CN101002004B - 容积型膨胀机及流体机械 - Google Patents

Abstract

在有膨胀室(62)的膨胀机构(60)上，通过设置了抑制从该膨胀室(62)向连接通路(72)一侧的流体流出的逆流防止机构(80)，减少在关闭流通控制机构(73、75、76)状态下运行时的膨胀室(62)的死容积。逆流防止机构，设置在连接通路中比流通控制机构更靠近膨胀室的位置。

Description

容积型膨胀机及流体机械

技术领域

本发明，涉及一种包括通过高压流体的膨胀产生动力的膨胀机构的容积型膨胀机、和包括这个膨胀机的流体机械。

背景技术

迄今为止，作为由高压流体的膨胀产生动力的膨胀机，例如旋转式膨胀机等的容积型膨胀机已为所知(参照专利文献1)。这样的膨胀机，使用在蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程中(参照专利文献2)。

上述膨胀机，包括气缸、和沿着这个气缸的内周面公转的活塞，气缸和活塞之间形成的膨胀室被分隔为吸入/膨胀一侧和排出一侧。并且，伴随着活塞的公转，膨胀室的吸入/膨胀一侧部分转变为排出一侧，原为排出一侧的部分转变为吸入/膨胀一侧，高压气流的吸入/膨胀作用和排出作用同时并行。采用以上的做法，这个膨胀机，回收通过流体膨胀产生的旋转动力，将这个动力作为如压缩机的驱动源而利用。

尚，上述膨胀机，吸入流体和排出流体的密度比的膨胀比作为设计膨胀比预先被设定。这个设计膨胀比，基于用于膨胀机的蒸气压缩式冷冻循环的高压压力和低压压力比而决定。

然而，实际运行中，因为冷却对象的温度或放热(加热)对象的温度发生变化，所以，上述冷冻循环的压力比有可能会比设计时设定的值小。具体地讲，例如蒸气压缩式冷冻循环的低压压力升高了的情况，由设计膨胀比计算得到的膨胀了的流体压力(以下称为膨胀压力)就有可能会比上述低压压力低。这种情况下，膨胀机中，流体过度膨胀，将一旦压力降至上述膨胀压力的流体升压至上述低压压力排出。因此，由于膨胀机过度膨胀的工作量，为了排出进一步被升压了的流体就要消耗多余的动力。如此，迄今为止一直希望能有降低由于这样的理由而产生的过膨胀损失的膨胀机。为了解决这样的问题，本申请的申请人，研究出将膨胀室流入一侧的液体(高压流体)的一部分旁通到膨胀室吸入/膨胀过程位置的膨胀机。具体地讲，这个膨胀机，包括从向膨胀室流入的流体流入一侧分枝连通到膨胀室的吸入/膨胀过程位置的连接通路。还有，连接通路上，设置了作为调整旁通该连接通路的高压流体流量的流通控制机构的电磁阀。

在以上那样构成的膨胀机中，如上所述那样的冷冻循环低压压力比膨胀机的膨胀压力高的情况下，将电磁阀打开所规定的开度，使高压流体能够介于连接通路旁通到膨胀室的吸入/膨胀过程位置。并且，通过将膨胀机的膨胀压力升压至上述低压压力附近，就能够降低如上所述那样的过膨胀损失(参照专利文献3)。(专利文献1)专利公开平8-338356号公报(专利文献2)专利公开2001-116371号公报(专利文献3)专利公开2004-197640号公报(发明所要解决的课题)

然而，在如上所述的降低过膨胀损失的膨胀机中，冷冻循环的低压压力和膨胀机的膨胀压力几乎相等的情况下，电磁阀处于全闭状态，进行通常的膨胀运行。在此，电磁阀处于全闭状态的情况下，连接通路中从电磁阀到膨胀室之间的空间成为了连通膨胀室的死容积，其结果，就会出现这个膨胀机的动力回收率降低的问题。

有关这一点，参照图13及图14进行详细说明。图13，是表示没有上述那样的死容积的理想状态下膨胀室的容积变化和压力变化的关系的曲线图。这个曲线图，是表示作为被膨胀气体的比临界压力还高的二氧化碳(CO₂)作为冷媒的情况的图。

首先，从图13的a点到b点膨胀室的容积增大的话，高压流体供给膨胀室内。接下来，超过b点的话，与停止高压流体的供给的同时开始高压流体的膨胀。膨胀室内的高压流体，其压力急剧降至c点成饱和状态。其后，这个流体，一部分蒸发成气液两相状态，压力缓缓降至d点。并且，在d点膨胀室的气缸容积到达最大以后，这个膨胀室到达排出一侧的话，膨胀室的气缸容积缩小到e点，低压流体从膨胀室排出。其后，返回a点，再一次高压流体供给膨胀室。

对此，连接通路中从电磁阀到膨胀室之间的空间成为死容积的情况，如图14所示，从b点高压流体开始膨胀的话，高压流体中只有死容积部分膨胀。为此，b点的流体到d点为止的流体压力，就成为b点至c’点至d点那样的下降，以比上述理想条件的b点至c点至d点那样的压力下降动态还要低的动态膨胀。因此，通过这个膨胀机的流体的膨胀所得到的动力回收量，也就是S1的面积，与理想条件相比减少了S2的面积部分。因此，这个膨胀机的动力回收效率降低了。

发明内容

本发明，是鉴于这样的问题点而研究出来的，其目的在于，在包括连接通路以及流通控制机构的容积型膨胀机中，抑制了由于连接通路上形成的膨胀室的死容积而引起的动力回收率的下降。(解决课题的方法)

本发明，是在具有膨胀室的膨胀机构上，设置了防止从该膨胀室向连接通路一侧流出流体的逆流防止机构的冷冻装置。

具体地讲，第一发明，是以包括高压流体在膨胀室62膨胀后产生动力的膨胀机构60、从膨胀室62的流体流入一侧分枝连通到该膨胀室62的吸入/膨胀过程位置的连接通路72、设置在该连接通路72上的调整流体流量的流通控制机构73、75、76的容积型膨胀机为前提，其中在连接通路中流过在膨胀室中膨胀前的高压流体。并且，这个容积型膨胀机，还具有在上述膨胀机构60上设置了防止从膨胀室62向连接通路72一侧流出流体的逆流防止阀机构80的特征。在此，“逆流防止机构”，是防止从膨胀室62向连接通路72一侧流出流体的逆流防止机构，但是允许与这个流向相反的方向，也就是从连接通路72向膨胀室62一侧流入流体的“逆流防止机构”。

上述第一发明中，例如当由膨胀机构60膨胀了的从膨胀室62排出前的流体压力(膨胀压力)比冷冻循环的低压压力小的情况下，可以打开流通控制机构73、75、76成开放状态。这样将流通控制机构73、75、76打开成开放状态的话，从流体流入一侧分枝流过连接通路72的高压流体被引导至吸入/膨胀过程位置。其结果，膨胀室62内的膨胀压力被升压。因此，膨胀室62的膨胀压力与冷冻循环的低压压力差减小，降低了如上所述的过膨胀损失。

另一方面，例如当膨胀室62的膨胀压力和冷冻循环的低压压力几乎相等的情况，可以将流通控制机构73、75、76关闭成切断状态。这种情况下，流体流入一侧的高压流体，不在连接通路72分枝，直接被导入膨胀室62的吸入一侧。并且，膨胀机构60，进行通常的运行膨胀流体。

在此，本发明中，在膨胀机构60上设置了防止从膨胀室62向连接通路72一侧流出流体的逆流防止阀机构80。因此，假设流通控制机构73、75、76即便是全关闭的切断状态，也可以防止向连接通路72中从该流通控制机构73、75、76到膨胀室62之间的空间流入膨胀室62内的流体。因此，就可以抑制连接通路72内的空间的一部分成为膨胀室62的死容积。

第二发明，是在第一发明的容积型膨胀机中，逆流防止机构80，兼流通控制机构的功能为特征。上述第二发明中，逆流防止机构80具备流通控制机构的功能。也就是，通过使逆流防止机构80处于开通状态可以进行从连接通路72向膨胀室62导入高压流体，而另一方面，又可以通过使逆流防止机构80处于全关闭的切断状态停止从连接通路72向膨胀室62导入高压流体，同时还能防止从膨胀室62向连接通路72一侧流出流体。第三发明，是在第一发明的容积型膨胀机中，逆流防止机构80，设置在连接通路72中比上述流通控制机构73、75、76更靠近膨胀室62的位置为特征。在此，设置在连接通路72上的逆流防止机构80，离膨胀室62越近越好。

