專利名稱：容積式壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用制冷劑、空氣、二氧化碳及其他壓縮性氣體的容積式壓縮機，特別適用于通過自起動式同步電動機驅動的容積式壓縮機，所述自起動式同步電動機作為感應電動機而起動，在同步轉速附近進行同步引入從而進行同步運轉。
背景技術：
作為具有高能量轉換效率的電動機的一種，有自起動式同步電動機。在以渦旋式壓縮機、螺旋式壓縮機、往復式壓縮機及回轉式壓縮機等為代表的容積式壓縮機中，為了提高能量轉換效率，有必要提高驅動用電動機的能量轉換效率，從而對使用自起動式同步電動機的、具有高能量轉換效率的容積式壓縮機的開發、研究盛行起來。
作為與使用了自起動式同步電動機的容積式壓縮機相關的現有技術，有特開2003-35289號公報(專利文獻1)所示的冷凍裝置。該專利文獻1的冷凍裝置具有通過自起動式同步電動機驅動的壓縮機、凝縮器、蒸發器。自起動式同步電動機設置有卷繞到其轉子的鐵心上作為感應電動機起作用的線圈、和在該轉子鐵心上被磁化作為同步電動機起作用的永久磁鐵，在起動時作為感應電動機被驅動，在穩定運轉時作為同步電動機被驅動。制冷劑氣體在由靜渦盤(scroll)與動渦盤構成的壓縮室中被壓縮，通過壓縮容器內，之后被排出到壓縮機外。另外，冷凍裝置的構成為設置有使壓縮機的排出側與吸入側旁通的旁通電路，在起動前使排出側與吸入側旁通。
另外，作為關于使用自起動式同步電動機的容積式壓縮機的現有技術，有特開2001-3863號公報(專利文獻2)所示的空調裝置。該專利文獻2的空調裝置備有用制冷劑配管將壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器連接起來的冷凍循環。壓縮機備有永久磁鐵插入式感應電動機(自起動式同步電動機)，所述永久磁鐵插入式感應電動機在起動時作為感應電動機起動，在同步轉速附近進行同步引入從而進行同步運轉。冷凍循環備有起動負載減輕機構，所述起動負載減輕機構使制冷劑經由規定的流路阻力，旁通于壓縮機的制冷劑配管的吸入側與排出側之間。
進而，作為關于使用自起動式同步電動機的容積式壓縮機的現有技術，有特開2003-134865號公報(專利文獻3)所示的流體輸送裝置。該專利文獻3的流體輸送裝置備有壓縮機、驅動該壓縮機的同步電動機、使該同步電動機的起動順利的起動負載減輕機構。該起動負載減輕機構設置在使壓縮機1的流體配管的吸入側與排出側旁通的流路上。
專利文獻1特開2003-35289號公報專利文獻2特開2001-3863號公報專利文獻3特開2003-134865號公報在專利文獻1～3中所示的現有技術中，公開了備有以減小壓縮機的吸入側與排出側之間的壓力差的方式而使其平衡的起動負載減輕機構，使通過自起動式同步電動機進行的起動變得容易，但是理想的是起動進一步容易化。由此，為了提高同步引入能力，考慮到了增加配置于轉子內的籠型導體，但是，由于轉子的外徑變大，產生壓縮機的外徑尺寸變大的問題。另外，由于專利文獻1～3的起動負載減輕機構設置在壓縮機的外部的排出側配管與壓縮機的外部的吸入側配管之間，所以也產生了循環結構復雜化的問題。
發明內容
本發明的目的在于得到一種使用具有高能量轉換效率的自起動式同步電動機，且使壓縮機的外徑尺寸不會變大，能可靠起動的容積式壓縮機。
為了達到上述目的，本發明的容積式壓縮機，備有自起動式同步電動機，作為感應電動機起動，在同步轉速附近進行同步引入，從而進行同步運轉；壓縮部，具有壓縮工作流體的壓縮室；
密閉容器，收納自起動式同步電動機及壓縮部，其特征在于，起動時，減輕所述壓縮部負載的起動負載減輕機構位于所述密閉容器內，并被配置在所述壓縮部上。
本發明的更優選的具體實施方式
如下所述。
(1)所述起動負載減輕機構被構成為，備有將所述壓縮室的中間部與所述壓縮部的排出側連通的連通機構；防止工作流體從所述壓縮部的排出側流入到所述壓縮室的中間部的流入防止機構。
(2)所述流入防止機構是由閥構成，所述閥根據所述壓縮室的中間部與所述壓縮部的排出側之間的壓差，對所述連通機構進行開閉。
(3)所述連通機構被構成為將所述壓縮室的多個位置的中間部與所述壓縮部的排出側連通。
(4)所述起動負載減輕機構被構成為，備有將所述壓縮室的中間部與所述壓縮部的吸入側連通的連通機構；對所述連通機構進行開閉的控制機構。
(5)所述控制機構是由閥構成，所述閥根據所述壓縮室的中間部與所述壓縮部的排出側之間的壓差，對所述連通機構進行開閉。
