CN100494639C - 流体机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种流体机械，其在容器状的壳体中收纳有：通过流体的膨胀来产生动力的膨胀机构；对流体进行压缩的压缩机构；将在膨胀机构中产生的动力传递到压缩机构的旋转轴；压缩机构的排出流体通过壳体的内部空间向外部送出；形成在旋转轴中的供油通路，在靠近壳体内的压缩机构处将润滑油积存起来并供给到膨胀机构的滑动部分，将没有供给到膨胀机构的滑动部分的剩余的润滑油从末端排出；以及用于将剩余的润滑油从供油通路的末端向压缩机构侧引导的回油通路。。由此，减少从未被应用于压缩机构或膨胀机构的润滑的剩余的润滑油向在膨胀机构中流动的流体输入的输入热量。

Description

流体机械
技术领域
本发明涉及通过高压流体的膨胀来产生动力的膨胀机。
背景技术
以往，公知有用一根旋转轴将膨胀机构、电动机以及压缩机构连接起来的流体机械。在该流体机械中，在膨胀机构中，通过被导入的流体的膨胀来产生动力。在膨胀机中产生的动力与由电动机产生的动力一起，通过旋转轴向压缩机构传递。进而，压缩机构被从膨胀机构和电动机传递来的动力驱动，吸入流体进行压缩。
在专利文献1中，公开了这种流体机械。在该文献的图6中，记载有这样的流体机械，其在纵长且为圆筒状的壳体内收纳有膨胀机构、电动机、压缩机构以及旋转轴。在该流体机械的壳体内，从下向上依次配置有膨胀机构、电动机以及压缩机构，它们用一根旋转轴相互连接起来。此外，膨胀机构和压缩机构都由旋转式流体机械构成。
该专利文献1中公开的流体机械被设置在进行制冷循环的空调机中。从蒸发器向压缩机构吸入5℃左右的低压制冷剂。从压缩机构排出被压缩、成为90℃左右的高压制冷剂。从压缩机构排出的高压制冷剂通过壳体的内部空间，并通过排出管，向壳体的外部排出。另一方面，从散热器向膨胀机构导入30℃左右的高压制冷剂。从膨胀机构将膨胀后成为0℃左右的低压制冷剂向蒸发器送出。
在这样的立式流体机械中，大多情况采用这样的结构：将积存在壳体底部的润滑油供给到压缩机构或膨胀机构中。在采用这样结构的情况下，在旋转轴中形成供油通路。积存在壳体底部的润滑油通过离心泵的作用等，从旋转轴的下端吸入到供油通路中。进而，在供油通路中流动的润滑油被供给到压缩机构或膨胀机构，用于部件之间的润滑。
如上所述，在压缩机构中压缩后的流体大多成为较高的温度。因此，在具有使压缩机构的排出流体于壳体内流动的结构的流体机械中，积存在壳体底部的润滑油也成为较高的温度。从而，在该结构的流体机械中，较高温度的润滑油就会通过供油通路供给到压缩机构或膨胀机构中。
专利文献1：特开2003-172244号公报
此处，在上述流体机械的压缩机构或膨胀机构中，必要的润滑油的量根据其旋转速度等的运转状态而变化。因此，在流体机械中，将吸入到供油通路的润滑油的流量设定得多一些，以便在怎样的运转状态下都可以向压缩机构或膨胀机构供给充足量的润滑油。
在这样的情况下，吸入到供油通路的润滑油只有一部分被利用到压缩机构或膨胀机构的润滑，因此，就必须将没有供给到压缩机构和膨胀机构中的任何一方的剩余的润滑油送回到壳体底部。为此，可以考虑如下的机构：为了排出剩余的润滑油而使供油通路的末端在旋转轴的上端面开口的结构。在采用这样的结构的情况下，从供油通路的末端溢出的剩余的润滑油在膨胀机构的表面传送，流到壳体底部。
可是，在具有使压缩机构的排出流体在壳体内流动的结构的流体机械中，取入到供油通路中的润滑油的温度成为高温，从供油通路的末端溢出的剩余的润滑油的温度也变得较高。因此，当剩余的润滑油长时间滞留在较低温的流体所通过的膨胀机构的表面上时，会产生从剩余的润滑油向膨胀机构内的流体移动的热量增大的问题。特别地，在将上述流体机械应用在进行制冷循环的空调机等的情况下，由于从膨胀机构向蒸发器输送的制冷剂的热函增大而导致制冷能力降低，所以，以该问题为起因的恶劣影响很大。
发明内容
本发明鉴于上述方面而完成，其目的在于削减没有利用在压缩机构或膨胀机构的润滑的剩余的润滑油向在膨胀机构中流动的流体输入的输入热量。
第1发明以流体机械为对象，该流体机械在其容器状的壳体31中收纳有：膨胀机构60，该膨胀机构60通过流体的膨胀来产生动力；压缩机构50，该压缩机构50对流体进行压缩；和旋转轴40，该旋转轴40将在膨胀机构60中产生的动力传递到压缩机构50，所述压缩机构50的排出流体通过所述壳体31的内部空间，向该壳体31的外部送出。并且，该流体机械具有：供油通路90，该供油通路90在靠近所述壳体31内的所述压缩机构50处将润滑油积存起来，另一方面，该供油通路90形成在所述旋转轴40中，同时，将积存在所述壳体31内的润滑油供给到膨胀机构60的滑动部分，将没有供给到该膨胀机构(60)的滑动部分的剩余的润滑油从末端排出；以及回油通路100，该回油通路100用于将所述没有供给到该膨胀机构(60)的滑动部分的剩余的润滑油从供油通路90的末端向压缩机构50侧引导。
第2发明以流体机械为对象，该流体机械在其容器状的壳体31中收纳有：膨胀机构60，该膨胀机构60通过流体的膨胀来产生动力；压缩机构50，该压缩机构50对流体进行压缩；和旋转轴40，该旋转轴40将在膨胀机构60中产生的动力传递到压缩机构50，所述壳体31的内部被分隔为配置膨胀机构60的第1空间38和配置压缩机构50的第2空间39，所述压缩机构50的排出流体通过第2空间39向壳体31的外部送出。并且，该流体机械具有：供油通路90，该供油通路90形成在所述旋转轴40中，同时，将积存在第2空间39内的润滑油供给到膨胀机构60的滑动部分，将没有供给到该膨胀机构(60)的滑动部分的剩余的润滑油从末端排出；和回油通路100，该回油通路100用于将所述没有供给到该膨胀机构(60)的滑动部分的剩余的润滑油从供油通路90的末端向第2空间39引导。
第3发明是在上述第1或第2发明中，设置有热交换装置120，该热交换装置120使供油通路90的润滑油与回油通路100的润滑油进行热交换。
第4发明是在上述第1或第2发明中，回油通路100沿供油通路90形成在旋转轴40中。
第5发明是在上述第1或第2发明中，回油通路100的末端连接到供油通路90上。
第6发明是在上述第1或第2发明中，膨胀机构60由旋转式膨胀机构成，该旋转式膨胀机具有：两端被封闭的气缸71、81；活塞75、85，该活塞75、85用于在该各气缸71、81内形成流体室72、82；以及叶片76、86，该叶片76、86用于将所述流体室72、82分隔为高压侧和低压侧，所述气缸71、81具有贯通孔78、88，该贯通孔78、88沿厚度方向贯通该气缸71、81，同时，使所述叶片76、86插入所述贯通孔78、88中，所述气缸71、81的贯通孔78、88构成回油通路100的一部分。
第7发明是在上述第1或第2发明中，在壳体31上设置有排出管36，该排出管36将压缩机构50的排出流体向壳体31的外部导出，回油通路100的末端被设置在抑制从该末端出来的润滑油向排出管36中流入的位置。
第8发明是在上述第1或第2发明中，在壳体31的内部，在压缩机构50的上方配置有膨胀机构60，在所述壳体31中压缩机构50与膨胀机构60之间的部分设置有排出管36，该排出管36用于将压缩机构50的排出流体向壳体31的外部导出，回油通路100的末端设置成比所述排出管36的起始端更靠下方。
第9发明是在上述第1或第2发明中，在壳体31内的压缩机构50和膨胀机构60之间配置有电动机45，该电动机45连接到旋转轴40上，驱动压缩机构50，在所述壳体31中电动机45与膨胀机构60之间的部分设置有排出管36，该排出管36用于将压缩机构50的排出流体向壳体31的外部导出，回油通路100的末端设置在形成于所述电动机45的定子46的外周的铁心截割部48与壳体31的间隙中。
