WO2007119307A1 - 流体機械 - Google Patents

流体機械 Download PDF

Info

Publication number
WO2007119307A1
WO2007119307A1 PCT/JP2007/054187 JP2007054187W WO2007119307A1 WO 2007119307 A1 WO2007119307 A1 WO 2007119307A1 JP 2007054187 W JP2007054187 W JP 2007054187W WO 2007119307 A1 WO2007119307 A1 WO 2007119307A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant
expansion
expansion mechanism
oil
cylinder
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/054187
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Katsumi Sakitani
Masakazu Okamoto
Eiji Kumakura
Tetsuya Okamoto
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries, Ltd. filed Critical Daikin Industries, Ltd.
Priority to AU2007237797A priority Critical patent/AU2007237797C1/en
Priority to EP07737772.9A priority patent/EP2003289B1/en
Priority to US12/224,777 priority patent/US8245528B2/en
Priority to CN2007800072027A priority patent/CN101395344B/zh
Publication of WO2007119307A1 publication Critical patent/WO2007119307A1/ja

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/04—Lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01C13/04—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby for driving pumps or compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/001—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
    • F04C23/003—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle having complementary function
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/02—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/023—Lubricant distribution through a hollow driving shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/32—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/322—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02742—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using two four-way valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/14—Power generation using energy from the expansion of the refrigerant

