JPH108916A

JPH108916A - 流体機械

Info

Publication number: JPH108916A
Application number: JP16200196A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Hattori; 仁司服部; Akira Morishima; 明森嶋; Toshio Otaka; 敏男大高; Kazuo Saito; 和夫齊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】常に安定した高圧ガスの送り込みを可能と
し、高圧室を二重構造として安定性の確保を図る。【解決手段】ランキンサイクルを構成する膨張室３９
を備えた膨張機構部９と、冷凍サイクルを構成する圧縮
室８９を備えた圧縮機構部１１とを同一密閉ケース７内
に組込み、その密閉ケース７内に、前記膨張機構部９の
膨張室３９内へ高圧ガスを送り込むための高圧室４０を
独立して設け、密閉ケース７とにより二重構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ランキンサイク
ル用の膨張機構部と冷凍サイクル用の圧縮機構部とを一
つの密閉ケース内に配置し、膨張機構部への安定した高
圧ガスの供給と、騒音，振動の低減を図った流体機械に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、膨張機構部と圧縮機構部とを一つ
の密閉ケース内に配置した流体機械としては、例えば、
特開昭５９−２５０９７号公報記載のものが知られてい
る。

【０００３】流体機械の概要は、高圧の作動ガスが膨張
機構部に送り込まれ、ランキンサイクルを構成すること
で、回転動力が発生し、その回転動力は、圧縮機構部に
伝達されるようになる。圧縮機構部では、膨張機構部か
らの回転動力により、圧縮室に送り込まれた作動ガスを
高圧として吐出する冷凍サイクルが行なわれる構造とな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】流体機械は、膨張機構
部によって回転動力が発生し、その回転動力は圧縮機構
部に伝達される。この運転中において、膨張機構部で
は、常に安定した高圧の作動ガスの供給が求められる
が、従来手段にあってはランキンサイクル中に、負荷変
動等の影響によって作動ガスの循環が不安定になると、
安定した膨張機構部の運転が望めなくなる。

【０００５】そこで、この発明は、常に安定した高圧ガ
スの送り込みを可能とし、かつ、騒音，振動の低減を図
ると共に製造性、組立性に優れ、安全性の面でも大変好
ましい流体機械を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、ランキンサイクルを構成する膨張室を
備えた膨張機構部と、冷凍サイクルを構成する圧縮室を
備えた圧縮機構部とを同一密閉ケース内に組込み、その
密閉ケース内に、前記膨張機構部の膨張室内へ高圧ガス
を送り込むための高圧室を独立して設ける。

【０００７】そして、高圧室は、密閉ケースの外へ延長
突出され高圧ガスを取入れる吸込管と一体に連続して形
成され、膨張機構部の軸受部材の軸受端部に装着したケ
ーシングで形成する。

【０００８】そして好ましい実施形態として、膨張機構
部の軸受部材の軸受端部に装着されたケーシングの装着
領域を、シール部材によってシールする。

【０００９】ケーシングを、密閉ケースの外へ延長突出
された吸込管を密閉ケースに溶接固着して膨張機構部の
一方を支持する支持部材を兼ねる構造とする。

【００１０】かかる流体機械によれば、吸込管から送り
込まれた高圧ガスは、密閉ケース内において高圧室内に
一時的に貯留された後、高圧室から膨張機構部の膨張室
内へ送り出される。

【００１１】この場合、高圧室は、安定して高圧ガスを
送り出す供給室として機能する。しかも、密閉ケース内
に配置されることで、安全性の高い二重構造となる。

【００１２】また、高圧室を形成するケーシングは、膨
張機構部を支持する支持部材を兼ねる構造によって、専
用の支持部材が不要となり製造性、組立性が向上する。

【００１３】また、本発明の流体機械にあっては、ラン
キンサイクルを構成する膨張室を備えた膨張機構部と、
冷凍サイクルを構成する圧縮室を備えた圧縮機構部とを
同一密閉ケース内に組込み、その密閉ケース内に、高圧
ガスを取入れる吸込管と一体に連続して形成され、膨張
機構部の軸受端部に装着された装着領域をシール部材に
よってシールしたケーシングを配置し、前記ケーシング
内に、軸受部材により回転自在に支持され、膨張機構部
の膨張室とケーシング内と連通し合うガス吸込通路を有
する回転シャフトを延長し、その回転シャフトの延長部
外周面に、回転シャフトと同期して回転すると共に、軸
方向に移動可能なシール部材を装着し、回転シャフトの
外周面と軸受部材との間をシールする。

