(57)【要約】  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、密閉容器（１０）内において、膨張機構（２２）よりも上方にあり、膨張機構（２２）と回転軸（３６）を共有している。回転軸（３６）の下端部には油ポンプ（３７）が設けられている。油ポンプ（３７）は、油溜まり部（１５）の油に浸漬されている。通常、油溜まり部（１５）には、油面ＯＬが第１膨張部（３０ａ）のベーン（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。回転軸（３６）の内部には、油を圧縮機構（２１）へ導く給油路（３８）が形成されている。また、油ポンプ（３７）の吸入口（３７ａ）は、ベーン（３４ａ）の下端部（３４ｅ）よりも下方に設けられている。
2008023694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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挿入され、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、膨張機一体型圧縮機。
【請求項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い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。
【請求項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。
【請求項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いる、請求項３に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項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い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。
【請求項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。
【請求項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いる、請求項６に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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挿入され、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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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いる、請求項１９に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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いる、請求項１８に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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２００３−１３９０５９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、給油通路を通っ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い。【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いる。【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。このことによっても、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、か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る。
【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挿入され、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い位置に形成されているため、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、膨張機構から吐出される冷媒のエンタルピ増大、圧縮機構から吐出される冷媒のエ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２００３−１３９０５９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挿入され、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い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く、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いて、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エンタルピが増加し、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い。【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）は短い方が好ましい。【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く、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ール性能が低下すると、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、を備えていることが好ましい。【００３６】
上記膨張機一体型圧縮機では、吸入機構により吸い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、やが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いることが好ましい。【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ができる。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いることが好ましい。【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ができる。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いることが好ましい。【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、仕切部材が挿入された溝部には、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おいても、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い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、吸入機構により吸い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。【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、上貫通孔によって構成されていることが好ましい。【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ができる。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って移動することを防止することができる。【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ができる。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ができる。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いることが好ましい。【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ができる。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いることが好ましい。【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ができる。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ができる。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が可能となる。【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いることが好ましい。【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いることが好ましい。【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ができる。【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いることが好ましい。【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、圧縮機構から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ができる。【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ー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い位置にまで至る側板とを有しているとよい。【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ができる。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ができる。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流路によっ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流路によっ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、冷凍能力が高く、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（ＣＯ2）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５Ａ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のベーン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３１ａと、シリンダ３１ａ内に挿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、このベーン溝３４ｃにはベーン３４ａが摺動可能に挿入されている。また、シリンダ３１ａのベーン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Ｈ１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、このベーン溝３４ｄにはベーン３４ｂが摺動可能に挿入されている。また、シリンダ３１ｂのベーン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とに仕切っている。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挿入されており、第２偏心部３６ｂはピストン３２ｂの内部に摺動自在に挿入されている。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２１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いてもよい。【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３９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の上側およびベーン溝３４ｄの下側は仕切板３９によって閉塞されているが、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３３ｂ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３３ａ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１０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る。【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のベーン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３１ｂ、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４１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（例えばインボリュート形状等）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と噛み合うラップ５７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。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がベーン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、上記開口からベーン溝３４ｃおよびベーン溝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がベーン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のベーン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のベーン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ができる。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ができる。【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１５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がベーン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がベーン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エンタルピが増加し、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く、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）は短い方が好ましい。【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く、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３４ａ，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５Ａ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、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。しかし、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く、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から直接ベーン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側からベーン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、異なる部分につい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において下軸受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からベーン溝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からベーン溝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３２ｂ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を通じてベーン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を通じてベーン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のベーン３４ａの下端３４ｅよりも低い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。