制冷装置的制作方法

专利名称：制冷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将润滑油供向包括压缩机和膨胀机的制冷装
置的膨胀机中的润滑油供给方式。
背景技术：
到目前为止，让制冷剂在制冷剂回路中循环而进行制冷循环 的制冷装置已为众人所知，该制冷装置具有广泛的用途，其中之 一是作空调机用。例如，在专利文献l中公开了一种包括压缩制 冷剂的压缩机和使制冷剂膨胀的回收动力用膨胀^L的制冷装置。 具体而言，在该专利文献1的图1所示的制冷装置中，膨胀机通 过一根轴与压缩机相联结，在膨胀机中获得的动力用于驱动压缩 机。而且，在该专利文献1的图6所示的制冷装置中，压缩机上 联结有电动机，膨胀机上联结有发电机。该制冷装置中的压缩机 被电动机驱动，对制冷剂进行压缩，另一方面，发电机则由膨胀 机驱动发电。 例如，在专利文献2中公开了一种膨胀机和压缩机由一根轴 联结在一起的流体机械。在该专利文献所公开的流体机械中，作 为压缩机的压缩机构、作为膨胀机的膨胀机构以及将二者联结在 一起的轴置于同一壳体内。在该流体机械中，在轴的内部形成有 供油通路，贮存在壳体底部的润滑油经由供油通路供向压缩机构、 膨胀机构。 专利文献3中公开有一种所谓的封闭型压缩机。在该封闭型 压缩机中，压缩机构和电动机置于同一壳体内。在该封闭型压缩 机中，在压缩机构的驱动轴上形成有供油通路，贮存在壳体底部 的润滑油经由供油通路供向压缩机构。
专利文献1:日本公开特许公报特开2000 — 241033号公报专利文献2:日本公开特许公报特开2005 — 299632号公报 专利文献3:日本公开特许公报特开2005 — 002832号公报 一发明要解决的技术问题—
在上迷专利文献l中所公开的、彼此单独各为一体的压缩机 和膨胀机连接在制冷剂回路上而构成的制冷装置中，能够使用专 利文献3中所公开的封闭型压缩机。在该情况下，在压缩机中用 贮存在壳体内的润滑油进行压缩机构的润滑。 ，
然而，与压缩机的压缩机构一样，膨胀机的膨胀机构也是流 体机械。于是，就需要象对压缩机构一样，用润滑油对膨胀机构 进行润滑。但是，现今还没有具体研究探讨如何将润滑油供给膨 胀机的膨胀机构的问题。 .

发明内容
本发明正是为解决上述问题而研究开发出来的。其目的在于 在包括各自单独为一体的压缩机和膨胀机的制冷装置中，将润滑 油可靠地供给压缩机和膨胀机，以确^:制冷装置的可靠性。 一用以解决技术问题的技术方案一 第一方面的发明以制冷装置为对象，该制冷装置具有压缩机 20和膨胀机30连接而成的制冷剂回路11,让制冷剂在该制冷剂 回路ll中循环而进行制冷循环。所述压缩机20包括密闭容器 状压缩机壳体24和压缩机构21，该压缩机构21置于该压缩机壳 体24内，且将已吸入的制冷剂压缩后再喷向该压缩机壳体24内， 所述压缩机20构成为将ii&存在所述压缩机壳体24内的润滑油 供向所述压缩机构21，所述膨胀机30包括使已流入的制冷剂 膨胀而产生动力的膨胀机构31和内装有该膨胀机构31的膨胀机 壳体34。设有用以将贮存在所述压缩机壳体24内的润滑油供向 所述膨胀机构31的供油通路41，所述膨胀机构31由经由该供油 通路41供来的润滑油润滑。 在第一方面的发明中，制冷剂在制冷剂回路ll内循环而进行 制冷循环。在压缩机20中，压缩机构21对已吸入的制冷剂进行压缩，将已压缩的制冷剂喷向压缩机壳体24的内部空间。从压缩 机壳体24导出的高压制冷剂向空气、水等对象物放热，之后流入 膨胀机30的膨胀机构31并膨胀。在膨胀机构31中，从已流入的 高压制冷剂回收动力。已在膨胀机构31中膨胀的制冷剂从空气、 水等对象物吸热，之后被吸入压缩机20的压缩机构21。
第一方面的发明的压缩机壳体24，其内压与刚刚从压缩机构 21喷出不久的制冷剂的压力相等，且润滑油贮存在该内部空间。 已贮存在压缩机壳体24内的润滑油被供向压缩机构21，用于润 滑压缩机构21。已贮存在压缩机壳体24内的润滑油还经由供油 通路41供向膨胀机构31,用于润滑膨胀机构31。 第二方面的发明是这样的，在上述第一方面的发明中，该制 冷装置还具有供油用管道41，该供油用管道41的一端连接在所 迷压缩机壳体24的底部，另一端连接在所述膨胀机构31上，由 该供油用管道41构成所述供油通路。 在第二方面的发明中，供油通路由供油用管道41构成。在供 油用管道41中，压缩机壳体24内的润滑油流入其一端，已流入 的润滑油朝着另 一 端流动。在供油用管道41中流动的润滑油从供 油用管道41的另一端导入膨胀机构31。 笫三方面的发明是这样的，在上迷第一或者第二方面的发明 中，该制冷装置中还设有使贮存在所述膨胀机壳体34内的润滑油 返回所述压缩机20的回油通路42。 在第三方面的发明中，在制冷装置中设置有回油通路42。在 膨胀机30中，经由供油通路41供向膨胀机构31的润滑油有一部 分，与通过膨胀机构31的制冷剂一起从膨胀机30流出去，剩余 部分则从膨胀机构31漏出来，贮存在膨胀机壳体34内。已贮存 在该膨胀机壳体34内的润滑油通过回油通路42返送给压缩机 20。 第四方面的发明是这样的，在上述第三方面的发明中，所述 回油通路42构成为将润滑油引向所述压缩机构21的吸入侧。
在第四方面的发明中，已贮存在该膨胀机壳体34内的润滑油 通过回油通路42流向压缩机构21的吸入侧，与低压制冷剂一起 被吸入压缩机构21。与制冷剂一起被吸入压缩机构21的润滑油， 与已压縮的制冷剂一起从压缩机构21喷向压缩机壳体24的内部 空间。 第五方面的发明是这样的，在上述第一到第四方面任一方面 的发明中，该制冷装置中还包括冷却用热交换器46，用以使在所 述供油通路41中流动的润滑油与被吸入所述压缩机构21的制冷 剂进行热交换，将在所述供油通路41中流动的润滑油冷却。
在第五方面的发明中，在制冷装置中设置有冷却用热交换器
46。 在该冷却用热交换器46中，在供油通路41中流动的润滑油 和被吸入上述压缩机构21的制冷剂相互进行热交换。被吸入压缩 机构21的制冷剂的温度比在供油通路41中流动的润滑油的温度 低。因此，在供油通路41中流动的润滑油在冷却用热交换器46 中被冷却。 第六方面的发明是这样的，在上述第三或第四方面的发明中， 该制冷装置中还包括冷却用热交换器47，用以使在所述供油通路 41中流动的润滑油与在所述回油通路42中流动的润滑油进行热 交换，而将在所述供油通路41中流动的润滑油冷却。
在第六方面的发明中，在制冷装置中设置有冷却用热交换器
47。 在该冷却用热交换器47中，在供油通路41中流动的润滑油 和在上迷回油通路42中流动的润滑油相互进行热交换。在上迷回 油通路42中流动的润滑油的温度比在供油通路41中流动的润滑 油的温度低。因此，在供油通路41中流动的润滑油在冷却用热交 换器47中被冷却。 第七方面的发明是这样的，在上述第一到第四方面任一方面 的发明中，该制冷装置中还包括冷却用热交换器48，用以使在所 述供油通路41中流动的润滑油与室外空气进行热交换，而将在所 述供油通路41中流动的润滑油冷却。
