JP2007315227A - 膨張機一体型圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシング内に圧縮機構と膨張機構とが収容された膨張機一体型圧縮機において、膨張機構における油から冷媒への熱移動を抑制する。
【解決手段】ケーシング９１内は、隔壁６４によって上側空間５０ａと下側空間７０ａとに仕切られている。上側空間５０ａには圧縮機構５０が設けられ、下側空間７０ａには膨張機構７０が設けられている。上側空間５０ａの底部には上側油溜まり４４が形成され、下側空間７０ａの底部には下側油溜まり４３が形成されている。圧縮機構５０の回転軸７５の下部にはオイルポンプ７６が設けられ、回転軸７５の内部には給油路６３が形成されている。膨張機構７０の回転軸７３の下部にはオイルポンプ７２が設けられ、回転軸７３の内部には給油路８６が形成されている。隔壁６４には、上側油溜まり４４の油を下側空間７０ａに供給するオイル供給路４７と、オイル供給路４７を開閉する弁４８とが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体を圧縮する圧縮機構と流体を膨張させる膨張機構とを有する膨張機一体型圧縮機、およびそれを備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

従来から、密閉容器内に圧縮機構と膨張機構とが上下に配置された膨張機一体型圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の図５に開示された膨張機一体型圧縮機は、密閉容器からなるケーシングと、ケーシング内に配置された膨張機構、電動機および圧縮機構とを備えている。膨張機構、電動機、圧縮機構は、上方から下方に向かって順に配置されている。圧縮機構の回転軸は上下に延びており、膨張機構はこの回転軸に連結されている。すなわち、圧縮機構の回転軸が膨張機構の回転軸を兼用している。ケーシングの底部には油溜まりが設けられている。回転軸の下部にはオイルポンプが設けられ、回転軸の内部には給油通路が形成されている。上記膨張機一体型圧縮機では、オイルポンプによって汲み上げられた油は、給油通路を通って圧縮機構および膨張機構の各摺動部分に供給される。

ケーシング内は、隔壁によって圧縮機構側の空間と膨張機構側の空間とに区画されている。電動機は圧縮機構側空間に配置されている。上記膨張機一体型圧縮機はいわゆる高圧ドーム型であり、ケーシング内には高圧の冷媒が充填されている。圧縮機構側空間には、圧縮機構から吐出された圧縮後の冷媒が充填されている。
特開２００３−１３９０５９号公報（図５、図６）

ところで、高圧ドーム型の膨張機一体型圧縮機においては、圧縮機構に供給された油は、圧縮機構の摺動部を潤滑した後、油溜まりに戻る。あるいは、吐出冷媒とともにケーシング内に吐出された後、ケーシング内において冷媒と分離され、油溜まりに戻る。そのため、油溜まりの油は、比較的高温となる。一方、膨張機構では、膨張後の冷媒は比較的低温となる。そのため、油溜まりの高温の油が給油通路を通じて膨張機構に供給されると、油から膨張機構内の冷媒に向かって熱が移動し、膨張機構から吐出される冷媒のエンタルピが増大する。その結果、冷凍能力が低下するという課題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機構と膨張機構とを備えた膨張機一体型圧縮機において、膨張機構における油から流体（冷媒）への熱移動を抑制することにある。

本発明に係る膨張機一体型圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部を上側空間と下側空間とに仕切る隔壁と、前記上側空間内に配置され、流体を圧縮する圧縮機構と、前記下側空間内に配置され、流体を膨張させる膨張機構と、前記圧縮機構を回転させる上側回転部と前記膨張機構によって回転力を受ける下側回転部とを有し、前記隔壁を貫通して上下方向に延びる回転軸と、を備え、前記隔壁の上側には、上側油溜まりが形成され、前記下側空間の底部には、下側油溜まりが形成され、前記回転軸における前記隔壁の上方部分には、前記上側油溜まりから前記圧縮機構に油を供給する上側吸入機構が形成され、前記上側油溜まりの油を前記下側空間に供給する供給通路と、前記供給通路を通過する油の流量を変更する流量変更機構と、を備えたものである。