したがって、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、異なる部分につい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４１ａ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の上端部まで至った油は、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およびベーン溝３４ｃに吸入され、ベーン３４ｂとベーン溝３４ｄとの隙間、および、ベーン３４ａとベーン溝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を通じてベーン３４ａ，３４ｂに油を供給することができる。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り、給油溝６８ｂから上軸受４１の上面４１ａに流れ出た油が、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が、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ができる。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３０ａ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３０ａ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がベーン３４ｂの下端部３４ｆ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。【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３９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とを備えている。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に接続されている。【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に接続されている。【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）とを備えている。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２２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エンタルピが増加するので、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、冷媒のエ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がベーン３４ｂの下端部３４ｆ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およびベーン溝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ができる。【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のベーン３４ｂ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３１ｂ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（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３１ａ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が、冷媒の流通方向が第４の実施形態とは反対になっている。【０１５１】
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ができる。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エンタルピが増加する。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、冷媒のエ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には外部から高圧側の流体室Ｈ１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の一端が挿入されている。【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の一端が挿入されている。【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６６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４１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３４ｉ、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。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４１ａ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内をベーン３４ａ，３４ｂの背面側から先端側へ向かって流れていく。そして、ベーン３４ｂとベーン溝３４ｄとの隙間、および、ベーン３４ａとベーン溝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２１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内をベーン３４ａ，３４ｂの背面側から先端側へ向かって流れていく。これにより、回転軸３６から遠い位置にあるベーン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。したがって、ベーン３４ａ，３４ｂを十分に潤滑するとともに、ベーン３４ａ，３４ｂと溝部３４ｃ，３４ｄ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４１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のベーン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４１ａ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ができる。【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もよい。【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４１ａ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っても、給油溝６８ｂから上軸受４１の上面４１ａ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から油溜まり部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、油の返送路をベーン３４ａ，３４ｂ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、前述のようにベーン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る。【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の油から膨張機構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ができる。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、油から膨張機構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ができる。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る。【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を流れた油をベーン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３４ａ，３４ｂを潤滑していた。しかし、給油溝６８ａ，６８ｂからベーン３４ａ，３４ｂへ油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４１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６６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ができる。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の実施形態のカバー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ができる。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を給油路としてベーン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が可能となる。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がある。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５Ｉ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ができる。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に固定してもよく、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ー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５Ｉに、下部カバー８３を加えたものである。下部カバー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ができる。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く、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が、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。
【図１】
2008023694.tif 000003
【図２】
2008023694.tif 000004
【図３Ａ】
2008023694.tif 000005
【図３Ｂ】
2008023694.tif 000006
【図４】
2008023694.tif 000007
【図５】
2008023694.tif 000008
【図６】
2008023694.tif 000009
【図７】
2008023694.tif 000010
【図８】
2008023694.tif 000011
【図９Ａ】
2008023694.tif 000012
【図９Ｂ】
2008023694.tif 000013
【図１０】
2008023694.tif 000014
【図１１】
2008023694.tif 000015
【図１２】
2008023694.tif 000016
【図１３】
2008023694.tif 000017
【図１４】
2008023694.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月6日(2009.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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挿入され、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、膨張機一体型圧縮機。
【請求項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い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。
【請求項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。
【請求項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いる、請求項３に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項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い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。
【請求項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。
【請求項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いる、請求項６に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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挿入され、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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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いる、請求項１９に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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いる、請求項１８に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【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２００３−１３９０５９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、給油通路を通っ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い。
【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いる。
【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。このことによっても、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、か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る。
【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挿入され、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い位置に形成されているため、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、膨張機構から吐出される冷媒のエンタルピ増大、圧縮機構から吐出される冷媒のエ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２００３−１３９０５９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挿入され、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い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く、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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いて、好適な態様を例示すると次の通りである。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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エンタルピが増加し、膨張機構の回収動力が増加する。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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い。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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）は短い方が好ましい。
【００３０】
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く、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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ール性能が低下すると、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、を備えていることが好ましい。
