專利名稱：冷凍循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷凍循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
如專利文獻(xiàn)1所記載，公知有具備從制冷劑回收動(dòng)力的膨脹機(jī)和與膨脹機(jī)一體化的副壓縮機(jī)的冷凍循環(huán)裝置。參照?qǐng)D12對(duì)專利文獻(xiàn)1所述的冷凍循環(huán)裝置的概要加以說(shuō)明。如圖12所示，專利文獻(xiàn)1所記載的冷凍循環(huán)裝置500具備主壓縮機(jī)501、散熱器 502、膨脹機(jī)503、蒸發(fā)器504及副壓縮機(jī)505。副壓縮機(jī)505通過(guò)軸506而與膨脹機(jī)503連結(jié)。制冷劑被主壓縮機(jī)501壓縮為高溫高壓的狀態(tài)。被壓縮的制冷劑經(jīng)由散熱器502 冷卻之后，通過(guò)膨脹機(jī)503進(jìn)行膨脹。膨脹后的制冷劑通過(guò)蒸發(fā)器504而從液相變化為氣相。氣相的制冷劑通過(guò)副壓縮機(jī)505而從低壓壓縮至中間壓，再被吸入到主壓縮機(jī)501。副壓縮機(jī)505通過(guò)膨脹機(jī)503從制冷劑回收的動(dòng)力而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于副壓縮機(jī) 505在主壓縮機(jī)501的上游側(cè)預(yù)先對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮，因而主壓縮機(jī)501的電機(jī)501a的負(fù)荷降低。其結(jié)果是，冷凍循環(huán)裝置500的COP (coefficient of performance)提高。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2004-325019號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2006-046257號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題圖12所示的冷凍循環(huán)裝置500必須具有膨脹機(jī)503及副壓縮機(jī)505這兩個(gè)容積型流體機(jī)械。因此，與使用膨脹閥的普通冷凍循環(huán)裝置相比較容易造成成本高。公知的還有如專利文獻(xiàn)2所述的以將回收的動(dòng)力直接傳遞到壓縮機(jī)的方式構(gòu)成的膨脹機(jī)，但是，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以避免高成本。本發(fā)明以提供一種具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的動(dòng)力回收式的冷凍循環(huán)裝置為目的。用于解決課題的手段S卩，本發(fā)明提供一種冷凍循環(huán)裝置，具備壓縮機(jī)，其對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮；散熱器，其對(duì)被所述壓縮機(jī)進(jìn)行了壓縮的制冷劑進(jìn)行冷卻；容積型流體機(jī)械，其具有工作室及噴射口，并構(gòu)成為執(zhí)行如下行程(i)用第一壓力將被所述散熱器冷卻后的制冷劑吸入到所述工作室的行程，(ii)在所述工作室中，使吸入的制冷劑膨脹至比所述第一壓力低的第二壓力，再使其過(guò)膨脹至比所述第二壓力低的第三壓力的行程，(iii)通過(guò)所述噴射口向所述工作室供給具有所述第三壓力的制冷劑，并將所供給的制冷劑混合到進(jìn)行了過(guò)膨脹的制冷劑的行程，(iv)使用在所述行程(ii)中從制冷劑回收的動(dòng)力，將混合后的制冷劑在所述工作室中再壓縮至所述第二壓力的行程，(v)將進(jìn)行了再壓縮的制冷劑從所述工作室噴出的行程；蒸發(fā)器，其對(duì)從所述容積型流體機(jī)械噴出的制冷劑進(jìn)行加熱；噴射流路，其將具有所述第三壓力的制冷劑供給到所述容積型流體機(jī)械的所述噴射口。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置，可由容積型流體機(jī)械執(zhí)行如下行程。首先，使吸入到工作室的制冷劑膨脹及過(guò)膨脹。然后，通過(guò)噴射流路將具有與進(jìn)行了過(guò)膨脹的制冷劑相同壓力的制冷劑噴射到工作室，在工作室內(nèi)將噴射的制冷劑和進(jìn)行了過(guò)膨脹的制冷劑混合。 然后，使用對(duì)制冷劑進(jìn)行膨脹及過(guò)膨脹時(shí)回收的動(dòng)力，對(duì)混合后的制冷劑進(jìn)行再壓縮。由于能夠利用回收動(dòng)力提高制冷劑的壓力，因而降低了壓縮機(jī)的負(fù)荷。由此，改善了冷凍循環(huán)裝置的C0P。在本發(fā)明中，特別是將行程(ii)、行程(iii)及行程(iv)作為吸入行程和噴出行程之間的一連串的行程來(lái)進(jìn)行。因此，根據(jù)本發(fā)明，不需要如專利文獻(xiàn)I記載的冷凍循環(huán)裝置那樣分別構(gòu)成膨脹機(jī)及副壓縮機(jī)。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠使用更簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的容積型流體機(jī)械實(shí)施上述各行程。由此，能夠抑制冷凍循環(huán)裝置的制造成本。


圖I是本發(fā)明第一實(shí)施方式的冷凍循環(huán)裝置的構(gòu)成圖；圖2是圖I所示的冷凍循環(huán)裝置所使用的容積型流體機(jī)械的縱剖面圖；圖3A是沿著圖2所示的容積型流體機(jī)械的X-X線的橫剖面圖；圖3B是沿著圖2所示的容積型流體機(jī)械的Y-Y線的橫剖面圖；圖4是圖2所示的容積型流體機(jī)械的動(dòng)作原理圖；圖5是表示軸的旋轉(zhuǎn)角度和工作室的容積的關(guān)系的曲線圖；圖6是表示軸的旋轉(zhuǎn)角度和工作室的壓力的關(guān)系的曲線圖；圖7是表不工作室的壓力和容積的關(guān)系的PV線圖；圖8是本發(fā)明第二實(shí)施方式的冷凍循環(huán)裝置的構(gòu)成圖；圖9是圖8所示的冷凍循環(huán)裝置所使用的容積型流體機(jī)械的縱剖面圖；圖10是沿著圖9所示的容積型流體機(jī)械的Z-Z線的橫剖面圖；圖11是圖10所示的容積型流體機(jī)械的動(dòng)作原理圖；圖12是現(xiàn)有的冷凍循環(huán)裝置的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不受以下說(shuō)明的實(shí)施方式的限定解釋。各實(shí)施方式在不超出發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可相互組合。(第一實(shí)施方式)圖I是第一實(shí)施方式的冷凍循環(huán)裝置的構(gòu)成圖。冷凍循環(huán)裝置100具備壓縮機(jī)