(6)所述連通機構被構成為將所述壓縮室的多個位置的中間部與所述壓縮部的吸入側連通。
(7)所述壓縮部被構成為，備有動渦盤，具有端板和豎立設置于該端板上的渦旋狀的渦旋式渦圈，在與豎立設置該渦旋式渦圈的方向，即，軸線方向垂直的面內不發生自轉而進行回旋運動；靜渦盤，具有端板和豎立設置于該端板上的渦旋狀的渦旋式渦圈，至少大致限制與豎立設置該渦旋式渦圈的方向，即，軸線方向垂直的面內方向中的運動；使所述動渦盤與所述靜渦盤嚙合而在兩個渦盤之間構成的壓縮室，所述起動負載減輕機構被構成為，備有連通路，以連通所述壓縮室的中間部與形成在所述密閉容器內的排出空間的方式形成在所述靜渦盤上；止回閥，設置于所述渦盤上，以使防止工作流體從所述排出空間通過所述連通路流入到所述壓縮室。
(8)所述壓縮部被構成為，備有動渦盤，具有端板和豎立設置于該端板上的渦旋狀的渦旋式渦圈，在與豎立設置該渦旋式渦圈的方向，即，軸線方向垂直的面內不發生自轉而進行回旋運動；靜渦盤，具有端板和豎立設置于該端板上的渦旋狀的渦旋式渦圈，至少大致限制與豎立設置該渦旋式渦圈的方向，即，軸線方向垂直的面內方向中的運動；使所述動渦盤與所述靜渦盤嚙合而在兩個渦盤之間構成的壓縮室，所述起動負載減輕機構被構成為，備有連通路，以連通所述壓縮室的中間部與形成在所述壓縮部上的吸入空間的方式形成在所述靜渦盤上；止回閥，設置于所述渦盤上，以使防止工作流體從所述壓縮室通過所述連通路流入到所述吸入空間中。
(9)在上述(8)及(9)中，所述止回閥被構成為根據所述壓縮室的中間部的壓力與所述壓縮部的排出側的壓力之間的壓差而動作。
(10)所述壓縮部被構成為，備有相互嚙合的一對外、內螺旋輥；罩部件；由所述兩螺旋輥的嚙合部與所述罩部件構成的壓縮室；所述起動負載減輕機構被構成為，在所述兩螺旋輥的嚙合部上設置可沿其軸方向滑動的滑閥。
(11)所述壓縮部被構成為，備有活塞；具有使所述活塞進行往復運動的腔部的氣缸；對所述腔部的開口部進行封閉的閥部；由所述活塞、所述腔部及所述閥部構成的壓縮室，所述起動負載減輕機構被構成為，備有連通路，使連通所述壓縮室的中間部與形成在所述密閉容器內的吸入空間的方式形成在所述氣缸上；止回閥，設置于所述氣缸上，以使防止工作流體從形成于所述密閉容器內的排出空間通過所述連通路流入。
(12)所述壓縮部被構成為，備有氣缸；對所述氣缸的兩端部進行封閉的端板；配置在被所述氣缸與所述端板包圍的空間上的輥部；起到使由所述氣缸、所述端板及所述輥部構成的空間容積與所述輥部的運動一起發生變化這種作用的葉片部；由所述氣缸、所述端板、所述輥部及所述葉片部構成的壓縮室，所述起動負載減輕機構被構成為，備有使所述壓縮室的中間部與所述壓縮部的吸入側連通的連通機構；對所述連通機構進行開閉的控制機構。
根據本發明的容積式壓縮機，可使用具有高能量轉換效率的自起動式同步電動機，并使壓縮機的外徑尺寸不會變大，能可靠地起動。
圖1是本發明的第1實施方式的渦旋式壓縮機的縱剖視圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖3是表示第1實施方式的渦旋式壓縮機中的自起動式同步電動機的轉矩與轉速之間的概略關系的圖。
圖4是第2實施方式中的渦旋式壓縮機的壓縮室結構的橫剖視圖。
圖5是圖4的渦旋式壓縮機的主要部分剖視圖。
圖6是本發明的第3實施方式的渦旋式壓縮機的主要部分剖視圖。
圖7是本發明的第4實施方式的螺旋式壓縮機的縱剖視圖。
圖8是本發明的第5實施方式的往復式壓縮機的縱剖面概略圖。
圖9是本發明的第6實施方式的回轉式壓縮機的的壓縮部分的縱剖視圖。
圖10是本發明的第7實施方式的回轉式壓縮機的的壓縮部分的橫剖視圖。
圖中1-靜渦盤，2-動渦盤，3-機架，4-自起動式同步電動機，5a-定子，5b-轉子，6-曲軸，7-歐式環(oldham ring)，11-壓縮室，12-供油泵，13-潤滑油，14-排出空間，17-吸入空間，19-連通路(連通機構)，20-止回閥(止回機構)，21-起動負載減輕機構，30-永久磁鐵，31-籠型導體，50-連通路(連通機構)，50a、50b-連通路，51-控制機構，52-吸入空間，53-起動負載減輕機構，53a-連通路，53b-控制機構，53e-連通路，54-起動負載減輕機構，100-自起動式同步電動機，100a-定子，100b-轉子，101-外螺旋輥，103-吸入空間，104-排出空間，105-滑閥，109-螺旋罩，120-活塞，121-氣缸(cylinder)，124-閥部，128-壓縮室，129-吸入空間，140-氣缸，141a、141b-端板，142-輥，143-葉片，144-壓縮室，149a-連通路，149b-控制機構，149c-連通路，150a-連通路，150b-控制機構，150c-連通路。
