JP2009186064A

JP2009186064A - Expander and refrigerating appliance

Info

Publication number: JP2009186064A
Application number: JP2008025138A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kumakura; 英二熊倉; Masakazu Okamoto; 昌和岡本; Katsumi Hokotani; 克己鉾谷
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2009-08-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely convey refrigerant oil in a casing of a low pressure atmosphere to a sliding part of an expansion mechanism. <P>SOLUTION: In an expander (30), the pressure inside an expander casing (34) is set to be the same as a refrigerant reduced in pressure in the expansion mechanism (31). In the expansion mechanism (31), the refrigerant oil in an oil reservoir (37) is pumped from an oil pump (48) of an output shaft (40), and this refrigerant oil is supplied to the expansion mechanism (31) via an in-shaft oil passage (90). The expansion mechanism (31) includes seal rings (121, 122, 123, 124) for preventing leakage of a high pressure refrigerant in fluid chambers (52, 72, 82) into the in-shaft oil passage (90). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷媒から動力を回収する膨張機と、この膨張機が接続される冷媒回路を備えた冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to an expander that recovers power from a refrigerant and a refrigeration apparatus that includes a refrigerant circuit to which the expander is connected.

従来より、冷媒回路に接続される動力回収用の膨張機が知られている。 Conventionally, an expander for power recovery connected to a refrigerant circuit is known.

例えば特許文献１には、この種の膨張機を備えた冷凍装置が開示されている。特許文献１の冷凍装置は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えている。冷媒回路には、圧縮機、室外熱交換器、膨張機、及び室内熱交換器等が接続されている。同文献の図１０に記載される膨張機は、ケーシング内に膨張機構と発電機とが収容されている。膨張機構では、冷媒回路の高圧冷媒が流体室で膨張する。その結果、膨張機構では、膨張する冷媒の動力によってピストンが回転駆動され、更にはピストンに連結する出力軸が回転する。これにより、出力軸に連結する発電機が回転駆動され、発電機から電力が発生する。 For example, Patent Document 1 discloses a refrigeration apparatus including this type of expander. The refrigeration apparatus of Patent Document 1 includes a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle by circulating refrigerant. A compressor, an outdoor heat exchanger, an expander, an indoor heat exchanger, and the like are connected to the refrigerant circuit. In the expander described in FIG. 10 of the document, an expansion mechanism and a generator are accommodated in a casing. In the expansion mechanism, the high-pressure refrigerant in the refrigerant circuit expands in the fluid chamber. As a result, in the expansion mechanism, the piston is rotated by the power of the expanding refrigerant, and the output shaft connected to the piston rotates. Thereby, the generator connected to the output shaft is driven to rotate, and electric power is generated from the generator.

また、同文献に開示された膨張機のケーシングの内圧は、膨張機構で膨張した後の冷媒の圧力（即ち、低圧側の冷媒圧力）と同じ圧力となっている。つまり、膨張機は、いわゆる低圧ドーム型の流体機械を構成している。これにより、膨張機構の周囲の温度が比較的低温となり、膨張機から流出する冷媒のエンタルピを低く抑えられる。その結果、特許文献１の冷凍装置では、蒸発器として機能する熱交換器での冷媒の吸熱量が充分に確保され、冷却能力の向上が図られている。 Moreover, the internal pressure of the casing of the expander disclosed in this document is the same pressure as the pressure of the refrigerant after being expanded by the expansion mechanism (that is, the low-pressure side refrigerant pressure). That is, the expander constitutes a so-called low-pressure dome type fluid machine. Thereby, the temperature around the expansion mechanism becomes relatively low, and the enthalpy of the refrigerant flowing out from the expander can be kept low. As a result, in the refrigeration apparatus of Patent Literature 1, a sufficient amount of heat is absorbed by the refrigerant in the heat exchanger functioning as an evaporator, and the cooling capacity is improved.

更に、特許文献１に開示の膨張機では、ケーシングの底部に油溜まりが形成されている。油溜まりには、膨張機構の摺動部を潤滑するための冷凍機油が貯留される。この冷凍機油は、出力軸の下端に設けられた油ポンプにより上方へ汲み上げられ、膨張機構の各摺動部へ供給される。
特開２００７−２８５６８０号公報 Furthermore, in the expander disclosed in Patent Document 1, an oil sump is formed at the bottom of the casing. Refrigerating machine oil for lubricating the sliding portion of the expansion mechanism is stored in the oil reservoir. This refrigerating machine oil is pumped upward by an oil pump provided at the lower end of the output shaft, and is supplied to each sliding portion of the expansion mechanism.
JP 2007-285680 A

特許文献１に開示のような膨張機では、ピストンを駆動するための偏心部（クランク部）の摺動部へも冷凍機油が送られる。このため、出力軸には、上記偏心部の摺動部へ冷凍機油を供給できるように油通路が形成されることになる。ところが、上記偏心部等の摺動部へは、膨張機構の流体室の高圧側の冷媒が漏れ込む虞がある。従って、このような場合には、油通路にも高圧冷媒の圧力が作用してしまう。 In an expander as disclosed in Patent Document 1, refrigeration oil is also sent to a sliding portion of an eccentric portion (crank portion) for driving a piston. For this reason, an oil passage is formed in the output shaft so that the refrigerating machine oil can be supplied to the sliding portion of the eccentric portion. However, there is a risk that the refrigerant on the high pressure side of the fluid chamber of the expansion mechanism may leak into the sliding portion such as the eccentric portion. Therefore, in such a case, the pressure of the high-pressure refrigerant also acts on the oil passage.

一方、特許文献１に開示の膨張機では、低圧雰囲気のケーシング内の底部から低圧の冷凍機油を汲み上げるようにしている。このため、上記の如く油通路に高圧冷媒の圧力が作用すると、油通路を通じて冷凍機油を充分に汲み上げることができなくなる。その結果、各摺動部での潤滑不良を招く、あるいはポンプの動力の増大や、ポンプの改良を余儀なくされるという問題が生じる。 On the other hand, in the expander disclosed in Patent Document 1, low-pressure refrigerating machine oil is pumped from the bottom in the casing in a low-pressure atmosphere. For this reason, when the pressure of the high-pressure refrigerant acts on the oil passage as described above, the refrigerating machine oil cannot be sufficiently pumped through the oil passage. As a result, there arises a problem that lubrication failure occurs at each sliding portion, or the power of the pump is increased or the pump is forced to be improved.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低圧雰囲気のケーシング内の冷凍機油を膨張機構の摺動部へ確実に搬送できるようにすることである。 This invention is made | formed in view of this point, The objective is to enable it to convey reliably the refrigeration oil in the casing of a low pressure atmosphere to the sliding part of an expansion mechanism.

第１の発明は、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）の高圧冷媒が流入する流体室（52,72,82）を形成すると共に、該流体室（52,72,82）内で膨張する冷媒の動力によって回転駆動される可動部材（55,75,85）を有する本体部（32）、及び該本体部（32）の可動部材（55,75,85）に連結される出力軸（40）を有する膨張機構（31）と、上記流体室（52,72,82）で膨張した冷媒と同じ圧力となる内部空間（S）に上記膨張機構（31）を収容するケーシング（34）とを備え、上記出力軸（40）は、上記ケーシング（34）内の油溜まり（37）の冷凍機油を汲み上げるポンプ機構（48）を有すると共に、該ポンプ機構（48）で汲み上げた冷凍機油を上記膨張機構（31）の摺動部へ供給するための油通路（90）を形成している膨張機を前提としている。そして、この膨張機の膨張機構（31）には、上記本体部（32）の流体室（52,72,82）と上記油通路（90）とを区画するシール部（121,122,123,124）が設けられていることを特徴とするものである。 The first invention forms a fluid chamber (52, 72, 82) into which a high-pressure refrigerant flows in a refrigerant circuit (11) that performs a refrigeration cycle by circulating the refrigerant, and the fluid chamber (52, 72, 82). A main body portion (32) having a movable member (55, 75, 85) that is rotationally driven by the power of the refrigerant expanding therein, and is connected to the movable member (55, 75, 85) of the main body portion (32) An expansion mechanism (31) having an output shaft (40), and a casing that houses the expansion mechanism (31) in the internal space (S) having the same pressure as the refrigerant expanded in the fluid chamber (52, 72, 82) ( 34), and the output shaft (40) has a pump mechanism (48) for pumping refrigeration oil in the oil reservoir (37) in the casing (34), and the refrigeration pumped by the pump mechanism (48). It is premised on an expander that forms an oil passage (90) for supplying machine oil to the sliding portion of the expansion mechanism (31). The expansion mechanism (31) of the expander is provided with a seal portion (121, 122, 123, 124) that partitions the fluid chamber (52, 72, 82) of the main body portion (32) and the oil passage (90). It is characterized by being.

第１の発明の膨張機には、本体部（32）及び出力軸（40）を有する膨張機構（31）が設けられる。本体部（32）では、冷媒回路（11）の高圧冷媒が流体室（52,72,82）へ流入し、この流体室（52,72,82）で高圧冷媒が膨張する。その結果、膨張する冷媒の動力によって可動部材（55,75,85）が回転駆動される。可動部材（55,75,85）が回転すると、出力軸（40）も回転駆動される。このような出力軸（40）の回転動力は、例えば圧縮機を駆動するための動力や、発電機の発電に利用される動力として回収される。 The expander of the first invention is provided with an expansion mechanism (31) having a main body (32) and an output shaft (40). In the main body (32), the high-pressure refrigerant in the refrigerant circuit (11) flows into the fluid chamber (52, 72, 82), and the high-pressure refrigerant expands in the fluid chamber (52, 72, 82). As a result, the movable member (55, 75, 85) is rotationally driven by the power of the expanding refrigerant. When the movable member (55, 75, 85) rotates, the output shaft (40) is also rotationally driven. Such rotational power of the output shaft (40) is recovered, for example, as power for driving the compressor and power used for power generation by the generator.

また、第１の発明の膨張機では、膨張機構（31）がケーシング（34）の内部空間（S）に収容され、ケーシング（34）の内部空間（S）の圧力は膨張機構（31）で膨張した冷媒の圧力と同等となる。膨張機構（31）で膨張した冷媒は比較的低温であるため、ケーシング（34）内に収容された膨張機構（31）の周囲の雰囲気も比較的低温となる。このため、膨張機構（31）の周囲の冷媒から膨張機構（31）の内部の冷媒へ移動する熱量が大幅に減少する。 In the expander of the first invention, the expansion mechanism (31) is accommodated in the internal space (S) of the casing (34), and the pressure in the internal space (S) of the casing (34) is reduced by the expansion mechanism (31). It becomes equal to the pressure of the expanded refrigerant. Since the refrigerant expanded by the expansion mechanism (31) has a relatively low temperature, the atmosphere around the expansion mechanism (31) accommodated in the casing (34) is also relatively low. For this reason, the amount of heat transferred from the refrigerant around the expansion mechanism (31) to the refrigerant inside the expansion mechanism (31) is greatly reduced.

また、第１の発明の出力軸（40）には、ポンプ機構（48）が設けられる。ポンプ機構（48）は、ケーシング（34）内の油溜まり（37）の冷凍機油を汲み上げる。この冷凍機油は、出力軸（40）に形成される油通路（90）を通じて膨張機構（31）の摺動部へ供給され、この摺動部の潤滑に利用される。 The output shaft (40) of the first invention is provided with a pump mechanism (48). The pump mechanism (48) pumps the refrigerating machine oil in the oil sump (37) in the casing (34). The refrigerating machine oil is supplied to the sliding portion of the expansion mechanism (31) through the oil passage (90) formed in the output shaft (40), and is used for lubrication of the sliding portion.

一方、膨張機構（31）には、シール部（121,122,123,124）が設けられ、このシール部（121,122,123,124）が上記流体室（52,72,82）と油通路（90）とを区画している。即ち、流体室（52,72,82）には、上述のように高圧冷媒が流入するが、この高圧冷媒が油通路（90）へ漏れてしまうのを上記シール部（121,122,123,124）により防止している。従って、流体室（52,72,82）内からの高圧冷媒の漏洩に起因して、油通路（90）が昇圧されてしまうことが回避される。その結果、ポンプ機構（48）で汲み上げた冷凍機油は、油通路（90）を通じて膨張機構（31）へ確実に送られることになる。 On the other hand, the expansion mechanism (31) is provided with a seal portion (121, 122, 123, 124), and the seal portion (121, 122, 123, 124) partitions the fluid chamber (52, 72, 82) and the oil passage (90). That is, although the high pressure refrigerant flows into the fluid chamber (52, 72, 82) as described above, the high pressure refrigerant is prevented from leaking into the oil passage (90) by the seal portion (121, 122, 123, 124). Yes. Therefore, the oil passage (90) is prevented from being pressurized due to leakage of the high-pressure refrigerant from the fluid chamber (52, 72, 82). As a result, the refrigeration oil pumped up by the pump mechanism (48) is reliably sent to the expansion mechanism (31) through the oil passage (90).

