JP2006329140A - Expander - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧の圧縮性流体によって作動することで回転動力を発生する原動機としての膨張機に関するものである。 The present invention relates to an expander as a prime mover that generates rotational power by operating with a high-pressure compressive fluid.
従来から、ヒートポンプサイクルに用いられる一般的な膨張機として、特許文献1に開示されているようなロータリー型の膨張機がある。
Conventionally, as a general expander used in a heat pump cycle, there is a rotary type expander as disclosed in
この膨張機の構成について説明する。図14は従来の膨張機の縦断面図、図15は従来の膨張機の横断面図である。図15は図14のZ−Z線における断面図に相当する。なお、説明のため、図15においてはシャフト3の軸方向経路3bおよび径方向経路3c、ローラ4の吸入経路4aを破線で示す。
The configuration of this expander will be described. FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a conventional expander, and FIG. 15 is a transverse sectional view of the conventional expander. FIG. 15 corresponds to a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG. For the sake of explanation, in FIG. 15, the axial path 3b and
膨張機は、密閉容器1と、吸入空間20と、シリンダ2と、偏心部3aを有するシャフト3と、シリンダ2の内側で偏心回転運動するローラ4と、ローラ4に設けられた溝4hと、ベーン溝2aの内部を往復運動するベーン5と、ベーン5とベーン溝2aとで構成されるベーン背面空間6aに設置されてベーン背面5cに接するベーンばね6と、シャフト3を支える第1閉塞部材7および下軸受部材8と、作動流体を吸入する吸入管9と、作動流体を吐出する吐出管10とから構成される。
The expander includes a sealed
そして、シリンダ2、ローラ4、第1閉塞部材7および下軸受部材8の間にベーン5で仕切られた作動室12が形成されている。ローラ4は、作動室12側に作動流体を導く吸入経路4aを備えている。シャフト3は、軸方向経路3bと径方向経路3cとを備えている。さらに、シリンダ2には作動室12から吐出管10へ作動流体を吐出させる吐出孔2bが設けられている。
A working
次に、膨張機の動作について説明する。図16(a)〜(d)は膨張機の動作図であり、図14のZ−Z線における密閉容器1の断面図を省略したものに相当する。
Next, the operation of the expander will be described. 16 (a) to 16 (d) are operation diagrams of the expander, and correspond to those obtained by omitting the cross-sectional view of the sealed
図14に示すように、高圧の作動流体は吸入管9より吸入空間20を経て、シャフト3の軸方向経路3bを通り、シャフト3の径方向経路3cに流入する。シャフト3の径方向経路3cの形状は、図16に示すようにシャフト3の外周面のある角度範囲のみに開口しており、シャフト3の回転に伴い、ローラ4の吸入経路4aとの間で連通、非連通を繰り返す流入タイミング制御手段を形成している。
As shown in FIG. 14, the high-pressure working fluid flows from the
そして、径方向経路3cと吸入経路4aが連通したときに、作動流体は径方向経路3cから吸入経路4aを経て作動室12に吸入される。
When the
以下、膨張機の動作を、作動室12に着目して説明する。図16(a)は吸入行程の開始直前の状態を示している。この状態からシャフト3が反時計周りに回転すると、シャフト3の径方向経路3cとローラ4の吸入経路4aが連通することにより、流入タイミング制御手段が開口し、作動室12に高圧の作動流体が流入する吸入行程が開始される。この時、ベーン5の先端がローラ4の溝4hに嵌合していることから、吸入経路4aがローラ4の自転によって位置を変えることはない。
Hereinafter, the operation of the expander will be described focusing on the working
そして、シャフト3が反時計周りに回転した後の図16(b)の状態は、シャフト3の径方向経路3cとローラ4の吸入経路4aとの連通が断たれ、流入タイミング制御手段が閉じた直後、すなわち、吸入行程終了の状態を示している。
16B after the
このときの作動室12の容積が膨張機の吸入容積Vsとなる。その後、作動室12に吸入された高圧の作動流体は、作動室12の容積を増す方向にシャフト3を回転させながら膨張減圧する膨張行程に入り、図16(c)の状態を経て図16(d)の状態となる。
The volume of the
この状態は、作動室12が吐出孔2bと連通する直前の状態であり、このときの作動室12の容積が膨張機の吐出容積Vdとなる。この後、シャフト3が僅かに回転すると作動室12は吐出孔2bと連通し、吐出行程が開始される。
This state is a state immediately before the working
そして、作動室12の容積が減少するのに伴い、作動流体は吐出孔2bから吐出管10を経て膨張機の外部に吐出される。
As the volume of the
以上の説明から明らかなように、本構成の膨張機では、吸入行程から膨張行程への移行は流入タイミング制御手段の開閉に依存しており、従って、流入タイミング制御手段は必須の構成要素であることがわかる。なお、上記の構成以外の流入タイミング制御手段の例は特許文献2、特許文献3にその構成が示されている。ロータリー膨張機は図16(a)〜(d)の状態を反復し、次々に生じる作動室12が膨張行程において容積を増す方向にシャフト3を回転させることにより、回転動力を取り出すものである。
As is clear from the above description, in the expander of this configuration, the transition from the suction stroke to the expansion stroke depends on the opening / closing of the inflow timing control means, and therefore the inflow timing control means is an essential component. I understand that. Note that examples of the inflow timing control means other than the above configuration are shown in
次に、特許文献4に開示されているような複数シリンダを用いたロータリー圧縮機を、作動流体の流れ方向を逆転させ、膨張機として使用した場合について説明する。図17は膨張機の縦断面図、図18(a)は図17のZ1−Z1線における横断面図、図18(b)は図17のZ2−Z2線における横断面図に相当する。
Next, a case where a rotary compressor using a plurality of cylinders as disclosed in
膨張機は、密閉容器31と、吸入空間50と、上シリンダ32と下シリンダ33と、上偏心部34aと下偏心部34bを有するシャフト34と、上シリンダ32と下シリンダ33の各内側で偏心回転運動する上ローラ35と下ローラ36と、上ベーン溝32aと下ベーン溝33aの各内部を往復運動する上ベーン37と下ベーン38と、上ベーン37および下ベーン38と上ベーン溝32aおよび下ベーン溝33aとで各々構成される上ベーン背面空間と下ベーン背面空間に設置される上ベーンばね39と下ベーンばね40と、シャフト34を支える第1閉塞部材41および下軸受部材42と、上シリンダ32と下シリンダ33とを仕切る中間閉塞部材51と、作動流体を吸入する吸入管43と、作動流体を吐出する吐出管44とから構成される。
The expander includes an
そして、上シリンダ32および下シリンダ33と、上ローラ35および下ローラ36と、第1閉塞部材41、下軸受部材42、中間閉塞部材51とで構成される上空間および下空間を上ベーン37と下ベーン38とで各々仕切り、上作動室45および下作動室46が形成されている。第1閉塞部材41は、上作動室45側の開口部となる吸入孔41aとを備えている。中間閉塞部材51には、上作動室45と下作動室46を連通する連通孔47が設けられている。さらに、下シリンダ33には、下作動室46から吐出管44へ作動流体を吐出させる吐出孔33bが設けられている。
An upper space and a lower space constituted by the
次に、膨張機の動作について説明する。図19(a)〜(d)は膨張機の動作図であり、図17のZ1−Z1線、Z2−Z2線における各断面図に相当する。図17に示すように、高圧の作動流体は吸入管43より、吸入空間50、吸入孔41aを経て上作動室45に吸入される。
Next, the operation of the expander will be described. 19A to 19D are operation diagrams of the expander, and correspond to cross-sectional views taken along lines Z1-Z1 and Z2-Z2 in FIG. As shown in FIG. 17, the high-pressure working fluid is sucked into the upper working
以下、膨張機の動作を、上作動室45および下作動室46内の作動流体に着目して説明する。
Hereinafter, the operation of the expander will be described focusing on the working fluid in the upper working
作動流体は、吸入孔41aから上作動室45へ導かれる。その吸入開始状態を図19(a)に示す。そして、作動流体は、図19(b)、(c)と進むにつれて斜線部で示すように吸入され、図19(d)の状態で吸入過程を完了する。
The working fluid is guided to the upper working
次に、上作動室45に吸入が完了した作動流体は、連通孔47を介して、下作動室46へ移動する。その様子を図19(a)の横線部で示す。そして、作動流体は、図19(b)、(c)と進むにつれて横線部で示すように下作動室46に移動し、図19(d)の状態で移動が完了する。膨張は、上作動室45から下作動室46に移動する間に起こり、上作動室45と下作動室46の容積比が膨張比となる。
