JP2008133968A - Refrigerating cycle device - Google Patents

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Tomoichiro Tamura
朋一郎 田村
Hiroshi Hasegawa
寛 長谷川
Masaru Matsui
大 松井
Atsuo Okaichi
敦雄 岡市
Yuji Ogata
雄司 尾形
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To supply the sufficient amount of lubricating oil to an expander in a refrigerating cycle device equipped with a compressor and the expander and to attain miniaturization or weight reduction of the device. <P>SOLUTION: The refrigerating cycle device 10 comprises a refrigerant circuit 11 where the compressor 1, a radiator 2, the expander 3 and an evaporator 5 are connected in this order, and an oil supply pipe 7 serving for communication between an oil sump of the compressor 1 and an oil sump of the expander 3. The oil supply pipe 7 is provided with a cooler 6 for cooling the lubricating oil, and a valve 8 for adjusting the flow rate of the lubricating oil. Inlet side piping 57 of the expander 3 is provided with a temperature sensor 81. A controller 80 controls the opening of the valve 8 based on the inlet refrigerant temperature of the expander 3. In the refrigerating cycle device equipped with the expander, the sufficient amount of lubricating oil is thereby supplied to the expander while attaining miniaturization or weight reduction of the device. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧縮機と膨張機とを備えた冷凍サイクル装置に関するものである。   The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus including a compressor and an expander.

いわゆる蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置において、膨張弁の代わりに膨張機を備えた装置が知られている。この種の冷凍サイクル装置では、膨張機を用いることにより、冷媒が膨張する過程の膨張エネルギーを電力又は動力の形で回収することができ、その回収エネルギーの分だけサイクルの効率を向上させることができる。   In a so-called vapor compression refrigeration cycle apparatus, an apparatus having an expander instead of an expansion valve is known. In this type of refrigeration cycle apparatus, by using an expander, the expansion energy in the process of expansion of the refrigerant can be recovered in the form of electric power or power, and the efficiency of the cycle can be improved by the amount of the recovered energy. it can.

膨張機を備えた冷凍サイクル装置では、圧縮機だけでなく、膨張機にも潤滑油が必要となる。そこで、冷媒回路内に油分離器を設け、当該油分離器で分離した潤滑油を膨張機に供給する冷凍サイクル装置が提案されている。例えば、下記特許文献1には、圧縮機と放熱器との間に設けられた油分離器と、油分離器と膨張機の入口側配管とを接続する油送り管とを備えた冷凍空調機が開示されている。
特開2001−141315号公報
In a refrigeration cycle apparatus equipped with an expander, lubricating oil is required not only for the compressor but also for the expander. In view of this, a refrigeration cycle apparatus has been proposed in which an oil separator is provided in the refrigerant circuit and the lubricating oil separated by the oil separator is supplied to the expander. For example, the following Patent Document 1 discloses a refrigeration air conditioner provided with an oil separator provided between a compressor and a radiator, and an oil feed pipe connecting the oil separator and an inlet side pipe of an expander. Is disclosed.
JP 2001-141315 A

しかし、上記特許文献1に開示された冷凍空調機では、油分離器を設けた分、装置の部品点数が増加していた。また、油分離器を別途新たに設けるために、新たな設置スペースが必要となり、装置の大型化や重量化を招くこととなった。特に、冷媒を超臨界状態で使用する場合、油分離器には十分な耐圧性が要求されるため、装置の重量化が避けられなかった。   However, in the refrigeration air conditioner disclosed in Patent Document 1, the number of parts of the device is increased by the amount of the oil separator. In addition, since a new oil separator is additionally provided, a new installation space is required, resulting in an increase in size and weight of the apparatus. In particular, when the refrigerant is used in a supercritical state, the oil separator is required to have sufficient pressure resistance, and thus the weight of the apparatus cannot be avoided.

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、膨張機を備えた冷凍サイクル装置において、膨張機に対して十分な量の潤滑油を供給するとともに、装置の小型化又は軽量化を図ることにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to supply a sufficient amount of lubricating oil to the expander in the refrigeration cycle apparatus including the expander. The aim is to reduce the size or weight.

本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と放熱器と膨張機と蒸発器とが順に接続されてなる冷媒回路と、前記圧縮機と前記膨張機とを連通し、前記圧縮機内の潤滑油を前記膨張機に供給する油供給通路と、前記油供給通路の潤滑油を冷却する冷却装置と、を備えたものである。   A refrigeration cycle apparatus according to the present invention communicates a refrigerant circuit in which a compressor, a radiator, an expander, and an evaporator are connected in order, the compressor and the expander, and supplies lubricating oil in the compressor. An oil supply passage for supplying to the expander and a cooling device for cooling the lubricating oil in the oil supply passage are provided.

上記冷凍サイクル装置によれば、圧縮機の内部に貯留された潤滑油は、油供給通路を通じて膨張機に供給される。そのため、油分離器は不要となる。圧縮機からの高温の潤滑油は、油供給通路を流通する際に冷却装置によって冷却される。そのため、高温の潤滑油がそのままの温度状態で膨張機に流入することはなく、膨張前の冷媒の温度が過度に上昇することはない。したがって、COPの低下を招くことなく、圧縮機から膨張機に潤滑油を供給することができる。その結果、膨張機に対して潤滑油を十分に供給するとともに装置の小型化又は軽量化を図ることが可能となる。   According to the refrigeration cycle apparatus, the lubricating oil stored in the compressor is supplied to the expander through the oil supply passage. Therefore, an oil separator becomes unnecessary. The high-temperature lubricating oil from the compressor is cooled by the cooling device when flowing through the oil supply passage. Therefore, the high-temperature lubricating oil does not flow into the expander as it is, and the temperature of the refrigerant before expansion does not increase excessively. Therefore, lubricating oil can be supplied from the compressor to the expander without causing a reduction in COP. As a result, it is possible to sufficiently supply lubricating oil to the expander and to reduce the size or weight of the device.

前記圧縮機及び前記膨張機は、それぞれ潤滑油を貯留する貯留部を備え、前記油供給通路は、前記圧縮機の貯留部と前記膨張機の貯留部とを連通していることが好ましい。   It is preferable that the compressor and the expander each include a reservoir that stores lubricating oil, and the oil supply passage communicates the reservoir of the compressor and the reservoir of the expander.

このことにより、簡易な構成により、圧縮機から膨張機に潤滑油を供給することができる。   Thus, the lubricating oil can be supplied from the compressor to the expander with a simple configuration.

前記圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を覆い且つ前記圧縮機構によって圧縮された冷媒が吐出される圧縮機シェルとを備え、前記膨張機は、冷媒を膨張させる膨張機構と、前記膨張機構を覆い且つ前記膨張機構によって減圧される前の冷媒が貯留される膨張機シェルとを備え、前記圧縮機及び前記膨張機の貯留部は、それぞれ前記圧縮機シェル及び前記膨張機シェルの内部に設けられ、前記油供給通路は、一端が前記圧縮機シェルに接続され且つ他端が前記膨張機シェルに接続された配管からなっていることが好ましい。   The compressor includes a compression mechanism that compresses the refrigerant, and a compressor shell that covers the compression mechanism and discharges the refrigerant compressed by the compression mechanism, and the expander expands the refrigerant. And an expander shell that covers the expansion mechanism and stores the refrigerant before being decompressed by the expansion mechanism. The compressor and the storage part of the expander are respectively the compressor shell and the expander shell. It is preferable that the oil supply passage is formed of a pipe having one end connected to the compressor shell and the other end connected to the expander shell.

