專利名稱：渦旋膨脹機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦旋膨脹機(jī)，通過(guò)使定渦旋和動(dòng)渦旋嚙合，在雙方之間形成膨脹室，根據(jù)自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)控制使動(dòng)渦旋轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，膨脹室改變?nèi)莘e的同時(shí)進(jìn)行移動(dòng)，從而進(jìn)行工作流體的吸入、膨脹、排出。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)在這種渦旋膨脹機(jī)中，為了對(duì)定渦旋和動(dòng)渦旋的滑動(dòng)面進(jìn)行潤(rùn)滑，由供油泵將存儲(chǔ)在密封箱底部的潤(rùn)滑油抽上來(lái)進(jìn)行供給。但是由于在制造供油泵時(shí)，必須需要復(fù)雜的切削加工等，因而存在引起成本增加的問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，公開(kāi)了一種下述那樣的通過(guò)廉價(jià)結(jié)構(gòu)可進(jìn)行可靠地潤(rùn)滑的技術(shù)(例如參考專利文獻(xiàn)1)。
圖12是現(xiàn)有渦旋膨脹機(jī)的大致剖視圖。在該渦旋膨脹機(jī)中，包括工作流體導(dǎo)入管44和潤(rùn)滑油吸入管46。工作流導(dǎo)入管44固定在定渦旋41上，將密封箱42內(nèi)的工作流體引導(dǎo)到膨脹室43內(nèi)。潤(rùn)滑油吸入管46的一端與工作流體導(dǎo)入管44相連，另一端浸泡在存儲(chǔ)于密封箱42底部的潤(rùn)滑油45內(nèi)。根據(jù)伯努利定理，由從工作流體導(dǎo)入管44流入膨脹室43內(nèi)的制冷劑，將存儲(chǔ)在密封箱42底部的潤(rùn)滑油45抽上來(lái)。
專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2003-166402號(hào)公報(bào)但是，為了對(duì)定渦旋和動(dòng)渦旋的滑動(dòng)部之外的滑動(dòng)部位、例如軸承或自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行潤(rùn)滑，必須設(shè)置其它的供油泵等。
而且，在根據(jù)伯努利定理進(jìn)行供油時(shí)，由于通過(guò)從工作流體導(dǎo)入管流入膨脹室內(nèi)的制冷劑將潤(rùn)滑油抽上來(lái)，所以當(dāng)流入的制冷劑流量多時(shí)，會(huì)大量吸入潤(rùn)滑油，因此具有吸入效率低下的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因而本發(fā)明的目的是解決上述問(wèn)題，提供一種由簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)即可對(duì)滑動(dòng)部進(jìn)行潤(rùn)滑，且可防止吸入效率低下的渦旋膨脹機(jī)。
本發(fā)明的技術(shù)方案1所涉及的渦旋膨脹機(jī)，包括膨脹機(jī)構(gòu)部，該膨脹機(jī)構(gòu)部使從端板立起渦旋狀渦卷部的定渦旋和動(dòng)渦旋嚙合并在雙方之間形成膨脹室，并在根據(jù)自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)控制使上述動(dòng)渦旋沿圓軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)上述膨脹室一邊改變體積一邊移動(dòng)而進(jìn)行工作流體的吸入、膨脹、排出，其特征在于，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)上述端板背面和上述動(dòng)渦旋中心部的渦卷部底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。
本發(fā)明的技術(shù)方案2所涉及的渦旋膨脹機(jī)，包括膨脹機(jī)構(gòu)部，該膨脹機(jī)構(gòu)部使從端板立起渦旋狀渦卷部的定渦旋和動(dòng)渦旋嚙合并在雙方之間形成膨脹室，并在根據(jù)自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)控制條件下使上述動(dòng)渦旋沿圓軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)上述膨脹室一邊改變體積一邊移動(dòng)而進(jìn)行工作流體的吸入、膨脹、排出的膨脹機(jī)構(gòu)部，其特征在于，在上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，設(shè)置了將中心部和外周部隔開(kāi)的密封部件，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述端板背面中心部，將由比吸入壓力低但比排出壓力高的壓力所保特的潤(rùn)滑油供給到上述端板背面外周部，而且，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)上述端板背面中心部和上述動(dòng)渦旋中心部的渦卷部底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。
本發(fā)明的技術(shù)方案3所涉及的渦旋膨脹機(jī)，包括膨脹機(jī)構(gòu)部，該膨脹機(jī)構(gòu)部使從端板立起渦旋狀渦卷部的定渦旋和動(dòng)渦旋嚙合并在雙方之間形成膨脹室，并在根據(jù)自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)控制條件下使上述動(dòng)渦旋沿圓軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)上述膨脹室一邊改變體積一邊移動(dòng)而進(jìn)行工作流體的吸入、膨脹、排出的膨脹機(jī)構(gòu)部，其特征在于，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，在上述動(dòng)渦旋的渦卷前端部上形成了密封片存儲(chǔ)槽，用于存儲(chǔ)密封片，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)上述端板背面和上述密封片存儲(chǔ)槽的底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。