【００１４】そして、回転シャフトと、回転シャフトの
延長部外周面に装着したシール部材とを、回転シャフト
に設けた係合ピンによって結合し、係合ピンを介して同
期回転させる。

【００１５】また、回転シャフトの延長部外周面に装着
されたシール部材のシール端面を、付勢部材により常に
軸受部材の軸受端部の端面に押しつけるようにする。

【００１６】また、回転シャフトの延長部外周面に装着
されたシール部材を、テフロン系の材質で形成する。

【００１７】かかる流体機械によれば、ケーシング内の
高圧ガスは、回転可能な回転シャフトに設けられたガス
吸込通路を介して膨張機構部の膨張室内へ送り込まれ
る。この場合、ケーシングは、安定して高圧ガスを送り
出す供給室として機能する。しかも、回転する回転シャ
フトの外周面と軸受部材との間はシール部材によりシー
ルが確保され、シール漏れのない高圧室が得られる。

【００１８】また、本発明の流体機械にあっては、ラン
キンサイクルを構成する回転シャフトを備えた膨張機構
部と、冷凍サイクルを構成すると共に膨張機構部の回転
シャフトと同一軸線上に配置連結された回転シャフトを
備えた圧縮機構部とを同一密閉ケース内に組込み、その
密閉ケース内に、前記膨張機構部の膨張室内へ高圧ガス
を送り込むための高圧室を独立して設け、高圧室内の高
圧ガスにより膨張機構部の回転シャフトを介して圧縮機
構部の回転シャフトに伝達されるスラスト荷重を、圧縮
機構部側に設けたスラスト受部材で受ける。

【００１９】あるいは、膨張機構部の回転シャフトの軸
端に作用する高圧室内の高圧ガスを、圧縮機構部側へ誘
導すると共に圧縮機構部の回転シャフトの軸端に作用さ
せる。

【００２０】あるいは、高圧室内の高圧ガスが膨張機構
部の回転シャフトの軸端に作用するスラスト力を、圧縮
機構部の回転シャフトに付勢ばねを介して支持されたス
ラスト受部材で受ける。

【００２１】かかる流体機械によれば、高圧室内に送り
込まれた高圧ガスは、膨張機構部の回転シャフトの軸端
に作用し、一定方向に押し付けるスラスト荷重として働
くようになる。このスラスト荷重は圧縮機構部の回転シ
ャフトにも作用し、各回転シャフトの挙動を抑えるよう
働くようになり、騒音，振動の低減が図れるようにな
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図５の図面を参照
しながらこの発明の実施形態を具体的に説明する。

【００２３】図１において、１は流体機械を示してお
り、ランキンサイクル用の第１の吸込管２及び冷凍サイ
クル用の第２の吸込管３と、吐出管５とを有する密閉ケ
ース７内の右側に膨張機構部９が、左側に圧縮機構部１
１がそれぞれ配置されている。流体機械１は冷凍サイク
ルを構成する圧縮機構部１１の吐出ガスと、ランキンサ
イクルを構成する膨張機構部９の吐出ガスが密閉ケース
７内に吐出される１流体方式対応となっている。

【００２４】膨張機構部９は、シリンダ１３とシリンダ
１５とからなるツインタイプとなっていて、各シリンダ
１３，１５は、中間仕切板１７によってそれぞれ独立す
るよう仕切られ、両シリンダ１３，１５に第１の回転シ
ャフト１９が貫通している。

【００２５】膨張機構部９の第１の回転シャフト１９
は、主軸受部材２１と副軸受部材２３とによって回転自
在に両端支持されている。第１の回転シャフト１９は、
後述するガス吸込通路２５と、前記各シリンダ１３，１
５に対応する部分に、互いに１８０度位相をずらした偏
心軸部２７，２９が設けられ、これら偏心軸部２７，２
９には前記両シリンダ１３，１５内に配置された第１の
ローラ３１および第２のローラ３３が嵌合している。

【００２６】これにより、各ローラ３１，３３は、偏心
軸部２７，２９の回転により１８０度位相がずれた偏心
回転が与えられるようになる。

【００２７】第１，第２のローラ３１，３３の外周面に
は、図３に示す如く背圧又は、ばね等による付勢手段３
５によって常時接触し合うブレード３７が設けられ、各
ローラ３１，３３及びブレード３７とにより膨張室３９
がそれぞれ作られるようになっている。

【００２８】第１の回転シャフト１９に設けられたガス
吸込通路２５は、高圧室４０を形成するケーシング４１
内へ延長された第１の回転シャフト１９の延長部２１ａ
から中心軸線に沿って左右の偏心軸部２７，２９の領域
まで延長されている。ガス吸込通路２５の一方の吸込口
２５ａは、前記ケーシング４１を介して前記吸込管２と
連通している。

