冷冻装置及膨胀机的制作方法

专利名称：冷冻装置及膨胀机的制作方法
技术领域：
本发明，涉及一种包括膨胀机构的冷冻装置，特别是涉及一种由流 体的膨胀产生动力的容积型膨胀机构。
背景技术：
迄今为止，如专利文献l、 2所揭示的，在进行冷冻循环的制冷剂回 路中，与压缩机构一起设置有为从制冷剂回收动力的膨胀机构的冷冻装 置已为所知。由该膨胀机构从高压制冷剂回收的动力，通过驱动轴传给 连结的压縮机构，利用于驱动该压縮机构。
可是，因为制冷剂回路是封闭回路，在单位时间通过压縮机构的制 冷剂循环量(相当于质量流量，以下同)和通过膨胀机构的制冷剂循环量必 需时常保持一致。然而，若按照某种设计方法点(例如额定制热)进行设计， 则在偏离该设计方法的条件下进行运转时，压縮机构的循环量和膨胀机 构的循环量之间就会产生过多或过少的情况。具体地讲，例如，若以在 额定制热时所述压縮机构和膨胀机构的循环量一致的条件设计，则在压 縮机构的吸入压力高的额定制冷时，最佳的膨胀机构的吸入容量比额定 制热时大，所以就产生了制冷剂不足的过膨胀。
因此，所述专利文献l、 2中，通过在膨胀机构的膨胀冲程时注入高 压制冷剂、或者是设置旁通该膨胀机构的通路并由控制阀调节旁通制冷 剂量，平衡制冷剂回路的压縮机构侧和膨胀机构侧的制冷剂流量。
专利文献1:日本公开专利公报特开2004-150748号公报
专利文献2:日本公开专利公报特开2001-116371号公报
一发明所要解决的技术问题一
然而，如上所述，在膨胀冲程中对膨胀机构注入高压制冷剂、或者 是使制冷剂旁通膨胀机构，虽然平衡了压縮机构和膨胀机构的制冷剂循环量，但是，本来是可以最大限度回收动力的高压制冷剂的能量却只能 由膨胀机构回收一部分，从回收效率的观点来讲不是所希望的构成。

发明内容
本发明，是鉴于以上所述各点而发明的，其目的在于得到在膨胀 机中能够最大限度地回收高压制冷剂的能量作为动力，同时构成可以改 变该膨胀机构的制冷剂的吸入量的冷冻装置。
一为解决技术问题的方法一
为了达成所述目的，在本发明所涉及的冷冻装置1中，所述膨胀机
构50、 100、 200上设置有在吸入冲程的一开始就与所述流体室72、 82、 230相互连通的主吸入孔55、 103、 201，和在与该主吸入孔55、 103、 201 相互连通后再与流体室72、82、 230相互连通的辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205。
具体地讲，第一方面的发明，是以包括具有做相对偏心运动的第一 部件71、 81、 102、 112、 210以及第二部件75、 85、 116、 124、 220，使 形成在该两部件之间的流体室72、 82、 230中的流体膨胀并转化为动力 的膨胀机构50、 100、 200的冷冻装置为对象的。
并且，在所述膨胀机构50、 100、 200中，设置有在吸入冲程一开始 就使所述流体室72、 82、 230与吸入路24相互连通的主吸入孔55、 103、 201、和在与该主吸入孔55、 103、 201相互连通后再使所述流体室72、 82、 230与吸入路27相互连通的辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205。
根据该构成，在所述膨胀机构50、 100、 200的吸入冲程中，能够从 多个吸入孔55、 56、 103、 104、 113、 114、 201、 203、 204、 205按顺序 向流体室72、 82、 230内导入流体，也就能够调节在该流体室72、 82、 230内的流体循环量。
因此，即便是运转条件发生了变化，也可以平衡所述膨胀机构50、 100、 200和压縮机构40之间的循环流量，而且，因为能将所有的流体在 吸入冲程中导入流体室72、 82、 230，所以可以在所述膨胀机构50、 100、200中进行有效的动力回收。
在所述构成中，所述膨胀机构50、 100、 200中分隔了所述流体室 72、 82、 230使得在该流体室72、 82、 230中至少能够独立地进行吸入冲 程以及排出冲程(第二方面的发明)。如多级式或者旋转式膨胀机构那样， 只要是独立进行吸入冲程和排出冲程的构成，就可以防止在吸入冲程中 导入流体室内的高压流体没有在膨胀机构50、 100、 200内膨胀而直接流 出外部。因此，只要是以上所述那样的构成，就可以在所述膨胀机构50、 100、 200中使流体得到充分地膨胀。
还有，优选的是设置为所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205相对于所述流体室72、 82、 230，是从其下方朝所述流体室72、 82、 230开口的形式(第三方面的发明)。这样，通过将所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205设置为相对于所述流体室72、 82、 230 从其下方朝它开口的形式，在不从该辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205导入流体时，连通于该辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205的吸入路27中就储留膨胀机构50、 100内的冷冻机油。这样， 就可以防止该吸入路27成为储留所述流体室72、 82、 230内的存积流体 的死角(死容积)，也就可以在该流体室72、 82、 230内使流体有效地膨胀。
再有，在与所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205相 互连通的吸入路27上设置有开关阀61，在所述开关阀61下游侧设置有 只允许流体从该开关阀61流向辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205的逆止阀95(第四方面的发明)。
通过这样的设置逆止阀95，因为能够更确实地防止向吸入路27内 流入流体室72、 82、 230内的流体，就可以确实降低膨胀机构50、 100、 200内的无效容积，在该膨胀机构50、 100、 200中可以使流体更有效地 膨胀。
还有，优选的是包括将所述膨胀机构50、 100、 200旁通的旁通回路 65，并在该旁通回路65上设置旁通流量调节阈66(第五方面的发明)。这 样，通过设置旁通回路65和旁通流量调节阔66，就可能对所述膨胀机构 50、 100、 200的流体循环量进行微调节，同时在刚刚起动后以及除霜运转时等，即便是与通常的运转相比流体循环量大幅度增加的情况下，也
可以吸收该增加部分抑制膨胀机构50、 100、 200吸入侧的压力上升。
并且，在包括以上所述的旁通流量调节阀66的构成中，包括基于被 导入所述膨胀机构50、 100、 200中的流体压力控制所述旁通流量调节阀 66的旁通流量控制器94(第六方面的发明)。由此，可以调节该膨胀机构 50、 100、 200的旁通量使得导入所述膨胀机构50、 100、 200的压力接近 目标值。
还有，优选的是在与所述主吸入孔55、 103、 201相互连通的吸入路 24上设置有流量调节阀60(第七方面的发明)。这样，通过流量调节阀60 能够调节从主吸入孔55、 103、 201导入流体室72、 82、 230的流体循环 量，所以对应于压縮机构40的流体循环量可以使最适合的循环量的流体 流入膨胀机构50、 100、 200。
特别是，所述流量调节阀60设置在与所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205相互连通的吸入路27的分支位置的下游侧(第八方 面的发明)。通过这样，不改变从辅助吸入孔导入的流体的循环量，只调 节从所述主吸入孔55、 103、 201导入的流体的循环量就成为可能。
还有，包括基于被导入所述膨胀机构50、 100、 200中的流体压力控 制所述流量调节阀60的流量控制器92(第九方面的发明)。由此，能够调 节该膨胀机构50、 100、 200的流体循环量而使得导入所述50、 100、 200 的压力接近等于目标值。
还有，包括基于被导入所述膨胀机构50、 100、 200中的流体压力控 制设置在与所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205相互连 通的吸入路27上的开关阀61的开关阀控制器93(第十方面的发明)。通 过用该开关阀控制器93控制开关阀61，就可以控制导入流体室72、 82、 230的流量。也就是说，通过基于导入所述膨胀机构50、 100、 200的流 体压力控制所述开关阀61，就可以对膨胀机构50、 100、 200进行达到最 适合压力，也就是最适合循环量的流量控制，就可以在该膨胀机构50、 100、 200中使流体有效地膨胀。
具体地讲，设置有多个所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、204、 205，在与各个辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205相 互连通的吸入路27上设置有开关阀61 ，在所述压力比目标值大的情况下， 所述开关阀控制器93按顺序进行所述开关阀61的打开控制，使得所述 辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205按顺序使所述流体室72、 82、 230与吸入路27相互连通(第十一方面的发明)。
由此，在导入所述膨胀机构50、 100、 200的流体压力比目标值大的 情况下，也就是说在有必要向该膨胀机构50、 100、 200增加循环量的情 况下，通过按顺序打开所述开关阀61就可以阶段性地增大导入流体室72、 82、 230的循环量。因此，即便是在所述流体室72、 82、 230内必要的循 环量有大的变化，通过所述开关阀61的关闭控制就可以迅速地向该流体 室72、 82、 230内导入流体。
