CN100575670C - 流体机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流体机械。在与电动机(40)为一体的压缩机构(50)的旋转轴(70)和膨胀机构(60)的旋转轴(80)形成有各个供油槽(74、84)。两个旋转轴(70、80)通过形成在彼此的轴端的嵌合凸部(85)和嵌合凹部(75)的嵌合而连接在一起。并且，在嵌合凸部(85)的周面形成有密封槽(S)，O环(R)嵌入该密封槽(S)中。从而，能够防止润滑油在嵌合凸部(85)与嵌合凹部(75)之间漏出的现象。

Description

流体机械

技术领域

[0001]本发明涉及流体机械，特别涉及机械地将压缩机和膨胀机连接在一起的流体机械。

背景技术

[0002]至今为止，例如，如特开2003-172244号公报所示，将压缩机和膨胀机收入一个外壳内的流体机械被众所周知(例如，参照专利文献1)。该专利文献1的流体机械用在空调机的制冷剂回路中。

[0003]上述空调机包括通过配管将压缩机、冷却器、膨胀机和蒸发器连接在一起而成的制冷剂回路。在该制冷剂回路中，制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环。即，被压缩机压缩的制冷剂在冷却器中冷却，在膨胀机中膨胀之后，在蒸发器中蒸发，再返回到压缩机。并且，上述压缩机和膨胀机通过电动机的驱动轴而连接在一起。也就是说，上述压缩机和膨胀机通过一根旋转轴而连接在一起。

[0004]在该流体机械中，借助制冷剂在膨胀机中膨胀而产生动力，该动力作为旋转动力通过驱动轴而传递到压缩机。从而，降低了电动机的负荷。

[0005]不过，在上述以往的流体机械中，存在有由于通过一根旋转轴将压缩机和膨胀机等连接在一起，因此难以组装的问题。也就是说，存在有由于不能充分利用至今为止的组装压缩机单体和膨胀机单体的组装方法，因此使整个流体机械的组装变得复杂的问题。

[0006]于是，例如，想到了在电动机和膨胀机之间分割驱动轴的方法，也就是说，使驱动轴为连接结构的方法。不过，那时，存在有由于形成在驱动轴的供油槽横断连接部，因此润滑油有可能从连接部漏出的问题。

发明内容

[0007]本发明是鉴于上述各点的发明，其目的在于：在使驱动轴为分割结构的同时，防止该连接部中的润滑油的漏出。

[0008]本发明所提供的解决方法如下。

[0009]第一解决方法是以将压缩流体的压缩机构50、和借助流体的膨胀来产生旋转动力的膨胀机构60收入外壳31内的流体机械为前提。

[0010]并且，上述压缩机构50的旋转轴70和膨胀机构60的旋转轴80连接在一起。上述各旋转轴70、80分别形成相互连通的供油槽74、84。该流体机械包括密封机构S、R，用以防止润滑油从上述两根旋转轴70、80的连接部之间漏出。

[0011]在上述解决方法中，通过将两根旋转轴70、80连接在一起，来将在膨胀机构60中产生的旋转动力向压缩机构50传递。从而，降低压缩机构50中的负荷转矩。

[0012]但是，上述压缩机构50和膨胀机构60是在分别组装好的状态下连接在一起的。也就是说，是用以往的组装方法分别将上述压缩机构50及膨胀机构60制成之后，再将它们连接在一起的。在用一根旋转轴将上述压缩机构50和膨胀机构60连接起来时，由于几乎不能使用各自以往的组装方法，因此使整个流体机械的组装变得复杂，本发明能够防止该组装变得复杂。这里，由于由连接部将各旋转轴70、80的供油槽74、84连通在一起，由密封机构S、R将该连接部之间密封，因此即使使旋转轴为分割结构时，也能够确实地防止润滑油的漏出。

[0013]并且，第二解决方法是在上述第一解决方法的基础上，包括以上述压缩机构50的压缩行程、和膨胀机构60的膨胀行程对应的规定相位关系，来让上述两个旋转轴70、80连接在一起用的定位装置8。

[0014]在上述解决方法中，压缩行程中的压缩转矩及膨胀行程中的作为旋转动力的膨胀转矩是变动的。所以，通过在压缩转矩到达峰值时，将在膨胀机构60中产生的最大旋转动力向压缩机构50传递，能够谋求最佳运转效率。即，如果将定位装置8设定为以压缩转矩成为峰值的压缩机构50的旋转轴70的相位、和膨胀转矩成为峰值的膨胀机构60的旋转轴80的相位一致时的规定相位关系，来使两个旋转轴70、80连接在一起的话，则能够确实且容易地谋求运转效率的最佳化。

[0015]并且，第三解决方法是在第二解决方法的基础上，在上述一根旋转轴80的轴端形成有凸部85，在另一旋转轴70的轴端形成有上述凸部85嵌入的凹部75。上述密封机构S、R由在上述凸部85及凹部75的任意一个周面跨越周方向形成的密封槽S、和嵌入该密封槽S中的密封部件R构成，上述凸部85从轴端面89向轴向突出，上述凹部75从轴端面79向轴向凹进而形成，各供油槽84，74在上述凸部85的端面及上述凹部75的底面开口，上述凸部85嵌入上述凹部75从而成彼此连通的状态。