2、散熱器3、容積型流體機(jī)械4、氣液分離器5、膨脹閥6及蒸發(fā)器7。這些構(gòu)成要素以形成制冷劑回路10的方式由流路IOa IOf彼此連接。典型地說(shuō)，流路IOa IOf由制冷劑配管構(gòu)成。在制冷劑回路10中充填有氟代烴、二氧化碳等制冷劑作為工作流體。在流路IOa IOf中也可以設(shè)置有儲(chǔ)液器等其它構(gòu)成要素。壓縮機(jī)2例如為旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、渦旋式壓縮機(jī)等容積型壓縮機(jī)。散熱器3為用于從被壓縮機(jī)2壓縮的制冷劑中奪取熱量的設(shè)備，典型代表是由水-制冷劑熱交換器或者空氣-制冷劑熱交換器構(gòu)成。容積型流體機(jī)械4具有使制冷劑膨脹的功能及對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的功能。氣液分離器5為用于將從容積型流體機(jī)械4噴出的制冷劑分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑的設(shè)備。在氣液分離器5上設(shè)置有液態(tài)制冷劑出口、制冷劑入口及氣態(tài)制冷劑出口。膨脹閥6為能夠變更開(kāi)度的閥、例如為電動(dòng)膨脹閥。蒸發(fā)器7為用于向通過(guò)氣液分離器5分離出的液態(tài)制冷劑賦予熱量的設(shè)備，典型代表為由空氣-制冷劑熱交換器構(gòu)成。流路IOa以將被壓縮機(jī)2進(jìn)行了壓縮的制冷劑供給到散熱器3的方式將壓縮機(jī)2 和散熱器3連接。流路IOb以將從散熱器3流出的制冷劑供給到容積型流體機(jī)械4的方式將散熱器3和容積型流體機(jī)械4連接。流路IOc以將從容積型流體機(jī)械4噴出的制冷劑供給到氣液分離器5的方式將容積型流體機(jī)械4和氣液分離器5連接。流路IOd以將被氣液分離器5分離出的氣態(tài)制冷劑供給到壓縮機(jī)2的方式將氣液分離器5和壓縮機(jī)2連接。流路IOe以將被氣液分離器5分離出的液態(tài)制冷劑供給到蒸發(fā)器7的方式將氣液分離器5和蒸發(fā)器7連接。流路IOf以將從蒸發(fā)器7流出的氣態(tài)制冷劑供給(噴射)到容積型流體機(jī)械4的方式將蒸發(fā)器7和容積型流體機(jī)械4連接。通過(guò)壓縮機(jī)2等構(gòu)成要素及流路IOa 10f，能夠形成本說(shuō)明書(shū)所說(shuō)明的循環(huán)。以下將流路IOf稱為“噴射流路IOf ”。在本實(shí)施方式中，在連接氣液分離器5和蒸發(fā)器7的流路IOe上設(shè)置有膨脹閥6。 通過(guò)膨脹閥6，能夠使需要被氣液分離器5分離且被蒸發(fā)器7加熱的制冷劑的壓力下降。由此，能夠?qū)⒃谡舭l(fā)器7流出的制冷劑通過(guò)噴射流路IOf順暢地吸入到容積型流體機(jī)械4。壓縮機(jī)2吸入制冷劑，并對(duì)吸入的制冷劑進(jìn)行壓縮。被壓縮后的制冷劑通過(guò)散熱器3以高壓狀態(tài)被冷卻。冷卻后的制冷劑通過(guò)容積型流體機(jī)械4被減壓至中間壓而成為氣液兩相。氣液兩相制冷劑流入氣液分離器5且被分離為氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑。氣態(tài)制冷劑被吸入到壓縮機(jī)2。液態(tài)制冷劑由膨脹閥6進(jìn)行減壓并供給到蒸發(fā)器7。蒸發(fā)器7將制冷劑加熱使其蒸發(fā)。從蒸發(fā)器7流出的氣態(tài)制冷劑被吸入到容積型流體機(jī)械4，并預(yù)先壓縮至中間壓。壓縮至中間壓的氣態(tài)制冷劑再通過(guò)氣液分離器5而被吸入到壓縮機(jī)2。通過(guò)使壓縮機(jī)2的吸入制冷劑升至中間壓，壓縮機(jī)2的負(fù)荷減少，由此改善冷凍循環(huán)裝置100的 COP。在上述各階段所特定的循環(huán)與所謂的“噴射循環(huán)”等效。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的噴射循環(huán)使用非容積型流體機(jī)械之一種即“噴射器”。與此相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施方式的冷凍循環(huán)裝置100，通過(guò)使用容積型流體機(jī)械4，能夠構(gòu)筑與噴射循環(huán)等效的循環(huán)。圖2是如圖1所示的容積型流體機(jī)械的縱剖面圖。圖3A及圖;3B分別是沿著容積型流體機(jī)械的X-X線及Y-Y線的橫剖面圖。容積型流體機(jī)械4具有密閉容器23、軸15、上軸承18、第一工作缸11、第一活塞13、第一葉片20、中板25、第二工作缸12、第二活塞14、第二葉片21及下軸承19。容積型流體機(jī)械4作為雙級(jí)旋轉(zhuǎn)型流體機(jī)械而構(gòu)成。工作缸等各部件被收容于密閉容器23。如圖2所示，軸15具有第一偏心部1 及第二偏心部15b。第一偏心部1 及第二偏心部15b分別向半徑方向外突出。軸15貫通第一工作缸11及第二工作缸12，被上軸承18及下軸承19支承為可旋轉(zhuǎn)。軸15的旋轉(zhuǎn)軸與第一工作缸11及第二工作缸12的各中心一致。第二工作缸12相對(duì)于第一工作缸11以同心圓狀配置，通過(guò)中板25將第一工作缸11隔開(kāi)。通過(guò)上軸承18及中板25將第一工作缸11關(guān)閉，通過(guò)中板25及下軸承19將第二工作缸12關(guān)閉。如圖3A所示，第一活塞13在俯視下具有環(huán)的形狀，以在自身和第一工作缸11之間形成月牙形的第一空間16的方式配置于第一工作缸11內(nèi)。在第一工作缸11的內(nèi)部，在軸15的第一偏心部15a安裝有第一活塞13。在第一工作缸11形成有第一葉片槽40，第一葉片20以能夠滑動(dòng)的方式安裝在該第一葉片槽40。第一葉片20沿第一活塞13的周向?qū)⒌谝豢臻g16分隔。由此，在第一工作缸11的內(nèi)部形成有第一吸入空間16a及第一噴出空間 16b。如圖3B所示，第二活塞14在俯視下具有環(huán)的形狀，以在自身和第二工作缸12之間形成月牙形的第二空間17的方式配置于第二工作缸12內(nèi)。在第二工作缸12的內(nèi)部，在軸15的第二偏心部15b安裝有第二活塞14。在第二工作缸12形成有第二葉片槽41，第二葉片21以能夠滑動(dòng)的方式安裝在該第二葉片槽41。第二葉片21沿第二活塞14的周向?qū)⒌诙臻g17分隔。由此，在第二工作缸12的內(nèi)部形成有第二吸入空間17a及第二噴出空間 17b。第二空間17具有比第一空間16的容積大的容積。具體而言，在本實(shí)施方式中，第二工作缸12具有比第一工作缸11的厚度大的厚度。此外，第二工作缸12具有比第一工作缸11的內(nèi)徑大的內(nèi)徑。以第二空間17具有比第一空間16的容積大的容積的方式適當(dāng)調(diào)節(jié)各部件的尺寸。關(guān)于軸15的旋轉(zhuǎn)方向，第一偏心部15a的突出方向與第二偏心部15b的突出方向一致。關(guān)于軸15的旋轉(zhuǎn)方向，配置有第一葉片20的角度位置與配置有第二葉片21的角度位置一致。因此，第一活塞13的上止點(diǎn)的定時(shí)與第二活塞14的上止點(diǎn)的定時(shí)一致。此外， 所謂“活塞的上止點(diǎn)的定時(shí)”是指通過(guò)活塞將葉片最大限度壓入葉片槽的定時(shí)。如圖3A及圖3B所示，在第一葉片20的背后配置有第一彈簧42，在第二葉片21的背后配置有第二彈簧43。第一彈簧42及第二彈簧43分別將第一葉片20及第二葉片21向軸15的中心推壓。向第一葉片槽40及第二葉片槽41供給蓄積于密閉容器23內(nèi)部的潤(rùn)滑油。此外，第一活塞13和第一葉片20也可以由單獨(dú)的部件即所謂的擺動(dòng)式活塞構(gòu)成。另外，也可以使第一葉片20與第一活塞13卡合。這對(duì)第二活塞14及第二葉片21也是同樣的。如圖2所示，容積型流體機(jī)械4還具有吸入管22、吸入口 24、噴出管26、噴出口
