涡旋膨胀机的制作方法

专利名称：涡旋膨胀机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涡旋膨胀机，通过使定涡旋和动涡旋啮合，在双方之间形成膨胀 室，根据自转控制机构的自转控制使动涡旋转动时，膨胀室改变容积的同时进行移动，从而 进行工作流体的吸入、膨张、排出。
背景技术：
—直以来在这种涡旋膨胀机中，为了对定涡旋和动涡旋的滑动面进行润滑，由供 油泵将存储在密封箱底部的润滑油抽上来进行供给。但是由于在制造供油泵时，必须需要 复杂的切削加工等，因而存在引起成本增加的问题。针对该问题，公开了一种下述那样的通 过廉价结构可进行可靠地润滑的技术(例如参考专利文献1)。 图12是现有涡旋膨胀机的大致剖视图。在该涡旋膨胀机中，包括工作流体导入管 44和润滑油吸入管46。工作流体导入管44固定在定涡旋41上，将密封箱42内的工作流 体引导到膨胀室43内。润滑油吸入管46的一端与工作流体导入管44相连，另一端浸泡在 存储于密封箱42底部的润滑油45内。根据伯努利定理，由从工作流体导入管44流入膨胀 室43内的制冷剂，将存储在密封箱42底部的润滑油45抽上来。
专利文献1 :日本特开2003-166402号公报 但是，为了对定涡旋和动涡旋的滑动部之外的滑动部位、例如轴承或自转控制机 构进行润滑，必须设置其它的供油泵等。 而且，在根据伯努利定理进行供油时，由于通过从工作流体导入管流入膨胀室内 的制冷剂将润滑油抽上来，所以当流入的制冷剂流量多时，会大量吸入润滑油，因此具有吸 入效率低下的问题。

发明内容
因而本发明的目的是解决上述问题，提供一种由简单结构即可对滑动部进行润 滑，且可防止吸入效率低下的涡旋膨胀机。 本发明的技术方案1所涉及的涡旋膨胀机，包括膨胀机构部，该膨胀机构部使从 端板立起涡旋状涡巻部的定涡旋和动涡旋啮合并在双方之间形成膨胀室，并在根据自转控 制机构的自转控制条件下使上述动涡旋沿圆轨道转动时通过上述膨胀室一边改变体积一 边移动而进行工作流体的吸入、膨胀、排出，其特征在于，将由吸入压力所保持的润滑油供 给到上述动涡旋的涡巻背部侧的端板背面上，在上述动涡旋的端板上设置了对上述端板背 面和上述动涡旋中心部的涡巻部底面进行联通的通路，在上述通路内设置节流部，以针对 作为吸入的上述工作流体的制冷剂量，以大于等于2重量％但小于20重量％的比例，向上 述膨胀室供应润滑油。
本发明的技术方案2所涉及的涡旋膨胀机，包括膨胀机构部，该膨胀机构部使从 端板立起涡旋状涡巻部的定涡旋和动涡旋啮合并在双方之间形成膨胀室，并在根据自转控 制机构的自转控制条件下使上述动涡旋沿圆轨道转动时通过上述膨胀室一边改变体积一 边移动而进行工作流体的吸入、膨胀、排出，其特征在于，在上述动涡旋的涡巻背部侧的端 板背面上，设置了将中心部和外周部隔开的密封部件，将由吸入压力所保持的润滑油供给 到上述端板背面中心部，将由比吸入压力低但比排出压力高的压力所保持的润滑油供给到 上述端板背面外周部，而且，在上述动涡旋的端板上设置了对上述端板背面中心部和上述 动涡旋中心部的涡巻部底面进行联通的通路。 