JP5045471B2 - Expansion machine - Google Patents

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Description

本発明は、冷凍サイクルを行う冷媒回路に接続されて冷媒から動力を回収する膨張機に関するものである。   The present invention relates to an expander that is connected to a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle and recovers power from the refrigerant.

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

例えば、特許文献１には、この膨張機を備えた冷凍装置が開示されている。具体的に、特許文献１の図１に記載された冷凍装置では、膨張機を構成する膨張機構が圧縮機を構成する圧縮機構と１本の軸で連結され、膨張機構で得られた動力が圧縮機構の駆動に利用される。また、特許文献１の図６に記載された冷凍装置では、圧縮機構に電動機が接続され、膨張機構に発電機が連結されている。この冷凍装置は、圧縮機構が電動機により駆動されて冷媒を圧縮し、発電機が膨張機構により駆動されて発電を行う。   For example, Patent Document 1 discloses a refrigeration apparatus including the expander. Specifically, in the refrigeration apparatus described in FIG. 1 of Patent Document 1, the expansion mechanism that constitutes the expander is connected to the compression mechanism that constitutes the compressor by a single shaft, and the power obtained by the expansion mechanism is obtained. Used to drive the compression mechanism. In the refrigeration apparatus described in FIG. 6 of Patent Document 1, an electric motor is connected to the compression mechanism, and a generator is connected to the expansion mechanism. In this refrigeration apparatus, the compression mechanism is driven by an electric motor to compress the refrigerant, and the generator is driven by an expansion mechanism to generate electric power.

また、特許文献２には、冷媒回路に接続される流体機械であって、膨張機構と圧縮機構を１本の軸で連結したものが開示されている。この流体機械では、圧縮機構と、膨張機構と、両者を連結する軸とが１つのケーシング内に収容されている。また、この流体機械では、軸の内部に給油通路が形成されており、ケーシングの底部に溜まった冷凍機油が給油通路を通じて圧縮機構や膨張機構へ供給される。   Patent Document 2 discloses a fluid machine connected to a refrigerant circuit in which an expansion mechanism and a compression mechanism are connected by a single shaft. In this fluid machine, a compression mechanism, an expansion mechanism, and a shaft that connects both are housed in one casing. Further, in this fluid machine, an oil supply passage is formed inside the shaft, and refrigeration oil accumulated in the bottom of the casing is supplied to the compression mechanism and the expansion mechanism through the oil supply passage.

この特許文献２に開示された流体機械では、ケーシングの内圧が圧縮機構から吐出された冷媒の圧力と同等になっており、ケーシング内に貯留された冷凍機油の圧力もケーシングの内圧と等しくなる。一方、膨張機構では冷媒が膨張するため、膨張機構にはケーシングの内圧よりも低圧となる部分が存在する。このため、ケーシング内に貯留された高圧の冷凍機油は、主にケーシングの内部空間と膨張機構内の圧力差によって膨張機構へ供給される。
特開２０００−２４１０３３号公報 特開２００７−２４７６０７号公報 In the fluid machine disclosed in Patent Document 2, the internal pressure of the casing is equal to the pressure of the refrigerant discharged from the compression mechanism, and the pressure of the refrigerating machine oil stored in the casing is also equal to the internal pressure of the casing. On the other hand, since the refrigerant expands in the expansion mechanism, there is a portion in the expansion mechanism that is lower than the internal pressure of the casing. For this reason, the high-pressure refrigerating machine oil stored in the casing is supplied to the expansion mechanism mainly due to a pressure difference between the internal space of the casing and the expansion mechanism.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-241033 JP 2007-247607 A

ここで、膨張機構が密閉容器状のケーシングに収容される膨張機において、ケーシングの内圧を圧縮機から吐出された高圧冷媒と同等にすれば、上記特許文献２に開示された流体機械と同様に、ケーシングの内部空間と膨張機構内の圧力差を利用してケーシング内の冷凍機油を膨張機構へ供給することができる。膨張機のケーシングの内圧を圧縮機から吐出された高圧ガス冷媒と同等にするには、膨張機のケーシングを高圧ガス冷媒が存在する部分と連通させる必要がある。ところが、圧縮機から吐出された高圧ガス冷媒は、比較的高温（例えば１００℃程度）である。このため、比較的低温（例えば０℃〜４０℃程度）の冷媒が流れる膨張機構の周囲に高温の高圧ガス冷媒が導入されると、膨張機構を通過する冷媒が高圧ガス冷媒によって加熱され、冷凍装置の能力低下を招くおそれがある。   Here, in the expander in which the expansion mechanism is accommodated in the sealed container-shaped casing, if the internal pressure of the casing is made equal to the high-pressure refrigerant discharged from the compressor, the same as the fluid machine disclosed in Patent Document 2 above. The refrigerating machine oil in the casing can be supplied to the expansion mechanism using the pressure difference between the internal space of the casing and the expansion mechanism. In order to make the internal pressure of the expander casing equal to that of the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor, the expander casing needs to communicate with a portion where the high-pressure gas refrigerant exists. However, the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor has a relatively high temperature (for example, about 100 ° C.). For this reason, when a high-temperature high-pressure gas refrigerant is introduced around an expansion mechanism in which a relatively low-temperature (for example, about 0 ° C. to 40 ° C.) refrigerant flows, the refrigerant passing through the expansion mechanism is heated by the high-pressure gas refrigerant, There is a risk of reducing the capability of the device.

この問題の対策としては、膨張機構が収容されたケーシングの内圧を、膨張機構から流出した低圧冷媒の圧力と同等にすることが考えられる。この低圧冷媒は比較的低温（例えば０〜１０℃程度）であるため、膨張機構の周囲の冷媒から膨張機構の内部の冷媒へ移動する熱量が大幅に減少する。ところが、この場合には、ケーシングの内圧が膨張機構の内部の圧力と同等かそれよりも低くなる。このため、ケーシング内に貯留された冷凍機油を膨張機構へ供給するには機械式のポンプ等を用いて冷凍機油を昇圧させることが必要となり、膨張機の構造の複雑化を招いてしまう。   As a countermeasure for this problem, it is conceivable to make the internal pressure of the casing in which the expansion mechanism is accommodated equal to the pressure of the low-pressure refrigerant that has flowed out of the expansion mechanism. Since this low-pressure refrigerant has a relatively low temperature (for example, about 0 to 10 ° C.), the amount of heat transferred from the refrigerant around the expansion mechanism to the refrigerant inside the expansion mechanism is greatly reduced. However, in this case, the internal pressure of the casing is equal to or lower than the internal pressure of the expansion mechanism. For this reason, in order to supply the refrigerating machine oil stored in the casing to the expansion mechanism, it is necessary to increase the pressure of the refrigerating machine oil using a mechanical pump or the like, resulting in a complicated structure of the expander.

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、膨張機が設けられる冷凍装置の能力を向上させつつ、膨張機の膨張機構へ冷凍機油を確実に供給して膨張機の信頼性を確保することにある。   The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to reliably supply refrigerating machine oil to the expansion mechanism of the expander while improving the capacity of the refrigerating apparatus provided with the expander. It is to ensure reliability.

第１の発明は、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）に接続され、上記冷媒回路（11）を流れる高圧冷媒から動力を回収するための膨張機を対象とする。そして、上記高圧冷媒が流入する流体室（52,72,82）を形成して該流体室（52,72,82）内で冷媒が膨張することによって動力を発生させる膨張機構（31）と、上記膨張機構（31）で膨張した冷媒と同じ圧力となっている内部空間に上記膨張機構（31）を収容するケーシング（34）と、上記ケーシング（34）内の上記膨張機構（31）に端部が挿入され、上記冷媒回路（11）内に存在する高圧の冷凍機油を上記膨張機構（31）へ供給する給油管（37）とを備え、上記膨張機構（31）は、上記給油管（37）から供給されて上記膨張機構（31）の潤滑に利用された冷凍機油を、上記流体室（52,72,82）内で膨張した冷媒と共に排出するように構成されるものである。 A first invention is directed to an expander that is connected to a refrigerant circuit (11) that circulates refrigerant to perform a refrigeration cycle and recovers power from a high-pressure refrigerant flowing through the refrigerant circuit (11). An expansion mechanism (31) for generating power by forming a fluid chamber (52, 72, 82) into which the high-pressure refrigerant flows and expanding the refrigerant in the fluid chamber (52, 72, 82); A casing (34) for accommodating the expansion mechanism (31) in an internal space at the same pressure as the refrigerant expanded by the expansion mechanism (31), and an end to the expansion mechanism (31) in the casing (34) And an oil supply pipe (37) for supplying high-pressure refrigeration oil present in the refrigerant circuit (11) to the expansion mechanism (31). The expansion mechanism (31) The refrigerating machine oil supplied from 37) and used for lubricating the expansion mechanism (31) is discharged together with the refrigerant expanded in the fluid chamber (52, 72, 82).

第１の発明の膨張機（30）では、膨張機構（31）がケーシング（34）の内部空間に収容される一方、ケーシング（34）の内部空間の圧力は膨張機構（31）で膨張した冷媒の圧力と同等となっている。膨張機構（31）で膨張した冷媒は比較的低温であるため、ケーシング（34）内に収容された膨張機構（31）の周囲の雰囲気も比較的低温となる。このため、膨張機構（31）の周囲の冷媒から膨張機構（31）の内部の冷媒へ移動する熱量が大幅に減少する。   In the expander (30) of the first invention, the expansion mechanism (31) is accommodated in the internal space of the casing (34), while the pressure in the internal space of the casing (34) is expanded by the expansion mechanism (31). It is equivalent to the pressure. Since the refrigerant expanded by the expansion mechanism (31) has a relatively low temperature, the atmosphere around the expansion mechanism (31) accommodated in the casing (34) is also relatively low. For this reason, the amount of heat transferred from the refrigerant around the expansion mechanism (31) to the refrigerant inside the expansion mechanism (31) is greatly reduced.

第１の発明の膨張機（30）には、給油管（37）が設けられる。この給油管（37）の端部は、ケーシング（34）に収容された膨張機構（31）に挿入されている。給油管（37）は、冷媒回路（11）内に存在する高圧の冷凍機油を膨張機構（31）へ供給する。膨張機構（31）では冷媒が膨張するため、膨張機構（31）には給油管（37）から供給される冷凍機油よりも低圧となる部分が存在する。例えば、冷媒が膨張する膨張過程や冷媒が排出される排出過程にある流体室（52,72,82）は、その内圧が給油管（37）から供給される冷凍機油よりも低圧となる。このため、給油管（37）を通じて膨張機構（31）へ供給された冷凍機油は、膨張機構（31）のうち低圧となっている部分へ向かって流れ、膨張機構（31）の内部に行き渡って潤滑に利用される。膨張機構（31）の潤滑に利用された冷凍機油は、流体室（52,72,82）内で膨張した冷媒と一緒に膨張機構（31）から排出されてゆく。 The expander (30) of the first invention is provided with an oil supply pipe (37). The end of the oil supply pipe (37) is inserted into the expansion mechanism (31) accommodated in the casing (34) . The oil supply pipe (37) supplies high-pressure refrigeration oil existing in the refrigerant circuit (11) to the expansion mechanism (31). Since the refrigerant expands in the expansion mechanism (31), the expansion mechanism (31) has a portion having a lower pressure than the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37). For example, the fluid chambers (52, 72, 82) in the expansion process in which the refrigerant expands and in the discharge process in which the refrigerant is discharged have an internal pressure lower than that of the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37). For this reason, the refrigerating machine oil supplied to the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (37) flows toward the low pressure portion of the expansion mechanism (31), and reaches the inside of the expansion mechanism (31). Used for lubrication. The refrigerating machine oil used for lubricating the expansion mechanism (31) is discharged from the expansion mechanism (31) together with the refrigerant expanded in the fluid chamber (52, 72, 82).

第２の発明は、上記第１の発明において、上記膨張機構（31）は、上記流体室（52,72,82）内で冷媒が膨張することによって回転駆動される出力軸（40）と、上記出力軸（40）を回転自在に支持する軸受部（100,110）とを備え、上記給油管（37）から供給された冷凍機油が上記軸受部（100,110）を通過後に上記流体室（52,72,82）内で膨張した冷媒と共に排出されるように構成されるものである。   In a second aspect based on the first aspect, the expansion mechanism (31) includes an output shaft (40) that is rotationally driven by expansion of the refrigerant in the fluid chamber (52, 72, 82), and A bearing portion (100, 110) that rotatably supports the output shaft (40), and the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) passes through the bearing portion (100, 110) and then the fluid chamber (52, 72). , 82) is configured to be discharged together with the expanded refrigerant.

第２の発明において、給油管（37）から膨張機構（31）へ供給された冷凍機油は、軸受部（100,110）に供給されて軸受部（100,110）と出力軸（40）の潤滑に利用され、その後に流体室（52,72,82）内で膨張した冷媒と共に膨張機構（31）から排出される。   In the second invention, the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) to the expansion mechanism (31) is supplied to the bearing portion (100, 110) and used for lubrication of the bearing portion (100, 110) and the output shaft (40). Thereafter, the refrigerant is discharged from the expansion mechanism (31) together with the refrigerant expanded in the fluid chamber (52, 72, 82).