【００３５】
上記膨張機一体型圧縮機では、吸入機構により吸い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、やが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。
【００３６】
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いることが好ましい。
【００３７】
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ができる。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。
【００３８】
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いることが好ましい。
【００３９】
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ができる。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。
【００４０】
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いることが好ましい。
【００４１】
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、仕切部材が挿入された溝部には、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おいても、仕切部材に確実に油を供給することができる。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
次に、吸入機構によって吸い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。
【００４７】
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。
【００４８】
上記膨張機一体型圧縮機では、吸入機構により吸い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。
【００４９】
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いることが好ましい。
【００５０】
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。
【００５１】
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ができる。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。
【００５２】
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。
【００５３】
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って移動することを防止することができる。
【００５４】
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。
【００５５】
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ができる。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。
【００５６】
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。
【００５７】
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ができる。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。
【００５８】
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いることが好ましい。
【００５９】
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ができる。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。
【００６０】
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いることが好ましい。
【００６１】
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ができる。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。
【００６２】
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。
【００６３】
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ができる。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が可能となる。
【００６４】
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いることが好ましい。
【００６５】
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。
【００６６】
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いることが好ましい。
【００６７】
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ができる。
【００６８】
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いることが好ましい。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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、圧縮機構から膨張機構への熱移動を抑制することができる。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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ができる。
【００７７】
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ー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い位置にまで至る側板とを有しているとよい。
【００７８】
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ができる。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ができる。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。
【００７９】
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流路によっ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流路によっ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。
【００８０】
これにより、冷凍能力が高く、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。
【００８１】
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。
【００８２】
（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。
【００８３】
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（ＣＯ2）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。
【００８４】
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５Ａ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。
【００８５】
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のベーン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。
【００８６】
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。
【００８７】
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３１ａと、シリンダ３１ａ内に挿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、このベーン溝３４ｃにはベーン３４ａが摺動可能に挿入されている。また、シリンダ３１ａのベーン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Ｈ１と低圧側の流体室Ｌ１とに仕切っている。
【００８８】
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、このベーン溝３４ｄにはベーン３４ｂが摺動可能に挿入されている。また、シリンダ３１ｂのベーン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とに仕切っている。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。
【００８９】
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挿入されており、第２偏心部３６ｂはピストン３２ｂの内部に摺動自在に挿入されている。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２１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いてもよい。
【００９０】
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３９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の上側およびベーン溝３４ｄの下側は仕切板３９によって閉塞されているが、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。
【００９１】
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３３ｂ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。
【００９２】
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。
【００９３】
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３３ａ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１０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る。
【００９４】
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。
【００９５】
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のベーン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。
【００９６】
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３１ｂ、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４１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。
【００９７】
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。
【００９８】
固定スクロール５１には、渦巻形状（例えばインボリュート形状等）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と噛み合うラップ５７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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
次に膨張機構２２への油の供給動作について説明する。
【０１０９】
上述したように、油溜まり部１５には、油面ＯＬがベーン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、上記開口からベーン溝３４ｃおよびベーン溝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。
【０１１０】
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がベーン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のベーン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のベーン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。
【０１１１】
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ができる。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ができる。
【０１１２】
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１５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。
【０１１３】
本膨張機一体型圧縮機５Ａでは、吸入管８がベーン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がベーン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エンタルピが増加し、膨張機構２２の回収動力が増加する。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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く、圧縮機構２１の動作を安定させることができる。
【０１１６】
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）は短い方が好ましい。
【０１１７】
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５Ａ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く、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。
【０１１８】
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３４ａ，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５Ａ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。
【０１１９】
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、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。
【０１２０】
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。しかし、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く、いわゆるスイング式の膨張機構も含まれる。
【０１２１】
（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から直接ベーン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側からベーン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。
【０１２２】
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、異なる部分についてのみ説明することとする。
【０１２３】
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において下軸受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。
【０１２４】
上軸受４１の内部には、給油溝６８ｂからベーン溝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からベーン溝３４ｃまで延びる下連通孔７８が形成されている。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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を通じてベーン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を通じてベーン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のベーン３４ａの下端３４ｅよりも低い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。したがって、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。
