(57)【要約】【課題】膨張機一体型圧縮機の圧縮機構と膨張機構の間の熱的短絡を防止する。【解決手段】本発明の膨張機一体型圧縮機７０は、密閉容器１の内部に圧縮機構２と、電動機３と、膨張機構４とを順番に上から配列して、シャフト５で連結し、密閉容器１の底部にオイル貯留部６を設けて構成される。そして、オイル貯留部６は上軸受部材９により上下に区画されており、バイパスオイル流路８が上軸受部材９の上側のオイルをオイルポンプ７に導く。さらに上軸受部材９には、上側端部が上軸受部材９の上面よりも一定距離だけ突出しているオーバーフロー管１０が貫通して設けられている。バイパスオイル流路８は断熱性を有する。【選択図】図１
2008038643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、
前記密閉容器内の上部に設けられた圧縮機構と、
前記密閉容器内の下部に設けられた膨張機構と、
前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、
前記密閉容器内の底部に設けられて前記膨張機構の少なくとも一部を浸漬するオイル貯留部と、
前記オイル貯留部のオイルを吸入する吸入部を有し、前記シャフトの下端かつ前記膨張機構の下側に配置され、前記シャフトの内部に設けられたオイル流路を経由して前記オイル貯留部のオイルを前記圧縮機構へ送り込むオイルポンプと、
前記オイル貯留部内の上層のオイルを前記オイルポンプの吸入部に導くバイパスオイル流路と、
を備えた膨張機一体型圧縮機。
【請求項２】
前記オイル貯留部に貯留されたオイルのオイル面が、前記膨張機構の上端よりも上側に位置し、
前記バイパスオイル流路の流入側の開口が、前記膨張機構の上端よりも上側、かつ前記オイル面よりも下側に設けられた、請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項３】
前記膨張機構の上側に設けられて前記密閉容器の内部を上部空間と下部空間とに区画するとともに、前記バイパスオイル流路を上下に連通させるオイル連通孔を有する区画部材をさらに備え、
前記バイパスオイル流路の流入側の開口が前記区画部材の上側に設けられた、請求項１または請求項２に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項４】
前記バイパスオイル流路の流入側の開口よりも上方に設けられた一端と、前記区画部材の下方に設けられた他端とを有するとともに、前記区画部材を貫通して固定されているオーバーフロー管をさらに備えた、請求項３に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項５】
前記バイパスオイル流路が、前記区画部材よりも下側であって、前記バイパスオイル流路と前記オイル貯留部とを連通させるオイル戻し孔を有する、請求項３に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項６】
前記オイル戻し孔が前記区画部材の近傍に設けられた、請求項５に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項７】
前記オイルポンプの前記吸入部と前記バイパスオイル流路とを接続した、請求項１から請求項６のいずれかに記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項８】
下向きに内径の拡大した円錐形状の拡管部を前記オイルポンプの吸入部に形成し、前記バイパスオイル流路の前記オイルポンプの側の開口を前記拡管部の下端より上に位置させた、請求項３に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項９】
前記バイパスオイル流路の前記オイルポンプの側の開口を前記拡管部の下端よりも上方に設けた、請求項８に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項１０】
