JP2013241869A - 従動クランク型スクロール式膨張機 - Google Patents

Abstract

【課題】超臨界状態にある作動流体を使用する膨張機における潤滑性能の低下を防止する。
【解決手段】可動スクロールでは、作動流体が臨界圧力ＰＣに達した回転角度θ３に一定の回転角度を加えた回転角度θ４を可動渦巻壁と固定渦巻壁の非接触状態、接触状態の切換位置として設定している。切換位置となる回転角度θ４における作動流体の圧力は、亜臨界圧力Ｐ２に低下した状態である。また、切換位置は、膨張室を区画する複数の接触点について、可動渦巻壁を固定渦巻壁に対して接触状態にするか、非接触状態にするかの分岐点を表している。発明の実施形態は、回転角度０から回転角度θ４の領域では、可動渦巻壁が固定渦巻壁と非接触で膨張室を区画するように構成している。一方、回転角度θ４から回転角度θ６の領域では、可動渦巻壁が固定渦巻壁と接触した状態で膨張室を区画するように構成している。これにより、膨張機の潤滑性能の低下を防止できる。
【選択図】図４

Description

本願発明は、熱エネルギーから機械的動力を取り出すことができる従動クランク型スクロール式膨張機に関する。

例えば、特許文献１には、膨張機の入口と出口との冷媒の温度差及び圧力差が大きいほど熱回収効率を向上することができるため、冷媒の高圧側を超臨界状態として運転するランキンサイクルが開示されている。特許文献１の課題では、冷媒の温度差を大きくするために、膨張機の入口の冷媒温度を際限なく上昇させると、冷媒や冷媒に添加される潤滑油が熱分解し、ランキンサイクルの作動に支障を来す恐れがあると記載している。また、冷媒の圧力差を大きくするために、膨張機の入口の冷媒圧力を際限なく上昇させると、配管の破損や膨張機内のエロージョン等を発生する恐れがあると記載されている。

特許文献１は、上記課題を解決するために、高圧側の冷媒が超臨界状態となるランキンサイクルにおいて、膨張機の入口の圧力を、冷媒の凝縮圧力に対応して推定された冷媒の飽和蒸気のエントロピに対応する圧力に設定するとともに、膨張機入口の温度を冷媒が分解しない最高温度に設定し、設定圧力になるように膨張機の負荷を制御するとともに設定温度になるようにポンプから圧送される冷媒の流量を制御する構成を開示している。特許文献１は、上記構成により、膨張機入口の冷媒特性を制御し、内燃機関の廃熱利用装置の熱回収効率を向上している。

特開２０１０−４８１２９号公報

特許文献１のように、超臨界状態にある冷媒では、冷媒や冷媒に添加されている潤滑油が分解されない温度状態であっても、潤滑油の性能を悪化する可能性が高い状態にある。例えば、車両のエンジンの排ガスを熱源とする廃熱利用装置のランキンサイクルを考えた場合、車両の通常運転中では、超臨界状態にある冷媒が循環し、所定の熱回収を行い、冷媒に添加された潤滑油により膨張機の潤滑が行なわれている。

しかし、車両の発進時や登坂時あるいは加速時等において、エンジンに大きな負荷が掛かる時、エンジンから排気される排ガスが通常以上の高温になる。このため、熱交換器において、冷媒は通常以上に加熱され、高温になる。冷媒の温度が、特許文献１に記載されたような冷媒及び潤滑油の分解温度に達しなくても、超臨界状態にある冷媒は潤滑油に溶け込み易く、潤滑油の粘度が大きく低下して潤滑性能が悪化する。従って、潤滑性能の低下した潤滑油では、膨張機の潤滑が十分に行なわれなくなる。特に、冷媒の高圧が掛かる膨張機の冷媒吸入位置の摺動部は、潤滑不良により摩耗し易くなり、最悪の場合、膨張機は破損あるいは運転不能等の大きな問題を生じる。

