(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）の圧縮機構（20）で圧縮した高圧冷媒中から分離された油によって回転駆動される可動部（50）と、該可動部（50）に連結する出力軸（42）とを有する動力回収機構（40）と、
上記動力回収機構（40）の出力軸（42）と連結して駆動される所定の駆動対象（20,45）と、
上記動力回収機構（40）と上記駆動対象（20,45）とを内部に収容するケーシング（40a）とを備えていることを特徴とする流体機械。
【請求項２】
請求項１において、
上記駆動対象は、上記圧縮機構（20）で構成されていることを特徴とする流体機械。
【請求項３】
請求項２において、
上記ケーシング（40a）には、上記冷媒回路（11）の冷媒によって回転駆動されると共に上記動力回収機構（40）の出力軸（42）と連結する可動部を有する膨張機構（30）が更に収容されていることを特徴とする流体機械。
【請求項４】
請求項１乃至３において、
上記ケーシング（40a）には、上記動力回収機構（40）の出力軸（42）を回転駆動する電動機（25）が更に収容されていることを特徴とする流体機械。
【請求項５】
請求項１において、
上記駆動対象は、発電機（45）で構成されていることを特徴とする流体機械。
【請求項６】
請求項５において、
上記ケーシング（40a）には、上記冷媒回路（11）の冷媒によって回転駆動されると共に上記動力回収機構（40）の出力軸（42）と連結する可動部を有する膨張機構（30）が更に収容されていることを特徴とする流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路に接続される流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置は、室内の空調を行う空気調和装置等に広く適用されている。
【０００３】
特許文献１には、この種の空気調和装置が開示されている。空気調和装置には、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路が設けられている。冷媒回路には、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器等が接続されている。例えば空気調和装置の冷房運転時には、圧縮機で圧縮された冷媒が室外熱交換器で凝縮（放熱）した後、膨張弁で減圧される。減圧後の冷媒は、室内熱交換器で蒸発し、これにより室内空気が冷却されて冷房が行われる。
【０００４】
また、同文献に記載の冷媒回路には、圧縮機の摺動部を潤滑するための油（冷凍機油）が混在している。即ち、圧縮機の圧縮機構では、ピストンや駆動軸の軸受け部等が油によって潤滑される。この油は、冷媒と共に圧縮機から吐出される。そこで、冷媒回路には、圧縮機の吐出側に油分離器が設けられている。油分離器では、高圧冷媒中から油が分離される。分離後の油は、油戻し管へ流入し、キャピラリーチューブで減圧された後、圧縮機へ供給される。
【特許文献１】特開２００７−１４７２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に開示のように、高圧冷媒中から分離された油は、キャピラリーチューブ等で減圧されてから、圧縮機の吸入側へ送られる。つまり、従来の冷凍装置では、圧縮機で油の昇圧にもエネルギーを費やしているにも拘わらず、この油のエネルギーをキャピラリーチューブ等の減圧機構により無駄に捨てていたため、結果として圧縮機の効率の低下を招いていた。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路に適用されて、油の昇圧に起因するエネルギーを回収できるコンパクトな流体機械を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、流体機械を対象としており、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）の圧縮機構（20）で圧縮した高圧冷媒中から分離された油によって回転駆動される可動部（50）と、上記可動部（50）に連結する出力軸（42）とを有する動力回収機構（40）と、該動力回収機構（40）の出力軸（42）と連結して駆動される所定の駆動対象（20,45）と、上記動力回収機構（40）と上記駆動対象（20,45）とを内部に収容するケーシング（40a）とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
第１の発明の流体機械では、ケーシング（40a）内に動力回収機構（40）と所定の駆動対象（20,45）とが収容される。動力回収機構（40）は、可動部（50）及び出力軸（42）を備え、可動部（50）と上記駆動対象（20,45）とが出力軸（42）によって互いに連結している。
【０００９】
一方、本発明の流体機械が適用される冷媒回路（11）では、冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われ、この冷媒によって例えば室内の冷房等が行われる。ここで、上記可動部（50）は、冷媒回路（11）の高圧冷媒中から分離された油の動力（即ち、油の持つエネルギー）によって回転駆動される。つまり、高圧冷媒と分離された油は、圧縮機構（20）において油を昇圧させるために使われた動力を、運動エネルギー、位置エネルギー、圧力エネルギー等のエネルギーとして保有している。そして、このような高圧の油が持つエネルギーによって、可動部（50）が駆動される。可動部（50）が駆動されると、可動部（50）に連結する出力軸（42）も回転駆動される。その結果、出力軸（42）の回転動力によって駆動対象が駆動される。以上のように、本発明の流体機械では、高圧冷媒中から分離された油のエネルギーが、駆動対象（20,45）の駆動動力として回収される。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の流体機械において、上記駆動対象は、上記圧縮機構（20）で構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
第２の発明の流体機械のケーシング（40a）内では、上記駆動対象としての圧縮機構（20）と動力回収機構（40）の可動部（50）とが、出力軸（42）を介して互いに連結される。高圧冷媒中から分離された油のエネルギーによって可動部（50）が回転駆動されると、出力軸（42）も回転駆動され、更に圧縮機構（20）が駆動される。以上のように、本発明の流体機械では、高圧冷媒中から分離された油のエネルギーが、圧縮機構（20）による冷媒の圧縮動力として回収される。
【００１２】
第３の発明は、第２の発明の流体機械において、上記ケーシング（40a）には、上記冷媒回路（11）の冷媒によって回転駆動されると共に上記動力回収機構（40）の出力軸（42）と連結する膨張機構（30）が更に収容されていることを特徴とするものである。
【００１３】
第３の発明の流体機械のケーシング（40a）内では、動力回収機構（40）の可動部（50）と膨張機構（30）の可動部とが出力軸（42）を介して互いに連結される。動力回収機構（40）の可動部（50）は、上記油によって回転駆動され、これにより出力軸（42）も回転駆動される。加えて、膨張機構（30）の可動部は、膨張機構（30）において膨張する冷媒の動力によっても回転駆動される。つまり、膨張機構（30）の可動部は、冷媒の膨張により得られた動力（即ち、膨張動力）によって駆動される。本発明の出力軸（42）は、動力回収機構（40）の可動部（50）と、膨張機構（30）の可動部との双方によって回転駆動される。その結果、本発明では、圧縮機構（20）に回収される圧縮動力が増大する。
【００１４】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの流体機械において、上記ケーシング（40a）には、上記動力回収機構（40）の出力軸（42）を回転駆動する電動機（25）が更に収容されていることを特徴とするものである。
【００１５】
第４の発明の流体機械のケーシング（40a）内には、電動機（25）も収容され、電動機（25）が出力軸（42）を回転駆動する。即ち、本発明では、上記動力回収機構（40）や膨張機構（30）で回収した動力だけでは、駆動対象（20,45）の駆動動力が不足する場合に、電動機（25）によってこの不足した動力を補うことができる。その結果、駆動対象（20,45）で所望とする運転を行うことができる。
【００１６】
第５の発明は、第１の発明の流体機械において、上記駆動対象は、発電機（45）で構成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
第５の発明の流体機械のケーシング（40a）内では、上記駆動対象としての発電機（45）と動力回収機構（40）の可動部（50）とが、出力軸（42）を介して互いに連結される。高圧冷媒中から分離された油の動力、つまり油のエネルギーによって可動部（50）が回転駆動されると、出力軸（42）も回転駆動され、更に発電機（45）が駆動される。以上のように、本発明の流体機械では、高圧冷媒中から分離された油のエネルギーが、発電機（45）の駆動動力として回収され、発電機（45）で電力が発生する。
【００１８】
第６の発明は、第５の発明の流体機械において、上記ケーシング（40a）には、上記冷媒回路（11）の冷媒によって回転駆動されると共に上記動力回収機構（40）の出力軸（42）と連結する可動部を有する膨張機構（30）が更に収容されていることを特徴とするものである。
【００１９】
