壓口(29)和減壓閥(31a)而適當(dāng)?shù)貙⑦_(dá)到排出壓力的制冷劑排到高壓腔。因此，能減少過壓縮損失，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
另外，在本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)中，可動(dòng)渦旋體(2)和固定渦旋體(1)最好具有渦卷體(41、42)，且一方渦卷體(41)的渦卷終端部延伸到另一方渦卷體(42)的渦卷終端部。
這樣，由于渦旋式壓縮機(jī)具有所謂的非對(duì)稱渦卷，在設(shè)有作為卸荷機(jī)構(gòu)一構(gòu)成要素的卸荷口的場(chǎng)合，能夠?qū)⑵鋮R集到一處，并且在設(shè)有作為制冷劑噴射機(jī)構(gòu)一構(gòu)成要素的噴射口的場(chǎng)合，也能夠?qū)⑵鋮R集到一處。
另外，本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)最好在固定渦旋體(1)的背面裝有吸入壓力腔(33)。
通過在固定渦旋體(1)的背面設(shè)置吸入壓力腔(33)，就不必設(shè)置卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使制冷劑向低壓腔流的迂回通路，可使卸荷機(jī)構(gòu)精簡(jiǎn)。
本發(fā)明的空調(diào)機(jī)裝有上述任意一種渦旋式壓縮機(jī)。另外，在本申請(qǐng)的說明書中，所謂空調(diào)機(jī)，不僅包括冷暖空調(diào)裝置，而且包括冷凍機(jī)。
空調(diào)機(jī)通過設(shè)置上述結(jié)構(gòu)的渦旋式壓縮機(jī)，可在一切運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的空調(diào)機(jī)是所謂多機(jī)型(マルチ型)空調(diào)機(jī)，設(shè)有具有對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的壓縮要素的壓縮機(jī)(37)、使制冷劑冷凝或蒸發(fā)的多個(gè)負(fù)荷側(cè)熱交換器(25a、25b、25c)，還裝有變速馬達(dá)、容量控制裝置(12a)、運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(39)及控制部件(38)。變速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓縮要素。容量控制裝置(12a)通過向壓縮要素提供制冷劑或從壓縮要素提取制冷劑來控制壓縮機(jī)的容量。運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(39)檢測(cè)空調(diào)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)?？刂撇考?38)根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(39)檢測(cè)到的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來控制容量控制裝置(12a)的動(dòng)作和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。另外，作為上述的負(fù)荷側(cè)熱交換器，可舉出空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)(蒸發(fā)器或冷凝器)。
這樣，空調(diào)機(jī)通過裝有運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(39)，可知道空調(diào)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)?？筛鶕?jù)此運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測(cè)結(jié)果用控制部件(38)來控制容量控制裝置(12a)的動(dòng)作及馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
因此，譬如在蒸發(fā)溫度和冷凝溫度之差小且需要大能力的場(chǎng)合，可通過控制部件(38)使容量控制裝置(12a)動(dòng)作，可進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)且讓馬達(dá)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而能使過壓縮損失減少。另外，在蒸發(fā)溫度和冷凝溫度之差大且能力可較小的場(chǎng)合，可通過控制部件(38)不讓容量控制裝置(12a)動(dòng)作而進(jìn)行滿載運(yùn)轉(zhuǎn)且讓馬達(dá)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而能減少逆流損失(壓縮不足損失)。其結(jié)果，可使其在所有運(yùn)轉(zhuǎn)條件下進(jìn)行高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。而且譬如在外部溫度低且蒸發(fā)溫度也低的供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可通過控制部件(38)讓容量控制裝置(12a)動(dòng)作，進(jìn)行氣體制冷劑的噴射且讓馬達(dá)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，可在不使馬達(dá)轉(zhuǎn)速極端上升的情況下增加排出制冷劑的量。在這種場(chǎng)合，可提高壓縮機(jī)的可靠性。另外，在壓縮機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓縮機(jī)隔熱效率低、排出制冷劑的溫度上升的場(chǎng)合，通過控制部件(38)讓容量控制裝置(12a)動(dòng)作，以噴射液體制冷劑，能使排出制冷劑的溫度下降。因此，不僅抑制了制冷劑和潤(rùn)滑油的壽命降低，而且不必由于排出制冷劑的溫度上升而停止空調(diào)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，在本發(fā)明的空調(diào)機(jī)中，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(39)最好包括檢測(cè)壓縮機(jī)中制冷劑吸入壓力與排出壓力之比、即運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比的檢測(cè)部件和檢測(cè)空調(diào)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)負(fù)荷側(cè)熱交換器(25a、25b、25c)必要能力的必要能力檢測(cè)部件，控制部件(38)根據(jù)上述運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比和必要能力來控制容量控制裝置(12a)的動(dòng)作和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
