專利名稱：制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將潤(rùn)滑油供向包括壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的制冷裝
置的膨脹機(jī)中的潤(rùn)滑油供給方式。
背景技術(shù)：
到目前為止，讓制冷劑在制冷劑回路中循環(huán)而進(jìn)行制冷循環(huán) 的制冷裝置已為眾人所知，該制冷裝置具有廣泛的用途，其中之 一是作空調(diào)機(jī)用。例如，在專利文獻(xiàn)l中公開了一種包括壓縮制 冷劑的壓縮機(jī)和使制冷劑膨脹的回收動(dòng)力用膨脹^L的制冷裝置。 具體而言，在該專利文獻(xiàn)1的圖1所示的制冷裝置中，膨脹機(jī)通 過(guò)一根軸與壓縮機(jī)相聯(lián)結(jié)，在膨脹機(jī)中獲得的動(dòng)力用于驅(qū)動(dòng)壓縮 機(jī)。而且，在該專利文獻(xiàn)1的圖6所示的制冷裝置中，壓縮機(jī)上 聯(lián)結(jié)有電動(dòng)機(jī)，膨脹機(jī)上聯(lián)結(jié)有發(fā)電機(jī)。該制冷裝置中的壓縮機(jī) 被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮，另一方面，發(fā)電機(jī)則由膨脹 機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電。 例如，在專利文獻(xiàn)2中公開了一種膨脹機(jī)和壓縮機(jī)由一根軸 聯(lián)結(jié)在一起的流體機(jī)械。在該專利文獻(xiàn)所公開的流體機(jī)械中，作 為壓縮機(jī)的壓縮機(jī)構(gòu)、作為膨脹機(jī)的膨脹機(jī)構(gòu)以及將二者聯(lián)結(jié)在 一起的軸置于同一殼體內(nèi)。在該流體機(jī)械中，在軸的內(nèi)部形成有 供油通路，貯存在殼體底部的潤(rùn)滑油經(jīng)由供油通路供向壓縮機(jī)構(gòu)、 膨脹機(jī)構(gòu)。 專利文獻(xiàn)3中公開有一種所謂的封閉型壓縮機(jī)。在該封閉型 壓縮機(jī)中，壓縮機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)置于同一殼體內(nèi)。在該封閉型壓縮 機(jī)中，在壓縮機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸上形成有供油通路，貯存在殼體底部 的潤(rùn)滑油經(jīng)由供油通路供向壓縮機(jī)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)1:日本公開特許公報(bào)特開2000 — 241033號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本公開特許公報(bào)特開2005 — 299632號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:日本公開特許公報(bào)特開2005 — 002832號(hào)公報(bào) 一發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題—
在上迷專利文獻(xiàn)l中所公開的、彼此單獨(dú)各為一體的壓縮機(jī) 和膨脹機(jī)連接在制冷劑回路上而構(gòu)成的制冷裝置中，能夠使用專 利文獻(xiàn)3中所公開的封閉型壓縮機(jī)。在該情況下，在壓縮機(jī)中用 貯存在殼體內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)行壓縮機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑。 ，
然而，與壓縮機(jī)的壓縮機(jī)構(gòu)一樣，膨脹機(jī)的膨脹機(jī)構(gòu)也是流 體機(jī)械。于是，就需要象對(duì)壓縮機(jī)構(gòu)一樣，用潤(rùn)滑油對(duì)膨脹機(jī)構(gòu) 進(jìn)行潤(rùn)滑。但是，現(xiàn)今還沒(méi)有具體研究探討如何將潤(rùn)滑油供給膨 脹機(jī)的膨脹機(jī)構(gòu)的問(wèn)題。 .

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為解決上述問(wèn)題而研究開發(fā)出來(lái)的。其目的在于 在包括各自單獨(dú)為一體的壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的制冷裝置中，將潤(rùn)滑 油可靠地供給壓縮機(jī)和膨脹機(jī)，以確^:制冷裝置的可靠性。 一用以解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案一 第一方面的發(fā)明以制冷裝置為對(duì)象，該制冷裝置具有壓縮機(jī) 20和膨脹機(jī)30連接而成的制冷劑回路11,讓制冷劑在該制冷劑 回路ll中循環(huán)而進(jìn)行制冷循環(huán)。所述壓縮機(jī)20包括密閉容器 狀壓縮機(jī)殼體24和壓縮機(jī)構(gòu)21，該壓縮機(jī)構(gòu)21置于該壓縮機(jī)殼 體24內(nèi)，且將已吸入的制冷劑壓縮后再噴向該壓縮機(jī)殼體24內(nèi)， 所述壓縮機(jī)20構(gòu)成為將ii&存在所述壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的潤(rùn)滑油 供向所述壓縮機(jī)構(gòu)21，所述膨脹機(jī)30包括使已流入的制冷劑 膨脹而產(chǎn)生動(dòng)力的膨脹機(jī)構(gòu)31和內(nèi)裝有該膨脹機(jī)構(gòu)31的膨脹機(jī) 殼體34。設(shè)有用以將貯存在所述壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的潤(rùn)滑油供向 所述膨脹機(jī)構(gòu)31的供油通路41，所述膨脹機(jī)構(gòu)31由經(jīng)由該供油 通路41供來(lái)的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。 在第一方面的發(fā)明中，制冷劑在制冷劑回路ll內(nèi)循環(huán)而進(jìn)行 制冷循環(huán)。在壓縮機(jī)20中，壓縮機(jī)構(gòu)21對(duì)已吸入的制冷劑進(jìn)行壓縮，將已壓縮的制冷劑噴向壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)部空間。從壓縮 機(jī)殼體24導(dǎo)出的高壓制冷劑向空氣、水等對(duì)象物放熱，之后流入 膨脹機(jī)30的膨脹機(jī)構(gòu)31并膨脹。在膨脹機(jī)構(gòu)31中，從已流入的 高壓制冷劑回收動(dòng)力。已在膨脹機(jī)構(gòu)31中膨脹的制冷劑從空氣、 水等對(duì)象物吸熱，之后被吸入壓縮機(jī)20的壓縮機(jī)構(gòu)21。
第一方面的發(fā)明的壓縮機(jī)殼體24，其內(nèi)壓與剛剛從壓縮機(jī)構(gòu) 21噴出不久的制冷劑的壓力相等，且潤(rùn)滑油貯存在該內(nèi)部空間。 已貯存在壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的潤(rùn)滑油被供向壓縮機(jī)構(gòu)21，用于潤(rùn) 滑壓縮機(jī)構(gòu)21。已貯存在壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的潤(rùn)滑油還經(jīng)由供油 通路41供向膨脹機(jī)構(gòu)31,用于潤(rùn)滑膨脹機(jī)構(gòu)31。 第二方面的發(fā)明是這樣的，在上述第一方面的發(fā)明中，該制 冷裝置還具有供油用管道41，該供油用管道41的一端連接在所 迷壓縮機(jī)殼體24的底部，另一端連接在所述膨脹機(jī)構(gòu)31上，由 該供油用管道41構(gòu)成所述供油通路。 在第二方面的發(fā)明中，供油通路由供油用管道41構(gòu)成。在供 油用管道41中，壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的潤(rùn)滑油流入其一端，已流入 的潤(rùn)滑油朝著另 一 端流動(dòng)。在供油用管道41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油從供 油用管道41的另一端導(dǎo)入膨脹機(jī)構(gòu)31。 笫三方面的發(fā)明是這樣的，在上迷第一或者第二方面的發(fā)明 中，該制冷裝置中還設(shè)有使貯存在所述膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的潤(rùn)滑油 返回所述壓縮機(jī)20的回油通路42。 在第三方面的發(fā)明中，在制冷裝置中設(shè)置有回油通路42。在 膨脹機(jī)30中，經(jīng)由供油通路41供向膨脹機(jī)構(gòu)31的潤(rùn)滑油有一部 分，與通過(guò)膨脹機(jī)構(gòu)31的制冷劑一起從膨脹機(jī)30流出去，剩余 部分則從膨脹機(jī)構(gòu)31漏出來(lái)，貯存在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)。已貯存 在該膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的潤(rùn)滑油通過(guò)回油通路42返送給壓縮機(jī) 20。 第四方面的發(fā)明是這樣的，在上述第三方面的發(fā)明中，所述 回油通路42構(gòu)成為將潤(rùn)滑油引向所述壓縮機(jī)構(gòu)21的吸入側(cè)。
在第四方面的發(fā)明中，已貯存在該膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的潤(rùn)滑油 通過(guò)回油通路42流向壓縮機(jī)構(gòu)21的吸入側(cè)，與低壓制冷劑一起 被吸入壓縮機(jī)構(gòu)21。與制冷劑一起被吸入壓縮機(jī)構(gòu)21的潤(rùn)滑油， 與已壓縮的制冷劑一起從壓縮機(jī)構(gòu)21噴向壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)部 空間。 第五方面的發(fā)明是這樣的，在上述第一到第四方面任一方面 的發(fā)明中，該制冷裝置中還包括冷卻用熱交換器46，用以使在所 述供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油與被吸入所述壓縮機(jī)構(gòu)21的制冷 劑進(jìn)行熱交換，將在所述供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油冷卻。
在第五方面的發(fā)明中，在制冷裝置中設(shè)置有冷卻用熱交換器
