膨胀机一体型压缩机及具备其的制冷循环装置的制作方法

专利名称：膨胀机一体型压缩机及具备其的制冷循环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于例如冷冻机、空调机、供热水机等制冷循环装置的膨 胀机一体型压缩机及具备该膨胀机一体型压縮机的制冷循环装置。
背景技术：
如图6所示，作为构成制冷循环装置的局部的流体机械，已知有将压 缩制冷剂的压缩机构402、和使制冷剂膨胀而将制冷剂减压膨胀时的膨胀 能转换为机械能的膨胀机构404 —体化而成的膨胀机一体型压缩机400
(参照日本特开昭62-77562号公报)。在该膨胀机一体型压縮机400中， 通过膨胀机构404转换的机械能作为使压縮机构402的轴405旋转的能量 的一部分使用。由此，使从外部对压縮机构402的输入减少，制冷循环装 置的效率提高。
由于压縮机构402对制冷剂进行绝热压縮，因此在压縮机构402内制 冷剂的温度上升。因此，构成压縮机构402的部件的温度也随着制冷剂的 温度上升而上升。另一方面，膨胀机构404吸入通过未图示的散热器冷却 的制冷剂，并使吸入后的制冷剂绝热膨胀。因此，在膨胀机构404内制冷 剂的温度降低。其结果是，构成膨胀机构404的部件的温度也随着制冷剂 的温度降低而降低。因此，像日本特开昭62-77562号公报所记载的那样， 若将压缩机构402和膨胀机构404简单地一体化，则压缩机构402的热向 膨胀机构404移动，并加热膨胀机构404，冷却压縮机构402。在这种情 况下，如图7的莫里尔图所示，与理论循环相比，在实质循环中，从压縮 机构402喷出的制冷剂的焓降低(参照点B—点B1)，散热器的加热能力 降低。另外，从膨胀机构404喷出的制冷剂的焓增加(参照点D—点D1)， 蒸发器的制冷能力降低。然而，散热器和蒸发器的能力的降低意味着制冷 循环装置的效率的降低，因而不优选。
特别是，在将制冷循环装置作为供热水机使用时，需要通过散热器将水加热至积存热水的设定温度。因此，用于加热的制冷剂即从压縮机构402
喷出的制冷剂的温度必须比积存热水的设定温度高。然而，若在压缩机构
402和膨胀机构404之间引起热短路，则压縮机构402的喷出制冷剂的温 度降低，因此积存热水的温度也降低。因此，为了对该热短路引起的压縮 机构402的喷出制冷剂的温度降低进行补偿，已知有使压縮机构402的喷 出制冷剂压力上升的方法。在图8的莫里尔图中，点A—点B2—点C2— 点D2表示喷出温度控制理论循环，点A—点B3 —点C2—点D3表示喷出 温度控制实质循环.。这样，若稍过剩压缩制冷剂，则能够使喷出制冷剂的 温度上升，因此能够将喷出制冷剂的温度实质维持在目标温度。然而，在 这种方法中，由于压縮机构402进行额外的做功，因此电动机的消耗功率 增大。因此，失去了由膨胀机构404进行动力回收的意义。
为了解决上述课题，如图9所示，已知有在压縮机构501和膨胀机构 502之间设置绝热件504的结构(参照日本特开2001-165040号公报)。此 外，符号503表示连结压缩机构501及膨胀机构502的轴。根据图9所示 的结构，由于在压縮机构501和膨胀机构502之间隔着绝热件504，因此 能够减少压縮机构501和膨胀机构502之间的热移动。然而，在这种结构 中，绝热件504对应的成本上升。
另一方面，已知有不设置绝热件而实现压縮机构和膨胀机构之间的热 移动的降低的膨胀机一体型压縮机(参照日本特开2005-264829号公报)。 如图10所示，在日本特开2005-264829号公报中公开了压缩机构602和膨 胀机构604分开设置，通过从蒸发器向压缩机构602引导的低压制冷剂来 填满密闭容器601的内部的结构。
另外，如图11所示，已知有下述结构，即，将密闭容器701的内部 划分为低压侧空间752和高压侧空间751，在低压侧空间752设置膨胀机 构702，在高压侧空间751设置压縮机构704 (参照日本特开2006-105564 号公报)。在图11的膨胀机一体型压縮机中，向低压侧空间752引导被吸 入压縮机构704前的吸入制冷剂，向高压侧空间751引导压縮机构704的 喷出制冷剂。
