JP2009013798A - 膨張機一体型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 膨張機一体型圧縮機の圧縮機構と膨張機構との間で熱移動が発生し、冷凍サイクルにおける加熱能力および冷凍能力が低下する。
【解決手段】 下部にオイル貯留槽３９が形成された密閉容器２内に、上方から順に、圧縮機構３、電動機５、圧縮機構３にオイルを供給するオイルポンプ６、オイル貯留槽３９を上槽４０と下槽４１とに区画するオイル流動抑制板１１、および、膨張機構４を有する膨張機一体型圧縮機１において、オイルポンプ６のオイル吸入口１２ａとオイル流動抑制板１１とを離間して配置することにより、上槽４０の下底付近の冷媒流動を小さくして、上槽４０と下槽４１間のオイル流動抑制板１１を介した熱移動、すなわち、圧縮機構３と膨張機構４間の熱移動を抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体を圧縮する圧縮機構と流体を膨張させる膨張機構とを備えた膨張機一体型圧縮機に関する。

従来から、膨張機構で回収した冷媒の膨張エネルギーを、圧縮機構で冷媒を圧縮するエネルギーの一部として利用する動力回収式の冷凍サイクルとして、膨張機一体型圧縮機を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図３に、従来の膨張機一体型圧縮機１０１を用いた冷凍サイクル１００を示す。図３に示すように、従来の冷凍サイクル１００は、圧縮機構１２１と電動機１２２と膨張機構１２３と回転軸１２４とを備えた膨張機一体型圧縮機１０１、ガスクーラ１０２、蒸発器１０４、および膨張弁１０５を備えている。膨張機一体型圧縮機１０１の内部では、圧縮機構１２１、電動機１２２、および膨張機構１２３が、回転軸１２４により順に連結されている。

従来の冷凍サイクル１００では、圧縮機構１２１、ガスクーラ１０２、膨張機構１２３、蒸発器１０４が、主回路１０８により順に接続されることで、冷媒回路を構成している。さらに、膨張弁１０５が、ガスクーラ１０２と蒸発器１０４との間に、副回路１０９により接続されている。すなわち、主回路１０８と副回路１０９とは、ガスクーラ１０２の出口側で、膨張機構１２３を通る主回路１０８と膨張弁１０５を通る副回路１０９とに分岐され、蒸発器１０４の入口側で再び合流するように構成されている。

冷媒回路には、冷媒として二酸化炭素が充填されている。冷媒は、圧縮機構１２１で圧縮されて高温高圧の状態になった後、ガスクーラ１０２で冷却される。ガスクーラ１０２で冷却された冷媒は、膨張機構１２３または膨張弁１０５で膨張して低温低圧の状態になった後、蒸発器１０４で加熱される。蒸発器１０４で加熱された冷媒は、再び圧縮機構１２１で圧縮されて、上記循環を繰り返す。

膨張機構１２３では、膨張過程で発生した冷媒の膨張エネルギーを回収して、回転軸１２４の回転エネルギーに変換する。回転エネルギーは、圧縮機構１２１を駆動するエネルギーの一部として利用され、冷凍サイクルの効率の向上に寄与する。

次に、従来の膨張機一体型圧縮機１０１について説明する。図４は、従来の膨張機一体型圧縮機１０１の縦断面図を示す。図４に示すように、従来の膨張機一体型圧縮機１０１の密閉容器１２０の内部には、上から順に、２段ロータリ型の膨張機構１２３、電動機１２２、２段ロータリ型の圧縮機構１２１が備えられ、回転軸１２４により連結されている。回転軸１２４の内部には、オイル供給孔１２７が形成されている。

