JP5103952B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
Refrigeration equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP5103952B2 JP5103952B2 JP2007058529A JP2007058529A JP5103952B2 JP 5103952 B2 JP5103952 B2 JP 5103952B2 JP 2007058529 A JP2007058529 A JP 2007058529A JP 2007058529 A JP2007058529 A JP 2007058529A JP 5103952 B2 JP5103952 B2 JP 5103952B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- oil
- expander
- casing
- expansion mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B11/00—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines
- F25B11/02—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines as expanders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, 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 F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C18/344—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, 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 F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
- F04C18/352—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, 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 F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the vanes being pivoted on the axis of the outer member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/001—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
- F04C23/003—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle having complementary function
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
- F04C29/028—Means for improving or restricting lubricant flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/002—Lubrication
- F25B31/004—Lubrication oil recirculating arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/06—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using expanders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/04—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
- F25B2313/02742—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using two four-way valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compressor (AREA)
Description
本発明は、圧縮機と膨張機を備えた冷凍装置における膨張機への潤滑油の供給方式に関するものである。 The present invention relates to a method of supplying lubricating oil to an expander in a refrigeration apparatus including a compressor and an expander.
従来より、冷媒回路で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られており、空調機等の用途に広く利用されている。例えば特許文献1には、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を膨張させる動力回収用の膨張機とを備えた冷凍装置が開示されている。具体的に、特許文献1の図1に記載された冷凍装置では、膨張機が圧縮機と1本の軸で連結され、膨張機で得られた動力が圧縮機の駆動に利用される。また、特許文献1の図6に記載された冷凍装置では、圧縮機には電動機が、膨張機には発電機がそれぞれ連結されている。この冷凍装置は、圧縮機が電動機により駆動されて冷媒を圧縮する一方、発電機が膨張機より駆動されて発電を行っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, refrigeration apparatuses that perform a refrigeration cycle by circulating refrigerant in a refrigerant circuit are widely used for applications such as air conditioners. For example, Patent Document 1 discloses a refrigeration apparatus including a compressor that compresses a refrigerant and a power recovery expander that expands the refrigerant. Specifically, in the refrigeration apparatus described in FIG. 1 of Patent Document 1, the expander is connected to the compressor by a single shaft, and the power obtained by the expander is used to drive the compressor. Moreover, in the refrigeration apparatus described in FIG. 6 of Patent Document 1, an electric motor is connected to the compressor, and a generator is connected to the expander. In this refrigeration apparatus, a compressor is driven by an electric motor to compress refrigerant, while a generator is driven by an expander to generate electric power.
膨張機と圧縮機を1本の軸で連結した流体機械は、例えば特許文献2に開示されている。この特許文献に開示された流体機械では、圧縮機としての圧縮機構と、膨張機としての膨張機構と、両者を連結する軸とが1つのケーシング内に収容されている。また、この流体機械では、軸の内部に給油通路が形成されており、ケーシングの底部に溜まった潤滑油が給油通路を通じて圧縮機構や膨張機構へ供給される。 For example, Patent Document 2 discloses a fluid machine in which an expander and a compressor are connected by a single shaft. In the fluid machine disclosed in this patent document, a compression mechanism as a compressor, an expansion mechanism as an expander, and a shaft for connecting both are housed in one casing. Further, in this fluid machine, an oil supply passage is formed inside the shaft, and the lubricating oil accumulated at the bottom of the casing is supplied to the compression mechanism and the expansion mechanism through the oil supply passage.
また、特許文献3には、いわゆる密閉型圧縮機が開示されている。この密閉型圧縮機では、圧縮機構と電動機が1つのケーシング内に収容されている。また、この密閉型圧縮機では、圧縮機構の駆動軸に給油通路が形成されており、ケーシングの底部に溜まった潤滑油が給油通路を通じて圧縮機構へ供給される。
上記特許文献1に開示されているような互いに別体の圧縮機と膨張機が冷媒回路に接続された冷凍装置では、特許文献3に開示されているような密閉型圧縮機を用いることができる。その場合、圧縮機では、ケーシング内に溜まった潤滑油を用いて圧縮機構の潤滑が行われる。
In a refrigeration apparatus in which a compressor and an expander that are separate from each other as disclosed in Patent Document 1 are connected to a refrigerant circuit, a hermetic compressor as disclosed in
ところで、膨張機の膨張機構は、圧縮機の圧縮機構と同様に流体機械で構成される。このため、膨張機構についても、圧縮機構と同様に潤滑油による潤滑が必要となる。しかしながら、従来は、膨張機の膨張機構に対してどの様に潤滑油を供給するかについて、具体的な検討がなされていなかった。 By the way, the expansion mechanism of an expander is comprised with a fluid machine similarly to the compression mechanism of a compressor. For this reason, the expansion mechanism also needs to be lubricated with lubricating oil, like the compression mechanism. Conventionally, however, no specific study has been made on how to supply the lubricating oil to the expansion mechanism of the expander.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、別体に形成された圧縮機と膨張機を備える冷凍装置において、圧縮機と膨張機のそれぞれに潤滑油を確実に供給して冷凍装置の信頼性を確保することにある。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to reliably supply lubricating oil to each of the compressor and the expander in a refrigeration apparatus including the compressor and the expander formed separately. Thus, the reliability of the refrigeration apparatus is ensured.
第1の発明は、圧縮機(20)と膨張機(30)とが接続された冷媒回路(11)を備え、該冷媒回路(11)で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置を対象とする。そして、上記圧縮機(20)は、吸入管(25)が取り付けられた密閉容器状の圧縮機ケーシング(24)と、該圧縮機ケーシング(24)に収容されると共に上記吸入管(25)から吸入した冷媒を圧縮して該圧縮機ケーシング(24)内へ吐出する圧縮機構(21)とを備え、上記圧縮機ケーシング(24)内に貯留された潤滑油を上記圧縮機構(21)へ供給するように構成され、上記膨張機(30)は、流入した冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張機構(31)と、該膨張機構(31)を収容する膨張機ケーシング(34)と、上記膨張機ケーシング(34)を貫通し且つ上記膨張機構(31)に接続されて該膨張機構(31)へ冷媒を導入する流入管(35)と、上記膨張機ケーシング(34)を貫通し且つ上記膨張機構(31)に接続されて該膨張機構(31)から冷媒を導出する流出管(36)とを備える一方、上記膨張機ケーシング(34)内に溜まった潤滑油を上記圧縮機(20)の吸入管(25)へ導入するための油戻し配管(42)が設けられ、一端が上記圧縮機ケーシング(24)の底部に接続され、上記膨張機ケーシング(34)を貫通して他端が上記膨張機構(31)に接続され、上記圧縮機ケーシング(24)内に貯留された潤滑油を上記膨張機構(31)へ供給する給油用配管(41)が設けられ、上記膨張機構(31)では、冷媒が膨張する流体室(72)に上記流入管(35)が連通し、潤滑油が流れる油通路(111,112,113)に上記給油用配管(41)が連通しており、上記給油用配管(41)を通じて供給された潤滑油によって上記膨張機構(31)が潤滑されるものである。 The first invention is directed to a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit (11) to which a compressor (20) and an expander (30) are connected, and performing a refrigeration cycle by circulating refrigerant in the refrigerant circuit (11). And The compressor (20) includes an airtight container-like compressor casing (24) to which a suction pipe (25) is attached , and is accommodated in the compressor casing (24) and from the suction pipe (25). A compression mechanism (21) that compresses the sucked refrigerant and discharges it into the compressor casing (24), and supplies the lubricating oil stored in the compressor casing (24) to the compression mechanism (21). configured to, the expander (30), and the expansion mechanism (31) for expanding the refrigerant flowing into generating power by a expander casing (34) housing the expansion mechanism (31), the An inflow pipe (35) that penetrates the expander casing (34) and is connected to the expansion mechanism (31) to introduce the refrigerant into the expansion mechanism (31); penetrates the expander casing (34) and A flow that is connected to the expansion mechanism (31) and draws the refrigerant from the expansion mechanism (31) And an oil return pipe (42) for introducing lubricating oil accumulated in the expander casing (34) into the suction pipe (25) of the compressor (20). One end is connected to the bottom of the compressor casing (24), the other end is connected to the expansion mechanism (31) through the expander casing (34 ), and is stored in the compressor casing (24). An oil supply pipe (41) for supplying the lubricated oil to the expansion mechanism (31) is provided. In the expansion mechanism (31), the inflow pipe (35) communicates with the fluid chamber (72) in which the refrigerant expands. The oil supply pipe (41) communicates with the oil passage (111, 112, 113) through which the lubricating oil flows, and the expansion mechanism (31) is lubricated by the lubricating oil supplied through the oil supply pipe (41). It is.
第1の発明では、冷媒回路(11)内を冷媒が循環することによって冷凍サイクルが行われる。圧縮機(20)において、圧縮機構(21)は、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を圧縮機ケーシング(24)の内部空間へ吐出する。圧縮機ケーシング(24)から導出された高圧冷媒は、空気や水などの対象物へ放熱し、その後に膨張機(30)の膨張機構(31)へ流入して膨張する。膨張機構(31)では、流入した高圧冷媒から動力が回収される。膨張機構(31)で膨張した冷媒は、空気や水などの対象物から吸熱し、その後に圧縮機(20)の圧縮機構(21)へ吸入される。 In the first invention, the refrigeration cycle is performed by circulating the refrigerant in the refrigerant circuit (11). In the compressor (20), the compression mechanism (21) compresses the sucked refrigerant and discharges the compressed refrigerant to the internal space of the compressor casing (24). The high-pressure refrigerant derived from the compressor casing (24) radiates heat to an object such as air or water, and then flows into the expansion mechanism (31) of the expander (30) and expands. In the expansion mechanism (31), power is recovered from the high-pressure refrigerant that has flowed. The refrigerant expanded by the expansion mechanism (31) absorbs heat from an object such as air or water and is then sucked into the compression mechanism (21) of the compressor (20).
第1の発明の圧縮機ケーシング(24)では、その内圧が圧縮機構(21)から吐出された直後の冷媒の圧力と等しくなると共に、その内部空間に潤滑油が貯留される。圧縮機ケーシング(24)内に貯留された潤滑油は、圧縮機構(21)へ供給されて圧縮機構(21)の潤滑に利用される。また、圧縮機ケーシング(24)内に貯留された潤滑油は、給油用配管(41)を通じて膨張機構(31)へも供給され、膨張機構(31)の潤滑に利用される。 In the compressor casing (24) of the first invention, the internal pressure becomes equal to the pressure of the refrigerant immediately after being discharged from the compression mechanism (21), and lubricating oil is stored in the internal space. The lubricating oil stored in the compressor casing (24) is supplied to the compression mechanism (21) and used for lubrication of the compression mechanism (21). The lubricating oil stored in the compressor casing (24) is also supplied to the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (41) and used for lubrication of the expansion mechanism (31).
第1の発明の給油用配管(41)では、その一端に圧縮機ケーシング(24)内の潤滑油が流入し、流入した潤滑油がその他端へ向かって流れる。給油用配管(41)を流れる潤滑油は、給油用配管(41)の他端から膨張機構(31)の油通路(111〜113)へ導入される。 In the oil supply pipe of the first aspect of the invention (41), the lubricating oil flows in the compressor casing (24) at one end thereof, the inflow lubricating oil flows toward the other end. The lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41 ) is introduced from the other end of the oil supply pipe (41) into the oil passages (111 to 113) of the expansion mechanism (31).
第1の発明では、冷凍装置に油戻し通路(42)が設けられる。膨張機(30)において、給油用配管(41)を通じて膨張機構(31)へ供給された潤滑油は、その一部は膨張機構(31)通過する冷媒と共に膨張機(30)から流出してゆくが、残りは膨張機構(31)から漏れだして膨張機ケーシング(34)内に溜まり込む。この膨張機ケーシング(34)内に溜まった潤滑油は、油戻し通路(42)を通って圧縮機(20)へ送り返される。 In the first invention, the refrigeration apparatus is provided with the oil return passage (42). In the expander (30), part of the lubricating oil supplied to the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (41) flows out of the expander (30) together with the refrigerant passing through the expansion mechanism (31). However, the remainder leaks from the expansion mechanism (31) and accumulates in the expander casing (34). The lubricating oil accumulated in the expander casing (34) is sent back to the compressor (20) through the oil return passage (42).
第1の発明において、膨張機ケーシング(34)内に溜まった潤滑油は、油戻し通路(42)を通って圧縮機構(21)の吸入管(25)へ流入し、低圧冷媒と共に圧縮機構(21)へ吸入される。圧縮機構(21)へ冷媒と共に吸入された潤滑油は、圧縮された冷媒と共に圧縮機構(21)から圧縮機ケーシング(24)の内部空間へ吐出される。 In the first invention, the lubricating oil accumulated in the expander casing (34) flows into the suction pipe (25) of the compression mechanism (21) through the oil return passage (42) and is compressed together with the low-pressure refrigerant ( 21) is inhaled. The lubricating oil sucked into the compression mechanism (21) together with the refrigerant is discharged together with the compressed refrigerant from the compression mechanism (21) to the internal space of the compressor casing (24).
第2の発明は、上記第1の発明において、上記給油用配管(41)を流れる潤滑油を上記圧縮機構(21)へ吸入される冷媒と熱交換させて冷却するための冷却用熱交換器(46)を備えるものである。 A second invention is the cooling heat exchanger according to the first invention, wherein the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) is cooled by exchanging heat with the refrigerant sucked into the compression mechanism (21). (46) is provided.
第2の発明では、冷凍装置に冷却用熱交換器(46)が設けられる。冷却用熱交換器(46)では、給油用配管(41)を流れる潤滑油と、上記圧縮機構(21)へ吸入される冷媒とが互いに熱交換する。圧縮機構(21)へ吸入される冷媒は、給油用配管(41)を流れる潤滑油よりも低温である。このため、冷却用熱交換器(46)では、給油用配管(41)を流れる潤滑油が冷却される。 In the second invention, a cooling heat exchanger (46) is provided in the refrigeration apparatus. In the cooling heat exchanger (46), the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) and the refrigerant sucked into the compression mechanism (21) exchange heat with each other. The refrigerant sucked into the compression mechanism (21) is at a lower temperature than the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41). For this reason, in the cooling heat exchanger (46), the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) is cooled.
第3の発明は、上記第1の発明において、上記給油用配管(41)を流れる潤滑油を上記油戻し通路(42)を流れる潤滑油と熱交換させて冷却するための冷却用熱交換器(47)を備えるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the cooling heat exchanger for cooling the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) by exchanging heat with the lubricating oil flowing through the oil return passage (42). (47).
第3の発明では、冷凍装置に冷却用熱交換器(47)が設けられる。冷却用熱交換器(47)では、給油用配管(41)を流れる潤滑油と、上記油戻し通路(42)を流れる潤滑油とが互いに熱交換する。油戻し通路(42)を流れる潤滑油は、給油用配管(41)を流れる潤滑油よりも低温である。このため、冷却用熱交換器(47)では、給油用配管(41)を流れる潤滑油が冷却される。 In the third invention, the refrigeration apparatus is provided with a cooling heat exchanger (47). In the cooling heat exchanger (47), the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) and the lubricating oil flowing through the oil return passage (42) exchange heat with each other. The lubricating oil flowing through the oil return passage (42) is at a lower temperature than the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41). For this reason, in the cooling heat exchanger (47), the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) is cooled.
第4の発明は、上記第1の発明において、上記給油用配管(41)を流れる潤滑油を室外空気と熱交換させて冷却するための冷却用熱交換器(48)を備えるものである。 According to a fourth invention, in the first invention, a cooling heat exchanger (48) for cooling the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) by exchanging heat with outdoor air is provided.
第4の発明では、冷凍装置に冷却用熱交換器(48)が設けられる。冷却用熱交換器(48)では、給油用配管(41)を流れる潤滑油と、室外空気とが互いに熱交換する。室外空気は、給油用配管(41)を流れる潤滑油よりも低温である。このため、冷却用熱交換器(48)では、給油用配管(41)を流れる潤滑油が冷却される。 In the fourth invention, the refrigeration apparatus is provided with a cooling heat exchanger (48). In the cooling heat exchanger (48), the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) and the outdoor air exchange heat with each other. The outdoor air has a lower temperature than the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41). For this reason, in the cooling heat exchanger (48), the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) is cooled.
第5の発明は、上記第1〜第4の何れか1つの発明において、上記冷媒回路(11)には、該冷媒回路(11)の蒸発器と上記膨張機ケーシング(34)の内部空間とを連通させる第1吸入側通路(17)と、該膨張機ケーシング(34)の内部空間と上記圧縮機構(21)の吸入側とを連通させる第2吸入側通路(18)とが設けられており、上記膨張機ケーシング(34)は、上記第1吸入側通路(17)から流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒を上記第2吸入側通路(18)へ送り込むように構成されるものである。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the refrigerant circuit (11) includes an evaporator of the refrigerant circuit (11) and an internal space of the expander casing (34). A first suction-side passage (17) that communicates with each other, and a second suction-side passage (18) that communicates the internal space of the expander casing (34) with the suction side of the compression mechanism (21). The expander casing (34) separates the refrigerant flowing from the first suction side passage (17) into a gas refrigerant and a liquid refrigerant and sends the gas refrigerant to the second suction side passage (18). It is composed.
第5の発明では、冷媒回路(11)に第1吸入側通路(17)と第2吸入側通路(18)とが設けられる。この冷媒回路(11)において、蒸発器から流出した低圧冷媒は、第1吸入側通路(17)を通って膨張機ケーシング(34)の内部空間へ流入する。膨張機ケーシング(34)の内部空間へ流入した冷媒は、第2吸入側通路(18)を通って圧縮機構(21)へ吸入される。つまり、この発明の冷媒回路(11)において、蒸発器から流出した冷媒は、膨張機ケーシング(34)の内部空間を通過してから圧縮機(20)の圧縮機構(21)へ吸入される。 In the fifth invention, the refrigerant circuit (11) is provided with the first suction side passage (17) and the second suction side passage (18). In this refrigerant circuit (11), the low-pressure refrigerant flowing out of the evaporator flows into the internal space of the expander casing (34) through the first suction side passage (17). The refrigerant flowing into the internal space of the expander casing (34) is sucked into the compression mechanism (21) through the second suction side passage (18). That is, in the refrigerant circuit (11) of the present invention, the refrigerant flowing out of the evaporator passes through the internal space of the expander casing (34) and then is sucked into the compression mechanism (21) of the compressor (20).