根据图10所示的结构，由于压縮机构602和膨胀机构604分开设置， 因此能够降低压縮机构602和膨胀机构604之间的热移动。另夕卜，膨胀机构604的周围由吸入压缩机构602前的比较低温的制冷剂填满。因此，能 够抑制从膨胀机构604喷出的制冷剂的焓的增加。此外，即使在压縮机构 602和其吸入制冷剂之间引起热移动，从压缩机构602吸收热的制冷剂被 压缩机构602压縮而对压缩机构602进行加热。因此，压縮机构602的喷 出温度不会降低。由此，抑制从压縮机构602喷出的制冷剂的焓的降低。
然而，在如此由低压的制冷剂填满密闭容器601的内部的结构中，压 縮机构602的喷出制冷剂从喷出配管609向密闭容器601外直接喷出。因 此，与由压缩机构602的喷出制冷剂填满密闭容器601的内部的结构相比， 向密闭容器601外的油的喷出量增加。喷出的油对制冷循环装置的性能产 生以下恶劣影响附着于制冷剂配管从而使制冷剂的压力损失增加，或使 散热器和蒸发器的能力降低。
另一方面，根据图11所示的结构，使压縮机构704的喷出制冷剂暂 时向密闭容器701的高压侧空间751开放，其后，从密闭容器701朝向散 热器并通过喷出配管709喷出。这样，由于使喷出制冷剂暂时向高压侧空 间751开放，因此在密闭容器701的内部，容易使油从压縮机构704的制 冷剂分离。因此，不会出现压縮机构704的喷出制冷剂与大量的油一起在 制冷循环装置内循环的情况。
然而，由于将密闭容器701的内部分隔为低压侧空间752和高压侧空 间751的结构，因此需要连结膨胀机构702和压縮机构704的轴705贯通 分隔部750。因此，在如此的结构中，必须设有防止从轴705和分隔部750 的间隙泄漏制冷剂的机械密封件。因此，在轴705和机械密封件之间滑动 损失可能增加。
在日本特开2003-139059号公报中提出了与如此的膨胀机一体型压縮 机中的压缩机构、膨胀机构和电动机的布置相关的图12A 图12D所示的 四种布置。此外，在图12A 图12D中，C表示压缩机构，M表示电动机， E表示膨胀机构，P表示油泵。然而，在日本特开2003-139059号公报中 没有明确表示出各布置的具体结构。另外，在图12A 图12D所示的各结 构中，从油泵供给的油通过设置于轴的供给路径向压縮机构及膨胀机构供 给。即，在油通过压縮机构及膨胀机构中的任意一方后，通过另一方。因 此，在压縮机构和膨胀机构之间通过油而产生热移动。

发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种膨胀机一体型压縮机，其 能够抑制油的喷出量，并且在不增加机械损失的情况下减少压縮机构和膨 胀机构之间的热移动。
本发明的膨胀机一体型压縮机具备密闭容器，其在底部形成有积存 油的油积存部；电动机，其设置于所述密闭容器内；压縮机构，其配置于 所述密闭容器内的所述电动机的下方，压縮从所述密闭容器外吸入的工作 流体并向所述密闭容器内喷出；膨胀机构，其配置于所述密闭容器内的所 述压縮机构的下方，使从所述密闭容器外吸入的工作流体膨胀并向所述密 闭容器外喷出；轴，其与所述电动机、所述压縮机构及所述膨胀机构连结， 且沿上下方向延伸；油供给路径，其将积存于所述油积存部的油向所述压 缩机构供给，其中，向所述油供给路径吸入油的油吸入部位于比所述膨胀 机构靠上方的位置。
根据上述本发明的膨胀机一体型压縮机，在密闭容器的内部按温度高 的顺序从上开始配置有电动机、压缩机构和膨胀机构。其结果，在密闭容 器的内部的制冷剂和油中根据温度梯度形成温差层。因此，能够减少密闭 容器的内部的制冷剂和油的对流所引起的热移动。
另外，向压缩机构供给油的油供给路径的油吸入部配置在比膨胀机构 高的位置。因此，向压縮机构供给位于比膨胀机构高的位置的比较高温的 油，另一方面，向膨胀机构供给位于所述油吸入部低的位置的比较低温的 油。即，使用于压縮机构的润滑的温度高的油的循环在比膨胀机构靠上方 的位置结束，从而能够防止膨胀机构从温度高的油受热。其结果，抑制压 縮机构和膨胀机构之间通过油而产生的热移动，进而提高制冷循环装置的 效率。
进而，本发明的膨胀机一体型压缩机是使压縮机构的喷出制冷剂暂时 向密闭容器的内部空间开放，其后，从密闭容器喷出的所谓的高压壳型膨 胀机一体型压缩机。因此，能够将油从压缩机构的喷出制冷剂充分地分离， 不会导致油不足。
