JP4462023B2

JP4462023B2 - Rotary expander

Info

Publication number: JP4462023B2
Application number: JP2004351812A
Authority: JP
Inventors: 昌和岡本; 道雄森脇; 英二熊倉; 哲也岡本; 克己鉾谷
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2024-03-01
Also published as: JP2005106064A

Description

本発明は、高圧流体の膨張によって動力を発生させる膨張機に関する。 The present invention relates to an expander that generates power by expanding a high-pressure fluid.

従来より、いわゆるロータリ式の流体機械が知られており、冷凍装置で冷媒を圧縮する圧縮機として広く利用されている。一方、特許文献１に開示された冷凍装置では、膨張機構としての膨張機を冷媒回路に設け、超臨界状態の高圧流体である冷媒から動力回収を行っている。上記のロータリ式流体機械は、このような動力回収用の膨張機としても利用できる。この場合、膨張機としてのロータリ式流体機械へ高圧流体が導入され、高圧流体の膨張によって動力が得られる。こうして膨張機で回収された動力は、圧縮機の駆動に利用される。 Conventionally, a so-called rotary type fluid machine is known and widely used as a compressor for compressing a refrigerant in a refrigeration apparatus. On the other hand, in the refrigeration apparatus disclosed in Patent Document 1, an expander as an expansion mechanism is provided in a refrigerant circuit, and power is recovered from a refrigerant that is a supercritical high-pressure fluid. The above rotary fluid machine can also be used as an expander for such power recovery. In this case, high-pressure fluid is introduced into a rotary fluid machine as an expander, and power is obtained by expansion of the high-pressure fluid. The power recovered by the expander in this way is used to drive the compressor.

膨張機としてのロータリ式流体機械、即ちロータリ式膨張機の動作について説明する。ロータリ式膨張機では、その回転軸の回転に伴って膨張室の容積が変化する。膨張室の容積がほぼ最小となる時点から、膨張室に対する高圧流体の導入が開始される。膨張室に対する高圧流体の導入は、回転軸の回転角が所定値となった時点で終了する。そして、その後は密閉された膨張室内で冷媒が膨張し、その膨張によって回転軸が回転する。つまり、上記ロータリ式膨張機で回転軸が１回転する間には、膨張室へ高圧流体が流入する時期と流入しない時期がある。
特開２０００−２３４８１４号公報 The operation of a rotary fluid machine as an expander, that is, a rotary expander will be described. In the rotary expander, the volume of the expansion chamber changes with the rotation of the rotating shaft. The introduction of the high-pressure fluid into the expansion chamber is started when the volume of the expansion chamber becomes almost minimum. The introduction of the high-pressure fluid into the expansion chamber ends when the rotation angle of the rotation shaft reaches a predetermined value. Thereafter, the refrigerant expands in the sealed expansion chamber, and the rotation shaft rotates due to the expansion. That is, there is a time when the high-pressure fluid flows into the expansion chamber and a time when it does not flow during one rotation of the rotary shaft in the rotary expander.
JP 2000-234814 A

上述のように、上記ロータリ式膨張機では、高圧流体が間欠的に膨張室へ導入されることになる。また、膨張室へ向かう高圧流体の流れは、膨張室の容積が増大する工程の途中で遮断されることになる。つまり、高圧流体の流速が比較的高い状態で、膨張室へ向かう高圧流体の流れが遮断されてしまう。このため、ロータリ式膨張機に接続された管路内で流体の脈動が生じ、振動や騒音の原因となるという問題があった。特に、超臨界状態で液状の高圧流体をロータリ式膨張機へ導入する場合には、その高圧流体が非圧縮性であることから水撃現象が生じ、振動や騒音が過大となったり、場合によっては配管等の破損を招くという問題があった。 As described above, in the rotary expander, high-pressure fluid is intermittently introduced into the expansion chamber. Further, the flow of the high-pressure fluid toward the expansion chamber is interrupted during the process of increasing the volume of the expansion chamber. That is, the flow of the high-pressure fluid toward the expansion chamber is blocked while the flow rate of the high-pressure fluid is relatively high. For this reason, there has been a problem that fluid pulsation occurs in the pipe connected to the rotary expander, causing vibration and noise. In particular, when a liquid high-pressure fluid is introduced into a rotary expander in a supercritical state, the high-pressure fluid is incompressible, resulting in a water hammer phenomenon and excessive vibration and noise. Had the problem of causing damage to piping and the like.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高圧流体の膨張によって動力を得るロータリ式膨張機において、流体の脈動による振動等を低減して信頼性を向上させることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to improve reliability by reducing vibration caused by fluid pulsation in a rotary expander that obtains power by expansion of a high-pressure fluid. There is to make it.

第１の発明は、両端が閉塞されたシリンダ（71,81）、上記各シリンダ（71,81）内に流体室（72,82）を形成するためのピストン（75,85）、及び上記流体室（72,82）を高圧側の高圧室（73,83）と低圧側の低圧室（74,84）に仕切るためのブレード（76,86）がそれぞれに１つずつ設けられた複数のロータリ機構部（70,80）と、上記ピストン（75,85）に係合する偏心部（41,42）が上記ロータリ機構部（70,80）と同数形成された１本の回転軸（40）とを備えるロータリ式膨張機を対象としている。そして、上記複数のロータリ機構部（70,80）は、それぞれの押しのけ容積が互いに相違していて押しのけ容積の小さいものから順に直列接続され、上記複数のロータリ機構部（70,80）のうち互いに接続された２つでは、前段側のロータリ機構部（70）の低圧室（74）と後段側のロータリ機構部（80）の高圧室（83）とが互いに連通して１つの膨張室（66）を形成するものである。 The first invention includes a cylinder (71, 81) closed at both ends, a piston (75, 85) for forming a fluid chamber (72, 82) in each cylinder (71, 81), and the fluid A plurality of rotarys each provided with one blade (76, 86) for dividing the chamber (72, 82) into a high pressure chamber (73, 83) on the high pressure side and a low pressure chamber (74, 84) on the low pressure side. One rotating shaft (40) having the same number of mechanism parts (70,80) and eccentric parts (41,42) engaging with the pistons (75,85) as the rotary mechanism parts (70,80) A rotary expander including The plurality of rotary mechanism sections (70, 80) are connected in series in order from the smallest displacement volume, with the displacement volumes being different from each other, and among the plurality of rotary mechanism sections (70, 80), In the two connected, the low pressure chamber (74) of the front rotary mechanism (70) and the high pressure chamber (83) of the rear rotary mechanism (80) communicate with each other to form one expansion chamber (66). ).

また、第１の発明において、複数のロータリ機構部（70,80）は、それぞれのブレード（76,86）がシリンダ（71,81）の外周側へ最も退いた状態となる時期が互いに一致している。 In the first invention , the plurality of rotary mechanism portions (70, 80) coincide with each other when the respective blades (76, 86) are most retracted toward the outer peripheral side of the cylinder (71, 81). Tei Ru.

また、第１の発明において、各ロータリ機構部（70,80）のシリンダ（71,81）は、それぞれの間に中間プレート（63）が挟まれた状態で積層され、上記各中間プレート（63）には、隣り合った２つのロータリ機構部（70,80）のうち前段側のロータリ機構部（70）の低圧室（74）と後段側のロータリ機構部（80）の高圧室（83）とを連通させるための連通路（64）が該中間プレート（63）を厚み方向に対して斜めに貫通するように形成される。 In the first invention , the cylinders (71, 81) of the rotary mechanism portions (70, 80) are stacked with the intermediate plate (63) sandwiched therebetween, and the intermediate plates (63, 63) are stacked. ) Includes a low pressure chamber (74) of a rotary mechanism portion (70) on the front stage side and a high pressure chamber (83) of a rotary mechanism section (80) on the rear stage side of two adjacent rotary mechanism sections (70, 80). DOO communication passage for communicating (64) Ru is formed to penetrate obliquely intermediate plate (63) with respect to the thickness direction.

第２の発明は、上記第１の発明において、ブレード（76,86）は、ピストン（75,85）と別体に形成されると共に、その先端が該ピストン（75,85）に押圧された状態でシリンダ（71,81）に進退自在に支持されるものである。 According to a second invention, in the first invention , the blade (76, 86) is formed separately from the piston (75, 85), and the tip thereof is pressed by the piston (75, 85). In this state, the cylinder (71, 81) is supported so as to freely advance and retract.

第３の発明は、上記第１の発明において、ブレード（76,86）は、ピストン（75,85）の側面から突出するように該ピストン（75,85）と一体に形成されると共に、シリンダ（71,81）に進退自在で且つ回動自在に支持されるものである。 According to a third invention, in the first invention , the blade (76, 86) is formed integrally with the piston (75, 85) so as to protrude from the side surface of the piston (75, 85), and (71, 81) is supported so as to be movable forward and backward and rotatable.

−作用−
上記第１の発明では、押しのけ容積が互いに相違する複数のロータリ機構部（70,80）がロータリ式膨張機（60）に設けられる。これら複数のロータリ機構部（70,80）は、押しのけ容積の小さいものから大きいものへ順に直列接続される。つまり、押しのけ容積の小さい前段側のロータリ機構部（70）の流出側は、押しのけ容積の大きい後段側のロータリ機構部（80）の流入側に接続される。 -Action-
In the first invention , the rotary expander (60) is provided with a plurality of rotary mechanism portions (70, 80) having different displacement volumes. The plurality of rotary mechanism portions (70, 80) are connected in series in order from the smallest displacement volume to the largest. That is, the outflow side of the front rotary mechanism portion (70) with a small displacement volume is connected to the inflow side of the rear rotary mechanism portion (80) with a large displacement volume.

この発明のロータリ式膨張機（60）において、高圧流体は、最初に押しのけ容積が最小のロータリ機構部（70）へ導入される。具体的には、このロータリ機構部（70）における流体室（72）の高圧側、即ち高圧室（73）へ高圧流体が導入される。高圧流体は、この流体室（72）の容積が最大となるまで流入し続ける。つまり、ブレード（77）がシリンダ（71）の外周側へ最も退いた状態から回転軸（40）がほぼ１回転する間に亘って高圧流体が高圧室（73）へ流入し続ける。 In the rotary expander (60) of the present invention, the high-pressure fluid is first introduced into the rotary mechanism (70) having the smallest displacement volume. Specifically, the high pressure fluid is introduced into the high pressure side of the fluid chamber (72) in the rotary mechanism (70), that is, the high pressure chamber (73). The high pressure fluid continues to flow until the volume of the fluid chamber (72) is maximized. That is, the high-pressure fluid continues to flow into the high-pressure chamber (73) from the state in which the blade (77) is most retracted to the outer peripheral side of the cylinder (71) until the rotation shaft (40) rotates almost once.