Next, the working fluid that has been sucked into the upper working
次に、下作動室46に移動が完了した作動流体は、吐出孔33bを介して吐出管44に吐出される。その吐出開始状態を図19(a)の縦線部で示す。そして、作動流体は、図19(b)、(c)と進むにつれて縦線部で示すように吐出され、図19(d)の状態で吐出が完了する。
Next, the working fluid that has been moved to the
つまり、この構成では、上作動室45が一種の流入タイミング制御手段として働き、膨張現象は、容積の小さい上作動室45から容積の大きい下作動室46に作動流体が移動する過程で起こる。このときの膨張する力でシャフト34を回転させることにより、回転動力を取り出すものである。また、シャフト34が回転する過程で作動流体を間欠的に吸入する必要がなく、連続的に吸入を行なえ、また膨張過程も連続的に行なうことが可能となるので脈動が小さく、それに起因する騒音も小さい。
That is, in this configuration, the upper working
以下に、膨張機をヒートポンプサイクルに用いる例を説明する。図20に二酸化炭素を作動流体とするヒートポンプサイクルの概念図およびモリエル線図を示す。図20(a)は通常のヒートポンプサイクル、図20(b)は膨張機を利用したヒートポンプサイクル、図20(c)はモリエル線図である。 Below, the example which uses an expander for a heat pump cycle is demonstrated. FIG. 20 shows a conceptual diagram and a Mollier diagram of a heat pump cycle using carbon dioxide as a working fluid. 20A is a normal heat pump cycle, FIG. 20B is a heat pump cycle using an expander, and FIG. 20C is a Mollier diagram.
図20(a)に示す通常のヒートポンプサイクルは、圧縮機13、ガスクーラ14、膨張弁15、蒸発器16から構成される。圧縮機13は、モータ等の駆動要素17によって駆動される。この場合のモリエル線図は、図20(c)のABCDに相当する。
The normal heat pump cycle shown in FIG. 20A includes a
それに対し、図20(b)に示す膨張機を利用したヒートポンプサイクルでは、膨張弁15の代わりに膨張機18を用い、駆動要素17を介して膨張機18のシャフトを圧縮機13のシャフトと直結している。この場合のモリエル線図は、膨張機18における作動流体の膨張行程が近似的に断熱膨張であることを考慮すると、図20(c)のABCD´となる。
On the other hand, in the heat pump cycle using the expander shown in FIG. 20 (b), the expander 18 is used instead of the
このようなヒートポンプの構成にすることにより、膨張機18で作動流体の膨張行程において回収した回転動力を用いて、圧縮機13の駆動を補助することにより、駆動要素17の負荷を軽減することができると同時に、蒸発器16のエンタルピー差がモリエル線図上のDD´に相当する部分で増加し、冷凍能力を向上させることができる。
しかしながら、従来の膨張機においては、ベーンの先端がローラに接しているか、または、ローラに設けた溝に接しているだけであった。そのため、間欠的に吸入タイミングを制御するようなロータリー膨張機においては、冷媒の間欠的な流れによって引き起こされる圧力変動とそれよって引き起こされる振動の影響で、ベーン5の先端がローラ4から離れてしまうベーン飛び現象が起こっていた。また、従来例に示したような複数シリンダを備えたロータリー膨張機では、上述のような圧力変動は少ないものの、特に吸入過程において、上ベーン37の上ベーン先端37cにかかる圧力と上ベーン背面37bにかかる圧力がほぼ等しくなることから、上ベーン37を上ローラ35に押し付ける力が上ベーンバネ39のばね力のみになってしまい、ベーン飛び現象が頻繁に発生していた。このため、ベーン先端部の作動流体の漏れによって性能が低下するという課題、また、ベーン飛び現象によって引き起こされる騒音と信頼性の低下という課題を有していた。
However, in the conventional expander, the tip of the vane is in contact with the roller or only in contact with the groove provided in the roller. Therefore, in the rotary expander that intermittently controls the suction timing, the tip of the
さらに、ヒートポンプサイクルで使用する作動流体を二酸化炭素とする場合には、従来作動流体に比べて高密度となることから、従来作動流体を使用する場合に比べて吸入容積が小さくなり、作動流体の漏れが性能低下に与える影響が顕著になるという課題を有していた。そのため、例えば、特許文献1の図7(ロ)に示すようなベーンとローラを一体形成する構成では、特許文献1の図9における符号「35」に示すような部材が別途必要となり、部品点数の増加による作動流体漏れ経路の拡大によって性能が低下するという課題を有していた。また、ローラ4の吸入経路4aが膨張過程においてデッドボリュームとなることが性能低下に与える影響を顕著にするという課題も有していた。
Furthermore, when the working fluid used in the heat pump cycle is carbon dioxide, it has a higher density than the conventional working fluid, so the suction volume is smaller than when the conventional working fluid is used, and the working fluid There was a problem that the effect of leakage on performance degradation became significant. Therefore, for example, in the configuration in which the vane and the roller are integrally formed as shown in FIG. 7B of
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、シンプルな構成によりベーン飛び現象を確実に防止して性能向上を図ると共に、騒音を抑え、かつ信頼性の高い膨張機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a highly reliable expander that reliably prevents the vane jump phenomenon with a simple configuration and improves performance, suppresses noise, and is highly reliable. And
本発明においては、中間閉塞部材と、前記中間閉塞部材の上下に設けられた上シリンダおよび下シリンダと、前記上シリンダおよび前記下シリンダの内側で偏心回転する上ローラおよび下ローラと、前記上ローラおよび前記下ローラに嵌合されたシャフトと、前記上シリンダおよび前記下シリンダの各端面を前記中間閉塞部材と共に閉塞する上閉塞部材および下閉塞部材と、前記上シリンダおよび前記下シリンダと前記上ローラおよび前記下ローラと前記中間閉塞部材と前記上閉塞部材および前記下閉塞部材とにより形成される上空間および下空間を複数の作動室に仕切る上ベーンおよび下ベーンと、前記中間閉塞部材に設けられた前記上空間および前記下空間を連通させる連通孔と、前記上空間または前記下空間のどちらか一方に作動流体を流入させる吸入孔と、他方空間から作動流体を吐出空間へ吐出させる吐出孔と、前記上ローラおよび前記下ローラと前記上ベーンおよび前記下ベーンの少なくとも一対を摺動自在に連結する連結手段とを備えた構成を有する。 In the present invention, an intermediate closing member, an upper cylinder and a lower cylinder provided above and below the intermediate closing member, an upper roller and a lower roller that rotate eccentrically inside the upper cylinder and the lower cylinder, and the upper roller And a shaft fitted to the lower roller, an upper closing member and a lower closing member for closing each end face of the upper cylinder and the lower cylinder together with the intermediate closing member, the upper cylinder, the lower cylinder, and the upper roller An upper vane and a lower vane that divide an upper space and a lower space formed by the lower roller, the intermediate closing member, the upper closing member, and the lower closing member into a plurality of working chambers, and the intermediate closing member. A communication hole for communicating the upper space and the lower space, and a working fluid in either the upper space or the lower space. A suction hole for inflow, a discharge hole for discharging the working fluid from the other space to a discharge space, and a connecting means for slidably connecting at least one pair of the upper roller and the lower roller and the upper vane and the lower vane. It has the composition provided.
