CN101403383A - 冷冻装置用的螺旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明通过抑制容量控制时的压缩制冷剂气体的温度上升，可获得能防止冷冻机油的劣化和螺杆、壳体的热膨胀导致的卡住等情况的发生而且可靠性高的冷冻装置用的螺旋压缩机。作为螺旋压缩机的连续容量控制的构成，具有连接于滑阀(25)的液压活塞(26)和收容该液压活塞的缸室(23)，设有连通于该缸室的、为了使液压活塞移动而具有电磁阀的油供给路(27a)、油排出路(27d)、及连通于低压侧的气体通道(27e)。另外，具有油排出路(27f)，该油排出路(27f)的一端在上述液压活塞的移动范围内的途中的缸室开口，具有电磁阀(29d)，并连通到低压侧。上述电磁阀(29d)被控制成在螺旋压缩机的起动后一定时间关闭，在经过该时间后的运行中一直打开。

Description

冷冻装置用的螺旋压缩机

技术领域

本发明涉及用于空调机或冷冻机的冷冻装置用的螺旋压缩机。

背景技术

螺旋压缩机的机械式容量控制一般采用使滑阀移动而对吸入制冷剂气体进行旁通的方式。在该方式中，滑阀通过杆等连接到在缸内移动的液压活塞，将液压供给或排出到该缸内，从而使滑阀朝轴向移动。在往复式压缩机中，由于构造的原因，仅能进行阶梯式的容量控制，但在螺旋压缩机中，通过使滑阀滑动到任意位置，可进行连续的容量控制。在根据工业用途等要求更高精度的温度控制的场合，采用该连续容量控制方式。螺旋压缩机的连续容量控制方式的一例记载于日本特开平6-173872号公报中。

[专利文献1]日本特开平6-173872号公报

在螺旋压缩机的连续容量控制方式中，可进行从最小载荷(一般为10～30％左右)到100％载荷的无级控制。然而，根据冷冻机、空调机等的用途，有时除了起动时外，不需要到10～30％的最小载荷。另外，在使用于蒸发温度为0℃以下那样的低温区域的场合，当按低容量运行时，压缩制冷剂气体的温度上升，冷冻机油劣化，或螺杆、壳体热膨胀，存在螺杆与壳体卡住等的危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷冻装置用的螺旋压缩机，该螺旋压缩机通过抑制容量控制时的压缩制冷剂气体的温度上升，可防止冷冻机油的劣化、螺杆、壳体膨胀导致的卡住等的发生，可靠性高。

为了达到上述目的，本发明的螺旋压缩机具有阴阳一对螺杆(スクリユ一ロ一タ)、支承这些螺杆的轴承构件、容量控制用的滑阀、连接于该滑阀的液压活塞和设置了收容该液压活塞的缸室的壳体，用作冷冻装置的压缩机；其特征在于：具有油供给排出路、油供给路、第1油排出路、及第2油排出路；该油供给排出路为了使上述液压活塞移动而与上述缸室的一端侧的室连通；该油供给路连接到上述油供给排出路的与上述缸室的相反侧，具有电磁阀，供给高压油；该第1油排出路连接到上述油供给排出路的与上述缸室的相反侧，具有电磁阀，将缸室的油排出到低压侧；该第2油排出路的一端在上述液压活塞的移动范围内的途中的缸室开口，而且在途中具有电磁阀，另一端在螺旋压缩机的低压侧空间开口；上述第2油排出路的电磁阀被控制成在螺旋压缩机起动后一定时间关闭，在经过该时间后的运行中一直打开。

其中，在上述油供给路(第1油供给路)的途中设置由毛细管形成的节流孔，还设有没有节流孔的第2油供给路，该第2油供给路连接到上述油供给排出路的与上述缸室的相反侧，具有电磁阀并供给高压油；在压缩机起动时，从第2油供给路将高压油供给到缸室，则可迅速地将高压油供给到缸室，进一步提高起动时的负荷减轻效果。

另外，也可具有气体通路，该气体通路的一端在为了使上述液压活塞移动而连通了上述油供给排出路的缸室的、与滑阀侧液压部(高压室)相反侧的反滑阀侧液压部开口，另一端在低压侧开口。

另外，上述第2油排出路的与缸室连通的位置最好为这样的位置，该位置处于连接于该缸室的油供给排出路与上述气体通路间的轴向位置，在该位置可将上述滑阀保持成使压缩制冷剂气体的温度上升处于容许范围那样的最小载荷(设定载荷)。

上述第2油排出路也可由连接于上述缸室的配管构成，由该配管构成的第2油排出路设置到形成缸室的壳体的外部，或者上述第2油排出路通过在压缩机壳体的内部进行孔加工而形成。