ここで、ブレード（77）がシリンダ（71）の外周側へ最も退いた状態における回転軸（40）の回転角を０°とすると、この回転角が０°から１８０°に至るまでは高圧室（73）の容積の増大割合が次第に大きくなり、この回転角が１８０°から３６０°に至るまでは高圧室（73）の容積の増大割合が次第に小さくなる。そして、高圧室（73）へ流入する流体の流速は、回転軸（40）の回転角が０°から１８０°に至るまでは次第に速くなってゆき、この回転角が１８０°から３６０°に至るまでは次第に遅くなってゆく。従って、高圧室（73）へ向かう流体の流れが遮断される時点では、その流体の流速が殆どゼロになっている。 Here, when the rotation angle of the rotating shaft (40) in a state where the blade (77) is most retracted to the outer peripheral side of the cylinder (71) is 0 °, the high-pressure chamber until the rotation angle reaches 0 ° to 180 °. The increase rate of the volume of (73) is gradually increased, and the increase rate of the volume of the high pressure chamber (73) is gradually decreased until the rotation angle reaches 180 ° to 360 °. The flow rate of the fluid flowing into the high-pressure chamber (73) gradually increases until the rotation angle of the rotation shaft (40) reaches from 0 ° to 180 °, and this rotation angle reaches from 180 ° to 360 °. Until then, it will gradually become slower. Therefore, when the flow of the fluid toward the high pressure chamber (73) is interrupted, the flow velocity of the fluid is almost zero.

続いて、高圧流体で満たされた流体室（72）は、低圧側の低圧室（74）となって押しのけ容積の大きな後段側のロータリ機構部（80）の高圧室（83）と連通する。この低圧室（74）内の流体は、後段側のロータリ機構部（80）の高圧室（83）へ流入しながら膨張してゆく。つまり、上記第２の発明では、前段側のロータリ機構部（70）の低圧室（74）と後段側のロータリ機構部（80）の高圧室（83）とで構成された膨張室（66）の内部で流体が膨張する。流体は、このような膨張を順次繰り返し、最終的に押しのけ容積が最大のロータリ機構部（80）から送り出される。そして、このような流体の膨張によって、ロータリ式膨張機（60）の回転軸（40）が駆動される。つまり、ロータリ式膨張機（60）へ導入された高圧流体の内部エネルギが、回転軸（40）の回転動力に変換される。 Subsequently, the fluid chamber (72) filled with the high-pressure fluid becomes a low-pressure side low-pressure chamber (74) and communicates with the high-pressure chamber (83) of the rear-stage rotary mechanism (80) having a large displacement volume. The fluid in the low pressure chamber (74) expands while flowing into the high pressure chamber (83) of the rotary mechanism (80) on the rear stage side. That is, in the second aspect of the invention, the expansion chamber (66) constituted by the low pressure chamber (74) of the front rotary mechanism (70) and the high pressure chamber (83) of the rear rotary mechanism (80). The fluid expands inside. The fluid sequentially repeats such expansion, and is finally delivered from the rotary mechanism (80) having the largest displacement volume. Then, the rotary shaft (40) of the rotary expander (60) is driven by such fluid expansion. That is, the internal energy of the high-pressure fluid introduced into the rotary expander (60) is converted into the rotational power of the rotating shaft (40).

また、上記第１の発明では、ロータリ機構部（70,80）においてブレード（76,86）が最も退く時期が互いに一致している。前段側のロータリ機構部（70）において低圧室（74）の容積が最大となる時点では、後段側のロータリ機構部（80）において高圧室（83）の容積が最小となる。前段側のロータリ機構部（70）において低圧室（74）の容積が減少し始めると、それにつれて後段側のロータリ機構部（80）において高圧室（83）の容積が増大し始める。そして、前段側のロータリ機構部（70）において低圧室（74）の容積が最小となる時点では、後段側のロータリ機構部（80）において高圧室（83）の容積が最大となる。 In the first aspect of the invention, the time when the blades (76, 86) retract most in the rotary mechanism (70, 80) coincides with each other. At the time when the volume of the low pressure chamber (74) is maximized in the rotary mechanism portion (70) on the front stage side, the volume of the high pressure chamber (83) is minimized on the rotary mechanism section (80) on the rear stage side. When the volume of the low pressure chamber (74) starts to decrease in the rotary mechanism section (70) on the front stage side, the volume of the high pressure chamber (83) starts to increase in the rotary mechanism section (80) on the rear stage side accordingly. At the time when the volume of the low pressure chamber (74) is minimized in the upstream rotary mechanism section (70), the volume of the high pressure chamber (83) is maximized in the rotary mechanism section (80) on the rear stage side.

また、上記第１の発明では、中間プレート（63）に連通路（64）が形成される。この連通路（64）は、前段側のロータリ機構部（70）の低圧室（74）と後段側のロータリ機構部（80）の高圧室（83）とを接続する。 In the first invention, the communication path (64) is formed in the intermediate plate (63). The communication path (64) connects the low-pressure chamber (74) of the front-stage rotary mechanism (70) and the high-pressure chamber (83) of the rear-stage rotary mechanism (80).

上記第２の発明では、各ロータリ機構部（70,80）において、ブレード（76,86）がピストン（75,85）とは別体に形成される。このブレード（76,86）は、その先端がピストン（75,85）に押し付けられ、ピストン（75,85）の偏心運動に伴って進退する。つまり、この発明において、各ロータリ機構部（70,80）は、いわゆるローリングピストン型に構成される。 In the second aspect of the present invention, in each rotary mechanism (70, 80), the blade (76, 86) is formed separately from the piston (75, 85). The blade (76, 86) has its tip pressed against the piston (75, 85), and moves forward and backward with the eccentric motion of the piston (75, 85). That is, in this invention, each rotary mechanism part (70,80) is comprised by what is called a rolling piston type.

上記第３の発明では、各ロータリ機構部（70,80）において、ブレード（76,86）がピストン（75,85）と一体に形成される。このブレード（76,86）は、シリンダ（71,81）に支持された状態で、シリンダ（71,81）に対して進退自在で且つ回動自在となっている。このブレード（76,86）と一体のピストン（75,85）は、回転軸（40）の偏心部（41,42）に係合しつつシリンダ（71,81）内で揺動運動を行う。つまり、この発明において、各ロータリ機構部（70,80）は、いわゆる揺動ピストン型に構成される。 In the said 3rd invention, in each rotary mechanism part (70,80), a braid | blade (76,86) is integrally formed with a piston (75,85). The blades (76, 86) are supported by the cylinders (71, 81) and are movable forward and backward with respect to the cylinders (71, 81). The pistons (75, 85) integrated with the blades (76, 86) perform a swinging motion in the cylinder (71, 81) while engaging with the eccentric portions (41, 42) of the rotating shaft (40). That is, in this invention, each rotary mechanism part (70,80) is comprised by what is called a swing piston type.

本発明のロータリ式膨張機（60）において、供給された高圧流体は、最初に押しのけ容積が最小のロータリ機構部（70）の高圧室（73）へ導入される。そして、この高圧室（73）へ向かう流体の流速は、高圧室（73）の容積変化割合に対応して緩やかに増減する。 In the rotary expander (60) of the present invention, the supplied high-pressure fluid is first introduced into the high-pressure chamber (73) of the rotary mechanism (70) having the smallest displacement volume. The flow rate of the fluid toward the high pressure chamber (73) gradually increases or decreases in accordance with the volume change rate of the high pressure chamber (73).

ここで、従来のロータリ式膨張機（60）では、導入される流体の流れが流速の比較的高い状態で遮断されることとなり、それに伴って急峻な圧力変動が生じていた。これに対し、本発明のロータリ式膨張機（60）では、高圧室（73）へ向かう流体の流速変化が緩やかとなるため、導入される流体の急峻な圧力変動を防止できる。従って、本発明によれば、ロータリ式膨張機（60）へ導入される流体の脈動を大幅に緩和でき、それに伴う振動や騒音を大幅に低減してロータリ式膨張機（60）の信頼性を向上させることができる。 Here, in the conventional rotary expander (60), the flow of the introduced fluid is interrupted at a relatively high flow velocity, and accordingly, a steep pressure fluctuation occurs. On the other hand, in the rotary expander (60) of the present invention, the change in the flow rate of the fluid toward the high pressure chamber (73) becomes gentle, so that sudden pressure fluctuations of the introduced fluid can be prevented. Therefore, according to the present invention, the pulsation of the fluid introduced into the rotary expander (60) can be greatly reduced, and the vibration and noise associated therewith can be greatly reduced to improve the reliability of the rotary expander (60). Can be improved.

また、本発明では、前段側のロータリ機構部（70）において低圧室（74）の容積が最大値から減少し始める時期と、後段側のロータリ機構部（80）において高圧室（83）の容積が最小値から増大し始める時期とが同期している。このため、ロータリ式膨張機（60）へ供給された高圧流体の膨張がスムーズに行われ、高圧流体からの動力回収を効率よく行うことができる。 Further, according to the present invention, the time when the volume of the low pressure chamber (74) starts to decrease from the maximum value in the rotary mechanism portion (70) on the front stage side, and the volume of the high pressure chamber (83) on the rotary mechanism section (80) on the rear stage side. Is synchronized with the time when the value starts to increase from the minimum value. For this reason, the high-pressure fluid supplied to the rotary expander (60) is smoothly expanded, and power recovery from the high-pressure fluid can be performed efficiently.

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。本実施形態の空調機（10）は、本発明に係るロータリ式膨張機を備えている。 Embodiment 1 of the Invention
A first embodiment of the present invention will be described. The air conditioner (10) of the present embodiment includes the rotary expander according to the present invention.

〈空調機の全体構成〉
図１に示すように、上記空調機（10）は、いわゆるセパレート型のものであって、室外機（11）と室内機（13）とを備えている。室外機（11）には、室外ファン（12）、室外熱交換器（23）、第１四路切換弁（21）、第２四路切換弁（22）、及び圧縮・膨張ユニット（30）が収納されている。室内機（13）には、室内ファン（14）及び室内熱交換器（24）が収納されている。室外機（11）は屋外に設置され、室内機（13）は屋内に設置されている。また、室外機（11）と室内機（13）とは、一対の連絡配管（15,16）で接続されている。尚、圧縮・膨張ユニット（30）の詳細は後述する。 <Overall configuration of air conditioner>
As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) is of a so-called separate type, and includes an outdoor unit (11) and an indoor unit (13). The outdoor unit (11) includes an outdoor fan (12), an outdoor heat exchanger (23), a first four-way switching valve (21), a second four-way switching valve (22), and a compression / expansion unit (30). Is stored. The indoor unit (13) houses an indoor fan (14) and an indoor heat exchanger (24). The outdoor unit (11) is installed outdoors, and the indoor unit (13) is installed indoors. The outdoor unit (11) and the indoor unit (13) are connected by a pair of connecting pipes (15, 16). Details of the compression / expansion unit (30) will be described later.

上記空調機（10）には、冷媒回路（20）が設けられている。この冷媒回路（20）は、圧縮・膨張ユニット（30）や室内熱交換器（24）などが接続された閉回路である。また、この冷媒回路（20）には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ_２）が充填されている。 The air conditioner (10) is provided with a refrigerant circuit (20). The refrigerant circuit (20) is a closed circuit to which a compression / expansion unit (30), an indoor heat exchanger (24), and the like are connected. The refrigerant circuit (20) is filled with carbon dioxide (CO ₂ ) as a refrigerant.

上記室外熱交換器（23）と室内熱交換器（24）とは、何れもクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器で構成されている。室外熱交換器（23）では、冷媒回路（20）を循環する冷媒が室外空気と熱交換する。室内熱交換器（24）では、冷媒回路（20）を循環する冷媒が室内空気と熱交換する。 Both the outdoor heat exchanger (23) and the indoor heat exchanger (24) are cross fin type fin-and-tube heat exchangers. In the outdoor heat exchanger (23), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (20) exchanges heat with outdoor air. In the indoor heat exchanger (24), the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (20) exchanges heat with room air.

