JPWO2012042894A1 - Positive displacement compressor - Google Patents

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寛 長谷川
岡市 敦雄
敦雄 岡市
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雄司 尾形
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Abstract

ロータリ圧縮機100は、圧縮機構3、モータ2、吸入経路14、帰還経路16、可変容積機構30、インバータ42及び制御部44を備えている。帰還経路16は、作動室25から吸入経路14へと作動流体を戻す役割を担う。可変容積機構30は、帰還経路16に設けられ、圧縮機構3の吸入容積を相対的に小さくすべきときには帰還経路16を通じて作動室25から吸入経路14へと作動流体が戻ることを許容し、吸入容積を相対的に大きくすべきときには帰還経路16を通じて作動室25から吸入経路14へと作動流体が戻ることを禁止する。吸入容積の減少をモータ2の回転数の増加で補償するように可変容積機構30及びインバータ42が制御される。The rotary compressor 100 includes a compression mechanism 3, a motor 2, a suction path 14, a return path 16, a variable volume mechanism 30, an inverter 42, and a control unit 44. The return path 16 plays a role of returning the working fluid from the working chamber 25 to the suction path 14. The variable volume mechanism 30 is provided in the return path 16 and allows the working fluid to return from the working chamber 25 to the suction path 14 through the return path 16 when the suction volume of the compression mechanism 3 should be relatively small. When the volume should be relatively large, the working fluid is prohibited from returning from the working chamber 25 to the suction passage 14 through the return passage 16. The variable volume mechanism 30 and the inverter 42 are controlled so as to compensate for the decrease in the suction volume by the increase in the rotation speed of the motor 2.

Description

本発明は、容積型圧縮機に関する。   The present invention relates to a positive displacement compressor.

圧縮機のモータは、通常、インバータとマイクロコンピュータとで制御されている。モータの回転数を下げれば、圧縮機が用いられた冷凍サイクル装置を定格よりも十分に低い能力で運転できる。特許文献1は、さらに、インバータ制御で実現できないような低い能力で冷凍サイクル装置を運転するための一つの技術を提供する。   The motor of the compressor is usually controlled by an inverter and a microcomputer. If the number of rotations of the motor is lowered, the refrigeration cycle apparatus using the compressor can be operated with a sufficiently lower capacity than the rating. Patent Document 1 further provides one technique for operating the refrigeration cycle apparatus with such a low capacity that cannot be realized by inverter control.

図19は、特許文献1に記載された空気調和装置の構成図である。圧縮機915、四方弁917、室内側熱交換器918、減圧装置919及び室外側熱交換器920によって冷凍サイクルが構成されている。圧縮機915のシリンダには、圧縮行程の開始から途中まで開口する中間吐出口が設けられている。中間吐出口は、バイパス路923によって、圧縮機915の吸入路に接続されている。バイパス路923には、流量制御装置921及び電磁開閉弁922が設けられている。低い設定周波数の運転時にのみ、電磁開閉弁922を開く。これにより、より低い能力での運転が可能となる。   FIG. 19 is a configuration diagram of the air-conditioning apparatus described in Patent Document 1. The compressor 915, the four-way valve 917, the indoor heat exchanger 918, the decompressor 919, and the outdoor heat exchanger 920 constitute a refrigeration cycle. The cylinder of the compressor 915 is provided with an intermediate discharge port that opens from the start to the middle of the compression stroke. The intermediate discharge port is connected to the suction path of the compressor 915 by a bypass path 923. The bypass 923 is provided with a flow control device 921 and an electromagnetic on-off valve 922. The electromagnetic on-off valve 922 is opened only during operation at a low set frequency. Thereby, the driving | running with a lower capability is attained.

特開昭61−184365号公報JP-A 61-184365

ところで、冷凍サイクル装置の効率を上げるための近道は、圧縮機の効率を上げることである。圧縮機の効率は、使用されたモータの効率に大きく依存する。多くのモータは、定格回転数(例えば60Hz)の近傍の回転数で最も高い効率を発揮するように設計されている。そのため、極端に低い回転数でモータを駆動したのでは、圧縮機の効率の向上は期待できない。   By the way, a shortcut for increasing the efficiency of the refrigeration cycle apparatus is to increase the efficiency of the compressor. The efficiency of the compressor is highly dependent on the efficiency of the motor used. Many motors are designed to exhibit the highest efficiency at a rotational speed in the vicinity of a rated rotational speed (for example, 60 Hz). Therefore, if the motor is driven at an extremely low number of revolutions, improvement in the efficiency of the compressor cannot be expected.

こうした事情に鑑み、本発明は、低い能力が必要なとき(負荷が小さいとき)にも高い効率を発揮しうる容積型圧縮機を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a positive displacement compressor that can exhibit high efficiency even when low capacity is required (when the load is small).

すなわち、本発明は、
作動室を有する圧縮機構と、
前記圧縮機構を動かすモータと、
圧縮するべき作動流体を前記作動室に導く吸入経路と、
前記作動室から前記吸入経路へと作動流体を戻す帰還経路と、
前記帰還経路に設けられ、前記圧縮機構の吸入容積を相対的に小さくすべきときには前記帰還経路を通じて前記作動室から前記吸入経路へと作動流体が戻ることを許容し、前記吸入容積を相対的に大きくすべきときには前記帰還経路を通じて前記作動室から前記吸入経路へと作動流体が戻ることを禁止する可変容積機構と、
前記モータを駆動するインバータと、
前記吸入容積の減少を前記モータの回転数の増加で補償するように前記可変容積機構及び前記インバータを制御する制御部と、
を備えた、容積型圧縮機を提供する。
That is, the present invention
A compression mechanism having a working chamber;
A motor for moving the compression mechanism;
A suction path for leading the working fluid to be compressed to the working chamber;
A return path for returning the working fluid from the working chamber to the suction path;
When the suction volume of the compression mechanism, which is provided in the return path, should be relatively small, the working fluid is allowed to return from the working chamber to the suction path through the return path, and the suction volume is relatively set. A variable volume mechanism that inhibits working fluid from returning from the working chamber to the suction path through the return path when it should be increased;
An inverter for driving the motor;
A control unit that controls the variable volume mechanism and the inverter so as to compensate for a decrease in the suction volume by an increase in the rotation speed of the motor;
A positive displacement compressor is provided.

本発明によれば、帰還経路を使用して作動室から吸入経路へと作動流体を戻すことにより、相対的に小さい吸入容積で容積型圧縮機を運転できる。他方、作動室から吸入経路へと作動流体が戻ることを禁止すれば、相対的に大きい吸入容積、つまり通常の吸入容積で容積型圧縮機を運転できる。さらに、本発明によれば、吸入容積の減少をモータの回転数の増加で補償するように可変容積機構及びインバータが制御される。すなわち、モータを低い回転数で駆動する代わりに、吸入容積を減らす。従って、負荷が小さいときにも高い効率を発揮しうる容積型圧縮機を提供できる。   According to the present invention, by using the return path to return the working fluid from the working chamber to the suction path, the positive displacement compressor can be operated with a relatively small suction volume. On the other hand, if the working fluid is prohibited from returning from the working chamber to the suction path, the positive displacement compressor can be operated with a relatively large suction volume, that is, a normal suction volume. Furthermore, according to the present invention, the variable volume mechanism and the inverter are controlled so as to compensate for the decrease in the suction volume by the increase in the rotation speed of the motor. That is, instead of driving the motor at a low rotational speed, the suction volume is reduced. Therefore, it is possible to provide a positive displacement compressor that can exhibit high efficiency even when the load is small.

本発明の第1実施形態に係るロータリ圧縮機の縦断面図The longitudinal cross-sectional view of the rotary compressor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示すロータリ圧縮機のII-II線に沿った横断面図Cross section taken along line II-II of the rotary compressor shown in FIG. 図1に示すロータリ圧縮機の動作原理図Operational principle diagram of the rotary compressor shown in FIG. シャフトの回転角度と吸入室の容積との関係を示すグラフGraph showing the relationship between the rotation angle of the shaft and the volume of the suction chamber シャフトの回転角度と圧縮−吐出室の容積との関係を示すグラフGraph showing the relationship between shaft rotation angle and compression-discharge chamber volume 可変容積機構(開閉弁)及びインバータの制御フローチャートControl flow chart of variable displacement mechanism (open / close valve) and inverter 可変容積機構(開閉弁)及びインバータの別の制御フローチャートAnother control flow chart of variable displacement mechanism (open / close valve) and inverter ロータリ圧縮機の能力、圧縮機構の吸入容積、開閉弁の状態及びモータの回転数の関係を示すグラフA graph showing the relationship between the capacity of the rotary compressor, the suction volume of the compression mechanism, the state of the on-off valve, and the rotational speed of the motor ロータリ圧縮機の能力とロータリ圧縮機の効率との関係を示すグラフGraph showing the relationship between rotary compressor capacity and rotary compressor efficiency シャフトの回転角度と吸入経路における冷媒の流速との関係を示すグラフGraph showing the relationship between the rotation angle of the shaft and the flow velocity of the refrigerant in the suction path シャフトの回転角度と帰還経路における冷媒の流速との関係を示すグラフGraph showing the relationship between the rotation angle of the shaft and the flow velocity of the refrigerant in the return path シャフトの回転角度とアキュームレータの導入管における冷媒の流速との関係を示すグラフGraph showing the relationship between the rotation angle of the shaft and the flow rate of the refrigerant in the inlet pipe of the accumulator 第2実施形態に係るロータリ圧縮機の縦断面図Vertical sectional view of a rotary compressor according to the second embodiment 図9に示すロータリ圧縮機のX-X線に沿った横断面図Cross section along line X-X of the rotary compressor shown in FIG. 帰還経路と第1作動室との接続位置の変形例を示す横断面図Cross-sectional view showing a modification of the connection position between the return path and the first working chamber 第3実施形態に係るロータリ圧縮機の縦断面図Vertical sectional view of a rotary compressor according to the third embodiment 第4実施形態に係るロータリ圧縮機の縦断面図Vertical sectional view of a rotary compressor according to the fourth embodiment 第5実施形態に係るロータリ圧縮機の縦断面図Vertical sectional view of a rotary compressor according to the fifth embodiment 図14に示すロータリ圧縮機の低容積モードにおける部分拡大断面図Partial expanded sectional view in the low volume mode of the rotary compressor shown in FIG. 図14に示すロータリ圧縮機の高容積モードにおける部分拡大断面図Partial expanded sectional view in the high volume mode of the rotary compressor shown in FIG. 第6実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図Vertical sectional view of a scroll compressor according to a sixth embodiment 第7実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図Vertical sectional view of a scroll compressor according to a seventh embodiment 本実施形態のロータリ圧縮機を用いた冷凍サイクル装置の構成図Configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus using the rotary compressor of the present embodiment 従来の空気調和装置の構成図Configuration diagram of conventional air conditioner

以下、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではない。容積型圧縮機の型式は特に限定されない。容積型圧縮機として、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、往復動圧縮機、スクリュー圧縮機及び斜板圧縮機が挙げられる。本明細書では、ロータリ圧縮機及びスクロール圧縮機の実施形態を説明する。   Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment. The type of the positive displacement compressor is not particularly limited. Examples of the positive displacement compressor include a rotary compressor, a scroll compressor, a reciprocating compressor, a screw compressor, and a swash plate compressor. In this specification, embodiments of a rotary compressor and a scroll compressor are described.

(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機100は、圧縮機本体40、アキュームレータ12、吐出経路11、吸入経路14、帰還経路16、可変容積機構30、インバータ42及び制御部44を備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the rotary compressor 100 of this embodiment includes a compressor body 40, an accumulator 12, a discharge path 11, a suction path 14, a return path 16, a variable volume mechanism 30, an inverter 42, and a control unit 44. ing.

圧縮機本体40は、密閉容器1、モータ2、ロータリ圧縮機構3及びシャフト4を備えている。圧縮機構3は、密閉容器1内の下方に配置されている。モータ2は、密閉容器1内において、圧縮機構3の上方に配置されている。シャフト4によって、圧縮機構3とモータ2とが連結されている。密閉容器1の上部には、モータ2に電力を供給するための端子21が設けられている。密閉容器1の底部には、潤滑油を保持するためのオイル溜り22が形成されている。圧縮機本体40は、いわゆる密閉型圧縮機の構造を有する。   The compressor main body 40 includes a sealed container 1, a motor 2, a rotary compression mechanism 3, and a shaft 4. The compression mechanism 3 is disposed below the sealed container 1. The motor 2 is disposed above the compression mechanism 3 in the sealed container 1. The compression mechanism 3 and the motor 2 are connected by the shaft 4. A terminal 21 for supplying electric power to the motor 2 is provided on the top of the sealed container 1. An oil reservoir 22 for holding lubricating oil is formed at the bottom of the sealed container 1. The compressor body 40 has a so-called hermetic compressor structure.

