JP5169231B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機と膨張機を備えた冷凍装置における膨張機への潤滑油の供給方式に関するものである。

従来より、冷媒回路で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られており、空調機等の用途に広く利用されている。例えば特許文献１には、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を膨張させる動力回収用の膨張機とを備えた冷凍装置が開示されている。具体的に、特許文献１の図１に記載された冷凍装置では、膨張機が圧縮機と１本の軸で連結され、膨張機で得られた動力が圧縮機の駆動に利用される。また、特許文献１の図６に記載された冷凍装置では、圧縮機には電動機が、膨張機には発電機がそれぞれ連結されている。この冷凍装置は、圧縮機が電動機により駆動されて冷媒を圧縮する一方、発電機が膨張機より駆動されて発電を行っている。

膨張機と圧縮機を１本の軸で連結した流体機械は、例えば特許文献２に開示されている。この特許文献に開示された流体機械では、圧縮機としての圧縮機構と、膨張機としての膨張機構と、両者を連結する軸とが１つのケーシング内に収容されている。また、この流体機械では、軸の内部に給油通路が形成されており、ケーシングの底部に溜まった潤滑油が給油通路を通じて圧縮機構や膨張機構へ供給される。

また、特許文献３には、いわゆる密閉型圧縮機が開示されている。この密閉型圧縮機では、圧縮機構と電動機が１つのケーシング内に収容されている。また、この密閉型圧縮機では、圧縮機構の駆動軸に給油通路が形成されており、ケーシングの底部に溜まった潤滑油が給油通路を通じて圧縮機構へ供給される。
特開２０００−２４１０３３号公報 特開２００５−２９９６３２号公報 特開２００５−００２８３２号公報

上記特許文献１に開示されているような互いに別体の圧縮機と膨張機が冷媒回路に接続された冷凍装置では、特許文献３に開示されているような密閉型圧縮機を用いることができる。その場合、圧縮機では、ケーシング内に溜まった潤滑油を用いて圧縮機構の潤滑が行われる。

ところで、膨張機の膨張機構は、圧縮機の圧縮機構と同様に流体機械で構成される場合がある。そのため、膨張機構についても、圧縮機構と同様に潤滑油による潤滑が必要となる。この膨張機構に対して潤滑油を供給するには、例えば、圧縮機のケーシング内に溜まった潤滑油を膨張機構にまで油供給管などを用いて送ってやり、それを潤滑に利用することが考えられる。

しかしながら、圧縮機から膨張機に潤滑油を送る構成では、運転開始時は、圧縮機からの潤滑油が膨張機構に到達するのに一定の時間が必要であり、その時間が長いと膨張機構が潤滑不良を起こす可能性がある。

本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、別体に形成された圧縮機と膨張機とを備える冷凍装置において、運転開始時に膨張機の膨張機構に潤滑油を確実に供給できるようにすることを目的としている。

上記の課題を解決するため、第１の発明は、
圧縮機ケーシング（24）に収容された圧縮機構（21）を備えて冷凍サイクルの圧縮工程を行うとともに該圧縮機ケーシング（24）を介して冷媒を冷媒回路（11）に吐出する圧縮機（20）と、流入した冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張機構（31）を備えて冷凍サイクルの膨張行程を行うとともに該膨張機構（31）内部が上記圧縮機ケーシング（24）内の圧力よりも低い圧力になる膨張機（30）とを備えた空調機であって、
上記圧縮機ケーシング（24）に接続されて該圧縮機ケーシング（24）内に貯留された潤滑油を導出する給油用配管（41）と、
上記給油用配管（41）に接続されるとともに、該給油用配管（41）から導入された潤滑油を貯留する貯留器（45）と、
上記貯留器（45）を上記膨張機構（31）に直に給油する給油管（43）と、
上記膨張機ケーシング（34）内に溜まった潤滑油を上記圧縮機構（21）の吸入管（25）へ導入するための油戻し用配管（42）と、
を備えていることを特徴とする。

これにより、冷凍装置（10）の起動時には、貯留器（45）に溜められている潤滑油が膨張機構（31）に供給される。

また、第２の発明は、
第１の発明の冷凍装置において、
上記給油部（43）は、上記貯留器（45）内の潤滑油が重力によって流出して該貯留器（45）が空になるのを阻止する流出阻止機構を有していることを特徴とする。

これにより、常に一定量の潤滑油が貯留器（45）内に確保される。

また、第３の発明は、
第２の発明の冷凍装置において、
上記流出阻止機構は、開口端が下向きに開口したＵ字管により構成され、該Ｕ字管は、一端が上記貯留器（45）の潤滑油中に位置するように配置され、他端が上記膨張機構（31）に接続されていることを特徴とする。

これにより、Ｕ字管の下向開口端が潤滑油に浸かった状態で、貯留器（45）内に一定量の潤滑油が確保される。

また、第４の発明は、
圧縮機ケーシング（24）に収容された圧縮機構（21）を備えて冷凍サイクルの圧縮工程を行うとともに該圧縮機ケーシング（24）を介して冷媒を冷媒回路（11）に吐出する圧縮機（20）と、流入した冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張機構（31）を備えて冷凍サイクルの膨張行程を行うとともに該膨張機構（31）内部が上記圧縮機ケーシング（24）内の圧力よりも低い圧力になる膨張機（30）とを備えた空調機であって、
上記圧縮機ケーシング（24）に接続されて該圧縮機ケーシング（24）内に貯留された潤滑油を導出する給油用配管（41）と、
上記給油用配管（41）に接続され、該給油用配管（41）から導入された潤滑油を貯留するとともに、上記膨張機構（31）内に設けられて、オーバーフロー堰（45a）によって膨張機構（31）に直に給油する貯留器（45）と、
上記膨張機ケーシング（34）内に溜まった潤滑油を上記圧縮機構（21）の吸入管（25）へ導入するための油戻し用配管（42）と、
を備えていることを特徴とする。

このオーバーフロー堰（45a）によって、貯留器（45）内の潤滑油が重力によって流出して該貯留器（45）が空になるのが阻止されるとともに、運転開始時に、膨張機構（31）と圧縮機ケーシング（24）との差圧によって流れ込む、冷媒の割合の大きい潤滑油の流れにより、このオーバーフロー堰（45a）にたまっていた潤滑油が膨張機構（31）に対して給油される。