27、噴射口 30及噴射吸入管29。能夠通過(guò)吸入口 24向第一空間16 (具體而言是第一吸入空間16a)供給制冷劑。能夠通過(guò)噴出口 27從第二空間17(具體而言是第二噴出空間17b) 排出制冷劑。在吸入口 24及噴出口 27分別連接有吸入管22及噴出管26。吸入管22構(gòu)成制冷劑回路10(圖I)中的流路IOb的一部分。噴出管26構(gòu)成制冷劑回路10中的流路 IOc的一部分。在噴出口 27設(shè)置有防止制冷劑從流路IOc逆流到第二噴出空間17b的噴出閥28(單向閥)。噴出閥28的典型代表是由金屬制的薄板制作的簧片閥。若第二噴出空間 17b的壓力超過(guò)噴出管26的內(nèi)部的壓力(流路IOc的壓力)，則噴出閥28開(kāi)啟。在第二噴出空間17b的壓力低于噴出管沈的內(nèi)部的壓力時(shí)，噴出閥觀關(guān)閉。吸入口 M及噴出口 27分別形成于上軸承18及下軸承19。但是，也可以將吸入口 24形成于第一工作缸11，將噴出口 27形成于第二工作缸12。在中板25上設(shè)置有連通孔25a (連通流路)。連通孔2 沿厚度方向貫通中板25。 第一工作缸11的第一噴出空間1 通過(guò)連通孔2 而與第二工作缸12的第二吸入空間 17a連通。由此，能夠使第一噴出空間16b、連通孔2 及第二吸入空間17a作為一個(gè)工作室發(fā)揮功能。由于第二空間17的容積大于第一空間16的容積，所以封閉在第一噴出空間 16b、連通孔2 及第二吸入空間17a的制冷劑隨軸15的旋轉(zhuǎn)而膨脹。在容積型流體機(jī)械4中，“工作室”由第一空間16、第二空間17及連通孔2 形成。 工作室通過(guò)使容積增大而使制冷劑膨脹，且通過(guò)使容積減小而對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮。詳細(xì)而言，第一吸入空間16a作為吸入制冷劑的工作室而發(fā)揮作用，第一噴出空間16b、連通孔25a 及第二吸入空間17a作為使制冷劑膨脹及過(guò)膨脹的工作室而發(fā)揮作用，第二噴出空間17b 作為對(duì)制冷劑進(jìn)行再壓縮及噴出的工作室而發(fā)揮作用。特別是，在本實(shí)施方式中，第二空間17的容積V2相對(duì)于第一空間16的容積Vl的比(V2/V1)被調(diào)節(jié)為能夠使被吸入到容積型流體機(jī)械4的制冷劑在由第一噴出空間16b、連通孔2 及第二吸入空間17a構(gòu)成的工作室中進(jìn)行膨脹及過(guò)膨脹的值。S卩，容積V2遠(yuǎn)大于容積VI。具體而言，容積比(V2/V1)被設(shè)計(jì)為與氣液分離器5的入口的制冷劑的體積流量 Vsep相對(duì)于散熱器3的出口的制冷劑的體積流量Vec的比(VSEP/Vec)大致相等。噴射口 30形成于能夠向第二吸入空間17a供給制冷劑的位置。具體而言，在第二工作缸12上形成有噴射口 30。在噴射口 30設(shè)置有防止制冷劑從第二吸入空間17a或者第二噴出空間17b逆流到噴射流路IOf的單向閥31。單向閥31的典型代表是由金屬制的薄板制作的簧片閥。具體而言，在第二工作缸12設(shè)置有面向第二空間17的凹部30a。噴射口 30開(kāi)口于凹部30a，并且以能夠開(kāi)閉噴射口 30的方式在凹部30a固定有單向閥31。單向閥31在第二吸入空間17a的壓力低于噴射吸入管四的內(nèi)部的壓力(噴射流路IOf的壓力)時(shí)開(kāi)啟。在第二吸入空間17a的壓力是噴射吸入管四的內(nèi)部的壓力以上時(shí)，單向閥31關(guān)閉。在本實(shí)施方式中，關(guān)于軸15的旋轉(zhuǎn)方向，將配置有第二葉片21的位置(第二葉片槽41的位置)定義為具有0度的角度的“基準(zhǔn)位置”。由于配置有第一葉片20的位置與配置有第二葉片21的位置一致，因此配置有第一葉片20的位置也與基準(zhǔn)位置一致。關(guān)于軸 15的旋轉(zhuǎn)方向，將噴射口 30設(shè)置于例如45 135度的范圍。通過(guò)在這樣的范圍設(shè)置噴射口 30，能夠防止通過(guò)單向閥31的間隙從吸入口 M向噴射口 30直接流入高壓的制冷劑。另外，通過(guò)在凹部30a使制冷劑膨脹，能夠防止回收動(dòng)力降低。若高壓的吸入制冷劑進(jìn)入死區(qū)容積即凹部30a且在凹部30a膨脹，則不能從在凹部30a膨脹的制冷劑回收動(dòng)力。將吸入口 M設(shè)置于例如0 40度的范圍。從第二工作缸12側(cè)觀察，連通孔2 設(shè)置于例如0 40度的范圍。噴出口 27設(shè)置于例如320 360度的范圍。根據(jù)吸入口對(duì)、連通孔2 及噴射口 30的位置關(guān)系可知，將噴射口 30設(shè)置于不經(jīng)由工作室(第一空間16、連通孔2 及第二空間17)而與吸入口 M連通的位置。根據(jù)這樣的構(gòu)成，能夠防止通過(guò)在凹部30a使制冷劑膨脹而使回收動(dòng)力減少。吸入口 M的開(kāi)口面積、噴射口 30的開(kāi)口面積及噴出口 27的開(kāi)口面積需要考慮通過(guò)各口的制冷劑流量(體積流量)來(lái)適當(dāng)設(shè)置。在冷凍循環(huán)裝置100中，在噴射流路IOf 流過(guò)的制冷劑的體積流量非常大。即，通過(guò)噴射口 30的制冷劑的體積流量非常大。另一方面，由于通過(guò)吸入口 24的制冷劑為液相(代替碳?xì)寤衔?或者超臨界狀態(tài)(CO2)，所以該體積流量較小。因此，出于降低壓力損失的觀點(diǎn)，希望噴射口 30的開(kāi)口面積大于吸入口 24 的開(kāi)口面積。其次，參照?qǐng)D4 圖7對(duì)容積型流體機(jī)械的詳細(xì)動(dòng)作加以說(shuō)明。圖4是容積型流體機(jī)械的動(dòng)作原理圖。圖4的左上圖、右上圖、右下圖及左下圖分別表示軸15每旋轉(zhuǎn)90度時(shí)的第一活塞13及第二活塞14的位置。圖5是表示從基準(zhǔn)位置的軸的旋轉(zhuǎn)角度和工作室的容積的關(guān)系的曲線圖。圖6是表示從基準(zhǔn)位置的軸的旋轉(zhuǎn)角度和工作室的壓力的關(guān)系的曲線圖。圖7是表示工作室的壓力和容積(制冷劑的壓力和體積)的關(guān)系的曲線圖。如圖4的左上圖及右上圖所示，在軸15從0度的位置旋轉(zhuǎn)到90度的位置時(shí)，在第一工作缸11，與吸入口 24鄰接而重新生成第一吸入空間16a。由此，通過(guò)吸入口 24將被散熱器3冷卻的制冷劑吸入到第一吸入空間16a (吸入行程)。