上記冷凍サイクル装置では、圧縮機内及び膨張機内の潤滑油は、圧縮機構及び膨張機構よりも高圧となる。したがって、潤滑油貯留部から圧縮機構及び膨張機構の摺動部への潤滑油供給が良好に行われる。   In the refrigeration cycle apparatus, the lubricating oil in the compressor and the expander has a higher pressure than the compression mechanism and the expansion mechanism. Therefore, the lubricating oil is satisfactorily supplied from the lubricating oil reservoir to the sliding portions of the compression mechanism and the expansion mechanism.

前記冷却装置は、前記冷媒回路における前記膨張機から前記蒸発器を経て前記圧縮機に至る低圧部分の一部の冷媒と前記油供給通路の潤滑油とを直接又は間接的に熱交換させる熱交換装置を有することが好ましい。   The cooling device performs heat exchange for directly or indirectly heat-exchanging a part of the refrigerant in the low-pressure part from the expander to the compressor through the evaporator in the refrigerant circuit and the lubricating oil in the oil supply passage. It is preferable to have a device.

このことにより、潤滑油からの放熱を冷媒回路の冷媒によって回収することができ、加熱効率の向上や蒸発器のコンパクト化等を図ることができる。   As a result, the heat radiation from the lubricating oil can be recovered by the refrigerant in the refrigerant circuit, so that the heating efficiency can be improved and the evaporator can be made compact.

前記冷凍サイクル装置は、前記油供給通路の潤滑油を搬送する搬送装置を備えていてもよい。   The refrigeration cycle apparatus may include a transport device that transports the lubricating oil in the oil supply passage.

このことにより、搬送装置によって潤滑油を強制的に搬送することができるので、油供給通路の圧縮機側と膨張機側との間の圧力差が小さい場合であっても、膨張機に対して十分な量の潤滑油を供給することができる。   As a result, the lubricating oil can be forcibly conveyed by the conveying device, so even if the pressure difference between the compressor side and the expander side of the oil supply passage is small, A sufficient amount of lubricating oil can be supplied.

前記冷凍サイクル装置は、前記油供給通路の潤滑油の流量を調整する流量調整装置を備えていることが好ましい。   It is preferable that the refrigeration cycle apparatus includes a flow rate adjusting device that adjusts the flow rate of the lubricating oil in the oil supply passage.

このことにより、膨張機に対して常に適切な量の潤滑油を供給することができる。   As a result, an appropriate amount of lubricating oil can always be supplied to the expander.

前記冷凍サイクル装置は、前記膨張機の入口側の冷媒温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出温度に基づいて前記流量調整装置を制御するコントローラと、を備えていることが好ましい。   The refrigeration cycle apparatus preferably includes a temperature sensor that detects a refrigerant temperature on the inlet side of the expander, and a controller that controls the flow rate adjusting device based on a temperature detected by the temperature sensor.

このことにより、膨張機の入口側の冷媒温度に基づいて潤滑油の供給量を調整することができ、冷凍サイクルの効率向上と膨張機に対する潤滑油の十分な供給とを高度に両立させることができる。   This makes it possible to adjust the supply amount of the lubricating oil based on the refrigerant temperature on the inlet side of the expander, and to achieve both high efficiency of the refrigeration cycle and sufficient supply of the lubricant oil to the expander. it can.

前記膨張機は運転容量の調整が自在な膨張機からなり、前記冷凍サイクル装置は、前記膨張機の運転容量を検出する運転容量検出装置と、前記膨張機の運転容量に基づいて前記流量調整装置を制御するコントローラと、を備えていることが好ましい。   The expander includes an expander whose operation capacity can be freely adjusted, and the refrigeration cycle apparatus includes an operation capacity detection device that detects an operation capacity of the expander, and the flow rate adjustment device based on the operation capacity of the expander. And a controller for controlling.

このことにより、膨張機の運転容量に基づいて潤滑油の供給量を調整することができ、冷凍サイクルの効率向上と膨張機に対する潤滑油の十分な供給とを高度に両立させることができる。   Thereby, the supply amount of the lubricating oil can be adjusted based on the operating capacity of the expander, and the improvement in efficiency of the refrigeration cycle and the sufficient supply of the lubricant oil to the expander can be made highly compatible.

前記冷凍サイクル装置は、前記冷媒回路における前記圧縮機から前記放熱器を経て前記膨張機に至る高圧部分の冷媒が超臨界状態となるものであってもよい。   In the refrigeration cycle apparatus, a refrigerant in a high pressure portion from the compressor in the refrigerant circuit to the expander through the radiator may be in a supercritical state.

以上のように、本発明によれば、膨張機に対して潤滑油を十分に供給するとともに、冷凍サイクル装置の小型化又は軽量化を図ることができる。   As described above, according to the present invention, the lubricating oil can be sufficiently supplied to the expander, and the refrigeration cycle apparatus can be reduced in size or weight.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1に示すように、第1実施形態に係る冷凍サイクル装置10は、圧縮機1と放熱器2と膨張機3と蒸発器5とが順に接続されてなる冷媒回路11を備えている。また、冷凍サイクル装置10は、圧縮機1と膨張機3とを連通する油供給管7を備えている。油供給管7には、冷却器6及び弁8が設けられている。なお、弁8は開度調整が自在な弁である。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the refrigeration cycle apparatus 10 according to the first embodiment includes a refrigerant circuit 11 in which a compressor 1, a radiator 2, an expander 3, and an evaporator 5 are connected in order. In addition, the refrigeration cycle apparatus 10 includes an oil supply pipe 7 that allows the compressor 1 and the expander 3 to communicate with each other. The oil supply pipe 7 is provided with a cooler 6 and a valve 8. The valve 8 is a valve whose opening degree can be freely adjusted.

本冷媒回路11に充填された冷媒は、運転時に高圧部分(圧縮機1から放熱器2を経て膨張機3に至る部分)において超臨界状態となる冷媒である。本実施形態の冷媒回路11には、そのような冷媒として二酸化炭素(CO)が充填されている。ただし、冷媒の種類は特に限定されるものではない。 The refrigerant charged in the refrigerant circuit 11 is a refrigerant that becomes a supercritical state in a high-pressure portion (portion from the compressor 1 through the radiator 2 to the expander 3) during operation. The refrigerant circuit 11 of the present embodiment is filled with carbon dioxide (CO 2 ) as such a refrigerant. However, the type of refrigerant is not particularly limited.