また、第５の発明は、
第１の発明の冷凍装置において、
上記貯留器（45）は、上記膨張機構（31）を収容した膨張機ケーシング（34）の外部に設けられていることを特徴とする。

これにより、膨張機ケーシング（34）外部の貯留器（45）に潤滑油が貯留される。

また、第６の発明は、
第１の発明の冷凍装置において、
上記貯留器（45）は、上記膨張機構（31）を収容した膨張機ケーシング（34）の内部に設けられていることを特徴とする。

これにより、膨張機ケーシング（34）内部の貯留器（45）に潤滑油が貯留される。

また、第７の発明は、
第１の発明の冷凍装置において、
上記貯留器（45）は、上記膨張機構（31）の内部に設けられていることを特徴とする。

これにより、膨張機構（31）内部の貯留器（45）に潤滑油が貯留される。

第１の発明によれば、冷凍装置（10）の起動時には、貯留器（45）に溜められている潤滑油が膨張機構（31）に供給されるので、冷凍装置（10）の運転開始から膨張機構に潤滑油が供給されるまでの間の時間差を、貯留器（45）が無いものと比べ、より小さくできる。つまり、運転開始時に、圧縮機（20）と膨張機（30）のそれぞれに冷凍機油（潤滑油）をより確実に供給して、潤滑不良を防止できる。

また、第２の発明によれば、冷凍装置（10）を停止状態で長期間放置しておいても貯留器（45）内に潤滑油を確保できる。つまり、冷凍装置（10）を停止状態で長期間放置して圧縮機構（21）や膨張機構（31）がいわゆる油切れ状態になっている状態から起動する場合も、圧縮機（20）と膨張機構（31）のそれぞれに冷凍機油を確実に供給できる。

また、第３の発明によれば、比較的簡単な構造で流出阻止機構を構成できる。

また、第４の発明によれば、より簡単な構造で流出阻止機構を構成できる。

また、第５の発明によれば、貯留器（45）を容易に配置することができる。

また、第６の発明によれば、貯留器（45）を膨張機構（31）の近傍に設置できるので、冷凍装置（10）の運転開始から膨張機構（31）への給油開始までの時間をより短くできる。

また、第７の発明によれば、冷凍装置（10）をよりコンパクトに構成できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、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。また、以下の各実施形態や変形例の説明において、一度説明した構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態は、本発明に係る冷凍装置によって構成された空調機である。

〈空調機の全体構成〉
図１に示すように、本実施形態の空調機（10）は、冷媒回路（11）を備えている。この冷媒回路（11）には、圧縮機（20）と、膨張機（30）と、室外熱交換器（14）と、室内熱交換器（15）と、第１四方切換弁（12）と、第２四方切換弁（13）とが接続されている。冷媒回路（11）には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ_２）が充填されている。また、空調機（10）には、圧縮機（20）から膨張機（30）（詳しくは後述する膨張機構（31））に潤滑油を供給する油供給通路として、給油用配管（41）、膨張機用油ため（45）、膨張機構用給油管（43）、油戻し用配管（42）、及び冷却用熱交換器（46）が設けられている。

冷媒回路（11）の構成について説明する。圧縮機（20）は、その吐出管（26）が第１四方切換弁（12）の第１のポートに接続され、その吸入管（25）が第１四方切換弁（12）の第２のポートに接続されている。膨張機（30）は、その流出管（36）が第２四方切換弁（13）の第１のポートに接続され、その流入管（35）が第２四方切換弁（13）の第２のポートに接続されている。室外熱交換器（14）は、その一端が第１四方切換弁（12）の第３のポートに接続され、その他端が第２四方切換弁（13）の第４のポートに接続されている。室内熱交換器（15）は、その一端が第２四方切換弁（13）の第３のポートに接続され、その他端が第１四方切換弁（12）の第４のポートに接続されている。この冷媒回路（11）では、圧縮機（20）の吸入管（25）と第１四方切換弁（12）の第２のポートとを繋ぐ配管が吸入側配管（16）を構成している。

室外熱交換器（14）は、冷媒を室外空気と熱交換させるための空気熱交換器である。室内熱交換器（15）は、冷媒を室内空気と熱交換させるための空気熱交換器である。第１四方切換弁（12）と第２四方切換弁（13）は、それぞれ、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。

圧縮機（20）は、いわゆる高圧ドームタイプの全密閉型圧縮機である。この圧縮機（20）は、縦長の円筒形に形成された圧縮機ケーシング（24）を備えている。圧縮機ケーシング（24）の内部には、圧縮機構（21）と電動機（23）と駆動軸（22）とが収容されている。圧縮機構（21）は、いわゆるロータリ式の容積型流体機械を構成している。圧縮機ケーシング（24）内では、圧縮機構（21）の上方に電動機（23）が配置されている。駆動軸（22）は、上下方向へ延びる姿勢で配置され、圧縮機構（21）と電動機（23）を連結している。

圧縮機ケーシング（24）には、吸入管（25）と吐出管（26）が設けられている。吸入管（25）は、圧縮機ケーシング（24）の胴部の下端付近を貫通しており、その終端が圧縮機構（21）へ直に接続されている。吐出管（26）は、圧縮機ケーシング（24）の上部を貫通しており、その始端が圧縮機ケーシング（24）内における電動機（23）の上側の空間に開口している。圧縮機構（21）は、吸入管（25）から吸い込んだ冷媒を圧縮して圧縮機ケーシング（24）内へ吐出する。したがって、圧縮機構（21）は、圧縮機ケーシング（24）を介して冷媒を冷媒回路（11）へ吐出する。

圧縮機ケーシング（24）の底部には、潤滑油としての冷凍機油が貯留されている。本実施形態では、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）が冷凍機油として用いられる。駆動軸（22）の内部には、図示しないが、その軸方向へ延びる給油通路が形成されている。この給油通路は、駆動軸（22）の下端に開口している。駆動軸（22）の下端は、油溜まり（27）に浸かった状態となっている。圧縮機ケーシング（24）内の冷凍機油は、駆動軸（22）の給油通路を通じて圧縮機構（21）へ供給される。