第２の発明は、第１の発明の膨張機において、上記本体部（32）は、シリンダ（51,71,81）と、該シリンダ（51,71,81）の両端を閉塞する閉塞部材（61,62,63）と、上記出力軸（40）の偏心部（42,43,44）が内嵌してシリンダ（51,71,81）内に収容される上記可動部材としてのピストン（55,75,85）とを有し、上記シリンダ（51,71,81）と閉塞部材（61,62,63）とピストン（55,75,85）との間に上記流体室（52,72,82）を形成するロータリ式流体機械を構成しており、上記出力軸（40）には、上記ポンプ機構（48）で汲み上げた冷凍機油を上記偏心部（42,43,44）の摺動部へ供給するように上記油通路（90）が形成され、上記シール部（121,122,123,124）は、上記偏心部（42,43,44）の摺動部と上記流体室（52,72,82）とを区画するように上記ピストン（55,75,85）と閉塞部材（61,62,63）の隙間に設けられるシールリング（121,122,123,124）で構成されていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the expander of the first aspect, the main body (32) includes a cylinder (51, 71, 81) and a blocking member (blocking member for closing both ends of the cylinder (51, 71, 81)). 61, 62, 63) and the eccentric part (42, 43, 44) of the output shaft (40) is fitted into the piston (55, the movable member accommodated in the cylinder (51, 71, 81)) , 75, 85), and between the cylinder (51, 71, 81), the closing member (61, 62, 63) and the piston (55, 75, 85), the fluid chamber (52, 72, 82), and the output shaft (40) includes a sliding portion of the eccentric portion (42, 43, 44) on which the refrigeration oil pumped up by the pump mechanism (48) is provided. The oil passage (90) is formed so as to supply to the seal portion, and the seal portion (121, 122, 123, 124) includes a sliding portion of the eccentric portion (42, 43, 44) and the fluid chamber (52, 72, 82). The gap between the piston (55,75,85) and the closing member (61,62,63) It is characterized by comprising seal rings (121, 122, 123, 124) provided between them.

第２の発明の本体部は、シリンダ（51,71,81）とピストン（55,75,85）と閉塞部材（61,62,63）とを有するロータリ式流体機械（32）で構成される。ロータリ式流体機械（32）では、シリンダ（51,71,81）内の流体室（52,72,82）で高圧冷媒が膨張することで、この膨張動力によりピストン（55,75,85）が駆動され、偏心部（42,43,44）を介して出力軸（40）が回転駆動される。その結果、出力軸（40）の回転動力が、発電機の発電等に利用される。 The main body of the second invention comprises a rotary fluid machine (32) having a cylinder (51, 71, 81), a piston (55, 75, 85), and a closing member (61, 62, 63). . In the rotary fluid machine (32), the high-pressure refrigerant expands in the fluid chamber (52, 72, 82) in the cylinder (51, 71, 81), and the piston (55, 75, 85) is caused by this expansion power. Driven, the output shaft (40) is rotationally driven through the eccentric portion (42, 43, 44). As a result, the rotational power of the output shaft (40) is used for power generation of the generator.

また、第２の発明では、ポンプ機構（48）で汲み上げられた冷凍機油が油通路（90）を通じて偏心部（42,43,44）の摺動部へ供給され、この摺動部の潤滑に利用される。ここで、第２の発明では、シール部としてのシールリング（121,122,123,124）が、ピストン（55,75,85）と閉塞部材（61,62,63）の隙間に設けられる。これにより、流体室（52,72,82）の高圧冷媒が、上記隙間を通じて偏心部（42,43,44）の摺動部、更には油通路（90）へ漏れてしまうのがシールリング（121,122,123,124）によって防止される。 In the second aspect of the invention, the refrigeration oil pumped up by the pump mechanism (48) is supplied to the sliding portion of the eccentric portion (42, 43, 44) through the oil passage (90), and this sliding portion is lubricated. Used. Here, in the second invention, the seal ring (121, 122, 123, 124) as the seal portion is provided in the gap between the piston (55, 75, 85) and the closing member (61, 62, 63). As a result, the high-pressure refrigerant in the fluid chamber (52, 72, 82) leaks to the sliding portion of the eccentric portion (42, 43, 44) and further to the oil passage (90) through the gap. 121, 122, 123, 124).

第３の発明は、第２の発明の膨張機において、上記シールリング（121,122,123,124）は、上記ピストン（55,75,85）の端面に形成されるリング溝に嵌合していることを特徴とするものである。 According to a third invention, in the expander of the second invention, the seal ring (121, 122, 123, 124) is fitted in a ring groove formed on an end face of the piston (55, 75, 85). To do.

第３の発明では、ピストン（55,75,85）の端面にリング溝が形成され、このリング溝内にシールリング（121,122,123,124）が嵌合して保持される。これにより、ピストン（55,75,85）と閉塞部材（61,62,63）との隙間が確実にシールされる。 In the third invention, a ring groove is formed on the end face of the piston (55, 75, 85), and the seal ring (121, 122, 123, 124) is fitted and held in this ring groove. Thereby, the clearance gap between a piston (55,75,85) and a closure member (61,62,63) is sealed reliably.

第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明の膨張機において、上記ポンプ機構は、上記ケーシング（34）の底部に臨むように上記出力軸（40）の下端部に設けられる遠心式ポンプ（48）で構成されていることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the expander according to any one of the first to third aspects, the pump mechanism is provided at a lower end portion of the output shaft (40) so as to face a bottom portion of the casing (34). It is characterized by comprising a centrifugal pump (48).

第４の発明では、出力軸（40）の回転に伴い遠心式ポンプ（48）が駆動される。油溜まり（37）の冷凍機油は、遠心式ポンプ（48）の遠心力によって上方へ汲み上げられ、油通路（90）を通じて膨張機構（31）の摺動部へ供給される。 In the fourth invention, the centrifugal pump (48) is driven as the output shaft (40) rotates. The refrigerating machine oil in the oil reservoir (37) is pumped upward by the centrifugal force of the centrifugal pump (48), and is supplied to the sliding portion of the expansion mechanism (31) through the oil passage (90).

第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明の膨張機において、上記ケーシング（34）内に収容されると共に、上記出力軸（40）を介して上記本体部（32）と連結されて駆動される発電機（33）を更に備えていることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the expander of any one of the first to fourth aspects, the casing (34) is housed and the main body (32) is connected to the main body (32) via the output shaft (40). It is further provided with the generator (33) connected and driven.

第５の発明では、発電機（33）が膨張機構（31）と共にケーシング（34）内に収容される。発電機（33）は、膨張機構（31）の出力軸（40）によって駆動されて電力を発生させる。 In 5th invention, a generator (33) is accommodated in a casing (34) with an expansion mechanism (31). The generator (33) is driven by the output shaft (40) of the expansion mechanism (31) to generate electric power.

第６の発明は、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）を備えた冷凍装置を前提としている。そして、この冷凍装置の冷媒回路（11）には、第１乃至第５のいずれか１つの発明の膨張機（30）と、該膨張機（30）で減圧された冷媒が流入すると共に該冷媒中から油を分離する油分離機構（19）と、該油分離機構（19）で分離した油を上記膨張機（30）のケーシング（34）の油溜まり（37）へ送るための給油管（17）とが設けられていることを特徴とするものである。 6th invention presupposes the freezing apparatus provided with the refrigerant circuit (11) which circulates a refrigerant | coolant and performs a refrigerating cycle. The refrigerant circuit (11) of the refrigeration apparatus is supplied with the expander (30) of any one of the first to fifth inventions and the refrigerant decompressed by the expander (30). An oil separation mechanism (19) for separating oil from the inside, and an oil supply pipe for sending the oil separated by the oil separation mechanism (19) to the oil reservoir (37) of the casing (34) of the expander (30) ( 17) and is provided.

第６の発明の冷凍装置では、冷媒回路（11）に上述の第１乃至第５のいずれか１つの膨張機（30）と、油分離機構（19）とが設けられる。油分離機構（19）では、膨張機（30）で減圧された冷媒中から冷凍機油が分離する。分離後の冷凍機油は、給油管（17）を通じてケーシング（34）内の油溜まり（37）へ返送される。 In the refrigeration apparatus of the sixth invention, the refrigerant circuit (11) is provided with any one of the first to fifth expanders (30) and the oil separation mechanism (19). In the oil separation mechanism (19), the refrigeration oil is separated from the refrigerant decompressed by the expander (30). The separated refrigeration oil is returned to the oil sump (37) in the casing (34) through the oil supply pipe (17).

本発明では、膨張機構（31）が収容されるケーシング（34）の内部空間（S）の圧力が、膨張機構（31）で膨張した冷媒の圧力と同等となっている。このため、膨張機構（31）の周囲の冷媒から膨張機構（31）の内部の冷媒へ移動する熱量を大幅に削減することができる。その結果、膨張機構（31）から流出する膨張後の冷媒のエンタルピを低く抑えることができ、膨張機（30）が接続される冷凍装置の能力を向上させることができる。 In the present invention, the pressure in the internal space (S) of the casing (34) in which the expansion mechanism (31) is accommodated is equivalent to the pressure of the refrigerant expanded by the expansion mechanism (31). For this reason, the amount of heat transferred from the refrigerant around the expansion mechanism (31) to the refrigerant inside the expansion mechanism (31) can be greatly reduced. As a result, the enthalpy of the expanded refrigerant flowing out from the expansion mechanism (31) can be kept low, and the capacity of the refrigeration apparatus to which the expander (30) is connected can be improved.

また、本発明では、油通路（90）と流体室（52,72,82）とを区画するようにシール部（121,122,123,124）が設けられる。このため、流体室（52,72,82）内の高圧冷媒の圧力が油通路（90）へ作用するのをシール部（121,122,123,124）によって防止できる。その結果、ポンプ機構（48）で汲み上げた低圧の冷凍機油を油通路（90）を通じて膨張機構（31）の摺動部へ確実に送ることができ、摺動部の潤滑を充分に行うことができる。これにより、摺動部の潤滑不良に起因する機械損失の増大や、焼き付きを防止して膨張機の信頼性を確保できる。 In the present invention, the seal portion (121, 122, 123, 124) is provided so as to partition the oil passage (90) and the fluid chamber (52, 72, 82). For this reason, it is possible to prevent the pressure of the high-pressure refrigerant in the fluid chamber (52, 72, 82) from acting on the oil passage (90) by the seal portion (121, 122, 123, 124). As a result, the low-pressure refrigeration oil pumped up by the pump mechanism (48) can be reliably sent to the sliding portion of the expansion mechanism (31) through the oil passage (90), and the sliding portion can be sufficiently lubricated. it can. Thereby, the increase of the mechanical loss resulting from the lubrication failure of a sliding part and the seizure can be prevented, and the reliability of an expander can be ensured.

また、第２の発明では、ピストン（55,75,85）に内嵌する偏心部（42,43,44）と流体室（52,72,82）とを区画するように、ピストン（55,75,85）と閉塞部材（61,62,63）との隙間にシール部（121,122,123,124）を設けている。このため、本発明によれば、流体室（52,72,82）の高圧冷媒が隙間を通じて偏心部（42,43,44）へ漏れてしまうのを防止できる。従って、ポンプ機構（48）で汲み上げた冷凍機油を油通路（90）を通じて確実に偏心部（42,43,44）の摺動部へ送ることができ、偏心部（42,43,44）の潤滑を充分に行うことができる。その結果、このロータリ式流体機械（32）の信頼性を確保できる。 In the second invention, the piston (55, 75, 85) is separated from the eccentric portion (42, 43, 44) fitted in the piston (55, 75, 85) and the fluid chamber (52, 72, 82). 75, 85) and the sealing member (61, 62, 63) are provided with seal portions (121, 122, 123, 124). For this reason, according to this invention, it can prevent that the high pressure refrigerant | coolant of a fluid chamber (52,72,82) leaks to an eccentric part (42,43,44) through a clearance gap. Therefore, the refrigerating machine oil pumped up by the pump mechanism (48) can be reliably sent to the sliding part of the eccentric part (42, 43, 44) through the oil passage (90), and the eccentric part (42, 43, 44) Lubrication can be performed sufficiently. As a result, the reliability of the rotary fluid machine (32) can be ensured.

特に、第３の発明によれば、ピストン（55,75,85）のリング溝内にシールリング（121,122,123,124）を嵌め込むようにしているので、シールリング（121,122,123,124）によってピストン（55,75,85）と閉塞部材（61,62,63）との隙間を確実にシールすることができる。 In particular, according to the third invention, since the seal ring (121, 122, 123, 124) is fitted in the ring groove of the piston (55, 75, 85), the seal ring (121, 122, 123, 124) and the piston (55, 75, 85) The gap with the closing member (61, 62, 63) can be reliably sealed.

また、第４の発明によれば、出力軸（40）の回転を利用して遠心式ポンプ（48）を駆動して、冷凍機油を汲み上げることができる。更に、第５の発明によれば、膨張機構（31）で膨張する冷媒の動力を利用して発電機（33）で発電を行うことができる。 According to the fourth aspect of the invention, the centrifugal pump (48) can be driven using the rotation of the output shaft (40) to pump up the refrigerating machine oil. Furthermore, according to the fifth aspect of the invention, power can be generated by the generator (33) using the power of the refrigerant that is expanded by the expansion mechanism (31).

また、第６の発明の冷凍装置では、膨張機（30）で減圧した冷媒中から油分離機構（19）によって冷凍機油を分離することで、比較的低圧の冷凍機油を膨張機（30）の油溜まり（37）へ確実に送ることができる。 In the refrigeration apparatus according to the sixth aspect of the invention, the refrigeration oil is separated from the refrigerant decompressed by the expander (30) by the oil separation mechanism (19), so that the relatively low-pressure refrigeration oil is supplied to the expander (30). Can be reliably sent to the oil sump (37).

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.

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態は、本発明に係る膨張機（30）を備えた空調機（10）である。 Embodiment 1 of the Invention
A first embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an air conditioner (10) provided with an expander (30) according to the present invention.

