KR20120139770A

KR20120139770A - 유체기계

Info

Publication number: KR20120139770A
Application number: KR1020127025858A
Authority: KR
Inventors: 신지 나카무라; 히로후미 와다
Original assignee: 산덴 가부시키가이샤
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-12-27
Also published as: EP2551449A4; EP2551449A1; WO2011118562A1; CA2792544A1; CN102812207A

Abstract

본 발명의 유체기계(14, 102, 108)는, 회전체(40, 66)를 가지며, 회전체(40, 66)의 회전에 따라서 작동유체의 유출입을 행하는 복수의 유체유닛(16, 20)과, 복수의 유체유닛(16, 20)의 각 회전체(40, 66)가 연결되는 구동축(72)을 구비하고, 구동축(72)의 회전체(40, 66) 간에 있어서의 축부에 올담 커플링(85)을 설치한다.

Description

유체기계{FLUID MACHINE}

본 발명은, 유체기계에 관한 것으로서, 상세하게는, 차량용 폐열이용 장치의 랭킨회로(Rankine cycle)에 이용하는데 적합한 유체기계에 관한 것이다.

예를 들면 차량 엔진 등의 내연 기관의 폐열이용 시스템을 구성하는 랭킨회로는, 작동 유체(열매체)가 순환하는 순환로를 가지며, 순환로에는, 펌프, 증발기(열교환기), 팽창기, 및 응축기가 순차 삽입된다.

펌프는, 예를 들면 전동 모터에 의해 구동되어, 작동 유체를 순환시킨다. 작동 유체는, 증발기를 통과할 때에 폐열을 받아, 팽창기에서 팽창한다. 이때, 작동 유체의 열 에너지는, 토크로 변환되어 외부로 출력되며, 예컨대, 응축기를 공랭(空冷)하기 위한 팬을 회전시키는데 이용된다.

특허문헌 1은, 이러한 랭킨회로에 적합한 유체기계로서, 펌프, 팽창기 및 모터가 하나의 구동축을 공유하는 유체기계를 개시하고 있다.

일본 특허공개공보 2005-30386호 공보

그런데, 상술한 바와 같은 복수의 유체 유닛을 구비한 유체기계는, 각 유체 유닛마다 개별로 작동 평가한 후에, 평가 기준을 충족시키는 유체 유닛끼리를 조립해서 완성시킴으로써, 유체기계의 생산 효율을 향상시키고 있다.

그러나, 상술한 특허문헌 1의 유체기계에서는, 구동축이 1개의 부재에 의해 구성되기 때문에, 각 유체 유닛의 작동 평가를 개별로 행하는 것은 곤란하다.

구체적으로는, 팽창기의 기구부의 작동을 평가할 때에 구동축의 무(無)부하 시의 토크를 측정하지만, 구동축의 회전에 따라 펌프의 회전체도 회전되기 때문에, 측정된 무부하 시의 토크의 정밀도가 저하함으로써 팽창기를 적절하게 평가할 수 없고, 나아가서는 유체기계의 성능을 확보할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 팽창기 또는 펌프에 불량이 생긴 경우에는, 유체기계 전체를 분해해서 불량 유닛을 수리, 교환할 필요가 있으며, 최악의 경우에는 팽창기 또는 펌프의 일방의 불량 유닛때문에 유체기계를 폐기할 수밖에 없게 될 우려도 있다. 이들에 의해, 상술한 특허문헌 1의 유체기계에는, 유체기계의 생산 효율 및 메인티넌스성의 향상에는 여전히 과제가 남아 있다.

더욱이, 상술한 복수의 유체 유닛을 연결한 유체기계는, 구동축의 축방향으로 길어져 대형화하는 경향이 있지만, 상기 종래 기술에서는 유체기계의 소형화의 촉진에 대해서는 각별한 배려가 이루어져 있지 않다.

본 발명은 상술한 사정에 근거하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 성능을 확보하면서 생산 효율 및 메인티넌스성을 향상하고, 소형화도 실현할 수 있는 유체기계를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 유체기계는, 회전체를 가지고, 상기 회전체의 회전에 따라 작동 유체의 유출입을 행하는 복수의 유체 유닛과, 상기 복수의 유체 유닛의 상기 각 회전체가 연결되는 구동축을 구비하고, 상기 구동축의 상기 회전체 간에 있어서의 축부에 올담 커플링(Oldham's coupling)을 설치한다.

바람직하게는, 상기 올담 커플링은, 상기 축부에 대한 걸림고정부와, 상기 걸림고정부가 형성되는 본체부로 이루어지는 슬라이더를 포함하여 이루어지며, 상기 슬라이더는, 상기 축부에 형성된 수용 구멍에 수용된다.

바람직하게는, 상기 복수의 유체 유닛은, 제 1의 회전체를 가지고, 상기 제 1의 회전체의 회전을 수반하면서, 상기 작동 유체를 받아들이며, 받아들인 상기 작동 유체를 팽창시키고 나서 송출하는 팽창 유닛을 포함한다.

바람직하게는, 상기 복수의 유체 유닛은, 제 2의 회전체를 가지고, 상기 제 2의 회전체의 회전에 따라 상기 작동 유체를 흡입하며, 흡입한 상기 작동 유체를 승압(昇壓)하고 나서 토출하는 펌프 유닛을 포함한다.

바람직하게는, 상기 복수의 유체 유닛은, 제 3의 회전체를 가지고, 상기 제 3의 회전체의 회전에 따라 상기 작동 유체를 흡입하며, 흡입한 상기 작동 유체를 압축하고 나서 송출하는 압축 유닛을 포함한다.

바람직하게는, 상기 구동축에 연결된 제4의 회전체를 가지고, 상기 제4의 회전체의 회전에 따라 전력을 발생하는 발전 유닛을 구비한다.

바람직하게는, 상기 구동축에 연결된 제5의 회전체를 가지고, 상기 제5의 회전체의 회전에 따라 전력을 발생하는 한편, 상기 제5의 회전체를 외부전력에 의해 회전시켜, 상기 제5의 회전체의 회전에 따라 상기 구동축을 구동하는 발전구동 유닛을 구비한다.

바람직하게는, 상기 구동축에 연결되어, 상기 구동축과 외부와의 사이에서 동력을 전달하는 동력전달 유닛을 구비한다.

