專利名稱：旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械，特別涉及具有壓縮室和膨脹室的旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械。
背景技術(shù)：
至今為止，流體機(jī)械有包括壓縮機(jī)構(gòu)和膨脹機(jī)構(gòu)的流體機(jī)械，如專利文獻(xiàn)1所示。在該流體機(jī)械的殼體下部收納有旋轉(zhuǎn)型壓縮機(jī)，在殼體上部收納有渦旋型膨脹機(jī)。并且，在上述壓縮機(jī)和膨脹機(jī)之間配置有電動(dòng)機(jī)，在連接到該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸兩端連接有上述壓縮機(jī)和膨脹機(jī)。
上述壓縮機(jī)壓縮制冷劑，使該壓縮制冷劑在熱交換器中放熱，然后，在膨脹機(jī)中膨脹，使該已膨脹的制冷劑在其它熱交換器中吸熱，返回到壓縮機(jī)中。反復(fù)該循環(huán)。并且，在上述膨脹機(jī)中，通過(guò)制冷劑的膨脹來(lái)回收旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，通過(guò)該被回收的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力和電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)上述壓縮機(jī)。來(lái)進(jìn)行效率良好的運(yùn)轉(zhuǎn)。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2003-138901號(hào)公報(bào) 但是，由于在以往的流體機(jī)械中，將壓縮機(jī)和膨脹機(jī)配置在不同的平面上，因此存在有整個(gè)裝置形狀較大，部品數(shù)目較多的問(wèn)題。也就是說(shuō)，由于分別將上述壓縮機(jī)和膨脹機(jī)配置在殼體內(nèi)的上部和下部，因此存在有整體高度變高的問(wèn)題。并且，由于上述壓縮機(jī)和膨脹機(jī)完全是不同的東西，沒(méi)有任何共同的部品，因此存在有整個(gè)裝置的部品數(shù)目較多的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述各點(diǎn)的發(fā)明，目的在于減少部品數(shù)目，同時(shí)，謀求整個(gè)形狀的小型化。
如

圖1所示，第一發(fā)明包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)具有汽缸(21)、活塞(22)和葉片(23)，該汽缸(21)具有環(huán)狀汽缸室(50)，該活塞(22)相對(duì)于該汽缸(21)偏心而收納在汽缸室(50)中，將汽缸室(50)區(qū)劃為外側(cè)動(dòng)作室(51)和內(nèi)側(cè)動(dòng)作室(52)，該葉片(23)配置在上述汽缸室(50)中，將各動(dòng)作室(51、52)區(qū)劃為高壓側(cè)和低壓側(cè)，在該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)中，上述汽缸(21)和活塞(22)相對(duì)旋轉(zhuǎn)。并且，上述兩個(gè)動(dòng)作室(51、52)的其中一方，構(gòu)成隨著汽缸(21)和活塞(22)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而壓縮吸入流體，且將已壓縮的吸入流體噴出的壓縮室。上述兩個(gè)動(dòng)作室(52、51)的另一方，構(gòu)成隨著汽缸(21)和活塞(22)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而讓吸入流體膨脹，且將已膨脹的吸入流體噴出的膨脹室。
在上述第一發(fā)明中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)驅(qū)動(dòng)時(shí)，汽缸(21)和活塞(22)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，壓縮室(51)的容積減少，流體被壓縮，而膨脹室(52)的容積增大，流體膨脹。動(dòng)力因該流體的膨脹而被回收。
并且，第二發(fā)明是在第一發(fā)明的基礎(chǔ)上，設(shè)置有吸入機(jī)構(gòu)(60)，在上述活塞(22)的規(guī)定旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)讓流體吸入到膨脹室(52)，以在活塞(22)相對(duì)于上述汽缸(21)旋轉(zhuǎn)一周中的規(guī)定范圍內(nèi)產(chǎn)生膨脹室(52)中的流體的膨脹行程。