上記第１四路切換弁（21）は、４つのポートを備えている。この第１四路切換弁（21）は、その第１のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の吐出ポート（33）に、第２のポートが連絡配管（15）を介して室内熱交換器（24）の一端に、第３のポートが室外熱交換器（23）の一端に、第４のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の吸入ポート（32）にそれぞれ接続されている。そして、第１四路切換弁（21）は、第１のポートと第２のポートとが連通し且つ第３のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第３のポートとが連通し且つ第２のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。 The first four-way selector valve (21) has four ports. The first four-way selector valve (21) has a first port connected to the discharge port (33) of the compression / expansion unit (30) and a second port connected to the indoor heat exchanger via the connecting pipe (15). The third port is connected to one end of (24), the third port is connected to one end of the outdoor heat exchanger (23), and the fourth port is connected to the suction port (32) of the compression / expansion unit (30). The first four-way switching valve (21) is in a state where the first port and the second port communicate with each other and the third port and the fourth port communicate with each other (a state indicated by a solid line in FIG. 1). Then, the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other (state indicated by a broken line in FIG. 1).

上記第２四路切換弁（22）は、４つのポートを備えている。この第２四路切換弁（22）は、その第１のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の流出ポート（35）に、第２のポートが室外熱交換器（23）の他端に、第３のポートが連絡配管（16）を介して室内熱交換器（24）の他端に、第４のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の流入ポート（34）にそれぞれ接続されている。そして、第２四路切換弁（22）は、第１のポートと第２のポートとが連通し且つ第３のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第３のポートとが連通し且つ第２のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。 The second four-way selector valve (22) has four ports. The second four-way switching valve (22) has a first port at the outflow port (35) of the compression / expansion unit (30) and a second port at the other end of the outdoor heat exchanger (23). The third port is connected to the other end of the indoor heat exchanger (24) via the connecting pipe (16), and the fourth port is connected to the inflow port (34) of the compression / expansion unit (30). The second four-way selector valve (22) is in a state where the first port and the second port communicate with each other and the third port and the fourth port communicate with each other (a state indicated by a solid line in FIG. 1). Then, the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other (state indicated by a broken line in FIG. 1).

〈圧縮・膨張ユニットの構成〉
図２に示すように、圧縮・膨張ユニット（30）は、横長で円筒形の密閉容器であるケーシング（31）を備えている。このケーシング（31）の内部には、図２における左から右に向かって順に、圧縮機構部（50）と、電動機（45）と、膨張機構部（60）とが配置されている。尚、以下の説明で用いる「右」「左」は、何れも参照する図面におけるものを意味する。 <Configuration of compression / expansion unit>
As shown in FIG. 2, the compression / expansion unit (30) includes a casing (31) which is a horizontally long and cylindrical sealed container. Inside the casing (31), a compression mechanism section (50), an electric motor (45), and an expansion mechanism section (60) are arranged in order from left to right in FIG. Note that “right” and “left” used in the following description mean those in the referenced drawings.

上記電動機（45）は、ケーシング（31）の長手方向の中央部に配置されている。この電動機（45）は、ステータ（46）とロータ（47）とにより構成されている。ステータ（46）は、上記ケーシング（31）に固定されている。ロータ（47）は、ステータ（46）の内側に配置されている。また、ロータ（47）には、該ロータ（47）と同軸にシャフト（40）の主軸部（44）が貫通している。 The electric motor (45) is arranged at the center in the longitudinal direction of the casing (31). The electric motor (45) includes a stator (46) and a rotor (47). The stator (46) is fixed to the casing (31). The rotor (47) is disposed inside the stator (46). Further, the main shaft portion (44) of the shaft (40) passes through the rotor (47) coaxially with the rotor (47).

上記シャフト（40）は、回転軸を構成している。このシャフト（40）では、その左端側に１つの小径偏心部（43）が形成され、その右端側に２つの大径偏心部（41,42）が形成されている。 The shaft (40) constitutes a rotating shaft. In the shaft (40), one small diameter eccentric part (43) is formed on the left end side, and two large diameter eccentric parts (41, 42) are formed on the right end side.

小径偏心部（43）は、主軸部（44）よりも小径に形成され、主軸部（44）の軸心から所定量だけ偏心している。一方、各大径偏心部（41,42）は、主軸部（44）よりも大径に形成されている。左右に並んだ２つの大径偏心部（41,42）のうち、右側のものが第１大径偏心部（41）を構成し、左側のものが第２大径偏心部（42）を構成している。第１大径偏心部（41）と第２大径偏心部（42）とは、何れも同じ方向へ偏心している。第２大径偏心部（42）の外径は、第１大径偏心部（41）の外径よりも大きくなっている。また、主軸部（44）の軸心に対する偏心量は、第２大径偏心部（42）の方が第１大径偏心部（41）よりも大きくなっている。 The small diameter eccentric portion (43) is formed to have a smaller diameter than the main shaft portion (44), and is eccentric from the shaft center of the main shaft portion (44) by a predetermined amount. On the other hand, each large-diameter eccentric part (41, 42) is formed to have a larger diameter than the main shaft part (44). Of the two large diameter eccentric parts (41, 42) arranged on the left and right, the right one constitutes the first large diameter eccentric part (41), and the left one constitutes the second large diameter eccentric part (42). is doing. The first large-diameter eccentric part (41) and the second large-diameter eccentric part (42) are both eccentric in the same direction. The outer diameter of the second large-diameter eccentric part (42) is larger than the outer diameter of the first large-diameter eccentric part (41). Further, the amount of eccentricity of the main shaft portion (44) with respect to the shaft center is larger in the second large-diameter eccentric portion (42) than in the first large-diameter eccentric portion (41).

上記圧縮機構部（50）は、いわゆるスクロール圧縮機を構成している。この圧縮機構部（50）は、固定スクロール（51）と、可動スクロール（54）と、フレーム（57）とを備えている。また、圧縮機構部（50）には、吸入ポート（32）と吐出ポート（33）とが設けられている。 The said compression mechanism part (50) comprises what is called a scroll compressor. The compression mechanism (50) includes a fixed scroll (51), a movable scroll (54), and a frame (57). The compression mechanism (50) is provided with a suction port (32) and a discharge port (33).

上記固定スクロール（51）では、鏡板（52）に渦巻き壁状の固定側ラップ（53）が突設されている。この固定スクロール（51）の鏡板（52）は、ケーシング（31）に固定されている。一方、上記可動スクロール（54）では、板状の鏡板（55）に渦巻き壁状の可動側ラップ（56）が突設されている。固定スクロール（51）と可動スクロール（54）とは、互いに対向する姿勢で配置されている。そして、固定側ラップ（53）と可動側ラップ（56）が噛み合うことにより、圧縮室（59）が区画される。 In the fixed scroll (51), a spiral-wall-shaped fixed-side wrap (53) projects from the end plate (52). The end plate (52) of the fixed scroll (51) is fixed to the casing (31). On the other hand, in the movable scroll (54), a spiral wall-shaped movable side wrap (56) projects from a plate-shaped end plate (55). The fixed scroll (51) and the movable scroll (54) are disposed so as to face each other. The compression chamber (59) is defined by the meshing of the fixed wrap (53) and the movable wrap (56).

上記吸入ポート（32）は、その一端が固定側ラップ（53）及び可動側ラップ（56）の外周側に接続されている。一方、上記吐出ポート（33）は、固定スクロール（51）の鏡板（52）の中央部に接続され、その一端が圧縮室（59）に開口している。 One end of the suction port (32) is connected to the outer peripheral side of the fixed side wrap (53) and the movable side wrap (56). On the other hand, the discharge port (33) is connected to the center of the end plate (52) of the fixed scroll (51), and one end thereof opens to the compression chamber (59).

上記可動スクロール（54）の鏡板（55）は、その右側面の中央部に突出部分が形成されており、この突出部分にシャフト（40）の小径偏心部（43）が挿入されている。また、上記可動スクロール（54）は、オルダムリング（58）を介してフレーム（57）に支持されている。このオルダムリング（58）は、可動スクロール（54）の自転を規制するためのものである。そして、可動スクロール（54）は、自転することなく、所定の旋回半径で公転する。 The end plate (55) of the movable scroll (54) has a protruding portion formed at the center of the right side surface, and the small diameter eccentric portion (43) of the shaft (40) is inserted into the protruding portion. The movable scroll (54) is supported by the frame (57) via an Oldham ring (58). The Oldham ring (58) is for regulating the rotation of the movable scroll (54). The movable scroll (54) revolves at a predetermined turning radius without rotating.

上記膨張機構部（60）は、いわゆる揺動ピストン型の流体機械であって、本発明のロータリ式膨張機を構成している。この膨張機構部（60）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、膨張機構部（60）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 expansion mechanism section (60) is a so-called oscillating piston type fluid machine, and constitutes the rotary expander of the present invention. The expansion mechanism (60) is provided with two pairs of cylinders (71, 81) and pistons (75, 85). The expansion mechanism (60) is provided with a front head (61), an intermediate plate (63), and a rear head (62).

上記膨張機構部（60）では、図２における左から右へ向かって順に、フロントヘッド（61）、第２シリンダ（81）、中間プレート（63）、第１シリンダ（71）、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２シリンダ（81）は、その左側端面がフロントヘッド（61）により閉塞され、その右側端面が中間プレート（63）により閉塞されている。一方、第１シリンダ（71）は、その左側端面が中間プレート（63）により閉塞され、その右側端面がリアヘッド（62）により閉塞されている。また、第２シリンダ（81）の内径は、第１シリンダ（71）の内径よりも大きくなっている。 In the expansion mechanism (60), the front head (61), the second cylinder (81), the intermediate plate (63), the first cylinder (71), and the rear head (62) are sequentially arranged from left to right in FIG. Are stacked. In this state, the second cylinder (81) has its left end face closed by the front head (61) and its right end face closed by the intermediate plate (63). On the other hand, the first cylinder (71) has its left end face closed by the intermediate plate (63) and its right end face closed by the rear head (62). The inner diameter of the second cylinder (81) is larger than the inner diameter of the first cylinder (71).

上記シャフト（40）は、積層された状態のフロントヘッド（61）、第２シリンダ（81）、中間プレート（63）、第１シリンダ（71）、及びリアヘッド（62）を貫通している。また、シャフト（40）は、その第１大径偏心部（41）が第１シリンダ（71）内に位置し、その第２大径偏心部（42）が第２シリンダ（81）内に位置している。 The shaft (40) passes through the stacked front head (61), second cylinder (81), intermediate plate (63), first cylinder (71), and rear head (62). The shaft (40) has a first large-diameter eccentric portion (41) located in the first cylinder (71) and a second large-diameter eccentric portion (42) located in the second cylinder (81). is doing.

図３及び図４に示すように、第１シリンダ（71）内には第１ピストン（75）が、第２シリンダ（81）内には第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大径偏心部（41）の外径と、第２ピストン（85）の内径は第２大径偏心部（42）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大径偏心部（41）が、第２ピストン（85）には第２大径偏心部（42）がそれぞれ貫通している。 As shown in FIGS. 3 and 4, a first piston (75) is provided in the first cylinder (71), and a second piston (85) is provided in the second cylinder (81). 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 large-diameter eccentric part (41), and the inner diameter of the second piston (85) is approximately equal to the outer diameter of the second large-diameter eccentric part (42). Yes. The first large-diameter eccentric portion (41) penetrates the first piston (75), and the second large-diameter eccentric portion (42) penetrates the second piston (85).