第10发明是在上述第2发明中，在壳体31上设置有排出管36，该排出管36将压缩机构50的排出流体从第2空间39向壳体31的外部导出，回油通路100的末端被设置在抑制从该末端出来的润滑油向排出管36中流入的位置。
第11发明是在上述第2发明中，在壳体31的内部，在压缩机构50的上方配置有膨胀机构60，在所述壳体31中压缩机构50和膨胀机构60之间的部分设置有排出管36，该排出管36用于将压缩机构50的排出流体从第2空间39向壳体31的外部导出，回油通路100的末端被设置成比所述排出管36的起始端更靠下方。
第12发明是在上述第2发明中，在壳体31内的压缩机构50和膨胀机构60之间配置有电动机45，该电动机45连接到旋转轴40上，驱动压缩机构50，在所述壳体31中电动机45与膨胀机构60之间的部分设置有排出管36，该排出管36用于将压缩机构50的排出流体从第2空间39向壳体31的外部导出，回油通路100的末端设置在形成于所述电动机45的定子46的外周的铁心截割部48与壳体31的间隙中。
—作用—
在上述第1发明中，在流体机械30的壳体31中收纳有膨胀机构60和压缩机构50两者。在压缩机构50中压缩后的流体向壳体31的内部空间排出，然后，向壳体31的外部送出。在壳体31的内部空间，将润滑油积存在靠近压缩机构50的位置。即，在壳体31的内部空间，存在有从压缩机构50排出的流体和润滑油。积存在壳体31内的润滑油对应于从压缩机构50排出的流体的温度和压力，成为较高的高温高压状态。
在本发明的流体机械30中，利用在膨胀机构60中的流体的膨胀而产生的动力通过旋转轴40传递到压缩机构50。在旋转轴40中形成供油通路90。供油通路90将靠近壳体31内的压缩机构50积存的润滑油供给到膨胀机构60，从供油通路90的末端排出剩余的润滑油。剩余的润滑油从供油通路90的末端流入到回油通路100中，通过该回油通路100，向压缩机构50侧送回。即，剩余的润滑油通过回油通路100，快速地向压缩机构50侧排出。进而，与将剩余的润滑油在膨胀机构60表面传送并流动的情况相比，剩余的润滑油接触膨胀机构60的时间变短，从剩余的润滑油向膨胀机构60移动的热量也减少。
在上述第2发明中，在流体机械30的壳体31内，收纳有膨胀机构60和压缩机构50两者。壳体31的内部被分隔为配置膨胀机构60的第1空间38和配置压缩机构50的第2空间39。在压缩机构50中压缩后的流体向壳体31内的第2空间39被排出，通过该第2空间39，向壳体31的外部送出。并且，壳体31内的第1空间38和第2空间39不必被气密地分隔开，即使第1空间38和第2空间39的压力相同也没有影响。润滑油被积存在第2空间39中。积存在第2空间39中的润滑油对应于从压缩机构50排出的流体的温度和压力，成为较高的高温高压状态。
在本发明的流体机械30中，利用在膨胀机构60中的流体的膨胀而产生的动力通过旋转轴40被传递到压缩机构50。在旋转轴40中形成供油通路90。供油通路90将积存在第2空间39中的润滑油供给到膨胀机构60，从供油通路90的末端排出剩余的润滑油。剩余的润滑油从供油通路90的末端流入到回油通路100中，通过该回油通路100，向第2空间39侧送回。即，剩余的润滑油通过回油通路100，快速地向第2空间39侧排出。进而，与将剩余的润滑油在膨胀机构60的表面传送并流动的情况相比，剩余的润滑油接触膨胀机构60的时间变短，从剩余的润滑油向膨胀机构60移动的热量也减少。
在上述第3发明中，在流体机械30中设置有热交换装置120。在热交换装置120中，通过供油通路90向膨胀机构60供给的润滑油与通过回油通路100从膨胀机构60侧送回的润滑油进行热交换。由于膨胀机构60成为较低的温度，因此，在回油通路100中流动的剩余的润滑油与从壳体31的内部空间取入到供油通路90中的润滑油相比，成为低温。因此，在热交换装置120中，供油通路90的润滑油被回油通路100的润滑油冷却。即，从供油通路90向膨胀机构60供给的润滑油的温度被降低。
在上述第4发明中，回油通路100和供油通路90两者形成在1根旋转轴40中。在旋转轴40中，回油通路100和供油通路90成为相互接近的状态，在供油通路90的润滑油与回油通路100的润滑油之间进行热交换。如上所述，在回油通路100中流动的剩余润滑油与从壳体31的内部空间取入到供油通路90中的润滑油相比，成为低温。因此，由回油通路100的润滑油冷却后的供油通路90的润滑油被供给到膨胀机构60中。
在上述第5发明中，回油通路100的末端连接到供油通路90上。将从壳体31的内部空间取入到供油通路90的润滑油和来自回油通路100的剩余润滑油混合后供给到膨胀机构60中。如上所述，在回油通路100中流动的剩余润滑油与从壳体31的内部空间取入到供油通路90的润滑油相比，成为低温。因此，从供油通路90向膨胀机构60供给的润滑油的温度通过与来自回油通路100的润滑油进行混合而降低。
在上述第6发明中，膨胀机构60由旋转式膨胀机构成。构成膨胀机构60的旋转式膨胀机既可以是叶片76、86和活塞75、85一体地形成的摆动活塞型的，也可以是叶片76、86和活塞75、85分开形成的滚动活塞型的。在气缸71、81中形成贯通孔78、88，在该贯通孔78、88中插入叶片76、86。为了允许叶片76、86的移动，贯通孔78、88形成得较大。进而，该贯通孔78、88构成回油通路100的一部分，使剩余的润滑油通过该贯通孔78、88。
在上述第7发明中，在壳体31上设置有排出管36。从压缩机构50向壳体31的内部空间排出的流体通过排出管36，向壳体31的外部送出。此处，例如，当回油通路100的末端被设置在位于排出管36的起始端附近时，从回油通路100流出的润滑油与压缩机构50的排出流体一起流入排出管36，从壳体31排出，积存在壳体31的内部空间的润滑油的量有可能减少。因此，在本发明中，将回油通路100的末端设置在抑制从回油通路100流出的润滑油流入到排出管36中的位置，以确保壳体31内的润滑油的积存量。
在上述第8发明中，在壳体31的内部，压缩机构50和膨胀机构60上下配置。在壳体31中压缩机构50和膨胀机构60之间的部分，即比压缩机构50靠上、比膨胀机构60靠下的部分，设置排出管36。从压缩机构50排出的流体在壳体31的内部空间中朝向上方流动，通过排出管36向壳体31的外部送出。另一方面，回油通路100的末端被设置成比上述排出管36更靠下方。因此，从回油通路100流出后上升并流入到排出管36中的润滑油几乎没有或者只是微乎其微。
在上述第9发明中，在壳体31内的压缩机构50和膨胀机构60之间设置电动机45。电动机45连接在旋转轴40上，与膨胀机构60一起驱动压缩机构50。在壳体31中电动机45与膨胀机构60之间的部分，即，在比电动机45更接近膨胀机构60的部分，设置排出管36。从压缩机构50向壳体31的内部空间排出的流体穿过形成在电动机45上的间隙等，通过排出管36被送出到壳体31的外部。在电动机45的定子46上，形成局部地切除其外周的铁心截割部48。回油通路100的末端被设置在该定子46的铁心截割部48与壳体31的内面的间隙中。从回油通路100流出的润滑油在该间隙中流动。因此，从回油通路100流出后向排出管36流入的润滑油几乎没有或者只是微乎其微。
在上述第10发明中，在壳体31上设置有排出管36。从压缩机构50向第2空间39排出的流体通过排出管36，向壳体31的外部送出。此处，例如，当回油通路100的末端位于排出管36的起始端附近时，从回油通路100流出的润滑油与压缩机构50的排出流体一起流入排出管36，从壳体31排出，从而积存在第2空间39中的润滑油的量有可能减少。因此，在该发明中，将回油通路100的末端设置在抑制从回油通路100流出的润滑油流入排出管36中的位置，以确保第2空间39中的润滑油的积存量。
