(57)【要約】  膨張機一体型圧縮機（２００）は、密閉容器（１）と、密閉容器（１）内の上部に配置された圧縮機構（２）と、密閉容器（１）内の下部に配置された膨張機構（３）と、圧縮機構（２）と膨張機構（３）とを連結するシャフト（５）と、圧縮機構（２）と膨張機構（３）との間に配置されたオイルポンプ（６）とを備えている。オイルポンプ（６）は、オイル貯まり（２５）に貯められたオイルを吸入路を通じて圧縮機構（２）に供給する。吸入路には、オイルポンプ（６）に吸入されるオイルが通過するようにストレーナ（６５）が設置されている。
2009066410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部がオイル貯まりとして利用される密閉容器と、
前記オイル貯まりに貯められたオイルの油面よりも上または下に位置するように前記密閉容器内に配置された圧縮機構と、
前記油面に対する位置関係が前記圧縮機構とは上下逆になるように前記密閉容器内に配置された膨張機構と、
前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、
前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記オイル貯まりに貯められたオイルを吸入路を通じて吸入して前記圧縮機構および前記膨張機構のうち前記油面よりも上に位置する機構に供給するオイルポンプと、
前記吸入路に、前記オイルポンプに吸入されるオイルが通過するように設置されたストレーナと、
を備えた、膨張機一体型圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機構は前記油面よりも上に位置しており、前記膨張機構は前記油面よりも下に位置している、請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮機構はスクロール型であり、前記膨張機構はロータリ型である、請求項２に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項４】
前記シャフトの内部には、前記圧縮機構の摺動部分に通ずる給油路が形成されていて、この給油路に前記オイルポンプからオイルが送り込まれるようになっている、請求項２に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項５】
前記ストレーナは、前記吸入路の途中に配置されている、請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項６】
前記ストレーナは、前記吸入路内をオイルが下から上に流れる位置に配置されている、請求項５に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項７】
前記ストレーナは、前記吸入路の入口に配置されている、請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項８】
前記吸入路の入口は、下向きに開口している、請求項７に記載の膨張機一体型圧縮機。
【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備えた膨張機一体型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機構と膨張機構とを備えた流体機械として、膨張機一体型圧縮機が知られている。図１３は、特開２００５−２９９６３２号公報に記載された膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。【０００３】
膨張機一体型圧縮機１０３は、密閉容器１２０、圧縮機構１２１、電動機１２２および膨張機構１２３を備えている。電動機１２２、圧縮機構１２１および膨張機構１２３は、シャフト１２４により連結されている。膨張機構１２３は、膨張する作動流体（例えば冷媒）から動力を回収し、回収した動力をシャフト１２４に与える。これにより、圧縮機構１２１を駆動する電動機１２２の消費電力が低減し、膨張機一体型圧縮機１０３を用いたシステムの成績係数が向上する。【０００４】
密閉容器１２０の底部１２５は、オイル貯まりとして利用されている。底部１２５に貯められたオイルを密閉容器１２０の上方へ汲み上げるために、シャフト１２４の下端にオイルポンプ１２６が設けられている。オイルポンプ１２６によって汲み上げられたオイルは、シャフト１２４内の給油路１２７を経由して、圧縮機構１２１および膨張機構１２３に供給される。これにより、圧縮機構１２１の摺動部分および膨張機構１２３の摺動部分における潤滑性とシール性を確保することができる。【０００５】
膨張機構１２３の上部には、オイル戻し経路１２８が設けられている。オイル戻し経路１２８は、一端がシャフト１２４の給油路１２７に接続し、他端が膨張機構１２３の下方に向かって開口している。一般に、膨張機構１２３の信頼性確保のため、オイルは過剰に供給される。余剰のオイルはオイル戻し経路１２８を経由して、膨張機構１２３の下方に排出される。【０００６】
作動流体に混入するオイルの量は、通常、圧縮機構１２１と膨張機構１２３とで相違する。したがって、圧縮機構１２１と膨張機構１２３とが別々の密閉容器内に収容されている場合には、オイル量の過不足が生じないように、２つの密閉容器内のオイル量を調整するための手段が不可欠となる。これに対し、圧縮機構１２１および膨張機構１２３が同一の密閉容器１２０内に収容されているため、図１３に示す膨張機一体型圧縮機１０３には、オイル量の過不足の問題が本質的に存在しない。【０００７】
上記の膨張機一体型圧縮機１０３では、底部１２５から汲み上げられたオイルが、高温の圧縮機構１２１を通過するため、圧縮機構１２１によって加熱される。圧縮機構１２１によって加熱されたオイルは、電動機１２２によってさらに加熱され、膨張機構１２３に到達する。膨張機構１２３に到達したオイルは、低温の膨張機構１２３において冷却されたのち、オイル戻し経路１２８を経由して、膨張機構１２３の下方に排出される。膨張機構１２３から排出されたオイルは、電動機１２２の側面を通過する際に加熱され、さらに圧縮機構１２１の側面を通過する際にも加熱されて密閉容器１２０の底部１２５に戻る。【０００８】
以上のように、オイルが圧縮機構と膨張機構を循環することにより、オイルを介して圧縮機構から膨張機構への熱移動が起こる。このような熱移動は、圧縮機構から吐出される作動流体の温度低下、膨張機構から吐出される作動流体の温度上昇を招来し、膨張機一体型圧縮機を用いたシステムの成績係数の向上を妨げる。
【発明の開示】
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、膨張機一体型圧縮機において、圧縮機構から膨張機構への熱移動を抑制することを目的とする。
【００１０】
上記の目的を達成するために、本出願に先行する国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００７／０５８８７１（出願日２００７年４月２４日、優先日２００６年５月１７日）において、本発明者らは、
底部がオイル貯まりとして利用される密閉容器と、
オイル貯まりに貯留されたオイルの油面よりも上または下に位置するように密閉容器内に配置された圧縮機構と、
油面に対する位置関係が圧縮機構とは上下逆になるように密閉容器内に配置された膨張機構と、
圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトと、
圧縮機構と膨張機構との間に配置され、圧縮機構または膨張機構の周囲を満たすオイルを油面よりも上に位置する圧縮機構または膨張機構に供給するオイルポンプと、
を備えた膨張機一体型圧縮機を提案した。
【００１１】
上記の膨張機一体型圧縮機においては、オイルポンプによるオイルの供給が安定して行われるようにするために、オイルポンプ内に異物が侵入することを防止することが望まれる。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。
【００１２】
すなわち、本発明は、
底部がオイル貯まりとして利用される密閉容器と、
前記オイル貯まりに貯められたオイルの油面よりも上または下に位置するように前記密閉容器内に配置された圧縮機構と、
前記油面に対する位置関係が前記圧縮機構とは上下逆になるように前記密閉容器内に配置された膨張機構と、
前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、
前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記オイル貯まりに貯められたオイルを吸入路を通じて吸入して前記圧縮機構および前記膨張機構のうち前記油面よりも上に位置する機構に供給するオイルポンプと、
前記吸入路に、前記オイルポンプに吸入されるオイルが通過するように設置されたストレーナと、
を備えた、膨張機一体型圧縮機を提供する。
【００１３】
上記の構成によれば、オイルポンプが圧縮機構と膨張機構との間に配置されているので、オイルポンプに吸入されたオイルは、下に位置する機構を経由することなく上に位置する機構に供給される。この結果、オイルを介した圧縮機構から膨張機構への熱移動が抑制される。
【００１４】
さらに、本発明の構成では、吸入路にストレーナが設けられているので、オイルポンプ内への異物の侵入を防止することができる。従って、オイルポンプによる安定したオイルの供給を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の縦断面図
【図２Ａ】図１に示す膨張機一体型圧縮機のIIＡ−IIＡ横断面図
【図２Ｂ】同じくIIＢ−IIＢ横断面図
【図３】図１の部分拡大図
【図４】図３のIV−IV線に対応するオイルポンプの平面図
【図５】下部シャフトの外周面に形成された給油用の溝を示す模式図
【図６】第１変形例の膨張機一体型圧縮機の図３に対応する図である。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】第２変形例の膨張機一体型圧縮機の図３に対応する図である。