図2に示すように、本実施形態に係る圧縮機1は、ロータリー圧縮機である。ただし、圧縮機1はロータリー式に限らず、他の形式の圧縮機(例えばスクロール圧縮機等)であってもよい。この圧縮機1は、圧縮機シェルを構成する密閉容器21と、密閉容器21内に収容された電動機24及び圧縮機構25とを備えている。   As shown in FIG. 2, the compressor 1 according to the present embodiment is a rotary compressor. However, the compressor 1 is not limited to the rotary type, and may be another type of compressor (for example, a scroll compressor). The compressor 1 includes a sealed container 21 constituting a compressor shell, and an electric motor 24 and a compression mechanism 25 housed in the sealed container 21.

圧縮機1はいわゆる高圧ドーム型の圧縮機であり、密閉容器21の内部には、冷媒回路11の高圧側の冷媒(以下、単に高圧冷媒という)が貯留される。本実施形態では、密閉容器21は、鉛直方向長さが水平方向長さよりも長いいわゆる縦長の容器である。ただし、密閉容器21の形状や寸法等は、特に限定される訳ではない。密閉容器21の上壁には、電源ケーブル等が接続される端子43が固定されている。また、密閉容器21の上壁には、吐出管31が接続されている。密閉容器21の側壁には吸入管32が接続され、密閉容器21の側壁の底部には、油供給管7が接続されている。   The compressor 1 is a so-called high-pressure dome type compressor, and a refrigerant on the high-pressure side of the refrigerant circuit 11 (hereinafter simply referred to as a high-pressure refrigerant) is stored inside the sealed container 21. In the present embodiment, the sealed container 21 is a so-called vertically long container having a vertical length longer than a horizontal length. However, the shape, dimensions, and the like of the sealed container 21 are not particularly limited. A terminal 43 to which a power cable or the like is connected is fixed to the upper wall of the sealed container 21. A discharge pipe 31 is connected to the upper wall of the sealed container 21. A suction pipe 32 is connected to the side wall of the sealed container 21, and an oil supply pipe 7 is connected to the bottom of the side wall of the sealed container 21.

電動機24は、密閉容器21の内壁に固定された固定子22と、固定子22の内側に配置された回転子23とから構成されている。固定子22の外周側には、冷媒の流路となる複数の切り欠き41が形成されている。固定子22と回転子23との間には、隙間42が設けられている。   The electric motor 24 includes a stator 22 fixed to the inner wall of the hermetic container 21 and a rotor 23 disposed inside the stator 22. On the outer peripheral side of the stator 22, a plurality of notches 41 serving as refrigerant flow paths are formed. A gap 42 is provided between the stator 22 and the rotor 23.

回転子23の中心部には、シャフト26が固定されている。シャフト26は回転子23の下方に延びている。シャフト26の下部には、シャフト26の軸心Lから偏倚した偏心部26aが設けられている。シャフト26の偏心部26aよりも上側部分は、上軸受部材27によって支持され、偏心部26aよりも下側部分は、下軸受部材28によって支持されている。   A shaft 26 is fixed to the center of the rotor 23. The shaft 26 extends below the rotor 23. An eccentric portion 26 a that is offset from the axis L of the shaft 26 is provided at the lower portion of the shaft 26. The upper part of the shaft 26 above the eccentric part 26 a is supported by the upper bearing member 27, and the lower part of the eccentric part 26 a is supported by the lower bearing member 28.

上軸受部材27と下軸受部材28との間には、シリンダ30が配置されている。シリンダ30の内部には円環状のローラ29が収容され、ローラ29の内部には偏心部26aが収容されている。また、シリンダ30内には、ローラ29に当接するベーン33と、ベーン33をローラ29側に付勢するばね34とが設けられている。   A cylinder 30 is disposed between the upper bearing member 27 and the lower bearing member 28. An annular roller 29 is accommodated in the cylinder 30, and an eccentric portion 26 a is accommodated in the roller 29. In the cylinder 30, a vane 33 that contacts the roller 29 and a spring 34 that biases the vane 33 toward the roller 29 are provided.

上軸受部材27には、吸入管32からシリンダ30内に吸入冷媒を案内する吸入孔35と、シリンダ30内で圧縮された冷媒を密閉容器21の内部空間に吐出する吐出孔36とが形成されている。   The upper bearing member 27 is formed with a suction hole 35 for guiding the suction refrigerant from the suction pipe 32 into the cylinder 30 and a discharge hole 36 for discharging the refrigerant compressed in the cylinder 30 to the internal space of the sealed container 21. ing.

密閉容器21の底部は、潤滑油を貯留する油溜まり37を形成している。油供給管7は、この油溜まり37に向かって開口している。図示は省略するが、シャフト26の下端には、油溜まり37の潤滑油を汲み上げる油ポンプ38が設けられている。また、シャフト26の内部には、上記油ポンプ38で汲み上げられた潤滑油を摺動部分に供給する給油孔(図示せず)が形成されている。   The bottom of the sealed container 21 forms an oil reservoir 37 that stores lubricating oil. The oil supply pipe 7 opens toward the oil reservoir 37. Although not shown, an oil pump 38 that pumps up the lubricating oil in the oil reservoir 37 is provided at the lower end of the shaft 26. An oil supply hole (not shown) for supplying the lubricating oil pumped up by the oil pump 38 to the sliding portion is formed inside the shaft 26.

図3に示すように、本実施形態に係る膨張機3は、冷媒を2段階に膨張させる2段ロータリー膨張機である。ただし、膨張機3の種類は何ら限定されない。膨張機3は、単段のロータリー膨張機であってもよく、他の形式の膨張機(例えばスクロール式の膨張機等)であってもよい。   As shown in FIG. 3, the expander 3 according to this embodiment is a two-stage rotary expander that expands the refrigerant in two stages. However, the type of the expander 3 is not limited at all. The expander 3 may be a single-stage rotary expander or another type of expander (for example, a scroll expander).

膨張機3は、膨張機シェルを構成する密閉容器51と、密閉容器51内に収容された発電機52及び膨張機構55とを備えている。すなわち、本実施形態に係る膨張機3は、発電機52を内蔵した膨張機である。また、膨張機3はいわゆる高圧ドーム型の膨張機であり、密閉容器51の内部には高圧冷媒が貯留される。密閉容器51は、圧縮機1の密閉容器21と同様に、縦長の容器である。ただし、密閉容器51の形状や寸法等は、何ら限定される訳ではない。密閉容器51の上壁には、図示しない電気ケーブル等が接続される端子56が固定されている。また、密閉容器51の上壁には、入口側配管57が接続されている。密閉容器51の側壁には出口側配管57が接続され、密閉容器51の側壁の底部には、油供給管7が接続されている。   The expander 3 includes a sealed container 51 constituting an expander shell, and a generator 52 and an expansion mechanism 55 accommodated in the sealed container 51. That is, the expander 3 according to the present embodiment is an expander with a built-in generator 52. The expander 3 is a so-called high-pressure dome type expander, and high-pressure refrigerant is stored inside the sealed container 51. The sealed container 51 is a vertically long container, like the sealed container 21 of the compressor 1. However, the shape, dimensions, and the like of the sealed container 51 are not limited at all. A terminal 56 to which an electric cable or the like (not shown) is connected is fixed to the upper wall of the sealed container 51. An inlet side pipe 57 is connected to the upper wall of the sealed container 51. The outlet side pipe 57 is connected to the side wall of the sealed container 51, and the oil supply pipe 7 is connected to the bottom of the side wall of the sealed container 51.