上述第三发明中，与第二发明不同，逆流防止机构80与流通控制机构73、75、76是分别设置的。在此，逆流防止机构80，因为设置在连接通路72中比流通控制机构73、75、76更靠近膨胀室62的位置，就以前的膨胀机中连接通路72上形成的死容积成为从流通控制机构73、75、76到膨胀室62的空间而言，本发明的膨胀机中，上述死容积成为从逆流防止机构80到膨胀室62的空间。为此，可以将连接通路72上形成的死容积缩小的比以前的膨胀机的小。

第四发明，是在第三发明的容积型膨胀机中，逆流防止机构80是由逆止阀构成为特征的。

上述第四发明中，逆流防止机构80由逆止阀构成。并且，由这个逆止阀，防止从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出。

第五发明，是在第一至第四的任何一项发明的容积型膨胀机中，流通控制机构73、75、76，由开度可以调整的电动阀73构成为特征的。

上述第五发明中，通过调整电动阀73的开度，介于连接通路72向膨胀室62旁通的高压流体的流量调整为所规定流量。在此，电动阀73为全关闭的切断状态，由逆流防止机构80阻止从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出。因此，在连接通路72中，可以避免从上述电动阀73到膨胀室62之间的空间成为死容积。

第六发明，是在第一至第四的任何一项发明的容积型膨胀机中，流通控制机构73、75、76，由可以开关的电磁开关阀75构成为特征的。

上述第六发明中，通过控制电磁开关阀75的开关时刻，介于连接通路72向膨胀室62旁通的高压流体流量调整为所规定流量。在此，当电磁开关阀75全关闭为切断状态下，由逆流防止机构80阻止从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出。因此，在连接通路72中，可以避免从上述电磁开关阀75到膨胀室62之间的空间成为死容积。

第七发明，是在第一至第四的任何一项发明的容积型膨胀机中，流通控制机构73、75、76，由在膨胀室62的膨胀过程中流体的压力和流体流出一侧的压力的压差比所规定的值大就开放的压差阀76构成为特征的。

上述第七发明中，检测在膨胀室62的膨胀过程中流体的压力和流体流出一侧的压力的压差，当这个压差比所规定的值大时压差阀76就开放。其结果，介于连接通路72高压流体导入膨胀室62。因此，可以使上述膨胀过程中流体的压力接近流体流出一侧的压力。所以，可以降低这个膨胀机构60中的过膨胀损失。

另一方面，在膨胀室62的膨胀过程中流体的压力和流体流出一侧的压力的压差比所规定的值小的情况下，压差阀76关闭成切断状态。其结果，介于连接通路72进行的向膨胀室62的高压流体供给就停止。在此，压差阀76全关闭成切断状态下，由逆流防止机构80阻止从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出。因此，在连接通路72中，可以避免从上述电磁开关阀75到膨胀室62之间的空间成为死容积。

第八发明，是在第一至第七的任何一项发明的容积型膨胀机中，构成为膨胀机构60进行蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程为特征的。

上述第八发明中，在进行蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程的容积型膨胀机中，从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出，由逆流防止机构80防止。

第九发明，是在第一至第七的任何一项发明的容积型膨胀机中，膨胀机构60，构成为高压压力成为超临界压力的蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程为特征的。

上述第九发明中，高压压力比临界压力大，也就是在进行超临界循环的膨胀行程的容积型膨胀机中，从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出，由逆流防止机构80防止。

第十发明，在第九发明的容积型膨胀机中，构成为膨胀机构60，进行用二氧化碳(CO₂)冷媒的蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程为特征的。

上述第十发明中，在进行用二氧化碳(CO₂)冷媒的蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程的容积型膨胀机中，从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出，由逆流防止机构80防止。

第十一发明，是在第一至第十的任何一项发明的容积型膨胀机中，构成为膨胀机构60是旋转式膨胀机构，通过流体的流体的膨胀回收旋转动力为特征的。在此，“旋转式膨胀机构”，意味着是由摆动式、旋转式、涡旋式等流体机械构成的膨胀机构。

上述第十一发明，在具有旋转式膨胀机构的容积型膨胀机中，从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出，由逆流防止机构80防止。第十二发明，是以外壳31内包含：容积型膨胀机60、电动机40、压缩由上述容积型膨胀机60及电动机40驱动的流体的压缩机50的流体机械为前提。并且，这个流体机械是以容积型膨胀机60由第一至第十一的任何一项发明的容积型膨胀机构成为特征的。

上述第十二发明中，从第一至第十一发明的容积型膨胀机60的旋转动力及电动机40的旋转动力传递给压缩机50，驱动压缩机50。-发明的效果-

根据上述第一发明，流通控制机构73、75、76成全闭状态，膨胀机中进行通常运行之际，由逆流防止机构80防止了从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出。因此，抑制了连接通路72的一部分成为膨胀室62的死容积。为此，就能够抑制如图14所示那样的，膨胀过程中流体压力如b至c’至d那样的降低，其结果，也就抑制了由这个膨胀机得到的回收动力减少为S1面积那样。所以，这个膨胀机就能够进行如图13所示的接近理想状态的流体膨胀，也就可以提高由这个膨胀机得到的动力回收效率。

根据上述第二发明，是使逆流防止机构80上具有流通控制机构的功能。因此，由逆流防止机构80，在可以调整从连接通路72向膨胀室62的吸入/膨胀过程位置的旁通流量的同时，还可以防止从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出。所以能够减少这个膨胀机的零件数。根据上述第三发明，通过在连接通路72上比流通控制机构73、75、76更靠近膨胀室62的位置设置逆流防止机构80，就能够确实缩小连接通路72的死容积。还有，通过将逆流防止机构80设置在比流通控制机构73、75、76更靠近膨胀室62一侧，无论将上述流通控制机构73、75、76设置在连接通路72的什么位置，连接通路72的死容积都不会增大。所以，例如连接通路72与形成在膨胀机构60内部的膨胀室62连通的情况下，在位于膨胀机构60外部的连接通路72的位置还可以设置上述流通控制机构73、75、76。这样做的话，具有较复杂构造的流通控制机构73、75、76就容易更换或维修。

根据上述第四发明，使用逆止阀作为逆流防止机构80。因此，由简单的构造就可以抑制从膨胀室62向连接通路72一侧的流体流出的同时，还可以有效的抑制连接通路72的一部分成为膨胀室62的死容积。

根据上述第五发明，通过由电动阀73构成流通控制机构73、75、76，就可以容易的调整连接通路72中高压流体的旁通量。因此，这个膨胀机使用于冷冻循环的膨胀行程的情况下，当冷冻循环的低压压力比膨胀室62的膨胀压力低的时候，将所规定流量的高压流体从连接通路72导入膨胀室62，就可以使上述膨胀压力接近冷冻循环的低压压力。所以，就可以进一步提高这个膨胀机的动力回收效率。

根据上述第六发明，通过由电磁开关阀75构成流通控制机构73、75、76，改变该电磁开关阀75的开关时刻，就可以容易的调整高压流体的旁通量。所以，可以用较简单的构造构成流通控制机构的同时，还可以得到与第五发明同样的作用效果。

根据上述第七发明，在膨胀室62的膨胀过程中当流体的压力与流体流出一侧的压力的压差比所规定的值大的情况下，通过打开压差阀76，可以将高压流体从连接通路72导入膨胀室62。并且，在上述膨胀过程中可以使流体的压力和流体流出一侧的压力接近。所以，例如将这个膨胀机用于冷冻循环的膨胀行程的情况下，可以使膨胀室62的膨胀压力和冷冻循环的低压压力基本相同。所以，确实可以减少这个膨胀机的过膨胀损失，提高动力回收效率。

根据上述第八发明，将本发明的膨胀机利用于蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程中。因此，就可以有效的减少上述压缩式冷冻循环中膨胀机的过膨胀损失。还有，确实可以由逆流防止机构80减小连接通路72中的死容积，有效的回收上述压缩式冷冻循环的膨胀行程所得到的动力。

