JP2008038643A - Expander integrated compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍空調機などに使用される冷凍サイクル装置の膨張機一体型圧縮機に関する。特に、圧縮機と膨張機とを同じ容器の内部に設けた膨張機一体型圧縮機の高効率化技術に関する。 The present invention relates to an expander-integrated compressor for a refrigeration cycle apparatus used in a refrigeration air conditioner or the like. In particular, the present invention relates to a technology for improving the efficiency of an expander-integrated compressor in which a compressor and an expander are provided in the same container.
冷凍サイクルに適用される膨張機一体型圧縮機として、冷媒が減圧膨張する際の膨張エネルギーを機械エネルギーに変換する膨張機構と、冷媒を圧縮する圧縮機構とを一体化するとともに、共有するシャフトによって変換した機械エネルギーを圧縮機構に供給することにより、冷凍サイクルの効率向上を図るものがある(特許文献1)。 As an expander-integrated compressor that is applied to the refrigeration cycle, an expansion mechanism that converts expansion energy into mechanical energy when the refrigerant expands under reduced pressure and a compression mechanism that compresses the refrigerant are integrated, and a shared shaft is used. There exists a thing which aims at the efficiency improvement of a refrigerating cycle by supplying the converted mechanical energy to a compression mechanism (patent document 1).
圧縮機構は、冷媒を断熱圧縮するので、圧縮機構を構成する部材は、冷媒の温度上昇と共に温度が上がる。一方、膨張機構では、放熱器にて冷却された冷媒が流入するとともに、冷媒を断熱膨張させるので、膨張機構を構成する部材は、冷媒の温度低下と共に温度が下がる。したがって、特許文献1に記載のように、圧縮機構と膨張機構とを隣接して単純に一体化すると、圧縮機構の側の熱が膨張機構の側に移動してしまうので、膨張機構が加熱されるとともに圧縮機構が冷却される。そのため圧縮機構から吐出される冷媒のエンタルピーが低下し加熱能力が低下してしまう。また、膨張機構から吐出される冷媒のエンタルピーが増加し冷凍能力が低下してしまう。よってこのような膨張機一体型圧縮機を用いた冷凍サイクルの機器効率が低下してしまう。
Since the compression mechanism adiabatically compresses the refrigerant, the temperature of the members constituting the compression mechanism increases as the temperature of the refrigerant increases. On the other hand, in the expansion mechanism, the refrigerant cooled by the radiator flows in and adiabatic expansion of the refrigerant is performed, so that the temperature of the members constituting the expansion mechanism decreases as the temperature of the refrigerant decreases. Therefore, as described in
そこで、圧縮機構と膨張機構の部材間に断熱部材を設けて、圧縮機構から膨張機構への熱の移動を阻害して、上記の課題を解決するものがある(特許文献2)。 In view of this, there is one that solves the above problem by providing a heat insulating member between the members of the compression mechanism and the expansion mechanism to inhibit the heat transfer from the compression mechanism to the expansion mechanism (Patent Document 2).
また、図4に示すように、密閉容器101の内部に圧縮機構102と電動機103と膨張機構104を順に下から配置して、膨張機構104の表面に周囲の流体からの伝熱を阻害する断熱部材105を設けたものもある(特許文献3)。
図5は、従来の膨張機一体型圧縮機の縦断面図であり、図6は、従来の膨張機一体型圧縮機の横断面図である。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a conventional expander-integrated compressor, and FIG. 6 is a transverse sectional view of a conventional expander-integrated compressor.