第３の発明は、上記第１の発明において、上記膨張機構（31）は、上記流体室（52,72,82）を形成すると共に上記流体室（52,72,82）内で膨張する冷媒によって駆動される可動部材（55,75,85）を有する本体部（32）と、上記本体部（32）に回転自在に支持されて上記可動部材（55,75,85）に係合する出力軸（40）とを備え、上記膨張機構（31）には、上記給油管（37）から供給された冷凍機油を上記本体部（32）に設けられて上記出力軸（40）を支持する軸受部（100,110）へ供給する第１油通路（95）と、上記軸受部（100,110）を通過した冷凍機油を上記可動部材（55,75,85）と上記出力軸（40）の摺動部分へ供給する第２油通路（90）とが形成されるものである。   In a third aspect based on the first aspect, the expansion mechanism (31) forms the fluid chamber (52, 72, 82) and expands in the fluid chamber (52, 72, 82). A main body (32) having a movable member (55, 75, 85) driven by the motor, and an output that is rotatably supported by the main body (32) and engages with the movable member (55, 75, 85). A shaft (40), and the expansion mechanism (31) is provided with a refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) in the main body (32) to support the output shaft (40). The first oil passage (95) to be supplied to the part (100, 110) and the refrigeration oil that has passed through the bearing part (100, 110) to the sliding part of the movable member (55, 75, 85) and the output shaft (40) A second oil passage (90) to be supplied is formed.

第３の発明では、膨張機構（31）に本体部（32）と出力軸（40）とが設けられる。出力軸（40）は、本体部（32）の可動部材（55,75,85）に係合している。本体部（32）の流体室（52,72,82）内で冷媒が膨張すると、可動部材（55,75,85）が冷媒によって駆動され、出力軸（40）が可動部材（55,75,85）によって駆動される。この発明の膨張機構（31）には、第１油通路（95）と第２油通路（90）とが形成される。給油管（37）を通じて膨張機構（31）へ供給された高圧の冷凍機油は、先ず第１油通路（95）を通じて軸受部（100,110）へ供給され、軸受部（100,110）と出力軸（40）の潤滑に利用された後に第２油通路（90）へ流入する。第２油通路（90）へ流入した冷凍機油は、可動部材（55,75,85）と出力軸（40）の摺動部分へ供給され、可動部材（55,75,85）と出力軸（40）の潤滑に利用された後に膨張機構（31）から冷媒と共に排出される。   In the third invention, the expansion mechanism (31) is provided with the main body (32) and the output shaft (40). The output shaft (40) is engaged with the movable member (55, 75, 85) of the main body (32). When the refrigerant expands in the fluid chamber (52, 72, 82) of the main body (32), the movable member (55, 75, 85) is driven by the refrigerant, and the output shaft (40) is moved to the movable member (55, 75, Driven by 85). A first oil passage (95) and a second oil passage (90) are formed in the expansion mechanism (31) of the present invention. The high-pressure refrigeration oil supplied to the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (37) is first supplied to the bearing part (100, 110) through the first oil passage (95), and the bearing part (100, 110) and the output shaft (40). After being used for lubrication, the oil flows into the second oil passage (90). The refrigerating machine oil that has flowed into the second oil passage (90) is supplied to the sliding parts of the movable member (55, 75, 85) and the output shaft (40), and the movable member (55, 75, 85) and the output shaft ( 40) After being used for lubrication, it is discharged together with the refrigerant from the expansion mechanism (31).

第４の発明は、上記第３の発明において、上記膨張機構（31）では、上記第１油通路（95）が上記本体部（32）に形成され、上記第２油通路（90）が上記出力軸（40）に形成されるものである。   In a fourth aspect based on the third aspect, in the expansion mechanism (31), the first oil passage (95) is formed in the main body (32), and the second oil passage (90) is It is formed on the output shaft (40).

第４の発明において、給油管（37）から膨張機構（31）へ供給された冷凍機油は、本体部（32）に形成された第１油通路（95）を通って軸受部（100,110）へ供給される。また、軸受部（100,110）を通過した冷凍機油は、出力軸（40）に形成された第２油通路（90）を通って可動部材（55,75,85）と出力軸（40）の摺動部分へ供給される。   In the fourth invention, the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) to the expansion mechanism (31) passes through the first oil passage (95) formed in the main body (32) to the bearing (100, 110). Supplied. The refrigerating machine oil that has passed through the bearing portion (100, 110) passes through the second oil passage (90) formed in the output shaft (40) and slides between the movable member (55, 75, 85) and the output shaft (40). Supplied to the moving part.

第５の発明は、上記第３の発明において、上記膨張機構（31）では、上記出力軸（40）が上記本体部（32）の外部へ延出する一方、上記本体部（32）には、上記出力軸（40）と上記本体部（32）の隙間から上記本体部（32）の外部への冷凍機油の流出を防ぐために該隙間をシールするシール部材（104,114）が設けられるものである。   In a fifth aspect based on the third aspect, in the expansion mechanism (31), the output shaft (40) extends outside the main body (32), while the main body (32) In order to prevent the refrigerating machine oil from flowing out from the gap between the output shaft (40) and the main body (32) to the outside of the main body (32), seal members (104, 114) for sealing the gap are provided. .

第５の発明の膨張機構（31）では、出力軸（40）が本体部（32）の外部へと延びている。本体部（32）には、シール部材（104,114）が設けられている。シール部材（104,114）は、本体部（32）と出力軸（40）の隙間をシールし、両者の隙間から本体部（32）の外部へ流出しようとする冷凍機油を封止する。このため、給油管（37）から膨張機構（31）へ供給された冷凍機油は、そのほぼ全量が流体室（52,72,82）内で膨張した冷媒と共に膨張機構（31）から排出される。   In the expansion mechanism (31) of the fifth invention, the output shaft (40) extends to the outside of the main body (32). The main body (32) is provided with seal members (104, 114). The seal member (104, 114) seals the gap between the main body (32) and the output shaft (40), and seals refrigeration oil that is about to flow out of the main body (32) from the gap between the two. For this reason, the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) to the expansion mechanism (31) is almost entirely discharged from the expansion mechanism (31) together with the refrigerant expanded in the fluid chamber (52, 72, 82). .

第６の発明は、上記第１の発明において、上記膨張機構（31）は、シリンダ（51,71,81）と、該シリンダ（51,71,81）の両端を閉塞する閉塞部材（61,62,63）と、上記シリンダ（51,71,81）の内周面と摺接しながら偏心回転するピストン（55,75,85）と、上記シリンダ（51,71,81）と上記ピストン（55,75,85）の間に形成された上記流体室（52,72,82）を高圧側と低圧側に仕切るブレード（56,76,86）とを備えたロータリ式流体機械を構成し、上記膨張機構（31）の出力軸（40）は、上記閉塞部材（61,62,63）に回転自在に支持されて上記ピストン（55,75,85）と係合しており、上記膨張機構（31）には、上記給油管（37）から供給された冷凍機油を上記閉塞部材（61,62,63）に設けられて上記出力軸（40）を支持する軸受部（100,110）へ供給する第１油通路（95）と、上記軸受部（100,110）を通過した冷凍機油を上記ピストン（55,75,85）と上記出力軸（40）の摺動部分へ供給する第２油通路（90）とが形成されるものである。   In a sixth aspect based on the first aspect, the expansion mechanism (31) includes a cylinder (51, 71, 81) and a closing member (61, 71, 81) for closing both ends of the cylinder (51, 71, 81). 62, 63), a piston (55, 75, 85) that rotates eccentrically in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (51, 71, 81), the cylinder (51, 71, 81), and the piston (55 , 75, 85) to form a rotary fluid machine having blades (56, 76, 86) for partitioning the fluid chamber (52, 72, 82) formed between the high pressure side and the low pressure side. The output shaft (40) of the expansion mechanism (31) is rotatably supported by the closing member (61, 62, 63) and engaged with the piston (55, 75, 85). 31), the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) is supplied to the bearing portion (100, 110) provided on the closing member (61, 62, 63) and supporting the output shaft (40). 1 oil passage (95) and the bearing (1 The second oil passage (90) for supplying the refrigeration oil having passed through (00, 110) to the sliding portion of the piston (55, 75, 85) and the output shaft (40) is formed.

第６の発明では、膨張機構（31）がロータリ式流体機械を構成する。この発明の膨張機構（31）では、シリンダ（51,71,81）の内周面とピストン（55,75,85）の外周面との間に流体室（52,72,82）が形成される。この膨張機構（31）において、流体室（52,72,82）内で冷媒が膨張すると、ピストン（55,75,85）がシリンダ（51,71,81）の内周面と摺接しながら偏心回転し、ピストン（55,75,85）に係合する出力軸（40）が回転駆動される。また、シリンダ（51,71,81）の両端を閉塞する閉塞部材（61,62,63）には、出力軸（40）を支持するための軸受部（100,110）が形成される。   In the sixth invention, the expansion mechanism (31) constitutes a rotary fluid machine. In the expansion mechanism (31) of the present invention, the fluid chamber (52, 72, 82) is formed between the inner peripheral surface of the cylinder (51, 71, 81) and the outer peripheral surface of the piston (55, 75, 85). The In this expansion mechanism (31), when the refrigerant expands in the fluid chamber (52, 72, 82), the piston (55, 75, 85) is eccentric while sliding in contact with the inner peripheral surface of the cylinder (51, 71, 81). The output shaft (40) that rotates and engages with the piston (55, 75, 85) is driven to rotate. In addition, bearing members (100, 110) for supporting the output shaft (40) are formed in the closing members (61, 62, 63) that close both ends of the cylinders (51, 71, 81).

第６の発明の膨張機構（31）には、第１油通路（95）と第２油通路（90）とが形成される。給油管（37）を通じて膨張機構（31）へ供給された高圧の冷凍機油は、先ず第１油通路（95）を通じて閉塞部材（61,62,63）の軸受部（100,110）へ供給され、軸受部（100,110）と出力軸（40）の潤滑に利用された後に第２油通路（90）へ流入する。第２油通路（90）へ流入した冷凍機油は、ピストン（55,75,85）と出力軸（40）の摺動部分へ供給され、ピストン（55,75,85）と出力軸（40）の潤滑に利用された後に流体室（52,72,82）内で膨張した冷媒と共に排出される。   A first oil passage (95) and a second oil passage (90) are formed in the expansion mechanism (31) of the sixth invention. The high-pressure refrigeration oil supplied to the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (37) is first supplied to the bearing portion (100, 110) of the closing member (61, 62, 63) through the first oil passage (95). After being used for lubrication of the parts (100, 110) and the output shaft (40), it flows into the second oil passage (90). The refrigerating machine oil flowing into the second oil passage (90) is supplied to the sliding portion of the piston (55, 75, 85) and the output shaft (40), and the piston (55, 75, 85) and the output shaft (40). It is discharged together with the refrigerant expanded in the fluid chamber (52, 72, 82) after being used for lubrication.

第７の発明は、上記第１〜第６の何れか１つの発明において、上記ケーシング（34）内に収容され、上記膨張機構（31）の出力軸（40）に連結されて上記膨張機構（31）により駆動される発電機（33）を備えるものである。   According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, the expansion mechanism (31) is accommodated in the casing (34) and connected to the output shaft (40) of the expansion mechanism (31). The generator (33) driven by 31) is provided.

第７の発明では、発電機（33）が膨張機構（31）と共にケーシング（34）内に収容される。発電機（33）は、膨張機構（31）によって駆動されて電力を発生させる。   In 7th invention, a generator (33) is accommodated in a casing (34) with an expansion mechanism (31). The generator (33) is driven by the expansion mechanism (31) to generate electric power.

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

また、本発明では、冷媒回路（11）内に存在する高圧の冷凍機油が、給油管（37）を通じて膨張機構（31）へ供給される。このため、給油管（37）を通じて膨張機構（31）へ供給された冷凍機油を差圧によって膨張機構（31）の摺動部分へ行き渡らせることができ、膨張機構（31）の潤滑を確実に行って膨張機（30）の信頼性を確保することができる。また、膨張機構（31）では冷凍機油が給油管（37）から流体室（52,72,82）へ向かって確実に流れることとなるため、膨張機構（31）における摺動部分を冷凍機油で確実に冷却することができ、この点でも焼き付き等のトラブルを未然に防いで膨張機（30）の信頼性を確保することができる。   Moreover, in this invention, the high voltage | pressure refrigerating machine oil which exists in a refrigerant circuit (11) is supplied to an expansion mechanism (31) through an oil supply pipe (37). For this reason, the refrigerating machine oil supplied to the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (37) can be distributed to the sliding portion of the expansion mechanism (31) by the differential pressure, and the expansion mechanism (31) is reliably lubricated. It is possible to secure the reliability of the expander (30). In the expansion mechanism (31), since the refrigeration oil flows reliably from the oil supply pipe (37) toward the fluid chamber (52, 72, 82), the sliding portion in the expansion mechanism (31) is made of refrigeration oil. Cooling can be ensured, and in this respect as well, troubles such as seizing can be prevented and reliability of the expander (30) can be ensured.