本发明的技术方案3所涉及的涡旋膨胀机，包括膨胀机构部，该膨胀机构部使从 端板立起涡旋状涡巻部的定涡旋和动涡旋啮合并在双方之间形成膨胀室，并在根据自转控 制机构的自转控制条件下使上述动涡旋沿圆轨道转动时通过上述膨胀室一边改变体积一 边移动而进行工作流体的吸入、膨胀、排出，其特征在于，将由吸入压力所保持的润滑油供 给到上述动涡旋的涡巻背部侧的端板背面上，在上述动涡旋的涡巻前端部上形成了密封片 存储槽，用于存储密封片，在上述动涡旋的端板上设置了对上述端板背面和上述密封片存 储槽的底面进行联通的通路。 本发明的技术方案4所涉及的涡旋膨胀机，包括膨胀机构部，该膨胀机构部使从 端板立起涡旋状涡巻部的定涡旋和动涡旋啮合并在双方之间形成膨胀室，并在根据自转控 制机构的自转控制条件下使上述动涡旋沿圆轨道转动时通过上述膨胀室一边改变体积一 边移动而进行工作流体的吸入、膨胀、排出，其特征在于，在上述动涡旋的涡巻背部侧的端 板背面上，设置了将中心部和外周部隔开的密封部件，将由吸入压力所保持的润滑油供给 到上述端板背面中心部，将由比吸入压力低但比排出压力高的压力所保持的润滑油供给到 上述端板背面外周部，而且，在上述动涡旋的涡巻前端部上形成了密封片存储槽，用于存储 密封片，在上述动涡旋的端板上设置了对上述端板背面中心部和上述密封片存储槽的底面 进行联通的通路。 本发明的技术方案5所涉及的涡旋膨胀机，在第1或第2技术方案的基础上，其 特征在于上述通路与形成在上述动涡旋的涡巻部内壁侧上且刚封闭后的上述膨胀室相联 通。 本发明的技术方案6所涉及的涡旋膨胀机，在第1或第2技术方案的基础上，其 特征在于上述通路与形成在上述动涡旋的涡巻部外壁侧上且刚封闭后的上述膨胀室相联 通。 本发明的技术方案7所涉及的涡旋膨胀机，在第1或第2技术方案的基础上，其特 征在于作为上述通路，设置了第1通路和第2通路，第1通路与形成在上述动涡旋的涡巻 部内壁侧上且刚封闭后的第1上述膨胀室相联通，第2通路与形成在上述动涡旋的涡巻部 外壁侧上且刚封闭后的第2上述膨胀室相联通。 本发明的技术方案8所涉及的涡旋膨胀机，在第3或第4技术方案的基础上，其特 征在于除了上述通路之外，还设置了第1通路，上述第1通路与形成在上述动涡旋的涡巻 部内壁侧上且刚封闭后的上述膨胀室相联通。 本发明的技术方案9所涉及的涡旋膨胀机，在第3或第4技术方案的基础上，其特 征在于除了上述通路之外，还设置了第2通路，上述第2通路与形成在上述动涡旋的涡巻部外壁侧上且刚封闭后的上述膨胀室相联通。 本发明的技术方案10所涉及的涡旋膨胀机，在第3或第4技术方案的基础上，其 特征在于除了上述通路之外，设置了第1通路和第2通路，上述第1通路与形成在上述动 涡旋的涡巻部内壁侧上且刚封闭后的第1上述膨胀室相联通，上述第2通路与形成在上述 动涡旋的涡巻部外壁侧上且刚封闭后的第2上述膨胀室相联通。 本发明的技术方案11所涉及的涡旋膨胀机，在第2 第4技术方案的基础上，其 特征在于在上述通路内设置节流部，以针对作为吸入的上述工作流体的制冷剂量，以大于 等于2重量％但小于20重量％的比例，向上述膨胀室供应润滑油。 本发明的技术方案12所涉及的涡旋膨胀机，在第1 第4技术方案的基础上，其 特征在于作为上述工作流体的制冷剂为高压制冷剂，例如是二氧化碳。