另外，不需要像将密闭容器的内部划分为高压侧空间和低压侧空间的现有例(参照图1)那样，在轴的周围设置防止高压侧空间和低压侧空间 之间的制冷剂泄漏的机械密封件等特别结构。因此，不存在因机械密封件 等引起的轴的机械损失增加的问题。
如上所述，根据本发明，能够抑制油的喷出量，并且在不增加机械损 失的情况下减少压缩机构和膨胀机构之间的热移动。


图1是本发明的第一实施方式的膨胀机一体型压縮机的纵剖面图。
图2是本发明的制冷循环装置的结构图。
图3是本发明的第二实施方式的膨胀机一体型压縮机的纵剖面图。
图4是本发明的第三实施方式的膨胀机一体型压縮机的纵剖面图。
图5是变形例的膨胀机一体型压縮机的局部纵剖面图。
图6是现有的膨胀机一体型压縮机的纵剖面图。
图7是现有的制冷循环装置的莫里尔图。
图8是现有的制冷循环装置的莫里尔图。
图9是现有的膨胀机一体型压縮机的纵剖面图。
图IO是现有的膨胀机一体型压縮机的纵剖面图。
图11是现有的膨胀机一体型压縮机的纵剖面图。
图12A D是现有的膨胀机一体型压縮机的布置图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。 (第一实施方式)
图1是本发明的第一实施方式的膨胀机一体型压縮机30的纵剖面图。 图2表示搭载有膨胀机一体型压缩机30的制冷循环装置90。
如图1所示，膨胀机一体型压縮机30具有从商业电源80(参照图 2)接受电力供给而进行工作的电动机2;压縮制冷剂的压缩机构3;使制 冷剂膨胀的膨胀机构4;收容所述要素2、 3、 4的密闭容器1。电动机2、 压缩机构3、膨胀机构4按从上向下的顺序配置。密闭容器l的底部(此 外，这里所说的"底部"是指以任意的规定位置为基准的下侧，并不是指绝对位置。因此，例如当所述规定位置位于密闭容器l的比上下方向的中 间位置高的位置时，比中间位置高的位置也包含在"底部"的定义中)贮
存有用于润滑压縮机构3及膨胀机构4的各滑动部的油40。 g卩，密闭容器 l的下侧作为油贮存部(油积存部)12使用。
电动机2具有安装在密闭容器1的内周面的定子2a、配置在定子2a 的内侧的转子2b。在转子2b固定有压縮机构侧轴5。压缩机构侧轴5的 中途部支承于轴承部件15且旋转自如。在密闭容器1的顶部设有接线柱7。 定子2a通过电线21与接线柱7连接。
电动机2 (具体而言转子2b)和压缩机构3通过压縮机构侧轴5连接 且能够进行动力传递。本实施方式的压縮机构3是具有工作缸31及活塞 32的回转式压縮机构。然而，本发明的压縮机构3并不局限于回转式，也 可以是其他旋转式压縮机构。对其具体结构并没有特别限定。在工作缸31 和活塞32之间形成有压縮室33。在轴承部件15形成有将制冷剂从吸入配 管8向压縮室33引导的吸入路34。在工作缸31的下侧设有下轴承部件 35。在下轴承部件35形成有消声空间35a、将由压縮室33压縮的制冷剂 向消声空间.35a引导的流路35b。另外，在下轴承部件35、工作缸31及 轴承部件15形成有将消声空间35a内的制冷剂向轴承部件15的上方喷出 的沿上下方向延伸的喷出路36。此外，在下轴承部件35的下侧配置有闭 塞板37，通过该闭塞板37从下方闭塞消声空间35a。
本实施方式的膨胀机构4是具有两个工作缸41a、41b和两个活塞42a、 42b的两层回转式的膨胀机构。然而，本发明的膨胀机构4并不局限于回 转式，也可以是其他旋转式膨胀机构。对其具体结构并没有特别限制。在 下侧的工作缸41a的下侧配置有下轴承部件44。在下侧的工作缸41a和上 侧的工作缸41b之间设置有分隔部件43。在上侧的工作缸41b的上侧设置 有轴承部件45。所述下轴承部件44、下侧的工作缸41a、分隔部件43、 上侧的工作缸41b及轴承部件45通过螺栓46 —体地固定。在下轴承部件 44形成有消声空间44a和连通孔44b。吸入配管10贯通密闭容器1的下 部，且与下轴承部件44连接。吸入配管10将吸入制冷剂向消声空间44a 导入。在下侧的工作缸41a和活塞42a之间形成有第一膨胀室47a。该第 一膨胀室47a经由连通孔44b与消声空间44a连通。在上侧的工作缸41b和活塞42b之间形成有第二膨胀室47b。在分隔部件43形成有连通路43a， 第一膨胀室47a和第二膨胀室47b通过连通路43a连通。在轴承部件45 形成有将制冷剂从第二膨胀室47b向喷出配管11引导的喷出路48。在本 实施方式的膨胀机构4中，在第一膨胀室47a、连通路43a和第二膨胀室 47b的整体上形成有进行制冷剂的吸入过程、膨胀过程及喷出过程的一个 膨胀室。