従来の膨張機一体型圧縮機には、図5および図6に示す膨張機一体型圧縮機60のように、密閉容器1の内部に圧縮機構2と、電動機3と、膨張機構4とを順番に上から配列して、シャフト5で連結し、密閉容器1の底部にオイル貯留部6を設けたものがある。ここでは、上方に設置する圧縮機構2を、スクロール型とし、下方に設置する膨張機構4を、密閉容器1の底部のオイル貯留部6に漬けることで冷媒漏れ経路のシール性を維持するロータリ型としている。
In the conventional expander-integrated compressor, as in the expander-integrated
このような構成で、密閉容器1の内部を圧縮機構2から吐出された高温高圧の冷媒で満たす構成をとった場合には、ロータリ型の膨張機構4の周囲が、圧縮機構2から吐出された高温高圧の冷媒や、電動機3の発熱、そして各摺動箇所での摩擦熱によって加熱されたオイル貯留部6の高温のオイルで満たされるため、膨張機構4とオイル貯留部6のオイルとの間で熱の移動が起こり、膨張機構4が加熱されるとともにオイル貯留部6のオイルが冷却される。このオイルは、上方に設置されたスクロール型の圧縮機構2を潤滑するため、および旋回スクロール14の転覆防止するための背圧を加えるために使用され、その過程で圧縮機構2を冷却する。その結果、上記構成の膨張機一体型圧縮機60を使用する冷凍サイクル装置では、冷凍能力と加熱能力が低下する。
In such a configuration, when the inside of the sealed
上記課題を解決するために、特許文献2や特許文献3に記載のような断熱部材を使用することも考えられたが、ロータリ型の流体機械は、周囲をオイルで充たさないと冷媒の漏れが生じて性能が低下して、さらに摺動箇所の潤滑が不十分になるため、表面を断熱部材で覆うと、オイルが十分に供給されずに冷媒漏れによる性能低下と摺動箇所の信頼性の低下を引き起こしていた。
In order to solve the above problems, it has been considered to use a heat insulating member as described in
同様に、膨張機構4をオイル貯留部6に漬ける必要がある場合には、上記のロータリ型の膨張機構に限らず上記の課題が発生する。
Similarly, when it is necessary to immerse the
そこで本発明は、高温の冷媒で充たされた容器の内部に設けたオイル貯留部に膨張機構を漬ける場合でも、高温のオイルから膨張機構への熱の移動を抑制して、冷凍サイクル装置の性能を向上させることが可能な膨張機一体型圧縮機を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention suppresses the movement of heat from high-temperature oil to the expansion mechanism even when the expansion mechanism is immersed in an oil reservoir provided inside a container filled with a high-temperature refrigerant, so that the refrigeration cycle apparatus An object is to provide an expander-integrated compressor capable of improving performance.
本発明は、密閉容器と、前記密閉容器内の上部に設けられた圧縮機構と、前記密閉容器内の下部に設けられた膨張機構と、前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、前記密閉容器内の底部に設けられて前記膨張機構の少なくとも一部を浸漬するオイル貯留部と、前記オイル貯留部のオイルを吸入する吸入部を有し、前記シャフトの下端かつ前記膨張機構の下側に配置され、前記シャフトの内部に設けられたオイル流路を経由して前記オイル貯留部のオイルを前記圧縮機構へ送り込むオイルポンプと、前記オイル貯留部内の上層のオイルを前記オイルポンプの吸入部に導くバイパスオイル流路と、を備えた膨張機一体型圧縮機を提供する。 The present invention includes a sealed container, a compression mechanism provided in an upper part in the sealed container, an expansion mechanism provided in a lower part in the sealed container, a shaft connecting the compression mechanism and the expansion mechanism, An oil reservoir provided at the bottom of the hermetically sealed container for immersing at least a part of the expansion mechanism; and a suction portion for sucking oil from the oil reservoir; and a lower end of the shaft and below the expansion mechanism. And an oil pump that feeds oil in the oil reservoir to the compression mechanism via an oil passage provided inside the shaft, and sucks oil in the upper layer in the oil reservoir into the oil pump. An expander-integrated compressor having a bypass oil flow path leading to a section is provided.
本発明の膨張機一体型圧縮機によれば、バイパスオイル流路が、オイル貯留部に溜まったオイルの温度差によって形成される温度成層の上層に位置する温度の高いオイルを選択的にオイルポンプへ導くため、圧縮機構には温度の高いオイルが供給される。そのため、圧縮機構に供給されたオイルが圧縮機構や圧縮機構を通過する冷媒を冷却することを抑制することができ、オイル貯留部に形成される温度成層を乱すことなく、選択的に温度の高いオイルを圧縮機構に送り出すことができる。 According to the expander-integrated compressor of the present invention, the oil pump selectively selects high-temperature oil located in the upper layer of the temperature stratification formed by the temperature difference of the oil accumulated in the oil reservoir. Therefore, high-temperature oil is supplied to the compression mechanism. Therefore, it is possible to suppress the oil supplied to the compression mechanism from cooling the compression mechanism and the refrigerant passing through the compression mechanism, and the temperature is selectively high without disturbing the temperature stratification formed in the oil reservoir. Oil can be delivered to the compression mechanism.
