JP2008038643A - Expander integrated compressor - Google Patents

Expander integrated compressor Download PDF

Info

Publication number
JP2008038643A
JP2008038643A JP2006210604A JP2006210604A JP2008038643A JP 2008038643 A JP2008038643 A JP 2008038643A JP 2006210604 A JP2006210604 A JP 2006210604A JP 2006210604 A JP2006210604 A JP 2006210604A JP 2008038643 A JP2008038643 A JP 2008038643A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil
expander
integrated compressor
expansion mechanism
bypass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006210604A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuo Okaichi
敦雄 岡市
Hiroshi Hasegawa
寛 長谷川
Masaru Matsui
大 松井
Yuji Ogata
雄司 尾形
Masanobu Wada
賢宣 和田
Yasufumi Takahashi
康文 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2006210604A priority Critical patent/JP2008038643A/en
Publication of JP2008038643A publication Critical patent/JP2008038643A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent thermal short-circuit between a compression mechanism and an expansion mechanism in an expander integrated compressor. <P>SOLUTION: This expander integrated compressor 70 is composed by arranging a compression mechanism 2, a motor 3, and an expansion mechanism in this order from a top in a hermetic vessel 1, connecting the same by a shaft, and providing an oil reservoir part 6 at a bottom part of the hermetic vessel 1. The oil reservoir part is partisioned in an up-and-down direction by an upper bearing member 9, and a bypass oil channel 8 leads oil in an upper side of the upper bearing member 9 to an oil pump 7. Moreover, the upper bearing member 9 is provided with an overflow pipe 10 penetrating therethrough of which upper end part projects out of an upper surface of the upper bearing member 9 by a fixed distance. The bypass oil channel 8 has heat insulating properties. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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 Patent Document 1, when the compression mechanism and the expansion mechanism are simply integrated adjacent to each other, the heat on the compression mechanism side moves to the expansion mechanism side, so that the expansion mechanism is heated. And the compression mechanism is cooled. Therefore, the enthalpy of the refrigerant discharged from the compression mechanism is reduced, and the heating capacity is reduced. Moreover, the enthalpy of the refrigerant | coolant discharged from an expansion mechanism will increase, and freezing capacity will fall. Therefore, the equipment efficiency of the refrigerating cycle using such an expander-integrated compressor is lowered.

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)。
特開昭62−77562号公報 特開2001−165040号公報 特許第3674625号公報
In addition, as shown in FIG. 4, a compression mechanism 102, an electric motor 103, and an expansion mechanism 104 are arranged in this order from the bottom inside the sealed container 101, and heat insulation that inhibits heat transfer from the surrounding fluid on the surface of the expansion mechanism 104. Some have a member 105 (Patent Document 3).
JP-A-62-77562 JP 2001-165040 A Japanese Patent No. 3674625

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 compressor 60 shown in FIGS. 5 and 6, the compression mechanism 2, the electric motor 3, and the expansion mechanism 4 are sequentially arranged inside the sealed container 1. Are arranged from above, connected by a shaft 5, and provided with an oil reservoir 6 at the bottom of the sealed container 1. Here, the compression mechanism 2 installed on the upper side is a scroll type, and the expansion mechanism 4 installed on the lower side is immersed in the oil storage unit 6 at the bottom of the hermetic container 1 to maintain the sealing performance of the refrigerant leakage path. It is said.

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 container 1 is filled with the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compression mechanism 2, the periphery of the rotary type expansion mechanism 4 is discharged from the compression mechanism 2. Since it is filled with the high temperature oil in the oil reservoir 6 heated by the high-temperature and high-pressure refrigerant, the heat generated by the electric motor 3, and the frictional heat at each sliding portion, the space between the expansion mechanism 4 and the oil in the oil reservoir 6 Then, heat transfer occurs, the expansion mechanism 4 is heated, and the oil in the oil reservoir 6 is cooled. This oil is used to lubricate the scroll-type compression mechanism 2 installed above and to apply back pressure to prevent the orbiting scroll 14 from overturning, and cools the compression mechanism 2 in the process. As a result, in the refrigeration cycle apparatus using the expander-integrated compressor 60 having the above configuration, the refrigeration capacity and the heating capacity are reduced.