〈空調機の全体構成〉
図１に示すように、本実施形態の空調機（10）は、冷媒回路（11）を備えている。この空調機（10）は、冷媒回路（11）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置である。冷媒回路（11）には、圧縮機（20）と、膨張機（30）と、室外熱交換器（14）と、室内熱交換器（15）と、第１四方切換弁（12）と、第２四方切換弁（13）とが接続されている。冷媒回路（11）には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ_２）が充填されている。また、冷媒回路（11）には、冷媒貯留器（19）と給油用配管（17）とが設けられている。 <Overall configuration of air conditioner>
As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) of this embodiment includes a refrigerant circuit (11). The air conditioner (10) is a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit (11). The refrigerant circuit (11) includes a compressor (20), an expander (30), an outdoor heat exchanger (14), an indoor heat exchanger (15), a first four-way switching valve (12), A second four-way selector valve (13) is connected. The refrigerant circuit (11) is filled with carbon dioxide (CO ₂ ) as a refrigerant. The refrigerant circuit (11) is provided with a refrigerant reservoir (19) and an oil supply pipe (17).

冷媒回路（11）の構成について説明する。圧縮機（20）は、その吐出管（26）が第１四方切換弁（12）の第１のポートに接続され、その吸入管（25）が第１四方切換弁（12）の第２のポートに接続されている。膨張機（30）は、その流出管（36）が冷媒貯留器（19）を介して第２四方切換弁（13）の第１のポートに接続され、その流入管（35）が第２四方切換弁（13）の第２のポートに接続されている。室外熱交換器（14）は、その一端が第１四方切換弁（12）の第３のポートに接続され、その他端が第２四方切換弁（13）の第４のポートに接続されている。室内熱交換器（15）は、その一端が第２四方切換弁（13）の第３のポートに接続され、その他端が第１四方切換弁（12）の第４のポートに接続されている。この冷媒回路（11）では、圧縮機（20）の吸入管（25）と第１四方切換弁（12）の第２のポートとを繋ぐ配管が吸入側配管（16）を構成している。 The configuration of the refrigerant circuit (11) will be described. The compressor (20) has its discharge pipe (26) connected to the first port of the first four-way switching valve (12) and its suction pipe (25) connected to the second port of the first four-way switching valve (12). Connected to the port. The expander (30) has its outflow pipe (36) connected to the first port of the second four-way switching valve (13) via the refrigerant reservoir (19), and its inflow pipe (35) in the second four-way It is connected to the second port of the switching valve (13). One end of the outdoor heat exchanger (14) is connected to the third port of the first four-way switching valve (12), and the other end is connected to the fourth port of the second four-way switching valve (13). . The indoor heat exchanger (15) has one end connected to the third port of the second four-way switching valve (13) and the other end connected to the fourth port of the first four-way switching valve (12). . In the refrigerant circuit (11), a pipe connecting the suction pipe (25) of the compressor (20) and the second port of the first four-way switching valve (12) constitutes a suction side pipe (16).

室外熱交換器（14）は、冷媒を室外空気と熱交換させるための空気熱交換器である。室内熱交換器（15）は、冷媒を室内空気と熱交換させるための空気熱交換器である。第１四方切換弁（12）と第２四方切換弁（13）は、それぞれ、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。 The outdoor heat exchanger (14) is an air heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and outdoor air. The indoor heat exchanger (15) is an air heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and room air. The first four-way switching valve (12) and the second four-way switching valve (13) are respectively in a first state in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other. 1 (state shown by a solid line in FIG. 1) and a second state (state shown by a broken line in FIG. 1) in which the first port communicates with the fourth port and the second port communicates with the third port. It is comprised so that it may replace.

圧縮機（20）は、いわゆる高圧ドームタイプの全密閉型圧縮機である。この圧縮機（20）は、縦長の円筒形に形成された圧縮機ケーシング（24）を備えている。圧縮機ケーシング（24）の内部には、圧縮機構（21）と電動機（23）と駆動軸（22）とが収容されている。圧縮機構（21）は、いわゆるロータリ式の容積型流体機械を構成している。圧縮機ケーシング（24）内では、圧縮機構（21）の上方に電動機（23）が配置されている。駆動軸（22）は、上下方向へ延びる姿勢で配置され、圧縮機構（21）と電動機（23）を連結している。 The compressor (20) is a so-called high pressure dome type hermetic compressor. The compressor (20) includes a compressor casing (24) formed in a vertically long cylindrical shape. A compressor mechanism (21), an electric motor (23), and a drive shaft (22) are accommodated in the compressor casing (24). The compression mechanism (21) constitutes a so-called rotary positive displacement fluid machine. In the compressor casing (24), the electric motor (23) is disposed above the compression mechanism (21). The drive shaft (22) is arranged in a posture extending in the vertical direction, and connects the compression mechanism (21) and the electric motor (23).

圧縮機ケーシング（24）には、吸入管（25）と吐出管（26）が設けられている。吸入管（25）は、圧縮機ケーシング（24）の胴部の下端付近を貫通しており、その終端が圧縮機構（21）へ直に接続されている。吐出管（26）は、圧縮機ケーシング（24）の頂部を貫通しており、その始端が圧縮機ケーシング（24）内における電動機（23）の上側の空間に開口している。圧縮機構（21）は、吸入管（25）から吸い込んだ冷媒を圧縮して圧縮機ケーシング（24）内へ吐出する。 The compressor casing (24) is provided with a suction pipe (25) and a discharge pipe (26). The suction pipe (25) passes through the vicinity of the lower end of the body of the compressor casing (24), and its end is directly connected to the compression mechanism (21). The discharge pipe (26) passes through the top of the compressor casing (24), and the start end thereof opens into the space above the electric motor (23) in the compressor casing (24). The compression mechanism (21) compresses the refrigerant sucked from the suction pipe (25) and discharges it into the compressor casing (24).

圧縮機ケーシング（24）の底部には、潤滑油としての冷凍機油が貯留されている。本実施形態では、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）が冷凍機油として用いられる。駆動軸（22）の内部には、図示しないが、その軸方向へ延びる給油通路が形成されている。この給油通路は、駆動軸（22）の下端に開口している。駆動軸（22）の下端は、油溜まり（27）に浸かった状態となっている。圧縮機ケーシング（24）内の冷凍機油は、駆動軸（22）の給油通路を通じて圧縮機構（21）へ供給される。 Refrigerating machine oil as lubricating oil is stored at the bottom of the compressor casing (24). In this embodiment, polyalkylene glycol (PAG) is used as the refrigerating machine oil. Although not shown, an oil supply passage extending in the axial direction is formed inside the drive shaft (22). The oil supply passage opens at the lower end of the drive shaft (22). The lower end of the drive shaft (22) is immersed in the oil sump (27). The refrigerating machine oil in the compressor casing (24) is supplied to the compression mechanism (21) through the oil supply passage of the drive shaft (22).

膨張機（30）は、縦長の円筒形に形成された膨張機ケーシング（34）を備えている。膨張機ケーシング（34）の内部空間（S）には、膨張機構（31）と発電機（33）とが収容されている。膨張機構（31）は、ロータリ式の容積型流体機械を構成する膨張機本体部（32）と、該膨張機本体部（32）に連結する出力軸（40）とで構成されている。膨張機ケーシング（34）内では、膨張機本体部（32）の下方に発電機（33）が配置されている。出力軸（40）は、上下方向へ延びる姿勢で配置され、膨張機本体部（32）と発電機（33）とを連結している。 The expander (30) includes an expander casing (34) formed in a vertically long cylindrical shape. An expansion mechanism (31) and a generator (33) are accommodated in the internal space (S) of the expander casing (34). The expansion mechanism (31) includes an expander main body (32) constituting a rotary positive displacement fluid machine and an output shaft (40) connected to the expander main body (32). In the expander casing (34), a generator (33) is disposed below the expander main body (32). The output shaft (40) is arranged in a posture extending in the vertical direction, and connects the expander body (32) and the generator (33).

膨張機ケーシング（34）には、流入管（35）と流出管（36）が設けられている。流入管（35）と流出管（36）は、何れも膨張機ケーシング（34）の胴部の上端付近を貫通している。流入管（35）は、その終端が膨張機本体部（32）へ直に接続されている。流出管（36）は、その始端が膨張機本体部（32）へ直に接続されている。膨張機本体部（32）は、流入管（35）を通って流入した冷媒を膨張させ、膨張後の冷媒を流出管（36）へ送り出す。 The expander casing (34) is provided with an inflow pipe (35) and an outflow pipe (36). Both the inflow pipe (35) and the outflow pipe (36) penetrate the vicinity of the upper end of the trunk portion of the expander casing (34). The end of the inflow pipe (35) is directly connected to the expander body (32). The outflow pipe (36) has its start end directly connected to the expander body (32). The expander body (32) expands the refrigerant that has flowed through the inflow pipe (35), and sends the expanded refrigerant to the outflow pipe (36).

冷媒貯留器（19）は、密閉式の円筒状の容器で構成されている。冷媒貯留器（19）には、その胴部に冷媒導入管（19a）が接続され、その頂部にガス流出管（19b）が接続され、その底部に上記給油用配管（17）が接続されている。冷媒導入管（19a）の始端は、上記流出管（36）と繋がっている。ガス流出管（19b）の終端は、第２四方切換弁（13）の第１ポートと繋がっている。給油用配管（17）の終端は、膨張機ケーシング（34）の胴部を貫通して膨張機ケーシング（34）の底部の油溜まり（37）に開口している。 The refrigerant reservoir (19) is composed of a sealed cylindrical container. The refrigerant reservoir (19) is connected to the body with a refrigerant introduction pipe (19a), connected to the top with a gas outflow pipe (19b), and connected to the bottom with the oil supply pipe (17). Yes. The starting end of the refrigerant introduction pipe (19a) is connected to the outflow pipe (36). The terminal end of the gas outflow pipe (19b) is connected to the first port of the second four-way switching valve (13). The terminal end of the oil supply pipe (17) passes through the trunk of the expander casing (34) and opens into an oil reservoir (37) at the bottom of the expander casing (34).

冷媒貯留器（19）では、冷媒中の油が自重によって底部に貯留される。つまり、冷媒貯留器（19）は、膨張機（30）で減圧された冷媒中から油を分離する油分離機構を構成している。また、冷媒貯留器（19）では、気液二相状態の冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離して貯留される。つまり、冷媒貯留器（19）は、気液分離器あるいはレシーバを兼用している。ここで、液状態の冷媒（ＣＯ_２）と冷凍機油（ＰＡＧ）とでは、冷凍機油の方が比重が大きい。このため、冷媒貯留器（19）では、その上方から下方に向かって順に、ガス冷媒、液冷媒、冷凍機油が分離して貯留される。 In the refrigerant reservoir (19), the oil in the refrigerant is stored at the bottom by its own weight. That is, the refrigerant reservoir (19) constitutes an oil separation mechanism that separates oil from the refrigerant decompressed by the expander (30). In the refrigerant reservoir (19), the gas-liquid two-phase refrigerant is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant and stored. That is, the refrigerant reservoir (19) also serves as a gas-liquid separator or a receiver. Here, in the refrigerant (CO ₂ ) in the liquid state and the refrigerating machine oil (PAG), the refrigerating machine oil has a higher specific gravity. For this reason, in the refrigerant reservoir (19), the gas refrigerant, liquid refrigerant, and refrigeration oil are separated and stored in order from the upper side to the lower side.

〈膨張機の構成〉
膨張機（30）の構成について説明する。ここでは、出力軸（40）及び膨張機本体部（32）の構成について、図２〜図４を参照しながら詳細に説明する。 <Configuration of expander>
The configuration of the expander (30) will be described. Here, the configuration of the output shaft (40) and the expander main body (32) will be described in detail with reference to FIGS.

図２に示すように、出力軸（40）の下端部には、油ポンプ（48）が設けられている。油ポンプ（48）は、膨張機ケーシング（34）の油溜まり（37）に浸かるように配設されている。油ポンプ（48）は、出力軸（40）の回転に伴う駆動され、遠心力によって冷凍機油を汲み上げる遠心式のポンプ機構を構成している。 As shown in FIG. 2, an oil pump (48) is provided at the lower end of the output shaft (40). The oil pump (48) is disposed so as to be immersed in the oil reservoir (37) of the expander casing (34). The oil pump (48) is driven as the output shaft (40) rotates, and constitutes a centrifugal pump mechanism that pumps refrigeration oil by centrifugal force.

出力軸（40）の上端部には、２つの偏心部（42,43）が形成されている。２つの偏心部（42,43）は、出力軸（40）の主軸部（41）よりも大径に形成されており、下側のものが第１偏心部（42）を、上側のものが第２偏心部（43）をそれぞれ構成している。第１偏心部（42）と第２偏心部（43）とは、何れも同じ方向へ偏心している。第２偏心部（43）の外径は、第１偏心部（42）の外径よりも大きくなっている。主軸部（41）の軸心に対する偏心量は、第２偏心部（43）の方が第１偏心部（42）よりも大きくなっている。 Two eccentric portions (42, 43) are formed at the upper end portion of the output shaft (40). The two eccentric parts (42, 43) are formed to have a larger diameter than the main shaft part (41) of the output shaft (40), the lower one is the first eccentric part (42) and the upper one is The second eccentric part (43) is configured. The first eccentric part (42) and the second eccentric part (43) are both eccentric in the same direction. The outer diameter of the second eccentric part (43) is larger than the outer diameter of the first eccentric part (42). The amount of eccentricity of the main shaft portion (41) with respect to the shaft center is larger in the second eccentric portion (43) than in the first eccentric portion (42).