発電機52は、密閉容器51の内壁に固定された固定子53と、固定子53の内側に配置された回転子54とから構成されている。回転子54の中心部には、シャフト59が固定されている。シャフト59は、回転子54から上方及び下方にそれぞれ延びている。   The generator 52 includes a stator 53 fixed to the inner wall of the hermetic container 51 and a rotor 54 arranged inside the stator 53. A shaft 59 is fixed to the center of the rotor 54. The shaft 59 extends upward and downward from the rotor 54, respectively.

シャフト59の上側には、シャフト59の軸心から偏倚した第1偏心部61及び第2偏心部62が設けられている。シャフト59の第1偏心部61の下側部分は、軸受63を介して下軸受部材65に支持されている。下軸受部材65の上には第1シリンダ66が設けられている。第1シリンダ66の内部には第1ローラ71が収容され、第1ローラ71の内部には第1偏心部61が配置されている。第1シリンダ66の上方には中間プレート67が設けられ、中間プレート67の上には第2シリンダ68が配置されている。第2シリンダ68の内部には第2ローラ72が収容され、第2ローラ72の内部には第2偏心部62が配置されている。第2ローラ72の上には上軸受部材69が設けられている。シャフト59の上端部は、軸受64を介して上軸受部材69に支持されている。上軸受部材69の上には、ブロック70が設けられている。   A first eccentric portion 61 and a second eccentric portion 62 that are offset from the axis of the shaft 59 are provided on the upper side of the shaft 59. The lower portion of the first eccentric portion 61 of the shaft 59 is supported by the lower bearing member 65 via the bearing 63. A first cylinder 66 is provided on the lower bearing member 65. A first roller 71 is accommodated in the first cylinder 66, and a first eccentric portion 61 is disposed in the first roller 71. An intermediate plate 67 is provided above the first cylinder 66, and a second cylinder 68 is disposed on the intermediate plate 67. A second roller 72 is accommodated in the second cylinder 68, and a second eccentric portion 62 is disposed in the second roller 72. An upper bearing member 69 is provided on the second roller 72. The upper end portion of the shaft 59 is supported by the upper bearing member 69 via the bearing 64. A block 70 is provided on the upper bearing member 69.

下軸受部材65には、密閉容器51の内部空間と第1シリンダ66内とを連通する吸入孔73が形成されている。中間プレート67には、第1シリンダ66内と第2シリンダ68内とを連通する連通孔74が形成されている。上軸受部材69には、第2シリンダ68内につながる吐出孔75が形成されている。ブロック70には、吐出孔75と出口側配管58とを連通する吐出孔76が形成されている。   The lower bearing member 65 is formed with a suction hole 73 that communicates the internal space of the sealed container 51 with the inside of the first cylinder 66. The intermediate plate 67 is formed with a communication hole 74 that communicates the inside of the first cylinder 66 and the inside of the second cylinder 68. A discharge hole 75 connected to the second cylinder 68 is formed in the upper bearing member 69. A discharge hole 76 that connects the discharge hole 75 and the outlet side pipe 58 is formed in the block 70.

密閉容器51の底部は、潤滑油を貯留する油溜まり77を形成している。油供給管7は、油溜まり77に向かって開口している。圧縮機1のシャフト26と同様に、膨張機3のシャフト59の下端にも、潤滑油を汲み上げる油ポンプ78が設けられている。また、シャフト59の内部には、油ポンプ78で汲み上げられた潤滑油を摺動部分に供給する給油孔(図示せず)が形成されている。   The bottom of the sealed container 51 forms an oil reservoir 77 that stores lubricating oil. The oil supply pipe 7 opens toward the oil reservoir 77. Similar to the shaft 26 of the compressor 1, an oil pump 78 for pumping up lubricating oil is also provided at the lower end of the shaft 59 of the expander 3. Further, an oil supply hole (not shown) for supplying the lubricating oil pumped up by the oil pump 78 to the sliding portion is formed inside the shaft 59.

冷媒回路11(図1参照)において、放熱器2及び蒸発器5の構成は何ら限定されない。放熱器2又は蒸発器5として、例えば空冷式又は水冷式の熱交換器等を用いてもよい。   In the refrigerant circuit 11 (refer FIG. 1), the structure of the heat radiator 2 and the evaporator 5 is not limited at all. For example, an air-cooled or water-cooled heat exchanger may be used as the radiator 2 or the evaporator 5.

本実施形態では、冷却器6は、外部の冷却源によって潤滑油を冷却するものである。ただし、冷却源は何ら限定されるものではない。冷却器6は、例えば空冷式の冷却器であってもよく、水冷式の冷却器であってもよい。   In the present embodiment, the cooler 6 cools the lubricating oil by an external cooling source. However, the cooling source is not limited at all. The cooler 6 may be, for example, an air-cooled cooler or a water-cooled cooler.

図1に示すように、膨張機3の入口側配管57には、冷媒温度を検出する温度センサ81が設けられている。なお、温度センサ81は、実質的に冷媒温度を検出するものであればよい。したがって、温度センサ81は、入口側配管57内の冷媒温度を直接検出するものであってもよく、入口側配管57の壁面温度を検出すること等により冷媒温度を間接的に検出するものであってもよい。また、温度センサ81は膨張機3の入口冷媒温度を検出するものであればよく、膨張機3自体に設けられていてもよい。   As shown in FIG. 1, the inlet side pipe 57 of the expander 3 is provided with a temperature sensor 81 that detects the refrigerant temperature. The temperature sensor 81 may be any sensor that substantially detects the refrigerant temperature. Therefore, the temperature sensor 81 may directly detect the refrigerant temperature in the inlet side pipe 57, or indirectly detect the refrigerant temperature by detecting the wall surface temperature of the inlet side pipe 57, or the like. May be. Moreover, the temperature sensor 81 should just detect the inlet refrigerant temperature of the expander 3, and may be provided in the expander 3 itself.

冷凍サイクル装置10には、コントローラ80が設けられている。コントローラ80は、温度センサ81の検出信号を受け、弁8の開度を制御する。なお、コントローラ80は弁8の制御のために設けられた専用のコントローラである必要はなく、圧縮機1の制御等も行ってもよいことは勿論である。   The refrigeration cycle apparatus 10 is provided with a controller 80. The controller 80 receives the detection signal of the temperature sensor 81 and controls the opening degree of the valve 8. Of course, the controller 80 does not have to be a dedicated controller provided for controlling the valve 8 and may control the compressor 1 and the like.

次に、冷凍サイクル装置10の運転動作について説明する。冷媒回路11においては、圧縮機1から吐出された冷媒は、放熱器2で放熱し、膨張機3で膨張し、蒸発器5で蒸発した後、圧縮機1に吸入される。   Next, the operation of the refrigeration cycle apparatus 10 will be described. In the refrigerant circuit 11, the refrigerant discharged from the compressor 1 radiates heat with the radiator 2, expands with the expander 3, evaporates with the evaporator 5, and then sucked into the compressor 1.