本願発明は、超臨界状態にある作動流体を使用する膨張機における潤滑性能の低下を防止することを目的とする。

請求項１は、ハウジング内に、固定渦巻壁を有する固定スクロール及び可動渦巻壁を有する可動スクロールを備え、前記固定スクロールの中心側に前記固定渦巻壁及び前記可動渦巻壁により区画される膨張室と連通する作動流体の吸入口を備え、前記膨張室に吸入された超臨界状態にある作動流体の膨張により前記可動スクロールが自転防止機構と前記固定スクロールで規制されながら旋回され、機械的動力を出力する従動クランク型スクロール式膨張機において、前記吸入口から前記膨張室に吸入された超臨界圧力の作動流体が膨張に伴い、亜臨界圧力に低下するまでの前記可動スクロールの回転角度の領域では、前記固定渦巻壁と前記可動渦巻壁とを非接触の状態で前記膨張室を区画し、前記作動流体が前記亜臨界圧力に低下した後における前記可動スクロールの回転角度の領域では、前記固定渦巻壁と前記可動渦巻壁とを接触させた状態で前記膨張室を区画することを特徴とする。

請求項１によれば、作動流体の吸入口側となる従動クランク型スクロール式膨張機の内周側では、粘度の低下した潤滑油を含む作動流体の超臨界圧力を受けることになる。しかし、膨張室を区画する固定渦巻壁と可動渦巻壁との対向面が非接触状態にあるため、潤滑油機能が低下していても固定渦巻壁及び可動渦巻壁の摩擦を引き起こす恐れが無い。作動流体の吐出側となる従動クランク型スクロール式膨張機の外周側では、膨張室を区画する固定渦巻壁と可動渦巻壁との対向面は接触状態にあるが、作動流体は膨張により既に亜臨界圧力に低下し、潤滑油から作動流体が分離し、潤滑機能を十分に有している。このため、固定渦巻壁と可動渦巻壁とが接触する対向面は十分に潤滑され、固定渦巻壁及び可動渦巻壁の摩耗、損傷を引き起こす恐れが無い。また、従動クランク型スクロール式膨張機は外周側の固定渦巻壁と可動渦巻壁とが接触するように構成されているため、内周側の固定渦巻壁と可動渦巻壁とが非接触であっても、作動流体の膨張により可動スクロールの安定した回転を得ることができる。

請求項２は、前記固定渦巻壁と前記可動渦巻壁とを非接触の状態で前記膨張室を区画する前記可動スクロールの回転角度の領域は、前記作動流体が超臨界圧力から臨界圧力に低下した時点の前記可動スクロールの回転角度に一定の回転角度を加えた回転角度までであることを特徴とする。請求項２によれば、作動流体が臨界圧力に達してから一定の時間（一定の回転角度）を経た亜臨界圧力の時点以降、固定渦巻壁と可動渦巻壁とが接触するように構成しているため、作動流体が潤滑油から十分に分離した状態にあり、潤滑油は固定渦巻壁と可動渦巻壁との潤滑を十分に行うことができる。

本願発明は、超臨界状態にある作動流体を使用する膨張機における潤滑性能の低下を防止できる。

ランキンサイクルを示す模式図である。 従動クランク型スクロール式膨張機の縦断面図である。 可動スクロールの自転防止ピンと自転防止孔との関係を示す概略図である。 作動流体の圧力と可動スクロールの回転角度の関係を説明する線図である。 図４の回転角度０における可動渦巻壁を示す概略図である。 図４の回転角度θ１における可動渦巻壁を示す概略図である。 図４の回転角度θ２における可動渦巻壁を示す概略図である。 図４の回転角度θ５における可動渦巻壁を示す概略図である。

（発明の実施形態）
図１は、車両にエンジン１の廃熱利用装置として搭載されたランキンサイクル２を示す。エンジン１は、エンジン１から排出される排気ガスの経路である排気管３を備え、エンジン１を冷却するための冷却水循環回路４が設けられている。また、エンジン１には、エンジン１の排気ガスを熱源とする廃熱利用装置としてランキンサイクル２が付設されている。なお、ランキンサイクル２では、作動流体として例えばＲ１３４ａ、Ｒ１５２ａ、Ｒ１２３４ｙｆ（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）等の冷媒が使用される。

