CN110520623B - 涡旋压缩机及其控制方法以及空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种涡旋压缩机，其一边抑制压缩机的效率降低一边避免因油温上升而引起的对外围设备的影响。涡旋压缩机具备：背压室；排油通道，使从背压室排出的油返回到壳体的储油室；阀，设置于排油通道；及控制装置，对阀的开度进行控制。控制装置中，在压缩机转速(R)小于第1阈值(Rth1)的情况下，将流过排油通道的油的流量控制为预先设定的第1流量以下，并且在规定的时刻暂时增加流过排油通道的油的流量，在压缩机转速(R)为第2阈值(Rth2)以上的情况下，将流过排油通道的油的流量控制为大于第1流量的值即第2流量以上。

Description

涡旋压缩机及其控制方法以及空调装置

技术领域

本发明涉及一种涡旋压缩机及其控制方法以及空调装置。

背景技术

在密闭型涡旋压缩机中，用泵汲起积存于压缩机下部的储油室的油并供油于轴承。汲起的油经由设置于上部轴承与回转涡旋盘之间的空间即背压室之后，通过排油通道返回到压缩机下部的储油室。

例如，在专利文献1中公开有，在排油通道设置电磁阀来控制电磁阀的开度，由此控制从背压室排出的油的流量。具体而言，在专利文献1中公开有，回转涡旋盘的转速为阈值以下的情况下，将电磁阀设为完全关闭状态而使背压室内的油量上升。如此，通过使背压室内的油量上升能够增加反推力，作为结果，能够提高压缩机的效率。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2017/073213号

发明内容

发明要解决的技术课题

将电磁阀设为完全关闭状态的情况下，油滞留于背压室内，因此排热变得不充分，导致背压室内的油温逐渐上升。由此，有可能产生因热而引起的对外围设备的影响。

本发明的目的在于提供一种能够一边抑制压缩机的效率降低一边避免因油温上升而引起的对外围设备的影响的涡旋压缩机及其控制方法以及空调装置。

用于解决技术课题的方案

本发明的第1实施方式为一种涡旋压缩机，其具备：涡旋压缩机构，具有固定涡旋盘及回转涡旋盘，压缩并排出所述固定涡旋盘与所述回转涡旋盘之间的制冷剂；棒状部件的旋转轴，使所述回转涡旋盘旋转；供油通道，沿着长度方向设置于所述旋转轴的内部，使从所述旋转轴的一端流入的油从所述旋转轴的另一端排出；背压室，配置于所述回转涡旋盘的旋转轴侧，从所述供油通道的另一端排出的油流入其中；排油通道，排出流入到所述背压室的油；流量调整机构，用于变更流过所述排油通道的油的流量；及控制装置，通过控制所述流量调整机构来控制所述流过排油通道的油的流量，所述控制装置在所述回转涡旋盘的回转速度小于预先设定的第1阈值的情况下，将流过所述排油通道的油的流量控制为预先设定的第1流量以下，并且在根据所述背压室中的油温来确定的规定的时刻暂时增加流过所述排油通道的油的流量，所述控制装置在所述回转涡旋盘的回转速度与所述第1阈值相同或第2阈值以上的情况下，将流过所述排油通道的油的流量控制为大于所述第1流量的值即第2流量以上，所述第2阈值被设定为大于所述第1阈值的值。

根据上述结构，回转涡旋盘的回转速度换言之压缩机转速小于第1阈值的情况下，将从背压室内经由排油通道而流出之油的流量控制为第1流量以下。由此，背压室内的油量上升而背压室内的压力上升。由此，能够在回转涡旋盘的背面增加从回转涡旋盘朝向固定涡旋盘的力(以下称为“反推力”。)。通过该反推力作用于回转涡旋盘的远离固定涡旋盘的方向的力的一部分被抵消，推力轴承中的回转涡旋盘回转时的由摩擦引起的损失减少。其结果，能够抑制涡旋压缩机的效率降低。另一方面，若将从背压室内经由排油通道而流出之油的流量控制为第1流量以下，则油在背压室成为容易滞留的状态，有可能排热变得不充分。这种情况下，根据背压室中的油温在预先确定的规定的时刻暂时增加所述流过排油通道的油的流量，因此能够避免油温过渡上升。由此，能够避免热量对背压室周边的部件的影响。

回转涡旋盘的回转速度与第1阈值相同或第2阈值以上的情况下，流过排油通道的油的流量控制为大于第1流量的值即第2流量以上，因此一边减少因回转涡旋盘通过反推力回转时的摩擦而引起的损失，一边能够充分进行排热，所述第2阈值被设定为大于第1阈值的值。

