压缩机与空气调节器的制作方法

专利名称：压缩机与空气调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种功率可变型压缩机以及具有该压缩机的空气调节器的发明，涉及节能与多级功率控制技术。
近年来，为了防止空气调节器致冷、供暖时室温超出规定或上下波动，主要是根据使用侧(室内热交换器)的功率要求，对热源侧(压缩机)进行功率控制。压缩机的功率控制方法大多采用变频装置，变换交流电频率，从而对压缩机的驱动转数进行线性控制。采用这种方法，可使压缩机的功率从0～额定点任意变动，所以基本上能实现对空调的完全控制。但是，采用变频装置存在不少问题，如无法避免因变频而造成的能源浪费，会向周围发射无益的电磁波，大型装置成本太高等等。
因此，日本特开平8-247560号等公报提出了一种功率可变型定速压缩机，即采用内装定速驱动压缩装置的定速压缩机，同时通过节能装置或致冷剂返回回路进行功率控制。所谓节能装置是在压缩装置的气缸侧壁附设阀装置，通过打开该阀装置，使得例如压缩冲程的前半冲程不进行压缩。所谓通过致冷剂返回回路是，例如在压缩机的排出侧致冷剂回路与吸入侧致冷剂回路之间设置支路，通过打开设置于该支路的阀装置，使一部分压缩后的致冷剂在吸入侧致冷剂回路中循环。
如将功率可变型定速压缩机与通常的定速压缩机组合起来，让两个压缩机各自运转或停止，或者采用节能装置或致冷剂返回回路，便可以实现多级功率控制。例如功率可变型定速压缩机的额定功率为4马力，定速压缩机的额定功率为6马力，功率可变型定速压缩机通过节能装置减少的功率为2马力，通过致冷剂返回回路减少的功率为1马力，则可在1～10马力的范围内，以1马力为单位(即10级)进行功率切换。
但是，上述致冷剂返回回路一打开，一部分压缩后的致冷剂就在吸入侧致冷剂回路中循环，所以压缩机要做无用的压缩功。例如，在以9马力的功率运转时，致冷剂返回回路要做1马力的无用压缩功，因此能源的消耗与以10马力的功率运转时大致相同。这样，消耗的能源与变频装置相同甚至更多，这就构成了难以采用功率可变型定速压缩机的主要原因。另外，也考虑过不设致冷剂返回回路，光用节能装置进行功率控制，但是在这种青况下，用上述压缩机结构只能以2马力为单位(即5级)进行功率切换。因此，在空气调节器使用侧的功率要求较小(例如1～3马力左右)时，就会造成室温超出规定或上下波动，可能有损空调用户的舒适感。
本发明是鉴于上述情况而开发完成的，目的是提供一种能降低能源消耗，同时实现多级功率控制的压缩机以及具有该压缩机的空气调节器。
根据本发明的第一实施形式，本发明为具有多个由在气缸内偏心转动的转子以及与该转子外周面滑接、分隔吸入空间与压缩空间的的叶片构成的压缩元件的多转子型压缩机，其特征是具有由使一个压缩元件的压缩空间与另外的压缩元件的吸入空间在所定的相位连通的通道，阻断流体在该通道内流通的断流阀，以及设置于该通道、使流体只能朝一个方向通过的单向阀构成的节能装置。
根据本发明，节能装置的断流阀一关闭，各压缩元件全部进行压缩，压缩机按额定功率运转。断流阀一打开，由于设置于通道的单向阀的作用，流体只从一个压缩元件的压缩空间流向另外的压缩元件的吸入空间，压缩机在节能状态下运转。
上述第一实施形式的压缩机也可以设计为多个压缩元件的排除容积互不相同。
上述压缩机至少设有一个上述压缩元件，并有使该压缩元件的吸入空间与压缩空间连通的压缩停止装置。由于具有这样的结构，在压缩停止装置不工作时，各压缩元件全部进行压缩，压缩机以额定功率运转。在某个压缩元件所设的压缩停止装置工作时，该压缩元件就完全不进行压缩，压缩机便在减去与该压缩元件排除容积相应功率的状态下运转。
上述第一实施形式的压缩机具有由使一个压缩元件的压缩空间与另外的压缩元件的吸入空间在所定的相位连通的通道、阻断流体在该通道内流通的断流阀、以及设置于该通道并使流体只能朝一个方向通过的单向阀构成的节能装置，以及至少在一个上述压缩元件所设的使该压缩元件的吸入空间与压缩空间连通的压缩停止装置。
根据这样的结构，通过节能装置与压缩停止装置工作状态的配合，压缩机可以额定功率运转，也可以在多级降低功率的状态下运转。
根据本发明的第二实施形式，本发明为具备有多个由在气缸内偏心转动的转子以及与该转子外周面滑接、分隔吸入空间与压缩空间的的叶片构成的压缩元件的多转子型压缩机的空气调节器，其特征该压缩机是具有由使一个压缩元件的压缩空间与另外的压缩元件的吸入空间在所定的相位连通的通道，阻断流体在该通道内流通的断流阀，以及设置于该通道、使流体只能朝一个方向通过的单向阀构成的节能装置。
