JP4864689B2 - 流体機械およびランキンサイクル - Google Patents

Description

本発明は、作動流体中の潤滑油を分離して潤滑が必要な部位に供給する流体機械およびランキンサイクルに関する。

従来の流体機械は、膨張機、凝縮器、冷媒ポンプ、蒸気発生器、および油分離装置からなるランキンサイクルにおいて、油分離装置の油溜め部に配管を介して高熱源を導入する熱交換器を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。そして、油溜め部における液冷媒を含んだ油は、熱交換器に導入される高熱源の供給量を制御することによって適切に過熱され、油に溶け込んでいる液冷媒が蒸発して油分の多い良好な潤滑油が、油配管を介して膨張機に供給されることになる。
特開昭５８−３２９０８号公報

しかしながら、上記従来の油分離技術は、冷媒と油とを分離するために、熱交換器や、高熱源の供給量を適切に調整する制御を必要とするものであり、装置を構成する部品数が多くなり、この装置のための設置空間およびコストを多く要するという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、摺動部に潤滑油を供給するための構成および方法を簡単化した流体機械およびランキンサイクルを提供することを目的とする。

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。請求項１に係る流体機械の発明は、サイクル内を循環した後、加熱されて気相状態となった作動流体を膨張する流動手段（１１０）と、作動流体がサイクル内を循環する際に作動流体から潤滑油を分離する分離手段と、分離手段により分離された潤滑油が導かれて貯留される貯油手段（１０１）と、作動流体の流れにより貯油手段（１０１）に蓄えられた潤滑油を流動手段（１１０）の摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）に導く潤滑油供給路（１０２）と、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を調整するように制御される摺動面圧調整手段（１１７）と、を備える。

摺動面圧調整手段（１１７）は、流動手段（１１０）の高圧部（１１４）と低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）とを連通させる連通路（１１６）を開閉する開閉手段（１１７）を含み、
開閉手段（１１７）によって連通路（１１６）が開かれて高圧部（１１４）と低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）とが連通することにより、作動流体が高圧部（１１４）側から低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）側に流れて分離手段によって作動流体から前記潤滑油が分離するとともに、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧が流動手段（１１０）の通常運転時よりも低減された状態で作動流体が流動し、その後、開閉手段（１１７）によって連通路（１１６）が閉じられて摺動面圧の低減が解除されることを特徴とする。

この発明によれば、開閉手段による摺動面圧の制御によって摺動部に潤滑油が供給されるので、摺動部に潤滑油を供給するために複雑な制御を必要とせず、簡単な構成の装置を提供できる。さらに、流動手段の高圧部と低圧部を結ぶ連通路を開閉手段により連通させた状態で、作動流体を流動させることにより、摺動面圧の低減を複雑な制御を必要とせず、簡単な構成で実施することができる。

請求項２の発明によると、請求項１に記載の発明において、分離手段（１４４）は遠心力を利用して作動流体中の潤滑油を分離する遠心式分離装置で構成することを特徴とする。この発明によれば、遠心式分離装置によって分離することにより、遠心力を用いて密度の小さいガスを下流側に流出させ、ガスよりも密度の大きい油を外側に飛ばして滴下させるので、回転機構を利用した簡単な構成によって油分離の精度を高めることができる。

請求項３の発明によると、請求項１または請求項２に記載の発明において、貯油手段（１０１）に潤滑油があることを検出するオイル検知手段（１４８）を備えることを特徴とする。この発明によれば、貯油手段に潤滑油があることを検知し、これを油分離制御に活用することができるので、摺動面圧調整手段の制御や開閉手段による連通路の開閉制御をより的確に実行できたり、摺動部への潤滑油の供給をより確実に実行できたりして無駄な油分離制御の実行を排除することができる。

請求項４の発明によると、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、開閉手段（１１７）の作動を制御し、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、制御手段（５２）は、流動手段（１１０）の起動時にエンジン（１０）の冷却水温が所定温度を超えているときは摺動面圧低減モードを開始することを特徴とする。

この発明によれば、潤滑に適した潤滑油を確保するために、適切な冷媒状態のときに摺動面圧低減モードを実行する流体機械を提供できる。換言すれば、エンジンの冷却水温が所定温度を超えているときは、潤滑に適した粘度の高い潤滑油を分離することができるので、摺動部の磨耗防止効果が向上するとともに、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行する流体機械を提供できる。

請求項５の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、開閉手段（１１７）の作動を制御し、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、制御手段（５２）は、流動手段（１１０）の運転時に内部を流れる作動流体の循環量が所定量を超えると摺動面圧低減モードを終了することを特徴とする。

この発明によれば、潤滑油を摺動部に十分満たしてから摺動面圧低減モードを終了する流体機械を提供できる。

請求項６の発明によると、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、開閉手段（１１７）の作動を制御し、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、制御手段（５２）は、エンジン（１０）の停止後に、イグニッションスイッチがオンされてからの流動手段（１１０）の起動回数が所定回数以上に達したときは、摺動面圧低減モードを実行しないことを特徴とする。

この発明によれば、潤滑油が摺動部に行き渡ってまだ留まっている場合に摺動面圧低減モードを実行しないようにすることができ、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行する流体機械を提供できる。

請求項７の発明によると、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、開閉手段（１１７）の作動を制御し、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、制御手段（５２）は、前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えていないときに流動手段（１１０）が起動されたときは、摺動面圧低減モードを実行しないことを特徴とする。

この発明によれば、潤滑油が摺動部からまだ流出しないで留まっている場合に摺動面圧低減モードを実行しないようにすることができ、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行する流体機械を提供できる。

請求項８の発明によると、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、開閉手段（１１７）の作動を制御し、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する第１の摺動面圧低減モードおよび第２の摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、制御手段（５２）は、エンジン（１０）の停止後に、イグニッションスイッチがオンされてからの流動手段（１１０）の起動回数が所定回数より少ないときは第１の摺動面圧低減モードを実行し、所定回数以上に達したときは第１の摺動面圧低減モード時よりも内部を流れる作動流体の循環量を少なくする第２の摺動面圧低減モードを実行することを特徴とする。

この発明によれば、例えばエンジンが起動されてからの流動手段の起動回数が所定回数より少ないときは、潤滑油が摺動部に十分に行き渡るように作動流体を循環させ、所定回数以上であるときは流体機械内部にある潤滑油が摺動部に行き渡るだけの摺動面圧低減モードを実行するので、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行する流体機械を提供できる。

請求項９の発明によると、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、開閉手段（１１７）の作動を制御し、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する第１の摺動面圧低減モードおよび第２の摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、制御手段（５２）は、前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えているときに流動手段（１１０）が起動されたときは第１の摺動面圧低減モードを実行し、所定時間を越えていないときに流動手段（１１０）が起動されたときは第１の摺動面圧低減モード時よりも内部を流れる作動流体の循環量を少なくする第２の摺動面圧低減モードを実行することを特徴とする。

この発明によれば、流動手段が起動されたときが、前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えているときは潤滑油が摺動部に十分に行き渡るように作動流体を循環させ、所定時間を越えていないときは膨張機内にある潤滑油が摺動部に行き渡るだけの摺動面圧低減モードを実行するので、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行する流体機械を提供できる。

請求項１０に係るランキンサイクルの発明は、作動流体を圧送するポンプ（１３０）と、ポンプ（１３０）によって圧送された作動流体を加熱して気相状態にする加熱器（４２）と、加熱器（４２）から流出した作動流体を膨張させることによって駆動力を発生する膨張機（１１０）と、膨張機（１１０）から流出した作動流体を凝縮させる凝縮器（３２）と、作動流体がサイクル内を循環する際に作動流体から潤滑油を分離する分離手段と、分離手段により分離された潤滑油が導かれて貯留される貯油手段（１０１）と、作動流体の流れにより貯油手段（１０１）に蓄えられた潤滑油を膨張機（１１０）の摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）に導く潤滑油供給路（１０２）と、流動手段（１１０）の高圧部（１１４）と低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）とを連通させる連通路（１１６）を開閉して摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を調整する開閉手段（１１７）と、ポンプ（１３０）および開閉手段（１１７）の作動を制御する制御手段（５２）と、を備えている。

