WO2008023694A1 - compresseur intégré à un expanseur et dispositif à cycle de réfrigération équipé de celui-ci - Google Patents

Description

明 細 書

膨張機一体型圧縮機およびそれを備えた冷凍サイクル装置

技術分野

[0001] 本発明は、流体を圧縮する圧縮機構と流体を膨張させる膨張機構とを有する膨張 機一体型圧縮機、およびそれを備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来から、密閉容器内に圧縮機構と膨張機構とが上下に配置された膨張機一体型 圧縮機が知られている（例えば、国際公開第 2005/088078号パンフレット、特開 2 003— 139059号公報参照）。

[0003] 国際公開第 2005/088078号パンフレットの図 2に開示された膨張機一体型圧縮 機は、密閉容器からなるケーシングと、ケーシング内に配置された膨張機構、電動機 および圧縮機構とを備えている。膨張機構、電動機、圧縮機構は、上方から下方に 向かって順に配置されている。圧縮機構の回転軸は上方に延びており、膨張機構は この回転軸に連結されている。すなわち、圧縮機構の回転軸が膨張機構の回転軸を 兼用している。ケーシングの底部には油溜まり部が設けられている。回転軸の下部に はオイルポンプが設けられ、回転軸の内部には給油通路が形成されている。上記膨 張機一体型圧縮機では、オイルポンプによって汲み上げられた油は、給油通路を通 つて圧縮機構および膨張機構の各摺動部に供給される。

[0004] ところで、上記膨張機一体型圧縮機では、回転軸の下部に設けたオイルポンプか ら油を汲み上げるため、回転軸が圧縮機構を貫通している。そのため、圧縮機構とし てロータリ式の圧縮機構が用いられることが多!/、。

[0005] ロータリ式の圧縮機構は、シリンダと、シリンダ内で偏心回転運動するピストンと、ピ ストンとともにシリンダ内の空間を低圧側の圧縮室と高圧側の圧縮室とに仕切る仕切 部材とを備えている。仕切部材は、ピストンの偏心回転運動に伴い、シリンダに対して 摺動する。ロータリ式の圧縮機構では、仕切部材は、シリンダ内の圧縮室を仕切る重 要な役割を果たしており、仕切部材には十分な油を供給し、潤滑およびシールする ことが必要となる。 [0006] しかし、上記仕切部材は、ロータリ式の圧縮機構の外周側に設けられており、回転 軸の内部に形成された給油通路から遠い位置にある。そのため、仕切部材が十分に 潤滑されず、摩擦により焼き付き等を起こす可能性があった。また、油の供給が十分 でないと、シール力が低下するため、圧縮性能が極端に低下する可能性もあった。

[0007] そこで、上記膨張機一体型圧縮機では、仕切部材に対する油の供給不足を解消 するため、上記ロータリ式の圧縮機構を油溜まり部の油に浸漬し、油溜まり部から仕 切部材に油を直接供給することとして!/、る。

[0008] しかしながら、油溜まり部の油は、給油通路を通じて圧縮機構と膨張機構の両方の 各摺動部に供給される。また、各摺動部に供給された油の一部は、作動流体の流れ とともにケーシングの外部に吐出される。そのため、上記膨張機一体型圧縮機は、圧 縮機構だけの場合と比べて油溜まり部の油が減りやすい。特に、冷凍サイクル装置 の起動時や圧力温度条件の変化時等には、油溜まり部の油は減少しやすい。しかし 、上記膨張機一体型圧縮機では、回転軸の下部にオイルポンプが設けられているた め、油溜まり部の油が減少しても、膨張機構には所定量の油が供給され続ける。その ため、油溜まり部の油は、さらに減少することとなる。

[0009] 油溜まり部の油が減り、油面が低下すると、油溜まり部から仕切部材へ油を供給で きなくなる。そのため、圧縮機構のシール性能が低下する。これにより、圧縮機構の 動作が不安定となり、圧縮効率は極端に低下する。また、仕切部材とシリンダとは、潤 滑不足により摩耗していく。このことによつても、圧縮機構の圧縮効率は低下すること となる。

[0010] 圧縮機構は、冷凍サイクル装置の作動流体の循環の動力源となる。そのため、圧 縮機構の動作状態が冷凍サイクル装置に与える影響は、膨張機構の動作状態が冷 凍サイクル装置に与える影響に比べ、かなり大きいものとなる。したがって、圧縮機構 の動作が不安定となると、冷凍サイクル装置も不安定となり、冷凍能力の低下を招くと いう問題が生じることとなった。

発明の開示

[0011] 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、膨張機 一体型圧縮機において、潤滑油不足に起因する動作の不安定さを抑制することにあ [0012] 本発明に係る膨張機一体型圧縮機の一例は、底部に油を貯留する油溜まり部が 形成された密閉容器と、前記密閉容器内に設けられ、流体を圧縮して前記密閉容器 内に吐出する圧縮機構と、前記密閉容器内の前記圧縮機構よりも下方に設けられ、 シリンダと、前記シリンダとの間に流体室を形成するピストンと、前記シリンダに形成さ れた溝部と、前記溝部内に摺動可能に揷入され、前記流体室を高圧側流体室と低 圧側流体室とに仕切る仕切部材とを有し、流体を膨張させる膨張機構と、前記密閉 容器を貫通して前記圧縮機構の吸入側に接続された第 1吸入管と、前記密閉容器 に接続され、一端が前記密閉容器内に開放された第 1吐出管と、前記密閉容器を貫 通して前記膨張機構の吸入側に接続された第 2吸入管と、前記密閉容器を貫通して 前記膨張機構の吐出側に接続された第 2吐出管と、前記圧縮機構を回転させる上側 回転部と前記膨張機構の前記ピストンによって回転力を受ける下側回転部とを有し、 上下方向に延びる回転軸と、前記回転軸の下部に設けられ、前記油溜まり部の油を 吸入する吸入口が形成され、前記吸入口を通じて油を吸い上げる吸入機構と、前記 回転軸の内部に形成され、前記吸入機構によって吸い上げられた油を前記圧縮機 構に導く給油路と、を備え、前記吸入機構の吸入口は、前記膨張機構の前記仕切部 材の下端よりも低い位置に形成され、前記油溜まり部には、油面が前記膨張機構の 前記仕切部材の下端よりも高くなるように油が貯留されているものである。

[0013] 上記膨張機一体型圧縮機では、圧縮機構が膨張機構よりも上方に設けられている 。そして、圧縮機構には、回転軸の下部に設けられた吸入機構および回転軸の内部 に形成された給油路を通じて、油溜まり部の油が供給される。一方、油溜まり部には 、油面が膨張機構の仕切部材の下端よりも高くなるように油が貯留されており、膨張 機構の仕切部材には、油溜まり部から直接油が供給される。そのため、油溜まり部の 油面が低下し、仕切部材の下端よりも下方に至った場合、まず、膨張機構の仕切部 材に油が供給されなくなる。これにより、油溜まり部の油面の低下は抑制される。一方 、吸入機構の吸入口が膨張機構の仕切部材の下端よりも低!、位置に形成されてレ、る ため、圧縮機構には油が供給され続ける。したがって、上記膨張機一体型圧縮機に よれば、膨張機構に優先して圧縮機構に油を供給することができ、圧縮機構の潤滑 油不足に起因する動作の不安定さを抑制することができる。

[0014] ところで、上記本発明のように、圧縮機構が上に位置する膨張機一体型圧縮機で は、圧縮機構に供給された油は、圧縮機構の摺動部を潤滑しつつ、圧縮機構により 加熱される。そして、圧縮機構の摺動部を潤滑した油は、圧縮機構から排出され、重 力により落下して密閉容器の底部の油溜まり部に戻る。そのため、油溜まり部の油は 比較的高温となる。一方、膨張機構では、膨張後の冷媒は比較的低温であり、膨張 機構は低温となる。油溜まり部の油に膨張機構が浸漬されている場合、油溜まり部の 油から膨張機構への熱移動が起こる。このような熱移動は、膨張機構力 吐出される 冷媒のェンタルピ増大、圧縮機構から吐出される冷媒のェンタルピ減少を招来し、冷 凍サイクル装置の効率向上の妨げとなるので、なるべく小さい方がよい。

[0015] 油溜まり部の油から膨張機構への熱移動を抑制するために、特開 2003— 13905 9号公報の図 6 (b)に示されているように、膨張機構を油溜まり部の油面よりも上に配 置すればよいと考えられる。しかし、このような構成を採用すると、膨張機構が常時油 面より上に位置することとなる。したがって、ロータリ式の膨張機構を油面よりも上に位 置させる構成に限っていえば、仕切部材の潤滑を確実に行うための何らかの工夫が 不可欠となる。そこで、下記のような構成を提案することができる。

[0016] すなわち、本発明に係る膨張機一体型圧縮機の他の一例は、底部に油を貯留する 油溜まり部が形成された密閉容器と、前記密閉容器内に設けられ、流体を圧縮して 前記密閉容器内に吐出する圧縮機構と、前記密閉容器内の前記圧縮機構よりも下 方に設けられ、シリンダと、前記シリンダとの間に流体室を形成するピストンと、前記シ リンダに形成された溝部と、前記溝部内に摺動可能に揷入され、前記流体室を高圧 側流体室と低圧側流体室とに仕切る仕切部材と、前記シリンダの前記仕切部材の背 面側に形成され、前記溝部と連通する背面室とを有し、流体を膨張させる膨張機構と 、前記密閉容器を貫通して前記圧縮機構の吸入側に接続された第 1吸入管と、前記 密閉容器に接続され、一端が前記密閉容器内に開放された第 1吐出管と、前記密閉 容器を貫通して前記膨張機構の吸入側に接続された第 2吸入管と、前記密閉容器を 貫通して前記膨張機構の吐出側に接続された第 2吐出管と、前記圧縮機構を回転さ せる上側回転部と前記膨張機構の前記ピストンによって回転力を受ける下側回転部 とを有し、上下方向に延びる回転軸と、前記回転軸の下部に設けられ、前記油溜まり 部から油を吸!/、上げる吸入機構と、前記吸入機構によって吸!/、上げられた油を前記 膨張機構の前記背面室に供給する給油通路と、を備えたものである。

[0017] 上記膨張機一体型圧縮機では、吸入機構によって吸!/、上げられた油溜まり部の油 は、給油通路を通り、膨張機構の仕切部材の背面側に設けられた背面室に供給され る。また、背面室に供給された油は、流体室内外の圧力差により、溝部内を仕切部材 の背面側から先端側へ向かって流れていく。そのため、油溜まり部の油が少なぐ膨 張機構が油溜まり部に浸漬されていない場合であっても、膨張機構の仕切部材の背 面側端から先端までの全域に渡って油を供給することができる。したがって、仕切部 材を十分に潤滑することができ、また、仕切部材と溝部との隙間を良好にシールする ことができる。これにより、膨張機構の信頼性と効率を維持することができる。また、圧 縮機構への給油も回転軸の下端に設けられた吸入機構によって行われる。そのため 、油面が膨張機構のシリンダの下端よりも低くなるように油溜まり部に油が貯留されて いるとしても、圧縮機構および膨張機構の両者を確実に潤滑することが可能であり、 ひいては膨張機一体型圧縮機の動作が安定化する。さらに、膨張機構を油溜まり部 に浸漬しなくてもよいため、油から膨張機構における流体への熱移動を抑制すること ができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]第 1の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機が組み込まれた冷媒回路図

[図 2]本発明の第 1の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

[図 3A]図 2の D2— D2断面図

[図 3B]図 2の D1— D1断面図

[図 4]第 2の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

[図 5]第 3の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

[図 6]第 4の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

[図 7]第 5の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

[図 8]第 6の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

[図 9A]図 8の D4— D4断面図 [図 9B]図 8の D3— D3断面図

[図 10]第 7の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

[図 11]第 8の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

[図 12]第 9の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

[図 13]変形例に係る上部カバーを示す縦断面図

[図 14]第 10の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機の縦断面図

発明を実施するための最良の形態

[0019] 油溜まり部の油に膨張機構を浸漬するように構成された膨張機一体型圧縮機につ

Vヽて、好適な態様を例示すると次の通りである。

[0020] まず、少なくとも膨張機構のシリンダは、油溜まり部の油に浸漬されていることが好 ましい。

[0021] このことにより、膨張機構の仕切部材に確実に給油することができる。そのため、膨 張効率の低下を防止することができる。

[0022] 膨張機構の第 2吸入管は、仕切部材の下端よりも下方に配置されていることが好ま しい。

[0023] 上記膨張機一体型圧縮機では、圧縮機構に供給された油は、圧縮機構の摺動部 を潤滑した後、油溜まり部に戻る。あるいは、吐出冷媒とともに密閉容器内に吐出さ れた後、密閉容器内において冷媒と分離され、油溜まり部に戻る。そのため、油溜ま り部の油は、比較的高温となる。一方、膨張機構には、比較的低温の冷媒が供給さ れる。

[0024] 上記膨張機一体型圧縮機では、第 2吸入管が仕切部材の下端よりも下方に配置さ れている。また、油溜まり部には、油面が仕切部材の下端よりも高くなるように油が貯 留されている。これにより、第 2吸入管は、油溜まり部の油に浸漬されることとなる。そ のため、高温の油溜まり部の油から低温である第 2吸入管内の冷媒に熱が移動し、 膨張機構に吸入される冷媒が加熱される。すると、膨張機構に吸入される流体のェ ンタルビが増加し、膨張機構の回収動力が増加する。

[0025] また、第 2吐出管は、油溜まり部の油面よりも上方に配置されていることが好ましい。

[0026] このことにより、油溜まり部の油から第 2吐出管内の冷媒 (膨張機構から吐出された 冷媒)への熱移動を防止することができる。したがって、上記膨張機一体型圧縮機に よれば、冷凍サイクル内の蒸発器における吸熱能力の低下を低減することができ、冷 凍サイクルの冷凍性能の向上を図ることができる。

