(57)【要約】【課題】  作動流体中に含まれる潤滑油の分離効果に優れる潤滑油分離手段を有する膨張機を提供する。【解決手段】  高圧室１１４から連通路１１６を経て、体積変化される作動室Ｖに流入される高圧の流体を膨張させて機械的エネルギーを出力する膨張機において、高圧の流体を高圧室１１４に導入する導入口１１９ａと、導入口１１９ａからの高圧の流体を流通させる導入通路１３１と、導入通路１３１と連通路１１６との間に接続されて、高圧の流体中に含まれる潤滑油を分離すると共に、高圧の流体を連通路１１６に流出する潤滑油分離部１３２とを備えるようにする。また、潤滑油分離部１３２には、分離された潤滑油を高圧室１１４に排出する排出部１３２ｃを備えるようにする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧室（１１４）から連通路（１１６）を経て、体積変化される作動室（Ｖ）に流入される高圧の流体を膨張させて機械的エネルギーを出力する膨張機において、
前記高圧の流体を前記高圧室（１１４）に導入する導入口（１１９ａ）と、
前記導入口（１１９ａ）からの前記高圧の流体を流通させる導入通路（１３１）と、
前記導入通路（１３１）と前記連通路（１１６）との間に接続されて、前記高圧の流体中に含まれる潤滑油を分離すると共に、前記高圧の流体を前記連通路（１１６）に流出する潤滑油分離部（１３２）とを備えることを特徴とする膨張機。
【請求項２】
前記潤滑油分離部（１３２）は、分離された前記潤滑油を前記高圧室（１１４）に排出する排出部（１３２ｃ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の膨張機。
【請求項３】
前記高圧室（１１４）の下部に設けられて、排出された前記潤滑油を吸入する吸入口（１４１）と、
前記吸入口（１４１）と低圧室（１１４ａ）の所定上部とを繋ぐ潤滑油通路（１４２）と、
前記潤滑油通路（１４２）に設けられて、前記高圧室（１１４）からかかる圧力を減圧する減圧部（１４３）とを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の膨張機。
【請求項４】
前記排出部（１３２ｃ）における前記高圧室（１１４）への潤滑油排出量は、前記潤滑油分離部（１３２）における潤滑油分離量よりも小さくなるように設定されたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の膨張機。
【請求項５】
前記作動室（Ｖ）で低圧の流体を圧縮して、圧縮された流体を吐出可能とする吐出通路（１１５）を有し、圧縮機としての機能を併せ持つことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の膨張機。
【請求項６】
前記高圧室（１１４）を吐出室（１１４）として、前記吐出通路（１１５）は、前記高圧室（１１４）内に連通されたことを特徴とする請求項５に記載の膨張機。
【請求項７】
前記圧縮された流体が、前記高圧室（１１４）から前記導入口（１１９ａ）内へ流入可能とする流入部（１３１ａ）が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の膨張機。
【請求項８】
前記流入部（１３１ａ）は、前記導入口（１１９ａ）と前記導入通路（１３１）とが離されて、両者（１１９ａ、１３１）間に形成される隙間部（１３１ａ）としたことを特徴とする請求項７に記載の膨張機。
【請求項９】
前記導入通路（１３１）の内径寸法は、前記導入口（１１９ａ）の内径寸法に対して同等以上となるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の膨張機。
【請求項１０】
前記導入口（１１９ａ）と前記導入通路（１３１）は、前記隙間部（１３１ａ）で同軸上に配置されたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の膨張機。
【請求項１１】
前記潤滑油分離部（１３２）は、前記高圧の流体を内部に設けられた旋回部（１３２ａ）で旋回させて遠心力により前記潤滑油を分離する遠心分離器（１３２）であることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載の膨張機。
【請求項１２】
前記旋回部（１３２ａ）は、一端側で旋回半径の小さく設定された小半径部（１３２ａ１）と、他端側で旋回半径の大きく設定された大半径部（１３２ａ２）とを有し、
前記排出部（１３２ｃ）は、前記大半径部（１３２ａ２）側に設けられたことを特徴とする請求項１１に記載の膨張機。
【請求項１３】
前記旋回部（１３２ａ）は、前記小半径部（１３２ａ１）から前記大半径部（１３２ａ２）に向けて段階的に前記旋回半径が変化するように設定されたことを特徴とする請求項１２に記載の膨張機。
【請求項１４】
前記潤滑油分離部（１３２Ａ）は、前記高圧の流体を内部に設けられた衝突板（１３２ｅ）に衝突させて前記潤滑油を分離すると共に、
前記衝突板（１３２ｅ）は、前記連通路（１１６）の反対側が下向きとなるように傾斜していることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載の膨張機。
【請求項１５】
前記潤滑油分離部（１３２Ａ）は、前記衝突板（１３２ｅ）の前記連通路（１１６）の反対側に分離された前記潤滑油を溜める潤滑油溜め部（１３２ｂ）を有し、
前記排出部（１３２ｃ）は、前記潤滑油溜め部（１３２ｂ）に設けられたことを特徴とする請求項１４に記載の膨張機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱エネルギーを回収するランキンサイクルに用いて好適な膨張機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ランキンサイクル用の膨張機として、例えば特許文献１に示されるように、後部ケースによって形成される高圧室の下部を油溜めとし、高圧室における作動流体ガスの流入部に平板の組合せによりスリット状通路を形成する偏向油分離部を設け、この偏向油分離部を後部ケースの後部壁方向に開口したものが知られている。
【０００３】
この膨張機においては、潤滑油を含む作動流体ガスの流れを偏向油分離部によって偏向させることで良好に潤滑油を分離して、分離した潤滑油を油溜めに溜めるようにしている。そして、油溜めの潤滑油を高圧室の圧力によって、膨張機部の機械摩擦部（シリンダ、ロータ、軸受け等）に供給するようにしている。
