JP2009019591A - 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】膨張機一体型圧縮機において、圧縮機構から膨張機構への熱移動を抑制する。
【解決手段】膨張機一体型圧縮機２００Ａは、密閉容器１、圧縮機構２、膨張機構３、シャフト５、オイルポンプ６および仕切部材３１を備えている。仕切部材３１は、オイル貯まり２５をオイル吸入口６２ｑが位置する上槽２５ａと膨張機構３が位置する下槽２５ｂとに仕切る。上槽２５ａを構成する空間の形状が、シャフト５の軸線とオイル吸入口６２ｑの中心とを含む基準面ＲＰを対称面として鏡映対称である。仕切部材３１には、基準面ＲＰを対称面として鏡映対称となる位置に、上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通を許容するオイル流通孔３１ｈが合計で２つ設けられている。
【選択図】図７Ａ

Description

本発明は、流体を圧縮する圧縮機構と流体を膨張させて動力回収を行う膨張機構とを備えた膨張機一体型圧縮機に関する。本発明は、さらに、その膨張機一体型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関する。

従来から、圧縮機構と膨張機構とを備えた流体機械として、膨張機一体型圧縮機が知られている。図１８は、特許文献１に記載された膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。

膨張機一体型圧縮機１０３は、密閉容器１２０、圧縮機構１２１、電動機１２２および膨張機構１２３を備えている。電動機１２２、圧縮機構１２１および膨張機構１２３は、シャフト１２４により連結されている。膨張機構１２３は、膨張する作動流体（例えば冷媒）から動力を回収し、回収した動力をシャフト１２４に与える。これにより、圧縮機構１２１を駆動する電動機１２２の消費電力が低減し、膨張機一体型圧縮機１０３を用いたシステムの成績係数が向上する。

密閉容器１２０の底部１２５は、オイル貯まりとして利用されている。底部１２５に貯められたオイルを密閉容器１２０の上方へ汲み上げるために、シャフト１２４の下端にオイルポンプ１２６が設けられている。オイルポンプ１２６によって汲み上げられたオイルは、シャフト１２４内の給油路１２７を経由して、圧縮機構１２１および膨張機構１２３に供給される。これにより、圧縮機構１２１の摺動部分および膨張機構１２３の摺動部分における潤滑性とシール性を確保することができる。

膨張機構１２３の上部には、オイル戻し経路１２８が設けられている。オイル戻し経路１２８は、一端がシャフト１２４の給油路１２７に接続し、他端が膨張機構１２３の下方に向かって開口している。一般に、膨張機構１２３の信頼性確保のため、オイルは過剰に供給される。余剰のオイルはオイル戻し管１２８を経由して、膨張機構１２３の下方に排出される。

作動流体に混入するオイルの量は、通常、圧縮機構１２１と膨張機構１２３とで相違する。したがって、圧縮機構１２１と膨張機構１２３とが別々の密閉容器内に収容されている場合には、オイル量の過不足が生じないように、２つの密閉容器内のオイル量を調整するための手段が不可欠となる。これに対し、圧縮機構１２１および膨張機構１２３が同一の密閉容器１２０内に収容されているため、図１８に示す膨張機一体型圧縮機１０３には、オイル量の過不足の問題が本質的に存在しない。

上記の膨張機一体型圧縮機１０３では、底部１２５から汲み上げられたオイルが、高温の圧縮機構１２１を通過するため、圧縮機構１２１によって加熱される。圧縮機構１２１によって加熱されたオイルは、電動機１２２によってさらに加熱され、膨張機構１２３に到達する。膨張機構１２３に到達したオイルは、低温の膨張機構１２３において冷却されたのち、オイル戻し管１２８を経由して、膨張機構１２３の下方に排出される。膨張機構１２３から排出されたオイルは、電動機１２２の側面を通過する際に加熱され、さらに圧縮機構１２１の側面を通過する際にも加熱されて密閉容器１２０の底部１２５に戻る。
特開２００６−２９９６３２号公報

以上のように、オイルが圧縮機構と膨張機構を循環することにより、オイルを介して圧縮機構から膨張機構への熱移動が起こる。このような熱移動は、圧縮機構から吐出される作動流体の温度低下、膨張機構から吐出される作動流体の温度上昇を招来し、膨張機一体型圧縮機を用いたシステムの成績係数の向上を妨げる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、膨張機一体型圧縮機において、圧縮機構から膨張機構への熱移動を抑制することを目的とする。

すなわち、本発明は、
底部がオイル貯まりとして利用されるとともに、圧縮後の高圧の作動流体で内部空間が満たされる密閉容器と、
密閉容器内の上部に配置され、作動流体を圧縮して密閉容器の内部空間へと吐出する圧縮機構と、
オイル貯まりに貯められたオイルで周囲が満たされるように密閉容器の下部に配置され、膨張する作動流体から動力を回収する膨張機構と、
膨張機構で回収した動力が圧縮機構に伝達されるように圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトと、
シャフトの軸方向における圧縮機構と膨張機構との間に配置され、オイル貯まりに貯められたオイルをオイル吸入口から吸入して圧縮機構に供給するオイルポンプと、
オイル貯まりをオイル吸入口が位置する上槽と膨張機構が位置する下槽とに仕切る仕切部材とを備え、
上槽を構成する空間が、シャフトの軸線とオイル吸入口の中心とを含む基準面を対称面として鏡映対称であり、
仕切部材には、基準面を対称面として鏡映対称となる位置に、上槽と下槽との間のオイルの流通を許容するオイル流通孔が合計で２つ設けられている、膨張機一体型圧縮機を提供する。

本発明の膨張機一体型圧縮機は、密閉容器の内部空間が圧縮された作動流体で満たされる、いわゆる高圧シェル型を採用する。密閉容器内の上部には、動作時に高温となる圧縮機構が配置され、下部には、動作時に低温となる膨張機構が配置される。密閉容器の底部には、圧縮機構および膨張機構を潤滑するためのオイルが貯められる。オイルが貯められている空間（オイル貯まり）は、仕切部材によって上槽と下槽とに仕切られている。圧縮機構と膨張機構との間には、圧縮機構に給油を行うためのオイルポンプが配置される。

オイル吸入口が上槽にあることから、オイルポンプは、上槽に貯められている高温のオイルを優先的に吸入する。オイルポンプに吸入されたオイルは、下部の膨張機構を経由することなく上部の圧縮機構へと供給され、その後、上槽に戻る。一方、膨張機構には、下槽に貯められている低温のオイルが供給される。膨張機構から溢れたオイルは、下槽に直接戻される。このように、圧縮機構と膨張機構との間にオイルポンプを配置し、そのオイルポンプを用いて圧縮機構への給油を行うことにより、圧縮機構を潤滑するオイルの循環経路を膨張機構から遠ざけることができる。言い換えれば、圧縮機構を潤滑するオイルの循環経路上に膨張機構が位置しないようにすることができる。これにより、オイルを介した圧縮機構から膨張機構への熱移動が抑制される。