发明效果 本发明的涡旋膨胀机能够可靠地对定涡旋和动涡旋的滑动部进行润滑，并且防止 吸入效率下降。特别是在使用高压 低压縮比制冷剂即二氧化碳制冷剂时，能够实现高效 率化。


图1是表示本发明实施例1中的涡旋膨胀机的剖视图； 图2是表示图1所示涡旋膨胀机的动涡旋的立体图； 图3是表示本发明实施例2中涡旋膨胀机的动涡旋的立体图； 图4是表示对本发明实施例3中涡旋膨胀机的制冷剂进行封闭过程的说明图(刚
封闭后的状态)； 图5是表示对本发明实施例3中涡旋膨胀机的制冷剂进行封闭过程的说明图(从 刚封闭后转动了30。的状态)； 图6是表示对本发明实施例3中涡旋膨胀机的制冷剂进行封闭过程的说明图(从 刚封闭后转动了60。的状态)； 图7是表示对本发明实施例4中涡旋膨胀机的制冷剂进行封闭过程的说明图(刚 封闭后的状态)； 图8是表示对本发明实施例4中涡旋膨胀机的制冷剂进行封闭过程的说明图(从 刚封闭后转动了30。的状态)； 图9是表示对本发明实施例4中涡旋膨胀机的制冷剂进行封闭过程的说明图(从 刚封闭后转动了60。的状态)； 图10是表示本发明实施例5中膨胀机效率相对于涡旋膨胀机的膨胀室的润滑油 供给量的特性图； 图11是表示本发明实施例5中润滑油与涡旋膨胀机的制冷剂循环量的最佳供给 比例的特性图； 图12是现有涡旋膨胀机的简略剖视图。
具体实施例方式
符合本发明第1实施形态的涡旋膨胀机将由吸入压力所保持的润滑油供给到上述动涡旋的涡巻背部侧的端板背面，并在上述动涡旋的端板上设置了对上述端板背面和上 述动涡旋中心部的涡巻部底面进行联通的通路。根据本实施形态，由于将润滑油供应到膨 胀室的吸入部内，伴随着膨胀过程，按顺序对定涡旋和动涡旋的滑动部进行润滑，因而能够 提供可靠性高的涡旋膨胀机。 符合本发明第2实施形态的涡旋膨胀机是这样一种涡旋膨胀机，即，在上述动涡 旋的涡巻背部侧的端板背面上，设置了将中心部和外周部隔开的密封部件，将由吸入压力 所保持的润滑油供给到端板背面中心部，将由比吸入压力低但比排出压力高的压力所保持 的润滑油供给到端板背面外周部，而且，在上述动涡旋的端板上设置了对上述端板背面中 心部和上述动涡旋中心部的涡巻部底面进行联通的通路。根据本实施形态，特别是在膨胀 比大的场合下，由于动涡旋不以过大压力对定涡旋进行推压，因而能够提供可靠性高的涡 旋膨胀机。 符合本发明第3实施形态的涡旋膨胀机是这样一种涡旋膨胀机，即，将由吸入压 力所保持的润滑油供给到上述动涡旋的涡巻背部侧的端板背面，在上述动涡旋的涡巻前端 部上形成了密封片存储槽，用于存储密封片，在上述动涡旋的端板上设置了对端板背面和 密封片存储槽的底面进行联通的通路。根据本实施形态，由于能够由润滑油充满密封片存 储槽和密封片的间隙，因而相对于逸出涡巻部而泄漏的制冷剂，提高了密封性，可以提供高 性能的涡旋膨胀机。而且由于润滑油通过密封片存储槽和密封片的间隙，伴随着膨胀过程， 按顺序对定涡旋和动涡旋的滑动部进行润滑，因而能够提供可靠性高的涡旋膨胀机。