ここで、冷媒回路(11)の蒸発器では、流入した冷媒が完全には蒸発しきらず、一部の冷媒が液冷媒のままで蒸発器から流出してゆく場合がある。このような場合において、蒸発器から流出する液冷媒の量が多いと、液冷媒が圧縮機構(21)へ吸入されて圧縮機構(21)の破損を招くおそれがある。 Here, in the evaporator of the refrigerant circuit (11), the refrigerant that has flowed in may not completely evaporate, and some of the refrigerant may flow out of the evaporator while remaining as liquid refrigerant. In such a case, if the amount of the liquid refrigerant flowing out of the evaporator is large, the liquid refrigerant may be sucked into the compression mechanism (21) and cause the compression mechanism (21) to be damaged.
それに対し、この第5の発明では、第1吸入側通路(17)から膨張機ケーシング(34)の内部空間へ気液二相状態の冷媒が流入したとしても、その冷媒はガス冷媒と液冷媒に分離され、ガス冷媒が第2吸入側通路(18)を通って圧縮機構(21)へ送られる。つまり、この発明の膨張機ケーシング(34)は、いわゆるアキュームレータとして機能する。 In contrast, in the fifth aspect of the present invention, even if a gas-liquid two-phase refrigerant flows from the first suction side passage (17) into the internal space of the expander casing (34), the refrigerant is a gas refrigerant and a liquid refrigerant. The gas refrigerant passes through the second suction side passage (18) and is sent to the compression mechanism (21). That is, the expander casing (34) of the present invention functions as a so-called accumulator.
第6の発明は、上記第5の発明において、上記膨張機(30)は、上記膨張機ケーシング(34)に収容されて上記膨張機構(31)により駆動される発電機(33)を備える一方、上記膨張機ケーシング(34)の内部空間では、上記発電機(33)の下側の部分に上記第1吸入側通路(17)が連通し、上記発電機(33)の上側の部分に上記第2吸入側通路(18)が連通しているものである。 In a sixth aspect based on the fifth aspect , the expander (30) includes a generator (33) housed in the expander casing (34) and driven by the expansion mechanism (31). In the inner space of the expander casing (34), the first suction side passage (17) communicates with the lower part of the generator (33), and the upper part of the generator (33) The second suction side passage (18) is in communication.
第6の発明では、膨張機ケーシング(34)内に発電機(33)が収容される。発電機(33)は、膨張機構(31)によって駆動されて発電を行う。この発明において、第1吸入側通路(17)を通って膨張機ケーシング(34)の内部空間へ流入した低圧冷媒は、発電機(33)を下から上に向かって通過してから第2吸入側通路(18)へ流入する。第1吸入側通路(17)から膨張機ケーシング(34)へ流入する冷媒が気液二相状態である場合、ガス冷媒は発電機(33)を通過して第2吸入側通路(18)へ流入する一方、液冷媒は発電機(33)に付着してその後に膨張機ケーシング(34)の底部へ向かって流れ落ちてゆく。 In the sixth invention, the generator (33) is accommodated in the expander casing (34). The generator (33) is driven by the expansion mechanism (31) to generate power. In this invention, the low-pressure refrigerant flowing into the internal space of the expander casing (34) through the first suction side passage (17) passes through the generator (33) from the bottom to the second suction. It flows into the side passage (18). When the refrigerant flowing into the expander casing (34) from the first suction side passage (17) is in a gas-liquid two-phase state, the gas refrigerant passes through the generator (33) to the second suction side passage (18). While flowing in, the liquid refrigerant adheres to the generator (33) and then flows down toward the bottom of the expander casing (34).
本発明では、内圧が圧縮機構(21)から吐出された直後の冷媒の圧力と等しい圧縮機ケーシング(24)に潤滑油を貯留し、その潤滑油を圧縮機構(21)と膨張機構(31)の両方へ供給している。つまり、本発明では、冷媒回路(11)内において最も高圧となる部分に潤滑油を貯留し、その潤滑油を、圧縮機ケーシング(24)の内圧よりも低圧の部分が存在する圧縮機構(21)や膨張機構(31)へ供給している。このため、潤滑油の供給元がその供給先に比べて高圧となり、圧縮機構(21)や膨張機構(31)に対して確実に潤滑油が供給されることになる。従って、本発明によれば、圧縮機構(21)や膨張機構(31)に対する潤滑油の供給量を確保することができ、圧縮機構(21)や膨張機構(31)の焼き付き等のトラブルを未然に防止して冷凍装置の信頼性を確保することができる。 In the present invention, lubricating oil is stored in the compressor casing (24) whose internal pressure is equal to the pressure of the refrigerant immediately after being discharged from the compression mechanism (21), and the lubricating oil is stored in the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31). Supply to both. In other words, in the present invention, the lubricating oil is stored in the part having the highest pressure in the refrigerant circuit (11), and the lubricating oil is compressed into the compression mechanism (21 having a lower part than the internal pressure of the compressor casing (24). ) And expansion mechanism (31). For this reason, the supply source of the lubricating oil has a higher pressure than the supply destination, and the lubricating oil is reliably supplied to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31). Therefore, according to the present invention, the amount of lubricating oil supplied to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31) can be secured, and troubles such as seizure of the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31) can be prevented. Therefore, the reliability of the refrigeration apparatus can be ensured.
また、本発明では、膨張機ケーシング(34)内に溜まった潤滑油が油戻し通路(42)を通って圧縮機(20)へと戻される。冷媒回路(11)内に存在する潤滑油の量は一定であるため、膨張機ケーシング(34)内に溜まった潤滑油の量が増えると、その分だけ圧縮機ケーシング(24)における潤滑油の貯留量が減ることになり、圧縮機構(21)や膨張機構(31)へ潤滑油が充分に供給されなくなるおそれがある。それに対し、本発明では、膨張機ケーシング(34)内の潤滑油が油戻し通路(42)を通じて圧縮機構(21)へ送り返される。従って、本発明によれば、圧縮機ケーシング(24)における潤滑油の貯留量を充分に確保することができ、圧縮機構(21)や膨張機構(31)へ潤滑油を一層確実に供給することができる。 In the present invention , the lubricating oil accumulated in the expander casing (34) is returned to the compressor (20) through the oil return passage (42). Since the amount of lubricating oil present in the refrigerant circuit (11) is constant, if the amount of lubricating oil accumulated in the expander casing (34) increases, the amount of lubricating oil in the compressor casing (24) increases accordingly. The amount of storage is reduced, and there is a possibility that the lubricating oil may not be sufficiently supplied to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31). On the other hand, in the present invention , the lubricating oil in the expander casing (34) is sent back to the compression mechanism (21) through the oil return passage (42). Therefore, according to the present invention , a sufficient amount of lubricating oil can be secured in the compressor casing (24), and the lubricating oil can be more reliably supplied to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31). Can do.
また、本発明では、膨張機ケーシング(34)内に溜まった潤滑油が圧縮機構(21)の吸入側へ送られる。圧縮機構(21)の吸入側は、冷媒回路(11)内で最も低圧となる部分である。つまり、本発明では、潤滑油が溜まり込む膨張機ケーシング(34)の内部空間と潤滑油の戻し先との間に確実に圧力差ができる。従って、本発明によれば、膨張機ケーシング(34)内に溜まった潤滑油を確実に圧縮機(20)へ送り返すことができ、圧縮機ケーシング(24)内の潤滑油の貯留量を確保することができる。 In the present invention , the lubricating oil collected in the expander casing (34) is sent to the suction side of the compression mechanism (21). The suction side of the compression mechanism (21) is the part having the lowest pressure in the refrigerant circuit (11). In other words, in the present invention , a pressure difference can be reliably generated between the internal space of the expander casing (34) in which the lubricating oil accumulates and the return destination of the lubricating oil. Therefore, according to the present invention , the lubricating oil accumulated in the expander casing (34) can be reliably sent back to the compressor (20), and the amount of lubricating oil stored in the compressor casing (24) is ensured. be able to.
ところで、圧縮機ケーシング(24)の内部空間では、潤滑油と圧縮機構(21)から吐出された冷媒とが共存している。このため、圧縮機ケーシング(24)内に貯留された潤滑油の温度は、圧縮機構(21)から吐出された冷媒の温度と同程度となる。圧縮機構(21)から吐出された直後の冷媒は、冷媒回路(11)内を循環する冷媒のうちで最も高温である。このため、圧縮機ケーシング(24)内に貯留された高温の潤滑油をそのまま膨張機構(31)へ供給すると、膨張機構(31)を通過する冷媒が潤滑油によって加熱され、膨張機構(31)から流出する冷媒のエンタルピが増大する。膨張機構(31)から流出する冷媒のエンタルピが増大すると、膨張後の冷媒が空気や水などから吸熱する熱量が減少し、冷凍装置の能力低下を招くおそれがある。 Incidentally, the lubricating oil and the refrigerant discharged from the compression mechanism (21) coexist in the internal space of the compressor casing (24). For this reason, the temperature of the lubricating oil stored in the compressor casing (24) is approximately the same as the temperature of the refrigerant discharged from the compression mechanism (21). The refrigerant immediately after being discharged from the compression mechanism (21) has the highest temperature among the refrigerants circulating in the refrigerant circuit (11). For this reason, when the high-temperature lubricating oil stored in the compressor casing (24) is supplied to the expansion mechanism (31) as it is, the refrigerant passing through the expansion mechanism (31) is heated by the lubricating oil, and the expansion mechanism (31) The enthalpy of the refrigerant flowing out from the refrigerant increases. When the enthalpy of the refrigerant flowing out from the expansion mechanism (31) increases, the amount of heat that the expanded refrigerant absorbs heat from air, water, or the like may decrease, leading to a decrease in the capacity of the refrigeration apparatus.
それに対し、上記第2,第3,第4の各発明では、圧縮機ケーシング(24)から流出して給油用配管(41)を流れる潤滑油を、冷却用熱交換器(46,47,48)で冷却してから膨張機構(31)へ供給している。このため、圧縮機ケーシング(24)内に貯留された潤滑油をそのまま膨張機構(31)へ導入する場合に比べ、給油用配管(41)を通じて供給された潤滑油から膨張機構(31)を通過する冷媒へ侵入する熱量を削減することができる。従って、これらの発明によれば、膨張機構(31)から流出する冷媒のエンタルピを低く抑えることができ、冷凍装置の能力低下を抑制することができる。 On the other hand, in each of the second, third, and fourth inventions , the lubricating oil that flows out of the compressor casing (24) and flows through the oil supply pipe (41) is supplied to the cooling heat exchanger (46, 47, 48). ) And then supplied to the expansion mechanism (31). For this reason, compared with the case where the lubricating oil stored in the compressor casing (24) is directly introduced into the expansion mechanism (31), the lubricating oil supplied through the oil supply pipe (41) passes through the expansion mechanism (31). The amount of heat entering the refrigerant can be reduced. Therefore, according to these inventions, the enthalpy of the refrigerant flowing out from the expansion mechanism (31) can be suppressed to a low level, and the capacity reduction of the refrigeration apparatus can be suppressed.
特に、上記第2の発明では、圧縮機構(21)へ吸入される冷媒(即ち、冷媒回路(11)内を循環する冷媒のうちで最も低温の冷媒)と給油用配管(41)を流れる潤滑油とを熱交換させている。従って、この発明によれば、給油用配管(41)を通じて膨張機構(31)へ導入される潤滑油の温度を確実に低下させることができ、冷凍装置の能力低下を一層確実に抑えることができる。 In particular, according to the second aspect of the invention, the refrigerant flowing through the refueling pipe (41) and the refrigerant sucked into the compression mechanism (21) (that is, the coldest refrigerant among the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (11)). Heat exchange with oil. Therefore, according to the present invention, the temperature of the lubricating oil introduced into the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (41) can be reliably reduced, and the capacity reduction of the refrigeration apparatus can be more reliably suppressed. .
上記第5の発明において、膨張機ケーシング(34)は、圧縮機(20)へ吸入される冷媒から液冷媒を分離するためのアキュームレータとしても機能する。このため、冷媒回路(11)にアキュームレータを別途設ける必要が無くなり、冷媒回路(11)の構成部品を削減して冷凍装置の構成を簡素ができる。 In the fifth aspect , the expander casing (34) also functions as an accumulator for separating the liquid refrigerant from the refrigerant sucked into the compressor (20). For this reason, it is not necessary to separately provide an accumulator in the refrigerant circuit (11), and the configuration of the refrigeration apparatus can be simplified by reducing the components of the refrigerant circuit (11).
上記第6の発明では、第1吸入側通路(17)から膨張機ケーシング(34)へ流入した冷媒が発電機(33)を通過した後に第2吸入側通路(18)へ流入する。このため、第1吸入側通路(17)から膨張機ケーシング(34)へ流入した冷媒が気液二相状態となる場合も、第2吸入側通路(18)へ流入する冷媒は、ほぼガス冷媒だけとなる。従って、この発明によれば、液冷媒を吸入することによる圧縮機構(21)の破損を確実に回避することができ、圧縮機(20)の信頼性を確保することができる。 In the sixth aspect of the invention, the refrigerant flowing into the expander casing (34) from the first suction side passage (17) flows into the second suction side passage (18) after passing through the generator (33). For this reason, even when the refrigerant flowing into the expander casing (34) from the first suction side passage (17) is in a gas-liquid two-phase state, the refrigerant flowing into the second suction side passage (18) is almost a gas refrigerant. It becomes only. Therefore, according to the present invention, damage to the compression mechanism (21) due to suction of the liquid refrigerant can be avoided reliably, and the reliability of the compressor (20) can be ensured.
また、この第6の発明では、発電機(33)を冷媒が通過するため、発電機(33)が冷媒によって冷却される。従って、この発明によれば、発電機(33)の温度上昇を抑制することができ、発電機(33)の効率向上を図ることが可能となる。 In the sixth aspect of the invention, since the refrigerant passes through the generator (33), the generator (33) is cooled by the refrigerant. Therefore, according to this invention, the temperature rise of the generator (33) can be suppressed, and the efficiency of the generator (33) can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の実施形態1》
本発明の実施形態1について説明する。本実施形態は、本発明に係る冷凍装置によって構成された空調機(10)である。
Embodiment 1 of the Invention
A first embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is an air conditioner (10) configured by a refrigeration apparatus according to the present invention.
〈空調機の全体構成〉
図1に示すように、本実施形態の空調機(10)は、冷媒回路(11)を備えている。この冷媒回路(11)には、圧縮機(20)と、膨張機(30)と、室外熱交換器(14)と、室内熱交換器(15)と、第1四方切換弁(12)と、第2四方切換弁(13)とが接続されている。冷媒回路(11)には、冷媒として二酸化炭素(CO2)が充填されている。また、冷媒回路(11)には、給油用配管(41)と、油戻し用配管(42)と、冷却用熱交換器(46)とが設けられている。
<Overall configuration of air conditioner>
As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) of this embodiment includes a refrigerant circuit (11). The refrigerant circuit (11) includes a compressor (20), an expander (30), an outdoor heat exchanger (14), an indoor heat exchanger (15), a first four-way switching valve (12), The second four-way switching valve (13) is connected. The refrigerant circuit (11) is filled with carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant. The refrigerant circuit (11) is provided with an oil supply pipe (41), an oil return pipe (42), and a cooling heat exchanger (46).
冷媒回路(11)の構成について説明する。圧縮機(20)は、その吐出管(26)が第1四方切換弁(12)の第1のポートに接続され、その吸入管(25)が第1四方切換弁(12)の第2のポートに接続されている。膨張機(30)は、その流出管(36)が第2四方切換弁(13)の第1のポートに接続され、その流入管(35)が第2四方切換弁(13)の第2のポートに接続されている。室外熱交換器(14)は、その一端が第1四方切換弁(12)の第3のポートに接続され、その他端が第2四方切換弁(13)の第4のポートに接続されている。室内熱交換器(15)は、その一端が第2四方切換弁(13)の第3のポートに接続され、その他端が第1四方切換弁(12)の第4のポートに接続されている。この冷媒回路(11)では、圧縮機(20)の吸入管(25)と第1四方切換弁(12)の第2のポートとを繋ぐ配管が吸入側配管(16)を構成している。 The configuration of the refrigerant circuit (11) will be described. The compressor (20) has its discharge pipe (26) connected to the first port of the first four-way switching valve (12) and its suction pipe (25) connected to the second port of the first four-way switching valve (12). Connected to the port. The expander (30) has an outflow pipe (36) connected to the first port of the second four-way switching valve (13) and an inflow pipe (35) connected to the second port of the second four-way switching valve (13). Connected to the port. One end of the outdoor heat exchanger (14) is connected to the third port of the first four-way switching valve (12), and the other end is connected to the fourth port of the second four-way switching valve (13). . The indoor heat exchanger (15) has one end connected to the third port of the second four-way switching valve (13) and the other end connected to the fourth port of the first four-way switching valve (12). . In the refrigerant circuit (11), a pipe connecting the suction pipe (25) of the compressor (20) and the second port of the first four-way switching valve (12) constitutes a suction side pipe (16).
室外熱交換器(14)は、冷媒を室外空気と熱交換させるための空気熱交換器である。室内熱交換器(15)は、冷媒を室内空気と熱交換させるための空気熱交換器である。第1四方切換弁(12)と第2四方切換弁(13)は、それぞれ、第1のポートと第3のポートが連通し且つ第2のポートと第4のポートが連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1のポートと第4のポートが連通し且つ第2のポートと第3のポートが連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とに切り換わるように構成されている。 The outdoor heat exchanger (14) is an air heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and outdoor air. The indoor heat exchanger (15) is an air heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and room air. The first four-way switching valve (12) and the second four-way switching valve (13) are respectively in a first state in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other. 1 (state shown by a solid line in FIG. 1) and a second state (state shown by a broken line in FIG. 1 ) in which the first port communicates with the fourth port and the second port communicates with the third port . It is comprised so that it may replace.