본 발명에 따르면, 구동축의 회전체 간에 있어서의 축부에 올담 커플링을 설치함으로써, 유체기계의 제조시에, 각 유체 유닛을 올담 커플링에서 분리 독립시키며, 유체 유닛의 작동 평가를 개별로 행함으로써, 유체 유닛의 작동을 적절하게 평가할 수 있기 때문에, 유체기계의 성능을 확보하면서 생산 효율을 향상할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 각 유체 유닛의 어느 하나에 불량이 생겼을 경우에는, 불량 유닛만을 올담 커플링에서 분리하고, 수리, 교환하는 것이 가능하여, 불량 유닛의 교환을 위해 유체기계 전체를 분해하는 것이 회피되어, 유체기계의 메인티넌스성을 향상할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면, 올담 커플링은 스플라인(splines) 등을 이용한 체결 구조와 비교해서 간단한 구조이기 때문에, 유체 유닛의 작동 평가 시의 센터링 작업(centering operation)을 비교적 용이하게 행할 수 있어, 이것은 유체기계의 생산 효율향상에 더욱 기여한다.

또한, 본 발명에 따르면, 올담 커플링은 축의 지름방향의 변위를 허용하는 한편, 축 어긋남(편심(偏心), 편각(偏角))에 의해 발생하는 회전각도 오차를 저감하여, 회전각도를 고정밀도로 전달가능하며, 복수의 유체 유닛을 일체화할 때의 축 어긋남이 허용되기 때문에, 유체기계의 성능을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 축부에 대하여 슬라이더를 사이에 두고 대향하는 축부를 조립부착할 때에 슬라이더가 탈락하여, 유체기계의 조립시의 작업성이 악화하는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로는 유체 유닛의 작동 평가 시의 센터링 작업에 있어서의 슬라이더의 탈락을 효과적으로 방지할 수 있고, 상기 센터링 작업을 더 용이하게 행할 수 있기 때문에, 유체기계의 생산 효율을 더욱 향상할 수 있다.

또한, 유체기계의 조립 후에는 축부에 슬라이더를 매설할 수 있기 때문에, 축부의 길이, 나아가서는 구동축의 길이를 슬라이더의 축길이 분(分)만큼 짧게 할 수 있어, 유체기계가 소형화를 더욱 꾀할 수 있다.

도 1은, 제 1 실시 형태에 관한 유체기계가 설치된 차량의 폐열이용 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 도 1의 장치에 적용된 유체기계의 개략적인 세로단면도이다.
도 3은, 제 2 실시 형태에 관한 유체기계의 개략적인 세로단면도이다.
도 4는, 제 3 실시 형태에 관한 유체기계의 개략적인 세로단면도이다.
도 5는, 제4 실시 형태에 관한 유체기계의 개략적인 세로단면도이다.
도 6은, 도 5의 수용 구멍을 나타낸 사시도이다.
도 7은, 도 5의 슬라이더를 나타낸 사시도이다.
도 8은, 도 5의 피구동축부의 단면을 나타낸 사시도이다.
도 9는, 제 5 실시 형태에 관한 올담 커플링을 구성하는 수용 구멍의 사시도이다.
도 10은, 도 9의 수용 구멍의 바닥부에 형성된 홈부에 대한 허브의 수용 상태를 나타낸 평면도이다.
도 11은, 도 9에 있어서 유체기계의 조립 작업시에 허브가 축부의 둘레 방향으로 약간 회전한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 1은, 제 1 실시 형태에 관한 유체기계(14)를 사용하기 위한 폐열이용 장치(1)를 나타내고, 폐열이용 장치(1)는, 예컨대, 차량 엔진(내연 기관)(10)으로부터 배출되는 배기가스의 열을 회수한다. 이를 위해 폐열이용 장치(1)는 랭킨회로(12)를 구비하고, 랭킨회로(12)는, 작동 유체(열매체)가 순환하는 순환로(13)를 가진다. 순환로(13)는, 예를 들면 관(管)이나 파이프에 의해 구성된다.

순환로(13)에는, 작동 유체를 유동시키기 위해, 유체기계(14)의 펌프 유닛(유체 유닛)(16)이 삽입되며, 또한, 작동 유체가 유동하는 방향에서 보았을 때 펌프 유닛(16)의 하류에는, 가열기(18), 유체기계(14)의 팽창 유닛(유체 유닛)(20) 및 응축기(22)가 순차 삽입되어 있다. 즉, 펌프 유닛(16)은, 응축기(22) 측에서 작동 유체를 흡입하고, 흡입한 작동 유체를 승압하고 나서 가열기(18)를 향해 토출한다. 펌프 유닛(16)으로부터 토출된 작동 유체는, 저온 고압의 액(液)상태이다.

가열기(18)는 열교환기이며, 순환로(13)의 일부를 구성하는 저온유로(18a)와, 저온유로(18a)와의 사이에서 열교환가능한 고온유로(18b)를 가진다. 고온유로(18b)는, 예를 들면 엔진(10)으로부터 연장되는 배기관(24)에 삽입되어 있다. 따라서 가열기(18)를 통과할 때, 저온 고압의 액상태의 작동 유체는, 엔진(10)에서 발생한 배기가스의 열을 받는다. 이것에 의해 작동 유체는 가열되어, 고온 고압의 과열 증기상태가 된다.

유체기계(14)의 팽창 유닛(20)은, 과열 증기상태가 된 작동 유체를 팽창시켜, 이것에 의해 작동 유체는, 고온 저압의 과열 증기상태가 된다.

응축기(22)는 열교환기이며, 팽창 유닛(20)으로부터 유출된 작동 유체를 외기와의 열교환에 의해 응축시켜, 저온 저압의 액상태로 한다. 구체적으로는, 응축기(22)의 근방에는 전동 팬(electric fan, 도시 생략)이 배치되며, 차량 전방으로부터의 바람이나 전동 팬으로부터의 바람에 의해 작동 유체는 냉각된다. 응축기(22)에 의해 냉각된 작동 유체는, 다시 펌프 유닛(16)으로 흡입되어, 순환로(13)를 순환한다.

여기에서, 상술한 팽창 유닛(20)은, 작동 유체를 팽창시킬 뿐만 아니라, 작동 유체의 열 에너지를 토크(회전력)로 변환해서 출력가능하다. 팽창 유닛(20)으로부터 출력되는 토크를 이용가능하도록, 팽창 유닛(20)에는, 펌프 유닛(16)에 더하여, 발전(發電) 유닛(26)이 연결되어 있다. 발전 유닛(26)에는, 발생한 전력을 사용 또는 축전하는, 예를 들면 배터리 등의 전기적인 부하(28)가 적당히 접속되어 있다.

또한, 유체기계(14)는, 토크를 입출력하기 위한 동력전달 유닛(30)을 가지며, 동력전달 유닛(30)은, 예를 들면 전자 클러치이다. 전자 클러치는, ECU(전자제어장치)(31)에 의해 작동되어, 단속적(斷續的)으로 토크를 전달가능하다.

