JP4617810B2

JP4617810B2 - Rotary expander and fluid machinery

Info

Publication number: JP4617810B2
Application number: JP2004286619A
Authority: JP
Inventors: 昌和岡本; 哲也岡本; 英二熊倉
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP2006097624A

Description

本発明は、膨張室内のピストンの公転に伴い流体を膨張させる回転式膨張機と、この回転式膨張機を備えた流体機械に関するものである。 The present invention relates to a rotary expander that expands fluid as a piston in an expansion chamber revolves, and a fluid machine including the rotary expander.

従来より、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの膨張行程などに用いられる膨張機として、揺動ピストン式やローリングピストン式の回転式膨張機が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an expander used for an expansion stroke of a vapor compression refrigeration cycle, a swing piston type or rolling piston type rotary expander is known.

例えば、回転式膨張機は、図１４に示すように、膨張室（101）を有する環状のシリンダ（102）と、このシリンダ（102）の内周面と摺接しながら公転するピストン（103）と、このピストン（103）とで膨張室（101）を高圧室と低圧室とに区画するブレード（104）とを備えている。ピストン（103）は、円環状に形成されており、その内部には図示しない電動機によって回転する偏心軸（105）が嵌合している。ブレード（104）は、シリンダ（102）に形成されたブレード溝（106）に進退可能に保持されている。また、この回転式膨張機には、膨張室（101）へ流体を導入するための流入ポート（107）と、膨張室内で膨張した流体を膨張室の外部に排出する流出ポート（108）とを備えている。上記流入ポート（107）は、シリンダ（102）の下部に形成されており、ピストン（103）が所定公転角度となる際、複数の連通路（切り欠き溝）（109,110）を介して膨張室（101）と連通可能となっている。一方、上記流出ポート（108）は、上記シリンダ（107）の径方向側部に形成されており、その開口端がシリンダ（107）の内周面に位置している。 For example, as shown in FIG. 14, the rotary expander includes an annular cylinder (102) having an expansion chamber (101), and a piston (103) that revolves while sliding on the inner peripheral surface of the cylinder (102). The piston (103) includes a blade (104) that partitions the expansion chamber (101) into a high pressure chamber and a low pressure chamber. The piston (103) is formed in an annular shape, and an eccentric shaft (105) rotated by an electric motor (not shown) is fitted therein. The blade (104) is movably held in a blade groove (106) formed in the cylinder (102). The rotary expander includes an inflow port (107) for introducing fluid into the expansion chamber (101) and an outflow port (108) for discharging the fluid expanded in the expansion chamber to the outside of the expansion chamber. I have. The inflow port (107) is formed in the lower part of the cylinder (102), and when the piston (103) has a predetermined revolution angle, the expansion chamber (109, 110) is connected to the expansion chamber (notch groove) (109, 110). 101). On the other hand, the outflow port (108) is formed on the radial side portion of the cylinder (107), and its open end is located on the inner peripheral surface of the cylinder (107).

以上のような構成の回転式膨張機において、ピストン（103）が偏心軸（105）を中心として膨張室（101）内を公転すると（図１４における反時計回りに公転すると）、流入ポート（107）より流体が膨張室（101）内に流入する。そして、ピストン（103）が所定公転角度を通過すると、流入ポート（107）が遮断され、膨張室（101）への流体の供給が停止する。この状態でさらにピストン（103）が公転すると、高圧側の膨張室（101）の容積が拡大され、高圧流体が膨張されて低圧流体となる。このようにして、低圧流体で満たされた低圧側の膨張室（101）がピストン（103）の公転により流出ポート（108）と連通すると、この低圧流体が流出ポート（108）より膨張室（101）の外部へ次第に排出される。以上のようにして、この回転式膨張機では、流体の膨張により発生する回転動力を回収し、例えば圧縮機の駆動源等に利用するようにしている（特許文献１参照）。
特開２００４−１９０９３８公報 In the rotary expander configured as described above, when the piston (103) revolves around the eccentric shaft (105) in the expansion chamber (101) (revolves counterclockwise in FIG. 14), the inflow port (107 ) Fluid flows into the expansion chamber (101). When the piston (103) passes a predetermined revolution angle, the inflow port (107) is shut off, and the supply of fluid to the expansion chamber (101) is stopped. When the piston (103) further revolves in this state, the volume of the expansion chamber (101) on the high pressure side is expanded, and the high pressure fluid is expanded to become a low pressure fluid. In this way, when the low-pressure side expansion chamber (101) filled with the low-pressure fluid communicates with the outflow port (108) by the revolution of the piston (103), the low-pressure fluid is transferred from the outflow port (108) to the expansion chamber (101). ) Is gradually discharged to the outside. As described above, in this rotary expander, the rotational power generated by the expansion of the fluid is recovered and used, for example, as a drive source for a compressor (see Patent Document 1).
JP 2004-190938 A

ところで、上述のような回転式膨張機では、ピストン（103）の公転により流出ポート（108）より低圧流体を排出する流出行程後に、低圧流体の一部が流出ポート（108）より流出せずに、膨張室（101）内に残存する可能性がある。このことについて、図１５を参照しながら説明する。なお、図１５は、従来の回転式膨張機における流出ポート（108）及びブレード溝（106）の近傍の拡大図である。 By the way, in the rotary expander as described above, a part of the low-pressure fluid does not flow out of the outflow port (108) after the outflow stroke in which the low-pressure fluid is discharged from the outflow port (108) by the revolution of the piston (103). There is a possibility of remaining in the expansion chamber (101). This will be described with reference to FIG. FIG. 15 is an enlarged view of the vicinity of the outflow port (108) and the blade groove (106) in the conventional rotary expander.

流出ポート（108）からの流体の流出行程は、ピストン（103）の外周面とシリンダ（102）の内周面との摺接部（ピストンの外周面とシリンダの内周面とが油膜を介して実質的に接触する接触部）が流出ポート（108）を通過した後に終了する。ここで、シリンダ（102）の内径は、ピストン（103）の外径より小さいため、図１５に示すように、ピストン（103）とシリンダ（102）との接触部Ａが、流出ポート（108）よりもブレード溝（106）側寄りに位置すると、シリンダ（102）、ピストン（103）、及びブレード（104）における流出ポート（108）側寄りの側面によって、低圧流体の残留空間（S）が閉空間として区画形成される。なお、この残留空間（S）は、ピストン（103）とシリンダ（102）との接触部Ａが、流出ポート（108）の開口端とブレード溝（106）との開口端との間のシリンダ（102）の内周面と実質的に接触する範囲、すなわち、ピストン（103）が図１５に示す公転角度範囲Ｒに位置する場合に形成される。 The outflow process of the fluid from the outflow port (108) is based on the sliding contact between the outer peripheral surface of the piston (103) and the inner peripheral surface of the cylinder (102) (the outer peripheral surface of the piston and the inner peripheral surface of the cylinder pass through an oil film) And the contact portion that substantially contacts) passes through the outflow port (108). Here, since the inner diameter of the cylinder (102) is smaller than the outer diameter of the piston (103), the contact portion A between the piston (103) and the cylinder (102) becomes an outlet port (108) as shown in FIG. The side of the cylinder (102), piston (103), and blade (104) closer to the outflow port (108) closes the low pressure fluid residual space (S). A compartment is formed as a space. Note that this residual space (S) is such that the contact portion A between the piston (103) and the cylinder (102) is located between the opening end of the outflow port (108) and the opening end of the blade groove (106) ( 102) that is substantially in contact with the inner peripheral surface, that is, when the piston (103) is located in the revolution angle range R shown in FIG.

ここで、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの膨張行程に用いられる回転式膨張機においては、膨張された後の冷媒が一般的には気液二相状態となるため、上記残留空間（S）に冷媒が残留すると、液状態の冷媒や冷凍機油などが閉空間に封止されて、いわゆる液封状態となる。そして、このような液封状態でピストン（103）がさらに公転すると、液冷媒や冷凍機油が圧縮されることによりブレード（104）やピストン（103）に過剰な力が作用し、この回転式膨張機の回転効率が低下してしまう。また、ブレード（104）やピストン（103）の損傷を招く恐れもある。 Here, in the rotary expander used in the expansion stroke of the vapor compression refrigeration cycle, the expanded refrigerant is generally in a gas-liquid two-phase state, so that the refrigerant is placed in the residual space (S). If the liquid remains, liquid refrigerant, refrigerating machine oil, or the like is sealed in the closed space, resulting in a so-called liquid seal state. When the piston (103) further revolves in such a liquid-sealed state, liquid refrigerant and refrigeration oil are compressed, and excessive force acts on the blade (104) and piston (103), and this rotational expansion The rotational efficiency of the machine will decrease. Further, there is a risk of damaging the blade (104) and the piston (103).

また、図１５の例では、ピストン（103）の製造工程における研磨加工を好適に行うため、ピストン（103）の外周面におけるブレード（104）の側面近傍に切り欠き溝（111）を形成している。このため、上記閉空間（S）の容積が大きくなってしまい、流出ポート（108）による冷媒の流出行程後に閉空間に残留する液冷媒や冷凍機油の量も相対的に多くなる。したがって、この場合には、上述した問題点が顕著となってしまう。 Further, in the example of FIG. 15, a notch groove (111) is formed in the vicinity of the side surface of the blade (104) on the outer peripheral surface of the piston (103) in order to suitably perform the polishing process in the manufacturing process of the piston (103). Yes. For this reason, the volume of the closed space (S) becomes large, and the amount of liquid refrigerant and refrigerating machine oil remaining in the closed space after the refrigerant outflow process by the outflow port (108) also becomes relatively large. Therefore, in this case, the above-described problem becomes remarkable.

本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、回転式膨張機、及びこの回転式膨張機が備えられた流体機械において、流出ポートによる流体の流出行程後に、膨張室内に残留する流体が液封状態となってしまうことを回避することである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a rotary expander and a fluid machine equipped with the rotary expander after a fluid outflow process by an outflow port. It is to avoid the fluid remaining in the expansion chamber from being in a liquid-sealed state.

本発明は、流出ポートによる流体の流出行程後における流体の残留空間と該流出ポートとを連通させる液封防止手段を設けるようにしたものである。 According to the present invention, there is provided a liquid seal prevention means for communicating the fluid residual space after the fluid outflow process with the outflow port and the outflow port.

具体的に、第１の発明は、膨張室（62）を有する環状のシリンダ（61）と、該シリンダ（61）の内周面と摺接しながら公転するピストン（65）と、該ピストン（65）とで膨張室（62）を高圧側と低圧側とに区画するブレード（66）と、上記シリンダ（61）に形成されるとともに上記ピストン（65）の公転に伴い膨張室（62）で膨張した流体が流出する流出ポート（37）とを備えた回転式膨張機を前提としている。そして、この回転式膨張機は、流出ポート（37）からの低圧流体の流出行程後に、該低圧流体の一部が流出ポート（37）より流出せずに残存する残留空間（S）と、上記流出ポート（37）とを連通させる液封防止手段（80）を備え、上記液封防止手段（80）は、シリンダ（61）の内周面に形成されて残留空間（S）と流出ポート（37）とを連通させるシリンダ側溝（81）で構成され、
上記シリンダ側溝（81）は、シリンダ（61）の内周面における中心軸方向の両縁部を残すようにして形成され、上記流出ポート（37）は、上記シリンダ（61）の内周面における中心軸方向の中間部位に形成されているものである。 Specifically, the first invention includes an annular cylinder (61) having an expansion chamber (62), a piston (65) that revolves in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61), and the piston (65 ) And a blade (66) that partitions the expansion chamber (62) into a high pressure side and a low pressure side, and is formed in the cylinder (61) and expands in the expansion chamber (62) as the piston (65) revolves. Assumed is a rotary expander having an outflow port (37) through which the fluid flows out. The rotary expander includes a residual space (S) in which a part of the low-pressure fluid remains without flowing out from the outflow port (37) after the outflow stroke of the low-pressure fluid from the outflow port (37), A liquid seal prevention means (80) for communicating with the outflow port (37) is provided , and the liquid seal prevention means (80) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61) to form a residual space (S) and an outflow port ( 37) Cylinder side groove (81) communicating with
The cylinder side groove (81) is formed so as to leave both edges in the central axis direction on the inner peripheral surface of the cylinder (61), and the outflow port (37) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61). It is formed at an intermediate portion in the central axis direction .

上記第１の発明では、膨張室（62）内のピストン（65）がシリンダ（61）の内周面と摺接しながら公転する。この際、ブレード（66）によって区画された膨張室（62）の高圧側と低圧側との容積が拡縮することで、膨張室（62）内に流体が吸入され、この流体が膨張する。膨張した後の低圧流体は、膨張室（62）における低圧側と流出ポート（37）とが連通することで、該流出ポート（37）より膨張室（62）の外部に流出される。 In the said 1st invention, the piston (65) in an expansion chamber (62) revolves, slidingly contacting the internal peripheral surface of a cylinder (61). At this time, the volume of the high-pressure side and the low-pressure side of the expansion chamber (62) partitioned by the blade (66) expands and contracts, so that fluid is sucked into the expansion chamber (62) and this fluid expands. The low-pressure fluid after being expanded flows out of the expansion chamber (62) from the outflow port (37) when the low-pressure side of the expansion chamber (62) communicates with the outflow port (37).

ここで、図１５を示して上述したように、従来の回転式膨張機では、流出ポート（37）における低圧流体の流出行程後に、この低圧流体の一部が流出ポート（37）より流出せずに残留空間（S）に残存してしまうことがある。この場合、残留空間（S）が閉空間となると、該残留空間（S）内の例えば液冷媒などが液封状態となってしまう。 Here, as shown in FIG. 15 and described above, in the conventional rotary expander, a part of the low-pressure fluid does not flow out of the outflow port (37) after the outflow stroke of the low-pressure fluid in the outflow port (37). May remain in the residual space (S). In this case, when the residual space (S) becomes a closed space, for example, the liquid refrigerant in the residual space (S) is in a liquid-sealed state.

