[发明专利]螺杆式压缩机和冷冻循环装置

说明书

技术领域

本发明涉及在用于冷冻和空调等的冷冻循环内使用的螺杆式压缩机和冷冻循环装置。

背景技术

作为这种螺杆式压缩机，存在如下的压缩机：在一端成为流体的吸入侧、另一端成为排出侧的螺杆转子的外周设置了沿螺杆转子的旋转轴方向滑动移动的柱状的滑阀(例如参考专利文献1、专利文献2、专利文献3、专利文献4)。滑阀用于改变在压缩室被压缩的高压气体的排出开始(压缩完成)位置，使排出面积变化来改变排出容积相对于吸入容积的比例。

在专利文献1中，相对于与运转负荷对应的压缩比(排出压力/吸入压力)，控制滑阀的滑动停止位置，以达到可得到高压缩机效率的容积比。即，根据运转状态是全负荷运转还是部分负荷运转，使滑阀的位置进行变化。具体来说，滑阀以如下的方式进行位置变化：在部分负荷运转时位于吸入侧来增大排出口的开度，在全负荷运转时位于排出侧来减小排出口的开度。

专利文献1的螺杆式压缩机的排出口由设置于收容螺杆转子的壳体上的开口部的内壁面和滑阀的排出侧端面形成，具有可变口和固定口。可变口是通过滑阀的移动使由滑阀形成的阻塞部分开放或者通过滑阀的反方向的移动使打开部分关闭、从而面积发生变化的口。固定口是被设置在可变口与在壳体上供星轮齿插入的开口部(以下称为星轮用开口部)之间、无论滑阀在什么位置都始终处于打开状态的口。

在专利文献1记载的以往的螺杆式压缩机中，除了固定口和可变口之外，为了扩大部分负荷运转时的排出面积，还设置了多个副口。多个副口形成为平行四边形形状，在可变口与星轮用开口部之间并排设置在固定口的吸入侧。

在此，固定口形成为能够与全负荷运转时的滑阀的位置匹配地确保排出面积。另外，副口与固定口分开形成，以便在滑阀滑动到吸入侧的部分负荷运转中与压缩室和可变口连通，在滑阀滑动到排出侧的全负荷运转中通过滑阀关闭。

在专利文献1中，通过如上所述设置固定口和副口，能够防止压力不同的压缩室彼此连通，并且在部分负荷的运转状态下确保足够大的排出面积。

另外，在专利文献2记载的以往的螺杆式压缩机中，也公开了为了确保部分负荷中的排出面积而在可变口和固定口之外还设置副口这一点。该专利文献2的副口被设置在比滑阀靠螺杆转子的反向旋转侧，在相对于全负荷进行50％到75％的部分负荷运转时使压缩室与螺杆转子的排出侧空间连通。

另外，在专利文献3中公开了如下的螺杆式压缩机：使滑阀的排出侧端面的倾斜与部分负荷运转的排出开始时刻的螺杆槽的倾斜一致，使部分负荷运转的效率优先于全负荷运转的效率。

另外，在专利文献1～3中，滑阀经由杆状的连结部与引导部连结，引导部由驱动机构驱动而能够进行滑动移动。因为该连结部被设置成横跨在排出口上，所以会阻塞排出流体的流路。因此成为了使流路面积缩小、使排出压力损失增大的主要原因。

另外，在专利文献4中公开了为了尽量避免挡住排出流路而将连结部偏向可变口的反向旋转侧配置的技术。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-132834号公报(第11页，图6)

专利文献2：日本特开2011-32957号公报([0033]，图2)

专利文献3：日本专利第4735757号公报(第12页，图6)

专利文献4：日本专利第3214100号公报([0020]，图3)

发明内容

发明要解决的课题

作为安装了螺杆式压缩机的冷冻机的节能指标，以往主流是采用额定条件(全负荷条件：100％负荷)下的性能系数(制冷量/功耗)。但是，最近，接近实际运转条件的指标、例如在美国制定的综合部分负荷性能系数IPLV(Integrated Part Load Value)受到关注。

常用的冷冻机在一年当中以额定条件进行运转的时间非常短，一年的运转时间中的90％以上都是以部分负荷进行运转。而且，部分负荷中，尤其是在全负荷中的75～50％的负荷下的运转占一多半。在全负荷运转和部分负荷运转中，制冷剂循环流量和运转压缩比不同，性能系数也发生变化。考虑到这样的实际运转的情况，综合部分负荷性能系数受到关注。即，综合部分负荷性能系数已成为强调了部分负荷条件下的性能系数的指标。

由于上述背景，专利文献1和专利文献2记载的螺杆式压缩机为出于提高部分负荷条件的效率的目的而增加部分负荷条件下的排出面积，采用了上述结构。即，除了以往的可变口之外，还设置了仅在部分负荷运转中与排出侧空间连通的副口。