Definitions

  • the present invention relates to a fluid machine in which a compression mechanism and an expansion mechanism are accommodated in one casing.
  • a fluid machine in which an expansion mechanism, an electric motor, and a compression mechanism are connected by a single rotating shaft is known.
  • the expansion mechanism generates power by the expansion of the introduced fluid.
  • the power generated by the expansion mechanism is transmitted to the compression mechanism by the rotating shaft together with the power generated by the electric motor.
  • the compression mechanism is driven by the power transmitted from the expansion mechanism and the electric motor, and sucks and compresses the fluid.
  • Patent Document 1 describes a fluid machine in which an expansion mechanism, an electric motor, a compression mechanism, and a rotating shaft are housed in a vertically long cylindrical casing.
  • an expansion mechanism, an electric motor, and a compression mechanism are arranged in order with a downward force upward, and these are connected to each other by a single rotating shaft.
  • the expansion mechanism and the compression mechanism are both constituted by a single fluid machine.
  • an oil supply passage is formed in the rotating shaft. Lubricating oil stored at the bottom of the casing is supplied to the expansion mechanism arranged at the top in the casing through an oil supply passage in the rotating shaft.
  • an oil return passage is provided in the expansion mechanism, and surplus lubricating oil is sent back to the bottom of the casing through the oil return passage.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-299632
  • the fluid machine disclosed in Patent Document 1 is provided with an oil return passage for returning lubricating oil from the expansion mechanism side to the compression mechanism side. For this reason, the structure of the fluid machine is complicated as much as the oil return passage is provided, and there is a risk of causing adverse effects such as an increase in manufacturing cost.
  • the present invention has been made in view of power, and an object thereof is to simplify the structure of a fluid machine including a compression mechanism and an expansion mechanism.
  • the first invention is directed to a fluid machine provided in a refrigerant circuit (20) that performs a refrigeration cycle by circulating refrigerant. Then, a compression mechanism (50) for compressing the refrigerant, an expansion mechanism (60) for generating power by the expansion of the fluid, and a rotary shaft for connecting the compression mechanism (50) and the expansion mechanism (60) ( 40), a compression mechanism (50), an expansion mechanism (60), and a container-like casing (31) that accommodates the rotation shaft (40), while the rotation shaft (40) includes the casing (3 1), an oil supply passage (90) for supplying lubricating oil stored near the compression mechanism (50) to the expansion mechanism (60) is formed, and the expansion mechanism (60) is connected to the oil supply passage (90 ) Is introduced into the expansion chamber (72, 82) where the refrigerant expands and discharged together with the expanded refrigerant.
  • a compression mechanism (50) for compressing the refrigerant
  • an expansion mechanism (60) for generating
  • the fluid machine (30) is provided in the refrigerant circuit (20).
  • the refrigerant compressed by the compression mechanism (50) of the fluid machine (30) flows into the expansion mechanism (60) of the fluid machine (30) after radiating heat with the heat exchanger for heat dissipation.
  • the expansion mechanism (60) the high-pressure refrigerant that has flowed in expands.
  • the power recovered by the high-pressure refrigerant force by the expansion mechanism (60) is transmitted to the compression mechanism (50) by the rotary shaft (40) and used to drive the compression mechanism (50).
  • the refrigerant expanded by the expansion mechanism (60) absorbs heat by the heat exchanger for absorbing heat and then is sucked into the compression mechanism (50) of the fluid machine (30).
  • lubricating oil is stored in a portion near the compression mechanism (50) in the internal space of the casing (31).
  • Lubricating oil in the casing (31) is supplied to the expansion mechanism (60) through an oil supply passage (90) formed in the rotating shaft (40) and used for lubrication of the expansion mechanism (60).
  • the lubricating oil supplied to the expansion mechanism (60) flows into the expansion chamber of the expansion mechanism (60).
  • the refrigerant expands.
  • the lubricating oil flowing into the expansion chamber is discharged from the expansion mechanism (60) together with the expanded refrigerant.
  • the lubricating oil discharged from the expansion mechanism (60) flows through the refrigerant circuit (20) together with the refrigerant and flows into the fluid machine (30).
  • the lubricating oil supplied to the expansion mechanism (60) is once discharged from the fluid machine (30), returns to the casing (31) of the fluid machine (30) through the refrigerant circuit (20).
  • the expansion mechanism (60) is engaged with the cylinder (71, 81) closed at both ends and the rotating shaft (40) and the cylinder.
  • the rotary shaft (40) branches from the oil supply passage (90) and opens to the outer peripheral surface of the rotary shaft (40).
  • an oil introduction path (114) for guiding the lubricating oil discharged from the branch passage (93) to the sliding surface of the blade (76, 86) is formed.
  • the expansion mechanism (60) is constituted by a rotary expander.
  • the pistons (75, 85) move to drive the rotating shaft (40).
  • a part of the lubricating oil flowing in the oil supply passage (90) toward the expansion mechanism (60) flows into the branch passage (93).
  • the lubricating oil flowing into the branch passage (93) is discharged from the branch passage (93) under the centrifugal force accompanying the rotation of the rotating shaft (40).
  • Lubricating oil discharged from the branch passage (93) is supplied to the sliding surface of the blade (76, 86) through the oil introduction passage (114) and is used for lubricating the blade (76, 86).
  • the cylinder (71, 81) is penetrated through the cylinder (71, 81) in the thickness direction! ) Is inserted, and the oil introduction path (114) opens into the through-hole (78,88) of the cylinder (71,81) and the blade (76,86). ), And one end of the oil supply passageway (90) opens to the end surface of the rotating shaft (40) on the expansion mechanism (60) side, and the expansion mechanism ( 60) has a connection passageway (111) for communicating the through hole (78,88) of the cylinder (71,81) with one end of the oil supply passageway (90) opened at the end face of the rotary shaft (40). It is to be done.
  • the lubricating oil is introduced into the through holes (78, 88) of the cylinder (71, 81) and flows into the through holes (78, 88). Is supplied to the sliding surface of the blade (76, 86). The lubricating oil in the through holes (78, 88) is discharged to the oil supply passage (90) in the rotating shaft (40) through the connection passage (111).
  • a fourth invention is the above first, second or third invention, wherein the casing (31) includes The partial space includes a first space (38) in which the expansion mechanism (60) is accommodated and a second space in which the compression mechanism (50) is accommodated and the compressed refrigerant is discharged.
  • the lubricating oil stored in the second space (39) is supplied to the expansion mechanism (60) through the oil supply passage (90).
  • lubricating oil is stored in the second space (39) in the casing (31) (that is, the space filled with the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compression mechanism (50)). .
  • the refrigerant sucked into the compression mechanism (50) flows into the compression mechanism (50) without coming into contact with the refrigerant in the second space (39). Therefore, the lubricating oil discharged from the expansion mechanism (60) and returning from the refrigerant circuit (20) to the compression mechanism (50) also directly contacts the compression mechanism (50) without contacting the refrigerant in the second space (39). Flows in.
  • the rotating shaft (40) is configured such that lubricating oil is sucked into the rotating shaft (40) by rotation of the rotating shaft (40).
  • a non-displacement type oil pump (94) that discharges into the oil passage (90) is provided.
  • the oil supply pump (94) is provided on the rotating shaft (40).
  • the oil supply pump (94) sucks the lubricating oil in the casing (31) and discharges it to the oil supply passage (90).
  • the oil supply pump (94) is constituted by a non-positive displacement pump. Therefore, unlike the positive displacement pump, the flow rate of the lubricating oil discharged from the oil pump (94) is not determined only by the rotational speed of the rotary shaft (40). ) Is also affected by the pressure inside.
  • a sixth invention is the above first, second, third or fourth invention, wherein the compression circuit (50) is provided in the refrigerant circuit (20) filled with carbon dioxide as a refrigerant. While the sucked refrigerant is compressed above its critical pressure, the expansion mechanism (60) expands by injecting high-pressure refrigerant above the critical pressure.
  • carbon dioxide as a refrigerant circulates in the refrigerant circuit (20) to which the fluid machine (30) is connected.
  • the compression mechanism (50) of the fluid machine (30) compresses the sucked refrigerant to its critical pressure or more and discharges it.
  • the expansion mechanism (60) of the fluid machine (30) is expanded by introducing a high-pressure refrigerant having a critical pressure or higher.
  • the lubricating oil supplied to the expansion mechanism (60) It is sent back into the casing (31) through the refrigerant circuit (20) to which the body machine (30) is connected. That is, even if the fluid machine (30) itself is not provided with a passage for returning the lubricating oil from the expansion mechanism (60) side in the casing (31) to the compression mechanism (50) side, it is supplied to the expansion mechanism (60).
  • the lubricated oil is sent back into the casing (31). Therefore, according to the present invention, a passage for returning the lubricating oil from the expansion mechanism (60) side to the compression mechanism (50) side in the casing (31) can be omitted from the fluid machine (30).
  • the structure of the machine (30) can be simplified.
  • lubricating oil can be supplied to the sliding surface of the blade (76, 86) using the centrifugal force generated by the rotation of the rotating shaft (40). For this reason, the driven surface of the blade (76, 86) can be reliably lubricated, and the reliability of the fluid machine (30) can be improved.
  • the oil supply passageway (90), the branch passageway (93), the oil introduction passageway (114), the through holes (78, 88), and the connection passageway (111) are sequentially passed through the oil supply passageway (90
  • the distribution route of the lubricating oil is formed. Therefore, according to the present invention, the lubricating oil can be more reliably supplied to the sliding surface of the blade (76, 86), and the reliability of the fluid machine (30) can be further improved.
  • the lubricating oil from which the expansion mechanism (60) has also been discharged does not come into contact with the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compression mechanism (50) into the second space (39). Flow directly into (50).
  • a refrigerant having a relatively high temperature for example, about 90 ° C.
  • the expansion mechanism (60) for example, 40
  • the refrigerant at about ° C expands and drops to about 5 ° C, for example. Therefore, the temperature of the lubricating oil that has passed through the expansion mechanism (60) is not so high. For this reason, when the lubricating oil that has passed through the expansion mechanism is sent back to the space on the compression mechanism side in the casing as in a conventional fluid machine, the refrigerant discharged from the compression mechanism is returned to this space. Cooled by lubricating oil.
  • the enthalpy of the refrigerant compressed by the compression mechanism and discharged from the fluid machine is reduced.
  • the amount of heating to the object may be reduced.
  • the lubricating oil discharged by the expansion mechanism (60) is directly sucked into the compression mechanism (50). That is, it is discharged from the expansion mechanism (60)
  • the relatively low temperature lubricating oil flows into the compression mechanism (50) without contacting the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged into the compression mechanism (50) force second space (39). Therefore, according to the present invention, the refrigerant discharged by the compression mechanism (50) can be prevented from being cooled by the lubricating oil discharged from the expansion mechanism (60).
  • the heating capacity can be improved.
  • the oil supply pump (94) is a non-volumetric pump.
  • the amount of lubricating oil supplied to the oil supply passageway (90) by the oil supply pump (94) is equal to the pressure in the oil supply passageway (90) which is obtained only by the rotational speed of the rotary shaft (40). It will also vary depending on the pressure. Therefore, according to the present invention, the amount of lubricating oil supplied from the oil supply passageway (90) to the expansion mechanism (60) can be appropriately adjusted according to the operating state of the fluid machine (30). As a result, the expansion mechanism (60) can reduce the amount of lubricating oil discharged together with the refrigerant.
  • FIG. 1 is a piping system diagram showing a configuration of a refrigerant circuit according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a compression / expansion unit according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the expansion mechanism of the embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a main part showing a main part of the expansion mechanism of the embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the expansion mechanism showing the state of the expansion mechanism of the embodiment at every 90 ° rotation angle of the shaft.
  • This embodiment is an air conditioner (10) provided with a compression / expansion unit (30) which is a fluid machine according to the present invention.
  • the air conditioner (10) of the present embodiment includes a refrigerant circuit (20).
  • the refrigerant circuit (20) includes a compression / expansion unit (30), an outdoor heat exchanger (23), an indoor heat exchanger (24), a first four-way switching valve (21), and a second four-way switching valve.
  • a path switching valve (22) is connected.
  • the refrigerant circuit (20) is filled with carbon dioxide (CO 2) as a refrigerant.
  • the compression / expansion unit (30) includes a casing (31) formed in a vertically long cylindrical closed container shape.
  • the casing (31) contains a compression mechanism (50), an expansion mechanism (60), and an electric motor (45).
  • This expansion mechanism (60) is a positive displacement expander according to the present invention.