上記第２〜６の各発明では、給油管（37）から膨張機構（31）へ供給された冷凍機油が軸受部（100,110）を確実に通過する。従って、これらの発明によれば、軸受部（100,110）と出力軸（40）の潤滑を確実に行うことができると共に、軸受部（100,110）を冷凍機油によって確実に冷却することができ、軸受部（100,110）と出力軸（40）の焼き付きを確実に回避することができる。   In each of the second to sixth inventions, the refrigeration oil supplied from the oil supply pipe (37) to the expansion mechanism (31) surely passes through the bearing portion (100, 110). Therefore, according to these inventions, the bearing (100, 110) and the output shaft (40) can be reliably lubricated, and the bearing (100, 110) can be reliably cooled by the refrigerating machine oil. Seizing between (100, 110) and the output shaft (40) can be avoided reliably.

また、上記第５の発明では、膨張機構（31）の本体部（32）にシール部材（104,114）が設けられており、このシール部材（104,114）が本体部（32）と出力軸（40）の隙間を通って本体部（32）から流出しようとする冷凍機油を封止する。このため、給油管（37）から膨張機構（31）へ供給された冷凍機油は、そのほぼ全量が流体室（52,72,82）内で膨張した冷媒と共に膨張機構（31）から排出される。   In the fifth aspect of the invention, the sealing member (104, 114) is provided on the main body (32) of the expansion mechanism (31), and the sealing member (104, 114) is connected to the main body (32) and the output shaft (40). The refrigerating machine oil that is about to flow out of the main body (32) through the gap is sealed. For this reason, the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) to the expansion mechanism (31) is almost entirely discharged from the expansion mechanism (31) together with the refrigerant expanded in the fluid chamber (52, 72, 82). .

ここで、ケーシング（34）内に冷凍機油が溜まり込むと、ケーシング（34）内から冷凍機油を排出するための配管等が必要となり、膨張機（30）の構造が複雑化する。それに対し、第５の発明の膨張機（30）では、膨張機構（31）からケーシング（34）の内部空間への冷凍機油の漏洩が、シール部材（104,114）によって抑えられている。従って、この発明によれば、低圧となったケーシング（34）の内部空間に冷凍機油が溜まり込むのを回避でき、ケーシング（34）内から冷凍機油を排出するための配管等を省略して膨張機（30）の構成が複雑化するのを回避できる。   Here, if the refrigerating machine oil accumulates in the casing (34), piping or the like for discharging the refrigerating machine oil from the casing (34) is required, and the structure of the expander (30) becomes complicated. On the other hand, in the expander (30) of the fifth aspect of the invention, leakage of the refrigeration oil from the expansion mechanism (31) to the internal space of the casing (34) is suppressed by the seal members (104, 114). Therefore, according to the present invention, the refrigerating machine oil can be prevented from accumulating in the internal space of the casing (34) which has become a low pressure, and the piping for discharging the refrigerating machine oil from the casing (34) is omitted and expanded. The complication of the configuration of the machine (30) can be avoided.

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

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

〈空調機の全体構成〉
図１に示すように、本実施形態の空調機（10）は、冷媒回路（11）を備えている。この空調機（10）は、冷媒回路（11）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置である。冷媒回路（11）には、圧縮機（20）と、膨張機（30）と、室外熱交換器（14）と、室内熱交換器（15）と、第１四方切換弁（12）と、第２四方切換弁（13）とが接続されている。冷媒回路（11）には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）が充填されている。また、冷媒回路（11）には、給油用配管（17）が設けられている。 <Overall configuration of air conditioner>
As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) of this embodiment includes a refrigerant circuit (11). The air conditioner (10) is a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit (11). The refrigerant circuit (11) includes a compressor (20), an expander (30), an outdoor heat exchanger (14), an indoor heat exchanger (15), a first four-way switching valve (12), A second four-way selector valve (13) is connected. The refrigerant circuit (11) is filled with carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant. The refrigerant circuit (11) is provided with an oil supply pipe (17).

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

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

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

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

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

膨張機（30）は、縦長の円筒形に形成された膨張機ケーシング（34）を備えている。膨張機ケーシング（34）の内部には、膨張機構（31）と発電機（33）とが収容されている。膨張機構（31）は、いわゆるロータリ式の容積型流体機械を構成している。膨張機構（31）の詳細は後述する。膨張機ケーシング（34）内では、膨張機構（31）の下方に発電機（33）が配置されている。膨張機構（31）の出力軸（40）は、上下方向へ延びる姿勢となっており、その下部に発電機（33）が連結されている。   The expander (30) includes an expander casing (34) formed in a vertically long cylindrical shape. An expansion mechanism (31) and a generator (33) are accommodated in the expander casing (34). The expansion mechanism (31) constitutes a so-called rotary positive displacement fluid machine. Details of the expansion mechanism (31) will be described later. In the expander casing (34), a generator (33) is disposed below the expansion mechanism (31). The output shaft (40) of the expansion mechanism (31) has a posture extending in the vertical direction, and the generator (33) is connected to the lower portion thereof.

膨張機ケーシング（34）には、流入管（35）と流出管（36）が設けられている。流入管（35）と流出管（36）は、何れも膨張機ケーシング（34）の胴部の上端付近を貫通している。流入管（35）は、その終端が膨張機構（31）へ直に接続されている。流出管（36）は、その始端が膨張機構（31）へ直に接続されている。膨張機構（31）は、流入管（35）を通って流入した冷媒を膨張させ、膨張後の冷媒を流出管（36）へ送り出す。つまり、膨張機（30）を通過する冷媒は、膨張機ケーシング（34）の内部空間へは流れ込まずに膨張機構（31）だけを通過する。また、膨張機ケーシング（34）には、給油管（37）が設けられている。給油管（37）は、膨張機ケーシング（34）の胴部の上端付近を貫通し、その終端が膨張機構（31）へ直に接続されている。   The expander casing (34) is provided with an inflow pipe (35) and an outflow pipe (36). Both the inflow pipe (35) and the outflow pipe (36) penetrate the vicinity of the upper end of the trunk portion of the expander casing (34). The end of the inflow pipe (35) is directly connected to the expansion mechanism (31). The starting end of the outflow pipe (36) is directly connected to the expansion mechanism (31). The expansion mechanism (31) expands the refrigerant that has flowed through the inflow pipe (35), and sends the expanded refrigerant to the outflow pipe (36). That is, the refrigerant passing through the expander (30) does not flow into the internal space of the expander casing (34) but passes only through the expansion mechanism (31). The expander casing (34) is provided with an oil supply pipe (37). The oil supply pipe (37) passes through the vicinity of the upper end of the body portion of the expander casing (34), and the end thereof is directly connected to the expansion mechanism (31).

給油用配管（17）は、その始端が圧縮機（20）に接続され、その終端が膨張機（30）の給油管（37）に接続されている。具体的に、給油用配管（17）の始端部は、圧縮機ケーシング（24）の底部を貫通し、圧縮機ケーシング（24）の内部空間に開口している。この給油用配管（17）の始端部は、圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油に浸かった状態となっており、駆動軸（22）の下端と概ね同じ高さに開口している。一方、給油用配管（17）の終端部は、給油管（37）を介して膨張機ケーシング（34）内の膨張機構（31）に直に接続されている。圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油は、給油用配管（17）を通って膨張機構（31）へ供給される。   The oil supply pipe (17) has its start end connected to the compressor (20) and its end connected to the oil supply pipe (37) of the expander (30). Specifically, the start end of the oil supply pipe (17) passes through the bottom of the compressor casing (24) and opens into the internal space of the compressor casing (24). The starting end of the oil supply pipe (17) is immersed in the refrigeration oil accumulated at the bottom of the compressor casing (24), and is open to the same height as the lower end of the drive shaft (22). Yes. On the other hand, the terminal portion of the oil supply pipe (17) is directly connected to the expansion mechanism (31) in the expander casing (34) via the oil supply pipe (37). The refrigerating machine oil accumulated at the bottom of the compressor casing (24) is supplied to the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (17).

〈膨張機の構成〉
膨張機（30）の構成について説明する。ここでは、膨張機構（31）の構成について、図２〜図４を参照しながら詳細に説明する。 <Configuration of expander>
The configuration of the expander (30) will be described. Here, the configuration of the expansion mechanism (31) will be described in detail with reference to FIGS.

図２に示すように、膨張機構（31）の出力軸（40）では、その上端部に２つの偏心部（42,43）が形成されている。２つの偏心部（42,43）は、出力軸（40）の主軸部（41）よりも大径に形成されており、下側のものが第１偏心部（42）を、上側のものが第２偏心部（43）をそれぞれ構成している。第１偏心部（42）と第２偏心部（43）とは、何れも同じ方向へ偏心している。第２偏心部（43）の外径は、第１偏心部（42）の外径よりも大きくなっている。主軸部（41）の軸心に対する偏心量は、第２偏心部（43）の方が第１偏心部（42）よりも大きくなっている。   As shown in FIG. 2, the output shaft (40) of the expansion mechanism (31) has two eccentric portions (42, 43) formed at the upper end thereof. The two eccentric parts (42, 43) are formed to have a larger diameter than the main shaft part (41) of the output shaft (40), the lower one is the first eccentric part (42) and the upper one is The second eccentric part (43) is configured. The first eccentric part (42) and the second eccentric part (43) are both eccentric in the same direction. The outer diameter of the second eccentric part (43) is larger than the outer diameter of the first eccentric part (42). The amount of eccentricity of the main shaft portion (41) with respect to the shaft center is larger in the second eccentric portion (43) than in the first eccentric portion (42).

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

出力軸（40）には、第２油通路である軸内油通路（90）が形成されている。軸内油通路（90）は、冷凍機油を流すための通路であって、主通路部（94）と、第１給油通路部（91）と、第２給油通路部（92）とを備えている。   The output shaft (40) is formed with an in-shaft oil passage (90) which is a second oil passage. The in-shaft oil passage (90) is a passage for flowing refrigeration oil, and includes a main passage portion (94), a first oil supply passage portion (91), and a second oil supply passage portion (92). Yes.

主通路部（94）は、出力軸（40）のうち膨張機構（31）の本体部（32）内に位置する部分に形成されており、主軸部（41）の軸心に沿って延びている。また、主通路部（94）は、その上端部分と下端部分のそれぞれが主軸部（41）の径方向へ延びている。主通路部（94）の上端部分は、主軸部（41）の外周面のうち第２凹溝（46）から上方へ幾分離れた部分に開口している。主通路部（94）の下端部分は、主軸部（41）の外周面のうち第１凹溝（45）から下方へ幾分離れた部分に開口している。   The main passage portion (94) is formed in a portion of the output shaft (40) located in the main body portion (32) of the expansion mechanism (31), and extends along the axis of the main shaft portion (41). Yes. The main passage portion (94) has an upper end portion and a lower end portion extending in the radial direction of the main shaft portion (41). The upper end portion of the main passage portion (94) opens to a portion of the outer peripheral surface of the main shaft portion (41) separated upward from the second concave groove (46). The lower end portion of the main passage portion (94) opens to a portion of the outer peripheral surface of the main shaft portion (41) that is slightly separated downward from the first concave groove (45).

第１給油通路部（91）は、出力軸（40）の第１偏心部（42）に形成され、第１偏心部（42）の径方向へ延びている。第１給油通路部（91）は、その基端が主通路部（94）に連通し、その先端が第１偏心部（42）の外周面に開口している。第２給油通路部（92）は、出力軸（40）の第２偏心部（43）に形成され、第２偏心部（43）の径方向へ延びている。第２給油通路部（92）は、その基端が主通路部（94）に連通し、その先端が第２偏心部（43）の外周面に開口している。   The first oil supply passage portion (91) is formed in the first eccentric portion (42) of the output shaft (40) and extends in the radial direction of the first eccentric portion (42). The first oil supply passage portion (91) has a proximal end communicating with the main passage portion (94) and a distal end opened to the outer peripheral surface of the first eccentric portion (42). The second oil supply passage portion (92) is formed in the second eccentric portion (43) of the output shaft (40) and extends in the radial direction of the second eccentric portion (43). The base end of the second oil supply passage portion (92) communicates with the main passage portion (94), and the distal end thereof opens to the outer peripheral surface of the second eccentric portion (43).

膨張機構（31）は、いわゆる揺動ピストン型のロータリ式流体機械で構成されている。この膨張機構（31）には、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（31）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。この膨張機構（31）では、ピストン（75,85）が可動部材を構成し、ピストン（75,85）以外の部材が本体部（32）を構成している。   The expansion mechanism (31) is a so-called oscillating piston type rotary fluid machine. The expansion mechanism (31) is provided with two pairs of cylinders (71, 81) and pistons (75, 85) as a pair. The expansion mechanism (31) includes a front head (61), an intermediate plate (63), and a rear head (62). In the expansion mechanism (31), the piston (75, 85) constitutes a movable member, and members other than the piston (75, 85) constitute a main body (32).