一方、本発明では、上記残留空間（S）と流出ポート（37）とを連通させる液封防止手段（80）を設けている。このため、流出ポート（37）による低圧流体の流出行程後に残留空間（S）に残存する液冷媒等を、液封防止手段（80）によって流出ポート（37）へ導き、膨張室（62）の外部へ排出することができる。したがって、残留空間（S）内の液冷媒などが液封状態となってしまうことを未然に回避することができる。 On the other hand, in the present invention, a liquid seal prevention means (80) is provided for communicating the residual space (S) with the outflow port (37). For this reason, liquid refrigerant or the like remaining in the residual space (S) after the outflow stroke of the low-pressure fluid through the outflow port (37) is guided to the outflow port (37) by the liquid seal prevention means (80), and the expansion chamber (62) It can be discharged to the outside. Therefore, it is possible to avoid the liquid refrigerant in the residual space (S) from being in a liquid-sealed state.

上記第１の発明では、シリンダ（61）の内周面に液封防止手段（80）としてのシリンダ側溝（81）が形成される。このため、流出ポート（37）による低圧流体の流出行程後には、残留空間（S）の流体がシリンダ側溝（81）を流通して流出ポート（37）へ導入される。 In the first aspect of the invention, the cylinder side groove (81) as the liquid seal prevention means (80) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61). For this reason, after the low pressure fluid outflow stroke by the outflow port (37), the fluid in the residual space (S) flows through the cylinder side groove (81) and is introduced into the outflow port (37).

第２の発明は、膨張室（62）を有する環状のシリンダ（61）と、該シリンダ（61）の内周面と摺接しながら公転するピストン（65）と、該ピストン（65）とで膨張室（62）を高圧側と低圧側とに区画するブレード（66）と、上記シリンダ（61）に形成されるとともに上記ピストン（65）の公転に伴い膨張室（62）で膨張した流体が流出する流出ポート（37）とを備え、シリンダ（61）の内周面には、ブレード（66）を進退可能に保持するブレード溝（68）の開口端と、流出ポート（37）の開口端とがシリンダ（61）の周方向に所定角度を挟んで形成されている回転式膨張機を前提としている。そして、この回転式膨張機は、ピストン（65）が流出ポート（37）とブレード溝（68）との間のシリンダ（61）の内周面と摺接する公転角度範囲Ｒにおいて、流出ポート（37）側寄りのブレード（66）の側面、シリンダ（61）、及びピストン（65）で区画形成される流体の残留空間（S）を流出ポート（37）と連通させる液封防止手段（80）を備え、上記液封防止手段（80）は、シリンダ（61）の内周面に形成されて残留空間（S）と流出ポート（37）とを連通させるシリンダ側溝（81）で構成され、上記シリンダ側溝（81）は、シリンダ（61）の内周面における中心軸方向の両縁部を残すようにして形成され、上記流出ポート（37）は、上記シリンダ（61）の内周面における中心軸方向の中間部位に形成されているものである。 The second invention is expanded by an annular cylinder (61) having an expansion chamber (62), a piston (65) revolving while slidingly contacting an inner peripheral surface of the cylinder (61), and the piston (65). The blade (66) that divides the chamber (62) into a high pressure side and a low pressure side, and the fluid formed in the cylinder (61) and expanded in the expansion chamber (62) as the piston (65) revolves out. And an opening end of a blade groove (68) that holds the blade (66) so as to be able to advance and retreat, and an opening end of the outflow port (37), on the inner peripheral surface of the cylinder (61). Is based on a rotary expander that is formed with a predetermined angle in the circumferential direction of the cylinder (61). The rotary expander includes an outflow port (37) in a revolution angle range R in which the piston (65) is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61) between the outflow port (37) and the blade groove (68). ) A liquid seal prevention means (80) for communicating the fluid residual space (S) defined by the side surface of the blade (66) closer to the side, the cylinder (61) and the piston (65) with the outflow port (37). The liquid seal prevention means (80) includes a cylinder side groove (81) formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61) to communicate the residual space (S) and the outflow port (37). The side groove (81) is formed so as to leave both edges in the central axis direction on the inner peripheral surface of the cylinder (61), and the outflow port (37) is a central axis on the inner peripheral surface of the cylinder (61). It is formed in the middle part of the direction .

上記第２の発明では、図１５を示して上述したように、流出ポート（37）による低圧流体の流出行程後に、残留空間（S）が形成されてしまうピストン（65）の位置、すなわち、ピストン（65）が公転角度範囲Ｒ内に位置する状態において、液封防止手段（80）が残留空間（S）と流出ポート（37）とを常時連通させる。このため、残留空間（S）に残存する流体を、確実に流出ポート（37）へ導くことができる。 In the second invention, as described above with reference to FIG. 15, the position of the piston (65) where the residual space (S) is formed after the outflow stroke of the low-pressure fluid by the outflow port (37), that is, the piston In a state where (65) is located within the revolution angle range R, the liquid seal prevention means (80) always communicates the residual space (S) and the outflow port (37). For this reason, the fluid remaining in the residual space (S) can be reliably guided to the outflow port (37).

上記第１及び２の発明では、シリンダ（61）の内周面に液封防止手段（80）としてのシリンダ側溝（81）が形成される。このため、流出ポート（37）による低圧流体の流出行程後には、残留空間（S）の流体がシリンダ側溝（81）を流通して流出ポート（37）へ導入される。 In the first and second inventions, the cylinder side groove (81) as the liquid seal prevention means (80) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61). For this reason, after the low pressure fluid outflow stroke by the outflow port (37), the fluid in the residual space (S) flows through the cylinder side groove (81) and is introduced into the outflow port (37).

上記第１及び２の発明では、シリンダ側溝（81）は、シリンダ（61）の内周面において、その中心軸方向の中間部位にのみ形成される一方、その中心軸方向の両縁部には、シリンダ溝（81）が形成されない。このため、シリンダ側溝（81）をシリンダ（61）の内周面における必要最小限の部位のみに形成することができる。 In the first and second inventions described above, the cylinder-side groove (81) is formed only at an intermediate portion in the central axis direction on the inner peripheral surface of the cylinder (61), and on both edges in the central axis direction. The cylinder groove (81) is not formed. For this reason, a cylinder side groove | channel (81) can be formed only in the required minimum site | part in the internal peripheral surface of a cylinder (61).

第３の発明は、膨張室（62）を有する環状のシリンダ（61）と、該シリンダ（61）の内周面と摺接しながら公転するピストン（65）と、該ピストン（65）とで膨張室（62）を高圧側と低圧側とに区画するブレード（66）と、上記シリンダ（61）に形成されるとともに上記ピストン（65）の公転に伴い膨張室（62）で膨張した流体が流出する流出ポート（37）とを備えた回転式膨張機を前提としている。そして、この回転式膨張機は、流出ポート（37）からの低圧流体の流出行程後に、該低圧流体の一部が流出ポート（37）より流出せずに残存する残留空間（S）と、上記流出ポート（37）とを連通させる液封防止手段（80）を備え、上記液封防止手段（80）は、ピストン（65）の外周面に形成されて残留空間（S）と流出ポート（37）とを連通させるピストン側溝（82）で構成され、
上記ピストン側溝（82）は、ピストン（65）の外周面における中心軸方向の両縁部を残すようにして形成され、上記流出ポート（37）は、上記シリンダ（61）の内周面における中心軸方向の中間部位に形成されているものである。 In the third invention, an annular cylinder (61) having an expansion chamber (62), a piston (65) revolving while being in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61), and the piston (65) are expanded. The blade (66) that divides the chamber (62) into a high pressure side and a low pressure side, and the fluid formed in the cylinder (61) and expanded in the expansion chamber (62) as the piston (65) revolves out. It assumes a rotary expander with an outflow port (37). The rotary expander includes a residual space (S) in which a part of the low-pressure fluid remains without flowing out from the outflow port (37) after the outflow stroke of the low-pressure fluid from the outflow port (37), A liquid seal prevention means (80) for communicating with the outflow port (37) is provided, and the liquid seal prevention means (80) is formed on the outer peripheral surface of the piston (65) to form the residual space (S) and the outflow port (37 ) To communicate with the piston side groove (82),
The piston side groove (82) is formed so as to leave both edges in the central axis direction on the outer peripheral surface of the piston (65), and the outflow port (37) is the center on the inner peripheral surface of the cylinder (61). It is formed at an intermediate portion in the axial direction .

第４の発明は、膨張室（62）を有する環状のシリンダ（61）と、該シリンダ（61）の内周面と摺接しながら公転するピストン（65）と、該ピストン（65）とで膨張室（62）を高圧側と低圧側とに区画するブレード（66）と、上記シリンダ（61）に形成されるとともに上記ピストン（65）の公転に伴い膨張室（62）で膨張した流体が流出する流出ポート（37）とを備え、シリンダ（61）の内周面には、ブレード（66）を進退可能に保持するブレード溝（68）の開口端と、流出ポート（37）の開口端とがシリンダ（61）の周方向に所定角度を挟んで形成されている回転式膨張機を前提としている。そして、この回転式膨張機は、ピストン（65）が流出ポート（37）とブレード溝（68）との間のシリンダ（61）の内周面と摺接する公転角度範囲Ｒにおいて、流出ポート（37）側寄りのブレード（66）の側面、シリンダ（61）、及びピストン（65）で区画形成される流体の残留空間（S）を流出ポート（37）と連通させる液封防止手段（80）を備え、液封防止手段（80）は、ピストン（65）の外周面に形成されて残留空間（S）と流出ポート（37）とを連通させるピストン側溝（82）で構成され、ピストン側溝（82）は、ピストン（65）の外周面における中心軸方向の両縁部を残すようにして形成され、上記流出ポート（37）は、上記シリンダ（61）の内周面における中心軸方向の中間部位に形成されているものである。 According to a fourth aspect of the present invention, an annular cylinder (61) having an expansion chamber (62), a piston (65) revolving while being in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61), and the piston (65) are expanded. The blade (66) that divides the chamber (62) into a high pressure side and a low pressure side, and the fluid formed in the cylinder (61) and expanded in the expansion chamber (62) as the piston (65) revolves out. And an opening end of a blade groove (68) that holds the blade (66) so as to be able to advance and retreat, and an opening end of the outflow port (37), on the inner peripheral surface of the cylinder (61). Is based on a rotary expander that is formed with a predetermined angle in the circumferential direction of the cylinder (61). The rotary expander includes an outflow port (37) in a revolution angle range R in which the piston (65) is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61) between the outflow port (37) and the blade groove (68). ) A liquid seal prevention means (80) for communicating the fluid residual space (S) defined by the side surface of the blade (66) closer to the side, the cylinder (61) and the piston (65) with the outflow port (37). The liquid seal prevention means (80) includes a piston side groove (82) formed on the outer peripheral surface of the piston (65) to communicate the residual space (S) and the outflow port (37). ) Is formed so as to leave both edges in the central axis direction on the outer peripheral surface of the piston (65), and the outflow port (37) is an intermediate portion in the central axial direction on the inner peripheral surface of the cylinder (61). Is formed .

上記第３及び４の発明では、ピストン（65）の外周面に液封防止手段（80）としてのピストン側溝（82）が形成される。このため、流出ポート（37）による低圧流体の流出行程後には、残留空間（S）の流体がピストン側溝（82）を流通して流出ポート（37）へ導入される。 In the third and fourth inventions, the piston side groove (82) as the liquid seal prevention means (80) is formed on the outer peripheral surface of the piston (65). For this reason, after the low pressure fluid outflow stroke by the outflow port (37), the fluid in the residual space (S) flows through the piston side groove (82) and is introduced into the outflow port (37).

上記第３及び４の発明では、ピストン側溝（82）は、ピストン（65）の外周面において、その中心軸方向の中間部位にのみ形成される一方、その中心軸方向の両縁部には、ピストン側溝（82）が形成されない。このため、ピストン側溝（82）をピストン（65）の外周面における必要最小限の部位のみに形成することができる。 In the third and fourth aspects of the invention, the piston side groove (82) is formed only at the intermediate portion in the central axis direction on the outer peripheral surface of the piston (65), Piston side groove (82) is not formed. For this reason, a piston side groove | channel (82) can be formed only in the required minimum site | part in the outer peripheral surface of a piston (65).

第５の発明は、第１から第４のいずれか１の発明の回転式膨張機において、蒸気圧縮式冷凍サイクルの膨張行程を行うように構成されているものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the rotary expander according to any one of the first to fourth aspects, the expansion stroke of the vapor compression refrigeration cycle is performed.

上記第５の発明では、この回転式膨張機が蒸気圧縮式冷凍サイクルの膨張行程に用いられる。このため、流出ポート（37）による冷媒の流出行程後において、残留空間（S）に残留する液冷媒や冷凍機油を含む気液２相状態の冷媒が液封状態となってしまうことを確実に回避できる。 In the fifth aspect of the invention, this rotary expander is used for the expansion stroke of the vapor compression refrigeration cycle. Therefore, it is ensured that the liquid refrigerant remaining in the residual space (S) and the gas-liquid two-phase refrigerant including the refrigerating machine oil are in a liquid-sealed state after the refrigerant outflow process by the outflow port (37). Can be avoided.

第６の発明は、第５の発明の回転式膨張機において、ＣＯ_２を冷媒として用いた蒸気圧縮式冷凍サイクルの膨張行程を行うように構成されているものである。 According to a sixth aspect of the invention, in the rotary expander of the fifth aspect of the invention, the expansion stroke of the vapor compression refrigeration cycle using CO ₂ as a refrigerant is performed.

上記第８の発明では、ＣＯ_２を冷媒として用いて、いわゆる超臨界サイクルの膨張行程を行う回転式膨張機において、残留空間（S）に残留する液冷媒や冷凍機油などが液封状態となってしまうことを確実に回避できる。 In the eighth aspect of the invention, in the rotary expander that performs the expansion stroke of the so-called supercritical cycle using CO ₂ as the refrigerant, the liquid refrigerant, the refrigerating machine oil, etc. remaining in the residual space (S) are in a liquid-sealed state. Can be avoided reliably.