上述涡旋压缩机例如具有内部分隔为第一室和第二室的壳体，所述回转涡旋盘及所述固定涡旋盘配置于所述壳体内的所述第一室。

上述涡旋压缩机中，所述第1阈值可以设定为相当于涡旋压缩机以1/2的额定运行功率运行时的回转速度以上且相当于涡旋压缩机以额定运行功率运行时的回转速度以下。

根据上述结构，能够有效地抑制涡旋压缩机的效率降低。

上述涡旋压缩机中，所述控制装置中，所述回转涡旋盘的回转速度为所述第1阈值以上且小于所述第2阈值的情况下，也可以将所述流过排油通道的油的流量控制为所述第1流量以下，所述第2阈值被设定为大于所述第1阈值的值。

根据上述结构，回转涡旋盘的回转速度为第1阈值以上且小于第2阈值的情况下，流过排热通道的油的流量控制为第1流量以下。但是，另一方面，不会进行规定的时刻中的流量的暂时增加。例如，回转涡旋盘的回转速度为第1阈值以下的区域中，通过供油通道而流入背压室之油量不充分，因此例如不会促进轴承等滑动部的排热。因此，如上所述，在规定的时刻暂时增加流过排油通道的油的流量来促进排热。相对于此，回转涡旋盘的回转速度为第1阈值以上且第2阈值以下的区域中，转速处于中速区域，进行滑动部的排热时充分的油量通过供油通道而流入背压室。因此，如回转涡旋盘的回转速度为第1阈值以下的情况，无需在规定的时刻暂时增加流过排油通道的油的流量。

如此，回转涡旋盘的回转速度为第1阈值以上且小于第2阈值的情况下，将流过排热通道的油的流量控制为第1流量以下，由此能够产生比较大的反推力，并能够抑制涡旋压缩机的效率降低。另外，能够促进轴承等滑动部的排热，并能够避免热量对背压室周边的部件的影响。

上述涡旋压缩机中，可以提前推定或试验所述背压室中的所述油温到达预先设定的上限温度的时刻，并根据其结果而提前确定所述规定的时刻。

例如，提前进行模拟试验或样机试验改变各种条件(例如，吸入到压缩机的流体的温度等)时的背压室中的温度上升，根据背压室中的油温达到预先设定的上限温度为止的经过时间来确定规定的时刻。如此，进行提前模拟试验等，提前设定规定的时刻，由此无需设置温度传感器等，能够容易缓和背压室中的油温过渡上升。

上述涡旋压缩机还具备推定所述背压室中的油温的温度推定部，所述控制装置在由所述温度推定部推定的所述油温为预先设定的上限温度以上的情况下，判定到达所述规定的时刻，可以暂时增加流过所述排油通道的所述油的流量。

根据上述结构，由温度推定部推定的油温为预先设定的上限温度以上的情况下，判定到达规定的时刻而暂时增加流过排油通道的油的流量，因此能够容易避免背压室内的油温过度上升。

本发明的第2实施方式为一种空调装置，其具备：冷凝器，使制冷剂冷凝；蒸发器，使由所述冷凝器冷凝的所述制冷剂蒸发；及上述涡旋压缩机，压缩由所述蒸发器蒸发的所述制冷剂。

本发明的第3实施方式为一种涡旋压缩机的控制方法，所述涡旋压缩机具备：壳体，内部分隔为第一室和第二室；涡旋压缩机构，具有配置于所述第一室的固定涡旋盘及回转涡旋盘，压缩所述固定涡旋盘与所述回转涡旋盘之间的制冷剂而向所述第二室排出；棒状部件的旋转轴，使所述回转涡旋盘旋转；供油通道，沿着长度方向设置于所述旋转轴的内部，使从所述旋转轴的一端流入的油从所述旋转轴的另一端排出；背压室，配置于所述回转涡旋盘的所述旋转轴侧，从所述供油通道的另一端排出的油流入其中；及排油通道，排出流入到所述背压室的所述油，所述涡旋压缩机的控制方法中，在所述回转涡旋盘的回转速度小于预先设定的第1阈值的情况下，将流过所述排油通道的油的流量控制为预先设定的第1流量以下，并且在规定的时刻暂时增加流过所述排油通道的油的流量，在所述回转涡旋盘的回转速度与所述第1阈值相同或第2阈值以上的情况下，将流过所述排油通道的油的流量控制为大于所述第1流量的值即第2流量以上，所述第2阈值被设定为大于所述第1阈值的值。

发明效果

本发明发挥能够一边抑制压缩机的效率降低一边避免因油温上升而引起的对外围设备的影响等效果。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的空调装置的制冷剂回路的概略构成的图。

图2是本发明的一实施方式所涉及的涡旋压缩机的整体剖视图。

图3是放大表示图2所示的涡旋压缩机的整体剖视图中背压室及排油通道的周边的放大剖视图。

图4是表示本发明的一实施方式所涉及的阀的控制顺序的流程图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的一实施方式所涉及的涡旋压缩机及其控制方法以及空调装置进行说明。以下说明的实施方式中，例示将涡旋压缩机应用于空调装置的情况而进行说明，但是本发明的涡旋压缩机并不限定于空调装置，也能够适当地应用于其他装置。