在第七方面的发明中，在制冷装置中设置有冷却用热交换器 48。在该冷却用热交换器48中，在供油通路41中流动的润滑油 和室外空气相互进行热交换。室外空气的温度比在供油通路41 中流动的润滑油的温度低。因此，在供油通路41中流动的润滑油 在冷却用热交换器48中被冷却。 第八方面的发明是这样的，在上述第一到第七方面任一方面 的发明中，所述制冷剂回路ll中形成有第一吸入侧通路17和第 二吸入侧通路18，该第 一 吸入侧通路17使该制冷剂回路11中的 蒸发器与所述膨胀机壳体3 4中的内部空间连通，该第二吸入侧通 路18使该膨胀机壳体34的内部空间与所述压缩机构21的吸入侧 连通。所迷膨胀机壳体34构成为将自所述第一吸入侧通路17 流入的制冷剂分离为气态制冷剂和液态制冷剂，将气态制冷剂送 入所述第二吸入侧通路18中。 在第八方面的发明中，在制冷剂回路11中设有第一吸入侧通 路17和第二吸入侧通路18。在该制冷剂回路11中，从蒸发器流 出的低压制冷剂通过第一吸入侧通路17流向膨胀机壳体34的内 部空间。已流向膨胀机壳体34的内部空间的制冷剂通过第二吸入 侧通路18 ^:吸入压缩机构21。也就是说，在该发明的制冷剂回 路ll中，从蒸发器流出的制冷剂通过膨胀机壳体34的内部空间 后，被吸入压缩机20的压缩机构21 。 这里，会有已流入的制冷剂在制冷剂回路ll的蒸发器中不能 够完全蒸发掉，有一部分制冷剂以液态从蒸发器中流出去的情况。 如果此时从蒸发器流出的液态制冷剂的量较多，就会有液态制冷 剂被吸入压缩机构21致使压缩机构21損坏的可能。 相对于此，在该第八方面的发明中，即使气液二相状态的制 冷剂从第一吸入侧通路17流向膨胀^L壳体34的内部空间，该制 冷剂也会被分离为气态制冷剂和液态制冷剂，气态制冷剂通过第 二吸入侧通路18被送往压缩机构21。也就是说，该发明的膨胀 机壳体34具有所谓的贮液器的功能。
第九方面的发明是这样的，在上述第八方面的发明中，所述 膨胀机30包括发电机33,该发电机33置于所述膨胀机壳体34 中，由所述膨胀机构31驱动。所述第一吸入侧通路17与所迷膨 胀机壳体34的内部空间中所述发电机33下侧的空间连通，所述 第二吸入侧通路18与所述膨胀机壳体34的内部空间中所述发电 机33上侧的空间连通。 在第九方面的发明中，发电机33置于膨胀机壳体34内。发 电机33由膨胀机构31驱动发电。在该发明中，通过第一吸入侧 通路17后流向膨胀机壳体34的内部空间的低压制冷剂，从下往 上地通过发电机33后，流向第二吸入侧通路18。在从第一吸入 侧通路17流向膨胀机壳体34的制冷剂为气液二相状态的情况下， 气态制冷剂通过发电机33，流向第二吸入侧通路18。另一方面， 液态制冷剂附着在发电机33上，之后朝着膨胀机壳体34的底部 流下去。
一发明的效果一 在本发明中，将润滑油贮存在内压与刚刚从压缩机构21喷出 不久的制冷剂的压力相等的压缩机壳体24中，将该润滑油供向压 缩机构21和膨胀机构31这两个机构。也就是说，在本发明中， 将润滑油贮存在制冷剂回路11内压力最高的部分，将该润滑油供 向存在压力比压缩机壳体24的内压还要低的低压部分的压缩机 构21、膨胀机构31中。因此，润滑油提供处的压力就比润滑油 接收处的压力高，润滑油会可靠地供向压缩机构21、膨胀机构31。 结果是，根据本发明，能够确保对压缩机构21、膨胀机构31的 润滑油的供给量，也就能够事先防止出现压缩机构21、膨胀机构 31烧伤等故障，从而能够确保制冷装置的可靠性。 在上述第三方面的发明中，贮存在膨胀机壳体34内的润滑油 流通过回油用管道42，返回压缩机20中。因为存在于制冷剂回 路ll内的润滑油量一定，所以，如果贮存在膨胀机壳体34内的 润滑油量增加，则压缩机壳体24内的润滑油的贮存量就会减少，该减少量相当于膨胀机壳体34内润滑油的增加量，这样，就有可 能出现不能够充分地给压缩机构21、膨胀机构31提供润滑油的 不良现象。相对于此，在该发明中，是膨胀机壳体34内的润滑油 经由回油用管道42送回压缩机构21中。因此，根据本发明，能 够充分确保压缩机壳体24内的润滑油的贮存量，也就能够更可靠 地将润滑油供向压缩机构21、膨胀机构31。 在上述第四方面的发明中，贮存在膨胀机壳体34内的润滑油 被送向压缩机构21的吸入侧。该压缩机枸21的吸入侧成为制冷 剂回路ll内压力最低的部分。也就是说，在该发明中，在贮存有 润滑油的膨胀机壳体34的内部空间与润滑油的返回处之间确实 能够产生压力差。因此，根据本发明，能够可靠地将贮存在膨胀 机壳体34内的润滑油送回压缩机20中，从而能够确保压縮机壳 体24内的润滑油的贮存量。 在压缩机壳体24的内部空间里润滑油与自压缩机构21喷出 的制冷剂共存。因此，贮存在压缩机壳体24内的润滑油的温度与 从压缩机构21喷出的制冷剂的温度大致相等。刚刚从压縮机构 21喷出不久的制冷剂是在制冷剂回路11内循环的制冷剂中温度 最高的制冷剂。因此，如果就这样将贮存在压缩机壳体24内的高 温润滑油供给膨胀机构31，则通过膨胀机构31的制冷剂会被润 滑油加热，从膨胀机构31流出的制冷剂的焓就会增大。若从膨胀 机构31流出的制冷剂的焓增大，则膨胀后的制冷剂从空气、水等 中吸收的热量就会减少，而有可能导致制冷装置的能力下降。 相对于此，在上述第五、第六以及第七方面的发明中，先在 冷却用热交换器46、 47、 48中将从压缩机壳体24流出后又在供 油通路41中流动的润滑油冷却，然后再将该冷却后的润滑油供向 膨胀机构31。逸样一来，与将贮存在压缩机壳体24内的高温润 滑油原样导入膨胀机构31的情形相比，能够减少经由供油通路 41供来的润滑油释放给通过膨胀机构31的制冷剂的热量。结果， 根据本发明，能够将从膨胀机构31流出的制冷剂的焓抑制得很低，从而能够抑制制冷装置的能力下降。 特别是，在上述第五方面的发明中，让被吸入压缩机构21 的制冷剂(亦即，在制冷剂回路ll内循环的制冷剂中温度最低的 制冷剂)与在供油通路41中流动的润滑油进行热交换。因此，根 据本发明，确实能够使经由供油通路41导入膨胀机构31的润滑 油的温度下降，从而能够更可靠地抑制制冷装置的能力下降。 在上述笫八方面的发明中，膨胀机壳体34具有用以从被吸入 压縮机20的制冷剂分离出液态制冷剂的贮液器的功能。因此，无 需在制冷剂回路11中另外设置贮液器，也就能够使制冷剂回路 11的构成部件减少，从而能够使制冷装置的结构筒单。 在上述第九方面的发明中，让从第一吸入侧通路17流向膨胀 机壳体34的制冷剂通过发电机33后，再流向第二吸入侧通路18。 因此，在从第一吸入侧通路17流向膨胀机壳体34的制冷剂是气 液二相状态的情况下，流向第二吸入侧通路18的制冷剂也几乎仅 仅是气态制冷剂。因此，根据本发明，能够可靠地避免由于液态 制冷剂的吸入而损坏压缩机构21，从而能够提高压缩机20的可 靠性。
在该第九方面的发明中，因为制冷剂通过发电机33，所以发 电机33被制冷剂冷却。因此。根据该发明，能够抑制发电机33 的温度上升，从而能够谋求发电机33的效率上升。


图l是表示第一实施方式中空调机的构成的制冷剂回路图。 图2是表示第一实施方式中膨胀机的主要部分的概略纵向剖 视图。
图3是第一实施方式中膨胀机构的主要部分的放大图。
图4是表示第一实施方式的膨胀机构中的各个旋转机构部在
输出轴的每个90。旋转角度下的状态的概略横向剖视图。
图5是表示第一实施方式的变形例1中空调机的构成的制冷
剂回路图。图6是表示第一实施方式的变形例2中空调机的构成的制冷 剂回路图。
图7是表示第二实施方式中空调机的构成的制冷剂回路图。 图8是表示第二实施方式的变形例中空调机的构成的制冷剂 回路图。
图9是示出第三实施方式中膨胀机的主要部分的概略纵向剖 视图。