具體實施例方式
以下，使用附圖，對本發明的多個實施方式進行說明。各實施方式的圖中的同一標記表示同一部件或類似部件。
實施例1使用圖1～圖3，對本發明的第1實施方式的渦旋式壓縮機詳細地進行說明。
首先，使用圖1對渦旋式壓縮機的整體結構進行說明。圖1是本實施方式的渦旋式壓縮機的縱剖視圖。本實施方式的渦旋式壓縮機的構成為備有自起動式同步電動機5，其作為感應電動機起動，在同步轉速附近進行同步引入從而進行同步運轉；壓縮部，其具有壓縮工作流體的壓縮室11；密閉容器4，其收納自起動式同步電動機5及壓縮部；起動負載減輕機構21，其在起動時減輕壓縮部的負載。
壓縮部的基本元件為靜渦盤1、動渦盤2、機架3。機架3固定在密閉容器4中。靜渦盤1的基本構成部分為渦圈(lap)1a、端板1b、渦圈齒底1c、渦圈齒頂1d、及排出口1e。該靜渦盤1被構成為具有端板1b和豎立設置于該端板1b上的渦旋狀的渦旋式渦圈1a，至少大致限制與豎立設置該渦旋式渦圈1a的方向，即，軸線方向垂直的面內方向中的運動。在圖示例中，靜渦盤1固定在機架3上。動渦盤2的基本構成部分為渦圈2a、端板2b、渦圈齒底2c、及渦圈齒頂2d。該動渦盤2被構成為具有端板2b、和豎立設置于該端板2b上的渦旋狀的渦旋式渦圈2a，在與豎立設置該渦旋式渦圈2a的方向，即，軸線方向垂直的面內不發生自轉而進行回旋運動。
對動渦盤2進行回旋驅動的驅動部的基本元件為定子5a、轉子5b、歐式環7、曲軸的軸支承部8、9及動渦盤2的軸支承部10。定子5a及轉子5b為旋轉驅動機構的自起動式同步電動機5的主要元件。歐式環7為曲軸6與動渦盤2的自轉防止機構的主要元件。滾動軸承8、9作為旋轉自如地卡合曲柄6的曲柄6的軸支承部，由滾動軸承構成。軸支承部8、9設置在自起動式同步電動機5的壓縮室11側與反壓縮室側這兩側。也可以僅在壓縮室11側配置一個曲軸6的軸支撐部。另外，曲軸6的軸支承部除滾動軸承外，也可為滑動軸承等軸支承部件。動渦盤2的軸支承部10可沿旋轉軸方向，即，軸向方向移動且旋轉自如地卡合動渦盤2與曲軸6的偏心銷部6a。
通過由設置于曲軸6內的供油路徑6b與設置于曲軸6的下端的供油泵12構成的供油機構，來進行向曲軸6的軸支承部8、9的供油和向動渦盤2的軸支承部10的供油。供油路徑6b以將曲軸6的軸承支承部8、9及動渦盤2的軸支承部10與外部供油泵12連通的方式設置。供油泵12浸漬在貯存于密閉容器4的下部空間中的潤滑油13內。通過供油泵12的旋轉，將貯存于密閉容器4的下部空間中的潤滑油13經由供油路徑6b供給到各部8～10中。另外，代替供油泵12，可通過在曲軸6上構成的由偏心旋轉動作產生的離心泵作用來實現，也可以通過利用了排出空間14與動渦盤的端板2b的背面空間15之間的壓差的壓差供油作用來實現。
壓縮動作大致分為吸入行程、壓縮行程、排出行程。在吸入行程中，伴隨動渦盤2的旋轉運動，工作流體經由吸入口16、吸入空間17被吸入到壓縮室11中。吸入空間17是形成在壓縮部中的空間，構成壓縮部的吸入側。具體地說，吸入空間17是形成于靜渦盤1與動渦盤2之間的空間。在壓縮行程中，伴隨著動渦盤2的進一步回旋運動，減少壓縮室11的容積，從而使工作流體在壓縮室11內被壓縮。在排出行程中，伴隨著動渦盤2的進一步旋轉運動，使壓縮室11與靜渦盤1的排出口1e連通，從而使在壓縮行程中被壓縮的工作流體經由排出空間14、排出口18，從靜渦盤1的排出口1e排出。另外，排出到排出空間14中的工作流體經由排出口18，被排出到壓縮機的外部。
起動負載減輕機構21位于密閉容器4內，被設置在壓縮部中。根據該結構，不會將冷凍循環的配管結構設置得復雜，可只用壓縮機構成起動負載減輕機構。起動負載減輕機構21被構成為，備有連通機構，其連通壓縮室11的中間部與壓縮部的排出側；流入防止機構，其防止工作流體從壓縮部的排出側流入壓縮室11的中間部。
連通機構由用于將壓縮室11的中間部與排出空間14連通的連通路19構成。該連通路19由用于沿上下方向貫通靜渦盤1的連通孔構成。根據該連通機構，由于為極其簡單的結構，所以廉價，而且不會由于該設置而導致空間的增大的問題。另外，排出空間14為由密閉容器4形成的空間，其構成了壓縮部的排出側。
