渦旋式膨脹的制造方法
【專利摘要】提供了一種渦旋式膨脹機，包括殼體、主端口、高壓室、操作室、低壓室、子端口、閥部、致動器以及驅(qū)動軸。高壓室和低壓室由分隔壁分開。主端口將高壓室中的工作流體吸入至操作室中。子端口將來自高壓室的工作流體引入至操作室，使得操作室中的工作流體的體積可變。閥部選擇性地打開和關(guān)閉子端口。致動器布置在低壓室中。驅(qū)動軸延伸穿過分隔壁并且將致動器和閥部彼此連接。當(dāng)驅(qū)動軸由致動器致動時，子端口由閥部選擇性地打開和關(guān)閉。
【專利說明】渦旋式膨脹機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦旋式膨脹機。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，日本特開專利公開N0.2005-30386公開了這種類型的渦旋式膨脹機。該渦旋式膨脹機包括膨脹機部分，該膨脹機部分由兩個螺旋形渦旋件一即，彼此接合的定渦旋和動渦旋一構(gòu)成。在動渦旋與定渦旋之間限定有操作室(膨脹腔)。操作室的體積根據(jù)動渦旋的繞動運動而改變。在膨脹機部分的殼體的中央部處形成有吸入端口(主端口)。
[0003]通過泵部分排放至熱交換器的工作流體在熱交換器中獲得熱量而具有高溫高壓，并且然后經(jīng)由吸入端口被操作室吸入而膨脹。工作流體被傳送至外周部分，同時通過在操作室中的膨脹使得動渦旋進行繞動運動，并且之后從膨脹機部分排放出。根據(jù)動渦旋的繞動運動產(chǎn)生機械能(驅(qū)動力)。
[0004]上述公開還公開了在操作室中具有可變體積的工作流體的可變體積型膨脹機部分。如圖7A所示，在殼體91的端板中形成有滑閥孔92。滑閥孔92的開放端部由止擋栓93密封。能夠往復(fù)運動的滑閥94和彈簧95容置在滑閥孔92中。而且，在殼體91的端板中形成有高壓連通通道91a，該高壓連通通道91a向滑閥孔92供給已在熱交換器中獲得熱能而具有高溫高壓的工作流體。在殼體91中形成有低壓連通通道91b，該低壓連通通道91b將滑閥孔92的與開放端部相反的部分和操作室96連通。在膨脹機部分90中布置有控制閥97，控制閥97控制來自高壓連通通道91a的工作流體的供給。在殼體91中形成有一對旁通孔98 (子端口)，該旁通孔98使滑閥孔92與操作室96彼此連通。在滑閥94中形成有一對閥部94a，該閥部94a選擇性地打開和關(guān)閉該對旁通孔98。
[0005]當(dāng)通過高壓連通通道91a從控制閥97供給工作流體時，滑閥孔92的比滑閥94更靠近開放端部的部分中的壓力與滑閥孔92的比滑閥94更靠近低壓連通通道91b的部分中的壓力之間的壓差抵抗彈簧95的彈簧力朝向彈簧95移動滑閥94。然后，滑閥94的閥部94a關(guān)閉該對旁通孔98，從而將不再執(zhí)行通過該對旁通孔98向操作室96引入工作流體。
[0006]如圖7B所示，當(dāng)通過高壓連通通道91a從控制閥97的工作流體供給停止時，滑閥孔92的比滑閥94更靠近開放端部的部分中的壓力與滑閥孔92的比滑閥94更靠近低壓連通通道91b的部分中的壓力之間的壓差將不再存在，從而通過彈簧95的彈簧力使滑閥94遠離彈簧95朝向開放端部移動。然后，滑閥94的閥部94a離開該對旁通孔98，從而除了通過吸入端口 91c將工作流體吸入至操作室96中之外還通過該對旁通孔98將工作流體從滑閥孔92引入至操作室96中。這增加了吸入至操作室96中的工作流體的體積，同時減小了操作室96中工作流體的膨脹比。從而，防止了吸入至操作室96中的工作流體過度膨脹。