仕切部材には、上槽と下槽との間のオイルの流通を許容するオイル流通孔が複数箇所（具体的には合計で２箇所）設けられている。オイル流通孔を複数設けると、密閉容器を横倒しや逆さにしてオイルが圧縮機構側に寄ってしまった場合でも、密閉容器の姿勢を元に戻すことにより、オイルがオイル貯まりに速やかに移動できる。１つのオイル流通孔がオイルの通路、他のオイル流通孔が作動流体の通路として働くからである。すなわち、密閉容器を傾けてはならないといった制約が課されないので、メンテナンスや搬送をしやすくなる。また、密閉容器内へのオイルの充填も容易となる。

また、本発明によれば、上槽を構成する空間が、シャフトの軸線とオイル吸入口の中心とを含む基準面を対称面として鏡映対称である。さらに、仕切部材には、基準面を対称面として鏡映対称となる位置に、上槽と下槽との間のオイルの流通を許容するオイル流通孔が設けられている。このようにすると、オイル吸入口にオイルが吸入されることに基づいて生ずるオイルの流れが基準面に関して左右対称となり、上槽におけるオイルの流れの影響が下槽に及びにくくなる。つまり、下槽のオイルが撹拌作用を受けにくくなるので、オイルを介した熱移動の抑制に有利となる。

しかも、本発明においては、オイル流通孔を合計で２つに制限している。上槽を構成する空間が基準面を対称面として鏡映対称であり、基準面を対称面として鏡映対称となる位置に複数のオイル流通孔が設けられている場合、オイル流通孔が設けられている位置での流れの圧力も基準面に関して左右対称となる。この条件の下で仕切部材のオイル流通孔の数を２つに制限すると、上槽から下槽へ向かう順方向流れと、下槽から上槽へ向かう逆方向流れとが同時発生することを防止できる。つまり、下槽に貯められたオイルの撹拌を抑制する効果の更なる向上を期待できる。

以上の理由により、本発明によれば、上槽に高温のオイルが貯まり、下槽に低温のオイルが貯まった状態を確実に維持することが可能となり、ひいてはオイルを介した圧縮機構から膨張機構への熱移動が十分に抑制される。

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。図２Ａは、図１に示す膨張機一体型圧縮機のＤ１−Ｄ１横断面図である。図２Ｂは、図１に示す膨張機一体型圧縮機のＤ２−Ｄ２横断面図である。図３は、図１の要部拡大図である。

図１に示すように、膨張機一体型圧縮機２００Ａは、密閉容器１と、密閉容器１内の上部に配置されたスクロール型の圧縮機構２と、密閉容器１内の下部に配置された２段ロータリ型の膨張機構３と、圧縮機構２と膨張機構３との間に配置された電動機４と、圧縮機構２、膨張機構３および電動機４を連結するシャフト５と、電動機４と膨張機構３との間に配置されたオイルポンプ６とを備えている。電動機４がシャフト５を駆動することにより、圧縮機構２が作動する。膨張機構３は、膨張する作動流体から動力を回収してシャフト５に与え、電動機４によるシャフト５の駆動をアシストする。圧縮機構２と膨張機構３とは、シャフト５で連結されているので回転数が一致する。作動流体は、例えば、二酸化炭素やハイドロフルオロカーボンなどの冷媒である。

本明細書中では、シャフト５の軸方向を上下方向と定義し、圧縮機構２が配置されている側を上側、膨張機構３が配置されている側を下側と定義する。さらに、本実施形態では、スクロール型の圧縮機構２とロータリ型の膨張機構３を採用しているが、圧縮機構２および膨張機構３の型式はこれらに限定されず、他の容積型であってもよい。例えば、圧縮機構と膨張機構の双方をロータリ型またはスクロール型にすることが可能である。

図１に示すように、密閉容器１の底部はオイル貯まり２５として利用されている。オイルは、圧縮機構２および膨張機構３の摺動部分における潤滑性とシール性を確保するために使用される。オイル貯まり２５に貯められたオイルの量は、シャフト５の軸方向が鉛直方向に平行となるように密閉容器１の姿勢を定めた状態で、オイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑよりも上、かつ電動機４よりも下に油面ＳＬ（図３参照）が位置するように調整されている。言い換えれば、膨張機構３の周囲がオイル貯まり２５に貯められたオイルで満たされ、膨張機構３の周囲を満たすオイルが圧縮機構２に供給されるように、シャフト５の軸方向に関するオイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑの位置が定められている。このようにすれば、圧縮機構２に使用されるオイルと膨張機構３に使用されるオイルとを共通のオイル貯まり２５に貯めることができる。

オイル貯まり２５は、オイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑが位置する上槽２５ａと、膨張機構３が位置する下槽２５ｂとを含む。上槽２５ａと下槽２５ｂとは、仕切部材３１によって仕切られている。オイルポンプ６の周囲が上槽２５ａのオイルで満たされ、膨張機構３の周囲が下槽２５ｂのオイルで満たされている。上槽２５ａのオイルは主に圧縮機構２のために使用され、下槽２５ｂのオイルは主に膨張機構３のために使用される。

オイルポンプ６は、上槽２５ａに貯められているオイルの油面ＳＬ（図３参照）がオイル吸入口６２ｑよりも上方に位置するように、シャフト５の軸方向における圧縮機構２と膨張機構３との間に配置されている。電動機４とオイルポンプ６との間には、電動機４の回転の影響がオイル貯まり２５（特に上槽２５ａ）に貯められたオイルに及び、オイルが撹拌されることを抑制するための油面安定部材７５が配置されている。油面安定部材７５は密閉容器１に固定されており、この油面安定部材７５を介して、オイルポンプ６、仕切部材３１および膨張機構３が密閉容器１に固定されている。油面安定部材７５の外周部には、圧縮機構２を潤滑し終えたオイル、および密閉容器１の内部空間２４に吐出された作動流体から分離したオイルを上槽２５ａに戻すための複数のオイル戻し孔７５ａが設けられている。

オイルポンプ６は、上槽２５ａのオイルを吸入し、圧縮機構２の摺動部分にオイルを供給する。圧縮機構２を潤滑後、油面安定部材７５のオイル戻し孔７５ａを通じて上槽２５ａに戻るオイルは、圧縮機構２および電動機４から加熱作用を受けているので、相対的に高温である。上槽２５ａに戻ったオイルは、再びオイルポンプ６に吸入される。一方、膨張機構３の摺動部分には、下槽２５ｂのオイルが供給される。膨張機構３の摺動部分から溢れたオイルは、直接下槽２５ｂに戻される。下槽２５ｂに貯められたオイルは、膨張機構３から冷却作用を受けるので、相対的に低温となる。圧縮機構２と膨張機構３との間にオイルポンプ６を配置し、そのオイルポンプ６を用いて圧縮機構２への給油を行うことにより、圧縮機構２を潤滑する高温のオイルの循環経路を膨張機構３から遠ざけることができる。言い換えれば、圧縮機構２を潤滑する高温のオイルの循環経路上に膨張機構３が位置しないようにすることができる。これにより、オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動が抑制される。

