流体机械及具备其的制冷循环装置转让专利

申请号 : CN200880016023.4

文献号 : CN101680303B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 高桥康文长谷川宽

申请人 : 松下电器产业株式会社

摘要 :

本发明提供一种流体机械及具备其的制冷循环装置。流体机械(10)具备:在底部形成油积存部(16)的密闭容器(11);被供给在油积存部的上层部(16a)积存的油的主压缩机构(3);旋转电动机(8);连结主压缩机构(3)和旋转电动机(8)的主压缩机构用轴(38);配置于比上层部(16a)低的位置,从工作流体回收动力的动力回收机构(5);配置于比上层部(16a)低的位置的副压缩机构(2);连结动力回收机构(5)和副压缩机构(2)的动力回收轴(16);位于上层部(16a)和动力回收机构(5)之间,对油积存部(16)的上层部(16a)和配置有动力回收机构(5)的油积存部的下层部(16b)之间的油的流通加以限制的绝热构造(80)。

权利要求 :

1.一种流体机械,其中,具备:

密闭容器,其在底部形成有积存油的油积存部;

主压缩机构,其配置于所述密闭容器内,在所述油积存部的上层部积存的油供给于所述主压缩机构,并且该主压缩机构压缩工作流体;

旋转电动机,其在所述密闭容器内配置于所述油积存部的上方,包括转子和定子;

主压缩机构用轴,其以利用所述旋转电动机驱动所述主压缩机构的方式,连结所述主压缩机构和所述旋转电动机;

动力回收机构,其在所述油积存部内配置于比所述上层部低的位置,至少进行吸入所述工作流体的吸入冲程和喷出所述吸入的工作流体的喷出冲程,由此从所述工作流体回收动力;

副压缩机构,其在所述油积存部内配置于比所述上层部低的位置,压缩所述工作流体,向所述主压缩机构侧喷出;

动力回收轴,其以利用由所述动力回收机构回收的动力来驱动所述副压缩机构的方式,连结所述动力回收机构和副压缩机构;

至少一个绝热构造,其位于所述上层部和所述动力回收机构之间,限制所述油积存部的上层部和配置了所述动力回收机构的所述油积存部的下层部之间的油的流通。

2.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述至少一个绝热构造与所述动力回收机构及副压缩机构隔离。

3.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述动力回收机构配置于所述副压缩机构的下方。

4.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述动力回收机构配置于所述副压缩机构的下方,所述至少一个绝热构造包括:

配置于所述主压缩机构和所述副压缩机构之间的第一绝热构造;

配置于所述副压缩机构和所述动力回收机构之间的第二绝热构造。

5.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述至少一个绝热构造利用与所述动力回收机构及所述副压缩机构不同的部件来构成。

6.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述油能够通过所述密闭容器的内壁和所述至少一个绝热构造之间的间隙,在所述上层部和所述下层部之间流通。

7.根据权利要求1所述的流体机械,其中,在所述绝热构造形成有使所述上层部和所述下层部连通的油流通孔。

8.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述绝热构造具有:

板状部,其以隔离所述上层部和所述下层部的方式配置,并形成有使所述上层部和所述下层部连通的连通孔;

筒状部,其从所述板状部向所述上层部侧延伸,在内部形成有与所述连通孔连接的贯通孔。

9.根据权利要求8所述的流体机械,其中,所述上层部和所述下层部利用所述绝热构造分离。

10.根据权利要求1所述流体机械,其中,所述绝热构造具备板状部件,该板状部件以隔离所述上层部和所述下层部的方式配置,并形成有使所述上层部和所述下层部连通的连通孔,在所述板状部件形成有内部空间,该内部空间隔离所述板状部件的所述上层部侧的表层部和所述板状部件的所述下层部侧的表层部。

11.根据权利要求10所述的流体机械,其中,在所述上层部侧的表层部和所述下层部侧的表层部中的至少一方形成有使所述内部空间和所述油积存部连通的开孔。

12.根据权利要求10所述的流体机械,其中,所述内部空间面向所述密闭容器的内壁。

13.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述绝热构造具有:

板状部,其在所述上层部和所述下层部之间,位于从所述密闭容器的内壁离开的位置;

周缘部,其配置于所述板状部和所述密闭容器的内壁之间,连接所述板状部和所述密闭容器的内壁,在所述周缘部形成有内部空间,该内部空间包括第一内部空间和第二内部空间中的至少一方,其中,所述第一内部空间比所述板状部还延伸至所述上层部侧,面向所述密闭容器的内壁,所述第二内部空间比所述板状部还向所述下层部侧延伸,面向所述密闭容器的内壁。

14.根据权利要求13所述的流体机械,其中,在所述板状部形成有内部空间,该内部空间隔离所述板状部的所述上层部侧的表层部和所述下层部侧的表层部。

15.根据权利要求10所述的流体机械,其中,在所述内部空间填充有所述油或所述工作流体。

16.根据权利要求1所述的流体机械,其中,还具备板状部件,该板状部件将所述上层部划分为位于所述油积存部的表层的第一上层部和位于所述第一上层部的下方的第二上层部,并形成有使所述第一上层部和所述第二上层部连通的一个或多个连通孔,所述旋转电动机配置为比所述主压缩机构靠近所述油积存部。

17.根据权利要求1所述的流体机械,其中,在所述动力回收轴形成有油供给路,该油供给路在所述动力回收轴的下端面开口,向所述动力回收机构和所述副压缩机构供给所述油。

18.根据权利要求3所述的流体机械,其中,所述动力回收机构或所述副压缩机构相对于所述密闭容器固定。

19.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述主压缩机构配置于比所述油积存部高的位置,所述主压缩机构用轴的下端部到达所述上层部,所述流体机械还具备油泵,该油泵安装于所述主压缩机构用轴的下端部,吸引所述上层部的油,在所述主压缩机构用轴形成有油供给路,该油供给路将利用所述油泵吸引的油向所述主压缩机构供给。

20.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述主压缩机构浸渍于所述上层部。

21.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述副压缩机构通过进行吸入所述工作流体的吸入冲程和喷出所述吸入的工作流体的喷出冲程,压缩所述工作流体,所述副压缩机构和所述动力回收机构中的至少一方是实质上连续进行所述吸入冲程和所述喷出冲程的液压马达。

22.根据权利要求1所述的流体机械,其中,所述主压缩机构将所述压缩的工作流体向所述密闭容器内喷出。

23.一种流体机械,其中,具备:

密闭容器,其在底部形成有积存油的油积存部;

主压缩机构,其配置于所述密闭容器内,在所述油积存部的上层部积存的油供给于所述主压缩机构,并且该主压缩机构压缩工作流体;

旋转电动机,其在所述密闭容器内配置于所述油积存部的上方,包括转子和定子;

主压缩机构用轴,其以利用所述旋转电动机驱动所述主压缩机构的方式,连结所述主压缩机构和所述旋转电动机;

动力回收机构,其在所述油积存部内配置于比所述上层部低的位置,至少进行吸入所述工作流体的吸入冲程和喷出所述吸入的工作流体的喷出冲程,由此从所述工作流体回收动力;

副压缩机构,其在所述油积存部内配置于比所述上层部低的位置,压缩所述工作流体,并向所述主压缩机构侧喷出;

动力回收轴,其以利用由所述动力回收机构回收的动力来驱动所述副压缩机构的方式,连结所述动力回收机构和副压缩机构。

24.一种制冷循环装置,其中,具备:权利要求1所述的流体机械。

25.一种制冷循环装置,其中,具备:权利要求23所述的流体机械。

说明书 :

流体机械及具备其的制冷循环装置

技术领域

[0001] 本发明涉及用于制冷循环装置的流体机械。
[0002] 背景技术
[0003] 以往,作为具备膨胀机构和压缩机构的流体机械,例如,在日本特开2005-299632号公报等中公开了膨胀机一体型压缩机。如图18所示,日本特开2005-299632号公报中记载的膨胀机一体型压缩机130具备:密闭容器120、压缩机构121、电动机122和膨胀机构123。电动机122、压缩机构121和膨胀机构123利用动力回收轴124来相互连结。膨胀机构123从膨胀的制冷剂回收动力。由膨胀机构123回收的动力经由动力回收轴124向压缩机构121赋予。由此,驱动压缩机构121的电动机122的消耗电力减小。其结果,使用了膨胀机一体型压缩机130的制冷循环装置的制冷系数(COP:Coefficient Of Performance)提高。
[0004] 在膨胀机一体型压缩机130中,密闭容器120的底部125作为积存冷冻机油的油积存部来利用。利用在动力回收轴124的下端部配置的油泵126将在底部125积存的冷冻机油汲取到密闭容器120的上部。利用油泵126汲取的冷冻机油经由在动力回收轴124的内部形成的供油路127向压缩机构121及膨胀机构123供给。由此,确保压缩机构121或膨胀机构123的滑动部中的润滑性和密封性。
[0005] 在膨胀机构123的上部形成有油返回路径128。油返回路径128的一端与动力回收轴124的供油路127连接。油返回路径128的另一端朝向膨胀机构123的下方开口。通常,为了确保膨胀机构123的可靠性,向膨胀机构123过剩地供给冷冻机油。该过剩地供给的冷冻机油经由上述油返回路径128返回油积存部。
[0006] 还有,从压缩机构121混入制冷剂而排出的冷冻机油的量和从膨胀机构123混入制冷剂而排出的冷冻机油的量相互不同。因此,压缩机构121和膨胀机构123在各自收容于分别的密闭容器内的情况下,收容压缩机构121的密闭容器内积存的冷冻机油、或收容膨胀机构123的密闭容器内积存的冷冻机油可能发生过与不足。
[0007] 对此,在膨胀机一体型压缩机130中,将膨胀机构123和压缩机构121配置于同一密闭容器120内,使油积存部共同化。因此,在膨胀机一体型压缩机130中,不发生如上所述的油的过与不足。
[0008] 然而,如膨胀机一体型压缩机130一样,将膨胀机构123和压缩机构121收容于同一密闭容器120内的情况下,在膨胀机构123和压缩机构121之间容易发生热量移动。若在膨胀机构123和压缩机构121之间发生热量移动,则发生膨胀机一体型压缩机130的COP降低的问题。