【図１０】図９のX−X線断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】膨張機一体型圧縮機を用いたヒートポンプの構成図
【図１３】従来の膨張機一体型圧縮機の断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。【００１７】
図１は、本発明の一実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。図２Ａは、図１に示す膨張機一体型圧縮機のIIＡ−IIＡ横断面図である。図２Ｂは、図１に示す膨張機一体型圧縮機のIIＢ−IIＢ横断面図である。図３は、図１の部分拡大図である。【００１８】
図１に示すように、膨張機一体型圧縮機２００は、密閉容器１と、密閉容器１内の上部に配置されたスクロール型の圧縮機構２と、密閉容器１内の下部に配置された２段ロータリ型の膨張機構３と、圧縮機構２と膨張機構３との間に配置された電動機４と、圧縮機構２、膨張機構３および電動機４を連結するシャフト５と、電動機４と膨張機構３との間に配置されたオイルポンプ６と、膨張機構３とオイルポンプ６との間に配置された仕切部材３１とを備えている。電動機４がシャフト５を駆動することにより、圧縮機構２が作動する。膨張機構３は、膨張する作動流体から動力を回収してシャフト５に与え、電動機４によるシャフト５の駆動をアシストする。作動流体は、例えば、二酸化炭素やハイドロフルオロカーボンなどの冷媒である。【００１９】
本明細書中では、シャフト５の軸方向を上下方向と定義し、圧縮機構２が配置されている側を上側、膨張機構３が配置されている側を下側と定義する。ただし、圧縮機構２と膨張機構３の位置は、本実施形態と逆であってもかまわない。すなわち、圧縮機構２が下側に位置し、膨張機構３が上側に位置するといった実施形態も考えうる。さらに、本実施形態では、スクロール型の圧縮機構２とロータリ型の膨張機構３を採用しているが、圧縮機構２および膨張機構３の型式はこれらに限定されず、他の容積型であってもよい。例えば、圧縮機構と膨張機構の双方をロータリ型またはスクロール型にすることが可能である。【００２０】
図１に示すように、密閉容器１の底部はオイル貯まり２５として利用され、その上側の内部空間２４は作動流体で満たされる。オイルは、圧縮機構２および膨張機構３の摺動部分における潤滑性とシール性を確保するために使用される。オイル貯まり２５に貯留されたオイルの量は、密閉容器１を立てた状態、つまりシャフト５の軸方向が鉛直方向に平行となるように密閉容器１の姿勢を定めた状態で、オイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑよりも上、かつ電動機４よりも下に油面ＳＬ（図３参照）が位置するように調整されている。言い換えれば、オイルの油面がオイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑと電動機４との間に位置するように、オイルポンプ６および電動機４の位置、ならびにそれらの要素を収容するための密閉容器１の形状および大きさが定められている。【００２１】
オイル貯まり２５は、オイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑが位置する上槽２５ａと、膨張機構３が位置する下槽２５ｂとを含む。上槽２５ａと下槽２５ｂとは、仕切部材３１によって隔てられている。オイルポンプ６の周囲が上槽２５ａのオイルで満たされ、膨張機構３が下槽２５ｂのオイル中に浸されている。上槽２５ａのオイルは主に油面ＳＬの上に位置する圧縮機構２のために使用され、下槽２５ｂのオイルは主に油面ＳＬ（より詳しくは仕切部材３１）の下に位置する膨張機構３のために使用される。【００２２】
オイルポンプ６は、上槽２５ａに貯まっているオイルの油面がオイル吸入口６２ｑよりも上方に位置するように、シャフト５の軸方向における圧縮機構２と膨張機構３との間に配置されている。電動機４とオイルポンプ６との間には、支持フレーム７５が配置されている。支持フレーム７５は密閉容器１に固定されており、この支持フレーム７５を介して、オイルポンプ６、仕切部材３１および膨張機構３が密閉容器１に固定されている。支持フレーム７５の外周部には、圧縮機構２を潤滑し終えたオイル、および密閉容器１の内部空間２４に吐出された作動流体から分離したオイルが上槽２５ａに戻れるように、複数の貫通孔７５ａが設けられている。貫通孔７５ａの数は、１つであってもよい。【００２３】
上槽２５ａのオイルは、オイルポンプ６に吸入されて圧縮機構２の摺動部分に供給される。圧縮機構２を潤滑後、支持フレーム７５の貫通孔７５ａを通じて上槽２５ａに戻るオイルは、圧縮機構２および電動機４から加熱作用を受けているので、相対的に高温である。上槽２５ａに戻ったオイルは、再びオイルポンプ６に吸入される。一方、膨張機構３の摺動部分には、下槽２５ｂのオイルが供給される。膨張機構３の摺動部分を潤滑したオイルは、直接下槽２５ｂに戻される。下槽２５ｂに貯められたオイルは、膨張機構３から冷却作用を受けるので、相対的に低温となる。圧縮機構２と膨張機構３との間にオイルポンプ６を配置し、そのオイルポンプ６を用いて圧縮機構２への給油を行うことにより、圧縮機構２を潤滑する高温のオイルの循環経路を膨張機構３から遠ざけることができる。言い換えれば、圧縮機構２を潤滑する高温のオイルの循環経路と、膨張機構３を潤滑する低温のオイルの循環経路とを分けることができる。これにより、オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動が抑制される。【００２４】
熱移動を抑制する効果は、圧縮機構２と膨張機構３との間にあるオイルポンプ６のみによっても得ることができるが、仕切部材３１を追加することにより、その効果を大幅に高めることが可能である。【００２５】
膨張機一体型圧縮機２００の作動時において、オイル貯まり２５に貯められたオイルは、上槽２５ａでは相対的に高温となり、下槽２５ｂの膨張機構３の周囲では相対的に低温となる。仕切部材３１は、上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通を制限することにより、上槽２５ａに高温のオイルが貯まり、下槽２５ｂに低温のオイルが貯まった状態を維持しようとする。さらに、仕切部材３１を含む後述の断熱構造３０の存在により、オイルポンプ６と膨張機構３との軸方向の距離が長くなるため、このことによっても、オイルポンプ６の周囲を満たすオイルから膨張機構３への熱移動量を低減することができる。上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通は、仕切部材３１によって制限されているが、禁止されているわけではない。上槽２５ａから下槽２５ｂ、またはその逆方向へのオイルの流通は、オイル量をバランスさせるように起こりうる。【００２６】
本実施形態では、仕切部材３１は、密閉容器１の内部空間２４の横断面よりも一回り小さな円盤状をなしており、仕切部材３１の端面と密閉容器１の内周面との間に形成された隙間３１ａ（図３参照）を通じてオイルの流通が僅かに許容されている。また、仕切部材３１の中央部には、シャフト５を通すための貫通孔３１ｂ（図３参照）が設けられている。貫通孔３１ｂの直径は、本実施形態ではシャフト５の直径よりも一回り大きく設定されているが、シャフト５の直径と同程度に設定されていてもよい。【００２７】
なお、仕切部材３１としては、上槽２５ａと下槽２５ｂとを隔てるとともにこれらの間のオイルの流通を制限するものであればよく、その形状および構成は適宜選定可能である。例えば、仕切部材３１の直径が密閉容器１の内径と一致していて、仕切部材３１にオイルの流通を許容する貫通孔または端面からの切り込みが設けられていてもよい。あるいは、仕切部材３１が複数の部品によって中空状(例えば、リール状)に形成されていて、その中にオイルが一旦保持されるようになっていてもよい。【００２８】
仕切部材３１と膨張機構３との間には、支柱として機能する複数のスペーサ３３と、シャフトカバー３２とが配置されている。そして、スペーサ３３と仕切部材３１とによって断熱構造３０が構成されている。スペーサ３３は、仕切部材３１と膨張機構３との間に下槽２５ｂのオイルで満たされる空間を形成する。スペーサ３３によって確保された空間を満たすオイルは、それ自体が断熱材として働き、軸方向に温度成層を形成する。シャフトカバー３２は、スペーサ３３によって確保された空間内でシャフト５を覆う円筒状をなしている。【００２９】
次に、圧縮機構２および膨張機構３について説明する。【００３０】
スクロール型の圧縮機構２は、旋回スクロール７と、固定スクロール８と、オルダムリング１１と、軸受部材１０と、マフラー１６とを備えている。固定スクロール８には、密閉容器１の外部から内部に延びる吸入管１３が接続されている。シャフト５の偏心軸５ａに嵌合され、かつ、オルダムリング１１により自転運動を拘束された旋回スクロール７は、渦巻き形状のラップ７ａが、固定スクロール８のラップ８ａと噛み合いながら、シャフト５の回転に伴って旋回運動を行い、ラップ７ａ，８ａの間に形成される三日月形状の作動室１２が外側から内側に移動しながら容積を縮小することにより、吸入管１３から吸入された作動流体を圧縮する。圧縮された作動流体は、固定スクロール８の中央部に設けられた吐出孔８ｂ、マフラー１６の内部空間１６ａ、ならびに固定スクロール８および軸受部材１０を貫通する流路１７をこの順に経由して、密閉容器１の内部空間２４に吐出される。シャフト５の給油路２９を通ってこの圧縮機構２に到達したオイルは、旋回スクロール７と偏心軸５ａとの摺動面や、旋回スクロール７と固定スクロール８との摺動面を潤滑する。密閉容器１の内部空間２４に吐出された作動流体は、内部空間２４に滞留する間に、重力や遠心力によってオイルと分離され、その後、密閉容器１の上部に設けられた吐出管１５からガスクーラに向けて吐出される。【００３１】