通過這樣檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比和必要能力等運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并據(jù)此來控制容量控制裝置(12a)的動(dòng)作和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，可如上述那樣進(jìn)行高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，在本發(fā)明的空調(diào)機(jī)中，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(39)包含對(duì)負(fù)荷側(cè)熱交換器(25a、25b、25c)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)檢測(cè)部件，控制容量控制裝置(12a)動(dòng)作和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速時(shí)也考慮到運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)。
在多機(jī)型空調(diào)機(jī)中，除蒸發(fā)溫度和冷凝溫度的關(guān)系以外，負(fù)荷側(cè)熱交換器(25a、25b、25c)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)也對(duì)必要能力有影響。在此，通過設(shè)有上述運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)檢測(cè)部件，可結(jié)合運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)來控制容量控制裝置(12a)的動(dòng)作和馬達(dá)轉(zhuǎn)速。因此即使是在蒸發(fā)溫度和冷凝溫度之差小時(shí)的全負(fù)荷側(cè)熱交換器(25a、25b、25c)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，或是在上述溫差大時(shí)的負(fù)荷側(cè)熱交換器(25a、25b、25c)的局部運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，都能進(jìn)行高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
附圖的簡(jiǎn)單說明圖1是設(shè)有冷凍循環(huán)的本發(fā)明渦旋式壓縮機(jī)的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。
圖2是沿圖1中II-II的剖視圖。
圖3表示卸荷口、減壓口、噴射口及排出口的開口角度范圍示例。
圖4表示運(yùn)轉(zhuǎn)溫度條件(冷凝溫度、蒸發(fā)溫度)與運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比的關(guān)系。
圖5表示壓縮機(jī)效率比與運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比的關(guān)系。
圖6A表示卸荷斷開時(shí)的低運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比條件下制冷劑的壓力變化與可動(dòng)渦旋體回轉(zhuǎn)角的關(guān)系。
圖6B表示卸荷斷開時(shí)的通常運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比條件下制冷劑的壓力變化與可動(dòng)渦旋體回轉(zhuǎn)角的關(guān)系。
圖6C表示卸荷斷開時(shí)的高運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比條件下制冷劑的壓力變化與可動(dòng)渦旋體回轉(zhuǎn)角的關(guān)系。
圖7A表示卸荷接通時(shí)的低運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比條件下制冷劑的壓力變化與可動(dòng)渦旋體回轉(zhuǎn)角的關(guān)系。
圖7B表示卸荷接通時(shí)的通常運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比條件下制冷劑的壓力變化與可動(dòng)渦旋體回轉(zhuǎn)角的關(guān)系。
圖7C表示卸荷接通時(shí)的高運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比條件下制冷劑的壓力變化與可動(dòng)渦旋體回轉(zhuǎn)角的關(guān)系。
圖8表示在卸荷接通時(shí)的高運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比條件下裝有排出閥時(shí)的制冷劑壓力變化與可動(dòng)渦旋體回轉(zhuǎn)角的關(guān)系。
圖9是設(shè)有減壓口和減壓閥的渦旋式壓縮機(jī)局部剖視圖。
圖10表示在卸荷接通時(shí)的低運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比條件下裝有減壓閥和不裝有減壓閥時(shí)制冷劑壓力變化與可動(dòng)渦旋體回轉(zhuǎn)角的關(guān)系。
圖11是將固定渦旋體的背腔作為低壓(吸入壓)腔時(shí)的渦旋式壓縮機(jī)局部剖視圖。
圖12是裝有卸荷機(jī)構(gòu)及制冷劑噴射機(jī)構(gòu)的渦旋式壓縮機(jī)簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。
圖13是本發(fā)明空調(diào)機(jī)的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。
圖14表示冷凝溫度與蒸發(fā)溫度的關(guān)系。
圖15是說明圖13所示空調(diào)機(jī)動(dòng)作示例的流程圖。
圖16是說明在圖13的空調(diào)機(jī)上附加制冷劑噴射機(jī)構(gòu)后的空調(diào)機(jī)動(dòng)作示例的流程圖。
圖17是傳統(tǒng)制冷劑壓縮機(jī)的局部剖視圖。
圖18表示運(yùn)轉(zhuǎn)溫度條件(冷凝溫度、蒸發(fā)溫度)與運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比的關(guān)系。
實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)以下用圖1～圖16來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，圖1是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的渦旋式壓縮機(jī)的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。