符合本发明第4实施形态的涡旋膨胀机是这样一种涡旋膨胀机，即，在动涡旋的 涡巻背部侧的端板背面上，设置了将中心部和外周部隔开的密封部件，将由吸入压力所保 持的润滑油供给到端板背面中心部，将由比吸入压力低但比排出压力高的压力所保持的润 滑油供给到端板背面外周部，而且，在动涡旋的涡巻前端部上形成了密封片存储槽，用于存 储密封片，在上述动涡旋的端板上设置了对端板背面中心部和密封片存储槽的底面进行联 通的通路。根据本实施形态，特别是在膨胀比大的场合下，由于动涡旋不以过大压力对定涡 旋进行推压，因而能够提供可靠性更高的涡旋膨胀机。 本发明第5实施形态是在符合第1或第2实施形态的涡旋膨胀机中，通路与形成 在动涡旋的涡巻部内壁侧上且刚封闭后的上述膨胀室相联通。根据本实施形态，特别是在 低负荷下膨胀机构部的温度升高时，构成形成于动涡旋的涡巻部内壁侧的膨胀室的动涡旋 和定涡旋涡巻部的接触部的空隙会因热膨胀而变宽，但是在此场合下，注入到膨胀室内的 润滑油将仍然可以提高密封性，能够提供性能更高的涡旋膨胀机。 本发明第6实施形态是在符合第1或第2实施形态的涡旋膨胀机中，通路与形成 在动涡旋的涡巻部外壁侧上且刚封闭后的上述膨胀室相联通。根据本实施形态，特别是在 过负荷下膨胀机构部的温度下降时，构成形成于动涡旋的涡巻部外壁侧的膨胀室的动涡旋 和定涡旋涡巻部的接触部的空隙会因热收縮而变宽，但是在此场合下，注入到膨胀室内的 润滑油仍然可提高密封性，能够提供性能更高的涡旋膨胀机。 本发明第7实施形态是在符合第1或第2实施形态的涡旋膨胀机中，作为上述通 路，设置了第1通路和第2通路，第1通路与形成在上述动涡旋的涡巻部内壁侧上且刚封闭 后的第1膨胀室相联通，第2通路与形成在上述动涡旋的涡巻部外壁侧上且刚封闭后的第 2膨胀室相联通。根据本实施形态，即使在低负荷下膨胀机构部的温度升高时，或在过负荷下膨胀机构部的温度下降时，注入到膨胀室内的润滑油也可提高密封性，能够提供性能更 高的涡旋膨胀机。 本发明第8实施形态是在符合第3或第4实施形态的涡旋膨胀机中，除了上述通 路之外，还设置了第1通路，上述第1通路与形成在上述动涡旋的涡巻部内壁侧上且刚封闭 后的上述膨胀室相联通。根据本实施形态，不仅可以将逸出涡巻部的制冷剂漏走，还特别是 在低负荷下膨胀机构部的温度升高时，构成形成于动涡旋的涡巻部内壁侧的膨胀室的动涡 旋和定涡旋涡巻部的接触部的空隙会因热膨胀而变宽，在此场合下，注入到膨胀室内的润 滑油将仍然可以提高密封性，能够提供性能更高的涡旋膨胀机。 本发明第9实施形态是在符合第3或第4实施形态的涡旋膨胀机中，除了上述通 路之外，还设置了第2通路，上述第2通路与形成在上述动涡旋的涡巻部外壁侧上且刚封闭 后的上述膨胀室相联通。根据本实施形态，不仅可以将逸出涡巻部的制冷剂漏走，还特别是 在过负荷下膨胀机构部的温度下降时，构成形成于动涡旋的涡巻部外壁侧的膨胀室的动涡 旋和定涡旋的涡巻部的接触部空隙会因热收縮而变宽，在此场合下，注入到膨胀室内的润 滑油将仍然可以提高密封性，能够提供性能更高的涡旋膨胀机。 本发明第10实施形态是在符合第3或第4实施形态的涡旋膨胀机中，除了上述通 路之外，设置了第1通路和第2通路，上述第1通路与形成在上述动涡旋的涡巻部内壁侧上 且刚封闭后的第1膨胀室相联通，上述第2通路与形成在上述动涡旋的涡巻部外壁侧上且 刚封闭后的第2膨胀室相联通。根据该实施形态，不仅可以将逸出涡巻部的制冷剂漏走，还 可以在低负荷下膨胀机构部的温度升高时，在过负荷下膨胀机构部的温度下降时，通过注 入到膨胀室内的润滑油提高密封性，因而能够提供性能更高的涡旋膨胀机。