第６の発明の流体機械のケーシング（40a）内では、動力回収機構（40）の可動部（50）と膨張機構（30）の可動部とが出力軸（42）を介して互いに連結される。動力回収機構（40）の可動部（50）は、上記油によって回転駆動され、これにより出力軸（42）も回転駆動される。加えて、膨張機構（30）の可動部は、膨張機構（30）において膨張する冷媒の動力によっても回転駆動される。つまり、膨張機構（30）の可動部は、冷媒の膨張により得られた動力（即ち、膨張動力）によって駆動される。本発明の出力軸（42）は、動力回収機構（40）の可動部（50）と、膨張機構（30）の可動部との双方によって回転駆動される。その結果、本発明では、発電機（45）に回収される駆動動力が増大し、発電機（45）で発生する電力も増大する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、高圧冷媒中から分離された油の動力、つまり油のエネルギーによって動力回収機構（40）の可動部（50）を回転駆動させることで、出力軸（42）を介して所定の駆動対象（20,45）を駆動させるようにしている。即ち、従来のものであれば、昇圧後の油のエネルギーをキャピラリーチューブ等の減圧機構によって無駄に捨てていたのに対し、本発明では、このような油のエネルギーを所定の駆動対象（20,45）の駆動動力として回収することができる。従って、流体機械が適用される冷媒回路（11）のシステムの省エネルギー性の向上を図ることができる。また、本発明によれば、動力回収機構（40）と所定の駆動対象（20,45）とが、一体的にケーシング（40a）内に収容されるので、この流体機械をコンパクトに構成でき、且つこの流体機械の現地での据え付けも簡便となる。
【００２１】
第２の発明によれば、動力回収機構（40）で回収した油のエネルギーによって圧縮機構（20）を駆動することができ、圧縮機構（20）の圧縮動力を削減することができる。また、動力回収機構（40）と圧縮機構（20）とをケーシング（40a）内に一体的に収容することで、この流体機械をコンパクトに構成できる。
【００２２】
更に第３の発明によれば、動力回収機構（40）で回収した油のエネルギーと、膨張機構（30）で回収した冷媒のエネルギー（即ち、膨張動力）とによって圧縮機構（20）を駆動させることができるので、圧縮機構（20）の圧縮動力を更に削減することができる。また、動力回収機構（40）と膨張機構（30）と圧縮機構（20）とをケーシング（40a）内に一体的に収容することで、流体機械をコンパクトに構成できる。
【００２３】
第４の発明では、ケーシング（40a）内に電動機（25）を収容することで、流体機械のコンパクト化を図ることができ、更に圧縮機構（20）の圧縮動力の不足分を電動機（25）によって補うことができる。
【００２４】
また、第５の発明によれば、動力回収機構（40）で回収した油のエネルギーによって発電機（45）を駆動することができ、発電機（45）で発生させた電力を利用して冷媒回路（11）の省エネルギー性の向上を図ることができる。また、動力回収機構（40）と発電機（45）とをケーシング（40a）内に一体的に収容することで、この流体機械をコンパクトに構成できる。
【００２５】
更に６の発明によれば、動力回収機構（40）で回収した油のエネルギーと、膨張機構（30）で回収した冷媒のエネルギーとによって発電機（45）を駆動させることができるので、冷媒回路（11）のシステムの省エネルギー性を更に向上できる。また、動力回収機構（40）と膨張機構（30）と発電機（45）とをケーシング（40a）内に一体的に収容することで、流体機械をコンパクトに構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１ついて説明する。本発明に係る流体機械は、冷凍装置を構成する空気調和装置（10）に適用されている。空気調和装置（10）は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うように構成されている。
【００２８】
〈空気調和装置の全体構成〉
図１に示すように、空気調和装置（10）は、冷媒回路（11）を備えている。冷媒回路（11）では、冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われる。冷媒回路（11）には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）が充填されている。そして、冷媒回路（11）では、冷媒が臨界圧力以上まで圧縮される冷凍サイクル（いわゆる超臨界サイクル）が行われる。更に、冷媒回路（11）には、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）から成る油（冷凍機油）が混在している。
【００２９】
冷媒回路（11）には、油動力回収型圧縮ユニット（C/O）と、膨張ユニット（E）と、室外熱交換器（12）と、室内熱交換器（13）と、第１四方切換弁（14）と、第２四方切換弁（15）とが設けられている。また、冷媒回路（11）には、油分離器（60）と、油導入路（70）と、油クーラ（80）とが設けられている。
【００３０】
油動力回収型圧縮ユニット（C/O）は、縦長の密閉式のケーシング（40a）を有している。そして、油動力回収型圧縮ユニット（C/O）は、圧縮機構（20）と動力回収機構（40）と電動機（25）とをケーシング（40a）の内部に収容して流体機械を構成している。ケーシング（40a）内では、その上部から下部へ向かって、動力回収機構（40）の本体部（41）、電動機（25）、及び圧縮機構（20）が順に配列されている。また、ケーシング（40a）の底部には、上記油が貯留される油溜まり（40b）が形成されている。
【００３１】
圧縮機構（20）は、油動力回収型圧縮ユニット（C/O）の駆動対象であり、ロータリ式の容積型圧縮機を構成している。圧縮機構（20）では、その圧縮室において冷媒が臨界圧力以上まで圧縮される。圧縮機構（20）には、圧縮室で圧縮した冷媒をケーシング（40a）の内部へ吐出するための吐出ポート（27）が形成されている。これにより、ケーシング（40a）内は、冷媒回路（11）の高圧冷媒（吐出冷媒）で満たされて高圧雰囲気（Ｈｐ）となっている。つまり、本実施形態の油動力回収型圧縮ユニット（C/O）は、いわゆる高圧ドーム式に構成されている。
【００３２】
動力回収機構（40）は、本体部（41）と出力軸（42）とを有している。動力回収機構（40）の本体部（41）は、ロータリ式の容積型の流体機械を構成している（詳細は後述する）。出力軸（42）は、ケーシング（40a）内を軸方向に延びて形成されており、圧縮機構（20）と動力回収機構（40）の本体部（41）とを連結している。また、出力軸（42）の下端部には、油溜まり（40b）に貯留された油を上方へ汲み上げる油ポンプ（42c）が設けられている。油ポンプ（42c）で汲み上げられた油は、出力軸（42）内に形成された油通路（図示省略）を通じて、圧縮機構（20）の軸受け等の摺動部へ適宜供給される。
【００３３】
電動機（25）は、動力回収機構（40）の本体部（41）と圧縮機構（20）との間に介設されて、出力軸（42）と連結している。電動機（25）は、出力軸（42）を回転駆動させるモータを構成し、出力周波数（即ち、出力軸の回転速度）を可変とするインバータ式に構成されている。
【００３４】
油動力回収型圧縮ユニット（C/O）には、吸入管（22）と吐出管（23）と油流入管（43）と油流出管（44）とが接続されている。吸入管（22）は、圧縮機構（20）へ冷媒を吸入させるものである。吸入管（22）は、ケーシング（40a）の胴部を貫通して圧縮機構（20）の吸入ポートと直に接続されている。吐出管（23）は、圧縮機構（20）で圧縮された冷媒をケーシング（40a）の外部へ流出させるものである。吐出管（23）は、ケーシング（40a）の胴部を貫通しており、その始端がケーシング（40a）の内部に開口している。油流入管（43）は、動力回収機構（40）の本体部（41）内へ油を流入させるものである。油流入管（43）は、ケーシング（40a）の胴部を貫通して本体部（41）に直に接続されている。油流出管（44）は、動力回収機構（40）の本体部（41）内の油をケーシング（40a）の外部へ流出させるものである。油流出管（44）は、ケーシング（40a）の胴部を貫通して本体部（41）に直に接続されている。
【００３５】
膨張ユニット（E）は、縦長の円筒状の膨張ケーシング（30a）を有している。そして、膨張ユニット（E）は、膨張機構（30）と膨張側出力軸（31）と膨張側発電機（35）とが膨張ケーシング（30a）の内部に収容されて流体機械を構成している。膨張ケーシング（30a）内では、その上部から下部に向かって、膨張機構（30）と膨張側発電機（35）とが順に配列されている。また、膨張ケーシング（30a）の底部には、上記油が貯留される油溜まり（30b）が形成されている。
【００３６】
膨張機構（30）は、ロータリ式の容積型膨張機構を構成している。膨張機構（30）では、その膨張室において冷媒が膨張して減圧される。膨張機構（30）では、膨張室で膨張する冷媒によって、可動部としてのピストン（図示省略）が回転駆動され、ピストンと連結する膨張側出力軸（31）が更に回転駆動される。これにより、膨張側発電機（35）が駆動されて発電が行われる。膨張ユニット（E）で発電された電力は、油動力回収型圧縮ユニット（C/O）や他の要素機械の動力として利用される。
【００３７】
また、膨張側出力軸（31）の下端部には、油溜まり（30b）に貯留された油を上方へ汲み上げる油ポンプ（31c）が設けられている。油ポンプ（31c）で汲み上げられた油は、膨張側出力軸（31）内に形成された油通路（図示省略）を通じて、膨張機構（30）の軸受け等の摺動部へ適宜供給される。また、膨張ユニット（E）には、膨張機構（30）へ冷媒を流入させるための流入管（33）と、膨張機構（30）から冷媒を流出させるための流出管（34）とが設けられている。
【００３８】
室外熱交換器（12）は、冷媒を室外空気と熱交換させるための空気熱交換器である。また、室内熱交換器（13）は、冷媒を室内空気と熱交換させるための空気熱交換器である。
【００３９】
第１四方切換弁（14）及び第２四方切換弁（15）は、それぞれ第１から第４までのポートを有している。第１四方切換弁（14）では、第１のポートが吐出ライン（18）を介して上記吐出管（23）と接続し、第２のポートが吸入ライン（17）を介して上記吸入管（22）と接続している。また、第１四方切換弁（14）では、第３のポートが室外熱交換器（12）の一端と接続し、第４のポートが室内熱交換器（13）の一端と接続している。第２四方切換弁（15）では、第１のポートが上記流入管（33）と接続し、第２のポートが上記流出管（34）と接続している。また、第２四方切換弁（15）では、第３のポートが室外熱交換器（12）の他端と接続し、第４のポートが室内熱交換器（13）の他端と接続している。