在上述第11发明中，在壳体31的内部，压缩机构50和膨胀机构60上下配置。在上述壳体31中压缩机构50和膨胀机构60之间的部分，即，在比压缩机构50靠上、比膨胀机构60靠下的部分，设置排出管36。从压缩机构50向第2空间39排出的流体在第2空间39中朝向上方流动，通过排出管36，向壳体31的外部送出。另一方面，回油通路100的末端被设置成比上述排出管36更靠下方。因此，从回油通路100流出后上升并流入排出管36的润滑油几乎没有或者只是微乎其微。
在上述第12发明中，在壳体31内的压缩机构50和膨胀机构60之间设置电动机45。电动机45连接在旋转轴40上，与膨胀机构60一起驱动压缩机构50。在上述壳体31中电动机45与膨胀机构60之间的部分，即，在比电动机45更接近膨胀机构60的部分，设置排出管36。从压缩机构50向第2空间39排出的流体穿过形成在电动机45上的间隙等，通过排出管36，被送出到壳体31的外部。在电动机45的定子46上，形成局部地切除其外周的铁心截割部48。回油通路100的末端被设置在该定子46的铁心截割部48与壳体31的内表面的间隙中。从回油通路100流出的润滑油就在该间隙中流动。因此，从回油通路100流出后向排出管36流入的润滑油几乎没有或者只是微乎其微。
发明的效果
在上述第1发明的流体机械30中，从旋转轴40的供油通路90排出的剩余润滑油从供油通路90的末端导入到回油通路100中，向压缩机构50侧送回。即，在该第1发明中，将剩余的润滑油导入到回油通路100中，快速地向压缩机构50侧送出。此外，在上述第2发明的流体机械30中，从旋转轴40的供油通路90排出的剩余润滑油从供油通路90的末端导入到回油通路100中，向第2空间39侧送回。即，在该第2发明中，将剩余的润滑油导入到回油通路100中，快速地向第2空间39侧送出。
从而，根据本发明，与将剩余的润滑油在膨胀机构60的表面传送并流动的情况相比，可以使剩余的润滑油接触膨胀机构60的时间变短，其结果，可削减从剩余的润滑油向膨胀机构60移动的热量。
此外，在上述第3、第4和第5发明中，通过利用在穿过膨胀机构60期间温度降低的回油通路100的润滑油，使从供油通路90向膨胀机构60供给的润滑油的温度降低。从而，根据这些发明，可以缩小从供油通路90向膨胀机构60供给的润滑油与通过膨胀机构60的流体的温度差，可以进一步削减从润滑油向通过膨胀机的流体移动的热量。
在上述第6发明中，为了设置叶片76、86，必然利用形成在气缸71、81中的贯通孔78、88形成回油通路100的一部分。因此，可以抑制以回油通路100的设置为起因的机械加工等的增大，可以抑制流体机械30的制造成本的上升。此外，可以将在回油通路100中流动的剩余的润滑油利用在叶片76、86等的润滑中，也可以使膨胀机构60的可靠性提高。
根据上述第7到第12的各发明，可以削减与压缩机构50的排出流体一起从排出管36向壳体31的外部流出的润滑油的量。因此，可以充分地确保壳体31中的润滑油的积存量，可以向压缩机构50或膨胀机构60供给充分量的润滑油，可以预先防止烧熔等故障的发生。
附图说明
图1是实施方式1中的空调机的配管系统图。
图2是实施方式1中的压缩·膨胀单元的概略剖面图。
图3是表示实施方式1中的膨胀机构部的主要部分的放大剖面图。
图4是实施方式1中的膨胀机构部的主要部分的放大图。
图5是表示实施方式1的膨胀机构部中的轴每旋转90°旋转角的各旋转机构部的状态的剖面图。
图6是表示实施方式1的膨胀机构部中的轴的旋转角与膨胀室等的容积和膨胀室的内压的关系的关系图。
图7是表示实施方式2中的膨胀机构部的主要部分的放大剖面图。
图8是表示实施方式3中的膨胀机构部的主要部分的放大剖面图。
图9是表示实施方式4中的膨胀机构部的主要部分的放大剖面图。
图10是表示实施方式5中的膨胀机构部的主要部分的放大剖面图。
图11是其它实施方式中的压缩·膨胀单元的概略剖面图。
符号说明
31 壳体；36 排出管；38 第1空间；39 第2空间；40 轴(旋转轴)；45 电动机；46 定子；48 铁心截割部；50 压缩机构；60 膨胀机构；71 第1气缸；72 第1流体室；75 第1活塞；76 第1叶片；78 衬套孔(贯通孔)；81 第2气缸；82 第2流体室；85 第2活塞；86 第2叶片；88 衬套孔(贯通孔)；90 供油通路；100 回油通路；120 热交换器(热交换装置)。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
《发明实施方式1》
对本发明的实施方式1进行说明。本实施方式的空调机10具有作为本发明的流体机械的压缩·膨胀单元30。
<空调机的整体结构>
如图1所示，上述空调机10是所谓分离型的，具有室外机11和室内机13。在室外机11中收纳有室外风扇12、室外热交换器23、第1四路切换阀21、第2四路切换阀22以及压缩·膨胀单元30。在室内机13中收纳有室内风扇14以及室内热交换器24。室外机11设置在室外，室内机13设置在室内。此外，室外机11和室内机13用一对连接配管15、16连接起来。并且，压缩·膨胀单元30的详细情况将在后面叙述。
在上述空调机10中设置有制冷剂回路20。该制冷剂回路20是连接压缩·膨胀单元30和室内热交换器24等的封闭回路。此外，在该制冷剂回路20中，填充有二氧化碳CO2作为制冷剂。
上述室外热交换器23和室内热交换器24都由交叉翅片(corss fin)型的翅片管式(fin-and-tube)热交换器构成。在室外热交换器23中，在制冷剂回路20中循环的制冷剂与室外空气进行热交换。在室内热交换器24中，在制冷剂回路20中循环的制冷剂与室内空气进行热交换。
上述第1四路切换阀21具有4个阀口(port)。该第1四路切换阀21的第1阀口连接到压缩·膨胀单元30的排出管36上，第2阀口经由连接配管15连接到室内热交换器24的一端，第3阀口连接到室外热交换器23的一端，第4阀口连接到压缩·膨胀单元30的吸入口32上。进而，第1四路切换阀21可切换成如下2个状态：第1阀口与第2阀口连通且第3阀口与第4阀口连通的状态(图1中用实线表示的状态)；和第1阀口与第3阀口连通且第2阀口与第4阀口连通的状态(图1中用虚线表示的状态)。
上述第2四路切换阀22具有4个阀口。该第2四路切换阀22的第1阀口连接到压缩·膨胀单元30的流出口35上，第2阀口连接到室外热交换器23的另一端，第3阀口经由连接配管16连接到室内热交换器24的另一端，第4阀口连接到压缩·膨胀单元30的流入口34上。进而，第2四路切换阀22可切换成如下2个状态：第1阀口与第2阀口连通且第3阀口与第4阀口连通的状态(图1中用实线表示的状态)；和第1阀口与第3阀口连通且第2阀口与第4阀口连通的状态(图1中用虚线表示的状态)。
<压缩·膨胀单元的结构>
如图2所示，压缩·膨胀单元30具有壳体31，该壳体31为纵长且圆筒形的密闭容器。在该壳体31的内部，从下向上依次配置有压缩机构50、电动机45以及膨胀机构60。此外，在壳体31的底部积存有冷冻机油(润滑油)。即，在壳体31的内部，靠近压缩机构50积存有冷冻机油。
上述壳体31的内部空间被膨胀机构60的前气缸盖61上下分隔，上侧的空间构成第1空间38，下侧的空间构成第2空间39。在第1空间38中配置有膨胀机构60，在第2空间39中配置有压缩机构50和电动机45。并且，第1空间38与第2空间39并不是气密地分隔，第1空间38和第2空间39的内压基本相等。