另一方面，在所述压力比目标值小的情况下，所述开关阀控制器93 从最后与所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205相互连通 开始，按照顺序进行所述开关阀61的关闭控制(第十二方面的发明)。
由此，在导入所述膨胀机构50、 100、 200的流体压力比目标值小的 情况下，也就是说该膨胀机构50、 100、 200的循环量多，有必要减少的 情况下，通过按顺序关闭所述开关阀61就可以阶段性地减少导入流体室 72、 82、 230的循环量。因此，即便是在所述流体室72、 82、 230内必要 的循环量有大的变化，通过所述开关阀61的打开控制就可以迅速地减少 流向该流体室72、 82、 230内的流体流量。
还有，另外包括设置在将所述膨胀机构50、 100旁通的旁通回路65 中用以控制旁通流量调节阀66的旁通流量控制器94，所述旁通流量控制 器94控制所述旁通流量调节阀66，使得所述压力达到目标值，在所述旁 通流量调节阀66达到所规定的开度的情况下，所述开关阀控制器93控 制所述开关阀(61)的打开和关闭(第十三方面的发明)。在此，在打开开关 阀61的状态下，所规定的开度，意味着已经是不能再比这以上开大的充 分大的开度，而在关闭开关阀61的状态下，所规定的开度，则意味着开 度几乎为零的状态。
通过这样做，由旁通回路65上的旁通流量调节阀66就能够微调节导入膨胀机构50、 100、 200的流体室72、 82、 230的流体循环量，同时 在由该旁通流量调节阀66无法调节的情况下，可以通过开关控制所述开 关阀61迅速且确实地增减所述流体室72、 82、 230的循环量。由此，就 能够迅速且确实地调节流量使得流入所述流体室72、 82、 230的流体流 量是最适合的循环量。
再有，还包括用于控制设置在与所述主吸入孔55、 103、 201相互连 通的吸入路24上的流量调节阀60的流量控制器92，即便是所述旁通流 量调节阀66及开关阀61处于全关闭状态下所述压力还是低于目标值的 情况时，所述流量控制器92控制所述流量调节阀60，由所述流量调节阀 60进行所述膨胀机构50、 100、 200的流量调节(第十四方面的发明)。
也就是说，在减少所述膨胀机构50、 100、 200的流体循环量的情况 下，通过关闭所述旁通流量调节阀66及开关阀61减少从辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205导入的流体循环量，只从主吸入孔55、 103、 201向流体室72、 82、 230导入流体，即便是这样流体的循环量还 是过多的情况下，再通过流量调节阀60进行调节。由此，可以确实且迅 速地减少流向所述流体室72、 82、 230的流体导入量。
还有，所述膨胀机构50、 100，具有按工作排量从小到大的顺序串 联连接的多个旋转机构部70、 80、 101、 111、 121，所述主吸入孔55、 103以及辅助吸入孔56、 104、 113、 114设置在比最终一级旋转机构部 80、 121的前一级侧旋转机构部70、 101、 111中(第十五方面的发明)。这 样，通过多级旋转式膨胀机构50、 100，就可以防止高压流体从吸入侧向 喷出侧穿出，在该膨胀机构50、 100中使流体有效地膨胀。
特别是，所述膨胀机构50具有串联的两个旋转机构部70、 80，在 工作排量小的前一级旋转机构部70中设置有所述主吸入孔55及辅助吸 入孔56(第十六方面的发明)。
通过这样的两级旋转式膨胀机构，就可以由单纯的构成确实防止流 体的穿过，降低了制造成本。
还有，如上所述，在多个旋转机构部70、 80、 101、 111、 121串联 的构成中，所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114，设置在基于所希望的工
ii作排量在从几何学所求得的角度位置加上所规定的修正值的角度位置上 (第十七方面的发明)。
由此，在从辅助吸入孔56、 104、 113、 114向流体室72、 230流入 制冷剂之际，考虑由于压力损失减少的流入量，这部分流入量，通过扩 大设定该辅助吸入孔56、 104、 113、 114的角度位置就可以增大流入量， 使得必要的流入量的制冷剂流入所述流体室72、 230。因此，确实可以使 必要的制冷剂量流入膨胀机构50、 100。
特别是在以上所述的构成中，所述希望的工作排量是制冷运转时所 必需的工作排量(第十八方面的发明)。
通过这样做，与制热运转相比低压侧的压力变高，即便是在膨胀机 构50、 100中需要更多的制冷剂流量的制冷运转中，考虑制冷剂流入流 体室72、 230之际的压力损失，可以在该流体室72、 230内流入必要的 制冷剂流量。因此，就可以防止制冷运转时所述膨胀机构50、 100的制 冷剂不足而产生过膨胀。
还有，所述膨胀机构200，具有构成包括在端板上形成有涡旋状的 齿的一对涡旋部件210、 220，通过使该两涡旋部件210、 220的齿211、 221相互啮合构成至少一对流体室231、 232的涡旋机构，在所述涡旋机 构的吸入冲程中与所述流体室231、 232相互连通的位置上，设置有所述 主吸入孔201及辅助吸入孔203、 204、 205(第十九方面的发明)。
通过使用这样的涡旋式膨胀机构，不用靠旋转式膨胀机构那样的使 用多级式就可以防止高压流体的穿过。
还有，在以上的构成中，优选的是使用二氧化碳制成的制冷剂作为 所述流体进行超临界冷冻循环(第二十方面的发明)。由此，可以构成适合 环境的制冷剂回路。
第二十一方面的发明，是以包括具有做相对偏心运动的第一部件71、 81、 102、 112、 210以及第二部件75、 85、 116、 124、 220，使形成在该 两部件之间的流体室72、 82、 230中的流体进行膨胀而转化为动力的膨 胀机构50、 100、 200的膨胀机为对象的。
并且，在所述膨胀机构50、 100、 200中，设置有在吸入冲程一开始就使所述流体室72、 82、 230与吸入路24相互连通的主吸入孔55、 103、 201、和在与该主吸入孔55、 103、 201相互连通后再与使所述流体室72、 82、 230与吸入路27相互连通的辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205。由此，就可以构成能够得到与第一方面的发明相同作用的膨 胀机。
一发明的效果一
本发明所涉及的冷冻装置中，因为是在膨胀机构50、 100、 200上设 置了在吸入冲程一开始就与流体室72、 82、 230相互连通的主吸入孔55、
103、 201、和在其后再与辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205 相互连通，所以就可以控制流向所述流体室72、 82、 230的流体流量， 即便是运转条件发生大的变化，也可以使所述膨胀机构50、 100、 200的 流体循环量保持最适合。因此，就可以在所述膨胀机构50、 100、 200中 使流体有效地膨胀，也就可以进行有效的动力回收。
还有，根据第二方面的发明，在所述膨胀机构50、 100、 200中，至 少吸入冲程和排出冲程是相互独立进行的，即便是导入高压流体也不会 不膨胀就穿过膨胀机构，可以在膨胀机构50、 100、 200中使制冷剂确实 得到膨胀。
还有，根据第三方面的发明，通过将所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205形成为相对于流体室72、 82、 230从下方朝着该流 体室72、 82、 230开口的形式，在不从该辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205导入流体的情况下，就会在该辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205的内部储留冷冻机油，从而确实可以防止该辅助吸 入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205成为储留流体室72、 82、 230 内的流体的死角(死容积)。由此，就可以在所述膨胀机构50、 100、 200 中使流体更有效地膨胀。特别是如第四方面的发明那样，只要在与所述 辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205相互连通的吸入路27 上的开关阀61下游侧设置逆止阔95，就可以确实防止该辅助吸入孔56、
104、 113、 114、 203、 204、 205成为流体室72、 82、 230内的存积流体 的死角(死容积)，也就可以在所述膨胀机构50、 100、 200中使流体有效地膨胀。
还有，根据第五方面的发明，因为在使所述膨胀机构50、 100、 200
旁通的旁通回路65上设置有旁通流量调节阀66，所以所述膨胀机构50、 100、 200的流体循环量的微调节、以及在与通常运转时相比流体流量极 多的情况下的流量调节都成为可能。特别是，根据第六方面的发明，通 过基于被导入所述膨胀机构50、 100、 200的流体压力进行所述旁通流量 调节阀66控制，就可以调节循环量使得该膨胀机构50、 100、 200的压 力接近目标值成为可能。
还有，根据第七方面的发明，因为在与所述主吸入孔55、 103、 201 相互连通的吸入路24上设置有流量调节阔60，所以就可以调节导入所述 膨胀机构50、 100、 200的流体室72、 82、 230内的流体流量使其成为最 适合的流量，也就可以在该膨胀机构50、 100、 200内有效地回收动力。
还有，根据第八方面的发明，因为是将所述流量调节阀60设置在与 所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205相互连通的吸入路 27的分支位置的下游侧，所以可以只单独调节从主吸入孔55、 103、 201 导入的流体的流量，所以就可以更细致地控制所述膨胀机构50、 100、 200 的流体循环量。
