WO2005026499A1 - ロータリ式膨張機及び流体機械 - Google Patents

Abstract

　　ロータリ式膨張機（60）には、押しのけ容積が互いに相違する２つのロータリ機構部（70,80）を設ける。押しのけ容積の小さい第１ロータリ機構部（70）の流出側は、押しのけ容積の大きい第２ロータリ機構部（80）の流入側に接続される。また、第１ロータリ機構部（70）における第１低圧室（74）の容積減少過程は、第２ロータリ機構部（80）における第２高圧室（83）の容積増大過程と同期している。高圧冷媒は、先ず第１ロータリ機構部（70）の第１高圧室（73）へ導入され、その後、連通路（64）を通って第１低圧室（74）から第２高圧室（83）へ膨張しながら流入する。膨張後の冷媒は、第２ロータリ機構部（80）の第２低圧室（84）から流出ポート（35）へ流出する。

Description

明 細 書

ロータリ式膨張機及び流体機械

技術分野

[0001] 本発明は、高圧流体の膨張によって動力を発生させる膨張機、及び膨張機を備 える流体機械に関するものである。

背景技術

[0002] 従来より、いわゆるロータリ式の流体機械が知られており、冷凍装置で冷媒を圧縮 する圧縮機として広く利用されている。一方、特開 2000-234814号公報に開示さ れた冷凍装置では、膨張機構としての膨張機を冷媒回路に設け、超臨界状態の高 圧流体である冷媒から動力回収を行っている。上記のロータリ式流体機械は、このよ うな動力回収用の膨張機としても利用できる。この場合、膨張機としてのロータリ式流 体機械へ高圧流体が導入され、高圧流体の膨張によって動力が得られる。こうして 膨張機で回収された動力は、圧縮機の駆動に利用される。

[0003] 膨張機としてのロータリ式流体機械、即ちロータリ式膨張機の動作について説明 する。ロータリ式膨張機では、その回転軸の回転に伴って膨張室の容積が変化する 。膨張室の容積がほぼ最小となる時点から、膨張室に対する高圧流体の導入が開始 される。膨張室に対する高圧流体の導入は、回転軸の回転角が所定値となった時点 で終了する。そして、その後は密閉された膨張室内で冷媒が膨張し、その膨張によつ て回転軸が回転する。つまり、上記ロータリ式 3彭張機で回転軸が 1回転する間には、 膨張室へ高圧流体が流入する時期と流入しない時期がある。

[0004]

上述のように、上記ロータリ式膨張機では、高圧流体が間欠的に膨張室へ導入さ れることになる。また、膨張室へ向力 高圧流体の流れは、膨張室の容積が増大する 工程の途中で遮断されることになる。つまり、高圧流体の流速が比較的高い状態で、 膨張室へ向かう高圧流体の流れが遮断されてしまう。このため、ロータリ式膨張機に 接続された管路内で流体の脈動が生じ、振動や騒音の原因となるという問題があつ た。特に、超臨界状態で液状の高圧流体をロータリ式膨張機へ導入する場合には、 その高圧流体が非圧縮性であることから水撃現象が生じ、振動や騒音が過大となつ たり、場合によっては配管等の破損を招くという問題があった。

[0005] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高圧 流体の膨張によって動力を得るロータリ式膨張機、及びロータリ式膨張機を備える流 体機械において、流体の脈動による振動等を低減して信頼性を向上させることにある 発明の開示

[0006] 第 1の発明は、両端が閉塞されたシリンダ（71,81)、上記各シリンダ（71,81)内に流 体室（72,82)を形成するためのピストン（75,85)、及び上記流体室（72,82)を高圧側の 高圧室（73,83)と低圧側の低圧室（74,84)に仕切るためのブレード（76,86)がそれぞ れに設けられた複数のロータリ機構部（70,80)と、上記ピストン (75,85)に係合する偏 心部（41,42)が上記ロータリ機構部（70,80)と同数形成された 1本の回転軸 (40)とを 備えるロータリ式膨張機を対象としている。そして、上記複数のロータリ機構部（70,80 )は、それぞれの押しのけ容積が互いに相違していて押しのけ容積の小さいものから 順に直列接続され、上記複数のロータリ機構部（70,80)のうち互いに接続された 2つ では、前段側のロータリ機構部（70)の低圧室（74)から後段側のロータリ機構部（80) の高圧室（83)へ流体が流入するものである。

[0007] 第 2の発明は、両端が閉塞されたシリンダ（71,81)、上記各シリンダ（71,81)内に流 体室（72,82)を形成するためのピストン（75,85)、及び上記流体室（72,82)を高圧側の 高圧室（73,83)と低圧側の低圧室（74,84)に仕切るためのブレード（76,86)がそれぞ れに設けられた複数のロータリ機構部（70,80)と、上記ピストン (75,85)に係合する偏 心部（41,42)が上記ロータリ機構部（70,80)と同数形成された 1本の回転軸（40)とを 備えるロータリ式膨張機を対象としている。そして、上記複数のロータリ機構部（70,80 )は、それぞれの押しのけ容積が互いに相違していて押しのけ容積の小さいものから 順に直列接続され、上記複数のロータリ機構部（70,80)のうち互いに接続された 2つ では、前段側のロータリ機構部（70)の低圧室（74)と後段側のロータリ機構部（80)の 高圧室 (83)とが互いに連通して 1つの膨張室（66)を形成するものである。

[0008] 第 3の発明は、上記第 1又は第 2の発明において、複数のロータリ機構部（70,80) は、それぞれのブレード（76,86)がシリンダ（71,81)の外周側へ最も退いた状態となる 時期が互いに同期しているものである。

[0009] 第 4の発明は、上記第 1，第 2又は第 3の発明において、回転軸 (40)の各偏心部（

41,42)は、それぞれの偏心方向が互いに相違するように形成されるものである。

[0010] 第 5の発明は、上記第 1，第 2又は第 3の発明において、回転軸 (40)の各偏心部（

41,42)は、それぞれの偏心方向が互いに等角度間隔となるように形成されるものであ る。

[0011] 第 6の発明は、上記第 1又は第 2の発明において、各ロータリ機構部（70,80)のシ リンダ (71,81)は、それぞれの間に中間プレート (63)が挟まれた状態で積層され、上 記各中間プレート（63)には、隣り合った 2つのロータリ機構部（70,80)のうち前段側の ロータリ機構部（70)の低圧室（74)と後段側のロータリ機構部（80)の高圧室 (83)とを 連通させるための連通路 (64)が該中間プレート（63)を厚み方向へ貫通するように形 成される一方、上記各シリンダ（71,81)は、上記連通路 (64)の長さが最短となる姿勢 で配置されるものである。

[0012] 第 7の発明は、上記第 1 ,第 2又は第 3の発明において、各ロータリ機構部（70,80) のシリンダ（71,81)は、それぞれの間に中間プレート（63)が挟まれた状態で積層され 、上記各中間プレート（63)には、隣り合った 2つのロータリ機構部（70,80)のうち前段 側のロータリ機構部（70)の低圧室 (74)と後段側のロータリ機構部 (80)の高圧室 (83) とを連通させるための連通路 (64)が該中間プレート（63)を厚み方向へ貫通するよう に形成される一方、上記連通路（64)の長さが最短となるように、回転軸 (40)における 各偏心部（41,42)の偏心方向が互いに所定角度だけ相違しているものである。

[0013] 第 8の発明は、上記第 1，第 2又は第 3の発明において、上記複数のロータリ機構 部（70,80)のうち互いに接続された 2つでは、前段側のロータリ機構部（70)の低圧室 (74)と後段側のロータリ機構部（80)の高圧室 (83)とが連通路 (64)を介して接続され 、上記連通路（64)の途中には、該連通路 (64)での圧力変動を緩和するための所定 容積の中間室 (65)が設けられるものである。

[0014] 第 9の発明は、上記第 1から第 8までの何れ力、 1つの発明において、ブレード（

76,86)は、ピストン (75,85)と別体に形成されると共に、その先端が該ピストン (75,85) に押圧された状態でシリンダ（71,81)に進退自在に支持されるものである。

[0015] 第 10の発明は、上記第 1から第 8までの何れ力 1つの発明において、ブレード（

76,86)は、ピストン（75,85)の側面から突出するように該ピストン（75,85)と一体に形成 されると共に、シリンダ（71,81)に進退自在で且つ回動自在に支持されるものである。

[0016] 第 11の発明は、上記第 1から第 10までの何れ力、 1つの発明において、 押しのけ 容積が最小のロータリ機構部（70)の高圧室 (73)へ導入される流体は、臨界圧力以 上の二酸化炭素であるものである。

[0017] 第 12の発明は、上記第 1の発明のロータリ式膨張機 (60)と、該ロータリ式膨張機（ 60)の回転軸 (40)に係合された圧縮機（50)と、上記ロータリ式膨張機（60)及び圧縮 機（50)が収納されるケーシング (31)とを備え、上記圧縮機（50)で圧縮された流体が 上記ケーシング（31)内に吐出される流体機械を対象としている。そして、上記ロータ リ式膨張機 (60)が備える複数のロータリ機構部（70,80)は、押しのけ容積が大きレ、も のほど上記圧縮機（50)から離れた位置に配置されるものである。