46。 在該冷卻用熱交換器46中，在供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油 和被吸入上述壓縮機(jī)構(gòu)21的制冷劑相互進(jìn)行熱交換。被吸入壓縮 機(jī)構(gòu)21的制冷劑的溫度比在供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油的溫度 低。因此，在供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油在冷卻用熱交換器46 中被冷卻。 第六方面的發(fā)明是這樣的，在上述第三或第四方面的發(fā)明中， 該制冷裝置中還包括冷卻用熱交換器47，用以使在所述供油通路 41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油與在所述回油通路42中流動(dòng)的潤(rùn)滑油進(jìn)行熱 交換，而將在所述供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油冷卻。
在第六方面的發(fā)明中，在制冷裝置中設(shè)置有冷卻用熱交換器
47。 在該冷卻用熱交換器47中，在供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油 和在上迷回油通路42中流動(dòng)的潤(rùn)滑油相互進(jìn)行熱交換。在上迷回 油通路42中流動(dòng)的潤(rùn)滑油的溫度比在供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑 油的溫度低。因此，在供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油在冷卻用熱交 換器47中被冷卻。 第七方面的發(fā)明是這樣的，在上述第一到第四方面任一方面 的發(fā)明中，該制冷裝置中還包括冷卻用熱交換器48，用以使在所 述供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油與室外空氣進(jìn)行熱交換，而將在所 述供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油冷卻。
在第七方面的發(fā)明中，在制冷裝置中設(shè)置有冷卻用熱交換器 48。在該冷卻用熱交換器48中，在供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油 和室外空氣相互進(jìn)行熱交換。室外空氣的溫度比在供油通路41 中流動(dòng)的潤(rùn)滑油的溫度低。因此，在供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油 在冷卻用熱交換器48中被冷卻。 第八方面的發(fā)明是這樣的，在上述第一到第七方面任一方面 的發(fā)明中，所述制冷劑回路ll中形成有第一吸入側(cè)通路17和第 二吸入側(cè)通路18，該第 一 吸入側(cè)通路17使該制冷劑回路11中的 蒸發(fā)器與所述膨脹機(jī)殼體3 4中的內(nèi)部空間連通，該第二吸入側(cè)通 路18使該膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間與所述壓縮機(jī)構(gòu)21的吸入側(cè) 連通。所迷膨脹機(jī)殼體34構(gòu)成為將自所述第一吸入側(cè)通路17 流入的制冷劑分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑，將氣態(tài)制冷劑送 入所述第二吸入側(cè)通路18中。 在第八方面的發(fā)明中，在制冷劑回路11中設(shè)有第一吸入側(cè)通 路17和第二吸入側(cè)通路18。在該制冷劑回路11中，從蒸發(fā)器流 出的低壓制冷劑通過(guò)第一吸入側(cè)通路17流向膨脹機(jī)殼體34的內(nèi) 部空間。已流向膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間的制冷劑通過(guò)第二吸入 側(cè)通路18 ^:吸入壓縮機(jī)構(gòu)21。也就是說(shuō)，在該發(fā)明的制冷劑回 路ll中，從蒸發(fā)器流出的制冷劑通過(guò)膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間 后，被吸入壓縮機(jī)20的壓縮機(jī)構(gòu)21 。 這里，會(huì)有已流入的制冷劑在制冷劑回路ll的蒸發(fā)器中不能 夠完全蒸發(fā)掉，有一部分制冷劑以液態(tài)從蒸發(fā)器中流出去的情況。 如果此時(shí)從蒸發(fā)器流出的液態(tài)制冷劑的量較多，就會(huì)有液態(tài)制冷 劑被吸入壓縮機(jī)構(gòu)21致使壓縮機(jī)構(gòu)21損壞的可能。 相對(duì)于此，在該第八方面的發(fā)明中，即使氣液二相狀態(tài)的制 冷劑從第一吸入側(cè)通路17流向膨脹^L殼體34的內(nèi)部空間，該制 冷劑也會(huì)被分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑，氣態(tài)制冷劑通過(guò)第 二吸入側(cè)通路18被送往壓縮機(jī)構(gòu)21。也就是說(shuō)，該發(fā)明的膨脹 機(jī)殼體34具有所謂的貯液器的功能。
第九方面的發(fā)明是這樣的，在上述第八方面的發(fā)明中，所述 膨脹機(jī)30包括發(fā)電機(jī)33,該發(fā)電機(jī)33置于所述膨脹機(jī)殼體34 中，由所述膨脹機(jī)構(gòu)31驅(qū)動(dòng)。所述第一吸入側(cè)通路17與所迷膨 脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間中所述發(fā)電機(jī)33下側(cè)的空間連通，所述 第二吸入側(cè)通路18與所述膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間中所述發(fā)電 機(jī)33上側(cè)的空間連通。 在第九方面的發(fā)明中，發(fā)電機(jī)33置于膨脹機(jī)殼體34內(nèi)。發(fā) 電機(jī)33由膨脹機(jī)構(gòu)31驅(qū)動(dòng)發(fā)電。在該發(fā)明中，通過(guò)第一吸入側(cè) 通路17后流向膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間的低壓制冷劑，從下往 上地通過(guò)發(fā)電機(jī)33后，流向第二吸入側(cè)通路18。在從第一吸入 側(cè)通路17流向膨脹機(jī)殼體34的制冷劑為氣液二相狀態(tài)的情況下， 氣態(tài)制冷劑通過(guò)發(fā)電機(jī)33，流向第二吸入側(cè)通路18。另一方面， 液態(tài)制冷劑附著在發(fā)電機(jī)33上，之后朝著膨脹機(jī)殼體34的底部 流下去。
一發(fā)明的效果一 在本發(fā)明中，將潤(rùn)滑油貯存在內(nèi)壓與剛剛從壓縮機(jī)構(gòu)21噴出 不久的制冷劑的壓力相等的壓縮機(jī)殼體24中，將該潤(rùn)滑油供向壓 縮機(jī)構(gòu)21和膨脹機(jī)構(gòu)31這兩個(gè)機(jī)構(gòu)。也就是說(shuō)，在本發(fā)明中， 將潤(rùn)滑油貯存在制冷劑回路11內(nèi)壓力最高的部分，將該潤(rùn)滑油供 向存在壓力比壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)壓還要低的低壓部分的壓縮機(jī) 構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31中。因此，潤(rùn)滑油提供處的壓力就比潤(rùn)滑油 接收處的壓力高，潤(rùn)滑油會(huì)可靠地供向壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31。 結(jié)果是，根據(jù)本發(fā)明，能夠確保對(duì)壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31的 潤(rùn)滑油的供給量，也就能夠事先防止出現(xiàn)壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu) 31燒傷等故障，從而能夠確保制冷裝置的可靠性。 在上述第三方面的發(fā)明中，貯存在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的潤(rùn)滑油 流通過(guò)回油用管道42，返回壓縮機(jī)20中。因?yàn)榇嬖谟谥评鋭┗?路ll內(nèi)的潤(rùn)滑油量一定，所以，如果貯存在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的 潤(rùn)滑油量增加，則壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的潤(rùn)滑油的貯存量就會(huì)減少，該減少量相當(dāng)于膨脹機(jī)殼體34內(nèi)潤(rùn)滑油的增加量，這樣，就有可 能出現(xiàn)不能夠充分地給壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31提供潤(rùn)滑油的 不良現(xiàn)象。相對(duì)于此，在該發(fā)明中，是膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的潤(rùn)滑油 經(jīng)由回油用管道42送回壓縮機(jī)構(gòu)21中。因此，根據(jù)本發(fā)明，能 夠充分確保壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的潤(rùn)滑油的貯存量，也就能夠更可靠 地將潤(rùn)滑油供向壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31。 在上述第四方面的發(fā)明中，貯存在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的潤(rùn)滑油 被送向壓縮機(jī)構(gòu)21的吸入側(cè)。該壓縮機(jī)枸21的吸入側(cè)成為制冷 劑回路ll內(nèi)壓力最低的部分。也就是說(shuō)，在該發(fā)明中，在貯存有 潤(rùn)滑油的膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間與潤(rùn)滑油的返回處之間確實(shí) 能夠產(chǎn)生壓力差。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠可靠地將貯存在膨脹 機(jī)殼體34內(nèi)的潤(rùn)滑油送回壓縮機(jī)20中，從而能夠確保壓縮機(jī)殼 體24內(nèi)的潤(rùn)滑油的貯存量。 在壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)部空間里潤(rùn)滑油與自壓縮機(jī)構(gòu)21噴出 的制冷劑共存。因此，貯存在壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的潤(rùn)滑油的溫度與 從壓縮機(jī)構(gòu)21噴出的制冷劑的溫度大致相等。剛剛從壓縮機(jī)構(gòu) 21噴出不久的制冷劑是在制冷劑回路11內(nèi)循環(huán)的制冷劑中溫度 最高的制冷劑。