WO2007000854A1 - 流体機械及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2007000854A1
WO2007000854A1 PCT/JP2006/309864 JP2006309864W WO2007000854A1 WO 2007000854 A1 WO2007000854 A1 WO 2007000854A1 JP 2006309864 W JP2006309864 W JP 2006309864W WO 2007000854 A1 WO2007000854 A1 WO 2007000854A1
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rotating shaft
fluid machine
bearing
rotating
machine according
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PCT/JP2006/309864
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Takeshi Ogata
Hiroshi Hasegawa
Masaru Matsui
Atsuo Okaichi
Tomoichiro Tamura
Masanobu Wada
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
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    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
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    • F01C1/3564Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the working space, being surfaces of revolution
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    • F04C11/005Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations of dissimilar working principle
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    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
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    • F04C29/0042Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C29/0057Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions for eccentric movement
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    • F04C29/02Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/023Lubricant distribution through a hollow driving shaft
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C29/0042Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C29/0071Couplings between rotors and input or output shafts acting by interengaging or mating parts, i.e. positive coupling of rotor and shaft

Definitions

  • the present invention relates to a fluid machine including a plurality of rotation mechanisms including a compression mechanism for compressing fluid or an expansion mechanism for expanding fluid.
  • the present invention further relates to a refrigeration cycle apparatus using the fluid machine.
  • Two-phase flow expander for air conditioners 'Development of a compressor' P. 43-45 multiple rotating mechanisms are housed in a sealed container, and the rotating shafts of these rotating mechanisms are aligned with each other.
  • a fluid machine connected in a shape is known.
  • FIG. 27 is a diagram conceptually showing the fluid machine disclosed in the above document.
  • the fluid machine includes a vertically long sealed container 101, and a compression mechanism 102, an electric motor 103, and an expansion mechanism 104 accommodated in the sealed container 101.
  • a recess 105a having a regular hexagonal cross section is formed at the upper end of the rotation shaft 105 of the compression mechanism 102.
  • a convex portion 106 a having a regular hexagonal cross section is formed at the lower end of the rotation shaft 106 of the expansion mechanism 104.
  • the rotating shaft 105 and the rotating shaft 106 are connected by fitting the convex portion 106a and the concave portion 105a.
  • the concave portion 105a and the convex portion 106a form a connecting portion 107 that connects both the rotating shafts 105 and 106.
  • an oil reservoir 112 that stores lubricating oil is provided at the bottom of the sealed container 101.
  • An oil pump 115 is attached to the lower part of the rotating shaft 105, and an oil supply passage 113 is formed inside the rotating shafts 105 and 106. With such a configuration, the lubricating oil pumped up by the oil pump 115 is supplied to the sliding portions of the compression mechanism 102 and the expansion mechanism 104 via the oil supply passage 113.
  • reference numeral 108 is a suction pipe for sucking in fluid before compression
  • reference numeral 109 is for discharging fluid after compression
  • a discharge pipe to be discharged reference numeral 110 is a suction pipe for sucking fluid before expansion
  • reference numeral 111 is a discharge pipe for discharging fluid after expansion.
  • the compression mechanism 102 and the expansion mechanism 104 are welded to the sealed container 101.
  • a slight shift in the mounting positions of the compression mechanism 102 and the expansion mechanism 104 is inevitable.
  • the rotating shafts 105 and 106 are long objects, the shift is amplified at the connecting portion 107 of the rotating shafts 105 and 106.
  • the connecting portion 107 is given play. That is, a certain gap is provided in advance between the concave portion 105 a of the rotating shaft 105 and the convex portion 106 a of the rotating shaft 106. For this reason, lubricating oil leakage from the connecting portion 107 tended to increase.
  • the present invention has been made in view of the points to be applied, and an object thereof is to provide a plurality of rotating mechanisms.
  • lubricating oil is stably supplied to each rotating mechanism.
  • Another object of the present invention is to prevent the lubricating oil from flowing out of the sealed container.
  • the present invention provides:
  • a first oil supply passage extending in the axial direction has a first rotation shaft formed therein, and a first rotation mechanism having a compression mechanism for compressing fluid or an expansion mechanism force for expanding fluid;
  • a second oil supply passage extending in the axial direction is formed inside, and a first oil supply passage connected in a straight line to the first rotation shaft so that the lubricating oil can flow between the first oil supply passage and the second oil supply passage.
  • a second rotating mechanism having a rotating shaft and having a compression mechanism for compressing fluid or an expansion mechanism force for expanding fluid;
  • a sealed container that houses the first and second rotating mechanisms
  • a bearing that covers the periphery of the connecting portion between the first rotating shaft and the second rotating shaft and supports at least one of the first and second rotating shafts inside the sealed container;
  • a fluid machine is provided.
  • the periphery of the connecting portion between the first rotating shaft and the second rotating shaft is covered with a bearing. Therefore, the leakage of the lubricating oil with the above-mentioned connecting partial force is suppressed. Therefore, the lubricating oil can be stably supplied to each rotating mechanism. Further, since the leakage of the lubricating oil from the connecting portion is suppressed, it is possible to suppress the lubricating oil from flowing out of the sealed container. Further, according to the fluid machine, even if the lubricating oil leaks from the connecting portion, the lubricating oil is effectively used for bearing lubrication and sealing. Furthermore, according to the above fluid machine, since the connecting portion is supported by the bearing, both the rotating shafts can be stably supported.
  • the invention provides:
  • a first oil supply passage extending in the axial direction has a first rotation shaft formed therein, and a first rotation mechanism having a compression mechanism for compressing fluid or an expansion mechanism force for expanding fluid;
  • a second rotating mechanism having a second rotating shaft formed therein, the second oil supply passage extending in the axial direction, and a compression mechanism for compressing fluid or an expansion mechanism force for expanding fluid;
  • a bearing that rotatably supports at least one of the first and second rotating shafts;
  • a sealed container that houses the first rotation mechanism, the second rotation mechanism, and the bearing;
  • a connecting member that is disposed inside the bearing and connects the first rotating shaft and the second rotating shaft while engaging the first and second rotating shafts by fitting with the first and second rotating shafts.
  • a fluid machine comprising:
  • the rotating shaft (first rotating shaft) of the first rotating mechanism and the rotating shaft (second rotating shaft) of the second rotating mechanism are separate from each other. Assemblability is improved.
  • the connecting member is disposed inside the bearing and is covered with the bearing. Therefore, the lubricating oil leaks from the gaps between the rotating shafts and the connecting members. Therefore, the lubricating oil can be stably supplied to the both rotating mechanisms. Further, since leakage of the lubricating oil is suppressed, it is possible to suppress the lubricating oil from flowing out of the sealed container. Furthermore, according to the fluid machine described above, the lubricating oil leaked from the gap is supplied between the parts where the lubricating oil is essentially required, that is, between the bearing and the rotating shaft. Effectively used for sealing.
  • each fluid machine described above can be applied to a refrigerating cycle device that forms the heart of an air conditioner or a water heater.
  • the present invention relates to a compression mechanism that compresses a refrigerant, an electric motor that provides power to the compression mechanism, an expansion mechanism that expands the refrigerant, and an expander-integrated compression that includes a shaft that connects the compression mechanism and the expansion mechanism And an evaporator for evaporating the refrigerant, and the first rotation mechanism is a compression mechanism and the second rotation mechanism is an expansion mechanism.
  • a refrigeration cycle apparatus configured as described above is provided.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram in which a fluid machine according to an embodiment is incorporated.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a connecting part according to a modification.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a connecting portion according to another modification.
  • FIG. 6A Partial enlarged view of upper bearing and rotating shaft
  • FIG. 6B Partial enlarged view of the upper bearing and the rotating shaft according to the modification.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a fluid machine according to a modification.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a fluid machine according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a fluid machine according to another embodiment.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a connecting portion according to another embodiment.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a fluid machine according to a modification.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the inflating part according to the first and second embodiments.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of an inflating part according to a modification.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a fluid machine according to a third embodiment.
  • FIG. 18 is a sectional view of a connecting member and a rotating shaft of a fluid machine according to a modification.
  • FIG. 19 is a longitudinal sectional view of a fluid machine according to a modification.
  • FIG. 20 is a longitudinal sectional view of a connecting portion of a rotating shaft in a fluid machine according to a modification.
  • FIG. 21 is a longitudinal sectional view of a connecting portion of a rotating shaft in a fluid machine according to a modification.
  • FIG. 22 is a longitudinal sectional view of a connecting portion of a rotating shaft in a fluid machine according to a modification.
  • FIG. 23 is a longitudinal sectional view of a connecting portion of a rotating shaft in a fluid machine according to a modification.
  • FIG. 24 is a longitudinal sectional view of a connecting portion of a rotating shaft in a fluid machine according to a modification.
  • FIG. 25 is a longitudinal sectional view of a connecting portion of a rotating shaft in a fluid machine according to a modification.
  • FIG. 26 is a longitudinal sectional view of a connecting portion of a rotating shaft in a fluid machine according to a modification.
  • the fluid machine 5A As shown in FIG. 1, the fluid machine 5A according to the present embodiment is incorporated in the refrigerant circuit of the refrigeration cycle apparatus 1 as an expander-integrated compressor. Fluid machine 5A compresses refrigerant And a compression mechanism 21 (first rotation mechanism) for expanding the refrigerant and an expansion mechanism 22 (second rotation mechanism) for expanding the refrigerant.
  • the compression mechanism 21 is connected to the evaporator 3 through the suction pipe 6 and is connected to the radiator 2 through the discharge pipe 7.
  • the expansion mechanism 22 is connected to the radiator 2 through the suction pipe 8 and is connected to the evaporator 3 through the discharge pipe 9.
  • This refrigerant circuit is filled with a refrigerant that becomes a supercritical state in a high-pressure portion (a portion from the compression mechanism 21 through the radiator 2 to the expansion mechanism 22).
  • a refrigerant that becomes a supercritical state in a high-pressure portion (a portion from the compression mechanism 21 through the radiator 2 to the expansion mechanism 22).
  • CO 2 carbon dioxide
  • the type of refrigerant is particularly limited
  • refrigerant that does not become supercritical during operation (for example, a fluorocarbon refrigerant).
  • the refrigerant circuit in which the fluid machine 5A is incorporated is not limited to a refrigerant circuit that allows the refrigerant to flow only in one direction.
  • the fluid machine 5A may be provided in a refrigerant circuit capable of changing the refrigerant flow direction.
  • the fluid machine 5A may be provided in a refrigerant circuit capable of heating operation and cooling operation by having a four-way valve or the like.
  • the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22 of the fluid machine 5A are housed inside the sealed container 10.
  • the expansion mechanism 22 is disposed below the compression mechanism 21, and an electric motor 23 is provided between the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22.
  • the sealed container 10 includes a cylindrical tube portion 11 having both upper and lower ends open, an upper lid portion 12 that closes the upper end of the tube portion 11, and a bottom lid portion 13 that closes the lower end of the tube portion 11. ing.
  • the upper lid portion 12 and the cylindrical portion 11, and the bottom lid portion 13 and the cylindrical portion 11 are joined by welding or the like.
  • a terminal 14 to which an electric cable or the like is connected is fixed to the upper lid portion 12.
  • An oil reservoir 15 for storing lubricating oil is formed at the bottom of the sealed container 10.
  • the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22 are arranged along the longitudinal direction of the sealed container 10, that is, the vertical direction.
  • the expansion mechanism 22 is a rotary type and includes a first expansion portion 30a and a second expansion portion 30b.
  • the first expansion part 30a is disposed below the second expansion part 30b.
  • the first expansion portion 30a includes a substantially cylindrical cylinder 31a and a cylindrical piston 32a inserted into the cylinder 31a.
  • a first expansion chamber 33a is defined between the inner peripheral surface of the cylinder 31a and the outer peripheral surface of the piston 32a.
  • the cylinder 31a has a vane groove extending in the radial direction.
  • the vane groove is provided with a vane 34a and a spring 35a for urging the vane 34a toward the piston 32a.
  • the vane 34a partitions the first expansion chamber 33a into a high pressure side expansion chamber and a low pressure side expansion chamber.
  • the second inflating part 30b has substantially the same configuration as the first inflating part 30a. That is, the second expanding portion 30b includes a substantially cylindrical cylinder 31b, a cylindrical piston 32b inserted into the cylinder 31b, a vane 34b provided in a vane groove of the cylinder 31b, and the vane 34b. And a spring 35b for urging the piston 32b toward the piston 32b.
  • a second expansion chamber 33b is defined between the inner peripheral surface of the cylinder 31b and the outer peripheral surface of the piston 32b.
  • the expansion mechanism 22 includes a rotation shaft 36 (second rotation shaft) having a first eccentric portion 36a and a second eccentric portion 36b.
  • the first eccentric portion 36a is slidably inserted into the piston 32a
  • the second eccentric portion 36b is slidably inserted into the piston 32b.
  • the piston 32a is regulated by the first eccentric portion 36a to turn in the cylinder 3la in an eccentric state.
  • the piston 32b is regulated by the second eccentric portion 36b so as to turn in the cylinder 3 lb in an eccentric state.
  • the lower end of the rotary shaft 36 is immersed in the lubricating oil in the oil reservoir 15.
  • An oil pump 37 that pumps up lubricating oil is provided at the lower end of the rotating shaft 36.
  • An oil supply passage 38 extending in the axial direction is formed inside the rotary shaft 36.
  • “extending in the axial direction” means extending along the axial direction (vertical direction) as a whole. Therefore, it extends straight in the axial direction! / Not only when talking, but extending spirally! / Also includes the case of speaking.
  • the rotary shaft 36 is connected to the oil supply hole for supplying the lubricating oil in the oil supply passage 38 to the sliding portion of the expansion mechanism 22 (for example, the oil supply passage 38 and the sliding portion are connected to each other, and the rotary shaft 36
  • the hole extends in the radial direction.
  • the first expansion portion 30a and the second expansion portion 30b are partitioned by a partition plate 39.
  • the partition plate 39 covers the upper side of the cylinder 31a and the piston 32a of the first expansion portion 30a, and partitions the upper side of the first expansion chamber 33a. Further, the partition plate 39 covers the lower side of the cylinder 31b and the piston 32b of the second expansion portion 30b, and defines the lower side of the second expansion chamber 33b.
  • the partition plate 39 is formed with a communication hole 40 that allows the first expansion chamber 33a and the second expansion chamber 33b to communicate with each other.
  • the first expansion chamber 33a and the second expansion chamber 33b are separately expanded to expand the refrigerant.
  • the expansion chambers 33a and 33b form one expansion chamber through the communication hole 40. That is, in the present embodiment, the refrigerant continuously expands in the first expansion chamber 33a and the second expansion chamber 33b.
  • a lower bearing 41 is provided below the first inflating portion 30a.
  • the lower bearing 41 supports the lower end portion of the rotating shaft 36.
  • the lower bearing 41 closes the lower side of the cylinder 31a and the piston 32a of the first expansion portion 30a and defines the lower side of the first expansion chamber 33a.
  • An upper bearing 42 is provided on the upper portion of the second expansion portion 30b. As will be described in detail later, the upper bearing 42 supports the rotating shaft 36 (second rotating shaft) of the expansion mechanism 22 and the rotating shaft 56 (first rotating shaft) of the compression mechanism 21. Further, the upper bearing 42 closes the upper side of the cylinder 31b and the piston 32b of the second expansion portion 30b, and defines the upper side of the second expansion chamber 33b.
  • the upper bearing 42, the cylinder 31b, the partition plate 39, and the cylinder 31a are formed with a suction passage 43 that guides the refrigerant in the suction pipe 8 to the first expansion chamber 33a.
  • the suction pipe 8 passes through the cylindrical portion 11 of the sealed container 10 and is connected to the upper bearing 42.
  • the upper bearing 42 is formed with a discharge path 44 that guides the refrigerant after expansion of the second expansion chamber 33b to the discharge pipe 9.
  • the discharge pipe 9 passes through the cylindrical portion 11 of the sealed container 10 and is connected to the upper bearing 42.
  • An attachment member 45 is joined to the inner wall of the cylindrical portion 11 of the sealed container 10 by welding or the like.
  • the upper bearing 42 is fastened to the mounting member 45 by bolts 46. Note that the lower bearing 41, the first expansion portion 30a, the partition plate 39, the second expansion portion 30b, and the upper bearing 42 of the expansion mechanism 22 are assembled together in advance. Therefore, the entire expansion mechanism 22 is fixed to the mounting member 45 by bolting the upper bearing 42 to the mounting member 45.
  • the compression mechanism 21 is of a scroll type, and includes a fixed scroll 51, a movable scroll 52 that faces the fixed scroll 51 in the axial direction, a rotary shaft 56 that supports the movable scroll 52, and a bearing 53 that supports the rotary shaft 56. And have.
  • the fixed scroll 51 is formed with a wrap 54 having a spiral shape (for example, an involute shape) and a discharge hole 55.
  • the movable scroll 52 is formed with a wrap 57 that meshes with the wrap 54 of the fixed scroll 51.
  • a spiral compression chamber 58 is defined between the wrap 54 and the wrap 57.
  • An eccentric part 59 is formed at the upper end of the rotating shaft 56, and the movable scroll 52 is supported by the eccentric part 59. Therefore, the movable scroll 52 has a rotation axis. Revolves with an eccentricity from the 56 axis. Under the movable scroll 52, an Oldham ring 60 is arranged to prevent the movable scroll 52 from rotating!
  • An oil supply hole 64 is formed in the movable scroll 52.