发明内容

[0009] 本发明是鉴于所述方面而做成的,其目的在于在膨胀机构和压缩机构收容于同一密闭容器内的流体机械中,抑制膨胀机构和压缩机构之间的热量移动。 [0010] 本发明的第一流体机械具备:密闭容器,其在底部形成有积存油的油积存部;主压缩机构,其配置于所述密闭容器内,被供给在所述油积存部的上层部积存的油,并压缩工作流体;旋转电动机,其在所述密闭容器内配置于所述油积存部的上方,包括转子和定子;主压缩机构用轴,其以利用旋转电动机驱动主压缩机构的方式,连结主压缩机构和旋转电动机;动力回收机构,其在油积存部内配置于比上层部低的位置,至少进行吸入工作流体的吸入冲程和喷出吸入的工作流体的喷出冲程,由此从工作流体回收动力;副压缩机构,其在油积存部内配置于比上层部低的位置,压缩工作流体,向主压缩机构侧喷出;动力回收轴,其以利用由动力回收机构回收的动力来驱动副压缩机构的方式,连结动力回收机构和副压缩机构;至少一个绝热构造,其位于上层部和动力回收机构之间,限制油积存部的上层部和配置了动力回收机构的油积存部的下层部之间的油的流通。
[0011] 在本发明的第一流体机械中,在油积存部的上层部积存的油供给于主压缩机构。因此,在油积存部的上层部和主压缩机构中,形成在主压缩机 构循环的油的循环轮转。由此,在油积存部的上层部积存的油变得比较高温,另一方面,在油积存部的下层部积存的油为比较低温的原来状态。从而,配置于油积存部的下层部的动力回收机构保持为比较低温。
另外,利用绝热构造,限制油积存部的上层部和油积存部的下层部之间的油的流通。从而,能够抑制在油积存部的上层部积存的比较高温的油流入油积存部的下层部的情况,并且,能够抑制在油积存部的下层部积存的比较低温的油流入油积存部的上层部的情况。其结果,能够有效地抑制主压缩机构和动力回收机构之间的热量移动。
[0012] 本发明的第二流体机械具备:密闭容器,其在底部形成有积存油的油积存部;主压缩机构,其配置于密闭容器内,被供给在油积存部的上层部积存的油,并压缩工作流体;旋转电动机,其在密闭容器内配置于油积存部的上方,包括转子和定子;主压缩机构用轴,其以利用旋转电动机驱动主压缩机构的方式连结主压缩机构和旋转电动机;动力回收机构,其在油积存部内配置于比上层部低的位置,至少进行吸入工作流体的吸入冲程和喷出吸入的工作流体的喷出冲程,由此从工作流体回收动力;副压缩机构,其在油积存部内配置于比上层部低的位置,压缩工作流体,并向主压缩机构侧喷出;动力回收轴,其以利用由动力回收机构回收的动力来驱动副压缩机构的方式,连结动力回收机构和副压缩机构。 [0013] 在本发明的第二流体机械中,在油积存部的上层部积存的油供给于主压缩机构。
因此,在油积存部的上层部和主压缩机构中,形成在主压缩机构循环的油的循环轮转。从而,在油积存部的上层部积存的油变得比较高温,另一方面,在油积存部的下层部积存的油为比较低温的原来状态。从而,在油积存部的下层部配置的动力回收机构保持为比较低温。
其结果,能够有效地抑制主压缩机构和动力回收机构之间的热量移动。 [0014] 本发明的制冷循环装置具备上述本发明的第一或第二流体机械。 [0015] 根据本发明可知,在膨胀机构和压缩机构收容于同一密闭容器内的流体机械中,能够抑制膨胀机构和压缩机构之间的热量移动。

