JP2002364562A - Scroll type fluid machine and refrigerating device - Google Patents

Scroll type fluid machine and refrigerating device

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JP2002364562A JP2001174504A JP2001174504A JP2002364562A JP 2002364562 A JP2002364562 A JP 2002364562A JP 2001174504 A JP2001174504 A JP 2001174504A JP 2001174504 A JP2001174504 A JP 2001174504A JP 2002364562 A JP2002364562 A JP 2002364562A
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道雄 森脇
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scroll type fluid machine to expand a fluid in the supercritical pressure condition into the gas-liquid two phase condition, in which it is possible to secure a recoverable power while large-sized construction is avoided and to reduce the torque variation of the obtained power. SOLUTION: The scroll type fluid machine consists in an expanding mechanism part 60, in which a stationary side lap 63 and a movable side lap 66 are engaged so as to make partitioning into expansion chambers 71 and 72. The thickness of laps 63 and 66 is made smaller in the middle part in the elongating direction of the laps 63 and 66, and the rate of volume change of the expansion chambers 71 and 72 is varied by the rotating angle of the movable scroll 64. In the region where the rate of volume change of the expansion chambers 71 and 72 remain small, the refrigerant expands from the supercritical pressure condition into the saturated liquid condition. In the region where the rate of volume change is large, the refrigerant is turned from the saturated liquid condition into the gas-liquid two phase condition and expansion is continued.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール型の流
体機械に関し、特に流体の膨張によって回転するものに
係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scroll type fluid machine, and more particularly to a scroll type fluid machine which is rotated by expansion of a fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、スクロール型の流体機械が広
く知られており、圧縮機や膨張機として利用されてい
る。例えば、日本冷凍協会発行の「新版 冷凍空調便覧
第5版第2巻 機器編」37〜43ページには、スクロ
ール型流体機械を冷媒の圧縮機に適用したものが開示さ
れている。また、特開2001−107881号公報に
は、スクロール型流体機械を冷媒の膨張機に適用したも
のが開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, scroll-type fluid machines have been widely known and used as compressors and expanders. For example, a new edition of the Refrigeration and Air Conditioning Handbook
In the fifth edition, Vol. 2, Equipment, pages 37 to 43, a scroll type fluid machine applied to a refrigerant compressor is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-107881 discloses a scroll type fluid machine applied to a refrigerant expander.

【0003】図12に示すように、上記スクロール型流
体機械は、固定スクロール(a)と可動スクロール(b)
とを備えている。固定スクロール(a)と可動スクロー
ル(b)とには、インボリュート曲線を描く渦巻き状の
ラップ(c)が設けられる。ラップ(c)の肉厚は、その
全長に亘って一定とされる。このスクロール型流体機械
では、固定スクロール(a)と可動スクロール(b)のラ
ップ(c)がその位相を180°ずらせて噛み合わさ
れ、両ラップ(c)の間に流体室(d)が形成される。
As shown in FIG. 12, the scroll type fluid machine has a fixed scroll (a) and a movable scroll (b).
And The fixed scroll (a) and the movable scroll (b) are provided with a spiral wrap (c) that draws an involute curve. The thickness of the wrap (c) is constant over its entire length. In this scroll type fluid machine, the wrap (c) of the fixed scroll (a) and the orbiting scroll (b) are meshed with their phases shifted by 180 °, and a fluid chamber (d) is formed between both wraps (c). You.

【0004】上記スクロール型流体機械において、可動
スクロール(b)は、固定スクロール(a)の中心回りに
一定の旋回半径で公転する。その際、可動スクロール
(b)は、自転することなく公転する。固定スクロール
(a)と可動スクロール(b)とで区画された流体室
(d)は、その体積が可動スクロール(b)の公転に伴っ
て変化する。このスクロール型流体機械を膨張機として
用いる場合、固定スクロール(a)の流入口(e)から流
体室(d)へ高圧の流体が導入される。そして、流体室
(d)内の流体によって可動スクロール(b)が押し動か
され、流体の膨張仕事が可動スクロール(b)の回転動
力として取り出される。
In the scroll type fluid machine, the movable scroll (b) revolves around the center of the fixed scroll (a) with a constant turning radius. At that time, the movable scroll (b) revolves without rotating. The volume of the fluid chamber (d) partitioned by the fixed scroll (a) and the movable scroll (b) changes with the revolution of the movable scroll (b). When this scroll-type fluid machine is used as an expander, a high-pressure fluid is introduced from the inlet (e) of the fixed scroll (a) into the fluid chamber (d). Then, the movable scroll (b) is pushed and moved by the fluid in the fluid chamber (d), and the expansion work of the fluid is taken out as rotational power of the movable scroll (b).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スクロール型流体機械を膨張機として用いる場合におい
て、超臨界圧状態の流体を気液二相状態にまで膨張させ
ようとすると、次のような問題が生じていた。ここで
は、その問題点について説明する。
However, in the case where a conventional scroll-type fluid machine is used as an expander, the following problem arises when a fluid in a supercritical pressure state is expanded to a gas-liquid two-phase state. Had occurred. Here, the problem will be described.

【0006】例えば、二酸化炭素(CO2)を超臨界圧
状態から気液二相状態にまで膨張させる場合、二酸化炭
素の状態は図13に実線で示すように変化する。つま
り、点cの状態(超臨界圧状態)の二酸化炭素は、膨張
して圧力が低下し、点dにおいて飽和液状態となる。そ
の後、二酸化炭素は、気液二相状態となって膨張を続
け、点eの状態となる。この場合、点cから点dへ至る
間は、二酸化炭素の圧力が大幅に低下しても、比容積の
増加量はさほど大きくない。一方、点dから点eへ至る
間は、二酸化炭素の圧力が変化するに従って、その比容
積も比較的大幅に変化する。
For example, when carbon dioxide (CO 2 ) is expanded from a supercritical pressure state to a gas-liquid two-phase state, the state of carbon dioxide changes as shown by a solid line in FIG. That is, the carbon dioxide in the state at the point c (supercritical pressure state) expands and the pressure is reduced, and becomes a saturated liquid state at the point d. Thereafter, the carbon dioxide is in a gas-liquid two-phase state, continues to expand, and is in a state of a point e. In this case, during the period from point c to point d, the amount of increase in the specific volume is not so large even if the pressure of carbon dioxide is greatly reduced. On the other hand, during the period from the point d to the point e, the specific volume of the carbon dioxide changes relatively significantly as the pressure of the carbon dioxide changes.

【0007】これに対し、従来のスクロール型流体機械
では、可動スクロール(b)の回転に伴って流体室(d)
の体積が常に一定の割合で変化する構成となっている。
従って、流体が超臨界圧状態(点cの状態)から飽和液
の状態(点dの状態)へ至るまでの動力回収を重視し、
流体室(d)の体積変化率を小さく設定すると、所定の
膨張比を得るのに必要なラップ(c)の巻数が増大して
しまう。そのため、固定スクロール(a)や可動スクロ
ール(b)が大型化し、ひいてはスクロール型流体機械
の大型化を招くという問題があった。
On the other hand, in the conventional scroll type fluid machine, the fluid chamber (d) is moved with the rotation of the movable scroll (b).
Is constantly changing at a constant rate.
Therefore, emphasis is placed on the power recovery from the supercritical pressure state (state at point c) to the saturated liquid state (state at point d).
If the volume change rate of the fluid chamber (d) is set small, the number of turns of the wrap (c) required to obtain a predetermined expansion ratio increases. For this reason, there has been a problem that the fixed scroll (a) and the movable scroll (b) become large, and as a result, the scroll type fluid machine becomes large.

【0008】また、これとは逆に流体が気液二相状態で
膨張する間(点dから点eに至るまでの間)における動
力回収を重視し、流体室(d)の体積変化率を大きく設
定すると、流体が超臨界圧状態(点cの状態)から飽和
液の状態(点dの状態)へ至るまでの動力回収が不充分
となってしまう。更には、図13に示すように流体の特
性がその膨張過程で大きく変化してしまうため、得られ
る回転動力のトルク変動幅が大きくなってしまうという
問題もあった。
On the contrary, emphasis is placed on power recovery while the fluid expands in a gas-liquid two-phase state (from point d to point e), and the volume change rate of the fluid chamber (d) is reduced. If it is set large, the power recovery from the supercritical pressure state (state at point c) to the saturated liquid state (state at point d) becomes insufficient. Further, as shown in FIG. 13, there is a problem that the characteristic of the fluid changes greatly during the expansion process, so that the torque fluctuation width of the obtained rotational power becomes large.

【0009】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、超臨界圧状態の流体
を気液二相状態にまで膨張させるスクロール型流体機械
において、その大型化を回避しつつ、回収可能な動力の
確保や得られる動力のトルク変動の削減を可能とするこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the foregoing, and an object of the present invention is to provide a scroll type fluid machine for expanding a fluid in a supercritical pressure state to a gas-liquid two-phase state. While ensuring the recoverable power and reducing the torque fluctuation of the obtained power.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明が講じた第1の解
決手段は、それぞれに渦巻き状のラップ(63,66)が形
成される固定スクロール(61)と可動スクロール(64)
とを備え、固定スクロール(61)と可動スクロール(6
4)のラップ(63,66)を互いに噛み合わせることで膨張
室(71,72)が形成されるスクロール型流体機械を対象
としている。そして、超臨界圧の流体が上記膨張室(7
1,72)へ流入し、該流体が膨張して気液二相状態となっ
て該膨張室(71,72)から流出する一方、上記膨張室(7
1,72)が密閉空間となっている間において、可動スクロ
ール(64)の回転角が所定値となるまでは膨張室(71,7
2)の体積が第1の変化率で増大し、可動スクロール(6
4)の回転角が上記所定値を超えると膨張室(71,72)の
体積が第2の変化率で増大すると共に、上記第1の変化
率が上記第2の変化率よりも小さくなるように構成され
るものである。
According to a first aspect of the present invention, a fixed scroll (61) and a movable scroll (64) each having a spiral wrap (63, 66) are formed.
And fixed scroll (61) and movable scroll (6
This is intended for a scroll type fluid machine in which expansion chambers (71, 72) are formed by engaging the wraps (63, 66) of 4) with each other. Then, the supercritical fluid is supplied to the expansion chamber (7).
1,72), and the fluid expands into a gas-liquid two-phase state and flows out of the expansion chambers (71, 72).
1,72) is a closed space, until the rotation angle of the orbiting scroll (64) reaches a predetermined value.
The volume of 2) increases at the first rate of change, and the movable scroll (6
When the rotation angle of 4) exceeds the predetermined value, the volume of the expansion chamber (71, 72) increases at the second rate of change, and the first rate of change becomes smaller than the second rate of change. It is configured in.

【0011】本発明が講じた第2の解決手段は、上記第
1の解決手段において、膨張室(71,72)の体積変化率
が可動スクロール(64)の回転に伴って第1の変化率か
ら第2の変化率へと変化するように、ラップ(63,66)
の肉厚を変化させるものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the volume change rate of the expansion chamber (71, 72) is changed to the first change rate with the rotation of the movable scroll (64). Laps (63,66) to change from to the second rate of change
Is to change the wall thickness.

【0012】本発明が講じた第3の解決手段は、上記第
2の解決手段において、ラップ(63,66)には、該ラッ
プ(63,66)の中心側端部から外周側端部に向かう伸長
方向へ進むにつれてラップ(63,66)の肉厚が次第に減
少する肉厚減少部と、該肉厚減少部の終端に連続し且つ
上記伸長方向へ進むにつれてラップ(63,66)の肉厚が
次第に増大する肉厚増大部とが形成されるものである。
According to a third aspect of the present invention, in the above-mentioned second aspect, the wrap (63, 66) is provided from the center end of the wrap (63, 66) to the outer end. The thickness of the wrap (63, 66) gradually decreases as the wrap (63, 66) progresses in the direction of extension, and the thickness of the wrap (63, 66) continues to the end of the thickness decrease and progresses in the extension direction. A thickness increasing portion having a gradually increasing thickness is formed.

【0013】本発明が講じた第4の解決手段は、上記第
2の解決手段において、ラップ(63,66)には、該ラッ
プ(63,66)の中心側端部から外周側端部に向かう伸長
方向へ進むにつれてラップ(63,66)の肉厚が次第に減
少する肉厚減少部(81)と、該肉厚減少部(81)の終端
に連続し且つラップ(63,66)の肉厚が一定に保たれる
薄肉部(82)と、該薄肉部(82)の終端に連続し且つ上
記伸長方向へ進むにつれてラップ(63,66)の肉厚が次
第に増大する肉厚増大部(83)とが形成されるものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the above-mentioned second aspect, the wrap (63, 66) is provided from the center end to the outer end of the wrap (63, 66). A thickness reduction portion (81) in which the thickness of the wrap (63, 66) gradually decreases as the wrap (63, 66) progresses in the extending direction, and a thickness of the wrap (63, 66) which is continuous with the end of the thickness reduction portion (81). A thin portion (82) whose thickness is kept constant, and a thick portion (continuous to the terminal end of the thin portion (82) and in which the thickness of the wrap (63, 66) increases gradually in the extension direction. 83) is formed.

【0014】本発明が講じた第5の解決手段は、上記第
2又は第3の解決手段において、ラップ(63,66)は、
該ラップ(63,66)の全長に亘ってインボリュート曲線
状に形成され、上記ラップ(63,66)の形状を表すイン
ボリュート曲線の基礎円半径を該インボリュート曲線の
伸開角に応じて増減させることにより上記ラップ(63,6
6)の肉厚を変化させるものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the second or the third aspect, the wrap (63, 66) is
The base circle radius of the involute curve which is formed in an involute curve over the entire length of the wrap (63, 66) and represents the shape of the wrap (63, 66) is increased or decreased according to the angle of expansion of the involute curve. The above wrap (63,6
It changes the thickness of 6).

【0015】本発明が講じた第6の解決手段は、上記第
2又は第4の解決手段において、ラップ(63,66)の内
側面及び外側面にインボリュート曲線状の部分と円弧状
の部分とを交互に形成することにより上記ラップ(63,6
6)の肉厚を変化させるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the above-mentioned second or fourth aspect, the inner and outer surfaces of the wrap (63, 66) include an involute curved portion and an arc-shaped portion. The wrap (63,6
It changes the thickness of 6).

【0016】本発明が講じた第7の解決手段は、上記第
1又は第2の解決手段において、膨張室(71,72)は、
第1の膨張室(71)と第2の膨張室(72)とが対になっ
て形成されており、上記第1の膨張室(71)の閉じ込み
完了時期が上記第2の膨張室(72)の閉じ込み完了時期
よりも遅らされ、且つ上記第1の膨張室(71)からの流
体の流出開始時期が上記第2の膨張室(72)からの流体
の流出開始時期よりも遅らされるものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first or second aspect, the expansion chambers (71, 72) are
The first expansion chamber (71) and the second expansion chamber (72) are formed as a pair, and the closing completion time of the first expansion chamber (71) is determined by the second expansion chamber (71). 72), and the start time of fluid outflow from the first expansion chamber (71) is later than the start time of fluid outflow from the second expansion chamber (72). It is something that is exposed.

【0017】本発明が講じた第8の解決手段は、上記第
7の解決手段において、第1の膨張室(71)における膨
張比と第2の膨張室(72)における膨張比とが等しくな
るように構成されるものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the expansion ratio in the first expansion chamber (71) is equal to the expansion ratio in the second expansion chamber (72). It is configured as follows.

【0018】本発明が講じた第9の解決手段は、上記第
7又は第8の解決手段において、固定スクロール(61)
と可動スクロール(64)のうち何れか一方のラップ(6
3)は、他方のラップ(66)における外周側端部の近傍
にまで伸長されるものである。
According to a ninth solution of the present invention, the fixed scroll (61) according to the seventh or the eighth solution is used.
Wrap (6)
3) is extended to the vicinity of the outer peripheral end of the other wrap (66).

