多级容量控制涡旋压缩机的制作方法

专利名称：多级容量控制涡旋压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可在低容量域进行部分负荷运行的多级容量控制涡旋压缩机。
背景技术：
过去，螺旋内设有旁通孔而能够进行部分负荷运行的涡旋压缩机有图8和图9(图8的X-X向剖视图)所示的涡旋压缩机(特开平9-170573号公报)。该涡旋压缩机属于第1涡盘1的螺旋终端与第2涡盘2的螺旋终端相比其展开角仅长π(rad)的非对称螺旋式涡旋压缩机。并且，由第1涡盘1的内表面与第2涡盘2的外表面形成的第1流体工作室A与由第1涡盘1的外表面与第2涡盘2的内表面形成的第2流体工作室B相对于一个低压口3交替地开闭，自第2涡盘2与第1涡盘1的最外侧接触点E向内回绕大约一圈的点J处设有与第1流体工作室A和第2流体工作室B均连通的公共旁通孔4。
此外，在上述第1涡盘1上设有与公共旁通孔4连通的阀孔5，在该阀孔5的侧方设有与低压口3连通的旁通通路6。阀孔5内可自由滑动地装有开闭公共旁通孔4的带台肩圆柱形旁通阀7。另外，旁通阀7的台肩部位上卡止有螺旋弹簧8，旁通阀7的上部被盖9密闭而与钟形排出室10隔开而形成操作压室11。在操作压室11上，经连接管16连接有通过电磁阀12有选择地与低压管路13或高压管路14连通的操作压管路15。17是防止高压管路14与低压管路13短路的毛细管，18是外壳，19是高压口。
如上所述，上述公共旁通孔4设置在自第2涡盘2与第1涡盘1的最外侧接触点E向内回绕大约一圈的点J处。因此，在关闭电磁阀12而向旁通阀7的操作压室11供给高压气体、旁通阀7关闭的状况下，输出容量将为满容量(100％)。在打开电磁阀12而向旁通阀7的操作压室11供给低压气体、旁通阀7打开的状况下，由于公共旁通孔4处在开始进行压缩的位置上，因此，输出容量将为满容量的约60％。由此，将涡旋压缩机的输出容量在100％与60％二者之间进行切换。
另外，通过在自上述第2涡盘2与第1涡盘1的最外侧接触点E向内回绕大约3/4圈的位置以及回绕一圈的位置上设置两个公共旁通孔，也能够获得100％、70％和60％等3种输出容量。
但是，上述现有的多级容量控制涡旋压缩机存在如下缺点。首先，在进行50％以下的部分负荷运行时，由于容积比Vr相当小，因此，运行范围受到限制。
例如，上述第1、第2涡盘1、2的固有容积比Vr为Vr＝2.3时，作为压缩机，即使在部分负荷下，容积比也不能小于“1”，因此，极限部分负荷率为1/2.3＝0.44，即以44％运行为极限。虽然提高固有容积比Vr可使极限部分负荷率降低而能够进行50％以下的部分负荷运行，但是这种情况下，反会导致满负荷时的效率降低，故不能采取提高固有容积比Vr的办法。然而，在以一台室外机带多台室内机的一带多式空调机中必须进行20％～30％负荷运行，当将上述现有的多级容量控制涡旋压缩机应用于上述一带多式空调机时，将出现压缩机频繁起停、不能设定在最佳空调条件等问题。
另外，作为负荷控制涡旋压缩机，除了上述结构之外，也有以电机变频器进行控制的。但是，这种控制方法需要有变频器电路而导致成本大幅度增加。特别是大型变频器还存在着产生高次谐波的问题。而且存在着变频器运行时润滑不良的问题，导致压缩机可靠性降低。
另外，若如上所述地设置多个公共旁通孔以谋求50％以下较低容量的部分负荷运行，将导致加工性和组装性降低，或由于第1、第2涡盘在中心部位设置有公共旁通孔而刚性降低。并且，由于第1、第2涡盘的螺旋内的气体负荷大幅度减小，因此，气体负荷与可动的第2涡盘的离心负荷之间将失去平衡，或者发生销轴承(未图示)润滑不良等不良现象，或者发生第2涡盘倾覆等现象。
发明的公开为此，本发明的目的是提供一种对于50％以下的部分负荷运行可进行多级切换、价格低廉且可靠性高的多级容量控制涡旋压缩机。