在所述第七及第八方面的发明中，特别是如第九方面的发明那样， 基于被导入所述膨胀机构50、 100、 200的流体的压力进行所述流量调节 阀60控制，所以为使该膨胀机构50、 100、 200的压力接近目标值，就 可以直接调节从主吸入孔55、 103、 201导入的流体的流量。
还有，根据第十方面的发明，因为设置了基于被导入所述膨胀机构 50、 100、 200的流体压力进行设置在与所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205相互连通的吸入路27上的开关阀61的控制的开关 阀控制器93，通过进行所述开关阀61的开关控制，就可以增减该循环量 使得膨胀机构50、 100、 200的流体循环量成为最适合的循环量，就可以 在该膨胀机构50、 100、 200中进行有效地动力回收。
还有，根据第十一方面的发明，因为在所述压力比目标值大的情况 下，所述幵关阀控制器93按顺序进行所述开关阀61的打开控制，使得所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205按顺序将所述流体 室72、 82、 230与吸入路27相互连通，所以就可以迅速且确实地增大流 体的流量使得膨胀机构50、 100、 200所必需的流量得到满足。
还有，根据第十二方面的发明，因为是构成为在所述压力比目标值 小的情况下，所述开关阀控制器93按照从最后与所述辅助吸入孔56、104、 113、 114、 203、 204、 205相互连通的顺序进行所述开关阀61的关闭控 制，所以就可以迅速且确实地减小流体的流量使得膨胀机构50、 100、 200 所必要的流量得到满足。
还有，根据第十三方面的发明，首先，因为是构成为使所述压力达 到目标值进行所述旁通流量调节阀66的控制，而在所述旁通流量调节阀 66达到所规定的开度的情况下进行所述开关阀61的开关控制，所以能够 迅速且顺利地调节所述膨胀机构50、 100、 200的流体循环量，也就可以 进行有效的动力回收。
还有，根据第十四方面的发明，因为是构成为在减少所述膨胀机构 50、 100、 200的流体循环量之际，即便是关闭了所述开关阀61及旁通流 量调节阀66循环量还是过多的情况下，还可以由流量调节阀60进行流 量调节，所以就能够迅速且顺利地、广范围地减少所述膨胀机构50、 100、 200的流体循环量，也就可以进行更有效的动力回收。
还有，根据第十五方面的发明，因为是构成为多级旋转式的所述膨 胀机构50、 100，所以就可以防止导入的高压流体穿过，在所述膨胀机构 50、 100内能够使流体有效地膨胀。特别是第十六方面的发明那样，通过 构成为两级旋转式膨胀机构，在确实防止高压流体穿过膨胀机构的同时， 还简化了构造、降低了成本。
还有，根据第十七方面的发明，因为是构成为所述辅助吸入孔56、 104、 113、 114设置在基于所希望的工作排量从几何学所求得的角度位置 再加上所规定的修正值的角度位置上的，所以考虑了在从该辅助吸入孔 56、 104、 113、 114流向流体室72、 230内的制冷剂之际的压力损失引起 的制冷剂流入量的减少，确实可以在该流体室72、 230内流过必要的制 冷剂流量，就可以防止在膨胀机构50、 100中的过膨胀。特别是根据第十八方面的发明，因为所述所希望的工作排量是制冷运转时必需的工作 排量，所以就可以确实防止制冷运转时在膨胀机构50、 IOO的过膨胀。
还有，根据第十九方面的发明，因为所述膨胀机构200是涡旋式的，
所以不需要设置多级式就确实可以防止高压流体的穿过，得到有效的膨
胀机构200。
还有，根据第二十方面的发明，因为是使用二氧化碳制成的制冷剂 作为所述流体进行超临界冷冻循环的，所以就可以得到适合于环境的冷 冻装置。
再有，根据第二十一方面的发明，通过将所述主吸入孔55、 103、 201和辅助吸入孔56、 104、 113、 114、 203、 204、 205设置在膨胀机上， 就可以得到与所述第一方面的发明同样效果的膨胀机。


图1，是第一实施方式所涉及的空气调和装置的制冷剂回路的概要 构成图。
图2，是压縮膨胀机组的纵剖视图。 图3，是表示膨胀机构的纵剖面的放大剖视图。 图4，是表示膨胀机构中主要部位的横剖面的放大剖视图。 图5，是表示第一实施方式的膨胀机构中，曲轴的旋转角每隔90°的 各旋转机构部的状态的主要部位剖视图。
图6，是表示膨胀机构的制冷剂吸入容量和压力的关系的曲线图。 图7，是比较注入情况和本发明的相当于图6的图。 图8，是表示控制各阀的控制装置的概要构成的图。 图9，是表示各阀的控制流程的流程图。 图IO，是表示各阀控制的一例的图。
图11，是示意表示各阀的所有的阀开度和膨胀机构的制冷剂循环量 的关系的实图。
图12，是表示多个吸入接口为打开状态的情况下的制冷剂吸入容量 和压力的关系的一例的曲线图。
16图13，是第一实施方式的第一变形例所涉及的相当于图3的图。
图14，是第一实施方式的第二变形例所涉及的相当于图4的图。 图15，是表示第二实施方式的膨胀机构中，动涡旋的旋转角每隔60°
的状态的横剖视图。
图16，是表示第二吸入接口的角度位置和制冷剂流量的关系的一例
的曲线图。
图17，是表示改变了热交换器性能的情况下第二吸入接口的角度位 置而算出结果的图。 一符号说明一
1 空气调和装置(冷冻装置)
10 制冷剂回路
20 压縮膨胀机组
24 第一导入管(吸入通路)
27 第二导入管(吸入通路)
40 压縮机构
50 膨胀机构
55 第一吸入接口(主吸入孔)
56 第二吸入接口(辅助吸入孔)
59 膨胀室
60 预节流阀(流量调节阀)
61 开关阀
65 旁通管(旁通回路)
66 旁通阀(旁通流量调节阀)
70 第一旋转机构部
71 第一汽缸(第一部件)
72 第一流体室(流体室) 75 第一活塞(第二部件)
80 第二旋转机构部
81 第一汽缸(第一部件)82 第二流体室(流体室)
85 第二活塞(第二部件)
90 压力检测器
92 预节流阀流量控制部(流量控制器)
93 开关控制部(开关阀控制器)
94 旁通阀流量控制部(旁通流量控制器)
95 逆止阀
100 膨胀机构
101 第一旋转机构部
102 第一汽缸(第一部件)
103 第一吸入接口(主吸入孔)
104 第二吸入接口(辅助吸入孔)
111 第二旋转机构部
112 第二汽缸(第一部件)
113 第三吸入接口(辅助吸入孔)
114 第四吸入接口 (辅助吸入孔) 116 第二活塞(第二部件)
121 第三旋转机构部
122 第三汽缸(第一部件) 124 第三活塞(第二部件)
200 涡旋机构(膨胀机构)
201 吸入接口(主吸入口)
203 第二吸入接口(辅助吸入孔)
204 第三吸入接口(辅助吸入孔)
205 第四吸入接口 (辅助吸入孔)
210 动涡旋(第一部件、涡旋部件)
211 动齿(齿(lap))
220 静涡旋(第二部件、涡旋部件)
221 静齿(齿)230 流体室
231 A室(流体室)
232 B室(流体室)
具体实施例方式
以下，基于

本发明的实施方式。另外，以下优选的实施方 式的说明，从本质上不过是个示例，本发明无意于限制它的适用物或它 的用途。
(第一实施方式)
一空调机的整体构成一
图1中，表示了作为本发明第一实施方式所涉及的作为冷冻装置的 空气调和装置1的制冷剂回路10。该空气调和装置1包括室外机2和室 内机3。室外机2中，设置有压縮膨胀机组20、室外热交换器14、四通 换向阀12、以及由逆止阀ll、 11、 11、 11构成的桥式回路部13。另一方 面，室内机3中，设置有室内热交换器15。另外，没有特别图示，所述 各热交换器14、 15中，各自都设置有风扇，在该种结构状态下对该各热 交换器14、 15吹室外空气和室内空气。
所述室外机2及室内机3，由一对联系配管16、 17相互连通，由此 构成连通了所述压縮膨胀机组20以及热交换器14、 15等的作为封闭回 路的所述制冷剂回路10。在该实施方式中，该制冷剂回路10内填充了二 氧化碳作为制冷剂。
所述压缩膨胀机组20，包括形成为纵长圆筒状的密闭容器的壳体 21。在该壳体21内，设置有压縮机构40、膨胀机构50、以及电动机26。 也就是，在壳体21内，从下到上设置有压縮机构40、电动机26、以及 膨胀机构50。该压縮膨胀机组20的详细内容在后叙述，但是，作为本发 明的特征，在所述膨胀机构50中，设置有多个吸入孔的吸入接口 55、 56， 使得制冷剂的吸入量成为可变。另外，在上述图1中，例举了设置有两 个膨胀机构50吸入接口的膨胀机构。
在此，所述制冷剂回路10中，所述压縮膨胀机组20的压縮机构40
19的吸入侧设置有储液器18。还有，膨胀机构50的吸入侧，对应所述多个
吸入接口55、 56设置有预节流阀60以及开关阀61。具体地讲，是分别 设置有在所述膨胀机构50的吸入冲程一开始就与流体室72的第一吸入 接口 55相互连通的吸入路上的预节流阀60、以及第二位与第二吸入接口 56的吸入路相互连通的开关阀61。另外，所述预节流阀60对应于的本 发明的流量调节阀，所述第一吸入接口 55对应于本发明的主吸入孔，所 述第二吸入接口 56对应于本发明的辅助吸入孔。
还有，所述制冷剂回路10中，设置有构成使所述膨胀机构50的吸 入侧与喷出侧旁通的旁通回路的旁通管65。在该旁通管65上，设置有作 为本发明的旁通流量调节阀的旁通阀66。通过用该旁通阀66调节旁通管 65的制冷剂流量，就可以调节流入膨胀机构50的制冷剂流量。
所述热交换器14、 15，都是由交叉肋片型管片式热交换器构成的。 并且，在所述室外热交换器14中，在制冷剂回路10中循环的制冷剂与 室外空气进行热交换，在所述室内热交换器15中，循环于制冷剂回路10 中的制冷剂与室内空气进行热交换。
所述四通换向阀12包括四个阀口。该四通换向阀12的第一阀口与 压縮机构40的喷出侧相互连通，第二阀口与室内热交换器15的一端相 互连通，第三阔口与室外热交换器14的另一端相互连通，第四阀口与压 縮机构40的吸入侧相互连通。
并且，所述四通换向阀12，构成为切换第一阀口与第二阀口相互 连通且第三阀口与第四阀口相互连通的状态(图1中实线所示状态)、和第 一阀口与第三阀口相互连通且第二阀口与第四阀口相互连通的状态(图1 中虚线所示状态)。
