[发明专利]涡旋膨胀机

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡旋膨胀机，该涡旋膨胀机使制冷剂膨胀、回收动力，并将该动力用于压缩。

背景技术

在以往的涡旋膨胀机中，由第1固定涡旋件件和公转涡旋件形成压缩装置的压缩室，另一方面，由第2固定涡旋件和公转涡旋件形成膨胀装置的膨胀室。公转涡旋件连接于曲轴，由支承机构不自转地支承，同时，由安装于曲轴的电动机进行公转驱动。另外，压缩机构的排出口和膨胀机构的吸入口分别直接连接到与热交换器连接的配管的一端，压缩机构的吸入口和膨胀机构的排出口由从支承机构隔开的路径形成(例如，参照专利文献1)。

另外，这样的膨胀机成为在密闭容器内收容膨胀机构和副压缩机构的结构，该膨胀机构使制冷剂膨胀，该副压缩机构由回收动力驱动，承担循环的压缩过程的一部分，在容器内保持用于对滑动部进行润滑的润滑油。在使用这样的膨胀机的冷冻循环中，为了在主压缩机和膨胀机这两处储存润滑油，需要考虑油面的控制从而使润滑油不会在这两处不足。

为此，在使用以往的膨胀机的冷冻空调装置中，使收容膨胀机构和副压缩机构的密闭容器内的压力为与主压缩机的排出压力相同或大体相同的压力，膨胀机构从膨胀机容器的上方部吸入制冷剂，同时，主压缩机在主压缩机容器内为吸入压力氛围的情况下在油面上部设置压缩机构的吸入部，在主压缩机容器内为排出压力氛围的情况下在油面上部设置来自容器的排出口，在主压缩机容器内过剩的油与制冷剂一起经由回路返回到膨胀机容器(例如，参照专利文献2)。

另外，在别的冷冻空调装置中，将收容膨胀机构和副压缩机构的密闭容器内的压力作为副压缩机的排出压力，膨胀机构从膨胀机容器外直接吸入制冷剂，在膨胀后直接排出到容器外，同时，在主压缩机容器内为吸入压力氛围的情况下，主压缩机在油面上部设置压缩机构的吸入部，在主压缩机容器内为排出压力氛围的情况下，在油面上部设置来自主压缩机容器的排出口，在主压缩机容器内过剩的油与制冷剂一起经由回路返回到膨胀机容器内(例如，参照专利文献3)。

专利文献1：日本特公平07-037857号公报(第3页～第4页，图1、图2)

专利文献2：日本特开2004-325018号公报(第5页、第6页、第8页，图1、图6)

专利文献3：日本特开2004-325019号公报(第3页、第8页，图1、图6)

然而，在上述那样的涡旋膨胀机中，必须使膨胀机构与马达等驱动源一体构成，结构复杂。另外，在脱离设计点的运行条件下，为了使膨胀机构与压缩机构的转速一致，必须减小膨胀机构的流量或差压，存在回收动力下降的问题。另外，压缩机构的排出口与膨胀机构的吸入口分别直接连接到与热交换器连接的配管的一端，压缩机构的吸入口与膨胀机构的排出口由从配置有支承机构的空间隔开的路径形成，所以，与制冷剂气体一起循环的油不供给到支承机构的滑动部，存在因润滑不足而导致发热胶着的危险。

另外，在记载于专利文献2和专利文献3的所有冷冻空调装置中，在各个主压缩机容器和膨胀机容器中过剩的润滑油与制冷剂一起排出到容器外，从主压缩机容器向膨胀机容器移动或从膨胀机容器向主压缩机容器移动，所以，在由副压缩机压缩后由主压缩机压缩的情况下，从主压缩机容器到膨胀机容器必须经由气体冷却器的热交换器，存在油混到制冷剂中而导致热交换性能下降的危险。

另外，在具有储液器那样的容器部，或者由于延长配管而使得回路变得长大的情况下，由于油在主压缩机、膨胀机以外的容器部分滞留，或者油的移动很费时间，所以，不能在过渡状态下保持油面的平衡，存在主压缩机、膨胀机中的某一方的容器内的润滑油不足的可能性。在预见到这样的事态而增加初期封入的润滑油量的情况下，在主压缩机或膨胀机的容器内，油量在稳态时变得过剩，存在产生搅拌损失这样的问题。

发明内容

本发明用于解决上述那样的问题，其目的在于提供一种涡旋膨胀机，该涡旋膨胀机可由简单的结构抑制回收动力的下降，同时，可稳定地进行支承机构的滑动部的润滑，并可在主压缩机容器与膨胀机容器间使润滑油直接移动，稳定地进行双方的油面控制，该涡旋膨胀机在广泛的运转条件下效率良好，可靠性高。