为实现上述目的，本发明的多级容量控制涡旋压缩机的特征是，具有形成于压缩室内预定位置上、将流体工作室内的压缩气体向吸入口回送的第1旁通通路，开闭上述第1旁通通路的第1开闭机构，使排出腔与吸入腔二者连通的第2旁通通路、以及开闭上述第2旁通通路的第2开闭机构、在打开时仅将预定量的排出腔高压气体释放回吸入腔。
按照上述结构，通过第2开闭机构对第2旁通通路进行开、闭，能够将压缩机的负荷在100％和第1预定百分比之间进行切换。而通过第1开闭机构对第1旁通通路进行开、闭，能够将上述压缩机的输出容量在100％与第2预定百分比之间进行切换。因此，通过上述第1开闭机构的开、闭与上述第2开闭机构的开、闭的组合，能够对上述压缩机的实际负荷进行4级切换。此时，对于上述压缩机的输出容量，通过第1开闭机构仅切换成上述第2预定百分比。因此，若将上述压缩机的固有容积比和上述第2预定百分比设定成，当上述压缩机的输出容量达到上述第2预定百分比时容积比大于等于1，则即使上述压缩机的实际负荷为最小的情况下也能够保持容积比大于等于1而能够进行可靠性高的多级负荷控制。
此外，本发明的多级容量控制涡旋压缩机一个实施形式的特征是，形成上述压缩室的第1涡盘与第2涡盘呈非对称螺旋状，即一个涡盘的螺旋终端与另一个涡盘的螺旋终端相比其展开角仅长180度。
按照上述结构，由第1涡盘的内表面与第2涡盘的外表面形成的第1流体工作室和第1涡盘的外表面与第2涡盘内表面形成的第2流体工作室交替地形成于同一个第1旁通通路的位置上。因此，仅通过一个第1旁通通路使各流体工作室内的高压气体返回吸入口。
此外，本发明的多级容量控制涡旋压缩机的一个实施形式的特征是，上述第2旁通通路设置在压缩机本体之外。
按照上述结构，不必使上述第2旁通通路及第2开闭机构形成于上述压缩机本体内，只要形成于排出管路与吸入管路之间即可。因此，能够以低成本制造多级容量控制涡旋压缩机。
此外，本发明的多级容量控制涡旋压缩机的一个实施形式的特征是，具有多个上述第2旁通通路及第2开闭机构。
按照上述结构，上述第2旁通通路及第2开闭机构设有多个。因此，通过各第2开闭机构的开、闭与上述第1开闭机构的开、闭的组合，能够进行8级以上的多级负荷控制。
此外，本发明的多级容量控制涡旋压缩机的一个实施形式的特征是，开闭上述第2旁通通路的第2开闭机构是可控制为任意开度的电动阀。
按照上述结构，由于上述第2旁通通路的开度可任意设定，因此，可将压缩机的负荷切换成100％和任意的百分比。因此，通过上述第1开闭机构的开、闭控制和上述第2开闭机构的开度控制的组合，能够将压缩机的实际负荷以任意的多级进行切换。
此外，本发明的多级容量控制涡旋压缩机的一个实施形式的特征是，上述第2开闭机构是靠控制压力与上述吸入腔压力或排出腔压力之间的压力差动作的。
按照上述结构，上述第2开闭机构的控制系统能够简单地构成，能够低成本制造多级容量控制涡旋压缩机。
此外，本发明的多级容量控制涡旋压缩机的一个实施形式的特征是，具有对与上述吸入口连通的低压腔进行冷却的液体喷射管。
按照上述结构，从液体喷射管喷射的冷却液冷却低压腔和驱动电机。以此防止由于上述压缩室内的高压气体返回吸入口而导致上述低压腔温度升高，以降低排出气体和电机的温度。
此外，本发明的多级容量控制涡旋压缩机的一个实施形式的特征是，上述第1开闭机构和第2开闭机构是靠控制压力动作的，上述第1开闭机构的控制口与第2开闭机构的控制口二者经设置于压缩机本体上部中心部位的一个连接件与各自的控制管路连接。
按照上述结构，将上述第1、第2开闭机构的控制口与各自的控制管路连接起来的连接件只在压缩机本体的上部中心部位设置一个即可，即从壳顶中心部位的一处引出。因此，与从上述壳顶的两处偏心位置引出时需要在两处进行与操作管的椭圆形焊接相比，上述壳顶和操作管之间的焊接作业容易进行，可减少组装工时而进一步降低成本。