第７の発明は、第１から第６のいずれか１の発明の回転式膨張機において、流体の膨張により回転動力を回収するように構成されているものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the rotary expander of any one of the first to sixth aspects, the rotational power is recovered by the expansion of the fluid.

上記第７の発明では、膨張室（62）で膨張された流体の内部エネルギーがこの回転式膨張機によって回収されて他の動力機械の駆動源として利用される。ここで、本発明では、液冷媒や冷凍機油などが液封状態となることを回避できるため、この回転式膨張機の回転効率を向上させることができる。したがって、この回転式膨張機の動力回収効率の向上を図ることができる。 In the seventh aspect of the invention, the internal energy of the fluid expanded in the expansion chamber (62) is recovered by the rotary expander and used as a drive source for another power machine. Here, in this invention, since it can avoid that a liquid refrigerant, refrigerator oil, etc. will be in a liquid-sealed state, the rotational efficiency of this rotary expander can be improved. Therefore, the power recovery efficiency of the rotary expander can be improved.

第８の発明は、ケーシング（31）内に、回転式膨張機（60）と、電動機（40）と、該回転式膨張機（60）及び電動機（40）により駆動されて流体を圧縮する圧縮機（50）とを備えた流体機械を前提としている。そして、この流体機械は、回転式膨張機（60）が、第１から第７のいずれか１の発明の回転式膨張機により構成されているものである。 In an eighth aspect of the invention, in the casing (31), the rotary expander (60), the electric motor (40), and the compression driven by the rotary expander (60) and the electric motor (40) to compress the fluid. Fluid machine equipped with a machine (50). In this fluid machine, the rotary expander (60) is constituted by the rotary expander according to any one of the first to seventh inventions.

上記第８の発明では、第１から第７の発明の回転式膨張機（60）によって効率的に回収された回転動力が圧縮機（50）の駆動源として利用される。 In the eighth aspect of the invention, the rotational power efficiently recovered by the rotary expander (60) of the first to seventh aspects of the invention is used as a drive source for the compressor (50).

上記第１及び３の発明によれば、流出ポート（37）における低圧流体の流出行程後に、残留空間（S）に残存する液冷媒などを液封防止手段（80）に導入し、流出ポート（37）より膨張室（62）の外部へ排出できるようにしている。このため、残留空間（S）内で液冷媒などが液封状態となってしまうことを回避できる。したがって、ピストン（65）の公転によって残留空間（S）の内圧が上昇し、回転式膨張機の回転効率が低下してしまうことを回避できる。また、ピストン（65）やブレード（66）に過剰な力が作用し、これらピストン（65）やブレード（66）が損傷してしまうことを未然に防止できる。 According to the first and third inventions, after the low pressure fluid outflow stroke at the outflow port (37), the liquid refrigerant remaining in the residual space (S) is introduced into the liquid seal prevention means (80), and the outflow port ( 37) It can be discharged outside the expansion chamber (62). For this reason, it can avoid that a liquid refrigerant etc. will be in a liquid seal state in residual space (S). Therefore, it can be avoided that the internal pressure of the residual space (S) increases due to the revolution of the piston (65) and the rotational efficiency of the rotary expander decreases. In addition, it is possible to prevent the piston (65) and the blade (66) from being damaged by excessive force acting on the piston (65) and the blade (66).

特に、上述のように、ピストン（65）の製造工程における研磨加工を好適に行うため、ピストン（65）におけるブレード（66）の側面近傍に切り欠き溝を形成する場合には、残留空間（S）の容積が大きくなってしまい回転式膨張機の回転効率低下、ピストン（65）やブレード（66）の損傷の問題が顕著となるが、本発明により、これらの問題を効果的に解消することができる。 In particular, as described above, in order to suitably perform the polishing process in the manufacturing process of the piston (65), when a notch groove is formed near the side surface of the blade (66) in the piston (65), the residual space (S ) Will increase the volume of the rotary expander and the problems of damage to the piston (65) and blade (66) will become prominent. However, the present invention can effectively solve these problems. Can do.

上記第２及び４の発明によれば、ピストン（65）が公転角度範囲Ｒの位置であり、従来の回転式膨張機であれば残留空間（S）が閉空間となってしまう状態において、該残留空間（S）と流出ポート（37）とを液封防止手段（80）によって確実に連通させるようにしている。このため、残留空間（S）内の液冷媒などが液封状態となってしまうことを確実に回避でき、第１の発明で上述した効果を奏することができる。 According to the second and fourth inventions described above, in the state where the piston (65) is in the revolution angle range R and the residual space (S) becomes a closed space in the case of a conventional rotary expander, The residual space (S) and the outflow port (37) are reliably communicated with each other by the liquid seal prevention means (80). For this reason, it can avoid reliably that the liquid refrigerant in residual space (S) will be in a liquid-sealed state, and there can exist the effect mentioned in the 1st invention.

上記第１及び２の発明によれば、シリンダ（61）の内周面に液封防止手段（80）としてのシリンダ側溝（81）を形成するようにしている。このため、液封防止手段（80）を容易に構成しながら、残留空間（S）内の液冷媒が液封状態となってしまうことを確実に回避できる。 According to the first and second inventions, the cylinder side groove (81) as the liquid seal prevention means (80) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61). For this reason, it can avoid reliably that the liquid refrigerant in residual space (S) will be in a liquid sealing state, comprising a liquid sealing prevention means (80) easily.

上記第１及び２の発明によれば、シリンダ（61）の内周面において必要最小限の範囲で液封防止手段（80）としてのシリンダ側溝（81）を形成するようにしている。したがって、シリンダ（61）の内周面に余分な溝を形成することなく、残留空間（S）内の液冷媒などが液封状態となってしまうことを防ぐことができる。 According to the first and second aspects of the invention, the cylinder side groove (81) as the liquid seal prevention means (80) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61) within the minimum necessary range. Therefore, it is possible to prevent liquid refrigerant or the like in the residual space (S) from entering a liquid-sealed state without forming an extra groove on the inner peripheral surface of the cylinder (61).

上記第３及び４の発明によれば、ピストン（65）の外周面に液封防止手段（80）としてのピストン側溝（82）を形成するようにしている。ここで、ピストン（65）に液封防止手段（80）を設ける場合、上述したようなピストン（65）の研磨加工に要する切り欠き溝をこのピストン側溝（82）の一部として利用して、残留空間（S）と流出ポート（37）とを連通させることもできる。 According to the third and fourth inventions, the piston side groove (82) as the liquid seal prevention means (80) is formed on the outer peripheral surface of the piston (65). Here, when providing the liquid seal prevention means (80) in the piston (65), the notch groove required for the grinding process of the piston (65) as described above is used as a part of the piston side groove (82), The residual space (S) and the outflow port (37) can be communicated with each other.

上記第３及び４の発明によれば、ピストン（65）の内周面において必要最小限の範囲で液封防止手段（80）としてのピストン側溝（82）を形成するようにしている。したがって、ピストン（65）の内周面に余分な溝を形成することなく、残留空間（S）内の液冷媒などが液封状態となってしまうことを防ぐことができる。 According to the third and fourth aspects of the invention, the piston side groove (82) as the liquid seal prevention means (80) is formed in the minimum necessary range on the inner peripheral surface of the piston (65). Therefore, it is possible to prevent the liquid refrigerant or the like in the residual space (S) from being in a liquid-sealed state without forming an extra groove on the inner peripheral surface of the piston (65).

上記第５の発明によれば、蒸気圧縮式冷凍サイクルの膨張行程に用いられる回転式膨張機において、残留空間（S）に残留する液冷媒や冷凍機油が液封状態となってしまうことを確実に回避できるようにしている。したがって、この回転式膨張機を用いて、信頼性の高い冷凍サイクルを行うことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, in the rotary expander used in the expansion stroke of the vapor compression refrigeration cycle, it is ensured that the liquid refrigerant and the refrigeration oil remaining in the residual space (S) are in a liquid-sealed state. To avoid it. Therefore, a highly reliable refrigeration cycle can be performed using this rotary expander.

上記第６の発明によれば、ＣＯ_２を冷媒として用いて超臨界サイクルの膨張行程を行う回転式膨張機において、液冷媒や冷凍機油などが液封状態となってしまうことを確実に回避できる。したがって、この回転式膨張機を用いて、信頼性の高い超臨界サイクルを行うことができる。 According to the sixth aspect of the invention, in the rotary expander that performs the expansion stroke of the supercritical cycle using CO ₂ as the refrigerant, it is possible to reliably avoid the liquid refrigerant, the refrigerating machine oil, and the like from being in a liquid seal state. . Therefore, a highly reliable supercritical cycle can be performed using this rotary expander.

上記第７の発明によれば、この回転式膨張機によって冷媒の膨張動力を回収できるようにしている。ここで、本発明では、残留空間（S）の冷媒や冷凍機油などの液封を防止し、回転式膨張機の回転効率の低下を回避できるようにしているため、該回転式膨張機の動力回収効率の向上を図ることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the expansion power of the refrigerant can be recovered by the rotary expander. Here, in the present invention, liquid sealing of refrigerant, refrigeration oil, etc. in the residual space (S) is prevented, and a reduction in rotational efficiency of the rotary expander can be avoided. Recovery efficiency can be improved.

上記第８の発明によれば、第１から第７の発明の回転式膨張機で得られた膨張動力を圧縮機（50）の駆動に利用することで、高ＣＯＰでの冷凍サイクルの実現を図ることができる。 According to the eighth aspect of the invention, by using the expansion power obtained by the rotary expander of the first to seventh aspects of the invention for driving the compressor (50), a refrigeration cycle at a high COP can be realized. Can be planned.

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》
実施形態１は、本発明の流体機械を用いて空調機（10）を構成したものである。 Embodiment 1 of the Invention
Embodiment 1 comprises an air conditioner (10) using the fluid machine of 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、屋外に設置される室外機（11）と、屋内に設置される室内機（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。一方、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。そして、上記室外機（11）と上記室内機（13）とは、一対の連絡通路（15,16）で接続されている。 <Overall configuration of air conditioner>
As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) is a so-called separate type, and includes an outdoor unit (11) installed outdoors and an indoor unit (13) installed indoors. Yes. 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. On the other hand, the indoor unit (13) houses an indoor fan (14) and an indoor heat exchanger (24). The outdoor unit (11) and the indoor unit (13) are connected by a pair of communication passages (15, 16).

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。そして、冷媒回路（20）では、冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。 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. In the refrigerant circuit (20), a vapor compression refrigeration cycle is performed by circulating the 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、第１のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の吐出ポート（35）と配管接続され、第２のポートが連絡通路（15）を介して室内熱交換器（24）の一端と配管接続され、第３のポートが室外熱交換器（23）の一端と配管接続され、第４のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の吸入ポート（34）と配管接続されている。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）とに切換可能に構成されている。 The first four-way selector valve (21) has four ports. The first four-way switching valve (21) has a first port connected to the discharge port (35) of the compression / expansion unit (30) by piping, and a second port connected to the indoor heat via the communication passage (15). One end of the exchanger (24) is piped, the third port is piped to one end of the outdoor heat exchanger (23), and the fourth port is connected to the suction port (34) of the compression / expansion unit (30). Piping is connected. 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). 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、第１のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の流出ポート（37）と配管接続され、第２のポートが室外熱交換器（23）の他端と配管接続され、第３のポートが連絡通路（16）を介して室内熱交換器（24）の他端と配管接続され、第４のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の流入ポート（36）と配管接続されている。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）とに切換可能に構成されている。 The second four-way selector valve (22) has four ports. The second four-way selector valve (22) has a first port connected to the outlet port (37) of the compression / expansion unit (30) by piping, and a second port connected to the other end of the outdoor heat exchanger (23). The third port is connected to the other end of the indoor heat exchanger (24) through the communication passage (16), and the fourth port is connected to the inflow port (36 of the compression / expansion unit (30)). ) And pipe connection. 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). 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、本発明の流体機械を構成している。この圧縮・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）の内部に、圧縮機構（50）、膨張機構（60）、及び電動機（40）を収納している。このケーシング（31）内では、図２における左から右に向かって、圧縮機構（50）、電動機（40）、膨張機構（60）の順で配置されている。なお、図２を参照しながらの以下の説明で用いる「左」「右」は、それぞれ図２における「左」「右」を意味する。 <Configuration of compression / expansion unit>
As shown in FIG. 2, the compression / expansion unit (30) constitutes the fluid machine of the present invention. The compression / expansion unit (30) houses a compression mechanism (50), an expansion mechanism (60), and an electric motor (40) inside a casing (31) which is a horizontally long and cylindrical sealed container. In the casing (31), the compression mechanism (50), the electric motor (40), and the expansion mechanism (60) are arranged in this order from left to right in FIG. Note that “left” and “right” used in the following description with reference to FIG. 2 mean “left” and “right” in FIG. 2, respectively.

上記電動機（40）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（40）は、ステータ（41）とロータ（42）とにより構成されている。ステータ（41）は、上記ケーシング（31）に固定されている。ロータ（42）は、ステータ（41）の内側に配置されている。また、ロータ（42）には、該ロータ（42）と同軸にシャフト（45）の主軸部（48）が貫通している。 The said electric motor (40) is arrange | positioned in the center part of the longitudinal direction of a casing (31). The electric motor (40) includes a stator (41) and a rotor (42). The stator (41) is fixed to the casing (31). The rotor (42) is disposed inside the stator (41). The main shaft portion (48) of the shaft (45) passes through the rotor (42) coaxially with the rotor (42).