根据上述第九发明，将本发明的膨胀机利用于超临界循环的膨胀行程。然而，超临界循环的膨胀行程中，因为向膨胀机流入的冷媒压力较高，所以很容易发生因膨胀室62的死容积引起的动力回收量降低。另一方面，本发明中，因为是极力减少这样的膨胀室62的死容积，所以，就可以有效的提高这个膨胀机的动力回收效率。

根据上述第十发明，将本发明的膨胀机利用于使用二氧化碳(CO₂)冷媒的超临界循环的膨胀行程中。所以，可以得到第九发明的以上所述的效果。

根据上述第十一发明，将本发明的膨胀机，适用于摆动式、旋转式、涡旋式等代表性的旋转式膨胀机。所以，就可以提高由这个旋转式膨胀机的流体膨胀得到的旋转动力的回收效率。

根据上述第十二发明，将本发明的容积型膨胀机60，适用于包括压缩机50、电动机40的流体机械。所以，通过提高容积型膨胀机60的动力回收效率，即可以降低电动机40所负担的上述压缩机50的动力又可以有效的驱动这个压缩机50。还有，将这个流体机械的容积型膨胀机60利用于蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程的同时，还通过将这个流体机械的压缩机50利用于压缩行程，就可以进行良好的节能冷冻循环。

附图说明

图1，是实施方式1的空调机配管系统图。图2，是实施方式1的压缩/膨胀单元的概略剖面图。图3，是表示膨胀机构动作的概略剖面图。图4，是表示旋转轴的旋转角度为0°或360°时的实施方式1的膨胀机构主要部位的概略剖面图。图5，是表示旋转轴的旋转角度为45°时的实施方式1的膨胀机构主要部位的概略剖面图。图6，是表示旋转轴的旋转角度为90°时的实施方式1的膨胀机构主要部位的概略剖面图。图7，是表示旋转轴的旋转角度为135°时的实施方式1的膨胀机构主要部位的概略剖面图。图8，是表示旋转轴的旋转角度为180°时的实施方式1的膨胀机构主要部位的概略剖面图。图9，是表示旋转轴的旋转角度为225°时的实施方式1的膨胀机构主要部位的概略剖面图。图10，是表示旋转轴的旋转角度为270°时的实施方式1的膨胀机构主要部位的概略剖面图。图11，是表示旋转轴的旋转角度为315°时的实施方式1的膨胀机构主要部位的概略剖面图。图12，是实施方式1的逆流防止机构的主要部位的扩大剖面图。表示设计压力的运行条件下的膨胀室的容积和压力关系的曲线图。图13，是表示理想状态下膨胀室的容积和压力关系的曲线图。图14，是表示在连接通道上形成固定容积的情况下膨胀室的容积和压力的关系的曲线图。图15，是表示实施方式2的膨胀机构的主要部位的概略剖面图。图16，是表示实施方式3的膨胀机构的主要部位的概略剖面图。图17，是表示实施方式3的差压阀的构造和动作的概略剖面图。图18，是表示实施方式4的膨胀机构的主要部位的概略剖面图。图19，是表示实施方式4的膨胀机构的动作的概略剖面图。图20，是表示实施方式5的膨胀机构的主要部位的概略剖面图。图21，是表示实施方式5的膨胀机构的内部构造的概略剖面图。图22，是表示实施方式5的膨胀机构的动作的概略剖面图。图23，是表示实施方式6的膨胀机构的主要部位的概略剖面图。图24，是表示实施方式6的膨胀机构的内部的概略剖面图。图25，是表示实施方式6的膨胀机构的动作的概略剖面图。图26，是表示其他实施方式的逆流防止机构的第一例的扩大剖面图。图27，是表示其他实施方式的逆流防止机构的第二例的扩大剖面图。图28，是表示其他实施方式的逆流防止机构的第三例的扩大剖面图。(符号说明)

10    空调机20    冷媒回路30    压缩/膨胀单元(流体机械)31    外壳40    电动机50    压缩机60    膨胀机构(容积型膨胀机)61    气缸72    连接管(连接通路)73    电动阀(流通控制机构)75    电磁阀(流通控制机构)76    差压阀(流通控制机构)80    逆止阀(防止逆流机构)

具体实施方式

以下，基于图面详细说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)第一实施方式，是构成使用本发明的流体机械的空调机10。

《空调机的整体构成》如图1所示那样，上述空调机10，也就是所谓的分离式空调机，包括设置在屋外的室外机11、和设置在屋内的室内机13。室外机11中，收纳有室外风扇12、室外热交换器23、第一四通转向阀21、第二四通转向阀22以及压缩/膨胀单元30。另一方面，在室内机13中，收纳了室内风扇14及室内热交换器24。并且，上述室外机11和上述室内机13，由一对连接配管15、16连接。

上述空调机10上，设置了冷媒回路20。上述冷媒回路20，是连接了压缩/膨胀单元30及室内热交换器24等的封闭回路。还有，这个冷媒回路20上，填充了作为冷媒的二氧化碳(CO₂)。

上述室外热交换器23和室内热交换器24，任何一个都是由横向肋片式管片型热交换器构成的。室外热交换器23中，冷媒回路20中循环的冷媒与室外空气进行热交换。室内热交换器24中，冷媒回路20中循环的冷媒与室内空气进行热交换。

上述第一四通转向阀21，包括四个孔。这个第一四通转向阀21，第一孔通过配管与压缩/膨胀单元30的喷出孔35连接，第二孔通过配管介于连接配管15与室内热交换器24的一端连接，第三孔通过配管与室外热交换器23的一端连接，第四孔通过配管与压缩/膨胀单元30的吸入孔34连接。并且，第一四通转向阀21，构成为：第一孔和第二孔连通且第三孔和第四孔连通的状态(图1中实线所示状态)，与，第一孔和第三孔连通且第二孔和第四孔连通的状态(图1中虚线所示状态)能够互相转换的形式。

上述第二四通转向阀22，包括四个孔。这个第二四通转向阀22，第一孔通过配管与压缩/膨胀单元30的流出孔37连接，第二孔通过配管与室外热交换器23的另一端连接，第三孔通过配管介于连接配管16与室内热交换器24的另一端连接，第四孔通过配管与压缩/膨胀单元30的流入孔36连接。并且，第二四通转向阀22，构成为：第一孔和第二孔连通且第三孔和第四孔连通的状态(图1中实线所示状态)，与，第一孔和第三孔连通且第二孔和第四孔连通的状态(图1中虚线所示状态)能够互相转换的形式。

《压缩/膨胀单元的构成》如图2所示，压缩/膨胀单元30，构成本发明的流体机械。这个压缩/膨胀单元30，是在横长的圆筒形密封容器的外壳31内部收纳了压缩机构50、膨胀机构60以及电动机40。还有，在这个外壳31内，在图2中从左向右按顺序设置了压缩机构50、电动机40和膨胀机构60。尚，在参照图2的说明中所使用的“左”“右”，分别意味着图2中的左右的意思。

上述电动机40，设置在外壳31长方向的中央部。这个电动机40，由定子41和转子42构成。定子41，固定在上述外壳31内。转子42，设置在定子41的内侧。还有，转子42上，贯穿着与该转子42同轴的旋转轴45的主轴部48。

上述旋转轴45，在它的右端一侧形成了大直径偏心部46，在它的右端一侧形成了小直径偏心部47。大直径偏心部46，形成的比主轴部48的直径还大，从主轴部48的轴心偏心所规定的量。另一方面，小直径偏心部47，形成为比主轴部48的直径小，从主轴部48的轴心偏心所规定的量。并且，这个旋转轴45，构成旋转轴。

上述旋转轴45上，尽管未图示，连接着油泵。还有，上述外壳31的底部储留着润滑油。这儿的润滑油，由油泵吸起，供给压缩机构50以及膨胀机构60起润滑作用。

上述压缩机构50，构成所谓的涡旋式压缩机。这个压缩机构50，包括固定涡旋部51、可动涡旋部54、机架57。还有，压缩机构50上，设置了上述吸入孔34和喷出孔35。

上述固定涡旋部51中，在镜板52上突设了涡旋状固定侧齿板53。这个固定涡旋部51的镜板52，固定在外壳31上。另一方面，上述可动涡旋部54中，板状的镜板55上突设了涡旋状可动侧齿板56。固定涡旋部51和可动涡旋部54，设置为相对的形式。并且，通过固定侧齿板53和可动侧齿板56的啮合，分隔压缩室59。