圧縮機(20)は、いわゆる高圧ドームタイプの全密閉型圧縮機である。この圧縮機(20)は、縦長の円筒形に形成された圧縮機ケーシング(24)を備えている。圧縮機ケーシング(24)の内部には、圧縮機構(21)と電動機(23)と駆動軸(22)とが収容されている。圧縮機構(21)は、いわゆるロータリ式の容積型流体機械を構成している。圧縮機ケーシング(24)内では、圧縮機構(21)の上方に電動機(23)が配置されている。駆動軸(22)は、上下方向へ延びる姿勢で配置され、圧縮機構(21)と電動機(23)を連結している。 The compressor (20) is a so-called high pressure dome type hermetic compressor. The compressor (20) includes a compressor casing (24) formed in a vertically long cylindrical shape. A compressor mechanism (21), an electric motor (23), and a drive shaft (22) are accommodated in the compressor casing (24). The compression mechanism (21) constitutes a so-called rotary positive displacement fluid machine. In the compressor casing (24), the electric motor (23) is disposed above the compression mechanism (21). The drive shaft (22) is arranged in a posture extending in the vertical direction, and connects the compression mechanism (21) and the electric motor (23).
圧縮機ケーシング(24)には、吸入管(25)と吐出管(26)が設けられている。吸入管(25)は、圧縮機ケーシング(24)の胴部の下端付近を貫通しており、その終端が圧縮機構(21)へ直に接続されている。吐出管(26)は、圧縮機ケーシング(24)の頂部を貫通しており、その始端が圧縮機ケーシング(24)内における電動機(23)の上側の空間に開口している。圧縮機構(21)は、吸入管(25)から吸い込んだ冷媒を圧縮して圧縮機ケーシング(24)内へ吐出する。 The compressor casing (24) is provided with a suction pipe (25) and a discharge pipe (26). The suction pipe (25) passes through the vicinity of the lower end of the body of the compressor casing (24), and its end is directly connected to the compression mechanism (21). The discharge pipe (26) passes through the top of the compressor casing (24), and the start end thereof opens into the space above the electric motor (23) in the compressor casing (24). The compression mechanism (21) compresses the refrigerant sucked from the suction pipe (25) and discharges it into the compressor casing (24).
圧縮機ケーシング(24)の底部には、潤滑油としての冷凍機油が貯留されている。本実施形態では、ポリアルキレングリコール(PAG)が冷凍機油として用いられる。駆動軸(22)の内部には、図示しないが、その軸方向へ延びる給油通路が形成されている。この給油通路は、駆動軸(22)の下端に開口している。駆動軸(22)の下端は、油溜まり(27)に浸かった状態となっている。圧縮機ケーシング(24)内の冷凍機油は、駆動軸(22)の給油通路を通じて圧縮機構(21)へ供給される。 Refrigerating machine oil as lubricating oil is stored at the bottom of the compressor casing (24). In this embodiment, polyalkylene glycol (PAG) is used as the refrigerating machine oil. Although not shown, an oil supply passage extending in the axial direction is formed inside the drive shaft (22). The oil supply passage opens at the lower end of the drive shaft (22). The lower end of the drive shaft (22) is immersed in the oil sump (27). The refrigerating machine oil in the compressor casing (24) is supplied to the compression mechanism (21) through the oil supply passage of the drive shaft (22).
膨張機(30)は、縦長の円筒形に形成された膨張機ケーシング(34)を備えている。膨張機ケーシング(34)の内部には、膨張機構(31)と発電機(33)と出力軸(32)とが収容されている。膨張機構(31)は、いわゆるロータリ式の容積型流体機械を構成している。膨張機構(31)の詳細は後述する。膨張機ケーシング(34)内では、膨張機構(31)の下方に発電機(33)が配置されている。出力軸(32)は、上下方向へ延びる姿勢で配置され、膨張機構(31)と発電機(33)を連結している。 The expander (30) includes an expander casing (34) formed in a vertically long cylindrical shape. An expansion mechanism (31), a generator (33), and an output shaft (32) are housed inside the expander casing (34). The expansion mechanism (31) constitutes a so-called rotary positive displacement fluid machine. Details of the expansion mechanism (31) will be described later. In the expander casing (34), a generator (33) is disposed below the expansion mechanism (31). The output shaft (32) is arranged in a posture extending in the vertical direction, and connects the expansion mechanism (31) and the generator (33).
膨張機ケーシング(34)には、流入管(35)と流出管(36)が設けられている。流入管(35)と流出管(36)は、何れも膨張機ケーシング(34)の胴部の上端付近を貫通している。流入管(35)は、その終端が膨張機構(31)へ直に接続されている。流出管(36)は、その始端が膨張機構(31)へ直に接続されている。膨張機構(31)は、流入管(35)を通って流入した冷媒を膨張させ、膨張後の冷媒を流出管(36)へ送り出す。つまり、膨張機(30)を通過する冷媒は、膨張機ケーシング(34)の内部空間へは流れ込まずに膨張機構(31)だけを通過する。 The expander casing (34) is provided with an inflow pipe (35) and an outflow pipe (36). Both the inflow pipe (35) and the outflow pipe (36) penetrate the vicinity of the upper end of the trunk portion of the expander casing (34). The end of the inflow pipe (35) is directly connected to the expansion mechanism (31). The starting end of the outflow pipe (36) is directly connected to the expansion mechanism (31). The expansion mechanism (31) expands the refrigerant that has flowed through the inflow pipe (35), and sends the expanded refrigerant to the outflow pipe (36). That is, the refrigerant passing through the expander (30) does not flow into the internal space of the expander casing (34) but passes only through the expansion mechanism (31).
給油用配管(41)は、その始端が圧縮機(20)に接続され、その終端が膨張機(30)に接続されている。具体的に、給油用配管(41)の始端部は、圧縮機ケーシング(24)の底部を貫通し、圧縮機ケーシング(24)の内部空間に開口している。この給油用配管(41)の始端部は、圧縮機ケーシング(24)の底に溜まった冷凍機油に浸かった状態となっており、駆動軸(22)の下端と概ね同じ高さに開口している。一方、給油用配管(41)の終端部は、膨張機ケーシング(34)内の膨張機構(31)に直に接続されている。膨張機構(31)に対する給油用配管(41)の接続位置については後述する。この給油用配管(41)は、油供給通路を構成している。圧縮機ケーシング(24)の底に溜まった冷凍機油は、給油用配管(41)を通って膨張機構(31)へ供給される。 The oil supply pipe (41) has its start end connected to the compressor (20) and its end connected to the expander (30). Specifically, the start end of the oil supply pipe (41) passes through the bottom of the compressor casing (24) and opens into the internal space of the compressor casing (24). The starting end of the oil supply pipe (41) is immersed in the refrigeration oil accumulated at the bottom of the compressor casing (24), and is open to the same height as the lower end of the drive shaft (22). Yes. On the other hand, the terminal portion of the oil supply pipe (41) is directly connected to the expansion mechanism (31) in the expander casing (34). The connection position of the oil supply pipe (41) to the expansion mechanism (31) will be described later. The oil supply pipe (41) constitutes an oil supply passage. The refrigerating machine oil accumulated at the bottom of the compressor casing (24) is supplied to the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (41).
冷却用熱交換器(46)は、給油用配管(41)と吸入側配管(16)とに接続されている。この冷却用熱交換器(46)は、給油用配管(41)を流れる冷凍機油と、吸入側配管(16)を流れる冷媒とを熱交換させる。 The cooling heat exchanger (46) is connected to the oil supply pipe (41) and the suction side pipe (16). The cooling heat exchanger (46) exchanges heat between the refrigerating machine oil flowing through the oil supply pipe (41) and the refrigerant flowing through the suction side pipe (16).
油戻し用配管(42)は、その始端が膨張機(30)に接続され、その終端が吸入側配管(16)に接続されている。具体的に、油戻し用配管(42)の始端部は、膨張機ケーシング(34)の底部を貫通し、膨張機ケーシング(34)の内部空間に開口している。この油戻し用配管(42)の始端部は、膨張機ケーシング(34)の底面付近に開口している。一方、油戻し用配管(42)の終端部は、吸入側配管(16)における冷却用熱交換器(46)の下流側に接続されている。膨張機(30)では、膨張機構(31)から漏れ出た冷凍機油が膨張機ケーシング(34)内に溜まり込む。この膨張機ケーシング(34)内に溜まった冷凍機油は、油戻し用配管(42)を通って吸入側配管(16)へ導入され、吸入側配管(16)を流れる冷媒と共に圧縮機構(21)へ吸入される。 The oil return pipe (42) has a start end connected to the expander (30) and a terminal end connected to the suction side pipe (16). Specifically, the starting end of the oil return pipe (42) passes through the bottom of the expander casing (34) and opens into the internal space of the expander casing (34). The starting end of the oil return pipe (42) opens near the bottom of the expander casing (34). On the other hand, the terminal end of the oil return pipe (42) is connected to the downstream side of the cooling heat exchanger (46) in the suction pipe (16). In the expander (30), the refrigeration oil leaking from the expansion mechanism (31) accumulates in the expander casing (34). The refrigerating machine oil accumulated in the expander casing (34) is introduced into the suction side pipe (16) through the oil return pipe (42), and together with the refrigerant flowing through the suction side pipe (16), the compression mechanism (21) Inhaled.
〈膨張機の構成〉
膨張機(30)の構成について、図2〜図4を参照しながら詳細に説明する。
<Configuration of expander>
The configuration of the expander (30) will be described in detail with reference to FIGS.
図2に示すように、出力軸(32)の上端部には、2つの偏心部(79,89)が形成されている。2つの偏心部(79,89)は、出力軸(32)の主軸部(38)よりも大径に形成されており、下側のものが第1偏心部(79)を、上側のものが第2偏心部(89)をそれぞれ構成している。第1偏心部(79)と第2偏心部(89)とは、何れも同じ方向へ偏心している。第2偏心部(89)の外径は、第1偏心部(79)の外径よりも大きくなっている。主軸部(38)の軸心に対する偏心量は、第2偏心部(89)の方が第1偏心部(79)よりも大きくなっている。 As shown in FIG. 2, two eccentric portions (79, 89) are formed at the upper end portion of the output shaft (32). The two eccentric portions (79, 89) are formed to have a larger diameter than the main shaft portion (38) of the output shaft (32), the lower one is the first eccentric portion (79) and the upper one is The second eccentric portion (89) is configured. The first eccentric part (79) and the second eccentric part (89) are both eccentric in the same direction. The outer diameter of the second eccentric part (89) is larger than the outer diameter of the first eccentric part (79). The amount of eccentricity of the main shaft portion (38) with respect to the shaft center is larger in the second eccentric portion (89) than in the first eccentric portion (79).
出力軸(32)には、給油通路(90)が形成されている。給油通路(90)は、出力軸(32)の軸心に沿って延びている。給油通路(90)の一端は、出力軸(32)の上端面に開口している。給油通路(90)の他端は、直角に屈曲して出力軸(32)の径方向へ延びており、出力軸(32)のうち第1偏心部(79)から幾分下がった部分の外周面に開口している。給油通路(90)には、出力軸(32)の径方向へ延びる分岐通路(91,92)が2つ形成されている。第1分岐通路(91)は、第1偏心部(79)の外周面に開口している。第2分岐通路(92)は、第2偏心部(89)の外周面に開口している。 An oil supply passage (90) is formed in the output shaft (32). The oil supply passage (90) extends along the axis of the output shaft (32). One end of the oil supply passageway (90) opens to the upper end surface of the output shaft (32). The other end of the oil supply passageway (90) is bent at a right angle and extends in the radial direction of the output shaft (32). The outer periphery of the output shaft (32) is slightly lowered from the first eccentric portion (79). Open to the surface. Two branch passages (91, 92) extending in the radial direction of the output shaft (32) are formed in the oil supply passage (90). The first branch passage (91) opens to the outer peripheral surface of the first eccentric portion (79). The second branch passage (92) opens to the outer peripheral surface of the second eccentric portion (89).
膨張機構(31)は、いわゆる揺動ピストン型のロータリ式流体機械で構成されている。この膨張機構(31)には、対になったシリンダ(71,81)及びピストン(75,85)が二組設けられている。また、膨張機構(31)には、フロントヘッド(61)と、中間プレート(63)と、リアヘッド(62)とが設けられている。 The expansion mechanism (31) is a so-called oscillating piston type rotary fluid machine. The expansion mechanism (31) is provided with two pairs of cylinders (71, 81) and pistons (75, 85) as a pair. The expansion mechanism (31) includes a front head (61), an intermediate plate (63), and a rear head (62).
膨張機構(31)では、下から上へ向かって順に、フロントヘッド(61)、第1シリンダ(71)、中間プレート(63)、第2シリンダ(81)、リアヘッド(62)、上部プレート(65)が積層された状態となっている。この状態において、第1シリンダ(71)は、その下側端面がフロントヘッド(61)により閉塞され、その上側端面が中間プレート(63)により閉塞されている。一方、第2シリンダ(81)は、その下側端面が中間プレート(63)により閉塞され、その上側端面がリアヘッド(62)により閉塞されている。また、第2シリンダ(81)の内径は、第1シリンダ(71)の内径よりも大きくなっている。 In the expansion mechanism (31), the front head (61), the first cylinder (71), the intermediate plate (63), the second cylinder (81), the rear head (62), the upper plate (65) are sequentially arranged from the bottom to the top. ) Are stacked. In this state, the first cylinder (71) has its lower end face closed by the front head (61) and its upper end face closed by the intermediate plate (63). On the other hand, the second cylinder (81) has its lower end face closed by the intermediate plate (63) and its upper end face closed by the rear head (62). The inner diameter of the second cylinder (81) is larger than the inner diameter of the first cylinder (71).
出力軸(32)は、積層された状態のフロントヘッド(61)、第1シリンダ(71)、中間プレート(63)、第2シリンダ(81)を貫通している。また、出力軸(32)は、その第1偏心部(79)が第1シリンダ(71)内に位置し、その第2偏心部(89)が第2シリンダ(81)内に位置している。 The output shaft (32) passes through the stacked front head (61), first cylinder (71), intermediate plate (63), and second cylinder (81). The output shaft (32) has a first eccentric portion (79) located in the first cylinder (71) and a second eccentric portion (89) located in the second cylinder (81). .
図3及び図4にも示すように、第1シリンダ(71)内には第1ピストン(75)が、第2シリンダ(81)内には第2ピストン(85)がそれぞれ設けられている。第1及び第2ピストン(75,85)は、何れも円環状あるいは円筒状に形成されている。第1ピストン(75)の外径と第2ピストン(85)の外径とは、互いに等しくなっている。第1ピストン(75)の内径は第1偏心部(79)の外径と、第2ピストン(85)の内径は第2偏心部(89)の外径とそれぞれ概ね等しくなっている。そして、第1ピストン(75)には第1偏心部(79)が、第2ピストン(85)には第2偏心部(89)がそれぞれ貫通している。 As shown in FIGS. 3 and 4, a first piston (75) is provided in the first cylinder (71), and a second piston (85) is provided in the second cylinder (81). The first and second pistons (75, 85) are both formed in an annular shape or a cylindrical shape. The outer diameter of the first piston (75) and the outer diameter of the second piston (85) are equal to each other. The inner diameter of the first piston (75) is approximately equal to the outer diameter of the first eccentric part (79), and the inner diameter of the second piston (85) is approximately equal to the outer diameter of the second eccentric part (89). The first eccentric portion (79) passes through the first piston (75), and the second eccentric portion (89) passes through the second piston (85).
第1ピストン(75)は、その外周面が第1シリンダ(71)の内周面に、一方の端面がフロントヘッド(61)に、他方の端面が中間プレート(63)にそれぞれ摺接している。第1シリンダ(71)内には、その内周面と第1ピストン(75)の外周面との間に第1流体室(72)が形成される。一方、上記第2ピストン(85)は、その外周面が第2シリンダ(81)の内周面に、一方の端面がリアヘッド(62)に、他方の端面が中間プレート(63)にそれぞれ摺接している。第2シリンダ(81)内には、その内周面と第2ピストン(85)の外周面との間に第2流体室(82)が形成される。 The first piston (75) has an outer peripheral surface in sliding contact with the inner peripheral surface of the first cylinder (71), one end surface in sliding contact with the front head (61), and the other end surface in contact with the intermediate plate (63). . A first fluid chamber (72) is formed in the first cylinder (71) between the inner peripheral surface thereof and the outer peripheral surface of the first piston (75). On the other hand, the outer peripheral surface of the second piston (85) is in sliding contact with the inner peripheral surface of the second cylinder (81), one end surface is in sliding contact with the rear head (62), and the other end surface is in sliding contact with the intermediate plate (63). ing. A second fluid chamber (82) is formed in the second cylinder (81) between the inner peripheral surface thereof and the outer peripheral surface of the second piston (85).
第1及び第2ピストン(75,85)のそれぞれには、ブレード(76,86)が1つずつ一体に設けられている。ブレード(76,86)は、ピストン(75,85)の半径方向へ延びる板状に形成されており、ピストン(75,85)の外周面から外側へ突出している。第1ピストン(75)のブレード(76)は第1シリンダ(71)のブッシュ孔(78)に、第2ピストン(85)のブレード(86)は第2シリンダ(81)のブッシュ孔(88)にそれぞれ挿入されている。各シリンダ(71,81)のブッシュ孔(78,88)は、シリンダ(71,81)を厚み方向へ貫通すると共に、シリンダ(71,81)の内周面に開口している。 One blade (76, 86) is provided integrally with each of the first and second pistons (75, 85). The blades (76, 86) are formed in a plate shape extending in the radial direction of the piston (75, 85), and protrude outward from the outer peripheral surface of the piston (75, 85). The blade (76) of the first piston (75) is in the bush hole (78) of the first cylinder (71), and the blade (86) of the second piston (85) is the bush hole (88) of the second cylinder (81). Are inserted respectively. The bush hole (78, 88) of each cylinder (71, 81) penetrates the cylinder (71, 81) in the thickness direction, and opens to the inner peripheral surface of the cylinder (71, 81).
各シリンダ(71,81)には、一対のブッシュ(77,87)が一組ずつ設けられている。各ブッシュ(77,87)は、内側面が平面となって外側面が円弧面となるように形成された小片である。各シリンダ(71,81)において、一対のブッシュ(77,87)は、ブッシュ孔(78,88)に挿入されてブレード(76,86)を挟み込んだ状態となる。各ブッシュ(77,87)は、その内側面がブレード(76,86)と摺接し、その外側面がシリンダ(71,81)と摺動する。そして、ピストン(75,85)と一体のブレード(76,86)は、ブッシュ(77,87)を介してシリンダ(71,81)に支持され、シリンダ(71,81)に対して回動自在で且つ進退自在となっている。 Each cylinder (71, 81) is provided with a pair of bushes (77, 87). Each bush (77, 87) is a small piece formed such that the inner surface is a flat surface and the outer surface is a circular arc surface. In each cylinder (71, 81), the pair of bushes (77, 87) are inserted into the bush holes (78, 88) and sandwich the blades (76, 86). Each bush (77, 87) has its inner side slidably in contact with the blade (76, 86) and its outer side slid with the cylinder (71, 81). The blade (76, 86) integral with the piston (75, 85) is supported by the cylinder (71, 81) via the bush (77, 87) and is rotatable with respect to the cylinder (71, 81). And you can move forward and backward.