附图说明

[0016] 图1是实施方式1的制冷循环装置的结构图。
[0017] 图2是实施方式1中的流体机械的概略结构图。
[0018] 图3是实施方式2中的流体机械的概略结构图。
[0019] 图4是实施方式3中的流体机械的概略结构图。
[0020] 图5是变形例1中的流体机械的概略结构图。
[0021] 图6是实施方式4中的流体机械的概略结构图。
[0022] 图7是实施方式4中的流体机械的剖面图。
[0023] 图8是油泵的剖面图。
[0024] 图9是图7中的IX-IX向视图。
[0025] 图10是图7中的X-X向视图。
[0026] 图11是膨胀机构的动作原理图。
[0027] 图12是副压缩机构的动作原理图。
[0028] 图13是实施方式5中的流体机械的剖面图。
[0029] 图14是实施方式5中的冷冻循环的莫里尔图。
[0030] 图15是实施方式6中的流体机械的剖面图。
[0031] 图16是变形例2中的流体机械的剖面图。
[0032] 图17是变形例3中的流体机械的剖面图。
[0033] 图18是日本特开2005-299632号公报中记载的膨胀机一体型压缩机的剖面图。 具体实施方式
[0034] 《实施方式1》
[0035] 以下,将图1所示的制冷循环装置1作为例子说明实施本发明的实施方式。但是,制冷循环装置1为单纯的例示,本发明不限定于在此说明的制冷循环装置1。 [0036] <制冷循环装置1的概要结构>
[0037] 如图1所示,制冷循环装置1具备配置有两个四通阀17及18的制冷剂回路9。制冷剂回路9具备:主压缩机构3;第一热交换器4;动力回收机构5;第二热交换器6;副压缩机构2。在制冷剂回路9中作为工作流体填充有在制冷剂回路9的高压侧部分成为超临界压力的制冷剂。具体来说,在制冷剂回路9中,作为制冷剂,填充有二氧化碳。 [0038] 但是,在本发明中,制冷剂不限定于二氧化碳。例如,在制冷剂回路9中填充有在高压侧不成为超临界压力的制冷剂也可。具体来说,在制冷剂回路9中例如填充有氟利昂系制冷剂也可。
[0039] 制冷循环装置1以四通阀17及18的A-B、C-D连接的状态、或四通阀17及18的A-C、B-D连接的状态使用。首先,说明四通阀17及18的A-B、C-D连接的状态。 [0040] -四通阀17及18的A-B、C-D连接的情况-
[0041] 首先,利用主压缩机构3压缩的制冷剂暂时向密闭容器11的内部空间11b喷出。向内部空间11b喷出的制冷剂从在密闭容器11安装的喷出管11a向制冷剂回路9喷出。 [0042] 喷出的制冷剂经由四通阀17供给于第一热交换器4。在这种情况下,第一热交换器4作为散热器发挥作用。
[0043] 来自第一热交换器4的制冷剂经由四通阀18从吸入管28向动力回收机构5供给。动力回收机构5进行吸入制冷剂的冲程、和喷出制冷剂的冲程,由此使制冷剂膨胀,并且,从膨胀的制冷剂回收动力。
[0044] 从动力回收机构5的喷出管31喷出的制冷剂经由四通阀18供给于第二热交换器6。在这种情况下,第二热交换器6作为蒸发器发挥功能。即,第二热交换器6使制冷剂蒸发。
[0045] 来自第二热交换器6的制冷剂经由四通阀17从吸入管48供给于副压缩机构2。在此,副压缩机构2利用动力回收轴12与动力回收机构5连结。利用该动力回收轴12,将在动力回收机构5回收的动力向副压缩机构2传递。副压缩机构2通过该传递的动力而被驱动,进行吸入制冷剂的冲程、和喷出制冷剂的冲程,由此预备地压缩制冷剂(升压)。这样,在动力回收机构5中,从制冷剂回收的能量在副压缩机构2中再次向制冷剂赋予。从副压缩机构2喷出的制冷剂经由连接管70向主压缩机构3供给。
[0046] -四通阀17及18的A-C、B-D连接的情况-
[0047] 另一方面,在四通阀17及18的A-C、B-D连接的情况下,由主压缩机构3压缩的制冷剂经由四通阀17供给于第二热交换器6。在这种情况下,第二热交换器6作为散热器发挥作用。
[0048] 来自第二热交换器6的制冷剂经由四通阀18供给于动力回收机构5。 在该动力回收机构5中,使制冷剂膨胀。来自动力回收机构5的制冷剂经由四通阀18供给于第一热交换器4。在此,第一热交换器4作为蒸发器发挥作用。即,利用第一热交换器4使制冷剂蒸发。
[0049] 来自第一热交换器4的制冷剂经由四通阀17供给于副压缩机构2。供给于副压缩机构2的制冷剂通过副压缩机构2被预备地压缩。然后,制冷剂经由连接管70供给于主压缩机构3。
[0050] <流体机械10>
[0051] 如图1及图2所示,流体机械10具备:大致圆柱状的密闭容器11;主压缩机构3;旋转电动机8;动力回收机构5;副压缩机构2;油搅拌抑制板20。在密闭容器11的底部形成有积存冷冻机油(oil)的油积存部16。
[0052] (油搅拌抑制板20)
[0053] 油搅拌抑制板(板状部件)20配置于油积存部16内。具体来说,油搅拌抑制板20配置于油积存部16的上层部16a。油积存部16的上层部16a通过该油搅拌抑制板20划分为位于表层的第一上层部(表层部)16c、和比第一上层部16c位于下方的第二上层部16d。在油搅拌抑制板20形成有一个或多个孔20a。第一上层部16c和第二上层部16d利用该一个多个孔20a来连通。由此,冷冻机油能够在第一上层部16c和第二上层部16d之间流通。
[0054] (主压缩机构3)
[0055] 在密闭容器11中比油积存部16高的位置配置有主压缩机构3和旋转电动机8。具体来说,主压缩机构3配置于距离油积存部16最远的位置。旋转电动机8配置于比主压缩机构3低的位置。旋转电动机8和主压缩机构3利用主压缩机构用轴38来连接。旋转电动机8的动力经由该主压缩机构用轴38向主压缩机构3传递,由此驱动主压缩机构3。
主压缩机构3将压缩的作为工作流体的制冷剂向密闭容器11的内部空间11b喷出。喷出的比较高压的制冷剂在该内部空间11b中暂时滞留后,从在密闭容器11安装的喷出管11a向制冷剂回路9喷出。
[0056] 还有,主压缩机构3只要是能够压缩制冷剂就不特别限定。例如,主压缩机构3可以为涡旋型压缩机构。另外,主压缩机构3可以为回旋式压缩机构。
[0057] 如图2所示,主压缩机构用轴38从旋转电动机8进而向下方延伸。主压缩机构用轴38在下端部被固定于密闭容器11的副轴承部件71支承并旋转自如。主压缩机构用轴38的下端部位于油积存部16的上层部16a。具体来说,主压缩机构用轴38的下端部位于油积存部16的第二上层部16d。
[0058] 在主压缩机构用轴38的下端部安装有下部形成有吸入口72a的油泵72。利用该油泵72吸入油积存部16的第二上层部16d的冷冻机油。如图2所示,吸入的冷冻机油以在主压缩机构用轴38的轴向延伸的方式,经由在主压缩机构用轴38的内部形成的油供给路38a供给于主压缩机构3。由此,进行主压缩机构3的各滑动部的润滑及密封。供给于主压缩机构3的冷冻机油从主压缩机构3再次返回油积存部16的上层部16a。 [0059] 还有,油泵72的方式不特别限定。油泵72例如可以为次摆线泵。还有,在下述实施方式4中说明次摆线泵的详细的结构。
[0060] (动力回收机构5及副压缩机构2)
[0061] 在油积存部16内配置有动力回收机构5和副压缩机构2。具体来说,副压缩机构2配置于比上层部16a位于下方的下层部16b,更具体来说,配置于下层部16b的上侧的第一下层部(有时还称为中层部)16e。另一方面,动力回收机构5配置于下层部16b的下侧的(即比第一下层部16e位于下方)第二下层部(狭义的下层部)16f。即,动力回收机构
5的一方比副压缩机构2配置于下方。换言之,副压缩机构2配置于比较接近主压缩机构3的位置。动力回收机构5配置于比较远离主压缩机构3的位置。
[0062] 动力回收机构5和副压缩机构2利用与连结于主压缩机构3的主压缩机构用轴38不同的动力回收轴12来连结。利用该动力回收轴12在动力回收机构5回收的动力向副压缩机构2传递,由此驱动副压缩机构2。
[0063] 动力回收机构5至少进行吸入制冷剂的吸入冲程和喷出所吸入的之间的喷出冲程,由此从制冷剂回收动力。具体来说,动力回收机构5例如可以利用膨胀机构或液压马达来构成。在此,“膨胀机构”进行吸入制冷剂的吸入冲程、使吸入的制冷剂在独立的工作室内膨胀的膨胀冲程、喷出膨胀的制冷剂的喷出冲程。另一方面,“液压马达”实质上连续进行吸入制冷剂的吸入冲程、喷出吸入的制冷剂的喷出冲程。即,液压马达不进行在 独立的工作室内使制冷剂膨胀的膨胀冲程。
[0064] 在动力回收机构5为液压马达的情况下,在动力回收机构5中,开始喷出冲程,工作室与制冷剂回路9的低压侧连通,由此制冷剂膨胀。动力回收机构5通过比较高压的制冷剂从制冷剂回路9的高压侧流入,并且,在喷出冲程中将工作室内的制冷剂向制冷剂回路9的低压侧吸引而旋转。由此,动力回收机构5从制冷剂回收动力。即,动力回收机构5回收制冷剂从制冷剂回路9的高压侧向低压侧移动的能量。
[0065] 副压缩机构2进行吸入制冷剂的冲程、将吸入的制冷剂在独立的工作室内压缩的压缩冲程和将压缩的制冷剂喷出的冲程也可。另外,副压缩机构2实质上连续进行吸入制冷剂的冲程和喷出吸入的制冷剂的冲程也可。
[0066] (油供给路12a)
[0067] 在动力回收轴12的内部形成有油供给路12a。油供给路12a具有:在动力回收轴12的下端部形成的油吸入口12b。从该油吸入口12b吸入冷冻机油。吸入的冷冻机油经由油供给路12a供给于动力回收机构5或副压缩机构2。由此,实现动力回收机构5或副压缩机构2的滑动部的润滑或密封。
[0068] 还有,油供给路12a例如在动力回收轴12副压缩机构2外周面以螺旋状形成,伴随动力回收轴12的旋转而自动地吸入冷冻机油也可。另外,另行配置向油供给路12a供给冷冻机油的油泵也可。在图2中,油供给路12a描绘为沿动力回收轴12的轴向延伸的线段状,但这以示意性记载了油供给路12a,不表示油供给路12a的具体的形状。 [0069] (连接管70)
[0070] 如图2所示,在流体机械10配置有至少其一部分位于密闭容器11外的连接管70。利用该连接管70连接副压缩机构2的喷出管51和主压缩机构3的吸入管32c。由此,将在副压缩机构2中预备地压缩的制冷剂向主压缩机构3供给。
[0071] (绝热构造80a)
[0072] 在本实施方式1中,如图2所示,在主压缩机构3和动力回收机构5之间配置有绝热构造80a。具体来说,绝热构造80a配置于上层部16a和下层部16b之间。绝热构造80a与副压缩机构2及动力回收机构5隔离。
[0073] 绝热构造80a具备:配置于上层部16a和下层部16b之间,划分上层部16a和下层部16b的板状部件81。板状部件81是与动力回收机构5及副压缩机构2不同的部件。 [0074] 在板状部件81形成有一个或多个开孔81a。另外,在板状部件81和密闭容器11的内壁之间形成有间隙81b。冷冻机油能够通过这些开孔81a及间隙81b,在上层部16a和下层部16b之间流通。
[0075] 还有,开孔81a的大小只要是能够使上层部16a的冷冻机油和下层部16b的冷冻机油通过的大小即可,没有特别地限定。
[0076] 板状部件81的材质不特别限定。但是,板状部件81的材质优选热传导率低的材质。例如,板状部件81的材质优选具有比冷冻机油的热传导率低的热传导率的材质。 [0077] <作用及效果>
[0078] 如以上的说明,在本实施方式1中,油积存部16的上层部16a的冷冻机油供给于主压缩机构3,并且,供给于主压缩机构3的冷冻机油从主压缩机构3返回上层部16a。即,如图2所示,在内部空间11b的位于油积存部16的上方的部分和上层部16a形成有经由主压缩机构3的油循环路径19a。因此,在比较高温的主压缩机构3中循环的比较高温的冷冻机油积存在上层部16a。从而,抑制比较高温的冷冻机油流入下层部16b的情况。其结果,抑制经由油积存部16内的冷冻机油的主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动。由此,能够提高制冷循环装置1的COP。
[0079] 对此,例如,将油泵72配置于油积存部16的第二下层部16f的情况下,经由主压缩机构3的油循环路径19a遍及第二下层部16f而形成。从而,比较高温的冷冻机油还流入第二下层部16f。其结果,动力回收机构5的温度上升。另一方面,由动力回收机构5冷却的冷冻机油供给于主压缩机构3。因此,主压缩机构3的温度降低。这样,下层部16b的、尤其第二下层部16f的冷冻机油供给于主压缩机构3的情况下,主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动量变得比较大。从而,制冷循环装置的COP降低。 [0080] 即,如本实施方式1一样,形成仅经由油积存部16中上层部16a的油循环路径19a,从而抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动, 使得制冷循环装置1的COP也提高。