膨張機構（31）では、下から上へ向かって順に、フロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）、リアヘッド（62）が積層された状態となっている。この状態において、第１シリンダ（71）は、その下側端面がフロントヘッド（61）により閉塞され、その上側端面が中間プレート（63）により閉塞されている。一方、第２シリンダ（81）は、その下側端面が中間プレート（63）により閉塞され、その上側端面がリアヘッド（62）により閉塞されている。つまり、この膨張機構（31）では、フロントヘッド（61）、中間プレート（63）、及びリアヘッド（62）が閉塞部材を構成している。また、この膨張機構（31）では、第２シリンダ（81）の内径が、第１シリンダ（71）の内径よりも大きくなっている。   In the expansion mechanism (31), the front head (61), the first cylinder (71), the intermediate plate (63), the second cylinder (81), and the rear head (62) are stacked in order from bottom to top. It has become. In this state, the first cylinder (71) has its lower end face closed by the front head (61) and its upper end face closed by the intermediate plate (63). On the other hand, the second cylinder (81) has its lower end face closed by the intermediate plate (63) and its upper end face closed by the rear head (62). That is, in the expansion mechanism (31), the front head (61), the intermediate plate (63), and the rear head (62) constitute a closing member. In the expansion mechanism (31), the inner diameter of the second cylinder (81) is larger than the inner diameter of the first cylinder (71).

出力軸（40）は、積層された状態のフロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）を貫通している。また、出力軸（40）は、その第１偏心部（42）が第１シリンダ（71）内に位置し、その第２偏心部（43）が第２シリンダ（81）内に位置している。   The output shaft (40) passes through the stacked front head (61), first cylinder (71), intermediate plate (63), and second cylinder (81). The output shaft (40) has a first eccentric portion (42) located in the first cylinder (71) and a second eccentric portion (43) located in the second cylinder (81). .

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

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

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

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

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

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

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

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

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

本実施形態の膨張機構（31）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、この膨張機構（31）では、第２シリンダ（81）と、そこに設けられたブッシュ（87）と、第２ピストン（85）と、第２ブレード（86）とが第２ロータリ機構部（80）を構成している。この膨張機構（31）では、第１ロータリ機構部（70）の第１低圧室（74）と、第２ロータリ機構部（80）の第２高圧室（83）とは、連通路（64）を介して互いに連通する。そして、第１低圧室（74）と連通路（64）と第２高圧室（83）とによって１つの閉空間が形成され、この閉空間が膨張室（66）を構成している。   In the expansion mechanism (31) of the present embodiment, the first cylinder (71), the bush (77) provided there, the first piston (75), and the first blade (76) are the first rotary mechanism. Part (70). In this expansion mechanism (31), the second cylinder (81), the bush (87) provided there, the second piston (85), and the second blade (86) are the second rotary mechanism part. (80). In the expansion mechanism (31), 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) are connected to the communication path (64). Communicate with each other via The first low pressure chamber (74), the communication passage (64), and the second high pressure chamber (83) form one closed space, and this closed space constitutes the expansion chamber (66).

図２に示すように、フロントヘッド（61）は、肉厚の平板状に形成されると共に、その中央部が下方へ突出した形状となっている。また、フロントヘッド（61）の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に第１軸受メタル（101）が挿入されている。第１軸受メタル（101）が取り付けられたフロントヘッド（61）には、出力軸（40）の主軸部（41）を回転自在に支持する滑り軸受である主軸受部（100）が形成されている。   As shown in FIG. 2, the front head (61) is formed in a thick flat plate shape, and has a shape in which a central portion protrudes downward. A through hole is formed in the center of the front head (61), and the first bearing metal (101) is inserted into the through hole. The front head (61) to which the first bearing metal (101) is attached is formed with a main bearing portion (100) that is a sliding bearing that rotatably supports the main shaft portion (41) of the output shaft (40). Yes.

第１軸受メタル（101）は、焼結金属等から成る円筒状（あるいは円管状）の部材である。この第１軸受メタル（101）には、出力軸（40）の主軸部（41）が挿通されている。第１軸受メタル（101）の内周面は、主軸部（41）のうち第１凹溝（45）の下端に隣接する部分の外周面と摺接する。第１軸受メタル（101）の内周面には、導油溝（102）が形成されている。この導油溝（102）は、第１軸受メタル（101）の上端から下端に亘って螺旋状に延びる凹溝である。また、この導油溝（102）は、第１軸受メタル（101）の上端から出力軸（40）の回転方向の前方へ向かって斜め下方へ延びている。   The first bearing metal (101) is a cylindrical (or circular) member made of sintered metal or the like. The main shaft portion (41) of the output shaft (40) is inserted through the first bearing metal (101). The inner peripheral surface of the first bearing metal (101) is in sliding contact with the outer peripheral surface of the main shaft portion (41) adjacent to the lower end of the first concave groove (45). An oil guide groove (102) is formed on the inner peripheral surface of the first bearing metal (101). The oil guiding groove (102) is a concave groove extending in a spiral shape from the upper end to the lower end of the first bearing metal (101). The oil guide groove (102) extends obliquely downward from the upper end of the first bearing metal (101) toward the front in the rotational direction of the output shaft (40).

また、フロントヘッド（61）は、その貫通孔の下端の周縁に第１オイルシール（104）が設けられている。第１オイルシール（104）は、フロントヘッド（61）の貫通孔の内周面と、出力軸（40）の主軸部（41）の外周面との隙間をシールし、この隙間からの冷凍機油の流出を阻止する。フロントヘッド（61）の貫通孔では、第１オイルシール（104）と第１軸受メタル（101）の間の部分に空間が形成され、この空間が主軸部（41）の外周面に臨む第１油溜め室（103）を構成している。この第１油溜め室（103）は、第１軸受メタル（101）に形成された導油溝（102）を介して第１凹溝（45）と連通している。また、第１油溜め室（103）は、出力軸（40）に形成された軸内油通路（90）の主通路部（94）の下端部分と連通している。   The front head (61) is provided with a first oil seal (104) at the periphery of the lower end of the through hole. The first oil seal (104) seals a gap between the inner peripheral surface of the through hole of the front head (61) and the outer peripheral surface of the main shaft portion (41) of the output shaft (40), and the refrigerating machine oil from this gap To prevent the outflow. In the through hole of the front head (61), a space is formed in a portion between the first oil seal (104) and the first bearing metal (101), and this space faces the outer peripheral surface of the main shaft portion (41). An oil sump chamber (103) is formed. The first oil sump chamber (103) communicates with the first concave groove (45) through an oil guide groove (102) formed in the first bearing metal (101). The first oil sump chamber (103) communicates with the lower end portion of the main passage portion (94) of the in-shaft oil passage (90) formed in the output shaft (40).

リアヘッド（62）は、肉厚の平板状に形成されている。また、リアヘッド（62）の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に第２軸受メタル（111）が挿入されている。第２軸受メタル（111）が取り付けられたリアヘッド（62）には、出力軸（40）の主軸部（41）を回転自在に支持する滑り軸受である副軸受部（110）が形成されている。   The rear head (62) is formed in a thick flat plate shape. Further, a through hole is formed in the central portion of the rear head (62), and the second bearing metal (111) is inserted into the through hole. The rear head (62) to which the second bearing metal (111) is attached is formed with a sub-bearing portion (110) that is a sliding bearing that rotatably supports the main shaft portion (41) of the output shaft (40). .

第２軸受メタル（111）は、焼結金属等から成る円筒状（あるいは円管状）の部材である。この第２軸受メタル（111）には、出力軸（40）の主軸部（41）が挿通されている。第２軸受メタル（111）の内周面は、主軸部（41）のうち第２凹溝（46）の上端に隣接する部分の外周面と摺接する。第２軸受メタル（111）の内周面には、導油溝（112）が形成されている。この導油溝（112）は、第２軸受メタル（111）の下端から上端に亘って螺旋状に延びる凹溝である。また、この導油溝（112）は、第２軸受メタル（111）の下端から出力軸（40）の回転方向の前方へ向かって斜め上方へ延びている。   The second bearing metal (111) is a cylindrical (or circular) member made of sintered metal or the like. The main shaft portion (41) of the output shaft (40) is inserted through the second bearing metal (111). The inner peripheral surface of the second bearing metal (111) is in sliding contact with the outer peripheral surface of a portion of the main shaft portion (41) adjacent to the upper end of the second concave groove (46). An oil guide groove (112) is formed on the inner peripheral surface of the second bearing metal (111). The oil guide groove (112) is a concave groove extending in a spiral shape from the lower end to the upper end of the second bearing metal (111). The oil guide groove (112) extends obliquely upward from the lower end of the second bearing metal (111) toward the front in the rotation direction of the output shaft (40).

また、リアヘッド（62）は、その貫通孔の上端の周縁に第２オイルシール（114）が設けられている。第２オイルシール（114）は、リアヘッド（62）の貫通孔の内周面と、出力軸（40）の主軸部（41）の外周面との隙間をシールし、この隙間からの冷凍機油の流出を阻止する。リアヘッド（62）の貫通孔では、第２オイルシール（114）と第２軸受メタル（111）の間の部分に空間が形成され、この空間が主軸部（41）の外周面に臨む第２油溜め室（113）を構成している。この第２油溜め室（113）は、第２軸受メタル（111）に形成された導油溝（112）を介して第２凹溝（46）と連通している。また、第２油溜め室（113）は、出力軸（40）に形成された軸内油通路（90）の主通路部（94）の上端部分と連通している。   The rear head (62) is provided with a second oil seal (114) at the periphery of the upper end of the through hole. The second oil seal (114) seals a gap between the inner peripheral surface of the through hole of the rear head (62) and the outer peripheral surface of the main shaft portion (41) of the output shaft (40), and the refrigerating machine oil from this gap Block outflow. In the through hole of the rear head (62), a space is formed in a portion between the second oil seal (114) and the second bearing metal (111), and this space faces the outer peripheral surface of the main shaft portion (41). A reservoir chamber (113) is formed. The second oil sump chamber (113) communicates with the second concave groove (46) through an oil guide groove (112) formed in the second bearing metal (111). The second oil sump chamber (113) communicates with the upper end portion of the main passage portion (94) of the in-shaft oil passage (90) formed in the output shaft (40).

膨張機構（31）の本体部（32）には、第１油通路である本体側油通路（95）が形成されている。本体側油通路（95）は、第１通路部（96）と、第２通路部（97）と、配管接続部（98）と、接続通路部（99）とを備えている。そして、膨張機構（31）の本体部（32）では、第１シリンダ（71）に形成されたブッシュ孔（78）と、第２シリンダ（81）に形成されたブッシュ孔（88）とが、第１通路部（96）、第２通路部（97）、配管接続部（98）、及び接続通路部（99）と共に本体側油通路（95）を構成している。   A main body side oil passage (95) which is a first oil passage is formed in the main body (32) of the expansion mechanism (31). The main body side oil passage (95) includes a first passage portion (96), a second passage portion (97), a pipe connection portion (98), and a connection passage portion (99). And in the main-body part (32) of an expansion mechanism (31), the bush hole (78) formed in the 1st cylinder (71), and the bush hole (88) formed in the 2nd cylinder (81), The main body side oil passage (95) is comprised with the 1st channel | path part (96), the 2nd channel | path part (97), the piping connection part (98), and the connection channel | path part (99).

第１通路部（96）は、フロントヘッド（61）に形成されている。第１通路部（96）は、その始端がフロントヘッド（61）の上面に開口し、第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）と連通している。第１通路部（96）の終端は、貫通孔の内周面のうち第１凹溝（45）に面する部分に開口している。この第１通路部（96）は、ブッシュ孔（78）と第１凹溝（45）とを連通させている。   The first passage portion (96) is formed in the front head (61). The first passage portion (96) has a start end opened on the upper surface of the front head (61) and communicates with the bush hole (78) of the first cylinder (71). The terminal end of the first passage portion (96) opens to a portion of the inner peripheral surface of the through hole facing the first groove (45). The first passage portion (96) communicates the bush hole (78) and the first concave groove (45).

第２通路部（97）及び配管接続部（98）は、リアヘッド（62）に形成されている。配管接続部（98）は、リアヘッド（62）の外周面に開口する穴である。また、配管接続部（98）は、第２シリンダ（81）に形成されたブッシュ孔（88）に連通している。この配管接続部（98）には、給油管（37）が挿入されている。一方、第２通路部（97）は、その始端が配管接続部（98）に連通している。第２通路部（97）の終端は、貫通孔の内周面のうち第２凹溝（46）に面する部分に開口している。この第２通路部（97）は、配管接続部（98）と第２凹溝（46）とを連通させている。   The second passage portion (97) and the pipe connection portion (98) are formed in the rear head (62). The pipe connection part (98) is a hole opened in the outer peripheral surface of the rear head (62). Further, the pipe connection part (98) communicates with a bush hole (88) formed in the second cylinder (81). An oil supply pipe (37) is inserted into the pipe connection part (98). On the other hand, the start end of the second passage portion (97) communicates with the pipe connection portion (98). The terminal end of the second passage portion (97) opens to a portion of the inner peripheral surface of the through hole that faces the second concave groove (46). This 2nd channel | path part (97) connects the piping connection part (98) and the 2nd ditch | groove (46).