冷却水循環回路４は、エンジン１を介して循環される冷却水の流通管５と、流通管５に介在された冷却水ポンプ６、ラジエータ７とを備えている。冷却水ポンプ６は冷却水をエンジン１に供給し、エンジン１の冷却を行う。エンジン１で加熱された冷却水は、ラジエータ７において冷却される。ラジエータ７において冷却された冷却水が、冷却水ポンプ６によりエンジン１に再度供給されることにより、冷却水の循環が行われる。

ランキンサイクル２は、作動流体が循環するポンプ８、熱交換器９、従動クランク型スクロール式の膨張機１０、凝縮器１１及びレシーバ１２を備えている。ポンプ８及び熱交換器９は循環路１３により接続され、熱交換器９及び膨張機１０は循環路１４により接続され、膨張機１０、凝縮器１１、レシーバ１２及びポンプ８は循環路１５により接続されている。なお、膨張機１０の構成については後述する。

ポンプ８は、電動モータ１６により駆動され、液化された作動流体を、循環路１３を介して熱交換器９に供給する。なお、作動流体には潤滑油が添加されており、潤滑油はランキンサイクル２を循環する間に機械的な摺動部の潤滑を行う。熱交換器９は排気管３の一部に設置され、内部に作動流体の流通する管路１７が形成されている。作動流体は熱交換器９内の管路１７を流通する間に、排気管３内を通過する高温の排気ガスにより加熱され、熱交換器９の出口側では超臨界状態となる。

熱交換器９において加熱された作動流体は、循環路１４により膨張機１０に供給される。膨張機１０は作動流体の膨張により回転され、機械的動力を出力することができる。膨張機１０において得られた動力は、膨張機１０に連結された発電機１８を回転し、電力を得ることができる。発電機１８はインバータ１９を介してバッテリー２０と電気的に接続されており、発電された電力をバッテリー２０に蓄積することができる。膨張機１０を経由した作動流体は、凝縮器１１において放熱され、凝縮液化される。また、凝縮された作動流体は、レシーバ１２において気液二層に分離され、液化された作動流体のみがポンプ８に導入される。

ランキンサイクル２には、制御装置２１が設けられている。制御装置２１はポンプ８を作動する電動モータ１６及び発電機１８を制御するインバータ１９に電気的に接続されている。制御装置２１は電動モータ１６に対して起動及び停止指令を発信し、ポンプ８の作動を制御する。また、インバータ１９はバッテリー２０へ電力を蓄電する機能の他、制御装置２１の指令に基づき、発電機１８の回転数を制御する機能を有する。

循環路１４には、膨張機１０の入口側、即ち熱交換器９と膨張機１０との間における作動流体の温度状態を検出する温度センサー２２及び作動流体の圧力状態を検出する圧力センサー２３が設置されている。温度センサー２２及び圧力センサー２３は、共に制御装置２１に電気的に接続され、膨張機１０の入口側における作動流体の温度状態及び圧力状態を検出して検出信号を制御装置２１に送信している。

膨張機１０について、図２及び図３を参照して説明する。図２において、膨張機１０のハウジングは、筒状に形成されたセンタハウジング２４と、センタハウジング２４の一端（図１の左端）に接合されたフロントハウジング２５と、センタハウジング２４の他端（図１の右端）に接合されたリヤハウジング２６とから形成されている。センタハウジング２４は仕切り壁２７を有し、仕切り壁２７によりセンタハウジング２４の内部がフロント側とリヤ側の２つの空間に仕切られている。

