提供一种冷冻装置,包括共用冷凝器的兰金循环热力机和冷冻循环热力机，借助兰金循环的膨胀机来驱动冷冻循环的压缩机。将螺杆膨胀机与螺杆压缩机构成在共用的壳体的内部，将螺杆膨胀机的旋转轴的排气侧与螺杆压缩机的旋转轴的排出侧连接。优选在壳体内螺杆膨胀机的排气流路与螺杆压缩机的排出流路合流并与冷凝器连接，并且形成收纳连接螺杆膨胀机的旋转轴和螺杆压缩机的旋转轴的连结器的中间空间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种冷冻装置。
技术介绍
在日本特开昭56-43018号中公开有ー种车辆用制冷装置，其利用热膨胀机(ヱキスパンダ)来驱动包含于冷冻循环的热カ机的压缩机。在该制冷装置中构成下述兰金循环借助发动机的热令热介质蒸发而驱动膨胀机，令在膨胀机中膨胀后的热介质在冷却器中冷凝，此后 利用泵令其向发动机环流，利用这样的兰金循环的膨胀机来驱动冷冻循环的压缩机。在该制冷装置中，冷冻循环和兰金循环使用相同的热介质(冷却介质)，冷冻循环的压缩机排出的冷却介质与兰金循环相同在冷却器中凝结并被供给给蒸发器。因此，冷冻循环的冷凝温度(压力)与兰金循环的冷凝温度(压力)相同。在上述现有技术中，膨胀机的旋转轴的排气侧与压缩机的旋转轴的吸入侧连接。因此，需要在膨胀机的排气侧以及压缩机的吸入侧分别设置轴密封装置。若冷冻循环以及兰金循环的轴密封装置存在泄露，则热介质向系统外漏出，无法发挥效能。因此，本专利技术的课题在于提供一种冷冻装置，借助兰金循环的膨胀机来驱动冷冻循环的压缩机，且不需要轴密封。
技术实现思路
本专利技术是一种冷冻装置，包括令热介质蒸发的高温蒸发器；将由上述高温蒸发器蒸发的热介质的膨胀カ转换为旋转カ的螺杆膨胀机；导入从上述螺杆膨胀机排出的热介质的冷凝器；将在上述冷凝器中液化了的上述热介质的至少一部分供给到上述高温蒸发器的循环泵；将在上述冷凝器中液化了的上述热介质的其他部分减压的膨胀阀；令在上述膨胀阀中被减压了的冷却介质蒸发而吸热的低温蒸发器；将在上述低温蒸发器中气化了的热介质压缩的螺杆压缩机；以及收纳上述螺杆膨胀机与上述螺杆压缩机的壳体，其中，从上述螺杆压缩机排出的热介质与从上述螺杆膨胀机排气的热介质合流而被导入上述冷凝器，上述螺杆膨胀机的旋转轴的排气侧与上述螺杆压缩机的旋转轴的排出侧在上述壳体的内部连接。根据该构成，螺杆膨胀机的排气侧以及螺杆压缩机的排出侧连通，所以螺杆膨胀机的排气压力与螺杆压缩机的排出压カ相等，不会产生热介质的跑气。因此，本专利技术的冷冻装置中无需在螺杆膨胀机的排气侧以及螺杆压缩机的排出侧设置轴密封装置，构成简単，所以低价且故障少，维护性也高。此外，在本专利技术的冷冻装置中，上述螺杆膨胀机的排气流路以及上述螺杆压缩机的排出流路合流后与上述冷凝器连接，并且，收纳连接上述螺杆膨胀机的旋转轴的排气侧与上述螺杆压缩机的旋转轴的排出侧的连结器的中间空间也可以形成在上述壳体内。根据该构成，收纳螺杆膨胀机以及螺杆压缩机的旋转轴的连结器的中间空间与螺杆膨胀机的排气流路以及螺杆压缩机的排出流路连通，所以在螺杆膨胀机以及螺杆压缩机与中间空间之间不会发生绕轴的跑气。此外，螺杆膨胀机以及螺杆压缩机与冷凝器的连接配管ー根即可。此外，本专利技术的冷冻装置也可以在上述中间空间内具有借助上述螺杆膨胀机的旋转カ而发电的发电机。根据该构成，冷冻负荷小，螺杆膨胀机产生的旋转能量比螺杆压缩机消耗的能量多时，能够利用发电机将剩余的旋转能量转化为电能而在外部消耗或者蓄电。此外，在本专利技术的冷冻装置中，上述连结器也可以含有能够将上述 螺杆膨胀机的旋转轴和上述螺杆压缩机的旋转轴断开的离合器。根据该构成，在没有冷冻负荷时，通过断开螺杆膨胀机，能够将螺杆膨胀机所产生的旋转能量全部用于发电。在本专利技术中，兰金循环的螺杆膨胀机的旋转轴的排气侧与冷冻循环的螺杆压缩机的旋转轴的排出侧在壳体内连接，所以无需在螺杆膨胀机的排气侧以及螺杆压缩机的排出侧设置轴密封装置，能够提供简单且可靠性高的冷冻装置。附图说明图I是本专利技术的第一实施方式的冷冻装置的概略构成图。图2是图I的冷冻装置的P_i线图。图3是图I的螺杆膨胀机以及螺杆压缩机的简要剖视图。图4是本专利技术的第二实施方式的冷冻装置的概要构成图。图5是本专利技术的第三实施方式的冷冻装置的概要构成图。具体实施例方式在此，參照附图说明本专利技术的实施方式。图I表示本专利技术的第一实施方式的冷冻装置。