CN101506471A - 旋转式膨胀机 - Google Patents

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Abstract

一种旋转式膨胀机，包括：气缸(61)；配置在气缸(61)的内侧的活塞(62)；夹着气缸(61)配置的闭塞构件；在工作流体的膨胀过程中向工作室(69)进一步导入工作流体的注射路。注射路的相对于工作室(69)的导入口(65c)设置在闭塞构件的比气缸(61)的内周面(61b)更靠内侧的位置，以免该注射路与排出路连通。

Description

旋转式膨胀机
技术领域
本发明涉及一种能够利用于空调及热水器且能够在动力回收式制冷循环装置中使用的旋转式膨胀机。
背景技术
作为制冷循环中的制冷剂从高压向低压伴随膨胀的同时降低压力时，为了回收内部能量而使用的流体机械已知有膨胀机。以下，对使用了现有膨胀机的动力回收式制冷循环装置进行说明。
图7A表示现有的动力回收式制冷循环装置。该制冷循环装置由压缩机1、气体冷却器2、膨胀机3、蒸发器4、旋转电动机5以及直接连接压缩机1和膨胀机3及旋转电动机5的轴6构成，并且作为工作流体的制冷剂使用了二氧化碳。制冷剂在压缩机1中压缩到高温高压后，在气体冷却器2中冷却。进而，制冷剂在膨胀机3中压力下降到低温低压后，由蒸发器4加热。膨胀机3回收制冷剂从高压向低压伴随膨胀的同时压力下降时的内部能量，并将其转换成轴6的旋转能量，作为驱动压缩机1的能量的一部分，由此降低旋转电动机5的动力。
在以上的动力回收式制冷循环装置中，压缩机1和膨胀机3用轴6连接，压缩机1的转速和膨胀机3的转速相等，所以压缩机1的吸入制冷剂的比容积与膨胀机3的吸入制冷剂的比容积之比、或者压缩机1的吸入制冷剂的密度与膨胀机3的吸入制冷剂的密度之比固定为各自的吸入容积之比，产生上述的所谓的密度比恒定的制约。因此，存在无法进行最佳的压力温度控制，制冷循环的COP(Coefficient of Performance)降低的问题。
为了避免上述密度比恒定的制约，在特开2004—150748号公报中公开了一种进行注射的动力回收式制冷循环装置，图7B表示其结构。在该结构中，在气体冷却器2的出口，制冷剂的路径分成两路，形成吸入路9A和注射路9B。通过吸入路9A的制冷剂在通过了膨胀阀7后吸入到膨胀机3中，通过注射路9B的制冷剂在通过了调节阀8后导入到膨胀机3的膨胀过程的工作室(未图示)中。该动力回收式制冷循环装置，通过预先控制膨胀阀7和调节阀8的开度，改变吸入到膨胀机3中的制冷剂的比容积，避免密度比恒定的制约。
在特开2006—46222号公报中公开了一种进行注射的动力回收式制冷循环装置所使用的1级旋转式膨胀机以及2级旋转式膨胀机，图8A、图8B表示其结构。在图8A所示的1级旋转式膨胀机中，在分支出吸入路11的注射路12上设有能够调节开度的节流阀13，并且注射路12相对于工作室16的导入口15设置在气缸的内周面14上。另外，在图8B所示的2级旋转式膨胀机中，在分支出吸入路21的注射路22上设有能够调节开度的节流阀23，并且注射路22相对于工作室28的导入口27设置在闭塞第一气缸24侧的工作室28的省略图示的闭塞构件的与第一气缸24的内周面24a相接的位置。
然而，在如上所述的注射路的导入口设置在气缸的内周面或与内周面相接的位置的现有的旋转式膨胀机中，如图8A或图8B所示，活塞位于上止点附近时，经由工作室16、或者工作室28、29以及连通路26，注射路12、22与排出路17、30连通，引起从注射路12、22向压力低的排出路17、30的工作流体的穿过。由于穿过的工作流体的膨胀能量无法由膨胀机回收，所以现有的旋转式膨胀机存在效率低下的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而实现，目的在于提供一种防止从注射路向排出路穿过而高效率的膨胀机。
