JP4792142B2 - 流体機械 - Google Patents
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膨張部(110)と共に作動する回転電機部(120)とが、ハウジング(111、121)内に収容された流体機械において、
膨張部(110)から吐出される作動流体の内部に含まれる潤滑油を分離する分離手段と、
ハウジング(111、121)内で、分離された潤滑油を溜めるオイル溜め部(101)と、
オイル溜め部(101)に溜められた潤滑油を加熱する加熱手段と、
オイル溜め部(101)に溜められた潤滑油を膨張部(110)の摺動部(113c、113d)に供給する供給手段(102)とを設け、
回転電機部(120)は、膨張部(110)の上側に配設され、
膨張部(110)から吐出される作動流体を、ハウジング(111、121)内の上方に導く流体通路(111d)が設けられると共に、
分離手段は、ハウジング(111,121)と流体通路(111d)とから構成され、作動流体が流体通路(111d)からハウジング(111、121)内に流入した時に、作動流体の流速低下に伴って潤滑油を分離するようになっており、
オイル溜め部(101)は、膨張部(110)の上側に配設され、
加熱手段は、膨張部(110)から吐出される作動流体の温度よりも高い温度となる高温部(V)であり、
供給手段(102)は、オイル溜め部(101)から膨張部(110)の摺動部(113c、113d)へ潤滑油を導くオイル通路(102)としたことを特徴としている。
膨張部(110)と共に作動する回転電機部(120)とが、ハウジング(111、121)内に収容された流体機械において、
膨張部(110)から吐出される作動流体の内部に含まれる潤滑油を分離する分離手段と、
ハウジング(111、121)内で、分離された潤滑油を溜めるオイル溜め部(101)と、
オイル溜め部(101)に溜められた潤滑油を加熱する加熱手段と、
オイル溜め部(101)に溜められた潤滑油を膨張部(110)の摺動部(113c、113d)に供給する供給手段(102)とを設け、
膨張部(110)の作動流体吐出側で、作動流体を循環させるポンプ部(130)を備え、
回転電機部(120)は、膨張部(110)の下側に配設され、
ポンプ部(130)は、回転電機部(120)の下側に配設され、
オイル溜め部(101)は、ポンプ部(130)の下側に配設され、
膨張部(110)から吐出される作動流体をオイル溜め部(101)に導く流体通路(111d)と、
オイル溜め部(101)からポンプ部(130)のポンプ摺動部(132b、132c)および摺動部(113c、113d)を経て、流体通路(111d)に合流するオイル通路(102A)と、
オイル溜め部(101)の潤滑油をポンプ摺動部(132b、132c)、摺動部(113c、113d)側に圧送するオイルポンプ(105)とを有し、
分離手段は、流体通路(111d)においてオイル通路(102A)が合流する合流点の下流側に設けられた遠心分離機(106)であり、
供給手段は、オイル通路(102A)およびオイルポンプ(105)から構成され、
加熱手段は、オイル通路(102A)の合流点における膨張部(110)からの吐出作動流体としたことを特徴としている。
本実施形態は、本発明に係る流体機械を冷媒ポンプ一体型膨張発電機(以下、ポンプ膨張発電機)100として、このポンプ膨張発電機100を、車両用冷凍サイクル30の凝縮器32および気液分離器33が共用されるランキンサイクル40に使用したものとしている。ポンプ膨張発電機100は、膨張機(本発明における膨張部に対応)110、電動機および発電機としてのモータジェネレータ(本発明における回転電機部に対応)120、冷媒ポンプ(本発明におけるポンプ部に対応)130が一体的に形成されたものである。以下、全体のシステム構成について図1を用いて説明する。
本発明の第2実施形態を図3に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、オイル溜め部101に対する高温部を、主に膨張機110の高圧室(高圧側領域部)114としたものである。具体的には、高圧室114を膨張機110の側方に配置し、この高圧室114がオイル溜め部101に近接するようにしている。
本発明の第3実施形態を図4に示す。第3実施形態は、上記第1実施形態に対して、オイル溜め部101に溜めた潤滑油を加熱する高温部として、モータジェネレータ120用のインバータ51Aとしたものである。