上述压缩机也可以设计为多个压缩元件的排除容积互不相同。
另外，上述压缩机至少设有一个上述压缩元件，并有使该压缩元件的吸入空间与压缩空间连通的压缩停止装置。还有，上述压缩机具有由使一个压缩元件的压缩空间与另外的压缩元件的吸入空间在所定的相位连通的通道、阻断流体在该通道内流通的断流阀、以及设置于该通道并使流体只能朝一个方向通过的单向阀构成的节能装置，以及至少在一个上述压缩元件所设的使该压缩元件的吸入空间与压缩空间连通的压缩停止装置。
根据本发明第二实施方式的空调装置，例如在室外机内配置具有两个压缩元件的定速压缩机，在该定速压缩机中设有使致冷剂在两个压缩元件之间移动的节能装置，每个压缩元件各设压缩停止装置。这样，通过对两个定速压缩机进行驱动控制，以及对节能装置与压缩停止装置进行驱动控制，便可以不设置构成能源浪费重要原因的致冷剂返回回路而实现多级功率控制。


图1是表示本发明空气调节器第一实施形式的致冷剂回路与电气线路图。
图2是表示图1所示压缩机所具的节能装置结构的半截纵截面图。
图3是图2中的A-A截面图。
图4是表示图1所示压缩机所具的压缩停止装置不工作状态的半截横截面图。
图5是表示图4所示的压缩停止装置工作状态的半截横截面图。
图6是表示压缩机作用的模式图。
图7是表示压缩机作用的模式图。
图8是表示压缩机作用的模式图。
图9是表示压缩机作用的模式图。
图10是表示压缩机作用的模式图。
图11是表示压缩机作用的模式图。
图12是表示压缩机作用的模式图。
图13是表示压缩机作用的模式图。
图14是表示目标压缩功与各装置动作之间关系的示意图。
图15是表示本发明空气调节器第二实施形式的致冷剂回路与电气线路图。
图16是表示图15所示压缩机所具的节能装置工作状态的半截纵截面图。
图17是表示图16所示的节能装置不工作状态的半截纵截面图。
图18是表示压缩机作用的模式图。
图19是表示压缩机作用的模式图。
图20是表示压缩机作用的模式图。
图21是表示压缩机作用的模式图。
图22是表示目标压缩功与各装置动作之间关系的示意图。
下面参照附图对本发明的第一实施形式进行说明。图1为由一台室外机1与若干台室内机3构成的空气调节器的概略结构图，该图中，实线表示致冷剂回路，点划线表示电气线路。
在室外机1侧，设置着压缩机5，电磁式四通阀9，室外热交换器11，电扇13，蓄能器15，分油器17等。在室内机3侧，设置着电动膨胀阀21，室内热交换器23，电扇25等。致冷剂回路由供气态致冷剂或液态致冷剂流通的致冷剂管道31～48连接构成。图中的27为常闭型电磁开闭阀(下称第1电磁阀)，29为三位三通型电磁换向阀(下称第2电磁阀)，共同驱动下面将要说明的节能装置。
在室外机1内，设置着由CPU、输出输入转换装置、ROM、RAM等构成的室外侧控制单元51(下称室外侧ECU)。室外侧ECU51根据内装的控制程序及图中未表示出的各种传感器等输入的信息，对两个压缩机5、7，四通阀9，电扇13，第1与第2电磁阀27、29进行驱动控制。
在室内机3内，设置着由CPU、输出输入转换装置、ROM、RAM等构成的室内侧控制单元52(下称室内侧ECU)。室内侧ECU52根据内装的控制程序及图中未表示出的遥控器与各种传感器等输入的信息，对电动膨胀阀21与电扇25进行驱动控制，同时与室外侧ECU51相互授受信号。
按照本实施形式，压缩机5为具有上下一对旋转压缩元件的电动双转子型定速压缩机，其额定功率设定为4马力。压缩机5设有图2所示的节能装置与图4所示的压缩停止装置，通过它们的工作，压缩机5的压缩功可作8级切换。下面对本实施方式的节能装置的结构与作用进行说明。
压缩机5的压缩装置61，如图2的半截纵截面图所示，由夹在主机架65与轴承架67之间的上下一对气缸69、70，两个气缸69、70与中间板71划分成的上下一对气缸室73、75，以及沿两个气缸室73、75的内周面相互成180°相位偏心转动的上下一对转子77、79构成。
按照本实施方式，两个转子77、79直径相同，上方转子77的整个高度与下方转子79的整个高度之比设定为1∶3。这样，上方气缸室73与下方气缸室75的两个转子77、79排除容积之比也为1∶3，上方的旋转压缩元件额定输出功率为1马力，下方的旋转压缩元件额定输出功率为3马力。图中的80为压缩机机罩。
节能装置81将两个气缸室73、75在所定的连通部位(与后面将说明的叶片相差180°相位的部位)连通，将在两个气缸69、70与中间板71的外周部沿上下方向所开的连通孔83，连通上方气缸室73与连通孔83的第1阀门孔85，以及连通下方气缸室75与连通孔83的第2、3阀门孔87、89作为通道。