在本实施方式中，使上侧的工作缸41b的内径和下侧的工作缸41a的 内径相等的基础上使上侧的工作缸41b的高度(上下方向的厚度)高于下 侧的工作缸41a的高度，由此将第二膨胀室47b的容积设定为大于第一膨 胀室47a的容积。然而，并不局限于将第二膨胀室47b的容积设定为大于 第一膨胀室47a的容积的结构，例如也可以使上侧的工作缸41b的高度和 下侧的工作缸41a的高度相等的基础上使上侧的工作缸41b的内径大于下 侧的工作缸41a的内径。
在膨胀机构4设有随着活塞42a、42b的旋转而旋转的膨胀机构侧轴6。 膨胀机构侧轴6和压縮机构侧轴5通过连结机构50连接。对连结机构50 的具体结构并没有特别限制，例如可以优选使用分别与压縮机构侧轴5和 膨胀机构侧轴6进行花键嵌合等的圆板状部件等。
压縮机构3和膨胀机构4沿上下方向分离配置，在密闭容器1内的压 縮机构3和膨胀机构4之间形成有由油40填满的缓冲空间13。
在压縮机构侧轴5的内部形成有用于将积存于油贮存部12中的油向 压縮机构3的滑动部引导的油供给路径53。油供给路径53具有面向缓 冲空间13，从压縮机构侧轴5的比连结机构50靠上侧的部分吸入油的油 吸入孔(油吸入部)53A;贯通压縮机构侧轴5的中心的纵向流路53B; 将纵向流路53B的油供给至滑动部的油供给孔53C。具体而言，在压縮机 构侧轴5的内部形成有沿轴向延伸的贯通孔。闭合部件53D嵌入压缩机构 侧轴5的下端部，通过闭合部件53D来关闭所述贯通孔的下侧。在压縮机 构侧轴5的下侧形成有横向孔53A，通过该横向孔53A构成从比连结机构 50靠上侧的部分吸入油的油吸入孔。在本实施方式中，油吸入孔53A向 水平方向开口。然而，对油吸入孔53A的开口方向并 有特别限制，例如 也可以是从水平方向倾斜的方向。另外，纵向流路53B至少向下方开口即可，不必贯通压縮机构侧轴5。
在缓冲空间13的比油吸入孔53A靠下方的位置设有流动抑制板52。 流动抑制板52形成为大致圆环状，且流动抑制板52的外径比密闭容器1 的内径稍小。因此，在流动抑制板52的外周面和密闭容器1的内周面之 间形成有间隙70。在流动抑制板52的中心部形成有使压缩机构侧轴5插 通的孔71。由此，防止流动抑制板52和压縮机构侧轴5的干涉。在使垫 圈55夹设在流动抑制板52和压縮机构3之间的状态下，流动抑制板52 通过螺栓54固定于压縮机构3。
圆筒形状的固定用部件51通过焊接或热装等方法固定在密闭容器1 的比流动抑制板52靠下方的位置。在该固定用部件51上通过螺栓65固 定有膨胀机构4。另外，在固定用部件51上设有回油用的切口 (未图示)。
在膨胀机构侧轴6的内部也设有用于将油向膨胀机构4的滑动部引导 的油供给路径73。油供给路径73具有从下方吸入油的油吸入孔73A; 贯通膨胀机构侧轴6的中心的纵向流路73B;将纵向流路73B的油供给至 滑动部的油供给孔73C。
如图2所示，制冷循环装置卯具有膨胀机一体型压縮机30的压縮 机构3、散热器83、膨胀机构4和蒸发器84以此顺序环状连接而成的主 制冷剂回路91;绕过膨胀机构4的旁通回路92。压縮机构3和散热器83 通过第一配管95连接。散热器83和膨胀机构4通过第二配管96连接。 膨胀机构4和蒸发器84通过第三配管97连接。蒸发器84和压缩机构3 通过第四配管98连接。在旁通回路92设有流量调节自如的阀93。此外， 在电源80和电动机2之间设有逆变器(〗 > "'一 夕)81 。压缩机构侧轴5 和膨胀机构侧轴6通过连结机构50连结，形成一体从而构成旋转的轴82。
接下来，对本实施方式的膨胀机一体型压縮机30的动作进行说明。
从商业电源80供给的电力经由逆变器81及接线柱7向电动机2供给。 由此，驱动电动机2。由电动机2产生的旋转动力通过压縮机构侧轴5向 压缩机构3传递，驱动压缩机构3。
压縮机构3从吸入配管8吸引制冷剂并对其压縮，将压縮了的高温高 压的制冷剂向密闭容器1的内部喷出。向密闭容器1的内部喷出的制冷剂 从喷出配管9向密闭容器1侧喷出。具体而言，从吸入配管8吸入的制冷剂通过吸入路34被导向压缩室33，在压縮室33中被压縮。压縮了的制冷 剂在流路35b、消声空间35a及喷出路36中按顺序流通，并向轴承部件 15的上方喷出。向轴承部件15的上方喷出的制冷剂在电动机2的周围流 动，之后从喷出配管9向密闭容器l的外部喷出。