密閉容器１２０の下部には、オイルを貯留するためのオイル貯留槽１２５が形成されている。オイル貯留槽１２５には、オイル貯留槽１２５からオイルを汲み上げるためのオイルポンプ１２６が設置され、回転軸１２４の下端部と連結されている。オイルポンプ１２６によって汲み上げられたオイルは、回転軸１２４内のオイル供給孔１２７を経由して、圧縮機構１２１および膨張機構１２３に供給され、圧縮機構１２１の摺動部分および膨張機構１２３の摺動部分を潤滑するとともに、シール性を確保している。

膨張機構１２３の外縁端には、オイル戻し経路１２８が形成されている。オイル戻し経
路１２８の上端は、回転軸１２４内のオイル供給孔１２７と連通し、その下端は、膨張機構１２３の下方にて開口している。膨張機構１２３の信頼性確保のため、オイルは余剰に供給されるのだが、余剰オイルは、オイル戻し経路１２８を経由して膨張機構１２３の下方に排出され、オイル貯留槽１２５へと戻る。
特開２００５−２９９６３２号公報

従来の膨張機一体型圧縮機１０１では、オイル貯留槽１２５から汲み上げられたオイルが、高温である圧縮機構１２１を通過するため、圧縮機構１２１から受熱することで加熱される。圧縮機構１２１によって加熱されたオイルは、電動機１２２の発熱によってさらに加熱されてから、膨張機構１２３に到達する。膨張機構１２３に到達したオイルは、低温である膨張機構１２３において冷却された後、オイル戻し経路１２８を経由して膨張機構１２３の下方に排出される。膨張機構１２３から排出されたオイルは、電動機１２２の側面を通過する際に電動機１２２から受熱し、さらには圧縮機構１２１の側面を通過する際にも圧縮機構１２１から受熱するため、加熱された状態でオイル貯留槽１２５に戻る。

以上のように、オイルが圧縮機構１２１と膨張機構１２３との間を循環することによって、オイルを介して、圧縮機構１２１から膨張機構１２３への熱移動が起こる。そのため、圧縮機構１２１から排出される冷媒温度が低下し、かつ、膨張機構１２３から排出される冷媒温度が上昇するため、暖房時の室内加熱能力の低下、および冷房時の室内冷却能力の低下が発生する。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、圧縮機構から膨張機構への熱移動を抑制することができる膨張機一体型圧縮機を提供することである。

本発明に係る膨張機一体型圧縮機は、底部にオイルを貯留するオイル貯留槽が形成された密閉容器と、前記密閉容器内に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構の下方に設けられ、固定子と回転子とを有する電動機と、前記電動機の下方に設けられ、オイル吸入口から吸入したオイルを前記圧縮機構に供給するオイルポンプと、前記オイルポンプの下方に設けられ、前記オイル貯留槽を上槽と下槽に区画するオイル流動抑制板と、前記オイル流動抑制板の下方に設けられ、冷媒を膨張させる膨張機構と、前記圧縮機構、前記電動機、前記膨張機構を連結するとともに、前記オイルポンプで汲み上げられたオイルを前記圧縮機構に供給するための給油経路が内部に形成された回転軸と、を有し、前記オイル吸入口と前記オイル流動抑制板とが離間されている。

上記構成により、オイル流動抑制板のオイル貯留槽の上槽側表面におけるオイル流動を抑制することができるため、オイル貯留槽の上槽内のオイルと下槽内のオイルとの、オイル流動抑制板を介した熱移動を抑制することができる。したがって、圧縮機構から膨張機構への熱移動を抑制することができる。

本発明によれば、膨張機一体型圧縮機を構成する圧縮機構と膨張機構との間の熱移動を抑制することができ、加熱能力・冷却能力の低下を防ぐことができるため、高効率な冷凍サイクルを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における膨張機一体型圧縮機１の内部構成を示す縦断面図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１における膨張機一体型圧縮機１の密閉容器２の内部には、上から順に、圧縮機構３、電動機５、オイルポンプ６、膨張機構４が備えられ、回転軸７により連結されている。