[0016]在上述解决方法中，通过使凸部85和凹部75嵌合在一起，来将两根旋转轴70、80连接在一起。这样一来，由于可以不用连接器等轴接头，因此便于连接。从而，简化了组装工序。并且，由于上述凸部85和凹部75之间被密封部件R密封着，因此能够确实地防止润滑油从供油槽74、84漏出的现象。

[0017]并且，第四解决方法是在上述第三解决方法的基础上，在上述凸部85形成有传递旋转动力的从剖面来看为多角形的动力传递凸部87，在上述凹部75形成有上述动力传递凸部87嵌入的动力传递凹部77。

[0018]并且，上述定位装置8由从一根旋转轴70、80的轴端面中的轴中心偏心设置的棒状定位销88、和形成在另一根旋转轴80、70且上述定位销88嵌入的销孔78构成。

[0019]在上述解决方法中，由于多角形动力传递凸部87和动力传递凹部77嵌合在一起，因此膨胀机构60的旋转轴80不会空转，旋转动力被确实地传递到压缩机构50的旋转轴70。也就是说，上述动力传递凸部87等构成防止膨胀机构60的旋转轴80单独旋转的所谓的旋转停止装置。并且，由于从旋转轴70、80的轴中心偏心设置上述定位销88，因此通过使定位销88和销孔(pin hole)78嵌合在一起，能够使两根旋转轴70、80以规定的相位关系连接在一起。所以，如果以使两根旋转轴70、80用规定的相位关系连接在一起的方式，来设定上述定位销88及销孔78的话，则能够确实地谋求运转效率的最佳化。

[0020]并且，第五解决方法是在上述第三解决方法的基础上，上述定位装置8由形成在凸部85及凹部75的一个周面的键部8a、和形成在另一周面的键槽7a构成。

[0021]在上述解决方法中，通过键部8a和键槽7a嵌合在一起，来将膨胀机构60的旋转动力向压缩机构50的旋转轴70传递。而且，在上述键部8a和键槽7a嵌合在一起时，两根旋转轴70、80以规定的相位关系连接在一起。所以，如果以使两个旋转轴70、80用规定的相位关系连接在一起的方式，来设定上述键部8a及键槽7a的形成位置的话，则能够确实地谋求运转效率的最佳化。

[0022]并且，第六解决方法是在上述第四或第五解决方法的基础上，在上述压缩机构50通过压缩机构50的旋转轴70连接有驱动该压缩机构50的电动机40。

[0023]在上述解决方法中，电动机40通过一根旋转轴70连接在压缩机构50上。因此，即使对于至今为止所存在的使压缩机和电动机为一体的流体机械，也能够很容易地连接膨胀机构60。

[0024]并且，第七解决方法是在上述第六解决方法的基础上，对上述凸部85的动力传递凸部87和上述凹部75的动力传递凹部77进行表面硬化处理。

[0025]在上述解决方法中，通过表面硬化处理来提高动力传递凸部87等的表面的耐压。因此，即使用简单的结构将两个旋转轴70、80连接在一起，也不会对连接部造成损伤，能够确实地传递旋转动力。

[0026]并且，第八解决方法是在上述第六解决方法的基础上，该流体机械用在制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路20中。

[0027]在上述解决方法中，例如，将其用在空调机等的制冷剂回路20中，来进行蒸气压缩式制冷循环的压缩行程及膨胀行程。

[0028]并且，第九解决方法是在上述第八解决方法的基础上，上述制冷剂为二氧化碳。

[0029]在上述解决方法中，由于将二氧化碳用作在制冷剂回路20中循环的制冷剂，因此能够提供有利于地球环境的设备及装置。特别是由于当为二氧化碳时，要将其压缩到临界压力为止，因此压缩转矩(负荷转矩)变大，但是能够将该压缩转矩确实地降低。

[0030](发明的效果)

根据第一解决方法，由于用压缩机构50和膨胀机构60各自的旋转轴70、80将该压缩机构50和该膨胀机构60连接起来，也就是说，由于使旋转轴70、80为分割结构，因此能够在单独组装各设备之后，再进行连接，能够谋求简化流体机械的组装。而且，由于设置了将具有供油槽74、84的两个旋转轴70、80的连接部之间密封的密封机构S、R，因此即使使旋转轴为分割结构，也能够防止润滑油从供油槽74、84漏出的现象。从而，能够谋求组装成本的下降，同时能够提高设备的可靠性。

[0031]并且，根据第二解决方法，由于设置了以压缩机构50的压缩行程和膨胀机构60的膨胀行程对应的规定相位关系、来使上述两根旋转轴70、80连接在一起用的定位装置8，因此能够传递压缩转矩处于峰值时在膨胀机构60所产生的最大旋转动力。从而，能够确实地用最佳效率来进行运转。