[0018] 第 13の発明は、上記第 2の発明のロータリ式膨張機 (60)と、該ロータリ式膨張機（ 60)の回転軸 (40)に係合された圧縮機 (50)と、上記ロータリ式膨張機 (60)及び圧縮 機 (50)が収納されるケーシング (31)とを備え、上記圧縮機 (50)で圧縮された流体が 上記ケーシング（31)内に吐出される流体機械を対象としている。そして、上記ロータ リ式膨張機 (60)が備える複数のロータリ機構部（70,80)は、押しのけ容積が大きいも のほど上記圧縮機（50)から離れた位置に配置されるものである。

[0019] 第 14の発明は、上記第 12又は第 13の発明において、複数のロータリ機構部（ 70,80)は、それぞれのブレード（76,86)がシリンダ（71,81)の外周側へ最も退いた状 態となる時期が互いに同期しているものである。

[0020] 第 15の発明は、上記第 12又は第 13の発明の流体機械において、ロータリ式膨 張機（60)には、ケーシング（31)内の流体から該ロータリ式膨張機（60)を通過する流 体への伝熱を阻害する断熱部材（100)が設けられるものである。

[0021] 一作用一

上記第 1及び第 2の発明では、押しのけ容積が互いに相違する複数のロータリ機 構部（70,80)がロータリ式膨張機 (60)に設けられる。これら複数のロータリ機構部（ 70,80)は、押しのけ容積の小さいものから大きいものへ順に直列接続される。つまり、 押しのけ容積の小さい前段側のロータリ機構部（70)の流出側は、押しのけ容積の大 きレヽ後段側のロータリ機構部（80)の流入側に接続される。

[0022] この発明のロータリ式膨張機（60)において、高圧流体は、最初に押しのけ容積が 最小のロータリ機構部（70)へ導入される。具体的には、このロータリ機構部（70)にお ける流体室（72)の高圧側、即ち高圧室（73)へ高圧流体が導入される。高圧流体は 、この流体室（72)の容積が最大となるまで流入し続ける。つまり、ブレード（77)がシリ ンダ（71)の外周側へ最も退いた状態から回転軸（40)がほぼ 1回転する間に亘つて 高圧流体が高圧室（73)へ流入し続ける。

[0023] ここで、ブレード（77)がシリンダ（71)の外周側へ最も退いた状態における回転軸（ 40)の回転角を 0° とすると、この回転角が 0° 力 180° に至るまでは高圧室（73) の容積の増大割合が次第に大きくなり、この回転角が 180° 力も 360° に至るまで は高圧室 (73)の容積の増大割合が次第に小さくなる。そして、高圧室 (73)へ流入す る流体の流速は、回転軸（40)の回転角が 0° 力 180° に至るまでは次第に速くな つてゆき、この回転角が 180° から 360° に至るまでは次第に遅くなつてゆく。従って 、高圧室（73)へ向力う流体の流れが遮断される時点では、その流体の流速が殆どゼ 口になつている。

[0024] 続レ、て、高圧流体で満たされた流体室（72)は、低圧側の低圧室（74)となって押 しのけ容積の大きな後段側のロータリ機構部（80)の高圧室 (83)と連通する。この低 圧室（74)内の流体は、後段側のロータリ機構部（80)の高圧室 (83)へ流入しながら 膨張してゆく。つまり、上記第 2の発明では、前段側のロータリ機構部（70)の低圧室（ 74)と後段側のロータリ機構部（80)の高圧室 (83)とで構成された膨張室 (66)の内部 で流体が膨張する。流体は、このような膨張を順次繰り返し、最終的に押しのけ容積 が最大のロータリ機構部（80)から送り出される。そして、このような流体の膨張によつ て、ロータリ式膨張機 (60)の回転軸 (40)が駆動される。つまり、ロータリ式膨張機 (60 )へ導入された高圧流体の内部エネルギカ S、回転軸 (40)の回転動力に変換される。

[0025] 上記第 3及び第 14の発明では、ロータリ機構部（70,80)においてブレード（76,86) が最も退く時期が互いに同期している。前段側のロータリ機構部（70)において低圧 室（74)の容積が最大となる時点では、後段側のロータリ機構部（80)において高圧室 (83)の容積が最小となる。前段側のロータリ機構部（70)におレ、て低圧室（74)の容積 が減少し始めると、それにつれて後段側のロータリ機構部（80)において高圧室 (83) の容積が増大し始める。そして、前段側のロータリ機構部（70)において低圧室（74) の容積が最小となる時点では、後段側のロータリ機構部（80)において高圧室 (83)の 容積が最大となる。

[0026] 上記第 4及び第 5の発明では、回転軸 (40)の各偏心部（41,42)が互いに異なる方 向へ偏心するように形成される。このため、各ロータリ機構部（70,80)の高圧室（73,83 )内の流体からピストン (75,85)を介して回転軸 (40)が受ける力は、それぞれの作用 する方向が互いに相違する。

[0027] 更に、上記第 5の発明では、回転軸 (40)における各偏心部（41,42)の偏心方向が 一定の角度間隔でずれている。例えば、回転軸 (40)に形成される偏心部（41,42)が 2つの場合には、それぞれの偏心方向が 180° 間隔となり、 3つの場合には、それぞ れの偏心方向が 120° 間隔となる。そして、各ロータリ機構部（70,80)の高圧室（ 73,83)内の流体から回転軸 (40)が受ける力は、それぞれの作用方向の角度間隔が 概ね一定となる。

[0028] 上記第 6及び第 7の発明では、中間プレート（63)に連通路（64)が形成され、この 連通路 (64)は、前段側のロータリ機構部（70)の低圧室 (74)と後段側のロータリ機構 部（80)の高圧室 (83)とを接続する。ここで、前段側のロータリ機構部（70)ではブレー ド（77)の右側に低圧室（74)が形成されると仮定すると、後段側のロータリ機構部（80 )ではブレード（86)の左側に高圧室 (83)が形成されることになる。そして、連通路 (64 )の低圧室 (74)側の開口位置と高圧室 (83)側の開口位置とが概ね重なるように各シ リンダ（71,81)の配置角度をずらせば、連通路（64)の伸長方向と中間プレート（63)の 厚み方向のなす角度が最小となり、連通路 (64)の長さが最短となる。

[0029] 上記第 8の発明では、連通路 (64)の途中に中間室 (65)が設けられる。中間室 (65 )は、連通路 (64)での圧力変動を低減できる程度の容積となるように形成される。そ して、前段側のロータリ機構部（70)の低圧室（74)から流出した流体は、連通路（64) 及び中間室（65)を通過して後段側のロータリ機構部（80)の高圧室 (83)へ流入する [0030] 上記第 9の発明では、各ロータリ機構部（70,80)において、ブレード（76,86)がビス トン (75,85)とは別体に形成される。このブレード（76,86)は、その先端がピストン（ 75,85)に押し付けられ、ピストン（75,85)の偏心運動に伴って進退する。つまり、この 発明において、各ロータリ機構部（70,80)は、いわゆるローリングピストン型に構成さ れる。

[0031] 上記第 10の発明では、各ロータリ機構部（70,80)において、ブレード（76,86)がピ ストン（75,85)と一体に形成される。このブレード（76,86)は、シリンダ（71,81)に支持さ れた状態で、シリンダ（71,81)に対して進退自在で且つ回動自在となっている。この ブレード（76,86)と一体のピストン（75,85)は、回転軸（40)の偏心部（41,42)に係合し つつシリンダ（71,81)内で揺動運動を行う。つまり、この発明において、各ロータリ機 構部（70,80)は、レ、わゆる揺動ピストン型に構成される。

[0032] 上記第 11の発明において、複数のロータリ機構部（70,80)のうち押しのけ容積が 最小のものでは、その高圧室（73)へ二酸化炭素（CO )が送り込まれる。この高圧室

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(73)へ導入される二酸化炭素の圧力は、二酸化炭素の臨界圧力以上となっている。 そして、この高圧室 (73)へ流入した二酸化炭素は、直列接続された複数のロータリ 機構部 (70,80)を順次通過しながら膨張する。

[0033] 上記第 12の発明では、上記第 1の発明のロータリ式膨張機 (60)と圧縮機 (50)と がケーシング（31)内に収納される。また、上記第 13の発明では、上記第 2の発明の ロータリ式膨張機 (60)と圧縮機 (50)とがケーシング (31)内に収納される。これらの発 明において、圧縮機（50)は、ロータリ式膨張機（60)の回転軸 (40)に係合している。 この圧縮機 (50)は、ロータリ式膨張機 (60)で得られた動力によって駆動され、流体を 吸入して圧縮する。圧縮機（50)で圧縮された流体は、ケーシング（31)内の空間へ吐 出され、この空間を通過後にケーシング（31)の外部へ送り出される。尚、この圧縮機 (50)は、ロータリ式膨張機 (60)だけによつて駆動されるものである必要はなぐ例え ば電動機と上記ロータリ式膨張機 (60)の両方によって駆動されるものであってもよレ、

[0034] 上記第 12及び第 13の発明のロータリ式膨張機 (60)において、複数のロータリ機 構部（70,80)は、押しのけ容積が大きいものほど上記圧縮機（50)から離れた位置に 配置される。ここで、ロータリ式膨張機 (60)を通過する流体は、膨張して圧力が低下 するにつれて、その温度も低下してゆく。一方、ロータリ式膨張機（60)へ流入した流 体は、押しのけ容積の小さいロータリ機構部（70)から押しのけ容積の大きいロータリ 機構部（80)へと順次通過してゆく。このため、このロータリ式膨張機 (60)では、押し のけ容積の大きいロータリ機構部（80)ほど、そこを通過する流体の温度が低くなる。 そして、この発明では、通過する流体の温度が低いロータリ機構部（80)ほど、高温高 圧の流体を吐出する圧縮機 (50)から離れた位置に設置される。