在上述第二發(fā)明中，在活塞(22)的規(guī)定旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)通過(guò)吸入機(jī)構(gòu)(60)使流體流入膨脹室(52)。結(jié)果是在活塞(22)相對(duì)于汽缸(21)旋轉(zhuǎn)一周中的規(guī)定范圍內(nèi)產(chǎn)生膨脹室(52)中的流體的膨脹行程，將流體的壓力和膨脹工作回收。
并且，第三發(fā)明是在第一發(fā)明的基礎(chǔ)上，上述壓縮室(51)為汽缸室(50)的外側(cè)動(dòng)作室，上述膨脹室(52)為汽缸室(50)的內(nèi)側(cè)動(dòng)作室。
在上述第三發(fā)明中，由于壓縮室(51)形成在汽缸室(50)的外側(cè)，膨脹室(52)形成在汽缸室(50)的內(nèi)側(cè)，因此能夠確實(shí)地進(jìn)行規(guī)定的壓縮能力。
并且，第四發(fā)明是在第一發(fā)明的基礎(chǔ)上，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(30)，驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)，上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(30)的旋轉(zhuǎn)速度被控制為可變。
在上述第四發(fā)明中，由于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(30)的旋轉(zhuǎn)被控制，因此能夠進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所需能力的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步提高效率。
并且，第五發(fā)明是在第一發(fā)明的基礎(chǔ)上，上述活塞(22)，形成為具有圓環(huán)的一部分被斷開(kāi)的斷開(kāi)部的C型形狀。上述葉片(23)，設(shè)置為從汽缸室(50)的內(nèi)周側(cè)壁面延伸到外周側(cè)壁面，插通活塞(22)的斷開(kāi)部。在上述活塞(22)的斷開(kāi)部，以葉片(23)的進(jìn)退自如，且葉片(23)和活塞(22)的相對(duì)搖動(dòng)自如的方式，設(shè)置有與活塞(22)和葉片(23)面接觸的搖動(dòng)襯套(bush)(27)。
在上述第五發(fā)明中，葉片(23)在搖動(dòng)襯套(27)之間進(jìn)行進(jìn)退動(dòng)作，且葉片(23)和搖動(dòng)襯套(27)作為一體，對(duì)于活塞(22)進(jìn)行搖動(dòng)動(dòng)作。因此，汽缸(21)和活塞(22)一邊相對(duì)搖動(dòng)，一邊旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)進(jìn)行規(guī)定的壓縮動(dòng)作和膨脹動(dòng)作。
(發(fā)明的效果) 因此，根據(jù)本發(fā)明，由于壓縮室(51)和膨脹室(52)形成在活塞(22)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，因此能夠謀求整個(gè)裝置的小型化。
并且，由于壓縮室(51)和膨脹室(52)在同一平面上鄰接，因此能夠兼用構(gòu)成部件，能夠謀求降低部品數(shù)目。
并且，根據(jù)第二發(fā)明，由于將朝向膨脹室(52)的制冷劑的流入僅限制為規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度，因此能夠回收膨脹工作，從而能夠進(jìn)一步謀求效率的提高。
并且，根據(jù)第三發(fā)明，由于將壓縮室(51)形成在汽缸室(50)的外側(cè)，將膨脹室(52)形成在汽缸室(50)的內(nèi)側(cè)，因此能夠確實(shí)地發(fā)揮壓縮能力。
并且，根據(jù)第四發(fā)明，由于對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(30)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，因此能夠進(jìn)行效率更好的運(yùn)轉(zhuǎn)。
并且，根據(jù)第五發(fā)明，由于設(shè)置搖動(dòng)襯套(27)作為連接活塞(22)和葉片(23)的連接部件，搖動(dòng)襯套(27)構(gòu)成為實(shí)際上與活塞(22)及葉片(23)面接觸，因此能夠防止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)活塞(22)和葉片(23)產(chǎn)生摩擦，其接觸部燒焦的現(xiàn)象。
并且，由于設(shè)置上述搖動(dòng)襯套(27)，搖動(dòng)襯套(27)、和活塞(22)及葉片(23)面接觸，因此接觸部的密封性也較佳。所以，能夠確實(shí)地防止壓縮室(51)和膨脹室(52)中的制冷劑的泄漏，能夠防止壓縮效率及膨脹效率的降低。