[0007]然而，由滑閥94和構(gòu)造為使閥部94a移動的彈簧95構(gòu)成的致動器布置在滑閥孔92中，其中，該閥部94a選擇性地打開和關(guān)閉該對旁通孔98，具有高溫高壓的工作流體供給至該滑閥孔92中。因而，作為形成致動器的組成部件的滑閥94和彈簧95暴露于具有高溫高壓的工作流體，使得滑閥94和彈簧95很可能由于具有高溫高壓的工作流體而劣化。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種渦旋式膨脹機，該渦旋式膨脹機驅(qū)動致動器以移動閥部，由此通過閥部選擇性地打開和關(guān)閉子端口，同時抑制致動器的組成部件的劣化。
[0009]為了實現(xiàn)前述目的并且根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種渦旋式膨脹機，該渦旋式膨脹機包括具有內(nèi)周面的殼體、定渦旋、動渦旋、高壓室、操作室、低壓室、分隔壁、主端口、子端口、閥部和致動器。定渦旋容置在殼體中并且固定至殼體的內(nèi)周面。動渦旋容置在殼體中并且布置為面向定渦旋。高壓室形成在殼體中，高壓工作流體供給至該高壓室。操作室由定渦旋和動渦旋限定，從高壓室引入的工作流體在操作室中膨脹。低壓室形成在殼體中，已在操作室中膨脹并且減壓的工作流體排放至低壓室。分隔壁將殼體中的空間分為高壓室和低壓室。主端口將高壓室中的工作流體吸入至操作室中。子端口將來自高壓室的工作流體引入至操作室，使得操作室中的工作流體的體積可變。閥部選擇性地打開和關(guān)閉子端口。致動器施加驅(qū)動力以移動閥部。致動器布置在低壓室中。渦旋式膨脹機包括驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸延伸穿過分隔壁并且將致動器與閥部彼此連接。當(dāng)致動器致動驅(qū)動軸時，通過驅(qū)動軸的致動而移動閥部，從而選擇性地打開和關(guān)閉子端口。
[0010]從結(jié)合僅以示例性方式示出本發(fā)明原理的附圖的以下描述中，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]通過參照當(dāng)前優(yōu)選實施方式的以下描述以及附圖，可以最佳地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點，在附圖中:
[0012]圖1是圖示根據(jù)一個實施方式的復(fù)雜流體機器和蘭金循環(huán)系統(tǒng)的視圖；
[0013]圖2是沿圖1的線2-2截取的截面視圖；
[0014]圖3是圖示兩個子端口中的第一子端口被打開時的狀態(tài)的截面視圖；
[0015]圖4是圖示兩個子端口均被打開時的狀態(tài)的截面視圖；
[0016]圖5是圖示根據(jù)另一實施方式的電動馬達和其周邊部件的局部放大截面視圖；
[0017]圖6是圖示根據(jù)又一實施方式的電動馬達和其周邊部件的局部放大截面視圖；
[0018]圖7A和7B是圖示傳統(tǒng)的渦旋式膨脹機的一部分的截面視圖。
【具體實施方式】
[0019]下文中，將參照圖1至圖4描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的要被安裝在蘭金循環(huán)(Rankine cycle)系統(tǒng)70中的復(fù)雜流體機器10。