【００４０】
第１四方切換弁（14）と第２四方切換弁（15）とは、それぞれ、第１のポートと第３のポートとが連通し且つ第２のポートと第４のポートとが連通する第１状態（図１の実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する第２状態（図１の破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。
【００４１】
油分離器（60）は、上記吐出ライン（18）の途中に設けられている。油分離器（60）は、縦長の略円筒形状の密閉容器から成り、高圧冷媒中から油を分離する油分離手段を構成している。油分離器（60）には、その胴部に冷媒／油流入管（61）が接続され、その頂部に冷媒排出管（62）が接続され、その底部に油排出管（63）が接続されている。油分離器（60）では、冷媒／油流入管（61）から流入した冷媒中から油が分離される。なお、油分離器（60）での油の分離方法としては、旋回流を利用して油を遠心分離する方法や、冷媒と油との比重差を利用して油を沈降分離する方法等が挙げられる。そして、油分離器（60）では、油が分離された後の冷媒が冷媒排出管（62）を流出し、分離後の油が油排出管（63）を流出する。
【００４２】
油導入路（70）は、油分離器（60）で分離した油を圧縮機構（20）へ供給するものである。油導入路（70）は、第１導油管（71）と第２導油管（72）とを含んで構成されている。
【００４３】
第１導油管（71）は、その始端が油分離器（60）の油排出管（63）と接続し、その終端が油流入管（43）と接続している。第２導油管（72）は、その始端が油流出管（44）と接続し、その終端が上記吸入ライン（17）と接続している。つまり、本実施形態の油導入路（70）は、油分離器（60）で分離した油を圧縮機構（20）の吸入側へ供給するように構成されている。
【００４４】
また、第２導油管（72）には、上記油クーラ（80）が設けられている。油クーラ（80）は、油分離器（60）で分離した油を冷却する冷却手段であり、例えば空冷式の熱交換器で構成されている。
【００４５】
〈動力回収機構の構成〉
上記動力回収機構（40）の構成について図２及び図３を参照しながら更に説明する。
動力回収機構（40）は、油の動力（即ち、油の持つエネルギー）を回収するものである。つまり、高圧冷媒と分離された油は、圧縮機構（20）において油を昇圧させるために使われた動力を、運動エネルギー、位置エネルギー、圧力エネルギー等のエネルギーとして保有している。そこで、動力回収機構（40）は、このような油のエネルギーを動力として回収する。動力回収機構（40）の本体部（41）は、いわゆる揺動ピストン型のロータリ式流体機械で構成されている。また、出力軸（42）は、その一端が本体部（41）と連結し、その他端部が圧縮機構（20）の可動部（ピストン）と連結している。つまり、圧縮機構（20）は、動力回収機構（40）の出力軸（42）と連結して駆動される駆動対象を構成している。また、出力軸（42）には、主軸部（42a）と偏心部（42b）とが形成されている。偏心部（42b）は、主軸部（42a）に対して所定量だけ偏心し、且つ主軸部（42a）よりも大径に構成されている。
【００４６】
動力回収機構（40）の本体部（41）には、下から上へ向かって順に、フロントヘッド（46）、シリンダ（47）、及びリアヘッド（48）が設けられている。シリンダ（47）は、上下に出力軸（42）が貫通する筒状に形成されている。シリンダ（47）は、その下端がフロントヘッド（46）に閉塞され、その上端がリアヘッド（48）に閉塞されている。
【００４７】
図３にも示すように、シリンダ（47）の内部（シリンダ室）には、可動部としてのピストン（50）が収容されている。ピストン（50）は、円環状あるいは円筒状に形成されている。ピストン（50）の内部には、出力軸（42）の偏心部（42b）が係合している。ピストン（50）は、その外周面がシリンダ（47）の内周面に、一方の端面がフロントヘッド（46）に、他方の端面がリアヘッド（48）にそれぞれ摺接している。シリンダ（47）内には、その内周面とピストン（50）の外周面との間に油室（49）が形成される。油室（49）には、上記油流入管（43）及び油流出管（44）が連通している。
【００４８】
ピストン（50）には、ブレード（51）が一体に設けられている。ブレード（51）は、ピストン（50）の半径方向へ延びる板状に形成されており、ピストン（50）の外周面から外側へ突出している。このブレード（51）はシリンダ（47）のブレード溝（52）に挿入されている。シリンダ（47）のブレード溝（52）は、シリンダ（47）を厚み方向へ貫通すると共に、シリンダ（47）の内周面に開口している。
【００４９】
シリンダ（47）には、一対のブッシュ（53）が設けられている。各ブッシュ（53）は、内側面が平面となって外側面が円弧面となるように形成された小片である。シリンダ（47）において、一対のブッシュ（53）は、ブッシュ孔（54）に挿入されてブレード（51）を挟み込んだ状態となる。ブッシュ（53）は、その内側面がブレード（51）と摺接し、その外側面がシリンダ（47）と摺動する。そして、ピストン（50）と一体のブレード（51）は、ブッシュ（53）を介してシリンダ（47）に支持され、シリンダ（47）に対して回動自在で且つ進退自在となっている。
【００５０】
シリンダ（47）内の油室（49）は、ピストン（50）及びブレード（51）によって仕切られている。そして、図３におけるブレード（51）の左側の部屋が油流入管（43）と連通し、右側の部屋が油流出管（44）と連通している。
【００５１】
−運転動作−
実施形態１に係る空気調和装置（10）の運転動作について説明する。空気調和装置（10）は、第１四方切換弁（14）及び第２四方切換弁（15）の設定に応じて、冷房運転と暖房運転とが可能となっている。まず、空気調和装置（10）の冷房運転時の基本的な動作について説明する。
【００５２】
冷房運転時には、第１四方切換弁（14）及び第２四方切換弁（15）が第１状態（図１に実線で示す状態）に設定され、冷媒回路（11）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。その結果、冷房運転時には、室外熱交換器（12）が放熱器（凝縮器）となり、室内熱交換器（13）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。また、冷媒回路（11）では、その高圧が冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高い値に設定され、いわゆる超臨界サイクルが行われる。
【００５３】
油動力回収型圧縮ユニット（C/O）では、電動機（25）によって圧縮機構（20）が回転駆動される。圧縮機構（20）では、吸入管（22）から圧縮室へ吸入された冷媒が圧縮され、圧縮された冷媒がケーシング（40a）の内部へ吐出される。ケーシング（40a）内の高圧冷媒は電動機（25）の周囲を通過し、吐出管（23）からケーシング（40a）の外部へ流出する。吐出管（23）へ流出した冷媒は、吐出ライン（18）を流れ、冷媒／油流入管（61）を通じて油分離器（60）内へ流入する。
【００５４】
油分離器（60）では、冷媒中から油が分離され、油が分離された冷媒が上部に溜まり、分離後の油が底部に溜まり込む。分離後の冷媒は、冷媒排出管（62）を流出し、室外熱交換器（12）を流れる。室外熱交換器（12）では、高圧冷媒が室外空気へ放熱する。室外熱交換器（12）を流出した冷媒は、流入管（33）を通じて膨張ユニット（E）の膨張機構（30）へ流入する。
【００５５】
膨張機構（30）では、膨張室で高圧冷媒が膨張し、これによって膨張側出力軸（31）が回転駆動される。その結果、膨張側発電機（35）が駆動されて、膨張側発電機（35）から電力が発生する。この電力は、圧縮機構（20）や他の要素機械へ供給される。膨張機構（30）で膨張した冷媒は、流出管（34）を通じて膨張ユニット（E）から送り出される。
【００５６】
膨張ユニット（E）を流出した冷媒は、室内熱交換器（13）を流れる。室内熱交換器（13）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内空気が冷やされて冷房が行われる。室内熱交換器（13）を流出した冷媒は、吸入管（22）を通じて圧縮機構（20）へ吸入されて再び圧縮される。
【００５７】
このような冷房運転時には、空気調和装置（10）の成績係数（ＣＯＰ）を改善するために、以下のような油インジェクション動作が行われる。具体的には、油分離器（60）で分離された油は、油排出管（63）を通じて第１導油管（71）を流れ、動力回収機構（40）の本体部（41）へ流入する。
【００５８】
動力回収機構（40）では、油室（49）を流れる油によってピストン（50）が回転駆動され、ピストン（50）がシリンダ（47）内を、図３の(Ａ)→(Ｂ)→(Ｃ)→(Ｄ)→(Ａ)→…という順に偏心回転する。このピストン（50）の偏心回転に伴い、偏心部（42b）、更には主軸部（42a）が回転駆動される。その結果、この回転動力は、圧縮機構（20）を駆動するための駆動動力として利用される。以上のように、油動力回収型圧縮ユニット（C/O）では、動力回収機構（40）によって回収された油のエネルギーが、圧縮機構（20）の駆動動力として回収され、圧縮機構（20）の動力が軽減される。
【００５９】
油室（49）でエネルギーが回収された油は、所定圧力まで減圧された後、油流出管（44）を通じて本体部（41）から流出する。この冷媒は、第２導油管（72）を流れる際に、油クーラ（80）で所定温度まで冷却される。冷却された油は、圧縮機構（20）の吸入側の吸入ライン（17）へ流入し、冷媒と混合される。従って、圧縮機構（20）へは、冷媒と共に低温の油が適宜供給され、油インジェクション動作が行われる。
【００６０】
この油インジェクション動作により、冷房運転時の圧縮機構（20）では、冷媒がＰ−ｈ線図上の等温線に近づくように圧縮され、いわゆる等温圧縮が行われる。この点について、図４(Ａ)及び(Ｂ)を参照しながら説明する。ここで、図４(Ａ)は、理想的な等温圧縮での冷凍サイクルを示すＰ−ｈ線図であり、図４(Ｂ)は、図４(Ａ)の冷凍サイクルに対応するＰ−Ｖ線図である。