如圖1所示，本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)由外殼18、固定渦旋體1、可動(dòng)渦旋體2、卸荷機(jī)構(gòu)、排出管(高壓管)14、控制部件26、運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件27和馬達(dá)28組成。
外殼18內(nèi)裝有固定渦旋體1、可動(dòng)渦旋體2和馬達(dá)28。固定渦旋體1中有排出制冷劑的排出口19、卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)打開的卸荷口4、閥孔5、旁通路6、旁通閥7、螺旋彈簧8、蓋9、操作壓力室11、排出閥20、閥彈簧21和閥蓋22。
旁通路6使容納壓縮前的制冷劑的低壓腔3與壓縮室40連通，在卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)把制冷劑從壓縮室40吸到低壓腔3，使制冷劑的壓縮開始點(diǎn)實(shí)質(zhì)上延遲。旁通閥7設(shè)在操作壓力室11內(nèi)，開閉卸荷口4。
蓋9用來封閉閥孔5的開口。蓋9上有連接管16穿過。排出閥20用來開閉排出口19，排出閥20打開時(shí)使達(dá)到排出壓力的制冷劑排出到圓頂10。
可動(dòng)渦旋體2通過未圖示出的曲軸由馬達(dá)28驅(qū)動(dòng)。在此可動(dòng)渦旋體2與固定渦旋體1之間形成壓縮室40，制冷劑在此壓縮室40內(nèi)被壓縮。
卸荷機(jī)構(gòu)包含上述卸荷口4、閥孔5、旁通路6、旁通閥7、螺旋彈簧8、蓋9、操作壓力室11、卸荷操作閥12、操作壓力管路15、連接管16及毛細(xì)管17。通過打開卸荷操作閥12使卸荷機(jī)構(gòu)動(dòng)作，能進(jìn)行渦旋式壓縮機(jī)的卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
排出管(高壓管路)14把排到圓頂10的高壓制冷劑排出到外殼18的外部。這樣排出的制冷劑經(jīng)過譬如冷凝器23、膨脹閥24及蒸發(fā)器25，并通過低壓管路13再次進(jìn)到渦旋式壓縮機(jī)內(nèi)。
運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件27檢測(cè)渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件27具體有運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比檢測(cè)部件和必要能力檢測(cè)部件，可測(cè)知渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr及渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的必要能力。
另外，運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr是制冷劑吸入壓力Ps相對(duì)排出壓力Pd的比值(Pd/Ps)，因排出壓力Pd可換算成制冷劑冷凝過程中的冷凝壓力Pc，吸入壓力Ps可換算成制冷劑蒸發(fā)過程中的蒸發(fā)壓力Pe，故通過對(duì)壓力Pc、Pe進(jìn)行檢測(cè)，就能算出運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr。壓力Pc、Pe譬如可根據(jù)冷凝溫度Tc、蒸發(fā)溫度Te得到。
另外，關(guān)于渦旋式壓縮機(jī)的必要能力，在用于裝有渦旋式壓縮機(jī)的機(jī)器、譬如空調(diào)機(jī)的場(chǎng)合，可根據(jù)室內(nèi)機(jī)吸入空氣溫度、室內(nèi)設(shè)定溫度、室內(nèi)濕度及外部空氣溫度等溫度條件檢測(cè)到。
馬達(dá)28是變頻驅(qū)動(dòng)的可變速馬達(dá)，可根據(jù)需要增減轉(zhuǎn)速。
控制部件26基于由運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件27檢測(cè)到的結(jié)果來控制卸荷機(jī)構(gòu)的動(dòng)作和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。具體地說，當(dāng)判斷為適宜的卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，就打開卸荷操作閥12進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)，在上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下需要進(jìn)一步的容量控制時(shí)就增減馬達(dá)28的轉(zhuǎn)速。
圖2表示沿圖1中II-II線的剖視構(gòu)造，如圖2所示，固定渦旋體1和可動(dòng)渦旋體2有各自的渦卷體41、42，渦卷體41、42間形成多個(gè)壓縮室40，在圖2的示例中，渦卷體41、42為非對(duì)稱形狀，渦卷體41的渦卷終端部位于渦卷體42的渦卷終端部附近。
在固定渦旋體1中，除上述的排出口19和卸荷口4外，如圖2所示，還設(shè)有噴射口30和減壓口29。
噴射口30是向壓縮室內(nèi)噴射氣體制冷劑或液體制冷劑用的噴射口，通過噴射氣體制冷劑能讓渦旋式壓縮機(jī)的容量增大，通過噴射液體制冷劑能讓排出制冷劑的溫度降低。
如上所述，由于渦旋式壓縮機(jī)具有所謂非對(duì)稱渦卷，能把卸荷口4及噴射口30匯總到一處。即，只是將這些口設(shè)在一處，就能使各口依次與錯(cuò)開約180度開始?jí)嚎s的2個(gè)壓縮室40連通。
圖3表示卸荷口4，排出口19，減壓口29及噴射口30與壓縮室40的連通角度范圍。在圖3中，α表示卸荷口4的連通角度范圍，β表示減壓口29的連通角度范圍，γ表示排出口19的連通角度范圍，δ表示噴射口30的連通角度范圍。
以下說明上述構(gòu)成的渦旋式壓縮機(jī)的動(dòng)作特征。
首先，用運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件27測(cè)得渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，具體地說，是用運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件27中的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比檢測(cè)部件測(cè)得運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr，并用運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件27中的必要能力檢測(cè)部件測(cè)得渦旋式壓縮機(jī)的必要能力。
運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr的檢測(cè)是用溫度傳感器等來測(cè)得冷凝溫度Tc和蒸發(fā)溫度Te，根據(jù)該值得到冷凝壓力Pc和蒸發(fā)壓力Pe，并且從這些壓力值中算出運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr。