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的空调装置10的制冷剂回路的概略构成的图。如图1所示，空调装置10具有制冷剂回路，所述制冷剂回路能够运行通过制冷剂配管依序连接涡旋压缩机1、四通切换阀2、室外热交换器4、电子膨胀阀6及室内热交换器8而构成的冷气和暖气设备。

涡旋压缩机1为能够进行基于变频器控制的马达的驱动频率控制，从制冷剂回路的低压侧吸入低压低温的制冷剂气体，在高温高压下压缩而喷出到制冷剂回路的高压侧。

四通切换阀2以冷气设备运行时使从涡旋压缩机1喷出的高温高压的制冷剂气体在室外热交换器4侧循环、在暖气设备运行时使从涡旋压缩机1喷出的高温高压的制冷剂气体在室内热交换器8侧循环的方式进行切换。

室外热交换器4在冷气设备运行的情况下，作为从涡旋压缩机1供给的高温高压的制冷剂气体与外部空气进行热交换使制冷剂冷凝液化的冷凝器而发挥功能，在暖气设备运行的情况下，作为通过电子膨胀阀6而供给的低温低压的二相制冷剂与外部空气进行热交换使制冷剂蒸发气体化的蒸发器而发挥作用，在室外热交换器4中附设有吹送外部空气的省略图示的室外风扇。

电子膨胀阀6使在室外热交换器4或室内热交换器8中冷凝的高压的液制冷剂绝热膨胀而成为低温低压的气液二相制冷剂，例如使用通过脉冲马达驱动的电动式的膨胀阀。

室内热交换器8在冷气设备运行的情况下，作为使通过电子膨胀阀6导入的低温低压的气液二相制冷剂与空调室内的空气热交换并通过蒸发制冷剂来冷却室内空气的蒸发器而发挥功能，暖气设备运行的情况下，作为使从涡旋压缩机1供给的高温高压的制冷剂气体与空调室内的空气热交换并通过使制冷剂冷凝来加热室内空气的冷凝器而发挥作用，在室内热交换器8中附设有使室内空气循环流通的省略图示的室内风扇。

这种空调装置10中，冷气设备运行的情况下，从涡旋压缩机1喷出的高温高压的制冷剂气体通过四通切换阀2导入到室外热交换器4，与外部空气进行热交换而冷凝液化。该高压液制冷剂在电子膨胀阀6中绝热膨胀而成为低温低压的气液二相制冷剂，导入到室内热交换器8。室内热交换器8中，低温低压的气液二相制冷剂与室内空气进行热交换，从室内空气进行吸热而蒸发，由此成为低温低压的制冷剂气体，吸入到涡旋压缩机1。而且，通过在室内热交换器8中蒸发制冷剂而经冷却的室内空气经由室内风扇吹出室内，由此进行冷气设备运行。

另一方面，暖气设备运行的情况下，从涡旋压缩机1喷出的高温高压的制冷剂气体通过四通切换阀2导入到室内热交换器8，与室内空气进行热交换而冷凝液化。室内空气通过此时的放热而被加热。在室内热交换器8中冷凝液化的高压液制冷剂通过电子膨胀阀6绝热膨胀而成为低温低压的气液二相制冷剂，并导入到室外热交换器4。室外热交换器4中，低温低压的气液二相制冷剂与外部空气进行热交换，从外部空气吸热而蒸发气体化，成为低温低压的制冷剂气体，并吸入涡旋压缩机1。而且，室内热交换器8中通过来自制冷剂的放热而过热的室内空气经由室内风扇吹出室内，由此进行暖气设备运行。

接着，参考图对本发明的一实施方式所涉及的涡旋压缩机1进行说明。图2是本发明的一实施方式所涉及的涡旋压缩机1的整体剖视图，图3是放大表示图2所示的涡旋压缩机的整体剖视图中背压室及排油通道的周边的放大剖视图。

如图2所示，涡旋压缩机1在壳体3的内部具备作为涡旋压缩机1的驱动装置的马达5和由马达5驱动的涡旋压缩机构7。马达5通过变频器(省略图示)进行频率控制。变频器的控制可以通过在后面叙述的控制装置53进行，也可以设置进行变频器控制的专用的控制装置。也可以通过空调装置10的控制装置进行控制。

壳体3具备上下拉伸的筒状壳体主体3a、将壳体主体3a的下端封闭的底部3b、将壳体主体3a的上端封闭的盖部3c。壳体3成为整体密闭的压力容器。壳体主体3a在侧部设置有使制冷剂导入到壳体3内的吸入管9。

盖部3c在上部设置有使通过涡旋压缩机构7而被压缩的制冷剂排出的喷出管11。壳体3在壳体主体3a与盖部3c之间设置有排出盖13，壳体3的内部被分隔成比作为分隔部件的排出盖13更靠下侧的第一室即低压室3A及比排出盖13更靠上侧的第二室即高压室3B。壳体3不具有排出盖13的情况下，固定涡旋盘33及上部轴承21也可以作为分隔部件而发挥作用。排出盖13上设置有连通低压室3A与高压室3B的开孔13a及开闭开孔13a的喷出引线阀13b。壳体3内的底部成为积存油的储油室3bt。