上記シャフト（45）は、その右端側に大径偏心部（46）が形成され、その左端側に小径偏心部（47）が形成されている。大径偏心部（46）は、主軸部（48）よりも大径に形成され、主軸部（48）の軸心から所定量だけ偏心している。一方、小径偏心部（47）は、主軸部（48）よりも小径に形成され、主軸部（48）の軸心から所定量だけ偏心している。そして、このシャフト（45）は、回転軸を構成している。 The shaft (45) has a large-diameter eccentric part (46) formed on the right end side thereof and a small-diameter eccentric part (47) formed on the left end side thereof. The large-diameter eccentric part (46) is formed to have a larger diameter than the main shaft part (48), and is eccentric from the axis of the main shaft part (48) by a predetermined amount. On the other hand, the small-diameter eccentric portion (47) is formed with a smaller diameter than the main shaft portion (48), and is eccentric from the shaft center of the main shaft portion (48) by a predetermined amount. And this shaft (45) comprises the rotating shaft.

上記シャフト（45）には、図示しないが、油ポンプが連結されている。また、上記ケーシング（31）の底部には、潤滑油が貯留されている。この潤滑油は、油ポンプによって汲み上げられ、圧縮機構（50）や膨張機構（60）へ供給されて潤滑に利用される。 Although not shown, an oil pump is connected to the shaft (45). Lubricating oil is stored at the bottom of the casing (31). This lubricating oil is pumped up by an oil pump, supplied to the compression mechanism (50) and the expansion mechanism (60), and used for lubrication.

上記圧縮機構（50）は、いわゆるスクロール型の圧縮機を構成している。この圧縮機構（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（50）には、上述の吸入ポート（34）と吐出ポート（35）とが設けられている。 The compression mechanism (50) constitutes a so-called scroll type 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 the above-described suction port (34) and discharge port (35).

上記固定スクロール（51）では、鏡板（52）に渦巻き状の固定側ラップ（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 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 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（34）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（35）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 (34) 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 (35) 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（45）の小径偏心部（47）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。この可動スクロール（54）の旋回半径は、小径偏心部（47）の偏心量と同じである。 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 (47) of the shaft (45) 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. The turning radius of the movable scroll (54) is the same as the amount of eccentricity of the small diameter eccentric portion (47).

上記膨張機構（60）は、いわゆる揺動ピストン型の膨張機構であって、本発明の回転式膨張機を構成している。この膨張機構（60）は、シリンダ（61）と、フロントヘッド（63）と、リアヘッド（64）と、ピストン（65）とを備えている。また、膨張機構（60）には、上述の流入ポート（36）と流出ポート（37）とが設けられている。 The expansion mechanism (60) is a so-called oscillating piston type expansion mechanism and constitutes the rotary expander of the present invention. The expansion mechanism (60) includes a cylinder (61), a front head (63), a rear head (64), and a piston (65). The expansion mechanism (60) is provided with the inflow port (36) and the outflow port (37) described above.

上記シリンダ（61）は、その左側端面がフロントヘッド（63）により閉塞され、その右側端面がリアヘッド（64）により閉塞されている。つまり、フロントヘッド（63）とリアヘッド（64）は、それぞれが閉塞部材を構成している。そして、シリンダ（61）の内部には、ピストン（65）が収納される膨張室（62）が形成されている。 The cylinder (61) has its left end face closed by the front head (63) and its right end face closed by the rear head (64). That is, the front head (63) and the rear head (64) each constitute a closing member. An expansion chamber (62) that houses the piston (65) is formed inside the cylinder (61).

図３(Ａ)に示すように、ピストン（65）は、円環状に形成されている。このピストン（65）の内径は、大径偏心部（46）の外径と概ね等しくなっている。そして、シャフト（45）の大径偏心部（46）がピストン（65）を貫通するように設けられ、ピストン（65）の内周面と大径偏心部（46）の外周面とがほぼ全面に亘って摺接する。 As shown in FIG. 3A, the piston (65) is formed in an annular shape. The inner diameter of the piston (65) is substantially equal to the outer diameter of the large-diameter eccentric part (46). The large-diameter eccentric portion (46) of the shaft (45) is provided so as to penetrate the piston (65), and the inner peripheral surface of the piston (65) and the outer peripheral surface of the large-diameter eccentric portion (46) are almost the entire surface. In sliding contact.

また、上記ピストン（65）には、ブレード（66）が一体的に設けられている。このブレード（66）は、板状に形成されており、ピストン（65）の外周面から外側へ突出している。シリンダ（61）の内周面とピストン（65）の外周面に挟まれた膨張室（62）は、このブレード（66）によって高圧側（吸入／膨張側）と低圧側（排出側）とに仕切られる。以上のようなピストン（65）の構成において、大径偏心部（46）が回転すると、ピストン（65）は、シリンダ（61）の内周面と摺接しながら所定の公転半径で公転する。 The piston (65) is integrally provided with a blade (66). The blade (66) is formed in a plate shape and protrudes outward from the outer peripheral surface of the piston (65). The expansion chamber (62) sandwiched between the inner peripheral surface of the cylinder (61) and the outer peripheral surface of the piston (65) is divided into a high pressure side (suction / expansion side) and a low pressure side (discharge side) by the blade (66). Partitioned. In the configuration of the piston (65) as described above, when the large-diameter eccentric portion (46) rotates, the piston (65) revolves with a predetermined revolution radius while slidingly contacting the inner peripheral surface of the cylinder (61).

上記シリンダ（61）には、上記ブレード（66）を進退可能に保持するブレード溝（68）が形成されている。このブレード溝（68）の開口端は、シリンダ（61）の内周面に形成されている。また、シリンダ（61）には、一対のブッシュ（67）が設けられている。各ブッシュ（67）は、それぞれが半月状に形成されている。このブッシュ（67）は、ブレード（66）を挟み込んだ状態で設置され、ブレード（66）と摺動する。また、ブッシュ（67）は、ブレード（66）を挟んだ状態でシリンダ（61）に対して回動自在となっている。 The cylinder (61) is formed with a blade groove (68) for holding the blade (66) so as to be able to advance and retreat. The open end of the blade groove (68) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61). The cylinder (61) is provided with a pair of bushes (67). Each bush (67) is formed in a half-moon shape. The bush (67) is installed with the blade (66) sandwiched therebetween, and slides with the blade (66). The bush (67) is rotatable with respect to the cylinder (61) with the blade (66) interposed therebetween.

図３に示すように、上記流入ポート（36）は、フロントヘッド（63）に形成されており、膨張室（62）への導入通路を構成している。流入ポート（36）の終端は、フロントヘッド（63）の内側面において、流入ポート（36）が直接に膨張室（62）と連通することのない位置に開口している。具体的に、流入ポート（36）の終端は、フロントヘッド（63）の内側面のうち大径偏心部（46）の端面と摺接する部分において、図３(Ａ)における主軸部（48）の軸心のやや左上の位置に開口している。 As shown in FIG. 3, the inflow port (36) is formed in the front head (63) and constitutes an introduction passage to the expansion chamber (62). The terminal end of the inflow port (36) opens at a position where the inflow port (36) does not directly communicate with the expansion chamber (62) on the inner surface of the front head (63). Specifically, the terminal end of the inflow port (36) is the portion of the inner surface of the front head (63) that is in sliding contact with the end surface of the large-diameter eccentric portion (46), and the main shaft portion (48) in FIG. It opens at a slightly upper left position of the axis.

フロントヘッド（63）には、溝状通路（69）も形成されている。図３(Ｂ)に示すように、この溝状通路（69）は、フロントヘッド（63）をその内側面側から掘り下げることにより、フロントヘッド（63）の内側面に開口する凹溝状に形成されている。 A groove-like passage (69) is also formed in the front head (63). As shown in FIG. 3B, the groove-like passage (69) is formed in a concave groove shape opened on the inner surface of the front head (63) by digging the front head (63) from the inner surface. Has been.

フロントヘッド（63）の内側面における溝状通路（69）の開口部分は、図３(Ａ)において上下に細長い長方形状となっている。溝状通路（69）は、同図(Ａ)における主軸部（48）の軸心よりも左側に位置している。また、この溝状通路（69）は、同図(Ａ)における上端がシリンダ（61）の内周面よりも僅かに内側に位置すると共に、同図(Ａ)における下端がフロントヘッド（63）の内側面のうち大径偏心部（46）の端面と摺接する部分に位置している。そして、この溝状通路（69）は、膨張室（62）と連通可能になっている。 The opening portion of the groove-like passageway (69) on the inner surface of the front head (63) has a rectangular shape that is elongated vertically in FIG. The groove-like passage (69) is located on the left side of the axis of the main shaft portion (48) in FIG. Further, the groove-shaped passage (69) has an upper end in the same figure (A) located slightly inside the inner peripheral surface of the cylinder (61), and a lower end in the same figure (A) as the front head (63). It is located in the part which slidably contacts with the end surface of a large diameter eccentric part (46) among the inner surfaces. The groove-like passage (69) can communicate with the expansion chamber (62).

シャフト（45）の大径偏心部（46）には、連通路（70）が形成されている。図３(Ｂ)に示すように、この連通路（70）は、大径偏心部（46）をその端面側から掘り下げることにより、フロントヘッド（63）に向き合った大径偏心部（46）の端面に開口する凹溝状に形成されている。 A communication path (70) is formed in the large-diameter eccentric part (46) of the shaft (45). As shown in FIG. 3 (B), this communication path (70) has a large diameter eccentric portion (46) facing the front head (63) by digging out the large diameter eccentric portion (46) from the end face side. It is formed in the shape of a concave groove that opens to the end face.

また、図３(Ａ)に示すように、連通路（70）は、大径偏心部（46）の外周に沿って延びる円弧状に形成されている。更に、連通路（70）におけるその周長方向の中央は、主軸部（48）の軸心と大径偏心部（46）の軸心を結んだ線上であって、大径偏心部（46）の軸心に対して主軸部（48）の軸心とは反対側に位置している。そして、シャフト（45）が回転すると、それに伴って大径偏心部（46）の連通路（70）も移動し、この連通路（70）を介して流入ポート（36）と溝状通路（69）が間欠的に連通する。 Further, as shown in FIG. 3A, the communication path (70) is formed in an arc shape extending along the outer periphery of the large-diameter eccentric part (46). Furthermore, the center in the circumferential direction of the communication path (70) is a line connecting the axis of the main shaft (48) and the axis of the large-diameter eccentric portion (46), and the large-diameter eccentric portion (46). Is located on the opposite side of the axis of the main shaft portion (48) with respect to the axis of When the shaft (45) rotates, the communication path (70) of the large-diameter eccentric part (46) also moves accordingly, and the inflow port (36) and the groove-shaped path (69) are moved through this communication path (70). ) Intermittently communicate.

図３(Ａ)に示すように、上記流出ポート（37）は、シリンダ（61）に形成されている。この流出ポート（37）の開口端は、上述したブレード溝（68）の開口端と所定角度（本実施形態では約２０°）を挟んでシリンダ（61）の内周面に形成されている。そして、流出ポート（37）は、膨張室（62）の低圧側と連通可能となっており、膨張室（62）で膨張した冷媒を流出する排出通路を構成している。 As shown in FIG. 3A, the outflow port (37) is formed in the cylinder (61). The open end of the outflow port (37) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61) with a predetermined angle (about 20 ° in this embodiment) with the open end of the blade groove (68) described above. The outflow port (37) can communicate with the low pressure side of the expansion chamber (62), and constitutes a discharge passage through which the refrigerant expanded in the expansion chamber (62) flows out.

また、本発明の特徴として、この膨張機構（60）には、膨張室（62）で膨張した低圧冷媒における流出ポート（37）からの流出行程後に、膨張室（62）に残存した冷媒が液封状態となってしまうことを回避する液封防止手段（80）が設けられている。この液封防止手段（80）は、流出ポート（37）及びブレード溝（68）の拡大した概略断面図である図４に示すように、シリンダ（61）の内周面に形成されたシリンダ側溝（81）で構成されている。このシリンダ側溝（81）は、図４(Ａ)に示すように、上記流出ポート（37）の開口端におけるブレード溝（68）寄りの部位から上記ブレード溝（68）の開口端における流出ポート（37）寄りの部位まで跨るようにして、シリンダ（61）の内周面に形成されている。また、シリンダ（61）の内周面をピストン（65）側から視た図である図４(Ｂ)の破線枠で示すように、シリンダ側溝（81）は、シリンダ（61）の内周面における中心軸方向（図４(Ｂ)の上下方向）の中間部位に形成されており、その上縁部と下縁部とを残すように切り欠きされている。 Further, as a feature of the present invention, the refrigerant remaining in the expansion chamber (62) after the outflow stroke from the outflow port (37) of the low-pressure refrigerant expanded in the expansion chamber (62) is liquid in the expansion mechanism (60). A liquid seal prevention means (80) for avoiding the sealing state is provided. As shown in FIG. 4 which is an enlarged schematic cross-sectional view of the outflow port (37) and the blade groove (68), the liquid seal prevention means (80) includes a cylinder side groove formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61). (81). As shown in FIG. 4 (A), the cylinder side groove (81) has an outflow port (at the open end of the blade groove (68) from a portion near the blade groove (68) at the open end of the outflow port (37). 37) It is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61) so as to straddle the part closer to it. Further, as shown by a broken line frame in FIG. 4B, which is a view of the inner peripheral surface of the cylinder (61) as viewed from the piston (65) side, the cylinder-side groove (81) is an inner peripheral surface of the cylinder (61). Is formed at an intermediate portion in the central axis direction (vertical direction in FIG. 4B), and is cut out so as to leave an upper edge portion and a lower edge portion thereof.

また、ピストン（65）の外周面においてブレード（66）との連結部近傍には、切り欠き溝（71）が形成されている。この切り欠き溝（71）は、ピストン（65）の研磨加工精度を高めるために設けられるものである。本実施形態では、切り欠き溝（71）がブレード（66）の左右両側面の近傍に形成されている。 Further, a notch groove (71) is formed in the vicinity of the connecting portion with the blade (66) on the outer peripheral surface of the piston (65). This notch groove (71) is provided in order to increase the polishing accuracy of the piston (65). In this embodiment, the notch groove (71) is formed in the vicinity of the left and right side surfaces of the blade (66).