膨張機（30）は、縦長の円筒形に形成された膨張機ケーシング（34）を備えている。膨張機ケーシング（34）の内部には、膨張機構（31）と発電機（33）と出力軸（32）とが収容されている。膨張機構（31）は、いわゆるロータリ式の容積型流体機械を構成している。膨張機構（31）の詳細は後述する。膨張機ケーシング（34）内では、膨張機構（31）の下方に発電機（33）が配置されている。出力軸（32）は、上下方向へ延びる姿勢で配置され、膨張機構（31）と発電機（33）を連結している。すなわち、膨張機構（31）は、流入した冷媒を膨張させて動力を発生させる。

膨張機ケーシング（34）には、流入管（35）と流出管（36）が設けられている。流入管（35）と流出管（36）は、何れも膨張機ケーシング（34）の胴部の上端付近を貫通している。流入管（35）は、その終端が膨張機構（31）へ直に接続されている。流出管（36）は、その始端が膨張機構（31）へ直に接続されている。膨張機構（31）は、流入管（35）を通って流入した冷媒を膨張させ、膨張後の冷媒を流出管（36）へ送り出す。つまり、膨張機（30）を通過する冷媒は、膨張機ケーシング（34）の内部空間へは流れ込まずに膨張機構（31）だけを通過する。この膨張機ケーシング（34）も圧縮機構（21）よりも低圧になっている。

給油用配管（41）は、圧縮機ケーシング（24）内に貯留された冷凍機油（潤滑油）を膨張機構（31）へ供給する油供給通路の一部を構成している。この空調機（10）では、圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油は、給油用配管（41）を通って、さらに膨張機用油ため（45）と膨張機構用給油管（43）とを経由して膨張機構（31）へ供給される。すなわち、上記の給油用配管（41）、膨張機用油ため（45）、及び膨張機構用給油管（43）は、圧縮機ケーシング（24）から膨張機構（31）に潤滑油を供給する油供給通路を構成している。

具体的に、この給油用配管（41）は、その始端が圧縮機（20）に接続され、その終端が膨張機用油ため（45）に接続されている。詳しくは、給油用配管（41）の始端部は、圧縮機ケーシング（24）の底部を貫通し、圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油に浸かった状態で、駆動軸（22）の下端と概ね同じ高さに開口している。

膨張機用油ため（45）は、給油用配管（41）を介して送られてきた冷凍機油を溜めておくための容器（貯留器）である。本実施形態の膨張機用油ため（45）は、容器の上側を塞ぐ天板を有した円筒形に形成され、容器の底面が膨張機ケーシング（34）よりも高い位置になるように、膨張機ケーシング（34）の外部上方に設置されている。この膨張機用油ため（45）は、天板に給油用配管（41）の終端が接続されている。詳しくは、給油用配管（41）の終端部は、膨張機用油ため（45）の天板を貫通し、膨張機用油ため（45）の内部空間に開口している。

また、膨張機用油ため（45）の底面部には膨張機構用給油管（43）の始端側が接続されている。この膨張機構用給油管（43）は、膨張機用油ため（45）が貯留した冷凍機油を膨張機構（31）に供給する給油部として機能する。詳しくは、この膨張機構用給油管（43）は、図２に示すように、始端側の開口端が下向きに開口するＵ字管（以下、逆Ｕ字管と呼ぶ）により形成されている。そして、この逆Ｕ字管は、下向きに開口した側が膨張機用油ため（45）の内部空間内に配置されて、該開口端が膨張機用油ため（45）の内部空間で下向きに開口している。この下向きの開口端は、膨張機用油ため（45）のほぼ底面に配置されている。この構成により、膨張機構用給油管（43）は、膨張機用油ため（45）内の冷凍機油が重力によって流出して膨張機用油ため（45）が空になるのを阻止する流出阻止機構として機能する。このため、運転停止時にも膨張機用油ため（45）内には冷凍機油が保持される。

一方、膨張機構用給油管（43）の終端側の開口端（膨張機用油ため（45）内の開口端とは反対の開口端）は、膨張機ケーシング（34）内の膨張機構（31）に直に接続されている。膨張機構（31）に対する膨張機構用給油管（43）の接続位置については後述する。

冷却用熱交換器（46）は、給油用配管（41）と吸入側配管（16）とに接続されている。この冷却用熱交換器（46）は、給油用配管（41）を流れる冷凍機油と、吸入側配管（16）を流れる冷媒とを熱交換させる。

油戻し用配管（42）は、その始端が膨張機（30）に接続され、その終端が吸入側配管（16）に接続されている。具体的に、油戻し用配管（42）の始端部は、膨張機ケーシング（34）の底部を貫通し、膨張機ケーシング（34）の内部空間に開口している。この油戻し用配管（42）の始端部は、膨張機ケーシング（34）の底面付近に開口している。一方、油戻し用配管（42）の終端部は、吸入側配管（16）における冷却用熱交換器（46）の下流側に接続されている。膨張機（30）では、膨張機構（31）から漏れ出た冷凍機油が膨張機ケーシング（34）内に溜まり込む。この膨張機ケーシング（34）内に溜まった冷凍機油は、油戻し用配管（42）を通って吸入側配管（16）へ導入され、吸入側配管（16）を流れる冷媒と共に圧縮機構（21）へ吸入される。

〈膨張機の構成〉
膨張機（30）の構成について、図３、図４、図５を参照しながら詳細に説明する。

図３に示すように、出力軸（32）の上端部には、２つの偏心部（79,89）が形成されている。２つの偏心部（79,89）は、出力軸（32）の主軸部（38）よりも大径に形成されており、下側のものが第１偏心部（79）を、上側のものが第２偏心部（89）をそれぞれ構成している。第１偏心部（79）と第２偏心部（89）とは、何れも同じ方向へ偏心している。第２偏心部（89）の外径は、第１偏心部（79）の外径よりも大きくなっている。主軸部（38）の軸心に対する偏心量は、第２偏心部（89）の方が第１偏心部（79）よりも大きくなっている。

出力軸（32）には、給油通路（90）が形成されている。給油通路（90）は、出力軸（32）の軸心に沿って延びている。給油通路（90）の一端は、出力軸（32）の上端面に開口している。給油通路（90）の他端は、直角に屈曲して出力軸（32）の径方向へ延びており、出力軸（32）のうち第１偏心部（79）から幾分下がった部分の外周面に開口している。給油通路（90）には、出力軸（32）の径方向へ延びる分岐通路（91,92）が２つ形成されている。第１分岐通路（91）は、第１偏心部（79）の外周面に開口している。第２分岐通路（92）は、第２偏心部（89）の外周面に開口している。