[0081] 在本实施方式1中,在最高温的冷冻机油所处的上层部16a和配置动力回收机构5且最低温的第二下层部16f之间的第一下层部16e配置有中温的副压缩机构2。即,最高温的上层部16a位于最上方,随着靠向下方而变得低温。因此,例如,与第二下层部16f为高温时不同,在油积存部16内难以发生冷冻机油的对流。进而,副压缩机构2配置于比较高温的主压缩机构3附近,动力回收机构5配置于从主压缩机构3比较远离处。因此,在主压缩机构3和动力回收机构5之间配置的副压缩机构2成为热阻,有效地抑制主压缩机构
3和动力回收机构5之间的热量移动。从而,进一步提高制冷循环装置1的COP。 [0082] 进而,在实施方式1中,在主压缩机构3和副压缩机构2之间配置有旋转电动机8。
因此,动力回收机构5从主压缩机构3更远离。从而,更有效地抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热交换。
[0083] 另外,在本实施方式1中,在上层部16a和下层部16b之间配置有绝热构造80a。由此,尤其有效地限制上层部16a和下层部16b之间的冷冻机油的流通。从而,抑制比较高温的上层部16a的冷冻机油流入下层部16b的情况。另外,抑制比较低温的下层部16b的冷冻机油流入上层部16a的情况。其结果,抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热交换。从而,进一步提高制冷循环装置1的COP。
[0084] 还有,仅从更有效地抑制上层部16a和下层部16b之间的冷冻机油的流通的观点来说,优选板状部件81未形成有开孔81a,且与密闭容器11的内壁之间的间隙实质上禁止冷冻机油的流通地安装。由此可知,能够实质上消除上层部16a和下层部16b之间的冷冻机油的流通。
[0085] 然而,在这种情况下,完全隔离上层部16a和下层部16b。因此,在制冷循环装置1的运行中,上层部16a的冷冻机油、或下层部16b的冷冻机油可能不足,可能不充分地进行主压缩机构3或动力回收机构5及副压缩机构2的润滑及密封。其结果,导致制冷循环装置1的可靠性降低的结果。因此,板状部件81优选某种程度上限制上层部16a和下层部16b之间的制冷剂的流通,但不完全地隔离上层部16a和下层部16b。具体来说,优选在板状部件81形成有开孔81a及/或在板状部件81和密闭容器11的 内壁之间形成有冷冻机油能够在上层部16a和下层部16b之间流通的程度的间隙81b。由此,能够同时实现制冷循环装置1的高可靠性和高的COP。
[0086] 在本实施方式1中,绝热构造80a利用与动力回收机构5、副压缩机构2不同的板状部件81来构成。另外,绝热构造80a与动力回收机构5和副压缩机构2隔离。换言之,冷冻机油的层位于绝热构造80a和动力回收机构5及副压缩机构2之间。因此,不从绝热构造80a向动力回收机构5或副压缩机构2直接传递热量。由此,进一步抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热交换,进一步提高制冷循环装置1的COP。
[0087] 从更有效地抑制上层部16a和下层部16b之间的热交换的观点来说,尤其优选板状部件81具有比冷冻机油的热传导率低的热传导率。
[0088] 在本实施方式1中,在最远离比较高温的上层部16a的第二下层部16f积存的冷冻机油从油吸入口12b被吸入而供给于动力回收机构5。由此,能够有效地抑制经由主压缩机构3的油循环路径19a和经由动力回收机构5的油循环路径19b的干涉。从而,进一步抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动,还进一步提高制冷循环装置1的COP。
[0089] 还有,在密闭容器11内配置有作为旋转电动机的旋转电动机8。因此,若驱动制冷循环装置1,则旋转电动机8旋转,在密闭容器11内产生气流。从而,例如,未配置油搅拌抑制板20的情况下,利用伴随旋转电动机8的旋转而产生的气流,搅拌在油积存部16积存的冷冻机油。若那样,则混合上层部16a的冷冻机油和下层部16b的冷冻机油。即,比较高温的冷冻机油从上层部16a向下层部16b流入,另一方面,比较低温的冷冻机油从下层部16b向上层部16a流入。其结果,促进主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动,制冷循环装置1的COP降低。
[0090] 对此,在本实施方式中,油搅拌抑制板20配置于上层部16a。因此,利用伴随旋转电动机8的旋转而产生的气流,搅拌第一上层部16c的冷冻机油,但抑制第二上层部16d的冷冻机油的搅拌。从而,抑制位于第二上层部16d及下层部16b的冷冻机油的流动。换言之,位于第二上层部16d及下层部16b的冷冻机油接近静止状态。抑制比较低温的冷冻机油的向上层部16a的流入、及比较高温的冷冻机油的向下层部16b的流入。其结果,尤其抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动,还特别提高制 冷循环装置1的COP。 [0091] 还有,在本实施方式1中,将油泵72位于第二上层部16d的情况作为例子进行说明。换言之,说明第二上层部16d的冷冻机油供给于主压缩机构3的例子。但是,本发明不限定于该结构。例如,将油泵72配置于第一上层部16c也可。换言之,第一上层部16c的冷冻机油供给于主压缩机构3也可。
[0092] 还有,例如,还考虑不配置副压缩机构2,将动力回收机构5的动力回收轴12连接于主压缩机构3的主压缩机构用轴38,由此进行动力回收。然而,主压缩机构3与动力回收机构5相比为非常高温。因此,若连接主压缩机构3和动力回收机构5,则进行主压缩机构3和动力回收机构5之间的热交换。其结果,制冷循环装置1的COP降低。另一方面,副压缩机构2不像主压缩机构3的程度一样高温。因此,在连接了副压缩机构2和动力回收机构5的情况下,不像连接了动力回收机构5和主压缩机构3的情况的程度一样进行热交换。
从而,如本实施方式1一样,将副压缩机构2独立于主压缩机构3而设置,连接副压缩机构
2和动力回收机构5,进行回收动力,由此能够抑制制冷循环装置1的COP的降低。换言之,能够提高制冷循环装置1的能量效率。
[0093] 另外,在本实施方式1中,主压缩机构3的主压缩机构用轴38和动力回收机构5及副压缩机构2的动力回收轴12为独立体。因此,主压缩机构3、动力回收机构5及副压缩机构2的设计自由度变得更高。其结果,实现进一步的低成本化。
[0094] 另外,根据该结构可知,不需要将主压缩机构用轴38和动力回收轴12配置为主压缩机构用轴38的轴线和动力回收轴12的轴线位于同一直线上。从而,主压缩机构3和动力回收机构5及副压缩机构2的配置的自由度也提高。其结果,流体机械10的设计自由度提高。另外,根据情况,还可以进行进一步的紧凑化。
[0095] 在本实施方式1中,主压缩机构3、副压缩机构2、和动力回收机构5收容于相同密闭容器11中。因此,例如,与将副压缩机构2和动力回收机构5收容于与收容了主压缩机构3的密闭容器11不同的密闭容器的情况相比,能够减少密闭容器的个数。由此,实现制冷循环装置1的紧凑化。
[0096] 副压缩机构2及动力回收机构5配置于油积存部16内,该油积存部16积存有供给于主压缩机构3的冷冻机油。通过这样设置,能够将向主压缩机构3、副压缩机构2及动力回收机构5供给冷冻机油的油积存部集中为一个。
[0097] 例如,与主压缩机构3用的油积存部16不同地设置了副压缩机构2及动力回收机构5用的油积存部的情况下,从一方的油积存部向制冷剂回路9流出的冷冻机油可能返回另一方的油积存部,使在一方的油积存部积存的冷冻机油的量减少。若那样,则有不充分地进行主压缩机构3或副压缩机构2及动力回收机构5的润滑或密封之虞。
[0098] 对此,如本实施方式1那样,共通化主压缩机构3、副压缩机构2及动力回收机构5的油积存部的情况下,即使冷冻机油从油积存部16向制冷剂回路9流出,流出的冷冻机油也迂回制冷剂回路9而再次返回油积存部16。从而,能够抑制在油积存部16积存的冷冻机油的量减少的情况。其结果,能够向主压缩机构3、副压缩机构2及动力回收机构5稳定地供给冷冻机油。从而,通过主压缩机构3或副压缩机构2、动力回收机构5的滑动部的适当的润滑,实现制冷循环装置1的可靠性的提高。另外,能够以高的可靠性密封主压缩机构3或副压缩机构2、动力回收机构5的间隙,因此,能够提高制冷循环装置1的运行效率。 [0099] 另外,在本实施方式1中,来自主压缩机构3的制冷剂暂时向密闭容器11内喷出,在密闭容器11内暂时贮存。在此期间,混入制冷剂的冷冻机油从制冷剂分离。分离的冷冻机油再次返回油积存部16。这样,混入制冷剂的冷冻机油在密闭容器11内从制冷剂分离,返回油积存部16,因此,能够更有效地抑制在油积存部16积存的冷冻机油的减少。其结果,能够向主压缩机构3、副压缩机构2及动力回收机构5更稳定地供给冷冻机油。 [0100] 另外,通过形成为利用主压缩机构3压缩的制冷剂暂时向密闭容器11内喷出的结构,能够使密闭容器11内的压力比较高。由此,容易经由在主压缩机构用轴38内形成的油供给路38a向主压缩机构3供给冷冻机油。另外,同样,还促进向副压缩机构2及动力回收机构5的冷冻机油的浸透。其结果,能够向主压缩机构3、副压缩机构2及动力回收机构5更可靠地供给冷冻机油。由此,进一步提高制冷循环装置1的可靠性,并且,进一 步提高制冷循环装置1的运行效率。
[0101] 另外,在主压缩机构3、副压缩机构2及动力回收机构5中共通化油积存部,由此与不同于主压缩机构3用的油积存部地设置了副压缩机构2及动力回收机构5用油积存部的情况不同,不需要使在各油积存部积存的冷冻机油的量均衡的均衡油管等特别的机构。从而,制冷循环装置1的结构变得简单。另外,降低制冷循环装置1的制造成本。 [0102] 另外,通过使用在密闭容器11外配置的连接管70,能够不拘泥于主压缩机构3或副压缩机构2的结构,容易地连结吸入管32c和喷出管51。另外,根据该结构可知,实质上不需要密闭容器11内的结构的设计变更,因此,能够将主压缩机构3或副压缩机构2等与其他制冷循环装置1容易地共通化。
[0103] 《实施方式2》
[0104] 图3是本实施方式2的流体机械10b的概略结构图。以下,参照图3说明本实施方式2的流体机械10b的结构。还有,在本实施方式2的说明中,与上述实施方式1共通地参照图1。另外,对于实质上具有相同的功能的结构要件,用与实施方式1通用的参照符号来说明,省略说明。
[0105] 如图3所示,在本实施方式2中,代替上述实施方式1的绝热构造80a,配置有绝热构造80b。绝热构造80b具有板状部82和筒状部83。板状部82和筒状部83可以为一体。另外,板状部82和筒状部83可以为独立体。
[0106] 板状部82配置为在上层部16a和下层部16b之间划分(分离)上层部16a和下层部16b。在板状部82形成有使上层部16a和下层部16b连通的开孔82a。筒状部83从板状部82在上层部16a内朝向上方延伸设置至比油搅拌抑制板20稍靠上方。筒状部83的贯通孔83c与开孔82a连通。因此,在本实施方式2中,也与上述实施方式1相同地,冷冻机油能够在上层部16a和下层部16b之间通过贯通孔83c及开孔82a流通。 [0107] 在本实施方式2中,利用如上所述的结构的绝热构造80b,将油积存部16分离为两个。具体来说,油积存部16分离为位于绝热构造80b上的上层部16a和位于绝热构造80b的下方的下层部16b。由此,在板状部82和下层部16b之间形成有气体制冷剂的层52。还有,气体制冷剂的层52例如有时在密闭容器11内的冷冻机油的量多的情况下消失。 [0108] <作用及效果>
[0109] 如上所述,主压缩机构3将压缩的制冷剂向密闭容器11内暂时喷出,相对于此,动力回收机构5将制冷剂向直接制冷剂回路9喷出。因此,通常,与从动力回收机构5喷出的制冷剂一同向制冷剂回路9流出的冷冻机油的量比与从主压缩机构3喷出的制冷剂一同向制冷剂回路9流出的冷冻机油的量多。因此,通常在下层部16b积存的冷冻机油的量处于减少倾向,另一方面,在上层部16a积存的冷冻机油的量处于增加倾向。 [0110] 在此,在本实施方式2中,若在上层部16a积存的冷冻机油的量变得过多,则冷冻机油经由贯通孔83c及开孔82a向下层部16b溢出下落。由此,抑制上层部16a及下层部16b的冷冻机油的量极端地减少的情况。其结果,实现制冷循环装置1的高的可靠性。 [0111] 另外,在本实施方式2中,利用绝热构造80b分离上层部16a和下层部16b,因此,只要冷冻机油不从上层部16a溢出,上层部16a的冷冻机油和下层部16b的冷冻机油就不会相互流入。从而,尤其有效地抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动。 [0112] 另外,在本实施方式2中,在绝热构造80b和下层部16b之间形成有热传导率比较低的气体制冷剂的层52。由此,更有效地抑制上层部16a和下层部16b之间的热量移动。
