JPWO2007132649A1 - 膨張機一体型圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
底部がオイル溜りとして利用される密閉容器と、
オイル溜りに貯留されたオイルの油面よりも上または下に位置するように密閉容器内に配置された圧縮機構と、
油面に対する位置関係が圧縮機構とは上下逆になるように密閉容器内に配置された膨張機構と、
圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトと、
圧縮機構と膨張機構との間に配置され、圧縮機構または膨張機構の周囲を満たすオイルを油面よりも上に位置する圧縮機構または膨張機構に供給するオイルポンプと、
を備えた膨張機一体型圧縮機を提供する。
密閉容器と、
密閉容器内に配置された圧縮機構と、
密閉容器内に配置された膨張機構と、
圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトと、
密閉容器の内部空間を、シャフトの軸方向に沿って、圧縮機構および膨張機構から選ばれるいずれか一方が配置された上側空間と、他方が配置された下側空間とに仕切るとともに、圧縮機構および膨張機構を潤滑するために密閉容器に貯留されているオイルの上側空間と下側空間との間の移動が許容されるように、上側空間と下側空間とを連通する連通路が形成されている隔壁と、
圧縮機構と膨張機構との間に配置され、圧縮機構および膨張機構のうち、上側空間に位置する一方にオイルを汲み上げて供給するオイルポンプと、
を備えた膨張機一体型圧縮機を提供する。
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。膨張機一体型圧縮機100は、内部空間24を有する密閉容器1と、内部空間24の上側に配置されたスクロール型の圧縮機構2と、内部空間24の下側に配置された2段ロータリ型の膨張機構3と、圧縮機構2と膨張機構3との間に配置された電動機4と、電動機4と膨張機構3との間に配置されたオイルポンプ6と、オイルポンプ6と電動機4との間に配置された隔壁32と、圧縮機構2、膨張機構3および電動機4を連結するシャフト5とを備えている。電動機4がシャフト5を回転駆動することにより、圧縮機構2が作動する。膨張機構3は、作動流体(冷媒)が膨張する際の膨張力をトルクに変換してシャフト5に与え、電動機4によるシャフト5の回転駆動をアシストする。冷媒の膨張エネルギーをいったん電気エネルギーに変換することなく圧縮機構2に直接伝達するこの仕組みにより、高いエネルギー回収効率を見込める。
第2実施形態の膨張機一体型圧縮機の縦断面図を図9に、半断面斜視図を図10に示す。本実施形態の膨張機一体型圧縮機102は、リザーブタンク67をさらに備えるという点で、第1実施形態の膨張機一体型圧縮機100と相違する。その他の部分は、共通である。
図12に示す膨張機一体型圧縮機104は、緩衝部材68をさらに備えるという点で、第2実施形態の膨張機一体型圧縮機102(図9参照)と相違する。その他の部分は、共通である。
第1〜第3実施形態の膨張機一体型圧縮機は、下側空間24bにオイル吸入路62qが開口しているが、このことは必須ではない。つまり、図15に示すように、隔壁32の上面32pより上に貯まっているオイル26を、直接ポンプ本体61に吸入させるようにしてもよい。
底部がオイル溜りとして利用される密閉容器と、
オイル溜りに貯留されたオイルの油面よりも上または下に位置するように密閉容器内に配置された圧縮機構と、
油面に対する位置関係が圧縮機構とは上下逆になるように密閉容器内に配置された膨張機構と、
圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトと、
圧縮機構と膨張機構との間に配置され、圧縮機構または膨張機構の周囲を満たすオイルを油面よりも上に位置する圧縮機構または膨張機構に供給するオイルポンプと、
を備えた膨張機一体型圧縮機を提供する。
密閉容器と、
密閉容器内に配置された圧縮機構と、
密閉容器内に配置された膨張機構と、
圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトと、
密閉容器の内部空間を、シャフトの軸方向に沿って、圧縮機構および膨張機構から選ばれるいずれか一方が配置された上側空間と、他方が配置された下側空間とに仕切るとともに、圧縮機構および膨張機構を潤滑するために密閉容器に貯留されているオイルの上側空間と下側空間との間の移動が許容されるように、上側空間と下側空間とを連通する連通路が形成されている隔壁と、