[0032]并且，根据第三解决方法，由于通过使两根旋转轴70、80各自的凸部85和凹部75嵌合在一起来连接两根旋转轴70、80，因此能够不用连接器等轴接头，简化连接过程。从而，能够进一步谋求组装成本的降低。另外，由于通过密封部件R将嵌合的凸部85和凹部75之间密封起来，因此能够确实地防止润滑油从供油槽74、84漏出的现象。

[0033]并且，根据第四解决方法，由于在凸部85设置剖面来看为多角形的动力传递凸部87，在凹部75设置动力传递凸部87嵌入的动力传递凹部77，因此膨胀机构60的旋转轴80不会进行空转，能够确实地将旋转动力向压缩机构50传递。

[0034]而且，根据上述发明，由于定位装置8由从一根旋转轴70、80的轴端面的轴中心偏心设置的棒状定位销88、和形成在另一旋转轴80、70且上述定位销88嵌入的销孔78构成，因此能够以一个规定的相位关系使两根旋转轴70、80连接起来。从而，能够确实地谋求运转效率的最佳化。

[0035]并且，根据第五解决方法，由于定位装置8由形成在凸部85及凹部75的一个周面的键部8a、和形成在另一周面的键槽7a构成，因此能够以一个规定的相位关系使两根旋转轴70、80连接在一起。从而，能够确实地谋求运转效率的最佳化。

[0036]并且，根据第六解决方法，由于用一根旋转轴70将电动机40连接在压缩机构50上，因此即使对于以往存在的使压缩机和电动机为一体的流体机械，也能够很简单地将膨胀机构60连接起来。从而，能够降低电动机40的负荷。

[0037]并且，根据第七解决方法，由于对动力传递凸部87及动力传递凹部77进行表面硬化处理，因此即使用简单的结构将两根旋转轴70、80连接起来，也不会损伤连接部，能够确实地传递旋转动力。

[0038]并且，根据第八解决方法，例如，由于将其用在空调机等的制冷剂回路20中，因此能够提供一种可谋求降低装置成本，同时，可靠性较高的装置。

[0039]并且，根据第九解决方法，由于将二氧化碳用作在制冷剂回路20中循环的制冷剂，因此能够提供有利于地球环境的设备及装置。特别是由于当为二氧化碳时，要将其压缩到临界压力为止，因此压缩机构50中的负荷转矩(压缩转矩)变大，但是能够将该负荷转矩确实地降低。

附图说明

[0040]图1为示出了实施例所涉及的空调机的配管系统图。

      图2为示出了实施例所涉及的压缩膨胀单元的纵向剖面图。

      图3为示出了第一实施例所涉及的膨胀旋转轴的连接部，图3(a)为平面图，图3(b)为图3(a)的A-A中的剖面图。

      图4示出了第一实施例所涉及的压缩旋转轴的连接部，图4(a)为平面图，图4(b)为图4(a)的A-A中的剖面图。

      图5示出了第二实施例所涉及的膨胀旋转轴的连接部，图5(a)为平面图，图5(b)为图5(a)的A-A中的剖面图。

      图6示出了第二实施例所涉及的压缩旋转轴的连接部，图6(a)为平面图，图6(b)为图6(a)的A-A中的剖面图。

      图7示出了第三实施例所涉及的膨胀旋转轴的连接部，图7(a)为平面图，图7(b)为图7(a)的A-A中的剖面图。

      图8示出了第三实施例所涉及的压缩旋转轴的连接部，图8(a)为平面图，图8(b)为图8(a)的A-A中的剖面图。

      图9示出了第四实施例所涉及的膨胀旋转轴的连接部，图9(a)为平面图，图9(b)为图9(a)的A-A中的剖面图。

      图10示出了第四实施例所涉及的压缩旋转轴的连接部，图10(a)为平面图，图10(b)为图10(a)的A-A中的剖面图。

具体实施方式

[0041]以下，参照附图对本发明的实施例加以详细说明。

[0042](第一实施例)

对本发明的第一实施例加以说明。本实施例的空调机10包括本发明所涉及的流体机械。

[0043]-空调机的整体结构-

如图1所示，上述空调机10为所谓的分段(seprate)型空调机，包括室外机11和室内机13。在上述室外机11中收入有室外风扇12、室外热交换器23、第一四通切换阀21、第二四通切换阀22及压缩膨胀单元30。在上述室内机13中收入有室内风扇14及室内热交换器24。上述室外机11被设置在屋外，室内机13被设置在屋内。并且，上述室外机11和室内机13通过一对连接配管15、16连接在一起。以后再对上述压缩膨胀单元30加以详细说明。

[0044]在上述空调机10中设置有制冷剂回路20。该制冷剂回路20为连接有压缩膨胀单元30和室内热交换器24等的封闭回路。并且，该制冷剂回路20构成为被填充作为制冷剂的二氧化碳CO₂，该制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环。

[0045]上述室外热交换器23和室内热交换器24均由横向翼片式圆翼型热交换器构成。在上述室外热交换器23中，在制冷剂回路20中循环的制冷剂与由室外风扇12取入的室外空气进行热交换。在上述室内热交换器24中，在制冷剂回路20中循环的制冷剂与由室内风扇14取入的室内空气进行热交换。