图10是表示第三实施方式的膨胀机构在输出轴的每个90° 旋转角度下的状态的概略纵向剖视图。
图11是表示第三实施方式的变形例中膨胀机的主要部分的 概略纵向剖视图。
—符号说明一
10 空调机(制冷装置)
11 制冷剂回路
17 第一管道(第一吸入側通路)
18 笫二管道(第二吸入侧通路)
20 压缩机
21 压缩机构 24 压缩机壳体
30 膨胀机
31 膨胀机构
33 发电机
34 膨胀机壳体
41 供油用管道(供油通路)
42 回油用管道(回油通路)
46 冷却用热交换器
47 冷却用热交换器
48 冷却用热交换器具体实施方式
下面，参考附图详细说明本发明的实施方式。 (发明的第一实施方式)
对本发明的第一实施方式进行说明。本实施方式是一由本发 明所涉及的制冷装置构成的空调机10。 (空调机的整体结构)
如图l所示，本实施方式中的空调机IO包括制冷剂回路ll。 在该制冷剂回路ll中，压缩机20、膨胀机30、室外热交换器14、 室内热交换器15、第1四通换向阀12以及第2四通换向阀13连 接在一起。该制冷剂回路ll中填充有二氧化石灰(C02)作制冷剂。 而且，制冷剂回路11中设有供油用管道41、回油用管道42以及 冷却用热交换器46。 说明制冷剂回路ll的构成。压縮机20的喷出管26连接在第 1四通换向阀12的第一通口上；吸入管25连接在第1四通换向 阀12的第二通口上。膨胀机30的流出管36连接在第2四通换向 阀13的第一通口上；流入管35连接在第2四通换向阀13的第二 通口上。室外热交换器14的一端连接在第1四通换向阀12的第 三通口上，另一端连接在第2四通换向阀13的第四通口上。室内 热交换器15的一端连接在第2四通换向阀13的第三通口上，另 一端连接在第1四通换向阀12的第四通口上。在该制冷剂回路 11中，将压缩机20的吸入管25和第1四通换向阀12的第二通 口连接起来的管道构成吸入侧管道16。 室外热交换器14是用以让制冷剂与室外空气进行热交换的 空气热交换器；室内热交换器15是用以让制冷剂与室内空气进行 热交换的空气热交换器。第1四通换向岡12和第2四通换向阀 13分别构成为在第一通口和第三通口连通且第二通口和第四通 口连通的第一状态(图1中实线所示的状态)、第一通口和第四通 口连通且第二通口和第三通口连通的第二状态(图1中虛线所示 的状态)之间进行切换。
压缩机20是所谓的高压拱顶式全封闭型压缩机。该压缩机20具有形成为纵向高度高的圆筒形状的压缩机壳体24。压縮机构 21、电动机23以及驱动轴22置于压缩机壳体24的内部。压缩机 构21是所谓的旋转式容积型流体机械。电动机23布置在压縮机 壳体24内且压缩机构21的上方。以沿上下方向延伸的方式布置 有驱动轴22，由驱动轴22将压缩机构21和电动机23联结在一 起。 吸入管25和喷出管26设在压缩机壳体24上。吸入管25穿 过压缩机壳体24的躯干部的下端附近，其终端直接联结在压缩机 枸21上。喷出管26穿过压縮机壳体24的顶部，其始端的端口位 于压缩机壳体24内电动机23上侧的空间。压縮机构21将从吸入 管25吸入的制冷剂压缩后，再喷向压缩机壳体24内。 作为润滑油的冷冻机油贮存在压缩机壳体24的底部。在本实 施方式中，用聚(亚烷基)二醇(PAG)作冷冻机油。在驱动轴 22内部形成有沿着轴向延伸的供油通路，未示。该供油通路的端 口位于驱动轴22的下端，驱动轴22的下端处于浸渍在贮油腔27 中的状态。压缩机壳体24内的冷冻机油经由驱动轴22的供油通 路供向压缩机构21。 膨胀机30具有形成为高圆筒状的膨胀机壳体34。膨胀机构 31、发电机33以及输出轴32置于膨胀机壳体34内部。膨胀机构 31是所谓的旋转式容积型流体机械。膨胀机构31的详情后迷。 在膨胀机壳体34内，发电机33布置膨胀机构31的下方。以沿上 下方向延伸的方式布置有输出轴32，该输出轴32将膨胀机构31 和发电机33联结起来。 流入管35和流出管36设在膨胀机壳体34上。流入管35和 流出管36都穿过膨胀机壳体34的躯千部的上端附近。流入管35 的终端直接联结在膨胀机构31上；流出管36的始端直接联结在 膨胀机构31上。膨胀机构31使已通过流入管35而流入的制冷剂 膨胀，并向流出管36送出膨胀后的制冷剂。也就是说，通过膨胀 机30的制冷剂仅通过膨胀机构31,不会流向膨胀机壳体34的内部空间。 供油用管道41的始端连接在压缩机20上；终端连接在膨胀 机30上。具体而言，供油用管道41的始端部穿过压缩机壳体24 的底部，该始端部的端口位于压缩机壳体24的内部空间。该供油 用管道41的始端部成为浸渍在已贮存于压缩机壳体24底部的 冷冻机油中的状态，始端部的端口与驱动轴22的下端大致位于同 一个高度位置。另一方面，供油用管道41的终端部直接连接在膨 胀机壳体34内的膨胀机构31上。供油用管道41相对膨胀机构 31的连接位置后述。该供油用管道41构成供油通路。贮存在压 縮机壳体24底部的冷冻机油经由供油用管道41供向膨胀机构 31。 冷却用热交换器46连接在供油用管道41和吸入侧管道16 上。该冷却用热交换器46让在供油用管道41中流动的冷冻机油 和在吸入侧管道16中流动的制冷剂进行热交换。 回油用管道42的始端连接在膨胀机30上；终端连接在吸入 侧管道16上。具体而言，回油用管道42的始端部穿过膨胀机壳 体34的底部，始端部的端口位于膨胀机壳体34的内部空间中。 该回油用管道42的始端部的端口位于膨胀机壳体34的底面附近。 另一方面，回油用管道42的终端部连接在冷却用热交换器46的 下游侧的那一部分吸入侧管道16上。在膨胀机30中，从膨胀机 构31漏出的冷冻机油贮存在膨胀机壳体34内。已贮存在该膨胀 机壳体34内的冷冻机油经由回油用管道42导入吸入侧管道16 中，与在吸入侧管道16中流动的制冷剂一起，被吸入压缩机构 21中。 (膨胀机的构成)
参考图2到图4，对膨胀机30的构成进行详细的说明。 如图2所示，输出轴32的上端部形成有两个偏心部79、 89。 该两个偏心部79、89的直径形成得比输出轴32的主轴部38的大， 下侧部分构成第一偏心部79，上侧部分构成第二偏心部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 的外径比第一偏心部79的外径大。相对主轴部38的轴线的偏心 量，是第二偏心部89的大于第一偏心部79的。 输出轴32上形成有供油通路90。供油通路90沿着输出轴32 的轴线延伸。供油通路90 —端的端口位于输出轴32的上端面上； 供油通路90的另一端弯成直角，朝着输出轴32的径向延伸，且 该另一端的端口位于输出轴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分出朝着输出轴32的径向延 伸的支路91、 92。第一支路91的开口位于第一偏心部79的外周 面上；第二支路92的开口位于第二偏心部89的外周面上。
膨胀机构31是所谓的摆动活塞型旋转式流体机械。该膨胀机 构31中设有一对成对的汽缸71和活塞75以及另一对成对的汽缸 81和活塞85，合计为两对。膨胀机构31中，设置有前顶部61、 中间盖板63以及后顶部62。