本発明の第4実施形態を図5に示す。第4実施形態は、上記第1実施形態に対して、オイル溜め部101の内壁に伝熱面積(接触面積)を拡大するフィン101bを追加したものである。ここでは、フィン101bは、オイル溜め部101の底部となる仕切り部101aから上方に延びる複数の薄板状のフィンとしている。
本発明の第5実施形態を図6に示す。第5実施形態は、上記第1実施形態に対して、ポンプ膨張発電機100における膨張機110、モータジェネレータ120、冷媒ポンプ130の配置を変更すると共に、膨張機110および冷媒ポンプ130の摺動部に対する潤滑油の供給構造を変更したものである。
上記各実施形態に対して、膨張機110の冷媒吐出側とオイル溜め部101との間に、膨張機110から吐出された冷媒に対して積極的に潤滑油を分離するオイル分離手段、例えば遠心分離機を設けて、この遠心分離機で分離された潤滑油をオイル溜め部101に溜めるようにしても良い。これにより、更に効果的に潤滑油の粘度を上昇させることができる。
100 冷媒ポンプ一体型膨張発電機(流体機械)
101 オイル溜め部
101a 仕切り部
102 オイル通路(供給手段)
102A オイル通路(供給手段)
105 オイルポンプ(供給手段)
106 遠心分離機(分離手段)
107 オイルシール
110 膨張機(膨張部)
111 膨張機ハウジング(ハウジング)
111d 吐出ガス通路(流体通路、分離手段)
113c 摺動プレート(摺動部)
113d ベアリング(摺動部)
114 高圧室(高温部、高圧側領域部)
118 シャフト(1つの軸)
120 モータジェネレータ(回転電機部)
121 モータハウジング(ハウジング、分離手段)
124 モータ軸(1つの軸)
130 冷媒ポンプ(ポンプ部)
132 ポンプ軸(1つの軸)
132b、132c 軸受け(ポンプ摺動部)
V 作動室(高温部、高圧側領域部)
Claims (13)
- 加熱されて気相状態となった作動流体の膨張によって駆動力を発生する膨張部(110)と、
前記膨張部(110)と共に作動する回転電機部(120)とが、ハウジング(111、121)内に収容された流体機械において、
前記膨張部(110)から吐出される前記作動流体の内部に含まれる潤滑油を分離する分離手段と、
前記ハウジング(111、121)内で、分離された前記潤滑油を溜めるオイル溜め部(101)と、
前記オイル溜め部(101)に溜められた前記潤滑油を加熱する加熱手段と、
前記オイル溜め部(101)に溜められた潤滑油を前記膨張部(110)の摺動部(113c、113d)に供給する供給手段(102)とを設け、
前記回転電機部(120)は、前記膨張部(110)の上側に配設され、
前記膨張部(110)から吐出される前記作動流体を、前記ハウジング(111、121)内の上方に導く流体通路(111d)が設けられると共に、
前記分離手段は、前記ハウジング(111,121)と前記流体通路(111d)とから構成され、前記作動流体が前記流体通路(111d)から前記ハウジング(111、121)内に流入した時に、前記作動流体の流速低下に伴って前記潤滑油を分離するようになっており、
前記オイル溜め部(101)は、前記膨張部(110)の上側に配設され、
前記加熱手段は、前記膨張部(110)から吐出される前記作動流体の温度よりも高い温度となる高温部(V)であり、
前記供給手段(102)は、前記オイル溜め部(101)から前記膨張部(110)の摺動部(113c、113d)へ前記潤滑油を導くオイル通路(102)としたことを特徴とする流体機械。 - 前記高温部(V)は、前記膨張部(110)の高圧側領域部(V)であることを特徴とする請求項1に記載の流体機械。
- 前記オイル溜め部(101)と、前記高温部(V)とを仕切る仕切り部(101a)は、一般部に対して薄肉に形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の流体機械。
- 前記オイル溜め部(101)は、前記回転電機部(120)の下側に設けられたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の流体機械。
- 前記膨張部(110)から吐出される前記作動流体は、前記回転電機部(120)内を流通して、あるいは前記回転電機部(120)の作動を制御するインバータ(51A)に近接して流通して、前記オイル溜め部(101)に至ることを特徴とする請求項4に記載の流体機械。