【特許文献１】実公昭６１−２０６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記膨張機では、作動流体ガスは偏向油分離部で偏向された後に高圧室内で拡大して膨張機部の作動室に流れ得るので、一旦分離された潤滑油は、その流れによって巻き上げられて、作動室へ流入してしまい、充分な潤滑油の分離効果が得られないおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、作動流体中に含まれる潤滑油の分離効果に優れる潤滑油分離手段を有する膨張機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、高圧室（１１４）から連通路（１１６）を経て、体積変化される作動室（Ｖ）に流入される高圧の流体を膨張させて機械的エネルギーを出力する膨張機において、高圧の流体を高圧室（１１４）に導入する導入口（１１９ａ）と、導入口（１１９ａ）からの高圧の流体を流通させる導入通路（１３１）と、導入通路（１３１）と連通路（１１６）との間に接続されて、高圧の流体中に含まれる潤滑油を分離すると共に、高圧の流体を連通路（１１６）に流出する潤滑油分離部（１３２）とを備えることを特徴としている。
【０００８】
この発明によると、潤滑油分離部（１３２）によって、高圧の流体から潤滑油成分を確実に分離することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、潤滑油分離部（１３２）は、分離された潤滑油を高圧室（１１４）に排出する排出部（１３２ｃ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の膨張機という技術的手段が採用される。
【００１０】
この発明によると、潤滑油溜め部としての高圧室（１１４）への潤滑油の排出部（１３２ｃ）が潤滑油分離部（１３２）に設けられるため、潤滑油分離部（１３２）を通る流れに潤滑油が巻き込まれることを抑えることが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、高圧室（１１４）の下部に設けられて、排出された潤滑油を吸入する吸入口（１４１）と、吸入口（１４１）と低圧室（１１４ａ）の所定上部とを繋ぐ潤滑油通路（１４２）と、潤滑油通路（１４２）に設けられて、高圧室（１１４）からかかる圧力を減圧する減圧部（１４３）とを有することを特徴としている。
【００１２】
これにより、潤滑油分離部（１３２）で分離された潤滑油を高圧室（１１４）内の圧力を用いて、潤滑油通路（１４２）を通して低圧室（１１４ａ）の所定上部に供給できる。そして、低圧室（１１４ａ）所定上部に供給された潤滑油は、重力によって、低圧室（１１４ａ）内部に至り、所定部位の潤滑が成される。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、排出部（１３２ｃ）における高圧室（１１４）への潤滑油排出量は、潤滑油分離部（１３２）における潤滑油分離量よりも小さくなるように設定されたことを特徴としている。
【００１４】
これにより、潤滑油分離部（１３２）で分離された潤滑油をすべて高圧室（１１４）側に排出させるのではなくて、潤滑油の一部を高圧の流体と共に連通路（１１６）から作動室（Ｖ）側に送ることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、作動室（Ｖ）で低圧の流体を圧縮して、圧縮された流体を吐出可能とする吐出通路（１１５）を有し、圧縮機としての機能を併せ持つことを特徴としている。
【００１６】
これにより、膨張作動の停止時に、圧縮機として内部作動流体の圧縮を必要とするサイクルへの適用が可能となる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、高圧室（１１４）を吐出室（１１４）として、吐出通路（１１５）は、高圧室（１１４）内に連通されたことを特徴としている。
【００１８】
これにより、吐出された流体の脈動を高圧室（１１４）で平滑化（低減）することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、圧縮された流体が、高圧室（１１４）から導入口（１１９ａ）内へ流入可能とする流入部（１３１ａ）が設けられたことを特徴としている。
【００２０】
これにより、圧縮された流体を導入口（１１９ａ）から外部へ流出させることができるので、専用の流出口を設ける必要が無い。
【００２１】
流入部（１３１ａ）は、請求項８に記載の発明のように、導入口（１１９ａ）と導入通路（１３１）とが離されて、両者（１１９ａ、１３１）間に形成される隙間部（１３１ａ）とすることができる。
【００２２】
そして、請求項９に記載の発明のように、導入通路（１３１）の内径寸法は、導入口（１１９ａ）の内径寸法に対して同等以上となるようにするのが良く、これにより、高圧の流体が導入口（１１９ａ）から導入通路（１３１）へスムーズに流入可能となので、導入口（１１９ａ）から高圧室（１１４）へ流れが拡大してしまうロス（拡大ロス）を低減できる。
【００２３】
また、請求項１０に記載の発明のように、導入口（１１９ａ）と導入通路（１３１）は、隙間部（１３１ａ）で同軸上に配置すると良く、高圧の流体の導入口（１１９ａ）から導入通路（１３１）への流れを更にスムーズにして、拡大ロスを低減できる。
【００２４】
請求項１１に記載の発明では、潤滑油分離部（１３２）は、高圧の流体を内部に設けられた旋回部（１３２ａ）で旋回させて遠心力により潤滑油を分離する遠心分離器（１３２）であることを特徴としている。
【００２５】
これにより、潤滑油の分離効果に優れる潤滑油分離部（１３２）とすることができる。
【００２６】
請求項１２に記載の発明では、旋回部（１３２ａ）は、一端側で旋回半径の小さく設定された小半径部（１３２ａ１）と、他端側で旋回半径の大きく設定された大半径部（１３２ａ２）とを有し、排出部（１３２ｃ）は、大半径部（１３２ａ２）側に設けられたことを特徴としている。
【００２７】
これにより、分離される潤滑油は遠心力によって大半径部（１３２ａ２）側に集めることができるため、潤滑油の分離効果を高めることができると共に、大半径部（１３２ａ２）に集められた潤滑油を効果的に排出部（１３２ｃ）から排出できる。
【００２８】
請求項１３に記載の発明では、旋回部（１３２ａ）は、小半径部（１３２ａ１）から大半径部（１３２ａ２）に向けて段階的に旋回半径が変化するように設定されたことを特徴としている。
【００２９】
これにより、各段が連通部（１１６）に対する堰となるので、分離した潤滑油を確実に旋回部（１３２ａ）にとどめることができる。
【００３０】
請求項１４に記載の発明では、潤滑油分離部（１３２Ａ）は、高圧の流体を内部に設けられた衝突板（１３２ｅ）に衝突させて潤滑油を分離すると共に、衝突板（１３２ｅ）は、連通路（１１６）の反対側が下向きとなるように傾斜していることを特徴としている。