前記バイパスオイル流路が断熱性を有した断熱オイル管である、請求項１から請求項９のいずれかに記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項１１】
前記断熱オイル管が鋼管と前記鋼管の管外壁を覆う多孔質材料からなる、請求項１０に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項１２】
前記断熱オイル管が多層構造である、請求項１０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、冷凍空調機などに使用される冷凍サイクル装置の膨張機一体型圧縮機に関する。特に、圧縮機と膨張機とを同じ容器の内部に設けた膨張機一体型圧縮機の高効率化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルに適用される膨張機一体型圧縮機として、冷媒が減圧膨張する際の膨張エネルギーを機械エネルギーに変換する膨張機構と、冷媒を圧縮する圧縮機構とを一体化するとともに、共有するシャフトによって変換した機械エネルギーを圧縮機構に供給することにより、冷凍サイクルの効率向上を図るものがある（特許文献１）。
【０００３】
圧縮機構は、冷媒を断熱圧縮するので、圧縮機構を構成する部材は、冷媒の温度上昇と共に温度が上がる。一方、膨張機構では、放熱器にて冷却された冷媒が流入するとともに、冷媒を断熱膨張させるので、膨張機構を構成する部材は、冷媒の温度低下と共に温度が下がる。したがって、特許文献１に記載のように、圧縮機構と膨張機構とを隣接して単純に一体化すると、圧縮機構の側の熱が膨張機構の側に移動してしまうので、膨張機構が加熱されるとともに圧縮機構が冷却される。そのため圧縮機構から吐出される冷媒のエンタルピーが低下し加熱能力が低下してしまう。また、膨張機構から吐出される冷媒のエンタルピーが増加し冷凍能力が低下してしまう。よってこのような膨張機一体型圧縮機を用いた冷凍サイクルの機器効率が低下してしまう。
【０００４】
そこで、圧縮機構と膨張機構の部材間に断熱部材を設けて、圧縮機構から膨張機構への熱の移動を阻害して、上記の課題を解決するものがある（特許文献２）。
【０００５】
また、図４に示すように、密閉容器１０１の内部に圧縮機構１０２と電動機１０３と膨張機構１０４を順に下から配置して、膨張機構１０４の表面に周囲の流体からの伝熱を阻害する断熱部材１０５を設けたものもある（特許文献３）。
【特許文献１】特開昭６２−７７５６２号公報
【特許文献２】特開２００１−１６５０４０号公報
【特許文献３】特許第３６７４６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５は、従来の膨張機一体型圧縮機の縦断面図であり、図６は、従来の膨張機一体型圧縮機の横断面図である。
【０００７】
従来の膨張機一体型圧縮機には、図５および図６に示す膨張機一体型圧縮機６０のように、密閉容器１の内部に圧縮機構２と、電動機３と、膨張機構４とを順番に上から配列して、シャフト５で連結し、密閉容器１の底部にオイル貯留部６を設けたものがある。ここでは、上方に設置する圧縮機構２を、スクロール型とし、下方に設置する膨張機構４を、密閉容器１の底部のオイル貯留部６に漬けることで冷媒漏れ経路のシール性を維持するロータリ型としている。
【０００８】
このような構成で、密閉容器１の内部を圧縮機構２から吐出された高温高圧の冷媒で満たす構成をとった場合には、ロータリ型の膨張機構４の周囲が、圧縮機構２から吐出された高温高圧の冷媒や、電動機３の発熱、そして各摺動箇所での摩擦熱によって加熱されたオイル貯留部６の高温のオイルで満たされるため、膨張機構４とオイル貯留部６のオイルとの間で熱の移動が起こり、膨張機構４が加熱されるとともにオイル貯留部６のオイルが冷却される。このオイルは、上方に設置されたスクロール型の圧縮機構２を潤滑するため、および旋回スクロール１４の転覆防止するための背圧を加えるために使用され、その過程で圧縮機構２を冷却する。その結果、上記構成の膨張機一体型圧縮機６０を使用する冷凍サイクル装置では、冷凍能力と加熱能力が低下する。