【００６１】
冷房運転時の冷媒回路（11）では、室内熱交換器（13）で蒸発した冷媒が、油と混合することで、所定温度まで過熱され、その後に圧縮機構（20）へ吸入される。この吸入冷媒は、図４のＡ点より圧縮機構（20）で圧縮されると共に、低温の油によって冷却される。つまり、圧縮機構（20）の圧縮行程では、冷媒が油によって冷やされながら、更に圧縮される。その結果、冷媒は、図４(Ａ)に示す等温線（例えば約４０℃）に沿うように圧縮されて、目標の高圧圧力（Ｃ点）に至る。このように、Ａ点からＣ点のような挙動で冷媒を圧縮させることで、圧縮機構（20）で冷媒を圧縮するのに要する動力が効果的に低減される。
【００６２】
即ち、例えば圧縮行程で一般的な断熱圧縮が行われると、冷媒は図４に示すＡ点からＣ’点のような挙動で圧縮される。その結果、この冷凍サイクルでは、冷媒の圧縮動力が大きくなってしまう。これに対し、本実施形態のように、油インジェクション動作により圧縮行程中に冷媒を冷却すると、一般的な断熱圧縮と比して、図４(Ｂ)のＡ−Ｃ−Ｃ’で囲まれる面積ΔＳ分だけ圧縮機構（20）での冷媒の圧縮動力を削減できる。
【００６３】
また、本実施形態のように、冷媒として二酸化炭素を用いて超臨界サイクルを行うもので、上記の油インジェクション動作を行うと、圧縮機構（20）の圧縮動力の削減効果が向上する。この点について以下に説明する。
【００６４】
まず、本実施形態の冷媒回路（11）では、上述のように、二酸化炭素を臨界圧力（図４(Ａ）のｃＰ点に示す圧力）以上となるように、圧縮行程で冷媒を圧縮している。このため、圧縮行程ではＡ点からＣ点まで冷媒を冷却しながら圧縮する際、冷媒が気液二相領域（凝縮領域）に至ることを回避できる。つまり、超臨界サイクルでは、油の冷熱が冷媒の凝縮に利用されることを回避できるので、冷媒を効果的に低温化することができ、冷媒の挙動を等温線に近づけることができる。
【００６５】
これに対し、例えば図５に示す、通常の蒸気圧縮式冷凍サイクル（ここでは、冷媒をＲ４１０Ａとした場合）の圧縮行程では、冷媒が臨界圧力よりも小さい範囲で圧縮される。このため、この冷凍サイクルに上記油インジェクション動作を適用した場合、冷媒が気液二相領域（凝縮領域）に至ってしまう。その結果、この冷凍サイクルでは、例えばＢ１点→Ｃ１点の範囲でしか等温圧縮を行うことができない。
【００６６】
以上のような理由により、図５の冷凍サイクルに油インジェクション動作を適用した場合には、圧縮機構の圧縮動力の削減量が図５(Ｂ)のＢ１−Ｃ１−Ｃ１’で囲まれるΔＳ’となってしまう。これに対し、本実施形態の超臨界サイクルに油インジェクション動作を適用した場合には、圧縮機構（20）の圧縮動力の削減量がΔＳとなり、圧縮動力の削減効果が高いものとなる。
【００６７】
更に、本実施形態では、上述のように、動力回収機構（40）によって油のエネルギーを回収している。これにより、油インジェクション動作による冷媒の圧縮動力の低減効果を図りつつ、更に油の昇圧に必要な圧縮動力も低減される。この点について図６を参照しながら説明する。
【００６８】
上記油インジェクション動作を行うと、圧縮機構（20）では、冷媒の圧縮動力（図６のＷｒ）に加えて、油の昇圧に要する動力（図６のＷｏ）を費やすことになる。ここで、冷媒の圧縮動力Ｗｒは、上述のように、油インジェクション動作による等温圧縮の効果により小さくなる。従って、冷媒の圧縮動力Ｗｒは、圧縮機構（20）へ供給される低温の油の量（油インジェクション量Ｇoil）が多ければ多いほど、小さくなっていく。一方、このように油インジェクション量Ｇoilが多くなると、圧縮機構（20）では、油の昇圧に要する圧縮動力Ｗｏが増大していく。従って、圧縮機構（20）では、その全体としての動力Ｗｔ（即ち、Ｗｒ＋Ｗｏ）と、油インジェクション量Ｇoilとの関係が、図６で示すような関係となり、油インジェクション量Ｇoilが所定値（Ｇｂ）よりも大きくなると、かえって圧縮機構（20）の全体の動力Ｗｔが増大してしまう虞がある。
【００６９】
そこで、本実施形態では、油の昇圧に要する圧縮動力Ｗｏを回収するべく、動力回収機構（40）を用いるようにしている。具体的に、例えば油インジェクション量Ｇoilを所定値より大きいＧｂとして油インジェクション動作を行った場合、油の昇圧に要する圧縮動力Ｗｏも増大するが、油動力回収型圧縮ユニット（C/O）では、昇圧後の油のエネルギーが、圧縮機構（20）の駆動動力として回収される。その結果、本実施形態では、油インジェクション量Ｇoilを多量としても、この空気調和装置（10）で比較的高いＣＯＰの改善率（等温圧縮による効果）を得ることができる。
【００７０】
即ち、例えば図７に示すように、動力回収機構（40）で油の動力、つまり油のエネルギーを回収しないもの（図７の破線Ｌ-0）では、油インジェクション量が所定値Ｇｂよりも多くなると、等温圧縮の効果に起因する冷媒の圧縮動力Ｗｒの削減量よりも油の昇圧に要する動力Ｗｏの方が大きくなってしまい、ＣＯＰ改善率がかえって低くなってしまう。しかしながら、動力回収機構（40）で油の動力を回収するようにすると、油の昇圧に要する動力Ｗｏの増大に伴い、圧縮機構（20）へ回収される油の動力が大きくなる。その結果、例えば動力回収機構（40）の動力回収率が５０％のもの（図７の実線Ｌ-50）では、油インジェクション量を多くしても、高いＣＯＰ改善率を得ることができる。そして、このＣＯＰ改善率は、動力回収機構（40）の動力回収率が高ければ高いほど（例えば図７の実線L-80（動力回収率80％）や実線L-100（動力回収率100%）を参照）、特に油インジェクション量Ｇoilが多い条件下で増大することになる。
【００７１】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１では、油分離器（60）で高圧冷媒中から油を分離し、この油のエネルギーを動力回収機構（40）で回収して圧縮機構（20）の駆動動力として利用するようにしている。このため、圧縮機構（20）で油の昇圧に要した動力を動力回収機構（40）で回収でき、空気調和装置（10）の省エネルギー性を向上できる。
【００７２】
また、上記実施形態１では、ケーシング（40a）の内部に、圧縮機構（20）と動力回収機構（40）と電動機（25）とを一体的に収容して油動力回収型圧縮ユニット（C/O）を構成している。従って、冷媒を圧縮する機能と、油のエネルギーを回収する機能との双方を有する流体機械をコンパクトに構成でき、設置スペースの削減、現地での据え付け作業の簡便化を図ることができる。
【００７３】
また、上記実施形態１では、油分離器（60）で分離した油を油クーラ（80）で冷却し、低温とした油を圧縮機構（20）へ供給している。このため、圧縮機構（20）では、図４に示すような等温圧縮の挙動（即ち、Ａ点→Ｃ点）に近づくように、冷媒を圧縮することができ、冷媒の圧縮動力を大幅に削減できる。しかも、油インジェクション量Ｇoilを多くすることで、冷媒の冷却効果が向上して冷媒の圧縮動力が更に低減される一方、動力回収機構（40）で回収される油のエネルギーも増大する。その結果、空気調和装置（10）のＣＯＰ改善率を大幅に向上でき、省エネ性を更に向上できる。なお、ここで、空気調和装置（10）のＣＯＰ改善率を効果的に向上させるための、油インジェクション量（質量流量）は、圧縮機構（20）への吸入冷媒の量（質量流量）の約１．０倍以上約６．０倍以下の範囲であることが好ましい。
【００７４】
加えて、このように油インジェクション量を多くして、圧縮機構（20）へ低温の油を積極的に導入することで以下のような副次的な効果も得られる。具体的には、まず、圧縮機構（20）の吐出冷媒の昇温を防止でき、空気調和装置（10）のシステム異常や、圧縮機構（20）の機械的な損傷を回避できる。また、圧縮機構（20）では、ピストンや軸受け等の摺動部の潤滑が充分図られ、且つ摺動部の放熱効果も向上する。その結果、これらの摺動部での機械損失の増大や焼き付きを防止できる。更に、圧縮機構（20）では、油も比較的低い温度に抑えられるために、油の温度が過剰となって劣化することも回避できる。加えて、圧縮機構（20）では、その周囲温度も比較的低温に抑えられる。その結果、油動力回収型圧縮ユニット（C/O）では、そのケーシング内の温度も比較的低くなる。これにより、発電機（45）の周囲温度も低くなることから、発電機（45）のモータ効率が向上し、圧縮機構（20）の入力が更に低減されることになる。
【００７５】
また、上記実施形態１では、高圧冷媒を臨界圧力以上まで圧縮する、超臨界サイクルを行いながら、低温油を圧縮機構（20）へ導入するようにしている。これにより、圧縮機構（20）の圧縮行程では、冷媒を凝縮させることなく等温線に近づくように圧縮でき（例えば図４参照）、通常の冷凍サイクル（例えば図５参照）と比較して、冷媒の圧縮動力を効果的に削減できる。
【００７６】
〈実施形態１の変形例１〉
実施形態１の変形例１に係る空気調和装置（10）は、油動力回収型圧縮ユニット（C/O）、及びその周辺の冷媒回路（11）の構成が、上記実施形態１と異なるものである。以下には、上記実施形態１と異なる点について説明する。
【００７７】
図８に示すように、本変形例の油動力回収型圧縮ユニット（C/O）では、吸入管（22）が圧縮機構（20）に直に接続されておらず、ケーシング（40a）を貫通してケーシング（40a）内に開口している。一方、圧縮機構（20）では、吸入ポート（28）がケーシング（40a）内に開口し、吐出管（23）が圧縮機構（20）に直に接続されている。これにより、ケーシング（40a）内は、冷媒回路（11）の低圧冷媒（吸入冷媒）で満たされて低圧雰囲気（Ｌｐ）となっている。つまり、本変形例の油動力回収型圧縮ユニット（C/O）は、いわゆる低圧ドーム式に構成されている。
【００７８】
また、油動力回収型圧縮ユニット（C/O）には、給油管（65）が接続されている。給油管（65）は、ケーシング（40a）の胴部下側寄りの部位を貫通し、その終端がケーシング（40a）の油溜まり（40b）に開口している。そして、この変形例では、第２導油管（72）の終端が給油管（65）に接続している。即ち、この変形例では、第２導油管（72）の油クーラ（80）で冷却された油が、給油管（65）及び油溜まり（40b）を経由して、圧縮機構（20）へ供給される。つまり、この変形例の油導入路（70）は、第１導油管（71）と第２導油管（72）と給油管（65）と油溜まり（40b）とを含むように構成されている。