因此，如果就這樣將貯存在壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的高 溫潤(rùn)滑油供給膨脹機(jī)構(gòu)31，則通過(guò)膨脹機(jī)構(gòu)31的制冷劑會(huì)被潤(rùn) 滑油加熱，從膨脹機(jī)構(gòu)31流出的制冷劑的焓就會(huì)增大。若從膨脹 機(jī)構(gòu)31流出的制冷劑的焓增大，則膨脹后的制冷劑從空氣、水等 中吸收的熱量就會(huì)減少，而有可能導(dǎo)致制冷裝置的能力下降。 相對(duì)于此，在上述第五、第六以及第七方面的發(fā)明中，先在 冷卻用熱交換器46、 47、 48中將從壓縮機(jī)殼體24流出后又在供 油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油冷卻，然后再將該冷卻后的潤(rùn)滑油供向 膨脹機(jī)構(gòu)31。逸樣一來(lái)，與將貯存在壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的高溫潤(rùn) 滑油原樣導(dǎo)入膨脹機(jī)構(gòu)31的情形相比，能夠減少經(jīng)由供油通路 41供來(lái)的潤(rùn)滑油釋放給通過(guò)膨脹機(jī)構(gòu)31的制冷劑的熱量。結(jié)果， 根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)呐蛎洐C(jī)構(gòu)31流出的制冷劑的焓抑制得很低，從而能夠抑制制冷裝置的能力下降。 特別是，在上述第五方面的發(fā)明中，讓被吸入壓縮機(jī)構(gòu)21 的制冷劑(亦即，在制冷劑回路ll內(nèi)循環(huán)的制冷劑中溫度最低的 制冷劑)與在供油通路41中流動(dòng)的潤(rùn)滑油進(jìn)行熱交換。因此，根 據(jù)本發(fā)明，確實(shí)能夠使經(jīng)由供油通路41導(dǎo)入膨脹機(jī)構(gòu)31的潤(rùn)滑 油的溫度下降，從而能夠更可靠地抑制制冷裝置的能力下降。 在上述笫八方面的發(fā)明中，膨脹機(jī)殼體34具有用以從被吸入 壓縮機(jī)20的制冷劑分離出液態(tài)制冷劑的貯液器的功能。因此，無(wú) 需在制冷劑回路11中另外設(shè)置貯液器，也就能夠使制冷劑回路 11的構(gòu)成部件減少，從而能夠使制冷裝置的結(jié)構(gòu)筒單。 在上述第九方面的發(fā)明中，讓從第一吸入側(cè)通路17流向膨脹 機(jī)殼體34的制冷劑通過(guò)發(fā)電機(jī)33后，再流向第二吸入側(cè)通路18。 因此，在從第一吸入側(cè)通路17流向膨脹機(jī)殼體34的制冷劑是氣 液二相狀態(tài)的情況下，流向第二吸入側(cè)通路18的制冷劑也幾乎僅 僅是氣態(tài)制冷劑。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠可靠地避免由于液態(tài) 制冷劑的吸入而損壞壓縮機(jī)構(gòu)21，從而能夠提高壓縮機(jī)20的可 靠性。
在該第九方面的發(fā)明中，因?yàn)橹评鋭┩ㄟ^(guò)發(fā)電機(jī)33，所以發(fā) 電機(jī)33被制冷劑冷卻。因此。根據(jù)該發(fā)明，能夠抑制發(fā)電機(jī)33 的溫度上升，從而能夠謀求發(fā)電機(jī)33的效率上升。


圖l是表示第一實(shí)施方式中空調(diào)機(jī)的構(gòu)成的制冷劑回路圖。 圖2是表示第一實(shí)施方式中膨脹機(jī)的主要部分的概略縱向剖 視圖。
圖3是第一實(shí)施方式中膨脹機(jī)構(gòu)的主要部分的放大圖。
圖4是表示第一實(shí)施方式的膨脹機(jī)構(gòu)中的各個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部在
輸出軸的每個(gè)90。旋轉(zhuǎn)角度下的狀態(tài)的概略橫向剖視圖。
圖5是表示第一實(shí)施方式的變形例1中空調(diào)機(jī)的構(gòu)成的制冷
劑回路圖。圖6是表示第一實(shí)施方式的變形例2中空調(diào)機(jī)的構(gòu)成的制冷 劑回路圖。
圖7是表示第二實(shí)施方式中空調(diào)機(jī)的構(gòu)成的制冷劑回路圖。 圖8是表示第二實(shí)施方式的變形例中空調(diào)機(jī)的構(gòu)成的制冷劑 回路圖。
圖9是示出第三實(shí)施方式中膨脹機(jī)的主要部分的概略縱向剖 視圖。
圖10是表示第三實(shí)施方式的膨脹機(jī)構(gòu)在輸出軸的每個(gè)90° 旋轉(zhuǎn)角度下的狀態(tài)的概略縱向剖視圖。
圖11是表示第三實(shí)施方式的變形例中膨脹機(jī)的主要部分的 概略縱向剖視圖。
—符號(hào)說(shuō)明一
10 空調(diào)機(jī)(制冷裝置)
11 制冷劑回路
17 第一管道(第一吸入側(cè)通路)
18 笫二管道(第二吸入側(cè)通路)
20 壓縮機(jī)
21 壓縮機(jī)構(gòu) 24 壓縮機(jī)殼體
30 膨脹機(jī)
31 膨脹機(jī)構(gòu)
33 發(fā)電機(jī)
34 膨脹機(jī)殼體
41 供油用管道(供油通路)
42 回油用管道(回油通路)
46 冷卻用熱交換器
47 冷卻用熱交換器
48 冷卻用熱交換器具體實(shí)施方式
下面，參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。 (發(fā)明的第一實(shí)施方式)
對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式是一由本發(fā) 明所涉及的制冷裝置構(gòu)成的空調(diào)機(jī)10。 (空調(diào)機(jī)的整體結(jié)構(gòu))
如圖l所示，本實(shí)施方式中的空調(diào)機(jī)IO包括制冷劑回路ll。 在該制冷劑回路ll中，壓縮機(jī)20、膨脹機(jī)30、室外熱交換器14、 室內(nèi)熱交換器15、第1四通換向閥12以及第2四通換向閥13連 接在一起。該制冷劑回路ll中填充有二氧化石灰(C02)作制冷劑。 而且，制冷劑回路11中設(shè)有供油用管道41、回油用管道42以及 冷卻用熱交換器46。 說(shuō)明制冷劑回路ll的構(gòu)成。壓縮機(jī)20的噴出管26連接在第 1四通換向閥12的第一通口上；吸入管25連接在第1四通換向 閥12的第二通口上。膨脹機(jī)30的流出管36連接在第2四通換向 閥13的第一通口上；流入管35連接在第2四通換向閥13的第二 通口上。室外熱交換器14的一端連接在第1四通換向閥12的第 三通口上，另一端連接在第2四通換向閥13的第四通口上。室內(nèi) 熱交換器15的一端連接在第2四通換向閥13的第三通口上，另 一端連接在第1四通換向閥12的第四通口上。在該制冷劑回路 11中，將壓縮機(jī)20的吸入管25和第1四通換向閥12的第二通 口連接起來(lái)的管道構(gòu)成吸入側(cè)管道16。 室外熱交換器14是用以讓制冷劑與室外空氣進(jìn)行熱交換的 空氣熱交換器；室內(nèi)熱交換器15是用以讓制冷劑與室內(nèi)空氣進(jìn)行 熱交換的空氣熱交換器。第1四通換向?qū)?2和第2四通換向閥 13分別構(gòu)成為在第一通口和第三通口連通且第二通口和第四通 口連通的第一狀態(tài)(圖1中實(shí)線所示的狀態(tài))、第一通口和第四通 口連通且第二通口和第三通口連通的第二狀態(tài)(圖1中虛線所示 的狀態(tài))之間進(jìn)行切換。
壓縮機(jī)20是所謂的高壓拱頂式全封閉型壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)20具有形成為縱向高度高的圓筒形狀的壓縮機(jī)殼體24。壓縮機(jī)構(gòu) 21、電動(dòng)機(jī)23以及驅(qū)動(dòng)軸22置于壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)部。壓縮機(jī) 構(gòu)21是所謂的旋轉(zhuǎn)式容積型流體機(jī)械。電動(dòng)機(jī)23布置在壓縮機(jī) 殼體24內(nèi)且壓縮機(jī)構(gòu)21的上方。以沿上下方向延伸的方式布置 有驅(qū)動(dòng)軸22，由驅(qū)動(dòng)軸22將壓縮機(jī)構(gòu)21和電動(dòng)機(jī)23聯(lián)結(jié)在一 起。 吸入管25和噴出管26設(shè)在壓縮機(jī)殼體24上。吸入管25穿 過(guò)壓縮機(jī)殼體24的軀干部的下端附近，其終端直接聯(lián)結(jié)在壓縮機(jī) 枸21上。噴出管26穿過(guò)壓縮機(jī)殼體24的頂部，其始端的端口位 于壓縮機(jī)殼體24內(nèi)電動(dòng)機(jī)23上側(cè)的空間。壓縮機(jī)構(gòu)21將從吸入 管25吸入的制冷劑壓縮后，再噴向壓縮機(jī)殼體24內(nèi)。 作為潤(rùn)滑油的冷凍機(jī)油貯存在壓縮機(jī)殼體24的底部。在本實(shí) 施方式中，用聚(亞烷基)二醇(PAG)作冷凍機(jī)油。在驅(qū)動(dòng)軸 22內(nèi)部形成有沿著軸向延伸的供油通路，未示。該供油通路的端 口位于驅(qū)動(dòng)軸22的下端，驅(qū)動(dòng)軸22的下端處于浸漬在貯油腔27 中的狀態(tài)。壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的冷凍機(jī)油經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸22的供油通 路供向壓縮機(jī)構(gòu)21。 膨脹機(jī)30具有形成為高圓筒狀的膨脹機(jī)殼體34。膨脹機(jī)構(gòu) 31、發(fā)電機(jī)33以及輸出軸32置于膨脹機(jī)殼體34內(nèi)部。膨脹機(jī)構(gòu) 31是所謂的旋轉(zhuǎn)式容積型流體機(jī)械。膨脹機(jī)構(gòu)31的詳情后迷。 在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)，發(fā)電機(jī)33布置膨脹機(jī)構(gòu)31的下方。以沿上 下方向延伸的方式布置有輸出軸32，該輸出軸32將膨脹機(jī)構(gòu)31 和發(fā)電機(jī)33聯(lián)結(jié)起來(lái)。 流入管35和流出管36設(shè)在膨脹機(jī)殼體34上。流入管35和 流出管36都穿過(guò)膨脹機(jī)殼體34的軀千部的上端附近。流入管35 的終端直接聯(lián)結(jié)在膨脹機(jī)構(gòu)31上；流出管36的始端直接聯(lián)結(jié)在 膨脹機(jī)構(gòu)31上。膨脹機(jī)構(gòu)31使已通過(guò)流入管35而流入的制冷劑 膨脹，并向流出管36送出膨脹后的制冷劑。也就是說(shuō)，通過(guò)膨脹 機(jī)30的制冷劑僅通過(guò)膨脹機(jī)構(gòu)31,不會(huì)流向膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間。 供油用管道41的始端連接在壓縮機(jī)20上；終端連接在膨脹 機(jī)30上。具體而言，供油用管道41的始端部穿過(guò)壓縮機(jī)殼體24 的底部，該始端部的端口位于壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)部空間。該供油 用管道41的始端部成為浸漬在已貯存于壓縮機(jī)殼體24底部的 冷凍機(jī)油中的狀態(tài)，始端部的端口與驅(qū)動(dòng)軸22的下端大致位于同 一個(gè)高度位置。