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 Patent Document 2 and Patent Document 3, but if a rotary fluid machine is not filled with oil, the refrigerant leaks. As a result, the performance deteriorates and lubrication of the sliding portion becomes insufficient, and if the surface is covered with a heat insulating member, the oil is not supplied sufficiently and the performance is deteriorated due to refrigerant leakage and the reliability of the sliding portion is reduced. It was causing a decline.

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 expansion mechanism 4 in the oil reservoir 6, the above-described problem occurs not only in the rotary expansion mechanism described above.

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 compressor 70 includes a compression mechanism 2, an electric motor 3, and an expansion mechanism 4 arranged in order from the top inside the sealed container 1, and connected by a shaft 5. By providing the oil reservoir 6 at the bottom of the hermetic container 1, the expansion energy of the refrigerant is recovered by the expansion mechanism 4 and superimposed on the power of the electric motor 3 that drives the compression mechanism 2.

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 hermetic container 1 is an oil storage portion 6 that stores oil. Therefore, the periphery of the expansion mechanism 4 is filled with oil. An oil pump 7 is installed below the expansion mechanism 4, and a bypass oil flow path 8 is connected to the suction portion 7 a of the oil pump 7. The opening on the inflow side of the bypass oil flow path 8 passes through the upper bearing member 9 that fixes the expansion mechanism 4 to the sealed container 1 and divides the inside of the sealed container 1 vertically and opens above the upper bearing member 9. ing. Further, the upper bearing member 9 is provided with an overflow pipe 10 that penetrates the upper bearing member 9 in the vertical direction and whose upper end protrudes from the opening on the inflow side of the bypass oil passage 8 by a certain distance. A terminal 11 for supplying electric power to the electric motor 3 is arranged on the upper part of the sealed container 1 so as to penetrate the sealed container 1.

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 compression mechanism 2 is a so-called scroll type, and includes a main bearing member 12 of a shaft 5 fixed to the inner wall of the sealed container 1 by welding or shrink fitting, and a fixed scroll 13 bolted on the main bearing member 12. The orbiting scroll 14 that meshes with the fixed scroll 13 is sandwiched between them. Furthermore, an anti-rotation mechanism 15 such as an Oldham ring that guides the orbiting scroll 14 so as to prevent the rotation of the orbiting scroll 14 and move in a circular orbit is provided between the orbiting scroll 14 and the main bearing member 12. The orbiting scroll 14 is moved in a circular orbit by an eccentric drive at a certain main shaft portion 5a.

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 electric motor 3 includes a stator 21 fixed to the sealed container 1 and a rotor 22 fixed to the shaft 5.

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 expansion mechanism 4 includes an upper bearing member 9, a first cylinder 32, an intermediate plate 33, a second cylinder 34, a lower bearing member 35, a first roller 36 (first piston), a second roller 37 (second piston), a first 1 vane 38, 2nd vane 39, the 1st spring 40, and the 2nd spring 41 are provided, and it has what is called a two-stage rotary type composition. The shaft 5 is rotatably supported by the upper bearing member 9 and the lower bearing member 35.

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 second cylinder 34. The second cylinder 34 is fixed to the lower portion of the upper bearing member 9 and communicates with a discharge path 9 a that guides the refrigerant discharged to the discharge pipe 45 connected to the upper bearing member 9. An intermediate plate 33 is fixed to the lower portion of the second cylinder 34, and the first cylinder 32 is fixed to the lower portion of the intermediate plate 33. A vane groove 32 a is formed in the first cylinder 32.