上述吸入孔34，它的一端连接在固定侧齿板53及可动侧齿板56的外周一侧。另一方面，上述喷出孔35，连接在固定涡旋部51的镜板52中央，另一端向着压缩室59开口。

上述可动涡旋部54的镜板55，在它的右面一侧中央部形成了突出部分，这个突出部分中插入了旋转轴45的小直径偏心部47。还有，上述可动涡旋部54，介于轴承58支撑在机架57上。这个轴承58，是为限制可动涡旋部54自转的。并且，可动涡旋部54不自转，以所规定的旋转半径公转。这个可动涡旋部54的旋转半径，与小直径偏心部47的偏心量相同。

上述膨胀机构60，是所谓的摇动活塞型膨胀机构，构成本发明的容积型膨胀机。这个膨胀机构60，包括气缸61、前冒头(front heat)63、后冒头(rear heat)64、活塞65。还有，膨胀机构60上，设置了上述流入孔36和流出孔37。

上述气缸61，它的左侧端面由前冒头63封堵，它的右侧端面由后冒头64封堵。也就是，前冒头63和后冒头64，分别构成封闭部件。

上述活塞65，收纳在两端由前冒头63和后冒头64封闭的气缸61的内部。并且，如图4所示那样，气缸61内形成膨胀室62的同时，活塞65的外周面实际上和气缸61内表面滑动接触的。

如图4(a)所示那样，上述活塞65，形成为圆环或圆筒状。活塞65的内径，基本和大直径偏心部46的外径相等。并且，旋转轴45的大直径偏心部46设置为贯穿活塞65，活塞65的内周面和大直径偏心部46的外周面几乎是全表面滑动接触。

还有，上述活塞65上，整体设置了叶片66。这个叶片66，形成为板状，从活塞65的外周面向外突出。夹在气缸61的内表面和活塞65的外表面之间的膨胀室62，由这块叶片66分隔为高压一侧(吸入/膨胀一侧)和低压一侧(排出一侧)。

上述气缸61上，设置了一对衬套67。各衬套67，各自形成为半月状态。这个衬套67，夹着叶片66设置，与叶片66一起滑动。还有，衬套67，在夹着叶片66的状态下相对于气缸61自由旋转。

如图4所示那样，上述流入孔36，形成在前冒头63上，构成导入通道。流入孔36的终端，在前冒头63的内侧面中，在流入孔36不直接与膨胀室62连通的位置开口。具体地讲，流入孔36的终端，在前冒头63内侧面中与大直径偏心部46的端面滑动部分，图4(a)的主轴部48的轴心稍稍偏左的位置开口。

前冒头63上，还行成了槽状通道69。如图4(b)所示那样，这个槽状通道69，是通过将前冒头63从它的内表面开槽，形成为向前冒头63的内侧面开口的凹槽状。

在前冒头63内侧面的槽状通道69的开口部分，在图4(a)中上下细长的长方形状。槽状通道69，在同图(a)的主轴部48的比轴心靠左侧的位置。还有，这个槽状通道69，在同图(a)中，位于下端与前冒头63的内侧面中大直径偏心部46的端面滑动接触的位置。并且，这个槽状通道69，是可能与膨胀室62连通的。

旋转轴45的大直径偏心部46上，形成了连通路70。如图4(b)所示那样，这个连通路70，是通过将大直径偏心部46的端面一侧开槽形成的，是对着前冒头63在大直径偏心部46的端面上开口形成的凹槽状。

还有，如图4(a)所示的那样，连通路70，形成为沿着大直径偏心部46的外周延伸的圆弧状。再有，连通路70中在它周长方向的中央，连接主轴部48的轴心和大直径偏心部46的轴心的连线上，位于相对于大直径偏心部46的轴心的与主轴部48轴心相反一侧的位置。并且，旋转轴45旋转的话，随之大直径偏心部46的连通路70也移动，介于这个连通路70流入孔36和槽状通道69间断性连通。

如图4(a)所示那样，上述流出孔37，形成在气缸61上。这个流出孔37的始端，开口在面临膨胀室62的气缸61的内周面上。还有，流出孔37的始端，开口在同图(a)中叶片66右侧附近。

再有，上述膨胀机构60上，作为连接于从膨胀室62的流体流入一侧的流入孔36分枝的该膨胀室62的吸入/膨胀过程位置的连接通路，设置了连接管72。这个连接管72上，设置了进行转换流通/停止以及流量调整流过该连接管72的冷媒的流通控制机构73、和防止从膨胀室62向连接管72一侧的流体流出的逆流防止机构80。

上述连接管72，连接于图4(a)的叶片66左侧附近。具体地讲，上述连接管72，以旋转轴45的旋转中心为基准以衬套67转动中心所处位置为0°，在图4(a)中逆时针旋转20°至30°的位置时，一部分贯穿气缸61连通。

上述流通控制机构73，设置在位于上述连接管72中气缸61外部的位置。这个流通控制机构73，由开度可调整的电动阀(喷射阀)构成。并且，电动阀73，构成为通过调整它的开度，就能够调整流过上述连接管72的冷媒流量。

上述逆流防止机构，由逆止阀80构成。这个逆止阀80，设置在位于连接管72中气缸61内部的位置。并且，逆止阀80，比电动阀73更靠膨胀室62一侧，且设置在该膨胀室62附近。

更具体地讲，逆止阀80，如图12所示那样，是由支撑台81、螺旋弹簧82、阀体83、以及阀座84构成。支撑台81，固定支撑在连接管72的内壁中。这个支撑台81上，形成了多个流通孔85。螺旋弹簧82，它的一端支撑(固定)在上述支撑台81的与膨胀室62相反一侧的面上，同时，另一端上支撑着上述阀体83。阀体83，是由形成为近似半球状至台型圆柱状的球形阀体构成。阀座84，以位于阀体83先端部附近的形式固定支撑在连接管72上。阀体83，由于上述螺旋弹簧82的弹性能够接触到这个阀座84上。通过以上的构成，逆止阀80在允许从连接管72向膨胀室62一侧的流体流过的同时，阻止从膨胀室62向连接管72一侧的流体流过。

如图4所示那样，本实施方式1的空调机10上，在一般设置于冷媒回路20的高压感应器74a及低压感应器74b的基础上，还设置了检测膨胀室62的压力的过膨胀压力感应器74c。还有，这个空调机10的控制器74，基于由这些感应器74a、74b、74c检测的压力，控制上述电动阀73。

-运行动作-说明上述控制器81的动作。在此，说明空调机10的冷房运行时和暖房运行时的动作，接着还说明膨胀机构60的动作。

《冷房运行》冷房运行时，第一四通转向阀21及第二四通转向阀22转换成如图1虚线所表示的状态。在这个状态下向压缩/膨胀单元30的电动机40通电的话，在冷媒回路20中循环二氧化碳(CO₂)冷媒进行蒸气压缩式的冷冻循环(超临界循环)。

由压缩机构50压缩了的冷媒，通过喷出孔35从压缩/膨胀单元30喷出。这种状态下，冷媒的压力，比它的临界压力高。这个喷出冷媒，通过第一四通转向阀21送到室外热交换器23。在室外热交换器23中，流入的冷媒与由室外风扇12送来的室外空气进行热交换。通过这个热交换，冷媒向室外空气放热。

由室外热交换器23放热后的冷媒，通过第二四通转向阀22，再通过流入孔36流入压缩/膨胀单元30的膨胀机构60。在膨胀机构60中，高压冷媒膨胀，它内部的能量转换为旋转轴45的旋转动力。膨胀后的低压冷媒，通过流出孔37从压缩/膨胀单元30流出，再通过第二四通转向阀22送到室内热交换器24。

在室内热交换器24中，流入的冷媒与由室内风扇14送来的室内空气进行热交换。通过这个热交换，冷媒从室内空气吸热蒸发，冷却室内空气。从室内热交换器24流出的低压冷媒，通过第一四通转向阀21，再通过吸入孔34吸入到压缩/膨胀单元30的压缩机构50。压缩机构50，压缩吸入的冷媒后喷出。

《暖房运行》暖房运行时，第一四通转向阀21及第二四通转向阀22转换成如图1实线所表示的状态。在这个状态下向压缩/膨胀单元30的电动机40通电的话，在冷媒回路20中循环二氧化碳(CO₂)冷媒进行蒸气压缩式的冷冻循环(超临界循环)。

