JP2006329182A - 流体機械および蒸気圧縮式冷凍機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷媒を圧縮および膨張させる圧縮膨張部3の低圧ポート3aと、冷媒を圧縮膨張部3に圧送する冷媒ポンプ5の冷媒吸入ポート5aとを連通させるオイル供給通路6を設け、オイル供給通路6に構成された貯油室6aにて冷媒より分離した潤滑用のオイルを、低圧ポート3a側の背圧と冷媒吸入ポート5a側の背圧との圧力差を利用して、冷媒ポンプ5に供給する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明にかかる車両用蒸気圧縮式冷凍機の全体構成図である。本実施形態の蒸気圧縮式冷凍機は冷熱および温熱を発生させて車室内の空調を行うとともに、エンジン1で発生した廃熱から熱エネルギの回収を行うランキンサイクル併用型になっている。
第1実施形態では、潤滑用のオイルの連通孔6bに逆止弁6cとオリフィス6dを設けた膨張機一体型流体機械2について説明したが、本実施形態では図4の断面図に示すように連通孔6bに、オリフィス6dのみを設けて逆止弁6cを設けていない。その他の構成は第1実施形態と同じである。
第1実施形態および第2実施形態では、連通孔6bを結合部ハウジング403に設けてオイル供給通路6を構成したが、本実施形態ではオイル供給通路6に代えて、図5の断面図に示すように、シャフト303の下端側内部にオリフィス61dを備える連通孔61bを設けてオイル供給通路61を構成している。その他の構成は第2実施形態と同じである。
第1実施形態、第2実施形態および第3実施形態では、圧縮膨張部3、駆動発電部4、冷媒ポンプ5およびオイル供給通路6等を一体に構成した膨張機一体型流体機械2を用いた蒸気圧縮式冷凍機について説明したが、本実施形態では図7の全体構成図に示すように冷媒ポンプ5およびオイル供給配管62を別体として構成し、膨張機一体型流体機械2に冷媒ポンプ5およびオイル供給通路6を一体に構成していない。
上述の第1〜第4実施形態においては、ランキンサイクル併用型の蒸気圧縮式冷凍機について説明したが、本実施形態ではランキンサイクル専用機について説明する。
上述の第5実施形態と同様に、本実施形態も図11に示すように、ランキンサイクル専用機について説明する。図11は車両エンジン1の廃熱を回収するランキンサイクル専用機の全体構成図であり、第5実施形態の膨張機一体型流体機械2を廃止して、流体機械200を採用している。その他のサイクルの全体構成は、第5実施形態と同様である。
上述の第6実施形態では、流体機械200の冷媒ポンプ51に吸入側連通路513cが構成されたフロントプレート513を採用しているが、本実施形態では図15に示すように、冷媒ポンプ51にフロントプレート523を採用している。その他の流体機械200の構成は第6実施形態と同様である。また、サイクル全体構成についても第6実施形態の構成(図11)と同様である。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
3a…低圧ポート、3b…高圧ポート、4…駆動発電部(発電手段)、4’…発電部、
5、51…冷媒ポンプ、5a…冷媒吸入ポート、5b…冷媒吐出ポート、
6、61、63…オイル供給通路、62…オイル供給配管、6a、63a…貯油室、
62a…オイルタンク、6b、61b、520…連通孔、6c、62c、63c…逆止弁、
6d、61d、62d…オリフィス、301…アッパハウジング、
302…ミドルハウジング、403…結合部ハウジング、501…ロワハウジング、
511…ポンプハウジング、512…ポンプシャフト、516…ポンプロータ、
513c、523c…吸入側連通路、519…滑り軸受け
Claims (21)
- 冷媒の膨張により機械的エネルギを出力する膨張手段(3)と、
前記機械的エネルギにより発電を行う発電手段(4)と、
前記膨張手段(3)に冷媒を圧送する冷媒圧送手段(5)とを備え、
前記膨張手段(3)には、低圧の気相冷媒が流出する低圧ポート(3a)と高圧の冷媒が流入する高圧ポート(3b)とが設けられ、
前記冷媒圧送手段(5)には、液相冷媒を吸入する冷媒吸入ポート(5a)と液相冷媒を吐出する冷媒吐出ポート(5b)とが設けられている流体機械において、