圧縮機1(図2参照)では、電動機24が駆動され、シャフト26の回転に伴ってローラ29がシリンダ30内で回転する。その結果、吸入管32から圧縮機構25のシリンダ30内に冷媒が吸い込まれ、この冷媒はシリンダ30内で圧縮される。圧縮された高圧冷媒は、吐出孔36を通じて密閉容器21内の空間に放出され、その後、吐出管31から吐出される。   In the compressor 1 (see FIG. 2), the electric motor 24 is driven, and the roller 29 rotates in the cylinder 30 as the shaft 26 rotates. As a result, the refrigerant is sucked into the cylinder 30 of the compression mechanism 25 from the suction pipe 32, and the refrigerant is compressed in the cylinder 30. The compressed high-pressure refrigerant is discharged into the space in the sealed container 21 through the discharge hole 36 and then discharged from the discharge pipe 31.

膨張機(図3参照)では、入口側配管57を通じて密閉容器51内に高圧冷媒が吸入される。この高圧冷媒は、吸入孔73を通じて第1シリンダ66内に流入し、第1シリンダ66内において膨張する。この際、冷媒の膨張力によって第1ローラ71が回転する。第1シリンダ66内で膨張した冷媒は、連通孔74を通じて第2シリンダ68内に流れ込み、第2シリンダ68内で更に膨張する。この際、冷媒の膨張力によって第2ローラ72が回転する。そして、第2シリンダ68内で膨張した低圧冷媒は、吐出孔75及び吐出孔76を経て、出口側配管58から吐出される。   In the expander (see FIG. 3), the high-pressure refrigerant is sucked into the sealed container 51 through the inlet side pipe 57. The high-pressure refrigerant flows into the first cylinder 66 through the suction hole 73 and expands in the first cylinder 66. At this time, the first roller 71 is rotated by the expansion force of the refrigerant. The refrigerant expanded in the first cylinder 66 flows into the second cylinder 68 through the communication hole 74 and further expands in the second cylinder 68. At this time, the second roller 72 is rotated by the expansion force of the refrigerant. Then, the low-pressure refrigerant expanded in the second cylinder 68 is discharged from the outlet side pipe 58 through the discharge hole 75 and the discharge hole 76.

上述のように第1ローラ71及び第2ローラ72が回転すると、第1ローラ71内及び第2ローラ72内の第1偏心部61及び第2偏心部62が回転し、それに従ってシャフト59も回転する。その結果、発電機52の回転子54が回転し、発電が行われる。すなわち、冷媒の膨張エネルギーが電力として回収される。   When the first roller 71 and the second roller 72 rotate as described above, the first eccentric portion 61 and the second eccentric portion 62 in the first roller 71 and the second roller 72 rotate, and the shaft 59 also rotates accordingly. To do. As a result, the rotor 54 of the generator 52 rotates and power is generated. That is, the expansion energy of the refrigerant is recovered as electric power.

冷凍サイクル装置10の運転中は、圧縮機1の密閉容器21の内部圧力は、膨張機3の密閉容器51の内部圧力よりも高くなる。そのため、圧縮機1と膨張機3との間の内部圧力差によって、圧縮機1の油溜まり37の潤滑油は、油供給管7を通じて膨張機3の油溜まり77に流入する。この際、油供給管7を流れる潤滑油は、冷却器6において冷却される。なお、油供給管7の弁8の開度を調整することにより、油供給管7の流量、すなわち膨張機3に流入する潤滑油の量を調整することができる。   During operation of the refrigeration cycle apparatus 10, the internal pressure of the sealed container 21 of the compressor 1 is higher than the internal pressure of the sealed container 51 of the expander 3. Therefore, due to the internal pressure difference between the compressor 1 and the expander 3, the lubricating oil in the oil reservoir 37 of the compressor 1 flows into the oil reservoir 77 of the expander 3 through the oil supply pipe 7. At this time, the lubricating oil flowing through the oil supply pipe 7 is cooled in the cooler 6. The flow rate of the oil supply pipe 7, that is, the amount of lubricating oil flowing into the expander 3 can be adjusted by adjusting the opening of the valve 8 of the oil supply pipe 7.

コントローラ80は、膨張機3の入口冷媒温度に基づいて弁8の開度を制御する。例えば、コントローラ80は、膨張機3の内部温度が上昇しすぎないように、あるいは低下しすぎないように、潤滑油の流入量を調整することとしてもよい。本実施形態では、コントローラ80は、入口冷媒温度が所定値になるように弁8の開度を制御する。例えば、コントローラ80は、膨張機3の入口冷媒温度が所定値以上のときには弁8の開度を小さくし、入口冷媒温度が所定値未満のときには弁8の開度を大きくする。   The controller 80 controls the opening degree of the valve 8 based on the inlet refrigerant temperature of the expander 3. For example, the controller 80 may adjust the inflow amount of the lubricating oil so that the internal temperature of the expander 3 does not increase or decrease too much. In this embodiment, the controller 80 controls the opening degree of the valve 8 so that the inlet refrigerant temperature becomes a predetermined value. For example, the controller 80 decreases the opening degree of the valve 8 when the inlet refrigerant temperature of the expander 3 is equal to or higher than a predetermined value, and increases the opening degree of the valve 8 when the inlet refrigerant temperature is lower than the predetermined value.

以上のように、本実施形態によれば、圧縮機1と膨張機3とを連通する油供給管7を備え、油供給管7を通じて圧縮機1内の潤滑油を膨張機3に供給するので、冷媒回路11に油分離器を別途設ける必要はない。そのため、油分離器が不要な分だけ部品点数の削減及び低コスト化を図ることができる。また、油供給管7には冷却器6が設けられているので、圧縮機1内の高温の潤滑油がそのまま膨張機3に流れ込むことを防止することができる。そのため、膨張前の冷媒の温度が過度に上昇することを回避することができ、蒸発器能力の低下を抑制することができる。したがって、圧縮機1の負荷の増大を抑えることができ、COPの低下を抑制することができる。その結果、膨張機3に対して潤滑油を十分に供給するとともに冷凍サイクル装置10の小型化又は軽量化を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the oil supply pipe 7 that connects the compressor 1 and the expander 3 is provided, and the lubricating oil in the compressor 1 is supplied to the expander 3 through the oil supply pipe 7. It is not necessary to separately provide an oil separator in the refrigerant circuit 11. Therefore, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced as much as the oil separator is unnecessary. Further, since the oil supply pipe 7 is provided with the cooler 6, it is possible to prevent the high-temperature lubricating oil in the compressor 1 from flowing into the expander 3 as it is. Therefore, it is possible to avoid an excessive increase in the temperature of the refrigerant before expansion, and to suppress a decrease in evaporator capacity. Therefore, an increase in the load on the compressor 1 can be suppressed, and a decrease in COP can be suppressed. As a result, the lubricating oil can be sufficiently supplied to the expander 3 and the refrigeration cycle apparatus 10 can be reduced in size or weight.