[0020]如圖1所示，復(fù)雜流體機器10包括殼體11。殼體11由圓筒形中央殼體構(gòu)件12、板狀前殼體構(gòu)件13以及后殼體構(gòu)件14構(gòu)成，其中，板狀前殼體構(gòu)件13連接至中央殼體構(gòu)件12的一個端部，后殼體構(gòu)件14成形為具有封閉端部且連接至中央殼體構(gòu)件12另一端部的管。分隔壁12a形成在中央殼體構(gòu)件12的內(nèi)周面上。電動發(fā)電機20容置在由中央殼體構(gòu)件12的內(nèi)周面、分隔壁12a以及前殼體構(gòu)件13限定的空間中。電動發(fā)電機20包括固定至中央殼體構(gòu)件12內(nèi)周面的定子20a和布置在定子20a內(nèi)部的轉(zhuǎn)子20b。轉(zhuǎn)子20b牢固地固定至容置在殼體11中的旋轉(zhuǎn)軸21以與旋轉(zhuǎn)軸21 —體地旋轉(zhuǎn)。[0021]旋轉(zhuǎn)軸21的一個端部——即，旋轉(zhuǎn)軸21的左端部——經(jīng)由軸承BI而由前殼體構(gòu)件13以可旋轉(zhuǎn)的方式支承，而旋轉(zhuǎn)軸21的另一端部處的部分——即，旋轉(zhuǎn)軸21的右側(cè)部分——延伸穿過中央殼體構(gòu)件12的分隔壁12a。軸承B2位于旋轉(zhuǎn)軸21與中央殼體構(gòu)件12的分隔壁12a之間，并且旋轉(zhuǎn)軸21經(jīng)由軸承B2而由中央殼體構(gòu)件12的分隔壁12a以可旋轉(zhuǎn)的方式支承。此外，軸支承構(gòu)件22固定在中央殼體構(gòu)件12的內(nèi)部，并且旋轉(zhuǎn)軸21的右端部經(jīng)由軸承B3而由軸支承構(gòu)件22以可旋轉(zhuǎn)的方式支承。
[0022]在中央殼體構(gòu)件12的分隔壁12a的面向后殼體構(gòu)件14的表面中圍繞旋轉(zhuǎn)軸21形成有橢圓形凹部121a。而且，關(guān)閉凹部121a的側(cè)板17固定在中央殼體構(gòu)件12的分隔壁12a的面向后殼體構(gòu)件14的表面上。泵室18由凹部121a和側(cè)板17限定。泵部分P容置在泵室18中。泵部分P包括由泵室18以可旋轉(zhuǎn)的方式支承的從動齒輪(未示出)和附連至旋轉(zhuǎn)軸21的主動齒輪18a。從動齒輪和主動齒輪18a處于它們彼此嚙合的狀態(tài)。
[0023]在中央殼體構(gòu)件12的分隔壁12a中形成有吸入通道12d。吸入通道12d的一個端部在中央殼體構(gòu)件12的外表面中開放，而另一端部連通至泵室18。在中央殼體構(gòu)件12的分隔壁12a中形成有排放通道12e。排放通道12e的一個端部連通至泵室18，而排放通道12e的另一端部在中央殼體構(gòu)件12的外表面中開放。
[0024]在由中央殼體構(gòu)件12的內(nèi)周面、分隔壁12a和后殼體構(gòu)件14限定的空間中，渦旋式膨脹機部分30容置在軸支承構(gòu)件22與后殼體構(gòu)件14的底壁14a之間。膨脹機部分30由定渦旋31和動渦旋32構(gòu)成，其中，定渦旋31容置在中央殼體構(gòu)件12中并且固定在中央殼體構(gòu)件12的內(nèi)周面上，動渦旋32容置在中央殼體構(gòu)件12中并且布置在定渦旋31與軸支承構(gòu)件22之間而面向定渦旋31。定渦旋31包括盤形固定基板31a和從固定基板31a立設(shè)的固定渦形部31b。動渦旋32包括盤形可動基板32a和從可動基板32a朝向固定基板31a立設(shè)的可動蝸形部32b。
[0025]固定渦形部31b和活動渦形部32b彼此接合。固定渦形部31b的遠端面與可動基板32a接觸,而活動潤形部32b的遠端面與固定基板31a接觸。固定基板31a和固定潤形部31b以及可動基板32a和可動渦形部32b限定操作室35。
[0026]在旋轉(zhuǎn)軸21的右端部處從旋轉(zhuǎn)軸21的軸線L偏移的位置處突出設(shè)置有偏心軸21a。襯套21b固定至偏心軸21a。在襯套21b上，經(jīng)由軸承B4以能夠相對于襯套21b旋轉(zhuǎn)的方式支承可動基板32a。