吐出経路11、吸入経路14及び帰還経路16は、それぞれ、冷媒管で構成されている。吐出経路11は、密閉容器1の上部を貫通しているとともに、密閉容器1の内部で開口している。吐出経路11は、圧縮された作動流体(典型的には冷媒)を圧縮機本体40の外部に導く役割を担う。吸入経路14は、圧縮機構3に接続された一端と、アキュームレータ12に接続された他端とを有し、密閉容器1の胴部を貫通している。吸入経路14は、圧縮するべき冷媒をアキュームレータ12から圧縮機構3の作動室25に導く役割を担う。帰還経路16は、吸入経路14とは異なる位置で圧縮機構3に接続された一端と、アキュームレータ12に接続された他端とを有し、密閉容器1の胴部を貫通している。帰還経路16は、圧縮機構3の作動室25に一旦吸入された冷媒を圧縮前に吸入経路14へと戻す役割を担う。   The discharge path 11, the suction path 14, and the return path 16 are each composed of a refrigerant pipe. The discharge path 11 penetrates the upper part of the sealed container 1 and is open inside the sealed container 1. The discharge path 11 plays a role of guiding a compressed working fluid (typically a refrigerant) to the outside of the compressor body 40. The suction path 14 has one end connected to the compression mechanism 3 and the other end connected to the accumulator 12, and penetrates the trunk of the sealed container 1. The suction path 14 plays a role of guiding the refrigerant to be compressed from the accumulator 12 to the working chamber 25 of the compression mechanism 3. The return path 16 has one end connected to the compression mechanism 3 at a position different from the suction path 14 and the other end connected to the accumulator 12, and penetrates the trunk of the sealed container 1. The return path 16 plays a role of returning the refrigerant once sucked into the working chamber 25 of the compression mechanism 3 to the suction path 14 before compression.

圧縮機構3は、容積型の流体機構であり、冷媒を圧縮するようにモータ2によって動かされる。図1及び図2に示すように、圧縮機構3は、シリンダ5、ピストン8、ベーン9、バネ10、上軸受6及び下軸受7で構成されている。シリンダ5の内部には、自身の外周面とシリンダ5の内周面との間に作動室25が形成されるように、シャフト4の偏心部4aに嵌め合わされたピストン8が配置されている。シリンダ5には、ベーン溝24が形成されている。ベーン溝24には、ピストン8の外周面に接する先端を有するベーン9が収納されている。バネ10は、ベーン9をピストン8に向かって押すようにベーン溝24に配置されている。上軸受6及び下軸受7は、シリンダ5を閉じるようにシリンダ5の上側及び下側にそれぞれ設けられている。シリンダ5とピストン8との間の作動室25はベーン9によって仕切られ、これにより、吸入室25a及び圧縮−吐出室25bが形成されている。圧縮するべき冷媒は、吸入経路14及び吸入ポート27を通じて作動室25(吸入室25a)に導かれる。圧縮された冷媒が作動室25(圧縮−吐出室25b)から密閉容器1の内部空間28に導かれるように、上軸受6に吐出ポート29が形成されている。吐出ポート29には、図示しない吐出弁が設けられている。なお、ベーン9は、ピストン8に一体化されていてもよい。すなわち、ピストン8及びベーン9がいわゆるスイングピストンで構成されていてもよい。   The compression mechanism 3 is a positive displacement fluid mechanism and is moved by the motor 2 so as to compress the refrigerant. As shown in FIGS. 1 and 2, the compression mechanism 3 includes a cylinder 5, a piston 8, a vane 9, a spring 10, an upper bearing 6, and a lower bearing 7. Inside the cylinder 5, a piston 8 fitted to the eccentric portion 4 a of the shaft 4 is disposed so that a working chamber 25 is formed between the outer peripheral surface of the cylinder 5 and the inner peripheral surface of the cylinder 5. A vane groove 24 is formed in the cylinder 5. The vane groove 24 accommodates a vane 9 having a tip that contacts the outer peripheral surface of the piston 8. The spring 10 is disposed in the vane groove 24 so as to push the vane 9 toward the piston 8. The upper bearing 6 and the lower bearing 7 are respectively provided on the upper side and the lower side of the cylinder 5 so as to close the cylinder 5. The working chamber 25 between the cylinder 5 and the piston 8 is partitioned by the vane 9, thereby forming a suction chamber 25a and a compression-discharge chamber 25b. The refrigerant to be compressed is guided to the working chamber 25 (suction chamber 25a) through the suction path 14 and the suction port 27. A discharge port 29 is formed in the upper bearing 6 so that the compressed refrigerant is guided from the working chamber 25 (compression-discharge chamber 25b) to the internal space 28 of the sealed container 1. The discharge port 29 is provided with a discharge valve (not shown). The vane 9 may be integrated with the piston 8. That is, the piston 8 and the vane 9 may be configured as a so-called swing piston.

モータ2は、ステータ17及びロータ18で構成されている。ステータ17は、密閉容器1の内周面に固定されている。ロータ18は、シャフト4に固定されており、かつシャフト4とともに回転する。モータ2により、シリンダ5の内部でピストン8が動かされる。モータ2として、IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Mortar)及びSPMSM(Surface Permanent Magnet Synchronous Mortar)等の回転数を変更可能なモータを使用できる。   The motor 2 includes a stator 17 and a rotor 18. The stator 17 is fixed to the inner peripheral surface of the sealed container 1. The rotor 18 is fixed to the shaft 4 and rotates together with the shaft 4. The piston 8 is moved inside the cylinder 5 by the motor 2. As the motor 2, a motor capable of changing the rotational speed, such as IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Mortar) and SPMSM (Surface Permanent Magnet Synchronous Mortar) can be used.

制御部44は、インバータ42を制御してモータ2の回転数、すなわち、ロータリ圧縮機100の回転数を調節する。制御部44として、A/D変換回路、入出力回路、演算回路、記憶装置等を含むDSP(Digital Signal Processor)を使用できる。   The control unit 44 controls the inverter 42 to adjust the rotational speed of the motor 2, that is, the rotational speed of the rotary compressor 100. As the control unit 44, a DSP (Digital Signal Processor) including an A / D conversion circuit, an input / output circuit, an arithmetic circuit, a storage device, and the like can be used.

アキュームレータ12は、蓄積容器12a及び導入管12bで構成されている。蓄積容器12aは、液冷媒及びガス冷媒を保持できる内部空間を有する。導入管12bは、蓄積容器12aの上部を貫通しており、かつ蓄積容器12aの内部空間に向かって開口している。蓄積容器12aの底部を貫通する形で、吸入経路14及び帰還経路16がアキュームレータ12にそれぞれ接続されている。吸入経路14及び帰還経路16は、蓄積容器12aの底部から上方に延びており、一定の高さで蓄積容器12aの内部空間に向かって開口している。すなわち、アキュームレータ12の内部空間を介して、帰還経路16が吸入経路14に接続されている。なお、導入管12bから吸入経路14に液冷媒が直接進むことを確実に防ぐために、バッフル等の他の部材が蓄積容器12aの内部に設けられていてもよい。   The accumulator 12 includes a storage container 12a and an introduction pipe 12b. The storage container 12a has an internal space that can hold a liquid refrigerant and a gas refrigerant. The introduction pipe 12b passes through the upper part of the storage container 12a and opens toward the internal space of the storage container 12a. The suction path 14 and the return path 16 are connected to the accumulator 12 so as to penetrate the bottom of the storage container 12a. The suction path 14 and the return path 16 extend upward from the bottom of the storage container 12a and open toward the internal space of the storage container 12a at a certain height. That is, the return path 16 is connected to the suction path 14 via the internal space of the accumulator 12. It should be noted that another member such as a baffle may be provided inside the storage container 12a in order to reliably prevent the liquid refrigerant from proceeding directly from the introduction pipe 12b to the suction path 14.

可変容積機構30は帰還経路16に設けられている。本実施形態では、可変容積機構30が開閉弁32及び逆止弁35で構成されている。すなわち、本実施形態では、可変容積機構30が冷媒を減圧する能力を有していない。また、吸入室25aに吸入された冷媒が圧縮−吐出室25bで実質的に圧縮されることなく、帰還経路16を通じて吸入経路14へと戻される。従って、圧力損失による効率の低下が極めて小さい。ただし、ロータリ圧縮機100の効率に大きな影響を及ぼさない範囲であれば、可変容積機構30が冷媒を減圧する能力を有していてもよい。同様の理由により、圧縮−吐出室25bで圧縮された冷媒が帰還経路16を通じて吸入経路14に戻されてもよい。   The variable volume mechanism 30 is provided in the return path 16. In the present embodiment, the variable volume mechanism 30 includes an on-off valve 32 and a check valve 35. That is, in this embodiment, the variable volume mechanism 30 does not have the ability to depressurize the refrigerant. Further, the refrigerant sucked into the suction chamber 25a is returned to the suction path 14 through the return path 16 without being substantially compressed in the compression-discharge chamber 25b. Therefore, the decrease in efficiency due to pressure loss is extremely small. However, as long as the efficiency of the rotary compressor 100 is not significantly affected, the variable volume mechanism 30 may have the ability to depressurize the refrigerant. For the same reason, the refrigerant compressed in the compression-discharge chamber 25 b may be returned to the suction path 14 through the return path 16.

開閉弁32は、圧縮機本体40の外部において、帰還経路16に設けられている。他方、逆止弁35は、圧縮機本体40の内部に設けられている。図1及び図2に示すように、帰還経路16は、圧縮機構3の内部(詳細には、シリンダ5の内部)に形成された上流部分16hと、作動室25と上流部分16hとを連通する帰還ポート16pとを含む。逆止弁35は、上流部分16hに設けられている。逆止弁35によって、帰還経路16から作動室25への冷媒の流れが阻止されている。逆止弁35によれば、電気的な制御に頼ることなく、比較的簡素な構造で帰還経路16から作動室25への冷媒の流れを阻止できる。   The on-off valve 32 is provided in the return path 16 outside the compressor body 40. On the other hand, the check valve 35 is provided inside the compressor body 40. As shown in FIGS. 1 and 2, the return path 16 communicates the upstream portion 16h formed inside the compression mechanism 3 (specifically, inside the cylinder 5), the working chamber 25, and the upstream portion 16h. And a return port 16p. The check valve 35 is provided in the upstream portion 16h. The check valve 35 prevents the refrigerant from flowing from the return path 16 to the working chamber 25. According to the check valve 35, the flow of the refrigerant from the return path 16 to the working chamber 25 can be prevented with a relatively simple structure without relying on electrical control.

図2に示すように、逆止弁35は、弁体36、ガイド37及びバネ38で構成されている。弁体36は、2つの面を有する薄い金属板でできており、帰還ポート16pを閉じる第1位置と、帰還ポート16pを開く第2位置との間を往復できるように、ガイド37の内側に配置されている。弁体36の一方の面は帰還ポート16pに向かい合っており、他方の面はバネ38に向かい合っている。バネ38は、弁体36を帰還ポート16pに向けて押している。弁体36とガイド37との間には適切な広さの隙間が形成されている。弁体36が帰還ポート16pから離れたとき、言い換えれば、弁体36が第2位置を占有したとき、作動室25が帰還経路16の上流部分16hに連通する。弁体36が帰還ポート16pに接したとき、言い換えれば、弁体36が第1位置を占有したとき、作動室25は帰還経路16の上流部分16hから隔離される。   As shown in FIG. 2, the check valve 35 includes a valve body 36, a guide 37 and a spring 38. The valve body 36 is made of a thin metal plate having two surfaces, and is provided inside the guide 37 so as to reciprocate between a first position where the return port 16p is closed and a second position where the return port 16p is opened. Has been placed. One surface of the valve body 36 faces the return port 16p, and the other surface faces the spring 38. The spring 38 pushes the valve body 36 toward the return port 16p. A gap having an appropriate width is formed between the valve body 36 and the guide 37. When the valve body 36 moves away from the return port 16p, in other words, when the valve body 36 occupies the second position, the working chamber 25 communicates with the upstream portion 16h of the return path 16. When the valve body 36 contacts the return port 16p, in other words, when the valve body 36 occupies the first position, the working chamber 25 is isolated from the upstream portion 16h of the return path 16.

可変容積機構30は、ロータリ圧縮機100の吸入容積(閉じ込め容積)を変更する役割を担う。ロータリ圧縮機100の吸入容積を相対的に小さくすべきときには帰還経路16を通じて作動室25(詳細には圧縮−吐出室25b)から吸入経路14へと圧縮前の冷媒が戻ることを許容する。具体的には、開閉弁32を開く。他方、吸入容積を相対的に大きくすべきときには帰還経路16を通じて作動室25から吸入経路14へと圧縮前の冷媒が戻ることを禁止する。具体的には、開閉弁32を閉じる。開閉弁32が開いているとき、ロータリ圧縮機100は低容積モードで運転される。開閉弁32が閉じているとき、ロータリ圧縮機100は高容積モードで運転される。   The variable volume mechanism 30 plays a role of changing the suction volume (confinement volume) of the rotary compressor 100. When the suction volume of the rotary compressor 100 is to be relatively small, the refrigerant before compression is allowed to return from the working chamber 25 (specifically, the compression-discharge chamber 25b) to the suction passage 14 through the return passage 16. Specifically, the on-off valve 32 is opened. On the other hand, when the suction volume should be relatively increased, the refrigerant before compression is prohibited from returning from the working chamber 25 to the suction path 14 through the return path 16. Specifically, the on-off valve 32 is closed. When the on-off valve 32 is open, the rotary compressor 100 is operated in the low volume mode. When the on-off valve 32 is closed, the rotary compressor 100 is operated in the high volume mode.