本發(fā)明的技術(shù)方案4所涉及的渦旋膨脹機(jī)，包括膨脹機(jī)構(gòu)部，該膨脹機(jī)構(gòu)部使從端板立起渦旋狀渦卷部的定渦旋和動(dòng)渦旋嚙合并在雙方之間形成膨脹室，并在根據(jù)自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)控制條件下使上述動(dòng)渦旋沿圓軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)上述膨脹室一邊改變體積一邊移動(dòng)而進(jìn)行工作流體的吸入、膨脹、排出的膨脹機(jī)構(gòu)部，其特征在于，在上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，設(shè)置了將中心部和外周部隔開(kāi)的密封部件，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述端板背面中心部，將由比吸入壓力低但比排出壓力高的壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述端板背面外周部，而且，在上述動(dòng)渦旋的渦卷前端部上形成了密封片存儲(chǔ)槽，用于存儲(chǔ)密封片，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)上述端板背面中心部和上述密封片存儲(chǔ)槽的底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。
本發(fā)明的技術(shù)方案5所涉及的渦旋膨脹機(jī)，在第1或第2技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征在于上述通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。
本發(fā)明的技術(shù)方案6所涉及的渦旋膨脹機(jī)，在第1或第2技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征在于上述通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。
本發(fā)明的技術(shù)方案7所涉及的渦旋膨脹機(jī)，在第1或第2技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征在于作為上述通路，設(shè)置了第1通路和第2通路，第1通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的第1上述膨脹室相聯(lián)通，第2通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的第2上述膨脹室相聯(lián)通。
本發(fā)明的技術(shù)方案8所涉及的渦旋膨脹機(jī)，在第3或第4技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征在于除了上述通之外，還設(shè)置了第1通路，上述第1通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。
本發(fā)明的技術(shù)方案9所涉及的渦旋膨脹機(jī)，在第3或第4技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征在于除了上述通路之外，還設(shè)置了第2通路，上述第2通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。
本發(fā)明的技術(shù)方案10所涉及的渦旋膨脹機(jī)，在第3或第4技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征在于除了上述通路之外，設(shè)置了第1通路和第2通路，上述第1通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的第1上述膨脹室相聯(lián)通，上述第2通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的第2上述膨脹室相聯(lián)通。
本發(fā)明的技術(shù)方案11所涉及的渦旋膨脹機(jī)，在第1～第4技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征在于在上述通路內(nèi)設(shè)置節(jié)流部，以針對(duì)作為吸入的上述工作流體的制冷劑量，以大于等于2重量％但小于20重量％的比例，向上述膨脹室供應(yīng)潤(rùn)滑油。
本發(fā)明的技術(shù)方案12所涉及的渦旋膨脹機(jī)，在第1～第4技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征在于作為上述工作流體的制冷劑為高壓制冷劑，例如是二氧化碳。
發(fā)明效果本發(fā)明的渦旋膨脹機(jī)能夠可靠地對(duì)定渦旋和動(dòng)渦旋的滑動(dòng)部進(jìn)行潤(rùn)滑，并且防止吸入效率下降。特別是在使用高壓·低壓縮比制冷劑即二氧化碳制冷劑時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率化。