−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（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 of the air conditioner (10) during the cooling operation and the heating operation will be described, and then the operation of the expansion mechanism (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（40）に通電すると、冷媒回路（20）でＣＯ_２冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクル（超臨界サイクル）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 (40) of the compression / expansion unit (30) is energized in this state, CO ₂ refrigerant is circulated in the refrigerant circuit (20), and a vapor compression refrigeration cycle (supercritical cycle) is performed.

圧縮機構（50）で圧縮された冷媒は、吐出ポート（35）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ファン（12）により送られる室外空気と熱交換する。この熱交換により、冷媒が室外空気に対して放熱する。 The refrigerant compressed by the compression mechanism (50) is discharged from the compression / expansion unit (30) through the discharge port (35). 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 refrigerant flowing in exchanges heat with outdoor air sent by the outdoor fan (12). By this heat exchange, the refrigerant dissipates 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（36）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の膨張機構（60）へ流入する。膨張機構（60）では、高圧冷媒が膨張し、その内部エネルギがシャフト（45）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（37）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 (36). . In the expansion mechanism (60), the high-pressure refrigerant expands, and the internal energy is converted into the rotational power of the shaft (45). The low-pressure refrigerant after expansion flows out from the compression / expansion unit (30) through the outflow port (37), 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ファン（14）により送られる室内空気と熱交換する。この熱交換により、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（34）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の圧縮機構（50）へ吸入される。圧縮機構（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 flowing in exchanges heat with the indoor air sent by the indoor fan (14). By this heat exchange, the refrigerant 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 (34), and goes to 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（40）に通電すると、冷媒回路（20）でＣＯ_２冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクル（超臨界サイクル）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 (40) of the compression / expansion unit (30) is energized in this state, CO ₂ refrigerant is circulated in the refrigerant circuit (20), and a vapor compression refrigeration cycle (supercritical cycle) is performed.

圧縮機構（50）で圧縮された冷媒は、吐出ポート（35）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と熱交換する。この熱交換により、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 (35). 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 flowing in exchanges heat with room air. By this heat exchange, the refrigerant 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（36）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の膨張機構（60）へ流入する。膨張機構（60）では、高圧冷媒が膨張し、その内部エネルギがシャフト（45）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（37）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 (36). . In the expansion mechanism (60), the high-pressure refrigerant expands, and the internal energy is converted into the rotational power of the shaft (45). The low-pressure refrigerant after expansion flows out from the compression / expansion unit (30) through the outflow port (37), 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と熱交換を行い、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（34）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の圧縮機構（50）へ吸入される。圧縮機構（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 flowing in exchanges heat with the outdoor air, and the refrigerant absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The low-pressure gas refrigerant coming out of the outdoor heat exchanger (23) passes through the first four-way switching valve (21) and passes through the suction port (34) to the compression mechanism (50) of the compression / expansion unit (30). Inhaled. The compression mechanism (50) compresses and discharges the sucked refrigerant.

《膨張機構の動作》
次に、膨張機構（60）の動作について、図５を参照しながら説明する。なお、図５は、大径偏心部（46）の中心軸に対して垂直な膨張機構（60）の断面をシャフト（45）の回転角度４５°毎に示したものである。 <Operation of expansion mechanism>
Next, the operation of the expansion mechanism (60) will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a cross section of the expansion mechanism (60) perpendicular to the central axis of the large-diameter eccentric portion (46) at every rotation angle of 45 ° of the shaft (45).

膨張室（62）へ高圧冷媒を導入すると、シャフト（45）が図５における反時計方向へ回転する。 When high-pressure refrigerant is introduced into the expansion chamber (62), the shaft (45) rotates counterclockwise in FIG.

シャフト（45）の回転角度が０°の時点では、流入ポート（36）の終端が大径偏心部（46）の端面で覆われる。つまり、流入ポート（36）は、大径偏心部（46）によって塞がれた状態となる。一方、大径偏心部（46）の連通路（70）は、溝状通路（69）のみに連通する状態となる。この溝状通路（69）は、ピストン（65）と大径偏心部（46）の端面によって覆われており、膨張室（62）に連通しない状態となっている。また、膨張室（62）は、流出ポート（37）に連通することにより、その全体が低圧側となっている。この時点において、膨張室（62）は流入ポート（36）から遮断された状態となっており、高圧冷媒は膨張室（62）へ流入しない。 When the rotation angle of the shaft (45) is 0 °, the end of the inflow port (36) is covered with the end face of the large-diameter eccentric part (46). That is, the inflow port (36) is closed by the large-diameter eccentric part (46). On the other hand, the communication path (70) of the large-diameter eccentric part (46) is in a state of communicating only with the groove-shaped path (69). The groove-like passage (69) is covered with the end faces of the piston (65) and the large-diameter eccentric part (46), and is not in communication with the expansion chamber (62). The expansion chamber (62) communicates with the outflow port (37) so that the whole is on the low pressure side. At this time, the expansion chamber (62) is in a state of being blocked from the inflow port (36), and the high-pressure refrigerant does not flow into the expansion chamber (62).

シャフト（45）の回転角度が４５°の時点では、流入ポート（36）が大径偏心部（46）の連通路（70）に連通した状態となる。この連通路（70）は、溝状通路（69）にも連通している。溝状通路（69）は、図５における上端部分がピストン（65）の端面から外れた状態となり、膨張室（62）の高圧側と連通する。この時点において、膨張室（62）が連通路（70）及び溝状通路（69）を介して流入ポート（36）に連通された状態となっており、高圧冷媒が膨張室（62）の高圧側へ流入する。つまり、膨張室（62）への高圧冷媒の導入は、シャフト（45）の回転角度が０°から４５°に至るまでの間に開始される。 When the rotation angle of the shaft (45) is 45 °, the inflow port (36) communicates with the communication path (70) of the large-diameter eccentric part (46). The communication path (70) also communicates with the groove-shaped path (69). The groove-like passage (69) is in a state in which the upper end portion in FIG. 5 is disengaged from the end face of the piston (65) and communicates with the high-pressure side of the expansion chamber (62). At this point, the expansion chamber (62) is in communication with the inflow port (36) via the communication passage (70) and the groove-like passage (69), and the high-pressure refrigerant is in the high pressure of the expansion chamber (62). To the side. In other words, the introduction of the high-pressure refrigerant into the expansion chamber (62) is started when the rotation angle of the shaft (45) reaches 0 ° to 45 °.

シャフト（45）の回転角度が９０°の時点では、依然、膨張室（62）が連通路（70）及び溝状通路（69）を介して流入ポート（36）に連通された状態となっている。このため、シャフト（45）の回転角度が４５°から９０°に至るまでの間は、膨張室（62）の高圧側へ高圧冷媒が流入し続ける。 When the rotation angle of the shaft (45) is 90 °, the expansion chamber (62) still communicates with the inflow port (36) through the communication passage (70) and the groove-like passage (69). Yes. Therefore, the high-pressure refrigerant continues to flow into the high-pressure side of the expansion chamber (62) until the rotation angle of the shaft (45) reaches 45 ° to 90 °.

シャフト（45）の回転角度が１３５°の時点では、大径偏心部（46）の連通路（70）が溝状通路（69）及び流入ポート（36）の両方から外れた状態となる。この時点において、膨張室（62）は流入ポート（36）から遮断された状態となっており、高圧冷媒は膨張室（62）へ流入しない。したがって、膨張室（62）への高圧冷媒の導入は、シャフト（45）の回転角度が９０°から１３５°に至るまでの間に終了する。 When the rotation angle of the shaft (45) is 135 °, the communication path (70) of the large-diameter eccentric part (46) is out of both the groove-shaped path (69) and the inflow port (36). At this time, the expansion chamber (62) is in a state of being blocked from the inflow port (36), and the high-pressure refrigerant does not flow into the expansion chamber (62). Therefore, the introduction of the high-pressure refrigerant into the expansion chamber (62) is completed until the rotation angle of the shaft (45) reaches 90 ° to 135 °.

膨張室（62）への高圧冷媒の導入が終了した後は、膨張室（62）の高圧側が閉空間となり、そこへ流入した冷媒が膨張する。つまり、図５の各図に示すように、シャフト（45）が回転して膨張室（62）における高圧側の容積が増大してゆく。また、その間、流出ポート（37）に連通する膨張室（62）の低圧側からは、膨張後の低圧冷媒が流出ポート（37）を通じて排出され続ける。 After the introduction of the high-pressure refrigerant into the expansion chamber (62) is completed, the high-pressure side of the expansion chamber (62) becomes a closed space, and the refrigerant flowing into the expansion chamber (62) expands. That is, as shown in each drawing of FIG. 5, the shaft (45) rotates and the volume on the high pressure side in the expansion chamber (62) increases. Meanwhile, the low-pressure refrigerant after expansion continues to be discharged through the outflow port (37) from the low pressure side of the expansion chamber (62) communicating with the outflow port (37).

膨張室（62）における冷媒の膨張は、シャフト（45）の回転角度が３１５°から３６０°に至るまでの間において、ピストン（65）におけるシリンダ（61）との接触部分が流出ポート（37）に達するまで続く。そして、ピストン（65）におけるシリンダ（61）との接触部が流出ポート（37）を横切ると、膨張室（62）が流出ポート（37）と連通され、膨張した冷媒の排出が開始される。その後、ピストン（65）におけるシリンダ（61）との接触部が流出ポート（37）を通過すると、膨張室（62）が流出ポート（37）と遮断され、膨張した冷媒の排出、すなわち流出ポート（37）による冷媒の流出行程が終了する。 The expansion of the refrigerant in the expansion chamber (62) is such that the contact portion of the piston (65) with the cylinder (61) is in the outflow port (37) during the rotation angle of the shaft (45) from 315 ° to 360 °. Continue until you reach. When the contact portion of the piston (65) with the cylinder (61) crosses the outflow port (37), the expansion chamber (62) communicates with the outflow port (37), and the discharge of the expanded refrigerant is started. Thereafter, when the contact portion of the piston (65) with the cylinder (61) passes through the outflow port (37), the expansion chamber (62) is shut off from the outflow port (37), and the discharged refrigerant is discharged, that is, the outflow port ( The refrigerant outflow process by 37) is completed.

ここで、従来の回転式膨張機の流出ポートによる冷媒の流出行程終了後においては、図１５を用いて上述したように、流出ポートより流出せずに膨張室に残留した冷媒が、閉空間となる残留空間（S）で液封状態となる。このため、ピストンの公転により残留空間（S）の容積が小さくなると、回転式膨張機の動力効率の低下、あるいはブレードやピストンの損傷を招く恐れがある。 Here, after completion of the refrigerant outflow process by the outflow port of the conventional rotary expander, as described above with reference to FIG. 15, the refrigerant remaining in the expansion chamber without flowing out of the outflow port becomes the closed space. The remaining space (S) becomes a liquid seal state. For this reason, if the volume of the residual space (S) is reduced due to the revolution of the piston, the power efficiency of the rotary expander may be reduced, or the blade and the piston may be damaged.

一方、本実施形態の膨張機構（60）では、液封防止手段（80）としてのシリンダ側溝（81）をシリンダ（61）の内周面に形成している。このシリンダ側溝（81）は、図４(Ａ)に示すように、ピストン（65）が流出ポート（37）の開口端とブレード溝（68）の開口端との間のシリンダ（61）の内周面と摺接する範囲、すなわち図４(Ａ)に示すピストン（65）の公転角度範囲Ｒにおいて、残留空間（S）と流出ポート（37）とを常時連通させる。このため、ピストン（65）とシリンダ（61）との接触部が流出ポート（37）を通過した後は、残留空間（S）内の冷媒（液冷媒や冷凍機油）が、上記シリンダ側溝（81）を流通して流出ポート（37）に導入される。そして、この冷媒は、流出ポート（37）よりこの流体機械（30）の外部へ排出される。 On the other hand, in the expansion mechanism (60) of the present embodiment, the cylinder side groove (81) as the liquid seal prevention means (80) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61). As shown in FIG. 4 (A), the cylinder side groove (81) is formed in the cylinder (61) between the piston (65) between the open end of the outflow port (37) and the open end of the blade groove (68). The residual space (S) and the outflow port (37) are always in communication with each other in the sliding contact range with the peripheral surface, that is, the revolution angle range R of the piston (65) shown in FIG. For this reason, after the contact portion between the piston (65) and the cylinder (61) passes through the outflow port (37), the refrigerant (liquid refrigerant or refrigerating machine oil) in the residual space (S) is allowed to flow into the cylinder side groove (81 ) And is introduced into the outflow port (37). The refrigerant is discharged from the outflow port (37) to the outside of the fluid machine (30).

−実施形態１の効果−
上記実施形態１では、以下の効果が発揮される。 -Effect of Embodiment 1-
In the first embodiment, the following effects are exhibited.

実施形態１によれば、流出ポート（37）における冷媒の流出行程後に、残留空間（S）に残存する液冷媒や冷凍機油などを液流防止手段（80）であるシリンダ側溝（81）を介して、流出ポート（37）に導入するようにしている。このため、残留空間（S）内で液冷媒や冷凍機油などが液封状態となってしまうことを回避できる。したがって、ピストン（65）の公転により残留空間（S）の容積が縮小しても、残留空間（S）の内圧が上昇し、膨張機構（60）の回転効率が低下してしまうことを回避できる。また、ピストン（65）やブレード（66）に過剰な力が作用し、これらピストン（65）やブレード（66）が損傷してしまうことを未然に防止できる。 According to the first embodiment, after the refrigerant outflow process at the outflow port (37), the liquid refrigerant or the refrigerating machine oil remaining in the residual space (S) is passed through the cylinder side groove (81) which is the liquid flow prevention means (80). And introduced into the outflow port (37). For this reason, it can avoid that a liquid refrigerant, refrigerating machine oil, etc. will be in a liquid seal state in residual space (S). Therefore, even if the volume of the residual space (S) is reduced due to the revolution of the piston (65), it is possible to prevent the internal pressure of the residual space (S) from increasing and the rotational efficiency of the expansion mechanism (60) from decreasing. . In addition, it is possible to prevent the piston (65) and the blade (66) from being damaged by excessive force acting on the piston (65) and the blade (66).