隨著軸15的旋轉(zhuǎn)，第一吸入空間16a的容積增加。若軸15旋轉(zhuǎn)360度，則第一吸入空間16a的容積達(dá)到最大容積(=第一空間16的容積)。由此，吸入行程完成。在圖5中線AB表示在吸入行程中的第一吸入空間16a的容積變化。吸入行程在點(diǎn)B結(jié)束，該點(diǎn)B的容積Vl相當(dāng)于第一工作缸11的第一空間16的容積。在圖6中吸入行程用線AB表示。在吸入行程中吸入到第一吸入空間16a的制冷劑是通過(guò)散熱器3邊維持高壓力邊進(jìn)行冷卻的制冷劑，具有吸入壓力Pl (第一壓力)。其次，如圖4的左上圖及右上圖所示，在軸15從360度的位置旋轉(zhuǎn)到450度的位置時(shí)，第一吸入空間16a變化為第一噴出空間16b。在第二工作缸12，與連通孔25a鄰接而重新生成第二吸入空間17a。第一噴出空間16b通過(guò)連通孔25a而與第二吸入空間17a連通。由第一噴出空間16b、連通孔25a及第二吸入空間17a形成與吸入口 24及噴出口 27中的任意一個(gè)都不連通的一個(gè)工作室。隨著軸15的旋轉(zhuǎn)，在由第一噴出空間16b、連通孔25a 及第二吸入空間17a構(gòu)成的工作室中，制冷劑膨脹至噴出壓力P2(第二壓力)(膨脹行程)。軸15按單位角度旋轉(zhuǎn)時(shí)的第二吸入空間17a的容積的增加量與第一噴出空間16b 的容積的減少量相比非常大。因此，制冷劑迅速膨脹，在軸15占據(jù)450度的位置時(shí)，制冷劑的壓力低于噴出壓力P2。隨著軸15的旋轉(zhuǎn)，制冷劑過(guò)膨脹至低于噴出壓力P2的壓力P3 (第三壓力)(過(guò)膨脹行程)。在膨脹及過(guò)膨脹的過(guò)程中，制冷劑釋放出壓力能量。從制冷劑釋放出的壓力能量經(jīng)由活塞13及14而變換為軸15的轉(zhuǎn)矩。即，容積型流體機(jī)械4從制冷劑回收動(dòng)力。另一方面，若軸15的旋轉(zhuǎn)角度超過(guò)450度，則成為可通過(guò)噴射口 30向第二吸入空間17a供給制冷劑的狀態(tài)。制冷劑的過(guò)膨脹繼續(xù)進(jìn)行，第二吸入空間17a的壓力低于噴射吸入管29的內(nèi)部的壓力、即低于蒸發(fā)器7的蒸發(fā)壓力時(shí)，制冷劑的過(guò)膨脹停止。與此同時(shí)， 通過(guò)噴射口 30向第二吸入空間17a供給具有壓力P3的制冷劑。在第二吸入空間17a，被供給的制冷劑與進(jìn)行了過(guò)膨脹的制冷劑混合(噴射行程)。其后，如圖4的右下圖及左下圖所示，通過(guò)噴射口 30將具有壓力P3的制冷劑持續(xù)供給到第二吸入空間17a，直至軸15的旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到720度。如圖4的左上圖所示，若軸 15旋轉(zhuǎn)至720度的位置，則第二吸入空間17a的容積達(dá)到最大容積(=第二空間17的容積)。由此，噴射行程完成。在圖5中，在膨脹行程、過(guò)膨脹行程及噴射行程中的第一噴出空間16b的容積的變化用虛線BI表示。第二吸入空間17a的容積的變化用虛線JE表示。由第一噴出空間16b、 連通孔2 及第二吸入空間17a構(gòu)成的工作室的容積的變化用線BE表示。膨脹行程、過(guò)膨脹行程及噴射行程在點(diǎn)E結(jié)束，該點(diǎn)E的容積V2相當(dāng)于第二工作缸12的第二空間17的容積。在圖6中，膨脹行程、過(guò)膨脹行程及噴射行程分別用線BC、線⑶及線DE表示。由第一噴出空間16b、連通孔2 及第二吸入空間17a構(gòu)成的工作室的壓力從膨脹行程開(kāi)始時(shí)的壓力Pl隨軸15的旋轉(zhuǎn)而下降。如上所述，第二空間17的容積V2相對(duì)于第一空間16的容積Vl的比(V2/V1)非常大。因此，在假設(shè)不存在噴射口 30的情況下，工作室的壓力在降低至制冷劑在蒸發(fā)器7中的壓力P3之后仍沿著線BCD的延長(zhǎng)線上的虛線DH下降。但是， 本實(shí)施方式的冷凍循環(huán)裝置100所使用的容積型流體機(jī)械4具有噴射口 30，因此，若工作室的壓力降低至壓力P3，則通過(guò)噴射口 30將從蒸發(fā)器7流出的壓力P3的制冷劑供給到第二吸入空間17a。因此，工作室的壓力的下降停止，將具有壓力P3的制冷劑持續(xù)供給到工作室，直至工作室的容積達(dá)到在圖5中的點(diǎn)E特定的容積V2。由此，膨脹行程、過(guò)膨脹行程及噴射行程完成。然后，如圖4的左上圖及右上圖所示，在軸15從720度的位置旋轉(zhuǎn)到810度的位置時(shí)，第二吸入空間17a變化為第二噴出空間17b。噴出口 27面向第二噴出空間17b。但是， 如參照?qǐng)D2說(shuō)明所述，在噴出口 27設(shè)置有噴出閥28。因此，在第二噴出空間17b中對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮(再壓縮行程)，直至第二噴出空間17b的壓力超過(guò)噴出管沈的內(nèi)部的壓力即超過(guò)壓縮機(jī)2的吸入壓力。在第二噴出空間17b中被壓縮的制冷劑含有通過(guò)吸入口 24被吸入到容積型流體機(jī)械4的部分和通過(guò)噴射口 30被吸入到容積型流體機(jī)械4的部分。為了在再壓縮行程對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮，而使用在膨脹行程及過(guò)膨脹行程從制冷劑回收的動(dòng)力。根據(jù)圖4的左上圖及右上圖可知，在第二噴出空間17b執(zhí)行再壓縮行程時(shí)，在重新生成的第二吸入空間17a執(zhí)行了膨脹行程及過(guò)膨脹行程。在膨脹行程及過(guò)膨脹行程從制冷劑回收的動(dòng)力直接作為用于在再壓縮行程對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的能量而被消耗。根據(jù)本實(shí)施方式，膨脹行程及過(guò)膨脹行程從經(jīng)由連通孔2 將第一噴出空間16b 和第二吸入空間17a連通的時(shí)刻持續(xù)到第二吸入空間17a的壓力與噴射流路IOf的壓力 P3(第三壓力)一致的時(shí)刻。再壓縮行程從經(jīng)由連通孔25a的第一噴出空間16b和第二吸入空間17a的連通被切斷的時(shí)刻持續(xù)到第二噴出空間17b的壓力與流路IOc的壓力P2 (第二壓力)一致的時(shí)刻。而且，在軸15旋轉(zhuǎn)一圈的期間中，進(jìn)行膨脹行程及過(guò)膨脹行程的期間的至少一部分與進(jìn)行再壓縮行程的期間重疊。根據(jù)這樣的構(gòu)成，不易生成軸15的轉(zhuǎn)矩不均勻。這有助于容積型流體機(jī)械4的穩(wěn)定的動(dòng)作。若第二噴出空間17b的壓力超過(guò)噴出管沈的內(nèi)部的壓力，則噴出閥觀開(kāi)啟。由此，通過(guò)噴出口 27從第二噴出空間17b向噴出管沈噴出制冷劑(噴出行程)。伴隨軸15 的旋轉(zhuǎn)而第二噴出空間17b的容積減少，軸15旋轉(zhuǎn)至1080度的位置時(shí)，第二噴出空間17b 消失。由此，完成噴出行程。在圖5中，在再壓縮行程及噴出行程中的第二噴出空間17b的容積的變化用線EG 表示。在圖6中，再壓縮行程及噴射行程分別用線EF及線re表示。