【０００９】
上記課題を解決するために、特許文献２や特許文献３に記載のような断熱部材を使用することも考えられたが、ロータリ型の流体機械は、周囲をオイルで充たさないと冷媒の漏れが生じて性能が低下して、さらに摺動箇所の潤滑が不十分になるため、表面を断熱部材で覆うと、オイルが十分に供給されずに冷媒漏れによる性能低下と摺動箇所の信頼性の低下を引き起こしていた。
【００１０】
同様に、膨張機構４をオイル貯留部６に漬ける必要がある場合には、上記のロータリ型の膨張機構に限らず上記の課題が発生する。
【００１１】
そこで本発明は、高温の冷媒で充たされた容器の内部に設けたオイル貯留部に膨張機構を漬ける場合でも、高温のオイルから膨張機構への熱の移動を抑制して、冷凍サイクル装置の性能を向上させることが可能な膨張機一体型圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、密閉容器と、前記密閉容器内の上部に設けられた圧縮機構と、前記密閉容器内の下部に設けられた膨張機構と、前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、前記密閉容器内の底部に設けられて前記膨張機構の少なくとも一部を浸漬するオイル貯留部と、前記オイル貯留部のオイルを吸入する吸入部を有し、前記シャフトの下端かつ前記膨張機構の下側に配置され、前記シャフトの内部に設けられたオイル流路を経由して前記オイル貯留部のオイルを前記圧縮機構へ送り込むオイルポンプと、前記オイル貯留部内の上層のオイルを前記オイルポンプの吸入部に導くバイパスオイル流路と、を備えた膨張機一体型圧縮機を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の膨張機一体型圧縮機によれば、バイパスオイル流路が、オイル貯留部に溜まったオイルの温度差によって形成される温度成層の上層に位置する温度の高いオイルを選択的にオイルポンプへ導くため、圧縮機構には温度の高いオイルが供給される。そのため、圧縮機構に供給されたオイルが圧縮機構や圧縮機構を通過する冷媒を冷却することを抑制することができ、オイル貯留部に形成される温度成層を乱すことなく、選択的に温度の高いオイルを圧縮機構に送り出すことができる。
【００１４】
また、上記構成により、オイル貯留部の温度成層が保たれて、膨張機構の周囲のオイルの温度が、膨張機構の温度近傍で保持されるので、オイルから膨張機構への熱の移動が抑制されて、オイル貯留部のオイルによる膨張機構や膨張機構を通過する冷媒の加熱も抑制される。
【００１５】
したがって、本発明の膨張機一体型圧縮機を用いた冷凍サイクルでは、膨張後の冷媒エンタルピーの上昇が防がれて十分な冷凍能力を発揮し、さらにヒートポンプサイクルでは、圧縮後の冷媒エンタルピーの減少が防がれて十分な加熱能力を発揮するので機器の効率を向上させることができる。
【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、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。
【００１８】
図１に示すように、膨張機一体型圧縮機７０は、密閉容器１の内部に圧縮機構２と、電動機３と、膨張機構４とを順番に上から配列して、シャフト５で連結し、密閉容器１の底部にオイル貯留部６を設けることで、冷媒の膨張エネルギーを膨張機構４にて回収し、圧縮機構２を駆動する電動機３の動力に重畳する仕組みである。
【００１９】