仕切り壁２７とフロントハウジング２５との間の空間には、発電機１８が収容されている。また、仕切り壁２７とリヤハウジング２６との間の空間には、支持ブロック２８及び膨張機１０が収容されている。発電機１８の回転軸２９は、ローラ軸受３０、ボール軸受３１及び複列の円錐ころ軸受３２によって回転可能に支持されている。発電機１８にはインバータ１９を介してバッテリー２０が接続されている。

支持ブロック２８の内周面には、Ｏリング製の軸シール３３が装着されている。支持ブロック２８を貫通した回転軸２９の先端には、回転軸２９の中心軸線Ｘに対して偏心した偏心軸３４が設けられている。偏心軸３４はブッシュ３５を有し、回転軸２９の回転により中心軸線Ｘの周りを公転する。また、ブッシュ３５は単列の円錐ころ軸受３６を介して膨張機１０の一部を構成する可動スクロール３７を支持している。可動スクロール３７の可動渦巻壁３８は、リヤハウジング２６に固定して設けられた固定スクロール３９の固定渦巻壁４０と所定角度ずらせて歯合され、固定スクロール３９の鏡板４１と接合する。固定スクロール３９の固定渦巻壁４０は可動スクロール３７の鏡板４２に接合し、可動渦巻壁３８と固定渦巻壁４０との間に膨張室４３が形成される。

固定スクロール３９の鏡板４１の中央部には吸入口４４が形成され、鏡板４１とリヤハウジング２６との間には吸入室４５が区画されている。吸入室４５は吸入口４４を介して膨張室４３に連通するとともに、リヤハウジング２６に形成された吸入ポート４６に連通する。また、固定スクロール３９の内周面と可動スクロール３７における可動渦巻壁３８の最外周面との間、及び吸入室４５の外周側には吐出室４７が区画形成され、吐出室４７はセンタハウジング２４に形成された吐出ポート４８に連通している。

可動スクロール３７は作動流体の膨張により回転される時、自転を防止し、公転（旋回）のみを許容するため、自転防止機構としての自転防止ピン４９を備え、支持ブロック２８には、自転防止ピン４９が嵌合される自転防止機構としての自転防止孔５０が設けられている。図３に示すように、可動スクロール３７には、等間隔に配置された６本の円形状の自転防止ピン４９が支持ブロック２８に向けて突出するように設けられている。支持ブロック２８には、自転防止ピン４９に対向して自転防止ピン４９よりも大径の円形状に形成された６個の自転防止孔５０が穿設されている。

自転防止ピン４９は可動スクロール３７が回転される時、自転防止孔５０の内周面に規制されて移動するため、可動スクロール３７は自転を防止されるとともに旋回半径を変えながら旋回する。また、可動スクロール３７の旋回中、可動渦巻壁３８の内面５１及び外面５２は常に固定渦巻壁４０の外面５３及び内面５４に向けて移動する。例えば、図３に示したある時点で見ると、Ｃ８〜Ｃ１１で示す接触点及び一部の自転防止ピン４９と対応する自転防止孔５０の内周面との接触点が接触することにより位置決めされている。

従って、膨張機１０では、自転防止孔５０の形成位置を調整することにより、接触点Ｃ６〜Ｃ１１の内、いずれの点を接触させるか予め設定することができる。また、可動渦巻壁３８と固定渦巻壁４０との間には、例えば、図３に示す時点では、接触点Ｃ６と接触点Ｃ７との間、接触点Ｃ６と接触点Ｃ８との間、接触点Ｃ８と接触点Ｃ１０との間、接触点Ｃ７と接触点Ｃ９との間、接触点Ｃ９と接触点Ｃ１１との間にそれぞれ膨張室４３が区画されている。

なお、図２において、固定スクロール３９に形成した連通路５５は、吸入室４５と背圧室５６とを接続し、作動流体を背圧室５６に導入する。また、チェック弁５７は、背圧室５６と吐出室４７とを接続し、背圧室５６内の圧力が設定値以上になると、作動流体を吐出室４７に逃し、背圧室５６内を適正圧力に保持する機能を有する。