【0019】本発明が講じた第10の解決手段は、冷凍
装置を対象とし、請求項1乃至9の何れか1つに記載の
スクロール型流体機械(60)と冷媒の圧縮機(50)とが
接続され、且つ冷媒として二酸化炭素が充填された冷媒
回路(20)を備え、上記冷媒回路(20)で冷媒を循環さ
せて冷凍サイクルを行う際には、上記圧縮機(50)で冷
媒を該冷媒の臨界圧力以上にまで圧縮すると共に、圧縮
された冷媒を上記スクロール型流体機械(60)で膨張さ
せて回収した動力を上記圧縮機(50)の駆動に利用して
いるものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a refrigeration apparatus, comprising: a scroll type fluid machine (60) and a refrigerant compressor (50) according to any one of claims 1 to 9; Is connected, and a refrigerant circuit (20) filled with carbon dioxide as a refrigerant is provided. When the refrigerant circuit (20) circulates the refrigerant to perform a refrigeration cycle, the compressor (50) The compressor is compressed to a pressure not lower than the critical pressure of the refrigerant, and the compressed refrigerant is expanded by the scroll fluid machine (60) and recovered power is used for driving the compressor (50).

【0020】−作用−上記第1の解決手段では、膨張室
(71,72)が密閉空間となっている間、即ち、膨張室(7
1,72)における閉じ込み完了時点から流体の流出開始時
点までの間において、可動スクロール(64)の回転に伴
う膨張室(71,72)の体積変化率が変動する。具体的
に、膨張室(71,72)の閉じ込み完了後に可動スクロー
ル(64)が所定角度だけ公転するまでは、膨張室(71,7
2)の体積変化率が第1の変化率となる。一方、可動ス
クロール(64)が所定角度以上に移動した状態では、膨
張室(71,72)の体積変化率が第2の変化率となる。そ
して、本解決手段では、第1の変化率が第2の変化率よ
りも小さくなっている。つまり、可動スクロール(64)
の回転角が所定値に達するまでは、その回転角が所定値
を超えた後に比べて、膨張室(71,72)の体積が緩やか
に増加してゆく。
In the first solution, the expansion chamber (71, 72) is closed while the expansion chamber (71, 72) is closed.
In the period from the time when the closing in (1, 72) is completed to the time when the fluid starts to flow out, the volume change rate of the expansion chambers (71, 72) accompanying the rotation of the orbiting scroll (64) varies. Specifically, after the closing of the expansion chambers (71, 72) is completed, the orbiting scroll (64) revolves by a predetermined angle until the expansion chambers (71, 7) revolve.
The volume change rate in 2) is the first change rate. On the other hand, when the orbiting scroll (64) has moved by a predetermined angle or more, the volume change rate of the expansion chambers (71, 72) becomes the second change rate. Then, in this solution, the first rate of change is smaller than the second rate of change. In other words, movable scroll (64)
Until the rotation angle of the expansion chamber reaches the predetermined value, the volume of the expansion chamber (71, 72) gradually increases as compared to after the rotation angle exceeds the predetermined value.

【0021】上記第2の解決手段では、固定スクロール
(61)や可動スクロール(64)に形成されたラップ(6
3,66)は、その肉厚が場所によって変更されている。そ
して、ラップ(63,66)の肉厚を増減させることによ
り、膨張室(71,72)の体積変化率を第1の変化率から
第2の変化率へと変化させている。
In the second solution, the wrap (6) formed on the fixed scroll (61) or the movable scroll (64) is used.
3,66), the thickness of which varies from place to place. Then, by increasing or decreasing the thickness of the wrap (63, 66), the volume change rate of the expansion chamber (71, 72) is changed from the first change rate to the second change rate.

【0022】上記第3の解決手段では、ラップ(63,6
6)の伸長方向において、肉厚減少部と肉厚増大部とが
順に連続して形成される。肉厚減少部では、ラップ(6
3,66)の伸長方向へ進むにつれて該ラップ(63,66)の
肉厚が徐々に薄くなってゆく。肉厚増大部では、ラップ
(63,66)の伸長方向へ進むにつれて該ラップ(63,66)
の肉厚が徐々に厚くなってゆく。
In the third solution, the wrap (63, 6
In the elongation direction of 6), the reduced thickness portion and the increased thickness portion are successively formed in order. In the reduced thickness area, wrap (6
The wall thickness of the wrap (63, 66) gradually decreases as the wrap (63, 66) advances in the extension direction of (3, 66). In the thickened portion, as the wrap (63, 66) advances in the extension direction, the wrap (63, 66)
Gradually becomes thicker.

【0023】上記第4の解決手段では、ラップ(63,6
6)の伸長方向において、肉厚減少部と薄肉部(82)と
肉厚増大部(83)とが順に連続して形成される。肉厚減
少部(81)では、ラップ(63,66)の伸長方向へ進むに
つれて該ラップ(63,66)の肉厚が徐々に薄くなってゆ
く。薄肉部(82)では、ラップ(63,66)の肉厚が肉厚
減少部(81)の終端における厚さのまま一定に保たれ
る。肉厚増大部(83)では、ラップ(63,66)の伸長方
向へ進むにつれて該ラップ(63,66)の肉厚が徐々に厚
くなってゆく。
In the fourth solution, the wrap (63, 6
In the extension direction of 6), the reduced thickness portion, the thinned portion (82), and the increased thickness portion (83) are sequentially formed in order. In the reduced thickness portion (81), the thickness of the wrap (63, 66) gradually decreases as the wrap (63, 66) advances in the extension direction. In the thin portion (82), the thickness of the wrap (63, 66) is kept constant at the thickness at the end of the reduced thickness portion (81). In the thickened portion (83), the thickness of the wrap (63, 66) gradually increases as the wrap (63, 66) advances in the extension direction.

【0024】上記第5の解決手段では、インボリュート
曲線状のラップ(63,66)の肉厚が、そのインボリュー
ト曲線の基礎円半径を増減させることによって変化す
る。具体的には、そのインボリュート曲線の基礎円半径
を小さくしてゆくとラップ(63,66)の肉厚が次第に減
少し、そのインボリュート曲線の基礎円半径を大きくし
てゆくとラップ(63,66)の肉厚が次第に増加する。
In the fifth solution, the thickness of the involute curved wrap (63, 66) is changed by increasing or decreasing the base circle radius of the involute curve. Specifically, as the base circle radius of the involute curve decreases, the thickness of the wrap (63, 66) gradually decreases, and as the base circle radius of the involute curve increases, the wrap (63, 66) decreases. ) Gradually increases in thickness.

【0025】上記第6の解決手段では、ラップ(63,6
6)の内側及び外側にインボリュート曲線状に湾曲する
部分と円弧状に湾曲する部分とが交互に形成される。こ
のような2つの部分を交互に形成することで、ラップ
(63,66)の肉厚を場所によって変化させている。
In the sixth solution, the wrap (63, 6
The part curved in an involute curve and the part curved in an arc are alternately formed inside and outside of 6). By forming such two portions alternately, the thickness of the wrap (63, 66) is changed depending on the location.

【0026】上記第7の解決手段では、可動スクロール
(64)が回転してゆく間において、第1の膨張室(71)
が密閉空間となる期間と、第2の膨張室(72)が密閉空
間となる期間とが相違している。この点について説明す
る。
In the seventh solution, the first expansion chamber (71) is rotated while the orbiting scroll (64) rotates.
Is different from a period in which the second expansion chamber (72) is a closed space. This will be described.

【0027】先ず、本解決手段において、第1の膨張室
(71)と第2の膨張室(72)とでは、閉じ込みの完了す
るタイミングが異なっている。つまり、第2の膨張室
(72)への流体の流入が完了してからも、第1の膨張室
(71)へ流体が流入し続ける。そして、第2の膨張室
(72)の閉じ込み完了時点から可動スクロール(64)が
所定の角度だけ公転した後に、第1の膨張室(71)の閉
じ込みが完了する。その後、各膨張室(71,72)では流
体が膨張し、該流体の膨張仕事が可動スクロール(64)
の回転動力として取り出される。その際、各膨張室(7
1,72)の閉じ込み時期が異なるため、ある瞬間における
各膨張室(71,72)の内圧は互いに相違している。
First, in the present solution, the first expansion chamber (71) and the second expansion chamber (72) have different timings for completing the closing. That is, even after the inflow of the fluid into the second expansion chamber (72) is completed, the fluid continues to flow into the first expansion chamber (71). Then, after the movable scroll (64) has revolved by a predetermined angle from the time when the closing of the second expansion chamber (72) is completed, the closing of the first expansion chamber (71) is completed. Thereafter, the fluid expands in each of the expansion chambers (71, 72), and the expansion work of the fluid is performed by the movable scroll (64).
It is taken out as the rotational power of. At that time, each expansion chamber (7
1, 72), the internal pressures of the respective expansion chambers (71, 72) at a certain moment are different from each other.

【0028】更に、本解決手段において、第1の膨張室
(71)と第2の膨張室(72)とでは、流体が膨張室(7
1,72)から流出し始めるタイミングが異なっている。つ
まり、第2の膨張室(72)の外部へ流体が流出し始めて
からも、第1の膨張室(71)において流体が膨張し続け
る。そして、第2の膨張室(72)からの流体の流出開始
時点から可動スクロール(64)が所定の角度だけ公転し
た後に、第1の膨張室(71)から流体が流出し始める。
Further, according to the present invention, in the first expansion chamber (71) and the second expansion chamber (72), fluid is supplied to the expansion chamber (7).
1,72) are different from each other. That is, even after the fluid starts flowing out of the second expansion chamber (72), the fluid continues to expand in the first expansion chamber (71). Then, after the movable scroll (64) has revolved by a predetermined angle from the time when the fluid starts flowing out of the second expansion chamber (72), the fluid starts flowing out of the first expansion chamber (71).

【0029】上記第8の解決手段では、対となる膨張室
(71,72)について、それぞれの膨張比が互いに等しく
なっている。つまり、膨張室(71,72)から流出する流
体の圧力は、対となる膨張室(71,72)の何れについて
も同じとなる。ここで、膨張比とは、閉じ込み完了直後
における膨張室(71,72)の体積と、流体の流出開始直
前における膨張室(71,72)の体積との比である。
In the eighth solution, the expansion ratios of the pair of expansion chambers (71, 72) are equal to each other. That is, the pressure of the fluid flowing out of the expansion chambers (71, 72) is the same for each of the paired expansion chambers (71, 72). Here, the expansion ratio is the ratio of the volume of the expansion chamber (71, 72) immediately after the closing is completed to the volume of the expansion chamber (71, 72) immediately before the start of fluid outflow.

【0030】上記第9の解決手段では、固定スクロール
(61)のラップ(63)と可動スクロール(64)のラップ
(66)とは、両者を噛み合わせた状態で、一方の外周側
端部が他方の外周側端部の近傍に位置するような所定の
形状に形成されている。第1又は第2の膨張室(71,7
2)から流出する流体は、各ラップ(63,66)の外周側端
部付近から各膨張室(71,72)の外へ送り出される。つ
まり、両膨張室(71,72)内の流体は、ラップ(63,66)
の周方向のほぼ同じ位置で膨張室(71,72)から流出す
る。
According to the ninth solution, the wrap (63) of the fixed scroll (61) and the wrap (66) of the movable scroll (64) are engaged with each other, and one of the outer peripheral ends is engaged. It is formed in a predetermined shape so as to be located near the other outer end. The first or second expansion chamber (71, 7
The fluid flowing out from 2) is sent out of the expansion chambers (71, 72) from near the outer peripheral end of each wrap (63, 66). That is, the fluid in both expansion chambers (71, 72) is wrapped (63, 66)
Flows out of the expansion chambers (71, 72) at substantially the same position in the circumferential direction of the airbag.

【0031】上記第10の解決手段では、本発明に係る
スクロール型流体機械(60)を用いた冷凍装置(10)が
構成される。この冷凍装置(10)において、スクロール
型流体機械(60)は、冷媒の圧縮機(50)と共に冷媒回
路(20)に接続される。また、冷媒回路(20)には、冷
媒として二酸化炭素(CO2)が充填される。
In the tenth solution means, a refrigeration system (10) using the scroll type fluid machine (60) according to the present invention is constituted. In the refrigeration system (10), the scroll fluid machine (60) is connected to the refrigerant circuit (20) together with the refrigerant compressor (50). The refrigerant circuit (20) is filled with carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant.

【0032】冷媒回路(20)では、冷媒である二酸化炭
素が循環し、冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮
機(50)では冷媒が圧縮され、該冷媒(CO2)の臨界
圧力以上にまで昇圧される。圧縮機(50)から吐出され
た冷媒は、例えば空気等へ放熱する。放熱後の冷媒は、
膨張機としての上記スクロール型流体機械(60)へ流入
する。スクロール型流体機械(60)では、冷媒の膨張仕
事が回転動力として取り出される。スクロール型流体機
械(60)で取り出された回転動力は、圧縮機(50)を駆
動して冷媒を圧縮するための動力として利用される。ス
クロール型流体機械(60)から流出した膨張後の冷媒
は、例えば空気等から吸熱した後に圧縮機(50)に吸入
され、再び圧縮される。
In the refrigerant circuit (20), carbon dioxide as a refrigerant circulates, and a refrigeration cycle is performed. Specifically, the refrigerant is compressed in the compressor (50), and the pressure is raised to a value higher than the critical pressure of the refrigerant (CO 2 ). The refrigerant discharged from the compressor (50) radiates heat to, for example, air. The refrigerant after heat release is
The fluid flows into the scroll fluid machine (60) as an expander. In the scroll type fluid machine (60), the expansion work of the refrigerant is taken out as rotational power. The rotational power taken out by the scroll fluid machine (60) is used as power for driving the compressor (50) to compress the refrigerant. The expanded refrigerant that has flowed out of the scroll fluid machine (60) absorbs heat from, for example, air or the like, is then sucked into the compressor (50), and is compressed again.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、スクロール型流体機械
において、膨張室(71,72)における流体の膨張が始ま
ってしばらくの間は膨張室(71,72)の体積変化率を小
さくすることができる。従って、超臨界圧状態の流体が
飽和液となる過程では膨張室(71,72)の体積変化率を
小さくし、流体が気液二相状態となって膨張する過程で
は膨張室(71,72)の体積変化率を大きくすることが可
能となる。
According to the present invention, in the scroll type fluid machine, the volume change rate of the expansion chambers (71, 72) is reduced for a while after the expansion of the fluid in the expansion chambers (71, 72) starts. Can be. Therefore, the volume change rate of the expansion chamber (71, 72) is reduced in the process where the fluid in the supercritical pressure state becomes a saturated liquid, and the expansion chamber (71, 72) in the process where the fluid expands in the gas-liquid two-phase state. ) Can be increased.

【0034】このため、本発明によれば、ラップ(63,6
6)の巻き数を増やすことなく、膨張室(71,72)の体積
変化率を超臨界圧状態の流体が飽和液となる過程に適し
たものとすることができ、スクロール流体機械の大型化
を回避できる。また、本発明によれば、膨張室(71,7
2)の体積変化率が一定となる従来のスクロール流体機
械に比べ、超臨界圧状態の流体が飽和液となる過程にお
いても充分な動力回収が可能となる。更に、本発明によ
れば、膨張する流体の特性変化に対応して膨張室(71,7
2)の体積変化率を変更できるため、流体の膨張により
得られる回転動力のトルク変動幅を縮小できる。
Therefore, according to the present invention, the wrap (63, 6
6) The volume change rate of the expansion chambers (71, 72) can be made suitable for the process in which the fluid in the supercritical pressure state becomes a saturated liquid without increasing the number of turns in 6), and the scroll fluid machine becomes larger. Can be avoided. Further, according to the present invention, the expansion chamber (71, 7
Compared with the conventional scroll fluid machine in which the volume change rate is constant in 2), sufficient power recovery is possible even in the process where the fluid in the supercritical pressure state becomes a saturated liquid. Further, according to the present invention, the expansion chamber (71, 7
2) Since the volume change rate can be changed, the torque fluctuation width of the rotational power obtained by the expansion of the fluid can be reduced.