シャフト５を介して圧縮機構２を駆動する電動機４は、密閉容器１に固定された固定子２１と、シャフト５に固定された回転子２２とを含む。密閉容器１の上部に配置されたターミナル（図示省略）から電動機４に電力が供給される。電動機４は、同期機および誘導機のいずれであってもよく、圧縮機構２から吐出された作動流体および作動流体に混入しているオイルによって冷却される。【００３２】
シャフト５の内部には、圧縮機構２の摺動部分に通ずる給油路２９が軸方向に延びるように形成されている。また、シャフト５におけるオイルポンプ６に対応する位置には、給油路２９にオイルを導入する導入口２９ｐ（図３参照）が設けられている。そして、給油路２９には、導入口２９ｐを通じてオイルポンプ６からオイルが送り込まれる。給油路２９に送られたオイルは、膨張機構３を経由することなく、圧縮機構２の各摺動部分に供給される。このようにすれば、圧縮機構２に向かうオイルが膨張機構３で冷却されることがないので、オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を効果的に抑制することができる。また、シャフト５の内部に給油路２９を形成すれば、部品点数の増加やレイアウトの問題が新たに生じないので好適である。【００３３】
さらに、本実施形態においてシャフト５は、圧縮機構２側に位置する第１シャフト５ｓと、膨張機構３側に位置する第２シャフト５ｔとで構成されており、給油路２９がこれらのシャフト５ｓ，５ｔに跨って形成されている。第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとは、膨張機構３によって回収された動力が圧縮機構２に伝達されるように連結器７３によって連結されている。ただし、連結器７３を使用せず、第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとを直接嵌め合わせるようにしてもよい。さらに、単一の部品からなるシャフトを用いることも可能である。【００３４】
膨張機構３は、第１シリンダ４２と、第１シリンダ４２よりも厚みのある第２シリンダ４４と、これらのシリンダ４２，４４を仕切る中板４３とを備えている。第１シリンダ４２と第２シリンダ４４とは、互いに同心状の配置である。膨張機構３は、さらに、シャフト５の偏心部５ｃと嵌合し、第１シリンダ４２の中で偏心回転運動する第１ピストン４６と、第１シリンダ４２のベーン溝４２ａ（図２Ａ参照）に往復動自在に保持され、一方の端部が第１ピストン４６に接する第１ベーン４８と、第１ベーン４８の他方の端部に接し、第１ベーン４８を第１ピストン４６へと付勢する第１ばね５０と、シャフト５の偏心部５ｄと嵌合し、第２シリンダ４４の中で偏心回転運動する第２ピストン４７と、第２シリンダ４４のベーン溝４４ａ（図２Ｂ参照）に往復動自在に保持され、一方の端部が第２ピストン４７に接する第２ベーン４９と、第２ベーン４９の他方の端部に接し、第２ベーン４９を第２ピストン４７へと付勢する第２ばね５１と、を備えている。【００３５】
膨張機構３は、さらに、第１シリンダ４２、第２シリンダ４４および中板４３を狭持するように配置された上軸受部材４５および下軸受部材４１を備えている。下軸受部材４１および中板４３は第１シリンダ４２を上下から狭持し、中板４３および上軸受部材４５は第２シリンダ４４を上下から狭持する。上軸受部材４５、中板４３および下軸受部材４１による狭持により、第１シリンダ４２および第２シリンダ４４内には、ピストン４６，４７の回転に応じて容積が変化する作動室が形成される。上軸受部材４５および下軸受部材４１は、シャフト５を回転自在に保持する軸受部材としても機能する。また、上軸受部材４５には、密閉容器１の外部から内部に延びる吸入管５２と、密閉容器１の内部から外部に延びる吐出管５３とが接続されている。【００３６】
図２Ａに示すように、第１シリンダ４２の内側には、第１ピストン４６および第１ベーン４８により区画された、吸入側の作動室５５ａ（第１吸入側空間）および吐出側の作動室５５ｂ（第１吐出側空間）が形成される。図２Ｂに示すように、第２シリンダ４４の内側には、第２ピストン４７および第２ベーン４９により区画された、吸入側の作動室５６ａ（第２吸入側空間）および吐出側の作動室５６ｂ（第２吐出側空間）が形成される。第２シリンダ４４における２つの作動室５６ａ，５６ｂの合計容積は、第１シリンダ４２における２つの作動室５５ａ，５５ｂの合計容積よりも大きい。第１シリンダ４２の吐出側の作動室５５ｂと、第２シリンダ４４の吸入側の作動室５６ａとは、中板４３に設けられた貫通孔４３ａにより接続されており、一つの作動室（膨張室）として機能する。高圧の作動流体は、吸入管５２から、第２シリンダ４４、中板４３、第１シリンダ４２および下軸受部材４１を貫通する吸入経路５４ならびに下軸受部材４１に設けられた吸入孔４１ａを通じて第１シリンダ４２の作動室５５ａに流入する。第１シリンダ４２の作動室５５ａに流入した作動流体は、作動室５５ｂと作動室５６ａからなる膨張室においてシャフト５を回転させながら膨張して低圧になる。低圧の作動流体は、上軸受部材４５に設けられた吐出孔４５ａを通じて吐出管５３に吐出される。【００３７】
このように、膨張機構３は、シリンダ４２，４４と、シャフト５の偏心部５ｃ，５ｄに嵌合するようにシリンダ４２，４４内に配置されたピストン４６，４７と、シリンダ４２，４４を閉塞しシリンダ４２，４４およびピストン４６，４７とともに膨張室を形成する軸受部材４１，４５（閉塞部材）を含むロータリ型である。ロータリ型の流体機構は、その構造上、シリンダ内の空間を２つに仕切るベーンの潤滑が不可欠となる。機構全体がオイルに浸かっている場合には、ベーンが配置されているベーン溝の後端を密閉容器１内に露出させるという極めて単純な方法により、ベーンを潤滑することができる。本実施形態においても、そのような方法でベーン４８，４９の潤滑を行っている。【００３８】
その他の部分（例えば軸受部材４１，４５）への給油は、図５に示すように、例えば、第２シャフト５ｔの下端から膨張機構３のシリンダ４２，４４に向かって延びるように、第２シャフト５ｔの外周面に溝５ｋを形成することによって行うことができる。オイル貯まり２５に貯まっているオイルに懸かる圧力は、シリンダ４２，４４とピストン４６，４７とを潤滑中のオイルに懸かる圧力よりも大きい。したがって、オイルポンプの助けを借りなくても、オイルは、第２シャフト５ｔの外周面の溝５ｋを伝って膨張機構３の摺動部分に供給されうる。【００３９】
次に、オイルポンプ６およびその周囲の構成について詳しく説明する。【００４０】
図３に示すように、オイルポンプ６は、シャフト５の回転に伴う作動室の容積の増減によりオイルを圧送するように構成された容積式ポンプである。オイルポンプ６の上側にはその中央部をシャフト５に貫通された中継部材７１が配置されていて、オイルポンプ６はこの中継部材７１を介して支持フレーム７５に固定されている。【００４１】
中継部材７１は、連結器７３を収容する内部空間７０ｈと、シャフト５（第１シャフト５ｓ）を支持する軸受部７６とを有している。言い換えれば、中継部材７１は、連結器７３のハウジングとしての役割とシャフト５の軸受としての役割を担う。なお、軸受部７６に相当する部分を、支持フレーム７５が有していてもよい。さらには、支持フレーム７５と中継部材７１とが単一の部品からなっていてもよい。【００４２】
シャフト５（第２シャフト５ｔ）には、導入口２９ｐよりも少し下側の位置に偏心部５ｅが設けられている。オイルポンプ６は、シャフト５の偏心部５ｅに嵌合して偏心運動するピストン６１と、ピストン６１を収容するハウジング６２（シリンダ）と、ハウジング６２およびピストン６１の上側に配置された導入部材６３とを有している。ピストン６１とハウジング６２との間には、図４に示すように、三日月状の作動室６４が形成されている。すなわち、オイルポンプ６には、ロータリ型の流体機構が採用されている。なお、本実施形態では、図４に示すようにピストン６１が自転不能な構造のオイルポンプ６となっているが、オイルポンプ６としては容積式ポンプであればよく、スライドベーンを有しピストン６１が自転可能とされた他のロータリ型のものや、トロコイドポンプのようなギア型のものであってもよい。【００４３】
ハウジング６２には、オイル貯まり２５の上槽２５ａと作動室６４とを接続する吸入路６２ａと、作動室６４からオイルを逃がす退避部６２ｂとが形成されている。吸入路６２ａは、ハウジング６２の上面に沿って直線上に延びる溝状をなしている。この吸入路６２ａの横向きに開口する入口が前述したオイル吸入口６２ｑを構成している。なお、吸入路６２ａは、ハウジング６２の下面に沿って延びる溝状となっていてもよいし、ハウジング６２内に設けられた貫通孔で形成されていてもよい。退避部６２ｂは、ハウジング６２の内周面から径方向外側に後退する溝状をなしている。【００４４】
一方、導入部材６３は、上下方向に扁平な板状の形状をなしており、その中央部がシャフト５に貫通されている。導入部材６３には、当該導入部材６３の下面における所定の領域が窪まされることにより、シャフト５を取り囲む円形環状のバッファ部６３ａと、このバッファ部６３ａから退避部６２ｂに対応する位置まで延びる案内部６３ｂとが形成されている。そして、ハウジング６２の退避部６２ならびに導入部材６３の案内部６３ｂおよびバッファ部６３ａによってオイルを吐出する吐出路６７が構成されている。シャフト５の導入口２９ｐは、シャフト５におけるバッファ部６３ａに面する部分に設けられていて、吐出路６７に横向きに開口している。なお、吐出路６７の形状およびそのルートは上記した通りである必要はなく、適宜選定可能である。また、導入口２９ｐの数量も１つである必要はなく、複数であってもよい。【００４５】
このような構成のオイルポンプ６では、第２シャフト５ｔの回転に伴ってハウジング６２内をピストン６１が偏心運動すると、これにより作動室６４の容積が増減し、吸入路６２ａを通じたオイルの吸入および吐出路６７を通じたオイルの吐出が行われる。これにより導入口２９ｐから給油路２９にオイルが送り込まれ、圧縮機構２へのオイルの供給が行われる。このような機構は、第２シャフト５ｔの回転運動をカム機構等で他の運動に変換することなく、オイルを圧送する運動に直接利用するので、機械ロスが小さいという利点がある。また、比較的単純な構造によるので、信頼性も高い。【００４６】