[0027] また、圧縮機構は、スクロール式圧縮機であることが好まし!/、。

[0028] 上記膨張機一体型圧縮機では、圧縮機構としてスクロール式圧縮機が用いられて いる。スクロール式圧縮機は、ロータリ式圧縮機のような仕切部材がないため、圧縮 機構の動作を安定させることができる。

[0029] また、膨張機構は、第 1シリンダと第 1ピストンとを含む下側の膨張部と、第 2シリンダ と第 2ピストンとを含み、かつ第 1シリンダおよび第 1ピストンによって形成される流体 室よりも大きい容積の流体室を形成するように第 2シリンダおよび第 2ピストンの寸法 が定められた上側の膨張部とを備えたものでありうる。下側の膨張部の低圧側流体 室と上側の膨張部の高圧側流体室とは連通しており、第 2吸入管は、膨張させるべき 流体が下側の膨張部の流体室 (第 1流体室）に吸入されるように膨張機構に接続さ れ、第 2吐出管は、膨張した流体が上側の膨張部の流体室 (第 2流体室)から吐出さ れるように膨張機構に接続されているとよい。油溜まり部には、油面が少なくとも下側 の膨張部の仕切部材の下端よりも高くなるように油が貯留されていることが好ましい。

[0030] ところで、膨張後の冷媒を吐出する第 2吐出管は、油から冷媒への熱移動を抑制す る観点より、油溜まり部から離れた位置に配置されることが望ましい。また、熱移動の 抑制、および、圧力損失を抑える観点より、膨張機構内における冷媒の膨張経路 (流 路の全長）は短!/、方が好ましレ、。

[0031] 上記膨張機一体型圧縮機では、第 2流体室は第 1流体室よりも上方に設けられ、膨 張した流体が上側の第 2流体室から第 2吐出管に向けて吐出される。これにより、油 面の高さを上側の膨張部の仕切部材の下端よりも上方かつ第 2吐出管より下方に設 定することにより、第 2吐出管を油溜まり部から離れた位置に配置するとともに、各膨 張部の仕切部材に油を供給することが可能となる。また、膨張した流体が上側の第 2 流体室から第 2吐出管に向けて吐出される構成によれば、第 2吐出管を油溜まり部か ら離すために無用に迂回路を設ける必要がなぐ膨張経路を短縮することができる。 そのため、油溜まり部の油から膨張機構の吐出冷媒への熱移動を抑制し、冷媒の圧 力損失を抑えることができる。

[0032] ただし、膨張機構は、第 1シリンダと第 1ピストンとを含む上側の膨張部と、第 2シリン ダと第 2ピストンとを含み、かつ第 1シリンダおよび第 1ピストンによって形成される流 体室よりも大きい容積の流体室を形成するように第 2シリンダおよび第 2ピストンの寸 法が定められた下側の膨張部とを備えていてもよい。この場合、上側の膨張部の低 圧側流体室と下側の膨張部の高圧側流体室とが連通し、第 2吸入管は、膨張するべ き流体が上側の膨張部の流体室 (第 1流体室）に吸入されるように膨張機構に接続さ れ、第 2吐出管は、膨張した流体が下側の膨張部の流体室 (第 2流体室)から吐出さ れるように膨張機構に接続されているとよい。油溜まり部には、油面が少なくとも下側 の膨張部の仕切部材の下端よりも高くなるように油が貯留されていることが好ましい。

[0033] ところで、仕切部材への給油が不足すると、シール性能が低下し、各流体室から冷 媒が漏れてしまう。また、膨張機構内において第 2流体室の内外の圧力差は、第 1流 体室の内外の圧力差よりも大きい。そのため、第 2流体室を仕切る仕切部材のシ一 ノレ性能が低下すると、第 1流体室を仕切る仕切部材のシール性能が低下する場合に 比べ、より多くの冷媒が漏れることとなる。このことは、膨張機構の性能低下を招く。

[0034] しかし、上記膨張機一体型圧縮機では、第 2流体室が第 1流体室よりも下方に設け られている。そのため、油溜まり部の油が減少し、油面が低下した場合であっても、ま ず、第 1流体室を仕切る仕切部材への油の供給ができなくなり、油面の低下が抑制さ れる。したがって、上記膨張機一体型圧縮機によれば、第 2流体室を仕切る仕切部 材への給油不足を回避し、膨張機構の性能低下を防止することができる。

[0035] また、膨張機構は、シリンダの仕切部材の背面側に形成され、溝部と連通する背面 室を有したものでありうる。この場合、膨張機一体型圧縮機は、回転軸の下側回転部 を支持する軸受と、下側回転部の外周側または軸受の内周側に形成され、吸入機構 によって吸い上げられた油を上方に供給する第 1の給油路と、第 1の給油路の少なく とも一部を流れた油を溝部または背面室に供給する第 2の給油路と、を備えて!/、るこ とが好ましい。

[0036] 上記膨張機一体型圧縮機では、吸入機構により吸レ、上げられた油溜まり部の油は 、第 1の給油路に導かれる。第 1の給油路の油は、やがて第 2の給油路に流入し、や 力て膨張機構の仕切部材が設けられた溝部に供給される。そのため、膨張機構の仕 切部材には、第 1の給油路および第 2の給油路を介して、油溜まり部の油が十分に 供給される。したがって、仕切部材への潤滑不足を防止することができ、また、仕切 部材と溝部との隙間をシールすることができる。

[0037] また、軸受は、下側回転部におけるシリンダよりも上側を支持する上軸受を有し、上 軸受の内部には、第 1の給油路から溝部まで延びる上連通孔が形成され、第 2の給 油路は、上連通孔によって構成されて!/、ること力 S好ましレ、。

[0038] 上記膨張機一体型圧縮機によれば、簡単な構成により、第 2の給油路を形成するこ と力 Sできる。したがって、簡単な構成により、仕切部材を潤滑することが可能となり、ま た、仕切部材と溝部との隙間をシールすることができる。

[0039] また、軸受は、下側回転部におけるシリンダよりも下側を支持する下軸受を有し、下 軸受の内部には、第 1の給油路から溝部まで延びる下連通孔が形成され、第 2の給 油路部は、下連通孔によって構成されて!/、ること力 S好ましレ、。

[0040] 上記膨張機一体型圧縮機によれば、簡単な構成により、第 2の給油路を形成するこ と力 Sできる。したがって、簡単な構成により、仕切部材を潤滑することが可能となり、ま た、仕切部材と溝部との隙間をシールすることができる。

[0041] また、軸受は、下側回転部におけるシリンダよりも上側を支持する上軸受を有し、上 軸受には、上軸受の上面から背面室にまで延び、第 1の給油路から上軸受の上面に 流れ出た油を背面室に導く上貫通孔が形成され、第 2の給油路は上貫通孔によって 構成されてレ、ること力 S好ましレ、。

[0042] 上記膨張機一体型圧縮機の第 1の給油路には、吸入機構により、油溜まり部の油 が次々と供給され、やがて上端部から上軸受の上面に流れ出る。上軸受の上面に流 れ出た油は、上貫通孔を通じて、仕切部材の背面側に設けられた背面室に供給され る。また、背面室に供給された油は、流体室内外の圧力差により、溝部内を仕切部材 の背面側から先端側へ向かって流れていく。このようにして、仕切部材が揷入された 溝部には、第 1の給油路、上貫通孔および背面室を通じて強制的に油が供給される 。したがって、上記膨張機一体型圧縮機によれば、油溜まり部の油面が低下した場 合にぉレ、ても、仕切部材に確実に油を供給することができる。 [0043] また、上軸受の上面には、第 1の給油路から上貫通孔へ油を導く給油溝が形成さ れていることが好ましい。

[0044] このことにより、第 1の給油路から上軸受の上面に流れ出た油は、上貫通孔に流れ 込み易くなる。したがって、より確実に膨張機構の仕切部材に油を供給することがで きる。

[0045] また、膨張機一体型圧縮機に適用される流体は二酸化炭素であることが好ましい。

[0046] 一般的に、超臨界状態の二酸化炭素には油が比較的溶け込みやすいため、作動 流体として二酸化炭素を用いた場合、油不足が生じやすい。しかし、上記膨張機一 体型圧縮機によれば、前述のように圧縮機構に十分に油を供給することができ、油 不足を効果的に防止することができる。したがって、作動流体として二酸化炭素を用 いた場合であっても、潤滑油不足に起因する動作の不安定さを抑制することができる

[0047] 次に、吸入機構によって吸!/、上げられた油を仕切部材の背面側に形成された背面 室に供給するための給油通路を備えた膨張機一体型圧縮機について、好適な態様 を例示する。

[0048] まず、膨張機一体型圧縮機は、回転軸の下側回転部を支持する軸受をさらに備え ていてもよい。この場合において、給油通路は、下側回転部の外周側または軸受の 内周側に形成され、吸入機構によって吸い上げられた油を上方に供給する第 1の給 油路と、第 1の給油路の少なくとも一部を流れた油を背面室に供給する第 2の給油路 と、を備えていることが好ましい。

[0049] 上記膨張機一体型圧縮機では、吸入機構により吸!/、上げられた油溜まり部の油は 、第 1の給油路に導かれる。第 1の給油路の油は、やがて第 2の給油路に流入し、続 いて、膨張機構の仕切部材の背面側に設けられた背面室に供給される。そのため、 上述のように、膨張機構の仕切部材には、第 1の給油路および第 2の給油路を介して 、油溜まり部の油が十分に供給される。したがって、仕切部材への潤滑不足を防止 すること力 Sでき、また、仕切部材と溝部との隙間を良好にシールすることができる。

[0050] また、軸受は、下側回転部におけるシリンダよりも上側を支持する上軸受を有し、上 軸受には、上軸受の上面から背面室にまで延び、第 1の給油路から上軸受の上面に 流れ出た油を背面室に導く上貫通孔が形成され、第 2の給油路は、上貫通孔によつ て構成されてレ、ること力 S好まし!/、。

[0051] 上記膨張機一体型圧縮機の第 1の給油路には、吸入機構によって、油溜まり部の 油が次々と供給される。そのため、吸入機構に吸い上げられた油は、第 1の給油路 内を上方に導かれ、やがて上軸受と回転軸との接触面から上軸受の上面に流れ出 る。油溜まり部の油は比較的高温であるため、上軸受の上面に流れ出た油も高温で ある。このような高温の油が上軸受の上面に溜まると、油から上軸受に熱が移動し、 膨張機構内の流体に熱が移動してしまうことが懸念される。

[0052] しかし、上記膨張機一体型圧縮機の上軸受には、上貫通孔が設けられている。こ れにより、第 1の給油路から上軸受の上面に流れ出た油は、上貫通孔を通り、仕切部 材の背面側に設けられた背面室に流れ込む。そのため、上記膨張機一体型圧縮機 によれば、仕切部材に油を供給するとともに、上軸受の上面に油が溜まることを防止 すること力 Sできる。したがって、上記膨張機一体型圧縮機によれば、簡単な構成によ り、膨張機構の仕切部材に十分に油を供給するとともに、膨張機構における油から流 体への熱移動を抑制することが可能となる。

[0053] また、膨張機一体型圧縮機は、上軸受の上面上において、回転軸の周囲の空間と 上貫通孔の上部空間とを一体的に覆うカバーを備えていることが好ましい。

[0054] このことにより、第 1の給油路から上軸受の上面に流れ出た油の全てを上貫通孔に 導くことが可能となる。そのため、仕切部材に確実に給油することができる。また、上 軸受の上面の一部分をカバーで覆うことにより、第 1の給油路から流れ出た油を上面 の一部分に留めることができる。そのため、油の熱が上軸受の上面の全体にわたつ て移動することを防止すること力できる。

[0055] また、軸受は、下側回転部におけるシリンダよりも上側を支持する上軸受を有し、上 軸受の内部には、第 1の給油路から背面室にまで延びる上連通孔が形成され、第 2 の給油路の少なくとも一部は、上連通孔によって構成されていることが好ましい。

[0056] 上記膨張機一体型圧縮機によれば、簡単な構成により、第 2の給油路を形成するこ と力 Sできる。したがって、簡単な構成により、仕切部材を潤滑することが可能となり、ま た、仕切部材と溝部との隙間をシールすることができる。 [0057] また、軸受は、下側回転部におけるシリンダよりも下側を支持する下軸受を有し、下 軸受の内部には、第 1の給油路から背面室まで延びる下連通孔が形成され、第 2の 給油路の少なくとも一部は、下連通孔によって構成されていることが好ましい。

[0058] 上記膨張機一体型圧縮機によれば、簡単な構成により、第 2の給油路を形成するこ と力 Sできる。したがって、簡単な構成により、仕切部材を潤滑することが可能となり、ま た、仕切部材と溝部との隙間をシールすることができる。

[0059] また、軸受は、下側回転部におけるシリンダよりも上側を支持する上軸受を有し、膨 張機構は、上軸受の上面上の油を油溜まり部へ導く返送路を備えてレ、ること力 S好まし い。

[0060] 上記膨張機一体型圧縮機によれば、上軸受の上面から流れ出た油を、返送路を 通じて油溜まり部へ返送することができる。そのため、上軸受の上面に油が溜まること を防止すること力できる。したがって、上記膨張機一体型圧縮機によれば、膨張機構 における油から流体への熱移動を抑制することが可能となる。

[0061] また、軸受は、下側回転部におけるシリンダよりも下側を支持する下軸受を有し、上 軸受、シリンダおよび下軸受を一体的に貫く貫通孔を備え、その貫通孔により返送路 が構成されて!/、ることが好ましレ、。

[0062] 上記膨張機一体型圧縮機によれば、簡単な構成により、上軸受の上面に流れ出た 油を油溜まり部へ返送することができる。そのため、上軸受の上面に油が溜まることを 防止すること力 Sできる。したがって、上記膨張機一体型圧縮機によれば、簡単な構成 により、膨張機構における油から流体への熱移動を抑制することが可能となる。