圧縮機1に油溜まり37を設け、膨張機3に油溜まり77を設け、油供給管7を介してそれら油溜まり37,77同士を連通することとしたので、簡易な構成により、圧縮機1から膨張機3に潤滑油を供給することができる。   Since the oil reservoir 37 is provided in the compressor 1, the oil reservoir 77 is provided in the expander 3, and the oil reservoirs 37, 77 are communicated with each other via the oil supply pipe 7, the compressor 1 has a simple configuration. Can supply lubricating oil to the expander 3.

本実施形態によれば、圧縮機1及び膨張機3はいずれも高圧ドーム型であり、圧縮機1内及び膨張機3内の潤滑油は、圧縮機構25及び膨張機構55の摺動部よりも高圧となる。したがって、各油溜まり37,77から圧縮機構25及び膨張機構55の各摺動部への潤滑油供給が良好に行われる。   According to the present embodiment, the compressor 1 and the expander 3 are both high-pressure dome types, and the lubricating oil in the compressor 1 and the expander 3 is more than the sliding portions of the compression mechanism 25 and the expansion mechanism 55. High pressure. Therefore, the lubricating oil is satisfactorily supplied from the oil reservoirs 37 and 77 to the sliding portions of the compression mechanism 25 and the expansion mechanism 55.

また、本実施形態によれば、油供給管7に開度調整自在な弁8が設けられているので、膨張機3に対する潤滑油の供給量を自由に調整することができる。また、膨張機3の入口冷媒温度に基づいて弁8の開度を調整することにより、膨張前の冷媒温度を制御することができる。そのため、蒸発器能力の低下を抑制することができ、圧縮機1の負荷の増大を抑えることができる。したがって、運転状態の変動に拘わらず、冷凍サイクル装置10のCOPを向上させることができる。   Further, according to the present embodiment, since the oil supply pipe 7 is provided with the valve 8 whose opening degree can be adjusted, the supply amount of the lubricating oil to the expander 3 can be freely adjusted. Moreover, the refrigerant temperature before expansion can be controlled by adjusting the opening degree of the valve 8 based on the inlet refrigerant temperature of the expander 3. Therefore, a decrease in the evaporator capacity can be suppressed, and an increase in the load on the compressor 1 can be suppressed. Therefore, the COP of the refrigeration cycle apparatus 10 can be improved regardless of fluctuations in the operating state.

また、本実施形態によれば、弁8の開度を適宜調整することにより、圧縮機1の内部圧力と膨張機3の内部圧力とのバランスをとることができる。例えば、弁8の開度を調整することにより、圧縮機1の内部圧力と膨張機3の内部圧力との差を所定値に保つことができる。そのため、圧縮機1と膨張機3とを連通させる冷媒配管(均圧ライン)は特に必要ではない。   Further, according to the present embodiment, the internal pressure of the compressor 1 and the internal pressure of the expander 3 can be balanced by appropriately adjusting the opening degree of the valve 8. For example, the difference between the internal pressure of the compressor 1 and the internal pressure of the expander 3 can be maintained at a predetermined value by adjusting the opening of the valve 8. Therefore, a refrigerant pipe (equal pressure line) that connects the compressor 1 and the expander 3 is not particularly required.

(変形例)
上記実施形態では、コントローラ80は、膨張機3の入口冷媒温度に基づいて弁8の開度を制御していた。しかしながら、コントローラ80の実行する制御は上記制御に限定される訳ではない。例えば、図4に示すように、膨張機3の回転数を検出する回転数検出センサ82を設け、膨張機3の回転数に基づいて弁8の開度を制御するようにしてもよい。例えば、コントローラ80は、膨張機3の回転数が所定値以上のときには弁8の開度を大きくし、回転数が所定値未満のときには弁8の開度を小さくする。これにより、回転数に応じて常に十分な量の潤滑油を供給することができ、また、サイクル効率の向上を図ることができる。
(Modification)
In the above embodiment, the controller 80 controls the opening degree of the valve 8 based on the inlet refrigerant temperature of the expander 3. However, the control executed by the controller 80 is not limited to the above control. For example, as shown in FIG. 4, a rotation speed detection sensor 82 that detects the rotation speed of the expander 3 may be provided, and the opening degree of the valve 8 may be controlled based on the rotation speed of the expander 3. For example, the controller 80 increases the opening degree of the valve 8 when the rotation speed of the expander 3 is greater than or equal to a predetermined value, and decreases the opening degree of the valve 8 when the rotation speed is less than the predetermined value. As a result, a sufficient amount of lubricating oil can always be supplied in accordance with the rotational speed, and the cycle efficiency can be improved.

なお、膨張機3の回転数を制御することは、膨張機3の運転容量を制御することを意味する。ここで、膨張機3の運転容量を制御する方法は、回転数を制御する方法に限定される訳ではない。例えば、膨張機3が互いに並列な複数の膨張機構を備えている場合、それら複数の膨張機構の運転台数を調整することによって、膨張機3の全体の運転容量を制御することも可能である。また、膨張機3は、互いに並列に接続された複数台の膨張機からなっていてもよい。この場合にも、膨張機の運転台数を調整することによって、膨張機3の全体の運転容量を制御することができる。   Note that controlling the rotational speed of the expander 3 means controlling the operating capacity of the expander 3. Here, the method of controlling the operating capacity of the expander 3 is not limited to the method of controlling the rotational speed. For example, when the expander 3 includes a plurality of expansion mechanisms that are parallel to each other, the overall operating capacity of the expander 3 can be controlled by adjusting the number of operating the plurality of expansion mechanisms. The expander 3 may be composed of a plurality of expanders connected in parallel to each other. In this case as well, the overall operating capacity of the expander 3 can be controlled by adjusting the number of expander units.

(第2実施形態)
図5に示すように、第2実施形態は、第1実施形態の冷凍サイクル装置10において、油供給管7の冷却器6に変更を加えたものである。本実施形態に係る冷却器6は、油供給管7の潤滑油を冷媒回路11の低圧冷媒で冷却するものである。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 5, 2nd Embodiment adds the change to the cooler 6 of the oil supply pipe | tube 7 in the refrigerating-cycle apparatus 10 of 1st Embodiment. The cooler 6 according to the present embodiment cools the lubricating oil in the oil supply pipe 7 with the low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit 11.

詳しくは、本実施形態の冷却器6は、膨張機3と蒸発器5との間に設けられている。冷却器6は、潤滑油と低圧冷媒とを直接的に熱交換させるいわゆる液―液熱交換器によって構成されている。冷却器6の具体的形態は何ら限定されないが、例えば、二重管式熱交換器、プレート式熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器等を好適に利用することができる。また、専用の熱交換器を用いずに、油供給管7と冷媒配管とを接合することによって冷却器6を構成することも可能である。   Specifically, the cooler 6 of this embodiment is provided between the expander 3 and the evaporator 5. The cooler 6 is a so-called liquid-liquid heat exchanger that directly exchanges heat between the lubricating oil and the low-pressure refrigerant. Although the specific form of the cooler 6 is not limited at all, for example, a double tube heat exchanger, a plate heat exchanger, a shell and tube heat exchanger, or the like can be suitably used. Further, the cooler 6 can also be configured by joining the oil supply pipe 7 and the refrigerant pipe without using a dedicated heat exchanger.