第1シリンダ(71)内の第1流体室(72)は、第1ピストン(75)と一体の第1ブレード(76)によって仕切られており、図3,図4における第1ブレード(76)の左側が高圧側の第1高圧室(73)となり、その右側が低圧側の第1低圧室(74)となっている。第2シリンダ(81)内の第2流体室(82)は、第2ピストン(85)と一体の第2ブレード(86)によって仕切られており、図3,図4における第2ブレード(86)の左側が高圧側の第2高圧室(83)となり、その右側が低圧側の第2低圧室(84)となっている。 The first fluid chamber (72) in the first cylinder (71) is partitioned by a first blade (76) integral with the first piston (75), and the first blade (76) in FIGS. The left side is a first high pressure chamber (73) on the high pressure side, and the right side is a first low pressure chamber (74) on the low pressure side. The second fluid chamber (82) in the second cylinder (81) is partitioned by a second blade (86) integral with the second piston (85), and the second blade (86) in FIGS. The left side is a high pressure side second high pressure chamber (83), and the right side is a low pressure side second low pressure chamber (84).
第1シリンダ(71)と第2シリンダ(81)とは、それぞれの周方向におけるブッシュ(77,87)の位置が一致する姿勢で配置されている。言い換えると、第2シリンダ(81)の第1シリンダ(71)に対する配置角度が0°となっている。上述のように、第1偏心部(79)と第2偏心部(89)とは、主軸部(38)の軸心に対して同じ方向へ偏心している。従って、第1ブレード(76)が第1シリンダ(71)の外側へ最も退いた状態になるのと同時に、第2ブレード(86)が第2シリンダ(81)の外側へ最も退いた状態になる。 The first cylinder (71) and the second cylinder (81) are arranged in a posture in which the positions of the bushes (77, 87) in the respective circumferential directions coincide. In other words, the arrangement angle of the second cylinder (81) with respect to the first cylinder (71) is 0 °. As described above, the first eccentric portion (79) and the second eccentric portion (89) are eccentric in the same direction with respect to the axis of the main shaft portion (38) . Accordingly, the first blade (76) is most retracted to the outside of the first cylinder (71), and the second blade (86) is most retracted to the outside of the second cylinder (81). .
第1シリンダ(71)には、流入ポート(67)が形成されている。流入ポート(67)は、第1シリンダ(71)の内周面のうち、図3,図4におけるブッシュ(77)のやや左側の箇所に開口している。流入ポート(67)は、第1高圧室(73)と連通可能となっている。図示しないが、流入ポート(67)には、流入管(35)が接続されている。 An inflow port (67) is formed in the first cylinder (71). The inflow port (67) opens at a position slightly on the left side of the bush (77) in FIGS. 3 and 4 in the inner peripheral surface of the first cylinder (71). The inflow port (67) can communicate with the first high pressure chamber (73). Although not shown, the inflow pipe (35) is connected to the inflow port (67).
第2シリンダ(81)には、流出ポート(68)が形成されている。流出ポート(68)は、第2シリンダ(81)の内周面のうち、図3,図4におけるブッシュ(87)のやや右側の箇所に開口している。流出ポート(68)は、第2低圧室(84)と連通可能となっている。図示しないが、流出ポート(68)には、流出管(36)が接続されている。 The second cylinder (81) has an outflow port (68). The outflow port (68) opens at a position slightly on the right side of the bush (87) in FIGS. 3 and 4 in the inner peripheral surface of the second cylinder (81). The outflow port (68) can communicate with the second low-pressure chamber (84). Although not shown, the outflow pipe (36) is connected to the outflow port (68).
中間プレート(63)には、連通路(64)が形成されている。この連通路(64)は、中間プレート(63)を厚み方向へ貫通している。中間プレート(63)における第1シリンダ(71)側の面では、第1ブレード(76)の右側の箇所に連通路(64)の一端が開口している。中間プレート(63)における第2シリンダ(81)側の面では、第2ブレード(86)の左側の箇所に連通路(64)の他端が開口している。そして、図3に示すように、連通路(64)は、中間プレート(63)の厚み方向に対して斜めに延びており、第1低圧室(74)と第2高圧室(83)とを互いに連通させている。 A communication path (64) is formed in the intermediate plate (63). The communication path (64) penetrates the intermediate plate (63) in the thickness direction. On the surface of the intermediate plate (63) on the first cylinder (71) side, one end of the communication path (64) is opened at a location on the right side of the first blade (76). On the surface of the intermediate plate (63) on the second cylinder (81) side, the other end of the communication path (64) is opened at a location on the left side of the second blade (86). As shown in FIG. 3 , the communication path (64) extends obliquely with respect to the thickness direction of the intermediate plate (63), and connects the first low pressure chamber (74) and the second high pressure chamber (83). Communicate with each other.
上述のように、第1ロータリ機構部(70)の第1低圧室(74)と、第2ロータリ機構部(80)の第2高圧室(83)とは、連通路(64)を介して互いに連通している。そして、第1低圧室(74)と連通路(64)と第2高圧室(83)とによって1つの閉空間が形成され、この閉空間が膨張室(66)を構成している。 As described above, the first low pressure chamber (74) of the first rotary mechanism (70) and the second high pressure chamber (83) of the second rotary mechanism (80) are connected via the communication path (64). Communicate with each other. The first low pressure chamber (74), the communication passage (64), and the second high pressure chamber (83) form one closed space, and this closed space constitutes the expansion chamber (66).
フロントヘッド(61)は、その中央部が下方へ突出した形状となっている。また、フロントヘッド(61)の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に出力軸(32)が挿通されている。フロントヘッド(61)は、出力軸(32)における第1偏心部(79)の下側の部分を支持する滑り軸受を構成している。フロントヘッド(61)では、出力軸(32)の主軸部(38)が挿通される貫通孔の下部に、円周溝が形成されている。この円周溝は、出力軸(32)の外周面に開口する給油通路(90)の端部と対向する位置に形成されており、下側油溜め室(102)を構成している。 The front head (61) has a shape in which the central portion projects downward. Further, a through hole is formed in the central portion of the front head (61), and the output shaft (32) is inserted through the through hole. The front head (61) constitutes a slide bearing that supports a lower portion of the first eccentric portion (79) of the output shaft (32). In the front head (61), a circumferential groove is formed in a lower portion of the through hole through which the main shaft portion (38) of the output shaft (32) is inserted. The circumferential groove is formed at a position facing the end of the oil supply passage (90) that opens to the outer peripheral surface of the output shaft (32), and constitutes the lower oil sump chamber (102).
リアヘッド(62)の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に出力軸(32)の主軸部(38)が挿通されている。リアヘッド(62)は、出力軸(32)における第2偏心部(89)の上側の部分を支持する滑り軸受を構成している。 A through hole is formed in the center of the rear head (62), and the main shaft (38) of the output shaft (32) is inserted through the through hole. The rear head (62) constitutes a slide bearing that supports the upper portion of the second eccentric portion (89) in the output shaft (32).
上部プレート(65)は、やや厚肉の円板状に形成されており、リアヘッド(62)の上に載置されている。上部プレート(65)では、その下面の中央部に円形の凹陥部が形成されている。上部プレート(65)は、その凹陥部が出力軸(32)の上端面と対面する位置に設けられる。上部プレート(65)には、給油用配管(41)の終端が接続されている。給油用配管(41)の終端は、上部プレート(65)を上方から下方へ向かって貫通して凹陥部に開口している。上部プレート(65)の凹陥部は、給油用配管(41)から供給された冷凍機油を溜めるための上側油溜め室(101)を構成している。また、上部プレート(65)では、その下面に凹溝(103)が形成されている。凹溝(103)は、上側油溜め室(101)の周縁から上部プレート(65)の外周方向へ延びている。 The upper plate (65) is formed in a slightly thick disk shape and is placed on the rear head (62). In the upper plate (65), a circular recess is formed at the center of the lower surface. The upper plate (65) is provided at a position where the recessed portion faces the upper end surface of the output shaft (32). The upper plate (65) is connected to the end of the oil supply pipe (41). The terminal end of the oil supply pipe (41) passes through the upper plate (65) from the upper side to the lower side and opens into the recessed part. The recessed portion of the upper plate (65) constitutes an upper oil sump chamber (101) for accumulating refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (41). Further, the upper plate (65) has a concave groove (103) formed on the lower surface thereof. The concave groove (103) extends from the periphery of the upper oil sump chamber (101) toward the outer periphery of the upper plate (65).
膨張機構(31)では、リアヘッド(62)に第1油通路(111)が形成され、中間プレート(63)に第2油通路(112)が形成され、フロントヘッド(61)に第3油通路(113)が形成されている。第1油通路(111)は、リアヘッド(62)を厚み方向へ貫通し、凹溝(103)の終端を第2シリンダ(81)のブッシュ孔(88)と連通させている。第2油通路(112)は、中間プレート(63)を厚み方向へ貫通し、第2シリンダ(81)のブッシュ孔(88)を第1シリンダ(71)のブッシュ孔(78)と連通させている。フロントヘッド(61)において、第3油通路(113)の一端は、フロントヘッド(61)の上面のうち第1シリンダ(71)のブッシュ孔(78)に臨む部分に開口している。また、フロントヘッド(61)において、第3油通路(113)の他端は、出力軸(32)が挿通される貫通孔の内周面に開口している。 In the expansion mechanism (31), a first oil passage (111) is formed in the rear head (62), a second oil passage (112) is formed in the intermediate plate (63), and a third oil passage is formed in the front head (61). (113) is formed. The first oil passage (111) penetrates the rear head (62) in the thickness direction, and the end of the concave groove (103) communicates with the bush hole (88) of the second cylinder (81). The second oil passage (112) penetrates the intermediate plate (63) in the thickness direction, and communicates the bush hole (88) of the second cylinder (81) with the bush hole (78) of the first cylinder (71). Yes. In the front head (61), one end of the third oil passage (113) opens to a portion of the upper surface of the front head (61) that faces the bush hole (78) of the first cylinder (71). Further, in the front head (61), the other end of the third oil passage (113) opens to the inner peripheral surface of the through hole through which the output shaft (32) is inserted.
以上のように構成された本実施形態の膨張機構(31)では、第1シリンダ(71)と、そこに設けられたブッシュ(77)と、第1ピストン(75)と、第1ブレード(76)とが第1ロータリ機構部(70)を構成している。また、第2シリンダ(81)と、そこに設けられたブッシュ(87)と、第2ピストン(85)と、第2ブレード(86)とが第2ロータリ機構部(80)を構成している。 In the expansion mechanism (31) of the present embodiment configured as described above, the first cylinder (71), the bush (77) provided therein, the first piston (75), and the first blade (76) ) Constitutes the first rotary mechanism (70). The second cylinder (81), the bush (87) provided there, the second piston (85), and the second blade (86) constitute a second rotary mechanism (80). .
−運転動作−
上記空調機(10)の動作について説明する。
-Driving action-
The operation of the air conditioner (10) will be described.
〈冷房運転〉
冷房運転時には、第1四方切換弁(12)及び第2四方切換弁(13)が第1状態(図1に実線で示す状態)に設定され、冷媒回路(11)で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路(11)で行われる冷凍サイクルは、その高圧が冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高い値に設定されている。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the first four-way switching valve (12) and the second four-way switching valve (13) are set to the first state (the state indicated by the solid line in FIG. 1), and the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (11). A compression refrigeration cycle is performed. In the refrigeration cycle performed in the refrigerant circuit (11), the high pressure is set to a value higher than the critical pressure of carbon dioxide as a refrigerant.
圧縮機(20)では、電動機(23)によって圧縮機構(21)が回転駆動される。圧縮機構(21)は、吸入管(25)から吸い込んだ冷媒を圧縮して圧縮機ケーシング(24)内へ吐出する。圧縮機ケーシング(24)内の高圧冷媒は、吐出管(26)を通って圧縮機(20)から吐出される。圧縮機(20)から吐出された冷媒は、室外熱交換器(14)へ送られて室外空気へ放熱する。室外熱交換器(14)で放熱した高圧冷媒は、膨張機(30)へ流入する。 In the compressor (20), the compression mechanism (21) is rotationally driven by the electric motor (23). The compression mechanism (21) compresses the refrigerant sucked from the suction pipe (25) and discharges it into the compressor casing (24). The high-pressure refrigerant in the compressor casing (24) is discharged from the compressor (20) through the discharge pipe (26). The refrigerant discharged from the compressor (20) is sent to the outdoor heat exchanger (14) to radiate heat to the outdoor air. The high-pressure refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger (14) flows into the expander (30).
膨張機(30)では、流入管(35)を通って膨張機構(31)へ流入した高圧冷媒が膨張し、それによって発電機(33)が回転駆動される。発電機(33)で発生した電力は、圧縮機(20)の電動機(23)へ供給される。膨張機構(31)で膨張した冷媒は、流出管(36)を通って膨張機(30)から送り出される。膨張機(30)から送出された冷媒は、室内熱交換器(15)へ送られる。室内熱交換器(15)では、流入した冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される。室内熱交換器(15)から出た低圧冷媒は、圧縮機(20)の吸入管(25)へ流入する。 In the expander (30), the high-pressure refrigerant that has flowed into the expansion mechanism (31) through the inflow pipe (35) expands, and thereby the generator (33) is rotationally driven. The electric power generated by the generator (33) is supplied to the electric motor (23) of the compressor (20). The refrigerant expanded by the expansion mechanism (31) is sent out from the expander (30) through the outflow pipe (36). The refrigerant sent from the expander (30) is sent to the indoor heat exchanger (15). In the indoor heat exchanger (15), the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the room air and evaporates, thereby cooling the room air. The low-pressure refrigerant discharged from the indoor heat exchanger (15) flows into the suction pipe (25) of the compressor (20).
〈暖房運転〉
暖房運転時には、第1四方切換弁(12)及び第2四方切換弁(13)が第2状態(図1に破線で示す状態)に設定され、冷媒回路(11)で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。冷房運転時と同様に、この冷媒回路(11)で行われる冷凍サイクルは、その高圧が冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高い値に設定されている。
<Heating operation>
During the heating operation, the first four-way switching valve (12) and the second four-way switching valve (13) are set to the second state (the state indicated by the broken line in FIG. 1), and the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (11) to generate steam. A compression refrigeration cycle is performed. As in the cooling operation, the refrigeration cycle performed in the refrigerant circuit (11) has a high pressure set to a value higher than the critical pressure of carbon dioxide, which is a refrigerant.
圧縮機(20)では、電動機(23)によって圧縮機構(21)が回転駆動される。圧縮機構(21)は、吸入管(25)から吸い込んだ冷媒を圧縮して圧縮機ケーシング(24)内へ吐出する。圧縮機ケーシング(24)内の高圧冷媒は、吐出管(26)を通って圧縮機(20)から吐出される。圧縮機(20)から吐出された冷媒は、室内熱交換器(15)へ送られる。室内熱交換器(15)では、流入した冷媒が室内空気へ放熱し、室内空気が加熱される。室内熱交換器(15)で放熱した高圧冷媒は、膨張機(30)へ流入する。 In the compressor (20), the compression mechanism (21) is rotationally driven by the electric motor (23). The compression mechanism (21) compresses the refrigerant sucked from the suction pipe (25) and discharges it into the compressor casing (24). The high-pressure refrigerant in the compressor casing (24) is discharged from the compressor (20) through the discharge pipe (26). The refrigerant discharged from the compressor (20) is sent to the indoor heat exchanger (15). In the indoor heat exchanger (15), the refrigerant that has flowed in dissipates heat to the room air, and the room air is heated. The high-pressure refrigerant that has radiated heat from the indoor heat exchanger (15) flows into the expander (30).
膨張機(30)では、流入管(35)を通って膨張機構(31)へ流入した高圧冷媒が膨張し、それによって発電機(33)が回転駆動される。発電機(33)で発生した電力は、圧縮機(20)の電動機(23)へ供給される。膨張機構(31)で膨張した冷媒は、流出管(36)を通って膨張機(30)から送り出される。膨張機(30)から送出された冷媒は、室外熱交換器(14)へ送られる。室外熱交換器(14)では、流入した冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(14)から出た低圧冷媒は、圧縮機(20)の吸入管(25)へ流入する。 In the expander (30), the high-pressure refrigerant that has flowed into the expansion mechanism (31) through the inflow pipe (35) expands, and thereby the generator (33) is rotationally driven. The electric power generated by the generator (33) is supplied to the electric motor (23) of the compressor (20). The refrigerant expanded by the expansion mechanism (31) is sent out from the expander (30) through the outflow pipe (36). The refrigerant sent from the expander (30) is sent to the outdoor heat exchanger (14). In the outdoor heat exchanger (14), the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The low-pressure refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (14) flows into the suction pipe (25) of the compressor (20).
〈圧縮機及び膨張機の潤滑動作〉
圧縮機(20)と膨張機(30)を冷凍機油により潤滑する動作について説明する。
<Lubrication operation of compressor and expander>
The operation of lubricating the compressor (20) and the expander (30) with refrigeration oil will be described.
圧縮機(20)では、圧縮機ケーシング(24)の内圧が、圧縮機構(21)から吐出された冷媒の圧力とほぼ同じになっている。このため、圧縮機ケーシング(24)の底に溜まった冷凍機油の圧力も、圧縮機構(21)から吐出された冷媒の圧力とほぼ同じになっている。一方、圧縮機構(21)は、吸入管(25)から低圧冷媒を吸入する。従って、圧縮機構(21)には、圧縮機ケーシング(24)の内圧よりも低圧となる部分が存在する。このため、圧縮機ケーシング(24)の底に溜まった冷凍機油は、駆動軸(22)内の給油通路(90)を通って圧縮機構(21)へ流入し、圧縮機構(21)の潤滑に利用される。圧縮機構(21)へ供給された冷凍機油は、圧縮された冷媒と共に圧縮機ケーシング(24)内へ吐出され、再び圧縮機ケーシング(24)の底部へ戻ってくる。 In the compressor (20), the internal pressure of the compressor casing (24) is substantially the same as the pressure of the refrigerant discharged from the compression mechanism (21). For this reason, the pressure of the refrigerating machine oil accumulated at the bottom of the compressor casing (24) is also substantially the same as the pressure of the refrigerant discharged from the compression mechanism (21). On the other hand, the compression mechanism (21) sucks the low-pressure refrigerant from the suction pipe (25). Therefore, the compression mechanism (21) has a portion that is lower than the internal pressure of the compressor casing (24). For this reason, the refrigeration oil accumulated at the bottom of the compressor casing (24) flows into the compression mechanism (21) through the oil supply passage (90) in the drive shaft (22), and lubricates the compression mechanism (21). Used. The refrigeration oil supplied to the compression mechanism (21) is discharged into the compressor casing (24) together with the compressed refrigerant, and returns to the bottom of the compressor casing (24) again.