流入防止機構由止回閥20構成，該止回閥20防止工作流體從排出空間14通過連通路19流入到壓縮室11中。該止回閥20由安裝于靜渦盤1的上面的閥板形成，以使對連通路19的排出空間側開口進行開閉。根據該流入防止機構，由于為極其簡單的結構，所以廉價，而且不會由于該設置而實質性地導致空間的增大。另外，止回閥20被構成為，基于壓縮室11的中間部的壓力與壓縮部的排出側的壓力之間的壓差而進行動作。具體地說，止回閥20當壓縮室11的中間部的壓力比止回閥20自身的彈簧力與排出空間14的壓力之和大的情況下，將連通路19開路，排出空間14的壓力上升，當止回閥20自身的彈簧力與排出空間14的壓力之和比壓縮室11的中間部的壓力大的情況下，將連通路19閉路。根據該止回閥20，可在起動時自動地進行開閉，從這點也可通過簡單的構成，得到廉價的裝置。另外，連通路19可設置成多個，在這種情況下，可大幅度減輕起動時壓縮部的壓縮容量。另外，在重視壓縮性能的情況下，理想的是將連通路19的通路徑設置得比旋轉蝸旋式渦圈2a的寬度更小。另外，可用一個止回閥20防止多個連通路19的逆流，也可設置多個止回閥20。進而，止回閥20為圖示的板型的閥，但也可為圓錐狀、即、提動型的閥。
使用圖2，對本實施方式中的自起動式同步電動機5的基本結構進行說明。圖2為圖1的A-A剖視圖。但是，在圖2中，省略剖面部分的剖面線。
自起動式同步電動機5如上述那樣備有定子5a、轉子5b。定子5a基本上由定子鐵心33、作用于定子磁鐵33上的長孔(slot)32、作用于長孔32上的電樞線圈(未圖示)構成。轉子5b基本上由轉子鐵心34、設置于轉子34上的籠型導體31、永久磁鐵30、轉子5b與曲軸6的卡合部分構成。多個籠型導體31是用于作為感應電動機起動的基本構成元件，永久磁鐵30是用于作為同步電動機以同步速度進行運轉的基本構成元件。另外，作為定子5a、轉子5b的構成的一例，同步速度也可為商用電源時的同步速度以外的速度。
使用圖3，對本實施方式的渦旋式壓縮機的動作進行說明。圖3是表示本實施方式的渦旋式壓縮機中的自起動式同步電動機5的轉矩與轉速之間的概略關系。
自起動式同步電動機5中，作為表示感應電動機起動后，在同步轉速附近進行同步引入而向同步運轉移行時的同步引入的強度的指標之一，有同步引入轉矩。可以說該同步引入轉矩越大，同步引入越容易。例如，在不備有起動負載減輕機構21的渦旋式壓縮機中，在自起動式同步電動機5具有圖3(3)的起動轉矩特性且具有足夠的同步引入轉矩的情況下，自起動式同步電動機5的起動轉矩變化為圖3中的從a→b→c。即，在a→b中作為感應機起動并使轉速上升，在到可進行同步引入的b時向同步狀態、即c進行引入，從而完成起動。若在不備有起動負載減輕機構21的渦旋式壓縮機中，在自起動式同步電動機5不具有足夠的同步引入轉矩的情況下，在作為感應機起動后，轉矩b1在渦旋式電動機的起動轉矩(3)以下，所以導致不會到達同步引入，從而無法起動。作為使同步引入轉矩變大的方法，存在使配置在轉子5b中的籠型導體31的量增多的方法，但產生不得不使自起動式同步電動機5的外形尺寸變大的問題。即，為了確保同步運轉時的高能量轉換效率，有必要確保需要量的永久磁體30，而為了改善起動性使籠型導體31增量，這樣會直接導致自起動式同步電動機5的大型化的問題。
在本實施方式的渦旋式壓縮機中，備有自起動式同步電動機5作為驅動用電動機，且在靜渦盤1上配置有起動負載減輕機構21，所述起動負載減輕機構21包括連通壓縮室11與排出空間14的連通路19、防止從排出空間14到壓縮室11的逆流的止回閥20，所以可將起動轉矩特性從圖3(3)減少到圖3(4)。即，起動時的壓縮室內壓為大致相同的壓力，若從該狀態開始進行壓縮，則由于存在剛壓縮后沒有到達排出口1e的壓縮室11，所以壓縮室內的壓力比排出壓力更高，起動負載非常大。但是，若使用本實施方式的起動負載減輕機構21，則由于可降低起動負載，壓縮室內壓不會比排出壓力高。在這種情況下，起動轉矩變化為從圖3中的a→b’→c’，在作為感應起動后，由于不會使備有起動負載減輕機構的渦旋式壓縮機的起動轉矩下降到b2，所以與不備有起動負載減輕機構的情況相比，可以以較小的同步引入轉矩進行同步引入。從以上得出，在將自起動式同步電動機5作為驅動用電動機的渦旋式壓縮機中，若為備有起動負載減輕機構21的渦旋式壓縮機，則與不備有起動負載減輕機構21的情況相比，可以以較小的同步引入轉矩進行引入，所以可使起動性變好，且由于可不使自起動式同步電動機5的外形變大，所以可采用高能量轉換效率的自起動式同步電動機5作為渦旋式壓縮機的驅動用電動機。