[0035] 上記第 15の発明では、ロータリ式膨張機 (60)に断熱部材（100)が設けられる。一 般に、ロータリ式膨張機 (60)を通過する流体は、圧縮機（50)で圧縮されてケーシン グ (31)内へ吐出された流体に比べて低温であり、圧縮機（50)の吐出流体からの熱 移動によってある程度加熱されてしまう。上記断熱部材（100)は、圧縮機（50)の吐出 流体からロータリ式膨張機 (60)を通過する流体への伝熱を阻害し、ロータリ式膨張機 (60)を通過する流体に対する加熱量を削減する。

[0036] —効果—

本発明のロータリ式膨張機 (60)において、供給された高圧流体は、最初に押しの け容積が最小のロータリ機構部（70)の高圧室 (73)へ導入される。そして、この高圧 室（73)へ向かう流体の流速は、高圧室（73)の容積変化割合に対応して緩やかに増 減する。

[0037] ここで、従来のロータリ式膨張機 (60)では、導入される流体の流れが流速の比較 的高い状態で遮断されることとなり、それに伴って急峻な圧力変動が生じていた。こ れに対し、本発明のロータリ式膨張機（60)では、高圧室（73)へ向かう流体の流速変 化が緩やカ^なるため、導入される流体の急峻な圧力変動を防止できる。従って、本 発明によれば、ロータリ式膨張機（60)へ導入される流体の脈動を大幅に緩和でき、 それに伴う振動や騒音を大幅に低減してロータリ式膨張機 (60)の信頼性を向上させ ること力 Sできる。

[0038] 上記第 3及び第 14の発明では、前段側のロータリ機構部（70)において低圧室（ 74)の容積が最大値力 減少し始める時期と、後段側のロータリ機構部（80)において 高圧室 (83)の容積が最小値から増大し始める時期とが同期している。このため、ロー タリ式膨張機 (60)へ供給された高圧流体の膨張力 Sスムーズに行われ、高圧流体から の動力回収を効率よく行うことができる。

[0039] 上記第 4及び第 5の発明では、回転軸 (40)の各偏心部（41 ,42)が互いに異なる方 向へ偏心している。このため、各ロータリ機構部（70,80)の高圧室（73,83)内の流体か ら回転軸 (40)が受ける力は、それぞれの作用方向が互いに相違することとなり、互い にある程度打ち消し合う。従って、これらの各発明によれば、各偏心部 (41 ,42)の偏 心方向が同じで回転軸 (40)が高圧室（73,83)内の流体から同じ向きの力を受ける場 合に比べ、回転軸 (40)に作用する径方向の荷重を削減でき、回転軸 (40)と軸受け の間における摩擦損失を低減してロータリ式膨張機 (60)の効率を向上させることが できる。

[0040] 特に、上記第 5の発明では、回転軸 (40)における各偏心部（41 ,42)の偏心方向が 等角度間隔となっている。このため、各ロータリ機構部（70,80)の高圧室（73,83)内の 流体から回転軸 (40)が受ける力は、それぞれの作用方向が等角度間隔となり、互い にほぼ完全に打ち消し合う。従って、この発明によれば、回転軸 (40)と軸受けの間に おける摩擦損失を大幅に低減でき、ロータリ式膨張機 (60)の効率を大幅に向上させ ること力 Sできる。

[0041] 上記第 6及び第 7の発明では、各シリンダ（71 ,81)の配置角度をずらして連通路（ 64)の長さを出来るだけ短縮している。このため、前段側のロータリ機構部（70)の低 圧室（74)から後段側のロータリ機構部（80)の高圧室 (83)へ至るまでの流体の圧力 損失を削減でき、ロータリ式膨張機 (60)において回収される動力を増大させることが できる。

[0042] 上記第 8の発明では、比較的容積の大きな中間室 (65)を連通路 (64)に設けてい る。このため、前段側のロータリ機構部（70)の低圧室（74)から後段側のロータリ機構 部（80)の高圧室 (83)へ向けて連通路（64)を流れる流体の圧力変動を緩和すること ができる。

[0043] 上記第 1 1の発明では、超臨界状態の二酸化炭素がロータリ式膨張機 (60)へ導 入される。つまり、導入される流体が実質的に非圧縮性であって流体の脈動による弊 害の大きかったロータリ式膨張機に対し、本発明の構成を適用している。従って、こ の発明によれば、従来は流体の導入時の脈動による弊害が大きかったロータリ式膨 張機において、そのような脈動の発生を確実に抑制し、その信頼性を確実に向上さ せること力 Sできる。

[0044] 上記第 12及び第 13の発明では、 1つのケーシング（31)に圧縮機（50)と共に収 納されたロータリ式膨張機（60)において、押しのけ容積の大きいロータリ機構部（80) ほど圧縮機（50)から離れた位置に配置している。つまり、通過する流体の温度が低 レ、ロータリ機構部（80)ほど圧縮機 (50)から遠くに配置し、圧縮機 (50)寄りには出来 るだけ通過する流体の温度が高いロータリ機構部（70)を配置している。従って、この 発明によれば、押しのけ容積の大きいロータリ機構部（80)を圧縮機（50)に近い方へ 配置する場合に比べ、圧縮機（50)の吐出流体からロータリ式膨張機 (60)の流体へ 移動する熱量を削減できる。

[0045] 上記第 15の発明では、ロータリ式膨張機 (60)の流体への伝熱を断熱部材（100) で阻害している。従って、この発明によれば、圧縮機（50)の吐出流体からロータリ式 膨張機 (60)の流体へ移動する熱量を一層削減することができる。

図面の簡単な説明

[0046] [図 1]実施形態 1における空調機の配管系統図である。

[図 2]実施形態 1における圧縮 ·膨張ユニットの概略断面図である。

[図 3]実施形態 1における膨張機構部の要部拡大図である。

[図 4]実施形態 1の膨張機構部におけるシャフトの回転角 90° 毎の各ロータリ機構部 の状態を示す要部断面図である。

[図 5]実施形態 1の膨張機構部におけるシャフトの回転角と膨張室等の容積及び膨 張室の内圧との関係を示す関係図である。

[図 6]実施形態 1の膨張機構部と従来のロータリ式膨張機についてのシャフトの回転 角と流体の流入流速との関係を示す関係図である。

[図 7]実施形態 1の変形例 1における膨張機構部の要部拡大図である。

[図 8]実施形態 1の変形例 2における膨張機構部の要部断面図である。

[図 9]実施形態 2の膨張機構部におけるシャフトの回転角 90° 毎の各ロータリ機構部 の状態を示す要部断面図である。

[図 10]実施形態 3の膨張機構部におけるシャフトの回転角 90° 毎の各ロータリ機構 部の状態を示す要部断面図である。

[図 11]実施形態 4における圧縮 ·膨張ユニットの概略断面図である。

[図 12]実施形態 5における圧縮 ·膨張ユニットの概略断面図である。

[図 13]実施形態 5と比較例とに係る圧縮 ·膨張ユニットの概略構成図である。

[図 14]実施形態 5の変形例における圧縮 ·膨張ユニットの概略断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0047] 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。

[0048] 《発明の実施形態 1》

本発明の実施形態 1について説明する。本実施形態の空調機（10)は、本発明に 係るロータリ式膨張機を備えている。

[0049] 〈空調機の全体構成〉

図 1に示すように、上記空調機（10)は、いわゆるセパレート型のものであって、室 外機（11)と室内機（13)とを備えている。室外機（11)には、室外ファン（12)、室外熱 交換器 (23)、第 1四路切換弁（21)、第 2四路切換弁 (22)、及び圧縮 ·膨張ユニット ( 30)が収納されている。室内機（13)には、室内ファン（14)及び室内熱交換器 (24)が 収納されている。室外機（11)は屋外に設置され、室内機（13)は屋内に設置されてい る。また、室外機（11)と室内機（13)とは、一対の連絡配管（15, 16)で接続されている 。尚、圧縮 ·膨張ユニット（30)の詳細は後述する。

[0050] 上記空調機（10)には、冷媒回路 (20)が設けられている。この冷媒回路 (20)は、 圧縮 ·膨張ユニット（30)や室内熱交換器 (24)などが接続された閉回路である。また、 この冷媒回路（20)には、冷媒として二酸化炭素（CO )が充填されてレ、る。

2

[0051] 上記室外熱交換器 (23)と室内熱交換器 (24)とは、何れもクロスフィン型のフィン' アンド 'チューブ熱交換器で構成されている。室外熱交換器 (23)では、冷媒回路 (20 )を循環する冷媒が室外空気と熱交換する。室内熱交換器 (24)では、冷媒回路 (20) を循環する冷媒が室内空気と熱交換する。

[0052] 上記第 1四路切換弁（21)は、 4つのポートを備えている。この第 1四路切換弁（21 )は、その第 1のポートが圧縮'膨張ユニット（30)の吐出ポート（33)に、第 2のポートが 連絡配管（15)を介して室内熱交換器 (24)の一端に、第 3のポートが室外熱交換器（