马达5具备定子15和转子17。定子15在壳体主体3a的上下方向的大致中央被固定于内壁面上。转子17设置成相对于定子15可以旋转。旋转轴19相对于转子17沿长边方向上下配置。马达5通过从壳体3的外部被供电而使转子17旋转，旋转轴19与转子17一同进行旋转。

旋转轴19是使涡旋压缩机构7的回转涡旋盘35回转的棒状部件。旋转轴19设置成端部向转子17的上方及下方突出，并相对于壳体主体3a，上端部通过上部轴承21、且下端部通过下部轴承23基于向上下方向拉伸的轴心CE可旋转地被支承。轴心CE是作为棒状部件的旋转轴19的长边方向。

旋转轴19在其上端形成有沿相对于轴心CE偏移的偏心LE朝上方突出的偏心销25。具有该偏心销25的旋转轴19的上端与涡旋压缩机构7连接。旋转轴19及偏心销25在其内部具有沿着上下即旋转轴19的长边方向拉伸的供油通道27。在本实施方式中，供油通道27从旋转轴19的一端向另一端贯穿。供油通道27及旋转轴19配置成其下端到达储油室3bt，在旋转轴19的下端设置有供油泵29。供油泵29通过旋转轴19而被驱动。供油泵29伴随旋转轴19的旋转，将积存在储油室3bt中的油送入旋转轴19的供油通道27。供油通道27使通过供油泵29被送入的油通过，并使其从在涡旋压缩机构7侧的端部设置的出口27H流出。

在本实施方式中，供油泵29伴随旋转轴19的转速即马达5的转速增加，油的吐出流量增加。供油泵29例如是容积式泵及离心式泵，但并不限定于这些。通过将供油泵29设为容积式泵，在将排油通道51进行节流的情况下，也因能够比较容易地使在后面叙述的背压室50内的油升压而优选。

上部轴承21使旋转轴19的上端部贯穿而将旋转轴19可旋转地支承。上部轴承21的上表面，以包围所贯穿的旋转轴19的上端部的方式形成有凹部21a。凹部21a容纳后述滑动衬套37，并且储存由供油泵29经由供油通道27送入的油。

上部轴承21在外周的局部形成有缺口21b，以便与壳体主体3a的内壁面具有间隙。在上部轴承21的缺口21b的下方设置有盖板31。盖板31沿上下方向延伸设置。盖板31以包围缺口21b的周围的方式使两侧端朝向壳体主体3a的内壁面弯曲形成，且下端以逐渐靠近壳体主体3a的内壁面的方式折弯形成。

涡旋压缩机构7在壳体3的内部配置在比排出盖13更靠下侧的低压室3A且上部轴承21的上方，具备固定涡旋盘33、回转涡旋盘35及滑动衬套37。

固定涡旋盘33在固定于壳体3的内部的固定侧端板33a的内表面(图1中的下方)形成有涡旋状固定侧涡旋齿(wrap)33b。固定侧端板33a在其中央部形成有吐出孔33c。

在回转涡旋盘35中与固定涡旋盘33中的固定侧端板33a的内表面面对的可动侧端板35a的内表面(图1中的上方)形成有涡旋状可动侧涡旋齿35b。而且回转涡旋盘35的可动侧涡旋齿35b和固定涡旋盘33的固定侧涡旋齿33b彼此错开相位而啮合，由此形成有由固定侧端板33a及可动侧端板35a和固定侧涡旋齿33b及可动侧涡旋齿35b划分的压缩室。

回转涡旋盘35在可动侧端板35a的外表面(图1中的下方)形成有因与旋转轴19的偏心销25连接而传递偏心销25的偏心旋转的圆筒形状的凸台35c。凸台35c配置在旋转轴19所具有的供油通道27的出口27H侧。在本实施方式中，供油通道27的出口27H与回转涡旋盘35的可动侧端板35a对置。回转涡旋盘35通过配置在可动侧端板35a的外表面与上部轴承21之间的十字滑块联轴器等自转阻止机构39，并根据偏心销25的偏心旋转而被阻止自转且回转。

滑动衬套37容纳于上述上部轴承21的凹部21a，并介于旋转轴19的偏心销25与回转涡旋盘35的凸台35c之间，将偏心销25的旋转移动传递到回转涡旋盘35。滑动衬套37设置成在偏心销25的径向上可以滑移，以使维持回转涡旋盘35的可动侧涡旋齿35b与固定涡旋盘33的固定侧涡旋齿33b的啮合。

在本实施方式中，将由回转涡旋盘35的背面35ab即可动侧端板35a的与上部轴承21对置的面、凹部21a及上部轴承21形成的空间称作背压室50。背压室50形成在回转涡旋盘35与在回转涡旋盘35侧将旋转轴19可旋转地支承的上部轴承21之间。