さらに、当該制御手段（５２）は、開閉手段（１１７）によって連通路（１１６）を開いて高圧部（１１４）と低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）とを連通することにより、作動流体が高圧部（１１４）側から低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）側に流れて分離手段によって作動流体から潤滑油を分離するとともに、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を膨張機（１１０）の通常運転時よりも低減させた状態でポンプ（１３０）を作動させ、その後、開閉手段（１１７）によって連通路（１１６）を閉じて摺動面圧の低減を止めることを特徴とする。

この発明によれば、開閉手段による摺動面圧の制御によって、膨張機の摺動部に潤滑油が供給されるので、摺動部に潤滑油を供給するために複雑な制御を必要とせず、簡単な構成の油供給技術を備えたランキンサイクルを提供できる。さらに、膨張機の高圧部と低圧部を結ぶ連通路を開閉手段により連通させた状態で、ポンプを作動して作動流体を流動させることにより、摺動面圧の低減を複雑な制御を必要とせず、簡単な構成で実施することができる。

請求項１１の発明によると、請求項１０に記載の発明において、分離手段（１４４）は遠心力を利用して作動流体中の潤滑油を分離する遠心式分離装置で構成することを特徴とする。この発明によれば、遠心力を用いて密度の小さいガスを下流側に流出させガスよりも密度の大きい油を外側に飛ばして滴下させるので、簡単な構成によって油分離の精度を高めることができる。

請求項１２の発明によると、請求項１０または請求項１１に記載の発明において、貯油手段（１０１）に潤滑油があることを検出するオイル検知手段（１４８）を備えることを特徴とする。この発明によれば、摺動部への潤滑油の供給をより確実に行うことができ、また無駄な油分離制御の実行を低減することもできる。

請求項１３の発明によると、請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の発明において、膨張機（１１０）によって発生した駆動力で作動される回転電機手段（１２０、１２０Ａ）を備え、回転電機手段（１２０、１２０Ａ）と膨張機（１１０）とを一体化して形成することを特徴とする。この発明によれば、流体機械を構成するためのスペースを小型化することができる。また、回転電機手段の回転力を利用して油の分離を行うことができる。さらに、分離手段を遠心式分離装置で構成した場合には、回転電機手段の回転力を遠心式分離装置の遠心力に利用することができる。

請求項１４の発明によると、請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載の発明において、膨張機（１１０）の作動流体吐出側にポンプ（１３０）を膨張機（１１０）と一体化して設けることを特徴とする。この発明によれば、ポンプを備えた膨張機を構成するためのスペースを小型化することができる。

請求項１５の発明によると、請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の発明において、制御手段（５２）は、膨張機（１１０）の起動時にエンジン（１０）の冷却水温が所定温度を超えているときは摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを開始することを特徴とする。

この発明によれば、潤滑に適した潤滑油を確保するために、適切な冷媒状態のときに摺動面圧低減モードを実行するランキンサイクルを提供できる。換言すれば、エンジンの冷却水温が所定温度を超えているときは、潤滑に適した粘度の高い潤滑油を分離することができるので、摺動部の磨耗防止効果が向上するとともに、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行するランキンサイクルを提供できる。

請求項１６の発明によると、請求項１０から請求項１５のいずれか一項に記載の発明において、制御手段（５２）は、膨張機（１１０）の起動時に内部を流れる作動流体の循環量が所定量を超えると摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを終了することを特徴とする。

この発明によれば、潤滑油を摺動部に十分満たしてから摺動面圧低減モードを終了するランキンサイクルを提供できる。

請求項１７の発明によると、請求項１０から請求項１６のいずれか一項に記載の発明において、制御手段（５２）は、エンジン（１０）の停止後に、イグニッションスイッチがオンされてからの膨張機（１１０）の起動回数が所定回数以上であるときは、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行しないことを特徴とする。

この発明によれば、潤滑油が摺動部に行き渡ってまだ留まっている場合に摺動面圧低減モードを実行しないようにすることができ、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行するランキンサイクルを提供できる。

請求項１８の発明によると、請求項１０から請求項１６のいずれか一項に記載の発明において、制御手段（５２）は、前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えていないときに膨張機（１１０）が起動されたときは、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行しないことを特徴とする。

この発明によれば、潤滑油が摺動部からまだ流出しないで留まっている場合に摺動面圧低減モードを実行しないようにすることができ、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行するランキンサイクルを提供できる。

請求項１９の発明によると、請求項１０から請求項１６のいずれか一項に記載の発明において、制御手段（５２）は、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する第１の摺動面圧低減モードおよび第２の摺動面圧低減モードを実行するように構成されており、エンジン（１０）の停止後に、イグニッションスイッチがオンされてからの膨張機（１１０）の起動回数が所定回数より少ないときは第１の摺動面圧低減モードを実行し、所定回数以上であるときは第１の摺動面圧低減モード時よりも内部を流れる前記作動流体の循環量を少なくする第２の摺動面圧低減モードを実行することを特徴とする。

この発明によれば、例えばエンジンが起動されてからの膨張機の起動回数が所定回数より少ないときは、潤滑油が摺動部に十分に行き渡るように作動流体を循環させ、所定回数以上であるときは膨張機内にある潤滑油が摺動部に行き渡るだけの摺動面圧低減モードを実行するので、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行するランキンサイクルを提供できる。

請求項２０の発明によると、請求項１０から請求項１６のいずれか一項に記載の発明において、制御手段（５２）は、摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する第１の摺動面圧低減モードおよび第２の摺動面圧低減モードを実行するように構成されており、前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えているときに膨張機（１１０）が起動されたときは第１の摺動面圧低減モードを実行し、所定時間を越えていないときに膨張機（１１０）が起動されたときは第１の摺動面圧低減モード時よりも内部を流れる作動流体の循環量を少なくする第２の摺動面圧低減モードを実行することを特徴とする。

この発明によれば、膨張機が起動されたときが、ランキンサイクルの前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えているときは潤滑油が摺動部に十分に行き渡るように作動流体を循環させ、所定時間を越えていないときは膨張機内にある潤滑油が摺動部に行き渡るだけの摺動面圧低減モードを実行するので、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行するランキンサイクルを提供できる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
本実施形態は、本発明の流体機械の一例として冷媒ポンプ一体型の膨張発電機（以下、ポンプ膨張発電機とする）１００を採用して説明する。このポンプ膨張発電機１００は、車両用の冷凍サイクル３０の凝縮器３２および気液分離器３３が共用されるランキンサイクル４０に使用するものとする。ポンプ膨張発電機１００は、流動手段としての膨張機１１０、膨張機１１０によって駆動され被駆動部であり電動機および発電機としてのモータジェネレータ１２０、冷媒ポンプ１３０が一体化して形成された構成である。

本実施形態について図１、図２、図４、および図５を用いて以下に説明する。図１は全体のシステム構成を示している。冷凍サイクル３０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あり、圧縮機３１、凝縮器３２、気液分離器３３、減圧器３４、および蒸発器３５が順次環状に接続されることにより形成されている。

圧縮機３１は、駆動ベルト１２、プーリ３１ａ、電磁クラッチ３１ｂを介して車両のエンジン１０の駆動力が伝達されて作動し、冷凍サイクル３０内の冷媒を高温高圧に圧縮するものである。凝縮器３２は圧縮機３１で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３３は凝縮器３２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。また、ファン３２ａは車室外空気を凝縮器３２に冷却風をとして供給する。

減圧器３４は、気液分離器３３で分離された液相冷媒を減圧膨脹させる膨張弁である。蒸発器３５は、減圧器３４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、空調ケース３０ａ内に配設されている。そして、送風機３５ａによって空調ケース３０ａ内に取り込まれる外気または内気は、蒸発器３５の周囲を通過して冷却されて空調空気として車室内に供給される。

ランキンサイクル４０は、エンジン１０で発生した廃熱から膨張機１１０にて発生される駆動力としてのエネルギーを回収するものであり、冷凍サイクル３０に対して、凝縮器３２、気液分離器３３が共用されて形成されている。ランキンサイクル４０は、凝縮器３２と気液分離器３３とをバイパスするバイパス流路４１を有し、このバイパス流路４１の気液分離器３３寄りから順に冷媒ポンプ１３０、加熱器４２、膨張機１１０を備え、さらに膨張機１１０に凝縮器３２が繋がることにより形成されている。