回転軸７は、圧縮機構主軸受５４、圧縮機構副軸受８、膨張機構上軸受６０、膨張機構下軸受６４によって支持されている。回転軸７の内部には、圧縮機構３にオイルを供給するための給油経路として、オイル循環孔１８が形成されている。

密閉容器２の上部には、外部からの冷媒を圧縮機構３へ導く吸入管５２と、圧縮機構３からの冷媒を外部へ導く吐出管５３とを備えている。密閉容器２の下部には、外部からの冷媒を膨張機構４へ導く膨張機構吸入管６８と、膨張機構４からの冷媒を外部へ導く膨張機構吐出管６９とを備えている。

以下、本発明の実施の形態１における膨張機一体型圧縮機１の各構成について、具体的に説明する。

＜圧縮機構３の構成＞
本実施の形態１における圧縮機構３は、スクロール型であり、密閉容器２内の上部に設けられている。圧縮機構３は、圧縮機構主軸受５４、旋回スクロール５０、固定スクロール５１を備えている。

圧縮機構主軸受５４は、密閉容器２内に固定され、回転軸７の上部を軸支している。圧縮機構主軸受５４は、回転軸７内のオイル循環孔１８より供給されたオイルの一部を排出するオイル排出口５８、圧縮機構３の上部より吐出された冷媒およびオイルを圧縮機構主軸受５４の下方へ導く吐出経路５７ａを備えている。

圧縮機構主軸受５４の下面には、吐出経路５７ａおよびオイル排出口５８を覆うように、仕切り部材３２が設けられている。仕切り部材３２の上端部は、圧縮機構主軸受５４の外縁近傍に接合され、その下端部は、電動機５に接合されている。これにより、膨張機構３と電動機５との間には、吐出空間３５が形成され、圧縮機構３から吐出されたオイルを一時的に貯留する。

固定スクロール５１は、渦巻状のラップ５１ａ、吸入管５２と連通する吸入ポート５１ｂ、圧縮された冷媒を吐出するための吐出口５５、吐出口５５より吐出された冷媒およびオイルを圧縮機構主軸受５４の下方へ誘導する吐出経路５７ｂを備えている。吐出経路５７ｂは、吐出経路５７ａと連通して、１本の吐出経路５７を構成している。また、固定スクロール５１の上面には、吐出口５５および吐出経路５７ｂを覆うように、圧縮機構カバー５６が設けられている。

旋回スクロール５０は、渦巻状のラップ５０ａを備えており、ラップ５０ａが固定スクロール５１のラップ５１ａと噛み合わされるように、圧縮機構主軸受５４と固定スクロール５１との間に挟みこまれる。これにより、旋回スクロール５０と固定スクロール５１との間には、圧縮室５９が形成される。また、旋回スクロール５０は、回転軸７の上端部に形成された偏心軸部７ａと嵌合しており、回転軸７が回転すると同時に偏心運動する。

＜膨張機構４の構成＞
本実施の形態１における膨張機構４は、ロータリ型であり、密閉容器２内の下部に設け
られている。膨張機構４は、膨張機構上軸受６０と膨張機構下軸受６４との間に、膨張機構吸入ポートブロック６３と膨張機構吐出ポートブロック６１と膨張機構シリンダブロック６２とを有している。

膨張機構上軸受６０および膨張機構下軸受６４は、回転軸７の下部を軸支している。回転軸７の下部には、膨張機構偏心部材３３が形成されている。

膨張機構シリンダブロック６２の内部には、略円筒状の空間が形成されている。この空間には、回転軸７の膨張機構偏心部材３３と嵌合している、膨張機構ピストン６５が配置されている。

膨張機構シリンダブロック６２の内壁面、膨張機構ピストン６５の外壁面、膨張機構吐出ポートブロック６１、膨張機構吸入ポートブロック６３により、膨張機構作動室７３が形成される。