また、上記構成により、オイル貯留部の温度成層が保たれて、膨張機構の周囲のオイルの温度が、膨張機構の温度近傍で保持されるので、オイルから膨張機構への熱の移動が抑制されて、オイル貯留部のオイルによる膨張機構や膨張機構を通過する冷媒の加熱も抑制される。 Also, with the above configuration, the temperature stratification of the oil reservoir is maintained, and the temperature of the oil around the expansion mechanism is maintained near the temperature of the expansion mechanism, so that the heat transfer from the oil to the expansion mechanism is suppressed. Thus, the expansion mechanism by the oil in the oil reservoir and the heating of the refrigerant passing through the expansion mechanism are also suppressed.
したがって、本発明の膨張機一体型圧縮機を用いた冷凍サイクルでは、膨張後の冷媒エンタルピーの上昇が防がれて十分な冷凍能力を発揮し、さらにヒートポンプサイクルでは、圧縮後の冷媒エンタルピーの減少が防がれて十分な加熱能力を発揮するので機器の効率を向上させることができる。 Therefore, in the refrigeration cycle using the expander-integrated compressor of the present invention, the increase of the refrigerant enthalpy after expansion is prevented and sufficient refrigeration capacity is exhibited, and in the heat pump cycle, the refrigerant enthalpy after compression is reduced. Is prevented and sufficient heating capacity is exhibited, so that the efficiency of the device can be improved.
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an expander-integrated compressor according to the present invention.
図1に示すように、膨張機一体型圧縮機70は、密閉容器1の内部に圧縮機構2と、電動機3と、膨張機構4とを順番に上から配列して、シャフト5で連結し、密閉容器1の底部にオイル貯留部6を設けることで、冷媒の膨張エネルギーを膨張機構4にて回収し、圧縮機構2を駆動する電動機3の動力に重畳する仕組みである。
As shown in FIG. 1, the expander-integrated
密閉容器1の底部は、オイルを貯留するオイル貯留部6になっており、したがって、膨張機構4の周囲は、オイルで満たされている。膨張機構4の下部には、オイルポンプ7が設置され、オイルポンプ7の吸入部7aには、バイパスオイル流路8が接続されている。バイパスオイル流路8の流入側の開口は、膨張機構4を密閉容器1に固定して密閉容器1の内部を上下に区画する上軸受部材9を貫通し、上軸受部材9の上側に開口している。さらに上軸受部材9には、上軸受部材9を上下に貫通して上側端部がバイパスオイル流路8の流入側の開口よりも一定距離だけ突出しているオーバーフロー管10が設けられている。密閉容器1の上部には、電動機3に電力を供給するためのターミナル11が密閉容器1を貫通する形で配置されている。
The bottom portion of the
圧縮機構2は、いわゆるスクロール型であって、密閉容器1の内壁に溶接や焼き嵌めなどして固定したシャフト5の主軸受部材12と、この主軸受部材12の上にボルト止めした固定スクロール13との間に、固定スクロール13と噛み合う旋回スクロール14を挟み込んで構成されている。さらに、旋回スクロール14と主軸受部材12との間には、旋回スクロール14の自転を防止して円軌道運動させるように案内するオルダムリングなどによる自転規制機構15を設けて、シャフト5の上端にある主軸部5aにて旋回スクロール14を偏心駆動により円軌道運動させる。
The
電動機3は、密閉容器1に固定された固定子21と、シャフト5に固定された回転子22とを含む。
The
膨張機構4は、上軸受部材9、第1シリンダ32、中板33、第2シリンダ34、下軸受部材35、第1ローラ36(第1ピストン)、第2ローラ37(第2ピストン)、第1ベーン38、第2ベーン39、第1バネ40および第2バネ41を備えており、いわゆる2段ロータリ型の構成になっている。シャフト5は、上軸受部材9および下部軸受部材35によって回転自在に支持されている。