此外，本发明的多级容量控制涡旋压缩机一个实施形式的特征是，具有输出容量固定的标准涡旋压缩机，上述多级容量控制涡旋压缩机与上述标准涡旋压缩机并联连接。
按照上述结构，以多级容量控制涡旋压缩机与标准涡旋压缩机构成双机式多级容量控制涡旋压缩机。因此，通过上述标准涡旋压缩机的卸载与满载两种负载状态的切换和多级容量控制涡旋压缩机的n级负荷切换的组合，能够以2×n级切换负荷。由此，能够进行更多级的负荷控制。
此外，本发明的多级容量控制涡旋压缩机一个实施形式的特征是，上述第1开闭机构是靠控制压力动作的，上述第1开闭机构的控制口和将控制管路与该控制口连接起来的连接件之间通过螺纹进行连接。
按照上述结构，上述第1开闭机构的控制口与连接件之间以锥形螺纹可靠连接。因此，能够实现相对于连接件的强烈振动具有很高的耐漏性和耐热性的装配结构。
附图的简单说明

图1是本发明多级容量控制涡旋压缩机第1实施形式的局部剖视图。
图2是图1所示多级容量控制涡旋压缩机的输出容量为30％时的局部剖视图。
图3是与图1不同的多级容量控制涡旋压缩机的局部剖视图。
图4是第2实施形式多级容量控制涡旋压缩机的剖视图。
图5是与图4不同的多级容量控制涡旋压缩机的局部剖视图。
图6是第3实施形式的多级容量控制涡旋压缩机的结构图。
图7A、7B是表示与图1、图3～图5所示的连接管装配在盖上的装配结构不同的装配结构。
图8是现有的负荷控制涡旋压缩机的局部剖视图。
图9是图8的X-X向剖视图。
实施发明的最佳方式下面，结合附图所示的实施形式对本发明进行详细说明。图1是第1实施形式的多级容量控制涡旋压缩机的局部剖视图。第1涡盘21、第2涡盘22、低压口23、公共旁通孔24、阀孔25、旁通通路26、旁通阀27、螺旋弹簧28、盖29、钟形排出室30、操作压室31、电磁阀32、低压管路33、高压管路34、操作压管路35、连接管36、毛细管37、外壳38以及高压口39具有与图8和图9所示的现有的非对称螺旋式多级容量控制涡旋压缩机中的第1涡盘1、第2涡盘2、低压口3、公共旁通孔4、阀孔5、旁通通路6、旁通阀7、螺旋弹簧8、盖9、钟形排出室10、操作压室11、电磁阀12、低压管路13、高压管路14、操作压管路15、连接管16、毛细管17、外壳18以及高压口19相同的结构并起到同样的作用。
本实施形式中，在上述第1涡盘21上的螺旋之外设有有选择地与同低压口23连通的吸入腔和钟形排出室30内的排出腔连通的第2旁通阀40。以下，称旁通阀27为第1旁通阀，旁通阀40为第2旁通阀。第2旁通阀40大体由突出地设置在第1涡盘21中盖板41的高压一侧表面上的圆筒状气缸部42、前端具有球体并可在气缸部42内滑动的阀体43、以及压缩安装在该阀体43与气缸部42之间的弹簧44构成。
在上述气缸部42的低压一侧端部上设有具有与气缸部42的内部连通的轴孔并且在外周面上设有装配螺纹的安装部42a。另外，盖板41上开有贯穿该盖板41的通孔45，该通孔45的上端部设有供气缸部42的安装部42a旋合的安装孔45a。这样，通过将气缸部42的安装部42a旋合在盖板41的安装孔45a内，将气缸部42突出地固定在盖板41的高压一侧表面上，上述吸入腔与气缸部42的内部经通孔45和安装部42a的轴孔相连通。此外，气缸部42的上部与钟形排出室30隔离而形成操作压室46。在操作压室46上，经连接管49连接有通过第2电磁阀47有选择地与低压管路33或高压管路34连通的操作压管路48。以下，称电磁阀32为第1电磁阀，电磁阀47为第2电磁阀。50是防止高压管路34与低压管路33之间短路的毛细管。