ベーン６６は、膨張機構ピストン６５の外壁面に接するように、膨張機構シリンダブロック６２に形成されたベーン溝（図示せず）に配置されている。また、ベーン溝には、ベーン６６が膨張機構ピストン６５の方向に付勢されるように、バネ６７が配置されている。これにより、膨張機構４の膨張機構作動室７３は、高圧側の作動室と低圧側の作動室とに仕切られる。

膨張機構吸入ポートブロック６３には、膨張機構作動室７３に高圧冷媒を導入するための吸入経路６３ａが形成され、膨張機構吸入管６８と連通している。膨張機構吐出ポートブロック６１には、膨張機構作動室７３で膨張して低圧となった冷媒を吐出するための吐出経路６１ａが形成され、膨張機構吐出管６９と連通している。

＜電動機５の構成＞
本実施の形態１における電動機５は、回転軸７に取付けられた回転子７０と、回転子７０の外側に設けられた固定子７１により構成され、密閉容器２内の圧縮機構３とオイルポンプ６との間に配置されている。回転子７０内には、冷媒およびオイルが通過するための回転子内流路７２が、上下に貫通して備えられている。

＜オイルポンプ６の構成＞
本実施の形態１におけるオイルポンプ６は、ロータリ型であり、電動機５と膨張機構４との間に設置されている。オイルポンプ６は、オイルポンプピストン１３と、オイルポンプシリンダ１４と、オイルポンプシリンダブロック１５とを備えている。

オイルポンプ６の上面には、圧縮機構副軸受８が配置されている。圧縮機構副軸受８には、オイル吐出空間１７が形成されており、回転軸７内のオイル循環孔１８と連通している。また、圧縮機構副軸受８には、オイル戻り流路９が形成されており、圧縮機構３から電動機５を通過して流れてきたオイルを、密閉容器２の下方に設けられたオイル貯留槽３９へと導く。オイルポンプ６の下面には、スペーサ１０が配置されている。すなわち、本実施の形態１では、オイルポンプシリンダ１４の内壁面、オイルポンプピストン１３の外壁面、圧縮機構副軸受８、スペーサ１０により、三日月状の作動室１９が形成される。

オイルポンプシリンダブロック１５は、外壁面上に凸部１５ａを有する略円筒形である。凸部１５ａには、作動室１９にオイルを誘導するためのオイル吸入口１２ａが、その上側開口部が上方に向くように形成されている。

オイルポンプシリンダブロック１５の内部には、略円筒形のオイルポンプシリンダ１４
が挿入され、オイルポンプシリンダブロック１５と嵌合している。オイルポンプシリンダ１４には、オイル吸入路１２ｂが形成されており、オイル吸入口１２ａおよび作動室１９と連通している。

オイルポンプシリンダ１４の内部には、オイルポンプピストン１３が挿入され、回転軸７に固定されたオイルポンプ偏心部材３４と嵌合している。これにより、回転軸７が回転すると同時に、オイルポンプピストン１３は偏心運動する。

＜オイル流動抑制板１１の構成＞
本実施の形態１の膨張機一体型圧縮機１には、オイル流動抑制板１１が、オイルポンプ６と膨張機構４との間に設けられており、オイル貯留槽３９を上槽４０と下槽４１とに区画している。オイルポンプ６とオイル流動抑制板１１との間には、スペーサ１０が備えられている。これにより、オイル吸入口１２ａの上側開口部とオイル流動抑制板１１とが、離間される。

なお、オイル流動抑制板１１は、オイル吸入口１２ａの近傍において、下側、すなわち、膨張機構４側に凹状に形成されているため、オイル流動抑制板１１とオイル吸入口１２ａの上側開口部とが、更に離間される。

また、本実施の形態１では、オイル流動抑制板１１の上部に、オイル流動抑制板カバー３０を配置している。これにより、オイル流動抑制板１１とオイル流動抑制板カバー３０との間に、オイルの滞留部（図示せず）が形成される。

オイル流動抑制板１１およびオイル流動抑制板カバー３０には、上槽４０と下槽４１とを連通させるために、それぞれ、オイル流動抑制板連通孔２０および連通孔３１を備えている。