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 lower bearing member 35 fixed to the lower portion of the first cylinder 32 has a suction hole 35a that is a refrigerant suction path to the first cylinder 32, and a lower surface of the lower bearing member 35 has a recess 35b. Further, a sealing plate 48 is fixed to the lower part of the lower bearing member 35, and the suction muffler 46 of the expansion mechanism 4 is formed together with the recess 35b. Further, the refrigerant sucked into the suction muffler 46 of the expansion mechanism 4 is supplied from the suction pipe 42 connected to the upper bearing member 9 to the lower bearing member 35 and the first cylinder 32, the intermediate plate 33, the second cylinder 34, and the upper bearing member. 9 is supplied through an intake passage 47 formed in the air inlet 9.

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 first roller 36 is disposed in the first cylinder 32 and is rotatably fitted to the first eccentric portion 5 b of the shaft 5. The second roller 37 is disposed in the second cylinder 34 and is rotatably fitted to the second eccentric portion 5 c of the shaft 5.

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 first cylinder 32. The second vane 39 is slidably disposed in the vane groove 34 a of the second cylinder 34. The first spring 40 has one end in contact with the first cylinder 32 and the other end in contact with the first vane 38 to press the first vane 38 against the first roller 36. The second spring 41 has one end in contact with the second cylinder 34 and the other end in contact with the second vane 39 to press the second vane 39 against the second roller 37.

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 bypass oil passage 8 is formed of a porous resin that covers the steel pipe and the outer wall of the steel pipe, and has heat insulation properties.

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 compressor 70 according to Embodiment 1 of the present invention will be described.

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 electric motor 3, rotational power is generated between the stator 21 and the rotor 22, and the compression mechanism 2 is driven by the shaft 5. As a result, the compression chamber 16 formed between the fixed scroll 13 and the orbiting scroll 14 becomes smaller while moving from the outer peripheral side to the central portion. Using the volume change of the compression chamber 16, the refrigerant is sucked and compressed from the suction pipe 17 communicating with the outside of the hermetic container 1 and the suction port 13 a on the outer periphery of the fixed scroll 13, and the refrigerant becomes a predetermined pressure or higher. Is discharged from the discharge port 13 b at the center of the fixed scroll 13 by opening the reed valve 18 into the sealed container 1.

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 container 1 travels to the external radiator via the discharge pipe 19 while absorbing heat generated by the electric motor 3. Then, the discharged refrigerant is cooled by a radiator and sucked into the expansion mechanism 4 from the suction pipe 42.

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 expansion mechanism 4, two first expansion chambers 43 are formed by the lower bearing member 35, the first cylinder 32, the first vane 38, the first roller 36, and the intermediate plate 33. Further, two second expansion chambers 44 are formed by the intermediate plate 33, the second cylinder 34, the second vane 39, the second roller 37, and the upper bearing member 9. The first expansion chamber 43 that is not in communication with the suction hole 35 a and the second expansion chamber 44 that is not in communication with the discharge passage 9 a are connected by a communication hole 33 a formed in the intermediate plate 33. That is, the communication hole 33a is located on the opposite side of the suction hole 35a with respect to the first vane 38 when viewed from the first expansion chamber 43 side, and the second vane 39 is sandwiched with respect to the second expansion chamber 44 side. And located on the opposite side of the discharge path 9a.

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 suction pipe 42 and flows into the suction hole 35a, the first roller 36 is pushed to rotate the shaft 5, and the volume of the first expansion chamber 43 that communicates with the suction hole 35a increases. To do. Then, when the refrigerant is sucked to a predetermined suction volume by the eccentric rotational movement of the first roller 36, the first expansion chamber 43 and the suction hole 35a are not communicated, and instead the first expansion chamber 43 communicates with the communication hole 33a. The first expansion chamber 43 and the second expansion chamber 44 are connected by the communication hole 33a. When the shaft 5 further rotates, the volume of the first expansion chamber 43 communicating with the communication hole 33a decreases, and at the same time, the volume of the second expansion chamber 44 having a larger cylinder volume starts to increase. The refrigerant moves to the second expansion chamber 44 while expanding.