【００３１】
これにより、分離した潤滑油を連通路（１１６）側に流出させにくい潤滑油分離部（１３２）とすることができる。
【００３２】
請求項１５に記載の発明では、潤滑油分離部（１３２Ａ）は、衝突板（１３２ｅ）の連通路（１１６）の反対側に分離された潤滑油を溜める潤滑油溜め部（１３２ｂ）を有し、排出部（１３２ｃ）は、潤滑油溜め部（１３２ｂ）に設けられたことを特徴としている。
【００３３】
これにより、分離した潤滑油を連通路（１１６）側に流出させずに潤滑油溜め部（１３２ｂ）に溜めることができ、更に、潤滑油溜め部（１３２ｂ）に溜められた潤滑油を効果的に排出部（１３２ｃ）から排出できる。
【００３４】
本発明では、さらに追加的な構成を採用することができる。ひとつの態様では、潤滑油分離部（１３２）は、高圧室（１１４）の中に位置して、高圧室（１１４）よりも十分に小さい通路を区画する構成とすることができる。この構成は、高圧流体が高圧室（１１４）で急激に拡大することを抑制することを可能とする。この通路は、潤滑油を分離するべく高圧流体の流れに曲がり成分、例えば、旋回成分を与えるように構成されることができる。
【００３５】
高圧室（１１４）は、冷媒圧縮機の吐出室として設けられることができる。この構成では、冷媒圧縮機の吐出ポート（１１９ａ）は、潤滑油分離部（１３２）をほとんど経由することなく高圧室（１１４）に直接に開口する構成をとることができる。このような構成は、冷媒圧縮機としての高圧圧力の脈動低減効果を高圧室（１１４）で与えることができ、しかも高圧流体が膨張機に供給される際には、高圧室（１１４）による高圧流体の過剰な拡大を抑制する。よって、冷媒圧縮機の吐出通路と、膨張機の高圧流体供給通路との両方に兼用できる通路を構成することができる。
【００３６】
冷媒圧縮機と膨張機とは、例えば可逆的に運転することができる容積型回転機械によって提供されることができる。潤滑油分離部（１３２）の導入通路（１３１）と、高圧室（１１４）への導入口（１１９ａ）との間には、導入口（１１９ａ）から導入通路（１３１）への流体の流れを、導入口（１１９ａ）から高圧室（１１４）への流体の流れより容易にする構造を配置することができる。この構造は、例えば、導入口（１１９ａ）の管路としての軸方向と導入通路（１３１）の管路としての軸方向とをほぼ一致させる一方で、導入口（１１９ａ）から高圧室（１１４）への流路を曲がった構成とすることで提供されることができる。例えば、管状の導入口（１１９ａ）と導入通路（１３１）とをほぼ同軸上に対向させて、それらの間に隙間を設ける構成とすることができる。この構成では、管状の導入口（１１９ａ）と導入通路（１３１）との間の隙間によって、導入口（１１９ａ）の軸方向とほぼ直交する開口が提供され、この開口が高圧室（１１４）との連通を提供する。このような構成は、高圧室（１１４）から導入口（１１９ａ）へ向かう流体流れを許容しつつ、導入口（１１９ａ）から導入通路（１３１）へ向かう流体の流れを、高圧室（１１４）によって過剰に拡大することなく導入通路（１３１）へ案内することを可能とする。
【００３７】
上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（第１実施形態）
第１実施形態を図１〜図６に示す。第１実施形態は、本発明に係る膨張機（膨張機兼圧縮機１１０）を、走行条件に応じてエンジン１０が停止されるアイドルストップ車両やハイブリッド車両等に搭載される内燃機関の廃熱利用装置（以下、廃熱利用装置）２０に用いられる膨張発電機兼電動圧縮機１００に適用したものである。廃熱利用装置２０は、冷凍サイクル２０Ａをベースとして、ランキンサイクル３０Ａが形成されたものであり、制御装置４０によって各サイクル２０Ａ、３０Ａの作動が制御されるようになっている。まず、廃熱利用装置２０の全体構成について図１を用いて簡単に説明する。
【００３９】
冷凍サイクル２０Ａは、低温側の熱を高温側に移動させて冷熱および温熱を空調に利用するもので、膨張機兼圧縮機１１０、凝縮器２１、気液分離器２２、減圧器２３、蒸発器２４等が環状に接続されて形成されている。
【００４０】
膨張機兼圧縮機１１０は、気相冷媒（本発明における低圧の流体に対応）を加圧して吐出する圧縮モード（圧縮機として作動）と、過熱蒸気冷媒（本発明における高圧の流体に対応）の膨張時の流体圧を運動エネルギーに変換して機械的エネルギーを出力する膨張モード（膨張機として作動）とを兼ね備えるものである。尚、膨張機兼圧縮機１１０の詳細については後述する。また、ここで用いる冷媒中には、膨張機兼圧縮機１１０および後述する発電機兼電動機１５０の所定部位を潤滑するための潤滑油が所定量含まれている。
【００４１】
凝縮器２１は、膨張機兼圧縮機１１０（圧縮モード時）の冷媒吐出側に設けられ、高温高圧に圧縮された冷媒を冷却して、凝縮液化する熱交換器である。気液分離器２２は、凝縮器２１で凝縮された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出させるレシーバである。減圧器２３は、気液分離器２２で分離された液相冷媒を減圧膨脹させるものである。
【００４２】
蒸発器２４は、減圧器２３にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮する熱交換器であり、この吸熱作用によって空調空気を冷却する。そして、蒸発器２４の冷媒流出側には、蒸発器２４側から膨張機兼圧縮機１１０側にのみ冷媒が流れることを許容する逆止弁２４ａが設けられている。
【００４３】
ランキンサイクル３０Ａは、車両の走行用動力を発生させるエンジン１０で発生した廃熱からエネルギー（膨張機兼圧縮機１１０の膨張モード時における駆動力）を回収するものである。ランキンサイクル３０Ａは、上記冷凍サイクル２０Ａに対して、凝縮器２１が共用されると共に、この凝縮器２１をバイパスするように気液分離器２２から膨張機兼圧縮機１１０および凝縮器２１の間（Ａ点）に接続される第１バイパス流路３１と、膨張機兼圧縮機１１０および逆止弁２４ａの間（Ｂ点）から凝縮器２１およびＡ点の間（Ｃ点）に接続される第２バイパス流路３２とが設けられて、以下のように形成されている。
【００４４】
即ち、第１バイパス流路３１には、液ポンプ３３が配設されると共に、気液分離器２２側から液ポンプ３３側にのみ冷媒が流れることを許容する逆止弁３１ａが設けられている。また、Ａ点と膨張機兼圧縮機１１０との間に加熱器３４が設けられている。
【００４５】