为了解决上述问题，本发明的旋转式膨胀机，包括：气缸，其具有形成圆筒面的内周面；活塞，其配置在所述气缸的内侧且在与所述内周面之间形成工作室，并且沿着所述内周面移动；闭塞构件，其夹着所述气缸闭塞所述工作室；吸入路，其使工作流体流入所述工作室；轴，其具有安装所述活塞的偏心部，并且通过流入所述工作室的工作流体的膨胀而受到旋转力；排出路，其使膨胀后的工作流体从所述工作室流出；以及注射路，其在工作流体的膨胀过程中进一步向所述工作室导入工作流体，所述注射路的相对于所述工作室的导入口设置在所述闭塞构件的比所述气缸的内周面更靠内侧的位置，以免该注射路与所述排出路连通。
在本发明的旋转式膨胀机中，能够防止导入到工作室的工作流体从注射路向压力低的排出路穿过。因而，根据本发明能够获得高效率的膨胀机。
附图说明
图1是使用了本发明的实施方式1的1级旋转式膨胀机的膨胀机一体型压缩机的纵截面图；
图2是图1的II-II截面线的横截面图；
图3是图1的膨胀机构的工作原理图；
图4是使用了本发明的实施方式2的2级旋转式膨胀机的膨胀机一体型压缩机的纵截面图；
图5A是图4的VA-VA截面线的横截面图；
图5B是图4的VB-VB截面线的横截面图；
图6是图4的膨胀机构的工作原理图；
图7A是表示现有的动力回收式制冷循环装置的图；
图7B是表示现有的进行注射的动力回收式制冷循环装置的图；
图8A是现有的1级旋转式膨胀机的横截面图；
图8B是现有的2级旋转式膨胀机的横截面图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，参照附图对本发明的实施方式1进行说明。
图1是使用了本发明的实施方式1的1级旋转式膨胀机的膨胀机一体型压缩机的纵截面图，图2是图1的II-II截面线的横截面图。膨胀机一体型压缩机包括纵长的密闭容器31。在该密闭容器31的内部，在上侧位置配置有涡旋式压缩机构40，在下侧位置配置有旋转式膨胀机构60，在压缩机构40和膨胀机构60之间配置有由转子32a和定子32b构成的旋转电动机32，上述各构件由轴33连接。并且，通过膨胀机构60、轴33以及后述的管67A～67C构成本发明的实施方式1的1级旋转式膨胀机。再有，压缩机构40和膨胀机构60预先独立构成，在组装时用轴33连接。另外，作为后述的工作流体，使用了二氧化碳。
在密闭容器31的底部，贮存有润滑用的油，在轴33的下端部设有油泵34。在轴33的内部形成有用于向膨胀机构60以及压缩机构40的各滑动部供给油的给油路35。轴33在图2中顺时针旋转，若轴33旋转，则由油泵34汲取油，经给油路35供给到各滑动部，用于膨胀机构60的润滑及密封以及压缩机构40的润滑及密封。
涡旋式压缩机构40由静涡盘41、动涡盘42、十字环43、轴承构件44、消声器45、吸入管46、排出管47构成。与轴33的上端部设置的偏心部33a嵌合且由十字环43约束自转运动的动涡盘42，在涡旋形状的卷板42a与静涡盘41的卷板41a啮合的同时，随着轴33的旋转进行回旋运动。由此，在卷板41a、42a之间形成的三日月形状的工作室48在从外侧向内侧移动的同时缩小容积，由此从吸入管46吸入的工作流体受到压缩，从静涡盘41的中央部设置的排出孔41b，依次经由消声器45的内侧空间45a、静涡盘41及轴承构件44上设置的流路49，向密闭容器31的内部空间31a排出。排出的工作流体滞留在内部空间31a内期间，在重力和离心力等的作用下，分离出混入的润滑用的油，然后从排出管47向密闭容器31外排出。
旋转式膨胀机构60包括气缸61、配置在气缸61的内侧的活塞62、配置在气缸61的上方的上轴承构件65、配置在气缸61的下方的下轴承构件66。
在轴33的下部设有从该轴33的轴心偏心规定量的圆盘状的偏心部33b。上轴承构件65固定在密闭容器31上，支承轴33的偏心部33b的上侧附近部分使其能够旋转，下轴承构件66经气缸61固定在上轴承构件65上，支承轴33的偏心部33b的下侧附近部分使其能够旋转。具体而言，上轴承构件65形成为具有平坦的下表面且将密闭容器31的内部上下分割的大致圆盘状的形状，在其中心具有插通轴33的插通孔。再有，图中省略了图示，不过，在上轴承构件65上，在适当的部位设置有使在上方从工作流体分离出的油向下方流下的流下路。另一方面，下轴承构件66形成为具有平坦的上表面及下表面的板状。