其结果,进一步提高制冷循环装置1的COP。
[0113] 《实施方式3》
[0114] 图4是本实施方式3的流体机械10c的概略结构图。以下,参照图4说明本实施方式3的流体机械10c的结构。还有,在本实施方式3的说明中,与上述实施方式1共通地参照图1。另外,对于实质上具有相同的功能的结构要件,用与实施方式1通用的参照符号来说明,省略说明。
[0115] 如图4所示,在本实施方式3中,代替上述实施方式1的绝热构造80a,配置有绝热构造80c。绝热构造80c具备:板状部件84和筒状部件86。板状部件84配置为在上层部16a和下层部16b之间划分(隔离)上层部16a和下层部16b。板状部件84利用相互平行地配置的两张板状部件85a及85b来构成。在板状部件85a和板状部件85b之间形成有内部空间87。即,在板状部件84形成有隔离作为上层部16a侧的表层部的板状部件85a和作为下层部16b侧的表层部的板状部件85b的内部空间87。内部空间 87在板状部件85a和板状部件85b之间的区域的除了配置有筒状部件86的部分的区域整体中贯穿形成。内部空间87面向密闭容器11的内壁。即,内部空间87利用密闭容器11的内壁、板状部件85a、板状部件85b和筒状部件86的外周面来划分形成。
[0116] 在板状部件85a形成有向上层部16a开口的开孔85a1。另一方面,在板状部件85b上,在主压缩机构用轴38的轴线方向上与开孔85a1对应的位置形成有向下层部16b开口的开孔85b1。筒状部件86配置为使开孔85a1和开孔85b1连通。冷冻机油能够在上层部16a和下层部16b之间经由该筒状部件86来流通。
[0117] 在本实施方式3中,内部空间87是与密闭容器11的内部空间11b的其他部分隔离的空间。内部空间87被作为工作流体的制冷剂或冷冻机油等油等填满也可。内部空间87优选被热传导率低的物质填满。内部空间87尤其优选被热传导率比冷冻机油更低的物质填满。
[0118] 对内部空间87例如减压也可。具体来说,内部空间87内可以为比内部空间11b的其他部分的压力低的压力。进而,内部空间87内可以为比制冷剂回路9的低压侧的压力低的压力。另外,内部空间87内实质上为真空也可。
[0119] <作用及效果>
[0120] 但是,通常,密闭容器11由金属等热传导率比较高的材质制作。因此,即使抑制上层部16a和下层部16b之间的冷冻机油的流通,在上层部16a和下层部16b之间也可能经由绝热构造80c或密闭容器11发生热量移动。其结果,在主压缩机构3和动力回收机构5之间发生热量移动,可能导致制冷循环装置1的COP降低。
[0121] 对此,在本实施方式3中,绝热构造80c为在构成上述实施方式1的绝热构造80a的板状部件81的内部形成有隔离板状部件81的上层和下侧的内部空间87的方式。因此,绝热构造80c的热传导率比上述实施方式1的绝热构造80a的热传导率低。另外,能够进一步增大上层部16a和下层部16b之间的距离。从而,绝热构造80c成为比上层部16a和下层部16b之间大的热阻,从而能够更有效地抑制上层部16a和下层部16b之间的热量移动。
[0122] 还有,内部空间87的热传导率优选比冷冻机油的热传导率低。由此可知,能够尤其有效地抑制上层部16a和下层部16b之间的热量移动。
[0123] 具体来说,内部空间87优选被热传导率比冷冻机油低的物质填满。作为热传导率比冷冻机油低的物质,例如,可以举出作为工作流体的制冷剂或空气等气体、热传导率比在油积存部16积存的冷冻机油低的其他油等液体、固体状绝热材料等。
[0124] 另外,在内部空间87内填充有气体的情况下,内部空间87优选被减压。在内部空间87内填充有气体的情况下,内部空间87尤其优选实质上为真空。
[0125] 另外,在本实施方式3中,内部空间87面向密闭容器11的内壁。因此,如图4所示,能够隔离与积存有比较高温的冷冻机油的上层部16a相接的密闭容器11的高温部分11c和与积存有比较低温的冷冻机油的下层部16b相接的密闭容器11的低温部分11d。换言之,可以在高温部分11c和低温部分11d之间设置面向内部空间87的密闭容器11e。由此,能够抑制从高温部分11c向低温部分11d的热量移动。其结果,能够抑制经由密闭容器
11产生的、上层部16a和下层部16b之间的热量移动。从而,通过形成面向密闭容器11的内壁的内部空间87,能够更有效地抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动。
从而,能够进一步提高制冷循环装置1的COP。
[0126] 《变形例1》
[0127] 在上述实施方式3中,说明了内部空间87从密闭容器11的内部空间11b的其他部分隔离的例子。但是,本发明不限定于此。例如,如图5所示,内部空间87与密闭容器11的内部空间11b的其他部分连通也可。具体来说,在板状部件85a及板状部件85b分别形成有一个或多个开孔85a2及85b2也可。通过那样,能够利用冷冻机油填满内部空间87。其结果,能够形成位于上层部16a和下层部16b之间的进一步的冷冻机油层16g。 [0128] 例如,在实施方式1的情况下,在上层部16a和下层部16b之间经由板状部件81发生某种程度的热量移动。由此,下层部16b的接近上层部16a的位置的冷冻机油的温度上升。在上述实施方式1中,所述加热的冷冻机油和位于下层部16b的其他比较低温的冷冻机油未隔离,因此,通过 下层部16b中的冷冻机油的对流,被加热的冷冻机油与位于下层部
16b的其他冷冻机油混合。因此,下层部16b的冷冻机油的温度上升某种程度。与此同时,上层部16a的接近下层部16b的位置的冷冻机油的温度降低。在上述实施方式1中,所述冷却的冷冻机油和位于上层部16a的其他冷冻机油也未隔离,因此,通过上层部16a中的冷冻机油的对流,被冷却的冷冻机油与位于上层部16a的其他比较高温的冷冻机油混合。因此,上层部16a的冷冻机油的温度下降某种程度。这样,在上述实施方式1中,接近绝热构造80a的冷冻机油的温度发生变化,所述变化温度的冷冻机油通过对流来混合,因此,产生在主压缩机构3和动力回收机构5之间的程度的热量移动。
[0129] 对此,在本变形例1中,形成有在上层部16a和下层部16b之间配置的、进一步的冷冻机油层16g。在本变形例1的情况下,在进一步的冷冻机油层16g的冷冻机油、和上层部16a的冷冻机油及下层部16b的冷冻机油之间发生热量移动。然而,进一步的冷冻机油层16g从上层部16a和下层部16b的两方隔离。因此,利用上层部16a加热的进一步的冷冻机油层16g的冷冻机油实质上不与下层部16b的冷冻机油混合。同样,由下层部16b冷却的进一步的冷冻机油层16d的冷冻机油实质上不与上层部16a的冷冻机油混合。即,实质上仅通过经由进一步的冷冻机油层16g的热量移动来进行上层部16a和下层部16b之间的热交换。从而,如变形例1一样,用冷冻机油填满内部空间87,形成进一步的冷冻机油层16g,由此能够更有效地抑制上层部16a和下层部16b之间的热量移动。
[0130] 上述效果在仅形成开孔85a2及85b2中的一方的情况下也能得到。但是,鉴于向内部空间87中填充冷冻机油时的困难性,更优选形成开孔85a2和85b2的两方。 [0131] 《实施方式4》
[0132] 图6是本实施方式4的流体机械10e的概略结构图。图7是本实施方式4的流体机械10e的剖面图。以下,参照图6、图7等说明本实施方式4的流体机械10e的结构。还有,在本实施方式4的说明中,与上述实施方式1共通地参照图1。另外,对于实质上具有相同的功能的结构要件,用与实施方式1通用的参照符号来说明,省略说明。 [0133] 首先,参照图6说明本实施方式4的流体机械10e的概略结构。在本实施方式4中,代替上述实施方式1的绝热构造80a,配置有绝热构造80e。绝热构造80e具备相互平行地配置的一对板状部88及89。利用这些板状部88及89,限制上层部16a和下层部16b之间的冷冻机油的流通。
[0134] 在板状部88及板状部89之间形成有内部空间92。该内部空间92与在上述实施方式3中说明的内部空间87相同地,配置有制冷剂或冷冻机油、固体状的绝热部件等也可。另外,内部空间92被减压也可。
[0135] 在板状部88及89设置有筒状部90。具体来说,筒状部90从板状部88向上方延伸而突出至板状部89的上方。利用该筒状部90,冷冻机油能够在上层部16a和下层部16b之间流通。
[0136] 板状部88及89分别以从密闭容器11的内壁远离的方式配置于俯视的情况下的密闭容器11的内部空间11b的中央。在板状部88及89和密闭容器11的内壁之间配置有俯视的情况下为圈带状且形成为大致圆柱状(环状)的周缘部91。
[0137] 还有,在本实施方式4中,说明一体地形成周缘部91、板状部88及89和筒状部90的例子。但是,这是单纯的例示,本发明不限定于该结构。分别利用其他部件构成周缘部91、板状部88、板状部89和筒状部90也可。
[0138] 周缘部91在上下方向上从比板状部89高的位置延伸至比板状部88低的位置。即,周缘部91具备:比板状部89位于靠上层部16a侧的部分;比板状部88位于靠下层部
16b侧的部分。
[0139] 在该周缘部91中,绝热构造80e安装于密闭容器11的内壁。在周缘部91形成有面向密闭容器11的内壁的内部空间95。内部空间95的上端延伸至板状部89的上方。另一方面,内部空间95的下端延伸至板状部88的下方。换言之,内部空间95在板状部89的上方到板状部88的下方之间形成。即,内部空间95具备:比板状部89位于上层部16a侧的第一内部空间93;比板状部88位于下层部16b侧的第二内部空间94。这些第一内部空间93和第二内部空间94分别面向密闭容器11的内壁。
[0140] 还有,内部空间95仅包括比板状部89位于上层部16a侧的第一内部空间93和比板状部88位于下层部16b侧的第二内部空间94中一方也可。
[0141] 以下,参照图7~图12详细说明本实施方式4中的旋转电动机8、主压缩机构3、副压缩机构2及动力回收机构5的具体结构。还有,这些旋转电动机8、主压缩机构3、副压缩机构2及动力回收机构5是在实施方式1~7及变形例1共通的机构,以下的说明是实施方式1~3及5~7及变形例1中也共通地参照的说明。
[0142] (旋转电动机8)
[0143] 首先,参照图7说明旋转电动机8及主压缩机构3。如图7所示,旋转电动机8具备:圆筒状的定子8b;圆柱状转子8a。定子8b通过热装相对于密闭容器11固定且不能旋转。转子8a配置于定子8b的内部。转子8a相对于定子8b旋转自如。在转子8a的俯视的情况下的中央形成有沿轴向贯通的贯通孔。从转子8a向所述贯通孔中插入沿上下延伸的主压缩机构用轴38而固定。该主压缩机构用轴38通过驱动旋转电动机8而旋转。 [0144] 主压缩机构用轴38的下端部被固定为相对于固定于密闭容器11的大致圆盘状的副轴承部件71旋转自如。副轴承部件71配置于油积存部16内。在副轴承部件71形成有一个或多个开孔71a。在油积存部16积存的冷冻机油能够在副轴承部件71的上下流动。 [0145] (油泵72)
[0146] 在主压缩机构用轴38的下端部配置有作为油供给部的油泵72d。油泵72的方式不特别限定。在此,参照图8说明油泵72为次摆线泵的例子。
[0147] 如图8所示,油泵72具备:齿轮状内转子72a;外转子72b。内转子72a安装于主压缩机构用轴38。由此,与主压缩机构用轴38的旋转一起,内转子72a也旋转。外转子72b形成为具有齿轮状内部空间的筒状。具体来说,外转子72b的内部空间形成为具有比内转子72a的齿数少的齿数的齿轮状。内转子72a配置于该外转子72b的内部。外转子72b配置为能够旋转。外转子72b以相对于内转子72a偏心的状态配置。由此,通过内转子72a与主压缩机构用轴38一同旋转,由内转子72a和外转子72b划分形成的工作室72c的容积变化。通过该工作室72c的容积变化,从吸入口72d吸入的冷冻机油从喷出口72e喷出。从喷出口72e喷出的冷冻机油经由在主压缩机构用轴38内形成的油供给路38a供给于主压缩机构3。由此,实现主压缩机构3的各滑动部的润滑及密封。供给于主压缩机构3的冷冻 机油顺着转子8a和定子8b之间的间隙等再次返回油积存部16。
[0148] (主压缩机构3)
[0149] 如图7所示,主压缩机构3为涡旋型压缩机构。主压缩机构3固定于密闭容器11。主压缩机构3具备:固定涡盘32、回旋涡盘33、欧式环(才ルダムリング)34、轴承部件35和消音器36。