加熱器３４は、液ポンプ３３から送られる冷媒とエンジン１０における温水回路１０Ａのエンジン冷却水（温水）との間で熱交換することにより冷媒を加熱する熱交換器であり、三方弁１１によりエンジン１０から流出したエンジン冷却水を加熱器３４に循環させる場合と循環させない場合とが切替えられる。尚、三方弁１１の流路切替えは、後述する制御装置４０によって行われるようになっている。
【００４６】
尚、水ポンプ１２は温水回路１０Ａ内でエンジン冷却水を循環させるポンプであり、ラジエータ１３はエンジン冷却水と外気との間で熱交換してエンジン冷却水を冷却する熱交換器である。また、エンジン１０の出口側にはエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ１４が設けられており、この水温センサ１４で検出（出力）された温度信号は、後述する制御装置４０に入力される。
【００４７】
そして、第２バイパス流路３２には、膨張機兼圧縮機１１０側から凝縮器２１の冷媒入口側にのみ冷媒が流れることを許容する逆止弁３２ａが設けられている。また、Ａ点とＣ点との間には開閉弁３５が設けられている。開閉弁３５は、冷媒流路を開閉する電磁式のバルブであり、後述する制御装置４０により制御されるようになっている。また、膨張機兼圧縮機１１０が圧縮モードで作動する時の冷媒吐出側（後述する高圧室１１４側）には、膨張機兼圧縮機１１０の作動を圧縮モードあるいは膨張モードのいずれかに切替える弁機構１２０が設けられている。弁機構１２０は、後述する制御装置４０により制御されるようになっている。弁機構１２０の詳細については膨張機兼圧縮機１１０と共に後述する。
【００４８】
上記気液分離器２２、第１バイパス流路３１、液ポンプ３３、加熱器３４、膨張機兼圧縮機１１０、第２バイパス流路３２、凝縮器２１等にてランキンサイクル３０Ａが形成される。
【００４９】
膨張機兼圧縮機１１０には、発電機および電動機としての両機能を有する発電機兼電動機１５０が接続されて、膨張発電機兼電動圧縮機（以下、複合流体機械）１００を形成している。以下、複合流体機械１００の構成について、図２〜図４を加えて説明する。
【００５０】
複合流体機械１００の膨張機兼圧縮機１１０は、図２に示すように、周知のスクロール型圧縮機構と同一構造を有するもので、具体的には、ミドルハウジング１１１ａとエンドハウジング１１１ｂとの間に固定される固定スクロール１１２、この固定スクロール１１２に対向して旋回変位する旋回スクロール１１３、作動室Ｖと高圧室１１４とを連通させる吐出通路１１５、および連通路１１６を開閉する弁機構１２０等から成るものである。
【００５１】
固定スクロール１１２は、板状の基板部１１２ａおよび基板部１１２ａから旋回スクロール１１３側に突出した渦巻状の歯部１１２ｂを有して構成され、一方、旋回スクロール１１３は、上記歯部１１２ｂに接触して噛み合う渦巻状の歯部１１３ｂ、およびこの歯部１１３ｂが形成された基板部１１３ａを有して構成されており、両歯部１１２ｂ、１１３ｂが接触した状態で旋回スクロール１１３が旋回することにより、両スクロール１１２、１１３により形成される作動室Ｖの体積が拡大縮小するようになっている。
【００５２】
シャフト１１７は、ミドルハウジング１１１ａに固定された軸受け１１７ｂによって回転可能に支持されて、一方の長手方向端部に回転中心軸に対して偏心して設けられた偏心部１１７ａを有するクランクシャフトである。この偏心部１１７ａには、偏心部１１７ａに対して揺動可能に装着されたブッシング１１７ｃが設けられており（従動クランク機構）、このブッシング１１７ｃがベアリング１１７ｄを介して旋回スクロール１１３に連結されている。
【００５３】
また、自転防止機構１１８は、シャフト１１７が１回転する間に旋回スクロール１１３がブッシング１１７ｃ周りに１回転するようにするものである。このためシャフト１１７が回転すると、旋回スクロール１１３は、自転せずにシャフト１１７の回転中心軸周りを公転旋回する。そして、作動室Ｖは、例えばシャフト１１７が正方向に回転する時に、旋回スクロール１１３の外径側から中心側に変位するほど、その容積が縮小するように変化し、逆に、シャフト１１７が逆方向に回転する時に、旋回スクロール１１３の中心側から外径側に変位するほど、その容積が拡大するように変化する。尚、基板部１１３ａにおける図２中の左側は、旋回スクロール１１３の公転旋回に伴ってミドルハウジング１１１ａに対して摺動する摺動部１１３ｃとなる。
【００５４】
吐出通路１１５は、基板部１１２ａの中心部に設けられて、膨張機兼圧縮機１１０の圧縮モード時に最小容積となる作動室Ｖと、エンドハウジング１１１ｂおよび固定スクロール１１２の間に形成された高圧室１１４とを連通させて圧縮された冷媒を吐出する断面円形状のポートである。吐出通路１１５は、基板部１１２ａの面の拡がる方向に対して直交するように穿設されている。尚、高圧室１１４は、吐出通路１１５から吐出された冷媒の脈動を平滑化（低減）する吐出室の機能を有するものである。
【００５５】
また、連通路１１６は、吐出通路１１５と同様に基板部１１２ａに設けられて、膨張機兼圧縮機１１０の膨張モード時に、高圧室１１４と、最小容積となる作動室Ｖとを連通させて高圧室１１４に導入された高温高圧の冷媒、つまり過熱蒸気冷媒を作動室Ｖに導く断面円形状のポートである。
【００５６】
この連通路１１６は、高圧室１１４側において上記吐出通路１１５と隣接して開口されて、過熱蒸気冷媒流通時に圧損とならない通路面積が確保されている。連通路１１６は、基板部１１２ａ内でくの字状に曲がり、曲がり部分で後述するスプール１２２の先端側（バルブ部）が当接するシール部１１６ａを形成して、吐出通路１１５（作動室Ｖ側）に通じるように穿設されている。
【００５７】
尚、高圧室１１４を形成するエンドハウジング１１１ｂには、外部に向けて突出して加熱器３４および凝縮器２１側に接続されると共に、高圧室１１４内にも突出する高圧ポート（本発明における導入口に対応）１１９ａが設けられている。また、蒸発器２４および第２バイパス流路３２側に接続される低圧ポート１１９ｂは、後述するモータハウジング１５１に設けられて、モータハウジング１５１と、ミドルハウジング１１１ａと、旋回スクロール１１３の基板部１１３ａとによって形成される空間、即ち低圧室１１４ａ内に連通している。
【００５８】
弁機構１２０は、吐出弁１２１、スプール１２２、電磁弁１２８等から成る。吐出弁１２１は、吐出通路１１５の高圧室１１４側に配置されて吐出通路１１５から吐出された冷媒が高圧室１１４から作動室Ｖに逆流することを防止するリード弁状の逆止弁であり、ストッパー１２１ａは吐出弁１２１の最大開度を規制する弁止板であり、吐出弁１２１およびストッパー１２１ａはボルト１２１ｂによって基板部１１２ａに固定されている。
【００５９】