【００７９】
この変形例の空気調和装置（10）の冷房運転時には、油分離器（60）で分離された油が、第１導油管（71）を通じて動力回収機構（40）の本体部（41）へ流入する。動力回収機構（40）では、油の動力、つまり油のエネルギーが圧縮機構（20）の駆動動力として回収される。動力回収機構（40）を流出した油は、油クーラ（80）で冷却された後、給油管（65）を通じてケーシング（40a）の油溜まり（40b）に流入する。また、室内熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、吸入ライン（17）及び吸入管（22）を通過し、ケーシング（40a）内に流入する。
【００８０】
油溜まり（40b）内の低温の油は、油ポンプ（42c）によって上方へ汲み上げられて圧縮機構（20）の各摺動部の潤滑に利用される。また、圧縮機構（20）では、冷媒が圧縮途中の冷媒に漏れ込んだ低温の油に冷却されながら圧縮される。その結果、上述した等温圧縮の効果により、圧縮機構（20）での冷媒の圧縮動力が軽減される。
【００８１】
〈実施形態１の変形例２〉
上記実施形態１の変形例２に係る空気調和装置（10）は、油動力回収型圧縮ユニット（C/O）、及びその周辺の冷媒回路（11）の構成が、上記実施形態１と異なるものである。以下には、上記実施形態１と異なる点について説明する。
【００８２】
図９に示すように、本変形例の油動力回収型圧縮ユニット（C/O）では、吸入管（22）が圧縮機構（20）に直に接続されておらず、ケーシング（40a）を貫通してケーシング（40a）内に開口している。一方、圧縮機構（20）には、吸入管（22）及び吐出管（23）が直に接続されている。更に、ケーシング（40a）には、その胴部に中継管（24）が接続されている。中継管（24）は、その始端がケーシング（40a）内に開口し、その終端が第２導油管（72）における油クーラ（80）の下流側に接続している。以上のようにして、この変形例においても、ケーシング（40a）内は、冷媒回路（11）の低圧冷媒（吸入冷媒）で満たされて低圧雰囲気（Ｌｐ）となっている。つまり、本変形例の油動力回収型圧縮ユニット（C/O）は、いわゆる低圧ドーム式に構成されている。
【００８３】
この変形例の空気調和装置（10）の冷房運転時には、油分離器（60）で分離された油が、第１導油管（71）を通じて動力回収機構（40）の本体部（41）へ流入する。動力回収機構（40）では、油の動力、つまり油のエネルギーが圧縮機構（20）の駆動動力として回収される。動力回収機構（40）を流出した油は、油クーラ（80）で冷却される。
【００８４】
一方、室内熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、吸入ライン（17）及び吸入管（22）を通過し、ケーシング（40a）内に流入する。ケーシング（40a）内の低圧冷媒は、中継管（24）より一旦ケーシング（40a）の外部へ流出し、第２導油管（72）を流れる油と合流する。冷媒が混入された油は、吸入管（22）より圧縮機構（20）へ吸入される。以上のような油インジェクション動作により、圧縮機構（20）では、冷媒が低温の油に冷却されながら圧縮される。その結果、上述した等温圧縮の効果により、圧縮機構（20）での圧縮動力が軽減される。
【００８５】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。実施形態２の冷媒回路（11）には、圧縮ユニット（C）と油動力回収型膨張ユニット（E/O）とが設けられている。
【００８６】
図１０に示すように、圧縮ユニット（C）は、圧縮ケーシング（20a）の内部に、圧縮機構（20）と電動機（25）と駆動軸（21）とが収容されて構成されている。圧縮ケーシング（20a）の底部には、油が貯留される油溜まり（20b）が形成されている。
【００８７】
圧縮機構（20）は、駆動軸（21）を介して電動機（25）と連結している。電動機（25）が通電されると、駆動軸（21）が回転駆動され、これにより圧縮機構（20）が駆動される。更に、駆動軸（21）の下端部には、油溜まり（20b）内に溜まった油を上方に汲み上げる油ポンプ（21c）が設けられている。
【００８８】
圧縮ユニット（C）では、吸入管（22）が圧縮機構（20）に直に接続される一方、吐出管（23）は圧縮ケーシング（20a）内に開口している。また、圧縮機構（20）は、その吐出ポート（27）も圧縮ケーシング（20a）内に開口している。以上のようにして、ケーシング（40a）内は、冷媒回路（11）の高圧冷媒（吐出冷媒）で満たされて高圧雰囲気（Ｈｐ）となっている。つまり、実施形態２の圧縮ユニット（C）は、いわゆる高圧ドーム式に構成されている。
【００８９】
また、圧縮ケーシング（20a）には、その胴部の上側寄りの部位に均圧管（90）の一端部が接続され、該一端部が圧縮ケーシング（20a）の内部に開口している。更に、圧縮ケーシング（20a）には、その底部に均油管（91）の一端部が接続され、該一端部が圧縮ケーシング（20a）内の油溜まり（20b）に開口している。
【００９０】
油動力回収型膨張ユニット（E/O）は、動力回収機構（40）と膨張機構（30）と発電機（45）とをケーシング（40a）の内部に収容して流体機械を構成している。ケーシング（40a）内では、その上部から下部へ向かって、膨張機構（30）、発電機（45）、及び動力回収機構（40）が順に配列されている。また、ケーシング（40a）の底部には、油溜まり（40b）が形成されている。
【００９１】
膨張機構（30）は、上記実施形態１と同様に構成されている。また、動力回収機構（40）は、本体部（41）と出力軸（42）とを有している。出力軸（42）は、ケーシング（40a）内を軸方向に延びて形成されており、膨張機構（30）の可動部（ピストン）と本体部（41）のピストン（50）とを連結している。また、出力軸（42）の下端部には、上記実施形態１と同様、油ポンプ（42c）が設けられている。油ポンプ（42c）で汲み上げられた油は、出力軸（42）内に形成された油通路（図示省略）を通じて、膨張機構（30）の軸受け等の摺動部へ適宜供給される。
【００９２】
発電機（45）は、動力回収機構（40）の本体部（41）と膨張機構（30）との間に介設されて、出力軸（42）と連結している。発電機（45）は、油動力回収型膨張ユニット（E/O）の駆動対象を構成している。具体的に、油動力回収型膨張ユニット（E/O）では、膨張機構（30）の膨張室で膨張する冷媒の動力、つまり冷媒のエネルギーによって、膨張機構（30）のピストンが回転駆動され、これに伴い出力軸（42）が回転する。加えて、油動力回収型膨張ユニット（E/O）では、動力回収機構（40）の油室（49）を流れる油のエネルギーによって、ピストン（50）が回転駆動され、これに伴い出力軸（42）が回転する。即ち、出力軸（42）は、冷媒のエネルギー（膨張動力）と油のエネルギーとの双方によって回転駆動される。その結果、発電機（45）が出力軸（42）によって駆動され、発電機（45）で電力が発生する。発電機（45）で発生した電力は、例えば圧縮ユニット（C）や他の要素機械の動力として利用される。
【００９３】
油動力回収型膨張ユニット（E/O）では、流入管（33）及び流出管（34）がケーシング（40a）を貫通して膨張機構（30）に直に接続されている。また、油流入管（43）及び油流出管（44）もケーシング（40a）を貫通して動力回収機構（40）の本体部（41）に直に接続されている。
【００９４】
また、ケーシング（40a）には、その胴部の上側寄りの部位に上記均圧管（90）の他端部が接続され、該他端部がケーシング（40a）の内部に開口している。更に、ケーシング（40a）には、その底部に上記均油管（91）の他端部が接続され、該他端部がケーシング（40a）内の油溜まり（40b）に開口している。
【００９５】
以上のようにして、油動力回収型膨張ユニット（E/O）のケーシング（40a）の内部は、均圧管（90）及び均油管（91）を介して、圧縮ケーシング（20a）の内部と連通している。これにより、油動力回収型膨張ユニット（E/O）のケーシング（40a）の内部は、圧縮ケーシング（20a）の内部と同様、高圧雰囲気（Ｈｐ）となっている。つまり、実施形態２の油動力回収型膨張ユニット（E/O）は、いわゆる高圧ドーム式に構成されている。
【００９６】
また、実施形態２の油導入路（70）は、基本的に上記実施形態１と同様である。一方、実施形態２では、油クーラ（80）が第１導油管（71）に設けられている。つまり、油クーラ（80）は、油導入路（70）における動力回収機構（40）の上流側に配置されている。
【００９７】
実施形態２の冷房運転時においても、第１四方切換弁（14）及び第２四方切換弁（15）が第１状態（図１に実線で示す状態）に設定され、冷媒回路（11）でいわゆる超臨界サイクルが行われる。
【００９８】
圧縮ユニット（C）では、電動機（25）によって圧縮機構（20）が回転駆動され、圧縮機構（20）で冷媒が圧縮される。この冷媒は、油分離器（60）で油が分離された後、室外熱交換器（12）で放熱し、油動力回収型膨張ユニット（E/O）の膨張機構（30）へ流入する。膨張機構（30）では、膨張室で高圧冷媒が膨張し、これによって出力軸（42）が回転駆動される。膨張機構（30）で膨張した冷媒は、室内熱交換器（13）で蒸発する。その結果、室内空気が冷やされて冷房が行われる。室内熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、圧縮機構（20）へ吸入されて再び圧縮される。
【００９９】
また、実施形態２の冷房運転時には、油分離器（60）で分離された油が第１導油管（71）を流れる際に、油クーラ（80）で冷却される。冷却後の油は、油動力回収型膨張ユニット（E/O）の動力回収機構（40）の本体部（41）へ流入する。動力回収機構（40）では、油室（49）を流れる油によってピストン（50）が回転駆動され、これに伴い出力軸（42）が回転駆動される。以上のように、油動力回収型膨張ユニット（E/O）では、膨張機構（30）と動力回収機構（40）との双方で動力が回収され、この動力が発電機（45）の発電に利用される。