  • the compression mechanism (50), the electric motor (45), and the expansion mechanism (60) are arranged in order from the bottom upward. Details of the compression / expansion unit (30) will be described later.
  • the compression mechanism (50) has a discharge side at the first port of the first four-way switching valve (21) and an inlet side at the first four-way switching valve (21). Each is connected to the 4th port.
  • the expansion mechanism (60) has its outflow side connected to the first port of the second four-way selector valve (22) and its inflow side connected to the fourth port of the second four-way selector valve (22). Yes.
  • the outdoor heat exchanger (23) has one end connected to the second port of the second four-way switching valve (22) and the other end connected to the first four-way switching valve. Each is connected to the third port of (21).
  • the indoor heat exchanger (24) has one end connected to the second port of the first four-way selector valve (21) and the other end connected to the third port of the second four-way selector valve (22). It has been.
  • the first four-way switching valve (21) and the second four-way switching valve (22) are connected to the first port and the second port, respectively, and the third port and the fourth port, respectively. Are connected to each other (shown by a solid line in FIG. 1), the first port is connected to the third port, and the second port is connected to the fourth port (shown by a broken line in FIG. 1). It is configured to switch to the state shown in FIG.
  • the compression / expansion unit (30) includes a casing (31) which is a vertically long and cylindrical sealed container. Inside the casing (31), a compression mechanism (50), an electric motor (45), and an expansion mechanism (60) are arranged in order from the bottom to the top. In addition, refrigeration oil, which is lubricating oil, is stored at the bottom of the casing (31). That is, in the casing (31), the refrigeration oil is stored near the compression mechanism (50).
  • the internal space of the casing (31) is partitioned vertically by the front head (61) of the expansion mechanism (60), the upper space being the first space (38) and the lower space being the second.
  • Each space (39) is constructed.
  • An expansion mechanism (60) is disposed in the first space (38), and a compression mechanism (50) and an electric motor (45) are disposed in the second space (39). Note that the internal pressure of the first space (38) and the internal pressure of the second space (39) are almost equal because the first space (38) and the second space (39) are not air-tightly partitioned. .
  • a discharge pipe (36) is attached to the casing (31).
  • the discharge pipe (36) is disposed between the electric motor (45) and the expansion mechanism (60), and communicates with the second space (39) in the casing (31). ing. Further, the discharge pipe (36) is formed in a relatively short straight tube and is installed in a substantially horizontal posture.
  • the electric motor (45) is arranged at the center in the longitudinal direction of the casing (31).
  • This electric motor (45) is composed of a stator (46) and a rotor (47)! RU
  • the stator (46) is fixed to the casing (31) by shrink fitting or the like.
  • a part of the stator (46) is cut out to form a core cut part (48).
  • a gap is formed between the core cut portion (48) and the inner peripheral surface of the casing (31).
  • the rotor (47) is disposed inside the stator (46).
  • the main shaft portion (44) of the shaft (40) passes through the rotor (47) coaxially with the rotor (47).
  • the shaft (40) constitutes a rotating shaft.
  • two lower eccentric portions (58, 59) are formed on the lower end side, and two large diameter eccentric portions (41, 42) are formed on the upper end side.
  • the shaft (40) has a lower end portion formed with the lower eccentric portion (58, 59) at the compression mechanism (50) and an upper end portion formed with the large diameter eccentric portion (41, 42) at the expansion mechanism (60). Respectively.
  • the two lower eccentric portions (58, 59) are formed to have a larger diameter than the main shaft portion (44), and the lower one is the first lower eccentric portion (58) and the upper one is the upper one. Constitute the second lower eccentric part (59), respectively. In the first lower eccentric portion (58) and the second lower eccentric portion (59), the eccentric directions of the main shaft portion (44) with respect to the axial center are reversed.
  • the two large-diameter eccentric parts (41, 42) are formed with a larger diameter than the main shaft part (44), and the lower one constitutes the first large-diameter eccentric part (41), and the upper part Constitutes the second large-diameter eccentric part (42)!
  • the first large-diameter eccentric part (41) and the second large-diameter eccentric part (42) are both eccentric in the same direction.
  • the outer diameter of the second large-diameter eccentric part (42) is larger than the outer diameter of the first large-diameter eccentric part (41).
  • the amount of eccentricity of the main shaft portion (44) with respect to the shaft center is larger in the second large diameter eccentric portion (42) than in the first large diameter eccentric portion (41).
  • An oil supply passageway (90) is formed in the shaft (40).
  • the oil supply passageway (90) extends along the shaft (40), and its starting end opens at the lower end of the shaft (40) and its terminal end opens at the upper end surface of the shaft (40).
  • An oil supply pump is provided at the lower end of the shaft (40).
  • This oil pump is composed of a centrifugal pump, which is a kind of non-displacement pump. It is.
  • the compression mechanism (50) constitutes a rotary piston type rotary compressor.
  • the compressor mechanism (50) includes two cylinders (51, 52) and two pistons (57).
  • the lower force is also directed upward, in order, the rear head (55), the first cylinder (51), the intermediate plate (56), the second cylinder (52), and the front head (54).
  • the rear head (55) is also directed upward, in order, the rear head (55), the first cylinder (51), the intermediate plate (56), the second cylinder (52), and the front head (54). are stacked.
  • first and second cylinders (51, 52) Inside the first and second cylinders (51, 52), one cylindrical piston (57) is arranged. Although not shown, a flat blade is projected on the side surface of the piston (57), and this blade is supported by the cylinder (51, 52) via a swing bush.
  • the piston (57) in the first cylinder (51) engages with the first lower eccentric part (58) of the shaft (40).
  • the piston (57) in the second cylinder (52) engages with the second lower eccentric portion (59) of the shaft (40).
  • Each piston (57, 57) has its inner peripheral surface in sliding contact with the outer peripheral surface of the lower eccentric portion (58, 59) and its outer peripheral surface in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder (51, 52).
  • a compression chamber (53) is formed between the outer peripheral surface of the piston (57, 57) and the inner peripheral surface of the cylinder (51, 52).
  • One suction port (32) is formed in each of the first and second cylinders (51, 52). Each suction port (32) penetrates the cylinder (51, 52) in the radial direction, and its terminal end opens on the inner peripheral surface of the cylinder (51, 52). Each intake port (32) is extended to the outside of the casing (31) by piping.
  • One discharge port is formed in each of the front head (54) and the rear head (55).
  • the discharge port of the front head (54) communicates the compression chamber (53) in the second cylinder (52) with the second space (39).
  • the discharge port of the rear head (55) communicates the compression chamber (53) in the first cylinder (51) with the second space (39).
  • Each discharge port is provided with a discharge valve consisting of a reed valve at its end, and is opened and closed by this discharge valve. In FIG. 2, the illustration of the discharge port and the discharge valve is omitted.
  • the gas refrigerant discharged from the compression mechanism (50) to the second space (39) is sent out from the compression / expansion unit (30) through the discharge pipe (36).
  • the refrigerating machine oil is supplied to the compression mechanism (50) from the oil supply passageway (90).
  • the oil supply passageway (90) there is an oil supply passage (90) force branching passage on the outer circumferential surface of the lower eccentric part (58, 59) and main shaft part (44). Supplied to the sliding surfaces of the parts (58, 59) and the pistons (57, 57) or the sliding surfaces of the main shaft (44) and the front head (54) and the rear head (55).
  • the expansion mechanism (60) is a so-called swing piston type rotary expander.
  • the expansion mechanism (60) is provided with two pairs of cylinders (71, 81) and pistons (75, 85) which are paired.
  • the expansion mechanism (60) includes a front head (61), an intermediate plate (63), a rear head (62), and an upper plate.
  • the expansion mechanism (60) the front head (61), the first cylinder (71), the intermediate plate (63), the second cylinder (81), the rear head (62), The upper plate is stacked.
  • 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).
  • the second cylinder (81) has its lower end face closed by the intermediate plate (63) and its upper end face closed by the rear head (62).
  • the inner diameter of the second cylinder (81) is larger than the inner diameter of the first cylinder (71).
  • the shaft (40) passes through the stacked front head (61), first cylinder (71), intermediate plate (63), and second cylinder (81).
  • a central hole penetrating the rear head (62) in the thickness direction is formed in the central portion of the rear head (62).
  • the upper end of the shaft (40) is inserted into the center hole of the rear head (62).
  • an end space (95) is formed between the upper end surface of the shaft (40) and the lower surface of the upper plate.
  • the shaft (40) has its first large-diameter eccentric part (41) located in the first cylinder (71) and its second large-diameter eccentric part (42) located in the second cylinder (81). is doing.
  • connection passageway (111) is formed in the upper plate (110).
  • the connection passage (111) is formed by digging down the lower surface of the upper plate (110). The starting end of the connection passage (111) overlaps the end space (95) and extends toward the outer peripheral side of the upper plate (110).
  • a first communication hole (112) is formed in the rear head (62), and a second communication hole (113) is formed in the intermediate plate (63).
  • the first communication hole (112) has a thick rear head (62).
  • the end of the connecting passage (111) is communicated with the bush hole (88) of the second cylinder (81).
  • the second communication hole (113) penetrates the intermediate plate (63) in the thickness direction, and connects the bush hole (88) of the second cylinder (81) with the bush hole (78) of the first cylinder (71).
  • the bush holes (78, 88) of each cylinder (71, 81) will be described later.
  • An oil introduction path (114) is formed in the front head (61).
  • the starting end of the oil introduction path (114) opens to the side wall of the central hole through which the main shaft portion (44) of the shaft (40) is inserted.
  • the oil introduction path (114) also has its starting end extending in the outer peripheral direction of the front head (61). The end of the oil introduction path (114) bends upward and opens at the upper surface of the front head (61) and communicates with the bush hole (78) of the first cylinder (71).
  • the first piston (75) is provided in the first cylinder (71), and the 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 the outer diameter of the first large-diameter eccentric part (41), and the inner diameter of the second piston (85) is approximately the same as the outer diameter of the second large-diameter eccentric part (42).
  • the first piston (75) has a first large-diameter eccentric portion (41), and the second piston (85) has a second large-diameter eccentric portion (42) penetrating therethrough.
  • the first piston (75) has an outer peripheral surface on the inner peripheral surface of the first cylinder (71), one end surface force S on the front head (61), and the other end surface on the intermediate plate (63). Each is in sliding contact.
  • a first expansion chamber (72) is formed in the first cylinder (71) between its inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the first piston (75).
  • the second piston (85) has an outer peripheral surface on the inner peripheral surface of the second cylinder (81), one end surface on the rear head (62), and the other end surface on the intermediate plate (63). It is in sliding contact.
  • a second expansion chamber (82) is formed in the second cylinder (81) between its inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the second piston (85).
  • Each of the first and second pistons (75, 85) is provided with one blade (76, 86).
  • the blade (76, 86) is formed in a plate shape extending in the radial direction of the piston (75, 85), and projects 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) are inserted respectively.
  • Each cylinder ( 71, 81) bush holes (78, 88) penetrate the cylinder (71, 81) in the thickness direction, and open to the inner peripheral surface of the cylinder (71, 81). These bush holes (78, 88) constitute through holes.
  • Each cylinder (71, 81) is provided with a pair of bushes (77, 87).
  • Each bush (77, 87) is a small piece formed so that the inner surface is a flat surface and the outer surface is a circular arc surface.
  • the pair of bushes (77, 87) are inserted into the bush holes (78, 88) and sandwich the blades (76, 86).
  • Each bush (77, 87) slides on its inner side with the blade (76, 86) and its outer side with the cylinder (71, 81).
  • the blade (76,86) integrated with the piston (75,85) is supported by the cylinder (71,81) via the bush (77,87) and rotates with respect to the cylinder (71,81). It is free and can move forward and backward.
  • the first expansion chamber (72) in the first cylinder (71) is partitioned by the first blade (76) integral with the first piston (75), and the first blade in FIGS.
  • the left side of (76) is the first high pressure chamber (73) on the high pressure side
  • the right side is the first low pressure chamber (74) on the low pressure side.
  • the second expansion chamber (82) in the second cylinder (81) is cut by a second blade (86) integral with the second piston (85). ) Is the second high pressure chamber (83) on the high pressure side, and the right side is the second low pressure chamber (84) on the low pressure side.
  • 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.
  • the arrangement angle of the second cylinder (81) with respect to the first cylinder (71) is 0 °.
  • the first large-diameter eccentric portion (41) and the second large-diameter eccentric portion (42) are eccentric in the same direction with respect to the axis of the main shaft portion (44). Therefore, the first blade (76) is in the most retracted state outside the first cylinder (71), and the second blade (86) is in the most retracted state outside the second cylinder (81). .
  • An inflow port (34) is formed in the first cylinder (71).