膨張機一体型圧縮機２００Ａの作動時において、オイル貯まり２５に貯められたオイルは、上槽２５ａでは相対的に高温となり、下槽２５ｂの膨張機構３の周囲では相対的に低温となる。仕切部材３１は、上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通を制限することにより、上槽２５ａに高温のオイルが貯まり、下槽２５ｂに低温のオイルが貯まった状態を維持する。

さらに、シャフト５の軸方向において、仕切部材３１と膨張機構３との間には、スペーサ３２，３３が配置されている。スペーサ３２，３３は、仕切部材３１と膨張機構３との間に下槽２５ｂの一部としての断熱層３０Ａを形成する。仕切部材３１およびスペーサ３２，３３の存在により、オイルポンプ６と膨張機構３との軸方向の距離が長くなるため、このことによっても、オイルポンプ６の周囲を満たすオイルから膨張機構３への熱移動量を低減することができる。上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通は、仕切部材３１によって制限されているが、禁止されているわけではない。仕切部材３１には、オイルの流通を許容するためのオイル流通孔３１ｈ（図７Ａ参照）が設けられている。オイル流通孔３１ｈの詳細については、後述する。

次に、圧縮機構２および膨張機構３について説明する。

スクロール型の圧縮機構２は、旋回スクロール７と、固定スクロール８と、オルダムリング１１と、軸受部材１０と、マフラー１６と、吸入管１３と、吐出管１５とを備えている。シャフト５の偏心軸５ａに嵌合され、かつ、オルダムリング１１により自転運動を拘束された旋回スクロール７は、渦巻き形状のラップ７ａが、固定スクロール８のラップ８ａと噛み合いながら、シャフト５の回転に伴って旋回運動を行い、ラップ７ａ，８ａの間に形成される三日月形状の作動室１２が外側から内側に移動しながら容積を縮小することにより、吸入管１３から吸入された作動流体を圧縮する。圧縮された作動流体は、リード弁３６を押し開き、固定スクロール８の中央部に設けられた吐出孔８ｂ、マフラー１６の内部空間１６ａ、ならびに固定スクロール８および軸受部材１０を貫通する流路１７をこの順に経由して、密閉容器１の内部空間２４に吐出される。密閉容器１の内部空間２４に吐出された作動流体は、内部空間２４に滞留する間に、重力や遠心力によってオイルと分離され、その後、吐出管１５から放熱器（凝縮器）に向けて吐出される。

シャフト５の給油路２９を通って圧縮機構２に到達したオイルは、旋回スクロール７と偏心軸５ａとの摺動面や、旋回スクロール７と固定スクロール８との摺動面を潤滑する。その後、オイルは、圧縮機構２の下方に排出され、電動機４から加熱作用を受ける。オイルの密度は圧縮後の冷媒の密度よりも大きいので、オイルは冷媒と分かれて油面安定部材７５の上面に達する。

シャフト５を介して圧縮機構２を駆動する電動機４は、密閉容器１に固定された固定子２１と、シャフト５に固定された回転子２２とを含む。電動機４は、同期機および誘導機のいずれであってもよい。密閉容器１の上部に配置されたターミナル（図示省略）から電動機４に電力が供給される。電動機４は、圧縮機構２から吐出された作動流体およびオイルによって冷却される。

シャフト５の内部には、圧縮機構２の摺動部分に通ずる給油路２９が軸方向に延びるように形成されている。オイルポンプ６から吐出されたオイルが給油路２９に送り込まれるように、シャフト５がオイルポンプ６の内部に通されている。給油路２９に送られたオイルは、膨張機構３を経由することなく、圧縮機構２の各摺動部分に供給される。このようにすれば、圧縮機構２に向かうオイルが膨張機構３で冷却されることがないので、オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を効果的に抑制することができる。また、シャフト５の内部に給油路２９を形成すれば、部品点数の増加やレイアウトの問題が新たに生じないので好適である。

本実施形態において、シャフト５は、圧縮機構２側に位置する第１シャフト５ｓと、第１シャフト５ｓに連結された、膨張機構３側に位置する第２シャフト５ｔとを含む。第１シャフト５ｓの内部に給油路２９が形成されている。給油路２９は、第１シャフト５ｓの下端面と上端面に露出している。第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとは、膨張機構３によって回収された動力が圧縮機構２に伝達されるように連結器６３によって連結されている。ただし、連結器６３を使用せず、第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとを直接嵌め合わせるようにしてもよい。さらに、単一の部品からなるシャフトを用いることも可能である。

連結器６３は、オイルポンプ６の内部空間７０ｈに配置されている。つまり、オイルポンプ６は、連結器６３の設置スペースを提供する役割を担っている。連結器６３は、オイルポンプ６の内部空間７０ｈにおいて第１シャフト５ｓおよび第２シャフト５ｔと同期回転する。膨張機構３によって第２シャフト５ｔに与えられるトルクは、連結器６３を介して第１シャフト５ｓに伝達される。

図１に示すように、膨張機構３は、第１シリンダ４２と、第１シリンダ４２よりも厚みのある第２シリンダ４４と、これらのシリンダ４２，４４を仕切る中板４３とを備えている。第１シリンダ４２と第２シリンダ４４とは、互いに同心状の配置である。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、膨張機構３は、さらに、シャフト５の偏心部５ｃに嵌合し、第１シリンダ４２の中で偏心回転運動する第１ピストン４６と、第１シリンダ４２のベーン溝４２ａに往復動自在に保持され、一方の端部が第１ピストン４６に接する第１ベーン４８と、第１ベーン４８の他方の端部に接し、第１ベーン４８を第１ピストン４６へと付勢する第１ばね５０と、シャフト５の偏心部５ｄに嵌合し、第２シリンダ４４の中で偏心回転運動する第２ピストン４７と、第２シリンダ４４のベーン溝４４ａに往復動自在に保持され、一方の端部が第２ピストン４７に接する第２ベーン４９と、第２ベーン４９の他方の端部に接し、第２ベーン４９を第２ピストン４７へと付勢する第２ばね５１と、を備えている。

図１に示すように、膨張機構３は、さらに、第１シリンダ４２、第２シリンダ４４および中板４３を狭持するように配置された上軸受部材４５および下軸受部材４１を備えている。下軸受部材４１および中板４３は第１シリンダ４２を上下から狭持し、中板４３および上軸受部材４５は第２シリンダ４４を上下から狭持する。上軸受部材４５および下軸受部材４１は、シャフト５を回転自在に保持する軸受部材としても機能する。上軸受部材４５、中板４３および下軸受部材４１による狭持により、シリンダ４２，４４とピストン４６，４７との間に作動室５５，５６が形成される。膨張機構３も、圧縮機構２と同様、吸入管５２と、吐出管５３とを備えている。