密閉容器１の底部は、オイルを貯留するオイル貯留部６になっており、したがって、膨張機構４の周囲は、オイルで満たされている。膨張機構４の下部には、オイルポンプ７が設置され、オイルポンプ７の吸入部７ａには、バイパスオイル流路８が接続されている。バイパスオイル流路８の流入側の開口は、膨張機構４を密閉容器１に固定して密閉容器１の内部を上下に区画する上軸受部材９を貫通し、上軸受部材９の上側に開口している。さらに上軸受部材９には、上軸受部材９を上下に貫通して上側端部がバイパスオイル流路８の流入側の開口よりも一定距離だけ突出しているオーバーフロー管１０が設けられている。密閉容器１の上部には、電動機３に電力を供給するためのターミナル１１が密閉容器１を貫通する形で配置されている。
【００２０】
圧縮機構２は、いわゆるスクロール型であって、密閉容器１の内壁に溶接や焼き嵌めなどして固定したシャフト５の主軸受部材１２と、この主軸受部材１２の上にボルト止めした固定スクロール１３との間に、固定スクロール１３と噛み合う旋回スクロール１４を挟み込んで構成されている。さらに、旋回スクロール１４と主軸受部材１２との間には、旋回スクロール１４の自転を防止して円軌道運動させるように案内するオルダムリングなどによる自転規制機構１５を設けて、シャフト５の上端にある主軸部５ａにて旋回スクロール１４を偏心駆動により円軌道運動させる。
【００２１】
電動機３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。
【００２２】
膨張機構４は、上軸受部材９、第１シリンダ３２、中板３３、第２シリンダ３４、下軸受部材３５、第１ローラ３６（第１ピストン）、第２ローラ３７（第２ピストン）、第１ベーン３８、第２ベーン３９、第１バネ４０および第２バネ４１を備えており、いわゆる２段ロータリ型の構成になっている。シャフト５は、上軸受部材９および下部軸受部材３５によって回転自在に支持されている。
【００２３】
第２シリンダ３４には、ベーン溝３４ａが形成されている。また、第２シリンダ３４は、上軸受部材９の下部に固定されており、上軸受部材９に接続される吐出配管４５へ吐出される冷媒を導く吐出経路９ａと連通している。第２シリンダ３４の下部には、中板３３が固定されており、その中板３３の下部に第１シリンダ３２が固定されている。第１シリンダ３２には、ベーン溝３２ａが形成されている。
【００２４】
第１シリンダ３２の下部に固定された下軸受部材３５は、第１シリンダ３２への冷媒の吸入経路である吸入孔３５ａを有し、下軸受部材３５の下面には凹部３５ｂを有する。さらに下軸受部材３５の下部には、密閉プレート４８が固定されて、凹部３５ｂとともに膨張機構４の吸入マフラー４６を形成する。また膨張機構４の吸入マフラー４６に吸入される冷媒は、上軸受部材９に接続された吸入配管４２から、下軸受部材３５および第１シリンダ３２、中板３３、第２シリンダ３４、上軸受部材９に形成された吸入経路４７を経て供給される。
【００２５】
第１ローラ３６は、第１シリンダ３２内に配置されており、シャフト５の第１偏心部５ｂに回転自在に嵌合している。第２ローラ３７は、第２シリンダ３４内に配置されており、シャフト５の第２偏心部５ｃに回転自在に嵌合している。
【００２６】
第１ベーン３８は、第１シリンダ３２のベーン溝３２ａにスライド自在に配置されている。第２ベーン３９は、第２シリンダ３４のベーン溝３４ａにスライド自在に配置されている。第１バネ４０は、一端が第１シリンダ３２に接触し他端が第１ベーン３８に接触して第１ベーン３８を第１ローラ３６に押し付けている。第２バネ４１は、一端が第２シリンダ３４に接触し他端が第２ベーン３９に接触して第２ベーン３９を第２ローラ３７に押し付けている。
【００２７】
なお、バイパスオイル流路８は、鋼管とこの鋼管の管外壁を覆う多孔質の樹脂で形成されており、断熱性を有する。
【００２８】
つぎに、本発明の実施の形態１の膨張機一体型圧縮機７０の動作について説明する。
【００２９】
ターミナル１１から電力を電動機３へ供給すると、固定子２１と回転子２２の間に回転動力が発生し、シャフト５によって圧縮機構２が駆動される。これにより固定スクロール１３と旋回スクロール１４との間に形成している圧縮室１６が外周側から中央部に移動しながら小さくなる。圧縮室１６の容積変化を利用して、密閉容器１の外に通じた吸入配管１７および固定スクロール１３の外周部の吸入口１３ａから冷媒を吸入して圧縮していき所定圧以上になった冷媒は固定スクロール１３の中央部の吐出口１３ｂからリード弁１８を押し開いて密閉容器１の内部に吐出される。