并且，由于將上述葉片(23)與汽缸(21)設(shè)置為一體，將汽缸(21)保持在其兩端，因此難以在運(yùn)轉(zhuǎn)中有異常的集中負(fù)荷加在葉片(23)上，產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象。這樣一來(lái)，滑動(dòng)部難以受到損傷，從這點(diǎn)上也能夠提高機(jī)構(gòu)的可靠性。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的膨脹壓縮單元的縱向剖面圖。
圖2為示出了具有膨脹壓縮單元的制冷劑回路的回路圖。
圖3為示出了膨脹壓縮機(jī)構(gòu)的橫向剖面圖。
圖4為示出了膨脹壓縮機(jī)構(gòu)的動(dòng)作的橫向剖面圖。
(符號(hào)的簡(jiǎn)單說(shuō)明) 1-壓縮機(jī)；10-殼體；20-膨脹壓縮機(jī)構(gòu)(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))；21-汽缸；22-活塞；23-葉片；24-外側(cè)汽缸；25-內(nèi)側(cè)汽缸；27-搖動(dòng)襯套；30-電動(dòng)機(jī)(驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))；33-驅(qū)動(dòng)軸；50-汽缸室；51-壓縮室；52-膨脹室；60-吸入機(jī)構(gòu)；61-第一通道；62-第二通道。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例加以詳細(xì)說(shuō)明。
(第一實(shí)施例)本實(shí)施例為將本發(fā)明適用在帶膨脹機(jī)的壓縮機(jī)即膨脹壓縮單元(1)中的例子，如圖1～圖3所示。該膨脹壓縮單元(1)設(shè)置在制冷劑回路(100)中。
上述制冷劑回路(100)構(gòu)成為以例如二氧化碳(CO2)為制冷劑，將CO2壓縮為臨界壓力或臨界壓力以上，進(jìn)行冷氣及暖氣中的至少任意一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)。上述制冷劑回路(100)構(gòu)成為熱源側(cè)熱交換器即室外熱交換器(101)、和利用側(cè)熱交換器即室內(nèi)熱交換器(102)連接在膨脹壓縮單元(1)上，如圖2所示。并且，例如，在上述膨脹壓縮單元(1)中被壓縮的制冷劑在室外熱交換器(101)中放熱后，在膨脹壓縮單元(1)中膨脹。該以膨脹的制冷劑在室內(nèi)熱交換器(102)中吸熱，返回到膨脹壓縮單元(1)。反復(fù)此循環(huán)，在室內(nèi)熱交換器(102)中將室內(nèi)空氣冷卻。另外，在上述制冷劑回路(100)中，設(shè)置有具有膨脹閥等膨脹機(jī)構(gòu)(103)的旁通通道(104)，以對(duì)應(yīng)后述的壓縮室(51)中的制冷劑的質(zhì)量流量、和膨脹室(52)中的制冷劑的質(zhì)量流量。也就是說(shuō)，在上述室外熱交換器(101)中放熱的制冷劑的一部分流入旁通通道(104)，旁通膨脹壓縮單元(1)，流入室內(nèi)熱交換器(102)中。
上述膨脹壓縮單元(1)為將膨脹壓縮機(jī)構(gòu)(20)和電動(dòng)機(jī)(30)收納在殼體(10)內(nèi)，構(gòu)成為全封閉型的旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械。
上述殼體(10)由圓筒狀殼身(11)、固定在該殼身(11)的上端部的上部鏡板(12)和固定在殼身(11)的下端部的下部鏡板(13)構(gòu)成。在上述殼身(11)設(shè)置有貫穿該殼身(11)的吸入管(14)及噴出管(15)。上述吸入管(14)連接在室內(nèi)熱交換器(102)上，噴出管(15)連接在室外熱交換器(101)上。并且，在上述上部鏡板(12)設(shè)置有貫穿該鏡板(12)的流入管(1a)及流出管(1b)。上述流入管(1a)連接在室外熱交換器(101)上，流出管(1b)連接在室內(nèi)熱交換器(102)上。
上述膨脹壓縮機(jī)構(gòu)(20)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在同一平面上同時(shí)進(jìn)行制冷劑的壓縮和膨脹，如圖3所示。該膨脹壓縮機(jī)構(gòu)(20)構(gòu)成在固定在殼體(10)的上部外殼(housing)(16)和下部外殼(17)之間。該膨脹壓縮機(jī)構(gòu)(20)具有汽缸(21)、活塞(22)和葉片(23)，該汽缸(21)具有環(huán)狀汽缸室(50)，該活塞(22)配置在該汽缸室(50)內(nèi)，將汽缸室(50)區(qū)劃為壓縮室(51)和膨脹室(52)且為環(huán)狀，該葉片(23)將壓縮室(51)及膨脹室(52)區(qū)劃為高壓側(cè)和低壓側(cè)，如圖2所示。上述活塞(22)構(gòu)成為在汽缸室(50)內(nèi)對(duì)于汽缸(21)進(jìn)行相對(duì)偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。也就是說(shuō)，上述活塞(22)和汽缸(21)進(jìn)行相對(duì)偏心旋轉(zhuǎn)。在本第一實(shí)施例中，具有汽缸室(50)的汽缸(21)為可動(dòng)側(cè)，配置在汽缸室(50)內(nèi)的活塞(22)為固定側(cè)。