冷媒ポンプ１３０は、ランキンサイクル４０における作動流体である冷媒を加熱器４２側へ圧送して循環させる。ランキンサイクル４０内の冷媒は、冷凍サイクル３０内の冷媒と同一のものである。加熱器４２は、冷媒ポンプ１３０から圧送される冷媒と、エンジン１０に設けられた温水回路２０内を循環するエンジン冷却水（温水）との間で熱交換することにより、冷媒を加熱し、過熱蒸気冷媒とする熱交換器である。

温水回路２０には、エンジン冷却水を循環させる電動式の水ポンプ２１、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ラジエータ２２、およびエンジン冷却水を加熱源として空調空気を加熱するヒータコア２３が設けられている。また、ラジエータ２２には、ラジエータバイパス流路２２ａが設けられ、エンジン冷却水の温度に応じて弁部が開閉するサーモスタット２２ｂによってラジエータ２２を流通するエンジン冷却水流量が調節されるように構成されている。ヒータコア２３は、蒸発器３５とともに空調ケース３０ａ内に配設されており、空調空気は、蒸発器３５とヒータコア２３とによって乗員が設定する設定温度に調整される。

膨張機１１０は、加熱器４２から流出される過熱蒸気冷媒の膨張により、駆動力を発生する。通電制御回路５０は、冷凍サイクル３０、ランキンサイクル４０内の各種機器の作動を制御し、インバータ５１、および制御手段としての制御機器５２を有している。インバータ５１と制御機器５２の両者間においては、制御信号の授受が可能となっている。

インバータ５１は、モータジェネレータ１２０の作動を制御するものであり、モータジェネレータ１２０を電動機として作動させる時に、車両用のバッテリ１１からモータジェネレータ１２０に供給する電力を制御する。また、インバータ５１は、バッテリ１１における充電状態を把握しつつ、モータジェネレータ１２０が膨張機１１０の駆動力によって発電機として作動される時に、発電される電力をバッテリ１１に充電する。

制御機器５２は、インバータ５１の作動を制御するとともに、冷凍サイクル３０およびランキンサイクル４０を作動させる際に電磁クラッチ、ファン３２ａ、膨張機１１０内の均圧弁１１７等を併せて制御する。また、制御機器５２には電源スイッチ、例えばイグニッションスイッチ５３が接続されており、イグニッションスイッチ５３がＯＦＦされるとバッテリ１１からの電力供給が停止され、制御機器５２はもとより、インバータ５１、冷凍サイクル３０、ランキンサイクル４０の作動が停止される。

次に、ポンプ膨張発電機１００の構成について図２を用いて説明する。ポンプ膨張発電機１００は、膨張機１１０と、モータジェネレータ１２０と、冷媒ポンプ１３０とが同軸上で連結され、一体的に形成されている。

膨張機１１０は、スクロール型圧縮機構であり、具体的には、膨張機ハウジング１１１の内部に形成され、高圧部としての高圧室１１４、流入ポート１１５、固定スクロール１１２、摺動部としての旋回スクロール１１３、低圧部としての低圧室１１３ｅ、開閉手段としての均圧弁１１７等を有している。膨張機ハウジング１１１は、フロントハウジング１１１ａと、固定スクロール１１２の外周部と、シャフトハウジング１１１ｂとが順に並ぶように接続されて形成されている。

高圧室１１４は、高圧部に対応する空間部であり、フロントハウジング１１１ａと固定スクロール１１２の基板部１１２ａとの間に形成され、ここに流入する加熱器４２からの高温、高圧の冷媒、つまり過熱蒸気冷媒の脈動を吸収するように構成されている。また、高圧室１１４には、加熱器４２に接続される高圧ポート１１１ｃが設けられている。

流入ポート１１５は、固定スクロール１１２の基板部１１２ａの中心部に穴を形成するように設けられたポートである。流入ポート１１５は、固定スクロール１１２および旋回スクロール１１３によって形成される作動室Ｖのうち、最小体積となる作動室Ｖと高圧室１１４とを連通させるものであり、高圧室１１４に導入された過熱蒸気冷媒は、流入ポート１１５を介して作動室Ｖに導かれる。

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を有している。旋回スクロール１１３は、摺動部に対応し、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を有している。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って、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、縮小するように構成されている。

高圧室１１４と旋回スクロール１１３とは、固定スクロール１１２の基板部１１２ａによって仕切られている。また、旋回スクロール１１３とシャフトハウジング１１１ｂとの間には、旋回スクロール１１３の滑らかな旋回運動を助ける摺動部としての摺動プレート１１３ｃが介在している。

旋回スクロール１１３にはシャフト１１８が連結されている。すなわち、シャフト１１８は、シャフトハウジング１１１ｂに固定された軸受け１１８ｂによって回転可能に支持されており、一方側の長手方向端部に回転中心軸に対して偏心したクランク部１１８ａを有するクランクシャフトとして形成されている。そして、このクランク部１１８ａが、ベアリング１１３ｄを介して旋回スクロール１１３に連結されている。

さらに、旋回スクロール１１３とシャフトハウジング１１１ｂとの間には自転防止機構１１９が設けられている。自転防止機構１１９は、シャフト１１８が１回転する間に旋回スクロール１１３がクランク部１１８ａ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１１８が回転すると、旋回スクロール１１３は、自転せずにシャフト１１８の回転中心軸周りを公転旋回することになる。そして、作動室Ｖは、モータジェネレータ１２０からの駆動力、つまりシャフト１１８の回転に伴って、さらには、加熱器４２からの過熱蒸気冷媒の膨張によって、旋回スクロール１１３の中心側から外径側に変位するほど、その体積が拡大するように変化する。

旋回スクロール１１３の歯部１１３ｂの外周側と固定スクロール１１２の外周側との間の空間は、膨張されて低圧となった冷媒が流入する低圧室１１３ｅとして形成されている。

膨張機１１０から凝縮器３２に接続される低圧ポート１２１ａは、モータハウジング１２１の上方で、冷媒ポンプ１３０寄りに設けられている。低圧ポート１２１ａの反対側となるモータハウジング１２１の側方には、膨張機１１０の両スクロール１１２、１１３の低圧側、換言すれば、スクロールの外周側から、上方に向けて伸長し、モータハウジング１２１内の上部に繋がる流体通路としての吐出ガス通路１１１ｄが設けられている。したがって、低圧ポート１２１ａと膨張機１１０の低圧側（スクロールの外周側）との間は、吐出ガス通路１１１ｄと、モータハウジング１２１内の空間とによって連通されている。

均圧弁１１７は、高圧室１１４と低圧室１１３ｅとを連通させる連通路１１６を開閉する開閉手段である。連通路１１６は、ここでは固定スクロール１１２の基板部１１２ａの外周側で貫通されて、作動室Ｖを迂回するとともに、高圧室１１４と低圧室１１３ｅとを直接連通させる貫通穴として形成されている。摺動プレート１１３ｃなどの摺動部の摺動面圧を調整するように制御される摺動面圧調整手段は、少なくとも均圧弁１１７から構成される。

均圧弁１１７は、背圧室１１７ｂ側にバネ１１７ｃを介在させた弁体１１７ａと、所定の通路抵抗を有して背圧室１１７ｂと高圧室１１４とを連通させる抵抗手段としての絞り１１７ｄと、背圧室１１７ｂ側と連通して低圧室１１３ｅ側を開閉することで背圧室１１７ｂ内の圧力を調整する電磁弁１１７ｅとから構成されている。

電磁弁１１７ｅの開閉は、制御機器５２からの電気信号、例えば通電、通電遮断によって制御される。本実施形態においては、制御機器５２から電磁弁１１７ｅへの通電が遮断されると、電磁弁１１７ｅは開状態となるように構成している。そして、背圧室１１７ｂと低圧室１１３ｅが連通して背圧室１１７ｂの圧力が低圧室１１３ｅ側に抜けることにより、背圧室１１７ｂの圧力が高圧室１１４よりも低下して高圧室１１４側の圧力によって弁体１１７ａがバネ１１７ｃを押し縮めるように変位して、弁体１１７ａと固定スクロール１１２の基板部１１２ａとの間に隙間が生じ、連通路１１６が開かれることになる。このように均圧弁１１７は、冷媒が作動室Ｖを迂回して高圧室１１４と低圧室１１３ｅとの間を流動するようにするバイパス弁として機能する。