[0046]上述第一四通切换阀21包括4个口(port)。该第一四通切换阀21的第一口连接在压缩膨胀单元30的喷出管36上，第二口经由连接配管15连接在为室内热交换器24的一端的气体侧端部上，第三口连接在为室外热交换器23的一端的气体侧端部上，第四口连接在压缩膨胀单元30的吸入口32上。并且，上述第一四通切换阀21在第一口与第二口连通且第三口与第四口连通的状态(图1用实线所示的状态)、和第一口与第三口连通且第二口与第四口连通的状态(图1用虚线所示的状态)之间进行切换。

[0047]上述第二四通切换阀22包括4个口。该第二四通切换阀22的第一口连接在压缩膨胀单元30的流出口35上，第二口连接在为室外热交换器23的另一端的液体侧端部上，第三口经由连接配管16连接在为室内热交换器24的另一端的液体侧端部上，第四口连接在压缩膨胀单元30的流入口34上。并且，上述第二四通切换阀22在第一口与第二口连通且第三口与第四口连通的状态(图1用实线所示的状态)、和第一口与第三口连通且第二口与第四口连通的状态(图1用虚线所示的状态)之间进行切换。

[0048]上述制冷剂回路20构成为通过切换两个四通切换阀21、22来在制冷运转和暖气运转之间切换。也就是说，当上述两个四通切换阀21、22同时切换成图1的虚线一侧的状态时，在室外热交换器23发挥气体冷却器的作用且室内热交换器24发挥蒸发器的作用的制冷运转状态下，制冷剂在制冷剂回路20中循环。并且，当上述两个四通切换阀21、22同时切换成图1的实线一侧的状态时，在室外热交换器23发挥蒸发器的作用且室内热交换器24发挥气体冷却器的作用的暖气运转状态下，制冷剂在制冷剂回路20中循环。

[0049]-压缩膨胀单元的结构-

如图2所示，上述压缩膨胀单元30构成本发明所涉及的流体机械，包括纵向较长的圆筒形密闭容器的外壳31。在该外壳31的内部从下朝上依次配置有压缩机构50、电动机40和膨胀机构60。

[0050]在上述外壳31安装有喷出管36。该喷出管36被配置在电动机40与膨胀机构60之间，连通到外壳31的内部空间。

[0051]上述电动机40配置在外壳31的长边方向的中央部。该电动机40由定子41和转子42构成。上述定子41被固定在外壳31的内部。上述转子42被配置在定子41的内侧。

[0052]上述压缩机构50构成摇动活塞型旋转式压缩机。该压缩机构50包括各为两个的汽缸51、52和旋转式活塞57。在上述压缩机构50中，从下朝上依次层叠有后头部(rear head)55、第一汽缸51、中间板56、第二汽缸52和前头部(front head)54。在上述第一汽缸51及第二汽缸52的内部分别配置有一个圆筒状旋转式活塞57。在该旋转式活塞57的侧面突出设置有平板状的叶片，无图示，该叶片被支撑为通过摇动衬套(bush)相对于汽缸51、52自由转动且自由进退。

[0053]上述压缩机构50包括为旋转轴的压缩旋转轴70。该压缩旋转轴70具有主轴部71，在该主轴部71的下端侧形成有两个大直径偏心部72、73。并且，上述主轴部71贯穿层叠后的状态的后头部55、第一汽缸51、中间板56、第二汽缸52及前头部54，各大直径偏心部72、73在第一汽缸51和第二汽缸52内各有一个。

[0054]上述两个大直径偏心部72、73形成为直径大于主轴部71且比主轴部71的轴心还偏心，下侧构成下侧大直径偏心部72，上侧构成上侧大直径偏心部73。并且，在上述下侧大直径偏心部72和上侧大直径偏心部73中，相对于主轴部71的轴心的偏心方向相反。

[0055]上述下侧大直径偏心部72与第一汽缸51内的旋转式活塞57接合在一起，上述上侧大直径偏心部73与第二汽缸52内的旋转式活塞57接合在一起。上述各旋转式活塞57、57的内周面与大直径偏心部72、73的外周面滑动接触在一起，外周面与汽缸51、52的内周面滑动接触在一起。并且，在上述各旋转式活塞57、57的外周面与汽缸51、52的内周面之间形成压缩室53。

[0056]在上述第一汽缸51及第二汽缸52各形成有一个吸入口32。该各吸入口32在半径方向上贯穿汽缸51、52，末端在汽缸51、52内开口。并且，上述各吸入口32通过配管朝外壳31的外部延长。

[0057]在上述前头部54及后头部55分别形成有一个喷出口(无图示)。上述前头部54的喷出口让第二汽缸52内的压缩室53与外壳31的内部空间连通起来。上述后头部55的喷出口让第一汽缸51内的压缩室53与外壳31的内部空间连通起来。并且，在上述各喷出口的末端设置有由簧片阀构成的喷出阀(无图示)，各喷出口通过该喷出阀而打开或关闭。并且，从上述压缩机构50朝外壳31的内部空间喷出的高压气体制冷剂通过喷出管36从压缩膨胀单元30送出。

