JP4735159B2 - Expander - Google Patents

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

従来より、高圧流体の膨張により動力を発生させる膨張機には、ロータリ式膨張機などの容積型膨張機がある（例えば特許文献１参照）。この膨張機は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの膨張行程を行うために用いられている（例えば特許文献２参照）。   Conventionally, as an expander that generates power by expanding a high-pressure fluid, there is a positive displacement expander such as a rotary expander (see, for example, Patent Document 1). This expander is used to perform an expansion stroke of a vapor compression refrigeration cycle (see, for example, Patent Document 2).

特許文献１に記載された膨張機は、揺動ピストン型のロータリ式流体機械で構成されたロータリ機構部を２つ備えている。この膨張機では、第１ロータリ機構部の押しのけ容積に比べて第２ロータリ機構部の押しのけ容積が大きくなっている。各ロータリ機構部では、シリンダ内がブレードによって高圧室と低圧室に仕切られる。この膨張機では、第１ロータリ機構部の低圧室と、第２ロータリ機構部の高圧室とを連通させることによって１つの膨張室が形成される。第１ロータリ機構部へ流入した冷媒は、第１ロータリ機構部から第２ロータリ機構部に亘って形成された膨張室内で膨張し、その後に第２ロータリ機構部から排出される。   The expander described in Patent Document 1 includes two rotary mechanism units configured by a swinging piston type rotary fluid machine. In this expander, the displacement volume of the second rotary mechanism portion is larger than the displacement volume of the first rotary mechanism portion. In each rotary mechanism, the inside of the cylinder is partitioned into a high pressure chamber and a low pressure chamber by a blade. In this expander, one expansion chamber is formed by communicating the low pressure chamber of the first rotary mechanism unit and the high pressure chamber of the second rotary mechanism unit. The refrigerant that has flowed into the first rotary mechanism unit expands in an expansion chamber formed from the first rotary mechanism unit to the second rotary mechanism unit, and is then discharged from the second rotary mechanism unit.

この膨張機において、クランク軸が１回転する間に膨張機へ流入する高圧冷媒の体積は、第１ロータリ機構部の押しのけ容積と等しくなる。そして、第１ロータリ機構部の押しのけ容積が一定であるため、単位時間当たりに膨張機を通過する冷媒の体積流量は、クランク軸の回転速度が変化しない限り一定となる。
特開２００５−１０６０４６号公報 特開２００１−１１６３７１号公報 In this expander, the volume of the high-pressure refrigerant that flows into the expander during one rotation of the crankshaft becomes equal to the displacement volume of the first rotary mechanism. And since the displacement volume of a 1st rotary mechanism part is constant, the volume flow rate of the refrigerant | coolant which passes an expander per unit time becomes constant unless the rotational speed of a crankshaft changes.
JP 2005-106046 A JP 2001-116371 A

一般的な容積型の膨張機では、上記特許文献１の膨張機と同様に、単位時間当たりに膨張機を通過する冷媒の体積流量は、その膨張機の回転速度によって決まってしまう。ところが、圧縮機と膨張機が共に容積型の流体機械あって互いに１本の軸で連結されている場合がある。この場合、圧縮機を通過する冷媒の体積流量と膨張機を通過する冷媒の体積流量との比は、常に一定で変化しない。   In the general positive displacement expander, like the expander disclosed in Patent Document 1, the volume flow rate of the refrigerant passing through the expander per unit time is determined by the rotational speed of the expander. However, there are cases where the compressor and the expander are both positive displacement fluid machines and are connected to each other by a single shaft. In this case, the ratio between the volume flow rate of the refrigerant passing through the compressor and the volume flow rate of the refrigerant passing through the expander is always constant and does not change.

一方、上記膨張機が用いられる蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、冷却対象の温度変化や放熱（加熱）対象の温度変化により該冷凍サイクルの高圧と低圧が変化する。そして、冷凍サイクルの高圧と低圧の比（圧力比）も変動し、それに伴って膨張機の吸入冷媒と排出冷媒の密度もそれぞれ変動する。このため、場合によっては圧縮機を通過する冷媒の質量流量に対して膨張機を通過する冷媒の質量流量が相対的に過小となることがあり、その結果、冷凍サイクルの高圧が高くなり過ぎてしまい、冷凍サイクルの高圧を適切な値に設定できずに冷凍サイクルの効率低下を招くおそれがある。   On the other hand, in the vapor compression refrigeration cycle in which the expander is used, the high pressure and the low pressure of the refrigeration cycle change depending on the temperature change of the cooling target and the temperature change of the heat dissipation (heating) target. The ratio between the high pressure and the low pressure (pressure ratio) of the refrigeration cycle also fluctuates, and accordingly, the densities of the refrigerant sucked and discharged from the expander also fluctuate. For this reason, in some cases, the mass flow rate of the refrigerant passing through the expander may be relatively small relative to the mass flow rate of the refrigerant passing through the compressor, and as a result, the high pressure of the refrigeration cycle becomes too high. Therefore, the high pressure of the refrigeration cycle cannot be set to an appropriate value, and the efficiency of the refrigeration cycle may be reduced.

これに対し、上記特許文献２の装置では、膨張機と並列にバイパス通路（92）を設け、このバイパス通路（92）には流量制御弁を設けている。そして、膨張機を通過する冷媒の質量流量が相対的に過小となる運転条件では、膨張機へ送られてきた冷媒の一部をバイパス通路へ流し、膨張機とバイパス通路の両方で冷媒を流すようにしている。このように膨張機とバイパス通路の両方で冷媒を流せば、冷凍サイクルの高圧が上がり過ぎるのを回避できる。また、バイパス通路での冷媒流量を調節すれば、冷凍サイクルの高圧を調節することも可能となる。   On the other hand, in the apparatus of Patent Document 2, a bypass passage (92) is provided in parallel with the expander, and a flow rate control valve is provided in the bypass passage (92). Then, under an operating condition in which the mass flow rate of the refrigerant passing through the expander is relatively small, a part of the refrigerant sent to the expander is caused to flow to the bypass passage, and the refrigerant is caused to flow through both the expander and the bypass passage. I am doing so. Thus, if a refrigerant | coolant is flowed through both an expander and a bypass channel, it can avoid that the high pressure of a refrigerating cycle goes up too much. Further, by adjusting the refrigerant flow rate in the bypass passage, it is possible to adjust the high pressure of the refrigeration cycle.

ところが、膨張機をバイパスする通路を冷媒回路に別途設けることになると、冷媒回路の構造が複雑化し、配管同士の接合箇所が増えてしまう。このため、冷媒回路を製造する際の作業効率が低下し、また配管の接合箇所からの冷媒漏洩等のトラブルの危険が大きくなって信頼性の低下を招くおそれがあった。   However, if a passage for bypassing the expander is separately provided in the refrigerant circuit, the structure of the refrigerant circuit becomes complicated and the number of joints between the pipes increases. For this reason, the work efficiency at the time of manufacturing a refrigerant circuit falls, there also exists a possibility that the danger of troubles, such as a refrigerant | coolant leak from the joining location of piping, may become large, and it will cause the fall of reliability.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒回路に設けられた場合に冷凍サイクルの効率低下を回避可能であり、しかも冷媒回路の構造を簡素化できる膨張機を提供することにある。   The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide an expander that can avoid a decrease in efficiency of the refrigeration cycle when provided in the refrigerant circuit and can simplify the structure of the refrigerant circuit. It is to provide.

第１,第２の各発明は、冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）に接続され、流体室（72,82,…）へ流入した高圧冷媒が膨張することにより動力を発生させる容積型の膨張機を対象とする。そして、膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）を流入過程の流体室（73）に連通させるためのバイパス通路（92）と、上記バイパス通路（92）での冷媒流量を調節するための流量調節機構（100）とを備えるものである。 Each of the first and second inventions is connected to a refrigerant circuit (11) that performs a refrigeration cycle, and is a positive displacement that generates power by expanding high-pressure refrigerant that has flowed into a fluid chamber (72, 82,...). Target aircraft. And in order to adjust the refrigerant | coolant flow rate in the bypass channel (92) for connecting the fluid chamber (66,84) of an expansion process or an outflow process with the fluid chamber (73) of an inflow process, and the said bypass channel (92) The flow rate adjusting mechanism (100) is provided.

第１,第２の各発明において、膨張機（60）へ導入された高圧冷媒は、流入過程の流体室（73）へ導入され、膨張過程の流体室（66）内で膨張する。冷媒が膨張する過程では流体室（66）の容積が拡大し、それに伴って動力が発生する。膨張後の冷媒は、流出工程の流体室から膨張機（60）の外部へ排出されてゆく。 In each of the first and second inventions , the high-pressure refrigerant introduced into the expander (60) is introduced into the fluid chamber (73) in the inflow process and expands in the fluid chamber (66) in the expansion process. In the process of expansion of the refrigerant, the volume of the fluid chamber (66) increases, and power is generated accordingly. The expanded refrigerant is discharged from the fluid chamber in the outflow process to the outside of the expander (60).

例えば、圧縮機の入口における冷媒密度と膨張機（60）の入口における冷媒密度の比が小さくなる運転条件において、何ら対策を講じなければ、圧縮機を通過する冷媒の質量流量に対して膨張機（60）を通過する冷媒の質量流量が相対的に過小となってしまう。   For example, in an operating condition where the ratio of the refrigerant density at the compressor inlet to the refrigerant density at the inlet of the expander (60) is small, if no countermeasures are taken, the expander is used for the mass flow rate of the refrigerant passing through the compressor. The mass flow rate of the refrigerant passing through (60) becomes relatively small.

そこで、このような運転条件において、上記第１,第２の各発明の膨張機（60）では、流入過程の流体室（73）へ流入した冷媒の一部がバイパス通路（92）を通って膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）へ導入される。つまり、膨張機（60）へ導入された冷媒は、流入過程の流体室（73）だけでなく、バイパス通路（92）を通って膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）へも流入する。このため、膨張機（60）を通過する冷媒の流量は、流入過程の流体室（73）だけへ冷媒を導入する場合に比べて増加する。流量調節機構（100）は、膨張機（60）を通過する冷媒の流量が確保されるように、バイパス通路（92）を流れる冷媒の流量を調節する。また、バイパス通路（92）から膨張過程の流体室（66）へ冷媒を導入しなくても膨張機（60）を通過する冷媒の流量を確保できる運転条件では、流量調節機構（100）がバイパス通路（92）における冷媒流量をゼロにする。 Therefore, under such operating conditions, in the expander (60) of the first and second inventions , a part of the refrigerant flowing into the fluid chamber (73) in the inflow process passes through the bypass passage (92). It is introduced into the fluid chamber (66, 84) in the expansion process or outflow process. That is, the refrigerant introduced into the expander (60) flows not only into the fluid chamber (73) in the inflow process, but also into the fluid chambers (66, 84) in the expansion process or outflow process through the bypass passage (92). To do. For this reason, the flow rate of the refrigerant passing through the expander (60) increases as compared with the case where the refrigerant is introduced only into the fluid chamber (73) in the inflow process. The flow rate adjusting mechanism (100) adjusts the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass passage (92) so that the flow rate of the refrigerant passing through the expander (60) is secured. In addition, the flow rate adjustment mechanism (100) bypasses the operating conditions that can secure the flow rate of the refrigerant passing through the expander (60) without introducing the refrigerant from the bypass passage (92) to the fluid chamber (66) in the expansion process. The refrigerant flow rate in the passage (92) is made zero.

第１の発明は、上記の構成に加えて、上記流入過程の流体室（73）に連通する補助室（94）と、該補助室（94）の容積を変更するための容積変更機構（20）とを備え、上記バイパス通路（92）は、上記補助室（94）に接続されており、該補助室（94）を介して上記膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）を上記流入過程の流体室（73）に連通させるものである。 In addition to the above-described configuration , the first invention includes an auxiliary chamber (94) communicating with the fluid chamber (73) in the inflow process, and a volume changing mechanism (20) for changing the volume of the auxiliary chamber (94). And the bypass passage (92) is connected to the auxiliary chamber (94), and the fluid chamber (66, 84) in the expansion process or the outflow process is connected to the auxiliary chamber (94) through the auxiliary chamber (94). It communicates with the fluid chamber (73) in the inflow process.

第１の発明では、高圧冷媒が流入過程の流体室（73）を通って補助室（94）へも流入することになる。容積変更機構（20）によって補助室（94）の変化させると、１回の流入行程で膨張機（60）へ流入する冷媒の体積が変化する。この発明の膨張機（60）では、補助室（94）の容積を増大させるか、バイパス通路（92）での冷媒流量を増やすことによって、膨張機（60）を通過する冷媒の流量を確保している。なお、補助室（94）へ冷媒を導入しなくても膨張機（60）を通過する冷媒の流量を確保できる運転条件では、容積変更機構（20）が補助室（94）の容積をゼロにしてもよい。 In the first invention, the high-pressure refrigerant flows into the auxiliary chamber (94) through the fluid chamber (73) in the inflow process. When the auxiliary chamber (94) is changed by the volume changing mechanism (20), the volume of the refrigerant flowing into the expander (60) is changed in one inflow stroke. In the expander (60) of the present invention, the flow rate of the refrigerant passing through the expander (60) is secured by increasing the volume of the auxiliary chamber (94) or increasing the refrigerant flow rate in the bypass passage (92). ing. Note that under the operating conditions in which the flow rate of the refrigerant passing through the expander (60) can be secured without introducing the refrigerant into the auxiliary chamber (94), the volume changing mechanism (20) sets the volume of the auxiliary chamber (94) to zero. May be.

一方、第２の発明は、上記の構成に加えて、シリンダ（71,81）、該シリンダ（71,81）内で偏心回転するピストン（75,85）、及びシリンダ（71,81）内を高圧室と低圧室に仕切るブレードをそれぞれが有する第１ロータリ機構部（70）及び第２ロータリ機構部（80）と、第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）と第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）を連通させる連通路（64）とを備え、上記第２ロータリ機構部（80）の押しのけ容積が上記第１ロータリ機構部（70）の押しのけ容積よりも大きくなっており、上記第１ロータリ機構部（70）の高圧室（73）が流入過程の流体室を、上記第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）と上記第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）が膨張過程の流体室を、上記第２ロータリ機構部（80）の低圧室（84）が流出過程の流体室をそれぞれ構成し、上記バイパス通路（92）は、上記第１ロータリ機構部（70）の高圧室（73）を上記第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）に連通させるものである。 On the other hand, in the second invention, in addition to the above configuration , the cylinder (71, 81), the piston (75, 85) that rotates eccentrically in the cylinder (71, 81), and the cylinder (71, 81) The first rotary mechanism part (70) and the second rotary mechanism part (80) each having a blade that partitions the high pressure chamber and the low pressure chamber, and the low pressure chamber (74) and the second rotary mechanism of the first rotary mechanism part (70). And a communication passage (64) for communicating the high pressure chamber (83) of the portion (80), wherein the displacement volume of the second rotary mechanism portion (80) is larger than the displacement volume of the first rotary mechanism portion (70). The high pressure chamber (73) of the first rotary mechanism (70) is the fluid chamber in the inflow process, the low pressure chamber (74) of the first rotary mechanism (70) and the second rotary mechanism ( The high pressure chamber (83) of 80) flows out of the fluid chamber in the expansion process, and the low pressure chamber (84) of the second rotary mechanism (80) flows out. The bypass passage (92) communicates the high pressure chamber (73) of the first rotary mechanism (70) with the high pressure chamber (83) of the second rotary mechanism (80). It is something to be made.

第２の発明では、第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）と第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）が連通路（64）により接続されて膨張過程の流体室（66）を形成する。第２ロータリ機構部（80）は第１ロータリ機構部（70）よりも押しのけ容積が大きいため、第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）の冷媒は第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）へ流れ込む過程で膨張する。この発明において、第１ロータリ機構部（70）の高圧室（73）と第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）がバイパス通路（92）を介して連通可能となっている。 In the second invention, the low pressure chamber (74) of the first rotary mechanism portion (70) and the high pressure chamber (83) of the second rotary mechanism portion (80) are connected by the communication passage (64), and the fluid chamber is in the process of expansion. (66) is formed. Since the second rotary mechanism (80) has a larger displacement volume than the first rotary mechanism (70), the refrigerant in the low pressure chamber (74) of the first rotary mechanism (70) is the second rotary mechanism (80). It expands in the process of flowing into the high pressure chamber (83). In the present invention, the high pressure chamber (73) of the first rotary mechanism (70) and the high pressure chamber (83) of the second rotary mechanism (80) can communicate with each other via the bypass passage (92).

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、流体室（72,82,…）は、流入過程の流体室である流入室（73）と、膨張過程の流体室である膨張室（66）と、流出過程の流体室である流出室（84）とに区画されるものである。 According to a third invention, in the first or second invention, the fluid chambers (72, 82,...) Are an inflow chamber (73) that is a fluid chamber in an inflow process and an expansion chamber that is a fluid chamber in an expansion process. (66) and an outflow chamber (84) which is a fluid chamber in the outflow process.

第３の発明では、流体室が流入室（73）と膨張室（66）と流出室（84）に仕切られた状態となる。つまり、流入室（73）と膨張室（66）と流出室（84）とによって流体室が構成される。膨張機（60）へ導入された冷媒は、流入室（73）へ流入し、膨張室（66）内で膨張し、流出室（84）から流出してゆく。   In the third invention, the fluid chamber is partitioned into the inflow chamber (73), the expansion chamber (66), and the outflow chamber (84). That is, the fluid chamber is constituted by the inflow chamber (73), the expansion chamber (66), and the outflow chamber (84). The refrigerant introduced into the expander (60) flows into the inflow chamber (73), expands in the expansion chamber (66), and flows out from the outflow chamber (84).

第４の発明は、上記第１，第２又は第３の発明において、上記容積変更機構（20）は、上記補助室（94）に嵌合するピストン部材（25）を備え、該ピストン部材（25）を移動させることによって上記補助室（94）の容積を変更するように構成されるものである。 According to a fourth invention, in the first, second or third invention, the volume changing mechanism (20) includes a piston member (25) fitted into the auxiliary chamber (94), and the piston member ( The volume of the auxiliary chamber (94) is changed by moving 25).