  • a cover 62 is provided on the upper side of the fixed scroll 51. Inside the fixed scroll 51 and the bearing 53, there is formed a discharge path 61 extending vertically to allow the refrigerant to flow therethrough. Further, on the outside of the fixed scroll 51 and the bearing 53, a flow passage 63 extending in the vertical direction for circulating the refrigerant is formed.
  • the suction pipe 6 passes through the cylindrical portion 11 of the sealed container 10 and is connected to the fixed scroll 51.
  • the discharge pipe 7 is connected to the upper lid portion 12 of the sealed container 10. One end of the discharge pipe 7 opens into a space above the compression mechanism 21 in the sealed container 10.
  • the compression mechanism 21 is joined to the inner wall of the cylindrical portion 11 of the sealed container 10 by welding or the like.
  • the rotation shaft 56 of the compression mechanism 21 extends downward. Similar to the rotary shaft 36 of the expansion mechanism 22, an oil supply passage 68 extending in the axial direction is also formed inside the rotary shaft 56.
  • the electric motor 23 includes a rotor 71 fixed in the middle of the rotating shaft 56, and a stator 72 disposed on the outer peripheral side of the rotor 71.
  • the stator 72 is fixed to the inner wall of the cylindrical portion 11 of the sealed container 10.
  • the stator 72 is connected to the terminal 14 via the motor wiring 73.
  • the rotating shaft 56 is driven by the electric motor 23.
  • the rotating shaft 56 of the compression mechanism 21 and the rotating shaft 36 of the expansion mechanism 22 are connected in a straight line at a connecting portion 80.
  • the connecting portion 80 has a fitting structure. Specifically, a boss portion 81 is formed at the lower end of the rotating shaft 56 as a first fitting portion that is recessed upward. On the other hand, a shaft portion 82 as a second fitting portion that protrudes upward is formed at the upper end of the rotating shaft 36. Then, when the first fitting portion and the second fitting portion are fitted, that is, when the shaft portion 82 is fitted to the boss portion 81, both the rotating shafts 36 and 56 are connected. As a result, the lubricating oil can flow between the oil supply passage 68 and the oil supply passage 38.
  • the shaft portion 82 is provided with a plurality of grooves (teeth) on the outer peripheral side. So-called spline shape.
  • a plurality of grooves corresponding to the grooves of the shaft portion 82 are formed on the inner peripheral side of the boss portion 81.
  • the specific shapes of the shaft portion 82 and the boss portion 81 are not limited at all.
  • the shaft portion 82 has a so-called selection shape with finer teeth on the outer peripheral side, and the inner peripheral side of the boss portion 81 corresponds to the selection shape of the shaft portion 82.
  • a narrower groove is formed!
  • the outer peripheral side of the shaft portion 82 is formed in a hexagonal shape, and the inner peripheral side contour of the boss portion 81 is It may be formed in a hexagonal shape corresponding to the part 82.
  • the outer peripheral side contour of the shaft portion 82 is formed in a polygonal shape other than the hexagonal shape, and the inner peripheral side contour of the boss portion 81 is formed in a polygonal shape corresponding to the shaft portion 82.
  • the shaft portion 82 may be provided on the rotary shaft 36 and the boss portion 81 may be provided on the rotary shaft 36 of the expansion mechanism 22.
  • the oil supply path 38 of the rotary shaft 36 and the oil supply path 68 of the rotary shaft 56 extend in the vertical direction, and are connected at the connecting portion 80.
  • the upper bearing 42 supports the upper side of the rotary shaft 36 and the lower side of the rotary shaft 56. Therefore, the upper side of the rotary shaft 36 and the lower side of the rotary shaft 56 are integrally covered with the upper bearing 42. Therefore, the periphery of the connecting portion 80 is covered with the upper bearing 42.
  • a spiral oil supply groove is formed in a sliding portion between the upper bearing 42 and the rotary shafts 36 and 56.
  • a spiral oil supply groove 85 is formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft 56 in the upper bearing 42.
  • a similar spiral oil supply groove is also formed on the outer peripheral surface of the rotary shaft 36 in the upper bearing 42.
  • the oil supply groove 85 may be formed on the inner peripheral surface of the upper bearing 42 as shown in FIG. 6B.
  • an oil supply groove 85 may be provided on both the inner peripheral surface of the upper bearing 42 and the outer peripheral surfaces of the rotary shafts 36 and 56.
  • the operation of the fluid machine 5A will be described.
  • the fluid machine 5A when the electric motor 23 is driven, the rotating shaft 56 and the rotating shaft 36 rotate as a single body.
  • the movable scroll 52 turns as the rotary shaft 56 rotates.
  • the refrigerant is sucked from the suction pipe 6.
  • the sucked low-pressure refrigerant is compressed in the compression chamber 58 and then discharged from the discharge hole 55 as a high-pressure refrigerant.
  • the refrigerant from which the discharge hole 55 has also been discharged is guided to the upper side of the compression mechanism 21 through the discharge path 61 and the flow path 63, and discharged to the outside of the sealed container 10 through the discharge pipe 7.
  • the pistons 32 a and 32 b rotate with the rotation of the rotating shaft 36.
  • the high-pressure refrigerant sucked from the suction pipe 8 flows into the first expansion chamber 33a through the suction passage 43.
  • the high-pressure refrigerant flowing into the first expansion chamber 33a expands in the first expansion chamber 33a and the second expansion chamber 33b, and becomes a low-pressure refrigerant.
  • the low-pressure refrigerant flows into the discharge pipe 9 through the discharge passage 44 and is discharged to the outside of the sealed container 10 through the discharge pipe 9.
  • the lubricating oil in the oil reservoir 15 is pumped up by the oil pump 37 and moves up in the oil supply passage 38 of the rotary shaft 36.
  • Lubricating oil in the oil supply passage 38 is supplied to the sliding portion of the expansion mechanism 22 through an oil supply hole (not shown), and further supplied to the sliding portion between the rotary shaft 36 and the upper bearing 42.
  • the lubricating oil lubricates and smoothes these sliding parts.
  • the lubricating oil that has risen in the oil supply passage 38 passes through the connecting portion 80 and flows into the oil supply passage 68 of the rotating shaft 56.
  • a part of the lubricating oil flowing into the oil supply passage 68 is supplied to the sliding portion between the rotary shaft 56 and the upper bearing 42 through an oil supply hole (not shown), and lubricates and seals the sliding portion.
  • Other lubricating oil in the oil supply passage 68 moves up in the oil supply passage 68 and is guided to the compression mechanism 21.
  • the lubricating oil lubricates and seals the sliding portion of the compression mechanism 21.
  • the rotation shaft 56 of the compression mechanism 21 and the rotation shaft 36 of the expansion mechanism 22 are separate members, a slight gap is generated in the connecting portion 80 between the rotation shaft 56 and the rotation shaft 36. Yes.
  • the periphery of the connecting portion 80 is covered by the upper bearing 42, leakage of the lubricating oil from the connecting portion 80 is suppressed.
  • the connecting portion 80 is located inside the upper bearing 42, it is also a sliding portion that requires lubricating oil. Therefore, even if the lubricating oil leaks from the connecting portion 80, the lubricating oil is effectively used for lubrication and sealing in the upper bearing 42.
  • the lubricating oil in the upper bearing 42 rises in the upper bearing 42, then flows out from the upper end of the upper bearing 42, and then flows down along the outside of the upper bearing 42 and is collected in the oil reservoir 15.
  • the Next, a method for assembling fluid machine 5A will be described.
  • the cylindrical portion 11 of the sealed container 10 is prepared, and the stator 72 and the mounting member 45 of the electric motor 23 are joined to the inner wall of the cylindrical portion 11.
  • the compression mechanism 21 having the rotor 71 fixed to the rotating shaft 56 is inserted from one end of the cylindrical portion 11 (the upper end in FIG. 2), and the compression mechanism 21 is joined to the inner wall of the cylindrical portion 11.
  • the expansion mechanism 22 is inserted from the other end of the cylindrical portion 11 (the lower end in FIG. 2), and the shaft portion 82 of the rotating shaft 36 is fitted to the boss portion 81 of the rotating shaft 56 to rotate.
  • the shaft 36 and the rotating shaft 56 are connected. Thereafter, the expansion mechanism 22 is fastened to the mounting member 45 by the bolt 46.
  • the suction pipe 6 is also inserted into the outside force of the cylindrical portion 11, and the suction pipe 6 is joined to the compression mechanism 21 and the cylindrical portion 11. Further, the suction pipe 8 and the discharge pipe 9 are inserted from the outside of the cylindrical portion 11, and the suction pipe 8 and the discharge pipe 9 are joined to the expansion mechanism 22 and the cylindrical portion 11. Thereafter, the upper lid portion 12 is joined to one end of the cylindrical portion 11, and the bottom lid portion 13 is joined to the other end of the cylindrical portion 11. Then, the outer force discharge pipe 7 of the upper lid portion 12 is inserted, and the discharge pipe 7 is joined to the upper lid portion 12.
  • the periphery of the connecting portion 80 is covered with the upper bearing 42. Therefore, leakage of the lubricating oil from the connecting portion 80 can be suppressed. Therefore, the lubricating oil can be stably supplied also to the compression mechanism 21 that is the rotation mechanism located on the upper side. That is, stable oil supply can be realized for both the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22.
  • the lubricating oil can be prevented from flowing out of the hermetic container 10 from the discharge pipe 7 together with the refrigerant. As a result, a shortage of lubricating oil in the sealed container 10 can be prevented.
  • the lubricating oil even if the lubricating oil leaks from the connecting portion 80, the lubricating oil is effectively used for lubrication and sealing in the upper bearing 42. Therefore, no unnecessary leakage of lubricant occurs.
  • the connecting portion 80 is supported by the upper bearing 42, the play of both the rotary shafts 35 and 56 can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the rotation shafts 36 and 56 from swinging during rotation, and to support both the rotation shafts 36 and 56 stably.
  • the connecting unit 80 views the rotating shaft 36 and the rotating shaft 56 as one rotating shaft.
  • the rotary shaft is provided below the intermediate position in the vertical direction. That is, the connecting portion 80 is provided below the intermediate position in the vertical direction of the entire rotating shafts 36 and 56.
  • the connecting portion 80 is provided at a position of approximately 1Z3 from below the entire rotating shafts 36 and 56.
  • the connecting portion 80 is disposed near the oil sump portion 15. Therefore, the lubricating oil leaking from the connecting portion 80 is easily collected in the oil reservoir 15, and is easily supplied again from the oil reservoir 15 toward the sliding portion. Therefore, according to the present embodiment, the lubricating oil can be stably supplied to the sliding portion. Further, the outflow of the lubricating oil to the outside of the sealed container 10 can be further suppressed.
  • the discharge pipe 7 that discharges the refrigerant in the internal space of the sealed container 10 is provided above the intermediate position in the vertical direction (longitudinal direction intermediate position) of the sealed container 10. .
  • the connecting portion 80 is provided below the intermediate position in the vertical direction of the sealed container 10. Therefore, the connecting portion 80 is disposed at a position away from the discharge pipe 7. Therefore, the lubricating oil leaking from the connecting portion 80 flows out from the discharge pipe 7. Therefore, the outflow of the lubricating oil to the outside of the sealed container 10 can be further suppressed.
  • the upper bearing 42 is composed of a single bearing member, and both the rotary shaft 36 and the rotary shaft 56 are supported by this single bearing member. Therefore, the number of parts can be reduced as compared with the case where the bearing covering the periphery of the connecting portion 80 is separated into two bearing members, for example, a bearing member on the rotating shaft 36 side and a bearing member on the rotating shaft 56 side. it can. However, it is of course possible to form the bearing covering the connecting portion 80 with a plurality of bearing members (see the second embodiment).
  • the periphery of the coupling portion 80 is covered by the upper bearing 42 that is one of the components of the expansion mechanism 22. Therefore, it is not necessary to provide a bearing that is independent of the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22 as a bearing that supports the rotating shafts 36 and 56 and covers the periphery of the connecting portion 80. Therefore, the number of parts can be reduced.
  • the bearing covering the periphery of the connecting portion 80 may be independent of the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22.
  • a bearing 75 separated from the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22 is provided, and the rotary shaft 36 and the rotary shaft 56 are supported by the bearing 75 and the periphery of the connecting portion 80 is provided. May be covered. In this form Accordingly, it is possible to suppress the leakage of the lubricating oil in the connecting portion 80 mm without changing the configuration of the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22.
  • the compression mechanism 21 that is one rotation mechanism is joined to the inner wall of the sealed container 10, while the attachment member 45 is joined to the inner wall of the cylindrical portion 11 of the sealed container 10, and the other
  • the expansion mechanism 22, which is the rotation mechanism is fastened to the mounting member 45 with bolts 46.
  • the connecting portion 80 it is not necessary to intentionally allow the connecting portion 80 to have play in order to absorb the above-described deviation. If the play of the connecting part 80 is reduced, the leakage of the lubricating oil at the connecting part 80 can be reduced. Further, it becomes possible to connect both the rotating shafts 36 and 56 with a greater force. Furthermore, wear of both rotary shafts 36 and 56 at the connecting portion 80 can be suppressed.
  • the rotating shaft 36 is provided with the shaft portion 82
  • the rotating shaft 56 is provided with the boss portion 81
  • the coupling portion 80 has a fitting structure including the shaft portion 82 and the boss portion 81.
  • the shaft portion 82 has a spline shape, a selection shape, a polygonal cross section, and the like. Therefore, the rotating shaft 36 and the rotating shaft 56 can be connected to the tension force. Further, the leakage of the lubricating oil at the connecting portion 80 can be reduced.
  • carbon dioxide is used as the refrigerant.
  • carbon dioxide is a refrigerant in which lubricating oil is relatively easy to dissolve. Therefore, in a fluid machine using carbon dioxide as a refrigerant, a lubricating oil shortage inherently tends to occur.
  • the lack of lubricating oil can be effectively prevented as described above. Therefore, when diacid carbon is used as the refrigerant, the effect of the fluid machine 5A can be exhibited more remarkably.
  • the upper bearing 42 is constituted by a single bearing member.
  • the fluid machine 5C according to the second embodiment employs an upper bearing 420 composed of two bearing members 420a and 420b.
  • the same elements as in the first embodiment Are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the upper bearing 420 is constituted by a first bearing member 420a that supports the rotating shaft 560 of the compression mechanism 21, and a second bearing member 420b that supports the rotating shaft 360 of the expansion mechanism 22. ing.
  • the first bearing member 420a is located above the second bearing member 420b, and the first bearing member 420a and the second bearing member 420b are along the axial direction (up and down direction) of the rotary shafts 360 and 560.
  • a suction passage 43 and a discharge passage 44 are formed in the second bearing member 420b.
  • the outer peripheral surface of the rotating shaft 560 and the inner peripheral surface of the first bearing member 420a are opposed to each other, and a spiral oil supply groove (not shown) is formed on at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface. Formed. Further, the outer peripheral surface of the rotary shaft 360 and the inner peripheral surface of the second bearing member 420b are opposed to each other, and a spiral oil supply groove (not shown) is formed on at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface. It has been done.
  • the rotating shaft 560 and the rotating shaft 360 have different outer diameters. That is, the rotating shaft 560 has a larger outer diameter than the rotating shaft 360. Also in this embodiment, the rotating shaft 560 and the rotating shaft 360 are connected in a straight line at the connecting portion 800. The common point is that the connecting portion 800 is formed by fitting the shaft portion 810 of the other rotating shaft 360 to the boss portion 820 of one rotating shaft 560. The rotating shafts 560, 360 having different diameters are connected to each other. Therefore, it is not necessary to reduce the diameter of the shaft portion 810 of the other rotary shaft 360.
  • the periphery of the connecting portion 800 of both the rotating shafts 360, 560 is covered with the first bearing member 420a and the second bearing member 420b. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained. That is, also in this embodiment, it is possible to suppress the leakage of the lubricating oil from the connecting portion 800. Further, the outflow of the lubricating oil to the outside of the sealed container 10 can be suppressed. Further, the lubricating oil leaking from the connecting portion 800 can lubricate and seal the inside of the first bearing member 420a and the second bearing member 420b.
  • the outer diameter of the rotary shaft 560 can be set to a value suitable for the compression mechanism 21
  • the outer diameter of the rotary shaft 360 can be set to a value suitable for the expansion mechanism 22. Therefore, the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22 can be optimized. It also controls the outer diameter of the rotary shaft 360, 560. Since the amount is reduced, the design freedom of the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22 can be increased.
  • both rotary shafts 360 and 560 are different. Both rotating shafts 360 and 560 can be stably supported. That is, as the first bearing member 420a and the second bearing member 420b, bearing members suitable for the rotating shaft 560 and the rotating shaft 360 can be selected, respectively, and both the rotating shafts 360 and 560 can be supported more stably. Possible
  • the upper bearing 420 is fixed to the sealed container 10 via the attachment member 450.
  • the second bearing member 420b is attached to the attachment member 450 from below by a fastener 46 such as a bolt.
  • the first bearing member 420a is disposed on the second bearing member 420b so as to be accommodated in a space formed between the second bearing member 420b and the mounting member 450, and uses a fastener such as a bolt (not shown).
  • the rotation shaft 560 of the compression mechanism 21 is seated on the upper surface 420p of the second bearing member 420b.
  • the second bearing member 420b receives the thrust force of the rotating shaft 560 by its upper surface 420p.