在膨胀机构31中，前顶部61、第一汽缸71、中间盖板63、 笫二汽缸81、后顶部62以及上板65处于按从下往上的顺序依次 叠置在一起的状态。在该状态下，第一汽缸71的下侧端面被前顶 部61盖住；上侧端面被中间盖板63盖住。另一方面，第二汽缸 81的下侧端面被中间盖板63盖住；上侧端面被后顶部62盖住。 第二汽缸81的内径比第一汽缸71的内径大。 输出轴32穿过处于叠置在一起的状态的前顶部61、第一汽 缸71、中间盖板63以及第二汽缸81。输出轴32的第一偏心部 79位于第一汽釭71内，输出轴32的第二偏心部89位于第二汽 釭81内。 如图3及图4所示，第一汽缸71内设有第一活塞75，第二 汽缸81内设置有第二活塞85。第一及第二活塞75、 85都形成为 圆环状或者圓筒状。第一活塞75的外径和第二活塞85的外径相 等。第一活塞75的内径与第一偏心部79的外径大致相等；第二 活塞85的内径与第二偏心部89的外径大致相等。第一偏心部79袖向穿过第一活塞75;第二偏心部89轴向穿过第二活塞85。
第一活塞75的外周面与笫一汽缸71的内周面滑动接触，第 一活塞75的一个端面与前顶部61滑动接触，另一个端面与中间 盖板63滑动接触。在第一汽缸71内且第一汽缸71的内周面与第 一活塞75的外周面之间形成有第一流体室72。另一方面，所述 笫二活塞85的外周面与第二汽缸81的内周面滑动接触，第二活 塞85的一个端面与后顶部62滑动接触，另 一个端面与中间盖板 63滑动接触。在第二汽缸81内且第二汽缸81的内周面与第二活 塞85的外周面之间形成有第二流体室82。
第一活塞75上设置有一个与该第一活塞75为一体的叶片 76,第二活塞85上设置有一个与该第二活塞85为一体的叶片86。 叶片76、 86形成为沿活塞75、 85的半径方向延伸的板状，且从 活塞75、 85的外周面向外侧突出。第一活塞75的叶片76插入第 一汽缸71的衬套孔78内；第二活塞85的叶片86插入第二汽缸 81的村套孔88内。汽缸71的村套孔78，沿厚度方向贯穿汽缸 71，汽缸81的衬套孔88沿厚度方向贯穿汽缸81,且衬套孔78 的开口位于汽缸71的内周面上，衬套孔88的开口位于汽缸81 的内周面上。 汽缸71上设置有一組成对的衬套77，汽缸81上设置有一组 成对的衬套87。各个村套77、 87形成为小片，该小片的内侧面 是平面、外侧面是圓孤面。汽缸71中， 一对村套77、 77插入衬 套孔78中，该一对衬套77、 77将叶片76夹在其间；汽缸81中， 一对村套87、 87插入村套孔88中，该一村套87、 87将叶片86 夹在其间。各村套77、 87的内侧面与叶片76、 86滑动接触，外 侧面与汽缸71、 81滑动接触。与活塞75、 85为一体的叶片76、 86经由衬套77、 87被汽缸71、 81支撑，而相对于汽缸71、 81 自由旋转且自由进退。
第一汽缸71内的第一流体室72由与第一活塞75为一体的第 一叶片76分隔开，在图3及图4中，第一叶片76的左侧成为高压侧第一高压室73，右侧成为低压侧第一低压室74。第二汽缸 81内的第二流体室82由与第二活塞85为一体的第二叶片86分 隔开，在图3及图4中，第二叶片86的左侧成为高压侧第二高压 室83,右侧成为低压侧第二低压室84。 布置第一汽缸71和第二汽缸81时，要使各自的村套77、 87 在圓周方向上的位置一致。换句话说，就是第二汽缸81相对于第 一汽缸71的布置角度为零度。如上所述，第一偏心部79和第二 偏心部89相对于主轴部38的轴线朝同一个方向偏心。因此，第 一叶片76成为向第一汽缸71的外侧退到最外侧的状态，同时， 笫二叶片86成为向第二汽缸81的外侧退到最外侧的状态。
第一汽缸71上形成有流入口 67。流入口 67位于第一汽缸71 内周面中比图3及图4中的村套77稍微靠左侧的位置上。流入口 67能够与第一高压室73连通。流入管35连接在流入口 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 内周面中比图3及图4中的衬套87稍微靠右侧的位置上。流出口 68能够与第二低压室84连通。流出管36连接在流出口 68上， 未示。 中间盖板63上形成有连通路64。该连通路64沿厚度方向穿 过中间盖板63 。连通路64 —端的端口位于中间盖板63的第 一 汽 缸71 —侧的面上且第一叶片76的右侧位置上，连通路64另一端 的端口位于中间盖板63的第二汽缸81 —侧的面上且第二叶片86 的左侧位置上。并且，如图2所示，连通路64倾斜于中间盖板 63的厚度方向延伸，使第一低压室74和第二高压室83连通。
如上所述，第一旋转机构部70的第一低压室74和第二旋转 机构部80的第二高压室83经由连通路64相亙连通。而且，由第 一低压室74、连通路64以及第二高压室83形成一个封闭空间， 该封闭空间构成膨胀室66。
前顶部61呈其中央部朝下方突出 形状。在前顶部61的中央部形成有通孔，输出轴32插入在该通孔中。前顶部61构成支 撑位于输出轴32上的第一偏心部79的下侧部分的滑动轴承。在 前顶部61中，且在插入有输出轴32的主轴部38的通孔的下部形 成有圓周槽。该圓周槽形成在与位于输出轴32的外周面的供油通 路90的端部相向的位置上，构成下侧贮油室102。 在后顶部62的中央部形成有通孔，输出轴32的主轴部38 插入在该通孔中。后顶部62构成支撑位于输出轴32上的第二偏 心部89的上侧部分的滑动轴承。 上板65形成为厚度较厚的圓板状，安装于后顶部62之上。 在上板65的下表面的中央部位形成有圆形凹陷部。上板65上的 该凹陷部设于与输出轴32的上端面相向的位置。供油用管道41 的终端连接在上板65上。供油用管道41的终端从上方朝下方穿 过上板65，该终端的端口朝凹陷部开放。上板65上的凹陷部构 成用以贮存从供油用管道41供来的冷冻机油的上侧贮油室101。 在上板65的下表面上形成有凹槽103。凹槽103从上侧贮油室101 的周缘朝着上板65的外周方向延伸。 在膨胀机构31中，在后顶部62上形成有第一油通路111; 在中间盖板63上形成有第二油通路112;在前顶部61上形成有 第三油通路。第一油通路111从厚度方向穿过后顶部62，使用凹 槽103的终端与第二汽缸81的村套孔88连通；第二油通路112 从厚度方向穿过中间盖板63,使第二汽缸81的村套孔88与第一 汽缸71的衬套孔78连通；在前顶部61中，笫三油通路113的一 端口朝着前顶部61的上表面中面向第一汽缸71的4于套孔78的部 分开放。在前顶部61上，第三油通路113的另一端口朝着输出轴 32插入其中的通孔的内周面开放。 在结构如上所迷的本实施方式下的膨胀机构31中，第一汽缸 71、设置在那里的衬套77、第一活塞75以及第一叶片76构成第 一旋转机构部70;第二汽缸81、设置在那里的衬套87、第二活 塞85以及第二叶片86构成第二旋转机构部80。
19
—运转工作—
对上述空调机10的工作情况进行说明。
(制冷运转)
进行制冷运转时，第1四通换向阀12和第2四通换向阀13 被设定为第一状态(图1中实线所示的状态)，制冷剂在制冷剂回 路U中循环而进行蒸气压缩制冷循环。该制冷剂回路11中所进 行的制冷循环的高压被设定在比制冷剂即二氧化碳的临界压力还 高的值上。 在压缩机20中，压缩机构21由电动机23驱动旋转，压缩机 构21对从吸入管25吸入的制冷剂进行压缩后，喷向压缩机壳体 24内。压缩机壳体24内的高压制冷剂流经喷出管26从压缩机20 喷出。从压缩机20喷出的制冷剂被送给室外热交换器14，向室 外空气放热。已在室外热交换器14中放热的高压制冷剂流入膨胀 机30中。 在膨胀机30中，已通过流入管35而流入膨胀机构31中的高 压制冷剂膨胀，发电机33由此被驱动旋转。在发电机33中产生 的电力供给压缩机20的电动机23。已在膨胀机构31中膨胀的制 冷剂经由流出管36从膨胀机30送出来。从膨胀机30送出来的制 冷剂被送向室内热交换器15。在室内热交换器15中，已流入的 制冷剂从室内空气吸热而蒸发，室内空气被冷却。从室内热交换 器15出来的低压制冷剂流入压缩机20的吸入管25中。 (制热运转)