보다 상세하게는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 팽창 유닛(20), 발전 유닛(26) 및 펌프 유닛(16)이 구동축(72)을 통하여 이 순서로 직렬로 연결되어 있으며, 구동축(72)은, 발전 유닛(26) 및 팽창 유닛(20) 측의 구동축부(72A)와, 펌프 유닛(16) 측의 피구동축부(72B)와, 축부(72A,72B)의 중간에 설치하는 슬라이더(87)를 구비하고 있다.

팽창 유닛(20)은, 선회 기구(21)를 구동부로 한 스크롤식의 팽창기이다. 팽창 유닛(20)의 컵 형상의 케이싱(32)(팽창 유닛용 케이싱)의 개구는, 간막이벽(34)에 의해 거의 덮여 있지만, 간막이벽(34)의 중앙에는 관통 구멍이 형성되어 있다.

팽창 유닛용 케이싱(32) 내에는, 고정 스크롤(36)이 고정되고, 고정 스크롤(36)의 배면 측에는 고압실(38)이 구획되어 있다. 고압실(38)은, 팽창 유닛용 케이싱(32)에 형성된 입구 포트 및 입구 포트에 접속된 순환로(13)의 일부를 통하여 가열기(18)와 연통되어 있다.

고정 스크롤(36)의 정면 측에는, 가동 스크롤(회전체, 제 1의 회전체)(40)이 맞물리도록 배치되어 있다. 고정 스크롤(36)과 가동 스크롤(40)과의 사이에는, 작동 유체를 팽창시키는 팽창실(42)이 구획되며, 가동 스크롤(40)의 주위는, 팽창한 작동 유체를 받아들이는 저압실(44)로서 구획되어 있다. 고정 스크롤(36)의 기판의 대략 중앙에는, 도입 구멍(46)이 관통하여 형성되며, 이 도입 구멍(46)을 통해서 고정 및 가동 스크롤(36, 40)의 지름방향 중앙에 위치하는 팽창실(42)과 고압실(38)이 연통된다.

지름방향 중앙의 팽창실(42) 내에서 작동 유체가 팽창하면, 팽창실(42)의 용적이 증대하고 또한 팽창실(42)이 고정 및 가동 스크롤(36, 40)의 나선형(渦券, spiral)벽을 따라 지름방향 외측으로 이동한다. 그리고, 팽창실(42)은, 최종적으로는 저압실(44)과 연통하여, 팽창한 작동 유체가 저압실(44)로 유입된다. 저압실(44)은, 도시하지 않은 출구 포트 및 해당 출구 포트에 접속된 순환로(13)의 일부를 통해서, 응축기(22)와 연통되어 있다.

이러한 작동 유체의 팽창에 따라서, 가동 스크롤(40)은 고정 스크롤(36)에 대하여 공전선회(公轉旋回) 운동시켜지지만, 이 공전 선회 운동은 선회 기구(21)에 의해 회전운동으로 변환된다.

즉, 가동 스크롤(40)의 기판의 배면에는 보스(boss)가 일체로 형성되며, 보스 내에는, 니들 베어링(needle bearing, 48)을 사이에 두고 편심 부시(eccentric bush, 50)가 상대회전가능하게 배치되어 있다. 편심 부시(50)에는 크랭크 핀(52)이 삽입통과되며, 크랭크 핀(52)은 원반형상의 디스크(54)로부터 편심되어 돌출하고 있다. 디스크(54)에 있어서의 크랭크 핀(52)과 반대측으로부터는 동축으로 축부(56)가 일체로 돌출하고, 축부(56)는, 볼베어링 등의 래디얼 베어링(radial bearing, 58)을 사이에 두고, 간막이벽(34)에 의해 회전가능하게 지지되며 원웨이 클러치(one-way clutch, 95)를 통해 구동축부(72A)와 연결되어 있다. 즉, 가동 스크롤(40)은 간막이벽(34)에 의해 회전가능하게 지지되고, 가동 스크롤(40)의 공전선회 운동은, 축부(56)의 회전운동으로 변환되며, 그 회전운동은 구동축부(72A)에 전달된다.

한편, 선회 기구(21)는, 공전선회 운동 중의 가동 스크롤(40)의 자전을 저지하는 동시에 스러스트압(thrust load)을 받기 위해서, 예를 들면 볼 커플링(60)을 가지며, 볼 커플링(60)은, 가동 스크롤(40)의 기판의 외주부와, 해당 외주부와 대향하는 간막이벽(34)의 부분과의 사이에 배치된다.

여기서, 선회 기구(21)의 작동에 따라 고정 및 가동 스크롤(36,40)은 약간의 틈새를 가지고 서로 슬라이딩 접촉한다.

상세하게는, 고정 및 가동 스크롤(36,40)은, 각각 기판(36a,40a)과, 기판(36a,40a)의 내면에 일체로 설치된 나선형 랩(spiral wraps, 36b,40b)으로 구성되어 있다. 나선형 랩(36b,40b)의 선단에는, 팁 시일(tip seal, 37)이 각각 설치되어 있으며, 이들 팁 시일(37)을 통하여, 나선형 랩(36b,40b)과, 이들에 각각 대향하여 배치되는 기판(40a, 36a)이 약간의 틈새를 가지고 서로 슬라이딩 접촉하고, 나선형 랩(36b,40b)의 나선형 벽이 국소에서 서로 슬라이딩 접촉함으로써, 기판(36a,40a)의 축선 둘레로 나선형상을 이루는 팽창실(42)이 형성된다.

나선형 랩(36b,40b)과, 이들에 각각 대향하여 배치되는 기판(40a, 36a)간의 각 틈새, 즉 고정 및 가동 스크롤(36,40) 사이의 틈새는, 팽창 유닛용 케이싱(32) 및 간막이벽(34)의 결합면 사이에 의해 확보된다. 각 결합면은 팽창 유닛용 케이싱(32)의 단부벽(end wall, 32a)과 간막이벽(34)의 단부벽(34a)에 의해 구성되며, 이들 각 단부벽(32a,34a) 사이에는, 예를 들면 금속제의 환형(環狀)을 이루는 끼움판인 심(shim, 39)이 끼움 부착되어 있다. 팽창 유닛용 케이싱(32)과 간막이벽(34)을 도시되지 않은 연결 볼트에 의해 연결할 때, 이 심(39)의 두께나 수량을 변경함으로써, 고정 및 가동 스크롤(36,40) 사이의 틈새 길이가 조정되어, 팽창 유닛(20)의 운전시에는, 가동 스크롤(40)의 고정 스크롤(36)에 대한 구동축(72)의 축선 방향의 가압력이 팽창 유닛용 케이싱(32) 측에 의해 균등하고도 확실하게 수용된다.

이러한 고정 및 가동 스크롤(36,40) 사이의 틈새 길이의 조정은, 고정 스크롤(40)에 대하여 가동 스크롤(36)이 매끄럽게 공전 선회하는지 여부의 팽창 유닛(20)의 작동 평가를 목적으로 하여 이루어진다.