[0063] また、膨張機一体型圧縮機は、上軸受の上面上において、回転軸の周囲の空間と 貫通孔の上部空間とを一体的に覆うカバーを備えていることが好ましい。

[0064] 上記膨張機一体型圧縮機によれば、第 1の給油路から上軸受の上面に流れ出た 油の全てを貫通孔に導くことが可能となる。そのため、溝部に供給されることなく上軸 受の上面に流れ出た油の全てを油溜まり部に返送することができる。また、上軸受の 上面の一部分をカバーで覆うことにより、第 1の給油路から流れ出た油を上面の一部 分に留めることができる。そのため、油の熱が上軸受に移動することをさらに防止する こと力 Sできる。したがって、本膨張機一体型圧縮機によれば、膨張機構の仕切部材に 十分に油を供給するとともに、膨張機構における油から流体への熱移動をより抑制 すること力 S可倉 となる。

[0065] また、軸受は、下側回転部におけるシリンダよりも下側を支持する下軸受を有し、下 軸受には、背面室から下軸受の底面まで延びる下貫通孔が形成され、上貫通孔と背 面室と下貫通孔とは、上軸受の上面上の油を油溜まり部へ導く返送路を構成してレ、 ることが好ましい。

[0066] 上記膨張機一体型圧縮機では、上貫通孔、背面室および下貫通孔が、第 1の給油 路から上軸受の上面に流れ出た油を油溜まり部に導く返送路を構成している。その ため、第 1の給油路から上軸受の上面に流れ出た油は、仕切部材を潤滑およびシー ルした後、油溜まり部に返送される。したがって、上記膨張機一体型圧縮機によれば 、簡単な構成により、仕切部材に油を供給するとともに、上軸受の上面に流れ出た油 を油溜まり部へ返送することができる。

[0067] また、第 1の給油路は、下側回転部の外周面または軸受の内周面に形成されかつ 下方から上方に向かって螺旋状に延びる溝によって構成されて!/、ることが好ましレ、。

[0068] 上記膨張機一体型圧縮機によれば、簡単な構成により、膨張機構の各摺動部に油 を供給すること力 Sできる。

[0069] また、回転軸の内部には、吸入機構から吸い上げられた油を圧縮機構に導く第 3の 給油路が形成されて!/、ることが好まし!/、。

[0070] 上記膨張機一体型圧縮機では、膨張機構に油溜まり部の油を供給する第 1の給油 路とは別に第 3の給油路が設けられている。圧縮機構には、第 3の給油路を通じて、 油溜まり部の油が供給される。このように、膨張機構と圧縮機構とで給油経路を分け ることにより、圧縮機構への給油をより確実に行うことが可能となる。

[0071] ところで、圧縮機構に供給された油は、圧縮機構の摺動部を潤滑しつつ、圧縮機 構により加熱される。そして、圧縮機構の摺動部を潤滑した油は、圧縮機構から排出 され、重力により落下して密閉容器の底部の油溜まり部に戻る。しかし、落下の際、 油の一部が上軸受の上面に付着してしまうことがある。当該油は比較的高温であるた め、上軸受の上面に油が付着すると、油から上軸受に熱が移動し、膨張機構は加熱 されてしまう。そこで、本発明者らは、以下のような発明をした。 [0072] すなわち、膨張機一体型圧縮機は、下側回転部におけるシリンダよりも上側を支持 する上軸受と、密閉容器内において上軸受よりも上方に設置され、上軸受の少なくと も一部の上側を覆う上部カバーとをさらに備えていることが好ましい。

[0073] 上記膨張機一体型圧縮機では、上部カバーにより、圧縮機構から排出された高温 の油が上軸受の上面に付着することを防止することができる。そのため、圧縮機構か ら排出された高温の油によって膨張機構が加熱されることを防止することができる。し たがって、圧縮機構力 膨張機構への熱移動を抑制することができる。

[0074] また、上部カバーは、回転軸に固定された円盤状の板状体を含むことが好ましい。

[0075] このことにより、上部カバーは回転軸とともに回転する。そのため、上部カバーの上 面に付着した高温の油は、上部カバーの回転による遠心力により、径方向外側へと 飛散する。そして、当該油は、粘性により密閉容器の内壁に付着し、内壁に沿って密 閉容器の底部の油溜まり部まで落下することとなる。これにより、圧縮機構から排出さ れた油を、速やかに油溜まり部に戻すことが可能となる。

[0076] また、上部カバーは、回転軸の径方向外側に向かって下方に傾斜していることが好 ましい。

[0077] このことにより、圧縮機構から排出された油をより速やかに油溜まり部へ返送するこ と力 Sできる。

[0078] また、膨張機一体型圧縮機は、油溜まり部の油と膨張機構とを分離する下部カバ 一を備えていることが好ましい。下部カバーは、膨張機構の下方に位置する底板と、 底板の外周部から上方または斜め上方に向かって立ち上がり、膨張機構の下端部よ りも高レ、位置にまで至る側板とを有して!/、るとょレ、。

[0079] 上記膨張機一体型圧縮機では、油溜まり部の油を増やし、油面が膨張機構の下端 部付近にまで至っても、下部カバーによって、油溜まり部の油が膨張機構に接触す ることを防止すること力 Sできる。そのため、油溜まり部の油から膨張機構への熱移動を 抑制すること力 Sできる。これにより、油溜まり部の油面が多少上昇した場合においても 、油溜まり部の油から膨張機構への熱移動を抑制することができる。

[0080] また、本発明に係る膨張機一体型圧縮機は、冷凍サイクル装置に好適に採用され うる。すなわち、本発明に係る冷凍サイクル装置は、膨張機一体型圧縮機と、膨張機 一体型圧縮機の圧縮機構によって圧縮された流体を導く第 1流路と、第 1流路によつ て導かれた流体を放熱させる放熱器と、放熱器から膨張機一体型圧縮機の膨張機 構に流体を導く第 2流路と、膨張機構で膨張した流体を導く第 3流路と、第 3流路によ つて導かれた流体を蒸発させる蒸発器と、蒸発器から圧縮機構に流体を導く第 4流 路と、を備えたものである。

[0081] これにより、冷凍能力が高ぐ潤滑油不足に起因する動作の不安定さを抑制した冷 凍サイクル装置を得ることができる。

[0082] 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。

[0083] (第 1の実施形態）

図 1に示すように、本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Aは、冷凍サイクル装 置の冷媒回路 1に組み込まれている。膨張機一体型圧縮機 5Aは、冷媒を圧縮する 圧縮機構 21と、冷媒を膨張させる膨張機構 22とを備えている。圧縮機構 21は、吸入 管 6を介して蒸発器 3に接続されるとともに、吐出管 7を介して放熱器 2に接続されて いる。膨張機構 22は、吸入管 8を介して放熱器 2に接続されるとともに、吐出管 9を介 して蒸発器 3に接続されている。なお、符号 4は副回路 11に設けられた膨張弁、符号 23は後述する電動機である。

[0084] この冷媒回路 1には、高圧部分 (圧縮機構 21から放熱器 2を経て膨張機構 22に至 る部分）において超臨界状態となる冷媒が充填されている。本実施形態では、そのよ うな冷媒として二酸化炭素（CO )が充填されている。ただし、冷媒の種類は特に限定 されるものではない。冷媒回路 1の冷媒は、運転時に超臨界状態とならない冷媒 (例 えばフロン系の冷媒等）であってもよい。

[0085] また、膨張機一体型圧縮機 5Aが組み込まれる冷媒回路は、冷媒を一方向にのみ 流通させる冷媒回路 1に限られない。膨張機一体型圧縮機 5Aは、冷媒の流通方向 の変更が可能な冷媒回路に設けられていてもよい。例えば、膨張機一体型圧縮機 5 Aは、四方弁等を有することによって暖房運転および冷房運転の可能な冷媒回路に 設けられていてもよい。

[0086] 図 2に示すように、膨張機一体型圧縮機 5Aの圧縮機構 21および膨張機構 22は、 密閉容器 10の内部に収容されている。膨張機構 22は圧縮機構 21よりも下方に配置 されており、圧縮機構 21と膨張機構 22との間には電動機 23が設けられている。密閉 容器 10内の底部には、油を貯留する油溜まり部 15が形成されている。通常、油溜ま り部 15には、油面 OLが後述する第 1膨張部 30aのべーン 34aの下端部 34eよりも上 方に位置するように、油が溜められている。より好ましくは、膨張機構 22が油中に浸 漬するように、油が溜められている。

[0087] まず、膨張機構 22の構成を説明する。膨張機構 22は、上軸受 41と第 1膨張部 30a と第 2膨張部 30bと下軸受 42とを備えている。第 1膨張部 30aは、第 2膨張部 30bより も下方に配置されている。また、上軸受 41は、第 2膨張部 30bの上方に配置され、下 軸受 42は、第 1膨張部 30aの下方に配置されている。

[0088] 図 3Aは、図 2における D2— D2断面図である。図 3Aに示すように、第 1膨張部 30a は、ロータリ式の膨張機構であり、略円筒状のシリンダ 31 aと、シリンダ 31a内に揷入 された円筒状のピストン 32aとを備えている。シリンダ 31aの内周面とピストン 32aの外 周面との間には、第 1流体室 33aが区画されている。シリンダ 31aには、径方向外側 向きに延びるベーン溝 34cが形成され、このべーン溝 34cにはべーン 34aが摺動可 能に挿入されている。また、シリンダ 31aのべーン 34aの背面側（径方向外側）には、 ベーン溝 34cと連通し、径方向外側向きに延びる背面室 34hが形成されている。背 面室 34hには、ベーン 34aをピストン 32aに向かって付勢するばね 35aが設けられて いる。ベーン 34aは、第 1流体室 33aを高圧側の流体室 HIと低圧側の流体室 L1とに 仕切っている。

[0089] 図 3Bは、図 2における D1— D1断面図である。図 3Bに示すように、第 2膨張部 30b は、第 1膨張部 30aとほぼ同様の構成を有している。すなわち、第 2膨張部 30bもロー タリ式の膨張機構であり、略円筒状のシリンダ 31bと、シリンダ 31b内に挿入された円 筒状のピストン 32bとを備えている。シリンダ 31bの内周面とピストン 32bの外周面との 間には、第 2流体室 33bが区画されている。シリンダ 31bにも、径方向外側向きに延 びるベーン溝 34dが形成され、このべーン溝 34dにはべーン 34bが摺動可能に揷入 されている。また、シリンダ 31bのべーン 34bの背面側には、ベーン溝 34dと連通し、 径方向外側向きに延びる背面室 34iが形成されている。背面室 34iには、ベーン 34b をピストン 32bに向かって付勢するばね 35bが設けられている。ベーン 34bは、第 2流 体室 33bを高圧側の流体室 H2と低圧側の流体室 L2とに仕切って!/、る。第 2膨張部 30bのシリンダ 31bおよびピストン 32bの寸法（内径、外径、高さ）は、第 2流体室 33b の容積が、第 1膨張部 30aの第 1流体室 33aの容積よりも大きくなるように定められて いる。

[0090] 図 2に示すように、膨張機構 22は、上下方向に延びる回転軸 36を圧縮機構 21と共 有している。回転軸 36は、圧縮機構 21を回転させる上側回転部 36eと膨張機構 22 によって回転力を受ける下側回転部 36fとを有している。また、下側回転部 36fは、 第 1偏心部 36aと第 2偏心部 36bとを備えている。第 1偏心部 36aはピストン 32aの内 部に摺動自在に揷入されており、第 2偏心部 36bはピストン 32bの内部に摺動自在 に揷入されている。これにより、ピストン 32aは、第 1偏心部 36aによって、偏心した状 態でシリンダ 31a内を旋回するように規制されている。また、ピストン 32bは、第 2偏心 部 36bにより、偏心した状態でシリンダ 31b内を旋回するように規制されている。なお 、上側回転部 36eと下側回転部 36fとは、膨張機構 22で回収した動力を圧縮機構 2 1に伝達できるように互いに連結された 2つの部品からなって!/、てもよ!/、。

[0091] 第 1膨張部 30aと第 2膨張部 30bとは、仕切板 39によって仕切られている。仕切板 3 9は、第 1膨張部 30aのシリンダ 31 aおよびピストン 32aの上方を覆っており、第 1流体 室 33aの上側を区画している。また、仕切板 39は、第 2膨張部 30bのシリンダ 31bお よびピストン 32bの下方を覆っており、第 2流体室 33bの下側を区画している。なお、 ベーン溝 34cの上側およびべーン溝 34dの下側は仕切板 39によって閉塞されてい る力 背面室 34hの上側および背面室 34iの下側は仕切板 39によって閉塞されてお らず、開口している。

[0092] 仕切板 39には、第 1流体室 33aの低圧側の流体室 L1 (図 3A参照）と第 2流体室 3 3bの高圧側の流体室 H2 (図 3B参照）とを連通させる連通孔 40が形成されている。 なお、本実施形態では、第 1流体室 33aの低圧側の流体室 L1と、第 2流体室 33bの 高圧側の流体室 H2とは、連通孔 40を通じて一つの膨張室を形成している。すなわ ち、冷媒は、第 1流体室 33aの低圧側の流体室 L1と連通孔 40と第 2流体室 33bの高 圧側の流体室 H2とによって形成される一つの空間内で膨張する。

[0093] 第 1膨張部 30aの下部には、下軸受 42が設けられている。下軸受 42は、軸方向に 隣接する上側部材 42aと下側部材 42bとを備え、上側部材 42aによって回転軸 36の 下端部を支持している。上側部材 42aは、第 1膨張部 30aのシリンダ 31aおよびピスト ン 32aの下方を閉塞しており、第 1流体室 33aの下側を区画している。一方、下側部 材 42bは、上側部材 42aの下方を閉塞し、後述する吸入路 44の下側を区画している 。なお、背面室 34hの下側は、上側部材 42aおよび下側部材 42bによって閉塞され ておらず、開口している。