その他の構成は第1実施形態と同様であるので、それらの説明は省略する。なお、図5では、温度センサ81やコントローラ80の図示は省略している。   Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof will be omitted. In FIG. 5, the temperature sensor 81 and the controller 80 are not shown.

本実施形態によれば、油供給管7の潤滑油の冷却に関して、外部の冷却源が不要となる。そのため、冷凍サイクル装置10の全体として、部品点数の削減及び省エネルギー化を図ることができる。   According to the present embodiment, no external cooling source is required for cooling the lubricating oil in the oil supply pipe 7. Therefore, as a whole refrigeration cycle apparatus 10, the number of parts can be reduced and energy can be saved.

また、膨張機3から吐出された冷媒は、蒸発器5の手前で予備的に加熱されることになる。そのため、蒸発器5で必要とされる熱交換量を低減することができ、蒸発器5のコンパクト化を図ることができる。また、冷媒サイクルの低圧側圧力を上昇させることができ、圧縮機1の負荷を軽減することが可能となる。したがって、COPを向上させることが可能となる。   In addition, the refrigerant discharged from the expander 3 is preliminarily heated before the evaporator 5. Therefore, the amount of heat exchange required for the evaporator 5 can be reduced, and the evaporator 5 can be made compact. Moreover, the low pressure side pressure of the refrigerant cycle can be increased, and the load on the compressor 1 can be reduced. Therefore, COP can be improved.

(第3実施形態)
図6に示すように、第3実施形態も、第1実施形態の冷凍サイクル装置10において、油供給管7の冷却器6に変更を加えたものである。本実施形態に係る冷却器6も、冷媒回路11の低圧冷媒を利用して油供給管7の潤滑油を冷却するものである。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 6, the third embodiment is also a modification of the cooler 6 of the oil supply pipe 7 in the refrigeration cycle apparatus 10 of the first embodiment. The cooler 6 according to this embodiment also cools the lubricating oil in the oil supply pipe 7 using the low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit 11.

一方、本実施形態は第2実施形態と異なり、冷却器6は、潤滑油と低圧冷媒とを間接的に熱交換させるように構成されている。具体的には、本実施形態の蒸発器5は、空気と冷媒とを熱交換させるいわゆる空気熱交換器からなり、冷却器6は、蒸発器5で冷却される前又は冷却された後の空気と潤滑油とを熱交換させる空気熱交換器によって構成されている。本実施形態の冷凍サイクル装置10には、蒸発器5及び冷却器6に共通の送風機9が設けられている。ただし、蒸発器5及び冷却器6のそれぞれに送風機が設けられていてもよいことは勿論である。   On the other hand, this embodiment differs from the second embodiment in that the cooler 6 is configured to indirectly exchange heat between the lubricating oil and the low-pressure refrigerant. Specifically, the evaporator 5 of the present embodiment includes a so-called air heat exchanger that exchanges heat between air and a refrigerant, and the cooler 6 is air before being cooled by the evaporator 5 or after being cooled. And an air heat exchanger for exchanging heat with the lubricating oil. In the refrigeration cycle apparatus 10 of this embodiment, a blower 9 common to the evaporator 5 and the cooler 6 is provided. However, it goes without saying that a blower may be provided for each of the evaporator 5 and the cooler 6.

その他の構成は第1実施形態と同様であるので、それらの説明は省略する。なお、図6においても、温度センサ81やコントローラ80の図示は省略している。   Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof will be omitted. In FIG. 6, the temperature sensor 81 and the controller 80 are not shown.

本実施形態においても、第1実施形態の効果及び第2実施形態の効果を得ることができる。   Also in this embodiment, the effect of 1st Embodiment and the effect of 2nd Embodiment can be acquired.

(第4実施形態)
前記第1〜第3実施形態では、油供給管7に弁8が設けられていた。しかしながら、図7に示すように、油供給管7には、弁8の代わりに(または弁8と共に)油ポンプ8aが設けられていてもよい。また、コントローラ80は、膨張機3の入口冷媒温度又は運転容量に基づいて、油ポンプ8aを制御するようにしてもよい。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, the oil supply pipe 7 is provided with the valve 8. However, as shown in FIG. 7, the oil supply pipe 7 may be provided with an oil pump 8 a instead of the valve 8 (or together with the valve 8). The controller 80 may control the oil pump 8a based on the inlet refrigerant temperature or the operating capacity of the expander 3.

油供給管7に油ポンプ8aを設けることにより、圧縮機1と膨張機3との圧力差が小さい場合であっても、油供給管7の潤滑油の流量を多くすることができる。そのため、膨張機3に対して常に十分な量の潤滑油を供給することができる。また、潤滑油の流量を幅広く制御することが可能となる。   By providing the oil pump 8a in the oil supply pipe 7, the flow rate of the lubricating oil in the oil supply pipe 7 can be increased even when the pressure difference between the compressor 1 and the expander 3 is small. Therefore, a sufficient amount of lubricating oil can always be supplied to the expander 3. Moreover, it becomes possible to control the flow rate of the lubricating oil widely.

(その他の実施形態)
なお、油供給管7の潤滑油の流量を制御する必要がない場合には、開度調整自在な弁8の代わりにキャピラリーチューブ等の絞り機構を設けるようにしてもよい。また、油供給管7における圧力損失が適当な範囲(膨張機3に適正量の潤滑油を供給できる範囲)であれば、弁8を省略することも可能である。
(Other embodiments)
If it is not necessary to control the flow rate of the lubricating oil in the oil supply pipe 7, a throttle mechanism such as a capillary tube may be provided instead of the valve 8 whose opening degree can be adjusted. If the pressure loss in the oil supply pipe 7 is in an appropriate range (a range in which an appropriate amount of lubricating oil can be supplied to the expander 3), the valve 8 can be omitted.

油供給管7の種類は何ら限定されるものではない。油供給管7は、圧縮機1又は膨張機3の振動によって破損しにくいように、可撓管によって形成されていてもよい。また、油供給管7の長さや形状等も何ら限定される訳ではない。ただし、油供給管7の圧力損失を低減する観点からは、油供給管7の長さは短い方が好ましく、また、真っ直ぐな管であることが好ましい。   The type of the oil supply pipe 7 is not limited at all. The oil supply pipe 7 may be formed of a flexible pipe so that the oil supply pipe 7 is not easily damaged by vibration of the compressor 1 or the expander 3. Further, the length and shape of the oil supply pipe 7 are not limited at all. However, from the viewpoint of reducing the pressure loss of the oil supply pipe 7, the length of the oil supply pipe 7 is preferably short, and is preferably a straight pipe.