气缸61形成为具有形成圆筒面的内周面61b、圆筒面的一部分向外侧伸出的外周面、相互平行的上下两端面的筒状。该气缸61在内周面61b的中心与轴33的轴心一致的状态下，夹设在上轴承构件65和下轴承构件66之间，上端面与上轴承构件65的下表面抵接，下端面与下轴承构件66的上表面抵接。
活塞62形成为圆形环状，通过与轴33的偏心部33b嵌合而安装，由此与气缸61的内周面61b线接触而在与该内周面61b之间形成圆弧状的工作室69，并且能够在气缸61的内侧偏心旋转运动，即能够在内周面61b上滑动的同时沿着该内周面61b移动。该活塞62的厚度设定成与气缸61的厚度同等程度，活塞62的上端面在上轴承构件65的下表面上滑动，且活塞62的下端面在下轴承构件66的上表面上滑动。即，工作室69由上轴承构件65和下轴承构件66闭塞，上述轴承构件65、66兼作夹着气缸61闭塞工作室69的闭塞构件。再有，轴33的偏心部33b的厚度也设定成与气缸61的厚度同等程度，偏心部33b的上表面在上轴承构件65的下表面上滑动，且偏心部33b的下表面在下轴承构件66的上表面上滑动。
在气缸61上，在外周面向外侧伸出的位置上设有从内周面61b向径向外侧伸出的槽61a。在该槽61a内配置有通过嵌入该槽61a内而由气缸61保持为往复移动自如的分割构件63和对分割构件63施力的弹簧64。分割构件63通过被弹簧64施力而与活塞62抵接，由此将工作室69分割成吸入侧工作室69a和排出侧工作室69b。
接着，对膨胀机构60用于吸入及排出工作流体的结构进行说明。
在上轴承构件65上连接有吸入管67A，并且形成有第一通路65a及第二通路65b。另一方面，在偏心部33b的上表面形成有180°圆弧状的槽部33c。并且，通过上述65a、65b、33c构成使工作流体流入吸入侧工作室69a的吸入路。即，高压的工作流体从吸入管67A经第一通路65a流入槽部33c后，经第二通路65b流入吸入侧工作室69a。第一通路65a、槽部33c和第二通路65b形成流入定时机构，且形成为只在随着槽部33c与轴33一起旋转，使得槽部33c与第一通路65a和第二通路65b双方连通的期间，工作流体流入吸入侧工作室69a的构造。更详细为，第一通路65a的开口设置在上轴承构件65的下表面的相对于轴33的轴心与分割构件63成90°的位置，第二通路65b在上轴承构件65的下表面的分割构件63的附近位置形成为沿着分割构件63的往复方向延伸的槽状。槽部33c从轴33的轴心朝向偏心部33c的偏心方向左右对称。
在气缸61上连接有排出管67B且形成有排出口61c。并且，通过上述67B、61c构成使工作流体从排出侧工作室69b流出的排出路。排出口61c的开口设置在气缸61的内周面61b的分割构件63的附近。
图3是轴33的旋转角每旋转90°而表示的膨胀机构60的工作原理图。在0°(活塞62相对于气缸61的内周面61b的接点位于分割构件63上的角度)时，槽部33c与第一通路65a及第二通路65b同时连通的吸入行程开始，高压的工作流体流入吸入侧工作室69a。在稍过90°时，槽部33c和第二通路65b的连通断开，吸入行程结束。此后，吸入侧工作室69a的工作流体在减压的同时膨胀，在180°、270°时，吸入侧工作室69a的容积增加。此时，轴33由于工作流体的膨胀而受到旋转力。在轴33旋转一周即将到达360°之前，吸入侧工作室69a与排出口61c连通，膨胀行程结束。然后，在360°时，活塞62相对于气缸61的内周面61b的接点通过分割构件63，由此之前的吸入侧工作室切换成排出侧工作室69b，在接点和分割构件63之间重新形成吸入侧工作室69a。然后，在到达720°期间，伴随排出侧工作室69b的容积减少，膨胀后的工作流体从排出口61c流出，进行排出行程。