【0035】特に、上記第7の解決手段では、対となっ
て形成される第1の膨張室(71)と第2の膨張室(72)
とについて、それぞれの閉じ込み完了時期と流体の流出
開始時期とを相違させている。このため、本解決手段に
よれば、膨張室(71,72)における流体の膨張により可
動スクロール(64)へ付与される回転力の変動幅を小さ
くでき、スクロール型流体機械(60)で得られる回転動
力のトルク変動幅を一層小さくすることができる。
Particularly, in the seventh solution, the first expansion chamber (71) and the second expansion chamber (72) formed as a pair.
With respect to (1) and (2), the respective closing completion times and the outflow start times of the fluid are different. For this reason, according to the present solution, the fluctuation range of the rotational force applied to the orbiting scroll (64) due to the expansion of the fluid in the expansion chambers (71, 72) can be reduced, and can be obtained by the scroll fluid machine (60) The torque fluctuation width of the rotating power can be further reduced.

【0036】更に、上記第7の解決手段では、第1の膨
張室(71)と第2の膨張室(72)とで閉じ込み完了時期
がずれており、従来のような両膨張室(71,72)が同時
に閉じ込みを完了するものに比べ、流体の流入口(69)
を通る流体の流速が低くなる。このため、流入口(69)
を通過する際の流体の圧力損失を低減することができ、
膨張室(71,72)へ流入する流体の圧力を高く維持する
ことができる。従って、本解決手段によれば、膨張機と
してのスクロール型流体機械(60)へ流入する流体と、
そこから流出する流体との圧力差を充分に確保でき、ス
クロール型流体機械(60)で取り出せる回転動力を向上
させることができる。
Further, in the above-mentioned seventh solution, the closing completion timing of the first expansion chamber (71) and the second expansion chamber (72) are shifted from each other. , 72) completes the confinement at the same time, compared to the one that completes the confinement, the fluid inlet (69)
The flow velocity of the fluid through is reduced. Therefore, the inlet (69)
Pressure loss of the fluid when passing through,
The pressure of the fluid flowing into the expansion chambers (71, 72) can be kept high. Therefore, according to the present solution, the fluid flowing into the scroll type fluid machine (60) as the expander includes:
A sufficient pressure difference with the fluid flowing out therefrom can be secured, and the rotational power that can be taken out by the scroll type fluid machine (60) can be improved.

【0037】また、上記第9の解決手段によれば、固定
スクロール(61)又は可動スクロール(64)のラップ
(63,66)を所定の形状としている。このため、ラップ
(63,66)の周方向のほぼ同じ位置から膨張室(71,72)
内の流体を流出させることができる。
According to the ninth solution, the wrap (63, 66) of the fixed scroll (61) or the movable scroll (64) is formed in a predetermined shape. For this reason, the expansion chambers (71, 72) start from the substantially same position in the circumferential direction of the wrap (63, 66).
The fluid inside can be discharged.

【0038】ここで、図12に示す従来のスクロール型
流体機械を膨張機として用いた場合、膨張室(d)内の
流体は、ラップ(c)の周方向の180°離れた位置か
ら流出する。それ故、スクロール型流体機械からの流体
の流出ポートを一箇所だけにしようとすると、何れか一
方の膨張室(d)から流出する流体は、ラップ(c)の外
側を迂回して流れて流出ポートへ導かれることとなる。
そして、ラップ(c)の外側を迂回する間に、膨張室
(d)から流出した流体が吸熱し、スクロール型流体機
械から送り出される流体のエンタルピが増大してしま
う。
Here, when the conventional scroll type fluid machine shown in FIG. 12 is used as an expander, the fluid in the expansion chamber (d) flows out from a position 180 ° apart in the circumferential direction of the wrap (c). . Therefore, if the port of the fluid from the scroll type fluid machine is to be provided only at one location, the fluid flowing out of one of the expansion chambers (d) flows around the outside of the wrap (c) and flows out. It will be led to the port.
Then, while bypassing the outside of the wrap (c), the fluid flowing out of the expansion chamber (d) absorbs heat, and the enthalpy of the fluid sent out from the scroll type fluid machine increases.

【0039】これに対し、本解決手段によれば、ラップ
(63,66)の周方向のほぼ同じ位置から膨張室(71,72)
内の流体を流出させることが可能である。従って、膨張
室(71,72)から流出した流体を直ちに一箇所の流出ポ
ート(37)へ導くことができ、スクロール型流体機械
(60)から送り出される流体のエンタルピが増大するの
を防止できる。
On the other hand, according to the present solution, the expansion chambers (71, 72) start from substantially the same position in the circumferential direction of the wrap (63, 66).
It is possible to drain the fluid inside. Therefore, the fluid flowing out of the expansion chambers (71, 72) can be immediately guided to one outflow port (37), and the enthalpy of the fluid sent out from the scroll type fluid machine (60) can be prevented from increasing.

【0040】また、上記第10の解決手段では、本発明
に係るスクロール型流体機械(60)を膨張機として冷凍
装置(10)に設け、冷媒の膨張仕事を回転動力として回
収し、更には回収した回転動力を圧縮機(50)の駆動に
利用している。従って、本解決手段によれば、圧縮機
(50)で冷媒を圧縮するために外部から供給される電力
等のエネルギを削減でき、冷凍装置(10)のCOP(成
績係数)を向上させることができる。
In the tenth solution, the scroll type fluid machine (60) according to the present invention is provided in the refrigeration system (10) as an expander, and the expansion work of the refrigerant is recovered as rotational power, and further recovered. The rotating power is used to drive the compressor (50). Therefore, according to the present solution, energy such as electric power supplied from the outside to compress the refrigerant in the compressor (50) can be reduced, and the COP (coefficient of performance) of the refrigeration system (10) can be improved. it can.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態1】以下、本発明の実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。本実施形態1は、本発明に
係る冷凍装置によって構成された空調機(10)である。
Embodiment 1 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Embodiment 1 is an air conditioner (10) configured by the refrigeration apparatus according to the present invention.

【0042】《空調機の全体構成》図1に示すように、
上記空調機(10)は、いわゆるセパレート型のものであ
って、室外機(11)と室内機(13)とを備えている。室
外機(11)には、室外ファン(12)、室外熱交換器(2
3)、第1四路切換弁(21)、第2四路切換弁(22)、
及び圧縮・膨張ユニット(30)が収納されている。室内
機(13)には、室内ファン(14)及び室内熱交換器(2
4)が収納されている。そして、室外機(11)は屋外に
設置され、室内機(13)は屋内に設置されている。ま
た、室外機(11)と室内機(13)とは、一対の連絡配管
(15,16)で接続されている。尚、圧縮・膨張ユニット
(30)の詳細は後述する。
<< Overall Configuration of Air Conditioner >> As shown in FIG.
The air conditioner (10) is a so-called separate type, and includes an outdoor unit (11) and an indoor unit (13). The outdoor unit (11) includes an outdoor fan (12) and an outdoor heat exchanger (2
3), the first four-way switching valve (21), the second four-way switching valve (22),
And a compression / expansion unit (30). The indoor unit (13) includes an indoor fan (14) and an indoor heat exchanger (2
4) is stored. The outdoor unit (11) is installed outdoors, and the indoor unit (13) is installed indoors. The outdoor unit (11) and the indoor unit (13) are connected by a pair of communication pipes (15, 16). The details of the compression / expansion unit (30) will be described later.

【0043】上記空調機(10)には、冷媒回路(20)が
設けられている。この冷媒回路(20)は、圧縮・膨張ユ
ニット(30)や室内熱交換器(24)などが接続された閉
回路である。また、この冷媒回路(20)には、冷媒とし
て二酸化炭素(CO2)が充填されている。
The air conditioner (10) is provided with a refrigerant circuit (20). The refrigerant circuit (20) is a closed circuit to which the compression / expansion unit (30), the indoor heat exchanger (24), and the like are connected. The refrigerant circuit (20) is filled with carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant.

【0044】上記室外熱交換器(23)と室内熱交換器
(24)とは、何れもクロスフィン型のフィン・アンド・
チューブ熱交換器で構成されている。室外熱交換器(2
3)では、冷媒回路(20)を循環する冷媒が室外空気と
熱交換する。室内熱交換器(24)では、冷媒回路(20)
を循環する冷媒が室内空気と熱交換する。
Each of the outdoor heat exchanger (23) and the indoor heat exchanger (24) is a cross-fin type fin and
It consists of a tube heat exchanger. Outdoor heat exchanger (2
In 3), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (20) exchanges heat with outdoor air. In the indoor heat exchanger (24), the refrigerant circuit (20)
The refrigerant circulating through the heat exchanger exchanges heat with room air.

【0045】上記第1四路切換弁(21)は、4つのポー
トを備えている。この第1四路切換弁(21)は、その第
1のポートが圧縮・膨張ユニット(30)の吐出ポート(3
5)と配管接続され、第2のポートが連絡配管(15)を
介して室内熱交換器(24)の一端と配管接続され、第3
のポートが室外熱交換器(23)の一端と配管接続され、
第4のポートが圧縮・膨張ユニット(30)の吸入ポート
(34)と配管接続されている。そして、第1四路切換弁
(21)は、第1のポートと第2のポートとが連通し且つ
第3のポートと第4のポートとが連通する状態(図1に
実線で示す状態)と、第1のポートと第3のポートとが
連通し且つ第2のポートと第4のポートとが連通する状
態(図1に破線で示す状態)とに切り換わる。
The first four-way switching valve (21) has four ports. The first four-way switching valve (21) has a first port connected to the discharge port (3) of the compression / expansion unit (30).
5), and the second port is connected to one end of the indoor heat exchanger (24) via the connecting pipe (15), and the third port is connected to the third port.
Port is connected to one end of the outdoor heat exchanger (23) by piping.
The fourth port is connected to the suction port (34) of the compression / expansion unit (30) by piping. The first four-way switching valve (21) is in a state where the first port and the second port are in communication and the third port and the fourth port are in communication (a state indicated by a solid line in FIG. 1). And a state where the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other (a state shown by a broken line in FIG. 1).

【0046】上記第2四路切換弁(22)は、4つのポー
トを備えている。この第2四路切換弁(22)は、その第
1のポートが圧縮・膨張ユニット(30)の流出ポート(3
7)と配管接続され、第2のポートが室外熱交換器(2
3)の他端と配管接続され、第3のポートが連絡配管(1
6)を介して室内熱交換器(24)の他端と配管接続さ
れ、第4のポートが圧縮・膨張ユニット(30)の流出ポ
ート(37)と配管接続されている。そして、第1四路切
換弁(21)は、第1のポートと第2のポートとが連通し
且つ第3のポートと第4のポートとが連通する状態(図
1に実線で示す状態)と、第1のポートと第3のポート
とが連通し且つ第2のポートと第4のポートとが連通す
る状態(図1に破線で示す状態)とに切り換わる。
The second four-way switching valve (22) has four ports. The second four-way switching valve (22) has a first port connected to the outflow port (3) of the compression / expansion unit (30).
7) and the second port is connected to the outdoor heat exchanger (2
3) is connected to the other end of the pipe, and the third port is connected to the connecting pipe (1
The second port is connected to the other end of the indoor heat exchanger (24) via 6), and the fourth port is connected to the outflow port (37) of the compression / expansion unit (30). The first four-way switching valve (21) is in a state where the first port and the second port are in communication and the third port and the fourth port are in communication (a state indicated by a solid line in FIG. 1). And a state where the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other (a state shown by a broken line in FIG. 1).

【0047】《圧縮・膨張ユニットの構成》図2に示す
ように、圧縮・膨張ユニット(30)は、縦長で円筒形の
密閉容器であるケーシング(31)の内部に、圧縮機構部
(50)と、膨張機構部(60)と、モータ(40)とを収納
したものである。また、圧縮・膨張ユニット(30)のケ
ーシング(31)には、吸入ポート(34)、吐出ポート
(35)、流入ポート(36)、及び流出ポート(37)が設
けられている。
<< Structure of Compression / Expansion Unit >> As shown in FIG. 2, the compression / expansion unit (30) includes a compression mechanism (50) inside a casing (31), which is a vertically long cylindrical hermetic container. And an expansion mechanism (60) and a motor (40). The casing (31) of the compression / expansion unit (30) is provided with a suction port (34), a discharge port (35), an inflow port (36), and an outflow port (37).

【0048】上記ケーシング(31)の内部には、その高
さ方向の中央部よりもやや上方にフレーム(67)が設け
られている。このフレーム(67)により、ケーシング
(31)の内部空間は、フレーム(67)の上側の上部空間
(32)と、フレーム(67)の下側の下部空間(33)とに
区画される。そして、ケーシング(31)内の上部空間
(32)に膨張機構部(60)が設置され、その下部空間
(33)に圧縮機構部(50)及びモータ(40)が設置され
ている。また、下部空間(33)において、モータ(40)
は圧縮機構部(50)の上方に配置されている。
Inside the casing (31), a frame (67) is provided slightly above the center in the height direction. The frame (67) divides the internal space of the casing (31) into an upper space (32) above the frame (67) and a lower space (33) below the frame (67). The expansion mechanism (60) is installed in the upper space (32) in the casing (31), and the compression mechanism (50) and the motor (40) are installed in the lower space (33). In the lower space (33), the motor (40)
Is disposed above the compression mechanism (50).

【0049】上記モータ(40)は、ステータ(41)とロ
ータ(42)とを備えている。ステータ(41)は、上記ケ
ーシング(31)に固定されている。ロータ(42)は、ス
テータ(41)の内側に配置されている。また、ロータ
(42)には、該ロータ(42)と同軸に駆動軸(45)が貫
通している。この駆動軸(45)は、その下端部が圧縮機
構部(50)に連結され、その上端部が膨張機構部(60)
に連結されている。
The motor (40) includes a stator (41) and a rotor (42). The stator (41) is fixed to the casing (31). The rotor (42) is arranged inside the stator (41). A drive shaft (45) penetrates through the rotor (42) coaxially with the rotor (42). The lower end of the drive shaft (45) is connected to the compression mechanism (50), and the upper end of the drive shaft (45) is the expansion mechanism (60).
It is connected to.

【0050】上記圧縮機構部(50)は、いわゆるスイン
グ型ロータリ圧縮機に構成されている。該圧縮機構部
(50)は、シリンダ(51)と、該シリンダ(51)のシリ
ンダ室(52)に収納されたピストン(53)と、上記シリ
ンダ室(52)の上面を閉鎖するフロントヘッド(54)
と、上記シリンダ室(52)の下面を閉鎖するリアヘッド
(55)とを備えている。そして、上記駆動軸(45)の下
端部は、フロントヘッド(54)からシリンダ(51)を経
てリアヘッド(55)に貫通している。
The compression mechanism (50) is configured as a so-called swing type rotary compressor. The compression mechanism (50) includes a cylinder (51), a piston (53) housed in a cylinder chamber (52) of the cylinder (51), and a front head ( 54)
And a rear head (55) for closing the lower surface of the cylinder chamber (52). The lower end of the drive shaft (45) penetrates from the front head (54) to the rear head (55) via the cylinder (51).