在上述壳体31中安装有排出管36。该排出管36配置在电动机45与膨胀机构60之间，连通到壳体31内的第2空间39。此外，排出管36形成为较短的直管状，基本设置为水平姿态。
上述电动机45被配置在壳体31的长度方向的中央部。该电动机45由定子46和转子47构成。定子46通过热压配合等固定在上述壳体31中。在定子46的外周部，形成有切除其一部分的铁心截割(core cut)部48。在该铁心截割部48与壳体31的内周面之间形成间隙。转子47配置在定子46的内侧。在该转子47中，与该转子47同轴地贯通有轴40的主轴部44。
上述轴40构成旋转轴。在该轴40上，在其下端侧形成有2个下侧偏心部58、59，在其上端侧形成有2个大径偏心部41、42。
2个下侧偏心部58、59形成为直径比主轴部44大，下侧的部分构成第1下侧偏心部58，上侧的部分构成第2下侧偏心部59。在第1下侧偏心部58和第2下侧偏心部59中，主轴部44相对于它们轴心的偏心方向相反。
2个大径偏心部41、42形成为直径比主轴部44大，下侧的部分构成第1大径偏心部41，上侧的部分构成第2大径偏心部42。第1大径偏心部41和第2大径偏心部42都向相同的方向偏心。第2大径偏心部42的外径比第1大径偏心部41的外径大。此外，对于主轴部44相对于轴心的偏心量，第2大径偏心部42比第1大径偏心部41大。
在上述轴40中形成有供油通路90。供油通路90的起始端在轴40的下端开口，末端在轴40的上端面开口。此外，供油通路90的起始端部分构成离心泵。该供油通路90吸入积存在壳体31底部的冷冻机油，并将吸入的冷冻机油供给到压缩机构50和膨胀机构60。
压缩机构50构成摆动活塞型的旋转压缩机。该压缩机构50具有气缸51、52和活塞57各2个。在压缩机构50中，成为将后气缸盖55、第1气缸51、中间板56、第2气缸52以及前气缸盖54从下向上依次层叠起来的状态。
在第1和第2气缸51、52的内部，各配置一个圆筒状的活塞57。虽然没有图示，但在活塞57的侧面上突出设置有平板状的叶片(blade)，该叶片经由摆动衬套支承在气缸51、52上。第1气缸51内的活塞57与轴40的第1下侧偏心部58卡合。另一方面，第2气缸52内的活塞57与轴40的第2下侧偏心部59卡合。各活塞57、57的内周面与下侧偏心部58、59的外周面滑动接触，各活塞57、57的外周面与气缸51、52的内周面滑动接触。进而，在活塞57、57的外周面与气缸51、52的内周面之间形成压缩室53。
在第1和第2气缸51、52上分别形成有一个吸入口32。各吸入口32在半径方向上贯通气缸51、52，其末端在气缸51、52的内周面上开口。此外，各吸入口32通过配管向壳体31的外部延长。
在前气缸盖54和后气缸盖55上分别形成有一个排出口。前气缸盖54的排出口使第2气缸52内的压缩室53与第2空间39连通。后气缸盖55的排出口使第1气缸51内的压缩室53与第2空间39连通。此外，各排出口在其末端设置有由针簧片阀构成的排出阀，通过该排出阀对各排出口进行开闭。并且，在图2中，省略了排出口和排出阀的图示。进而，从压缩机构50向第2空间39排出的气体制冷剂通过排出管36并从压缩·膨胀单元30送出。
如上所述，从供油通路90向压缩机构50供给冷冻机油。虽然没有图示，但在下侧偏心部58、59或主轴部44的外周面上开设有从供油通路90分支后的通路，从该通路向下侧偏心部58、59与活塞57、57的滑动面，或者向主轴部44与前气缸盖54或后气缸盖55的滑动面供给冷冻机油。
也如图3所示，上述膨胀机构60由所谓摆动活塞型的流体机械构成。在该膨胀机构60中，设置有2组成对的气缸71、81和活塞75、85。此外，在膨胀机构60中，设置有前气缸盖61、中间板63以及后气缸盖62。
在上述膨胀机构60中，成为将前气缸盖61、第1气缸71、中间板63、第2气缸81以及后气缸盖62从下向上依次层叠起来的状态。在该状态下，第1气缸71的下侧端面被前气缸盖61封闭，其上侧端面被中间板63封闭。另一方面，第2气缸81的下侧端面被中间板63封闭，其上侧端面被后气缸盖62封闭。此外，第2气缸81的内径比第1气缸71的内径大。
上述轴40贯通层叠状态下的前气缸盖61、第1气缸71、中间板63、第2气缸81。轴40的上端部被插入到在后气缸盖62上形成的有底的孔中。在该孔的底面(在图2中的上面)与轴40的上端面之间形成端部空间95。此外，轴40的第1大径偏心部41位于第1气缸71内，其第2大径偏心部42位于第2气缸81内。
也如图4和图5所示，在第1气缸71内设置有第1活塞75，在第2气缸81内设置有第2活塞85。第1和第2活塞75、85都形成为圆环状或圆筒状。第1活塞75的外径与第2活塞85的外径彼此相等。第1活塞75的内径与第1大径偏心部41的外径、第2活塞85的内径与第2大径偏心部42的外径分别大致相等。进而，在第1活塞75中贯通有第1大径偏心部41，在第2活塞85中贯通有第2大径偏心部42。
对于上述第1活塞75，其外周面与第1气缸71的内周面滑动接触，一个端面与前气缸盖61滑动接触，另一端面与中间板63滑动接触。在第1气缸71内，在其内周面与第1活塞75的外周面之间，形成第1流体室72。另一方面，对于上述第2活塞85，其外周面与第2气缸81的内周面滑动接触，一个端面与后气缸盖62滑动接触，另一端面与中间板63滑动接触。在第2气缸81内，在其内周面与第2活塞85的外周面之间，形成第2流体室82。
分别在上述第1、第2活塞75、85上，一体地设置有1个叶片76、86。叶片76、86形成为向活塞75、85的半径方向延伸的板状，从活塞75、85的外周面向外侧突出。第1活塞75的叶片76插入到第1气缸71的衬套孔78中，第2活塞85的叶片86插入到第2气缸81的衬套孔88内。各气缸71、81的衬套孔78、88沿厚度方向贯通气缸71、81，同时，在气缸71、81的内周面上开口。这些衬套孔78、88构成贯通孔。
在上述各气缸71、81中，各设置1组成对的衬套77、87。各衬套77、87是形成为内侧面为平面、外侧面为圆弧面的小片。在各气缸71、81中，一对衬套77、87插入到衬套孔78、88中，成为夹持叶片76、86的状态。各衬套77、87的内侧面与叶片76、86滑动接触，外侧面与气缸71、81滑动接触。进而，与活塞75、85一体的叶片76、86经由衬套77、87支承在气缸71、81上，相对于气缸71、81可自由转动和自由进退。
第1气缸71内的第1流体室72被与第1活塞75一体的第1叶片76分隔，图4、图5中的第1叶片76的左侧成为高压侧的第1高压室73，其右侧成为低压侧的第1低压室74。第2气缸81内的第2流体室82被与第2活塞85一体的第2叶片86分隔，图4、图5中的第2叶片86的左侧成为高压侧的第2高压室83，其右侧成为低压侧的第2低压室84。
上述第1气缸71和第2气缸81以各自周方向中的衬套77、87的位置一致的姿态进行配置。换言之，第2气缸81相对于第1气缸71的配置角度为0°。如上所述，第1大径偏心部41和第2大径偏心部42相对于主轴部44的轴心向相同方向偏心。从而，第1叶片76成为向第1气缸71的外侧最后退的状态，同时，第2叶片86成为向第2气缸81的外侧最后退的状态。
在上述第1气缸71上形成有流入口34。流入口34在第1气缸71的内周面上的、图4、图5中衬套77的稍微左侧的部位开口。流入口34可以与第1高压室73连通。另一方面，在上述第2气缸81上形成有流出口35。流出口35在第2气缸81的内周面上的、图4、图5中衬套87的稍微右侧的部位开口。流出口35可以与第2低压室84连通。