これにより、複雑な吸入タイミング機構を必要とせずにデッドボリュームを極めて小さく抑えられることと、連続的な吸入と膨張が可能となり、かつ、ベーン飛び現象を確実に防ぐので、吸入時の脈動を抑えつつ、ベーン飛び現象に起因する冷媒の漏れを防ぐことで性能を向上させ、また、騒音を抑え、かつ信頼性を向上させるという効果を奏する。 As a result, dead volume can be kept extremely small without the need for a complicated inhalation timing mechanism, continuous inhalation and expansion are possible, and vane jumping is reliably prevented, thus suppressing pulsation during inhalation. On the other hand, the performance is improved by preventing the leakage of the refrigerant caused by the vane jump phenomenon, and the noise is suppressed and the reliability is improved.
また、前記連結手段として、前記上ローラと前記上ベーンのどちらか一方に上凹部を、また、前記下ローラと前記下ベーンのどちらか一方に下凹部を設け、前記上凹部および前記下凹部に嵌合する上凸部および下凸部をそれぞれの他方に設けた構成にしてもよい。 Further, as the connecting means, an upper concave portion is provided in one of the upper roller and the upper vane, and a lower concave portion is provided in either the lower roller or the lower vane, and the upper concave portion and the lower concave portion are provided. You may make it the structure which provided the upper convex part and the downward convex part which are fitted in each other.
これにより、ベーンとローラだけを用いてベーン飛び現象を確実に防ぐように作用し、ベーン飛び現象に起因する冷媒の漏れを防ぐことで性能を向上させ、また騒音を抑え、かつ信頼性を向上させるという効果を奏する。 This ensures that the vane jump phenomenon is prevented by using only the vane and the roller, and the performance is improved by preventing the leakage of the refrigerant due to the vane jump phenomenon, and the noise is suppressed and the reliability is improved. There is an effect of letting.
また、前記連結手段として、前記上ローラの外径部に上ローラ円筒状凹部を、また、前記下ローラの外径部に下ローラ円筒状凹部を設け、前記上ローラ円筒状凹部に嵌合する上ベーン円筒状凸部を、また、前記下ローラ円筒状凹部に嵌合する下ベーン円筒状凸部を、前記上ベーンおよび前記下ベーンの一部にそれぞれ設けた構成にしてもよい。 Further, as the connecting means, an upper roller cylindrical recess is provided in the outer diameter portion of the upper roller, and a lower roller cylindrical recess is provided in the outer diameter portion of the lower roller, and is fitted into the upper roller cylindrical recess. The upper vane cylindrical convex portion and the lower vane cylindrical convex portion that fits into the lower roller cylindrical concave portion may be provided on a part of the upper vane and the lower vane, respectively.
これにより、ベーンとローラだけを用いてベーン飛び現象を確実に防ぎ、かつ、ベーン先端とローラとの間が円筒状凹凸面による面シールとなるように作用し、ベーン飛び現象に起因する冷媒の漏れを防ぎつつ、面シールによるシール性向上とで性能を向上させ、また騒音を抑え、かつ信頼性を向上させるという効果を奏する。 As a result, the vane jump phenomenon can be reliably prevented by using only the vane and the roller, and the surface between the vane tip and the roller can be sealed by a cylindrical uneven surface, and the refrigerant caused by the vane jump phenomenon can be prevented. While preventing leakage, the performance is improved by improving the sealing performance by the face seal, the noise is suppressed, and the reliability is improved.
また、前記上ローラ円筒状凹部および下ローラ円筒状凹部の中心角が少なくとも180°以上である構成にしてもよい。 The central angle of the upper roller cylindrical recess and the lower roller cylindrical recess may be at least 180 ° or more.
これにより、上ベーン円筒状凸部および下ベーン円筒状凸部と嵌合したときに、シャフトの軸方向に対してはスライドして取り外し可能であっても、上ローラおよび下ローラの径方向に対しては円筒状連結部の嵌合により離れることがなく、確実にベーン飛び現象を防止するという効果を奏する。 As a result, when the upper vane cylindrical convex portion and the lower vane cylindrical convex portion are fitted to each other, the axial direction of the shaft can be removed by sliding in the radial direction of the upper roller and the lower roller. On the other hand, there is an effect that the vane jump phenomenon is surely prevented without being separated by the fitting of the cylindrical connecting portion.
また、前記連結手段として、前記上ローラと前記上ベーンを連結、また、前記下ローラと前記下ベーンを連結する少なくとも1つ以上の連結部材を設けた構成にしてもよい。 In addition, as the connecting means, the upper roller and the upper vane may be connected, and at least one connecting member for connecting the lower roller and the lower vane may be provided.
これにより、複雑な加工を必要とせずに連結部材を設けることでベーン飛び現象を確実に防ぐように作用し、ベーン飛び現象に起因する冷媒の漏れを防ぐことで性能を向上させ、また騒音を抑え、かつ信頼性を向上させるという効果を奏する。 This ensures that the vane jump phenomenon is prevented by providing the connecting member without requiring complicated processing, and the performance is improved by preventing the leakage of the refrigerant due to the vane jump phenomenon. It has the effect of suppressing and improving the reliability.