【0051】上記ピストン(53)は、円環状に形成さ
れ、駆動軸(45)の下端部に回転自在に嵌め込まれてい
る。ピストン(53)が嵌め込まれる駆動軸(45)の下端
部は、下側偏心軸部(46)を構成している。この下側偏
心軸部(46)は、駆動軸(45)の軸心より偏心して形成
されている。
The piston (53) is formed in an annular shape, and is rotatably fitted to the lower end of the drive shaft (45). The lower end of the drive shaft (45) into which the piston (53) is fitted constitutes a lower eccentric shaft (46). The lower eccentric shaft (46) is formed eccentrically from the axis of the drive shaft (45).

【0052】上記ピストン(53)には、図示しないが、
ブレードが一体に形成されている。該ブレードは、ブッ
シュを介してシリンダ(51)に挿入されている。そし
て、上記ピストン(53)はブッシュを支点に揺動し、シ
リンダ室(52)における容積を減少させて冷媒を圧縮す
る。
Although not shown, the piston (53)
The blade is integrally formed. The blade is inserted into the cylinder (51) via a bush. Then, the piston (53) swings around the bush, thereby reducing the volume in the cylinder chamber (52) and compressing the refrigerant.

【0053】上記シリンダ(51)には、冷媒の吸入口
(57)が形成されている。この吸入口(57)には、吸入
ポート(34)が接続されている。上記フロントヘッド
(54)には、冷媒の吐出口(58)が形成されている。ま
た、フロントヘッド(54)には、吐出口(58)を開閉す
る吐出弁(56)が設けられている。この吐出口(58)
は、ケーシング(31)内の下部空間(33)に開口してい
る。そして、下部空間(33)の上端付近には、吐出ポー
ト(35)の一端が開口している。
The cylinder (51) is provided with a refrigerant suction port (57). The suction port (34) is connected to the suction port (57). The front head (54) has a refrigerant discharge port (58). The front head (54) is provided with a discharge valve (56) for opening and closing the discharge port (58). This outlet (58)
Opens into the lower space (33) in the casing (31). One end of the discharge port (35) is open near the upper end of the lower space (33).

【0054】上記膨張機構部(60)は、スクロール型流
体機械を構成している。この膨張機構部(60)は、固定
スクロール(61)と可動スクロール(64)とを備えてい
る。また、上記フレーム(67)は、ケーシング(31)内
を上下に仕切るだけでなく、この膨張機構部(60)をも
構成している。
The expansion mechanism (60) constitutes a scroll type fluid machine. The expansion mechanism (60) includes a fixed scroll (61) and a movable scroll (64). The frame (67) not only partitions the inside of the casing (31) up and down, but also constitutes the expansion mechanism (60).

【0055】上記固定スクロール(61)は、鏡板(62)
と、該鏡板(62)の下面側へ突出する渦巻き状の固定側
ラップ(63)とを備えている。固定スクロール(61)の
鏡板(62)は、ケーシング(31)に固定されている。一
方、上記可動スクロール(64)は、板状の鏡板(65)
と、該鏡板(62)の上面側へ突出する渦巻き状の固定側
ラップ(63)とを備えている。そして、固定スクロール
(61)と可動スクロール(64)とは互いに対向する姿勢
で配置され、固定側ラップ(63)と可動側ラップ(66)
が噛み合うことで膨張室(71,72)が区画される。
The fixed scroll (61) includes a head plate (62)
And a spiral fixed wrap (63) projecting to the lower surface side of the end plate (62). The end plate (62) of the fixed scroll (61) is fixed to the casing (31). On the other hand, the movable scroll (64) is a plate-like end plate (65).
And a spiral fixed side wrap (63) protruding toward the upper surface of the end plate (62). The fixed scroll (61) and the orbiting scroll (64) are arranged so as to face each other, and the fixed-side wrap (63) and the movable-side wrap (66)
The expansion chambers (71, 72) are defined by meshing with each other.

【0056】上記固定スクロール(61)の鏡板(62)の
中央部には、冷媒の流入口(69)が形成されている。こ
の流入口(69)は、膨張室(71,72)と上部空間(32)
とを連通させるために、固定スクロール(61)の鏡板
(62)を貫通して形成されている。ケーシング(31)の
頂部には、上部空間(32)へ冷媒を導入するための流入
ポート(36)が設けられている。固定側ラップ(63)及
び可動側ラップ(66)の外周側には、冷媒の流出口(7
0)が形成されている。この流出口(70)には、流出ポ
ート(37)が接続されている。
A coolant inlet (69) is formed at the center of the end plate (62) of the fixed scroll (61). The inflow port (69) is connected to the expansion chamber (71, 72) and the upper space (32).
In order to communicate with the fixed scroll (61), it is formed through the end plate (62) of the fixed scroll (61). At the top of the casing (31), an inflow port (36) for introducing a refrigerant into the upper space (32) is provided. At the outer peripheral side of the fixed wrap (63) and the movable wrap (66), the refrigerant outlet (7
0) is formed. The outflow port (37) is connected to the outflow port (70).

【0057】上記可動スクロール(64)の鏡板(65)
は、その下面側の中央部が下方に突出した形状となって
おり、この突出した部分が駆動軸(45)の上端部に回転
自在に嵌め込まれている。この鏡板(65)が嵌め込まれ
る駆動軸(45)の上端部は、上側偏心軸部(47)を構成
している。この上側偏心軸部(47)は、駆動軸(45)の
軸心より偏心して形成されている。また、駆動軸(45)
には、上側偏心軸部(47)の直下に鍔状の鍔部(48)が
形成されている。可動スクロール(64)に作用するスラ
スト荷重は、駆動軸(45)の鍔部(48)とフレーム(6
7)とによって受けられる。
The end plate (65) of the movable scroll (64)
Has a shape in which a central portion on the lower surface side protrudes downward, and this protruding portion is rotatably fitted to an upper end portion of the drive shaft (45). The upper end of the drive shaft (45) into which the end plate (65) is fitted constitutes an upper eccentric shaft (47). The upper eccentric shaft (47) is formed eccentrically from the axis of the drive shaft (45). Also drive shaft (45)
A flange-shaped flange (48) is formed directly below the upper eccentric shaft (47). The thrust load acting on the orbiting scroll (64) is adjusted by the flange (48) of the drive shaft (45) and the frame (6).
7) and received by.

【0058】更に、上記可動スクロール(64)は、オル
ダムリング(68)を介してフレーム(67)に支持されて
いる。このオルダムリング(68)は、可動スクロール
(64)の自転を規制するためのものである。そして、可
動スクロール(64)は、自転することなく、所定の旋回
半径で公転する。この可動スクロール(64)の旋回半径
は、上側偏心軸部(47)の偏心量と同じである。
The movable scroll (64) is supported by a frame (67) via an Oldham ring (68). The Oldham ring (68) is for restricting rotation of the movable scroll (64). Then, the orbiting scroll (64) revolves at a predetermined turning radius without rotating. The turning radius of the orbiting scroll (64) is the same as the amount of eccentricity of the upper eccentric shaft (47).

【0059】図3に示すように、固定側ラップ(63)と
可動側ラップ(66)とは、同一形状の渦巻き状に形成さ
れている。つまり、固定側ラップ(63)及び可動側ラッ
プ(66)について、両者の巻き数は等しく、両者の肉厚
も同様に増減されている。固定側ラップ(63)及び可動
側ラップ(66)の形状については、後述する。そして、
このように形成された可動側ラップ(66)と固定側ラッ
プ(63)は、互いの位相が180°ずれた姿勢で噛み合
わされている。尚、図3において、固定スクロール(6
1)の鏡板(62)の外形線は省略されている。
As shown in FIG. 3, the fixed side wrap (63) and the movable side wrap (66) are formed in the same spiral shape. In other words, the number of turns of the fixed side wrap (63) and the number of turns of the movable side wrap (66) are equal, and the thicknesses of both are similarly increased or decreased. The shapes of the fixed wrap (63) and the movable wrap (66) will be described later. And
The movable-side wrap (66) and the fixed-side wrap (63) formed in this way are engaged with each other in a state where their phases are shifted from each other by 180 °. In FIG. 3, the fixed scroll (6
The outline of the end plate (62) of 1) is omitted.

【0060】上述のように可動側ラップ(66)と固定側
ラップ(63)を噛み合わせることにより、第1の膨張室
である第1室(71)と第2の膨張室である第2室(72)
とが対になって区画形成される。つまり、可動側ラップ
(66)の外側面と固定側ラップ(63)の内側面とに挟ま
れて第1室(71)が形成され、固定側ラップ(63)の外
側面と可動側ラップ(66)の内側面とに挟まれて第2室
(72)が形成される。また、可動側ラップ(66)の鏡板
(62)には、可動側ラップ(66)の中心側端部の近傍に
冷媒の流入口(69)が円形に開口している。
By engaging the movable wrap (66) and the fixed wrap (63) as described above, the first chamber (71) as the first expansion chamber and the second chamber as the second expansion chamber are engaged. (72)
Are formed as a pair. That is, the first chamber (71) is formed between the outer surface of the movable wrap (66) and the inner surface of the fixed wrap (63), and the outer surface of the fixed wrap (63) and the movable wrap (63) are formed. A second chamber (72) is formed sandwiched between the inner surface of (66). In addition, in the end plate (62) of the movable wrap (66), a refrigerant inlet (69) is circularly opened near the center side end of the movable wrap (66).

【0061】上記固定側ラップ(63)及び可動側ラップ
(66)の形状について、図4を参照しながら説明する。
尚、上述のように固定側ラップ(63)と可動側ラップ
(66)とは同一形状であるため、ここでは固定側ラップ
(63)の形状についてだけ説明を行う。
The shapes of the fixed wrap (63) and the movable wrap (66) will be described with reference to FIG.
Since the fixed side wrap (63) and the movable side wrap (66) have the same shape as described above, only the shape of the fixed side wrap (63) will be described here.

【0062】上記固定側ラップ(63)は、その中心側端
部から外周側端部へ向かう伸長方向へ進むにつれて、そ
の肉厚が増減する形状となっている。このように肉厚を
変化させるため、固定側ラップ(63)の外側面及び内側
面は、円弧とインボリュート曲線を組み合わせて形成さ
れている。尚、固定側ラップ(63)は、その中心側端部
における肉厚と外周側端部における肉厚とが同じになる
ように形成されている。また、図4においては、固定側
ラップ(63)の肉厚をその全周に亘って一定に保ったと
仮定した場合における固定側ラップ(63)の形状を、二
点鎖線で示している。
The fixed side wrap (63) is shaped such that its thickness increases and decreases as it extends in the extending direction from the center end to the outer end. In order to change the wall thickness in this manner, the outer side surface and the inner side surface of the fixed side wrap (63) are formed by combining an arc and an involute curve. The fixed side wrap (63) is formed such that the thickness at the center end and the thickness at the outer end are the same. Further, in FIG. 4, the shape of the fixed side wrap (63) assuming that the thickness of the fixed side wrap (63) is kept constant over the entire circumference is indicated by a two-dot chain line.

【0063】上記固定側ラップ(63)の外側面は、その
下端側の辺により描かれる曲線、即ち外周線が、次のよ
うな形状となるように形成されている。固定側ラップ
(63)の中央端部、即ち外周線の巻き始めから巻き角が
約90°となるまでの部分では、外周線が第1円弧を
描いている。第1円弧の終端から外周線の巻き角が約
360°となるまでの部分では、外周線が第1インボリ
ュート曲線を描いている。第1インボリュート曲線
の終端から外周線の巻き角が約450°となるまでの部
分では、外周線が第2円弧を描いている。そして、第
2円弧の終端から外周線の巻き終わりまでは、外周線
が第2インボリュート曲線を描いている。
The outer side surface of the fixed side wrap (63) is formed such that the curve drawn by the lower end side, that is, the outer peripheral line has the following shape. At the center end of the fixed side wrap (63), that is, at the portion from the start of winding of the outer peripheral line until the winding angle becomes about 90 °, the outer peripheral line draws a first arc. In the portion from the end of the first arc to the winding angle of the outer peripheral line of about 360 °, the outer peripheral line describes a first involute curve. In the portion from the end of the first involute curve to the winding angle of the outer peripheral line of about 450 °, the outer peripheral line describes a second arc. From the end of the second arc to the end of the winding of the outer peripheral line, the outer peripheral line describes a second involute curve.

【0064】一方、固定側ラップ(63)の内側面は、そ
の下端側の辺により描かれる曲線、即ち内周線が、次の
ような形状となるように形成されている。固定側ラップ
(63)の中央端部、即ち内周線の巻き始めから巻き角が
約180°となるまでの部分では、内周線が第3インボ
リュート曲線を描いている。第3インボリュート曲線
の終端から内周線の巻き角が約270°となるまでの
部分では、内周線が第3円弧を描いている。第3円弧
の終端から内周線の巻き角が約540°となるまでの
部分では、内周線が第4インボリュート曲線を描いて
いる。第4インボリュート曲線の終端から内周線の巻
き角が約630°となるまでの部分では、内周線が第4
円弧を描いている。そして、第4円弧の終端から内
周線の巻き終わりまでは、内周線が第5インボリュート
曲線を描いている。
On the other hand, the inner side surface of the fixed side wrap (63) is formed such that the curve drawn by the lower side, that is, the inner peripheral line has the following shape. At the center end of the fixed side wrap (63), that is, at the portion from the start of winding of the inner peripheral line until the winding angle becomes about 180 °, the inner peripheral line describes a third involute curve. In a portion from the end of the third involute curve to a point where the winding angle of the inner circumference becomes approximately 270 °, the inner circumference draws a third arc. In the portion from the end of the third circular arc to the point where the winding angle of the inner circumference becomes approximately 540 °, the inner circumference draws a fourth involute curve. In the portion from the end of the fourth involute curve to the winding angle of the inner peripheral line being about 630 °, the inner peripheral line is the fourth involute curve.
Draws an arc. Then, from the end of the fourth arc to the end of winding of the inner peripheral line, the inner peripheral line describes a fifth involute curve.

【0065】このよう形状に形成された固定側ラップ
(63)の肉厚は、次のように増減する。外周線が第1円
弧となり内周線が第3インボリュート曲線となる部
分では、固定側ラップ(63)の肉厚が次第に増加してゆ
く。外周線が第1インボリュート曲線となり内周線が
第3インボリュート曲線となる部分では、固定側ラッ
プ(63)の肉厚が一定に保たれる。この部分における固
定側ラップ(63)の肉厚は、その中心側端部や外周側端
部における肉厚よりも厚くなっている。外周線が第1イ
ンボリュート曲線となり内周線が第3円弧となる部
分では、固定側ラップ(63)の肉厚が次第に減少してゆ
く。外周線が第1インボリュート曲線となり内周線が
第4インボリュート曲線となる部分では、固定側ラッ
プ(63)の肉厚が一定に保たれる。この部分における固
定側ラップ(63)の肉厚は、その中心側端部や外周側端
部における肉厚と等しくなっている。
The thickness of the fixed side wrap (63) formed in this manner increases or decreases as follows. In a portion where the outer peripheral line is the first arc and the inner peripheral line is the third involute curve, the thickness of the fixed wrap (63) gradually increases. In the portion where the outer peripheral line is the first involute curve and the inner peripheral line is the third involute curve, the thickness of the fixed side wrap (63) is kept constant. The thickness of the fixed side wrap (63) in this portion is larger than the thickness of the center side end portion or the outer peripheral side end portion. In a portion where the outer peripheral line is the first involute curve and the inner peripheral line is the third arc, the thickness of the fixed side wrap (63) is gradually reduced. In the portion where the outer peripheral line is the first involute curve and the inner peripheral line is the fourth involute curve, the thickness of the fixed side wrap (63) is kept constant. The thickness of the fixed side wrap (63) in this portion is equal to the thickness of the center side end portion and the outer peripheral side end portion.