在上述中间板63上形成有连通路64。该连通路64沿厚度方向贯通中间板63。在中间板63中的第1气缸71侧的面上，连通路64的一端在第1叶片76的右侧部位开口。在中间板63中的第2气缸81侧的面上，连通路64的另一端在第2叶片86的左侧的部位开口。进而，如图4所示，连通路64相对于中间板63的厚度方向倾斜地延伸，使第1低压室74与第2高压室83相互连通。
如图2、图3所示，在上述轴40中，从供油通路90分支的通路在第1大径偏心部41、第2大径偏心部42以及主轴部44的外周面上开口。从该分支通路向第1大径偏心部41与第1活塞75的滑动面、第2大径偏心部42与第2活塞85的滑动面、以及主轴部44与前气缸盖61的滑动面供给供油通路90的冷冻机油。如上所述，供油通路90的末端在轴40的上端面开口，该供油通路90的末端与端部空间95连通。
在上述后气缸盖62上形成有导出孔101。该导出孔101的起始端与端部空间95连通，末端在后气缸盖62的外周面开口。在导出孔101的末端连接有回油管102。该回油管102向下方延伸并贯通前气缸盖61，其下端位于比排出管36更靠下方的位置。后气缸盖62的导出孔101和回油管102构成回油通路100。由于回油管102的下端成为回油通路100的末端，因此，回油通路100的末端就位于比排出管36更靠下方的位置。
在具有如上结构的本实施方式的膨胀机构60中，第1气缸71、设置在其上的衬套77、第1活塞75、第1叶片76构成第1旋转机构部70。此外，第2气缸81、设置在其上的衬套87、第2活塞85、第2叶片86构成第2旋转机构部80。
如上所述，第1旋转机构部70的第1低压室74和第2旋转机构部80的第2高压室83经由连通路64相互连通。进而，由第1低压室74、连通路64以及第2高压室83形成一个封闭的空间，该封闭空间构成膨胀室66。
关于此点，一边参照图6一边进行说明。另外，在该图6中，将第1叶片76向第1气缸71的外周侧最后退的状态下的轴40的旋转角设为0°。此外，在这里，假定第1流体室72的最大容积是3ml(毫升)，第2流体室82的最大容积是10ml，进行说明。
如图6所示，在轴40的旋转角为0°的时刻，第1低压室74的容积成为最大值、即3ml，第2高压室83的容积成为最小值、即0ml。第1低压室74的容积如该图中用点划线表示的那样，随着轴40的旋转而逐渐减小，在该旋转角达到360°的时刻，成为最小值0ml。另一方面，第2高压室83的容积，如该图中用双点划线表示的那样，随着轴40的旋转而逐渐增大，在该旋转角达到360°的时刻，成为最大值10ml。进而，当忽略连通路64的容积时，某个旋转角的膨胀室66的容积就成为该旋转角的第1低压室74的容积和第2高压室83的容积相加后的值。即，膨胀室66的容积如该图中用实线表示的那样，在轴40的旋转角为0°的时刻，成为最小值3ml，随着轴40的旋转而逐渐增加，在该旋转角达到360°的时刻，成为最大值的10ml。
—运转动作—
对上述空调机10的动作进行说明。
<制冷运转>
在制冷运转时，第1四路切换阀21和第2四路切换阀22被切换为图1中用虚线所示的状态。在该状态下，当对压缩·膨胀单元30的电动机45通电时，制冷剂在制冷剂回路20中循环，进行蒸汽压缩式的制冷循环。
在压缩机构50中压缩后的制冷剂通过排出管36，从压缩·膨胀单元30排出。在该状态下，制冷剂的压力变得比其临界压力高。该排出制冷剂通过第1四路切换阀21输送到室外热交换器23。在室外热交换器23中，流入的制冷剂向室外空气散热。
在室外热交换器23中散热后的制冷剂通过第2四路切换阀22，并通过流入口34，流入到压缩·膨胀单元30的膨胀机构60。在膨胀机构60中，高压制冷剂膨胀，其内部能量被转换为轴40的旋转动力。膨胀后的低压制冷剂通过流出口35，从压缩·膨胀单元30流出，通过第2四路切换阀22，输送到室内热交换器24中。
在室内热交换器24中，流入的制冷剂从室内空气中吸热并蒸发，室内空气被冷却。从室内热交换器24出来的低压气体制冷剂通过第1四路切换阀21，并通过吸入口32，被吸入到压缩·膨胀单元30的压缩机构50中。压缩机构50对吸入的制冷剂进行压缩并将其排出。
<供暖运转>
在供暖运转时，第1四路切换阀21和第2四路切换阀22被切换为图1中用实线所示的状态。在该状态下，当对压缩·膨胀单元30的电动机45通电时，制冷剂在制冷剂回路20中循环，进行蒸汽压缩式的制冷循环。
在压缩机构50中压缩后的制冷剂通过排出管36，从压缩·膨胀单元30排出。在该状态下，制冷剂的压力变得比其临界压力高。该排出制冷剂通过第1四路切换阀21，输送到室内热交换器24。在室内热交换器24中，流入的制冷剂向室内空气散热，室内空气被加热。
在室内热交换器24中散热后的制冷剂通过第2四路切换阀22，并通过流入口34，流入到压缩·膨胀单元30的膨胀机构60。在膨胀机构60中，高压制冷剂膨胀，其内部能量被转换为轴40的旋转动力。膨胀后的低压制冷剂通过流出口35，从压缩·膨胀单元30流出，通过第2四路切换阀22，输送到室外热交换器23。
在室外热交换器23中，流入的制冷剂从室外空气中吸热并蒸发。从室外热交换器23出来的低压气体制冷剂通过第1四路切换阀21，并通过吸入口32，被吸入到压缩·膨胀单元30的压缩机构50中。压缩机构50对吸入的制冷剂进行压缩并将其排出。
<膨胀机构部的动作>
一边参照图5，一边对膨胀机构60的动作进行说明。
首先，对超临界状态的高压制冷剂流入第1旋转机构部70的第1高压室73的过程进行说明。当轴40从旋转角为0°的状态稍稍旋转时，第1活塞75和第1气缸71的接触位置就通过流入口34的开口部，高压制冷剂便开始从流入口34向第1高压室73流入。然后，随着轴40的旋转角按90°、180°、270°逐渐变大，高压制冷剂继续向第1高压室73流入。高压制冷剂向该第1高压室73的流入一直继续到轴40的旋转角达到360°为止。
接着，对制冷剂在膨胀机构60中膨胀的过程进行说明。当轴40从旋转角为0°的状态稍稍旋转时，第1低压室74和第2高压室83经由连通路64相互连通，制冷剂便开始从第1低压室74向第2高压室83流入。然后，随着轴40的旋转角按90°、180°、270°逐渐变大，第1低压室74的容积逐渐减小，同时，第2高压室83的容积逐渐增加，结果，膨胀室66的容积逐渐增加。该膨胀室66的容积增加一直继续到轴40的旋转角即将达到360°之前。进而，在膨胀室66的容积增加的过程中，膨胀室66内的制冷剂膨胀，通过该制冷剂的膨胀，轴40被旋转驱动。这样，第1低压室74内的制冷剂通过连通路64，一边膨胀一边向第2高压室83流入。
在制冷剂膨胀的过程中，膨胀室66内的制冷剂压力如图6中的虚线所示，随着轴40的旋转角变大而逐渐降低。具体地，充满第1低压室74的超临界状态的制冷剂在轴40的旋转角达到约55°为止的期间内，压力急剧降低，成为饱和液状态。然后，对于膨胀室66内的制冷剂，其一部分一边蒸发一边缓慢地降低压力。
接着，对制冷剂从第2旋转机构部80的第2低压室84流出的过程进行说明。第2低压室84从轴40的旋转角为0°的时刻开始连通到流出口35。即，制冷剂开始从第2低压室84向流出口35流出。然后，轴40的旋转角按90°、180°、270°逐渐变大，直到该旋转角达到360°为止的整个期间，膨胀后的低压制冷剂不断从第2低压室84流出。
<压缩·膨胀单元中的给油动作>
对压缩·膨胀单元30中向压缩机构50或膨胀机构60供给冷冻机油的动作进行说明。
在壳体31的底部，即在第2空间39的底部，积存有冷冻机油。该冷冻机油的温度与从压缩机构50向第2空间39排出的制冷剂的温度(约90℃)为同等程度。
当轴40旋转时，积存在壳体31底部的冷冻机油被吸入到供油通路90中。在供油通路90中向上流动的冷冻机油的一部分被供给到压缩机构50中。向压缩机构50供给的冷冻机油被利用在下侧偏心部58、59与活塞57、57的滑动面的润滑，或者利用在前气缸盖54或后气缸盖55与主轴部44的滑动面的润滑。