＜膨張機一体型圧縮機１の動作＞
本実施の形態１における膨張機一体型圧縮機１では、電動機５が駆動されると回転軸７が回転する。回転軸７は、電動機５の回転子７０による回転動力、および、膨張機構４より発生する回収動力により回転駆動する。膨張機構４より発生する回収動力とは、膨張機構吸入管６８より吸入された高圧冷媒が、膨張機構ピストン６５を押しのける膨張エネルギーのことであり、膨張機構偏心部材３３を介して、駆動エネルギーとして回転軸７に伝達される。

電動機５と膨張機構４からの動力により回転駆動する回転軸７は、圧縮機構３の旋回スクロール５０を旋回駆動する。これにより、旋回スクロール５０と固定スクロール５１により形成された圧縮室５９が、外側から内側へと移動する。

＜冷媒およびオイルの流れ＞
本実施の形態１の圧縮機構３では、回転軸７の回転により旋回スクロール５０が偏心運動することで、冷媒が、吸入管５２より吸入ポート５１ｂを通じて圧縮室５９に吸入され、圧縮される。圧縮された冷媒は、吐出口５５より吐出経路５７を通じて吐出空間３５に吐出される。

また、オイルポンプ６では、回転軸７の回転によりオイルポンプピストン１３が駆動されることで、オイルが、オイル吸入口１２ａからオイル吸入路１２ｂを通じて、作動室１９に吸入される。吸入されたオイルは、オイル吐出空間１７に吐出された後、回転軸７内のオイル循環孔１８より圧縮機構３の旋回スクロール５０の下面に供給される。

旋回スクロール５０の下面に供給されたオイルは、旋回スクロール５０と回転軸７の偏心軸部７ａとの摺動部分を潤滑した後、オイル排出口５８より吐出空間３５に流出する。また、旋回スクロール５０の下面に供給された一部のオイルは、圧縮機構３内の潤滑とシールに利用される際、吐出冷媒に混入して吐出経路５７より吐出空間３５に吐出される。

吐出経路５７から吐出された冷媒とオイル、および、オイル排出口５８から排出されたオイルは、吐出空間３５で混合される。吐出空間３５内の冷媒およびオイルは、電動機５の回転子７０の回転により攪拌されて温度が均等化された状態で、回転子内流路７２を通じて電動機５の下方に流れる。

この際、混合されたオイルと冷媒は、高温状態となる。高温状態でのオイル密度と冷媒密度を比較すると、オイル密度は冷媒密度より大きい。このため、オイルと冷媒は、電動機５と圧縮機構副軸受８との間の空間で、回転子７０の回転による旋回流の影響を受けて分離する。

上記空間で分離した冷媒は、再び上方に流れて、電動機５と圧縮機構３を通り抜け、密閉容器２の上部に設けられた吐出管５３より吐出される。一方、分離したオイルは、オイル戻り流路９を通じてオイル貯留槽３９の上槽４０に戻る。上槽４０に貯留されたオイルは、再びオイル吸入口１２ａからオイルポンプ６内に吸入され、上記循環を繰り返す。

本実施の形態１の膨張機構４では、回転軸７の回転により膨張機構ピストン６５が偏心運動することで、冷媒が膨張機構吸入管６８より吸入経路６３ａを通じて膨張機構作動室７３に吸入され、膨張する。膨張した冷媒は、膨張機構吐出管６９から吐出経路６１ａを通じて吐出される。

また、膨張機構４は、オイル流動抑制板１１により区画されたオイル貯留槽３９の下槽４１に浸かっており、膨張機構４の各部材間の隙間より、膨張機構４内にオイルが常時供給される。

＜オイル流動抑制板１１の作用と効果＞
オイル流動抑制板１１により区画されたオイル貯留槽３９の上槽４０内のオイルは、圧縮機構４に供給されたオイルが戻るため、高温となる。それに対して、オイル貯留槽３９の下槽４１内のオイルは、低温の冷媒が通過する膨張機構４内での摺動に利用されるため、低温となる。