  • the rotation shaft 560 of the compression mechanism 21 has a larger outer diameter than the rotation shaft 360 of the expansion mechanism 22, but the rotation shaft of the expansion mechanism 22 has a greater compression diameter.
  • the outer diameter may be larger than the rotation axis.
  • the outer diameters of the two rotating shafts may be equal.
  • the fluid machine according to the present invention is not limited to the first and second embodiments, and can be implemented in various forms.
  • an attachment member 451 in which a suction passage 43 is formed. That is, the suction passage 43 that guides the refrigerant from the suction pipe 8 to the first expansion chamber 33a is connected to the mounting member 451, the second bearing member 421b of the upper bearing 421, the cylinder 31b of the second expansion portion 30b, the partition plate 39, and the first It may be formed over the cylinder 31a of the expansion part 30a.
  • the discharge path 44 may be formed in the attachment member 451. That is, the discharge path 44 that guides the refrigerant after expansion of the second expansion chamber 33b to the discharge pipe 9 is connected to the second shaft of the upper bearing 421. Form it over 42 lb receiving member and 451 mounting member.
  • the suction path 43 or the discharge path 44 may be formed in the attachment member 45.
  • the connecting portion 80 (800) is formed by forming a groove or the like in the portion facing the connecting portion 80 (800) on the inner peripheral side of the upper bearing 42 (420, 421).
  • An oil reservoir space 86 for storing lubricating oil may be formed around the periphery of the cylinder.
  • illustration is omitted, it is also possible to provide a groove on one or both of the outer peripheral surfaces of the rotary shaft 36 (360) and the rotary shaft 56 (560), thereby forming an oil reservoir space.
  • the wear of the connecting portion 80 (800) can be suppressed, and the sealing performance can be improved. Therefore, it is possible to improve the reliability of the fluid machine 5A and the like.
  • the connecting portion 80 (800) of the rotary shafts 36, 56 (360, 560) leaks the lubricating oil from the upper bearing 42 (420, 421) and the rotary shafts 36, 56 (360 , 560) for lubrication and sealing. Therefore, the connecting part 80 (800) may be actively used as a lubricating oil supply hole. Connecting rod 80 (800) ⁇ Rotating shaft 36, 56 (360, 560) The entire circumference of the rotating shaft 36, 56 (360, 560) is formed by using the connecting portion 80 (800) as an oil supply hole. It will be possible to supply the entire circumference of 3, 6, 56 (360, 560) evenly.
  • the compression mechanism 21 is not limited to the scroll type, and may be another type of compression mechanism such as a rotary type. Further, the type of the expansion mechanism 22 is not limited to the rotary type. In each of the above embodiments, the expansion mechanism 22 includes two cylinders (cylinders 31a and 31b), but the number of cylinders of the expansion mechanism 22 may be one, or may be three or more.
  • the compressor mechanism 21 may compress the refrigerant in multiple stages (for example, two stages).
  • the compression mechanism 21 is disposed on the upper side, and the expansion mechanism 22 is disposed on the lower side.
  • the compression mechanism 21 may be disposed on the lower side, and the expansion mechanism 22 may be disposed on the upper side. That is, the compression mechanism 21 can be arranged below the expansion mechanism 22.
  • the sealed container 10 is formed in a vertically long shape, and the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22 are arranged in the vertical direction.
  • the compression mechanism 21 constitutes the first rotation mechanism
  • the expansion mechanism 22 constitutes the second rotation mechanism.
  • both the first and second rotating mechanisms may be compression mechanisms, or both may be expansion mechanisms.
  • the fluid machine according to the above embodiment is a so-called expander-integrated compressor including the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 22.
  • Force The fluid machine according to the present invention includes only a plurality of compression mechanisms. It may be a fluid machine (compressor) or a fluid machine (expander) equipped with only a plurality of expansion mechanisms!
  • the upper bearing 42 of the expansion mechanism 22 is bolted to the mounting member 45.
  • a plurality of components of the expansion mechanism 22 (for example, all of the upper bearing 42, the cylinder 31b, the partition plate 39, the cylinder 31a, and the lower bearing 41) May be fastened to the mounting member 45 with bolts 46.
  • the first expansion portion 30a of the expansion mechanism 22 includes a cylindrical piston 32a and a vane 34a that contacts the outer peripheral surface of the piston 32a. It was. The same applies to the second expansion portion 30b.
  • the specific configuration of the expansion mechanism is not limited to the configuration of the embodiment.
  • the expansion portions 30a and 30b of the expansion mechanism may have a so-called swing type mechanism.
  • a swinging piston 32a is provided inside the cylinder 3la.
  • the eccentric portion 36a of the rotating shaft 36 is inserted into the piston 32a.
  • the piston 32a is provided with a blade 32c on the body. The blade 32c protrudes outward from the outer peripheral surface of the piston 32a, and partitions the expansion chamber 33a into a high pressure side and a low pressure side.
  • the cylinder 31a is provided with a pair of bushes 73a formed in a half-moon shape. These bushes 73a are installed with the blade 32c sandwiched therebetween, and slide with the blade 32c.
  • the bush 73a is configured to be rotatable with respect to the cylinder 3la with the blade 32c sandwiched therebetween. Therefore, the blade 32c integrated with the piston 32a is supported by the cylinder 31a via the bush 73a, and can rotate with respect to the cylinder 31a. It is possible.
  • the rotation shaft 56 (560) of the compression mechanism 21 and the rotation shaft 36 (360) of the expansion mechanism 22 are directly connected to each other.
  • two rotating shafts are connected by a coupler.
  • the same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 220 of the fluid machine 5F are accommodated inside the sealed container 10.
  • the expansion mechanism 220 is disposed below the compression mechanism 21, and an electric motor 23 is provided between the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 220.
  • the compression mechanism 21 of the fluid machine 5F is the same as the compression mechanism 21 of the fluid machine 5A of FIG.
  • the expansion mechanism 220 is different from the expansion mechanism 22 of the fluid machine 5A in FIG.
  • the expansion mechanism 220 includes a lower bearing 48, a first expansion portion 30a, a second expansion portion 30b, and an upper bearing 47 in order from the bottom in the axial direction.
  • the structure of the lower bearing 48 also adopts the conventional force.
  • the upper bearing 47 will be mainly described.
  • An upper bearing 47 that closes the upper side of the cylinder 3lb and the piston 32b of the second expansion portion 30b and defines the upper side of the second expansion chamber 33b is provided on the upper portion of the second expansion portion 30b.
  • the upper bearing 47 includes a first bearing member 47c and a second bearing member 47d that are adjacent in the axial direction.
  • the first bearing member 47c is located above the second bearing member 47d. The force will be described later in detail.
  • the first bearing member 47c supports the rotating shaft 561 of the compression mechanism 21.
  • the second bearing member 47d supports the rotating shaft 361 of the expansion mechanism 220! /.
  • a lower bearing 48 is provided below the first inflating portion 30a.
  • the lower bearing 48 includes an upper member 48c and a lower member 48d that are adjacent in the axial direction, and supports the lower end portion of the rotating shaft 36 by the upper member 48c.
  • the upper member 48c closes the lower side of the cylinder 3la and the piston 32a of the first expansion portion 30a and defines the lower side of the first expansion chamber 33a.
  • the upper member 48c has an annular recess on the lower surface, and a suction passage 49 is formed between the upper member 48c and the lower member 48d.
  • the upper member 48c is formed with a communication hole 49a that allows the first expansion chamber 33a and the suction passage 49 to communicate with each other.
  • the lower member 48d closes the lower part of the upper member 48c and The lower side is partitioned.
  • the second bearing member 47d of the upper bearing 47 is formed with a discharge passage 44 that guides the refrigerant from the second expansion chamber 33b to the discharge pipe 9.
  • the discharge pipe 9 passes through the cylindrical portion 11 of the sealed container 10 and is connected to the second bearing member 47d.
  • the lower bearing 48 is formed with the suction path 49 that guides the refrigerant from the suction pipe 8 to the first expansion chamber 33a.
  • the suction pipe 8 passes through the cylindrical portion 11 of the sealed container 10 and is connected to the lower bearing 48.
  • An attachment member 452 is joined to the inner wall of the cylindrical portion 11 of the sealed container 10 by welding or the like.
  • the first bearing member 47c is fastened to the mounting member 452 with a bolt (not shown). Note that the lower member 48d, the upper member 48c, the first expansion portion 30a, the partition plate 39, the second expansion portion 30b, the second bearing member 47d, and the first bearing member 47c are assembled together in advance. Therefore, the entire expansion mechanism 220 is fixed to the mounting member 452 by bolting the first bearing member 47c to the mounting member 452.
  • the rotation axis (hereinafter referred to as the first rotation axis) 561 of the compression mechanism 21 and the rotation axis (hereinafter referred to as the second rotation axis) 361 of the expansion mechanism 220 are connected to each other. In part 87, they are connected in a straight line. Specifically, the first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361 are connected by a connecting member 84. The connecting member 84 is accommodated in a recess 86 formed on the surface of the first bearing member 47c facing the second bearing member 47d.
  • the end of the first rotating shaft 561 on the side of the connecting portion 87 is connected to a connecting end portion 56t having a so-called spline shape in which a plurality of grooves 91 are provided on the outer peripheral surface. It has become.
  • the end portion of the second rotating shaft 361 on the side of the connecting portion 87 is also a connecting end portion 36t having a V, a loose spline shape, in which a plurality of grooves 91 are provided on the outer peripheral surface.
  • the connecting member 84 is formed in an annular shape.
  • a plurality of grooves 92 corresponding to the spline shape formed on the outer peripheral surfaces of the connecting end portion 56t and the connecting end portion 36t (see FIGS. 16A and 16B) are formed on the inner peripheral surface of the connecting member 84.
  • the material of the connecting member 84 is not particularly limited, in the present embodiment, the connecting member 84 is formed of bearing steel that is softer than the rotating shafts 361 and 561. Further, the manufacturing method of the connecting member 84 is not limited at all, but in the present embodiment, the connecting member 84 is manufactured by punching. As shown in FIG.
  • the oil supply path 38 of the second rotary shaft 361 and the oil supply path 68 of the first rotary shaft 561 are communicated with each other at a connecting portion 87.
  • the connecting member 84 connects the connecting end 56t of the first rotating shaft 561 and the connecting end 36t of the second rotating shaft 361 by spline fitting. Therefore, the connecting end portion 56 t of the first rotating shaft 561 and the connecting end portion 36 t of the second rotating shaft 361 are integrally covered with the connecting member 84. Accordingly, the periphery of the connecting portion 87 is covered with the connecting member 84.
  • the connecting member 84 is accommodated in the recess 86 of the first bearing member 47c. Therefore, the connecting member 84 is covered with the first bearing member 47c.
  • the inner diameters of the oil supply passage 38 and the oil supply passage 68 are designed to be equal.
  • first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361 are separate members, there is a slight gap in the connecting portion 87 between the first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361. Yes. However, since the periphery of the connecting portion 87 is covered with the connecting member 84, the leakage of the lubricating oil from the connecting portion 87 is suppressed.
  • the cylindrical portion 11 of the sealed container 10 is prepared, and the stator 72 and the mounting member 452 of the electric motor 23 are joined to the inner wall of the cylindrical portion 11.
  • the compression mechanism 21 having the rotor 71 fixed to the first rotating shaft 561 is inserted from one end of the cylindrical portion 11 (the upper end in FIG. 2), and the compression mechanism 21 is joined to the inner wall of the cylindrical portion 11 To do.
  • the first bearing member 47c is installed on the mounting member 452, and after aligning with the first rotating shaft 561, the first bearing member 47c is fastened to the mounting member 452 with a bolt (not shown). .
  • the expansion mechanism 220 is inserted from the other end of the cylindrical portion 11 (the lower end in FIG.
  • the connecting member 84 that has been fitted in advance outside the connecting end portion 56t of the first rotating shaft 561 is inserted into the connecting member 84.
  • the second rotating shaft 361 is also fitted to the first rotating shaft 561 on the opposite side, and the first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361 are connected. Thereafter, the expansion mechanism 220 is fastened to the mounting member 452 with a bolt (not shown).
  • the rotation shaft 561 of the compression mechanism 21 and the rotation shaft 361 of the expansion mechanism 220 are separate, and the rotation shafts 361 and 561 are connected via the connecting member 84. Since the connection is made, the assembly of the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 220 to the sealed container 10 is facilitated.
  • the connecting member 84 is disposed inside the upper bearing 47 and is covered with the upper bearing 47. For this reason, the lubricating oil leaks from the connecting portion 87 (the gap between the rotating shaft 361 and the rotating shaft 561). Therefore, the lubricating oil can be stably supplied also to the compression mechanism 21 that is the rotation mechanism located on the upper side.
  • a gap with a predetermined width is provided between the first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361 in order to absorb positioning errors, thermal deformation, and the like during manufacture. Is provided. Therefore, it is assumed that the lubricating oil leaks from this gap.
  • the leaked lubricating oil is essentially a portion where the lubricating oil is required, that is, between the first bearing member 47c and the first rotating shaft 561, or between the second bearing member 47d and the second rotating shaft. Since it is supplied between 361 and 361, it is effectively used for lubrication of sliding parts. Therefore, according to this embodiment, it is not necessary to provide a seal member such as an O-ring in order to prevent leakage of the lubricating oil. Therefore, according to the present embodiment, the number of parts can be reduced. Moreover, the problem of deterioration of the seal member can be avoided.
  • a gap having a predetermined width is provided between the outer peripheral surface of the connecting member 84 and the inner peripheral surface of the first bearing member 47c (see FIG. 15), and the connecting member 84 itself Is not supported by the first bearing member 47c.
  • the connecting member 84 may be supported by the first bearing member 47c.
  • the first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361 are so-called spline-fitted to the connecting member 84, and the connecting member 84 is rotatably supported by the first bearing member 47c. Therefore, the connecting end portions 36t and 56t of both the rotating shafts 361 and 561 are supported by the first bearing member 47c via the connecting member 84. Therefore, rattling during rotation of both rotary shafts 3 61 and 561 can be suppressed, and both rotary shafts 361 and 561 can be stabilized. Can be supported.
  • the first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361 are fitted to the connecting member 84 in a non-pressed state, respectively. Therefore, the first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361 can be easily fitted to the connecting member 84, and the assemblability can be improved.
  • any one of the first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361 may be press-fitted into the connecting member 84.
  • the first rotating shaft 561 may be press-fitted into the connecting member 84
  • the second rotating shaft 3601 may be fitted into the connecting member 84 in a non-press-fit state.
  • the lubricating oil leaks from between the first rotating shaft 561 and the connecting member 84. Therefore, most of the lubricating oil that has flowed through the oil supply passage 38 of the second rotation shaft 361 flows through the oil supply passage 68 of the first rotation shaft 561 and is supplied to the compression mechanism 21.
  • the second rotating shaft 361 and the connecting member 84 are fitted in a non-press-fit state, the assembly of the second rotating shaft 361 and the connecting member 84 is easy, and assembly performance is not impaired. .
  • the fitting shape of the first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361 and the connecting member 84 is not limited to the spline shape as in the present embodiment.
  • the outer peripheral side contours of the connecting end portion 56t and the connecting end portion 36t are formed in a hexagonal shape
  • the inner peripheral side contour of the connecting member 84 is It may be formed in a hexagonal shape corresponding to the portion 56t and the connecting end portion 36t.
  • the outer peripheral side contour of the cross section of the connecting end portion 56t and the connecting end portion 36t is formed in a polygonal shape other than the hexagonal shape
  • the inner peripheral side contour of the cross section of the connecting member 84 is the connecting end portion 56t and the connecting end portion 56t. It may be formed in a polygonal shape corresponding to the connecting end 36t.
  • the outer diameters of the coupling end portions 36t and 56t of both the rotating shafts 361 and 561 are smaller than when the rotating shafts 361 and 561 are directly fitted to each other. You don't have to. Therefore, a large so-called torque transmission radius can be secured, and the reliability of the connecting portion 87 can be improved.
  • the upper bearing 47 of the present embodiment includes separate bearing members, that is, a first bearing member 47c that supports the first rotating shaft 561 and a second bearing member 47d that supports the second rotating shaft 361. ing. Therefore, by combining bearing members suitable for supporting each rotating shaft, each rotating shaft can be stably supported, and the leakage of lubricating oil can be reduced.
  • the connecting member 84 of the present embodiment is accommodated in a recess 86 formed on the first bearing member 47c on the surface facing the second bearing member 47d.
  • the connecting member 84 is inserted into the recess 86, the first bearing member 47c and the second bearing member 47d are connected, thereby connecting the connecting member 84 to the first bearing member 47c and the second bearing member 47d.
  • the connecting member 84 can be arranged inside the upper bearing 47 with a simple configuration.
  • the recess 86 for accommodating the connecting member 84 is formed on the surface of the second bearing member 47d facing the first bearing member 47c!
  • the connecting member 84 is more than the intermediate position in the vertical direction of the rotating shaft. Located on the lower side. That is, the connecting member 84 is provided below the intermediate position in the vertical direction of the entire rotating shafts 361 and 561. Particularly in the present embodiment, the connecting member 84 is provided at a position of approximately 1Z3 from below the entire rotating shafts 361 and 561. Therefore, the connecting member 84 is disposed near the oil reservoir 15. Accordingly, the lubricating oil leaked from the connecting member 84 is easily collected in the oil reservoir 15 and is easily supplied again from the oil reservoir 15 toward the sliding portion. Therefore, according to the present embodiment, the lubricating oil can be stably supplied to the sliding portion. Further, the outflow of the lubricating oil to the outside of the sealed container 10 can be further suppressed.