  • the inflow port (34) opens at a position slightly on the left side of the bush (77) in FIGS. 4 and 5 in the inner peripheral surface of the first cylinder (71).
  • the inflow port (34) can communicate with the first high pressure chamber (73).
  • the second cylinder (81) is formed with an outflow port (35).
  • the outflow port (35) opens at a position slightly on the right side of the bush (87) in FIGS. 4 and 5 on the inner peripheral surface of the second cylinder (81).
  • the outflow port (35) can communicate with the second low pressure chamber (84).
  • a communication path (64) is formed in the intermediate plate (63). The communication path (64) penetrates the intermediate plate (63) in the thickness direction.
  • one end of the communication path (64) opens at a position on the right side of the first blade (76).
  • the other end of the communication path (64) is opened at the left side of the second blade (86).
  • 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.
  • the shaft (40) is formed with three branch passages (91, 92, 93) branched from the oil supply passage (90).
  • Each of the branch passages (91, 92, 93) extends in the radial direction of the oil supply passage (90) force shaft (40).
  • the first branch passage (91) opens to the outer peripheral surface of the first large-diameter eccentric portion (41), and the second branch passage (92) opens to the outer peripheral surface of the second large-diameter eccentric portion (42).
  • the third branch passage (93) opens to a portion of the outer peripheral surface of the main shaft portion (44) that is slightly below the first large-diameter eccentric portion (41).
  • the opening position of the third branch passage (93) on the outer peripheral surface of the main shaft portion (44) is the same height as the start end of the oil introduction passage (114).
  • the first cylinder (71), the bush (77) provided thereon, the first piston (75), and the first One blade (76) constitutes the first rotary mechanism (70).
  • the second cylinder (81), the bush (87) provided there, the second piston (85), and the second blade (86) constitute the second rotary mechanism section (80)! /
  • the operation of the air conditioner (10) will be described.
  • the operation of the air conditioner (10) during the cooling operation and the heating operation will be described, and then the operation of the expansion mechanism (60) will be described.
  • the refrigerant compressed by the compression mechanism (50) passes through the discharge pipe (36) and is also discharged by the compression / expansion unit (30). In this state, the refrigerant pressure is higher than its critical pressure. This discharged refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger (23) to radiate heat to the outdoor air.
  • the high-pressure refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger (23) flows into the expansion mechanism (60) through the inflow pipe.
  • the expansion mechanism (60) the high-pressure refrigerant expands and the high-pressure refrigerant power is recovered.
  • the low-pressure refrigerant after expansion is sent to the indoor heat exchanger (24) through the outflow pipe.
  • the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the room air and evaporates, thereby cooling the room air.
  • the low-pressure gas refrigerant discharged from the indoor heat exchanger (24) is sucked into the compression mechanism (50) from the suction port (32).
  • the compression mechanism (50) compresses and discharges the sucked refrigerant.
  • the first four-way selector valve (21) and the second four-way selector valve (22) are switched to the state shown by the solid line in FIG. In this state, when the motor (45) of the compression / expansion unit (30) is energized, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (20), and a vapor compression refrigeration cycle is performed.
  • the refrigerant compressed by the compression mechanism (50) passes through the discharge pipe (36) and is also discharged by the compression / expansion unit (30). In this state, the refrigerant pressure is higher than its critical pressure.
  • This discharged refrigerant is sent to the indoor heat exchanger (24).
  • the indoor heat exchanger (24) the refrigerant flowing in dissipates heat to the room air, and the room air is heated.
  • the refrigerant that has dissipated heat in the indoor heat exchanger (24) flows into the expansion mechanism (60) through the inflow pipe. In the expansion mechanism (60), the high-pressure refrigerant expands and the high-pressure refrigerant power is recovered.
  • the low-pressure refrigerant after expansion is sent to the outdoor heat exchanger (23) through the outflow pipe, and absorbs heat from the outdoor air to evaporate.
  • the low-pressure gas refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (23) is sucked into the compression mechanism (50) from the suction port (32).
  • the compression mechanism (50) compresses and discharges the sucked refrigerant.
  • the refrigerant in the expansion chamber (66) expands in the process of increasing the volume of the expansion chamber (66), and the shaft (40) is rotationally driven by the expansion of the refrigerant.
  • the refrigerant in the first low pressure chamber (74) flows through the communication passage (64) while expanding into the second high pressure chamber (83).
  • the second low pressure chamber (84) force of the second rotary mechanism section (80) will be described.
  • the second low pressure chamber (84) begins to communicate with the outflow port (35) when the rotation angle of the shaft (40) is 0 °. That is, the refrigerant starts to flow from the second low pressure chamber (84) to the outflow port (35). After that, the rotation angle of the shaft (40) gradually increased to 90 °, 180 °, 270 °, and it expanded from the second low pressure chamber (84) until the rotation angle reached 360 °. Later low pressure refrigerant flows out.
  • Refrigerating machine oil is stored in the bottom of the casing (31) (that is, the bottom of the second space (39)).
  • the temperature of this refrigeration oil is about the same as the temperature of the refrigerant discharged from the compression mechanism (50) to the second space (39) (about 90 ° C).
  • the shaft (40) rotates, the refrigeration oil accumulated at the bottom of the casing (31) is sucked into the oil supply passage (90). A part of the refrigerating machine oil flowing upward in the oil supply passageway (90) is supplied to the compression mechanism (50).
  • the refrigerating machine oil supplied to the compression mechanism (50) is the sliding surface of the lower eccentric part (58, 59) and piston (57, 57), or the front head (54), rear head (55) and main shaft part ( 44) Used for lubrication of sliding surfaces.
  • the remaining refrigeration oil that has not been supplied to the compression mechanism (50) flows upward in the oil supply passage (90) and is supplied to the expansion mechanism (60).
  • the refrigeration oil that has flowed through the oil supply passageway (90) flows into the three branch passageways (91, 92, 93).
  • the refrigerating machine oil that has flowed into the first branch passage (91) has a gap between the first large-diameter eccentric portion (41) and the first piston (75), and the end surface of the first piston (75). Enter the first expansion chamber (72) through the gap between the front head (61) and the intermediate plate (63) in order.
  • the refrigerating machine oil that has entered the first expansion chamber (72) lubricates the sliding surfaces of the first piston (75) and the first cylinder (71).
  • the refrigeration oil is sent to the second expansion chamber (82) through the communication passage (64) together with the refrigerant in the first expansion chamber (72).
  • the refrigeration oil that has flowed into the second branch passage (92) has a gap between the second large-diameter eccentric portion (42) and the second piston (85), and the end surface of the second piston (85). It enters the second expansion chamber (82) through the gap between the rear head (62) and the intermediate plate (63) in order. As described above, refrigeration oil is also introduced into the second expansion chamber (82) from the first expansion chamber (72). The refrigerating machine oil that has entered the second expansion chamber (82) lubricates the sliding surfaces of the second piston (85) and the second cylinder (81). The refrigeration oil is discharged from the expansion mechanism (60) through the outflow port (35) together with the refrigerant in the second expansion chamber (82).
  • the refrigeration oil that has flowed into the third branch passage (93) flows into the oil introduction passage (114) of the front head (61).
  • the refrigerating machine oil flows into the oil introduction path (114) while being pressurized by the centrifugal force accompanying the rotation of the shaft (40).
  • the refrigerating machine oil flows into the bush hole (78) of the first cylinder (71) through the oil introduction path (114).
  • Part of the refrigeration oil that flows into the bush hole (78) is supplied to the sliding surfaces of the first blade (76) and bush (77) and the sliding surfaces of the bush (77) and first cylinder (71).
  • the remainder flows through the second communication hole (113) into the bush hole (88) of the second cylinder (81).
  • the refrigerating machine oil flowing into this bush hole (88) are supplied to the sliding surfaces of the second blade (86) and the bush (87) and the sliding surfaces of the bush (87) and the second cylinder (81), and the rest are connected to the first communication hole (112) and the connection passage ( 111) and the end space (95) in this order, and are sent back to the oil supply passage (90) of the shaft (40).
  • the oil introduction path (114), the bush hole (78) of the first cylinder (71), the second communication hole (113), the bush hole (88) of the second cylinder (81) The refrigerating machine oil flow passage (99) composed of the first communication hole (112), the connection passage (111), and the end space (95) has an oil supply passage (90) having shafts (40) at both ends. Connected to. That is, in the expansion mechanism (60), a closed loop-shaped flow path is formed by the flow path (99) and the oil supply path (90).
  • the refrigerating machine oil used for lubricating the expansion mechanism (60) is discharged together with the expanded refrigerant through the outflow port (35) by the expansion mechanism (60).
  • the refrigerating machine oil discharged from the expansion mechanism (60) passes through the side of the outdoor heat exchanger (23) and the indoor heat exchanger (24) that acts as an evaporator, and passes through the suction port (32). It is sucked together with the refrigerant into the compressor mechanism (50).
  • the refrigeration oil that has entered the compression chamber (53) of the compression mechanism (50) is discharged together with the compressed refrigerant into the second space (39) in the casing (31).
  • Refrigerating machine oil discharged together with the compression mechanism (50) force refrigerant is separated by the refrigerant force when passing through the gap between the casing (31) and the stator (46) or the gap between the stator (46) and the rotor (47). It flows down to the bottom of the casing (31).
  • the refrigeration oil supplied to the expansion mechanism (60) is sent back into the casing (31) through the refrigerant circuit (20) to which the compression / expansion unit (30) is connected.
  • the expansion mechanism (60) can be provided even if a passage for returning the refrigeration oil from the expansion mechanism (60) side in the casing (31) to the compression mechanism (50) side is not provided in the compression / expansion unit (30) itself.
  • the refrigeration oil supplied to is sent back into the casing (31). Therefore, according to the present embodiment, the passage for returning the refrigeration oil from the expansion mechanism (60) side in the casing (31) to the compression mechanism (50) side can be omitted from the compression / expansion unit (30).
  • the structure of the compression / expansion unit (30) can be simplified.
  • Refrigerating machine oil is introduced from (93) to the oil introduction path (114). For this reason, the rotation of the shaft (40) Refrigeration oil can be supplied to the sliding surfaces of the blades (76, 86) by utilizing the centrifugal force generated along with this. Therefore, according to this embodiment, the driven surface of the blade (76, 86) can be reliably lubricated, and the reliability of the compression / expansion unit (30) can be improved.
  • the oil supply passage (90), the third branch passage (93), the oil introduction passage (114), the through holes (78, 88), and the connection passage (111) are sequentially arranged.
  • a refrigerating machine oil circulation path is formed that returns to the oil supply passageway (90). Therefore, according to the present embodiment, the refrigeration oil can be more reliably supplied to the sliding surface of the blade (76, 86), and the reliability of the compression / expansion unit (30) can be further improved.
  • the refrigerating machine oil discharged by the expansion mechanism (60) does not come into contact with the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compression mechanism (50) to the second space (39). Flows directly into the compression mechanism (50). That is, the relatively low-temperature refrigeration oil discharged from the expansion mechanism (60) is not in contact with the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged to the compression mechanism (50) force second space (39). Flows into (50). Therefore, according to the present embodiment, the refrigerant discharged from the compression mechanism (50) can be prevented from being cooled by the refrigerating machine oil discharged by the expansion mechanism (60). As a result, the heating capacity can be improved in the heating operation in which the room is heated using the refrigerant discharged with the compression mechanism (50).
  • the oil supply pump is constituted by a non-volumetric pump.
  • the amount of refrigerating machine oil supplied to the oil supply passage (90) by the oil supply pump varies depending on the pressure in the oil supply passage (90), which is determined only by the rotational speed of the shaft (40), and the pressure in the casing (31). Will do. Therefore, according to the present embodiment, the amount of refrigeration oil supplied from the oil supply passageway (90) to the expansion mechanism (60) can be appropriately adjusted according to the operating state of the compression / expansion unit (30). Become. As a result, the amount of refrigerating machine oil discharged together with the expansion mechanism (60) force refrigerant can be reduced.
  • the expansion mechanism (60) may be constituted by a rolling piston type rotary expander.
  • the blades (76, 86) are formed separately from the pistons (75, 85) in each rotary mechanism (70, 80).
  • the blade (76, 86) has its tip pressed against the outer peripheral surface of the piston (75, 85), and the movement of the piston (75, 85). It advances and retreats with.
  • the present invention is useful for a fluid machine accommodated in a casing having a compression mechanism and an expansion mechanism.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