在膨脹行程及過(guò)膨脹行程剛結(jié)束之后，制冷劑的壓力P3低于噴出管26的內(nèi)部的壓力P2。此時(shí)，噴出閥28關(guān)閉。 隨著第二噴出空間17b容積的減少，制冷劑被再壓縮至壓力P2。其后，通過(guò)在噴出閥28的前后使壓力均衡而使噴出閥28開(kāi)啟，從第二噴出空間17b將壓力P2的制冷劑噴出到噴出管26。在點(diǎn)G,噴出行程完成。圖7是表示工作室的壓力和容積的關(guān)系的PV線圖。吸入行程用線AB表示，膨脹行程用線BC表示，過(guò)膨脹行程用線CD表示，噴射行程用線DE表示，再壓縮行程用線EF表示，噴出行程用線FCG表示。容積型流體機(jī)械4從制冷劑回收的能量相當(dāng)于用點(diǎn)ABCDLG圍成的區(qū)域的面積，為了對(duì)過(guò)膨脹后的制冷劑進(jìn)行再壓縮而必需的功相當(dāng)于由點(diǎn)LDEFCG圍成的區(qū)域的面積?；厥漳芰?、再壓縮所必需的功及各種損失達(dá)到平衡。因此，容積型流體機(jī)械4即使不使用電機(jī)等也自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。由點(diǎn)CDLG圍成的區(qū)域因在回收能量和再壓縮所需的功是共用的而能夠抵消。其結(jié)果是，從制冷劑回收與由點(diǎn)ABCG圍成的區(qū)域的面積相當(dāng)?shù)哪芰?，使用回收的能量使相?dāng)于由點(diǎn)CDEF圍成的區(qū)域的面積的功用于制冷劑。如以上說(shuō)明，根據(jù)本實(shí)施方式，膨脹行程、過(guò)膨脹行程及再壓縮行程作為吸入行程和噴出行程之間的一連串的行程而進(jìn)行。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，不需要如專利文獻(xiàn)I記載的冷凍循環(huán)裝置那樣分別設(shè)置膨脹機(jī)及副壓縮機(jī)，而能夠使用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的容積型流體機(jī)械 4來(lái)實(shí)施上述各行程。容積型流體機(jī)械4的零部件個(gè)數(shù)與分別設(shè)置膨脹機(jī)及副壓縮機(jī)的情況相比少。因此，能夠抑制冷凍循環(huán)裝置100的制造成本。另外，由于在噴射口 30設(shè)置有單向閥31，所以在再壓縮行程及噴出行程中，能夠防止制冷劑從第二噴出空間17b逆流到噴射口 30。這有助于提高容積型流體機(jī)械4的效率。在圖4中，在軸15從720度的位置旋轉(zhuǎn)到810度的位置的期間，單向閥31防止制冷劑從第二噴出空間17b向噴射口 30的逆流。另外，由于在噴出口 27設(shè)置有噴出閥28，所以能夠降低用于對(duì)制冷劑進(jìn)行再壓縮及噴出的功。在未設(shè)置噴出閥28的情況下，在軸15的旋轉(zhuǎn)角度超過(guò)720度的位置而使噴出口 27面向第二噴出空間17b的瞬間，制冷劑有可能從噴出管26(流路IOc)逆流到第二噴出空間17b。若產(chǎn)生制冷劑的逆流，則再壓縮行程及噴出行程在圖6中用線EKFG表示，在圖7中用線EKFCG表示。即，與由點(diǎn)EKF圍成的區(qū)域的面積相當(dāng)?shù)墓Τ蔀橛糜谠賶嚎s及噴出的額外需要。由于通過(guò)設(shè)置噴出閥28而能夠避免該損失，因而能夠降低用于對(duì)制冷劑進(jìn)行再壓縮及噴出的功，還能夠提高容積型流體機(jī)械4的效率。另外，在被壓力P2的制冷劑充滿的第二噴出空間17b直接結(jié)合被壓力P3的制冷劑充滿的吸入管26，由此能夠防止產(chǎn)生破裂聲。因此，能夠抑制容積型流體機(jī)械4的噪聲及振動(dòng)。另外，在本實(shí)施方式中，容積型流體機(jī)械4具有雙級(jí)旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)。在由第一噴出空間16b、連通孔25a及第二吸入空間17a構(gòu)成的工作室進(jìn)行膨脹行程及過(guò)膨脹行程，在第二噴出空間17b進(jìn)行再壓縮行程及噴出行程。即，在容積型流體機(jī)械4中，膨脹行程及過(guò)膨脹行程與再壓縮行程及噴出行程同時(shí)進(jìn)行。因此，能夠同時(shí)進(jìn)行來(lái)自制冷劑的能量回收和對(duì)制冷劑的壓縮功。若同時(shí)進(jìn)行能量回收和壓縮功，則與交互進(jìn)行能量回收和壓縮功的情況相比，軸15的旋轉(zhuǎn)速度的變動(dòng)降低。由此，能夠使容積型流體機(jī)械4穩(wěn)定地工作，并且容積型流體機(jī)械4的噪聲及振動(dòng)也降低。另外，在制冷劑回路10的制冷劑的循環(huán)量少的情況下，能夠防止在軸15的旋轉(zhuǎn)速度的變動(dòng)影響下軸15減速及停止。另外，通過(guò)采用雙級(jí)旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)，還有如下優(yōu)點(diǎn)。即，容易將第二空間17的容積V2相對(duì)于第一空間16的容積Vl的比(V2/V1)設(shè)計(jì)在氣液分離器5的入口的制冷劑的體積流量Vsep相對(duì)于散熱器3的出口的制冷劑的體積流量Vec的比(VSEP/Vec)附近。在本實(shí)施方式中，需要通過(guò)噴射流路IOf供給到容積型流體機(jī)械4的噴射口 30的制冷劑為氣態(tài)制冷劑。具體而言，將在蒸發(fā)器7從低溫側(cè)熱源(例如空氣)吸收熱而從液體蒸發(fā)為氣體之后的制冷劑噴射到容積型流體機(jī)械4。由于在容積型流體機(jī)械4中對(duì)無(wú)助于來(lái)自低溫側(cè)熱源的熱能吸收的制冷劑(液態(tài)制冷劑)進(jìn)行壓縮的功減少，所以冷凍循環(huán)裝置100的COP提高。因此，為了將干燥度1.0的制冷劑或者過(guò)熱的制冷劑(即只有氣態(tài)制冷劑)供給到噴射口 30，而優(yōu)選調(diào)節(jié)膨脹閥6 (在第二實(shí)施方式中為膨脹閥4 的開(kāi)度。本實(shí)施方式的冷凍循環(huán)裝置100可適合用于供熱水設(shè)備或者熱水供暖設(shè)備。在以供熱水及熱水供暖為目的的情況下，不需要切換空調(diào)裝置之類的冷氣暖氣。即，由于能夠省略四通閥等構(gòu)成要素，因而能夠進(jìn)一步削減成本。在將冷凍循環(huán)裝置100用于供熱水設(shè)備或者熱水供暖設(shè)備的情況下，具有如下優(yōu)點(diǎn)。在使用夜間電力向罐儲(chǔ)存熱水的情況下，供熱水設(shè)備通常進(jìn)行額定運(yùn)轉(zhuǎn)。熱水供暖設(shè)備通常進(jìn)行連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于起動(dòng)后經(jīng)過(guò)不長(zhǎng)的時(shí)間后建筑物的溫度達(dá)到一定，所以熱水供暖設(shè)備的負(fù)荷穩(wěn)定。若考慮到這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，則氣液分離器5的入口的制冷劑的體積流量相對(duì)于散熱器3的出口的制冷劑的體積流量的比大致一定。