【００２９】ケーシング４１は、密閉ケース７内に配置
されると共に、各シリンダ１３，１５の膨張室３９，３
９内へ充分な高圧ガスを送り込める容積に形成されてい
る。ケーシング４１には、密閉ケース７の外へ延長突出
された一体に連続し合う吸込管２を有し、主軸受部材２
１の軸受端部２１ａに嵌合装着されボルト４４により固
着されている。また、第１の吸込管２は、密閉ケース７
に対して溶接Ｐ固着され、これにより、ケーシング４１
は、主軸受部材２１、即ち膨張機構部９の一方を支持す
る支持部材を兼ねる構造となっている。

【００３０】ケーシング４１と主軸受部材２１の軸受端
部２１ａとの間は、第１のシール部材４２によって、第
１の回転シャフト１９と主軸受部材２１との間は第２の
シール部材４３によってそれぞれシールされている。

【００３１】第１のシール部材４２は、図２に示す如
く、Ｏリングとなっていて、主軸受部材２１の軸受端部
２１ａに設けられた周溝４４内に嵌合されることで、ケ
ーシング４１の内周面と弾接し、シールが確保されるよ
うになっている。

【００３２】第２のシール部材４３は、テフロン系の材
質によりリング状に形成され、第１の回転シャフト１９
の延長部１９ａの外周面に嵌挿されると共に、第１の回
転シャフト１９と同期回転するようになっている。第２
のシール部材４３のシール端面４３ａは、主軸受部材２
１の軸受端部２１ａの端面と、内側シール面４３ｂは第
１の回転シャフト１９の延長部１９ａとそれぞれ接触
し、シール端面４３ａは付勢ばね４５により常時、主軸
受部材２１の軸受端部２１ａの端面側に付勢され、高圧
室４０内の高圧ガスが密閉ケース７の内部、又はシリン
ダ１３内へのシール漏れが阻止されるようになってい
る。この場合、第２のシール部材４３は、テフロン系の
材質で形成されているが、テフロン系の材質で表面処理
する手段であってもよい。

【００３３】付勢ばね４５は、コイルばねとなってい
て、第１の回転シャフト１９の延長部１９ａの外周面に
設けられた周溝１９ｂ内に係合されるＣ形リング４６に
よって保持されたワッシャ４８と、第２のシール部材４
３の端面との間に介装されている。

【００３４】また、第２のシール部材４３の同期回転
は、第２のシール部材４３の端面側に設けられた切欠凹
溝５０内に、第１の回転シャフト１９を貫通した結合ピ
ン５２が係合し合うことで同期回転が得られるようにな
る。

【００３５】一方、吸込口２５ａと反対側となるガス吸
込通路２５の他方は、各偏心軸部２７，２９の外周面に
１８０度の位相差を有して設けられた吸込ポート４７と
連通し、吸込ポート４７は、各ローラ３１，３３に設け
られた連通ポート４９を介して各膨張室３９，３９と連
通可能となっている。

【００３６】吸込ポート４７及び連通ポート４９は、偏
心軸部２７，２９が約１８０度回転し、吸込ポート４７
と連通ポート４９が連通し合うことで高圧ガスが膨張室
３９内へ送り込まれる流入タイミング制御手段５１を構
成している。

【００３７】膨張機構部９を構成する両シリンダ１３，
１５には、吐出ポート５５をそれぞれ有し、一方のシリ
ンダ１３側の吐出ポート５５にあっては、主軸受部材２
１側に、他方のシリンダ１５の吐出ポート５５にあって
は、副軸受部材２３側にそれぞれ設けられている。

【００３８】一方のシリンダ１３側の吐出ポート５５
は、マフラ室５７内に臨み、マフラ室５７から密閉ケー
ス７内を通り前記吐出管５と連通している。他方のシリ
ンダ１５側の吐出ポート５５は中間仕切板１７を挟んで
シリンダ１３，１５を貫通した貫通孔５５ａを介してマ
フラ室５７に臨み、マフラ室５７から密閉ケース７内を
通り前記吐出管５と連通している。

【００３９】圧縮機構部１１は、シリンダ６１を有する
シングルタイプとなっていて、シリンダ６１には第２の
回転シャフト６３が貫通している。

【００４０】圧縮機構部１１の第２の回転シャフト６３
は、継ぎ手６５を介して膨張機構部９の第１の回転シャ
フト１９と一体に結合されると共に、主軸受部材６７及
び副軸受部材６９とによって回転自在に軸支されてい
る。第２の回転シャフト６３には、前記シリンダ６１に
対応する部分に偏心軸部７１が設けられ、偏心軸部７１
には前記シリンダ６１内に配置されたローラ７３が嵌合
している。これにより、ローラ７３は、偏心軸部７１の
回転により偏心回転が与えられるようになる。