另一方面，供油用管道41的終端部直接連接在膨 脹機(jī)殼體34內(nèi)的膨脹機(jī)構(gòu)31上。供油用管道41相對(duì)膨脹機(jī)構(gòu) 31的連接位置后述。該供油用管道41構(gòu)成供油通路。貯存在壓 縮機(jī)殼體24底部的冷凍機(jī)油經(jīng)由供油用管道41供向膨脹機(jī)構(gòu) 31。 冷卻用熱交換器46連接在供油用管道41和吸入側(cè)管道16 上。該冷卻用熱交換器46讓在供油用管道41中流動(dòng)的冷凍機(jī)油 和在吸入側(cè)管道16中流動(dòng)的制冷劑進(jìn)行熱交換。 回油用管道42的始端連接在膨脹機(jī)30上；終端連接在吸入 側(cè)管道16上。具體而言，回油用管道42的始端部穿過(guò)膨脹機(jī)殼 體34的底部，始端部的端口位于膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間中。 該回油用管道42的始端部的端口位于膨脹機(jī)殼體34的底面附近。 另一方面，回油用管道42的終端部連接在冷卻用熱交換器46的 下游側(cè)的那一部分吸入側(cè)管道16上。在膨脹機(jī)30中，從膨脹機(jī) 構(gòu)31漏出的冷凍機(jī)油貯存在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)。已貯存在該膨脹 機(jī)殼體34內(nèi)的冷凍機(jī)油經(jīng)由回油用管道42導(dǎo)入吸入側(cè)管道16 中，與在吸入側(cè)管道16中流動(dòng)的制冷劑一起，被吸入壓縮機(jī)構(gòu) 21中。 (膨脹機(jī)的構(gòu)成)
參考圖2到圖4，對(duì)膨脹機(jī)30的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。 如圖2所示，輸出軸32的上端部形成有兩個(gè)偏心部79、 89。 該兩個(gè)偏心部79、89的直徑形成得比輸出軸32的主軸部38的大， 下側(cè)部分構(gòu)成第一偏心部79，上側(cè)部分構(gòu)成第二偏心部89。第一偏心部79和第二偏心部89都朝相同的方向偏心。第二偏心部89 的外徑比第一偏心部79的外徑大。相對(duì)主軸部38的軸線的偏心 量，是第二偏心部89的大于第一偏心部79的。 輸出軸32上形成有供油通路90。供油通路90沿著輸出軸32 的軸線延伸。供油通路90 —端的端口位于輸出軸32的上端面上； 供油通路90的另一端彎成直角，朝著輸出軸32的徑向延伸，且 該另一端的端口位于輸出軸32上的比第一偏心部79稍微往下的 那一部分的外周面上。供油通路90分出朝著輸出軸32的徑向延 伸的支路91、 92。第一支路91的開口位于第一偏心部79的外周 面上；第二支路92的開口位于第二偏心部89的外周面上。
膨脹機(jī)構(gòu)31是所謂的擺動(dòng)活塞型旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械。該膨脹機(jī) 構(gòu)31中設(shè)有一對(duì)成對(duì)的汽缸71和活塞75以及另一對(duì)成對(duì)的汽缸 81和活塞85，合計(jì)為兩對(duì)。膨脹機(jī)構(gòu)31中，設(shè)置有前頂部61、 中間蓋板63以及后頂部62。
在膨脹機(jī)構(gòu)31中，前頂部61、第一汽缸71、中間蓋板63、 笫二汽缸81、后頂部62以及上板65處于按從下往上的順序依次 疊置在一起的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，第一汽缸71的下側(cè)端面被前頂 部61蓋??；上側(cè)端面被中間蓋板63蓋住。另一方面，第二汽缸 81的下側(cè)端面被中間蓋板63蓋?。簧蟼?cè)端面被后頂部62蓋住。 第二汽缸81的內(nèi)徑比第一汽缸71的內(nèi)徑大。 輸出軸32穿過(guò)處于疊置在一起的狀態(tài)的前頂部61、第一汽 缸71、中間蓋板63以及第二汽缸81。輸出軸32的第一偏心部 79位于第一汽釭71內(nèi)，輸出軸32的第二偏心部89位于第二汽 釭81內(nèi)。 如圖3及圖4所示，第一汽缸71內(nèi)設(shè)有第一活塞75，第二 汽缸81內(nèi)設(shè)置有第二活塞85。第一及第二活塞75、 85都形成為 圓環(huán)狀或者圓筒狀。第一活塞75的外徑和第二活塞85的外徑相 等。第一活塞75的內(nèi)徑與第一偏心部79的外徑大致相等；第二 活塞85的內(nèi)徑與第二偏心部89的外徑大致相等。第一偏心部79袖向穿過(guò)第一活塞75;第二偏心部89軸向穿過(guò)第二活塞85。
第一活塞75的外周面與笫一汽缸71的內(nèi)周面滑動(dòng)接觸，第 一活塞75的一個(gè)端面與前頂部61滑動(dòng)接觸，另一個(gè)端面與中間 蓋板63滑動(dòng)接觸。在第一汽缸71內(nèi)且第一汽缸71的內(nèi)周面與第 一活塞75的外周面之間形成有第一流體室72。另一方面，所述 笫二活塞85的外周面與第二汽缸81的內(nèi)周面滑動(dòng)接觸，第二活 塞85的一個(gè)端面與后頂部62滑動(dòng)接觸，另 一個(gè)端面與中間蓋板 63滑動(dòng)接觸。在第二汽缸81內(nèi)且第二汽缸81的內(nèi)周面與第二活 塞85的外周面之間形成有第二流體室82。
第一活塞75上設(shè)置有一個(gè)與該第一活塞75為一體的葉片 76,第二活塞85上設(shè)置有一個(gè)與該第二活塞85為一體的葉片86。 葉片76、 86形成為沿活塞75、 85的半徑方向延伸的板狀，且從 活塞75、 85的外周面向外側(cè)突出。第一活塞75的葉片76插入第 一汽缸71的襯套孔78內(nèi)；第二活塞85的葉片86插入第二汽缸 81的村套孔88內(nèi)。汽缸71的村套孔78，沿厚度方向貫穿汽缸 71，汽缸81的襯套孔88沿厚度方向貫穿汽缸81,且襯套孔78 的開口位于汽缸71的內(nèi)周面上，襯套孔88的開口位于汽缸81 的內(nèi)周面上。 汽缸71上設(shè)置有一組成對(duì)的襯套77，汽缸81上設(shè)置有一組 成對(duì)的襯套87。各個(gè)村套77、 87形成為小片，該小片的內(nèi)側(cè)面 是平面、外側(cè)面是圓孤面。汽缸71中， 一對(duì)村套77、 77插入襯 套孔78中，該一對(duì)襯套77、 77將葉片76夾在其間；汽缸81中， 一對(duì)村套87、 87插入村套孔88中，該一村套87、 87將葉片86 夾在其間。各村套77、 87的內(nèi)側(cè)面與葉片76、 86滑動(dòng)接觸，外 側(cè)面與汽缸71、 81滑動(dòng)接觸。與活塞75、 85為一體的葉片76、 86經(jīng)由襯套77、 87被汽缸71、 81支撐，而相對(duì)于汽缸71、 81 自由旋轉(zhuǎn)且自由進(jìn)退。
第一汽缸71內(nèi)的第一流體室72由與第一活塞75為一體的第 一葉片76分隔開，在圖3及圖4中，第一葉片76的左側(cè)成為高壓側(cè)第一高壓室73，右側(cè)成為低壓側(cè)第一低壓室74。第二汽缸 81內(nèi)的第二流體室82由與第二活塞85為一體的第二葉片86分 隔開，在圖3及圖4中，第二葉片86的左側(cè)成為高壓側(cè)第二高壓 室83,右側(cè)成為低壓側(cè)第二低壓室84。 布置第一汽缸71和第二汽缸81時(shí)，要使各自的村套77、 87 在圓周方向上的位置一致。換句話說(shuō)，就是第二汽缸81相對(duì)于第 一汽缸71的布置角度為零度。如上所述，第一偏心部79和第二 偏心部89相對(duì)于主軸部38的軸線朝同一個(gè)方向偏心。因此，第 一葉片76成為向第一汽缸71的外側(cè)退到最外側(cè)的狀態(tài)，同時(shí)， 笫二葉片86成為向第二汽缸81的外側(cè)退到最外側(cè)的狀態(tài)。
第一汽缸71上形成有流入口 67。流入口 67位于第一汽缸71 內(nèi)周面中比圖3及圖4中的村套77稍微靠左側(cè)的位置上。流入口 67能夠與第一高壓室73連通。流入管35連接在流入口 67上， 未示。
第二汽缸81上形成有流出口 68。流出口 68位于第二汽缸81 內(nèi)周面中比圖3及圖4中的襯套87稍微靠右側(cè)的位置上。流出口 68能夠與第二低壓室84連通。流出管36連接在流出口 68上， 未示。 中間蓋板63上形成有連通路64。該連通路64沿厚度方向穿 過(guò)中間蓋板63 。連通路64 —端的端口位于中間蓋板63的第 一 汽 缸71 —側(cè)的面上且第一葉片76的右側(cè)位置上，連通路64另一端 的端口位于中間蓋板63的第二汽缸81 —側(cè)的面上且第二葉片86 的左側(cè)位置上。并且，如圖2所示，連通路64傾斜于中間蓋板 63的厚度方向延伸，使第一低壓室74和第二高壓室83連通。
如上所述，第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部70的第一低壓室74和第二旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)部80的第二高壓室83經(jīng)由連通路64相亙連通。而且，由第 一低壓室74、連通路64以及第二高壓室83形成一個(gè)封閉空間， 該封閉空間構(gòu)成膨脹室66。
前頂部61呈其中央部朝下方突出 形狀。在前頂部61的中央部形成有通孔，輸出軸32插入在該通孔中。前頂部61構(gòu)成支 撐位于輸出軸32上的第一偏心部79的下側(cè)部分的滑動(dòng)軸承。在 前頂部61中，且在插入有輸出軸32的主軸部38的通孔的下部形 成有圓周槽。該圓周槽形成在與位于輸出軸32的外周面的供油通 路90的端部相向的位置上，構(gòu)成下側(cè)貯油室102。 在后頂部62的中央部形成有通孔，輸出軸32的主軸部38 插入在該通孔中。后頂部62構(gòu)成支撐位于輸出軸32上的第二偏 心部89的上側(cè)部分的滑動(dòng)軸承。 上板65形成為厚度較厚的圓板狀，安裝于后頂部62之上。 在上板65的下表面的中央部位形成有圓形凹陷部。上板65上的 該凹陷部設(shè)于與輸出軸32的上端面相向的位置。供油用管道41 的終端連接在上板65上。供油用管道41的終端從上方朝下方穿 過(guò)上板65，該終端的端口朝凹陷部開放。上板65上的凹陷部構(gòu) 成用以貯存從供油用管道41供來(lái)的冷凍機(jī)油的上側(cè)貯油室101。 在上板65的下表面上形成有凹槽103。凹槽103從上側(cè)貯油室101 的周緣朝著上板65的外周方向延伸。 在膨脹機(jī)構(gòu)31中，在后頂部62上形成有第一油通路111; 在中間蓋板63上形成有第二油通路112;在前頂部61上形成有 第三油通路。第一油通路111從厚度方向穿過(guò)后頂部62，使用凹 槽103的終端與第二汽缸81的村套孔88連通；第二油通路112 從厚度方向穿過(guò)中間蓋板63,使第二汽缸81的村套孔88與第一 汽缸71的襯套孔78連通；在前頂部61中，笫三油通路113的一 端口朝著前頂部61的上表面中面向第一汽缸71的4于套孔78的部 分開放。在前頂部61上，第三油通路113的另一端口朝著輸出軸 32插入其中的通孔的內(nèi)周面開放。 在結(jié)構(gòu)如上所迷的本實(shí)施方式下的膨脹機(jī)構(gòu)31中，第一汽缸 71、設(shè)置在那里的襯套77、第一活塞75以及第一葉片76構(gòu)成第 一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部70;第二汽缸81、設(shè)置在那里的襯套87、第二活 塞85以及第二葉片86構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部80。