そして、ランキンサイクル４０の起動時などに連通路１１６を開いた状態で、冷媒を循環させると、冷媒加熱機と膨張機１１０の入口との間に配管に残った液冷媒が戻ってくるが、連通路１１６を開いているので大半は連通路１１６側を通過し、高圧室１１４から低圧室１１３ｅに流入する。このため、冷媒の一部は作動室Ｖへ流入するが、高圧室１１４と低圧室１１３ｅの差圧がほとんどないため荷重が小さく、摺動部の面圧が低減し、摺動部へのダメージを防止することができる。さらに運転を続けると、冷媒は完全に蒸発して戻ってくる。

逆に、制御機器５２から電磁弁１１７ｅへの通電があると、電磁弁１１７ｅは閉状態となるように構成している。そして、背圧室１１７ｂと低圧室１１３ｅとの連通が遮断されて、高圧室１１４の圧力が絞り１１７ｄを介して背圧室１１７ｂにかかり、バネ１１７ｃのバネ力によって弁体１１７ａが基板部１１２ａ側に変位して、弁体１１７ａと基板部１１２ａとの間に隙間がなくなり、連通路１１６が閉じられることになる。

本発明の被駆動部または回転電機手段であるモータジェネレータ１２０は、ステータ１２２およびステータ１２２内で回転するロータ１２３等から成るもので、シャフトハウジング１１１ｂに固定されるモータハウジング１２１内に収容されている。ステータ１２２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１２１の内周面に固定されている。ロータ１２３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１２４に固定されている。モータ軸１２４の一端側は、膨張機１１０のシャフト１１８に接続されており、他端側は、直径が細くなるように形成されて冷媒ポンプ１３０のポンプ軸１３２に接続されている。

そして、モータジェネレータ１２０は、ランキンサイクル４０の起動時において、バッテリ１１からインバータ５１を介してステータ１２２に電力が供給されることにより、ロータ１２３が回転して膨張機１１０、および冷媒ポンプ１３０を駆動する電動機として作動する。また、モータジェネレータ１２０は、膨張機１１０の膨張時に発生した駆動力によってロータ１２３を回転させるトルクが入力されると、冷媒ポンプ１３０を駆動するとともに、膨張機１１０での発生駆動力が冷媒ポンプ１３０用の駆動力を超えた時に、電力を発生させるジェネレータ（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５１を介してバッテリ１１に充電されるようになっている。

冷媒ポンプ１３０は、ローリングピストン型のポンプであって、モータジェネレータ１２０の反膨張機側に配設されて、モータハウジング１２１に固定されるポンプハウジング１３１内に収容されている。また、冷媒ポンプ１３０は、ポンプハウジング１３１の内部に形成されるシリンダ１３３ａ、ロータ１３４等を有している。シリンダ１３３ａは、シリンダブロック１３３の中心部において断面円形の穴を形成するように設けられている。

ポンプ軸１３２は、モータ軸１２４と接続されており、シリンダブロック１３３を挟み込む端板１３７に固定された軸受け１３２ｂ、１３２ｃによって回転可能に支持されている。ポンプ軸１３２には、このポンプ軸１３２に対して偏心した円形のカム部１３２ａが形成されており、このカム部１３２ａの外周側には扁平円筒状のロータ１３４が装着されている。ロータ１３４の外径は、シリンダ１３３ａの内径より小さく設定されてシリンダ１３３ａ内に挿入されており、ロータ１３４はカム部１３２ａによってシリンダ１３３ａ内を公転する。

また、ロータ１３４の外周部にはロータ１３４の半径方向に摺動可能として、中心側に押圧されてロータ１３４に当接するベーン１３５が設けられている。そして、シリンダ１３３ａ内において、ロータ１３４およびベーン１３５によって囲まれる空間がポンプ作動室Ｐとして形成されている。

シリンダブロック１３３には、ベーン１３５に近接してこのベーン１３５を挟むようにシリンダ１３３ａ内に連通する冷媒流入部１３３ｂ、および冷媒流出部（図示せず）が設けられている。冷媒流入部１３３ｂはポンプハウジング１３１を貫通する吸入ポート１３１ａに接続されている。冷媒流出部は吐出弁１３３ｃを介して、ポンプハウジング１３１とシリンダブロック１３３または端板１３７との間に形成される高圧室１３６に連通している。そして、高圧室１３６はポンプハウジング１３１のモータジェネレータ１２０側となる側壁に形成された吐出ポート１３１ｂに繋がっている。

この冷媒ポンプ１３０においては、冷媒は、ロータ１３４の公転作動によって吸入ポート１３１ａ、冷媒流入部１３３ｂからポンプ作動室Ｐに流入され、冷媒流出部、吐出弁１３３ｃ、高圧室１３６を経て吐出ポート１３１ｂから吐出される。

ポンプ膨張発電機１００は、その内部を作動流体である冷媒とともに循環する潤滑油を溜め、さらに、その潤滑油の粘度を高めて摺動部に供給するための分離手段を備えている。

この分離手段は、以下のように作動流体から潤滑油を分離する各構成要素から構成されている。すなわち、作動流体である過熱蒸気冷媒は高圧室１１４と低圧室１１３ｅとを連通させる連通路１１６を均圧弁１１７によって連通させた状態で、サイクル内を循環させられると、この作動流体の大半は、吐出ガス通路１１１ｄを通り、流速を落としながらモータハウジング１２１内の内壁面に衝突することにより、冷媒から潤滑油が分離されることになる。このように分離された潤滑油は自重によって下降し、モータジェネレータ１２０のステータ１２２やロータ１２３の巻線などを通過して、貯油手段としてのオイル溜め部１０１に溜められるものである。

オイル溜め部１０１は、膨張機１１０の上方で、かつモータジェネレータ１２０の下方部に設けられ、冷媒から分離された潤滑油を溜めるものである。このオイル溜め部１０１は、シャフトハウジング１１１ｂにおいて、モータジェネレータ１２０のステータ１２２の下端よりもさらに下側に、つまり膨張機１１０の摺動部としての摺動プレート１１３ｃ側に近接するように掘り込まれた溝状部として形成されている。

オイル溜め部１０１と摺動プレート１１３ｃとの間は、仕切り部１０１ａが形成されており、この仕切り部１０１ａの肉厚は、シャフトハウジング１１１ｂ全般の肉厚よりも薄く形成されている。そして、仕切り部１０１ａに、オイル溜め部１０１の底部から摺動プレート１１３ｃの上側に連通する通路としてオイル通路１０２が形成されている。オイル通路１０２は、オイル溜め部１０１で溜められた潤滑油を摺動部である摺動プレート１１３ｃなど、循環が必要な部位に行き渡らせるための潤滑油供給路である。

また、一体化して形成されたシャフト１１８、モータ軸１２４、ポンプ軸１３２の内部には、クランク部１１８ａの長手方向端部からカム部１３２ａの外周部に連通する通路としてシャフト通路１０３が形成されている。そして、シャフト通路１０３内でカム部１３２ａの外周部に近接する位置には、所定の通路抵抗を有する抵抗手段としてのオリフィス１０４が設けられている。

次に、本実施形態におけるポンプ膨張発電機１００の運転制御における手順について図４に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、制御機器５２は、ステップＳ１００で発電の要求、換言すればランキンサイクルの作動許可があるか否かを判断する。ここでは発電の要求はインバータ５１が把握するバッテリ１１の充電状態から判断するようにしており、現在の充電量が所定充電量以下であると、発電の要求ありと判断される。制御機器５２は、ステップＳ１００で発電の要求ありと判断すると、バイパス弁としての電磁弁１１７ｅを開く処理を行う。具体的には電磁弁１１７ｅへの通電を遮断して、電磁弁１１７ｅを開くことで弁体１１７ａを背圧室１１７ｂ側に摺動させて、連通路１１６を開く（以上、ステップＳ１１０）。

そして、制御機器５２は、モータジェネレータ１２０を電動機として作動させ、モータジェネレータ１２０によって冷媒ポンプ１３０、膨張機１１０が作動し、ランキンサイクル４０が起動され、冷媒循環モードに入る（ステップＳ１２０）。そして、冷媒は、冷媒ポンプ１３０によって気液分離器３３から吸引されて加熱器４２に圧送された後、膨張機１１０に流入される。このとき、連通路１１６を開いた状態としているので、冷媒は作動室Ｖを迂回して高圧室１１４から直接、低圧室１１３ｅに流入してモータハウジング１２１内の吐出ガス通路１１１ｄを通り、低圧ポート１２１ａから流出され、さらに凝縮器３２を経て気液分離器３３に至る。さらに運転を続けると、冷媒は完全に蒸発して戻ってくる。