本发明第11实施形态是在符合第1 第4实施形态的涡旋膨胀机中，针对作为被 吸入的上述工作流体的制冷剂的量，以大于等于2重量％但是小于20重量％的比例，向上 述膨胀室供应润滑油，在上述通路内设置节流部。根据本实施形态，在提高吸入效率的同 时，还提高了密封性，能够提供性能更高的涡旋膨胀机。 本发明第12实施形态是在符合第1 第4实施形态的涡旋膨胀机中，作为上述工 作流体的制冷剂为高压制冷剂，例如是二氧化碳。根据本实施形态，由于与氟利昂系制冷剂 相比，在膨胀过程中理论回收动力大，因而能够进一步提高循环效率。而且由于与氟利昂系 制冷剂相比，二氧化碳制冷剂压差大，因而使密封性进一步提高，能够提供性能更高的涡旋 膨胀机。〔实施例1〕 下文将参考附图对本发明的实施例进行介绍。本发明并不局限于该实施例的记 载。
图1是表示本发明实施例1中的涡旋膨胀机的剖视图。 本实施例中的涡旋膨胀机将与定涡旋12啮合的动涡旋13夹持在主轴承部件11 与由螺栓紧固在该主轴承部件11上的定涡旋12之间，主轴承部件11对通过焊接或热压配 合等方式固定在密封容器1内的曲柄轴4的主轴部4a进行支撑。在动涡旋13和主轴承部 件11之间设置了防止动涡旋13自转并以圆轨道运动的方式进行导向的奥德姆环(才^夕' 等自转控制机构14。 在上述结构中，通过由位于曲柄轴4上端的偏心轴部4b对动涡旋13进行偏心驱动，使动涡旋13进行圆轨道运动。由该运动，形成在定涡旋12和动涡旋13之间的膨胀室 15 —边从中央部向外周侧移动一边扩大。利用该变化，从通到密封容器1外的吸入管16和 定涡旋12中央部的吸入口 17吸入制冷剂并使其膨胀。规定压力以下的制冷剂气体从定涡 旋12外周侧的排出口 18排出到密封容器1外。 曲柄轴4的下端侧由副轴承部件21支撑，在曲柄轴4的下端配置了容积式泵25。 润滑油6由容积式泵25从润滑油池20抽上来，经过设置在曲柄轴4轴向中心的供油路径 (图中未示)，将由吸入压力所保持的润滑油6供给到端板背面上，对主轴承部lla和偏心 轴承部lib进行润滑和冷却。然后经过润滑油返回孔26，返回润滑油20，进行再循环。
另一方面，到达了偏心轴承部lib的润滑油6的一部分由设置在动涡旋13内部的 节流通路28减压，供给到背压室29。而且，在动涡旋13的涡巻背部侧的端板背面上，设置 了将中心部和外周部隔开的密封部件5。密封部件5将到达偏心轴承部lib的润滑油6的 压力和背压室29的压力隔开。 随着供应到背压室29内的润滑油6的积存，背压室29的压力升高。为了保持该 压力恒定，设有背压调整机构9。 一旦背压室29的压力比所设定的压力高，则背压调整机构 9工作，将背压室29的润滑油6与制冷剂一起排出到密封容器1外。通过该背压调整机构 29的工作，特别是在膨胀比大时，由于动涡旋13不以过大压力对定涡旋12进行推压，所以 能够提供可靠性高的涡旋膨胀机。 图2是表示图1所示涡旋膨胀机的动涡旋的立体图。 在图2中，在动涡旋13的端板13a的上面即涡巻部底面13b上形成了涡旋状涡巻 部13c，而且在端板13a上形成了对动涡旋13的涡巻背部侧的端板背面13d和动涡旋13中 心部的涡巻部底面13b进行联通的通路30。 由这种结构，润滑油6供应到膨胀室15的吸入部内，伴随着膨胀过程，按顺序对定