可変容積機構30を制御してロータリ圧縮機100の運転モードが高容積モードから低容積モードへと切り替わったとき、吸入容積の減少をモータ2の回転数の増加で補償するようにインバータ42が制御される。これにより、低い能力が必要なとき(負荷が小さいとき)にもモータ2の回転数を極端に下げずに済む。すなわち、低い能力が必要なときにも高い効率を発揮しうる回転数でモータ2を駆動できる。従って、ロータリ圧縮機100の効率も向上する。   When the operation mode of the rotary compressor 100 is switched from the high volume mode to the low volume mode by controlling the variable volume mechanism 30, the inverter 42 is controlled so as to compensate for the decrease in the suction volume by the increase in the rotation speed of the motor 2. Is done. As a result, even when low capacity is required (when the load is small), the rotational speed of the motor 2 does not have to be extremely reduced. That is, the motor 2 can be driven at a rotational speed that can exhibit high efficiency even when low capacity is required. Therefore, the efficiency of the rotary compressor 100 is also improved.

図2に示すように、帰還経路16の上流部分16h及び帰還ポート16pは、シャフト4の回転角度で180度の位置に形成されている。本明細書では、ベーン9及びベーン溝24の位置をシャフト4の回転方向に沿った「0度」の基準位置と定義する。言い換えれば、ベーン9がピストン8によってベーン溝24に最大限押し込まれた瞬間におけるシャフト4の回転角度を「0度」と定義する。   As shown in FIG. 2, the upstream portion 16 h and the return port 16 p of the return path 16 are formed at a position of 180 degrees with respect to the rotation angle of the shaft 4. In the present specification, the positions of the vane 9 and the vane groove 24 are defined as a “0 degree” reference position along the rotation direction of the shaft 4. In other words, the rotation angle of the shaft 4 at the moment when the vane 9 is pushed into the vane groove 24 by the piston 8 to the maximum is defined as “0 degree”.

高容積モードでは、圧縮−吐出室25bに閉じ込められた冷媒を圧縮する行程(圧縮行程)が0度の回転角度から始まる。他方、低容積モードでは、圧縮−吐出室25bに閉じ込めた冷媒を帰還ポート16pから吐出する行程が0〜180度の期間において行われ、圧縮行程が180度の回転角度から始まる。従って、高容積モードでの吸入容積をVとすると、低容積モードでの吸入容積はV/2である。もちろん、変化させるべき吸入容積の比率に応じて、帰還ポート16p等の位置を適宜変更できる。例えば、帰還ポート16pが90度の位置に形成されている場合、低容積モードでの吸入容積は{1+(1/2)1/2}V/2となる。In the high volume mode, the process of compressing the refrigerant confined in the compression-discharge chamber 25b (compression process) starts from a rotation angle of 0 degrees. On the other hand, in the low volume mode, the stroke of discharging the refrigerant confined in the compression-discharge chamber 25b from the return port 16p is performed in a period of 0 to 180 degrees, and the compression stroke starts from a rotation angle of 180 degrees. Therefore, when the suction volume in the high volume mode is V, the suction volume in the low volume mode is V / 2. Of course, the position of the return port 16p and the like can be appropriately changed according to the ratio of the suction volume to be changed. For example, when the return port 16p is formed at a position of 90 degrees, the suction volume in the low volume mode is {1+ (1/2) 1/2 } V / 2.

次に、図3を参照して圧縮機構3の動きを説明する。   Next, the movement of the compression mechanism 3 will be described with reference to FIG.

図3は、シャフト4及びピストン8が反時計回りに回転する様子を表している。シャフト4の回転に伴って吸入室25aの容積は増加する。図3の左上図に示すように、シャフト4が一回転すると吸入室25aの容積は最大になる。その後、吸入室25aは圧縮−吐出室25bへと変化する。シャフト4の回転に伴って圧縮−吐出室25bの容積は減少する。図4A及び図4Bに示すように、吸入室25aの容積が点A、点B及び点Cに沿って増加するとき、圧縮−吐出室25bの容積は点D、点E及び点Fに沿って減少する。   FIG. 3 shows how the shaft 4 and the piston 8 rotate counterclockwise. As the shaft 4 rotates, the volume of the suction chamber 25a increases. As shown in the upper left diagram of FIG. 3, when the shaft 4 makes one rotation, the volume of the suction chamber 25a is maximized. Thereafter, the suction chamber 25a changes to the compression-discharge chamber 25b. As the shaft 4 rotates, the volume of the compression-discharge chamber 25b decreases. As shown in FIGS. 4A and 4B, when the volume of the suction chamber 25a increases along points A, B, and C, the volume of the compression-discharge chamber 25b increases along points D, E, and F. Decrease.

開閉弁32が開いている場合、図3の右上図に示すように、圧縮−吐出室25bの容積の減少に伴って逆止弁35が開き、冷媒が帰還ポート16pを通って圧縮−吐出室25bの外に吐出される。吐出された冷媒は、帰還経路16を通って吸入経路14へと戻される。そのため、圧縮−吐出室25bの圧力は上昇しない。図3の右下図に示すように、シャフト4の回転角度が180度に達すると、圧縮−吐出室25bが帰還経路16から隔離され、圧縮−吐出室25bで冷媒が圧縮され始める。すなわち、圧縮機構3の吸入容積は「V/2」である。圧縮行程は、圧縮−吐出室25bの圧力が密閉容器1の内部空間28の圧力に達するまで継続する。圧縮−吐出室25bの圧力が内部空間28の圧力に達した後、シャフト4の回転角度が360度(0度)に達するまで、吐出行程が行われる。図3の左下図及び左上図に示すように、シャフト4が1回転すると圧縮−吐出室25bの容積はゼロになる。   When the on-off valve 32 is open, as shown in the upper right view of FIG. 3, the check valve 35 opens as the volume of the compression-discharge chamber 25b decreases, and the refrigerant passes through the return port 16p and the compression-discharge chamber. It is discharged outside 25b. The discharged refrigerant is returned to the suction path 14 through the return path 16. Therefore, the pressure in the compression-discharge chamber 25b does not increase. As shown in the lower right diagram of FIG. 3, when the rotation angle of the shaft 4 reaches 180 degrees, the compression-discharge chamber 25b is isolated from the return path 16, and the refrigerant starts to be compressed in the compression-discharge chamber 25b. That is, the suction volume of the compression mechanism 3 is “V / 2”. The compression stroke continues until the pressure in the compression-discharge chamber 25b reaches the pressure in the internal space 28 of the sealed container 1. After the pressure in the compression-discharge chamber 25b reaches the pressure in the internal space 28, the discharge stroke is performed until the rotation angle of the shaft 4 reaches 360 degrees (0 degrees). As shown in the lower left diagram and the upper left diagram in FIG. 3, when the shaft 4 rotates once, the volume of the compression-discharge chamber 25 b becomes zero.

開閉弁32が閉じている場合、冷媒は、帰還経路16を通って作動室25から吸入経路14へと戻ることができない。そのため、圧縮機構3の吸入容積は「V」であり、吸入行程が終了したら直ちに圧縮行程が始まる。このとき、帰還ポート16pから開閉弁32までの帰還経路16の部分、すなわち、帰還経路16の上流部分16hは、比較的高い圧力を有する。なぜなら、開閉弁32を閉じると、中間圧まで圧縮された冷媒が上流部分16hに徐々に蓄積されるからである。圧縮−吐出室25bの圧力が上流部分16hの圧力よりも低い場合には、逆止弁35により帰還経路16から圧縮−吐出室25bへの冷媒の逆流が防止される。すなわち、開閉弁32から見て作動室25の側に逆止弁35が設けられているので、帰還経路16がデッドボリュームとなることを回避できる。本実施形態では、シリンダ5の内部に形成された上流部分16hに逆止弁35が設けられているので、帰還経路16によるデッドボリュームは実質的にゼロである。   When the on-off valve 32 is closed, the refrigerant cannot return from the working chamber 25 to the suction path 14 through the return path 16. Therefore, the suction volume of the compression mechanism 3 is “V”, and the compression stroke starts immediately after the suction stroke is completed. At this time, the portion of the return path 16 from the return port 16p to the on-off valve 32, that is, the upstream portion 16h of the return path 16 has a relatively high pressure. This is because when the on-off valve 32 is closed, the refrigerant compressed to the intermediate pressure is gradually accumulated in the upstream portion 16h. When the pressure in the compression-discharge chamber 25b is lower than the pressure in the upstream portion 16h, the check valve 35 prevents the refrigerant from flowing back from the feedback path 16 to the compression-discharge chamber 25b. That is, since the check valve 35 is provided on the working chamber 25 side when viewed from the on-off valve 32, the return path 16 can be prevented from becoming a dead volume. In this embodiment, since the check valve 35 is provided in the upstream portion 16h formed inside the cylinder 5, the dead volume due to the return path 16 is substantially zero.

次に、図5Aを参照して、制御部44による可変容積機構30(開閉弁32)及びインバータ42の制御手順を説明する。   Next, the control procedure of the variable volume mechanism 30 (open / close valve 32) and the inverter 42 by the control unit 44 will be described with reference to FIG. 5A.

ステップS1において、要求された能力に応じてモータ2の回転数を調節する。具体的には、必要な冷媒流量が得られるようにモータ2の回転数を調節する。次に、ステップS2及びステップS6において、モータ2の回転数を下げたのか又は上げたのかを判断する。ステップS1で回転数を下げる処理を行っている場合には、ステップS3に進み、現在の回転数が30Hz以下かどうかを判断する。現在の回転数が30Hz以下であれば、ステップS4において、開閉弁32が閉じているかどうかを判断する。開閉弁32が閉じている場合、ステップS5において、開閉弁32を開く処理と、モータ2の回転数を現在の回転数の2倍の回転数に上げる処理とを実行する。ステップS5における各処理の順序は特に限定されないが、開閉弁32を開くのと概ね同時にモータ2の回転数を上げることができる。   In step S1, the number of rotations of the motor 2 is adjusted according to the requested capacity. Specifically, the rotation speed of the motor 2 is adjusted so that a necessary refrigerant flow rate is obtained. Next, in step S2 and step S6, it is determined whether the rotational speed of the motor 2 has been reduced or increased. If the process of reducing the rotational speed is being performed in step S1, the process proceeds to step S3 to determine whether the current rotational speed is 30 Hz or less. If the current rotational speed is 30 Hz or less, it is determined in step S4 whether the on-off valve 32 is closed. When the on-off valve 32 is closed, in step S5, a process of opening the on-off valve 32 and a process of increasing the rotational speed of the motor 2 to twice the current rotational speed are executed. The order of the processes in step S5 is not particularly limited, but the rotational speed of the motor 2 can be increased almost simultaneously with opening the on-off valve 32.

他方、ステップS1で回転数を上げる処理を行っている場合には、ステップS7に進み、現在の回転数が70Hz以上かどうかを判断する。現在の回転数が70Hz以上であれば、ステップS8において、開閉弁32が開いているかどうかを判断する。開閉弁32が開いている場合、ステップS9において、開閉弁32を閉じる処理と、モータ2の回転数を現在の回転数の1/2倍の回転数まで下げる処理とを実行する。ステップS9における各処理の順序は特に限定されないが、開閉弁32を閉じるのと概ね同時にモータ2の回転数を下げることができる。   On the other hand, when the process for increasing the rotational speed is performed in step S1, the process proceeds to step S7 to determine whether the current rotational speed is 70 Hz or higher. If the current rotational speed is 70 Hz or higher, it is determined in step S8 whether the on-off valve 32 is open. If the on-off valve 32 is open, a process of closing the on-off valve 32 and a process of reducing the rotational speed of the motor 2 to 1/2 the current rotational speed are executed in step S9. The order of the processes in step S9 is not particularly limited, but the rotational speed of the motor 2 can be reduced almost simultaneously with closing the on-off valve 32.

図5Aのフローチャートに沿った制御を行うことにより、開閉弁32の状態とモータ2の回転数との関係は、図6に示すように、ヒステリシスを持ったものとなる。このような制御によれば、圧縮機構3のハンチングを防止できる。   By performing the control according to the flowchart of FIG. 5A, the relationship between the state of the on-off valve 32 and the rotation speed of the motor 2 has hysteresis as shown in FIG. According to such control, hunting of the compression mechanism 3 can be prevented.

開閉弁32を閉じた状態、すなわち、帰還経路16を通じて作動室25から吸入経路14へと冷媒が戻ることを禁止した高容積モードでの圧縮機構3の吸入容積は「V」である。高容積モードで運転中にモータ2の回転数が高回転側から第1回転数(例えば30Hz)以下に低下した場合に、制御部44は、吸入容積を減らすための開閉弁32に関する処理とモータ2の回転数を上げるためのインバータ42に関する処理とを実行する。吸入容積を減らすための開閉弁32に関する処理とは、開閉弁32を開く処理である。モータ2の回転数を上げるためのインバータ42に関する処理とは、モータ2の目標回転数を直近の回転数の2倍に設定する処理である。   The suction volume of the compression mechanism 3 in the high volume mode in which the on-off valve 32 is closed, that is, the refrigerant is prohibited from returning from the working chamber 25 to the suction path 14 through the return path 16 is “V”. When the rotational speed of the motor 2 decreases from the high rotational speed to the first rotational speed (for example, 30 Hz) or less during operation in the high volume mode, the control unit 44 performs processing related to the opening / closing valve 32 and the motor for reducing the suction volume. 2 for increasing the number of revolutions of 2. The process related to the on-off valve 32 for reducing the suction volume is a process of opening the on-off valve 32. The process related to the inverter 42 for increasing the rotation speed of the motor 2 is a process of setting the target rotation speed of the motor 2 to twice the most recent rotation speed.