从喷出配管9喷出的制冷剂通过第一配管95向散热器83引导(参照 图2)。该制冷剂通过散热器83 (参照图2)散热而冷却，并通过第二配管 96及吸入配管10向膨胀机构4引导。
膨胀机构4使来自吸入配管10的制冷剂膨胀，此时，将制冷剂的膨 胀能转换为旋转动力而回收，从而对膨胀机构侧轴6进行旋转驱动。膨胀 机构侧轴6经由连结机构50与压縮机构侧轴5连结，因此膨胀机构侧轴6 的动力向压縮机构侧轴5传递。这样，膨胀机构4通过膨胀机构侧轴6、 连结机构50和压縮机构侧轴5将由膨胀能获得的动力与驱动压縮机构3 的电动机2的动力叠加。具体而言，从吸入配管10吸入的制冷剂通过消 声空间44a及连通孔44b向第一膨胀室47a引导，并在第一膨胀室47a、 连通路43a及第二膨胀室47b中膨胀。膨胀了的制冷剂从第二膨胀室47b 经由喷出路48而到达喷出配管11，并从喷出配管11喷出。
从喷出配管11喷出的低压的制冷剂在经过第三配管97后，通过蒸发 器84加热，而蒸发(参照图2)。从蒸发器84流出的制冷剂被导向第四配 管98及吸入配管8并再次被吸入压縮机构3，而被压縮。
通过上述动作，压縮机构3处于高温，另一方面，膨胀机构4处于低 温。即，压縮机构3对经过蒸发器84而变为低压蒸汽的制冷剂进行绝热 压缩，因此压縮机构3内处于压縮过程的制冷剂的温度和压力一起上升。 因此，压縮机构3变为高温。另一方面，由于膨胀机构4使经过散热器83 而温度降低的制冷剂绝热膨胀，因此膨胀机构4内处于膨胀过程的制冷剂 的温度和压力一起降低。因此，膨胀机构4变为低温。此外，在密闭容器 1的内部喷出来自压缩机构3的高温高压的制冷剂。另外，电动机2在产 生驱动压縮机构3的旋转动力时，输入功率的一部分因铁损或铜损等损失 而进行发热。
在本实施方式的膨胀机一体型压縮机30中，将发热而温度变为最高 的电动机2配置在密闭容器1内的上部，将高温的压縮机构3配置于中间，将低温的膨胀机构4配置在下部。即，电动机2、压縮机构3及膨胀机构 4按温度从高到低的顺序从上到下配置。因此，抑制密闭容器l内的制冷 剂及油的自然对流，在密闭容器l的内部的制冷剂及油中形成温差层。因 此，在电动机2、压縮机构3及膨胀机构4之间不易通过内部的流体(制 冷剂或油)而产生热移动。
进而，根据膨胀机一体型压縮机30，将压縮机构3用的油吸入孔53A 设置在比连结机构50靠上部的压縮机构侧轴5的位置。如上所述，由于 在油中形成有温差层，因此位于连结机构50上侧的油与位于连结机构50 下侧的油相比温度高。因此，根据本实施方式，能够向高温的压縮机构3 供给比较高温的油。因此，能够抑制油所产生的压缩机构3和膨胀机构4 之间的热移动。
另外，根据膨胀机一体型压縮机30，膨胀机构4用的油吸入孔73A 设置于密闭容器l的下端部附近。因此，能够向低温的膨胀机构4供给比 较低温的油。因此，在这一点上，也能够抑制通过油而产生的压縮机构3 和膨胀机构4之间的热移动。
这样，根据膨胀机一体型压縮机30，在密闭容器l内形成位于上侧的 压縮机构3侧的油的循环和位于下侧的膨胀机构4侧的油的循环。g卩，在 压縮机构3侧和膨胀机构4侧形成各自的循环。
另外，根据膨胀机一体型压縮机30，将由压缩机构3压縮后的制冷剂 暂时向密闭容器l内喷出，其后通过喷出配管9向密闭容器1外喷出。因 此，喷出制冷剂所含有的油在喷出制冷剂在密闭容器1内流通时，从喷出 制冷剂分离。因此，能够抑制喷出制冷剂所含有的油向密闭容器l外流出 的情况，且能够避免密闭容器l内的油不足的情况。
另外，根据膨胀机一体型压缩机30，由于不必将密闭容器l内分隔为 高压侧空间和低压侧空间，因此不需要在轴5的周围设置防止高压侧空间 和低压侧空间之间的制冷剂泄漏的机械密封件等特别结构。因此，不会因 机械密封件等导致轴5的机械损失。
另外，根据膨胀机一体型压缩机30，轴82具有压縮机构侧轴5和膨 胀机构侧轴6，压縮机构侧轴5和膨胀机构侧轴6经由连结机构50连结。 因此，在分别组装压縮机构3及压缩机构侧轴5、膨胀机构4及膨胀机构侧轴6后，通过连结机构50来连结上述结构，从而能够组装整体。因此， 组装变得容易，且能够实现生产率的提高。