前記低圧ポート(3a)と前記冷媒吸入ポート(5a)との間を連通させる連通手段(6、61、62)を備え、
前記連通手段(6、61、62)は、前記気相冷媒から潤滑用のオイルを分離して、前記オイルを前記冷媒吸入ポート(5a)へ供給するようになっていることを特徴とする流体機械。 - 前記低圧ポート(3a)は、前記冷媒吸入ポート(5a)より上方に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の流体機械。
- 前記低圧ポート(3a)を備える前記膨張手段(3)は、前記発電手段(4)より上方に配置され、
前記冷媒吸入ポート(5a)を備える前記冷媒圧送手段(5)は、前記発電手段(4)より下方に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の流体機械。 - 前記連通手段(6、61、62)は、前記冷媒吸入ポート(5a)側から前記低圧ポート(3a)側に前記液相冷媒が逆流することを防止する逆止弁(6c、62c)を備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の流体機械。
- 前記連通手段(6、61、62)は、前記逆止弁(6c、62c)に直列に接続された絞り機構(6d、61d、62d)を備え、
前記絞り機構(6d、61d、62d)の冷媒通路面積は、前記逆止弁(6c、62c)の冷媒通路面積よりも小さいことを特徴とする請求項4に記載の流体機械。 - 冷媒の膨張により機械的エネルギを出力する膨張手段(3’)と、
前記機械的エネルギにより発電を行う発電手段(4’)と、
前記膨張手段(3’)に冷媒を圧送する冷媒圧送手段(51)とを備え、
前記膨張手段(3’)には、低圧の気相冷媒が流出する低圧ポート(3a)と、高圧の冷媒が流入する高圧ポート(3b)とが設けられている流体機械において、
前記冷媒圧送手段(51)吸入側を前記冷媒圧送手段(51)の機械的摺動部(B、D)に連通させる吸入側連通手段(513c、523c)と、
前記低圧ポート(3a)と前記機械的摺動部(B、D)との間を連通させる連通手段(63)とを備え、
前記連通手段(63)は、前記気相冷媒から潤滑用のオイルを分離して、前記オイルを前記機械的摺動部(B、D)へ供給するようになっていることを特徴とする流体機械。 - 前記冷媒圧送手段(51)は、冷媒を圧送する可動部材(516)と、前記可動部材(516)を摺動可能に支持するとともに前記可動部材(516)に動力を伝達する動力伝達部材(512)とを有し、
前記機械的摺動部(B)は、前記動力伝達部材(512)と前記可動部材(516)との摺動部であることを特徴とする請求項6に記載の流体機械。 - 前記動力伝達部材(512)は、前記機械的摺動部(B)と前記低圧ポート(3a)側とを連通させる連通孔(520)を有しており、
前記オイルは、前記連通孔(520)を介して供給されるようになっていることを特徴とする請求項7に記載の流体機械。 - 前記可動部材(516)は、滑り軸受け(519)を介して前記動力伝達部材(512)に支持されていることを特徴とする請求項7または8に記載の流体機械。
- 前記機械的摺動部(B)における前記可動部材(516)と前記動力伝達部材(512)と間の隙間量は、予め定めた値になっていることを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1つに記載の流体機械。
- 前記連通手段(63)は、前記機械的摺動部(B)側から前記低圧ポート(3a)側に前記液相冷媒が逆流することを防止する逆止弁(63c)を備えていることを特徴とする請求項6ないし10のいずれか1つに記載の流体機械。
- 前記膨張手段(3、3’)、前記発電手段(4、4’)および前記冷媒圧送手段(5、51)は、同一のハウジング(301、302、403、501、511)内に収容されていることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1つに記載の流体機械。
- 前記連通手段(6、61、62、63)は、前記気相冷媒と前記オイルの比重の差を用いて重力により前記気相冷媒から前記オイルを分離し、
前記連通手段(6、61、62、63)には、分離された前記オイルを貯める貯油手段(6a、62a、63a)が構成されていることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1つに記載の流体機械。 - 前記貯油手段(6a、63a)は、前記発電手段(4、4’)の内部に構成されていることを特徴とする請求項13に記載の流体機械。