  • the discharge pipe 7 that discharges the refrigerant in the internal space of the sealed container 10 is provided above the intermediate position in the vertical direction (longitudinal direction intermediate position) of the sealed container 10. .
  • the connecting member 84 is provided below the intermediate position in the vertical direction of the sealed container 10. Therefore, the connecting member 84 is disposed at a position away from the discharge pipe 7. Therefore, the lubricating oil leaked from the connecting member 84 is difficult to flow out from the discharge pipe 7. Therefore, the outflow of the lubricating oil to the outside of the hermetic container 10 can be further suppressed.
  • the periphery of the connecting portion 87 is covered with the connecting member 84, and the periphery of the connecting member 84 is covered.
  • the enclosure was covered with an upper bearing 47 that is one of the components of the expansion mechanism 220. Therefore, it is not necessary to provide a bearing independent of the expansion mechanism 220 as a bearing that supports the rotating shafts 361 and 561 and covers the periphery of the connecting member 84. Therefore, the number of parts can be reduced.
  • the bearing covering the periphery of the connecting member 84 may be independent from the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 220.
  • a bearing 750 separated from the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 220 is provided, and the second rotation shaft 361 and the first rotation shaft 561 are supported by the bearing 750 and connected.
  • the periphery of the member 84 may be covered.
  • the upper bearing 410 of the expansion mechanism 220 is provided separately from the bearing 750 that covers the connecting member 84. According to such a configuration, it is possible to suppress the leakage of the lubricating oil at the connecting portion 87 of the two rotary shafts 361 and 561 without changing the configuration of the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 220.
  • the upper bearing 47 supports the first rotating shaft 561 and supports the first bearing member 47c covering the periphery of the connecting member 84 and the second rotating shaft 361. 2 bearing members 47d.
  • the configuration of the upper bearing that accommodates the connecting member 84 is not limited to this.
  • the upper bearing 471 shown in FIG. 20 is composed of one bearing member, and supports both the first rotating shaft 561 and the second rotating shaft 361. According to such a form, since the upper bearing 471 is comprised with a single member, the number of parts can be reduced. Even in such a configuration, the leakage of the lubricating oil can be reduced.
  • a first rotating shaft 561 and a second rotating shaft 362 having different outer diameters are connected by a connecting member 84.
  • the outer diameter of the rotary shaft 561 can be set to a value suitable for the compression mechanism 21, and the outer diameter of the rotary shaft 362 can be set.
  • the diameter can be set to a value suitable for the expansion mechanism 220.
  • restrictions on the outer diameter of the rotating shafts 362 and 561 are reduced, the degree of freedom in designing the compression mechanism 21 and the expansion mechanism 220 can be increased.
  • the upper bearing 471 which also has a single bearing member force, has a first insertion with a small inner diameter.
  • a through hole 471j and a second through hole 471k communicating with the first through hole 471j in the axial direction and having an inner diameter larger than that of the first through hole 471j are formed.
  • the connecting member 84 is disposed in the second through hole 471k.
  • One end of the first rotating shaft 561, that is, the grooved connecting end portion 56 t is inserted into the connecting member 84 through the first through hole 471 j formed in the upper bearing 471.
  • the second rotating shaft 362 is formed with a connecting end portion 36t to be fitted to the connecting member 84 by diameter reduction processing and grooving processing.
  • a large-diameter portion 362k as a supported portion that is inserted into the second through hole 471k of the upper bearing 471 and supported in the radial direction, and the supported portion 362k Further, a connecting end portion 36t is formed as a tip end portion having a small outer diameter and fitted to the connecting member 84.
  • the first rotating shaft 561 is inserted into the first through hole 471j and connected to the connecting member 84.
  • the two rotary shafts 561 and 362 can be easily connected by a simple operation of fitting and inserting the second rotary shaft 362 into the second through hole 471k and fitting it into the connecting member 84.
  • the magnitude relationship of the outer diameter of the rotating shaft may be opposite to the above. In that case, the size relationship of the inner diameter of the through hole of the upper bearing 471 is also opposite to the example of FIG.
  • the oil supply passage 38 is provided in the second rotation shaft 361, and the oil supply passage 68 is provided in the first rotation shaft 561.
  • the lubricating oil in the oil reservoir 15 is pumped up to the oil supply passages 38 and 68 by the oil pump 37, passes through the oil supply holes (oil supply holes 64 and 88, etc.) communicating with the oil supply passages 38 and 68, and the expansion mechanism 220. Or, it was supplied to each sliding portion of the compression mechanism 21.
  • the supply path of the lubricating oil to each sliding portion is not limited to this. For example, as shown in FIG.
  • spiral oil supply grooves 76 and 77 are formed on the outer peripheral surfaces of the rotary shafts 361 and 561.
  • the lubricating oil may be pumped up by 76 and 77.
  • a connecting member 841 in which a spiral oil supply groove 78 is formed on the outer peripheral surface can be suitably used.
  • the inner diameters of the oil supply passage 38 and the oil supply passage 68 are designed to be equal.
  • the inner diameters of the oil supply passage 38 and the oil supply passage 68 may not be equal.
  • the inner diameter dl of the oil supply path 68 of the first rotary shaft 561 is equal to the oil supply path 3 of the second rotary shaft 361.
  • the inner diameter d2 of 8 may be smaller. In this case, the lubricating oil flow path suddenly narrows in front of the oil supply path 68 of the first rotating shaft 561, so that the hydraulic pressure rises inside the connecting member 84.
  • the first rotating shaft 561 may be press-fitted into the connecting member 84 in order to further suppress the gas from being mixed into the lubricating oil. As a result, leakage of lubricating oil from between the connecting member 84 and the first rotating shaft 561 is also reduced.
  • a connecting member 842 provided with a through hole 79 extending in a direction intersecting the axial direction (a direction orthogonal in Fig. 24) can be preferably used.
  • the lubricating oil inside the connecting member 842 receives centrifugal force and is distributed to the outer peripheral side through the through hole 79. Therefore, the lubricating oil is sufficiently filled between the connecting member 842 and the upper bearing 47. Therefore, it is possible to further suppress the gas from being mixed into the lubricating oil.
  • an upper bearing 471 having a first bearing member 471c provided with an oil supply passage 69 for supplying lubricating oil to the outer peripheral side of the connecting member 84 can be suitably used.
  • An external oil supply passage 69a for supplying lubricating oil to the oil supply passage 69 may be provided separately.
  • a filter 69b is preferably provided inside the external oil supply passage 69a. Thereby, cleaner lubricating oil can be supplied between the connecting member 84 and the upper bearing 471.
  • lubricating oil is supplied to the concave portion 86 through the oil supply passage 69 of the first bearing member 471c.
  • the lubricating oil guided to the recess 86 is further guided to the shaft oil supply path 38 and Z or the oil supply path 68 through the through hole 79 of the connecting member 84. In this way, it is possible to supply a sufficient amount of lubricating oil to each rotation mechanism that is provided only between the connecting member 84 and the upper bearing 471. Since the lubricating oil introduced into the recess 86 is constantly circulated without stagnating, more normal lubricating oil can be supplied to each rotating mechanism.
  • the upper bearing 47 supports the first rotating shaft 561 and covers the periphery of the connecting member 84, and the second bearing that supports the second rotating shaft 361. Member 4 7d.
  • the configuration of the upper bearing 47 is not limited to this.
  • the upper bearing 472 shown in FIG. 26 includes a first bearing member 96 that supports the first rotating shaft 561, a sealing member 97 that covers the periphery of the connecting member 84, and a second bearing member that supports the second rotating shaft 361.