第４の発明では、補助室（94）に嵌合するピストン部材（25）の位置を変化させると、それに伴って補助室（94）の容積が変化する。   In the fourth invention, when the position of the piston member (25) fitted into the auxiliary chamber (94) is changed, the volume of the auxiliary chamber (94) changes accordingly.

第５の発明は、上記第４の発明において、上記補助室（94）に開口する上記バイパス通路（92）の一端は、上記補助室（94）の容積が所定値に達するまでは上記ピストン部材（25）によって閉塞された状態となる位置に設けられる一方、上記ピストン部材（25）が上記流量調節機構（100）を兼ねており、上記バイパス通路（92）の一端が開口する状態では上記ピストン部材（25）の位置に応じて上記補助室（94）から上記バイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が調節されるものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the one end of the bypass passage (92) that opens to the auxiliary chamber (94) is the piston member until the volume of the auxiliary chamber (94) reaches a predetermined value. The piston member (25) also serves as the flow rate adjusting mechanism (100), and the piston passage (92) is open at one end thereof. The flow rate of the refrigerant flowing from the auxiliary chamber (94) into the bypass passage (92) is adjusted according to the position of the member (25).

第５の発明では、ピストン部材（25）の移動に伴って補助室（94）の容積が変化するが、この補助室（94）の容積が所定値以下のときにはピストン部材（25）によってバイパス通路（92）が塞がれた状態となる。そして、ピストン部材（25）が更に移動して補助室（94）の容積が所定値を超えると、バイパス通路（92）の一端が補助室（94）に開口し、バイパス通路（92）へ冷媒が流入し始める。つまり、この発明の膨張機（60）では、補助室（94）の容積を調節することによって膨張機（60）を通過する冷媒の流量の確保が図られ、補助室（94）の容積調節では必要な冷媒流量を確保できない場合にバイパス通路（92）への冷媒の導入が開始される。バイパス通路（92）へ冷媒が流入し始めた後は、ピストン部材（25）の位置を変更することによってバイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が調節される。   In the fifth invention, the volume of the auxiliary chamber (94) changes with the movement of the piston member (25). When the volume of the auxiliary chamber (94) is equal to or less than a predetermined value, the piston member (25) bypasses the bypass passage. (92) is blocked. When the piston member (25) further moves and the volume of the auxiliary chamber (94) exceeds a predetermined value, one end of the bypass passage (92) opens into the auxiliary chamber (94), and the refrigerant is transferred to the bypass passage (92). Begins to flow. That is, in the expander (60) of the present invention, the flow rate of the refrigerant passing through the expander (60) is secured by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94). When the necessary refrigerant flow rate cannot be ensured, introduction of the refrigerant into the bypass passage (92) is started. After the refrigerant begins to flow into the bypass passage (92), the flow rate of the refrigerant flowing into the bypass passage (92) is adjusted by changing the position of the piston member (25).

第６の発明は、上記第１の発明において、固定スクロール（210）と可動スクロール（220）とを備えてスクロール流体機械を構成しており、上記固定スクロール（210）の固定ラップ（211）と上記可動スクロール（220）の可動ラップ（221）が互いに噛みあって流体室（230）を形成しているものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the scroll fluid machine is configured by including the fixed scroll (210) and the movable scroll (220), and the fixed wrap (211) of the fixed scroll (210) The movable wrap (221) of the movable scroll (220) is engaged with each other to form a fluid chamber (230).

第６の発明では、固定スクロール（210）と可動スクロール（220）によって流体室（230）が形成される。膨張過程の流体室（230）内で冷媒が膨張すると、それに伴って可動スクロール（220）が公転して動力が発生する。 In the sixth invention, the fluid chamber (230) is formed by the fixed scroll (210) and the movable scroll (220). When the refrigerant expands in the fluid chamber (230) in the expansion process, the movable scroll (220) revolves to generate power.

本発明によれば、バイパス通路（92）を通じて流入過程の流体室（73）から膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）へ冷媒を導入することによって膨張機（60）を通過する冷媒の流量を確保できる。しかも、膨張機（60）の内部にバイパス通路（92）や流量調節機構（100）を設けているため、冷媒回路（11）の構造が複雑化するのを回避できる。従って、本発明によれば、膨張機（60）を通過する冷媒の流量の不足に起因する冷凍サイクルの効率低下を防止できると同時に、冷媒回路（11）の構造が複雑化するのを回避することができる。   According to the present invention, the refrigerant passes through the expander (60) by introducing the refrigerant from the inflow process fluid chamber (73) to the expansion process or outflow process fluid chamber (66, 84) through the bypass passage (92). Can be secured. In addition, since the bypass passage (92) and the flow rate adjustment mechanism (100) are provided inside the expander (60), it is possible to avoid complication of the structure of the refrigerant circuit (11). Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the efficiency of the refrigeration cycle from being reduced due to the insufficient flow rate of the refrigerant passing through the expander (60), and at the same time, avoid the complication of the structure of the refrigerant circuit (11). be able to.

また、本発明において、バイパス通路（92）を通じて流入過程の流体室（73）から膨張過程の流体室（66）へ冷媒を導入した場合には、１回の流入行程で膨張機（60）へ流入する冷媒の体積を増やすことができると同時に、バイパス通路（92）を通って膨張過程の流体室（66）へ流入した冷媒からも動力を回収できる。従って、本発明によれば、膨張機（60）で冷媒から回収される動力を増大させることができ、膨張機（60）が設けられた冷媒回路（11）での冷凍サイクルの効率を一層向上させることができる。   In the present invention, when the refrigerant is introduced from the fluid chamber (73) in the inflow process to the fluid chamber (66) in the expansion process through the bypass passage (92), the refrigerant is supplied to the expander (60) in one inflow stroke. The volume of the refrigerant flowing in can be increased, and at the same time, power can be recovered from the refrigerant flowing into the fluid chamber (66) in the expansion process through the bypass passage (92). Therefore, according to the present invention, the power recovered from the refrigerant in the expander (60) can be increased, and the efficiency of the refrigeration cycle in the refrigerant circuit (11) provided with the expander (60) is further improved. Can be made.

上記第１の発明では、高圧冷媒を補助室（94）へも導入することによって、膨張機（60）を通過する冷媒の流量を確保できる。この第１の発明では、補助室（94）へ流入した高圧冷媒も膨張するため、この補助室（94）内の高圧冷媒からも動力を回収できる。従って、第１の発明によれば、膨張機（60）での冷媒流量不足に起因する冷凍サイクルの効率低下を回避できると同時に補助室（94）内の冷媒からも動力を回収でき、膨張機（60）が設けられた冷媒回路（11）での冷凍サイクルの効率を一層向上させることができる。 In the said 1st invention, the flow volume of the refrigerant | coolant which passes an expander (60) is securable by introduce | transducing a high voltage | pressure refrigerant | coolant also into an auxiliary | assistant chamber (94). In the first aspect of the invention, since the high-pressure refrigerant that has flowed into the auxiliary chamber (94) also expands, power can be recovered from the high-pressure refrigerant in the auxiliary chamber (94). Therefore, according to the first aspect of the invention, it is possible to avoid a reduction in the efficiency of the refrigeration cycle due to the refrigerant flow shortage in the expander (60), and at the same time to recover power from the refrigerant in the auxiliary chamber (94). The efficiency of the refrigeration cycle in the refrigerant circuit (11) provided with (60) can be further improved.

上記第４の発明によれば、ピストン部材（25）を移動させるだけで補助室（94）の容積を変化させることができ、容積変更機構（20）の構成を簡素化できる。   According to the fourth aspect, the volume of the auxiliary chamber (94) can be changed simply by moving the piston member (25), and the configuration of the volume changing mechanism (20) can be simplified.

上記第５の発明では、先ずは補助室（94）の容積を調節することによって膨張機（60）での通過冷媒量の確保を測り、補助室（94）の容積調節では膨張機（60）での通過冷媒量を確保しきれない場合にバイパス通路（92）への冷媒の導入を開始している。   In the fifth aspect of the invention, first, the amount of refrigerant passing through the expander (60) is measured by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94), and in the volume adjustment of the auxiliary chamber (94), the expander (60) When the amount of refrigerant passing through cannot be ensured, introduction of refrigerant into the bypass passage (92) is started.

ここで、上述したように、補助室（94）の容積調節によって膨張機（60）での通過冷媒量を確保する際には、補助室（94）へ流入した高圧冷媒からも動力を回収できる。このため、膨張機（60）での通過冷媒量の確保は、補助室（94）の容積調節によって行うのが望ましい。ところが、膨張機（60）の構造上の制約から補助室（94）の大きさには限度があり、補助室（94）の容積調節だけでは膨張機（60）での通過冷媒量を確保しきれない場合もある。   Here, as described above, when the amount of refrigerant passing through the expander (60) is secured by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94), power can also be recovered from the high-pressure refrigerant flowing into the auxiliary chamber (94). . For this reason, it is desirable to secure the amount of refrigerant passing through the expander (60) by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94). However, the size of the auxiliary chamber (94) is limited due to structural limitations of the expander (60), and the amount of refrigerant passing through the expander (60) is secured only by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94). Sometimes you can't.

これに対し、上記第５の発明では、補助室（94）の容積調節による膨張機（60）での通過冷媒量の確保を優先的に行い、それでは膨張機（60）での通過冷媒量を確保しきれない場合にだけバイパス通路（92）へ冷媒を流すようにしている。従って、この発明によれば、冷凍サイクルの条件に拘わらず膨張機（60）での通過冷媒量を確保できると同時に、できるだけ多くの動力を膨張機（60）で回収して冷凍サイクルの効率向上を図ることができる。   On the other hand, in the fifth invention, the passage refrigerant amount in the expander (60) is preferentially secured by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94). The refrigerant is allowed to flow to the bypass passage (92) only when it cannot be secured. Therefore, according to the present invention, the amount of refrigerant passing through the expander (60) can be secured regardless of the refrigeration cycle conditions, and at the same time, as much power as possible can be recovered by the expander (60) to improve the efficiency of the refrigeration cycle. Can be achieved.

上記第２の発明によれば、２つのロータリ機構部を備える容積型の膨張機（60）にバイパス通路（92）を設けることで、膨張機（60）での通過冷媒量を確保することができる。 According to the second aspect, the comprises two rotary mechanism part displacement type expander (60) by providing a bypass passage (92), to ensure the passage amount of refrigerant in the expander (60) it can.

上記第６の発明によれば、スクロール型流体機械により構成された容積型の膨張機（60）にバイパス通路（92）を設けることで、膨張機（60）での通過冷媒量を確保することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, by providing the bypass passage (92) in the positive displacement expander (60) constituted by the scroll fluid machine, the amount of refrigerant passing through the expander (60) is ensured. Can do.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態は、本発明に係る膨張機である膨張機構（60）を備えた空調機（10）である。 Embodiment 1 of the Invention
A first embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an air conditioner (10) provided with an expansion mechanism (60) which is an expander according to the present invention.

〈空調機の全体構成〉
図１に示すように、本実施形態の空調機（10）は、冷媒回路（11）を備えている。この冷媒回路（11）には、圧縮・膨張ユニット（30）と、室外熱交換器（14）と、室内熱交換器（15）と、第１四路切換弁（12）と、第２四路切換弁（13）とが接続されている。また、この冷媒回路（11）には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）が充填されている。 <Overall configuration of air conditioner>
As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) of this embodiment includes a refrigerant circuit (11). The refrigerant circuit (11) includes a compression / expansion unit (30), an outdoor heat exchanger (14), an indoor heat exchanger (15), a first four-way switching valve (12), and a second fourth A path switching valve (13) is connected. The refrigerant circuit (11) is filled with carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant.

上記圧縮・膨張ユニット（30）は、縦長円筒形の密閉容器状に形成されたケーシング（31）を備えている。このケーシング（31）内には、圧縮機構（50）と、膨張機構（60）と、電動機（45）とが収納されている。この膨張機構（60）は、本発明に係る容積型膨張機である。ケーシング（31）内では、圧縮機構（50）と電動機（45）と膨張機構（60）とが下から上へ向かって順に配置されている。圧縮・膨張ユニット（30）の詳細については後述する。   The compression / expansion unit (30) includes a casing (31) formed in a vertically long cylindrical sealed container shape. The casing (31) contains a compression mechanism (50), an expansion mechanism (60), and an electric motor (45). This expansion mechanism (60) is a positive displacement expander according to the present invention. In the casing (31), the compression mechanism (50), the electric motor (45), and the expansion mechanism (60) are arranged in order from the bottom to the top. Details of the compression / expansion unit (30) will be described later.

上記冷媒回路（11）において、圧縮機構（50）は、その吐出側が第１四路切換弁（12）の第１のポートに、その吸入側が第１四路切換弁（12）の第４のポートにそれぞれ接続されている。一方、膨張機構（60）は、その流出側が第２四路切換弁（13）の第１のポートに、その流入側が第２四路切換弁（13）の第４のポートにそれぞれ接続されている。   In the refrigerant circuit (11), the compression mechanism (50) has a discharge port on the first port of the first four-way switching valve (12) and a suction side on the fourth port of the first four-way switching valve (12). Each is connected to a port. On the other hand, the outflow side of the expansion mechanism (60) is connected to the first port of the second four-way selector valve (13), and the inflow side thereof is connected to the fourth port of the second four-way selector valve (13). Yes.

また、上記冷媒回路（11）において、室外熱交換器（14）は、その一端が第２四路切換弁（13）の第２のポートに、その他端が第１四路切換弁（12）の第３のポートにそれぞれ接続されている。一方、室内熱交換器（15）は、その一端が第１四路切換弁（12）の第２のポートに、その他端が第２四路切換弁（13）の第３のポートにそれぞれ接続されている。   In the refrigerant circuit (11), the outdoor heat exchanger (14) has one end connected to the second port of the second four-way switching valve (13) and the other end connected to the first four-way switching valve (12). Are connected to the third ports. On the other hand, the indoor heat exchanger (15) has one end connected to the second port of the first four-way selector valve (12) and the other end connected to the third port of the second four-way selector valve (13). Has been.

上記第１四路切換弁（12）と第２四路切換弁（13）は、それぞれ、第１のポートと第２のポートとが連通し且つ第３のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第３のポートとが連通し且つ第２のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。   In the first four-way switching valve (12) and the second four-way switching valve (13), 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 in which the first port and the third port communicate with each other and a state in which the second port communicates with the fourth port (a state indicated by a broken line in FIG. 1). It is comprised so that it may switch to.

〈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、縦長で円筒形の密閉容器であるケーシング（31）を備えている。このケーシング（31）の内部には、下から上に向かって順に、圧縮機構（50）と、電動機（45）と、膨張機構（60）とが配置されている。 <Configuration of compression / expansion unit>
As shown in FIG. 2, the compression / expansion unit (30) includes a casing (31) which is a vertically long and cylindrical sealed container. Inside the casing (31), a compression mechanism (50), an electric motor (45), and an expansion mechanism (60) are arranged in order from the bottom to the top.

上記ケーシング（31）には、吐出管（36）が取り付けられている。この吐出管（36）は、電動機（45）と膨張機構（60）の間に配置され、ケーシング（31）の内部空間に連通している。   A discharge pipe (36) is attached to the casing (31). The discharge pipe (36) is disposed between the electric motor (45) and the expansion mechanism (60) and communicates with the internal space of the casing (31).

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

上記シャフト（40）の下端側には、２つの下側偏心部（58,59）が形成されている。これら２つの下側偏心部（58,59）は、主軸部（44）よりも大径に形成されており、下側のものが第１下側偏心部（58）を、上側のものが第２下側偏心部（59）をそれぞれ構成している。第１下側偏心部（58）と第２下側偏心部（59）とでは、主軸部（44）の軸心に対する偏心方向が逆になっている。   Two lower eccentric portions (58, 59) are formed on the lower end side of the shaft (40). These two lower eccentric portions (58, 59) are formed to have a larger diameter than the main shaft portion (44), the lower one being the first lower eccentric portion (58) and the upper one being the first. 2 The lower eccentric part (59) is comprised, respectively. In the first lower eccentric portion (58) and the second lower eccentric portion (59), the eccentric directions of the main shaft portion (44) with respect to the axial center are reversed.

上記シャフト（40）では、その上端側にも２つの大径偏心部（41,42）が形成されている。これら２つの大径偏心部（41,42）は、主軸部（44）よりも大径に形成されており、下側のものが第１大径偏心部（41）を構成し、上側のものが第２大径偏心部（42）を構成している。第１大径偏心部（41）と第２大径偏心部（42）とは、何れも同じ方向へ偏心している。第２大径偏心部（42）の外径は、第１大径偏心部（41）の外径よりも大きくなっている。また、主軸部（44）の軸心に対する偏心量は、第２大径偏心部（42）の方が第１大径偏心部（41）よりも大きくなっている。また、主軸部（44）の軸心方向の長さ、即ち厚さも、第２大径偏心部（42）の方が第１大径偏心部（41）よりも大きくなっている。   In the shaft (40), two large-diameter eccentric portions (41, 42) are also formed on the upper end side. These two large-diameter eccentric parts (41, 42) are formed with a larger diameter than the main shaft part (44), and the lower one constitutes the first large-diameter eccentric part (41) and the upper one. Constitutes the second large-diameter eccentric portion (42). The first large-diameter eccentric part (41) and the second large-diameter eccentric part (42) are both eccentric in the same direction. The outer diameter of the second large-diameter eccentric part (42) is larger than the outer diameter of the first large-diameter eccentric part (41). Further, the amount of eccentricity of the main shaft portion (44) with respect to the shaft center is larger in the second large-diameter eccentric portion (42) than in the first large-diameter eccentric portion (41). In addition, the length of the main shaft portion (44) in the axial direction, that is, the thickness thereof, is larger in the second large diameter eccentric portion (42) than in the first large diameter eccentric portion (41).

圧縮機構（50）は、揺動ピストン型のロータリ圧縮機を構成している。この圧縮機構（50）は、シリンダ（51,52）とピストン（57）を２つずつ備えている。圧縮機構（50）では、下から上へ向かって順に、リアヘッド（55）と、第１シリンダ（51）と、中間プレート（56）と、第２シリンダ（52）と、フロントヘッド（54）とが積層された状態となっている。   The compression mechanism (50) constitutes an oscillating piston type rotary compressor. The compression mechanism (50) includes two cylinders (51, 52) and two pistons (57). In the compression mechanism (50), in order from the bottom to the top, the rear head (55), the first cylinder (51), the intermediate plate (56), the second cylinder (52), and the front head (54) Are stacked.