틈새 길이의 조정 방법은, 고정 및 가동 스크롤(36,40)을 서로 임시(假)장착하고, 도시하지 않은 모터 등의 토크 센서(torque sensor, 평가기)를 구동축부(72A)에 접속함으로써 구동축부(72A)를 회전시켰을 때의 부하 토크를 측정하고, 이 부하 토크로부터 고정 및 가동 스크롤(36,40) 사이의 틈새 길이를 추산(推算)한다. 그리고, 이 부하 토크 측정값으로부터 추산된 고정 및 가동 스크롤(36,40) 사이의 틈새 길이가 상한값과 하한값으로 규정되는 틈새 허용범위 내이면 고정 및 가동 스크롤(36,40)을 본(本)장착한다. 이러한 유체기계(14)의 제조 공정의 하나인 부하 토크 검사 공정에 의해, 고정 및 가동 스크롤(36,40) 사이의 틈새 길이가 관리된다.

한편, 펌프 유닛(16)은, 예를 들면 트로코이드(trochoid)형의 펌프이지만, 외접식 기어펌프(gear pump)여도 좋다. 펌프 유닛(16)은, 양단이 개구된 원통형상의 케이싱(펌프 유닛용 케이싱(62))을 가지고, 펌프 유닛용 케이싱(62) 내에는, 소정의 틈새를 두고 1세트의 환형 커버(64)가 배치되어 있다. 이들 커버(64)의 사이에는 내부기어(inner gear)(회전체, 제 2의 회전체)(66)가 회전가능하게 배치되며, 또한 내부기어(66)를 둘러싸도록 외부기어(outer gear, 68)가 고정해서 배치되어 있다.

내부기어(66)와 외부기어(68)의 사이에는, 내부기어(66)의 회전에 따라 작동 유체를 승압하는 펌프실(70)이 구획되며, 펌프실(70) 내에는, 도시하지 않은 흡입 포트 및 해당 흡입 포트에 접속된 순환로(13)의 일부를 통하여, 응축기(22)로부터 작동 유체가 흡입된다. 그리고, 펌프실(70) 내에서 승압된 작동 유체는, 도시하지 않은 토출 포트 및 해당 토출 포트에 접속된 순환로(13)의 일부를 통하여, 가열기(18)를 향해서 토출된다.

내부기어(66)를 회전시키기 위해서, 내부기어(66)는, 피(被)구동축부(72B)에 대하여 일체로 회전가능하게 고정되어 있다.

피구동축부(72B)의 일단에는, 후술하는 동력전달 유닛(30)으로서의 전자 클러치가 연결되고, 구동축(72)의 타단에는, 후술하는 원웨이 클러치(95)를 통하여 선회 기구(21)의 축부(56)가 연결되어 있다.

여기서, 구동축(72)에는, 가동 스크롤(40)과 내부기어(66)와의 축부(軸部)에 올담 커플링(85)이 설치되어 있다.

올담 커플링(85)은, 돌기부와 홈부 간의 끼움결합 부위를 미끄러지게 하면서 회전 구동력을 전달가능한 주지의 커플링이다. 구동축(72)의 발전 유닛(26) 및 팽창 유닛(20) 측의 구동축부(72A)의 슬라이더(87) 측의 단면에는 돌기부로서 허브(hub, 72a)가 일체로 형성, 또는 접합되는 한편, 구동축(72)의 펌프 유닛(16) 측의 피구동축부(72B)의 슬라이더(87) 측의 단면에는 돌기부로서 허브(72b)가 일체로 형성, 또는 접합되어 있다.

각 허브(72a,72b)사이에는 슬라이더(87)가 배치되어 있다. 슬라이더(87)는, 그 원기둥형상을 이루는 본체부(91)의 각 허브(72a,72b)에 대향하는 단면에 각각 서로 구동축(72)의 지름방향과 직교하는 방향으로 홈부(걸림고정부)(87a,87b)가 오목하게 설치되어 있다. 한편, 팽창 유닛(20)의 작동 평가 시에 사용되는 토크 센서는 허브(72a)에 접속된다.

이 올담 커플링(85)은, 각 허브(72a,72b)에 각각 홈부(87a,87b)를 끼움결합 하도록 하여 슬라이더(87)를 배치함으로써, 구동축부(72A)와 피구동축부(72B) 사이의 구동축(72)의 지름방향의 변위를 허용하는 한편, 구동축부(72A)와 피구동축부(72B) 사이의 편심(偏心)이나 편각(偏角)을 수반하는 축 어긋남에 의해 발생하는 구동축(72)의 회전각도 오차를 저감하여, 구동축부(72A)의 회전각도를 피구동축부(72B)에 고정밀도로 전달한다.

이러한 올담 커플링(85)을 구비한 구동축(72)은, 커버(64) 및 펌프 유닛용 케이싱(62)을 관통하고 있으며, 펌프 유닛용 케이싱(62)의 개구단부에 고정된 덮개부재(74, 75)도 관통하고 있다. 덮개부재(74)는, 통(筒)부(76)와 플랜지부(78)로 이루어지고, 덮개부재(75)는, 통부(77)와 플랜지부(79)로 이루어지며, 플랜지부(78,79)가 펌프 유닛용 케이싱(62)의 개구단부에 접합되어 있다.

통부(76)의 내측에는, 그 양단에 위치하여 래디얼 베어링(radial bearing, 79,80)이 하나씩 배치되고, 통부(77)의 내측에는, 래디얼 베어링(89)이 배치되며, 통부(76,77)는, 이들 래디얼 베어링(79,80,89)을 통하여, 구동축(72)을 회전가능하게 지지하고 있다. 또한, 통부(76)의 내측에는, 예를 들면 립 시일(lip seal) 등의 축밀봉부재(81)가 배치되며, 축밀봉부재(81)는, 통부(76) 안을 기밀하게 구획하고 있다.

통부(76)로부터 돌출한 구동축(72)의 일단에, 동력전달 유닛(30)으로서의 전자 클러치가 연결되어 있다.

구체적으로는, 동력전달 유닛(30)은, 통부(76)의 외측에 래디얼 베어링(radial bearing, 82)을 통하여 배치된 로터(83)를 가지며, 로터(83)의 외주면에는 풀리(84)가 고정되어 있다. 풀리(84)와 엔진(10)의 풀리와의 사이에는, 일점쇄선으로 나타내는 벨트(86)가 걸쳐져 있으며, 예를 들면 엔진(10)으로부터의 동력공급을 받아, 풀리(84) 및 로터(83)는 회전가능하다. 또한, 로터(83)의 내측에는, 솔레노이드(97)가 배치되며, 솔레노이드(97)는, ECU(31)로부터의 급전(給電)에 의해 자장을 발생한다.