【００３０】
密閉容器１の内部に吐出された高圧の冷媒は、電動機３の発熱を吸収しながら吐出配管１９を経て外部の放熱器に向かう。そして、吐出された冷媒は、放熱器で冷却され、吸入配管４２から膨張機構４に吸入される。
【００３１】
膨張機構４には、下軸受部材３５、第１シリンダ３２、第１ベーン３８、第１ローラ３６、および中板３３によって２つの第１膨張室４３が形成される。また、中板３３、第２シリンダ３４、第２ベーン３９、第２ローラ３７、および上軸受部材９によって２つの第２膨張室４４が形成される。吸入孔３５ａと連通しない方の第１膨張室４３と、吐出経路９ａと連通しない方の第２膨張室４４とは中板３３に形成されている連通孔３３ａでつながっている。つまり、連通孔３３ａは、第１膨張室４３側から見れば、第１ベーン３８を挟んで吸入孔３５ａの反対側に位置し、第２膨張室４４側から見れば、第２ベーン３９を挟んで吐出経路９ａの反対側に位置している。
【００３２】
高圧の冷媒が吸入配管４２に導かれて吸入孔３５ａに流入すると、第１ローラ３６が押されてシャフト５が回転し、その吸入孔３５ａと連通する方の第１膨張室４３の容積が増加する。そして、第１ローラ３６の偏心回転運動により所定の吸入容積まで冷媒を吸入して第１膨張室４３と吸入孔３５ａとが連通しなくなり、代わりに第１膨張室４３が連通孔３３ａと連通すると、連通孔３３ａによって第１膨張室４３と第２膨張室４４がつながる。さらにシャフト５が回転すると、連通孔３３ａと連通する第１膨張室４３の容積が減少し、それと同時に、より気筒容積の大きな第２膨張室４４の容積が増加し始め、第１膨張室４３から第２膨張室４４へと冷媒が膨張しながら移動する。
【００３３】
シャフト５の回転により、第２ローラ３７が偏心回転運動を続けると、第２膨張室４４の冷媒の圧力が上昇して蒸発器の側の冷媒の圧力まで低下する。そして、さらなるシャフト５の回転によって、第２膨張室４４が吐出経路９ａと連通する。さらにシャフト５が回転すると、連通孔３３ａと連通しなくなり、第１膨張室４３から第２膨張室４４への冷媒の移動が終了する。この後、さらなるシャフト５の回転によって第２膨張室４４の容積が減少して、冷媒が吐出経路９ａを経て吐出配管４５から蒸発器に向けて吐出される。
【００３４】
膨張機構４で断熱膨張してシャフト５に対して仕事をした冷媒は、蒸発器で加熱され、吸入配管１７に再び戻る。また、膨張機構４での膨張過程で回収される動力は、シャフト５によって圧縮機構２を駆動する電動機３の動力に重畳され、圧縮機構２を駆動する電動機３への供給電力を低減する。
【００３５】
上記の動作の過程で、圧縮機構２は、圧縮過程の冷媒とともに温度上昇し、膨張機構４は、膨張過程の冷媒とともに温度低下する。密閉容器１の内部は、圧縮機構２から吐出される高温の冷媒で満たされるので、温度の高い圧縮機構２を潤滑等してオイル貯留部６に滴下して戻るオイルの温度は上昇する。一方で膨張機構４の周囲のオイルは、低温の膨張機構４に触れるため温度が低下する。
【００３６】
本発明の膨張機一体型圧縮機７０では、オイルポンプ７の吸入部７ａに、オイル貯留部６のオイルの上部に開口するバイパスオイル流路８を取り付けているので、圧縮機構２からオイル貯留部６に戻る高温のオイルをオイルポンプ７に供給できる。このように、圧縮機構２に供給されて戻ってくるオイルの循環が、オイル貯留部６の上部で完結しているので、オイル貯留部６のオイルが停滞して、オイル貯留部６のオイルに温度成層ができる。この温度成層によって、オイル貯留部６の下部にある低温の膨張機構４の周辺を低温のオイルで充たすことができて、膨張機構４は、低温のオイルで潤滑される。そのため、膨張機構４がオイルによって加熱されることを抑制できる。つまり、膨張機構４から吐出される冷媒のエンタルピーの上昇が抑制されて、本発明の膨張機一体型圧縮機７０を用いた冷凍サイクル装置の冷凍能力の低下を抑制できる。