したがって、本実施の形態１では、オイルポンプ６により圧縮機構３に供給されているオイルは、密閉容器２内のオイル流動抑制板１１より上部を循環しており、また、循環経路の途中に膨張機構４がないため、膨張機構４により直接冷却されることがない。また、圧縮機構３に供給されるオイルと膨張機構４に供給されるオイルは、オイル流動抑制板１１により混合されることがほとんどないため、混合による熱移動を防止することができる。

また、上槽４０と下槽４１間の熱移動をさらに抑制するため、オイル吸入口１２ａとオイル流動抑制板１１とが、スペーサ１０を介して離間されるように配置されている。これにより、オイル吸入口１２ａの上側開口部とオイル流動抑制板１１との距離が長くなるため、オイルポンプ６によるオイル吸入時に発生するオイル流動抑制板１１の上面付近、すなわち、上槽４０の下底付近におけるオイル流速を低減することができ、上槽４０と下槽４１間のオイル流動抑制板１１を介した熱移動を抑制することができる。また、オイルポンプ６からオイル流動抑制板１１への金属接触面を介した熱移動も、スペーサ１０を積層して接触熱抵抗を増大させることにより、減少させることができる。

本実施の形態１では、オイル吸入口１２ａの上側開口部が上方を向いているため、オイル流動抑制板１１とオイル吸入口１２ａの上側開口部が、さらに離間されている。したがって、オイルの吸入に伴うオイル流動の影響は、オイル貯留槽３９の上槽４０の上方では比較的大きいが、上槽４０の下方に向かって徐々に小さくなる。したがって、上槽４０と下槽４１間のオイル流動抑制板１１を介した熱移動を抑制することができる。

また、上槽４０の上方にあるオイルが優先的にオイルポンプ６に吸入されるため、比較的温度の高いオイルを圧縮機構３に供給することができる。したがって、圧縮機構３によって加熱されたオイルが、優先的に圧縮機構３に供給されるため、下槽４１内の比較的温度の低いオイルとの熱交換を抑制することができる。

本実施の形態１では、オイル流動抑制板１１のオイル吸入口１２ａ近傍が、下側、すなわち、膨張機構４側に凹形状となっているため、オイル吸入口１２ａの上側開口部とオイル流動抑制板１１とが、さらに離間されることになる。したがって、オイルポンプ６によるオイル吸入時に発生するオイル流動抑制板１１の上面付近、すなわち、上槽４０の下底付近におけるオイル流速をさらに低減することができ、上槽４０と下槽４１間のオイル流動抑制板１１を介した熱移動を抑制することができる。

本実施の形態１では、オイル流動抑制板１１の上部には、オイル流動抑制板カバー３０が配置されている。これにより、オイル流動抑制板１１とオイル流動抑制板カバー３０との間にオイルの滞留部（図示せず）が形成され、この滞留部によって上槽４０と下槽４１間の熱移動を、さらに抑制することができる。

なお、下槽４１のオイルは、少量ではあるが、膨張機構４の各部材の隙間から膨張機構吐出管６９を経由して、冷凍サイクル中に冷媒とともに流出するため、減少する。しかしながら、本実施の形態１では、オイル流動抑制板連通孔２０および連通孔３１の設置により、上槽４０と下槽４１間のオイル移動が可能なため、減少分を補充することが可能である。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における膨張機一体型圧縮機１の内部構成を示す縦断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については同一番号を付して、その説明を省略する。