【００４１】主軸受部材６７には、開閉弁７５を有する
吐出ポート７７が設けられている。吐出ポート７７は、
マフラ室７９から密閉ケース７の内部空間を介して前記
吐出管５と連通している。

【００４２】図４に示す如くシリンダ６１には、前記し
た吸込管３と連通し合う吸込ポート８５と、前記ローラ
７３の外周面と背圧又はばね等による付勢手段によって
常時接触し合うブレード８７とが設けられ、ローラ７３
及びブレード８７とにより圧縮室８９と吸込室９０とが
作られるようになっている。

【００４３】膨張機構部９と圧縮機構部１１は、膨張機
構部９側の副軸受部材２３と圧縮機構部１１側の主軸受
部材６７が接合され、締結ボルト９１によって一体に結
合されている。また、膨張機構部９の第１の回転シャフ
ト１９と、圧縮機構部１１の第２の回転シャフト６３は
継ぎ手６５により同一軸心上に連結されている。

【００４４】副軸受部材２３と主軸受部材６７が結合さ
れた結合外周部９３となるフランジ部９５は、前記主軸
受部材６７と一体に形成され、組付けが容易となるよう
分割された密閉ケース７の重ね合せ結合部９７により挟
み込み支持された構造となっている。また、結合外周部
９３となるフランジ部９５の挟み込み位置は、結合され
た膨張機構部９と圧縮機構部１１の重心位置に設定さ
れ、偏荷重による応力の発生が阻止された構造となって
いる。

【００４５】膨張機構部９と圧縮機構部１１の間となる
膨張機構部９の内側には、給油ポンプ９９が、また圧縮
機構部１１の内側と外側とに、回転時の第１，第２の回
転シャフト１９，６３のバランスをとるバランサ１０
１，１０１が設けられている。さらに、圧縮機構部９の
外側となる副軸受部材６９の内部には第２の回転シャフ
ト６３のスラスト力を受けるスラスト受部材１０３が設
けられている。

【００４６】バランサ１０１は、圧縮機構部１１の第２
の回転シャフト６３の端部に、偏心軸部７１と１８０度
反対向きに装着されている。

【００４７】給油ポンプ９９は、膨張機構部９の第１の
回転シャフト１９の端部に配置され、保持カバー１００
によって保持されている。給油ポンプ９９の吸込側には
油溜め部１０５に延長された給油管（図示されていな
い）が接続されている。給油ポンプ９９の吐出側は、潤
滑給油路（図示していない）を介して一方は、膨張機構
部９側の副軸受部材２３、偏心軸部２７，２９、主軸受
部材２１と連通し、各摺動部に対して潤滑油が供給さ
れ、ケーシング４１を介して油溜め１０５に戻るように
なっている。

【００４８】他方は、圧縮機構部１１側の主軸受部材６
７、偏心軸部７１、副軸受部材６９と連通し、各摺動部
に対して潤滑油が供給されるようになっており、副軸受
部材６９に設けられた戻り通路（図示していない）を介
して油溜め部１０５に戻るようになっている。

【００４９】このように構成された流体機械によれば、
吸込管２を介して供給される高圧ガスは、高圧室４０内
に一時的に貯留された後、高圧室４０からガス吸込通路
２５を介して膨張室３９内へ送り込まれ、膨張室３９に
より発生した回転動力は、第１の回転シャフト１９に与
えられ、圧縮機構部１１の第２の回転シャフト６３を駆
動し、ローラ７３に偏心回転を与える。これにより、吸
込ポート８５から送り込まれた作動ガスは圧縮され吐出
管５から吐出された後、吸込管３に戻る冷凍サイクルを
流れるようになる。

【００５０】この運転時において、高圧室４０により安
定した高圧ガスの供給が可能になると共に、主軸受部材
２１の軸受端部２１ａは、ケーシング４１により支持さ
れた支持状態が得られる。この結果、専用の支持部材が
不要となり、製造及び組立が容易となる。しかも、高圧
室４０となるケーシング４１は密閉ケース７内に配置さ
れた二重構造となり、高い安全性が確保される。

【００５１】一方、高圧室４０内には、図５矢印で示す
如く、高圧ガスのガス圧が作用するが、主軸受部材２１
の軸受端部２１ａとケーシング４１の装着面は第１のシ
ール部材４２によりシールされる。また、第１の回転シ
ャフト１９の外周面を支持する主軸受部材２１の支持面
は第２のシール部材４３によりシールされ気密状態が得
られるようになる。