根據本實施方式，通過以在壓縮部上配置有起動負載減輕機構21為特征的自起動式同步電動機5驅動的渦旋式壓縮機可降低起動負載，所以在不使壓縮機的外徑尺寸變大的情況下，能可靠地實行自起動式同步電動機5的同步引入，可實現備有起動性良好的自起動式同步電動機5的渦旋式壓縮機。即使對渦旋式壓縮機反復進行開閉控制的情況下，也可使起動負載降低，所以可確保良好的起動性，可與開閉控制隨動。因此，由于采用具有高能量轉換效率的自起動式同步電動機5作為渦旋式壓縮機的驅動用電動機，所以可提供具有高能量轉換效率的渦旋式壓縮機。
實施例2接著，使用圖4及圖5，對本發明的第2實施方式進行說明。圖4是本發明的渦旋式壓縮機的橫剖視圖，圖5是圖4的渦旋式壓縮機的主要部分剖視圖。該第2實施方式在下述方面與第1實施方式不同，關于其他方面與第1實施方式基本相同。
在第2實施方式中，備有自起動式同步電動機5作為驅動用電動機，作為起動負載減輕機構54，在靜渦盤1上配置有連通壓縮室11與吸入空間52的連通路50和對該連通路50進行開閉的控制機構51。吸入空間52與吸入口16、吸入空間17連通，并是在渦旋式渦圈1a的大致外周部上形成的空間。設置有多個連通路50。各連通路50包括與壓縮室11連通的連通路50a、與吸入空間52連通的連通路50b。各連通路50a與壓縮室11不同工序容積的位置連通。在各連通路50的途中，配置有對各連通路50進行開閉的控制機構51。控制機構51對壓縮室11與吸入空間52進行控制，使其在渦旋式壓縮機起動后的幾秒到幾分鐘間連通。若為備有該起動負載減輕機構54的構成，則可在控制中使渦旋式壓縮機的行程容積減小，使所需的起動轉矩變小。
根據第2實施方式，作為起動負載減輕機構54，在靜渦盤1上配置有連通壓縮室11與吸入空間52的連通路50、和對該連通路50進行開閉的控制機構51，所以可使渦旋式壓縮機的行程容積減小，可使所需的起動轉矩變小。由此，由于起動時所需的轉矩變小，則與不備有起動負載減輕機構21的情況相比可以以較小的同步引入轉矩進行引入，所以可使起動性變好，且由于可不使自起動式同步電動機5的外形變大，所以可采用高能量轉換效率的自起動式同步電動機5作為渦旋式壓縮機的驅動用電動機。另外，雖然也可將吸入口16或吸入空間17直接與壓縮室11連通，但是比較起來，使其與在固定渦旋式渦圈1a的大致外周部上形成的吸入空間52連通，可使構成緊湊。
實施例3接著，使用圖6，對本發明的第3實施方式進行說明。圖6是本發明的第3實施方式的渦旋式壓縮機的主要部分剖視圖。該第3實施方式在下述方面與第2實施方式不同，關于其他方面與第2實施方式基本相同。
第3實施方式的起動負載減輕機構53將連通壓縮室11的連通路53a、連通吸入空間52的連通路53e、對連通路53a、53e進行開閉控制的活塞53b作為基本元件。如圖所示，為了防止活塞53b脫落，而設置有止動件53d。在活塞53b內部設置有連通孔53c。另外，在通路53a側設置使壓縮室11的壓力作用于活塞53b上的結構53f。在活塞53b的連通路53a側，作用有壓縮室11的壓力，在活塞53b的連通路53e側作用有排出空間14的壓力。即，活塞53b被構成為基于壓縮室11的中間部的壓力與壓縮部的排出側的壓力之間的壓差而動作的。具體地說，在壓縮室11的中間部的壓力比排出空間14的壓力大的情況下，活塞53b向右側移動，經由連通路19將連通路53a與連通路53e連通，排出空間14的壓力上升，在排出空間14的壓力變成比壓縮室11的中間部的壓力大的情況下，活塞53b向左側移動，將連通路53a與連通路53e的連通解除。通過該作用，在壓縮室11的壓力比排出空間14的壓力大的情況下，通路53a與53e始終連通，從而可減少渦旋式壓縮機的行程容積，使所需的起動轉矩變小。
實施例4接著，使用圖7，對本發明的第4實施方式進行說明。圖7是本發明的第4實施方式的螺旋式壓縮機的縱剖視圖。
第4實施方式的螺旋式壓縮機備有自起動式同步電動機100作為起到動用電動機，作為起動載荷減輕機構，在螺旋式輥的嚙合部上配置有可向該螺旋式輥的軸方向滑動的滑閥105。另外，自起動式同步電動機100由于與第1～第3實施方式相同，所以僅對壓縮機的結構進行說明。