出力軸（40）では、第１偏心部（42）よりも下側の部分と、第２偏心部（43）よりも上側の部分とのそれぞれに、凹溝（45,46）が１つずつ形成されている。第１凹溝（45）は、主軸部（41）のうち第１偏心部（42）よりも下側の部分の上端部に、その全周に亘って形成されている。第２凹溝（46）は、主軸部（41）のうち第２偏心部（43）よりも上側の部分の下端部に、その全周に亘って形成されている。このように、出力軸（40）では、第１偏心部（42）の下端に隣接する部分が全周に亘って括れた第１凹溝（45）となり、第２偏心部（43）の上端に隣接する部分が全周に亘って括れた第２凹溝（46）となっている。 In the output shaft (40), one concave groove (45, 46) is provided in each of a portion below the first eccentric portion (42) and a portion above the second eccentric portion (43). Is formed. The 1st ditch | groove (45) is formed over the perimeter in the upper end part of a part below the 1st eccentric part (42) among the main-axis parts (41). The 2nd ditch | groove (46) is formed in the lower end part of a part above a 2nd eccentric part (43) among the main-axis parts (41) over the perimeter. Thus, in the output shaft (40), the portion adjacent to the lower end of the first eccentric portion (42) becomes the first concave groove (45) constricted over the entire circumference, and the upper end of the second eccentric portion (43). A portion adjacent to the second groove is a second concave groove (46) which is wrapped around the entire circumference.

出力軸（40）には、軸内油通路（90）が形成されている。軸内油通路（90）は、上記油ポンプ（48）で汲み上げた冷凍機油を膨張機構（31）の各摺動部へ供給するための油通路を構成している。軸内油通路（90）は、主通路部（90a）と、第１から第４までの給油通路部（91〜94）とを含んでいる。 An in-shaft oil passage (90) is formed in the output shaft (40). The in-shaft oil passage (90) constitutes an oil passage for supplying the refrigerating machine oil pumped up by the oil pump (48) to each sliding portion of the expansion mechanism (31). The in-shaft oil passage (90) includes a main passage portion (90a) and first to fourth oil supply passage portions (91 to 94).

主通路部（90a）は、出力軸（40）の軸心に沿うように上下に延びて形成されている。主通路部（90a）の下端は、油溜まり（37）に臨むように開口しており、この開口に油ポンプ（48）が取り付けられている。主通路部（90a）の上端は、出力軸（40）の上端部によって閉塞され、内部空間（S）と仕切られている。 The main passage portion (90a) is formed to extend up and down along the axis of the output shaft (40). The lower end of the main passage portion (90a) is opened to face the oil reservoir (37), and the oil pump (48) is attached to the opening. The upper end of the main passage portion (90a) is closed by the upper end portion of the output shaft (40) and partitioned from the internal space (S).

第１給油通路部（91）は、出力軸（40）の第１偏心部（42）に形成され、第１偏心部（42）の径方向へ延びている。第１給油通路部（91）は、その基端が主通路部（90a）に連通し、その先端が第１偏心部（42）の外周面に開口している。第２給油通路部（92）は、出力軸（40）の第２偏心部（43）に形成され、第２偏心部（43）の径方向へ延びている。第２給油通路部（92）は、その基端が主通路部（90a）に連通し、その先端が第２偏心部（43）の外周面に開口している。 The first oil supply passage portion (91) is formed in the first eccentric portion (42) of the output shaft (40) and extends in the radial direction of the first eccentric portion (42). The base end of the first oil supply passage portion (91) communicates with the main passage portion (90a), and the distal end thereof opens to the outer peripheral surface of the first eccentric portion (42). The second oil supply passage portion (92) is formed in the second eccentric portion (43) of the output shaft (40) and extends in the radial direction of the second eccentric portion (43). The base end of the second oil supply passage portion (92) communicates with the main passage portion (90a), and the distal end thereof opens to the outer peripheral surface of the second eccentric portion (43).

第３給油通路部（93）は、上記第１凹溝（45）の内側を径方向へ延びている。第３給油通路部（93）は、その基端が主通路部（90a）に連通し、その先端が第１凹溝（45）と連通している。第４給油通路部（94）は、上記第２凹溝（46）の内側を径方向へ延びている。第４給油通路部（94）は、その基端が主通路部（90a）に連通し、その先端が第２凹溝（46）と連通している。 The third oil supply passage portion (93) extends radially inside the first concave groove (45). The third oil supply passage portion (93) has a proximal end communicating with the main passage portion (90a) and a distal end communicating with the first concave groove (45). The fourth oil supply passage portion (94) extends radially inside the second concave groove (46). The base end of the fourth oil supply passage (94) communicates with the main passage (90a), and the distal end communicates with the second concave groove (46).

膨張機本体部（32）は、いわゆる揺動ピストン型のロータリ式流体機械で構成されている。膨張機本体部（32）には、対になったシリンダ（71,81）及びピストン（75,85）が二組設けられている。また、膨張機本体部（32）には、フロントヘッド（61）と、中間プレート（63）と、リアヘッド（62）とが設けられている。 The expander main body (32) is a so-called oscillating piston type rotary fluid machine. The expander main body (32) is provided with two pairs of cylinders (71, 81) and pistons (75, 85). The expander body (32) is provided with a front head (61), an intermediate plate (63), and a rear head (62).

膨張機本体部（32）では、下から上へ向かって順に、フロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）、リアヘッド（62）が積層された状態となっている。この状態において、第１シリンダ（71）は、その下側端面がフロントヘッド（61）により閉塞され、その上側端面が中間プレート（63）により閉塞されている。一方、第２シリンダ（81）は、その下側端面が中間プレート（63）により閉塞され、その上側端面がリアヘッド（62）により閉塞されている。つまり、フロントヘッド（61）、中間プレート（63）、及びリアヘッド（62）は、閉塞部材を構成している。また、膨張機本体部（32）では、第２シリンダ（81）の内径が、第１シリンダ（71）の内径よりも大きくなっている。 In the expander body (32), a front head (61), a first cylinder (71), an intermediate plate (63), a second cylinder (81), and a rear head (62) are laminated in order from the bottom to the top. It is in the state. In this state, the first cylinder (71) has its lower end face closed by the front head (61) and its upper end face closed by the intermediate plate (63). On the other hand, the second cylinder (81) has its lower end face closed by the intermediate plate (63) and its upper end face closed by the rear head (62). That is, the front head (61), the intermediate plate (63), and the rear head (62) constitute a closing member. In the expander body (32), the inner diameter of the second cylinder (81) is larger than the inner diameter of the first cylinder (71).

出力軸（40）は、積層された状態のフロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）を貫通している。つまり、出力軸（40）は、その軸方向両端がそれぞれ内部空間（S）に露出している。また、出力軸（40）は、その第１偏心部（42）が第１シリンダ（71）内に位置し、その第２偏心部（43）が第２シリンダ（81）内に位置している。 The output shaft (40) passes through the stacked front head (61), first cylinder (71), intermediate plate (63), and second cylinder (81). That is, both ends of the output shaft (40) in the axial direction are exposed to the internal space (S). The output shaft (40) has a first eccentric portion (42) located in the first cylinder (71) and a second eccentric portion (43) located in the second cylinder (81). .

図３及び図４にも示すように、第１シリンダ（71）内には可動部材としての第１ピストン（75）が、第２シリンダ（81）内には可動部材としての第２ピストン（85）がそれぞれ設けられている。第１及び第２ピストン（75,85）は、何れも円環状あるいは円筒状に形成されている。第１ピストン（75）の外径と第２ピストン（85）の外径とは、互いに等しくなっている。第１ピストン（75）の内径は第１偏心部（42）の外径と、第２ピストン（85）の内径は第２偏心部（43）の外径とそれぞれ概ね等しくなっている。そして、第１ピストン（75）には第１偏心部（42）が、第２ピストン（85）には第２偏心部（43）がそれぞれ貫通している。 As shown in FIGS. 3 and 4, the first piston (75) as a movable member is provided in the first cylinder (71), and the second piston (85 as a movable member is provided in the second cylinder (81). ) Are provided. The first and second pistons (75, 85) are both formed in an annular shape or a cylindrical shape. The outer diameter of the first piston (75) and the outer diameter of the second piston (85) are equal to each other. The inner diameter of the first piston (75) is approximately equal to the outer diameter of the first eccentric portion (42), and the inner diameter of the second piston (85) is approximately equal to the outer diameter of the second eccentric portion (43). The first eccentric portion (42) passes through the first piston (75), and the second eccentric portion (43) passes through the second piston (85).

第１ピストン（75）は、その外周面が第１シリンダ（71）の内周面に、一方の端面がフロントヘッド（61）に、他方の端面が中間プレート（63）にそれぞれ摺接している。第１シリンダ（71）内には、その内周面と第１ピストン（75）の外周面との間に第１流体室（72）が形成される。一方、上記第２ピストン（85）は、その外周面が第２シリンダ（81）の内周面に、一方の端面がリアヘッド（62）に、他方の端面が中間プレート（63）にそれぞれ摺接している。第２シリンダ（81）内には、その内周面と第２ピストン（85）の外周面との間に第２流体室（82）が形成される。 The first piston (75) has an outer peripheral surface in sliding contact with the inner peripheral surface of the first cylinder (71), one end surface in sliding contact with the front head (61), and the other end surface in contact with the intermediate plate (63). . A first fluid chamber (72) is formed in the first cylinder (71) between the inner peripheral surface thereof and the outer peripheral surface of the first piston (75). On the other hand, the outer peripheral surface of the second piston (85) is in sliding contact with the inner peripheral surface of the second cylinder (81), one end surface is in sliding contact with the rear head (62), and the other end surface is in sliding contact with the intermediate plate (63). ing. A second fluid chamber (82) is formed in the second cylinder (81) between the inner peripheral surface thereof and the outer peripheral surface of the second piston (85).

第１及び第２ピストン（75,85）のそれぞれには、ブレード（76,86）が１つずつ一体に設けられている。ブレード（76,86）は、ピストン（75,85）の半径方向へ延びる板状に形成されており、ピストン（75,85）の外周面から外側へ突出している。第１ピストン（75）のブレード（76）は第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）に、第２ピストン（85）のブレード（86）は第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）にそれぞれ挿入されている。各シリンダ（71,81）のブッシュ孔（78,88）は、シリンダ（71,81）を厚み方向へ貫通すると共に、シリンダ（71,81）の内周面に開口している。 One blade (76, 86) is provided integrally with each of the first and second pistons (75, 85). The blades (76, 86) are formed in a plate shape extending in the radial direction of the piston (75, 85), and protrude outward from the outer peripheral surface of the piston (75, 85). The blade (76) of the first piston (75) is in the bush hole (78) of the first cylinder (71), and the blade (86) of the second piston (85) is the bush hole (88) of the second cylinder (81). Are inserted respectively. The bush hole (78, 88) of each cylinder (71, 81) penetrates the cylinder (71, 81) in the thickness direction, and opens to the inner peripheral surface of the cylinder (71, 81).

各シリンダ（71,81）には、一対のブッシュ（77,87）が一組ずつ設けられている。各ブッシュ（77,87）は、内側面が平面となって外側面が円弧面となるように形成された小片である。各シリンダ（71,81）において、一対のブッシュ（77,87）は、ブッシュ孔（78,88）に挿入されてブレード（76,86）を挟み込んだ状態となる。各ブッシュ（77,87）は、その内側面がブレード（76,86）と摺接し、その外側面がシリンダ（71,81）と摺動する。そして、ピストン（75,85）と一体のブレード（76,86）は、ブッシュ（77,87）を介してシリンダ（71,81）に支持され、シリンダ（71,81）に対して回動自在で且つ進退自在となっている。 Each cylinder (71, 81) is provided with a pair of bushes (77, 87). Each bush (77, 87) is a small piece formed such that the inner surface is a flat surface and the outer surface is a circular arc surface. In each cylinder (71, 81), the pair of bushes (77, 87) are inserted into the bush holes (78, 88) and sandwich the blades (76, 86). Each bush (77, 87) has its inner side slidably in contact with the blade (76, 86) and its outer side slid with the cylinder (71, 81). The blade (76, 86) integral with the piston (75, 85) is supported by the cylinder (71, 81) via the bush (77, 87) and is rotatable with respect to the cylinder (71, 81). And you can move forward and backward.

第１シリンダ（71）内の第１流体室（72）は、第１ピストン（75）と一体の第１ブレード（76）によって仕切られており、図３，図４における第１ブレード（76）の左側が高圧側の第１高圧室（73）となり、その右側が低圧側の第１低圧室（74）となっている。第２シリンダ（81）内の第２流体室（82）は、第２ピストン（85）と一体の第２ブレード（86）によって仕切られており、図３，図４における第２ブレード（86）の左側が高圧側の第２高圧室（83）となり、その右側が低圧側の第２低圧室（84）となっている。 The first fluid chamber (72) in the first cylinder (71) is partitioned by a first blade (76) integral with the first piston (75), and the first blade (76) in FIGS. The left side is a first high pressure chamber (73) on the high pressure side, and the right side is a first low pressure chamber (74) on the low pressure side. The second fluid chamber (82) in the second cylinder (81) is partitioned by a second blade (86) integral with the second piston (85), and the second blade (86) in FIGS. The left side is a high pressure side second high pressure chamber (83), and the right side is a low pressure side second low pressure chamber (84).

第１シリンダ（71）と第２シリンダ（81）とは、それぞれの周方向におけるブッシュ（77,87）の位置が一致する姿勢で配置されている。言い換えると、第２シリンダ（81）の第１シリンダ（71）に対する配置角度が０°となっている。上述のように、第１偏心部（42）と第２偏心部（43）とは、主軸部（41）の軸心に対して同じ方向へ偏心している。従って、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外側へ最も退いた状態になるのと同時に、第２ブレード（86）が第２シリンダ（81）の外側へ最も退いた状態になる。 The first cylinder (71) and the second cylinder (81) are arranged in a posture in which the positions of the bushes (77, 87) in the respective circumferential directions coincide. In other words, the arrangement angle of the second cylinder (81) with respect to the first cylinder (71) is 0 °. As described above, the first eccentric part (42) and the second eccentric part (43) are eccentric in the same direction with respect to the axis of the main shaft part (41). Accordingly, the first blade (76) is most retracted to the outside of the first cylinder (71), and the second blade (86) is most retracted to the outside of the second cylinder (81). .