因此，易于使第二空間17的容積V2相對(duì)于第一空間16的容積Vl的比(V2/V1)與體積流量的比一致。由此，能夠更充分地得到動(dòng)力回收的效果。以二氧化碳為代表的超臨界制冷劑在冷凍循環(huán)中的高壓和低壓之差大。具體而言，容積型流體機(jī)械4中的吸入壓力Pl和噴出壓力P2之差大。因此，能夠由容積型流體機(jī)械4回收的動(dòng)力也大。因此，二氧化碳作為冷凍循環(huán)裝置100的制冷劑非常合適。當(dāng)然， 制冷劑的種類無(wú)特別限定，可使用二氧化碳以外的自然制冷劑、R410A等代替碳?xì)寤衔铩?Rl234yf 等低 GWP(Global Warming Potential)制冷劑。作為從制冷劑回收動(dòng)力的裝置，將容積型流體機(jī)械4用于冷凍循環(huán)裝置100，由此能夠?qū)⒒厥談?dòng)力作為壓縮功的一部分加以利用。由于壓縮機(jī)2的吸入壓力和噴出壓力之差減小，因而壓縮機(jī)2的負(fù)荷減輕，冷凍循環(huán)裝置100的COP得以改善。但是，在本實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明的容積型流體機(jī)械4還可以使用于冷凍循環(huán)裝置以外的裝置。(第二實(shí)施方式)圖8是第二實(shí)施方式的冷凍循環(huán)裝置的構(gòu)成圖。冷凍循環(huán)裝置200具備壓縮機(jī) 2、散熱器3、容積型流體機(jī)械44、膨脹閥45 (減壓閥)、第一蒸發(fā)器46及第二蒸發(fā)器47。這些構(gòu)成要素以形成制冷劑回路50的方式通過(guò)流路50a 50f彼此連接。壓縮機(jī)2及散熱器3與第一實(shí)施方式相同，由于標(biāo)注相同的參照符號(hào)，所以易于理解。容積型流體機(jī)械44在結(jié)構(gòu)上存在差異，但是，具有與在第一實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明的容積型流體機(jī)械4相同的功能。膨脹閥45為能夠改變開(kāi)度的閥，例如為電動(dòng)膨脹閥。第一蒸發(fā)器46及第二蒸發(fā)器47分別為用于向制冷劑賦予熱的設(shè)備，典型代表是由空氣-制冷劑熱交換器構(gòu)成。流路50a以將被壓縮機(jī)2壓縮的制冷劑供給到散熱器3的方式將壓縮機(jī)2和散熱器3連接。流路50b以將從散熱器3流出的制冷劑的一部分供給到容積型流體機(jī)械44的方式將散熱器3和容積型流體機(jī)械44連接。流路50c以將從容積型流體機(jī)械44噴出的制冷劑供給到第一蒸發(fā)器46的方式將容積型流體機(jī)械44和第一蒸發(fā)器46連接。流路50d 以將從第一蒸發(fā)器46流出的制冷劑供給到壓縮機(jī)2的方式將第一蒸發(fā)器46和壓縮機(jī)2連接。流路50e以將從散熱器3流出的制冷劑的一部分供給到第二蒸發(fā)器47的方式將散熱器3和第二蒸發(fā)器47連接。具體而言，流路50e為從流路50b分支的流路(分支流路)，具有連接于散熱器3和容積型流體機(jī)械44之間的流路50b的上游端和連接于第二蒸發(fā)器47 的下游端。在流路50e上配置有膨脹閥45。制冷劑被膨脹閥45減壓后流入到第二蒸發(fā)器 47。流路50f以將從第二蒸發(fā)器47流出的氣態(tài)制冷劑供給(噴射)到容積型流體機(jī)械44 的方式將第二蒸發(fā)器47和容積型流體機(jī)械44連接。第一蒸發(fā)器46及第二蒸發(fā)器47以使被第一蒸發(fā)器46冷卻后的熱介質(zhì)(例如空氣)再次被第二蒸發(fā)器47冷卻的方式配置于熱介質(zhì)的流路上。圖8中用箭頭所示的方向?yàn)闊峤橘|(zhì)的流動(dòng)方向。第一蒸發(fā)器46中的制冷劑的溫度高于第二蒸發(fā)器47中的制冷劑的溫度。因此，如圖8所示，當(dāng)在熱介質(zhì)流路的上游側(cè)配置有第一蒸發(fā)器46，在熱介質(zhì)流路的下游側(cè)配置有第二蒸發(fā)器47的情況下，熱介質(zhì)(空氣)和制冷劑正好成為形成對(duì)流的形狀。 由此，蒸發(fā)器46及47中的制冷劑和熱介質(zhì)的熱交換效率提高。另外，由于從第二蒸發(fā)器47 流出的制冷劑通過(guò)容積型流體機(jī)械44進(jìn)行了升壓，所以與第一實(shí)施方式同樣，冷凍循環(huán)裝置200的COP提高。壓縮機(jī)2吸入制冷劑并對(duì)吸入的制冷劑進(jìn)行壓縮。壓縮后的制冷劑由散熱器3在高壓下進(jìn)行冷卻。冷卻后的制冷劑流入到兩個(gè)流路即流路50b及50e。冷卻后的制冷劑的一部分通過(guò)流路50b被吸入到容積型流體機(jī)械44。被吸入到容積型流體機(jī)械44的制冷劑通過(guò)容積型流體機(jī)械44減壓至中間壓而成為氣液二相。從容積型流體機(jī)械44噴出的制冷劑通過(guò)流路50c流入到第一蒸發(fā)器46。流入到第一蒸發(fā)器46的制冷劑被第一蒸發(fā)器46加熱，其后，通過(guò)流路50d被吸入到壓縮機(jī)2。另一方面，被散熱器3進(jìn)行了冷卻的制冷劑的剩余部分被膨脹閥45進(jìn)行減壓而變化為氣液二相，之后，通過(guò)流路50e供給到第二蒸發(fā)器 47。流入到第二蒸發(fā)器47的制冷劑由第二蒸發(fā)器47進(jìn)行加熱，其后，通過(guò)噴射流路50f供給(噴射)到容積型流體機(jī)械44。圖9是如圖8所示的容積型流體機(jī)械44的縱剖面圖。圖10是沿著容積型流體機(jī)械的Z-Z線的橫剖面圖。容積型流體機(jī)械44具有密閉容器59、軸53、上軸承55、工作缸 51、活塞52、葉片57及下軸承56。容積型流體機(jī)械44作為單級(jí)旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械而構(gòu)成。如圖9所示，軸53具有向半徑方向外突出的偏心部53a。軸53貫穿工作缸51，被上軸承陽(yáng)及下軸承56支承為可旋轉(zhuǎn)。軸53的旋轉(zhuǎn)軸與工作缸51的中心一致。通過(guò)上軸承陽(yáng)及下軸承56將工作缸51關(guān)閉。如圖10所示，活塞52在俯視下具有環(huán)的形狀，以在自身和工作缸51之間形成月牙形的空間M的方式配置于工作缸51內(nèi)。在工作缸51的內(nèi)部，在軸53的偏心部53a安裝有活塞52。在工作缸51形成有葉片槽68，葉片57以能夠滑動(dòng)的方式安裝在葉片槽68。 葉片57沿活塞52的周向?qū)⒖臻gM隔開(kāi)。由此，在工作缸51的內(nèi)部形成吸入空間5 及噴出空間Mb。在葉片57的背后配置有彈簧69。彈簧69將葉片57向軸53的中心推壓。 向葉片槽68供給貯存于密閉容器59內(nèi)部的潤(rùn)滑油。此外，活塞52和葉片57也可以由單獨(dú)的部件即所謂的擺動(dòng)式活塞構(gòu)成。另外，葉片57也可以與活塞52卡合。如圖9所示，容積型流體機(jī)械44還具有吸入管58、吸入口 60、噴出管62、噴出口63、噴射口 67及噴射吸入管65。能夠通過(guò)吸入口 60向空間54 (具體而言是吸入空間54a) 供給制冷劑。通過(guò)噴出口 63能夠從空間54(具體而言是噴出空間54b)排出制冷劑。吸入口 60及噴出口 63分別與吸入管58及噴出管62連接。