接続通路部（99）は、中間プレート（63）に形成されている。接続通路部（99）は、中間プレート（63）をその厚さ方向に貫通し、第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）と、第２シリンダ（81）に形成されたブッシュ孔（88）とを連通させている。   The connection passage part (99) is formed in the intermediate plate (63). The connection passage (99) penetrates the intermediate plate (63) in the thickness direction, and the bush hole (78) of the first cylinder (71) and the bush hole (88) formed in the second cylinder (81). ).

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

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

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

膨張機（30）では、流入管（35）を通って膨張機構（31）へ流入した高圧冷媒が膨張し、それによって発電機（33）が回転駆動される。発電機（33）で発生した電力は、圧縮機（20）の電動機（23）へ供給される。膨張機構（31）で膨張した冷媒は、流出管（36）を通って膨張機（30）から送り出される。膨張機（30）から送出された冷媒は、室内熱交換器（15）へ送られる。室内熱交換器（15）では、流入した冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される。室内熱交換器（15）から出た低圧冷媒は、圧縮機（20）の吸入管（25）へ流入する。   In the expander (30), the high-pressure refrigerant that has flowed into the expansion mechanism (31) through the inflow pipe (35) expands, and thereby the generator (33) is rotationally driven. The electric power generated by the generator (33) is supplied to the electric motor (23) of the compressor (20). The refrigerant expanded by the expansion mechanism (31) is sent out from the expander (30) through the outflow pipe (36). The refrigerant sent from the expander (30) is sent to the indoor heat exchanger (15). In the indoor heat exchanger (15), the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the room air and evaporates, thereby cooling the room air. The low-pressure refrigerant discharged from the indoor heat exchanger (15) flows into the suction pipe (25) of the compressor (20).

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

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

膨張機（30）では、流入管（35）を通って膨張機構（31）へ流入した高圧冷媒が膨張し、それによって発電機（33）が回転駆動される。発電機（33）で発生した電力は、圧縮機（20）の電動機（23）へ供給される。膨張機構（31）で膨張した冷媒は、流出管（36）を通って膨張機（30）から送り出される。膨張機（30）から送出された冷媒は、室外熱交換器（14）へ送られる。室外熱交換器（14）では、流入した冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（14）から出た低圧冷媒は、圧縮機（20）の吸入管（25）へ流入する。   In the expander (30), the high-pressure refrigerant that has flowed into the expansion mechanism (31) through the inflow pipe (35) expands, and thereby the generator (33) is rotationally driven. The electric power generated by the generator (33) is supplied to the electric motor (23) of the compressor (20). The refrigerant expanded by the expansion mechanism (31) is sent out from the expander (30) through the outflow pipe (36). The refrigerant sent from the expander (30) is sent to the outdoor heat exchanger (14). In the outdoor heat exchanger (14), the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The low-pressure refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (14) flows into the suction pipe (25) of the compressor (20).

〈圧縮機及び膨張機の潤滑動作〉
圧縮機（20）と膨張機（30）を冷凍機油により潤滑する動作について説明する。 <Lubrication operation of compressor and expander>
The operation of lubricating the compressor (20) and the expander (30) with refrigeration oil will be described.

圧縮機（20）では、圧縮機ケーシング（24）の内圧が、圧縮機構（21）から吐出された冷媒の圧力とほぼ同じになっている。このため、圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油の圧力も、圧縮機構（21）から吐出された冷媒の圧力とほぼ同じになっている。一方、圧縮機構（21）は、吸入管（25）から低圧冷媒を吸入する。従って、圧縮機構（21）には、圧縮機ケーシング（24）の内圧よりも低圧となる部分が存在する。このため、圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油は、駆動軸（22）内の軸内油通路（90）を通って圧縮機構（21）へ流入し、圧縮機構（21）の潤滑に利用される。圧縮機構（21）へ供給された冷凍機油は、圧縮された冷媒と共に圧縮機ケーシング（24）内へ吐出され、再び圧縮機ケーシング（24）の底部へ戻ってくる。   In the compressor (20), the internal pressure of the compressor casing (24) is substantially the same as the pressure of the refrigerant discharged from the compression mechanism (21). For this reason, the pressure of the refrigerating machine oil accumulated at the bottom of the compressor casing (24) is also substantially the same as the pressure of the refrigerant discharged from the compression mechanism (21). On the other hand, the compression mechanism (21) sucks the low-pressure refrigerant from the suction pipe (25). Therefore, the compression mechanism (21) has a portion that is lower than the internal pressure of the compressor casing (24). For this reason, the refrigeration oil accumulated at the bottom of the compressor casing (24) flows into the compression mechanism (21) through the in-shaft oil passage (90) in the drive shaft (22), and flows into the compression mechanism (21). Used for lubrication. The refrigeration oil supplied to the compression mechanism (21) is discharged into the compressor casing (24) together with the compressed refrigerant, and returns to the bottom of the compressor casing (24) again.

冷媒回路（11）を循環する冷媒の圧力は、圧縮機（20）から膨張機（30）へ至るまでの間に幾分低下する。このため、膨張機構（31）を通過する冷媒の圧力は、必然的に圧縮機ケーシング（24）の内圧よりも低くなる。また、膨張機構（31）に形成された流体室（72,82）では冷媒が膨張するため、膨張機構（31）内には膨張機構（31）へ流入する冷媒よりも更に低圧の部分が必ず存在する。このため、圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油は、給油用配管（17）を通って膨張機構（31）へ流入する。   The pressure of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (11) is somewhat reduced from the compressor (20) to the expander (30). For this reason, the pressure of the refrigerant passing through the expansion mechanism (31) is necessarily lower than the internal pressure of the compressor casing (24). In addition, since the refrigerant expands in the fluid chambers (72, 82) formed in the expansion mechanism (31), there is always a lower pressure portion in the expansion mechanism (31) than the refrigerant flowing into the expansion mechanism (31). Exists. For this reason, the refrigeration oil collected at the bottom of the compressor casing (24) flows into the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (17).

膨張機構（31）に流入した冷凍機油は、膨張機構（31）の潤滑に利用される。その後、この冷凍機油は、そのほぼ全量が膨張後の冷媒と共に膨張機（30）から流出する。冷媒と共に膨張機（30）から流出した冷凍機油は、冷媒と共に冷媒回路（11）内を流れて圧縮機（20）へ吸入される。なお、膨張機構（31）における冷凍機油の流通経路については、後述する。   The refrigerating machine oil that has flowed into the expansion mechanism (31) is used for lubrication of the expansion mechanism (31). Thereafter, almost all of the refrigerating machine oil flows out of the expander (30) together with the expanded refrigerant. The refrigerating machine oil that has flowed out of the expander (30) together with the refrigerant flows through the refrigerant circuit (11) together with the refrigerant, and is sucked into the compressor (20). In addition, the distribution route of the refrigeration oil in the expansion mechanism (31) will be described later.

圧縮機（20）の圧縮機構（21）へ冷媒と共に吸入された冷凍機油は、圧縮後の冷媒と共に圧縮機構（21）から圧縮機ケーシング（24）の内部空間へ吐出され、その後に圧縮機ケーシング（24）の底部へと流れ落ちてゆく。   The refrigeration oil sucked together with the refrigerant into the compression mechanism (21) of the compressor (20) is discharged together with the compressed refrigerant from the compression mechanism (21) into the internal space of the compressor casing (24), and then the compressor casing. It flows down to the bottom of (24).

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

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

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

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

次に、膨張機構（31）における冷凍機油の流通経路について、図２を参照しながら説明する。   Next, the flow path of the refrigeration oil in the expansion mechanism (31) will be described with reference to FIG.

膨張機構（31）へは、圧縮機ケーシング（24）内に貯留された高圧の冷凍機油が、給油用配管（17）を通じて供給される。給油用配管（17）を流れる冷凍機油は、給油管（37）を通って配管接続部（98）へ導入される。配管接続部（98）へ流入した冷凍機油は、その一部が第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）へ流入し、残りが第２給油通路部（92）へ流入する。   High-pressure refrigeration oil stored in the compressor casing (24) is supplied to the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (17). The refrigerating machine oil flowing through the oil supply pipe (17) is introduced into the pipe connection part (98) through the oil supply pipe (37). A part of the refrigerating machine oil that has flowed into the pipe connection part (98) flows into the bush hole (88) of the second cylinder (81), and the rest flows into the second oil supply passage part (92).

第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）へ流入した冷凍機油の一部は、第２シリンダ（81）とブッシュ（87）の摺動部分や、第２ブレード（86）とブッシュ（87）の摺動部分へ供給され、潤滑に利用された後に第２シリンダ（81）内の第２流体室（82）へ流入する。一方、このブッシュ孔（88）へ流入した冷凍機油の残りは、接続通路部（99）を通って第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）へ流入する。   Part of the refrigerating machine oil that has flowed into the bush hole (88) of the second cylinder (81) is the sliding portion of the second cylinder (81) and the bush (87), and the second blade (86) and the bush (87). After being used for lubrication, it flows into the second fluid chamber (82) in the second cylinder (81). On the other hand, the remaining refrigerating machine oil flowing into the bush hole (88) flows into the bush hole (78) of the first cylinder (71) through the connection passage (99).

第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）へ流入した冷凍機油の一部は、第１シリンダ（71）とブッシュ（77）の摺動部分や、第１ブレード（76）とブッシュ（77）の摺動部分へ供給され、潤滑に利用された後に第１シリンダ（71）内の第１流体室（72）へ流入する。一方、このブッシュ孔（88）へ流入した冷凍機油の残りは、第１給油通路部（91）へ流入する。   Part of the refrigerating machine oil that has flowed into the bush hole (78) of the first cylinder (71) is the sliding portion of the first cylinder (71) and the bush (77), the first blade (76) and the bush (77). After being used for lubrication, it flows into the first fluid chamber (72) in the first cylinder (71). On the other hand, the remainder of the refrigerating machine oil that has flowed into the bush hole (88) flows into the first oil supply passage portion (91).

第１給油通路部（91）へ流入した冷凍機油は、第１給油通路部（91）を通って第１凹溝（45）へ流入する。第１凹溝（45）へ流入した冷凍機油は、第１軸受メタル（101）と主軸部（41）の隙間へ流入し、第１軸受メタル（101）と主軸部（41）の摺動面の潤滑に利用される。また、第１軸受メタル（101）に形成された導油溝（102）では、主軸部（41）の回転方向の前方に向かって（即ち、導油溝（102）の上端から下端へ向かって）冷凍機油が流れる。   The refrigerating machine oil that has flowed into the first oil supply passage portion (91) flows into the first concave groove (45) through the first oil supply passage portion (91). The refrigerating machine oil flowing into the first concave groove (45) flows into the gap between the first bearing metal (101) and the main shaft portion (41), and the sliding surface between the first bearing metal (101) and the main shaft portion (41). Used for lubrication. Further, in the oil guide groove (102) formed in the first bearing metal (101), the main shaft portion (41) is moved forward in the rotational direction (that is, from the upper end to the lower end of the oil guide groove (102)). ) Refrigerator oil flows.

このように、主軸受部（100）における第１軸受メタル（101）と主軸部（41）の隙間では、その上端から下端へ向かって冷凍機油が流れる。このため、第１軸受メタル（101）と主軸部（41）の摺動によって生じた熱は、第１軸受メタル（101）と主軸部（41）の隙間を流れる冷凍機油によって奪われる。第１軸受メタル（101）と主軸部（41）の隙間を通過した冷凍機油は、第１油溜め室（103）を通って軸内油通路（90）の主通路部（94）の下端へ流入する。その際、第１油溜め室（103）の下端は第１オイルシール（104）によってシールされているため、第１油溜め室（103）へ流入した冷凍機油は、そのほぼ全量が主通路部（94）の下端部分へ流入する。   In this way, in the gap between the first bearing metal (101) and the main shaft portion (41) in the main bearing portion (100), the refrigeration oil flows from the upper end to the lower end. For this reason, the heat generated by the sliding of the first bearing metal (101) and the main shaft portion (41) is taken away by the refrigerating machine oil flowing through the gap between the first bearing metal (101) and the main shaft portion (41). The refrigeration oil that has passed through the gap between the first bearing metal (101) and the main shaft portion (41) passes through the first oil sump chamber (103) to the lower end of the main passage portion (94) of the in-shaft oil passage (90). Inflow. At that time, since the lower end of the first oil sump chamber (103) is sealed by the first oil seal (104), almost all of the refrigerating machine oil flowing into the first oil sump chamber (103) is the main passage portion. It flows into the lower end of (94).

