具体实施方式
下面,根据图1-图16说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1示出用于制冷循环的横置型压缩机110,在其密闭容器6内具有压缩机构部和电动机部。在本实施例中,压缩机为单缸,由在缸1内回转的活塞8压缩作为制冷循环的作动流体的制冷剂。
该压缩机的电动机部具有由热嵌等固定于密闭容器6内的定子7和安装于驱动轴4并在定子7的内侧回转的转子5。
另外,压缩机部与上述电动机部的驱动轴4连接,由该驱动轴4的回转使配置于气缸1内的活塞(滚筒)8沿气缸内周面1a回转并往复受到驱动。在本实施例中,大体形成为圆筒形的气缸1的内侧的活塞8具有活塞8的大体圆筒形的滚筒部8a和从该滚筒部8a的圆筒面与滚筒部8a一体延伸形成的板状叶片部8b。在滚筒部8a的内周嵌入设于与驱动轴4的气缸1对应部分的偏心部4a。滚筒部8a可绕驱动轴4的偏心部4a回转地构成。
如图2所示,在气缸1的圆筒状内周面1a的外侧,设置具有与该1a的中心轴大体平行的中心轴的圆筒状的孔部1b并使其一部分连通到气缸内周面1a。另外,在相对孔部1b的处于与气缸1的中心轴的相反侧(更外侧)具有同样地与孔部1b连通地设成圆筒状的孔部1c。叶片部8b插入收容到将孔部1b和孔部1c相连形成的空间。在孔部1b,夹入叶片部8b地组装可滑动地接触在叶片部8b的板状的平面部和孔部1b的内面的滑动构件9。
在气缸1的两侧,与气缸1的外周构件连接地配置主轴承2和副轴承3这样的支承驱动轴的轴承构件,由轴承部2a、3a支承贯通气缸1的驱动轴4。为此,使驱动轴4的中心轴与气缸1的内周面1a的中心轴一致地设置。
根据以上的构成,由电动机部的转子5的回转使驱动轴4回转,从而在气缸1内对活塞8进行回转驱动,气缸内周面1a和活塞8滑动(或维持微小间隙)地回转,进行相对运动。另外,如上述那样,叶片部8b配置在与气缸1连通地设置的孔部1b和孔部1c的内部,由随着驱动轴4的回转产生的活塞8的运动进行相对偏心部4a的中心轴向的往复运动。进行该往复运动时,使滑动构件9相对叶片部8b的往复动作和回转作动与其对应地支承叶片部8b。由其运动使活塞8一边绕气缸1的内周面1a进行回转运动一边进行往复摆动。
叶片部8b与孔部1b、1c(即作为这些叶片部8b往复、回转动作的空间的叶片室)之间的密封通过插入滑动构件9、占有孔部1b与叶片部8b之间的空间而保持。这样,由气缸1、活塞8、主轴承2、副轴承3、滑动构件9形成作为密闭空间的压缩室10与作为制冷剂的吸入空间的吸入室11,随着驱动轴4的回转反复使其容积增减。
制冷循环内部的制冷剂从贯通密闭容器6的吸入管12吸入到密闭容器6内。该吸入管12从密闭容器6外与内侧的压缩机构部连接,与容器外部的制冷剂管连接。经由吸入通道13进入到吸入室11后受到压缩。压缩后的制冷剂从形成于副轴承3的排出孔3b通过形成于该轴承的图中未示出的排出阀排出到由副轴承3和排出罩14形成的排出室3c。此后,从贯通密闭容器6的排出管15排出到密闭容器6外。
这些制冷剂的吸入、排出随着活塞8的摆动而进行。即,制冷剂的吸入通过使活塞8绕驱动轴4回转(摆动)一次、增大吸入室11的容积而进行。然后,通过使活塞8绕驱动轴4回转(摆动),使得由活塞8的外周、气缸的内周面1a、主轴承2、副轴承3、及滑动构件9分隔的密闭空间的容积减少,所以,成为该空间内的制冷剂受到压缩的压缩室10。通过减少压缩室10的容积,使得室内的制冷剂受到压缩并从排出孔3b排出。
在本实施例中,使一体形成活塞8的滚筒部8a与叶片部8b的活塞8摆动。在滚筒部和叶片部分别形成的场合,需要由高压将叶片推压到滚筒部以确保压缩室的密封,所以,过去使容器内的压力更高,以高压将润滑油槽16内的润滑油供给到叶片室等。而在这样构成的本实施例中,没有这样的必要,可使压缩机的密闭容器6内为相对较低压力。
排出室3c通过改变流路断面积,作为消声器起作用,同时,还作为由流路的方向变换分离油与气体制冷剂的油分离器起作用。也可在排出室中放入金属网或钢丝棉,使得更易于捕捉油滴。分离并积存于排出室内的凹部的油通过毛细管60返回到密闭容器底部。
下面说明本实施例的润滑油的供油的构成。
在本实施例中,向压缩机构和驱动轴的供油由叶片部8b的运动在润滑油施加压力而进行。如上述那样,叶片部8b的前端在孔部1c内运动,活塞8的摆动运动与叶片部8b不干涉地构成。
孔部1c浸入到密闭容器6内的润滑油槽16,孔部1c位于油面下。该孔部1c的一方侧连通到吸入口17和吸入的油流往孔部1c侧的油通道。另外,另一方侧与油排出口18和排出的油通过的油通道连通。由叶片部8b的运动从吸入口17朝孔部1c的方向吸入润滑油16。另外,孔部1c内的润滑油经过油通道从排出口18挤出到供油管19的方向。此时,吸入口17和排出口18分别在从润滑油槽16到孔部1c的方向、从孔部1c到供油管19的方向减通道面积地形成,起到所谓的流体二极管的作用。