[0058]上述压缩旋转轴70的主轴部71的上端侧贯穿电动机40的转子42的中心。也就是说，上述压缩机构50与电动机40通过一根压缩旋转轴70机械地连接在一起。因此，由压缩旋转轴70传递电动机40的旋转动力，来驱动上述压缩机构50。

[0059]上述膨胀机构60构成摇动活塞型旋转式膨胀机。该膨胀机构60包括前头部61、后头部62、汽缸63和旋转式活塞67。在上述膨胀机构60中，从下朝上依次叠层有前头部61、汽缸63及后头部62。上述汽缸63的下侧端面由前头部61封闭，上侧端面由后头部62封闭。上述旋转式活塞67形成为圆环状或圆筒状，被收入已封闭的汽缸63内。并且，上述旋转式活塞67与压缩机构50的一样，在侧面突出设置有平板状的叶片，无图示，该叶片被支撑为通过摇动衬套、相对于汽缸63自由转动且自由进退。

[0060]上述膨胀机构60包括为旋转轴的膨胀旋转轴80。该膨胀旋转轴80具有主轴部81，在该主轴部81的偏向上端侧形成有大直径偏心部82。并且，上述主轴部81贯穿叠层后的状态的前头部61、汽缸63及后头部62，大直径偏心部82位于汽缸63内。

[0061]上述大直径偏心部82形成为直径比主轴部81大且比主轴部81的轴心偏心。并且，上述大直径偏心部82与汽缸63内的旋转式活塞67接合在一起。上述旋转式活塞67的内周面与大直径偏心部82的外周面滑动接触在一起，外周面与汽缸63的内周面滑动接触在一起。在该旋转式活塞67的外周面与汽缸63的内周面之间形成有膨胀室65。在上述膨胀机构60中，将通过制冷剂膨胀而产生的动力变换成膨胀旋转轴80的旋转动力。

[0062]上述膨胀机构60包括形成在后头部62的流入口34、和形成在汽缸63的流出口35。上述流入口34在上下方向上贯穿后头部62，末端在汽缸63内的膨胀室65开口。上述流出口35在半径方向上贯穿汽缸63，末端在汽缸63内的膨胀室65开口。并且，上述流入口34及流出口35通过配管朝外壳31的外部延长。

[0063]上述压缩机构50及电动机40、和膨胀机构60，分别通过压缩旋转轴70和膨胀旋转轴80连接在一起(参照图2的A部分)。也就是说，上述压缩旋转轴70的主轴部71的上端部和膨胀旋转轴80的主轴部81的下端部连接在一起。因此，膨胀旋转轴80的旋转动力通过压缩旋转轴70而被传递到压缩机构50。以后再对上述两根旋转轴70的连接部加以详细说明。

[0064]并且，在上述两根旋转轴70、80的主轴部71、81的内部形成有相互连通的供油槽74、84。该供油槽74、84从各主轴部71、81的上端一直形成到下端。在上述外壳31内的底部形成有润滑油积在一起的积油处。并且，在上述压缩旋转轴70的主轴部71的下端部设置有浸渍在积油处的离心式油泵P。该油泵P构成为借助压缩旋转轴70的旋转来将积油处的润滑油吸上来。上述各主轴部71、81的供油槽74、84形成为将由油泵P吸上来的润滑油提供给压缩机构50和膨胀机构60的各滑动部。

[0065]如图3及图4所示，上述两根旋转轴70、80的主轴部71、81相互嵌合连接在一起。并且，作为本发明的特征，在该连接部设置有密封机构S、R和定位装置8。

[0066]具体地说，在上述膨胀旋转轴80的主轴部81的下端部形成有嵌合凸部85，在上述压缩旋转轴70的主轴部71的上端部形成有上述嵌合凸部85嵌入的嵌合凹部75。

[0067]整个上述嵌合凸部85形成为直径小于主轴部81的外径，朝轴方向突出。该嵌合凸部85由连接在主轴部81的基部86、和连接在该基部86而成的动力传递凸部87形成。上述基部86从剖面来看形成为圆形，在轴方向上延伸。上述动力传递凸部87从剖面来看形成为正六角形，在轴方向上延伸。

[0068]整个上述嵌合凹部75形成为从主轴部71的轴端面79朝轴方向凹陷。该嵌合凹部75由从轴端面79一侧开始依次形成基孔部76、和连接在该基孔部76而成的动力传递凹部77而成。上述基孔部76形成为嵌合凸部85的基部86几乎无间隙地嵌入的形状及大小。上述动力传递凹部77形成为嵌合凸部85的动力传递凸部87几乎无间隙地嵌入的形状及大小。这样一来，由于动力传递凸部87及动力传递凹部77形成为剖面为多角形，因此膨胀旋转轴80不会产生空转，可确实地将膨胀旋转轴80的旋转动力传递到压缩旋转轴70。即，上述动力传递凸部87等构成防止各旋转轴70、80单独旋转的所谓的旋转停止装置。