  • the first bearing member 96, the sealing member 97, and the second bearing member 98 are assembled in order along the axial direction of the rotating shafts 361 and 561.
  • the connecting member 84 can be easily arranged inside. Therefore, according to such a configuration, it is possible to suppress the leakage of the lubricating oil at the connecting portion 87 by an easy assembling work.
  • the present invention is useful for a fluid machine having a plurality of rotating mechanisms such as a compression mechanism for compressing a fluid or an expansion mechanism for expanding a fluid.
  • a refrigeration apparatus an air It is useful for compressors, expanders, expander-integrated compressors, etc. installed in refrigerant circuits such as conditioners and water heaters.

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Description

明 細 書
流体機械及び冷凍サイクル装置
技術分野
[0001] 本発明は、流体を圧縮する圧縮機構又は流体を膨張させる膨張機構からなる回転 機構を複数備えた流体機械に関するものである。本発明は、さらに、その流体機械を 用 ヽた冷凍サイクル装置に関する。
背景技術
[0002] 例えば、 2003年 3月に (独)新エネルギー,産業技術総合開発機構より発行された 成果報告書"エネルギー有効利用基盤技術先導研究開発 CO
2空調機用二相流膨 張機'圧縮機の開発" P. 43— 45に開示されているように、密閉容器内に複数の回転 機構が収容され、これら回転機構の回転軸同士が一直線状に連結された流体機械 が知られている。
[0003] 図 27は、上記文献に開示された流体機械を概念的に表した図である。図 27に示 すように、この流体機械は、縦長の密閉容器 101と、密閉容器 101内に収容された 圧縮機構 102、電動機 103及び膨張機構 104とを備えている。圧縮機構 102の回転 軸 105の上端には、断面が正六角形状の凹部 105aが形成されている。一方、膨張 機構 104の回転軸 106の下端には、断面が正六角形状の凸部 106aが形成されて いる。そして、上記凸部 106aと上記凹部 105aとが嵌合することにより、回転軸 105と 回転軸 106とが連結されている。この凹部 105aと凸部 106aとにより、両回転軸 105 , 106を連結する連結部 107が形成されている。
[0004] ところで、圧縮機構 102及び膨張機構 104に対しては、潤滑油を供給することが必 要である。そこで、密閉容器 101の底部には、潤滑油を貯留した油溜まり部 112が設 けられている。回転軸 105の下部には油ポンプ 115が取り付けられ、回転軸 105, 1 06の内部には給油路 113が形成されている。このような構成により、油ポンプ 115に よって汲み上げられた潤滑油は、給油路 113を経て圧縮機構 102及び膨張機構 10 4の摺動部に供給される。
[0005] なお、符号 108は圧縮前の流体を吸入する吸入管、符号 109は圧縮後の流体を吐 出する吐出管、符号 110は膨張前の流体を吸入する吸入管、符号 111は膨張後の 流体を吐出する吐出管である。
[0006] 同様の流体機械は、特開平 9— 126171号公報にも開示されている。
発明の開示
[0007] しカゝしながら、上記流体機械では、圧縮機構 102の回転軸 105と膨張機構 104の 回転軸 106とは、連結部 107において連結されているだけなので、給油路 113内の 潤滑油が連結部 107 (詳しくは、凹部 105aと凸部 106aとの間の隙間)から漏れ出す おそれがあった。そのため、上側の回転機構、すなわち膨張機構 104に対して潤滑 油を安定して供給できないという課題があった。また、連結部 107から漏れた潤滑油 力 密閉容器 101内の流体とともに吐出管 109から流出しやす力つた。そのため、密 閉容器 101内の潤滑油の量が不足するおそれがあった。
[0008] 通常、圧縮機構 102及び膨張機構 104は、密閉容器 101に対して溶接されている 。しかし、溶接にあたっては、圧縮機構 102及び膨張機構 104の取付位置の若干の ずれが避けられない。ところが、回転軸 105, 106は長尺物であるため、両回転軸 10 5, 106の連結部 107においては、そのずれが増幅される。そこで、図 27に示す流体 機械では、圧縮機構 102及び膨張機構 104の取付位置のずれを考慮して、連結部 107に遊びを持たせている。すなわち、回転軸 105の凹部 105aと回転軸 106の凸 部 106aとの間に、予めある程度の隙間を設けている。そのため、連結部 107からの 潤滑油の漏れが多くなりがちであった。
[0009] 一方、特開平 9— 126171号公報に開示されている流体機械においては、 2本の 回転軸を継ぎ手を介して連結している。回転軸をスムーズに回転させるためには、継 ぎ手と回転軸との間に適度な隙間を設け、その隙間に各機構の取付位置のずれや 熱変形を吸収させる必要がある。したがって、回転軸を連結するためのこの継ぎ手は 、潤滑油の漏れに対しては何ら貢献せず、むしろ、潤滑油の漏れを助長する。潤滑 油の漏れを防止するために継ぎ手と回転軸との間の隙間を十分小さくするという案も あるが、そのようにすると組立性が低下するとともに、各機構の取付位置のずれや熱 変形を吸収する効果が不十分となる。
[0010] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の回転機構の 回転軸同士が一直線状に連結されてなる流体機械において、各回転機構に対して 潤滑油を安定して供給することである。また、本発明の他の目的は、密閉容器の外部 に潤滑油が流出することを抑制することである。
[0011] すなわち、本発明は、
軸方向に延びる第 1給油路が内部に形成された第 1回転軸を有し、流体を圧縮す る圧縮機構又は流体を膨張させる膨張機構力 なる第 1回転機構と、
軸方向に延びる第 2給油路が内部に形成されるとともに、第 1給油路と第 2給油路と の間を潤滑油が流通可能となるように第 1回転軸に一直線状に連結された第 2回転 軸を有し、流体を圧縮する圧縮機構又は流体を膨張させる膨張機構力 なる第 2回 転機構と、
第 1及び第 2回転機構を収容する密閉容器と、
密閉容器の内部にお 、て、第 1回転軸と第 2回転軸との連結部分の周囲を覆 、、 第 1及び第 2回転軸の少なくとも一方を支持する軸受と、
を備えた、流体機械を提供する。
[0012] 上記流体機械では、第 1回転軸と第 2回転軸との連結部分の周囲は、軸受によって 覆われる。そのため、上記連結部分力 の潤滑油の漏れは抑制される。したがって、 各回転機構に対して潤滑油を安定して供給することができる。また、上記連結部分か らの潤滑油の漏れが抑制されるので、密閉容器の外部に潤滑油が流出することを抑 制することができる。また、上記流体機械によれば、上記連結部分から潤滑油が漏れ たとしても、当該潤滑油は、軸受の潤滑やシールに有効利用される。さらに、上記流 体機械によれば、軸受によって連結部分が支持されるので、両回転軸を安定して支 持することができる。
[0013] 他の側面において、本発明は、
軸方向に延びる第 1給油路が内部に形成された第 1回転軸を有し、流体を圧縮す る圧縮機構又は流体を膨張させる膨張機構力 なる第 1回転機構と、
軸方向に延びる第 2給油路が内部に形成された第 2回転軸を有し、流体を圧縮す る圧縮機構又は流体を膨張させる膨張機構力 なる第 2回転機構と、
第 1及び第 2回転軸の少なくとも一方を回転可能に支持する軸受と、 第 1回転機構、第 2回転機構及び軸受を収容する密閉容器と、
軸受の内部に配置され、第 1及び第 2回転軸と嵌合することによって、第 1給油路と 第 2給油路とを連通させつつ第 1回転軸と第 2回転軸とを連結する連結部材と、 を備えた、流体機械を提供する。
[0014] 上記流体機械によれば、第 1回転機構の回転軸 (第 1回転軸)と第 2回転機構の回 転軸 (第 2回転軸)とは別体であるので、それら回転機構の組立性が向上する。また、 連結部材は軸受の内部に配置されており、軸受によって覆われている。そのため、各 回転軸と連結部材との間の隙間から潤滑油が漏れに《なる。したがって、両回転機 構に対して潤滑油を安定して供給することができる。また、潤滑油の漏れが抑制され るので、密閉容器の外部に潤滑油が流出することを抑制することができる。さらに、上 記流体機械によれば、上記隙間から漏れた潤滑油は、本来的に潤滑油が必要とされ る部分、すなわち、軸受と回転軸との間に供給されるので、軸受の潤滑やシールに 有効利用される。
[0015] また、上記した各流体機械は、空気調和装置や給湯器の心臓部をなす冷凍サイク ル装置に適用することができる。
[0016] すなわち、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機構、圧縮機構に動力を与える電動機 、冷媒を膨張させる膨張機構、および圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトを有 する膨張機一体型圧縮機と、冷媒を冷却する放熱器と、冷媒を蒸発させる蒸発器と を備え、第 1回転機構が圧縮機構、第 2回転機構が膨張機構である上記流体機械に よって、膨張機一体型圧縮機が構成されて ヽる冷凍サイクル装置を提供する。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]実施形態に係る流体機械が組み込まれた冷媒回路図
[図 2]流体機械の縦断面図
[図 3]連結部の横断面図
[図 4]変形例に係る連結部の横断面図
[図 5]他の変形例に係る連結部の横断面図
[図 6A]上軸受及び回転軸の部分拡大図
[図 6B]変形例に係る上軸受及び回転軸の部分拡大図 [図 7]変形例に係る流体機械の縦断面図
[図 8]第 2実施形態に係る流体機械の縦断面図
[図 9]他の実施形態に係る流体機械の縦断面図
[図 10]他の実施形態に係る連結部の縦断面図
[図 11]変形例に係る流体機械の縦断面図
[図 12]第 1及び第 2実施形態に係る膨張部の横断面図
[図 13]変形例に係る膨張部の横断面図
[図 14]第 3実施形態に係る流体機械の縦断面図
[図 15]回転軸の連結部の縦断面図
[図 16A]回転軸の平面図
[図 16B]回転軸の側面図
[図 17A]連結部材の平面図
[図 17B]連結部材の縦断面図
[図 18]変形例に係る流体機械の連結部材及び回転軸の断面図
[図 19]変形例に係る流体機械の縦断面図
[図 20]変形例に係る流体機械における回転軸の連結部の縦断面図
[図 21]変形例に係る流体機械における回転軸の連結部の縦断面図
[図 22]変形例に係る流体機械における回転軸の連結部の縦断面図
[図 23]変形例に係る流体機械における回転軸の連結部の縦断面図
[図 24]変形例に係る流体機械における回転軸の連結部の縦断面図
[図 25]変形例に係る流体機械における回転軸の連結部の縦断面図
[図 26]変形例に係る流体機械における回転軸の連結部の縦断面図
[図 27]従来の流体機械の概念図
発明を実施するための最良の形態
[0018] 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。
[0019] (第 1実施形態)
図 1に示すように、本実施形態に係る流体機械 5Aは、膨張機一体型圧縮機として 冷凍サイクル装置 1の冷媒回路に組み込まれている。流体機械 5Aは、冷媒を圧縮 する圧縮機構 21 (第 1回転機構)と、冷媒を膨張させる膨張機構 22 (第 2回転機構) とを備えている。圧縮機構 21は、吸入管 6を介して蒸発器 3に接続されるとともに、吐 出管 7を介して放熱器 2に接続されている。膨張機構 22は、吸入管 8を介して放熱器 2に接続されるとともに、吐出管 9を介して蒸発器 3に接続されている。
[0020] この冷媒回路には、高圧部分 (圧縮機構 21から放熱器 2を経て膨張機構 22に至る 部分)において超臨界状態となる冷媒が充填されている。本実施形態では、そのよう な冷媒として二酸ィ匕炭素 (CO )が充填されている。ただし、冷媒の種類は特に限定
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されるものではなぐ運転時に超臨界状態とならない冷媒 (例えばフロン系の冷媒等) であってもよい。
[0021] また、流体機械 5Aが組み込まれる冷媒回路は、冷媒を一方向にのみ流通させる 冷媒回路に限られない。流体機械 5Aは、冷媒の流通方向の変更が可能な冷媒回 路に設けられていてもよい。例えば、流体機械 5Aは、四方弁等を有することによって 暖房運転及び冷房運転の可能な冷媒回路に設けられて 、てもよ 、。
[0022] 図 2に示すように、流体機械 5Aの圧縮機構 21及び膨張機構 22は、密閉容器 10の 内部に収容されている。膨張機構 22は圧縮機構 21よりも下方に配置されており、圧 縮機構 21と膨張機構 22との間には電動機 23が設けられている。
[0023] 密閉容器 10は、上下両端が開放された円筒状の筒部 11と、筒部 11の上端を閉鎖 する上蓋部 12と、筒部 11の下端を閉鎖する底蓋部 13とを備えている。上蓋部 12と 筒部 11、底蓋部 13と筒部 11は、それぞれ溶接等により接合されている。上蓋部 12 には、電気ケーブル等が接続される端子 14が固定されている。密閉容器 10内の底 部には、潤滑油を貯留する油溜まり部 15が形成されている。圧縮機構 21及び膨張 機構 22は、この密閉容器 10の長手方向、つまり、上下方向に沿って並んでいる。
[0024] まず、膨張機構 22の構成を説明する。膨張機構 22は、ロータリ式であり、第 1膨張 部 30aと第 2膨張部 30bとを備えている。第 1膨張部 30aは、第 2膨張部 30bよりも下 方に配置されている。
[0025] 第 1膨張部 30aは、略円筒状のシリンダ 31aと、シリンダ 31a内に挿入された円筒状 のピストン 32aとを備えている。シリンダ 31aの内周面とピストン 32aの外周面との間に は、第 1膨張室 33aが区画されている。シリンダ 31aには、径方向に延びるベーン溝 が形成され、このべーン溝にはべーン 34aと、ベーン 34aをピストン 32aに向かって付 勢するばね 35aとが設けられている。ベーン 34aは、第 1膨張室 33aを高圧側の膨張 室と低圧側の膨張室とに仕切っている。
[0026] 第 2膨張部 30bは、第 1膨張部 30aとほぼ同様の構成を有している。すなわち、第 2 膨張部 30bは、略円筒状のシリンダ 31bと、シリンダ 31b内に挿入された円筒状のピ ストン 32bと、シリンダ 31bのべーン溝内に設けられたベーン 34bと、ベーン 34bをピ ストン 32bに向かって付勢するばね 35bとを備えている。シリンダ 31bの内周面とビス トン 32bの外周面との間には、第 2膨張室 33bが区画されている。
[0027] 膨張機構 22は、第 1偏心部 36a及び第 2偏心部 36bを有する回転軸 36 (第 2回転 軸)を備えている。第 1偏心部 36aはピストン 32aの内部に摺動可能に挿入されており 、第 2偏心部 36bはピストン 32bの内部に摺動可能に挿入されている。これにより、ピ ストン 32aは、第 1偏心部 36aによって、偏心した状態でシリンダ 3 la内を旋回するよう に規制されている。また、ピストン 32bは、第 2偏心部 36bにより、偏心した状態でシリ ンダ 3 lb内を旋回するように規制されている。
[0028] 回転軸 36の下端部は、油溜まり部 15の潤滑油に浸漬されている。この回転軸 36 の下端部には、潤滑油を汲み上げる油ポンプ 37が設けられている。回転軸 36の内 部には、軸方向に延びる給油路 38が形成されている。なお、「軸方向に延びる」とは 、全体として軸方向(上下方向)に沿って延びていることを意味する。したがって、軸 方向に直線状に延びて!/ヽる場合に限らず、螺旋状に延びて!/ヽる場合等も含まれる。 図示は省略するが、回転軸 36には、給油路 38内の潤滑油を膨張機構 22の摺動部 に供給する給油孔 (例えば、給油路 38と摺動部とを連通し、回転軸 36の径方向に延 びる孔)が設けられている。
[0029] 第 1膨張部 30aと第 2膨張部 30bとは、仕切板 39によって仕切られている。仕切板 3 9は、第 1膨張部 30aのシリンダ 31a及びピストン 32aの上方を覆っており、第 1膨張 室 33aの上側を区画している。また、仕切板 39は、第 2膨張部 30bのシリンダ 31b及 びピストン 32bの下方を覆っており、第 2膨張室 33bの下側を区画している。仕切板 3 9には、第 1膨張室 33aと第 2膨張室 33bとを連通させる連通孔 40が形成されている 。なお、第 1膨張室 33aと第 2膨張室 33bとはそれぞれ別個に冷媒を膨張させる膨張 室であってもよいが、本実施形態では、これら膨張室 33a, 33bは連通孔 40を通じて 一つの膨張室を形成している。すなわち、本実施形態では、冷媒は、第 1膨張室 33a 及び第 2膨張室 33bにおいて連続的に膨張する。
[0030] 第 1膨張部 30aの下部には、下軸受 41が設けられている。下軸受 41は、回転軸 36 の下端部を支持している。また、下軸受 41は、第 1膨張部 30aのシリンダ 31a及びピ ストン 32aの下方を閉塞しており、第 1膨張室 33aの下側を区画している。
[0031] 第 2膨張部 30bの上部には、上軸受 42が設けられている。詳細は後述するが、上 軸受 42は、膨張機構 22の回転軸 36 (第 2回転軸)と圧縮機構 21の回転軸 56 (第 1 回転軸)とを支持している。また、上軸受 42は、第 2膨張部 30bのシリンダ 31b及びピ ストン 32bの上方を閉塞しており、第 2膨張室 33bの上側を区画している。
[0032] 上軸受 42、シリンダ 31b、仕切板 39、及びシリンダ 31aには、吸入管 8の冷媒を第 1 膨張室 33aに導く吸入路 43が形成されている。吸入管 8は、密閉容器 10の筒部 11 を貫通し、上軸受 42に接続されている。また、上軸受 42には、第 2膨張室 33bの膨 張後の冷媒を吐出管 9に導く吐出路 44が形成されている。吐出管 9は、密閉容器 10 の筒部 11を貫通し、上軸受 42に接続されている。
[0033] 密閉容器 10の筒部 11の内壁には、取付部材 45が溶接等により接合されている。
上軸受 42は、取付部材 45にボルト 46により締結されている。なお、膨張機構 22の 下軸受 41、第 1膨張部 30a、仕切板 39、第 2膨張部 30b、及び上軸受 42は、予め一 体的に組み立てられている。そのため、上軸受 42を取付部材 45にボルト締めするこ とによって、膨張機構 22の全体が取付部材 45に固定されている。
[0034] 次に、圧縮機構 21の構成を説明する。圧縮機構 21は、スクロール式であり、固定ス クロール 51と、固定スクロール 51と軸方向に対向する可動スクロール 52と、可動スク ロール 52を支持する回転軸 56と、回転軸 56を支持する軸受 53とを備えて 、る。