ここで、シリンダ側溝（81）は、ピストン（65）が公転角度範囲Ｒの位置にある状態、すなわち従来の回転式膨張機であれば、残留空間（S）が閉空間となってしまうピストン（65）の位置で、残留空間（S）と流出ポート（37）とを常時連通させるようにしている。このため、残留空間（S）内の液冷媒や冷凍機油が液封状態となってしまうことを確実に回避することができ、膨張機構（60）の回転効率の低下、ピストン（65）やブレード（66）の損傷を確実に防ぐことができる。 Here, the cylinder side groove (81) is a piston (65) in which the piston (65) is in the revolving angle range R, that is, in the case of a conventional rotary expander, the piston ( 65), the residual space (S) and the outflow port (37) are always in communication. For this reason, it can be surely avoided that the liquid refrigerant or refrigerating machine oil in the residual space (S) is in a liquid-sealed state, the rotational efficiency of the expansion mechanism (60) is reduced, the piston (65) and the blade (66) can be reliably prevented from being damaged.

<実施形態１の変形例>
次に、上記実施形態１の変形例について説明する。この変形例は、実施形態１と膨張機構（60）における液封防止手段（80）の構成が異なるものである。 <Modification of Embodiment 1>
Next, a modified example of the first embodiment will be described. This modification is different from the first embodiment in the configuration of the liquid seal prevention means (80) in the expansion mechanism (60).

図６に示すように、この変形例では、液封防止手段（80）がピストン（65）の外周面に形成されたピストン側溝（82）で構成されている。このピストン側溝（82）は、流出ポート（37）による冷媒の流出行程終了直後の位置のピストン（65）において、流出ポート（37）の開口端の近傍からブレード溝（68）の開口端の近傍までの間のピストン（65）の外周面に形成されている。また、このピストン側溝（82）は、実施形態１と同様の切り欠き溝（71）と連なるようにして形成されている。さらに、シリンダ（61）の内周面をピストン（65）側から視た図である図６(Ｂ)の破線枠で示すように、ピストン側溝（82）は、ピストン（65）の外周面における中心軸方向（図６(Ｂ)の上下方向）の中間部位に形成されており、その上縁部と下縁部とを残すように切り欠きされている。 As shown in FIG. 6, in this modification, the liquid seal prevention means (80) is constituted by a piston side groove (82) formed on the outer peripheral surface of the piston (65). This piston-side groove (82) is located near the opening end of the blade groove (68) from the vicinity of the opening end of the outflow port (37) in the piston (65) at a position immediately after the end of the refrigerant outflow process by the outflow port (37). Is formed on the outer peripheral surface of the piston (65). The piston-side groove (82) is formed so as to be continuous with the notch groove (71) similar to that of the first embodiment. Further, as shown by the broken line frame in FIG. 6B, which is a view of the inner peripheral surface of the cylinder (61) viewed from the piston (65) side, the piston-side groove (82) is formed on the outer peripheral surface of the piston (65). It is formed in an intermediate portion in the central axis direction (vertical direction in FIG. 6B), and is cut out so as to leave the upper edge portion and the lower edge portion thereof.

以上のような構成の液封防止手段（80）であるピストン側溝（82）は、ピストン（65）が流出ポート（37）の開口端とブレード溝（68）の開口端との間のシリンダ（61）の内周面と摺接する範囲、すなわち図６(Ａ)の公転角度範囲Ｒにおいて、残留空間（S）と流出ポート（37）とを常時連通させる。このため、ピストン（65）とシリンダ（61）との接触部が流出ポート（37）を通過した後は、残留空間（S）内の液冷媒や冷凍機油が、上記ピストン側溝（82）を流通して流出ポート（37）に導入される。したがって、この変形例においても、残留空間（S）における液冷媒や冷凍機油の液封を確実に回避でき、この膨張機構（60）の動力低下、あるいはピストン（65）やブレード（66）の損傷を未然に防ぐことができる。 The piston side groove (82), which is the liquid seal prevention means (80) configured as described above, has a piston (65) between the opening end of the outflow port (37) and the opening end of the blade groove (68) ( 61) The residual space (S) and the outflow port (37) are always in communication with each other in the range of sliding contact with the inner peripheral surface of 61), that is, the revolution angle range R of FIG. For this reason, after the contact part between the piston (65) and the cylinder (61) has passed through the outflow port (37), the liquid refrigerant or refrigeration oil in the residual space (S) flows through the piston side groove (82). And introduced into the outflow port (37). Therefore, even in this modified example, the liquid refrigerant and the refrigerating machine oil can be reliably prevented from being sealed in the residual space (S), the power of the expansion mechanism (60) is reduced, or the piston (65) and the blade (66) are damaged. Can be prevented in advance.

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２は、上記実施形態１において膨張機構（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（60）が揺動ピストン型に構成されているのに対し、本実施形態の膨張機構（60）は、ローリングピストン型に構成されている。ここでは、本実施形態の膨張機構（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 >>
Embodiment 2 of the present invention is obtained by changing the configuration of the expansion mechanism (60) in Embodiment 1 described above. Specifically, the expansion mechanism (60) of the first embodiment is configured as a swinging piston type, whereas the expansion mechanism (60) of the present embodiment is configured as a rolling piston type. Here, the difference between the expansion mechanism (60) of the present embodiment and the first embodiment will be described.

図７に示すように、実施形態２において、ブレード（66）は、ピストン（65）と別体に形成されている。つまり、本実施形態のピストン（65）は、単純な円環状あるいは円筒状に形成されている。上記ブレード（66）は、シリンダ（61）のブレード溝（68）に、進退自在な状態で設けられている。また、ブレード（66）は、図外のバネによって付勢され、その先端（図７における下端）がピストン（65）の外周面に押し付けられている。そして、図８に順次示すように、シリンダ（61）内でピストン（65）が移動しても、このブレード（66）は、ブレード溝（68）に沿って同図の上下に移動し、その先端がピストン（65）と接した状態に保たれる。そして、ブレード（66）の先端をピストン（65）の周側面に押し付けることで、膨張室（62）が高圧側と低圧側に仕切られる。 As shown in FIG. 7, in Embodiment 2, the blade (66) is formed separately from the piston (65). That is, the piston (65) of this embodiment is formed in a simple annular shape or a cylindrical shape. The blade (66) is provided in the blade groove (68) of the cylinder (61) so as to freely advance and retract. The blade (66) is urged by a spring (not shown), and the tip (lower end in FIG. 7) is pressed against the outer peripheral surface of the piston (65). As shown in FIG. 8, even if the piston (65) moves in the cylinder (61), the blade (66) moves up and down in the figure along the blade groove (68). The tip is kept in contact with the piston (65). The expansion chamber (62) is partitioned into a high pressure side and a low pressure side by pressing the tip of the blade (66) against the peripheral side surface of the piston (65).

この実施形態２においても、ピストン（65）の外周半径がシリンダ（61）の内周半径よりも小さいことに起因して、ピストン（65）、シリンダ（61）、ブレード（66）における流出ポート（37）側の側面で仕切られる残留空間（S）の液封防止手段（80）が設けられている。具体的には、図９に示すように、シリンダ（61）に液封防止手段（80）としてのシリンダ側溝（81）が形成されている。このため、流出ポート（37）による冷媒の流出行程後に残留空間（S）に残留する冷媒（液冷媒や冷凍機油）が液封状態となることを確実に回避でき、この膨張機構（60）の動力低下、あるいはピストン（65）やブレード（66）の損傷を未然に防ぐことができる。 Also in the second embodiment, the outer peripheral radius of the piston (65) is smaller than the inner peripheral radius of the cylinder (61), so that the outflow ports (in the piston (65), cylinder (61), blade (66)) ( 37) A liquid seal prevention means (80) for the residual space (S) partitioned by the side surface on the side is provided. Specifically, as shown in FIG. 9, a cylinder side groove (81) as a liquid seal prevention means (80) is formed in the cylinder (61). For this reason, it is possible to reliably avoid that the refrigerant (liquid refrigerant or refrigerating machine oil) remaining in the residual space (S) after the refrigerant outflow process by the outflow port (37) is in a liquid-sealed state, and the expansion mechanism (60) It is possible to prevent power reduction or damage to the piston (65) or the blade (66).

なお、この実施形態２において、実施形態１の変形例と同様、液封防止手段（80）をピストン（65）の外周面に形成されたピストン側溝（82）で構成することもできる。この場合には、ピストン（65）が大径偏心部（46）に固定されてピストン（65）が自転せず、シリンダ（61）の内周面を公転するのみのタイプを用いることで、ピストン側溝（82）により残留空間（S）における液冷媒の液封を回避することができる。 In the second embodiment, as in the modification of the first embodiment, the liquid seal prevention means (80) can be configured by a piston side groove (82) formed on the outer peripheral surface of the piston (65). In this case, the piston (65) is fixed to the large-diameter eccentric part (46), and the piston (65) does not rotate, but only revolves the inner peripheral surface of the cylinder (61). The side groove (82) can avoid liquid sealing of the liquid refrigerant in the residual space (S).

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３は、上記実施形態１において膨張機構（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（60）が１段の揺動ピストン型に構成されているのに対し、本実施形態の膨張機構（60）は、２段の揺動ピストン型に構成されている。また、上記実施形態１の流体機械が、図２に示すように、左右方向に横長のいわゆる横型式であったのに対し、本実施形態の流体機械は、実施形態１の流体機械を９０°回転させた（図２において反時計回りに９０°回転させた）状態となっている。すなわち、本実施形態の流体機械（30）は、上下方向に縦長な、いわゆる縦型式のものである。ここでは、実施形態３の膨張機構（60）について、上記実施形態１と異なる点を図１０から図１３を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる「上」「下」は、それぞれ図１０における「上」「下」を意味する。 << Embodiment 3 of the Invention >>
The third embodiment of the present invention is obtained by changing the configuration of the expansion mechanism (60) in the first embodiment. Specifically, the expansion mechanism (60) of the first embodiment is configured as a one-stage swing piston type, whereas the expansion mechanism (60) of the present embodiment is a two-stage swing piston type. It is configured. Further, as shown in FIG. 2, the fluid machine of the first embodiment is a so-called horizontal type that is horizontally long in the left-right direction, whereas the fluid machine of the present embodiment is 90 ° to the fluid machine of the first embodiment. It has been rotated (rotated 90 ° counterclockwise in FIG. 2). That is, the fluid machine (30) of the present embodiment is a so-called vertical type that is vertically long in the vertical direction. Here, the difference between the expansion mechanism (60) of the third embodiment and the first embodiment will be described with reference to FIGS. Note that “upper” and “lower” used in the following description mean “upper” and “lower” in FIG. 10, respectively.

圧縮・膨張ユニット（30）のシャフト（45）には、その上端側に２つの大径偏心部（46a,46b）が形成されている。各大径偏心部（46a,46b）は、主軸部（48）よりも大径に形成されている。上下に並んだ２つの大径偏心部（46a,46b）のうち、下側のものが第１大径偏心部（46a）を構成し、上側のものが第２大径偏心部（46b）を構成している。第１大径偏心部（46a）と第２大径偏心部（46b）とは、何れも同じ方向へ偏心している。第２大径偏心部（46b）の外径は、第１大径偏心部（46a）の外径よりも大きくなっている。また、主軸部（48）の軸心に対する偏心量は、第２大径偏心部（46b）の方が第１大径偏心部（46a）よりも大きくなっている。 The shaft (45) of the compression / expansion unit (30) has two large-diameter eccentric portions (46a, 46b) formed on the upper end side thereof. Each large-diameter eccentric portion (46a, 46b) is formed to have a larger diameter than the main shaft portion (48). Of the two large-diameter eccentric parts (46a, 46b) arranged vertically, the lower one constitutes the first large-diameter eccentric part (46a) and the upper one constitutes the second large-diameter eccentric part (46b). It is composed. The first large-diameter eccentric portion (46a) and the second large-diameter eccentric portion (46b) are both eccentric in the same direction. The outer diameter of the second large-diameter eccentric part (46b) is larger than the outer diameter of the first large-diameter eccentric part (46a). Further, the eccentric amount of the main shaft portion (48) with respect to the shaft center is larger in the second large diameter eccentric portion (46b) than in the first large diameter eccentric portion (46a).

膨張機構（60）は、いわゆる２段式の揺動ピストン型の流体機械である。この膨張機構部（60）には、対になったシリンダ（61a,61b）及びピストン（65a,65b）が二組設けられている。また、膨張機構（60）には、フロントヘッド（63）と、中間プレート（101）と、リアヘッド（64）とが設けられている。 The expansion mechanism (60) is a so-called two-stage oscillating piston type fluid machine. The expansion mechanism section (60) is provided with two pairs of cylinders (61a, 61b) and pistons (65a, 65b) which are paired. The expansion mechanism (60) includes a front head (63), an intermediate plate (101), and a rear head (64).