冷媒回路(11)を循環する冷媒の圧力は、圧縮機(20)から膨張機(30)へ至るまでの間に幾分低下する。このため、膨張機構(31)を通過する冷媒の圧力は、必然的に圧縮機ケーシング(24)の内圧よりも低くなる。このため、圧縮機ケーシング(24)の底に溜まった冷凍機油は、給油用配管(41)を通って膨張機構(31)へ流入する。その際、給油用配管(41)へ流入した冷凍機油は、冷却用熱交換器(46)で吸入側配管(16)内の冷媒と熱交換して冷却され、その後に膨張機構(31)へ流入する。 The pressure of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (11) is somewhat reduced from the compressor (20) to the expander (30). For this reason, the pressure of the refrigerant passing through the expansion mechanism (31) is necessarily lower than the internal pressure of the compressor casing (24). For this reason, the refrigeration oil collected at the bottom of the compressor casing (24) flows into the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (41). At that time, the refrigerating machine oil flowing into the oil supply pipe (41) is cooled by exchanging heat with the refrigerant in the suction side pipe (16) in the cooling heat exchanger (46), and then to the expansion mechanism (31). Inflow.
膨張機構(31)に流入した冷凍機油は、膨張機構(31)の潤滑に利用される。その後、この冷凍機油は、その一部は膨張機構(31)から漏れ出て膨張機ケーシング(34)の底に溜まり、残りは膨張後の冷媒と共に膨張機(30)から流出する。冷媒と共に膨張機(30)から流出した冷凍機油は、冷媒と共に冷媒回路(11)内を流れて圧縮機(20)へ吸入される。一方、膨張機ケーシング(34)の底に溜まった冷凍機油は、油戻し用配管(42)を通って吸入側配管(16)へ流入し、冷媒と共に圧縮機(20)へ吸入される。吸入側配管(16)を流れる冷媒の圧力は、冷媒回路(11)内で最も低くなっている。このため、膨張機ケーシング(34)内の冷凍機油は、油戻し用配管(42)を流れて吸入側配管(16)に流入する。 The refrigerating machine oil that has flowed into the expansion mechanism (31) is used for lubrication of the expansion mechanism (31). Thereafter, a part of this refrigeration oil leaks from the expansion mechanism (31) and accumulates at the bottom of the expander casing (34), and the rest flows out of the expander (30) together with the refrigerant after expansion. The refrigerating machine oil that has flowed out of the expander (30) together with the refrigerant flows through the refrigerant circuit (11) together with the refrigerant, and is sucked into the compressor (20). On the other hand, the refrigerating machine oil accumulated at the bottom of the expander casing (34) flows into the suction side pipe (16) through the oil return pipe (42) and is sucked into the compressor (20) together with the refrigerant. The pressure of the refrigerant flowing through the suction side pipe (16) is the lowest in the refrigerant circuit (11). Therefore, the refrigerating machine oil in the expander casing (34) flows through the oil return pipe (42) and flows into the suction side pipe (16).
圧縮機(20)の圧縮機構(21)へ冷媒と共に吸入された冷凍機油は、圧縮後の冷媒と共に圧縮機構(21)から圧縮機ケーシング(24)の内部空間へ吐出され、その後に圧縮機ケーシング(24)の底部へと流れ落ちてゆく。 The refrigeration oil sucked together with the refrigerant into the compression mechanism (21) of the compressor (20) is discharged together with the compressed refrigerant from the compression mechanism (21) into the internal space of the compressor casing (24), and then the compressor casing. It flows down to the bottom of (24).
〈膨張機構の動作〉
膨張機構(31)の動作について、図4を参照しながら説明する。
<Operation of expansion mechanism>
The operation of the expansion mechanism (31) will be described with reference to FIG.
先ず、第1ロータリ機構部(70)の第1高圧室(73)へ超臨界状態の高圧冷媒が流入する過程について説明する。回転角が0°の状態から出力軸(32)が僅かに回転すると、第1ピストン(75)と第1シリンダ(71)の接触位置が流入ポート(67)の開口部を通過し、流入ポート(67)から第1高圧室(73)へ高圧冷媒が流入し始める。その後、出力軸(32)の回転角が90°,180°,270°と次第に大きくなるにつれて、第1高圧室(73)へ高圧冷媒が流入してゆく。この第1高圧室(73)への高圧冷媒の流入は、出力軸(32)の回転角が360°に達するまで続く。 First, a process in which the supercritical high pressure refrigerant flows into the first high pressure chamber (73) of the first rotary mechanism (70) will be described. When the output shaft (32) rotates slightly from the state where the rotation angle is 0 °, the contact position between the first piston (75) and the first cylinder (71) passes through the opening of the inflow port (67), and the inflow port The high-pressure refrigerant starts to flow from (67) into the first high-pressure chamber (73). Thereafter, as the rotation angle of the output shaft (32) gradually increases to 90 °, 180 °, and 270 °, the high-pressure refrigerant flows into the first high-pressure chamber (73). The inflow of the high-pressure refrigerant into the first high-pressure chamber (73) continues until the rotation angle of the output shaft (32) reaches 360 °.
次に、膨張機構(31)において冷媒が膨張する過程について説明する。回転角が0°の状態から出力軸(32)が僅かに回転すると、第1低圧室(74)と第2高圧室(83)が連通路(64)を介して互いに連通し、第1低圧室(74)から第2高圧室(83)へと冷媒が流入し始める。その後、出力軸(32)の回転角が90°,180°,270°と次第に大きくなるにつれ、第1低圧室(74)の容積が次第に減少すると同時に第2高圧室(83)の容積が次第に増加し、結果として膨張室(66)の容積が次第に増加してゆく。この膨張室(66)の容積増加は、出力軸(32)の回転角が360°に達する直前まで続く。そして、膨張室(66)の容積が増加する過程で膨張室(66)内の冷媒が膨張し、この冷媒の膨張によって出力軸(32)が回転駆動される。このように、第1低圧室(74)内の冷媒は、連通路(64)を通って第2高圧室(83)へ膨張しながら流入してゆく。 Next, the process in which the refrigerant expands in the expansion mechanism (31) will be described. When the output shaft (32) rotates slightly from the state where the rotation angle is 0 °, the first low pressure chamber (74) and the second high pressure chamber (83) communicate with each other via the communication path (64), and the first low pressure chamber The refrigerant begins to flow from the chamber (74) into the second high pressure chamber (83). Thereafter, as the rotation angle of the output shaft (32) gradually increases to 90 °, 180 °, and 270 °, the volume of the first low pressure chamber (74) gradually decreases and the volume of the second high pressure chamber (83) gradually increases. As a result, the volume of the expansion chamber (66) gradually increases. This increase in the volume of the expansion chamber (66) continues until just before the rotation angle of the output shaft (32) reaches 360 °. The refrigerant in the expansion chamber (66) expands in the process of increasing the volume of the expansion chamber (66), and the output shaft (32) is rotationally driven by the expansion of the refrigerant. Thus, the refrigerant in the first low pressure chamber (74) flows through the communication passage (64) while expanding into the second high pressure chamber (83).
続いて、第2ロータリ機構部(80)の第2低圧室(84)から冷媒が流出してゆく過程について説明する。第2低圧室(84)は、出力軸(32)の回転角が0°の時点から流出ポート(68)に連通し始める。つまり、第2低圧室(84)から流出ポート(68)へと冷媒が流出し始める。その後、出力軸(32)の回転角が90°,180°,270°と次第に大きくなってゆき、その回転角が360°に達するまでの間に亘って、第2低圧室(84)から膨張後の低圧冷媒が流出してゆく。 Next, the process in which the refrigerant flows out from the second low pressure chamber (84) of the second rotary mechanism (80) will be described. The second low pressure chamber (84) starts to communicate with the outflow port (68) when the rotation angle of the output shaft (32) is 0 °. That is, the refrigerant begins to flow out from the second low pressure chamber (84) to the outflow port (68). Thereafter, the rotation angle of the output shaft (32) gradually increases to 90 °, 180 °, and 270 °, and expands from the second low pressure chamber (84) until the rotation angle reaches 360 °. Later low pressure refrigerant flows out.
膨張機構(31)では、給油用配管(41)を通じて供給された冷凍機油が上側油溜め室(101)へ導入される。上側油溜め室(101)へ流入した冷凍機油は、出力軸(32)の給油通路(90)と、出力軸(32)とリアヘッド(62)の摺動部分と、凹溝(103)とに分配される。 In the expansion mechanism (31), the refrigerating machine oil supplied through the oil supply pipe (41) is introduced into the upper oil sump chamber (101). The refrigerating machine oil that has flowed into the upper oil sump chamber (101) flows into the oil supply passageway (90) of the output shaft (32), the sliding portion of the output shaft (32) and the rear head (62), and the groove (103). Distributed.
出力軸(32)の給油通路(90)へ流入した冷凍機油は、その一部が各分岐通路(91,92)を通じて偏心部(79,89)とピストン(75,85)の摺動部分に供給され、残りが下側油溜め室(102)へ流入する。下側油溜め室(102)へ流入した冷凍機油は、出力軸(32)とフロントヘッド(61)の摺動部分へ供給される。 Part of the refrigeration oil that flows into the oil supply passage (90) of the output shaft (32) passes through the branch passages (91, 92) to the sliding part of the eccentric part (79, 89) and the piston (75, 85). Supplied and the remainder flows into the lower oil sump chamber (102). The refrigerating machine oil flowing into the lower oil sump chamber (102) is supplied to the sliding portion between the output shaft (32) and the front head (61).
凹溝(103)へ流入した冷凍機油は、第1油通路(111)を通って第2シリンダ(81)のブッシュ孔(88)へ流入する。このブッシュ孔(88)へ流入した冷凍機油は、その一部が、第2シリンダ(81)とブッシュ(87)の摺動部分や、第2ブレード(86)とブッシュ(87)の摺動部分へ供給される。ブッシュ孔(88)へ流入した冷凍機油の残りは、第2油通路(112)を通って第1シリンダ(71)のブッシュ孔(78)へ流入する。このブッシュ孔(78)へ流入した冷凍機油は、その一部が、第1シリンダ(71)とブッシュ(77)の摺動部分や、第1ブレード(76)とブッシュ(77)の摺動部分へ供給される。ブッシュ孔(78)へ流入した冷凍機油の残りは、第3油通路(113)を通じてフロントヘッド(61)と出力軸(32)の隙間へ供給される。 The refrigerating machine oil that has flowed into the concave groove (103) flows through the first oil passage (111) into the bush hole (88) of the second cylinder (81). A part of the refrigerating machine oil flowing into the bush hole (88) is a sliding part of the second cylinder (81) and the bush (87) or a sliding part of the second blade (86) and the bush (87). Supplied to. The remainder of the refrigeration oil that has flowed into the bush hole (88) flows into the bush hole (78) of the first cylinder (71) through the second oil passage (112). A part of the refrigerating machine oil flowing into the bush hole (78) is a sliding part between the first cylinder (71) and the bush (77) or a sliding part between the first blade (76) and the bush (77). Supplied to. The remaining refrigerating machine oil flowing into the bush hole (78) is supplied to the gap between the front head (61) and the output shaft (32) through the third oil passage (113).
−実施形態1の効果−
本実施形態では、内圧が圧縮機構(21)から吐出された直後の冷媒の圧力と等しい圧縮機ケーシング(24)に冷凍機油を貯留し、その冷凍機油を圧縮機構(21)と膨張機構(31)の両方へ供給している。つまり、本実施形態では、冷媒回路(11)内において最も高圧となる部分に冷凍機油を貯留し、その冷凍機油を、圧縮機ケーシング(24)の内圧よりも低圧の部分が存在する圧縮機構(21)や膨張機構(31)へ供給している。このため、冷凍機油の供給元がその供給先に比べて高圧となり、圧縮機構(21)や膨張機構(31)に対して確実に冷凍機油が供給されることになる。従って、本実施形態によれば、圧縮機構(21)や膨張機構(31)に対する冷凍機油の供給量を確保することができ、圧縮機構(21)や膨張機構(31)の焼き付き等のトラブルを未然に防止して空調機(10)の信頼性を確保することができる。
-Effect of Embodiment 1-
In the present embodiment, the refrigeration oil is stored in the compressor casing (24) whose internal pressure is equal to the pressure of the refrigerant immediately after being discharged from the compression mechanism (21), and the refrigeration oil is stored in the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31 ) To both. That is, in the present embodiment, the refrigerating machine oil is stored in the part having the highest pressure in the refrigerant circuit (11), and the refrigerating machine oil is compressed into a compression mechanism (a part having a lower pressure than the internal pressure of the compressor casing (24)). 21) and expansion mechanism (31). For this reason, the supply source of the refrigerating machine oil is higher than the supply destination, and the refrigerating machine oil is reliably supplied to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31). Therefore, according to this embodiment, the amount of refrigeration oil supplied to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31) can be secured, and troubles such as seizure of the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31) can be secured. It is possible to prevent it and ensure the reliability of the air conditioner (10).
また、本実施形態では、膨張機ケーシング(34)内に溜まった冷凍機油が油戻し用配管(42)を通って圧縮機(20)へと戻される。冷媒回路(11)内に存在する冷凍機油の量は一定であるため、膨張機ケーシング(34)内に溜まった冷凍機油の量が増えると、その分だけ圧縮機ケーシング(24)における冷凍機油の貯留量が減ることになり、圧縮機構(21)や膨張機構(31)へ冷凍機油が充分に供給されなくなるおそれがある。それに対し、この発明では、膨張機ケーシング(34)内の冷凍機油が油戻し用配管(42)を通じて圧縮機構(21)へ送り返される。従って、この本実施形態によれば、圧縮機ケーシング(24)における冷凍機油の貯留量を充分に確保することができ、圧縮機構(21)や膨張機構(31)へ冷凍機油を一層確実に供給することができる。 In the present embodiment, the refrigerating machine oil accumulated in the expander casing (34) is returned to the compressor (20) through the oil return pipe (42). Since the amount of refrigerating machine oil present in the refrigerant circuit (11) is constant, if the amount of refrigerating machine oil accumulated in the expander casing (34) increases, the amount of refrigerating machine oil in the compressor casing (24) increases accordingly. The amount of storage will decrease, and there is a possibility that the refrigerating machine oil will not be sufficiently supplied to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31). On the other hand, in this invention, the refrigerating machine oil in the expander casing (34) is sent back to the compression mechanism (21) through the oil return pipe (42). Therefore, according to this embodiment, a sufficient amount of refrigerating machine oil can be secured in the compressor casing (24), and the refrigerating machine oil can be more reliably supplied to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31). can do.
また、本実施形態では、膨張機ケーシング(34)内に溜まった冷凍機油が吸入側配管(16)へ送られる。圧縮機構(21)の吸入管(25)に接続する吸入側配管(16)は、冷媒回路(11)内で最も低圧となる部分である。つまり、本実施形態では、冷凍機油が溜まり込む膨張機ケーシング(34)の内部空間と冷凍機油の戻し先との間に確実に圧力差ができる。従って、本実施形態によれば、膨張機ケーシング(34)内に溜まった冷凍機油を確実に圧縮機(20)へ送り返すことができ、圧縮機ケーシング(24)内の冷凍機油の貯留量を確保することができる。 In the present embodiment, the refrigerating machine oil accumulated in the expander casing (34) is sent to the suction side pipe (16). The suction side pipe (16) connected to the suction pipe (25) of the compression mechanism (21) is the lowest pressure part in the refrigerant circuit (11). That is, in the present embodiment, a pressure difference can be reliably generated between the internal space of the expander casing (34) in which the refrigerating machine oil accumulates and the refrigerating machine oil return destination. Therefore, according to the present embodiment, the refrigerating machine oil accumulated in the expander casing (34) can be reliably sent back to the compressor (20), and the amount of refrigerating machine oil stored in the compressor casing (24) is secured. can do.
ここで、圧縮機ケーシング(24)の内部空間では、冷凍機油と圧縮機構(21)から吐出された冷媒とが共存している。このため、圧縮機ケーシング(24)内に貯留された冷凍機油の温度は、圧縮機構(21)から吐出された冷媒の温度と同程度となる。一方、圧縮機構(21)から吐出された直後の冷媒は、その温度が80℃〜100℃程度に達する場合があり、冷媒回路(11)内を循環する冷媒のうちで最も高温である。このため、圧縮機ケーシング(24)内に貯留された高温の冷凍機油をそのまま膨張機構(31)へ供給すると、膨張機構(31)を通過する0℃〜30℃程度の冷媒が冷凍機油によって加熱され、膨張機構(31)から流出する冷媒のエンタルピが上昇する。膨張機構(31)から流出する冷媒のエンタルピが上昇すると、室内熱交換器(15)や室外熱交換器(14)における冷媒の吸熱量が減少し、空調機(10)の能力低下を招くおそれがある。 Here, in the internal space of the compressor casing (24), the refrigeration oil and the refrigerant discharged from the compression mechanism (21) coexist. For this reason, the temperature of the refrigerating machine oil stored in the compressor casing (24) is approximately the same as the temperature of the refrigerant discharged from the compression mechanism (21). On the other hand, the refrigerant immediately after being discharged from the compression mechanism (21) may reach about 80 ° C to 100 ° C, and is the highest temperature among the refrigerants circulating in the refrigerant circuit (11). For this reason, when the high-temperature refrigeration oil stored in the compressor casing (24) is supplied to the expansion mechanism (31) as it is, the refrigerant of about 0 ° C. to 30 ° C. passing through the expansion mechanism (31) is heated by the refrigeration oil. Then, the enthalpy of the refrigerant flowing out from the expansion mechanism (31) rises. If the enthalpy of the refrigerant flowing out from the expansion mechanism (31) increases, the amount of heat absorbed by the refrigerant in the indoor heat exchanger (15) and outdoor heat exchanger (14) may decrease, leading to a reduction in the capacity of the air conditioner (10). There is.