背压室50与排油通道51连接。排油通道51设置于壳体3的外部，一端贯穿壳体3而与背压室50连接，他端贯穿壳体3而与设置于壳体3内的底部的油的储油室3bt连接。即，排油通道51为连通背压室50与储油室3bt的外部配管。排油通道51上设置有用于调整流过排油通道51的油的流量的流量调整机构。流量调整机构例如为能够调整阀开度的阀52。阀52例如具有变更油贯穿的部分的面积的机构。作为阀52的具体例，可举出电磁开闭阀或电磁流量调整阀。阀52的开度通过控制装置53来控制。控制装置53是例如具有处理器及存储器的计算机。控制装置53可以是涡旋压缩机1所搭载的空调装置10的控制装置(省略图示)，也可以是用于控制控制阀52的动作的专用装置。

图2及图3中，例示具有一个排油通道51的情况，但是排油通道51的个数并不限定于此，可以设置多个。排油通道51无需必须设置于壳体3的外部，例如可以设置于壳体3的内部。排油通道51设置多个的情况下，可以构成为其一部分设置于壳体3的外部、其余设置于壳体3的内部。

具备上述结构的涡旋压缩机1中，制冷剂经由吸入管9导入到壳体3内的低压室3A。导入到低压室3A的制冷剂因回转涡旋盘35的回转而被吸入到固定涡旋盘33与回转涡旋盘35之间的压缩室内且被压缩。被压缩的高压制冷剂从固定涡旋盘33的吐出孔33c向固定侧端板33a的外表面侧吐出，通过自身的压力而开启排出盖13的吐出簧片阀13b，从开孔13a流入高压室3B，并经由吐出管11向壳体3的外部排出。

涡旋压缩机1的低压室3A的压力在运行中，与作为涡旋压缩机构7吸入制冷剂的压力的吸入压力相等。因此，涡旋压缩机构7的回转涡旋盘35通过压缩中的制冷剂而受到远离固定涡旋盘33的方向的力(以下称为“推力”。)。该力通过设置在上部轴承21的上表面的推力轴承40而被支承。由于推力作用于推力轴承40，因此因回转涡旋盘35回转时的回转涡旋盘35的背面35ab与推力轴承40的摩擦而产生损失(以下称为推力损失。)。

上述推力能够通过流入背压室50内的油来减少。即，本实施方式中，积存于储油室3bt的油被供油泵29吸引而引导到供油通道27，从供油通道27的出口27H流入背压室50内。流入背压室50内的油流入排油通道51，通过排油通道51返回到壳体主体3a的下端的储油室3bt。此时，通过控制设置于排油通道51的阀52的开度，能够调整从背压室50流出的油的流量，并能够调整背压室50内的油量。

背压室50内的油量越多，背压室50内的油的压力越增加，从而能够增加相对于回转涡旋盘35作用于与上述推力相反的方向的反推力。由此，能够减少作用于回转涡旋盘35的推力，并能够减少推力损失。由此，能够抑制涡旋压缩机1的效率降低。

接着，参考图4对本发明的一实施方式所涉及的涡旋压缩机1所具备的阀52的控制进行说明。图4是表示通过控制装置53执行的阀控制处理的流程图的图。

首先，控制装置53判定回转涡旋盘35的转速换言之涡旋压缩机1的转速(以下称为“压缩机转速”。)R是否小于预先设定的第1阈值Rth1(SA1)。在压缩机转速R小于第1阈值Rth1的情况下(以下称为“第1低速模式”。)(SA1中为“是”)，将阀52的开度设为预先设定的第1开度(SA2)。本实施方式中，第1开度为零，即被设定为完全关闭状态。

接着，控制装置53判定阀52的完全关闭状态是否维持了第1规定期间(SA3)。其结果，若完全关闭状态没有维持第1规定期间(SA3中为“否”)，则返回到步骤SA1。另一方面，完全关闭状态维持第1规定期间的情况下(SA3中为“是”)，暂时开启阀52。例如，将阀52的开度控制为大于第1开度的规定的开度且将该状态维持预先设定的第2规定期间(SA4)。而且，若将阀开度控制为规定的开度之后经过第2规定期间，则再次将阀52设为完全关闭状态(SA5)，返回到步骤SA1。能够适当设定步骤SA4中的阀的开度。也可以根据阀开度设定第2规定期间。

步骤SA1中，在压缩机转速R为第1阈值Rth1以上的情况下(步骤SA1中为“否”)，接着判定压缩机转速R是否小于第2阈值Rth2(SA6)，所述第2阈值Rth2被设定为大于第1阈值的值。其结果，在压缩机转速R小于第2阈值Rth2的情况下(以下称为“第2低速模式”。)(SA6中为“是”)，将阀52设为第1开度，即完全关闭状态(SA7)，返回到步骤SA1。

另一方面，步骤SA6中，在压缩机转速R为第2阈值Rth2以上的情况下(以下称为“高速模式”。)(SA6中为“否”)，将阀开度设为大于第1开度的第2开度(SA8)，返回到步骤SA1。