上述電動(dòng)機(jī)(30)包括定子(31)和轉(zhuǎn)子(32)，構(gòu)成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。上述定子(31)配置在膨脹壓縮機(jī)構(gòu)(20)的下方，固定在殼體(10)的殼身(11)上。驅(qū)動(dòng)軸(33)連接在上述轉(zhuǎn)子(32)上，該驅(qū)動(dòng)軸(33)構(gòu)成為與轉(zhuǎn)子(32)一起旋轉(zhuǎn)。上述驅(qū)動(dòng)軸(33)在上下方向上貫穿上述汽缸室(50)。
在上述驅(qū)動(dòng)軸(33)設(shè)置有該驅(qū)動(dòng)軸(33)的內(nèi)部在軸方向延伸的供油道(省略圖示)。并且，在驅(qū)動(dòng)軸(33)的下端部設(shè)置有供油泵(34)。并且，上述供油道從該供油泵(34)向上方延伸。上述供油道通過(guò)供油泵(34)將存儲(chǔ)在殼體(10)內(nèi)的底部的潤(rùn)滑油提供給膨脹壓縮機(jī)構(gòu)(20)的滑動(dòng)部。
在上述驅(qū)動(dòng)軸(33)，位于汽缸室(50)中的部分上形成有偏心部(35)。上述偏心部(35)的直徑形成為大于該偏心部(35)的上下部分，從驅(qū)動(dòng)軸(33)的軸心偏心所規(guī)定的量。
上述汽缸(21)包括外側(cè)汽缸(24)和內(nèi)側(cè)汽缸(25)。外側(cè)汽缸(24)和內(nèi)側(cè)汽缸(25)的下端部由鏡板(26)連接在一起而成為一體。并且，上述內(nèi)側(cè)汽缸(25)滑動(dòng)自如地嵌入驅(qū)動(dòng)軸(33)的偏心部(35)。
上述活塞(22)與上部外殼(16)形成為一體。并且，在上部外殼(16)和下部外殼(17)分別形成有支撐上述驅(qū)動(dòng)軸(33)用的軸承部(1c、1d)。象這樣，本實(shí)施例的膨脹壓縮單元(1)為上述驅(qū)動(dòng)軸(33)在上下方向貫穿上述汽缸室(50)，偏心部(35)的軸方向兩側(cè)部分通過(guò)軸承部(1c、1d)保持在殼體(10)的貫穿軸結(jié)構(gòu)。
上述膨脹壓縮機(jī)構(gòu)(20)，包括將活塞(22)和葉片(23)相互可動(dòng)地連接的搖動(dòng)襯套(27)。上述活塞(22)形成為圓環(huán)的一部分被斷開(kāi)的C型形狀。上述葉片(23)構(gòu)成為在汽缸室(50)的直徑方向的線上，從汽缸室(50)的內(nèi)周側(cè)壁面延伸到外周側(cè)壁面，插通活塞(22)的斷開(kāi)處，被固定在外側(cè)汽缸(24)和內(nèi)側(cè)汽缸(25)上。上述搖動(dòng)襯套(27)構(gòu)成為在活塞(22)的斷開(kāi)部，連接活塞(22)和葉片(23)的連接部件。
上述外側(cè)汽缸(24)的內(nèi)周面和內(nèi)側(cè)汽缸(25)的外周面，為相互配置在同一中心上的圓筒面，在它們之間形成有一個(gè)汽缸室(50)。上述活塞(22)形成為外周面的直徑小于外側(cè)汽缸(24)的內(nèi)周面，內(nèi)周面的直徑大于內(nèi)側(cè)汽缸(25)的外周面的直徑。因此，在活塞(22)的外周面和外側(cè)汽缸(24)的內(nèi)周面之間形成有為動(dòng)作室的壓縮室(51)，在活塞(22)的內(nèi)周面和內(nèi)側(cè)汽缸(25)的外周面之間形成有為動(dòng)作室的膨脹室(52)。
上述活塞(22)和汽缸(21)，在活塞(22)的外周面和外側(cè)汽缸(24)的內(nèi)周面在一點(diǎn)上實(shí)際接觸的狀態(tài)下(嚴(yán)密地說(shuō)，是具有微米級(jí)的間隙，但在該間隙的制冷劑的泄漏不會(huì)成為問(wèn)題的狀態(tài))，在其接點(diǎn)和相位有180°不同的位置上，活塞(22)的內(nèi)周面和內(nèi)側(cè)汽缸(25)的外周面在一點(diǎn)上實(shí)際接觸。
上述搖動(dòng)襯套(27)由對(duì)于葉片(23)而位于噴出側(cè)的噴出側(cè)襯套(2a)、和對(duì)于葉片(23)而位于吸入側(cè)的吸入側(cè)襯套(2b)構(gòu)成。上述噴出側(cè)襯套(2a)和吸入側(cè)襯套(2b)均形成為剖面形狀大致為半圓形的同一形狀，以平坦面相互面對(duì)面的形式配置著。并且，上述噴出側(cè)襯套(2a)和吸入側(cè)襯套(2b)的相對(duì)面之間的空間構(gòu)成葉片溝(28)。