吸入管58構(gòu)成制冷劑回路50 (圖 8)中的流路50b的一部分。噴出管62構(gòu)成制冷劑回路50中的流路50c的一部分。在噴出口 63上設(shè)置有防止制冷劑從流路50c逆流到噴出空間54b的噴出閥64(單向閥)。噴出閥64的典型代表是由金屬制薄板制作的簧片閥。若噴出空間54b的壓力超過(guò)噴出管62 的內(nèi)部的壓力(流路50c的壓力)，則噴出閥64開(kāi)啟。在噴出空間54b的壓力是噴出管62 的內(nèi)部的壓力以下時(shí)，噴出閥64關(guān)閉。吸入口 60及噴出口 63分別形成于上軸承55及下軸承56。但是，吸入口 60及噴出口 63也可以分別形成于工作缸51。容積型流體機(jī)械44還具有控制通過(guò)吸入口 60向工作缸51的空間54流入制冷劑的定時(shí)的吸入機(jī)構(gòu)61。在本實(shí)施方式中，吸入機(jī)構(gòu)61由包括吸入閥61a及電磁元件61b的電磁閥構(gòu)成。通過(guò)切換電磁元件61b的施加電壓的接通和斷開(kāi)，能夠控制吸入閥61a的開(kāi)閉。噴射口 67以能夠向吸入空間54a供給制冷劑的方式形成于工作缸51。在噴射口 67上設(shè)置有防止制冷劑從吸入空間54a或者噴出空間54b逆流到噴射流路50f的單向閥 66。噴射口 67及單向閥66的詳細(xì)結(jié)構(gòu)與在第一實(shí)施方式進(jìn)行的說(shuō)明相同。在本實(shí)施方式中，關(guān)于軸53的旋轉(zhuǎn)方向，將配置有葉片57的位置(葉片槽68的位置)定義為具有0度的角度的“基準(zhǔn)位置”。關(guān)于軸53的旋轉(zhuǎn)方向，將噴射口 67設(shè)置在例如90 180度的范圍。吸入口 60及噴出口 63設(shè)置于與葉片57相鄰的位置。在容積型流體機(jī)械44中，吸入空間54a作為對(duì)制冷劑進(jìn)行吸入、使其膨脹、過(guò)膨脹的工作室發(fā)揮作用。噴出空間54b作為對(duì)制冷劑進(jìn)行再壓縮及噴出的工作室發(fā)揮作用。下面，參照?qǐng)D6及圖11說(shuō)明容積型流體機(jī)械的具體動(dòng)作。圖11是容積型流體機(jī)械的動(dòng)作原理圖。在圖11的左上圖、右上圖、右下圖及左下圖分別表示軸53每旋轉(zhuǎn)90度時(shí)活塞52的位置。在本實(shí)施方式中，吸入閥61a在軸53的旋轉(zhuǎn)角度為0度 90度的范圍開(kāi)啟，以后，以360度為一個(gè)周期重復(fù)開(kāi)閉。如圖11的左上圖所示，在軸53從0度的位置旋轉(zhuǎn)到90度的位置時(shí)，與吸入口 60 相鄰地重新生成吸入空間54a。通過(guò)吸入口 60向吸入空間54a吸入制冷劑(吸入行程)。 若軸53從0度的位置旋轉(zhuǎn)至大致90度的位置，則吸入閥61a關(guān)閉。由此，吸入行程完成。 在圖6中，吸入行程用線AB表示。若吸入閥61a關(guān)閉，則在吸入空間54a中制冷劑膨脹至噴出壓力P2 (膨脹行程)。 隨著軸53的旋轉(zhuǎn)，制冷劑過(guò)膨脹至低于噴出壓力P2的壓力P3 (過(guò)膨脹行程)。在膨脹行程及過(guò)膨脹行程中，容積型流體機(jī)械44從制冷劑回收動(dòng)力。在圖6中膨脹行程及過(guò)膨脹行程用線B⑶表示。若軸53的旋轉(zhuǎn)角度超過(guò)約120度，則成為可通過(guò)噴射口 67向吸入空間54a供給制冷劑的狀態(tài)。制冷劑的過(guò)膨脹繼續(xù)進(jìn)行，使吸入空間54a的壓力低于噴射吸入管65的內(nèi)部的壓力即低于第二蒸發(fā)器47中的蒸發(fā)壓力時(shí)，制冷劑的過(guò)膨脹停止。與此同時(shí)，通過(guò)噴射口 67向吸入空間54a供給具有壓力P3的制冷劑。在吸入空間54a內(nèi)，被供給的制冷劑與進(jìn)行了過(guò)膨脹的制冷劑混合(噴射行程)。
其后，通過(guò)噴射口 67持續(xù)將具有壓力P3的制冷劑供給到吸入空間Ma，直至軸53 的旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到360度。如圖11的左上圖所示，若軸53旋轉(zhuǎn)至360度的位置，則吸入空間 54a的容積達(dá)到最大容積(=空間M的容積)。由此，噴射行程完成。在圖6中噴射行程用線DE表示。吸入行程結(jié)束時(shí)的工作室(吸入空間Ma)的容積Vl取決于吸入閥61a關(guān)閉的瞬間的軸53的旋轉(zhuǎn)角度。另外，在本實(shí)施方式中，噴射行程結(jié)束時(shí)的容積V2相對(duì)于吸入行程結(jié)束時(shí)的容積Vl的比(V2/V1)大致與第一蒸發(fā)器46的入口的制冷劑的體積流量Veva相對(duì)于散熱器3的出口的制冷劑的體積流量Vre的比(VEVA/Vec)相等。另外，容積比(V2/V1)被設(shè)計(jì)成充分大于能夠根據(jù)噴射行程結(jié)束時(shí)的工作室(空間54)的壓力P3相對(duì)于吸入行程結(jié)束時(shí)的工作室(空間54)的壓力Pl的比計(jì)算出的制冷劑比容的比率。然后，如圖11的左上圖及右上圖所示，在軸53從360度的位置旋轉(zhuǎn)到450度的位置時(shí)，吸入空間5 變化為噴出空間Mb。噴出口 63面向噴出空間Mb。但是，如參照?qǐng)D9 所做的說(shuō)明所述，在噴出口 63設(shè)置有噴出閥64。因此，在噴出空間54b中對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮(再壓縮行程)，直至噴出空間54b的壓力超過(guò)噴出管62的內(nèi)部的壓力、即超過(guò)壓縮機(jī)2 的吸入壓力。若噴出空間Mb的壓力超過(guò)噴出管62的內(nèi)部的壓力，則噴出閥64開(kāi)啟。由此，通過(guò)噴出口 63從噴出空間Mb向噴出管62噴出制冷劑(噴出行程)。噴出空間54b的容積隨著軸53的旋轉(zhuǎn)而減小，軸53旋轉(zhuǎn)至720度的位置時(shí)，噴出空間54b消失。由此，噴射行程完成。在圖6中再壓縮行程及噴出行程分別用線EF及線re表示。通過(guò)以上說(shuō)明的構(gòu)成及行程，本實(shí)施方式也可得到與第一實(shí)施方式相同的效果。 在本實(shí)施方式中，容積型流體機(jī)械44采用了分別只具有一個(gè)工作缸及活塞的單級(jí)旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠降低容積型流體機(jī)械44的零部件個(gè)數(shù)，使容積型流體機(jī)械44小型化，并且降低冷凍循環(huán)裝置200的成本。此外，也可以取代容積型流體機(jī)械44而將在第一實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明的容積型流體機(jī)械4用于冷凍循環(huán)裝置200。同樣，也可以將容積型流體機(jī)械44用于第一實(shí)施方式的冷凍循環(huán)裝置100。另外，作為容積型流體機(jī)械，也可以使用其它類型例如渦旋式的流體機(jī)械。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的冷凍循環(huán)裝置能夠用于供熱水設(shè)備、熱水供暖設(shè)備及空調(diào)裝置等。