　流体機械としての圧縮・膨張ユニット（30）では、１つのケーシング（31）に圧縮機構（50）と膨張機構（60）の両方が収納される。圧縮機構（50）と膨張機構（60）を連結するシャフト（40）には、給油通路（90）が形成される。ケーシング（31）の底に溜まった冷凍機油は、給油通路（90）へ吸い上げられて圧縮機構（50）や膨張機構（60）へ供給される。膨張機構（60）へ供給された冷凍機油は、膨張後の冷媒と共に膨張機構（60）から排出され、冷媒回路を流れて圧縮・膨張ユニット（30）の圧縮機構（50）へ戻ってくる。

Description

明 細 書
流体機械
技術分野
[0001] 本発明は、圧縮機構と膨張機構が 1つのケーシング内に収容された流体機械に関 するものである。
背景技術
[0002] 従来より、膨張機構と電動機と圧縮機構とを 1本の回転軸で連結した流体機械が知 られている。この流体機械において、膨張機構では、導入された流体の膨張によって 動力が発生する。膨張機構で発生した動力は、電動機で発生した動力と共に、回転 軸によって圧縮機構へ伝達される。そして、圧縮機構は、膨張機構及び電動機から 伝達された動力によって駆動され、流体を吸入して圧縮する。
[0003] 例えば、特許文献 1には、縦長で円筒状のケーシング内に膨張機構と電動機と圧 縮機構と回転軸とを収納した流体機械が記載されて 、る。この流体機械のケーシン グ内では、膨張機構と電動機と圧縮機構とが下力 上へ向力つて順に配置され、こ れらが 1本の回転軸で互いに連結されている。また、膨張機構と圧縮機構は、共に口 一タリ式流体機械によって構成されて 、る。
[0004] この特許文献 1の流体機械では、回転軸に給油通路が形成されている。ケーシン グ内の上部に配置された膨張機構へは、ケーシングの底部に貯留された潤滑油が 回転軸内の給油通路を通じて供給される。この流体機械では、膨張機構に油戻し通 路を設け、この油戻し通路を通じて余剰の潤滑油をケーシングの底部へ送り返して いる。
特許文献 1：特開 2005 - 299632号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 上述したように、上記特許文献 1の流体機械では、膨張機構側から圧縮機構側へ 潤滑油を戻すための油戻し通路を設けている。このため、油戻し通路を設けた分だ け流体機械の構造が複雑化し、製造コストの上昇等の弊害を招くおそれがあった。 [0006] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮機構と膨張機 構を備える流体機械の構造を簡素化することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 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 (20)に設けられる流 体機械を対象としている。そして、冷媒を圧縮する圧縮機構 (50)と、流体の膨張によ り動力を発生させる膨張機構 (60)と、上記圧縮機構 (50)と上記膨張機構 (60)を連 結する回転軸 (40)と、上記圧縮機構 (50)と膨張機構 (60)と回転軸 (40)を収容する 容器状のケーシング (31)とを備える一方、上記回転軸 (40)には、上記ケーシング (3 1)内における上記圧縮機構 (50)寄りに貯留された潤滑油を上記膨張機構 (60)へ供 給する給油通路 (90)が形成され、上記膨張機構 (60)は、上記給油通路 (90)から供 給された潤滑油を、冷媒が膨張する膨張室 (72,82)へ導入して膨張後の冷媒と共に 排出するよう〖こ構成されるものである。
[0008] 第 1の発明では、流体機械 (30)が冷媒回路 (20)に設けられる。流体機械 (30)の圧 縮機構 (50)で圧縮された冷媒は、放熱用の熱交換器で放熱した後に流体機械 (30) の膨張機構 (60)へ流入する。膨張機構 (60)では、流入した高圧冷媒が膨張する。 膨張機構 (60)で高圧冷媒力 回収された動力は、回転軸 (40)によって圧縮機構 (50 )へ伝達され、圧縮機構 (50)を駆動するために利用される。膨張機構 (60)で膨張し た冷媒は、吸熱用の熱交換器で吸熱した後に流体機械 (30)の圧縮機構 (50)へ吸 入される。
[0009] 第 1の発明の流体機械 (30)では、ケーシング (31)の内部空間のうち圧縮機構 (50) 寄りの部分に潤滑油が貯留される。ケーシング (31)内の潤滑油は、回転軸 (40)に形 成された給油通路 (90)を通じて膨張機構 (60)へ供給され、膨張機構 (60)の潤滑に 利用される。膨張機構 (60)へ供給された潤滑油は、膨張機構 (60)の膨張室へ流入 する。膨張機構 (60)の膨張室内では、冷媒が膨張する。膨張室内へ流入した潤滑 油は、膨張後の冷媒と共に膨張機構 (60)から排出される。膨張機構 (60)から排出さ れた潤滑油は、冷媒と共に冷媒回路 (20)内を流れて流体機械 (30)へ流入する。つ まり、膨張機構 (60)へ供給された潤滑油は、流体機械 (30)から一旦排出され、冷媒 回路 (20)を通って流体機械 (30)のケーシング (31)内へ戻ってくる。 [0010] 第 2の発明は、上記第 1の発明において、上記膨張機構 (60)は、両端が閉塞され たシリンダ (71,81)と、上記回転軸 (40)に係合すると共に上記シリンダ（71,81)内に収 容されて膨張室 (72,82)を形成するピストン (75,85)と、上記膨張室 (72,82)を高圧側 と低圧側に仕切るためのブレード (76,86)とを備えたロータリ式膨張機により構成され 、上記回転軸 (40)には、上記給油通路 (90)から分岐して該回転軸 (40)の外周面に 開口する分岐通路 (93)が形成され、上記膨張機構 (60)には、上記分岐通路 (93)か ら吐出された潤滑油を上記ブレード (76,86)の摺動面へ導く油導入路（114)が形成さ れるものである。
[0011] 第 2の発明では、膨張機構 (60)がロータリ式膨張機によって構成される。この膨張 機構 (60)では、膨張室 (72,82)へ導入された冷媒が膨張すると、ピストン (75,85)が 移動して回転軸 (40)が駆動される。給油通路 (90)を膨張機構 (60)へ向かって流れ る潤滑油は、その一部が分岐通路 (93)へ流入する。分岐通路 (93)へ流入した潤滑 油は、回転軸 (40)の回転に伴う遠心力を受けて分岐通路 (93)から吐出される。分岐 通路 (93)から吐出された潤滑油は、油導入路（114)を通ってブレード（76,86)の摺動 面へ供給され、ブレード（76,86)の潤滑に利用される。
[0012] 第 3の発明は、上記第 2の発明において、上記シリンダ（71,81)には、該シリンダ（71 ,81)を厚み方向へ貫通して!/ヽて上記ブレード（76,86)が挿入される貫通孔（78,88)が 形成され、上記油導入路（114)は、上記シリンダ (71,81)の貫通孔（78,88)に開口し て上記ブレード（76,86)の摺動面へ潤滑油を供給する一方、上記給油通路 (90)の一 端が上記回転軸 (40)における上記膨張機構 (60)側の端面に開口しており、上記膨 張機構 (60)には、上記シリンダ (71,81)の貫通孔（78,88)と上記回転軸 (40)の端面 に開口する給油通路 (90)の一端とを連通させる接続通路（111)が形成されるもので ある。
[0013] 第 3の発明では、油導入路（114)カもシリンダ (71,81)の貫通孔 (78,88)へ潤滑油が 導入され、貫通孔（78,88)へ流入した潤滑油がブレード（76,86)の摺動面へ供給され る。また、貫通孔（78,88)内の潤滑油は、接続通路（111)を通って回転軸 (40)内の給 油通路 (90)へ排出される。
[0014] 第 4の発明は、上記第 1,第 2又は第 3の発明において、上記ケーシング (31)の内 部空間は、上記膨張機構 (60)が収容される第 1空間 (38)と、上記圧縮機構 (50)が 収容されて該圧縮機構 (50)力 圧縮された冷媒が吐出される第 2空間 (39)とに区画 されており、上記給油通路 (90)を通じて上記第 2空間（39)に貯留された潤滑油が上 記膨張機構 (60)へ供給されるものである。
[0015] 第 4の発明では、ケーシング (31)内の第 2空間（39) (即ち、圧縮機構 (50)から吐出 された高温高圧の冷媒で満たされた空間）に潤滑油が貯留される。圧縮機構 (50)へ 吸入される冷媒は、第 2空間 (39)内の冷媒と接触することなく圧縮機構 (50)へ流入 する。従って、膨張機構 (60)から排出されて冷媒回路 (20)から圧縮機構 (50)へ戻る 潤滑油も、第 2空間 (39)内の冷媒と接触せずに圧縮機構 (50)へ直接に流れ込む。
[0016] 第 5の発明は、上記第 1,第 2,第 3又は第 4の発明において、上記回転軸 (40)に は、上記回転軸 (40)の回転により潤滑油を吸入して上記給油通路 (90)へ吐出する 非容積型の給油ポンプ (94)力設けられるものである。
[0017] 第 5の発明では、回転軸 (40)に給油ポンプ (94)が設けられる。回転軸 (40)が回転 すると、それに伴って給油ポンプ (94)がケーシング (31)内の潤滑油を吸い込んで給 油通路 (90)へ吐出する。給油ポンプ (94)は、非容積型ポンプによって構成される。 従って、給油ポンプ (94)から吐出される潤滑油の流量は、容積型ポンプとは異なつ て回転軸 (40)の回転速度だけでは決まらず、給油通路 (90)内の圧力ゃケーシング（ 31)内の圧力にも影響される。
[0018] 第 6の発明は、上記第 1,第 2,第 3又は第 4の発明において、二酸化炭素が冷媒と して充填された冷媒回路 (20)に設けられ、圧縮機構 (50)が吸入した冷媒をその臨界 圧力以上にまで圧縮する一方、膨張機構 (60)では臨界圧力以上の高圧冷媒が流 入して膨張するものである。
[0019] 第 6の発明では、流体機械 (30)が接続された冷媒回路 (20)で冷媒としての二酸ィ匕 炭素が循環する。流体機械 (30)の圧縮機構 (50)は、吸入した冷媒をその臨界圧力 以上にまで圧縮して吐出する。一方、流体機械 (30)の膨張機構 (60)へは、臨界圧 力以上の高圧冷媒が導入されて膨張する。
発明の効果
[0020] 本発明に係る流体機械 (30)において、膨張機構 (60)へ供給された潤滑油は、流 体機械 (30)が接続される冷媒回路 (20)を通ってケーシング (31)内へ送り返される。 つまり、ケーシング (31)内の膨張機構 (60)側から圧縮機構 (50)側へ潤滑油を戻す 通路等が流体機械 (30)自体に設けられていなくても、膨張機構 (60)へ供給された潤 滑油はケーシング (31)内へ送り返されてくる。従って、本発明によれば、ケーシング（ 31)内の膨張機構 (60)側から圧縮機構 (50)側へ潤滑油を戻すための通路等を流体 機械 (30)から省略することができ、流体機械 (30)の構造を簡素化することができる。
[0021] 上記第 2の発明によれば、回転軸 (40)の回転に伴って生じる遠心力を利用して潤 滑油をブレード（76,86)の摺動面へ供給することができる。このため、ブレード（76,86 )の従動面を確実に潤滑することが可能となり、流体機械 (30)の信頼性を向上させる ことができる。
[0022] 上記第 3の発明では、給油通路 (90)から分岐通路 (93)と油導入路（114)と貫通孔 ( 78,88)と接続通路（111)を順に通って給油通路 (90)へ戻る潤滑油の流通経路が形 成される。従って、この発明によれば、ブレード（76,86)の摺動面^ ^一層確実に潤滑 油を供給することができ、流体機械 (30)の信頼性を更に向上させることができる。
[0023] 上記第 4の発明において、膨張機構 (60)力も排出された潤滑油は、圧縮機構 (50) から第 2空間 (39)へ吐出された高温高圧の冷媒と接触せずに圧縮機構 (50)へ直接 に流れ込む。
[0024] ここで、上記流体機械 (30)では、圧縮機構 (50)からは比較的高温 (例えば 90°C程 度)の冷媒が吐出されるのに対し、膨張機構 (60)では例えば 40°C程度の冷媒が膨 張して例えば 5°C程度にまで温度低下する。従って、膨張機構 (60)を通過した潤滑 油の温度は、さほど高くない。このため、従来の流体機械のように膨張機構を通過し た潤滑油をケーシング内の圧縮機構側の空間へ送り返すと、この空間へ圧縮機構か ら吐出された冷媒が膨張機構力 送り返されてきた潤滑油によって冷却されてしまう 。つまり、圧縮機構で圧縮されて流体機械から吐出される冷媒のェンタルビが低下し てしまう。その結果、流体機械から吐出された高圧冷媒によって対象物を加熱する場 合には、対象物への加熱量が減少してしまうおそれがあった。
[0025] これに対し、上記第 4の発明の流体機械 (30)では、膨張機構 (60)力 排出された 潤滑油が圧縮機構 (50)へ直接に吸い込まれる。つまり、膨張機構 (60)から排出され た比較的低温の潤滑油は、圧縮機構 (50)力 第 2空間 (39)へ吐出された高温高圧 の冷媒とは接触せずに圧縮機構 (50)へ流入する。従って、この発明によれば、圧縮 機構 (50)力 吐出された冷媒が膨張機構 (60)から排出された潤滑油によって冷却さ れるのを回避できる。その結果、圧縮機構 (50)からの吐出冷媒を利用して対象物を 加熱する場合には、加熱能力を向上させることができる。
[0026] また、上記第 5の発明では、給油ポンプ (94)を非容積型のポンプによって構成して いる。このため、給油ポンプ (94)によって給油通路 (90)へ供給される潤滑油の量は 、回転軸 (40)の回転速度だけでなぐ給油通路 (90)内の圧力ゃケーシング (31)内 の圧力によっても変動することになる。従って、この発明によれば、給油通路 (90)か ら膨張機構 (60)への潤滑油の供給量を流体機械 (30)の運転状態に応じて適切に 調節することが可能となる。その結果、膨張機構 (60)力 冷媒と共に排出される潤滑 油の量を削減することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0027] [図 1]図 1は、実施形態の冷媒回路の構成を示す配管系統図である。
[図 2]図 2は、実施形態の圧縮'膨張ユニットの概略構成を示す縦断面図である。
[図 3]図 3は、実施形態の膨張機構の概略構成を示す縦断面図である。
[図 4]図 4は、実施形態の膨張機構の要部を示す要部拡大図である。
[図 5]図 5は、実施形態の膨張機構の状態をシャフトの回転角 90° 毎に示した膨張 機構の概略の横断面図である。
符号の説明
20 冷媒回路
31 ケーシング
38 第 1空間
39 第 2空間
40 シャフト（回転軸)
50 圧縮機構
60 膨張機構
71 第 1シリンダ 72 第 1膨張室
75 第 1ピストン
76 第 1ブレード
78 ブッシュ孔 (貫通孔)
81 第 2シリンダ
82 第 2膨張室
85 第 2ピストン
86 第 2ブレード
88 ブッシュ孔 (貫通孔)
90 給油通路
93 第 3分岐通路
94 給油ポンプ
111 接続通路（111)
114 油導入路（114)
発明を実施するための最良の形態
[0029] 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。本実施形態は、本 発明に係る流体機械である圧縮'膨張ユニット (30)を備えた空調機（10)である。
[0030] 〈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 (20)を備えている。この 冷媒回路 (20)には、圧縮'膨張ユニット (30)と、室外熱交換器 (23)と、室内熱交換 器 (24)と、第 1四路切換弁 (21)と、第 2四路切換弁 (22)とが接続されている。また、こ の冷媒回路 (20)には、冷媒として二酸ィ匕炭素 (CO )が充填されている。
2
[0031] 上記圧縮'膨張ユニット (30)は、縦長円筒形の密閉容器状に形成されたケーシン グ (31)を備えて 、る。このケーシング (31)内には、圧縮機構 (50)と、膨張機構 (60)と 、電動機 (45)とが収納されている。この膨張機構 (60)は、本発明に係る容積型膨張 機である。ケーシング (31)内では、圧縮機構 (50)と電動機 (45)と膨張機構 (60)とが 下から上へ向力つて順に配置されている。圧縮 ·膨張ユニット（30)の詳細については 後述する。 [0032] 上記冷媒回路 (20)において、圧縮機構 (50)は、その吐出側が第 1四路切換弁 (21 )の第 1のポートに、その吸入側が第 1四路切換弁 (21)の第 4のポートにそれぞれ接 続されている。一方、膨張機構 (60)は、その流出側が第 2四路切換弁 (22)の第 1の ポートに、その流入側が第 2四路切換弁 (22)の第 4のポートにそれぞれ接続されて いる。