スプール１２２は、連通路１１６を開閉して膨張機兼圧縮機１１０の圧縮モードと膨張モードとを切替える切替え弁である。固定スクロール１１２の基板部１１２ａには、シール部１１６ａを形成して吐出通路１１５側を向く連通路１１６の部分と同軸で（吐出通路１１５に対して傾いて）外部に連通する空間が穿設されている。スプール１２２は、小径となる先端側がシール部１１６ａを向くようにして空間内に配設され、軸方向に摺動可能となっている。空間の外部開口側はストッパー１２３（固定）により閉塞されて、スプール１２２とストッパー１２３との間の空間は背圧室１２４として形成されている。背圧室１２４内にはバネ（弾性手段）１２５が挿入されており、バネ１２５はスプール１２２の先端側が連通路１１６のシール部１１６ａを閉じる方向に弾性力を作用させるようになっている。尚、スプール１２２が背圧室１２４に配設された状態で、スプール１２２の先端側には、常に高圧室１１４における冷媒の圧力（高圧）が連通路１１６から作用するようになっている。
【００６０】
固定スクロール１１２の図２中の下側には、背圧室１２４からエンドハウジング１１１ｂ側に延びる出入口通路１２６と、所定の通路抵抗を有して高圧室１１４から出入口通路１２６に連通する抵抗手段としての絞り１２７とが設けられている。
【００６１】
また、固定スクロール１１２の図２中の上側には電磁弁１２８が設けられている。電磁弁１２８の一方側は、低圧側通路１２８ａによって低圧室１１４ａと連通され、また、電磁弁１２８の他方側は、接続通路１２８ｂによって出入口通路１２６と連通されている。そして、電磁弁１２８は、低圧側通路１２８ａと接続通路１２８ｂとの連通状態、即ち、低圧室１１４ａと背圧室１２４との連通状態を制御することにより背圧室１２４内の圧力を制御する制御弁として作動し、後述する制御装置４０によって制御される。
【００６２】
具体的には、電磁弁１２８が開かれると、背圧室１２４の圧力が低圧室１１４ａに抜けて、背圧室１２４における圧力が低下する。よって、スプール１２２の先端側と後端側には圧力差が生じ、この圧力差によって得られる作用力はバネ１２４の弾性力に打ち勝って、スプール１２２はバネ１２４を押し縮めながら図２中の右下側に変位され（後退し）、スプール１２２の先端側がシール部１１６ａから離れて、連通路１１６が開かれることになる。
【００６３】
逆に、電磁弁１２８が閉じられた状態では、高圧室１１４の圧力が絞り１２７および出入口通路１２６を通って背圧室１２４に作用する。すると、スプール１２２の先端側および後端側には共に高圧が作用することになるので、スプール１２２はバネ１２４の弾性力により図５中の左上側に変位され（前進し）、先端側がシール部１１６ａに当接して連通路１１６が閉じられることになる。
【００６４】
つまり、スプール１２２、バネ１２４、背圧室１２５、出入口通路１２６、絞り１２７および電磁弁１２８等により連通路１１６を開閉するパイロット式の電気開閉弁が構成される。
【００６５】
高圧室１１４内には、本実施形態における第１の特徴部としての潤滑油分離器１３０を設けるようにしている。潤滑油分離器１３０は、図３、図４に示すように、遠心分離器（本発明における潤滑油分離部に対応）１３２に冷媒が導入される導入通路１３１を有し、遠心分離器１３２の流出側に設けられた流出部１３２ｄが連通路１１６に接続されて形成されている。
【００６６】
導入通路１３１は、高圧ポート１１９ａからの過熱蒸気冷媒を遠心分離器１３２に導く通路であり、その開口端部が高圧ポート１１９ａと対向するように離れて配置されている。即ち、高圧ポート１１９ａと導入通路１３１との間で所定の隙間部１３１ａが形成されるように配置されている。また、隙間部１３１ａにおける導入通路１３１の内径寸法は、高圧室１１４内に突出する部位の高圧ポート１１９ａの内径寸法と同等となるように設定され、また、高圧ポート１１９ａと導入通路１３１とは同軸上に配置されている。そして、導入通路１３１は途中部分で曲げられて、後述する遠心分離器１３２の旋回部１３２ａの円形流路（図４）に接するように接続されている。
【００６７】
尚、隙間部１３１ａは、後述する膨張機兼圧縮機１１０での圧縮モード時に作動室Ｖで圧縮された冷媒が高圧室（吐出室）１１４を経て、高圧ポート１１９ａ内に流入するための流入部になるものであり、隙間部１３１ａの大きさは、圧縮モード時における冷媒流入の圧損とならない範囲で、小さくなるように設定するのが良い。あるいは、あえて所定の圧損を伴う大きさとして、圧縮モード時の吐出脈動の低減に活用しても良い。
【００６８】
遠心分離器１３２は、旋回部１３２ａ、潤滑油溜め部１３２ｂ、潤滑油抜き穴１３２ｃ、流出部１３２ｄを有している。
【００６９】
旋回部１３２ａは、遠心分離器１３２の外側の円筒状部材と内側の円柱状部材との間に形成された流路であり、円形流路の半径が軸方向の一端側から他端側に向けて連続的に大きくなるように円錐状に設定されている。半径の小さい一端側が小半径部１３２ａ１、半径の大きい他端側が大半径部１３２ａ２となっている。そして、旋回部１３２ａの大半径部１３２ａ２側の端部には、更に円形流路の半径が段状に大きく設定された空間部が形成されており、この空間部が潤滑油溜め部１３２ｂとなっている。
【００７０】
遠心分離器１３２の潤滑油溜め部１３２ｂ側で上側となる位置には、潤滑油溜め部１３２ｂから高圧室１１４に連通する潤滑油抜き穴（本発明における排出部）１３２ｃが穿設されている。尚、潤滑油抜き穴１３２ｃの内径は、後述するように潤滑油抜き穴１３２ｃによって潤滑油溜め部１３２ｂから高圧室１１４に排出される潤滑油の量が、旋回部１３２ａの潤滑油分離能力に応じて冷媒から分離される潤滑油の量よりも小さくなるように絞られて設定されている。
【００７１】
そして、遠心分離器１３２の小半径部１３２ａ１側には、旋回部１３２ａ（小半径部１３２ａ１）と連通する流出部１３２ｄが接続されており、更に、この流出部１３２ｄは、連通路１１６に接続されている。
【００７２】
再び、図２に戻って、膨張機兼圧縮機１１０には、本実施形態における第２の特徴部として高圧室１１４から低圧室１１４ａに潤滑油を供給する潤滑油供給手段を設けるようにしている。即ち、エンドハウジング１１１ｂの高圧室１１４下側に対応する位置には、吸入口１４１が開口され、この吸入口１４１から低圧室１１４ａの上側（旋回スクロール１１３の摺動部１１３ｃやシャフト１１７用のベアリング１１７ｄ等の位置に対応する上側）に接続される潤滑油通路１４２が設けられている。そして、吸入口１４１には高圧室１１４からかかる圧力を減圧して潤滑油通路１４２に伝える絞り（本発明における減圧部に対応）１４３が設けられている。尚、潤滑油通路１４２は、通常エンドハウジング１１１ｂと固定スクロール１１２間に介在される冷媒漏れ防止用のガスケットを活用したシール部間隙間、および固定スクロール１１２、ミドルハウジング１１１ａ内を貫通する貫通孔等によって設定することができる。