在各阀门孔 85、87、89上，如图3(图2中的A-A截面图)所示，分别开有与之成水平方向交叉的滑阀孔91，在这些滑阀孔91内装有滑阀92与阀簧(压缩卷簧)93。在滑阀孔91的右端开有气态致冷剂导入孔94，从第1～第3节能管道44、46、47来的气态致冷剂通过该气态致冷剂导入孔94被导入各滑阀孔91内。
按照本实施形式，在低压气态致冷剂从气态致冷剂导入孔94导入的状态下，滑阀92的大直径部分95将阀门孔85、87、89关闭。在从气态致冷剂导入孔94导入高于设定值的高压(例如压缩机最大排出压的10％)气态致冷剂时，如图3所示，阀簧93被压缩，使滑阀92向左方移动，通过滑阀92的小直径部分96使阀门孔85、87、89开放。图中的97为螺旋塞。
第2阀门孔87与第3阀门孔89分别设有针簧片阀型的单向阀98、99，第2阀门孔87内的单向阀98使气态致冷剂只能从下方的气缸室75流向连通孔83，第3阀门孔89内的单向阀99使气态致冷剂只能从连通孔83流向下方的气缸室75。
上述的第1电磁阀27装于连通压缩机5的排出侧致冷剂管道31与吸入侧致冷剂管道41的第1、第2支管42、43之间。连通第1阀门孔85侧的气态致冷剂导入孔94的第1节能管道44与第1支管42连接，在其连接部位的上游设置着气态致冷剂节流用的毛细管94。
第2电磁阀29，如上所述，为三位三通型电磁换向阀，其结构为在第1位置使第1～第3入口相互连通，在第2位置使第1与第2入口相互连通，在第3位置使第1与第3入口相互连通。第2电磁阀29的第1入口与第1节能管道44分支出来的致冷剂管道45连接，第2入口与第2节能管道46连接，第3入口与第3节能管道47连接。
根据本实施形式，在使节能装置81工作时，室外侧ECU51关闭第1电磁阀27，阻断第1支管45与第2支管46的连通。这样，通过第1支管42与第1节能管道44，排出侧致冷剂管道31来的高压气态致冷剂被导入第1阀门孔85侧的滑阀孔91，如上所述，滑阀92工作，使第1阀门孔85开放。
在第1电磁阀27关闭的同时，室外侧ECU51将第2电磁阀29切换至第1～第3位置的任一位置。例如，第2电磁阀29切换至第1位置时，导入第1节能管道44的高压气态致冷剂，被通过第2、第3节能管道46、47，被导入第2、第3阀门孔87、89侧的滑阀孔91，使第2、第3阀门孔87、89开放。在这种状态下，上方气缸室73与下方气缸室75通过各阀门孔85、87、89和连通孔83连通，气态致冷剂从一个气缸室73(75)的压缩空间流向另一个气缸室75(73)的吸入空间，两个气缸室73、75的压缩功减少一半(即以压缩装置61整体计，50％＝2马力)。
在室外侧ECU51将第2电磁阀29切换至第2位置时，导入第1节能管道44的高压气态致冷剂，通过第2节能管道46，被导入第2阀门孔87侧的滑阀孔91，使第2阀门孔87开放。在这种状态下，上方气缸室73与下方气缸室75通过第1、第2阀门孔85、87以及连通孔83连通，由于单向阀98的作用，气态致冷剂只从下方气缸室75的压缩空间流向上方气缸室73的吸入空间，下方气缸室75的压缩功减少一半(即以压缩装置61整体计，37.5％＝1.5马力)。
在室外侧ECU51将第2电磁阀29切换至第3位置时，导入第1节能管道44的高压气态致冷剂，通过第3节能管道47，被导入第3阀门孔89侧的滑阀孔91，使第3阀门孔89开放。在这种状态下，上方气缸室73与下方气缸室75通过第1、第3阀门孔85、89以及连通孔83连通，由于单向阀99的作用，气态致冷剂只从上方气缸室73的压缩空间流向下方气缸室75的吸入空间，上方气缸室73的压缩功减少一半(即以压缩装置61整体计，12.5％＝0.5马力)。
如要使节能装置81停止，室外侧ECU51在开启第1电磁阀27的同时，将第2电磁阀29切换至第1位置。这样，各滑阀孔91通过第1～第3节能管道44、46、47以及第2支管43，与吸入侧致冷剂管道41连通。由于毛细管49的作用，从第1支管42来的高压气态致冷剂供给极少，所以各滑阀孔91内的高压气态致冷剂流向吸入侧致冷剂管道41，滑阀92复归原位，第1～第3阀门孔85、87、89关闭。
这样，两个气缸室73、75做全部压缩功，压缩机5按额定功率输出(本实施方式为4马力)。另外，在通过第1、第2支管42、43连通时，毛细管49还有使从排出侧致冷剂管道31流向吸入侧致冷剂管道41的高压气态致冷剂变得极少的作用。
下面对本实施形式的压缩停止装置的结构与作用进行说明。