圧縮機構と膨張機構との間に配置され、圧縮機構および膨張機構のうち、上側空間に位置する一方にオイルを汲み上げて供給するオイルポンプと、
を備えた膨張機一体型圧縮機を提供する。
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。膨張機一体型圧縮機100は、内部空間24を有する密閉容器1と、内部空間24の上側に配置されたスクロール型の圧縮機構2と、内部空間24の下側に配置された2段ロータリ型の膨張機構3と、圧縮機構2と膨張機構3との間に配置された電動機4と、電動機4と膨張機構3との間に配置されたオイルポンプ6と、オイルポンプ6と電動機4との間に配置された隔壁32と、圧縮機構2、膨張機構3および電動機4を連結するシャフト5とを備えている。電動機4がシャフト5を回転駆動することにより、圧縮機構2が作動する。膨張機構3は、作動流体(冷媒)が膨張する際の膨張力をトルクに変換してシャフト5に与え、電動機4によるシャフト5の回転駆動をアシストする。冷媒の膨張エネルギーをいったん電気エネルギーに変換することなく圧縮機構2に直接伝達するこの仕組みにより、高いエネルギー回収効率を見込める。
第2実施形態の膨張機一体型圧縮機の縦断面図を図9に、半断面斜視図を図10に示す。本実施形態の膨張機一体型圧縮機102は、リザーブタンク67をさらに備えるという点で、第1実施形態の膨張機一体型圧縮機100と相違する。その他の部分は、共通である。
図12に示す膨張機一体型圧縮機104は、緩衝部材68をさらに備えるという点で、第2実施形態の膨張機一体型圧縮機102(図9参照)と相違する。その他の部分は、共通である。
第1〜第3実施形態の膨張機一体型圧縮機は、下側空間24bにオイル吸入路62qが開口しているが、このことは必須ではない。つまり、図15に示すように、隔壁32の上面32pより上に貯まっているオイル26を、直接ポンプ本体61に吸入させるようにしてもよい。
Claims (28)
- 底部がオイル溜りとして利用される密閉容器と、
前記オイル溜りに貯留されたオイルの油面よりも上または下に位置するように前記密閉容器内に配置された圧縮機構と、
前記油面に対する位置関係が前記圧縮機構とは上下逆になるように前記密閉容器内に配置された膨張機構と、
前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、
前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記圧縮機構または前記膨張機構の周囲を満たすオイルを前記油面よりも上に位置する前記圧縮機構または前記膨張機構に供給するオイルポンプと、
を備えた膨張機一体型圧縮機。 - 前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記シャフトを回転駆動する電動機をさらに備え、
前記オイルポンプは、前記電動機と前記圧縮機構との間、または前記電動機と前記膨張機構との間に配置されており、
前記電動機の回転子が前記油面よりも上に位置する量のオイルが前記密閉容器内に貯留されている、請求項1記載の膨張機一体型圧縮機。 - 前記シャフトの内部には、前記圧縮機構および前記膨張機構のうち、前記油面よりも上に位置する一方の摺動部分に通ずる給油路が軸方向に延びるように形成されており、その給油路に前記オイルポンプから吐出されたオイルが送り込まれる、請求項1記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記オイルポンプは、前記シャフトの回転に伴う作動室の容積の増減によりオイルを圧送するように構成されたポンプ本体と、前記ポンプ本体に隣接して配置され、前記ポンプ本体から吐出されたオイルを一時的に収容するオイルチャンバが内部に形成されたポンプハウジングとを含み、
前記ポンプハウジングの前記オイルチャンバに前記シャフトが露出することにより、当該シャフトの内部に形成された前記給油路に、前記ポンプ本体から吐出されたオイルが送り込まれるようになっている、請求項3記載の膨張機一体型圧縮機。 - 前記ポンプ本体は、前記シャフトに取り付けられたインナーロータと、前記インナーロータとの間に作動室を形成するアウターロータとを有するロータリ型である、請求項4記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記ポンプハウジングは、前記シャフトの軸方向に沿って、前記ポンプ本体を配置する空間と前記オイルチャンバとを区画する内壁部を含み、