【００７３】
発電機兼電動機１５０は、直流３相ブラシレスのセンサレス方式の回転電機であり、ミドルハウジング１１１ａに固定されるモータハウジング１５１内に収容されており、ステータ１５２およびこのステータ１５２内で回転するロータ１５３等から成る。ステータ１５２は、巻き線が巻かれたステータコイルであり、モータハウジング１５１の内周面に固定されている。ロータ１５３は、永久磁石が埋設されたマグネットロータであり、モータ軸１５４に固定されている。モータ軸１５４の一端側は、上記膨張機兼圧縮機１１０のシャフト１１７に接続されており、また、他端側は、モータハウジング１５１に固定される軸受け１５５によって回転可能となるように支持されている。
【００７４】
そして、発電機兼電動機１５０は、インバータ１６を介して、バッテリ１５からステータ１５２に電力が供給された場合には、ロータ１５３を回転（正方向回転）させて、膨張機兼圧縮機１１０を（圧縮機として）駆動する電動機として作動する。また、膨張機兼圧縮機１１０の膨張モード時に発生した駆動力によってロータ１５３を回転させるトルクが入力された場合（逆方向回転時）には、電力を発生させる発電機として作動する。そして、得られた電力は、インバータ１６を介してバッテリ１５に充電され、バッテリ１５の電力は、車両の各種電気負荷（ヘッドライト、エンジン補機等）１７に供給されるようになっている。
【００７５】
制御装置４０は、図１に示すように、乗員の設定する設定温度や環境条件等に基づいて決定されるＡ／Ｃ要求信号、水温センサ１４等からの信号が入力され、これらの信号に基づいて三方弁１１、液ポンプ３３、開閉弁３５、膨張機兼型圧縮機１１０の弁機構１２０（電磁弁１２８）、発電機兼電動機１５０の作動を制御する。
【００７６】
次に、本実施形態に係る複合流体機械１００の作動およびその作用効果について説明する。
【００７７】
１．膨張モード
このモードは、加熱器３４にて加熱された高圧の過熱蒸気冷媒を膨張機兼圧縮機１１０の高圧室１１４に導入して膨脹させることにより、旋回スクロール１１３を旋回させてシャフト１１７を回転させ、機械的出力を得るものである。尚、本実施形態では、得られた機械的出力によりロータ１５３を回転させて発電機兼電動機１５０（発電機として作動）により発電し、その発電された電力をバッテリ１５に蓄えるようにしている。
【００７８】
具体的には、乗員からのＡ／Ｃ要求が無い場合、あるいは空調空気が充分冷却され設定温度より低い場合で、エンジン１０の廃熱量が所定量以上ある時（水温センサ１４の検出信号から得られる温度が予め定めた所定冷却水温度より高い時）に、制御装置４０は、開閉弁３５を閉じた状態で液ポンプ３３を稼動させ、三方弁１１の切替えによって、エンジン冷却水を加熱器３４側に循環させるようにする。また、膨張機兼圧縮機１１０の電磁弁１２８を開いてスプール１２２によって連通路１１６を開き（図２）、加熱器３４にて加熱された高圧の過熱蒸気冷媒を高圧ポート１１９ａから導入通路１３１、遠心分離器１３２、連通路１１６を経由させて作動室Ｖに導入して膨張させる。
【００７９】
作動室Ｖに導入された過熱蒸気冷媒の膨脹により、旋回スクロール１１３が後述する圧縮モード実行時の逆向きに回転し、旋回スクロール１１３に与えられた回転エネルギーは、ロータ１５３に伝達される。そして、発電機兼電動機１５０は発電機として作動され、発電された電力はインバータ１６を介してバッテリ１５に蓄えられる。
【００８０】
そして、低圧ポート１１９ｂから流出される冷媒は、第２バイパス流路３２→逆止弁３２ａ→凝縮器２１→気液分離器２２→第１バイパス流路３１→逆止弁３１ａ→液ポンプ３３→加熱器３４→膨脹機兼圧縮機１１０（高圧ポート１１９ａ）の順に循環することになる（ランキンサイクル３０Ａを循環）。尚、液ポンプ３３は、加熱器３４にて加熱されて生成された過熱蒸気冷媒の温度に応じた圧力に加圧して液相冷媒を加熱器３４に送り込む。
【００８１】
ここで、潤滑油分離器１３０の作動について説明すると、図３、図４に示すように、高圧ポート１１９ａからの過熱蒸気冷媒（潤滑油を含む）は、開口端部が対向配置される導入通路１３１にスムーズに（流速低下を伴わずに）流入して、遠心分離器１３２の旋回部１３２ａに至る。旋回部１３２ａにおいて、過熱蒸気冷媒は旋回して流れ、この旋回によって密度の大きい潤滑油（図３、図４中の破線矢印）は外周壁面へ、密度の小さい過熱蒸気冷媒（図３、図４中の実線矢印）は内周壁面に集まり、冷媒と潤滑油が分離される。
【００８２】
更に、分離後の冷媒は、円錐の先端方向に移動し、流出部１３２ｄから連通路１１６を通り作動室Ｖへ流入する。一方、分離後の潤滑油は、遠心力にて円錐の底面方向へ移動し、潤滑油溜め部１３２ｂで旋回を続けながら潤滑油抜き穴１３２ｃから遠心分離器１３２の外部へ排出され、高圧室１１４の底部に落下する。
【００８３】
高圧室１１４の底部（実質的な潤滑油室となる）へ落下して溜まった潤滑油は、図２に示すように、絞り１４３で減圧される高圧室１１４の圧力によって、吸入口１４１から潤滑油通路１４２を通り低圧室１１４ａの上部に送られて、そこから重力によって低圧室１１４ａ内の潤滑が必要な部位、例えば旋回スクロール１１３の摺動部１１３ｃやシャフト１１７のベアリング１１７ｄ等に供給される。
【００８４】
尚、潤滑油抜き穴１３２ｃから排出される潤滑油排出量は、予め定めた潤滑油抜き穴１３２ｃの穴径によって決定（調整）され、潤滑油抜き穴１３２ｃから排出される潤滑油排出量よりも、旋回部１３２ａで分離される潤滑油分離量が多くなると（潤滑油分離量＞潤滑油排出量）、潤滑油は旋回部１３２ａ、潤滑油溜め部１３２ｂから流出部１３２ｄ側にあふれ出し、過熱蒸気冷媒と一緒に作動室Ｖへ流入する。そして、潤滑油は、両スクロール１１２、１１３の歯部１１２ｂ、１１３ｂや、更に低圧室１１４ａ内の発電機兼電動機１５０の軸受け１１７ｂ、１５５等を潤滑した後に、低圧ポート１１９ｂから凝縮器２１側へ流出する。また、遠心分離器１３２で分離し切れなかった潤滑油も過熱蒸気冷媒に溶解した状態で作動室Ｖへ流入する。
【００８５】
２．圧縮モード
このモードは、シャフト１１７に発電機兼電動機１５０によって回転力を与えることにより膨張機兼圧縮機１１０の旋回スクロール１１３を旋回させて冷媒を吸入圧縮する運転モードである。
【００８６】
具体的には、乗員からのＡ／Ｃ要求が有ると、制御装置４０は、液ポンプ３３を停止させた状態で開閉弁３５を開き、三方弁１１の切替えによって、エンジン冷却水を加熱器３４側に循環させないようにする。また、電磁弁１２８を閉じてスプール１２２によって連通路１１６を閉じた状態で（図５）、発電機兼電動機１５０を電動機として作動させ（正方向回転）、シャフト１１７を回転させるようにする。
【００８７】