23)の一端に、第 4のポートが圧縮 ·膨張ユニット（30)の吸入ポート（32)にそれぞれ 接続されている。そして、第 1四路切換弁（21)は、第 1のポートと第 2のポートとが連 通し且つ第 3のポートと第 4のポートとが連通する状態（図 1に実線で示す状態）と、 第 1のポートと第 3のポートとが連通し且つ第 2のポートと第 4のポートとが連通する状 態（図 1に破線で示す状態）とに切り換わる。

[0053] 上記第 2四路切換弁（22)は、 4つのポートを備えている。この第 2四路切換弁（22 )は、その第 1のポートが圧縮'膨張ユニット（30)の流出ポート（35)に、第 2のポートが 室外熱交換器 (23)の他端に、第 3のポートが連絡配管（16)を介して室内熱交換器 (

24)の他端に、第 4のポートが圧縮'膨張ユニット（30)の流入ポート（34)にそれぞれ 接続されている。そして、第 2四路切換弁（22)は、第 1のポートと第 2のポートとが連 通し且つ第 3のポートと第 4のポートとが連通する状態（図 1に実線で示す状態）と、 第 1のポートと第 3のポートとが連通し且つ第 2のポートと第 4のポートとが連通する状 態（図 1に破線で示す状態）とに切り換わる。

[0054] 〈圧縮 ·膨張ユニットの構成〉

図 2に示すように、圧縮 ·膨張ユニット（30)は、横長で円筒形の密閉容器であるケ 一シング（31)を備えている。このケーシング（31)の内部には、図 2における左力 右 に向かって順に、圧縮機構部 (50)と、電動機 (45)と、膨張機構部 (60)とが配置され ている。尚、以下の説明で用いる「右」「左」は、何れも参照する図面におけるものを 意味する。

[0055] 上記電動機 (45)は、ケーシング（31)の長手方向の中央部に配置されている。こ の電動機 (45)は、ステータ（46)とロータ（47)とにより構成されてレ、る。ステータ（46) は、上記ケーシング（31)に固定されている。ロータ（47)は、ステータ（46)の内側に配 置されている。また、ロータ（47)には、該ロータ（47)と同軸にシャフト（40)の主軸部（ 44)が貫通している。

[0056] 上記シャフト（40)は、回転軸を構成してレ、る。このシャフト（40)では、その左端側 に 1つの小径偏心部（43)が形成され、その右端側に 2つの大径偏心部（41,42)が形 成されている。

[0057] 小径偏心部（43)は、主軸部（44)よりも小径に形成され、主軸部（44)の軸心から 所定量だけ偏心している。一方、各大径偏心部（41,42)は、主軸部（44)よりも大径に 形成されている。左右に並んだ 2つの大径偏心部（41,42)のうち、右側のものが第 1 大径偏心部 (41)を構成し、左側のものが第 2大径偏心部 (42)を構成している。第 1 大径偏心部（41)と第 2大径偏心部（42)とは、何れも同じ方向へ偏心している。第 2大 径偏心部（42)の外径は、第 1大径偏心部（41)の外径よりも大きくなつている。また、 主軸部（44)の軸心に対する偏心量は、第 2大径偏心部（42)の方が第 1大径偏心部 (41)よりも大きくなつている。

[0058] 上記圧縮機構部（50)は、レ、わゆるスクロール圧縮機を構成してレ、る。この圧縮機 構部（50)は、固定スクロール（51)と、可動スクロール（54)と、フレーム（57)とを備えて いる。また、圧縮機構部（50)には、吸入ポート（32)と吐出ポート（33)とが設けられて いる。

[0059] 上記固定スクロール (51)では、鏡板（52)に渦巻き壁状の固定側ラップ (53)が突 設されている。この固定スクロール（51)の鏡板（52)は、ケーシング（31)に固定されて いる。一方、上記可動スクロール (54)では、板状の鏡板（55)に渦巻き壁状の可動側 ラップ（56)が突設されている。固定スクロール（51)と可動スクロール（54)とは、互い に対向する姿勢で配置されている。そして、固定側ラップ (53)と可動側ラップ (56)が 嚙み合うことにより、圧縮室（59)が区画される。

[0060] 上記吸入ポート（32)は、その一端が固定側ラップ（53)及び可動側ラップ (56)の 外周側に接続されている。一方、上記吐出ポート（33)は、固定スクロール（51)の鏡 板（52)の中央部に接続され、その一端が圧縮室（59)に開口してレ、る。

[0061] 上記可動スクロール (54)の鏡板（55)は、その右側面の中央部に突出部分が形成 されており、この突出部分にシャフト (40)の小径偏心部（43)が揷入されている。また 、上記可動スクロール（54)は、オルダムリング（58)を介してフレーム（57)に支持され ている。このオルダムリング（58)は、可動スクロール（54)の自転を規制するためのも のである。そして、可動スクロール（54)は、 自転することなく、所定の旋回半径で公転 する。 [0062] 上記膨張機構部（60)は、いわゆる揺動ピストン型の流体機械であって、本発明の ロータリ式膨張機を構成している。この膨張機構部 (60)には、対になったシリンダ（ 81,82)及びピストン (75,85)が二組設けられている。また、膨張機構部（60)には、フロ ントヘッド（61)と、中間プレート（63)と、リアヘッド（62)とが設けられている。

[0063] 上記膨張機構部（60)では、図 2における左から右へ向かって順に、フロントヘッド

(61)、第 2シリンダ (81)、中間プレート（63)、第 1シリンダ（71)、リアヘッド（62)が積層 された状態となっている。この状態において、第 2シリンダ (81)は、その左側端面がフ ロントヘッド（61)により閉塞され、その右側端面が中間プレート（63)により閉塞されて いる。一方、第 1シリンダ（71)は、その左側端面が中間プレート（63)により閉塞され、 その右側端面力 Sリアヘッド（62)により閉塞されている。また、第 2シリンダ (81)の内径 は、第 1シリンダ（71)の内径よりも大きくなつている。

[0064] 上記シャフト（40)は、積層された状態のフロントヘッド（61)、第 2シリンダ（81)、中 間プレート（63)、第 1シリンダ（71)、及びリアヘッド（62)を貫通している。また、シャフ ト (40)は、その第 1大径偏心部（41)が第 1シリンダ（71)内に位置し、その第 2大径偏 心部（42)が第 2シリンダ（81)内に位置している。

[0065] 図 3及び図 4に示すように、第 1シリンダ（71)内には第 1ピストン (75)力 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レ、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、互いに等しくなつている。第 1ピストン（75)の内径は第 1大径偏心部（41)の外径と、第 2ピストン (85)の内径は第 2大径偏心部（42)の外径と それぞれ概ね等しくなつている。そして、第 1ピストン (75)には第 1大径偏心部（41)が 、第 2ピストン (85)には第 2大径偏心部 (42)がそれぞれ貫通してレ、る。

[0066] 上記第 1ピストン (75)は、その外周面が第 1シリンダ（71)の内周面に、一方の端面 力 Sリアヘッド（₆₂)に、他方の端面が中間プレート（63)にそれぞれ摺接している。第 1 シリンダ（71)内には、その内周面と第 1ピストン (75)の外周面との間に第 1流体室（72 )が形成される。一方、上記第 2ピストン (85)は、その外周面が第 2シリンダ (81)の内 周面に、一方の端面がフロントヘッド（61)に、他方の端面が中間プレート（63)にそれ ぞれ摺接している。第 2シリンダ (81)内には、その内周面と第 2ピストン (85)の外周面 との間に第 2流体室 (82)が形成される。

[0067] 上記第 1及び第 2ピストン（75,85)のそれぞれには、ブレード（76,86)が 1つずつ一 体に設けられている。ブレード（76,86)は、ピストン（75,85)の半径方向へ延びる板状 に形成されており、ピストン (75,85)の外周面から外側へ突出している。

[0068] 上記各シリンダ（71,81)には、一対のブッシュ（77,87)がー組ずつ設けられている 。各ブッシュ（77,87)は、内側面が平面となって外側面が円弧面となるように形成され た小片である。一対のブッシュ（77,87)は、ブレード（76,86)を挟み込んだ状態で設置 されている。各ブッシュ（77,87)は、その内側面がブレード（76,86)と、その外側面が シリンダ（81,82)と摺動する。そして、ピストン（75,85)と一体のブレード（76,86)は、ブ ッシュ（77,87)を介してシリンダ（71,81)に支持され、シリンダ (71,81)に対して回動自 在で且つ進退自在となっている。

[0069] 第 1シリンダ（71)内の第 1流体室（72)は、第 1ピストン（75)と一体の第 1ブレード（ 76)によって仕切られており、図 4における第 1ブレード（76)の左側が高圧側の第 1高 圧室（73)となり、その右側が低圧側の第 1低圧室（74)となっている。第 2シリンダ (81 )内の第 2流体室 (82)は、第 2ピストン (85)と一体の第 2ブレード（86)によって仕切ら れており、図 4における第 2ブレード（86)の左側が高圧側の第 2高圧室 (83)となり、そ の右側が低圧側の第 2低圧室 (84)となってレ、る。

[0070] 上記第 1シリンダ（71)と第 2シリンダ (81)とは、それぞれの周方向におけるブッシ ュ（77,87)の位置が一致する姿勢で配置されている。言い換えると、第 2シリンダ (81) の第 1シリンダ（71)に対する配置角度が 0° となっている。上述のように、第 1大径偏 心部（41)と第 2大径偏心部（42)とは、主軸部（44)の軸心に対して同じ方向へ偏心し ている。従って、第 1ブレード（76)が第 1シリンダ（71)の外側へ最も退いた状態になる のと同時に、第 2ブレード（86)が第 2シリンダ (81)の外側へ最も退いた状態になる。