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的渦旋膨脹機(jī)的剖視圖；圖2是表示圖1所示渦旋膨脹機(jī)的動(dòng)渦旋的立體圖；圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例2中渦旋膨脹機(jī)的動(dòng)渦旋的立體圖；圖4是表示對(duì)本發(fā)明實(shí)施例3中渦旋膨脹機(jī)的制冷劑進(jìn)行封閉過(guò)程的說(shuō)明圖(剛封閉后的狀態(tài))；圖5是表示對(duì)本發(fā)明實(shí)施例3中渦膨脹機(jī)的制冷劑進(jìn)行封閉過(guò)程的說(shuō)明圖(從剛封閉后轉(zhuǎn)動(dòng)了30°的狀態(tài))；圖6是表示對(duì)本發(fā)明實(shí)施例3中渦旋膨脹機(jī)的制冷劑進(jìn)行封閉過(guò)程的說(shuō)明圖(從剛封閉后轉(zhuǎn)動(dòng)了60°的狀態(tài))；圖7是表示對(duì)本發(fā)明實(shí)施例4中渦旋膨脹機(jī)的制冷劑進(jìn)行封閉過(guò)程的說(shuō)明圖(剛封閉后的狀態(tài))；圖8是表示對(duì)本發(fā)明實(shí)施例4中渦旋膨脹機(jī)的制冷劑進(jìn)行封閉過(guò)程的說(shuō)明圖(從剛封閉后轉(zhuǎn)動(dòng)了30°的狀態(tài))；圖9是表示對(duì)本發(fā)明實(shí)施例4中渦旋膨脹機(jī)的制冷劑進(jìn)行封閉過(guò)程的說(shuō)明圖(從剛封閉后轉(zhuǎn)動(dòng)了60°的狀態(tài))；圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例5中膨脹機(jī)效率相對(duì)于渦旋膨脹機(jī)的膨脹室的潤(rùn)滑油供給量的特性圖；圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例5中潤(rùn)滑油與渦旋膨脹機(jī)的制冷劑循環(huán)量的最佳供給比例的特性圖；圖12是現(xiàn)有渦旋膨脹機(jī)的簡(jiǎn)略剖視圖。
具體實(shí)施例方式
符合本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面，并在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)上述端板背面和上述動(dòng)渦旋中心部的渦卷部底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，由于將潤(rùn)滑油供應(yīng)到膨脹室的吸入部?jī)?nèi)，伴隨著膨脹過(guò)程，按順序?qū)Χu旋和動(dòng)渦旋的滑動(dòng)部進(jìn)行潤(rùn)滑，因而能夠提供可靠性高的渦旋膨脹機(jī)。
符合本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)是這樣一種渦旋膨脹機(jī)，即，在上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，設(shè)置了將中心部和外周部隔開(kāi)的密封部件，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到端板背面中心部，將由比吸入壓力低但比排出壓力高的壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到端板背面外周部，而且，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)上述端板背面中心部和上述動(dòng)渦旋中心部的渦卷部底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，特別是在膨脹比大的場(chǎng)合下，由于動(dòng)渦旋不以過(guò)大壓力對(duì)定渦旋進(jìn)行推壓，因而能夠提供可靠性高的渦旋膨脹機(jī)。
符合本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)是這樣一種渦旋膨脹機(jī)，即，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面，在上述動(dòng)渦旋的渦卷前端部上形成了密封片存儲(chǔ)槽，用于存儲(chǔ)密封片，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)端板背面和密封片存儲(chǔ)槽的底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，由于能夠由潤(rùn)滑油充滿密封片存儲(chǔ)槽和密封片的間隙，因而相對(duì)于逸出渦卷部而泄漏的制冷劑，提高了密封性，可以提供高性能的渦旋膨脹機(jī)。而且由于潤(rùn)滑油通過(guò)密封片存儲(chǔ)槽和密封片的間隙，伴隨著膨脹過(guò)程，按順序?qū)Χu旋和動(dòng)渦旋的滑動(dòng)部進(jìn)行潤(rùn)滑，因而能夠提供可靠性高的渦旋膨脹機(jī)。
符合本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)是這樣一種渦旋膨脹機(jī)，即，在動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，設(shè)置了將中心部和外周部隔開(kāi)的密封部件，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到端板背面中心部，將由比吸入壓力低但比排出壓力高的壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到端板背面外周部，而且，在動(dòng)渦旋的渦卷前端部上形成了密封片存儲(chǔ)槽，用于存儲(chǔ)密封片，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)端板背面中心部和密封片存儲(chǔ)槽的底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，特別是在膨脹比大的場(chǎng)合下，由于動(dòng)渦旋不以過(guò)大壓力對(duì)定渦旋進(jìn)行推壓，因而能夠提供可靠性更高的渦旋膨脹機(jī)。
本發(fā)明第5實(shí)施形態(tài)是在符合第1或第2實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)中，通路與形成在動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，特別是在低負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度升高時(shí)，構(gòu)成形成于動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)的膨脹室的動(dòng)渦旋和定渦旋渦卷部的接觸部的空隙會(huì)因熱膨脹而變寬，但是在此場(chǎng)合下，注入到膨脹室內(nèi)的潤(rùn)滑油將仍然可以提高密封性，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