由压缩机构50压缩了的冷媒，通过喷出孔35从压缩/膨胀单元30喷出。这种状态下，冷媒的压力，比它的临界压力高。这个喷出冷媒，通过第一四通转向阀21送到室内热交换器24。在室内热交换器24中，流入的冷媒与室内空气进行热交换。通过这个热交换，冷媒向室内空气放热。

由室内热交换器24放热后的冷煤，通过第二四通转向阀22，再通过流入孔36流入压缩/膨胀单元30的膨胀机构60。在膨胀机构60中，高压冷媒膨胀，它内部的能量转换为旋转轴45的旋转动力。膨胀后的低压冷媒，通过流出孔37从压缩/膨胀单元30流出，再通过第二四通转向阀22送到室外热交换器23。

在室外热交换器23中，流入的冷媒与室外空气进行热交换，冷媒从室外空气吸热蒸发。从室外热交换器23流出的低压冷媒，通过第一四通转向阀21，再通过吸入孔34吸入到压缩/膨胀单元30的压缩机构50。压缩机构50，压缩吸入的冷媒后喷出。

《膨胀机构的动作》接下来，参照图3至图11说明膨胀机构60的动作。尚，图3，是表示相对于大直径偏心部46的中心轴旋转轴45每旋转45°的垂直于膨胀机构60的断面。还有，在图4至图11各图中，各图(a)，是扩大表示图3中每个旋转角的膨胀机构60的剖面，各图(b)，是表示沿着大直径偏心部46的中心轴的膨胀机构60的剖面。尚，在图4至图11各图中，各图(b)中省略了主轴部48的剖面表示。

向膨胀机构60导入冷媒的话，旋转轴45在图3至图11各图中沿逆时针方向旋转。

旋转轴45的旋转角度在0°时，如图3、图4所示，流入孔36的终端由大直径偏心部46的端面覆盖。也就是，流入孔36，由大直径偏心部46成闭塞状态。另一方面，大直径偏心部46的连通路70，只由槽状通路69成连通状态。这个槽状通道69，由活塞65和大直径偏心部46的端面覆盖，成不与膨胀室62连通的状态。还有，膨胀室62，由于连通于流出孔37，所以，它的整体都成为低压一侧。在这时，膨胀室62与流入孔36成切断状态，高压冷媒不流入膨胀室62。

旋转轴45的旋转角度在45°时，如图3、图5所示，流入孔36成连通于大直径偏心部46的连通路70的状态。这个连通路70，槽状通道69也连通。槽状通道69，在图3或图5(a)中上端部分成偏离活塞65的端面的状态，与膨胀室62的高压一侧连通。在这时，膨胀室62介于连通路70及槽状通道69成为与流入孔36连通的状态，高压冷媒流入膨胀室62的高压一侧。也就是，向膨胀室62的高压冷媒的导入，在旋转轴45的旋转角度从0°到45°之间开始。

旋转轴45的旋转角度为90°时，如图3、图6所示，依然是膨胀室62介于连通路70及槽状通道69成为与流入孔36连通的状态。为此，在旋转轴45的旋转角度从0°到45°之间，向膨胀室62的高压一侧流入高压冷媒在继续。

旋转轴45的旋转角度为135°时，如图3、图7所示，大直径偏心部46的连通路70成偏离槽状通道69及流入孔36双方的状态。在这时，膨胀室62与流入孔36成切断状态，高压冷媒不流入膨胀室62。因此，向膨胀室62的高压冷媒的导入，在旋转轴45的旋转角度从90°到135°之间结束。

向膨胀室62的高压冷媒的导入结束后，膨胀室62的高压一侧成为封闭空间，流入那儿的冷媒膨胀。也就是，如图3、图8至图11所示，旋转轴45旋转膨胀室62高压一侧的容积渐渐增大。还有，在这期间，从连通流出孔37的膨胀室62的低压一侧，膨胀后的低压冷媒通过流出孔37不断排出。

膨胀室62中的冷媒膨胀，在旋转轴45的旋转角度从315°至360°之间，也就是活塞65与气缸61接触的部分到达流出孔37为止一直继续。并且，活塞65与气缸61的接触部分横切流出孔37时，膨胀室62与流出孔37连通，膨胀后的冷媒开始排出。

在以上那样的膨胀机构60动作时，上述冷媒回路20的冷房运行和暖房运行的转换，或者是由于外界空气温度的变化等，冷冻循环的低压压力有可能上升。在这样的条件下，由膨胀室62膨胀了的冷媒的压力(图11(a)中的低压冷媒压力)，比冷冻循环的低压压力还低，在低压冷媒排出时产生过膨胀损失。因此，在本实施方式的膨胀机构60中，上述控制器74，基于上述感应器74a、74b、74c检测的压力进行以下那样的运行控制。

具体地讲，例如低压感应器74b和过膨胀压力感应器74c的压差比所规定的值大的话，连接管72的电动阀73开放到所规定的开度。其结果，从流入孔36分枝的高压冷媒流过连接管72。并且，通过了电动阀73的高压冷媒到达逆止阀80。

高压冷媒到达逆止阀80的话，如图12(a)所示，逆止阀80的阀体81被这个高压冷媒推向膨胀室62一侧。其结果，阀体81从阀座84分离，在两者间通过高压冷媒。并且，高压冷媒，通过支撑台81的流通孔85后，被导入膨胀室62。其结果，膨胀室62的冷媒压力上升。为此，在膨胀室62膨胀了的冷媒的压力和冷冻循环的低压压力基本相等，降低了如上所述的过膨胀损失。

另一方面，在冷媒回路20中进行理想状态的冷冻循环的情况下，进行从连接管72向膨胀室62的高压冷媒注入就不再必要，膨胀室62进行通常的运行。因此，这种状态中连接管72的电动阀73成为全关闭状态。其结果，逆止阀80的阀体83上，来自流入孔36一侧的高压冷媒的压力不起作用，阀体83，如图12(b)所示那样，处于由螺旋弹簧82的弹力压到阀座84上的状态。因此，膨胀机构60通常运行时，从膨胀室62向连接管72一侧的冷媒流出，由逆止阀80阻止。

-实施方式1的效果-如以上所说明了的那样，根据上述实施方式1，在膨胀室62中产生过膨胀的条件中，通过将连接管72的电动阀73开放到所规定的开度，将从流入孔36分枝了的高压冷媒从连接管72导入膨胀室62。因此，使膨胀室62中膨胀的冷媒压力升高，就可以解除过膨胀。所以，也就可以提高这个膨胀机的动力回收效率。

另一方面，膨胀机构60中进行理想的膨胀，在将电动阀73关闭进行运行之际，逆止阀80防止从膨胀室62向连接管72一侧的冷媒的流出。为此，连接管72中从电动阀73到膨胀室62为止的之间的容积成为膨胀室62的死容积，其结果，在如图14所示的膨胀行程中能够抑制冷媒压力的降低。因此，如以前的在连接管72上没有设置逆止阀80的情况下，动力回收量成为如图14的S1那样，于此向对，通过本发明那样的在连接管72上设置逆止阀80，可以使动力回收量成为S1+S2的面积。也就是，本发明的膨胀机中，在电动阀73处于全闭的通常运行状态下，可以由逆止阀80抑制如上所述的死容积，这样就可以提高通常运行时的动力回收效率。

还有，上述实施方式1中，是将逆止阀80设置在位于气缸61内部的连接管72上且膨胀室62的附近。因此，就可以极力抑制连接管72的死容积。还有，上述实施方式1中，将电动阀73设置在位于气缸61外部的连接管72上。因此，可以在膨胀机构60的外部容易的进行构造较复杂的电动阀73的交换或维修。

再有，上述实施方式1中，将膨胀机构60利用于超临界循环的膨胀行程。然而，超临界循环的膨胀行程中，因为流向膨胀机的冷媒压力比较高，因为膨胀室62的死容积而引起的动力回收量就容易降低。另一方面，本实施方式中，因为用逆止阀80极力降低了这样的膨胀室62的死容积，就可以有效的提高这个膨胀机的动力回收效果。

《发明的实施方式2》本发明的实施方式2，是在实施方式1的流体机械中，如图15所示那样，在膨胀机构60的连接管72上，设置的不是电动阀73而是可以开闭的电磁阀75。还有，上述控制器74，构成为由膨胀室62的过膨胀产生的条件在所规定的时刻开闭上述电磁阀75。在这个实施方式2中，其他部分，包括上述逆流防止机构与实施方式1的构成相同。