为此,由叶片部8b的运动使孔部1c内的润滑油不易朝润滑油槽16方向流动地形成,易于朝供油管19方向流动地形成。润滑油从供油管19流入到驱动轴4的轴端侧。然后,从形成在由副轴承3支承的驱动轴4的部分的螺旋槽20a流入到活塞滚筒部8a内的轴承部(偏心部)。然后,流入到形成于驱动轴4表面的由主轴承2支承的部分的螺旋槽20b。
另外,流入到滚筒部8a内侧的润滑油对驱动轴4和滚筒部8a内的轴承部的表面进行润滑地流向电动机部侧。这样,将润滑油供给到驱动轴4和活塞8、气缸1的回转部分。然后,供给到螺旋槽20b的润滑油从主轴承2侧的螺旋槽20b的端部流出到密闭容器6内,对电动机部的转子5、定子7进行冷却,返回到润滑油16。
另外,气缸1内的制冷剂气体有时从活塞8与气缸1的间隙流入到滚筒部8a的内侧,然后流入到活塞的滚筒部8a与偏心部4a的滑动面。此时,如在滑动面存在气体,则滚筒部8a与驱动轴4易于产生粘着,所以,需要使气体逸走。
在本实施例中,在驱动轴4内形成从偏心部4a连通到驱动轴4的端部的透气孔4b、4c。滑动面上的润滑油与制冷剂气体由驱动轴4的回转的离心力的作用,分离成比重相对较小的制冷剂气体和较大的润滑油,制冷剂气体流入到驱动轴4的内部侧,通过通气孔流出到密闭容器6内。
另外,除了来自通气孔4b、4c的制冷剂气体外,由构成压缩室的部件间的间隙漏出的气体制冷剂使密闭容器6内的压力上升得比吸入管12内的压力高。
下面,说明本实施例的向作动室内的供油。在本实施例中,设置了使吸入管12内的压力与密闭容器6内的压力产生规定的大小的差的装置。即,在本实施例中,设置有使由气缸内侧壁与活塞(滚筒和叶片)构成的作动室的吸入压力与容器内的空间的压力产生差别的装置。
图3为本发明的使吸入管内压力与密闭容器内压力间产生差别的装置的差压阀的构造图。在该图中,阀51为闭塞设于排出罩14的开口地配置的阀。该阀51设于副轴承3内,设在与上述开口部连通的阀室50内。另外,阀51由在阀室50内的保持架54定位的螺旋弹簧52朝闭塞开口的方向施加推压力。
另外,连通阀室50与吸入管12内地形成连通道53。阀室50使制冷剂流动方向的断面积比连通道大地设置,减小吸入管12内的制冷剂的流动速度的影响地构成。
螺旋弹簧52产生的推压力如图所示那样为Fk+Fs(Fk:弹簧力,Fs:由阀室50内的气体加到阀51的力)的大小,如果由密闭容器6内的压力Pi作用到连通排出罩14与阀室50的通道的开口部(面积A)的力Fg不比Fk+Fs大,则阀51保持关闭状态。如Fg>Fk+Fs,则阀51被推开,连通密闭容器6内与阀室50内,因此,连通吸入管12与密闭容器6内。
当密闭容器6内的压力超过规定的值Pi时,阀51打开,与打开压力低的吸入管12内连通,可再次使容器内的压力为Pi。这样,本实施例的压缩机在密闭容器6内的压力与吸入管12内的压力之间设定压力差,将密闭容器内的压力调节成比吸入管内的压力(吸入气体的压力)高但比排出管内的压力(排出气体压力)低的压力。
图4为示出差压阀的另一构造的断面图。该图为用于形成图3所示压力的装置的变型例,图3所示例子使用螺旋弹簧52和阀51,而图4所示例子使用板簧51′。在图4的例子中,也由板簧在板簧51′施加Fk+Fs的推压力,当密闭容器6内的压力Pi产生的力Fg>Fk+Fs时,板簧被推开到阀室50侧,通过阀室50和连通道53将吸入管12内与密闭容器6内连通。
这样,在本实施例中,密闭容器内压力由上述阀装置的作用成为比吸入管内压力高出规定值的中间的压力。
在上述实施例中,连接阀室50与密闭容器6内形成通道,设置调节阀室50内与容器内之间的气体流动的装置。作为这些装置,设置在阀室50内动作的阀51、51′。另外,压力的差的大小可根据例如对阀施加弹性力的螺旋弹簧52和板簧51′的强度、刚性及连通形成于排出罩14的阀室50内与密闭容器6内的空间的上述通道的面积A调节成任意的大小。另外,从容器内的空间到达吸入管的气体制冷剂流动的路径的形状,也通过在路径上设置存储气体的中间室、在流动方向上使断面积改变等适当地选择,可与装置要求的规格和压力等对应。
图5示出滚筒内侧的油通过滚筒滑动部的间隙漏入到作动室时的与其供给量相关的密闭容器压力与作动室的压力差。如关注某一瞬间吸入的气体,则回转式压缩机在曲柄一次回转进行吸入行程,在余下的一次回转进行压缩行程和排出行程。当使曲柄的回转角360°为压缩行程开始(吸入行程结束)的曲柄回转角度时,回转角0°表示吸入行程开始,回转角720°表示排出行程结束。