膨張機構（31）は、いわゆる揺動ピストン型のロータリ式流体機械で構成されている。この膨張機構（31）には、第１シリンダ（71）と第１ピストン（75）の対と、第２シリンダ（81）と第２ピストン（85）の対とが設けられている。また、膨張機構（31）には、フロントヘッド（61）と、中間プレート（63）と、リアヘッド（62）とが設けられている。

膨張機構（31）では、下から上へ向かって順に、フロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）、リアヘッド（62）、上部プレート（65）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っている。

出力軸（32）は、積層された状態のフロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）を貫通している。また、出力軸（32）は、その第１偏心部（79）が第１シリンダ（71）内に位置し、その第２偏心部（89）が第２シリンダ（81）内に位置している。

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）が、第２シリンダ（81）内には第２ピストン（85）がそれぞれ設けられている。第１及び第２ピストン（75,85）は、何れも円環状あるいは円筒状に形成されている。第１ピストン（75）の外径と第２ピストン（85）の外径とは、互いに等しくなっている。第１ピストン（75）の内径は第１偏心部（79）の外径と、第２ピストン（85）の内径は第２偏心部（89）の外径とそれぞれ概ね等しくなっている。そして、第１ピストン（75）には第１偏心部（79）が、第２ピストン（85）には第２偏心部（89）がそれぞれ貫通している。

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

第１及び第２のピストン（75,85）のそれぞれには、ブレード（76,86）が１つずつ一体に設けられている。ブレード（76,86）は、ピストン（75,85）の半径方向へ延びる板状に形成されており、ピストン（75,85）の外周面から外側へ突出している。第１ピストン（75）の第１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）の第２ブレード（86）は第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）にそれぞれ挿入されている。各シリンダ（71,81）のブッシュ孔（78,88）は、シリンダ（71,81）を厚み方向へ貫通すると共に、シリンダ（71,81）の内周面に開口している。

各シリンダ（71,81）には、一対のブッシュ（77,87）が一組ずつ設けられている。各ブッシュ（77,87）は、内側面が平面となって外側面が円弧面となるように形成された小片である。各シリンダ（71,81）において、一対のブッシュ（77,87）は、ブッシュ孔（78,88）に挿入されてブレード（76,86）を挟み込んだ状態となる。各ブッシュ（77,87）は、その内側面がブレード（76,86）と摺接し、その外側面がシリンダ（71,81）と摺動する。そして、ピストン（75,85）と一体のブレード（76,86）は、ブッシュ（77,87）を介してシリンダ（71,81）に支持され、シリンダ（71,81）に対して回動自在で且つ進退自在となっている。

第１シリンダ（71）内の第１流体室（72）は、第１ピストン（75）と一体の第１ブレード（76）によって仕切られており、図４，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流体室（82）は、第２ピストン（85）と一体の第２ブレード（86）によって仕切られており、図４，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）となっている。

第１シリンダ（71）と第２シリンダ（81）とは、それぞれの周方向におけるブッシュ（77,87）の位置が一致する姿勢で配置されている。言い換えると、第２シリンダ（81）の第１シリンダ（71）に対する配置角度が０°となっている。上述のように、第１偏心部（79）と第２偏心部（89）とは、主軸部（38）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。

第１シリンダ（71）には、流入ポート（67）が形成されている。流入ポート（67）は、第１シリンダ（71）の内周面のうち、図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（67）は、第１高圧室（73）と連通可能となっている。図示しないが、流入ポート（67）には、流入管（35）が接続されている。

第２シリンダ（81）には、流出ポート（68）が形成されている。流出ポート（68）は、第２シリンダ（81）の内周面のうち、図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いる。流出ポート（68）は、第２低圧室（84）と連通可能となっている。図示しないが、流出ポート（68）には、流出管（36）が接続されている。

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３に示すように、連通路（64）は、中間プレート（63）の厚み方向に対して斜めに延びており、第１低圧室（74）と第２高圧室（83）とを互いに連通させている。

上述のように、第１ロータリ機構部（70）の第１低圧室（74）と、第２ロータリ機構部（80）の第２高圧室（83）とは、連通路（64）を介して互いに連通している。そして、第１低圧室（74）と連通路（64）と第２高圧室（83）とによって１つの閉空間が形成され、この閉空間が膨張室（66）を構成している。

フロントヘッド（61）は、その中央部が下方へ突出した形状となっている。また、フロントヘッド（61）の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に出力軸（32）が挿通されている。フロントヘッド（61）は、出力軸（32）における第１偏心部（79）の下側の部分を支持する滑り軸受を構成している。フロントヘッド（61）では、出力軸（32）の主軸部（38）が挿通される貫通孔の下部に、円周溝が形成されている。この円周溝は、出力軸（32）の外周面に開口する給油通路（90）の端部と対向する位置に形成されており、下側油溜め室（102）を構成している。

リアヘッド（62）の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に出力軸（32）の主軸部（38）が挿通されている。リアヘッド（62）は、出力軸（32）における第２偏心部（89）の上側の部分を支持する滑り軸受を構成している。

上部プレート（65）は、やや厚肉の円板状に形成されており、リアヘッド（62）の上に載置されている。上部プレート（65）では、その下面の中央部に円形の凹陥部が形成されている。上部プレート（65）は、その凹陥部が出力軸（32）の上端面と対面する位置に設けられる。上部プレート（65）には、膨張機構用給油管（43）の終端が接続されている。膨張機構用給油管（43）の終端は、上部プレート（65）を上方から下方へ向かって貫通して凹陥部に開口している。上部プレート（65）の凹陥部は、膨張機構用給油管（43）から供給された冷凍機油を溜めるための上側油溜め室（101）を構成している。また、上部プレート（65）では、その下面に凹溝（103）が形成されている。凹溝（103）は、上側油溜め室（101）の周縁から上部プレート（65）の外周方向へ延びている。

膨張機構（31）では、リアヘッド（62）に第１油通路（111）が形成され、中間プレート（63）に第２油通路（112）が形成され、フロントヘッド（61）に第３油通路（113）が形成されている。第１油通路（111）は、リアヘッド（62）を厚み方向へ貫通し、凹溝（103）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油通路（112）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）と連通させている。フロントヘッド（61）において、第３油通路（113）の一端は、フロントヘッド（61）の上面のうち第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）に臨む部分に開口している。また、フロントヘッド（61）において、第３油通路（113）の他端は、出力軸（32）が挿通される貫通孔の内周面に開口している。