上記膨張機一体型圧縮機によれば、密閉容器の内部に、圧縮機構側の上側油溜まりと、膨張機構側の下側油溜まりとが形成されている。そして、圧縮機構の潤滑に用いられた高温の油は、上側油溜まりに戻り、上側油溜まりにいったん留まった後、その一部が供給通路を経て下側の油溜まりに供給される。そのため、上側油溜まりの油に比べて、下側油溜まりの油は低温となる。ここで、上側油溜まりの油は上側吸入機構によって吸い込まれ、圧縮機構に供給される。一方、下側油溜まりの油は、膨張機構の潤滑に用いられる。そのため、上側空間では比較的高温の上側油溜まりの油が利用され、下側空間では比較的低温の下側油溜まりの油が利用される。したがって、膨張機構に供給される油は、比較的低温の油となるので、膨張機構における油から冷媒（流体）への熱移動は抑制される。その結果、膨張機構から吐出される冷媒のエンタルピの増大を抑えることができ、冷凍能力の向上を図ることができる。

ただし、圧縮機構側の上側空間と膨張機構側の下側空間とを完全に遮断してしまうと、上側油溜まりと下側油溜まりとの間で油量のアンバランスが生じるおそれがある。しかし、上記膨張機一体型圧縮機によれば、上側油溜まりの油を下側空間に供給する供給通路と、供給通路を通過する油の流量を変更する流量変更機構とを備えているので、油量のアンバランスを是正することができる。

前記回転軸の下部には、前記下側油溜まりから前記膨張機構に油を供給する下側吸入機構が形成されていてもよい。

これにより、上側油溜まりの油は上側吸入機構によって吸い込まれ、圧縮機構に供給される一方、下側油溜まりの油は下側吸入機構によって吸い込まれ、膨張機構に供給される。そのため、上側空間および下側空間のそれぞれにおいて、油を循環させることができる。

前記圧縮機構は、圧縮した流体を前記上側空間に吐出するように構成され、前記膨張機一体型圧縮機は、前記密閉容器を貫通して前記圧縮機構の吸入側に接続された第１吸入管と、前記密閉容器に接続され、一端が前記上側空間に開放された第１吐出管と、前記密閉容器を貫通して前記膨張機構の吸入側に接続された第２吸入管と、前記密閉容器を貫通して前記膨張機構の吐出側に接続された第２吐出管と、を備えていてもよい。

この種の膨張機一体型圧縮機では、圧縮後の流体は、圧縮機構からいったん上側空間に放出された後、第１吐出管を通じて密閉容器の外部に流出する。一方、膨張後の流体は、下側空間に放出されることなく、膨張機構から第２吐出管を通じて密閉容器の外部に流出する。そのため、圧縮後の流体に含まれる油は分離されやすく、上側油溜まりに戻りやすいが、膨張後の流体に含まれる油は下側油溜まりに戻りにくい。したがって、上側油溜まりと下側油溜まりとの間で油量のアンバランスが生じやすい。ところが、上記膨張機一体型圧縮機によれば、圧縮機構を上側に配置し、膨張機構を下側に配置し、そのうえで上側油溜まりの油を下側空間に供給する供給通路を備えているので、圧縮機構側の油を膨張機構側に対して重力を利用して供給することができる。そのため、そのような油量のアンバランスを良好に是正することができる。

前記隔壁には、前記上側油溜まりと前記下側空間とを連通させる孔が形成され、前記供給通路は前記孔によって形成されていてもよい。

このことにより、供給通路を形成する別部材が不要となり、部品点数の削減を図ることができる。

ただし、前記密閉容器には、前記上側油溜まりと前記下側空間とを連通させる管が接続され、前記供給通路は前記管によって形成されていてもよい。

前記流量変更機構は、前記供給通路に設けられた弁であってもよい。

なお、前記流量変更機構は、前記供給通路の連通／非連通を切り換えるものであってもよく、油の流量を増減させるものであってもよい。ここでいう「弁」には、開閉弁だけでなく、開度調整が可能な弁（流量調整弁）も含まれる。このように供給通路に弁が設けられていることにより、簡易な構成によって、上側油溜まりから下側空間への油の供給量を調整することができる。