【００３７】
一方、高温の圧縮機構２へは、上記のように高温のオイルが供給されて、それによって旋回スクロール１４を固定スクロール１３に押し付ける背圧をかけて、さらに各摺動部を潤滑する。このため、圧縮機構２がオイルによって冷却されることを抑制できる。つまり、圧縮機構２から吐出される冷媒のエンタルピーの低下が抑制されて、本発明の膨張機一体型圧縮機７０を用いた冷凍サイクル装置の加熱能力の低下を抑制できる。
【００３８】
さらに、本発明の膨張機一体型圧縮機７０では、オイル貯留部６に、膨張機構４の上端よりも上側にオイルと冷媒の界面が位置するようにオイルを貯留して、バイパスオイル流路８の吸入側の開口部が、膨張機構４の上端よりも上側で、かつ、オイルと冷媒の界面よりも下側に開口するため、圧縮機構２へのオイルの循環経路が、バイパスオイル流路８によって完全に膨張機構４をバイパスするため、圧縮機構２から戻る高温のオイルの影響を膨張機構４がより受けにくくなる。
【００３９】
また、膨張機構４の上部に設け膨張機構４を密閉容器１に固定して密閉容器１の底部のオイル貯留部６を上部と下部に区画してさらにバイパスオイル流路８が上下に連通するオイル連通孔９ｂを備えた上軸受部材９を設け、バイパスオイル流路８の吸入側の開口部が上軸受部材９のオイル連通孔９ｂを経て上軸受部材９の上側に開口するため、圧縮機構２を潤滑するオイルは、上軸受部材９によって完全に膨張機構４の周囲のオイルと区画される。そのため、圧縮機構２を潤滑するオイルは、上軸受部材９の上側に保持され、バイパスオイル流路８により直接にオイルポンプ７からシャフト５の中を経て供給され、再び上軸受部材９の上面に滴下する。このように上軸受部材９によって高温のオイルが膨張機構４に触れることを防止できる。そのため、圧縮機構２と膨張機構４とのオイルを介した熱的な短絡を防止できる。
【００４０】
また、上軸受部材９から一定距離だけ上方に一端を開口して上軸受部材９の下方に他端を開口するオーバーフロー管１０を上軸受部材９を貫通させて固定しているため、オイル貯留部６に貯留されるオイルの中で上軸受部材９の下側に位置するオイルが、膨張機構４の潤滑に使われて膨張する冷媒と共に吐出配管４５から吐出されても、吐出されて減少した分だけオーバーフロー管１０を経てオイルが上軸受部材９の下方に自動的に供給される。ここで膨張機構４を経て吐出されるオイルは冷媒と共に再び圧縮機構２に吸引されて密閉容器１の内部に戻ってくる。このようにすれば、低温な膨張機構４の周囲の低温のオイルに必要以上の量の高温のオイルが混入することを防止できる。そのため、圧縮機構２と膨張機構４とのオイルを介した熱的な短絡を防止できる。また、起動直後などで、一時的に密閉容器１の内部から外部の冷凍サイクルへ多くのオイルが持ち出された場合でも、オーバーフロー管１０の上側の端部が、上軸受部材９から一定距離だけ上方に開口しているため、上軸受部材９の上側に保持されたオイルが、オーバーフロー管１０の上側の開口部よりも低下した場合は、オーバーフロー管１０によって上軸受部材９の上側のオイルが膨張機構４の側に流れてしまうことを防止するので、バイパスオイル流路８を通じてオイルポンプ７から圧縮機構２へ冷媒が混入することを防止できる。よって、給油遅れなどによる圧縮機構２の潤滑不足を避けることができる。
【００４１】
また、オイルポンプ７の吸入部７ａとバイパスオイル流路８とを接続するため、高温のオイルが膨張機構４の周囲の低温のオイルに混入する恐れがない。そのため、圧縮機構２と膨張機構４とのオイルを介した熱的な短絡を防止できる。
【００４２】
また、バイパスオイル流路８は、鋼管と鋼管の管外壁を覆う多孔質の樹脂で形成され断熱性を有するため、上軸受部材９の上側からオイルポンプ７へ高温のオイルを導く過程で膨張機構４の周囲の低温のオイルとバイパスオイル流路８を通して熱交換されることを防止できる。
【００４３】