制御機器５２は、ステップＳ１３０において、冷媒ポンプ１３０の作動後、予め定めた所定時間が経過したと判断すると、均圧弁１１７を閉弁する処理を行う。具体的には、電磁弁１１７ｅへ通電して電磁弁１１７ｅを閉じることにより、弁体１１７ａを基板部１１２ａ側に摺動させて連通路１１６を閉じる（以上、ステップＳ１４０）。

この所定時間が経過したことを検出したときは、冷媒に含まれる潤滑油が分離して摺動プレート１１３ｃをはじめとする摺動部に供給されたことを検出する潤滑油検出条件が満たされたときである。また、この所定時間は、潤滑が必要な摺動部に潤滑油が戻るのに必要とする時間でもあり、実機検証、シミュレーションなどから求められ、予め制御機器５２に記憶させた時間である。

このように連通路１１６を閉じたことにより高圧室１１４と低圧室１１３ｅの間に差圧が生じ、膨張機１１０に流入される冷媒は、本来の高圧室１１４、流入ポート１１５、作動室Ｖ、低圧室１１３ｅの順に流れることになる。次に、制御機器５２は、ステップＳ１５０において、発電量制御をともなった通常発電運転を行った後、ここまで一連の制御を終了する。

すなわち、加熱器４２によって加熱された高温高圧の過熱蒸気冷媒が、膨張機１１０の作動室Ｖに導入されて膨脹し、過熱蒸気冷媒の膨脹により旋回スクロール１１３が旋回されると、旋回スクロール１１３に接続されたモータジェネレータ１２０、冷媒ポンプ１３０が作動されることになる。

ここで、膨張機１１０の駆動力が冷媒ポンプ１３０を駆動するための駆動力を超えると、モータジェネレータ１２０は発電機として作動されることになり、制御機器５２はモータジェネレータ１２０によって発電される電力をインバータ５１を介してバッテリ１１に充電する。膨張機１１０で膨脹を終えて圧力が低下した冷媒は、凝縮器３２、気液分離器３３、バイパス流路４１、冷媒ポンプ１３０、加熱器４２、膨脹機１１０の順に循環し、ランキンサイクル４０を循環する。

上述の一連の制御過程において、冷媒に含まれる潤滑油は、前述した分離手段によって冷媒から分離され続ける。特に、均圧弁１１７によって連通路１１６が開けられた状態で、換言すれば、高圧室１１４と低圧室１１３ｅの圧力差が小さい、またはほとんどない状態で、潤滑油が冷媒（作動流体）から分離されるので、摺動プレート１１３ｃなどの摺動部へダメージを与えることなく、摺動部に必要な潤滑油が供給されることになる。

具体的には、過熱蒸気冷媒が吐出ガス通路１１１ｄからモータハウジング１２１内に流入すると、流路が拡大するため流速が低下して冷媒から潤滑油が分離し、モータジェネレータ１２０のステータ１２２やロータ１２３の巻き線、あるいは部材間の隙間を通り自重によって落下し、最下部のオイル溜め部１０１に溜まることになる。オイル溜め部１０１に溜められた潤滑油は、高温部（高圧側領域）となる膨張機１１０の作動室Ｖや高圧室１１４からの熱の影響によって加熱されることになる。

潤滑油がこのように加熱されることにより、潤滑油中に含まれる冷媒が蒸発され、潤滑油の粘度が上昇する。例えば、約８０℃で作動している膨張機１１０から膨張吐出された冷媒は、外気温度２５℃では１．０ＭＰａ、４５℃程度の状態になる。この状態では潤滑油中には冷媒が４０％（質量分率）ほど溶け込んだ状態となるため、潤滑油の粘度は２ｃｓｔ程度まで低下している。しかしながら、潤滑油が約６０℃まで加熱されると冷媒は半分以上蒸発し、粘度は７ｃｓｔ程度に上昇して膨張機１１０の潤滑に適した粘度となる。

さらに、オイル溜め部１０１で加熱されて粘度の上昇した潤滑油は、自重によってオイル通路１０２を流れ落ち、さらには、膨張機１１０と冷媒ポンプ１３０間の圧力差によって吸引されて、膨張機１１０の摺動部としての摺動プレート１１３ｃ、ベアリング１１３ｄに至り、シャフト通路１０３を経て、冷媒ポンプ１３０のロータ１３４から軸受け１３２ｂ、１３２ｃに至る。軸受け１３２ｂ、１３２ｃに至った潤滑油は、ポンプ作動室Ｐから冷媒ポンプ１３０における液冷媒に再度溶け込み、ランキンサイクル４０内を再度循環する。

シャフト通路１０３内を流通する潤滑油量は、オリフィス１０４によって調整されることになる。つまり、潤滑油の流通は、オリフィス１０４の抵抗によって許容されつつも、多量の冷媒がモータハウジング１２１からシャフト通路１０３を通って直接冷媒ポンプ１３０に至ることはない。

さらに、図４に示す制御方法に対して、ステップＳ１３０を図５に示すステップＳ１３１に変更した流体機械のもう一つの運転制御方法を説明する。この場合、制御機器５２は、上述のステップＳ１２０の処理を実行した後、ステップＳ１３１において、冷媒ポンプ１３０の作動後、予め定めた所定の冷媒流量の循環がカウントされたと判断すると、均圧弁１１７を閉弁する処理を行う。具体的には、電磁弁１１７ｅへ通電して電磁弁１１７ｅを閉じることにより、弁体１１７ａを基板部１１２ａ側に摺動させて連通路１１６を閉じる（以上、ステップＳ１４０）。

この所定の冷媒流量の循環を計測したことを検出したときは、冷媒に含まれる潤滑油が分離して摺動プレート１１３ｃをはじめとする摺動部に供給されたことを検出する潤滑油検出条件が満たされたときである。また、この所定の冷媒流量は、潤滑が必要な摺動部に潤滑油が戻るのに必要とする循環流量でもあり、実機検証、シミュレーションなどから求められ、予め制御機器５２に記憶させた値である。

均圧弁１１７の開度を高圧室１１４と低圧室１１３ｅを完全に均圧となるように制御した場合には、膨張機１１０は過膨張となり、すなわち、作動室Ｖの吸入部と吐出部は同じ圧力であるが、その間の中間の部屋は吸入に対して圧力低下を起こすことになる。この場合、スクロールの固定側と稼動側が吸い付けられ、歯先側に荷重を受けることになり、シール材のチップシール負荷が高くなりダメージを受ける恐れがある。そこで、作動室Ｖを介さない高圧室１１４と低圧室１１３ｅとの連通路１１６は、完全に均圧する開度に対しては圧損を持たせるようにすると、オイル回収運転においてわずかな差圧が発生してスクロールの歯先側に荷重を受けることを防止することができる。

このように本実施形態のランキンサイクル４０や流体機械は、摺動プレート１１３ｃやベアリング１１３ｄなどの摺動部の摺動面圧が、均圧弁１１７などで構成される摺動面圧調整手段によって通常運転時よりも低減された状態で、作動流体を流動させ、その後、摺動面圧調整手段による摺動面圧の低減が解除されるものである。

これによれば、摺動面圧調整手段による摺動面圧の制御によって摺動部に潤滑油が供給されるので、複雑な制御を必要とせず、簡単な構成の装置を提供できる。ランキンサイクル４０の起動時の焼き付きを防止して製品寿命を確保することに寄与する。

また、本実施形態のランキンサイクル４０や流体機械は、高圧室１１４と低圧室１１３ｅとを連通させる連通路１１６と、連通路１１６を開閉する均圧弁１１７と、を備え、連通路１１６が均圧弁１１７によって開けられた状態で内部を作動流体が流動し、その後、連通路１１６が均圧弁１１７によって閉じられるものである。この構成によれば、摺動部への潤滑油の供給を複雑な制御でなく簡単な構成で実施することができる。

また、分離手段は連通路１１６よりも下流域に設けることが好ましい。この構成を採用した場合には、低圧域で油を分離するため、作動流体の流速を制御しやすく、分離を実施しやすいランキンサイクルまたは流体機械が得られる。

また、本実施形態のランキンサイクルは、膨張機１１０による被駆動部を回転電機手段であるモータジェネレータ１２０で構成し、膨張機１１０とモータジェネレータ１２０を一体化して形成することが好ましい。この構成を採用した場合には、流体機械を構成するスペースを小型化することができる。また、モータジェネレータの回転力を利用して油の分離を行うことができる。