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 second roller 37 continues the eccentric rotational movement due to the rotation of the shaft 5, the pressure of the refrigerant in the second expansion chamber 44 increases and decreases to the pressure of the refrigerant on the evaporator side. The second expansion chamber 44 communicates with the discharge path 9a by further rotation of the shaft 5. When the shaft 5 further rotates, the communication with the communication hole 33a is lost, and the movement of the refrigerant from the first expansion chamber 43 to the second expansion chamber 44 is completed. Thereafter, the volume of the second expansion chamber 44 is reduced by the further rotation of the shaft 5, and the refrigerant is discharged from the discharge pipe 45 toward the evaporator through the discharge path 9a.

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 expansion mechanism 4 and works on the shaft 5 is heated by the evaporator and returns to the suction pipe 17 again. Further, the power recovered during the expansion process in the expansion mechanism 4 is superimposed on the power of the electric motor 3 that drives the compression mechanism 2 by the shaft 5, and the power supplied to the electric motor 3 that drives the compression mechanism 2 is reduced.

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 compression mechanism 2 rises in temperature together with the refrigerant in the compression process, and the expansion mechanism 4 falls in temperature together with the refrigerant in the expansion process. Since the inside of the sealed container 1 is filled with the high-temperature refrigerant discharged from the compression mechanism 2, the temperature of the oil that drops and returns to the oil reservoir 6 by lubricating the high-temperature compression mechanism 2 is increased. On the other hand, since the oil around the expansion mechanism 4 touches the low-temperature expansion mechanism 4, the temperature decreases.

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 compressor 70 of the present invention, the bypass oil flow path 8 that opens to the upper part of the oil in the oil reservoir 6 is attached to the suction portion 7 a of the oil pump 7. The hot oil returning to 6 can be supplied to the oil pump 7. Thus, since the circulation of the oil supplied to the compression mechanism 2 and returning is completed at the upper part of the oil reservoir 6, the oil in the oil reservoir 6 stagnates and becomes oil in the oil reservoir 6. Temperature stratification is possible. By this temperature stratification, the periphery of the low-temperature expansion mechanism 4 below the oil reservoir 6 can be filled with low-temperature oil, and the expansion mechanism 4 is lubricated with low-temperature oil. Therefore, it can suppress that the expansion mechanism 4 is heated with oil. That is, an increase in the enthalpy of the refrigerant discharged from the expansion mechanism 4 is suppressed, and a decrease in the refrigeration capacity of the refrigeration cycle apparatus using the expander-integrated compressor 70 of the present invention can be suppressed.

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-temperature compression mechanism 2 as described above, thereby applying back pressure that presses the orbiting scroll 14 against the fixed scroll 13 to further lubricate each sliding portion. For this reason, it can suppress that the compression mechanism 2 is cooled with oil. That is, a decrease in the enthalpy of the refrigerant discharged from the compression mechanism 2 is suppressed, and a decrease in the heating capacity of the refrigeration cycle apparatus using the expander-integrated compressor 70 of the present invention can be suppressed.

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 compressor 70 of the present invention, the oil is stored in the oil storage section 6 so that the interface between the oil and the refrigerant is located above the upper end of the expansion mechanism 4, and the bypass oil flow path 8. Since the opening on the suction side is above the upper end of the expansion mechanism 4 and below the interface between the oil and the refrigerant, the oil circulation path to the compression mechanism 2 is the bypass oil flow path 8. Therefore, the expansion mechanism 4 is completely bypassed, so that the expansion mechanism 4 is less susceptible to the influence of high-temperature oil returning from the compression mechanism 2.