没有供给到压缩机构50的剩余的冷冻机油在供油通路90内向上流动。该剩余的冷冻机油的一部分供给到膨胀机构60。被供给到膨胀机构60的冷冻机油被利用在大径偏心部41、42与活塞75、85的滑动面的润滑，或者被利用在主轴部44与前气缸盖61的滑动面的润滑。
没有供给到压缩机构50和膨胀机构60中的任何一方的剩余的冷却机油从供油通路90的末端排出到端部空间95。向端部空间95排出的剩余的冷冻机油几乎全部流向导出孔101。向导出孔101流入的剩余的冷冻机油通过回油管102，向第2空间39侧被送回。从回油管102的下端流出的剩余的冷冻机油通过重力落下，向第2空间39的底部返回。这样，从供油通路90的末端流出的剩余的冷冻机油通过回油管102，从膨胀机构60侧向压缩机构50侧送回。
这样，从供油通路90的末端排出的剩余的冷冻机油被集中到端部空间95中，通过由导出孔101和回油管102构成的回油通路100，快速地向第2空间39侧送回。即，剩余的冷冻机油从供油通路90的末端被直接导入到回油通路100，向第2空间39侧输送。
此外，如上所述，回油管102的下端配置成比上述排出管36更靠下方。因此，从回油管102流出后上升并流入排出管36的冷冻机油几乎没有或者只是微乎其微。从而，从回油管102下端流出的剩余的冷冻机油并不与排出制冷剂一起流入到排出管36中，而是大体上全部返回到第2空间39的底部。
—实施方式1的效果—
此处，例如30℃左右的高压制冷剂流入到膨胀机构60中，膨胀后例如变成0℃左右的低压制冷剂，从膨胀机构60流出。另一方面，从供油通路90的末端排出的剩余冷冻机油的温度变得比通过膨胀机构60的制冷剂的温度高。因此，如果采用使从供油通路90的末端溢出的剩余的冷冻机油在膨胀机构60的表面传送后落下的结构，则剩余的冷冻机油与较低温度的膨胀机构60接触的时间变长，从剩余的冷冻机油向通过膨胀机构60的制冷剂输入的输入热量变多。进而，在制冷运转时从膨胀机构60向成为蒸发器的室内热交换器24输送的制冷剂的热函增大，会招致制冷能力的降低。
与此相对，在本实施方式的压缩·膨胀单元30中，将没有被利用在压缩机构50或膨胀机构60的润滑的剩余的冷冻机油从供油通路90的末端导入到回油通路100，快速地向第2空间39侧送回。从而，根据本实施方式，与剩余的润滑油在膨胀机构60的表面传送而流动的结构相比，可以缩短剩余的润滑油与膨胀机构60接触的时间，可以削减从剩余的润滑油向膨胀机构60的制冷剂移动的热量。其结果，在制冷运转时，可以抑制从膨胀机构60向成为蒸发器的室内热交换器24输送的制冷剂的热函的增大，可以得到充分的制冷能力。
此外，在本实施方式的压缩·膨胀单元30中，为了使从回油管102流出的冷冻机油不会流入排出管36，将回油管102下端配置成比排出管36的起始端更靠下方。因此，可以削减与压缩机构50的排出制冷剂一起从排出管36流出的冷冻机油的量，可以确保壳体31内的冷冻机油的积存量，其结果，可以确保向压缩机构50或膨胀机构60供给的冷冻机油的供给量，可以预先防止烧熔等故障。
此外，当从压缩·膨胀单元30流出的冷冻机油积存到室外热交换器23或室内热交换器24中时，这些热交换器23、24中的制冷剂与空气的热交换就会被积存的冷冻机油阻碍。因此，如果像本实施方式那样削减与制冷剂一起从压缩·膨胀单元30流出的冷冻机油的量，就可以避免以冷冻机油的积存为起因的热交换器23、24的性能的降低。
《发明实施方式2》
对本发明的实施方式2进行说明。本实施方式是在上述实施方式1中，变更压缩·膨胀单元30的结构而形成。在此处，关于本实施方式的压缩·膨胀单元30，对其与上述实施方式1的不同之处进行说明。
如图7所示，在本实施方式的膨胀机构60中，在后气缸盖62的中央部形成有沿厚度方向贯通该后气缸盖62的中央孔。在该后气缸盖62的中央孔中插入轴40的上端部。
在上述膨胀机构60中设置有上部板110。该上部板110载置在后气缸盖62的上面，后气缸盖62的中央孔和轴40的上端面一起形成端部空间95。在上部板110上形成有导出槽111。导出槽111通过挖下上部板110的下表面而形成。此外，导出槽111的起始端与端部空间95重叠(overlap)，该导出槽111朝向上部板110的外周侧延伸。
在上述膨胀机构60中，在后气缸盖62上形成有第1连通孔112，在中间板63上形成有第2连通孔113。第1连通孔112沿厚度方向贯通后气缸盖62，使导出槽111的末端与第2气缸81的衬套孔88连通。第2连通孔113沿厚度方向贯通中间板63，使第2气缸81的衬套孔88与第1气缸71的衬套孔78连通。
此外，在上述膨胀机构60中，在第1气缸71上形成有导出孔114。导出孔114形成在第1气缸71的高度方向的中央部，其起始端在衬套孔78开口。导出孔114在第1气缸71的外周面上开口，在导出孔114的末端连接有回油管102。该回油管102与上述实施方式1相同，贯通前气缸盖61，延伸到第2空间39，其末端位于比排出管36更靠下方的位置。
在本实施方式的压缩·膨胀单元30中，由上部板110的导出槽111、后气缸盖62的第1连通孔112、第2气缸81的衬套孔88、中间板63的第2连通孔113、第1气缸71的衬套孔78和导出孔114以及回油管102形成回油通路100。即，在该压缩·膨胀单元30中，各气缸71、81的衬套孔78、88构成回油通路100的一部分。
在上述压缩·膨胀单元30中，从供油通路90的末端向端部空间95排出的剩余的冷冻机油通过导出槽111和第1连通孔112，流入第2气缸81的衬套孔88。流入该衬套孔88的冷冻机油被利用在第2气缸81与衬套87的滑动面的润滑，或者衬套87与第2叶片86的滑动面的润滑。接着，冷冻机油从第2气缸81的衬套孔88通过第2连通孔113，流入第1气缸71的衬套孔78。流入该衬套孔78的冷冻机油被利用在第1气缸71与衬套77的滑动面的润滑，或衬套77与第1叶片76的滑动面的润滑。然后，冷冻机油从导出孔114流入回油管102，向第2空间39侧送回。这样，从供油通路90的末端流出的剩余的冷冻机油通过衬套孔88和回油管102等，从膨胀机构60侧向压缩机构50侧送回。
—实施方式2的效果—
根据本实施方式，在上述实施方式1中得到的效果的基础上，还可得到如下的效果。即，根据本实施方式，可以将从供油通路90排出的剩余的冷冻机油利用在衬套77、87或叶片76、86的润滑。从而，在一般的摆动活塞型的旋转膨胀机中，对给油量容易不足的衬套77、87或叶片76、86，可以供给充分量的冷冻机油，使膨胀机构60的可靠性提高。
此外，在本实施方式的第1气缸71中，在其高度方向的中央部形成有导出孔114。因此，在衬套孔78中比导出孔114靠下的部分，就会积存冷冻机油。因此，例如即使在刚启动后那样的给油量容易不足的运转状态下，通过积存在第1气缸71的衬套孔78中的冷冻机油，可以可靠地进行衬套77或第1叶片76的润滑。
《发明实施方式3》
对本发明的实施方式3进行说明。本实施方式是在上述实施方式1中，变更压缩·膨胀单元30的结构而形成。在此处，关于本实施方式的压缩·膨胀单元30，对其与上述实施方式1的不同点进行说明。
如图8所示，在本实施方式的压缩·膨胀单元30中，在轴40中形成有回油通路100，并省略了后气缸盖62的导出孔101和回油管102。在上述轴40中，沿供油通路90形成有回油通路100。