实线示出吸入室和压缩室的压力,虚线示出密闭容器压力,斜线部示出其压力差。这里的条件为制冷剂R134a、吸入压力101kPa、排出压力837kPa的冰箱用压缩机的条件。在本实施例的图5(a)中,例如成为中间压力的密闭容器压力相对吸入压力形成约高出100kPa的差压地设定差压阀。成为高压密闭容器的现有例的图5(b)与图5(a)相比,显示差压的斜线部的面积较大。在高压密闭容器,过度地供给大量的油,压缩机性能(体积效率、总绝热效率)下降。在本实施例中,通过适当地设定差压,可调节成对性能有利的油量。即,在密闭容器内大体成为排压力的现有回转式压缩机中,在压缩室成为排出压力之前,从滚筒部8a向作动室内供给冷冻机油。然而,当密闭容器内成为适当的中间压力时,压缩室内的压力比中间压力高时,从滚筒部8a向压缩室的冷冻机油的供给减少,相反,冷冻机油可能向滚筒部8a移动。
如上述那样,根据装置的规格将吸入压力与密闭容器内压力保持为设定的任意的差,减少压缩机的转速变动导致的向作动室的供油量的变化,与气体制冷剂一起从压缩室排出的油量的由压缩机转速的变化导致的变动也受到抑制。因此,应由作为油分离器起作用的排出室3c分离的油也与压缩机转速无关地在单位时间内大体为一定。
实际的冰箱一般尽可能将箱内温度保持一定地运行,周围温度也为室温,所以,运行过程的压缩机的压力条件很少产生大的变化。因此,将由排出室3c分离了的油返回到密闭容器6底部的毛细管60两端的排出室3c内与密闭容器6内的压力差也不会产生大的变化,所以,通过适当地设定本实施例的毛细管60的节流量,可与压缩机的转速等运行条件无关地将与供给到作动室的油量大体相同的油量返回到密闭容器6的底部。因此,可减轻由于向作动室的油的供给量和向密闭容器的底部的油返回量的不平衡导致的在密闭容器的底部积存的油不足、滑动部的供油量不足导致的粘着、损伤等使得压缩机、冰箱的可靠性受到损害的程度。
这样,通过将吸入压力和密闭容器内的压力保持为规定的值,可随着压缩机转速的变化使供给到作动室的单位时间的供油量的变动为最佳状态,另外,可使供给量减少,接近所需的最小量,所以,可抑制过去因过度供给润滑油产生的性能和可靠性的下降。
另外,通过抑制向作动室供油量的变动,与气体制冷剂一起从压缩室排出的油的单位时间的变动也减小。为此,从油分离器单位时间的回油量的变动也减小,用于回油的节流的设计变得容易。
另外,由于将密闭容器内压力设为在吸入压力加上规定差压后获得的压力,所以,可减小制冷剂向润滑油的溶解量,因此,对使用碳氢化合物类制冷剂的制冷循环有利。
(实施例2)
下面,根据图6、图7说明本发明的另一实施例。本实施例根据制冷循环的信息调节差压阀,形成对制冷循环的运行条件最佳的密闭容器内压力。压缩机的基本构造与第一实施例所示图1、图2相同,所以,相同部分采用相同符号,省略其说明。
在图6中,压缩机110a具有用于调节吸入管12内与密闭容器6内的压力差的压力调整阀70和压力调整管71,当压力调整阀70打开时,连通吸入管12与密闭容器6,当压力调整阀70关闭时,闭塞吸入管12和密闭容器6。
包含于受到压缩的气体制冷剂的油的分离与实施例1不同,由油分离器73进行。油分离器73具有安装了流入管73a、气体流出管73b、油流出管73c的容器,使从流入管73a流入的气体制冷剂旋转到容器内,由密度差从气体分离油。气体制冷剂从气体流出管73b流出,油在容器内积存规定量时,由浮子75的作用将针阀74打开,从油流出管73c流出,通过安装于压缩机的密闭容器6的回油管72返回到密闭容器6内。
切换冷气和暖气运行的四通阀76、室外热交换器77、室内热交换器78、膨胀阀79、及连接配管80a、80b构成冷气和暖气运行的制冷循环地连接。风扇81、82分别为室外和室内扇。
图7为使用图6的制冷循环的空调机的示意图。在建筑物150的内侧设置室内机112,在外侧设置室外机113。在室内机112内装室内热交换器78、风扇82等。另外,在室外机113中内装压缩机110a、室外热交换器77、风扇81等。
室温传感器120、室内热交换器温度传感器121、外气温度传感器122、室外热交换器温度传感器123、压缩机表面温度传感器124、及密闭容器内压力传感器125用于检测各部的温度和压力。另外,对室内侧控制装置130a、室外侧控制装置130b、及风扇和压缩机的转速进行控制和驱动的作为转速控制装置的变频器131、132、133进行分别对应的各部分的控制。
控制装置130a、130b检测来自遥控器140的设定室温、设定风量的指令,根据与室温传感器120的偏差等,向阀76、79、变频器131~133发出指令。