压缩机5的两个气缸69、70，如图4的半截横截面图所示，装有压缩停止装置101。压缩停止装置101由分别埋设于两个气缸69、70的电磁制动器103与叶片105上形成的扣合凹部107构成。电磁制动器103内装有电磁式作动器(图中未表示出)，在其工作时闭锁销109向图4中的左方突出。
在通常运转时，如图4所示，电磁制动器103的闭锁销109与叶片105的扣合凹部107是离开的，叶片105是通过图中未表示出的叶片弹簧压接于转子77(79)的外周面的。这样，上方气缸室73(下方气缸室75)被分成吸入空间121与压缩空间123，随着转子77(转子79)的转动而做压缩功。
但是，当室外侧ECU51的驱动电流驱动电磁制动器103(螺线管励磁)时，如图5所示，闭锁销109向图中左方突出，其前端嵌入叶片105的扣合凹部107。这样，叶片105不再从上方气缸69(下方气缸室75)的内周面突出，上方气缸室73(下方气缸室75)完全不进行致冷剂的吸入与压缩。
这样，本实施形式的压缩机5，只要上方气缸69侧的压缩停止装置101工作，便减少1马力的压缩功，下方气缸70侧的压缩停止装置101工作，便减少3马力的压缩功。电磁制动器103工作时，闭锁销瞬时向左方突出，其前端嵌入扣合凹部107的时间正好是叶片105被转子77推入上方气缸69(下方气缸70)内的瞬间。下面，对致冷运转时致冷剂的流向进行说明。
从蓄能器15经由致冷剂管道41吸入压缩机5的气态致冷剂，经过绝热压缩变成高温高压气态致冷剂，从压缩机5排出。排出的高压气态致冷剂经由致冷剂管道31，分油器17，致冷剂管道32，由四通阀9控制前进路径后，经由致冷剂管道33流入室外热交换器11。高温高压气态致冷剂在通过室外热交换器11内时被外部空气冷却，凝聚成液态致冷剂，然后经由致冷剂管道34～36流入各室内机3的电动膨胀阀21。液态致冷剂由电动膨胀阀21控制流量后流入室内热交换器23，在通过室内热交换器23时气化成气态致冷剂，以气化潜热将电扇25送入的室内空气冷却。这时，室内侧ECU52根据所定温度与室温之差对电扇7的转数进行控制，同时控制电动膨胀阀21的开启量(阀门驱动用步进马达的步数)，使室内热交换器23入口侧致冷剂温度与出口侧致冷剂温度之差达到所定值(例如0～1℃)。
在室内热交换器23气化的气态致冷剂经由致冷剂管道37～39，四通阀9，致冷剂管道40，流入蓄能器15，通过致冷剂管道41被再次吸入压缩机5。
在供暖运转时，四通阀9如虚线所示进行切换，致冷剂的流向也如虚线箭头所示，与致冷运转时相反。这就是说，从压缩机5排出的高温高压气态致冷剂被导入室内热交换器23后，在通过室内热交换器23内时凝聚成液态致冷剂，以凝聚潜热将电扇25送入的室内空气加热。接着液态致冷剂流入室外热交换器11，在通过室外热交换器11内时由外部空气加热、气化为气态致冷剂后，从蓄能器15被再次吸入压缩机5。下面，用图6～图13的模式图，对本实施形式的功率控制顺序进行说明。在模式图中，为了方便说明，上方气缸69与下方气缸70上下配置，还有，容积的差别以平面表示。空气调节器一开始运转，室外侧ECU51根据各室内侧ECU52输入的信号决定目标压缩功，启动压缩机5，(启动用磁性开关开至ON)，同时进行节能控制与压缩停止控制。
这就是说，如图14所示，在目标压缩功为4马力的情况下，室外侧ECU51在开启第1电磁阀27的同时，将电磁制动器103置于OFF。这样，节能装置81与压缩停止装置101均不工作，所以如图6的模式图所示，压缩机5的两个气缸室73、75内均做额定的压缩功，室外机1便做4马力的压缩功。
在目标压缩功为3.5马力的情况下，室外侧ECU51在关闭第1电磁阀27的同时，将第2电磁阀29切换至第3位置。这样，通过节能装置81，如图7的模式图所示，致冷剂从上方气缸室73的压缩空间123流入下方气缸室75的吸入空间121，如上所述，功率减少0.5马力。其结果是，整个室外机1，从4马力减去0.5马力，做3.5马力的压缩功。
在目标压缩功为3马力的情况下，室外侧ECU51在开启第1电磁阀27的同时，驱动上方气缸69侧的电磁制动器103。这样，通过压缩停止装置101，如图8的模式图所示，上方气缸室73完全不对致冷剂进行吸入与压缩，如上所述，功率减少1马力。其结果是，整个室外机1，从4马力减去1马力，做3马力的压缩功。
在目标压缩功为2.5马力的情况下，室外侧ECU51在关闭第1电磁阀27的同时，将第2电磁阀29切换至第2位置。这样，通过节能装置81，如图9的模式图所示，致冷剂从下方气缸室75的压缩空间123流入上方气缸室73的吸入空间121，如上所述，功率减少1.5马力。其结果是，整个室外机1，从4马力减去1.5马力，做2.5马力的压缩功。