また、制御部44は、吸入容積の増加をモータ2の回転数の減少で補償するように開閉弁32及びインバータ42を制御する。開閉弁32を開いた状態、すなわち、帰還経路16を通じて作動室25から吸入経路14へと冷媒が戻ることを許容した低容積モードでの圧縮機構3の吸入容積は「V/2」である。低容積モードで運転中にモータ2の回転数が第2回転数(例えば70Hz)以上に上昇した場合に、制御部44は、吸入容積を増やすための開閉弁32に関する処理とモータ2の回転数を下げるためのインバータ42の処理とを実行する。吸入容積を増やすための開閉弁32に関する処理とは、開閉弁32を閉じる処理である。モータ2の回転数を下げるためのインバータ42に関する処理とは、モータ2の目標回転数を直近の回転数の1/2倍に設定する処理である。   Further, the control unit 44 controls the on-off valve 32 and the inverter 42 so as to compensate for the increase in the suction volume by the decrease in the rotation speed of the motor 2. The suction volume of the compression mechanism 3 in the low volume mode in which the on-off valve 32 is opened, that is, the refrigerant is allowed to return from the working chamber 25 to the suction path 14 through the return path 16 is “V / 2”. When the rotation speed of the motor 2 increases to a second rotation speed (for example, 70 Hz) or more during operation in the low volume mode, the control unit 44 performs processing related to the on-off valve 32 for increasing the suction volume and the rotation speed of the motor 2. And the process of the inverter 42 for lowering. The process related to the on-off valve 32 for increasing the suction volume is a process of closing the on-off valve 32. The process related to the inverter 42 for reducing the rotational speed of the motor 2 is a process of setting the target rotational speed of the motor 2 to ½ times the latest rotational speed.

図6に示すように、開閉弁32を閉じた状態でモータ2の回転数が30Hzまで低下すると、開閉弁32を開き、モータ2の回転数を60Hzに上げる。開閉弁32を開いた状態でモータ2の回転数が70Hzまで上昇すると、開閉弁32を閉じ、モータ2の回転数を35Hzに下げる。開閉弁32を開いてモータ2の回転数を上げたときのその回転数を第3回転数、開閉弁32を閉じてモータ2の回転数を下げたときのその回転数を第4回転数とすると、(第1回転数)<(第4回転数)、(第3回転数)<(第2回転数)の関係が成立している。例えば、第1回転数を30Hz以下の回転数に設定することで、ロータリ圧縮機100をより幅広い能力で運転することが可能となる。第1回転数の下限は特に限定されないが、例えば20Hzである。   As shown in FIG. 6, when the rotational speed of the motor 2 is reduced to 30 Hz with the on-off valve 32 closed, the on-off valve 32 is opened and the rotational speed of the motor 2 is increased to 60 Hz. When the rotational speed of the motor 2 rises to 70 Hz with the open / close valve 32 open, the open / close valve 32 is closed and the rotational speed of the motor 2 is lowered to 35 Hz. When the opening / closing valve 32 is opened and the rotation speed of the motor 2 is increased, the rotation speed is the third rotation speed. When the opening / closing valve 32 is closed and the rotation speed of the motor 2 is decreased, the rotation speed is the fourth rotation speed. Then, the relationship of (first rotation speed) <(fourth rotation speed), (third rotation speed) <(second rotation speed) is established. For example, by setting the first rotational speed to a rotational speed of 30 Hz or less, the rotary compressor 100 can be operated with a wider range of capabilities. The lower limit of the first rotation speed is not particularly limited, but is 20 Hz, for example.

運転モードの切り替えを行ったとき、モータ2の回転数は、高容積モードでの吸入容積VHに対する低容積モードでの吸入容積VLの比率(VL/VH)に応じて調節されうる。高容積モードから低容積モードへと切り替わるとき、モータ2の回転数(目標回転数)は、モード切り替えの直前におけるモータ2の回転数を比率(VL/VH)で除した回転数に設定される。同様に、低容積モードから高容積モードへと切り替わるとき、モータ2の回転数は、モード切り替えの直前におけるモータ2の回転数に比率(VL/VH)を乗じた回転数に設定される。このようにすれば、高容積モードと低容積モードとの間の運転モードの切り替えをスムーズに行うことができる。   When the operation mode is switched, the rotation speed of the motor 2 can be adjusted according to the ratio (VL / VH) of the suction volume VL in the low volume mode to the suction volume VH in the high volume mode. When switching from the high volume mode to the low volume mode, the rotation speed (target rotation speed) of the motor 2 is set to a rotation speed obtained by dividing the rotation speed of the motor 2 immediately before the mode switching by the ratio (VL / VH). . Similarly, when switching from the low volume mode to the high volume mode, the rotation speed of the motor 2 is set to a rotation speed obtained by multiplying the rotation speed of the motor 2 immediately before the mode switching by a ratio (VL / VH). In this way, the operation mode can be smoothly switched between the high volume mode and the low volume mode.

なお、吸入容積の減少によるロータリ圧縮機100の能力の減少をモータ2の回転数の増加によるロータリ圧縮機100の能力の増加で100%補償することは必須ではない。図6に示す例では、開閉弁32を開いて吸入容積を1/2に減らしたとき、モータ2の回転数を2倍に増やしているので、モード切り替えによってロータリ圧縮機100の能力が変化していない。しかし、モード切り替えが原因でロータリ圧縮機100の能力が増減したとしても特に問題ない。   It is not essential to compensate 100% for the decrease in the capacity of the rotary compressor 100 due to the decrease in the suction volume by the increase in the capacity of the rotary compressor 100 due to the increase in the rotation speed of the motor 2. In the example shown in FIG. 6, when the opening / closing valve 32 is opened and the suction volume is reduced to ½, the number of rotations of the motor 2 is doubled, so that the capacity of the rotary compressor 100 is changed by mode switching. Not. However, there is no particular problem even if the capacity of the rotary compressor 100 increases or decreases due to mode switching.

ロータリ圧縮機100の停止中に帰還経路16の上流部分16hに冷媒が閉じ込められることを防ぐために、開閉弁32を開いた状態でロータリ圧縮機100を停止してもよい。開閉弁32として、ノーマリーオープン弁を使用できる。逆止弁35は、薄い金属板で作られたリード及びストッパを備えた公知のリード弁であってもよい。   In order to prevent the refrigerant from being trapped in the upstream portion 16h of the return path 16 while the rotary compressor 100 is stopped, the rotary compressor 100 may be stopped with the on-off valve 32 opened. As the on-off valve 32, a normally open valve can be used. The check valve 35 may be a known reed valve including a reed made of a thin metal plate and a stopper.

次に、開閉弁32及びインバータ42の別の制御手順について説明する。   Next, another control procedure for the on-off valve 32 and the inverter 42 will be described.

高容積モードでモータ2の回転数を第1回転数(例えば30Hz)まで下げたとしても冷媒の流量が過剰である場合に、吸入容積を減らすための開閉弁32に関する処理とモータ2の回転数を上げるためのインバータ42に関する処理とを実行するように制御部44が構成されていてもよい。つまり、モータ2の回転数を実際に第1回転数まで下げる前にモード切り替えの要否を判断するように、制御部44が構成されていてもよい。同様に、低容積モードでモータ2の回転数を第2回転数(例えば70Hz)まで上げたとしても冷媒の流量が足りない場合に、吸入容積を増やすための開閉弁32に関する処理とモータ2の回転数を下げるためのインバータ42に関する処理とを実行するように制御部44が構成されていてもよい。つまり、モータ2の回転数を実際に第2回転数まで上げる前にモード切り替えの要否を判断するように、制御部44が構成されていてもよい。このような制御の例について、図5Bを参照して説明する。   Even if the rotational speed of the motor 2 is reduced to the first rotational speed (for example, 30 Hz) in the high volume mode, the process related to the on-off valve 32 for reducing the suction volume and the rotational speed of the motor 2 when the refrigerant flow rate is excessive. The control unit 44 may be configured to execute processing related to the inverter 42 for increasing the power. That is, the control unit 44 may be configured to determine whether or not mode switching is necessary before actually reducing the rotational speed of the motor 2 to the first rotational speed. Similarly, if the flow rate of the refrigerant is insufficient even if the number of rotations of the motor 2 is increased to the second number of rotations (for example, 70 Hz) in the low volume mode, the processing related to the opening / closing valve 32 for increasing the suction volume and the motor 2 The control unit 44 may be configured to execute processing related to the inverter 42 for reducing the rotational speed. That is, the controller 44 may be configured to determine whether or not mode switching is necessary before actually increasing the rotation speed of the motor 2 to the second rotation speed. An example of such control will be described with reference to FIG. 5B.

図5Bに示すように、まず、ステップS11でモータ2の必要な回転数を算出する。「必要な回転数」は、例えば、必要な冷媒流量を得るための回転数を意味する。次に、ステップS12において、必要な回転数が第1回転数(例えば30Hz)以下かどうかを判断する。必要な回転数が第1回転数以下である場合、ステップS13において、開閉弁32が閉じているかどうかを判断する。開閉弁32が閉じている場合、ステップS15において、開閉弁32を開くとともに、モータ2の回転数を必要な冷媒流量を得ることができる回転数に調節する。開閉弁32が開いている場合、ステップS14でモータ2の回転数のみを調節する。   As shown in FIG. 5B, first, the required number of rotations of the motor 2 is calculated in step S11. “Necessary rotational speed” means, for example, the rotational speed for obtaining a necessary refrigerant flow rate. Next, in step S12, it is determined whether the necessary rotation speed is equal to or lower than the first rotation speed (for example, 30 Hz). If the necessary rotation speed is equal to or lower than the first rotation speed, it is determined in step S13 whether the on-off valve 32 is closed. When the on-off valve 32 is closed, in step S15, the on-off valve 32 is opened, and the rotation speed of the motor 2 is adjusted to a rotation speed at which a necessary refrigerant flow rate can be obtained. If the on-off valve 32 is open, only the rotation speed of the motor 2 is adjusted in step S14.

他方、必要な回転数が第1回転数よりも大きい場合、ステップS16において、必要な回転数が第2回転数(例えば70Hz)以上かどうかを判断する。必要な回転数が第2回転数以上である場合、ステップS17において、開閉弁32が開いているかどうかを判断する。開閉弁32が開いている場合、ステップS18において、開閉弁32を閉じるとともに、モータ2の回転数を必要な冷媒流量を得ることができる回転数に調節する。開閉弁32が閉じている場合、ステップS19でモータ2の回転数のみを調節する。   On the other hand, if the required rotational speed is greater than the first rotational speed, it is determined in step S16 whether the required rotational speed is greater than or equal to the second rotational speed (for example, 70 Hz). If the required rotation speed is equal to or higher than the second rotation speed, it is determined in step S17 whether the on-off valve 32 is open. If the on-off valve 32 is open, in step S18, the on-off valve 32 is closed and the rotational speed of the motor 2 is adjusted to a rotational speed at which a necessary refrigerant flow rate can be obtained. If the on-off valve 32 is closed, only the rotation speed of the motor 2 is adjusted in step S19.

図5A又は図5Bを参照して説明した制御を行うことにより、ロータリ圧縮機100は、図7に実線で示すように、低い能力が必要なとき(負荷が小さいとき)にも高い効率を発揮しうる。図7において、ロータリ圧縮機100の定格能力を「100%」とする。ロータリ圧縮機100の効率は、定格能力を基準とすると、発揮すべき能力の減少、すなわちモータ2の回転数の低下に伴って低下する。破線で示すように、モータ2を定格回転数の50%の回転数以下で駆動したときに、効率の低下が顕著となる。本実施形態では、相対的に低い能力が必要なときには吸入容積V/2の低容積モードで運転を行う。これにより、モータ2をなるべく定格回転数に近い回転数で駆動することができる。従って、必要な能力が定格能力の50%以下の領域においても、ロータリ圧縮機100は優れた効率を発揮できる。   By performing the control described with reference to FIG. 5A or 5B, the rotary compressor 100 exhibits high efficiency even when low capacity is required (when the load is small), as shown by the solid line in FIG. Yes. In FIG. 7, the rated capacity of the rotary compressor 100 is “100%”. The efficiency of the rotary compressor 100 decreases with a decrease in the capacity to be exhibited, that is, with a decrease in the rotational speed of the motor 2, based on the rated capacity. As indicated by the broken line, when the motor 2 is driven at a rotational speed equal to or less than 50% of the rated rotational speed, the reduction in efficiency becomes significant. In this embodiment, when a relatively low capacity is required, the operation is performed in the low volume mode with the suction volume V / 2. Thereby, the motor 2 can be driven at a rotational speed as close to the rated rotational speed as possible. Therefore, the rotary compressor 100 can exhibit excellent efficiency even when the required capacity is 50% or less of the rated capacity.