這里，圖4表示運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr與冷凝溫度Tc和蒸發(fā)溫度Te的關(guān)系。另外，圖4中表示的是使用R22(CHCIF2)作為制冷劑時(shí)的數(shù)據(jù)。另外，圖5表示渦旋式壓縮機(jī)的效率比η*與運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr間的關(guān)系。上述效率比η*是以滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效率最大時(shí)的壓力比效率為1，用比值表示其他場(chǎng)合的效率。
從圖4可知，冷凝溫度Tc和蒸發(fā)溫度Te的組合可使運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr的值發(fā)生變化。另外，從圖5可知，由于運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr的值，存在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的最佳場(chǎng)合和卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)的最佳場(chǎng)合，這是因?yàn)樵跍u旋體的卷角、排出口的位置等，是用壓縮開始時(shí)的壓縮室體積與壓縮室開始同排氣口連通時(shí)的壓縮室體積之比來決定最適合的壓力比。
因此，為了維持渦旋式壓縮機(jī)的高效率，最好是根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr的值來切換滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
在圖4和圖5的示例中，只要將成為切換卸荷和滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)的卸荷/滿負(fù)荷切換目標(biāo)運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pro設(shè)為2.2～3即可。不過，考慮到此壓力比Pro的值因所用的制冷劑種類、冷凍·空調(diào)機(jī)的用途等而變化，故應(yīng)根據(jù)所用的制冷劑種類和用途等預(yù)先求出壓力比Pro的值。
在控制部件26中，把在渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)算出的壓力比Pr和上述壓力比Pro相比較，在壓力比Pr比Pro大的場(chǎng)合，原則上選用滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；在壓力比Pr比Pro小的場(chǎng)合，原則上選擇卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在可從時(shí)刻變化的室內(nèi)溫度、冷凝溫度Tc及蒸發(fā)溫度Te等預(yù)測(cè)到壓力比Pr比壓力比Pro小時(shí)，也可以選擇卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
因此，如圖6A～圖7C所示，可在低運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比條件下減少過壓縮損失，在高運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比條件下減少逆流損失。
為了進(jìn)行滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，將卸荷操作閥12保持在關(guān)閉狀態(tài)，為了進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)，由控制部件26打開卸荷操作閥12。
但是，即使在壓力比Pr比壓力比Pro大的場(chǎng)合，選擇卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也有有利的時(shí)候。具體地說，譬如在蒸發(fā)溫度Te低、冷凝溫度Tc高(運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr高)且必要能力小的場(chǎng)合。
在這樣的場(chǎng)合，還要用上述的必要能力檢測(cè)部件根據(jù)渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度條件等檢測(cè)必要能力，故基于這個(gè)檢測(cè)結(jié)果，通過控制部件26而有意地打開卸荷操作閥12。因此可避免潤(rùn)滑條件嚴(yán)酷的滿負(fù)荷低速運(yùn)轉(zhuǎn)，可提高渦旋式壓縮機(jī)的可靠性。
另外，根通過用控制部件26適當(dāng)調(diào)節(jié)馬達(dá)28的轉(zhuǎn)速，在運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr高時(shí)，即使選擇卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)也能確保必要能力。
然而，如圖6C及圖7C所示，當(dāng)在運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr高的場(chǎng)合進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，與滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)場(chǎng)合相比，壓縮不足(逆流損失)增大。
但是，通過如圖1那樣設(shè)置排出閥20，可防止卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑的逆流，能減少上述逆流損失(參考圖8)。其結(jié)果，可提高在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效率。
圖9是帶有減壓閥機(jī)構(gòu)31的渦旋式壓縮機(jī)的剖視圖。如圖9所示，設(shè)有與達(dá)到排出壓力的壓縮室40相通的減壓口29和開閉該減壓口29的減壓閥31a。在減壓閥31a上有閥壓板32，減壓閥31a和閥壓板32用螺栓43安裝在固定渦旋體1上。
通過這樣設(shè)置減壓閥31a，譬如在卸荷狀態(tài)下進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能通過減壓口29把達(dá)到排出壓力的制冷劑排出到圓頂，如圖7A和圖10所示，能減少過壓縮損失。這也有助于提高渦旋式壓縮機(jī)的效率。
如圖11所示，最好在固定渦旋體1的背面設(shè)置吸入壓力腔33。由此可在卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使制冷劑通過旁通路6a釋放到吸入壓力腔33中，不必再為使制冷劑釋放到低壓腔而設(shè)置迂回通路，可精簡(jiǎn)化卸荷機(jī)構(gòu)。
圖12是在上述渦旋式壓縮機(jī)構(gòu)成中加上制冷劑噴射機(jī)構(gòu)的渦旋式壓縮機(jī)的概略結(jié)構(gòu)圖。
如圖12所示，渦旋式壓縮機(jī)裝有向壓縮室40噴射制冷劑用的噴射口30、向噴射口30引導(dǎo)制冷劑的噴射管35及向噴射管35提供制冷劑的噴射制冷劑供給部件44。