上記第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 outer surface of the first piston (75) is in sliding contact with the inner surface of the first cylinder (71), 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). . 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 second piston (85) slides on its outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the second cylinder (81), one end surface to the front head (61), and the other end surface to the intermediate plate (63). It touches. 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).

上記第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。 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).

上記各シリンダ（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。一対のブッシュ（77,87）は、ブレード（76,86）を挟み込んだ状態で設置されている。各ブッシュ（77,87）は、その内側面がブレード（76,86）と、その外側面がシリンダ（81,82）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. The pair of bushes (77, 87) are installed with the blade (76, 86) sandwiched therebetween. Each bush (77, 87) slides on its inner side with the blade (76, 86) and its outer side with the cylinder (81, 82). 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 left side of the first blade (76) in FIG. The first high pressure chamber (73) on the high pressure side is formed, and the right side thereof is the 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 left side of the second blade (86) in FIG. A high pressure side second high pressure chamber (83) is formed, and a right side thereof is a low pressure side second low pressure chamber (84).

上記第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大径偏心部（41）と第２大径偏心部（42）とは、主軸部（44）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 such a posture that the positions of the bushes (77, 87) in the respective circumferential directions coincide with each other. 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 large-diameter eccentric part (41) and the second large-diameter eccentric part (42) are eccentric in the same direction with respect to the axis of the main shaft part (44). 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). .

上記第１シリンダ（71）には、流入ポート（34）が形成されている。流入ポート（34）は、第１シリンダ（71）の内周面のうち、図３及び図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（34）は、第１高圧室（73）（即ち第１流体室（72）の高圧側）と連通可能となっている。一方、上記第２シリンダ（81）には、流出ポート（35）が形成されている。流出ポート（35）は、第２シリンダ（81）の内周面のうち、図３及び図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（35）は、第２低圧室（84）（即ち第２流体室（82）の低圧側）と連通可能となっている。 The first cylinder (71) has an inflow port (34). The inflow port (34) 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 (34) can communicate with the first high pressure chamber (73) (that is, the high pressure side of the first fluid chamber (72)). On the other hand, the outflow port (35) is formed in the second cylinder (81). The outflow port (35) 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 (35) can communicate with the second low pressure chamber (84) (that is, the low pressure side of the second fluid chamber (82)).

上記中間プレート（63）には、連通路（64）が設けられている。この連通路（64）は、中間プレート（63）を貫通するように形成されている。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３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）（即ち第１流体室（72）の低圧側）と第２高圧室（83）（即ち第２流体室（82）の高圧側）の両方に連通可能となっている。 The intermediate plate (63) is provided with a communication path (64). The communication path (64) is formed so as to penetrate the intermediate plate (63). 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. 3, the communication passage (64) extends obliquely with respect to the thickness direction of the intermediate plate (63), and the first low pressure chamber (74) (that is, the first fluid chamber (72) It is possible to communicate with both the low pressure side and the second high pressure chamber (83) (that is, the high pressure side of the second fluid chamber (82)).

以上のように構成された本実施形態の膨張機構部（60）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、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。 In the expansion mechanism portion (60) of the present embodiment configured as described above, the first cylinder (71), the bush (77) provided therein, the first piston (75), and the first blade ( 76) constitutes the first rotary mechanism (70). The second cylinder (81), the bush (87) provided there, the second piston (85), and the second blade (86) constitute a second rotary mechanism (80). .

上述のように、上記膨張機構部（60）では、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外側へ最も退くタイミングと、第２ブレード（86）が第２シリンダ（81）の外側へ最も退くタイミングとが同期している。つまり、第１ロータリ機構部（70）において第１低圧室（74）の容積が減少してゆく過程と、第２ロータリ機構部（80）において第２高圧室（83）の容積が増加してゆく過程とが同期している（図４参照）。また、上述のように、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している。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）を構成する。この点について、図５を参照しながら説明する。 As described above, in the expansion mechanism (60), the timing at which the first blade (76) is most retracted to the outside of the first cylinder (71) and the second blade (86) is the outside of the second cylinder (81). The most retreat timing is synchronized. That is, the process in which the volume of the first low pressure chamber (74) decreases in the first rotary mechanism (70) and the volume of the second high pressure chamber (83) increases in the second rotary mechanism (80). The going process is synchronized (see FIG. 4). In addition, as described above, 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 the communication path (64). Are in communication with each other. 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). This point will be described with reference to FIG.

この図５では、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外周側へ最も退いた状態におけるシャフト（40）の回転角を０°としている。また、ここでは、第１流体室（72）の最大容積が３ml(ミリリットル)であり、第２流体室（82）の最大容積が１０mlであると仮定して説明する。 In FIG. 5, the rotation angle of the shaft (40) when the first blade (76) is most retracted to the outer peripheral side of the first cylinder (71) is 0 °. Here, description will be made on the assumption that the maximum volume of the first fluid chamber (72) is 3 ml (milliliter) and the maximum volume of the second fluid chamber (82) is 10 ml.

図５に示すように、シャフト（40）の回転角が０°の時点では、第１低圧室（74）の容積が最大値である３mlとなり、第２高圧室（83）の容積が最小値である０mlとなっている。第１低圧室（74）の容積は、同図に一点鎖線で示すように、シャフト（40）が回転するにつれて次第に減少し、その回転角が３６０°に達した時点で最小値の０mlとなる。一方、第２低圧室（84）の容積は、同図に二点鎖線で示すように、シャフト（40）が回転するにつれて次第に増加し、その回転角が３６０°に達した時点で最大値の１０mlとなる。そして、連通路（64）の容積を無視すると、ある回転角における膨張室（66）の容積は、その回転角における第１低圧室（74）の容積と第２高圧室（83）の容積とを足し合わせた値となる。つまり、膨張室（66）の容積は、同図に実線で示すように、シャフト（40）の回転角が０°の時点で最小値の３mlとなり、シャフト（40）が回転するにつれて次第に増加し、その回転角が３６０°に達した時点で最大値の１０mlとなる。 As shown in FIG. 5, when the rotation angle of the shaft (40) is 0 °, the volume of the first low pressure chamber (74) is 3 ml which is the maximum value, and the volume of the second high pressure chamber (83) is the minimum value. It is 0 ml. The volume of the first low-pressure chamber (74) gradually decreases as the shaft (40) rotates, as shown by a one-dot chain line in the figure, and reaches the minimum value of 0 ml when the rotation angle reaches 360 °. . On the other hand, the volume of the second low-pressure chamber (84) gradually increases as the shaft (40) rotates, as indicated by a two-dot chain line in the figure, and reaches the maximum value when the rotation angle reaches 360 °. 10ml. If the volume of the communication passage (64) is ignored, the volume of the expansion chamber (66) at a certain rotation angle is the volume of the first low pressure chamber (74) and the volume of the second high pressure chamber (83) at that rotation angle. The value is the sum of. In other words, the volume of the expansion chamber (66) becomes the minimum value of 3 ml when the rotation angle of the shaft (40) is 0 ° as shown by the solid line in the figure, and gradually increases as the shaft (40) rotates. When the rotation angle reaches 360 °, the maximum value is 10 ml.

−運転動作−
上記空調機（10）の動作について説明する。ここでは、空調機（10）の冷房運転時及び暖房運転時の動作について説明し、続いて膨張機構部（60）の動作について説明する。 -Driving action-
The operation of the air conditioner (10) will be described. Here, the operation during the cooling operation and the heating operation of the air conditioner (10) will be described, and then the operation of the expansion mechanism section (60) will be described.

〈冷房運転〉
冷房運転時には、第１四路切換弁（21）及び第２四路切換弁（22）が図１に破線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニット（30）の電動機（45）に通電すると、冷媒回路（20）で冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。 <Cooling operation>
During the cooling operation, the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are switched to the state indicated by the broken line in FIG. When the electric motor (45) of the compression / expansion unit (30) is energized in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (20) to perform a vapor compression refrigeration cycle.

圧縮機構部（50）で圧縮された冷媒は、吐出ポート（33）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から吐出される。この状態で、冷媒の圧力は、その臨界圧力よりも高くなっている。この吐出冷媒は、第１四路切換弁（21）を通って室外熱交換器（23）へ送られる。室外熱交換器（23）では、流入した冷媒が室外空気へ放熱する。 The refrigerant compressed by the compression mechanism (50) is discharged from the compression / expansion unit (30) through the discharge port (33). In this state, the refrigerant pressure is higher than the critical pressure. This discharged refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger (23) through the first four-way switching valve (21). In the outdoor heat exchanger (23), the flowed refrigerant radiates heat to the outdoor air.

室外熱交換器（23）で放熱した冷媒は、第２四路切換弁（22）を通過し、流入ポート（34）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の膨張機構部（60）へ流入する。膨張機構部（60）では、高圧冷媒が膨張し、その内部エネルギがシャフト（40）の回転動力に変換される。膨張後の低圧冷媒は、流出ポート（35）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から流出し、第２四路切換弁（22）を通過して室内熱交換器（24）へ送られる。 The refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger (23) passes through the second four-way switching valve (22) and flows into the expansion mechanism (60) of the compression / expansion unit (30) through the inflow port (34). To do. In the expansion mechanism (60), the high-pressure refrigerant expands, and its internal energy is converted into rotational power of the shaft (40). The low-pressure refrigerant after expansion flows out from the compression / expansion unit (30) through the outflow port (35), passes through the second four-way switching valve (22), and is sent to the indoor heat exchanger (24).

室内熱交換器（24）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（24）から出た低圧ガス冷媒は、第１四路切換弁（21）を通過し、吸入ポート（32）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の圧縮機構部（50）へ吸入される。圧縮機構部（50）は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。 In the indoor heat exchanger (24), the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the room air and evaporates, thereby cooling the room air. The low-pressure gas refrigerant coming out of the indoor heat exchanger (24) passes through the first four-way switching valve (21), passes through the suction port (32), and the compression mechanism (50) of the compression / expansion unit (30). Inhaled. The compression mechanism (50) compresses and discharges the sucked refrigerant.

〈暖房運転〉
暖房運転時には、第１四路切換弁（21）及び第２四路切換弁（22）が図１に実線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニット（30）の電動機（45）に通電すると、冷媒回路（20）で冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。 <Heating operation>
During the heating operation, the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are switched to the state shown by the solid line in FIG. When the electric motor (45) of the compression / expansion unit (30) is energized in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (20) to perform a vapor compression refrigeration cycle.

圧縮機構部（50）で圧縮された冷媒は、吐出ポート（33）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から吐出される。この状態で、冷媒の圧力は、その臨界圧力よりも高くなっている。この吐出冷媒は、第１四路切換弁（21）を通過して室内熱交換器（24）へ送られる。室内熱交換器（24）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。 The refrigerant compressed by the compression mechanism (50) is discharged from the compression / expansion unit (30) through the discharge port (33). In this state, the refrigerant pressure is higher than the critical pressure. The discharged refrigerant passes through the first four-way switching valve (21) and is sent to the indoor heat exchanger (24). In the indoor heat exchanger (24), the refrigerant that has flowed in dissipates heat to the room air, and the room air is heated.