在进行制热运转时，第1四通换向阀12和第2四通换向阀13 被设定为第二状态(图1中虛线所示的状态)，制冷剂在制冷剂回 路ll中循环而进行蒸气压缩制冷循环。与进行制冷运转时一样， 该制冷剂回路11中所进行的制冷循环的高压被设定在比制冷剂 即二氧化碳的临界压力还高的值上。 在压缩机20中，压缩机构21由电动机23驱动旋转，压缩机 枸21将从吸入管25吸入的制冷剂压缩后，喷向压缩机壳体24内。压缩机壳体24内的高压制冷剂流经喷出管26从压缩机20 喷出。从压缩机20喷出的制冷剂被送给室内热交换器15。在室 内热交换器15中，已流入的制冷剂向室内空气^i:热，室内空气被 加热。已在室内热交换器15中放热的高压制冷剂流入膨胀机30 中。 在膨胀机30中，已通过流入管35且流入膨胀机构31中的高 压制冷剂膨胀，发电机33由此被驱动旋转。在发电机33中产生 的电力供给压缩机20的电动机23。已在膨胀机构31中膨胀的制 冷剂通过流出管36从膨胀机30送出来。从膨胀机30送出来的制 冷剂被送向室外热交换器14。在室外热交换器14中，已流入的 制冷剂从室外空气吸热而蒸发。从室外热交换器14出来的低压制 冷剂流入压缩机20的吸入管25中。 (压缩机及膨胀机的润滑工作)
对用冷冻机油润滑压缩机20和膨胀机30的润滑工作进行说明。 在压缩机20中，压缩机壳体24的内压与从压缩机构21喷出 的制冷剂的压力大致相等。于是，贮存在压缩机壳体24底部的冷 冻机油的压力也就与从压缩机构21喷出的制冷剂的压力大致相 等。另一方面，压缩机构21从吸入管25吸入4氐压制冷剂。这样 一来，压缩机构21中就存在压力比压缩机壳体24的内压低的低 压部分。结果，贮存在压缩机壳体24底部的冷冻机油便经由驱动 轴22内的供油通路90流向压缩机构21 ,被用于润滑压缩机构21。 已供向压缩机构21的冷冻机油，与已被压缩的制冷剂一起，喷向 压缩机壳体24内，再次返回压缩机壳体24的底部。 在制冷剂回路11中循环的制冷剂的压力在从压缩机20流向 膨胀机30的过程中会稍有下降。于是，通过膨胀机构31的制冷 剂的压力必然比压缩机壳体24的内压低。结果是，贮存在压缩机 壳体24底部的冷冻机油就会通过供油用管道41流向膨胀机构 31。此时，已流入供油用管道41的冷冻机油在冷却用热交换器46中与吸入侧管道16内的制冷剂进行热交换而被冷却，之后流 向膨胀机构31。 已流入膨胀机构31的冷冻机油用于润滑膨胀机构31。之后， 该冷冻机油有一部分自膨胀机构31漏出，贮存在膨胀机壳体34 的底部，剩余部分则与膨胀后的制冷剂一起从膨胀机30中流出 来。与制冷剂一起从膨胀机30中流出来的冷冻机油，与制冷剂一 起在制冷剂回路ll内流动，被吸入压缩机20。另一方面，贮存 在膨胀机壳体34底部的冷冻机油，通过回油用管道42流向艰入 侧管道16，与制冷剂一起被吸入压缩机20。在吸入侧管道16中 流动的制冷剂的压力在制冷剂回路ll内最低。因此，膨胀机壳体 34内的冷冻机油流过回油用管道42后，流入吸入侧管道16中。 与制冷剂一起被吸入压缩机20的压缩机构21中的冷冻机油， 与压缩后的制冷剂一起，从压缩机构21喷向压縮机壳体24的内 部空间，之后朝着压缚机壳体24底部流下去。 (膨胀机构的工作情况)
参照图4说明膨胀机构31的工作情况。 首先，说明超临界状态的高压制冷剂流向第一旋转机构部70 的第一高压室73的过程。若输出轴32从旋转角度为0°的状态 稍微旋转一下，第一活塞75和第一汽缸71的接触位置便通过流 入口 67的开口部，高压制冷剂开始从流入口 67流向第一高压室 73。之后，随着输出轴32的旋转角度依次增大为90° 、 180° 、 270° ，高压制冷剂便不断地流向第一高压室73。该高压制冷剂 向第一高压室73的流入连续进行到输出轴32的旋转角度达到 360°时为止。 接下来，说明制冷剂在膨胀机构31中膨胀的膨胀过程。若输 出轴32从旋转角度为0°的状态稍为旋转一下，第一低压室74 和第二高压室83便经由连通路64相连通，制冷剂就开始从第一 低压室74流向第二高压室83。其后，随着输出轴32的旋转角度 依次增大为90° 、 180° 、 270° ，第一低压室74的容积逐浙减小，同时，第二高压室83的容积逐渐增大。结果膨胀室66的容 积逐渐增加。该膨胀室66的容积增加连续进行到输出轴32的旋 转角度即将达到360°时为止。在膨胀室66的容积增加的过程中， 膨胀室66内的制冷剂膨胀，借助该制冷剂的膨胀驱动输出轴32 旋转。这样，第一低压室74内的制冷剂就通过连通路64边膨胀， 边流向第二高压室83。 接下来，说明制冷剂从第二旋转机构部80的第二低压室84 流出去的过程。第二低压室84，从输出轴32的旋转角度为0°的 那一时刻起开始与流出口 68连通。也就是说，制冷剂开始从第二 低压室84流向流出口 68。其后，输出轴32的旋转角度依次增大 为90° 、 180° 、 270° ,在该旋转角度达到360°为止的那段时 间内，膨胀后的低压制冷剂从第二低压室84流出去。 在膨胀机构31中，经由供油用管道41供来的冷冻机油被导 入上侧贮油室101。已流入上侧贮油室101内的冷冻机油分配给 输出轴32的供油通路90、输出轴32与后顶部62 二者间的滑动 部分以及凹槽103。 已流入输出轴32的供油通路90的冷冻机油有一部分经由各 个支路91、 92供向偏心部79、 89与活塞75、 85二者间的滑动部 分，剩余部分流入下侧贮油室102。已流入下侧贮油室102的冷 冻机油被供向输出轴32与前顶部61 二者间的滑动部分。 已流入凹槽103的冷冻机油通过笫一油通路111流向第二汽 缸81的衬套孔88。已流入该衬套孔88内的冷冻机油的一部分供 向第二汽缸81和衬套87 二者间的滑动部分、第二叶片86和村套 87 二者间的滑动部分；已流入村套孔88的冷冻机油的剩余部分 流过第二油通路112流向第一汽缸71的衬套孔78中。已流入该 衬套孔78中的冷冻机油的 一部分供向第 一 汽缸71和衬套77 二者 间的滑动部分、第一叶片76与村套77二者间的滑动部分等。已 流入衬套孔78中的冷冻机油的剩余部分流经第三油通路113，供 向前顶部61与输出轴32 二者间的间隙。
—第一实施方式的效果一