로터(83)의 단면(端面) 근방에는, 환형의 아마추어(armature, 88)가 배치되고, 아마추어(88)는, 판 스프링(leaf springs) 등의 탄성부재(90)를 통하여 보스(boss, 92)에 연결되어 있다. 보스(92)는, 구동축(72)의 일단에 스플라인 결합되어 있으므로, 아마추어(88)는 구동축(72)과 일체로 회전가능하다. 그리고, 솔레노이드(97)의 자장(磁場)에 의해, 아마추어(88)는, 탄성부재(90)의 가세력(urging force)에 저항하면서 로터(83)의 단면에 흡착가능하며, 이것에 의해, 로터(83)와 아마추어(88)와의 사이에서 동력이 전달 가능하게 된다.

발전 유닛(26)의 원통형상의 케이싱(발전 유닛용 케이싱)(93)은, 간막이벽(34)과 펌프 유닛용 케이싱(62)과의 사이에 끼워져 있으며, 팽창 유닛용 케이싱(32), 간막이벽(34), 발전 유닛용 케이싱(93), 펌프 유닛용 케이싱(62) 및 덮개부재(74)는, 서로 연결됨으로써, 유체기계(14)를 위한 하나의 하우징을 구성하고 있다.

구동축(72)의 타단은, 간막이벽(34)의 관통 구멍까지 도달하고 있으며, 구동축(72)의 타단은, 니들 베어링(needle bearing, 94)을 사이에 두고, 간막이벽(34)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 또한, 구동축(72)의 타단의 내측에는, 연결 부재로서의 원웨이 클러치(95)가 고정되며, 구동축(72)의 타단과 선회 기구(21)의 축부(56)는, 원웨이 클러치(95)를 통하여 연결되어 있다.

원웨이 클러치(95)는, 축부(56)와 구동축(72)이 동일방향으로 회전할 때, 축부(56)의 회전수가 구동축(72)의 회전수보다도 낮은 경우에는, 축부(56)와 구동축(72) 사이의 동력전달을 차단한다. 한편 원웨이 클러치(95)는, 축부(56)의 회전수가 구동축(72)의 회전수보다도 높아지려고 하면, 축부(56)와 구동축(72) 사이의 동력전달을 허용하여, 축부(56)와 구동축(72)이 일체로 회전한다.

발전 유닛용 케이싱(93) 내부로 연장되는 구동축(72)의 부분에는, 회전자 (제4의 회전체)(96)가 고정되며, 회전자(96)는 예를 들면 영구자석으로 이루어진다. 따라서, 회전자(96)는, 축부(56) 및 내부기어(66)와 동일한 축상에 배치되어 있다.

발전 유닛용 케이싱(93)의 내주면에는, 회전자(96)를 둘러싸도록 스테이터(stator)가 고정되며, 스테이터는, 요크(98)와, 요크(98)에 감긴 예컨대 3세트의 코일(100)을 가진다. 코일(100)은, 회전자(96)의 회전에 따라서, 3상(相)의 교류 전류를 발생하도록 배선되며, 발생한 교류 전류는, 도시되지 않은 인출(引出)선을 통해서, 외부의 부하(28)에 공급된다.

한편, 발전 유닛(26)은, 전동기로서의 기능을 가지지 않기 때문에, 요크(98)의 형상이나 코일(100)의 감김수 등은, 발전 효율이 높아지도록 구성된다.

이하, 상술한 차량의 폐열이용 장치(1)의 사용 방법에 대해서, 유체기계(14) 및 랭킨회로(12)의 동작을 중심으로 설명한다.

<기동>

랭킨회로(12)를 기동시키기 위해, ECU(31)가 동력전달 유닛(30)을 온(on) 작동시키면, 엔진(10)의 동력이 구동축(72)에 입력된다. 구동축(72)의 회전에 따라서, 펌프 유닛(16)의 내부기어(66)가 회전하여, 펌프 유닛(16)은, 상류측에서 작동 유체를 흡입하고, 흡입한 작동 유체를 승압하여 하류측에서 토출한다.

이로써 순환로(13) 내부를 작동 유체가 순환하며, 작동 유체는 가열기(18)에서 가열되어, 팽창 유닛(20)에서 팽창한다.

랭킨회로(12)의 기동 직후에는, 순환로(13) 내의 작동 유체의 압력이 낮기 때문에, 가동 스크롤(40)의 회전수, 바꾸어 말하면, 선회 기구(21)의 축부(56)의 회전수는, 구동축(72)의 회전수보다도 낮다. 이 때문에 원웨이 클러치(95)는, 축부(56)와 구동축(72) 사이에서의 동력전달을 차단한다.

<자율 운전 및 발전>

랭킨회로(12)의 기동 후, 순환로(13) 내의 작동 유체의 압력이 충분히 상승하면, 선회 기구(21)의 축부(56)의 회전수는, 구동축(72)의 회전수보다도 높아지려고 한다. 자유상태의 선회 기구(21)의 축부(56)의 회전수가 구동축(72)의 회전수보다도 높아지면, 원웨이 클러치(95)는 로크 상태(locked)가 되어, 축부(56)와 구동축(72)이 일체로 회전한다.

그리고, 축부(56)로부터 구동축(72)에 전달되는 토크가 펌프 유닛(16)의 작동에 충분한 크기가 되면, ECU(31)은 동력전달 유닛(30)을 오프(off) 작동시켜, 엔진(10)으로부터의 동력공급을 차단한다. 이로써, 유체기계(14)는, 팽창 유닛(20)에 의해 발생한 토크를 이용해서 펌프 유닛(16)을 작동시키는 자율 운전으로 이행한다.

이 한편, 구동축(72)의 회전에 따라서, 발전 유닛(26)의 회전자(96)가 회전하여, 발전 유닛(26)이 교류 전류를 생성한다. 교류 전류는 부하(28)에 공급되며, 부하(28)에 의해 적당히 비축 또는 소비된다. 부하(28)는, 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 정류기를 포함하고 있어도 좋다.

<회생 브레이크>

유체기계(14)가 자율 운전으로 이행한 후에는, 엔진(10)의 부하가 경감되지만, 차량의 제동시나 감속시에는, ECU(31)가 동력전달 유닛(30)을 온 작동, 즉 전자 클러치를 연결시켜도 좋다. 이로써 유체기계(14)는 회생 브레이크로서의 기능을 발휘하여, 엔진(10)에 감속을 위한 보조적인 부하가 가해질 뿐만 아니라, 발전 유닛(26)이 발전하여, 차량의 운동 에너지가 전력으로 변환된다.