室内熱交換器（24）で放熱した冷媒は、第２四路切換弁（22）を通過し、流入ポート（34）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の膨張機構部（60）へ流入する。膨張機構部（60）では、高圧冷媒が膨張し、その内部エネルギがシャフト（40）の回転動力に変換される。膨張後の低圧冷媒は、流出ポート（35）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から流出し、第２四路切換弁（22）を通過して室外熱交換器（23）へ送られる。 The refrigerant radiated by the indoor heat exchanger (24) passes through the second four-way switching valve (22) and flows into the expansion mechanism (60) of the compression / expansion unit (30) through the inflow port (34). To do. In the expansion mechanism (60), the high-pressure refrigerant expands, and its internal energy is converted into rotational power of the shaft (40). The low-pressure refrigerant after expansion flows out from the compression / expansion unit (30) through the outflow port (35), passes through the second four-way switching valve (22), and is sent to the outdoor heat exchanger (23).

室外熱交換器（23）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（23）から出た低圧ガス冷媒は、第１四路切換弁（21）を通過し、吸入ポート（32）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の圧縮機構部（50）へ吸入される。圧縮機構部（50）は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。 In the outdoor heat exchanger (23), the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The low-pressure gas refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (23) passes through the first four-way switching valve (21), passes through the suction port (32), and the compression mechanism (50) of the compression / expansion unit (30). Inhaled. The compression mechanism (50) compresses and discharges the sucked refrigerant.

〈膨張機構部の動作〉
膨張機構部（60）の動作について説明する。 <Operation of expansion mechanism>
The operation of the expansion mechanism section (60) will be described.

先ず、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、図４及び図６を参照しながら説明する。回転角が０°の状態からシャフト（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（34）の開口部を通過し、流入ポート（34）から第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入し始める。その後、シャフト（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、シャフト（40）の回転角が３６０°に達するまで続く。 First, the process of supercritical high pressure refrigerant flowing into the first high pressure chamber (73) of the first rotary mechanism (70) will be described with reference to FIGS. When the 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 (34), and the inflow port ( 34) The high-pressure refrigerant begins to flow from the first high-pressure chamber (73). Thereafter, as the rotation angle of the 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 shaft (40) reaches 360 °.

その際、第１高圧室（73）へ流入する高圧冷媒の流速は、図６(Ａ)に示すように、シャフト（40）の回転角が０°から１８０°に至るまでは次第に増大してゆき、その回転角が１８０°から３６０°に至るまでは次第に減少してゆく。そして、シャフト（40）の回転角が３６０°となって高圧冷媒の流速変化割合がゼロになった時点で、第１高圧室（73）への高圧冷媒の流入が終了する。 At that time, the flow rate of the high-pressure refrigerant flowing into the first high-pressure chamber (73) gradually increases until the rotation angle of the shaft (40) reaches from 0 ° to 180 °, as shown in FIG. 6 (A). Eventually, the rotation angle gradually decreases until it reaches 180 ° to 360 °. Then, when the rotation angle of the shaft (40) becomes 360 ° and the flow rate change rate of the high-pressure refrigerant becomes zero, the flow of the high-pressure refrigerant into the first high-pressure chamber (73) is completed.

次に、膨張機構部（60）において冷媒が膨張する過程について、図４及び図５を参照しながら説明する。回転角が０°の状態からシャフト（40）が僅かに回転すると、第１低圧室（74）と第２高圧室（83）の両方が連通路（64）と連通状態になり、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、シャフト（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、シャフト（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シャフト（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。 Next, the process of expansion of the refrigerant in the expansion mechanism section (60) will be described with reference to FIGS. When the shaft (40) is slightly rotated from the state where the rotation angle is 0 °, both the first low pressure chamber (74) and the second high pressure chamber (83) are in communication with 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 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 shaft (40) reaches 360 °. And the refrigerant | coolant in an expansion chamber (66) expands in the process in which the volume of an expansion chamber (66) increases, and a shaft (40) is rotationally driven by expansion | swelling of this refrigerant | coolant. 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).

冷媒が膨張する過程において、膨張室（66）内における冷媒圧力は、図５に破線で示すように、シャフト（40）の回転角が大きくなるにつれて次第に低下してゆく。具体的に、第１低圧室（74）を満たす超臨界状態の冷媒は、シャフト（40）の回転角が約５５°に達するまでの間に急激に圧力低下し、飽和液の状態となる。その後、膨張室（66）内の冷媒は、その一部が蒸発しながら緩やかに圧力低下してゆく。 In the process of expansion of the refrigerant, the refrigerant pressure in the expansion chamber (66) gradually decreases as the rotation angle of the shaft (40) increases, as indicated by a broken line in FIG. Specifically, the supercritical refrigerant that fills the first low-pressure chamber (74) suddenly drops in pressure until the rotation angle of the shaft (40) reaches about 55 °, and becomes a saturated liquid state. Thereafter, the pressure in the expansion chamber (66) gradually drops while part of the refrigerant evaporates.

続いて、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、図４を参照しながら説明する。第２低圧室（84）は、シャフト（40）の回転角が０°の時点から流出ポート（35）に連通し始める。つまり、第２低圧室（84）から流出ポート（35）へと冷媒が流出し始める。その後、シャフト（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。 Next, a process in which the refrigerant flows out from the second low pressure chamber (84) of the second rotary mechanism (80) will be described with reference to FIG. The second low pressure chamber (84) starts to communicate with the outflow port (35) when the rotation angle of the shaft (40) is 0 °. That is, the refrigerant starts to flow from the second low pressure chamber (84) to the outflow port (35). After that, the shaft (40) has a rotation angle gradually increased to 90 °, 180 °, and 270 °, and after the expansion from the second low pressure chamber (84) until the rotation angle reaches 360 °. The low-pressure refrigerant flows out.

−実施形態１の効果−
ここで、従来のロータリ式膨張機では、１つのシリンダ内で流体室の容積が増大する過程の途中まで高圧冷媒を流入させ、高圧冷媒の流れを遮断した後に流体室内で冷媒を膨張させていた。これに伴い、高圧室へ流入する高圧冷媒の流速は、図６(Ｂ)に示すように、シャフトが回転するにつれて次第に増大してゆくが、シャフトの回転角が所定の値になった時点で急激にゼロまで低下していた。このため、ロータリ式膨張機の流入側で急峻な圧力変動が生じ、それに起因して生じる騒音や振動が過大となっていた。なお、同図は２つのシリンダが設けられる場合を示しており、実線で示した第１のシリンダへの冷媒導入と、破線で示した第２のシリンダへの冷媒導入とが交互に行われる。 -Effect of Embodiment 1-
Here, in the conventional rotary expander, the high-pressure refrigerant is caused to flow in the middle of the process in which the volume of the fluid chamber increases in one cylinder, and after the flow of the high-pressure refrigerant is interrupted, the refrigerant is expanded in the fluid chamber. . As a result, the flow rate of the high-pressure refrigerant flowing into the high-pressure chamber gradually increases as the shaft rotates as shown in FIG. 6B, but when the shaft rotation angle reaches a predetermined value. It suddenly dropped to zero. For this reason, steep pressure fluctuations occur on the inflow side of the rotary expander, and noise and vibration caused by the pressure fluctuations are excessive. In addition, the figure has shown the case where two cylinders are provided, and refrigerant | coolant introduction to the 1st cylinder shown as the continuous line and refrigerant | coolant introduction to the 2nd cylinder shown with the broken line are performed alternately.

これに対し、本実施形態の膨張機構部（60）では、流入ポート（34）から第１高圧室（73）へ流入する冷媒の流速がシャフト（40）の回転に伴って緩やかに変化する（図６(Ａ)参照）。そして、膨張機構部（60）の流入ポート（34）に接続された配管においても、その内部における冷媒の流速が緩やかに変化する。このため、膨張機構部（60）の動作に伴って冷媒の急峻な圧力変動が生じるのを防止できる。従って、本実施形態によれば、膨張機構部（60）へ導入される冷媒の脈動を大幅に緩和でき、それに伴う振動や騒音を大幅に低減して膨張機構部（60）の信頼性を向上させることができる。 On the other hand, in the expansion mechanism part (60) of the present embodiment, the flow rate of the refrigerant flowing from the inflow port (34) into the first high pressure chamber (73) gradually changes as the shaft (40) rotates ( (See FIG. 6A). And also in the piping connected to the inflow port (34) of the expansion mechanism (60), the flow rate of the refrigerant in the inside gradually changes. For this reason, it is possible to prevent sudden pressure fluctuations of the refrigerant from occurring as the expansion mechanism section (60) operates. Therefore, according to this embodiment, the pulsation of the refrigerant introduced into the expansion mechanism section (60) can be greatly reduced, and the vibration and noise associated therewith are greatly reduced to improve the reliability of the expansion mechanism section (60). Can be made.

−実施形態１の変形例−
本実施形態の膨張機構部（60）では、図８に示すように、連通路（64）の途中に中間室（65）を設けてもよい。この中間室（65）は、比較的大きな容積となるように形成されている。例えば、中間室（65）の容積は、連通路（64）自体の容積よりも大きくなっている。このような中間室（65）を設けると、第１低圧室（74）から連通路（64）へ冷媒が流入し始める際などにおいても、連通路（64）での冷媒圧力の変動が低減される。そして、連通路（64）を通って第１低圧室（74）から第２高圧室（83）へ向かう冷媒の脈動が抑制される。 - Modification of Embodiment 1 -
In the expansion mechanism part (60) of the present embodiment, as shown in FIG. 8, an intermediate chamber (65) may be provided in the middle of the communication path (64). The intermediate chamber (65) is formed to have a relatively large volume. For example, the volume of the intermediate chamber (65) is larger than the volume of the communication passage (64) itself. Providing such an intermediate chamber (65) reduces the fluctuation of the refrigerant pressure in the communication passage (64) even when the refrigerant starts to flow from the first low pressure chamber (74) into the communication passage (64). The Then, the pulsation of the refrigerant from the first low pressure chamber (74) to the second high pressure chamber (83) through the communication path (64) is suppressed.

《参考技術１》<< Reference Technology 1 >>
参考技術１について説明する。本参考技術は、上記実施形態１において、膨張機構部（60）の構成を変更したものである。Reference technique 1 will be described. This reference technique is obtained by changing the configuration of the expansion mechanism section (60) in the first embodiment.

本参考技術の膨張機構部（60）では、図７に示すように、中間プレート（63）の両側面における連通路（64）の開口部が互いに重なり合うように、第２シリンダ（81）が第１シリンダ（71）に対して所定の角度だけずれている。本参考技術のシャフト（40）では、第１大径偏心部（41）の偏心方向と第２大径偏心部（42）の偏心方向とが互いに相違している。具体的に、第１大径偏心部（41）の偏心方向と第２大径偏心部（42）の偏心方向とがなす角度は、第２シリンダ（81）の第１シリンダ（71）に対する配置角度と同じ角度と等しくなっている。従って、本変形例においても、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外側へ最も退くタイミングと、第２ブレード（86）が第２シリンダ（81）の外側へ最も退くタイミングとが同期している。 In the expansion mechanism portion (60) of the present reference technology, as shown in FIG. 7, the second cylinder (81) has the second cylinder (81) so that the openings of the communication passage (64) on both side surfaces of the intermediate plate (63) overlap each other. It is shifted by a predetermined angle with respect to one cylinder (71). In the shaft (40) of the present reference technology , the eccentric direction of the first large-diameter eccentric portion (41) and the eccentric direction of the second large-diameter eccentric portion (42) are different from each other. Specifically, the angle formed by the eccentric direction of the first large-diameter eccentric portion (41) and the eccentric direction of the second large-diameter eccentric portion (42) is the arrangement of the second cylinder (81) with respect to the first cylinder (71). The angle is equal to the same angle. Therefore, also in this modification, the timing at which the first blade (76) retracts most to the outside of the first cylinder (71) and the timing at which the second blade (86) retracts most to the outside of the second cylinder (81) are obtained. Synchronized.