[0027]在可動基板32a與軸支承構(gòu)件22之間設(shè)置有抗旋轉(zhuǎn)機構(gòu)36。抗旋轉(zhuǎn)機構(gòu)36由多個環(huán)形孔36a和多個銷36b構(gòu)成，其中環(huán)形孔36a設(shè)置在可動基板32a的面向軸支承構(gòu)件22的表面中，銷36b從軸支承構(gòu)件22的面向可動基板32a的外周部上突出并且以銷36b與相應(yīng)環(huán)形孔36a之間的公差配合到相應(yīng)的環(huán)形孔36a中。
[0028]在殼體11中，在固定基板31a與后殼體構(gòu)件14之間限定有吸入室41。S卩，吸入室41形成在殼體11中。在后殼體構(gòu)件14的底壁14a中形成有與吸入室41連通的吸入端口 41a。在固定基板31a的中央部中形成有主端口 50，該主端口 50將吸入室41連通至膨脹之前的操作室35。操作室35形成在膨脹機部分30的徑向中央部中。此外，在固定基板31a中的主端口 50的徑向向外位置處形成有第一子端口 51和第二子端口 52。第一子端口51將吸入室41與位于徑向中央部處的操作室35的徑向外側(cè)的兩個操作室35中的一個操作室35連通。第二子端口 52將吸入室41與限定在徑向中央部中的操作室35的徑向外側(cè)的兩個操作室35中的另一個操作室35連通。
[0029]在第一子端口 51和第二子端口 52的徑向外側(cè)位置處從固定基板31a的面向后殼體構(gòu)件14的底壁14a的表面上突出形成有環(huán)形分隔壁42。分隔壁42的遠端與后殼體構(gòu)件14的底壁14a的內(nèi)表面接觸。環(huán)形密封構(gòu)件43位于分隔壁42的遠端與后殼體14的底壁14a之間。在殼體11中，可動渦形部32b的最外周面、分隔壁42的外周面、中央殼體構(gòu)件12和后殼體構(gòu)件14限定排放室44。S卩，排放室44形成在殼體11中。因而,分隔壁42將后殼體構(gòu)件14與定渦旋31之間的內(nèi)部空間分為吸入室41和排放室44。而且，連通至排放室44的排放端口 44a形成在中央殼體12中。
[0030]如圖2所示，在固定基板31a的面向后殼體構(gòu)件14的底壁14a的表面上、在分隔壁42的徑向內(nèi)側(cè)的位置處附連有大致扇形的板狀閥部53，該閥部53選擇性地打開和關(guān)閉第一子端口 51和第二子端口 52。閥部53通過螺釘構(gòu)件531固定至固定基板31a。在閥部53與螺釘構(gòu)件531之間形成有微小的間隙，使得閥部53能夠圍繞螺釘構(gòu)件531旋轉(zhuǎn)。在閥部53中形成有切口部53k。主端口 50位于切口部53k的內(nèi)部，使得主端口 5不能夠由閥部53關(guān)閉。在閥部53的外周面中形成有彎曲成弧形的齒輪部53g。
[0031]在分隔壁42的外周面中形成有配合凹部42a。電動馬達60固定至該配合凹部42a。因而，電動馬達60布置在排放室44中。電動馬達60具有馬達部分60a和容置馬達部分60a的罩60b。馬達部分60a由未示出的定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。驅(qū)動軸61連接至馬達部分60a。驅(qū)動軸61延伸穿過分隔壁42。驅(qū)動軸61的一個端部延伸穿過罩60b以連接至馬達部分60a,而另一端部連接至閥部53。通過驅(qū)動馬達部分60a能夠使驅(qū)動軸61旋轉(zhuǎn)。蝸輪61g附連至驅(qū)動軸61的遠端部。蝸輪61g與閥部53的齒輪部分53g嚙合并接合。因而，驅(qū)動軸61將馬達部分60a (電動馬達60)和閥部53彼此連接。