本發(fā)明第6實(shí)施形態(tài)是在符合第1或第2實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)中，通路與形成在動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，特別是在過(guò)負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度下降時(shí)，構(gòu)成形成于動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)的膨脹室的動(dòng)渦旋和定渦旋渦卷部的接觸部的空隙會(huì)因熱收縮而變寬，但是在此場(chǎng)合下，注入到膨脹室內(nèi)的潤(rùn)滑油仍然可提高密封性，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
本發(fā)明第7實(shí)施形態(tài)是在符合第1或第2實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)中，作為上述通路，設(shè)置了第1通路和第2通路，第1通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的第1膨脹室相聯(lián)通，第2通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的第2膨脹室相聯(lián)通。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，即使在低負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度升高時(shí)，或在過(guò)負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度下降時(shí)，注入到膨脹室內(nèi)的潤(rùn)滑油也可提高密封性，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
本發(fā)明第8實(shí)施形態(tài)是在符合第3或第4實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)中，除了上述通路之外，還設(shè)置了第1通路，上述第1通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，不僅可以將逸出渦卷部的制冷劑漏走，還特別是在低負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度升高時(shí)，構(gòu)成形成于動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)的膨脹室的動(dòng)渦旋和定渦旋渦卷部的接觸部的空隙會(huì)因熱膨脹而變寬，在此場(chǎng)合下，注入到膨脹室內(nèi)的潤(rùn)滑油將仍然可以提高密封性，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
本發(fā)明第9實(shí)施形態(tài)是在符合第3或第4實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)中，除了上述通路之外，還設(shè)置了第2通路，上述第2通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，不僅可以將逸出渦卷部的制冷劑漏走，還特別是在過(guò)負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度下降時(shí)，構(gòu)成形成于動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)的膨脹室的動(dòng)渦旋和定渦旋的渦卷部的接觸部空隙會(huì)因熱收縮而變寬，在此場(chǎng)合下，注入到膨脹室內(nèi)的潤(rùn)滑油將仍然可以提高密封性，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
本發(fā)明第10實(shí)施形態(tài)是在符合第3或第4實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)中，除了上述通路之外，設(shè)置了第1通路和第2通路，上述第1通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的第1膨脹室相聯(lián)通，上述第2通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的第2膨脹室相聯(lián)通。根據(jù)該實(shí)施形態(tài)，不僅可以將選出渦卷部的制冷劑漏走，還可以在低負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度升高時(shí)，在過(guò)負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度下降時(shí)，通過(guò)注入到膨脹室內(nèi)的潤(rùn)滑油提高密封性，因而能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
本發(fā)明第11實(shí)施形態(tài)是在符合第1～第4實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)中，針對(duì)作為被吸入的上述工作流體的制冷劑的量，以大于等于2重量％但是小于20重量％的比例，向上述膨脹室供應(yīng)潤(rùn)滑油，在上述通路內(nèi)設(shè)置節(jié)流部。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，在提高吸入效率的同時(shí)，還提高了密封性，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