本参考技術において、中間プレート（63）の第１シリンダ（71）側と第２シリンダ（81）側の各面における連通路（64）の開口位置は、シリンダ（71,81）の周方向において概ね一致している。このため、本参考技術の連通路（64）は、概ね中間プレート（63）の厚み方向へ延びるように形成されることとなり、連通路（64）の長さが最短となる。従って、本参考技術によれば、第１ロータリ機構部（70）の第１低圧室（74）から第２ロータリ機構部（80）の第２高圧室（83）へ至るまでの冷媒の圧力損失を削減でき、膨張機構部（60）で回収可能な動力を増大させることができる。 In this reference technology , the opening position of the communication path (64) on each surface of the intermediate plate (63) on the first cylinder (71) side and the second cylinder (81) side is in the circumferential direction of the cylinder (71, 81). It is almost the same. For this reason, the communication path (64) of the present reference technology is formed so as to extend substantially in the thickness direction of the intermediate plate (63), and the length of the communication path (64) is the shortest. Therefore, according to this reference technique , the pressure loss of the refrigerant from the first low pressure chamber (74) of the first rotary mechanism (70) to the second high pressure chamber (83) of the second rotary mechanism (80). The power that can be recovered by the expansion mechanism section (60) can be increased.

《参考技術２》
参考技術２について説明する。本参考技術は、上記実施形態１において、膨張機構部（60）の構成を変更したものである。ここでは、本参考技術の膨張機構部（60）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。 << Reference Technology 2 >>
Reference technique 2 will be described. This reference technique is obtained by changing the configuration of the expansion mechanism section (60) in the first embodiment. Here, the difference from the first embodiment will be described regarding the expansion mechanism section (60) of the present reference technology .

図９に示すように、本参考技術の膨張機構部（60）では、第２シリンダ（81）が第１シリンダ（71）とは逆向きの姿勢で配置されている。つまり、第２シリンダ（81）の第１シリンダ（71）に対する配置角度が１８０°となっている。また、本参考技術のシャフト（40）では、第１大径偏心部（41）の偏心方向と第２大径偏心部（42）の偏心方向とが１８０°相違している。つまり、このシャフト（40）では、第１大径偏心部（41）の偏心方向と第２大径偏心部（42）の偏心方向とが等角度間隔となっている。 As shown in FIG. 9, in the expansion mechanism section (60) of the present reference technique , the second cylinder (81) is disposed in a posture opposite to that of the first cylinder (71). That is, the arrangement angle of the second cylinder (81) with respect to the first cylinder (71) is 180 °. In the shaft (40) of the present reference technology , the eccentric direction of the first large-diameter eccentric portion (41) is different from the eccentric direction of the second large-diameter eccentric portion (42) by 180 °. That is, in this shaft (40), the eccentric direction of the first large-diameter eccentric part (41) and the eccentric direction of the second large-diameter eccentric part (42) are equiangular.

従って、本参考技術においても、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外側へ最も退くタイミングと、第２ブレード（86）が第２シリンダ（81）の外側へ最も退くタイミングとが同期している。尚、本参考技術においても、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）を介して連通可能となっている。 Therefore, also in this reference technology , the timing at which the first blade (76) is most retracted to the outside of the first cylinder (71) and the timing at which the second blade (86) is most retracted to the outside of the second cylinder (81). Synchronized. Also in this reference technique , 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) have a communication path (64). It is possible to communicate through.

ここで、各ロータリ機構部（70,80）では、高圧室（73,83）の内圧が低圧室（74,84）の内圧よりも高くなっており、この圧力差に起因する力がシャフト（40）の各大径偏心部（41,42）に作用する。そして、本参考技術において、第１高圧室（73）と第１低圧室（74）の内圧差に起因して第１大径偏心部（41）に作用する力と、第２高圧室（83）と第２低圧室（84）の内圧差に起因して第２大径偏心部（42）に作用する力とは、それぞれの作用する方向が互いに逆向きとなっている。このため、シャフト（40）に作用するこれら２つの力が互いに打ち消し合うこととなり、シャフト（40）に作用する径方向の荷重が大幅に低減される。従って、本参考技術によれば、シャフト（40）とその軸受けとの間における摩擦損失を低減でき、膨張機構部（60）の効率を向上させることができる。 Here, in each rotary mechanism part (70,80), the internal pressure of the high pressure chamber (73,83) is higher than the internal pressure of the low pressure chamber (74,84), and the force resulting from this pressure difference is applied to the shaft ( 40) acting on each large diameter eccentric part (41, 42). In this reference technique , the force acting on the first large-diameter eccentric portion (41) due to the internal pressure difference between the first high-pressure chamber (73) and the first low-pressure chamber (74), and the second high-pressure chamber (83 ) And the force acting on the second large-diameter eccentric portion (42) due to the internal pressure difference between the second low-pressure chamber (84) and their acting directions are opposite to each other. For this reason, these two forces acting on the shaft (40) cancel each other, and the radial load acting on the shaft (40) is greatly reduced. Therefore, according to this reference technique , the friction loss between the shaft (40) and its bearing can be reduced, and the efficiency of the expansion mechanism part (60) can be improved.

《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。本実施形態は、上記実施形態１において膨張機構部（60）の構成を変更したものである。具体的には、上記実施形態１の膨張機構部（60）が揺動ピストン型の流体機械で構成されているのに対し、本実施形態の膨張機構部（60）は、ローリングピストン型の流体機械で構成されている。ここでは、本実施形態の膨張機構部（60）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 >>
Described embodiment 2 of the present invention. In this embodiment, the configuration of the expansion mechanism section (60) in the first embodiment is changed. Specifically, the expansion mechanism (60) of the first embodiment is configured by a swinging piston type fluid machine, whereas the expansion mechanism (60) of the present embodiment is a rolling piston type fluid machine. Consists of machines. Here, the difference from the first embodiment will be described regarding the expansion mechanism section (60) of the present embodiment.

図１０に示すように、本実施形態の各ロータリ機構部（70,80）では、ブレード（76,86）がピストン（75,85）と別体に形成されている。つまり、本実施形態の各ピストン（75,85）は、単純な円環状あるいは円筒状に形成されている。また、本実施形態の各シリンダ（71,81）には、ブレード溝（78,88）が１つずつ形成されている。 As shown in FIG. 10, in each rotary mechanism part (70,80) of this embodiment, the blade (76,86) is formed separately from the piston (75,85). That is, each piston (75, 85) of this embodiment is formed in a simple annular shape or a cylindrical shape. Further, one blade groove (78, 88) is formed in each cylinder (71, 81) of the present embodiment.

各ロータリ機構部（70,80）において、ブレード（76,86）は、シリンダ（71,81）のブレード溝（78,88）に、進退自在な状態で設けられている。また、ブレード（76,86）は、図外のバネによって付勢され、その先端（図１０における下端）がピストン（75,85）の外周面に押し付けられている。図１０に順次示すように、シリンダ（71,81）内でピストン（75,85）が移動しても、このブレード（76,86）は、ブレード溝（78,88）に沿って同図の上下に移動し、その先端がピストン（75,85）と接した状態に保たれる。そして、ブレード（76,86）の先端をピストン（75,85）の周側面に押し付けることで、各流体室（72,82）がそれぞれ高圧側の高圧室（73,83）と低圧側の低圧室（74,84）に仕切られる。 In each rotary mechanism (70, 80), the blades (76, 86) are provided in the blade grooves (78, 88) of the cylinders (71, 81) so as to freely advance and retract. Further, the blade (76, 86) is urged by a spring (not shown), and its tip (lower end in FIG. 10) is pressed against the outer peripheral surface of the piston (75, 85). As shown sequentially in FIG. 10, even if the piston (75, 85) moves in the cylinder (71, 81), the blade (76, 86) is moved along the blade groove (78, 88). It moves up and down, and its tip is kept in contact with the piston (75, 85). Then, by pressing the tip of the blade (76, 86) against the peripheral side surface of the piston (75, 85), the fluid chambers (72, 82) are respectively connected to the high pressure chamber (73, 83) on the high pressure side and the low pressure side on the low pressure side. Divided into chambers (74,84).

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。本実施形態は、上記実施形態１において膨張機構部（60）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構部（60）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。 << Embodiment 3 of the Invention >>
Embodiment 3 of the present invention will be described. In this embodiment, the configuration of the expansion mechanism section (60) in the first embodiment is changed. Here, the difference from the first embodiment will be described regarding the expansion mechanism section (60) of the present embodiment.

図１１に示すように、本実施形態の膨張機構部（60）では、電動機（45）に近い方に第１ロータリ機構部（70）が配置され、電動機（45）から遠い方に第２ロータリ機構部（80）が配置されている。 As shown in FIG. 11, in the expansion mechanism section (60) of the present embodiment, the first rotary mechanism section (70) is disposed closer to the electric motor (45) and the second rotary section is disposed farther from the electric motor (45). A mechanism part (80) is arranged.

具体的に、この膨張機構部（60）では、図１１における左から右へ向かって順に、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、その左側端面がフロントヘッド（61）により閉塞され、その右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、その左側端面が中間プレート（63）により閉塞され、その右側端面がリアヘッド（62）により閉塞されている。 Specifically, in the expansion mechanism section (60), the front head (61), the first cylinder (71), the intermediate plate (63), the second cylinder (81), The rear head (62) is in a stacked state. In this state, the first cylinder (71) has its left end face closed by the front head (61) and its right end face closed by the intermediate plate (63). On the other hand, the second cylinder (81) has its left end face closed by the intermediate plate (63) and its right end face closed by the rear head (62).

また、本実施形態のシャフト（40）では左右に並んだ２つの大径偏心部（41,42）のうち、左側のものが第１大径偏心部（41）を構成し、右側のものが第２大径偏心部（42）を構成している。そして、第１シリンダ（71）内に位置する第１大径偏心部（41）には第１ピストン（75）が係合し、第２シリンダ（81）内に位置する第２大径偏心部（42）には第２ピストン（85）が係合する。 In the shaft (40) of the present embodiment, of the two large-diameter eccentric portions (41, 42) arranged on the left and right, the left one constitutes the first large-diameter eccentric portion (41), and the right-side eccentric portion (41, 42) A second large-diameter eccentric portion (42) is configured. The first piston (75) is engaged with the first large-diameter eccentric part (41) located in the first cylinder (71), and the second large-diameter eccentric part located in the second cylinder (81). The second piston (85) is engaged with (42).

《発明の実施形態４》
本発明の実施形態４について説明する。ここでは、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）について、上記実施形態３と異なる点を説明する。 << Embodiment 4 of the Invention >>
Embodiment 4 of the present invention will be described. Here, the difference between the compression / expansion unit (30) of the present embodiment and the third embodiment will be described.