[0035] 固定スクロール 51には、渦巻形状 (例えばインボリユート形状等)のラップ 54と、吐 出孔 55とが形成されている。可動スクロール 52には、固定スクロール 51のラップ 54 と嚙み合うラップ 57が形成されている。これらラップ 54及びラップ 57の間に、渦巻状 の圧縮室 58が区画されている。回転軸 56の上端には偏心部 59が形成され、可動ス クロール 52は偏心部 59に支持されている。そのため、可動スクロール 52は、回転軸 56の軸心から偏心した状態で公転する。可動スクロール 52の下側には、可動スクロ ール 52の回転を防止するオルダムリング 60が配置されて!、る。可動スクロール 52に は、給油孔 64が形成されている。
[0036] 固定スクロール 51の上側には、カバー 62が設けられている。固定スクロール 51及 び軸受 53の内部には、冷媒を流通させる上下に延びる吐出路 61が形成されている 。また、固定スクロール 51及び軸受 53の外側には、冷媒を流通させる上下に延びる 流通路 63が形成されている。このような構成により、吐出孔 55から吐出された冷媒は 、カバー 62内の空間にいったん吐出された後、吐出路 61を通じて圧縮機構 21の下 方に吐出される。そして、圧縮機構 21の下方の冷媒は、流通路 63を通じて圧縮機構 21の上方に導かれる。
[0037] 吸入管 6は、密閉容器 10の筒部 11を貫通し、固定スクロール 51に接続されている 。吐出管 7は、密閉容器 10の上蓋部 12に接続されている。吐出管 7の一端は、密閉 容器 10内の圧縮機構 21の上方の空間に開口している。
[0038] 圧縮機構 21は、密閉容器 10の筒部 11の内壁に溶接等により接合されている。
[0039] 圧縮機構 21の回転軸 56は、下方に向かって延びている。膨張機構 22の回転軸 3 6と同様に、回転軸 56の内部にも軸方向に延びる給油路 68が形成されている。
[0040] 電動機 23は、回転軸 56の中途部に固定された回転子 71と、回転子 71の外周側 に配置された固定子 72とから構成されている。固定子 72は、密閉容器 10の筒部 11 の内壁に固定されている。固定子 72は、モータ配線 73を介して端子 14に接続され ている。この電動機 23によって、回転軸 56が駆動される。
[0041] 圧縮機構 21の回転軸 56と膨張機構 22の回転軸 36とは、連結部 80において一直 線状に連結されている。本実施形態では、連結部 80は嵌合構造を有している。具体 的には、回転軸 56の下端には、上方に向力つて凹んだ第 1嵌合部としてのボス部 81 が形成されている。一方、回転軸 36の上端には、上方に向カゝつて突出した第 2嵌合 部としての軸部 82が形成されている。そして、第 1嵌合部と第 2嵌合部とが嵌合する こと、つまり、軸部 82がボス部 81に嵌合することにより、両回転軸 36, 56が連結され ている。これにより、給油路 68と給油路 38との間を潤滑油が流通可能となっている。
[0042] 本実施形態では、図 3に示すように、軸部 82は、外周側に複数の溝 (歯)が設けら れたいわゆるスプライン形状を有している。また、ボス部 81の内周側には、軸部 82の 溝に対応する複数の溝が形成されて 、る。
[0043] ただし、軸部 82及びボス部 81の具体的形状は何ら限定されるものではない。例え ば、図 4に示すように、軸部 82は、外周側により細かい歯が設けられたいわゆるセレ ーシヨン形状を有し、ボス部 81の内周側には、軸部 82のセレーシヨン形状に対応し たより細力な溝が形成されて!、てもよ!/、。
[0044] また、図 5に示すように、軸方向と直交する横断面において、軸部 82の外周側の輪 郭が六角形状に形成され、ボス部 81の内周側の輪郭が、上記軸部 82に対応した六 角形状に形成されていてもよい。また、図示は省略するが、軸部 82の外周側の輪郭 が六角形状以外の多角形状に形成され、ボス部 81の内周側の輪郭が、上記軸部 8 2に対応した多角形状に形成されて!、てもよ!/ヽ。
[0045] 本実施形態では、圧縮機構 21の回転軸 56にボス部 81が設けられ、膨張機構 22 の回転軸 36に軸部 82が設けられている力 逆に、圧縮機構 21の回転軸 56に軸部 8 2が設けられ、膨張機構 22の回転軸 36にボス部 81が設けられて 、てもよ 、。
[0046] 図 2に示すように、回転軸 36の給油路 38と回転軸 56の給油路 68とは、上下方向 に延び、連結部 80においてつながつている。上軸受 42は、回転軸 36の上側と回転 軸 56の下側とを支持している。そのため、回転軸 36の上側と回転軸 56の下側とは、 上軸受 42によって一体的に覆われている。したがって、連結部 80の周囲は、上軸受 42によって覆われている。
[0047] 上軸受 42と両回転軸 36, 56との間の摺動部には、螺旋状の給油溝が形成されて いる。本実施形態では、図 6Aに示すように、上軸受 42内における回転軸 56の外周 面に、螺旋状の給油溝 85が形成されている。また、図示は省略するが、上軸受 42内 における回転軸 36の外周面にも、同様の螺旋状の給油溝が形成されている。ただし 、図 6Bに示すように、給油溝 85は上軸受 42の内周面に形成されていてもよい。また 、上軸受 42の内周面及び両回転軸 36, 56の外周面の両方に給油溝 85を設けても よい。
[0048] 次に、流体機械 5Aの動作を説明する。本流体機械 5Aでは、電動機 23が駆動され ると、回転軸 56及び回転軸 36がー体となって回転する。 [0049] 圧縮機構 21にあっては、回転軸 56の回転に伴って可動スクロール 52が旋回する 。これにより、吸入管 6から冷媒が吸入される。吸入された低圧の冷媒は、圧縮室 58 で圧縮された後、高圧の冷媒となって吐出孔 55から吐出される。そして、吐出孔 55 力も吐出された冷媒は、吐出路 61及び流通路 63を通じて圧縮機構 21の上方に導 かれ、吐出管 7を通じて密閉容器 10の外部に吐出される。
[0050] 膨張機構 22にあっては、回転軸 36の回転に伴って、ピストン 32a, 32bが旋回する 。これにより、吸入管 8から吸入された高圧の冷媒は、吸入路 43を通じて第 1膨張室 33aに流入する。第 1膨張室 33aに流入した高圧の冷媒は、第 1膨張室 33a内及び 第 2膨張室 33b内で膨張し、低圧の冷媒となる。この低圧の冷媒は、吐出路 44を通 じて吐出管 9に流れ込み、吐出管 9を通じて密閉容器 10の外部に吐出される。
[0051] 回転軸 36の回転に伴って、油溜まり部 15の潤滑油は、油ポンプ 37によって汲み 上げられ、回転軸 36の給油路 38内を上昇する。給油路 38内の潤滑油は、図示しな い給油孔を通じて膨張機構 22の摺動部に供給され、さらに、回転軸 36と上軸受 42 との間の摺動部にも供給される。そして、上記潤滑油は、それら摺動部の潤滑及びシ 一ノレを行う。
[0052] また、給油路 38を上昇してきた潤滑油は、連結部 80を通過し、回転軸 56の給油路 68に流れ込む。給油路 68に流入した潤滑油の一部は、図示しない給油孔を通じて 回転軸 56と上軸受 42との間の摺動部に供給され、摺動部の潤滑及びシールを行う 。給油路 68内の他の潤滑油は、給油路 68内を上昇し、圧縮機構 21に導かれる。そ して、上記潤滑油は、圧縮機構 21の摺動部の潤滑及びシールを行う。
[0053] ここで、圧縮機構 21の回転軸 56と膨張機構 22の回転軸 36とは別部材であるので 、回転軸 56と回転軸 36との連結部 80には、若干の隙間が生じている。しかしながら 、連結部 80の周囲は上軸受 42によって覆われているので、連結部 80からの潤滑油 の漏れは抑制される。また、連結部 80は、上軸受 42の内部に位置しているので、潤 滑油が必要となる摺動部でもある。そのため、連結部 80から潤滑油が漏れたとしても 、その潤滑油は上軸受 42内の潤滑及びシールに有効活用されることになる。なお、 上軸受 42内の潤滑油は、上軸受 42内を上昇した後、上軸受 42の上端から流出し、 その後は上軸受 42の外側等に沿って流下し、油溜まり部 15に回収される。 [0054] 次に、流体機械 5Aの組立方法について説明する。
[0055] 流体機械 5Aの組立に際しては、初めに、密閉容器 10の筒部 11を用意し、筒部 11 の内壁に、電動機 23の固定子 72及び取付部材 45を接合する。次に、回転軸 56に 回転子 71が固定された圧縮機構 21を、筒部 11の一端(図 2の上側の端部)から挿 入し、圧縮機構 21を筒部 11の内壁に接合する。次に、膨張機構 22を筒部 11の他 端(図 2の下側の端部)から挿入し、回転軸 36の軸部 82を回転軸 56のボス部 81に 嵌合させることによって、回転軸 36と回転軸 56とを連結させる。その後、ボルト 46に より、膨張機構 22を取付部材 45に締結する。
[0056] 次に、吸入管 6を筒部 11の外側力も挿入し、吸入管 6を圧縮機構 21及び筒部 11 に接合する。また、吸入管 8及び吐出管 9を筒部 11の外側から挿入し、これら吸入管 8及び吐出管 9を膨張機構 22及び筒部 11に接合する。その後、筒部 11の一端に上 蓋部 12を接合し、筒部 11の他端に底蓋部 13を接合する。そして、上蓋部 12の外側 力 吐出管 7を挿入し、当該吐出管 7を上蓋部 12に接合する。
[0057] 以上のように、本実施形態によれば、連結部 80の周囲は上軸受 42によって覆われ ている。そのため、連結部 80からの潤滑油の漏れを抑制することができる。したがつ て、上側に位置する回転機構である圧縮機構 21に対しても、潤滑油を安定して供給 することができる。すなわち、圧縮機構 21及び膨張機構 22の両方に対して、安定し た給油を実現することができる。
[0058] また、連結部 80からの潤滑油の漏れを抑制することができるので、潤滑油が冷媒と ともに吐出管 7から密閉容器 10の外部に流れ出すことを抑制することができる。した 力 て、密閉容器 10内の潤滑油不足を防止することができる。
[0059] また、本実施形態によれば、連結部 80から潤滑油が漏れたとしても、当該潤滑油 は上軸受 42内における潤滑及びシールに有効活用される。そのため、潤滑油の無 駄な漏洩は生じない。
[0060] また、本実施形態によれば、上軸受 42によって連結部 80を支持して 、るので、両 回転軸 35, 56の遊びを小さくすることができる。したがって、両回転軸 36, 56の回転 時の振れを防止することができ、両回転軸 36, 56を安定して支持することができる。
[0061] 本実施形態によれば、連結部 80は、回転軸 36及び回転軸 56を一本の回転軸と見 なした場合に、当該回転軸の上下方向中間位置よりも下側に設けられている。すな わち、連結部 80は、両回転軸 36, 56の全体の上下方向中間位置よりも下側に設け られている。特に本実施形態では、連結部 80は、両回転軸 36, 56の全体の下から 略 1Z3の位置に設けられている。そのため、連結部 80は油溜まり部 15の近くに配 設されることになる。したがって、連結部 80から漏れた潤滑油は、油溜まり部 15に回 収されやすくなり、再び油溜まり部 15から摺動部に向かって供給されやすくなる。そ のため、本実施形態によれば、摺動部に対して潤滑油を安定して供給することができ る。また、潤滑油の密閉容器 10外への流出をより一層抑制することができる。
[0062] また、本実施形態によれば、密閉容器 10の内部空間の冷媒を吐出する吐出管 7は 、密閉容器 10の上下方向中間位置 (長手方向中間位置)よりも上側に設けられてい る。一方、連結部 80は、密閉容器 10の上下方向中間位置よりも下側に設けられてい る。そのため、連結部 80は、吐出管 7から離れた位置に配設されている。したがって 、連結部 80から漏れた潤滑油は、吐出管 7から流出しに《なる。そのため、潤滑油 の密閉容器 10外への流出を、さらに抑制することができる。
[0063] 本実施形態によれば、上軸受 42は単一の軸受部材からなり、この単一の軸受部材 によって回転軸 36及び回転軸 56の両方を支持している。そのため、連結部 80の周 囲を覆う軸受を 2つの軸受部材、例えば回転軸 36側の軸受部材と回転軸 56側の軸 受部材とに分離する場合に比べて、部品点数を削減することができる。ただし、連結 部 80を覆う軸受を複数の軸受部材で形成することも勿論可能である (第 2実施形態 参照)。
[0064] なお、本実施形態では、膨張機構 22の構成要素の一つである上軸受 42によって、 連結部 80の周囲を覆うこととした。そのため、回転軸 36, 56を支持するとともに連結 部 80の周囲を覆う軸受として、圧縮機構 21及び膨張機構 22と別個独立の軸受を設 ける必要がない。したがって、部品点数の削減を図ることができる。
[0065] ただし、連結部 80の周囲を覆う軸受は、圧縮機構 21及び膨張機構 22から独立し たものであってもよい。例えば、図 7に示す流体機械 5Bのように、圧縮機構 21及び 膨張機構 22から分離された軸受 75を設け、この軸受 75によって回転軸 36及び回転 軸 56を支持するとともに、連結部 80の周囲を覆うようにしてもよい。このような形態に よれば、圧縮機構 21及び膨張機構 22の構成に変更を加えることなぐ連結部 80〖こ おける潤滑油の漏れを抑制すること等が可能となる。
[0066] また、本実施形態によれば、一方の回転機構である圧縮機構 21を密閉容器 10の 内壁に接合する一方、密閉容器 10の筒部 11の内壁に取付部材 45を接合し、他方 の回転機構である膨張機構 22を取付部材 45に対してボルト 46で締結することとした 。そのため、圧縮機構 21又は膨張機構 22に位置ずれや組立誤差等があつたとして も、膨張機構 22の締結の際に、そのずれや誤差等を吸収することができる。したがつ て、上記ずれ等を吸収するために、連結部 80に意図的に遊びを持たせる必要はな い。連結部 80の遊びを小さくすれば、連結部 80における潤滑油の漏れをより少なく することができる。また、両回転軸 36, 56をよりしつ力りと連結することが可能となる。 さらに、連結部 80における両回転軸 36, 56の摩耗を抑制することができる。
[0067] また、本実施形態によれば、密閉容器 10に対する圧縮機構 21及び膨張機構 22の 組立が容易になる。
[0068] 本実施形態によれば、回転軸 36に軸部 82を設け、回転軸 56にボス部 81を設け、 連結部 80をこれら軸部 82及びボス部 81からなる嵌合構造とした。また、軸部 82をス プライン形状、セレーシヨン形状、断面多角形状等とした。したがって、回転軸 36と回 転軸 56とを、よりしつ力りと連結することができる。また、連結部 80における潤滑油の 漏れを少なくすることができる。
[0069] なお、本実施形態では、冷媒として二酸ィ匕炭素を用いていた。ここで、二酸化炭素 は、潤滑油が比較的溶け込みやすい冷媒である。そのため、冷媒として二酸化炭素 を用いる流体機械では、本質的に潤滑油不足が生じやすい。しかし、本実施形態に 係る流体機械 5Aによれば、上述したように潤滑油不足を効果的に防止することがで きる。したがって、冷媒として二酸ィ匕炭素を用いる場合には、本流体機械 5Aの効果 をより顕著に発揮させることができる。
[0070] (第 2実施形態)
図 1の流体機械 5Aでは、上軸受 42は単一の軸受部材によって構成されていた。こ れに対し、図 8に示すように、第 2実施形態に係る流体機械 5Cは、 2つの軸受部材 4 20a, 420bで構成された上軸受 420を採用する。以下、第 1実施形態と同一要素に は同一符号を付し、それらの説明は省略する。
[0071] 本実施形態では、上軸受 420は、圧縮機構 21の回転軸 560を支持する第 1軸受 部材 420aと、膨張機構 22の回転軸 360を支持する第 2軸受部材 420bとによって構 成されている。第 1軸受部材 420aは第 2軸受部材 420bの上方に位置しており、これ ら第 1軸受部材 420aと第 2軸受部材 420bとは、回転軸 360, 560の軸方向(上下方 向)に沿って隣接している。第 2軸受部材 420bには、吸入路 43及び吐出路 44が形 成されている。
[0072] 回転軸 560の外周面と第 1軸受部材 420aの内周面とは対向しており、これら外周 面及び内周面の少なくとも一方には、螺旋状の給油溝(図示せず)が形成されている 。また、回転軸 360の外周面と第 2軸受部材 420bの内周面とは対向しており、これら 外周面及び内周面の少なくとも一方にも、螺旋状の給油溝(図示せず)が形成されて いる。
[0073] 本実施形態では、回転軸 560と回転軸 360とは、外径が異なっている。すなわち、 回転軸 560の方が回転軸 360よりも外径が大きくなつている。本実施形態においても 、回転軸 560と回転軸 360とは、連結部 800において一直線状に連結されている。 一方の回転軸 560のボス部 820に他方の回転軸 360の軸部 810が嵌合することによ つて連結部 800が形成されている点は共通である力 異径の回転軸 560, 360を用 Vヽて 、るので、他方の回転軸 360の軸部 810をわざわざ縮径カ卩ェする必要がな 、。
[0074] 本実施形態によれば、両回転軸 360, 560の連結部 800の周囲は、第 1軸受部材 420a及び第 2軸受部材 420bによって覆われている。そのため、第 1実施形態と同様 の効果を得ることができる。すなわち、本実施形態においても、連結部 800からの潤 滑油の漏れを抑制することができる。また、密閉容器 10の外部への潤滑油の流出を 抑制することができる。また、連結部 800から漏れた潤滑油によって、第 1軸受部材 4 20a及び第 2軸受部材 420bの内側の潤滑及びシールを行うことができる。
[0075] また、本実施形態によれば、両回転軸 360, 560の外径を揃えなくても済むので、 回転軸 560の外径を圧縮機構 21に適した値に設定することができ、回転軸 360の外 径を膨張機構 22に適した値に設定することができる。したがって、圧縮機構 21及び 膨張機構 22の最適化を図ることができる。また、回転軸 360, 560の外径に関する制 約が少なくなるので、圧縮機構 21及び膨張機構 22の設計自由度を大きくすることが できる。
[0076] 本実施形態によれば、上軸受 420を第 1軸受部材 420a及び第 2軸受部材 420b〖こ 分けることとしたので、両回転軸 360, 560の外径が異なっているにも拘わらず、両回 転軸 360, 560を安定して支持することができる。すなわち、第 1軸受部材 420a及び 第 2軸受部材 420bとして、それぞれ回転軸 560及び回転軸 360に適した軸受部材 を選定することができ、両回転軸 360, 560をより安定して支持することが可能となる
[0077] また、上軸受 420は、取付部材 450を介して密閉容器 10に固定されている。具体 的には、第 2軸受部材 420bがボルト等の締結具 46によって取付部材 450に下方か ら取り付けられている。第 1軸受部材 420aは、第 2軸受部材 420bと取付部材 450と の間に形成された空間に収容される形で第 2軸受部材 420bの上に配置され、図示 しないボルト等の締結具を用いて取付部材 450及び Z又は第 2軸受部材 420bに固 定される。圧縮機構 21の回転軸 560は、第 2軸受部材 420bの上面 420pに着座して いる。第 2軸受部材 420bは、その上面 420pによって回転軸 560のスラスト力を受け 止める。
[0078] なお、本実施形態では、圧縮機構 21の回転軸 560の方が膨張機構 22の回転軸 3 60よりも外径が大き力つたが、膨張機構 22の回転軸の方が圧縮機構 21の回転軸よ りも外径が大きくてもよい。また、両回転軸の外径が等しくてもよいことは勿論である。
[0079] (その他の実施形態)
本発明に係る流体機械は、前記第 1及び第 2各実施形態に限らず、種々の形態で 実施することが可能である。
[0080] 例えば、図 9に示す流体機械 5Dのように、内部に吸入路 43が形成された取付部 材 451を採用することも可能である。すなわち、吸入管 8から第 1膨張室 33aに冷媒を 導く吸入路 43を、取付部材 451、上軸受 421の第 2軸受部材 421b、第 2膨張部 30b のシリンダ 31b、仕切板 39、及び第 1膨張部 30aのシリンダ 31aにわたつて形成する ようにしてもよい。同様に、取付部材 451に吐出路 44を形成してもよい。すなわち、 第 2膨張室 33bの膨張後の冷媒を吐出管 9に導く吐出路 44を、上軸受 421の第 2軸 受部材 42 lb及び取付部材 451にわたつて形成するようにしてもょ 、。