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 expansion mechanism 4 is fixed to the sealed container 1 and the oil reservoir 6 at the bottom of the sealed container 1 is partitioned into an upper part and a lower part, and the bypass oil flow path 8 communicates vertically. Since the upper bearing member 9 having the communication hole 9b is provided and the opening on the suction side of the bypass oil passage 8 opens above the upper bearing member 9 through the oil communication hole 9b of the upper bearing member 9, the compression mechanism 2 The oil that lubricates the oil is completely separated from the oil around the expansion mechanism 4 by the upper bearing member 9. Therefore, the oil that lubricates the compression mechanism 2 is held on the upper side of the upper bearing member 9, supplied directly from the oil pump 7 through the shaft 5 by the bypass oil passage 8, and again on the upper surface of the upper bearing member 9. Dripping. Thus, the upper bearing member 9 can prevent high temperature oil from touching the expansion mechanism 4. Therefore, the thermal short circuit through the oil of the compression mechanism 2 and the expansion mechanism 4 can be prevented.

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 overflow pipe 10 having one end opened upward by a certain distance from the upper bearing member 9 and the other end opened below the upper bearing member 9 is fixed through the upper bearing member 9, the oil storage portion Even if the oil located in the lower side of the upper bearing member 9 among the oil stored in 6 is discharged from the discharge pipe 45 together with the refrigerant that is used to lubricate the expansion mechanism 4 and expands, it is discharged and reduced. Only through the overflow pipe 10, the oil is automatically supplied below the upper bearing member 9. Here, the oil discharged through the expansion mechanism 4 is sucked again by the compression mechanism 2 together with the refrigerant and returns to the inside of the sealed container 1. If it does in this way, it can prevent that the quantity of high-temperature oil more than necessary is mixed in the low-temperature oil around the low-temperature expansion mechanism 4. Therefore, the thermal short circuit through the oil of the compression mechanism 2 and the expansion mechanism 4 can be prevented. Further, even when a large amount of oil is temporarily taken from the inside of the sealed container 1 to the external refrigeration cycle immediately after startup, the upper end of the overflow pipe 10 is located above the upper bearing member 9 by a certain distance. Therefore, when the oil held on the upper side of the upper bearing member 9 is lower than the opening on the upper side of the overflow pipe 10, the oil on the upper side of the upper bearing member 9 is expanded by the overflow pipe 10. 4 is prevented from flowing into the compression mechanism 2 from the oil pump 7 through the bypass oil flow path 8. Therefore, insufficient lubrication of the compression mechanism 2 due to a delay in refueling can be avoided.

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 oil pump 7 and the bypass oil flow path 8 are connected, there is no possibility that high-temperature oil is mixed into low-temperature oil around the expansion mechanism 4. Therefore, the thermal short circuit through the oil of the compression mechanism 2 and the expansion mechanism 4 can be prevented.

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 oil flow path 8 is formed of a porous resin that covers the steel pipe and the outer wall of the steel pipe and has a heat insulating property. Therefore, an expansion mechanism is provided in the process of guiding high-temperature oil from the upper side of the upper bearing member 9 to the oil pump 7. It is possible to prevent heat from being exchanged with the low-temperature oil around 4 and the bypass oil passage 8.

(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 compressor 80 has substantially the same configuration as that of the first embodiment, and the same reference numerals are applied to the same functional parts. A description of the same configuration and its operation is omitted.

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 overflow pipe 10 provided in the upper bearing member 9 is not provided, and the upper bearing An oil return hole 8 a that communicates the bypass oil passage 8 and the oil reservoir 6 is provided in the vicinity of the upper bearing member 9 of the bypass oil passage 8 below the member 9.

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 compressor 80 of the present invention will be described.