[0150] 固定涡盘32不能变位地安装于密闭容器11。在固定涡盘32的下表面形成有俯视的情况下为涡旋状(例如内涡旋形状等)的卷边33a。回旋涡盘33与固定涡盘32对置配置。在回旋涡盘33的与固定涡盘32对置的面的中央部形成有与卷边32a咬合的俯视的情况下为涡旋状(例如内涡旋形状等)的卷边33a。在这些卷边32a及33a之间划分形成有新月状工作室(压缩室)39。在固定涡盘32形成有向工作室39开口的吸入路径32d。在该吸入路径32d安装有吸入管32c。吸入管32c利用连接管70与副压缩机构2的喷出管51连结。经由该连接管70及吸入管32c向工作室39供给制冷剂。
[0151] 在回旋涡盘33的下表面中央部嵌合插入并固定有偏心部38b。偏心部38b形成于从转子8a延伸的主压缩机构用轴38的上端部。偏心部38b具有与主压缩机构用轴38不同的中心轴。另外,在回旋涡盘33的下侧配置有欧式环34。该欧式环34限制回旋涡盘33的旋转。由于该欧式环34,回旋涡盘33伴随主压缩机构用轴38的旋转,以从主压缩机构用轴38的中心轴偏心的状态回旋运动。
[0152] 伴随回旋涡盘33的回旋运动,在卷边32a和卷边33a之间形成的工作室39从外侧向内侧移动。伴随该移动,工作室39的容积缩小。由此,对经由吸入管32c及吸入路径32d吸入工作室39的制冷剂进行压缩。还有,被压缩的制冷剂经由在固定涡盘32的中央部形成的喷出孔32e及消音器36的内部空间36a,从贯通固定涡盘32及轴承部件35形成的喷出路径40向密闭容器11的内部空间11b喷出。被喷出的制冷剂在内部空间11b中暂时滞留。在其滞留期间中,混入制冷剂中的冷冻机油等由于重力或离心力等而分离。还有,分离了冷冻机油等的制冷剂从在密闭容器11安装的喷出管11a向制冷剂回路9喷出。 [0153] (动力回收机构5)
[0154] 动力回收机构5在油积存部16内配置于比副压缩机构2靠下方。换言之,动力回收机构5配置于比副压缩机构2远离主压缩机构3的位置。动力回收机构5经由副压缩机构2、动力回收轴12及第一闭塞部件15一体地配置。
[0155] 还有,在本实施方式4中,说明动力回收机构5利用旋转式的液压马达来构成的例子。具体来说,动力回收机构5实质上连续地进行来吸入自制冷剂回路9的高压侧的制冷剂的冲程和喷出吸入的制冷剂的冲程。即,动力回收机构5吸入来自制冷剂回路9的高压侧的制冷剂,在不发生实质上体积变化的情况下向制冷剂回路9的低压侧喷出。在该喷出冲程中,被喷出的制冷剂的压力也降低至与制冷剂回路9的低压侧相同的压力。 [0156] 还有,在本发明中,动力回收机构5不限定于回旋式的液压马达。动力回收机构5可以为回旋式以外的液压马达。另外,动力回收机构5例如可以为膨胀机构。 [0157] -动力回收机构5的结构-
[0158] 如图7所示,动力回收机构5具备:第一闭塞部件15和第二闭塞部件13。第一闭塞部件15和第二闭塞部件13相互对置。在第一闭塞部件15和第二闭塞部件13之间配置有第一工作缸22。第一工作缸22具有大致圆筒形的内部空间。所述第一工作缸22的内部空间被第一闭塞部件15和第二闭塞部件13闭塞。
[0159] 还有,动力回收机构5利用位于第二闭塞部件13的下方的大致圆盘状的安装部件7固定于密闭容器11。在安装部件7形成有沿上下方向贯通安装部件7的一个或多个贯通孔7a。由此,冷冻机油能够在安装部件7的上下流通。
[0160] 动力回收轴12沿第一工作缸22的轴向贯通副压缩机构2内。动力回收轴12配置于第一工作缸22的中心轴上。动力回收轴12被上述第二闭塞部件13和后述第三闭塞部件14支承。在动力回收轴12形成有以螺旋状形成在动力回收轴12的供油槽12e。密闭容器11内的冷冻机油经由该供油槽12e供给于副压缩机构2或动力回收机构5的各滑动部。
[0161] 第一活塞21配置于由第一工作缸22的内周面、第一闭塞部件15和第二闭塞部件13划分形成的大致圆筒形状的内部空间内。第一活塞21以 相对于动力回收轴12的中心轴偏心的状态嵌入动力回收轴12中。具体来说,动力回收轴12具备:具有与动力回收轴12的中心轴不同的中心轴的偏心部12f。在该偏心部12f中嵌入筒状的第一活塞21。因此,第一活塞21相对于第一工作缸22的中心轴偏心。从而,第一活塞21伴随动力回收轴12的旋转而偏心旋转运动。
[0162] 利用该第一活塞21、第一工作缸22的内周面、第一闭塞部件15和第二闭塞部件13,在第一工作缸22内划分形成第一工作室23(也参照图9)。
[0163] 如图9所示,在第一工作缸22形成有向第一工作室23开口的线条槽22a。在该线条槽22a中滑动移动自如地插入板状的第一分隔部件24。在第一分隔部件24和线条槽22a的底部之间配置有施力机构25。利用该施力机构25,第一分隔部件24被第一活塞21的外周面按压。由此,第一工作室23被划分为两个空间。具体来说,第一工作室23划分为高压侧的吸入工作室23a和低压侧的喷出工作室23b。
[0164] 还有,施力机构25例如可以利用弹簧来构成。具体来说,施力机构25可以为压缩螺旋弹簧。另外,施力机构25可以为所谓的气弹簧等。
[0165] 在吸入工作室23a的与第一分隔部件24邻接的部分,如图9所示,开设有吸入路径27。如图7所示,该吸入路径27形成于位于第一工作缸22的下侧的第二闭塞部件13。吸入路径27与吸入管28连通。
[0166] 吸入路径27的对吸入工作室23a的开口(吸入口)26形成为从吸入工作室23a的与第一分隔部件24邻接的部分向吸入工作室23a扩展的方向以圆弧状延伸的大致扇状。吸入口26仅在第一活塞21位于上方死点时被第一活塞21完全地闭锁。还有,在除去第一活塞21位于上方死点的瞬间的整个期间中,吸入口26的至少一部分向吸入工作室23a露出。具体来说,在俯视的情况下,吸入口26的外侧端边26a形成为沿位于上方死点的第一活塞21的外周面的圆弧状。换言之,外侧端边26a形成为与第一活塞21的外周面大致相同的半径的圆弧状。
[0167] 另一方面,在喷出工作室23b的与第一分隔部件24邻接的部分开设有喷出路径30。如图7所示,该喷出路径30也与吸入路径27相同地形成于第二闭塞部件13。喷出路径30与喷出管31连通。
[0168] 如图9所示,喷出路径30的对喷出工作室23b的开口(喷出口)29 形成为从喷出工作室23b的与第一分隔部件24邻接的部分向喷出工作室23b扩展的方向以圆弧状延伸的大致扇状。喷出口29仅在第一活塞21位于上方死点时被第一活塞21完全地闭锁。还有,在除去第一活塞21位于上方死点的瞬间的整个期间中,喷出口29的至少一部分向喷出工作室23b露出。具体来说,在俯视的情况下,位于第一工作缸22的径向外侧的喷出口29的外侧端边29a形成为沿位于上方死点的第一活塞21的外周面的圆弧状。换言之,外侧端边29a形成为与第一活塞21的外周面大致相同的半径的圆弧状。
[0169] 还有,如图11的左上方所示,在第一活塞21位于上方死点时是指第一活塞21的中心轴(偏心轴)最大幅度靠向第一分隔部件24时。另外,“第一活塞21位于上方死点的瞬间”不是严格地限定于第一活塞21位于上方死点的瞬间,而是可以为包含第一活塞21位于上方死点时的程度的期间。即,若将第一活塞21位于上方死点时的第一活塞21的旋转角(θ)设为0°,则例如,在第一活塞21的旋转角(θ)为0°±5°以内的期间中,封闭吸入口26及喷出口29的两方的结构也包括在吸入路径27和喷出路径30不泄漏的结构中。 [0170] 如上所述,通过形成吸入路径27和喷出路径30,如图11的左上方所示,仅在第一活塞21位于上方死点的瞬间中的吸入口26和喷出口29的两方被完全地封闭。即,在第一工作室23成为一个的瞬间,吸入口26和喷出口29的两方被完全地封闭。更具体来说,直至吸入工作室23a与喷出路径30连通的瞬间,吸入工作室23a与吸入路径27连通。还有,吸入工作室23a与喷出路径30连通,吸入工作室23a成为喷出工作室23b的瞬间以后,吸入口26被第一活塞21封闭。因此,抑制从吸入路径27向喷出路径30的制冷剂的泄漏。从而,实现高效的动力回收。
[0171] 还有,从完全地限制从吸入路径27向喷出路径30的制冷剂的泄漏的观点来说,优选在第一活塞21位于上方死点的瞬间,封闭吸入口26和喷出口29的两方。但是,在第一活塞21位于上方死点的瞬间中,仅封闭吸入口26和喷出口29的一方的情况下,也只要封闭吸入口26的时序和封闭喷出口29的时序之差按动力回收轴12的旋转角小于10度左右,即不会在吸入路径27和喷出路径30之间产生实质上地泄漏。即,通过将封闭 入口26的时序和封闭喷出口29的时序之差按动力回收轴12的旋转角设定为小于10°左右,能够抑制从吸入路径27向喷出路径30的制冷剂的泄漏。
[0172] 如上所述,吸入工作室23a始终与吸入路径27连通。另外,喷出工作室23b始终与喷出路径30连通。换言之,在动力回收机构5中,基本上连续地进行吸入制冷剂的冲程和喷出吸入的制冷剂的冲程。因此,吸入的制冷剂在体积实质上不变化的情况下通过动力回收机构5。
[0173] -动力回收机构5的动作-
[0174] 其次,参照图11详细说明动力回收机构5的动作原理。图11的S1是第一活塞21的旋转角(θ)为0°、360°、720°时的图。图11的S2是第一活塞21的旋转角(θ)为90°、450°时的图。图11的S3是第一活塞21的旋转角(θ)为180°、540°时的图。图
11的S4是第一活塞21的旋转角(θ)为270°、630°时的图。还有,旋转角(θ)是将在图11中逆时针方向作为正向时的角度。
[0175] 如图11的S1所示,在第一活塞21位于上方死点时(θ=0°),吸入口26及喷出口29均被第一活塞21封闭。因此,第一工作室23处于不与吸入路径27及喷出路径30中任一个连通的孤立的状态。
[0176] 通过第一活塞21从该状态旋转,形成与吸入路径27连通的吸入工作室23a。在此,吸入工作室23a与制冷剂回路9的高压侧连接。因此,若打开吸入口26,则如图11的S2~S4所示,由于从吸入口26流入的高压的制冷剂,吸入工作室23a的容积逐渐增大。伴随该吸入工作室23a的容积扩大,施加于第一活塞21的旋转转矩成为动力回收轴12的旋转驱动力的一部分。该制冷剂的吸入冲程进行至旋转角(θ)成为360°及第一活塞21再次位于上方死点。即,制冷剂的吸入冲程进行至吸入工作室23a与喷出路径30连通的之前。 [0177] 如图11的S1所示,在第一活塞21再次位于上方死点的瞬间,在本实施方式4中,利用第一活塞21封闭吸入口26及喷出口29的两方。由此,第一工作室23再次孤立。 [0178] 若第一活塞21从该状态旋转,则孤立的第一工作室23与喷出路径30连通,成为喷出工作室23b。还有,在孤立的第一工作室23与喷出路径 30连通,成为喷出工作室23b的瞬间,喷出工作室23b内的低温高压的制冷剂被向低压侧吸引。从而,第一工作室23内的制冷剂膨胀。还有,喷出工作室23b内的压力变得与制冷剂回路9的低压侧的压力相等。通过该制冷剂的喷出冲程,施加于第一活塞21的旋转转矩也成为动力回收轴12的旋转驱动力的一部分。即,动力回收轴12通过向吸入工作室23a的高压的制冷剂的流入和喷出冲程中的制冷剂的吸引来旋转。还有,该动力回收轴12的旋转转矩作为副压缩机构2的动力来利用。
[0179] 进而,伴随第一活塞21的旋转角(θ)变大,喷出工作室23b内的制冷剂顺次向制冷剂回路9的低压侧喷出。还有,如图11的S1所示,在第一活塞21再次位于上方死点时(θ=720°),喷出工作室23b消失。同步于该喷出冲程,再次形成吸入工作室23a,进行接下来的吸入冲程。如上所述,从吸入冲程开始到喷出冲程结束的一系列的冲程在第一活塞21旋转720°的情况下结束。
[0180] -副压缩机构2的结构-
[0181] 副压缩机构2配置于第二热交换器6和主压缩机构3之间。副压缩机构2利用动力回收轴12与动力回收机构5连结。副压缩机构2通过利用动力回收机构5回收的动力来驱动。利用该副压缩机构2将来自第二热交换器6侧的制冷剂预备地升压后,供给于主压缩机构3。
[0182] 还有,副压缩机构2不限定于将吸入的制冷剂在工作室内压缩后喷出的结构。副压缩机构2例如可以为实质上连续地进行吸入来自第二热交换器6的制冷剂的冲程和将吸入的制冷剂向主压缩机构3侧喷出的冲程的液压马达(还称为鼓风机)。即,副压缩机构2只要是能够将吸入主压缩机构3的制冷剂升压就不特别限定。还有,在此,举出副压缩机构2利用液压马达来构成的例子来进行说明。
[0183] 副压缩机构2的基本的结构与上述动力回收机构5大致相同。具体来说,副压缩机构2如图7所示,具备:第一闭塞部件15;第三闭塞部件14。第一闭塞部件15是副压缩机构2和动力回收机构5的共通的结构部件。第一闭塞部件15和第三闭塞部件14相互对置。具体来说,第三闭塞部件14与第一闭塞部件15的与第二闭塞部件13对置的面的相反侧的面对置。在第一闭塞部件15和第三闭塞部件14之间配置有第二工作缸42。 第二工作缸42具有大致圆筒形的内部空间。所述第二工作缸42的内部空间被第一闭塞部件15和第三闭塞部件14闭塞。