[0032]罩60b的與配合凹部42a相反的部分延伸穿過后殼體構(gòu)件14以暴露于殼體11的外部。在罩60b暴露于殼體11外部的部分中形成有通孔60h。通孔60h面向殼體11外部。導(dǎo)線60e從馬達部分60a延伸，使得導(dǎo)線60e經(jīng)由通孔60h延伸至殼體11外部以電連接至未示出的外部電源。電力經(jīng)由導(dǎo)線60e從外部電源供給至馬達部分60a以驅(qū)動馬達部分60a。此外，罩60b的內(nèi)部和殼體11的外部經(jīng)由通孔60h彼此連通。
[0033]在驅(qū)動軸61與分隔壁42之間定位有環(huán)形的第一密封構(gòu)件SI。該第一密封構(gòu)件SI防止吸入室41中的工作流體經(jīng)由驅(qū)動軸61與分隔壁42之間的空間流入到排放室44中。此外，在罩60b與配合凹部42a之間定位有作為密封構(gòu)件的環(huán)形的第二密封構(gòu)件S2。該第二密封構(gòu)件S2防止排放室44中的工作流體經(jīng)由罩60b與配合凹部42a之間的空間以及罩60b與驅(qū)動軸61之間的空間流入到罩60b中。此外，在罩60b與后殼體構(gòu)件14之間定位有環(huán)形的第三密封構(gòu)件S3。該第三密封構(gòu)件S3將排放室44與殼體11外部之間的接口密封。
[0034]接下來，在下文中將對如上所述構(gòu)造的復(fù)雜流體機器10安裝在其中的蘭金循環(huán)系統(tǒng)70進行描述。
[0035]如圖1所示，熱交換器71的吸熱器71a經(jīng)由第一流道70a連接至排放通道12e。熱交換器71具有散熱器71b。散熱器71b設(shè)置在連接至作為廢熱源的發(fā)動機E的冷卻水循環(huán)路徑El上。散熱片E2設(shè)置在冷卻水循環(huán)路徑El上。冷卻水循環(huán)路徑El構(gòu)造成使得冷卻水作為冷卻發(fā)動機E的流體而在冷卻水循環(huán)路徑El中循環(huán)。[0036]吸入端口 41a經(jīng)由第二流道70b連接至熱交換器71中的吸熱器71a的排放部分。此外，冷凝器72經(jīng)由第三流道70c連接至排放端口 44a。吸入通道12d經(jīng)由第四流道70d連接至冷凝器72的排放部分。蘭金循環(huán)系統(tǒng)70包括通過將泵部分P、熱交換器71、膨脹機部分30和冷凝器72以這種順序連接而構(gòu)成的回路。
[0037]接下來，將描述本實施方式的操作。
[0038]當(dāng)電動發(fā)電機20在用作電動機時被驅(qū)動以驅(qū)動泵部分P時，泵室18中的工作流體通過排放通道12e和第一流道70a流入到熱交換器71中。然后，在熱交換器71中，根據(jù)吸熱器71a與散熱器71b之間的熱交換，工作流體被來自發(fā)動機E的廢熱加熱并且接收熱能以具有聞溫聞壓。
[0039]由于熱交換器71中的熱交換而具有高溫高壓的工作流體通過第二流道70b、吸入端口 41a、吸入室41和主端口 50被吸入到操作室35中并膨脹。因此，在本實施方式中，吸入室41對應(yīng)于高壓室，由于熱交換器71中的熱交換而具有高溫高壓的工作流體被供給至該高壓室。
[0040]根據(jù)操作室35中的工作流體的膨脹，膨脹機部分30產(chǎn)生一即，輸出一機械能(驅(qū)動力)。根據(jù)該驅(qū)動力，動渦旋32經(jīng)由偏心軸21a圍繞定渦旋31的軸線(旋轉(zhuǎn)軸21的旋轉(zhuǎn)軸線L)繞動。由抗旋轉(zhuǎn)機構(gòu)36阻止動渦旋32進行旋轉(zhuǎn),但是僅允許其繞動。通過動渦旋32的繞動運動改變操作室36的體積。當(dāng)通過動渦旋32的繞動運動使旋轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn)時，電動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)以充當(dāng)發(fā)電機。此時，電動發(fā)電機20的驅(qū)動力轉(zhuǎn)換成電力，并且該電力被充電至電池(未示出)。