第１シリンダ（71）には、流入ポート（67）が形成されている。流入ポート（67）は、第１シリンダ（71）の内周面のうち、図３，図４におけるブッシュ（77）のやや左側の箇所に開口している。流入ポート（67）は、第１高圧室（73）と連通可能となっている。図示しないが、流入ポート（67）には、流入管（35）が接続されている。 An inflow port (67) is formed in the first cylinder (71). The inflow port (67) opens at a position slightly on the left side of the bush (77) in FIGS. 3 and 4 in the inner peripheral surface of the first cylinder (71). The inflow port (67) can communicate with the first high pressure chamber (73). Although not shown, the inflow pipe (35) is connected to the inflow port (67).

第２シリンダ（81）には、流出ポート（68）が形成されている。流出ポート（68）は、第２シリンダ（81）の内周面のうち、図３，図４におけるブッシュ（87）のやや右側の箇所に開口している。流出ポート（68）は、第２低圧室（84）と連通可能となっている。図示しないが、流出ポート（68）には、流出管（36）が接続されている。 The second cylinder (81) has an outflow port (68). The outflow port (68) opens at a position slightly on the right side of the bush (87) in FIGS. 3 and 4 in the inner peripheral surface of the second cylinder (81). The outflow port (68) can communicate with the second low-pressure chamber (84). Although not shown, the outflow pipe (36) is connected to the outflow port (68).

中間プレート（63）には、連通路（64）が形成されている。この連通路（64）は、中間プレート（63）を厚み方向へ貫通している。中間プレート（63）における第１シリンダ（71）側の面では、第１ブレード（76）の右側の箇所に連通路（64）の一端が開口している。中間プレート（63）における第２シリンダ（81）側の面では、第２ブレード（86）の左側の箇所に連通路（64）の他端が開口している。そして、図２に示すように、連通路（64）は、中間プレート（63）の厚み方向に対して斜めに延びており、第１低圧室（74）と第２高圧室（83）とを互いに連通させている。 A communication path (64) is formed in the intermediate plate (63). The communication path (64) penetrates the intermediate plate (63) in the thickness direction. On the surface of the intermediate plate (63) on the first cylinder (71) side, one end of the communication path (64) is opened at a location on the right side of the first blade (76). On the surface of the intermediate plate (63) on the second cylinder (81) side, the other end of the communication path (64) is opened at a location on the left side of the second blade (86). As shown in FIG. 2, the communication path (64) extends obliquely with respect to the thickness direction of the intermediate plate (63), and connects the first low pressure chamber (74) and the second high pressure chamber (83). Communicate with each other.

膨張機本体部（32）では、第１シリンダ（71）と、そこに設けられたブッシュ（77）と、第１ピストン（75）と、第１ブレード（76）とが第１ロータリ機構部（70）を構成している。また、膨張機本体部（32）では、第２シリンダ（81）と、そこに設けられたブッシュ（87）と、第２ピストン（85）と、第２ブレード（86）とが第２ロータリ機構部（80）を構成している。第１ロータリ機構部（70）の第１低圧室（74）と、第２ロータリ機構部（80）の第２高圧室（83）とは、連通路（64）を介して互いに連通する。そして、第１低圧室（74）と連通路（64）と第２高圧室（83）とによって１つの閉空間が形成され、この閉空間が膨張室（66）を構成している。 In the expander main body (32), the first cylinder (71), the bush (77) provided therein, the first piston (75), and the first blade (76) are connected to the first rotary mechanism ( 70). In the expander body (32), the second cylinder (81), the bush (87) provided there, the second piston (85), and the second blade (86) are the second rotary mechanism. Part (80). The first low pressure chamber (74) of the first rotary mechanism (70) and the second high pressure chamber (83) of the second rotary mechanism (80) communicate with each other via the communication path (64). The first low pressure chamber (74), the communication passage (64), and the second high pressure chamber (83) form one closed space, and this closed space constitutes the expansion chamber (66).

図２に示すように、フロントヘッド（61）は、肉厚の平板状に形成されると共に、その中央部が下方へ突出した形状となっている。また、フロントヘッド（61）の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に第１軸受メタル（図示省略）が挿入されている。第１軸受メタルが取り付けられたフロントヘッド（61）には、出力軸（40）の主軸部（41）を回転自在に支持する滑り軸受である主軸受部（100）が形成されている。 As shown in FIG. 2, the front head (61) is formed in a thick flat plate shape, and has a shape in which a central portion protrudes downward. A through hole is formed in the center of the front head (61), and a first bearing metal (not shown) is inserted into the through hole. The front head (61) to which the first bearing metal is attached is formed with a main bearing portion (100) that is a sliding bearing that rotatably supports the main shaft portion (41) of the output shaft (40).

第１軸受メタルは、焼結金属等から成る円筒状（あるいは円管状）の部材である。第１軸受メタルには、第１導油溝（102）が形成されている。第１導油溝（102）は、螺旋状に形成される凹溝である。第１導油溝（102）の上端は、上記第１凹溝（45）と連通している。 The first bearing metal is a cylindrical (or circular) member made of sintered metal or the like. A first oil guide groove (102) is formed in the first bearing metal. The first oil guiding groove (102) is a concave groove formed in a spiral shape. The upper end of the first oil guiding groove (102) communicates with the first concave groove (45).

リアヘッド（62）は、肉厚の平板状に形成されている。また、リアヘッド（62）の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に第２軸受メタル（図示省略）が挿入されている。第２軸受メタルが取り付けられたリアヘッド（62）には、出力軸（40）の主軸部（41）を回転自在に支持する滑り軸受である副軸受部（110）が形成されている。 The rear head (62) is formed in a thick flat plate shape. A through hole is formed in the center of the rear head (62), and a second bearing metal (not shown) is inserted into the through hole. The rear head (62) to which the second bearing metal is attached is formed with a sub-bearing portion (110) that is a sliding bearing that rotatably supports the main shaft portion (41) of the output shaft (40).

第２軸受メタルは、焼結金属等から成る円筒状（あるいは円管状）の部材である。第２軸受メタルには、第２導油溝（112）が形成されている。第２導油溝（112）は、螺旋状に形成される凹溝である。導油溝（112）の下端は、上記第２凹溝（46）と連通している。 The second bearing metal is a cylindrical (or circular) member made of sintered metal or the like. A second oil guiding groove (112) is formed in the second bearing metal. The second oil guiding groove (112) is a concave groove formed in a spiral shape. The lower end of the oil guiding groove (112) communicates with the second concave groove (46).

本実施形態では、膨張機本体部（32）に環状の４つのシールリング（121〜124）が設けられている。具体的に、第１ロータリ機構部（70）には、第１シールリング（121）及び第２シールリング（122）が設けられ、第２ロータリ機構部（80）には、第３シールリング（123）及び第４シールリング（124）が設けられている。 In this embodiment, the expander main body (32) is provided with four annular seal rings (121 to 124). Specifically, the first rotary mechanism (70) is provided with a first seal ring (121) and a second seal ring (122), and the second rotary mechanism (80) is provided with a third seal ring ( 123) and a fourth seal ring (124) is provided.

第１シールリング（121）は、第１ピストン（75）の下端面に形成されたリング溝に嵌合している。つまり、第１シールリング（121）は、第１ピストン（75）とフロントヘッド（61）の間に介設されている。第２シールリング（122）は、第１ピストン（75）の上端面に形成されたリング溝に嵌合している。つまり、第２シールリング（122）は、第１ピストン（75）と中間プレート（63）との間に介設されている。第１及び第２シールリング（121,122）は、第１偏心部（42）の摺動部と第１流体室（72）とを区画するシール部を構成している。 The first seal ring (121) is fitted in a ring groove formed on the lower end surface of the first piston (75). That is, the first seal ring (121) is interposed between the first piston (75) and the front head (61). The second seal ring (122) is fitted in a ring groove formed on the upper end surface of the first piston (75). That is, the second seal ring (122) is interposed between the first piston (75) and the intermediate plate (63). The first and second seal rings (121, 122) constitute a seal portion that partitions the sliding portion of the first eccentric portion (42) and the first fluid chamber (72).

第３シールリング（123）は、第２ピストン（85）の下端面に形成されたリング溝に嵌合している。つまり、第３シールリング（123）は、中間プレート（63）と第２ピストン（85）の間に介設されている。第４シールリング（124）は、第２ピストン（85）の上端面に形成されたリング溝に嵌合している。つまり、第４シールリング（124）は、第２ピストン（85）とリアヘッド（62）との間に介設されている。第３及び第４シールリング（123,124）は、第２偏心部（43）の摺動部と第２流体室（82）とを区画するシール部を構成している。 The third seal ring (123) is fitted in a ring groove formed on the lower end surface of the second piston (85). That is, the third seal ring (123) is interposed between the intermediate plate (63) and the second piston (85). The fourth seal ring (124) is fitted in a ring groove formed on the upper end surface of the second piston (85). That is, the fourth seal ring (124) is interposed between the second piston (85) and the rear head (62). The third and fourth seal rings (123, 124) constitute a seal portion that partitions the sliding portion of the second eccentric portion (43) and the second fluid chamber (82).

−運転動作−
上記空調機の動作について説明する。 -Driving action-
The operation of the air conditioner will be described.

〈冷房運転〉
冷房運転時には、第１四方切換弁（12）及び第２四方切換弁（13）が第１状態（図１に実線で示す状態）に設定され、冷媒回路（11）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路（11）で行われる冷凍サイクルは、その高圧が冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高い値に設定されている。 <Cooling operation>
During the cooling operation, the first four-way switching valve (12) and the second four-way switching valve (13) are set to the first state (the state indicated by the solid line in FIG. 1), and the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (11). A compression refrigeration cycle is performed. In the refrigeration cycle performed in the refrigerant circuit (11), the high pressure is set to a value higher than the critical pressure of carbon dioxide as a refrigerant.

圧縮機（20）では、電動機（23）によって圧縮機構（21）が回転駆動される。圧縮機構（21）は、吸入管（25）から吸い込んだ冷媒を圧縮して圧縮機ケーシング（24）内へ吐出する。圧縮機ケーシング（24）内の高圧冷媒は、吐出管（26）を通って圧縮機（20）から吐出される。圧縮機（20）から吐出された冷媒は、室外熱交換器（14）へ送られて室外空気へ放熱する。室外熱交換器（14）で放熱した高圧冷媒は、膨張機（30）へ流入する。 In the compressor (20), the compression mechanism (21) is rotationally driven by the electric motor (23). The compression mechanism (21) compresses the refrigerant sucked from the suction pipe (25) and discharges it into the compressor casing (24). The high-pressure refrigerant in the compressor casing (24) is discharged from the compressor (20) through the discharge pipe (26). The refrigerant discharged from the compressor (20) is sent to the outdoor heat exchanger (14) to radiate heat to the outdoor air. The high-pressure refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger (14) flows into the expander (30).

膨張機（30）では、流入管（35）を通って膨張機構（31）へ流入した高圧冷媒が膨張し、それによって発電機（33）が回転駆動される。発電機（33）で発生した電力は、圧縮機（20）の電動機（23）へ供給される。膨張機構（31）で膨張した冷媒は、流出管（36）を通って膨張機（30）から送り出される。 In the expander (30), the high-pressure refrigerant that has flowed into the expansion mechanism (31) through the inflow pipe (35) expands, and thereby the generator (33) is rotationally driven. The electric power generated by the generator (33) is supplied to the electric motor (23) of the compressor (20). The refrigerant expanded by the expansion mechanism (31) is sent out from the expander (30) through the outflow pipe (36).

膨張機（30）から送出された冷媒は、冷媒導入管（19a）を通じて冷媒貯留器（19）へ流入する。冷媒貯留器（19）では、気液二相状態の冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離する。更に冷媒貯留器（19）では、冷媒中から冷凍機油が分離して底部に溜まり込む。 The refrigerant sent from the expander (30) flows into the refrigerant reservoir (19) through the refrigerant introduction pipe (19a). In the refrigerant reservoir (19), the gas-liquid two-phase refrigerant is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant. Further, in the refrigerant reservoir (19), the refrigeration oil is separated from the refrigerant and accumulated in the bottom.

冷媒貯留器（19）内のガス冷媒は、ガス流出管（19b）を通じて室内熱交換器（15）へ送られる。室内熱交換器（15）では、流入した冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される。室内熱交換器（15）から出た低圧冷媒は、圧縮機（20）の吸入管（25）へ流入する。一方、冷媒貯留器（19）内の底部に溜まった冷凍機油は、給油用配管（17）を通じて、冷媒貯留器（19）とほぼ同じ圧力となる膨張機ケーシング（34）内へ送られる。 The gas refrigerant in the refrigerant reservoir (19) is sent to the indoor heat exchanger (15) through the gas outflow pipe (19b). In the indoor heat exchanger (15), the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the room air and evaporates, thereby cooling the room air. The low-pressure refrigerant discharged from the indoor heat exchanger (15) flows into the suction pipe (25) of the compressor (20). On the other hand, the refrigerating machine oil accumulated at the bottom of the refrigerant reservoir (19) is sent through the oil supply pipe (17) into the expander casing (34) having substantially the same pressure as the refrigerant reservoir (19).