通過這樣設(shè)置制冷劑噴射機(jī)構(gòu)，比上述情況更能增加可變能力幅度。即，在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)即使讓馬達(dá)28高速旋轉(zhuǎn)也達(dá)不到必要能力的情況下，可由控制部件26驅(qū)動(dòng)噴射制冷劑供給部件44，向壓縮室40提供氣體制冷劑。由此可提高渦旋式壓縮機(jī)的能力。
另外，制冷劑噴射時(shí)，用控制部件26保持卸荷操作閥12的關(guān)閉狀態(tài)。由此防止噴射制冷劑泄漏到吸入壓縮室。
另外，還通過運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件2檢測(cè)從排出管排出的制冷劑溫度。而且在制冷劑溫度高于必要溫度時(shí)，可通過控制部件26對(duì)噴射制冷劑供給部件44進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以向壓縮室40提供液體制冷劑。由此不僅能抑制制冷劑及潤(rùn)滑油壽命的減少，還可以避免因制冷劑溫度上升引起機(jī)器停轉(zhuǎn)。
以上說明了本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)。本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)只要將向壓縮室40內(nèi)供給制冷劑的制冷劑噴射機(jī)構(gòu)和從壓縮室40向低壓側(cè)吸出制冷劑的卸荷機(jī)構(gòu)中至少一個(gè)作為渦旋式壓縮機(jī)的容量控制裝置設(shè)置即可。
以下用圖13～圖16來說明本發(fā)明的空調(diào)機(jī)。圖13是本發(fā)明空調(diào)機(jī)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
圖13所示空調(diào)機(jī)，是所謂多機(jī)型空調(diào)機(jī)，裝有幾個(gè)負(fù)荷側(cè)熱交換器。更詳細(xì)地說，該空調(diào)機(jī)包括冷凝器23、膨脹閥24、作為負(fù)荷側(cè)熱交換器的蒸發(fā)器25a～25c、壓縮機(jī)37、卸荷操作閥12a、四路切換閥36、運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件39和控制部件38。
壓縮機(jī)37只要是可變?nèi)萘啃偷膲嚎s機(jī)即可，最好是渦旋式壓縮機(jī)。而且，壓縮機(jī)37具有對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的壓縮要素、對(duì)該壓縮要素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的可變速馬達(dá)及作為容量控制機(jī)構(gòu)的卸荷機(jī)構(gòu)。另外，與上述渦旋式壓縮機(jī)同樣，也可設(shè)置制冷劑噴射機(jī)構(gòu)作為容量控制機(jī)構(gòu)。
運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件39檢測(cè)空調(diào)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。此運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件39同前述渦旋式壓縮機(jī)的情況相同，包括運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比檢測(cè)部件、必要能力檢測(cè)部件和運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)檢測(cè)部件。其中運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比檢測(cè)部件是檢測(cè)壓縮機(jī)37中制冷劑的吸入壓力對(duì)排出壓力之比、即運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比；必要能力檢測(cè)部件是檢測(cè)空調(diào)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)蒸發(fā)器25a～25c的必要能力；運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)檢測(cè)部件是檢測(cè)蒸發(fā)器25a～25c的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)。運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比和必要能力的檢測(cè)方法則與前述的渦旋式壓縮機(jī)相同。
控制部件38是根據(jù)上述運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比、必要能力和蒸發(fā)器25a～25c的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)來控制卸荷機(jī)構(gòu)的動(dòng)作和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
空調(diào)機(jī)通過設(shè)置運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件39和控制部件38，可以根據(jù)空調(diào)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果來控制卸荷機(jī)構(gòu)的動(dòng)作及馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
因此，譬如在蒸發(fā)器25a～25c中制冷劑的蒸發(fā)溫度與冷凝器23中制冷劑的冷凝溫度之差小且需要大能力的情況下，就通過控制部件38打開卸荷操作閥12a，以進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)讓馬達(dá)高速回轉(zhuǎn)。由此可以減少過壓縮損失。
另外，在上述溫差大且能力可小的情況下，通過控制部件38使卸荷操作閥12a關(guān)閉以進(jìn)行滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)讓馬達(dá)低速運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可減少逆流損失。
這樣，即使在圖14中的領(lǐng)域2和領(lǐng)域4所示的條件下也能高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
在空調(diào)機(jī)設(shè)置制冷劑噴射機(jī)構(gòu)(未圖示)作為容量控制裝置時(shí)，譬如在外部氣溫低且蒸發(fā)溫度也低的供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可通過控制部件38讓制冷劑噴射機(jī)構(gòu)動(dòng)作以噴射氣體制冷劑并讓馬達(dá)高速回轉(zhuǎn)。這種情況下，可在不使馬達(dá)轉(zhuǎn)速極端上升的情況下使制冷劑排出量增加，可提高壓縮機(jī)的可靠性。