就第4實施方式的螺旋式壓縮機的基本構成進行說明。驅動源為由定子100a、轉子100b形成的自起動式同步電動機100。與外螺旋輥101卡合的軸108卡合到轉子100b上，外螺旋輥101通過自起動式同步電動機100被旋轉驅動，從而進行壓縮動作。另外，也可以是內螺旋輥(未圖示)與軸108卡合，內螺旋輥通過自起動式同步電動機100被旋轉驅動，從而進行壓縮動作。壓縮部備有相互嚙合的一對外螺旋輥101與內螺旋輥。壓縮室包括外螺旋輥101與內螺旋輥的嚙合部、罩(casing)部件109。通過驅動自起動式同步電動機100對壓縮部進行驅動時，工作流體通過吸入口106被吸入，經過自起動式電動機100，由吸入口103吸入到壓縮室中。吸入到壓縮室中的工作流體隨著外、內螺旋輥的旋轉而被壓縮后，經由排出口104、排出口107排出到外部。
起動負載減輕機構由使壓縮室與吸入空間103連通的連通機構、對該連通機構進行開閉的控制機構構成，作為起動負載減輕機構，在外、內螺旋輥的嚙合部上配置有可向螺旋式輥的軸方向滑動的滑閥105。圖示的滑閥105表示處于吸入空間103側的狀態。在這種情況下，可將由外、內螺旋輥的嚙合部、罩部件109構成的壓縮室的行程容積設定為最大，但是有可能在起動時使所需的轉矩變大，使自起動式同步電動機100的起動變差。另一方面，在滑閥105處于排出口104側的情況下，可將壓縮室的行程容積設定為最小，可使起動時的所需轉矩變小，所以可改善自起動式同步電動機100的起動性。
如以上所述，通過使起動時所需轉矩變小，與不備有起動負載減輕機構的情況相比可以以較小的同步引入轉矩進行同步引入，所以可使起動性變好，并且不會使自起動式同步電動機5的外形變大，所以可采用高能量轉化效率的自起動式同步電動機5作為螺旋式壓縮機的驅動用電動機。
實施例5接著，使用圖8，對本發明的第5實施方式進行說明。圖8是本發明的第5實施方式的往復式壓縮機的縱剖面概略圖。在圖8中，省略自起動式同步電動機，并且擴大往復式壓縮機的壓縮部。
第5實施方式的往復式壓縮機備有自起動式同步電動機作為驅動用電動機，作為起動負載減輕機構127，將連通壓縮室128與吸入空間129的連通路127a、對該連通路127a進行開閉的控制機構127b、127c配置在氣缸121上。另外，由于自起動式同步電動機與第1～第4實施方式相同，所以僅說明壓縮機的結構。
對第5實施方式的往復式壓縮機的基本構成進行說明。驅動源為由定子及轉子構成的自起動式同步電動機。構成往復式壓縮機的壓縮部的基本元件為活塞120、具有活塞120進行往復運動的腔部122的氣缸121、對腔部122的開口部進行關閉的閥部124。壓縮室128由活塞120、腔部122、閥部124構成。工作流體經由吸入口130、吸入口123、吸入閥124a吸入到壓縮室128中。伴隨活塞120的移動，工作流體被壓縮，然后經由排出閥124b、排出口125排出。
起動負載減輕機構由使壓縮室與吸入空間連通的連通機構、對該連通機構進行開閉的控制機構構成，作為起動負載減輕機構，圖示了下述實例，即在氣缸121上配置有將連通壓縮室128與吸入空間129的連通路127a、對連通路127a進行開閉的控制機構127b、127c。連通路127a形成在氣缸121的壁面上，使壓縮室128與吸入空間129連通。對連通路127a進行開閉的控制機構由可動部位127b與固定部位127c構成。可動部位127b的壓縮室側承受壓縮室128的壓力，可動部件127b的壓縮室相反一側承受壓縮部的排出側的壓力。為了使排出壓力作用于可動部位127b的壓縮室相反一側，在可動部位127上，連接有通過排出口125分路的配管126。在壓縮室壓力比排出壓力低的情況下，控制機構的可動部位127b向壓縮室128側移動，將連通路127a關閉，另一方面，在壓縮室壓力比排出壓力高的情況下，可動部位127b向壓縮室相反一側移動，從而使連通路127a開放。因此，在起動時壓縮室壓力變成比排出壓力大的情況下，可使連通路127a開放，可使起動所需的轉矩變小，可改善自起動式同步電動機的起動性。根據以上，通過使起動時所需轉矩變小，與不備有起動負載減輕機構的情況相比可以以較小的同步引入轉矩進行同步引入，所以可使起動性變好，并且可使自起動式同步電動機的外形不會變大，所以可采用高能量轉化效率的自起動式同步電動機作為往復式壓縮機的驅動用電動機。
實施例6接著，使用圖9，對本發明的第6實施方式進行說明。圖9為本發明的第6實施方式的回轉式壓縮機的壓縮部分的縱剖視圖。
第6實施方式的回轉式壓縮機備有自起動式同步電動機作為驅動用電動機，作為起動負載減輕機構150，在氣缸140或端板141a上配置有將壓縮室144與壓縮部的吸入側連通的連通路150a、150c、對該連通路150a、150c進行關閉的控制機構150b。另外，由于自起動式同步電動機與第1～第5實施方式一樣，所以僅對壓縮機的結構進行說明。