涡旋12和动涡旋13的滑动部进行润滑。从而能够提供可靠性高的涡旋膨胀机。 在动涡旋13的涡巻背部侧的端板背面13d上也可以不设置将中心部和外周部隔
开的密封部件5 (图中未示)，此时，由于结构简单，能够减少加工工序，因而能够提供成本
更低的涡旋膨胀机。〔实施例2〕 图3是表示本发明实施例2中涡旋膨胀机的动涡旋的立体图。 该实施例的涡旋膨胀机在动涡旋13的涡巻部13c前端部上形成了密封片存储槽
32，用于存储密封片31。在端板13a上形成了对密封片存储槽32的底面和端板背面13d进
行联通的通路33。 由该结构，能够由润滑油6充满密封片存储槽32和密封片31的间隙，从而提高对 逸出涡巻部13c而泄漏的制冷剂的密封性，提供高性能的涡旋膨胀机。
此外，由于润滑油6通过密封片存储槽32和密封片31的间隙，伴随着膨胀过程， 按顺序对定涡旋12和动涡旋13的滑动部进行润滑，因而能够提供可靠性高的涡旋膨胀机。
在动涡旋13的涡巻背部侧端板背面13d上也可以不设置将中心部和外周部隔开 的密封部件5 (图中未示)，此时，由于结构简单，能够减少加工工序，因而能够提供成本更 低的涡旋膨胀机。
〔实施例3〕
图4 图6是表示本发明实施例3中涡旋膨胀机对制冷剂进行封闭过程的说明 图。根据曲柄轴的转动角度而图示出两个涡巻部对制冷剂进行封闭的过程。这里，第l通 路30a表示设置在图中未示的动涡旋13的端板13a上的位置。 图4显示形成第1膨胀室15a的瞬间。也就是示出了 通过动涡旋13的涡巻部 13c内壁侧和定涡旋12的涡巻部12c外壁侧的接触而产生的接触部34，形成第1膨胀室 15a的状态(刚封闭后的状态)。 图5和图6显示第1膨胀室15a由动涡旋13的左旋转动而顺序膨胀的状态(从 刚封闭后转动了30。的状态；从刚封闭后转动了60。的状态)。 在本实施例的涡旋膨胀机中，在动涡旋13的涡巻部13c内壁侧形成了已经完成对
制冷剂封闭的第1膨胀室15a时，第1通路30a就和第1膨胀室15a相联通。 通过形成第1通路30a，特别是在低负荷下膨胀机构部的温度升高时，构成第1膨
胀室15a的、涡巻部12c与涡巻部13c的接触部34部分的空隙由于热膨胀而变宽，但是在
此场合下，注入到第1膨胀室15a内的润滑油6起到提高密封性的作用。由该作用，能够提
供性能更高的涡旋膨胀机。 此外，由第1通路30a，随着第1膨胀室15a的膨胀，润滑油6注入第1膨胀室15a， 但是一旦转动到图6所示的角度时，则第1通路30a由定涡旋12的涡巻部12c闭塞。从而 使润滑油6不能过度地流入第1膨胀室15a内。 通过将本实施例的第1通路30a设置在图3所示实施例2中的涡旋膨胀机的动涡
旋上，不仅可以将逸出涡巻部的制冷剂漏走，还特别是在低负荷下膨胀机构部的温度升高
时，尽管构成形成于动涡旋的涡巻部内壁侧上的膨胀室的动涡旋和定涡旋的涡巻部的接触
部的空隙会变宽，但注入到膨胀室内的润滑油仍然可以提高密封性，因而能够提供性能更