[0041]已經(jīng)在操作室35中膨脹且減壓的工作流體排放至排放室44。因此，在本實施方式中，排放室44對應(yīng)于低壓室，已經(jīng)在操作室中膨脹且減壓的工作流體被供給至該低壓室。已經(jīng)排放至排放室44的工作流體通過排放端口 44a和第三流道70c穿過冷凝器72以被液化。然后，已在冷凝器72中液化的工作流體通過第四流道70d和吸入通道12d返回至泵室18。
[0042]如圖2所示，當(dāng)處于第一子端口 51和第二子端口 52均被閥部53關(guān)閉狀態(tài)下的馬達部分60a在一個方向上旋轉(zhuǎn)時，驅(qū)動軸61由馬達部分60a的旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動——即:旋轉(zhuǎn)，并且閥部53經(jīng)由蝸輪61g和齒輪部53g圍繞螺釘構(gòu)件531在箭頭Al的方向上旋轉(zhuǎn)。因此，在本實施方式中，電動馬達60 (馬達部分60a)充當(dāng)致動器，該致動器向閥部53施加驅(qū)動力以移動閥部53。
[0043]之后，如圖3所示，閥部53變?yōu)殡x開第一子端口 51，使得第一子端口 51將吸入室41與位于限定在膨脹機部分30的徑向中央部中的操作室35的徑向外側(cè)的兩個操作室35中的一個操作室35連通。由此，經(jīng)由第一子端口 51將工作流體從吸入室41引入至與第一子端口 51連通的操作室35，使得操作室35中的工作流體的體積增加，同時操作室35中的工作流體的膨脹比減小。
[0044]如圖4所示，當(dāng)閥部53在箭頭Al的方向上進一步旋轉(zhuǎn)時，閥部53變?yōu)殡x開第二子端口 52，使得第二子端口 52將吸入室41與位于限定在膨脹機部分30的徑向中央部中的操作室35的徑向外側(cè)的兩個操作室35中的另一個操作室35連通。由此，經(jīng)由第二子端口 52將工作流體從吸入室41引入至與第二子端口 52連通的操作室35，使得操作室35中的工作流體的體積增加，同時操作室35中的工作流體的膨脹比減小。因而，膨脹機部分30中的操作室35的吸入體積可變，使得能夠最佳地調(diào)節(jié)操作室35的吸入體積，以在最佳條件下操作膨脹機部分30。
[0045]由于電動馬達60布置在排放室44中，因此能夠防止電動馬達60暴露于吸入室41中的具有高溫高壓的工作流體，閥部53布置在該吸入室43中。因此，抑制了電動馬達60的組成部件受到具有高溫高壓的工作流體劣化。而且，與電動馬達60暴露于具有高溫高壓的工作流體的情況相比，電動馬達60的冷卻性能得以改善。
[0046]上述實施方式具有如下優(yōu)點。
[0047](I)電動馬達60布置在排放室44中。另外，膨脹機部分30設(shè)置有驅(qū)動軸61，該驅(qū)動軸61延伸穿過分隔壁42并且將電動馬達60和閥部53彼此連接。當(dāng)驅(qū)動軸61被電動馬達60驅(qū)動時，通過驅(qū)動軸61的驅(qū)動使閥部53移動，從而選擇性地打開和關(guān)閉第一子端口 51和第二子端口 52。因此，能夠防止電動馬達60暴露于具有高溫高壓的工作流體。通過驅(qū)動電動馬達60而使驅(qū)動軸61驅(qū)動從而使閥部53移動。因此，抑制了電動馬達60的組成部件的品質(zhì)降低，同時能夠通過驅(qū)動電動馬達60而移動閥部53，從而通過閥部53選擇性地打開和關(guān)閉第一子端口 51和第二子端口 52。
[0048](2)根據(jù)本實施方式，由于防止了電動馬達60暴露于具有高溫高壓的工作流體，與電動馬達60暴露于具有高溫高壓的工作流體的情況相比，電動馬達60的冷卻性能得以改善。