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 compressor 80 of the present invention is provided with the oil return hole 8a that connects the bypass oil passage 8 and the oil reservoir 6 to the bypass oil passage 8 below the upper bearing member 9, Of the oil stored in the oil storage section 6, the oil located below the upper bearing member 9 is discharged even if it is discharged from the discharge pipe 45 together with the refrigerant that is used to lubricate the expansion mechanism 4 and expands. The oil is automatically supplied to the lower part of the upper bearing member 9 through the oil return hole 8a by the reduced amount. Here, the oil discharged through the expansion mechanism 4 is sucked again by the compression mechanism 2 together with the refrigerant and returns to the inside of the sealed container 1. If it does in this way, it can prevent that the quantity of high-temperature oil more than necessary is mixed in the low-temperature oil around the low-temperature expansion mechanism 4. Therefore, the thermal short circuit through the oil of the compression mechanism 2 and the expansion mechanism 4 can be prevented.

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 upper bearing member 9, the high temperature oil supplied from the oil return hole 8 a is temperature stratification formed by gravity among the oil around the expansion mechanism 4. Can be supplied to a relatively hot part. Therefore, since the oil supplied from the oil return hole 8a does not disturb the temperature stratification of the oil around the expansion mechanism 4, convection does not occur in the oil around the expansion mechanism 4, and the expansion mechanism 4 and the oil storage section The heat transfer coefficient on the heat transfer surface with the oil 6 can be suppressed low. Therefore, the thermal short circuit through the oil of the compression mechanism 2 and the expansion mechanism 4 can be further prevented.

(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 compressor 90 has substantially the same configuration as that of the first embodiment, and the same reference numerals are applied to the same functional parts. A description of the same configuration and its operation is omitted.

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 overflow pipe 10 provided in the upper bearing member 9 is not provided, and an oil pump A conical tube expansion portion 7b having an inner diameter that is increased toward the lower side in the suction portion 7a of the air flow passage 7, and an opening on the oil pump 7 side of the bypass oil flow path 8 is located inside the tube expansion portion 7b; The opening of the oil flow path 8 on the oil pump 7 side is provided at least above the lower end of the expanded pipe portion 7b.

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 compressor 90 of the present invention will be described.

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 compressor 90 of the present invention is formed with a conical pipe expanding portion 7b having an inner diameter that is enlarged toward the lower side in the suction portion 7a of the oil pump 7, and the opening on the oil pump 7 side of the bypass oil passage 8 is formed. Since the part is located inside the expanded pipe part 7b, the oil supplied through the bypass oil flow path 8 is once discharged to the expanded pipe part 7b. Since the oil discharged to the inside of the pipe expansion part 7b has a higher temperature than the oil around the expansion mechanism 4, it moves to the upper side of the pipe expansion part 7b and forms a local temperature stratification in the pipe expansion part 7b. Without being mixed with the surrounding oil, the oil is sucked by the oil pump 7 and sent to the compression mechanism 2. In addition, even if the oil located below the upper bearing member 9 among the oil stored in the oil storage unit 6 is discharged from the discharge pipe 45 together with the refrigerant that is used for lubrication of the expansion mechanism 4 and expands, A part of the oil discharged to the expanded pipe portion 7b is automatically supplied by the amount reduced. Here, the oil discharged through the expansion mechanism 4 is sucked again by the compression mechanism 2 together with the refrigerant and returns to the inside of the sealed container 1. In this way, the oil supplied from the bypass oil flow path 8 is only the amount that is sucked by the oil pump 7 and the amount that is used for lubrication of the expansion mechanism 4 and discharged from the discharge pipe 45, and the low temperature expansion. It is possible to prevent an unnecessarily high amount of hot oil from being mixed into the cold oil around the mechanism 4. Therefore, the thermal short circuit through the oil of the compression mechanism 2 and the expansion mechanism 4 can be prevented.

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 oil pump 7 side of the bypass oil passage 8 is provided at least above the lower end portion of the expanded pipe portion 7b, the oil supplied from the bypass oil flow path 8 is completely captured by the expanded portion 7b. Therefore, there is no possibility that the oil around the expansion mechanism 4 is unnecessarily mixed. Therefore, the thermal short circuit through the oil of the compression mechanism 2 and the expansion mechanism 4 can be further prevented.