- 前記膨張手段(3)から前記冷媒圧送手段(5)へ駆動力を伝達する伝達手段(507)を備え、
前記冷媒圧送手段(5)は、前記膨張手段(3)からの前記駆動力によって作動するようになっていることを特徴とする請求項1ないし14のいずれか1つに記載の流体機械。 - 前記伝達手段は、前記膨張手段(3)が前記機械的エネルギを出力する時のみに、前記機械的エネルギを前記膨張手段(3)からの前記駆動力として伝達するワンウェイクラッチ(507)であることを特徴とする請求項15に記載の流体機械。
- 前記膨張手段は、駆動力を与えられることによって冷媒を圧縮する機能を兼ね備える圧縮膨張手段(3)であり、
前記発電手段は、前記圧縮手段(3)に前記駆動力を与える機能を兼ね備える駆動発電手段(4)であり、
前記圧縮膨張手段(3)が冷媒を圧縮する場合には、前記低圧ポート(3a)は低圧の気相冷媒を吸入し、前記高圧ポート(3b)は高圧の冷媒を吐出することを特徴とする請求項1ないし16のいずれか1つに記載の流体機械。 - 冷媒の膨張により機械的エネルギを出力する膨張手段(3、3’)と、
前記膨張手段(3、3’)に冷媒を圧送する冷媒圧送手段(5、51)とを備え、
前記膨張手段(3、3’)には、低圧の気相冷媒が流出する低圧ポート(3a)と高圧の冷媒が流入する高圧ポート(3b)とが設けられている流体機械において、
前記低圧ポート(3a)から流出する冷媒に含まれるオイルを前記冷媒圧送手段(5、51)の機械的摺動部(B、D)に導く連通手段(6、61、62、63)を備えることを特徴とする流体機械。 - 請求項17に記載の流体機械を用いてランキンサイクルを構成したことを特徴とする蒸気圧縮式冷凍機。
- 駆動力を与えられることによって冷媒を圧縮して吐出する機能と冷媒の膨張により機械的エネルギを出力する機能とを兼ね備える圧縮膨張手段(3)と、
前記圧縮膨張手段(3)に前記駆動力を与える機能と前記機械的エネルギにより発電を行う機能とを兼ね備える駆動発電手段(4)と、
前記圧縮膨張手段(3)に冷媒を圧送する冷媒圧送手段(5)とを備え、
前記圧縮膨張手段(3)には、低圧の気相冷媒を吸入および流出させる低圧ポート(3a)と高圧の冷媒を吐出および流入させる高圧ポート(3b)とが設けられ、
前記冷媒圧送手段(5)には、液相冷媒を吸入させる冷媒吸入ポート(5a)と液相冷媒を吐出させる冷媒吐出ポート(5b)とが設けられているランキンサイクル併用型の蒸気圧縮式冷凍機において、
前記低圧ポート(3a)と前記冷媒吸入ポート(5a)との間を連通させる連通手段(6、61、62)を備え、
前記連通手段(6、61、62)は、前記気相冷媒から潤滑用のオイルを分離して、前記オイルを前記冷媒吸入ポート(5a)へ供給するようになっていることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍機。 - 駆動力を与えられることによって冷媒を圧縮して吐出する機能と冷媒の膨張により機械的エネルギを出力する機能とを兼ね備える圧縮膨張手段(3’)と、
前記圧縮膨張手段(3’)に前記駆動力を与える機能と前記機械的エネルギにより発電を行う機能とを兼ね備える駆動発電手段(4’)と、
前記圧縮膨張手段(3’)に冷媒を圧送する冷媒圧送手段(51)とを備え、
前記圧縮膨張手段(3’)には、低圧の気相冷媒を吸入および流出させる低圧ポート(3a)と、高圧の冷媒が流入する高圧ポート(3b)とが設けられているランキンサイクル併用型の蒸気圧縮式冷凍機において、
前記冷媒圧送手段(51)吸入側を前記冷媒圧送手段(51)の機械的摺動部(B、D)に連通させる吸入側連通手段(513c、523c)と、
前記低圧ポート(3a)と前記機械的摺動部(B、D)との間を連通させる連通手段(63)とを備え、
前記連通手段(63)は、前記気相冷媒から潤滑用のオイルを分離して、前記オイルを前記機械的摺動部(B、D)へ供給するようになっていることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍機。
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