高的涡旋膨胀机。〔实施例4〕 图7 图9是表示本发明实施例4中涡旋膨胀机对制冷剂进行封闭过程的说明 图。根据曲柄轴的转动角度而图示出两个涡巻部对制冷剂进行封闭过程。此时，第2通路 30b表示设置在图中未示的动涡旋13的端板13a上的位置。 图7显示形成了第2膨胀室15b的瞬间。也就是示出了 由动涡旋13的涡巻部 13c外壁侧和定涡旋12的涡巻部12c内壁侧的接触而产生的接触部34，形成第2膨胀室 15b的状态。 图8和图9显示第2膨胀室15b由动涡旋13的左旋转动而顺序膨胀的状态。 在本实施例的涡旋膨胀机中，在动涡旋13的涡巻部13c外壁侧形成了已经完成对
制冷剂封闭的第2膨胀室15b时，第2通路30b和第2膨胀室15b相联通。 通过形成第2通路30b，特别是在过负荷下膨胀机构部的温度下降时，构成第2膨
胀室15b的涡巻部12c和涡巻部13c的接触部34部分的空隙因热收縮而变宽，但是在此场
合下，注入到第2膨胀室15b内的润滑油6起到提高密封性的作用。由该作用，能够提供性
能更高的涡旋膨胀机。 由第2通路30b，随着第2膨胀室15b的膨胀，润滑油6注入第2膨胀室15b，但是 一旦转动到图9所示的角度时，则第2通路30b由定涡旋12的涡巻部12c闭塞。因而使得 润滑油6不会超出需要地流入第2膨胀室15b内。
也可以同时形成第l通路30a和第2通路30b两个通路，其中第l通路30a在动 涡旋13的涡巻部13c内壁侧形成了已经完成对制冷剂封闭的第1膨胀室15a时和第1膨 胀室15a相联通，第2通路30b在动涡旋13的涡巻部13c外壁侧形成了已经完成对制冷剂 封闭的第2膨胀室15b时和第2膨胀室15b相联通。而且也可以相对于1个膨胀室，形成 多条通路。 通过这种结构，在低负荷下膨胀机构部的温度升高时，或在过负荷下膨胀机构部 温度下降时，均可对润滑油的注入进行精细地控制，从而提高注入的润滑油的密封性，能够 提供性能更高的涡旋膨胀机。 通过将本实施例的第2通路30b设置在图3所示实施例2中的涡旋膨胀机的动涡 旋上，不仅可以将逸出涡巻部的制冷剂漏走，而且还可以特别是在过负荷下膨胀机构部的 温度下降时，尽管构成形成于动涡旋涡巻部外壁侧上的膨胀室的动涡旋和定涡旋的涡巻部 的接触部的空隙会变宽，但注入到膨胀室内的润滑油仍然可以提高密封性，因而能够提供 性能更高的涡旋膨胀机。 而且，通过将上述实施例的第1通路30a和本实施例的第2通路30b设置在图3 所示实施例2中的涡旋膨胀机的动涡旋上，不仅可以将逸出涡巻部的制冷剂漏走，而且在 低负荷下膨胀机构部的温度升高时，或在过负荷下膨胀机构部的温度下降时，注入到膨胀 室内的润滑油都可以提高密封性，因而能够提供性能更高的涡旋膨胀机。
〔实施例5〕 图10是表示本发明实施例5中膨胀机效率相对于涡旋膨胀机的膨胀室的润滑油 供给量的特性图。 如图所示，即使使条件1、条件2、条件3、条件4与运行条件变化，针对这些条件，也 存在效率变为最大的润滑油6的供给比例。也就是如果向膨胀室15供给润滑油6，则制冷 剂密封性提高，如果过量供给润滑油，则润滑油6与吸入体积的比值变大，因而吸入效率下 降。 图11是表示本发明实施例5中润滑油相对涡旋膨胀机的制冷剂循环量的最佳供 给比例的特性图。 如图所示，如果以大于等于2重量％但是小于20重量％的比例，向膨胀室15供应 润滑油6，则会提高吸入效率并使密封性提高，从而能够提供性能更高的涡旋膨胀机。