葉片(23)插入該葉片溝(28)中，搖動(dòng)襯套(27)的平坦面與葉片(23)實(shí)際面接觸，圓弧狀的外周面與活塞(22)實(shí)際面接觸。搖動(dòng)襯套(27)構(gòu)成為在葉片溝(28)夾著葉片(23)的狀態(tài)下，葉片(23)在其面方向上，在葉片溝(28)內(nèi)進(jìn)退。同時(shí)，搖動(dòng)襯套(27)構(gòu)成為與葉片(23)作為一體，相對(duì)于活塞(22)搖動(dòng)。因此，上述搖動(dòng)襯套(27)構(gòu)成為上述葉片(23)和活塞(22)能夠以該搖動(dòng)襯套(27)的中心點(diǎn)為搖動(dòng)中心而相對(duì)搖動(dòng)，且上述葉片(23)能夠相對(duì)于活塞(22)朝著該葉片(23)的面方向進(jìn)退。
另外，在本實(shí)施例中，對(duì)于不將噴出側(cè)襯套(2a)和吸入側(cè)襯套(2b)作為一體結(jié)構(gòu)的例子加以了說(shuō)明，也可以將該兩個(gè)襯套(2a、2b)的一部分連接起來(lái)，使它們成為一體結(jié)構(gòu)。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸(33)旋轉(zhuǎn)時(shí)，外側(cè)汽缸(24)及內(nèi)側(cè)汽缸(25)，在葉片(23)在葉片溝(28)內(nèi)進(jìn)退的同時(shí)，以搖動(dòng)襯套(27)的中心點(diǎn)為搖動(dòng)中心搖動(dòng)。活塞(22)和汽缸(21)的接觸點(diǎn)因該搖動(dòng)動(dòng)作而從圖4中的(A)朝著(D)依次移動(dòng)。此時(shí)，上述外側(cè)汽缸(24)及內(nèi)側(cè)汽缸(25)繞驅(qū)動(dòng)軸(33)公轉(zhuǎn)，而不自轉(zhuǎn)。
并且，上述壓縮室(51)的容積，在活塞(22)的外側(cè)中，以圖4(C)、(D)、(A)、(B)的順序減少。上述膨脹室(52)的容積，在活塞(22)的內(nèi)側(cè)中，按照?qǐng)D4(A)、(B)、(C)、(D)的順序增大。
在上述上部外殼(16)形成有位于外側(cè)汽缸(24)的外周的吸入空間(41)。并且，在該吸入空間(41)連接有吸入管(14)。在上述外側(cè)汽缸(24)形成有吸入口(42)，該吸入口(42)連通壓縮室(51)和吸入空間(41)。上述吸入口(42)形成在葉片(23)的附近，例如，在圖3中，形成在葉片(23)的右側(cè)。
并且，在上述上部外殼(16)形成有噴出口(43)。該噴出口(43)在其軸方向上貫穿上述外殼(16)。上述噴出口(43)的下端面臨壓縮室(51)的高壓側(cè)開(kāi)口。也就是說(shuō)，上述噴出口(43)，形成在葉片(23)的附近，對(duì)于葉片(23)來(lái)說(shuō)，位于與吸入口(42)相反的一側(cè)。而上述噴出口(43)的上端通過(guò)為將該噴出口(43)開(kāi)、關(guān)的簧片閥的噴出閥(44)連通到噴出空間(45)。
上述噴出空間(45)形成在上部外殼(16)的上方和下部外殼(17)的下方。并且，上部外殼(16)的上方和下部外殼(17)的下方通過(guò)噴出通道(46)連通，噴出管(15)連通到噴出空間(45)。
上述流入管(1a)貫穿上述外殼(16)，在該上部外殼(16)的下表面開(kāi)口。該流入管(1a)的開(kāi)口形成為與內(nèi)側(cè)汽缸(25)的上表面及驅(qū)動(dòng)軸(33)的偏心部(35)的上表面對(duì)著。并且，上述流入管(1a)的開(kāi)口通過(guò)內(nèi)側(cè)汽缸(25)或驅(qū)動(dòng)軸(33)的偏心部(35)關(guān)閉。
另一方面，上述上部外殼(16)的下表面和驅(qū)動(dòng)軸(33)的偏心部(35)的上表面形成吸入機(jī)構(gòu)(60)。該吸入機(jī)構(gòu)(60)在上述活塞(22)的規(guī)定旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)讓制冷劑吸入膨脹室(52)，以在活塞(22)對(duì)于汽缸(21)旋轉(zhuǎn)一周中的規(guī)定范圍內(nèi)產(chǎn)生膨脹室(52)中的制冷劑的膨脹行程。具體地說(shuō)，上述吸入機(jī)構(gòu)(60)由兩個(gè)第一通道(61)和第二通道(62)構(gòu)成。
上述第一通道(61)由形成在上部外殼(16)的下表面的剖面U字狀的溝構(gòu)成。上述第一通道(61)的一端部在葉片(23)的附近開(kāi)口，位于吸入口(42)的一側(cè)。并且，當(dāng)活塞(22)從下止點(diǎn)(圖4(A)所示的狀態(tài))旋轉(zhuǎn)時(shí)，上述第一通道(61)的一端部構(gòu)成在膨脹室(52)開(kāi)口的流入口(4a)。并且，上述第一通道(61)在驅(qū)動(dòng)軸(33)的方向上延伸，其它端部在上述流入管(1a)的開(kāi)口附近開(kāi)口。
上述第二通道(62)由形成在驅(qū)動(dòng)軸(33)的偏心部(35)的上表面的剖面U字狀的溝構(gòu)成。上述第二通道(62)形成為以驅(qū)動(dòng)軸(33)的軸心為中心的圓弧狀，構(gòu)成為在規(guī)定旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)連通第一通道(61)和流入管(1a)。具體地說(shuō)，在活塞(22)從下止點(diǎn)(圖4(A)所示的狀態(tài))旋轉(zhuǎn)到90°之間(圖4(B)所示的狀態(tài))，上述第二通道(62)讓第一通道(61)和流入管(1a)連通，讓制冷劑流入膨脹室(52)。