<그 외>

또, 유체기계(14)를 자율 운전으로 이행시키지 않고, 유체기계(14)의 토크를 엔진(10)에 공급해도 좋다. 즉, 팽창 유닛(20)에 의해 발생한 토크 중, 펌프 유닛(16) 및 발전 유닛(26)에 의해 소비되는 토크를 초과하는 부분을, 동력전달 유닛(30)을 통하여 엔진(10)에 출력해도 좋다.

상술한 바와 같이, 제 1 실시 형태의 유체기계(14)에서는, 구동축(72)에, 축부(56)를 통하여 가동 스크롤(40)이 연결되고, 펌프 유닛(16)의 내부기어(66)가 연결되어 있으며, 구동축(72)의 가동 스크롤(40)과 내부기어(66)와의 사이에 있어서의 축부에 올담 커플링(85)이 설치되어 있다. 이것에 의해, 유체기계(14)의 제조시에, 팽창 유닛(20)을 펌프 유닛(16)과 올담 커플링(85)에서 분리 독립시키고, 팽창 유닛(20)의 작동 평가를 개별로 행함으로써, 팽창 유닛(20)의 작동을 적절하게 평가할 수 있기 때문에, 유체기계(14)의 성능을 확보하면서 생산 효율을 향상할 수 있다.

구체적으로는, 선회 기구(21)의 작동을 구동축(72)의 부하 토크를 측정해서 평가할 때, 구동축(72)의 회전에 따라 펌프 유닛(16)의 내부기어(66)가 회전되며, 이 내부기어(66)의 회전이 마찰로 되어 부하 토크의 측정 결과에 오차가 생기는 것이 방지되기 때문에, 팽창 유닛(20)을 적절하게 평가할 수 있다.

또한, 펌프 유닛(16)에 불량이 생겼을 경우에는, 펌프 유닛(16)만을 올담 커플링(85)에서 분리해서 수리, 교환하는 것이 가능하며, 펌프 유닛(16)의 수리, 교환을 위해 유체기계(14) 전체를 분해하는 것이 회피되어, 유체기계(14)의 메인티넌스성을 향상할 수 있다.

더욱이, 올담 커플링(85)은 비교적 간단한 구조이기 때문에, 팽창 유닛(20)의 작동 평가에 있어서, 허브(72a)에 토크 센서를 접속할 때의 센터링 작업을 비교적 용이하게 행할 수 있어, 이것은 유체기계가 생산 효율 향상에 더욱 기여한다.

게다가 또, 올담 커플링(85)은 축의 지름방향의 변위를 허용하는 한편, 축 어긋남(편심, 편각)에 의해 발생하는 회전각도 오차를 저감하여, 회전각도를 고정밀도로 전달가능하며, 각 유닛(16,20)을 일체화할 때의 축 어긋남이 허용되기 때문에, 유체기계(14)의 성능을 확보할 수 있다.

도 3은, 제 2 실시 형태에 관한 유체기계(102)를 나타내고 있다. 한편, 제 1 실시 형태의 유체기계(14)와 동일한 구성에 대해서는, 같은 부호를 붙이고 설명을 생략하거나, 또는 부호를 생략한다.

유체기계(102)는 동력전달 장치(30)를 구비하고 있지 않으며, 구동축부(72B)의 올담 커플링(85) 측과 반대측의 일단에는 펌프 유닛(16)의 도 3에는 도시하지 않은 내부기어(66)가 연결되어 있다.

또한, 유체기계(102)는 펌프 유닛용 케이싱(62)을 구비하고 있지 않으며, 펌프 유닛(16)은 발전 유닛용 케이싱(93)의 개구단부에 1세트의 커버(64)를 통과하여 2개의 관통 볼트(through bolts, 104)로 체결되고, 각 관통 볼트(104)는 유체기계(102)의 외측으로부터 커버(64)의 대각(對角)을 이루는 위치에서 삽입된다.

한편, 커버(64)끼리는 2개의 연결 볼트(106)로 체결되며, 각 연결 볼트(106)는 유체기계(102)의 외측으로부터 각 관통 볼트(104)와는 다른 대각을 이루는 위치에서 삽입된다. 즉, 팽창 유닛용 케이싱(32), 간막이벽(34), 발전 유닛용 케이싱(93), 커버(64)가 서로 연결됨으로써, 유체기계(102)를 위한 하나의 하우징을 구성하고 있다.

더욱이, 유체기계(102)에서는, 올담 커플링(85)이 구동축(72)의 래디얼 베어링(89)보다도 펌프 유닛(16) 측에 배치된다.

이 유체기계(102)에서는, 동력전달 장치(30)를 구비하지 않는 경우의 유체기계(102)의 하우징을 간단히 구성할 수 있다.

또한, 펌프 유닛(16)의 고정은, 유체기계(102)의 외측으로부터 관통 볼트(104)의 체결에 의해 행해지며, 관통 볼트(104)의 체결은 연결 볼트(106)의 체결과 동 방향으로부터 행할 수 있기 때문에, 유체기계(102)의 생산 효율을 더욱 향상할 수 있다.

도 4는, 제 3 실시 형태에 관한 유체기계(108)를 나타내고 있다. 한편, 제 1 실시 형태의 유체기계(14) 및 제 2 실시 형태의 유체기계(102)와 동일한 구성에 대해서는, 같은 부호를 붙이고 설명을 생략하거나, 또는 부호를 생략한다.

유체기계(108)는 발전 유닛(26)을 구비하고 있지 않으며, 이에 따라 펌프 유닛용 케이싱(62)이 간막이벽(34)을 사이에 두고 팽창 유닛용 케이싱(32)에 체결되어 있다.

또한, 유체기계(108)는 덮개부재(74)를 구비하고 있지 않고, 대신에 펌프 유닛용 케이싱(62)이 덮개부재(74)가 본래 존재해야 할 위치까지 연장되어 설치되며, 즉, 팽창 유닛용 케이싱(32), 간막이벽(34), 펌프 유닛용 케이싱(62)이 서로 연결됨으로써, 유체기계(108)를 위한 하나의 하우징을 구성하고, 올담 커플링(85)은 펌프 유닛용 케이싱(62) 내에 위치결정된다.

더욱이, 펌프 유닛(16)은 펌프 유닛용 케이싱(62)에 덮개부재(75)를 통과하여 복수의 관통 볼트(109)로 체결되며, 각 관통 볼트(109)는 펌프 유닛용 케이싱(62)의 내측으로부터 삽입된다.

이 유체기계(108)에서는, 발전 유닛(26)을 구비하지 않는 경우의 유체기계(108)의 하우징을 간단히 구성할 수 있어, 유체기계(108)의 생산 효율을 더욱 향상할 수 있다.