[0049](3)電動馬達60的罩60b的一部分延伸穿過殼體11以暴露于殼體11的外部。在罩60b暴露于殼體11外部的位置處形成有通孔60h,使得通孔60h將罩60b的內(nèi)部與殼體
11的外部連通。因而，罩60b內(nèi)部的壓力與殼體11外部的壓力相同，使得無需在導(dǎo)線60e與通孔60h之間設(shè)置密封構(gòu)件以將罩60b的內(nèi)部與殼體11的外部之間的接口密封。因此，減少了部件的數(shù)量。
[0050](4)蝸輪61g附連至驅(qū)動軸61的遠端。蝸輪61g與閥部53的齒輪部分53g嚙合且接合。當(dāng)通過馬達部分60a的旋轉(zhuǎn)力使驅(qū)動軸61旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)由蝸輪61g和齒輪部分53g使閥部53移動。因而，即使閥部53傾向于振動，通過蝸輪61g與齒輪部分53g之間的嚙合接合也易于保持閥部53的位置。因此，抑制了閥部53的振動。
[0051]可以對上述實施方式進行如下改型。
[0052]如圖5所示，可以省略第二密封構(gòu)件S2，并且可以在通孔60h與導(dǎo)線60e之間定位有環(huán)形的第四密封構(gòu)件S4以防止罩60b的內(nèi)部與殼體11的外部之間彼此連通。根據(jù)這種構(gòu)造，排放室44中的工作流體通過罩60b與配合凹部42a之間的接口以及罩60b與驅(qū)動軸61之間的接口流入到罩60b中，使得罩60b內(nèi)部的壓力與排放室44中的壓力相同。該構(gòu)造使罩60b內(nèi)部的壓力與排放室44中的壓力之間的壓差引起罩60變形的問題消除。
[0053]如圖6所示，可以省略第一密封構(gòu)件SI，并且可以在通孔60h與導(dǎo)線60e之間定位有環(huán)形的第四密封構(gòu)件S4以防止罩60b的內(nèi)部與殼體11的外部彼此連通。根據(jù)這種構(gòu)造，吸入室41中的工作流體通過驅(qū)動軸61與分隔壁42之間的接口以及罩60b與驅(qū)動軸61之間的接口流入到罩60b中，使得罩60b內(nèi)部的壓力與吸入室41中的壓力相同。結(jié)果,罩60b的內(nèi)部由具有高溫高壓的工作流體加熱，使得罩60b內(nèi)部的溫度與排放室44中的工作流體的溫度之間產(chǎn)生溫度差。根據(jù)溫度差，由于流體的溫度低于罩60b內(nèi)部的溫度，罩60b內(nèi)部的熱量很可能消散至排放室44中的工作流體。因而，電動馬達60的冷卻性能得以進一步改善。此外，由于無需在分隔壁42與驅(qū)動軸61之間的接口中設(shè)置第一密封構(gòu)件SI，所以能夠防止當(dāng)?shù)谝幻芊鈽?gòu)件SI定位在分隔壁42與驅(qū)動軸61之間時引起驅(qū)動軸61與第一密封構(gòu)件SI之間的滑動阻力的產(chǎn)生。因而，驅(qū)動軸61被平滑地驅(qū)動，從而使閥部53平滑地移動。
[0054]在本實施方式中，子端口的數(shù)量不是特別地限定的。
[0055]在本實施方式中，對于來自廢熱源的流體而言，例如，可使用發(fā)動機E的廢氣。
[0056]在本實施方式中，電動馬達60適用為致動器。這種構(gòu)造不限于此。例如，可以采用通過流體使驅(qū)動軸直接驅(qū)動的流體壓力缸?？梢酝ㄟ^使驅(qū)動軸直接驅(qū)動而使選擇性地打開和關(guān)閉子端口的閥部移動。
[0057]在本實施方式中，吸入室41用作高壓室,而排放室44用作低壓室。然而，除了吸入室41之外具有高壓的部分可以用作高壓室，并且除了排放室44之外具有低壓的部分可用作低壓室，使得閥部53和電動馬達60可分別設(shè)置于高壓室和低壓室中。