図２に示すように、本実施の形態２におけるオイルポンプ６は、オイルポンプピストン１３、オイルポンプシリンダ１４、オイルポンプシリンダブロック１５、およびオイルポンプ吸入ブロック１６を備えている。本実施の形態２のオイルポンプ６は、略円筒形のオイルポンプシリンダブロック１５の上に、オイル吸入口１２ｃを有するオイルポンプ吸入ブロック１６を積層する形で構成され、オイル流動抑制板１１の上面に直接配置されていることを特徴とする。すなわち、本実施の形態２では、オイルポンプシリンダ１４の内壁面、オイルポンプピストン１３の外壁面、オイル流動抑制板１１、オイルポンプ吸入ブロック１６により、三日月状の作動室１９が形成される。

オイルポンプ吸入ブロック１６は、外壁面上に凸部１６ａを有する略円筒形である。上述したように、オイルポンプ吸入ブロック１６には、作動室１９にオイルを誘導するためのオイル吸入口１２ｃが、クランク状に形成されている。オイル吸入口１２ｃの上側開口部は、上方に向くように凸部１６ａに形成され、下側開口部は、作動室１９と連通するように、オイルポンプ吸入ブロック１６に形成されている。

略円筒形のオイルポンプシリンダブロック１５の内部には、略円筒形のオイルポンプシリンダ１４が挿入され、オイルポンプシリンダブロック１５と嵌合している。本実施の形態２においては、オイルポンプシリンダブロック１５およびオイルポンプシリンダ１４が、実施の形態１におけるスペーサ１０の役割を担っている。

オイルポンプシリンダ１４の内部には、オイルポンプピストン１３が挿入され、回転軸７に固定されたオイルポンプ偏心部材３４と嵌合している。これにより、回転軸７が回転すると同時に、オイルポンプピストン１３は偏心運動する。

このように、本実施の形態２では、オイル吸入口１２ｃを有するオイルポンプ吸入ブロック１６とオイル流動抑制板１１とが、オイルポンプシリンダブロック１５およびオイルポンプシリンダ１４を介して、離間されるように配置されている。これにより、オイルポンプ吸入口１２ｃの上側開口部とオイル流動抑制板１１との距離が長くなるため、オイルポンプ６によるオイル吸入時に発生する、上槽４０の下底付近におけるオイル流速を低減することができ、上槽４０と下槽４１間のオイル流動抑制板１１を介した熱移動を抑制することができる。したがって、圧縮機構３から、上槽４０からオイル流動抑制板１１を介した下槽４１への熱移動を防止することができる。また、オイルポンプシリンダブロック１５およびオイルポンプシリンダ１４により、オイル流動抑制板１１への金属接触面を介した熱移動も抑制することができる。

以上より、本発明の実施の形態１、２の膨張機一体型圧縮機１によれば、圧縮機構３から膨張機構４への熱移動を抑制することができ、暖房運転時の圧縮機構３の吐出温度の低下による暖房能力の低下や、冷房運転時の膨張機構４の出口冷媒の受熱による冷房能力の低下を防止することができる。

なお、本発明の実施の形態１、２では、スクロール型の圧縮機構３とロータリ型の膨張機構４を用いたが、上記に限られることはなく、圧縮機構３および膨張機構４の構造は、スクロール型、ロータリ型、レシプロ型などの形式を問わず、同一容器内に圧縮機構３と膨張機構４が備わる構成において、効用に差異はない。また、オイルポンプ６も、ロータリ型ではなく、トロコイド型などでも、同様の効果がある。

また、本発明の実施の形態１、２では、１本の回転軸７を用いたが、上記に限られることはなく、組立性を考慮して分割された回転軸を用いた場合でも、同様の効果を有する。

本発明の膨張機は、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り、冷凍サイクルを用いた空調機や給湯機などの用途に適用することができる。

本発明の実施の形態１における膨張機一体型圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態２における膨張機一体型圧縮機の縦断面図 従来の膨張機一体型圧縮機を用いた冷凍サイクル図 従来の膨張機一体型圧縮機の縦断面図