在本实施方式中，将冷冻机油贮存在内压与刚刚从压缩机构 21喷出不久的制冷剂的压力相等的压缩机壳体24中，将该冷冻 机油供向压缩机构21和膨胀机构31.两个机构。也就是说，在本 实施方式中，将冷冻机油贮存在制冷剂回路11内压力最高的部 分，将该冷冻机油供向存在压力比压缩机壳体24的内压还要低的 低压部分的压缩机构21、膨胀机构31中。因此，冷冻机油提供 地的压力就比冷冻机油接收地的压力高，冷冻机油会可靠地供向 压缩机构21、膨胀机构31。结果是，根据本实施方式，能够确保 对压缩机构21、膨胀机构31的冷冻机油的供给量，也就能够事 先防止出现压缩机构21、膨胀机构31烧伤等故障，从而能够确 保空调机10的可靠性。 在本实施方式中，贮存在膨胀机壳体34内的冷冻机油流通过 回油用管道42,返回压缩机20中。因为存在于制冷剂回路ll内 的冷冻机油量一定，所以，如杲贮存在膨胀机壳体34内的冷冻机 油量增加，则压缩机壳体24内的冷冻机油的贮存量就会减少，该 减少量相当于膨胀机壳体34内冷冻机油的增加量，这样，就有可 能出现不能够充分地给压缩机构21、膨胀机构31提供冷冻机油 的不良现象。相对于此，在该发明中，是膨胀机壳体34内的冷冻 机油经由回油用管道42被送回压缩机构21中。因此，根据本实 施方式，能够充分确保压缩机壳体24内的冷冻机油的贮存量，也 就能够更可靠地将冷冻机油供向压缩机构21、膨胀机构31。 在本实施方式中，贮存在膨胀机壳体34内的冷冻机油被送向 吸入侧管道16。连接在压缩机构21的吸入管25上的吸入侧管道 16成为制冷剂回路11内压力最低的部分。也就是说，在本实施 方式中，在贮存有冷冻机油的膨胀机壳体34的内部空间与冷冻机 油的返回地之间确实能够产生压力差。因此，根据本实施方式， 能够可靠地将贮存在膨胀机壳体34内的冷冻机油送回压缩机20 中，从而能够确保压缩机壳体24内的冷冻机油的贮存量。
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这里，在压縮机壳体24的内部空间里冷冻机油与自压缩机构 21喷出的制冷剂共存。因此，贮存在压缩机壳体24内的冷冻机 油的温度与从压缩机构21喷出的制冷剂的温度大致相等。另一方 面，刚刚从压缩机构21喷出不久的制冷剂，有时温度会达到 80。C一100。C左右，这是在制冷剂回路ll内循环的制冷剂中温度 最高的时候。因此，如果就这样将贮存在压缩机壳体24内的高温 冷冻机油供给膨胀机构31，则通过膨胀机构31的在0。C一30。C左 右的制冷剂会被冷冻机油加热，从膨胀机构31流出的制冷剂的焓 就会上升。若从膨胀机构31流出的制冷剂的焓上升，制冷剂在室 内热交换器15、室外热交换器14中的吸热量就会减少，而有可 能导致空调机IO的能力下降。 相对于此，在本实施方式中，先在冷却用热交换器46中将从 压缩机壳体24流出后又在供油用管道41中流动的冷冻机油冷却， 然后再将该冷却后的冷冻机油供向膨胀机构31。这样一来，与将 贮存在压缩机壳体24内的高温冷冻机油原样导入膨胀机构31的 情形相比，能够减少经由供油用管道41供来的冷冻机油释放给通 过膨胀机构31的制冷剂的热量。结果，根据本实施方式，能够将 从膨胀机构31流出的制冷剂的焓抑制得很低，从而能够抑制空调 机10的制冷能力、制热能力下降。 特别是，在本实施方式中，让被吸入压缩机构21的制冷剂(亦 即，在制冷剂回路11内循环的制冷剂中温度最低的制冷剂)与在 供油用管道41中流动的冷冻机油在冷却用热交换器46中相互进 行热交换。因此，根据在本实施方式，确实能够使经由供油用管 道41导入膨胀机构31的冷冻机油的温度下降，从而能够更可靠 地抑制空调机10的能力下降。
—第一实施方式的变形例l一
如图5所示，在本实施方式的空调机IO中，除了连接在供油 用管道41和吸入侧管道16上的冷却用热交换器46以外，还可以 再设置上一个连接在供油用管道41与回油用管道42上的冷却用热交换器47。该冷却用热交换器47让在供油用管道41中流动的 冷冻机油和在回油用管道42中流动的制冷剂进行热交换。
如上所述，通过膨胀机构31的制冷剂的温度在0°C —30。C左 右。因此，从该膨胀机构31中漏出后贮留在膨胀机壳体34内的 冷冻机油的温度与通过膨胀机构31的制冷剂的温度是大致相等 的低温值。在冷却用热交换器47中，从压缩机壳体24流出后又 在供油用管道41中流动的温度较高的冷冻机油与从膨胀机壳体 34流出后又在回油用管道42中流动的温度较低的冷冻机油进行 热交换。 依次在该两个冷却用热交换器46、47中冷却了的冷冻机油被 导入膨胀机构31。能够使经由供油用管道41导入膨胀机构31的 冷冻机油的温度进一步降低，从而能够更可靠地抑制空调机10 的能力下降。
—第一实施方式的变形例2-
如图6所示，在本实施方式的空调机10中，除了连接在供油 用管道41和吸入侧管道16上的冷却用热交换器46以外，还可以 再设置上一个让供油用管道41内的冷冻机油与室外空气进行热 交换的冷却用热交换器48。该冷却用热交换器48布置在供油用 管道41上且与供油用管道41和吸入侧管道16相连接的冷却用热 交换器46的上游侧。 如上所述，刚刚从压缩机构21喷出不久的制冷剂的温度达到 80。C一10(TC左右，贮存在压缩机壳体24内的冷冻机油的温度也 大致与该温度相等。另一方面，即使是夏季，室外空气的温度通 常也就是在30。C —40。C左右，几乎不会超过50。C。也就是说，在 供油用管道41中流动的冷冻机油的温度比室外空气的温度高。结 果，在供油用管道41中流动的冷冻机油在冷却用热交换器48中 被该室外空气冷却。 依次在该两个冷却用热交换器46、48中冷却了的冷冻机油被 导入膨胀机构31。因此，能够使经由供油用管道41导入膨胀机构31的冷冻机油的温度进一步降低，从而能够更可靠地抑制空调
机10的能力下降。
(发明的第二实施方式)
对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式中让膨胀机
壳体34具有贮液器的功能。这里，对本实施方式中的空调机10
与所述第一实施方式不同之处进行说明。
如图7所示，在本实施方式的制冷剂回路11中，吸入侧管道
16由第一管道17和第二管道18构成。
第一管道17的一端连接在第l四通换向阀12的第二通口上，
第一管道17的另一端连接在膨胀机壳体34上，该另一端的端口
位于膨胀机壳体34的内部空间中的膨胀机构31与发电机33之
间。该第一管道17构成使室内热交换器15与室外热交换器14
中起蒸发器作用的热交换器与膨胀机壳体34的内部空间连通的
第一吸入侧通路。 第二管道18的一端连接在膨胀机壳体34上，该一端的端口 位于膨胀机壳体34的内部空间的膨胀机构31与发电机33之间； 第二管道18的另 一端连接在压缩机20的吸入管25上。该第二管 道18构成让膨胀机壳体34的内部空间与压缩机20的吸入侧连通 的第二吸入侧通路。在本实施方式中，回油用管道42连接在笫二 管道18的冷却用热交换器46的上游侧。
这里，在室内热交换器15与室外热交换器14中起蒸发器作 用的热交换器中，已流入那里的制冷剂不能够完全蒸发掉，会有 一部分制冷剂以液态从那里流出去的情况。在这样的情况下，如 果从热交换器14、 15流出的液态制冷剂的量较多，就会有液态制 .冷剂被吸入压缩机构21而导致压缩机构21损坏的可能。 相对于此，在本实施方式中，即使气液二相状态的制冷剂从 第一管道17流入膨胀机壳体34的内部空间，该制冷剂也会在膨 胀机壳体34内分离为气态制冷剂和液态制冷剂，气态制冷剂通过 第二管道18被送往压缩机构21。因此，被吸入压缩机构21的制冷剂几乎仅仅是气态制冷剂。也就是说，根据本实施方式，让膨
胀机壳体34还具有贮液器的功能，则无需另外设置贮液器，即能 够防止压缩机20由于吸入液态制冷剂而自身損坏。
—第二实施方式的变形例—