19
—運(yùn)轉(zhuǎn)工作—
對(duì)上述空調(diào)機(jī)10的工作情況進(jìn)行說(shuō)明。
(制冷運(yùn)轉(zhuǎn))
進(jìn)行制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，第1四通換向閥12和第2四通換向閥13 被設(shè)定為第一狀態(tài)(圖1中實(shí)線所示的狀態(tài))，制冷劑在制冷劑回 路U中循環(huán)而進(jìn)行蒸氣壓縮制冷循環(huán)。該制冷劑回路11中所進(jìn) 行的制冷循環(huán)的高壓被設(shè)定在比制冷劑即二氧化碳的臨界壓力還 高的值上。 在壓縮機(jī)20中，壓縮機(jī)構(gòu)21由電動(dòng)機(jī)23驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī) 構(gòu)21對(duì)從吸入管25吸入的制冷劑進(jìn)行壓縮后，噴向壓縮機(jī)殼體 24內(nèi)。壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的高壓制冷劑流經(jīng)噴出管26從壓縮機(jī)20 噴出。從壓縮機(jī)20噴出的制冷劑被送給室外熱交換器14，向室 外空氣放熱。已在室外熱交換器14中放熱的高壓制冷劑流入膨脹 機(jī)30中。 在膨脹機(jī)30中，已通過(guò)流入管35而流入膨脹機(jī)構(gòu)31中的高 壓制冷劑膨脹，發(fā)電機(jī)33由此被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在發(fā)電機(jī)33中產(chǎn)生 的電力供給壓縮機(jī)20的電動(dòng)機(jī)23。已在膨脹機(jī)構(gòu)31中膨脹的制 冷劑經(jīng)由流出管36從膨脹機(jī)30送出來(lái)。從膨脹機(jī)30送出來(lái)的制 冷劑被送向室內(nèi)熱交換器15。在室內(nèi)熱交換器15中，已流入的 制冷劑從室內(nèi)空氣吸熱而蒸發(fā)，室內(nèi)空氣被冷卻。從室內(nèi)熱交換 器15出來(lái)的低壓制冷劑流入壓縮機(jī)20的吸入管25中。 (制熱運(yùn)轉(zhuǎn))
在進(jìn)行制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，第1四通換向閥12和第2四通換向閥13 被設(shè)定為第二狀態(tài)(圖1中虛線所示的狀態(tài))，制冷劑在制冷劑回 路ll中循環(huán)而進(jìn)行蒸氣壓縮制冷循環(huán)。與進(jìn)行制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一樣， 該制冷劑回路11中所進(jìn)行的制冷循環(huán)的高壓被設(shè)定在比制冷劑 即二氧化碳的臨界壓力還高的值上。 在壓縮機(jī)20中，壓縮機(jī)構(gòu)21由電動(dòng)機(jī)23驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī) 枸21將從吸入管25吸入的制冷劑壓縮后，噴向壓縮機(jī)殼體24內(nèi)。壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的高壓制冷劑流經(jīng)噴出管26從壓縮機(jī)20 噴出。從壓縮機(jī)20噴出的制冷劑被送給室內(nèi)熱交換器15。在室 內(nèi)熱交換器15中，已流入的制冷劑向室內(nèi)空氣^i:熱，室內(nèi)空氣被 加熱。已在室內(nèi)熱交換器15中放熱的高壓制冷劑流入膨脹機(jī)30 中。 在膨脹機(jī)30中，已通過(guò)流入管35且流入膨脹機(jī)構(gòu)31中的高 壓制冷劑膨脹，發(fā)電機(jī)33由此被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在發(fā)電機(jī)33中產(chǎn)生 的電力供給壓縮機(jī)20的電動(dòng)機(jī)23。已在膨脹機(jī)構(gòu)31中膨脹的制 冷劑通過(guò)流出管36從膨脹機(jī)30送出來(lái)。從膨脹機(jī)30送出來(lái)的制 冷劑被送向室外熱交換器14。在室外熱交換器14中，已流入的 制冷劑從室外空氣吸熱而蒸發(fā)。從室外熱交換器14出來(lái)的低壓制 冷劑流入壓縮機(jī)20的吸入管25中。 (壓縮機(jī)及膨脹機(jī)的潤(rùn)滑工作)
對(duì)用冷凍機(jī)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)20和膨脹機(jī)30的潤(rùn)滑工作進(jìn)行說(shuō)明。 在壓縮機(jī)20中，壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)壓與從壓縮機(jī)構(gòu)21噴出 的制冷劑的壓力大致相等。于是，貯存在壓縮機(jī)殼體24底部的冷 凍機(jī)油的壓力也就與從壓縮機(jī)構(gòu)21噴出的制冷劑的壓力大致相 等。另一方面，壓縮機(jī)構(gòu)21從吸入管25吸入4氐壓制冷劑。這樣 一來(lái)，壓縮機(jī)構(gòu)21中就存在壓力比壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)壓低的低 壓部分。結(jié)果，貯存在壓縮機(jī)殼體24底部的冷凍機(jī)油便經(jīng)由驅(qū)動(dòng) 軸22內(nèi)的供油通路90流向壓縮機(jī)構(gòu)21 ,被用于潤(rùn)滑壓縮機(jī)構(gòu)21。 已供向壓縮機(jī)構(gòu)21的冷凍機(jī)油，與已被壓縮的制冷劑一起，噴向 壓縮機(jī)殼體24內(nèi)，再次返回壓縮機(jī)殼體24的底部。 在制冷劑回路11中循環(huán)的制冷劑的壓力在從壓縮機(jī)20流向 膨脹機(jī)30的過(guò)程中會(huì)稍有下降。于是，通過(guò)膨脹機(jī)構(gòu)31的制冷 劑的壓力必然比壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)壓低。結(jié)果是，貯存在壓縮機(jī) 殼體24底部的冷凍機(jī)油就會(huì)通過(guò)供油用管道41流向膨脹機(jī)構(gòu) 31。此時(shí)，已流入供油用管道41的冷凍機(jī)油在冷卻用熱交換器46中與吸入側(cè)管道16內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換而被冷卻，之后流 向膨脹機(jī)構(gòu)31。 已流入膨脹機(jī)構(gòu)31的冷凍機(jī)油用于潤(rùn)滑膨脹機(jī)構(gòu)31。之后， 該冷凍機(jī)油有一部分自膨脹機(jī)構(gòu)31漏出，貯存在膨脹機(jī)殼體34 的底部，剩余部分則與膨脹后的制冷劑一起從膨脹機(jī)30中流出 來(lái)。與制冷劑一起從膨脹機(jī)30中流出來(lái)的冷凍機(jī)油，與制冷劑一 起在制冷劑回路ll內(nèi)流動(dòng)，被吸入壓縮機(jī)20。另一方面，貯存 在膨脹機(jī)殼體34底部的冷凍機(jī)油，通過(guò)回油用管道42流向艱入 側(cè)管道16，與制冷劑一起被吸入壓縮機(jī)20。在吸入側(cè)管道16中 流動(dòng)的制冷劑的壓力在制冷劑回路ll內(nèi)最低。因此，膨脹機(jī)殼體 34內(nèi)的冷凍機(jī)油流過(guò)回油用管道42后，流入吸入側(cè)管道16中。 與制冷劑一起被吸入壓縮機(jī)20的壓縮機(jī)構(gòu)21中的冷凍機(jī)油， 與壓縮后的制冷劑一起，從壓縮機(jī)構(gòu)21噴向壓縮機(jī)殼體24的內(nèi) 部空間，之后朝著壓縛機(jī)殼體24底部流下去。 (膨脹機(jī)構(gòu)的工作情況)
參照?qǐng)D4說(shuō)明膨脹機(jī)構(gòu)31的工作情況。 首先，說(shuō)明超臨界狀態(tài)的高壓制冷劑流向第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部70 的第一高壓室73的過(guò)程。若輸出軸32從旋轉(zhuǎn)角度為0°的狀態(tài) 稍微旋轉(zhuǎn)一下，第一活塞75和第一汽缸71的接觸位置便通過(guò)流 入口 67的開口部，高壓制冷劑開始從流入口 67流向第一高壓室 73。之后，隨著輸出軸32的旋轉(zhuǎn)角度依次增大為90° 、 180° 、 270° ，高壓制冷劑便不斷地流向第一高壓室73。該高壓制冷劑 向第一高壓室73的流入連續(xù)進(jìn)行到輸出軸32的旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到 360°時(shí)為止。 接下來(lái)，說(shuō)明制冷劑在膨脹機(jī)構(gòu)31中膨脹的膨脹過(guò)程。若輸 出軸32從旋轉(zhuǎn)角度為0°的狀態(tài)稍為旋轉(zhuǎn)一下，第一低壓室74 和第二高壓室83便經(jīng)由連通路64相連通，制冷劑就開始從第一 低壓室74流向第二高壓室83。其后，隨著輸出軸32的旋轉(zhuǎn)角度 依次增大為90° 、 180° 、 270° ，第一低壓室74的容積逐浙減小，同時(shí)，第二高壓室83的容積逐漸增大。結(jié)果膨脹室66的容 積逐漸增加。該膨脹室66的容積增加連續(xù)進(jìn)行到輸出軸32的旋 轉(zhuǎn)角度即將達(dá)到360°時(shí)為止。在膨脹室66的容積增加的過(guò)程中， 膨脹室66內(nèi)的制冷劑膨脹，借助該制冷劑的膨脹驅(qū)動(dòng)輸出軸32 旋轉(zhuǎn)。這樣，第一低壓室74內(nèi)的制冷劑就通過(guò)連通路64邊膨脹， 邊流向第二高壓室83。 接下來(lái)，說(shuō)明制冷劑從第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部80的第二低壓室84 流出去的過(guò)程。第二低壓室84，從輸出軸32的旋轉(zhuǎn)角度為0°的 那一時(shí)刻起開始與流出口 68連通。也就是說(shuō)，制冷劑開始從第二 低壓室84流向流出口 68。其后，輸出軸32的旋轉(zhuǎn)角度依次增大 為90° 、 180° 、 270° ,在該旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到360°為止的那段時(shí) 間內(nèi)，膨脹后的低壓制冷劑從第二低壓室84流出去。 在膨脹機(jī)構(gòu)31中，經(jīng)由供油用管道41供來(lái)的冷凍機(jī)油被導(dǎo) 入上側(cè)貯油室101。已流入上側(cè)貯油室101內(nèi)的冷凍機(jī)油分配給 輸出軸32的供油通路90、輸出軸32與后頂部62 二者間的滑動(dòng) 部分以及凹槽103。 已流入輸出軸32的供油通路90的冷凍機(jī)油有一部分經(jīng)由各 個(gè)支路91、 92供向偏心部79、 89與活塞75、 85二者間的滑動(dòng)部 分，剩余部分流入下側(cè)貯油室102。已流入下側(cè)貯油室102的冷 凍機(jī)油被供向輸出軸32與前頂部61 二者間的滑動(dòng)部分。 已流入凹槽103的冷凍機(jī)油通過(guò)笫一油通路111流向第二汽 缸81的襯套孔88。已流入該襯套孔88內(nèi)的冷凍機(jī)油的一部分供 向第二汽缸81和襯套87 二者間的滑動(dòng)部分、第二葉片86和村套 87 二者間的滑動(dòng)部分；已流入村套孔88的冷凍機(jī)油的剩余部分 流過(guò)第二油通路112流向第一汽缸71的襯套孔78中。已流入該 襯套孔78中的冷凍機(jī)油的 一部分供向第 一 汽缸71和襯套77 二者 間的滑動(dòng)部分、第一葉片76與村套77二者間的滑動(dòng)部分等。已 流入襯套孔78中的冷凍機(jī)油的剩余部分流經(jīng)第三油通路113，供 向前頂部61與輸出軸32 二者間的間隙。