また、前記連結部材として、板ばねを設けた構成にしてもよい。 Moreover, you may make it the structure which provided the leaf | plate spring as said connection member.
これにより、板ばねを設けるだけでベーン飛び現象を確実に防ぐように作用し、ベーン飛び現象に起因する冷媒の漏れを防ぐことで性能を向上させ、また騒音を抑え、かつ信頼性を向上させるという効果を奏する。 This ensures that the vane jump phenomenon is prevented by simply providing a leaf spring, improves the performance by preventing leakage of the refrigerant due to the vane jump phenomenon, reduces noise, and improves reliability. There is an effect.
また、前記連結部材として、円筒形の固定ピンを設けた構成にしてもよい。 The connecting member may be provided with a cylindrical fixing pin.
これにより、円筒形の固定ピンを設けるだけでベーン飛び現象を確実に防ぐように作用し、ベーン飛び現象に起因する冷媒の漏れを防ぐことで性能を向上させ、また騒音を抑え、かつ信頼性を向上させるという効果を奏する。 This ensures that the vane jump phenomenon is prevented by simply providing a cylindrical fixing pin, improves the performance by preventing refrigerant leakage due to the vane jump phenomenon, reduces noise, and is reliable. There is an effect of improving.
また、前記上ローラと前記上ベーンのどちらか一方に上凹部を設け、また、前記下ローラと前記下ベーンのどちらか一方に下凹部を設け、それぞれの他方に上凸部および下凸部を設けると共に、前記上凹部および前記上凸部に嵌合、また、前記下凹部および前記下凸部に嵌合する少なくとも1つ以上の連結摺動部材をそれぞれ設けた構成にしてもよい。 Further, an upper concave portion is provided on one of the upper roller and the upper vane, and a lower concave portion is provided on either the lower roller or the lower vane, and an upper convex portion and a lower convex portion are provided on the other. It is also possible to have a configuration in which at least one connecting sliding member that fits into the upper concave portion and the upper convex portion and fits into the lower concave portion and the lower convex portion is provided.
これにより、複雑な加工を必要とせずに連結摺動部材を設けることでベーン飛び現象を確実に防ぐように作用し、ベーン飛び現象に起因する冷媒の漏れを防ぐことで性能を向上させ、また騒音を抑え、かつ信頼性を向上させるという効果を奏する。 As a result, the connecting sliding member is provided without requiring complicated processing, so that the vane jump phenomenon can be surely prevented, the refrigerant leakage due to the vane jump phenomenon is prevented, and the performance is improved. It has the effect of suppressing noise and improving reliability.
また、前記連結摺動部材として、少なくとも1つ以上のブッシュを設けた構成にしてもよい。 Moreover, you may make it the structure which provided at least 1 or more bush as said connection sliding member.
これにより、ローラおよびベーン材との摺動特性のよいブッシュが選択可能で、かつベーン飛び現象を確実に防ぐように作用し、ベーン飛び現象に起因する冷媒の漏れを防ぐことで性能を向上させ、また騒音を抑え、かつ信頼性を向上させるという効果を奏する。 This makes it possible to select bushings with good sliding characteristics with the roller and vane material, and to reliably prevent the vane jump phenomenon, and to improve performance by preventing refrigerant leakage due to the vane jump phenomenon. In addition, there is an effect of suppressing noise and improving reliability.
また、前記連結手段に、潤滑油を供給する給油手段を設けた構成にしてもよい。 Moreover, you may make it the structure which provided the oil supply means which supplies lubricating oil to the said connection means.
これにより、連結手段部に選択的に潤滑油を供給するように作用し、連結手段部での潤滑性とシール性が向上するという効果を奏する。 Thereby, it acts to selectively supply the lubricating oil to the connecting means portion, and there is an effect that the lubricity and sealing performance in the connecting means portion are improved.
また、前記給油手段として、前記上ローラおよび前記下ローラの内径部と前記連結手段とを連通する溝を前記上ローラおよび前記下ローラに設けた構成にしてもよい。 Further, as the oil supply means, a groove for communicating the inner diameter portions of the upper roller and the lower roller and the connecting means may be provided in the upper roller and the lower roller.
これにより、ローラに溝を設けるだけで連結手段部に選択的に潤滑油を供給するように作用し、連結手段部での潤滑性とシール性が向上するという効果を奏する。 Accordingly, it is possible to selectively supply lubricating oil to the connecting means simply by providing a groove on the roller, and the lubricity and sealing performance at the connecting means are improved.
また、前記給油手段として、前記上ローラおよび前記下ローラの内径部と前記連結手段とを連通する孔を前記上ローラおよび前記下ローラに設けた構成にしてもよい。 Further, the oil supply means may have a structure in which holes for communicating the inner diameter portions of the upper roller and the lower roller and the connecting means are provided in the upper roller and the lower roller.
これにより、ローラに孔を設けるだけで連結手段部に選択的に潤滑油を供給するように作用し、連結手段部での潤滑性とシール性が向上するという効果を奏する。 Accordingly, it is possible to selectively supply the lubricating oil to the connecting means simply by providing a hole in the roller, and there is an effect that lubricity and sealing performance in the connecting means are improved.
また、前記給油手段として、前記上閉塞部材および前記下閉塞部材および前記中間閉塞部材の少なくとも1つ以上に前記上ローラおよび前記下ローラの内径部と前記連通手段とを連通する溝または孔を設けた構成にしてもよい。 Further, as the oil supply means, at least one of the upper closing member, the lower closing member, and the intermediate closing member is provided with a groove or hole for communicating the inner diameter portion of the upper roller and the lower roller with the communicating means. A configuration may be used.
これにより、前記上閉塞部材および下閉塞部材の少なくともどちらか一方に溝または孔を設けるだけで連結手段部に選択的に潤滑油を供給するように作用し、連結手段部での潤滑性とシール性が向上するという効果を奏する。 Accordingly, it is possible to selectively supply lubricating oil to the connecting means simply by providing a groove or a hole in at least one of the upper closing member and the lower closing member. There is an effect that the property is improved.
また、ヒートポンプサイクルに用いられる圧縮機のシャフトと、前記膨張機のシャフトとが直結されている構成にしてもよい。 Moreover, you may make it the structure by which the shaft of the compressor used for a heat pump cycle and the shaft of the said expander are directly connected.
これにより、膨張機での回収動力を直接圧縮機の動力に使用できるように作用し、さらに効率が向上する効果を奏する。 Thereby, it acts so that the recovery power in the expander can be directly used for the power of the compressor, and further has an effect of improving the efficiency.