それに対し、本実施形態では、圧縮機ケーシング(24)から流出して給油用配管(41)を流れる冷凍機油を、冷却用熱交換器(46)で冷却してから膨張機構(31)へ供給している。このため、圧縮機ケーシング(24)内に貯留された冷凍機油をそのまま膨張機構(31)へ導入する場合に比べ、給油用配管(41)を通じて供給された冷凍機油から膨張機構(31)を通過する冷媒へ侵入する熱量を削減することができる。従って、本実施形態によれば、膨張機構(31)から流出する冷媒のエンタルピを低く抑えることができ、空調機(10)の冷房能力や暖房能力の低下を抑制することができる。 On the other hand, in this embodiment, the refrigerating machine oil flowing out of the compressor casing (24) and flowing through the oil supply pipe (41) is cooled by the cooling heat exchanger (46) and then supplied to the expansion mechanism (31). is doing. For this reason, compared with the case where the refrigerating machine oil stored in the compressor casing (24) is directly introduced into the expansion mechanism (31), the refrigerating machine oil supplied through the oil supply pipe (41) passes through the expansion mechanism (31). The amount of heat entering the refrigerant can be reduced. Therefore, according to this embodiment, the enthalpy of the refrigerant flowing out from the expansion mechanism (31) can be suppressed to a low level, and a decrease in the cooling capacity and heating capacity of the air conditioner (10) can be suppressed.
特に、本実施形態では、圧縮機構(21)へ吸入される冷媒(即ち、冷媒回路(11)内を循環する冷媒のうちで最も低温の冷媒)と給油用配管(41)を流れる冷凍機油とを、冷却用熱交換器(46)において互いに熱交換させている。従って、本実施形態によれば、給油用配管(41)を通じて膨張機構(31)へ導入される冷凍機油の温度を確実に低下させることができ、空調機(10)の能力低下を一層確実に抑えることができる。 In particular, in the present embodiment, the refrigerant sucked into the compression mechanism (21) (that is, the coldest refrigerant among the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (11)) and the refrigerating machine oil flowing through the oil supply pipe (41) In the cooling heat exchanger (46). Therefore, according to this embodiment, the temperature of the refrigerating machine oil introduced into the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (41) can be reliably reduced, and the capacity reduction of the air conditioner (10) can be more reliably performed. Can be suppressed.
−実施形態1の変形例1−
本実施形態の空調機(10)では、図5に示すように、給油用配管(41)と吸入側配管(16)に接続する冷却用熱交換器(46)に加えて、給油用配管(41)と油戻し用配管(42)に接続する冷却用熱交換器(47)を設けてもよい。この冷却用熱交換器(47)は、給油用配管(41)を流れる冷凍機油と、油戻し用配管(42)を流れる冷媒とを熱交換させる。
-Modification 1 of Embodiment 1-
In the air conditioner (10) of the present embodiment, as shown in FIG. 5, in addition to the cooling heat exchanger (46) connected to the oil supply pipe (41) and the suction side pipe (16), the oil supply pipe ( 41) and a cooling heat exchanger (47) connected to the oil return pipe (42) may be provided. The cooling heat exchanger (47) exchanges heat between the refrigerating machine oil flowing through the oil supply pipe (41) and the refrigerant flowing through the oil return pipe (42).
上述したように、膨張機構(31)を通過する冷媒の温度は0℃〜30℃程度である。このため、この膨張機構(31)から漏れ出て膨張機ケーシング(34)内に溜まる冷凍機油の温度は、膨張機構(31)を通過する冷媒の温度と同程度の比較的低い値となる。冷却用熱交換器(47)では、圧縮機ケーシング(24)から流出して給油用配管(41)を流れる比較的高温の冷凍機油が、膨張機ケーシング(34)から流出して油戻し用配管(42)を流れる比較的低温の冷凍機油と熱交換する。 As described above, the temperature of the refrigerant passing through the expansion mechanism (31) is about 0 ° C to 30 ° C. For this reason, the temperature of the refrigerating machine oil that leaks from the expansion mechanism (31) and accumulates in the expander casing (34) is a relatively low value that is comparable to the temperature of the refrigerant passing through the expansion mechanism (31). In the cooling heat exchanger (47), the relatively high temperature refrigerating machine oil flowing out of the compressor casing (24) and flowing through the oil supply pipe (41) flows out of the expander casing (34) and returns to the oil return pipe. Heat exchange with relatively low temperature refrigeration oil flowing through (42).
膨張機構(31)へは、これら2つの冷却用熱交換器(46,47)で順に冷却された冷凍機油が導入される。給油用配管(41)を通じて膨張機構(31)へ導入される冷凍機油の温度を一層低くすることができ、空調機(10)の能力低下を一層確実に抑えることが可能となる。 Refrigerating machine oil cooled in order by these two cooling heat exchangers (46, 47) is introduced into the expansion mechanism (31). The temperature of the refrigerating machine oil introduced into the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (41) can be further lowered, and it becomes possible to more reliably suppress a reduction in the capacity of the air conditioner (10).
−実施形態1の変形例2−
本実施形態の空調機(10)では、図6に示すように、給油用配管(41)と吸入側配管(16)に接続する冷却用熱交換器(46)に加えて、給油用配管(41)内の冷凍機油を室外空気と熱交換させる冷却用熱交換器(48)を設けてもよい。給油用配管(41)において、この冷却用熱交換器(48)は、給油用配管(41)と吸入側配管(16)に接続する冷却用熱交換器(46)の上流側に配置される。
-Modification 2 of Embodiment 1
In the air conditioner (10) of this embodiment, as shown in FIG. 6, in addition to the cooling heat exchanger (46) connected to the oil supply pipe (41) and the suction side pipe (16), the oil supply pipe ( 41) A cooling heat exchanger (48) for exchanging heat between the refrigerating machine oil and outdoor air may be provided. In the oil supply pipe (41), the cooling heat exchanger (48) is arranged upstream of the cooling heat exchanger (46) connected to the oil supply pipe (41) and the suction side pipe (16). .
上述したように、圧縮機構(21)から吐出された直後の冷媒の温度は80℃〜100℃程度に達し、圧縮機ケーシング(24)内に貯留された冷凍機油の温度もそれと同程度となる。一方、室外空気の温度は、夏季でも30℃〜40℃程度であるのが通常であり、50℃を超えることは殆ど無い。つまり、給油用配管(41)を流れる冷凍機油は、室外空気よりも高温となる。このため、冷却用熱交換器(48)では、給油用配管(41)を流れる冷凍機油が室外空気によって冷却される。 As described above, the temperature of the refrigerant immediately after being discharged from the compression mechanism (21) reaches about 80 ° C. to 100 ° C., and the temperature of the refrigerating machine oil stored in the compressor casing (24) is also about the same. . On the other hand, the temperature of outdoor air is usually about 30 ° C. to 40 ° C. even in summer, and hardly exceeds 50 ° C. That is, the refrigerating machine oil flowing through the oil supply pipe (41) is hotter than the outdoor air. For this reason, in the cooling heat exchanger (48), the refrigerating machine oil flowing through the oil supply pipe (41) is cooled by the outdoor air.
膨張機構(31)へは、これら2つの冷却用熱交換器(48,46)で順に冷却された冷凍機油が導入される。このため、給油用配管(41)を通じて膨張機構(31)へ導入される冷凍機油の温度を一層低くすることができ、空調機(10)の能力低下を一層確実に抑えることが可能となる。 Refrigerating machine oil cooled in order by these two cooling heat exchangers (48, 46) is introduced into the expansion mechanism (31). For this reason, the temperature of the refrigerating machine oil introduced into the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (41) can be further lowered, and the reduction in the capacity of the air conditioner (10) can be more reliably suppressed.
《発明の実施形態2》
本発明の実施形態2について説明する。本実施形態は、膨張機ケーシング(34)にアキュームレータとしての機能を持たせたものである。ここでは、本実施形態の空調機(10)について、上記実施形態1と異なる点を説明する。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
A second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the expander casing (34) has a function as an accumulator. Here, about the air conditioner (10) of this embodiment, a different point from the said Embodiment 1 is demonstrated.
図7に示すように、本実施形態の冷媒回路(11)では、吸入側配管(16)が第1配管(17)と第2配管(18)とによって構成されている。 As shown in FIG. 7, in the refrigerant circuit (11) of the present embodiment, the suction side pipe (16) is constituted by a first pipe (17) and a second pipe (18).
第1配管(17)の一端は、第1四方切換弁(12)の第2のポートに接続されている。第1配管(17)の他端は、膨張機ケーシング(34)に接続され、膨張機ケーシング(34)の内部空間における膨張機構(31)と発電機(33)の間に開口している。この第1配管(17)は、室内熱交換器(15)と室外熱交換器(14)のうち蒸発器として動作している方と膨張機ケーシング(34)の内部空間とを連通させる第1吸入側通路を構成している。 One end of the first pipe (17) is connected to the second port of the first four-way switching valve (12). The other end of the first pipe (17) is connected to the expander casing (34) and opens between the expansion mechanism (31) and the generator (33) in the internal space of the expander casing (34). The first pipe (17) is a first pipe that communicates between the indoor heat exchanger (15) and the outdoor heat exchanger (14) operating as an evaporator and the internal space of the expander casing (34). The suction side passage is configured.
第2配管(18)の一端は、膨張機ケーシング(34)に接続され、膨張機ケーシング(34)の内部空間における膨張機構(31)と発電機(33)の間に開口している。第2配管(18)の他端は、圧縮機(20)の吸入管(25)に接続されている。この第2配管(18)は、膨張機ケーシング(34)の内部空間と圧縮機(20)の吸入側とを連通させる第2吸入側通路を構成している。本実施形態において、油戻し用配管(42)は、第2配管(18)における冷却用熱交換器(46)の上流側に接続されている。 One end of the second pipe (18) is connected to the expander casing (34) and opens between the expansion mechanism (31) and the generator (33) in the internal space of the expander casing (34). The other end of the second pipe (18) is connected to the suction pipe (25) of the compressor (20). The second pipe (18) constitutes a second suction side passage for communicating the internal space of the expander casing (34) and the suction side of the compressor (20). In the present embodiment, the oil return pipe (42) is connected to the upstream side of the cooling heat exchanger (46) in the second pipe (18).
ここで、室内熱交換器(15)と室外熱交換器(14)のうち蒸発器として動作している方では、そこへ流入した冷媒が完全には蒸発しきらず、一部の冷媒が液冷媒のままでそこから流出する場合がある。このような場合において、熱交換器(14,15)から流出する液冷媒の量が多いと、液冷媒が圧縮機構(21)へ吸入されて圧縮機構(21)の破損を招くおそれがある。 Here, in the indoor heat exchanger (15) and the outdoor heat exchanger (14) that operate as an evaporator, the refrigerant flowing into the evaporator does not completely evaporate, and some of the refrigerant is liquid refrigerant. It may flow out of there. In such a case, if the amount of the liquid refrigerant flowing out from the heat exchanger (14, 15) is large, the liquid refrigerant may be sucked into the compression mechanism (21), and the compression mechanism (21) may be damaged.
それに対し、本実施形態では、第1配管(17)から膨張機ケーシング(34)の内部空間へ気液二相状態の冷媒が流入したとしても、その冷媒は膨張機ケーシング(34)内でガス冷媒と液冷媒に分離され、ガス冷媒が第2配管(18)を通って圧縮機構(21)へ送られる。このため、圧縮機構(21)へ吸入される冷媒は、ほぼガス冷媒だけになる。つまり、本実施形態によれば、膨張機ケーシング(34)をアキュームレータとしても機能させ、アキュームレータを別途設けることなく液バックによる圧縮機(20)の損傷を防ぐことができる。 On the other hand, in this embodiment, even if the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the internal space of the expander casing (34) from the first pipe (17), the refrigerant is gas in the expander casing (34). The refrigerant is separated into the refrigerant and the liquid refrigerant, and the gas refrigerant is sent to the compression mechanism (21) through the second pipe (18). For this reason, the refrigerant sucked into the compression mechanism (21) is almost only gas refrigerant. That is, according to this embodiment, the expander casing (34) can also function as an accumulator, and damage to the compressor (20) due to liquid back can be prevented without providing an accumulator separately.
−実施形態2の変形例−
本実施形態では、膨張機ケーシング(34)における第1配管(17)の接続位置を変更してもよい。
-Modification of Embodiment 2-
In the present embodiment, the connection position of the first pipe (17) in the expander casing (34) may be changed.
図8に示すように、本変形例の第1配管(17)は、膨張機ケーシング(34)の下部に接続され、膨張機ケーシング(34)の内部空間における発電機(33)の下側に開口している。本変形例において、第1配管(17)を通って膨張機ケーシング(34)の内部空間へ流入した冷媒は、発電機(33)におけるロータとステータの隙間などを下から上へ向かって通過し、その後に第2配管(18)へ流入する。 As shown in FIG. 8, the first pipe (17) of this modification is connected to the lower part of the expander casing (34), and is located below the generator (33) in the internal space of the expander casing (34). It is open. In this modification, the refrigerant flowing into the internal space of the expander casing (34) through the first pipe (17) passes from the bottom to the top of the gap between the rotor and the stator in the generator (33). Then, it flows into the second pipe (18).
冷媒が発電機(33)を通過する際には、その冷媒中の液冷媒は発電機(33)に付着して下方へ流れ落ちてゆき、主にその冷媒中のガス冷媒が発電機(33)を通過して第2配管(18)へ到達する。従って、本変形例によれば、膨張機ケーシング(34)の内部空間においてガス冷媒と液冷媒を確実に分離することができ、液バックによる圧縮機(20)の損傷を一層確実に防ぐことができる。 When the refrigerant passes through the generator (33), the liquid refrigerant in the refrigerant adheres to the generator (33) and flows downward, and the gas refrigerant in the refrigerant mainly becomes the generator (33). To reach the second pipe (18). Therefore, according to this modification, gas refrigerant and liquid refrigerant can be reliably separated in the internal space of the expander casing (34), and damage to the compressor (20) due to liquid back can be prevented more reliably. it can.
また、本変形例では、発電機(33)を冷媒が通過するため、発電機(33)が冷媒によって冷却される。従って、本変形例によれば、発電機(33)の温度上昇を抑制することができ、発電機(33)の効率向上を図ることが可能となる。 In this modification, since the refrigerant passes through the generator (33), the generator (33) is cooled by the refrigerant. Therefore, according to this modification, the temperature rise of the generator (33) can be suppressed, and the efficiency of the generator (33) can be improved.
《発明の実施形態3》
本発明の実施形態3について説明する。本実施形態の空調機(10)は、上記実施形態1において膨張機(30)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の膨張機(30)について、上記実施形態1と異なる点を説明する。
<<
図9に示すように、出力軸(32)の上端部には、1つの偏心部(59)が形成されている。この偏心部(59)は、出力軸(32)の主軸部(38)よりも大径に形成されている。出力軸(32)には、給油通路(90)が形成されている。給油通路(90)は、出力軸(32)の軸心に沿って延びている。給油通路(90)の一端は、出力軸(32)の上端面に開口している。給油通路(90)の他端は、直角に屈曲して出力軸(32)の径方向へ延びており、出力軸(32)のうち偏心部(59)から幾分下がった部分の外周面に開口している。給油通路(90)には、出力軸(32)の径方向へ延びる分岐通路(93)が1つ形成されている。この分岐通路(93)は、偏心部(59)の外周面に開口している。 As shown in FIG. 9, one eccentric part (59) is formed in the upper end part of the output shaft (32). The eccentric portion (59) is formed with a larger diameter than the main shaft portion (38) of the output shaft (32). An oil supply passage (90) is formed in the output shaft (32). The oil supply passage (90) extends along the axis of the output shaft (32). One end of the oil supply passageway (90) opens to the upper end surface of the output shaft (32). The other end of the oil supply passageway (90) is bent at a right angle and extends in the radial direction of the output shaft (32), and on the outer peripheral surface of the output shaft (32) that is slightly lowered from the eccentric portion (59). It is open. In the oil supply passage (90), one branch passage (93) extending in the radial direction of the output shaft (32) is formed. The branch passage (93) opens on the outer peripheral surface of the eccentric portion (59).
膨張機構(31)は、いわゆる揺動ピストン型のロータリ式流体機械で構成されている。この膨張機構(31)には、フロントヘッド(61)と、シリンダ(51)と、ピストン(55)と、リアヘッド(62)と、上部プレート(65)とが1つずつ設けられている。 The expansion mechanism (31) is a so-called oscillating piston type rotary fluid machine. The expansion mechanism (31) is provided with one front head (61), one cylinder (51), one piston (55), one rear head (62), and one upper plate (65).
膨張機構(31)では、下から上へ向かって順に、フロントヘッド(61)、シリンダ(51)、リアヘッド(62)、上部プレート(65)が積層された状態となっている。この状態において、シリンダ(51)は、その下側端面がフロントヘッド(61)により閉塞され、その上側端面がリアヘッド(62)により閉塞されている。 In the expansion mechanism (31), the front head (61), the cylinder (51), the rear head (62), and the upper plate (65) are stacked in order from the bottom to the top. In this state, the cylinder (51) has its lower end face closed by the front head (61) and its upper end face closed by the rear head (62).
出力軸(32)は、積層された状態のフロントヘッド(61)、シリンダ(51)、リアヘッド(62)を貫通している。また、出力軸(32)は、その偏心部(59)がシリンダ(51)内に位置している。 The output shaft (32) passes through the stacked front head (61), cylinder (51), and rear head (62). Moreover, the eccentric part (59) of the output shaft (32) is located in the cylinder (51).
図10にも示すように、シリンダ(51)内にはピストン(55)が設けられている。このピストン(55)は、円環状あるいは円筒状に形成されている。ピストン(55)の内径は偏心部(59)の外径と概ね等しくなっている。そして、ピストン(55)には出力軸(32)の偏心部(59)が貫通している。 As shown in FIG. 10, a piston (55) is provided in the cylinder (51). The piston (55) is formed in an annular shape or a cylindrical shape. The inner diameter of the piston (55) is substantially equal to the outer diameter of the eccentric part (59). The eccentric portion (59) of the output shaft (32) passes through the piston (55).