进而，根据膨胀机一体型压縮机30，在压缩机构3和膨胀机构4之间 设有由油填满的缓冲空间B。因此，能够防止压缩机构3和膨胀机构4 直接接触，且能够避免压缩机构3和膨胀机构4之间的热传递。
进而，根据膨胀机一体型压縮机30，由于将连结机构50配置于缓冲 空间13，因此能够通过缓冲空间13的油充分地润滑连结机构50。
进而，根据膨胀机一体型压縮机30，由于在缓冲空间13的比油吸入 孔53A靠下方的位置设有流动抑制板52。因此，即使因电动机2的旋转 而在密闭容器1内产生制冷剂的回旋流，随之，压缩机构3侧的高温的油 进行流动，也能够抑制该高温的油与流动抑制板52下方的低温的油混合 的情况。即，即使流动抑制板52上方的高温的油发生流动，也能够通过 流动抑制板52抑制其流动，因此不会对流动抑制板52下方的低温的油进 行激烈地搅拌。因此，能够抑制高温的油和低温的油进行混合，从而能够 有效地抑制通过油而产生的压縮机构3和膨胀机构4之间的热移动。进而， 油吸入孔53A能够取入比流动抑制板52靠上侧的高温的油。
进而，流动抑制板52是在与密闭容器1的内周面之间形成有间隙70 大小的大致圆环形板，在流动抑制板52的中心形成有不与压縮机构侧轴5 发生干涉的孔71。在本实施方式中，使用螺栓54和垫圈55将具有这样结 构的流动抑制板52固定于压縮机构3，因此能够实现压縮机构侧轴5的平 滑的旋转，且通过设置流动抑制板52来防止产生额外的机械损失。另外， 通过简单且价格低廉的结构，能够抑制压縮机构3和膨胀机构4的热移动。 即，仅通过由螺栓54和垫圈55将大致圆形板固定于压縮机构3的简单且 价格低廉的结构，就能够抑制通过油而产生的压縮机构3和膨胀机构4之 间的热移动。
本实施方式的膨胀机一体型压縮机30具有贯通压縮机构侧轴5的 中心轴的纵向流路53B;位于压縮机构侧轴5的比连结机构50靠上部的 位置且贯通至纵向流路53B的油吸入孔53A;从纵向流路53B —直连通到 压縮机构3的滑动部的油供给孔53C;关闭纵向流路53B的下端的闭合部 件53D。因此，通过下述简便的加工，能够形成向压缩机构3的供油路径，即，在形成有纵向流路53B的压缩机构侧轴5从侧方形成油吸入孔53A 和油供给孔53C，且由闭合部件53D来闭塞纵向流路53B的端部。另外， 由于通过闭合部件53D来闭塞纵向流路53B的端部，因此不会出现靠近 连结机构50和膨胀机构侧轴6的比较冷却的油被用作压縮机构3的润滑 的油的情况，从而能够抑制压縮机构3和膨胀机构4之间的热移动。
进而，根据膨胀机一体型压縮机30，膨胀机构4通过螺栓65等固定 于圆筒形状的固定用部件51，所述固定用部件51通过焊接或热装固定于 密闭容器1。因此，将压縮机构3和膨胀机构4实质上分离，在压縮机构 3和膨胀机构4之间，仅连结机构50及密闭容器1成为通过热传递而产生 的热移动的要素。因此，与将压縮机构3和膨胀机构4简单地通过螺栓及 垫圈等连结的情况相比，能够减少热传递所产生的热移动的影响。此外， 优选圆筒形状的固定用部件51和密闭容器1以更少的面积接触。因此， 例如可以在固定用部件51的外周部形成切口或凹凸，从而使固定用部件 51和密闭容器1以点接触或线接触相接。上述切口或凹凸也作为回油用的 流路而发挥作用。
此外，在本实施方式中，流动抑制板52固定于压縮机构3。然而，也 可以将流动抑制板52固定于膨胀机构4。 (第二实施方式)
图3是本发明的第二实施方式的膨胀机一体型压縮机30的纵剖面图。 如图3所示，本实施方式的膨胀机一体型压缩机30具有与第一实施方式 中说明的结构(参照图1)大致相同的结构。以下，对同一功能部件标注 相同的符号，而省略说明。
本实施方式和第一实施方式的不同点在于流动抑制板62的形状。本 实施方式的流动抑制板62是在外周部具有切口 62a的大致环状的切口板。 切口 62a沿外周间歇形成。此外，对切口 62a的个数并没有特别限制。在 本实施方式的流动抑制板62的中心也形成有与压缩机构侧轴5不发生干 涉的孔71。
通过热装或焊接等将本实施方式的流动抑制板62固定于密闭容器1 的内周面。因此，没有通过螺栓及垫圈将流动抑制板62与高温的压缩机 构3直接连结。因此，在本实施方式中，在压缩机构3 流动抑制板62之间，仅密闭容器1成为通过热传递而产生的热移动的要素。因此，与将