より詳しくは、図３に示すように、導入部材６３は、当該導入部材６３の下面がハウジング６２の上面に接するようにハウジング６２に隣接して配置されており、仕切部材３１は、当該仕切部材３１の上面がハウジング６２の下面に接するようにハウジング６２に隣接して配置されている。このため、作動室６４が上方から導入部材６３に閉塞されるとともに下方から仕切部材３１に閉塞されており、ピストン６１が仕切部材３１上を摺動するようになっている。なお、ハウジング６２は、仕切部材３１と一体になっていてもよいし、導入部材７３と一体になっていてもよい。【００４７】
さらに本実施形態の膨張機一体型圧縮機２００では、オイルポンプ６の吸入路６２ａにストレーナ６５が設置されている。ストレーナ６５は、吸入路６２ａの入口６２ｑに当該入口６２ｑを塞ぐように配置されていて、オイルポンプ６に吸入されるオイルがストレーナ６５を通過した後に吸入路６２ａを流れるようになっている。ストレーナ６５は、例えば樹脂製または金属製のメッシュである。ストレーナ６５は、オイルの流れなどによって変形しない剛性と、オイルの流れは阻害せず、かつスラッジは通過させない程度の網目を有する。ストレーナ６５は、ハウジング６２の端面に、接着剤による接着、ビス止め、溶接、またはろう付などにより固定されている。【００４８】
以上説明したように、本実施形態の膨張機一体型圧縮機２００では、吸入路６２ａにストレーナ６５が設けられているので、オイルポンプ６内への異物の侵入を防止することができる。従って、オイルポンプ６による安定したオイルの供給を実現することができるとともに、オイルポンプ６の信頼性を向上させることができる。【００４９】
また、ストレーナ６５が吸入路６２ａの入口６２ｑに配置されているので、入口６２ｑが開口する方向からだけでなくその周辺からもオイル貯まり２５に貯められたオイル（本実施形態では上槽２５ａ内のオイル）がストレーナ６５を介して吸入路６２ａ内に流れ込むようになる。このため、膨張機一体型圧縮機２００の起動時でオイルの温度が比較的に低く粘性が高い場合であっても、オイルがスムーズにストレーナ６５を通過するようになる。【００５０】
（第１変形例）
図３に示す構成では、オイルポンプ６の吸入路６２ａの入口６２ｑが横向きに開口していて、ストレーナ６５をオイルが横向きに通過するようになっているが、図６〜図８に示す第１変形例のように、ストレーナ６５が配置される吸入路６８の入口６２ｑは、下向きに開口していてもよい。【００５１】
具体的に、図６〜図８に示す第１変形例では、オイルポンプ６の導入部材６３が平面視で略Ｙ字状をなしている。そして、仕切部材３１には、導入部材６３の３つの先端部分を受ける３つのボス部３１ｃが一体に設けられている。ボス部３１ｃ、導入部材６３、および中継部材７１には、ボルト挿通用の挿通孔７８が設けられている。そして、この挿通孔７８を通じてボルト（図示せず）が支持フレーム７５に設けられたねじ穴にねじ込まれることにより、仕切部材３１、導入部材６３、および中継部材７１が支持フレーム７５に固定されている。【００５２】
一方、オイルポンプ６のハウジング６２は、仕切部材３１と一体となっており、ピストン６１を取り囲む所定の肉厚の円柱部６２Ａと、この円柱部６２Ａからボス部３１ｃの１つ（図７では右側のボス部３１ｃ）に向って所定幅（図例では円柱部６２Ａの外径の３／４程度の幅）で張り出す張り出し部６２Ｂとを有している。張り出し部６２Ｂの張り出し量は、張り出し部６２Ｂの先端面６２ｓと、この先端面６２ｓに対向するボス部３１ｃとの間に形成される空間Ｓの大きさが十分に確保されるように設定されている。【００５３】
ハウジング６２には、作動室６４にオイルを導くための第１吸入部６２ｄが円柱部６２Ａと張り出し部６２Ｂに跨って形成されている。導入部材６３の下面には、第１吸入部６２ｄと張り出し部６２Ｂの先端面６２ｓに面する空間Ｓとを連通する第２吸入部６３ｃが形成されている。第２吸入部６３ｃは、空間Ｓに対する開口面積を大きく確保するために、空間Ｓの上側では幅が拡張されていて、平面視で略Ｌ字状をなしている。そして、第１吸入部６２ｄと第２吸入部６３ｃとで吸入路６８が構成されている。また、平面視で第２吸入部６３ｃと張り出し部６２Ｂの先端面６２ｓとで囲まれる領域によって吸入路６８の入口６２ｑが形成され、この入口６２ｑにストレーナ６５が配置されている。【００５４】
具体的には、導入部材６３の下面には、ストレーナ６５が嵌め込み可能な段落ち部が形成されていて、この段落ち部内にストレーナ６５が固定されている。【００５５】
このように下向きに開口する入口６２ｑにストレーナ６５が配置されていれば、ストレーナ６５を下から上にオイルが通過するようになる。このため、ストレーナ６５によってオイルから除去されたスラッジなどの異物は、膨張機一体型圧縮機２００の停止時に自重によって落下するようになる。従って、ストレーナ６５への異物の堆積を防止することができる。【００５６】
また、ストレーナ６５は、吸入路６８の入口６２ｑに配置されているので、図８中に矢印ａで示すようにオイルが吸入路６８の入口６２ｑの周辺からストレーナ６５を介して吸入路６８内に流れ込むようになり、前記実施形態と同様に低温時でもオイルがスムーズにストレーナ６５を通過するようになる。【００５７】
さらに、吸入路６８の入口６２ｑを下向きに開口させることにより、吸入路６８への上方からのオイルの流入が起こり難くなり、オイルポンプ６に油面ＳＬから遠いところのオイルが優先的に吸入されるようになる。このため、オイルとともに作動流体がオイルポンプ６に吸入されることをも防止することができる。【００５８】
（第２変形例）
ストレーナ６５は、オイルポンプ６の吸入路６２ａの入口６２ｑに配置されている必要はなく、図９〜図１１に示す第２変形例のように、吸入路６９の途中に配置されていてもよい。この場合は、オイルポンプ６に吸入されるオイルが吸入路６９を流れる間にストレーナ６５を通過するようになる。第２変形例は、図６〜図８に示す第１変形例を少し変更したものである。【００５９】
具体的に、図９〜図１１に示す第２変形例では、仕切部材３１にボス部３１ｃが２つだけしか設けられておらず、ハウジング６２の張り出し部６２Ｂが導入部材６３の１つの先端部分に対応する位置まで張り出していて、導入部材６３の１つの先端部分が張り出し部６２Ｂで受けられるようになっている。そして、張り出し部６２Ｂの先端部分にもボルト挿通用の挿通孔７８が設けられている。一方、導入部材６３の構成は、第１変形例と全く同じ構成となっている。すなわち、導入部材６３には、第２吸入部６３ｃが形成され、この第２吸入部６３ｃの入口側を塞ぐようにストレーナ６５が固定されている。【００６０】
さらに、張り出し部６２Ｂには、第１吸入部６２ｄに加えて、導入部材６３に形成された第２導入部６３ｃの幅が拡張された部分に対応する位置に、当該張り出し部６２Ｂの側面に横向き（図１０では下向き）に開口する第３吸入部６２ｅが形成されている。そして、張り出し部６２Ｂの第１吸入部６２ｄおよび第３吸入部６２ｅならびに導入部材６３の第２吸入部６３ｃによって吸入路６９が構成され、第３吸入部６３ｃの開口によって吸入路６９の入口６２ｑが構成されている。また、導入部材６３には、ストレーナ６５が第２吸入部６３ｃの入口側を塞ぐように固定されているので、ストレーナ６５は、吸入路６９の途中に、より詳しくは吸入路６９内をオイルが下から上に流れる位置に位置している。【００６１】
このようにストレーナ６５が吸入路６９の途中に配置されていれば、図１１中に矢印ｂで示すようにオイルがストレーナ６５を一方向からのみ通過するようになるので、吸入路６９内で安定して流れるオイルから異物を除去できるようになる。【００６２】
また、ストレーナ６５は、吸入路６９内をオイルが下から上に流れる位置に配置されているので、第１変形例と同様に、ストレーナ６５によってオイルから除去されたスラッジなどの異物が自重によって落下するようになり、ストレーナ６５への異物の堆積を防止することができる。【００６３】
なお、前記実施形態ならびに第１変形例および第２変形例のオイルポンプ６では、導入部材６３がハウジング６２の上側に配置されているが、ハウジング６２として下方に開口する有底容器状のものを用いれば、導入部材６３をハウジング６２の下側に配置することも可能である。すなわち、シャフト２９の導入口２９ｐは、偏心部５ｅの下に位置していてもよい。ただし、導入口２９ｐが偏心部５ｅの上にあれば、シャフト５内を流れるオイルを下槽２５ｂから遠ざけることができるので、シャフト５を通じた上槽２５ａから下槽２５ｂへの熱移動を小さく抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の膨張機一体型圧縮機は、例えば、空気調和装置、給湯装置、乾燥機または冷凍冷蔵庫のためのヒートポンプに好適に採用できる。図１２に示すように、ヒートポンプ１１０は、膨張機一体型圧縮機２００と、圧縮機構２で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器１１２と、膨張機構３で膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器１１４とを備えている。圧縮機構２、放熱器１１２、膨張機構３および蒸発器１１４が配管によって接続され、冷媒回路が形成されている。膨張機一体型圧縮機２００は、他の実施形態のものに置き換わってもよい。【００６５】
例えば、ヒートポンプ１１０が空気調和装置に適用される場合、圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を抑制することにより、暖房運転時における圧縮機構２の吐出温度の低下による暖房能力の低下、冷房運転時における膨張機構３の吐出温度の上昇による冷房能力の低下を防ぐことができる。結果として、空気調和装置の成績係数が向上する。
【図１】
2009066410.tif 000003
【図２Ａ】
2009066410.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2009066410.tif 000014
【図１２】
2009066410.tif 000015