The
第2シリンダ34には、ベーン溝34aが形成されている。また、第2シリンダ34は、上軸受部材9の下部に固定されており、上軸受部材9に接続される吐出配管45へ吐出される冷媒を導く吐出経路9aと連通している。第2シリンダ34の下部には、中板33が固定されており、その中板33の下部に第1シリンダ32が固定されている。第1シリンダ32には、ベーン溝32aが形成されている。
A vane groove 34 a is formed in the
第1シリンダ32の下部に固定された下軸受部材35は、第1シリンダ32への冷媒の吸入経路である吸入孔35aを有し、下軸受部材35の下面には凹部35bを有する。さらに下軸受部材35の下部には、密閉プレート48が固定されて、凹部35bとともに膨張機構4の吸入マフラー46を形成する。また膨張機構4の吸入マフラー46に吸入される冷媒は、上軸受部材9に接続された吸入配管42から、下軸受部材35および第1シリンダ32、中板33、第2シリンダ34、上軸受部材9に形成された吸入経路47を経て供給される。
The
第1ローラ36は、第1シリンダ32内に配置されており、シャフト5の第1偏心部5bに回転自在に嵌合している。第2ローラ37は、第2シリンダ34内に配置されており、シャフト5の第2偏心部5cに回転自在に嵌合している。
The
第1ベーン38は、第1シリンダ32のベーン溝32aにスライド自在に配置されている。第2ベーン39は、第2シリンダ34のベーン溝34aにスライド自在に配置されている。第1バネ40は、一端が第1シリンダ32に接触し他端が第1ベーン38に接触して第1ベーン38を第1ローラ36に押し付けている。第2バネ41は、一端が第2シリンダ34に接触し他端が第2ベーン39に接触して第2ベーン39を第2ローラ37に押し付けている。
The first vane 38 is slidably disposed in the vane groove 32 a of the
なお、バイパスオイル流路8は、鋼管とこの鋼管の管外壁を覆う多孔質の樹脂で形成されており、断熱性を有する。
The
つぎに、本発明の実施の形態1の膨張機一体型圧縮機70の動作について説明する。
Next, the operation of the expander-integrated
ターミナル11から電力を電動機3へ供給すると、固定子21と回転子22の間に回転動力が発生し、シャフト5によって圧縮機構2が駆動される。これにより固定スクロール13と旋回スクロール14との間に形成している圧縮室16が外周側から中央部に移動しながら小さくなる。圧縮室16の容積変化を利用して、密閉容器1の外に通じた吸入配管17および固定スクロール13の外周部の吸入口13aから冷媒を吸入して圧縮していき所定圧以上になった冷媒は固定スクロール13の中央部の吐出口13bからリード弁18を押し開いて密閉容器1の内部に吐出される。
When electric power is supplied from the terminal 11 to the
密閉容器1の内部に吐出された高圧の冷媒は、電動機3の発熱を吸収しながら吐出配管19を経て外部の放熱器に向かう。そして、吐出された冷媒は、放熱器で冷却され、吸入配管42から膨張機構4に吸入される。
The high-pressure refrigerant discharged into the sealed
膨張機構4には、下軸受部材35、第1シリンダ32、第1ベーン38、第1ローラ36、および中板33によって2つの第1膨張室43が形成される。また、中板33、第2シリンダ34、第2ベーン39、第2ローラ37、および上軸受部材9によって2つの第2膨張室44が形成される。吸入孔35aと連通しない方の第1膨張室43と、吐出経路9aと連通しない方の第2膨張室44とは中板33に形成されている連通孔33aでつながっている。つまり、連通孔33aは、第1膨張室43側から見れば、第1ベーン38を挟んで吸入孔35aの反対側に位置し、第2膨張室44側から見れば、第2ベーン39を挟んで吐出経路9aの反対側に位置している。
In the
高圧の冷媒が吸入配管42に導かれて吸入孔35aに流入すると、第1ローラ36が押されてシャフト5が回転し、その吸入孔35aと連通する方の第1膨張室43の容積が増加する。そして、第1ローラ36の偏心回転運動により所定の吸入容積まで冷媒を吸入して第1膨張室43と吸入孔35aとが連通しなくなり、代わりに第1膨張室43が連通孔33aと連通すると、連通孔33aによって第1膨張室43と第2膨張室44がつながる。さらにシャフト5が回転すると、連通孔33aと連通する第1膨張室43の容積が減少し、それと同時に、より気筒容積の大きな第2膨張室44の容積が増加し始め、第1膨張室43から第2膨張室44へと冷媒が膨張しながら移動する。
When the high-pressure refrigerant is guided to the