通过将热交换器77、78中成为蒸发器的热交换器的温度传感器的温度假定为制冷剂的饱和温度,求出与其对应的饱和压力,从其减去从热交换器到压缩机吸入管的配管的压力损失,从而求出压缩机运行时的吸入压力另外,通过将热交换器77、78中成为蒸发器的热交换器的温度传感器的温度假定为制冷剂的饱和温度,求出与其对应的饱和压力,再加上从压缩机排出管到热交换器为止的配管的压力损失,从而求得排出压力。由于配管压力损失与气体密度、流速等有关,所以也可作为饱和压力、压缩机转速等的函数。这些计算由控制装置进行。
变频器驱动式的空调机对应于与室内外的空气温差相关的热负荷运行,所以,比起箱内温度与周围温度的变动小的冰箱的场合,压缩机的排出压力与吸入压力变化较大。因此,用于封住排出压力与吸入压力的压力差相关的作动室泄漏所需要的油量随运行条件产生较大的变动。作动室的密封保持所用的油在滚筒内侧与密闭容器内压力大体相等,所以,滚筒内侧的油在滚筒内侧与作动室的差压作用下通过滚筒滑动部的间隙漏入而进行。
在本实施例中,于是,通过对应于运行条件适当地调节密闭容器内压力,可进行对性能有利的量的供油。另外,预先将例如应设定的“密闭容器内压力与吸入压力的压力差”作为“排出压力与吸入压力的差”和“压缩机转速”的函数或数据存储起来,控制装置130a、130b如前面说明的那样根据热交换器温度传感器121、123的检测值等计算出的吸入压力、排出压力、及压缩机的转速向作为压缩调节装置的压力调整阀70发出指令,调节动作,使其成为所期望的密闭容器内的压力(由压力传感器125检测)。
这些存储装置安装于控制装置130a、130b内可拆下和更换,也可使用与不同条件、机种对应的存储装置和控制装置。另外,存储的数据作为各数据的组合存储,也可作为上述函数存储,使用检测出的规定的数据在控制装置内计算压力调整装置的动作量,将其作为指令发出。
根据以上的构成和作用,可适当地调节随运行条件不同的向作动室的供油量地供给,减少压缩机的转速的变动导致的供油量的变动,抑制过度的供油导致的性能下降和供油量的不足导致的可靠性的下降。
(实施例3)
下面,参照图8、图9、图10、以及图1、2说明本发明的另一实施例。
本实施例的特征在于,在压缩机的一次回转过程中的一定区间设置连通压缩单元的压缩室与密闭容器内的孔,代替第一实施例的图3、图4所示的差压阀。压缩机的基本构造与第一实施例所示图1、图2相同,省略其说明。
在日本特开昭55-107093号公报中公开了一种这样的例子,该例子在涡卷压缩机中通过设置使压缩机部与密闭容器内连通的开孔,将密闭容器内形成为吸入压力与排出压力的中间压力,与本实施例的回转式压缩机的目的和作用不同。在上述公报的涡卷压缩机中,通过使密闭容器内压力为中间压力,作用与作用于旋转涡卷构件的轴向力相反方向的推压力。另外,在上述公报的涡卷压缩机中,由毛细管连接密闭容器的底部与吸入管,由密闭容器内压力(中间压力)与吸入压力的差压从吸入管向压缩机部供油。另一方面,在本实施例的回转式压缩机中,通过滚筒滑动部间隙向作动室供油。
在图8中,孔100开设于压缩单元的主轴承侧的端板,为与密闭容器内空间连通的孔。孔100按回转角540°(180°)和其近旁的回转角与压缩室连通,在其它区间,由滚筒端面闭塞。该孔100与制冷剂气体的排出孔分别设置,可仅在压缩工序的任意的时刻、时间连通缸内的作动室内与密闭容器内的空间。
压缩室压力Pc为吸入压力Ps的(Vc/Vs)k倍(Vs:排除容积,Vs:压缩室容积,k:绝热指数),例如在R134a的场合,如冰箱的压缩机吸入压力为101kPa,则回转角540°的压缩室压力约为230kPa(参照图5)。因此,仅在回转角540°和其近旁的回转角连通压缩室内与密闭容器内的空间,从而在在回转角540°和其近旁的回转角的压缩室压力与密闭容器内压力产生差压时,气体通过连通孔100来到,在稳定状态下,可将密闭容器内压力保持在比吸入压力约高130kPa的压力。这样,与实施例1同样,可由差压向作动室供油。
下面,参照图9、图10说明连通孔100的配置位置。在这里,说明在回转角495°~585°的范围连通压缩室与密闭容器内空间的场合。图9(a)的斜线部示出由在回转角0°~360°的范围形成的吸入室(吸入工序)的区域及在回转角360°~495°的范围形成的压缩室(压缩、排出工序)的区域。该区域包括由气缸内周、以(活塞滚筒部外半径-偏心量)作为半径的圆(由虚线示出的圆周部分)、回转角495°处的活塞滚筒部外周、及活塞的其它轨迹围住的区域构成。图9(b)的斜线部示出在回转角495°~585°的范围形成的压缩室的区域。该区域包括由缸内周、回转角495°处的活塞滚筒部外周、以(活塞滚筒部外半径-偏心量)为半径的圆(以虚线示出的圆周部分)、及叶片部等围住的区域。另外,图9(c)的斜线部示出在回转角585°~720°(0°)的范围形成的压缩室的区域。该区域包括由气缸内周、回转角585°处的活塞滚筒部外周、及叶片部等围住的区域。