すると、発電機兼電動機１５０の作動により、膨脹機兼圧縮機１１０は、周知のスクロール型圧縮機と同様に、低圧ポート１１９ｂから冷媒を吸引して作動室Ｖにて圧縮した後、吐出通路１１５から高圧室１１４に圧縮した冷媒を吐出し、この圧縮された冷媒を流入部としての隙間部１３１ａから高圧ポート１１９ａに流入させて（図６）凝縮器２１側に吐出する。
【００８８】
そして、高圧ポート１１９ａから吐出される冷媒は、加熱器３４→開閉弁３５→凝縮器２１→気液分離器２２→減圧器２３→蒸発器２４→逆止弁２４ａ→膨脹機兼圧縮機１１０の低圧ポート１１９ｂの順に循環（冷凍サイクル２０Ａを循環）し、蒸発器２４の吸熱による冷房（あるいは凝縮器２１の放熱による暖房）が行われる。尚、加熱器３４にエンジン冷却水が循環しないので、加熱器３４にて冷媒は加熱されず、加熱器３４は単なる冷媒通路として機能する。
【００８９】
ここで、作動室Ｖから吐出された冷媒が高圧室１１４の内壁に衝突すると、冷媒中の潤滑油は分離され、高圧室１１４の下部（潤滑油室）に溜められることになる。そして、上記膨張モード時と同様に、高圧室１１４の下部に溜められた潤滑油は、潤滑油通路１４２を通り、低圧室１１４ａに供給される。
【００９０】
尚、スプール１２２の背圧室１２４には高圧室１１４下部から絞り１２７、出入口通路１２６を介して分離された潤滑油が入り込む形となり、スプール１２２には潤滑油を介して高圧室１１４の圧力が作用することになるので、ガス冷媒を使うより高粘度で流量が少なく経済的である。
【００９１】
以上のように本実施形態においては、潤滑油分離器１３０として、高圧ポート１１９ａからの過熱蒸気冷媒を流通させる導入通路１３１を設けて、この導入通路１３１を遠心分離器１３２に接続するようにしていおり、また、遠心分離器１３２で分離した潤滑油を潤滑油溜め部１３２ｂに溜めて、潤滑油抜き穴１３２ｃから高圧室１１４に排出するようにしている。よって、過熱蒸気冷媒は、高圧ポート１１９ａから導入通路１３１、遠心分離器１３２、連通路１１６を順に通って作動室Ｖに至り、高圧室１１４でその流れが拡大することがないので、遠心分離器１３２で分離されて潤滑油抜き穴１３２ｃから高圧室１１４に排出される潤滑油を作動室Ｖ側に巻き込むことがなく、潤滑油の分離効果に優れる膨張機兼圧縮機１１０とすることができる。
【００９２】
また、潤滑油抜き穴１３２ｃの穴径の設定により遠心分離器１３２による潤滑油分離量が高圧室１１４への潤滑油排出量よりも多くなるようにしているので、遠心分離器１３２で分離された潤滑油をすべて高圧室１１４側に排出させるのではなくて、潤滑油の一部を過熱蒸気冷媒と共に連通路１１６から作動室Ｖ側に送ることができる。即ち、低圧室１１４ａに配設される発電機兼電動機１５０の潤滑もまかなうことができる。
【００９３】
また、遠心分離器１３２の旋回部１３２ａを小半径部１３２ａ１から連続的に半径が拡大される大半径部１３２ａ２となるように円錐状に設定し、大半径部１３２ａ２側に潤滑油溜め部１３２ｂを設けると共に、潤滑油溜め部１３２ｂに潤滑油抜き穴１３２ｃを設けているので、分離される潤滑油は遠心力によって大半径部１３２ａ２を経て潤滑油溜め部１３２ｂに集めることができ、潤滑油の分離効果を高めることができる。そして、潤滑油溜め部１３２ｂに集められた潤滑油を効果的に潤滑油抜き穴１３２ｃから排出して、高圧室１１４に溜めることができる。
【００９４】
また、高圧室１１４の下部から絞り１４３を有する潤滑油通路１４２を低圧室１１４ａの所定上部（摺動部１１３ｃ、軸受け１１７ｄ等に対応する位置の上部）に接続するようにしているので、遠心分離器１３２で分離された潤滑油を高圧室１１４内の圧力を用いて、潤滑油通路１４２を通して低圧室１１４ａの所定上部に供給できる。そして、低圧室１１４ａ所定上部に供給された潤滑油は、重力によって、低圧室１１４ａ内部に至り、摺動部１１３ｃ、軸受け１１７ｄ等の潤滑が成される。
【００９５】
また、高圧室１１４を吐出室として、作動室Ｖから高圧室１１４に連通する吐出通路１１５を設け、更に高圧室１１４から高圧ポート１１９ａに冷媒が流入可能となるように高圧ポート１１９ａと導入通路１３１との間に流入部としての隙間部１３１ａを設けるようにしているので、圧縮機としての機能（圧縮モード）を有する膨張機とすることができ、ランキンサイクル３０Ａに加えて、冷凍サイクル２０Ａの作動も可能となる。また、作動室Ｖから吐出された冷媒の脈動を高圧室（吐出室）１１４で平滑化（低減）することができる。また、隙間部１３１ａから高圧ポート１１９ａへの流入が可能となることから、高圧ポート１１９ａとは別の専用の流出口を設ける必要が無い。
【００９６】
また、上記隙間部１３１ａにおいて、高圧ポート１１９ａと導入通路１３１とを同軸上に配設しているので、膨張モード時の過熱蒸気冷媒の高圧ポート１１９ａから導入通路１３１への流れをスムーズにして、拡大ロスを低減できる。
【００９７】
尚、高圧室１１４内には、圧縮モード時の吐出冷媒によって下部に溜められた潤滑油が巻き上げられるのを防止するための隔壁を設けるようにしても良い。
【００９８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、導入通路１３１の内径寸法が高圧ポート１１９ａの内径寸法よりも大きくなるようにしたものである。
【００９９】
これにより、過熱蒸気冷媒が高圧ポート１１９ａから導入通路１３１に、よりスムーズに流入可能となので、高圧ポート１１９ａから高圧室１１４へ流れが拡大してしまうロス（拡大ロス）を更に低減できる。
【０１００】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図８に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、高圧ポート１１９ａと導入通路１３１とが同軸上にない配置としたものである。この場合は、隙間部１３１ａの寸法を調整すると共に、高圧ポート１１９ａの軸方向の投影面と導入通路１３１の開口端部とが略一致するようにすれば良く、これにより、高圧ポート１１９ａに対する潤滑油分離器１３０の設定位置の自由度を向上しつつ、隙間部１３１ａにおける流れの拡大ロスを抑えて、過熱蒸気冷媒の高圧ポート１１９ａから導入通路１３１への流通を可能とする。
【０１０１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図９に示す。第４実施形態は、上記第１実施形態に対して、潤滑油分離器１３０の遠心分離器１３２の旋回部１３２ａおよび流出部１３２ｄの形状を変更したものである。
【０１０２】