シャフト5の回転により、第2ローラ37が偏心回転運動を続けると、第2膨張室44の冷媒の圧力が上昇して蒸発器の側の冷媒の圧力まで低下する。そして、さらなるシャフト5の回転によって、第2膨張室44が吐出経路9aと連通する。さらにシャフト5が回転すると、連通孔33aと連通しなくなり、第1膨張室43から第2膨張室44への冷媒の移動が終了する。この後、さらなるシャフト5の回転によって第2膨張室44の容積が減少して、冷媒が吐出経路9aを経て吐出配管45から蒸発器に向けて吐出される。
When the
膨張機構4で断熱膨張してシャフト5に対して仕事をした冷媒は、蒸発器で加熱され、吸入配管17に再び戻る。また、膨張機構4での膨張過程で回収される動力は、シャフト5によって圧縮機構2を駆動する電動機3の動力に重畳され、圧縮機構2を駆動する電動機3への供給電力を低減する。
The refrigerant that adiabatically expands by the
上記の動作の過程で、圧縮機構2は、圧縮過程の冷媒とともに温度上昇し、膨張機構4は、膨張過程の冷媒とともに温度低下する。密閉容器1の内部は、圧縮機構2から吐出される高温の冷媒で満たされるので、温度の高い圧縮機構2を潤滑等してオイル貯留部6に滴下して戻るオイルの温度は上昇する。一方で膨張機構4の周囲のオイルは、低温の膨張機構4に触れるため温度が低下する。
In the course of the above operation, the
本発明の膨張機一体型圧縮機70では、オイルポンプ7の吸入部7aに、オイル貯留部6のオイルの上部に開口するバイパスオイル流路8を取り付けているので、圧縮機構2からオイル貯留部6に戻る高温のオイルをオイルポンプ7に供給できる。このように、圧縮機構2に供給されて戻ってくるオイルの循環が、オイル貯留部6の上部で完結しているので、オイル貯留部6のオイルが停滞して、オイル貯留部6のオイルに温度成層ができる。この温度成層によって、オイル貯留部6の下部にある低温の膨張機構4の周辺を低温のオイルで充たすことができて、膨張機構4は、低温のオイルで潤滑される。そのため、膨張機構4がオイルによって加熱されることを抑制できる。つまり、膨張機構4から吐出される冷媒のエンタルピーの上昇が抑制されて、本発明の膨張機一体型圧縮機70を用いた冷凍サイクル装置の冷凍能力の低下を抑制できる。
In the expander-integrated
一方、高温の圧縮機構2へは、上記のように高温のオイルが供給されて、それによって旋回スクロール14を固定スクロール13に押し付ける背圧をかけて、さらに各摺動部を潤滑する。このため、圧縮機構2がオイルによって冷却されることを抑制できる。つまり、圧縮機構2から吐出される冷媒のエンタルピーの低下が抑制されて、本発明の膨張機一体型圧縮機70を用いた冷凍サイクル装置の加熱能力の低下を抑制できる。
On the other hand, high-temperature oil is supplied to the high-
さらに、本発明の膨張機一体型圧縮機70では、オイル貯留部6に、膨張機構4の上端よりも上側にオイルと冷媒の界面が位置するようにオイルを貯留して、バイパスオイル流路8の吸入側の開口部が、膨張機構4の上端よりも上側で、かつ、オイルと冷媒の界面よりも下側に開口するため、圧縮機構2へのオイルの循環経路が、バイパスオイル流路8によって完全に膨張機構4をバイパスするため、圧縮機構2から戻る高温のオイルの影響を膨張機構4がより受けにくくなる。
Further, in the expander-integrated
また、膨張機構4の上部に設け膨張機構4を密閉容器1に固定して密閉容器1の底部のオイル貯留部6を上部と下部に区画してさらにバイパスオイル流路8が上下に連通するオイル連通孔9bを備えた上軸受部材9を設け、バイパスオイル流路8の吸入側の開口部が上軸受部材9のオイル連通孔9bを経て上軸受部材9の上側に開口するため、圧縮機構2を潤滑するオイルは、上軸受部材9によって完全に膨張機構4の周囲のオイルと区画される。そのため、圧縮機構2を潤滑するオイルは、上軸受部材9の上側に保持され、バイパスオイル流路8により直接にオイルポンプ7からシャフト5の中を経て供給され、再び上軸受部材9の上面に滴下する。このように上軸受部材9によって高温のオイルが膨張機構4に触れることを防止できる。そのため、圧縮機構2と膨張機構4とのオイルを介した熱的な短絡を防止できる。
Further, an oil provided at the top of the
また、上軸受部材9から一定距離だけ上方に一端を開口して上軸受部材9の下方に他端を開口するオーバーフロー管10を上軸受部材9を貫通させて固定しているため、オイル貯留部6に貯留されるオイルの中で上軸受部材9の下側に位置するオイルが、膨張機構4の潤滑に使われて膨張する冷媒と共に吐出配管45から吐出されても、吐出されて減少した分だけオーバーフロー管10を経てオイルが上軸受部材9の下方に自動的に供給される。ここで膨張機構4を経て吐出されるオイルは冷媒と共に再び圧縮機構2に吸引されて密閉容器1の内部に戻ってくる。このようにすれば、低温な膨張機構4の周囲の低温のオイルに必要以上の量の高温のオイルが混入することを防止できる。そのため、圧縮機構2と膨張機構4とのオイルを介した熱的な短絡を防止できる。また、起動直後などで、一時的に密閉容器1の内部から外部の冷凍サイクルへ多くのオイルが持ち出された場合でも、オーバーフロー管10の上側の端部が、上軸受部材9から一定距離だけ上方に開口しているため、上軸受部材9の上側に保持されたオイルが、オーバーフロー管10の上側の開口部よりも低下した場合は、オーバーフロー管10によって上軸受部材9の上側のオイルが膨張機構4の側に流れてしまうことを防止するので、バイパスオイル流路8を通じてオイルポンプ7から圧縮機構2へ冷媒が混入することを防止できる。よって、給油遅れなどによる圧縮機構2の潤滑不足を避けることができる。