在上述上部外殼(16)形成有低壓室(4b)。該低壓室(4b)形成流出口(4c)，同時(shí)，與上述流出管(1b)連通。上述流出口(4c)形成為在葉片(23)的附近開(kāi)口，對(duì)于該葉片(23)，位于與第一通道(61)的一端部相反的一側(cè)的噴出口(43)側(cè)，在膨脹室(52)開(kāi)口。
另一方面，在上述下部外殼(17)設(shè)置有密封環(huán)(29)。該密封環(huán)(29)裝填在下部外殼(17)的環(huán)狀溝中，頂在汽缸(21)的鏡板(26)的下表面。而且，在上述汽缸(21)和下部外殼(17)的接觸面，高壓潤(rùn)滑油被導(dǎo)入密封環(huán)(29)的直徑方向內(nèi)側(cè)部分。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述密封環(huán)(29)構(gòu)成調(diào)整汽缸(21)的軸方向位置的柔性(compliance)機(jī)構(gòu)，將活塞(22)、汽缸(21)和上部外殼(16)之間的軸方向間隙縮小。
并且，上述電動(dòng)機(jī)(30)構(gòu)成為通過(guò)具有反相器(inverter)等控制回路的控制器(70)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)數(shù)。
-運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作-其次，對(duì)該膨脹壓縮單元(1)的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作加以說(shuō)明。
當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)(30)時(shí)，轉(zhuǎn)子(32)的旋轉(zhuǎn)通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸(33)傳達(dá)到膨脹壓縮機(jī)構(gòu)(20)的外側(cè)汽缸(24)及內(nèi)側(cè)汽缸(25)。這樣一來(lái)，葉片(23)在搖動(dòng)襯套(27)之間進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)(進(jìn)退動(dòng)作)，且葉片(23)和搖動(dòng)襯套(27)成為一體，相對(duì)于活塞(22)進(jìn)行搖動(dòng)動(dòng)作。因此，外側(cè)汽缸(24)及內(nèi)側(cè)汽缸(25)對(duì)于活塞(22)邊搖動(dòng)邊公轉(zhuǎn)，膨脹壓縮機(jī)構(gòu)(20)進(jìn)行規(guī)定的壓縮動(dòng)作和膨脹動(dòng)作。
具體地說(shuō)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸(33)在活塞(22)處于上止點(diǎn)的圖4(C)的狀態(tài)開(kāi)始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，開(kāi)始吸入行程，向圖4(D)、圖4(A)、圖4(B)的狀態(tài)變化，壓縮室(51)的容積增大，制冷劑通過(guò)吸入口(42)被吸入。
在上述活塞(22)位于上止點(diǎn)的圖4(C)的狀態(tài)下，一個(gè)壓縮室(51)形成在活塞(22)的外側(cè)。在該狀態(tài)下，壓縮室(51)的容積幾乎最大。伴隨著驅(qū)動(dòng)軸(33)從該狀態(tài)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，向圖4(D)、圖4(A)、圖4(B)的狀態(tài)變化，壓縮室(51)的容積減少，制冷劑被壓縮。在該壓縮室(51)的壓力成為規(guī)定值，與噴出空間(45)的差壓到達(dá)設(shè)定值時(shí)，噴出閥(44)因壓縮室(51)的高壓制冷劑而打開(kāi)，高壓制冷劑從噴出空間(45)流出到噴出管(15)。
另一方面，膨脹室(52)，在活塞(22)處于下止點(diǎn)的圖4(A)的狀態(tài)下，一個(gè)膨脹室(52)形成在活塞(22)的內(nèi)側(cè)。在此狀態(tài)下，膨脹室(52)的容積最大。伴隨著驅(qū)動(dòng)軸(33)從該狀態(tài)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，向圖4(B)、圖4(C)、圖4(D)的狀態(tài)變化，膨脹室(52)的容積減少，低壓制冷劑從流出口(4c)通過(guò)低壓室(4b)流出到流出管(1b)。