[0069]并且，对上述动力传递凸部87及动力传递凹部77进行了淬火处理等表面硬化处理。这样一来，由于提高了动力传递凸部87等的表面的耐压，因此不会对两根旋转轴70、80的连接部造成损伤，能够确实地传递旋转动力。

[0070]上述各主轴部71、81的供油槽74、84的其中之一在动力传递凹部77的底面开口，另一方在动力传递凸部87的端面开口。因此，各主轴部71、81的供油槽74、84之间通过上述动力传递凸部87和动力传递凹部77的嵌合而连接在一起。

[0071]上述密封机构S、R设置在嵌合凸部85的基部86。该密封机构S、R由密封槽S和O环R构成。上述密封槽S沿整个基部86的外周面的周方向形成，为密封部件的O环R嵌入其中。也就是说，基部86和基孔部76之间通过上述O环R接触到密封槽S和基孔部76的内周面而被密封。因此，能够防止从供油槽74、84之间的连接部流出的润滑油从基部86与基孔部76之间漏出的现象，即，能够防止从供油槽74、84之间的连接部流出的润滑油从两根旋转轴70、80的连接部之间漏出的现象。

[0072]上述定位装置8由设置在膨胀旋转轴80的主轴部81的定位销88、和设置在压缩旋转轴70的主轴部71的销孔78构成。

[0073]上述定位销88被设置在形成有主轴部81的基部86的端面即具有阶梯的端面89上。该定位销88被形成为圆柱形的棒状，从主轴部81的轴方向插入具有阶梯的端面89。也就是说，上述定位销88的大致一半从具有阶梯的端面89朝轴方向突出。而上述销孔78形成在主轴部71的轴端面79。该销孔78形成为使定位销88嵌入。也就是说，上述销孔78形成为剖面与定位销88大致相同大小的圆形，至少形成为定位销88的突出部分插入的长度。

[0074]上述定位销88及销孔78的形成位置被规定为使两根旋转轴70、80以规定的相位关系连接在一起。在该种流体机械中，当压缩机构50中的负荷转矩处于峰值时，传递在膨胀机构60中产生的最大旋转动力可达到最佳运转效率。因此，将定位销88及销孔78配置为以在压缩行程中的压缩转矩处于峰值时的压缩旋转轴70的相位、和在膨胀行程中的作为旋转动力的膨胀转矩处于峰值时的膨胀旋转轴80的相位一致来连接两根旋转轴70、80。

[0075]-运转动作-

其次，在对上述空调机10的制冷运转时及暖气运转时的动作加以简单说明之后，再对压缩膨胀单元30的动作加以说明。

[0076](制冷运转)

在该制冷运转时，将第一四通切换阀21及第二四通切换阀22切换成图1用虚线所示的状态。在该状态下对压缩膨胀单元30的电动机40通电之后，制冷剂在制冷剂回路20中循环，进行蒸气压缩式制冷循环。[0077]在上述压缩机构50中压缩的高压制冷剂通过喷出管36从压缩膨胀单元30喷出。在此状态下，高压制冷剂的压力高于其临界压力。该高压制冷剂通过第一四通切换阀21流向室外热交换器23，朝室外空气放热。该放热后的高压制冷剂在通过第二四通切换阀22，从流入口34流入膨胀机构60之后膨胀。该膨胀后的低压制冷剂通过流出口35从压缩膨胀单元30流出，通过第二四通切换阀22，送向室内热交换器24。在该室内热交换器24中，流入的低压制冷剂从室内空气吸热且蒸发，将室内空气冷却。并且，该蒸发后的气体制冷剂通过第一四通切换阀21，从吸入口32再次被吸入压缩机构50，被压缩。

[0078](暖气运转)

在该暖气运转时，将第一四通切换阀21及第二四通切换阀22切换成图1用实线所示的状态。在该状态下，对压缩膨胀单元30的电动机40通电之后，制冷剂在制冷剂回路20中循环，进行蒸气压缩式制冷循环。

[0079]在上述压缩机构50中压缩的高压制冷剂通过喷出管36从压缩膨胀单元30喷出。在该状态下，高压制冷剂的压力高于其临界压力。该高压制冷剂通过第一四通切换阀21流向室内热交换器24，朝室内空气放热，将室内空气加热。该放热后的高压制冷剂通过第二四通切换阀22，从流入口34流入膨胀机构60之后，膨胀。并且，膨胀后的低压制冷剂通过流出口35从压缩膨胀单元30流出，通过第二四通切换阀22，送向室外热交换器23。在该室外热交换器23中，流入的低压制冷剂从室外空气吸热且蒸发。该蒸发后的气体制冷剂通过第一四通切换阀21，从吸入口32再次被吸入压缩机构50之后，被压缩。

[0080](压缩膨胀单元的动作)

上述压缩机构50通过由压缩旋转轴70传递电动机40的旋转动力而被驱动。在上述膨胀机构60中，当高压制冷剂膨胀时，其内部能量被变换为膨胀旋转轴80的旋转动力。该旋转动力由两根旋转轴70、80的动力传递凸部87及动力传递凹部77确实地向压缩旋转轴70传递，确实地驱动压缩机构50。这样一来，降低了电动机40的动力负荷。特别是由于在上述压缩行程中的压缩转矩处于峰值时，在膨胀行程中产生的最大旋转动力被传向压缩机构50，因此能够确实地以最佳效率来进行运转。