以上のように構成された本実施形態の膨張機構（31）では、第１シリンダ（71）と、そこに設けられたブッシュ（77）と、第１ピストン（75）と、第１ブレード（76）とが第１ロータリ機構部（70）を構成している。また、第２シリンダ（81）と、そこに設けられたブッシュ（87）と、第２ピストン（85）と、第２ブレード（86）とが第２ロータリ機構部（80）を構成している。

−運転動作−
上記空調機（10）の動作について説明する。

〈冷房運転〉
冷房運転時には、第１四方切換弁（12）及び第２四方切換弁（13）が第１状態（図１に実線で示す状態）に設定され、冷媒回路（11）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路（11）で行われる冷凍サイクルは、その高圧が冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高い値に設定されている。

圧縮機（20）では、電動機（23）によって圧縮機構（21）が回転駆動される。圧縮機構（21）は、吸入管（25）から吸い込んだ冷媒を圧縮して圧縮機ケーシング（24）内へ吐出する。圧縮機ケーシング（24）内の高圧冷媒は、吐出管（26）を通って圧縮機（20）から吐出される。圧縮機（20）から吐出された冷媒は、室外熱交換器（14）へ送られて室外空気へ放熱する。室外熱交換器（14）で放熱した高圧冷媒は、膨張機（30）へ流入する。

膨張機（30）では、流入管（35）を通って膨張機構（31）へ流入した高圧冷媒が膨張し、それによって発電機（33）が回転駆動される。発電機（33）で発生した電力は、圧縮機（20）の電動機（23）へ供給される。膨張機構（31）で膨張した冷媒は、流出管（36）を通って膨張機（30）から送り出される。

膨張機構（31）の上記の動作について、図５を参照しながら詳しく説明する。

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°の状態から出力軸（32）が僅かに回転すると、第１ピストン（75）と第１シリンダ（71）の接触位置が流入ポート（67）の開口部を通過し、流入ポート（67）から第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入し始める。その後、出力軸（32）の回転角が９０°，１８０°，２７０°と次第に大きくなるにつれて、第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入してゆく。この第１高圧室（73）への高圧冷媒の流入は、出力軸（32）の回転角が３６０°に達するまで続く。

次に、膨張機構（31）において冷媒が膨張する過程について説明する。回転角が０°の状態から出力軸（32）が僅かに回転すると、第１低圧室（74）と第２高圧室（83）が連通路（64）を介して互いに連通し、第１低圧室（74）から第２高圧室（83）へと冷媒が流入し始める。その後、出力軸（32）の回転角が９０°，１８０°，２７０°と次第に大きくなるにつれ、第１低圧室（74）の容積が次第に減少すると同時に第２高圧室（83）の容積が次第に増加し、結果として膨張室（66）の容積が次第に増加してゆく。この膨張室（66）の容積増加は、出力軸（32）の回転角が３６０°に達する直前まで続く。そして、膨張室（66）の容積が増加する過程で膨張室（66）内の冷媒が膨張し、この冷媒の膨張によって出力軸（32）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。

続いて、第２ロータリ機構部（80）の第２低圧室（84）から冷媒が流出してゆく過程について説明する。第２低圧室（84）は、出力軸（32）の回転角が０°の時点から流出ポート（68）に連通し始める。つまり、第２低圧室（84）から流出ポート（68）へと冷媒が流出し始める。その後、出力軸（32）の回転角が９０°，１８０°，２７０°と次第に大きくなってゆき、その回転角が３６０°に達するまでの間に亘って、第２低圧室（84）から膨張後の低圧冷媒が流出してゆく。

このようにして膨張機（30）から送出された冷媒は、室内熱交換器（15）へ送られる。室内熱交換器（15）では、流入した冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される。室内熱交換器（15）から出た低圧冷媒は、圧縮機（20）の吸入管（25）へ流入する。

〈暖房運転〉
暖房運転時には、第１四方切換弁（12）及び第２四方切換弁（13）が第２状態（図１に破線で示す状態）に設定され、冷媒回路（11）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。冷房運転時と同様に、この冷媒回路（11）で行われる冷凍サイクルは、その高圧が冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高い値に設定されている。

圧縮機（20）では、電動機（23）によって圧縮機構（21）が回転駆動される。圧縮機構（21）は、吸入管（25）から吸い込んだ冷媒を圧縮して圧縮機ケーシング（24）内へ吐出する。圧縮機ケーシング（24）内の高圧冷媒は、吐出管（26）を通って圧縮機（20）から吐出される。圧縮機（20）から吐出された冷媒は、室内熱交換器（15）へ送られる。室内熱交換器（15）では、流入した冷媒が室内空気へ放熱し、室内空気が加熱される。室内熱交換器（15）で放熱した高圧冷媒は、膨張機（30）へ流入する。

膨張機（30）では、流入管（35）を通って膨張機構（31）へ流入した高圧冷媒が膨張し、それによって発電機（33）が回転駆動される。発電機（33）で発生した電力は、圧縮機（20）の電動機（23）へ供給される。膨張機構（31）で膨張した冷媒は、流出管（36）を通って膨張機（30）から送り出される。膨張機（30）から送出された冷媒は、室外熱交換器（14）へ送られる。室外熱交換器（14）では、流入した冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（14）から出た低圧冷媒は、圧縮機（20）の吸入管（25）へ流入する。

〈圧縮機及び膨張機の潤滑動作〉
次に、圧縮機（20）及び膨張機（30）の潤滑動作を説明する。なお、初期状態では、膨張機用油ため（45）では、膨張機構用給油管（43）の開口端の高さよりも上方まで冷凍機油が満たされているものとする。