前記弁は手動弁によって構成されていてもよい。

このことにより、簡易な構成によって、上側油溜まりから下側空間への油の供給量を調整することができる。

前記弁は電磁弁によって構成されていてもよい。

前記膨張機一体型圧縮機は、前記下側油溜まりの油量を検出する油量検出器と、前記下側油溜まりの油量に基づいて前記電磁弁を開閉制御するコントローラと、を備えていてもよい。

このことにより、上側油溜まりから下側空間への油の供給量を自動的に調整することができる。

前記弁は、内部圧力が所定値以下になると開かれる差圧弁によって構成され、前記膨張機一体型圧縮機は、前記差圧弁に下側油溜まりの油を供給する油圧供給路を備えていてもよい。

このことにより、上側油溜まりから下側空間への油の供給量を自動的に調整することができる。

前記弁は、前記下側油溜まりの油面が所定の下限位置になると開き、前記下側油溜まりの油面が所定の上限位置になると閉じるフロート弁によって構成されていてもよい。

このことにより、上側油溜まりから下側空間への油の供給量を自動的に調整することができる。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、前記膨張機一体型圧縮機と、前記膨張機一体型圧縮機の圧縮機構によって圧縮された流体を導く第１流路と、前記第１流路によって導かれた流体を放熱させる放熱器と、前記放熱器から前記膨張機一体型圧縮機の膨張機構に流体を導く第２流路と、前記膨張機構で膨張した流体を導く第３流路と、前記第３流路によって導かれた流体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から前記圧縮機構に流体を導く第４流路と、を備えたものである。

これにより、冷凍能力の高い冷凍サイクル装置を得ることができる。

なお、前記流体の種類は特に限定される訳ではないが、例えば、前記流体は二酸化炭素であってもよい。

以上のように、本発明によれば、密閉容器内に圧縮機構と膨張機構とが収容された膨張機一体型圧縮機において、膨張機構における油から流体への熱移動を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１に示すように、本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機１０は、冷媒回路３２を備えた冷凍サイクル装置に搭載されている。冷媒回路３２は、膨張機一体型圧縮機１０の他に、放熱器２０と、蒸発器３０とを備えている。この冷媒回路３２には、冷媒として二酸化炭素が充填されている。ただし、冷媒は二酸化炭素に限定される訳ではない。また、放熱器２０および蒸発器３０の種類も何ら限定されず、それらは冷媒と気体（例えば空気等）とを熱交換させるいわゆる空気熱交換器によって形成されていてもよく、冷媒と液体（例えば水等）とを熱交換させる液−液式熱交換器によって形成されていてもよい。

膨張機一体型圧縮機１０は、圧縮機構５０と、膨張機構７０と、これら圧縮機構５０および膨張機構７０を覆うケーシング９１を備えている。ケーシング９１には、圧縮前の冷媒を吸入する吸入管５１と、圧縮後の冷媒を吐出する吐出管５８と、膨張前の冷媒を吸入する吸入管６８と、膨張後の冷媒を吐出する吐出管６６とが接続されている。

吸入管５１は、配管２を介して蒸発器３０の出口側に接続されている。吐出管５８は、配管３を介して放熱器２０の入口側に接続されている。吸入管６８は、配管４を介して放熱器２０の出口側に接続されている。吐出管６６は、配管５を介して蒸発器３０の入口側に接続されている。

図２に示すように、膨張機一体型圧縮機１０のケーシング９１は、縦長の略円筒形状の密閉容器によって形成されている。ケーシング９１の内部には、隔壁６４が設けられている。本実施形態では、隔壁６４は、ケーシング９１の下から約１／３の位置に配置されている。この隔壁６４により、ケーシング９１の内部空間は、上側空間５０ａと下側空間７０ａとに区画されている。圧縮機構５０は上側空間５０ａ内に配置され、膨張機構７０は下側空間７０ａ内に配置されている。