所述桥式回路部13，是由四个逆止阀11、 11、 11、 11组合成桥式状， 通过所述四通换向阀12的动作，构成为即便是所述制冷剂回路10中的 制冷剂的流向变成逆方向的情况，对于所述膨胀机构50也总是按一定方 向供给制冷剂。通过这样做，与在以上所述四通换向阀12以外再另外设 置一个四通换向阀的情况相比，不再需要进行该四通换向阀的控制，构 成变得简单。另外，该实施方式中是由逆止阀11、 11、 11、 ll构成了桥式回路部13，但是并不限于此，还可以是再设置一个四通换向阔。 一压縮膨胀机组的构成一
如图2所示，压縮膨胀机组20，包括纵长圆筒形的密闭容器的壳体
21。在该壳体21的内部，从下向上按顺序设置有压縮机构40、电动机 26、以及膨胀机构50。还有，所述壳体21中，以贯通它的胴体部的方式 设置有吸入管22、喷出管23、成为本发明的吸入路的一部分的导入管24、 27和导出管25。该吸入管22与压縮机构40相互连通，导入管24、 27 及导出管25与膨胀机构50相互连通。所述喷出管23，设置为其一端侧 开口在所述壳体21内的电动机26和膨胀机构50之间的空间。另外，所 述导入管24、 27中第一导入管24与所述第一吸入接口 55相互连通、所 述第二导入管27与第二吸入接口 56相互连通。也就是说，在所述第一 导入管24的壳体21的外段上，比与所述第二导入管27分支的位置更靠 下游侧，设置有所述预节流阀60，同时，在第二导入管27的壳体21的 外段上，比与所述第一导入管24分支的位置更靠下游侧，设置有所述开 关阀61。这样，通过将所述预节流阀60设置在与第二导入管27的分支 位置下游侧，就可以只调节从第一导入管24，即从第一吸入接口55导入 膨胀机构50的制冷剂的流量，所以制冷剂的微量调节就成为了可能。
所述压縮机构40构成摆动活塞型旋转压縮机。该压縮机构40包括 两个汽缸41、 42以及两个活塞47、 47。所述压縮机构40中，从下向上 重叠设置了后顶部(rearhead)44、第一汽缸41、中间隔板(middleplate)46、 第二汽缸42、和前顶部(front head)45 。
还有，在所述压縮机构40中，设置有第一曲轴31，与所述电动机 26连结而进行驱动。该第一曲轴31，设置成为从下部贯通后顶部44、第 一汽缸41、中间隔板46、第二汽缸42、以及前顶部45的状态。
详细地讲，所述第一曲轴31的下部，在轴向排列形成了两个压縮侧 偏心部32、 33。这些压縮侧偏心部32、 33，它们的轴心偏心于第一曲轴 31的轴心。下侧的第一压縮侧偏心部32和上侧的第二压縮侧偏心部33, 在偏心方向上相差180°。并且，所述第一压縮侧偏心部32在第一汽缸 41内，所述第二压縮侧偏心部33在第二汽缸42内。所述第一及第二压縮侧偏心部32、 33，各自外嵌着圆筒状活塞47、 47。这些活塞47、 47， 一对一地安装在所述第一及第二汽缸41、 42内部， 由此，该活塞47、 47的外周面和汽缸41、 42的内周面之间分别形成了 压縮室43、 43。另外，没有特别图示，在活塞47的侧面上，突起设置有 向径向的外方向延伸的平板状叶片，该叶片通过摆动衬套支撑在所述汽 缸41、 42上。
另外，所述第一曲轴31，在其上端面设置有嵌合孔34。该嵌合孔 34，是沿着所述第一曲轴31的轴心向下延伸的六角形断面的孔，与后述 的形成在第二曲轴35下端的嵌合突起38相互嵌合。
所述第一及第二汽缸41、 42上，各自设置有一个吸入接口 48。各 吸入接口 48，在径向贯通汽缸41、 42， 一端侧开口于汽缸41、 42的内 周面以连通所述压缩室43，同时，另一端侧与吸入管22相互连通。
所述前顶部44及后顶部45上，各设置有一个喷出接口。设置在前 顶部44上的喷出接口，使第二汽缸42内的压縮室43与壳体21的内部 空间相互连通。另一方面，设置在后顶部45上的喷出接口，使第一汽缸 41内的压縮室43与壳体21的内部空间相互连通。还有，各喷出接口， 它们的终端设置有由簧片阀形成的喷出阀，由这些喷出阀进行开关。由 此，从所述压縮机构40向壳体21的内部空间喷出的气体制冷剂，经过 喷出管23从压縮膨胀机组20送出。另外，在上述图2中，省略了喷出 接口及喷出阀的图示。
所述压縮机构40，由环状的安装板49固定于壳体21上。具体地讲， 安装板49，它的外周侧通过焊接固定于壳体21内面上，在该安装板49 上用未图示的螺栓紧固着压縮机构40的前顶部44。
所述电动机26，设置在壳体21内的长方向的中央部分。该电动机 26，由定子27和转子28构成。定子27，它的外周侧被固定在所述壳体 21的内周面上。转子28，设置在定子27的内侧，被所述第一曲轴31的 上部贯通。
如图4以及图5所示，所述膨胀机构50，也就是所谓的摆动活塞型 旋转式膨胀机，在该膨胀机构50上，设置有两组成对的第一部件的汽缸71、 81及第二部件的活塞75、 85。还有，该膨胀机构50，包括前顶部 51、中间隔板53、以及后顶部52。该膨胀机构50中，各汽缸71、 81、 前顶部51、中间隔板53、以及后顶部52构成静部件，各活塞75、 85构 成动部件。
所述膨胀机构50中，从下向上按顺序前顶部51、第一汽缸71、 中间隔板53、第二汽缸81、后顶部52成为重叠状态。这种状态下，第 一汽缸71，它的下端面由前顶部51封闭，它的上端面由中间隔板53封 闭。另一方面，第二汽缸81，它的下端面由中间隔板53封闭，它的上端 面由后顶部52封闭。
所述各汽缸71、 81，大致形成为环形的厚板状。第二汽缸81的内 径比第一汽缸71的内径大。还有，第二汽缸81的厚度(高度)比第一汽缸 71的厚度(高度)厚。
该膨胀机构50中，以贯通所述前顶部51、第一汽缸71、中间隔板 53、第二汽缸81、以及后顶部52的状态设置有第二曲轴35。该第二曲 轴35上，它的下端面上突起设置有嵌合突起38。该嵌合突起38，是从 第二曲轴35的下端面向下方延伸的六角形棱柱。嵌合突起38的断面形 状，对应于所述第一曲轴31的嵌合孔34的六角形状。第一曲轴31和第 二曲轴35，通过将第二曲轴35的嵌合突起38插入第一曲轴31的嵌合孔 34而接合，构成为一根轴30。
所述第二曲轴35的上部，对应所述汽缸71、 81形成了两个膨胀侧 偏心部36、 37。这两个膨胀侧偏心部36、 37，它们的轴心偏心于第二曲 轴35。下侧第一膨胀侧偏心部36和上侧的第二膨胀侧偏心部37，偏心 于第二曲轴35的轴心的方向是一致的。但是，所述第二膨胀侧偏心部37 的偏心量大于第一膨胀侧偏心部36的偏心量。所述第一膨胀侧偏心部36 设置在第一汽缸71内，所述第二膨胀侧偏心部37设置在第二汽缸81内。
所述第一及第二膨胀侧偏心部36、 37上，各自外嵌了圆筒状的活塞 75、 85。并且，外嵌在所述第一膨胀侧偏心部36上的第一活塞75位于 所述第一汽缸71内，外嵌在所述第二膨胀侧偏心部37上的第二活塞85 位于所述第二汽缸81内。
23如上述图4所示，所述第一活塞75，它的外周面在第一汽缸71的 内周面上滑动接触、它的下端面在前顶部51上滑动接触、它的上端面在
中间隔板53上滑动接触。由此，在第一汽缸71内，它的内周面和第一 活塞75的外周面之间形成了第一流体室72。
另一方面，所述第二活塞85，它的外周面在第二汽缸81的内周面 上滑动接触、它的下端面在中间隔板53上滑动接触、它的上端面在后顶 部52上滑动接触。由此，在第二汽缸81内，它的内周面和第二活塞85 的外周面之间形成了第二流体室82。
所述第一及第二活塞75、 85上，各自一体设置有一片叶片76、 86。 这些叶片76、 86，形成为从活塞75、 85的外周面向径向外侧延伸的板状。
所述汽缸71、 81中，各自设置有一组成对的衬套77、 87。各衬套 77、 87，是内侧面形成为平面而外侧面形成为圆弧面的小片。所述成对 的衬套77、 87，设置成夹入叶片76、 86的状态，使得各自衬套77、 87 的内侧面在叶片76、 86上滑动、外侧面在汽缸71、 81上滑动。由此， 与活塞75、 85—体形成的叶片76、 86，通过所述衬套77、 87支撑在汽 缸71、 81上，相对于汽缸71、 81能够自由旋转且自由进退。
所述第一汽缸71内的第一流体室72，由所述第一叶片76分隔，成 为图4中的第一叶片76左侧的高压侧的第一高压室73，和它右侧的低压 侧的第一低压室74。同样，所述第二汽缸81内周面的第二流体室82也 是由所述第二叶片86分隔，成为图4中的第二叶片86左侧的高压侧的 第二高压室83，和它右侧的低压侧的第二低压室84。
所述第一汽缸71和第二汽缸81，配置为在各自的圆周方向上与衬 套77、 87的位置一致。换句话说，第二汽缸81相对于第一汽缸71的配 置角度为0°。还有，如上所述，第一膨胀偏心部36和第二膨胀偏心部 37，相对于第二曲轴35的轴心偏心于同一个方向。因此，第一叶片76 成为退到第一汽缸71最外侧的状态的同时，第二叶片86也成为退到第 二汽缸81的最外侧的状态。
所述中间隔板53上，设置了从该中间隔板53的厚度方向贯通的连 通路54。图4中的第一叶片76右侧处的连通路54的一端，开口在所述中间隔板53的第一汽缸71侧的面上。另一方面，第二叶片86左侧处的 连通路54的另一端，开口在所述中间隔板53的第二汽缸81侧的面上。 也就是说，该连通路54，设置为使第一低压室74与第二高压室83相互 连通的形式。这样，通过连通路54使第一低压室74与第二高压室83相 互连通，形成一个膨胀室59。
所述第二汽缸81上形成了流出接口 57。该流出接口 57，开口在第 二汽缸81的内周面上，在图4的衬套87的稍稍右侧处，与第二低压室 84相互连通。如上述图l、图2及图4那样，该流出接口 57与导出管25 相互连通。
并且，作为本发明的特征部分之一，在所述前顶部51上，形成了为 向所述第一汽缸71的第一流体室72内导入制冷剂的第-一及第二吸入接 口 55、 56。这些吸入接口 55、 56，也如图3所示，从前顶部51的外周 面向径向的内侧方向延伸，形成为其终端部向上方弯曲开口在该前顶部 51的上表面上。也就是说，在图4中，若从上方看第一流体室72，设置 为所述第一吸入接口55，在径向上延伸，开口在衬套77的稍稍左侧的 位置，所述第二吸入接口 56，也在径向上延伸，开口在与所述第一吸入 接口 55几乎相反一侧位置的所规定角度(例如160度)。关于该第二吸入 接口 56的角度位置的详细叙述见下文。