为了仅在回转角495°~585°的区间连通压缩室与密闭容器内空间,可在图9(b)的斜线部中的不与(a)和(c)的斜线部相交的部分的主轴承侧端板部设置连通孔。该区域在图10中由斜线示出。
该区域包括由以(活塞滚筒部外部半径-偏心量)为半径的圆(由虚线示出的圆周部分)、回转角495°~540°的滚筒·叶片连接部的轨迹、回转角495°处的活塞滚筒部外周等围住的区域。相当于以(活塞滚筒部外半径-偏心量)为半径的圆的内侧相当的主轴承端板部不时常与压缩室连通,所以,也可在包含该部分的斜线部如图所示那样设置连通孔100。另外,孔100的形状与图3、4同样地对应于求出的规格和压力的大小任意地具有长度和断面积等形状。
在本实施例中,在压力上升的压缩工序,通过将仅在规定时间、回转角之间连通压缩室与容器内的通道的开口设置到气缸的内侧壁面上,可使容器内压力比吸入压力高任意的大小,或设定得比排出压力低。由同样的构成,在从制冷剂的吸入到压缩、排出的工序的活塞滚筒的任意的位置、间隔,连通作动室内与密闭容器内的空间,使制冷剂气体流通,从而可将密闭容器内设定为从吸入到排出的任意的压力。这样,根据吸入压力、排出压力产生的所期望的压力差,可适当地调节向作动室内供给润滑油的量。
在本实施例中,作为将压缩机的密闭容器内压力保持为中间压力的机构,在主轴承端板设置连通孔,所以,与实施例1的差压阀相比,可实现低成本化。
(实施例4)
下面,参照图11说明本发明的另一实施例。
图11为本发明第四实施例的压缩机的纵断面图,压缩机为滚动活塞型双缸回转式压缩机。在直到实施例3的实施例中,使用滚动活塞的压缩机为滚筒部与叶片部成一体的构成,这些实施例与本实施例的不同点在于,气缸内的活塞由滚筒部与叶片部由分开的部件构成。
图11示出用于制冷循环的横置式压缩机110b,在该密闭容器6内具有压缩机构部和电动机部。在本实施例中,压缩机为双缸,由在气缸22a、22b内回转的滚筒活塞27a、b对制冷循环的制冷剂进行压缩。压缩机构部与电动机部的驱动轴4连接,由该驱动轴4的回转使配置于缸内的活塞(滚筒)27a、b沿内周面22c、d回转,受到往复驱动,这一点与上述实施例相同。
另外,在本实施例中,也将滚筒活塞27a、b的内周侧嵌入到设在驱动轴4上的与气缸对应的部分的偏心部26a、b。滚筒活塞27a、b可绕驱动轴4的偏心部4a回转地构成。
如图11所示,叶片部28a、b收容组装到在气缸22a、b外侧与其连通地设置的叶片室,从与滚筒活塞27a、b相反侧由各弹簧29a、b施加弹性力,推压到滚筒。另外,与上述实施例同样,在气缸的两侧与气缸的外周构件连接地配置主轴承24和副轴承25这样的支承驱动轴的轴承构件,由轴承部24a、25a支承贯通气缸22a、b内的驱动轴26。为此,使驱动轴26的中心轴与气缸22a、b的圆筒状的内周面22c、d的中心轴一致地设置,随着驱动轴4的回转,使在气缸1内受到回转驱动的滚筒活塞27a、b与内周面滑动(或维持微小间隙)地回转,进行相对运动,同时,叶片部28a、b在维持朝与气缸连通地设置的滚筒的径向(驱动轴26方向)被推压到滚筒的状态进行往复运动。当进行该往复运动时,叶片在被推压到滚筒的接触面上相对滚筒的径向移动进行滑动。这样,由这些构成形成作为密闭空间的压缩室与制冷剂的吸入空间的吸入室,随着驱动轴的回转,使其容积反复增减。
在本实施例的构成中,在具有压缩气的制冷循环中进行循环的制冷剂从贯通密闭容器6的吸入管12吸入到密闭容器6内,经由吸入通道进入到气缸22a、22b的吸入室后受到压缩。压缩后的制冷剂从形成于副轴承25的排出孔30a、b通过形成于该轴承的排出阀排出到由副轴承25和排出罩31a、b形成的排出室32a、b。排出到排出室32a的制冷剂通过连通排出室32a、b的通道流出到排出室32b,之后,从贯通密闭容器6的排出管15排出到密闭容器6外。在排出室32b的排出管15的下方设置包含于排出制冷剂气体中的润滑油积存的空间,积存的该空间的润滑油通过与设于排出室32b下部的开口连通的毛细管60流出到润滑油槽16。
本实施例的润滑油的供油的构成也与上述实施例同样地进行,由叶片部28a、b的往复动作对从油吸入口33吸入到叶片室内的润滑油施加压力,通过通道19供给到驱动轴26的前端。此时,吸入口33朝从孔部1c到供油管19的方向减少通道面积地形成,起到所谓的流体二极管的作用。另外,由形成于驱动轴26的部分的螺旋槽20向活塞滚筒部内的轴承部(偏心部)和主、副轴承24、25的轴承部供给润滑油,同时,由设于轴内的通道使产生于偏心部的轴承部的气体朝电动机部侧流出,这一点也与上述实施例相同。