本実施形態の圧縮機構５０は、スクロール式の圧縮機構である。ただし、圧縮機構５０はスクロール式に限定される訳ではない。圧縮機構５０は、回転軸７５と、回転軸７５に固定された可動スクロール５４と、可動スクロール５４と噛み合う固定スクロール５３とを備えている。固定スクロール５３のエンドプレート５２は、ケーシング９１に固定されている。固定スクロール５３と可動スクロール５４とは、上下に対向するように配置されている。回転軸７５は、軸受５７によって回転自在に支持されている。

吸入管５１はケーシング９１の側部を貫通し、圧縮機構５０の吸入側に接続されている。エンドプレート５２には、圧縮機構５０の吐出孔５２ａが形成されている。吐出孔５２ａは、可動スクロール５４と固定スクロール５３との間に形成された圧縮室５０ｃと、上側空間５０ａとを連通している。吐出管５８は、ケーシング９１の上部に接続されており、上側空間５０ａに向かって開放されている。吐出管５８の内側には、油分離部材３９が設けられている。油分離部材３９には、例えば金属メッシュ等が用いられる。

上側空間５０ａにおける圧縮機構５０の下方には、電動機６０が設けられている。電動機６０は、ケーシング９１の内壁に固定されたステータ６２と、ステータ６２の内側に配置されたロータ６１とを備えている。ロータ６１は、圧縮機構５０の回転軸７５に固定されている。

圧縮空間５０ａの底部、すなわち隔壁６４の上側には、上側油溜まり４４が設けられている。この上側油溜まり４４には、潤滑油が貯留される。圧縮機構５０の回転軸７５の下端部には、オイルポンプ７６が設けられている。回転軸７５の内部には、給油路６３が形成されている。このような構成により、回転軸７５が回転すると、上側油溜まり４４の油はオイルポンプ７６によって汲み上げられ、給油路６３を通じて圧縮機構５０の摺動部に供給される。なお、圧縮機構５０から流れ出た油、および上側空間５０ａにおいて冷媒と分離された油は、流下または落下することによって上側油溜まり４４に戻る。

本実施形態の膨張機構７０は、ロータリー式の膨張機構である。ただし、膨張機構７０はロータリー式に限定される訳ではない。膨張機構７０は、シリンダ４２と、フロントヘッド６７と、リヤヘッド６９と、偏心ロータ４５を有する回転軸７３と、ピストン７１とを備えている。

膨張機構７０の回転軸７３は、圧縮機構５０の回転軸７５よりも外径が小さくなっている。回転軸７３は、軸受６５および軸受６５ａによって回転自在に支持されている。回転軸７３と回転軸７５とは継手７４を介して連結されており、同一直線上に並んでいる。下側空間７０ａの底部（密閉容器９１の底部）には、下側油溜まり４３が設けられている。回転軸７３の下端部には、オイルポンプ７２が設けられている。回転軸７３の内部には、給油路８６が形成されている。このような構成により、回転軸７３が回転すると、下側油溜まり４３の油はオイルポンプ７２によって汲み上げられ、給油路８６を通じて膨張機構７０の摺動部に供給される。

膨張機構７０には、吸入管６８と吐出管６６とが接続されている。吸入管６８は、ケーシング９１の側部を貫通して膨張機構７０の吸入側に接続されている。吐出管６６は、ケーシング９１の側部を貫通して膨張機構７０の吐出側に接続されている。シリンダ４２の上方はフロントヘッド６７によって覆われ、シリンダ４２の下方はリヤヘッド６９によって覆われている。ピストン７１は、シリンダ４２内に配置されている。シリンダ４２の内部には、膨張室４１が形成されている。吸入管６８および吐出管６６は、膨張室４１につながっている。