また、ランキンサイクルは、作動流体を循環させる冷媒ポンプ１３０を、膨張機１１０の作動流体吐出側に膨張機１１０と一体化して設け、分離手段によって分離された潤滑油を、膨張機１１０と冷媒ポンプ１３０との間の差圧によって吸引し、膨張機１１０の摺動プレート１１３ｃなどの摺動部に導くことが好ましい。この構成を採用した場合には、冷媒ポンプ１３０を備えた流体機械を構成するためのスペースを小型化することができる。

本実施形態のランキンサイクルの起動方法は、摺動プレート１１３ｃなどの摺動面圧を低減させた状態で作動流体を流動させることにより潤滑油を摺動面に導く第１のステップと、摺動面圧の低減を止める第２のステップと、を備えるものである。この制御によれば、複雑な制御を必要としないランキンサイクルの起動方法を提供できる。ランキンサイクル起動時における膨張機の摺動部の磨耗や焼き付きを防止して製品寿命を確保することができる。なお、第１のステップは膨張機１１０の高圧室１１４と低圧室１１３ｅとを連通させた状態で作動流体を循環させるステップとし、第２のステップは高圧室１１４と低圧室１１３ｅの連通を遮断するステップとするのが好ましい。

また、本実施形態のランキンサイクルの起動方法は、膨張機１１０の高圧室１１４と低圧室１１３ｅとを連通させた状態で、冷媒ポンプ１３０によって作動流体を循環させて作動流体を流動させることにより潤滑油を摺動面に導く第１のステップと、高圧室１１４と低圧室１１３ｅの連通を閉鎖する第２のステップと、を備えるものでもある。この起動方法によれば、複雑な制御を必要としないランキンサイクルの起動方法を提供できる。

本実施形態の流体機械の制御方法は、摺動プレート１１３ｃなどの摺動面圧を低減させた状態で作動流体を流動させることにより潤滑油を摺動面に導く第１のステップと、摺動面圧の低減を止める第２のステップと、を備えるものである。この制御によれば、この二つのステップを実行することにより、複雑な制御を必要としない流体機械の制御方法を提供できる。また、摺動プレート１１３ｃなどの磨耗や焼き付きを防止して製品寿命を確保することができる。なお、第１のステップは高圧室１１４と低圧室１１３ｅとを連通させた状態で作動流体を循環させるステップとし、第２のステップは高圧室１１４と低圧室１１３ｅの連通を遮断するステップとするのが好ましい。

また、本実施形態の流体機械の制御方法は、高圧室１１４と低圧室１１３ｅとを連通させた状態で作動流体を循環させながら作動流体を流動させることにより潤滑油を摺動面に導く第１のステップと、高圧室１１４と低圧室１１３ｅの連通を閉鎖する第２のステップと、を備えるものでもある。この制御方法によれば、複雑な制御を必要としない潤滑油の分離技術を提供できる。

また、ランキンサイクルまたは流体機械の制御方法においては、潤滑油が摺動部（例えば、摺動プレート１１３ｃ）に供給されたことを検出する潤滑油検出条件を満たしたときに、摺動面圧の低減を止めるように、高圧室１１４と低圧室１１３ｅの連通を閉鎖するように制御することが好ましい。この制御を採用した場合には、適切な決定された潤滑油検出条件の検出により、均圧弁１１７による連通路１１６の連通制御をより的確に実行することができ、無駄な油分離制御の実行を低減することができる。

また、上記潤滑油検出条件は、摺動面圧の低減開始後、または連通路１１６の連通後、所定時間が経過したこととするのが好ましい。この検出条件を採用した場合には、実機検証、シミュレーションなどから求めた所定時間を制御に用いることにより、分離された潤滑油をより確実に摺動部に供給することができる。

また、上記潤滑油検出条件は、作動流体の循環量が所定量に達したこととするのが好ましい。この検出条件を採用した場合には、必要な潤滑油を摺動部に供給するための作動流体の所定循環量を、実機検証、シミュレーションなどから求めて制御手段などに予め記憶させ、制御に用いることにより、必要量の潤滑油をより確実に摺動部に行き渡らせることができる。

（第２実施形態）
本実施形態の流体機械について図３および図４を用いて説明する。図３は本実施形態における冷媒ポンプ一体型の膨張発電機（以下、ポンプ膨張発電機１００Ａとする）の構成を示す断面図である。図４は、第１実施形態において説明したポンプ膨張発電機１００の運転制御における手順を示すフローチャートであるが、本実施形態のポンプ膨張発電機１００Ａの運転制御も当該フローチャートに基づくものである。

図３に示すように、本実施形態におけるポンプ膨張発電機１００Ａは、前述の第１実施形態のポンプ膨張発電機１００に対して、分離手段として遠心力を利用して冷媒中の潤滑油を分離する遠心式分離装置１４４を備えたモータジェネレータ１２０Ａの構成が異なっている。なお、その他の各部の構成、作動、および制御については、第１実施形態のポンプ膨張発電機１００と同様である。

低圧ポート１２１ａの反対側となるモータハウジング１２１の側方には、膨張機１１０の両スクロール１１２、１１３の低圧側、換言すれば、スクロールの外周側から、上方に向けて伸長し、モータハウジング１２１内の上部に繋がる流体通路としての第１吐出ガス通路１４０が設けられている。そして、第１吐出ガス通路１４０よりも下流域には、第２吐出ガス通路１４１が設けられ、この通路内に遠心式分離装置１４４が配設されている。第１吐出ガス通路１４０と第２吐出ガス通路１４１は、仕切り壁１４３によって外側に第１吐出ガス通路１４０、内側に第２吐出ガス通路１４１が位置するに互いに連通する環状流路として形成されている。

第２吐出ガス通路１４１内の遠心式分離装置１４４は、断面が環状である環状部を有している。作動流体である過熱蒸気冷媒は、この環状部内通路１４５に流入し、このうち密度の大きい潤滑油は遠心力により旋回して外壁において液滴となり重力で落下してオイル流出路１４２を流れてオイル溜め部１０１に集まる。そして、密度の低いガスは環状部内通路１４５を流れて流出し、さらに下流であり上方に設けられた第３吐出ガス通路１４７を通って低圧ポート１２１ａから流出され、さらに凝縮器３２を経て気液分離器３３に至る。

さらに、オイル溜め部１０１で加熱されて粘度の上昇した潤滑油は、自重によってオイル通路１０２を流れ落ち、さらには、膨張機１１０と冷媒ポンプ１３０間の圧力差によって吸引されて膨張機１１０の摺動部としての摺動プレート１１３ｃ、ベアリング１１３ｄに至り、シャフト通路１０３を経て、冷媒ポンプ１３０のロータ１３４から軸受け１３２ｂ、１３２ｃに至る。この後の潤滑油の流れは、第１実施形態と同様である。

このように本実施形態のランキンサイクルまたは流体機械における分離手段は、遠心力を利用して作動流体中の潤滑油を分離する遠心式分離装置１４４で構成することが好ましい。この構成を採用した場合には、遠心力を用いて密度の小さいガスを下流側に流出させ、ガスよりも密度の大きい油を外側に飛ばして滴下させるので、回転機構を利用した簡単な構成によって油分離の精度を高めることができる。

（第３実施形態）
本実施形態の流体機械について図６および図８を用いて説明する。図６は本実施形態における冷媒ポンプ一体型の膨張発電機（以下、ポンプ膨張発電機１００とする）の構成を示す断面図である。図８は、本実施形態のポンプ膨張発電機１００の運転制御方法を示したフローチャートである。

図６に示すように、本実施形態におけるポンプ膨張発電機１００は、前述の第１実施形態で図２を用いて示したポンプ膨張発電機１００に対して、オイル溜め部１０１に潤滑油があることを検出するオイル検知手段としてのオイルセンサ１４８を備えている構成が異なっている。なお、その他の各部の構成および作動については、第１実施形態のポンプ膨張発電機１００と同様である。