次に、アキュームレータ12の内部空間を介して帰還経路16が吸入経路14に連通していることに基づく効果を説明する。   Next, an effect based on the fact that the return path 16 communicates with the suction path 14 through the internal space of the accumulator 12 will be described.

吸入経路14に存在する冷媒は、基本的に、全て吸入室25aに吸入される。そのため、図8Aに示すように、吸入経路14における冷媒の流速は、吸入室25aの容積(図4A参照)の変化率に比例して変化する。具体的には、吸入経路14における冷媒の流速は、理論的には、シャフト4の回転角度に対して正弦波のプロファイルを示す。   All the refrigerant present in the suction path 14 is basically sucked into the suction chamber 25a. Therefore, as shown in FIG. 8A, the flow rate of the refrigerant in the suction path 14 changes in proportion to the rate of change of the volume of the suction chamber 25a (see FIG. 4A). Specifically, the flow rate of the refrigerant in the suction path 14 theoretically shows a sinusoidal profile with respect to the rotation angle of the shaft 4.

開閉弁32が開いている場合、シャフト4の回転角度が0〜180度の期間において、圧縮−吐出室25bの冷媒が帰還ポート16pを通じて帰還経路16に吐出される。圧縮−吐出室25bから帰還経路16に吐出される冷媒の量は、0〜180度の期間における圧縮−吐出室25bの容積の減少量に等しい。図8Bに示すように、帰還経路16における冷媒の流速は、シャフト4の回転角度が0〜180度の期間に限り、圧縮−吐出室25bの容積(図4B参照)の変化率に比例して変化する。具体的には、帰還経路16における冷媒の流速は、理論的には、0〜180度の期間で正弦波のプロファイルを示し、180〜360度の期間でゼロとなる。   When the on-off valve 32 is open, the refrigerant in the compression-discharge chamber 25b is discharged to the return path 16 through the return port 16p during a period in which the rotation angle of the shaft 4 is 0 to 180 degrees. The amount of refrigerant discharged from the compression-discharge chamber 25b to the return path 16 is equal to the amount of decrease in the volume of the compression-discharge chamber 25b during the period of 0 to 180 degrees. As shown in FIG. 8B, the flow rate of the refrigerant in the return path 16 is proportional to the rate of change of the volume of the compression-discharge chamber 25b (see FIG. 4B) only during the period in which the rotation angle of the shaft 4 is 0 to 180 degrees. Change. Specifically, the flow velocity of the refrigerant in the return path 16 theoretically shows a sinusoidal profile in a period of 0 to 180 degrees and becomes zero in a period of 180 to 360 degrees.

アキュームレータ12には、導入管12b及び帰還経路16の両方から冷媒が流入する。アキュームレータ12に流入した冷媒は、吸入経路14にのみ進むことができる。従って、アキュームレータ12の導入管12bにおける冷媒の流速は、吸入経路14における冷媒の流速と、帰還経路16における冷媒の流速との差に概ね一致する。具体的には、図8Cに示すように、導入管12bにおける冷媒の流速は、理論的には、180〜360度の期間で正弦波のプロファイルを示し、0〜180度の期間でゼロとなる。   The refrigerant flows into the accumulator 12 from both the introduction pipe 12 b and the return path 16. The refrigerant flowing into the accumulator 12 can only travel to the suction path 14. Therefore, the flow rate of the refrigerant in the introduction pipe 12b of the accumulator 12 substantially matches the difference between the flow rate of the refrigerant in the suction path 14 and the flow rate of the refrigerant in the return path 16. Specifically, as shown in FIG. 8C, the flow rate of the refrigerant in the introduction pipe 12b theoretically shows a sinusoidal profile in the period of 180 to 360 degrees and becomes zero in the period of 0 to 180 degrees. .

シャフト4の回転角度が180度のとき、帰還経路16の冷媒の流れは、最大流速vからゼロまで急減する。また、シャフト4の回転角度が180度のとき、導入管12bの冷媒の流れは、ゼロから最大流速vまで急増する。このような急激な流速の変化は、水撃の発生を助長し、吸入経路14及び帰還経路16を構成している配管の振動による信頼性の低下、騒音の発生といった問題を引き起こす可能性がある。さらに、吸入経路14に伝わった圧力波が吸入室25aの体積効率を低下させ、これによりロータリ圧縮機100の効率が低下する可能性もある。しかし、本実施形態では、アキュームレータ12の内部空間を介して、帰還経路16が吸入経路14に接続されている。この構成によれば、水撃の発生を防止できるので、振動、騒音及び効率の低下を効果的に抑制できる。   When the rotation angle of the shaft 4 is 180 degrees, the refrigerant flow in the return path 16 rapidly decreases from the maximum flow velocity v to zero. When the rotation angle of the shaft 4 is 180 degrees, the refrigerant flow in the introduction pipe 12b increases rapidly from zero to the maximum flow velocity v. Such a rapid change in the flow velocity promotes the occurrence of water hammer, and may cause problems such as a decrease in reliability due to vibration of the pipes constituting the suction path 14 and the return path 16 and generation of noise. . Furthermore, the pressure wave transmitted to the suction path 14 may reduce the volumetric efficiency of the suction chamber 25a, which may reduce the efficiency of the rotary compressor 100. However, in this embodiment, the return path 16 is connected to the suction path 14 via the internal space of the accumulator 12. According to this configuration, since the occurrence of water hammer can be prevented, the reduction of vibration, noise and efficiency can be effectively suppressed.

(第2実施形態)
図9に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機200は、第1実施形態で説明した圧縮機構3に加えて、第2圧縮機構33を備えている。以下、第1実施形態で説明した圧縮機構3の要素に「第1」を付して標記する。例えば、シリンダ5を第1シリンダ5、ピストン8を第1ピストン8、ベーン9を第1ベーン9、作動室25を第1作動室25、圧縮機構3を第1圧縮機構3と標記する。以下において、先に説明した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 9, the rotary compressor 200 of the present embodiment includes a second compression mechanism 33 in addition to the compression mechanism 3 described in the first embodiment. Hereinafter, the elements of the compression mechanism 3 described in the first embodiment are marked with “first”. For example, the cylinder 5 is denoted as the first cylinder 5, the piston 8 as the first piston 8, the vane 9 as the first vane 9, the working chamber 25 as the first working chamber 25, and the compression mechanism 3 as the first compression mechanism 3. In the following, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図9及び図10に示すように、第2圧縮機構33は、第2シリンダ55、第2ピストン58、第2ベーン59及び第2バネ60で構成されている。第2シリンダ55は、第1シリンダ5に対して同心状に配置されている。第2シリンダ55の内部には、自身の外周面と第2シリンダ55の内周面との間に第2作動室75が形成されるように、シャフト4の第2偏心部4bに嵌め合わされた第2ピストン58が配置されている。第2シリンダ55には、第2ベーン溝64が形成されている。第2ベーン溝64には、第2ピストン58の外周面に接する先端を有する第2ベーン59が収納されている。第2バネ60は、第2ベーン59を第2ピストン58に向かって押すように第2ベーン溝64に配置されている。第2シリンダ55と第2ピストン58との間の第2作動室75は第2ベーン59によって仕切られ、これにより、第2吸入室75a及び第2圧縮−吐出室75bが形成されている。圧縮するべき冷媒は、第2吸入経路15及び第2吸入ポート77を通じて第2作動室75(第2吸入室75a)に導かれる。圧縮された冷媒が第2作動室75(第2圧縮−吐出室75b)から密閉容器1の内部空間28に導かれるように、上軸受6に第2吐出ポート79が形成されている。第2吐出ポート79には、図示しない吐出弁が設けられている。   As shown in FIGS. 9 and 10, the second compression mechanism 33 includes a second cylinder 55, a second piston 58, a second vane 59, and a second spring 60. The second cylinder 55 is arranged concentrically with the first cylinder 5. The second cylinder 55 is fitted into the second eccentric portion 4b of the shaft 4 so that a second working chamber 75 is formed between the outer peripheral surface of the second cylinder 55 and the inner peripheral surface of the second cylinder 55. A second piston 58 is arranged. A second vane groove 64 is formed in the second cylinder 55. The second vane groove 64 houses a second vane 59 having a tip that contacts the outer peripheral surface of the second piston 58. The second spring 60 is disposed in the second vane groove 64 so as to push the second vane 59 toward the second piston 58. The second working chamber 75 between the second cylinder 55 and the second piston 58 is partitioned by a second vane 59, thereby forming a second suction chamber 75a and a second compression-discharge chamber 75b. The refrigerant to be compressed is guided to the second working chamber 75 (second suction chamber 75a) through the second suction path 15 and the second suction port 77. A second discharge port 79 is formed in the upper bearing 6 so that the compressed refrigerant is guided from the second working chamber 75 (second compression-discharge chamber 75b) to the internal space 28 of the sealed container 1. The second discharge port 79 is provided with a discharge valve (not shown).

下軸受7は、第1圧縮機構3で圧縮された冷媒を受け入れることができる内部空間を有するマフラ23で覆われている。第1圧縮機構3の第1吐出ポート29は、下軸受7に形成されている。第1圧縮機構3で圧縮された冷媒がマフラ23の内部空間から密閉容器1の内部空間28へと移動するように、下軸受7、第1シリンダ5、中板53、第2シリンダ55及び上軸受6を貫通する流路26が形成されている。   The lower bearing 7 is covered with a muffler 23 having an internal space that can receive the refrigerant compressed by the first compression mechanism 3. The first discharge port 29 of the first compression mechanism 3 is formed in the lower bearing 7. The lower bearing 7, the first cylinder 5, the middle plate 53, the second cylinder 55, and the upper cylinder are moved so that the refrigerant compressed by the first compression mechanism 3 moves from the inner space of the muffler 23 to the inner space 28 of the sealed container 1. A flow path 26 penetrating the bearing 6 is formed.

第1偏心部4aの突出方向は、第2偏心部4bの突出方向と180度ずれている。つまり、第1ピストン8の位相が第2ピストン58の位相とシャフト4の回転角度で180度ずれている。   The protruding direction of the first eccentric portion 4a is shifted by 180 degrees from the protruding direction of the second eccentric portion 4b. That is, the phase of the first piston 8 is shifted by 180 degrees between the phase of the second piston 58 and the rotation angle of the shaft 4.

第1圧縮機構3に対して、第1吸入経路14を通じて冷媒が供給される。第2圧縮機構33に対して、第2吸入経路15を通じて冷媒が供給される。冷媒は、第1圧縮機構3又は第2圧縮機構33で圧縮され、密閉容器1の内部空間28に吐出される。第1吸入経路14及び第2吸入経路15は、それぞれ、アキュームレータ12に接続されている。なお、アキュームレータ12の内部又は外部において、吸入経路14及び15の一方が他方から分岐していてもよい。   A refrigerant is supplied to the first compression mechanism 3 through the first suction path 14. The refrigerant is supplied to the second compression mechanism 33 through the second suction path 15. The refrigerant is compressed by the first compression mechanism 3 or the second compression mechanism 33 and discharged into the internal space 28 of the sealed container 1. The first suction path 14 and the second suction path 15 are each connected to the accumulator 12. Note that one of the suction paths 14 and 15 may be branched from the other inside or outside the accumulator 12.

図9及び図10に示すように、第2圧縮機構33に帰還経路16は接続されていないので、第2圧縮機構33の吸入容積は常に一定である。第1圧縮機構3の吸入容積のみを変更できるように、帰還経路16が第1圧縮機構3にのみ接続されている。第1圧縮機構3の吸入容積のみを変更できるようにすることで、ロータリ圧縮機200の生産コストを抑制できる。もちろん、圧縮機構3及び33の各吸入容積を変更できるように、帰還経路16が圧縮機構3及び33のそれぞれに接続されていてもよい。   As shown in FIGS. 9 and 10, since the feedback path 16 is not connected to the second compression mechanism 33, the suction volume of the second compression mechanism 33 is always constant. The return path 16 is connected only to the first compression mechanism 3 so that only the suction volume of the first compression mechanism 3 can be changed. By allowing only the suction volume of the first compression mechanism 3 to be changed, the production cost of the rotary compressor 200 can be suppressed. Of course, the return path 16 may be connected to each of the compression mechanisms 3 and 33 so that the suction volumes of the compression mechanisms 3 and 33 can be changed.