[0094] 下軸受 42には、上側部材 42aと下側部材 42bとにより、冷媒を吸入管 8から第 1流 体室 33aに導く吸入路 44が形成されている。また、上側部材 42aには、第 1流体室 3 3aと吸入路 44とを連通させる吸入孔 44aが形成されている。吸入管 8は、密閉容器 1 0の側部を貫通し、下軸受 42に接続されている。吸入管 8は、吸入路 44と連通してい る（図 3A参照）。また、吸入管 8は、ベーン 34aの下端 34eよりも下方に配置されてい

[0095] 第 2膨張部 30bの上部には、上軸受 41が設けられている。上軸受 41は、第 2膨張 部 30bのシリンダ 31bおよびピストン 32bの上方を閉塞しており、第 2流体室 33bの上 側を区画している。上軸受 41には、冷媒を第 2流体室 33bから吐出管 9に導く吐出 路 43 (図 3B参照）が形成されている。吐出管 9は、密閉容器 10の側部を貫通し、上 軸受 41に接続されている。

[0096] 回転軸 36の下端部は、油溜まり部 15の油に浸漬されている。この回転軸 36の下 端部には、油を汲み上げるための油ポンプ 37が設けられている。油ポンプ 37の吸入 口 37aは、膨張機構 22のべーン 34aの下端 34eよりも低い位置に形成されている。ま た、回転軸 36の内部には、軸方向に直線状に延びる給油路 38が形成されている。

[0097] 上軸受 41は、密閉容器 10の内壁に溶接等により接合されている。なお、シリンダ 3 lb、仕切板 39、シリンダ 31a、および下軸受 42は、ボルト（図示せず）により上軸受 4 1に締結されている。これにより、シリンダ 31b、仕切板 39、シリンダ 31a、および下軸 受 42は、密閉容器 10に固定されることとなる。

[0098] 次に、圧縮機構 21の構成を説明する。圧縮機構 21は、スクロール式の圧縮機構で ある。圧縮機構 21は、密閉容器 10に溶接等により接合されている。圧縮機構 21は、 固定スクロール 51と、固定スクロール 51と軸方向に対向する可動スクロール 52と、回 転軸 36の上側回転部 36eを支持する軸受 53とを備えている。

[0099] 固定スクロール 51には、渦巻形状（例えばインポリュート形状等）のラップ 54が形成 されている。可動スクロール 52には、固定スクロール 51のラップ 54と嚙み合うラップ 5 7が形成されている。これらラップ 54およびラップ 57の間に、渦巻状の圧縮室 58が 区画されている。固定スクロール 51の中央部には、吐出孔 55が設けられている。可 動スクロール 52の下側には、可動スクロール 52の回転を防止するオルダムリング 60 が配置されている。回転軸 36の上端には偏心部 59が形成され、可動スクロール 52 は偏心部 59に支持されている。そのため、可動スクロール 52は、回転軸 36の軸心か ら偏心した状態で旋回する。軸受 53には、給油孔 67が形成されている。

[0100] 固定スクロール 51の上側には、カバー 62が設けられている。固定スクロール 51お よび軸受 53の内部には、冷媒を流通させる上下に延びる吐出路 61が形成されてい る。また、固定スクロール 51および軸受 53の外側には、冷媒を流通させる上下に延 びる流通路 63が形成されている。このような構成により、吐出孔 55から吐出された冷 媒は、カバー 62内の空間にいったん吐出された後、吐出路 61を通じて圧縮機構 21 の下方に吐出される。そして、圧縮機構 21の下方の冷媒は、流通路 63を通じて圧縮 機構 21の上方に導かれる。

[0101] 吸入管 6は、密閉容器 10の側部を貫通し、固定スクロール 51に接続されている。こ れにより、吸入管 6は圧縮機構 21の吸入側に接続されている。吐出管 7は、密閉容 器 10の上部に接続されている。吐出管 7の一端は、密閉容器 10内の圧縮機構 21の 上方の空間に開口している。

[0102] 電動機 23は、回転軸 36の中途部に固定された回転子 71と、回転子 71の外周側 に配置された固定子 72とから構成されている。固定子 72は、密閉容器 10の側部の 内壁に固定されている。固定子 72は、モータ配線（図示せず）を介して端子（図示せ ず）に接続されている。この電動機 23によって、回転軸 36が駆動される。

[0103] 次に、膨張機一体型圧縮機 5Aの動作を説明する。本膨張機一体型圧縮機 5Aで は、電動機 23が駆動されると、回転軸 36が回転する。

[0104] 圧縮機構 21にあっては、回転軸 36の回転に伴って可動スクロール 52が旋回する 。これにより、吸入管 6から冷媒が吸入される。吸入された低圧の冷媒は、圧縮室 58 で圧縮された後、高圧の冷媒となって吐出孔 55から吐出される。そして、吐出孔 55 から吐出された冷媒は、吐出路 61および流通路 63を通じて圧縮機構 21の上方に導 かれ、吐出管 7を通じて密閉容器 10の外部に吐出される。

[0105] 膨張機構 22にあっては、回転軸 36の回転に従って、ピストン 32a, 32bが旋回する 。これにより、吸入管 8から吸入路 44に吸入された高圧の冷媒は、吸入孔 44aを通じ て第 1流体室 33aに流入する。第 1流体室 33aに流入した高圧の冷媒は、第 1流体室 33aの低圧側の流体室 L1と連通孔 40と第 2流体室 33bの高圧側の流体室 H2とによ つて形成される一つの空間内で膨張し、低圧の冷媒となる。この低圧の冷媒は、吐出 路 43 (図 3B参照）を通じて吐出管 9に流れ込み、吐出管 9を通じて密閉容器 10の外 部に吐出される。

[0106] 次に油の供給動作について説明する。まず、圧縮機構 21への油の供給動作を説 明する。

[0107] 回転軸 36の回転に伴って、油溜まり部 15の油は、油ポンプ 37によって汲み上げら れ、回転軸 36の給油路 38内を圧縮機構 21まで上昇する。そして、軸受 53の内部空 間 53aに供給される。内部空間 53a内に供給された油は、給油孔 67を通じて圧縮機 構 21の摺動部に供給される。そして、当該油は、圧縮機構 21の摺動部の潤滑およ びシールを行う。潤滑およびシールの後、油は、軸受 53の下端部から密閉容器 10 の内部に排出され、電動機 23の隙間（回転子 71と固定子 72との隙間、固定子 72と 密閉容器 10との隙間等）を経由して油溜まり部 15に戻る。

[0108] ところで、圧縮機構 21の摺動部に供給された油の一部は、圧縮室 58に流れ込み、 冷媒と混合する。そのため、冷媒と混合した油は、冷媒とともに吐出孔 55および吐出 路 61を通じて密閉容器 10の内部に吐出される。吐出された油の一部は、重力や遠 心力などにより、冷媒から分離される。そして、電動機 23の隙間を経由して油溜まり 部 15に戻る。一方、冷媒から分離されなかった油は、冷媒とともに圧縮機構 21の上 方に導かれ、吐出管 7を通じて密閉容器 10の外部に吐出される。

[0109] 次に膨張機構 22への油の供給動作について説明する。

[0110] 上述したように、油溜まり部 15には、油面 OLがべーン 34aの下端部 34eよりも上方 に位置するように、より好ましくは、膨張機構 22が油中に浸漬するように、油が溜めら れている。そのため、第 1膨張部 30a、または、第 1膨張部 30aおよび第 2膨張部 30b の両方が油中に浸漬している。また、第 1膨張部 30aの背面室 34hの上側および下 側は開口しており、第 2膨張部 30bの背面室 34iの下側も開口している。これにより、 油溜まり部 15の油は、上記開口力もべーン溝 34cおよびべーン溝 34d、または、第 1 膨張部 30aおよび第 2膨張部 30bの内部に浸入し、各摺動部に供給される。そして、 当該油は、膨張機構 22の摺動部の潤滑およびシールを行う。

[0111] 以上より、本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Aでは、圧縮機構 21が膨張機 構 22よりも上方に設けられており、圧縮機構 21には、油ポンプ 37により、給油路 38 を介して油溜まり部 15の油が供給される。一方、油溜まり部 15には、油面 OLがべ一 ン 34aの下端 34eよりも高くなるように油が貯留されており、膨張機構 22のべーン 34a , 34bには、油溜まり部 15から直接油が供給される。そのため、油溜まり部 15の油面 OLが低下し、ベーン 34aの下端 34eよりも下方に至った場合、まず、膨張機構 22の ベーン 34a, 34bに油が供給されなくなる。これにより、油溜まり部 15の油面 OLの低 下は抑制される。一方、油ポンプ 37の吸入口 37aが膨張機構 22のべーン 34aの下 端 34eよりも低い位置に形成されているため、圧縮機構 21には油が供給され続ける 。そのため、圧縮機構 21に安定して油を供給することができる。したがって、本膨張 機一体型圧縮機 5Aによれば、膨張機構 22に優先して圧縮機構 21に油を供給する ことができ、圧縮機構 21の潤滑油不足に起因する動作の不安定さを抑制することが できる。また、圧縮機構 21の動作を安定させることにより、圧縮機構 21を動力源とす る冷凍サイクルの性能低下を防止することもできる。

[0112] また、本膨張機一体型圧縮機 5Aによれば、油溜まり部 15に、膨張機構 22が油に 浸漬する程度に油を貯留しておくことにより、ベーン 34a, 34bに確実に油を供給す ること力 Sできる。これにより、簡単な作業により膨張機構 22の膨張効率の低下を防止 すること力 Sでさる。

[0113] ところで、本膨張機一体型圧縮機 5Aでは、圧縮機構 21に供給された油は、圧縮 機構 21の摺動部を潤滑した後、油溜まり部 15に戻る。あるいは、吐出冷媒とともに密 閉容器 10内に吐出された後、密閉容器 10内において冷媒と分離され、油溜まり部 1 5に戻る。そのため、油溜まり部 15の油は、比較的高温となる。一方、膨張機構 22に は、比較的低温の冷媒が供給される。

[0114] 本膨張機一体型圧縮機 5Aでは、吸入管 8がべーン 34aの下端 34eよりも下方に配 置されている。また、油溜まり部 15には、油面 OLがべーン 34aの下端 34eよりも高く なるように油が貯留されている。これにより、吸入管 8は、油溜まり部 15の油に浸漬さ れることとなる。そのため、高温の油溜まり部 15の油から低温である吸入管 8内の冷 媒に熱が移動し、膨張機構 22に吸入される冷媒が加熱される。したがって、本膨張 機一体型圧縮機 5Aによれば、膨張機構 22に吸入される冷媒のェンタルビが増加し 、膨張機構 22の回収動力が増加する。

[0115] 本膨張機一体型圧縮機 5Aでは、吐出管 9は、上軸受 41に接続されており、油溜ま り部 15の油面 OLよりも上方に配置されている。そのため、油溜まり部 15の油から吐 出管 9内の冷媒 (膨張機構 22から吐出された冷媒)への熱移動を防止することができ る。したがって、本膨張機一体型圧縮機 5Aによれば、冷凍サイクル装置内の蒸発器 3における吸熱能力の低下を低減することができ、冷凍サイクル装置の冷凍性能の 向上を図ることができる。

[0116] 本膨張機一体型圧縮機 5Aでは、圧縮機構 21としてスクロール式圧縮機が用いら れている。スクロール式圧縮機は、ロータリ式圧縮機のような仕切部材を有していな い。したがって、本膨張機一体型圧縮機 5Aによれば、圧縮機構 21の仕切部材への 給油不足という問題は発生することがなぐ圧縮機構 21の動作を安定させることがで きる。

[0117] ところで、膨張後の冷媒を吐出する吐出管 9は、油から冷媒への熱移動を抑制する 観点より、油溜まり部 15から離れた位置に配置されることが望ましい。また、熱移動の 抑制、および、圧力損失を抑える観点より、膨張機構 22内における冷媒の膨張経路 (流路の全長）は短!/、方が好ましレ、。

[0118] 本膨張機一体型圧縮機 5Aでは、吐出管 9は上軸受 41に接続されている。これに より、吐出管 9を油溜まり部 15から離れた位置に配置することが可能となる。また、本 膨張機一体型圧縮機 5によれば、吐出管 9が接続される第 2膨張部 30bが上側に配 置されているため、吐出管 9を油溜まり部 15から離すために無用に迂回路を設ける 必要がなぐ膨張経路を短縮することができる。そのため、油溜まり部 15の油から膨 張機構 22の吐出冷媒への熱移動を抑制し、冷媒の圧力損失を抑えることができる。

[0119] さらに、本膨張機一体型圧縮機 5Aによれば、吐出管 9が上軸受 41に接続されてい る。そのため、油溜まり部 15の油面 OLを吐出管 9よりも下方に設定しても、ベーン 34 a, 34bに十分に油を給油することが可能となる。これにより、ベーン 34a, 34bへの給 油と、油溜まり部 15の油から吐出管 9内の冷媒 (膨張機構 22から吐出された冷媒)へ の熱移動の抑制とを同時に行うことができる。したがって、本膨張機一体型圧縮機 5 Aを用いると、冷凍サイクル装置内の蒸発器 3における吸熱能力の低下を低減するこ とができる。これにより、冷凍サイクル装置の冷凍性能の向上を図ることができる。

[0120] なお、本実施形態では、冷媒として二酸化炭素を用いていた。ここで、一般的に、 超臨界状態の二酸化炭素には油が比較的溶け込みやすい。そのため、冷媒として 二酸化炭素を用いる膨張機一体型圧縮機では、本来的に油不足が生じやすい。し かし、本膨張機一体型圧縮機 5Aによれば、前述のように圧縮機構 21に確実に油を 供給することカでき、油不足を効果的に防止することができる。したがって、作動流体 として二酸化炭素を用いた場合であっても、圧縮機構 21の潤滑油不足に起因する 動作の不安定さを抑制することができる。また、圧縮機構 21の動作を安定させること により、圧縮機構 21を動力源とする冷凍サイクルの性能低下を防止することもできる