上述阀体43的外周面上设有低压侧为小直径的台肩，该小直径部上安装有弹簧44。在气缸部42的轴向上的中间部位设有在径向上将内侧与外侧连通的通孔51，当阀体43滑动到最下部时，阀体43的大直径部可将气缸部42的通孔51关闭。在这里，通孔51的大小设定为可使压缩机的负荷为例如50％。
因此，当上述第2电磁阀47关闭而向第2旁通阀40的操作压室46供给高压气体，使阀体43向下方滑动时，阀体43的上述大直径部将通孔51关闭而将压缩机的负荷设定为100％(以下，将这样设定的负荷称作设定负荷)。而当将第2电磁阀47打开以向第2旁通阀40的操作压室46供给低压气体，使阀体43向上方滑动时，阀体43的通孔51打开，压缩机的设定负荷成为50％。即，本实施形式中，上述第2旁通通路由通孔45构成，上述第2开闭机构由第2旁通阀40构成。
如上构成的多级容量控制涡旋压缩机可通过控制第1旁通阀27和第2旁通阀40的开闭实现下述多级负荷控制。首先，如上所述地将上述第2电磁阀47关闭，使得第2旁通阀40关闭，压缩机的设定负荷成为100％。在该状态下，当第1电磁阀32关闭、向第1旁通阀27的操作压室31供给高压气体时，第1旁通阀27将关闭，输出容量成为100％。因此，这种情况下的压缩机的实际负荷为100％(＝100％×100％)(图1的状态)。而当第1电磁阀32打开、向第1旁通阀27的操作压室31供给低压气体时，第1旁通阀27打开，输出容量成为60％。因此，这种情况下压缩机的实际负荷成为60％(＝100％×60％)。其次，通过第2电磁阀47打开，第2旁通阀40打开，压缩机的设定负荷成为50％。在该状态下，当第1上述电磁阀32打开而打开第1旁通阀27时，输出容量将成为60％。因此，这种情况下压缩机的实际负荷成为30％(＝50％×60％)(图2的状态)。
在这种情况下，在上述第1涡盘21上，仅在自第2涡盘22与第1涡盘21的最外侧接触点E向内回绕大约一圈的点J处(参照图9)，开设唯一一个贯穿的公共旁通孔24而设置第1旁通阀27。因此，最小容量运行时的输出容量为60％。因而，在第1、第2涡盘21、22的固有容积比Vr为2.3的情况下，最小容量运行时的容积比Vr的值为1.38(＝2.3×0.6)而不小于“1”。即，按照本实施形式，能够实现可靠性高的50％以下的部分负荷运行。
如上所述，本实施形式中，在上述非对称螺旋式涡旋压缩机的第1涡盘21上，自第2涡盘22与第1涡盘21的最外侧接触点E向内回绕大约一圈的点J处(参照图9)设有与低压口23连通而使输出容量为60％的第1旁通阀27。并且，在第1涡盘21的螺旋之外设有与上述吸入腔和排出腔有选择地连通以使压缩机的设定负荷为50％的第2旁通阀40。通过第1电磁阀32和第2电磁阀47的开闭，利用低压管路33和高压管路34的压力与上述吸入腔的压力之间的压力差使第1旁通阀27和第2旁通阀40开闭。因此，若第2旁通阀40和第1旁通阀27关闭，可使压缩机的实际负荷为100％。若第2旁通阀40关闭、第1旁通阀27打开，可使压缩机的实际负荷为60％。若第2旁通阀40和第1旁通阀27打开，可使压缩机的实际负荷为30％。
即，按照本实施形式，可使最小容量运行时的容积比Vr的值不小于“1”，从而能够进行可靠性高的50％以下的部分负荷运行。
此时，作为具有上述结构的多级容量控制涡旋压缩机，只要在具有上述第1旁通阀27的现有的非对称螺旋式多级容量控制涡旋压缩机中的第1涡盘21的螺旋之外开设贯穿盖板41的通孔45，在该通孔45上端部上旋合气缸部42的安装部42a即可简单地构成。而且，设置在螺旋之外的第2涡旋阀40不必具有象设置在螺旋内的第1涡旋阀27那样的精密性。因此，能够以较少的零件数量低成本地获得。