図２Ａに示すように、第１シリンダ４２の内側には、第１ピストン４６および第１ベーン４８により区画された、吸入側の作動室５５ａ（第１吸入側空間）および吐出側の作動室５５ｂ（第１吐出側空間）が形成される。図２Ｂに示すように、第２シリンダ４４の内側には、第２ピストン４７および第２ベーン４９により区画された、吸入側の作動室５６ａ（第２吸入側空間）および吐出側の作動室５６ｂ（第２吐出側空間）が形成される。第２シリンダ４４における２つの作動室５６ａ，５６ｂの合計容積は、第１シリンダ４２における２つの作動室５５ａ，５５ｂの合計容積よりも大きい。第１シリンダ４２の吐出側の作動室５５ｂと、第２シリンダ４４の吸入側の作動室５６ａとは、中板４３に設けられた連通孔４３ａにより接続されており、一つの作動室（膨張室）として機能する。高圧の作動流体は、下軸受部材４１に設けられた吸入孔４１ａから第１シリンダ４２の作動室５５ａに流入する。第１シリンダ４２の作動室５５ａに流入した作動流体は、シャフト５の回転に伴って作動室５５ｂに移動し、作動室５５ｂと第２シリンダ４４の作動室５６ａからなる膨張室においてシャフト５を回転させながら膨張して低圧になる。その後、作動室５６ｂに移動した低圧の作動流体は、上軸受部材４５に設けられた吐出孔４５ａから吐出される。

このように、膨張機構３は、シリンダ４２，４４と、シャフト５の偏心部５ｃ，５ｄに嵌合するようにシリンダ４２，４４内に配置されたピストン４６，４７と、シリンダ４２，４４を閉塞しシリンダ４２，４４およびピストン４６，４７とともに膨張室を形成する軸受部材４１，４５（閉塞部材）を含むロータリ型である。ロータリ型の流体機構は、その構造上、シリンダ内の空間を２つに仕切るベーンの潤滑が不可欠となる。機構全体がオイルに浸かっている場合には、ベーンが配置されているベーン溝の後端を密閉容器１内に露出させるという極めて単純な方法により、ベーンを潤滑することができる。本実施形態においても、そのような方法でベーン４８，４９の潤滑を行っている。

その他の部分（例えば軸受部材４１，４５）への給油は、図５に示すように、例えば、第２シャフト５ｔの下端から膨張機構３のシリンダ４２，４４に向かって延びるように、第２シャフト５ｔの外周面に溝５ｋを設けることによって行うことができる。密閉容器１の内部の圧力は、膨張機構３の作動室５５，５６内の圧力よりも高い。したがって、オイルポンプの助けを借りなくても、オイルは、第２シャフト５ｔの外周面の溝５ｋを伝って膨張機構３の摺動部分に供給されうる。さらには、第２シャフト５ｔの内部に給油路を設け、第２シャフト５ｔの下端にオイルポンプを設置することにより、膨張機構３の摺動部分に給油を行うようにしてもよい。

次に、オイルポンプ６について詳しく説明する。

図３に示すように、オイルポンプ６は、シャフト５の回転に伴う作動室の容積の増減によりオイルを圧送するように構成されたポンプ本体６０と、ポンプ本体６０から吐出されたオイルを一時的に収容する中空の中継部材７１とを含む。オイルポンプ６の中央部には、ポンプ本体６０および中継部材７１を貫通するように、シャフト５が通されている。給油路２９への入口が中継部材７１の内部空間７０ｈに面することにより、給油路２９にオイルが送り込まれる。このようにすれば、別途の給油管を設けずとも、オイルを漏れなく給油路２９に送り込むことができる。

図４にポンプ本体６０の平面図を示す。ポンプ本体６０は、シャフト５（第２シャフト５ｔ）の偏心部に取り付けられたピストン６１と、ピストン６１を収容するハウジング６２（シリンダ）とを含む。オイル吸入口６２ｑは、ハウジング６２の外周面に設けられている。ピストン６１とハウジング６２との間には、三日月状の作動室６４が形成されている。すなわち、ポンプ本体６０には、ロータリ型の流体機構が採用されている。ハウジング６２には、オイル貯まり２５（具体的には上槽２５ａ）と作動室６４とを接続するオイル吸入路６２ａと、作動室６４と中継部材７１の内部空間７０ｈとを接続するオイル吐出路６２ｂとが設けられている。第２シャフト５ｔの回転に伴ってハウジング６２内をピストン６１が偏心回転運動する。これにより、作動室６４の容積が増減し、オイルの吸入および吐出が行われる。このような機構は、第２シャフト５ｔの回転運動をカム機構等で他の運動に変換することなく、オイルを圧送する運動に直接利用するので、機械ロスが小さいという利点がある。また、比較的単純な構造によるので、信頼性も高い。

図３に示すように、ポンプ本体６０と中継部材７１は、ポンプ本体６０のハウジング６２の上面と中継部材７１の下面とが接するように、軸方向の上下に隣接して配置されている。ハウジング６２の上面によって、中継部材７１の内部空間７０ｈが閉じられている。中継部材７１の上部には、油面安定部材７５が配置されている。ハウジング６２の下部には、仕切部材３１が配置されている。仕切部材３１の上面によって、ハウジング６２内に形成された作動室が閉じられている。オイルポンプ６は、油面安定部材７５と仕切部材３１とに挟まれ、支持されている。なお、油面安定部材７５と中継部材７１とが単一の部品からなっていてもよい。

本実施形態においては、中継部材７１の内部空間７０ｈにおいて、第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとの連結部が形成されている。このことにより、ポンプ本体６０から吐出されたオイルを、第１シャフト５ｓの内部に形成されている給油路２９に容易に送り込むことが可能である。

本実施形態においては、第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとが連結器６３によって連結されており、この連結器６３が中継部材７１の内部空間７０ｈに配置されている。つまり、中継部材７１は、ポンプ本体６０と給油路２９とを中継する役割と、連結器６３の設置スペースを提供する役割とを担っている。第１シャフト５ｓと連結器６３とは、例えば、第１シャフト５ｓの外周面に設けられた溝と、連結器６３の内周面に設けられた溝とが係合することにより、同期回転するように連結される。第２シャフト５ｔと連結器６３も、同様の方法で固定できる。連結器６３は、中継部材７１内において第１シャフト５ｓおよび第２シャフト５ｔと同期回転する。膨張機構３によって第２シャフト５ｔに与えられるトルクは、連結器６３を介して第１シャフト５ｓに伝達される。

連結器６３には、その外周面からシャフト５の回転中心に向かって延びるように、中継部材７１の内部空間７０ｈとシャフト５の給油路２９とを接続しうるオイル送出路６３ａが設けられている。オイル吐出路６２ｂを通じてポンプ本体６０から中継部材７１に送られたオイルは、連結器６３のオイル送出路６３ａを流通してシャフト５の給油路２９に送られる。

給油路２９は、第１シャフト５ｓの下端面に露出している。連結器６３は、第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとの間にオイルを案内可能な隙間７８が形成された状態で両者を連結する。その隙間７８には、オイル送出路６３ａが接続している。このような構造により、連結器６３がシャフト５ｓ，５ｔとともに回転する場合でも、ポンプ本体６０から吐出されたオイルが間断なく給油路２９に送られるため、圧縮機構２の摺動部分を安定して潤滑することが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、次のような効果も得られる。従来の膨張機一体型圧縮機（図１８参照）では、シャフトの下端からオイルを汲み上げる構造になっている。したがって、２本のシャフトを連結して使用する場合には、必然的に給油路の途中に連結部分が存在することになり、その連結部分からオイル漏れが起こる可能性がある。これに対し、本実施形態のように、第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとの連結部分を給油路２９への入口として利用すれば、連結部分でのオイル漏れという問題が本質的に存在しないことになる。

オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を抑制する効果は、オイルポンプ６によって得ることができ、油面安定部材７５、仕切部材３１およびスペーサ３２，３３により、さらに高めることができる。以下、これらの要素と、オイルポンプ６との関係について詳しく説明する。

図６に示すように、油面安定部材７５は、シャフト５を支持する軸受部７６を中央部に有する円板状の部材である。油面安定部材７５の外周部には、複数のオイル戻し孔７５ａが周方向の複数箇所かつ等角度間隔で設けられている。油面安定部材７５があることにより、電動機４によって引き起こされる旋回流の影響が上槽２５ａに貯められているオイルに及びにくくなり、油面ＳＬ（図３参照）が安定化する。これにより、オイル貯まり２５（上槽２５ａおよび下槽２５ｂ）に貯められたオイルが撹拌作用を受けにくくなる。また、上槽２５ａのオイルに作動流体が混入しにくくなり、オイルポンプ６が上槽２５ａのオイルをスムーズかつ安定して吸入できるようになる。また、油面安定部材７５の存在により、上槽２５ａにおけるオイルの流動は、主に、オイルポンプ６の吸入作用によって引き起こされる。

オイル戻し孔７５ａの形状は特に限定されず、本実施形態のように、密閉容器１の内周面に沿った細長い形状とすることができる。さらに、オイル戻し孔７５ａに代えて、またはオイル戻し孔７５ａとともに、油面安定部材７５の外周部に切り欠きが設けられていてもよい。要するに、圧縮機構３を潤滑し終えたオイルが上槽２５ａに戻ることができるような通路があればよい。

図１に示すように、仕切部材３１は、密閉容器１の内径に一致する外径を有する円板状の部材でありうる。仕切部材３１の中央部には、シャフト５を通すための貫通孔が設けられている。

スペーサ３２，３３は、膨張機構３の上軸受部材４５と仕切部材３１との間において、シャフト５の周囲に配置された第１スペーサ３２と、第１スペーサ３２よりも径方向の外側に配置された第２スペーサ３３とを含む。第１スペーサ３２は円筒状であり、シャフト５を覆うカバーとして機能する。第１スペーサ３２は、シャフト５を支持する軸受として機能するものであってもよい。第２スペーサ３３は、膨張機構３を油面安定部材７５に固定するためのボルトやネジであってもよいし、そのようなボルトやネジを通す孔が設けられた部材であってもよいし、単に空間を確保するための部材であってもよい。さらに、これらのスペーサ３２，３３が仕切部材３１と一体化されていてもよい。言い換えれば、スペーサ３２，３３と仕切部材３１とが溶接やロウ付けされていてもよいし、一体成形された部材であってもよい。これらのスペーサ３２，３３は、仕切部材３１と膨張機構３との間に下槽２５ｂのオイルで満たされる空間、すなわち、断熱層３０Ａを形成する。断熱層３０Ａにおいては、軸方向に沿って温度成層が形成され、オイル自体が断熱材として働く。

図１および図３に示すように、油面安定部材７５、オイルポンプ６および仕切部材３１は、軸方向に沿って上から（圧縮機構２に近い側から）この順番で配列している。油面安定部材７５と仕切部材３１との間には、オイルポンプ６を周方向に取り囲む形で、上槽２５ａとして機能する空間が形成されている。このような構成によれば、オイルポンプ６の構成部品が下槽２５ｂに貯められたオイルに直接接触しないので、オイルポンプ６の構成部品を介した上槽２５ａから下槽２５ｂへの熱移動を抑制することができる。

図３のＤ３−Ｄ３横断面図である図７Ａに示すように、仕切部材３１には、上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通を許容するオイル流通孔３１ｈが複数箇所に設けられている。オイル流通孔３１ｈは、仕切部材３１をシャフト５の軸方向に貫通している。オイル流通孔３１ｈを複数設けると、密閉容器１を横倒しや逆さにしてオイルが圧縮機構２側に寄ってしまった場合でも、密閉容器１の姿勢を元に戻すことにより、オイルがオイル貯まり２５に速やかに移動できる。１つのオイル流通孔３１ｈがオイルの通路、他のオイル流通孔３１ｈが作動流体の通路として機能するからである。したがって、メンテナンス時や搬送時に密閉容器１を傾けたとしても、電動機４の始動に支障をきたすことがない。なお、同様の理由により、油面安定部材７５にも複数のオイル戻し孔７５ａが設けられていることが好ましい。

図３および図７Ａから分かるように、上槽２５ａを構成する空間は、シャフト５の軸線とオイル吸入口６２ｑの中心とを含む基準面ＲＰを対称面として鏡映対称となっている。具体的には、オイルポンプ６の外周面６２ｋ、密閉容器１の内周面１ｋおよび仕切部材３１の上面が、それぞれ、基準面ＲＰを対称面として鏡映対称である。オイルポンプ６の外周面６２ｋおよび密閉容器１の内周面１ｋは、いずれも、面積が最小となる円筒状である。仕切部材３１の上面は、凹凸の無い平坦面である。このようにすれば、上槽２５ａに貯められたオイルからオイルポンプ６、密閉容器１および仕切部材３１への熱移動を最小限に食い止めることができる。なお、オイルポンプ６の外周面６２ｋや密閉容器１の内周面１ｋは、円筒状に限られず、角張った形であってもよい。また、油面安定部材７５の下面７５ｂが基準面ＲＰを対称面として鏡映対称であってもよい。本実施形態において、油面安定部材７５の下面７５ｂは凹凸のない平坦な面である。

仕切部材３１には、基準面ＲＰを対称面として鏡映対称となる位置に、複数のオイル流通孔３１ｈが設けられている。仕切部材３１の外径は、密閉容器１の内径と一致しており、仕切部材３１の外周面６２ｋと密閉容器１の内周面１ｋとの間には隙間がない。したがって、オイルは、オイル流通孔３１ｈを流通することにより、上槽２５ａから下槽２５ｂ、またはその逆方向に移動する。

上槽２５ａを構成する空間が基準面ＲＰを対称面として鏡映対称であり、複数のオイル流通孔３１ｈが基準面ＲＰを対称面として鏡映対称となっている場合、次のような効果を期待できる。すなわち、オイル吸入口６２ｑにオイルが吸入されることに起因するオイルの流れが基準面ＲＰに関して左右対称となり、上槽２５ａにおけるオイルの流れの影響が、オイル流通孔３１ｈを介して、下槽２５ｂ（特に断熱層３０Ａ）に及びにくくなる。下槽２５ｂのオイルが撹拌作用を受けにくくなるので、オイルを介した熱移動の抑制に有利である。