【図１３】
2009066410.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月29日(2009.6.29)
【手続補正１】
【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備えた膨張機一体型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機構と膨張機構とを備えた流体機械として、膨張機一体型圧縮機が知られている。図１３は、特許文献１に記載された膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。
【０００３】
膨張機一体型圧縮機１０３は、密閉容器１２０、圧縮機構１２１、電動機１２２および膨張機構１２３を備えている。電動機１２２、圧縮機構１２１および膨張機構１２３は、シャフト１２４により連結されている。膨張機構１２３は、膨張する作動流体（例えば冷媒）から動力を回収し、回収した動力をシャフト１２４に与える。これにより、圧縮機構１２１を駆動する電動機１２２の消費電力が低減し、膨張機一体型圧縮機１０３を用いたシステムの成績係数が向上する。
【０００４】
密閉容器１２０の底部１２５は、オイル貯まりとして利用されている。底部１２５に貯められたオイルを密閉容器１２０の上方へ汲み上げるために、シャフト１２４の下端にオイルポンプ１２６が設けられている。オイルポンプ１２６によって汲み上げられたオイルは、シャフト１２４内の給油路１２７を経由して、圧縮機構１２１および膨張機構１２３に供給される。これにより、圧縮機構１２１の摺動部分および膨張機構１２３の摺動部分における潤滑性とシール性を確保することができる。
【０００５】
膨張機構１２３の上部には、オイル戻し経路１２８が設けられている。オイル戻し経路１２８は、一端がシャフト１２４の給油路１２７に接続し、他端が膨張機構１２３の下方に向かって開口している。一般に、膨張機構１２３の信頼性確保のため、オイルは過剰に供給される。余剰のオイルはオイル戻し経路１２８を経由して、膨張機構１２３の下方に排出される。
【０００６】
作動流体に混入するオイルの量は、通常、圧縮機構１２１と膨張機構１２３とで相違する。したがって、圧縮機構１２１と膨張機構１２３とが別々の密閉容器内に収容されている場合には、オイル量の過不足が生じないように、２つの密閉容器内のオイル量を調整するための手段が不可欠となる。これに対し、圧縮機構１２１および膨張機構１２３が同一の密閉容器１２０内に収容されているため、図１３に示す膨張機一体型圧縮機１０３には、オイル量の過不足の問題が本質的に存在しない。
【０００７】
上記の膨張機一体型圧縮機１０３では、底部１２５から汲み上げられたオイルが、高温の圧縮機構１２１を通過するため、圧縮機構１２１によって加熱される。圧縮機構１２１によって加熱されたオイルは、電動機１２２によってさらに加熱され、膨張機構１２３に到達する。膨張機構１２３に到達したオイルは、低温の膨張機構１２３において冷却されたのち、オイル戻し経路１２８を経由して、膨張機構１２３の下方に排出される。膨張機構１２３から排出されたオイルは、電動機１２２の側面を通過する際に加熱され、さらに圧縮機構１２１の側面を通過する際にも加熱されて密閉容器１２０の底部１２５に戻る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９９６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、オイルが圧縮機構と膨張機構を循環することにより、オイルを介して圧縮機構から膨張機構への熱移動が起こる。このような熱移動は、圧縮機構から吐出される作動流体の温度低下、膨張機構から吐出される作動流体の温度上昇を招来し、膨張機一体型圧縮機を用いたシステムの成績係数の向上を妨げる。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、膨張機一体型圧縮機において、圧縮機構から膨張機構への熱移動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本出願に先行する国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００７／０５８８７１（出願日２００７年４月２４日、優先日２００６年５月１７日）において、本発明者らは、
底部がオイル貯まりとして利用される密閉容器と、
オイル貯まりに貯留されたオイルの油面よりも上または下に位置するように密閉容器内に配置された圧縮機構と、
油面に対する位置関係が圧縮機構とは上下逆になるように密閉容器内に配置された膨張機構と、
圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトと、
圧縮機構と膨張機構との間に配置され、圧縮機構または膨張機構の周囲を満たすオイルを油面よりも上に位置する圧縮機構または膨張機構に供給するオイルポンプと、
を備えた膨張機一体型圧縮機を提案した。
【００１２】
上記の膨張機一体型圧縮機においては、オイルポンプによるオイルの供給が安定して行われるようにするために、オイルポンプ内に異物が侵入することを防止することが望まれる。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、
底部がオイル貯まりとして利用される密閉容器と、
前記オイル貯まりに貯められたオイルの油面よりも上または下に位置するように前記密閉容器内に配置された圧縮機構と、
前記油面に対する位置関係が前記圧縮機構とは上下逆になるように前記密閉容器内に配置された膨張機構と、
前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、
前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記オイル貯まりに貯められたオイルを吸入路を通じて吸入して前記圧縮機構および前記膨張機構のうち前記油面よりも上に位置する機構に供給するオイルポンプと、
前記吸入路に、前記オイルポンプに吸入されるオイルが通過するように設置されたストレーナと、
を備えた、膨張機一体型圧縮機を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
上記の構成によれば、オイルポンプが圧縮機構と膨張機構との間に配置されているので、オイルポンプに吸入されたオイルは、下に位置する機構を経由することなく上に位置する機構に供給される。この結果、オイルを介した圧縮機構から膨張機構への熱移動が抑制される。
【００１５】
さらに、本発明の構成では、吸入路にストレーナが設けられているので、オイルポンプ内への異物の侵入を防止することができる。従って、オイルポンプによる安定したオイルの供給を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の縦断面図
【図２Ａ】図１に示す膨張機一体型圧縮機のIIＡ−IIＡ横断面図
【図２Ｂ】同じくIIＢ−IIＢ横断面図
【図３】図１の部分拡大図
【図４】図３のIV−IV線に対応するオイルポンプの平面図
【図５】下部シャフトの外周面に形成された給油用の溝を示す模式図
【図６】第１変形例の膨張機一体型圧縮機の図３に対応する図である。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】第２変形例の膨張機一体型圧縮機の図３に対応する図である。
【図１０】図９のX−X線断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】膨張機一体型圧縮機を用いたヒートポンプの構成図
【図１３】従来の膨張機一体型圧縮機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。図２Ａは、図１に示す膨張機一体型圧縮機のIIＡ−IIＡ横断面図である。図２Ｂは、図１に示す膨張機一体型圧縮機のIIＢ−IIＢ横断面図である。図３は、図１の部分拡大図である。
【００１９】
図１に示すように、膨張機一体型圧縮機２００は、密閉容器１と、密閉容器１内の上部に配置されたスクロール型の圧縮機構２と、密閉容器１内の下部に配置された２段ロータリ型の膨張機構３と、圧縮機構２と膨張機構３との間に配置された電動機４と、圧縮機構２、膨張機構３および電動機４を連結するシャフト５と、電動機４と膨張機構３との間に配置されたオイルポンプ６と、膨張機構３とオイルポンプ６との間に配置された仕切部材３１とを備えている。電動機４がシャフト５を駆動することにより、圧縮機構２が作動する。膨張機構３は、膨張する作動流体から動力を回収してシャフト５に与え、電動機４によるシャフト５の駆動をアシストする。作動流体は、例えば、二酸化炭素やハイドロフルオロカーボンなどの冷媒である。
【００２０】
本明細書中では、シャフト５の軸方向を上下方向と定義し、圧縮機構２が配置されている側を上側、膨張機構３が配置されている側を下側と定義する。ただし、圧縮機構２と膨張機構３の位置は、本実施形態と逆であってもかまわない。すなわち、圧縮機構２が下側に位置し、膨張機構３が上側に位置するといった実施形態も考えうる。さらに、本実施形態では、スクロール型の圧縮機構２とロータリ型の膨張機構３を採用しているが、圧縮機構２および膨張機構３の型式はこれらに限定されず、他の容積型であってもよい。例えば、圧縮機構と膨張機構の双方をロータリ型またはスクロール型にすることが可能である。
【００２１】
図１に示すように、密閉容器１の底部はオイル貯まり２５として利用され、その上側の内部空間２４は作動流体で満たされる。オイルは、圧縮機構２および膨張機構３の摺動部分における潤滑性とシール性を確保するために使用される。オイル貯まり２５に貯留されたオイルの量は、密閉容器１を立てた状態、つまりシャフト５の軸方向が鉛直方向に平行となるように密閉容器１の姿勢を定めた状態で、オイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑよりも上、かつ電動機４よりも下に油面ＳＬ（図３参照）が位置するように調整されている。言い換えれば、オイルの油面がオイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑと電動機４との間に位置するように、オイルポンプ６および電動機４の位置、ならびにそれらの要素を収容するための密閉容器１の形状および大きさが定められている。