上記膨張機構（60）では、図１０における下から上へ向かって順に、フロントヘッド（63）、第１シリンダ（61a）、中間プレート（101）、第２シリンダ（61b）、リアヘッド（64）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（61a）は、その下側端面がフロントヘッド（63）により閉塞され、その上側端面が中間プレート（101）により閉塞されている。一方、第２シリンダ（61b）は、その下側端面が中間プレート（101）により閉塞され、その上側端面がリアヘッド（64）により閉塞されている。また、第２シリンダ（61b）の内径は、第１シリンダ（61a）の内径よりも大きくなっている。さらに第２シリンダ（61b）の上下方向における厚み寸法は、第１シリンダ（61a）の厚み寸法よりも大きくなっている。 In the expansion mechanism (60), the front head (63), the first cylinder (61a), the intermediate plate (101), the second cylinder (61b), and the rear head (64) are arranged in order from bottom to top in FIG. It is in a laminated state. In this state, the first cylinder (61a) has its lower end face closed by the front head (63) and its upper end face closed by the intermediate plate (101). On the other hand, the second cylinder (61b) has its lower end face closed by the intermediate plate (101) and its upper end face closed by the rear head (64). The inner diameter of the second cylinder (61b) is larger than the inner diameter of the first cylinder (61a). Further, the thickness dimension in the vertical direction of the second cylinder (61b) is larger than the thickness dimension of the first cylinder (61a).

上記シャフト（45）は、積層された状態のフロントヘッド（63）、第１シリンダ（61a）、中間プレート（101）、第２シリンダ（61b）、及びリアヘッド（64）を貫通している。また、シャフト（45）は、その第１大径偏心部（46a）が第１シリンダ（61a）内に位置し、その第２大径偏心部（46b）が第２シリンダ（61b）内に位置している。 The shaft (45) passes through the stacked front head (63), first cylinder (61a), intermediate plate (101), second cylinder (61b), and rear head (64). The shaft (45) has a first large-diameter eccentric portion (46a) located in the first cylinder (61a) and a second large-diameter eccentric portion (46b) located in the second cylinder (61b). is doing.

図１１に示すように、第１シリンダ（61a）内には第１ピストン（65a）が、第２シリンダ（61b）内には第２ピストン（65b）がそれぞれ設けられている。第１及び第２ピストン（65a,65b）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（65a）の外径と第２ピストン（65b）の外径とは、互いに等しくなっている。第１ピストン（65a）の内径は第１大径偏心部（46a）の外径と、第２ピストン（65b）の内径は第２大径偏心部（46b）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（65a）には第１大径偏心部（46a）が、第２ピストン（65b）には第２大径偏心部（46b）がそれぞれ貫通している。 As shown in FIG. 11, a first piston (65a) is provided in the first cylinder (61a), and a second piston (65b) is provided in the second cylinder (61b). The first and second pistons (65a, 65b) are both formed in an annular shape or a cylindrical shape. The outer diameter of the first piston (65a) and the outer diameter of the second piston (65b) are equal to each other. The inner diameter of the first piston (65a) is substantially equal to the outer diameter of the first large diameter eccentric portion (46a), and the inner diameter of the second piston (65b) is approximately equal to the outer diameter of the second large diameter eccentric portion (46b). Yes. The first large-diameter eccentric portion (46a) passes through the first piston (65a), and the second large-diameter eccentric portion (46b) passes through the second piston (65b).

上記第１ピストン（65a）は、その外周面が第１シリンダ（61a）の内周面に、一方の端面がフロントヘッド（63）に、他方の端面が中間プレート（101）にそれぞれ摺接している。第１シリンダ（61a）内には、その内周面と第１ピストン（65a）の外周面との間に膨張室の一部である第１流体室（62a）が形成される。 The first piston (65a) has an outer peripheral surface in sliding contact with the inner peripheral surface of the first cylinder (61a), one end surface in sliding contact with the front head (63), and the other end surface in contact with the intermediate plate (101). Yes. A first fluid chamber (62a), which is a part of the expansion chamber, is formed in the first cylinder (61a) between the inner peripheral surface thereof and the outer peripheral surface of the first piston (65a).

一方、上記第２ピストン（65b）は、その外周面が第２シリンダ（61b）の内周面に、一方の端面がリアヘッド（64）に、他方の端面が中間プレート（101）にそれぞれ摺接している。第２シリンダ（61b）内には、その内周面と第２ピストン（65b）の外周面との間に膨張室の一部である第２流体室（62b）が形成される。 On the other hand, the outer peripheral surface of the second piston (65b) is in sliding contact with the inner peripheral surface of the second cylinder (61b), one end surface is in sliding contact with the rear head (64), and the other end surface is in sliding contact with the intermediate plate (101). ing. A second fluid chamber (62b), which is a part of the expansion chamber, is formed in the second cylinder (61b) between the inner peripheral surface thereof and the outer peripheral surface of the second piston (65b).

上記第１及び第２ピストン（65a,65b）のそれぞれには、ブレード（66a,66b）が１つずつ一体に設けられている。ブレード（66a,66b）は、ピストン（65a,65b）の半径方向へ延びる板状に形成されており、ピストン（65a,65b）の外周面から外側へ突出している。 One blade (66a, 66b) is provided integrally with each of the first and second pistons (65a, 65b). The blades (66a, 66b) are formed in a plate shape extending in the radial direction of the piston (65a, 65b), and protrude outward from the outer peripheral surface of the piston (65a, 65b).

各シリンダ（61a,61b）には、それぞれブレード溝（68a,68b）が形成されている。各ブレード溝（68a,68b）は、対応するブレード（66a,66b）をそれぞれ進退可能に保持している。これらブレード溝（68a,68b）の開口端は、各シリンダ（61a,61b）の内周面に形成されている。 Each cylinder (61a, 61b) is formed with a blade groove (68a, 68b). Each blade groove (68a, 68b) holds the corresponding blade (66a, 66b) so as to be able to advance and retreat. The open ends of these blade grooves (68a, 68b) are formed on the inner peripheral surface of each cylinder (61a, 61b).

また、上記各シリンダ（61a,61b）には、一対のブッシュ（67a,67b）が一組ずつ設けられている。各ブッシュ（67a,67b）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（67a,67b）は、ブレード（66a,66b）を挟み込んだ状態で設置されている。各ブッシュ（67a,67b）は、その内側面がブレード（66a,66b）と、その外側面がシリンダ（61a,61b）と摺動する。そして、ピストン（65a,65b）と一体のブレード（66a,66b）は、ブッシュ（67a,67b）を介してシリンダ（61a,61b）に支持され、シリンダ（61a,61b）に対して回動自在で且つ進退自在となっている。 Each cylinder (61a, 61b) is provided with a pair of bushes (67a, 67b). Each bush (67a, 67b) 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 (67a, 67b) are installed with the blades (66a, 66b) sandwiched therebetween. As for each bush (67a, 67b), the inner surface slides with a blade (66a, 66b), and the outer surface slides with a cylinder (61a, 61b). The blades (66a, 66b) integrated with the pistons (65a, 65b) are supported by the cylinders (61a, 61b) via the bushes (67a, 67b) and are rotatable with respect to the cylinders (61a, 61b). And you can move forward and backward.

第１シリンダ（61a）内の第１流体室（62a）は、第１ピストン（65a）と一体の第１ブレード（66a）によって仕切られており、図１２における第１ブレード（66a）の左側が高圧側の第１高圧室（102a）となり、その右側が低圧側の第１低圧室（103a）となっている。第２シリンダ（61b）内の第２流体室（62b）は、第２ピストン（65b）と一体の第２ブレード（66b）によって仕切られており、図１２における第２ブレード（66b）の左側が高圧側の第２高圧室（102b）となり、その右側が低圧側の第２低圧室（103b）となっている。 The first fluid chamber (62a) in the first cylinder (61a) is partitioned by a first blade (66a) integral with the first piston (65a), and the left side of the first blade (66a) in FIG. A first high pressure chamber (102a) on the high pressure side is formed, and a first low pressure chamber (103a) on the low pressure side is formed on the right side. The second fluid chamber (62b) in the second cylinder (61b) is partitioned by a second blade (66b) integral with the second piston (65b), and the left side of the second blade (66b) in FIG. A high pressure side second high pressure chamber (102b) is formed, and a right side thereof is a low pressure side second low pressure chamber (103b).

図１０に示すように、上記第１シリンダ（61a）には、流入ポート（36）が接続されている。この流入ポート（36）はフロントヘッド（63）に形成されており、導入通路を構成している。流入ポート（36）の開口端は、第１シリンダ（61a）の内周面のうち、図１０におけるブッシュ（67a）のやや左側の箇所に開口している。そして、流入ポート（36）は、第１高圧室（102a）（即ち第１流体室（62a）の高圧側）と連通可能となっている。 As shown in FIG. 10, the inflow port (36) is connected to the first cylinder (61a). The inflow port (36) is formed in the front head (63) and constitutes an introduction passage. The opening end of the inflow port (36) opens to the left of the bush (67a) in FIG. 10 on the inner peripheral surface of the first cylinder (61a). The inflow port (36) can communicate with the first high pressure chamber (102a) (that is, the high pressure side of the first fluid chamber (62a)).

一方、上記第２シリンダ（61b）には、流出ポート（37）が形成されている。流出ポート（37）の開口端は、第２ブレード溝（68b）の開口端と所定角度（本実施形態では、約２０°）を挟んで第２シリンダ（61b）の内周面に形成されている。そして、流出ポート（37）は、第２低圧室（103b）（即ち第２流体室（62b）の低圧側）と連通可能となっており、膨張室（62）で膨張した流体を流出する排出通路を構成している。 On the other hand, the second cylinder (61b) is formed with an outflow port (37). The open end of the outflow port (37) is formed on the inner peripheral surface of the second cylinder (61b) with a predetermined angle (about 20 ° in this embodiment) with the open end of the second blade groove (68b). Yes. The outflow port (37) can communicate with the second low pressure chamber (103b) (that is, the low pressure side of the second fluid chamber (62b)), and discharges the fluid expanded in the expansion chamber (62). It constitutes a passage.

上記中間プレート（101）には、連通路（70）が形成されている。この連通路（70）は、中間プレート（101）を貫通するように形成されている。中間プレート（101）における第１シリンダ（61a）側の面では、第１ブレード（66a）の右側の箇所に連通路（70）の一端が開口している。中間プレート（101）における第２シリンダ（61b）側の面では、第２ブレード（66b）の左側の箇所に連通路（64）の他端が開口している。そして、連通路（70）は、図示しないが中間プレート（101）の厚み方向に対して斜めに延びており、第１低圧室（103a）（即ち第１流体室（62a）の低圧側）と第２高圧室（102b）（即ち第２流体室（62b）の高圧側）の両方に連通可能となっている。 A communication passage (70) is formed in the intermediate plate (101). The communication path (70) is formed so as to penetrate the intermediate plate (101). On the surface of the intermediate plate (101) on the side of the first cylinder (61a), one end of the communication path (70) opens at a location on the right side of the first blade (66a). On the surface on the second cylinder (61b) side of the intermediate plate (101), the other end of the communication path (64) is opened at a location on the left side of the second blade (66b). The communication passage (70) extends obliquely with respect to the thickness direction of the intermediate plate (101) (not shown), and is connected to the first low pressure chamber (103a) (that is, the low pressure side of the first fluid chamber (62a)). It can communicate with both the second high-pressure chamber (102b) (that is, the high-pressure side of the second fluid chamber (62b)).

また、本実施形態の膨張機構（60）においても、実施形態１と同様の液封防止手段（80）が設けられている。実施形態３の液封防止手段（80）は、図１３(Ａ)に示すように、第２シリンダ（61b）の内周面に形成されたシリンダ側溝（81）で構成されている。このシリンダ側溝（81）は、流出ポート（37）の開口端における第２ブレード溝（68b）寄りの部位から上記第２ブレード溝（68b）の開口端における流出ポート（37）寄りの部位まで跨るようにして、第２シリンダ（61b）の内周面に形成されている。また、実施形態１と同様、シリンダ側溝（81）は、シリンダ内周面における中心軸方向の中間部位に形成されており、その上縁部と下縁部とを残すように切り欠きされている（図１３(Ｂ)参照）。 The expansion mechanism (60) of the present embodiment is also provided with the same liquid seal prevention means (80) as that of the first embodiment. As shown in FIG. 13A, the liquid seal prevention means (80) of the third embodiment includes a cylinder side groove (81) formed on the inner peripheral surface of the second cylinder (61b). The cylinder side groove (81) extends from a portion near the second blade groove (68b) at the opening end of the outflow port (37) to a portion near the outflow port (37) at the opening end of the second blade groove (68b). In this way, it is formed on the inner peripheral surface of the second cylinder (61b). Further, similarly to the first embodiment, the cylinder side groove (81) is formed at an intermediate portion in the central axis direction on the inner peripheral surface of the cylinder, and is cut out so as to leave the upper edge portion and the lower edge portion thereof. (See FIG. 13B).

〈膨張機構の動作〉
次に、実施形態３の膨張機構（60）の動作について説明する。 <Operation of expansion mechanism>
Next, the operation of the expansion mechanism (60) of Embodiment 3 will be described.

先ず、第１シリンダ（61a）の第１高圧室（102a）へ高圧冷媒が流入する過程について、図１２を参照しながら説明する。 First, the process of the high pressure refrigerant flowing into the first high pressure chamber (102a) of the first cylinder (61a) will be described with reference to FIG.

回転角が０°の状態からシャフト（45）が僅かに回転すると、第１ピストン（65a）と第１シリンダ（61a）の接触位置が流入ポート（36）の開口部を通過し、流入ポート（36）から第１高圧室（102a）へ高圧冷媒が流入し始める。その後、シャフト（45）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（102a）へ高圧冷媒が流入してゆく。この第１高圧室（102a）への高圧冷媒の流入は、シャフト（45）の回転角が３６０°に達するまで続く。 When the shaft (45) rotates slightly from the state where the rotation angle is 0 °, the contact position between the first piston (65a) and the first cylinder (61a) passes through the opening of the inflow port (36), and the inflow port ( The high-pressure refrigerant begins to flow from 36) into the first high-pressure chamber (102a). Thereafter, as the rotation angle of the shaft (45) gradually increases to 90 °, 180 °, and 270 °, the high-pressure refrigerant flows into the first high-pressure chamber (102a). The inflow of the high-pressure refrigerant into the first high-pressure chamber (102a) continues until the rotation angle of the shaft (45) reaches 360 °.