本実施形態のポンプ膨張発電機１００の運転制御方法は、図４に示す制御方法に対して、ステップＳ１３０を図８に示すステップＳ１３２に変更したものである。この場合、制御機器５２は、上述のステップＳ１２０の処理を実行した後、ステップＳ１３２において、冷媒ポンプ１３０の作動後、オイルセンサ１４８によって潤滑油の検出があったか否かを判断する。制御機器５２は、潤滑油の検出があったと判断すると、摺動部に潤滑油が供給されたとみなして均圧弁１１７を閉弁する処理を行う。具体的には、電磁弁１１７ｅへ通電して電磁弁１１７ｅを閉じることにより、弁体１１７ａを基板部１１２ａ側に摺動させて連通路１１６を閉じる（以上、ステップＳ１４０）。

なお、このオイルセンサ１４８によって潤滑油を検出したときは、冷媒に含まれる潤滑油が分離して摺動プレート１１３ｃをはじめとする摺動部に供給されたことを検出する潤滑油検出条件が満たされたときである。

このように本実施形態のランキンサイクルまたは流体機械は、オイル溜め部１０１または摺動面に潤滑油があることを検出するオイル検知手段１４８と、を備えることが好ましく、また、上記潤滑油検出条件としてはオイル溜め部１０１または摺動面に存在する潤滑油を検出したこととするのが好ましい。この構成または制御方法を採用した場合には、オイル溜め部１０１または摺動面に潤滑油があることを検知して油分離制御に活用することができ、均圧弁１１７による連通路１１６の連通制御をより的確に実行することができ、摺動部への潤滑油の供給をより確実に行うことができる。

（第４実施形態）
本実施形態の流体機械について図７および図８を用いて説明する。図７は本実施形態における冷媒ポンプ一体型の膨張発電機（以下、ポンプ膨張発電機１００とする）の構成を示す断面図である。図８は、本実施形態のポンプ膨張発電機１００の運転制御方法を示したフローチャートであり、第３実施形態の運転制御方法と同様である。

図７に示すように、本実施形態におけるポンプ膨張発電機１００は、前述の第２実施形態で図３を用いて示したポンプ膨張発電機１００Ａに対して、オイル溜め部１０１に潤滑油があることを検出するオイル検知手段としてのオイルセンサ１４８を備えている構成が異なっている。なお、その他の各部の構成および作動については、第２実施形態のポンプ膨張発電機１００Ａと同様である。また、本実施形態のポンプ膨張発電機１００Ａの運転制御方法は、前述の第３実施形態で示した手順と同様でありここではその説明は省略する。

（第５実施形態）
本実施形態のランキンサイクルまたは流体機械の運転制御方法について図９を用いて説明する。図９は、本実施形態の制御手段が実行するランキンサイクルまたはポンプ膨張発電機１００および１００のＡの運転制御方法を示したフローチャートである。

制御手段である制御機器５２は、摺動プレート１１３ｃなどの摺動面圧を低減させた状態で作動流体を流動させることにより潤滑油を摺動面に導く第１のステップにおいて、摺動部１１３ｃ、１１３ｄの摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行する。

制御機器５２は、さらに摺動面圧低減モードを開始する条件が満たされたか否かを判断するモード開始判断部と、実行された摺動面圧低減モードを終了する条件が満たされたか否かを判断するモード終了判断部と、を備えている。

まず、制御機器５２のモード開始判断部は、エンジン１０の水温Ｔｗが所定温度Ｔ０よりも高いか否かを判断する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００は、摺動面圧低減モードを開始するか否かを判断するステップであり、エンジン水温サーミスタ等で検出された水温とあらかじめ記憶された所定温度Ｔ０が比較される。

水温が所定温度Ｔ０以下の低温であるときは、オイル分離部分に十分な過熱度が得られないため、冷媒と潤滑油とが十分に分離できず分離された液体は低粘度流体となる。しかしこれでは、摺動部の潤滑に適した状態の潤滑油や必要量の潤滑油を確保することができない。このため所定温度Ｔ０としては、冷媒中の潤滑油を遠心式分離装置１４４等の分離手段で高粘度の潤滑油として分離するために、実験、経験等によって決定された適切な水温を採用している。

ステップＳ２００でモード開始判断部が、エンジン１０の水温Ｔｗが所定温度Ｔ０よりも高いと判断すると、制御機器５２は、摺動面圧低減モードの開始条件が成立したとして次に、車両停止後、イグニッションスイッチがオンされた後の今回のランキンサイクルの起動が１回目であるか否かを判断する処理を行う（ステップＳ２１０）。

この処理ステップは、エンジン１０の停止後に、イグニッションスイッチがオンされて、その次に行われる膨張機１１０やランキンサイクルの起動がエンジン停止後の何回目になるかによって、摺動面圧低減モードをどのように行うかを決定するステップである。制御機器５２は、エンジン１０の停止後に行われるランキンサイクルの起動が所定回数未満のときは第１の摺動面圧低減モードを実行し（ステップＳ２２０）、所定回数以上に達したときは第１の摺動面圧低減モード時よりも内部を流れる作動流体の循環量を少なくする第２の摺動面圧低減モードを実行する。

本実施形態では、ステップＳ２１０の処理で採用され制御機器５２に記憶されている所定回数は２回である。つまり、エンジン１０の停止後に行われる膨張機１１０やランキンサイクルの起動が１回目のときのみ第１の摺動面圧低減モードを実行し（ステップＳ２２０）、２回目以降は第２の摺動面圧低減モードを実行する（ステップＳ２４０）。

所定回数には、実験、経験等によって決定された適切な値を採用するものであり、流体機械やサイクルの構成、使用する冷媒やその量によって最適回数が選定される。また、ステップＳ２１０の処理の代わりに後述する第６実施形態のステップＳ２１５による処理を採用してもよい。

ステップＳ２２０により第１の摺動面圧低減モードが実行されると、制御機器５２のモード終了判断部は、冷媒の循環量、例えば固定容量式である場合の冷媒ポンプ１３０の回転数とモード実行時間の積の値が所定値Ｒ１を超えるまで、第１の摺動面圧低減モードを実行する（ステップＳ２３０）。また、ステップＳ２４０により第２の摺動面圧低減モードが実行されると、モード終了判断部は、冷媒の循環量、例えば上記冷媒ポンプ１３０の回転数とモード実行時間の積の値が所定値Ｒ２を超えるまで、第２の摺動面圧低減モードを実行する（ステップＳ２５０）。

各モード時の循環量は、例えば、吸入ポート１３１ａの上流側に設けた絞り部の前後の圧力差により検出されて制御機器５２に送信されるものとする。所定値Ｒ１は所定値Ｒ２よりも大きい値であり、両所定値には、実験、経験等によって決定された適切な値を採用する。

また、ステップＳ２３０およびステップＳ２５０の処理においては、所定値Ｒ１および所定値Ｒ２の代わりに、あらかじめ制御機器５２に記憶させた所定時間Ｔ１および所定時間Ｔ２を採用してもよい。この場合、所定値Ｔ１は潤滑油を摺動部に回収することが可能な時間であり、所定値Ｒ２は潤滑油を流体機械の内部に循環させる時間となる。また、所定値Ｔ１は所定値Ｔ２よりも大きい値であり、両所定値には、実験、経験等によって決定された適切な値を採用する。例えば、冷媒ポンプ１３０の吐出量とサイクルレートとオイル離効率の積が、オイル溜め部の容積とオイル通路容積と摺動部の空間容積との和によって求められる必要オイル量よりも大きくなるような時間を採用することができる。

また、モード終了判断部が判断する摺動面圧低減モードの終了条件として、オイルセンサ１４８などを用いてオイル溜め部１０１に溜まる潤滑油の油面の高さや油量に基づいて判断することにしてもよい。

そして、モード終了判断部が、ステップＳ２３０またはＳ２５０により摺動面圧低減モードを終了する条件が満たされたと判断すると摺動面圧低減モードを終了する（ステップＳ２６０）。なお、第１の摺動面圧低減モード時または第２の摺動面圧低減モード時には、上記実施形態において記載したように図４のステップＳ１１０およびＳ１２０と同様の制御処理が行われ、ステップＳ２６０の処理は図４のステップＳ１４０と同様の制御処理である。

このようにステップＳ２３０の処理を行う場合には、エンジン停止後、例えば数時間や半日以上経過した後に車両が起動され初めてランキンサイクルの運転を起動するときに、冷媒がサイクル中を少なくとも一周して分離手段にて潤滑油を分離し、摺動部を潤滑油で満たすような制御を行う。一方、ステップＳ２５０の処理を行う場合は、前回のランキンサイクルの運転から時間があまり経過していないようなときなどのランキンサイクル運転の再起動時に、潤滑油がオイル溜め部から摺動部に供給され摺動部を潤滑油で満たすような制御を行う。