其中，第1阈值Rth1被设定为相当于涡旋压缩机1以1/2的额定运行功率运行的情况的回转速度以上、且相当于涡旋压缩机1以额定运行功率运行的情况的回转速度以下的范围。通过将第1阈值设定为这种范围，能够期待抑制涡旋压缩机1的效率降低。作为第1阈值Rth1的一例，可举出回转涡旋盘35的最大回转速度的1/2、1/3或1/4的值。第1阈值Rth1可以为涡旋压缩机1的最频繁使用的回转速度。第1阈值Rth1优选设定为能够形成油膜的转速范围。

第2阈值Rth2例如为相当于涡旋压缩机1以1/2的额定运行功率运行的情况的回转速度以上、且相当于涡旋压缩机1以额定运行功率运行的情况的回转速度以下的范围，被设定为大于第1阈值Rth1的值。

图4所示的流程图中，“第1规定期间”被设定为背压室50内的油温达到上限温度为止的时间，所述上限温度被设定为回转涡旋盘35或上部轴承21等外围部件的耐热温度以下。例如能够在各种条件下提前进行模拟试验或样机试验背压室50中的油温而从该结果设定第1规定期间。例如，在完全关闭阀52的状态下，将吸入制冷剂的温度、回转涡旋盘的摩擦系数、供给到背压室的热量等参数设定为各种值，进行多个模拟试验，由此预测背压室50内的油温上升，从而得到油温达到上限温度为止的经过时间。而且，从该经过时间确定第1规定期间即可。

例如，背压室50的温度能够使用来自上部轴承21的发热量Q1及传递上部轴承21而向外部逃逸的热量即排热量Qoil来推定。例如，从模拟试验开始时(换言之，将阀52设为关闭状态之后)到n秒钟后的背压室50的油温Toil(n)能够由以下的(1)式来表示。

[数式1]

另外，(1)式中的排热量Qoil能够展开成以下的式。

[数式2]

上述各式中的各种参数如下表1所示。

[表1]

模拟试验中，对上部轴承21的发热量Q1、实验开始时的油温Toil、涡旋压缩机1的吸入制冷剂的温度Ts、实验开始时的上部轴承21的壁面温度Tw设定与各种条件相对应的值，并且对油的比热cg、油的质量mg、上部轴承21的比热cb、上部轴承21的质量mb、油的导热率ho、上部轴承21的导热率hb、油与上部轴承21的接触长度L、上部轴承21的面积A设定从涡旋压缩机1的结构确定的值。而且，将这些设定值代入上述运算式中，由此能够得到从实验开始后的经过时间与背压室50内的油温的关系。从这些结果获取背压室50的油温达到上限温度为止的经过时间，根据获取的这些经过时间设定第1规定期间。

在背压室50内的油温为上限温度的情况下，将阀52从完全关闭状态变成规定的开度时，根据油温降低到预先设定的基准温度为止的经过时间来设定“第2规定期间”。关于该第2规定期间，也能够提前进行模拟试验，并从其模拟试验结果导出该第2规定期间。关于规定的开度能够适当采用，但是阀开度越接近完全开启，越能够促进排热，因此能够将第2规定期间设定得更短。

通过进行如上所述的控制，例如在压缩机转速R小于第1阈值Rth1的情况下，即第1低速模式的情况下，阀52成为完全关闭状态。由此，能够使背压室50内的油量上升，从而能够增加背压室50的压力。其结果，能够增加反推力，并能够减少推力损失。另外，用油填满背压室50之后，油的剩余量在上部轴承21与回转涡旋盘35之间流出。该油与制冷剂一同流入压缩室内，在涡旋压缩机构7的内部形成油膜，从而提高密封性能。由此，能够抑制涡旋压缩机1的效率降低。

另一方面，通过将阀52设为完全关闭状态，背压室50内的油的移动停止，油温逐渐上升。但是，这种状态下，将阀52设为完全关闭的状态维持了第1规定期间的情况下，暂时将阀52设为开启状态，因此能够通过排油通道51排出滞留于背压室50的高温油。由此，能够降低背压室50内的油温，并能够预先避免因油温上升而引起的对外围部件的影响。

在压缩机转速R为第1阈值Rth1以上且小于第2阈值Rth2的情况下，即第2低速模式的情况下，将阀52设为完全关闭状态。由此，能够与上述的第1低速模式相同地抑制涡旋压缩机1的效率降低。在第2低速模式的情况下，与第1低速模式不同地暂时将阀52设为开启状态，不进行暂时增加流量的控制。

例如，压缩机转速R为第1阈值Rth1以下的区域中，从储油室3bt汲起到背压室50的油量并不充分，油的循环量较少，因此不会促进上部轴承21等滑动部的排热。因此，如上所述，需要在规定的时刻暂时增加流过排油通道51的油的流量而促进排热。