[0033] また、上記冷媒回路 (20)において、室外熱交換器 (23)は、その一端が第 2四路切 換弁 (22)の第 2のポートに、その他端が第 1四路切換弁 (21)の第 3のポートにそれぞ れ接続されている。一方、室内熱交換器 (24)は、その一端が第 1四路切換弁 (21)の 第 2のポートに、その他端が第 2四路切換弁 (22)の第 3のポートにそれぞれ接続され ている。
[0034] 上記第 1四路切換弁 (21)と第 2四路切換弁 (22)は、それぞれ、第 1のポートと第 2 のポートとが連通し且つ第 3のポートと第 4のポートとが連通する状態（図 1に実線で 示す状態）と、第 1のポートと第 3のポートとが連通し且つ第 2のポートと第 4のポートと が連通する状態（図 1に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されて 、る。
[0035] 〈圧縮'膨張ユニットの構成〉
図 2に示すように、圧縮'膨張ユニット (30)は、縦長で円筒形の密閉容器であるケー シング (31)を備えている。このケーシング (31)の内部には、下から上に向かって順に 、圧縮機構 (50)と、電動機 (45)と、膨張機構 (60)とが配置されている。また、ケーシ ング (31)の底部には、潤滑油である冷凍機油が貯留されている。つまり、ケーシング (31)の内部では、圧縮機構 (50)寄りに冷凍機油が貯留されて ヽる。
[0036] ケーシング (31)の内部空間は、膨張機構 (60)のフロントヘッド (61)によって上下に 仕切られており、上側の空間が第 1空間 (38)を、下側の空間が第 2空間 (39)をそれ ぞれ構成している。第 1空間 (38)には膨張機構 (60)が配置され、第 2空間 (39)には 圧縮機構 (50)と電動機 (45)とが配置される。尚、第 1空間 (38)と第 2空間 (39)とは気 密に仕切られている訳ではなぐ第 1空間（38)の内圧と第 2空間（39)の内圧は概ね 等しくなつている。
[0037] ケーシング (31)には、吐出管（36)が取り付けられている。この吐出管（36)は、電動 機 (45)と膨張機構 (60)の間に配置され、ケーシング (31)内の第 2空間 (39)に連通し ている。また、吐出管 (36)は、比較的短い直管状に形成され、概ね水平姿勢で設置 されている。
[0038] 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！、る。ステータ (46)は、焼嵌 め等によって上記ケーシング (31)に固定されている。ステータ (46)の外周部には、そ の一部を切り欠 、たコアカット部（48)が形成されて!、る。このコアカット部（48)とケー シング (31)の内周面との間には、隙間が形成される。ロータ (47)は、ステータ (46)の 内側に配置されている。このロータ (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。
[0039] シャフト（40)は、回転軸を構成している。このシャフト (40)では、その下端側に 2つ の下側偏心部（58,59)が形成され、その上端側に 2つの大径偏心部 (41,42)が形成 されている。シャフト (40)は、下側偏心部 (58,59)の形成された下端部分が圧縮機構 (50)に、大径偏心部 (41,42)の形成された上端部分が膨張機構 (60)にそれぞれ係 合している。
[0040] 2つの下側偏心部（58,59)は、主軸部 (44)よりも大径に形成されており、下側のもの が第 1下側偏心部 (58)を、上側のものが第 2下側偏心部 (59)をそれぞれ構成して!/、 る。第 1下側偏心部 (58)と第 2下側偏心部 (59)とでは、主軸部 (44)の軸心に対する 偏心方向が逆になつている。
[0041] 2つの大径偏心部 (41,42)は、主軸部 (44)よりも大径に形成されており、下側のもの が第 1大径偏心部 (41)を構成し、上側のものが第 2大径偏心部 (42)を構成して!/、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 、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。
[0042] シャフト（40)には、給油通路（90)が形成されて!、る。給油通路（90)は、シャフト（40 )に沿って延びており、その始端がシャフト (40)の下端に、その終端がシャフト (40)の 上端面にそれぞれ開口している。シャフト (40)の下端部には、給油ポンプが設けられ ている。この給油ポンプは、非容積型ポンプの一種である遠心ポンプによって構成さ れている。具体的には、給油通路 (90)の始端部分がシャフト (40)の軸心力も外周方 向へ延びる形状に形成されており、その給油通路 (90)の始端部分が遠心ポンプで ある給油ポンプを構成して 、る。
[0043] 圧縮機構 (50)は、揺動ピストン型のロータリ式圧縮機を構成して ヽる。この圧縮機 構 (50)は、シリンダ (51,52)とピストン (57)を 2つずつ備えている。圧縮機構 (50)では 、下力も上へ向力つて順に、リアヘッド (55)と、第 1シリンダ（51)と、中間プレート（56) と、第 2シリンダ (52)と、フロントヘッド (54)とが積層された状態となっている。
[0044] 第 1及び第 2シリンダ (51,52)の内部には、円筒状のピストン (57)が 1つずつ配置さ れている。図示しないが、ピストン (57)の側面には平板状のブレードが突設されてお り、このブレードは揺動ブッシュを介してシリンダ (51,52)に支持されている。第 1シリン ダ (51)内のピストン (57)は、シャフト (40)の第 1下側偏心部（58)と係合する。一方、 第 2シリンダ (52)内のピストン (57)は、シャフト (40)の第 2下側偏心部（59)と係合する 。各ピストン (57,57)は、その内周面が下側偏心部（58,59)の外周面と摺接し、その外 周面がシリンダ (51,52)の内周面と摺接する。そして、ピストン (57,57)の外周面とシリ ンダ (51,52)の内周面との間に圧縮室 (53)が形成される。
[0045] 第 1及び第 2シリンダ (51,52)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 (51,52)を半径方向に貫通し、その終端がシリン ダ（51,52)の内周面に開口している。また、各吸入ポート（32)は、配管によってケー シング (31)の外部へ延長されて!、る。
[0046] フロントヘッド（54)及びリアヘッド（55)には、それぞれ吐出ポートが 1つずつ形成さ れている。フロントヘッド (54)の吐出ポートは、第 2シリンダ (52)内の圧縮室 (53)を第 2空間（39)と連通させる。リアヘッド (55)の吐出ポートは、第 1シリンダ (51)内の圧縮 室 (53)を第 2空間（39)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 2において、吐 出ポート及び吐出弁の図示は省略する。そして、圧縮機構 (50)から第 2空間（39)へ 吐出されたガス冷媒は、吐出管 (36)を通って圧縮'膨張ユニット (30)から送り出され る。
[0047] 上述したように、圧縮機構 (50)へは、給油通路 (90)から冷凍機油が供給される。図 示しな 、が、下側偏心部（58,59)や主軸部 (44)の外周面には給油通路 (90)力 分 岐した通路が開口しており、この通路力も冷凍機油が下側偏心部 (58,59)とピストン（ 57,57)の摺動面、あるいは主軸部（44)とフロントヘッド（54)やリアヘッド（55)の摺動 面へ供給される。
[0048] 図 3にも示すように、膨張機構 (60)は、いわゆる揺動ピストン型のロータリ式膨張機 で構成されている。この膨張機構 (60)には、対になったシリンダ (71,81)及びピストン (75,85)が二組設けられている。また、膨張機構 (60)には、フロントヘッド (61)と、中 間プレート（63)と、リアヘッド (62)と、上部プレートが設けられている。
[0049] 膨張機構 (60)では、下から上へ向力つて順に、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)、上部プレートが積層された 状態となっている。この状態において、第 1シリンダ (71)は、その下側端面がフロント ヘッド (61)により閉塞され、その上側端面が中間プレート（63)により閉塞されている。 一方、第 2シリンダ (81)は、その下側端面が中間プレート (63)により閉塞され、その 上側端面がリアヘッド (62)により閉塞されている。また、第 2シリンダ (81)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。
[0050] シャフト (40)は、積層された状態のフロントヘッド (61)、第 1シリンダ（71)、中間プレ ート（63)、第 2シリンダ (81)を貫通している。リアヘッド (62)の中央部には、該リアへッ ド (62)を厚み方向へ貫通する中央孔が形成されている。シャフト (40)の上端部は、こ のリアヘッド（62)の中央孔に揷入されている。この中央孔には、シャフト（40)の上端 面と上部プレートの下面との間に端部空間（95)が形成される。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。
[0051] 上部プレート（110)には、接続通路（111)が形成されて!、る。接続通路（111)は、上 部プレート（110)の下面を掘り下げることによって形成される。また、接続通路（111) は、その始端が端部空間（95)とオーバーラップし、上部プレート（110)の外周側へ向 かって延びている。
[0052] 膨張機構 (60)では、リアヘッド (62)に第 1連通孔（112)が形成され、中間プレート（ 63)に第 2連通孔（113)が形成されている。第 1連通孔（112)は、リアヘッド (62)を厚 み方向へ貫通し、接続通路（111)の終端を第 2シリンダ (81)のブッシュ孔 (88)と連通 させている。第 2連通孔（113)は、中間プレート（63)を厚み方向へ貫通し、第 2シリン ダ（81)のブッシュ孔 (88)を第 1シリンダ (71)のブッシュ孔（78)と連通させて 、る。な お、各シリンダ（71,81)のブッシュ孔（78,88)については後述する。
[0053] フロントヘッド (61)には、油導入路（114)が形成されている。油導入路（114)の始端 は、シャフト (40)の主軸部 (44)が挿通された中央孔の側壁に開口している。油導入 路（114)は、その始端カもフロントヘッド (61)の外周方向へ延びている。油導入路（1 14)の終端は、上方へ屈曲してフロントヘッド (61)の上面に開口し、第 1シリンダ（71) のブッシュ孔（78)に連通して!/、る。
[0054] 図 4及び図 5にも示すように、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 、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 、る。
[0055] 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膨張 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膨張室 (82)が形成される。
[0056] 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)の外周面カゝら外側へ突出している。第 1ピストン (7 5)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 、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。これらのブッシュ孔（78,88)は、貫通孔を構成 している。
[0057] 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。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、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 、る。
[0058] 第 1シリンダ (71)内の第 1膨張室 (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,図 5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膨張室 (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,図 5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 、る。
[0059] 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。
[0060] 上記第 1シリンダ（71)には、流入ポート（34)が形成されている。流入ポート (34)は、 第 1シリンダ（71)の内周面のうち、図 4,図 5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)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 4,図 5におけるブッシュ（87)のやや右側の箇所 に開口して 、る。流出ポート（35)は、第 2低圧室 (84)と連通可能となって 、る。 [0061] 上記中間プレート (63)には、連通路 (64)が形成されている。この連通路 (64)は、中 間プレート（63)を厚み方向へ貫通している。中間プレート（63)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 4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 、に連通させて 、る。
[0062] 図 2,図 3に示すように、上記シャフト（40)には、給油通路（90)力 分岐した 3つの 分岐通路 (91,92,93)が形成されている。各分岐通路 (91,92,93)は、何れも給油通路 (90)力 シャフト (40)の径方向に延びて 、る。第 1分岐通路 (91)は第 1大径偏心部（ 41)の外周面に、第 2分岐通路 (92)は第 2大径偏心部 (42)の外周面にそれぞれ開 口している。第 3分岐通路 (93)は、主軸部 (44)の外周面のうち第 1大径偏心部 (41) よりもやや下の部分に開口して 、る。主軸部 (44)の外周面における第 3分岐通路 (93 )の開口位置は、油導入路（114)の始端と同じ高さになっている。
[0063] これらの分岐通路 (91,92,93)からは、第 1大径偏心部 (41)と第 1ピストン (75)の摺 動面、第 2大径偏心部 (42)と第 2ピストン (85)の摺動面、及び主軸部 (44)とフロント ヘッド (61)の摺動面へ給油通路 (90)の冷凍機油が供給される。また、第 3分岐通路 (93)から吐出された冷凍機油は、油導入路（114)へも導入される。
[0064] 以上のように構成された本実施形態の膨張機構 (60)では、第 1シリンダ (71)と、そ こに設けられたブッシュ（77)と、第 1ピストン (75)と、第 1ブレード（76)とが第 1ロータリ 機構部（70)を構成している。また、第 2シリンダ (81)と、そこに設けられたブッシュ (87 )と、第 2ピストン (85)と、第 2ブレード (86)とが第 2ロータリ機構部 (80)を構成して!/、る
[0065] 運転動作
上記空調機（10)の動作について説明する。ここでは、空調機（10)の冷房運転時及 び暖房運転時の動作にっ 、て説明し、続 、て膨張機構 (60)の動作にっ 、て説明す る。
[0066] 〈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冷凍サイクルが行われる。
[0067] 圧縮機構 (50)で圧縮された冷媒は、吐出管 (36)を通って圧縮'膨張ユニット (30) 力も吐出される。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、室外熱交換器 (23)へ送られて室外空気へ放熱する。室外熱交換器 (23)で放熱した高圧冷媒は、流入管を通って膨張機構 (60)へ流入する。膨張機構（ 60)では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒力 動力が回収される。膨張後の低圧 冷媒は、流出管を通って室内熱交換器 (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、吸入ポート (32)から圧縮機構 (50)へ吸入される。 圧縮機構 (50)は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。