또한, 펌프 유닛(16)은 펌프 유닛용 케이싱(62)에 펌프 유닛용 케이싱(62)의 내측, 즉 유체기계(108)의 내측으로부터 체결되고, 제 1 실시 형태의 경우에 비해서 유체기계(108)의 하우징의 시일 부분이 1군데 적어지기 때문에, 작동 유체가 하우징 밖으로 누설될 위험성을 저감할 수 있어, 유체기계(108)의 신뢰성을 더욱 향상할 수 있다.

도 5는, 제4실시 형태에 관한 유체기계(110)를 나타내고 있다. 한편, 제 3 실시 형태의 유체기계(108)와 동일한 구성에 대해서는, 같은 부호를 붙이고 설명을 생략하거나, 또는 부호를 생략한다.

유체기계(110)에서는, 구동축(72)에 있어서 크랭크 핀(52)과는 반대측으로부터 디스크(54)와 동축으로 일체로 돌출된 축부(56) 내에 올담 커플링(112)이 매설되어 있다.

올담 커플링(112)의 구성부로서 도 6~8에 나타내는 바와 같이, 구동축(72)에 있어서의 펌프 유닛(16) 측의 피구동축부(72B)의 단면에는 돌기부로서 허브(72b)가 일체로 형성, 또는 접합되며(도 8), 축부(56)의 크랭크 핀(52)과는 반대측의 단면에는 본 실시 형태의 슬라이더(114)의 수용 구멍(116)이 오목하게 설치되어 있다 (도 6).

슬라이더(114)는, 그 원기둥형상을 이루는 본체부(111)의 수용 구멍(116) 측의 단면에 허브(걸림고정부)(114a)가 돌출하여 형성되는 한편, 본체부(111)의 허브(72b) 측의 단면에는 구동축(72)의 지름방향에 있어서 허브(114a)와 직교하는 방향으로 홈부(걸림고정부)(114b)가 오목하게 설치되어 있다(도 7).

수용 구멍(116)의 바닥부(116a)에는 홈부(116b)가 형성되며, 이 홈부(116b)에 허브(114a)를 끼움결합하고, 홈부(114b)에 허브(72b)를 끼움결합하도록 하여 슬라이더(114)를 배치함으로써, 올담 커플링(112)은 축부(56), 즉 구동축부(72A)와, 피구동축부(72B)와의 사이의 구동축(72)의 지름방향의 변위를 허용하는 한편, 구동축(72)의 회전각도 오차를 저감하여, 구동축부(72A)의 회전각도를 피구동축부(72B)에 고정밀도로 전달한다.

수용 구멍(116)의 구멍깊이(D)는, 슬라이더(114)의 허브(114a)의 부분을 제외한 축방향의 축길이(L)와 거의 동일하게 되어 있으며, 이것에 의해 슬라이더(114)가 그 홈부(114b) 뿐만 아니라 본체부(111)도 포함하여 수용 구멍(116)에 수용된다. 이 상태에 있어서는, 구동축부(72A)에 대하여 슬라이더(114)를 사이에 두고 피구동축부(72B)를 조립부착할 때에는, 슬라이더(114)의 지름방향의 이동이 수용 구멍(116)의 벽면(116c)에 의해 규제된다. 즉, 수용 구멍(116)의 구멍지름(d1)은, 슬라이더(114)의 지름방향의 축지름(d2)보다도 약간 크게 형성되어 있어, 유체기계(110)의 조립부착시에는 슬라이더(114)가 수용 구멍(116)에 있어서 그 지름방향으로 거의 이동할 수 없으므로, 슬라이더(114)는 홈부(114b) 뿐만 아니라 본체부(111)에 의해서도 수용 구멍(116)을 통하여 축부(56)에 걸림고정된다.

이 유체기계(110)에서는, 구동축부(72A)에 대하여 슬라이더(114)를 사이에 두고 피구동축부(72B)를 조립부착할 때에 슬라이더(114)가 탈락하며, 유체기계(110)의 조립부착시의 작업성이 악화하는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로는 각 유체 유닛(16,20)의 작동 평가 시의 센터링 작업에 있어서의 슬라이더(114)의 탈락을 효과적으로 방지할 수 있으며, 상기 센터링 작업을 더욱 용이하게 행할 수 있기 때문에, 유체기계(110)의 생산 효율을 더욱 향상할 수 있다.

또한, 유체기계(110)의 조립부착 후에는 축부(56)에 슬라이더(114)를 매설할 수 있기 때문에, 피구동축부(72B)의 길이, 나아가서는 구동축(72)의 길이를 슬라이더(112)의 축길이(L)분만큼 짧게 할 수 있어, 유체기계(110)의 소형화를 더욱 도모할 수 있다.

도 9는, 제 5 실시 형태에 관한 올담 커플링(118)을 구성하는 수용 구멍(120)의 사시도를 나타내며, 도 10 및 11은, 수용 구멍(120)의 바닥부(120a)에 형성된 홈부(120b)에 대한 허브(114a)의 수용 상태를 나타낸 평면도이다. 한편, 제 4 실시 형태의 유체기계(110)와 동일한 구성에 대해서는, 같은 부호를 붙이고 설명을 생략하거나, 또는 부호를 생략한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 제 4 실시 형태의 홈부(116b)는 2쌍의 측면(117a,117c, 및 117b,117d)을 가지며, 인접하는 측면(117a,117b, 및 117c,117d)은 R형상면(rounded)으로 가공한 모퉁이부(119)에 의해 매끄럽게 연결되어 있다.

한편, 도 9 및 10에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 홈부(120b)는, 인접하는 측면(122a,122b 및 122c,122d)이 모퉁이부(124)에 의해 단차를 가지고 연결되어 형성되어 있다. 모퉁이부(124)는, 예를 들면 측면(122a~122d) 중 홈부(120b)의 길이방향으로 연장되는 한 쌍의 측면(122a,122c)의 양단을 안쪽으로 오목하게 하여 원호형상면으로 가공 형성되어 있다.

홈부(120b)에 허브(114a)를 수용했을 때, 허브(114a)의 모서리부(126)는 모퉁이부(124)에 대하여 비접촉으로 할 수 있으며, 홈부(120b)에는, 그 길이방향으로 허브(114a)의 약간의 이동을 허용하는 도피 공간(escape spaces, 128)이 형성된다. 한편, 이러한 도피 공간(128)이 형성되면, 모퉁이부(124)는 상술한 바와 같은 형상으로 한정되지 않는다.