另外,除了来自上述通气孔的制冷剂气体外,还由通过构成压缩室的部件间的间隙漏出的气体制冷剂使密闭容器6内的压力上升得比吸入管12内的压力高。本实施例也设置有使吸入管12内的压力与密闭容器6内的压力产生规定大小的差的装置。通过设置在上述实施例中说明的用于任意产生吸入管38内的压力(吸入室内压力)与密闭容器6内压力的差的装置的作用效果在本实施例中也可同样获得。
在本实施例中,如现有技术那样,使容器内压力比使密闭容器6内的压力与排出管内的压力相同的场合低地设定。所以,过去由于对润滑油施加了相对较高的压力、送到叶片室,将叶片推压到滚筒,所以,为了抑制在滚筒与叶片部间产生局部较大的面压而产生粘着、磨损、损伤,需要向作动室供给大量的润滑油,而在本实施例中,由于将叶片推压到滚筒的力相对较低,所以,供给的润滑油的量也可减少。
作动室的密封和滚筒/叶片润滑所需要的润滑油的供给量如上述那样,例如可根据对阀施加弹性力的弹簧的强度和连通道的面积、形状等适当地调节。另外,容器内的压力由于可比现有技术的压缩机的场合低,所以,在使用碳氢化合物类制冷剂的场合也可减少溶入量,减少制冷剂量,所以,可提高制冷循环和具有其的冷冻、空调装置的安全性和可靠性。
(实施例5)
下面,参照图12~13说明本发明的再另一实施例。
图12的压缩机为具有使用了摆动活塞的二个压缩单元的压缩机,涉及将在一方的压缩单元受到了压缩的制冷剂供给到另一方的压缩单元再次进行压缩的所谓的二级压缩机。图13为示出随着活塞的回转位置变化的密闭容器内的空间与作动室内的压力的差的图。作为调节密闭容器内的压力的装置,可使用图3、图4的阀装置、图8的连通孔等。
本实施例的压缩机110c大体具有低压(低级吸入压力)、比低压高的中间压(低级排出压力、高级吸入压力)、比中间压高的高压(高级排出压力)的三个压力级。在本实施例中,压缩机密闭容器内压力不是采用该三个压力中的一个,而是可对性能有利地任意地设定密闭容器内的压力。
在图12中,制冷循环内的气体制冷剂从贯通密闭容器6的第一吸入管36吸入到密闭容器6内,在构成第一压缩单元的第一气缸1′内进行第一次压缩。压缩后的气体制冷剂从排出孔30b通过排出室32b流出到第一排出管37。即,由第一压缩单元进行第一级压缩。制冷剂在此后从贯通密闭容器6的第一排出阀37排出到密闭容器6外。
一时排出到密闭容器6外的气体制冷剂通过中间冷却器38由周围空气冷却,然后由贯通密闭容器6的第二吸入管39再次吸入到密闭容器6内。吸入到吸入管39的气体制冷剂在构成第二级压缩单元的第二气缸1″内部进行第二次压缩,从排出孔30a通过排出室32a流出到第二排出管40。即,进行第二级压缩。制冷剂此后从排出管40排出到密闭容器6外。
此时,密闭容器内压力由在实施例1、2中详细说明的设定密闭容器内压力的装置保持为比第一气缸1′的吸入压力高但比制冷剂的排出压力低的压力。在图3、图4所示阀装置的场合,通过阀连接第一吸入管36内与密闭容器6内。另外,在图8所示连通孔的场合,连通由第一气缸1′等形成的低级侧(第一级)的压缩单元的作动室与密闭容器内的规定区间地设置。
在本实施例中,为了实现高性能化,使低级侧与高级侧的压缩功相等地设定低级压缩单元和高级压缩单元的排气量,并使得在规定压力条件下低级侧的压缩比与高级侧的压缩比大体相同。
图13示出作动室内压力和密闭容器内压力随二级压缩机的第一级(低级)的压缩单元和第二级(高级)的压缩单元的曲柄回转角的变化。实线示出吸入室和压缩室的压力,虚线示出密闭容器压力,斜线示出其压力差。其条件为制冷剂134a、低级侧吸入压力101kPa、高级侧排出压力837kPa的冰箱用压缩机的条件。此时,低级侧与高级侧的压力比大体相同,低级侧排出压力和高级侧吸入压力为291kPa。
如现有技术那样,作为图13(b)所示的密闭容器的压力,在使用高级吸入压力的场合,对于低级压缩单元,高级吸入压力291kPa与作动室(吸入室、压缩室)压力的压力差(斜线部)成为驱动力,滚筒内侧的油通过滚筒滑动部的间隙供给到第一气缸1′,进行该作动室的密封。对于高级压缩单元的作动室密封用的油,从低级压缩单元与气体制冷剂一起排出的油通过高级压缩单元的吸入管供给到作动室。
此时,在图13(b),供给超出最小极限所需要的过度的油,由大量的高温的油加热制冷剂,在压缩机的体积效率、总绝热效率下降的场合,在本实施例中,如图13(a)所示那样,通过将密闭容器内压力设定为比高级吸入压力低的值,可使供油量最佳化,提高性能。在该场合,即使压缩机的转速增减,也可减小供给到第一气缸1′内的润滑油的量的变动,抑制过度供给润滑油导致的压缩机的效率下降,提高性能。另外,流入第二气缸的润滑油由供给到第一气缸并包含于制冷剂气体中流通的润滑油进行。对应供到该第二气缸的量也加以考虑,可调节设定通往第一气缸1′的吸入管36内的压力与密闭容器6内的压力的差。