Further, since the
また、オイルポンプ7の吸入部7aとバイパスオイル流路8とを接続するため、高温のオイルが膨張機構4の周囲の低温のオイルに混入する恐れがない。そのため、圧縮機構2と膨張機構4とのオイルを介した熱的な短絡を防止できる。
Further, since the suction portion 7a of the
また、バイパスオイル流路8は、鋼管と鋼管の管外壁を覆う多孔質の樹脂で形成され断熱性を有するため、上軸受部材9の上側からオイルポンプ7へ高温のオイルを導く過程で膨張機構4の周囲の低温のオイルとバイパスオイル流路8を通して熱交換されることを防止できる。
Further, the bypass
(第2実施形態)
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図2は、本発明の膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。 FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the expander-integrated compressor of the present invention.
図2に示すごとく、膨張機一体型圧縮機80は、第1の実施形態とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
As shown in FIG. 2, the expander-integrated
本実施形態の膨張機一体型圧縮機において、第1の実施形態の膨張機一体型圧縮機と異なる点は、上軸受部材9に設けられたオーバーフロー管10が設けられていない点と、上軸受部材9よりも下のバイパスオイル流路8の上軸受部材9の近傍にバイパスオイル流路8とオイル貯留部6とを連通するオイル戻し孔8aを設けている構成にある。
The expander-integrated compressor of the present embodiment differs from the expander-integrated compressor of the first embodiment in that the
つぎに、本発明の膨張機一体型圧縮機80の動作について説明する。
Next, the operation of the expander-integrated
本発明の膨張機一体型圧縮機80は、上軸受部材9よりも下のバイパスオイル流路8にバイパスオイル流路8とオイル貯留部6とを連通するオイル戻し孔8aを設けているため、オイル貯留部6に貯留されるオイルの中で上軸受部材9の下側に位置するオイルが、膨張機構4の潤滑に使われて膨張する冷媒と共に吐出配管45から吐出されても、吐出されて減少した分だけオイル戻し孔8aを経てオイルが上軸受部材9の下方に自動的に供給される。ここで膨張機構4を経て吐出されるオイルは冷媒と共に再び圧縮機構2に吸引されて密閉容器1の内部に戻ってくる。このようにすれば、低温な膨張機構4の周囲の低温のオイルに必要以上の量の高温のオイルが混入することを防止できる。そのため、圧縮機構2と膨張機構4とのオイルを介した熱的な短絡を防止できる。
Since the expander-integrated
また、オイル戻し孔8aが上軸受部材9の近傍に設けられているため、オイル戻し孔8aから供給される高温のオイルが、膨張機構4の周囲のオイルのなかでも重力によって形成される温度成層の比較的高温の部分に供給することができる。そのため、オイル戻し孔8aから供給されるオイルが、膨張機構4の周りのオイルの温度成層を乱すことがないので、膨張機構4の周りのオイルに対流が起きず、膨張機構4とオイル貯留部6のオイルとの伝熱面での熱伝達係数を低く抑制できる。そのため、圧縮機構2と膨張機構4とのオイルを介した熱的な短絡をより防止できる。
Further, since the oil return hole 8 a is provided in the vicinity of the
(第3実施形態)
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の第3の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図3は、本発明の膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。 FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the expander-integrated compressor of the present invention.