第１及び第２シリンダ（51,52）の内部には、円筒状のピストン（57）が１つずつ配置されている。図示しないが、ピストン（57）の側面には平板状のブレードが突設されており、このブレードは揺動ブッシュを介してシリンダ（51,52）に支持されている。第１シリンダ（51）内のピストン（57）は、シャフト（40）の第１下側偏心部（58）と係合する。一方、第２シリンダ（52）内のピストン（57）は、シャフト（40）の第２下側偏心部（59）と係合する。各ピストン（57,57）は、その内周面が下側偏心部（58,59）の外周面と摺接し、その外周面がシリンダ（51,52）の内周面と摺接する。そして、ピストン（57,57）の外周面とシリンダ（51,52）の内周面との間に圧縮室（53）が形成される。   One cylindrical piston (57) is disposed inside each of the first and second cylinders (51, 52). Although not shown, a flat plate-like blade projects from the side surface of the piston (57), and this blade is supported by the cylinder (51, 52) via a swing bush. The piston (57) in the first cylinder (51) engages with the first lower eccentric portion (58) of the shaft (40). On the other hand, the piston (57) in the second cylinder (52) engages with the second lower eccentric portion (59) of the shaft (40). Each piston (57, 57) has its inner peripheral surface in sliding contact with the outer peripheral surface of the lower eccentric portion (58, 59), and its outer peripheral surface is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (51, 52). A compression chamber (53) is formed between the outer peripheral surface of the piston (57, 57) and the inner peripheral surface of the cylinder (51, 52).

第１及び第２シリンダ（51,52）には、それぞれ吸入ポート（33）が１つずつ形成されている。各吸入ポート（33）は、シリンダ（51,52）を半径方向に貫通し、その終端がシリンダ（51,52）の内周面に開口している。また、各吸入ポート（33）は、配管によってケーシング（31）の外部へ延長されている。   One suction port (33) is formed in each of the first and second cylinders (51, 52). Each suction port (33) penetrates the cylinder (51, 52) in the radial direction, and its terminal end opens on the inner peripheral surface of the cylinder (51, 52). Each suction port (33) is extended to the outside of the casing (31) by piping.

フロントヘッド（54）及びリアヘッド（55）には、それぞれ吐出ポートが１つずつ形成されている。フロントヘッド（54）の吐出ポートは、第２シリンダ（52）内の圧縮室（53）をケーシング（31）の内部空間と連通させる。リアヘッド（55）の吐出ポートは、第１シリンダ（51）内の圧縮室（53）をケーシング（31）の内部空間と連通させる。また、各吐出ポートは、その終端にリード弁からなる吐出弁が設けられており、この吐出弁によって開閉される。尚、図３において、吐出ポート及び吐出弁の図示は省略する。そして、圧縮機構（50）からケーシング（31）の内部空間へ吐出されたガス冷媒は、吐出管（36）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から送り出される。   One discharge port is formed in each of the front head (54) and the rear head (55). The discharge port of the front head (54) allows the compression chamber (53) in the second cylinder (52) to communicate with the internal space of the casing (31). The discharge port of the rear head (55) allows the compression chamber (53) in the first cylinder (51) to communicate with the internal space of the casing (31). Each discharge port is provided with a discharge valve consisting of a reed valve at its end, and is opened and closed by this discharge valve. In addition, illustration of a discharge port and a discharge valve is abbreviate | omitted in FIG. The gas refrigerant discharged from the compression mechanism (50) into the internal space of the casing (31) is sent out from the compression / expansion unit (30) through the discharge pipe (36).

図３にも示すように、上記膨張機構（60）は、いわゆる揺動ピストン型のロータリ膨張機を構成している。この膨張機構（60）には、対になったシリンダ（71,81）及びピストン（75,85）が二組設けられている。また、膨張機構（60）には、フロントヘッド（61）と、中間プレート（63）と、リアヘッド（62）とが設けられている。   As shown in FIG. 3, the expansion mechanism (60) constitutes a so-called oscillating piston type rotary expander. The expansion mechanism (60) is provided with two pairs of cylinders (71, 81) and pistons (75, 85). The expansion mechanism (60) includes a front head (61), an intermediate plate (63), and a rear head (62).

上記膨張機構（60）では、下から上へ向かって順に、フロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）、リアヘッド（62）が積層された状態となっている。この状態において、第１シリンダ（71）は、その下側端面がフロントヘッド（61）により閉塞され、その上側端面が中間プレート（63）により閉塞されている。一方、第２シリンダ（81）は、その下側端面が中間プレート（63）により閉塞され、その上側端面がリアヘッド（62）により閉塞されている。また、第２シリンダ（81）は、その内径が第１シリンダ（71）の内径よりも大きく、その高さが第１シリンダ（71）よりも低くなっている。   In the expansion mechanism (60), a front head (61), a first cylinder (71), an intermediate plate (63), a second cylinder (81), and a rear head (62) are stacked in order from bottom to top. It is in a state. In this state, the first cylinder (71) has its lower end face closed by the front head (61) and its upper end face closed by the intermediate plate (63). On the other hand, the second cylinder (81) has its lower end face closed by the intermediate plate (63) and its upper end face closed by the rear head (62). The second cylinder (81) has an inner diameter larger than that of the first cylinder (71) and a height lower than that of the first cylinder (71).

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

図４及び図５に示すように、第１シリンダ（71）内には第１ピストン（75）が、第２シリンダ（81）内には第２ピストン（85）がそれぞれ設けられている。第１及び第２ピストン（75,85）は、何れも円環状あるいは円筒状に形成されている。第１ピストン（75）には第１大径偏心部（41）が、第２ピストン（85）には第２大径偏心部（42）がそれぞれ貫通している。第１ピストン（75）の内周面は第１大径偏心部（41）の外周面と摺接し、第２ピストン（85）の内周面は第２大径偏心部（42）と摺接する。   As shown in FIGS. 4 and 5, a first piston (75) is provided in the first cylinder (71), and a second piston (85) is provided in the second cylinder (81). The first and second pistons (75, 85) are both formed in an annular shape or a cylindrical shape. The first large-diameter eccentric portion (41) passes through the first piston (75), and the second large-diameter eccentric portion (42) passes through the second piston (85). The inner peripheral surface of the first piston (75) is in sliding contact with the outer peripheral surface of the first large diameter eccentric portion (41), and the inner peripheral surface of the second piston (85) is in sliding contact with the second large diameter eccentric portion (42). .

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

上記第１及び第２ピストン（75,85）のそれぞれには、ブレード（76,86）が１つずつ一体に設けられている。ブレード（76,86）は、ピストン（75,85）の半径方向へ延びる板状に形成されており、ピストン（75,85）の外周面から外側へ突出している。   One blade (76, 86) is provided integrally with each of the first and second pistons (75, 85). The blades (76, 86) are formed in a plate shape extending in the radial direction of the piston (75, 85), and protrude outward from the outer peripheral surface of the piston (75, 85).

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

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

上記第１シリンダ（71）と第２シリンダ（81）とは、それぞれの周方向におけるブッシュ（77,87）の位置が一致する姿勢で配置されている。言い換えると、第２シリンダ（81）の第１シリンダ（71）に対する配置角度が０°となっている。上述のように、第１大径偏心部（41）と第２大径偏心部（42）とは、主軸部（44）の軸心に対して同じ方向へ偏心している。従って、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外側へ最も退いた状態になるのと同時に、第２ブレード（86）が第２シリンダ（81）の外側へ最も退いた状態になる。   The first cylinder (71) and the second cylinder (81) are arranged in such a posture that the positions of the bushes (77, 87) in the respective circumferential directions coincide with each other. In other words, the arrangement angle of the second cylinder (81) with respect to the first cylinder (71) is 0 °. As described above, the first large-diameter eccentric part (41) and the second large-diameter eccentric part (42) are eccentric in the same direction with respect to the axis of the main shaft part (44). Accordingly, the first blade (76) is most retracted to the outside of the first cylinder (71), and the second blade (86) is most retracted to the outside of the second cylinder (81). .

上記第１シリンダ（71）には、流入ポート（34）が形成されている。流入ポート（34）は、第１シリンダ（71）の内周面のうち、図４におけるブッシュ（77）のやや左側の箇所に開口している。流入ポート（34）は、第１高圧室（73）（即ち第１流体室（72）の高圧側）と連通可能となっている。この第１高圧室（73）は、流入過程の流体室である流入室を構成している。   The first cylinder (71) has an inflow port (34). The inflow port (34) opens at a position slightly on the left side of the bush (77) in FIG. 4 on the inner peripheral surface of the first cylinder (71). The inflow port (34) can communicate with the first high pressure chamber (73) (that is, the high pressure side of the first fluid chamber (72)). The first high pressure chamber (73) constitutes an inflow chamber that is a fluid chamber in the inflow process.

上記第２シリンダ（81）には、流出ポート（35）が形成されている。流出ポート（35）は、第２シリンダ（81）の内周面のうち、図４おけるブッシュ（87）のやや右側の箇所に開口している。流出ポート（35）は、第２低圧室（84）（即ち第２流体室（82）の低圧側）と連通可能となっている。この第２低圧室（84）は、流出過程の流体室である流出室を構成している。   The second cylinder (81) is formed with an outflow port (35). The outflow port (35) opens at a position slightly on the right side of the bush (87) in FIG. 4 on the inner peripheral surface of the second cylinder (81). The outflow port (35) can communicate with the second low pressure chamber (84) (that is, the low pressure side of the second fluid chamber (82)). The second low pressure chamber (84) constitutes an outflow chamber that is a fluid chamber in the outflow process.

上記中間プレート（63）には、連通路（64）が形成されている。この連通路（64）は、中間プレート（63）を厚み方向へ貫通している。中間プレート（63）の第１シリンダ（71）側の面では、図４における第１ブレード（76）の右側の箇所に連通路（64）の一端が開口している。中間プレート（63）の第２シリンダ（81）側の面では、図４における第２ブレード（86）の左側の箇所に連通路（64）の他端が開口している。そして、連通路（64）は、第１低圧室（74）（即ち第１流体室（72）の低圧側）と第２高圧室（83）（即ち第２流体室（82）の高圧側）とを互いに連通させている。   A communication passage (64) is formed in the intermediate plate (63). The communication path (64) penetrates the intermediate plate (63) in the thickness direction. On the surface of the intermediate plate (63) on the first cylinder (71) side, one end of the communication path (64) is opened at the right side of the first blade (76) in FIG. On the surface of the intermediate plate (63) on the second cylinder (81) side, the other end of the communication path (64) is opened at the left side of the second blade (86) in FIG. The communication path (64) includes a first low pressure chamber (74) (that is, a low pressure side of the first fluid chamber (72)) and a second high pressure chamber (83) (that is, the high pressure side of the second fluid chamber (82)). Communicate with each other.

上述のように、上記膨張機構（60）では、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外側へ最も退くタイミングと、第２ブレード（86）が第２シリンダ（81）の外側へ最も退くタイミングとが同期している。つまり、第１ロータリ機構部（70）において第１低圧室（74）の容積が減少してゆく過程と、第２ロータリ機構部（80）において第２高圧室（83）の容積が増加してゆく過程とが同期している。また、上述のように、第１ロータリ機構部（70）の第１低圧室（74）と、第２ロータリ機構部（80）の第２高圧室（83）とは、連通路（64）を介して互いに連通している。そして、連通路（64）を介して連通する第１低圧室（74）と第２高圧室（83）は、膨張過程の流体室である膨張室（66）を構成する。   As described above, in the expansion mechanism (60), the timing at which the first blade (76) retreats most to the outside of the first cylinder (71) and the second blade (86) to the outside of the second cylinder (81). The timing of the most withdrawal is synchronized. That is, the process in which the volume of the first low pressure chamber (74) decreases in the first rotary mechanism (70) and the volume of the second high pressure chamber (83) increases in the second rotary mechanism (80). The going process is synchronized. In addition, as described above, the first low pressure chamber (74) of the first rotary mechanism (70) and the second high pressure chamber (83) of the second rotary mechanism (80) communicate with the communication path (64). Are in communication with each other. The first low pressure chamber (74) and the second high pressure chamber (83) communicating with each other via the communication passage (64) constitute an expansion chamber (66) that is a fluid chamber in the expansion process.

図３及び図４に示すように、中間プレート（63）には、円筒穴（93）と補助通路（91）とバイパス通路（92）とが形成されている。また、圧縮・膨張ユニット（30）には、容積変更機構（20）が設けられている。なお、図４では、円筒穴（93）、補助通路（91）、バイパス通路（92）、及び容積変更機構（20）が模式的に図示されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the intermediate plate (63) is formed with a cylindrical hole (93), an auxiliary passage (91), and a bypass passage (92). The compression / expansion unit (30) is provided with a volume changing mechanism (20). In FIG. 4, the cylindrical hole (93), the auxiliary passage (91), the bypass passage (92), and the volume changing mechanism (20) are schematically illustrated.

円筒穴（93）は、中間プレート（63）の半径方向へ延びる円形断面の穴であって、中間プレート（63）の外周面に開口している。   The cylindrical hole (93) is a hole having a circular cross section extending in the radial direction of the intermediate plate (63), and is open to the outer peripheral surface of the intermediate plate (63).

上記補助通路（91）は、その一端が中間プレート（63）の下面に開口し、その他端が円筒穴（93）の側壁に開口している。中間プレート（63）の下面において、補助通路（91）の一端は、第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から第１ピストン（75）の公転方向（図４における反時計方向）へ２２５°だけ進んだ位置に開口している。また、円筒穴（93）の側壁において、補助通路（91）の他端は、円筒穴（93）の底面（図３における左端面）の近傍に開口している。   The auxiliary passage (91) has one end opened on the lower surface of the intermediate plate (63) and the other end opened on the side wall of the cylindrical hole (93). On the lower surface of the intermediate plate (63), one end of the auxiliary passage (91) extends along the inner peripheral surface of the first cylinder (71) from the position of the first blade (76) in the revolution direction of the first piston (75) ( It opens at a position advanced 225 ° in the counterclockwise direction in FIG. Further, the other end of the auxiliary passage (91) is opened near the bottom surface (left end surface in FIG. 3) of the cylindrical hole (93) on the side wall of the cylindrical hole (93).

上記バイパス通路（92）は、その一端が円筒穴（93）の側壁に開口し、その他端が中間プレート（63）の上面に開口している。円筒穴（93）の側壁において、バイパス通路（92）の一端は、円筒穴（93）の底面から中間プレート（63）の外周側へ所定距離だけ離れた位置に開口している。また、中間プレート（63）の上面において、バイパス通路（92）の他端は、第２シリンダ（81）の内周面に沿って第２ブレード（86）の位置から第２ピストン（85）の公転方向（図４における反時計方向）へ４５°だけ進んだ位置に開口している。   One end of the bypass passage (92) opens in the side wall of the cylindrical hole (93), and the other end opens in the upper surface of the intermediate plate (63). On the side wall of the cylindrical hole (93), one end of the bypass passage (92) opens at a position away from the bottom surface of the cylindrical hole (93) by a predetermined distance to the outer peripheral side of the intermediate plate (63). Further, on the upper surface of the intermediate plate (63), the other end of the bypass passage (92) extends from the position of the second blade (86) along the inner peripheral surface of the second cylinder (81) to the second piston (85). It opens at a position advanced by 45 ° in the revolution direction (counterclockwise in FIG. 4).

上記容積変更機構（20）は、往復ピストン（25）と駆動ロッド（21）とステッピングモータ（22）とを備えている。ピストン部材である往復ピストン（25）は、円柱状に形成されており、中間プレート（63）の円筒穴（93）に挿入されている。往復ピストン（25）の外径は、円筒穴（93）の内径と概ね等しくなっている。往復ピストン（25）が挿入された円筒穴（93）では、円筒穴（93）の底面と往復ピストン（25）の先端面（図３における左端面）との間の空間が補助室（94）となっている。往復ピストン（25）には、駆動ロッド（21）の一端が係合している。この駆動ロッド（21）の他端は、ケーシング（31）の外部へ延びており、ケーシング（31）の側面に取り付けられたステッピングモータ（22）に連結されている。   The volume changing mechanism (20) includes a reciprocating piston (25), a drive rod (21), and a stepping motor (22). The reciprocating piston (25) which is a piston member is formed in a columnar shape, and is inserted into the cylindrical hole (93) of the intermediate plate (63). The outer diameter of the reciprocating piston (25) is substantially equal to the inner diameter of the cylindrical hole (93). In the cylindrical hole (93) in which the reciprocating piston (25) is inserted, the space between the bottom surface of the cylindrical hole (93) and the front end surface (left end surface in FIG. 3) of the reciprocating piston (25) is the auxiliary chamber (94). It has become. One end of a drive rod (21) is engaged with the reciprocating piston (25). The other end of the drive rod (21) extends to the outside of the casing (31) and is connected to a stepping motor (22) attached to the side surface of the casing (31).

上記容積変更機構（20）において、ステッピングモータ（22）で駆動ロッド（21）を回転させると、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の軸方向へ移動する。往復ピストン（25）の位置が変化すると、それに伴って補助室（94）の容積が変化する。   In the volume changing mechanism (20), when the drive rod (21) is rotated by the stepping motor (22), the reciprocating piston (25) moves in the axial direction of the cylindrical hole (93). When the position of the reciprocating piston (25) changes, the volume of the auxiliary chamber (94) changes accordingly.

また、往復ピストン（25）の位置が変化すると、それに伴って円筒穴（93）の内壁におけるバイパス通路（92）の開口面積が変化し、バイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が変化する。つまり、上記容積変更機構（20）は、バイパス通路（92）における冷媒流量を調節する流量調節機構（100）を兼ねている。   When the position of the reciprocating piston (25) changes, the opening area of the bypass passage (92) on the inner wall of the cylindrical hole (93) changes accordingly, and the flow rate of the refrigerant flowing into the bypass passage (92) changes. . That is, the volume changing mechanism (20) also serves as a flow rate adjusting mechanism (100) for adjusting the refrigerant flow rate in the bypass passage (92).