前記内壁部には、一端が前記ポンプ本体の吐出口をなし、他端が前記オイルチャンバに開口する連通孔が形成されている、請求項4記載の膨張機一体型圧縮機。 - 前記シャフトは、前記圧縮機構に接続する圧縮機構側シャフトと、前記膨張機構に接続する膨張機構側シャフトとを含み、前記ポンプハウジングの前記オイルチャンバにおいて、それら圧縮機構側シャフトと膨張機構側シャフトとが連結されている、請求項4記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記ポンプハウジングの前記オイルチャンバに配置され、前記圧縮機構側シャフトと前記膨張機構側シャフトとを連結する連結器をさらに備えた、請求項7記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記連結器には、前記ポンプハウジングの前記オイルチャンバに開口するとともに前記圧縮機構側シャフトおよび前記膨張機構側シャフトの回転中心に向かって延びるオイル送出路が形成されており、前記ポンプ本体から前記ポンプハウジングの前記オイルチャンバに吐出されたオイルは、前記オイル送出路を流通して前記給油路に送り込まれる、請求項8記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記給油路は、前記圧縮機構側シャフトの端面または前記膨張機構側シャフトの端面に開口する一方、
前記連結器は、前記圧縮機構側シャフトと前記膨張機構側シャフトとの間にオイルを案内可能な隙間が形成された状態で両者を連結し、その隙間に前記オイル送出路が連通している、請求項9記載の膨張機一体型圧縮機。 - 前記密閉容器の内部空間を、前記シャフトの軸方向に沿って、前記圧縮機構および前記膨張機構から選ばれるいずれか一方が配置された上側空間と、他方が配置された下側空間とに仕切るとともに、前記上側空間と前記下側空間との間のオイルの移動が許容されるように前記上側空間と前記下側空間とを連通する連通路が形成されている隔壁をさらに備えた、請求項1記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記オイルポンプのオイル吸入路が前記下側空間に開口する一方、
前記下側空間に配置され、前記隔壁の前記連通路を流通して前記下側空間に移動したオイルを受け止めて蓄積し、さらに、その蓄積したオイルを、前記オイル吸入路を通じて前記オイルポンプが吸入可能となっているリザーブタンクをさらに備えた、請求項11記載の膨張機一体型圧縮機。 - 前記オイルポンプのオイル吸入路が前記上側空間に開口し、前記隔壁よりも上に貯留されたオイルが前記オイルポンプに吸入される、請求項11記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記圧縮機構および前記膨張機構のうち、オイルに直接漬かっている機構がロータリ型であり、前記シャフトが、そのロータリ型の機構を軸方向に貫通する一方、そのシャフトの外周面には、下端から前記ロータリ型の機構の摺動部分に向かって延びるように溝が形成されている、請求項1記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記圧縮機構および前記膨張機構のうち、オイルに直接漬かっている機構の摺動部分に当該オイルを供給する第2のオイルポンプをさらに備えた、請求項1記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記圧縮機構がスクロール型であり、前記膨張機構がロータリ型であり、
前記膨張機構が前記オイル溜りのオイルに直接漬かるように、前記シャフトの軸方向に沿って、前記圧縮機構、前記電動機、前記オイルポンプおよび前記膨張機構がこの順番で配置されている、請求項2記載の膨張機一体型圧縮機。 - 密閉容器と、
前記密閉容器内に配置された圧縮機構と、
前記密閉容器内に配置された膨張機構と、
前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、
前記密閉容器の内部空間を、前記シャフトの軸方向に沿って、前記圧縮機構および前記膨張機構から選ばれるいずれか一方が配置された上側空間と、他方が配置された下側空間とに仕切るとともに、前記圧縮機構および前記膨張機構を潤滑するために前記密閉容器に貯留されているオイルの前記上側空間と前記下側空間との間の移動が許容されるように、前記上側空間と前記下側空間とを連通する連通路が形成されている隔壁と、