【０１００】
油室（49）で動力が回収されて減圧された油は、吸入ライン（17）へ流入して冷媒と混合し、圧縮機構（20）へ吸入される。以上のような油インジェクション動作により、圧縮機構（20）では、冷媒が低温の油に冷却されながら圧縮される。その結果、上述した等温圧縮の効果により、圧縮機構（20）での冷媒の圧縮動力が軽減される。
【０１０１】
−実施形態２の効果−
上記実施形態２では、油分離器（60）で高圧冷媒中から油を分離し、この油のエネルギーを動力回収機構（40）で回収して発電機（45）の駆動動力として利用するようにしている。このため、圧縮機構（20）で油の昇圧に要した動力を電力として回収でき、空気調和装置（10）の省エネルギー性を向上できる。また、実施形態２では、膨張機構（30）で回収した冷媒の膨張動力も発電機（45）の発電に利用される。よって、空気調和装置（10）の省エネルギー性の一層の向上を図ることができる。
【０１０２】
また、上記実施形態２では、ケーシング（40a）の内部に、膨張機構（30）と動力回収機構（40）と発電機（45）とを一体的に収容して油動力回収型膨張ユニット（E/O）を構成している。従って、冷媒を膨張する機能と、油の動力を回収する機能と、発電の機能とを有する流体機械をコンパクトに構成でき、設置スペースの削減、現地での据え付け作業の簡便化を図ることができる。
【０１０３】
また、上記実施形態２においても、低温の油を圧縮機構（20）へ積極的に送ることで、等温圧縮効果によって冷媒の圧縮動力を大幅に削減でき、しかも動力回収機構（40）で回収される油の動力も増大させて、空気調和装置（10）のシステム全体としての消費電力を効果的に低減することができる。
【０１０４】
〈実施形態２の変形例１〉
実施形態２の変形例１に係る空気調和装置（10）は、圧縮ユニット（C）、油動力回収型膨張ユニット（E/O）、及びその周辺の冷媒回路（11）の構成が、上記実施形態２と異なるものである。以下には、上記実施形態２と異なる点について説明する。
【０１０５】
図１１に示すように、本変形例の圧縮ユニット（C）では、吸入管（22）及び吐出管（23）が圧縮機構（20）に直に接続されている。一方、圧縮ユニット（C）の圧縮ケーシング（20a）には、冷媒戻し管（92）と冷媒送り管（93）と油戻し管（94）と油送り管（95）とが接続されている。
【０１０６】
冷媒戻し管（92）は、その始端が油分離器（60）の冷媒排出管（62）と繋がり、その終端が圧縮ケーシング（20a）の内部に開口している。冷媒送り管（93）は、その始端が圧縮ケーシング（20a）の内部に開口し、その終端が第１四方切換弁（14）の第１のポートと繋がっている。油戻し管（94）は、その始端が油分離器（60）の油排出管（63）と繋がり、その終端が圧縮ケーシング（20a）内の油溜まり（20b）に開口している。油送り管（95）は、その始端が圧縮ケーシング（20a）内の油溜まり（20b）に開口し、その終端が油流入管（43）と繋がっている。
【０１０７】
以上のように、本変形例の圧縮ユニット（C）の圧縮ケーシング（20a）の内部には、油分離器（60）で分離された高圧冷媒が、冷媒戻し管（94）を通じて導入される。これにより、圧縮ケーシング（20a）内は、冷媒回路（11）の高圧冷媒（吐出冷媒）で満たされて高圧雰囲気（Ｈｐ）となっている。つまり、本変形例の圧縮ユニット（C）は、いわゆる高圧ドーム式に構成されている。
【０１０８】
本変形例の油動力回収型膨張ユニット（E/O）では、動力回収機構（40）の本体部（41）に油流出ポート（44a）が形成される一方、油流出管（44）が省略されている。油流出ポート（44a）は、ケーシング（40a）の内部に開口しており、本体部（41）の油室（49）の油を流出させるものである。また、油動力回収型膨張ユニット（E/O）のケーシング（40a）には、低圧冷媒導油管（96）と低圧冷媒戻し管（97）と油抜き管（98）とが接続されている。
【０１０９】
低圧冷媒導油管（96）は、その始端が吸入ライン（17）と繋がり、その終端がケーシング（40a）の内部に開口している。低圧冷媒戻し管（97）は、その始端がケーシング（40a）の内部に開口し、その終端が吸入ライン（17）と繋がっている。油抜き管（98）は、その始端がケーシング（40a）内の油溜まり（40b）に開口し、その終端が吸入ライン（17）と繋がっている。なお、本変形例では、上記実施形態２の均圧管（90）や均油管（91）が省略されている。
【０１１０】
以上のように、本変形例の油動力回収型膨張ユニット（E/O）のケーシング（40a）の内部には、吸入ライン（17）を流れる冷媒の一部が低圧冷媒導油管（96）を通じて導入される。これにより、ケーシング（40a）内は、冷媒回路（11）の低圧冷媒（吸入冷媒）で満たされて低圧雰囲気（Ｌｐ）となっている。つまり、本変形例の油動力回収型膨張ユニット（E/O）は、いわゆる低圧ドーム式に構成されている。
【０１１１】
また、本変形例の油導入路（70）は、第１導油管（71）と第２導油管（72）と第３導油管（73）とを含んで構成されている。第１導油管（71）は、油排出管（63）と油戻し管（94）の間に接続され、第２導油管（72）は、油送り管（95）と油流入管（43）との間に接続され、第３導油管（73）は、油抜き管（98）と吸入ライン（17）との間に接続されている。また、本変形例の油クーラ（80）は、上記第２導油管（72）に設けられている。
【０１１２】
この変形例の空気調和装置（10）の冷房運転時には、油分離器（60）で分離された油が、第１導油管（71）を通じて圧縮ケーシング（20a）内の油溜まり（20b）に流入する。油溜まり（20b）内の油は、第２導油管（72）へ流出して油クーラ（80）で冷却された後に動力回収機構（40）の本体部（41）へ流入する。動力回収機構（40）では、油のエネルギーが圧縮機構（20）の駆動動力として回収される。動力回収機構（40）で動力が回収されて減圧した油は、油流出ポート（44a）よりケーシング（40a）内へ流出する。この油は、油溜め（40b）内に溜まり込んで油抜き管（98）を通じて第３導油管（73）へ流出する。
【０１１３】
第３導油管（73）を流れる低温の油は、吸入ライン（17）で冷媒と混合し、圧縮機構（20）へ吸入される。以上のような油インジェクション動作により、圧縮機構（20）では、冷媒が低温の油に冷却されながら圧縮される。その結果、上述した等温圧縮の効果により、圧縮機構（20）での冷媒の圧縮動力が軽減される。
【０１１４】
〈実施形態２の変形例２〉
実施形態２の変形例２に係る空気調和装置（10）は、圧縮ユニット（C）、油動力回収型膨張ユニット（E/O）、及びその周辺の冷媒回路（11）の構成が、上記実施形態２と異なるものである。以下には、上記実施形態２と異なる点について説明する。
【０１１５】
図１２に示すように、本変形例の圧縮ユニット（C）では、吸入管（22）及び吐出管（23）が圧縮機構（20）に直に接続されている。一方、圧縮ユニット（C）の圧縮ケーシング（20a）には、第１中継管（24a）と第２中継管（24b）が接続されている。
【０１１６】
第１中継管（24a）は、その始端が吸入ライン（17）と繋がり、その終端が圧縮ケーシング（20a）の内部に開口している。第２中継管（24b）は、その始端が圧縮ケーシング（20a）の内部に開口し、その終端が連絡管（29）を介して吸入管（22）と繋がっている。
【０１１７】
以上のように、本変形例の圧縮ユニット（C）の圧縮ケーシング（20a）の内部には、吸入ライン（17）を流出した低圧冷媒が導入される。これにより、圧縮ケーシング（20a）内は、冷媒回路（11）の低圧冷媒（吸入冷媒）で満たされて低圧雰囲気（Ｌｐ）となっている。つまり、本変形例の圧縮ユニット（C）は、いわゆる低圧ドーム式に構成されている。
【０１１８】
また、圧縮ケーシング（20a）には、その底部に均油管（91）の一端部が接続され、該一端部が圧縮ケーシング（20a）内の油溜まり（20b）に開口している。更に、上記連絡管（29）には、均圧管（90）の一端部が接続されている。
【０１１９】
一方、本変形例の油動力回収型膨張ユニット（E/O）のケーシング（40a）には、その底部に上記均圧管（92）の他端部が接続され、該他端部がケーシング（40a）内の油溜まり（40b）に開口している。また、ケーシング（40a）には、その胴部に上記均圧管（90）の他端部が接続され、該他端部がケーシング（40a）の内部に開口している。また、油動力回収型膨張ユニット（E/O）では、第２導油管（72）の終端が連絡管（29）に接続されている。
【０１２０】
以上のようにして、油動力回収型膨張ユニット（E/O）のケーシング（40a）の内部は、均圧管（90）及び均油管（91）を介して、圧縮ケーシング（20a）の内部と連通している。これにより、油動力回収型膨張ユニット（E/O）のケーシング（40a）の内部は、圧縮ケーシング（20a）の内部と同様、低圧雰囲気（Ｌｐ）となっている。つまり、実施形態２の油動力回収型膨張ユニット（E/O）は、いわゆる低圧ドーム式に構成されている。
【０１２１】
この変形例の空気調和装置（10）の冷房運転時には、油分離器（60）で分離された油が、第１導油管（71）を流れる際に油クーラ（80）で冷却され、冷却後の油が動力回収機構（40）の本体部（41）へ流入する。動力回収機構（40）で動力が回収されて減圧した油は、第２導油管（72）を流出し、連絡管（29）へ流入する。
【０１２２】
一方、吸入ライン（17）を流出した冷媒は、第１中継管（24a）から圧縮ケーシング（20a）の内部に流入し、電動機（25）の周囲を通過する。この冷媒は、第２中継管（24b）より連絡管（29）へ流入する。
【０１２３】
連絡管（29）を流れる低温の油は、第２中継管（24b）を流出した冷媒と混合し、圧縮機構（20）へ吸入される。以上のような油インジェクション動作により、圧縮機構（20）では、冷媒が低温の油に冷却されながら圧縮される。その結果、上述した等温圧縮の効果により、圧縮機構（20）での冷媒の圧縮動力が軽減される。
【０１２４】
《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。実施形態３の冷媒回路（11）には、油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）が設けられている。