[0121] なお、本実施形態では、ベーン 34a, 34bはそれぞれ、ピストン 32a, 32bと別体に 形成されていた。し力、し、ば、ね 35a, 35bの代わりに、ベーン 34a, 34bを狭持するとと もにベーン溝 34c, 34d内で揺動するブッシュを設け、ベーン 34a, 34bをそれぞれ ピストン 32a, 32bと一体化させてもよい。つまり、本明細書でいうロータリ式の膨張機 構には、ローリングピストン式の膨張機構だけでなぐいわゆるスイング式の膨張機構 も含まれる。

[0122] (第 2の実施形態）

第 1の実施形態では、膨張機構 22の一部または全部を油溜まり部 15の油に浸漬さ せ、油溜まり部 15から直接べーン 34a, 34bに給油することとしていた。本実施形態 に係る膨張機一体型圧縮機 5Bは、油溜まり部 15から直接給油する他、回転軸 36側 力、らベーン 34a, 34bに給油する給油経路を設け、油面 OLが低下した場合において も確実にベーン 34a, 34bに油を供給するものである。

[0123] 図 4に示すように、本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Bは、第 1の実施形態 に係る膨張機一体型圧縮機 5Aとほぼ同様の構成をしている。そのため、異なる部分 につ!/、てのみ説明することとする。

[0124] 本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Bの下軸受 42の内周面には、軸方向に 螺旋状に延びる給油溝 68aが形成されている。また、上軸受 41の内周面には、軸方 向に螺旋状に延びる給油溝 68bが形成されている。なお、給油溝 68aは、回転軸 36 にお!/、て下軸受 42に支持されて!/、る部分の外周面に形成されて!/、てもよ!/、。また、 給油溝 68bも同様に、回転軸 36において上軸受 41に支持されている部分の外周面 に形成されていてもよい。

[0125] 上軸受 41の内部には、給油溝 68bからべーン溝 34dまで延びる上連通孔 69が形 成されている。また、下軸受 42の上側部材 42aの内部には、給油溝 68aからべーン 溝 34cまで延びる下連通孔 78が形成されている。

[0126] 以上のような構成により、本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Bでは、回転軸 36の回転に伴い、油溜まり部 15の油は、油ポンプ 37によって給油路 38内に汲み上 げられるとともに、給油溝 68aにも汲み上げられる。このようにして、給油溝 68aに汲 み上げられた油は、下軸受 42の上側部材 42aと回転軸 36との摺動部を潤滑しつつ 給油溝 68aを上昇する。そして、回転軸 36の第 1偏心部 36aおよび第 2偏心部 36b やピストン 32aおよびピストン 32bの摺動部に供給され、各摺動部の潤滑およびシー ルを行う。また、給油溝 68aを流れる油の一部は、下連通孔 78を通り、ベーン溝 34c に導かれる。ベーン溝 34cに導かれた油は、ベーン 34aの潤滑およびシールを行う。

[0127] 回転軸 36の第 1偏心部 36aおよび第 2偏心部 36bやピストン 32aおよびピストン 32 bの摺動部を潤滑した油は、やがて給油溝 68bに導かれ、上軸受 41と回転軸 36との 摺動部を潤滑しつつ上昇する。このとき、給油溝 68bを流れる油の一部は、上連通 孔 69へと流入し、ベーン溝 34dに導かれる。ベーン溝 34dに導かれた油は、ベーン 34bの潤滑およびシールを行う。

[0128] 以上のように、本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Bによれば、給油溝 68aお よび下連通孔 78を通じてべーン 34aに油を供給することができ、給油溝 68bおよび 上連通孔 69を通じてべーン 34bに油を供給することができる。また、給油溝 68aに油 を汲み上げる油ポンプ 37は、回転軸 36の下端部に取り付けられており、油ポンプ 37 の吸入口 37aは、膨張機構 22のべーン 34aの下端 34eよりも低!/、位置に形成されて いる。そのため、油溜まり部 15の油面 OLが低下し、膨張機構 22が油に浸漬されなく なった場合においても、ベーン 34a, 34bに確実に油を供給することができる。したが つて、本膨張機一体型圧縮機 5Bによれば、圧縮機構 21に確実に給油するとともに、 膨張機構 22に対しても確実に給油することができる。そのため、圧縮機構 21の潤滑 油不足に起因する動作の不安定さを抑制するとともに、膨張機構 22の膨張性能の 低下を防止することができる。

[0129] (第 3の実施形態）

図 5に示すように、本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Cも、第 1の実施形態 に係る膨張機一体型圧縮機 5Aとほぼ同様の構成をしている。そのため、異なる部分 につ!/、てのみ説明することとする。

[0130] 本膨張機一体型圧縮機 5Cには、第 2の実施形態と同様に、給油溝 68a, 68bが設 けられている。また、上軸受 41の背面室 34iの上に位置する部分には、上軸受 41の 上面 41 aから底面まで貫く上貫通孔 66が設けられている。さらに、仕切板 39の横断 面形状をシリンダ 31a, 31bの横断面形状と同様に（一致するように)形成し、仕切板 39には背面室 34hと背面室 34iとを連通する連通孔 64が形成されている。

[0131] このような構成により、本膨張機一体型圧縮機 5Cにおいても、回転軸 36の回転に 伴い、油溜まり部 15の油は、給油溝 68aに汲み上げられ、各摺動部の潤滑およびシ ールをしつつ上昇する。やがて給油溝 68bに導かれて給油溝 68bの上端部まで至つ た油は、上軸受 41の上面 41aへ流れ出る。そして、上軸受 41の上面 41aに流れ出 た油は、上面 41aを流れ、上貫通孔 66からシリンダ 31bの背面室 34i内に流入する。 そして、背面室 34i、連通孔 64および背面室 34hによって形成された空間内を落下 する。その際、当該油の一部は、流体室 33b, 33aの内外の圧力差により、ベーン溝 34dおよびべーン溝 34cに吸入され、ベーン 34bとべーン溝 34dとの隙間、および、 ベーン 34aとべーン溝 34cとの隙間を潤滑およびシールする。

[0132] 以上のように、本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Cによっても、給油溝 68a , 68b、上軸受 41の上面 41aおよび上貫通孔 66を通じてべーン 34a, 34bに油を供 給すること力できる。そのため、本膨張機一体型圧縮機 5Cによっても、油溜まり部 15 の油面 OLが低下した場合、圧縮機構 21に確実に給油するとともに、膨張機構 22に 対しても確実に給油することができる。

[0133] なお、図 5に示すように、上軸受 41の上面 41aに、給油溝 68bと上貫通孔 66とを結 ぶ給油溝 41bを形成してもよい。また、上軸受 41の上面 41aを、回転軸 36側から上 貫通孔 66に向力、つて下方に傾斜するように形成してもよい。上軸受 41をこのような形 状に形成することにより、給油溝 68bから上軸受 41の上面 41aに流れ出た油力 上 貫通孔 66に流れ込み易くなる。したがって、このような膨張機一体型圧縮機 5Cによ れば、より確実にベーン 34a, 34bに油を供給することができる。

[0134] また、図 5では、背面室 34hの下側が広く開口している力 下軸受 42によって背面 室 34hの下側を閉塞し、下軸受 42に図 5の開口よりも小径の貫通孔を設けてもよい。 このような形態によれば、背面室 34iに流れ込んだ油は背面室 34i、連通孔 64、背面 室 34hによって形成される空間内に一時的に貯留されることとなり、油がベーン 34a, 34b側により吸入され易くなる。そのため、より確実にベーン 34a, 34bに油を供給す ること力 Sできる。また、同様に、連通孔 64の径を小さくしても同様の効果を得ることが できる。

[0135] (第 4の実施形態）

第 1の実施形態では、第 2膨張部 30bが、第 1膨張部 30aよりも上方に設けられてい た。本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Dは、第 2膨張部 30bを第 1膨張部 30 aよりも下方に設けたものである。なお、第 1膨張部 30aと第 2膨張部 30bの基本的な 構成は第 1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。以下、異なる部分につ いてのみ説明する。

[0136] 図 6に示すように、本膨張機一体型圧縮機 5Dでは、第 2膨張部 30bが第 1膨張部 3 0aよりも下方に設けられている。また、油溜まり部 15には、油面 OLがべーン 34bの 下端部 34はりも上方に位置するように、より好ましくは、膨張機構 22が油中に浸漬 するように、油が溜められている。

[0137] 第 1膨張部 30aと第 2膨張部 30bとは、仕切板 39によって仕切られている。仕切板 3 9は、第 1膨張部 30aのシリンダ 31 aおよびピストン 32aの下方を覆っており、第 1流体 室 33aの下側を区画している。また、仕切板 39は、第 2膨張部 30bのシリンダ 31bお よびピストン 32bの上方を覆っており、第 2流体室 33bの上側を区画している。なお、 背面室 34hの下側および背面室 34iの上側は、仕切板 39によって閉塞されておらず 、開口している。また、仕切板 39には、第 1の実施形態と同様に、連通孔 40が形成さ れている。

[0138] 第 2膨張部 30bの下部には、下軸受 42が設けられている。下軸受 42は、軸方向に 隣接する上側部材 42aと下側部材 42bとを備えて!/、る。上側部材 42aは、第 2膨張部 30bのシリンダ 31bおよびピストン 32bの下方を閉塞しており、第 2流体室 33bの下側 を区画している。一方、下側部材 42bは、上側部材 42aの下方を閉塞し、後述する吐 出路 43の下側を区画している。なお、背面室 34iの下側は、上側部材 42aおよび下 側部材 42bによって閉塞されておらず、開口している。

[0139] 下軸受 42には、冷媒を第 2流体室 33bから吐出管 9に導く吐出路 43の一部が形成 されている。また、上側部材 42aには、第 2流体室 33bと吐出路 43とを連通させる吐 出孔 43aが形成されている。吐出路 43は、下軸受 42からシリンダ 31b, 31aを貫通し 、上軸受 41にまで至るように形成されている。吐出管 9は、密閉容器 10の側部を貫 通し、吐出路 43と連通するように上軸受 41に接続されて!/、る。

[0140] 第 1膨張部 30aの上部には、上軸受 41が設けられている。上軸受 41は、第 1膨張 部 30aのシリンダ 31aおよびピストン 32aの上方を閉塞しており、第 1流体室 33aの上 側を区画している。上軸受 41には、冷媒を吸入管 8から第 1流体室 33aに導く吸入路 44が形成されている。吸入管 8は、密閉容器 10の側部を貫通し、吸入路 44と連通す るように上軸受 41に接続されて!/、る。

[0141] このように、本実施形態において膨張機構 22は、第 1膨張部 30aのシリンダ 31a (第

1シリンダ）の上端面を閉塞する上軸受 41 (上閉塞部材）と、第 2膨張部 30bのシリン ダ 31b (第 2シリンダ）の下端面を閉塞する下軸受 42 (下閉塞部材）とを備えてレ、る。 上軸受 41には、膨張するべき冷媒を第 1膨張部 30aの流体室 33aに吸入させるため の吸入孔 44aと、吸入管 8 (第 2吸入管）によって密閉容器 10の内部に導かれた冷媒 を吸入孔 44aに導く吸入路 44と、膨張後の冷媒を吐出管 9 (第 2吐出管）に導く吐出 路 43の一部とが形成されている。下軸受 42には、膨張後の冷媒を第 2膨張部 30bの 流体室 33bから吐出させるための吐出孔 43aが形成されている。吐出孔 43aを通じて 第 2膨張部 30bの流体室 33bから吐出された冷媒を吐出管 9に導く吐出路 43が、上 下方向に延びる形で、下軸受 42、シリンダ 31b、仕切板 39およびシリンダ 31aの内 部にも形成されている。膨張後の冷媒は、第 2膨張部 30bと第 1膨張部 30aとを下か ら上に向かって流通し、下軸受 42の内部から上軸受 41の内部に至る。また、膨張す るべき冷媒が密閉容器 10の外部から吸入路 44に直接流入するように、吸入管 8が 密閉容器 10を貫通して上軸受 41に直結されている。膨張後の冷媒が吐出路 43から 密閉容器 10の外部に直接流出するように、吐出管 9が密閉容器 10を貫通して上軸 受 41に直結されている。

[0142] このような構成によれば、吸入管 8および吐出管 9を上軸受 41に接続するので、配 管の接続が容易である。言い換えれば、組み立て時間の短縮化を図ることができる。 また、吐出路 43の一部が油面 OLよりも下方に位置しているので、油から膨張機構 2 2への熱移動を抑制する効果を期待できる。また、吐出路 43が比較的長く形成され ており、吐出路 43を流通する間に膨張後の冷媒のェンタルビが増加するので、冷凍 サイクル装置 1の蒸発器 3 (図 1参照）の小型化に有利である。特に、本実施形態のよ うに、下軸受 42の内部に吐出路 43の一部を形成する場合には、吐出路 43の容積を 大きくすることができ、冷媒のェンタルピ増大の効果も十分に期待できる。

[0143] 以上が第 4の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Dの構成である。次に、膨張 機一体型圧縮機 5Dの動作を説明する。なお、圧縮機構 21に関しては第 1の実施形 態と同様であるため説明を省略する。以下、膨張機構 22の動作について説明する。

[0144] 回転軸 36の回転に従って、ピストン 32a, 32bが旋回する。これにより、吸入管 8か ら吸入路 44に吸入された高圧の冷媒は、第 1流体室 33aに流入する。第 1流体室 33 aに流入した高圧の冷媒は、第 1流体室 33aの低圧側の流体室 L1と連通孔 40と第 2 流体室 33bの高圧側の流体室 H2とによって形成される一つの空間内で膨張し、低 圧の冷媒となる。第 2流体室 33bの低圧の冷媒は、吐出孔 43aを通じて吐出路 43へ 流入する。冷媒は吐出路 43内を上方に上昇し、やがて吐出管 9に流れ込み、吐出 管 9を通じて密閉容器 10の外部に吐出される。 [0145] 次に油の供給動作について説明する。なお、圧縮機構 21への油の供給動作につ いては第 1の実施形態と同様であるため説明を省略する。以下、膨張機構 22への油 の供給動作について説明する。