（第２実施形態）
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４４】
図２は、本発明の膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。
【００４５】
図２に示すごとく、膨張機一体型圧縮機８０は、第１の実施形態とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
【００４６】
本実施形態の膨張機一体型圧縮機において、第１の実施形態の膨張機一体型圧縮機と異なる点は、上軸受部材９に設けられたオーバーフロー管１０が設けられていない点と、上軸受部材９よりも下のバイパスオイル流路８の上軸受部材９の近傍にバイパスオイル流路８とオイル貯留部６とを連通するオイル戻し孔８ａを設けている構成にある。
【００４７】
つぎに、本発明の膨張機一体型圧縮機８０の動作について説明する。
【００４８】
本発明の膨張機一体型圧縮機８０は、上軸受部材９よりも下のバイパスオイル流路８にバイパスオイル流路８とオイル貯留部６とを連通するオイル戻し孔８ａを設けているため、オイル貯留部６に貯留されるオイルの中で上軸受部材９の下側に位置するオイルが、膨張機構４の潤滑に使われて膨張する冷媒と共に吐出配管４５から吐出されても、吐出されて減少した分だけオイル戻し孔８ａを経てオイルが上軸受部材９の下方に自動的に供給される。ここで膨張機構４を経て吐出されるオイルは冷媒と共に再び圧縮機構２に吸引されて密閉容器１の内部に戻ってくる。このようにすれば、低温な膨張機構４の周囲の低温のオイルに必要以上の量の高温のオイルが混入することを防止できる。そのため、圧縮機構２と膨張機構４とのオイルを介した熱的な短絡を防止できる。
【００４９】
また、オイル戻し孔８ａが上軸受部材９の近傍に設けられているため、オイル戻し孔８ａから供給される高温のオイルが、膨張機構４の周囲のオイルのなかでも重力によって形成される温度成層の比較的高温の部分に供給することができる。そのため、オイル戻し孔８ａから供給されるオイルが、膨張機構４の周りのオイルの温度成層を乱すことがないので、膨張機構４の周りのオイルに対流が起きず、膨張機構４とオイル貯留部６のオイルとの伝熱面での熱伝達係数を低く抑制できる。そのため、圧縮機構２と膨張機構４とのオイルを介した熱的な短絡をより防止できる。
【００５０】
（第３実施形態）
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５１】
図３は、本発明の膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。
【００５２】
図３に示すごとく、膨張機一体型圧縮機９０は、第１の実施形態とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
【００５３】
本実施形態の膨張機一体型圧縮機において、第１の実施形態の膨張機一体型圧縮機と異なる点は、上軸受部材９に設けられたオーバーフロー管１０が設けられていない点と、オイルポンプ７の吸入部７ａに下側ほど内径の拡大した円錐形状の拡管部７ｂを形成し、バイパスオイル流路８のオイルポンプ７の側の開口部を拡管部７ｂの内側に位置させる構成と、バイパスオイル流路８のオイルポンプ７の側の開口部を拡管部７ｂの下端部よりも少なくとも上方に設ける構成にある。
【００５４】
つぎに、本発明の膨張機一体型圧縮機９０の動作について説明する。
【００５５】