上述膨脹室(52)，在活塞(22)處于下止點(diǎn)的圖4(A)的狀態(tài)下，連通第一通道(61)和第二通道(62)的同時(shí)，流入管(1a)連通到第二通道(62)，開(kāi)始吸入行程。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸(33)從該狀態(tài)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一通道(61)連通到膨脹室(52)，高壓液體制冷劑流入到膨脹室(52)。并且，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸(33)旋轉(zhuǎn)90°，到達(dá)圖4(B)的狀態(tài)時(shí)，第一通道(61)和第二通道(62)的連通結(jié)束。然后，伴隨著驅(qū)動(dòng)軸(33)旋轉(zhuǎn)，朝向圖4(C)、圖4(D)的狀態(tài)變化，膨脹室(52)的容積增大，高壓制冷劑膨脹，返回到圖4(A)的狀態(tài)。該高壓制冷劑的壓力和膨脹工作被驅(qū)動(dòng)軸(33)的旋轉(zhuǎn)回收。
象這樣，在壓縮室(51)中，制冷劑被壓縮，在室外熱交換器(101)中放熱，而來(lái)自室外熱交換器(101)的高壓制冷劑在膨脹室(52)中膨脹，在室內(nèi)熱交換器(102)中吸熱，該低壓制冷劑返回到壓縮室(51)中。
-實(shí)施例的效果-如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，由于壓縮室(51)和膨脹室(52)形成在活塞(22)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，因此能夠謀求整個(gè)裝置的小型化。
并且，由于壓縮室(51)和膨脹室(52)在同一平面上鄰接，因此能夠兼用構(gòu)成部件，能夠謀求部品數(shù)目的減少。
并且，由于將流向膨脹室(52)的制冷劑的流入僅限制在規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度，因此能夠回收膨脹工作，能夠進(jìn)一步謀求效率的提高。
并且，由于將壓縮室(51)形成在汽缸室(50)的外側(cè)，將膨脹室(52)形成在汽缸室(50)的內(nèi)側(cè)，因此能夠確實(shí)地發(fā)揮壓縮能力。
并且，由于用控制器(70)控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，因此能夠進(jìn)行效率更好的運(yùn)轉(zhuǎn)。
并且，由于設(shè)置搖動(dòng)襯套(27)作為連接活塞(22)和葉片(23)的連接部件，搖動(dòng)襯套(27)構(gòu)成為與活塞(22)及葉片(23)實(shí)際面接觸，因此能夠防止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)活塞(22)和葉片(23)摩擦，其接觸部燒焦的現(xiàn)象。
并且，由于設(shè)置上述搖動(dòng)襯套(27)，使搖動(dòng)襯套(27)、和活塞(22)及葉片(23)面接觸，因此接觸部的密封性也較好。所以，能夠確實(shí)地防止壓縮室(51)和膨脹室(52)中的制冷劑的泄漏，能夠防止壓縮效率及膨脹效率的降低。
并且，由于將上述葉片(23)與汽缸(21)設(shè)為一體，將汽缸(21)保持在其兩端，因此在運(yùn)轉(zhuǎn)中異常的集中負(fù)荷難以加在葉片(23)上，難以產(chǎn)生應(yīng)力集中。所以，滑動(dòng)部難以受到損傷，從此點(diǎn)上也能夠提高機(jī)構(gòu)的可靠性。
(其它實(shí)施例)對(duì)于上述實(shí)施例，本發(fā)明也可以是下述結(jié)構(gòu)。
例如，也可以使汽缸(21)為固定側(cè)，使活塞(22)為可動(dòng)側(cè)。
并且，在汽缸(21)中，也可以在其上端用鏡板(26)將外側(cè)汽缸(24)和內(nèi)側(cè)汽缸(25)連接為一體，活塞(22)與下部外殼(17)形成為一體。
并且，活塞(22)也可以形成為不具有斷開(kāi)部的完整環(huán)狀，將葉片(23)分割為外側(cè)葉片(23)和內(nèi)側(cè)葉片(23)，外側(cè)葉片(23)從外側(cè)汽缸(21)進(jìn)退，接觸到活塞(22)，內(nèi)側(cè)汽缸(23)從內(nèi)側(cè)汽缸(21)進(jìn)退，接觸到活塞(22)。
并且，制冷劑回路(100)可以是僅進(jìn)行暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)的，并且，也可以是在冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)和暖氣運(yùn)轉(zhuǎn)之間進(jìn)行切換的。
并且，制冷劑回路(100)的制冷劑并不限定于CO2。