- 前記膨張部(110)の前記作動流体吐出側で、前記作動流体を循環させるポンプ部(130)が、前記膨張部(110)と一体的に設けられており、
前記オイル溜め部(101)の前記潤滑油は、前記膨張部(110)と前記ポンプ部(130)との間の差圧によって吸引されて、前記オイル通路(102)から前記摺動部(113c、113d)へ導かれることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の流体機械。 - 前記摺動部(113c、113d)へ導かれた前記潤滑油は、更に前記ポンプ部(130)のポンプ摺動部(132b、132c)に導かれることを特徴とする請求項6に記載の流体機械。
- 前記オイル溜め部(101)には、前記潤滑油との接触面積を拡大するフィン(101b)が設けられたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の流体機械。
- 前記膨張部(110)の前記作動流体吐出側と前記オイル溜め部(101)との間に、前記作動流体から前記潤滑油を分離するオイル分離手段を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載の流体機械。
- 加熱されて気相状態となった作動流体の膨張によって駆動力を発生する膨張部(110)と、
前記膨張部(110)と共に作動する回転電機部(120)とが、ハウジング(111、121)内に収容された流体機械において、
前記膨張部(110)から吐出される前記作動流体の内部に含まれる潤滑油を分離する分離手段と、
前記ハウジング(111、121)内で、分離された前記潤滑油を溜めるオイル溜め部(101)と、
前記オイル溜め部(101)に溜められた前記潤滑油を加熱する加熱手段と、
前記オイル溜め部(101)に溜められた潤滑油を前記膨張部(110)の摺動部(113c、113d)に供給する供給手段(102)とを設け、
前記膨張部(110)の前記作動流体吐出側で、前記作動流体を循環させるポンプ部(130)を備え、
前記回転電機部(120)は、前記膨張部(110)の下側に配設され、
前記ポンプ部(130)は、前記回転電機部(120)の下側に配設され、
前記オイル溜め部(101)は、前記ポンプ部(130)の下側に配設され、
前記膨張部(110)から吐出される前記作動流体を前記オイル溜め部(101)に導く流体通路(111d)と、
前記オイル溜め部(101)から前記ポンプ部(130)のポンプ摺動部(132b、132c)および前記摺動部(113c、113d)を経て、前記流体通路(111d)に合流するオイル通路(102A)と、
前記オイル溜め部(101)の潤滑油を前記ポンプ摺動部(132b、132c)、前記摺動部(113c、113d)側に圧送するオイルポンプ(105)とを有し、
前記分離手段は、前記流体通路(111d)において前記オイル通路(102A)が合流する合流点の下流側に設けられた遠心分離機(106)であり、
前記供給手段は、前記オイル通路(102A)および前記オイルポンプ(105)から構成され、
前記加熱手段は、前記オイル通路(102A)の前記合流点における前記膨張部(110)からの吐出作動流体としたことを特徴とする流体機械。 - 前記流体通路(111d)は、前記膨張部(110)の吐出側から一旦、前記回転電機部(120)が収容される前記ハウジング(121)内に連通した後に、外部に流出されて前記オイル溜め部(101)に接続されており、
前記オイル通路(102A)は、前記摺動部(113c、113d)を経た後に、前記ハウジング(121)内に連通して形成されたことを特徴とする請求項10に記載の流体機械。 - 前記膨張部(110)、前記回転電機部(120)、前記ポンプ部(130)は、1つの軸(118、124、132)によって接続されており、
前記オイル通路(102A)の一部(103)は、前記軸(118、124、132)内に形成されたことを特徴とする請求項10または請求項11に記載の流体機械。 - 前記回転電機部(120)と前記ポンプ部(130)との間には、前記回転電機部(120)側から前記ポンプ部(130)側への前記潤滑油の漏れを防止するオイルシール(107)が設けられたことを特徴とする請求項11または請求項12に記載の流体機械。
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