図１２に示すように、上記圧縮・膨張ユニット（30）は、縦型に構成されている。具体的に、この圧縮・膨張ユニット（30）では、ケーシング（31）が縦長で円筒形の密閉容器となっている。このケーシング（31）内には、下から上に向かって順に、圧縮機構部（50）と、電動機（45）と、膨張機構部（60）とが配置されている。また、シャフト（40）は、ケーシング（31）の長手方向に沿って上下に延びる姿勢で設置されている。 As shown in FIG. 12, the compression / expansion unit (30) is configured as a vertical type. Specifically, in the compression / expansion unit (30), the casing (31) is a vertically long and cylindrical sealed container. In this casing (31), a compression mechanism part (50), an electric motor (45), and an expansion mechanism part (60) are arranged in order from the bottom to the top. Moreover, the shaft (40) is installed in a posture extending vertically along the longitudinal direction of the casing (31).

圧縮機構部（50）は、揺動ピストン型のロータリ圧縮機を構成している。この圧縮機構部（50）は、シリンダ（91,92）とピストン（97）を２つずつ備えている。圧縮機構部（50）では、下から上へ向かって順に、リアヘッド（95）と、第１シリンダ（91）と、中間プレート（96）と、第２シリンダ（92）と、フロントヘッド（94）とが積層された状態となっている。 The compression mechanism (50) constitutes a swinging piston type rotary compressor. The compression mechanism (50) includes two cylinders (91, 92) and two pistons (97). In the compression mechanism (50), the rear head (95), the first cylinder (91), the intermediate plate (96), the second cylinder (92), and the front head (94) are sequentially arranged from bottom to top. Are stacked.

第１及び第２シリンダ（91,92）の内部には、円筒状のピストン（97）が１つずつ配置されている。そして、ピストン（97,97）の外周面とシリンダ（91,92）の内周面との間に圧縮室（93）が形成される。また、図示しないが、ピストン（97）の側面には平板状のブレードが突設されており、このブレードは揺動ブッシュを介してシリンダ（91,92）に支持されている。 One cylindrical piston (97) is arranged inside each of the first and second cylinders (91, 92). A compression chamber (93) is formed between the outer peripheral surface of the piston (97, 97) and the inner peripheral surface of the cylinder (91, 92). Although not shown, a flat plate-like blade projects from the side surface of the piston (97), and this blade is supported by the cylinders (91, 92) via a swing bush.

第１及び第２シリンダ（91,92）には、それぞれ吸入ポート（32）が１つずつ形成されている。各吸入ポート（32）は、シリンダ（91,92）を半径方向に貫通し、その終端がシリンダ（91,92）の内周面に開口している。 One suction port (32) is formed in each of the first and second cylinders (91, 92). Each suction port (32) penetrates the cylinder (91, 92) in the radial direction, and its terminal end opens on the inner peripheral surface of the cylinder (91, 92).

フロントヘッド（94）及びリアヘッド（95）には、それぞれ吐出ポートが１つずつ形成されている。フロントヘッド（94）の吐出ポートは、第２シリンダ（92）内の圧縮室（93）をケーシング（31）の内部空間と連通させる。リアヘッド（95）の吐出ポートは、第１シリンダ（91）内の圧縮室（93）をケーシング（31）の内部空間と連通させる。また、各吐出ポートは、その終端にリード弁からなる吐出弁が設けられており、この吐出弁によって開閉される。尚、図１２において、吐出ポート及び吐出弁の図示は省略する。 One discharge port is formed in each of the front head (94) and the rear head (95). The discharge port of the front head (94) allows the compression chamber (93) in the second cylinder (92) to communicate with the internal space of the casing (31). The discharge port of the rear head (95) allows the compression chamber (93) in the first cylinder (91) to communicate with the internal space of the casing (31). Each discharge port is provided with a discharge valve consisting of a reed valve at its end, and is opened and closed by this discharge valve. In FIG. 12, the discharge port and the discharge valve are not shown.

シャフト（40）の下部には、２つの下側偏心部（98,99）が形成されている。これら２つの下側偏心部（98,99）は、主軸部（44）よりも大径に形成されており、下側のものが第１下側偏心部（98）を、上側のものが第２下側偏心部（99）をそれぞれ構成している。第１下側偏心部（98）は第１シリンダ（91）内に位置してピストン（97）と係合し、第２下側偏心部（99）は第２シリンダ（92）内に位置してピストン（97）と係合する。また、第１下側偏心部（98）と第２下側偏心部（99）とでは、主軸部（44）の軸心に対する偏心方向が逆になっている。 Two lower eccentric portions (98, 99) are formed in the lower portion of the shaft (40). These two lower eccentric portions (98, 99) are formed to have a larger diameter than the main shaft portion (44), the lower one is the first lower eccentric portion (98), and the upper one is the first. 2 Each of the lower eccentric portions (99) is configured. The first lower eccentric part (98) is located in the first cylinder (91) and engages with the piston (97), and the second lower eccentric part (99) is located in the second cylinder (92). Engage with the piston (97). Further, the first lower eccentric portion (98) and the second lower eccentric portion (99) have the opposite eccentric directions with respect to the axial center of the main shaft portion (44).

ケーシング（31）には、吐出管（36）が取り付けられている。この吐出管（36）は、電動機（45）と膨張機構部（60）の間に配置され、ケーシング（31）の内部空間に連通している。圧縮機構部（50）からケーシング（31）の内部空間へ吐出されたガス冷媒は、吐出管（36）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から送り出される。 A discharge pipe (36) is attached to the casing (31). The discharge pipe (36) is disposed between the electric motor (45) and the expansion mechanism (60) and communicates with the internal space of the casing (31). The gas refrigerant discharged from the compression mechanism (50) into the internal space of the casing (31) is sent out from the compression / expansion unit (30) through the discharge pipe (36).

膨張機構部（60）の構成は、上記実施形態３のものと同様である。ただし、圧縮・膨張ユニット（30）が縦型となったことに伴い、膨張機構部（60）では、下から上に向かって順に、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。つまり、膨張機構部（60）では、押しのけ容積の小さな第１ロータリ機構部（70）が圧縮機構部（50）に近い下側に配置され、押しのけ容積の大きな第２ロータリ機構部（80）が圧縮機構部（50）から遠い上側に配置されている。 The configuration of the expansion mechanism (60) is the same as that of the third embodiment . However, as the compression / expansion unit (30) becomes vertical, the expansion mechanism (60) has a front head (61), a first cylinder (71), and an intermediate plate in order from bottom to top. (63), the second cylinder (81), and the rear head (62) are stacked. That is, in the expansion mechanism portion (60), the first rotary mechanism portion (70) having a small displacement volume is disposed on the lower side near the compression mechanism portion (50), and the second rotary mechanism portion (80) having a large displacement volume is provided. It arrange | positions at the upper side far from a compression mechanism part (50).

−実施形態４の効果−
本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）において、圧縮機構部（50）で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、ケーシング（31）の内部空間を通って吐出管（36）へ流れ込む。このため、膨張機構部（60）を通過する冷媒は、圧縮機構部（50）から吐出された冷媒によってある程度加熱されてしまう。膨張機構部（60）を通過する冷媒が加熱されると、膨張機構部（60）から送出される低圧冷媒のエンタルピが増大し、その分だけ低圧冷媒の吸熱量が減少する。また、圧縮機構部（50）で圧縮された冷媒から熱が奪われると、吐出管（36）から送出される高圧冷媒のエンタルピが低下し、その分だけ高圧冷媒の放熱量が減少する。そして、本実施形態の空調機（10）では、低圧冷媒の吸熱量が減少することによる冷房能力の低下や、高圧冷媒の放熱量が減少することによる暖房能力の低下を招くことになる。 -Effect of Embodiment 4-
In the compression / expansion unit (30) of the present embodiment, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compression mechanism (50) flows into the discharge pipe (36) through the internal space of the casing (31). For this reason, the refrigerant passing through the expansion mechanism section (60) is heated to some extent by the refrigerant discharged from the compression mechanism section (50). When the refrigerant passing through the expansion mechanism (60) is heated, the enthalpy of the low-pressure refrigerant delivered from the expansion mechanism (60) increases, and the amount of heat absorbed by the low-pressure refrigerant decreases accordingly. Further, when heat is taken away from the refrigerant compressed by the compression mechanism section (50), the enthalpy of the high-pressure refrigerant sent out from the discharge pipe (36) is lowered, and the heat release amount of the high-pressure refrigerant is reduced accordingly. And in the air conditioner (10) of this embodiment, the cooling capability declines by decreasing the heat absorption amount of a low-pressure refrigerant, and the heating capability declines by reducing the heat dissipation amount of a high-pressure refrigerant.

これに対し、本実施形態の膨張機構部（60）では、より低温の冷媒が流れる第２ロータリ機構部（80）を圧縮機構部（50）から遠い上側に配置している。このため、第２ロータリ機構部（80）を圧縮機構部（50）から近い下側に配置する場合に比べ、膨張機構部（60）を通過する冷媒と圧縮機構部（50）から吐出された冷媒の間での熱交換量を削減することができる。 On the other hand, in the expansion mechanism part (60) of the present embodiment, the second rotary mechanism part (80) through which the cooler refrigerant flows is arranged on the upper side far from the compression mechanism part (50). For this reason, compared with the case where the 2nd rotary mechanism part (80) is arranged in the lower side near the compression mechanism part (50), the refrigerant passing through the expansion mechanism part (60) and the compression mechanism part (50) are discharged. The amount of heat exchange between the refrigerants can be reduced.

この点について、図１３を参照しながら説明する。同図に示すように、圧縮機構部（50）へ５℃の低圧冷媒が吸入され、圧縮機構部（50）で圧縮された９０℃の高圧冷媒が吐出管（36）から吐出され、膨張機構部（60）の第１ロータリ機構部（70）へ３０℃の高圧冷媒が導入され、膨張機構部（60）の第２ロータリ機構部（80）から０℃の低圧冷媒が送出される運転状態を例に説明する。 This point will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the low-pressure refrigerant at 5 ° C. is sucked into the compression mechanism section (50), and the high-pressure refrigerant at 90 ° C. compressed by the compression mechanism section (50) is discharged from the discharge pipe (36). Operating condition in which high-pressure refrigerant at 30 ° C. is introduced into the first rotary mechanism (70) of the part (60) and low-pressure refrigerant at 0 ° C. is sent from the second rotary mechanism (80) of the expansion mechanism (60) Will be described as an example.

図１３(Ａ)に示すように、第２ロータリ機構部（80）を圧縮機構部（50）から近い下側に配置すると、圧縮された９０℃の高圧冷媒が第２ロータリ機構部（80）から送出される０℃の低圧冷媒と熱交換することとなり、互いに熱交換する冷媒の温度差が９０℃程度に達する。一方、図１３(Ｂ)に示すように、第１ロータリ機構部（70）を圧縮機構部（50）から近い下側に配置すると、圧縮された９０℃の高圧冷媒が第１ロータリ機構部（70）へ導入される３０℃の高圧冷媒と熱交換することとなり、互いに熱交換する冷媒の温度差が６０℃程度に抑えられる。 As shown in FIG. 13 (A), when the second rotary mechanism (80) is arranged on the lower side near the compression mechanism (50), the compressed high-pressure refrigerant at 90 ° C. is supplied to the second rotary mechanism (80). Heat exchange with the low-pressure refrigerant at 0 ° C. sent from the refrigerant, and the temperature difference between the refrigerants exchanging heat reaches about 90 ° C. On the other hand, as shown in FIG. 13B, when the first rotary mechanism (70) is disposed on the lower side near the compression mechanism (50), the compressed 90 ° C. high-pressure refrigerant is transferred to the first rotary mechanism ( The heat exchange with the high-pressure refrigerant at 30 ° C. introduced into 70) is performed, and the temperature difference between the refrigerants exchanging heat with each other is suppressed to about 60 ° C.