【０１２８】
（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、異なる部分についてのみ説明することとする。
【０１２９】
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４１ａ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。
【０１３０】
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の上端部まで至った油は、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およびベーン溝３４ｃに吸入され、ベーン３４ｂとベーン溝３４ｄとの隙間、および、ベーン３４ａとベーン溝３４ｃとの隙間を潤滑およびシールする。
【０１３１】
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を通じてベーン３４ａ，３４ｂに油を供給することができる。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。
【０１３２】
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り、給油溝６８ｂから上軸受４１の上面４１ａに流れ出た油が、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。
【０１３３】
また、図５では、背面室３４ｈの下側が広く開口しているが、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ができる。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。
【０１３４】
（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３０ａ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。
【０１３５】
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３０ａ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がベーン３４ｂの下端部３４ｆ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。
【０１３６】
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３９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。
【０１３７】
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とを備えている。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。
【０１３８】
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に接続されている。
【０１３９】
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に接続されている。
【０１４０】
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）とを備えている。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。
【０１４１】
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２２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エンタルピが増加するので、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、冷媒のエンタルピ増大の効果も十分に期待できる。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
上述したように、油溜まり部１５には、油面ＯＬがベーン３４ｂの下端部３４ｆ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およびベーン溝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。
【０１４６】
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ができる。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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のベーン３４ｂ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。
【０１４９】
（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３１ｂ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（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３１ａ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が、冷媒の流通方向が第４の実施形態とは反対になっている。
【０１５０】
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ができる。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エンタルピが増加する。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、冷媒のエンタルピ増大の効果も十分に期待できる。
【０１５１】
（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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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には外部から高圧側の流体室Ｈ１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の一端が挿入されている。
【０１５５】
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の一端が挿入されている。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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６６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４１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３４ｉ、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。
【０１６１】
次に膨張機構２２への油の供給動作について説明する。
【０１６２】
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。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４１ａに流れ出る。
【０１６３】
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内をベーン３４ａ，３４ｂの背面側から先端側へ向かって流れていく。そして、ベーン３４ｂとベーン溝３４ｄとの隙間、および、ベーン３４ａとベーン溝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。
【０１６４】
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２１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。
【０１６５】
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内をベーン３４ａ，３４ｂの背面側から先端側へ向かって流れていく。これにより、回転軸３６から遠い位置にあるベーン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。したがって、ベーン３４ａ，３４ｂを十分に潤滑するとともに、ベーン３４ａ，３４ｂと溝部３４ｃ，３４ｄ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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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４１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のベーン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。
【０１６８】
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４１ａ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ができる。
【０１６９】
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もよい。
【０１７０】
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４１ａ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っても、給油溝６８ｂから上軸受４１の上面４１ａ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。
【０１７１】
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から油溜まり部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、油の返送路をベーン３４ａ，３４ｂ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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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、前述のようにベーン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る。
【０１７４】
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の油から膨張機構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ができる。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、油から膨張機構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ができる。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る。
【０１７５】
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。
【０１７６】
（第７の実施形態）
第６の実施形態では、給油溝６８ａ，６８ｂを流れた油をベーン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３４ａ，３４ｂを潤滑していた。しかし、給油溝６８ａ，６８ｂからベーン３４ａ，３４ｂへ油を導く給油路はこれに限られない。
【０１７７】
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４１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６６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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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ができる。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。
【０１８０】
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の実施形態のカバー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ができる。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。
【０１８１】
（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。
【０１８２】
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を給油路としてベーン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が可能となる。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。
【０１８３】
（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がある。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５Ｉ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。
【０１８４】
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ができる。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。
【０１８５】
なお、上部カバー８２は、回転軸３６に固定してもよく、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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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ー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。
【０１８８】
（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５Ｉに、下部カバー８３を加えたものである。下部カバー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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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ができる。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く、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。
【０１９３】
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が、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】
【０１９４】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
【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
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008023694.tif 000019
【図２】
2008023694.tif 000020
【図３Ａ】
2008023694.tif 000021
【図３Ｂ】
2008023694.tif 000022
【図４】
2008023694.tif 000023
【図５】
2008023694.tif 000024
【図６】
2008023694.tif 000025
【図７】
2008023694.tif 000026
【図８】
2008023694.tif 000027
【図９Ａ】
2008023694.tif 000028
【図９Ｂ】
2008023694.tif 000029
【図１０】
2008023694.tif 000030
【図１１】
2008023694.tif 000031
【図１２】
2008023694.tif 000032
【図１３】
2008023694.tif 000033
【図１４】
2008023694.tif 000034
【国際調査報告】
2008023694.tif 000035
2008023694.tif 000036