在本实施方式中，可以改变第一管道17在膨胀机壳体34上 的连接位置。 如图8所示，本变形例中的第一管道17连接在膨胀机壳体 34的下部，其端口位于膨胀机壳体34的内部空间中发电机33的 下侧。在本变形例中，已通过第一管道17流入膨胀机壳体34的 内部空间的制冷剂，从下朝上通过发电机33中的转子和定子之间 的间隙等后，流向第二管道18。 在制冷剂通过发电机33之际，该制冷剂中的液态制冷剂附着 在发电机33上，朝下方流下去，通过发电机33,到达第二管道 18的主要是该制冷剂中的气态制冷剂。因此，根据本变形例，在 膨胀机壳体34的内部空间能够可靠地将气态制冷剂和液态制冷 剂分离开，从而能够更可靠地防止压缩机20由于吸入液态制冷剂 而自身损坏。 在本变形例中，因为制冷剂通过发电机33，所以发电机33 被制冷剂冷却。因此。根据本变形例，能够抑制发电机33的湛度 上升，从而能够谋求发电机33的效率上升。 (发明的第三实施方式)
对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式中的空调机 IO，是对上述第一实施方式中的膨胀机30的结构做了改变后得到 的。这里，对本实施方式中的膨胀机30与所迷第一实施方式的不 同之处进行说明。
如图9所示，在输出轴32的上端部形成有一个偏心部59。 该偏心部59的直径形成得比输出轴32的主轴部38的直径大。输 出轴32上形成有供油通路90。供油通路90沿着输出轴32的轴 线延伸。供油通路90—端的端口位于输出轴32的上端面上。供
28油通路90的另一端弯成直角，朝着输出轴32的径向延伸，且该 另一端的开口位于输出轴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分出一条沿输出轴32的径向延伸的 支路93。该支路93的开口位于偏心部59的外周面上。
膨胀机构31是所谓的摆动活塞型旋转式流体机械。该膨胀机 构31中设有前顶部61、汽缸51、活塞55、后顶部62以及上板 65，各为一个。
在膨胀机构31中，前顶部61、汽缸51、后顶部62以及上板 65处于按从下往上的顺序依次叠置在一起的状态。在该状态下， 汽缸51的下侧端面被前顶部61堵住；上侧端面被后顶部62堵住。 输出轴32穿过处于叠置在一起的状态的前顶部61、汽缸51 以及后顶部62。输出轴32的偏心部59位于汽缸51内。
如图IO所示，汽缸51内设有活塞55,该活塞55形成为圆 环状或者圆筒状。活塞55的内径与偏心部59的外径大致相等。 输出轴32的偏心部59轴向穿过活塞55。 活塞55的外周面与汽缸51的内周面滑动接触，活塞55的一 个端面与前顶部61滑动接触，另一个端面与后顶部62滑动接触。 在汽缸51内，在其内周面与活塞55的外周面之间形成有流体室 52。 活塞55与设在该活塞55上的叶片56为一体。叶片56形成 为沿活塞55的半径方向延伸的板状，且从活塞55的外周面向外 侧突出。该叶片56插入汽缸51的衬套孔58内。汽缸51的衬套 孔58沿厚度方向贯穿汽缸51,且衬套孔58的开口位于汽缸51 的内周面上。 汽缸51上设置有一对衬套57。各个村套57形成为小片，该 小片的内侧面是平面、外侧面是圆弧面。汽缸51中， 一对衬套 57、 57插入衬套孔58中，该一对衬套57、 57将叶片56夹在二 者之间。衬套57的内侧面与叶片56滑动接触，外侧面与汽缸51 滑动接触。与活塞55为一体的叶片56经由衬套57由汽缸51支撑，而相对于汽缸51自由旋转且自由进退。
汽缸51内的流体室52由与活塞55为一体的叶片56分隔开， 在图10中，叶片56的左侧成为高压侧高压室53,右侧成为低压 侧低压室54。在前顶部61上形成有流入口 67。流入口 67面向前 顶部61的上表面中面对高压室53的部分开放。流入口 67的开口 位置设定在汽缸51的内周面附近且图10中叶片56的左侧附近。 汽缸51上形成有流出口 68。流出口 68面向汽缸51的内周面中 图10中的衬套57的稍微靠右侧的位置上。该流出口 68能够与低 压室54连通。 前顶部61呈其中央部朝下方突出的形状。在前顶部61的中 央部形成有通孔，输出轴32的主轴部38插入在该通孔中。前顶 部61构成支撑位于输出轴32上的偏心部59的下侧部分的滑动轴 承。在前顶部61中，且在插入有输出轴32的通孔的下部形成有 圓周槽。该圓周槽形成在与位于输出轴32的外周面的供油通路 90的端部相向的位置上，构成下侧贮油室102。前顶部61的整体 形状、下侧贮油室102形成在前顶部61这些地方都与上述第一实 施方式一样。 在后顶部62的中央部形成有通孔，输出轴32的主轴部38 插入在该通孔中。后顶部62构成支撑位于输出轴32上的偏心部 59的上侧部分的滑动轴承。在后顶部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轴上。该凹陷部构成用以贮存 从供油用管道41供来的冷冻机油的上侧贮油室101。而且，在后 顶部62的上表面上形成有凹槽103。凹槽103从上侧贮油室101 的周缘朝着后顶部62的外周方向延伸。
上板65形成为厚度较厚的圓板状，安装于后顶部62之上。 供油用管道41的终端连接在上板65上。供油用管道41的终端从 上方朝下方穿过上板65，该终端的端口朝上侧贮油室101开放。
在膨胀机构31中，在后顶部62上形成有第一油通路121; 在前顶部61上形成有第二油通路122。第一油通路121从厚度方向穿过后顶部62,使凹槽103的终端与汽缸51的衬套孔58连通。 在前顶部61，第二油通路122的一端口朝着前顶部61的上表面 中面向汽缸51的村套孔58的部分开放。在前顶部61上，第二油 通路122的另一端口朝着输出轴32插入其中的通孔的内周面开 放。 —运转工作一
空调机10的制冷运转和制热运转、将冷冻机油供给压缩机构 21及膨胀机构31的工作情况，都和上述第一实施方式一样。这 里，参考图10,对本实施方式中的膨胀机构31从制冷剂回收动 力的工作情况进行说明。 输出轴32从该图10 (a)的状态(旋转角度为0 °的状态) 朝着该图10 (a)示出的逆时针方向稍微旋转一下，流入口67便 与高压室53连通，高压制冷剂就从流入口 67流向高压室53。此 时，低压室54与流出口 68连通，低压室54的压力与制冷循环的 低压大致相等。因此，活塞55便被已流入高压室53的制冷剂推 动而朝该图IO (a)中示出的逆时针方向继续旋转。 如从图10 (b)到图10 (d)的顺序所示，高压室53的容积 随着活塞55的移动而增大，低压室54的容积随着活塞55的移动 而缩小。之后，活塞55返回到图10 (a)的状态，在惯性力的作 用下继续旋转，成为流入口 67再次与高压室53连通，同时流出 口 68再次与低压室54连通的状态，输出轴32被继续驱动旋转。 在膨胀机构31中，经由供油用管道41供来的冷冻机油被导 入上侧贮油室101。已流入上侧贮油室101内的冷冻机油分配给 输出轴32的供油通路90、输出轴32与后顶部62 二者间的滑动 部分以及凹槽103。 已流入输出轴32的供油通路90的冷冻机油有一部分经由支 路93供向偏心部59与活塞55 二者间的滑动面，剩余部分流入下 侧贮油室102。已流入下侧贮油室102的冷冻机油供向输出轴32 与前顶部61 二者间的滑动部分。