【０１２５】
図１３に示すように、油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）は、ケーシング（40a）内に、圧縮機構（20）と電動機（25）と膨張機構（30）と動力回収機構（40）とを収容して流体機械を構成している。ケーシング（40a）内では、その上部から下部へ向かって、膨張機構（30）、動力回収機構（40）、電動機（25）、及び圧縮機構（20）が順に配列されている。また、ケーシング（40a）の底部には、油溜まり（40b）が形成されている。
【０１２６】
膨張機構（30）及び圧縮機構（20）は、上記の各実施形態と同様に構成されている。また、動力回収機構（40）は、本体部（41）と出力軸（42）とを有している。出力軸（42）は、ケーシング（40a）内を軸方向に延びて形成されており、本体部（41）のピストン（50）と膨張機構（30）の可動部と圧縮機構（20）の可動部とを相互に連結している。また、出力軸（42）の下端部には、上記実施形態１と同様、油ポンプ（42c）が設けられている。油ポンプ（42c）で汲み上げられた油は、出力軸（42）内に形成された油通路を通じて、膨張機構（30）や圧縮機構（20）の軸受け等の摺動部へ適宜供給される。
【０１２７】
電動機（25）は、動力回収機構（40）の本体部（41）と膨張機構（30）との間に介設されて、出力軸（42）と連結している。油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）では、電動機（25）によって出力軸（42）が回転駆動される。また、膨張機構（30）の膨張室で膨張する冷媒の動力によって、膨張機構（30）のピストンが回転駆動され、これに伴い出力軸（42）が回転する。加えて、油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）では、動力回収機構（40）の油室（49）を流れる油によって、ピストン（50）が回転駆動され、これに伴い出力軸（42）が回転する。以上のような出力軸（42）の回転動力は、圧縮機構（20）の圧縮動力として利用される。
【０１２８】
油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）では、流入管（33）及び流出管（34）がケーシング（40a）を貫通して膨張機構（30）に直に接続されている。また、油流入管（43）及び油流出管（44）もケーシング（40a）を貫通して動力回収機構（40）の本体部（41）に直に接続されている。また、吸入管（22）が圧縮機構（20）に直に接続される一方、吐出管（23）は圧縮ケーシング（20a）内に開口している。そして、圧縮機構（20）は、その吐出ポート（27）が圧縮ケーシング（20a）内に開口している。以上のようにして、ケーシング（40a）の内部は、冷媒回路（11）の高圧冷媒（吐出冷媒）で満たされて高圧雰囲気（Ｈｐ）となっている。つまり、実施形態３の圧縮ユニット（C）は、いわゆる高圧ドーム式に構成されている。なお、実施形態３の油導入路（70）は、基本的に上記実施形態１と同様である。
【０１２９】
実施形態３の冷房運転時においても、第１四方切換弁（14）及び第２四方切換弁（15）が第１状態（図１に実線で示す状態）に設定され、冷媒回路（11）でいわゆる超臨界サイクルが行われる。
【０１３０】
油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）では、電動機（25）によって圧縮機構（20）が回転駆動され、圧縮機構（20）で冷媒が圧縮される。この冷媒は、油分離器（60）で油が分離された後、室外熱交換器（12）で放熱し、油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）の膨張機構（30）へ流入する。膨張機構（30）では、膨張室で高圧冷媒が膨張し、これによって出力軸（42）が回転駆動される。膨張機構（30）で膨張した冷媒は、室内熱交換器（13）で蒸発する。その結果、室内空気が冷やされて冷房が行われる。室内熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、圧縮機構（20）へ吸入されて再び圧縮される。
【０１３１】
また、実施形態３の冷房運転時には、油分離器（60）で分離された油が第１導油管（71）を流れて油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）の本体部（41）へ流入する。動力回収機構（40）では、油室（49）を流れる油のエネルギーによってピストン（50）が回転駆動され、これに伴い出力軸（42）が回転駆動される。以上のように、油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）では、膨張機構（30）と動力回収機構（40）との双方でエネルギー（動力）が回収され、この動力が圧縮機構（20）の圧縮動力として利用される。
【０１３２】
油室（49）で動力が回収されて減圧された油は、吸入ライン（17）へ流入して冷媒と混合し、圧縮機構（20）へ吸入される。以上のような油インジェクション動作により、圧縮機構（20）では、冷媒が低温の油に冷却されながら圧縮される。その結果、上述した等温圧縮の効果により、圧縮機構（20）での冷媒の圧縮動力が軽減される。
【０１３３】
−実施形態３の効果−
上記実施形態３では、動力回収機構（40）で回収した油の動力、つまり油のエネルギーと、膨張機構（30）で回収した冷媒のエネルギー（膨張動力）との双方を利用して圧縮機構（20）を駆動されているので、圧縮機構（20）の電動機（25）の負荷を大幅に低減でき、空気調和装置（10）の省エネルギー性の向上を図ることができる。
【０１３４】
また、上記実施形態３では、ケーシング（40a）の内部に、圧縮機構（20）と膨張機構（30）と動力回収機構（40）と電動機（25）とを一体的に収容して油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）を構成している。従って、冷媒を圧縮する機能と、冷媒を膨張する機能と、油のエネルギーを回収する機能とを有する流体機械をコンパクトに構成でき、設置スペースの削減、現地での据え付け作業の簡便化を図ることができる。
【０１３５】
また、上記実施形態３においても、低温の油を圧縮機構（20）へ積極的に送ることで、等温圧縮効果によって冷媒の圧縮動力を大幅に削減でき、しかも動力回収機構（40）で回収される動力も増大させて、空気調和装置（10）のシステム全体としての消費電力を効果的に低減することができる。
【０１３６】
〈実施形態３の変形例１〉
実施形態３の変形例１に係る空気調和装置（10）は、油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）、及びその周辺の冷媒回路（11）の構成が、上記実施形態３と異なるものである。以下には、上記実施形態３と異なる点について説明する。
【０１３７】
図１４に示すように、本変形例の油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）では、吸入管（22）及び吐出管（23）が圧縮機構（20）に直に接続されている。また、ケーシング（40a）には、冷媒戻し管（92）と冷媒送り管（93）と油戻し管（94）と油送り管（95）とが接続されている。
【０１３８】
冷媒戻し管（92）は、その始端が油分離器（60）の冷媒排出管（62）と繋がり、その終端がケーシング（40a）の内部に開口している。冷媒送り管（93）は、その始端がケーシング（40a）の内部に開口し、その終端が第１四方切換弁（14）の第１のポートと繋がっている。油戻し管（94）は、その始端が油分離器（60）の油排出管（63）と繋がり、その終端がケーシング（40a）内の油溜まり（40b）に開口している。油送り管（95）は、その始端が圧縮ケーシング（20a）内の油溜まり（20b）に開口し、その終端が油流入管（43）と繋がっている。
【０１３９】
以上のように、本変形例の油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）のケーシング（40a）の内部には、油分離器（60）で分離された高圧冷媒が、冷媒戻し管（94）を通じて導入される。これにより、ケーシング（40a）の内部は、冷媒回路（11）の高圧冷媒（吐出冷媒）で満たされて高圧雰囲気（Ｈｐ）となっている。つまり、本変形例の油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）は、いわゆる高圧ドーム式に構成されている。
【０１４０】
本変形例の油導入路（70）は、第１導油管（71）と第２導油管（72）と第３導油管（73）とを含んで構成されている。第１導油管（71）は、油排出管（63）と油戻し管（94）の間に接続され、第２導油管（72）は、油送り管（95）と油流入管（43）との間に接続され、第３導油管（73）は、油流出管（44）と吸入ライン（17）との間に接続されている。また、本変形例の油クーラ（80）は、第３導油管（73）に設けられている。
【０１４１】
この変形例の空気調和装置（10）の冷房運転時には、油分離器（60）で分離された油が、第１導油管（71）を通じてケーシング（40a）内の油溜まり（40b）に流入する。油溜まり（40b）内の油は、第２導油管（72）へ流出して動力回収機構（40）の本体部（41）へ流入する。動力回収機構（40）では、油のエネルギーが圧縮機構（20）の駆動動力として回収される。動力回収機構（40）で動力が回収されて減圧した油は、第３導油管（73）を流れる際に油クーラ（80）で冷却され、吸入ライン（17）へ流出する。
【０１４２】
吸入ライン（17）で冷媒と混合した低温の油は、圧縮機構（20）へ吸入される。以上のような油インジェクション動作により、圧縮機構（20）では、冷媒が低温の油に冷却されながら圧縮される。その結果、上述した等温圧縮の効果により、圧縮機構（20）での冷媒の圧縮動力が軽減される。
【０１４３】
〈実施形態３の変形例２〉