【0066】続いて、外周線が第2円弧となり内周線
が第4インボリュート曲線となる部分では、固定側ラ
ップ(63)の肉厚が次第に減少してゆく。この部分は、
肉厚減少部(81)を構成している。外周線が第2インボ
リュート曲線となり内周線が第4インボリュート曲線
となる部分では、固定側ラップ(63)の肉厚が一定に
保たれる。この部分は、固定側ラップ(63)の肉厚がそ
の中心側端部や外周側端部における肉厚よりも薄くなっ
ており、薄肉部(82)を構成している。外周線が第2イ
ンボリュート曲線となり内周線が第4円弧となる部
分では、固定側ラップ(63)の肉厚が次第に増加してゆ
く。この部分は、肉厚増大部(83)を構成している。外
周線が第2インボリュート曲線となり内周線が第5イ
ンボリュート曲線となる部分では、固定側ラップ(6
3)の肉厚が一定に保たれる。この部分における固定側
ラップ(63)の肉厚は、その中心側端部や外周側端部に
おける肉厚と等しくなっている。
Subsequently, in a portion where the outer peripheral line is the second arc and the inner peripheral line is the fourth involute curve, the thickness of the fixed side wrap (63) is gradually reduced. This part
It constitutes a reduced thickness portion (81). In a portion where the outer peripheral line is the second involute curve and the inner peripheral line is the fourth involute curve, the thickness of the fixed side wrap (63) is kept constant. In this portion, the thickness of the fixed-side wrap (63) is smaller than the thickness of the center-side end and the outer-peripheral-side end, and forms a thin-walled portion (82). In a portion where the outer peripheral line is the second involute curve and the inner peripheral line is the fourth arc, the thickness of the fixed side wrap (63) gradually increases. This portion constitutes a thickened portion (83). In the portion where the outer line is the second involute curve and the inner line is the fifth involute curve, the fixed side wrap (6
3) The thickness is kept constant. The thickness of the fixed side wrap (63) in this portion is equal to the thickness of the center side end portion and the outer peripheral side end portion.

【0067】上述のように、膨張室(71,72)は、可動
側ラップ(66)と固定側ラップ(63)を噛み合わせるこ
とで形成されている。また、可動側ラップ(66)及び固
定側ラップ(63)の肉厚を上述のように増減させること
で、膨張室(71,72)の体積変化率が可動側ラップ(6
6)の回転角の値によって変化するように構成されてい
る。
As described above, the expansion chambers (71, 72) are formed by engaging the movable wrap (66) with the fixed wrap (63). Further, by increasing or decreasing the thickness of the movable wrap (66) and the fixed wrap (63) as described above, the volume change rate of the expansion chamber (71, 72) can be reduced.
It is configured to change according to the value of the rotation angle of 6).

【0068】−運転動作− 上記空調機(10)の動作について説明する。ここでは、
空調機(10)の冷房運転時及び暖房運転時の動作につい
て説明し、続いて膨張機構部(60)の動作について説明
する。
-Operation- The operation of the air conditioner (10) will be described. here,
The operation of the air conditioner (10) during the cooling operation and the heating operation will be described, and then the operation of the expansion mechanism (60) will be described.

【0069】《冷房運転》冷房運転時には、第1四路切
換弁(21)及び第2四路切換弁(22)が図1に破線で示
す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニッ
ト(30)のモータ(40)に通電すると、冷媒回路(20)
で冷媒が循環し、図5のモリエル線図(圧力−エンタル
ピ線図)に示すような冷凍サイクルが行われる。
<< Cooling Operation >> During the cooling operation, the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are switched to the state shown by the broken line in FIG. When the motor (40) of the compression / expansion unit (30) is energized in this state, the refrigerant circuit (20)
Then, the refrigerant circulates, and a refrigeration cycle as shown in a Mollier diagram (pressure-enthalpy diagram) in FIG. 5 is performed.

【0070】圧縮機構部(50)へは、図5における点a
の状態の冷媒が吸入される。圧縮機構部(50)では、冷
媒が点aの状態から点bの状態にまで圧縮される。尚、
点bの状態における圧力は、冷媒である二酸化炭素(C
2)の臨界圧力よりも高くなっている。点bの状態と
なった冷媒は、ケーシング(31)内の下部空間(33)へ
吐出され、吐出ポート(35)を通ってケーシング(31)
の外部へ流出する。その後、この点bの状態の冷媒は、
第1四路切換弁(21)を通って室外熱交換器(23)へ送
られる。
The point a in FIG. 5 is applied to the compression mechanism (50).
Is sucked. In the compression mechanism (50), the refrigerant is compressed from the state at point a to the state at point b. still,
The pressure in the state at the point b is the carbon dioxide (C
O 2 ) is higher than the critical pressure. The refrigerant in the state at the point b is discharged into the lower space (33) in the casing (31), passes through the discharge port (35), and then flows into the casing (31).
Out of Thereafter, the refrigerant in the state of the point b is
It is sent to the outdoor heat exchanger (23) through the first four-way switching valve (21).

【0071】室外熱交換器(23)では、流入した冷媒が
室外ファン(12)により送られる室外空気と熱交換す
る。この熱交換により、点bの状態の冷媒は、室外空気
へ放熱して点cの状態となる。点cの状態の冷媒は、第
2四路切換弁(22)を通過し、流入ポート(36)を通っ
て圧縮・膨張ユニット(30)の上部空間(32)へ流入
し、更には膨張機構部(60)へ流入する。
In the outdoor heat exchanger (23), the inflow refrigerant exchanges heat with outdoor air sent by the outdoor fan (12). Due to this heat exchange, the refrigerant in the state of the point b is radiated to the outdoor air to be in the state of the point c. The refrigerant in the state at the point c passes through the second four-way switching valve (22), flows into the upper space (32) of the compression / expansion unit (30) through the inflow port (36), and further expands. Flow into section (60).

【0072】膨張機構部(60)では、流入した冷媒が等
エントロピ過程で膨張し、点cの状態(超臨界圧状態)
から点dの状態(飽和液状態)を経て点eの状態(気液
二相状態)へと変化する。尚、図5における点c,点d,
点eは、図13における点c,点d,点eと対応してい
る。
In the expansion mechanism (60), the inflowing refrigerant expands in the isentropic process, and the state at the point c (supercritical pressure state)
Changes from the state at point d (saturated liquid state) to the state at point e (gas-liquid two-phase state). In FIG. 5, points c, d,
Point e corresponds to points c, d, and e in FIG.

【0073】ここで、冷媒を膨張弁で膨張させる場合に
は、図5に破線で示すように、冷媒が断熱膨張過程(等
エンタルピ過程)で膨張する。これに対し、上記膨張機
構部(60)では、冷媒が等エントロピ過程で膨張し、冷
媒の圧力とエンタルピの両方が低下する。膨張機構部
(60)から流出した点eの状態の冷媒は、流出ポート
(37)を通って圧縮・膨張ユニット(30)から流出し、
第2四路切換弁(22)を通過して室内熱交換器(24)へ
送られる。
Here, when the refrigerant is expanded by the expansion valve, the refrigerant expands in an adiabatic expansion process (isenthalpy process) as shown by a broken line in FIG. On the other hand, in the expansion mechanism (60), the refrigerant expands in the isentropic process, and both the pressure and the enthalpy of the refrigerant decrease. The refrigerant in the state at the point e flowing out of the expansion mechanism (60) flows out of the compression / expansion unit (30) through the outflow port (37),
After passing through the second four-way switching valve (22), it is sent to the indoor heat exchanger (24).

【0074】室内熱交換器(24)では、流入した冷媒が
室内ファン(14)により送られる室内空気と熱交換す
る。この熱交換により、点eの状態の冷媒が室内空気か
ら吸熱して点aの状態となり、室内空気が冷却される。
点aの状態の冷媒は、第1四路切換弁(21)を通過し、
吸入ポート(34)を通って圧縮・膨張ユニット(30)の
圧縮機構部(50)へ吸入される。そして、圧縮機構部
(50)は、吸入した冷媒を再び圧縮して吐出し、この循
環が繰り返される。
In the indoor heat exchanger (24), the inflowing refrigerant exchanges heat with the indoor air sent by the indoor fan (14). Due to this heat exchange, the refrigerant in the state at the point e absorbs heat from the room air to become the state at the point a, and the room air is cooled.
The refrigerant in the state of the point a passes through the first four-way switching valve (21),
It is sucked into the compression mechanism (50) of the compression / expansion unit (30) through the suction port (34). Then, the compression mechanism (50) compresses the drawn refrigerant again and discharges it, and this circulation is repeated.

【0075】ここで、膨張機構部(60)では、流入した
冷媒を点cの状態から点eの状態にまで膨張させてお
り、冷媒のエンタルピ低下量WEに相当する回転動力が
回収される(図5参照)。この回収された回転動力は、
駆動軸(45)によって圧縮機構部(50)へ伝達され、圧
縮機構部(50)のピストン(53)を回転させるために利
用される。そして、圧縮機構部(50)へはモータ(40)
により回転動力WCが伝達され、膨張機構部(60)から
伝達される回転動力WEと共にピストン(53)を回転駆
動するために用いられる。
[0075] Here, in the expansion mechanism (60), the inflow refrigerant is inflated from the state of point c until the state of point e, rotational power corresponding to the enthalpy decrease amount W E of the refrigerant is recovered (See FIG. 5). This recovered rotational power is
It is transmitted to the compression mechanism (50) by the drive shaft (45) and is used to rotate the piston (53) of the compression mechanism (50). The motor (40) is connected to the compression mechanism (50).
Rotational power W C is transmitted, is used for the piston (53) is driven to rotate together with the rotational force W E transmitted from the expansion mechanism (60) by.

【0076】《暖房運転》暖房運転時には、第1四路切
換弁(21)及び第2四路切換弁(22)が図1に実線で示
す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニッ
ト(30)のモータ(40)に通電すると、冷媒回路(20)
で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。
<< Heating Operation >> During the heating operation, the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are switched to the state shown by the solid line in FIG. When the motor (40) of the compression / expansion unit (30) is energized in this state, the refrigerant circuit (20)
Circulates the refrigerant to perform a refrigeration cycle.

【0077】具体的に、圧縮機構部(50)で圧縮された
冷媒は、吐出ポート(35)を通って圧縮・膨張ユニット
(30)から流出し、第1四路切換弁(21)を通過して室
内熱交換器(24)へ送られる。室内熱交換器(24)で
は、流入した冷媒が室内空気と熱交換する。この熱交換
により、冷媒が室内空気へ放熱し、室内空気が加熱され
る。室内熱交換器(24)で放熱した冷媒は、第2四路切
換弁(22)を通過し、流入ポート(36)を通って膨張機
構部(60)へ流入する。
Specifically, the refrigerant compressed by the compression mechanism (50) flows out of the compression / expansion unit (30) through the discharge port (35) and passes through the first four-way switching valve (21). Then, it is sent to the indoor heat exchanger (24). In the indoor heat exchanger (24), the inflowing refrigerant exchanges heat with indoor air. By this heat exchange, the refrigerant radiates heat to the room air, and the room air is heated. The refrigerant radiated by the indoor heat exchanger (24) passes through the second four-way switching valve (22), flows into the expansion mechanism (60) through the inflow port (36).

【0078】膨張機構部(60)では、流入した冷媒が等
エントロピ過程で膨張する。膨張後の冷媒は、流出ポー
ト(37)を通って圧縮・膨張ユニット(30)から流出
し、第2四路切換弁(22)を通過して室外熱交換器(2
3)へ流入する。室外熱交換器(23)では、流入した冷
媒が室外空気と熱交換を行い、冷媒が室外空気から吸熱
する。吸熱後の冷媒は、第1四路切換弁(21)を通過
し、吸入ポート(34)を通って圧縮・膨張ユニット(3
0)の圧縮機構部(50)へ吸入される。圧縮機構部(5
0)は、吸入した冷媒を再び圧縮して吐出し、この循環
が繰り返される。
In the expansion mechanism (60), the inflowing refrigerant expands in an isentropic process. The expanded refrigerant flows out of the compression / expansion unit (30) through the outflow port (37), passes through the second four-way switching valve (22), and passes through the outdoor heat exchanger (2).
3). In the outdoor heat exchanger (23), the inflowing refrigerant exchanges heat with the outdoor air, and the refrigerant absorbs heat from the outdoor air. The refrigerant having absorbed the heat passes through the first four-way switching valve (21), passes through the suction port (34), and then enters the compression / expansion unit (3).
It is sucked into the compression mechanism (50) of (0). Compression mechanism (5
0) compresses and discharges the sucked refrigerant again, and this circulation is repeated.

【0079】《膨張機構部の動作》膨張機構部(60)の
動作について説明する。固定側ラップ(63)と可動側ラ
ップ(66)で区画される膨張室(71,72)へは、流入口
(69)を通じて超臨界圧状態の冷媒が流入する(図3参
照)。可動スクロール(64)が図3における反時計方向
に公転してゆくと、やがて膨張室(71,72)の閉じ込み
が完了する。
<Operation of Expansion Mechanism> The operation of the expansion mechanism (60) will be described. Supercritical pressure refrigerant flows into the expansion chambers (71, 72) defined by the fixed wrap (63) and the movable wrap (66) through the inflow port (69) (see FIG. 3). When the movable scroll (64) revolves counterclockwise in FIG. 3, the closing of the expansion chambers (71, 72) is completed.

【0080】その後、膨張室(71,72)内の冷媒によっ
て可動スクロール(64)が押し動かされ、可動スクロー
ル(64)に回転動力が付与される。可動スクロール(6
4)が回転移動するに従い、膨張室(71,72)は、密閉状
態に保たれたままその体積が増大してゆく。更に可動ス
クロール(64)が回転してゆくと、膨張室(71,72)内
の冷媒は、固定側ラップ(63)や可動側ラップ(66)の
外周側端部付近において、膨張室(71,72)から流出す
る。
Thereafter, the movable scroll (64) is pushed and moved by the refrigerant in the expansion chambers (71, 72), and rotational power is applied to the movable scroll (64). Movable scroll (6
As 4) rotates, the expansion chambers (71, 72) increase in volume while being kept in a sealed state. As the orbiting scroll (64) further rotates, the refrigerant in the expansion chambers (71, 72) flows into the expansion chamber (71) near the outer peripheral end of the fixed wrap (63) and the movable wrap (66). , 72).

【0081】上述のように、膨張室(71,72)の体積
は、可動スクロール(64)が回転するにつれて増大して
ゆく。ここでは、膨張室(71,72)の体積変化率につい
て、図6を参照しながら説明する。
As described above, the volume of the expansion chamber (71, 72) increases as the orbiting scroll (64) rotates. Here, the volume change rate of the expansion chambers (71, 72) will be described with reference to FIG.

【0082】尚、図6は、横軸を可動スクロール(64)
の回転角とし、縦軸を膨張室(71,72)の投影面積とし
て、この投影面積の変化を示したものである。ここでい
う膨張室(71,72)の投影面積とは、図3に現れる膨張
室(71,72)の断面積をいう。膨張室(71,72)の体積
は、この投影面積に固定側ラップ(63)や可動側ラップ
(66)の高さhを乗じた値となる。また、可動スクロー
ル(64)の回転角がθ1となった時点で膨張室(71,72)
の閉じ込みが完了し、その後、可動スクロール(64)の
回転角がθ3となるまで膨張室(71,72)は密閉状態に保
たれる。
In FIG. 6, the horizontal axis is the movable scroll (64).
And the vertical axis is the projected area of the expansion chamber (71, 72), and the change in the projected area is shown. The projection area of the expansion chamber (71, 72) here refers to the cross-sectional area of the expansion chamber (71, 72) shown in FIG. The volume of the expansion chambers (71, 72) is a value obtained by multiplying the projection area by the height h of the fixed-side wrap (63) and the movable-side wrap (66). Further, the expansion chamber when the rotation angle of the movable scroll (64) becomes theta 1 (71 and 72)
Was included closing is complete, then the expansion chamber to the rotation angle of the movable scroll (64) becomes the theta 3 (71 and 72) is maintained in a closed state.