具体的に、円筒穴（93）における補助通路（91）の開口位置とバイパス通路（92）の開口位置との間に往復ピストン（25）の先端（図３における左端）が位置している状態では、バイパス通路（92）が往復ピストン（25）の側面によって塞がれる。この状態では、補助室（94）が補助通路（91）だけに連通し、バイパス通路（92）は補助通路（91）と連通しない。往復ピストン（25）が図３における右側へ更に移動すると、やがて、円筒穴（93）におけるバイパス通路（92）の開口位置よりも往復ピストン（25）の先端が退いた状態となる。この状態では、補助室（94）が補助通路（91）とバイパス通路（92）の両方に連通し、バイパス通路（92）は補助室（94）を介して補助通路（91）と連通する。   Specifically, the tip (left end in FIG. 3) of the reciprocating piston (25) is located between the opening position of the auxiliary passage (91) and the opening position of the bypass passage (92) in the cylindrical hole (93). Then, the bypass passage (92) is blocked by the side surface of the reciprocating piston (25). In this state, the auxiliary chamber (94) communicates only with the auxiliary passage (91), and the bypass passage (92) does not communicate with the auxiliary passage (91). When the reciprocating piston (25) further moves to the right side in FIG. 3, the end of the reciprocating piston (25) is eventually retracted from the opening position of the bypass passage (92) in the cylindrical hole (93). In this state, the auxiliary chamber (94) communicates with both the auxiliary passage (91) and the bypass passage (92), and the bypass passage (92) communicates with the auxiliary passage (91) via the auxiliary chamber (94).

以上のように構成された本実施形態の膨張機構（60）では、第１シリンダ（71）と、そこに設けられたブッシュ（77）と、第１ピストン（75）と、第１ブレード（76）とが第１ロータリ機構部（70）を構成している。また、第２シリンダ（81）と、そこに設けられたブッシュ（87）と、第２ピストン（85）と、第２ブレード（86）とが第２ロータリ機構部（80）を構成している。   In the expansion mechanism (60) of the present embodiment configured as described above, the first cylinder (71), the bush (77) provided there, the first piston (75), and the first blade (76) ) Constitutes the first rotary mechanism (70). The second cylinder (81), the bush (87) provided there, the second piston (85), and the second blade (86) constitute a second rotary mechanism (80). .

−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（12）及び第２四路切換弁（13）が図１に破線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニット（30）の電動機（45）に通電すると、冷媒回路（11）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。 <Cooling operation>
During the cooling operation, the first four-way switching valve (12) and the second four-way switching valve (13) are switched to a state indicated by a broken line in FIG. In this state, when the motor (45) of the compression / expansion unit (30) is energized, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (11), and a vapor compression refrigeration cycle is performed.

圧縮機構（50）で圧縮された冷媒は、吐出管（23）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、室外熱交換器（14）へ送られて室外空気へ放熱する。室外熱交換器（14）で放熱した高圧冷媒は、流入管を通って膨張機構（60）へ流入する。膨張機構（60）では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒から動力が回収される。膨張後の低圧冷媒は、流出管を通って室内熱交換器（15）へ送られる。室内熱交換器（15）では、流入した冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される。室内熱交換器（15）から出た低圧ガス冷媒は、吸入管を通って圧縮機構（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。 The refrigerant compressed by the compression mechanism (50) is discharged from the compression / expansion unit (30) through the discharge pipe (23). In this state, the refrigerant pressure is higher than the critical pressure. This discharged refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger (14) to radiate heat to the outdoor air. The high-pressure refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger (14) flows into the expansion mechanism (60) through the inflow pipe. In the expansion mechanism (60), the high-pressure refrigerant expands, and power is recovered from the high-pressure refrigerant. The low-pressure refrigerant after expansion is sent to the indoor heat exchanger (15) through the outflow pipe. In the indoor heat exchanger (15), the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the room air and evaporates, thereby cooling the room air. The low-pressure gas refrigerant discharged from the indoor heat exchanger (15) is sucked into the compression mechanism (50) through the suction pipe . 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（12）及び第２四路切換弁（13）が図１に実線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニット（30）の電動機（45）に通電すると、冷媒回路（11）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。 <Heating operation>
During the heating operation, the first four-way switching valve (12) and the second four-way switching valve (13) are switched to the state shown by the solid line in FIG. In this state, when the motor (45) of the compression / expansion unit (30) is energized, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (11), and a vapor compression refrigeration cycle is performed.

圧縮機構（50）で圧縮された冷媒は、吐出管（23）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、室内熱交換器（15）へ送られる。室内熱交換器（15）では、流入した冷媒が室内空気へ放熱し、室内空気が加熱される。室内熱交換器（15）で放熱した冷媒は、流入管を通って膨張機構（60）へ流入する。膨張機構（60）では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒から動力が回収される。膨張後の低圧冷媒は、流出管を通って室外熱交換器（14）へ送られ、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（14）から出た低圧ガス冷媒は、吸入管を通っての圧縮機構（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。 The refrigerant compressed by the compression mechanism (50) is discharged from the compression / expansion unit (30) through the discharge pipe (23). In this state, the refrigerant pressure is higher than the critical pressure. This discharged refrigerant is sent to the indoor heat exchanger (15). In the indoor heat exchanger (15), the refrigerant that has flowed in dissipates heat to the room air, and the room air is heated. The refrigerant radiated by the indoor heat exchanger (15) flows into the expansion mechanism (60) through the inflow pipe. In the expansion mechanism (60), the high-pressure refrigerant expands, and power is recovered from the high-pressure refrigerant. The low-pressure refrigerant after expansion is sent to the outdoor heat exchanger (14) through the outflow pipe, and absorbs heat from the outdoor air to evaporate. The low-pressure gas refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (14) is sucked into the compression mechanism (50) through the suction pipe . The compression mechanism (50) compresses and discharges the sucked refrigerant.

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

先ず、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の最も奥に位置していて補助室（94）の容積がゼロになっている状態での膨張機構（60）の動作について、図５を参照しながら説明する。   First, see FIG. 5 for the operation of the expansion mechanism (60) in a state where the reciprocating piston (25) is located at the innermost part of the cylindrical hole (93) and the volume of the auxiliary chamber (94) is zero. While explaining.

第１ロータリ機構部（70）の第１高圧室（73）へ超臨界状態の高圧冷媒が流入する過程について説明する。回転角が０°の状態からシャフト（40）が僅かに回転すると、第１ピストン（75）と第１シリンダ（71）の接触位置が流入ポート（34）の開口部を通過し、流入ポート（34）から第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入し始める。その後、シャフト（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなるにつれて、第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入してゆく。この第１高圧室（73）への高圧冷媒の流入は、シャフト（40）の回転角が３６０°に達するまで続く。   A process in which the supercritical high-pressure refrigerant flows into the first high-pressure chamber (73) of the first rotary mechanism (70) will be described. When the shaft (40) rotates slightly from the state where the rotation angle is 0 °, the contact position between the first piston (75) and the first cylinder (71) passes through the opening of the inflow port (34), and the inflow port ( 34) The high-pressure refrigerant begins to flow from the first high-pressure chamber (73). Thereafter, as the rotation angle of the shaft (40) gradually increases to 90 °, 180 °, and 270 °, the high-pressure refrigerant flows into the first high-pressure chamber (73). The inflow of the high-pressure refrigerant into the first high-pressure chamber (73) continues until the rotation angle of the shaft (40) reaches 360 °.

膨張機構（60）において冷媒が膨張する過程について説明する。回転角が０°の状態からシャフト（40）が僅かに回転すると、第１低圧室（74）と第２高圧室（83）が連通路（64）を介して互いに連通し、第１低圧室（74）から第２高圧室（83）へと冷媒が流入し始める。その後、シャフト（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなるにつれ、第１低圧室（74）の容積が次第に減少すると同時に第２高圧室（83）の容積が次第に増加し、結果として膨張室（66）の容積が次第に増加してゆく。この膨張室（66）の容積増加は、シャフト（40）の回転角が３６０°に達する直前まで続く。そして、膨張室（66）の容積が増加する過程で膨張室（66）内の冷媒が膨張し、この冷媒の膨張によってシャフト（40）が回転駆動される。このように、第１低圧室（74）内の冷媒は、連通路（64）を通って第２高圧室（83）へ膨張しながら流入してゆく。   A process of expanding the refrigerant in the expansion mechanism (60) will be described. When the shaft (40) is slightly rotated from the state where the rotation angle is 0 °, the first low pressure chamber (74) and the second high pressure chamber (83) communicate with each other via the communication passage (64), and the first low pressure chamber The refrigerant begins to flow from (74) into the second high pressure chamber (83). Thereafter, as the rotation angle of the shaft (40) gradually increases to 90 °, 180 °, and 270 °, the volume of the first low pressure chamber (74) gradually decreases and the volume of the second high pressure chamber (83) gradually increases. As a result, the volume of the expansion chamber (66) gradually increases. This increase in the volume of the expansion chamber (66) continues until just before the rotation angle of the shaft (40) reaches 360 °. And the refrigerant | coolant in an expansion chamber (66) expands in the process in which the volume of an expansion chamber (66) increases, and a shaft (40) is rotationally driven by expansion | swelling of this refrigerant | coolant. Thus, the refrigerant in the first low pressure chamber (74) flows through the communication passage (64) while expanding into the second high pressure chamber (83).

第２ロータリ機構部（80）の第２低圧室（84）から冷媒が流出してゆく過程について説明する。第２低圧室（84）は、シャフト（40）の回転角が０°の時点から流出ポート（35）に連通し始める。つまり、第２低圧室（84）から流出ポート（35）へと冷媒が流出し始める。その後、シャフト（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなってゆき、その回転角が３６０°に達するまでの間に亘って、第２低圧室（84）から膨張後の低圧冷媒が流出してゆく。   A process in which the refrigerant flows out from the second low pressure chamber (84) of the second rotary mechanism (80) will be described. The second low pressure chamber (84) starts to communicate with the outflow port (35) when the rotation angle of the shaft (40) is 0 °. That is, the refrigerant starts to flow from the second low pressure chamber (84) to the outflow port (35). After that, the shaft (40) has a rotation angle gradually increased to 90 °, 180 °, and 270 °, and after the expansion from the second low pressure chamber (84) until the rotation angle reaches 360 °. The low-pressure refrigerant flows out.

図５に示す補助室（94）の容積がゼロの状態において、シャフト（40）が１回転する間に膨張機構（60）へ流入する高圧冷媒の体積は、シャフト（40）の回転角が０°の時点における第１流体室（72）の容積となる。この状態において、膨張機構（60）を通過できる冷媒量が圧縮機構（50）から吐出された冷媒量に対して相対的に過少となり、冷凍サイクルの高圧が目標値を上回ってしまう場合は、シャフト（40）が１回転する間に膨張機構（60）へ流入する高圧冷媒の体積を増やす必要がある。   In the state where the volume of the auxiliary chamber (94) shown in FIG. 5 is zero, the volume of the high-pressure refrigerant that flows into the expansion mechanism (60) while the shaft (40) rotates once is 0 in the rotation angle of the shaft (40). This is the volume of the first fluid chamber (72) at the time of °. In this state, the amount of refrigerant that can pass through the expansion mechanism (60) is relatively small with respect to the amount of refrigerant discharged from the compression mechanism (50), and the high pressure of the refrigeration cycle exceeds the target value. It is necessary to increase the volume of the high-pressure refrigerant flowing into the expansion mechanism (60) during one rotation of (40).

そこで、このような場合は、図６に示すように往復ピストン（25）を円筒穴（93）の奥から引き出し、補助室（94）の容積を拡大させる。本実施形態の膨張機構（60）では、シャフト（40）の回転角が約２２５°に達した時点から補助室（94）が第１高圧室（73）に連通し始める。そして、その後にシャフト（40）の回転角が３６０°に達するまでの間は、流入ポート（34）の高圧冷媒が第１高圧室（73）と補助室（94）の両方へ流入する。従って、シャフト（40）が１回転する間に膨張機構（60）へ流入する高圧冷媒の体積は、シャフト（40）の回転角が０°の時点における第１流体室（72）の容積に補助室（94）の容積を加えた値となる。   Therefore, in such a case, as shown in FIG. 6, the reciprocating piston (25) is pulled out from the back of the cylindrical hole (93) to enlarge the volume of the auxiliary chamber (94). In the expansion mechanism (60) of the present embodiment, the auxiliary chamber (94) starts to communicate with the first high-pressure chamber (73) from the time when the rotation angle of the shaft (40) reaches about 225 °. Thereafter, until the rotation angle of the shaft (40) reaches 360 °, the high-pressure refrigerant in the inflow port (34) flows into both the first high-pressure chamber (73) and the auxiliary chamber (94). Therefore, the volume of the high-pressure refrigerant that flows into the expansion mechanism (60) during one rotation of the shaft (40) assists the volume of the first fluid chamber (72) when the rotation angle of the shaft (40) is 0 °. It is a value obtained by adding the volume of the chamber (94).

補助室（94）の容積は、円筒穴（93）におけるバイパス通路（92）の開口位置の直前に往復ピストン（25）の先端が位置するときに最大となる。そして、運転条件によっては、補助室（94）の容積を最大にしても膨張機構（60）を通過する冷媒流量が依然として不足する場合もある。   The volume of the auxiliary chamber (94) is maximized when the tip of the reciprocating piston (25) is positioned immediately before the opening position of the bypass passage (92) in the cylindrical hole (93). Depending on the operating conditions, even if the volume of the auxiliary chamber (94) is maximized, the refrigerant flow rate passing through the expansion mechanism (60) may still be insufficient.

そこで、このような場合は、図７に示すように往復ピストン（25）を更に移動させ、バイパス通路（92）を補助室（94）と連通させる。本実施形態の膨張機構（60）では、シャフト（40）の回転角が約２２５°に達すると、補助通路（91）と補助室（94）とバイパス通路（92）を介して第１高圧室（73）が第２高圧室（83）と連通する。そして、膨張機構（60）へ流入した高圧冷媒の一部は、第１高圧室（73）から補助通路（91）と補助室（94）とバイパス通路（92）とを順に通って第２高圧室（83）へ流入する。つまり、この場合には、膨張室（66）を構成する第２高圧室（83）へも高圧冷媒が流入することになる。第２高圧室（83）への高圧冷媒の流入は、シャフト（40）の回転角が３６０°に達する直前まで続く。   Therefore, in such a case, as shown in FIG. 7, the reciprocating piston (25) is further moved, and the bypass passage (92) is communicated with the auxiliary chamber (94). In the expansion mechanism (60) of the present embodiment, when the rotation angle of the shaft (40) reaches about 225 °, the first high pressure chamber passes through the auxiliary passage (91), the auxiliary chamber (94), and the bypass passage (92). (73) communicates with the second high pressure chamber (83). A part of the high-pressure refrigerant flowing into the expansion mechanism (60) passes through the auxiliary passage (91), the auxiliary chamber (94), and the bypass passage (92) in order from the first high-pressure chamber (73) to the second high-pressure refrigerant. Flows into chamber (83). That is, in this case, the high-pressure refrigerant flows into the second high-pressure chamber (83) that constitutes the expansion chamber (66). The inflow of the high-pressure refrigerant into the second high-pressure chamber (83) continues until just before the rotation angle of the shaft (40) reaches 360 °.

このように、本実施形態の膨張機構（60）は、先ず補助室（94）の容積を調節することによって膨張機構（60）を通過する冷媒流量の確保を図り、それだけでは膨張機構（60）を通過する冷媒流量が不足するときには、膨張途中の膨張室（66）へ高圧冷媒を導入することによって膨張機構（60）を通過する冷媒流量を増大させている。   As described above, the expansion mechanism (60) of the present embodiment first secures the flow rate of the refrigerant passing through the expansion mechanism (60) by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94). When the flow rate of refrigerant passing through the refrigerant is insufficient, the flow rate of refrigerant passing through the expansion mechanism (60) is increased by introducing high-pressure refrigerant into the expansion chamber (66) in the middle of expansion.

−補助通路とバイパス通路の開口位置−
本実施形態の膨張機構（60）は、通常は補助室（94）の容積調節によって膨張機構（60）を通過する冷媒流量を確保し、それだけでは膨張機構（60）を通過する冷媒流量が不足する特殊な運転条件のときにバイパス通路（92）を利用するように設計されている。このように設計された膨張機構（60）において、補助通路（91）やバイパス通路（92）の開口位置は、次のような位置に設定するのが望ましい。 -Opening position of auxiliary passage and bypass passage-
The expansion mechanism (60) of the present embodiment normally secures a refrigerant flow rate that passes through the expansion mechanism (60) by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94), and by itself, the refrigerant flow rate that passes through the expansion mechanism (60) is insufficient. Designed to utilize the bypass passage (92) during special operating conditions. In the expansion mechanism (60) designed as described above, the opening positions of the auxiliary passage (91) and the bypass passage (92) are preferably set to the following positions.

具体的に、上記膨張機構（60）では、補助通路（91）の入口端が、第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から第１ピストン（75）の公転方向（図４における反時計方向）に２２５°だけ進んだ位置に開口している。そして、この補助通路（91）の入口端の位置は、第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から第１ピストン（75）の公転方向へ測った角度が９０°以上２７０°以下となる位置であるのが望ましく、特に当該角度が１５０℃以上２４０°以下となる位置であるのが望ましい。   Specifically, in the expansion mechanism (60), the inlet end of the auxiliary passage (91) extends from the position of the first blade (76) along the inner peripheral surface of the first cylinder (71) to the first piston (75). Is opened at a position advanced by 225 ° in the revolving direction (counterclockwise in FIG. 4). The position of the inlet end of the auxiliary passage (91) is an angle measured along the inner peripheral surface of the first cylinder (71) from the position of the first blade (76) in the revolution direction of the first piston (75). Is preferably a position where the angle is 90 ° or more and 270 ° or less, and particularly preferably a position where the angle is 150 ° C. or more and 240 ° or less.