[0081] また、同様に、第 1実施形態において、取付部材 45に吸入路 43又は吐出路 44を 形成するようにしてもよ ヽ。
[0082] さらに、図 10に示すように、上軸受 42 (420, 421)の内周側の連結部 80 (800)に 対向する部分に溝を形成すること等により、連結部 80 (800)の周囲に潤滑油を溜め る油溜まり空間 86を形成してもよい。また、図示は省略するが、回転軸 36 (360)及 び回転軸 56 (560)の一方又は両方の外周面に溝を設け、この溝により油溜まり空間 を形成することも可能である。このように、連結部 80 (800)の周囲を潤滑油で満たす ことにより、連結部 80 (800)の摩耗等を抑制することができ、シール性を向上させる ことができる。そのため、流体機械 5A等の信頼性の向上等を図ることができる。
[0083] 前述したように、両回転軸 36, 56 (360, 560)の連結部 80 (800)力 漏れた潤滑 油は、上軸受 42 (420, 421)と両回転軸 36, 56 (360, 560)との間の潤滑及びシ ールに利用される。そこで、連結部 80 (800)を潤滑油の給油孔として積極的に利用 してもよ ヽ。連結咅 80 (800) ίま回転軸 36, 56 (360, 560)の全周【こわたつて形成さ れるので、連結部 80 (800)を給油孔として利用することによって、潤滑油を回転軸 3 6, 56 (360, 560)の全周に満遍なく供給することが可能となる。
[0084] 圧縮機構 21はスクロール式に限らず、ロータリ式等の他の形式の圧縮機構であつ てもよい。また、膨張機構 22の形式もロータリ式に限定される訳ではない。前記各実 施形態では、膨張機構 22は 2つのシリンダ (シリンダ 31a及び 31b)を備えていたが、 膨張機構 22のシリンダの個数は 1つでもよぐまた、 3つ以上であってもよい。圧縮機 構 21は、冷媒を多段階 (例えば 2段階)に圧縮するものであってもよい。
[0085] 前記実施形態では、圧縮機構 21が上側に配置され、膨張機構 22が下側に配置さ れていた。しかし、圧縮機構 21が下側に配置され、膨張機構 22が上側に配置されて いてもよい。すなわち、圧縮機構 21を膨張機構 22の下方に配置することも可能であ る。
[0086] また、前記実施形態では、密閉容器 10は縦長に形成され、圧縮機構 21と膨張機 構 22とは上下方向に配置されていた。しかし、密閉容器 10を横長に形成し、圧縮機 構 21と膨張機構 22とを水平方向に配置することも可能である。この場合、両回転軸 36, 56 (360, 560)は水平方向に連結されることになる。
[0087] 前記実施形態では、圧縮機構 21が第 1回転機構を構成し、膨張機構 22が第 2回 転機構を構成していた。しかし、第 1及び第 2回転機構の双方が圧縮機構であっても よぐまた、双方が膨張機構であってもよい。すなわち、前記実施形態に係る流体機 械は、圧縮機構 21と膨張機構 22とを備えたいわゆる膨張機一体型圧縮機であった 力 本発明に係る流体機械は、複数の圧縮機構のみを備えた流体機械 (圧縮機)で あってもよぐ複数の膨張機構のみを備えた流体機械 (膨張機)であってもよ!、。
[0088] また、前記実施形態では、密閉容器 10内に設けられた回転機構は 2つ (圧縮機構 21及び膨張機構 22)であったが、密閉容器 10内に 3つ以上の回転機構を設けること も可能である。
[0089] 前記実施形態では、膨張機構 22のうち、上軸受 42のみが取付部材 45にボルト締 めされていた。しかし、図 11に示す流体機械 5Eのように、膨張機構 22のうちの複数 の構成部材 (例えば、上軸受 42、シリンダ 31b、仕切板 39、シリンダ 31a、及び下軸 受 41のすベて)を、取付部材 45に対してボルト 46で締結してもよい。
[0090] 図 12に示すように、前記実施形態では、膨張機構 22の第 1膨張部 30aは、円筒状 のピストン 32aと、ピストン 32aの外周面に当接するベーン 34aとを備えたものであつ た。なお、第 2膨張部 30bも同様である。しかし、膨張機構の具体的構成は、前記実 施形態の構成に限定されるものではない。膨張機構の膨張部 30a, 30bは、例えば 図 13に示すように、 、わゆるスイング式の機構を有して 、てもよ!/、。
[0091] この膨張部では、シリンダ 3 laの内部には、揺動式のピストン 32aが設けられている 。回転軸 36の偏心部 36aは、ピストン 32aの内部に挿入されている。ピストン 32aには 、ブレード 32cがー体に設けられている。ブレード 32cは、ピストン 32aの外周面から 外方へ突出しており、膨張室 33aを高圧側と低圧側とに仕切っている。
[0092] シリンダ 31aには、半月状に形成された一対のブッシュ 73aが設けられている。これ らブッシュ 73aは、ブレード 32cを挟み込んだ状態で設置され、ブレード 32cと摺動す る。また、ブッシュ 73aは、ブレード 32cを挟み込んだ状態でシリンダ 3 laに対して回 動可能に構成されている。したがって、ピストン 32aと一体となったブレード 32cは、ブ ッシュ 73aを介してシリンダ 31aに支持され、シリンダ 31aに対して回動可能かつ進退 可能となっている。
[0093] これまで説明してきた実施形態では、いずれも圧縮機構 21の回転軸 56 (560)と膨 張機構 22の回転軸 36 (360)が直接連結されている。以下に説明する各実施形態 では、 2つの回転軸が連結器によって連結されている。以下、第 1実施形態と同一要 素には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
[0094] (第 3実施形態)
図 14に示すように、流体機械 5Fの圧縮機構 21及び膨張機構 220は、密閉容器 1 0の内部に収容されている。膨張機構 220は圧縮機構 21よりも下方に配置されてお り、圧縮機構 21と膨張機構 220との間には電動機 23が設けられている。
[0095] 流体機械 5Fの圧縮機構 21は、図 1の流体機械 5Aの圧縮機構 21と同一である。
一方、膨張機構 220は、図 1の流体機械 5Aの膨張機構 22から変更点がある。膨張 機構 220は、軸方向の下から順に下軸受 48、第 1膨張部 30a、第 2膨張部 30b及び 上軸受 47を備えている。膨張部 30a, 30bの変更点は無いが、上下に配置された軸 受 47, 48に変更がある。ただし、下軸受 48の構成は従来力も採用されているもので ある。以下、上軸受 47を中心に、具体的な説明を行う。
[0096] 第 2膨張部 30bの上部には、第 2膨張部 30bのシリンダ 3 lb及びピストン 32bの上 方を閉塞し、第 2膨張室 33bの上側を区画する上軸受 47が設けられている。上軸受 47は、軸方向に沿って隣接する第 1軸受部材 47cと第 2軸受部材 47dとを備えてい る。第 1軸受部材 47cは、第 2軸受部材 47dの上方に位置している。詳細は後述する 力 第 1軸受部材 47cは、圧縮機構 21の回転軸 561を支持している。一方、第 2軸受 部材 47dは、膨張機構 220の回転軸 361を支持して!/、る。
[0097] 第 1膨張部 30aの下部には、下軸受 48が設けられている。下軸受 48は、軸方向に 隣接する上側部材 48cと下側部材 48dとを備え、上側部材 48cによって回転軸 36の 下端部を支持している。上側部材 48cは、第 1膨張部 30aのシリンダ 3 la及びピストン 32aの下方を閉塞しており、第 1膨張室 33aの下側を区画している。また、上側部材 4 8cは、下面に環状の凹部を有しており、下側部材 48dとの間に吸入路 49を形成して いる。上側部材 48cには、第 1膨張室 33aと吸入路 49とを連通させる連通孔 49aが形 成されている。一方、下側部材 48dは、上側部材 48cの下方を閉塞し、吸入路 49の 下側を区画している。
[0098] 上軸受 47の第 2軸受部材 47dには、冷媒を第 2膨張室 33bから吐出管 9に導く吐 出路 44が形成されている。吐出管 9は、密閉容器 10の筒部 11を貫通し、第 2軸受部 材 47dに接続されている。前述したように、下軸受 48には、冷媒を吸入管 8から第 1 膨張室 33aに導く吸入路 49が形成されている。吸入管 8は、密閉容器 10の筒部 11 を貫通し、下軸受 48に接続されている。
[0099] 密閉容器 10の筒部 11の内壁には、取付部材 452が溶接等により接合されている。
第 1軸受部材 47cは、取付部材 452にボルト(図示せず)により締結されている。なお 、下側部材 48d、上側部材 48c、第 1膨張部 30a、仕切板 39、第 2膨張部 30b、第 2 軸受部材 47d、及び第 1軸受部材 47cは、予め一体的に組み立てられている。その ため、第 1軸受部材 47cを取付部材 452にボルト締めすることによって、膨張機構 22 0の全体が取付部材 452に固定されている。
[0100] 図 15に拡大して示すように、圧縮機構 21の回転軸(以下、第 1回転軸という) 561と 膨張機構 220の回転軸(以下、第 2回転軸という) 361とは、連結部 87において一直 線状に連結されている。具体的には、第 1回転軸 561と第 2回転軸 361とは、連結部 材 84によって連結されている。連結部材 84は、第 1軸受部材 47cの第 2軸受部材 47 dとの対向面に形成された凹部 86に収容されている。
[0101] 図 16A, 16Bに示すように、第 1回転軸 561の連結部 87側の端部は、外周面に複 数の溝 91が設けられた、いわゆるスプライン形状を有する連結端部 56tとなっている 。同様に、第 2回転軸 361の連結部 87側の端部も、外周面に複数の溝 91が設けら れた、 V、わゆるスプライン形状を有する連結端部 36tとなって 、る。
[0102] 図 17A, 17Bに示すように、連結部材 84は、円環状に形成されている。連結部材 8 4の内周面には、連結端部 56t及び連結端部 36t (図 16A, 16B参照)の外周面に 形成されたスプライン形状に応じた複数の溝 92が形成されて ヽる。連結部材 84の材 料は特に限定されないが、本実施形態では、連結部材 84は、回転軸 361, 561より も軟らかいベアリング鋼によって形成されている。また、連結部材 84の製作方法も何 ら限定されないが、本実施形態では、連結部材 84は打ち抜き加工により製作されて いる。 [0103] 図 15に示すように、第 2回転軸 361の給油路 38と第 1回転軸 561の給油路 68とは 、連結部 87において連通されている。連結部材 84は、スプライン嵌合することにより 、第 1回転軸 561の連結端部 56tと第 2回転軸 361の連結端部 36tとを連結している 。そのため、第 1回転軸 561の連結端部 56tと第 2回転軸 361の連結端部 36tとは、 連結部材 84によって一体的に覆われている。したがって、連結部 87の周囲は、連結 部材 84によって覆われている。
[0104] 前述したように、連結部材 84は、第 1軸受部材 47cの凹部 86に収容されている。し たがって、連結部材 84は、第 1軸受部材 47cによって覆われている。なお、本実施形 態では、給油路 38と給油路 68との内径は等しく設計されている。
[0105] 流体機械 5Fの動作については、第 1実施形態で説明した通りである。流体機械 5F の動作に伴い、油溜まり部 15の潤滑油が膨張機構 220及び圧縮機構 21に供給され 、各摺動部の潤滑及びシールを行う。
[0106] ここで、第 1回転軸 561と第 2回転軸 361とは別部材であるので、第 1回転軸 561と 第 2回転軸 361との連結部 87には、若干の隙間が生じている。し力しながら、連結部 87の周囲は連結部材 84によって覆われているので、連結部 87からの潤滑油の漏れ は抑制される。
[0107] 次に、流体機械 5Fの組立方法について説明する。
[0108] 流体機械 5Fの組立に際しては、初めに、密閉容器 10の筒部 11を用意し、筒部 11 の内壁に、電動機 23の固定子 72及び取付部材 452を接合する。次に、第 1回転軸 561に回転子 71が固定された圧縮機構 21を、筒部 11の一端(図 2の上側の端部) から挿入し、圧縮機構 21を筒部 11の内壁に接合する。次に、第 1軸受部材 47cを取 付部材 452へ設置し、第 1回転軸 561との調芯作業を行った後、図示しないボルトに より、第 1軸受部材 47cを取付部材 452へ締結する。次に、膨張機構 220を筒部 11 の他端(図 14の下側の端部)から挿入し、第 1回転軸 561の連結端部 56tの外側に 予め嵌め合わせておいた連結部材 84に、第 1回転軸 561とは反対側力も第 2回転 軸 361を嵌合させ、第 1回転軸 561と第 2回転軸 361とを連結する。その後、図示し ないボルトにより、膨張機構 220を取付部材 452に締結する。
[0109] その他の点は、第 1実施形態と同様にする。 [0110] 以上のように、本実施形態によれば、圧縮機構 21の回転軸 561と膨張機構 220の 回転軸 361とが別体であり、連結部材 84を介して両回転軸 361, 561を連結するよう にしたので、密閉容器 10に対する圧縮機構 21及び膨張機構 220の組立が容易に なる。
[0111] また、本実施形態によれば、連結部材 84は上軸受 47の内部に配置されており、上 軸受 47によって覆われている。そのため、連結部 87 (回転軸 361と回転軸 561との 間の隙間)から潤滑油が漏れに《なる。したがって、上側に位置する回転機構であ る圧縮機構 21に対しても、潤滑油を安定して供給することができる。
[0112] また、本実施形態によれば、連結部 87からの潤滑油の漏れを抑制することができる ので、潤滑油が冷媒とともに吐出管 7から密閉容器 10の外部に流れ出すことを抑制 することができる。したがって、密閉容器 10内の潤滑油不足を防止することができる。
[0113] なお、本流体機械 5Fでは、製作時の位置決め誤差や熱変形等を吸収するために 、第 1回転軸 561と第 2回転軸 361との間には、所定の広さの隙間が設けられている 。そのため、この隙間から潤滑油が漏れることが想定される。しかし、漏れた潤滑油は 、本質的に潤滑油が必要とされる部分、すなわち、第 1軸受部材 47cと第 1回転軸 56 1との間、又は、第 2軸受部材 47dと第 2回転軸 361との間に供給されるので、摺動部 の潤滑に有効利用される。そのため、本実施形態によれば、潤滑油の漏れを防ぐた めに Oリング等のシール部材を設ける必要がない。したがって、本実施形態によれば 、部品点数を削減することが可能となる。また、シール部材の劣化の問題を回避する ことができる。
[0114] なお、本実施形態では、連結部材 84の外周面と第 1軸受部材 47cの内周面との間 には所定の広さの隙間が設けられ(図 15参照)、連結部材 84自体は、第 1軸受部材 47cによって支持されていない。ただし、第 1軸受部材 47cによって連結部材 84を支 持するよう〖こしてもよい。この場合、第 1回転軸 561及び第 2回転軸 361は、連結部材 84に対していわゆるスプライン嵌合され、連結部材 84は、第 1軸受部材 47cによって 回転可能に支持されることになる。そのため、両回転軸 361, 561の連結端部 36t, 5 6tは、連結部材 84を介して第 1軸受部材 47cに支持される。したがって、両回転軸 3 61 , 561の回転時のガタツキを抑制することができ、両回転軸 361, 561を安定して 支持することができる。
[0115] 本実施形態では、第 1回転軸 561及び第 2回転軸 361は、連結部材 84に対してそ れぞれ非圧入状態で嵌合している。そのため、第 1回転軸 561及び第 2回転軸 361 を連結部材 84に対して容易に嵌合させることができ、組立性を向上させることができ る。
[0116] ただし、第 1回転軸 561及び第 2回転軸 361のいずれか一方を連結部材 84に圧入 するようにしてもよい。例えば、第 1回転軸 561を連結部材 84に圧入し、第 2回転軸 3 61を連結部材 84に非圧入状態で嵌合させるようにしてもよい。この場合、潤滑油は 第 1回転軸 561と連結部材 84との間から漏れに《なる。したがって、第 2回転軸 361 の給油路 38を流れてきた潤滑油の多くは、第 1回転軸 561の給油路 68を流れ、圧 縮機構 21に供給されることになる。一方、第 2回転軸 361と連結部材 84とは非圧入 状態で嵌合しているので、第 2回転軸 361と連結部材 84との組立は容易であり、組 立'性を損なうことはない。
[0117] なお、第 1回転軸 561及び第 2回転軸 361と連結部材 84との嵌合形状は、本実施 形態のようなスプライン形状に限定されない。例えば、図 18に示すように、連結端部 56t及び連結端部 36tの横断面の外周側の輪郭が六角形状に形成され、連結部材 84の横断面の内周側の輪郭が、上記連結端部 56t及び連結端部 36tに対応した六 角形状に形成されていてもよい。また、連結端部 56t及び連結端部 36tの横断面の 外周側の輪郭が六角形状以外の多角形状に形成され、連結部材 84の横断面の内 周側の輪郭が、上記連結端部 56t及び連結端部 36tに対応した多角形状に形成さ れていてもよい。
[0118] 本実施形態の流体機械 5Fによれば、両回転軸 361, 561同士を直接嵌合させる 場合に比べて、両回転軸 361, 561ともに、連結端部 36t, 56tの外径を小さくしなく て済む。そのため、いわゆるトルク伝達半径を大きく確保することができるので、連結 部 87の信頼性を向上させることができる。
[0119] また、両回転軸 361, 561に嵌め合わせのための凸凹を形成しなくてもよいので、 加工が容易になる。また、連結部材 84は打ち抜き加工等によって容易に形成するこ とができるので、生産性を高めることができる。 [0120] 本実施形態の上軸受 47は別々の軸受部材、すなわち、第 1回転軸 561を支持す る第 1軸受部材 47cと、第 2回転軸 361を支持する第 2軸受部材 47dとを備えている。 そのため、各回転軸の支持に適した軸受部材を組み合わせること等により、各回転 軸を安定して支持することができ、また、潤滑油の漏れを少なくすることができる。
[0121] 本実施形態の連結部材 84は、第 1軸受部材 47cにおける第 2軸受部材 47dとの対 向面に形成された凹部 86に収容されている。このことにより、凹部 86に連結部材 84 を挿入した後、第 1軸受部材 47cと第 2軸受部材 47dとを連結することによって、連結 部材 84を第 1軸受部材 47cと第 2軸受部材 47dとの間に配置することができる。その ため、簡単な構成で連結部材 84を上軸受 47の内部に配置することができる。なお、 連結部材 84を収容するための凹部 86は、第 2軸受部材 47dにおける第 1軸受部材 4 7cとの対向面に形成されて!、てもよ!/、。
[0122] また、本実施形態によれば、連結部材 84は、第 1回転軸 561及び第 2回転軸 361 を一本の回転軸とみなした場合に、当該回転軸の上下方向中間位置よりも下側に設 けられている。すなわち、連結部材 84は、両回転軸 361, 561の全体の上下方向中 間位置よりも下側に設けられている。特に本実施形態では、連結部材 84は、両回転 軸 361, 561の全体の下から略 1Z3の位置に設けられている。そのため、連結部材 84は油溜まり部 15の近くに配設されることになる。したがって、連結部材 84から漏れ た潤滑油は、油溜まり部 15に回収されやすくなり、再び油溜まり部 15から摺動部に 向かって供給されやすくなる。そのため、本実施形態によれば、摺動部に対して潤滑 油を安定して供給することができる。また、潤滑油の密閉容器 10外への流出をより一 層抑制することができる。
[0123] また、本実施形態によれば、密閉容器 10の内部空間の冷媒を吐出する吐出管 7は 、密閉容器 10の上下方向中間位置 (長手方向中間位置)よりも上側に設けられてい る。一方、連結部材 84は、密閉容器 10の上下方向中間位置よりも下側に設けられて いる。そのため、連結部材 84は、吐出管 7から離れた位置に配設されている。したが つて、連結部材 84から漏れた潤滑油は、吐出管 7から流出しにくくなる。そのため、 潤滑油の密閉容器 10外への流出を、さらに抑制することができる。