【0083】可動スクロール(64)の回転角がθ1から
θ2までの間は、膨張室(71,72)の体積が第1の変化率
で増加してゆく。可動スクロール(64)の回転角がθ1
の時点における膨張室(71,72)の投影面積をS1とし、
可動スクロール(64)の回転角がθ2の時点における膨
張室(71,72)の投影面積をS2とすると、第1の変化率
は、(S2−S1)・h/(θ2−θ1) となる。一方、可動ス
クロール(64)の回転角がθ2からθ3までの間は、膨張
室(71,72)の体積が第2の変化率で増加してゆく。可
動スクロール(64)の回転角がθ3の時点における膨張
室(71,72)の投影面積をS3とすると、第2の変化率
は、(S3−S2)・h/(θ3−θ2) となる。
While the rotation angle of the movable scroll (64) is between θ 1 and θ 2 , the volume of the expansion chamber (71, 72) increases at the first rate of change. The rotation angle of the movable scroll (64) is θ 1
Let S 1 be the projected area of the expansion chamber (71, 72) at the time
When the projected area of the expansion chamber (71, 72) in the point of time when the rotation angle of theta 2 of the movable scroll (64) and S 2, the first rate of change, (S 2 -S 1) · h / (θ 2 −θ 1 ). On the other hand, during the rotation angle of the movable scroll (64) from theta 2 to theta 3 is the volume of the expansion chamber (71, 72) are slide into increased at a second rate of change. When the rotation angle of the movable scroll (64) is a projection area of the expansion chamber (71, 72) at the time of the theta 3 and S 3, the second rate of change, (S 3 -S 2) · h / (θ 3 −θ 2 ).

【0084】そして、上記膨張機構部(60)では、固定
側ラップ(63)や可動側ラップ(66)の肉厚を増減させ
ることで、第1の変化率が第2の変化率よりも小さくさ
れている。これは、膨張機構部(60)において超臨界圧
状態の冷媒を気液二相状態にまで膨張させることに対応
したものである。
In the expansion mechanism (60), the first change rate is smaller than the second change rate by increasing or decreasing the thickness of the fixed wrap (63) or the movable wrap (66). Have been. This corresponds to expanding the refrigerant in the supercritical pressure state to the gas-liquid two-phase state in the expansion mechanism (60).

【0085】具体的に、超臨界圧状態(図5,図13に
おける点cの状態)で膨張室(71,72)へ流入した冷媒
は、膨張して次第にその圧力が低下し、可動スクロール
(64)の回転角がθ2となった時点で飽和液状態(図
5,図13における点dの状態)となる。つまり、可動
スクロール(64)の回転角がθ1からθ2までの間は、冷
媒の圧力低下による比容積の変化量が小さいことに対応
して、膨張室(71,72)の体積変化率が小さく設定され
ている。
Specifically, the refrigerant that has flowed into the expansion chambers (71, 72) in the supercritical pressure state (the state at the point c in FIGS. 5 and 13) expands, the pressure gradually decreases, and the movable scroll ( When the rotation angle of (64) becomes θ 2 , a saturated liquid state (state at point d in FIGS. 5 and 13) is established. In other words, during the period from one rotation angle of the movable scroll (64) is theta to theta 2, in response to variation of the specific volume due to the pressure drop of the refrigerant is small, the volume change rate of the expansion chamber (71, 72) Is set small.

【0086】一方、膨張室(71,72)内で飽和液状態
(図5,図13における点dの状態)となった冷媒は、
可動スクロール(64)の回転角がθ2を超えた直後に気
液二相状態となる。この冷媒は、引き続き膨張して次第
にその圧力が低下し、可動スクロール(64)の回転角が
θ3となった時点で図5,図13における点eの状態と
なる。つまり、可動スクロール(64)の回転角がθ2
らθ3までの間は、冷媒の圧力低下による比容積の変化
量が大きいことに対応して、膨張室(71,72)の体積変
化率が大きく設定されている。
On the other hand, the refrigerant in the saturated liquid state (the state at the point d in FIGS. 5 and 13) in the expansion chambers (71, 72) is:
A gas-liquid two-phase state immediately after the rotation angle of the movable scroll (64) exceeds theta 2. The refrigerant is subsequently expanded to gradually decrease the pressure, Figure 5 when the rotation angle of the movable scroll (64) becomes theta 3, the state of point e in FIG. 13. That is, when the rotation angle of the movable scroll (64) is between θ 2 and θ 3 , the volume change rate of the expansion chambers (71, 72) corresponds to the large change in the specific volume due to the pressure drop of the refrigerant. Is set large.

【0087】−実施形態1の効果− 本実施形態1では、可動スクロール(64)の回転角に応
じて膨張室(71,72)の体積変化率を変化させている。
このため、超臨界圧状態の流体が飽和液となる過程では
膨張室(71,72)の体積変化率を小さくし、流体が気液
二相状態となって膨張する過程では膨張室(71,72)の
体積変化率を大きくすることが可能となる。
-Effects of First Embodiment- In the first embodiment, the volume change rate of the expansion chambers (71, 72) is changed according to the rotation angle of the orbiting scroll (64).
For this reason, the volume change rate of the expansion chamber (71, 72) is reduced in the process where the fluid in the supercritical pressure state becomes a saturated liquid, and the expansion chamber (71, 72) is reduced in the process where the fluid expands in the gas-liquid two-phase state. The volume change rate of 72) can be increased.

【0088】従って、本実施形態1によれば、上記固定
側ラップ(63)や可動側ラップ(66)の巻き数を増やす
ことなく、膨張室(71,72)の体積変化率を超臨界圧状
態の冷媒が飽和液となる過程に適したものとすることが
でき、膨張機構部(60)、ひいては圧縮・膨張ユニット
(30)の大型化を回避できる。また、本実施形態1によ
れば、膨張室(71,72)の体積変化率が一定となる従来
のスクロール流体機械に比べ、超臨界圧状態の流体が飽
和液となる過程においても充分な動力回収が可能とな
る。更に、本実施形態1によれば、膨張する流体の特性
変化に対応して膨張室(71,72)の体積変化率を変更で
きるため、流体の膨張により得られる回転動力のトルク
変動幅を縮小できる。
Therefore, according to the first embodiment, the volume change rate of the expansion chambers (71, 72) can be increased without increasing the number of turns of the fixed side wrap (63) or the movable side wrap (66). It can be made suitable for the process in which the refrigerant in the state becomes a saturated liquid, and it is possible to avoid an increase in the size of the expansion mechanism (60), and thus the compression / expansion unit (30). Further, according to the first embodiment, as compared with the conventional scroll fluid machine in which the volume change rate of the expansion chambers (71, 72) is constant, sufficient power can be obtained even in the process where the fluid in the supercritical pressure state becomes a saturated liquid. Recovery becomes possible. Further, according to the first embodiment, since the volume change rate of the expansion chambers (71, 72) can be changed according to the change in the characteristic of the expanding fluid, the torque fluctuation width of the rotational power obtained by the expansion of the fluid is reduced. it can.

【0089】[0089]

【発明の実施の形態2】本発明の実施形態2は、上記実
施形態1の膨張機構部(60)において、固定側ラップ
(63)及び可動側ラップ(66)の形状を変更し、対とな
る第1室(71)と第2室(72)とで閉じ込み完了時期や
冷媒の流出開始時期を相違させたものである。尚、本実
施形態2においても、上記実施形態1と同様に、膨張室
(71,72)の体積変化率は可動スクロール(64)の回転
角に応じて変化する。ここでは、本実施形態2の膨張機
構部(60)について、上記実施形態1と異なる部分を説
明する。
[Embodiment 2] In Embodiment 2 of the present invention, in the expansion mechanism portion (60) of Embodiment 1 described above, the shapes of the fixed side wrap (63) and the movable side wrap (66) are changed, and The first chamber (71) and the second chamber (72) differ in the closing completion time and the refrigerant outflow start time. In the second embodiment, as in the first embodiment, the volume change rate of the expansion chambers (71, 72) changes in accordance with the rotation angle of the orbiting scroll (64). Here, the differences of the expansion mechanism (60) of the second embodiment from the first embodiment will be described.

【0090】図7,図8に示すように、本実施形態2に
係る固定側ラップ(63)及び可動側ラップ(66)は、そ
の外周線及び内周線が円弧とインボリュート曲線とを組
み合わせたものとなる形状に形成されている。この固定
側ラップ(63)及び可動側ラップ(66)では、その伸長
方向へ進むにつれて肉厚が増減する。この点は、上記実
施形態1と同様である。ただし、本実施形態2の固定側
ラップ(63)及び可動側ラップ(66)において、肉厚が
変更されている箇所は、上記実施形態1のものと異なっ
ている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the fixed side wrap (63) and the movable side wrap (66) according to the second embodiment have an outer peripheral line and an inner peripheral line obtained by combining an arc and an involute curve. It is formed in the shape which becomes a thing. The thickness of the fixed-side wrap (63) and the movable-side wrap (66) increases and decreases in the extension direction. This is the same as in the first embodiment. However, the portions of the fixed side wrap (63) and the movable side wrap (66) of the second embodiment where the wall thickness is changed are different from those of the first embodiment.

【0091】図7に示すように、本実施形態2の固定側
ラップ(63)は、上記実施形態1のものに比べ、その外
周側端部方向へ巻き角180°分だけ延ばされた形状と
なっている(図3参照)。この固定側ラップ(63)にお
ける肉厚の増減について説明する。固定側ラップ(63)
の中心側端部及び外周側端部における肉厚をt0とする
と、巻き始めから巻き角が約90°までの部分では、固
定側ラップ(63)の肉厚が次第に増大してt1となる。
巻き角が約90°から約270°までの部分では、固定
側ラップ(63)の肉厚はt1のまま保持される。巻き角
が約270°から約360°までの部分では、固定側ラ
ップ(63)の肉厚が次第に減少してt0に戻る。巻き角
が約360°から約400°までの部分では、固定側ラ
ップ(63)の肉厚はt0のまま保持される。
As shown in FIG. 7, the fixed-side wrap (63) of the second embodiment has a shape extended by a winding angle of 180 ° in the direction of the outer peripheral end compared to that of the first embodiment. (See FIG. 3). The increase / decrease in the thickness of the fixed side wrap (63) will be described. Fixed side wrap (63)
Assuming that the wall thickness at the center side end and the outer peripheral side end is t 0 , the wall thickness of the fixed side wrap (63) gradually increases in the portion where the winding angle is about 90 ° from the start of winding, and t 1 Become.
Winding angle at a portion of about 90 ° to about 270 °, the thickness of the fixed side wrap (63) is kept in the t 1. The portion of the wrap angle of about 270 ° to about 360 °, back to t 0 thickness gradually decreases and the fixed side wrap (63). Winding angle at a portion from about 360 ° to about 400 °, the thickness of the fixed side wrap (63) is kept at the t 0.

【0092】続いて、巻き角が約400°から約470
°までの部分では、固定側ラップ(63)の肉厚が次第に
減少してt2となる。この部分は、肉厚減少部(81)を
構成している。巻き角が約470°から約550°まで
の部分では、固定側ラップ(63)の肉厚はt2のまま保
持される。この部分は、薄肉部(82)を構成している。
巻き角が約550°から約640°までの部分では、固
定側ラップ(63)の肉厚が次第に増大してt0に戻る。
この部分は、肉厚増大部(83)を構成している。そし
て、巻き角が約640°から巻き終わりまでの部分で
は、固定側ラップ(63)の肉厚はt0のまま保持され
る。
Subsequently, the winding angle is from about 400 ° to about 470.
The portion up °, the thickness of the fixed side wrap (63) becomes t 2 decreases gradually. This portion constitutes a reduced thickness portion (81). Winding angle at a portion from about 470 ° to about 550 °, the thickness of the fixed side wrap (63) is kept in t 2. This portion constitutes a thin portion (82).
In the portion where the winding angle is from about 550 ° to about 640 °, the thickness of the fixed side wrap (63) gradually increases and returns to t 0 .
This portion constitutes a thickened portion (83). Then, the winding angle at the portion to end of winding of about 640 °, the thickness of the fixed side wrap (63) is kept at the t 0.

【0093】図8に示すように、本実施形態2の可動側
ラップ(66)は、上記実施形態1のものに比べ、その中
心側端部方向へ巻き角90°分だけ短くされた形状とな
っている(図3参照)。この可動側ラップ(66)におけ
る肉厚の増減について説明する。可動側ラップ(66)の
中心側端部及び外周側端部における肉厚をt0とする
と、巻き始めから巻き角が約90°までの部分では、可
動側ラップ(66)の肉厚が次第に増大してt3となる。
巻き角が約90°から約110°までの部分では、可動
側ラップ(66)の肉厚はt3のまま保持される。巻き角
が約110°から約190°までの部分では、可動側ラ
ップ(66)の肉厚が次第に減少してt0に戻る。巻き角
が約190°から約340°までの部分では、可動側ラ
ップ(66)の肉厚はt0のまま保持される。
As shown in FIG. 8, the movable side wrap (66) of the second embodiment has a shape which is shorter than that of the first embodiment by a winding angle of 90 ° toward the center side end. (See FIG. 3). The increase or decrease in the thickness of the movable wrap (66) will be described. Assuming that the thickness of the movable side wrap (66) at the center end portion and the outer peripheral end portion is t 0 , the thickness of the movable side wrap (66) gradually increases in a portion where the winding angle is about 90 ° from the start of winding. It increases to t 3 .
The portion of the wrap angle of about 90 ° to about 110 °, the thickness of the movable side wrap (66) is kept in the t 3. In the part where the winding angle is from about 110 ° to about 190 °, the thickness of the movable wrap (66) gradually decreases and returns to t 0 . The portion of the wrap angle of about 190 ° to about 340 °, the thickness of the movable side wrap (66) is kept at the t 0.

【0094】続いて、巻き角が約340°から約460
°までの部分では、可動側ラップ(66)の肉厚が次第に
減少してt4となる。この部分は、肉厚減少部(81)を
構成している。巻き角が約460°から約490°まで
の部分では、可動側ラップ(66)の肉厚はt4のまま保
持される。この部分は、薄肉部(82)を構成している。
巻き角が約490°から約650°までの部分では、可
動側ラップ(66)の肉厚が次第に増大してt0に戻る。
この部分は、肉厚増大部(83)を構成している。そし
て、巻き角が約650°から巻き終わりまでの部分で
は、可動側ラップ(66)の肉厚はt0のまま保持され
る。
Subsequently, the winding angle is about 340 ° to about 460.
The portion up °, the thickness of the movable side wrap (66) is t 4 gradually decreases. This portion constitutes a reduced thickness portion (81). The portion of the wrap angle of about 460 ° to about 490 °, the thickness of the movable side wrap (66) is kept at the t 4. This portion constitutes a thin portion (82).
In the portion where the winding angle is from about 490 ° to about 650 °, the thickness of the movable wrap (66) gradually increases and returns to t 0 .
This portion constitutes a thickened portion (83). Then, the winding angle at the portion to end of winding of about 650 °, the thickness of the movable side wrap (66) is kept at the t 0.