空調機（10）の運転を開始すると、まず、圧縮機構（21）の動作によって、圧縮機ケーシング（24）の内圧が上昇する。具体的には、圧縮機ケーシング（24）の内圧が、圧縮機構（21）から吐出された冷媒の圧力とほぼ同じになる。このため、圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油の圧力も、圧縮機構（21）から吐出された冷媒の圧力とほぼ同じになる。一方、圧縮機構（21）は、吸入管（25）から低圧冷媒を吸入する。したがって、圧縮機構（21）には、圧縮機ケーシング（24）の内圧よりも低圧となる部分が存在する。このため、圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油は、駆動軸（22）内の給油通路（90）を通って圧縮機構（21）へ流入し、圧縮機構（21）の潤滑に利用される。圧縮機構（21）へ供給された冷凍機油の一部は、圧縮された冷媒と共に圧縮機ケーシング（24）内へ吐出され、再び圧縮機ケーシング（24）の底部へ戻ってくる。この際、圧縮機ケーシング（24）の底から圧縮機構（21）までの間に冷凍機油が通る経路は比較的短いので、起動時においても、潤滑不良を起こす前に必要箇所に給油できる。

運転開始直後の膨張機構（31）内は、圧縮機ケーシング（24）内よりも低圧に保たれているので、圧縮機構（21）の動作によって圧縮機ケーシング（24）の内圧が上昇すると、圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油は、給油用配管（41）へ流入する。

給油用配管（41）に流入した冷凍機油は、膨張機用油ため（45）に到達する。膨張機用油ため（45）に到達した冷凍機油は、起動直後の時点ではガス冷媒混じり状態である。そのため、到達した冷凍機油は、潤滑には適していない。

ところで、膨張機用油ため（45）では、膨張機構用給油管（43）の開口端の高さまで冷凍機油が満たされている。この状態の膨張機用油ため（45）に、起動直後のガス冷媒混じりの冷凍機油が到達すると、膨張機用油ため（45）内の空間では、ガス冷媒混じりの冷凍機油が、ガス冷媒と冷凍機油とに分離されて、冷凍機油のみが膨張機用油ため（45）の底部に溜まる。また、ガス冷媒は、油面よりも上方の膨張機用油ため（45）内空間に溜まり膨張機用油ため（45）の内圧を上昇させる。そして、膨張機用油ため（45）内の油面の上昇と内圧の上昇により、冷凍機油が膨張機構用給油管（43）の逆Ｕ字部分の頂点を超えると、膨張機用油ため（45）内に溜まっていた冷凍機油（すなわちガス冷媒の割合が小さい冷凍機油）は、膨張機構（31）の内圧と圧縮機ケーシング（24）の内圧との圧力差によって、膨張機構用給油管（43）に送り込まれる。その結果、冷凍機油が膨張機構（31）に供給され、膨張機構（31）において潤滑に利用される。

詳しくは、この膨張機構（31）では、膨張機構用給油管（43）を通じて供給された冷凍機油が上側油溜め室（101）へ導入される。上側油溜め室（101）へ流入した冷凍機油は、出力軸（32）の給油通路（90）と、出力軸（32）とリアヘッド（62）の摺動部分と、凹溝（103）とに分配される。

出力軸（32）の給油通路（90）へ流入した冷凍機油は、その一部が各分岐通路（91,92）を通じて偏心部（79,89）とピストン（75,85）の摺動部分に供給され、残りが下側油溜め室（102）へ流入する。下側油溜め室（102）へ流入した冷凍機油は、出力軸（32）とフロントヘッド（61）の摺動部分へ供給される。

凹溝（103）へ流入した冷凍機油は、第１油通路（111）を通って第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）へ流入する。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シリンダ（81）とブッシュ（87）の摺動部分や、第２ブレード（86）とブッシュ（87）の摺動部分へ供給される。ブッシュ孔（88）へ流入した冷凍機油の残りは、第２油通路（112）を通って第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）へ流入する。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シリンダ（71）とブッシュ（77）の摺動部分や、第１ブレード（76）とブッシュ（77）の摺動部分へ供給される。ブッシュ孔（78）へ流入した冷凍機油の残りは、第３油通路（113）を通じてフロントヘッド（61）と出力軸（32）の隙間へ供給される。

上記のように膨張機構（31）の潤滑に利用された冷凍機油は、その一部は膨張機構（31）から漏れ出て膨張機ケーシング（34）の底に溜まり、残りは膨張後の冷媒と共に膨張機（30）から流出する。冷媒と共に膨張機（30）から流出した冷凍機油は、冷媒と共に冷媒回路（11）内を流れて圧縮機（20）へ吸入される。一方、膨張機ケーシング（34）の底に溜まった冷凍機油は、油戻し用配管（42）を通って吸入側配管（16）へ流入し、冷媒と共に圧縮機（20）へ吸入される。吸入側配管（16）を流れる冷媒の圧力は、冷媒回路（11）内で最も低くなっている。このため、膨張機ケーシング（34）内の冷凍機油は、油戻し用配管（42）を流れて吸入側配管（16）に流入する。

圧縮機（20）の圧縮機構（21）へ冷媒と共に吸入された冷凍機油は、圧縮後の冷媒と共に圧縮機構（21）から圧縮機ケーシング（24）の内部空間へ吐出され、その後に圧縮機ケーシング（24）の底部へと流れ落ちてゆく。

空調機（10）の運転を続けてゆくと、冷凍機油に含まれるガス冷媒の量が減少し、潤滑に適した状態になる。そして、空調機（10）の定常運転状態では、冷媒回路（11）を循環する冷媒の圧力は、圧縮機（20）から膨張機（30）へ至るまでの間に幾分低下した状態である。このため、膨張機構（31）を通過する冷媒の圧力は、必然的に圧縮機ケーシング（24）の内圧よりも低くなる。そのため、圧縮機ケーシング（24）の底に溜まった冷凍機油は、給油用配管（41）へ流入する。

給油用配管（41）へ流入した冷凍機油は、冷却用熱交換器（46）で吸入側配管（16）内の冷媒と熱交換して冷却され、その後に膨張機用油ため（45）へ流入する。膨張機用油ため（45）に冷凍機油が流入すると、膨張機用油ため（45）内の油面が上昇し、膨張機用油ため（45）内に溜まっていた冷凍機油が、膨張機構用給油管（43）を介して膨張機構（31）に供給される。

ここで、空調機（10）の運転を停止させて、該空調機（10）を停止状態で放置しておくと、重力により、膨張機用油ため（45）内の冷凍機油は、膨張機構用給油管（43）を通って膨張機構（31）内に流れ込む。この際、膨張機構用給油管（43）は、膨張機用油ため（45）側が逆Ｕ字型をしているので、冷凍機油の流出中に、この逆Ｕ字管に空気が巻き込まれた時点で重力による流出は止まる。この際、空気を巻き込んだ時点に、逆Ｕ字管の開口側の管内に残っていた冷凍機油が逆流して、膨張機用油ため（45）内の油面が若干上昇するとともに、表面張力によって逆Ｕ字管内に冷凍機油が入り込む。すなわち、膨張機構用給油管（43）の始端側の開口（膨張機用油ため（45）内の開口）が冷凍機油に浸かった状態で、膨張機用油ため（45）内に一定量の冷凍機油が確保される。