相反,在图13(b)的场合,当向作动室的供油不足时,可将密闭容器内压力设定得比高级吸入压力高。
(实施例6)
下面,参照图14~15说明本发明的再另一实施例。
图14所示压缩机为使用上述摆动活塞的回转式压缩机。但是,在本实施例中,在循环的途中具有阀的切换装置,可切换由一个压缩室进行的压缩和由二个压缩室进行的压缩。本实施例的压缩机也具有调节密闭容器内的装置,具有在作动室的吸入管内的压力与容器内的空间的压力之间产生任意的值的压力差的构成。作为该压力的调节装置,也可使用上述实施例中说明的任何装置。
在图14中,本实施例的制冷循环的大体构成包括具有二个气缸的压缩机110d、冷凝器62、冷冻室用蒸发器64a、冷藏室用蒸发器64b、及将其连接并使制冷剂在其内部流通的制冷剂管。另外,在冷凝器62和蒸发器64分别配置用于送风的送风扇66、67、68。这样,在本实施例中,由压缩机110d压缩后的制冷剂从排出管40流出,送到冷凝器62,之后,分流到冷冻室用蒸发器64a和冷藏室用蒸发器64b。从这些蒸发器流出的制冷剂通过制冷剂管再次流入到压缩机进行压缩,构成循环。
本实施例的压缩机110d具有二个气缸1′、1″,它们分别具有用于吸入和排出制冷剂气体的吸入管36、39和37、40。由这些气缸可将由第一气缸1′压缩后的制冷剂气体送到第二气缸1″再次进行压缩,即所谓的二级压缩。
为此,由与第一气缸1′的排出管37连接的制冷剂管形成的制冷剂的流动分成二个方向,一方通过连接第二气缸的排出管40和冷凝器62的制冷剂路径和单向阀61b由制冷剂管连接,另一方在连接冷冻室用的冷藏室用蒸发器64b和第二气缸1″的吸入管39的制冷剂路径通过中间冷却器38由制冷剂管连接。另外,在该分支部与中间冷却器38之间配置对制冷剂的流动进行调节的电磁阀65b。
另外,与冷凝器62连接、来自冷凝器的制冷剂流动的制冷剂管分支成二个管,分别通过毛细管63a、b将一方连接到冷冻室用的蒸发器64a,将另一方连接到冷藏室用蒸发器64b。即,冷冻室用毛细管63a、冷藏室用毛细管63b配置到制冷剂管的分支部与各蒸发器之间,与从蒸发器流出的制冷剂流动的制冷剂管进行热交换地例如相互接触地设置。另外,在上述分支部与冷藏室用毛细管63b之间设置可调节制冷剂流动的电磁阀65a。
另外,使得从冷冻室用蒸发器64a流出的制冷剂流入到第一气缸1′的吸入管36地由制冷剂管设置制冷剂路径,同时,在从冷藏室用蒸发器64b流出的制冷剂流入到第二气缸的吸入管39的制冷剂路径通过单向阀61a流入地分支设置制冷剂管。
在这样的构成中,由单向阀61a、b、电磁阀65a、b的动作调节制冷剂的流动,可将使用压缩机的第一、第二气缸1′、1″的制冷剂的压缩在上述二级压缩动作与在二个气缸并列地对制冷剂进行压缩的并列压缩间进行切换。即,可切换成这样的制冷剂的流动路径,在该制冷剂的流动路径中,从冷凝器62分支流动,在冷冻室用蒸发器64a进行了蒸发的制冷剂流入到吸入管36,同时,由冷藏室用蒸发器65a蒸发了的制冷剂在第一气缸受到压缩,与从排出管37流出的制冷剂汇合后流入到第二气缸的吸入管39,压缩后,从排出管40流出;另外,也可切换成这样的制冷剂的流动路径,在该制冷剂的流动路径中,从冷凝器62流出、在冷冻室用蒸发器64a进行了蒸发的制冷剂分别分支流入到第一、第二气缸的吸入管36、39,经压缩后,从排出管37、40流出。
在图15中,本实施例的冰箱具有图14所示的制冷循环,具有与其相适合的构成。冰箱本体200在其内部设置多个储藏室,从上开始具有冷藏室203A、蔬菜室203B、上下二级的冷冻室202A、202B。在冰箱200内设置多个蒸发器,在上级冷冻室202A后部配置冷冻室用蒸发器64a,在蔬菜室203B后部配置冷藏室用蒸发器64b,在这些蒸发器的上方配置用于向蒸发器供给空气流的风扇67、68。
通过风扇的回转而在这些蒸发器冷却了的空气具有由不同的路径供给到储藏室、从储藏室流出后返回到蒸发器的循环路径。即,具有由冷冻室用蒸发器64a冷却、通过风扇67流出到冷冻室202A、B内后成为从下级冷冻室202B后部返回到蒸发器64a的冷气流的循环路径和由蒸发器64b冷却、通过风扇68供给到冷藏室203A、冷却了冷藏室203A后流入到蔬菜室203B、成为从蔬菜室内的容器后方返回到蒸发器64b的冷气流的循环路径。为了分离这些冷气流,在冷冻室202A与蔬菜室203B之间配置具有绝热材料的分隔壁。