次に、膨張機構（60）において冷媒が膨張する過程について、同図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（45）が僅かに回転すると、第１低圧室（103a）と第２高圧室（102b）の両方が連通路（70）と連通状態になり、第１低圧室（103a）から第２高圧室（102b）へと冷媒が流入し始める。その後、シャフト（45）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（103a）の容積が次第に減少すると同時に第２高圧室（102b）の容積が次第に増加し、結果として膨張室（62）の容積が次第に増加してゆく。この膨張室（62）の容積増加は、シャフト（45）の回転角が３６０°に達する直前まで続く。そして、膨張室（62）の容積が増加する過程で膨張室（62）内の冷媒が膨張し、この冷媒の膨張によってシャフト（45）が回転駆動される。このように、第１低圧室（103a）内の冷媒は、連通路（70）を通って第２高圧室（102b）へ膨張しながら流入してゆく。 Next, a process in which the refrigerant expands in the expansion mechanism (60) will be described with reference to FIG. When the shaft (45) is slightly rotated from the state where the rotation angle is 0 °, both the first low pressure chamber (103a) and the second high pressure chamber (102b) are in communication with the communication passage (70), and the first low pressure chamber The refrigerant starts to flow from the chamber (103a) to the second high pressure chamber (102b). Thereafter, as the rotation angle of the shaft (45) gradually increases to 90 °, 180 °, and 270 °, the volume of the first low pressure chamber (103a) gradually decreases and at the same time the volume of the second high pressure chamber (102b) gradually increases. As a result, the volume of the expansion chamber (62) gradually increases. This increase in the volume of the expansion chamber (62) continues until just before the rotation angle of the shaft (45) reaches 360 °. The refrigerant in the expansion chamber (62) expands in the process of increasing the volume of the expansion chamber (62), and the shaft (45) is rotationally driven by the expansion of the refrigerant. Thus, the refrigerant in the first low-pressure chamber (103a) flows through the communication path (70) while expanding into the second high-pressure chamber (102b).

続いて、第２シリンダ（61b）の第２低圧室（103b）から冷媒が流出してゆく過程について、同図を参照しながら説明する。第２低圧室（103b）は、シャフト（45）の回転角が０°の時点から流出ポート（37）に連通し始める。つまり、第２低圧室（103b）から流出ポート（37）へと冷媒が流出し始める。その後、シャフト（45）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（103b）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 (103b) of the second cylinder (61b) will be described with reference to FIG. The second low pressure chamber (103b) starts to communicate with the outflow port (37) when the rotation angle of the shaft (45) is 0 °. That is, the refrigerant begins to flow out from the second low pressure chamber (103b) to the outflow port (37). After that, the shaft (45) is gradually expanded from 90 °, 180 °, 270 °, and after the expansion from the second low pressure chamber (103b) until the rotation angle reaches 360 °. The low-pressure refrigerant flows out.

ここで、本実施形態の膨張機構（60）においても、液封防止手段（80）としてのシリンダ側溝（81）をシリンダ（61）の内周面に形成している。このシリンダ側溝（81）は、図１３(Ａ)に示すように、第２ピストン（65b）が流出ポート（37）の開口端と第２ブレード溝（68）の開口端との間の第２シリンダ（61b）の内周面と摺接する範囲、すなわち図１３(Ａ)の公転角度範囲Ｒにおいて、残留空間（S）と流出ポート（37）とを常時連通させる。このため、第２ピストン（65b）と第２シリンダ（61b）との接触部が流出ポート（37）を通過した後は、残留空間（S）内の冷媒（液冷媒や冷凍機油）が、上記シリンダ側溝（81）を流通して流出ポート（37）に導入される。そして、この冷媒は、流出ポート（37）よりこの流体機械（30）の外部へ排出される。したがって、本実施形態においても、流出ポート（37）による冷媒の流出行程後に残留空間（S）に残留する冷媒（液冷媒や冷凍機油）が液封状態となることを確実に回避でき、この膨張機構（60）の動力低下、あるいは第２ピストン（65b）や第２ブレード（66b）の損傷を未然に防ぐことができる。 Here, also in the expansion mechanism (60) of the present embodiment, the cylinder side groove (81) as the liquid seal prevention means (80) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61). As shown in FIG. 13A, the cylinder-side groove (81) has a second piston (65b) between the opening end of the outflow port (37) and the opening end of the second blade groove (68). The residual space (S) and the outflow port (37) are always in communication with each other in the range in which the cylinder (61b) is in sliding contact with the inner peripheral surface, that is, the revolution angle range R in FIG. For this reason, after the contact portion between the second piston (65b) and the second cylinder (61b) passes through the outflow port (37), the refrigerant (liquid refrigerant or refrigerating machine oil) in the residual space (S) is It flows through the cylinder side groove (81) and is introduced into the outflow port (37). The refrigerant is discharged from the outflow port (37) to the outside of the fluid machine (30). Therefore, also in the present embodiment, it is possible to reliably avoid the refrigerant (liquid refrigerant or refrigerating machine oil) remaining in the residual space (S) after the refrigerant outflow process by the outflow port (37) from being in a liquid-sealed state. The power reduction of the mechanism (60) or the damage of the second piston (65b) and the second blade (66b) can be prevented in advance.

《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。 << Other Embodiments >>
The present invention may be configured as follows with respect to the above embodiment.

上記実施形態では、膨張機構（60）、電動機（40）、及び圧縮機構（50）で流体機械（30）を構成している。しかしながら、流体機械（30）には電動機（40）を必ずしも一体的に設ける必要はない。 In the said embodiment, the fluid machine (30) is comprised by the expansion mechanism (60), the electric motor (40), and the compression mechanism (50). However, the fluid machine (30) is not necessarily provided with the electric motor (40) integrally.

以上説明したように、本発明は、膨張室内のピストンの公転に伴い流体を膨張させる回転式膨張機と、この回転式膨張機を備えた流体機械に関し有用である As described above, the present invention is useful for a rotary expander that expands a fluid in accordance with the revolution of a piston in an expansion chamber, and a fluid machine including the rotary expander.

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. シャフトの回転角度０°又は３６０°での実施形態１における膨張機構の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the expansion mechanism in Embodiment 1 in the rotation angle 0 degrees or 360 degrees of a shaft. 実施形態１における膨張機構の流出ポート及びブレード溝の近傍を拡大した概略断面図である。3 is an enlarged schematic cross-sectional view of the vicinity of an outflow port and a blade groove of an expansion mechanism in Embodiment 1. FIG. 実施形態１の膨張機構の動作を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the operation of the expansion mechanism of the first embodiment. 実施形態１の変形例の流出ポート及びブレード溝の近傍を拡大した概略断面図である。FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view of the vicinity of an outflow port and a blade groove according to a modification of the first embodiment. 実施形態２の膨張機構の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the expansion mechanism of Embodiment 2. 実施形態２の膨張機構の動作を示す概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating an operation of an expansion mechanism according to a second embodiment. 実施形態２における膨張機構の流出ポート及びブレード溝の近傍を拡大した概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view enlarging the vicinity of an outflow port and a blade groove of an expansion mechanism in Embodiment 2. 実施形態３の膨張ユニットの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the expansion | swelling unit of Embodiment 3. 実施形態３の膨張機構の要部を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an expansion mechanism of Embodiment 3. 実施形態３の膨張機構の動作を示す概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating an operation of an expansion mechanism according to a third embodiment. 実施形態３における膨張機構の流出ポート及びブレード溝の近傍を拡大した概略断面図である。6 is an enlarged schematic cross-sectional view of the vicinity of an outflow port and a blade groove of an expansion mechanism in Embodiment 3. FIG. 従来の回転式膨張機の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the conventional rotary expander. 従来の回転式膨張機の流出ポート及びブレード溝の近傍を拡大した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing to which the vicinity of the outflow port and blade groove | channel of the conventional rotary expander was expanded.

（10）空調機
（20）冷媒回路
（30）圧縮・膨張ユニット（流体機械）
（31）ケーシング
（37）流出ポート
（40）電動機
（50）圧縮機（圧縮機構）
（60）膨張機構（回転式膨張機）
（61）シリンダ
（62）膨張室
（65）ピストン
（66）ブレード
（68）ブレード溝
（80）液封防止手段
（81）シリンダ側溝
（82）ピストン側溝
（S）残留空間 (10) Air conditioner (20) Refrigerant circuit (30) Compression / expansion unit (fluid machine)
(31) Casing (37) Outflow port (40) Electric motor (50) Compressor (compression mechanism)
(60) Expansion mechanism (rotary expander)
(61) Cylinder (62) Expansion chamber (65) Piston (66) Blade (68) Blade groove (80) Liquid seal prevention means (81) Cylinder side groove (82) Piston side groove (S) Residual space

Claims

An annular cylinder (61) having an expansion chamber (62), a piston (65) that revolves in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61), and the piston (65) make the expansion chamber (62) high pressure. Blade (66) partitioned into a low pressure side and an outflow port (37) formed in the cylinder (61) and from which the fluid expanded in the expansion chamber (62) as the piston (65) revolves flows out A rotary expander equipped with
After the outflow stroke of the low-pressure fluid from the outflow port (37), the residual space (S) in which part of the low-pressure fluid remains without flowing out of the outflow port (37) and the outflow port (37) are communicated with each other. With liquid seal prevention means (80) ,
The liquid seal prevention means (80) is formed by a cylinder side groove (81) formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61) to communicate the residual space (S) and the outflow port (37).
The cylinder side groove (81) is formed so as to leave both edges in the central axis direction on the inner peripheral surface of the cylinder (61),
The outflow port (37) is a rotary expander formed at an intermediate portion in the central axis direction on the inner peripheral surface of the cylinder (61) .

An annular cylinder (61) having an expansion chamber (62), a piston (65) that revolves in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61), and the piston (65) make the expansion chamber (62) high pressure. Blade (66) partitioned into a low pressure side and an outflow port (37) formed in the cylinder (61) and from which the fluid expanded in the expansion chamber (62) as the piston (65) revolves flows out And an opening end of a blade groove (68) for holding the blade (66) so as to be able to advance and retreat and an opening end of an outflow port (37) are provided on the inner peripheral surface of the cylinder (61). A rotary expander formed with a predetermined angle in the circumferential direction,
In the revolution angle range R in which the piston (65) is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61) between the outflow port (37) and the blade groove (68), the blade (66) closer to the outflow port (37) side A liquid seal prevention means (80) for communicating the residual space (S) of the fluid defined by the side surface, the cylinder (61), and the piston (65) with the outflow port (37) ;
The liquid seal prevention means (80) is formed by a cylinder side groove (81) formed on the inner peripheral surface of the cylinder (61) to communicate the residual space (S) and the outflow port (37).
The cylinder side groove (81) is formed so as to leave both edges in the central axis direction on the inner peripheral surface of the cylinder (61),
The outflow port (37) is a rotary expander formed at an intermediate portion in the central axis direction on the inner peripheral surface of the cylinder (61) .

An annular cylinder (61) having an expansion chamber (62), a piston (65) that revolves in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61), and the piston (65) make the expansion chamber (62) high pressure. Blade (66) partitioned into a low pressure side and an outflow port (37) formed in the cylinder (61) and from which the fluid expanded in the expansion chamber (62) as the piston (65) revolves flows out A rotary expander equipped with
After the outflow stroke of the low-pressure fluid from the outflow port (37), the residual space (S) in which part of the low-pressure fluid remains without flowing out of the outflow port (37) and the outflow port (37) are communicated with each other. With liquid seal prevention means (80),
The liquid seal prevention means (80) is formed by a piston side groove (82) formed on the outer peripheral surface of the piston (65) to communicate the residual space (S) and the outflow port (37),
The piston side groove (82) is formed so as to leave both edges in the central axis direction on the outer peripheral surface of the piston (65),
The outflow port (37) is a rotary expander formed at an intermediate portion in the central axis direction on the inner peripheral surface of the cylinder (61) .

An annular cylinder (61) having an expansion chamber (62), a piston (65) that revolves in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61), and the piston (65) make the expansion chamber (62) high pressure. Blade (66) partitioned into a low pressure side and an outflow port (37) formed in the cylinder (61) and from which the fluid expanded in the expansion chamber (62) as the piston (65) revolves flows out And an opening end of a blade groove (68) for holding the blade (66) so as to be able to advance and retreat and an opening end of an outflow port (37) are provided on the inner peripheral surface of the cylinder (61). A rotary expander formed with a predetermined angle in the circumferential direction,
In the revolution angle range R in which the piston (65) is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (61) between the outflow port (37) and the blade groove (68), the blade (66) closer to the outflow port (37) side A liquid seal prevention means (80) for communicating the residual space (S) of the fluid defined by the side surface, the cylinder (61), and the piston (65) with the outflow port (37);
The liquid seal prevention means (80) is formed by a piston side groove (82) formed on the outer peripheral surface of the piston (65) to communicate the residual space (S) and the outflow port (37),
The piston side groove (82) is formed so as to leave both edges in the central axis direction on the outer peripheral surface of the piston (65),
The outflow port (37) is a rotary expander formed at an intermediate portion in the central axis direction on the inner peripheral surface of the cylinder (61) .

The rotary expander according to any one of claims 1 to 4 ,
A rotary expander configured to perform an expansion stroke of a vapor compression refrigeration cycle.

The rotary expander according to claim 5 ,
A rotary compressor configured to perform an expansion stroke of a vapor compression refrigeration cycle using CO ₂ as a refrigerant.

The rotary expander according to any one of claims 1 to 6 ,
A rotary expander configured to recover rotational power by fluid expansion.

In the casing (31), a rotary expander (60), an electric motor (40), and a compressor (50) driven by the rotary expander (60) and the electric motor (40) to compress fluid. A fluid machine comprising:
A fluid machine in which the rotary expander (60) is constituted by the rotary expander according to any one of claims 1 to 7 .