本發(fā)明第12實(shí)施形態(tài)是在符合第1～第4實(shí)施形態(tài)的渦旋膨脹機(jī)中，作為上述工作流體的制冷劑為高壓制冷劑，例如是二氧化碳。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，由于與氟利昂系制冷劑相比，在膨脹過(guò)程中理論回收動(dòng)力大，因而能夠進(jìn)一步提高循環(huán)效率。而且由于與氟利昂系制冷劑相比，二氧化碳制冷劑壓差大，因而使密封性進(jìn)一步提高，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
〔實(shí)施例1〕下文將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行介紹。本發(fā)明并不局限于該實(shí)施例的記載。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的渦旋膨脹機(jī)的剖視圖。
本實(shí)施例中的渦旋膨脹機(jī)將與定渦旋12嚙合的動(dòng)渦旋13夾持在主軸承部件11與由螺栓緊固在該主軸承部件11上的定渦旋12之間，主軸承部件11對(duì)通過(guò)焊接或熱壓配合等方式固定在密封容器1內(nèi)的曲柄軸4的主軸部4a進(jìn)行支撐。在動(dòng)渦旋13和主軸承部件11之間設(shè)置了防止動(dòng)渦旋13自轉(zhuǎn)并以圓軌道運(yùn)動(dòng)的方式進(jìn)行導(dǎo)向的奧德姆環(huán)(ォルダムリング)等自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)14。
在上述結(jié)構(gòu)中，通過(guò)由位于曲柄軸4上端的偏心軸部4b對(duì)動(dòng)渦旋13進(jìn)行偏心驅(qū)動(dòng)，使動(dòng)渦旋13進(jìn)行圓軌道運(yùn)動(dòng)。由該運(yùn)動(dòng)，形成在定渦旋12和動(dòng)渦旋13之間的膨脹室15一邊從中央部向外周側(cè)移動(dòng)一邊擴(kuò)大。利用該變化，從通到密封容器1外的吸入管16和定渦旋12中央部的吸入口17吸入制冷劑并使其膨脹。規(guī)定壓力以下的制冷劑氣體從定渦旋12外周側(cè)的排出口18排出到密封容器1外。
曲柄軸4的下端側(cè)由副軸承部件21支撐，在曲柄軸4的下端配置了容積式泵25。潤(rùn)滑油6由容積式泵25從潤(rùn)滑油池20抽上來(lái)，經(jīng)過(guò)設(shè)置在曲柄軸4軸向中心的供油路徑(圖中未示)，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油6供給到端板背面上，對(duì)主軸承部11a和偏心軸承部11b進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻。然后經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑油返回孔26，返回潤(rùn)滑油20，進(jìn)行再循環(huán)。
另一方面，到達(dá)了偏心軸承部11b的潤(rùn)滑油6的一部分由設(shè)置在動(dòng)渦旋13內(nèi)部的節(jié)流通路28減壓，供給到背壓室29。而且，在動(dòng)渦旋13的渦卷背部側(cè)的端板背面上，設(shè)置了將中心部和外周部隔開(kāi)的密封部件5。密封部件5將到達(dá)偏心軸承部11b的潤(rùn)滑油6的壓力和背壓室29的壓力隔開(kāi)。
隨著供應(yīng)到背壓室29內(nèi)的潤(rùn)滑油6的積存，背壓室29的壓力升高。為了保持該壓力恒定，設(shè)有背壓調(diào)整機(jī)構(gòu)9。一旦背壓室29的壓力比所設(shè)定的壓力高，則背壓調(diào)整機(jī)構(gòu)9工作，將背壓室29的潤(rùn)滑油6與制冷劑一起排出到密封容器1外。通過(guò)該背壓調(diào)整機(jī)構(gòu)29的工作，特別是在膨脹比大時(shí)，由于動(dòng)渦旋13不以過(guò)大壓力對(duì)定渦旋12進(jìn)行推壓，所以能夠提供可靠性高的渦旋膨脹機(jī)。
圖2是表示圖1所示渦旋膨脹機(jī)的動(dòng)渦旋的立體圖。
在圖2中，在動(dòng)渦旋13的端板13a的上面即渦卷部底面13b上形成了渦旋狀渦卷部13c，而且在端板13a上形成了對(duì)動(dòng)渦旋13的渦卷背部側(cè)的端板背面13d和動(dòng)渦旋13中心部的渦卷部底面13b進(jìn)行聯(lián)通的通路30。
由這種結(jié)構(gòu)，潤(rùn)滑油6供應(yīng)到膨脹室15的吸入部?jī)?nèi)，伴隨著膨脹過(guò)程，按順序?qū)Χu旋12和動(dòng)渦旋13的滑動(dòng)部進(jìn)行潤(rùn)滑。從而能夠提供可靠性高的渦旋膨脹機(jī)。
在動(dòng)渦旋13的渦卷背部側(cè)的端板背面13d上也可以不設(shè)置將中心部和外周部隔開(kāi)的密封部件5(圖中未示)，此時(shí)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠減少加工工序，因而能夠提供成本更低的渦旋膨脹機(jī)。
〔實(shí)施例2〕圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例2中渦旋膨脹機(jī)的動(dòng)渦旋的立體圖。
該實(shí)施例的渦旋膨脹機(jī)在動(dòng)渦旋13的渦卷部13c前端部上形成了密封片存儲(chǔ)槽32，用于存儲(chǔ)密封片31。在端板13a上形成了對(duì)密封片存儲(chǔ)槽32的底面和端板背面13d進(jìn)行聯(lián)通的通路33。
由該結(jié)構(gòu)，能夠由潤(rùn)滑油6充滿密封片存儲(chǔ)槽32和密封片31的間隙，從而提高對(duì)逸出渦卷部13c而泄漏的制冷劑的密封性，提供高性能的渦旋膨脹機(jī)。
此外，由于潤(rùn)滑油6通過(guò)密封片存儲(chǔ)槽32和密封片31的間隙，伴隨著膨脹過(guò)程，按順序?qū)Χu旋12和動(dòng)渦旋13的滑動(dòng)部進(jìn)行潤(rùn)滑，因而能夠提供可靠性高的渦旋膨脹機(jī)。