図７Ａに示す例では、シャフト５の軸線を通り、基準面ＲＰに直交する直線ＤＬ上に、２つのオイル流通孔３１ｈ，３１ｈが位置している。言い換えれば、オイル吸入口６２ｑの位置を基準として、シャフト５の回転角度で９０度回転した位置にオイル流通孔３１ｈがある。このような位置関係によれば、組み立て時の位置合わせが容易である。

また、図７Ｂに示すように、オイル吸入口６２ｑの位置を基準として９０度を超えて回転した位置に２つのオイル流通孔３１ｊが設けられていてもよい。図７Ｂの例によると、図７Ａの例よりもオイル吸入口６２ｑとオイル流通孔３１ｊとの距離が離れている。そのため、オイルポンプ６のオイル吸入作用が、オイル流通孔３１ｊにより及びにくい。さらに、図７Ｃに示すように、基準面ＲＰを対称面として鏡映対称となる位置に、２つを超える個数のオイル流通孔３１ｈ，３１ｊが設けられていてもよい。具体的には、オイル吸入口６２ｑから近い位置に２つの第１オイル流通孔３１ｈを設け、オイル吸入口６２ｑから遠い位置に２つの第２オイル流通孔３１ｊを設けることができる。

ただし、図７Ａおよび図７Ｂの例は、仕切部材３１に４つのオイル流通孔３１ｈ，３１ｊが設けられている図７Ｃの例よりも熱移動を抑制する効果が高い。その理由は、次の通りである。

図８Ａは、図７Ｃの例におけるオイルの流動方向を示す作用説明図である。オイル吸入口６２ｑ、第１オイル流通孔３１ｈおよび第２オイル流通孔３１ｊの相対位置関係が２次元モデルで表されている。オイルポンプ６の吸入作用により、オイルポンプ６側が低圧となり、オイルの流れが生ずる。オイル吸入口６２ｑにおける圧力をＰ₀、第１オイル流通孔３１ｈにおける圧力をＰ₁、第２オイル流通孔３１ｊにおける圧力をＰ₂とすると、Ｐ₀＜Ｐ₁＜Ｐ₂という大小関係が成り立つ。

このとき、第２オイル流通孔３１ｊにおける圧力Ｐ₂と第１オイル流通孔３１ｈにおける圧力Ｐ₁との圧力差が流れの駆動力となり、上槽２５ａだけでなく断熱層３０Ａ（下槽２５ｂ）側にも流れが生ずる。つまり、断熱層３０Ａに強制対流が生ずる。具体的には、第２オイル流通孔３１ｊにおいては上槽２５ａから下槽２５ｂに向かう流れが生じ、第１オイル流通孔３１ｈにおいては下槽２５ｂから上槽２５ａに向かう流れが生じる。このような流れがあると、断熱層３０Ａに安定した温度成層が形成されにくくなったり、断熱層３０Ａを形成するスペーサ３２，３３への伝熱が促進されたりする。

これに対し、図８Ｂに示すように、オイル流通孔３１ｈを２つに制限した場合には、上記のような強制対流は生じない。上槽２５ａのオイルの流れが基準面ＲＰに関して左右対称なので、圧力場についても基準面ＲＰに関して左右対称となる。基準面ＲＰを対称面として鏡映対称となる位置に２つのオイル流通孔３１ｈ，３１ｈを設けることにより、各オイル流通孔３１ｈ，３１ｈにおける圧力Ｐ₁が等しくなり、断熱層３０Ａを経由する流れの発生を防ぐことができる。この結果、断熱層３０Ａにおいて安定した温度成層が形成され、オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を抑制する効果が高まる。

なお、下槽２５ｂから上槽２５ａに向かってオイルが一方的に移動することも考え得るが、本実施形態の構成によれば、その方向へのオイル移動は極めて起こりにくい。図１に示すように、本実施形態の膨張機一体型圧縮機２００Ａは、圧縮機構２で圧縮された作動流体が密閉容器１の内部空間２４を経由して吐出管１５から密閉容器１の外部に吐出されるように構成されている。そのため、圧縮された作動流体に混入して吐出管１５から密閉容器１の外部に吐出されるオイル量は非常に少ない。もとより、スクロール型の圧縮機構２によれば、作動流体に混入するオイルの量は本質的に少ない。

これに対し、膨張機構３は、膨張させるべき作動流体を密閉容器１の外部から膨張室５５に直接吸入するための吸入経路５２（吸入管５２）と、膨張後の作動流体を密閉容器１の外部に直接吐出するための吐出経路５３（吐出管５３）とを有するロータリ型の流体機構である。そのため、作動流体に混入して吐出管５３から密閉容器１の外部に吐出される量は、圧縮機構２側に比べて多い。ただし、作動流体とともに吐出管５３から吐出されたオイルは、蒸発器１１４（図１７参照）を経由して吸入管１３から圧縮機構２の内部に導かれ、上槽２５ａに戻ることとなる。このように、下槽２５ｂの方が上槽２５ａよりもオイル量が減少しやすいので、上槽２５ａから下槽２５ｂへのオイルの移動が優先的に起こる。

また、電動機４が引き起こす旋回流の影響が上槽２５ａに貯められたオイルに及び、オイルの流れが乱される可能性はあるものの、本実施形態のように、油面安定部材７５のオイル戻し孔７５ａの位置、大きさ、形状を適切に調整することにより、そうした影響を極めて小さくすることが可能である。すなわち、図７Ａに破線で示すように、基準面ＲＰを対称面として鏡映対称となるように、油面安定部材７５に複数のオイル戻し孔７５ａが設けられていることが望ましい。さらに、オイル戻し孔７５ａとオイル吸入口６２ｑとの距離が近い場合には、高温のオイルが速やかにオイルポンプ６に吸入されることとなるので好ましい。具体的には、ある１つのオイル戻し孔７５ａとオイル吸入口６２ｑとの距離が最短になるように、オイルポンプ６と油面安定部材７５との位置関係が定められているとよい。

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図である。本実施形態においては、オイルポンプ６と仕切部材３１との間にスペーサ３４が配置されている。スペーサ３４は、シャフト５（第２シャフト５ｔ）を覆う円筒状の部材でありうる。このようなスペーサ３４の存在により、オイルポンプ６の下面と仕切部材３１の上面との間に上槽２５ａの一部としての空間が形成される。これにより、オイルポンプ６から仕切部材３１に熱が直接伝達することを妨げることができ、尚かつ上槽２５ａの容積を稼ぎやすくなる。なお、熱伝達を妨げるという観点から、スペーサ３４は、ステンレス鋼のように熱伝導率が比較的小さい金属で構成されていることが望ましい。

ポンプ本体６０は、ハウジング６２と、ハウジング６２内に形成される作動室を閉塞する端板８０とによって構成されており、端板８０にオイル吸入口６２ｑが設けられている。オイルポンプ６の最下面にオイル吸入口６２ｑを設けることにより、密閉容器１内へのオイル充填量を低減しやすくなる。連結器６３を収容する中継部材７１１には、シャフト５（第１シャフト５ｓ）を支持する軸受部７６が一体化されている。油面安定部材７５１は、オイルポンプ６（具体的には中継部材７１１）を嵌め合わせることができる環状部材であり、その外周部に複数のオイル戻し孔７５ａが設けられている。オイルポンプ６の一部である軸受部７６は、油面安定部材７５１よりも上に突出している。