在此，所述第一吸入接口 55与设置了预节流阀60的第一导入管24 相互连通，所述第二吸入接口 56与设置了开关阀61的第二导入管27相 互连通。
这样，通过设置将制冷剂导入所述第一流体室72中的多个吸入接口 55、 56，就能够容易地进行调节导入该流体室72内的制冷剂的流量。也 就是说，在只有所述第一吸入接口 55制冷剂的循环量(质量流量，以下相 同)不足的情况下，也可以通过从所述第二吸入接口 56导入制冷剂，就可 以确保膨胀机构50所必需的制冷剂循环量。
还有，如上所述，通过将吸入接口55、 56从下方连通于第一流体室 72，例如，在关闭所述开关阀61不从第二吸入接口 56导入制冷剂的情 况下，在该第二吸入接口 56内储留所述流体室72内的冷冻机油，充填了这部分空间，为此就可以防止在该第二吸入接口 56内流入制冷剂。也 就是说，通过所述那样的构成，就可以防止所述第二吸入接口 56成为死
角(死容积)，就可以在所述膨胀机构50中使制冷剂有效地膨胀。
在此，如上所述那样的构成的所述膨胀机构50中，由第一汽缸71、 第一衬套77、封闭第一汽缸71两端的前顶部51及中间隔板53、第一活 塞75、和第一叶片76构成第一旋转机构部70。还有，由第二汽缸81、 第二衬套87、封闭第二汽缸81两端的的中间隔板53及后顶部52、第二 活塞85、和第二叶片86构成第二旋转机构部80。
也就是说，所述膨胀机构50，是包括第一旋转机构部70及第二旋 转机构部80的两级旋转式膨胀机。为此，如单级旋转式膨胀机那样，吸 入接口和流出接口不通过流体室相互连通，就可以防止从该吸入接口导
入的高压制冷剂直接穿出流出接口。特别是本实施方式那样，在设置了 多个吸入接口的情况下，在单级旋转式膨胀机中吸入接口和流出接口就 被相互接通，而通过构成两级以上的多级旋转式膨胀机就可以使吸入冲 程和排出冲程相互独立，也就能够确实防止高压制冷剂的穿过膨胀机构， 在膨胀室59内就能够使高压制冷剂得到充分地膨胀。
另外，所述膨胀机构50，与所述压縮机构40 —样，通过环状的安 装板58固定在壳体21上。具体地讲，安装板58,通过焊接其外周侧固 定在壳体21内表面上，膨胀机构50的前顶部51由未图示的螺栓固定在 该安装板58上。
一第二吸入接口的角度位置一
以下，详细说明设置在所述膨胀机构50上的第二吸入接口 56的角 度位置(叶片76、 86的位置为0。的情况下的角度)的决定方法。
如上所述，通过在第一吸入接口 55以外再设置第二吸入接口 56， 就可以向第一流体室72内多流入这部分制冷剂。并且，由于设置该第二 吸入接口 56的角度的位置的不同，与该第二吸入接口 56相互连通的流 体室72、 82的容积会不同，也就可以从该容积变化用几何学求得吸入制 冷剂之际的工作排量。具体地讲，如图16的粗实线所示，对于所述第二 吸入接口 56的角度位置可以从几何学上算出流入膨胀机构50的制冷剂的流入量。
然而，从几何学求得的制冷剂流入量，因为没有考虑第二吸入接口 56的吸入压力损失，所以实际的制冷剂流入量，比由几何学求得的制冷 剂吸入量少。也就是说，如上述图16所示，制冷剂流入量的实测值(黑三
角)，由于从第二吸入接口 56向第一流体室72流入制冷剂之际的压力损 失，就比由几何学所求得的理想的制冷剂流入量少。另外，又正如从图 16所得知的，在连通所述第二吸入接口 56的流体室72、 82的容积变化 较大的角度位置设置该第二吸入接口 56的情况下，因为在第二吸入接口 56的吸入压力损失的影响变大，所以实际的制冷剂流入量(黑三角)比由 几何学所求得的制冷剂流入量(粗实线)大幅度减少。
为此，本实施方式中，通过考虑以上那样的由于制冷剂吸入时的压 力损失而减少的制冷剂流入量，对几何学算出的对应于制冷剂流入量的 角度位置加上修正值，在对应于实际的制冷剂流入量的角度位置上设置 第二吸入接口56。
在此，本实施方式中，因为所述膨胀机构50的膨胀比，设定为在制 热的额定运转时为最优，所以，详细内容如后所述，制冷的额定运转时， 低压侧的压力比制热的额定运转时的高。其结果是，有必要增加高压制 冷剂的流入量。为此，有必要设定该第二吸入接口 56的位置在制冷的额 定运转时从所述第二吸入接口 56以便供给必要的制冷剂流入量。
图17，表示了所述第二吸入接口 56的角度位置的计算例。在图17 中，基于实测值改变(增加或者是降低)空气调和装置1的室外热交换器 14或者室内热交换器15的性能，求出能够分别保证各种情况下的制热额 定运转以及制冷额定运转时所必需的制冷剂流量的所述第二吸入接口 56 的角度位置。在此，上述图17中所示的高压是从压縮机构40的喷出压 力、低压是该压縮机构40的吸入压力。还有，气体冷却器出口温度，基 本与膨胀机构50的入口温度相等。
如上述图17所示那样，该计算例中，相对于制热额定运转时的膨胀 比成为2.7 3.0，制冷额定运转时必要的工作排量是它的1.3 1.6倍(称 该比率为工作排量比)。并且，从该制冷的额定运转时所必要的工作排量比以及膨胀比在几何学上求得的所述第二吸入接口 56的角度位置，是基 于上述图16的粗实线算出的。
另外，若使用上述图16的实测值近似曲线(细实线)去求为获得制冷
额定运转时所必要的工作排量的所述第二吸入接口 56的角度位置，则能 够得到上述图17右端所示的值。
因此，如上述图17所示，在从几何学求得的第二吸入接口 56的角 度位置上加上约50。 65。的修正值，由此，就可以求得能够得到制冷额 定运转时所必要的工作排量的角度位置。另外，还可以是在所述几何学 上求得的第二吸入接口 56的角度位置上加上约60°的修正值。即便是这 种情况，与不进行角度修正的情况相比，可以得到更接近必要的制冷剂 流量的流量。
在此，如上述图16所示，即便是不同的条件(制冷剂流量不同的情 况),对于几何学所求得的第二吸入接口 56的角度位置和制冷剂流量的关 系(粗虚线所示)，如以上所述，考虑第二吸入接口 56吸入时的压力损失， 通过修正几何学所求得的第二吸入接口 56的角度位置(细虚线所示)，与 实测值(白三角)基本一致。因此，通过如上所述的修正方法，可以求得充 分的高精度的所述第二吸入接口 56的角度位置。另外，本实施方式的情 况，所述第二吸入接口 56的位置，如从上述图16所表明的那样，最好 设定制冷剂流量变化在10%以上，大于120。的角度位置，如图17所示那 样，优选的是设定150° 200°的范围。
一运转动作一
说明所述空调机1的动作。在此，说明空调机1的制冷运转时及制 热运转时的动作，接下去说明膨胀机构50的动作。 <制冷运转>
制冷运转吋，四通换向阀12切换为图1中虚线所示的状态。若在该 状态下向压缩膨胀机组20的电动机26通电，则在制冷剂回路10中沿着 虚线箭头的方向使制冷剂循环而进行蒸气压縮冷冻循环。
在压縮机构40中被压縮了的制冷剂，通过喷出管23从压縮膨胀机 组20喷出。这种状态下，制冷剂的压力比它的临界压力还高。该喷出制冷剂被送到室外热交换器14中向室外空气放热。
在所述室外热交换器14中放了热的高压制冷剂，通过导入管24、
27流入膨胀机构50。在该膨胀机构50中，高压制冷剂膨胀，从这些高 压制冷剂回收动力。膨胀后的低压制冷剂通过流出管25被送向室内热交 换器15。
在室内热交换器15中，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流出的低压气体制冷剂，通过吸入管22 被吸入压縮机构40。压縮机构40再次压縮吸入的制冷剂后喷出。
<制热运转>
制热运转时，四通换向阀12切换为图1的实线所示的状态。若在该 状态下向压縮膨胀机组20的电动机26通电，则在制冷剂回路10中沿实 线箭头的方向使制冷剂循环而进行蒸气压縮冷冻循环。
在压縮机构40中被压縮了的制冷剂，通过喷出管23从压縮膨胀机 组20喷出。这种状态下，制冷剂的压力比它的临界压力还高。该喷出制 冷剂被送到室内热交换器15。在室内热交换器15中，流入的制冷剂向室 内空气放热而加热室内空气。
在室内热交换器15中放了热的制冷剂，经过导入管24、 27流入膨 胀机构50。在膨胀机构50中，高压制冷剂膨胀，从这些高压制冷剂回收 动力。膨胀后的低压制冷剂经过导出管25被送向室外热交换器14，从室 外空气吸热而蒸发。从室外热交换器14流出的低压气体制冷剂，经过吸 入管22被吸入压縮机构40。压縮机构40再次压縮吸入的制冷剂后喷出。
<膨胀机构的动作〉
参照图5说明膨胀机构50的动作。
首先，说明向第一旋转机构部70的第一高压室73流入超临界状态 的高压制冷剂的过程。从旋转角为0。的状态稍稍旋转第二曲轴35，第一 活塞75和第一汽缸71的接触位置通过第一吸入接口 55的开口部，高压 制冷剂开始从该第一吸入接口 55流入第一高压室73。其后，随着第二曲 轴35的旋转角逐步增大为60°、 180°、 270°，高压制冷剂流入第一高压 室73。高压制冷剂从该第一吸入接口 55流入第一高压室73的过程，持续到第二曲轴35的旋转角达到约360。为止(第一吸入接口 55被关闭为止)。
在此之际，只要是所述开关阀61为打开状态，所述第二曲轴35的 旋转角成为所规定角度(本实施方式中为例如160°),第一活塞75和第一 汽缸71的接触位置通过第二吸入接口 56的开口部，高压制冷剂从该第 二吸入接口 56也开始流入第一高压室73。从该第二吸入接口 56向第一 高压室73的高压制冷剂的流入，持续到该第二吸入接口 56被关闭为止。
因此，所述第二吸入接口 56的旋转角超过360°，到达到所述第二吸 入接口 56被关闭为止的角度(本实施方式中为520°),所述第-一高压室73 中，从所述第一及第二吸入接口 55、 56流入高压制冷剂，与只设置所述 第一吸入接口 55的现有技术构成相比可以延长吸入冲程，也就能够导入 更多的高压制冷剂。