[0058]盡管本發(fā)明由安裝在蘭金循環(huán)系統(tǒng)70中的復(fù)雜流體機器10來實施，但這種構(gòu)造不限于此。本發(fā)明可以由獨立使用的渦旋式膨脹機來實施。本發(fā)明可以由壓縮機和離合器機構(gòu)彼此一體地設(shè)置以安裝在制冷回路上的渦旋式膨脹機來實施。
[0059]因此，本示例和實施方式應(yīng)當(dāng)視為是說明性的而非限制性的，并且本發(fā)明不局限于文中給出的細節(jié)，而是能夠在所附權(quán)利要求的范圍和等同物內(nèi)進行改型。
【權(quán)利要求】
1.一種渦旋式膨脹機，包括: 殼體，所述殼體具有內(nèi)周面； 定渦旋，所述定渦旋容置在所述殼體中并且固定至所述殼體的所述內(nèi)周面； 動渦旋，所述動渦旋容置在所述殼體中并且布置成面向所述定渦旋； 高壓室，所述高壓室形成在所述殼體中，高壓工作流體供給至所述高壓室； 操作室，所述操作室由所述定渦旋和所述動渦旋限定，從所述高壓室引入的工作流體在所述操作室中膨脹； 低壓室，所述低壓室形成在所述殼體中，已在所述操作室中膨脹并且減壓的工作流體排放至所述低壓室； 分隔壁，所述分隔壁將所述殼體中的空間分為所述高壓室和所述低壓室； 主端口，所述主端口將所述高壓室中的所述工作流體吸入至所述操作室中； 子端口，所述子端口將來自所述高壓室的所述工作流體引入至所述操作室，使得所述操作室中的所述工作流體的體積可變； 閥部，所述閥部選擇性地打開和關(guān)閉所述子端口； 致動器，所述致動器施加驅(qū)動力以移動所述閥部，所述致動器布置在所述低壓室中；以及 驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸延伸穿過所述分隔壁并且將所述致動器與所述閥部彼此連接，其中， 當(dāng)所述驅(qū)動軸被所述致動器致動時，所述閥部通過所述驅(qū)動軸的致動而被移動，使得所述子端口被選擇性地打開和關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式膨脹機，其中，所述致動器包括電動馬達。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋式膨脹機，其中， 所述電動馬達包括馬達部分和將所述馬達部分容置在其中的罩， 所述罩的一部分延伸穿過所述殼體以暴露于所述殼體的外部， 所述罩在暴露于所述殼體外部的部分中具有通孔，以及 所述罩的內(nèi)部與所述殼體的外部經(jīng)由所述通孔彼此連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋式膨脹機，其中， 所述電動馬達包括馬達部分和將所述馬達部分容置在其中的罩， 所述驅(qū)動軸延伸穿過所述罩以連接至所述馬達部分，以及 所述罩的內(nèi)部與所述低壓室經(jīng)由所述罩與所述驅(qū)動軸之間的接口彼此連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋式膨脹機，其中， 所述電動馬達包括馬達部分和將所述馬達部分容置在其中的罩， 所述驅(qū)動軸延伸穿過所述罩以連接至所述馬達部分， 在所述罩與所述分隔壁之間布置有密封構(gòu)件，以及 所述罩的內(nèi)部與所述高壓室經(jīng)由所述分隔壁與所述驅(qū)動軸之間的接口以及所述罩與所述驅(qū)動軸之間的接口彼此連通。
【文檔編號】F01C20/24GK103541770SQ201310284407
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】森英文, 井口雅夫, 榎島史修, 田丸耕二郎 申請人:株式會社豐田自動織機