另外，在壓縮機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓縮機(jī)的隔熱效率低而排出制冷劑的溫度上升的場(chǎng)合，可讓制冷劑噴射機(jī)構(gòu)動(dòng)作以噴射液體制冷劑，由此可降低排出制冷劑的溫度。這樣不僅能抑制制冷劑和潤(rùn)滑油的壽命下降，且不必由于排出制冷劑的溫度上升而讓空調(diào)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
可是，在圖13所示的多機(jī)型空調(diào)機(jī)中，除了蒸發(fā)溫度和冷凝溫度關(guān)系外，負(fù)荷側(cè)熱交換器的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)也會(huì)影響必要能力。為此，通過設(shè)置運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)檢測(cè)部件，可在考慮了運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)后控制卸荷機(jī)構(gòu)的動(dòng)作和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
因此，即使是在蒸發(fā)溫度和冷凝溫度間的溫差小時(shí)的全部蒸發(fā)器25a～25c運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，或是在上述溫差大時(shí)的蒸發(fā)器25a～25c部分運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，也能高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，在壓縮機(jī)37中，與前述渦旋式壓縮機(jī)同樣，也可設(shè)置排出閥及減壓閥等。
以下用圖15和圖16來說明本發(fā)明的空調(diào)機(jī)的動(dòng)作。圖15是說明圖13所示空調(diào)機(jī)的動(dòng)作一例(制冷運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合)的流程圖。圖16是說明圖13所示的附加有制冷劑噴射機(jī)構(gòu)的空調(diào)機(jī)的動(dòng)作一例的流程圖。
首先，參考圖15，在步驟S1中，通過運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件39檢測(cè)冷凝器(室外機(jī))23中的冷凝溫度Tc和蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))25a～25c中的蒸發(fā)溫度Te。這時(shí)，還預(yù)先檢測(cè)壓縮機(jī)37的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f和當(dāng)前各室內(nèi)機(jī)能力。
然后在步驟S2中，從冷凝溫度Tc和蒸發(fā)溫度Te得到制冷劑冷凝時(shí)壓力Pc(大約等于排出壓力Pd)及制冷劑蒸發(fā)時(shí)壓力Pe(大約等于吸入壓力Ps)，由此算出運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr(Pc/Pe)。
然后進(jìn)入步驟S3，由控制部件38，把上述運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pr與預(yù)先作為數(shù)據(jù)輸入的卸荷/滿負(fù)荷切換目標(biāo)運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比Pro相比較。
在壓力比Pr比壓力比Pro小時(shí)，進(jìn)入步驟S4，由控制部件38打開卸荷操作閥12a，進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
在步驟S5中，在上述卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件39檢測(cè)蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))25a～25c的能力是否充分。并且在能力適當(dāng)時(shí)在步驟S6中維持壓縮機(jī)37的原來頻率f，在能力不足時(shí)則進(jìn)入步驟S8，通過控制部件38使上述運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f上升，在能力過大時(shí)則進(jìn)入步驟S7，通過控制部件38使上述運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f下降。
在步驟S8中使運(yùn)轉(zhuǎn)頻率上升后，進(jìn)入步驟S9，通過運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件39來判斷是否運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f為可運(yùn)轉(zhuǎn)的最大值且蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))25a～25c的能力不足。而且在能力不足時(shí)進(jìn)入步驟S13，通過控制部件38使卸荷操作閥12a關(guān)閉，并進(jìn)行滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。在能力充足時(shí)，進(jìn)入步驟S10中，維持原來的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f。
在步驟S7中，讓上述運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f下降后，進(jìn)入步驟S11，判斷是否運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f為可運(yùn)轉(zhuǎn)的最小值且蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))25a～25c的能力過大。而且在能力過大時(shí)進(jìn)入步驟S12，通過控制部件38使壓縮機(jī)37停止，在能力不過大時(shí)進(jìn)入步驟S10中，維持原來的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f。
在步驟S3中，當(dāng)壓力比Pr大于壓力比Pro時(shí)，移至步驟S13，并通過控制部件38來維持卸荷操作閥12a關(guān)閉的狀態(tài)，進(jìn)行滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