压縮机构3和流动抑制板62简单地通过螺栓及垫圈等连结的情况相比，
能够减少通过热传递而产生的向下部的热移动的影响。
由于在流动抑制板62的外周部设有切口 62a，因此，将流动抑制板 62和密闭容器1之间的接触面控制得比较小。因此，能够抑制从密闭容器 1向流动抑制板62的热传递。
此外，在本实施方式中，通过在流动抑制板62的外周部设置切口 62a， 而形成向径向内侧凹陷的凹部。然而，对凹部的具体形状等并没有特别限 制，例如通过在流动抑制板62的外周部形成凹凸，也能够获得相同的效 果。这样，优选流动抑制板62和密闭容器1以更少的面积接触，以点接 触或线接触相接也可。 (第三实施方式)
图4是本发明的第三实施方式的膨胀机一体型压縮机30的纵剖面图。 如图4所示，本实施方式的膨胀机一体型压縮机30具有与第二实施方式 中说明的结构(参照图3)大致相同的结构。以下，对同一功能部件标注 相同的符号，而省略说明。
本实施方式与第二实施方式的不同点在于油供给路径的结构。本实施 方式的油供给路径63由在压縮机构侧轴5的外周面形成的油槽63B、63C、 63D及使上述结构连续的连续路(未图示)形成。在压縮机构侧轴5的外 周面的比偏心部靠下侧部分及靠上侧部分形成的油槽63B、 63D倾斜的同 时(例如呈螺旋状)向上下延伸。在压縮机构侧轴5的偏心部的外周面形 成的油槽63C向上下方向笔直地延伸。所述连续路例如可以在偏心部的下 表面及上表面或压縮机构侧轴5的内部形成。而且，油槽63B的下端部 63A构成油吸入部，与缓冲空间13面对。此外，也可以代替油槽63B、 63D，在配置于压缩机构3的下侧及上侧的轴承(是具有与压縮机构侧轴 5的外周面对置的内周面的部件，例如轴承部件15及下轴承部件37等) 的内周面形成向上下延伸的油槽，并由上述油槽中下侧的油槽的下端部构 成油吸入部。
根据本实施方式，通过在压縮机构侧轴5的外周面或轴承形成槽这一 简单且价格低廉的加工，而能够形成油供给路径63。另外，在压缩机构3的正下方，油供给路径63的下端部63A面向缓冲空间13，因此能够平滑 且可靠地吸引连结机构50上部的温度高的油。 (变形例)
此外，在所述第一 第三实施方式中，也可以采用图5所示的结构。 图5所示的结构与第一 第三实施方式相反，使下侧的工作缸41a的高度 比上侧的工作缸41b的高度大，从而在上侧的工作缸41b和活塞42b之间 形成有第一膨胀室47a，在下侧的工作缸41a和活塞42a之间形成有比第 一膨胀室47a的容积大的第二膨胀室47b。即，第二膨胀室47b位于第一 膨胀室47a的下方。另外，喷出配管11与下轴承部件44连接，吸入配管 10与轴承部件45连接，并且在轴承部件45形成有将制冷剂从吸入配管 10导入第一膨胀室47a的吸入路49。
这样，若第二膨胀室47b位于第一膨胀室47a的下方，则也可以在膨 胀机构4中在上侧配置温度比较高的部分、在下侧配置温度比较低的部分， 因此，能够形成更优选的温度分布。此外，在本变形例中，如上所述，例 如也可以使上侧的工作缸41b的高度与下侧的工作缸41a的高度相等的基 础上使下侧的工作缸41a的内径大于上侧的工作缸41b的内径，从而将第 二膨胀室47b的容积设定为大于第一膨胀室47a的容积。 《本说明书中的用语等的定义》
此外，在本发明中，"在底部形成有积存油的油积存部的密闭容器" 中的"底部"是指以任意的规定位置为基准的下侧，并不是指绝对位置。 因此，例如当假设密闭容器的比上下方向的中间位置高的位置作为所述规 定位置时，比中间位置高的位置也包含在"底部"的定义中。
工业可行性
如上所述，本发明对膨胀机一体型压縮机及具有该膨胀机一体型压縮 机的制冷循环装置(例如冷冻机、空调机、供热水机等)有用。
权利要求
1.一种膨胀机一体型压缩机，具备密闭容器，其在底部形成有积存油的油积存部；电动机，其设置于所述密闭容器内；压缩机构，其配置于所述密闭容器内的所述电动机的下方，压缩从所述密闭容器外吸入的工作流体并向所述密闭容器内喷出；膨胀机构，其配置于所述密闭容器内的所述压缩机构的下方，使从所述密闭容器外吸入的工作流体膨胀并向所述密闭容器外喷出；轴，其与所述电动机、所述压缩机构及所述膨胀机构连结，且沿上下方向延伸；油供给路径，其将积存于所述油积存部的油向所述压缩机构供给，其中，向所述油供给路径吸入油的油吸入部位于比所述膨胀机构靠上方的位置。