[0124] なお、本実施形態では、連結部 87の周囲を連結部材 84で覆い、連結部材 84の周 囲を、膨張機構 220の構成要素の一つである上軸受 47によって覆うこととした。その ため、回転軸 361, 561を支持するとともに連結部材 84の周囲を覆う軸受として、膨 張機構 220と別個独立の軸受を設ける必要がない。したがって、部品点数の削減を 図ることができる。
[0125] ただし、連結部材 84の周囲を覆う軸受は、圧縮機構 21及び膨張機構 220から独 立したものであってもよい。例えば、図 19の流体機械 5Gに示すように、圧縮機構 21 及び膨張機構 220から分離された軸受 750を設け、この軸受 750によって第 2回転 軸 361及び第 1回転軸 561を支持するとともに、連結部材 84の周囲を覆うようにして もよい。膨張機構 220の上軸受 410は、連結部材 84を覆う軸受 750とは別に設けら れている。このような形態によれば、圧縮機構 21及び膨張機構 220の構成に変更を 加えることなぐ両回転軸 361, 561の連結部 87における潤滑油の漏れを抑制するこ とが可能となる。
[0126] また、図 14の前記実施形態では、上軸受 47は、第 1回転軸 561を支持するとともに 連結部材 84の周囲を覆う第 1軸受部材 47cと、第 2回転軸 361を支持する第 2軸受 部材 47dとを備えていた。しかし、連結部材 84を収容する上軸受の構成は、これに 限られない。例えば、図 20に示す上軸受 471は、一つの軸受部材からなり、第 1回 転軸 561及び第 2回転軸 361の両方を支持する。このような形態によれば、上軸受 4 71が単一の部材で構成されるので、部品点数を削減することができる。また、このよう な形態であっても、潤滑油の漏れを少なくすることができる。
[0127] 図 20の例では、外径が相違する第 1回転軸 561と第 2回転軸 362とが連結部材 84 で連結されている。このようにすれば、両回転軸 561, 362の外径を揃えなくても済 むので、回転軸 561の外径を圧縮機構 21に適した値に設定することができ、回転軸 362の外径を膨張機構 220に適した値に設定することができる。また、回転軸 362, 561の外径に関する制約が少なくなるので、圧縮機構 21及び膨張機構 220の設計 自由度を大きくすることができる。
[0128] 外径の異なる回転軸 362, 561の場合、連結部材 84を用いてどのように連結する のかが問題となるが、この問題は、図 20に示す例によって解決できる。
[0129] 図 20に示すように、単一の軸受部材力もなる上軸受 471には、内径が小さい第 1挿 通孔 471jと、その第 1揷通孔 471jと軸方向に並んで連通し、かつ第 1揷通孔 471jよ りも内径が大きい第 2揷通孔 471kとが形成されている。連結部材 84は、第 2揷通孔 471k内に配置されている。第 1回転軸 561の一端、すなわち、溝切り加工された連 結端部 56tは、上軸受 471に形成された第 1揷通孔 471jを貫通して連結部材 84に 嵌合している。第 2回転軸 362には、縮径加工及び溝切り加工により、連結部材 84 に嵌合するべき連結端部 36tが形成されている。すなわち、第 2回転軸 362の一端 には、上軸受 471の第 2揷通孔 471kに挿入されてラジアル方向に支持される被支 持部としての径大部 362kと、その被支持部 362kよりも外径が小さくかつ連結部材 8 4に嵌合される先端部としての連結端部 36tとが形成されている。
[0130] 上記のようにすれば、上軸受 471の第 2揷通孔 471kに連結部材 84を嵌め込んだ 後、第 1回転軸 561を第 1揷通孔 471jに挿入して連結部材 84に嵌合し、第 2回転軸 362を第 2揷通孔 471kに挿入して連結部材 84に嵌合するという簡単な作業により、 両回転軸 561, 362を容易に連結することができる。なお、回転軸の外径の大小関 係は、上記と逆であってもよい。そうする場合には、上軸受 471の揷通孔の内径の大 小関係も図 20の例と逆になる。
[0131] 図 14の前記実施形態では、第 2回転軸 361内に給油路 38を設け、第 1回転軸 56 1内に給油路 68を設けていた。そして、油溜まり部 15の潤滑油は、油ポンプ 37によ つて給油路 38, 68に汲み上げられ、給油路 38, 68に連通する給油孔 (給油孔 64, 88等)を通り、膨張機構 220又は圧縮機構 21の各摺動部に供給されていた。しかし 、潤滑油の各摺動部への供給経路はこれに限られない。例えば図 21に示すように、 回転軸 361, 561の内部の給油路 38, 68の他、両回転軸 361, 561の外周面に螺 旋状の給油溝 76, 77を形成し、この給油溝 76, 77によって潤滑油を汲み上げるよう にしてもよい。
[0132] また、図 22に示すように、外周面に螺旋状の給油溝 78が形成された連結部材 841 を好適に用いることができる。
[0133] なお、図 14の前記実施形態では、給油路 38と給油路 68との内径は等しく設計され ていた。しかし、給油路 38及び給油路 68の内径は等しくなくてもよい。例えば、図 23 に示すように、第 1回転軸 561の給油路 68の内径 dlは、第 2回転軸 361の給油路 3 8の内径 d2よりも小さくてもよい。この場合、潤滑油の流路は、第 1回転軸 561の給油 路 68の手前で急に狭くなるため、連結部材 84の内部で油圧が上昇する。そのため、 連結部材 84内にガスが混入することを抑制することができ、潤滑油を安定して供給 することができる。なお、潤滑油にガスが混入することを更に抑制するために、第 1回 転軸 561を連結部材 84に圧入するようにしてもよい。これにより、連結部材 84と第 1 回転軸 561との間からの潤滑油の漏れも少なくなる。
[0134] なお、図 24に示すように、軸方向と交差する方向(図 24では直交する方向)に延び る貫通孔 79が設けられた連結部材 842を好適に用いることができる。この場合、連結 部材 842の内側の潤滑油は遠心力を受け、貫通孔 79を通じて外周側に散布される 。そのため、連結部材 842と上軸受 47との間に、潤滑油が十分に充填される。したが つて、潤滑油にガスが混入することをより一層抑制することができる。
[0135] また、図 25に示すように、連結部材 84の外周側に潤滑油を供給する給油路 69が 設けられた第 1軸受部材 471cを有する上軸受 471を好適に用いることができる。給 油路 69に潤滑油を供給する外部給油路 69aを別途設けるようにしてもよい。このこと により、連結部材 84と上軸受 471との間に十分な量の潤滑油を供給することができる 。なお、外部給油路 69aの内部にフィルタ 69bを設けることが好ましい。これにより、連 結部材 84と上軸受 471との間に、より清浄な潤滑油を供給することができる。
[0136] 図 25に示す構成では、まず、第 1軸受部材 471cの給油路 69を通じて潤滑油が凹 部 86に供給される。凹部 86に導かれた潤滑油は、さらに、連結部材 84の貫通孔 79 を通じて、シャフトの給油路 38及び Z又は給油路 68に導かれる。このようにすれば、 連結部材 84と上軸受 471との間だけでなぐ各回転機構にも十分な量の潤滑油を供 給できる。凹部 86内に導かれた潤滑油は、淀むことなく常に循環しているので、より 正常な潤滑油を各回転機構に供給することができる。
[0137] 図 14の前記実施形態では、上軸受 47は、第 1回転軸 561を支持するとともに連結 部材 84の周囲を覆う第 1軸受部材 47cと、第 2回転軸 361を支持する第 2軸受部材 4 7dとを備えていた。しかし、上軸受 47の構成はこれに限られない。例えば、図 26に 示す上軸受 472は、第 1回転軸 561を支持する第 1軸受部材 96と、連結部材 84の 周囲を覆う密閉部材 97と、第 2回転軸 361を支持する第 2軸受部材 98とを備えてい る。これら第 1軸受部材 96と密閉部材 97と第 2軸受部材 98とは、回転軸 361, 561 の軸方向に沿って順に組み立てられている。そのため、連結部材 84を密閉部材 97 の内部に挿入した後、密閉部材 97の上方に第 1軸受部材 96を組み立て、密閉部材 97の下方に第 2軸受部材 98を組み立てることによって、上軸受 472の内部に連結部 材 84を容易に配置することができる。したがって、このような形態によれば、容易な組 立作業により、連結部 87における潤滑油の漏れを抑制すること等が可能となる。
[0138] また、 2つの回転軸を直接連結する場合におけるその他の実施形態として説明した いくつかの構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、連結部材を用いて回転軸 を連結する場合にも採用できる。例えば、複数の回転機構の組み合わせ、圧縮機構 と膨張機構の位置関係等については、先に述べた通りとすることができる。
[0139] 以上説明したように、本発明は、流体を圧縮する圧縮機構又は流体を膨張させる 膨張機構カゝらなる回転機構を複数備えた流体機械について有用であり、例えば、冷 凍装置、空気調和装置、給湯器等の冷媒回路に設けられた圧縮機、膨張機、膨張 機一体型圧縮機等に有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 軸方向に延びる第 1給油路が内部に形成された第 1回転軸を有し、流体を圧縮す る圧縮機構又は流体を膨張させる膨張機構力 なる第 1回転機構と、
軸方向に延びる第 2給油路が内部に形成されるとともに、前記第 1給油路と前記第 2給油路との間を潤滑油が流通可能となるように前記第 1回転軸に一直線状に連結 された第 2回転軸を有し、流体を圧縮する圧縮機構又は流体を膨張させる膨張機構 力 なる第 2回転機構と、
前記第 1及び第 2回転機構を収容する密閉容器と、
前記密閉容器の内部にお!、て、前記第 1回転軸と前記第 2回転軸との連結部分の 周囲を覆い、前記第 1及び第 2回転軸の少なくとも一方を支持する軸受と、
を備えた、流体機械。
[2] 前記軸受は、前記第 1及び第 2回転軸の両方を支持する軸受部材からなつている、 請求項 1に記載の流体機械。
[3] 前記軸受は、前記第 1回転軸を支持する第 1軸受部材と、前記第 2回転軸を支持 する第 2軸受部材とを備え、
前記第 1軸受部材と前記第 2軸受部材とは、前記第 1及び第 2回転軸の軸方向に 沿って隣接している、請求項 1に記載の流体機械。
[4] 前記軸受は、前記第 1又は第 2回転機構の構成要素の一つである、請求項 1に記 載の流体機械。
[5] 前記軸受は、前記第 1及び第 2回転機構から分離されている、請求項 1に記載の流 体機械。
[6] 前記第 1回転機構と前記第 2回転機構とは、前記密閉容器の長手方向に沿って並 んでおり、
前記密閉容器の長手方向中間位置よりも一端側には、一端が前記密閉容器の内 部空間に開口した吐出管が接続され、
前記第 1回転軸と前記第 2回転軸との連結部分は、前記密閉容器の長手方向中間 位置よりも他端側に設けられて 、る、請求項 1に記載の流体機械。
[7] 前記第 1回転軸と前記第 2回転軸とは、外径が異なっている、請求項 1に記載の流 体機械。
[8] 前記密閉容器の内壁に接合された取付部材をさらに備え、
前記第 1及び第 2回転機構のいずれか一方は、前記密閉容器の内壁に接合され、 前記第 1及び第 2回転機構の他方は、前記取付部材に締結具によつて締結されて いる、請求項 1に記載の流体機械。
[9] 前記第 1回転軸には、第 1嵌合部が形成され、
前記第 2回転軸には、前記第 1嵌合部に嵌合する第 2嵌合部が形成され、 前記第 1回転軸と前記第 2回転軸とは、前記第 1嵌合部と前記第 2嵌合部とが嵌合 することによって連結されて 、る、請求項 1に記載の流体機械。
[10] 前記第 1及び第 2嵌合部のいずれか一方は、横断面の外周側の輪郭が多角形状 の軸部からなり、
前記第 1及び第 2嵌合部の他方は、横断面の内周側の輪郭が前記軸部の多角形 状に対応する多角形状に形成されたボス部からなっている、請求項 9に記載の流体 機械。
[11] 前記第 1及び第 2嵌合部のいずれか一方は、外周側に複数の溝が形成された軸部 からなり、
前記第 1及び第 2嵌合部の他方は、内周側に前記軸部の溝に対応する複数の溝 が形成されたボス部からなって 、る、請求項 9に記載の流体機械。
[12] 前記軸受の内周側、前記第 1回転軸の外周側又は前記第 2回転軸の外周側には 、前記連結部分を覆う油溜まり空間を形成する溝が設けられている、請求項 1に記載 の流体機械。
[13] 前記第 1及び第 2回転機構のいずれか一方は、圧縮機構からなり、
前記第 1及び第 2回転機構の他方は、膨張機構力 なっている、請求項 1に記載の 流体機械。
[14] 前記第 1及び第 2回転軸は上下方向に延び、
前記第 2回転機構は、前記第 1回転機構よりも下方に配置され、
前記密閉容器の底部には、潤滑油を貯留する油溜まり部が形成され、 前記第 1回転軸と前記第 2回転軸との連結部分は、前記両回転軸の全体の上下方 向中間位置よりも下側に設けられて 、る、請求項 1に記載の流体機械。
[15] 前記第 1回転機構は圧縮機構からなり、
前記第 2回転機構は膨張機構力もなつている、請求項 14に記載の流体機械。
[16] 冷媒を圧縮する圧縮機構、前記圧縮機構に動力を与える電動機、前記冷媒を膨 張させる膨張機構、および前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトを有 する膨張機一体型圧縮機と、
前記冷媒を冷却する放熱器と、
前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを備え、
前記第 1回転機構が前記圧縮機構、前記第 2回転機構が前記膨張機構である請 求項 1に記載の流体機械によって、前記膨張機一体型圧縮機が構成されている、冷 凍サイクル装置。
[17] 軸方向に延びる第 1給油路が内部に形成された第 1回転軸を有し、流体を圧縮す る圧縮機構又は流体を膨張させる膨張機構力 なる第 1回転機構と、
軸方向に延びる第 2給油路が内部に形成された第 2回転軸を有し、流体を圧縮す る圧縮機構又は流体を膨張させる膨張機構力 なる第 2回転機構と、
前記第 1及び第 2回転軸の少なくとも一方を回転可能に支持する軸受と、 前記第 1回転機構、前記第 2回転機構及び前記軸受を収容する密閉容器と、 前記軸受の内部に配置され、前記第 1及び第 2回転軸と嵌合することによって、前 記第 1給油路と前記第 2給油路とを連通させつつ前記第 1回転軸と前記第 2回転軸と を連結する連結部材と、
を備えた、流体機械。
[18] 前記軸受は、前記第 1回転軸を支持する第 1軸受部材と、前記第 2回転軸を支持 する第 2軸受部材とを備え、
前記第 1軸受部材と前記第 2軸受部材とは、前記第 1及び第 2回転軸の軸方向に 沿って隣接している、請求項 17に記載の流体機械。
[19] 前記第 1軸受部材の前記第 2軸受部材との対向面又は前記第 2軸受部材の前記 第 1軸受部材との対向面には、前記連結部材を収容する凹部が形成されている、請 求項 17に記載の流体機械。
[20] 前記軸受は、前記第 1及び第 2回転軸の両方を支持する軸受部材からなつている、 請求項 17に記載の流体機械。
[21] 前記軸受部材には、第 1揷通孔と、前記第 1揷通孔と軸方向に並び、前記第 1挿通 孔よりも内径の大きな第 2揷通孔とが形成され、
前記連結部材は、前記第 2揷通孔内に配置され、
前記第 1回転軸の一端は、前記軸受部材の前記第 1揷通孔を貫通して前記連結 部材に嵌合され、
前記第 2回転軸の一端には、前記軸受部材の前記第 2揷通孔に挿入されかつ前 記軸受部材に支持された被支持部と、前記被支持部よりも外径が小さくかつ前記連 結部材に嵌合された先端部と、が形成されている、請求項 20に記載の流体機械。
[22] 前記軸受は、前記第 1回転軸を支持する第 1軸受部材と、前記連結部材の周囲を 覆う密閉部材と、前記第 2回転軸を支持する第 2軸受部材とを備え、
前記第 1軸受部材と前記密閉部材と前記第 2軸受部材とは、前記第 1及び第 2回転 軸の軸方向に沿って順に組み立てられている、請求項 17に記載の流体機械。
[23] 前記軸受は、前記第 1又は第 2回転機構の構成要素の一つである、請求項 17に記 載の流体機械。
[24] 前記軸受は、前記第 1又は第 2回転機構から分離されている、請求項 17に記載の 流体機械。
[25] 前記第 1回転機構と前記第 2回転機構とは、前記密閉容器の長手方向に沿って並 んでおり、
前記密閉容器の長手方向中間位置よりも一端側には、一端が前記密閉容器の内 部空間に開口した吐出管が接続され、
前記連結部材は、前記密閉容器の長手方向中間位置よりも他端側に設けられてい る、請求項 17に記載の流体機械。
[26] 前記第 1回転軸と前記第 2回転軸とは、外径が異なっている、請求項 17に記載の 流体機械。
[27] 前記第 1及び第 2回転軸は、前記連結部材に非圧入状態で嵌合している、請求項 17に記載の流体機械。
[28] 前記第 1及び第 2回転軸は、前記第 2給油路から前記第 1給油路に向かって潤滑 油が流れるように配置され、
前記第 1回転軸は、前記連結部材に圧入され、
前記第 2回転軸は、前記連結部材に非圧入状態で嵌合している、請求項 17に記 載の流体機械。
[29] 前記第 1及び第 2回転軸は、前記第 2給油路から前記第 1給油路に向かって潤滑 油が流れるように配置され、
前記第 1給油路は、前記第 2給油路よりも内径が小さい、請求項 17に記載の流体 機械。
[30] 前記連結部材には、前記第 1及び第 2回転軸の軸方向と交差する方向に延びる貫 通孔が形成されている、請求項 17に記載の流体機械。
[31] 前記軸受には、前記連結部材の外周側に潤滑油を供給する給油路が形成されて いる、請求項 30に記載の流体機械。
[32] 前記連結部材は、前記軸受によって回転可能に支持されている、請求項 17に記 載の流体機械。
[33] 前記連結部材と前記第 1及び第 2回転軸との間には、シール部材が設けられてい ない、請求項 17に記載の流体機械。
[34] 前記第 1及び第 2回転軸の一端は、前記連結部材に嵌合する連結端部とされ、 前記連結端部の横断面の外周側の輪郭は、多角形状に形成され、
前記連結部材の横断面の内周側の輪郭は、前記連結端部の多角形状に対応する 多角形状に形成されている、請求項 17に記載の流体機械。
[35] 前記第 1及び第 2回転軸の一端は、前記連結部材に嵌合する連結端部とされ、 前記連結端部の横断面の外周側には、複数の溝が形成され、
前記連結部材の横断面の内周側には、前記連結端部の溝に対応する複数の溝が 形成されている、請求項 17に記載の流体機械。
[36] 前記第 1及び第 2回転機構のいずれか一方は、圧縮機構からなり、
前記第 1及び第 2回転機構の他方は、膨張機構力 なっている、請求項 17に記載 の流体機械。
[37] 前記第 1及び第 2回転軸は上下方向に延び、
前記第 2回転機構は、前記第 1回転機構よりも下方に配置され、
前記密閉容器の底部には、潤滑油を貯留する油溜まり部が形成され、 前記連結部材は、前記第 1及び第 2回転軸の全体の上下方向中間位置よりも下側 に設けられている、請求項 17に記載の流体機械。
[38] 前記第 1回転機構は圧縮機構からなり、
前記第 2回転機構は膨張機構力もなつている、請求項 37に記載の流体機械。
[39] 冷媒を圧縮する圧縮機構、前記圧縮機構に動力を与える電動機、前記冷媒を膨 張させる膨張機構、および前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトを有 する膨張機一体型圧縮機と、
前記冷媒を冷却する放熱器と、
前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを備え、
前記第 1回転機構が前記圧縮機構、前記第 2回転機構が前記膨張機構である請 求項 17に記載の流体機械によって、前記膨張機一体型圧縮機が構成されている、 冷凍サイクル装置。
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