第２給油通路部（92）へ流入した冷凍機油は、第２凹溝（46）へ送られる。第２凹溝（46）へ流入した冷凍機油は、第２軸受メタル（111）と主軸部（41）の隙間へ流入し、第２軸受メタル（111）と主軸部（41）の摺動面の潤滑に利用される。また、第２軸受メタル（111）に形成された導油溝（112）では、主軸部（41）の回転方向の前方に向かって（即ち、導油溝（112）の下端から上端へ向かって）冷凍機油が流れる。   The refrigerating machine oil that has flowed into the second oil supply passage (92) is sent to the second groove (46). The refrigerating machine oil that has flowed into the second concave groove (46) flows into the gap between the second bearing metal (111) and the main shaft portion (41), and the sliding surface between the second bearing metal (111) and the main shaft portion (41). Used for lubrication. In the oil guide groove (112) formed in the second bearing metal (111), the main shaft portion (41) moves forward in the rotational direction (that is, from the lower end to the upper end of the oil guide groove (112)). ) Refrigerator oil flows.

このように、主軸受部（100）における第２軸受メタル（111）と主軸部（41）の隙間では、その下端から上端へ向かって冷凍機油が流れる。このため、第２軸受メタル（111）と主軸部（41）の摺動によって生じた熱は、第２軸受メタル（111）と主軸部（41）の隙間を流れる冷凍機油によって奪われる。第２軸受メタル（111）と主軸部（41）の隙間を通過した冷凍機油は、第２油溜め室（113）を通って軸内油通路（90）の主通路部（94）の上端へ流入する。その際、第２油溜め室（113）の上端は第２オイルシール（114）によってシールされているため、第２油溜め室（113）へ流入した冷凍機油は、そのほぼ全量が主通路部（94）の上端部分へ流入する。   Thus, in the gap between the second bearing metal (111) and the main shaft portion (41) in the main bearing portion (100), the refrigeration oil flows from the lower end to the upper end. For this reason, the heat generated by the sliding of the second bearing metal (111) and the main shaft portion (41) is taken away by the refrigerating machine oil flowing through the gap between the second bearing metal (111) and the main shaft portion (41). The refrigeration oil that has passed through the gap between the second bearing metal (111) and the main shaft portion (41) passes through the second oil sump chamber (113) to the upper end of the main passage portion (94) of the in-shaft oil passage (90). Inflow. At this time, since the upper end of the second oil sump chamber (113) is sealed by the second oil seal (114), almost all of the refrigerating machine oil flowing into the second oil sump chamber (113) is the main passage portion. It flows into the upper end of (94).

軸内油通路（90）の主通路部（94）へ流入した冷凍機油は、その一部が第１給油通路部（91）を通って第１偏心部（42）と第１ピストン（75）の摺動部分へ供給され、残りが第２偏心部（43）と第２ピストン（85）の摺動部分へ供給される。第１偏心部（42）と第１ピストン（75）の潤滑に利用された冷凍機油は、フロントヘッド（61）及び中間プレート（63）と第１ピストン（75）の端面との隙間へ流入し、潤滑に利用された後に第１シリンダ（71）内の第１流体室（72）へ流入する。一方、第２偏心部（43）と第２ピストン（85）の潤滑に利用された冷凍機油は、リアヘッド（62）及び中間プレート（63）と第２ピストン（85）の端面との隙間へ流入し、潤滑に利用された後に第２シリンダ（81）内の第２流体室（82）へ流入する。   A part of the refrigeration oil flowing into the main passage portion (94) of the in-shaft oil passage (90) passes through the first oil supply passage portion (91) and the first eccentric portion (42) and the first piston (75). To the sliding portion of the second eccentric portion (43) and the second piston (85). The refrigerating machine oil used for lubricating the first eccentric part (42) and the first piston (75) flows into the gap between the front head (61) and the intermediate plate (63) and the end face of the first piston (75). After being used for lubrication, it flows into the first fluid chamber (72) in the first cylinder (71). On the other hand, the refrigerating machine oil used for lubricating the second eccentric part (43) and the second piston (85) flows into the gap between the rear head (62) and the intermediate plate (63) and the end face of the second piston (85). After being used for lubrication, it flows into the second fluid chamber (82) in the second cylinder (81).

本実施形態の膨張機構（31）において、給油用配管（17）を通じて圧縮機（20）から供給された冷凍機油は、膨張機構（31）の摺動部分の潤滑に利用された後に、第１シリンダ（71）内の第１流体室（72）又は第２シリンダ（81）内の第２流体室（82）へ流入する。第１流体室（72）へ流入した冷凍機油は、第１流体室（72）内の冷媒と共に連通路（64）を通って第２流体室（82）へ流入する。つまり、この膨張機構（31）では、給油用配管（17）から供給された冷凍機油のほぼ全量が、最終的に第２シリンダ（81）内の第２流体室（82）へ流入する。そして、第２流体室（82）へ流入した冷凍機油は、第２流体室（82）内の冷媒と共に流出ポート（68）を通って膨張機構（31）から排出されてゆく。   In the expansion mechanism (31) of the present embodiment, the refrigerating machine oil supplied from the compressor (20) through the oil supply pipe (17) is used for lubricating the sliding portion of the expansion mechanism (31), and then the first It flows into the first fluid chamber (72) in the cylinder (71) or the second fluid chamber (82) in the second cylinder (81). The refrigerating machine oil that has flowed into the first fluid chamber (72) flows into the second fluid chamber (82) through the communication path (64) together with the refrigerant in the first fluid chamber (72). That is, in this expansion mechanism (31), substantially the entire amount of the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (17) finally flows into the second fluid chamber (82) in the second cylinder (81). The refrigerating machine oil flowing into the second fluid chamber (82) is discharged from the expansion mechanism (31) through the outflow port (68) together with the refrigerant in the second fluid chamber (82).

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

また、本実施形態の膨張機（30）では、圧縮機ケーシング（24）内に貯留された高圧の冷凍機油（即ち、その圧力が冷凍サイクルの高圧と同程度の冷凍機油）が、給油管（37）を通じて膨張機構（31）へ供給される。このため、給油管（37）を通じて膨張機構（31）へ供給された冷凍機油を差圧によって膨張機構（31）の摺動部分へ行き渡らせることができ、膨張機構（31）の潤滑を確実に行って膨張機（30）の信頼性を確保することができる。また、膨張機構（31）では冷凍機油が給油管（37）から流体室（72,82）へ向かって確実に流れることとなるため、膨張機構（31）における摺動部分を冷凍機油で確実に冷却することができ、この点でも焼き付き等のトラブルを未然に防いで膨張機（30）の信頼性を確保することができる。   In the expander (30) of the present embodiment, the high-pressure refrigerating machine oil stored in the compressor casing (24) (that is, refrigerating machine oil whose pressure is similar to the high pressure of the refrigerating cycle) is supplied to the oil supply pipe ( 37) to the expansion mechanism (31). For this reason, the refrigerating machine oil supplied to the expansion mechanism (31) through the oil supply pipe (37) can be distributed to the sliding portion of the expansion mechanism (31) by the differential pressure, and the expansion mechanism (31) is reliably lubricated. It is possible to secure the reliability of the expander (30). In the expansion mechanism (31), since the refrigeration oil flows reliably from the oil supply pipe (37) toward the fluid chamber (72, 82), the sliding portion in the expansion mechanism (31) is reliably secured with the refrigeration oil. In this respect, troubles such as seizure can be prevented and reliability of the expander (30) can be ensured.

また、本実施形態の膨張機（30）では、給油管（37）から膨張機構（31）へ供給された冷凍機油が、第１軸受メタル（101）と出力軸（40）の隙間や、第２軸受メタル（111）と出力軸（40）の隙間を確実に通過する。従って、本実施形態によれば、軸受メタル（101,111）と出力軸（40）の潤滑を確実に行うことができると共に、軸受メタル（101,111）や出力軸（40）を冷凍機油によって確実に冷却することができ、軸受メタル（101,111）と出力軸（40）の焼き付きを確実に回避することができる。   In the expander (30) of the present embodiment, the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) to the expansion mechanism (31) causes the gap between the first bearing metal (101) and the output shaft (40), the first 2 Pass through the gap between the bearing metal (111) and the output shaft (40) without fail. Therefore, according to this embodiment, the bearing metal (101, 111) and the output shaft (40) can be reliably lubricated, and the bearing metal (101, 111) and the output shaft (40) are reliably cooled by the refrigerating machine oil. Therefore, seizure of the bearing metal (101, 111) and the output shaft (40) can be surely avoided.

また、本実施形態の膨張機（30）では、膨張機構（31）のフロントヘッド（61）とリアヘッド（62）のそれぞれにオイルシール（104,114）が設けられている。これらのオイルシール（104,114）は、フロントヘッド（61）やリアヘッド（62）と出力軸（40）の隙間を通って膨張機構（31）から流出しようとする冷凍機油を封止する。このため、給油管（37）から膨張機構（31）へ供給された冷凍機油は、そのほぼ全量が膨張室（66）内で膨張した冷媒と共に膨張機構（31）から排出される。   In the expander (30) of the present embodiment, oil seals (104, 114) are provided on the front head (61) and the rear head (62) of the expansion mechanism (31), respectively. These oil seals (104, 114) seal the refrigerating machine oil that is about to flow out of the expansion mechanism (31) through the gap between the front head (61) and rear head (62) and the output shaft (40). For this reason, the refrigerating machine oil supplied to the expansion mechanism (31) from the oil supply pipe (37) is discharged from the expansion mechanism (31) together with the refrigerant that has expanded in the expansion chamber (66).

ここで、膨張機ケーシング（34）内に冷凍機油が溜まり込むと、膨張機ケーシング（34）内から冷凍機油を排出するための配管等が必要となり、膨張機（30）の構造が複雑化する。それに対し、本実施形態の膨張機（30）では、膨張機構（31）から膨張機ケーシング（34）の内部空間への冷凍機油の漏洩が、オイルシール（104,114）によって抑えられている。従って、本実施形態によれば、低圧となった膨張機ケーシング（34）の内部空間に冷凍機油が溜まり込むのを回避でき、膨張機ケーシング（34）内から冷凍機油を排出するための配管等を省略して膨張機（30）の構成が複雑化するのを回避できる。   Here, if the refrigerating machine oil accumulates in the expander casing (34), piping or the like for discharging the refrigerating machine oil from the expander casing (34) becomes necessary, and the structure of the expander (30) becomes complicated. . On the other hand, in the expander (30) of the present embodiment, leakage of refrigeration oil from the expansion mechanism (31) to the internal space of the expander casing (34) is suppressed by the oil seals (104, 114). Therefore, according to the present embodiment, the refrigerating machine oil can be prevented from accumulating in the internal space of the expander casing (34) having a low pressure, and the piping for discharging the refrigerating machine oil from the expander casing (34), etc. It is possible to avoid complication of the configuration of the expander (30) by omitting.

《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、上記実施形態の空調機（10）において、膨張機（30）に対する冷凍機油の供給元を変更したものである。ここでは、本実施形態の空調機（10）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。 << Embodiment 2 of the Invention >>
A second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, in the air conditioner (10) of the above embodiment, the supply source of the refrigerating machine oil to the expander (30) is changed. Here, about the air conditioner (10) of this embodiment, a different point from the said Embodiment 1 is demonstrated.

図５に示すように、本実施形態の空調機（10）では、冷媒回路（11）に油分離器（19）が設けられている。冷媒回路（11）において、油分離器（19）は、第２四方切換弁（13）の第２のポートと膨張機（30）の流入管（35）との間に設けられている。この油分離器（19）には、室外熱交換器（14）と室内熱交換器（15）のうちガスクーラ（放熱器）として動作する方を通過した超臨界状態の冷媒が流入する。この油分離器（19）は、流入した冷媒から冷凍機油を分離し、冷凍機油が除去された冷媒を膨張機（30）へ向けて送り出す。   As shown in FIG. 5, in the air conditioner (10) of the present embodiment, an oil separator (19) is provided in the refrigerant circuit (11). In the refrigerant circuit (11), the oil separator (19) is provided between the second port of the second four-way switching valve (13) and the inflow pipe (35) of the expander (30). A supercritical refrigerant that has passed through one of the outdoor heat exchanger (14) and the indoor heat exchanger (15) that operates as a gas cooler (radiator) flows into the oil separator (19). The oil separator (19) separates the refrigerating machine oil from the refrigerant that has flowed in, and sends the refrigerant from which the refrigerating machine oil has been removed toward the expander (30).

また、本実施形態の冷媒回路（11）において、給油用配管（17）は、油分離器（19）の底部に接続されており、油分離器（19）内の冷凍機油を膨張機（30）の給油管（37）へ供給する。上述したように、油分離器（19）へ流入する冷媒の圧力は、冷凍サイクルの高圧と同等になっている。このため、油分離器（19）内の冷凍機油の圧力も冷凍サイクルの高圧と同等となる。従って、膨張機（30）に対しては、その圧力が冷凍サイクルの高圧と同等となっている冷凍機油が給油用配管（17）を通じて油分離器（19）から供給される。   In the refrigerant circuit (11) of the present embodiment, the oil supply pipe (17) is connected to the bottom of the oil separator (19), and the refrigerating machine oil in the oil separator (19) is supplied to the expander (30 ) To the oil supply pipe (37). As described above, the pressure of the refrigerant flowing into the oil separator (19) is equivalent to the high pressure of the refrigeration cycle. For this reason, the pressure of the refrigerating machine oil in the oil separator (19) is also equal to the high pressure of the refrigeration cycle. Therefore, the refrigerating machine oil whose pressure is equivalent to the high pressure of the refrigeration cycle is supplied to the expander (30) from the oil separator (19) through the oil supply pipe (17).