〈暖房運転〉
暖房運転時には、第１四方切換弁（12）及び第２四方切換弁（13）が第２状態（図１に破線で示す状態）に設定され、冷媒回路（11）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。冷房運転時と同様に、この冷媒回路（11）で行われる冷凍サイクルは、その高圧が冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高い値に設定されている。 <Heating operation>
During the heating operation, the first four-way switching valve (12) and the second four-way switching valve (13) are set to the second state (the state indicated by the broken line in FIG. 1), and the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (11) to generate steam. A compression refrigeration cycle is performed. As in the cooling operation, the refrigeration cycle performed in the refrigerant circuit (11) has a high pressure set to a value higher than the critical pressure of carbon dioxide, which is a refrigerant.

圧縮機（20）では、電動機（23）によって圧縮機構（21）が回転駆動される。圧縮機構（21）は、吸入管（25）から吸い込んだ冷媒を圧縮して圧縮機ケーシング（24）内へ吐出する。圧縮機ケーシング（24）内の高圧冷媒は、吐出管（26）を通って圧縮機（20）から吐出される。圧縮機（20）から吐出された冷媒は、室内熱交換器（15）へ送られる。室内熱交換器（15）では、流入した冷媒が室内空気へ放熱し、室内空気が加熱される。室内熱交換器（15）で放熱した高圧冷媒は、膨張機（30）へ流入する。 In the compressor (20), the compression mechanism (21) is rotationally driven by the electric motor (23). The compression mechanism (21) compresses the refrigerant sucked from the suction pipe (25) and discharges it into the compressor casing (24). The high-pressure refrigerant in the compressor casing (24) is discharged from the compressor (20) through the discharge pipe (26). The refrigerant discharged from the compressor (20) is sent to the indoor heat exchanger (15). In the indoor heat exchanger (15), the refrigerant that has flowed in dissipates heat to the room air, and the room air is heated. The high-pressure refrigerant that has radiated heat from the indoor heat exchanger (15) flows into the expander (30).

冷媒貯留器（19）内のガス冷媒は、室外熱交換器（14）へ送られる。室外熱交換器（14）では、流入した冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（14）から出た低圧冷媒は、圧縮機（20）の吸入管（25）へ流入する。一方、冷媒貯留器（19）内の底部に溜まった冷凍機油は、給油用配管（17）を通じて、冷媒貯留器（19）とほぼ同じ圧力となる膨張機ケーシング（34）内へ送られる。 The gas refrigerant in the refrigerant reservoir (19) is sent to the outdoor heat exchanger (14). In the outdoor heat exchanger (14), the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The low-pressure refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (14) flows into the suction pipe (25) of the compressor (20). On the other hand, the refrigerating machine oil accumulated at the bottom of the refrigerant reservoir (19) is sent through the oil supply pipe (17) into the expander casing (34) having substantially the same pressure as the refrigerant reservoir (19).

〈膨張機構の動作〉
次に、膨張機構（31）の運転動作について、図４を参照しながら具体的に説明する。 <Operation of expansion mechanism>
Next, the operation of the expansion mechanism (31) will be specifically described with reference to FIG.

第１ロータリ機構部（70）の第１高圧室（73）へ超臨界状態の高圧冷媒が流入する過程について説明する。回転角が０°の状態から出力軸（40）が僅かに回転すると、第１ピストン（75）と第１シリンダ（71）の接触位置が流入ポート（67）の開口部を通過し、流入ポート（67）から第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入し始める。その後、出力軸（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなるにつれて、第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入してゆく。この第１高圧室（73）への高圧冷媒の流入は、出力軸（40）の回転角が３６０°に達するまで続く。 A process in which the supercritical high-pressure refrigerant flows into the first high-pressure chamber (73) of the first rotary mechanism (70) will be described. When the output shaft (40) rotates slightly from the state where the rotation angle is 0 °, the contact position between the first piston (75) and the first cylinder (71) passes through the opening of the inflow port (67), and the inflow port The high-pressure refrigerant starts to flow from (67) into the first high-pressure chamber (73). Thereafter, as the rotation angle of the output shaft (40) gradually increases to 90 °, 180 °, and 270 °, the high-pressure refrigerant flows into the first high-pressure chamber (73). The inflow of the high-pressure refrigerant into the first high-pressure chamber (73) continues until the rotation angle of the output shaft (40) reaches 360 °.

膨張機構（31）において冷媒が膨張する過程について説明する。回転角が０°の状態から出力軸（40）が僅かに回転すると、第１低圧室（74）と第２高圧室（83）が連通路（64）を介して互いに連通し、第１低圧室（74）から第２高圧室（83）へと冷媒が流入し始める。その後、出力軸（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなるにつれ、第１低圧室（74）の容積が次第に減少すると同時に第２高圧室（83）の容積が次第に増加し、結果として膨張室（66）の容積が次第に増加してゆく。この膨張室（66）の容積増加は、出力軸（40）の回転角が３６０°に達する直前まで続く。そして、膨張室（66）の容積が増加する過程で膨張室（66）内の冷媒が膨張し、この冷媒の膨張によって出力軸（40）が回転駆動される。このように、第１低圧室（74）内の冷媒は、連通路（64）を通って第２高圧室（83）へ膨張しながら流入してゆく。 A process in which the refrigerant expands in the expansion mechanism (31) will be described. When the output shaft (40) is slightly rotated from the state where the rotation angle is 0 °, the first low pressure chamber (74) and the second high pressure chamber (83) communicate with each other via the communication path (64), and the first low pressure chamber The refrigerant begins to flow from the chamber (74) into the second high pressure chamber (83). Thereafter, as the rotation angle of the output shaft (40) gradually increases to 90 °, 180 °, and 270 °, the volume of the first low pressure chamber (74) gradually decreases and the volume of the second high pressure chamber (83) gradually increases. As a result, the volume of the expansion chamber (66) gradually increases. This increase in the volume of the expansion chamber (66) continues until just before the rotation angle of the output shaft (40) reaches 360 °. The refrigerant in the expansion chamber (66) expands in the process of increasing the volume of the expansion chamber (66), and the output shaft (40) is rotationally driven by the expansion of the refrigerant. Thus, the refrigerant in the first low pressure chamber (74) flows through the communication passage (64) while expanding into the second high pressure chamber (83).

第２ロータリ機構部（80）の第２低圧室（84）から冷媒が流出してゆく過程について説明する。第２低圧室（84）は、出力軸（40）の回転角が０°の時点から流出ポート（68）に連通し始める。つまり、第２低圧室（84）から流出ポート（68）へと冷媒が流出し始める。その後、出力軸（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなってゆき、その回転角が３６０°に達するまでの間に亘って、第２低圧室（84）から膨張後の低圧冷媒が流出してゆく。 A process in which the refrigerant flows out from the second low pressure chamber (84) of the second rotary mechanism (80) will be described. The second low pressure chamber (84) starts to communicate with the outflow port (68) when the rotation angle of the output shaft (40) is 0 °. That is, the refrigerant begins to flow out from the second low pressure chamber (84) to the outflow port (68). Thereafter, the rotation angle of the output shaft (40) gradually increases to 90 °, 180 °, and 270 ° and expands from the second low pressure chamber (84) until the rotation angle reaches 360 °. Later low pressure refrigerant flows out.

〈膨張機の潤滑動作〉
次に、膨張機（30）の摺動部を冷凍機油で潤滑する潤滑動作について、図２を参照しながら説明する。 <Lubricating operation of expander>
Next, a lubrication operation for lubricating the sliding portion of the expander (30) with refrigerating machine oil will be described with reference to FIG.

膨張機（30）では、給油用配管（17）から送られる冷凍機油が膨張機ケーシング（34）内の油溜まり（37）へ適宜供給される。即ち、膨張機ケーシング（34）の底部には、内部空間（S）とほぼ同じ圧力となる低圧の冷凍機油が貯留される。出力軸（40）の回転に伴って油ポンプ（48）が駆動されると、油溜まり（37）の冷凍機油が出力軸（40）内の主通路部（90a）へ汲み上げられる。 In the expander (30), the refrigeration oil sent from the oil supply pipe (17) is appropriately supplied to the oil reservoir (37) in the expander casing (34). That is, low-pressure refrigerating machine oil that has substantially the same pressure as the internal space (S) is stored at the bottom of the expander casing (34). When the oil pump (48) is driven along with the rotation of the output shaft (40), the refrigeration oil in the oil reservoir (37) is pumped up to the main passage portion (90a) in the output shaft (40).

主通路部（90a）を上方へ流れる冷凍機油は、第１から第４までの各給油通路部（91〜94）へ分流する。第１給油通路部（91）へ流入した冷凍機油は、第１偏心部（42）の外周面や、上下の両端面（スラスト軸受け面）の摺動部へ供給される。その結果、第１偏心部（42）の各摺動部が潤滑される。第２給油通路部（92）へ流入した冷凍機油は、第２偏心部（43）の外周面や、上下の両端面（スラスト軸受け面）へ供給される。その結果、第２偏心部（43）の各摺動部が潤滑される。 The refrigerating machine oil flowing upward in the main passage portion (90a) is divided into the first to fourth oil supply passage portions (91 to 94). The refrigerating machine oil that has flowed into the first oil supply passage portion (91) is supplied to the outer peripheral surface of the first eccentric portion (42) and the sliding portions of the upper and lower end surfaces (thrust bearing surfaces). As a result, each sliding portion of the first eccentric portion (42) is lubricated. The refrigerating machine oil that has flowed into the second oil supply passage (92) is supplied to the outer peripheral surface of the second eccentric portion (43) and the upper and lower end surfaces (thrust bearing surfaces). As a result, each sliding portion of the second eccentric portion (43) is lubricated.

第３給油通路部（93）へ流入した冷凍機油は、第１凹溝（45）へ流入する。第１凹溝（45）へ流入した冷凍機油は、主軸部（41）の摺動面の潤滑に利用される。また、第１凹溝（45）内の冷凍機油は、第１導油溝（102）内に流入し、主軸受部（100）の第１軸受けメタルの潤滑にも利用される。同様に、第４給油通路部（94）へ流入した冷凍機油は、第２凹溝（46）へ流入する。第２凹溝（46）へ流入した冷凍機油は、主軸部（41）の摺動面の潤滑に利用される。また、第２凹溝（46）内の冷凍機油は、第２導油溝（112）内に流入し、副軸受部（110）の第２軸受メタルの潤滑にも利用される。 The refrigerating machine oil that has flowed into the third oil supply passage portion (93) flows into the first concave groove (45). The refrigerating machine oil that has flowed into the first concave groove (45) is used for lubricating the sliding surface of the main shaft portion (41). The refrigerating machine oil in the first concave groove (45) flows into the first oil guide groove (102) and is used for lubricating the first bearing metal of the main bearing portion (100). Similarly, the refrigerating machine oil that has flowed into the fourth oil supply passage portion (94) flows into the second groove (46). The refrigerating machine oil that has flowed into the second concave groove (46) is used for lubricating the sliding surface of the main shaft portion (41). The refrigerating machine oil in the second concave groove (46) flows into the second oil guide groove (112) and is also used for lubrication of the second bearing metal of the auxiliary bearing portion (110).

ところで、このような潤滑動作時においては、各流体室（72,82）の高圧冷媒が各偏心部（42,43）の摺動部や、他の軸内油通路（90）へ漏れてしまうことが、上記の各シールリング（121,122,123,124）によって防止されている。 By the way, during such a lubrication operation, the high-pressure refrigerant in each fluid chamber (72, 82) leaks to the sliding portion of each eccentric portion (42, 43) and to the other in-shaft oil passage (90). This is prevented by the seal rings (121, 122, 123, 124).

具体的には、第１シールリング（121）は、第１流体室（72）に流入した高圧冷媒が、第１ピストン（75）とフロントヘッド（61）の隙間から第１偏心部（42）の周囲の摺動部へ漏れてしまうのを防止している。また、第２シールリング（122）は、第１流体室（72）に流入した冷媒が、第１ピストン（75）と中間プレート（63）の隙間から第１偏心部（42）の周囲の摺動部へ漏れてしまうのを防止している。これにより、第１偏心部（42）の周囲は、低圧の冷凍機油の雰囲気が保たれる。 Specifically, in the first seal ring (121), the high-pressure refrigerant flowing into the first fluid chamber (72) passes through the gap between the first piston (75) and the front head (61) to the first eccentric part (42). This prevents leakage to the surrounding sliding parts. Further, the second seal ring (122) allows the refrigerant flowing into the first fluid chamber (72) to slide around the first eccentric portion (42) from the gap between the first piston (75) and the intermediate plate (63). Prevents leakage to moving parts. Thereby, the atmosphere of a low-pressure refrigerating machine oil is maintained around the first eccentric portion (42).

同様に、第３シールリング（123）は、第２流体室（82）に流入した冷媒が、第２ピストン（85）と中間プレート（63）の隙間から第２偏心部（43）の周囲の摺動部へ漏れてしまうのを防止している。また、第４シールリング（124）は、第２流体室（82）に流入した冷媒が、第２ピストン（85）とリアヘッド（62）の隙間から第２偏心部（43）の周囲の摺動部へ漏れてしまうのを防止している。これにより、第２偏心部（43）の周囲は、低圧の冷凍機油の雰囲気が保たれる。 Similarly, the third seal ring (123) allows the refrigerant flowing into the second fluid chamber (82) to flow around the second eccentric portion (43) from the gap between the second piston (85) and the intermediate plate (63). Prevents leakage to the sliding part. The fourth seal ring (124) allows the refrigerant flowing into the second fluid chamber (82) to slide around the second eccentric portion (43) from the gap between the second piston (85) and the rear head (62). This prevents leakage to the part. Thereby, the atmosphere of a low-pressure refrigerating machine oil is maintained around the second eccentric portion (43).