本発明の膨張機一体型圧縮機９０は、オイルポンプ７の吸入部７ａに下側ほど内径の拡大した円錐形状の拡管部７ｂを形成し、バイパスオイル流路８のオイルポンプ７の側の開口部を拡管部７ｂの内側に位置させているため、バイパスオイル流路８を通って供給されるオイルは、一旦拡管部７ｂに吐出される。拡管部７ｂの内側に吐出されるオイルは、膨張機構４の周囲のオイルよりも温度が高いので、拡管部７ｂの上側へと移動して、拡管部７ｂで局所的な温度成層を形成して周囲のオイルと混ざらず、オイルポンプ７に吸引されて圧縮機構２へと送られる。また、オイル貯留部６に貯留されるオイルの中で上軸受部材９の下側に位置するオイルが、膨張機構４の潤滑に使われて膨張する冷媒と共に吐出配管４５から吐出されても、吐出されて減少した分だけ拡管部７ｂに吐出されたオイルの一部が自動的に供給される。ここで膨張機構４を経て吐出されるオイルは冷媒と共に再び圧縮機構２に吸引されて密閉容器１の内部に戻ってくる。このようにすれば、バイパスオイル流路８から供給されるオイルはオイルポンプ７が吸引する分と、膨張機構４の潤滑に使用されて吐出配管４５から吐出される分だけであり、低温な膨張機構４の周囲の低温のオイルに必要以上の量の高温のオイルが混入することを防止できる。そのため、圧縮機構２と膨張機構４とのオイルを介した熱的な短絡を防止できる。
【００５６】
また、バイパスオイル流路８のオイルポンプ７の側の開口部を拡管部７ｂの下端部よりも少なくとも上方に設けるため、バイパスオイル流路８から供給されるオイルが完全に拡管部７ｂに捕捉されるため、無用に膨張機構４の周囲のオイルと混合される恐れがない。そのため、圧縮機構２と膨張機構４とのオイルを介した熱的な短絡をより防止できる。
【００５７】
以上の本実施の形態では、バイパスオイル流路８の材料に鋼管と鋼管の管外壁を覆う多孔質材料を使用したが、バイパスオイル流路を多層構造としても、伝熱回数が増加して結果的に伝熱抵抗を高めることができて同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の膨張機一体型圧縮機は、冷凍サイクルにおける冷媒の膨張エネルギーを回収する動力回収手段として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態の膨張機一体型圧縮機の縦断面図
【図２】本発明の第２の実施形態の膨張機一体型圧縮機の縦断面図
【図３】本発明の第３の実施形態の膨張機一体型圧縮機の縦断面図
【図４】従来の膨張機一体型圧縮機の縦断面図
【図５】従来の膨張機一体型圧縮機の縦断面図
【図６】従来の膨張機一体型圧縮機の横断面図
【符号の説明】
【００６０】
１，１０１    密閉容器
２，１０２    圧縮機構
３，１０３    電動機
４，１０４    膨張機構
５    シャフト
５ａ    主軸部
５ｂ    第１偏心部
５ｃ    第２偏心部
６    オイル貯留部
７    オイルポンプ
７ａ    吸入部
７ｂ    拡管部
８    バイパスオイル流路
８ａ    オイル戻し孔
９    上軸受部材
９ａ    吐出経路
９ｂ    オイル連通孔
１０    オーバーフロー管
１１    ターミナル
１２    主軸受部材
１３    固定スクロール
１３ａ    吸入口
１３ｂ    吐出口
１４    旋回スクロール
１５    自転規制機構
１６    圧縮室
１７    吸入配管
１８    リード弁
１９    吐出配管
２１    固定子
２２    回転子
３２    第１シリンダ
３２ａ    ベーン溝
３３    中板
３３ａ    連通孔
３４    第２シリンダ
３４ａ    ベーン溝
３５    下軸受部材
３５ａ    吸入孔
３５ｂ    凹部
３６    第１ローラ（第１ピストン）
３７    第２ローラ（第２ピストン）
３８    第１ベーン
３９    第２ベーン
４０    第１バネ
４１    第２バネ
４２    吸入配管
４３    第１膨張室
４４    第２膨張室
４５    吐出配管
４６    吸入マフラー
４７    吸入経路
４８    密閉プレート
１０５    断熱部材
６０，７０，８０，９０    膨張機一体型圧縮機
【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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