冷冻装置I用于借助兰金循环热カ机3从汽车的发动机2回收热能而转换为动力、并利用该动カ驱动冷冻循环热カ机4而进行汽车的车厢的制冷。兰金循环热カ机3与冷冻循环热カ机4是一部分共用的封闭系统，封入热介质(例如R245fa)。兰金循环热カ机3包括与发动机的缸体模块一体形成且令热介质蒸发而利用气化热冷却缸体模块的高温蒸发器5、被供给由高温蒸发器5蒸发的热介质而将热介质的膨胀カ转换为旋转カ的螺杆膨胀机6、将从螺杆膨胀机6排气的热介质冷却而令其冷凝、液化的冷凝器7、对由冷凝器7液化了的热介质加压而再次供给到高温蒸发器5的循环泵8。冷凝器7借助被发动机2的动カ驱动的风扇而与外部气体进行热交换从而冷却热介质。冷冻循环热カ机4与兰金循环热カ机3共有冷凝器7，包括对在冷凝器7中液化了的热介质进行减压的减压阀10、令减压后的热介质蒸发而从周围的空气吸热的低温蒸发器11、将在蒸发器11中气化了的热介质压缩而再次供给给冷凝器的螺杆压缩机12。兰金循环热カ机3的螺杆膨胀机6与冷冻循环热カ机4的螺杆压缩机12构成在共用的壳体13的内部。在壳体13的内部，作为螺杆膨胀机6的输出的旋转轴14与作为螺杆压缩机12的输入的旋转轴15利用连结器16而相互连接。由此，螺杆压缩机12被螺杆膨胀机6驱动旋转。图2表示兰金循环热カ机3以及冷冻循环热カ机4的P-i线图。如图所示，冷凝器7的热介质的冷凝温度为55°C、压カ为0. 4MPa，高温蒸发器7的热介质的蒸发温度为100°C，压カ为IMPa，低温蒸发器11的热介质的蒸发温度为5°C，压カ为0. 06MPa。图3简化地表示螺杆膨胀机6以及螺杆压缩机12的构成。螺杆膨胀机6以及螺杆压缩机12分别在共用的壳体13中形成的转子室17以及18中收纳阴阳ー对的转子19a、19b以及20a、20b。此外，壳体13在螺杆膨胀机6与螺杆压缩机12之间区划出中间空间21。中间空间21经由共用流路22而与冷凝器7连接。螺杆膨胀机6的供气流路23在壳体13的一方的侧端开ロ，螺杆膨胀机6的排气流路24在中间空间21开ロ。此外，螺杆压缩机12的吸入流路25在壳体13的另一端开ロ，螺杆压缩机12的排出流路26在中间空间21开ロ。为了实现这样的热介质的流动方向，螺杆膨胀机6的转子19a、19b与螺杆压缩机12的转子20a、20b的螺旋状的齿槽的旋转方向相反。 此外，螺杆压缩机6的阳转子19a的旋转轴14的排气侧和螺杆压缩机12的阳转子20a的旋转轴15的排出侧在中间空间21内延伸并借助连结器16连接。如图2所示，螺杆膨胀机6的排气压力与螺杆压缩机12的排出压カ都为0. 4MPa为大致相同的压力。因此，中间空间21的压カ也与这些大致相同。因此，在转子室17与中间空间21之间以及转子室18与中间空间21之间无需设置轴密封装置。虽未图示，但是在螺杆膨胀机6的供气侧以及螺杆压缩机12的吸入侧，由于为旋转轴不露出到壳体13的外部的密封构造，所以都不需要轴密封装置。通过这样地将螺杆膨胀机6和螺杆压缩机12构成为在共用的壳体13中螺杆膨胀机6的排气侧与螺杆压缩机12的排出侧对置，螺杆膨胀机6以及螺杆压缩机12无需用于对旋转的轴进行密封的构成部件，低价且可靠性高，维护也变得容易。图4表示本专利技术的第二实施方式的冷冻装置la。另外，在以后的实施方式中，对干与之前说明过的部件相同的构成要素标注相同的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2010.10.13 JP 2010-2307731.一种冷冻装置，包括 高温蒸发器，令热介质蒸发； 螺杆膨胀机，将由上述高温蒸发器蒸发的热介质的膨胀力转换为旋转力； 冷凝器，向该冷凝器导入从上述螺杆膨胀机排出的热介质； 循环泵，将在上述冷凝器中液化了的上述热介质的至少一部分供给到上述高温蒸发器； 膨胀阀，对在上述冷凝器中液化了的上述热介质的其他部分进行减压； 低温蒸发器，令在上述膨胀阀中被减压了的冷却介质蒸发而吸热； 螺杆压缩机，对在上述低温蒸发器中气化了的热介质进行压缩； 以及壳体，收纳上述螺杆膨胀机与上述螺杆压缩机， 其中， 从上述螺杆压缩机排出的热介...
【专利技术属性】
技术研发人员：壶井升，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：
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