權(quán)利要求
1.一種冷凍循環(huán)裝置，具備壓縮機(jī)，其對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮；散熱器，其對(duì)被所述壓縮機(jī)進(jìn)行了壓縮的制冷劑進(jìn)行冷卻；容積型流體機(jī)械，其具有工作室及噴射口，并構(gòu)成為執(zhí)行如下行程(i)用第一壓力將被所述散熱器冷卻后的制冷劑吸入到所述工作室的行程，(ii)在所述工作室中，使吸入的制冷劑膨脹至比所述第一壓力低的第二壓力，再使其過(guò)膨脹至比所述第二壓力低的第三壓力的行程，(iii)通過(guò)所述噴射口向所述工作室供給具有所述第三壓力的制冷劑，并將所供給的制冷劑混合到進(jìn)行了過(guò)膨脹的制冷劑的行程，(iv)使用在所述行程(ii)中從制冷劑回收的動(dòng)力，將混合后的制冷劑在所述工作室中再壓縮至所述第二壓力的行程，(v)將進(jìn)行了再壓縮的制冷劑從所述工作室噴出的行程；蒸發(fā)器，其對(duì)從所述容積型流體機(jī)械噴出的制冷劑進(jìn)行加熱；噴射流路，其將具有所述第三壓力的制冷劑供給到所述容積型流體機(jī)械的所述噴射□。
2.如權(quán)利要求I所述的冷凍循環(huán)裝置，其中，所述容積型流體機(jī)械具有第一工作缸；第一活塞，其以在自身和所述第一工作缸之間形成第一空間的方式配置于所述第一工作缸的內(nèi)部；第一葉片，其將所述第一空間分隔為第一吸入空間和第一噴出空間；第二工作缸，其相對(duì)于所述第一工作缸以同心狀配置；第二活塞，其以在自身和所述第二工作缸之間形成具有比所述第一空間的容積大的容積的第二空間的方式配置于所述第二工作缸的內(nèi)部；第二葉片，其將所述第二空間分隔為第二吸入空間和第二噴出空間；中板，其配置于所述第一工作缸和所述第二工作缸之間；連通流路，其以將所述第一噴出空間和所述第二吸入空間連通的方式設(shè)置于所述中板；吸入口，其將制冷劑吸入到所述第一吸入空間；噴出口，其從所述第二噴出空間噴出制冷劑，所述工作室由所述第一空間、所述第二空間及所述連通流路構(gòu)成，所述噴射口設(shè)置于能夠向所述第二吸入空間供給制冷劑的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的冷凍循環(huán)裝置，其中，所述行程(ii)從經(jīng)由所述連通流路將所述第一噴出空間和所述第二吸入空間連通的時(shí)刻持續(xù)至所述第二吸入空間的壓力與所述第三壓力一致的時(shí)刻，所述行程(iv)從經(jīng)由所述連通流路的所述第一噴出空間和所述第二吸入空間的連通被斷開(kāi)的時(shí)刻持續(xù)至所述第二噴出空間的壓力與所述第二壓力一致的時(shí)刻，在所述軸旋轉(zhuǎn)一圈的期間中，進(jìn)行所述行程(ii)的期間的至少一部分與進(jìn)行所述行程(iv)的期間重疊。
4.如權(quán)利要求I 3中的任一項(xiàng)所述的冷凍循環(huán)裝置，其中，所述噴射流路將所述蒸發(fā)器和所述容積型流體機(jī)械連接，從而將從所述蒸發(fā)器流出的制冷劑作為具有所述第三壓力的制冷劑供給到所述容積型流體機(jī)械。
5.如權(quán)利要求4所述的冷凍循環(huán)裝置，其中，還具備將從所述容積型流體機(jī)械噴出的制冷劑分離成氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑的氣液分離器；以將被所述氣液分離器分離出的氣態(tài)制冷劑供給到所述壓縮機(jī)的方式將所述氣液分離器和所述壓縮機(jī)連接的流路；以將被所述氣液分離器分離出的液態(tài)制冷劑供給到所述蒸發(fā)器的方式將所述氣液分離器和所述蒸發(fā)器連接的流路。
6.如權(quán)利要求5所述的冷凍循環(huán)裝置，其中，還具備設(shè)置于將所述氣液分離器和所述蒸發(fā)器連接的所述流路上的減壓閥。
7.如權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的冷凍循環(huán)裝置，其中，還具備以將從所述散熱器流出的制冷劑供給到所述容積型流體機(jī)械的方式將所述散熱器和所述容積型流體機(jī)械連接的流路；具有連接于所述散熱器和所述容積型流體機(jī)械之間的所述流路的上游端的分支流路；設(shè)置于所述分支流路上的減壓閥； 與所述分支流路的下游端連接的第二蒸發(fā)器，所述噴射流路將所述第二蒸發(fā)器和所述容積型流體機(jī)械連接，從而將從所述第二蒸發(fā)器流出的制冷劑作為具有所述第三壓力的制冷劑供給到所述容積型流體機(jī)械。
8.如權(quán)利要求7所述的冷凍循環(huán)裝置，其中，在將對(duì)從所述容積型流體機(jī)械噴出的制冷劑進(jìn)行加熱的所述蒸發(fā)器作為第一蒸發(fā)器時(shí)，該冷凍循環(huán)裝置還具備以將被所述第一蒸發(fā)器進(jìn)行了加熱的制冷劑供給到所述壓縮機(jī)的方式將所述第一蒸發(fā)器和所述壓縮機(jī)連接的流路，以使由所述第一蒸發(fā)器對(duì)制冷劑進(jìn)行了加熱而得到的熱介質(zhì)流入到所述第二蒸發(fā)器的方式，在所述熱介質(zhì)的流路的上游側(cè)配置有所述第一蒸發(fā)器，并在所述熱介質(zhì)的流路的下游側(cè)配置有所述第二蒸發(fā)器。
9.如權(quán)利要求1 8中的任一項(xiàng)所述的冷凍循環(huán)裝置，其中，需要通過(guò)所述噴射流路而供給到所述容積型流體機(jī)械的制冷劑為氣態(tài)制冷劑。
10.如權(quán)利要求1 9中的任一項(xiàng)所述的冷凍循環(huán)裝置，其中， 制冷劑為二氧化碳。
11.一種供熱水設(shè)備，使用了如權(quán)利要求1 10中的任一項(xiàng)所述的冷凍循環(huán)裝置。
12.—種熱水供暖設(shè)備，使用了如權(quán)利要求1 10中的任一項(xiàng)所述的冷凍循環(huán)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷凍循環(huán)裝置(100)，具備壓縮機(jī)(2)、散熱器(3)、容積型流體機(jī)械(4)、蒸發(fā)器(7)及噴射流路(10f)。容積型流體機(jī)械(4)執(zhí)行如下行程(i)用第一壓力將制冷劑吸入到工作室的行程；(ii)使吸入的制冷劑膨脹至比第一壓力低的第二壓力，再使其過(guò)膨脹至比第二壓力低的第三壓力的行程；(iii)通過(guò)噴射口(30)向工作室供給具有第三壓力的制冷劑，并將所供給的制冷劑混合到進(jìn)行了過(guò)膨脹的制冷劑的行程；(iv)使用在行程(ii)中從制冷劑回收的動(dòng)力，將混合后的制冷劑在工作室中再壓縮到第二壓力的行程；(v)將進(jìn)行了再壓縮的制冷劑從工作室噴出的行程。
文檔編號(hào)F01C1/356GK102549355SQ20118000354
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者岡市敦雄, 尾形雄司, 長(zhǎng)谷川寬 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社