[0071] 上記第 1シリンダ（71)には、流入ポート（34)が形成されている。流入ポート（34)は 、第 1シリンダ（71)の内周面のうち、図 3及び図 4におけるブッシュ（77)のやや左側の 箇所に開口している。流入ポート（34)は、第 1高圧室（73) (即ち第 1流体室（72)の高 圧側）と連通可能となっている。一方、上記第 2シリンダ (81)には、流出ポート（35)が 形成されている。流出ポート（35)は、第 2シリンダ（81)の内周面のうち、図 3及び図 4 におけるブッシュ（87)のやや右側の箇所に開口している。流出ポート（35)は、第 2低 圧室 (84) (即ち第 2流体室 (82)の低圧側）と連通可能となってレ、る。

[0072] 上記中間プレート（63)には、連通路 (64)が設けられている。この連通路（64)は、 中間プレート（63)を貫通するように形成されている。中間プレート（63)における第 1シ リンダ（71)側の面では、第 1ブレード（76)の右側の箇所に連通路 (64)の一端が開口 してレ、る。中間プレート（63)における第 2シリンダ（81)側の面では、第 2ブレード（86) の左側の箇所に連通路（64)の他端が開口している。そして、図 3に示すように、連通 路（64)は、中間プレート（63)の厚み方向に対して斜めに延びており、第 1低圧室（74 ) (即ち第 1流体室 (72)の低圧側）と第 2高圧室 (83) (即ち第 2流体室 (82)の高圧側） の両方に連通可能となっている。

[0073] 以上のように構成された本実施形態の膨張機構部（60)では、第 1シリンダ (71)と 、そこに設けられたブッシュ（77)と、第 1ピストン (75)と、第 1ブレード（76)とが第 1ロー タリ機構部（70)を構成している。また、第 2シリンダ (81)と、そこに設けられたブッシュ (87)と、第 2ピストン (85)と、第 2ブレード (86)とが第 2ロータリ機構部 (80)を構成して いる。

[0074] 上述のように、上記膨張機構部（60)では、第 1ブレード（76)が第 1シリンダ（71)の 外側へ最も退くタイミングと、第 2ブレード（86)が第 2シリンダ (81)の外側へ最も退くタ イミングとが同期している。つまり、第 1ロータリ機構部（70)において第 1低圧室（74) の容積が減少してゆく過程と、第 2ロータリ機構部（80)におレ、て第 2高圧室 (83)の容 積が増加してゆく過程とが同期している（図 4参照）。また、上述のように、第 1ロータリ 機構部（70)の第 1低圧室 (74)と、第 2ロータリ機構部（80)の第 2高圧室 (83)とは、連 通路（64)を介して互いに連通している。そして、第 1低圧室（74)と連通路 (64)と第 2 高圧室 (83)とによって 1つの閉空間が形成され、この閉空間が膨張室 (66)を構成す る。この点について、図 5を参照しながら説明する。

[0075] この図 5では、第 1ブレード（76)が第 1シリンダ（71)の外周側へ最も退いた状態に おけるシャフト (40)の回転角を 0° としている。また、ここでは、第 1流体室（72)の最 大容積が 3ml (ミリリットル)であり、第 2流体室 (82)の最大容積が 10mlであると仮定し て説明する。 [0076] 図 5に示すように、シャフト（40)の回転角が 0° の時点では、第 1低圧室（74)の容 積が最大値である 3mlとなり、第 2高圧室 (83)の容積が最小値である Omlとなっている 。第 1低圧室（74)の容積は、同図に一点鎖線で示すように、シャフト (40)が回転する につれて次第に減少し、その回転角が 360° に達した時点で最小値の Omlとなる。 一方、第 2低圧室 (84)の容積は、同図に二点鎖線で示すように、シャフト (40)が回転 するにつれて次第に増加し、その回転角が 360° に達した時点で最大値の 10mlと なる。そして、連通路（64)の容積を無視すると、ある回転角における膨張室 (66)の容 積は、その回転角における第 1低圧室（74)の容積と第 2高圧室 (83)の容積とを足し 合わせた値となる。つまり、膨張室 (66)の容積は、同図に実線で示すように、シャフト (40)の回転角が 0° の時点で最小値の 3mlとなり、シャフト（40)が回転するにつれて 次第に増加し、その回転角が 360° に達した時点で最大値の 10mlとなる。

[0077] 一運転動作一

上記空調機（10)の動作について説明する。ここでは、空調機（10)の冷房運転時 及び暖房運転時の動作について説明し、続いて膨張機構部（60)の動作について説 明する。

[0078] 〈冷房運転〉

冷房運転時には、第 1四路切換弁 (21)及び第 2四路切換弁 (22)が図 1に破線で 示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮 ·膨張ユニット（30)の電動機 (45)に通電 すると、冷媒回路 (20)で冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。

[0079] 圧縮機構部（50)で圧縮された冷媒は、吐出ポート (33)を通って圧縮'膨張ュニッ ト（30)から吐出される。この状態で、冷媒の圧力は、その臨界圧力よりも高くなつてい る。この吐出冷媒は、第 1四路切換弁（21)を通って室外熱交換器 (23)へ送られる。 室外熱交換器 (23)では、流入した冷媒が室外空気へ放熱する。

[0080] 室外熱交換器 (23)で放熱した冷媒は、第 2四路切換弁（22)を通過し、流入ポー ト (34)を通って圧縮 ·膨張ユニット (30)の膨張機構部 (60)へ流入する。膨張機構部（ 60)では、高圧冷媒が膨張し、その内部エネルギがシャフト (40)の回転動力に変換さ れる。膨張後の低圧冷媒は、流出ポート（35)を通って圧縮'膨張ユニット（30)から流 出し、第 2四路切換弁（22)を通過して室内熱交換器 (24)へ送られる。 [0081] 室内熱交換器 (24)では、流入した冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、室内空 気が冷却される。室内熱交換器 (24)から出た低圧ガス冷媒は、第 1四路切換弁 (21) を通過し、吸入ポート（32)を通って圧縮 ·膨張ユニット（30)の圧縮機構部（50)へ吸 入される。圧縮機構部（50)は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。

[0082]

暖房運転時には、第 1四路切換弁 (21)及び第 2四路切換弁 (22)が図 1に実線で 示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮 ·膨張ユニット（30)の電動機 (45)に通電 すると、冷媒回路 (20)で冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。

[0083] 圧縮機構部（50)で圧縮された冷媒は、吐出ポート (33)を通って圧縮 ·膨張ュニッ ト（30)から吐出される。この状態で、冷媒の圧力は、その臨界圧力よりも高くなつてい る。この吐出冷媒は、第 1四路切換弁（21)を通過して室内熱交換器 (24)へ送られる 。室内熱交換器 (24)では、流入した冷媒が室内空気へ放熱し、室内空気が加熱さ れる。

[0084] 室内熱交換器 (24)で放熱した冷媒は、第 2四路切換弁（22)を通過し、流入ポー ト (34)を通って圧縮 ·膨張ユニット (30)の膨張機構部 (60)へ流入する。膨張機構部（ 60)では、高圧冷媒が膨張し、その内部エネルギがシャフト (40)の回転動力に変換さ れる。膨張後の低圧冷媒は、流出ポート（35)を通って圧縮'膨張ユニット（30)から流 出し、第 2四路切換弁（22)を通過して室外熱交換器 (23)へ送られる。

[0085] 室外熱交換器 (23)では、流入した冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外 熱交換器 (23)から出た低圧ガス冷媒は、第 1四路切換弁 (21)を通過し、吸入ポート（ 32)を通って圧縮 ·膨張ユニット (30)の圧縮機構部（50)へ吸入される。圧縮機構部（ 50)は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。

[0086] 〈膨張機構部の動作〉

膨張機構部 (60)の動作について説明する。

[0087] 先ず、第 1ロータリ機構部（70)の第 1高圧室 (73)へ超臨界状態の高圧冷媒が流 入する過程について、図 4及び図 6を参照しながら説明する。回転角が 0° の状態か らシャフト (40)が僅かに回転すると、第 1ピストン (75)と第 1シリンダ（71)の接触位置 が流入ポート (34)の開口部を通過し、流入ポート (34)から第 1高圧室（73)へ高圧冷 媒が流入し始める。その後、シャフト (40)の回転角が 90° , 180° ，270° と次第に大 きくなるにつれて、第 1高圧室 (73)へ高圧冷媒が流入してゆく。この第 1高圧室 (73) への高圧冷媒の流入は、シャフト（40)の回転角が 360° に達するまで続く。

[0088] その際、第 1高圧室（73)へ流入する高圧冷媒の流速は、図 6(A)に示すように、シ ャフト（40)の回転角が 0° 力 180° に至るまでは次第に増大してゆき、その回転角 力 180° から 360° に至るまでは次第に減少してゆく。そして、シャフト（40)の回転 角が 360° となって高圧冷媒の流速変化割合がゼロになった時点で、第 1高圧室（ 73)への高圧冷媒の流入が終了する。