本発明によれば、互いに連通した上シリンダと下シリンダを有し、上ローラおよび下ローラと、上シリンダおよび下シリンダと上ローラおよび下ローラと中間閉塞部材と上閉塞部材および下閉塞部材とにより形成される空間を複数の作動室に仕切る上ベーンおよび下ベーンの少なくとも一対を摺動可能に連結するという構成にしたことにより、複雑な吸入タイミング機構を必要とせずにデッドボリュームを極めて小さく抑えられることと、連続的な吸入と膨張が可能となり、かつ、ベーン飛び現象を確実に防ぐので、吸入時の脈動を抑えつつ、ベーン飛び現象に起因する冷媒の漏れを防ぐことで性能を向上させ、また、騒音を抑え、かつ信頼性を向上させるという効果が得られる。 According to the present invention, an upper cylinder and a lower cylinder, which are in communication with each other, include an upper roller and a lower roller, an upper cylinder and a lower cylinder, an upper roller and a lower roller, an intermediate closing member, an upper closing member, and a lower closing member. By adopting a configuration in which at least a pair of upper and lower vanes that divide the formed space into a plurality of working chambers are slidably connected, dead volume can be suppressed to an extremely low level without requiring a complicated suction timing mechanism. In addition, continuous inhalation and expansion are possible, and the vane jump phenomenon is reliably prevented, so the performance is improved by preventing the leakage of the refrigerant due to the vane jump phenomenon while suppressing the pulsation during inhalation, Moreover, the effect of suppressing noise and improving reliability can be obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における膨張機について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態1における膨張機は、ベーンとローラとを摺動可能に連結する連結手段を設けたことを除いて、図17〜図19で詳述した従来の膨張機と同様な構成である。また、同一機能部品については同一番号を使用し、同様の構成の説明については省略する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an expander according to
図1は本実施の形態1の膨張機の縦断面図である。図2は本実施の形態1における膨張機の横断面図である。なお、図2(a)は図1のZ1−Z1線における断面図に、図2(b)は図1のZ2−Z2線における断面図に相当する。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an expander according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the expander according to the first embodiment. 2A corresponds to a cross-sectional view taken along line Z1-Z1 in FIG. 1, and FIG. 2B corresponds to a cross-sectional view taken along line Z2-Z2 in FIG.
本実施の形態1における膨張機が図17〜図19で記述した従来の膨張機と異なる点は、上ローラ35および下ローラ36に設けた上ローラ円筒状凹部35aおよび下ローラ円筒状凹部36aと、上ベーン円筒状凸部37aおよび下ベーン円筒状凸部38aとを嵌合し、摺動自在に連結することである。
The expander in the first embodiment is different from the conventional expander described in FIGS. 17 to 19 in that an upper roller cylindrical recess 35a and a lower roller cylindrical recess 36a provided on the
なお、上ローラ35および下ローラ36に設けた上ローラ円筒状凹部35aおよび下ローラ円筒状凹部36aの形状は、上ベーン円筒状凸部37aおよび下ベーン円筒状凸部38aと嵌合したときに、シャフトの軸方向に対してはスライドして取り外し可能であっても、上ローラ35および下ローラ36の径方向に対しては上記構成による円筒状連結部の嵌合により離れることがないように、上ローラ円筒状凹部35aおよび下ローラ円筒状凹部36aの扇形の中心角35eおよび36eが少なくとも180°以上になるように設計する(図3)。また、上ローラ円筒状凹部35aおよび下ローラ円筒状凹部36aと上ベーン円筒状凸部37aおよび下ベーン円筒状凸部38aの隙間は、50μm以下になるように設計する。
The shapes of the upper roller cylindrical recess 35a and the lower roller cylindrical recess 36a provided on the
以上のように構成された膨張機において、その動作を上作動室45および下作動室46内の作動流体に着目して説明する。
The operation of the expander configured as described above will be described by focusing on the working fluid in the upper working
作動流体は、吸入孔41aから上作動室45へ導かれる。その吸入開始状態を図4(a)に示す。そして、作動流体は、図4(b)、(c)と進むにつれて斜線部で示すように吸入され、図4(d)の状態で吸入過程を完了する。
The working fluid is guided to the upper working
次に、上作動室45に吸入が完了した作動流体は、連通孔47を介して下作動室46へ移動する。その様子を図4(a)の横線部で示す。そして、作動流体は、図4(b)、(c)と進むにつれて横線部で示すように下作動室46に移動し、図4(d)の状態で移動が完了する。膨張は、上作動室45から下作動室46に移動する間に起こり、上作動室45と下作動室46の容積比が膨張比となる。
Next, the working fluid that has been sucked into the upper working
次に、下作動室46に移動が完了した作動流体は、吐出孔33bを介して吐出管44に吐出される。その吐出開始状態を図4(a)の縦線部で示す。そして、作動流体は、図4(b)、(c)と進むにつれて縦線部で示すように吐出され、図4(d)の状態で吐出が完了する。
Next, the working fluid that has been moved to the lower working
以上のように、この構成では、上作動室45が一種の流入タイミング制御手段として働き、膨張現象は、容積の小さい上作動室45から容積の大きい下作動室46に作動流体が移動する過程で起こる。また、図4(a)や(b)の状態でも上ベーン37は上ベーン円筒状凸部37aと上ローラ円筒状凹部35aとで摺動可能に連結されているので、ベーン飛び現象が生じることなく、連続的に吸入を行なえ、また膨張過程も連続的に行なうことが可能となるので脈動が小さく、それに起因する騒音も小さい。
As described above, in this configuration, the upper working
本実施の形態1によれば、ベーンとローラの連結により構成されている円筒状連結部によってベーン飛び現象の防止、ベーン飛び現象に起因する冷媒の漏れを防ぎ、性能を向上させるという効果を奏する。 According to the first embodiment, the cylindrical connecting portion formed by connecting the vane and the roller has an effect of preventing the vane jumping phenomenon, preventing the leakage of the refrigerant due to the vane jumping phenomenon, and improving the performance. .
また、ベーン飛び現象に起因するベーンとローラとの衝突騒音を防ぐ効果を奏する。 In addition, there is an effect of preventing collision noise between the vane and the roller due to the vane jump phenomenon.
また、ベーンとローラとが円筒状の面で接していることにより、従来のベーン先端がローラに接しているのみの時に比べて広いシール面を確保することができ、ベーンとローラとの隙間からの漏れを低減する効果を奏する。 In addition, since the vane and the roller are in contact with each other with a cylindrical surface, a wider sealing surface can be secured than when the tip of the conventional vane is in contact with the roller, and the gap between the vane and the roller can be secured. There is an effect of reducing the leakage.
また、ベーンとローラとが連結されているので、ローラの自転を防ぐことができ、ローラの自転によるベーン先端との摺動を押さえる効果を奏する。 Further, since the vane and the roller are connected, the rotation of the roller can be prevented, and the effect of suppressing the sliding with the vane tip due to the rotation of the roller is exhibited.
また、ベーンとローラとが連結されているので、ベーンばねを設ける必要はなく、ベーンばねが外れる現象も起こらないことから、信頼性を向上させる効果を奏する。 Further, since the vane and the roller are connected, it is not necessary to provide a vane spring, and the phenomenon that the vane spring is detached does not occur, so that the effect of improving the reliability is achieved.