图3是图1所示多级容量控制涡旋压缩机的一个变形例的局部剖视图。图3所示的多级容量控制涡旋压缩机中的第1涡盘61、第2涡盘62、第1旁通阀63、第1电磁阀64、低压管路65、高压管路66、操作压管路67、高压口68、第2旁通阀69、通孔70、第2电磁阀71以及操作压管路72具有与图1所示的多级容量控制涡旋压缩机中的第1涡盘21、第2涡盘22、第1旁通阀27、第1电磁阀32、低压管路33、高压管路34、操作压管路35、高压口39、第2旁通阀40、通孔45、第2电磁阀47以及操作压管路48相同的结构并起到同样的作用。
本实施形式中，上述操作压管路67、72通过安装在外壳73顶面中央的一个连接管74而与第1旁通阀63和第2旁通阀69连接。连接管74上设有彼此不相同的两个孔74a、74b；第1孔74a上经第1管状螺栓接头75连接有操作压管路67，第2孔74b上经第2管状螺栓接头76连接有操作压管路72。并且，第1孔74a通过第1配管77与第1旁通阀63的操作压室78连接，第2孔74b通过第2配管79与第2旁通阀69的操作压室80连接。
这样，通过将上述两根操作压管路67、72归拢为一根连接管74自外壳73的顶盖中央引出，可以减少组装工时，进一步降低成本。
图4是第2实施形式的多级容量控制涡旋压缩机的局部剖视图。第1涡盘81、第2涡盘82、低压口83、旁通阀84、第1电磁阀85、低压管路86、高压管路87、操作压管路88、连接管89以及高压口90具有与图1所示的多级容量控制涡旋压缩机中的第1涡盘21、第2涡盘22、低压口23、第1旁通阀27、第1电磁阀32、低压管路33、高压管路34、操作压管路35、连接管36以及高压口39相同的结构并起着同样的作用。
图1所示的多级容量控制涡旋压缩机中，第1涡盘21的盖板41上所贯穿的通孔45的上部设有第2旁通阀40，通过第2旁通阀40的开闭，有选择地与上述吸入腔和排出腔连通，从而将压缩机的设定负荷在100％与50％之间进行切换。然而，所述的有选择地与上述吸入腔和排出腔的连通也可以以其它方法实现。
图4中，将上述低压管路86和高压管路87二者以中间设有第2电磁阀91及毛细管92的旁通通路93进行连接，从而能够实现有选择地与上述吸入腔和排出腔连通。另外，上述毛细管92可防止高压管路87与低压管路86之间短路。下面，以第2电磁阀91的构成使得在其打开时可使压缩机的设定负荷为50％的场合为例，对本实施形式的多级容量控制涡旋压缩机的工作原理进行说明。
本多级容量控制涡旋压缩机是通过对第1电磁阀85和第2电磁阀91的开闭进行控制而实现如下多级负荷控制的。首先，将第2电磁阀91关闭而使压缩机的设定负荷为100％。在该状态下，当将第1电磁阀85关闭时，第1旁通阀84关闭，使得输出容量为100％。因此，此时压缩机的实际负荷为100％。当将第1电磁阀85打开时，第1旁通阀84打开，输出容量为60％。其次，通过将第2电磁阀91打开使得压缩机的设定负荷为50％。在该状态下，当将第1电磁阀85打开时，输出容量将为60％。因此，此时压缩机的实际负荷将为30％。这样，与第1实施形式同样，可使最小容量运行时的容积比Vr的值不小于“1”，能够进行可靠性高的50％以下的部分负荷运行。
在上述实施形式中，通过将上述低压管路86与高压管路87经中间设有电磁阀91的旁通通路93进行连接这样一种非常简单的方法，能够实现与上述吸入腔和排出腔有选择地连通。因此，能够象第1实施形式那样，不必在压缩机本体内设置第2旁通阀40，可进一步降低成本。
另外，也可以使用能够以步进电机等控制开度的电动阀来代替上述第2电磁阀91，以实现压缩机设定负荷任意多级的改变。因此，这种情况下，通过与第1电磁阀85的打开、关闭的组合，能够进行可靠性高的50％以下的任意多级的负荷控制。