對示出第6實施方式的回轉式壓縮機的基本構成進行說明。驅動源為由定子、轉子構成的自起動式同步電動機。構成回轉式電動機的壓縮部的基本元件包括氣缸140；對氣缸140的兩端部進行封閉的端板141a、141b；配置在被氣缸140、與端板141a、141b包圍的空間上的輥142；與輥142一起運動而使壓縮室144發生變化的葉片143。壓縮室144為由輥142、氣缸140、端板141a、141b、輥142、葉片143構成的空間容積。工作流體經由吸入口146吸入到壓縮室144中。伴隨輥142的移動，工作流體被壓縮，經由排出口147、排出閥(未圖示)排出。
起動負載減輕機構150由使壓縮室與吸入空間連通的連通機構、對該連通機構進行開閉的控制機構構成，作為起動負載減輕機構150，圖示了下述實例，即在氣缸140或端板141a上，配置有將壓縮室144連通到吸入口146上的連通路150a、150c、對連通路150a、150c進行開閉的控制機構150b。連通路150a、150c經由氣缸140及端板141a，使壓縮室144與吸入口146連通。對連通路150a、150c進行開閉的控制機構150b對壓縮室144與吸入口146進行控制，使其從回轉壓縮機起動后的幾秒到幾分鐘連通。由此，可減小回轉式壓縮機的行程容積，可使起動所需的轉矩變小。
根據以上，在第6實施方式中，可使起動時所需轉矩變小，與不備有起動負載減輕機構150的情況相比可以以較小的同步引入轉矩進行同步引入，所以可使起動性變好，并且可使自起動式同步電動機的外形不會變大，可采用高能量轉化效率的自起動式同步電動機作為回轉式壓縮機的驅動用電動機。
實施例7接著，使用圖10，對本發明的第7實施方式進行說明。圖10為本發明的第7實施方式的回轉式壓縮機的壓縮部分的縱剖視圖。
第7實施方式的回轉式壓縮機備有自起動式同步電動機作為驅動用電動機，作為起動負載減輕機構149，在氣缸140上配置有將壓縮室144與壓縮部的吸入側(吸入口146)連通的連通路149a、149c、對該連通路149a、149c進行關閉的控制機構149b。另外，由于自起動式同步電動機與第1～第5實施方式一樣，所以僅對壓縮機的結構進行說明。
對示出第7實施方式的回轉式壓縮機的基本構成進行說明。驅動源為由定子、轉子構成的自起動式同步電動機。構成回轉式電動機的壓縮部的基本元件包括氣缸140；對氣缸140的進行封閉的端板141a、141b；配置在被氣缸140、端板141a、141b包圍的空間上的輥142；與輥142一起運動使壓縮室144發生變化的葉片143。壓縮室144為由輥142、氣缸140、端板141a、141b、輥142、葉片143構成的空間容積。工作流體經由吸入口146吸入到壓縮室144中。伴隨輥142的移動，工作流體被壓縮，經由排出口147、排出閥(未圖示)排出。
起動負載減輕機構149由使壓縮室與吸入空間連通的連通機構、對該連通機構進行開閉的控制機構構成，作為起動負載減輕機構149，圖示了下述實例，即在氣缸140上，配置有將壓縮室144連通到吸入口146上的連通路149a、149c、對連通路149a、149c進行開閉的控制機構149b。連通路149a、149c經由氣缸140，使壓縮室144與吸入口146連通。對連通路149a、149c進行開閉的控制機構149b對壓縮室144與吸入口146進行控制，使其從回轉壓縮機起動后的幾秒到幾分鐘間連通。由此，可減小回轉式壓縮機的行程容積，可使起動所需的轉矩變小。
根據以上，在第7實施方式中，可使起動時所需轉矩變小，與不備有起動負載減輕機構149的情況相比可以以較小的同步引入轉矩進行同步引入，所以可使起動性變好，并且可使自起動式同步電動機的外形不會變大，可采用高能量轉化效率的自起動式同步電動機作為回轉式壓縮機的驅動用電動機。
權利要求
1.一種容積式壓縮機，備有自起動式同步電動機，作為感應電動機起動，在同步轉速附近進行同步引入，從而進行同步運轉；壓縮部，具有壓縮工作流體的壓縮室；密閉容器，收納自起動式同步電動機及壓縮部，讓起動時減輕所述壓縮部負載的起動負載減輕機構位于所述密閉容器內，并被配置在所述壓縮部上。
2.如權利要求1所述的容積式壓縮機，其特征在于，所述起動負載減輕機構被構成為，備有將所述壓縮室的中間部與所述壓縮部的排出側連通的連通機構；防止工作流體從所述壓縮部的排出側流入到所述壓縮室的中間部的流入防止機構。
3.如權利要求2所述的容積式壓縮機，其特征在于，所述流入防止機構是由閥構成，所述閥根據所述壓縮室的中間部與所述壓縮部的排出側之間的壓差，對所述連通機構進行開閉。