図１０ＡのＤ４−Ｄ４横断面図に示すように、本実施形態においても、上槽２５ａを構成する空間が、基準面ＲＰを対称面として鏡映対称である。仕切部材３１には、基準面ＲＰに関して左右対称となる位置に、２つのオイル流通孔３１ｈが設けられている。したがって、本実施形態においても、第１実施形態で説明した有意な効果を得ることができる。また、図１０Ｂに示すように、オイル吸入口６２ｑの位置を基準として９０度を超えて回転した位置に各オイル流通孔３１ｊが設けられていてもよい。

（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図である。本実施形態においては、オイルポンプ６と油面安定部材７５との間にスペーサ３５が配置されている。スペーサ３５は、シャフト５（第１シャフト５ｓ）を覆う円筒状の部材でありうる。スペーサ３５の存在により、オイルポンプ６の上面と油面安定部材７５の下面との間に上槽２５ａの一部としての空間が形成される。すなわち、上槽２５ａの容積を稼ぐことができる。

上槽２５ａと下槽２５ｂとを仕切る仕切部材３１１は、オイルポンプ６（具体的にはポンプ本体６０）を嵌め合わせることができる環状の形態を有する。オイルポンプ６の一部は、仕切部材３１１よりも下に突出している。さらに、本実施形態においては、仕切部材３１１の上面にオイル吸入口６２ｑが設けられている。上槽２５ａの底面を構成する仕切部材３１１にオイル吸入口６２ｑを設けることにより、密閉容器１へのオイル充填量を低減しやすくなる。

また、オイル吸入口６２ｑから吸入されたオイルがオイルポンプ６の作動室６４（図４参照）に導かれるように、上槽２５ａと作動室６４とを接続するオイル吸入路６２ａが仕切部材３１１およびオイルポンプ６のハウジング６２１に設けられている。図１２ＡのＤ５−Ｄ５横断面図に示すように、オイルポンプ６のハウジング６２１は、半径方向外向きに突出したオイル吸入部６２２を有しており、そのオイル吸入部６２２にオイル吸入路６２ａの一部が形成されている。なお、仕切部材３１１は、オイルポンプ６のハウジング６２１と一体形成されていてもよい。

図１２ＡのＤ５−Ｄ５横断面図に示すように、本実施形態においても、上槽２５ａを構成する空間が、基準面ＲＰを対称面として鏡映対称である。仕切部材３１１には、基準面ＲＰに関して左右対称となる位置に、２つのオイル流通孔３１ｈが設けられている。したがって、本実施形態においても、第１実施形態で説明した有意な効果を得ることができる。また、図１２Ｂに示すように、オイル吸入口６２ｑの位置を基準として９０度を超えて回転した位置に２つのオイル流通孔３１ｊが設けられていてもよい。

なお、以降の実施形態では、オイル流通孔の位置に関する説明は、先の実施形態の説明を援用して省略する。

（第４実施形態）
図１３は、第４実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図である。本実施形態においては、自身と仕切部材３１との間に上槽２５ａとして機能する空間を形成する油面安定部材７５１の下面にオイル吸入口６２ｑが設けられている。オイル吸入口６２ｑから吸入されたオイルがオイルポンプ６の作動室６４（図４参照）に導かれるように、上槽２５ａと作動室６４とを接続するオイル吸入路６２ａがハウジング６２、中継部材７１および油面安定部材７５１に設けられている。このような構成によれば、上槽２５ａに戻された高温のオイルが直ちにオイルポンプ６に吸入されるので、圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を抑制する効果が高まる。

油面安定部材７５１は、第２実施形態（図９）で説明したように、オイルポンプ６を嵌め合わせることができる環状部材である。油面安定部材７５１の上面と中継部材７１の上面とは、シャフト５の軸方向に関する高さが一致しており、両者の上面に跨る形で軸受部材７６１が配置されている。軸受部材７６１によって、オイル吸入路６２ａの一部が閉じられている。なお、油面安定部材７５１は、オイルポンプ６の中継部材７１と一体形成されていてもよいし、別部材によって構成されていてもよい。また、第２実施形態（図９）と同様に、本実施形態においても仕切部材３１とオイルポンプ６との間にスペーサ３４が配置されているが、スペーサ３４は省略可能である。

（第５実施形態）
図１４は、第５実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図である。油面安定部材７５、オイルポンプ６および仕切部材３１が上からこの順番で配列している点については、第１実施形態と共通である。仕切部材３１にオイル吸入口６２ｑが設けられている点は、第３実施形態と共通である。ただし、上槽２５ａとオイルポンプ６の作動室６４とを接続するオイル吸入路６２ａが、仕切部材３１の下面に取り付けられたアダプタ８２を経由している。このような構成によれば、第１実施形態によって得られる利益と、第３実施形態によって得られる利益との両方を同時に得ることができる。

（第６実施形態）
図１５は、第６実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図である。本実施形態は、油面安定部材７５、仕切部材３１およびオイルポンプ６が上からこの順番で配列している点で、他の実施形態と相違する。油面安定部材７５と仕切部材３１との間には、上槽２５ａとしての空間を確保するためのスペーサ８６が配置されている。スペーサ８６は、シャフト５（第１シャフト５ｓ）を覆う円筒状の部材でありうる。オイル吸入口６２ｑは、上槽２５ａの底面を構成する仕切部材３１に設けられている。オイル吸入口６２ｑから吸入されたオイルがオイルポンプ６の作動室６４（図４参照）に導かれるように、仕切部材３１、中継部材７１およびハウジング６２を軸方向に貫く形でオイル吸入路６２ａが設けられている。

本実施形態によれば、オイル吸入口６２ｑが面している空間（上槽２５ａ）に、オイルポンプ６の構成部品が面していない。そのため、シャフト５を覆うスペーサ８６の形状が左右対称であれば、オイルポンプ６の形状にかかわらず、上層２５ａ内のオイルの流れを左右対称とすることが可能である。つまり、オイルポンプ６の設計やレイアウトの自由度が高い。

（第７実施形態）
図１６は、第７実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図である。本実施形態は、オイルポンプ６、油面安定部材７５および仕切部材３１が上からこの順番で配列している点で、他の実施形態と相違する。油面安定部材７５と仕切部材３１との間には、上槽２５ａとしての空間を確保するためのスペーサ８６が配置されている。スペーサ８６は、シャフト５（第２シャフト５ｔ）を覆う円筒状の部材でありうる。オイル吸入口６２ｑは、オイルポンプ６を支持する油面安定部材７５の下面に設けられている。また、オイル吸入口６２ｑから吸入されたオイルがオイルポンプ６の作動室６４（図４参照）に導かれるように、油面安定部材７５およびハウジング６２にオイル吸入路６２ａが設けられている。