[0089] 次に、膨張機構部（60)において冷媒が膨張する過程について、図 4及び図 5を 参照しながら説明する。回転角が 0° の状態からシャフト（40)が僅かに回転すると、 第 1低圧室（74)と第 2高圧室 (83)の両方が連通路（64)と連通状態になり、第 1低圧 室（74)から第 2高圧室 (83)へと冷媒が流入し始める。その後、シャフト（40)の回転角 力 0° , 180° ，270° と次第に大きくなるにつれ、第 1低圧室（74)の容積が次第に 減少すると同時に第 2高圧室 (83)の容積が次第に増加し、結果として膨張室 (66)の 容積が次第に増加してゆく。この膨張室（66)の容積増加は、シャフト（40)の回転角 力 ¾60° に達する直前まで続く。そして、膨張室 (66)の容積が増加する過程で膨張 室（66)内の冷媒が膨張し、この冷媒の膨張によってシャフト（40)が回転駆動される。 このように、第 1低圧室 (74)内の冷媒は、連通路 (64)を通って第 2高圧室 (83)へ膨 張しながら流入してゆく。

[0090] 冷媒が膨張する過程において、膨張室 (66)内における冷媒圧力は、図 5に破線 で示すように、シャフト（40)の回転角が大きくなるにつれて次第に低下してゆく。具体 的に、第 1低圧室（74)を満たす超臨界状態の冷媒は、シャフト（40)の回転角が約 55 。 に達するまでの間に急激に圧力低下し、飽和液の状態となる。その後、膨張室 (66 )内の冷媒は、その一部が蒸発しながら緩やかに圧力低下してゆく。

[0091] 続いて、第 2ロータリ機構部（80)の第 2低圧室 (84)から冷媒が流出してゆく過程 について、図 4を参照しながら説明する。第 2低圧室 (84)は、シャフト (40)の回転角 が 0° の時点から流出ポート（35)に連通し始める。つまり、第 2低圧室 (84)から流出 ポート（35)へと冷媒が流出し始める。その後、シャフト（40)の回転角が 90° ，180° , 270° と次第に大きくなつてゆき、その回転角が 360° に達するまでの間に亘つて、 第 2低圧室 (84)力 膨張後の低圧冷媒が流出してゆく。

[0092] 一実施形態 1の効果

ここで、従来のロータリ式膨張機では、 1つのシリンダ内で流体室の容積が増大す る過程の途中まで高圧冷媒を流入させ、高圧冷媒の流れを遮断した後に流体室内 で冷媒を膨張させていた。これに伴い、高圧室へ流入する高圧冷媒の流速は、図 6( B)に示すように、シャフトが回転するにつれて次第に増大してゆくが、シャフトの回転 角が所定の値になった時点で急激にゼロまで低下していた。このため、ロータリ式膨 張機の流入側で急峻な圧力変動が生じ、それに起因して生じる騒音や振動が過大と なっていた。なお、同図は 2つのシリンダが設けられる場合を示しており、実線で示し た第 1のシリンダへの冷媒導入と、破線で示した第 2のシリンダへの冷媒導入とが交 互に行われる。

[0093] これに対し、本実施形態の膨張機構部（60)では、流入ポート（34)から第 1高圧室

(73)へ流入する冷媒の流速がシャフト (40)の回転に伴って緩やかに変化する（図 6( A)参照）。そして、膨張機構部（60)の流入ポート (34)に接続された配管にぉレ、ても、 その内部における冷媒の流速が緩やかに変化する。このため、膨張機構部（60)の動 作に伴って冷媒の急峻な圧力変動が生じるのを防止できる。従って、本実施形態に よれば、膨張機構部（60)へ導入される冷媒の脈動を大幅に緩和でき、それに伴う振 動や騒音を大幅に低減して膨張機構部 (60)の信頼性を向上させることができる。

[0094] 一実施形態 1の変形例 1

本実施形態では、膨張機構部（60)を次のように構成してもよレ、。

[0095] つまり、図 7に示すように、中間プレート（63)の両側面における連通路（64)の開口 部が互いに重なり合うように、第 2シリンダ (81)を第 1シリンダ（71)に対して所定の角 度だけずらせて設置してもよい。本変形例のシャフト（40)では、第 1大径偏心部（41) の偏心方向と第 2大径偏心部（42)の偏心方向とが互いに相違している。具体的に、 第 1大径偏心部 (41)の偏心方向と第 2大径偏心部 (42)の偏心方向とがなす角度は 、第 2シリンダ (81)の第 1シリンダ（71)に対する配置角度と同じ角度と等しくなつてい る。従って、本変形例においても、第 1ブレード（76)が第 1シリンダ（71)の外側へ最も 退くタイミングと、第 2ブレード（86)が第 2シリンダ (81)の外側へ最も退くタイミングとが 同期している。

[0096] 本変形例にぉレ、て、中間プレート（63)の第 1シリンダ（71)側と第 2シリンダ (81)側 の各面における連通路（64)の開口位置は、シリンダ（71,81)の周方向において概ね 一致している。このため、本変形例の連通路（64)は、概ね中間プレート（63)の厚み 方向へ延びるように形成されることとなり、連通路 (64)の長さが最短となる。従って、 本変形例によれば、第 1ロータリ機構部（70)の第 1低圧室（74)から第 2ロータリ機構 部 (80)の第 2高圧室 (83)へ至るまでの冷媒の圧力損失を削減でき、膨張機構部 (60 )で回収可能な動力を増大させることができる。

[0097] 一実施形態 1の変形例 2—

本実施形態の膨張機構部（60)では、図 8に示すように、連通路 (64)の途中に中 間室 (65)を設けてもよい。この中間室 (65)は、比較的大きな容積となるように形成さ れている。例えば、中間室 (65)の容積は、連通路 (64)自体の容積よりも大きくなつて いる。このような中間室 (65)を設けると、第 1低圧室 (74)から連通路 (64)へ冷媒が流 入し始める際などにおいても、連通路 (64)での冷媒圧力の変動が低減される。そし て、連通路 (64)を通って第 1低圧室 (74)から第 2高圧室 (83)へ向かう冷媒の脈動が 抑制される。

[0098] 《発明の実施形態 2》

本発明の実施形態 2について説明する。本実施形態は、上記実施形態 1におい て、膨張機構部 (60)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の膨張機 構部（60)について、上記実施形態 1と異なる点を説明する。

[0099] 図 9に示すように、本実施形態の膨張機構部（60)では、第 2シリンダ (81)が第 1シ リンダ（71)とは逆向きの姿勢で配置されている。つまり、第 2シリンダ（81)の第 1シリン ダ（71)に対する配置角度が 180° となっている。また、本実施形態のシャフト（40)で は、第 1大径偏心部（41)の偏心方向と第 2大径偏心部（42)の偏心方向とが 180° 相違している。つまり、このシャフト（40)では、第 1大径偏心部（41)の偏心方向と第 2 大径偏心部（42)の偏心方向とが等角度間隔となっている。

[0100] 従って、本実施形態においても、第 1ブレード（76)が第 1シリンダ（71)の外側へ最 も退くタイミングと、第 2ブレード（86)が第 2シリンダ (81)の外側へ最も退くタイミングと が同期している。尚、本実施形態においても、第 1ロータリ機構部（70)の第 1低圧室（ 74)と第 2ロータリ機構部 (80)の第 2高圧室 (83)とは、連通路 (64)を介して連通可能 となっている。

[0101] ここで、各ロータリ機構部（70,80)では、高圧室（73,83)の内圧が低圧室（74,84)の 内圧よりも高くなつており、この圧力差に起因する力がシャフト（40)の各大径偏心部（ 41,42)に作用する。そして、本実施形態において、第 1高圧室（73)と第 1低圧室（74) の内圧差に起因して第 1大径偏心部 (41)に作用する力と、第 2高圧室 (83)と第 2低 圧室 (84)の内圧差に起因して第 2大径偏心部（42)に作用する力とは、それぞれの 作用する方向が互いに逆向きとなっている。このため、シャフト (40)に作用するこれら 2つの力が互いに打ち消し合うこととなり、シャフト（40)に作用する径方向の荷重が大 幅に低減される。従って、本実施形態によれば、シャフト (40)とその軸受けとの間に おける摩擦損失を低減でき、膨張機構部 (60)の効率を向上させることができる。

[0102] 《発明の実施形態 3》

本発明の実施形態 3について説明する。本実施形態は、上記実施形態 1におい て膨張機構部 (60)の構成を変更したものである。具体的には、上記実施形態 1の膨 張機構部（60)が揺動ピストン型の流体機械で構成されているのに対し、本実施形態 の膨張機構部（60)は、ローリングピストン型の流体機械で構成されている。ここでは、 本実施形態の膨張機構部 (60)について、上記実施形態 1と異なる点を説明する。

[0103] 図 10に示すように、本実施形態の各ロータリ機構部（70,80)では、ブレード（76,86 )がピストン (75,85)と別体に形成されている。つまり、本実施形態の各ピストン (75,85 )は、単純な円環状あるいは円筒状に形成されている。また、本実施形態の各シリン ダ（71,81)には、ブレード溝（78,88)が 1つずつ形成されてレ、る。

[0104] 各ロータリ機構部（70,80)において、ブレード（76,86)は、シリンダ（71,81)のブレ ード溝 (78,88)に、進退自在な状態で設けられている。また、ブレード（76,86)は、図 外のパネによって付勢され、その先端（図 10における下端）がピストン (75,85)の外周 面に押し付けられている。図 10に順次示すように、シリンダ（71,81)内でピストン（ 75,85)が移動しても、このブレード（76,86)は、ブレード溝（78,88)に沿って同図の上 下に移動し、その先端がピストン (75,85)と接した状態に保たれる。そして、ブレード（