【００５２】図６は流体機械の別の実施形態を示したも
のである。

【００５３】図６において、１０７は流体機械を示して
おり、ランキンサイクル用の第１の吸込管１０９及び冷
凍サイクル用の第２の吸込管１１１と、吐出管１１３と
を有する密閉ケース１１５内の右側に膨張機構部１１７
が、左側に圧縮機構部１１９がそれぞれ配置されてい
る。流体機械１０７は冷凍サイクルを構成する圧縮機構
部１１９の吐出ガスと、ランキンサイクルを構成する膨
張機構部１１７の吐出ガスが密閉ケース１１５内に吐出
される１流体方式対応となっている。

【００５４】膨張機構部１１７は、シリンダ１２１とシ
リンダ１２２とからなるツインタイプとなっていて、各
シリンダ１２１，１２２は、中間仕切板１２３によって
それぞれ独立するよう仕切られ、両シリンダ１２１，１
２２に第１の回転シャフト１２５が貫通している。

【００５５】膨張機構部１１７の第１の回転シャフト１
２５は、主軸受部材１２７と副軸受部材１２９とによっ
て回転自在に両端支持されている。第１の回転シャフト
１２５は、後述するガス吸込通路１３１と、前記各シリ
ンダ１２１，１２２に対応する部分に、互いに１８０度
位相をずらした偏心軸部１３３，１３４が設けられ、こ
れら偏心軸部１３３，１３４には前記両シリンダ１２
１，１２２内に配置された第１のローラ１３５および第
２のローラ１３６が嵌合している。

【００５６】これにより、各ローラ１３５，１３６は、
偏心軸部１３３，１３４の回転により１８０度位相がず
れた偏心回転が与えられるようになる。

【００５７】第１，第２のローラ１３５，１３６の外周
面には、図７に示す如く背圧又は、ばね等による付勢手
段１３９によって常時接触し合うブレード１４１が設け
られ、各ローラ１３５，１３６及びブレード１４１とに
より膨張室１４３がそれぞれ作られるようになってい
る。

【００５８】第１の回転シャフト１２５に設けられたガ
ス吸込通路１３１の一方の吸込口１３１ａは、高圧室１
４５を介して前記吸込管１０９と連通している。

【００５９】高圧室１４５は、密閉ケース１１５内に配
置された隔壁１４７により独立して形成され、前記主軸
受部材１２７を支持する支持部材を兼ねる構造となって
いる。

【００６０】隔壁１４７と主軸受部材１２７の軸受端部
１２７ａとの間は、第１のシール部材１４９によって、
第１の回転シャフト１２５と主軸受部材１２７との間は
第２のシール部材１５１によってそれぞれシールされて
いる。

【００６１】第２のシール部材１５１のシール端面は、
主軸受部材１２７の軸受端部１２７ａの端面と、内側シ
ール面は第１の回転シャフト１２５の外周面とそれぞれ
接触し、付勢ばね１５３により常時、主軸受部材１２７
の軸受端部１２７ａの端面側に付勢され、高圧室１４５
内の高圧ガスが密閉ケース１１５の内部、又はシリンダ
１２１内へのシール漏れが阻止されるようになってい
る。この場合、第２のシール部材１５１は、テフロン系
の材質を用いることが望ましい。

【００６２】付勢ばね１５３は、コイルばねとなってい
て、第１の回転シャフト１２５の外周面に設けられた周
溝内に係合されるＣ形リング１５５によって保持された
ワッシャ１５７と、第２のシール部材１５１の端面との
間に介装されている。

【００６３】また、第２のシール部材１５１の同期回転
は、第２のシール部材１５１の端面側に設けられた切欠
凹溝１５９内に、第１の回転シャフト１２５を貫通した
結合ピン１６１が係合し合うことで同期回転が得られる
ようになる。

【００６４】一方、ガス吸込通路１３１の吸込口１３１
ａと反対側となる他方は、図７に示す如く各偏心軸部１
３３，１３４の外周面に１８０度の位相差を有して設け
られた吸込ポート１６３と連通し、吸込ポート１６３
は、各ローラ１３５，１３６に設けられた連通ポート１
６５を介して各膨張室１４３，１４３と連通可能となっ
ている。

【００６５】吸込ポート１６３及び連通ポート１６５
は、偏心軸部１３３，１３４が約１８０度回転し、吸込
ポート１６３と連通ポート１６５が連通し合うことで、
高圧ガスが膨張室１４３内へ送り込まれる流入タイミン
グ制御手段１６７を構成している。