即ち、旋回部１３２ａの小半径部１３２ａ１と大半径部１３２ａ２（潤滑油溜め部１３２ｂ）との位置を軸方向において逆配置として、流出部１３２ｄが小半径部１３２ａ１から旋回部１３２ａの軸心部を貫通して連通路１１６側に繋がるようにしている。このものにおいても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図１０に示す。第５実施形態は、上記第１実施形態に対して、潤滑油分離器１３０の遠心分離器１３２の旋回部１３２ａ形状を変更したものである。
【０１０４】
ここでは、小半径部１３２ａ１から大半径部１３２ａ２に向けて段階的に旋回半径が変化するようにしている。尚、旋回部１３２ａの内側の円柱状部材の先端部を細くすることで、流路が狭くならないようにしている。
【０１０５】
これにより、各段が連通部１１６に対する堰となるので、分離した潤滑油を確実に旋回部１３２ａおよび潤滑油溜め部１３２ｂにとどめることができる。
【０１０６】
尚、上記第５実施形態に対して、旋回部１３２ａにおける内側の円柱状部材は、図１１の変形例１に示すように、廃止したものとしても良い。
【０１０７】
（第６実施形態）
発明の第６実施形態を図１２に示す。第６実施形態は、上記第１実施形態に対して、膨張機兼圧縮機１１０を専用の膨張機１１０Ａとし、潤滑油分離器１３０Ａの潤滑油分離部１３２Ａとして衝突板１３２ｅを用いたものとしている。尚、廃熱利用装置２０としては冷凍サイクル２０Ａが廃止されており、膨張発電機兼電動圧縮機１００としては発電機兼電動機１５０を専用の発電機１５０Ａとした膨張発電機１００Ａとしている。
【０１０８】
即ち、膨張機１１０Ａとしては、上記第１実施形態における弁機構１２０（吐出弁１２１、スプール１２２、電磁弁１２８等）を廃止している。そして、潤滑油分離部１３２Ａは、内部に衝突板１３２ｅが設けられたものとしている。この衝突板１３２ｅは、連通路１１６の反対側が下向きとなるように傾斜して配設されており、衝突板１３２ｅの傾斜する下側に、潤滑油溜め部１３２ｂと潤滑油抜き穴１３２ｃとを設けている。
【０１０９】
本第６実施形態では、高圧ポート１１９ａから導入通路１３１へ流入した過熱蒸気冷媒は、衝突板１３２ｅに衝突して潤滑油が分離され、分離された潤滑油は衝突板１３２ｅの傾斜によって流れ落ちて、潤滑油溜め部１３２ｂに溜められる。更に潤滑油は潤滑油抜き穴１３２ｃから高圧室１１４に排出される。
【０１１０】
このように、分離された潤滑油が衝突板１３２ｅの傾斜によって連通路１１６側には流出しにくいものとすることができると共に、潤滑油溜め部１３２ｂに溜められた潤滑油を効果的に潤滑油抜き穴１３２ｃから高圧室１１４に排出できる。尚、冷媒流れは衝突板１３２ｅに衝突した後に、高圧室１１４へ拡大することなく連通路１１６に流れ込んでいくので、分離された潤滑油を作動室Ｖ側に巻き込むことがない。そして、高圧室１１４に排出された潤滑油を潤滑油通路１４２から低圧室１１４ａに供給できる。
【０１１１】
よって、上記第１実施形態と同様の潤滑油分離機能を有する膨張機１１０Ａとすることができる。
【０１１２】
尚、第６実施形態の変形例１として、図１３に示すように、専用の膨張機１１０Ａに、上記第１実施形態と同一の潤滑油分離器１３０を組み合わせたものとしても良い。
【０１１３】
（その他の実施形態）
上記の各実施形態では、スクロール型の膨張機兼圧縮機１１０（専用膨張機１１０Ａ）を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロータリ型、ピストン型、ベーン型等のその他の形式の膨張機兼圧縮機（専用膨張機）にも適用することができる。
【０１１４】
また、上記の各実施形態では、膨脹機兼圧縮機１１０（専用膨張機１１０Ａ）にて回収したエネルギーを発電機兼電動機１５０によって電気エネルギーとしてバッテリ１５にて蓄えたが、フライホィールによる運動エネルギーまたはバネによる弾性エネルギー等の機械的エネルギーとして蓄えても良い。
【０１１５】
また、ランキンサイクル３０Ａを備える内燃機関の廃熱利用装置２０に本発明に係る流体機械を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施形態におけるランキンサイクルを備える内燃機関の廃熱利用装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態における膨脹発電機兼電動圧縮機を示す断面図である（膨張モード時）。
【図３】図２における潤滑油分離器を示す拡大断面図である（膨張モード時）。
【図４】図３におけるＡ−Ａ部を示す断面図である（膨張モード時）。
【図５】本発明の第１実施形態における膨脹発電機兼電動圧縮機を示す断面図である（圧縮モード時）。
【図６】図５における潤滑油分離器を示す拡大断面図である（圧縮モード時）。
【図７】本発明の第２実施形態における潤滑油分離器を示す模式図である。
【図８】本発明の第３実施形態における潤滑油分離器を示す模式図である。
【図９】本発明の第４実施形態における潤滑油分離器を示す断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態における潤滑油分離器を示す断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態の変形例１における潤滑油分離器を示す断面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態における膨脹発電機を示す断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態の変形例１における膨脹発電機を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  膨張発電機兼電動圧縮機
１１０  膨張機兼圧縮機（膨張機）
１１４  高圧室（吐出室）
１１４ａ  低圧室
１１５  吐出通路
１１６  連通路
１１９ａ  高圧ポート（導入口）
１３０  潤滑油分離器
１３１  導入通路
１３１ａ  隙間部（流入部）
１３２  遠心分離器（潤滑油分離部）
１３２ａ  旋回部
１３２ａ１  小半径部
１３２ａ２  大半径部
１３２ｂ  潤滑油溜め部
１３２ｃ  潤滑油抜き穴（排出部）
１３２ｅ  衝突板
１４１  吸入口
１４２  潤滑油通路
１４３  絞り（減圧部）
Ｖ  作動室
【図１】
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【図２】
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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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