ピストン(55)は、その外周面がシリンダ(51)の内周面に、一方の端面がフロントヘッド(61)に、他方の端面がリアヘッド(62)にそれぞれ摺接している。シリンダ(51)内には、その内周面とピストン(55)の外周面との間に流体室(52)が形成される。 The piston (55) has an outer peripheral surface in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (51), one end surface in sliding contact with the front head (61), and the other end surface in contact with the rear head (62). A fluid chamber (52) is formed in the cylinder (51) between its inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the piston (55).
ピストン(55)には、ブレード(56)が一体に設けられている。ブレード(56)は、ピストン(55)の半径方向へ延びる板状に形成されており、ピストン(55)の外周面から外側へ突出している。このブレード(56)はシリンダ(51)のブッシュ孔(58)に挿入されている。シリンダ(51)のブッシュ孔(58)は、シリンダ(51)を厚み方向へ貫通すると共に、シリンダ(51)の内周面に開口している。 A blade (56) is provided integrally with the piston (55). The blade (56) is formed in a plate shape extending in the radial direction of the piston (55), and projects outward from the outer peripheral surface of the piston (55). The blade (56) is inserted into the bush hole (58) of the cylinder (51). The bush hole (58) of the cylinder (51) penetrates the cylinder (51) in the thickness direction, and opens to the inner peripheral surface of the cylinder (51).
シリンダ(51)には、一対のブッシュ(57)が設けられている。各ブッシュ(57)は、内側面が平面となって外側面が円弧面となるように形成された小片である。シリンダ(51)において、一対のブッシュ(57)は、ブッシュ孔(58)に挿入されてブレード(56)を挟み込んだ状態となる。ブッシュ(57)は、その内側面がブレード(56)と摺接し、その外側面がシリンダ(51)と摺動する。そして、ピストン(55)と一体のブレード(56)は、ブッシュ(57)を介してシリンダ(51)に支持され、シリンダ(51)に対して回動自在で且つ進退自在となっている。 The cylinder (51) is provided with a pair of bushes (57). Each bush (57) is a small piece formed such that the inner surface is a flat surface and the outer surface is a circular arc surface. In the cylinder (51), the pair of bushes (57) are inserted into the bush holes (58) and sandwich the blade (56). The inner surface of the bush (57) is in sliding contact with the blade (56), and the outer surface of the bush (57) slides with the cylinder (51). The blade (56) integral with the piston (55) is supported by the cylinder (51) via the bush (57), and is rotatable and advanceable / retractable with respect to the cylinder (51).
シリンダ(51)内の流体室(52)は、ピストン(55)と一体のブレード(56)によって仕切られており、図10におけるブレード(56)の左側が高圧側の高圧室(53)となり、その右側が低圧側の低圧室(54)となっている。フロントヘッド(61)には流入ポート(67)が形成されている。流入ポート(67)は、フロントヘッド(61)の上面のうち高圧室(53)に臨む部分に開口している。また、流入ポート(67)の開口位置は、シリンダ(51)の内周面の近傍で且つ図10におけるブレード(56)の左側近傍に設定されている。シリンダ(51)には流出ポート(68)が形成されている。流出ポート(68)は、シリンダ(51)の内周面のうち、図10におけるブッシュ(57)のやや右側の箇所に開口している。この流出ポート(68)は、低圧室(54)と連通可能となっている。 The fluid chamber (52) in the cylinder (51) is partitioned by a blade (56) integral with the piston (55), and the left side of the blade (56) in FIG. 10 is a high pressure chamber (53) on the high pressure side. The right side is a low pressure side low pressure chamber (54). An inflow port (67) is formed in the front head (61). The inflow port (67) opens to a portion of the upper surface of the front head (61) facing the high pressure chamber (53). The opening position of the inflow port (67) is set in the vicinity of the inner peripheral surface of the cylinder (51) and in the vicinity of the left side of the blade (56) in FIG. An outflow port (68) is formed in the cylinder (51). The outflow port (68) opens at a position slightly on the right side of the bush (57) in FIG. 10 on the inner peripheral surface of the cylinder (51). The outflow port (68) can communicate with the low pressure chamber (54).
フロントヘッド(61)は、その中央部が下方へ突出した形状となっている。また、フロントヘッド(61)の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に出力軸(32)の主軸部(38)が挿通されている。フロントヘッド(61)は、出力軸(32)における偏心部(59)の下側の部分を支持する滑り軸受を構成している。フロントヘッド(61)では、出力軸(32)が挿通される貫通孔の下部に、円周溝が形成されている。この円周溝は、出力軸(32)の外周面に開口する給油通路(90)の端部と対向する位置に形成されており、下側油溜め室(102)を構成している。フロントヘッド(61)の全体形状や、フロントヘッド(61)に下側油溜め室(102)が形成される点は、上記実施形態1と同様である。 The front head (61) has a shape in which the central portion projects downward. A through hole is formed in the center of the front head (61), and the main shaft (38) of the output shaft (32) is inserted through the through hole. The front head (61) constitutes a sliding bearing that supports a lower portion of the eccentric portion (59) of the output shaft (32). In the front head (61), a circumferential groove is formed below the through hole through which the output shaft (32) is inserted. The circumferential groove is formed at a position facing the end of the oil supply passage (90) that opens to the outer peripheral surface of the output shaft (32), and constitutes the lower oil sump chamber (102). The overall shape of the front head (61) and the point that the lower oil sump chamber (102) is formed in the front head (61) are the same as in the first embodiment.
リアヘッド(62)の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に出力軸(32)の主軸部(38)が挿通されている。リアヘッド(62)は、出力軸(32)における偏心部(59)の上側の部分を支持する滑り軸受を構成している。また、リアヘッド(62)の上面の中央部には、円形の凹陥部が貫通孔と同軸上に形成されている。この凹陥部は、給油用配管(41)から供給された冷凍機油を溜めるための上側油溜め室(101)を構成している。更に、リアヘッド(62)の上面には、凹溝(103)が形成されている。凹溝(103)は、上側油溜め室(101)の周縁からリアヘッド(62)の外周方向へ延びている。 A through hole is formed in the center of the rear head (62), and the main shaft (38) of the output shaft (32) is inserted through the through hole. The rear head (62) constitutes a sliding bearing that supports the upper portion of the eccentric portion (59) of the output shaft (32). In addition, a circular recess is formed coaxially with the through hole at the center of the upper surface of the rear head (62). This recess constitutes an upper oil sump chamber (101) for accumulating refrigeration oil supplied from the oil supply pipe (41). Further, a concave groove (103) is formed on the upper surface of the rear head (62). The concave groove (103) extends from the periphery of the upper oil sump chamber (101) toward the outer periphery of the rear head (62).
上部プレート(65)は、やや厚肉の円板状に形成されており、リアヘッド(62)の上に載置されている。上部プレート(65)には、給油用配管(41)の終端が接続されている。給油用配管(41)の終端は、上部プレート(65)を上方から下方へ向かって貫通して上側油溜め室(101)に開口している。 The upper plate (65) is formed in a slightly thick disk shape and is placed on the rear head (62). The upper plate (65) is connected to the end of the oil supply pipe (41). The end of the oil supply pipe (41) passes through the upper plate (65) from the upper side to the lower side and opens to the upper oil sump chamber (101).
膨張機構(31)では、リアヘッド(62)に第1油通路(121)が形成され、フロントヘッド(61)に第2油通路(122)が形成されている。第1油通路(121)は、リアヘッド(62)を厚み方向へ貫通し、凹溝(103)の終端をシリンダ(51)のブッシュ孔(58)と連通させている。フロントヘッド(61)において、第2油通路(122)の一端は、フロントヘッド(61)の上面のうちシリンダ(51)のブッシュ孔(58)に臨む部分に開口している。また、フロントヘッド(61)において、第2油通路(122)の他端は、出力軸(32)が挿通される貫通孔の内周面に開口している。 In the expansion mechanism (31), a first oil passage (121) is formed in the rear head (62), and a second oil passage (122) is formed in the front head (61). The first oil passage (121) penetrates the rear head (62) in the thickness direction, and the end of the concave groove (103) communicates with the bush hole (58) of the cylinder (51). In the front head (61), one end of the second oil passage (122) opens to a portion of the upper surface of the front head (61) that faces the bush hole (58) of the cylinder (51). Further, in the front head (61), the other end of the second oil passage (122) opens to the inner peripheral surface of the through hole through which the output shaft (32) is inserted.
−運転動作−
空調機(10)の冷房運転及び暖房運転や、圧縮機構(21)及び膨張機構(31)へ冷凍機油を供給する動作は、上記実施形態1の場合と同様である。ここでは、本実施形態の膨張機構(31)が冷媒から動力を回収する動作について、図10を参照しながら説明する。
-Driving action-
The cooling operation and heating operation of the air conditioner (10) and the operation of supplying the refrigeration oil to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31) are the same as in the case of the first embodiment. Here, the operation of the expansion mechanism (31) of the present embodiment for recovering power from the refrigerant will be described with reference to FIG.
出力軸(32)が同図(a)の状態(回転角が0°の状態)から同図の反時計方向へ僅かに回転すると、流入ポート(67)が高圧室(53)と連通し、流入ポート(67)から高圧室(53)へ高圧冷媒が流入する。この時、低圧室(54)は流出ポート(68)と連通しており、低圧室(54)の圧力は冷凍サイクルの低圧と概ね等しくなっている。このため、ピストン(55)は高圧室(53)へ流入した冷媒によって押し動かされ、出力軸(32)が同図の反時計方向へ回転を続ける。 When the output shaft (32) is slightly rotated counterclockwise from the state (rotation angle is 0 °) in the figure (a), the inflow port (67) communicates with the high pressure chamber (53), High-pressure refrigerant flows from the inflow port (67) into the high-pressure chamber (53). At this time, the low pressure chamber (54) communicates with the outflow port (68), and the pressure of the low pressure chamber (54) is substantially equal to the low pressure of the refrigeration cycle. For this reason, the piston (55) is pushed and moved by the refrigerant flowing into the high pressure chamber (53), and the output shaft (32) continues to rotate counterclockwise in FIG.
そして、同図(b)〜(d)に順次示すように、高圧室(53)の容積はピストン(55)が移動するのにつれて拡大する一方、低圧室(54)の容積はピストン(55)が移動するのにつれて縮小してゆく。その後、ピストン(55)は同図(a)の状態に戻るが、慣性力によって回転し続け、再び高圧室(53)に流入ポート(67)が連通すると同時に低圧室(54)に流出ポート(68)が連通する状態となり、出力軸(32)が継続的に回転駆動される。 Then, as shown in the figures (b) to (d) in sequence, the volume of the high pressure chamber (53) increases as the piston (55) moves, while the volume of the low pressure chamber (54) increases as the piston (55). As it moves, it shrinks. Thereafter, the piston (55) returns to the state shown in FIG. 5 (a), but continues to rotate due to the inertial force, and the inflow port (67) communicates with the high pressure chamber (53) again and at the same time the outflow port (54) 68) is in communication, and the output shaft (32) is continuously rotated.
膨張機構(31)では、給油用配管(41)を通じて供給された冷凍機油が上側油溜め室(101)へ導入される。上側油溜め室(101)へ流入した冷凍機油は、出力軸(32)の給油通路(90)と、出力軸(32)とリアヘッド(62)の摺動部分と、凹溝(103)とに分配される。 In the expansion mechanism (31), the refrigerating machine oil supplied through the oil supply pipe (41) is introduced into the upper oil sump chamber (101). The refrigerating machine oil that has flowed into the upper oil sump chamber (101) flows into the oil supply passageway (90) of the output shaft (32), the sliding portion of the output shaft (32) and the rear head (62), and the groove (103). Distributed.
出力軸(32)の給油通路(90)へ流入した冷凍機油は、その一部が分岐通路(93)を通じて偏心部(59)とピストン(55)の摺動面に供給され、残りが下側油溜め室(102)へ流入する。下側油溜め室(102)へ流入した冷凍機油は、出力軸(32)とフロントヘッド(61)の摺動部分へ供給される。 A part of the refrigeration oil that flows into the oil supply passage (90) of the output shaft (32) is supplied to the sliding surfaces of the eccentric part (59) and the piston (55) through the branch passage (93), and the rest is on the lower side. It flows into the oil sump chamber (102). The refrigerating machine oil flowing into the lower oil sump chamber (102) is supplied to the sliding portion between the output shaft (32) and the front head (61).
凹溝(103)へ流入した冷凍機油は、第1油通路(121)を通ってシリンダ(51)のブッシュ孔(58)へ流入する。このブッシュ孔(58)へ流入した冷凍機油は、その一部が、シリンダ(51)とブッシュ(57)の摺動部分や、ブレード(56)とブッシュ(57)の摺動部分へ供給される。ブッシュ孔(58)へ流入した冷凍機油の残りは、第2油通路(122)を通じてフロントヘッド(61)と出力軸(32)の隙間へ供給される。 The refrigerating machine oil that has flowed into the recessed groove (103) flows into the bush hole (58) of the cylinder (51) through the first oil passage (121). A part of the refrigerating machine oil flowing into the bush hole (58) is supplied to the sliding portion of the cylinder (51) and the bush (57) and the sliding portion of the blade (56) and the bush (57). . The remaining refrigerating machine oil flowing into the bush hole (58) is supplied to the gap between the front head (61) and the output shaft (32) through the second oil passage (122).
−実施形態3の変形例−
本実施形態では、膨張機構(31)のフロントヘッド(61)に給油用配管(41)が接続されていてもよい。
-Modification of Embodiment 3-
In the present embodiment, the oil supply pipe (41) may be connected to the front head (61) of the expansion mechanism (31).
図11に示すように、本変形例の膨張機構(31)では、フロントヘッド(61)に対してその径方向の外側から給油用配管(41)が接続されている。この給油用配管(41)は、フロントヘッド(61)の第2油通路(122)に連通している。本変形例のフロントヘッド(61)では、出力軸(32)の主軸部(38)が挿通される貫通孔の上端部に円周溝が形成され、この円周溝が下側油溜め室(102)を構成する。また、このフロントヘッド(61)では、第2油通路(122)が下側油溜め室(102)に連通している。 As shown in FIG. 11, in the expansion mechanism (31) of the present modification, the oil supply pipe (41) is connected to the front head (61) from the outside in the radial direction. The oil supply pipe (41) communicates with the second oil passage (122) of the front head (61). In the front head (61) of this modification, a circumferential groove is formed at the upper end portion of the through hole through which the main shaft portion (38) of the output shaft (32) is inserted, and this circumferential groove is formed in the lower oil sump chamber ( 102). In the front head (61), the second oil passage (122) communicates with the lower oil sump chamber (102).
本変形例の出力軸(32)において、給油通路(90)の下端は、出力軸(32)の外周面のうち偏心部(59)の下側近傍に開口し、下側油溜め室(102)に連通している。また、この出力軸(32)には、偏心部(59)の外周面に開口する分岐通路(93)の他に、もう1つの分岐通路(94)が形成されている。この分岐通路(94)は、出力軸(32)の外周面のうち偏心部(59)の上側近傍に開口している。 In the output shaft (32) of this modification, the lower end of the oil supply passage (90) opens near the lower side of the eccentric portion (59) of the outer peripheral surface of the output shaft (32), and the lower oil sump chamber (102 ). The output shaft (32) is formed with another branch passage (94) in addition to the branch passage (93) opened on the outer peripheral surface of the eccentric portion (59). This branch passage (94) is open near the upper side of the eccentric part (59) in the outer peripheral surface of the output shaft (32).
本変形例の膨張機構(31)では、給油用配管(41)を通じて供給された冷凍機油が第2油通路(122)へ導入される。第2油通路(122)へ流入した冷凍機油は、下側油溜め室(102)と、シリンダ(51)のブッシュ孔(58)とに分配される。 In the expansion mechanism (31) of this modification, the refrigerating machine oil supplied through the oil supply pipe (41) is introduced into the second oil passage (122). The refrigerating machine oil flowing into the second oil passage (122) is distributed to the lower oil sump chamber (102) and the bush hole (58) of the cylinder (51).
下側油溜め室(102)へ流入した冷凍機油は、出力軸(32)の給油通路(90)と、出力軸(32)とフロントヘッド(61)の摺動部分とに分配される。出力軸(32)の給油通路(90)へ流入した冷凍機油は、その一部が分岐通路(93)を通って偏心部(59)とピストン(55)の摺動部分に供給され、残りの一部が分岐通路(94)を通って出力軸(32)とリアヘッド(62)の摺動部分に供給され、更にその残りが上側油溜め室(101)へ流入する。 The refrigerating machine oil that has flowed into the lower oil sump chamber (102) is distributed to the oil supply passageway (90) of the output shaft (32) and the sliding portion of the output shaft (32) and the front head (61). Part of the refrigerating machine oil that has flowed into the oil supply passageway (90) of the output shaft (32) is supplied to the sliding part of the eccentric part (59) and the piston (55) through the branch passageway (93), and the rest A part is supplied to the sliding part of the output shaft (32) and the rear head (62) through the branch passage (94), and the remainder flows into the upper oil sump chamber (101).
シリンダ(51)のブッシュ孔(58)へ流入した冷凍機油は、その一部が、シリンダ(51)とブッシュ(57)の摺動部分や、ブレード(56)とブッシュ(57)の摺動部分へ供給される。ブッシュ孔(58)へ流入した冷凍機油の残りは、第1油通路(121)を通って上側油溜め室(101)へ流入する。 Part of the refrigerating machine oil that has flowed into the bush hole (58) of the cylinder (51) is the sliding part of the cylinder (51) and the bush (57), or the sliding part of the blade (56) and the bush (57). Supplied to. The remaining refrigerating machine oil that has flowed into the bush hole (58) flows into the upper oil sump chamber (101) through the first oil passage (121).
《その他の実施形態》
上記の各実施形態では、膨張機構(31)がいわゆるローリングピストン型のロータリ式流体機械で構成されていてもよい。この場合、膨張機構(31)では、ブレード(56,76,86)がピストン(55,75,85)と別体に形成される。そして、ブレード(56,76,86)は、シリンダ(51,71,81)に対して進退自在に支持され、その先端がピストン(55,75,85)の外周面に押し付けられる。
<< Other Embodiments >>
In each of the above embodiments, the expansion mechanism (31) may be configured by a so-called rolling piston type rotary fluid machine. In this case, in the expansion mechanism (31), the blades (56, 76 , 86) are formed separately from the pistons (55, 75, 85). The blades (56, 76 , 86) are supported so as to advance and retreat with respect to the cylinders (51, 71, 81), and their tips are pressed against the outer peripheral surfaces of the pistons (55, 75, 85).