【００６６】膨張機構部１１７を構成する両シリンダ１
２１，１２２には、吐出ポート１６９をそれぞれ有し、
一方のシリンダ１２１側の吐出ポート１６９にあって
は、主軸受部材１２７側に、他方のシリンダ１２２の吐
出ポート１６９にあっては、副軸受部材１２９側にそれ
ぞれ設けられている。

【００６７】一方のシリンダ１２１側の吐出ポート１６
９は、マフラ室１７１内に臨み、マフラ室１７１から密
閉ケース１１５内を通り前記吐出管１１３と連通してい
る。他方のシリンダ１２２側の吐出ポート１６９は中間
仕切板１２３を挟んでシリンダ１２１，１２２を貫通し
た貫通孔１７３を介して前記マフラ室１７１に臨み、マ
フラ室１７１から密閉ケース１１５内を通り前記吐出管
１１３と連通している。

【００６８】圧縮機構部１１９は、仕切板１７４に仕切
られた第１，第２のシリンダ１７５，１７６を有するツ
インタイプとなっていて、第１，第２のシリンダ１７
５，１７６には第２の回転シャフト１７７が貫通してい
る。

【００６９】圧縮機構部１１９の第２の回転シャフト１
７７は、継ぎ手１７９を介して膨張機構部１１７の第１
の回転シャフト１２５と同一軸線上に一体に結合連結さ
れると共に、主軸受部材１８１及び副軸受部材１８２と
によって回転自在に軸支されている。第２の回転シャフ
ト１７７には、前記各シリンダ１７５，１７６に対応す
る部分に偏心軸部１８３，１８４が設けられ、偏心軸部
１８３，１８４には前記各シリンダ１７５，１７６内に
配置されたローラ１８５，１８６が嵌合している。これ
により、各ローラ１８５，１８６は、偏心軸部１８３，
１８４の回転により１８０度位相がずれた偏心回転が与
えられるようになる。

【００７０】主軸受部材１８１と副軸受部材１８２に
は、開閉弁１８７，１８８を有する吐出ポート１８９，
１９１がそれぞれ設けられている。吐出ポート１８９，
１９１は、マフラ室１９３，１９４から密閉ケース１１
５の内部空間を介して前記吐出管１１３と連通してい
る。

【００７１】シリンダ１７５には、図８に示す如く前記
した吸込管１１１と連通し合う吸込ポート１９５と、前
記ローラ１８３の外周面と背圧又はばね等による付勢手
段によって常時接触し合うブレード１９７とが設けら
れ、ローラ１８３及びブレード１９７とにより圧縮室１
９９と吸込室２０１とが作られるようになっている。

【００７２】膨張機構部１１７と圧縮機構部１１９は、
膨張機構部１１７側の副軸受部材１２９と圧縮機構部１
１７側の主軸受部材１８１が接合され、締結ボルト２０
３によって一体に結合されている。

【００７３】膨張機構部１１７と圧縮機構部１１９の間
となる膨張機構部１１７の内側には、給油ポンプ２０５
が、また圧縮機構部１１９の外側となる副軸受部材１８
２の内部には高圧ガスにより第１の回転シャフト１２５
を介して第２の回転シャフト１７７に入力されるスラス
ト力を受けとめるスラスト受部材２０７が設けられてい
る。

【００７４】給油ポンプ２０５は、膨張機構部１１７の
第１の回転シャフト１２５の端部に配置され、保持カバ
ー２０９によって保持されている。給油ポンプ２０５の
吸込側には油溜め部２１１に延長された給油管２１３が
接続されている。給油ポンプ２０５の吐出側は、潤滑給
油路２１５を介して一方は、膨張機構部１１７側の主・
副軸受部材１２７，１２９、偏心軸部１３３，１３４の
各摺動部に対して潤滑油が供給されるようになってい
る。

【００７５】他方は、潤滑給油路２１７を介して圧縮機
構部１１９側の主・副軸受部材１８１，１８２、偏心軸
部１８３，１８４の各摺動部に対して潤滑油が供給され
るようになっている。

【００７６】なお、図６において、２１９はバイパス回
路を示している。バイパス回路２１９の一端は吸込管１
０９と、他端は膨張機構部１１７の膨張室１４３とそれ
ぞれ接続連通しており、バイパス回路２１９には運転初
期時に開、運転開始時に閉となる開閉弁２２１が設けら
れている。

【００７７】これにより、運転初期時に開閉弁２２１が
開となることで、吸込管１０９からの高圧ガスが、ガス
吸込通路１３１の外にバイパス回路２１９を介して直接
膨張室１４３内に送り込まれるようになっていて起動の
容易性を図っている。