例如 通过在通路内设置縮小内径等的节流部，就能够实现大于等于2重量％但是小于20重量％ 的供给比例(图中未示)。 作为工作流体的制冷剂可以使用高压制冷剂，例如二氧化碳，由于与氟利昂系制 冷剂相比，在膨胀过程中理论回收动力大，因而通过使膨胀机高效率化，能够进一步提高循 环效率。而且由于与氟利昂系制冷剂相比，二氧化碳制冷剂差压大，因而使密封性提高，通 过在本发明中使用二氧化碳制冷剂，能够提供性能更高的涡旋膨胀机。 如上所述，符合本发明的涡旋膨胀机将由吸入压力所保持的润滑油供给到动涡旋 的涡巻背部侧的端板背面上，并且在端板上设置了对端板背面和动涡旋中心部的涡巻部底 面进行联通的通路。通过该结构，将润滑油供应到吸入部，随着膨胀过程，按顺序对定涡旋 和动涡旋的滑动部进行润滑，从而能够提供可靠性高的涡旋膨胀机。而且，工作流体并不局 限于制冷剂，也可以应用在以空气、氦作为工作流体的涡旋膨胀机、或涡旋流体机械中。
权利要求
一种涡旋膨胀机，包括膨胀机构部，该膨胀机构部使从端板立起涡旋状涡卷部的定涡旋和动涡旋啮合并在双方之间形成膨胀室，并在根据自转控制机构的自转控制条件下使上述动涡旋沿圆轨道转动时通过上述膨胀室一边改变体积一边移动而进行工作流体的吸入、膨胀、排出，其特征在于，在上述动涡旋的涡卷背部侧的端板背面上，设置了将中心部和外周部隔开的密封部件，将由吸入压力所保持的润滑油供给到上述端板背面中心部，将由比吸入压力低但比排出压力高的压力所保持的润滑油供给到上述端板背面外周部，而且，在上述动涡旋的端板上设置了对上述端板背面中心部和上述动涡旋中心部的涡卷部底面进行联通的通路。
2. 根据权利要求1记载的涡旋膨胀机，其特征在于上述通路与形成在上述动涡旋的 涡巻部内壁侧上且刚封闭后的上述膨胀室相联通。
3. 根据权利要求1记载的涡旋膨胀机，其特征在于上述通路与形成在上述动涡旋的 涡巻部外壁侧上且刚封闭后的上述膨胀室相联通。
4. 根据权利要求1记载的涡旋膨胀机，其特征在于作为上述通路，设置了第1通路和 第2通路，第1通路与形成在上述动涡旋的涡巻部内壁侧上且刚封闭后的第1上述膨胀室 相联通，第2通路与形成在上述动涡旋的涡巻部外壁侧上且刚封闭后的第2上述膨胀室相 联通。
5. 根据权利要求1记载的涡旋膨胀机，其特征在于在上述通路内设置节流部，以针对作为吸入的上述工作流体的制冷剂量，以大于等于2重量％但小于20重量％的比例，向上述膨胀室供应润滑油。
6. 根据权利要求1记载的涡旋膨胀机，其特征在于作为上述工作流体的制冷剂为二氧化碳
全文摘要
本发明用以提高涡旋膨胀机的可靠性和性能。将由吸入压力所保持的润滑油(6)供给到动涡旋(13)的涡卷背部侧的端板背面(13d)上，在端板(13a)上设置了对端板背面(13d)和动涡旋中心部的涡卷部底面(13b)进行联通的通路(30)。借助于该结构，将润滑油(6)供应到膨胀室的吸入部，随着膨胀过程，按顺序对定涡旋(12)和动涡旋(13)的滑动部进行润滑。从而能够提供可靠性高的涡旋膨胀机。
文档编号F04C18/02GK101713300SQ200910252649
公开日2010年5月26日 申请日期2006年4月28日 优先权日2005年4月28日
发明者森本敬, 泽井清, 鶸田晃 申请人:松下电器产业株式会社