在這樣進(jìn)行滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后，在步驟S14中，通過運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件39判斷蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))25a～25c的能力是否充分。而且在能力適合時(shí)，進(jìn)入步驟S15中維持壓縮機(jī)37原來的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f，在能力不足時(shí)，進(jìn)入步驟S19，通過控制部件38使上述運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f上升，在能力過大時(shí)，則進(jìn)入步驟S16，通過控制部件38使上述運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f下降。
在步驟S16中，讓運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f下降后，進(jìn)入步驟S17中，判斷是否運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f為可運(yùn)轉(zhuǎn)的最小值且蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))25a～25c的能力過大。而且在能力過大時(shí)移到步驟S4，由控制部件38使卸荷操作閥12a打開以進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)，在能力不過大時(shí)，進(jìn)入步驟S18中，維持原來的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f。
在步驟S19中，在讓運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f上升后。進(jìn)入步驟S20中，判斷是否運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f為可運(yùn)轉(zhuǎn)的最大值且蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))25a～25c的能力不足。而且在能力不足時(shí)進(jìn)入步驟S22中維持壓縮機(jī)37的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f的最大值，在能力并非不足時(shí)進(jìn)入步驟S21中維持上述的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f。
順便說一下，在作能力調(diào)整時(shí)，會(huì)頻繁地作卸荷/滿負(fù)荷的切換，可能發(fā)生異常振動(dòng)，但通過使?jié)M負(fù)荷(或卸荷)狀態(tài)下的最小運(yùn)轉(zhuǎn)頻率時(shí)能力Qmin和最大運(yùn)轉(zhuǎn)頻率時(shí)能力Qmax的能力變化率Qmax/Qmin大于同一運(yùn)轉(zhuǎn)頻率下的卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能力Qu和滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能力Qf的能力變化率Qf/Qu大，可防止卸荷/滿負(fù)荷切換時(shí)的振蕩。
以下說明附加了制冷劑噴射機(jī)構(gòu)時(shí)的動(dòng)作示例。
參照?qǐng)D16，步驟S21前的動(dòng)作與上述相同，故省略說明。在步驟S20中，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f為可運(yùn)轉(zhuǎn)的最大值且蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))25a～25c的能力不足時(shí)，進(jìn)入步驟S22中，讓制冷劑噴射機(jī)構(gòu)動(dòng)作，以向壓縮機(jī)37的壓縮要素內(nèi)噴射氣體制冷劑。
進(jìn)行了上述噴射后，進(jìn)入步驟S23中，判斷蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))25a～25c的能力是否充分。在能力合適時(shí)，進(jìn)入步驟S24中維持壓縮機(jī)37原來的頻率f，能力不足時(shí)，進(jìn)入步驟S25中維持上述運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f的最大值，在能力過大時(shí)，進(jìn)入步驟S26中，通過控制部件38使運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f下降。
通過以上的動(dòng)作控制，能在所有運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下使空調(diào)機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
不過，圖13所示的空調(diào)機(jī)裝有一臺(tái)壓縮機(jī)，但也可裝有多臺(tái)壓縮機(jī)。同時(shí)，當(dāng)空調(diào)機(jī)裝有多臺(tái)壓縮機(jī)時(shí)，前述的帶容量控制機(jī)構(gòu)的變頻壓縮機(jī)也可與其他類型的壓縮機(jī)(如帶定速容量控制機(jī)構(gòu)的壓縮機(jī)、定速定容量壓縮機(jī)等)組合在一起。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可得到能在一切運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行高效率運(yùn)轉(zhuǎn)、可變能力幅度大、而且可靠性高的渦旋式壓縮機(jī)和空調(diào)機(jī)。同時(shí)在空調(diào)機(jī)的場(chǎng)合，可避免并聯(lián)多個(gè)小壓縮機(jī)的復(fù)雜系統(tǒng)，可降低成本。
以上說明了本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施形態(tài)。
工業(yè)上利用的可能性本發(fā)明能有效地適用于渦旋式壓縮機(jī)和空調(diào)機(jī)中。
權(quán)利要求
1.一種渦旋式壓縮機(jī)，具有形成對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的壓縮室(40)的可動(dòng)渦旋體(2)和固定渦旋體(1)，其特征在于，設(shè)有對(duì)所述可動(dòng)渦旋體(2)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的可變速馬達(dá)(28)、通過向所述壓縮室(40)內(nèi)供給制冷劑或?qū)⒅评鋭乃鰤嚎s室(40)向低壓側(cè)旁通來控制所述渦旋式壓縮機(jī)的容量的容量控制裝置(12，35)、檢測(cè)所述渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)、根據(jù)由所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)檢測(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來控制所述容量控制裝置(12，35)的動(dòng)作和所述馬達(dá)(28)的轉(zhuǎn)速的控制部件(26