また、上記膨張機構（60）では、バイパス通路（92）の出口端が、第２シリンダ（81）の内周面に沿って第２ブレード（86）の位置から第２ピストン（85）の公転方向（図４における反時計方向）へ４５°だけ進んだ位置に開口している。そして、このバイパス通路（92）の出口端の開口位置は、第２シリンダ（81）の内周面に沿っていて第２ブレード（86）に出来るだけ近い位置であるのが望ましい。   Further, in the expansion mechanism (60), the outlet end of the bypass passage (92) revolves around the second piston (85) from the position of the second blade (86) along the inner peripheral surface of the second cylinder (81). It opens at a position advanced by 45 ° in the direction (counterclockwise in FIG. 4). The opening position of the outlet end of the bypass passage (92) is desirably a position as close as possible to the second blade (86) along the inner peripheral surface of the second cylinder (81).

−実施形態１の効果−
本実施形態では、バイパス通路（92）を通じて流入過程の第１高圧室（73）から膨張過程の第２高圧室（83）へ高圧冷媒を導入しており、
第１低圧室（74）や第２高圧室（83）などで構成された膨張室（66）へも高圧冷媒を流入させることによって、１回の流入行程で膨張機構（60）へ流入する冷媒量を増やすことができる。従って、本実施形態によれば、膨張機構（60）を通過する冷媒流量が不足するのを回避でき、冷媒回路（11）で行われる冷凍サイクルの高圧を適切な値に設定できるため、冷凍サイクルの効率を向上させることができる。 -Effect of Embodiment 1-
In the present embodiment, high-pressure refrigerant is introduced from the first high-pressure chamber (73) in the inflow process to the second high-pressure chamber (83) in the expansion process through the bypass passage (92).
Refrigerant that flows into the expansion mechanism (60) in a single inflow stroke by allowing high-pressure refrigerant to flow into the expansion chamber (66) including the first low pressure chamber (74) and the second high pressure chamber (83). The amount can be increased. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to avoid a shortage of the refrigerant flow rate passing through the expansion mechanism (60) and to set the high pressure of the refrigeration cycle performed in the refrigerant circuit (11) to an appropriate value. Efficiency can be improved.

また、本実施形態では、膨張機構（60）の内部にバイパス通路（92）や流量調節機構（100）を設けている。このため、膨張機構（60）の外部にバイパス用の配管を設置する場合のように配管の接合箇所が増えることはなく、冷媒回路（11）の構造が複雑化するのを回避できる。従って、本実施形態によれば、膨張機構（60）での通過冷媒量の不足に起因する冷凍サイクルの効率低下を防止できると同時に、冷媒回路（11）の構造が複雑化するのを回避することができる。   In the present embodiment, a bypass passage (92) and a flow rate adjusting mechanism (100) are provided inside the expansion mechanism (60). For this reason, there is no increase in the number of pipe joints as in the case where a bypass pipe is installed outside the expansion mechanism (60), and it is possible to avoid complication of the structure of the refrigerant circuit (11). Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent the efficiency of the refrigeration cycle from being reduced due to the shortage of the refrigerant amount passing through the expansion mechanism (60), and at the same time, avoid the complication of the structure of the refrigerant circuit (11). be able to.

また、本実施形態の膨張機構（60）では、先ず補助室（94）の容積を調節することによって膨張機構（60）での通過冷媒量の確保を図り、補助室（94）の容積調節では膨張機構（60）での通過冷媒量を確保しきれない場合にバイパス通路（92）への冷媒の導入を開始している。   In the expansion mechanism (60) of the present embodiment, first, the volume of the auxiliary chamber (94) is adjusted to secure the amount of refrigerant passing through the expansion mechanism (60). When the amount of refrigerant passing through the expansion mechanism (60) cannot be secured, introduction of refrigerant into the bypass passage (92) is started.

ここで、上述したように、補助室（94）の容積調節によって膨張機構（60）での通過冷媒量を確保する際には、補助室（94）へ流入した高圧冷媒も膨張するため、補助室（94）へ流入した高圧冷媒からも動力を回収できる。このため、膨張機構（60）での通過冷媒量を確保は、補助室（94）の容積調節によって行うのが望ましい。ところが、膨張機構（60）の構造上の制約から補助室（94）の大きさには限度があり、補助室（94）の容積調節だけでは過膨張を回避しきれない場合もある。   Here, as described above, when the amount of refrigerant passing through the expansion mechanism (60) is secured by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94), the high-pressure refrigerant flowing into the auxiliary chamber (94) also expands. Power can also be recovered from the high-pressure refrigerant that has flowed into the chamber (94). For this reason, it is desirable to secure the amount of refrigerant passing through the expansion mechanism (60) by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94). However, the size of the auxiliary chamber (94) is limited due to structural limitations of the expansion mechanism (60), and overexpansion may not be avoided only by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94).

これに対し、本実施形態では、補助室（94）の容積調節による膨張機構（60）での通過冷媒量の確保を優先的に行い、それでは膨張機構（60）での通過冷媒量を確保しきれない場合にだけバイパス通路（92）へ冷媒を流すようにしている。従って、本実施形態によれば、冷凍サイクルの条件に拘わらず膨張機構（60）での通過冷媒量を確保できると同時に、できるだけ多くの動力を膨張機構（60）で回収して冷凍サイクルの効率向上を図ることができる。   In contrast, in the present embodiment, the passage refrigerant amount in the expansion mechanism (60) is preferentially secured by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94), and then the passage refrigerant amount in the expansion mechanism (60) is secured. The refrigerant is allowed to flow to the bypass passage (92) only when it cannot be reached. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to ensure the amount of refrigerant passing through the expansion mechanism (60) regardless of the conditions of the refrigeration cycle, and at the same time collect as much power as possible by the expansion mechanism (60) to improve the efficiency of the refrigeration cycle. Improvements can be made.

−実施形態１の変形例−
空調機（10）の使用状態によっては、補助室（94）の容積調節だけによって膨張機構（60）での通過冷媒量を確保できるケースが少なく、むしろバイパス通路（92）を用いなければ膨張機構（60）での通過冷媒量を確保できないケースが多い場合もある。このような場合は、バイパス通路（92）を用いて膨張機構（60）での通過冷媒量を確保する際における回収動力の減少が出来るだけ少なくなるように膨張機構（60）を設計する必要がある。このように設計された膨張機構（60）において、補助通路（91）やバイパス通路（92）の開口位置は、次のような位置に設定するのが望ましい。 -Modification of Embodiment 1-
Depending on the condition of the air conditioner (10), there are few cases where the amount of refrigerant passing through the expansion mechanism (60) can be secured only by adjusting the volume of the auxiliary chamber (94). Rather, if the bypass passage (92) is not used, the expansion mechanism In many cases, the amount of refrigerant passing through (60) cannot be secured. In such a case, it is necessary to design the expansion mechanism (60) so that the recovery power is reduced as much as possible when securing the amount of refrigerant passing through the expansion mechanism (60) using the bypass passage (92). is there. In the expansion mechanism (60) designed as described above, the opening positions of the auxiliary passage (91) and the bypass passage (92) are preferably set to the following positions.

具体的に、補助通路（91）の入口端は、第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から第１ピストン（75）の公転方向（図８における反時計方向）に０°以上１３５°以下だけ進んだ位置に開口させるのが望ましい。ここで、補助室（94）へ流入した高圧冷媒から回収できる動力は、補助通路（91）の入口端が第１ブレード（76）の位置から離れるにつれて大きくなる。ところが、バイパス通路（92）を通じて第２高圧室（83）へ導入される高圧冷媒から回収できる動力は、補助通路（91）の入口端が第１ブレード（76）の位置から離れるにつれて小さくなる。このため、補助通路（91）の入口端は、上記のような位置に開口させるのが望ましい。   Specifically, the inlet end of the auxiliary passageway (91) extends from the position of the first blade (76) along the inner peripheral surface of the first cylinder (71) in the revolving direction of the first piston (75) (the opposite direction in FIG. 8). It is desirable to open at a position advanced by 0 ° to 135 ° in the clockwise direction. Here, the power that can be recovered from the high-pressure refrigerant flowing into the auxiliary chamber (94) increases as the inlet end of the auxiliary passage (91) moves away from the position of the first blade (76). However, the power that can be recovered from the high-pressure refrigerant introduced into the second high-pressure chamber (83) through the bypass passage (92) decreases as the inlet end of the auxiliary passage (91) moves away from the position of the first blade (76). For this reason, it is desirable to open the inlet end of the auxiliary passageway (91) at the above position.

一方、バイパス通路（92）の出口端は、第２シリンダ（81）の内周面に沿って第２ブレード（86）の位置から測った角度が、第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から補助通路（91）の入口端まで測った角度よりも大きくなるような位置に開口させる必要がある。バイパス通路（92）を通じて第２高圧室（83）へ導入される高圧冷媒から回収できる動力は、これら２つの角度の差が小さいほど大きくなる。   On the other hand, the outlet end of the bypass passage (92) has an angle measured from the position of the second blade (86) along the inner peripheral surface of the second cylinder (81) at the inner peripheral surface of the first cylinder (71). The first blade (76) needs to be opened to a position that is larger than the angle measured from the position of the first blade (76) to the inlet end of the auxiliary passage (91). The power that can be recovered from the high-pressure refrigerant introduced into the second high-pressure chamber (83) through the bypass passage (92) increases as the difference between these two angles decreases.

図８に示す膨張機構（60）では、補助通路（91）の入口端が第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から同図の左回りに４５°だけ進んだ位置に開口し、バイパス通路（92）の出口端が第２シリンダ（81）の内周面に沿って第２ブレード（86）の位置から第２ピストン（85）の公転方向（図８における反時計方向）へ２２５°だけ進んだ位置に開口している。この膨張室（66）では、シャフト（40）の回転角が４５°から２２５°に至るまでの間は、補助通路（91）と補助室（94）とバイパス通路（92）を介して第１高圧室（73）と第２低圧室（84）が連通状態となる。この間は、高圧冷媒が第１高圧室（73）からバイパス通路（92）を通って第２低圧室（84）へ流れ込むため、バイパス通路（92）を流れる冷媒からの動力回収はできないものの、膨張機構（60）を通過する冷媒の流量が大幅に増大する。   In the expansion mechanism (60) shown in FIG. 8, the inlet end of the auxiliary passage (91) is 45 ° counterclockwise from the position of the first blade (76) along the inner peripheral surface of the first cylinder (71). The outlet end of the bypass passage (92) extends along the inner peripheral surface of the second cylinder (81) from the position of the second blade (86) to the revolving direction of the second piston (85) (see FIG. 8 (counterclockwise in FIG. 8) at a position advanced by 225 °. In the expansion chamber (66), the shaft (40) is rotated through the first passage through the auxiliary passage (91), the auxiliary chamber (94), and the bypass passage (92) until the rotation angle of the shaft (40) reaches 45 ° to 225 °. The high pressure chamber (73) and the second low pressure chamber (84) are in communication. During this time, high-pressure refrigerant flows from the first high-pressure chamber (73) through the bypass passage (92) to the second low-pressure chamber (84), so power recovery from the refrigerant flowing through the bypass passage (92) is not possible. The flow rate of the refrigerant passing through the mechanism (60) is greatly increased.

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態は、上記実施形態１において容積変更機構（20）の構成を変更したものである。 << Embodiment 2 of the Invention >>
A second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the configuration of the volume changing mechanism (20) is changed in the first embodiment.

本実施形態の容積変更機構（20）は、往復ピストン（25）を冷媒の圧力によって駆動するように構成されている。ここでは、本実施形態の容積変更機構（20）について説明する。なお、本実施形態の容積変更機構（20）は、上記実施形態１のものと同様に流量調節機構（100）を兼ねている。   The volume changing mechanism (20) of the present embodiment is configured to drive the reciprocating piston (25) by the pressure of the refrigerant. Here, the volume changing mechanism (20) of the present embodiment will be described. The volume changing mechanism (20) of this embodiment also serves as the flow rate adjusting mechanism (100) as in the first embodiment.

図９に示すように、往復ピストン（25）は、中間プレート（63）の円筒穴（93）に挿入されている。この往復ピストン（25）では、その一端から他端へ向かって順に、先端部（26）と細径部（27）とテーパー部（28）と基端部（29）とが同軸上に形成されている。往復ピストン（25）は、 その先端部（26）が中間プレート（63）の外周側を向く姿勢で円筒穴（93）に挿入されている。   As shown in FIG. 9, the reciprocating piston (25) is inserted into the cylindrical hole (93) of the intermediate plate (63). In this reciprocating piston (25), a tip end portion (26), a narrow diameter portion (27), a taper portion (28), and a base end portion (29) are formed coaxially in order from one end to the other end. ing. The reciprocating piston (25) is inserted into the cylindrical hole (93) with the tip (26) facing the outer peripheral side of the intermediate plate (63).

往復ピストン（25）において、先端部（26）と基端部（29）は、共に外径が円筒穴（93）の内径とほぼ等しい円柱状に形成されている。先端部（26）と基端部（29）の外周面は、円筒穴（93）の内面と摺接する。細径部（27）は、先端部（26）や基端部（29）よりも細径の円柱状に形成されている。テーパー部（28）は、一端が細径部（27）に連続して他端が基端部（29）に連続する円錐台状に形成されている。このテーパー部（28）は、その一端の外径が細径部（27）の外径と等しく、他端の外径が基端部（29）の外径と等しくなっている。   In the reciprocating piston (25), the distal end portion (26) and the proximal end portion (29) are both formed in a columnar shape whose outer diameter is substantially equal to the inner diameter of the cylindrical hole (93). The outer peripheral surfaces of the distal end portion (26) and the proximal end portion (29) are in sliding contact with the inner surface of the cylindrical hole (93). The small diameter portion (27) is formed in a columnar shape having a smaller diameter than the distal end portion (26) and the base end portion (29). The tapered portion (28) is formed in a truncated cone shape having one end continuous to the small diameter portion (27) and the other end continuous to the base end portion (29). The tapered portion (28) has an outer diameter at one end equal to the outer diameter of the small diameter portion (27) and an outer diameter at the other end equal to the outer diameter of the base end portion (29).

円筒穴（93）の内部には、シール部材（23）が設けられている。このシール部材（23）は、その外周面の全体が円筒穴（93）の内面と密着し、その内周面の一部が往復ピストン（25）の細径部（27）と摺接している。また、シール部材（23）において、その内周面のうち細径部（27）と摺接しない部分は、往復ピストン（25）のテーパー部（28）に対応した形状のテーパー面となっている。   Inside the cylindrical hole (93), a seal member (23) is provided. The entire outer peripheral surface of the seal member (23) is in close contact with the inner surface of the cylindrical hole (93), and a part of the inner peripheral surface is in sliding contact with the small diameter portion (27) of the reciprocating piston (25). . Further, in the seal member (23), the portion of the inner peripheral surface that does not slide in contact with the small diameter portion (27) is a tapered surface having a shape corresponding to the tapered portion (28) of the reciprocating piston (25). .

円筒穴（93）の内部には、往復ピストン（25）とシール部材（23）によって補助室（94）が形成されている。往復ピストン（25）が移動すると、それに伴って補助室（94）の容積が変化する。上記実施形態１の場合と同様に、円筒穴（93）の内壁には、補助通路（91）とバイパス通路（92）が開口している。本実施形態において、円筒穴（93）の内壁におけるバイパス通路（92）の開口位置は、補助通路（91）の開口位置よりも中間プレート（63）の中心寄りとなっている。   An auxiliary chamber (94) is formed in the cylindrical hole (93) by the reciprocating piston (25) and the seal member (23). When the reciprocating piston (25) moves, the volume of the auxiliary chamber (94) changes accordingly. As in the case of the first embodiment, an auxiliary passage (91) and a bypass passage (92) are opened in the inner wall of the cylindrical hole (93). In the present embodiment, the opening position of the bypass passage (92) on the inner wall of the cylindrical hole (93) is closer to the center of the intermediate plate (63) than the opening position of the auxiliary passage (91).

往復ピストン（25）が挿入された円筒穴（93）の内部には、背圧室（96）と加圧室（95）とが形成されている。   A back pressure chamber (96) and a pressurizing chamber (95) are formed inside the cylindrical hole (93) in which the reciprocating piston (25) is inserted.

背圧室（96）は、円筒穴（93）の底面（図９における左端面）と往復ピストン（25）の基端部（29）との間に形成されている。この背圧室（96）には、コイルばね（24）が収容されている。このコイルばね（24）は、往復ピストン（25）を中間プレート（63）の外周側へ付勢している。   The back pressure chamber (96) is formed between the bottom surface (left end surface in FIG. 9) of the cylindrical hole (93) and the base end portion (29) of the reciprocating piston (25). The back pressure chamber (96) accommodates a coil spring (24). The coil spring (24) biases the reciprocating piston (25) toward the outer peripheral side of the intermediate plate (63).

加圧室（95）は、往復ピストン（25）の先端部（26）よりも中間プレート（63）の外周側に形成されている。加圧室（95）には、ケーシング（31）の外部から延びる高圧配管（110）が接続されている。高圧配管（110）は、圧縮・膨張ユニット（30）の流入ポート（34）に接続する冷媒配管から分岐した配管である。この高圧配管（110）には、開度可変の調節弁（111）が設けられている。調節弁（111）の開度を変更すると、高圧配管（110）から加圧室（95）へ供給される冷媒の流量が変化する。   The pressurizing chamber (95) is formed on the outer peripheral side of the intermediate plate (63) from the tip (26) of the reciprocating piston (25). A high pressure pipe (110) extending from the outside of the casing (31) is connected to the pressurizing chamber (95). The high-pressure pipe (110) is a pipe branched from the refrigerant pipe connected to the inflow port (34) of the compression / expansion unit (30). The high-pressure pipe (110) is provided with a variable opening control valve (111). When the opening degree of the control valve (111) is changed, the flow rate of the refrigerant supplied from the high pressure pipe (110) to the pressurizing chamber (95) changes.