图5是图4所示的多级容量控制涡旋压缩机的一个变形例的局部剖视图。图5所示的多级容量控制涡旋压缩机中第1涡盘101、第2涡盘102、低压口103、旁通阀104、第1电磁阀105、低压管路106、高压管路107、操作压管路108、连接管109以及高压口110具有与图1所示的多级容量控制涡旋压缩机中的第1涡盘21、第2涡盘22、低压口23、第1旁通阀27、第1电磁阀32、低压管路33、高压管路34、操作压管路35、连接管36以及高压口39相同的结构并起着同样的作用。但是，旁通阀104是设置在使输出容量为50％的位置上。
图5中，将上述低压管路106和高压管路107二者经中间设有打开时使压缩机的设定负荷为75％的第2电磁阀111的旁通通路113、以及中间设有打开时使压缩机的设定负荷为65％的第3电磁阀112的旁通通路114进行连接。这样，通过控制第1电磁阀105、第2电磁阀111和第3电磁阀112的开闭，能够进行如下多级负荷控制。
首先，通过将第2电磁阀111及第3电磁阀112关闭而使压缩机的设定负荷为100％。在该状态下，当将第1电磁阀105关闭时，第1旁通阀104关闭而使输出容量为100％。因此，此时压缩机的实际负荷为100％。当第1电磁阀105打开时，第1旁通阀104打开而使输出容量为50％。因此，此时压缩机的实际负荷为50％。其次，通过将第3电磁阀112关闭的同时将第2电磁阀111打开，使得压缩机的设定负荷为75％。在该状态下，当将第1电磁阀105关闭时，输出容量将为100％。因此，此时压缩机的实际负荷为75％。其次，通过将第2电磁阀111和第3电磁阀112打开，使得压缩机的设定负荷为49％(＝75％×65％)。在该状态下，当将第1电磁阀105打开时，输出容量将为50％。因此，此时压缩机的实际负荷为24％(＝75％×65％×50％)。这样，可使最小容量运行时的容积比Vr的值不小于“1”，从而能够进行可靠性高的50％以下的多级负荷控制。在上述说明中，以4级负荷控制为例进行了说明，但也能够进行最多8级的负荷控制。
图6是第3实施形式的多级容量控制涡旋压缩机的结构图。本实施形式中，通过将具有上述各实施形式中任一个结构的多级容量控制涡旋压缩机(以下称作容量控制机)和标准结构(非容量控制)的涡旋压缩机(以下称作标准机)组合，能够进行50％以下的高级数多级负荷控制。
上述标准机121是最大输出容量为高压气体供给对象的系统所需要的最大容量(以下简称为最大需要容量)的1/2的非容量控制式涡旋压缩机。上述容量控制机122例如是图5所示的多级容量控制涡旋压缩机，其最大输出容量为上述系统最大需要容量的1/2。对于容量控制机122，通过第1电磁阀123的开闭对旁通阀(参照图5)的开闭进行控制，实现输出容量在100％和50％之间的切换，通过第2电磁阀124的开闭，实现压缩机设定负荷在100％和75％之间的切换，通过第3电磁阀125的开闭，实现压缩机设定负荷在100％和65％之间的切换。在容量控制机122中的例如第1涡盘之外设置具有喷嘴的液体喷射管126，与来自系统的液体管路127连接。
如上构成的多级容量控制涡旋压缩机如下进行工作。首先，使标准机121处于卸载状态。在该状态下，使容量控制机122的上述实际负荷如上所述地为24％。这样，标准机121向系统输出的容量为最大需要容量的0％(＝50％×0％)，容量控制机122向系统输出的容量为最大需要容量的12％(50％×24％)，因此，向系统输出的实际输出容量为最大需要容量的12％(＝标准机0％+容量控制机12％)。以下，同样地，当使容量控制机122的实际负荷为50％时，向系统输出的容量为最大需要容量的25％(＝50％×50％)，因此，向系统输出的实际输出容量为最大需要容量的25％。而当使得容量控制机122的实际负荷为75％时，向系统输出的实际输出容量将为最大需要容量的37.5％。当容量控制机122的实际负荷为100％时，向系统输出的实际输出容量将为最大需要容量的50％。