上述回油通路100的起始端在轴40的上端面开口，连通到端部空间95。回油通路100的末端在轴40的主轴部44的外周面上开口，连通到第2空间39。此外，主轴部的外周面上的回油通路100的末端的开口位置比排出管36的末端更靠下方。这样，回油通路100的末端在壳体31内的压缩机构50侧开口。进而，该回油通路100将从供油通路90的末端流出的剩余的冷冻机油从膨胀机构60侧向压缩机构50侧送回。
在上述压缩·膨胀单元30中，从供油通路90的末端向端部空间95排出的剩余的冷冻机油，向形成在轴40中的回油通路100流入。
此处，与0℃～30℃左右的制冷剂流入的膨胀机构60相比，从第2空间39的底部向供油通路90吸入的冷冻机油变为高温(例如，90℃左右)。因此，在供油通路90中流动的冷冻机油直到到达供油通路90的末端期间，其温度存在某种程度的降低。即，从供油通路90的末端向回油通路100流入的剩余的冷冻机油比起在供油通路90流动的冷冻机油，成为较低的温度。
另一方面，由于轴40的主轴部44并没有那么粗，所以供油通路90与回油通路100相互接近。从而，在轴40中，在沿供油通路90上升的冷冻机油与沿回油通路100下降的冷冻机油之间进行热交换，从供油通路90向膨胀机构60供给的冷冻机油被回油通路100的冷冻机油冷却。即，形成有供油通路90和回油通路100两者的轴40构成热交换装置，该热交换装置使供油通路90的冷冻机油与回油通路100的冷冻机油进行热交换。
这样，根据本实施方式，使从供油通路90向膨胀机构60供给的冷冻机油的温度降低，可以进一步削减从冷冻机油向通过膨胀机构60的制冷剂移动的热量。其结果，在制冷运转时，可以进一步降低从膨胀机构60向成为蒸发器的室内热交换器24输送的制冷剂热函的增大，可以使空调机10的制冷能力提高。
此外，根据本实施方式，仅通过对轴40实施机械加工就可以形成回油通路100，可以抑制以回油通路100的设置为起因的制造工时或制造成本的增加。
《发明实施方式4》
对本发明的实施方式4进行说明。本实施方式是在上述实施方式1中，变更压缩·膨胀单元30的结构而形成。在此处，关于本实施方式的压缩·膨胀单元30，对其与上述实施方式1的不同点进行说明。
如图9所示，在本实施方式的压缩·膨胀单元30中，设置有中继部件130和热交换器120。此外，形成在本实施方式的轴40中的供油通路90由第1油通路91和第2油通路92构成。
上述中继部件130形成为圆筒状。在该中继部件130中贯穿有轴40的主轴部44。此外，在中继部件130的内周面上形成有2个遍及其全周的内周槽131、132。这2个内周槽131、132中位于下方的构成第1内周槽131，位于上方的构成第2内周槽132。
上述供油通路90在上下方向的中途被分开为2个，下侧的部分构成第1油通路91，上侧的部分构成第2油通路92。第1油通路91的末端在主轴部44的外周面开口，连通到中继部件130的第1内周槽131。另一方面，第2油通路92的起始端在主轴部44的外周面开口，连通到中继部件130的第2内周槽132。
在上述热交换器120中形成有第1流路121和第2流路122。第1流路121的起始端连接到中继部件130的第1内周槽131，末端连接到中继部件130的第2内周槽132。另一方面，第2流路122连接到回油管102的中途。该热交换器120构成热交换装置，使从供油通路90向第1流路121流入的冷冻机油与从回油管102流入第2流路122的冷冻机油进行热交换。
如对上述实施方式3所说明的那样，从供油通路90的末端向回油通路100流入的剩余的冷冻机油比在供油通路90中流动的冷冻机油的温度低。因此，在热交换器120中，从第1油通路91向第1流路121导入的冷冻机油被从回油管102向第2流路122导入的剩余的冷冻机油冷却。进而，在热交换器120的第1流路121中流动期间被冷却的冷冻机油通过第2油通路92，向膨胀机构60供给。
这样，根据本实施方式，可以使从供油通路90向膨胀机构60供给的冷冻机油的温度降低，可以进一步削减从冷冻机油向通过膨胀机构60的制冷剂移动的热量。其结果，在制冷运转时，可以进一步降低从膨胀机构60向成为蒸发器的室内热交换器24输送的制冷剂热函的增大，可以使空调机10的制冷能力提高。
《发明实施方式5》
对本发明的实施方式5进行说明。本实施方式是在上述实施方式1中，变更压缩·膨胀单元30的结构而形成。在此处，关于本实施方式的压缩·膨胀单元30，对与上述实施方式1的不同点进行说明。
如图10所示，在本实施方式的压缩·膨胀单元30中设置有连接部件140和缓冲罐142。此外，在本实施方式的轴40中形成有合流通路143。
上述连接部件140形成为圆筒状。在该连接部件140中贯穿有轴40的主轴部44。此外，在连接部件140的内周面上形成有1个遍及其全周的内周槽141。上述合流通路143的起始端在主轴部44的外周面开口，连通到连接部件140的内周槽141。该合流通路143从起始端沿水平方向延伸，末端连接到供油通路90。
上述缓冲罐142被配置在回油管102的中途。该缓冲罐142用于临时积存在回油管102中流动的剩余的冷冻机油。此外，本实施方式中的回油管102的末端连接到连接部件140的内周槽141，不与第2空间39连通。
在上述压缩·膨胀单元30中，从供油通路90的末端排出的剩余的冷冻机油，通过回油管102暂时流入缓冲罐142中，然后，从连接部件140的内周槽141通过合流通路143，送回到供油通路90中。即，从供油通路90的末端流出的剩余的冷冻机油通过回油管102，从膨胀机构60侧向压缩机构50侧送回，在压缩机构50侧的位置送入供油通路90。进而，将从第2空间39的底部吸上来的冷冻机油和从回油管102通过合流通路143送入的剩余的冷冻机油混合起来供给到膨胀机构60。
如对上述实施方式3所说明的那样，从供油通路90的末端向回油通路100流入的剩余的冷冻机油比从第2空间39的底部向供油通路90吸上来的冷冻机油的温度低。因此，如果在从第2空间39的底部吸上来的冷冻机油中混入来自回油管102的剩余的冷冻机油之后向膨胀机构60供给的话，就可以使从供油通路90向膨胀机构60供给的冷冻机油的温度降低，可以进一步削减从冷冻机油向通过膨胀机构60的制冷剂移动的热量。其结果，在制冷运转时，可以进一步降低从膨胀机构60向成为蒸发器的室内热交换器24输送的制冷剂热函的增大，可以使空调机10的制冷能力提高。
《其它实施方式》
在上述实施方式1和2的压缩·膨胀单元30中，如图11所示，也可以使回油管102进一步向下方延伸，将回油管102的下端配置在定子46的铁心截割部48与壳体31之间的间隙中。在这样的情况下，回油管102的下端，即回油通路100的末端从排出管36离开，从而可以进一步削减流入排出管36的冷冻机油的量。并且，图11表示将本变形例应用在上述实施方式1的情况。
此外，在上述各实施方式中，也可以由滚动活塞型的旋转式膨胀机构成膨胀机构60。在该变形例的膨胀机构60中，在各旋转机构部70、80中，将叶片76、86与活塞75、85分开形成。进而，该叶片76、86的前端按压在活塞75、85的外周面上，伴随活塞75、85的移动而进退。
并且，以上的实施方式本质上是优选的示例，但并不是有意地限制本发明、其适用物或其用途的范围。
产业上利用的可能性
如以上的说明所述，本发明对通过高压流体的膨胀来产生动力的膨胀机是很有用的。

Claims (19)

1.一种流体机械，该流体机械在容器状的壳体(31)中收纳有：膨胀机构(60)，该膨胀机构(60)通过流体的膨胀来产生动力；压缩机构(50)，该压缩机构(50)对流体进行压缩；和旋转轴(40)，该旋转轴(40)将在膨胀机构(60)中产生的动力传递到压缩机构(50)，
所述压缩机构(50)的排出流体通过所述壳体(31)的内部空间，向该壳体(31)的外部送出，其特征在于，
所述流体机械具有：