符号の説明

１、１０１ 膨張機一体型圧縮機
２、１２０ 密閉容器
３、１２１ 圧縮機構
４、１２３ 膨張機構
５、１２２ 電動機
６、１２６ オイルポンプ
７、１２４ 回転軸
７ａ 偏心軸部
８ 圧縮機構副軸受
９ オイル戻り流路
１０ スペーサ
１１ オイル流動抑制板
１２ａ、１２ｃ オイル吸入口
１２ｂ オイル吸入路
１３ オイルポンプピストン
１４ オイルポンプシリンダ
１５ オイルポンプシリンダブロック
１５ａ、１６ａ 凸部
１６ オイルポンプ吸入ブロック
１７ オイル吐出空間
１８ オイル循環孔
１９ 作動室
２０ オイル流動抑制板連通孔
３０ オイル流動抑制板カバー
３１ 連通孔
３２ 仕切り部材
３３ 膨張機構偏心部材
３４ オイルポンプ偏心部材
３５ 吐出空間
３９、１２５ オイル貯留槽
４０ 上槽
４１ 下槽
５０ 旋回スクロール
５０ａ、５１ａ ラップ
５１ 固定スクロール
５１ｂ 吸入ポート
５２ 吸入管
５３ 吐出管
５４ 圧縮機構主軸受
５５ 吐出口
５６ 圧縮機構カバー
５７、５７ａ、５７ｂ 吐出経路
５８ オイル排出口
５９ 圧縮室
６０ 膨張機構上軸受
６１ 膨張機構吐出ポートブロック
６１ａ 吐出経路
６２ 膨張機構シリンダブロック
６３ 膨張機構吸入ポートブロック
６３ａ 吸入経路
６４ 膨張機構下軸受
６５ 膨張機構ピストン
６６ ベーン
６７ バネ
６８ 膨張機構吸入管
６９ 膨張機構吐出管
７０ 回転子
７１ 固定子
７２ 回転子内流路
７３ 膨張機構作動室
１００ 冷凍サイクル
１０２ ガスクーラ
１０４ 蒸発器
１０５ 膨張弁
１０８ 主回路
１０９ 副回路
１２７ オイル供給孔
１２８ オイル戻し経路

Claims (6)

1. 底部にオイルを貯留するオイル貯留槽が形成された密閉容器と、
   前記密閉容器内に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機構と、
   前記圧縮機構の下方に設けられ、固定子と回転子とを有する電動機と、
   前記電動機の下方に設けられ、オイル吸入口から吸入したオイルを前記圧縮機構に供給するオイルポンプと、
   前記オイルポンプの下方に設けられ、前記オイル貯留槽を上槽と下槽に区画するオイル流動抑制板と、
   前記オイル流動抑制板の下方に設けられ、冷媒を膨張させる膨張機構と、
   前記圧縮機構、前記電動機、前記膨張機構を連結するとともに、前記オイルポンプで汲み上げられたオイルを前記圧縮機構に供給するための給油経路が内部に形成された回転軸と、を有し、
   前記オイル吸入口と前記オイル流動抑制板とは離間されている、膨張機一体型圧縮機。
2. 前記オイルポンプと前記オイル流動抑制板との間にスペーサが設置されている、
   請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機。
3. 前記オイルポンプが、オイルポンプシリンダブロックと、前記オイルポンプシリンダブロックの上面に設けられたオイルポンプ吸入ブロックとを含んでいる、
   請求項１または２に記載の膨張機一体型圧縮機。
4. 前記オイル吸入口の開口部が上方に向けて設けられている、
   請求項１〜３のいずれかに記載の膨張機一体型圧縮機。
5. 前記オイル流動抑制板が、前記オイル吸入口から離間するように、前記膨張機構側へ凹形状となっている、
   請求項１〜４のいずれかに記載の膨張機一体型圧縮機。
6. 前記オイル吸入口と前記オイル流動抑制板との間に、オイル流動抑制板カバーを更に有する、
   請求項１〜５のいずれかに記載の膨張機一体型圧縮機。

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