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 porous oil passage 8 is made of a porous material that covers the steel pipe and the outer wall of the steel pipe. However, even if the bypass oil passage has a multi-layer structure, the number of times of heat transfer increases and results are increased. Thus, the heat transfer resistance can be increased and the same effect can be obtained.

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.

本発明の第1の実施形態の膨張機一体型圧縮機の縦断面図The longitudinal cross-sectional view of the expander integrated compressor of the 1st Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態の膨張機一体型圧縮機の縦断面図The longitudinal cross-sectional view of the expander integrated compressor of the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第3の実施形態の膨張機一体型圧縮機の縦断面図The longitudinal cross-sectional view of the expander integrated compressor of the 3rd Embodiment of this invention 従来の膨張機一体型圧縮機の縦断面図Vertical section of a conventional expander-integrated compressor 従来の膨張機一体型圧縮機の縦断面図Vertical section of a conventional expander-integrated compressor 従来の膨張機一体型圧縮機の横断面図Cross-sectional view of a conventional expander-integrated compressor

符号の説明Explanation of symbols

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 Expansion mechanism 5 Shaft 5a Main shaft part 5b First eccentric part 5c Second eccentric part 6 Oil storage part 7 Oil pump 7a Suction part 7b Expanding part 8 Bypass oil Flow path 8a Oil return hole 9 Upper bearing member 9a Discharge path 9b Oil communication hole 10 Overflow pipe 11 Terminal 12 Main bearing member 13 Fixed scroll 13a Suction port 13b Discharge port 14 Revolving scroll 15 Rotation restricting mechanism 16 Compression chamber 17 Suction pipe 18 Lead Valve 19 Discharge piping 21 Stator 22 Rotor 32 First cylinder 32a Vane groove 33 Middle plate 33a Communication hole 34 Second cylinder 34a Vane groove 35 Lower bearing member 35a Suction hole 35b Recess 36 First roller (first piston)
37 Second roller (second piston)
38 1st vane 39 2nd vane 40 1st spring 41 2nd spring 42 Suction piping 43 1st expansion chamber 44 2nd expansion chamber 45 Discharge piping 46 Suction muffler 47 Suction path 48 Sealing plate 105 Thermal insulation member 60,70,80, 90 Compressor with integrated expander

Claims (12)