また、上ローラ35および下ローラ36に給油孔35dおよび36d(図5(a))を設けることで、上ローラ35および下ローラ36の内径部に存在する潤滑油を上ベーン37および下ベーン38と上ローラ35および下ローラ36の連結部に供給することができ、潤滑性とシール性を向上させる効果を奏する。
Further, by providing oil supply holes 35d and 36d (FIG. 5 (a)) in the
なお、上ローラ35および下ローラ36に設ける給油孔35dおよび36dは必ずしも上ローラ35および下ローラ36内に設けた孔である必要は無く、図5(b)に示すような切り欠き35fおよび36fや、第1閉塞部材41や下軸受部材42、または中間閉塞部材51に給油用の切り欠き(図示せず)を設けることでも、同様の効果を奏することは言うまでもない。
The oil supply holes 35d and 36d provided in the
また、上ベーン円筒状凸部37aおよび下ベーン円筒状凸部38aか、上ローラ円筒状凹部35aおよび下ローラ円筒状凹部36aの少なくとも一方に軸方向の溝を設けることで(図6(a)、(b))、摺動面積を減らし、摺動損失を押さえ、かつその溝に潤滑油を保持させることで潤滑性を向上させる効果を奏する。 Further, by providing an axial groove in at least one of the upper vane cylindrical convex portion 37a and the lower vane cylindrical convex portion 38a, or the upper roller cylindrical concave portion 35a and the lower roller cylindrical concave portion 36a (FIG. 6A). , (B)), the sliding area is reduced, the sliding loss is suppressed, and the lubricating oil is retained in the groove, thereby improving the lubricity.
なお、ローラとベーンとを連結する連結手段は、上下作動室45、46の両方に設けることでより効果を発揮するが、どちらか一方に設けることでも、同様の効果を得ることができるのは言うまでも無い。
The connecting means for connecting the roller and the vane is more effective when provided in both the upper and lower working
また、中間閉塞部材51の連通孔47に面取りを施し、かつ、孔径を小さくすることで、作動流体移動時における圧力損失を抑えつつ、デッドボリュームを低減することができ、さらに性能を向上させる効果を奏する。
Further, by chamfering the
なお、本実施の形態1で示した膨張機は、膨張機の縦型や横型に関係なく、また、膨張機のシャフトが圧縮機のシャフトと連結されているタイプや連結されていないタイプに関係なく、同様の効果を得ることができるのは言うまでも無い。 The expander shown in the first embodiment is not related to the vertical type or horizontal type of the expander, and is related to the type in which the shaft of the expander is connected to the shaft of the compressor or the type not connected. Needless to say, the same effect can be obtained.
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2における膨張機について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態2における膨張機は、ベーンの形状が異なることを除けば、実施の形態1の膨張機と同様の構成をとるため、ベーン形状を含む作動室図のみを記載する。また、本実施の形態2では、上ベーン37と上ローラ35を例に説明するが、下ベーン38と下ローラ36とでも同様の構成は可能である。
(Embodiment 2)
Hereinafter, an expander according to
図7は本実施の形態2の膨張機の作動室図である。図7に示す上ベーン37には、上ローラ円筒状凹部先端35bが偏心運動中に上ベーン37に接触しないような溝深さ37jを備えた溝37gが設けられる。
FIG. 7 is an operation chamber diagram of the expander according to the second embodiment. The
本実施の形態2によれば、上記の構成により、ベーン側面37hを研磨加工する際に、溝37gの溝長さ37iの距離だけ、研磨部材の可動に自由度が生まれ、研磨工程にて上ベーン円筒状凸部37aを損傷することなく、研磨工程を容易に実行できるようになる。 According to the second embodiment, when the vane side surface 37h is polished by the above-described configuration, a degree of freedom of movement of the polishing member is generated by the distance of the groove length 37i of the groove 37g. The polishing step can be easily performed without damaging the vane cylindrical protrusion 37a.
また、膨張動作時には、溝37gは潤滑油を保持する空間として作用し、上ベーン37と上シリンダ32に設けた上ベーン溝32aとの間のシール性を向上させ、性能を向上させる効果を奏する。
Further, at the time of the expansion operation, the groove 37g acts as a space for holding the lubricating oil, and improves the sealing performance between the
また、図8に示すように、上ベーン円筒状凸部37aと上ベーン首部37pとの相対位置を固定したまま、上ベーン中心線L1に対して連通孔47方向にずらした構成(上ベーン円筒状凸部37aと上ベーン首部37pの中心線はL2)にすることによって、上ローラ円筒状凹部先端35bが偏心運動中に上ベーン37に接触することなく、上ベーン37と上ベーン溝32aとで構成される空間で、連通孔47に近い空間37oを極めて小さくすることが出来る。
Further, as shown in FIG. 8, the upper vane cylindrical convex portion 37a and the upper vane neck portion 37p are fixed relative to each other in the direction of the
上記の構成により、膨張動作時に常に吸入作動流体にさらされてデッドボリュームではない空間37nとは違い、膨張動作時にデッドボリュームとなってしまう上ベーン37と上ベーン溝32aとで構成される空間で連通孔47に近い空間37oを極めて小さく出来るので、性能低下を防ぎ、かつ、ベーン側面37hの研磨加工が容易に実行できるという効果を奏する。
Due to the above configuration, unlike the space 37n that is always exposed to the suction working fluid during the expansion operation and is not a dead volume, the space constituted by the
なお、下ベーン38、下ローラ36、下シリンダ33とで構成される下作動室空間については、連通孔47の下ベーン38に対する位置が、上ベーン37と連通孔47との位置関係と逆になるため、下ベーン円筒状凸部と下ベーン首部とを下ベーン中心線からずらす方向は、上ベーン37の場合と逆になる。
In the lower working chamber space constituted by the
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3における膨張機について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態3における膨張機は、ベーンとローラとの連結方法が異なる点を除けば、実施の形態1の膨張機と同様の構成をとるため、連結手段の構造のみを記載する。また、本実施の形態3では、上ベーン37と上ローラ35を例に説明するが、下ベーン38と下ローラ36とでも同様の構成が可能である。
(Embodiment 3)
Hereinafter, an expander according to
図9は本実施の形態3の膨張機の連結手段を表す図である。図9に示す連結手段は、上ベーン37と、上ローラ35と、そして上ベーン37および上ローラ35の切り欠きに嵌合された板ばね22aとで構成される。板ばねの両端には膨らみを設け、その膨らみと嵌合する切り欠きを上ベーン37および上ローラ35に設けることで、板ばね22aが上ベーン37および上ローラ35から脱離することを防ぐ。
FIG. 9 is a diagram showing the connecting means of the expander according to the third embodiment. The connecting means shown in FIG. 9 includes an
本実施の形態3によれば、上記の構成により、ベーンとローラに切り欠きを設けるという簡単な加工のみで連結手段を構成することができ、安価な加工と安価な板ばねでベーンとローラを摺動可能に連結することが可能となる。 According to the third embodiment, with the above configuration, the connecting means can be configured only by a simple process of providing notches in the vane and the roller, and the vane and the roller can be connected by an inexpensive process and an inexpensive leaf spring. It becomes possible to connect so that sliding is possible.