膨張機１０では、超臨界状態にある作動流体が吸入ポート４６から吸入室４５に供給され、吸入口４４を介して膨張室４３に導入されて膨張する。膨張室４３における作動流体の膨張により可動スクロール３７が旋回し、回転軸２９が回転されるため、発電機１８が電力を発生する。膨張室４３において膨張し、圧力が低下した作動流体は、吐出室４７に吐出された後、吐出ポート４８から循環路１５を介して凝縮器１１へ供給される（図１参照）。

膨張機１０の吸入室４５に供給された超臨界状態にある作動流体は、膨張により図４に実線で示すように圧力低下し、吐出室４７に吐出される。作動流体は、膨張室４３への導入開始時期である可動スクロール３７の回転角度０から導入完了時期である回転角度θ２まで超臨界圧力Ｐ１の状態にある。膨張室４３において膨張を開始した作動流体は、回転角度θ３で臨界圧力ＰＣに達し、亜臨界圧力の状態に圧力低下するとともにさらに膨張に伴う圧力低下を続け、回転角度θ６で吐出室４７に吐出される。

可動スクロール３７では、作動流体が臨界圧力ＰＣに達した回転角度θ３に一定の回転角度を加えた一定時間後の回転角度θ４が切換位置Ｌ１、Ｌ２（図５〜図８参照）として設定されている。切換位置Ｌ１、Ｌ２となる回転角度θ４における作動流体の圧力は、亜臨界圧力Ｐ２に低下した状態である。また、切換位置Ｌ１、Ｌ２は、接触点Ｃ１〜Ｃ１１（図３、図５〜図８参照）において、可動渦巻壁３８を固定渦巻壁４０に対して接触状態にするか、非接触状態にするかの分岐点を表している。発明の実施形態は、回転角度０から回転角度θ４の領域では、可動渦巻壁３８が固定渦巻壁４０と非接触の状態で膨張室４３を区画するように構成している。一方、回転角度θ４から回転角度θ６の領域では、可動渦巻壁３８が固定渦巻壁４０と接触した状態で膨張室４３を区画するように構成している。

図５〜図８を参照し、可動渦巻壁３８と固定渦巻壁４０とにより形成される１つの膨張室４３Ａ（図６参照）を基に、作動流体の導入開始時期から吐出時期までにおける可動渦巻壁３８の具体的な状態を説明する。図５は、図４の回転角度０で示す作動流体の導入開始時期で、膨張室４３Ａが形成される直前である。図５において、図４の回転角度θ４に示す切換位置Ｌ１は固定渦巻壁４０の半径方向中間位置の内面５４に存在する。切換位置Ｌ２は切換位置Ｌ１のほぼ１８０度反対側で、固定渦巻壁４０の半径方向中間位置の外面５３に存在する。また、切換位置Ｌ１及びＬ２は図６〜図８においても同一の位置に存在する。

従って、図５では、切換位置Ｌ１及びＬ２より反回転方向側、即ち図４の回転角度０〜回転角度θ４に位置する接触点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、可動渦巻壁３８が固定渦巻壁４０に対して非接触となるように構成されている。また、切換位置Ｌ１及びＬ２より回転方向側、即ち図４の回転角度θ４〜回転角度θ６に位置する接触点Ｃ４、Ｃ５は可動渦巻壁３８が固定渦巻壁４０に対して接触するように構成されている。

図６は、可動スクロール３７が図４の回転角度θ１まで旋回した状態を示し、新たに形成された膨張室４３Ａに超臨界状態にある作動流体が導入されている。膨張室４３Ａは、可動渦巻壁３８の外面５２及び固定渦巻壁４０の内面５４の接触点Ｃ６と固定渦巻壁４０の外面５３及び可動渦巻壁３８の内面５１の接触点Ｃ７により区画形成されている。接触点Ｃ６、Ｃ７は、それぞれ切換位置Ｌ１及びＬ２に対して反回転方向側、即ち、回転角度０と回転角度θ４との間に存在し、非接触の状態となるように構成されている。