其次，使上述标准机121处于满载(100％)状态。在该状态下，使容量控制机122的上述实际负荷如上所述地为24％。这样，标准机121向系统输出的容量为最大需要容量的50％(50％×100％)，容量控制机122向系统输出的容量为最大需要容量的12％(50％×24％)，因此，向系统输出的实际输出容量为最大需要容量的62％(＝标准机50％+容量控制机12％)。以下，同样地，当使容量控制机122的实际负荷为50％时，向系统输出的实际输出容量为最大需要容量的75％。而当使得容量控制机122的实际负荷为75％时，向系统输出的实际输出容量将为最大需要容量的87.5％。当容量控制机122的实际负荷为100％时，向系统输出的实际输出容量将为最大需要容量的100％。
在这种情况下，上述容量控制机122中，上述钟形排出室内的高温高压气体返回上述吸入腔，因此，由上述第1涡盘和第2涡盘构成的压缩部和驱动上述第2涡盘的电机的温度变为高温。为此，在本实施形式中，在容量控制机122中设置了液体喷射管126，从系统一侧喷射液体致冷剂。因此，喷射的液体致冷剂从由第1涡盘和第2涡盘构成的压缩部向驱动第2涡盘旋转的电机一侧流下，对上述压缩部和电机进行冷却。这样，可降低排出气体和电机的温度，扩大可运行范围。这种安装在容量控制机上的液体喷射管，也可以使用在第1、第2实施形式的多级容量控制涡旋压缩机而不会有任何妨碍。
如上所述，本实施形式中，由最大输出容量为系统所需最大容量的1/2的标准机121和最大输出容量为系统所需最大容量的1/2的容量控制机122构成了双机式多级容量控制涡旋压缩机。因此，通过将标准机121在卸载状态和满载状态之间进行切换的同时，将容量控制机122的实际负荷在24％、50％、75％及100％之间进行切换，能够使双机式多级容量控制涡旋压缩机向系统输出的实际输出容量在系统最大需要容量的12％、25％、37.5％、50％、62％、75％、87.5％以及100％之间进行8级切换。而且，若容量控制机122的实际负荷能够最多进行8级切换，则双机式多级容量控制涡旋压缩机能够向系统输出的实际输出容量能够进行16级切换。在上述说明中，为便于说明，将标准机121和容量控制机122的最大输出容量设为系统最大需要容量的1/2，但并不受此限定，只要根据需要的实际输出容量适当进行设定即可。
上述各实施形式(以下，以第1实施形式为代表)中的第1旁通阀27的操作压室31上所连接的连接管36，是将其前端插入开设在盖29上的孔内进行安装，并以O形密封圈52进行密封。但是，这种安装结构承受连接管36振动的能力较弱，在某种使用条件下会发生泄漏。而且还有耐热性问题。为此，在第4实施形式中，采用了图7A、7B所示的安装结构。
图7A中，连接管131前端的锥形部设有阳螺纹132，盖133的锥形孔内设有阴螺纹134。这样，使连接管131前端锥形部旋合于盖133的锥形孔内，从而将连接管131安装在盖133上。这种锥形螺纹密封提供了能够承受连接管131强烈振动而具有很高的耐泄漏性和耐热性的安装结构。而图7B中，连接管本体135与管体136二者彼此分离，使管体136与盖137一体形成。之后，使管体136的前端穿过外壳138的孔139而突出出来，并在孔139处进行焊接固定。再后，使连接管本体135的锥形孔与管体136前端的锥形部旋合。如上所述，管体136与盖137一体构成，并且以锥形螺纹与连接管本体135结合，从而可获得能够承受管体136强烈振动而具有很高的耐泄漏性和耐热性的安装结构。