中間プレート（63）には、細径のガス抜き通路（97）が形成されている。このガス抜き通路（97）は、一端側で二つに分岐しており、分岐した一方が背圧室（96）に、他方が加圧室（95）にそれぞれ接続している。ガス抜き通路（97）の他端は、中間プレート（63）の上面に開口している。このガス抜き通路（97）は、その他端が流出ポート（35）の近傍に位置しており、第２シリンダ（81）内の第２低圧室（84）に連通可能となっている。   The intermediate plate (63) has a small-diameter gas vent passage (97). The gas vent passage (97) is branched into two on one end side, and one of the branches is connected to the back pressure chamber (96) and the other is connected to the pressurizing chamber (95). The other end of the gas vent passage (97) opens to the upper surface of the intermediate plate (63). The other end of the gas vent passage (97) is located in the vicinity of the outflow port (35) and can communicate with the second low pressure chamber (84) in the second cylinder (81).

−運転動作−
本実施形態の容積変更機構（20）の動作について説明する。 -Driving action-
Operation | movement of the volume change mechanism (20) of this embodiment is demonstrated.

容積変更機構（20）では、調節弁（111）の開度を変更すると往復ピストン（25）の位置が変化する。この点について説明する。調節弁（111）の開度を変更すると、高圧配管（110）から加圧室（95）へ流入する冷媒の流量が変化する。加圧室（95）内の冷媒は、ガス抜き通路（97）を通って加圧室（95）から徐々に排出されてゆく。このため、加圧室（95）へ流入する冷媒の流量を変化させると、それに伴って加圧室（95）の内圧が変化する。往復ピストン（25）の先端部（26）には加圧室（95）内の冷媒圧力が作用する。そして、往復ピストン（25）は、加圧室（95）内の冷媒から受ける力とコイルばね（24）から受ける付勢力とが均衡する位置へと移動する。   In the volume changing mechanism (20), the position of the reciprocating piston (25) changes when the opening of the control valve (111) is changed. This point will be described. When the opening degree of the control valve (111) is changed, the flow rate of the refrigerant flowing from the high pressure pipe (110) into the pressurizing chamber (95) changes. The refrigerant in the pressurizing chamber (95) is gradually discharged from the pressurizing chamber (95) through the gas vent passage (97). For this reason, when the flow rate of the refrigerant flowing into the pressurizing chamber (95) is changed, the internal pressure of the pressurizing chamber (95) is changed accordingly. The refrigerant pressure in the pressurizing chamber (95) acts on the tip (26) of the reciprocating piston (25). The reciprocating piston (25) moves to a position where the force received from the refrigerant in the pressurizing chamber (95) and the biasing force received from the coil spring (24) are balanced.

調節弁（111）を全閉した状態では、図１０(Ａ)に示すように、往復ピストン（25）がコイルばね（24）に押されて中間プレート（63）の外周側に位置している。この状態では、補助室（94）の容積がゼロとなり、円筒穴（93）の内壁における補助通路（91）及びバイパス通路（92）の開口端が往復ピストン（25）の基端部（29）によって閉塞される。   When the control valve (111) is fully closed, as shown in FIG. 10 (A), the reciprocating piston (25) is pushed by the coil spring (24) and is positioned on the outer peripheral side of the intermediate plate (63). . In this state, the volume of the auxiliary chamber (94) becomes zero, and the open ends of the auxiliary passage (91) and the bypass passage (92) in the inner wall of the cylindrical hole (93) are the base end (29) of the reciprocating piston (25). It is blocked by.

調節弁（111）を少し開くと、加圧室（95）の内圧が上昇し、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の奥側（中間プレート（63）の中心側）へと移動する。往復ピストン（25）が円筒穴（93）の奥側へ移動すると、図１０(Ｂ)に示すように、補助通路（91）と補助室（94）が互いに連通する。調節弁（111）の開度を変更して加圧室（95）の内圧を変化させると、それに応じて往復ピストン（25）が変位することによって補助室（94）の容積が変化する。そして、往復ピストン（25）が図１０(Ｃ)に示す位置、即ち往復ピストン（25）における基端部（29）とテーパー部（28）の境界がバイパス通路（92）の開口端をよぎる直前の位置に達するまでは、補助室（94）の容積を変更することによって膨張機構（60）での通過冷媒量の確保が図られる。   When the control valve (111) is opened slightly, the internal pressure of the pressurizing chamber (95) rises, and the reciprocating piston (25) moves to the inner side of the cylindrical hole (93) (the center side of the intermediate plate (63)). . When the reciprocating piston (25) moves to the inner side of the cylindrical hole (93), the auxiliary passage (91) and the auxiliary chamber (94) communicate with each other as shown in FIG. 10 (B). When the opening of the control valve (111) is changed to change the internal pressure of the pressurizing chamber (95), the volume of the auxiliary chamber (94) changes due to the displacement of the reciprocating piston (25) accordingly. Then, the position of the reciprocating piston (25) shown in FIG. 10C, that is, immediately before the boundary between the base end portion (29) and the tapered portion (28) of the reciprocating piston (25) crosses the open end of the bypass passage (92). Until the position is reached, the volume of the auxiliary chamber (94) is changed to ensure the amount of refrigerant passing through the expansion mechanism (60).

調節弁（111）を更に開いて加圧室（95）の内圧を上昇させると、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の奥側へ更に移動してゆく。往復ピストン（25）が図１０(Ｃ)に示す状態から円筒穴（93）の奥側へ移動すると、図１０(Ｄ)や同図(Ｅ)に示すように、補助通路（91）とバイパス通路（92）の両方が補助室（94）に連通する。この状態では、バイパス通路（92）を通って第１高圧室（73）から第２高圧室（83）へ高圧冷媒が導入され、バイパス通路（92）を利用して膨張機構（60）での通過冷媒量の確保が図られる。また、補助通路（91）とバイパス通路（92）の両方が補助室（94）に連通する状態では、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の奥側へ移動するにつれてバイパス通路（92）を流れる冷媒の流量が増大する。   When the control valve (111) is further opened to increase the internal pressure of the pressurizing chamber (95), the reciprocating piston (25) further moves to the inner side of the cylindrical hole (93). When the reciprocating piston (25) moves from the state shown in FIG. 10 (C) to the inner side of the cylindrical hole (93), as shown in FIG. 10 (D) and FIG. 10 (E), the auxiliary passage (91) and the bypass are bypassed. Both passages (92) communicate with the auxiliary chamber (94). In this state, high-pressure refrigerant is introduced from the first high-pressure chamber (73) to the second high-pressure chamber (83) through the bypass passage (92), and the bypass mechanism (60) is used for the expansion mechanism (60). The passage refrigerant amount is secured. Further, in a state where both the auxiliary passage (91) and the bypass passage (92) communicate with the auxiliary chamber (94), the bypass passage (92) as the reciprocating piston (25) moves to the inner side of the cylindrical hole (93). The flow rate of the refrigerant flowing through is increased.

ここで、往復ピストン（25）における基端部（29）とテーパー部（28）の境界がバイパス通路（92）の開口端に面する状態（図１０(Ｄ)に示す状態）では、往復ピストン（25）の位置によってバイパス通路（92）の開口面積が変化し、それに伴って補助室（94）からバイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が変化する。更に、本実施形態の往復ピストン（25）には、テーパー部（28）が形成されている。このため、往復ピストン（25）における基端部（29）とテーパー部（28）の境界がバイパス通路（92）の開口端よりも奥側に位置する状態（図１０(Ｅ)に示す状態）でも、往復ピストン（25）の変位に伴ってテーパー部（28）の外周面と円筒穴（93）の内壁との距離が変化し、補助室（94）からバイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が変化する。従って、本実施形態によれば、バイパス通路（92）を流れる冷媒の流量を精密に制御することが可能となる。   Here, in the state where the boundary between the base end portion (29) and the taper portion (28) of the reciprocating piston (25) faces the open end of the bypass passage (92) (the state shown in FIG. 10D), the reciprocating piston The opening area of the bypass passage (92) changes depending on the position of (25), and the flow rate of the refrigerant flowing into the bypass passage (92) from the auxiliary chamber (94) changes accordingly. Furthermore, the reciprocating piston (25) of the present embodiment is formed with a tapered portion (28). For this reason, the state where the boundary between the base end portion (29) and the taper portion (28) in the reciprocating piston (25) is located behind the opening end of the bypass passage (92) (the state shown in FIG. 10E). However, with the displacement of the reciprocating piston (25), the distance between the outer peripheral surface of the tapered portion (28) and the inner wall of the cylindrical hole (93) changes, and the refrigerant flows into the bypass passage (92) from the auxiliary chamber (94). The flow rate changes. Therefore, according to this embodiment, it becomes possible to precisely control the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass passage (92).

−実施形態２の変形例−
上述したように、本実施形態では、往復ピストン（25）やコイルばね（24）等で構成される機構が容積変更機構（20）と流量調節機構（100）の両方を兼ねている。これに対し、往復ピストン（25）やコイルばね（24）等で構成される機構が容積変更機構（20）ではなく流量調節機構（100）だけを構成するようにしてもよい。 -Modification of Embodiment 2-
As described above, in this embodiment, the mechanism constituted by the reciprocating piston (25), the coil spring (24) and the like serves as both the volume changing mechanism (20) and the flow rate adjusting mechanism (100). On the other hand, the mechanism constituted by the reciprocating piston (25), the coil spring (24), etc. may constitute only the flow rate adjusting mechanism (100) instead of the volume changing mechanism (20).

この変形例では、図１１に示すように、円筒穴（93）の内壁における補助通路（91）の開口端とバイパス通路（92）の開口端が互いに対向する位置に形成される。また、円筒穴（93）の内部にシール部材（23）は設けられず、往復ピストン（25）では細径部（27）が省略される。本変形例では、往復ピストン（25）における基端部（29）とテーパー部（28）の境界が補助通路（91）及びバイパス通路（92）の開口端をよぎると、図１１に示すように補助通路（91）とバイパス通路（92）が互いに連通する。そして、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の奥側（図１１における左側）へ移動するにつれて、補助通路（91）とバイパス通路（92）で構成されるバイパス通路（92）を流れる冷媒の流量が増大する。   In this modification, as shown in FIG. 11, the opening end of the auxiliary passage (91) and the opening end of the bypass passage (92) in the inner wall of the cylindrical hole (93) are formed at positions facing each other. Further, the seal member (23) is not provided inside the cylindrical hole (93), and the small diameter portion (27) is omitted from the reciprocating piston (25). In this modification, when the boundary between the base end portion (29) and the taper portion (28) of the reciprocating piston (25) crosses the open ends of the auxiliary passage (91) and the bypass passage (92), as shown in FIG. The auxiliary passage (91) and the bypass passage (92) communicate with each other. Then, as the reciprocating piston (25) moves to the back side (left side in FIG. 11) of the cylindrical hole (93), the refrigerant flows through the bypass passage (92) composed of the auxiliary passage (91) and the bypass passage (92). The flow rate increases.

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。本実施形態は、上記実施形態１が膨張機構（60）を２つのロータリ機構部（70、80）で構成したのに代えて、膨張機構（60）をスクロール機構（200）で構成したものである。 << Embodiment 3 of the Invention >>
Embodiment 3 of the present invention will be described. In this embodiment, the expansion mechanism (60) is configured by a scroll mechanism (200) instead of the expansion mechanism (60) configured by two rotary mechanism portions (70, 80) in the first embodiment. is there.

図１２に示すように、上記スクロール機構（200）は、ケーシング（31）のフレーム（図示省略）に固定された固定スクロール（210）と、上記フレームにオルダムリングを介して保持された可動スクロール（220）とを備えている。   As shown in FIG. 12, the scroll mechanism (200) includes a fixed scroll (210) fixed to a frame (not shown) of the casing (31), and a movable scroll (held by the frame via an Oldham ring). 220).

上記固定スクロール（210）は、平板状の固定鏡板（図示省略）と、該固定鏡板に立設された渦巻状の固定ラップ（211）とを備えている。一方、上記可動スクロール（220）は、平板状の可動鏡板（図示省略）と、該可動鏡板に立設された渦巻状の可動ラップ（221）とを備えている。固定スクロール（210）の固定ラップ（211）と可動スクロール（220）の可動ラップ（221）が互いに噛み合って複数の流体室（230）が形成されている。   The fixed scroll (210) includes a flat fixed end plate (not shown) and a spiral fixed wrap (211) standing on the fixed end plate. On the other hand, the movable scroll (220) includes a flat movable mirror plate (not shown) and a spiral movable wrap (221) erected on the movable mirror plate. The fixed wrap (211) of the fixed scroll (210) and the movable wrap (221) of the movable scroll (220) mesh with each other to form a plurality of fluid chambers (230).

本実施形態の膨張機構（60）では、流入ポート（34）と流出ポート（35）が固定スクロール（210）に形成されている。流入ポート（34）は、固定ラップ（211）の巻き始め側端部の近傍に開口している。流出ポート（35）は、固定ラップ（211）の巻き終わり側端部の近傍に開口している。   In the expansion mechanism (60) of the present embodiment, the inflow port (34) and the outflow port (35) are formed in the fixed scroll (210). The inflow port (34) opens near the winding start side end of the fixed wrap (211). The outflow port (35) opens in the vicinity of the winding end side end portion of the fixed wrap (211).

上記複数の流体室（230）は、固定ラップ（211）の内側面と可動ラップ（221）の外側面とに挟まれた空間が、Ａ室（231）を構成している。また、固定ラップ（211）の外側面と可動ラップ（221）の内側面とに挟まれた空間が、Ｂ室（232）を構成している。   In the plurality of fluid chambers (230), a space sandwiched between the inner surface of the fixed wrap (211) and the outer surface of the movable wrap (221) forms an A chamber (231). Further, a space sandwiched between the outer surface of the fixed wrap (211) and the inner surface of the movable wrap (221) constitutes the B chamber (232).

上記膨張機構（60）では、円筒穴（93）が固定スクロール（210）の固定鏡板に形成されている。上記実施形態１と同様に、この円筒穴（93）には往復ピストン（25）が挿入されており、円筒穴（93）の内部に補助室（94）が形成される。   In the expansion mechanism (60), the cylindrical hole (93) is formed in the fixed end plate of the fixed scroll (210). Similar to the first embodiment, a reciprocating piston (25) is inserted into the cylindrical hole (93), and an auxiliary chamber (94) is formed inside the cylindrical hole (93).

また、上記膨張機構（60）では、Ａ室用補助通路（91a）、Ｂ室用補助通路（91b）、Ａ室用バイパス通路（92a）、及びＢ室用バイパス通路（92b）が固定スクロール（210）の固定鏡板に形成されている。   In the expansion mechanism (60), the A room auxiliary passage (91a), the B room auxiliary passage (91b), the A room bypass passage (92a), and the B room bypass passage (92b) are fixed scrolls ( 210).

Ａ室用補助通路（91a）の入口端は、固定ラップ（211）の内側面に沿って固定ラップ（211）の巻き始め側端部から約３６０°進んだ位置に開口している。Ｂ室用補助通路（91b）の入口端は、固定ラップ（211）の外側面に沿って固定ラップ（211）の巻き始め側端部から約１８０°進んだ位置に開口している。Ａ室用補助通路（91a）及びＢ室用補助通路（91b）の出口端は、円筒穴（93）における底面の近傍に開口している。   The entrance end of the auxiliary passage (91a) for the A room opens at a position advanced about 360 ° from the winding start side end of the fixed wrap (211) along the inner surface of the fixed wrap (211). The entrance end of the B room auxiliary passage (91b) is opened at a position advanced about 180 ° from the winding start side end of the fixed wrap (211) along the outer surface of the fixed wrap (211). The outlet ends of the A-room auxiliary passage (91a) and the B-room auxiliary passage (91b) are open near the bottom surface of the cylindrical hole (93).

Ａ室用バイパス通路（92a）の出口端は、固定ラップ（211）の内側面に沿って固定ラップ（211）の巻き始め側端部から約５９０°進んだ位置に開口している。Ｂ室用バイパス通路（92b）の出口端は、固定ラップ（211）の外側面に沿って固定ラップ（211）の巻き始め側端部から約４１０°進んだ位置に開口している。Ａ室用バイパス通路（92a）及びＢ室用バイパス通路（92b）の入口端は、Ａ室用補助通路（91a）及びＢ室用補助通路（91b）の出口端から円筒穴（93）の軸方向へ所定距離だけ離れた位置で円筒穴（93）の内壁に開口している。   The outlet end of the bypass passage for the A chamber (92a) opens at a position advanced about 590 ° from the winding start side end of the fixed wrap (211) along the inner surface of the fixed wrap (211). The outlet end of the B chamber bypass passage (92b) opens at a position advanced about 410 ° from the winding start side end of the fixed wrap (211) along the outer surface of the fixed wrap (211). The inlet end of the A room bypass passage (92a) and the B room bypass passage (92b) is connected to the axis of the cylindrical hole (93) from the outlet end of the A room auxiliary passage (91a) and the B room auxiliary passage (91b). It opens on the inner wall of the cylindrical hole (93) at a position that is a predetermined distance away in the direction.

−運転動作−
本実施形態の膨張機構（60）の動作について、図１３を参照しながら説明する。なお、図１３では、固定ラップ（211）の巻き始め側端部が可動ラップ（221）の内側面に接すると同時に可動ラップ（221）の巻き始め側端部が固定ラップ（211）の内側面に接する状態を基準の０°としている。また、図１３では、円筒穴（93）や往復ピストン（25）の図示を省略している。 -Driving action-
The operation of the expansion mechanism (60) of the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 13, the winding start side end of the fixed wrap (211) is in contact with the inner surface of the movable wrap (221) and the winding start side end of the movable wrap (221) is the inner surface of the fixed wrap (211). The state in contact with is set to 0 ° as a reference. Moreover, in FIG. 13, illustration of a cylindrical hole (93) and a reciprocating piston (25) is abbreviate | omitted.

膨張機構（60）へ導入される高圧冷媒は、流入ポート（34）を通り、固定ラップ（211）の巻き始め近傍と可動ラップ（221）の巻き始め近傍に挟まれた１つの流体室（230）に流入する。つまり、高圧冷媒は、流入ポート（34）から流入過程の流体室（230）に導入される。   The high-pressure refrigerant introduced into the expansion mechanism (60) passes through the inflow port (34) and is sandwiched between the vicinity of the winding start of the fixed wrap (211) and the vicinity of the winding start of the movable wrap (221) (230 ). That is, the high-pressure refrigerant is introduced from the inflow port (34) into the fluid chamber (230) in the inflow process.