在目标压缩功为2马力的情况下，室外侧ECU51在关闭第1电磁阀27的同时，将第2电磁阀29切换至第1位置。这样，通过节能装置81，如图10的模式图所示，致冷剂从上方气缸室73的压缩空间123流入下方气缸室75的吸入空间121，致冷剂从下方气缸室75的压缩123流入上方气缸室73的吸入空间121，如上所述，功率减少2马力。其结果是，整个室外机1，从4马力减去2马力，做2马力的压缩功。
在目标压缩功为1.5马力的情况下，室外侧ECU51在关闭第1电磁阀27，将第2电磁阀29切换至第2位置，同时，驱动上方气缸69侧的电磁制动器103。这样，通过节能装置81与压缩停止装置101，如图11的模式图所示，致冷剂从下方气缸室75的压缩空间123流入上方气缸室73，同时上方气缸室73完全不对致冷剂进行吸入与压缩，功率减少2.5马力。其结果是，整个室外机1，从4马力减去2.5马力，做1.5马力的压缩功。
在目标压缩功为1马力的情况下，室外侧ECU51在开启第1电磁阀27的同时，驱动下方气缸70侧的电磁制动器103。这样，通过压缩停止装置101，如图12的模式图所示，下方气缸室75完全不对致冷剂进行吸入与压缩，如上所述，功率减少3马力。其结果是，整个室外机1，从4马力减去3马力，做1马力的压缩功。
在目标压缩功为0.5马力的情况下，室外侧ECU51在关闭第1电磁阀27，将第2电磁阀29切换至第3位置，同时，驱动下方气缸70侧的电磁制动器103。这样，通过节能装置81与压缩停止装置101，如图13的模式图所示，致冷剂从上方气缸室73的压缩空间123流入下方气缸室75，同时下方气缸室7 5完全不对致冷剂进行吸入与压缩，功率减少3.5马力。其结果是，整个室外机1，从4马力减去3.5马力，做0.5马力的压缩功。
这样，本实施形式如图14所示，通过对节能装置81与压缩停止装置101的驱动控制，可以在0.5～4马力的范围内实现每级为0.5马力的功率控制。这样进行功率控制，由于不必进行浪费压缩功的致冷剂返回控制，所以可以提高能效。
上述实施形式是在一台定速压缩机上装上节能装置与压缩停止装置的，但也可以在若干台定速压缩机中的一台装上节能装置与压缩停止装置。可在双转子型定速压缩机设置节能装置和压缩停止装置，但也可以设置装有三转子以上压缩装置的定速压缩机。节能装置可以采用例如在压缩机机罩外部设置连通回路与电磁阀等各种结构，功率的减少量也可以自由设定。作为压缩停止装置的驱动源，可以采用高压气态致冷剂。此外，致冷剂回路的具体结构等，只要在不超出本发明思想的范围内，可以适当地加以变更。
图15是表示设有2台双转子型定速压缩机，其中1台设有节能装置与压缩停止装置的本发明第2实施方式的空调装置的示意图。除了压缩机设有2台，所设的节能装置结构不同外，其余与第1实施例的结构相同，对同一部件标以同一编号。
在室外机1侧，设置着第1、第2压缩机205、207，电磁式四通阀9，室外热交换器11，电扇13，蓄能器15，分油器17等。在室内机3侧，设置着电动膨胀阀21，室内热交换器23，电扇25等。致冷剂回路由供气态致冷剂或液态致冷剂流通的致冷剂管道32～40、131～133、143～148连接构成。图中的27为下面将要说明的、驱动节能装置用的常闭型电磁阀。
在室外机1内，设置着由CPU、输出输入转换装置、ROM、RAM等构成的室外侧控制单元51(下称室外侧ECU)。室外侧ECU51根据内装的控制程序及图中未表示出的各种传感器等输入的信息，对两个压缩机205、207，四通阀9，电扇13，电磁阀27进行驱动控制。
室内机3的结构与第1实施例相同，说明省略。
按照本实施形式，第1、第2压缩机205、207为共同具有上下一对旋转压缩元件的电动双转子型定速压缩机，第1压缩机205侧的额定输出功率为4马力，第2压缩机207侧的额定输出功率为6马力。第1压缩机205设有图16所示的节能装置与图17所示的压缩停止装置，通过它们的工作，第1压缩机205的压缩功可作4级切换。
下面对本实施形式的节能装置的结构与作用进行说明。
第1压缩机205的压缩装置161，如图16的半截纵截面图所示，由夹在主机架165与轴承架167之间的上下一对气缸169、170，两个气缸169、170与中间板171划分成的上下一对气缸室173、175，以及沿两个气缸室173、175的内周面相互成180°相位偏心转动的上下一对转子177、179构成。图中的80为压缩机机罩。