従って、本実施形態のように、押しのけ容積の大きな第２ロータリ機構部（80）を圧縮機構部（50）から遠い位置に配置すれば、圧縮機構部（50）の吐出冷媒から膨張機構部（60）の冷媒への入熱量を低減することができる。そして、本実施形態によれば、圧縮機構部（50）の吐出冷媒から膨張機構部（60）の冷媒への伝熱に起因する冷房能力や暖房能力の低下を抑えることができる。 Therefore, if the second rotary mechanism part (80) having a large displacement volume is arranged at a position far from the compression mechanism part (50) as in this embodiment, the expansion mechanism part (from the discharge refrigerant of the compression mechanism part (50)) 60) The amount of heat input to the refrigerant can be reduced. And according to this embodiment, the fall of the air_conditioning | cooling capability and heating capability resulting from the heat transfer from the discharge refrigerant | coolant of a compression mechanism part (50) to the refrigerant | coolant of an expansion mechanism part (60) can be suppressed.

−実施形態４の変形例−
図１４に示すように、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）では、膨張機構部（60）に断熱部材（100）を設けてもよい。この断熱部材（100）は、概ね円板状に形成されており、膨張機構部（60）におけるフロントヘッド（61）の下面と接するように設けられている。また、断熱部材（100）は、ＦＲＰ等の比較的熱伝導率の低い材料で構成されている。断熱部材（100）を設けることにより、圧縮機構部（50）の吐出冷媒から膨張機構部（60）の冷媒への入熱量を一層削減することができる。 -Modification of Embodiment 4-
As shown in FIG. 14, in the compression / expansion unit (30) of the present embodiment, a heat insulating member (100) may be provided in the expansion mechanism part (60). The heat insulating member (100) is generally formed in a disc shape, and is provided in contact with the lower surface of the front head (61) in the expansion mechanism portion (60). The heat insulating member (100) is made of a material having a relatively low thermal conductivity such as FRP. By providing the heat insulating member (100), the amount of heat input from the refrigerant discharged from the compression mechanism section (50) to the refrigerant of the expansion mechanism section (60) can be further reduced.

《その他の実施形態》
上記の各実施形態では、膨張機構部（60）を次のように構成してもよい。 << Other Embodiments >>
In each of the above embodiments, the expansion mechanism section (60) may be configured as follows.

先ず、上記の各実施形態では、膨張機構部（60）にロータリ機構部（70,80）を２つ設けているが、ロータリ機構部の数は２つに限らず３つ以上であってもよい。この場合、各ロータリ機構部は、それぞれの押しのけ容積が互いに相違するように構成され、押しのけ容積の小さい順に接続される。 First, in each of the above-described embodiments, two rotary mechanism portions (70, 80) are provided in the expansion mechanism portion (60). However, the number of rotary mechanism portions is not limited to two, and may be three or more. Good. In this case, the rotary mechanism portions are configured such that their displacement volumes are different from each other, and are connected in order of increasing displacement volume.

また、上記の各実施形態では、各シリンダ（71,81）の内径と各大径偏心部（41,42）の偏心量を相違させることによって各ロータリ機構部（70,80）の押しのけ容積を相違させているが、これに代えて、各シリンダ（71,81）及び各ピストン（75,85）の高さを相違させることによって各ロータリ機構部（70,80）の押しのけ容積を相違させてもよい。更には、各シリンダ（71,81）の内径と、各大径偏心部（41,42）の偏心量と、各シリンダ（71,81）及び各ピストン（75,85）の高さとを全て相違させることによって各ロータリ機構部（70,80）の押しのけ容積を相違させてもよい。 In each of the above embodiments, the displacement of each rotary mechanism (70, 80) can be reduced by making the inner diameter of each cylinder (71, 81) different from the eccentric amount of each large-diameter eccentric part (41, 42). However, instead of this, the displacement of each rotary mechanism (70, 80) is made different by making the height of each cylinder (71, 81) and each piston (75, 85) different. Also good. Furthermore, the inner diameter of each cylinder (71, 81), the eccentric amount of each large-diameter eccentric part (41, 42), and the height of each cylinder (71, 81) and each piston (75, 85) are all different. By doing so, the displacement volume of each rotary mechanism (70, 80) may be made different.

また、上記の各実施形態において、第１ピストン（75）と第２ピストン（85）とは、それぞれの外径が互いに等しくなるように形成されているが、両者の外径が相違していても差し支えない。つまり、第２ロータリ機構部（80）の押しのけ容積が第１ロータリ機構部（70）の押しのけ容積よりも大きくなっていさえすれば、第１ピストン（75）と第２ピストン（85）の外径が互いに等しくなる必要はなく、一方の外径が他方の外径より大きくなっていても構わない。 In each of the above embodiments, the first piston (75) and the second piston (85) are formed so that their outer diameters are equal to each other, but the outer diameters of both are different. There is no problem. That is, as long as the displacement volume of the second rotary mechanism (80) is larger than the displacement volume of the first rotary mechanism (70), the outer diameters of the first piston (75) and the second piston (85). Need not be equal to each other, and one outer diameter may be larger than the other outer diameter.

以上説明したように、本発明は、流体の膨張によって回転軸を駆動するロータリ式膨張機について有用である。 As described above, the present invention is useful for a rotary expander that drives a rotating shaft by fluid expansion.

実施形態１における空調機の配管系統図である。It is a piping system diagram of the air conditioner in Embodiment 1. 実施形態１における圧縮・膨張ユニットの概略断面図である。2 is a schematic cross-sectional view of a compression / expansion unit according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１における膨張機構部の要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of an expansion mechanism unit in the first embodiment. 実施形態１の膨張機構部におけるシャフトの回転角９０°毎の各ロータリ機構部の状態を示す要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a state of each rotary mechanism portion at every 90 ° rotation angle of a shaft in the expansion mechanism portion of the first embodiment. 実施形態１の膨張機構部におけるシャフトの回転角と膨張室等の容積及び膨張室の内圧との関係を示す関係図である。FIG. 3 is a relationship diagram illustrating a relationship between a rotation angle of a shaft, a volume of an expansion chamber, and an internal pressure of the expansion chamber in the expansion mechanism unit according to the first embodiment. 実施形態１の膨張機構部と従来のロータリ式膨張機についてのシャフトの回転角と流体の流入流速との関係を示す関係図である。It is a related figure which shows the relationship between the rotation angle of the shaft about the expansion mechanism part of Embodiment 1, and the conventional rotary expander, and the inflow velocity of the fluid. 参考技術１における膨張機構部の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the expansion mechanism part in the reference technique 1. FIG. 実施形態１の変形例における膨張機構部の要部断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of an expansion mechanism unit in a modification example of the first embodiment. 参考技術２の膨張機構部におけるシャフトの回転角９０°毎の各ロータリ機構部の状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the state of each rotary mechanism part for every 90 degrees of rotation angles of the shaft in the expansion mechanism part of the reference technique 2. FIG. 実施形態２の膨張機構部におけるシャフトの回転角９０°毎の各ロータリ機構部の状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the state of each rotary mechanism part for every 90 degrees of rotation angles of the shaft in the expansion mechanism part of Embodiment 2. FIG. 実施形態３における圧縮・膨張ユニットの概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of a compression / expansion unit according to Embodiment 3. FIG. 実施形態４における圧縮・膨張ユニットの概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of a compression / expansion unit in Embodiment 4. FIG. 実施形態４と比較例とに係る圧縮・膨張ユニットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the compression / expansion unit which concerns on Embodiment 4 and a comparative example. 実施形態４の変形例における圧縮・膨張ユニットの概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a compression / expansion unit in a modified example of Embodiment 4 .

（40）シャフト（回転軸）
（41）第１大径偏心部（偏心部）
（42）第２大径偏心部（偏心部）
（63）中間プレート
（64）連通路
（65）中間室
（66）膨張室
（70）第１ロータリ機構部
（71）第１シリンダ
（72）第１流体室
（73）第１高圧室
（74）第１低圧室
（75）第１ピストン
（76）第１ブレード
（80）第２ロータリ機構部
（81）第２シリンダ
（82）第２流体室
（83）第２高圧室
（84）第２低圧室
（85）第２ピストン
（86）第２ブレード (40) Shaft (Rotating shaft)
(41) First large diameter eccentric part (eccentric part)
(42) Second large diameter eccentric part (eccentric part)
(63) Intermediate plate (64) Communication path (65) Intermediate chamber (66) Expansion chamber (70) First rotary mechanism (71) First cylinder (72) First fluid chamber (73) First high pressure chamber (74 ) First low pressure chamber (75) First piston (76) First blade (80) Second rotary mechanism (81) Second cylinder (82) Second fluid chamber (83) Second high pressure chamber (84) Second Low pressure chamber (85) Second piston (86) Second blade

Claims

Cylinder (71, 81) closed at both ends, piston (75, 85) for forming fluid chamber (72, 82) in each cylinder (71, 81), and fluid chamber (72, 82) Are divided into a high pressure chamber (73,83) on the high pressure side and a low pressure chamber (74,84) on the low pressure side, and a plurality of rotary mechanism portions (70,80) each provided with one blade (76,86). )When,
The rotary expander includes an eccentric portion (41, 42) that engages with the piston (75, 85) and a single rotary shaft (40) formed in the same number as the rotary mechanism portion (70, 80). And
The plurality of rotary mechanism sections (70, 80) are connected in series in order from the smallest displacement volume because the displacement volumes are different from each other.
In two of the plurality of rotary mechanism portions (70, 80) connected to each other, the low pressure chamber (74) of the front rotary mechanism portion (70) and the high pressure chamber (80) of the rear rotary mechanism portion (80) ( 83) communicate with each other to form one expansion chamber (66) ,
In the plurality of rotary mechanism portions (70, 80), the times when the respective blades (76, 86) are most retracted toward the outer peripheral side of the cylinder (71, 81) coincide with each other.
The cylinders (71, 81) of the rotary mechanism portions (70, 80) are arranged in a state where the blades (76, 86) are most retracted to the outer peripheral side of the cylinder (71, 81). 80) blades (76, 86) are arranged so as to overlap each other when viewed from the axial direction of the rotating shaft (40),
The cylinders (71, 81) of the rotary mechanism parts (70, 80) are stacked with an intermediate plate (63) sandwiched between them.
Each of the intermediate plates (63) includes a low pressure chamber (74) of a rotary mechanism portion (70) on the front stage side and a rotary mechanism section (80) on the rear stage side of two adjacent rotary mechanism sections (70, 80). A rotary expander in which a communication path (64) for communicating with the high-pressure chamber (83) is formed so as to penetrate through the intermediate plate (63) obliquely with respect to the thickness direction .

The rotary expander according to claim 1 ,
The blade (76, 86) is formed separately from the piston (75, 85), and is supported by the cylinder (71, 81) so that it can be moved forward and backward with its tip pressed against the piston (75, 85). Rotary expander.

The rotary expander according to claim 1 ,
The blade (76, 86) is formed integrally with the piston (75, 85) so as to protrude from the side surface of the piston (75, 85), and can move forward and backward with the cylinder (71, 81). Rotary expander supported by