以上のように、本実施形態では膨張機用油ため（45）を設けたことによりガス冷媒混じりの冷凍機油がガス冷媒と冷凍機油とに分離されるので、運転開始直後のガス冷媒混じりの冷凍機油が圧縮機（20）から送られて来ている段階から、潤滑に適した冷凍機油を膨張機構（31）に供給することができる。すなわち、空調機（10）の運転開始から膨張機構（31）に潤滑油が供給されるまでの間の時間差を、膨張機用油ため（45）が無いものと比べ、より小さくできる。つまり、運転開始時における膨張機構（31）の潤滑不良を防止できる。なお、ここで言う膨張機構は、軸受けも含む概念である。

また、膨張機用油ため（45）と膨張機構（31）とは、逆Ｕ字管で接続されているので、重力によって膨張機用油ため（45）内の冷凍機油が空になってしまうことがない。したがって、空調機（10）を停止状態で長期間放置しておいても膨張機用油ため（45）内に潤滑油を確保できる。つまり、空調機（10）を停止状態で長期間放置して圧縮機構（21）や膨張機構（31）がいわゆる油切れ状態になっている状態から起動する場合でも、圧縮機（20）と膨張機構（31）のそれぞれに冷凍機油を確実に供給できる。

《実施形態１の変形例》
上記の膨張機用油ため（45）は、膨張機ケーシング（34）内に設けてもよい。図６は、膨張機用油ため（45）を膨張機ケーシング（34）内に設けた一例である。この例の膨張機用油ため（45）も上部に天板を有した円筒形に形成し、該膨張機用油ため（45）を膨張機構（31）の上部プレート（65）の上面に配置している。

この膨張機用油ため（45）においても、その天板に給油用配管（41）の終端が接続されている。具体的には、給油用配管（41）の終端部は、膨張機ケーシング（34）の上部を貫通し、さらに膨張機用油ため（45）の天板を貫通し、膨張機用油ため（45）の内部空間に開口している。また、膨張機用油ため（45）の低面部には膨張機構用給油管（43）の始端側が接続されている。また、膨張機用油ため（45）の内部空間において、給油用配管（41）の終端側の開口端は、膨張機構用給油管（43）の始端側開口端よりも高い位置に設定されている。

また、実施形態１と同様に、膨張機構用給油管（43）の始端部は、膨張機用油ため（45）の底面部に接続され、終端部は、膨張機構（31）に接続されている。詳しくは、この膨張機構用給油管（43）は、図６に示すように、始端側の開口端が下向きに開口する逆Ｕ字管により形成されている。そして、この逆Ｕ字管は、下向きに開口した側が膨張機用油ため（45）の内部空間内に配置されて、該開口端が膨張機用油ため（45）の内部空間で下向きに開口している。この下向きの開口端は、膨張機用油ため（45）の底面から所定の距離だけ離れた位置で、且つ給油用配管（41）の終端側の開口端よりも低い位置に配置されている。また、膨張機構用給油管（43）の終端は、上部プレート（65）を上方から下方へ向かって貫通して凹陥部に開口している。

以上の構成により、本変形例においてもやはり、停止状態で長期間放置した後であっても、空調機（10）の運転を開始して圧縮機ケーシング（24）の内圧がある程度上がると、膨張機構（31）の潤滑が必要箇所に、ガス冷媒が混じっていない冷凍機油を直ちに供給することができる。

しかも、膨張機用油ため（45）を膨張機ケーシング（34）内に設けたことにより、膨張機構用給油管（43）をより短くできる。すなわち、本変形例によれば、より早く膨張機構（31）の潤滑が必要箇所に、ガス冷媒が混じっていない冷凍機油を供給することができる。

《発明の実施形態２》
実施形態２では、膨張機用油ため（45）を膨張機構（31）の内部に形成した例を説明する。図７は、本発明の実施形態２に係る膨張機（30）の要部を示す概略の縦断面図である。

本実施形態では、リアヘッド（62）の上面（第２シリンダ（81）と反対側の面）に、リアヘッド（62）中央の貫通孔（滑り軸受）と同心状に位置する環状凹部を、膨張機用油ため（45）として形成している。この環状凹部の内径及び外径は、リアヘッド（62）と上部プレート（65）とが積層された状態において該環状凹部の一部が上側油溜め室（101）に対して開口するように設定されている。

この構成では、環状凹部の内周側及び外周側には略円筒の壁が形成され、膨張機用油ため（45）内の冷凍機油の量が所定量を超えると、冷凍機油が内周側の円筒壁の最上部を越えてリアヘッド（62）中央の貫通孔に流れ込み、外周側の円筒壁では、凹溝（103）の位置において、冷凍機油が外周側の円筒壁の最上部を越えて、該凹溝（103）を介して第１油通路（111）に流れ込む。つまり、本実施形態では、環状凹部の円筒壁が、膨張機用油ため（45）が貯留した冷凍機油を膨張機構（31）に供給する給油部であり、これらの円筒壁は、膨張機用油ため（45）内の冷凍機油の貯留量が所定量を超えると、超えた分の冷凍機油を排出するオーバーフロー堰（45a）として機能する。

なお、本実施形態では、給油用配管（41）の終端部は、上部プレート（65）を上方から下方へ向かって貫通して上側油溜め室（101）に開口している。

〈本実施形態における潤滑動作〉
この空調機においても、実施形態１の空調機（10）と同様に冷房運転や暖房運転や冷房運転が行なわれて、その際に圧縮機（20）側から送られた冷凍機油によって膨張機（30）の膨張機構（31）が潤滑される。すなわち、本実施形態においても実施形態１の空調機と同様にして、給油用配管（41）によって上側油溜め室（101）まで冷凍機油が供給されると、上側油溜め室（101）内が冷凍給油で満たされ、さらに膨張機用油ため（45）も冷凍給油で満たされる。これにより、給油通路（90）、凹溝（103）、第１油通路（111）等を介して膨張機構（31）が潤滑される。