この流入過程の流体室（230）への高圧冷媒の流入は、可動スクロール（220）の公転角度が３６０°に達する直前まで続く。その間、可動スクロール（220）の公転角度が１８０°を過ぎると、補助通路（91）が流入過程の流体室（230）に連通し始め、その後は高圧冷媒が補助通路（91）を通って補助室（94）へも流入してゆく。   The inflow of high-pressure refrigerant into the fluid chamber (230) in the inflow process continues until just before the revolution angle of the movable scroll (220) reaches 360 °. Meanwhile, when the revolution angle of the movable scroll (220) exceeds 180 °, the auxiliary passage (91) begins to communicate with the fluid chamber (230) in the inflow process, and then the high-pressure refrigerant assists through the auxiliary passage (91). It also flows into the room (94).

可動スクロール（220）の公転角度が３６０°に達すると、可動ラップ（221）及び固定ラップ（211）によって流体室（230）がＡ室（231）とＢ室（232）に仕切られる。閉じ込み状態となったＡ室（231）及びＢ室（232）は、膨張過程の流体室（230）を構成している。そして、Ａ室（231）及びＢ室（232）に閉じ込められた冷媒が膨張することにより、可動スクロール（220）が駆動される。   When the revolution angle of the movable scroll (220) reaches 360 °, the fluid chamber (230) is partitioned into the A chamber (231) and the B chamber (232) by the movable wrap (221) and the fixed wrap (211). The A chamber (231) and the B chamber (232) in the closed state constitute a fluid chamber (230) in the expansion process. The movable scroll (220) is driven by the expansion of the refrigerant confined in the A chamber (231) and the B chamber (232).

Ａ室（231）内での冷媒の膨張は、可動スクロール（220）の公転角度が３６０°を超えたときから始まり、可動スクロール（220）の公転角度が９６０°から１０２０°に至る途中で終了する。その際、Ａ室用バイパス通路（92a）は、可動スクロール（220）の公転角度が４２０°から４８０°に至る途中でＡ室（231）に連通し始め、その後に可動スクロール（220）が１公転する間に亘ってＡ室（231）に連通し続ける。その間、Ａ室用バイパス通路（92a）が補助室（94）に連通していれば、補助室（94）内へ流入した高圧冷媒がＡ室用バイパス通路（92a）を通って膨張過程のＡ室（231）へも流入する。   The expansion of the refrigerant in the chamber A (231) starts when the revolving angle of the movable scroll (220) exceeds 360 ° and ends in the middle of the revolving angle of the movable scroll (220) from 960 ° to 1020 °. To do. At that time, the bypass passage for the A chamber (92a) starts to communicate with the A chamber (231) in the middle of the revolution angle of the movable scroll (220) from 420 ° to 480 °, and then the movable scroll (220) is 1 It continues to communicate with the A room (231) during the revolution. Meanwhile, if the A-room bypass passage (92a) communicates with the auxiliary chamber (94), the high-pressure refrigerant that has flowed into the auxiliary chamber (94) passes through the A-room bypass passage (92a). It also flows into the chamber (231).

Ａ室（231）は、可動スクロール（220）の公転角度が９６０°から１０２０°に至る途中で流出ポート（35）に連通する。その後は、膨張して低圧となった冷媒がＡ室（231）から流出ポート（35）へ送出されてゆく。   Chamber A (231) communicates with the outflow port (35) in the middle of the revolution angle of the movable scroll (220) from 960 ° to 1020 °. Thereafter, the refrigerant that has been expanded to a low pressure is sent from the A chamber (231) to the outflow port (35).

Ｂ室（232）内での冷媒の膨張は、可動スクロール（220）の公転角度が３６０°を超えたときから始まり、可動スクロール（220）の公転角度が８４０°から９００°に至る途中で終了する。その際、Ｂ室用バイパス通路（92b）は、可動スクロール（220）の公転角度が４２０°から４８０°に至る途中でＢ室（232）に連通し始め、その後に可動スクロール（220）が１公転する間に亘ってＢ室（232）に連通し続ける。その間、Ｂ室用バイパス通路（92b）が補助室（94）に連通していれば、補助室（94）内へ流入した高圧冷媒がＡ室用バイパス通路（92a）を通って膨張過程のＢ室（232）へも流入する。   The expansion of the refrigerant in the chamber B (232) starts when the revolving angle of the movable scroll (220) exceeds 360 °, and ends when the revolving angle of the movable scroll (220) reaches from 840 ° to 900 °. To do. At that time, the bypass passage for the B room (92b) starts to communicate with the B room (232) in the middle of the revolution angle of the movable scroll (220) from 420 ° to 480 °, and then the movable scroll (220) is 1 Continue to communicate with Room B (232) during the revolution. Meanwhile, if the B chamber bypass passage (92b) communicates with the auxiliary chamber (94), the high-pressure refrigerant that has flowed into the auxiliary chamber (94) passes through the A chamber bypass passage (92a) in the expansion process B. It also flows into the room (232).

Ｂ室（232）は、可動スクロール（220）の公転角度が８４０°から９００°に至る途中で流出ポート（35）に連通する。その後は、膨張して低圧となった冷媒がＢ室（232）から流出ポート（35）へ送出されてゆく。   The B chamber (232) communicates with the outflow port (35) in the middle of the revolution angle of the movable scroll (220) from 840 ° to 900 °. Thereafter, the refrigerant that has been expanded to a low pressure is sent out from the B chamber (232) to the outflow port (35).

本実施形態の膨張機構（60）においても、往復ピストン（25）を移動させると、それに伴って補助室（94）の容積が変化し、１回の流入過程で膨張機構（60）へ流入する高圧冷媒の体積が変化する。また、Ａ室用バイパス通路（92a）及びＢ室用バイパス通路（92b）が補助室（94）に連通する状態では、流入過程の流体室（230）から膨張過程のＡ室（231）及びＢ室（232）へも高圧冷媒が導入される。   Also in the expansion mechanism (60) of the present embodiment, when the reciprocating piston (25) is moved, the volume of the auxiliary chamber (94) changes accordingly and flows into the expansion mechanism (60) in one inflow process. The volume of the high-pressure refrigerant changes. In the state where the A chamber bypass passage (92a) and the B chamber bypass passage (92b) communicate with the auxiliary chamber (94), the fluid chamber (230) in the inflow process and the A chambers (231) and B in the expansion process are in contact with each other. High-pressure refrigerant is also introduced into the chamber (232).

−実施形態３の効果−
本実施形態では、補助室（94）の容積を変更したり、Ａ室用バイパス通路（92a）及びＢ室用バイパス通路（92b）を通じて膨張過程のＡ室（231）及びＢ室（232）へ高圧冷媒を導入することが可能である。従って、本実施形態によれば、上記実施形態１の場合と同様に、過膨張機構（60）での通過冷媒量を確保することができる。 -Effect of Embodiment 3-
In this embodiment, the volume of the auxiliary chamber (94) is changed, or the chamber A (231) and the chamber B (232) in the expansion process are passed through the chamber A bypass passage (92a) and the chamber B bypass passage (92b). It is possible to introduce a high-pressure refrigerant. Therefore, according to the present embodiment, the amount of refrigerant passing through the overexpansion mechanism (60) can be ensured as in the case of the first embodiment.

《発明の実施形態４》
本発明の実施形態４について説明する。本実施形態は、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。ここでは、本実施形態の膨張機構（60）について説明する。 << Embodiment 4 of the Invention >>
Embodiment 4 of the present invention will be described. The present embodiment is obtained by changing the configuration of the expansion mechanism (60) in the first embodiment. Here, the expansion mechanism (60) of the present embodiment will be described.

図１４に示すように、本実施形態の膨張機構（60）は、上記実施形態１と同様に揺動ピストン型の流体機械によって構成される。ただし、本実施形態の膨張機構（60）では、シリンダ（301）とピストン（303）が１つずつ設けられている。また、本実施形態のシャフト（40）では、ピストン（303）を１つだけ設けたことに対応して、このピストン（303）に係合する大径偏心部（43）が１つだけ形成される。   As shown in FIG. 14, the expansion mechanism (60) of the present embodiment is configured by a swinging piston type fluid machine as in the first embodiment. However, in the expansion mechanism (60) of the present embodiment, one cylinder (301) and one piston (303) are provided. Further, in the shaft (40) of the present embodiment, only one large-diameter eccentric portion (43) that engages with the piston (303) is formed corresponding to the provision of only one piston (303). The

本実施形態において、シリンダ（301）は、一方の端面がフロントヘッド（61）によって閉塞され、他方の端面がリアヘッド（62）によって閉塞されている。シリンダ（301）内に形成された流体室（302）は、ピストン（303）と一体に形成されたブレード（304）によって高圧側と低圧側とに仕切られる。また、このブレード（304）は、一対のブッシュ（305）を介してシリンダ（301）に支持されており、シリンダ（301）に対して進退自在で且つ回動自在となっている。   In the present embodiment, one end surface of the cylinder (301) is closed by the front head (61), and the other end surface is closed by the rear head (62). The fluid chamber (302) formed in the cylinder (301) is divided into a high pressure side and a low pressure side by a blade (304) formed integrally with the piston (303). The blade (304) is supported on the cylinder (301) via a pair of bushes (305), and is movable forward and backward with respect to the cylinder (301).

本実施形態の膨張機構（60）では、フロントヘッド（61）に流入ポート（34）が形成されている。流入ポート（34）の終端は、フロントヘッド（61）の内側面、即ちシリンダ（301）側の面に開口している。また、フロントヘッド（61）の内側面において、流入ポート（34）は、大径偏心部（43）やピストン（303）の端面によって覆われて流体室（302）と直接に連通することのない位置に開口している（図１４を参照）。具体的に、流入ポート（34）の終端は、フロントヘッド（61）の内側面のうち大径偏心部（43）の端面と摺接する部分において、図１４における主軸部（44）の軸心のやや左上の位置に開口している。   In the expansion mechanism (60) of the present embodiment, an inflow port (34) is formed in the front head (61). The end of the inflow port (34) is open on the inner surface of the front head (61), that is, the surface on the cylinder (301) side. Further, on the inner side surface of the front head (61), the inflow port (34) is covered with the large-diameter eccentric portion (43) and the end surface of the piston (303) and does not directly communicate with the fluid chamber (302). Open in position (see FIG. 14). Specifically, the end of the inflow port (34) is the portion of the inner surface of the front head (61) that is in sliding contact with the end surface of the large-diameter eccentric portion (43), and the end of the main shaft portion (44) in FIG. There is a slight opening in the upper left position.

フロントヘッド（61）には、溝状通路（310）も形成されている。この溝状通路（310）は、フロントヘッド（61）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（61）の内側面に開口する凹溝状に形成されている。   A groove-like passage (310) is also formed in the front head (61). The groove-shaped passage (310) is formed in a concave groove shape opened on the inner surface of the front head (61) by digging the front head (61) from the inner surface.

フロントヘッド（61）の内側面における溝状通路（310）の開口部分は、図１４における上下に細長い長方形状となっている。溝状通路（310）は、同図における主軸部（44）の軸心よりも左側に位置している。また、この溝状通路（310）は、同図における上端がシリンダ（301）の内周面よりも僅かに内側に位置すると共に、同図における下端がフロントヘッド（61）の内側面のうち大径偏心部（43）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（310）は、流体室（302）と連通可能になっている。   The opening portion of the groove-like passage (310) on the inner side surface of the front head (61) has a rectangular shape that is elongated vertically in FIG. The groove-like passage (310) is located on the left side of the axis of the main shaft portion (44) in the figure. In addition, the groove-shaped passage (310) has an upper end in the same figure located slightly inside the inner peripheral surface of the cylinder (301), and a lower end in the same figure is the larger of the inner side surfaces of the front head (61). It is located in the part which slidably contacts with the end surface of the diameter eccentric part (43). The groove-like passage (310) can communicate with the fluid chamber (302).

シャフト（40）の大径偏心部（43）には、連通路（311）が形成されている。この連通路（311）は、大径偏心部（43）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（61）に向き合った大径偏心部（43）の端面に開口する凹溝状に形成されている。   A communication path (311) is formed in the large-diameter eccentric part (43) of the shaft (40). The communication path (311) is formed in a concave groove shape that opens in the end surface of the large-diameter eccentric part (43) facing the front head (61) by digging the large-diameter eccentric part (43) from the end surface side. ing.

また、連通路（311）は、シャフト（40）の回転方向に沿って延びる円弧状に形成されている（図１４を参照）。更に、連通路（311）におけるその周長方向の中央は、主軸部（44）の軸心と大径偏心部（43）の軸心を結んだ線上であって、大径偏心部（43）の軸心に対して主軸部（44）の軸心とは反対側に位置している。そして、シャフト（40）が回転すると、それに伴って大径偏心部（43）の連通路（311）も移動し、この連通路（311）を介して流入ポート（34）と溝状通路（310）が間欠的に連通される。   Moreover, the communicating path (311) is formed in the circular arc shape extended along the rotation direction of a shaft (40) (refer FIG. 14). Further, the center in the circumferential direction of the communication path (311) is a line connecting the shaft center of the main shaft portion (44) and the shaft center of the large diameter eccentric portion (43), and the large diameter eccentric portion (43) It is located on the opposite side of the shaft center of the main shaft portion (44) with respect to the shaft center. When the shaft (40) rotates, the communication passage (311) of the large-diameter eccentric part (43) also moves accordingly, and the inflow port (34) and the groove-like passage (310) are connected via this communication passage (311). ) Are intermittently communicated.

上記流出ポート（35）は、シリンダ（301）に形成されている。この流出ポート（35）の始端は、流体室（302）に臨むシリンダ（301）の内周面に開口している。また、流出ポート（35）の始端は、図１４におけるブレード（304）の右側近傍に開口している。   The outflow port (35) is formed in the cylinder (301). The starting end of the outflow port (35) opens to the inner peripheral surface of the cylinder (301) facing the fluid chamber (302). Further, the starting end of the outflow port (35) is opened near the right side of the blade (304) in FIG.

本実施形態の膨張機構（60）では、フロントヘッド（61）又はリアヘッド（62）に補助通路（91）とバイパス通路（92）と円筒穴（93）とが形成されている。また、円筒穴（93）には、容積可変機構及び流量調節機構（100）を構成する往復ピストン（25）が挿入されている。なお、図１４では、補助通路（91）やバイパス通路（92）、円筒穴（93）、往復ピストン（25）等を模式的に図示している。   In the expansion mechanism (60) of the present embodiment, an auxiliary passage (91), a bypass passage (92), and a cylindrical hole (93) are formed in the front head (61) or the rear head (62). A reciprocating piston (25) constituting a variable volume mechanism and a flow rate adjusting mechanism (100) is inserted into the cylindrical hole (93). FIG. 14 schematically shows the auxiliary passage (91), the bypass passage (92), the cylindrical hole (93), the reciprocating piston (25), and the like.

補助通路（91）の流入端は、フロントヘッド（61）又はリアヘッド（62）の内側面（即ち、シリンダ（301）側の端面）に開口している。この補助通路（91）の流入端は、シリンダ（301）の内周面に沿ってブレード（304）の位置からシャフト（40）の回転方向（図１４における反時計方向）へ約４５°進んだ位置に設けられている。補助通路（91）の流出端は、上記実施形態１の場合と同様に、円筒穴（93）の内壁に開口しており、円筒穴（93）の底面の近傍に位置している。   The inflow end of the auxiliary passage (91) opens to the inner surface of the front head (61) or the rear head (62) (that is, the end surface on the cylinder (301) side). The inflow end of the auxiliary passage (91) has advanced about 45 ° along the inner peripheral surface of the cylinder (301) from the position of the blade (304) in the rotational direction of the shaft (40) (counterclockwise in FIG. 14). In the position. The outflow end of the auxiliary passage (91) opens to the inner wall of the cylindrical hole (93) and is located in the vicinity of the bottom surface of the cylindrical hole (93), as in the first embodiment.

バイパス通路（92）の流入端は、フロントヘッド（61）又はリアヘッド（62）の内側面（即ち、シリンダ（301）側の端面）に開口している。このバイパス通路（92）の流入端は、シリンダ（301）の内周面に沿ってブレード（304）の位置からシャフト（40）の回転方向（図１４における反時計方向）へ約１３５°進んだ位置に設けられている。バイパス通路（92）の流出端は、上記実施形態１の場合と同様に、円筒穴（93）の内壁に開口しており、円筒穴（93）の底面から該円筒穴（93）の軸方向へ所定距離だけ離れた位置に設けられている。   The inflow end of the bypass passage (92) opens to the inner surface of the front head (61) or the rear head (62) (that is, the end surface on the cylinder (301) side). The inflow end of the bypass passage (92) advances about 135 ° from the position of the blade (304) along the inner peripheral surface of the cylinder (301) in the rotational direction of the shaft (40) (counterclockwise in FIG. 14). In the position. The outflow end of the bypass passage (92) opens to the inner wall of the cylindrical hole (93) as in the case of the first embodiment, and the axial direction of the cylindrical hole (93) extends from the bottom surface of the cylindrical hole (93). It is provided at a position separated by a predetermined distance.

−運転動作−
膨張機構（60）の動作について、図１４を参照しながら説明する。流体室（302）へ高圧冷媒を導入すると、シャフト（40）が図１４における反時計方向へ回転する。 -Driving action-
The operation of the expansion mechanism (60) will be described with reference to FIG. When the high-pressure refrigerant is introduced into the fluid chamber (302), the shaft (40) rotates counterclockwise in FIG.

シャフト（40）の回転角が０°の時点では、流入ポート（34）の終端が大径偏心部（43）の端面で覆われている。つまり、流入ポート（34）は、大径偏心部（43）によって塞がれた状態となっている。大径偏心部（43）の連通路（311）は、溝状通路（310）のみに連通している。溝状通路（310）は、ピストン（303）と大径偏心部（43）の端面によって覆われおり、流体室（302）に連通しない状態となっている。流体室（302）は、流出ポート（35）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、流体室（302）は流入ポート（34）から遮断された状態となっており、高圧冷媒は流体室（302）へ流入しない。   When the rotation angle of the shaft (40) is 0 °, the end of the inflow port (34) is covered with the end face of the large-diameter eccentric part (43). That is, the inflow port (34) is closed by the large-diameter eccentric part (43). The communication path (311) of the large-diameter eccentric part (43) communicates only with the groove-shaped path (310). The groove-shaped passage (310) is covered with the end surfaces of the piston (303) and the large-diameter eccentric portion (43), and is not in communication with the fluid chamber (302). The fluid chamber (302) communicates with the outflow port (35) so that the entire fluid chamber (302) is on the low pressure side. At this time, the fluid chamber (302) is in a state of being blocked from the inflow port (34), and the high-pressure refrigerant does not flow into the fluid chamber (302).