図3に示すごとく、膨張機一体型圧縮機90は、第1の実施形態とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
As shown in FIG. 3, the expander-integrated
本実施形態の膨張機一体型圧縮機において、第1の実施形態の膨張機一体型圧縮機と異なる点は、上軸受部材9に設けられたオーバーフロー管10が設けられていない点と、オイルポンプ7の吸入部7aに下側ほど内径の拡大した円錐形状の拡管部7bを形成し、バイパスオイル流路8のオイルポンプ7の側の開口部を拡管部7bの内側に位置させる構成と、バイパスオイル流路8のオイルポンプ7の側の開口部を拡管部7bの下端部よりも少なくとも上方に設ける構成にある。
The expander-integrated compressor of the present embodiment differs from the expander-integrated compressor of the first embodiment in that the
つぎに、本発明の膨張機一体型圧縮機90の動作について説明する。
Next, the operation of the expander-integrated
本発明の膨張機一体型圧縮機90は、オイルポンプ7の吸入部7aに下側ほど内径の拡大した円錐形状の拡管部7bを形成し、バイパスオイル流路8のオイルポンプ7の側の開口部を拡管部7bの内側に位置させているため、バイパスオイル流路8を通って供給されるオイルは、一旦拡管部7bに吐出される。拡管部7bの内側に吐出されるオイルは、膨張機構4の周囲のオイルよりも温度が高いので、拡管部7bの上側へと移動して、拡管部7bで局所的な温度成層を形成して周囲のオイルと混ざらず、オイルポンプ7に吸引されて圧縮機構2へと送られる。また、オイル貯留部6に貯留されるオイルの中で上軸受部材9の下側に位置するオイルが、膨張機構4の潤滑に使われて膨張する冷媒と共に吐出配管45から吐出されても、吐出されて減少した分だけ拡管部7bに吐出されたオイルの一部が自動的に供給される。ここで膨張機構4を経て吐出されるオイルは冷媒と共に再び圧縮機構2に吸引されて密閉容器1の内部に戻ってくる。このようにすれば、バイパスオイル流路8から供給されるオイルはオイルポンプ7が吸引する分と、膨張機構4の潤滑に使用されて吐出配管45から吐出される分だけであり、低温な膨張機構4の周囲の低温のオイルに必要以上の量の高温のオイルが混入することを防止できる。そのため、圧縮機構2と膨張機構4とのオイルを介した熱的な短絡を防止できる。
The expander-integrated
また、バイパスオイル流路8のオイルポンプ7の側の開口部を拡管部7bの下端部よりも少なくとも上方に設けるため、バイパスオイル流路8から供給されるオイルが完全に拡管部7bに捕捉されるため、無用に膨張機構4の周囲のオイルと混合される恐れがない。そのため、圧縮機構2と膨張機構4とのオイルを介した熱的な短絡をより防止できる。
Further, since the opening on the
以上の本実施の形態では、バイパスオイル流路8の材料に鋼管と鋼管の管外壁を覆う多孔質材料を使用したが、バイパスオイル流路を多層構造としても、伝熱回数が増加して結果的に伝熱抵抗を高めることができて同様の効果が得られる。
In the above embodiment, the
本発明の膨張機一体型圧縮機は、冷凍サイクルにおける冷媒の膨張エネルギーを回収する動力回収手段として有用である。 The expander-integrated compressor of the present invention is useful as power recovery means for recovering the expansion energy of the refrigerant in the refrigeration cycle.