接下来，说明膨胀机构50中制冷剂的膨胀过程。如上述图5所示， 从第二曲轴35的旋转角为0。(360。)的状态稍稍转动一下，第一汽缸71的 第一高压室73和第二汽缸81的第二高压室83通过连通路54相互连通， 制冷剂开始从所述第一低压室74流向第二高压室83。如所述的那样，在 高压制冷剂从所述第二吸入接口 56流入第一高压室73的期间，在该第 一高压室73及第二高压室83中制冷剂基本不膨胀，但是所述第二吸入 接口 56被关闭后(旋转角度达到约520°后)，随着第二曲轴35的旋转角逐 步增大为540。、 630°，所述第一高压室73，也就是第一低压室74的容积 逐步减小的同时第二高压室83的容积逐步增大，其结果膨胀室59的容 积逐步增加。该膨胀室59的容积增加，持续到第二曲轴35的旋转角接 近且就要达到720。为止。并且，在膨胀室59的容积增加的过程中膨胀室 59内的制冷剂膨胀，通过该制冷剂的膨胀驱动第二曲轴35旋转。这样， 第一低压室74内的制冷剂，经过连通路54边膨胀边流向第二高压室83。
接下来，说明从第二旋转机构部80的第二低压室84流出制冷剂的 过程。若所述第二低压室84内的制冷剂膨胀，则该第二高压室83从第 二曲轴35的旋转角为720。的时刻起开始与流出接口 57连通，成为第二 低压室84。也就是说，从第二低压室84开始向流出接口 57流出制冷剂。其后，第二曲轴35的旋转角逐步增大为810°、 900°、 9卯°，在该旋转角 到达1080。为止的期间里，从第二低压室84流出膨胀后的低压制冷剂。
所述膨胀机构50的膨胀室59的吸入容量变化和压力变化的关系表 示在图6中。该图6中，虚线表示只从第一吸入接口 55导入高压制冷剂， 不发生过膨胀的情况的曲线，细实线表示只从第一吸入接口 55导入高压 制冷剂，发生过膨胀的情况的曲线，粗实线表示从第二吸入接口56导入 高压制冷剂的情况的曲线。
例如，在膨胀机构50不发生过膨胀的情况下(上述图6中虚线的情 况)，超临界状态的高压制冷剂在从点a到点b之间流入第一高压室73。 其后，第一高压室73，与连通路54连通而切换成第--低压室74。在第 一低压室74及第二高压室83构成的膨胀室59中，内部的高压制冷剂从 点b到点c之间压力急剧下降成为饱和状态。成为了饱和状态的制冷剂， 蒸发其中一部分而膨胀，到点d为止压力缓慢地下降。并且，第二高压 室83，与流出接口 57连通切换成第二低压室84。该第二低压室84内的 制冷剂，在到点e为止的时间段被送出流出接口 35。这时，吸入制冷剂 和排出制冷剂的密度比与设计膨胀比一致，而进行动力回收效率好的运 转。
另一方面，由于制冷运转和制热运转的切换、或者是室外空气温度 的变化等，高压压力以及低压压力会偏离设计值。也就是说，图6中， 设计膨胀机构50以便空调机1的制热额定时如虚线那样使压力和吸入容 量产生变化而的情况下，若切换为制冷运转，则制冷额定时的低压侧压 力上升到细实线等级，而产生了过膨胀区域D。
对此，如上所述那样，通过也从第二吸入接口56导入高压制冷剂， 上述图6中，在B区域上加上粗实线区域C的范围发生吸入容量变化以 及压力变化，而这部分变化就可以进行更多的动力回收。
所述构成，与在现有技术的膨胀冲程中进行喷射法的情况(图7)相 比，可以更有效地进行动力回收。也就是说，如图7所示，在进行喷射 的构成中，只能在由从第一吸入接口 55导入的高压制冷剂回收动力的区 域B进行之，以及作为喷射的效果的区域C的部分进行动力回收。对此，也如图7的点划线所示，在所述的构成中，可以进行更多的动力回收。
然而，因为所述制冷剂回路10是封闭回路，就有必要使所述膨胀机 构50的制冷剂流量与压縮机构40的制冷剂流量一致，所以，本发明所
涉及的空调机1中，如上所述那样不只是单纯地增加膨胀机构50的制冷
剂循环量，而是构成为适当地调节制冷剂的循环量。
以下，详细说明为进行所述膨胀机构50的制冷剂流量控制的各阀 60、 61、 66的控制。 <阀的控制>
参照图8至图12说明由设置于第一导入管24的预节流阀60、设置 于第二导入管27的开关阀61 、以及设置于旁通回路65的旁通流量调节 阀66的开关控制或者流量控制来控制所述膨胀机构50的制冷剂流量。
本实施方式所涉及的空调机1中，如图8所示，设置了检测导入膨 胀机构50的高压制冷剂的压力的压力检测器90。该压力检测器90，例 如由检测压縮机构40的喷出侧压力的压力传感器(省略图示)构成。由该 压力检测器90检测到的高压制冷剂的压力值传送给控制器91。
在此，所述控制器91包括为进行所述预节流阀60的流量控制的 预节流阀流量控制部92、为进行所述开关阀61的开关控制的开关控制部 93、和为进行所述旁通阀65的流量控制的旁通阀流量控制部94，所述控 制器91构成为基于所述压力检测器90检测到的压力值由所述各控制部 92、 93、 94进行各阀60、 61、 66的控制。
另外，使所述预节流阀流量控制部92对应于本发明的流量控制器、 所述开关阀控制部93对应于本发明的开关阀控制器、所述旁通阀流量控 制部94对应于本发明的旁通流量控制器94。
以下，基于图9的流程图说明各阀60、 61、 66的具体控制。另外， 初期状态时开关阀61为关闭状态。
首先，若上述图9的流程开始，则在步骤Sl中由所述压力检测器 90检测导入膨胀机构50的高压制冷剂的压力。将该压力值与预先设定的 目标值进行比较(步骤S2)，若比该目标值大("是"的情况)，先由所述旁通 阀66微调节流向膨胀机构50的制冷剂循环量使得压力值接近目标值。所述旁通阀66的开度达到所规定的值(步骤4"是"的情况)，通过使所述开
关阀61成为打开状态增大所述膨胀机构50的制冷剂循环量，调节为与 所述压縮机构40相同的制冷剂循环量(步骤S5)。另外，即便是这样地使 所述开关阔61成为打开状态的情况，也由所述旁通阀66进行循环量的 微调节。所述步骤S4中，在所述旁通阀66的开度比所规定的值小的情 况下，返回所述步骤S2，到压力值达到目标值为止或者是该旁通阀66 的开度达到所规定的值为止开大该旁通阀66。
在此，所述目标值，设定COP成为最大的压力值，所述旁通阀66 开度的所规定值，相当于本发明所规定的开度，意味着无法将该旁通阀 66开大到该开度以上的开度，或者说即便是开大到该开度以上也无法调 节流量。
另一方面，所述压力值在目标值以下的情况下(所述步骤S2的"否" 的情况)，进入步骤S6，进行所述压力值是否比目标值小的判断。若判断 为该压力值不比目标值小的情况下(步骤S6的"否"的情况)，因为压力值 等于目标值，所以返回幵始，再一次开始该流程。
所述步骤S6中，当判断为压力值比目标值小的情况("是"的情况)， 在接下来的步骤S7中关闭所述旁通阀66，微调节流向所述膨胀机构50 的制冷剂循环量使得压力值达到目标值。即便是这样所述压力值还是比 目标值小的情况下(步骤S8的"是"的情况)，在接下来的步骤S9中关闭所 述开关阀61，减少流向所述膨胀机构50的制冷剂循环量。在这时，因为 压縮机构40的制冷剂循环量少，所以为了配合它有必要减少膨胀机构50 的制冷剂循环量。在此之际，由所述旁通阀66进行流向该膨胀机构50 的制冷剂循环量的微调节。
即便是在所述步骤S9使开关阀61成为关闭状态所述压力值还是比 目标值小的情况下(步骤S10的"是"的情况)，将所述旁通阆66全关闭或 者是几乎全关闭(所规定开度)(步骤Sll)，即便是这样若还是比目标值小 的情况下(步骤S12的"是"的情况)，进行关闭所述预节流阀60进行制冷 剂循环量的调节(步骤S13)。其后，返回开始，再一次开始该流程。
另一方面，所述步骤S8、步骤SIO、步骤S12中，当判断所述压力
33值不比目标值小的情况下("否"的情况)，为了使该压力值等于标准值，返 回开始，再一次开始该流程。
上述图9所示的流程图中的阀控制的一例表示在图10中；所述膨胀
机构50的制冷剂循环量与所述各阀60、 61、 66的开度的关系示意图表 示在图11中；打开开关阀情况下的制冷剂吸入容量与压力的关系表示在 图12中。另外，上述图10至图12，是设置了多个所述膨胀机构50的吸 入接口的情况的例，在这种情况下，对应于此只需要增加幵关阀的数量， 所以上述图9中，只要追加使其他开关阀成为幵状态或者是闭状态的的 步骤即可。
如上述图10所示，高压制冷剂的压力值大于目标值的情况下，所述 预节流阀60为全开状态，随着步骤STP推进(STP数值的增大)，如果所 述压力值与目标值的差小，则由所述旁通阀66进行导入膨胀机构50的 高压制冷剂流量的微调节使得该压力值接近等于目标值，而当该旁通阀 66的开度达到所规定幵度(图的例中是80。/。)以上的情况下，使所述开关 阀61成为开状态。另外，在上述图10的例中，设置了三个所述膨胀机 构50的吸入接口，第二吸入接口的开关阀为第二吸入阀，第三吸入接口 的开关阀为第三吸入阀。
相反，若压力值变小，与目标值的差渐渐变小，则向步骤STP减少 的方向推进，边由所述旁通阀66控制流量，边使所述开关阀61成为闭 状态，即便是这样压力值还是小的情况下，使所述旁通阀66成为全闭状 态，由所述预节流阀60进行制冷剂循环量的调节。
也就是说，如上述图11所示，在增加所述膨胀机构50的制冷剂循 环量的情况下，通过顺次控制多个开关阀打开，可以阶段式地增加制冷 剂循环量，同时在到开关阀打开为止的期间，通过由旁通阀66调节制冷 剂循环量，就可以顺利地增大制冷剂循环量。这样，如图12所示，通过 顺次控制多个开关阀成为打开状态，能够增大制冷剂的吸入容量。
另一方面，减少所述膨胀机构50的制冷剂循环量的情况，通过关闭 开关阀的控制可以阶段状减少制冷剂循环量，同时到关闭开关阀为止的 期间，通过由旁通阀66调节制冷剂循环量，就可以顺利地减小制冷剂循环量。再有，即便是关闭所述开关阀旁通阀66成为全闭状态，由所述预 节流阔60也能够进行制冷剂循环量的调节。
因此，通过进行如上所述那样的制冷剂循环量的控制，就可以在广
范围迅速且顺利地增减向所述膨胀机构50的制冷剂循环量，就可以保持 与压縮机构40的制冷剂循环量的平衡。
一第一实施方式的效果一
如以上所述，本实施方式中，在膨胀机构50上设置了第一及第二吸 入接口 55、 56的同时，还通过在连通第一吸入接口 55的第一导入管24 上设置预节流阀60、在连通第二吸入接口 56的第二导入管27上设置开 关阀61，对应压縮机构40制冷剂循环量的增减迅速且确实地增减导入所 述膨胀机构50的高压制冷剂成为可能，就可以使导入该膨胀机构50的 高压制冷剂的制冷剂循环量与压縮机构40的制冷剂循环量达到平衡，同 时进行有效地从该髙压制冷剂能量的动力回收。