シャフト（40）の回転角が４５°の時点では、流入ポート（34）が大径偏心部（43）の連通路（311）に連通した状態となる。この連通路（311）は、溝状通路（310）にも連通している。溝状通路（310）は、図１４における上端部分がピストン（303）の端面から外れた状態となり、流体室（302）の高圧側と連通する。この時点において、流体室（302）が連通路（311）及び溝状通路（310）を介して流入ポート（34）に連通された状態となっており、高圧冷媒が流体室（302）の高圧側へ流入する。つまり、流体室（302）への高圧冷媒の導入は、シャフト（40）の回転角が０°から４５°に至るまでの間に開始される。また、シャフト（40）の回転角が４５°に達すると、流体室（302）の高圧側に補助通路（91）が連通し、補助室（94）へ高圧冷媒が流入する。   When the rotation angle of the shaft (40) is 45 °, the inflow port (34) communicates with the communication path (311) of the large-diameter eccentric part (43). The communication path (311) also communicates with the groove-shaped path (310). The groove-shaped passage (310) is in a state in which the upper end portion in FIG. 14 is disengaged from the end face of the piston (303) and communicates with the high-pressure side of the fluid chamber (302). At this time, the fluid chamber (302) is in communication with the inflow port (34) via the communication passage (311) and the groove-like passage (310), and the high-pressure refrigerant is in the high pressure of the fluid chamber (302). To the side. That is, the introduction of the high-pressure refrigerant into the fluid chamber (302) is started when the rotation angle of the shaft (40) reaches 0 ° to 45 °. When the rotation angle of the shaft (40) reaches 45 °, the auxiliary passage (91) communicates with the high pressure side of the fluid chamber (302), and high-pressure refrigerant flows into the auxiliary chamber (94).

シャフト（40）の回転角が９０°の時点では、流体室（302）が連通路（311）及び溝状通路（310）を介して流入ポート（34）に連通された状態となっている。そして、シャフト（40）の回転角が４５°から９０°に至るまでの間は、流体室（302）の高圧側と補助室（94）へ高圧冷媒が流入し続ける。その間、バイパス通路（92）が補助室（94）に連通していれば、補助室（94）内へ流入した高圧冷媒がバイパス通路（92）を通って流体室（302）の低圧側へも流入する。バイパス通路（92）を通って流体室（302）の低圧側へ流入した冷媒は、膨張後の冷媒と共に流出ポート（35）へ送り出される。   When the rotation angle of the shaft (40) is 90 °, the fluid chamber (302) is in communication with the inflow port (34) via the communication path (311) and the groove-shaped path (310). Then, the high-pressure refrigerant continues to flow into the high-pressure side of the fluid chamber (302) and the auxiliary chamber (94) until the rotation angle of the shaft (40) reaches 45 ° to 90 °. Meanwhile, if the bypass passage (92) communicates with the auxiliary chamber (94), the high-pressure refrigerant flowing into the auxiliary chamber (94) passes through the bypass passage (92) to the low pressure side of the fluid chamber (302). Inflow. The refrigerant flowing into the low pressure side of the fluid chamber (302) through the bypass passage (92) is sent out to the outflow port (35) together with the expanded refrigerant.

シャフト（40）が回転を続けると、大径偏心部（43）の連通路（311）は、流入ポート（34）に連通するものの、溝状通路（310）には連通しない状態となる。この時点において、流体室（302）は流入ポート（34）から遮断された状態となり、高圧冷媒は流体室（302）へ流入しなくなる。そして、シャフト（40）の回転角が１３５°の時点では、大径偏心部（43）の連通路（311）が流入ポート（34）と溝状通路（310）の何れにも連通しない状態となる。このように、流体室（302）及び補助室（94）への高圧冷媒の導入は、シャフト（40）の回転角が９０°から１３５°に至るまでの間に終了する。   If the shaft (40) continues to rotate, the communication path (311) of the large-diameter eccentric part (43) communicates with the inflow port (34) but does not communicate with the groove-shaped path (310). At this time, the fluid chamber (302) is blocked from the inflow port (34), and the high-pressure refrigerant does not flow into the fluid chamber (302). When the rotation angle of the shaft (40) is 135 °, the communication path (311) of the large-diameter eccentric part (43) does not communicate with either the inflow port (34) or the groove-shaped path (310). Become. As described above, the introduction of the high-pressure refrigerant into the fluid chamber (302) and the auxiliary chamber (94) is completed while the rotation angle of the shaft (40) reaches 90 ° to 135 °.

流体室（302）への高圧冷媒の導入が終了した後は、流体室（302）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、シャフト（40）が回転して流体室（302）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（35）に連通する流体室（302）の低圧側からは、膨張後の低圧冷媒が流出ポート（35）を通じて排出され続ける。   After the introduction of the high-pressure refrigerant into the fluid chamber (302) is completed, the high-pressure side of the fluid chamber (302) becomes a closed space, and the refrigerant flowing into the fluid chamber (302) expands. That is, the shaft (40) rotates and the volume on the high pressure side in the fluid chamber (302) increases. Meanwhile, the low-pressure refrigerant after expansion continues to be discharged through the outflow port (35) from the low pressure side of the fluid chamber (302) communicating with the outflow port (35).

流体室（302）における冷媒の膨張は、シャフト（40）の回転角が３１５°から３６０°に至るまでの間において、ピストン（303）におけるシリンダ（301）との接触部分が流出ポート（35）に達するまで続く。そして、ピストン（303）におけるシリンダ（301）との接触部分が流出ポート（35）を横切ると、流体室（302）が流出ポート（35）と連通され、膨張した冷媒の排出が開始される。   The expansion of the refrigerant in the fluid chamber (302) is caused by the contact portion of the piston (303) with the cylinder (301) at the outflow port (35) during the rotation angle of the shaft (40) from 315 ° to 360 °. Continue until you reach. When the contact portion of the piston (303) with the cylinder (301) crosses the outflow port (35), the fluid chamber (302) is communicated with the outflow port (35), and discharge of the expanded refrigerant is started.

本実施形態の膨張機構（60）においても、往復ピストン（25）を移動させると、それに伴って補助室（94）の容積が変化し、１回の流入過程で膨張機構（60）へ流入する高圧冷媒の体積が変化する。また、バイパス通路（92）が補助室（94）に連通する状態では、流入過程にある流体室（230）の高圧側から膨張過程にある流体室（230）の低圧側へも高圧冷媒が流れ込む。   Also in the expansion mechanism (60) of the present embodiment, when the reciprocating piston (25) is moved, the volume of the auxiliary chamber (94) changes accordingly and flows into the expansion mechanism (60) in one inflow process. The volume of the high-pressure refrigerant changes. When the bypass passage (92) communicates with the auxiliary chamber (94), the high-pressure refrigerant flows from the high-pressure side of the fluid chamber (230) in the inflow process to the low-pressure side of the fluid chamber (230) in the expansion process. .

−実施形態４の効果−
本実施形態では、補助室（94）の容積を変更したり、バイパス通路（92）を通じて流出過程の流体室（230）へ高圧冷媒を導入することが可能である。従って、本実施形態によれば、上記実施形態１の場合と同様に、膨張機構（60）での通過冷媒量を確保することができる。 -Effect of Embodiment 4-
In the present embodiment, it is possible to change the volume of the auxiliary chamber (94) or introduce the high-pressure refrigerant into the fluid chamber (230) in the outflow process through the bypass passage (92). Therefore, according to the present embodiment, the amount of refrigerant passing through the expansion mechanism (60) can be ensured as in the case of the first embodiment.

なお、以上の実施形態１〜４は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。   In addition, the above Embodiment 1-4 is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.

以上説明したように、本発明は、冷媒回路（11）に設けられる膨張機について有用である。   As described above, the present invention is useful for the expander provided in the refrigerant circuit (11).

実施形態１における冷媒回路の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a refrigerant circuit in Embodiment 1. FIG. 実施形態１における圧縮・膨張ユニットの縦断面図である。2 is a longitudinal sectional view of a compression / expansion unit according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１における膨張機構の縦断面図である。3 is a longitudinal sectional view of an expansion mechanism in Embodiment 1. FIG. 実施形態１における膨張機構の要部を示す概略の横断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a main part of the expansion mechanism in the first embodiment. 実施形態１における膨張機構の動作を示す概略の横断面図であって、補助室の容積がゼロの状態を示すものである。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the operation of the expansion mechanism in Embodiment 1, and shows a state where the volume of the auxiliary chamber is zero. 実施形態１における膨張機構の動作を示す概略の横断面図であって、往復ピストンが第２通路を遮断している状態を示すものである。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the operation of the expansion mechanism in Embodiment 1 and shows a state where the reciprocating piston blocks the second passage. 実施形態１における膨張機構の動作を示す概略の横断面図であって、第１通路と第２通路が連通している状態を示すものである。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the operation of the expansion mechanism in Embodiment 1, and shows a state where the first passage and the second passage are in communication. 実施形態１の変形例における膨張機構の要部を示す概略の横断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an expansion mechanism in a modification of the first embodiment. 実施形態２における膨張機構の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the expansion mechanism in Embodiment 2. 実施形態２における容積変更機構の動作を示す膨張機構の拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of an expansion mechanism showing the operation of the volume changing mechanism in the second embodiment. 実施形態２の変形例における流量調節機構の動作を示す膨張機構の拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of an expansion mechanism showing the operation of a flow rate adjustment mechanism in a modification of the second embodiment. 実施形態３における膨張機構の要部を示す概略の横断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an expansion mechanism in Embodiment 3. 実施形態３における膨張機構の動作を示す概略の横断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the operation of the expansion mechanism in the third embodiment. 実施形態４における膨張機構の動作を示す概略の横断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the operation of the expansion mechanism in the fourth embodiment.

11 冷媒回路
20 容積変更機構
25 往復ピストン（ピストン部材）
66 膨張室
70 第１ロータリ機構部
71 第１シリンダ
72 第１流体室
73 第１高圧室（流入室）
74 第１低圧室
75 第１ピストン
80 第２ロータリ機構部
81 第２シリンダ
82 第２流体室
83 第２高圧室
84 第２低圧室（流出室）
85 第２ピストン
92 バイパス通路
92a Ａ室用バイパス通路
92b Ｂ室用バイパス通路
94 補助室
100 流量調節機構
210 固定スクロール
211 固定ラップ
220 可動スクロール
221 可動ラップ
230 流体室 11 Refrigerant circuit
20 Volume change mechanism
25 Reciprocating piston (piston member)
66 Expansion chamber
70 First rotary mechanism
71 1st cylinder
72 First fluid chamber
73 1st high pressure chamber (inflow chamber)
74 First low pressure chamber
75 First piston
80 Second rotary mechanism
81 2nd cylinder
82 Second fluid chamber
83 Second high pressure chamber
84 Second low pressure chamber (outflow chamber)
85 2nd piston
92 Bypass passage
92a Bypass passage for room A
92b Bypass passage for room B
94 Auxiliary room
100 Flow control mechanism
210 Fixed scroll
211 fixed wrap
220 Moveable scroll
221 Movable wrap
230 Fluid chamber

Claims (6)

冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）に接続され、流体室（72,82,…）へ流入した高圧冷媒が膨張することにより動力を発生させる容積型の膨張機であって、
膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）を流入過程の流体室（73）に連通させるためのバイパス通路（92）と、
上記バイパス通路（92）での冷媒流量を調節するための流量調節機構（100）と、
上記流入過程の流体室（73）に連通する補助室（94）と、
上記補助室（94）の容積を変更するための容積変更機構（20）とを備え、
上記バイパス通路（92）は、上記補助室（94）に接続されており、該補助室（94）を介して上記膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）を上記流入過程の流体室（73）に連通させている
ことを特徴とする膨張機。 A positive displacement expander that is connected to a refrigerant circuit (11) that performs a refrigeration cycle and generates power by expanding high-pressure refrigerant flowing into a fluid chamber (72, 82, ...),
A bypass passage (92) for communicating the fluid chamber (66, 84) in the expansion process or the outflow process with the fluid chamber (73) in the inflow process;
A flow rate adjusting mechanism (100) for adjusting the refrigerant flow rate in the bypass passage (92) ,
An auxiliary chamber (94) communicating with the fluid chamber (73) in the inflow process;
A volume changing mechanism (20) for changing the volume of the auxiliary chamber (94),
The bypass passage (92) is connected to the auxiliary chamber (94), and the fluid chamber (66, 84) in the expansion process or the outflow process passes through the auxiliary chamber (94) to the fluid chamber in the inflow process. An expander characterized by being in communication with (73) . 冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）に接続され、流体室（72,82,…）へ流入した高圧冷媒が膨張することにより動力を発生させる容積型の膨張機であって、
膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）を流入過程の流体室（73）に連通させるためのバイパス通路（92）と、
上記バイパス通路（92）での冷媒流量を調節するための流量調節機構（100）と、
シリンダ（71,81）、該シリンダ（71,81）内で偏心回転するピストン（75,85）、及びシリンダ（71,81）内を高圧室と低圧室に仕切るブレードをそれぞれが有する第１ロータリ機構部（70）及び第２ロータリ機構部（80）と、
第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）と第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）を連通させる連通路（64）とを備え、
上記第２ロータリ機構部（80）の押しのけ容積が上記第１ロータリ機構部（70）の押しのけ容積よりも大きくなっており、
上記第１ロータリ機構部（70）の高圧室（73）が流入過程の流体室を、上記第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）と上記第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）が膨張過程の流体室を、上記第２ロータリ機構部（80）の低圧室（84）が流出過程の流体室をそれぞれ構成し、
上記バイパス通路（92）は、上記第１ロータリ機構部（70）の高圧室（73）を上記第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）に連通させている
ことを特徴とする膨張機。 A positive displacement expander that is connected to a refrigerant circuit (11) that performs a refrigeration cycle and generates power by expanding high-pressure refrigerant flowing into a fluid chamber (72, 82, ...) ,
A bypass passage (92) for communicating the fluid chamber (66, 84) in the expansion process or the outflow process with the fluid chamber (73) in the inflow process;
A flow rate adjusting mechanism (100) for adjusting the refrigerant flow rate in the bypass passage (92),
A first rotary having a cylinder (71, 81), a piston (75, 85) that rotates eccentrically in the cylinder (71, 81), and a blade that partitions the cylinder (71, 81) into a high pressure chamber and a low pressure chamber. A mechanism (70) and a second rotary mechanism (80);
A communication passage (64) for communicating the low pressure chamber (74) of the first rotary mechanism (70) and the high pressure chamber (83) of the second rotary mechanism (80);
The displacement of the second rotary mechanism (80) is larger than the displacement of the first rotary mechanism (70);
The high-pressure chamber (73) of the first rotary mechanism (70) is the fluid chamber in the inflow process, and the low-pressure chamber (74) of the first rotary mechanism (70) and the high-pressure of the second rotary mechanism (80). The chamber (83) constitutes a fluid chamber in the expansion process, and the low pressure chamber (84) of the second rotary mechanism (80) constitutes a fluid chamber in the outflow process.
The bypass passage (92) communicates the high pressure chamber (73) of the first rotary mechanism (70) with the high pressure chamber (83) of the second rotary mechanism (80). Machine. 請求項１又は２において、
流体室（72,82,…）は、流入過程の流体室である流入室（73）と、膨張過程の流体室である膨張室（66）と、流出過程の流体室である流出室（84）とに区画されている
ことを特徴とする膨張機。 In claim 1 or 2 ,
The fluid chambers (72, 82,...) Are an inflow chamber (73) that is a fluid chamber in an inflow process, an expansion chamber (66) that is a fluid chamber in an expansion process, and an outflow chamber (84) that is a fluid chamber in an outflow process. And an expander characterized by being divided into 請求項１，２又は３において、
上記容積変更機構（20）は、上記補助室（94）に嵌合するピストン部材（25）を備え、該ピストン部材（25）を移動させることによって上記補助室（94）の容積を変更するように構成されている
ことを特徴とする膨張機。 In claim 1, 2 or 3 ,
The volume changing mechanism (20) includes a piston member (25) fitted into the auxiliary chamber (94), and moves the piston member (25) so as to change the volume of the auxiliary chamber (94). An expander characterized in that it is configured as follows. 請求項４において、
上記補助室（94）に開口する上記バイパス通路（92）の一端は、上記補助室（94）の容積が所定値に達するまでは上記ピストン部材（25）によって閉塞された状態となる位置に設けられる一方、
上記ピストン部材（25）が上記流量調節機構（100）を兼ねており、上記バイパス通路（92）の一端が開口する状態では上記ピストン部材（25）の位置に応じて上記補助室（94）から上記バイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が調節される
ことを特徴とする膨張機。 In claim 4,
One end of the bypass passage (92) that opens to the auxiliary chamber (94) is provided at a position that is closed by the piston member (25) until the volume of the auxiliary chamber (94) reaches a predetermined value. While
The piston member (25) also serves as the flow rate adjusting mechanism (100), and in a state where one end of the bypass passage (92) is open, the auxiliary chamber (94) is moved from the auxiliary chamber (94) according to the position of the piston member (25). An expander characterized in that the flow rate of the refrigerant flowing into the bypass passage (92) is adjusted. 請求項１において、
固定スクロール（210）と可動スクロール（220）とを備えてスクロール流体機械を構成しており、上記固定スクロール（210）の固定ラップ（211）と上記可動スクロール（220）の可動ラップ（221）が互いに噛みあって流体室（230）を形成している
ことを特徴とする膨張機。 In claim 1 ,
A scroll fluid machine is configured with a fixed scroll (210) and a movable scroll (220), and a fixed wrap (211) of the fixed scroll (210) and a movable wrap (221) of the movable scroll (220) are provided. An expander characterized in that a fluid chamber (230) is formed by meshing with each other.
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