已流向凹槽103的冷冻机油通过第一油通路121流向汽缸51 的村套孔58。已流入该村套孔58的冷冻机油的一部分供向汽缸 51和衬套57 二者间的滑动部分、叶片56和衬套57 二者间的滑 动部分。已流入衬套孔58中的冷冻机油的剩余部分流经第二油通 路122,供向前顶部61与输出轴32间的间隙。 —第三实施方式的变形例一
在本实施方式中，供油用管道41可以连接在膨胀机构31的 前顶部61上。 如图ll所示，本变形例中的膨胀机构31中，供油用管道41 从前顶部61的径向外侧连接在前顶部61上。供油用管道41与前 顶部61的第二油通路122连通。在本变形例的前顶部61，在输 出轴32的主轴部38插入在其中的通孔的上端部形成有圓周槽， 该圓周槽构成下侧贮油室102。在该前顶部61,第二油通路122 与下侧贮油室102连通。 在本变形例的输出轴32中，供油通路90下端的端口位于输 出轴32的外周面中偏心部59的下侧附近，与下侧贮油室102连 通。该输出轴32上除形成有口位于偏心部59的外周面的支路93 以外，还形成有另一条支路94。该支路94的口位于输出轴32的 外周面中偏心部59的上侧附近。 在本变形例的膨胀机构31中，经由供油用管道41供来的冷 冻机油被导向第二油通路122中。已流向第二油通路122的冷冻 机油分配给下侧贮油室102、汽缸51的#于套孔58。 已流向下侧贮油室102的冷冻机油分配給输出轴32上的供油 通路90、输出轴32与前顶部61 二者间的滑动部分。已流向输出 轴32上的供油通路90的冷冻机油有一部分通过支路93供给偏心 部59和活塞55 二者间的滑动部分，剩下的有一部分通过支路94 供给输出轴32与后顶部62 二者间的滑动部分，再剩下的部分则 流向上侧贮油室101。
已流入汽釭51的衬套孔58的冷冻机油有一部分供給汽缸51和衬套57 二者间的滑动部分、叶片56与衬套57 二者间的滑动部 分。已流入衬套孔58的冷冻机油的剩余部分通过第一油通路121 流向上侧贮油室101。 (其它实施方式)
在上述各实施方式中，膨胀机构31可以是所谓的滚动活塞型 旋转式流体机械。在该情况下，膨胀机构31中，叶片56、 75、 86与活塞55、 75、 85分开，各为一体。叶片56、 75、 86被支撑 着相对活塞汽缸51、 71、 81进退自由，其顶端被推压在活塞55、 75、 85的外周面上。 在上述各个实施方式中，膨胀机构31可以是涡旋型流体机 械。在该情况下，在膨胀机构31中，制冷剂在由静涡旋盘和动涡 旋盘形成的膨胀室内膨胀，与动涡旋盘接合的输出轴被驱动旋转。
在上述各个实施方式中，制冷装置为空调机。但除此以外， 制冷装置还可以是热水供给机，由从压缩机20喷出的制冷剂将水 加热，生成热水。 在上述第一实施方式的变形例1中，可以在空调机IO中仅设 置让供油用管道41中的冷冻机油和回油用管道42中的冷冻机油 进行热交换的冷却用热交换器47，省去让供油用管道41中的冷 冻机油与吸入侧管道16中的制冷剂进行热交换的冷却用热交换 器46不用。 在上述第一实施方式的变形例2中，可以在空调机10中仅设 置让供油用管道41中的冷冻机油和室外空气进行热交换的冷却 用热交换器48，省去略让供油用管道41中的冷冻机油与吸入侧 管道16中的制冷剂进行热交换的冷却用热交换器46不用。
需提一下，以上实施方式是本质上优选的示例，以上实施方 式并没有限制本发明、其适用对象或者其用途范围等的意图。 —产业实用性一 综上所述，本发明对包括各为一体的压缩机和膨胀机的制冷 装置用处很大。
权利要求
1.一种制冷装置，具有压缩机(20)和膨胀机(30)连接而成的制冷剂回路(11)，让制冷剂在该制冷剂回路(11)中循环而进行制冷循环，其特征在于所述压缩机(20)包括密闭容器状压缩机壳体(24)和压缩机构(21)，该压缩机构(21)置于该压缩机壳体(24)内，且将已吸入的制冷剂压缩后再喷向该压缩机壳体(24)内，所述压缩机(20)构成为将贮存在所述压缩机壳体(24)内的润滑油供向所述压缩机构(21)，所述膨胀机(30)包括使已流入的制冷剂膨胀而产生动力的膨胀机构(31)和内装有该膨胀机构(31)的膨胀机壳体(34)，设有用以将贮存在所述压缩机壳体(24)内的润滑油供向所述膨胀机构(31)的供油通路(41)，所述膨胀机构(31)由经由该供油通路(41)供来的润滑油润滑。
2. 根据权利要求l所述的制冷装置，其特征在于 该制冷装置还具有供油用管道(41)，该供油用管道(41)的一端连接在所述压缩机壳体(24)的底部，另一端连接在所述膨胀机构(31) 上，由该供油用管道(41)构成所述供油通路。
3. 根据权利要求l所述的制冷装置，其特征在于 该制冷装置中还设有使贮存在所述膨胀机壳体(34)内的润滑油返回所述压缩机(20)的回油通路(42)。
4.根据权利要求3所述的制冷装置，其特征在于所述回油通路(42)构成为将润滑油引向所述压缩机构(21)的吸入侧o
5. 根据权利要求l所述的制冷装置，其特征在于 该制冷装置中还包括冷却用热交换器(46)，该冷却用热交换器(46)用以使在所述供油通路(41)中流动的润滑油与被吸入所述压缩机构(21) 的制冷剂进行热交换，将在所述供油通路(41)中流动的润滑油冷却。
6. 根据权利要求3所述的制冷装置，其特征在于该制冷装置中还包括冷却用热交换器(47)，该冷却用热交换器(47) 用以使在所述供油通路(41)中流动的润滑油与在所述回油通路(42) 中流动的润滑油进行热交换，将在所述供油通路(41)中流动的润滑油 冷却。
7. 根据权利要求l所述的制冷装置，其特征在于 该制冷装置中还包括冷却用热交换器(48)，该冷却用热交换器(48)用以使在所述供油通路(41)中流动的润滑油与室外空气进行热交换， 将在所述供油通路(41)中流动的润滑油冷却。
8. 根据权利要求1到7中任一项权利要求所述的制冷装置，其特征 在于所述制冷剂回路(11)中设有第一吸入侧通路(17)和第二吸入侧 通路(18),该第一吸入侧通路(17)使该制冷剂回路(11)中的蒸发器 与所述膨胀机壳体(34)的内部空间连通，该第二吸入侧通路(18)使 该膨胀机壳体(34)的内部空间与所述压缩机构(21)的吸入侧连通，所述膨胀机壳体(34)构成为将自所述第一吸入侧通路(17)流 入的制冷剂分离为气态制冷剂和液态制冷剂，将气态制冷剂送入所述第 二吸入侧通路(18)中。
9. 根据权利要求8所述的制冷装置，其特征在于 所述膨胀机(30)包括发电机(33),该发电机(33)置于所述膨胀机壳体(34)中，由所述膨胀机构(31)驱动，所述第一吸入侧通路(17)与所迷膨胀机壳体(34)的内部空间中 所述发电机(33)下侧的空间连通，所述第二吸入侧通路(18)与所迷 膨胀机壳体(34)的内部空间中所述发电机(33)上侧的空间连通。
全文摘要
本发明公开了一种制冷装置。压缩机(20)和膨胀机(30)设在空调机(10)的制冷剂回路(11)中。在压缩机(20)中，已被压缩机构(21)压缩的制冷剂喷向压缩机壳体(24)的内部空间。在压缩机(20)中，贮存在压缩机壳体(24)底部的冷冻机油供向压缩机构(21)。贮存在压缩机壳体(24)底部的冷冻机油经由供油用管道(41)直接导入膨胀机(30)的膨胀机构(31)。
文档编号F25B11/02GK101627265SQ200880007418
公开日2010年1月13日 申请日期2008年2月6日 优先权日2007年3月8日
发明者冈本昌和, 熊仓英二, 鉾谷克己 申请人:大金工业株式会社