隔壁６４には、オイル供給路４７が形成されている。このオイル供給路４７には、手動式の弁４８が設けられている。オイル供給路４７は、上側空間５０ａの上側油溜まり４４の油を下側空間７０ａの下側油溜まり４３に供給する。なお、上側油溜まり４４から下側油溜まり４３への油の供給量は、弁４８の開度を調整することによって調整することができる。本実施形態の膨張機一体型圧縮機１０では、オイル供給路４７を通じて上側油溜まり４４の油の一部を下側油溜まり４３に補給することができ、上側油溜まり４４の油量と下側油溜まり４３の油量とを所定の割合でバランスさせることができる。オイル供給路４７および弁４８は、均油機構４０を形成している。

膨張機一体型圧縮機１０の電動機６０が起動すると、圧縮機構５０において冷媒が圧縮され、膨張機構７０において冷媒が膨張し、冷媒回路３２（図１参照）内を冷媒が循環する。

圧縮機構５０で圧縮された冷媒は、吐出管５８を通じて膨張機一体型圧縮機１０から吐出される。この際、冷媒に含まれる油の多くはケーシング９１内で分離されるが、図１に示すように、所定量ａ（％）の油は冷媒とともに放熱器２０に搬送される。

放熱器２０で放熱した冷媒は、吸入管６８を通じて膨張機一体型圧縮機１０の膨張機構７０に吸入される。膨張機構７０において、高圧の冷媒は膨張し、その内部エネルギーが回転軸７３を回転させるエネルギーに変換される。膨張後の冷媒は低圧の二相冷媒となり、吐出管６６を通じて膨張機一体型圧縮機１０から吐出される。この際、膨張機構７０の摺動部に供給された油の一部は、冷媒とともに吐出管６６から吐出される。その結果、膨張機構７０において、さらに所定量ｘ（％）の冷媒が吐出され、吐出後の冷媒に含まれる油の量はａ＋ｘ（％）となる。

吐出された冷媒は、蒸発器３０において蒸発する。蒸発後の冷媒は、吸入管５１を通じて膨張機一体型圧縮機１０の圧縮機構５０に吸入される。吸入された冷媒は、圧縮機構５０によって圧縮され、ケーシング９１内の上側空間５０ａに吐出される。そして、前述したように、いったん上側空間５０ａに吐出された冷媒は、吐出管５８を通じてケーシング９１から流出する。この際、冷媒に含まれる潤滑油の一部は分離され、吐出管５８から吐出される油の量はａ（％）となる。

ここで、仮に上側空間５０ａと下側空間７０ａとが完全に仕切られ、オイル供給路４７が存在しないと仮定すると、下側空間７０ａからは合計ｘ（％）の油が流れ出し、上側空間５０ａには、合計ｘ（％）の油が流れ込むことになる。そのため、そのままでは、上側油溜まり４４の油量と下側油溜まり４３の油量とのバランスがくずれる。また、下側油溜まり４３の油が不足し、膨張機構７０の潤滑不良が生じるおそれもある。

しかし、本実施形態の膨張機一体型圧縮機１０では、隔壁６４にオイル供給路４７が形成されており、上側油溜まり４４から下側油溜まり４３に油を供給することができる。したがって、上側油溜まり４４の油量と下側油溜まり４３の油量とのアンバランスを解消することができる。また、膨張機構７０の潤滑不良も防止することができる。

以上のように、本実施形態によれば、ケーシング９１の内部が隔壁６４によって上側空間５０ａと下側空間７０ａとに仕切られ、上側空間５０ａに上側油溜まり４４が形成され、下側空間７０ａに下側油溜まり４３が形成されている。そして、圧縮機構５０の潤滑に用いられた高温の油は、いったん上側油溜まり４４に戻り、この上側油溜まり４４に所定時間留まった後、その一部がオイル供給路４７を通じて下側油溜まり４３に供給される。そのため、上側油溜まり４４に比べて、下側油溜まり４３の油は低温となる。