相对于此，压缩机转速R为第1阈值Rth1以上且第2阈值Rth2以下的区域中，转速处于中速区域，对滑动部的排热充分的油量从储油室3bt汲起到背压室50。因此，如压缩机转速R为第1阈值Rth1以下时，无需在规定的时刻暂时增加流过排油通道51的油的流量。汲起到背压室50的油除了排油通道51以外，还可以从回转涡旋盘35与固定涡旋盘33的滑动部流出而返回到压缩机下部的储油室3bt。

在压缩机转速R为第2阈值Rth2以上的情况下，即高速模式的情况下，阀52的开度被控制为第2开度D2。由此，在背压室50内通过供油通道27流入冷却的油，经由排油通道51排出油，因此能够抑制背压室50的油温的上升。通过阀52的阀开度被控制为第2开度D2，油的流量变大，因此能够抑制供油泵29的驱动动力的增加。其结果，能够抑制涡旋压缩机1的效率降低。从背压室50内流出到上部轴承21与回转涡旋盘35之间的油量也减少，因此也可以抑制制冷剂中包含的油量。

如上说明，根据本实施方式所涉及的涡旋压缩机及其控制方法以及空调装置，在压缩机转速R小于第1阈值Rth1情况下，将阀52设为完全关闭状态，将流过排油通道51的油的流量设为零，因此能够有效地提升背压室50内的压力，并能够增加反推力。由此，能够减少推力轴承中的回转涡旋盘35回转时的由摩擦引起的损失。其结果，能够抑制涡旋压缩机1的效率降低。另外，将阀52设为完全关闭状态之后每经过第1规定期间暂时开启阀52，暂时增加流过排油通道51的油的流量，因此能够避免油温的过渡上升。由此，能够避免热量对背压室50周边的部件的影响。

在压缩机转速R为第1阈值Rth1以上且小于第2阈值Rth2的情况下，设为阀52维持完全关闭状态的状态，如上述第1低速模式，不进行规定的时刻下的流量的暂时增加。

如此，在压缩机转速R为第1阈值Rth1以上且小于第2阈值Rth2的情况下，设为阀52维持完全关闭状态的状态，由此能够抑制涡旋压缩机的效率降低，并且能够促进轴承等滑动部的排热，并能够避免热量对背压室周边的部件的影响。

在压缩机转速R为第2阈值Rth2以上的情况下，与第1及第2低速模式相比，使阀52的开度变大，增加流过排油通道51的油的流量，因此一边减少通过反推力回转回转涡旋盘时的由摩擦引起的损失，一边也能够进行充分进行排热。

以上，使用上述实验方式对本发明进行了说明，但是本发明的技术的范围并不限定于上述实施方式中记载的范围。在不脱离发明的主旨的范围内，能够对上述实施方式添加各种变更或改良，添加该变更或改良的形态也包含于本发明的技术的范围内。

例如，上述实施方式中，为了使背压室50的油温不超过上限温度，进行如下控制：在阀52被设为完全关闭状态的经过时间达到第1规定期间的情况下，暂时开启阀52(参考图4的SA3～SA5)。即，上述实施方式中，预先进行模拟试验或实况试验等，由此预先设定第1规定期间，使用该第1规定期间进行了阀52的暂时开闭。取而代之或除此以外，例如涡旋压缩机1的控制装置53还具备推定背压室50的温度的温度推定部，由温度推定部推定的温度达到上限温度时，也可以进行暂时开启阀52的控制。如此，由温度推定部推定背压室50的油温，由此例如在由上述的涡旋压缩机1吸入的制冷剂的温度或将阀52设为关闭状态时的油温(相当于实验开始时的油温)中能够使用实测值。由此，能够将实际的周围环境反映于背压室50的油温的推定中，能够在更适当的时刻实施阀52的暂时开闭。

上述实施方式中，将第1开度设为零、即设为完全关闭状态，但是并不限定于此，第1开度为小于第2开度的开度即可。如此，在压缩机转速R小于第2阈值的情况下，将阀52的开度控制为比完全关闭更开放开度，由此能够通过排油通道51来排出少量的油。由此，能够将油可靠地供给于轴承等滑动部，因此能够得到可靠地对滑动部进行润滑的效果。

上述实施方式中，在压缩机转速R小于第2开度的情况下，将阀52的开度设为第1开度，在压缩机转速R为第2开度以上的情况下，将阀52的开度设为第2开度，由此阶段性地控制了阀开度，但是并不限定于该例子。例如，也可以在压缩机转速R小于第2开度的情况下，将阀52的开度控制为第1开度以下，在压缩机转速R为第2开度以上的情况下，将阀52的开度控制为第2开度以上。作为一例，也可以根据压缩机转速R连续地改变阀52的开度。通过如此控制流过排油通道51的油的流量，从而能够最佳地调整在涡旋压缩机1的全部运行区域中流过排油通道51的油的流量，因此能够期待进一步抑制涡旋压缩机1的效率降低。