前記実施形態では、圧縮機1及び膨張機3は高圧ドーム型であった。しかしながら、潤滑油の性能劣化を招かない限り、圧縮機1及び膨張機3は、内部に低圧冷媒が貯留されるいわゆる低圧ドーム型であってもよい。   In the said embodiment, the compressor 1 and the expander 3 were high pressure dome types. However, so long as the performance of the lubricating oil is not deteriorated, the compressor 1 and the expander 3 may be of a so-called low pressure dome type in which a low pressure refrigerant is stored.

冷媒回路11に充填される冷媒は、冷媒回路11の高圧部分において超臨界状態となる冷媒に限らず、高圧部分で超臨界状態とならない冷媒であってもよい。   The refrigerant charged in the refrigerant circuit 11 is not limited to a refrigerant that is in a supercritical state in the high-pressure portion of the refrigerant circuit 11, and may be a refrigerant that does not enter a supercritical state in the high-pressure portion.

以上説明したように、本発明は、圧縮機と膨張機とを備えた冷凍サイクル装置について有用である。   As described above, the present invention is useful for a refrigeration cycle apparatus including a compressor and an expander.

第1実施形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図Refrigerant circuit diagram of the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment 圧縮機の縦断面図Compressor longitudinal section 膨張機の縦断面図Vertical section of expander 第1実施形態の変形例に係る冷媒回路図Refrigerant circuit diagram according to a modification of the first embodiment 第2実施形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図Refrigerant circuit diagram of refrigeration cycle apparatus according to the second embodiment 第3実施形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図Refrigerant circuit diagram of refrigeration cycle apparatus according to the third embodiment 第4実施形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図Refrigerant circuit diagram of refrigeration cycle apparatus according to the fourth embodiment

符号の説明Explanation of symbols

1 圧縮機
2 放熱器
3 膨張機
5 蒸発器
6 冷却器(冷却装置,熱交換装置)
7 油供給管(油供給通路)
8 弁(流量調整装置)
8a 油ポンプ(搬送装置)
10 冷凍サイクル装置
11 冷媒回路
21 密閉容器(圧縮機シェル)
25 圧縮機構
37,77 油溜まり(貯留部)
51 密閉容器(膨張機シェル)
55 膨張機構
80 コントローラ
81 温度センサ
82 回転数検出センサ(運転容量検出装置)

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Radiator 3 Expander 5 Evaporator 6 Cooler (cooling device, heat exchange device)
7 Oil supply pipe (oil supply passage)
8 valves (flow control device)
8a Oil pump (conveying device)
10 Refrigeration cycle equipment 11 Refrigerant circuit 21 Airtight container (compressor shell)
25 Compression mechanism 37, 77 Oil reservoir (reservoir)
51 Airtight container (expander shell)
55 Expansion Mechanism 80 Controller 81 Temperature Sensor 82 Rotational Speed Detection Sensor (Operating Capacity Detection Device)

Claims (9)

圧縮機と放熱器と膨張機と蒸発器とが順に接続されてなる冷媒回路と、
前記圧縮機と前記膨張機とを連通し、前記圧縮機内の潤滑油を前記膨張機に供給する油供給通路と、
前記油供給通路の潤滑油を冷却する冷却装置と、
を備えた冷凍サイクル装置。
A refrigerant circuit in which a compressor, a radiator, an expander, and an evaporator are sequentially connected;
An oil supply passage for communicating the compressor and the expander, and supplying lubricating oil in the compressor to the expander;
A cooling device for cooling the lubricating oil in the oil supply passage;
A refrigeration cycle apparatus comprising:
前記圧縮機及び前記膨張機は、それぞれ潤滑油を貯留する貯留部を備え、
前記油供給通路は、前記圧縮機の貯留部と前記膨張機の貯留部とを連通している、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
Each of the compressor and the expander includes a storage unit that stores lubricating oil,
The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the oil supply passage communicates a storage part of the compressor and a storage part of the expander.
前記圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を覆い且つ前記圧縮機構によって圧縮された冷媒が吐出される圧縮機シェルとを備え、
前記膨張機は、冷媒を膨張させる膨張機構と、前記膨張機構を覆い且つ前記膨張機構によって減圧される前の冷媒が貯留される膨張機シェルとを備え、
前記圧縮機及び前記膨張機の貯留部は、それぞれ前記圧縮機シェル及び前記膨張機シェルの内部に設けられ、
前記油供給通路は、一端が前記圧縮機シェルに接続され且つ他端が前記膨張機シェルに接続された配管からなる、請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
The compressor includes a compression mechanism that compresses the refrigerant, and a compressor shell that covers the compression mechanism and from which the refrigerant compressed by the compression mechanism is discharged,
The expander includes an expansion mechanism that expands the refrigerant, and an expander shell that covers the expansion mechanism and stores the refrigerant before being decompressed by the expansion mechanism,
The compressor and the expander reservoir are provided inside the compressor shell and the expander shell, respectively.
The refrigeration cycle apparatus according to claim 2, wherein the oil supply passage includes a pipe having one end connected to the compressor shell and the other end connected to the expander shell.
前記冷却装置は、前記冷媒回路における前記膨張機から前記蒸発器を経て前記圧縮機に至る低圧部分の一部の冷媒と前記油供給通路の潤滑油とを直接又は間接的に熱交換させる熱交換装置を有する、請求項1〜3のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。   The cooling device performs heat exchange for directly or indirectly heat-exchanging a part of the refrigerant in the low-pressure part from the expander to the compressor through the evaporator in the refrigerant circuit and the lubricating oil in the oil supply passage. The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising an apparatus. 前記油供給通路の潤滑油を搬送する搬送装置を備えた、請求項1〜4のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a transport device that transports the lubricating oil in the oil supply passage. 前記油供給通路の潤滑油の流量を調整する流量調整装置を備えた、請求項1〜5のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a flow rate adjusting device that adjusts a flow rate of the lubricating oil in the oil supply passage. 前記膨張機の入口側の冷媒温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて前記流量調整装置を制御するコントローラと、
を備えた請求項6に記載の冷凍サイクル装置。
A temperature sensor for detecting a refrigerant temperature on the inlet side of the expander;
A controller for controlling the flow rate adjusting device based on a temperature detected by the temperature sensor;
The refrigeration cycle apparatus according to claim 6, comprising:
前記膨張機は、運転容量の調整が自在な膨張機からなり、
前記膨張機の運転容量を検出する運転容量検出装置と、
前記膨張機の運転容量に基づいて前記流量調整装置を制御するコントローラと、
を備えた請求項6に記載の冷凍サイクル装置。
The expander is an expander whose operation capacity can be freely adjusted,
An operating capacity detection device for detecting the operating capacity of the expander;
A controller for controlling the flow rate adjusting device based on the operating capacity of the expander;
The refrigeration cycle apparatus according to claim 6, comprising:
前記冷媒回路における前記圧縮機から前記放熱器を経て前記膨張機に至る高圧部分の冷媒が超臨界状態となる、請求項1〜8のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。

The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein a refrigerant in a high-pressure portion from the compressor to the expander through the radiator in the refrigerant circuit is in a supercritical state.

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