(實(shí)用性) 如上所述，本發(fā)明有用于具有壓縮室和膨脹室的旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械，特別適用于將壓縮室和膨脹室形成在同一平面的旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械，包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)具有汽缸(21)、活塞(22)和葉片(23)，該汽缸(21)具有環(huán)狀的汽缸室(50)，該活塞(22)相對(duì)于該汽缸(21)偏心而收納在汽缸室(50)中，將汽缸室(50)區(qū)劃為外側(cè)動(dòng)作室(51)和內(nèi)側(cè)動(dòng)作室(52)，且為環(huán)狀，該葉片(23)配置在上述汽缸室(50)中，將各動(dòng)作室(51、52)區(qū)劃為高壓側(cè)和低壓側(cè)，在該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)中，上述汽缸(21)和活塞(22)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，其特征在于上述兩個(gè)動(dòng)作室(51、52)的其中一方，構(gòu)成隨著汽缸(21)和活塞(22)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而壓縮吸入流體，且將壓縮后的吸入流體噴出的壓縮室；上述兩個(gè)動(dòng)作室(52、51)的另一方，構(gòu)成隨著汽缸(21)和活塞(22)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而讓吸入流體膨脹，且將膨脹后的吸入流體噴出的膨脹室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械，其特征在于設(shè)置有吸入機(jī)構(gòu)(60)，在上述活塞(22)的規(guī)定旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)讓流體吸入到膨脹室(52)，以在活塞(22)相對(duì)于上述汽缸(21)旋轉(zhuǎn)一周中的規(guī)定范圍內(nèi)產(chǎn)生膨脹室(52)中的流體的膨脹行程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械，其特征在于上述壓縮室(51)為汽缸室(50)的外側(cè)動(dòng)作室；上述膨脹室(52)為汽缸室(50)的內(nèi)側(cè)動(dòng)作室。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械，其特征在于包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(30)，驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)；上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(30)的旋轉(zhuǎn)速度被控制為可變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械，其特征在于上述活塞(22)，形成為具有圓環(huán)的一部分被斷開(kāi)的斷開(kāi)部的C型形狀；上述葉片(23)，設(shè)置為從汽缸室(50)的內(nèi)周側(cè)壁面延伸到外周側(cè)壁面，插通活塞(22)的斷開(kāi)部；在上述活塞(22)的斷開(kāi)部，以葉片(23)的進(jìn)退自如，且葉片(23)和活塞(22)的相對(duì)搖動(dòng)自如的方式，設(shè)置有與活塞(22)和葉片(23)面接觸的搖動(dòng)襯套(27)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械。包括具有環(huán)狀汽缸室(50)的汽缸(21)。包括相對(duì)于汽缸(21)偏心而收納在汽缸室(50)中，將汽缸室(50)區(qū)劃為外側(cè)動(dòng)作室(51)和內(nèi)側(cè)動(dòng)作室(52)的環(huán)狀活塞(22)。包括配置在汽缸室(50)中，將各動(dòng)作室(51、52)區(qū)劃為高壓側(cè)和低壓側(cè)的葉片(23)。汽缸(21)和活塞(22)相對(duì)旋轉(zhuǎn)。外側(cè)動(dòng)作室(51)構(gòu)成隨著汽缸(21)和活塞(22)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而壓縮吸人流體，且將已壓縮的吸人流體噴出的壓縮室。另一方面，內(nèi)側(cè)動(dòng)作室(52)構(gòu)成隨著汽缸(21)和活塞(22)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而讓吸人流體膨脹，且將已膨脹的吸人流體噴出的膨脹室。
文檔編號(hào)F04C29/00GK1950610SQ20058001482
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者增田正典 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社