−実施形態２の変形例−
本実施形態では、冷媒回路（11）における油分離器（19）の接続位置を変更してもよい。 -Modification of Embodiment 2-
In this embodiment, the connection position of the oil separator (19) in the refrigerant circuit (11) may be changed.

図６に示すように、本変形例の冷媒回路（11）では、圧縮機（20）の吐出管（26）と第１四方切換弁（12）の第１のポートとの間に油分離器（19）が設けられている。この油分離器（19）には、圧縮機（20）から吐出された超臨界状態の冷媒が流入する。この油分離器（19）は、流入した冷媒から冷凍機油を分離し、冷凍機油が除去された冷媒を第１四方切換弁（12）へ向けて送り出す。   As shown in FIG. 6, in the refrigerant circuit (11) of this modification, an oil separator is provided between the discharge pipe (26) of the compressor (20) and the first port of the first four-way switching valve (12). (19) is provided. The supercritical refrigerant discharged from the compressor (20) flows into the oil separator (19). The oil separator (19) separates the refrigeration oil from the refrigerant that has flowed in, and sends the refrigerant from which the refrigeration oil has been removed toward the first four-way switching valve (12).

なお、本変形例の冷媒回路（11）においても、給油用配管（17）が油分離器（19）の底部に接続されている点は上記実施形態２と同様である。そして、膨張機（30）に対しては、その圧力が冷凍サイクルの高圧と同等となっている冷凍機油が給油用配管（17）を通じて油分離器（19）から供給される。   Note that, also in the refrigerant circuit (11) of the present modification, the oil supply pipe (17) is connected to the bottom of the oil separator (19) as in the second embodiment. And with respect to the expander (30), the refrigerating machine oil whose pressure is equivalent to the high pressure of the refrigerating cycle is supplied from the oil separator (19) through the oil supply pipe (17).

《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。本実施形態の空調機（10）は、上記実施形態１において膨張機（30）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の膨張機（30）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。 << Embodiment 3 of the Invention >>
Embodiment 3 of the present invention will be described. The air conditioner (10) of the present embodiment is obtained by changing the configuration of the expander (30) in the first embodiment. Here, the difference from the first embodiment will be described for the expander (30) of the present embodiment.

図７に示すように、出力軸（40）の上端部には、１つの偏心部（44）が形成されている。この偏心部（44）は、出力軸（40）の主軸部（41）よりも大径に形成されている。上記実施形態１と同様に、出力軸（40）には、軸内油通路（90）が形成されている。ただし、本実施形態の軸内油通路（90）は、給油通路部（93）が１つだけ設けられている。この給油通路部（93）は、その基端が主通路部（94）に連通し、その先端が偏心部（44）の外周面に開口している。   As shown in FIG. 7, one eccentric part (44) is formed in the upper end part of the output shaft (40). The eccentric portion (44) is formed with a larger diameter than the main shaft portion (41) of the output shaft (40). As in the first embodiment, an in-shaft oil passage (90) is formed in the output shaft (40). However, the in-shaft oil passage (90) of this embodiment is provided with only one oil supply passage portion (93). The base end of the oil supply passage portion (93) communicates with the main passage portion (94), and the distal end thereof opens to the outer peripheral surface of the eccentric portion (44).

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

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

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

図８にも示すように、シリンダ（51）内にはピストン（55）が設けられている。このピストン（55）は、円環状あるいは円筒状に形成されている。ピストン（55）の内径は偏心部（44）の外径と概ね等しくなっている。そして、ピストン（55）には出力軸（40）の偏心部（44）が貫通している。   As shown in FIG. 8, a piston (55) is provided in the cylinder (51). The piston (55) is formed in an annular shape or a cylindrical shape. The inner diameter of the piston (55) is substantially equal to the outer diameter of the eccentric part (44). The eccentric portion (44) of the output shaft (40) passes through the piston (55).

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

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

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

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

なお、フロントヘッド（61）に主軸受部（100）が形成され、リアヘッド（62）に副軸受部（110）が形成されている点は、上記実施形態１と同様である。また、第１通路部（96）がフロントヘッド（61）に形成され、配管接続部（98）と第２通路部（97）がリアヘッド（62）に形成されている点も、上記実施形態１と同様である。ただし、本実施形態の膨張機構（31）に中間プレート（63）は設けられていない。従って、本実施形態の膨張機構（31）に形成された本体側油通路（95）は、第１通路部（96）と、第２通路部（97）と、配管接続部（98）と、シリンダ（51）に形成されたブッシュ孔（58）とによって構成される。   In addition, the point which the main bearing part (100) is formed in the front head (61), and the sub bearing part (110) is formed in the rear head (62) is the same as that of the said Embodiment 1. The first embodiment is also characterized in that the first passage portion (96) is formed in the front head (61) and the pipe connection portion (98) and the second passage portion (97) are formed in the rear head (62). It is the same. However, the intermediate plate (63) is not provided in the expansion mechanism (31) of the present embodiment. Therefore, the main body side oil passage (95) formed in the expansion mechanism (31) of the present embodiment includes a first passage portion (96), a second passage portion (97), a pipe connection portion (98), And a bush hole (58) formed in the cylinder (51).

−運転動作−
空調機（10）の冷房運転及び暖房運転や、圧縮機構（21）及び膨張機構（31）へ冷凍機油を供給する動作は、上記実施形態１の場合と同様である。ここでは、本実施形態の膨張機構（31）が冷媒から動力を回収する動作について、図８を参照しながら説明する。 -Driving action-
The cooling operation and heating operation of the air conditioner (10) and the operation of supplying the refrigeration oil to the compression mechanism (21) and the expansion mechanism (31) are the same as in the case of the first embodiment. Here, the operation in which the expansion mechanism (31) of the present embodiment recovers power from the refrigerant will be described with reference to FIG.

出力軸（40）が図８(ａ)の状態（回転角が０°の状態）から同図の反時計方向へ僅かに回転すると、流入ポート（67）が高圧室（53）と連通し、流入ポート（67）から高圧室（53）へ高圧冷媒が流入する。この時、低圧室（54）は流出ポート（68）と連通しており、低圧室（54）の圧力は冷凍サイクルの低圧と概ね等しくなっている。このため、ピストン（55）は高圧室（53）へ流入した冷媒によって押し動かされ、出力軸（40）が同図の反時計方向へ回転を続ける。   When the output shaft (40) is slightly rotated counterclockwise from the state shown in FIG. 8 (a) (rotation angle is 0 °), the inflow port (67) communicates with the high pressure chamber (53). High-pressure refrigerant flows from the inflow port (67) into the high-pressure chamber (53). At this time, the low pressure chamber (54) communicates with the outflow port (68), and the pressure of the low pressure chamber (54) is substantially equal to the low pressure of the refrigeration cycle. For this reason, the piston (55) is pushed and moved by the refrigerant flowing into the high pressure chamber (53), and the output shaft (40) continues to rotate counterclockwise in FIG.

そして、図８(ｂ)〜(ｄ)に順次示すように、高圧室（53）の容積はピストン（55）が移動するのにつれて拡大する一方、低圧室（54）の容積はピストン（55）が移動するのにつれて縮小してゆく。その後、ピストン（55）は同図(ａ)の状態に戻るが、慣性力によって回転し続け、再び高圧室（53）に流入ポート（67）が連通すると同時に低圧室（54）に流出ポート（68）が連通する状態となり、出力軸（40）が継続的に回転駆動される。   8 (b) to 8 (d), the volume of the high pressure chamber (53) increases as the piston (55) moves, while the volume of the low pressure chamber (54) increases as the piston (55). As it moves, it shrinks. Thereafter, the piston (55) returns to the state shown in FIG. 5 (a), but continues to rotate due to the inertial force, and the inflow port (67) communicates with the high pressure chamber (53) again and at the same time the outflow port (54) 68) is in communication, and the output shaft (40) is continuously driven to rotate.

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

具体的に、給油用配管（17）から給油管（37）を通って配管接続部（98）へ流入した冷凍機油は、その一部がシリンダ（51）のブッシュ孔（58）へ流入し、残りが第２給油通路部（92）へ流入する。   Specifically, a part of the refrigeration oil that flows from the oil supply pipe (17) through the oil supply pipe (37) to the pipe connection part (98) flows into the bush hole (58) of the cylinder (51), The remainder flows into the second oil supply passage (92).

シリンダ（51）のブッシュ孔（58）へ流入した冷凍機油の一部は、シリンダ（51）とブッシュ（57）の摺動部分や、ブレード（56）とブッシュ（57）の摺動部分へ供給され、潤滑に利用された後にシリンダ（51）内の流体室（52）へ流入する。このブッシュ孔（58）へ流入した冷凍機油の残りは、第１給油通路部（91）へ流入する。第１給油通路部（91）へ流入した冷凍機油は、第１凹溝（45）を通って第１軸受メタル（101）と主軸部（41）の隙間へ流入し、両者の摺動面を潤滑した後に第１油溜め室（103）を通って軸内油通路（90）の主通路部（94）の下端へ流入する。一方、第２給油通路部（92）へ流入した冷凍機油は、第２凹溝（46）を通って第２軸受メタル（111）と主軸部（41）の隙間へ流入し、両者の摺動面を潤滑した後に第２油溜め室（113）を通って軸内油通路（90）の主通路部（94）の上端へ流入する。   A part of the refrigerating machine oil flowing into the bush hole (58) of the cylinder (51) is supplied to the sliding part of the cylinder (51) and the bush (57) and the sliding part of the blade (56) and the bush (57). After being used for lubrication, it flows into the fluid chamber (52) in the cylinder (51). The remainder of the refrigerating machine oil that has flowed into the bush hole (58) flows into the first oil supply passage (91). The refrigerating machine oil that has flowed into the first oil supply passage portion (91) flows into the gap between the first bearing metal (101) and the main shaft portion (41) through the first concave groove (45), and the sliding surfaces of both of them are brought into contact with each other. After lubrication, the oil flows into the lower end of the main passage portion (94) of the in-shaft oil passage (90) through the first oil sump chamber (103). On the other hand, the refrigerating machine oil that has flowed into the second oil supply passage portion (92) flows into the gap between the second bearing metal (111) and the main shaft portion (41) through the second concave groove (46) and slides between them. After the surface is lubricated, it flows into the upper end of the main passage portion (94) of the in-shaft oil passage (90) through the second oil sump chamber (113).

軸内油通路（90）の主通路部（94）へ流入した冷凍機油は、給油通路部（93）を通って偏心部（44）とピストン（55）の摺動部分へ供給される。偏心部（44）とピストン（55）の潤滑に利用された冷凍機油は、フロントヘッド（61）及びリアヘッド（62）とピストン（55）の端面との隙間へ流入し、潤滑に利用された後にピストン（55）内の流体室（52）へ流入する。そして、流体室（52）内へ流入した冷凍機油は、冷媒と共に流出ポート（68）を通って膨張機構（31）から排出されてゆく。   The refrigerating machine oil that has flowed into the main passage portion (94) of the in-shaft oil passage (90) is supplied to the sliding portion between the eccentric portion (44) and the piston (55) through the oil supply passage portion (93). The refrigerating machine oil used to lubricate the eccentric part (44) and the piston (55) flows into the gap between the front head (61) and the rear head (62) and the end face of the piston (55) and is used for lubrication. It flows into the fluid chamber (52) in the piston (55). The refrigerating machine oil that has flowed into the fluid chamber (52) is discharged from the expansion mechanism (31) through the outflow port (68) together with the refrigerant.

《その他の実施形態》
−第１変形例−
上記の各実施形態の膨張機（30）では、膨張機構（31）のオイルシール（104,114）を省略してもよい。この場合には、膨張機構（31）のフロントヘッド（61）やリアヘッド（62）と出力軸（40）の隙間を通って冷凍機油が多少漏れ出し、漏れ出た冷凍機油が膨張機ケーシング（34）の底部に溜まり込む。そこで、図９に示すように、本変形例の膨張機（30）が接続される冷媒回路（11）には、油戻し用配管（18）が設けられる。 << Other Embodiments >>
-First modification-
In the expander (30) of each embodiment described above, the oil seals (104, 114) of the expansion mechanism (31) may be omitted. In this case, the refrigerating machine oil slightly leaks through the gap between the front head (61) and rear head (62) of the expansion mechanism (31) and the output shaft (40), and the leaked refrigerating machine oil flows into the expander casing (34 ) Accumulate at the bottom of Therefore, as shown in FIG. 9, an oil return pipe (18) is provided in the refrigerant circuit (11) to which the expander (30) of the present modification is connected.