[0081]并且，在上述压缩旋转轴70旋转时，由油泵P将润滑油吸上去。该润滑油依次流过压缩旋转轴70及膨胀旋转轴80的各供油槽74、84，被提供给压缩机构50和膨胀机构60规定的滑动部。那时，在两根旋转轴70、80的连接部，由于由密封机构S、R防止了润滑油的漏出，因此能够确实地向规定的滑动处提供润滑油。

[0082]-第一实施例的效果-

如上所述，根据本第一实施例，由于用压缩机构50和膨胀机构60各自的旋转轴70、80将压缩机构50和膨胀机构60连接在一起，也就是说，由于使旋转轴70、80为分割结构，因此能够在单独将各设备组装之后再进行连接，能够谋求简化流体机械的组装。

[0083]而且，由于设置有将上述两根旋转轴70、80的连接部之间密封的密封机构S、R，因此即使使旋转轴为分割结构，也能够防止润滑油从供油槽74、84漏出的现象。结果是能够谋求降低组装成本，同时，能够提高设备的可靠性。特别是由于将密封嵌合后的凸部85和凹部75之间的O环R用作上述密封机构S、R，因此能够确实地防止润滑油从供油槽74、84漏出的现象。

[0084]并且，由于设置以上述压缩机构50的压缩行程和膨胀机构60的膨胀行程对应的规定的相位关系来让上述两根旋转轴70、80连接在一起用的定位销88及销孔78，因此能够传递当压缩转矩处于峰值时在膨胀机构60中产生的最大旋转动力。从而，能够以最佳效率来确实地进行运转。

[0085]并且，由于通过将上述两根旋转轴70、80各自的凸部85和凹部75嵌合在一起而使上述两根旋转轴70、80连接起来，因此能够不用连接器等轴接头，便于连接。从而，能够进一步谋求降低组装成本。

[0086]而且，由于在上述凸部85设置剖面来看为多角形的动力传递凸部87，在上述凹部75设置动力传递凸部87嵌入的动力传递凹部77，因此膨胀机构60的旋转轴80不会空转，能够确实地将旋转动力向压缩机构50传递。

[0087]并且，由于用一根旋转轴70将电动轴40连接在压缩机构50上，因此即使对于以往存在的使压缩机和电动机为一体的流体机械，也能够使膨胀机构60便于连接。从而，能够降低电动机40的负荷。

[0088]并且，由于对动力传递凸部87及动力传递凹部77进行了表面硬化处理，因此即使用简单的结构来连接两根旋转轴70、80，也不会使连接部造成损伤，能够确实地传递旋转动力。

[0089]并且，由于将二氧化碳用作在制冷剂回路20中循环的制冷剂，因此能够提供有利于地球环境的设备及装置。特别是当为二氧化碳时，要将制冷剂压缩到临界压力状态，因此使压缩机构50中的负荷转矩(压缩转矩)较大，但是能够确实地降低该负荷转矩。

[0090](发明的第二实施例)

其次，参照图5及图6对本发明的第二实施例加以说明。

[0091]本实施例改变了上述第一实施例中的嵌合凸部85及嵌合凹部75的形状。也就是说，在本实施例中，将动力传递凸部87及动力传递凹部77的剖面形状形成为多角形的长方形，来代替在上述第一实施例中将动力传递凸部87及动力传递凹部77的剖面形状形成为正六角形。此时，膨胀旋转轴80也不会空转，也能够将旋转动力确实地传递到压缩旋转轴70。并且，由于该剖面为单纯形状，因此便于加工，能够降低制作成本。其它结构、作用及效果与第一实施例一样。

[0092](发明的第三实施例)

其次，参照图7及图8对本发明的第三实施例加以说明。

[0093]在本实施例中，改变了上述第一实施例中的动力传递凸部87及动力传递凹部77的形状，同时，改变了定位装置8。具体地说，上述动力传递凸部87形成为从剖面为圆形的一部分突出设置有矩形的键部8a。也就是说，在上述动力传递凸部87的朝轴方向延伸的圆柱外周面、跨越长度方向形成有键部8。而在上述动力传递凹部77的圆形内周面跨越长度方向形成有与键部8a相对应的矩形键槽7a。这样一来，能够通过上述键部8a和键槽7a嵌合在一起，使膨胀旋转轴80不会空转，确实地将旋转动力传递到压缩旋转轴70。即，上述键部8a及键槽7a构成为防止膨胀旋转轴80的空转的所谓的旋转停止装置。

[0094]而且，用上述键部8a及键槽7a代替第一实施例中的定位销88及销孔78，构成定位装置8。也就是说，将上述键部8a及键槽7a的形成位置定为与第一实施例一样，以压缩转矩处于峰值的压缩旋转轴70的相位、和膨胀转矩处于峰值的膨胀旋转轴80的相位一致的规定相位关系来使两根旋转轴70、80连接在一起。这样一来，在本实施例中，由于动力传递凸部87及动力传递凹部77还兼用定位装置8，因此不必另外加工形成定位装置8，能够缩短旋转轴70、80的加工工序。另外，在本实施例中，将键部8a及键槽7a的剖面形成为了矩形，也可以形成为半圆形等。其它结构、作用及效果与第一实施例一样。