また、圧縮機構５０の回転軸７５の下部には、上側油溜まり４４の油に浸漬されたオイルポンプ７６が設けられ、膨張機構７０の回転軸７３の下部には、下側油溜まり４３の油に浸漬されたオイルポンプ７２が設けられている。そのため、上側油溜まり４４の油は圧縮機構５０側のオイルポンプ７６によって吸い上げられ、圧縮機構５０に供給される。一方、下側油溜まり４３の油は膨張機構７０側のオイルポンプ７２によって吸い上げられ、膨張機構７０に供給される。このように、本実施形態によれば、上側空間５０ａおよび下側空間７０ａのそれぞれにおいて、油を循環させることができる。したがって、上側油溜まり４４に比べて、下側油溜まり４３の油をより低温にすることができる。

このように、本実施形態によれば、膨張機構７０に供給される油は、比較的低温の油となるので、膨張機構７０における油から冷媒への熱移動は抑制される。その結果、膨張機構７０から吐出される冷媒のエンタルピの増大を抑えることができ、冷凍能力の向上を図ることができる。

本実施形態では、オイル供給路４７は、隔壁６４に形成された孔によって形成されている。そのため、オイル供給路４７を形成するための別部材が特に必要ではないので、部品点数の削減を図ることができる。

また、本実施形態によれば、オイル供給路４７に弁４８が設けられている。そのため、上側油溜まり４４から下側油溜まり４３に供給される油の量を調整することが可能となる。

特に、本実施形態では、弁４８は手動式の弁であるので、簡単な構成で油量のアンバランスを是正することができる。

（実施形態２）
図３に示すように、実施形態２に係る膨張機一体型圧縮機１０は、上側油溜まり４４から下側油溜まり４３に油を供給するオイル供給路の構成に変更を加えたものである。

本実施形態では、オイル供給路７８は、ケーシング９１の外部に設けられている。本実施形態のオイル供給路７８はＵ字管によって形成されており、その一端はケーシング９１の側部を貫通して上側油溜まり４４に臨み、他端はケーシング９１の側部を貫通して下側空間７０ａに臨んでいる。オイル供給路７８には、手動式の弁７７が設けられている。

本実施形態では、実施形態１と異なり、隔壁６４に孔４７（図２参照）は形成されていない。したがって、隔壁６４は上側空間５０ａと下側空間７０ａとを完全に分離している。その他の構成は実施形態１と同様であるので、それらの説明は省略する。

したがって、本実施形態においても、実施形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。

（実施形態３）
図４に示すように、実施形態３に係る膨張機一体型圧縮機１０は、実施形態１において、オイル供給路４７に設けられた手動式弁４８を電磁弁７９に置き換えたものである。また、本実施形態では、下側油溜まり４３（すなわち、ケーシング９１の底部）に、油面センサ８０が設けられている。さらに、本実施形態は、油面センサ８０からの信号を受けて電磁弁７９を制御するコントローラ８１を備えている。コントローラ８１は、下側油溜まり４３の油面が所定の下限位置以下になると電磁弁７９を開き、所定の上限位置以上になると電磁弁７９を閉じる開閉制御を実行する。すなわち、コントローラ８１は、下側油溜まり４３の油量が所定範囲になるように電磁弁７９を制御する。

本実施形態においても、実施形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、下側油溜まり４３の油量が不足しないように、上側油溜まり４４から下側油溜まり４３に油を自動的に供給することができる。したがって、膨張機構７０における潤滑不良をより確実に防止することができる。

（実施形態４）
図５に示すように、実施形態４に係る膨張機一体型圧縮機１０は、実施形態２において、オイル供給路７８に設けられた手動式弁７７を電磁弁７９に置き換えたものである。また、本実施形態においても、下側油溜まり４３に油面センサ８０が設けられ、油面センサ８０の信号に基づいて電磁弁７９を制御するコントローラ８１が設けられている。実施形態３と同様、コントローラ８１は、下側油溜まり４３の油量が所定範囲になるように電磁弁７９を制御する。

したがって、本実施形態においても、実施形態３と同様の効果を得ることができる。

（実施形態５）
図６に示すように、実施形態５に係る膨張機一体型圧縮機１０は、実施形態１において、隔壁６４のオイル供給路４７を開閉する手動式弁４８の代わりに、フロート式の開閉弁８３を設けたものである。