【００７８】このように構成された流体機械によれば、
吸込管１０９を介して供給される高圧ガスは、高圧室１
４５内に一時的に貯留された後、高圧室１４５からガス
吸込通路１３１を介して膨張室１４３内へ送り込まれ、
膨張仕事により発生した回転動力は、第１の回転シャフ
ト１２５に与えられ、圧縮機構部１１９の第２の回転シ
ャフト１７７を駆動し、各ローラ１８５，１８６に偏心
回転を与える。これにより、吸込ポート１９５から送り
込まれた作動ガスは圧縮され、吐出管１１３から吐出さ
れるようになる。

【００７９】この運転時において、高圧室１４５内の高
圧ガスは第１の回転シャフト１２５の軸端にスラスト力
Ｐ１として作用する。この時のスラスト荷重は、第２の
回転シャフト１７７を介して圧縮機構部１１９側のスラ
スト受部材２０７で受けるようになる。この結果、各シ
ャフト１２５，１７７はスラスト力Ｐ１により圧縮機構
部１１９側となる一定方向に押し付けられるため挙動が
小さく抑えられた安定した回転が得られるようになり、
騒音，振動の低減が図れるようになる。

【００８０】この場合、スラスト荷重を、圧縮機構部１
１９側に設けられたスラスト受部材２０７で受ける手段
に特定されない。

【００８１】例えば、図１０に示す如く圧縮機構部１１
９側に、隔壁２２５とシール部材２２７とにより、第２
の回転シャフト１７７の軸端が臨む高圧室２２９を形成
し、高圧室２２９には、連絡通路２３１によって膨張機
構部１１７側の高圧室１４５内の高圧ガスを導く構造と
するものである。なお、他の構成要素は図１と同様であ
る。

【００８２】これにより、圧縮機構部１１９の第２の回
転シャフト１７７には、膨張機構部１１７側の高圧室１
４５内の高圧ガスと、同じガス圧となるスラスト力Ｐ１
が作用することでスラスト荷重の相殺を図る手段とする
ものである。

【００８３】あるいは、図１１と図１２に示す如く、隔
壁１４７によって密閉ケース１１５内に形成された高圧
室１４５内の高圧ガスが膨張機構部１１７の第１の回転
シャフト１２５の軸端に作用するスラスト力Ｐ２をスラ
スト受部材２３７で受ける。

【００８４】圧縮機構部１１９には、高圧ガスによるス
ラスト力Ｐ２が作用しないため、スラスト力は発生しな
い。しかるに、ばね２３５の付勢力により、シャフト１
７７をスラスト受部材２０７に押し付けて、シャフト１
７７の遊びを解消する。

【００８５】即ち、第１の回転シャフト１２５と第２の
回転シャフト１７７の軸端とを遊びをもたせて継ぎ手１
３７により結合し、第１の回転シャフト１２５側に、第
１の回転シャフト１２５の段面１２５ｂを受けるスラス
ト受部材２３７を設け膨張機構部１１７側のスラスト力
Ｐ２を、スラスト受部材２３７で受ける。ばね受け２３
９を介して第２の回転シャフト１７７には、ばね２３５
の付勢力Ｐ３が作用する。シャフト１７７は、ばね２３
５の付勢力Ｐ３を副軸端１８２に設けたスラスト受部材
２０７で受ける。

【００８６】これにより、騒音，振動の低減が図れる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の流体機
械によれば、次のような効果を奏する。

【００８８】(1) 密閉ケース内に配置された高圧室によ
り、安定した高圧ガスの供給が行なえると共に、二重構
造となり安全性の面でも大変好ましいものとなる。

【００８９】(2) 高圧室を形成するケーシングは、軸受
部材の軸受端部を支持する支持部材を兼ねる構造となる
ため、専用の支持部材の省略ができるため、製造性、組
立性の向上が図れると共に、内部はシール部材によりシ
ールされ、密閉ケース内あるいはシリンダ内への漏れを
確実に防げるようになる。

【００９０】(3) 回転シャフトを高圧室のガス圧により
スラスト荷重方向へ押しつけることができるため、回転
シャフトの暴れ回りを阻止して、騒音，振動の低減を図
ると共に、安定した回転が長期間に亘って得られるよう
になり、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる流体機械の概要切断面図。

【図２】高圧室を形成するケーシング及びシール部材の
分解斜視図。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図。