油戻し用配管（18）は、その始端が膨張機（30）に接続され、その終端が吸入側配管（16）に接続されている。具体的に、油戻し用配管（18）の始端部は、膨張機ケーシング（34）の底部を貫通し、膨張機ケーシング（34）の内部空間に開口している。この油戻し用配管（18）の始端部は、膨張機ケーシング（34）の底面付近に開口している。一方、油戻し用配管（18）の終端部は、吸入側配管（16）に接続されている。   The oil return pipe (18) has a start end connected to the expander (30) and a terminal end connected to the suction side pipe (16). Specifically, the starting end of the oil return pipe (18) passes through the bottom of the expander casing (34) and opens into the internal space of the expander casing (34). The starting end of the oil return pipe (18) opens near the bottom of the expander casing (34). On the other hand, the terminal end of the oil return pipe (18) is connected to the suction side pipe (16).

膨張機ケーシング（34）の底に溜まった冷凍機油は、油戻し用配管（18）を通って吸入側配管（16）へ流入し、吸入側配管（16）を流れる冷媒と共に圧縮機（20）へ吸入される。吸入側配管（16）を流れる冷媒の圧力は、冷媒回路（11）内で最も低くなっている。このため、膨張機ケーシング（34）内の冷凍機油は、油戻し用配管（18）を流れて吸入側配管（16）に流入する。   The refrigerating machine oil accumulated at the bottom of the expander casing (34) flows into the suction side pipe (16) through the oil return pipe (18) and together with the refrigerant flowing through the suction side pipe (16), the compressor (20) Inhaled. The pressure of the refrigerant flowing through the suction side pipe (16) is the lowest in the refrigerant circuit (11). Therefore, the refrigerating machine oil in the expander casing (34) flows through the oil return pipe (18) and flows into the suction side pipe (16).

−第２変形例−
上記の各実施形態では、膨張機構（31）がいわゆるローリングピストン型のロータリ式流体機械で構成されていてもよい。この場合、膨張機構（31）では、ブレード（56,75,86）がピストン（55,75,85）と別体に形成される。そして、ブレード（56,75,86）は、シリンダ（51,71,81）に対して進退自在に支持され、その先端がピストン（55,75,85）の外周面に押し付けられる。 -Second modification-
In each of the above embodiments, the expansion mechanism (31) may be configured by a so-called rolling piston type rotary fluid machine. In this case, in the expansion mechanism (31), the blade (56, 75, 86) is formed separately from the piston (55, 75, 85). The blades (56, 75, 86) are supported so as to be able to advance and retreat relative to the cylinders (51, 71, 81), and their tips are pressed against the outer peripheral surfaces of the pistons (55, 75, 85).

−第３変形例−
上記の各実施形態では、膨張機構（31）がスクロール型の流体機械で構成されていてもよい。この場合、膨張機構（31）では、固定スクロールと可動スクロールによって形成された膨張室内で冷媒が膨張し、可動部材である可動スクロールに係合する出力軸（40）が回転駆動される。 -Third modification-
In each of the above embodiments, the expansion mechanism (31) may be configured by a scroll type fluid machine. In this case, in the expansion mechanism (31), the refrigerant expands in the expansion chamber formed by the fixed scroll and the movable scroll, and the output shaft (40) engaged with the movable scroll that is a movable member is rotationally driven.

−第４変形例−
上記の各実施形態では冷凍装置によって空調機を構成しているが、冷凍装置によって給湯機を構成し、圧縮機（20）から吐出された冷媒によって水を加熱して温水を生成するようにしてもよい。 -Fourth modification-
In each of the above embodiments, the refrigeration apparatus constitutes an air conditioner. However, the refrigeration apparatus constitutes a water heater, and water is heated by the refrigerant discharged from the compressor (20) to generate hot water. Also good.

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

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

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

符号の説明Explanation of symbols

11 冷媒回路
30 膨張機
31 膨張機構
32 本体部
33 発電機
34 膨張機ケーシング（ケーシング）
37 給油管
40 出力軸
51 シリンダ
52 流体室
55 ピストン（可動部材）
56 ブレード
61 フロントヘッド（閉塞部材）
62 リアヘッド（閉塞部材）
63 中間プレート（閉塞部材）
71 第１シリンダ（シリンダ）
72 第１流体室
75 第１ピストン（可動部材、ピストン）
76 第１ブレード（ブレード）
81 第２シリンダ（シリンダ）
82 第２流体室
85 第２ピストン（可動部材、ピストン）
86 第２ブレード（ブレード）
90 軸内油通路（第２油通路）
95 本体側油通路（第１油通路）
100 主軸受部（軸受部）
114 第１オイルシール（シール部材）
110 副軸受部（軸受部）
114 第２オイルシール（シール部材） 11 Refrigerant circuit
30 expander
31 Expansion mechanism
32 Main unit
33 Generator
34 Expander casing (casing)
37 Lubrication pipe
40 output shaft
51 cylinders
52 Fluid chamber
55 Piston (movable member)
56 blade
61 Front head (blocking member)
62 Rear head (blocking member)
63 Intermediate plate (blocking member)
71 1st cylinder (cylinder)
72 First fluid chamber
75 1st piston (movable member, piston)
76 First blade (blade)
81 Second cylinder (cylinder)
82 Second fluid chamber
85 Second piston (movable member, piston)
86 Second blade
90 Shaft internal oil passage (second oil passage)
95 Body side oil passage (1st oil passage)
100 Main bearing (bearing)
114 1st oil seal (seal member)
110 Secondary bearing (bearing)
114 Second oil seal (seal member)

Claims (7)

冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）に接続され、上記冷媒回路（11）を流れる高圧冷媒から動力を回収するための膨張機であって、
上記高圧冷媒が流入する流体室（52,72,82）を形成して該流体室（52,72,82）内で冷媒が膨張することによって動力を発生させる膨張機構（31）と、
上記膨張機構（31）で膨張した冷媒と同じ圧力となっている内部空間に上記膨張機構（31）を収容するケーシング（34）と、
上記ケーシング（34）内の上記膨張機構（31）に端部が挿入され、上記冷媒回路（11）内に存在する高圧の冷凍機油を上記膨張機構（31）へ供給する給油管（37）とを備え、
上記膨張機構（31）は、上記給油管（37）から供給されて上記膨張機構（31）の潤滑に利用された冷凍機油を、上記流体室（52,72,82）内で膨張した冷媒と共に排出するように構成されている
ことを特徴とする膨張機。 An expander that is connected to a refrigerant circuit (11) that circulates refrigerant to perform a refrigeration cycle and recovers power from the high-pressure refrigerant flowing through the refrigerant circuit (11),
An expansion mechanism (31) that forms a fluid chamber (52, 72, 82) into which the high-pressure refrigerant flows and generates power by expanding the refrigerant in the fluid chamber (52, 72, 82);
A casing (34) that houses the expansion mechanism (31) in an internal space that has the same pressure as the refrigerant expanded by the expansion mechanism (31);
An oil supply pipe (37) having an end inserted into the expansion mechanism (31) in the casing (34) and supplying high-pressure refrigerating machine oil present in the refrigerant circuit (11) to the expansion mechanism (31); With
The expansion mechanism (31) is supplied with the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) and used for lubrication of the expansion mechanism (31) together with the refrigerant expanded in the fluid chamber (52, 72, 82). An expander characterized by being configured to discharge. 請求項１において、
上記膨張機構（31）は、上記流体室（52,72,82）内で冷媒が膨張することによって回転駆動される出力軸（40）と、上記出力軸（40）を回転自在に支持する軸受部（100,110）とを備え、上記給油管（37）から供給された冷凍機油が上記軸受部（100,110）を通過後に上記流体室（52,72,82）内で膨張した冷媒と共に排出され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,
The expansion mechanism (31) includes an output shaft (40) that is rotationally driven by expansion of the refrigerant in the fluid chamber (52, 72, 82), and a bearing that rotatably supports the output shaft (40). The refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) is discharged together with the refrigerant expanded in the fluid chamber (52, 72, 82) after passing through the bearing portion (100, 110). An expander characterized in that it is configured as follows. 請求項１において、
上記膨張機構（31）は、上記流体室（52,72,82）を形成すると共に上記流体室（52,72,82）内で膨張する冷媒によって駆動される可動部材（55,75,85）を有する本体部（32）と、上記本体部（32）に回転自在に支持されて上記可動部材（55,75,85）に係合する出力軸（40）とを備え、
上記膨張機構（31）には、上記給油管（37）から供給された冷凍機油を上記本体部（32）に設けられて上記出力軸（40）を支持する軸受部（100,110）へ供給する第１油通路（95）と、上記軸受部（100,110）を通過した冷凍機油を上記可動部材（55,75,85）と上記出力軸（40）の摺動部分へ供給する第２油通路（90）とが形成されている
ことを特徴とする膨張機。 In claim 1,
The expansion mechanism (31) includes a movable member (55, 75, 85) that forms the fluid chamber (52, 72, 82) and is driven by a refrigerant that expands in the fluid chamber (52, 72, 82). A main body (32) having an output shaft (40) that is rotatably supported by the main body (32) and engages with the movable member (55, 75, 85).
The expansion mechanism (31) is supplied with the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) to the bearing portions (100, 110) provided in the main body portion (32) and supporting the output shaft (40). 1 oil passage (95) and a second oil passage (90 for supplying refrigerating machine oil that has passed through the bearing (100, 110) to the sliding parts of the movable member (55, 75, 85) and the output shaft (40) ) And an expander. 請求項３において、
上記膨張機構（31）では、上記第１油通路（95）が上記本体部（32）に形成され、上記第２油通路（90）が上記出力軸（40）に形成されている
ことを特徴とする膨張機。 In claim 3,
In the expansion mechanism (31), the first oil passage (95) is formed in the main body (32), and the second oil passage (90) is formed in the output shaft (40). Expansion machine. 請求項３において、
上記膨張機構（31）では、上記出力軸（40）が上記本体部（32）の外部へ延出する一方、
上記本体部（32）には、上記出力軸（40）と上記本体部（32）の隙間から上記本体部（32）の外部への冷凍機油の流出を防ぐために該隙間をシールするシール部材（104,114）が設けられている
ことを特徴とする膨張機。 In claim 3,
In the expansion mechanism (31), the output shaft (40) extends to the outside of the main body (32),
The main body portion (32) includes a seal member for sealing the gap to prevent the refrigerating machine oil from flowing out of the main body portion (32) from the gap between the output shaft (40) and the main body portion (32). 104, 114) is provided. 請求項１において、
上記膨張機構（31）は、シリンダ（51,71,81）と、該シリンダ（51,71,81）の両端を閉塞する閉塞部材（61,62,63）と、上記シリンダ（51,71,81）の内周面と摺接しながら偏心回転するピストン（55,75,85）と、上記シリンダ（51,71,81）と上記ピストン（55,75,85）の間に形成された上記流体室（52,72,82）を高圧側と低圧側に仕切るブレード（56,76,86）とを備えたロータリ式流体機械を構成し、
上記膨張機構（31）の出力軸（40）は、上記閉塞部材（61,62,63）に回転自在に支持されて上記ピストン（55,75,85）と係合しており、
上記膨張機構（31）には、上記給油管（37）から供給された冷凍機油を上記閉塞部材（61,62,63）に設けられて上記出力軸（40）を支持する軸受部（100,110）へ供給する第１油通路（95）と、上記軸受部（100,110）を通過した冷凍機油を上記ピストン（55,75,85）と上記出力軸（40）の摺動部分へ供給する第２油通路（90）とが形成されている
ことを特徴とする膨張機。 In claim 1,
The expansion mechanism (31) includes a cylinder (51, 71, 81), a closing member (61, 62, 63) that closes both ends of the cylinder (51, 71, 81), and the cylinder (51, 71, 81). 81) The piston (55, 75, 85) that rotates eccentrically while being in sliding contact with the inner peripheral surface, and the fluid formed between the cylinder (51, 71, 81) and the piston (55, 75, 85) A rotary fluid machine comprising blades (56, 76, 86) for partitioning the chamber (52, 72, 82) into a high pressure side and a low pressure side;
An output shaft (40) of the expansion mechanism (31) is rotatably supported by the closing member (61, 62, 63) and engaged with the piston (55, 75, 85),
The expansion mechanism (31) includes a bearing portion (100, 110) that supports the output shaft (40) by providing the refrigerating machine oil supplied from the oil supply pipe (37) to the closing member (61, 62, 63). The first oil passage (95) to be supplied to the second oil and the second oil to supply the refrigerating machine oil having passed through the bearing (100, 110) to the sliding portions of the piston (55, 75, 85) and the output shaft (40) An expander characterized in that a passage (90) is formed. 請求項１乃至６の何れか１つにおいて、
上記ケーシング（34）内に収容され、上記膨張機構（31）の出力軸（40）に連結されて上記膨張機構（31）により駆動される発電機（33）を備えている
ことを特徴とする膨張機。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
A generator (33) housed in the casing (34), connected to the output shaft (40) of the expansion mechanism (31) and driven by the expansion mechanism (31) is provided. Expansion machine.
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