[0146] 上述したように、油溜まり部 15には、油面 OLがべーン 34bの下端部 34はりも上方 に位置するように、より好ましくは、膨張機構 22が油中に浸漬するように、油が溜めら れている。そのため、第 2膨張部 30b、または、第 2膨張部 30bおよび第 1膨張部 30a の両方が油中に浸漬している。また、第 2膨張部 30bの背面室 34iの上側および下 側は開口しており、第 1膨張部 30aの背面室 34hの下側も開口している。これにより、 油溜まり部 15の油は、当該開口からベーン溝 34dおよびべーン溝 34c、または、第 2 膨張部 30bおよび第 1膨張部 30aの内部に浸入し、各摺動部に供給される。そして、 当該油は、膨張機構 22の摺動部の潤滑およびシールを行う。

[0147] 以上のように、本膨張機一体型圧縮機 5Dによれば、第 1の実施形態と同様に、膨 張機構 22に優先して圧縮機構 21に油を供給することができ、圧縮機構 21の潤滑油 不足に起因する動作の不安定さを抑制することができる。また、油溜まり部 15の油を 、膨張機構 22が油に浸漬する程度に設定することにより、ベーン 34a, 34bに確実に 給油すること力 Sでさる。

[0148] ところで、ベーン 34a, 34bへの給油が不足すると、シール性能が低下し、第 1流体 室 33aまたは第 2流体室 33bから冷媒が漏れてしまう。また、膨張機構 22内において 下流側に位置する第 2流体室 33bの内外の圧力差は、上流側に位置する第 1流体 室 33aの内外の圧力差よりも大きい。そのため、ベーン 34bのシール性能が低下する と、ベーン 34aのシール性能が低下する場合に比べ、より多くの冷媒が漏れることと なり、膨張機構 22の性能低下につながる。

[0149] しかし、本膨張機一体型圧縮機 5Dでは、第 2膨張部 30bは第 1膨張部 30aよりも下 方に設けられている。そのため、油溜まり部 15の油が減少し、油面 OLが低下した場 合であっても、まず、ベーン 34aへの油の供給ができなくなり、油面 OLの低下が抑制 される。したがって、本膨張機一体型圧縮機 5Dによれば、第 2膨張部 30bのべーン 3 4bへの給油不足を回避し、膨張機構 22の性能低下を防止することができる。

[0150] (第 5の実施形態） 図 7に示すように、本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Eは、第 1膨張部 30a が第 2膨張部 30bよりも下方に設けられている。この構成については、第 1の実施形 態と共通である。本実施形態において膨張機構 22は、第 2膨張部 30bのシリンダ 31 bの上端面を閉塞する上軸受 41 (上閉塞部材）と、第 1膨張部 30aのシリンダ 31aの 下端面を閉塞する下軸受 42 (下閉塞部材）とを備えている。下軸受 42には、膨張す るべき冷媒を第 1膨張部 30aの流体室 33aに吸入させるための吸入孔 44aが形成さ れている。上軸受 41には、吸入管 8 (第 2吸入管）によって密閉容器 10の内部に導か れた冷媒を下軸受 42に形成された吸入孔 44aに導く吸入路 44の一部と、膨張後の 冷媒を第 2膨張部 30bの流体室 33bから吐出させるための吐出孔 43aと、吐出孔 43 aを通じて第 2膨張部 30bの流体室 33bから吐出された冷媒を吐出管 9 (第 2吐出管） に導く吐出路 43とが形成されている。吸入路 44は、上下方向に延びる形で、シリン ダ 31b、仕切部材 39、シリンダ 31 aおよび下軸受 42の内部にも形成されている。膨 張するべき冷媒は、第 2膨張部 30bと第 1膨張部 30aとを上から下に向かって流通し 、上軸受 41の内部から下軸受 42の内部に至る。また、膨張するべき冷媒が密閉容 器 10の外部から吸入路 44に直接流入するように、吸入管 8が密閉容器 10を貫通し て上軸受 41に直結されている。膨張後の冷媒が吐出路 43から密閉容器 10の外部 に直接流出するように、吐出管 9が密閉容器 10を貫通して上軸受 41に直結されてい る。つまり、冷媒の流路の構成は第 4の実施形態と共通である力 S、冷媒の流通方向が 第 4の実施形態とは反対になって!/、る。

本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Eによれば、吸入管 8および吐出管 9を 上軸受 41に直結する。そのため、第 1の実施形態（図 2参照）のように、下軸受 42に 吸入管 8 (または吐出管 9)を接続し、上軸受 41に吐出管 9 (または吸入管 8)を接続 する構成に比べ、配管の接続が容易である。言い換えれば、組み立て時間の短縮化 を図ること力 Sできる。また、吸入路 44の一部が油面 OLよりも下方に位置し、かつ吸入 路 44が比較的長く形成されているので、吸入路 44を流通する間に、膨張させるべき 冷媒のェンタルビが増加する。この場合、膨張機構 22の回収動力の増加を期待でき る。特に、本実施形態のように、下軸受 42の内部に吸入路 44の一部を形成する場 合には、吸入路 44の容積を大きくすることができ、冷媒のェンタルピ増大の効果も十 分に期待できる。

[0152] (第 6の実施形態）

本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Fは、膨張機構 22が油面 OLよりも上に 位置している点で、第 1〜第 5の実施形態と相違する。圧縮機構 21および膨張機構 22への給油は、回転軸 36の下端部に設けられた油ポンプ 37によって行われる。

[0153] 図 8に示すように、膨張機一体型圧縮機 5Fの圧縮機構 21および膨張機構 22は、 密閉容器 10の内部に収容されている。膨張機構 22は圧縮機構 21よりも下方に配置 されており、圧縮機構 21と膨張機構 22との間には電動機 23が設けられている。密閉 容器 10内の底部には、油を貯留する油溜まり部 15が形成されている。油溜まり部 15 には、油面 OLが後述する第 1膨張部 30aのシリンダ 31aよりも下方に位置する程度 に、油が溜められている。

[0154] まず、膨張機構 22の構成を説明する。膨張機構 22は、下軸受 42と第 1膨張部 30a と第 2膨張部 30bと上軸受 41とを備えている。第 1膨張部 30aは、第 2膨張部 30bより も下方に配置されている。また、上軸受 41は、第 2膨張部 30bの上方に配置され、下 軸受 42は、第 1膨張部 30aの下方に配置されている。

[0155] 図 9Aは、図 8における D4— D4断面図である。第 1膨張部 30aの基本的な構成は 、図 2Aで説明した通りである。第 1の実施形態（図 2A)と、本実施形態との相違は、 吸入管 8がシリンダ 31aに直結されている点にある。すなわち、シリンダ 31aには外部 力、ら高圧側の流体室 HIに向かって延びる吸入孔 8aが形成されている。吸入孔 8aに は吸入管 8の一端が揷入されて!/、る。

[0156] 図 9Bは、図 8における D3— D3断面図である。第 2膨張部 30bの基本的な構成は 、図 2Bで説明した通りである。第 1の実施形態（図 2B)と、本実施形態との相違は、 吐出管 9がシリンダ 31bに直結されている点にある。すなわち、シリンダ 31bには、低 圧側の流体室 L2から外部に向かって延びる吐出孔 9aが形成されている。吐出孔 9a には吐出管 9の一端が揷入されて!/、る。

[0157] 図 8に示すように、第 1膨張部 30aと第 2膨張部 30bとを仕切る仕切板 39には、背面 室 34hと背面室 34iとを連通する連通孔 64が形成されている。

[0158] また、下軸受 42の背面室 34hの下に位置する部分には、下軸受 42の上面から底 面まで貫く下貫通孔 65が形成されている。

[0159] また、上軸受 41の背面室 34iの上に位置する部分には、上軸受 41の上面 41aから 底面まで貫く上貫通孔 66が形成されている。

[0160] 回転軸 36の下端部は、油溜まり部 15の油に浸漬されている。この回転軸 36の下 端部には、油を汲み上げる油ポンプ 37が設けられている。回転軸 36の内部には、軸 方向に直線状に延びる給油路 38が形成されている。また、下軸受 42の内周面には 、軸方向に螺旋状に延びる給油溝 68aが形成され、上軸受 41の内周面には、軸方 向に螺旋状に延びる給油溝 68bが形成されている。なお、給油溝 68aは、回転軸 36 における下軸受 42に支持されている部分の外周面に形成されていてもよい。また、 給油溝 68bは、回転軸 36における上軸受 41に支持されている部分の外周面に形成 されていてもよい。

[0161] 上軸受 41の上面 41a上にはカバー 81が設けられている。カバー 81は、上貫通孔 6 6と回転軸 36の外周部（上軸受 41よりも上側の外周部）とを一体的に覆い、上軸受 4 1の上面 41a上に一つの閉空間 80を形成している。これにより、回転軸 36の給油溝 68bから上軸受 41の上面 41aに流れ出た油は、上貫通孔 66へと導かれ、背面室 34 i、連通孔 64および背面室 34hにより形成された空間内に流入し、貯留される。また、 その一部は、下貫通孔 65を通り、油溜まり部 15に戻されることとなる。

[0162] 次に膨張機構 22への油の供給動作について説明する。

[0163] 回転軸 36の回転に伴って、油溜まり部 15の油は、油ポンプ 37によって汲み上げら れ、下軸受 42と回転軸 36との摺動部を潤滑しつつ給油溝 68aを上昇する。そして、 給油溝 68aの油は、回転軸 36の第 1偏心部 36aおよび第 2偏心部 36bやピストン 32 aおよびピストン 32bの摺動部に供給され、各摺動部の潤滑およびシールを行う。各 摺動部を潤滑した油は、給油溝 68bに導かれ、上軸受 41と回転軸 36との摺動部を 潤滑しつつ上昇する。やがて給油溝 68bの上端部まで至った油は、上軸受 41の上 面 41 aに流れ出る。

[0164] 上軸受 41の上面 41aに流れ出た油は、カバー 81により形成された閉空間 80内を 通り、上貫通孔 66からシリンダ 31bの背面室 34i内に流入する。そして、背面室 34i、 連通孔 64および背面室 34hによって形成された空間内に貯留される。貯留された油 は、各流体室 33a, 33b内外の圧力差により、ベーン溝 34c, 34d内をべーン 34a, 3 4bの背面側力も先端側へ向力、つて流れていく。そして、ベーン 34bとべーン溝 34dと の隙間、および、ベーン 34aとべーン溝 34cとの隙間を潤滑およびシールする。また 、貯留された油の一部は、下軸受 42の下貫通孔 65から油溜まり部 15に向かって落 下していく。

[0165] なお、本実施形態では、回転軸 36の内部の給油路 38を上昇する油は圧縮機構 2 1にのみ供給され、膨張機構 22には供給されないこととしている。しかし、回転軸 36 の中途部に軸方向と交差する方向に延びる貫通孔を設け、この貫通孔により、給油 路 38内の油を膨張機構 22の摺動部に供給してもよい。

[0166] 以上のように、本実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Fでは、油ポンプ 37により 、油溜まり部 15の油は、給油溝 68a、給油溝 68b、上軸受 41の上面 41a、上貫通孔 66を通り、背面室 34i、連通孔 64および背面室 34hによって形成された空間内に流 入し、貯留される。また、上記空間に貯留された油は、各流体室 33a, 33b内外の圧 力差により、ベーン溝 34c, 34d内をべーン 34a, 34bの背面側から先端側へ向かつ て流れていく。これにより、回転軸 36から遠い位置にあるべーン 34a, 34bの背面側 端から先端までの全域に渡って、油溜まり部 15の油を供給することができる。したが つて、ベーン 34a, 34bを十分に f 滑するとともに、ベーン 34a, 34bと?冓咅 34c, 34 dとの隙間を良好にシールすることができる。そのため、本膨張機一体型圧縮機 5Fで は、油溜まり部 15の油量を減らし、膨張機構 22が油溜まり部 15の油に浸からないよ うにすることが可能となる。したがって、本膨張機一体型圧縮機 5Fによれば、油から 膨張機構 22における冷媒への熱移動を抑制することができる。

[0167] ところで、油ポンプ 37により、油溜まり部 15の油は順次汲み上げられ、給油溝 68a および給油溝 68bに導かれる。そのため、給油溝 68bを通じて上方に導かれた油は 、やがて上軸受 41と回転軸 36との接触面から上軸受 41の上面 41aに流れ出る。油 溜まり部 15の油は高温であるため、上軸受 41の上面 41aに流れ出た油も比較的高 温となる。そのため、このような高温の油が上面 41a上に溜まると、上軸受 41が加熱 され、さらには、第 2流体室 33b内の冷媒が加熱されてしまうこととなる。

[0168] しかし、本膨張機一体型圧縮機 5Fによれば、上軸受 41の上面 41aに流れ出た油 は、上貫通孔 66を通り、背面室 34i、連通孔 64および背面室 34hによって形成され た空間内に流入する。そのため、ベーン 34a, 34bに油を供給するとともに、上軸受 4 1の上面 41aに油が溜まることを防止することができる。したがって、本膨張機一体型 圧縮機 5Fによれば、簡単な構成により、膨張機構 22のべーン 34a, 34bに十分に油 を供給するとともに、膨張機構 22における油から冷媒への熱移動を抑制することが 可能となる。

[0169] 本膨張機一体型圧縮機 5Fの上軸受 41には、上面 41a上において、上貫通孔 66と 回転軸 36の外周部とを一体的に覆い、上軸受 41の上面 41a上に一つの閉空間 80 を形成するカバー 81が固定されている。これにより、上軸受 41の上面 41aに流れ出 た油の全てを上貫通孔 66に導くことが可能となる。したがって、ベーン 34a, 34bに 確実に給油することができる。また、上軸受 41の上面 41 aの一部分をカバー 81で覆 うことにより、上軸受 41の上面 41aに流れ出た油を上面 41aの一部分に留め、他の 部分に拡がらないようにすることができる。そのため、油の熱が上軸受 41に移動する ことをさらに防止すること力 Sできる。