[0184] 动力回收轴12在第二工作缸42内沿第二工作缸42的轴向贯通。动力回收轴12配置于第二工作缸42的中心轴上。第二活塞41配置于由第二工作缸42的内周面、第一闭塞部件15和第三闭塞部件14划分形成的大致圆筒形状的内部空间内。第二活塞41以相对于动力回收轴12的中心轴偏心的状态嵌入动力回收轴12。具体而言,动力回收轴12具备:具有与动力回收轴12的中心轴不同的中心轴的偏心部12c。在该偏心部12c中嵌入筒状第二活塞41。因此,第二活塞41相对于第二工作缸42的中心轴偏心。从而,第二活塞41伴随动力回收轴12的旋转,进行偏心旋转运动。
[0185] 还有,安装有第二活塞41的偏心部12c向与安装有第一活塞21的偏心部12f大致相同的方向偏心。因此,在本实施方式中,相对于第一工作缸22的中心轴的第一活塞21的偏心方向和相对于第二工作缸42的中心轴的第二活塞41的偏心方向相互大致相同。 [0186] 利用该第二活塞41、第二工作缸42的内周面、第一闭塞部件15和第三闭塞部件14,在第二工作缸42内划分形成第二工作室43(也参照图10)。
[0187] 如图10所示,在第二工作缸42形成有向第二工作室43开口的线条槽42a。在该线条槽42a中滑动自如地插入有板状第二分隔部件44。在第二分隔部件44和线条槽42a的底部之间配置有施力机构45。通过该施力机构45,第二分隔部件44被第二活塞41的外周面按压。由此,第二工作室43划分为两个空间。具体来说,第二工作室43划分为低压侧的吸入工作室43a和高压侧的喷出工作室43b。
[0188] 还有,施力机构45例如可以利用弹簧来构成。具体来说,施力机构45可以为压缩螺旋弹簧。另外,施力机构45可以为所谓的气弹簧等。
[0189] 在吸入工作室43a的与第二分隔部件44邻接的部分中开口有吸入路径47。如图7所示,该吸入路径47形成于位于第二工作缸42的上侧的第三闭塞部件14。吸入路径47与吸入管48连通。
[0190] 如图10所示,吸入路径47的对吸入工作室43a的开口(吸入口)46形成为从吸入工作室43a的与第二分隔部件44邻接的部分向吸入工作室43a扩展的方向以圆弧状延伸的大致扇状。吸入口46仅在第二活塞41位 于上方死点时被第二活塞41完全地闭锁。还有,在除去第二活塞41位于上方死点的瞬间的整个期间中,吸入口46的至少一部分向吸入工作室43a露出。具体来说,在俯视的情况下,位于第二工作缸42的径向外侧的吸入口
46的外侧端边46a形成为沿位于上方死点的第二活塞41的外周面的圆弧状。换言之,外侧端边46a形成为与第二活塞41的外周面大致相同的半径的圆弧状。
[0191] 另一方面,在喷出工作室43b的与第二分隔部件44邻接的部分开口有喷出路径50。如图7所示,该喷出路径50也与吸入路径47相同地,形成于第三闭塞部件14。喷出路径50与喷出管51连通。由此,喷出工作室43b内的制冷剂经由喷出路径50及喷出管51向主压缩机构3侧喷出。向主压缩机构3侧喷出的制冷剂经由连接管70及吸入管32c供给于主压缩机构3。
[0192] 喷出路径50的对喷出工作室43b的开口(喷出口)49形成为从喷出工作室43b的与第二分隔部件44邻接的部分向喷出工作室43b扩展的方向以圆弧状延伸的大致扇状。喷出口49仅在第二活塞41位于上方死点时被第二活塞41完全地闭锁。还有,在除去第二活塞41位于上方死点的瞬间的整个期间中,喷出口49的至少一部分向喷出工作室43b露出。具体来说,在俯视的情况下,位于第二工作缸42的径向外侧的喷出口49的外侧端边
49a形成为沿位于上方死点的第二活塞41的外周面的圆弧状。换言之,外侧端边49a形成为与第二活塞41的外周面大致相同的半径的圆弧状。
[0193] 还有,如图12的S1所示,在第二活塞41位于上方死点时是指第二活塞41的中心轴(偏心轴)最大幅度靠向第二分隔部件44时。另外,“第二活塞41位于上方死点的瞬间”不是严格地限定于第一活塞21位于上方死点的瞬间,而是可以为包括第二活塞41位于上方死点时的程度的期间。即,若将第二活塞41位于上方死点时的第二活塞41的旋转角(θ)设为0°,则例如,在第二活塞41的旋转角(θ)为0°±5°以内的期间中,封闭吸入口46及喷出口49的两方的结构也包括在吸入路径47和喷出路径50不泄漏的结构中。 [0194] 如上所述,通过形成吸入路径47和喷出路径50,如图12的S1所示, 仅在第二活塞41位于上方死点的瞬间,完全地封闭吸入口46和喷出口49的两方。即,在第二工作室43成为一个的瞬间,完全地封闭吸入口46和喷出口49的两方。更具体来说,直至吸入工作室43a与喷出口49连通的瞬间,吸入工作室43a与吸入路径47连通。还有,吸入工作室
43a与喷出路径50连通,吸入工作室43a成为喷出工作室43b的瞬间以后,吸入口46被第二活塞41封闭。因此,抑制从压力比较高的喷出路径50向压力比较低的吸入路径47的制冷剂的逆流。从而,实现高效的增压。其结果,回收的动力的利用效率提高。 [0195] 还有,从完全地限制从喷出路径50向吸入路径47的制冷剂的逆流的观点来说,优选在第二活塞41位于上方死点的瞬间,封闭吸入路径47和喷出路径50的两方。但是,在第二活塞41位于上方死点的瞬间,仅封闭吸入口46和喷出口49的一方的情况下,也只要封闭吸入口46的时序和封闭喷出口49的时序之差按动力回收轴12的旋转角小于10°左右,则实质上不发生从喷出路径50向吸入路径47的制冷剂的逆流。即,通过将封闭吸入口
46的时序和封闭喷出口49的时序之差按动力回收轴12的旋转角设定为小于10°左右,则能够抑制从喷出路径50向吸入路径47的制冷剂的逆流。
[0196] 如上所述,吸入工作室43a始终与吸入路径47连通。另外,喷出工作室43b始终与喷出路径50连通。换言之,在副压缩机构2中,实质上连续地进行吸入制冷剂的冲程和喷出吸入的制冷剂的冲程。因此,吸入的制冷剂在体积实质上不变化的情况下通过副压缩机构2。
[0197] -副压缩机构2的运行-
[0198] 其次,参照图12详细地说明副压缩机构2的动作原理。图12的S1是第二活塞41的旋转角(θ)为0°、360°、720°时的图。图12的S2是第二活塞41的旋转角(θ)为90°、450°时的图。图12的S3是第二活塞41的旋转角(θ)为180°、540°时的图。图
12的S4是第二活塞41的旋转角(θ)为270°、630°时的图。还有,旋转角(θ)是将在图12中逆时针方向作为正向时的角度。
[0199] 如上所述,动力回收轴12利用由动力回收机构5回收的动力来旋转。与该动力回收轴12的旋转的同时,第二活塞41也旋转,驱动副压缩机构 2。
[0200] 如图12的S1所示,在第二活塞41位于上方死点时(θ=0°),吸入口46及喷出口49均被第二活塞41封闭。因此,第二工作室43不与吸入路径47及喷出路径30的任一个连通,第二工作室43处于孤立的状态。
[0201] 通过第二活塞41从该状态旋转,形成与吸入路径47连通的吸入工作室43a。直至第二活塞41的旋转角(θ)成为360°,随着旋转角(θ)的增大,吸入工作室43a也扩大。在旋转角(θ)达到360°时,制冷剂的吸入冲程结束。
[0202] 直至旋转角(θ)达到360°,吸入工作室43a始终与吸入路径47连通。在旋转角(θ)达到360°时,吸入路径47被第二活塞41闭锁。另外,在旋转角(θ)为360°时,也封闭喷出路径50。即,第二工作室43从吸入路径47和喷出路径50的两方隔离而独立。还有,若旋转角(θ)超过360°而旋转,则第二工作室43与喷出路径50连通,成为喷出工作室43b。还有,若第二活塞41的旋转角(θ)从360°进而变大,则喷出工作室43b的容量逐渐减小。与此同时,将制冷剂从喷出工作室43b向主压缩机构3侧喷出。还有,如图12的S 1所示,在第二活塞41再次位于上方死点时(θ=720°),喷出工作室43b消失。在整个该喷出冲程中,喷出工作室43b始终与喷出路径50连通。还有,同步于该喷出冲程,再次形成吸入工作室43a,进行接下来的吸入冲程。如上所述,从吸入冲程开始到喷出冲程结束为止的一系列冲程在第二活塞41旋转720°的情况下结束。
[0203] 如上所述,第二工作室43的容量实质上不变。而且,吸入工作室43a始终与吸入路径47连通。喷出工作室43b始终与喷出路径50连通。因此,在副压缩机构2的第二工作室43内,制冷剂不压缩也不膨胀。动力回收轴12利用动力回收机构5来旋转,相当于驱动副压缩机构2的量,第二工作室43的下游侧比第二工作室43的上游侧变得高压。换言之,通过利用由动力回收机构5回收的动力来驱动的副压缩机构2,主压缩机构3侧压力比喷出口49变高,第二热交换器6侧的压力比吸入口46变高。即,利用副压缩机构2升压。 [0204] 还有,在本实施方式中,上述动力回收机构5的第一活塞21位于上 方死点的时序和副压缩机构2的第二活塞41位于上方死点的时序相互大致相同。
[0205] <作用及效果>
[0206] 如以上的说明,绝热构造80e具备:形成有包括第一内部空间93和第二内部空间94的内部空间95的周缘部91。因此,如图6所示,能够隔离与积存有比较高温的冷冻机油的上层部16a相接的密闭容器11的高温部分11c和与积存有比较低温的冷冻机油的下层部16b相接的密闭容器11的低温部分11d。换言之,可以在高温部分11c和低温部分11d之间设置面向内部空间87的中间温度部分11e。由此,能够抑制从高温部分11c向低温部分11d的热量移动。其结果,能够抑制经由密闭容器11产生的、上层部16a和下层部16b之间的热量移动。从而,能够更有效地抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动。从而,能够进一步提高制冷循环装置1的COP。
[0207] 另外,在本实施方式4中,在绝热构造80e形成有隔离板状部89和板状部88的内部空间92。因此,绝热构造80e的热传导率比上述实施方式1的绝热构造80a的热传导率低。另外,上层部16a和下层部16b之间的距离变得比较大。从而,绝热构造80e成为更大的热阻,能够更有效地抑制上层部16a和下层部16b之间的热量移动。
[0208] 还有,内部空间92的热传导率优选比冷冻机油的热传导率低。由此,能够尤其有效地抑制上层部16a和下层部16b之间的热量移动。
[0209] 还有,在密闭容器11的上部配置有比较高温的主压缩机构3,因此,对密闭容器11的温度而言,上部的温度高,随着靠向下方而变低。因此,如本实施方式4一样,通过将配置于副压缩机构2的进而下方的动力回收机构5固定于密闭容器11,能够抑制密闭容器11和动力回收机构5之间的热量移动。其结果,还抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动,制冷循环装置1的COP也提高。
[0210] 在本实施方式4中,副压缩机构2及动力回收机构5分别利用具有比较简单的结构的液压马达来构成。因此,能够使流体机械10的结构更简单,并且能够小型化。其结果,能够将制冷循环装置1更简单化、小型化及低成本化。从简单化、小型化及低成本化的观点来说,副压缩机构2及 动力回收机构5分别尤其优选旋转型液压马达。
[0211] 另外,通过小型化副压缩机构2及动力回收机构5,还能够减小油积存部16的容量。由此,还能够减少在油积存部16积存的冷冻机油的量。其结果,能够使油积存部16的油面的高度更稳定。从而,能够对主压缩机构3或副压缩机构2及动力回收机构5更可靠地供给冷冻机油。
[0212] 另外,通过利用液压马达分别构成副压缩机构2及动力回收机构5,能够将基于动力回收机构5的回收转矩的波形及副压缩机构2的负荷转矩的波形的两方形成为将动力回收轴12的旋转角360°作为一个周期的大致正弦波状。其结果,动力回收轴12不减速而顺畅地旋转。从而,能够提高能量的回收效率。另外,能够抑制制冷循环装置1中的振动及噪音的发生。
[0213] 具体来说,通过使动力回收机构5的第一活塞21位于上方死点的时序和副压缩机构2的第二活塞41位于上方死点的时序同步,能够使负荷转矩的波形和回收转矩的波形相互吻合。换言之,在动力回收轴12的任意旋转角下,负荷转矩和回收转矩的比率实质上恒定。从而,能够抑制轴的转速不均。其结果,能够进一步提高制冷循环装置1的能量效率。另外,能够抑制轴的转速不均,因此,还能够抑制制冷循环装置1的振动及噪音。 [0214] 更具体来说,在本实施方式4中,使相对于动力回收轴12配置第一分隔部件24的方向和相对于动力回收轴12配置第二分隔部件44的方向相互大致相同,并且,使第一活塞
21的相对于第一工作缸22的中心轴的偏心方向和第二活塞41的相对于第二工作缸42的中心轴的偏心方向也相互大致相同,由此使动力回收机构5的第一活塞21位于上方死点的时序和副压缩机构2的第二活塞41位于上方死点的时序同步。通过这样,流体机械10的制造变得容易。