【0095】図9に示すように、上述した所定形状の固
定側ラップ(63)と可動側ラップ(66)を噛み合わせる
ことで、第1の膨張室である第1室(71)と第2の膨張
室である第2室(72)とが対になって区画形成される。
また、固定側ラップ(63)と可動側ラップ(66)を噛み
合わせた状態において、固定側ラップ(63)の外周側端
部は、可動側ラップ(66)の外周側端部のすぐ外側に位
置している。更には、上述のように可動側ラップ(66)
の中心側端部を短く形成することで、第1室(71)の閉
じ込み完了時期を第2室(72)の閉じ込み完了時期より
も遅らせると共に、第1室(71)と第2室(72)の膨張
比を互いに一致させている。
As shown in FIG. 9, by engaging the fixed-side wrap (63) and the movable-side wrap (66) having the above-mentioned predetermined shapes, the first expansion chamber (71) and the second expansion chamber (71) are brought into contact with each other. The second chamber (72), which is an expansion chamber, is partitioned and formed as a pair.
When the fixed wrap (63) and the movable wrap (66) are engaged with each other, the outer peripheral end of the fixed wrap (63) is located just outside the outer peripheral end of the movable wrap (66). positioned. Further, as described above, the movable wrap (66)
By shortening the center-side end of the first chamber (71), the closing completion time of the first chamber (71) is delayed later than the closing completion time of the second chamber (72), and the first chamber (71) and the second chamber are closed. The expansion ratio of (72) is made to match each other.

【0096】−運転動作−本実施形態2に係る膨張機構
部(60)の運転動作について、上記実施形態1と異なる
点を説明する。ここでは、図9及び図10を参照しなが
ら説明する。尚、可動側ラップ(66)が図9に示す位置
にある時点では、固定側ラップ(63)及び可動側ラップ
(66)の最内周部において、第1室(71)の閉じ込みが
完了しているのに対し、第2室(72)が依然として流入
口(69)と連通する状態となっている。
-Operation-The operation of the expansion mechanism (60) according to the second embodiment will be described below, focusing on differences from the first embodiment. Here, description will be made with reference to FIGS. 9 and 10. When the movable wrap (66) is at the position shown in FIG. 9, the closing of the first chamber (71) is completed in the innermost peripheral portions of the fixed wrap (63) and the movable wrap (66). In contrast, the second chamber (72) is still in communication with the inflow port (69).

【0097】可動スクロール(64)が図9における反時
計方向に公転してゆくと、図10に示すように、可動ス
クロール(64)の回転角がT1となった時点で第2室(7
2)が流入口(69)から遮断され、第2室(72)の閉じ
込みが完了する。その後、密閉空間となった第2室(7
2)において冷媒が膨張し、可動スクロール(64)が回
転するに従って第2室(72)の内圧が低下してゆく。
[0097] When the movable scroll (64) slide into revolve counterclockwise in FIG. 9, as shown in FIG. 10, the second chamber when the rotation angle of the movable scroll (64) becomes T 1 (7
2) is shut off from the inflow port (69), and the closing of the second chamber (72) is completed. Then, the second room (7
In 2), the refrigerant expands and the internal pressure of the second chamber (72) decreases as the orbiting scroll (64) rotates.

【0098】この第2室(72)における内圧低下は、可
動スクロール(64)の回転角がT3となるまで続く。そ
して、可動スクロール(64)の回転角がT3となった時
点で第2室(72)が流出口(70)と連通し、第2室(7
2)から流出口(70)へ冷媒が流出する。
[0098] pressure drop in the second chamber (72) continues until the rotation angle of the movable scroll (64) is T 3. Then, the movable scroll (64) of the rotation angle is T 3 and became point in the second chamber (72) communicates with the outlet (70), the second chamber (7
The refrigerant flows out from 2) to the outlet (70).

【0099】一方、第1室(71)は、可動スクロール
(64)の回転角がT1となった時点において、依然とし
て流入口(69)と連通している(図9参照)。そして、
その後も第1室(71)へ冷媒が流入し続け、可動スクロ
ール(64)の回転角がT2となった時点で第1室(71)
の閉じ込みが完了する。その後、密閉空間となった第1
室(71)において冷媒が膨張し、可動スクロール(64)
が回転するに従って第1室(71)の内圧が低下してゆ
く。
[0099] On the other hand, the first chamber (71), at the time when the rotation angle of the movable scroll (64) becomes T 1, communicates with the still inlet (69) (see FIG. 9). And
After that first chamber (71) continues to flow refrigerant into the first chamber at the time when the rotation angle of the movable scroll (64) becomes T 2 (71)
Is completed. After that, the first closed space
The refrigerant expands in the chamber (71), and the movable scroll (64)
The internal pressure of the first chamber (71) decreases as the cylinder rotates.

【0100】この第1室(71)における内圧低下は、可
動スクロール(64)の回転角がT4となるまで続く。つ
まり、可動スクロール(64)の回転角がT3となって第
2室(72)から冷媒が流出し始める時点においても、第
1室(71)では依然として冷媒の膨張が継続している。
そして、可動スクロール(64)の回転角がT4となった
時点で第1室(71)が流出口(70)と連通し、第1室
(71)から流出口(70)へ冷媒が流出する。
[0100] inner pressure reduction in the first chamber (71) continues until the rotation angle of the movable scroll (64) is T 4. That is, even at the time when the rotation angle of the movable scroll (64) starts to flow out the refrigerant from the second chamber becomes T 3 (72), the first chamber (71) in still expansion of the refrigerant is continued.
The communicating rotational angle first chamber at the time point when T 4 (71) outlet (70) of the movable scroll (64), the refrigerant to the outlet (70) from the first chamber (71) flows out I do.

【0101】このように、本実施形態2では、第1室
(71)の閉じ込み完了時期が第2室(72)の閉じ込み完
了時期よりも遅くなっており、更には、第1室(71)か
らの冷媒の流出開始時期が第2室(72)からの冷媒の流
出開始時期よりも遅くなっている。このため、可動スク
ロール(64)の回転角がT1からT4に至るまでの何れの
時点においても、第1室(71)の内圧の方が第2室(7
2)の内圧よりも高くなっている。また、第1室(71)
の膨張比と第2室(72)の膨張比とは等しくなってお
り、図5に示すように、第1室(71)から流出する冷媒
の圧力と第2室(72)から流出する冷媒の圧力とは同じ
値となっている。
As described above, in the second embodiment, the closing completion time of the first chamber (71) is later than the closing completion time of the second chamber (72). The timing at which the refrigerant starts flowing out of the second chamber (72) is later than the timing at which the refrigerant starts flowing out of the second chamber (72). Therefore, at any time up to the rotation angle of the movable scroll (64) reaches from T 1 to T 4, the direction of the internal pressure of the first chamber (71) a second chamber (7
2) Internal pressure is higher. In addition, the first room (71)
And the expansion ratio of the second chamber (72) is equal to the pressure of the refrigerant flowing out of the first chamber (71) and the refrigerant flowing out of the second chamber (72), as shown in FIG. Has the same value as the pressure.

【0102】−実施形態2の効果− 本実施形態2に係る膨張機構部(60)では、対となる第
1室(71)と第2室(72)とについて、それぞれの閉じ
込み完了時期と冷媒の流出開始時期とを相違させてい
る。このため、本実施形態2によれば、第1室(71)及
び第2室(72)における冷媒の膨張により可動スクロー
ル(64)へ付与される回転力の変動幅を小さくでき、膨
張機構部(60)において得られる回転動力のトルク変動
幅を縮小できる。即ち、本実施形態2によれば、第1室
(71)及び第2室(72)の体積変化率を変化させること
と相まって、膨張機構部(60)において得られる回転動
力のトルク変動幅をより一層縮小することができる。
-Effects of Second Embodiment- In the expansion mechanism (60) according to the second embodiment, the closing completion timing of the paired first chamber (71) and second chamber (72) is determined. The start time of the refrigerant is different from the start time. Therefore, according to the second embodiment, the fluctuation range of the rotational force applied to the movable scroll (64) by the expansion of the refrigerant in the first chamber (71) and the second chamber (72) can be reduced, and the expansion mechanism (60) The torque fluctuation width of the rotating power obtained in (60) can be reduced. That is, according to the second embodiment, in addition to changing the volume change rate of the first chamber (71) and the second chamber (72), the torque fluctuation width of the rotational power obtained in the expansion mechanism (60) is reduced. The size can be further reduced.

【0103】また、本実施形態2に係る膨張機構部(6
0)では、第1室(71)と第2室(72)とで閉じ込み完
了時期がずれており、従来のような第1室(71)と第2
室(72)が同時に閉じ込みを完了するものに比べ、流入
口(69)を流れる冷媒の流速が低くなる。このため、流
入口(69)を通過する際の冷媒の圧力損失を低減するこ
とができ、第1室(71)及び第2室(72)へ流入する流
体の圧力を高く維持することができる。従って、本実施
形態2によれば、膨張機構部(60)の出入口における冷
媒の圧力差を充分に確保でき、膨張機構部(60)におい
て取り出せる回転動力WEを増大させることができる。
この結果、モータ(40)により圧縮機構部(50)へ付与
すべき回転動力WCを削減して空調機(10)の消費電力
を低減することができ、空調機(10)のCOPを向上さ
せることができる。
The expansion mechanism (6) according to the second embodiment
In (0), the first chamber (71) and the second chamber (72) have different closing completion timings, and the first chamber (71) and the second chamber
The flow rate of the refrigerant flowing through the inflow port (69) is lower than that in which the chamber (72) completes the closing at the same time. Therefore, the pressure loss of the refrigerant when passing through the inflow port (69) can be reduced, and the pressure of the fluid flowing into the first chamber (71) and the second chamber (72) can be maintained high. . Therefore, according to the second embodiment, sufficient pressure difference of the refrigerant in the inlet and outlet ports of the expansion mechanism (60) can be secured, the rotational power W E extractable in the expansion mechanism (60) can be increased.
As a result, it is possible to the motor (40) by reducing the rotational power W C to be imparted to the compression mechanism (50) by reducing the power consumption of the air conditioner (10), improving the COP of the air conditioner (10) Can be done.

【0104】また、本実施形態2に係る膨張機構部(6
0)では、固定側ラップ(63)の外周側端部が可動側ラ
ップ(66)の外周側端部の近傍に位置している。それ
故、第1室(71)から流出する冷媒と第2室(72)から
流出する冷媒とは、その何れもが流出後直ちに流出口
(70)へ流れ込み、流出ポート(37)から圧縮・膨張ユ
ニット(30)の外部へ送り出される。このため、従来の
ような第1室(71)と第2室(72)とで冷媒の流出地点
が180°離れているものに比べ、流出した冷媒が流出
口(70)に至るまでに流れる距離を短縮でき、その間に
おける冷媒の吸熱量を削減できる。
Further, the inflation mechanism (6
In (0), the outer peripheral end of the fixed wrap (63) is located near the outer peripheral end of the movable wrap (66). Therefore, both the refrigerant flowing out of the first chamber (71) and the refrigerant flowing out of the second chamber (72) flow into the outlet (70) immediately after flowing out, and are compressed and discharged from the outlet port (37). It is sent out of the expansion unit (30). For this reason, the outflowing refrigerant flows before reaching the outlet (70) as compared with the conventional case where the outflow point of the refrigerant is 180 ° apart between the first chamber (71) and the second chamber (72). The distance can be shortened, and the amount of heat absorbed by the refrigerant during the distance can be reduced.

【0105】ここで、上記空調機(10)の冷房能力は、
図5における点aと点eのエンタルピ差に冷媒循環量を
乗じた値となる。一方、膨張機構部(60)から流出する
冷媒のエンタルピが増大すると、点eが図5の右側へ移
動することとなり、点aと点eのエンタルピ差が小さく
なってしまう。これに対し、本実施形態2によれば、膨
張機構部(60)から流出する冷媒のエンタルピが上昇す
るのを防止でき、これによって上記空調機(10)の冷房
能力を充分に確保することができる。
Here, the cooling capacity of the air conditioner (10) is as follows:
This is a value obtained by multiplying the enthalpy difference between the points a and e in FIG. 5 by the refrigerant circulation amount. On the other hand, when the enthalpy of the refrigerant flowing out of the expansion mechanism (60) increases, the point e moves to the right in FIG. 5, and the enthalpy difference between the points a and e decreases. On the other hand, according to the second embodiment, it is possible to prevent the enthalpy of the refrigerant flowing out of the expansion mechanism (60) from rising, thereby sufficiently securing the cooling capacity of the air conditioner (10). it can.

【0106】−実施形態2の変形例− 本実施形態2では、可動側ラップ(66)における中心側
端部の形状を変更することで、第1室(71)の閉じ込み
完了時期を第2室(72)の閉じ込み完了時期よりも遅ら
せると共に、第1室(71)と第2室(72)の膨張比を一
致させている。これに対し、図11に示すように、可動
側ラップ(66)における中心側端部のは変更せず、流入
口(69)の形状を変更することで、第1室(71)と第2
室(72)の閉じ込み完了時期をずらせると共に、両者の
膨張率を一致させてもよい。
-Variation of Embodiment 2- In Embodiment 2, the shape of the center side end of the movable wrap (66) is changed so that the closing completion time of the first chamber (71) is changed to the second time. The first chamber (71) and the second chamber (72) are made to have the same expansion ratio while delaying the closing time of the chamber (72). On the other hand, as shown in FIG. 11, the shape of the inlet (69) is changed without changing the center-side end of the movable-side wrap (66), so that the first chamber (71) and the second chamber (71) are not changed.
The closing completion time of the chamber (72) may be shifted, and the expansion rates of the two may be matched.

【0107】この場合、流入口(69)は、固定側ラップ
(63)の中心側端部に沿って、やや横長に開口してい
る。そして、可動側ラップ(66)の中心側端部の外側面
が固定側ラップ(63)の中心側端部の内側面に当接する
図11の状態であっても、依然として第1室(71)が流
入口(69)と連通し、第1室(71)へ冷媒が流入し続け
る。このため、第1室(71)の閉じ込み完了時期が第2
室(72)の閉じ込み完了時期よりも遅くなり、更には第
1室(71)と第2室(72)の膨張比が一致する。
In this case, the inflow port (69) opens slightly horizontally along the center-side end of the fixed-side wrap (63). Then, even if the outer side surface of the center side end of the movable side wrap (66) is in contact with the inner side surface of the center side end of the fixed side wrap (63) as shown in FIG. Communicates with the inflow port (69), and the refrigerant continues to flow into the first chamber (71). For this reason, the closing completion time of the first chamber (71) is
It is later than the closing completion time of the chamber (72), and the expansion ratios of the first chamber (71) and the second chamber (72) match.

【0108】[0108]

【発明のその他の実施の形態】−第1の変形例− 上記の各実施形態では、固定側ラップ(63)や可動側ラ
ップ(66)の形状を、その外周線及び内周線が円弧とイ
ンボリュート曲線とを交互に描くような形状とし、これ
によって固定側ラップ(63)や可動側ラップ(66)の肉
厚を変化させている。これに対し、固定側ラップ(63)
や可動側ラップ(66)を、その全長に亘ってインボリュ
ート曲線状に形成し、そのインボリュート曲線の基礎円
半径を伸展角に応じて増減させることで、固定側ラップ
(63)や可動側ラップ(66)の肉厚を変化させてもよ
い。
Other Embodiments of the Invention-First Modification-In each of the above embodiments, the shape of the fixed wrap (63) and the movable wrap (66) is such that the outer peripheral line and the inner peripheral line are arcs. The shape is such that the involute curve and the involute curve are drawn alternately, thereby changing the thickness of the fixed-side wrap (63) and the movable-side wrap (66). On the other hand, fixed side wrap (63)
And the movable wrap (66) are formed in an involute curve over the entire length, and the base circle radius of the involute curve is increased or decreased in accordance with the extension angle, so that the fixed wrap (63) and the movable wrap ( The thickness of 66) may be changed.

【0109】ここで、ラップ(63,66)がその全長に亘
ってインボリュート曲線状に形成される場合、インボリ
ュート曲線の伸展角が増すにつれてその基礎円半径を大
きくしてゆくとラップ(63,66)の肉厚が次第に厚くな
り、逆にインボリュート曲線の伸展角が増すにつれてそ
の基礎円半径を小さくしてゆくとラップ(63,66)の肉
厚が次第に薄くなる。このことは、例えば特開昭60−
252102号公報にも開示されている。
Here, when the wrap (63, 66) is formed in the form of an involute curve over its entire length, the wrap (63, 66) is increased by increasing the base circle radius as the extension angle of the involute curve increases. ) Gradually increases in thickness, and conversely, as the extension angle of the involute curve increases, the thickness of the wrap (63, 66) gradually decreases as the base circle radius decreases. This is described in, for example,
It is also disclosed in JP-A-252102.