4.如權利要求2所述的容積式壓縮機，其特征在于，所述連通機構被構成為將所述壓縮室的多個位置的中間部與所述壓縮部的排出側連通。
5.如權利要求1所述的容積式壓縮機，其特征在于，所述起動負載減輕機構被構成為，備有將所述壓縮室的中間部與所述壓縮部的吸入側連通的連通機構；對所述連通機構進行開閉的控制機構。
6.如權利要求5所述的容積式壓縮機，其特征在于，所述控制機構是由閥構成，所述閥根據所述壓縮室的中間部與所述壓縮部的排出側之間的壓差，對所述連通機構進行開閉。
7.如權利要求5所述的容積式壓縮機，其特征在于，所述連通機構被構成為將所述壓縮室的多個位置的中間部與所述壓縮部的吸入側連通。
8.一種渦旋式壓縮機，在權利要求2所述的容積式壓縮機中，所述壓縮部被構成為，備有動渦盤，具有端板和豎立設置于該端板上的渦旋狀的渦旋式渦圈，在與豎立設置該渦旋式渦圈的方向，即，軸線方向垂直的面內不發生自轉而進行回旋運動；靜渦盤，具有端板和豎立設置于該端板上的渦旋狀的渦旋式渦圈，至少大致限制與豎立設置該渦旋式渦圈的方向，即，軸線方向垂直的面內方向中的運動；使所述動渦盤與所述靜渦盤嚙合而在兩個渦盤之間構成的壓縮室，所述起動負載減輕機構被構成為，備有連通路，以連通所述壓縮室的中間部與形成在所述密閉容器內的排出空間的方式形成在所述靜渦盤上；止回閥，設置于所述渦盤上，以使防止工作流體從所述排出空間通過所述連通路流入到所述壓縮室。
9.一種渦旋式壓縮機，在權利要求2所述的容積式壓縮機中，所述壓縮部被構成為，備有動渦盤，具有端板和豎立設置于該端板上的渦旋狀的渦旋式渦圈，在與豎立設置該渦旋式渦圈的方向，即，軸線方向垂直的面內不發生自轉而進行回旋運動；靜渦盤，具有端板和豎立設置于該端板上的渦旋狀的渦旋式渦圈，至少大致限制與豎立設置該渦旋式渦圈的方向，即，軸線方向垂直的面內方向中的運動；使所述動渦盤與所述靜渦盤嚙合而在兩個渦盤之間構成的壓縮室，所述起動負載減輕機構被構成為，備有連通路，以連通所述壓縮室的中間部與形成在所述壓縮部上的吸入空間的方式形成在所述靜渦盤上；止回閥，設置于所述渦盤上，以使防止工作流體從所述壓縮室通過所述連通路流入到所述吸入空間中。
10.如權利要求8或9中所述的渦旋式壓縮機，其特征在于，所述止回閥被構成為根據所述壓縮室的中間部的壓力與所述壓縮部的排出側的壓力之間的壓差而動作。
11.一種螺旋式壓縮機，在權利要求1所述的容積式壓縮機中，所述壓縮部被構成為，備有相互嚙合的一對外、內螺旋輥；罩部件；由所述兩螺旋輥的嚙合部與所述罩部件構成的壓縮室；所述起動負載減輕機構被構成為，在所述兩螺旋輥的嚙合部上設置可沿其軸方向滑動的滑閥。
12.一種往復式壓縮機，在權利要求1所述的容積式壓縮機中，所述壓縮部被構成為，備有活塞；具有使所述活塞進行往復運動的腔部的氣缸；對所述腔部的開口部進行封閉的閥部；由所述活塞、所述腔部及所述閥部構成的壓縮室，所述起動負載減輕機構被構成為，備有連通路，使連通所述壓縮室的中間部與形成在所述密閉容器內的吸入空間的方式形成在所述氣缸上；止回閥，設置于所述氣缸上，以使防止工作流體從形成于所述密閉容器內的吸入空間通過所述連通路流入。
13.一種回轉式壓縮機，在權利要求1所述的容積式壓縮機中，所述壓縮部被構成為，備有氣缸；對所述氣缸的兩端部進行封閉的端板；配置在被所述氣缸與所述端板包圍的空間上的輥部；起到使由所述氣缸、所述端板及所述輥部構成的空間容積與所述輥部的運動一起發生變化這種作用的葉片部；由所述氣缸、所述端板、所述輥部及所述葉片部構成的壓縮室，所述起動負載減輕機構被構成為，備有使所述壓縮室的中間部與所述壓縮部的吸入側連通的連通機構；對所述連通機構進行開閉的控制機構。
全文摘要
一種容積式壓縮機，備有自起動式同步電動機(5)，作為感應電動機起動，在同步轉速附近進行同步引入，從而進行同步運轉；壓縮部，具有壓縮工作流體的壓縮室(11)；密閉容器(4)，收納自起動式同步電動機(5)及壓縮部。容積式壓縮機起動時的減輕壓縮部負載的起動負載減輕機構(21)位于密閉容器(4)內，并被配置在壓縮部上。這樣，在容積式壓縮機中，使用具有高能量轉換效率的自起動式同步電動機，且使壓縮機的外徑尺寸不會變大，能可靠起動。
文檔編號H02P1/16GK1796785SQ200510134150
公開日2006年7月5日 申請日期2005年12月27日 優先權日2004年12月27日
發明者土屋豪, 柳瀨裕一, 藤村和幸, 松永睦憲, 野澤重和, 東條健司, 小原木春雄, 菊地聰, 香宗我部弘勝 申請人:株式會社日立空調系統