1,101 密閉容器
2,102 圧縮機構
3,103 電動機
4,104 膨張機構
5 シャフト
5a 主軸部
5b 第1偏心部
5c 第2偏心部
6 オイル貯留部
7 オイルポンプ
7a 吸入部
7b 拡管部
8 バイパスオイル流路
8a オイル戻し孔
9 上軸受部材
9a 吐出経路
9b オイル連通孔
10 オーバーフロー管
11 ターミナル
12 主軸受部材
13 固定スクロール
13a 吸入口
13b 吐出口
14 旋回スクロール
15 自転規制機構
16 圧縮室
17 吸入配管
18 リード弁
19 吐出配管
21 固定子
22 回転子
32 第1シリンダ
32a ベーン溝
33 中板
33a 連通孔
34 第2シリンダ
34a ベーン溝
35 下軸受部材
35a 吸入孔
35b 凹部
36 第1ローラ(第1ピストン)
37 第2ローラ(第2ピストン)
38 第1ベーン
39 第2ベーン
40 第1バネ
41 第2バネ
42 吸入配管
43 第1膨張室
44 第2膨張室
45 吐出配管
46 吸入マフラー
47 吸入経路
48 密閉プレート
105 断熱部材
60,70,80,90 膨張機一体型圧縮機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Airtight container 2,102 Compression mechanism 3,103 Electric motor 4,104
37 Second roller (second piston)
38
Claims (12)
前記密閉容器内の上部に設けられた圧縮機構と、
前記密閉容器内の下部に設けられた膨張機構と、
前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、
前記密閉容器内の底部に設けられて前記膨張機構の少なくとも一部を浸漬するオイル貯留部と、
前記オイル貯留部のオイルを吸入する吸入部を有し、前記シャフトの下端かつ前記膨張機構の下側に配置され、前記シャフトの内部に設けられたオイル流路を経由して前記オイル貯留部のオイルを前記圧縮機構へ送り込むオイルポンプと、
前記オイル貯留部内の上層のオイルを前記オイルポンプの吸入部に導くバイパスオイル流路と、
を備えた膨張機一体型圧縮機。 A sealed container;
A compression mechanism provided at an upper portion in the sealed container;
An expansion mechanism provided at a lower portion in the sealed container;
A shaft connecting the compression mechanism and the expansion mechanism;
An oil reservoir provided at the bottom of the sealed container and immersing at least a part of the expansion mechanism;
A suction part for sucking oil from the oil storage part, disposed at a lower end of the shaft and below the expansion mechanism, and connected to the oil storage part via an oil flow path provided in the shaft; An oil pump for sending oil to the compression mechanism;
A bypass oil flow path for guiding upper oil in the oil reservoir to the suction part of the oil pump;
An expander-integrated compressor equipped with a compressor.
前記バイパスオイル流路の流入側の開口が、前記膨張機構の上端よりも上側、かつ前記オイル面よりも下側に設けられた、請求項1に記載の膨張機一体型圧縮機。 The oil surface of the oil stored in the oil storage part is located above the upper end of the expansion mechanism,
2. The expander-integrated compressor according to claim 1, wherein an opening on the inflow side of the bypass oil passage is provided above an upper end of the expansion mechanism and below the oil surface.
前記バイパスオイル流路の流入側の開口が前記区画部材の上側に設けられた、請求項1または請求項2に記載の膨張機一体型圧縮機。 A partition member provided on the upper side of the expansion mechanism to partition the inside of the sealed container into an upper space and a lower space, and further having an oil communication hole for vertically communicating the bypass oil flow path;
The expander-integrated compressor according to claim 1 or 2, wherein an opening on the inflow side of the bypass oil passage is provided on an upper side of the partition member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006210604A JP2008038643A (en) | 2006-08-02 | 2006-08-02 | Expander integrated compressor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006210604A JP2008038643A (en) | 2006-08-02 | 2006-08-02 | Expander integrated compressor |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2008038643A true JP2008038643A (en) | 2008-02-21 |
Family
ID=39173978
Family Applications (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008038643A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2093004A2 (en) | 2008-02-20 | 2009-08-26 | Calsonic Kansei Corporation | Corrugated fin cutting method and corrugated fin cutting apparatus |
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2006
- 2006-08-02 JP JP2006210604A patent/JP2008038643A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2093004A2 (en) | 2008-02-20 | 2009-08-26 | Calsonic Kansei Corporation | Corrugated fin cutting method and corrugated fin cutting apparatus |
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