【0110】そして、上記の各実施形態のように膨張室
(71,72)の体積変化率を変える場合、インボリュート
曲線の伸展角が所定値に達するまではその基礎円半径を
小さくしてゆき、インボリュート曲線の伸展角が所定値
を超えるとその基礎円半径を大きくしてゆくことで、ラ
ップ(63,66)を所定の形状に形成する。このとき、ラ
ップ(63,66)の肉厚は、インボリュート曲線の伸展角
が所定値に達するまでは連続的に減少し、その伸展角が
所定値を超えてからは連続的に増大してゆく。つまり、
本変形例のラップ(63,66)には、その肉厚が徐々に減
少してゆく肉厚減少部と、その肉厚が徐々に増大してゆ
く肉厚増大部とが形成される。
When the volume change rate of the expansion chamber (71, 72) is changed as in each of the above embodiments, the base circle radius is reduced until the extension angle of the involute curve reaches a predetermined value. When the extension angle of the involute curve exceeds a predetermined value, the wrap (63, 66) is formed in a predetermined shape by increasing the base circle radius. At this time, the thickness of the wrap (63, 66) continuously decreases until the extension angle of the involute curve reaches a predetermined value, and continuously increases after the extension angle exceeds the predetermined value. . That is,
The wrap (63, 66) of the present modified example is formed with a wall thickness decreasing part whose wall thickness gradually decreases and a wall thickness increasing part whose wall thickness gradually increases.

【0111】−第2の変形例− 上記の各実施形態では、本発明に係る冷凍装置を用いて
空調機(10)を構成しているが、これに代えて温水を生
成するための給湯機を構成してもよい。この場合、冷媒
回路(20)では、室内熱交換器(24)に代えて冷媒と水
を熱交換させる加熱用熱交換器が設けられ、更には第1
四路切換弁(21)及び第2四路切換弁(22)が省略され
る。そして、圧縮機構部(50)から吐出された冷媒が加
熱用熱交換器へ送られ、この冷媒からの放熱によって水
が加熱される。また、放熱後の冷媒は、膨張機構部(6
0)で膨張した後に室外熱交換器(23)へ送られ、室外
空気から吸熱した後に再び圧縮機構部(50)へ吸入され
る。
Second Modification In each of the above embodiments, the air conditioner (10) is configured by using the refrigeration apparatus according to the present invention, but instead of this, a water heater for generating hot water is used. May be configured. In this case, in the refrigerant circuit (20), a heating heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and water is provided in place of the indoor heat exchanger (24).
The four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are omitted. Then, the refrigerant discharged from the compression mechanism (50) is sent to the heat exchanger for heating, and water is heated by heat radiation from the refrigerant. In addition, the refrigerant after heat release is supplied to the expansion mechanism (6
After being expanded at 0), it is sent to the outdoor heat exchanger (23), and after absorbing heat from outdoor air, is sucked again into the compression mechanism (50).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1に係る空調機の配管系統図である。FIG. 1 is a piping diagram of an air conditioner according to a first embodiment.

【図2】実施形態1に係る圧縮・膨張ユニットの概略断
面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a compression / expansion unit according to the first embodiment.

【図3】実施形態1に係る固定側ラップと可動側ラップ
の形状を示す図2のA-A断面図である。
FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2, showing the shapes of a fixed side wrap and a movable side wrap according to the first embodiment.

【図4】実施形態1に係る固定側ラップの形状を示す平
面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a shape of a fixed-side wrap according to the first embodiment.

【図5】実施形態1に係る空調機の冷凍サイクルを示す
モリエル線図である。
FIG. 5 is a Mollier chart showing a refrigeration cycle of the air conditioner according to the first embodiment.

【図6】実施形態1に係る膨張機構部での膨張室の体積
変化率の変化を示す可動スクロールの回転角と膨張室の
投影面積との関係図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a rotation angle of a movable scroll and a projected area of the expansion chamber, showing a change in a volume change rate of the expansion chamber in the expansion mechanism unit according to the first embodiment.

【図7】実施形態2に係る固定側ラップの形状を示す平
面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a shape of a fixed-side wrap according to a second embodiment.

【図8】実施形態2に係る可動側ラップの形状を示す平
面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a shape of a movable side wrap according to a second embodiment.

【図9】実施形態2に係る固定側ラップと可動側ラップ
の形状を示す図3相当図である。
FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 3, showing the shapes of a fixed side wrap and a movable side wrap according to the second embodiment.

【図10】実施形態2に係る膨張機構部における可動ス
クロールの回転角と第1室及び第2室の内圧との関係図
である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a rotation angle of a movable scroll and internal pressures of a first chamber and a second chamber in an expansion mechanism according to a second embodiment.

【図11】実施形態2の変形例に係る固定側ラップと可
動側ラップの形状を示す図3相当図である。
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 3 showing shapes of a fixed side wrap and a movable side wrap according to a modification of the second embodiment.

【図12】従来技術に係る固定側ラップと可動側ラップ
の形状を示す概略断面図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing shapes of a fixed side wrap and a movable side wrap according to the related art.

【図13】二酸化炭素を超臨界圧状態から気液二相状態
にまで膨張させる場合の圧力と比容積との関係図であ
る。
FIG. 13 is a relationship diagram between pressure and specific volume when carbon dioxide is expanded from a supercritical pressure state to a gas-liquid two-phase state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(20) 冷媒回路 (50) 圧縮機構部(圧縮機) (60) 膨張機構部(スクロール型流体機械) (61) 固定スクロール (64) 可動スクロール (63) 固定側ラップ (66) 可動側ラップ (69) 流入口 (71) 第1室(第1の膨張室) (72) 第2室(第2の膨張室) (81) 肉厚減少部 (82) 薄肉部 (83) 肉厚増大部 (20) Refrigerant circuit (50) Compression mechanism (compressor) (60) Expansion mechanism (scroll fluid machine) (61) Fixed scroll (64) Movable scroll (63) Fixed wrap (66) Movable wrap (66) 69) Inflow port (71) First chamber (first expansion chamber) (72) Second chamber (second expansion chamber) (81) Wall thickness reduction part (82) Thin wall part (83) Wall thickness increase part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古庄 和宏 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 Fターム(参考) 3H029 AA02 AA14 AB03 BB23 BB31 BB43 CC03 CC04 CC19 3H039 AA03 AA06 AA12 BB01 BB07 BB28 CC02 CC03 CC04 CC05 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Kazuhiro Furusho 1304 Kanaokacho, Sakai-shi, Osaka Daikin Industries, Ltd. Sakai Seisakusho Kanaoka Factory F-term (reference) 3H029 AA02 AA14 AB03 BB23 BB31 BB43 CC03 CC04 CC19 3H039 AA03 AA06 AA12 BB01 BB07 BB28 CC02 CC03 CC04 CC05

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれに渦巻き状のラップ(63,66)
が形成される固定スクロール(61)と可動スクロール
(64)とを備え、固定スクロール(61)と可動スクロー
ル(64)のラップ(63,66)を互いに噛み合わせること
で膨張室(71,72)が形成されるスクロール型流体機械
であって、 超臨界圧の流体が上記膨張室(71,72)へ流入し、該流
体が膨張して気液二相状態となって該膨張室(71,72)
から流出する一方、 上記膨張室(71,72)が密閉空間となっている間におい
て、可動スクロール(64)の回転角が所定値となるまで
は膨張室(71,72)の体積が第1の変化率で増大し、可
動スクロール(64)の回転角が上記所定値を超えると膨
張室(71,72)の体積が第2の変化率で増大すると共
に、上記第1の変化率が上記第2の変化率よりも小さく
なるように構成されているスクロール型流体機械。
A spiral wrap (63, 66) for each.
Are provided with a fixed scroll (61) and a movable scroll (64), and the wraps (63, 66) of the fixed scroll (61) and the movable scroll (64) are engaged with each other to expand the expansion chambers (71, 72). Is formed in the scroll-type fluid machine, wherein a fluid having a supercritical pressure flows into the expansion chambers (71, 72), and the fluid expands into a gas-liquid two-phase state to form the expansion chambers (71, 72). 72)
On the other hand, while the expansion chambers (71, 72) are closed spaces, the volume of the expansion chambers (71, 72) is not increased until the rotation angle of the movable scroll (64) reaches a predetermined value. When the rotation angle of the orbiting scroll (64) exceeds the predetermined value, the volume of the expansion chamber (71, 72) increases at a second rate of change, and the first rate of change increases. A scroll type fluid machine configured to be smaller than the second rate of change.
【請求項2】 請求項1記載のスクロール型流体機械に
おいて、 膨張室(71,72)の体積変化率が可動スクロール(64)
の回転に伴って第1の変化率から第2の変化率へと変化
するように、ラップ(63,66)の肉厚を変化させている
スクロール型流体機械。
2. The scroll-type fluid machine according to claim 1, wherein the volume change rate of the expansion chamber (71, 72) is equal to the movable scroll (64).
A scroll-type fluid machine in which the thickness of the wrap (63, 66) is changed so that the wrap (63, 66) changes from the first rate of change to the second rate of change with the rotation of.
【請求項3】 請求項2記載のスクロール型流体機械に
おいて、 ラップ(63,66)には、 該ラップ(63,66)の中心側端部から外周側端部に向か
う伸長方向へ進むにつれてラップ(63,66)の肉厚が次
第に減少する肉厚減少部と、 該肉厚減少部の終端に連続し且つ上記伸長方向へ進むに
つれてラップ(63,66)の肉厚が次第に増大する肉厚増
大部とが形成されているスクロール型流体機械。
3. The scroll-type fluid machine according to claim 2, wherein the wraps (63, 66) are wrapped in an extending direction from the center end to the outer end of the wrap (63, 66). A thickness-reduced portion in which the thickness of the (63, 66) is gradually reduced; and a thickness in which the thickness of the wrap (63, 66) is gradually increased as the wrap (63, 66) proceeds in the extension direction and continues to the end of the thickness-reduced portion. A scroll-type fluid machine having an enlarged portion.
【請求項4】 請求項2記載のスクロール型流体機械に
おいて、 ラップ(63,66)には、 該ラップ(63,66)の中心側端部から外周側端部に向か
う伸長方向へ進むにつれてラップ(63,66)の肉厚が次
第に減少する肉厚減少部(81)と、 該肉厚減少部(81)の終端に連続し且つラップ(63,6
6)の肉厚が一定に保たれる薄肉部(82)と、 該薄肉部(82)の終端に連続し且つ上記伸長方向へ進む
につれてラップ(63,66)の肉厚が次第に増大する肉厚
増大部(83)とが形成されているスクロール型流体機
械。
4. The scroll-type fluid machine according to claim 2, wherein the wraps (63, 66) are wrapped in the extending direction from the center end to the outer end of the wrap (63, 66). And a lap (63, 66) continuous with the end of the reduced thickness portion (81), where the thickness of the (63, 66) is gradually reduced.
6) a thin portion (82) in which the thickness of the wrap (63, 66) is kept constant, and the thickness of the wrap (63, 66) gradually increases as the wrap (63, 66) advances in the extension direction. A scroll type fluid machine in which a thickness increasing portion (83) is formed.
【請求項5】 請求項2又は3記載のスクロール型流体
機械において、 ラップ(63,66)は、該ラップ(63,66)の全長に亘って
インボリュート曲線状に形成され、 上記ラップ(63,66)の形状を表すインボリュート曲線
の基礎円半径を該インボリュート曲線の伸開角に応じて
増減させることにより上記ラップ(63,66)の肉厚を変
化させているスクロール型流体機械。
5. The scroll type fluid machine according to claim 2, wherein the wrap (63, 66) is formed in an involute curve over the entire length of the wrap (63, 66). 66. A scroll-type fluid machine in which the thickness of the wrap (63, 66) is changed by increasing or decreasing the base circle radius of the involute curve representing the shape of (66) in accordance with the opening angle of the involute curve.
【請求項6】 請求項2又は4記載のスクロール型流体
機械において、 ラップ(63,66)の内側面及び外側面にインボリュート
曲線状の部分と円弧状の部分とを交互に形成することに
より上記ラップ(63,66)の肉厚を変化させているスク
ロール型流体機械。
6. The scroll-type fluid machine according to claim 2, wherein an involute curved portion and an arc-shaped portion are alternately formed on an inner surface and an outer surface of the wrap (63, 66). A scroll type fluid machine that changes the thickness of the wrap (63, 66).
【請求項7】 請求項1又は2記載のスクロール型流体
機械において、 膨張室(71,72)は、第1の膨張室(71)と第2の膨張
室(72)とが対になって形成されており、 上記第1の膨張室(71)の閉じ込み完了時期が上記第2
の膨張室(72)の閉じ込み完了時期よりも遅らされ、且
つ上記第1の膨張室(71)からの流体の流出開始時期が
上記第2の膨張室(72)からの流体の流出開始時期より
も遅らされているスクロール型流体機械。
7. The scroll-type fluid machine according to claim 1, wherein the expansion chambers (71, 72) are formed by a first expansion chamber (71) and a second expansion chamber (72). The closing completion timing of the first expansion chamber (71) is determined by the second expansion chamber (71).
Is delayed from the time when the closing of the expansion chamber (72) is completed, and the time when the fluid starts flowing out of the first expansion chamber (71) is the time when the fluid starts flowing out of the second expansion chamber (72). A scroll type fluid machine that has been delayed from its timing.
【請求項8】 請求項7記載のスクロール型流体機械に
おいて、 第1の膨張室(71)における膨張比と第2の膨張室(7
2)における膨張比とが等しくなるように構成されてい
るスクロール型流体機械。
8. The scroll type fluid machine according to claim 7, wherein an expansion ratio in the first expansion chamber (71) and a second expansion chamber (7) are different from each other.
A scroll-type fluid machine configured to have the same expansion ratio as in 2).
【請求項9】 請求項7又は8記載のスクロール型流体
機械において、 固定スクロール(61)と可動スクロール(64)のうち何
れか一方のラップ(63)は、他方のラップ(66)におけ
る外周側端部の近傍にまで伸長されているスクロール型
流体機械。
9. The scroll type fluid machine according to claim 7, wherein one of the wrap (63) of the fixed scroll (61) and the movable scroll (64) is an outer peripheral side of the other wrap (66). A scroll-type fluid machine that extends to near the end.
【請求項10】 請求項1乃至9の何れか1つに記載の
スクロール型流体機械(60)と冷媒の圧縮機(50)とが
接続され、且つ冷媒として二酸化炭素が充填された冷媒
回路(20)を備え、 上記冷媒回路(20)で冷媒を循環させて冷凍サイクルを
行う際には、上記圧縮機(50)で冷媒を該冷媒の臨界圧
力以上にまで圧縮すると共に、圧縮された冷媒を上記ス
クロール型流体機械(60)で膨張させて回収した動力を
上記圧縮機(50)の駆動に利用している冷凍装置。
10. A refrigerant circuit in which the scroll type fluid machine (60) according to any one of claims 1 to 9 is connected to a refrigerant compressor (50), and the refrigerant circuit is filled with carbon dioxide as a refrigerant. When performing a refrigeration cycle by circulating a refrigerant in the refrigerant circuit (20), the refrigerant is compressed by the compressor (50) to a pressure higher than the critical pressure of the refrigerant, and A refrigeration system that uses the power recovered by expanding the swelling fluid in the scroll fluid machine (60) to drive the compressor (50).
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