在動(dòng)渦旋13的渦卷背部側(cè)端板背面13d上也可以不設(shè)置將中心部和外周部隔開(kāi)的密封部件5(圖中未示)，此時(shí)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠減少加工工序，因而能夠提供成本更低的渦旋膨脹機(jī)。
〔實(shí)施例3〕圖4～圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例3中渦旋膨脹機(jī)對(duì)制冷劑進(jìn)行封閉過(guò)程的說(shuō)明圖。根據(jù)曲柄軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度而圖示出兩個(gè)渦卷部對(duì)制冷劑進(jìn)行封閉的過(guò)程。這里，第1通路30a表示設(shè)置在圖中未示的動(dòng)渦旋13的端板13a上的位置。
圖4顯示形成第1膨脹室15a的瞬間。也就是示出了通過(guò)動(dòng)渦旋13的渦卷部13c內(nèi)壁側(cè)和定渦旋12的渦卷部12c外壁側(cè)的接觸而產(chǎn)生的接觸部34，形成第1膨脹室15a的狀態(tài)(剛封閉后的狀態(tài))。
圖5和圖6顯示第1膨脹室15a由動(dòng)渦旋13的左旋轉(zhuǎn)動(dòng)而順序膨脹的狀態(tài)(從剛封閉后轉(zhuǎn)動(dòng)了30°的狀態(tài)；從剛封閉后轉(zhuǎn)動(dòng)了60°的狀態(tài))。
在本實(shí)施例的渦旋膨脹機(jī)中，在動(dòng)渦旋13的渦卷部13c內(nèi)壁側(cè)形成了已經(jīng)完成對(duì)制冷劑封閉的第1膨脹室15a時(shí)，第1通路30a就和第1膨脹室15a相聯(lián)通。
通過(guò)形成第1通路30a，特別是在低負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度升高時(shí)，構(gòu)成第1膨脹室15a的、渦卷部12c與渦卷部13c的接觸部34部分的空隙由于熱膨脹而變寬，但是在此場(chǎng)合下，注入到第1膨脹室15a內(nèi)的潤(rùn)滑油6起到提高密封性的作用。由該作用，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
此外，由第1通路30a，隨著第1膨脹室15a的膨脹，潤(rùn)滑油6注入第1膨脹室15a，但是一旦轉(zhuǎn)動(dòng)到圖6所示的角度時(shí)，則第1通路30a由定渦旋12的渦卷部12c閉塞。從而使?jié)櫥?不能過(guò)度地流入第1膨脹室15a內(nèi)。
通過(guò)將本實(shí)施例的第1通路30a設(shè)置在圖3所示實(shí)施例2中的渦旋膨脹機(jī)的動(dòng)渦旋上，不僅可以將逸出渦卷部的制冷劑漏走，還特別是在低負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度升高時(shí)，盡管構(gòu)成形成于動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上的膨脹室的動(dòng)渦旋和定渦旋的渦卷部的接觸部的空隙會(huì)變寬，但注入到膨脹室內(nèi)的潤(rùn)滑油仍然可以提高密封性，因而能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
〔實(shí)施例4〕圖7～圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例4中渦旋膨脹機(jī)對(duì)制冷劑進(jìn)行封閉過(guò)程的說(shuō)明圖。根據(jù)曲柄軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度而圖示出兩個(gè)渦卷部對(duì)制冷劑進(jìn)行封閉過(guò)程。此時(shí)，第2通路30b表示設(shè)置在圖中未示的動(dòng)渦旋13的端板13a上的位置。
圖7顯示形成了第2膨脹室15b的瞬間。也就是示出了由動(dòng)渦旋13的渦卷部13c外壁側(cè)和定渦旋12的渦卷部12c內(nèi)壁側(cè)的接觸而產(chǎn)生的接觸部34，形成第2膨脹室15b的狀態(tài)。
圖8和圖9顯示第2膨脹室15b由動(dòng)渦旋13的左旋轉(zhuǎn)動(dòng)而順序膨脹的狀態(tài)。
在本實(shí)施例的渦旋膨脹機(jī)中，在動(dòng)渦旋13的渦卷部13c外壁側(cè)形成了已經(jīng)完成對(duì)制冷劑封閉的第2膨脹室15b時(shí)，第2通路30b和第2膨脹室15b相聯(lián)通。
通過(guò)形成第2通路30b，特別是在過(guò)負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度下降時(shí)，構(gòu)成第2膨脹室15b的渦卷部12c和渦卷部13c的接觸部34部分的空隙因熱收縮而變寬，但是在此場(chǎng)合下，注入到第2膨脹室15b內(nèi)的潤(rùn)滑油6起到提高密封性的作用。由該作用，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
由第2通路30b，隨著第2膨脹室15b的膨脹，潤(rùn)滑油6注入第2膨脹室15b，但是一旦轉(zhuǎn)動(dòng)到圖9所示的角度時(shí)，則第2通路30b由定渦旋12的渦卷部12c閉塞。因而使得潤(rùn)滑油6不會(huì)超出需要地流入第2膨脹室15b內(nèi)。
也可以同時(shí)形成第1通路30a和第2通路30b兩個(gè)通路，其中第1通路30a在動(dòng)渦旋13的渦卷部13c內(nèi)壁側(cè)形成了已經(jīng)完成對(duì)制冷劑封閉的第1膨脹室15a時(shí)和第1膨脹室15a相聯(lián)通，第2通路30b在動(dòng)渦旋13的渦卷部13c外壁側(cè)形成了已經(jīng)完成對(duì)制冷劑封閉的第2膨脹室15b時(shí)和第2膨脹室15b相聯(lián)通。而且也可以相對(duì)于1個(gè)膨脹室，形成多條通路。