前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記圧縮機構および前記膨張機構のうち、前記上側空間に位置する一方にオイルを汲み上げて供給するオイルポンプと、
を備えた膨張機一体型圧縮機。 - 前記隔壁よりも上に油面が位置するために必要な量のオイルが、前記密閉容器内に貯留されている、請求項17記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記シャフトの内部には、前記圧縮機構および前記膨張機構のうち、前記上側空間に位置する一方の摺動部分に通ずる給油路が軸方向に延びるように形成されており、その給油路に前記オイルポンプから吐出されたオイルが送り込まれる、請求項17記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記オイルポンプは、前記シャフトの回転に伴う作動室の容積の増減によりオイルを圧送するように構成されたポンプ本体と、前記ポンプ本体に隣接して配置され、前記ポンプ本体から吐出されたオイルを一時的に収容するオイルチャンバが内部に形成されたポンプハウジングとを含み、
前記ポンプハウジングの前記オイルチャンバに前記シャフトが露出することにより、当該シャフトの内部に形成された前記給油路に、前記ポンプ本体から吐出されたオイルが送り込まれるようになっている、請求項19記載の膨張機一体型圧縮機。 - 前記ポンプハウジングは、前記シャフトの軸方向に沿って、前記ポンプ本体を配置する空間と前記オイルチャンバとを区画する内壁部を含み、
前記内壁部には、一端が前記ポンプ本体の吐出口をなし、他端が前記オイルチャンバに開口する連通孔が形成されている、請求項20記載の膨張機一体型圧縮機。 - 前記ポンプハウジングには、前記上側空間または前記下側空間に開口するオイル吸入路が、当該ポンプハウジングの外周面から前記ポンプ本体の収容されている空間に向かって延びるように形成されている、請求項20記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記下側空間に配置され、前記隔壁の前記連通路を流通して前記下側空間に移動したオイルを受け止めて蓄積し、さらに、その蓄積したオイルを、前記オイル吸入路を通じて前記オイルポンプが吸入可能となっているリザーブタンクをさらに備えた、請求項22記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記シャフトを回転駆動する電動機と、
前記電動機と前記隔壁との間に配置され、前記電動機の回転駆動に伴う油面の波立ちを緩衝する緩衝部材と、
をさらに備えた、請求項17記載の膨張機一体型圧縮機。 - 前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記シャフトを回転駆動する電動機をさらに備え、
前記圧縮機構および前記膨張機構の一方が前記電動機とともに前記上側空間に配置され、他方が前記オイルポンプとともに前記下側空間に配置される一方、
前記隔壁は、前記上側空間にあるオイルを前記連通路に受け入れ、前記シャフトの径方向および/または周方向に沿って流通させた後に前記下側空間に移動させることにより、前記電動機の回転駆動に伴う油面の波立ちを緩衝する緩衝構造を含む、請求項17記載の膨張機一体型圧縮機。 - 前記圧縮機構および前記膨張機構のうち、前記下側空間に配置されている機構がロータリ型であり、前記シャフトが、そのロータリ型の機構を軸方向に貫通する一方、そのシャフトの外周面には、下端から前記ロータリ型の機構の摺動部分に向かって延びるように溝が形成されている、請求項17記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記圧縮機構および前記膨張機構のうち、前記下側空間に配置されている機構の摺動部分にオイルを供給する第2のオイルポンプをさらに備えた、請求項17記載の膨張機一体型圧縮機。
- 前記圧縮機構がスクロール型であり、前記膨張機構がロータリ型であり、
前記膨張機構がオイルに直接漬かるように、前記シャフトの軸方向に沿って、前記圧縮機構、前記オイルポンプおよび前記膨張機構がこの順番で配置されている、請求項17記載の膨張機一体型圧縮機。
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