[0215] 另外,通过使第一活塞21的相对于第一工作缸22的中心轴的偏心方向和第二活塞41的相对于第二工作缸42的中心轴的偏心方向也相互相同,能够减小动力回收轴12和轴支承所述动力回收轴12的第二闭塞部件13及第三闭塞部件14之间的摩擦力。 [0216] 具体来说,从比较高压的吸入工作室23a朝向比较低压的喷出工作室23b的方向的压差力作用于动力回收机构5的第一活塞21。同样,从比较 高压的喷出工作室43b朝向比较低压的吸入工作室43a的压差力作用于副压缩机构2的第二活塞41。这些压差力经由偏心部12f、12c按压动力回收轴12,作用于轴支承动力回收轴12的第二闭塞部件13及第三闭塞部件14的轴承部。因此,若那些压差力的朝向为相同方向,则对动力回收轴12产生旋转阻力,加速动力回收轴12的磨损、轴承部的磨损,对此,在本实施方式4中,利用第一活塞21和第二活塞41使压差力的朝向成为相互相反的方向。因此,在第一活塞21和第二活塞41之间抵消压差力。其结果,能够减小动力回收轴12和第二闭塞部件13及第三闭塞部件14之间的摩擦力。从而,能够减小使动力回收轴12旋转所需的动力,能够提高能量回收。另外,还能够抑制动力回收轴12和第二闭塞部件13及第三闭塞部件14的磨损。 [0217] 另外,如本实施方式4一样,在动力回收机构5和副压缩机构2中共通地使用第一闭塞部件15,由此实现流体机械10e甚至制冷循环装置1的进一步的紧凑化。 [0218] 《实施方式5》
[0219] 图13是本实施方式5的流体机械10f的概略结构图。以下,参照图13等说明本实施方式5的流体机械10f的结构。还有,在本实施方式5的说明中,与上述实施方式1共通地参照图1。另外,对于实质上具有相同的功能的结构要件,用与实施方式1通用的参照符号来说明,并省略说明。
[0220] 在上述实施方式1中,如图2所示,说明了在上层部16a和下层部16b之间配置有绝热构造80a的例子。对此,在本实施方式5中,如图13所示,代替绝热构造80a,在第一下层部16e和第二下层部16f之间配置有绝热构造100a,利用该绝热构造100a,划分第一下层部16e和第二下层部16f。即,绝热构造100a配置于副压缩机构2和动力回收机构5之间。绝热构造100a为与绝热构造80a实质上相同的结构,利用形成有一个或多个开孔101a的板状部件101构成。
[0221] 还有,如本实施方式5一样,上层部16a和下层部16b不需要一定通过部件来划分。在这种情况下,油积存部16中自比动力回收机构5及副压缩机构2稍高的位置的上侧部分为上层部16a,其剩余的部分为下层部16b。
[0222] 如本实施方式5一样,通过在第一下层部16e和第二下层部16f之间配置流体机械100a,也能够限制上层部16a及第一下层部16e和第二下层部16f之间的冷冻机油的流通,抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动。其结果,能够提高制冷循环装置1的COP。
[0223] 还有,与动力回收机构5不同,副压缩机构2在温度略微升高的情况下也没有大的问题。若在主压缩机构3和副压缩机构2之间发生热量移动,则在主压缩机构3中向制冷剂赋予的能量与其相应地降低,但从副压缩机构2喷出的制冷剂的温度以向副压缩机构2移动的热量的程度相应地上升。换言之,在主压缩机构3中向制冷剂赋予的能量减少,但在副压缩机构2中向制冷剂赋予的能量增大,向主压缩机构3供给更高温的制冷剂。即,即使发生从主压缩机构3向副压缩机构2的热量移动,主压缩机构3向制冷剂赋予的能量的减少量也被副压缩机构2向制冷剂赋予的能量的增加量实质上抵消,因此,制冷循环装置1的COP不会大幅降低。
[0224] 具体来说,将连接四通阀17及18的A-B、C-D的情况为例,参照图14所示的冷冻循环进而详细地说明。具体来说,图14中用实线所示的冷冻循环(A-B-C-D-E)表示假设在主压缩机构3和副压缩机构2之间不进行热交换时的制冷循环装置1的冷冻循环。另一方面,图14中的冷冻循环(A-B’-C’-D-E)表示在主压缩机构3和副压缩机构2之间不进行热交换的情况下的制冷循环装置1的冷冻循环。A-B(B’)表示主压缩机构3中的制冷剂的状态变化。B(B’)-C(C’)表示主压缩机构3中的制冷剂的状态变化。C(C’)-D表示作为气体冷却器的第一热交换器4中的制冷剂的状态变化。D-E表示动力回收机构5中的制冷剂的状态变化。E-A表示作为蒸发器的第二热交换器6中的制冷剂的状态变化。 [0225] 还有,图14中所示的点F为临界点。F-L为饱和液线。F-G为饱和气体线。Lp为通过临界点F的等压线。RT为通过临界点F的等温线。在图14所示的莫里尔图上,饱和气体线F-G的右侧且等压线LP的下方的区域为气相。饱和液线F-L的左侧且等温线RT的下侧的区域为液相。等压线LP的上侧且等温线RT的上侧的区域为超临界相。饱和液线F-L的右侧且饱和气体线F-G的左侧的区域为气液二相。还有,图14中,hA、 hB、hC、hD、hE分别表示A、B、C、D、E的各点中的制冷剂的焓。
[0226] 通过在主压缩机构3和副压缩机构2之间发生热量移动,原为比较低温的副压缩机构2的温度上升。由此,根据副压缩机构2的温度上升量,利用副压缩机构2向制冷剂赋予的能量也变多。因此,点B’成为比点B高的焓侧。
[0227] 在此,假设主压缩机构3的温度没有变化,主压缩机构3向制冷剂赋予的能量也没有变化,则利用主压缩机构3将制冷剂压缩至点C”。然而,实际上,主压缩机构3的温度降低副压缩机构2的温度上升的量。因此,主压缩机构3向制冷剂赋予的能量减少与主压缩机构3的温度降低量相应的量程度。其结果,如图14所示,点C’和点C实质上成为相同的位置。其结果,在主压缩机构3和副压缩机构2之间发生了热量移动的情况下,利用主压缩机构3及副压缩机构2向制冷剂赋予的能量与在主压缩机构3和副压缩机构2之间未发生热量移动的情况下,利用主压缩机构3及副压缩机构2向制冷剂赋予的能量大致相等。从而,即使在主压缩机构3和副压缩机构2之间发生热量移动,制冷循环装置1的COP也会大幅降低。
[0228] 《实施方式6》
[0229] 图15是本实施方式6的流体机械10g的概略结构图。以下,参照图15说明本实施方式6的流体机械10g的结构。还有,在本实施方式6的说明中,与上述实施方式1共通地参照图1。另外,对于实质上具有相同的功能的结构要件,用与实施方式1通用的参照符号来说明,并省略说明。
[0230] 在本实施方式6的流体机械10g中,配置有在上述实施方式1中说明的绝热构造80a和在上述实施方式中说明的绝热构造100a的两方。因此,尤其有效地抑制主压缩机构
3和动力回收机构5之间的热量移动。其结果,制冷循环装置1的COP也尤其大大提高。 [0231] 还有,绝热构造100a例如为与图3所示的绝热构造80b相同的方式的结构也可。
绝热构造100a例如为与图4或图5所示的绝热构造80c相同的方式的结构也可。绝热构造100a例如为与图6所示的绝热构造80e相同的方式的结构也可。另外,代替绝热构造
80a,配置图3所示的绝热构造80b、图4或5所示的绝热构造80c、或图6所示的绝热构造
80e也可。
[0232] 从进一步降低主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动的观点 来说,最优选将绝热构造100a形成为与图6所示的绝热构造80e相同的方式的结构,并且,代替绝热构造80a配置图6所示的绝热构造80e。
[0233] 《变形例2》
[0234] 在上述实施方式1~6中,说明了使用油泵72,对主压缩机构3供给冷冻机油的例子。但是,本发明不限定于该结构。例如,如图16所示,不设置油泵72,将主压缩机构3直接浸渍于油积存部16,由此将冷冻机油向主压缩机构3供给也可。还有,在将主压缩机构3直接浸渍于油积存部16的情况下,优选形成为将主压缩机构3形成为比较简单的结构的回旋式压缩机构。
[0235] 《变形例3》
[0236] 在上述实施方式1中,如图2所示,说明了在上层部16a和动力回收机构5之间配置绝热构造80a的例子。但是,绝热构造80a在本发明中不是必须的。例如,如图17所示,形成为不设置绝热构造80a的结构也可。
[0237] 《其他变形例》
[0238] 在上述实施方式中,说明了将动力回收机构5配置为比副压缩机构2低的例子。但是,本发明不限定于此。例如,将动力回收机构5配置于比副压缩机构高的位置也可。 [0239] 在上述实施方式4中,说明了主压缩机构3为涡旋型的压缩机构的例子。但是,在本发明中,主压缩机构3不限定于涡旋型的压缩机构。在本发明中,主压缩机构3例如为回旋式压缩机构也可。
[0240] 在上述实施方式1中,如图2所示,以将油泵72位于第二上层部16d的情况作为例子进行了说明。换言之,说明了第二上层部16d的冷冻机油供给于主压缩机构3的例子。但是,本发明不限定于该结构。例如,将油泵72配置于第一上层部16c也可。换言之,第一上层部16c的冷冻机油供给于主压缩机构3也可。
[0241] 在上述实施方式4中,说明了在板状部89和板状部88之间形成有内部空间92的例子。但是,本发明不限定于该结构。在板状部88和板状部89之间未形成内部空间92也可。即,板状部89和板状部88相互密接而配置也可。换言之,板状部89和板状部88构成一张板状部也可。即,仅设置板状部89及板状部88中的一方也可。
[0242] 在上述实施方式4中,说明了在比副压缩机构2最靠下方配置的动力回收机构5相对于密闭容器11固定的例子。但是,本发明不限定于该结构。例如,将副压缩机构2相对于密闭容器11固定也可。通过那样,能够抑制密闭容器11和动力回收机构5之间的热量移动。原因在于能够抑制密闭容器11和动力回收机构5之间的直接的热量移动。 [0243] 在上述实施方式4中,说明了内部空间95包括比板状部89位于上层部16a侧的第一内部空间93和比板状部88位于下层部16b侧的第二内部空间94的两方的例子。但是,本发明不限定于该结构。例如,内部空间95仅包括比板状部89位于上层部16a侧的第一内部空间93和比板状部88位于下层部16b侧的第二内部空间94中的一方也可。内部空间95仅包括第一内部空间93及第二内部空间94中的一方的情况下,也能够抑制经由密闭容器11发生的、上层部16a和下层部16b之间的热量移动。从而,能够更有效地抑制主压缩机构3和动力回收机构5之间的热量移动。
[0244] 在上述实施方式5及6中,说明了绝热构造100a利用板状部件101构成的例子。但是,绝热构造100a的形态不特别限定。绝热构造100a例如可以为与图3所示的绝热构造80b相同的方式的结构。绝热构造100a例如可以为与图4或图5所示的绝热构造80c相同的方式的结构。绝热构造100a例如可以为与图6所示的绝热构造80e相同的方式的结构。
[0245] 代替上述实施方式6的绝热构造80a,配置图3所示的绝热构造80b、图4或图5所示的绝热构造80c、或图6所示的绝热构造80e也可。另外,配置进一步的绝热构造也可。 [0246] 从流体机械10的紧凑化的观点来说,将吸入路径27、喷出路径30、吸入路径47及喷出路径50全部形成于第一闭塞部件15也可。
[0247] 在制冷剂回路9中填充有在高压侧不成为超临界压力的制冷剂也可。具体来说,在制冷剂回路9中例如填充有氟利昂系制冷剂也可。
[0248] 说明了制冷剂回路9利用主压缩机构3、第一热交换器4、动力回收机构5、第二热交换器6和副压缩机构2构成的例子,但制冷剂回路9进而具有上述结构要件以外的结构要件也可。
[0249] 在上述实施方式及变形例中,说明了动力回收机构5及副压缩机构2的两方利用液压马达构成的例子。但是,本发明不限定于该结构。例如, 利用膨胀机构构成动力回收机构5也可。利用在工作室压缩制冷剂的压缩机构来构成副压缩机构2也可。 [0250] 《本说明书中的用语等的定义》
[0251] 在本说明书中,“冷冻机油”不仅包括矿物油,而且还包括合成油。 [0252] “液压马达”是指实质上连续地进行吸入制冷剂的吸入冲程和喷出制冷剂的喷出冲程的部件。具体来说,在液压马达中,没有实质上同时封闭制冷剂的吸入路径和喷出路径的期间。换言之,液压马达实质上在整个期间开放制冷剂的吸入路径和喷出路径中的至少一方。在此,“没有实质上同时封闭吸入路径和喷出路径的期间”是包括在不发生转矩变动的程度下,瞬间地同时封闭吸入路径和喷出路径的情况的概念。
[0253] 主压缩机构3只要是能够压缩制冷剂即可,不特别限定。主压缩机构3例如可以为涡旋型压缩机构。另外,主压缩机构3例如可以为回旋式压缩机构。
[0254] “油积存部的上层部”是指在油积存部内的膨胀机构及副压缩机构的上侧配置有绝热构造的情况下的比绝热构造靠上方的部分。
[0255] 工业可行性
[0256] 本发明对制冷循环装置有用。