—第一實(shí)施方式的效果一
在本實(shí)施方式中，將冷凍機(jī)油貯存在內(nèi)壓與剛剛從壓縮機(jī)構(gòu) 21噴出不久的制冷劑的壓力相等的壓縮機(jī)殼體24中，將該冷凍 機(jī)油供向壓縮機(jī)構(gòu)21和膨脹機(jī)構(gòu)31.兩個(gè)機(jī)構(gòu)。也就是說(shuō)，在本 實(shí)施方式中，將冷凍機(jī)油貯存在制冷劑回路11內(nèi)壓力最高的部 分，將該冷凍機(jī)油供向存在壓力比壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)壓還要低的 低壓部分的壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31中。因此，冷凍機(jī)油提供 地的壓力就比冷凍機(jī)油接收地的壓力高，冷凍機(jī)油會(huì)可靠地供向 壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31。結(jié)果是，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠確保 對(duì)壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31的冷凍機(jī)油的供給量，也就能夠事 先防止出現(xiàn)壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31燒傷等故障，從而能夠確 ?？照{(diào)機(jī)10的可靠性。 在本實(shí)施方式中，貯存在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的冷凍機(jī)油流通過(guò) 回油用管道42,返回壓縮機(jī)20中。因?yàn)榇嬖谟谥评鋭┗芈穕l內(nèi) 的冷凍機(jī)油量一定，所以，如杲貯存在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的冷凍機(jī) 油量增加，則壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的冷凍機(jī)油的貯存量就會(huì)減少，該 減少量相當(dāng)于膨脹機(jī)殼體34內(nèi)冷凍機(jī)油的增加量，這樣，就有可 能出現(xiàn)不能夠充分地給壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31提供冷凍機(jī)油 的不良現(xiàn)象。相對(duì)于此，在該發(fā)明中，是膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的冷凍 機(jī)油經(jīng)由回油用管道42被送回壓縮機(jī)構(gòu)21中。因此，根據(jù)本實(shí) 施方式，能夠充分確保壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的冷凍機(jī)油的貯存量，也 就能夠更可靠地將冷凍機(jī)油供向壓縮機(jī)構(gòu)21、膨脹機(jī)構(gòu)31。 在本實(shí)施方式中，貯存在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的冷凍機(jī)油被送向 吸入側(cè)管道16。連接在壓縮機(jī)構(gòu)21的吸入管25上的吸入側(cè)管道 16成為制冷劑回路11內(nèi)壓力最低的部分。也就是說(shuō)，在本實(shí)施 方式中，在貯存有冷凍機(jī)油的膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間與冷凍機(jī) 油的返回地之間確實(shí)能夠產(chǎn)生壓力差。因此，根據(jù)本實(shí)施方式， 能夠可靠地將貯存在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的冷凍機(jī)油送回壓縮機(jī)20 中，從而能夠確保壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的冷凍機(jī)油的貯存量。
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這里，在壓縮機(jī)殼體24的內(nèi)部空間里冷凍機(jī)油與自壓縮機(jī)構(gòu) 21噴出的制冷劑共存。因此，貯存在壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的冷凍機(jī) 油的溫度與從壓縮機(jī)構(gòu)21噴出的制冷劑的溫度大致相等。另一方 面，剛剛從壓縮機(jī)構(gòu)21噴出不久的制冷劑，有時(shí)溫度會(huì)達(dá)到 80。C一100。C左右，這是在制冷劑回路ll內(nèi)循環(huán)的制冷劑中溫度 最高的時(shí)候。因此，如果就這樣將貯存在壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的高溫 冷凍機(jī)油供給膨脹機(jī)構(gòu)31，則通過(guò)膨脹機(jī)構(gòu)31的在0。C一30。C左 右的制冷劑會(huì)被冷凍機(jī)油加熱，從膨脹機(jī)構(gòu)31流出的制冷劑的焓 就會(huì)上升。若從膨脹機(jī)構(gòu)31流出的制冷劑的焓上升，制冷劑在室 內(nèi)熱交換器15、室外熱交換器14中的吸熱量就會(huì)減少，而有可 能導(dǎo)致空調(diào)機(jī)IO的能力下降。 相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，先在冷卻用熱交換器46中將從 壓縮機(jī)殼體24流出后又在供油用管道41中流動(dòng)的冷凍機(jī)油冷卻， 然后再將該冷卻后的冷凍機(jī)油供向膨脹機(jī)構(gòu)31。這樣一來(lái)，與將 貯存在壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的高溫冷凍機(jī)油原樣導(dǎo)入膨脹機(jī)構(gòu)31的 情形相比，能夠減少經(jīng)由供油用管道41供來(lái)的冷凍機(jī)油釋放給通 過(guò)膨脹機(jī)構(gòu)31的制冷劑的熱量。結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠?qū)?從膨脹機(jī)構(gòu)31流出的制冷劑的焓抑制得很低，從而能夠抑制空調(diào) 機(jī)10的制冷能力、制熱能力下降。 特別是，在本實(shí)施方式中，讓被吸入壓縮機(jī)構(gòu)21的制冷劑(亦 即，在制冷劑回路11內(nèi)循環(huán)的制冷劑中溫度最低的制冷劑)與在 供油用管道41中流動(dòng)的冷凍機(jī)油在冷卻用熱交換器46中相互進(jìn) 行熱交換。因此，根據(jù)在本實(shí)施方式，確實(shí)能夠使經(jīng)由供油用管 道41導(dǎo)入膨脹機(jī)構(gòu)31的冷凍機(jī)油的溫度下降，從而能夠更可靠 地抑制空調(diào)機(jī)10的能力下降。
—第一實(shí)施方式的變形例l一
如圖5所示，在本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)IO中，除了連接在供油 用管道41和吸入側(cè)管道16上的冷卻用熱交換器46以外，還可以 再設(shè)置上一個(gè)連接在供油用管道41與回油用管道42上的冷卻用熱交換器47。該冷卻用熱交換器47讓在供油用管道41中流動(dòng)的 冷凍機(jī)油和在回油用管道42中流動(dòng)的制冷劑進(jìn)行熱交換。
如上所述，通過(guò)膨脹機(jī)構(gòu)31的制冷劑的溫度在0°C —30。C左 右。因此，從該膨脹機(jī)構(gòu)31中漏出后貯留在膨脹機(jī)殼體34內(nèi)的 冷凍機(jī)油的溫度與通過(guò)膨脹機(jī)構(gòu)31的制冷劑的溫度是大致相等 的低溫值。在冷卻用熱交換器47中，從壓縮機(jī)殼體24流出后又 在供油用管道41中流動(dòng)的溫度較高的冷凍機(jī)油與從膨脹機(jī)殼體 34流出后又在回油用管道42中流動(dòng)的溫度較低的冷凍機(jī)油進(jìn)行 熱交換。 依次在該兩個(gè)冷卻用熱交換器46、47中冷卻了的冷凍機(jī)油被 導(dǎo)入膨脹機(jī)構(gòu)31。能夠使經(jīng)由供油用管道41導(dǎo)入膨脹機(jī)構(gòu)31的 冷凍機(jī)油的溫度進(jìn)一步降低，從而能夠更可靠地抑制空調(diào)機(jī)10 的能力下降。
—第一實(shí)施方式的變形例2-
如圖6所示，在本實(shí)施方式的空調(diào)機(jī)10中，除了連接在供油 用管道41和吸入側(cè)管道16上的冷卻用熱交換器46以外，還可以 再設(shè)置上一個(gè)讓供油用管道41內(nèi)的冷凍機(jī)油與室外空氣進(jìn)行熱 交換的冷卻用熱交換器48。該冷卻用熱交換器48布置在供油用 管道41上且與供油用管道41和吸入側(cè)管道16相連接的冷卻用熱 交換器46的上游側(cè)。 如上所述，剛剛從壓縮機(jī)構(gòu)21噴出不久的制冷劑的溫度達(dá)到 80。C一10(TC左右，貯存在壓縮機(jī)殼體24內(nèi)的冷凍機(jī)油的溫度也 大致與該溫度相等。另一方面，即使是夏季，室外空氣的溫度通 常也就是在30。C —40。C左右，幾乎不會(huì)超過(guò)50。C。也就是說(shuō)，在 供油用管道41中流動(dòng)的冷凍機(jī)油的溫度比室外空氣的溫度高。結(jié) 果，在供油用管道41中流動(dòng)的冷凍機(jī)油在冷卻用熱交換器48中 被該室外空氣冷卻。 依次在該兩個(gè)冷卻用熱交換器46、48中冷卻了的冷凍機(jī)油被 導(dǎo)入膨脹機(jī)構(gòu)31。因此，能夠使經(jīng)由供油用管道41導(dǎo)入膨脹機(jī)構(gòu)31的冷凍機(jī)油的溫度進(jìn)一步降低，從而能夠更可靠地抑制空調(diào)
機(jī)10的能力下降。
(發(fā)明的第二實(shí)施方式)
對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式中讓膨脹機(jī)
殼體34具有貯液器的功能。這里，對(duì)本實(shí)施方式中的空調(diào)機(jī)10
與所述第一實(shí)施方式不同之處進(jìn)行說(shuō)明。
如圖7所示，在本實(shí)施方式的制冷劑回路11中，吸入側(cè)管道
16由第一管道17和第二管道18構(gòu)成。
第一管道17的一端連接在第l四通換向閥12的第二通口上，