本実施形態では、第1圧縮機構3がモータ2から遠い側に配置され、第2圧縮機構33がモータ2に近い側に配置されている。すなわち、シャフト4の軸方向に沿って、モータ2、第2圧縮機構33及び第1圧縮機構3がこの順番で並んでいる。第2圧縮機構33は、一定の吸入容積を有しているので、低容積モードにおいても大きい負荷トルクを必要とする。従って、第2圧縮機構33がモータ2から近い側に配置されていると、低容積モードでシャフト4に加わる荷重が軽減され、これにより、軸受6及び7等における損失を低減できる。また、低容積モードで小さい吸入容積を有する第1圧縮機構3が下側に配置されていると、圧縮された冷媒がマフラ23を通じて密閉容器1の内部空間28へと流れることによって発生する圧力損失を低減できる。ただし、第1圧縮機構3及び第2圧縮機構33の位置関係は、上記の関係に限定されない。   In the present embodiment, the first compression mechanism 3 is disposed on the side far from the motor 2, and the second compression mechanism 33 is disposed on the side close to the motor 2. That is, the motor 2, the second compression mechanism 33, and the first compression mechanism 3 are arranged in this order along the axial direction of the shaft 4. Since the second compression mechanism 33 has a constant suction volume, a large load torque is required even in the low volume mode. Therefore, when the second compression mechanism 33 is disposed on the side closer to the motor 2, the load applied to the shaft 4 in the low volume mode is reduced, and thereby the loss in the bearings 6 and 7 can be reduced. Further, when the first compression mechanism 3 having a small suction volume in the low volume mode is disposed on the lower side, the pressure loss caused by the compressed refrigerant flowing into the internal space 28 of the sealed container 1 through the muffler 23. Can be reduced. However, the positional relationship between the first compression mechanism 3 and the second compression mechanism 33 is not limited to the above relationship.

第1実施形態で説明したように、帰還ポート16pを180度の位置に形成した場合、第1圧縮機構3の吸入容積として、「V」又は「V/2」を選択できる。さらに、第2圧縮機構33の吸入容積が「V」のとき、圧縮機構3及び33の吸入容積の合計として、「2V」又は「1.5V」を選択できる。   As described in the first embodiment, when the return port 16p is formed at a position of 180 degrees, “V” or “V / 2” can be selected as the suction volume of the first compression mechanism 3. Furthermore, when the suction volume of the second compression mechanism 33 is “V”, “2 V” or “1.5 V” can be selected as the sum of the suction volumes of the compression mechanisms 3 and 33.

他方、帰還経路16を通じて第1作動室25から第1吸入経路14へと冷媒が戻ることを許容した低容積モードにおいて、第1圧縮機構3の吸入容積を実質的にゼロにすることもできる。具体的には、図11に示すように、帰還ポート16pが第1吐出ポート29に近い位置に形成されていてもよい。この構成によれば、低容積モードにおいて、第1吸入室25aに吸入された冷媒の略全部が圧縮されることなく帰還経路16を通じてアキュームレータ12に戻される。つまり、第1圧縮機構3の機能をキャンセルすることができる。低容積モードにおける圧縮機構3及び33の吸入容積の合計は、第2圧縮機構33の吸入容積Vに等しい。   On the other hand, in the low volume mode in which the refrigerant is allowed to return from the first working chamber 25 to the first suction path 14 through the return path 16, the suction volume of the first compression mechanism 3 can be made substantially zero. Specifically, as shown in FIG. 11, the return port 16 p may be formed at a position close to the first discharge port 29. According to this configuration, in the low volume mode, substantially all of the refrigerant sucked into the first suction chamber 25a is returned to the accumulator 12 through the return path 16 without being compressed. That is, the function of the first compression mechanism 3 can be canceled. The total suction volume of the compression mechanisms 3 and 33 in the low volume mode is equal to the suction volume V of the second compression mechanism 33.

なお、「第1圧縮機構3の吸入容積を実質的にゼロにする」とは、第1圧縮機構3の吸入容積が完全にゼロであることを必ずしも意味しない。例えば、高容積モードでの吸入容積がVであるとき、低容積モードでの吸入容積が{1−(1/2)1/2}V/2未満、好ましくはV/10未満となるように、帰還ポート16pの位置を決定することができる。この構成によれば、低容積モードで第1圧縮機構3が冷媒に対して圧縮仕事を行っておらず、その機能が失われていると言える。Note that “making the suction volume of the first compression mechanism 3 substantially zero” does not necessarily mean that the suction volume of the first compression mechanism 3 is completely zero. For example, when the suction volume in the high volume mode is V, the suction volume in the low volume mode is less than {1- (1/2) 1/2 } V / 2, preferably less than V / 10. The position of the return port 16p can be determined. According to this configuration, it can be said that the first compression mechanism 3 does not perform compression work on the refrigerant in the low volume mode, and the function is lost.

(第3実施形態)
図12に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機300は、第1実施形態のロータリ圧縮機100から逆止弁35を省略したものである。第1及び第2実施形態では、可変容積機構30が開閉弁32及び逆止弁35で構成されている。逆止弁35はデッドボリュームの低減に貢献するが、吸入容積の変更に直接関与していない。従って、本実施形態のように、可変容積機構30が開閉弁32だけで構成されていたとしても、圧縮機構3の吸入容積を変更することができる。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 12, the rotary compressor 300 of the present embodiment is obtained by omitting the check valve 35 from the rotary compressor 100 of the first embodiment. In the first and second embodiments, the variable volume mechanism 30 includes an on-off valve 32 and a check valve 35. The check valve 35 contributes to the reduction of the dead volume, but is not directly involved in the change of the suction volume. Therefore, even if the variable volume mechanism 30 is configured only by the on-off valve 32 as in the present embodiment, the suction volume of the compression mechanism 3 can be changed.

(第4実施形態)
図13に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機400は、可変容積機構30として、帰還ポート16pを直接開閉できる弁80(電磁弁80)を備えている。その他の構成は、第1実施形態の説明した通りである。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 13, the rotary compressor 400 of the present embodiment includes a valve 80 (electromagnetic valve 80) that can directly open and close the feedback port 16 p as the variable volume mechanism 30. Other configurations are as described in the first embodiment.

電磁弁80は、プランジャ81、コイル83及びハウジング85で構成されている。ハウジング85は、帰還経路16の上流部分としての内部流路85hと、作動室25に向かって開口している帰還ポート16pとを有している。プランジャ81は、内部流路85hに沿って前進及び後退できるようにハウジング85に収容されている。コイル83に通電すると、プランジャ81がシャフト4から遠ざかる方向に移動し、帰還ポート16pが開く。これにより、冷媒は、帰還経路16を通じて作動室25から吸入経路14へと戻ることができる。コイル83への通電を中止すると、プランジャ81がシャフト4に接近する方向に押し出され、プランジャ81の先端で帰還ポート16pが閉じられる。   The electromagnetic valve 80 includes a plunger 81, a coil 83, and a housing 85. The housing 85 has an internal flow path 85 h as an upstream portion of the return path 16 and a return port 16 p that opens toward the working chamber 25. The plunger 81 is accommodated in the housing 85 so as to advance and retract along the internal flow path 85h. When the coil 83 is energized, the plunger 81 moves away from the shaft 4 and the return port 16p is opened. Thereby, the refrigerant can return from the working chamber 25 to the suction path 14 through the return path 16. When energization of the coil 83 is stopped, the plunger 81 is pushed out in the direction approaching the shaft 4, and the return port 16 p is closed at the tip of the plunger 81.

低容積モードでは、コイル83に通電して帰還ポート16pを開く。高容積モードでは、コイル83への通電を中止して帰還ポート16pを閉じる。帰還ポート16pをプランジャ81で直接開閉するので、帰還ポート16pを閉じたときのデッドボリュームは概ねゼロである。すなわち、本実施形態の電磁弁80によれば、高容積モードと低容積モードとの切り替えだけでなく、高容積モードにおいて中間圧の冷媒が吸入室25aに逆流及び再膨張することも防止できる。また、本実施形態によれば、低容積モードで帰還ポート16pが常時開いた状態となるため、吸入ポート27及び帰還ポート16pの両方から吸入室25aに圧縮するべき冷媒を供給できる。このことは、吸入行程での圧力損失を低減する観点から好ましい。この効果は、第3及び第5実施形態でも得られる。   In the low volume mode, the coil 83 is energized to open the return port 16p. In the high volume mode, energization of the coil 83 is stopped and the return port 16p is closed. Since the return port 16p is directly opened and closed by the plunger 81, the dead volume when the return port 16p is closed is substantially zero. That is, according to the electromagnetic valve 80 of the present embodiment, not only switching between the high volume mode and the low volume mode but also preventing the intermediate-pressure refrigerant from flowing back and re-expanding into the suction chamber 25a in the high volume mode can be prevented. Further, according to the present embodiment, since the return port 16p is always open in the low volume mode, the refrigerant to be compressed can be supplied from both the suction port 27 and the return port 16p to the suction chamber 25a. This is preferable from the viewpoint of reducing the pressure loss in the suction stroke. This effect is also obtained in the third and fifth embodiments.

また、シャフト4の回転と同期して帰還ポート16pが開閉するようにソレノイド83を制御してもよい。すなわち、帰還ポート16pの開閉時期を調節することで、圧縮機構3の吸入容積を多段階で、又は連続的に変化させることができる。例えば、シャフト4の回転角度が0〜90度の期間において、帰還経路16に冷媒が流入できるようにコイル83に通電する。シャフト4の回転角度が90〜360度の期間において、コイル83への通電を中止する。このようにすれば、上記した高容積モード及び低容積モードに加えて、中容積モードでロータリ圧縮機400を運転できる。   Further, the solenoid 83 may be controlled so that the feedback port 16p opens and closes in synchronization with the rotation of the shaft 4. That is, by adjusting the opening / closing timing of the return port 16p, the suction volume of the compression mechanism 3 can be changed in multiple stages or continuously. For example, the coil 83 is energized so that the refrigerant can flow into the return path 16 during a period in which the rotation angle of the shaft 4 is 0 to 90 degrees. During the period in which the rotation angle of the shaft 4 is 90 to 360 degrees, the energization to the coil 83 is stopped. In this way, the rotary compressor 400 can be operated in the medium volume mode in addition to the high volume mode and the low volume mode described above.

(第5実施形態)
図14に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機500は、第1実施形態のロータリ圧縮機100のものと異なる構造の可変容積機構30を有している。その他の構成は、第1実施形態で説明した通りである。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 14, the rotary compressor 500 of this embodiment has a variable volume mechanism 30 having a structure different from that of the rotary compressor 100 of the first embodiment. Other configurations are as described in the first embodiment.

ロータリ圧縮機500は、可変容積機構30として、三方弁90、容積制御弁91及び高圧経路92を有している。帰還経路16は、圧縮機構3の内部(詳細には、シリンダ5の内部)に形成された上流部分16hと作動室25に向かって開口している帰還ポート16pとを有する。帰還ポート16pを開閉できるように、上流部分16hに容積制御弁91が配置されている。高圧経路92は、三方弁90に接続された一端と、オイル溜り22に接続された他端とを有する。高圧経路92は、圧縮された冷媒の圧力に等しい圧力を容積制御弁91に供給するための経路である。本実施形態のロータリ圧縮機500は、圧縮された冷媒で密閉容器1の内部空間28が満たされる、いわゆる高圧シェル型の圧縮機である。オイル溜り22には、圧縮された冷媒の圧力に略等しい圧力を有するオイルが保持されている。三方弁90は、吸入経路14と高圧経路92とのいずれかを帰還経路16の上流部分16hに接続できるように構成されている。三方弁90を制御することにより、高容積モードと低容積モードとのいずれかのモードでロータリ圧縮機500を運転できる。   The rotary compressor 500 includes a three-way valve 90, a volume control valve 91, and a high-pressure path 92 as the variable volume mechanism 30. The return path 16 has an upstream portion 16 h formed inside the compression mechanism 3 (specifically, inside the cylinder 5) and a return port 16 p that opens toward the working chamber 25. A volume control valve 91 is disposed in the upstream portion 16h so that the return port 16p can be opened and closed. The high pressure path 92 has one end connected to the three-way valve 90 and the other end connected to the oil reservoir 22. The high-pressure path 92 is a path for supplying the volume control valve 91 with a pressure equal to the pressure of the compressed refrigerant. The rotary compressor 500 of the present embodiment is a so-called high pressure shell type compressor in which the internal space 28 of the sealed container 1 is filled with a compressed refrigerant. The oil reservoir 22 holds oil having a pressure substantially equal to the pressure of the compressed refrigerant. The three-way valve 90 is configured to connect either the suction path 14 or the high-pressure path 92 to the upstream portion 16 h of the return path 16. By controlling the three-way valve 90, the rotary compressor 500 can be operated in either the high volume mode or the low volume mode.

図15A及び図15Bに示すように、容積制御弁91は、プランジャ96及びバネ97を含む。プランジャ96は、帰還ポート16pに向かい合っている底面を有する筒の形状を有しており、筒状の上流部分16hにスライドできるように配置されている。バネ97は、プランジャ96の内側に結合されており、プランジャ96に対し、帰還ポート16pから離れる方向の力を付与している。帰還経路16の上流部分16hには、溝16gがプランジャ96の外周面に沿って形成されている。溝16gは、プランジャ96のスライド方向に沿って延びているとともに、スライド方向に関して、プランジャ96の長さよりも長い寸法を有する。   As shown in FIGS. 15A and 15B, the volume control valve 91 includes a plunger 96 and a spring 97. The plunger 96 has a cylindrical shape having a bottom surface facing the return port 16p, and is arranged so as to be slidable into the cylindrical upstream portion 16h. The spring 97 is coupled to the inside of the plunger 96, and applies a force in a direction away from the return port 16p to the plunger 96. A groove 16 g is formed along the outer peripheral surface of the plunger 96 in the upstream portion 16 h of the return path 16. The groove 16g extends along the sliding direction of the plunger 96 and has a dimension longer than the length of the plunger 96 in the sliding direction.