実施形態３の変形例２に係る空気調和装置（10）は、油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）、及びその周辺の冷媒回路（11）の構成が、上記実施形態３と異なるものである。以下には、上記実施形態３と異なる点について説明する。
【０１４４】
図１５に示すように、本変形例の油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）の内部には、圧縮機構（20）の吐出側に油分離機構（110）が設けられている。油分離機構（110）は、例えば遠心力等によって高圧冷媒中から油を分離する油分離手段を構成している。油分離機構（110）では、分離後の油が油排出ポート（111）から流出し、この油が油溜まり（40b）に回収される。また、油分離機構（110）では、油が分離された冷媒が冷媒排出ポート（112）からケーシング（40a）内に流出する。これにより、ケーシング（40a）の内部は、冷媒回路（11）の高圧冷媒（吐出冷媒）で満たされて高圧雰囲気（Ｈｐ）となっている。つまり、本変形例の油動力回収型膨張圧縮ユニット（C/E/O）は、いわゆる高圧ドーム式に構成されている。
【０１４５】
また、本変形例のケーシング（40a）には、始端が油溜まり（40a）に開口するように油送り管（95）が接続されている。また、本変形例の油導入路（70）では、油送り管（95）と油流入管（43）との間に第１導油管（71）が接続されている。
【０１４６】
この変形例の空気調和装置（10）の冷房運転時には、圧縮機構（20）から吐出された冷媒が直接的に油分離機構（110）へ送られる。油分離機構（110）で油が分離された冷媒は、電動機（25）の周囲を通過し、吐出管（23）を通じてケーシング（40a）の外部へ流出する。一方、油分離機構（110）で分離された油は、油溜まり（40b）に回収された後、油送り管（95）を通じて第１導油管（71）へ流出し、動力回収機構（40）の本体部（41）へ流入する。動力回収機構（40）では、油のエネルギーが圧縮機構（20）の駆動動力として回収される。動力回収機構（40）でエネルギーが回収されて減圧した油は、第２導油管（72）を流れる際に油クーラ（80）で冷却され、吸入ライン（17）へ流出する。
【０１４７】
吸入ライン（17）で冷媒と混合した低温の油は、圧縮機構（20）へ吸入される。以上のような油インジェクション動作により、圧縮機構（20）では、冷媒が低温の油に冷却されながら圧縮される。その結果、上述した等温圧縮の効果により、圧縮機構（20）での冷媒の圧縮動力が軽減される。
【０１４８】
《その他の実施形態》
上記の各実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【０１４９】
上述した各実施形態（各変形例も含む）において、油分離器（60）で冷媒中から分離した油を圧縮機構（20）の吸入側（即ち、低圧側）ではなく、圧縮機構（20）の圧縮行程の途中（即ち、中間圧側）へ供給するようにしても良い。
【０１５０】
例えば図１６は、上記実施形態１の空気調和装置（10）について、冷却後の油を圧縮機構（20）の圧縮途中へ供給するようにしたものである。この例では、圧縮機構（20）に中間ポート（99）が接続されている。中間ポート（99）は、その始端がケーシング（40a）の外部に臨んでいる一方、その終端が圧縮機構（20）の圧縮室の圧縮途中位置に開口している。また、この例では、油導入路（70）の第２導油管（72）の終端が、中間ポート（99）と繋がっている。
【０１５１】
そして、同図の例の空気調和装置（10）の冷房運転時には、油クーラ（80）で冷却された油が、第２導油管（72）及び中間ポート（99）を介して、圧縮機構（20）の圧縮途中へ供給される。このような油インジェクション動作を行うことで、圧縮機構（20）では、図１７に示すような冷凍サイクルが行われる。即ち、吸入ライン（17）より圧縮機構（20）へ吸入された低圧の冷媒は、図４のＡ点から圧縮されて昇温／昇圧されてＢ点に至る。そして、冷媒は、Ｂ点において、中間ポート（99）から導入された油と混合する。ここで、Ｂ点における冷媒は、Ａ点から既に圧縮（断熱圧縮）されて昇温されている。従って、この箇所に低温の油を導入することで、冷媒が油よりも低温になることを回避できる。これにより、その後の圧縮行程（Ｂ点→Ｃ点）では、冷媒が油によって加熱されて過熱圧縮となることを回避できる。従って、このような過熱圧縮に起因して、冷媒の圧縮動力の低減効果が損なわれるのを回避でき、いわゆる等温圧縮による冷媒の圧縮動力の低減効果（図１７に示すΔＳ）を充分に得ることができる。
【０１５２】
また、ケーシング（40a）内に動力回収機構（40）と発電機（45）とを収容して、油動力回収ユニットを構成するようにしても良い。即ち、上述した油動力回収型膨張ユニット（E/O）について、膨張機構（30）を省略して油動力回収ユニットを構成しても良い。
【０１５３】
また、上述した各実施形態では、油分離器（60）で分離した油を積極的に圧縮機構（20）へ供給し、いわゆる等温圧縮を行うものについて、本発明の動力回収機構（40）を適用するようにしている。しかしながら、例えば圧縮機構（20）から流出した油を、油戻し管を介して圧縮機構（20）の吸入側へ返送し、圧縮機構（20）の潤滑不良を防止するような冷媒回路について、この油戻し管に本発明の動力回収機構（40）を適用しても良い。このようにしても、高圧の油の運動エネルギーを動力回収機構（40）によって回収することができ、冷凍装置のＣＯＰを改善することができる。
【０１５４】
また、上述した各実施形態の動力回収機構（40）の本体部（41）は、ロータリ式の容積型流体機械で構成されている。しかしながら、本体部（41）を例えばスクロール式の容積型流体機械で構成しても良いし、例えば非容積型の流体機械（例えばタービン式の非容積型の流体機械）で構成するようにしても良い。また、上述の圧縮機構（20）や膨張機構（30）を他の形式の流体機械で構成しても良いのは勿論のことである。
【０１５５】
また、上述した各実施形態において、冷媒回路（11）に充填される冷媒として、他の冷媒を用いるようにしても良い。また、冷媒回路（11）の冷媒中に混在する油（冷凍機油）として他の油を用いるようにしても良い。
【０１５６】
また、上述した各実施形態では、室内の空調を行う空気調和装置（10）について本発明を適用しているが、例えば冷蔵庫や冷凍庫内を冷却する冷凍装置や、他の冷凍装置に本発明を適用しても良い。
【０１５７】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
以上説明したように、本発明は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】図１は、実施形態１に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。
【図２】図２は、動力回収機構を拡大した縦断面図である。
【図３】図３は、動力回収機構の内部を表した横断面図であり、ピストンの動作を示すものである。
【図４】図４は、本実施形態の理想的な冷凍サイクルを示すものであり、図４(Ａ)はＰ−ｈ線図を、図４(Ｂ)は、Ｐ−Ｖ線図を表したものである。
【図５】図５は、一般的な冷凍サイクルを示すものであり、図５(Ａ)はＰ−ｈ線図を、図５(Ｂ)は、Ｐ−Ｖ線図を表したものである。
【図６】図６は、油インジェクション量と、圧縮機構の動力との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、油インジェクション量と、ＣＯＰの改善率との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、実施形態１の変形例１に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。
【図９】図９は、実施形態１の変形例２に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。
【図１０】図１０は、実施形態２に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。
【図１１】図１１は、実施形態２の変形例１に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。
【図１２】図１２は、実施形態２の変形例２に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。
【図１３】図１３は、実施形態３に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。
【図１４】図１４は、実施形態３の変形例１に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。
【図１５】図１５は、実施形態３の変形例２に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。
【図１６】図１６は、その他の実施形態に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。
【図１７】図１７は、その他の実施形態の理想的な冷凍サイクルを示すものであり、図１７(Ａ)はＰ−ｈ線図を、図１７(Ｂ)は、Ｐ−Ｖ線図を表したものである。
【符号の説明】
【０１６０】
10    空気調和装置（冷凍装置）
11    冷媒回路
20    圧縮機構（駆動対象）
25    電動機
30    膨張機構
40    動力回収機構
40a   ケーシング
42    出力軸
45    発電機（駆動対象）
50    ピストン（可動部）
【図１】
0005115355.tif 000002
【図２】
0005115355.tif 000003
【図３】
0005115355.tif 000004
【図４】
0005115355.tif 000005
【図５】
0005115355.tif 000006
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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