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)包括運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比檢測(cè)部件和必要能力檢測(cè)部件，其中運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比檢測(cè)部件檢測(cè)制冷劑的吸入壓力與排出壓力之比、即運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比，必要能力檢測(cè)部件檢測(cè)所述渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的必要能力，所述控制部件(26)根據(jù)所述運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比及所述必要能力來控制所述容量控制裝置(12，35)的動(dòng)作和所述馬達(dá)(28)的轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述容量控制裝置(12，35)包括使在所述壓縮室(40)的壓縮開始點(diǎn)推遲以進(jìn)行卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)的卸荷裝置(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述容量控制裝置(12，35)包括向所述壓縮室(40)內(nèi)噴射制冷劑用的制冷劑噴射裝置(35)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于，裝有將壓縮后的制冷劑排出的排出口(19)、開閉所述排出口(19)并防止制冷劑逆流的排出閥(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于，裝有與達(dá)到排出壓力的所述壓縮室(40)連通的減壓口(29)、開閉所述減壓口(29)的減壓閥(31a)。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述可動(dòng)渦旋體(2)及所述固定渦旋體(1)具有渦卷體(41、42)，一方的所述渦卷體(41)的渦卷終端部延伸到另一方的所述渦卷體(42)的渦卷終端部附近。
8.據(jù)權(quán)利要求3所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于，在所述固定渦旋體(1)的背面設(shè)有吸入壓力腔(33)。
9.一種空調(diào)機(jī)，其特征在于，裝有權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)。
10.一種空調(diào)機(jī)，設(shè)有具有對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的壓力要素的壓縮機(jī)(37)、使制冷劑冷凝或蒸發(fā)的多個(gè)負(fù)荷側(cè)熱交換器(25a、25b、25c)，其特征在于，還設(shè)有對(duì)所述壓縮要素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的變速馬達(dá)、通過向所述壓縮要素供給制冷劑或從所述壓縮要素吸出制冷劑來控制所述壓縮機(jī)的容量的容量控制裝置(12a)、對(duì)所述空調(diào)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(39)、根據(jù)用所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(39)檢測(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來控制所述容量控制裝置(12a)的動(dòng)作和所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的控制部件(38)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的空調(diào)機(jī)，其特征在于，所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(39)包括運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比檢測(cè)部件和必要能力檢測(cè)部件，其中運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比檢測(cè)部件檢測(cè)所述壓縮機(jī)的制冷劑吸入壓力與排出壓力之比、即運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比，必要能力檢測(cè)部件檢測(cè)所述空調(diào)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所述負(fù)荷側(cè)熱交換器(25a、25b、25c)的必要能力。所述控制部件(38)根據(jù)所述運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比和所述必要能力來控制所述容量控制裝置(12a)的動(dòng)作和所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空調(diào)機(jī)，其特征在于，所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(39)包括檢測(cè)所述負(fù)荷側(cè)熱交換器(25a、25b、25c)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)檢測(cè)部件，在考慮了所述運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)后控制容量控制裝置(12a)的動(dòng)作和所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
渦旋式壓縮機(jī)包括檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)、變速馬達(dá)(28)、控制部件(26)和作為容量控制裝置的卸荷機(jī)構(gòu)(12)。根據(jù)用運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)部件(27)檢測(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),由控制部件(26)進(jìn)行對(duì)卸荷機(jī)構(gòu)(12)的動(dòng)作控制和馬達(dá)(28)的轉(zhuǎn)速控制?？照{(diào)機(jī)具有上述渦旋式壓縮機(jī)、冷凝器(23)、膨脹閥(24)和蒸發(fā)器(25)。
文檔編號(hào)F04C28/00GK1339087SQ00803511
公開日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月6日
發(fā)明者芝本祥孝, 松葉謙治, 吉村惠司 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社