これに対し、他の接触点Ｃ８〜Ｃ１１はそれぞれ切換位置Ｌ１及びＬ２に対して回転方向側、即ち、回転角度θ４と回転角度θ６との間に存在するため、接触状態となるように構成されている。なお、膨張室４３Ａを区画する接触点Ｃ６、Ｃ７の非接触状態は、接触しない程度の僅かな隙間となるように構成されているため、膨張室４３Ａ内の作動流体が漏洩する恐れは無い。また、膨張室４３Ａに導入された作動流体は超臨界温度の高温にあるため、潤滑油の粘度が低下し、潤滑機能が著しく低下している。しかし、超臨界圧力Ｐ１の掛かる接触点Ｃ６、Ｃ７が非接触状態にあるため、可動渦巻壁３８及び固定渦巻壁４０の摩耗、損傷を引き起こす恐れが無視できるほど小さい。

また、接触点Ｃ８〜Ｃ１１の位置では、図４に示すように、作動流体が亜臨界圧力にまで低下しているため、超臨界状態で潤滑油に溶け込んでいた作動流体が潤滑油から分離され、潤滑油の粘度が高まり、本来の潤滑性能を備えている。このため、接触点Ｃ８〜Ｃ１１側では、可動渦巻壁３８及び固定渦巻壁４０は潤滑が十分に行なわれ、摩耗、損傷等を引き起こす恐れが無い。

図７は、可動スクロール３７が図４の回転角度θ２まで旋回した状態を示し、膨張室４３Ａへの作動流体の導入が完了した状態である。この時点で、膨張室４３Ａは、可動渦巻壁３８の内面５１と固定渦巻壁４０の内面５４とが対向する接触点Ｃ１及び可動渦巻壁３８の外面５２と固定渦巻壁４０の内面５４とが対向する接触点Ｃ２によって区画されている。接触点Ｃ１、Ｃ２はそれぞれ切換位置Ｌ１の反回転方向側に存在し、非接触状態に構成されている。また、可動渦巻壁３８の内面５１と固定渦巻壁４０の外面５３とが対向する接触点Ｃ３は、切換位置Ｌ２の反回転方向側に存在するため、非接触状態に構成されている。他の接触点Ｃ４、Ｃ５は、それぞれ切換位置Ｌ１及びＬ２より回転方向側に位置するため、接触状態となるように構成されている。

図７の膨張室４３Ａに充填された作動流体は、膨張前の段階にあり、超臨界状態にある。従って、作動流体に添加されている潤滑油の粘度は低下した状態にあるが、接触点Ｃ１、Ｃ２が非接触状態にあるため、可動渦巻壁３８及び固定渦巻壁４０の摩耗、損傷を引き起こす恐れが無い。また、接触点Ｃ４、Ｃ５の位置では、作動流体が亜臨界圧力にまで低下し、超臨界状態で潤滑油に溶け込んでいた作動流体が潤滑油から分離され、潤滑油は本来の潤滑性能を備えている。このため、可動渦巻壁３８及び固定渦巻壁４０は潤滑が十分に行なわれ、摩耗、損傷等を引き起こす恐れが無い。

図８は、可動スクロール３７が図４の回転角度θ５まで旋回した状態である。膨張室４３Ａは、可動渦巻壁３８の外面５２と固定渦巻壁４０の内面５４との接触点Ｃ６及び可動渦巻壁３８の内面５１と固定渦巻壁４０の外面５３との接触点Ｃ８によって区画されている。図８の状態では、膨張室４３Ａを区画する一方の接触点Ｃ６は切換位置Ｌ１の反回転方向側に存在するため、非接触状態に構成されている。他方の接触点Ｃ８は切換位置Ｌ２の回転方向側に存在するため、接触状態となるように構成されている。可動スクロール３７が図４の回転角度θ５まで旋回した状態では、膨張室４３Ａ内の作動流体は亜臨界圧力Ｐ２以下に減圧しているため、潤滑は十分に行なわれる。