另外，在上述各实施形式中，如图9所示，第1涡盘21、61、81、101的螺旋终端与第2涡盘22、62、82、102的螺旋终端相比其展开角仅长π(red)，并且以第2涡盘22、62、82、102与第1涡盘21、61、81、101的最外侧接触点E作为上述螺旋终端这样一种所谓非对称螺旋式涡旋压缩机的例子进行了说明。但是，本发明并不仅限于此，对于对称的一对涡盘的螺旋终端彼此只错开展开角π(red)的所谓对称螺旋式涡旋压缩机也适用。但是，作为该对称螺旋式涡旋压缩机，由第1涡盘的内表面与第2涡盘的外表面所形成的第1流体工作室A与由第1涡盘的外表面和第2涡盘的内表面形成的第2流体工作室B并不形成于同一位置，而是彼此相向地形成，因此，用来改变压缩机输出容量的第1旁通阀需要在彼此相向的位置上设置第1流体工作室A用和第2流体工作室B用两个旁通阀。
权利要求
1.一种多级容量控制涡旋压缩机，其特征是，具有形成于压缩室内预定位置上、将流体工作室内的压缩气体向吸入口(23)回送的第1旁通通路(26)，开闭上述第1旁通通路(26)的第1开闭机构(27)，使排出腔和吸入腔二者连通的第2旁通通路(45)，开闭上述第2旁通通路(45)的第2开闭机构(40)，在打开时仅将预定量的排出腔高压气体释放回吸入腔。
2.如权利要求1所述的多级容量控制涡旋压缩机，其特征是，形成上述压缩室的第1涡盘(21)和第2涡盘(22)呈非对称螺旋状，即一个涡盘的螺旋终端与另一个涡盘的螺旋终端相比其展开角仅长180度。
3.如权利要求1所述的多级容量控制涡旋压缩机，其特征是，上述第2旁通通路(93)设置在压缩机本体之外。
4.如权利要求1或3所述的多级容量控制涡旋压缩机，其特征是，具有多个上述第2旁通通路(113、114)及第2开闭机构(111、112)。
5.如权利要求3所述的多级容量控制涡旋压缩机，其特征是，开闭上述第2旁通通路(93)的第2开闭机构是可控制为任意开度的电动阀。
6.如权利要求1所述的多级容量控制涡旋压缩机，其特征是，上述第2开闭机构(40)是靠控制压力与上述吸入腔的压力或排出腔的压力之间的压力差动作的。
7.如权利要求1所述的多级容量控制涡旋压缩机，其特征是，具有对与上述吸入口(23)连通的低压腔进行冷却的液体喷射管(126)。
8.如权利要求1所述的多级容量控制涡旋压缩机，其特征是，上述第1开闭机构(63)和第2开闭机构(69)是靠控制压力动作的，上述第1开闭机构(63)的控制口与第2开闭机构(69)的控制口二者经设置于压缩机本体上部中心部位的一个连接件(74)与各自的控制管路(67、72)连接。
9.一种多级容量控制涡旋压缩机，其特征是，具有权利要求1所述的多级容量控制涡旋压缩机(122)和固定输出容量的标准涡旋压缩机(121)，上述多级容量控制涡旋压缩机(122)与上述标准涡旋压缩机(121)并联连接。
10.如权利要求1所述的多级容量控制涡旋压缩机，其特征是，上述第1开闭机构是靠控制压力动作的，上述第1开闭机构的控制口和将控制管路与该控制口连接起来的连接件(131、135)之间通过螺纹进行连接。
全文摘要
在非对称螺旋式涡旋压缩机的第1涡盘21上设置有使输出容量为60%的第1旁通阀(27)。并且,在第1涡盘(21)的螺旋之外设置有使吸入腔和排出腔之间连通而使压缩机的设定负荷为50%的第2旁通阀(40)。这样,通过关闭第1、第2旁通阀(27、40),使压缩机的实际负荷为100%。通过打开第1旁通阀(27)、关闭第2旁通阀(40),使压缩机的实际负荷为60%。而通过打开第1、第2旁通阀(27、40),使压缩机的实际负荷为30%。即,使得最小容量运行时的容积比Vr的值达到“1”以上而进行可靠性高的50%以下的部分负荷运行。由此,能够对50%以下部分负荷运行进行多级变换。
文档编号F04C28/26GK1272906SQ99800912
公开日2000年11月8日 申请日期1999年5月26日 优先权日1998年6月12日
发明者松叶谦治, 萩原茂喜, 芝本祥孝, 黑岩弘之 申请人:大金工业株式会社