节能装置181将两个气缸室173、175在所定的连通部位(与后面将说明的叶片相差180°相位的部位)连通，以将两个气缸169、170与中间板171的外周部上下贯通的阀门孔183，能在该阀门孔183内自由滑动的上下一对活塞阀185、186，以及使该对活塞阀185、186相互离开方式装着的阀簧(压缩卷簧)187为主要结构部件。在中间板171部分，为了形成对活塞阀185、186的制动部分，阀门孔183的内径要小于活塞阀185、186的外径。阀簧187设定为在两个活塞阀185、186的受压面受到高于所定值的高压(例如第1压缩机205的最大排出压的40％)作用时，能完全收缩。
阀门孔183，通过开设于中间板171附近的一对连通孔188、189，与两个气缸室173、175连通。图中，190为设于上方气缸169的连通孔188内的针簧片阀型的单向阀，使流体只能从阀门孔183流向上方气缸室173。在两个气缸169、170与中间板171上贯穿着与阀门孔183平行的致冷剂导入孔191，致冷剂从致冷剂管道146导入该致冷剂导入孔191。主机架165与轴承架167上分别形成有连通阀门孔183与致冷剂导入孔191的连通凹部193、194。
上述电磁阀127装于连通第1压缩机205的排出侧致冷剂管道131与吸入侧致冷剂管道143的第1、第2支管145、146之间。连通致冷剂导入孔191的节能管道147与第1支管145连接，在该连接部位的上游设置着气态致冷剂节流用的毛细管49。
根据本实施形式，在使节能装置181工作时，室外侧ECU51开启电磁阀27，连通第1支管145与第2支管146。在电磁阀27关闭时，从排出侧致冷剂管道131来的高压气态致冷剂通过第1支管145导入节能管道147，但是电磁阀27一开启，该高压气态致冷剂便通过第2支管146流向吸入侧致冷剂管道143。
从第1支管145来的高压气态致冷剂，因为毛细管49的作用，供给量极少，所以从吸入侧致冷剂管道143来的低压气态致冷剂流入节能管道147。另外，在通过第1、第2支管145、146连通时，毛细管49还有使从排出侧致冷剂管道131流向吸入侧致冷剂管道143的高压气态致冷剂变得极少的作用。
这样，两个活塞阀185、186，由于阀簧187的弹力，如图16所示，压接在主机架165与轴承架167的端面。其结果是两个气缸室173、175通过连通孔188、189，阀门孔183，单向阀190连通，气态致冷剂从下方气缸室175的压缩空间流向上方气缸室173的吸入空间，压缩装置161的下方气缸室175的压缩功减少一半(即以压缩装置161整体计，25％＝1马力)。
在使节能装置181停止工作时，室外侧ECU51关闭电磁阀27，阻断第1支管145与第2支管146的连通。这样，从排出侧致冷剂管道131来的高压气态致冷剂通过第1支管145导入节能管道147，而且该高压气态致冷剂，如图17所示，通过致冷剂导入孔191与连通凹部193、194流入阀门孔183。
这样，当两个活塞阀185、186的受压面受到高压(在这种情况下为第1压缩机205最大排出压的75％)作用时，由于阀簧187被压缩，两个活塞阀185、186相互接近，与中间板171接触。其结果是，两个活塞阀185、186的外周面将连通孔188、189关闭，两个气缸室173、175之间不再连通。这样，压缩装置161做全部的压缩功，第1压缩机205按额定功率输出(本实施形式为4马力)。
本实施形式的压缩停止装置的结构与作用，除了只有第1压缩机205的上方气缸169装有压缩停止装置101之外，其余部分与图4、5所示的相同，故略去重复的说明。本实施例的压缩停止装置101由埋设于上方气缸169的电磁制动器103与叶片105上形成的扣合凹部107构成。
由于该压缩停止装置101的工作，如上所述，上方气缸室173完全不进行致冷剂的吸入与压缩，压缩装置161的全部压缩功减少了一部分(在本实施方式中，50％＝2马力)。在电磁制动器103工作时，闭锁销109瞬时向左方突出，其前端嵌入扣合凹部107的时间是在叶片105被转子77推入上方气缸69内的瞬间，这与第1实施例是一样的。
下面，对致冷运转时致冷剂的流向进行说明。
从蓄能器15经由致冷剂管道143、144吸入第1、第2压缩机205、207的气态致冷剂，经过绝热压缩变成高温高压气态致冷剂，从两个压缩机205、207排出。排出的高压气态致冷剂经由致冷剂管道132、133，分油器17，致冷剂管道32，由四通阀9控制前进路径后，经由致冷剂管道33流入室外热交换器11。高温高压气态致冷剂在通过室外热交换器11内时被外部空气冷却，凝聚成液态致冷剂，然后经由致冷剂管道34～36流入各室内机3的电动膨胀阀21。