また、上記の各実施形態では、膨張機構(31)がスクロール型の流体機械で構成されていてもよい。この場合、膨張機構(31)では、固定スクロールと可動スクロールによって形成された膨張室内で冷媒が膨張し、可動スクロールに係合する出力軸が回転駆動される。 In each of the above embodiments, the expansion mechanism (31) may be configured by a scroll type fluid machine. In this case, in the expansion mechanism (31), the refrigerant expands in the expansion chamber formed by the fixed scroll and the movable scroll, and the output shaft engaged with the movable scroll is rotationally driven.
また、上記の各実施形態では冷凍装置によって空調機を構成しているが、冷凍装置によって給湯機を構成し、圧縮機(20)から吐出された冷媒によって水を加熱して温水を生成するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the air conditioner is configured by the refrigeration apparatus. However, the water heater is configured by the refrigeration apparatus, and water is heated by the refrigerant discharged from the compressor (20) to generate hot water. It may be.
また、上記実施形態1の変形例1では、給油用配管(41)の冷凍機油を吸入側配管(16)の冷媒と熱交換させる冷却用熱交換器(46)を省略し、給油用配管(41)の冷凍機油を油戻し用配管(42)の冷凍機油と熱交換させる冷却用熱交換器(47)だけを空調機(10)に設けてもよい。 In the first modification of the first embodiment, the cooling heat exchanger (46) for exchanging heat between the refrigerating machine oil in the oil supply pipe (41) and the refrigerant in the suction side pipe (16) is omitted, and the oil supply pipe ( Only the cooling heat exchanger (47) for exchanging heat between the refrigeration oil of 41) and the refrigeration oil in the oil return pipe (42) may be provided in the air conditioner (10).
また、上記実施形態1の変形例2では、給油用配管(41)の冷凍機油を吸入側配管(16)の冷媒と熱交換させる冷却用熱交換器(46)を省略し、給油用配管(41)の冷凍機油を室外空気と熱交換させる冷却用熱交換器(48)だけを空調機(10)に設けてもよい。 In the second modification of the first embodiment, the cooling heat exchanger (46) for exchanging heat between the refrigerating machine oil in the oil supply pipe (41) and the refrigerant in the suction side pipe (16) is omitted, and the oil supply pipe ( Only the cooling heat exchanger (48) for exchanging heat between the refrigeration oil of 41) and the outdoor air may be provided in the air conditioner (10).
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、互いに別体に形成された圧縮機と膨張機を備える冷凍装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a refrigeration apparatus including a compressor and an expander formed separately from each other.
10 空調機(冷凍装置)
11 冷媒回路
17 第1配管(第1吸入側通路)
18 第2配管(第2吸入側通路)
20 圧縮機
21 圧縮機構
24 圧縮機ケーシング
30 膨張機
31 膨張機構
33 発電機
34 膨張機ケーシング
41 給油用配管(油供給通路)
42 油戻し用配管(油戻し通路)
46 冷却用熱交換器
47 冷却用熱交換器
48 冷却用熱交換器
10 Air conditioner (refrigeration equipment)
11 Refrigerant circuit
17 first piping (first suction-side passageway)
18 second piping (second suction-side passageway)
20 Compressor
21 Compression mechanism
24 Compressor casing
30 expander
31 Expansion mechanism
33 Generator
34 Expander casing
41 Lubrication piping (oil supply passage)
42 Oil return piping (oil return passage)
46 Heat exchanger for cooling
47 Heat exchanger for cooling
48 Heat exchanger for cooling
Claims (6)
上記圧縮機(20)は、吸入管(25)が取り付けられた密閉容器状の圧縮機ケーシング(24)と、該圧縮機ケーシング(24)に収容されると共に上記吸入管(25)から吸入した冷媒を圧縮して該圧縮機ケーシング(24)内へ吐出する圧縮機構(21)とを備え、上記圧縮機ケーシング(24)内に貯留された潤滑油を上記圧縮機構(21)へ供給するように構成され、
上記膨張機(30)は、
流入した冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張機構(31)と、
該膨張機構(31)を収容する膨張機ケーシング(34)と、
上記膨張機ケーシング(34)を貫通し且つ上記膨張機構(31)に接続されて該膨張機構(31)へ冷媒を導入する流入管(35)と、
上記膨張機ケーシング(34)を貫通し且つ上記膨張機構(31)に接続されて該膨張機構(31)から冷媒を導出する流出管(36)とを備える一方、
上記膨張機ケーシング(34)内に溜まった潤滑油を上記圧縮機(20)の吸入管(25)へ導入するための油戻し配管(42)が設けられ、
一端が上記圧縮機ケーシング(24)の底部に接続され、上記膨張機ケーシング(34)を貫通して他端が上記膨張機構(31)に接続され、上記圧縮機ケーシング(24)内に貯留された潤滑油を上記膨張機構(31)へ供給する給油用配管(41)が設けられ、
上記膨張機構(31)では、冷媒が膨張する流体室(72)に上記流入管(35)が連通し、潤滑油が流れる油通路(111,112,113)に上記給油用配管(41)が連通しており、
上記給油用配管(41)を通じて供給された潤滑油によって上記膨張機構(31)が潤滑される
ことを特徴とする冷凍装置。 A refrigeration apparatus comprising a refrigerant circuit (11) to which a compressor (20) and an expander (30) are connected, and performing a refrigeration cycle by circulating refrigerant in the refrigerant circuit (11),
The compressor (20) includes an airtight container-like compressor casing (24) to which a suction pipe (25) is attached , and is accommodated in the compressor casing (24) and sucked from the suction pipe (25) . A compression mechanism (21) that compresses the refrigerant and discharges the refrigerant into the compressor casing (24), and supplies the lubricating oil stored in the compressor casing (24) to the compression mechanism (21). Composed of
The expander (30)
An expansion mechanism (31) for generating power by expanding the flowing refrigerant;
An expander casing (34) that houses the expansion mechanism (31) ;
An inflow pipe (35) that penetrates the expander casing (34) and is connected to the expansion mechanism (31) to introduce refrigerant into the expansion mechanism (31);
While having an outflow pipe (36) that penetrates the expander casing (34) and is connected to the expansion mechanism (31) to draw refrigerant from the expansion mechanism (31) ,
An oil return pipe (42) for introducing the lubricating oil accumulated in the expander casing (34) into the suction pipe (25) of the compressor (20) is provided,
One end is connected to the bottom of the compressor casing (24), the other end passes through the expander casing (34) and the other end is connected to the expansion mechanism (31 ), and is stored in the compressor casing (24). An oil supply pipe (41) for supplying the lubricating oil to the expansion mechanism (31 ) is provided,
In the expansion mechanism (31), the inflow pipe (35) communicates with the fluid chamber (72) where the refrigerant expands, and the oil supply pipe (41) communicates with the oil passage (111, 112, 113) through which the lubricating oil flows. ,
The refrigeration apparatus characterized in that the expansion mechanism (31) is lubricated by the lubricating oil supplied through the oil supply pipe (41) .
上記給油用配管(41)を流れる潤滑油を上記圧縮機構(21)へ吸入される冷媒と熱交換させて冷却するための冷却用熱交換器(46)を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。 In claim 1 ,
A refrigeration comprising a cooling heat exchanger (46) for cooling the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) by heat exchange with the refrigerant sucked into the compression mechanism (21). apparatus.
上記給油用配管(41)を流れる潤滑油を上記油戻し配管(42)を流れる潤滑油と熱交換させて冷却するための冷却用熱交換器(47)を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。 In claim 1 ,
A refrigeration comprising a cooling heat exchanger (47) for cooling the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) by exchanging heat with the lubricating oil flowing through the oil return pipe (42). apparatus.
上記給油用配管(41)を流れる潤滑油を室外空気と熱交換させて冷却するための冷却用熱交換器(48)を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
A refrigeration system comprising a cooling heat exchanger (48) for cooling the lubricating oil flowing through the oil supply pipe (41) by exchanging heat with outdoor air.
上記冷媒回路(11)には、該冷媒回路(11)の蒸発器と上記膨張機ケーシング(34)の内部空間とを連通させる第1吸入側通路(17)と、該膨張機ケーシング(34)の内部空間と上記圧縮機構(21)の吸入側とを連通させる第2吸入側通路(18)とが設けられており、
上記膨張機ケーシング(34)は、上記第1吸入側通路(17)から流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒を上記第2吸入側通路(18)へ送り込むように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
The refrigerant circuit (11) includes a first suction side passage (17) for communicating the evaporator of the refrigerant circuit (11) and the internal space of the expander casing (34), and the expander casing (34). A second suction side passage (18) for communicating the internal space of the compression mechanism (21) with the suction side of the compression mechanism (21),
The expander casing (34) is configured to separate the refrigerant flowing in from the first suction side passage (17) into a gas refrigerant and a liquid refrigerant and send the gas refrigerant to the second suction side passage (18). A refrigeration apparatus characterized by comprising:
上記膨張機(30)は、上記膨張機ケーシング(34)に収容されて上記膨張機構(31)により駆動される発電機(33)を備える一方、
上記膨張機ケーシング(34)の内部空間では、上記発電機(33)の下側の部分に上記第1吸入側通路(17)が連通し、上記発電機(33)の上側の部分に上記第2吸入側通路(18)が連通している
ことを特徴とする冷凍装置。 In claim 5 ,
The expander (30) includes a generator (33) housed in the expander casing (34) and driven by the expansion mechanism (31),
In the internal space of the expander casing (34), the first suction side passage (17) communicates with a lower portion of the generator (33), and the upper portion of the generator (33) 2. A refrigeration apparatus characterized in that the suction side passage (18) is in communication.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007058529A JP5103952B2 (en) | 2007-03-08 | 2007-03-08 | Refrigeration equipment |
EP08710313.1A EP2123996B1 (en) | 2007-03-08 | 2008-02-06 | Refrigerating device |
PCT/JP2008/000159 WO2008108055A1 (en) | 2007-03-08 | 2008-02-06 | Refrigerating device |
KR1020097017340A KR101096824B1 (en) | 2007-03-08 | 2008-02-06 | Refrigerating device |
US12/530,053 US20100101268A1 (en) | 2007-03-08 | 2008-02-06 | Refrigeration system |
CN2008800074188A CN101627265B (en) | 2007-03-08 | 2008-02-06 | Refrigerating device |
AU2008222268A AU2008222268C1 (en) | 2007-03-08 | 2008-02-06 | Refrigeration system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007058529A JP5103952B2 (en) | 2007-03-08 | 2007-03-08 | Refrigeration equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008224053A JP2008224053A (en) | 2008-09-25 |
JP5103952B2 true JP5103952B2 (en) | 2012-12-19 |
Family
ID=39737953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007058529A Active JP5103952B2 (en) | 2007-03-08 | 2007-03-08 | Refrigeration equipment |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100101268A1 (en) |
EP (1) | EP2123996B1 (en) |
JP (1) | JP5103952B2 (en) |
KR (1) | KR101096824B1 (en) |
CN (1) | CN101627265B (en) |
AU (1) | AU2008222268C1 (en) |
WO (1) | WO2008108055A1 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4967435B2 (en) * | 2006-04-20 | 2012-07-04 | ダイキン工業株式会社 | Refrigeration equipment |
AT507700B1 (en) * | 2008-12-23 | 2012-05-15 | Liehs Reinhard Mag | DEVICE FOR OBTAINING ELECTRIC POWER |
JP5617169B2 (en) * | 2009-02-18 | 2014-11-05 | ダイキン工業株式会社 | Expander |
JP2011214779A (en) | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Daikin Industries Ltd | Refrigerating device |
JP5521709B2 (en) * | 2010-03-31 | 2014-06-18 | ダイキン工業株式会社 | Refrigeration equipment |
EP3104101A4 (en) | 2014-01-09 | 2017-10-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration cycle device |
EP3098542B1 (en) * | 2014-01-09 | 2021-05-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration cycle device |
US20170097176A1 (en) * | 2014-03-17 | 2017-04-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Compressor and refrigeration cycle apparatus |
JP6680594B2 (en) * | 2016-03-30 | 2020-04-15 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | Hermetic two-stage compressor and compressor system |
US11519269B2 (en) | 2018-07-12 | 2022-12-06 | Emerson Climate Technologies (Suzhou) Co., Ltd. | Expander and fluid circulation system comprising same |
CN110714801B (en) * | 2018-07-12 | 2024-05-31 | 谷轮环境科技(苏州)有限公司 | Expander and fluid circulation system comprising an expander |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57131883A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-14 | Mitsubishi Electric Corp | Parallel compression type refrigerator |
US5236311A (en) * | 1992-01-09 | 1993-08-17 | Tecumseh Products Company | Compressor device for controlling oil level in two-stage high dome compressor |
US6058727A (en) * | 1997-12-19 | 2000-05-09 | Carrier Corporation | Refrigeration system with integrated oil cooling heat exchanger |
JP2000241033A (en) * | 1999-02-23 | 2000-09-08 | Aisin Seiki Co Ltd | Vapor compression type refrigerator |
JP3923331B2 (en) * | 2002-02-13 | 2007-05-30 | 本田技研工業株式会社 | Expansion machine |
JP2003240366A (en) * | 2002-02-21 | 2003-08-27 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerating air conditioner |
JP2004137979A (en) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Expansion machine |
JP3952951B2 (en) * | 2003-01-08 | 2007-08-01 | ダイキン工業株式会社 | Refrigeration equipment |
JP4055902B2 (en) * | 2003-04-28 | 2008-03-05 | 株式会社日立製作所 | Refrigeration equipment with an expander |
JP2005002832A (en) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Daikin Ind Ltd | Rotary fluid machine |
JP4561326B2 (en) * | 2004-03-17 | 2010-10-13 | ダイキン工業株式会社 | Fluid machinery |
JP3861891B2 (en) * | 2004-08-04 | 2006-12-27 | ダイキン工業株式会社 | Air conditioner |
JP4617812B2 (en) * | 2004-09-30 | 2011-01-26 | ダイキン工業株式会社 | Positive displacement expander |
JP4617831B2 (en) * | 2004-11-02 | 2011-01-26 | ダイキン工業株式会社 | Fluid machinery |
JP2006132818A (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Control method for refrigerating cycle device, and refrigerating cycle device using the same |
JP2006250392A (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Refrigerating cycle device |
WO2006095572A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Refrigeration cycle system |
CN1285867C (en) * | 2005-04-30 | 2006-11-22 | 陈志� | Refrigerating method and equipment |
WO2006126396A1 (en) * | 2005-05-24 | 2006-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Refrigeration cycle device |
JP4569406B2 (en) * | 2005-07-20 | 2010-10-27 | パナソニック株式会社 | Refrigeration cycle equipment |
EP1939547B1 (en) * | 2005-08-26 | 2013-05-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigerating air conditioner |
JP4816220B2 (en) * | 2006-04-20 | 2011-11-16 | ダイキン工業株式会社 | Refrigeration equipment |
US7823398B2 (en) * | 2006-05-07 | 2010-11-02 | John Stewart Glen | Compressor/expander of the rotating vane type |
JP2007327696A (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Daikin Ind Ltd | Refrigeration equipment |
JP5169295B2 (en) * | 2007-03-27 | 2013-03-27 | ダイキン工業株式会社 | Refrigeration equipment |
CN101855422B (en) * | 2007-11-21 | 2012-05-30 | 松下电器产业株式会社 | Compressor integral with expander |
CN101868597B (en) * | 2007-11-21 | 2012-05-30 | 松下电器产业株式会社 | Compressor integral with expander |
JP2011510258A (en) * | 2008-01-17 | 2011-03-31 | キャリア コーポレイション | Refrigerant vapor compression system with lubricant cooler |
-
2007
- 2007-03-08 JP JP2007058529A patent/JP5103952B2/en active Active
-
2008
- 2008-02-06 KR KR1020097017340A patent/KR101096824B1/en active IP Right Grant
- 2008-02-06 AU AU2008222268A patent/AU2008222268C1/en active Active
- 2008-02-06 EP EP08710313.1A patent/EP2123996B1/en active Active
- 2008-02-06 WO PCT/JP2008/000159 patent/WO2008108055A1/en active Application Filing
- 2008-02-06 US US12/530,053 patent/US20100101268A1/en not_active Abandoned
- 2008-02-06 CN CN2008800074188A patent/CN101627265B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101627265A (en) | 2010-01-13 |
JP2008224053A (en) | 2008-09-25 |
WO2008108055A1 (en) | 2008-09-12 |
KR20090112711A (en) | 2009-10-28 |
AU2008222268B2 (en) | 2011-05-26 |
KR101096824B1 (en) | 2011-12-22 |
AU2008222268C1 (en) | 2012-03-29 |
CN101627265B (en) | 2013-04-17 |
US20100101268A1 (en) | 2010-04-29 |
EP2123996A1 (en) | 2009-11-25 |
EP2123996A4 (en) | 2014-04-30 |
AU2008222268A1 (en) | 2008-09-12 |
EP2123996B1 (en) | 2018-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5103952B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP4561326B2 (en) | Fluid machinery | |
JP2004137979A (en) | Expansion machine | |
JP4696530B2 (en) | Fluid machinery | |
JP4830565B2 (en) | Fluid machinery | |
JP2009063247A (en) | Refrigeration cycle apparatus and fluid machine used therefor | |
JP5045471B2 (en) | Expansion machine | |
JP2008223651A (en) | Fluid machinery | |
JP4617822B2 (en) | Rotary expander | |
JP4924450B2 (en) | Expansion machine | |
JP4626635B2 (en) | Fluid machinery | |
JP2005264829A (en) | Fluid machinery | |
JP2006132332A (en) | Fluid machinery | |
JP5418638B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP2009186064A (en) | Expander and refrigeration equipment | |
JP5115355B2 (en) | Fluid machinery | |
JP2009228927A (en) | Refrigerating device | |
JP5169231B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP5239884B2 (en) | Expansion machine | |
JP2009185657A (en) | Expansion machine | |
JP2010164225A (en) | Refrigerating device | |
JP4617810B2 (en) | Rotary expander and fluid machinery | |
JP5617169B2 (en) | Expander | |
JP2007218464A (en) | Heat pump device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111220 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120220 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120220 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120904 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120917 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5103952 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012 Year of fee payment: 3 |