另外，在本实施方式1中，如图1及图2所示，在上轴承构件65上连接有注射管67C，并且形成有注射口65d。并且，通过上述67C、65d构成在工作流体的膨胀过程中(膨胀行程的途中)进一步向吸入侧工作室69a导入工作流体的注射路。注射管67C从省略图示的工作流体供给管分支出吸入管67A，在该注射管67C上设有能够调节开度的节流阀68。再有，尽管省略了图示，不过，在注射口65d上设有逆流防止阀。
注射口65d的开口即注射路的相对于吸入侧工作室69a的导入口65c设置在上轴承构件65的下表面的比气缸61的内周面61b更靠内侧(偏置)的位置。更详细地说，导入口65c设置在相对于轴33的轴心与分割构件63成大约55°的位置。因此，通过移动的活塞62使导入口65c开闭，由此注射路能够只向吸入侧工作室69a开口。由此，防止注射路与排出路连通。
具体而言，如图3所示，导入口65c在活塞62相对于气缸61的内周面61b的接点即将到达排出口61c之前(即，该接点到达排出口61c附近时)，由活塞62的上端面完全封闭，在活塞62相对于内周面61b的接点从分割构件63旋转大约90°后逐渐打开。这样，导入口65c至少在从排出行程开始到结束由活塞62的上端面封闭，在吸入行程快要结束到膨胀行程打开。注射路如图7B所示，在本实施方式中也是经控制阀8(节流阀68)使工作流体流入吸入侧工作室69a，但由于导入口65c至少在排出行程中由活塞62封闭，所以能够防止从注射口65d向吸入侧工作室69a流入的工作流体直接向压力低的排出口61c穿过。
因而，能够将现有膨胀机中由于穿过而无法动力回收的膨胀能量加以回收，所以能够提供高效率的膨胀机，能够提高使用了膨胀机一体型压缩机的动力回收式制冷循环的效率。
再有，如果将导入口65c设置在比图3的位置稍向轴33的旋转方向移动的位置，则能够在来自吸入路的工作流体向吸入侧工作室69a的流入结束后打开导入口65c。这样一来，能够抑制高压的工作流体进入注射口65d的死区(从导入口65c到逆流防止阀的区间)。
另外，导入口65c的位置无需一定是本实施方式所示的位置，只要是在轴33的旋转方向上与分割构件63成90°的角度范围内即可。只要是这样的位置，就能够在膨胀行程内比较长的期间打开导入口65c。更优选的导入口65c的位置是在轴33的旋转方向上与分割构件63成30°以上70°以下的角度范围内。
进而，也可以将注射口65d设置在下轴承构件66上，并且将注射路的导入口65c设置在下轴承构件66的上表面的比气缸61的内周面61b更靠内侧的位置。
(实施方式2)
以下，参照附图对本发明的实施方式2进行说明。
图4是使用了本发明的实施方式2的2级旋转式膨胀机的膨胀机一体型压缩机的纵截面图，图5A是图4的VA-VA截面线的横截面图，图5B是图4的VB-VB截面线的横截面图。本实施方式2的膨胀机一体型压缩机除了膨胀机构为2级旋转式以外，与实施方式1的膨胀机一体型压缩机相同，所以对同一构成部分赋予同一符号，省略其说明。
2级旋转式膨胀机构80包括：上下排列的第一气缸81及第二气缸82、配置在第一气缸81的内侧的第一活塞84、配置在第二气缸82的内侧的第二活塞85、配置在第一气缸81和第二气缸82之间的中板83、配置在第一气缸81的上方的上轴承构件90、配置在第二气缸82的下方的下轴承构件91。
在轴33的下部设有从该轴33的轴心向同方向偏心规定量的圆盘状的第一偏心部33d及第二偏心部33e。上轴承构件90固定在密闭容器31上，支承轴33的第一偏心部33d的上侧附近部分使其能够旋转，下轴承构件91经第一气缸81、中板83及第二气缸82固定在上轴承构件90上，支承轴33的第二偏心部33e的下侧附近部分使其能够旋转。具体而言，上轴承构件90形成为具有平坦的下表面且将密闭容器31的内部上下分割的大致圆盘状的形状，在其中心具有插通轴33的插通孔。再有，图中省略了图示，不过，在上轴承构件90上，在适当的部位设置有使在上方从工作流体分离出的油向下方流下的流下路。另一方面，下轴承构91形成为具有平坦的上表面及下表面的板状。中板83形成为具有平坦的上表面及下表面的板状，不过，其厚度设定成与第一偏心部33d和第二偏心部33e之间的距离同等程度。再有，在中板83的中央设有用于组装时通过第二偏心部33e的贯通孔。