还有，通过将所述吸入接口55、 56开口在第一流体室72的下侧， 在该吸入接口 55、 56内就会储留流体室72内的冷冻机油，也就能够防 止制冷剂的储留。也就是说，通过将所述吸入接口55、 56设置为从流体 室72的下侧开口，就可以防止该吸入接口 55、 56成为死角(死容积)，也 就可以在膨胀机构50中使制冷剂有效地膨胀。
还有，通过设置旁通所述膨胀机构50的旁通管65，在该旁通管65 上设置旁通阀66，就可以缓和由于所述开关阀61的开关控制而使得制冷 剂循环量的急剧增减，应合所述压縮机构40的制冷剂循环量顺利地改变 所述膨胀机构50的制冷剂循环量。
再有，因为所述膨胀机构50是包括第一旋转机构部70及第二旋转 机构部80的两级旋转式膨胀机，所以不像单级旋转式膨胀机那样吸入接 口与流出接口是通过流体室相互连通，就可以防止从该吸入接口导入的 高压制冷剂未被膨胀就穿出流出接口。因此，所述膨胀机构50中，在流 体室72内就能够使高压制冷剂充分地膨胀。
还有，通过将所述第二吸入接口 56设置在对为在制冷额定运转时确 保必要的工作排量而从几何学求得的角度位置进行所规定的修正而得到的角度位置上，补充在从该第二吸入接口 56向流体室72内流入制冷剂
之际因为压力损失引起的流量降低就可以使该流体室72内流过必要的制 冷剂流量，也就可以防止在制冷运转时流向膨胀机构50的制冷剂流量的 不足而引起的过膨胀。
一第一实施方式的第一变形例一
如图13所示，该第一变形例，在膨胀机构50的第二吸入接口 56内 设置逆止阀95这一点与所述第一实施方式不同。
具体地讲，所述第二吸入接口 56内只允许流入流向第一流体室72 的制冷剂，为了不使其逆方向流动制冷剂设置了逆止阀95。由此，即便 是开关阀61成为关闭状态，没有从所述第二吸入接口 56导入高压制冷 剂的状态，可以确实防止从所述流体室72的制冷剂逆流。也就是说，确 实可以减少所述第二吸入接口 56的死角(死容积)，也就可以在所述膨胀 机构50中使制冷剂有效地膨胀。
一第一实施方式的第二变形例一
如图14所示，该第二变形例，膨胀机构是由三个旋转机构部形成的 三级旋转式膨胀机这一点与所述实施方式不同。
具体地讲，所述膨胀机构100，包括与第一实施方式基本相同的第 一旋转机构部101及第二旋转机构部111，在它们的上侧还包括第三旋转 机构部121。
这些旋转机构部101、 111、 121，基本与所述第一实施方式是相同的 构成，省略其详细说明，但是，在所述第一旋转机构部101的第--- 汽缸 102上设置了第一吸入接口 103及第二吸入接口 104，在所述第二旋转机 构部111的第二汽缸112上设置了第三吸入接口 113及第四吸入接口 114， 流出接口 123设置在第三旋转机构部121的第三汽缸122上。
还有，所述第二汽缸112与第三汽缸122之间设置了连通路115。具 体地讲，所述连通路115，在图14中，从设置在所述第二汽缸112内的 圆筒状第二活塞116的外周面向外延伸的第二叶片117的衬套118的右 侧，延伸到支撑从设置在所述第三汽缸122内的第三活塞124沿径向向 外延伸的第三叶片125的衬套126的左侧。由此，因为所述第二汽缸112的流体室与第三汽缸122的流体室连 通，不只是象所述第一实施方式那样制冷剂从第一汽缸102向第二汽缸
112移动时膨胀，在从第二汽缸112内向第三汽缸122内移动之际也在膨 胀。
在这样构成的膨胀机构100中，通过如上所述那样的设置多个吸入 接口 103、 104、 113、 114，即便是三级旋转式膨胀机，也能够象所述第 一实施方式一样，边进行有效的动力回收边调节该膨胀机构100的制冷 剂循环量。
(第二实施方式)
接下来，基于附图详细说明本发明的第二实施方式。如图15所示， 该第二实施方式，膨胀机构50是由两个旋转机构部70、 80构成的这一 点与所述第一实施方式不同，用涡旋机构200构成膨胀机构的。该膨胀 机构以外的构成，因为与所述第一实施方式相同，省略图示及说明。
具体地讲，所述涡旋机构200，包括固定于壳体(未图示)的静涡旋 220、和通过轴承(未图示)支撑于所述壳体的动涡旋210。
所述静涡旋220构成涡旋部件，包括平板状的静端板(未图示)、和竖 立设置在该静端板上的涡巻状静齿221。另一方面，所述动涡旋210，构 成涡旋部件，包括平板状的动端板(未图示)、和竖立设置在该动端板上的 涡巻状动齿211。并且，静涡旋220的静齿221和动涡旋210的动齿211 相互啮合，在两者之间形成多个流体室230。
所述静涡旋220上，形成了吸入接口 201及流出接口 202的同时， 还各形成了两个第二吸入接口 203、 203、第三吸入接口 204、 204以及第 四吸入接口 205、 205。所述吸入接口 201，开口在静齿221开始涡巻侧 端部的附近。另一方面，所述流出接口 202，开口在静涡旋220结束涡巻 侧端部的附近。所述第二至第四吸入接口 20 3、 204、 205，如后所述， 设置于在吸入冲程中静齿221开始涡巻侧空间按顺序能够连通的位置。
所述多个流体室230中，静齿221的内侧面和动齿211的外侧面所 夹的空间，构成作为第一流体室230的A室231。还有，静齿221的外 侧面和动齿211的内侧面所夹的空间，构成作为第二流体室230的B室
37232。
所述第二至第四吸入接口 203、 204、 205，当动涡旋210相对于静 涡旋220公转时，按照第二吸入接口 203、 203、第三吸入接口 204、 204 以及第四吸入接口 205、 205的顺序幵始连通于流体室230，到开始下一 个形成的流体室230被分隔成两室为止(动涡旋210相对于静涡旋220公 转到540。为止)连通该流体室230。
还有，连通于所述第二至第四吸入接口 203、 204、 205的导入管， 分别设置了未图示的开关阀，与所述第一实施方式一样，构成为对应于 高压(压縮机的喷出压)进行开关控制。另外，该实施方式也是在连通于 所述吸入接口 201的导入管上设置了预节流阀，在旁通膨胀机构的旁通 管上设置了旁通阀，这些各阀的控制与所述第一实施方式一样。
一运转动作一
接下来，说明所述涡旋机构200的膨胀动作。另外，以下的说明中， 是说明高压侧的压力比目标值高，所述第二至第四吸入接口 203、 204、 205为打开状态的情况下的膨胀动作。
首先，从吸入接口201导入高压制冷剂，流入夹在静齿221开始涡 巻附近和动齿211开始涡巻附近的一个流体室230。也就是说，高压制冷 剂从吸入接口 201导入流体室130。
在此，上述图15中，以静齿221开始涡巻侧端部与动齿211内侧面 接触的同时动齿211开始涡巻侧端部与静齿221内侧面接触的状态为基 准的0°。
所述动涡旋210进行公转，随着其公转角度从60°向360。增大所述 流体室230逐步扩大，对该流体室230第二吸入接口 203、 203、第三吸 入接口 204、 204以及第四吸入接口 205、 205按顺序接通。这时，所述 动涡旋210的公转角度超过180°，所述流体室230渐渐分隔成两个空间， 公转角度达到360°，所述流体室230分隔成所述A室231和B室232。
接下来，动涡旋210的公转角度经过420°、 480。直至到达540°为止， A室231及B室232中，连通第二至第四吸入接口 203、 204、 205，导 入高压制冷剂。也就是说，该公转角度达到540。为止的范围相当于吸入冲程。
其后，动涡旋210的公转角度超过540。，所述第二至第四吸入接口
203、 204、 205对于A室231及B室232成关闭状态，该A室231及B 室232容积扩大，在该A室231及B室232内制冷剂开始膨胀。
所述A室231中的膨胀冲程，持续到所述动涡旋210的公转角度到 达1020。为止，该动涡旋210继续旋转，该A室231与流出接口 202连通， 该A室231内的制冷剂从流出接口 202向外部流出，开始排出冲程。
另一方面，所述B室232中的膨胀冲程，持续到所述动涡旋210的 公转角度到达840。为止，该动涡旋210继续旋转，该B室232与流出接 口 202连通，该B室232内的制冷剂从流出接口 202向外部流出，开始 排出冲程。
另外，所述实施方式中，设置了四个吸入接口，但是并不限于此， 与第一实施方式一样，可以设置两个，也可以设置三个或是五个以上。 一第二实施方式的效果一
如上所述，根据该实施方式，即便是在由涡旋机构200构成的膨胀 机构中，与所述第一实施方式一样，通过设置多个流入接口 201、 203、
204、 205，有效地回收动力的同时，还可以增加该膨胀机构的制冷剂循 环量。也就是说，即便是例如高压侧的压力值比目标值大，有必要增加 膨胀机构的制冷剂循环量的情况，通过从所述流入接口 203、 204、 205 导入高压制冷剂，就可以确保必要的制冷剂循环量，就可以平衡所述膨 胀机构的制冷剂循环量和压縮机构的制冷剂循环量。
(其他实施方式)
本发明中，所述的实施方式还可以是以下的构成。 所述第一实施方式中，是由摆动活塞型旋转式流体机械构成的膨胀 机构50的各旋转机构部70、 80，但是并不限于此，还可以是由滚动活塞 型旋转式流体机械构成各旋转机构部70、 80。这种情况下，各旋转机构 部70、 80中，叶片76、 86与活塞75、 85分别形成。还有，各旋转机构 部70、 80中，省略了衬套77、 87。并且，叶片76、 86，它的先端压上 活塞75、 85的外周面的状态下，随着活塞75、 85的动作在汽缸71、 81的半径向上往复运动。
还有，所述第一实施方式中，膨胀机构50上设置了两个吸入接口
55、 56，但是并不限于此，吸入接口还可以设置三个以上。再有，所述 第二实施方式中，在涡旋机构200上设置了四个吸入接口 201、 203、 204、 205，但是并不限于此，既还可以设置两个或三个，也可以设置五个以上。