在这个实施方式2中，当发生过膨胀时，通过在所规定的时刻打开连接管72的电磁阀75，使膨胀室62的冷媒压力上升就能够解除过膨胀状态。还有，在本实施方式2中也是，在电磁阀75为全闭状态的通常运行时，可以由逆止阀80防止从膨胀室62向连接管72的冷媒流出。因此，在本实施方式中，也抑制了因为膨胀室62的死容积引起的动力回收效率的下降。

《发明的实施方式3》本发明的实施方式3，如图16所示那样，作为设置在连接管72上的流通控制机构，取代实施方式1中的电动阀73或实施方式2中的电磁阀75，使用压差阀76。这个压差阀76，是在膨胀室62的膨胀过程中间位置时流体的压力和流体流出一侧的压力产生了所规定的压差时而动作。这些压力直接作用于该压差阀76上。还有，在实施方式3中也是，与以上所述的相同，逆流防止机构的逆止阀80设置在连接管72上。

上述压差阀76，如图17所示那样，是由固定在上述连接管72上的阀合91、可动的设置在阀合91中的阀体92、将阀体92向一个方向回弹的弹簧93(参照图17(b))构成的。阀合91，是能够将阀体92活动可能的支撑的并形成了收纳凹部91a的中空部件，包括连通该收纳凹部91a的四个孔。上述阀体92，是可以改变关闭上述连接管72的关闭位置、和开通该连接管72的开通位置的可变位阀体，由上述弹簧93从开通位置回弹到关闭位置。

上述连接管72，是以与上述阀合91中的阀体92移动方向交叉的方向固定在上述阀合91上。阀体92，嵌合在阀体91的收纳凹部91a中，形成为可在上述关闭位置和开通位置间滑动。还有，阀体92，具有在上述开通位置使上述连接管72开口，在上述关闭位置使上述连接管72关闭的连通孔92a。

上述阀合91上，连接着连通膨胀室62膨胀过程的中间位置的第一连通管95、连通流体流出一侧的流出孔37的第二连通孔96。第一连通孔95，在与弹簧93相反一侧的端部，也就是阀体92的开通位置一侧的端部，连接于上述阀合91，使来自膨胀室62的压力P1作用于阀体92上。还有，第二连通管96，在弹簧93一侧，也就是阀体92的关闭位置一侧端部，连接于上述阀体91，使来自流体流出一侧的压力P2(冷冻循环的低压压力)作用于阀体92。通过这样，流体流出一侧的压力比膨胀室62的压力升高，两压力P1、P2之间产生了比所规定值大的压差时，上述压差阀76动作。

这个实施方式3中，例如当冷冻循环低压的流出孔37的压力P2比膨胀室62的压力P1高，而两压力P1、P2的差变得比所规定值大时，压差阀76开通。因此，流入一侧的冷媒的一部分介于连接管72导入膨胀室62。其结果，升高了膨胀室62的压力，消除了过膨胀。

另一方面，膨胀机构60在理想状态下运行的情况，膨胀机构60流出孔37和膨胀室62之间实际上并不产生压差，压差阀76成关闭状态。在此，即便是在实施方式3中，如图16所示那样，逆流防止机构的逆止阀80，防止了从膨胀室62向连接管72一侧的冷媒的流出。因此，可以缩小膨胀室62的死容积，也就可以进行动力回收率高的运行。

《发明的实施方式4》本发明的实施方式4，是在上述实施方式1的基础上改变了膨胀机构60的构成。具体地讲，相对于实施方式1的膨胀机构60为摇动活塞型的构成，本实施方式的膨胀机构60，为滚动活塞型的构成。在此，就本实施方式的膨胀机构60，说明与上述实施方式1不同的点。

如图18所示那样，在本实施方式中，叶片66与活塞65分体形成。也就是，本实施方式的活塞65，形成为单纯的圆环状或圆筒状。还有，本实施方式的气缸61上，形成了叶片槽68。

上述叶片66，进退自由地设置在气缸61的叶片槽68中。还有，叶片66，由图外的弹簧回弹，它的先端(图18的下端)被压紧在活塞65的外周面上。并且，如图19(省略逆流防止机构80的图示)所表示的顺序，即便是在气缸61内活塞65移动，这个叶片66沿着叶片槽68在同图的上下移动，它的先端保持与活塞65接触的状态。并且，通过将叶片66的先端压紧到活塞65的外周面上，膨胀室62分隔为高压一侧和低压一侧。

这个实施方式4中，也是由连接管72连接流入孔36和膨胀室62的吸入/膨胀过程内的位置，在连接管72上设置电动阀73。因此，在膨胀机构60的过膨胀时，可以将流入孔36一侧冷媒的一部分导入到膨胀室62内，所以就能解除上述过膨胀。

再有，这个实施方式4中，也是在连接管72中比电动阀73更靠近膨胀室62一侧设置了逆流防止机构的逆止阀80。因此，在电动阀73全关闭状态的通常运行时，就可以防止从膨胀室62向连接管72一侧的冷媒流出，也就可以缩小膨胀室62的死容积。因此，可以提高这个膨胀机构60的动力回收效率。

《发明的实施方式5》本发明的实施方式5，是改变了上述实施方式1的膨胀机构60的构成。具体地讲，相对于实施方式1的膨胀机构60为摇动活塞型的构成，本实施方式的膨胀机构60，为涡旋型的构成。还有，相对于上述实施方式1的流体机械，如图2所示那样，左右方向横长，也就是横卧式构成，本实施方式的流体机械，是将实施方式1的流体机械旋转90°(在图2中逆时针旋转90°)，上下成长方向，也就是所谓的纵向式。在此，就本实施方式的膨胀机构60，说明与上述实施方式1不同的点。尚，参照图20进行的以下说明中所使用的“上”“下”，分别意味着图20的上下。

如图22所示，膨胀机构60，包括固定在外壳31上的上部机架131、固定在上部机架131上的固定涡旋齿132、介于轴承133支撑在上部机架131上的可动涡旋齿134。

固定涡旋齿132，包括平板状固定侧镜板部135、竖立在该固定侧镜板部135前表面(同图中下表面)涡旋壁状固定侧齿板136。另一方面，可动涡旋齿134，包括平板状可动侧镜板部137、竖立在该可动侧镜板部137前表面(同图中上表面)的涡旋状可动侧齿板138。膨胀机构60中，通过固定涡旋齿132的固定侧齿板136和可动涡旋齿134的可动侧齿板138相互啮合，形成了多个流体室(膨胀室)62a、62b(参照图21)。具体地讲，固定侧齿板136的内侧面和可动侧齿板138的外侧面所夹空间，构成作为第一膨胀室的A室62a。另一方面，固定侧齿板136的外侧面和可动侧齿板138的内侧面所夹空间，构成作为第二膨胀室的B室62b。

如图20所示那样，旋转轴45中，它的上端形成了涡旋齿连接部118。这个涡旋齿连接部118上，在从旋转轴45旋转中心偏心的位置形成了连接孔119。可动涡旋齿134上，在可动侧镜板部137的背面(图20中的下表面)上凸起设置了连接轴139。这个连接轴139，被可自由旋转地支撑在涡旋齿连接部118的连接孔119。还有，旋转轴45的涡旋齿连接部118，可自由旋转地支撑在上部机架131上。

还有，固定涡旋齿132上，形成了流入孔36和流出孔37。流入孔36，穿通固定侧镜板部135，它的下端开口在固定侧齿板136开始涡旋一侧端部的内侧面附近。流出孔37，穿通固定侧平板部的厚度方向，它的下端开口在固定侧齿板136涡旋结束一侧端部附近。

再有，固定涡旋齿60上，连接着从上述流入孔36分枝的连接上述膨胀室62的连接管(连接配管)72。具体地讲，连接管72，是由从流入孔36分枝的主连接管72、从该主连接管72再一次二分的两枝连接管72a、72b构成。

分成两枝的连接管72a、72b，穿通固定侧镜板部135的厚度方向。这个两枝的连接管72a、72b中，连通上述A室62a的连接管构成A室用连接管72a，连通上述B室62b的连接管构成B室用连接管72b。并且，固定侧镜板部135的前表面上，沿着固定侧齿板136从它的始端前进360°的位置的外侧面附近开口了B室用连接管72b的通口，从这儿继续沿着固定侧齿板136再前进180°位置的内侧面附近开口了A室用连接管72a的通口。