液态致冷剂由电动膨胀阀21控制流量后流入室内热交换器23，在通过室内热交换器23时气化成气态致冷剂，以气化潜热将电扇25送入的室内空气冷却。这时，室内侧ECU52根据所定温度与室温之差对电扇7的转数进行控制，同时控制电动膨胀阀21的开启量(阀门驱动用步进马达的步数)，使室内热交换器23入口侧致冷剂温度与出口侧致冷剂温度之差达到所定值(例如0～1℃)。
在室内热交换器23气化的气态致冷剂经由致冷剂管道37～39，四通阀9，致冷剂管道40，流入蓄能器15，通过致冷剂管道143、144被再次吸入第1、第2压缩机205、207。
在供暖运转时，四通阀9如虚线所示进行切换，致冷剂的流向也如虚线箭头所示，与致冷运转时相反。这就是说，从第1、第2压缩机205、207排出的高温高压气态致冷剂被导入室内热交换器23后，在通过室内热交换器23内时凝聚成液态致冷剂，以凝聚潜热将电扇25送入的室内空气加热。接着液态致冷剂流入室外热交换器11，在通过室外热交换器11内时由外部空气加热、气化为气态致冷剂后，从蓄能器15被再次吸入第1、第2压缩机205、207。
空气调节器一开始运转，室外侧ECU51根据各室内侧ECU52输入的信号决定目标压缩功，对第1、第2压缩机205、207进行驱动控制，同时进行节能控制与压缩停止控制。
这就是说，如图22所示，在目标压缩功为10马力的情况下，室外侧ECU51同时启动第1、第2压缩机205、207(启动用磁性开关开至ON)，将电磁阀27与电磁制动器103置于OFF。这样，节能装置181与压缩停止装置201均不工作，所以如图18的模式图所示，第1压缩机205的两个气缸室173、175内均做额定的压缩功，由于第1、第2压缩机205、207的额定输出为4马力与6马力，所以整个室外机1便做10马力的压缩功。
在目标压缩功为9马力的情况下，室外侧ECU51同时启动第1、第2压缩机205、207，将电磁阀27置于ON。这样，节能装置181工作，如图19的模式图所示，致冷剂从下方气缸室175的压缩空间123流入上方气缸室173的吸入空间121，如上所述，第1压缩机205的功率减少1马力。其结果是，整个室外机1，10马力减去1马力，做9马力的压缩功。
在目标压缩功为8马力的情况下，室外侧ECU51同时启动第1、第2压缩机205、207，将电磁制动器103置于ON。这样，压缩停止装置101工作，如图20的模式图所示，上方气缸室173完全不做压缩功，如上所述，第1压缩机205的功率减少2马力。其结果是，整个室外机1，从10马力减去2马力，做8马力的压缩功。
在目标压缩功为7马力的情况下，室外侧ECU51同时启动第1、第2压缩机205、207，将电磁阀27与电磁制动器103置于ON。这样，节能装置181与压缩停止装置101共同工作，如图20的模式图所示，致冷剂从下方气缸室175的压缩空间流向上方气缸室173，上方气缸室173完全不做压缩功，第1压缩机205的功率减少3马力。其结果是，整个室外机1，从10马力减去3马力，做7马力的压缩功。
在目标压缩功为5马力与6马力的情况下，室外侧ECU51只启动第2压缩机207。这样，整个室外机1，做6马力的压缩功。在本实施方式中，第1压缩机205为4马力，第2压缩机为6马力，所以即使用第1压缩机205所设的节能装置181或压缩停止装置101也不能做5马力的压缩功。
在目标压缩功为4马力的情况下，室外侧ECU51只启动第1压缩机205，将电磁阀27与电磁制动器103置于OFF。这样，节能装置181与压缩停止装置101均不工作，所以第1压缩机205的两个气缸室173、175做额定的压缩功，这样，整个室外机1，做4马力的压缩功。
在目标压缩功为3马力的情况下，室外侧ECU51只启动第1压缩机205，将电磁阀27置于ON。这样，节能装置181工作，如上所述，第1压缩机205减少1马力的压缩功。其结果是，整个室外机1，从4马力减去1马力，做3马力的压缩功。
在目标压缩功为2马力的情况下，室外侧ECU51只启动第1压缩机205，将电磁制动器103置于ON。这样，压缩停止装置101工作，如上所述，第1压缩机205减少2马力的压缩功。其结果是，整个室外机1，从4马力减去2马力，做2马力的压缩功。
在目标压缩功为1马力的情况下，室外侧ECU51只启动第1压缩机205，将电磁阀27与电磁制动器103置于ON。这样，节能装置181与压缩停止装置101共同工作，如上所述，第1压缩机205减少3马力的压缩功。其结果是，整个室外机1，从4马力减去3马力，做1马力的压缩功。