通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，在低負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度升高時(shí)，或在過(guò)負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部溫度下降時(shí)，均可對(duì)潤(rùn)滑油的注入進(jìn)行精細(xì)地控制，從而提高注入的潤(rùn)滑油的密封性，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
通過(guò)將本實(shí)施例的第2通路30b設(shè)置在圖3所示實(shí)施例2中的渦旋膨脹機(jī)的動(dòng)渦旋上，不僅可以將逸出渦卷部的制冷劑漏走，而且還可以特別是在過(guò)負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度下降時(shí)，盡管構(gòu)成形成于動(dòng)渦旋渦卷部外壁側(cè)上的膨脹室的動(dòng)渦旋和定渦旋的渦卷部的接觸部的空隙會(huì)變寬，但注入到膨脹室內(nèi)的潤(rùn)滑油仍然可以提高密封性，因而能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
而且，通過(guò)將上述實(shí)施例的第1通路30a和本實(shí)施例的第2通路30b設(shè)置在圖3所示實(shí)施例2中的渦旋膨脹機(jī)的動(dòng)渦旋上，不僅可以將逸出渦卷部的制冷劑漏走，而且在低負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度升高時(shí)，或在過(guò)負(fù)荷下膨脹機(jī)構(gòu)部的溫度下降時(shí)，注入到膨脹室內(nèi)的潤(rùn)滑油都可以提高密封性，因而能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
〔實(shí)施例5〕圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例5中膨脹機(jī)效率相對(duì)于渦旋膨脹機(jī)的膨脹室的潤(rùn)滑油供給量的特性圖。
如圖所示，即使使條件1、條件2、條件3、條件4與運(yùn)行條件變化，針對(duì)這些條件，也存在效率變?yōu)樽畲蟮臐?rùn)滑油6的供給比例。也就是如果向膨脹室15供給潤(rùn)滑油6，則制冷劑密封性提高，如果過(guò)量供給潤(rùn)滑油，則潤(rùn)滑油6與吸入體積的比值變大，因而吸入效率下降。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例5中潤(rùn)滑油相對(duì)渦旋膨脹機(jī)的制冷劑循環(huán)量的最佳供給比例的特性圖。
如圖所示，如果以大于等于2重量％但是小于20重量％的比例，向膨脹室15供應(yīng)潤(rùn)滑油6，則會(huì)提高吸入效率并使密封性提高，從而能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。例如通過(guò)在通路內(nèi)設(shè)置縮小內(nèi)徑等的節(jié)流部，就能夠?qū)崿F(xiàn)大于等于2重量％但是小于20重量％的供給比例(圖中未示)。
作為工作流體的制冷劑可以使用高壓制冷劑，例如二氧化碳，由于與氟利昂系制冷劑相比，在膨脹過(guò)程中理論回收動(dòng)力大，因而通過(guò)使膨脹機(jī)高效率化，能夠進(jìn)一步提高循環(huán)效率。而且由于與氟利昂系制冷劑相比，二氧化碳制冷劑差壓大，因而使密封性提高，通過(guò)在本發(fā)明中使用二氧碳制冷劑，能夠提供性能更高的渦旋膨脹機(jī)。
如上所述，符合本發(fā)明的渦旋膨脹機(jī)將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，并且在端板上設(shè)置了對(duì)端板背面和動(dòng)渦旋中心部的渦卷部底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，將潤(rùn)滑油供應(yīng)到吸入部，隨著膨脹過(guò)程，按順序?qū)Χu旋和動(dòng)渦旋的滑動(dòng)部進(jìn)行潤(rùn)滑，從而能夠提供可靠性高的渦旋膨脹機(jī)。而且，工作流體并不局限于制冷劑，也可以應(yīng)用在以空氣、氦作為工作流體的渦旋膨脹機(jī)、或渦旋流體機(jī)械中。
權(quán)利要求
1.一種渦旋膨脹機(jī)，包括膨脹機(jī)構(gòu)部，該膨脹機(jī)構(gòu)部使從端板立起渦旋狀渦卷部的定渦旋和動(dòng)渦旋嚙合并在雙方之間形成膨脹室，并在根據(jù)自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)控制條件下使上述動(dòng)渦旋沿圓軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)上述膨脹室一邊改變體積一邊移動(dòng)而進(jìn)行工作流體的吸入、膨脹、排出，其特征在于，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)上述端板背面和上述動(dòng)渦旋中心部的渦卷部底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。
2.一種渦旋膨脹機(jī)，包括膨脹機(jī)構(gòu)部，該膨脹機(jī)構(gòu)部使從端板立起渦旋狀渦卷部的定渦旋和動(dòng)渦旋嚙合并在雙方之間形成膨脹室，并在根據(jù)自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)控制條件下使上述動(dòng)渦旋沿圓軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)上述膨脹室一邊改變體積一邊移動(dòng)而進(jìn)行工作流體的吸入、膨脹、排出的膨脹機(jī)構(gòu)部，其特征在于，在上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，設(shè)置了將中心部和外周部隔開(kāi)的密封部件，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述端板背面中心部，將由比吸入壓力低但比排出壓力高的壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述端板背面外周部，而且，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)上述端板背面中心部和上述動(dòng)渦旋中心部的渦卷部底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。