図15Aに示すように、低容積モードでは、吸入経路14が帰還経路16の上流部分16hに連通するように三方弁90を制御する。すると、プランジャ96が帰還ポート16pから離れ、帰還ポート16p及び溝16gを通じて、作動室25から帰還経路16へと冷媒が流れることができる。すなわち、三方弁90によって吸入経路14が帰還経路16の上流部分16hに接続されているときに容積制御弁91が開いて作動室25から吸入経路14への冷媒の流れが許容される。   As shown in FIG. 15A, in the low volume mode, the three-way valve 90 is controlled so that the suction path 14 communicates with the upstream portion 16 h of the return path 16. Then, the plunger 96 is separated from the return port 16p, and the refrigerant can flow from the working chamber 25 to the return path 16 through the return port 16p and the groove 16g. That is, when the suction path 14 is connected to the upstream portion 16 h of the return path 16 by the three-way valve 90, the volume control valve 91 is opened to allow the refrigerant to flow from the working chamber 25 to the suction path 14.

他方、図15Bに示すように、高容積モードでは、高圧経路92が帰還経路16の上流部分16hに連通するように三方弁90を制御する。すると、オイル溜り22のオイルの圧力がプランジャ96の背面に作用し、バネ97の力よりも大きい力でプランジャ96が帰還ポート16pに押し付けられ、作動室25から帰還経路16へと冷媒が流れることができない状態となる。すなわち、三方弁90によって高圧経路92が帰還経路16の上流部分16hに接続されているときに容積制御弁91が閉じて作動室25から吸入経路14への冷媒の流れが禁止される。   On the other hand, as shown in FIG. 15B, in the high volume mode, the three-way valve 90 is controlled so that the high-pressure path 92 communicates with the upstream portion 16h of the return path 16. Then, the pressure of the oil in the oil reservoir 22 acts on the back surface of the plunger 96, the plunger 96 is pressed against the return port 16 p with a force larger than the force of the spring 97, and the refrigerant flows from the working chamber 25 to the return path 16. It becomes a state that can not be. That is, when the high-pressure path 92 is connected to the upstream portion 16 h of the return path 16 by the three-way valve 90, the volume control valve 91 is closed and the refrigerant flow from the working chamber 25 to the suction path 14 is prohibited.

第1実施形態で説明したように、逆止弁35を採用した場合は、逆止弁35がシャフト4の回転に同期して開閉する。これに対し、本実施形態で採用された容積制御弁91は、常に開いた状態、又は常に閉じた状態となる。そのため、振動、騒音及び圧力損失の低減に有利である。また、本実施形態においても、容積制御弁91が帰還ポート16pを直接開閉するように構成されているので、デッドボリュームの問題を解決できる。   As described in the first embodiment, when the check valve 35 is employed, the check valve 35 opens and closes in synchronization with the rotation of the shaft 4. On the other hand, the volume control valve 91 employed in the present embodiment is always open or always closed. Therefore, it is advantageous for reducing vibration, noise and pressure loss. Also in this embodiment, since the volume control valve 91 is configured to directly open and close the feedback port 16p, the problem of dead volume can be solved.

本実施形態において、高圧経路92は、オイル溜り22に接続された(開口した)一端を有する。容積制御弁91に高圧を供給する目的を達成するためには、高圧経路92の一端は、密閉容器1の内部空間28のどの部分に接続されていてもよい。また、ロータリ圧縮機500を冷凍サイクル装置に使用した場合には、高圧経路92が冷媒回路の高圧部分(例えば、ロータリ圧縮機500と放熱器との間の部分)に接続されていてもよい。ただし、本実施形態によれば、プランジャ96に高圧を作用させて容積制御弁91を閉じる場合に、オイルによるシール効果が得られる。このことは、冷媒の漏れによる効率の低下を防止する観点で好ましい。本実施形態によれば、帰還経路16の上流部分16hに液冷媒が蓄積して冷媒量が不足することを防止できる。帰還経路16の上流部分16hがオイルで満たされていたとしても、温度変化に対するオイルの体積変化は小さい。そのため、帰還経路16の上流部分16hにオイルが閉じ込められた状態でロータリ圧縮機500を停止しても不具合は生じない。もちろん、吸入経路14が帰還経路16の上流部分16hに連通した状態でロータリ圧縮機500を停止してもよい。   In the present embodiment, the high-pressure path 92 has one end connected (opened) to the oil reservoir 22. In order to achieve the purpose of supplying high pressure to the volume control valve 91, one end of the high pressure path 92 may be connected to any part of the internal space 28 of the sealed container 1. Further, when the rotary compressor 500 is used in a refrigeration cycle apparatus, the high pressure path 92 may be connected to a high pressure portion of the refrigerant circuit (for example, a portion between the rotary compressor 500 and the radiator). However, according to the present embodiment, when the volume control valve 91 is closed by applying a high pressure to the plunger 96, an oil sealing effect can be obtained. This is preferable from the viewpoint of preventing a decrease in efficiency due to refrigerant leakage. According to the present embodiment, it is possible to prevent liquid refrigerant from accumulating in the upstream portion 16h of the return path 16 and insufficient refrigerant amount. Even if the upstream portion 16h of the return path 16 is filled with oil, the volume change of the oil with respect to the temperature change is small. Therefore, even if the rotary compressor 500 is stopped in a state where the oil is confined in the upstream portion 16h of the return path 16, no malfunction occurs. Of course, the rotary compressor 500 may be stopped in a state where the suction path 14 communicates with the upstream portion 16 h of the return path 16.

(第6実施形態)
図16に示すように、本実施形態のスクロール圧縮機600は、スクロール圧縮機構603を備えている。圧縮機構603は、旋回スクロール607、固定スクロール608、オルダムリング611、軸受部材610及びマフラ616を備えている。旋回スクロール607及び固定スクロール608は、それぞれ、渦巻き形状のラップ627及び628を有する。ラップ627とラップ628との間には、三日月形状の作動室612が形成されている。旋回スクロール607は、シャフト4の偏心軸4aに嵌合されているとともに、オルダムリング611によってその自転運動が禁止されている。固定スクロール608の中央部には、吐出ポート638が形成されている。固定スクロール608及び軸受部材610には、これらを貫通するように流路617が形成されている。
(Sixth embodiment)
As shown in FIG. 16, the scroll compressor 600 of this embodiment includes a scroll compression mechanism 603. The compression mechanism 603 includes an orbiting scroll 607, a fixed scroll 608, an Oldham ring 611, a bearing member 610, and a muffler 616. The orbiting scroll 607 and the fixed scroll 608 have spiral wraps 627 and 628, respectively. A crescent-shaped working chamber 612 is formed between the wrap 627 and the wrap 628. The orbiting scroll 607 is fitted to the eccentric shaft 4 a of the shaft 4, and its rotation motion is prohibited by the Oldham ring 611. A discharge port 638 is formed at the center of the fixed scroll 608. A passage 617 is formed in the fixed scroll 608 and the bearing member 610 so as to penetrate therethrough.

シャフト4が回転すると、ラップ627がラップ628に噛み合いながら旋回スクロール607が旋回運動を行う。作動室612が外側から内側に移動しながらその容積を縮小する。これにより、吸入経路14から吸入された冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、吐出ポート638、マフラ616の内部空間619及び流路617をこの順に経由して密閉容器1の内部空間28に吐出される。内部空間28に吐出された冷媒は、その後、吐出経路11を通じて圧縮機600の外部へと導かれる。   When the shaft 4 rotates, the orbiting scroll 607 performs an orbiting motion while the wrap 627 is engaged with the wrap 628. The working chamber 612 reduces its volume while moving from the outside to the inside. As a result, the refrigerant sucked from the suction passage 14 is compressed. The compressed refrigerant is discharged to the internal space 28 of the sealed container 1 through the discharge port 638, the internal space 619 of the muffler 616, and the flow path 617 in this order. Thereafter, the refrigerant discharged into the internal space 28 is guided to the outside of the compressor 600 through the discharge path 11.

スクロール圧縮機600は、第1実施形態で説明した可変容積機構30を有している。本実施形態では、帰還経路16の上流部分16hが圧縮機構603の内部、詳細には、固定スクロール608の内部に形成されている。固定スクロール608には、また、作動室612を帰還経路16に連通できるように帰還ポート16pが形成されている。逆止弁35は、帰還ポート16pを開閉できるように固定スクロール608に取り付けられている。ロータリ圧縮機100と同じように、帰還ポート16pの位置に応じて、高容積モードでの吸入容積に対する低容積モードでの吸入容積の比率が変化する。   The scroll compressor 600 has the variable volume mechanism 30 described in the first embodiment. In the present embodiment, the upstream portion 16 h of the return path 16 is formed inside the compression mechanism 603, specifically, inside the fixed scroll 608. The fixed scroll 608 is also provided with a return port 16p so that the working chamber 612 can communicate with the return path 16. The check valve 35 is attached to the fixed scroll 608 so that the return port 16p can be opened and closed. Similar to the rotary compressor 100, the ratio of the suction volume in the low volume mode to the suction volume in the high volume mode changes according to the position of the return port 16p.

可変容積機構30の構成及び動作は、第1実施形態で説明した通りである。高容積モードと低容積モードとを相互に切り替えるときの制御についても、第1実施形態で説明した通りである。従って、スクロール圧縮機600によれば、ロータリ圧縮機100と同じ効果が得られる。なお、本実施形態では、アキュームレータが設けられておらず、圧縮機構603の近くで帰還経路16が吸入経路14に直接接続されている。ただし、先のいくつかの実施形態と同様に、アキュームレータが設けられていてもよい。   The configuration and operation of the variable volume mechanism 30 are as described in the first embodiment. The control when switching between the high volume mode and the low volume mode is also as described in the first embodiment. Therefore, according to the scroll compressor 600, the same effect as the rotary compressor 100 is acquired. In this embodiment, no accumulator is provided, and the return path 16 is directly connected to the suction path 14 near the compression mechanism 603. However, an accumulator may be provided as in some previous embodiments.

(第7実施形態)
図17に示すように、本実施形態のスクロール圧縮機700は、三方弁90、容積制御弁91及び高圧経路92を含む可変容積機構30、すなわち、第5実施形態で説明した可変容積機構30を有している。第6実施形態で説明したように、帰還経路16の上流部分16h及び帰還ポート16pは、固定スクロール608に形成されている。容積制御弁91は、帰還ポート16pを開閉できるように固定スクロール608に取り付けられている。スクロール圧縮機700において、可変容積機構30の構成及び動作は、第5実施形態で説明した通りである。高容積モードと低容積モードとを相互に切り替えるときの制御についても、第5実施形態で説明した通りである。従って、スクロール圧縮機700によれば、ロータリ圧縮機500と同じ効果が得られる。
(Seventh embodiment)
As shown in FIG. 17, the scroll compressor 700 of this embodiment includes the variable volume mechanism 30 including the three-way valve 90, the volume control valve 91, and the high pressure path 92, that is, the variable volume mechanism 30 described in the fifth embodiment. Have. As described in the sixth embodiment, the upstream portion 16 h and the return port 16 p of the return path 16 are formed in the fixed scroll 608. The volume control valve 91 is attached to the fixed scroll 608 so that the return port 16p can be opened and closed. In the scroll compressor 700, the configuration and operation of the variable volume mechanism 30 are as described in the fifth embodiment. The control when switching between the high volume mode and the low volume mode is also as described in the fifth embodiment. Therefore, according to the scroll compressor 700, the same effect as the rotary compressor 500 is acquired.

その他、図12及び図13を参照して説明した構成をスクロール圧縮機に適用することも可能である。   In addition, the configuration described with reference to FIGS. 12 and 13 can be applied to the scroll compressor.

(応用実施形態)
図18に示すように、ロータリ圧縮機100を使用して冷凍サイクル装置800を構築できる。冷凍サイクル装置800は、ロータリ圧縮機100、放熱器802、膨張機構804及び蒸発器806を備えている。これらの機器は、冷媒回路を形成するように冷媒管によって上記の順番で接続されている。放熱器802は、例えば空気−冷媒熱交換器で構成されており、ロータリ圧縮機100で圧縮された冷媒を冷却する。膨張機構804は、例えば膨張弁で構成されており、放熱器802で冷却された冷媒を膨張させる。蒸発器806は、例えば空気−冷媒熱交換器で構成されており、膨張機構804で膨張した冷媒を加熱する。第1実施形態のロータリ圧縮機100に代えて、第2〜第5実施形態の圧縮機200,300,400,500,600又は700を使用してもよい。
(Application embodiment)
As shown in FIG. 18, a refrigeration cycle apparatus 800 can be constructed using a rotary compressor 100. The refrigeration cycle apparatus 800 includes a rotary compressor 100, a radiator 802, an expansion mechanism 804, and an evaporator 806. These devices are connected in the above order by refrigerant pipes so as to form a refrigerant circuit. The radiator 802 is configured by, for example, an air-refrigerant heat exchanger, and cools the refrigerant compressed by the rotary compressor 100. The expansion mechanism 804 is composed of an expansion valve, for example, and expands the refrigerant cooled by the radiator 802. The evaporator 806 is composed of, for example, an air-refrigerant heat exchanger, and heats the refrigerant expanded by the expansion mechanism 804. Instead of the rotary compressor 100 of the first embodiment, the compressors 200, 300, 400, 500, 600, or 700 of the second to fifth embodiments may be used.