另外,在冰箱200的背面侧的底部的冷冻室的后方配置压缩机110d、冷凝器62、冷凝器用风扇66、及电磁阀65a、b。另外,本实施例的冰箱具有用于调节图14所示制冷循环的动作的控制装置231。该控制装置接受检测冷冻室内的温度的温度传感器218、检测冷冻室和蔬菜室的温度的温度传感器219、及检测蒸发器的温度的温度传感器220、221的输出,向可变地调节压缩机110d的电动机、冷凝器用风扇66、蒸发器用风扇67、68的转速的变频器232、233、234、235发出指令,调节箱内的制冷能力。另外,向电磁阀65a、b发出对其动作进行调节的指令,切换制冷剂的流动,切换压缩机110d的二级压缩、并列压缩的运行。另外,指令各蒸发器用的除霜加热器216、217的运行,加热蒸发器进行除霜。
在本实施例中,在冷藏室203A的门上可由使用者任意地调节冰箱200的运行地设置操作板236,可由该板236的操作向控制装置231发出运行指令。另外,与冰箱200的各储藏室内的冷却运行和切换的制冷剂的流动、压缩机110d的运行对应,由电磁阀65a、65b的动作进行。
例如,冷冻室、冷藏室内的温度都比预先设定的开始冷却运行时的温度高的场合,由控制装置231判断需要冷却双方的储藏室,使电磁阀65a、b一起动作到打开位置地指令。在该场合,来自冷凝器62的制冷剂分支,分别流入到冷冻室用蒸发器64a、冷藏室用蒸发器64b,对冷冻室和冷藏室进行冷却。来自冷冻室用蒸发器64a的制冷剂从吸入管36流入到第一气缸1′,受到压缩后从排出管37排出。
来自冷藏室用蒸发器64b的制冷剂与来自排出管37的制冷剂汇合后,从吸入管39流入到第二气缸1″受到压缩。即,通过冷冻室用蒸发器64a的制冷剂由第一气缸1′和第二气缸1″进行多次压缩。
在仅冷冻室比预先设定的冷却开始温度高的场合,或根据来自操作板236的指令强制地指令冷冻室的冷却运行的场合,进行单独地仅冷却冷冻室的运行。在该场合,电磁阀65a关闭,进行电磁阀65b的打开动作地从控制装置发出指令。这样,来自冷凝器62的制冷剂仅流入冷冻室用蒸发器64a,从蒸发器64a流出的制冷剂分支到第一、第二气缸1′、1″,从吸入管36、39流入,并列地压缩。即,来自冷冻室用蒸发器64a的制冷剂由各气缸并列地压缩,分别排出,汇合后流入到冷凝器62,这样,进行并列地压缩的运行。
在本实施例中,密闭容器6内的压力也由在第一、第二实施例中详细说明的设定密闭容器内的压力的装置调节成比第一气缸的吸入管内的压力高、比排出管内的压力低的压力。排出管内的压力可为第一气缸的场合,也可为第二气缸的场合,在第二气缸的场合,与冷凝器入口的制冷剂的饱和压力大体相等。本实施例具有将密闭容器内的压力设定为这些压力的中间值的装置。
在图3、图4所示的差压阀的场合,第一吸入管36内与密闭容器6内通过差压阀连接。另外,在图8所示连通孔的场合,在规定区间连接由第一气缸1′等形成的压缩室与密闭容器内地设置。这样,密闭容器6内的压力与上述二级的压缩和并列压缩时一起保持为比吸入管36的吸入压力高规定的压力。
在二级压缩的场合,对于由第一气缸1′侧的排出室32b分离的油,由于设在配置于排出室32b的排出管37的开口下方并且与设于排出室32b内的开口连通的毛细管60a的两端的压力差即排出室32b内与密闭容器6内的压力差较小,所以,不容易返回到密闭容器6内,存储于排出室32b内,当过度积存时,随着制冷剂气体一起通过第一排出管37流出。
从低级的压缩单元(来自冷冻室用蒸发器64a的制冷剂受到第一级压缩)第一气缸1′侧流出的油与气体制冷剂一起供给到高级压缩单元(对于来自冷冻室用蒸发器64a的制冷剂进行第二级压缩的第二气缸1″),进行作动室的密封作用。从该高级压缩单元排出的油在排出室32a内与存储于容器下方与制冷剂气体分离,由更高压力的高级的排出压力与密闭容器6内的压力的差压通过毛细管60b返回到密闭容器6内底部。
对于在并列地进行单级压缩的场合的油的分离,由各排出室32a、32b分离的油由排出压力与密闭容器内的压力的差压通过毛细管60a、60b返回到密闭容器6内的底部。
此时,在二级压缩和并列的压缩双方的场合,由排出室32a分离了的油通过毛细管60b返回到密闭容器6内。与二级压缩时的排出室32a的回油量相关的向作动室的供油量与图16(a)的低级压缩单元的由斜线部示出的差压相关。另外,与单级压缩时的排出室32a的回油量相关的向作动室的供油量与(b)的高级压缩单元的由斜线部示出的差压相关。二级压缩和单级压缩时,密闭容器内压力都设定得比吸入压力高出规定的压力。因此,排出室32a的回油量、毛细管两端的差压在二级压缩时与单级压缩时大体相等,由一个节流量可对应二级压缩和单级压缩。
另外,在二级压缩与单级压缩切换前后,由于可将密闭容器内压力大体保持为一定压力,所以,可防止密闭容器内压力变化导致溶解于油中的制冷剂的发泡。
如上述那样,按照本发明,可提供能够对应碳氢化合物类制冷剂的高性能·高可靠性的密闭式压缩机。