本実施形態では、オイル供給路４７の下側には、リードバルブ８５が設けられている。リードバルブ８５にはフロート８４が接続されており、フロート８４は下側油溜まり４３の油中または油面に浮かんでいる。リードバルブ８５には閉じる方向の付勢力が働いているが、下側油溜まり４３の油面が所定の下限値以下になると、フロート８４に作用する浮力が小さくなり、リードバルブ８５が開かれる。逆に、下側油溜まり４３の油面が所定の上限値以上になると、フロート８４に作用する浮力が大きくなり、リードバルブ８５が閉じられる。すなわち、フロート８４に働く重力をＧ、浮力をＦ、リードバルブ８５の付勢力をＳとすると、Ｇ≦Ｆ＋Ｓの場合にはオイル供給路４７は閉鎖され、Ｇ＞Ｆ＋Ｓの場合にはオイル供給路４７は開放される。

したがって、本実施形態によれば、実施形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。また、実施形態３と同様に、下側油溜まり４３の油量が不足しないように、上側油溜まり４４から下側油溜まり４３に油を自動的に供給することができる。したがって、膨張機構７０における潤滑不良をより確実に防止することができる。

（実施形態６）
図７に示すように、実施形態６に係る膨張機一体型圧縮機１０は、実施形態１において、隔壁６４のオイル供給路４７を開閉する手動式弁４８の代わりに、内部の圧力によって開閉する差圧弁９０を設けたものである。

差圧弁９０は、オイル供給路４７の中途部に設けられている。隔壁６４の内部には、オイル導入路８８が形成されている。図８に示すように、オイル導入路８８は、回転軸７３の外周に形成された給油溝８７と差圧弁９０とを接続しており、給油溝８７から差圧弁９０に油を導入している。

このような構成により、差圧弁９０には、下側油溜まり４３の油量に応じた油圧が付加されている。回転軸７３の給油路８６内の潤滑油は、１または２以上のオリフィス９３を通じて、給油溝８７に流れ込む。差圧弁９０は、オイル導入路８８内の油圧が所定の下限値以下になると開かれ、所定の上限値以上になると閉じられる。すなわち、油圧による差圧弁９０を閉じようとする力をＦｏ、差圧弁９０に作用する付勢力（差圧弁９０を開こうとする力）をＦｓとすると、Ｆｏ＞Ｆｓの場合にはオイル供給路４７は閉鎖され、Ｆｏ≦Ｆｓの場合にはオイル供給路４７は開放される。

本実施形態においても、実施形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。また、実施形態３と同様に、下側油溜まり４３の油量が不足しないように、上側油溜まり４４から下側油溜まり４３に油を自動的に供給することができる。したがって、膨張機構７０における潤滑不良をより確実に防止することができる。

（その他の実施形態）
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、他に種々の形態で実施することができる。

例えば、均油機構４０の位置は前記実施形態の位置に限られない。均油機構４０は、隔壁６４の表面または周囲に設けられていてもよい。均油機構４０は、フロントヘッド６７等に設けられていてもよい。

図９に示すように、膨張機構７０を下側油溜まり４３の油中に浸漬させ、膨張機構７０側の回転軸の給油路およびオイルポンプを省略することも可能である。

以上説明したように、本発明は、例えば冷凍サイクル装置（空気調和装置、給湯機、冷蔵庫等を含む）等に用いられる膨張機一体型圧縮機について有用である。

実施形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図 実施形態１に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図 実施形態２に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図 実施形態３に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図 実施形態４に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図 実施形態５に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図 実施形態６に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図 図７のＡ−Ａ線断面図 他の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

符号の説明

４３ 下側油溜まり
４４ 上側油溜まり
４７ オイル供給路（供給通路）
５０ 圧縮機構
５０ａ 上側空間
６０ 電動機
６３ 給油路
６４ 隔壁
７０ 膨張機構
７０ａ 下側空間
７２ オイルポンプ（下側吸入機構）
７３ 回転軸（下側回転部）
７４ オイルポンプ（上側吸入機構）
７５ 回転軸（上側回転部）
８６ 給油路
９１ ケーシング（密閉容器）