【図５】高圧室の動作説明図。

【図６】高圧室内のガス圧によるスラスト力を圧縮機構
部側のスラスト受部材で受けるようにした図１と同様の
概要切断面図。

【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図。

【図８】図６のＤ−Ｄ線断面図。

【図９】高圧室内部の拡大図。

【図１０】膨張機構部側の高圧室内のガス圧を、圧縮機
構部側へ導き、同一のガス圧により第１，第２の回転シ
ャフトに作用するスラスト荷重を相殺させるようにした
図１と同様の概要切断面図。

【図１１】膨張機構部の第１の回転シャフトの軸端に作
用するスラスト力を、圧縮機構部の第２の回転シャフト
に付勢ばねを介して支持されたスラスト受部材で受ける
ようにした図１と同様の概要切断面図。

【図１２】図１１の要部の拡大図。

【符号の説明】

７密閉ケース９膨張機構部１１圧縮機構部３９膨張室４０高圧室８９圧縮室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者齊藤和夫神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝住空間システム技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ランキンサイクルを構成する膨張室を備
えた膨張機構部と、冷凍サイクルを構成する圧縮室を備
えた圧縮機構部とを同一密閉ケース内に組込み、その密
閉ケース内に、前記膨張機構部の膨張室内へ高圧ガスを
送り込むための高圧室を独立して設けたことを特徴とす
る流体機械。
【請求項２】高圧室は、密閉ケースの外へ延長突出さ
れ高圧ガスを取入れる吸込管と一体に連続して形成さ
れ、膨張機構部の軸受部材の軸受端部に装着したケーシ
ングで形成することを特徴とする請求項１記載の流体機
械。
【請求項３】膨張機構部の軸受部材の軸受端部に装着
されたケーシングの装着領域は、シール部材によってシ
ールされていることを特徴とする請求項２記載の流体機
械。
【請求項４】ケーシングは、密閉ケースの外へ延長突
出された吸込管を密閉ケースに溶接固着して膨張機構部
の一方を支持する支持部材を兼ねる構造とすることを特
徴とする請求項２記載の流体機械。
【請求項５】ランキンサイクルを構成する膨張室を備
えた膨張機構部と、冷凍サイクルを構成する圧縮室を備
えた圧縮機構部とを同一密閉ケース内に組込み、前記密
閉ケース内に、高圧ガスを取入れる吸込管と一体に連続
して形成され、膨張機構部の軸受端部に装着された装着
領域をシール部材によってシールしたケーシングを配置
し、前記ケーシング内に、軸受部材により回転自在に支
持され、膨張機構部の膨張室とケーシング内と連通し合
うガス吸込通路を有する回転シャフトを延長し、その回
転シャフトの延長部外周面に、回転シャフトと同期して
回転すると共に、軸方向に移動可能なシール部材を装着
し、回転シャフトの外周面と軸受部材との間をシールす
ることを特徴とする流体機械。
【請求項６】回転シャフトと、回転シャフトの延長部
外周面に装着したシール部材とを、回転シャフトに設け
た係合ピンによって結合し、係合ピンを介して同期回転
させることを特徴とする請求項５記載の流体機械。
【請求項７】回転シャフトの延長部外周面に装着され
たシール部材のシール端面は、付勢部材により常に軸受
部材の軸受端部の端面に押しつけられていることを特徴
とする請求項５，６記載の流体機械。
【請求項８】回転シャフトの延長部外周面に装着され
たシール部材を、テフロン系の材質で形成することを特
徴とする請求項５，６，７記載の流体機械。
【請求項９】ランキンサイクルを構成する回転シャフ
トを備えた膨張機構部と、冷凍サイクルを構成すると共
に膨張機構部の回転シャフトと同一軸線上に配置連結さ
れた回転シャフトを備えた圧縮機構部とを同一密閉ケー
ス内に組込み、その密閉ケース内に、前記膨張機構部の
膨張室内へ高圧ガスを送り込むための高圧室を独立して
設け、高圧室内の高圧ガスにより膨張機構部の回転シャ
フトを介して圧縮機構部の回転シャフトに伝達されるス
ラスト荷重を、圧縮機構部側に設けたスラスト受部材で
受けることを特徴とする流体機械。
【請求項１０】膨張機構部の回転シャフトの軸端に作
用する高圧室内の高圧ガスを、圧縮機構部側へ誘導する
と共に圧縮機構部の回転シャフトの軸端に作用させるこ
とを特徴とする請求項９記載の流体機械。
【請求項１１】高圧室内の高圧ガスが膨張機構部の回
転シャフトの軸端に作用するスラスト力を、圧縮機構部
の回転シャフトに付勢ばねを介して支持されたスラスト
受部材で受けることを特徴とする請求項９記載の流体機
械。