이 유체기계(110)에서는, 홈부(120b)의 모퉁이부(124)에 도피 공간(128)이 형성되기 때문에, 도 11에 화살표로 나타내는 바와 같이, 유체기계(110)의 조립부착 작업시에 허브(114a)가 홈부(120b)의 길이방향, 즉 축부(56)의 지름방향으로 약간 이동가능하게 되어, 각 유체 유닛(16,20)의 치수오차나 조립부착 오차에 의해 발생하는 구동축부(72A)와, 피구동축부(72B) 사이의 구동축(72)의 축심(軸芯)의 어긋남을 효과적으로 허용할 수 있기 때문에, 유체기계(110)의 치수오차나 조립부착 오차를 엄밀하게 관리할 필요가 없어져, 유체기계(110)의 생산 효율을 더욱 향상할 수 있다.

본 발명은, 도시는 생략하지만, 상술한 제 1 내지 제 5 실시 형태에 한정되지는 않으며 다양한 변형이 가능하다.

예를 들면, 팽창 유닛(20)과 발전 유닛(26) 사이의 구동축(72)의 축부에 올담 커플링(85)을 설치해도 좋다.

또한, 간막이벽(34)을 배제하고, 팽창 유닛용 케이싱(32)을 펌프 유닛용 케이싱(62)에 직접 접합해서 팽창 유닛용 케이싱(32) 내의 용적을 확대하고, 저압실(44)의 작동 유체가 존재하는 팽창 유닛용 케이싱(32) 내에 올담 커플링(85)을 배치해도 좋다. 이 경우에는, 간막이벽(34) 및 래디얼 베어링(58)이 불필요하게 되며, 유체기계의 구성이 간단하게 되기 때문에, 유체기계의 생산 효율을 더욱 향상할 수 있다.

더욱이, 올담 커플링(85)에 질화처리 등의 표면 경화처리를 실시하면, 올담 커플링(85)의 내구성이 향상하여, 유체기계의 신뢰성을 향상할 수 있어서 바람직하다.

게다가 또, 가동 스크롤(회전체, 제 1의 회전체)의 공전 선회에 따라 작동 유체를 흡입하고, 흡입한 작동 유체를 압축하고 나서 송출하는 압축 유닛(유체 유닛)을 팽창 유닛(20)이나 펌프 유닛(16)과 연결시킨 유체기계를 구성해도 좋다. 특히 압축 유닛을 팽창 유닛(20)과 연결시키는 경우에는, 압축 유닛 및 팽창 유닛(20)의 쌍방의 선회 기구를 올담 커플링(85)에서 분리하여 개별로 작동 평가가 가능하기 때문에, 유체기계의 생산 효율을 더욱 향상할 수 있다.

또한, 선회 기구를 윤활시키기 위한 윤활유가 흐르는 급유로(給油路)를 구동축(72)에 형성하여도 좋으며, 특히 상술한 압축 유닛을 팽창 유닛(20)과 연결시키는 경우에는, 압축 유닛과 팽창 유닛(20) 사이에서 윤활유를 순환시킬 수 있으며, 쌍방의 선회 기구를 보다 원활하게 윤활시킬 수 있어서 바람직하다.

더욱이, 제 1 내지 제 3 실시 형태에서는, 펌프 유닛(16)은 트로코이드형이었지만, 펌프 유닛의 형식은 특히 한정되지 않는다.

게다가 또한, 펌프 유닛(16), 발전 유닛(26) 및 팽창 유닛(20) 등의 각 유닛의 배열은 특히 한정되지 않는다.

또한, 발전 유닛(26) 대신에, 발전 유닛(26)에 모터로서의 기능을 부여한 모터 제너레이터(발전구동 유닛)를 이용해도 좋다. 이 모터 제너레이터는, 회전자 (제5의 회전체)를 가지며, 회전자의 회전에 따라 전력을 발생하는 발전 기능을 구비하는 한편, 회전자를 외부전력에 의해 회전시키며, 회전자의 회전에 따라 구동축(72)을 구동하는 모터로서도 기능시킬 수 있다.

또, 제 4 실시 형태와 같은 구동축(72)의 축부(56)에 대한 슬라이더(114)의 매설 구조를 제 3 실시 형태 이외의 제 1 또는 제 2 실시 형태 등의 유체기계에 적용가능한 것은 물론이다.

더욱이, 본 발명의 유체기계는, 차량용 폐열이용 장치(1)의 랭킨회로(12)에 한정되지 않고, 작동 유체가 순환하는 모든 냉매회로에 적용가능하다.

14,102,108,110 유체기계
16 펌프 유닛(유체 유닛)
20 팽창 유닛(유체 유닛)
26 발전 유닛
30 동력전달 유닛
40 가동 스크롤(회전체, 제 1의 회전체)
66 내부기어(회전체, 제 2의 회전체)
72 구동축
85,112 올담 커플링
96 회전자(제4의 회전체)
56 축부
87,114 슬라이더
91,111 본체부
114a 허브(걸림고정부)
114b 홈부(걸림고정부)
116 수용 구멍

Claims

회전체를 가지고, 상기 회전체의 회전에 따라 작동 유체의 유출입(流出入)을 행하는 복수의 유체 유닛과, 상기 복수의 유체 유닛의 상기 각 회전체가 연결되는 구동축을 구비하며,
상기 구동축의 상기 회전체 간에 있어서의 축부에 올담 커플링을 설치하는 것을 특징으로 하는 유체기계.
제1항에 있어서,
상기 올담 커플링은, 상기 축부에 대한 걸림고정부와, 상기 걸림고정부가 형성되는 본체부로 이루어지는 슬라이더를 포함하여 이루어지고,
상기 슬라이더는, 상기 축부에 형성된 수용 구멍에 수용되는 것을 특징으로 하는 유체기계.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 유체 유닛은, 제 1의 회전체를 가지고, 상기 제 1의 회전체의 회전을 수반하면서, 작동 유체를 받아들이며, 받아들인 작동 유체를 팽창시키고 나서 송출하는 팽창 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체기계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 유체 유닛은, 제 2의 회전체를 가지고, 상기 제 2의 회전체의 회전에 따라 작동 유체를 흡입하며, 흡입한 작동 유체를 승압하고 나서 토출하는 펌프 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체기계.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 유체 유닛은, 제 3의 회전체를 가지고, 상기 제 3의 회전체의 회전에 따라 작동 유체를 흡입하며, 흡입한 작동 유체를 압축하고 나서 송출하는 압축 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체기계.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동축에 연결된 제4의 회전체를 가지며, 상기 제4의 회전체의 회전에 따라 전력을 발생하는 발전 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체기계.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동축에 연결된 제5의 회전체를 가지며, 상기 제5의 회전체의 회전에 따라 전력을 발생하는 한편, 상기 제5의 회전체를 외부전력에 의해 회전시키고, 상기 제5의 회전체의 회전에 따라 상기 구동축을 구동하는 발전구동 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체기계.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동축에 연결되어, 상기 구동축과 외부와의 사이에서 동력을 전달하는 동력전달 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체기계.