オイルポンプ６を油面安定部材７５の上部に配置すると、低温の膨張機構３と高温のオイルポンプ６との距離をより十分に確保することができるとともに、上槽２５ａが断熱層として働くようになる。したがって、オイルポンプ６から膨張機構３への熱伝導を一層抑制することができる。なお、本実施形態においては、油面ＳＬの位置が油面安定部材７５の上面または下面と同じ高さにあってもよい。その場合、上槽２５ａのオイルが電動機４から撹拌作用を受けにくくなる。

以上、本明細書では、いくつかの実施形態について説明を行ったが、本発明がこれらに限定されるわけではない。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、２以上の実施形態を相互に組み合わせてよいことはもちろんであり、そのような組み合わせの実施形態は本発明に含まれる。

本発明の膨張機一体型圧縮機は、例えば、空気調和装置、給湯装置、乾燥機、冷凍冷蔵庫のための冷凍サイクル装置に好適に採用できる。図１７に示すように、冷凍サイクル装置１１０は、膨張機一体型圧縮機２００Ａと、圧縮機構２で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器１１２と、膨張機構３で膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器１１４とを備えている。圧縮機構２、放熱器１１２、膨張機構３および蒸発器１１４が配管によって接続され、冷媒回路が形成されている。

例えば、冷凍サイクル装置１１０が空気調和装置に適用される場合、圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を抑制することにより、暖房運転時における圧縮機構２の吐出温度の低下による暖房能力の低下、冷房運転時における膨張機構３の吐出温度の上昇による冷房能力の低下を防ぐことができる。結果として、空気調和装置の成績係数が向上する。

本発明の第１実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の断面図 図１に示す膨張機一体型圧縮機のＤ１−Ｄ１横断面図 同じくＤ２−Ｄ２横断面図 図１の要部拡大図 ポンプ本体の平面図 第２シャフトの外周面に形成された給油用の溝を示す模式図 油面安定部材の斜視図 オイル流通孔とオイル吸入口との位置関係を示すＤ３−Ｄ３横断面図 オイル流通孔の位置の変形例を示す横断面図 オイル流通孔の位置の第２変形例を示す横断面図 図７Ｃに示すオイル流通孔の作用説明図 図７Ａおよび図７Ｂに示すオイル流通孔の作用説明図 第２実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図 オイル流通孔とオイル吸入口との位置関係を示すＤ４−Ｄ４横断面図 オイル流通孔の位置の変形例を示す横断面図 第３実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図 オイル流通孔とオイル吸入口との位置関係を示すＤ５−Ｄ５横断面図 オイル流通孔の位置の変形例を示す横断面図 第４実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図 第５実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図 第６実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図 第７実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の要部拡大断面図 膨張機一体型圧縮機を用いたヒートポンプの構成図 従来の膨張機一体型圧縮機の断面図

符号の説明

１ 密閉容器
２ 圧縮機構
３ 膨張機構
５ シャフト
６ オイルポンプ
２４ 密閉容器の内部空間
２５ オイル貯まり
２５ａ 上槽
２５ｂ 下槽
２９ 給油路
３０Ａ 断熱層
３１，３１１ 仕切部材
３１ｈ，３１ｊ オイル流通孔
３２，３３，３４ スペーサ
６２ｑ オイル吸入口
７５，７５１ 油面安定部材
７５ａ オイル戻し孔
７５ｂ 油面安定部材の下面
２００Ａ 膨張機一体型圧縮機
ＲＰ 基準面

Claims (11)

1. 底部がオイル貯まりとして利用されるとともに、圧縮後の高圧の作動流体で内部空間が満たされる密閉容器と、
   前記密閉容器内の上部に配置され、作動流体を圧縮して前記密閉容器の内部空間へと吐出する圧縮機構と、
   前記オイル貯まりに貯められたオイルで周囲が満たされるように前記密閉容器の下部に配置され、膨張する作動流体から動力を回収する膨張機構と、
   前記膨張機構で回収した動力が前記圧縮機構に伝達されるように前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、
   前記シャフトの軸方向における前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記オイル貯まりに貯められたオイルをオイル吸入口から吸入して前記圧縮機構に供給するオイルポンプと、
   前記オイル貯まりを前記オイル吸入口が位置する上槽と前記膨張機構が位置する下槽とに仕切る仕切部材とを備え、
   前記上槽を構成する空間が、前記シャフトの軸線と前記オイル吸入口の中心とを含む基準面を対称面として鏡映対称であり、
   前記仕切部材には、前記基準面を対称面として鏡映対称となる位置に、前記上槽と前記下槽との間のオイルの流通を許容する前記オイル流通孔が合計で２つ設けられている、膨張機一体型圧縮機。
2. 前記仕切部材が、前記シャフトの軸方向における前記オイルポンプと前記膨張機構との間に配置されており、前記オイルポンプの外周面、前記密閉容器の内周面および前記仕切部材の上面が、それぞれ、前記基準面を対称面として鏡映対称である、請求項１記載の膨張機一体型圧縮機。
3. 前記仕切部材よりも上部に配置され、自身と前記仕切部材との間に前記上槽として機能する空間を形成するとともに、下面が前記基準面を対称面として鏡映対称である油面安定部材をさらに含む、請求項１記載の膨張機一体型圧縮機。
4. 前記油面安定部材には、前記圧縮機構で使用されたオイルを前記上槽に戻すためのオイル戻し通路が複数箇所に設けられている、請求項３記載の膨張機一体型圧縮機。
5. 前記シャフトの軸方向における前記仕切部材と前記膨張機構との間に配置され、前記仕切部材と前記膨張機構との間に前記下槽の一部としての断熱層を形成するスペーサをさらに含む、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の膨張機一体型圧縮機。
6. 前記シャフトの内部には、前記圧縮機構の摺動部分に通ずる給油路が軸方向に延びるように形成されており、前記給油路に前記オイルポンプから吐出されたオイルが送り込まれるように、前記オイルポンプの内部に前記シャフトが通されている、請求項１記載の膨張機一体型圧縮機。
7. 前記オイル吸入口が前記仕切部材に設けられており、
   前記オイル吸入口から吸入されたオイルが前記オイルポンプの作動室に導かれるように、前記上槽と前記作動室とを接続するオイル吸入路をさらに備えた、請求項６記載の膨張機一体型圧縮機。
8. 前記仕切部材よりも上部に配置され、自身と前記仕切部材との間に前記上槽として機能する空間を形成し、前記オイル吸入口が設けられた油面安定部材と、
   前記オイル吸入口から吸入されたオイルが前記オイルポンプの作動室に導かれるように、前記上槽と前記作動室とを接続するオイル吸入路とをさらに備えた、請求項６記載の膨張機一体型圧縮機。
9. 前記シャフトの軸線を通り、前記基準面に直交する直線上に、２つの前記オイル流通孔が位置している、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の膨張機一体型圧縮機。
10. 前記圧縮機構がスクロール型の流体機構であり、
    前記膨張機構は、膨張させるべき作動流体を前記密閉容器の外部から膨張室に直接吸入するための吸入経路と、膨張後の作動流体を前記密閉容器の外部に直接吐出するための吐出経路とを有するロータリ型の流体機構である、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の膨張機一体型圧縮機。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の膨張機一体型圧縮機を含む、冷凍サイクル装置。

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