[0095](发明的第四实施例)

其次，参照图9及图10对本发明的第四实施例加以说明。

[0096]本实施例改变了上述第三实施例中的动力传递凸部87及动力传递凹部77的键部8a及键槽7a的结构。也就是说，在本实施例中，在动力传递凸部87侧形成键槽8a，在动力传递凹部77侧形成键部7a。

[0097]具体地说，在上述动力传递凸部87的与基部86的直径相同的圆形外周面形成有大致为半月形的键槽8a。也就是说，上述动力传递凸部87的剖面形状由圆形的一部分和一个直线部构成。该键槽8a跨越长度方向形成。而在上述动力传递凹部77的圆形内周面跨越长度方向突出形成有与键槽8a相对应的大致为半月状的键部7a。并且，在本实施例中，键槽8a及键部7a也与第三实施例一样，构成防止膨胀旋转轴80的空转的旋转停止装置，同时，构成让两根旋转轴70、80以规定的相位关系连接起来用的定位装置8。因此，能够缩短上述旋转轴70、80的加工工序。另外，在本实施例中，将键槽8a及键部7a的剖面形成为了大致半月形，但是也可以形成为矩形。其它结构、作用及效果与第一实施例一样。

[0098](其它实施例)

对于上述各实施例，本发明也可以为下述结构。

[0099]例如，在上述各实施例中，也可以在压缩旋转轴70侧形成嵌合凸部85，在膨胀旋转轴80侧形成嵌合凹部75。

[0100]并且，在上述各实施例中，将O环R用作了密封机构S、R的密封部件，但是并不限定于此，也可以使用V密封(packing)等。

[0101]并且，由旋转式机构构成了上述压缩机构50及膨胀机构60，本发明也能够适用于涡旋式机构。并且，不用说上述压缩机构50可以是一个汽缸式的压缩机构，膨胀机构60可以是两阶段膨胀式的膨胀机构。

(产业上的利用可能性)

[0102]如上所述，本发明作为将借助流体的膨胀来产生动力的膨胀机和压缩机机械地连接在一起的流体机械有用。

Claims (7)

1、一种流体机械，将压缩流体的压缩机构(50)、和借助流体的膨胀来产生旋转动力的膨胀机构(60)收纳在外壳(31)内，其特征在于：

上述压缩机构(50)的旋转轴(70)和膨胀机构(60)的旋转轴(80)连接在一起；

在上述各旋转轴(70、80)中，分别形成有相互连通的供油槽(74、84)；

该流体机械包括密封机构(S、R)，用来防止润滑油从上述两根旋转轴(70、80)的连接部之间漏出，

该流体机械还包括定位装置(8)，用来以上述压缩机构(50)的压缩行程和膨胀机构(60)的膨胀行程所对应的规定相位关系，来让上述两根旋转轴(70、80)连接在一起，

在上述一根旋转轴(80)的轴端形成有凸部(85)，在另一根旋转轴(70)的轴端形成有上述凸部(85)嵌入的凹部(75)；

上述密封机构(S、R)由在上述凸部(85)及凹部(75)的任意一个周面跨越周方向所形成的密封槽(S)、和嵌入到该密封槽(S)中的密封部件(R)构成，

上述凸部(85)从轴端面(89)向轴向突出，上述凹部(75)从轴端面(79)向轴向凹进而形成，

各供油槽(84，74)在上述凸部(85)的端面及上述凹部(75)的底面开口，上述凸部(85)嵌入上述凹部(75)从而成彼此连通的状态。

2、根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于：

在上述凸部(85)形成有传递旋转动力的、从剖面来看为多角形的动力传递凸部(87)，在上述凹部(75)形成有上述动力传递凸部(87)嵌入的动力传递凹部(77)；

上述定位装置(8)由从一根旋转轴(70、80)的轴端面中的轴中心偏心设置的棒状定位销(88)、和形成在另一根旋转轴(80、70)且上述定位销(88)嵌入的销孔(78)构成。

3、根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于：

上述定位装置(8)由形成在凸部(85)及凹部(75)的一个周面的键部(8a)、和形成在另一个周面的键槽(7a)构成。

4、根据权利要求2或3所述的流体机械，其特征在于：

在上述压缩机构(50)上，通过压缩机构(50)的旋转轴(70)连接有驱动该压缩机构(50)的电动机(40)。

5、根据权利要求4所述的流体机械，其特征在于：

对上述凸部(85)的动力传递凸部(87)和上述凹部(75)的动力传递凹部(77)进行表面硬化处理。

6、根据权利要求4所述的流体机械，其特征在于：

该流体机械用在制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路(20)中。

7、根据权利要求6所述的流体机械，其特征在于：

上述制冷剂为二氧化碳。

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