第一气缸81和第二气缸82形成为具有形成圆筒面的内周面81b、82b、圆筒面的一部分向外侧伸出的外周面、相互平行的上下两端面的筒状。第二气缸82的厚度设定成大于第一气缸81的厚度。第一气缸81在内周面81b的中心与轴33的轴心一致的状态下，夹设在上轴承构件90和中板83之间，上端面与上轴承构件90的下表面抵接，下端面与中板83的上表面抵接。第二气缸82在内周面82b的中心与轴33的轴心一致的状态下，夹设在中板83和下轴承构91之间，上端面与中板83的下表面抵接，下端面与下轴承构91的上表面抵接。
第一活塞84和第二活塞85形成为圆形环状，通过与轴33的偏心部33d、33e嵌合而安装，由此与第一气缸81的内周面81b或第二气缸82的内周面82b线接触而在与该内周面81b、82b之间形成圆弧状的工作室94、95，并且能够在气缸81、82的内侧偏心旋转运动，即能够在内周面81b、82b上滑动的同时沿着该内周面81b、82b移动。上述活塞84、85的厚度设定成与气缸81、82的厚度同等程度，活塞84、85的上端面在上轴承构件90或中板83的下表面上滑动，且活塞62的下端面在中板83或下轴承构件91的上表面上滑动。即，第一气缸81侧的工作室94由上轴承构件90及中板83闭塞，第二气缸82侧的工作室95由中板83及下轴承构件91闭塞，上述轴承构件90、91及中板83兼作夹着气缸81、82闭塞工作室94、95的闭塞构件。再有，轴33的偏心部33d、33e的厚度也设定成与气缸81、82的厚度同等程度，偏心部33d、33e的上表面在上轴承构件90或中板83的下表面上滑动，且偏心部33d、33e的下表面在中板83或下轴承构件91的上表面上滑动。
本实施方式中，通过使第一气缸81和第二气缸82的内周面81b、82b的直径相同，并且使第一活塞84和第二活塞85的外径相同，使第二气缸82的厚度大于第一气缸81的厚度，由此将第二气缸82侧的工作室95的容积设定成大于第一气缸81侧的工作室94的容积。但是，也可以使第一气缸81和第二气缸82的厚度相同，使第二气缸82的内周面82b的直径大于第一气缸81的内周面81b的直径，或者使第二活塞85的外径小于第一活塞84的外径。
在第一气缸81和第二气缸82上，在外周面向外侧伸出的位置上设有从内周面81b、82b向径向外侧伸出的槽81a、82a。在上述槽81a、82a内配置有通过嵌入该槽81a、82a内而由气缸81、82保持为往复移动自如的第一分割构件86及第二分割构件87、对分割构件86、87施力的弹簧88、89。分割构件86、87通过被弹簧88、89施力而与活塞84、85抵接，由此将工作室94、95分割成吸入侧工作室94a、95a和排出侧工作室94b、95b。在中板(中间闭塞构件)83上设有连通第一气缸81侧的排出侧工作室94b的第一分割构件86附近部分和第二气缸82侧的吸入侧工作室95a的第二分割构件87附近部分的连通路83a，通过上述94b、83a、95a构成膨胀室。
接着，对膨胀机构80用于吸入及排出工作流体的结构进行说明。
在上轴承构件90上连接有吸入管92，并且形成有吸入口90a。并且，通过上述92、90a构成使工作流体流入排出侧工作室94a的吸入路。吸入口90a的开口设置在上轴承构件90的下表面的第一分割构件86的附近。
在第二气缸82上连接有排出管93，并且形成有排出口82c。并且，通过上述93、82c构成使工作流体从排出侧工作室95b流出的排出路。排出口82c的开口设置在第二气缸82的内周面82b的第二分割构件87的附近。