还有，上述主连接管72上，设置了作为调整从流入孔36向上述膨胀室62的高压冷媒的流量的流通控制机构的电动阀73。再有，A室用连接管72a以及B室用连接管72b中膨胀室62的附近，分别形成了比各连接管72a、72b直径大的空间。并且，在这些空间中，分别设置了作为逆流防止机构的逆止阀80。这个逆止阀80，是由所谓的簧片阀构成，它的构成为在允许从连接管72向膨胀室62a、62b的冷媒流通的同时，禁止从膨胀室62a、62b向连接管72的冷媒流通。也就是，两逆止阀80，构成为防止从膨胀室62a、62b向连接管72一侧的冷媒流出。

<膨胀机构的动作>接下来，参照附图20及22说明膨胀机构60的动作。

图22中，以固定侧齿板136的开始涡旋一侧端部和可动侧齿板138的内侧面接触的同时可动侧齿板138的开始涡旋一侧端部和固定侧齿板136的内侧面接触的状态为基准状态的0°。

导入流入孔36的高压冷媒，流入固定侧齿板136的开始涡旋附近和可动侧齿板138的开始涡旋附近所夹的一个空间，伴随于此可动涡旋齿134进行公转。可动涡旋齿134的公转角度到达360°时，切断与A室62a、B室62b和流入孔36的连通成为封闭空间，向A室62a和B室62b的高压冷媒的流入结束。

其后，A室62a及B室62b的内部冷媒膨胀，伴随于此，可动涡旋齿134进行公转。A室62a及B室62b的容积伴随着可动涡旋齿134的移动变大。并且，B室62b，在可动涡旋齿134公转角度从840°转至900°的中途与流出孔37连通，其后，B室62b内的冷媒向流出孔37流出。另一方面，A室62a，在可动涡旋齿134公转角度从1020°转至1080°的中途与流出孔37连通，其后，A室62a内的冷媒向流出孔37流出。

在以上这样的膨胀机构60中，膨胀室62a、62b成为过膨胀的情况下，图20所示的主连接管72的电动阀73开放所规定的开度。其结果，来自流入孔36在主连接管72分枝了的高压冷媒，在介于A室用连接管72a流入A室62a的同时，也介于B室用连接管72b流入B室62b。并且，在两膨胀室62a、62b中膨胀了的冷媒被升压，消除了膨胀室62中的过膨胀。

另一方面，膨胀机构60中进行通常运行的情况下，电动阀73成全关闭状态。在此，A室用连接管72a以及B室用连接管72b上分别设置了逆止阀80。因此，防止了A室62a及B室62b的冷媒流向连接管72一侧。所以，抑制了连接管72中从电动阀73到A室62a为止的空间、再加上连接管72中从电动阀73到B室62b为止的空间成为各膨胀室62a、62b的死容积。因此，在实施方式5中，也防止了由于死容积引起的膨胀室内的压力降低，能够提高这个容积型膨胀机的动力回收效率。

《发明的实施方式6》本发明的实施方式6，是改变了上述实施方式1中的膨胀机构60的构造的实施方式。具体地讲，相对于上述实施方式1的膨胀机构60为一段摇动活塞型的构成，本实施方式的膨胀机构60为两段摇动型活塞的构成。还有，相对于如图2所示那样的上述实施方式1的左右方向横长型，也就是横置型流体机械，本实施方式的流体机械，是将实施方式1的流体机械旋转90°(图2中逆时针旋转90°)，成为上下方向的纵长方向状态，也就是所谓的纵置型流体机械。在此，有关本实施方式的膨胀机构60，只说明与上述实施方式1不同点。尚，参照图23进行的以下的说明中所适用的“上”“下”，分别是图23中的“上”“下”之意。

压缩/膨胀单元30的旋转轴45上，在它的上端一侧形成了两个大直径偏心部46a、46b。各大直径偏心部46a、46b，形成为比主轴部48的直径还大。上下排列的两个大直径偏心部46a、46b中，下侧的构成第一大直径偏心部46a，上侧的构成第二大直径偏心部46b。第一大直径偏心部46a和第二大直径偏心部46b，都朝着同一个方向偏心。第二大直径偏心部46b的外径，比第一大直径偏心部46a的外径大。还有，相对于主轴部48的轴心的偏心量，第二大直径偏心部46b比第一大直径偏心部46a的大。

膨胀机构60，是所谓的两段式摇动活塞式流体机械。这个膨胀机构60上，设置了成对的两组气缸61a、61b和活塞65a、65b。还设置了前冒头63、中间板101和后冒头64。

上述膨胀机构60中，如图23中的从下到上的顺序，以叠层的方式排列着前冒头63、第一气缸61a、中间板101、第二气缸61b、后冒头64。在这种状态下，第一气缸61a，它的下侧端面被前冒头63封闭，它的上侧端面被中间板101封闭。另一方面，第二气缸61b，它的下侧端面被中间板101封闭，它的上侧端面被后冒头64封闭。还有，第二气缸61b的内径，比第一气缸61a的内径大。再有，第二气缸61b的上下方向的厚度尺寸，比第一气缸61a的上下方向的厚度尺寸大。

上述旋转轴45，贯穿叠层状态的前冒头63、第一气缸61a、中间板101、第二气缸61b、后冒头64。还有，旋转轴45，它的第一大直径偏心部46a位于第一气缸61a内，它的第二大直径偏心部46b位于第二气缸61b内。

如图24及图25所示那样，在第一气缸61a内设置了第一活塞65a，在第二气缸61b内设置了第二活塞65b。第一及第二活塞65a、65b，任何一个都形成为圆环状或圆筒状。第一活塞65a的外径和第二活塞65b的外径，相互相等。第一活塞65a的内径和第一大直径偏心部46a的外径基本相等，第二活塞65b的内径和第二大直径偏心部46b的外径基本相等。并且，第一活塞65a上贯穿着第一大直径偏心部46a，第二活塞65b上贯穿着第二大直径偏心部46b。

上述第一活塞65a，它的外周面与第一气缸61a的内周面滑动接触，它的一个端面与前冒头63滑动接触，它的另一个端面与中间板101滑动接触。在第一气缸61a内，它的内周面和第一活塞65a的外周面之间形成了膨胀室的一部分的第一流体室62a。

另一方面，上述第二活塞65b，它的外周面与第二气缸61b的内周面滑动接触，它的一个端面与后冒头64滑动接触，它的另一个端面与中间板101滑动接触。在第二气缸61b内，它的内周面和第二活塞65b的外周面之间形成了膨胀室的一部分的第二流体室62b。

上述第一及第二活塞65a、65b的每一个上，各自整体设置了一个叶片66a、66b。叶片66a、66b，形成为沿着活塞65a、65b的半径方向延伸的板状，从活塞65a、65b的外周面向外侧突出。

上述各气缸61a、61b中，各自分别设置了一对衬套67a、67b。各衬套67a、67b，是形成为内侧面为平面而外侧面为圆弧面的小片。一对衬套67a、67b，它的内侧面与叶片66a、66b滑动接触，它的外侧面与气缸61a、61b滑动接触。并且，与活塞65a、65b整体的叶片66a、66b，介于衬套67a、67b支撑于气缸61a、61b，相对于气缸61a、61b既可以自由旋转又可以自由进退。

第一气缸61a内的第一流体室62a，由与第一活塞65a整体的第一叶片66a分隔，成为图25中的第一叶片66a左侧的高压一侧的第一高压室102a，以及它(第一叶片66a)的右侧的低压一侧的第一低压室103a。第二气缸61b内的第二流体室62b，由与第二活塞65b整体的第二叶片66b分隔，成为图25中的第二叶片66b左侧的高压一侧的第二高压室102b，以及它(第二叶片66b)的右侧的低压一侧的第二低压室103b。

如图23所示，上述第一气缸61a中，连接着流入孔36。这个流入孔36形成在前冒头63中，构成导入通路。这个流入孔36的终端，开口在第一气缸61a的内周面中，图24中衬套67a稍稍左侧的位置。并且，流入孔36，可能与第一高压室102a(也就是第一流体室62a的高压一侧)连通。另一方面，上述第二气缸61b中，形成了流出孔37。流出孔37，开口在第二气缸61b的内周面中，图24的衬套67b的稍稍右侧的位置。并且，流出孔37，可能与第二低压室103b(也就是第二流体室62b的低压一侧)连通。