本发明的另一特征在于，螺旋压缩机具有容量控制用的滑阀、连接于该滑阀的液压活塞、及设置了收容该液压活塞的缸室的壳体，用作冷冻装置的压缩机；其特征在于：为了使上述液压活塞连续地移动以由上述滑阀进行连续的容量控制，具有将高压油供给到上述缸室的油供给路和将缸室的高压油排出到低压侧的第1油排出路；另外，还具有第2油排出路；该第2油排出路的一端在上述液压活塞的移动范围内的途中的缸室开口，而且在途中具有电磁阀，另一端在低压侧开口；上述第2油排出路的电磁阀在螺旋压缩机起动后一定时间被控制成关闭状态，经过该一定时间后被控制为打开状态。

按照本发明，可获得这样的冷冻装置用的螺旋压缩机，该螺旋压缩机从缸室连通到低压侧空间地设置具有电磁阀的第2油排出路，该第2油排出路的电磁阀在螺旋压缩机起动后的一定时间关闭，在经过一定时间后被控制为打开，所以，除了起动时外，可使螺旋压缩机不处于设定容量以下地控制滑阀，所以，可防止压缩制冷剂气体的温度上升，结果，可防止冷冻机油的劣化、螺杆、壳体热膨胀导致的卡住等的发生，可靠性高。

特别是按照本发明，可有效地适用到在蒸发温度成为0℃以下那样的低温区域使用的冷冻装置用的螺旋压缩机，即使为负荷小、按低容量运行的场合多的冷冻装置，也可防止压缩制冷剂气体的温度上升，实现可靠性高的螺旋压缩机。

附图说明

图1为示出本发明实施例1的螺旋压缩机的纵剖视图。

图2为用于说明图1所示螺旋压缩机的容量控制机构部的动作的系统图。

图3为示出本发明实施例2的螺旋压缩机的主要部分剖视图。

图4为示出图2所示实施例的用于容量控制的各电磁阀29a～29d的动作的表。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的一实施例。

[实施例1]

图1示出本发明一实施例的冷冻装置用的螺旋压缩机。螺旋压缩机具有相互以密封关系连接的马达壳体1、主壳体2及排出壳体3。在马达壳体1中收容用于驱动压缩机构部的驱动用马达4。在主壳体2形成圆筒状孔5和将制冷剂气体导入至圆筒状孔5的吸入口6。在圆筒状孔5相互啮合地收容由滚柱轴承7、8、9和滚珠轴承10可回转地支承的阳螺杆11和阴螺杆(图中未示出)，阳螺杆11的轴直接连接到驱动用马达4。另外，在主壳体2一体地形成油分离器12，在与油分离器12连通的主壳体2的底部设置储存润滑油13的油槽14。

在收容滚柱轴承9和滚珠轴承10的排出壳体3上形成制冷剂气体的排出通路15，该排出通路15在与主壳体2一体构成的油分离器12开口而与其连通，排出壳体3由螺栓等手段固定于主壳体2。在该排出壳体3形成轴承室16和缸室23，在轴承室16收容滚柱轴承9和滚珠轴承10。在上述缸室23收容通过杆24与滑阀25连接的液压活塞26。上述轴承室16和缸室23的外方侧开口由安装于排出壳体3的遮蔽板17堵塞。在主壳体2和排出壳体3内形成供油通路，连通形成于主壳体2底部的高压部的油槽14与各轴承部地构成。

下面，说明制冷剂气体和油的流动。

从设于马达壳体1的吸入口18吸入的低温、低压的制冷剂气体由过滤器19捕集异物后，通过设于驱动用马达4与马达壳体1间的气体通路及定子20与马达转子21间的气隙，冷却驱动用马达4。冷却后的制冷剂气体从形成于主壳体2的吸入口6被吸入到由阳、阴螺杆的啮合齿面和主壳体2形成的压缩室。此后，制冷剂气体随着连接到驱动用马达4的阳螺杆11的回转被密闭到由阳、阴螺杆的啮合齿面和主壳体2形成的压缩室，随着两螺杆的回转，压缩室逐渐缩小，制冷剂气体受到压缩，成为高温、高压的制冷剂气体，从形成于排出壳体3的排出通路15排出到油分离器12内。压缩时，作用于阳、阴螺杆的压缩反力中的径向负荷由滚柱轴承7、8、9支承，轴向负荷由滚珠轴承10支承。对这些轴承进行润滑和冷却的油从设于主壳体2底部的高压部的油槽14通过与各轴承部连通的供油通路利用差压供油，此后，与压缩制冷剂气体一起排出到油分离器12内。包含于压缩制冷剂气体的油由油分离器12分离，此后储存于主壳体2底部的油槽14。油被分离了的压缩制冷剂气体从排出口22排出到与用于构成冷冻装置的冷凝器(图中未示出)连接的制冷剂配管。