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。
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.
前記オイル貯留部に貯留されたオイルのオイル面が、前記膨張機構の上端よりも上側に位置し、
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.
前記膨張機構の上側に設けられて前記密閉容器の内部を上部空間と下部空間とに区画するとともに、前記バイパスオイル流路を上下に連通させるオイル連通孔を有する区画部材をさらに備え、
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.
前記バイパスオイル流路の流入側の開口よりも上方に設けられた一端と、前記区画部材の下方に設けられた他端とを有するとともに、前記区画部材を貫通して固定されているオーバーフロー管をさらに備えた、請求項3に記載の膨張機一体型圧縮機。 An overflow pipe having one end provided above the opening on the inflow side of the bypass oil passage and the other end provided below the partition member, and being fixed through the partition member The expander-integrated compressor according to claim 3, further comprising: 前記バイパスオイル流路が、前記区画部材よりも下側であって、前記バイパスオイル流路と前記オイル貯留部とを連通させるオイル戻し孔を有する、請求項3に記載の膨張機一体型圧縮機。 4. The expander-integrated compressor according to claim 3, wherein the bypass oil flow path is below the partition member and has an oil return hole that communicates the bypass oil flow path with the oil storage portion. . 前記オイル戻し孔が前記区画部材の近傍に設けられた、請求項5に記載の膨張機一体型圧縮機。 The expander-integrated compressor according to claim 5, wherein the oil return hole is provided in the vicinity of the partition member. 前記オイルポンプの前記吸入部と前記バイパスオイル流路とを接続した、請求項1から請求項6のいずれかに記載の膨張機一体型圧縮機。 The expander-integrated compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein the suction portion of the oil pump and the bypass oil flow path are connected. 下向きに内径の拡大した円錐形状の拡管部を前記オイルポンプの吸入部に形成し、前記バイパスオイル流路の前記オイルポンプの側の開口を前記拡管部の下端より上に位置させた、請求項3に記載の膨張機一体型圧縮機。 The conical pipe expanding portion having an inner diameter downwardly expanded is formed in the suction portion of the oil pump, and the opening on the oil pump side of the bypass oil passage is positioned above the lower end of the pipe expanding portion. 4. The expander-integrated compressor according to 3. 前記バイパスオイル流路の前記オイルポンプの側の開口を前記拡管部の下端よりも上方に設けた、請求項8に記載の膨張機一体型圧縮機。 The expander-integrated compressor according to claim 8, wherein an opening on the oil pump side of the bypass oil passage is provided above a lower end of the expanded pipe portion. 前記バイパスオイル流路が断熱性を有した断熱オイル管である、請求項1から請求項9のいずれかに記載の膨張機一体型圧縮機。 The expander-integrated compressor according to any one of claims 1 to 9, wherein the bypass oil passage is a heat insulating oil pipe having heat insulating properties. 前記断熱オイル管が鋼管と前記鋼管の管外壁を覆う多孔質材料からなる、請求項10に記載の膨張機一体型圧縮機。 The expander-integrated compressor according to claim 10, wherein the heat insulating oil pipe is made of a porous material that covers a steel pipe and a pipe outer wall of the steel pipe. 前記断熱オイル管が多層構造である、請求項10に記載の膨張機一体型圧縮機。 The expander-integrated compressor according to claim 10, wherein the heat insulating oil pipe has a multilayer structure.
JP2006210604A 2006-08-02 2006-08-02 Expander integrated compressor Pending JP2008038643A (en)

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)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006210604A JP2008038643A (en) 2006-08-02 2006-08-02 Expander integrated compressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008038643A true JP2008038643A (en) 2008-02-21

Family

ID=39173978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006210604A Pending JP2008038643A (en) 2006-08-02 2006-08-02 Expander integrated compressor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008038643A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8087260B2 (en) Fluid machine and refrigeration cycle apparatus
WO2009136488A1 (en) Fluid machine
JP4967435B2 (en) Refrigeration equipment
JP5014346B2 (en) Expander-integrated compressor and refrigeration cycle apparatus including the same
WO2018096825A1 (en) Compressor having injection function
JP2012097638A (en) Compressor and refrigerating apparatus
JP4992862B2 (en) Compressor
JP4381532B2 (en) Swing piston type compressor
JP4591402B2 (en) Refrigeration equipment
JP2016180366A (en) Hermetic type scroll compressor and refrigerating air conditioner
JP2008215212A (en) Expander integrated type compressor and refrigerating cycle device
JP2008038643A (en) Expander integrated compressor
JP4384368B2 (en) Hermetic rotary compressor and refrigeration / air conditioner
JP6137166B2 (en) Scroll compressor and refrigeration equipment
JP2012036862A (en) Hermetically-sealed compressor, and refrigerating cycle apparatus
JP2009002221A (en) Scroll expander
JP4720594B2 (en) Refrigeration equipment
JP2006214335A (en) Scroll compressor
JP2017101557A (en) Hermetic type compressor
JP4720593B2 (en) Refrigeration equipment
JP5169231B2 (en) Refrigeration equipment
JP4924450B2 (en) Expansion machine
JP5892261B2 (en) Refrigeration cycle apparatus and heat pump water heater
JP2019027412A (en) Sealed compressor
JP2009013798A (en) Expander-integrated compressor