也可以代替压缩机转速R使用马达的转速(频率)，还可以使用回转涡旋盘的速度。

上述实施方式中，作为流量调整机构的一例，例示了设置于排油通道51的阀52，但是用于调整流过排油通道51的油的流量的机构并不限定于阀52。

上述实施方式中，根据压缩机转速R(回转涡旋盘35的转速、马达的转速)来控制了阀52的阀开度，但是并不限定于此，例如也可以根据制冷剂的压力来控制阀52的阀开度。例如，作为制冷剂的压力，能够使用由涡旋压缩机1喷出的制冷剂的喷出压力与所吸入的制冷剂的吸入压力的压力差。若回转涡旋盘35的转速增大，则制冷剂的压力差也会增加。因此，例如伴随制冷剂的压力差增大，而能够增大阀52的开度，即通过进行增加流过排油通道51的油的流量的控制，能够得到与上述的控制相同的效果。

符号说明

1-涡旋压缩机，3-壳体，3bt-储油室，4-室外热交换器，6-电子膨胀阀，7-涡旋压缩机构，8-室内热交换器，10-空调装置，19-旋转轴，27-供油通道，33-固定涡旋盘，35-回转涡旋盘，50-背压室，51-排油通道，52-阀，53-控制装置。

Claims (6)

1.一种涡旋压缩机，其具备：

涡旋压缩机构，具有固定涡旋盘及回转涡旋盘，压缩并排出所述固定涡旋盘与所述回转涡旋盘之间的制冷剂；

棒状部件的旋转轴，使所述回转涡旋盘旋转；

供油通道，沿着长度方向设置于所述旋转轴的内部，使从所述旋转轴的一端流入的油从所述旋转轴的另一端排出；

背压室，配置于所述回转涡旋盘的旋转轴侧，从所述供油通道的另一端排出的油流入其中；

排油通道，排出流入到所述背压室的油；

流量调整机构，用于变更流过所述排油通道的油的流量；及

控制装置，通过控制所述流量调整机构来控制所述流过排油通道的油的流量，

所述控制装置在所述回转涡旋盘的回转速度小于预先设定的第1阈值的情况下，将流过所述排油通道的油的流量控制为预先设定的第1流量以下，并且在根据所述背压室中的油温来确定的规定的时刻暂时增加流过所述排油通道的油的流量，

所述控制装置在所述回转涡旋盘的回转速度与所述第1阈值相同或第2阈值以上的情况下，将流过所述排油通道的油的流量控制为大于所述第1流量的值即第2流量以上，所述第2阈值被设定为大于所述第1阈值的值，

所述控制装置在所述回转涡旋盘的回转速度为所述第1阈值以上且小于所述第2阈值的情况下，将流过所述排油通道的油的流量控制为所述第1流量以下，所述第2阈值被设定为大于所述第1阈值的值。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，

所述第1阈值被设定为相当于涡旋压缩机以1/2的额定运行功率运行时的回转速度以上且相当于涡旋压缩机以额定运行功率运行时的回转速度以下。

3.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机，其中，

提前推定或试验所述背压室中的所述油温到达预先设定的上限温度的时刻，并根据其结果而提前确定所述规定的时刻。

4.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机，其具备推定所述背压室中的油温的温度推定部，

所述控制装置在由所述温度推定部推定的所述油温为预先设定的上限温度以上的情况下，判定到达所述规定的时刻而暂时增加流过所述排油通道的所述油的流量。

5.一种空调装置，其具备：

冷凝器，使制冷剂冷凝；

蒸发器，使由所述冷凝器冷凝的所述制冷剂蒸发；及

权利要求1至4中任一项所述的涡旋压缩机，压缩由所述蒸发器蒸发的所述制冷剂。

6.一种涡旋压缩机的控制方法，该涡旋压缩机具备：

涡旋压缩机构，具有固定涡旋盘及回转涡旋盘，压缩并排出所述固定涡旋盘与所述回转涡旋盘之间的制冷剂；

棒状部件的旋转轴，使所述回转涡旋盘旋转；

供油通道，沿着长度方向设置于所述旋转轴的内部，使从所述旋转轴的一端流入的油从所述旋转轴的另一端排出；

背压室，配置于所述回转涡旋盘的旋转轴侧，从所述供油通道的另一端排出的油流入其中；及

排油通道，排出流入到所述背压室的油，所述涡旋压缩机的控制方法中，

在所述回转涡旋盘的回转速度小于预先设定的第1阈值的情况下，将流过所述排油通道的油的流量控制为预先设定的第1流量以下，并且在根据所述背压室中的油温来确定的规定的时刻暂时增加流过所述排油通道的油的流量，

在所述回转涡旋盘的回转速度与所述第1阈值相同或第2阈值以上的情况下，将流过所述排油通道的油的流量控制为大于所述第1流量的值即第2流量以上，所述第2阈值被设定为大于所述第1阈值的值，

在所述回转涡旋盘的回转速度为所述第1阈值以上且小于所述第2阈值的情况下，将流过所述排油通道的油的流量控制为所述第1流量以下，所述第2阈值被设定为大于所述第1阈值的值。

Images