以上のように、膨張機本体部（32）に４つのシールリング（121,122,123,124）を設けることで、各偏心部（42,43）の摺動部、ひいては軸内油通路（90）に高圧冷媒の圧力が作用することが防止される。その結果、油ポンプ（48）によって汲み上げられた冷凍機油は、所定の軸内油通路（90）を通って上述のように各摺動部へ確実へ供給される。 As described above, by providing four seal rings (121, 122, 123, 124) in the expander main body (32), the sliding parts of the eccentric parts (42, 43), and hence the oil passage (90) in the shaft, Pressure is prevented from acting. As a result, the refrigeration oil pumped up by the oil pump (48) is reliably supplied to each sliding portion as described above through the predetermined in-shaft oil passage (90).

−実施形態１の効果−
本実施形態の膨張機（30）では、膨張機構（31）が収容される膨張機ケーシング（34）の内部空間の圧力が、膨張機構（31）で膨張した冷媒の圧力（即ち、冷凍サイクルの低圧）と同等となっている。このため、膨張機ケーシング（34）内における膨張機構（31）の周囲の雰囲気の温度が比較的低温（例えば０℃〜１０℃程度）となり、膨張機構（31）の周囲の冷媒から膨張機構（31）の内部の冷媒へ移動する熱量を大幅に削減することができる。その結果、膨張機構（31）から流出する膨張後の冷媒のエンタルピを低く抑えることができ、膨張機（30）が設けられる空調機（10）の能力を向上させることができる。 -Effect of Embodiment 1-
In the expander (30) of this embodiment, the pressure of the internal space of the expander casing (34) in which the expansion mechanism (31) is accommodated is the pressure of the refrigerant expanded by the expansion mechanism (31) (that is, the refrigeration cycle). Low pressure). For this reason, the temperature of the atmosphere around the expansion mechanism (31) in the expander casing (34) becomes a relatively low temperature (for example, about 0 ° C. to 10 ° C.), and the expansion mechanism (31 31) The amount of heat transferred to the internal refrigerant can be greatly reduced. As a result, the enthalpy of the expanded refrigerant flowing out from the expansion mechanism (31) can be kept low, and the capacity of the air conditioner (10) provided with the expander (30) can be improved.

また、上記実施形態では、ピストン（75,85）に内嵌する偏心部（42,43）と流体室（72,82）とを区画するように、ピストン（75,85）と閉塞部材（61,62,63）との隙間にシールリング（121,122,123,124）を設けている。このため、流体室（72,82）の高圧冷媒が隙間を通じて偏心部（42,43）へ漏れてしまうのを防止できる。従って、油ポンプ（48）で汲み上げた冷凍機油を軸内油通路（90）を通じて確実に偏心部（42,43）の摺動部へ送ることができ、偏心部（42,43）の潤滑を充分に行うことができる。その結果、機械損失の増大や、焼き付きを防止して膨張機（30）の信頼性を確保できる。 In the above embodiment, the piston (75, 85) and the blocking member (61) are defined so as to partition the eccentric portion (42, 43) fitted into the piston (75, 85) and the fluid chamber (72, 82). , 62, 63) are provided with seal rings (121, 122, 123, 124). For this reason, it can prevent that the high pressure refrigerant | coolant of a fluid chamber (72,82) leaks to an eccentric part (42,43) through a clearance gap. Therefore, the refrigeration oil pumped up by the oil pump (48) can be reliably sent to the sliding part of the eccentric part (42, 43) through the in-shaft oil passage (90), and the eccentric part (42, 43) can be lubricated. It can be done sufficiently. As a result, increase in mechanical loss and seizure can be prevented, and the reliability of the expander (30) can be ensured.

また、ピストン（75,85）のリング溝内にシールリング（121,122,123,124）を嵌め込むようにしているので、シールリング（121,22,123,124）によってピストン（75,85）と閉塞部材（61,62,63）との隙間を確実にシールすることができる。 Further, since the seal ring (121, 122, 123, 124) is fitted in the ring groove of the piston (75, 85), the piston (75, 85) and the closing member (61, 62, 63) are connected by the seal ring (121, 22, 123, 124). Can be reliably sealed.

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態の空調機（10）は、上記実施形態１において膨張機（30）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の膨張機（30）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。 << Embodiment 2 of the Invention >>
A second embodiment of the present invention will be described. The air conditioner (10) of the present embodiment is obtained by changing the configuration of the expander (30) in the first embodiment. Here, the difference from the first embodiment will be described for the expander (30) of the present embodiment.

図５に示すように、出力軸（40）の上端部には、１つの偏心部（44）が形成されている。この偏心部（44）は、出力軸（40）の主軸部（41）よりも大径に形成されている。上記実施形態１と同様に、出力軸（40）には、軸内油通路（90）が形成されている。ただし、本実施形態の軸内油通路（90）は、第２給油通路部（92）が省略されている。そして、第１給油通路部（91）は、その基端が主通路部（90a）に連通し、その先端が偏心部（44）の外周面に開口している。 As shown in FIG. 5, one eccentric part (44) is formed in the upper end part of the output shaft (40). The eccentric portion (44) is formed with a larger diameter than the main shaft portion (41) of the output shaft (40). As in the first embodiment, an in-shaft oil passage (90) is formed in the output shaft (40). However, the second oil supply passage portion (92) is omitted from the in-shaft oil passage (90) of the present embodiment. And the 1st oil supply channel | path part (91) has the base end connected to the main channel | path part (90a), and the front-end | tip opened in the outer peripheral surface of the eccentric part (44).

膨張機構（31）は、いわゆる揺動ピストン型のロータリ式流体機械で構成されている。この膨張機構（31）には、フロントヘッド（61）と、シリンダ（51）と、ピストン（55）と、リアヘッド（62）とが１つずつ設けられている。 The expansion mechanism (31) is a so-called oscillating piston type rotary fluid machine. The expansion mechanism (31) is provided with one front head (61), one cylinder (51), one piston (55), and one rear head (62).

膨張機構（31）では、下から上へ向かって順に、フロントヘッド（61）、シリンダ（51）、リアヘッド（62）が積層された状態となっている。この状態において、シリンダ（51）は、その下側端面がフロントヘッド（61）により閉塞され、その上側端面がリアヘッド（62）により閉塞されている。つまり、本実施形態の膨張機構（31）では、フロントヘッド（61）及びリアヘッド（62）が閉塞部材を構成している。 In the expansion mechanism (31), the front head (61), the cylinder (51), and the rear head (62) are stacked in order from the bottom to the top. In this state, the cylinder (51) has its lower end face closed by the front head (61) and its upper end face closed by the rear head (62). That is, in the expansion mechanism (31) of the present embodiment, the front head (61) and the rear head (62) constitute a closing member.

出力軸（40）は、積層された状態のフロントヘッド（61）、シリンダ（51）、リアヘッド（62）を貫通している。また、出力軸（40）は、その偏心部（44）がシリンダ（51）内に位置している。 The output shaft (40) passes through the stacked front head (61), cylinder (51), and rear head (62). Moreover, the eccentric part (44) of the output shaft (40) is located in the cylinder (51).

図６にも示すように、シリンダ（51）内にはピストン（55）が設けられている。このピストン（55）は、円環状あるいは円筒状に形成されている。ピストン（55）の内径は偏心部（44）の外径と概ね等しくなっている。そして、ピストン（55）には出力軸（40）の偏心部（44）が貫通している。 As shown in FIG. 6, a piston (55) is provided in the cylinder (51). The piston (55) is formed in an annular shape or a cylindrical shape. The inner diameter of the piston (55) is substantially equal to the outer diameter of the eccentric part (44). The eccentric portion (44) of the output shaft (40) passes through the piston (55).

ピストン（55）は、その外周面がシリンダ（51）の内周面に、一方の端面がフロントヘッド（61）に、他方の端面がリアヘッド（62）にそれぞれ摺接している。シリンダ（51）内には、その内周面とピストン（55）の外周面との間に流体室（52）が形成される。 The piston (55) has an outer peripheral surface in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (51), one end surface in sliding contact with the front head (61), and the other end surface in contact with the rear head (62). A fluid chamber (52) is formed in the cylinder (51) between its inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the piston (55).

ピストン（55）には、ブレード（56）が一体に設けられている。ブレード（56）は、ピストン（55）の半径方向へ延びる板状に形成されており、ピストン（55）の外周面から外側へ突出している。このブレード（56）はシリンダ（51）のブッシュ孔（58）に挿入されている。シリンダ（51）のブッシュ孔（58）は、シリンダ（51）を厚み方向へ貫通すると共に、シリンダ（51）の内周面に開口している。 A blade (56) is provided integrally with the piston (55). The blade (56) is formed in a plate shape extending in the radial direction of the piston (55), and projects outward from the outer peripheral surface of the piston (55). The blade (56) is inserted into the bush hole (58) of the cylinder (51). The bush hole (58) of the cylinder (51) penetrates the cylinder (51) in the thickness direction, and opens to the inner peripheral surface of the cylinder (51).

シリンダ（51）には、一対のブッシュ（57）が設けられている。各ブッシュ（57）は、内側面が平面となって外側面が円弧面となるように形成された小片である。シリンダ（51）において、一対のブッシュ（57）は、ブッシュ孔（58）に挿入されてブレード（56）を挟み込んだ状態となる。ブッシュ（57）は、その内側面がブレード（56）と摺接し、その外側面がシリンダ（51）と摺動する。そして、ピストン（55）と一体のブレード（56）は、ブッシュ（57）を介してシリンダ（51）に支持され、シリンダ（51）に対して回動自在で且つ進退自在となっている。 The cylinder (51) is provided with a pair of bushes (57). Each bush (57) is a small piece formed such that the inner surface is a flat surface and the outer surface is a circular arc surface. In the cylinder (51), the pair of bushes (57) are inserted into the bush holes (58) and sandwich the blade (56). The inner surface of the bush (57) is in sliding contact with the blade (56), and the outer surface of the bush (57) is slid with the cylinder (51). The blade (56) integral with the piston (55) is supported by the cylinder (51) via the bush (57), and is rotatable and advanceable / retractable with respect to the cylinder (51).

シリンダ（51）内の流体室（52）は、ピストン（55）と一体のブレード（56）によって仕切られており、図６におけるブレード（56）の左側が高圧側の高圧室（53）となり、その右側が低圧側の低圧室（54）となっている。フロントヘッド（61）には流入ポート（67）が形成されている。流入ポート（67）は、フロントヘッド（61）の上面のうち高圧室（53）に臨む部分に開口している。また、流入ポート（67）の開口位置は、シリンダ（51）の内周面の近傍で且つ図８におけるブレード（56）の左側近傍に設定されている。シリンダ（51）には流出ポート（68）が形成されている。流出ポート（68）は、シリンダ（51）の内周面のうち、図６におけるブッシュ（57）のやや右側の箇所に開口している。この流出ポート（68）は、低圧室（54）と連通可能となっている。 The fluid chamber (52) in the cylinder (51) is partitioned by a blade (56) integral with the piston (55), and the left side of the blade (56) in FIG. 6 is a high-pressure chamber (53) on the high-pressure side. The right side is a low pressure side low pressure chamber (54). An inflow port (67) is formed in the front head (61). The inflow port (67) opens to a portion of the upper surface of the front head (61) facing the high pressure chamber (53). The opening position of the inflow port (67) is set in the vicinity of the inner peripheral surface of the cylinder (51) and in the vicinity of the left side of the blade (56) in FIG. An outflow port (68) is formed in the cylinder (51). The outflow port (68) opens at a position slightly on the right side of the bush (57) in FIG. 6 on the inner peripheral surface of the cylinder (51). The outflow port (68) can communicate with the low pressure chamber (54).

なお、フロントヘッド（61）に主軸受部（100）が形成され、リアヘッド（62）に副軸受部（110）が形成されている点は、上記実施形態１と同様である。ただし、本実施形態の膨張機構（31）に中間プレート（63）は設けられていない。 In addition, the point which the main bearing part (100) is formed in the front head (61), and the sub bearing part (110) is formed in the rear head (62) is the same as that of the said Embodiment 1. However, the intermediate plate (63) is not provided in the expansion mechanism (31) of the present embodiment.

また、本実施形態の膨張機構（31）では、ピストン（55）の下端面とフロントヘッド（61）の上端面の間の隙間に第１シールリング（121）が設けられ、ピストン（55）の上端面とリアヘッド（62）の下端面の間に第２シールリング（122）が設けられている。各シールリング（121,122）は、それぞれピストン（55）に形成されたリング溝に嵌合している。 In the expansion mechanism (31) of the present embodiment, the first seal ring (121) is provided in the gap between the lower end surface of the piston (55) and the upper end surface of the front head (61), and the piston (55) A second seal ring (122) is provided between the upper end surface and the lower end surface of the rear head (62). Each seal ring (121, 122) is fitted in a ring groove formed in the piston (55).

−運転動作−
空調機（10）の冷房運転及び暖房運転や、圧縮機構（21）及び膨張機構（31）へ冷凍機油を供給する動作は、上記実施形態１の場合と同様である。ここでは、本実施形態の膨張機構（31）が冷媒から動力を回収する動作について、図６を参照しながら説明する。 -Driving action-
The cooling operation and heating operation of the air conditioner (10) and the operation of supplying the refrigeration oil to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31) are the same as in the case of the first embodiment. Here, the operation in which the expansion mechanism (31) of the present embodiment recovers power from the refrigerant will be described with reference to FIG.