[0170] なお、カバー 81は、上軸受 41の上面 41aに流れ出た油を上貫通孔 66に円滑に導 くものであればよい。そのため、上述のように閉空間 80を形成するものでなくてもよく 、また、上軸受 41の上面 41aに流れ出た油の全てを上貫通孔 66に導くものでなくて あよい。

[0171] また、カバー 81を設けずに、上軸受 41の上面 41aに、給油溝 68bと上貫通孔 66と を結ぶ給油溝を形成してもよい。もしくは、カバー 81を設けずに、上軸受 41の上面 4 laを、回転軸 36側から上貫通孔 66に向かって下方に傾斜するように形成してもよい 。上軸受 41をこのような形状に形成することによつても、給油溝 68bから上軸受 41の 上面 41 aに流れ出た油を、上貫通孔 66に導くことができる。なお、上軸受 41をこのよ うな形状に形成した上でカバー 81を設けることとしてももちろんよい。

[0172] さらに、本膨張機一体型圧縮機 5Fでは、上貫通孔 66から背面室 34i、連通孔 64 および背面室 34hによって形成された空間内に流入した油の一部は、下貫通孔 65 力、ら油溜まり部 15に返送される。つまり、本膨張機一体型圧縮機 5Fの上貫通孔 66、 背面室 34i、連通孔 64、背面室 34hおよび下貫通孔 65は、上軸受 41の上面 41aに 流れ出た油を油溜まり部 15へ返送する返送路を構成している。そのため、上軸受 41 の上面 41aに流れ出た油は、ベーン 34a, 34bを潤滑およびシールした後、油溜まり 部 15に返送される。したがって、本膨張機一体型圧縮機 5Fによれば、簡単な構成 により、ベーン 34a, 34bに油を供給するとともに、上軸受 41の上面 41aに流れ出た 油を油溜まり部 15へ返送することが可能となる。また、油の返送路をべーン 34a, 34 bへの給油路としても利用することにより、油を通す孔数を減らすことができる。

[0173] 本膨張機一体型圧縮機 5Fでは、回転軸 36の内部の給油路 38を上昇する油は圧 縮機構 21にのみ供給され、膨張機構 22には供給されない。このように、膨張機構 22 と圧縮機構 21とで給油経路を分けることにより、圧縮機構 21への給油をより確実に 行うことが可能となる。

[0174] なお、本実施形態では、冷媒として二酸化炭素を用いていた。ここで、一般的に、 超臨界状態の二酸化炭素には油が比較的溶け込みやすい。そのため、冷媒として 二酸化炭素を用いる膨張機一体型圧縮機では、本来的に油不足が生じやすい。し かし、本膨張機一体型圧縮機 5Fによれば、前述のようにべーン 34a, 34bに十分に 油を供給することができ、油不足を効果的に防止することができる。したがって、作動 流体として二酸化炭素を用いた場合、前述の効果をより顕著に発揮させることができ

[0175] 以上のように、本実施形態の膨張機一体型圧縮機 5Fによれば、油溜まり部 15の油 力も膨張機構 22への熱移動を抑制することができる。そのため、圧縮機構 21から吐 出される冷媒の温度低下を抑制することができ、図 1に示す冷凍サイクル装置に膨張 機一体型圧縮機 5Fを使用した場合には、放熱器 2の熱交換量が減少することを抑 制すること力 Sできる。また、膨張機構 22から気液二相状態の冷媒が吐出されるが、油 力、ら膨張機構 22への熱移動を抑制することができるので、吐出冷媒の乾き度の増加 を抑えること力 Sできる。したがって、蒸発器 3の熱交換量の減少を抑制することができ

[0176] このように、本実施形態によれば、圧縮機構 21から膨張機構 22への熱移動に起因 する冷凍サイクルの COPの低下を抑制し、高効率な動力回収式の冷凍サイクル装 置を実現することが可能となる。 [0177] (第 7の実施形態）

第 6の実施形態では、給油溝 68a, 68bを流れた油をべーン 34a, 34bに供給する 給油路は、上貫通孔 66によって形成されていた。そのため、給油溝 68a, 68bを上 方に導かれた油は、上軸受 41の上面 41aに流れ出た後、上貫通孔 66を通り背面室 34i、連通孔 64および背面室 34hによって形成された空間内に流れ込み、ベーン 34 a, 34bを、?閏滑してレヽた。し力、し、給由、溝 68a, 68b力、らベーン 34a, 34bへ由を導く給 油路はこれに限られない。

[0178] 図 10に示すように、第 7の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Gでは、上軸受 4 1の内部に、給油溝 68bから上貫通孔 66まで延びる上連通孔 69が形成されている。 これにより、給油溝 68bによって導かれた油は、上連通孔 69へと流入し、上貫通孔 6 6を通じて、背面室 34i、連通孔 64および背面室 34hによって形成された空間内に 導かれる。このように、上連通孔 69および上貫通孔 66により、給油溝 68bから背面室 34iにまで延びる通路を形成することにより、当該通路を通じて、ベーン 34a, 34bに 油を供給することが可能となる。したがって、本実施形態によっても、第 6の実施形態 と同様の効果を得ることが可能である。

[0179] なお、上述の上連通孔 69は、上貫通孔 66を介さずに、給油溝 68bと背面室 34iと を直接連通することとしてもよい。このような上連通孔 69によってもベーン 34a, 34b に油を供給することができる。この場合、上貫通孔 66は設けなくともよい。

[0180] なお、上貫通孔 66を設けない場合、給油溝 68bから上軸受 41の上面 41aに流れ 出た油を油溜まり部 15へ返送することができなくなる。そのため、このような場合には 、上軸受 41、シリンダ 31b, 31a,下軸受 42に、これらを一体的に貫く貫通孔 75を設 けることが好ましい。これにより、貫通孔 75が返送路となり、上軸受 41の上面 41aに 流れ出た油を油溜まり部 15へ返送することができる。そのため、油が上面 41a上に溜 まることを防止すること力 Sできる。したがって、本実施形態においても、油から膨張機 構 22への熱移動を抑制することができる。

[0181] さらに、上貫通孔 66を設けずに、貫通孔 75を設ける場合、第 6の実施形態のカバ 一 81 (図 8参照）の代わりに、貫通孔 75と回転軸 36の外周部とを一体的に覆い、上 軸受 41の上面 41a上に一つの閉空間 76を形成するカバー 77を設けてもよい。これ により、上連通孔 69へ流入せず、上軸受 41の上面 41aに流れ出た油の全てを貫通 孔 75に導くことが可能となる。また、上軸受 41の上面 41aの一部分をカバー 77で覆 うことにより、上軸受 41の上面 41aに流れ出た油を上面 41aの一部分に留め、他の 部分に拡がらないようにすることができる。そのため、本形態によれば、油の熱が上軸 受 41に移動することをさらに防止すること力 Sできる。したがって、膨張機構 22におけ る油から冷媒への熱移動をより抑制することが可能となる。

[0182] (第 8の実施形態）

図 11に示すように、第 8の実施形態では、下軸受 42の内部に、給油溝 68aから背 面室 34hまで延びる下連通孔 78が形成されている。これにより、給油溝 68aを流れる 油の一部は、下連通孔 78を通り、背面室 34h、連通孔 64および背面室 34iによって 形成された空間内に導かれる。このような下連通孔 78を通じても、ベーン 34a, 34b に油を供給することができ、第 6の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

[0183] また、本膨張機一体型圧縮機 5Hの上軸受 41には、第 7の実施形態に示した上連 通孔 69も形成されている。そのため、本膨張機一体型圧縮機 5Hでは、両連通孔 69 , 78を給油路としてべーン 34a, 34bに油を供給することができる。そのため、ベーン 34a, 34bをより確実に潤滑することができ、また、ベーン 34a, 34b周辺の隙間をシ ールすること力 S可能となる。なお、上軸受 41に上連通孔 69を形成せず、下軸受 42の みに下連通孔 78を形成することとしてもよい。この場合であっても、ベーン 34a, 34b を潤滑およびシールすることが可能である。

[0184] (第 9の実施形態）

圧縮機構 21に供給された油は、圧縮機構 21の各摺動部に供給されて潤滑または シールに利用された後、圧縮機構 21の軸受 53の下端部から排出される。圧縮機構 21から排出された油は、重力により落下して密閉容器 10の底部の油溜まり部 15に 戻る。しかし、落下の際、当該油の一部が、上軸受 41の上面 41aに付着してしまうこ と力 Sある。また、当該油は、圧縮機構 21により加熱され、比較的高温となる。そのため 、上軸受 41の上面 41aが当該油により濡れてしまうと、当該油から上軸受 41に熱が 移動し、膨張機構 22を加熱してしまう。そこで、図 12に示すように、第 9の実施形態 に係る膨張機一体型圧縮機 51では、上軸受 41よりも上方に、略円盤状の板状体か らなる上部カバー 82を設けることとした。

[0185] これにより、圧縮機構 21から排出された高温の油が上軸受 41の上面 41aに付着す ることを阻止すること力 Sできる。これにより、膨張機構 22が圧縮機構 21から排出され た高温の油によって加熱されることを防止することができる。したがって、本実施形態 によれば、圧縮機構 21から膨張機構 22への熱移動を防止することができる。

[0186] なお、上部カバー 82は、回転軸 36に固定してもよぐ密閉容器 10の側部に固定し てもよい。上部カバー 82を回転軸 36に固定した場合、回転軸 36の回転に伴い、上 部カバー 82も回転する。このとき、上部カバー 82の上面 82aに付着した高温の油は 、上部カバー 82の回転による遠心力により、径方向外側向きに飛散する。そして、飛 散した油は、粘性により密閉容器 10の側部内壁に付着し、重力によって側部内壁に 沿って油溜まり部 15まで落下することとなる。したがって、本形態によれば、圧縮機 構 21から排出された油を、速やかに油溜まり部 15に戻すことが可能となる。

[0187] また、上部カバー 82は、上記のものに限られず、いかなるものであってもよい。上部 カバー 82は、平面視において、上軸受 41と少なくとも一部が重なるものであれば、 上述のような効果を奏することができる。

[0188] また、上部カバー 82の形状は何ら限定されないが、図 13に示すように、回転軸 36 の径方向外側に向かって下方に傾斜するように形成してもよい。このような上部カバ 一 82によれば、上面 82aに付着した油をより速やかに油溜まり部 15へ返送すること が可能となる。また、このような形状であれば、上部カバー 82が回転軸 36とともに回 転しなくても上面 82aに付着した油を径方向外側に導き、油溜まり部 15へ返送するこ とが可能となる。

[0189] (第 10の実施形態）

図 14に示すように、第 10の実施形態に係る膨張機一体型圧縮機 5Jは、第 9の実 施形態に係る膨張機一体型圧縮機 51に、下部カバー 83を加えたものである。下部力 ノ ー 83は、下軸受 42の下方に設けられている。下部カバー 83は、膨張機構 22の下 方に位置する底板 83aと、底板 83aの外周部から上方に向かって立ち上がり、膨張 機構 22の下端部よりも高い位置にまで至る側板 83bとを有している。ここで、膨張機 構 22の下端部とは、下軸受 42の下面 42aを指し、図に示すように、側板 83bの上端 部は、下面 42aよりも上方に位置している。このような形状により、下部カバー 83は、 油溜まり部 15の油と膨張機構 22とを分離している。

[0190] また、底板 83aには、下軸受 42の下貫通孔 65から底板 83aの下方の油溜まり部 15 まで延びる返送管 84が貫通している。なお、側板 83bは、底板 83aの外周部から斜 め上方に向かって立ち上がり、膨張機構 22の下端部よりも高い位置にまで至るもの であってもよい。

[0191] このような膨張機一体型圧縮機 5Jによれば、油溜まり部 15の油が増加し、油面 OL が下軸受 42の上端部付近にまで至っても、下部カバー 83によって油溜まり部 15の 油が膨張機構 22に接触するのを防止することができる。そのため、本実施形態によ れば、油溜まり部 15の油面 OLが変動し、上昇した場合においても、油溜まり部 15の 油から膨張機構 22への熱移動を抑制することができる。

[0192] また、返送管 84を設けたことにより、下部カバー 83を設けても、背面室 34i、連通孔

64および背面室 34hによって形成された空間内に流入した油を、下貫通孔 65から 返送管 84内を介して油溜まり部 15に返送することができる。

[0193] さらに、本膨張機一体型圧縮機 5Jにおいても、上部カバー 82を設けていることより 、圧縮機構 21から排出された高温の油によって膨張機構 22が加熱されることを防止 すること力 Sできる。したがって、圧縮機構 21から膨張機構 22への熱移動を効果的に 抑制することができる。なお、上部カバー 82は必ずしも必要ではなぐ上部カバー 82 を設けずに下部カバー 83のみを設け、圧縮機構 21から膨張機構 22への熱移動を 抑制することももちろん可能である。

[0194] 以上、本明細書では、いくつかの実施形態について説明を行った力 本発明がこ れらに限定されるわけではない。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、 2 以上の実施形態を相互に組み合わせてよいことはもちろんであり、そのような組み合 わせの実施形態は本発明に含まれる。

産業上の利用可能性

[0195] 以上説明したように、本発明は、流体を圧縮する圧縮機構と流体を膨張させる膨張 機構とを有する膨張機一体型圧縮機、およびそれを備えた冷凍サイクル装置 (冷凍 装置、空気調和装置、給湯機等）について有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 底部に油を貯留する油溜まり部が形成された密閉容器と、

前記密閉容器内に設けられ、流体を圧縮して前記密閉容器内に吐出する圧縮機 構と、

前記密閉容器内の前記圧縮機構よりも下方に設けられ、シリンダと、前記シリンダと の間に流体室を形成するピストンと、前記シリンダに形成された溝部と、前記溝部内 に摺動可能に揷入され、前記流体室を高圧側流体室と低圧側流体室とに仕切る仕 切部材とを有し、流体を膨張させる膨張機構と、