这样，本实施形式如图22所示，除了目标压缩功为5马力的情况外，通过对第1、第2压缩机205、207的驱动控制与对节能装置181及压缩停止装置101驱动控制的组合，可以在1～10马力的范围内实现每级为1马力的功率控制。在这样进行功率控制中，由于不必进行浪费压缩功的致冷剂返回控制，所以可以提高能效。
上面对具体的实施形式进行了说明，但是本发明并不限于上述实施形式。例如，上述实施形式中，2台定速压缩机中的1台设有节能装置与压缩停止装置，但是也可以用单台定速压缩机，还可以用3台以上的压缩机。另外，在上述实施形式中，节能装置或压缩停止装置是设于双转子型定速压缩机的，但是也可以设于具有3转子以上的压缩装置的定速压缩机。还有，节能装置可以采用例如在压缩机机罩外部设置连通回路与电磁阀等各种结构，功率的减少量也可以自由设定。作为压缩停止装置的驱动源，可以采用高压气态致冷剂。此外，致冷剂回路的具体结构等，只要在不超出本发明思想的范围内，也可以适当地加以变更。
如上所述，根据本发明，由于通过节能装置与压缩停止装置进行定速压缩机的控制功率，因此可以不必进行浪费压缩功的致冷剂返回控制而实现多级功率控制，可以提高能效。
权利要求
1.一种具有多个由在气缸内偏心转动的转子以及与该转子外周面滑接、分隔进行吸入动作的吸入空间与进行压缩动作的压缩空间的的叶片构成的压缩元件的多转子型压缩机，其特征是具有由使一个压缩元件的压缩空间与另外的压缩元件的吸入空间在所定的相位连通的通道，阻断流体在该通道内流通的断流阀，以及设置于该通道、使流体只能朝一个方向通过的单向阀构成的节能装置。
2.根据权利要求1.所述的压缩机，其特征是上述压缩元件中至少有一个设有使该压缩元件的吸入空间与压缩空间连通的压缩停止装置。
3.根据权利要求1.所述的压缩机，其特征是上述节能装置的上述断流阀由根据向流通管路内流通的流体压力而伸缩的弹簧部件，根据该弹簧部件的伸缩向所定方向移动、从而使通道开放或关闭的活塞部件构成。
4.根据权利要求2.所述的压缩机，其特征是上述压缩停止装置由埋设于气缸的电磁制动器，叶片上形成的扣合凹部，以及因电磁制动器的作用与该扣合凹部扣合的闭锁销构成。
5.根据权利要求1.所述的压缩机，其特征是该多个压缩元件的排除容积互不相同。
6.根据权利要求5.所述的压缩机，其特征是至少有两个压缩元件设计成转子有同一直径，而整个高度不同，这样，该至少两个压缩元件的排除容积互不相同。
7.一种具备有多个由在气缸内偏心转动的转子以及与该转子外周面滑接、分隔进行吸入动作的吸入空间与进行压缩动作的压缩空间的叶片构成的压缩元件的多转子型压缩机的空气调节器，其特征是具有由使一个压缩元件的压缩空间与另外的压缩元件的吸入空间在所定的相位连通的通道，阻断流体在该通道内流通的断流阀，以及设置于该通道、使流体只能朝一个方向通过的单向阀构成的节能装置。
8.根据权利要求7.所述的空气调节器，其特征是上述压缩元件中至少有一个设有使该压缩元件的吸入空间与压缩空间连通的压缩停止装置。
9.根据权利要求7.所述的空气调节器，其特征是上述节能装置的上述断流阀由根据向流通管路内流通的流体压力而伸缩的弹簧部件，根据该弹簧部件的伸缩向所定方向移动、从而使通道开放或关闭的活塞部件构成。
10.根据权利要求8.所述的空气调节器，其特征是上述压缩停止装置由埋设于气缸的电磁制动器，叶片上形成的扣合凹部，以及因电磁制动器的作用与该扣合凹部扣合的闭锁销构成。权利要求11.根据权利要求7.所述的空气调节器，其特征是该多个压缩元件的排除容积互不相同。权利要求12.根据权利要求11.所述的空气调节器，其特征是至少有两个压缩元件设计成转子有同一直径，而整个高度不同，这样，该至少两个压缩元件的排除容积互不相同。
全文摘要
一种具有多个由在气缸内偏心转动的转子以及与该转子外周面滑接、分隔吸入空间与压缩空间的叶片构成的压缩元件的多转子型压缩机,这种压缩机以及具有该压缩机的空气调节器具有由使一个压缩元件的压缩空间与另外的压缩元件的吸入空间在所定的相位连通的通道,阻断流体在该通道内流通的断流阀,以及设置于该通道、使流体只能朝一个方向通过的止回阀构成的节能装置。除了节能装置外,还设有使所定的压缩动作停止,减少压缩功的压缩停止装置。
文档编号F04C28/06GK1194337SQ9810410
公开日1998年9月30日 申请日期1998年1月17日 优先权日1997年1月17日
发明者永江公二 申请人:三洋电机株式会社