76,86)の先端をピストン (75,85)の周側面に押し付けることで、各流体室 (72,82)がそ れぞれ高圧側の高圧室（73,83)と低圧側の低圧室（74,84)に仕切られる。

[0105] 《発明の実施形態 4》

本発明の実施形態 4について説明する。本実施形態は、上記実施形態 1におい て膨張機構部 (60)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の膨張機構 部（60)について、上記実施形態 1と異なる点を説明する。

[0106] 図 11に示すように、本実施形態の膨張機構部（60)では、電動機 (45)に近い方に 第 1ロータリ機構部 (70)が配置され、電動機 (45)から遠レヽ方に第 2ロータリ機構部（

80)が配置されている。

[0107] 具体的に、この膨張機構部（60)では、図 11における左から右へ向かって順に、 フロントヘッド（61)、第 1シリンダ（71)、中間プレート（63)、第 2シリンダ（81)、リアへッ ド（62)が積層された状態となっている。この状態において、第 1シリンダ（71)は、その 左側端面がフロントヘッド（61)により閉塞され、その右側端面が中間プレート（63)に より閉塞されている。一方、第 2シリンダ (81)は、その左側端面が中間プレート（63)に より閉塞され、その右側端面がリアヘッド（62)により閉塞されている。

[0108] また、本実施形態のシャフト (40)では左右に並んだ 2つの大径偏心部（41,42)の うち、左側のものが第 1大径偏心部 (41)を構成し、右側のものが第 2大径偏心部 (42) を構成している。そして、第 1シリンダ（71)内に位置する第 1大径偏心部（41)には第 1ピストン (75)が係合し、第 2シリンダ (81)内に位置する第 2大径偏心部（42)には第 2 ピストン (85)が係合する。

[0109] 《発明の実施形態 5》

本発明の実施形態 5について説明する。ここでは、本実施形態の圧縮'膨張ュニ ット（30)について、上記実施形態 4と異なる点を説明する。

[0110] 図 12に示すように、流体機械である上記圧縮 ·膨張ユニット（30)は、縦型に構成 されている。具体的に、この圧縮 ·膨張ユニット（30)では、ケーシング（31)が縦長で 円筒形の密閉容器となっている。このケーシング（31)内には、下から上に向かって順 に、圧縮機構部（50)と、電動機 (45)と、膨張機構部 (60)とが配置されてレ、る。また、 シャフト（40)は、ケーシング (31)の長手方向に沿って上下に延びる姿勢で設置され ている。

[0111] 圧縮機構部（50)は、揺動ピストン型のロータリ圧縮機を構成している。この圧縮機 構部（50)は、シリンダ (91,92)とピストン (97)を 2つずつ備えている。圧縮機構部（50) では、下から上へ向かって順に、リアヘッド（95)と、第 1シリンダ（91)と、中間プレート (96)と、第 2シリンダ (92)と、フロントヘッド (94)とが積層された状態となっている。

[0112] 第 1及び第 2シリンダ (91,92)の内部には、円筒状のピストン (97)が 1つずつ配置 されている。そして、ピストン（97,97)の外周面とシリンダ（91,92)の内周面との間に圧 縮室 (93)が形成される。また、図示しないが、ピストン (97)の側面には平板状のブレ ードが突設されており、このブレードは揺動ブッシュを介してシリンダ (91,92)に支持さ れている。

[0113] 第 1及び第 2シリンダ (91,92)には、それぞれ吸入ポート（32)が 1つずつ形成され ている。各吸入ポート（32)は、シリンダ (91,92)を半径方向に貫通し、その終端がシリ ンダ（91,92)の内周面に開口している。

[0114] フロントヘッド（94)及びリアヘッド（95)には、それぞれ吐出ポートが 1つずつ形成 されている。フロントヘッド（94)の吐出ポートは、第 2シリンダ（92)内の圧縮室（93)を ケーシング（31)の内部空間と連通させる。リアヘッド（95)の吐出ポートは、第 1シリン ダ (91)内の圧縮室 (93)をケーシング (31)の内部空間と連通させる。また、各吐出ポ ートは、その終端にリード弁からなる吐出弁が設けられており、この吐出弁によって開 閉される。尚、図 12において、吐出ポート及び吐出弁の図示は省略する。

[0115] シャフト（40)の下部には、 2つの下側偏心部（98,99)が形成されている。これら 2 つの下側偏心部（98,99)は、主軸部（44)よりも大径に形成されており、下側のものが 第 1下側偏心部（98)を、上側のものが第 2下側偏心部（99)をそれぞれ構成している 。第 1下側偏心部（98)は第 1シリンダ (91)内に位置してピストン (97)と係合し、第 2下 側偏心部（99)は第 2シリンダ (92)内に位置してピストン (97)と係合する。また、第 1下 側偏心部（98)と第 2下側偏心部（99)とでは、主軸部（44)の軸心に対する偏心方向 が逆になつている。

[0116] ケーシング（31)には、吐出管（36)が取り付けられている。この吐出管（36)は、電 動機 (45)と膨張機構部 (60)の間に配置され、ケーシング (31)の内部空間に連通し ている。圧縮機構部（50)からケーシング（31)の内部空間へ吐出されたガス冷媒は、 吐出管（36)を通って圧縮 ·膨張ユニット (30)力 送り出される。

[0117] 膨張機構部（60)の構成は、上記実施形態 4のものと同様である。ただし、圧縮- 膨張ユニット（30)が縦型となったことに伴い、膨張機構部（60)では、下から上に向か つて順に、フロントヘッド（61)、第 1シリンダ（71)、中間プレート（63)、第 2シリンダ（81 )、リアヘッド（62)が積層された状態となっている。つまり、膨張機構部（60)では、押し のけ容積の小さな第 1ロータリ機構部（70)が圧縮機構部（50)に近い下側に配置され 、押しのけ容積の大きな第 2ロータリ機構部 (80)が圧縮機構部（50)から遠い上側に 配置されている。

[0118] 一実施形態 5の効果一

本実施形態の圧縮 ·膨張ユニット（30)において、圧縮機構部（50)で圧縮された 高温高圧のガス冷媒は、ケーシング（31)の内部空間を通って吐出管（36)へ流れ込 む。このため、膨張機構部 (60)を通過する冷媒は、圧縮機構部 (50)から吐出された 冷媒によってある程度加熱されてしまう。膨張機構部（60)を通過する冷媒が加熱さ れると、膨張機構部（60)から送出される低圧冷媒のェンタルビが増大し、その分だけ 低圧冷媒の吸熱量が減少する。また、圧縮機構部 (50)で圧縮された冷媒から熱が 奪われると、吐出管（36)から送出される高圧冷媒のェンタルビが低下し、その分だけ 高圧冷媒の放熱量が減少する。そして、本実施形態の空調機（10)では、低圧冷媒 の吸熱量が減少することによる冷房能力の低下や、高圧冷媒の放熱量が減少するこ とによる暖房能力の低下を招くことになる。

[0119] これに対し、本実施形態の膨張機構部（60)では、より低温の冷媒が流れる第 2口 一タリ機構部（80)を圧縮機構部（50)から遠い上側に配置している。このため、第 2口 一タリ機構部 (80)を圧縮機構部（50)から近レ、下側に配置する場合に比べ、膨張機 構部 (60)を通過する冷媒と圧縮機構部（50)から吐出された冷媒の間での熱交換量 を削減することができる。

[0120] この点について、図 13を参照しながら説明する。同図に示すように、圧縮機構部（ 50)へ 5°Cの低圧冷媒が吸入され、圧縮機構部（50)で圧縮された 90°Cの高圧冷媒 が吐出管（36)から吐出され、膨張機構部（60)の第 1ロータリ機構部（70)へ 30°Cの 高圧冷媒が導入され、膨張機構部 (60)の第 2ロータリ機構部 (80)から 0°Cの低圧冷 媒が送出される運転状態を例に説明する。

[0121] 図 13(A)に示すように、第 2ロータリ機構部（80)を圧縮機構部（50)から近い下側 に配置すると、圧縮された 90°Cの高圧冷媒が第 2ロータリ機構部（80)から送出される 0°Cの低圧冷媒と熱交換することとなり、互いに熱交換する冷媒の温度差が 90°C程 度に達する。一方、図 13(B)に示すように、第 1ロータリ機構部（70)を圧縮機構部（50 )から近い下側に配置すると、圧縮された 90°Cの高圧冷媒が第 1ロータリ機構部（70) へ導入される 30°Cの高圧冷媒と熱交換することとなり、互いに熱交換する冷媒の温 度差が 60°C程度に抑えられる。

[0122] 従って、本実施形態のように、押しのけ容積の大きな第 2ロータリ機構部（80)を圧 縮機構部 (50)力 遠レ、位置に配置すれば、圧縮機構部 (50)の吐出冷媒から膨張機 構部（60)の冷媒への入熱量を低減することができる。そして、本実施形態によれば、 圧縮機構部（50)の吐出冷媒から膨張機構部（60)の冷媒への伝熱に起因する冷房 能力や暖房能力の低下を抑えることができる。