Claims (13)

1. 密閉容器と、
   前記密閉容器の内部を上側空間と下側空間とに仕切る隔壁と、
   前記上側空間内に配置され、流体を圧縮する圧縮機構と、
   前記下側空間内に配置され、流体を膨張させる膨張機構と、
   前記圧縮機構を回転させる上側回転部と前記膨張機構によって回転力を受ける下側回転部とを有し、前記隔壁を貫通して上下方向に延びる回転軸と、を備え、
   前記隔壁の上側には、上側油溜まりが形成され、
   前記下側空間の底部には、下側油溜まりが形成され、
   前記回転軸における前記隔壁の上方部分には、前記上側油溜まりから前記圧縮機構に油を供給する上側吸入機構が形成され、
   前記上側油溜まりの油を前記下側空間に供給する供給通路と、
   前記供給通路を通過する油の流量を変更する流量変更機構と、を備えた膨張機一体型圧縮機。
2. 前記回転軸の下部には、前記下側油溜まりから前記膨張機構に油を供給する下側吸入機構が形成されている、請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機。
3. 前記圧縮機構は、圧縮した流体を前記上側空間に吐出するように構成され、
   前記密閉容器を貫通して前記圧縮機構の吸入側に接続された第１吸入管と、
   前記密閉容器に接続され、一端が前記上側空間に開放された第１吐出管と、
   前記密閉容器を貫通して前記膨張機構の吸入側に接続された第２吸入管と、
   前記密閉容器を貫通して前記膨張機構の吐出側に接続された第２吐出管と、
   を備えている請求項１または２に記載の膨張機一体型圧縮機。
4. 前記隔壁には、前記上側油溜まりと前記下側空間とを連通させる孔が形成され、
   前記供給通路は前記孔によって形成されている、請求項１〜３のいずれか一つに記載の膨張機一体型圧縮機。
5. 前記密閉容器には、前記上側油溜まりと前記下側空間とを連通させる管が接続され、
   前記供給通路は前記管によって形成されている、請求項１〜３のいずれか一つに記載の膨張機一体型圧縮機。
6. 前記流量変更機構は、前記供給通路に設けられた弁である、請求項１〜５のいずれか一つに記載の膨張機一体型圧縮機。
7. 前記弁は手動弁によって構成されている、請求項６に記載の膨張機一体型圧縮機。
8. 前記弁は電磁弁によって構成されている、請求項６に記載の膨張機一体型圧縮機。
9. 前記下側油溜まりの油量を検出する油量検出器と、
   前記下側油溜まりの油量に基づいて前記電磁弁を開閉制御するコントローラと、を備えた請求項８に記載の膨張機一体型圧縮機。
10. 前記弁は、内部圧力が所定値以下になると開かれる差圧弁によって構成され、
    前記差圧弁に下側油溜まりの油を供給する油圧供給路を備えている、請求項６に記載の膨張機一体型圧縮機。
11. 前記弁は、前記下側油溜まりの油面が所定の下限位置になると開き、前記下側油溜まりの油面が所定の上限位置になると閉じるフロート弁によって構成されている、請求項６に記載の膨張機一体型圧縮機。
12. 請求項１〜１１のいずれか一つに記載の膨張機一体型圧縮機と、
    前記膨張機一体型圧縮機の圧縮機構によって圧縮された流体を導く第１流路と、
    前記第１流路によって導かれた流体を放熱させる放熱器と、
    前記放熱器から前記膨張機一体型圧縮機の膨張機構に流体を導く第２流路と、
    前記膨張機構で膨張した流体を導く第３流路と、
    前記第３流路によって導かれた流体を蒸発させる蒸発器と、
    前記蒸発器から前記圧縮機構に流体を導く第４流路と、
    を備えた冷凍サイクル装置。
13. 前記流体は二酸化炭素である、請求項１２に記載の冷凍サイクル装置。
    

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