(その他)
本明細書で説明したいくつかの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で相互に組み合わせることができる。例えば、第1実施形態で説明した逆止弁35を第5実施形態で説明した三方弁90と組み合わせても、第1実施形態で説明した効果が得られる。
(Other)
The several embodiments described in this specification can be combined with each other without departing from the scope of the invention. For example, even if the check valve 35 described in the first embodiment is combined with the three-way valve 90 described in the fifth embodiment, the effects described in the first embodiment can be obtained.

また、ロータリ圧縮機100の起動時において、帰還経路16を通じて作動室25から吸入経路14へと冷媒が戻ることを許容するように可変容積機構30を制御することもできる。つまり、起動時に一時的に低容積モードでロータリ圧縮機100を運転する。   In addition, when the rotary compressor 100 is started, the variable volume mechanism 30 can be controlled so as to allow the refrigerant to return from the working chamber 25 to the suction path 14 through the return path 16. That is, the rotary compressor 100 is temporarily operated in the low volume mode at the time of startup.

本発明は、給湯機、温水暖房装置及び空気調和装置等に利用できる冷凍サイクル装置の圧縮機に有用である。本発明は、特に、幅広い能力が要求される空気調和装置の圧縮機に有用である。

INDUSTRIAL APPLICATION This invention is useful for the compressor of the refrigerating-cycle apparatus which can be utilized for a water heater, a warm water heating apparatus, an air conditioning apparatus etc. The present invention is particularly useful for a compressor of an air conditioner that requires a wide range of capabilities.

Claims (14)

作動室を有する圧縮機構と、
前記圧縮機構を動かすモータと、
圧縮するべき作動流体を前記作動室に導く吸入経路と、
前記作動室から前記吸入経路へと作動流体を戻す帰還経路と、
前記帰還経路に設けられ、前記圧縮機構の吸入容積を相対的に小さくすべきときには前記帰還経路を通じて前記作動室から前記吸入経路へと作動流体が戻ることを許容し、前記吸入容積を相対的に大きくすべきときには前記帰還経路を通じて前記作動室から前記吸入経路へと作動流体が戻ることを禁止する可変容積機構と、
前記モータを駆動するインバータと、
前記吸入容積の減少を前記モータの回転数の増加で補償するように前記可変容積機構及び前記インバータを制御する制御部と、
を備えた、容積型圧縮機。
A compression mechanism having a working chamber;
A motor for moving the compression mechanism;
A suction path for leading the working fluid to be compressed to the working chamber;
A return path for returning the working fluid from the working chamber to the suction path;
When the suction volume of the compression mechanism, which is provided in the return path, should be relatively small, the working fluid is allowed to return from the working chamber to the suction path through the return path, and the suction volume is relatively set. A variable volume mechanism that inhibits working fluid from returning from the working chamber to the suction path through the return path when it should be increased;
An inverter for driving the motor;
A control unit that controls the variable volume mechanism and the inverter so as to compensate for a decrease in the suction volume by an increase in the rotation speed of the motor;
A positive displacement compressor.
前記帰還経路を通じて前記作動室から前記吸入経路へと作動流体が戻ることを禁止した高容積モードで運転中に前記モータの回転数が第1回転数以下に低下した場合、又は前記高容積モードで前記モータの回転数を前記第1回転数まで下げたとしても作動流体の流量が過剰である場合に、前記制御部は、前記吸入容積を減らすための前記可変容積機構に関する処理と前記モータの回転数を上げるための前記インバータに関する処理とを実行する、請求項1に記載の容積型圧縮機。   When the rotational speed of the motor drops below the first rotational speed during operation in the high volume mode in which the working fluid is prohibited from returning from the working chamber to the suction path through the return path, or in the high volume mode Even when the rotational speed of the motor is reduced to the first rotational speed, when the flow rate of the working fluid is excessive, the control unit performs processing related to the variable volume mechanism for reducing the suction volume and rotation of the motor. The positive displacement compressor according to claim 1, wherein the processing related to the inverter for increasing the number is executed. 前記制御部は、前記吸入容積の増加を前記モータの回転数の減少で補償するように前記可変容積機構及び前記インバータを制御する、請求項1に記載の容積型圧縮機。   The positive displacement compressor according to claim 1, wherein the control unit controls the variable volume mechanism and the inverter so as to compensate for an increase in the suction volume by a decrease in the rotation speed of the motor. 前記帰還経路を通じて前記作動室から前記吸入経路へと作動流体が戻ることを許容した低容積モードで運転中に前記モータの回転数が第2回転数以上に上昇した場合、又は前記低容積モードで前記モータの回転数を前記第2回転数まで上げたとしても作動流体の流量が足りない場合に、前記制御部は、前記吸入容積を増やすための前記可変容積機構に関する処理と前記モータの回転数を下げるための前記インバータに関する処理とを実行する、請求項3に記載の容積型圧縮機。   When the rotational speed of the motor rises above the second rotational speed during operation in the low volume mode that allows the working fluid to return from the working chamber to the suction path through the return path, or in the low volume mode Even when the rotational speed of the motor is increased to the second rotational speed, when the flow rate of the working fluid is insufficient, the control unit performs processing related to the variable volume mechanism for increasing the suction volume and the rotational speed of the motor. The positive displacement compressor according to claim 3, wherein a process related to the inverter for lowering is performed. 前記帰還経路を通じて前記作動室から前記吸入経路へと作動流体が戻ることを禁止した高容積モードで運転中に前記モータの回転数が第1回転数以下に低下した場合、又は前記高容積モードで前記モータの回転数を前記第1回転数まで下げたとしても作動流体の流量が過剰である場合に、前記制御部は、前記吸入容積を減らすための前記可変容積機構に関する処理と前記モータの回転数を上げるための前記インバータに関する処理とを実行し、
前記帰還経路を通じて前記作動室から前記吸入経路へと作動流体が戻ることを許容した低容積モードで運転中に前記モータの回転数が第2回転数以上に上昇した場合、又は前記低容積モードで前記モータの回転数を前記第2回転数まで上げたとしても作動流体の流量が足りない場合に、前記制御部は、前記吸入容積を増やすための前記可変容積機構に関する処理と前記モータの回転数を下げるための前記インバータに関する処理とを実行する、請求項3に記載の容積型圧縮機。
When the rotational speed of the motor drops below the first rotational speed during operation in the high volume mode in which the working fluid is prohibited from returning from the working chamber to the suction path through the return path, or in the high volume mode Even when the rotational speed of the motor is reduced to the first rotational speed, when the flow rate of the working fluid is excessive, the control unit performs processing related to the variable volume mechanism for reducing the suction volume and rotation of the motor. Processing for the inverter to increase the number,
When the rotational speed of the motor rises above the second rotational speed during operation in the low volume mode that allows the working fluid to return from the working chamber to the suction path through the return path, or in the low volume mode Even when the rotational speed of the motor is increased to the second rotational speed, when the flow rate of the working fluid is insufficient, the control unit performs processing related to the variable volume mechanism for increasing the suction volume and the rotational speed of the motor. The positive displacement compressor according to claim 3, wherein a process related to the inverter for lowering is performed.
前記第1回転数が30Hz以下の回転数に設定されている、請求項2又は5に記載の容積型圧縮機。   The positive displacement compressor according to claim 2 or 5, wherein the first rotational speed is set to a rotational speed of 30 Hz or less. 作動流体を保持できる内部空間を有し、前記吸入経路及び前記帰還経路が接続されたアキュームレータをさらに備え、
前記アキュームレータの前記内部空間を介して、前記帰還経路が前記吸入経路に接続されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の容積型圧縮機。
An accumulator having an internal space capable of holding a working fluid and connected to the suction path and the return path;
The positive displacement compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein the return path is connected to the suction path via the internal space of the accumulator.
前記制御部は、当該容積型圧縮機の起動時において、前記帰還経路を通じて前記作動室から前記吸入経路へと作動流体が戻ることを許容するように前記可変容積機構を制御する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の容積型圧縮機。   The control unit controls the variable volume mechanism to allow the working fluid to return from the working chamber to the suction path through the return path when the positive displacement compressor is started. The positive displacement compressor according to any one of 7. 前記可変容積機構が、前記帰還経路に設けられた開閉弁を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の容積型圧縮機。   The positive displacement compressor according to any one of claims 1 to 8, wherein the variable displacement mechanism includes an on-off valve provided in the return path. 前記帰還経路が、前記圧縮機構の内部に形成された上流部分を含み、
前記可変容積機構が、前記上流部分に設けられた逆止弁をさらに含み、
前記逆止弁によって、前記帰還経路から前記作動室への作動流体の流れが阻止されている、請求項9に記載の容積型圧縮機。
The return path includes an upstream portion formed within the compression mechanism;
The variable volume mechanism further includes a check valve provided in the upstream portion,
The positive displacement compressor according to claim 9, wherein a flow of the working fluid from the return path to the working chamber is blocked by the check valve.
前記帰還経路が、前記圧縮機構の内部に形成された上流部分を含み、
前記可変容積機構が、三方弁と、前記上流部分に設けられた容積制御弁と、圧縮された作動流体の圧力に等しい圧力を前記容積制御弁に供給する高圧経路と、を含み、
前記三方弁は、前記吸入経路及び前記高圧経路のいずれかを前記帰還経路の前記上流部分に接続するように構成されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の容積型圧縮機。
The return path includes an upstream portion formed within the compression mechanism;
The variable volume mechanism includes a three-way valve, a volume control valve provided in the upstream portion, and a high-pressure path for supplying a pressure equal to the pressure of the compressed working fluid to the volume control valve;
The positive displacement compressor according to any one of claims 1 to 8, wherein the three-way valve is configured to connect either the suction path or the high-pressure path to the upstream portion of the return path. .
前記容積制御弁がプランジャ及びバネを含み、
前記三方弁によって前記高圧経路が前記帰還経路の前記上流部分に接続されているときに前記容積制御弁が閉じて前記作動室から前記吸入経路への作動流体の流れが禁止され、
前記三方弁によって前記吸入経路が前記帰還経路の前記上流部分に接続されているときに前記容積制御弁が開いて前記作動室から前記吸入経路への作動流体の流れが許容される、請求項11に記載の容積型圧縮機。
The volume control valve includes a plunger and a spring;
When the high-pressure path is connected to the upstream portion of the return path by the three-way valve, the volume control valve is closed and the flow of working fluid from the working chamber to the suction path is prohibited,
12. The volume control valve opens to allow the flow of working fluid from the working chamber to the suction path when the suction path is connected to the upstream portion of the return path by the three-way valve. The positive displacement compressor described in 1.
前記圧縮機構は、シリンダと、自身の外周面と前記シリンダの内周面との間に前記作動室が形成されるように前記シリンダの内部に配置されたピストンと、前記作動室を吸入室と圧縮−吐出室とに仕切るベーンとを有するロータリ圧縮機構であり、
前記シリンダを第1シリンダ、前記ピストンを第1ピストン、前記ベーンを第1ベーン、前記作動室を第1作動室、前記圧縮機構を第1圧縮機構と定義したとき、
当該容積型圧縮機は、第2シリンダ、第2ピストン及び第2ベーンを有し、かつ前記第1圧縮機構と共通の前記モータによって前記第2ピストンが動かされる第2圧縮機構をさらに備え、
前記第2圧縮機構の吸入容積が一定であり、
前記第1圧縮機構の前記吸入容積のみを変更できるように、前記帰還経路が前記第1圧縮機構にのみ接続されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の容積型圧縮機。
The compression mechanism includes a cylinder, a piston disposed inside the cylinder such that the working chamber is formed between an outer peripheral surface of the cylinder and an inner peripheral surface of the cylinder, and the working chamber as a suction chamber. A rotary compression mechanism having a vane partitioning into a compression-discharge chamber;
When the cylinder is defined as a first cylinder, the piston as a first piston, the vane as a first vane, the working chamber as a first working chamber, and the compression mechanism as a first compression mechanism,
The positive displacement compressor further includes a second compression mechanism having a second cylinder, a second piston, and a second vane, and the second piston being moved by the motor common to the first compression mechanism,
The suction volume of the second compression mechanism is constant;
The positive displacement compressor according to any one of claims 1 to 12, wherein the return path is connected only to the first compression mechanism so that only the suction volume of the first compression mechanism can be changed.
前記帰還経路を通じて前記第1作動室から前記吸入経路へと作動流体が戻ることを許容した低容積モードにおいて、前記第1圧縮機構の前記吸入容積が実質的にゼロである、請求項13に記載の容積型圧縮機。   The suction volume of the first compression mechanism is substantially zero in a low volume mode that allows working fluid to return from the first working chamber to the suction path through the return path. Positive displacement compressor.
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