图2为用于说明图1所示螺旋压缩机的容量控制机构部的动作的系统图。在构成容量控制机构部的缸室23中，连接油供给排出路27c和气体通路27e；该油供给排出路27c的一端侧连接于油供给路27a、27b和油排出路(第1油排出路27d)，另一端侧在缸室的滑阀侧液压部23a开口；该气体通路27e的一端在缸室的反滑阀侧液压部23b开口，另一端侧在低压侧开口。上述油供给路(第1油供给路)27a与高压侧连通，同时，设有电磁阀29a和毛细管28a。上述油供给路27b连接于高压侧，设有电磁阀29b。上述油排出路27d连通到低压侧，同时，设有电磁阀29c和毛细管28b。以上为用于进行连续容量控制的一个构成例，但只要是可连续地进行容量控制的构成即可，不限于上述构成。符号30为设于缸室23的液压部23a的弹簧。

在如以上那样构成的连续容量控制装置中，当载荷下降时，关闭电磁阀29c，打开电磁阀29a，将高压油从作为高压侧的上述油槽14供给到缸室23的液压部23a，使滑阀25移动到螺杆的排出侧(图的右侧)。在载荷上升的场合，关闭电磁阀29a，打开电磁阀29c，将缸室的液压部23a内的高压油排出到低压侧，使滑阀移动到螺杆的吸入侧(图的左侧)。在将滑阀保持于中间的场合，关闭电磁阀29a和电磁阀29c双方，将高压油关闭在缸室中。

另外，在螺旋压缩机起动时，打开电磁阀29b而不是电磁阀29a，从油供给路27b将高压油供给到缸室液压部23a。由于在油供给路27b中没有由毛细管形成的节流孔，所以，可迅速地将高压油供给到缸室的液压部23a，可减轻起动时的负荷。这样，通过相对于缸室液压部23a进行高压油的供给和排出，可使滑阀25朝螺杆的轴向移动，进行容量控制。当滑阀25朝排出侧移动时，吸入制冷剂气体的一部分如箭头31b所示那样被旁通到吸入侧，仅未被旁通的制冷剂气体如箭头31a那样受到压缩而排出。

滑阀25移动到吸入侧而接触于端面32时为100％载荷，当滑阀25向排出侧移动，处于排出侧时，成为最小载荷。在连续容量控制中，虽然可进行从最小载荷到100％载荷的无级控制，但根据冷冻机、空调机的用途，除了起动时外，不需要到最小载荷的场合较多。另外，在按蒸发温度处于0℃以下那样的低温区域使用冷冻装置的场合，当按低容量运行时，由马达过热等的影响使压缩制冷剂气体的温度上升，冷冻机油劣化，或螺杆、壳体热膨胀，存在螺杆和壳体卡住的危险。

因此，在本实施例中，在上述用于连续容量控制的构成中还设有油排出路(第2油排出路)27f，该油排出路27f具有电磁阀29d，而且一端侧连通到缸室23。该油排出路27f的另一端侧27g连通到低压侧(螺旋压缩机的低压侧空间)。油排出路27f的与缸室23连通的位置处于这样的位置，该位置为连接于该缸室23的油供给排出路27c与气体通路27e间的轴向位置，可成为使压缩制冷剂气体的温度上升处于容许范围的最小载荷(设定载荷)地保持滑阀25。上述电磁阀29d在螺旋压缩机起动后一定时间关闭，该时间经过后的运行中一直打开地受到控制。

在上述实施例中，可进行连续容量控制的范围构成为从最小载荷20％到100％载荷，按使上述设定载荷为50％的场合的例子说明本实施例的动作。从100％载荷到50％载荷，油排出路27f与缸室的液压部(低压部)23b侧连通，所以，不对高压油相对缸室的供给和排出产生影响。因此，可由电磁阀29a、29c的控制进行连续的容量控制。另一方面，当按从50％载荷到20％载荷的范围运行的场合，油排出路27f与缸室的液压部(高压部)23a侧连通，所以，缸室23的高压油从油排出路27f、27g排出到低压侧，滑阀25即使处于50％以下的位置，也自动地强制移动到50％的载荷的位置。因此，按照本实施例，可防止按比50％载荷小的载荷连续运行，所以，可防止压缩制冷剂气体温度上升而使冷冻机油劣化或螺杆、壳体热膨胀而卡住。