(実施の形態4)
以下、本発明の実施の形態4における膨張機について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態4における膨張機は、ベーンとローラとの連結方法が異なる点を除けば、実施の形態1の膨張機と同様の構成をとるため、連結手段の構造のみを記載する。また、本実施の形態4では、上ベーン37と上ローラ35を例に説明するが、下ベーン38と下ローラ36とでも同様の構成が可能である。
(Embodiment 4)
Hereinafter, an expander according to
図10(a)は本実施の形態4の膨張機の連結手段を表す図であり、図10(b)は図10(a)のX−X線における断面図に相当する。 FIG. 10A is a view showing the connecting means of the expander according to the fourth embodiment, and FIG. 10B corresponds to a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
図10に示す連結手段は、上ベーン37と、上ローラ35と、そして上ベーン37および上ローラ35とを連結するピン22bとで構成される。なお、上ベーン37と上ローラ35には互い違いの段差を設けて部品の一部を重ね合わせることで、ピン22bによる連結を可能にしている。また、上ローラ35には、偏心運動時に上ベーン37との衝突がないように、切り欠き35gを設ける。
The connecting means shown in FIG. 10 includes an
本実施の形態4によれば、上記の構成により、連結手段にピンを用いることで、ロータが偏心回転する際にも、板ばね等を用いた場合に起こる連結部材の変形の繰り返しが無いため、連結部材の劣化が少なく信頼性を向上させる効果を奏する。 According to the fourth embodiment, with the configuration described above, by using a pin for the connecting means, there is no repetition of deformation of the connecting member that occurs when a leaf spring or the like is used even when the rotor rotates eccentrically. There is little deterioration of the connecting member, and there is an effect of improving the reliability.
(実施の形態5)
以下、本発明の実施の形態5における膨張機について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態5における膨張機は、ベーンとローラとの連結方法が異なる点を除けば、実施の形態1の膨張機と同様の構成をとるため、連結手段の構造のみを記載する。また、本実施の形態5では、上ベーン37と上ローラ35を例に説明するが、下ベーン38と下ローラ36とでも同様の構成が可能である。
(Embodiment 5)
Hereinafter, an expander according to
図11(a)および(b)は本実施の形態5の膨張機の連結手段を表す図である。図11(a)に示す連結手段は、上ベーン37と、上ローラ35と、そして上ローラ35の円筒状凹部と上ベーン37の凸部に嵌合するブッシュ23aで構成される。
11 (a) and 11 (b) are diagrams showing the connecting means of the expander according to the fifth embodiment. The connecting means shown in FIG. 11A includes an
本実施の形態5によれば、上記の構成により、連結手段にブッシュ23aを用いることで、摺動に適した材料を選定できるため、信頼性を向上させる効果を奏する。 According to the fifth embodiment, by using the bush 23a as the connecting means according to the above configuration, a material suitable for sliding can be selected, so that an effect of improving reliability can be achieved.
また、ブッシュ材に焼結材を用いることで精密な加工が可能となり、上ベーン37と上ローラ35の加工も容易なものを選定できるため、安価に信頼性を向上させる効果を奏する。
In addition, by using a sintered material for the bush material, it becomes possible to perform precise processing, and it is possible to select a material that can be easily processed for the
なお、上ベーン37の凸部は図11(a)のように、2箇所ある必要はなく、1箇所でも同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
Note that it is needless to say that the convex portion of the
また、図11(b)に示すように、ブッシュ23aと上ベーン37とをねじ22cによって連結することで、上ベーン37の加工は、ねじ穴を設けるだけの容易なものでよく、またブッシュ23aに設けたねじ穴が潤滑油を保持する空間としても作用するため、信頼性を向上させる効果を奏する。
Further, as shown in FIG. 11B, by connecting the bush 23a and the
(実施の形態6)
以下、本発明の実施の形態6における膨張機について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態6における膨張機は、ベーンとローラとの連結方法が異なる点を除けば、実施の形態1の膨張機と同様の構成をとるため、連結手段の構造のみを記載する。また、本実施の形態6では、上ベーン37と上ローラ35を例に説明するが、下ベーン38と下ローラ36とでも同様の構成が可能である。
(Embodiment 6)
Hereinafter, an expander according to
図12(a)および(c)は本実施の形態6の膨張機の連結手段を表す図である。図12(b)は図12(a)のX−X線における断面図に相当する。 12 (a) and 12 (c) are diagrams showing connecting means of the expander according to the sixth embodiment. FIG. 12B corresponds to a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
図12(a)、(b)に示す連結手段は、上ベーン37と、上ローラ35と、ブッシュ23bと、上ベーン37とブッシュ23bとを固定する固定ピン22dによって構成される。
12 (a) and 12 (b) includes an
本実施の形態6によれば、上記の構成により、上ベーン37とブッシュ23bに穴を設け、固定ピン22dで固定するため、上ベーン37およびブッシュ23bは突起部のない極めて容易な加工により作成することができる。
According to the sixth embodiment, with the above configuration, the
また、上ベーン37と固定するブッシュ23bは左右のどちらか1つでよく、ブッシュ23bのどちらか1つとの位置決めで良いため、加工がより容易になる効果を奏する。
Further, the bush 23b to be fixed to the
なお、上ベーン37とブッシュ23bとを板状固定部材22e(図示せず)で固定することでも、同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
Needless to say, the same effect can be obtained by fixing the
また、図12(c)に示すように、上ベーン37に突起部を設け、ブッシュ23bと嵌合することで、固定ピン等の部材が不要となる。
Further, as shown in FIG. 12C, by providing a protrusion on the
(実施の形態7)
以下、本発明の実施の形態7における膨張機について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態7における膨張機は、ベーンとローラとの連結方法が異なる点を除けば、実施の形態1の膨張機と同様の構成をとるため、連結手段の構造のみを記載する。また、本実施の形態7では、上ベーン37と上ローラ35を例に説明するが、下ベーン38と下ローラ36とでも同様の構成が可能である。
(Embodiment 7)
Hereinafter, an expander according to
図13(a)および(b)は本実施の形態7の膨張機の連結手段を表す図である。図13(a)に示す本実施の形態7は、上ベーン37にベーン厚み以下の円筒状凸部37eを設け、それに嵌合する円筒状凹部を上ローラ35に設けることで、上ベーン37と上ローラ35を摺動可能に連結するよう構成される。
13 (a) and 13 (b) are diagrams showing the connecting means of the expander according to the seventh embodiment. In the seventh embodiment shown in FIG. 13A, the
本実施の形態7によれば、上記の構成により、連結部材やブッシュを用いることなく、上ベーン37と上ローラ35とを摺動可能に連結でき、また実施の形態1の連結手段に比べて、上ローラ35の円筒状凹部が小さいことから、上ローラ35の径方向のシール長を大きくすることができる効果を奏する。
According to the seventh embodiment, with the above configuration, the
なお、図13(b)に示すように、上ベーン37に円筒状凹部37fを設け、それに嵌合する円筒状凸部を上ローラ35に設けることで、ベーンとローラを摺動可能に連結するよう構成しても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
As shown in FIG. 13B, the
本発明の膨張機は、圧縮性ガスから回転動力を得る原動機や発電機として利用することができる。 The expander of the present invention can be used as a prime mover or a generator that obtains rotational power from a compressible gas.