图6是轴33的旋转角每旋转90°而表示的膨胀机构80的工作原理图。在0°(第一活塞84相对于第一气缸81的内周面81b的接点位于第一分割构件86上的角度)时，吸入行程开始，工作流体从第一气缸81的吸入口90a向吸入侧工作室94a流入。在轴33旋转到360°时，吸入行程结束。在360°时，第一活塞84相对于第一气缸81的内周面81b的接点通过第一分割构件86，由此之前的吸入侧工作室切换成排出侧工作室94b，在接点和第一分割构件86之间重新形成吸入侧工作室94a。这样，在工作流体从排出侧工作室94b通过连通孔83a向第二气缸82侧的吸入侧工作室95a移动的同时开始膨胀的膨胀行程。在轴33旋转到720°时，第一气缸81侧的排出侧工作室94b消失，膨胀行程结束。这期间，轴33由于工作流体的膨胀而受到旋转力。在720°时，第二活塞85相对于第二气缸82的内周面82b的接点通过第二分割构件87，由此之前的第二气缸82侧的吸入侧工作室切换成排出侧工作室95b，在接点和第二分割构件87之间重新形成吸入侧工作室95a。然后，在到达1080°期间，伴随排出侧工作室95b的容积的减少，膨胀的工作流体从排出口82c流出，进行排出行程。
另外，在本实施方式2中，在下轴承构件91上连接有注射管96，并且形成有注射口91b。并且，通过上述96、91b构成在工作流体的膨胀过程中进一步向第二气缸82侧的吸入侧工作室95a导入工作流体的注射路。注射管96从省略图示的工作流体供给管分支出吸入管92，在该注射管96上设有能够调节开度的节流阀68。再有，尽管省略了图示，不过，在注射口91b上设有逆流防止阀。
注射口91b的开口即注射路的相对于吸入侧工作室95a的导入口91a设置在下轴承构件91的上表面的比第二气缸82的内周面82b更靠内侧(偏置)的位置。更详细地说，导入口91a设置在相对于轴33的轴心与第二分割构件87成大约50°的位置。因此，通过移动的第二活塞85使导入口91a开闭，由此注射路能够只向吸入侧工作室95a开口。由此，防止注射路与排出路连通。
具体而言，如图6所示，导入口91a在第二活塞85相对于第二气缸82的内周面82b的接点即将到达排出口81c之前(即，该接点到达排出口82c附近时)，由第二活塞85的下端面完全封闭，在第二活塞85相对于内周面82b的接点从第二分割构件87旋转大约90°后逐渐打开。这样，导入口91a至少在从排出行程开始到结束由第二活塞85的下端面封闭，在膨胀行程开始后不久到快要结束时打开。注射路如图7B所示，在本实施方式中也是经控制阀8(节流阀68)使工作流体流入第二气缸82侧的吸入侧工作室95a，但由于导入口91a至少在排出行程中由第二活塞85封闭，所以能够防止从注射口91b向吸入侧工作室95a流入的工作流体直接向压力低的排出口82c穿过。
因而，能够将现有膨胀机中无法动力回收的从注射口91b向排出口82c穿过的工作流体的膨胀能量加以回收，所以能够提供高效率的膨胀机，能够提高使用了膨胀机一体型压缩机的动力回收式制冷循环的效率。
另外，导入口91a的位置无需一定是本实施方式所示的位置，只要是在轴33的旋转方向上与第二分割构件87成90°的角度范围内即可。只要是这样的位置，就能够在膨胀行程内比较长的期间打开导入口91a。更优选的导入口91a的位置是在轴33的旋转方向上与第二分割构件87成30°以上70°以下的角度范围内。
另外，在避免注射路与排出路连通时，只要将导入口91a设置在通过移动的第二活塞85或第一活塞84开闭，使得注射路只能够向膨胀室开口的位置即可。例如，也可以将注射口91b设置在上闭塞构件90上。此时，导入口91a设置在上闭塞构件90的下表面的轴33的旋转方向上与第一分割构件86成—90°的角度范围内的位置，由第一活塞84的上端面开闭。不过，如本实施方式所述，如果将注射口91b设置在下轴承构件91上，则能够在膨胀行程的后半部分导入工作流体。另外，由于第二气缸82侧的吸入侧工作室95a内的压力小于第一气缸81侧的排出侧工作室94b内的压力，所以与将导入口91a设置在上轴承构件90上相比，设置在下轴承构件91上时能够向膨胀室导入更多的工作流体。因而，根据本实施方式的2级旋转式膨胀机，能够大幅度确保注射量的调节范围，增大密度比的可变幅度，能够在大范围的环境温度下进行最佳的压力温度控制。
再有，也可以在中板83上设置注射口91b，并且在中板83的上表面或下表面设置导入口91a，不过，为了确保薄的中板83的厚度，优选本实施方式那样构成。