另外，在螺旋压缩机起动时，电磁阀29d关闭一定时间，所以，从油排出路27f将高压油排出到低压侧的通路被遮断，所以，滑阀25可移动到最小载荷20％的位置，可实现起动时的负荷。

如上述那样，按照本实施例，可连续控制地构成滑阀，同时，还在缸室52连接油排出路27f，该油排出路27f具有电磁阀29d并且连通到低压侧，在起动后一定时间关闭该电磁阀29d，在经过该时间后的运行中一直打开地进行控制，所以，可在除了起动时外不达到设定容量以下地对螺旋压缩机进行连续容量控制，可获得可靠性高的冷冻装置用螺旋压缩机。

在本实施例中，图4示出表示用于进行容量控制的各电磁阀29a～29d的动作的表。

[实施例2]

图3示出本发明的实施例2。在图1、图2所示实施例1中，说明了由配管构成油排出路(第2油出路)27f，设置于螺旋压缩机的壳体外部的例子，但在该实施例2中，对壳体3和2的内部进行孔加工，形成油排出路27f。其它构成与实施例1相同，所以，省略说明。在本实施例中，通过形成为将油排出路27f内藏于螺旋压缩机的壳体的构成，可由更紧凑的构造实现与实施例1同样的高可靠性的螺旋压缩机。

Claims (7)

1.一种冷冻装置用的螺旋压缩机，具有阴阳一对螺杆、支承这些螺杆的轴承构件、容量控制用的滑阀、连接于该滑阀的液压活塞，和设有收容该液压活塞的缸室的壳体，上述螺旋压缩机用作冷冻装置的压缩机；其特征在于：具有油供给排出路、油供给路、第1油排出路、及第2油排出路；

该油供给排出路为了使上述液压活塞移动而与上述缸室的一端侧的室连通；

该油供给路连接到上述油供给排出路的与上述缸室的相反侧，具有电磁阀，供给高压油；

该第1油排出路连接到上述油供给排出路的与上述缸室的相反侧，具有电磁阀，将缸室的油排出到低压侧；

该第2油排出路的一端在上述液压活塞的移动范围内的途中的缸室开口，而且在途中具有电磁阀，另一端在螺旋压缩机的低压侧空间开口；

上述第2油排出路的电磁阀被控制成在螺旋压缩机起动后的一定时间关闭，在经过该时间后的运行中一直打开。

2.根据权利要求1所述的冷冻装置用的螺旋压缩机，其特征在于：在上述油供给路，即第1油供给路的途中设置由毛细管形成的节流孔，而且还设有没有节流孔的第2油供给路，该第2油供给路连接到上述油供给排出路的与上述缸室的相反侧，具有电磁阀并供给高压油；在压缩机起动时，从第2油供给路将高压油供给到上述缸室。

3.根据权利要求1所述的冷冻装置用的螺旋压缩机，其特征在于：具有气体通路，该气体通路的一端在为了使上述液压活塞移动而与上述油供给排出路连通的缸室的、与滑阀侧液压部即高压室相反侧的反滑阀侧液压部开口，另一端在低压侧开口。

4.根据权利要求3所述的冷冻装置用的螺旋压缩机，其特征在于：上述第2油排出路的与缸室连通的位置处于连接于该缸室的油供给排出路与上述气体通路之间的轴向位置，在该位置可将上述滑阀保持成使压缩制冷剂气体的温度上升处于容许范围那样的最小载荷，即设定载荷。

5.根据权利要求1～4中任何一项所述的冷冻装置用的螺旋压缩机，其特征在于：上述第2油排出路由连接于上述缸室的配管构成，由该配管构成的第2油排出路被设置在形成缸室的壳体的外部。

6.根据权利要求1～4中任何一项所述的冷冻装置用的螺旋压缩机，其特征在于：上述第2油排出路通过在压缩机壳体的内部进行孔加工而形成。

7.一种冷冻装置用的螺旋压缩机，具有容量控制用的滑阀、连接于该滑阀的液压活塞，和设有收容该液压活塞的缸室的壳体，该螺旋压缩机用作冷冻装置的压缩机；其特征在于：

为了使上述液压活塞连续地移动而由上述滑阀进行连续的容量控制，具有将高压油供给到上述缸室的油供给路，和将缸室的高压油排出到低压侧的第1油排出路；

进而，还具有第2油排出路；该第2油排出路的一端在上述液压活塞的移动范围内的途中的缸室开口并在途中具有电磁阀，而且另一端在低压侧开口；

上述第2油排出路的电磁阀在螺旋压缩机起动后的一定时间被控制成关闭状态，经过该一定时间后被控制为打开状态。

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