第一管道17的另一端連接在膨脹機(jī)殼體34上，該另一端的端口
位于膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間中的膨脹機(jī)構(gòu)31與發(fā)電機(jī)33之
間。該第一管道17構(gòu)成使室內(nèi)熱交換器15與室外熱交換器14
中起蒸發(fā)器作用的熱交換器與膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間連通的
第一吸入側(cè)通路。 第二管道18的一端連接在膨脹機(jī)殼體34上，該一端的端口 位于膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間的膨脹機(jī)構(gòu)31與發(fā)電機(jī)33之間； 第二管道18的另 一端連接在壓縮機(jī)20的吸入管25上。該第二管 道18構(gòu)成讓膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間與壓縮機(jī)20的吸入側(cè)連通 的第二吸入側(cè)通路。在本實(shí)施方式中，回油用管道42連接在笫二 管道18的冷卻用熱交換器46的上游側(cè)。
這里，在室內(nèi)熱交換器15與室外熱交換器14中起蒸發(fā)器作 用的熱交換器中，已流入那里的制冷劑不能夠完全蒸發(fā)掉，會(huì)有 一部分制冷劑以液態(tài)從那里流出去的情況。在這樣的情況下，如 果從熱交換器14、 15流出的液態(tài)制冷劑的量較多，就會(huì)有液態(tài)制 .冷劑被吸入壓縮機(jī)構(gòu)21而導(dǎo)致壓縮機(jī)構(gòu)21損壞的可能。 相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，即使氣液二相狀態(tài)的制冷劑從 第一管道17流入膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間，該制冷劑也會(huì)在膨 脹機(jī)殼體34內(nèi)分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑，氣態(tài)制冷劑通過(guò) 第二管道18被送往壓縮機(jī)構(gòu)21。因此，被吸入壓縮機(jī)構(gòu)21的制冷劑幾乎僅僅是氣態(tài)制冷劑。也就是說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施方式，讓膨
脹機(jī)殼體34還具有貯液器的功能，則無(wú)需另外設(shè)置貯液器，即能 夠防止壓縮機(jī)20由于吸入液態(tài)制冷劑而自身?yè)p壞。
—第二實(shí)施方式的變形例—
在本實(shí)施方式中，可以改變第一管道17在膨脹機(jī)殼體34上 的連接位置。 如圖8所示，本變形例中的第一管道17連接在膨脹機(jī)殼體 34的下部，其端口位于膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間中發(fā)電機(jī)33的 下側(cè)。在本變形例中，已通過(guò)第一管道17流入膨脹機(jī)殼體34的 內(nèi)部空間的制冷劑，從下朝上通過(guò)發(fā)電機(jī)33中的轉(zhuǎn)子和定子之間 的間隙等后，流向第二管道18。 在制冷劑通過(guò)發(fā)電機(jī)33之際，該制冷劑中的液態(tài)制冷劑附著 在發(fā)電機(jī)33上，朝下方流下去，通過(guò)發(fā)電機(jī)33,到達(dá)第二管道 18的主要是該制冷劑中的氣態(tài)制冷劑。因此，根據(jù)本變形例，在 膨脹機(jī)殼體34的內(nèi)部空間能夠可靠地將氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷 劑分離開，從而能夠更可靠地防止壓縮機(jī)20由于吸入液態(tài)制冷劑 而自身?yè)p壞。 在本變形例中，因?yàn)橹评鋭┩ㄟ^(guò)發(fā)電機(jī)33，所以發(fā)電機(jī)33 被制冷劑冷卻。因此。根據(jù)本變形例，能夠抑制發(fā)電機(jī)33的湛度 上升，從而能夠謀求發(fā)電機(jī)33的效率上升。 (發(fā)明的第三實(shí)施方式)
對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式中的空調(diào)機(jī) IO，是對(duì)上述第一實(shí)施方式中的膨脹機(jī)30的結(jié)構(gòu)做了改變后得到 的。這里，對(duì)本實(shí)施方式中的膨脹機(jī)30與所迷第一實(shí)施方式的不 同之處進(jìn)行說(shuō)明。
如圖9所示，在輸出軸32的上端部形成有一個(gè)偏心部59。 該偏心部59的直徑形成得比輸出軸32的主軸部38的直徑大。輸 出軸32上形成有供油通路90。供油通路90沿著輸出軸32的軸 線延伸。供油通路90—端的端口位于輸出軸32的上端面上。供
28油通路90的另一端彎成直角，朝著輸出軸32的徑向延伸，且該 另一端的開口位于輸出軸32上的比偏心部59稍微往下的那一部 分的外周面上。供油通路90分出一條沿輸出軸32的徑向延伸的 支路93。該支路93的開口位于偏心部59的外周面上。
膨脹機(jī)構(gòu)31是所謂的擺動(dòng)活塞型旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械。該膨脹機(jī) 構(gòu)31中設(shè)有前頂部61、汽缸51、活塞55、后頂部62以及上板 65，各為一個(gè)。
在膨脹機(jī)構(gòu)31中，前頂部61、汽缸51、后頂部62以及上板 65處于按從下往上的順序依次疊置在一起的狀態(tài)。在該狀態(tài)下， 汽缸51的下側(cè)端面被前頂部61堵住；上側(cè)端面被后頂部62堵住。 輸出軸32穿過(guò)處于疊置在一起的狀態(tài)的前頂部61、汽缸51 以及后頂部62。輸出軸32的偏心部59位于汽缸51內(nèi)。
如圖IO所示，汽缸51內(nèi)設(shè)有活塞55,該活塞55形成為圓 環(huán)狀或者圓筒狀?；钊?5的內(nèi)徑與偏心部59的外徑大致相等。 輸出軸32的偏心部59軸向穿過(guò)活塞55。 活塞55的外周面與汽缸51的內(nèi)周面滑動(dòng)接觸，活塞55的一 個(gè)端面與前頂部61滑動(dòng)接觸，另一個(gè)端面與后頂部62滑動(dòng)接觸。 在汽缸51內(nèi)，在其內(nèi)周面與活塞55的外周面之間形成有流體室 52。 活塞55與設(shè)在該活塞55上的葉片56為一體。葉片56形成 為沿活塞55的半徑方向延伸的板狀，且從活塞55的外周面向外 側(cè)突出。該葉片56插入汽缸51的襯套孔58內(nèi)。汽缸51的襯套 孔58沿厚度方向貫穿汽缸51,且襯套孔58的開口位于汽缸51 的內(nèi)周面上。 汽缸51上設(shè)置有一對(duì)襯套57。各個(gè)村套57形成為小片，該 小片的內(nèi)側(cè)面是平面、外側(cè)面是圓弧面。汽缸51中， 一對(duì)襯套 57、 57插入襯套孔58中，該一對(duì)襯套57、 57將葉片56夾在二 者之間。襯套57的內(nèi)側(cè)面與葉片56滑動(dòng)接觸，外側(cè)面與汽缸51 滑動(dòng)接觸。與活塞55為一體的葉片56經(jīng)由襯套57由汽缸51支撐，而相對(duì)于汽缸51自由旋轉(zhuǎn)且自由進(jìn)退。
汽缸51內(nèi)的流體室52由與活塞55為一體的葉片56分隔開， 在圖10中，葉片56的左側(cè)成為高壓側(cè)高壓室53,右側(cè)成為低壓 側(cè)低壓室54。在前頂部61上形成有流入口 67。流入口 67面向前 頂部61的上表面中面對(duì)高壓室53的部分開放。流入口 67的開口 位置設(shè)定在汽缸51的內(nèi)周面附近且圖10中葉片56的左側(cè)附近。 汽缸51上形成有流出口 68。流出口 68面向汽缸51的內(nèi)周面中 圖10中的襯套57的稍微靠右側(cè)的位置上。該流出口 68能夠與低 壓室54連通。 前頂部61呈其中央部朝下方突出的形狀。在前頂部61的中 央部形成有通孔，輸出軸32的主軸部38插入在該通孔中。前頂 部61構(gòu)成支撐位于輸出軸32上的偏心部59的下側(cè)部分的滑動(dòng)軸 承。在前頂部61中，且在插入有輸出軸32的通孔的下部形成有 圓周槽。該圓周槽形成在與位于輸出軸32的外周面的供油通路 90的端部相向的位置上，構(gòu)成下側(cè)貯油室102。前頂部61的整體 形狀、下側(cè)貯油室102形成在前頂部61這些地方都與上述第一實(shí) 施方式一樣。 在后頂部62的中央部形成有通孔，輸出軸32的主軸部38 插入在該通孔中。后頂部62構(gòu)成支撐位于輸出軸32上的偏心部 59的上側(cè)部分的滑動(dòng)軸承。在后頂部62的上表面的中央部位， 圓形的凹陷部和通孔形成在同一根軸上。該凹陷部構(gòu)成用以貯存 從供油用管道41供來(lái)的冷凍機(jī)油的上側(cè)貯油室101。而且，在后 頂部62的上表面上形成有凹槽103。凹槽103從上側(cè)貯油室101 的周緣朝著后頂部62的外周方向延伸。
上板65形成為厚度較厚的圓板狀，安裝于后頂部62之上。 供油用管道41的終端連接在上板65上。供油用管道41的終端從 上方朝下方穿過(guò)上板65，該終端的端口朝上側(cè)貯油室101開放。
在膨脹機(jī)構(gòu)31中，在后頂部62上形成有第一油通路121; 在前頂部61上形成有第二油通路122。第一油通路121從厚度方向穿過(guò)后頂部62,使凹槽103的終端與汽缸51的襯套孔58連通。 在前頂部61，第二油通路122的一端口朝著前頂部61的上表面 中面向汽缸51的村套孔58的部分開放。在前頂部61上，第二油 通路122的另一端口朝著輸出軸32插入其中的通孔的內(nèi)周面開 放。 —運(yùn)轉(zhuǎn)工作一
空調(diào)機(jī)10的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)、將冷凍機(jī)油供給壓縮機(jī)構(gòu) 21及膨脹機(jī)構(gòu)31的工作情況，都和上述第一實(shí)施方式一樣。這 里，參考圖10,對(duì)本實(shí)施方式中的膨脹機(jī)構(gòu)31從制冷劑回收動(dòng) 力的工作情況進(jìn)行說(shuō)明。 輸出軸32從該圖10 (a)的狀態(tài)(旋轉(zhuǎn)角度為0 °的狀態(tài)) 朝著該圖10 (a)示出的逆時(shí)針?lè)较蛏晕⑿D(zhuǎn)一下，流入口67便 與高壓室53連通，高壓制冷劑就從流入口 67流向高壓室53。此 時(shí)，低壓室54與流出口 68連通，低壓室54的壓力與制冷循環(huán)的 低壓大致相等。因此，活塞55便被已流入高壓室53的制冷劑推 動(dòng)而朝該圖IO (a)中示出的逆時(shí)針?lè)较蚶^續(xù)旋轉(zhuǎn)。 如從圖10 (b)到圖10 (d)的順序所示，高壓室53的容積 隨著活塞55的移動(dòng)而增大，低壓室54的容積隨著活塞55的移動(dòng) 而縮小。之后，活塞55返回到圖10 (a)的狀態(tài)，在慣性力的作 用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，成為流入口 67再次與高壓室53連通，同時(shí)流出 口 68再次與低壓室54連通的狀態(tài)，輸出軸32被繼續(xù)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 在膨脹機(jī)構(gòu)31中，經(jīng)由供油用管道41供來(lái)的冷凍機(jī)油被導(dǎo) 入上側(cè)貯油室101。已流入上側(cè)貯油室101內(nèi)的冷凍機(jī)油分配給 輸出軸32的供油通路90、輸出軸32與后頂部62 二者間的滑動(dòng) 部分以及凹槽103。 已流入輸出軸32的供油通路90的冷凍機(jī)油有一部分經(jīng)由支 路93供向偏心部59與活塞55 二者間的滑動(dòng)面，剩余部分流入下 側(cè)貯油室102。已流入下側(cè)貯油室102的冷凍機(jī)油供向輸出軸32 與前頂部61 二者間的滑動(dòng)部分。