3.一種渦旋膨脹機(jī)，包括膨脹機(jī)構(gòu)部，該膨脹機(jī)構(gòu)部使從端板立起渦旋狀渦卷部的定渦旋和動(dòng)渦旋嚙合并在雙方之間形成膨脹室，并在根據(jù)自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)控制條件下使上述動(dòng)渦旋沿圓軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)上述膨脹室一邊改變體積一邊移動(dòng)而進(jìn)行工作流體的吸入、膨脹、排出的膨脹機(jī)構(gòu)部，其特征在于，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，在上述動(dòng)渦旋的渦卷前端部上形成了密封片存儲(chǔ)槽，用于存儲(chǔ)密封片，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)上述端板背面和上述密封片存儲(chǔ)槽的底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。
4.一種渦旋膨脹機(jī)，包括膨脹機(jī)構(gòu)部，該膨脹機(jī)構(gòu)部使從端板立起渦旋狀渦卷部的定渦旋和動(dòng)渦旋嚙合并在雙方之間形成膨脹室，并在根據(jù)自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)控制條件下使上述動(dòng)渦旋沿圓軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)上述膨脹室一邊改變體積一邊移動(dòng)而進(jìn)行工作流體的吸入、膨脹、排出的膨脹機(jī)構(gòu)部，其特征在于，在上述動(dòng)渦旋的渦卷背部側(cè)的端板背面上，設(shè)置了將中心部和外周部隔開(kāi)的密封部件，將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述端板背面中心部，將由比吸入壓力低但比排出壓力高的壓力所保持的潤(rùn)滑油供給到上述端板背面外周部，而且，在上述動(dòng)渦旋的渦卷前端部上形成了密封片存儲(chǔ)槽，用于存儲(chǔ)密封片，在上述動(dòng)渦旋的端板上設(shè)置了對(duì)上述端板背面中心部和上述密封片存儲(chǔ)槽的底面進(jìn)行聯(lián)通的通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的渦旋膨脹機(jī)，其特征在于上述通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的渦旋膨脹機(jī)，其特征在于上述通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的渦旋膨脹機(jī)，其特征在于作為上述通路，設(shè)置了第1通路和第2通路，第1通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的第1上述膨脹室相聯(lián)通，第2通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的第2上述膨脹室相聯(lián)通。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4記載的渦旋膨脹機(jī)，其特征在于除了上述通路之外，還設(shè)置了第1通路，上述第1通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4記載的渦旋膨脹機(jī)，其特征在于除了上述通路之外，還設(shè)置了第2通路，上述第2通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的上述膨脹室相聯(lián)通。
10.根據(jù)權(quán)利要求3或4記載的渦旋膨脹機(jī)，其特征在于除了上述通路之外，設(shè)置了第1通路和第2通路，上述第1通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部?jī)?nèi)壁側(cè)上且剛封閉后的第1上述膨脹室相聯(lián)通，上述第2通路與形成在上述動(dòng)渦旋的渦卷部外壁側(cè)上且剛封閉后的第2上述膨脹室相聯(lián)通。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一記載的渦旋膨脹機(jī)，其特征在于在上述通路內(nèi)設(shè)置節(jié)流部，以針對(duì)作為吸入的上述工作流體的制冷劑量，以大于等于2重量％但小于20重量％的比例，向上述膨脹室供應(yīng)潤(rùn)滑油。
12.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一記載的渦旋膨脹機(jī)，其特征在于作為上述工作流體的制冷劑為高壓制冷劑，例如是二氧化碳。
全文摘要
本發(fā)明用以提高渦旋膨脹機(jī)的可靠性和性能。將由吸入壓力所保持的潤(rùn)滑油(6)供給到動(dòng)渦旋(13)的渦卷背部側(cè)的端板背面(13d)上，在端板(13a)上設(shè)置了對(duì)端板背面(13d)和動(dòng)渦旋中心部的渦卷部底面(13b)進(jìn)行聯(lián)通的通路(30)。借助于該結(jié)構(gòu)，將潤(rùn)滑油(6)供應(yīng)到膨脹室的吸入部，隨著膨脹過(guò)程，按順序?qū)Χu旋(12)和動(dòng)渦旋(13)的滑動(dòng)部進(jìn)行潤(rùn)滑。從而能夠提供可靠性高的渦旋膨脹機(jī)。
文檔編號(hào)F04C18/00GK1869448SQ20061009963
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者田晃, 森本敬, 澤井清 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社