[0123] 一実施形態 5の変形例一

図 14に示すように、本実施形態の圧縮 ·膨張ユニット（30)では、膨張機構部（60) に断熱部材（100)を設けてもよい。この断熱部材（100)は、概ね円板状に形成されて おり、膨張機構部（60)におけるフロントヘッド（61)の下面と接するように設けられてい る。また、断熱部材（100)は、 FRP等の比較的熱伝導率の低い材料で構成されてい る。断熱部材（100)を設けることにより、圧縮機構部（50)の吐出冷媒から膨張機構部 (60)の冷媒への入熱量を一層削減することができる。

[0124] 《その他の実施形態》

上記の各実施形態では、膨張機構部 (60)を次のように構成してもよい。

[0125] 先ず、上記の各実施形態では、膨張機構部（60)にロータリ機構部（70,80)を 2つ 設けている力 ロータリ機構部の数は 2つに限らず 3つ以上であってもよい。この場合 、各ロータリ機構部は、それぞれの押しのけ容積が互いに相違するように構成され、 押しのけ容積の小さい順に接続される。 [0126] また、上記の各実施形態では、各シリンダ（71,81)の内径と各大径偏心部（41,42) の偏心量を相違させることによって各ロータリ機構部（70,80)の押しのけ容積を相違 させている力 S、これに代えて、各シリンダ（71,81)及び各ピストン（75,85)の高さを相違 させることによって各ロータリ機構部（70,80)の押しのけ容積を相違させてもよい。更 には、各シリンダ（71,81)の内径と、各大径偏心部（41,42)の偏心量と、各シリンダ（ 71,81)及び各ピストン（75,85)の高さとを全て相違させることによって各ロータリ機構 部（70,80)の押しのけ容積を相違させてもょレ、。

[0127] また、上記の各実施形態において、第 1ピストン (75)と第 2ピストン (85)とは、それ ぞれの外径が互いに等しくなるように形成されている力 S、両者の外径が相違していて も差し支えなレ、。つまり、第 2ロータリ機構部（80)の押しのけ容積が第 1ロータリ機構 部（70)の押しのけ容積よりも大きくなつていさえすれば、第 1ピストン (75)と第 2ピスト ン (85)の外径が互いに等しくなる必要はなぐ一方の外径が他方の外径より大きくな つていても構わない。

産業上の利用可能性

[0128] 以上説明したように、本発明は、流体の膨張によって回転軸を駆動するロータリ式 膨張機、及びロータリ式膨張機を備える流体機械について有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 両端が閉塞されたシリンダ（71,81)、上記各シリンダ（71,81)内に流体室（72,82)を 形成するためのピストン（75,85)、及び上記流体室（72,82)を高圧側の高圧室（73,83 )と低圧側の低圧室（74,84)に仕切るためのブレード（76,86)がそれぞれに設けられ た複数のロータリ機構部（70,80)と、

上記ピストン (75,85)に係合する偏心部（41,42)が上記ロータリ機構部（70,80)と同 数形成された 1本の回転軸（40)と

を備えるロータリ式膨張機であって、

上記複数のロータリ機構部（70,80)は、それぞれの押しのけ容積が互いに相違し ていて押しのけ容積の小さいもの力 順に直列接続され、

上記複数のロータリ機構部（70,80)のうち互いに接続された 2つでは、前段側の口 一タリ機構部（70)の低圧室（74)から後段側のロータリ機構部（80)の高圧室 (83)へ 流体が流入するロータリ式膨張機。

[2] 両端が閉塞されたシリンダ（71,81)、上記各シリンダ（71,81)内に流体室（72,82)を 形成するためのピストン（75,85)、及び上記流体室（72,82)を高圧側の高圧室（73,83 )と低圧側の低圧室（74,84)に仕切るためのブレード（76,86)がそれぞれに設けられ た複数のロータリ機構部（70,80)と、

上記ピストン (75,85)に係合する偏心部（41,42)が上記ロータリ機構部（70,80)と同 数形成された 1本の回転軸（40)と

を備えるロータリ式膨張機であって、

上記複数のロータリ機構部（70,80)は、それぞれの押しのけ容積が互いに相違し ていて押しのけ容積の小さいもの力 順に直列接続され、

上記複数のロータリ機構部（70,80)のうち互いに接続された 2つでは、前段側の口 一タリ機構部（70)の低圧室（74)と後段側のロータリ機構部（80)の高圧室 (83)とが互 いに連通して 1つの膨張室 (66)を形成しているロータリ式膨張機。

[3] 請求項 1又は 2に記載のロータリ式 S彭張機において、

複数のロータリ機構部（70,80)は、それぞれのブレード（76,86)がシリンダ（71,81) の外周側へ最も退いた状態となる時期が互いに同期しているロータリ式 S彭張機。

[4] 請求項 1 , 2又は 3に記載のロータリ式膨張機において、

回転軸 (40)の各偏心部（41,42)は、それぞれの偏心方向が互いに相違するよう に形成されてレ、るロータリ式膨張機。

[5] 請求項 1， 2又は 3に記載のロータリ式膨張機において、

回転軸 (40)の各偏心部（41,42)は、それぞれの偏心方向が互いに等角度間隔と なるように形成されているロータリ式膨張機。

[6] 請求項 1又は 2に記載のロータリ式 3彭張機において、

各ロータリ機構部（70,80)のシリンダ（71,81)は、それぞれの間に中間プレート（63 )が挟まれた状態で積層され、

上記各中間プレート（63)には、隣り合った 2つのロータリ機構部（70,80)のうち前 段側のロータリ機構部（70)の低圧室（74)と後段側のロータリ機構部（80)の高圧室（ 83)とを連通させるための連通路 (64)が該中間プレート（63)を厚み方向へ貫通する ように形成される一方、

上記各シリンダ（71,81)は、上記連通路（64)の長さが最短となる姿勢で配置され ているロータリ式膨張機。

[7] 請求項 3に記載のロータリ式膨張機において、

各ロータリ機構部（70,80)のシリンダ（71,81)は、それぞれの間に中間プレート（63 )が挟まれた状態で積層され、

上記各中間プレート（63)には、隣り合った 2つのロータリ機構部（70,80)のうち前 段側のロータリ機構部（70)の低圧室 (74)と後段側のロータリ機構部 (80)の高圧室（ 83)とを連通させるための連通路 (64)が該中間プレート（63)を厚み方向へ貫通する ように形成される一方、

上記連通路 (64)の長さが最短となるように、回転軸 (40)における各偏心部（41,42 )の偏心方向が互いに所定角度だけ相違しているロータリ式膨張機。

[8] 請求項 1， 2又は 3に記載のロータリ式膨張機において、

上記複数のロータリ機構部（70,80)のうち互いに接続された 2つでは、前段側の口 一タリ機構部（70)の低圧室（74)と後段側のロータリ機構部（80)の高圧室 (83)とが連 通路（64)を介して接続され、 上記連通路 (64)の途中には、該連通路 (64)での圧力変動を緩和するための所 定容積の中間室 (65)が設けられているロータリ式膨張機。

[9] 請求項 1 , 2又は 3に記載のロータリ式膨張機において、

ブレード（76,86)は、ピストン (75,85)と別体に形成されると共に、その先端が該ピ ストン (75,85)に押圧された状態でシリンダ（71,81)に進退自在に支持されているロー タリ式膨張機。

[10] 請求項 1， 2又は 3に記載のロータリ式膨張機において、

ブレード（76,86)は、ピストン（75,85)の側面から突出するように該ピストン（75,85) と一体に形成されると共に、シリンダ（71,81)に進退自在で且つ回動自在に支持され ているロータリ式膨張機。

[11] 請求項 1， 2又は 3に記載のロータリ式膨張機において、

押しのけ容積が最小のロータリ機構部（70)の高圧室（73)へ導入される流体は、 臨界圧力以上の二酸化炭素であるロータリ式膨張機。

[12] 請求項 1に記載のロータリ式膨張機 (60)と、該ロータリ式膨張機 (60)の回転軸（ 40)に係合された圧縮機 (50)と、上記ロータリ式膨張機 (60)及び圧縮機 (50)が収納 されるケーシング（31)とを備え、

上記圧縮機 (50)で圧縮された流体が上記ケーシング (31)内に吐出される流体機 械であって、

上記ロータリ式膨張機 (60)が備える複数のロータリ機構部（70,80)は、押しのけ容 積が大きいものほど上記圧縮機（50)から離れた位置に配置されている流体機械。

[13] 請求項 2に記載のロータリ式膨張機 (60)と、該ロータリ式膨張機 (60)の回転軸（ 40)に係合された圧縮機 (50)と、上記ロータリ式膨張機 (60)及び圧縮機 (50)が収納 されるケーシング（31)とを備え、

上記圧縮機（50)で圧縮された流体が上記ケーシング（31)内に吐出される流体機 械であって、

上記ロータリ式膨張機 (60)が備える複数のロータリ機構部（70,80)は、押しのけ容 積が大きいものほど上記圧縮機 (50)から離れた位置に配置されている流体機械。

[14] 請求項 12又は 13に記載の流体機械において、 複数のロータリ機構部（70,80)は、それぞれのブレー ί

の外周側へ最も退いた状態となる時期が互いに同期している流体機械。

[15] 請求項 12又は 13に記載の流体機械において、

ロータリ式膨張機（60)には、ケーシング（31)内の流体から該ロータリ式膨張機 (60 )を通過する流体への伝熱を阻害する断熱部材（100)が設けられてレ、る流体機械。