已流向凹槽103的冷凍機(jī)油通過(guò)第一油通路121流向汽缸51 的村套孔58。已流入該村套孔58的冷凍機(jī)油的一部分供向汽缸 51和襯套57 二者間的滑動(dòng)部分、葉片56和襯套57 二者間的滑 動(dòng)部分。已流入襯套孔58中的冷凍機(jī)油的剩余部分流經(jīng)第二油通 路122,供向前頂部61與輸出軸32間的間隙。 —第三實(shí)施方式的變形例一
在本實(shí)施方式中，供油用管道41可以連接在膨脹機(jī)構(gòu)31的 前頂部61上。 如圖ll所示，本變形例中的膨脹機(jī)構(gòu)31中，供油用管道41 從前頂部61的徑向外側(cè)連接在前頂部61上。供油用管道41與前 頂部61的第二油通路122連通。在本變形例的前頂部61，在輸 出軸32的主軸部38插入在其中的通孔的上端部形成有圓周槽， 該圓周槽構(gòu)成下側(cè)貯油室102。在該前頂部61,第二油通路122 與下側(cè)貯油室102連通。 在本變形例的輸出軸32中，供油通路90下端的端口位于輸 出軸32的外周面中偏心部59的下側(cè)附近，與下側(cè)貯油室102連 通。該輸出軸32上除形成有口位于偏心部59的外周面的支路93 以外，還形成有另一條支路94。該支路94的口位于輸出軸32的 外周面中偏心部59的上側(cè)附近。 在本變形例的膨脹機(jī)構(gòu)31中，經(jīng)由供油用管道41供來(lái)的冷 凍機(jī)油被導(dǎo)向第二油通路122中。已流向第二油通路122的冷凍 機(jī)油分配給下側(cè)貯油室102、汽缸51的#于套孔58。 已流向下側(cè)貯油室102的冷凍機(jī)油分配給輸出軸32上的供油 通路90、輸出軸32與前頂部61 二者間的滑動(dòng)部分。已流向輸出 軸32上的供油通路90的冷凍機(jī)油有一部分通過(guò)支路93供給偏心 部59和活塞55 二者間的滑動(dòng)部分，剩下的有一部分通過(guò)支路94 供給輸出軸32與后頂部62 二者間的滑動(dòng)部分，再剩下的部分則 流向上側(cè)貯油室101。
已流入汽釭51的襯套孔58的冷凍機(jī)油有一部分供給汽缸51和襯套57 二者間的滑動(dòng)部分、葉片56與襯套57 二者間的滑動(dòng)部 分。已流入襯套孔58的冷凍機(jī)油的剩余部分通過(guò)第一油通路121 流向上側(cè)貯油室101。 (其它實(shí)施方式)
在上述各實(shí)施方式中，膨脹機(jī)構(gòu)31可以是所謂的滾動(dòng)活塞型 旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械。在該情況下，膨脹機(jī)構(gòu)31中，葉片56、 75、 86與活塞55、 75、 85分開，各為一體。葉片56、 75、 86被支撐 著相對(duì)活塞汽缸51、 71、 81進(jìn)退自由，其頂端被推壓在活塞55、 75、 85的外周面上。 在上述各個(gè)實(shí)施方式中，膨脹機(jī)構(gòu)31可以是渦旋型流體機(jī) 械。在該情況下，在膨脹機(jī)構(gòu)31中，制冷劑在由靜渦旋盤和動(dòng)渦 旋盤形成的膨脹室內(nèi)膨脹，與動(dòng)渦旋盤接合的輸出軸被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
在上述各個(gè)實(shí)施方式中，制冷裝置為空調(diào)機(jī)。但除此以外， 制冷裝置還可以是熱水供給機(jī)，由從壓縮機(jī)20噴出的制冷劑將水 加熱，生成熱水。 在上述第一實(shí)施方式的變形例1中，可以在空調(diào)機(jī)IO中僅設(shè) 置讓供油用管道41中的冷凍機(jī)油和回油用管道42中的冷凍機(jī)油 進(jìn)行熱交換的冷卻用熱交換器47，省去讓供油用管道41中的冷 凍機(jī)油與吸入側(cè)管道16中的制冷劑進(jìn)行熱交換的冷卻用熱交換 器46不用。 在上述第一實(shí)施方式的變形例2中，可以在空調(diào)機(jī)10中僅設(shè) 置讓供油用管道41中的冷凍機(jī)油和室外空氣進(jìn)行熱交換的冷卻 用熱交換器48，省去略讓供油用管道41中的冷凍機(jī)油與吸入側(cè) 管道16中的制冷劑進(jìn)行熱交換的冷卻用熱交換器46不用。
需提一下，以上實(shí)施方式是本質(zhì)上優(yōu)選的示例，以上實(shí)施方 式并沒(méi)有限制本發(fā)明、其適用對(duì)象或者其用途范圍等的意圖。 —產(chǎn)業(yè)實(shí)用性一 綜上所述，本發(fā)明對(duì)包括各為一體的壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的制冷 裝置用處很大。
權(quán)利要求
1.一種制冷裝置，具有壓縮機(jī)(20)和膨脹機(jī)(30)連接而成的制冷劑回路(11)，讓制冷劑在該制冷劑回路(11)中循環(huán)而進(jìn)行制冷循環(huán)，其特征在于所述壓縮機(jī)(20)包括密閉容器狀壓縮機(jī)殼體(24)和壓縮機(jī)構(gòu)(21)，該壓縮機(jī)構(gòu)(21)置于該壓縮機(jī)殼體(24)內(nèi)，且將已吸入的制冷劑壓縮后再噴向該壓縮機(jī)殼體(24)內(nèi)，所述壓縮機(jī)(20)構(gòu)成為將貯存在所述壓縮機(jī)殼體(24)內(nèi)的潤(rùn)滑油供向所述壓縮機(jī)構(gòu)(21)，所述膨脹機(jī)(30)包括使已流入的制冷劑膨脹而產(chǎn)生動(dòng)力的膨脹機(jī)構(gòu)(31)和內(nèi)裝有該膨脹機(jī)構(gòu)(31)的膨脹機(jī)殼體(34)，設(shè)有用以將貯存在所述壓縮機(jī)殼體(24)內(nèi)的潤(rùn)滑油供向所述膨脹機(jī)構(gòu)(31)的供油通路(41)，所述膨脹機(jī)構(gòu)(31)由經(jīng)由該供油通路(41)供來(lái)的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷裝置，其特征在于 該制冷裝置還具有供油用管道(41)，該供油用管道(41)的一端連接在所述壓縮機(jī)殼體(24)的底部，另一端連接在所述膨脹機(jī)構(gòu)(31) 上，由該供油用管道(41)構(gòu)成所述供油通路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷裝置，其特征在于 該制冷裝置中還設(shè)有使貯存在所述膨脹機(jī)殼體(34)內(nèi)的潤(rùn)滑油返回所述壓縮機(jī)(20)的回油通路(42)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制冷裝置，其特征在于所述回油通路(42)構(gòu)成為將潤(rùn)滑油引向所述壓縮機(jī)構(gòu)(21)的吸入側(cè)o
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷裝置，其特征在于 該制冷裝置中還包括冷卻用熱交換器(46)，該冷卻用熱交換器(46)用以使在所述供油通路(41)中流動(dòng)的潤(rùn)滑油與被吸入所述壓縮機(jī)構(gòu)(21) 的制冷劑進(jìn)行熱交換，將在所述供油通路(41)中流動(dòng)的潤(rùn)滑油冷卻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制冷裝置，其特征在于該制冷裝置中還包括冷卻用熱交換器(47)，該冷卻用熱交換器(47) 用以使在所述供油通路(41)中流動(dòng)的潤(rùn)滑油與在所述回油通路(42) 中流動(dòng)的潤(rùn)滑油進(jìn)行熱交換，將在所述供油通路(41)中流動(dòng)的潤(rùn)滑油 冷卻。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷裝置，其特征在于 該制冷裝置中還包括冷卻用熱交換器(48)，該冷卻用熱交換器(48)用以使在所述供油通路(41)中流動(dòng)的潤(rùn)滑油與室外空氣進(jìn)行熱交換， 將在所述供油通路(41)中流動(dòng)的潤(rùn)滑油冷卻。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制冷裝置，其特征 在于所述制冷劑回路(11)中設(shè)有第一吸入側(cè)通路(17)和第二吸入側(cè) 通路(18),該第一吸入側(cè)通路(17)使該制冷劑回路(11)中的蒸發(fā)器 與所述膨脹機(jī)殼體(34)的內(nèi)部空間連通，該第二吸入側(cè)通路(18)使 該膨脹機(jī)殼體(34)的內(nèi)部空間與所述壓縮機(jī)構(gòu)(21)的吸入側(cè)連通，所述膨脹機(jī)殼體(34)構(gòu)成為將自所述第一吸入側(cè)通路(17)流 入的制冷劑分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑，將氣態(tài)制冷劑送入所述第 二吸入側(cè)通路(18)中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制冷裝置，其特征在于 所述膨脹機(jī)(30)包括發(fā)電機(jī)(33),該發(fā)電機(jī)(33)置于所述膨脹機(jī)殼體(34)中，由所述膨脹機(jī)構(gòu)(31)驅(qū)動(dòng)，所述第一吸入側(cè)通路(17)與所迷膨脹機(jī)殼體(34)的內(nèi)部空間中 所述發(fā)電機(jī)(33)下側(cè)的空間連通，所述第二吸入側(cè)通路(18)與所迷 膨脹機(jī)殼體(34)的內(nèi)部空間中所述發(fā)電機(jī)(33)上側(cè)的空間連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制冷裝置。壓縮機(jī)(20)和膨脹機(jī)(30)設(shè)在空調(diào)機(jī)(10)的制冷劑回路(11)中。在壓縮機(jī)(20)中，已被壓縮機(jī)構(gòu)(21)壓縮的制冷劑噴向壓縮機(jī)殼體(24)的內(nèi)部空間。在壓縮機(jī)(20)中，貯存在壓縮機(jī)殼體(24)底部的冷凍機(jī)油供向壓縮機(jī)構(gòu)(21)。貯存在壓縮機(jī)殼體(24)底部的冷凍機(jī)油經(jīng)由供油用管道(41)直接導(dǎo)入膨脹機(jī)(30)的膨脹機(jī)構(gòu)(31)。
文檔編號(hào)F25B11/02GK101627265SQ200880007418
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者岡本昌和, 熊倉(cāng)英二, 鉾谷克己 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社