【００２２】
オイル貯まり２５は、オイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑが位置する上槽２５ａと、膨張機構３が位置する下槽２５ｂとを含む。上槽２５ａと下槽２５ｂとは、仕切部材３１によって隔てられている。オイルポンプ６の周囲が上槽２５ａのオイルで満たされ、膨張機構３が下槽２５ｂのオイル中に浸されている。上槽２５ａのオイルは主に油面ＳＬの上に位置する圧縮機構２のために使用され、下槽２５ｂのオイルは主に油面ＳＬ（より詳しくは仕切部材３１）の下に位置する膨張機構３のために使用される。
【００２３】
オイルポンプ６は、上槽２５ａに貯まっているオイルの油面がオイル吸入口６２ｑよりも上方に位置するように、シャフト５の軸方向における圧縮機構２と膨張機構３との間に配置されている。電動機４とオイルポンプ６との間には、支持フレーム７５が配置されている。支持フレーム７５は密閉容器１に固定されており、この支持フレーム７５を介して、オイルポンプ６、仕切部材３１および膨張機構３が密閉容器１に固定されている。支持フレーム７５の外周部には、圧縮機構２を潤滑し終えたオイル、および密閉容器１の内部空間２４に吐出された作動流体から分離したオイルが上槽２５ａに戻れるように、複数の貫通孔７５ａが設けられている。貫通孔７５ａの数は、１つであってもよい。
【００２４】
上槽２５ａのオイルは、オイルポンプ６に吸入されて圧縮機構２の摺動部分に供給される。圧縮機構２を潤滑後、支持フレーム７５の貫通孔７５ａを通じて上槽２５ａに戻るオイルは、圧縮機構２および電動機４から加熱作用を受けているので、相対的に高温である。上槽２５ａに戻ったオイルは、再びオイルポンプ６に吸入される。一方、膨張機構３の摺動部分には、下槽２５ｂのオイルが供給される。膨張機構３の摺動部分を潤滑したオイルは、直接下槽２５ｂに戻される。下槽２５ｂに貯められたオイルは、膨張機構３から冷却作用を受けるので、相対的に低温となる。圧縮機構２と膨張機構３との間にオイルポンプ６を配置し、そのオイルポンプ６を用いて圧縮機構２への給油を行うことにより、圧縮機構２を潤滑する高温のオイルの循環経路を膨張機構３から遠ざけることができる。言い換えれば、圧縮機構２を潤滑する高温のオイルの循環経路と、膨張機構３を潤滑する低温のオイルの循環経路とを分けることができる。これにより、オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動が抑制される。
【００２５】
熱移動を抑制する効果は、圧縮機構２と膨張機構３との間にあるオイルポンプ６のみによっても得ることができるが、仕切部材３１を追加することにより、その効果を大幅に高めることが可能である。
【００２６】
膨張機一体型圧縮機２００の作動時において、オイル貯まり２５に貯められたオイルは、上槽２５ａでは相対的に高温となり、下槽２５ｂの膨張機構３の周囲では相対的に低温となる。仕切部材３１は、上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通を制限することにより、上槽２５ａに高温のオイルが貯まり、下槽２５ｂに低温のオイルが貯まった状態を維持しようとする。さらに、仕切部材３１を含む後述の断熱構造３０の存在により、オイルポンプ６と膨張機構３との軸方向の距離が長くなるため、このことによっても、オイルポンプ６の周囲を満たすオイルから膨張機構３への熱移動量を低減することができる。上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通は、仕切部材３１によって制限されているが、禁止されているわけではない。上槽２５ａから下槽２５ｂ、またはその逆方向へのオイルの流通は、オイル量をバランスさせるように起こりうる。
【００２７】
本実施形態では、仕切部材３１は、密閉容器１の内部空間２４の横断面よりも一回り小さな円盤状をなしており、仕切部材３１の端面と密閉容器１の内周面との間に形成された隙間３１ａ（図３参照）を通じてオイルの流通が僅かに許容されている。また、仕切部材３１の中央部には、シャフト５を通すための貫通孔３１ｂ（図３参照）が設けられている。貫通孔３１ｂの直径は、本実施形態ではシャフト５の直径よりも一回り大きく設定されているが、シャフト５の直径と同程度に設定されていてもよい。
【００２８】
なお、仕切部材３１としては、上槽２５ａと下槽２５ｂとを隔てるとともにこれらの間のオイルの流通を制限するものであればよく、その形状および構成は適宜選定可能である。例えば、仕切部材３１の直径が密閉容器１の内径と一致していて、仕切部材３１にオイルの流通を許容する貫通孔または端面からの切り込みが設けられていてもよい。あるいは、仕切部材３１が複数の部品によって中空状(例えば、リール状)に形成されていて、その中にオイルが一旦保持されるようになっていてもよい。
【００２９】
仕切部材３１と膨張機構３との間には、支柱として機能する複数のスペーサ３３と、シャフトカバー３２とが配置されている。そして、スペーサ３３と仕切部材３１とによって断熱構造３０が構成されている。スペーサ３３は、仕切部材３１と膨張機構３との間に下槽２５ｂのオイルで満たされる空間を形成する。スペーサ３３によって確保された空間を満たすオイルは、それ自体が断熱材として働き、軸方向に温度成層を形成する。シャフトカバー３２は、スペーサ３３によって確保された空間内でシャフト５を覆う円筒状をなしている。
【００３０】
次に、圧縮機構２および膨張機構３について説明する。
【００３１】
スクロール型の圧縮機構２は、旋回スクロール７と、固定スクロール８と、オルダムリング１１と、軸受部材１０と、マフラー１６とを備えている。固定スクロール８には、密閉容器１の外部から内部に延びる吸入管１３が接続されている。シャフト５の偏心軸５ａに嵌合され、かつ、オルダムリング１１により自転運動を拘束された旋回スクロール７は、渦巻き形状のラップ７ａが、固定スクロール８のラップ８ａと噛み合いながら、シャフト５の回転に伴って旋回運動を行い、ラップ７ａ，８ａの間に形成される三日月形状の作動室１２が外側から内側に移動しながら容積を縮小することにより、吸入管１３から吸入された作動流体を圧縮する。圧縮された作動流体は、固定スクロール８の中央部に設けられた吐出孔８ｂ、マフラー１６の内部空間１６ａ、ならびに固定スクロール８および軸受部材１０を貫通する流路１７をこの順に経由して、密閉容器１の内部空間２４に吐出される。シャフト５の給油路２９を通ってこの圧縮機構２に到達したオイルは、旋回スクロール７と偏心軸５ａとの摺動面や、旋回スクロール７と固定スクロール８との摺動面を潤滑する。密閉容器１の内部空間２４に吐出された作動流体は、内部空間２４に滞留する間に、重力や遠心力によってオイルと分離され、その後、密閉容器１の上部に設けられた吐出管１５からガスクーラに向けて吐出される。
【００３２】
シャフト５を介して圧縮機構２を駆動する電動機４は、密閉容器１に固定された固定子２１と、シャフト５に固定された回転子２２とを含む。密閉容器１の上部に配置されたターミナル（図示省略）から電動機４に電力が供給される。電動機４は、同期機および誘導機のいずれであってもよく、圧縮機構２から吐出された作動流体および作動流体に混入しているオイルによって冷却される。
【００３３】
シャフト５の内部には、圧縮機構２の摺動部分に通ずる給油路２９が軸方向に延びるように形成されている。また、シャフト５におけるオイルポンプ６に対応する位置には、給油路２９にオイルを導入する導入口２９ｐ（図３参照）が設けられている。そして、給油路２９には、導入口２９ｐを通じてオイルポンプ６からオイルが送り込まれる。給油路２９に送られたオイルは、膨張機構３を経由することなく、圧縮機構２の各摺動部分に供給される。このようにすれば、圧縮機構２に向かうオイルが膨張機構３で冷却されることがないので、オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を効果的に抑制することができる。また、シャフト５の内部に給油路２９を形成すれば、部品点数の増加やレイアウトの問題が新たに生じないので好適である。
【００３４】
さらに、本実施形態においてシャフト５は、圧縮機構２側に位置する第１シャフト５ｓと、膨張機構３側に位置する第２シャフト５ｔとで構成されており、給油路２９がこれらのシャフト５ｓ，５ｔに跨って形成されている。第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとは、膨張機構３によって回収された動力が圧縮機構２に伝達されるように連結器７３によって連結されている。ただし、連結器７３を使用せず、第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとを直接嵌め合わせるようにしてもよい。さらに、単一の部品からなるシャフトを用いることも可能である。
【００３５】
膨張機構３は、第１シリンダ４２と、第１シリンダ４２よりも厚みのある第２シリンダ４４と、これらのシリンダ４２，４４を仕切る中板４３とを備えている。第１シリンダ４２と第２シリンダ４４とは、互いに同心状の配置である。膨張機構３は、さらに、シャフト５の偏心部５ｃと嵌合し、第１シリンダ４２の中で偏心回転運動する第１ピストン４６と、第１シリンダ４２のベーン溝４２ａ（図２Ａ参照）に往復動自在に保持され、一方の端部が第１ピストン４６に接する第１ベーン４８と、第１ベーン４８の他方の端部に接し、第１ベーン４８を第１ピストン４６へと付勢する第１ばね５０と、シャフト５の偏心部５ｄと嵌合し、第２シリンダ４４の中で偏心回転運動する第２ピストン４７と、第２シリンダ４４のベーン溝４４ａ（図２Ｂ参照）に往復動自在に保持され、一方の端部が第２ピストン４７に接する第２ベーン４９と、第２ベーン４９の他方の端部に接し、第２ベーン４９を第２ピストン４７へと付勢する第２ばね５１と、を備えている。