供油通路(90)，该供油通路(90)在靠近所述壳体(31)内的所述压缩机构(50)处将润滑油积存起来，另一方面，该供油通路(90)形成在所述旋转轴(40)中，同时，将积存在所述壳体(31)内的润滑油供给到膨胀机构(60)的滑动部分，将没有供给到该膨胀机构(60)的滑动部分的剩余的润滑油从末端排出；以及
回油通路(100)，该回油通路(100)用于将所述没有供给到该膨胀机构(60)的滑动部分的剩余的润滑油从供油通路(90)的末端向压缩机构(50)侧引导。
2.如权利要求1所述的流体机械，其特征在于，
该流体机械中设置有热交换装置(120)，该热交换装置(120)使供油通路(90)的润滑油与回油通路(100)的润滑油进行热交换。
3.如权利要求1所述的流体机械，其特征在于，
回油通路(100)沿供油通路(90)形成在旋转轴(40)中。
4.如权利要求1所述的流体机械，其特征在于，
回油通路(100)的末端连接到供油通路(90)上。
5.如权利要求1所述的流体机械，其特征在于，
膨胀机构(60)由旋转式膨胀机构成，该旋转式膨胀机具有：两端被封闭的气缸(71、81)；活塞(75、85)，所述活塞(75、85)用于在该各气缸(71、81)内形成流体室(72、82)；以及叶片(76、86)，所述叶片(76、86)用于将所述流体室(72、82)分隔为高压侧和低压侧，
所述气缸(71、81)具有贯通孔(78、88)，该贯通孔(78、88)沿厚度方向贯通该气缸(71、81)，同时，使所述叶片(76、86)插入该贯通孔中，
所述气缸(71、81)的贯通孔(78、88)构成回油通路(100)的一部分。
6.如权利要求1所述的流体机械，其特征在于，
在壳体(31)上设置有排出管(36)，该排出管(36)将压缩机构(50)的排出流体向壳体(31)的外部导出，
回油通路(100)的末端被设置在抑制从该末端出来的润滑油向排出管(36)中流入的位置。
7.如权利要求1所述的流体机械，其特征在于，
在壳体(31)的内部，在压缩机构(50)的上方配置有膨胀机构(60)，
在所述壳体(31)中的压缩机构(50)与膨胀机构(60)之间的部分设置有排出管(36)，该排出管(36)用于将压缩机构(50)的排出流体向壳体(31)的外部导出，
回油通路(100)的末端设置成比所述排出管(36)的起始端更靠下方。
8.如权利要求1所述的流体机械，其特征在于，
在壳体(31)内的压缩机构(50)和膨胀机构(60)之间配置有电动机(45)，该电动机(45)连接到旋转轴(40)上，驱动压缩机构(50)，
在所述壳体(31)中电动机(45)与膨胀机构(60)之间的部分设置有排出管(36)，该排出管(36)用于将压缩机构(50)的排出流体向壳体(31)的外部导出，
回油通路(100)的末端设置在形成于所述电动机(45)的定子(46)的外周的铁心截割部(48)与壳体(31)的间隙中。
9.一种流体机械，该流体机械在容器状的壳体(31)中收纳有：膨胀机构(60)，该膨胀机构(60)通过流体的膨胀来产生动力；压缩机构(50)，该压缩机构(50)对流体进行压缩；和旋转轴(40)，该旋转轴(40)将在膨胀机构(60)中产生的动力传递到压缩机构(50)，
所述壳体(31)的内部被分隔为配置膨胀机构(60)的第1空间(38)和配置压缩机构(50)的第2空间(39)，
所述压缩机构(50)的排出流体通过第2空间(39)，向壳体(31)的外部送出，其特征在于，
所述流体机械具有：
供油通路(90)，其形成在所述旋转轴(40)中，同时，将积存在第2空间(39)内的润滑油供给到膨胀机构(60)的滑动部分，将没有供给到该膨胀机构(60)的滑动部分的剩余的润滑油从末端排出；
回油通路(100)，该回油通路(100)用于将所述没有供给到该膨胀机构(60)的滑动部分的剩余的润滑油从供油通路(90)的末端向第2空间(39)引导。
10.如权利要求9所述的流体机械，其特征在于，
该流体机械中设置有热交换装置(120)，该热交换装置(120)使供油通路(90)的润滑油与回油通路(100)的润滑油进行热交换。
11.如权利要求9所述的流体机械，其特征在于，
回油通路(100)沿供油通路(90)形成在旋转轴(40)中。
12.如权利要求9所述的流体机械，其特征在于，
回油通路(100)的末端连接到供油通路(90)上。
13.如权利要求9所述的流体机械，其特征在于，
膨胀机构(60)由旋转式膨胀机构成，该旋转式膨胀机具有：两端被封闭的气缸(71、81)；活塞(75、85)，所述活塞(75、85)用于在该各气缸(71、81)内形成流体室(72、82)；以及叶片(76、86)，所述叶片(76、86)用于将所述流体室(72、82)分隔为高压侧和低压侧，
所述气缸(71、81)具有贯通孔(78、88)，该贯通孔(78、88)沿厚度方向贯通该气缸(71、81)，同时，使所述叶片(76、86)插入该贯通孔中，
所述气缸(71、81)的贯通孔(78、88)构成回油通路(100)的一部分。
14.如权利要求9所述的流体机械，其特征在于，
在壳体(31)上设置有排出管(36)，该排出管(36)将压缩机构(50)的排出流体向壳体(31)的外部导出，
回油通路(100)的末端被设置在抑制从该末端出来的润滑油向排出管(36)中流入的位置。
15.如权利要求9所述的流体机械，其特征在于，
在壳体(31)的内部，在压缩机构(50)的上方配置有膨胀机构(60)，
在所述壳体(31)中的压缩机构(50)与膨胀机构(60)之间的部分设置有排出管(36)，该排出管(36)用于将压缩机构(50)的排出流体向壳体(31)的外部导出，
回油通路(100)的末端设置成比所述排出管(36)的起始端更靠下方。
16.如权利要求9所述的流体机械，其特征在于，
在壳体(31)内的压缩机构(50)和膨胀机构(60)之间配置有电动机(45)，该电动机(45)连接到旋转轴(40)上，驱动压缩机构(50)，
在所述壳体(31)中电动机(45)与膨胀机构(60)之间的部分设置有排出管(36)，该排出管(36)用于将压缩机构(50)的排出流体向壳体(31)的外部导出，
回油通路(100)的末端设置在形成于所述电动机(45)的定子(46)的外周的铁心截割部(48)与壳体(31)的间隙中。
17.如权利要求9所述的流体机械，其特征在于，
在壳体(31)上设置有排出管(36)，该排出管(36)将压缩机构(50)的排出流体从第2空间(39)向壳体(31)的外部导出，
回油通路(100)的末端被设置在抑制从该末端出来的润滑油向排出管(36)中流入的位置。
18.如权利要求9所述的流体机械，其特征在于，
在壳体(31)的内部，在压缩机构(50)的上方配置有膨胀机构(60)，
在所述壳体(31)中压缩机构(50)和膨胀机构(60)之间的部分设置有排出管(36)，该排出管(36)用于将压缩机构(50)的排出流体从第2空间(39)向壳体(31)的外部导出，
回油通路(100)的末端被设置成比所述排出管(36)的起始端更靠下方。
19.如权利要求9所述的流体机械，其特征在于，
在壳体(31)内的压缩机构(50)和膨胀机构(60)之间配置有电动机(45)，该电动机(45)连接到旋转轴(40)上，驱动压缩机构(50)，
在所述壳体(31)中电动机(45)与膨胀机构(60)之间的部分设置有排出管(36)，该排出管(36)用于将压缩机构(50)的排出流体从第2空间(39)向壳体(31)的外部导出，
回油通路(100)的末端设置在形成于所述电动机(45)的定子(46)的外周的铁心截割部(48)与壳体(31)的间隙中。
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