前記密閉容器を貫通して前記圧縮機構の吸入側に接続された第 1吸入管と、 前記密閉容器に接続され、一端が前記密閉容器内に開放された第 1吐出管と、 前記密閉容器を貫通して前記膨張機構の吸入側に接続された第 2吸入管と、 前記密閉容器を貫通して前記膨張機構の吐出側に接続された第 2吐出管と、 前記圧縮機構を回転させる上側回転部と前記膨張機構の前記ピストンによって回 転力を受ける下側回転部とを有し、上下方向に延びる回転軸と、

前記回転軸の下部に設けられ、前記油溜まり部の油を吸入する吸入口が形成され

、前記吸入口を通じて油を吸!/、上げる吸入機構と、

前記回転軸の内部に形成され、前記吸入機構によって吸い上げられた油を前記圧 縮機構に導く給油路と、を備え、

前記吸入機構の吸入口は、前記膨張機構の前記仕切部材の下端よりも低い位置 に形成され、

前記油溜まり部には、油面が前記膨張機構の前記仕切部材の下端よりも高くなるよ うに油が貯留されている、膨張機一体型圧縮機。

[2] 前記膨張機構は、

前記シリンダとしての第 1シリンダと、前記ピストンとしての第 1ピストンとを含む下側 の膨張部と、

第 2シリンダと第 2ピストンとを含み、かつ前記第 1シリンダおよび前記第 1ピストンに よって形成される前記流体室よりも大きレ、容積の流体室を形成するように前記第 2シ リンダおよび前記第 2ピストンの寸法が定められた上側の膨張部とを備え、 前記下側の膨張部の低圧側流体室と前記上側の膨張部の高圧側流体室とは連通 しており、

前記油溜まり部には、油面が少なくとも前記下側の膨張部の仕切部材の下端よりも 高くなるように油が貯留されている、請求項 1に記載の膨張機一体型圧縮機。

[3] 前記膨張機構は、前記第 1シリンダの下端面を閉塞するとともに、膨張するべき流 体を前記下側の膨張部の前記流体室に吸入させるための吸入孔が形成された下閉 塞部材をさらに備え、

前記第 2吸入管によって前記密閉容器の内部に導かれた流体を前記下閉塞部材 に形成された前記吸入孔に導く吸入路が、上下方向に延びる形で、前記第 2シリン ダ、前記第 1シリンダおよび前記下閉塞部材の内部に形成されている、請求項 2に記 載の膨張機一体型圧縮機。

[4] 前記膨張機構は、前記第 2シリンダの上端面を閉塞する上閉塞部材をさらに備え、 前記上閉塞部材には、前記吸入路の一部と、膨張後の流体を前記上側の膨張部 の前記流体室から吐出させるための吐出孔と、前記吐出孔を通じて前記上側の膨張 部の前記流体室から吐出された流体を前記第 2吐出管に導く吐出路とが形成されて おり、

膨張するべき流体が前記密閉容器の外部から前記吸入路に直接流入し、かつ膨 張後の流体が前記吐出路から前記密閉容器の外部に直接流出するように、前記第 2 吸入管および前記第 2吐出管が前記密閉容器を貫通して前記上閉塞部材に直結さ れてレ、る、請求項 3に記載の膨張機一体型圧縮機。

[5] 前記膨張機構は、

前記シリンダとしての第 1シリンダと、前記ピストンとしての第 1ピストンとを含む上側 の膨張部と、

第 2シリンダと第 2ピストンとを含み、かつ前記第 1シリンダおよび前記第 1ピストンに よって形成される前記流体室よりも大きレ、容積の流体室を形成するように前記第 2シ リンダおよび前記第 2ピストンの寸法が定められた下側の膨張部とを備え、

前記上側の膨張部の低圧側流体室と前記下側の膨張部の高圧側流体室とは連通 しており、 前記油溜まり部には、油面が少なくとも前記下側の膨張部の仕切部材の下端よりも 高くなるように油が貯留されている、請求項 1に記載の膨張機一体型圧縮機。

[6] 前記膨張機構は、前記第 2シリンダの下端面を閉塞するとともに、膨張後の流体を 前記下側の膨張部の前記流体室から吐出させるための吐出孔が形成された下閉塞 部材をさらに備え、

前記吐出孔を通じて前記下側の膨張部の前記流体室から吐出された流体を前記 第 2吐出管に導く吐出路が、上下方向に延びる形で、前記下閉塞部材、前記第 2シ リンダおよび前記第 1シリンダの内部に形成されている、請求項 5に記載の膨張機一 体型圧縮機。

[7] 前記膨張機構は、前記第 1シリンダの上端面を閉塞する上閉塞部材をさらに備え、 前記上閉塞部材には、前記吐出路の一部と、膨張するべき流体を前記上側の膨張 部の前記流体室に吸入させるための吸入孔と、前記第 2吸入管によって前記密閉容 器の内部に導かれた流体を前記吸入孔に導く吸入路とが形成されており、

膨張するべき流体が前記密閉容器の外部から前記吸入路に直接流入し、かつ膨 張後の流体が前記吐出路から前記密閉容器の外部に直接流出するように、前記第 2 吸入管および前記第 2吐出管が前記密閉容器を貫通して前記上閉塞部材に直結さ れてレ、る、請求項 6に記載の膨張機一体型圧縮機。

[8] 前記膨張機構の前記シリンダは、前記油溜まり部の油に浸漬されている、請求項 1 に記載の膨張機一体型圧縮機。

[9] 前記第 2吸入管は、前記仕切部材の下端よりも下方に配置されている、請求項 1に 記載の膨張機一体型圧縮機。

[10] 前記第 2吐出管は、前記油溜まり部の油面よりも上方に配置されている、請求項 1 に記載の膨張機一体型圧縮機。

[11] 前記圧縮機構は、スクロール式圧縮機である、請求項 1に記載の膨張機一体型圧 縮機。

[12] 前記膨張機構は、前記シリンダの前記仕切部材の背面側に形成され、前記溝部と 連通する背面室を有し、

さらに、 前記回転軸の前記下側回転部を支持する軸受と、

前記下側回転部の外周側または前記軸受の内周側に形成され、前記吸入機構に よって吸い上げられた油を上方に供給する第 1の給油路と、

前記第 1の給油路の少なくとも一部を流れた油を前記溝部または前記背面室に供 給する第 2の給油路と、を備えている、請求項 1に記載の膨張機一体型圧縮機。

[13] 前記軸受は、前記下側回転部における前記シリンダよりも上側を支持する上軸受を 有し、

前記上軸受の内部には、前記第 1の給油路から前記溝部まで延びる上連通孔が 形成され、

前記第 2の給油路は、前記上連通孔によって構成されている、請求項 12に記載の 膨張機一体型圧縮機。

[14] 前記軸受は、前記下側回転部における前記シリンダよりも下側を支持する下軸受を 有し、

前記下軸受の内部には、前記第 1の給油路から前記溝部まで延びる下連通孔が 形成され、

前記第 2の給油路は、前記下連通孔によって構成されている、請求項 12に記載の 膨張機一体型圧縮機。

[15] 前記軸受は、前記下側回転部における前記シリンダよりも上側を支持する上軸受を 有し、

前記上軸受には、前記上軸受の上面から前記背面室にまで延び、前記第 1の給油 路から前記上軸受の上面に流れ出た油を前記背面室に導く上貫通孔が形成され、 前記第 2の給油路は前記上貫通孔によって構成されている、請求項 12に記載の膨 張機一体型圧縮機。

[16] 前記上軸受の上面には、前記第 1の給油路から前記上貫通孔へ油を導く給油溝が 形成されている、請求項 15に記載の膨張機一体型圧縮機。

[17] 前記流体は二酸化炭素である、請求項 1に記載の膨張機一体型圧縮機。

[18] 底部に油を貯留する油溜まり部が形成された密閉容器と、

前記密閉容器内に設けられ、流体を圧縮して前記密閉容器内に吐出する圧縮機 構と、

前記密閉容器内の前記圧縮機構よりも下方に設けられ、シリンダと、前記シリンダと の間に流体室を形成するピストンと、前記シリンダに形成された溝部と、前記溝部内 に摺動可能に揷入され、前記流体室を高圧側流体室と低圧側流体室とに仕切る仕 切部材と、前記シリンダの前記仕切部材の背面側に形成され、前記溝部と連通する 背面室とを有し、流体を膨張させる膨張機構と、

前記密閉容器を貫通して前記圧縮機構の吸入側に接続された第 1吸入管と、 前記密閉容器に接続され、一端が前記密閉容器内に開放された第 1吐出管と、 前記密閉容器を貫通して前記膨張機構の吸入側に接続された第 2吸入管と、 前記密閉容器を貫通して前記膨張機構の吐出側に接続された第 2吐出管と、 前記圧縮機構を回転させる上側回転部と前記膨張機構の前記ピストンによって回 転力を受ける下側回転部とを有し、上下方向に延びる回転軸と、

前記回転軸の下部に設けられ、前記油溜まり部から油を吸い上げる吸入機構と、 前記吸入機構によって吸い上げられた油を前記膨張機構の前記背面室に供給す る給油通路と、

を備えた、膨張機一体型圧縮機。

[19] 前記回転軸の前記下側回転部を支持する軸受をさらに備え、

前記給油通路は、

前記下側回転部の外周側または前記軸受の内周側に形成され、前記吸入機構に よって吸い上げられた油を上方に供給する第 1の給油路と、

前記第 1の給油路の少なくとも一部を流れた油を前記背面室に供給する第 2の給 油路と、を備えている、請求項 18に記載の膨張機一体型圧縮機。

[20] 前記軸受は、前記下側回転部における前記シリンダよりも上側を支持する上軸受を 有し、

前記上軸受には、前記上軸受の上面から前記背面室にまで延び、前記第 1の給油 路から前記上軸受の上面に流れ出た油を前記背面室に導く上貫通孔が形成され、 前記第 2の給油路は、前記上貫通孔によって構成されている、請求項 19に記載の 膨張機一体型圧縮機。

[21] 前記上軸受の上面上において、前記回転軸の周囲の空間と前記上貫通孔の上部 空間とを一体的に覆うカバーをさらに備えている、請求項 20に記載の膨張機一体型 圧縮機。

[22] 前記軸受は、前記下側回転部における前記シリンダよりも上側を支持する上軸受を 有し、

前記上軸受の内部には、前記第 1の給油路から前記背面室にまで延びる上連通 孔が形成され、

前記第 2の給油路の少なくとも一部は、前記上連通孔によって構成されている、請 求項 19に記載の膨張機一体型圧縮機。

[23] 前記軸受は、前記下側回転部における前記シリンダよりも下側を支持する下軸受を 有し、

前記下軸受の内部には、前記第 1の給油路から前記背面室まで延びる下連通孔 が形成され、

前記第 2の給油路の少なくとも一部は、前記下連通孔によって構成されている、請 求項 19に記載の膨張機一体型圧縮機。

[24] 前記軸受は、前記下側回転部における前記シリンダよりも上側を支持する上軸受を 有し、

前記膨張機構は、前記上軸受の上面上の油を前記油溜まり部へ導く返送路を備え ている、請求項 19に記載の膨張機一体型圧縮機。

[25] 前記軸受は、前記下側回転部における前記シリンダよりも下側を支持する下軸受を 有し、

前記上軸受、前記シリンダおよび前記下軸受を一体的に貫く貫通孔をさらに備え、 前記返送路が前記貫通孔により構成されている、請求項 24に記載の膨張機一体 型圧縮機。

[26] 前記上軸受の上面上において、前記回転軸の周囲の空間と前記貫通孔の上部空 間とを一体的に覆うカバーをさらに備えている、請求項 25に記載の膨張機一体型圧 縮機。

[27] 前記軸受は、前記下側回転部における前記シリンダよりも下側を支持する下軸受を 有し、

前記下軸受には、前記背面室から前記下軸受の底面まで延びる下貫通孔が形成 され、

前記上貫通孔と前記背面室と前記下貫通孔とは、前記上軸受の上面上の油を前 記油溜まり部へ導く返送路を構成している、請求項 20に記載の膨張機一体型圧縮 機。

[28] 前記第 1の給油路は、前記下側回転部の外周面または前記軸受の内周面に形成 されかつ下方から上方に向かって螺旋状に延びる溝によって構成されて!/、る、請求 項 19に記載の膨張機一体型圧縮機。

[29] 前記回転軸の内部には、前記吸入機構から吸い上げられた油を前記圧縮機構に 導く第 3の給油路が形成されている、請求項 19に記載の膨張機一体型圧縮機。

[30] 前記下側回転部における前記シリンダよりも上側を支持する上軸受と、

前記密閉容器内において前記上軸受よりも上方に設置され、前記上軸受の少なく とも一部の上側を覆う上部カバーと、

をさらに備えている、請求項 18に記載の膨張機一体型圧縮機。

[31] 前記上部カバーは、前記回転軸に固定された円盤状の板状体を含む、請求項 30 に記載の膨張機一体型圧縮機。

[32] 前記上部カバーは、前記回転軸の径方向外側に向かって下方に傾斜している、請 求項 30に記載の膨張機一体型圧縮機。

[33] 前記膨張機構の下方に位置する底板と、前記底板の外周部から上方または斜め 上方に向かって立ち上がり、前記膨張機構の下端部よりも高い位置にまで至る側板 とを有し、前記油溜まり部の油と前記膨張機構とを分離する下部カバーをさらに備え てレ、る、請求項 18に記載の膨張機一体型圧縮機。

[34] 請求項 1または請求項 18に記載の膨張機一体型圧縮機と、

前記膨張機一体型圧縮機の圧縮機構によって圧縮された流体を導く第 1流路と、 前記第 1流路によって導かれた流体を放熱させる放熱器と、

前記放熱器から前記膨張機一体型圧縮機の膨張機構に流体を導く第 2流路と、 前記膨張機構で膨張した流体を導く第 3流路と、 前記第 3流路によって導かれた流体を蒸発させる蒸発器と、 前記蒸発器から前記圧縮機構に流体を導く第 4流路と、 を備えた冷凍サイクル装置。