2. 根据权利要求1所述的膨胀机一体型压縮机，其中， 所述轴具有压縮机构侧轴，其连结所述电动机和所述压縮机构； 膨胀机构侧轴，其与所述膨胀机构连接，还具备在所述压縮机构和所述膨胀机构之间连结所述压縮机构侧轴 和所述膨胀机构侧轴的连结机构。
3. 根据权利要求2所述的膨胀机一体型压縮机，其中， 所述压縮机构与所述膨胀机构分离，在所述压缩机构与所述膨胀机构之间形成有被油填满的缓冲空间。
4. 根据权利要求3所述的膨胀机一体型压缩机，其中， 所述油吸入部面向所述缓冲空间。
5. 根据权利要求3所述的膨胀机一体型压縮机，其中， 所述连结机构配置于所述缓冲空间内。
6. 根据权利要求3所述的膨胀机一体型压縮机，其中，还具备 流动抑制板，其设置于所述缓冲空间内的比所述油吸入部靠下方的位置，抑制油的流动。
7. 根据权利要求6所述的膨胀机一体型压缩机，其中， 所述流动抑制板由大致环状板构成，所述大致环状板在中心侧形成有使所述轴插通的孔，且固定于所述压縮机构或所述膨胀机构，在所述大致环状板的外周面和所述密闭容器的内周面之间形成有间隙。
8. 根据权利要求6所述的膨胀机一体型压縮机，其中， 所述流动抑制板由大致环状板构成，所述大致环状板在中心侧形成有使所述轴插通的孔，且在外周侧形成有向径向内侧凹陷的凹部， 所述大致环状板固定于所述密闭容器的内周面。
9. 根据权利要求2所述的膨胀机一体型压縮机，其中， 在所述压縮机构侧轴的内部形成有沿所述压缩机构侧轴的轴向延伸且至少向下方开口的纵向流路，在所述压縮机构侧轴的下端部嵌入有闭塞所述纵向流路的下侧的闭 合部件，在所述压縮机构侧轴的比所述闭合部件靠上侧的部分形成有向所述 压縮机构侧轴的侧方开口且与所述纵向流路相连的吸入孔，所述纵向流路构成所述油供给路径，所述吸入孔构成所述油吸入部。
10. 根据权利要求3所述的膨胀机一体型压缩机，其中， 还具备轴承，其配置于所述压缩机构的下方，具有与所述压缩机构侧轴的外 周面对置的内周面，支承所述压缩机构侧轴且使其旋转自如，在所述压縮机构侧轴的外周面或所述轴承的内周面形成有上下延伸 的槽，所述槽的下端部面向所述缓冲空间，所述槽构成所述油供给路径，所述槽的下端部构成所述油吸入部。
11. 根据权利要求2所述的膨胀机一体型压縮机，其中， 具备.-固定部件，其固定于所述密闭容器的内周面， 所述膨胀机构固定于所述固定部件。
12. 根据权利要求1所述的膨胀机一体型压縮机，其中，所述膨胀机构是具有第一膨胀室和第二膨胀室的两层回转式的膨胀 机构，其中，所述第二膨胀室位于所述第一膨胀室的下方，通过连通路与 所述第一膨胀室连通，且比所述第一膨胀室容积大。
13. —种制冷循环装置，其中，具备权利要求1所述的膨胀机一体型压縮机；第一配管，其从所述密闭容器引导被所述压縮机构压縮了的制冷剂；散热器，其使由所述第一配管引导的制冷剂散热；第二配管，其将由所述散热器散热了的制冷剂向所述膨胀机构引导；第三配管，其引导在所述膨胀机构中膨胀了的制冷剂；蒸发器，其使由所述第三配管引导的制冷剂蒸发；第四配管，其将在所述蒸发器蒸发了的制冷剂向所述压縮机构引导。
全文摘要
本发明提供一种膨胀机一体型压缩机及具有该膨胀机一体型压缩机的制冷循环装置，膨胀机一体型压缩机(30)具备密闭容器(1)，其在下侧贮存油(40)；电动机(2)，其设置于密闭容器(1)内；压缩机构(3)，其配置于密闭容器(1)内的电动机(2)的下方，压缩制冷剂而向密闭容器(1)内喷出；膨胀机构(4)，其配置在密闭容器(1)内的压缩机构(3)的下方；连结机构(50)，其连结压缩机构侧轴(5)和膨胀机构侧轴(6)。在压缩机构侧轴(5)形成有向压缩机构(3)供给油的油供给路径(53)。油吸入孔(53A)设置于压缩机构侧轴(5)的比膨胀机构(4)靠上方的部分。
文档编号F01C21/06GK101680301SQ20088001602
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月2日 优先权日2007年5月16日
发明者冈市敦雄, 咲间文顺, 松井大, 长谷川宽, 高桥康文 申请人:松下电器产业株式会社