その後、空調機の運転を停止させると、上側油溜め室（101）や膨張機用油ため（45）内に溜まっていた冷凍機油は、膨張機構（31）から漏れ出て膨張機ケーシング（34）の底に溜まる。そして、空調機を停止状態で長期間放置しておくと、上側油溜め室（101）内の冷凍機油は殆どが流れ落ちてしまい、上側油溜め室（101）内には潤滑に使用できるだけの量の冷凍機油は残らない。一方、膨張機用油ため（45）では、オーバーフロー堰（45a）の高さまでは、該オーバーフロー堰（45a）から冷凍機油が排出されるものの、膨張機用油ため（45）内には所定量の冷凍機油が残っている。すなわち、本実施形態でも、膨張機用油ため（45）内の冷凍機油は、重力によって空にならない。

この状態から空調機を起動させると、起動直後はガス冷媒の割合が大きい冷凍機油が圧縮機（20）から上側油溜め室（101）内に送られてくる。

この際、ガス冷媒の割合が大きい冷凍機油の流れにより、内周側及び外周側のオーバーフロー堰（45a）から冷凍機油が排出される。内周側のオーバーフロー堰（45a）から排出された冷凍機油は、上部プレート（65）の中央に設けられた貫通孔に流れ込む。また、外周側のオーバーフロー堰（45a）から排出された冷凍機油は、凹溝（103）を介して第１油通路（111）に流れ込む。すなわち、これらのオーバーフロー堰（45a）から排出された冷凍機油は膨張機構（31）の潤滑に使用される。

以上のように、本実施形態においてもやはり、膨張機用油ため（45）によって、ガス冷媒混じりの冷凍機油がガス冷媒と冷凍機油とに分離され、ガス冷媒の割合が小さい冷凍機油を、潤滑が必要な箇所に供給することができる。

しかも、膨張機用油ため（45）を膨張機構（31）の内部に設けて直接膨張機構（31）に対して冷凍機油を供給するようにしたので、より早く冷凍機油を、潤滑を必要とする箇所に供給できる。また、膨張機用油ため（45）を膨張機構（31）の内部に設けると、空調機をよりコンパクトに構成することができる。

以上のように、本発明は、互いに別体に形成された圧縮機と膨張機を備える冷凍装置について有用である。

実施形態１における空調機の構成を示す冷媒回路図である。 実施形態１における膨張機用油ため、膨張機構用給油管の構成を示す図である。 実施形態１における膨張機の要部を示す概略の縦断面図である。 実施形態１における膨張機構の要部拡大図である。 実施形態１の膨張機構における出力軸の回転角９０°毎の各ロータリ機構部の状態を示す概略の横断面図である。 実施形態１の変形例における膨張機の要部を示す概略の縦断面図である。 実施形態２における膨張機の要部を示す概略の縦断面図である。

１０ 空調機（冷凍装置）
１１ 冷媒回路
２０ 圧縮機
２１ 圧縮機構
２４ 圧縮機ケーシング
３０ 膨張機
３１ 膨張機構
３４ 膨張機ケーシング
４３ 膨張機構用給油管（給油部）
４５ 膨張機用油ため（貯留器）
４５ａ オーバーフロー堰（給油部）

Claims (7)

1. 圧縮機ケーシング（24）に収容された圧縮機構（21）を備えて冷凍サイクルの圧縮工程を行うとともに該圧縮機ケーシング（24）を介して冷媒を冷媒回路（11）に吐出する圧縮機（20）と、流入した冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張機構（31）を備えて冷凍サイクルの膨張行程を行うとともに該膨張機構（31）内部が上記圧縮機ケーシング（24）内の圧力よりも低い圧力になる膨張機（30）とを備えた空調機であって、
   上記圧縮機ケーシング（24）に接続されて該圧縮機ケーシング（24）内に貯留された潤滑油を導出する給油用配管（41）と、
   上記給油用配管（41）に接続されるとともに、該給油用配管（41）から導入された潤滑油を貯留する貯留器（45）と、
   上記貯留器（45）を上記膨張機構（31）に直に給油する給油管（43）と、
   上記膨張機ケーシング（34）内に溜まった潤滑油を上記圧縮機構（21）の吸入管（25）へ導入するための油戻し用配管（42）と、
   を備えていることを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１の冷凍装置において、
   上記給油部（43）は、上記貯留器（45）内の潤滑油が重力によって流出して該貯留器（45）が空になるのを阻止する流出阻止機構を有していることを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項２の冷凍装置において、
   上記流出阻止機構は、開口端が下向きに開口したＵ字管により構成され、該Ｕ字管は、一端が上記貯留器（45）の潤滑油中に位置するように配置され、他端が上記膨張機構（31）に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
4. 圧縮機ケーシング（24）に収容された圧縮機構（21）を備えて冷凍サイクルの圧縮工程を行うとともに該圧縮機ケーシング（24）を介して冷媒を冷媒回路（11）に吐出する圧縮機（20）と、流入した冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張機構（31）を備えて冷凍サイクルの膨張行程を行うとともに該膨張機構（31）内部が上記圧縮機ケーシング（24）内の圧力よりも低い圧力になる膨張機（30）とを備えた空調機であって、
   上記圧縮機ケーシング（24）に接続されて該圧縮機ケーシング（24）内に貯留された潤滑油を導出する給油用配管（41）と、
   上記給油用配管（41）に接続され、該給油用配管（41）から導入された潤滑油を貯留するとともに、上記膨張機構（31）内に設けられて、オーバーフロー堰（45a）によって膨張機構（31）に直に給油する貯留器（45）と、
   上記膨張機ケーシング（34）内に溜まった潤滑油を上記圧縮機構（21）の吸入管（25）へ導入するための油戻し用配管（42）と、
   を備えていることを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項１の冷凍装置において、
   上記貯留器（45）は、上記膨張機構（31）を収容した膨張機ケーシング（34）の外部に設けられていることを特徴とする冷凍装置。
6. 請求項１の冷凍装置において、
   上記貯留器（45）は、上記膨張機構（31）を収容した膨張機ケーシング（34）の内部に設けられていることを特徴とする冷凍装置。
7. 請求項１の冷凍装置において、
   上記貯留器（45）は、上記膨張機構（31）の内部に設けられていることを特徴とする冷凍装置。

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