【００３６】
膨張機構３は、さらに、第１シリンダ４２、第２シリンダ４４および中板４３を狭持するように配置された上軸受部材４５および下軸受部材４１を備えている。下軸受部材４１および中板４３は第１シリンダ４２を上下から狭持し、中板４３および上軸受部材４５は第２シリンダ４４を上下から狭持する。上軸受部材４５、中板４３および下軸受部材４１による狭持により、第１シリンダ４２および第２シリンダ４４内には、ピストン４６，４７の回転に応じて容積が変化する作動室が形成される。上軸受部材４５および下軸受部材４１は、シャフト５を回転自在に保持する軸受部材としても機能する。また、上軸受部材４５には、密閉容器１の外部から内部に延びる吸入管５２と、密閉容器１の内部から外部に延びる吐出管５３とが接続されている。
【００３７】
図２Ａに示すように、第１シリンダ４２の内側には、第１ピストン４６および第１ベーン４８により区画された、吸入側の作動室５５ａ（第１吸入側空間）および吐出側の作動室５５ｂ（第１吐出側空間）が形成される。図２Ｂに示すように、第２シリンダ４４の内側には、第２ピストン４７および第２ベーン４９により区画された、吸入側の作動室５６ａ（第２吸入側空間）および吐出側の作動室５６ｂ（第２吐出側空間）が形成される。第２シリンダ４４における２つの作動室５６ａ，５６ｂの合計容積は、第１シリンダ４２における２つの作動室５５ａ，５５ｂの合計容積よりも大きい。第１シリンダ４２の吐出側の作動室５５ｂと、第２シリンダ４４の吸入側の作動室５６ａとは、中板４３に設けられた貫通孔４３ａにより接続されており、一つの作動室（膨張室）として機能する。高圧の作動流体は、吸入管５２から、第２シリンダ４４、中板４３、第１シリンダ４２および下軸受部材４１を貫通する吸入経路５４ならびに下軸受部材４１に設けられた吸入孔４１ａを通じて第１シリンダ４２の作動室５５ａに流入する。第１シリンダ４２の作動室５５ａに流入した作動流体は、作動室５５ｂと作動室５６ａからなる膨張室においてシャフト５を回転させながら膨張して低圧になる。低圧の作動流体は、上軸受部材４５に設けられた吐出孔４５ａを通じて吐出管５３に吐出される。
【００３８】
このように、膨張機構３は、シリンダ４２，４４と、シャフト５の偏心部５ｃ，５ｄに嵌合するようにシリンダ４２，４４内に配置されたピストン４６，４７と、シリンダ４２，４４を閉塞しシリンダ４２，４４およびピストン４６，４７とともに膨張室を形成する軸受部材４１，４５（閉塞部材）を含むロータリ型である。ロータリ型の流体機構は、その構造上、シリンダ内の空間を２つに仕切るベーンの潤滑が不可欠となる。機構全体がオイルに浸かっている場合には、ベーンが配置されているベーン溝の後端を密閉容器１内に露出させるという極めて単純な方法により、ベーンを潤滑することができる。本実施形態においても、そのような方法でベーン４８，４９の潤滑を行っている。
【００３９】
その他の部分（例えば軸受部材４１，４５）への給油は、図５に示すように、例えば、第２シャフト５ｔの下端から膨張機構３のシリンダ４２，４４に向かって延びるように、第２シャフト５ｔの外周面に溝５ｋを形成することによって行うことができる。オイル貯まり２５に貯まっているオイルに懸かる圧力は、シリンダ４２，４４とピストン４６，４７とを潤滑中のオイルに懸かる圧力よりも大きい。したがって、オイルポンプの助けを借りなくても、オイルは、第２シャフト５ｔの外周面の溝５ｋを伝って膨張機構３の摺動部分に供給されうる。
【００４０】
次に、オイルポンプ６およびその周囲の構成について詳しく説明する。
【００４１】
図３に示すように、オイルポンプ６は、シャフト５の回転に伴う作動室の容積の増減によりオイルを圧送するように構成された容積式ポンプである。オイルポンプ６の上側にはその中央部をシャフト５に貫通された中継部材７１が配置されていて、オイルポンプ６はこの中継部材７１を介して支持フレーム７５に固定されている。
【００４２】
中継部材７１は、連結器７３を収容する内部空間７０ｈと、シャフト５（第１シャフト５ｓ）を支持する軸受部７６とを有している。言い換えれば、中継部材７１は、連結器７３のハウジングとしての役割とシャフト５の軸受としての役割を担う。なお、軸受部７６に相当する部分を、支持フレーム７５が有していてもよい。さらには、支持フレーム７５と中継部材７１とが単一の部品からなっていてもよい。
【００４３】
シャフト５（第２シャフト５ｔ）には、導入口２９ｐよりも少し下側の位置に偏心部５ｅが設けられている。オイルポンプ６は、シャフト５の偏心部５ｅに嵌合して偏心運動するピストン６１と、ピストン６１を収容するハウジング６２（シリンダ）と、ハウジング６２およびピストン６１の上側に配置された導入部材６３とを有している。ピストン６１とハウジング６２との間には、図４に示すように、三日月状の作動室６４が形成されている。すなわち、オイルポンプ６には、ロータリ型の流体機構が採用されている。なお、本実施形態では、図４に示すようにピストン６１が自転不能な構造のオイルポンプ６となっているが、オイルポンプ６としては容積式ポンプであればよく、スライドベーンを有しピストン６１が自転可能とされた他のロータリ型のものや、トロコイドポンプのようなギア型のものであってもよい。
【００４４】
ハウジング６２には、オイル貯まり２５の上槽２５ａと作動室６４とを接続する吸入路６２ａと、作動室６４からオイルを逃がす退避部６２ｂとが形成されている。吸入路６２ａは、ハウジング６２の上面に沿って直線上に延びる溝状をなしている。この吸入路６２ａの横向きに開口する入口が前述したオイル吸入口６２ｑを構成している。なお、吸入路６２ａは、ハウジング６２の下面に沿って延びる溝状となっていてもよいし、ハウジング６２内に設けられた貫通孔で形成されていてもよい。退避部６２ｂは、ハウジング６２の内周面から径方向外側に後退する溝状をなしている。
【００４５】
一方、導入部材６３は、上下方向に扁平な板状の形状をなしており、その中央部がシャフト５に貫通されている。導入部材６３には、当該導入部材６３の下面における所定の領域が窪まされることにより、シャフト５を取り囲む円形環状のバッファ部６３ａと、このバッファ部６３ａから退避部６２ｂに対応する位置まで延びる案内部６３ｂとが形成されている。そして、ハウジング６２の退避部６２ならびに導入部材６３の案内部６３ｂおよびバッファ部６３ａによってオイルを吐出する吐出路６７が構成されている。シャフト５の導入口２９ｐは、シャフト５におけるバッファ部６３ａに面する部分に設けられていて、吐出路６７に横向きに開口している。なお、吐出路６７の形状およびそのルートは上記した通りである必要はなく、適宜選定可能である。また、導入口２９ｐの数量も１つである必要はなく、複数であってもよい。
【００４６】
このような構成のオイルポンプ６では、第２シャフト５ｔの回転に伴ってハウジング６２内をピストン６１が偏心運動すると、これにより作動室６４の容積が増減し、吸入路６２ａを通じたオイルの吸入および吐出路６７を通じたオイルの吐出が行われる。これにより導入口２９ｐから給油路２９にオイルが送り込まれ、圧縮機構２へのオイルの供給が行われる。このような機構は、第２シャフト５ｔの回転運動をカム機構等で他の運動に変換することなく、オイルを圧送する運動に直接利用するので、機械ロスが小さいという利点がある。また、比較的単純な構造によるので、信頼性も高い。
【００４７】
より詳しくは、図３に示すように、導入部材６３は、当該導入部材６３の下面がハウジング６２の上面に接するようにハウジング６２に隣接して配置されており、仕切部材３１は、当該仕切部材３１の上面がハウジング６２の下面に接するようにハウジング６２に隣接して配置されている。このため、作動室６４が上方から導入部材６３に閉塞されるとともに下方から仕切部材３１に閉塞されており、ピストン６１が仕切部材３１上を摺動するようになっている。なお、ハウジング６２は、仕切部材３１と一体になっていてもよいし、導入部材７３と一体になっていてもよい。
【００４８】
さらに本実施形態の膨張機一体型圧縮機２００では、オイルポンプ６の吸入路６２ａにストレーナ６５が設置されている。ストレーナ６５は、吸入路６２ａの入口６２ｑに当該入口６２ｑを塞ぐように配置されていて、オイルポンプ６に吸入されるオイルがストレーナ６５を通過した後に吸入路６２ａを流れるようになっている。ストレーナ６５は、例えば樹脂製または金属製のメッシュである。ストレーナ６５は、オイルの流れなどによって変形しない剛性と、オイルの流れは阻害せず、かつスラッジは通過させない程度の網目を有する。ストレーナ６５は、ハウジング６２の端面に、接着剤による接着、ビス止め、溶接、またはろう付などにより固定されている。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の膨張機一体型圧縮機２００では、吸入路６２ａにストレーナ６５が設けられているので、オイルポンプ６内への異物の侵入を防止することができる。従って、オイルポンプ６による安定したオイルの供給を実現することができるとともに、オイルポンプ６の信頼性を向上させることができる。
【００５０】
また、ストレーナ６５が吸入路６２ａの入口６２ｑに配置されているので、入口６２ｑが開口する方向からだけでなくその周辺からもオイル貯まり２５に貯められたオイル（本実施形態では上槽２５ａ内のオイル）がストレーナ６５を介して吸入路６２ａ内に流れ込むようになる。このため、膨張機一体型圧縮機２００の起動時でオイルの温度が比較的に低く粘性が高い場合であっても、オイルがスムーズにストレーナ６５を通過するようになる。
【００５１】
（第１変形例）
図３に示す構成では、オイルポンプ６の吸入路６２ａの入口６２ｑが横向きに開口していて、ストレーナ６５をオイルが横向きに通過するようになっているが、図６〜図８に示す第１変形例のように、ストレーナ６５が配置される吸入路６８の入口６２ｑは、下向きに開口していてもよい。
【００５２】