可動スクロール３７が図４に示すいずれの回転角度に旋回しても、超臨界温度の影響により潤滑性能が低下し、超臨界圧力Ｐ１の影響を受ける可動スクロール３７の中心側（作動流体の吸入側）の接触点Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ６、Ｃ７は、非接触状態となるように構成されている。このため、可動渦巻壁３８及び固定渦巻壁４０の摩耗、損傷が確実に防止される。また、可動スクロール３７の中心側の接触点Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ６、Ｃ７が非接触状態にあっても、潤滑が十分に行なわれる可動スクロール３７の外周側（作動流体の吐出側）の接触点Ｃ４、Ｃ５、Ｃ８〜Ｃ１１は接触状態となるように構成されるため、可動スクロール３７の旋回は安定して行なわれる。

本願発明は、前記した各実施形態の構成に限定されるものではなく、本願発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のように実施することができる。

（１）発明の実施形態において、可動スクロール３７に６本の自転防止ピン４９及び支持ブロック２８に６個の自転防止孔５０を設けた構成を示したが、自転防止ピン４９は６本に限らず、３本以上の複数本を設け、対応する３個以上の複数個の自転防止孔５０を支持ブロック２８又は固定スクロール３９等のハウジングに固定された部材側に設けるように構成しても良い。

（２）発明の実施形態において、切換位置Ｌ１、Ｌ２は作動流体が臨界圧力ＰＣに達した回転角度θ３に一定の回転角度を加えた回転角度θ４に設定し、潤滑油の粘度がほぼ初期の状態に戻る亜臨界圧力の時期に設定している。しかし、本願発明では、切換位置Ｌ１、Ｌ２を作動流体が臨界圧力ＰＣに達した直後の回転角度に設定しても、接触状態にある可動渦巻壁３８と固定渦巻壁４０との間の潤滑を良好に行うことができる。

２ ランキンサイクル
８ ポンプ
９ 熱交換器
１０ 膨張機
１１ 凝縮器
１６ 電動モータ
３７ 可動スクロール
３８ 可動渦巻壁
３９ 固定スクロール
４０ 固定渦巻壁
４３、４３Ａ 膨張室
４４ 吸入口
４９ 自転防止ピン（自転防止機構）
５０ 自転防止孔（自転防止機構）
θ１〜θ１１ 回転角度
Ｃ１〜Ｃ１１ 接触点
Ｌ１、Ｌ２ 切換位置
Ｐ１ 超臨界圧力
ＰＣ 臨界圧力
Ｐ２ 亜臨界圧力

Claims (2)

1. ハウジング内に、固定渦巻壁を有する固定スクロール及び可動渦巻壁を有する可動スクロールを備え、前記固定スクロールの中心側に前記固定渦巻壁及び前記可動渦巻壁により区画される膨張室と連通する作動流体の吸入口を備え、前記膨張室に吸入された超臨界状態にある作動流体の膨張により前記可動スクロールが自転防止機構と前記固定スクロールで規制されながら旋回され、機械的動力を出力する従動クランク型スクロール式膨張機において、
   前記吸入口から前記膨張室に吸入された超臨界圧力の作動流体が膨張に伴い、亜臨界圧力に低下するまでの前記可動スクロールの回転角度の領域では、前記固定渦巻壁と前記可動渦巻壁とを非接触の状態で前記膨張室を区画し、前記作動流体が前記亜臨界圧力に低下した後における前記可動スクロールの回転角度の領域では、前記固定渦巻壁と前記可動渦巻壁とを接触させた状態で前記膨張室を区画することを特徴とする従動クランク型スクロール式膨張機。
2. 前記固定渦巻壁と前記可動渦巻壁とを非接触の状態で前記膨張室を区画する前記可動スクロールの回転角度の領域は、前記作動流体が超臨界圧力から臨界圧力に低下した時点の前記可動スクロールの回転角度に一定の回転角度を加えた回転角度までであることを特徴とする請求項１に記載の従動クランク型スクロール式膨張機。

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