还有，所述第一实施方式中，连通于膨胀机构50的第一吸入接口 55的吸入路上，在与连通于第二吸入接口 56的吸入路分支的位置下游侧 设置了所述预节流阀60，但是并不限于此，还可以设置在该分支位置的 上游侧。这种情况下，由所述预节流阀调节第一及第二吸入接口 55、 56 的整体流量。
一产业上的实用性一
正如以上的说明，本发明对于包括由流体膨胀产生动力的膨胀机构 的冷冻装置是有用的。
权利要求
1. 一种冷冻装置，包括膨胀机构(50、100、200)，在该膨胀机构(50、100、200)中具有做相对偏心运动的第一部件(71、81、102、112、210)以及第二部件(75、85、116、124、220)，使形成在该两部件之间的流体室(72、82、230)中的流体进行膨胀而转化为动力，其特征在于在所述膨胀机构(50、100、200)上，设置有在吸入冲程一开始就使所述流体室(72、82、230)与吸入路(24)相互连通的主吸入孔(55、103、201)、和在与该主吸入孔(55、103、201)连通后再使所述流体室(72、82、230)与吸入路(27)相互连通的辅助吸入孔(56、104、113、114、203、204、205)。
2. 根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于 所述膨胀机构(50、 100、 200)中分隔了所述流体室(72、 82、 230)，以便在该流体室(72、 82、 230)中至少能够独立地进行吸入冲程和排出冲 程。
3. 根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于 所述辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)，相对于所述流体室(72、 82、 230)，是从下方朝所述流体室(72、 82、 230)开口的。
4. 根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于 在连通于所述辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)的吸入路(27)上设置有开关阀(61)，在所述开关阀(61)的下游侧，设置有只允许流体从该开关阀(61)流向 辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)的逆止阀(95)。
5. 根据权利要求l所述的冷冻装置，其特征在于-包括旁通回路(65)，该旁通回路(65)将所述膨胀机构(50、 100、 200)旁通，在旁通回路(65)上设置有旁通流量调节阀(66)。
6. 根据权利要求5所述的冷冻装置，其特征在于 包括旁通流量控制器(94)，该旁通流量控制器(94)基于被导入所述膨胀机构(50、 100、 200)中的流体的压力控制所述旁通流量调节阀(66)。
7. 根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于在与所述主吸入孔(55、 103、 201)相互连通的吸入路(24)上设置有流 量调节阀(60)。
8. 根据权利要求7所述的冷冻装置，其特征在于所述流量调节阀(60)设置在与所述辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)相互连通的吸入路(27)的分支位置的下游侧。
9. 根据权利要求7所述的冷冻装置，其特征在于 包括流量控制器(92)，该流量控制器(92)基于被导入所述膨胀机构(50、 100、 200)中的流体的压力控制所述流量调节阀(60)。
10. 根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于 包括开关阀控制器(93)，该开关阀控制器(93)基于被导入所述膨胀机构(50、 100、 200)中的流体的压力控制设置在连通于所述辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)的吸入路(27)上的开关阀(61)。
11. 根据权利要求10所述的冷冻装置，其特征在于 设置有多个所述辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)，在与各个辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)相互连通的吸 入路(27)上设置有开关阀(61)，在所述压力比目标值大的情况下，所述开关阀控制器(93)按顺序进行 所述开关阀(61)打开的控制，而由所述辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)按顺序连通所述流体室(72、 82、 230)和吸入路(27)。
12. 根据权利要求10所述的冷冻装置，其特征在于 设置有多个所述辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)，在与各个辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)相互连通的吸 入路(27)上设置有开关阀(61)，在所述压力比目标值小的情况下，所述开关阔控制器(93)按顺序对所 述开关阀(61)进行关闭控制，使得在所述流体室(72、 82、 230)上最后连通 所述辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)。
13. 根据权利要求11或12所述的冷冻装置，其特征在于还包括旁通流量控制器(94)，该旁通流量控制器(94)用于控制设置在将所述膨胀机构(50、 100、 200) 旁通的旁通回路(65)中的旁通流量调节阀(66)，所述旁通流量控制器(94)控制所述旁通流量调节阀(66)，以便所述压 力达到目标值，在所述旁通流量调节阀(66)达到所规定的开度的情况下，所述开关阀 控制器(93)控制所述开关阀(61)的打开和关闭。
14. 根据权利要求13所述的冷冻装置，其特征在于-还包括流量控制器(92)，该流量控制器(92)用于控制设置在连通于所述主吸入孔(55、 103、 201) 的吸入路(24)上的流量调节阀(60)，在即便是使所述旁通流量调节阀(66)及开关阀(61)都处于全关闭状 态下所述压力还是低于目标值的情况下，所述流量控制器(92)控制所述流 量调节阀(60)，由该流量调整阀(60)调节所述膨胀机构(50、 100、 200)的 流量。
15. 根据权利要求l所述的冷冻装置，其特征在于所述膨胀机构(50、 100)，具有工作排量从小到大串联连通的多个旋 转机构部(70、 80、 101、 111、 121)，所述主吸入孔(55、 103)以及辅助吸入孔(56、 104、 113、 114)，设置 在比最终一级旋转机构部(80、 121)的前一级侧旋转机构部(70、 101、 111) 中。
16. 根据权利要求15所述的冷冻装置，其特征在于 所述膨胀机构(50)，具有串联的两个旋转机构部(70、 80)， 在工作排量小的前一级旋转机构部(70)上设置有所述主吸入孔(55)及辅助吸入孔(56)。
17. 根据权利要求15所述的冷冻装置，其特征在于 所述辅助吸入孔(56、 104、 113、 114)，设置在基于所希望的排量由几何学角度位置再加上所规定的修正值后所求得的角度位置上。
18. 根据权利要求17所述的冷冻装置，其特征在于 所述所希望的工作排量是进行制冷运转时必要的工作排量。
19. 根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于所述膨胀机构(200)，具有涡旋机构，该涡旋机构包括在端板上形成有涡旋状的齿的一对涡旋部件(210、 220)，该涡旋机构通过使该两涡旋部 件(210、 220)的齿(2U、 221)相互啮合构成至少一对流体室(231、 232)，在所述涡旋机构的吸入冲程中与所述流体室(231、232)相互连通的位 置上设置有所述主吸入孔(201)及辅助吸入孔(203、 204、 205)。
20. 根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于 构成为用二氧化碳制成的制冷剂作为所述流体进行超临界冷冻循环。
21. —种膨胀机，包括膨胀机构(50、 100、 200)，在该膨胀机构(50、 100、 200)中具有做相对偏心运动的第一部件(71、 81、 102、 112、 210)以 及第二部件(75、 85、 116、 124、 220)，使形成在该两部件之间的流体室 (72、 82、 230)中的流体进行膨胀而转化成动力，其特征在于在所述膨胀机构(50、 100、 200)上，设置有在吸入冲程一开始就使所 述流体室(72、 82、 230)与吸入路(24)相互连通的主吸入孔(55、 103、 201)、 和在使该主吸入孔(55、 103、 201)连通后再使所述流体室(72、 82、 230) 与吸入路(27)相互连通的辅助吸入孔(56、 104、 113、 114、 203、 204、 205)。
全文摘要
本发明公开了一种冷冻装置。该冷冻装置构成为由膨胀机构将高压制冷剂的能量作为动力最大限度回收的同时，使膨胀机构的制冷剂吸入量成为可变的。膨胀机构(50)，包括工作排量互不相同的两个旋转机构部(70、80)。这些旋转机构部串联连接，在工作排量小的旋转机构部的汽缸(71)中形成了两个吸入接口(55、56)。在连通于该吸入接口(55、56)的导入管(24、27)上，设置有预节流阀(60)及开关阀(61)。在旁通所述膨胀机构(50)的旁通管(65)上设置有旁通阀(66)。通过控制这些阀(60、61、66)，平衡所述膨胀机构(50)的制冷剂循环量和压缩机构(40)的制冷剂循环量。
文档编号F01C21/18GK101548066SQ200780044828
公开日2009年9月30日 申请日期2007年12月7日 优先权日2006年12月8日
发明者冈本哲也, 冈本昌和, 熊仓英二, 鉾谷克己 申请人:大金工业株式会社