(总结)
如上所述，在作为调节阀8使用不能配合轴33的旋转周期进行控制的阀、例如只进行用于控制工作流体的流量的开度调节的节流阀68时，调节阀8始终保持恒定的开度，所以无法防止工作流体从注射口65d、91b向排出口61c、82c的穿过，不过，如果使用本发明的旋转式膨胀机，则工作流体的穿过防止效果显著。另外，调节阀8是能够配合轴33的旋转周期进行开闭控制的电磁阀时，通过进行在吸入过程或膨胀过程中打开调节阀8，在即将到达排出行程之前关闭调节阀8的控制，能够双重防止工作流体从本发明的注射口65d、91b向排出口61c、82c的穿过。
再有，本发明的主要目的在于适用于为了避免密度比恒定的制约而进行注射的膨胀机一体型压缩机的膨胀机，但自然也能够适用于进行注射的单体膨胀机。
另外，在实施方式1、2中，使用了旋转活塞式膨胀机构60、80进行说明，不过，将膨胀机构置换成分割构件和活塞一体构成的1级或2级摆动式结构，自然也能够得到同样的效果。
产业上的可利用性
本发明的膨胀机可有效用作将制冷循环中的工作流体的膨胀能量加以回收的动力回收机构。

Claims (11)

1.一种旋转式膨胀机，包括：
气缸，其具有形成圆筒面的内周面；
活塞，其配置在所述气缸的内侧且在与所述内周面之间形成工作室，并且沿着所述内周面移动；
闭塞构件，其夹着所述气缸闭塞所述工作室；
吸入路，其使工作流体流入所述工作室；
轴，其具有安装所述活塞的偏心部，并且由于流入所述工作室的工作流体的膨胀而受到旋转力；
排出路，其使膨胀后的工作流体从所述工作室流出；以及
注射路，其在工作流体的膨胀过程中进一步向所述工作室导入工作流体，
所述注射路的相对于所述工作室的导入口设置在所述闭塞构件的比所述气缸的内周面更靠内侧的位置，以免该注射路与所述排出路连通。
2.根据权利要求1所述的旋转式膨胀机，其中，
还包括分割构件，该分割构件保持于所述气缸，且将所述工作室分割成吸入侧工作室和排出侧工作室。
3.根据权利要求2所述的旋转式膨胀机，其中，
所述旋转式膨胀机是具备一个所述气缸的1级旋转式膨胀机，
所述导入口设置在通过移动的所述活塞而开闭，使得所述注射路只能够向所述吸入侧工作室开口的位置。
4.根据权利要求3所述的旋转式膨胀机，其中，
所述导入口的位置位于所述轴的旋转方向上与所述分割构件成90°的角度范围内。
5.根据权利要求3所述的旋转式膨胀机，其中，
所述导入口设置在来自所述吸入路的工作流体向所述吸入侧工作室的流入结束后打开的位置。
6.根据权利要求2所述的旋转式膨胀机，其中，
所述旋转式膨胀机是2级旋转式膨胀机，作为所述气缸具备第一气缸和第二气缸，作为所述闭塞构件具备配置在所述第一气缸和所述第二气缸之间的中间闭塞构件、相对于所述第一气缸配置在与所述中间闭塞构件相反侧的第一闭塞构件、相对于所述第二气缸配置在与所述中间闭塞构件相反侧的第二闭塞构件，
所述第二气缸侧的工作室的容积设定成大于所述第一气缸侧的工作室的容积，
在所述中间闭塞构件上设置有连通所述第一气缸侧的排出侧工作室和所述第二气缸侧的吸入侧工作室而构成膨胀室的连通路，
所述导入口设置在通过所述活塞的移动而开闭，使得所述注射路只能够向所述膨胀室开口的位置
7.根据权利要求6所述的旋转式膨胀机，其中，
所述导入口设置在所述第一闭塞构件上，该导入口的位置位于所述轴的旋转方向上与所述分割构件成—90°的角度范围内。
8.根据权利要求6所述的旋转式膨胀机，其中，
所述导入口设置在所述第二闭塞构件上，该导入口的位置位于所述轴的旋转方向上与所述分割构件成90°的角度范围内。
9.根据权利要求1所述的旋转式膨胀机，其中，
在所述注射路上设有能够调节开度的节流阀。
10.根据权利要求1所述的旋转式膨胀机，其中，
所述轴与压缩所述工作流体的压缩机构结合。
11.根据权利要求1所述的旋转式膨胀机，其中，
所述工作流体是二氧化碳。
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