出力軸（40）が図６(ａ)の状態（回転角が０°の状態）から同図の反時計方向へ僅かに回転すると、流入ポート（67）が高圧室（53）と連通し、流入ポート（67）から高圧室（53）へ高圧冷媒が流入する。この時、低圧室（54）は流出ポート（68）と連通しており、低圧室（54）の圧力は冷凍サイクルの低圧と概ね等しくなっている。このため、ピストン（55）は高圧室（53）へ流入した冷媒によって押し動かされ、出力軸（40）が同図の反時計方向へ回転を続ける。 When the output shaft (40) is slightly rotated counterclockwise from the state shown in FIG. 6 (a) (rotation angle is 0 °), the inflow port (67) communicates with the high pressure chamber (53), High-pressure refrigerant flows from the inflow port (67) into the high-pressure chamber (53). At this time, the low pressure chamber (54) communicates with the outflow port (68), and the pressure of the low pressure chamber (54) is substantially equal to the low pressure of the refrigeration cycle. For this reason, the piston (55) is pushed and moved by the refrigerant flowing into the high pressure chamber (53), and the output shaft (40) continues to rotate counterclockwise in FIG.

そして、図６(ｂ)〜(ｄ)に順次示すように、高圧室（53）の容積はピストン（55）が移動するのにつれて拡大する一方、低圧室（54）の容積はピストン（55）が移動するのにつれて縮小してゆく。その後、ピストン（55）は同図(ａ)の状態に戻るが、慣性力によって回転し続け、再び高圧室（53）に流入ポート（67）が連通すると同時に低圧室（54）に流出ポート（68）が連通する状態となり、出力軸（40）が継続的に回転駆動される。 6 (b) to 6 (d), the volume of the high pressure chamber (53) increases as the piston (55) moves, while the volume of the low pressure chamber (54) increases as the piston (55). As it moves, it shrinks. Thereafter, the piston (55) returns to the state shown in FIG. 5 (a), but continues to rotate due to the inertial force, and the inflow port (67) communicates with the high pressure chamber (53) again and at the same time the outflow port ( 68) is in communication, and the output shaft (40) is continuously driven to rotate.

本実施形態の膨張機構（31）における冷凍機油の流通経路は、上記実施形態１と概ね同様である。 The distribution path of the refrigerating machine oil in the expansion mechanism (31) of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment.

即ち、本実施形態の出力軸（40）の回転に伴って油ポンプ（48）が駆動されると、油溜まり（37）の冷凍機油が出力軸（40）内の主通路部（90a）へ汲み上げられる。 That is, when the oil pump (48) is driven with the rotation of the output shaft (40) of the present embodiment, the refrigerating machine oil in the oil reservoir (37) is transferred to the main passage portion (90a) in the output shaft (40). Pumped up.

主通路部（90a）を上方へ流れる冷凍機油は、第１、第３、及び第４給油通路部（91,93,94）へ分流する。第１給油通路部（91）へ流入した冷凍機油は、偏心部（44）の外周面や、上下の両端面（スラスト軸受け面）の摺動部へ供給される。その結果、偏心部（44）の各摺動部が潤滑される。第３給油通路部（93）や第４給油通路部（94）へ流入した冷凍機油は、それぞれ主軸受部（100）や副軸受部（110）の摺動部や、各軸受けメタルの潤滑に利用される。 The refrigerating machine oil flowing upward in the main passage portion (90a) is divided into the first, third, and fourth oil supply passage portions (91, 93, 94). The refrigerating machine oil that has flowed into the first oil supply passage portion (91) is supplied to the outer peripheral surface of the eccentric portion (44) and the sliding portions of the upper and lower end surfaces (thrust bearing surfaces). As a result, each sliding part of the eccentric part (44) is lubricated. The refrigeration oil that has flowed into the third oil supply passage portion (93) and the fourth oil supply passage portion (94) is used to lubricate the sliding portions of the main bearing portion (100) and the auxiliary bearing portion (110) and the bearing metal, respectively. Used.

このような潤滑動作において、本実施形態では、第１シールリング（121）と第２シールリング（122）とによって、流体室（52）内の高圧冷媒が偏心部（44）の摺動部へ漏れてしまうのが防止されている。その結果、偏心部（44）の摺動部の周囲や、軸内油通路（90）に高圧冷媒の圧力が作用することが回避される。従って、本実施形態においても、油ポンプ（90）で汲み上げた冷凍機油を軸内油通路（90）を通じて膨張機構（31）の各摺動部へ送ることができる。 In such a lubricating operation, in the present embodiment, the first seal ring (121) and the second seal ring (122) cause the high-pressure refrigerant in the fluid chamber (52) to move to the sliding portion of the eccentric portion (44). Leakage is prevented. As a result, the pressure of the high-pressure refrigerant is avoided from acting around the sliding portion of the eccentric portion (44) and the in-shaft oil passage (90). Therefore, also in this embodiment, the refrigerating machine oil pumped up by the oil pump (90) can be sent to each sliding part of the expansion mechanism (31) through the in-shaft oil passage (90).

《その他の実施形態》
上記の各実施形態の膨張機構（31）では、ピストン（55,75,85）の端面に形成したリング溝にシールリング（121,122,123,124）を嵌合させて保持するようにしている。しかしながら、これらのシールリング（121,122,123,124）を閉塞部材（61,62,63）側に設けても良い。即ち、図７に示すように、フロントヘッド（61）、中間プレート（63）、及びリアヘッド（62）側にリング溝を形成し、このリング溝内にシールリング（121,122,123,124）を嵌合させて保持しても良い。この場合、シールリング（121,122,123,124）は、偏心回転するピストン（55,75,85）の外周面の軌跡よりも内側で、且つピストン（55,75,85）の内周面の軌跡よりも外側となるように配置する。これにより、流体室（52,72,82）と偏心部（42,43,44）の摺動部との間をシールリング（121,122,123,124）によって確実に区画でき、上記各実施形態と同様、高圧冷媒の漏れを防止することができる。 << Other Embodiments >>
In the expansion mechanism (31) of each embodiment described above, the seal ring (121, 122, 123, 124) is fitted and held in the ring groove formed on the end face of the piston (55, 75, 85). However, these seal rings (121, 122, 123, 124) may be provided on the closing member (61, 62, 63) side. That is, as shown in FIG. 7, a ring groove is formed on the front head (61), intermediate plate (63), and rear head (62) side, and seal rings (121, 122, 123, 124) are fitted and held in the ring groove. You may do it. In this case, the seal ring (121, 122, 123, 124) is located inside the locus of the outer peripheral surface of the eccentrically rotating piston (55, 75, 85) and outside the locus of the inner peripheral surface of the piston (55, 75, 85). Arrange so that As a result, the space between the fluid chamber (52, 72, 82) and the sliding portion of the eccentric portion (42, 43, 44) can be reliably partitioned by the seal ring (121, 122, 123, 124). Leakage can be prevented.

また、上記実施形態では、膨張機構（31）がいわゆるローリングピストン型のロータリ式流体機械で構成されていてもよい。この場合、膨張機構（31）では、ブレード（56,75,86）がピストン（55,75,85）と別体に形成される。そして、ブレード（56,75,86）は、シリンダ（51,71,81）に対して進退自在に支持され、その先端がピストン（55,75,85）の外周面に押し付けられる。更に、上記の各実施形態では冷凍装置によって空調機を構成しているが、冷凍装置によって給湯機を構成し、圧縮機（20）から吐出された冷媒によって水を加熱して温水を生成するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, the expansion mechanism (31) may be comprised with what is called a rolling piston type rotary fluid machine. In this case, in the expansion mechanism (31), the blade (56, 75, 86) is formed separately from the piston (55, 75, 85). The blades (56, 75, 86) are supported so as to be able to advance and retreat relative to the cylinders (51, 71, 81), and their tips are pressed against the outer peripheral surfaces of the pistons (55, 75, 85). Furthermore, in each of the above embodiments, the air conditioner is configured by the refrigeration apparatus, but the water heater is configured by the refrigeration apparatus, and water is heated by the refrigerant discharged from the compressor (20) to generate hot water. It may be.

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.

以上説明したように、本発明は、冷凍装置の冷媒回路に設けられる動力回収用の膨張機について有用である。 As described above, the present invention is useful for the power recovery expander provided in the refrigerant circuit of the refrigeration apparatus.

実施形態１における空調機の構成を示す冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure which shows the structure of the air conditioner in Embodiment 1. 実施形態１における膨張機を示す概略の縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows the expander in Embodiment 1. FIG. 実施形態１における膨張機構の要部拡大図である。3 is an enlarged view of a main part of an expansion mechanism in Embodiment 1. FIG. 実施形態１の膨張機構における出力軸の回転角９０°毎の各ロータリ機構部の状態を示す概略の横断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a state of each rotary mechanism portion for every 90 ° rotation angle of an output shaft in the expansion mechanism of the first embodiment. 実施形態２における膨張機の構成を示す概略の縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the expander in Embodiment 2. FIG. 実施形態３の膨張機構の状態を出力軸の回転角９０°毎に示した概略の横断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the state of the expansion mechanism of Embodiment 3 for every 90 ° rotation angle of the output shaft. その他の実施形態の膨張機構の構成を示す概略の縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the expansion mechanism of other embodiment.

Explanation of symbols

11 冷媒回路
17 給油管
19 冷媒貯留器（油分離器）
30 膨張機
31 膨張機構
32 膨張機本体部（本体部、ロータリ式流体機械）
33 発電機
34 膨張機ケーシング（ケーシング）
37 油溜まり
40 出力軸
42 第１偏心部
43 第２偏心部
44 偏心部
48 油ポンプ（ポンプ機構、遠心式ポンプ）
51 シリンダ
52 流体室
55 ピストン（可動部材）
61 フロントヘッド（閉塞部材）
62 リアヘッド（閉塞部材）
63 中間プレート（閉塞部材）
71 第１シリンダ（シリンダ）
72 第１流体室
75 第１ピストン（可動部材）
81 第２シリンダ（シリンダ）
82 第２流体室
85 第２ピストン（可動部材）
90 軸内油通路（油通路）
121 第１シールリング
122 第２シールリング
123 第３シールリング
124 第４シールリング
S 内部空間 11 Refrigerant circuit
17 Lubrication pipe
19 Refrigerant reservoir (oil separator)
30 expander
31 Expansion mechanism
32 Expander main unit (main unit, rotary fluid machine)
33 Generator
34 Expander casing (casing)
37 Oil sump
40 output shaft
42 First eccentric part
43 Second eccentric part
44 Eccentric part
48 Oil pump (pump mechanism, centrifugal pump)
51 cylinders
52 Fluid chamber
55 Piston (movable member)
61 Front head (blocking member)
62 Rear head (blocking member)
63 Intermediate plate (blocking member)
71 1st cylinder (cylinder)
72 First fluid chamber
75 1st piston (movable member)
81 Second cylinder (cylinder)
82 Second fluid chamber
85 2nd piston (movable member)
90 Shaft internal oil passage (oil passage)
121 First seal ring
122 Second seal ring
123 Third seal ring
124 4th seal ring
S internal space

Claims

The fluid chamber (52, 72, 82) into which the high-pressure refrigerant flows in the refrigerant circuit (11) that circulates the refrigerant to perform the refrigeration cycle is formed, and the refrigerant that expands in the fluid chamber (52, 72, 82) A main body (32) having a movable member (55, 75, 85) rotated by power, and an output shaft (40) coupled to the movable member (55, 75, 85) of the main body (32) An expansion mechanism (31) having;
A casing (34) for accommodating the expansion mechanism (31) in the internal space (S) having the same pressure as the refrigerant expanded in the fluid chamber (52, 72, 82);
The output shaft (40) has a pump mechanism (48) that pumps up the refrigeration oil in the oil reservoir (37) in the casing (34), and the refrigeration oil pumped up by the pump mechanism (48) 31) an expander forming an oil passage (90) for supplying to the sliding portion of
The expansion mechanism (31) is provided with a seal portion (121, 122, 123, 124) that partitions the fluid chamber (52, 72, 82) and the oil passage (90) of the main body portion (32). Expanding machine.

In claim 1,
The main body (32) includes a cylinder (51, 71, 81), a closing member (61, 62, 63) for closing both ends of the cylinder (51, 71, 81), and the output shaft (40). A piston (55, 75, 85) as the movable member that is fitted in the eccentric portion (42, 43, 44) and accommodated in the cylinder (51, 71, 81), and the cylinder (51, 71, 81), a closing fluid member (61, 62, 63) and a piston (55, 75, 85), the rotary fluid machine forming the fluid chamber (52, 72, 82) is configured.
The oil passage (90) is formed in the output shaft (40) so as to supply the refrigeration oil pumped up by the pump mechanism (48) to the sliding portion of the eccentric portion (42, 43, 44),
The seal portion includes the piston (55, 75, 85) and the closing member (61) so as to partition the sliding portion of the eccentric portion (42, 43, 44) and the fluid chamber (52, 72, 82). , 62, 63), an expander characterized by comprising seal rings (121, 122, 123, 124) provided in the gaps.

In claim 2,
The expander characterized in that the seal ring (121, 122, 123, 124) is fitted in a ring groove formed on an end face of the piston (55, 75, 85).

In any one of Claims 1 thru | or 3,
The expansion mechanism according to claim 1, wherein the pump mechanism includes a centrifugal pump (48) provided at a lower end portion of the output shaft (40) so as to face a bottom portion of the casing (34).

In any one of Claims 1 thru | or 4,
The expansion further comprising a generator (33) housed in the casing (34) and driven by being connected to the main body (32) via the output shaft (40). Machine.

A refrigeration apparatus comprising a refrigerant circuit (11) that circulates refrigerant to perform a refrigeration cycle,
The expander (30) according to any one of claims 1 to 5 and the refrigerant decompressed by the expander (30) flow into the refrigerant circuit (11) and separate oil from the refrigerant. A separation mechanism (19) and an oil supply pipe (17) for sending the oil separated by the oil separation mechanism (19) to the oil reservoir (37) of the casing (34) of the expander (30); A refrigeration apparatus characterized by comprising: