多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機及具有該多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在熱栗設(shè)備中使用的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機及具有該多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)裝置，特別是涉及改善了接近于實際負(fù)荷的運行條件下的節(jié)能性能的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機及具有該多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]—直以來，在空調(diào)器、熱水器等熱栗設(shè)備中，采用使用了多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)裝置是較常見的。即，熱栗設(shè)備搭載有利用配管連接多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機、冷凝器、減壓部件、蒸發(fā)器而形成的冷凍循環(huán)，能夠執(zhí)行與用途(例如，空調(diào)用途、供給熱水用途等)相應(yīng)的運行。
[0003]可是，近年來，空調(diào)設(shè)備的節(jié)能限制在各個國家得以強化，正變更為接近于實際負(fù)荷的運行基準(zhǔn)。在日本國內(nèi)，相對于以往用冷暖平均COP下的效率改善來表示，自2011年開始變更為用APF(全年能量消耗率)來表示。另外，空調(diào)器、熱水器的節(jié)能性標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計將進(jìn)一步變更為接近于實際負(fù)荷的新標(biāo)準(zhǔn)。例如，若將空調(diào)器啟動時所需的額定制熱能力設(shè)為100 %，則平常所需的制熱能力為1 %?50 %左右，該低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)的效率對APF帶來的影響實際上比額定能力對APF帶來的影響大。
[0004]因此，作為調(diào)整制冷制熱能力的方法，自古以來采用了接通一斷開控制。但是，在該接通一斷開控制中，存在溫度調(diào)節(jié)變動范圍、振動噪聲變大這樣的問題點、節(jié)能性受損等問題點。因此，近年來，以節(jié)能性的改善等為目的，使驅(qū)動多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的電動機的轉(zhuǎn)速可變的變換(日文d y ,'—少)控制不斷普及。
[0005]在此，近年來，對空調(diào)器有啟動時間縮短的要求、更嚴(yán)格的環(huán)境(低溫或高溫)下的運行要求，因此需要一定以上的額定能力。另一方面，高隔熱住宅化推進(jìn)且平常所需的能力變小，運行時的能力范圍擴大。因此，由變換引起的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的轉(zhuǎn)速可變范圍擴大，存在有多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的被要求高效率的轉(zhuǎn)速范圍擴大的傾向。因此，以往的空調(diào)器在低負(fù)荷能力條件下難以降低轉(zhuǎn)速使多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機連續(xù)運行并維持多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的高效率。
[0006]因此，使用了能夠機械改變排量的部件(機械式容量控制部件)的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機再次受到關(guān)注。例如，在專利文獻(xiàn)I中提出了一種如下這樣的活塞式多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機:“多氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機A中的第2壓縮機構(gòu)部2B包括缸體休止機構(gòu)K，該缸體休止機構(gòu)K使第2葉片(日語:7'' U - K ) 15b的頂端部端緣自輥13b周面離開并能夠進(jìn)行第2缸體室14b中的壓縮運行的休止，該缸體休止機構(gòu)包括:葉片背室(日文:背室)16b，其用于收納葉片的后端部并且形成封閉空間；排出壓力導(dǎo)入通路20，其用于向該葉片背室16b導(dǎo)入排出壓力；開閉閥21，其用于使該排出壓力導(dǎo)入通路20的連通開閉；以及施力保持體18，其用于對葉片頂端部端緣向自輥周面拉離的方向施力并進(jìn)行保持?！痹搶＠墨I(xiàn)I所記載的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機通過在低負(fù)荷時關(guān)閉開閉閥21而使葉片背室16b成為封閉空間，消除了葉片15b(葉片)的頂端面與后端面之間的壓力差。而且，利用活塞推開葉片15b( < —y )，進(jìn)而利用設(shè)于葉片背室16b的磁體吸附葉片15b ( <— y )，使葉片15b ( < — y )自活塞離開。即，專利文獻(xiàn)I所記載的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機通過在低負(fù)荷時使一個壓縮機構(gòu)部成為非壓縮狀態(tài)并使制冷劑循環(huán)流量減半，從而能夠不降低電動機的轉(zhuǎn)速地進(jìn)行運行，因此能夠提高壓縮機效率。
[0007]另外，在專利文獻(xiàn)2中，以降低多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機啟動時的負(fù)荷為目的，提出了如下這樣的技術(shù):“一種多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機，其在內(nèi)部高壓的密閉容器內(nèi)收納有電動元件和被該電動元件驅(qū)動的多個旋轉(zhuǎn)壓縮元件，其特征在于，在所述多個旋轉(zhuǎn)壓縮元件中，在至少一個旋轉(zhuǎn)壓縮元件的葉片的背面?zhèn)仍O(shè)置了用于將該葉片向外側(cè)拉拽的彈簧，并且在其他旋轉(zhuǎn)壓縮元件的葉片的背面?zhèn)仍O(shè)置了用于將該葉片向內(nèi)側(cè)推壓的彈簧”。即，該專利文獻(xiàn)2所記載的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機成為當(dāng)在葉片的頂端面與后端面之間未產(chǎn)生壓力差時葉片頂端自活塞外周壁離開、當(dāng)在葉片的頂端面與后端面之間產(chǎn)生了壓力時葉片頂端推壓于活塞的結(jié)構(gòu)。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 — 163926號公報(摘要、圖1、圖2)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本實開昭61 - 159691號公報(實用新型授權(quán)權(quán)利要求書、第I圖)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的問題
[0013]專利文獻(xiàn)I所記載的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機為了改善低負(fù)荷條件下的效率降低而使用了缸體休止運行方式的機械式容量控制部件。S卩，專利文獻(xiàn)I所記載的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機為了切換作用于葉片的后端部的壓力而需要由開閉閥、切換閥及配管等構(gòu)成的機械式容量控制部件。因此，專利文獻(xiàn)I所記載的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機存在有多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機大型化及高成本化這樣的問題點。
[0014]另外，專利文獻(xiàn)2所記載的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機沒有用于在葉片頂端自活塞外周壁離開時保持葉片的機構(gòu)，因此通過葉片的頂端面與后端面之間的壓力差變動，從而葉片在葉片槽內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運動。因此，專利文獻(xiàn)2所記載的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的葉片的位置不穩(wěn)定，因此存在有由于重復(fù)葉片頂端與活塞之間的接觸而使噪聲增大這樣的問題點。
[0015]本發(fā)明是為了解決如上所述的問題而做成的，其目的在于獲得能夠防止大型化及高成本化、并且能夠在葉片頂端自活塞外周壁離開時穩(wěn)定地保持葉片的位置的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機及具有該多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)裝置。
[0016]用于解決問題的方案
[0017]本發(fā)明的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機包括:驅(qū)動軸，其具有多個偏心銷軸部；電動機，其用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該驅(qū)動軸；多個壓縮機構(gòu)；以及密閉容器，其用于收納所述電動機和所述壓縮機構(gòu)，并在底部儲存潤滑油；所述壓縮機構(gòu)分別包括:缸體，其形成有用于從吸入壓力空間吸入低壓的制冷劑并將壓縮后的高壓的制冷劑向排出壓力空間排出的缸體室；環(huán)形狀的活塞，其以滑動自如的方式安裝于所述驅(qū)動軸的所述偏心銷軸部，并在所述缸體室內(nèi)進(jìn)行偏心旋轉(zhuǎn)運動；葉片，其在頂端部推壓于所述活塞的外周面的狀態(tài)下將所述缸體室分隔為兩個空間；葉片槽，其以往復(fù)移動自如的方式收納所述葉片，并在所述缸體室上開口 ；以及葉片背室，其用于收納所述葉片的后端部，并與所述缸體室相連通；其中，所述缸體室與所述吸入壓力空間總是連通，所述葉片背室與所述排出壓力空間總是連通，在驅(qū)動狀態(tài)下，在各個所述葉片上，由于分別作用于所述頂端部和所述后端部的壓力的壓力差而作用有在使各個所述葉片靠近所述活塞的方向上發(fā)揮作用的第I力，作為多個所述壓縮機構(gòu)中的一部分的第2壓縮機構(gòu)部具有如下機構(gòu):該機構(gòu)具有配置于所述葉片背室的永磁體，通過施加在使所述葉片自所述活塞離開的方向上發(fā)揮作用的第2力，能夠使所述第I力和所述第2力作用于所述葉片，根據(jù)所述第I力與所述第2力的大小關(guān)系，切換所述葉片抵接于所述活塞的壓縮狀態(tài)和所述葉片自所述活塞離開并被吸附保持的非壓縮狀態(tài)，利用所述第2力在被吸附保持的所述非壓縮狀態(tài)下比在所述葉片的頂端抵接于所述活塞的狀態(tài)下增大的所述永磁體的特性，使從所述非壓縮狀態(tài)向所述壓縮狀態(tài)切換時的所述壓力差大于從所述壓縮狀態(tài)向所述非壓縮狀態(tài)切換時的所述壓力差。
[0018]發(fā)明效果
[0019]在本發(fā)明的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機中，第2壓縮機構(gòu)部與作為除該第2壓縮機構(gòu)部以外的壓縮機構(gòu)部的第I壓縮機構(gòu)部相比，向活塞側(cè)推壓葉片的推壓力變小。換言之，第2壓縮機構(gòu)部與第I壓縮機構(gòu)部相比，成為在自活塞離開的方向(使葉片向后端部側(cè)移動的方向)上作用于葉片的拉開力較大的結(jié)構(gòu)。因此，在作用于后端部的壓力小于預(yù)定值的情況下，第2壓縮機構(gòu)部的葉片自活塞離開，第2壓縮機構(gòu)部成為缸體休止?fàn)顟B(tài)。因此，本發(fā)明的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機通過使第2壓縮機構(gòu)部成為非壓縮狀態(tài)并使制冷劑循環(huán)流量減半，從而能夠不降低電動機的轉(zhuǎn)速地進(jìn)行運行，因此能夠提高壓縮機效率。此時，本發(fā)明的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機不需要專利文獻(xiàn)I所記載的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機所需的由開閉閥、切換閥及配管等構(gòu)成的機械式容量控制部件，因此能夠防止多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的大型化及高成本化。
[0020]另外，本發(fā)明的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機在第2壓縮機構(gòu)部中具有當(dāng)葉片成為自活塞脫落的狀態(tài)時與該葉片相接觸、并保持該葉片的機構(gòu)。因此，本發(fā)明的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機也能夠在葉片頂端自活塞外周壁離開時穩(wěn)定地保持葉片的位置。
【附圖說明】
[0021]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的結(jié)構(gòu)的概略縱剖視圖。
[0022]圖2是表示本發(fā)明的實施方式I的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的結(jié)構(gòu)的概略橫剖視圖，(a)表示第I壓縮機構(gòu)部10的概略橫剖視圖，(b)表示第2壓縮機構(gòu)部20的概略橫剖視圖。
[0023]圖3是表示本發(fā)明的實施方式I的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的第2葉片24附近的主要部分放大圖。
[0024]圖4是表示本發(fā)明的實施方式I的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的第2葉片24附近的主要部分放大圖。
[0025]圖5是表示本發(fā)明的實施方式I的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100中的、第2葉片24的位置與因作用于該第2葉片24的壓力而產(chǎn)生的推壓力之間的關(guān)系的圖。
[0026]圖6是用于說明作用于本發(fā)明的實施方式I的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2葉片24的推壓力與拉開力之間的關(guān)系的說明圖。
[0027]圖7是表示本發(fā)明的實施方式2的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的第2葉片24附近的主要部分放大圖。
[0028]圖8是表示本發(fā)明的實施方式2的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的第2葉片24附近的主要部分放大圖。
[0029]圖9是表示本發(fā)明的實施方式3的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的第2葉片24附近的縱剖視圖。
[0030]圖10是用于說明本發(fā)明的實施方式3的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100中的、磁體54 —第2葉片24之間的距離與作用于第2葉片24的磁力之間的關(guān)系的圖。
[0031]圖11是表示本發(fā)明的實施方式4的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的第2葉片24附近的主要部分放大圖。
[0032]圖12是表示本發(fā)明的實施方式5的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的結(jié)構(gòu)的概略橫剖視圖，(a)表示成為壓縮狀態(tài)的第2壓縮機構(gòu)部20，(b)表示成為非壓縮狀態(tài)(缸體休止?fàn)顟B(tài))的第2壓縮機構(gòu)部20。
[0033]圖13是表示本發(fā)明的實施方式6的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的第2葉片24附近的主要部分放大圖。
[0034]圖14是表示本發(fā)明的實施方式6的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的第2葉片24附近的主要部分放大圖。
[0035]圖15是表示本發(fā)明的實施方式7的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2葉片24的一例的主要部分放大圖。
[0036]圖16是表示本發(fā)明的實施方式7的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2葉片24的另一例的主要部分放大圖。
[0037]圖17是表示本發(fā)明的實施方式9的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的第2葉片24附近的橫剖視圖。
[0038]圖18是表示本發(fā)明的實施方式10的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的橫剖視圖。
[0039]圖19是表示本發(fā)明的實施方式11的蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)裝置500的結(jié)構(gòu)圖。
[0040]圖20是表示本發(fā)明的實施方式12的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的結(jié)構(gòu)的概略縱剖視圖。
[0041]圖21是表示本發(fā)明的實施方式12的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的概略橫剖視圖。
[0042]圖22是表示本發(fā)明的實施方式12的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的第2壓縮機構(gòu)部20的第2葉片24附近的主要部分放大圖。
[0043]圖23是表示本發(fā)明的實施方式12的第2壓縮機構(gòu)部20中的、作用于第2葉片24的頂端部24a和后端部24b的壓力的壓力差△ P與運行狀態(tài)之間的關(guān)系的圖。
[0044]圖24是說明本發(fā)明的實施方式12的第2壓縮機構(gòu)部20的從平常壓縮運行區(qū)域成為磁滯區(qū)域時的運行狀態(tài)的圖。
[0045]圖25是說明本發(fā)明的實施方式12的第2壓縮機構(gòu)部20的從平常缸體休止運行區(qū)域成為磁滯區(qū)域時的運行狀態(tài)的圖。
[0046]圖26是用于說明本發(fā)明的實施方式12的低壓導(dǎo)入機構(gòu)110的密封件112的動作的縱剖視圖。
[0047]圖27是表示本發(fā)明的實施方式13的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的低壓導(dǎo)入機構(gòu)110附近的縱剖視圖。
[0048]圖28是用于說明本發(fā)明的實施方式13的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100中的、磁體54 —第2葉片24之間的距離與作用于第2葉片24的磁力之間的關(guān)系的圖。
[0049]圖29是表示本發(fā)明的實施方式13的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的低壓導(dǎo)入機構(gòu)110的另一例的縱剖視圖。
【具體實施方式】
[0050]以下，基于附圖，說明本發(fā)明的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機的一例。另外，在以下所示的附圖中，有時各個構(gòu)成構(gòu)件的大小關(guān)系與實際的情況不同。另外，在縱剖視圖和橫剖視圖中，排出口 18、28及缸體吸入流路17、27的三維的位置關(guān)系不必一致。
[0051]實施方式1.
[0052][多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的結(jié)構(gòu)]
[0053]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的結(jié)構(gòu)的概略縱剖視圖。另外，圖2是表示本發(fā)明的實施方式I的多氣缸旋轉(zhuǎn)壓縮機100的結(jié)構(gòu)的概略橫剖視圖，(a)表示第I壓縮機構(gòu)部10的概略橫剖視圖，(b)表示第2壓縮機構(gòu)部20的概略橫