具体的に、図６〜図８に示す第１変形例では、オイルポンプ６の導入部材６３が平面視で略Ｙ字状をなしている。そして、仕切部材３１には、導入部材６３の３つの先端部分を受ける３つのボス部３１ｃが一体に設けられている。ボス部３１ｃ、導入部材６３、および中継部材７１には、ボルト挿通用の挿通孔７８が設けられている。そして、この挿通孔７８を通じてボルト（図示せず）が支持フレーム７５に設けられたねじ穴にねじ込まれることにより、仕切部材３１、導入部材６３、および中継部材７１が支持フレーム７５に固定されている。
【００５３】
一方、オイルポンプ６のハウジング６２は、仕切部材３１と一体となっており、ピストン６１を取り囲む所定の肉厚の円柱部６２Ａと、この円柱部６２Ａからボス部３１ｃの１つ（図７では右側のボス部３１ｃ）に向って所定幅（図例では円柱部６２Ａの外径の３／４程度の幅）で張り出す張り出し部６２Ｂとを有している。張り出し部６２Ｂの張り出し量は、張り出し部６２Ｂの先端面６２ｓと、この先端面６２ｓに対向するボス部３１ｃとの間に形成される空間Ｓの大きさが十分に確保されるように設定されている。
【００５４】
ハウジング６２には、作動室６４にオイルを導くための第１吸入部６２ｄが円柱部６２Ａと張り出し部６２Ｂに跨って形成されている。導入部材６３の下面には、第１吸入部６２ｄと張り出し部６２Ｂの先端面６２ｓに面する空間Ｓとを連通する第２吸入部６３ｃが形成されている。第２吸入部６３ｃは、空間Ｓに対する開口面積を大きく確保するために、空間Ｓの上側では幅が拡張されていて、平面視で略Ｌ字状をなしている。そして、第１吸入部６２ｄと第２吸入部６３ｃとで吸入路６８が構成されている。また、平面視で第２吸入部６３ｃと張り出し部６２Ｂの先端面６２ｓとで囲まれる領域によって吸入路６８の入口６２ｑが形成され、この入口６２ｑにストレーナ６５が配置されている。
【００５５】
具体的には、導入部材６３の下面には、ストレーナ６５が嵌め込み可能な段落ち部が形成されていて、この段落ち部内にストレーナ６５が固定されている。
【００５６】
このように下向きに開口する入口６２ｑにストレーナ６５が配置されていれば、ストレーナ６５を下から上にオイルが通過するようになる。このため、ストレーナ６５によってオイルから除去されたスラッジなどの異物は、膨張機一体型圧縮機２００の停止時に自重によって落下するようになる。従って、ストレーナ６５への異物の堆積を防止することができる。
【００５７】
また、ストレーナ６５は、吸入路６８の入口６２ｑに配置されているので、図８中に矢印ａで示すようにオイルが吸入路６８の入口６２ｑの周辺からストレーナ６５を介して吸入路６８内に流れ込むようになり、前記実施形態と同様に低温時でもオイルがスムーズにストレーナ６５を通過するようになる。
【００５８】
さらに、吸入路６８の入口６２ｑを下向きに開口させることにより、吸入路６８への上方からのオイルの流入が起こり難くなり、オイルポンプ６に油面ＳＬから遠いところのオイルが優先的に吸入されるようになる。このため、オイルとともに作動流体がオイルポンプ６に吸入されることをも防止することができる。
【００５９】
（第２変形例）
ストレーナ６５は、オイルポンプ６の吸入路６２ａの入口６２ｑに配置されている必要はなく、図９〜図１１に示す第２変形例のように、吸入路６９の途中に配置されていてもよい。この場合は、オイルポンプ６に吸入されるオイルが吸入路６９を流れる間にストレーナ６５を通過するようになる。第２変形例は、図６〜図８に示す第１変形例を少し変更したものである。
【００６０】
具体的に、図９〜図１１に示す第２変形例では、仕切部材３１にボス部３１ｃが２つだけしか設けられておらず、ハウジング６２の張り出し部６２Ｂが導入部材６３の１つの先端部分に対応する位置まで張り出していて、導入部材６３の１つの先端部分が張り出し部６２Ｂで受けられるようになっている。そして、張り出し部６２Ｂの先端部分にもボルト挿通用の挿通孔７８が設けられている。一方、導入部材６３の構成は、第１変形例と全く同じ構成となっている。すなわち、導入部材６３には、第２吸入部６３ｃが形成され、この第２吸入部６３ｃの入口側を塞ぐようにストレーナ６５が固定されている。
【００６１】
さらに、張り出し部６２Ｂには、第１吸入部６２ｄに加えて、導入部材６３に形成された第２導入部６３ｃの幅が拡張された部分に対応する位置に、当該張り出し部６２Ｂの側面に横向き（図１０では下向き）に開口する第３吸入部６２ｅが形成されている。そして、張り出し部６２Ｂの第１吸入部６２ｄおよび第３吸入部６２ｅならびに導入部材６３の第２吸入部６３ｃによって吸入路６９が構成され、第３吸入部６３ｃの開口によって吸入路６９の入口６２ｑが構成されている。また、導入部材６３には、ストレーナ６５が第２吸入部６３ｃの入口側を塞ぐように固定されているので、ストレーナ６５は、吸入路６９の途中に、より詳しくは吸入路６９内をオイルが下から上に流れる位置に位置している。
【００６２】
このようにストレーナ６５が吸入路６９の途中に配置されていれば、図１１中に矢印ｂで示すようにオイルがストレーナ６５を一方向からのみ通過するようになるので、吸入路６９内で安定して流れるオイルから異物を除去できるようになる。
【００６３】
また、ストレーナ６５は、吸入路６９内をオイルが下から上に流れる位置に配置されているので、第１変形例と同様に、ストレーナ６５によってオイルから除去されたスラッジなどの異物が自重によって落下するようになり、ストレーナ６５への異物の堆積を防止することができる。
【００６４】
なお、前記実施形態ならびに第１変形例および第２変形例のオイルポンプ６では、導入部材６３がハウジング６２の上側に配置されているが、ハウジング６２として下方に開口する有底容器状のものを用いれば、導入部材６３をハウジング６２の下側に配置することも可能である。すなわち、シャフト２９の導入口２９ｐは、偏心部５ｅの下に位置していてもよい。ただし、導入口２９ｐが偏心部５ｅの上にあれば、シャフト５内を流れるオイルを下槽２５ｂから遠ざけることができるので、シャフト５を通じた上槽２５ａから下槽２５ｂへの熱移動を小さく抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の膨張機一体型圧縮機は、例えば、空気調和装置、給湯装置、乾燥機または冷凍冷蔵庫のためのヒートポンプに好適に採用できる。図１２に示すように、ヒートポンプ１１０は、膨張機一体型圧縮機２００と、圧縮機構２で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器１１２と、膨張機構３で膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器１１４とを備えている。圧縮機構２、放熱器１１２、膨張機構３および蒸発器１１４が配管によって接続され、冷媒回路が形成されている。膨張機一体型圧縮機２００は、他の実施形態のものに置き換わってもよい。
【００６６】
例えば、ヒートポンプ１１０が空気調和装置に適用される場合、圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を抑制することにより、暖房運転時における圧縮機構２の吐出温度の低下による暖房能力の低下、冷房運転時における膨張機構３の吐出温度の上昇による冷房能力の低下を防ぐことができる。結果として、空気調和装置の成績係数が向上する。
【手続補正２】
【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】
底部がオイル貯まりとして利用される密閉容器と、
前記オイル貯まりに貯められたオイルの油面よりも上または下に位置するように前記密閉容器内に配置された圧縮機構と、
前記油面に対する位置関係が前記圧縮機構とは上下逆になるように前記密閉容器内に配置された膨張機構と、
前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、
前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記オイル貯まりに貯められたオイルを吸入路を通じて吸入して前記圧縮機構および前記膨張機構のうち前記油面よりも上に位置する機構に供給するオイルポンプと、
前記吸入路に、前記オイルポンプに吸入されるオイルが通過するように設置されたストレーナと、
を備えた、膨張機一体型圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機構は前記油面よりも上に位置しており、前記膨張機構は前記油面よりも下に位置している、請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮機構はスクロール型であり、前記膨張機構はロータリ型である、請求項２に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項４】
前記シャフトの内部には、前記圧縮機構の摺動部分に通ずる給油路が形成されていて、この給油路に前記オイルポンプからオイルが送り込まれるようになっている、請求項２に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項５】
前記ストレーナは、前記吸入路の途中に配置されている、請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項６】
前記ストレーナは、前記吸入路内をオイルが下から上に流れる位置に配置されている、請求項５に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項７】
前記ストレーナは、前記吸入路の入口に配置されている、請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項８】
前記吸入路の入口は、下向きに開口している、請求項７に記載の膨張機一体型圧縮機。
【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】
2009066410.tif 000017
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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