[0068] 〈暖房運転〉
暖房運転時には、第 1四路切換弁 (21)及び第 2四路切換弁 (22)が図 1に実線で示 す状態に切り換えられる。この状態で圧縮'膨張ユニット (30)の電動機 (45)に通電す ると、冷媒回路 (20)で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
[0069] 圧縮機構 (50)で圧縮された冷媒は、吐出管 (36)を通って圧縮'膨張ユニット (30) 力も吐出される。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、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。室内熱交換器 (24)で放熱した 冷媒は、流入管を通って膨張機構 (60)へ流入する。膨張機構 (60)では、高圧冷媒 が膨張し、この高圧冷媒力 動力が回収される。膨張後の低圧冷媒は、流出管を通 つて室外熱交換器 (23)へ送られ、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、吸入ポート (32)から圧縮機構 (50)へ吸入される。圧縮 機構 (50)は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。
[0070] 〈膨張機構の動作〉
膨張機構 (60)の動作について、図 5を参照しながら説明する。
[0071] 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 する過程について説明する。回転角が 0° の状態力もシャフト (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（7 3)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。
[0072] 次に、膨張機構 (60)において冷媒が膨張する過程について説明する。回転角が 0 ° の状態力 シャフト (40)が僅かに回転すると、第 1低圧室（74)と第 2高圧室 (83)が 連通路 (64)を介して互いに連通し、第 1低圧室 (74)から第 2高圧室 (83)へと冷媒が 流入し始める。その後、シャフト (40)の回転角が 90° ,180° ,270° と次第に大きく なるにつれ、第 1低圧室 (74)の容積が次第に減少すると同時に第 2高圧室 (83)の容 積が次第に増加し、結果として膨張室 (66)の容積が次第に増カロしてゆく。この膨張 室 (66)の容積増加は、シャフト (40)の回転角が 360° に達する直前まで続く。そして 、膨張室 (66)の容積が増加する過程で膨張室 (66)内の冷媒が膨張し、この冷媒の 膨張によってシャフト (40)が回転駆動される。このように、第 1低圧室 (74)内の冷媒 は、連通路 (64)を通って第 2高圧室 (83)へ膨張しながら流入してゆく。
[0073] 続 、て、第 2ロータリ機構部 (80)の第 2低圧室 (84)力 冷媒が流出してゆく過程に ついて説明する。第 2低圧室 (84)は、シャフト (40)の回転角が 0° の時点から流出ポ ート（35)に連通し始める。つまり、第 2低圧室 (84)から流出ポート (35)へと冷媒が流 出し始める。その後、シャフト (40)の回転角が 90° ,180° ,270° と次第に大きくな 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)から膨 張後の低圧冷媒が流出してゆく。
[0074] 〈圧縮'膨張ユニットでの給油動作〉
圧縮 ·膨張ユニット (30)にお ヽて圧縮機構 (50)や膨張機構 (60)へ冷凍機油を供 給する動作について説明する。
[0075] ケーシング (31)の底 (即ち、第 2空間（39)の底部）には、冷凍機油が貯留されてい る。この冷凍機油の温度は、圧縮機構 (50)から第 2空間（39)へ吐出された冷媒の温 度 (約 90°C)と同程度となっている。 [0076] シャフト (40)が回転すると、ケーシング (31)の底に溜まった冷凍機油が給油通路 (9 0)へ吸い込まれる。給油通路 (90)を上向きに流れる冷凍機油は、その一部が圧縮 機構 (50)へ供給される。圧縮機構 (50)へ供給された冷凍機油は、下側偏心部 (58,5 9)とピストン（57,57)の摺動面、あるいはフロントヘッド（54)やリアヘッド（55)と主軸部 (44)の摺動面の潤滑に利用される。
[0077] 圧縮機構 (50)へ供給されな力つた残りの冷凍機油は、給油通路 (90)内を上向きに 流れて膨張機構 (60)へ供給される。膨張機構 (60)では、給油通路 (90)を流れてき た冷凍機油が 3つの分岐通路 (91,92,93)へ分かれて流れ込む。
[0078] 第 1分岐通路 (91)へ流れ込んだ冷凍機油は、第 1大径偏心部 (41)と第 1ピストン (7 5)との間の隙間と、第 1ピストン (75)の端面とフロントヘッド (61)や中間プレート (63)と の間の隙間を順に通って第 1膨張室 (72)へ侵入する。第 1膨張室 (72)へ入り込んだ 冷凍機油は、第 1ピストン (75)と第 1シリンダ (71)の摺動面を潤滑する。また、この冷 凍機油は、第 1膨張室 (72)内の冷媒と共に連通路 (64)を通って第 2膨張室 (82)へ 送り込まれる。
[0079] 第 2分岐通路 (92)へ流れ込んだ冷凍機油は、第 2大径偏心部 (42)と第 2ピストン (8 5)との間の隙間と、第 2ピストン (85)の端面とリアヘッド (62)や中間プレート (63)との 間の隙間を順に通って第 2膨張室 (82)へ侵入する。上述したように、第 2膨張室 (82) へは、第 1膨張室 (72)からも冷凍機油が導入される。第 2膨張室 (82)へ入り込んだ 冷凍機油は、第 2ピストン (85)と第 2シリンダ (81)の摺動面を潤滑する。また、この冷 凍機油は、第 2膨張室 (82)内の冷媒と共に流出ポート (35)を通って膨張機構 (60)か ら 出される。
[0080] 第 3分岐通路 (93)へ流れ込んだ冷凍機油は、フロントヘッド (61)の油導入路（114) へ流入する。その際、冷凍機油は、シャフト (40)の回転に伴う遠心力によって昇圧さ れた状態で油導入路（114)へ流れ込む。この冷凍機油は、油導入路（114)を通って 第 1シリンダ (71)のブッシュ孔（78)へ流れ込む。このブッシュ孔（78)へ流入した冷凍 機油は、その一部が第 1ブレード (76)とブッシュ (77)の摺動面やブッシュ (77)と第 1 シリンダ (71)の摺動面へ供給され、残りが第 2連通孔（113)を通って第 2シリンダ (81) のブッシュ孔（88)へ流れ込む。このブッシュ孔（88)へ流入した冷凍機油は、その一 部が第 2ブレード (86)とブッシュ（87)の摺動面やブッシュ（87)と第 2シリンダ (81)の 摺動面へ供給され、残りが第 1連通孔（112)と接続通路（111)と端部空間 (95)を順に 通ってシャフト（40)の給油通路（90)へ送り返される。
[0081] 膨張機構 (60)において、油導入路（114)、第 1シリンダ (71)のブッシュ孔 (78)、第 2 連通孔（113)、第 2シリンダ (81)のブッシュ孔 (88)、第 1連通孔（112)、接続通路（111 )、及び端部空間（95)により構成される冷凍機油の流通路 (99)は、その両端がシャ フト (40)の給油通路 (90)に接続している。つまり、膨張機構 (60)では、上記流通路（ 99)と給油通路 (90)によって閉ループ状の流通経路が形成されている。そして、膨張 機構 (60)の潤滑に利用された冷凍機油は、膨張後の冷媒と共に流出ポート (35)を 通って膨張機構 (60)力 排出されてゆく。
[0082] 膨張機構 (60)から排出された冷凍機油は、室外熱交翻 (23)と室内熱交翻 (24 )のうち蒸発器となって ヽる方を通過し、吸入ポート (32)を通って冷媒と共に圧縮機 構 (50)へ吸入される。圧縮機構 (50)の圧縮室 (53)へ侵入した冷凍機油は、圧縮後 の冷媒と共にケーシング (31)内の第 2空間（39)へ吐出される。圧縮機構 (50)力 冷 媒と共に吐出された冷凍機油は、ケーシング (31)とステータ (46)の隙間や、ステータ (46)とロータ (47)の隙間を通過する際に冷媒力 分離され、ケーシング (31)の底部 へと流れ落ちてゆく。
[0083] 一実施形態の効果
圧縮'膨張ユニット (30)において、膨張機構 (60)へ供給された冷凍機油は、圧縮 · 膨張ユニット (30)が接続される冷媒回路 (20)を通ってケーシング (31)内へ送り返さ れる。つまり、ケーシング (31)内の膨張機構 (60)側から圧縮機構 (50)側へ冷凍機油 を戻す通路等が圧縮'膨張ユニット (30)自体に設けられていなくても、膨張機構 (60) へ供給された冷凍機油はケーシング (31)内へ送り返されてくる。従って、本実施形態 によれば、ケーシング (31)内の膨張機構 (60)側から圧縮機構 (50)側へ冷凍機油を 戻すための通路等を圧縮'膨張ユニット (30)から省略することができ、圧縮'膨張ュ ニット (30)の構造を簡素化することができる。
[0084] また、圧縮'膨張ユニット (30)では、シャフト (40)の半径方向へ延びる第 3分岐通路
(93)から油導入路（114)へ冷凍機油を導入している。このため、シャフト (40)の回転 に伴って生じる遠心力を利用して冷凍機油をブレード (76,86)の摺動面へ供給するこ とができる。従って、本実施形態によれば、ブレード (76,86)の従動面を確実に潤滑 することが可能となり、圧縮'膨張ユニット (30)の信頼性を向上させることができる。
[0085] また、圧縮 ·膨張ユニット (30)では、給油通路 (90)から第 3分岐通路 (93)と油導入 路（114)と貫通孔（78,88)と接続通路（111)を順に通って給油通路 (90)へ戻る冷凍 機油の流通経路が形成されている。従って、本実施形態によれば、ブレード (76,86) の摺動面へ一層確実に冷凍機油を供給することができ、圧縮'膨張ユニット (30)の 信頼性を更に向上させることができる。
[0086] 圧縮'膨張ユニット (30)において、膨張機構 (60)力 排出された冷凍機油は、圧縮 機構 (50)から第 2空間 (39)へ吐出された高温高圧の冷媒と接触せずに圧縮機構 (5 0)へ直接に流れ込む。つまり、膨張機構 (60)カゝら排出された比較的低温の冷凍機 油は、圧縮機構 (50)力 第 2空間 (39)へ吐出された高温高圧の冷媒とは接触せず に圧縮機構 (50)へ流入する。従って、本実施形態によれば、圧縮機構 (50)から吐出 された冷媒が膨張機構 (60)力 排出された冷凍機油によって冷却されるのを回避で きる。その結果、圧縮機構 (50)力もの吐出冷媒を利用して室内を暖房する暖房運転 において、暖房能力を向上させることができる。
[0087] また、圧縮'膨張ユニット (30)では、給油ポンプを非容積型のポンプによって構成し ている。このため、給油ポンプによって給油通路 (90)へ供給される冷凍機油の量は、 シャフト (40)の回転速度だけでなぐ給油通路 (90)内の圧力ゃケーシング (31)内の 圧力によっても変動することになる。従って、本実施形態によれば、給油通路 (90)か ら膨張機構 (60)への冷凍機油の供給量を圧縮'膨張ユニット (30)の運転状態に応じ て適切に調節することが可能となる。その結果、膨張機構 (60)力 冷媒と共に排出さ れる冷凍機油の量を削減することが可能となる。
[0088] 実施形態の変形例
上記実施形態では、ローリングピストン型のロータリ式膨張機によって膨張機構 (60 )を構成してもよい。この変形例の膨張機構 (60)では、各ロータリ機構部（70,80)にお いて、ブレード（76,86)がピストン（75,85)とは別体に形成される。そして、このブレード (76,86)は、その先端がピストン（75,85)の外周面に押圧され、ピストン（75,85)の移動 に伴って進退する。
[0089] 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。
産業上の利用可能性
[0090] 以上説明したように、本発明は、圧縮機構と膨張機構力 つのケーシング内に収容 された流体機械につ 、て有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路 (20)に設けられる流体機械であつ て、
冷媒を圧縮する圧縮機構 (50)と、冷媒の膨張により動力を発生させる膨張機構 (60 )と、上記圧縮機構 (50)と上記膨張機構 (60)を連結する回転軸 (40)と、上記圧縮機 構 (50)と膨張機構 (60)と回転軸 (40)を収容する容器状のケーシング (31)とを備える 一方、
上記回転軸 (40)には、上記ケーシング (31)内における上記圧縮機構 (50)寄りに 貯留された潤滑油を上記膨張機構 (60)へ供給する給油通路 (90)が形成され、 上記膨張機構 (60)は、上記給油通路 (90)から供給された潤滑油を、冷媒が膨張 する膨張室 (72,82)へ導入して膨張後の冷媒と共に排出するように構成されて!、る ことを特徴とする流体機械。
[2] 請求項 1において、
上記膨張機構 (60)は、両端が閉塞されたシリンダ (71,81)と、上記回転軸 (40)に係 合すると共に上記シリンダ（71,81)内に収容されて膨張室（72,82)を形成するピストン
(75.85)と、上記膨張室（72,82)を高圧側と低圧側に仕切るためのブレード (76,86)と を備えたロータリ式膨張機により構成され、
上記回転軸 (40)には、上記給油通路 (90)から分岐して該回転軸 (40)の外周面に 開口する分岐通路 (93)が形成され、
上記膨張機構 (60)には、上記分岐通路 (93)から吐出された潤滑油を上記ブレード
(76.86)の摺動面へ導く油導入路（114)が形成されている
ことを特徴とする流体機械。
[3] 請求項 2において、
上記シリンダ（71,81)には、該シリンダ（71,81)を厚み方向へ貫通していて上記ブレ ード（76,86)が挿入される貫通孔（78,88)が形成され、
上記油導入路（114)は、上記シリンダ (71,81)の貫通孔（78,88)に開口して上記ブ レード (76,86)の摺動面へ潤滑油を供給する一方、
上記給油通路 (90)の一端が上記回転軸 (40)における上記膨張機構 (60)側の端 面に開口しており、
上記膨張機構 (60)には、上記シリンダ（71,81)の貫通孔（78,88)と上記回転軸 (40) の端面に開口する給油通路 (90)の一端とを連通させる接続通路（111)が形成されて いる
ことを特徴とする流体機械。
[4] 請求項 1, 2又は 3において、
上記ケーシング (31)の内部空間は、上記膨張機構 (60)が収容される第 1空間 (38) と、上記圧縮機構 (50)が収容されて該圧縮機構 (50)から圧縮された冷媒が吐出さ れる第 2空間（39)とに区画されており、
上記給油通路 (90)を通じて上記第 2空間 (39)に貯留された潤滑油が上記膨張機 構 (60)へ供給される
ことを特徴とする流体機械。
[5] 請求項 1, 2又は 3において、
上記回転軸 (40)には、上記回転軸 (40)の回転により潤滑油を吸入して上記給油 通路 (90)へ吐出する非容積型の給油ポンプ (94)が設けられて 、る
ことを特徴とする流体機械。
[6] 請求項 1, 2又は 3において、
二酸化炭素が冷媒として充填された冷媒回路 (20)に設けられ、
圧縮機構 (50)が吸入した冷媒をその臨界圧力以上にまで圧縮する一方、膨張機 構 (60)では臨界圧力以上の高圧冷媒が流入して膨張する
ことを特徴とする流体機械。
PCT/JP2007/054187 2006-03-17 2007-03-05 流体機械 WO2007119307A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2007237797A AU2007237797C1 (en) 2006-03-17 2007-03-05 Fluid machine
EP07737772.9A EP2003289B1 (en) 2006-03-17 2007-03-05 Fluid machine
US12/224,777 US8245528B2 (en) 2006-03-17 2007-03-05 Fluid machine
CN2007800072027A CN101395344B (zh) 2006-03-17 2007-03-05 流体机械