1,31 密閉容器
2 シリンダ
2a ベーン溝
2b,33b 吐出孔
3,34 シャフト
3a 偏心部
3b 軸方向径路
3c 径方向経路
4 ローラ
4a 吸入経路
4h,37g 溝
5 ベーン
5c ベーン背面
6 ベーンばね
6a ベーン背面空間
7,41 第1閉塞部材
8,42 第2閉塞部材
9,43 吸入管
10,44 吐出管
12 作動室
13 圧縮機
14 ガスクーラ
15 膨張弁
16 蒸発器
17 駆動要素
18 膨張機
20,50 吸入空間
22a 板ばね
22b ピン
22c ねじ
22d 固定ピン
22e 板状固定部材
23a,23b ブッシュ
32 上シリンダ
32a 上ベーン溝
33 下シリンダ
33a 下ベーン溝
34a 上偏心部
34b 下偏心部
35 上ローラ
35a 上ローラ円筒状凹部
35b 上ローラ円筒状凹部先端
35d,36d 給油孔
35e,36e 中心角
35f,35g,36f 切り欠き
36 下ローラ
36a 下ローラ円筒状凹部
37 上ベーン
37a 上ベーン円筒状凸部
37b 上ベーン背面
37c 上ベーン先端
37e 円筒状凸部
37f 円筒状凹部
37h ベーン側面
37i 溝長さ
37j 溝深さ
37n,37o 空間
37p 上ベーン首部
38 下ベーン
38a 下ベーン円筒状凸部
39 上ベーンばね
40 下ベーンばね
41a 吸入孔
45 上作動室
46 下作動室
47 連通孔
51 中間閉塞部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,31 Sealed container 2 Cylinder 2a Vane groove 2b, 33b Discharge hole 3,34 Shaft 3a Eccentric part 3b Axial direction path 3c Radial direction path 4 Roller 4a Suction path 4h, 37g Groove 5 Vane 5c Vane back surface 6 Vane spring 6a Back surface of vane Space 7, 41 First closing member 8, 42 Second closing member 9, 43 Suction pipe 10, 44 Discharge pipe 12 Working chamber 13 Compressor 14 Gas cooler 15 Expansion valve 16 Evaporator 17 Drive element 18 Expander 20, 50 Suction space 22a Leaf spring 22b Pin 22c Screw 22d Fixing pin 22e Plate-like fixing member 23a, 23b Bush 32 Upper cylinder 32a Upper vane groove 33 Lower cylinder 33a Lower vane groove 34a Upper eccentric part 34b Lower eccentric part 35 Upper roller 35a Upper roller cylindrical recess 35b Upper roller cylindrical recess tip 35d, 36 Lubricating hole 35e, 36e Center angle 35f, 35g, 36f Notch 36 Lower roller 36a Lower roller cylindrical recess 37 Upper vane 37a Upper vane cylindrical projection 37b Upper vane rear surface 37c Upper vane tip 37e Cylindrical projection 37f Cylindrical recess 37h Vane side surface 37i Groove length 37j Groove depth 37n, 37o Space 37p Upper vane neck 38 Lower vane 38a Lower vane cylindrical convex part 39 Upper vane spring 40 Lower vane spring 41a Suction hole 45 Upper working chamber 46 Lower working chamber 47 Communication Hole 51 Intermediate closing member
Claims (16)
請求項2に記載の膨張機。 As the connecting means, an upper concave portion is provided on one of the upper roller and the upper vane, and a lower concave portion is provided on either the lower roller or the lower vane, and the upper concave portion and the lower concave portion are fitted. An upper convex portion and a lower convex portion are provided on each other,
The expander according to claim 2.
請求項2に記載の膨張機。 As the connecting means, an upper roller cylindrical recess is provided in the outer diameter portion of the upper roller, and a lower roller cylindrical recess is provided in the outer diameter portion of the lower roller, and the upper vane is fitted into the upper roller cylindrical recess. A cylindrical convex portion, and a lower vane cylindrical convex portion that fits into the lower roller cylindrical concave portion are provided on a part of the upper vane and the lower vane, respectively.
The expander according to claim 2.
請求項4に記載の膨張機。 The center angle of the upper roller cylindrical recess and the lower roller cylindrical recess is at least 180 ° or more,
The expander according to claim 4.
請求項2に記載の膨張機。 As the connecting means, the upper roller and the upper vane are connected, and at least one connecting member for connecting the lower roller and the lower vane is provided,
The expander according to claim 2.
請求項6に記載の膨張機。 As the connecting member, a leaf spring is provided,
The expander according to claim 6.
請求項6に記載の膨張機。 As the connecting member, a cylindrical fixing pin is provided,
The expander according to claim 6.
請求項2に記載の膨張機。 An upper concave portion is provided on one of the upper roller and the upper vane, a lower concave portion is provided on either the lower roller or the lower vane, and an upper convex portion and a lower convex portion are provided on the other, respectively. The at least one connecting sliding member that fits into the upper concave portion and the upper convex portion and that fits into the lower concave portion and the lower convex portion is provided.
The expander according to claim 2.
請求項9に記載の膨張機。 As the connecting sliding member, at least one bush is provided,
The expander according to claim 9.
請求項1〜10のいずれかに記載の膨張機。 The connecting means is provided with an oil supply means for supplying lubricating oil,
The expander in any one of Claims 1-10.
請求項11に記載の膨張機。 As the oil supply means, a groove for communicating the inner diameter portions of the upper roller and the lower roller and the connecting means is provided in the upper roller and the lower roller,
The expander according to claim 11.
請求項11に記載の膨張機。 As the oil supply means, holes are provided in the upper roller and the lower roller for communicating the inner diameter portions of the upper roller and the lower roller and the connecting means,
The expander according to claim 11.
請求項11に記載の膨張機。 As the oil supply means, at least one of the upper closing member, the lower closing member, and the intermediate closing member is provided with a groove or hole for communicating the inner diameter portion of the upper roller and the lower roller with the communication means. Characterized by the
The expander according to claim 11.
請求項1〜14のいずれかに記載の膨張機。 It is used for a heat pump cycle in which the working fluid is carbon dioxide,
The expander in any one of Claims 1-14.
請求項15に記載の膨張機。 The shaft of the compressor used in the heat pump cycle and the shaft of the expander are directly connected,
The expander according to claim 15.
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