上述中间板101中，形成了连通路70。这个连通路70，形成为贯穿中间板101的形式。中间板101的第一气缸61a一侧的面上，连通路70一端的开口开在第一叶片66a右侧的位置。中间板101的第二气缸61b一侧的面上，连通路70的另一端开口开在第二叶片66b左侧的位置。并且，连通路70，尽管未图示，是相对于中间板101的厚度方向斜向延伸，能够连通第一低压室103a(也就是第一流体室62a的低压一侧)和第二高压室102b(也就是第二流体室62b的高压一侧)双方。

再有，第一气缸61a中，连接着如图23及图24所示那样的连接管72。连接管72，从流入孔36分枝，连通膨胀室的一部分的第一流体室62a。这个连接管72，形成在前冒头63内部，从外壳31向旋转轴45延伸后，朝上下方向弯曲，它的终端开口朝着第一气缸61a的内部。这个连接管72的开口，位于第一气缸61a中上述连通路70的一个开口的附近。

还有，这个连接管72上，与上述实施方式一样，设置了作为流通控制机构的电动阀73、作为逆流防止机构的逆止阀80。电动阀73，构成为通过调整它的开度，就可以调整从上述连接管72向第一流体室62a导入冷媒的流量。另一方面，逆止阀80，设置在连接管72的第一气缸61a附近，该连接管72的弯曲部分上。并且，逆止阀80，构成为防止从作为膨胀室的一部分的第一流体室62a向连接管72一侧的冷媒流出。

<膨胀机构的动作>接下来，说明实施方式6的膨胀机构60的动作。

首先，参照图25说明向第一气缸61a的第一高压室102a流入高压冷媒的过程。尚，图25中，省略了连接管72、电动阀73以及逆止阀80的图示。

从旋转角度为0°的状态稍稍旋转旋转轴45的话，在第一活塞65a和第一气缸61a接触的位置通过流入孔36的开口部，开始从流入孔36向第一高压室102a的高压冷媒流入。其后，随着旋转轴45的旋转角度从90°、180°、270°的增大，不断向第一高压室102a流入高压冷媒。向这个高压室102a的高压冷媒流入，持续到旋转轴45旋转到旋转角度达到360°为止。

接下来，参照同图说明膨胀机构60中冷媒的膨胀过程。从旋转角度为0°的状态稍稍旋转旋转轴45的话，第一低压室103a和第二高压室102b双方与连通路70连通，开始从第一低压室103a向第二高压室102b的冷媒流入。其后，随着旋转轴45的旋转角度从90°、180°、270°的增大，第一低压室103a减小的同时第二高压室102b的容积增大，其结果，膨胀室62的容积增大。这个膨胀室62的容积增大，持续到旋转轴45旋转到旋转角度达到360°为止。并且，在膨胀室62的容积增大过程中，膨胀室62内的冷媒膨胀，通过这个冷媒的膨胀驱动旋转轴45的旋转。这样，第一低压室103a内的冷媒，通过连通路70一边膨胀一边流向第二高压室102b。

接下来，参照同图说明从第二气缸61b的第二低压室103b流出冷媒的过程。第二低压室103b，从旋转轴45的旋转角度为0°时开始连通流出孔37。也就是，从第二低压室103b向流出孔37的冷媒流出开始。其后，随着旋转轴45的旋转角度从90°、180°、270°的增大，直至360°，从第二低压室103b膨胀后的冷媒一直流出。

在以上这样的膨胀机构60中，膨胀室62达到过膨胀的情况，图24中连接管72的电动阀73开到所规定的开度。其结果，从流入孔36分枝到连接管72的高压冷媒导入到第一气缸61a的第一低压室103a。并且，来自第一低压室103a在第二高压室102b膨胀的冷媒被升压，消除了膨胀室62中的过膨胀。

另一方面，膨胀机构60中进行通常运行的情况下，电动阀73成全关闭状态。在此，与上述实施方式一样，连接管72上设置了逆止阀80。因此，防止了从第一流体室62a向连接管72一侧的冷媒流出。所以，抑制了连接管72中从电动阀73到第一流体室62a为止的空间成为膨胀室62的死容积。因此，实施方式6，也能够抑制由于死容积引起的膨胀室62内的压力降低，也就可以提高这个容积型膨胀机的动力回收效率。

《其他实施方式》本发明，上述的实施方式，还可以是以下的构成。

上述各实施方式中，说明了将膨胀机构60、压缩机构50和电动机40收纳在一个外壳31内的压缩/膨胀单元30，但是，本发明同样适用于和压缩机分体形成的膨胀机。

还有，上述实施方式1中，作为逆流防止机构80设置了图12所示那样的逆止阀。然而，作为逆流防止机构80例如使用和实施方式5一样如图26所示的由弹簧阀制成的逆止阀亦可。还有，例如在将连接管72形成在前冒头或后冒头中的情况下，采用与实施方式6一样的如图27所示的逆止阀亦可。如上所述，逆流防止机构80的构成，对应于膨胀机构60或连接管72的形状采用什么样的构成亦可。

还有，上述实施方式中，是将流通控制机构73、75、76和逆流防止机构80分体构成的。然而，逆流防止机构80，兼有流通控制机构功能的构成亦可。具体地讲，如图28所示，在连接管72的膨胀室62附近，代替实施方式1的逆止阀设置电动阀80，同时省略图4所示的电动阀73的构成亦可。在这个构成中，通过将作为逆流防止机构80的电动阀开到所规定的开度，调整从连接管72向膨胀室62的冷媒流入量从而消除过膨胀。另一方面，通过切断作为逆流防止机构80的电动阀，停止了从连接管72向膨胀室62的冷媒供给，所以进行通常的运行。在此，关闭了作为逆流防止机构80的电动阀的情况下，因为能够防止从膨胀室62向连接管72的冷媒流出，所以就能够有效的减少膨胀室62的死容积。所以，在这个实施方式中，也能够抑制由于死容积引起的动力回收效率的降低。还有，这个构成中，因为是用一个零件得到了流通控制机构和逆流防止机构双方的功能，所以还能够减少这个膨胀机构60的零件数。

-产业上的利用可能性-

正如以上所说明的那样，本发明，对于包括通过高压流体的膨胀产生动力的膨胀机构的容积型膨胀机，和包括这个膨胀机的流体机械是有用的。

Claims (10)

1.一种容积型膨胀机，包括：高压流体在膨胀室膨胀后产生动力的膨胀机构、从膨胀室的流体流入一侧分枝连通到该膨胀室的吸入/膨胀过程位置的连接通路、设置在该连接通路上的调整流体流量的流通控制机构，其中在连接通路中流过在膨胀室中膨胀前的高压流体，其特征为：

上述膨胀机构上，设置了防止从膨胀室向连接通路一侧的流体流出的逆流防止机构，

逆流防止机构，设置在连接通路中比上述流通控制机构更靠近膨胀室的位置。

2.根据权利要求1所述的容积型膨胀机，其特征为：

逆流防止机构，由逆止阀构成。

3.根据权利要求1所述的容积型膨胀机，其特征为：

流通控制机构，由可以调整开度的电动阀构成。

4.根据权利要求1所述的容积型膨胀机，其特征为：

流通控制机构，由可以开关的电磁开关阀构成。

5.根据权利要求1所述的容积型膨胀机，其特征为：

流通控制机构，由在膨胀室的膨胀过程中流体的压力和流体流出一侧的压力的压差比所规定的值大就开放的压差阀构成。

6.根据权利要求1所述的容积型膨胀机，其特征为：

构成为膨胀机构进行蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程。

7.根据权利要求1所述的容积型膨胀机，其特征为：

膨胀机构，构成为高压压力成为超临界压力的蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程。

8.根据权利要求7所述的容积型膨胀机，其特征为：

构成为膨胀机构进行用二氧化碳冷媒的蒸气压缩式冷冻循环的膨胀行程。

9.根据权利要求1所述的容积型膨胀机，其特征为：

构成为：

膨胀机构是旋转式膨胀机构，

通过流体的膨胀回收旋转动力。

10.一种流体机械，是以外壳内包含：容积型膨胀机、电动机、压缩由上述容积型膨胀机及电动机驱动的流体，其特征为：

容积型膨胀机，由第1至第9项权利要求的任何一项的容积型膨胀机构成。

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