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006074912A JP4830565B2 (ja) 2006-03-17 2006-03-17 流体機械
JP2006-074912 2006-03-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007119307A1 true WO2007119307A1 (ja) 2007-10-25

Family

ID=38592149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/054187 WO2007119307A1 (ja) 2006-03-17 2007-03-05 流体機械

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8245528B2 (ja)
EP (1) EP2003289B1 (ja)
JP (1) JP4830565B2 (ja)
KR (1) KR20080096711A (ja)
CN (1) CN101395344B (ja)
AU (1) AU2007237797C1 (ja)
WO (1) WO2007119307A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5045471B2 (ja) * 2008-02-07 2012-10-10 ダイキン工業株式会社 膨張機
CN104564678B (zh) * 2013-10-28 2017-06-30 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 膨胀压缩机装置及具有其的空调器
CN106704189A (zh) * 2015-08-10 2017-05-24 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 压缩机和换热系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088078A1 (ja) * 2004-03-17 2005-09-22 Daikin Industries, Ltd. 流体機械
JP2005264748A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Daikin Ind Ltd ロータリ式膨張機

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE402771A (ja) *
US728592A (en) * 1902-10-01 1903-05-19 Int Harvester Co Self-fastening spring-tooth for hay-rikes or other implements.
JPH1037705A (ja) * 1996-07-23 1998-02-10 Toshiba Corp 流体機械
KR20000056800A (ko) * 1999-02-26 2000-09-15 구자홍 로터리 압축기의 냉매 토출구조

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005264748A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Daikin Ind Ltd ロータリ式膨張機
WO2005088078A1 (ja) * 2004-03-17 2005-09-22 Daikin Industries, Ltd. 流体機械
JP2005299632A (ja) 2004-03-17 2005-10-27 Daikin Ind Ltd 流体機械

Also Published As

Publication number Publication date
AU2007237797B2 (en) 2010-09-30
KR20080096711A (ko) 2008-10-31
US20090100860A1 (en) 2009-04-23
US8245528B2 (en) 2012-08-21
EP2003289A4 (en) 2014-11-26
JP4830565B2 (ja) 2011-12-07
JP2007247607A (ja) 2007-09-27
AU2007237797C1 (en) 2011-10-06
EP2003289B1 (en) 2017-04-19
EP2003289A1 (en) 2008-12-17
CN101395344B (zh) 2011-01-12
AU2007237797A1 (en) 2007-10-25
CN101395344A (zh) 2009-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100757179B1 (ko) 유체기계
KR100861646B1 (ko) 용적형 팽창기
KR101096824B1 (ko) 냉동장치
JP4561225B2 (ja) 容積型膨張機及び流体機械
WO2007119307A1 (ja) 流体機械
JP2006132377A (ja) 流体機械
JP2006283590A (ja) 流体機械
JP2020084901A (ja) 多段圧縮システム
JP4626635B2 (ja) 流体機械
JP2006132332A (ja) 流体機械
JP4618266B2 (ja) 冷凍装置
JP2008223651A (ja) 流体機械
JP5045471B2 (ja) 膨張機
JP2009133319A (ja) 容積型膨張機及び流体機械
JP2008163831A (ja) 流体機械
JP5239884B2 (ja) 膨張機
JP4924450B2 (ja) 膨張機
JP2009186064A (ja) 膨張機及び冷凍装置
JP2009185657A (ja) 膨張機
JP2009168289A (ja) 冷凍装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07737772

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2007737772

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007737772

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780007202.7

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007237797

Country of ref document: AU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12224777

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2007237797

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20070305

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020087023396

Country of ref document: KR