次に、制御機器５２は、ステップＳ２７０において発電量制御をともなった通常発電運転を行った後、ここまで一連の制御を終了する。この通常発電運転は、上記実施形態における図４のステップＳ１５０と同様の制御処理が行われる。

以上のように本実施形態の流体機械またはランキンサイクル４０は、その制御方法の上記第１のステップにおいて、摺動面圧低減モードを開始するため条件が満たされたときに摺動面圧低減モードを実行する。その開始条件は流動手段である膨張機１１０の起動時にエンジン１０の冷却水温が所定温度を超えているときである。

このような制御を採用した場合には、潤滑に適した潤滑油を確保するために適切な冷媒状態であるときに、摺動面圧低減モードを実行でき、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行できる。エンジン１０の冷却水温が所定温度を超えているときは、潤滑に適した粘度の高い潤滑油を分離することができ、潤滑油が十分に循環するので、熱交換器の熱交換率が良くなって発電効率も高まる。

また、本実施形態の流体機械またはランキンサイクル４０は、その制御方法の上記第２のステップにおいて、膨張機１１０の運転時に内部を流れる作動流体の循環量が所定量を超えると摺動面圧低減モードを終了する。この制御を採用した場合には、潤滑油を摺動部に十分満たしてから摺動面圧低減モードを終了することができる。

（第６実施形態）
第６実施形態のランキンサイクルまたは流体機械の運転制御方法について図９を用いて説明する。本実施形態は、第５実施形態で説明したランキンサイクルまたはポンプ膨張発電機１００および１００のＡの運転制御方法のステップＳ２１０をＳ２１５に置き換え、Ｓ２１５の条件が満たされない場合にはＳ２４０およびＳ２５０に係る第２摺動面圧低減モードを実施しない処理を行うものである。図１０は、本実施形態の制御手段が実行するランキンサイクルまたはポンプ膨張発電機１００および１００のＡの運転制御方法を示したフローチャートである。

図１０に示すように、ステップＳ２００でモード開始判断部が、エンジン１０の水温Ｔｗが所定温度Ｔ０よりも高いと判断すると、制御機器５２は、摺動面圧低減モードの開始条件が成立したとし、前回の停止時から膨張機１１０の起動までの経過時間が所定時間を越えているか否かを判断する処理を行う（ステップＳ２１５）。また、ステップＳ２１５の処理の代わりに第５実施形態のステップＳ２１０による処理を採用してもよい。

Ｓ２１５の処理ステップは、膨張機１１０の起動が前回の停止時からのどれくらい経過しているかによって、摺動面圧低減モードをどのように行うかを決定するステップである。制御機器５２は、前回の停止時からの膨張機１１０の起動までの経過時間が所定時間を越えているときは第１の摺動面圧低減モードを実行し（ステップＳ２２０）、所定時間を経過していないときは摺動面圧低減モードを一切実行せず摺動面圧低減モードを終了する（ステップＳ２６０）。

以上のように本実施形態の流体機械またはランキンサイクル４０は、前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えていないときに膨張機１１０が起動されたときは、その制御方法の上記第１のステップに相当する摺動面圧低減モードを実行しない制御を行う。

また、本実施形態の流体機械またはランキンサイクル４０は、エンジン１０の停止後に、イグニッションスイッチがオンされてからの膨張機１１０の起動回数が所定回数以上に達したときは、その制御方法の上記第１のステップに相当する摺動面圧低減モードを実行しない制御を行う。

これらいずれかの制御を採用した場合には、潤滑油が摺動部に行き渡ってまだ留まっている場合に摺動面圧低減モードを実行しないようにすることができ、無駄の少ない効率的な摺動面圧低減制御を実行できる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、流体機械の一例として膨張機１１０を説明してきたが、本発明における流体機械としては、膨張機に限るものではなく、加熱されて気相状態となった作動流体を圧縮することによって駆動力を発生する圧縮装置で構成してもよい。

また、遠心式分離装置１４４などにより構成される分離手段は、連通路１１６よりも下流域に設ける他、連通路１１６よりも上流域に設けるように構成してもよい。この構成を採用した場合には、高圧域で油の分離を行うため、作動流体（冷媒）の体積流量が小さいため圧損を低くすることができるので、同一圧損条件でランキンサイクルや流体機械を設計した場合には、油分離のための空間を小さく形成することができる。

また、上記実施形態では、膨張機１１０と冷媒ポンプ１３０は一体化して形成しているが、別体で構成することとしてもよい。

また、均圧弁１１７を電磁弁１１７ｅの開閉に連動して連通路１１６を開閉する弁体１１７ａとして形成したが、これに限らず、連通路１１６を直接開閉する電磁弁としてもよい。

また、膨張機１１０で回収した駆動力でモータジェネレータ１２０を作動させて、電気エネルギーとしてバッテリ１１に蓄えるようにしたが、フライホイ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よい。

また、膨張機１１０に冷媒ポンプ１３０が接続されるものとして説明したが、両者間を切断して専用の電動機によって駆動される冷媒ポンプとしてもよい。

また、膨張機１１０をスクロール型、冷媒ポンプ１３０をローリングピストン型としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ギヤポンプ型、トロコイド型等その他の形式のものを適用することができる。

また、ランキンサイクル４０に冷凍サイクル３０を備えるものとして説明したが、ランキンサイクル４０のみを備えるものとしてもよい。

また、加熱器４２に廃熱を与えるものとしては、エンジン１０に限らず、例えば、外燃機関、燃料電池車両の燃料電池スタック、各種モータ、インバータ等のように作動時に発熱を伴い、温度制御のためにその熱の一部を捨てるものであれば、広く適用することができる。その場合、加熱器４２に対する加熱源は、各種廃熱機器の冷却用の流体となる。

本発明の第１実施形態におけるシステム全体を示す模式図である。 第１実施形態における冷媒ポンプ一体型の膨張発電機の構成を示す断面図である。 第２実施形態における冷媒ポンプ一体型の膨張発電機の構成を示す断面図である。 第１および第２実施形態における制御手段が実行するランキンサイクルまたは流体機械の運転制御方法を示したフローチャートである。 第１および第２実施形態における制御手段が実行するランキンサイクルまたは流体機械のもう一つの運転制御方法を示したフローチャートである。 第３実施形態における冷媒ポンプ一体型の膨張発電機の構成を示す断面図である。 第４実施形態における冷媒ポンプ一体型の膨張発電機の構成を示す断面図である。 第３および第４実施形態における制御手段が実行するランキンサイクルまたは流体機械の運転制御方法を示したフローチャートである。 第１、第２、第３および第４実施形態のそれぞれの制御手段が実行する第５実施形態のランキンサイクルまたは流体機械の運転制御方法を示したフローチャートである。 第１、第２、第３および第４実施形態のそれぞれの制御手段が実行する第６実施形態のランキンサイクルまたは流体機械のもう一つの運転制御方法を示したフローチャートである。

符号の説明

１０…エンジン、３２…凝縮器、４０…ランキンサイクル、４２…加熱器、
５２…制御機器（制御手段）、１０１…オイル溜め部、１０２…オイル通路、
１１０…膨張機（流動手段、膨張手段、流体機械）、
１１１ｄ…吐出ガス通路（流体通路、低圧部）、１１３…旋回スクロール、
１１３ｃ…摺動プレート（摺動部）、１１３ｄ…ベアリング（摺動部）、
１１３ｅ…低圧室（低圧部）、１１４…高圧室（高圧部）、１１６…連通路、
１１７…均圧弁（開閉手段）、１２０、１２０Ａ…モータジェネレータ（回転電機手段）、
１３０…冷媒ポンプ（ポンプ部）、１４４…遠心式分離装置（分離手段）、
１４８…オイルセンサ（オイル検知手段）、Ｖ…作動室

Claims (20)

1. サイクル内を循環した後、加熱されて気相状態となった作動流体を膨張する流動手段（１１０）と、
   前記作動流体が前記サイクル内を循環する際に前記作動流体から潤滑油を分離する分離手段と、
   前記分離手段により分離された前記潤滑油が導かれて貯留される貯油手段（１０１）と、
   前記作動流体の流れにより前記貯油手段（１０１）に蓄えられた前記潤滑油を前記流動手段（１１０）の摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）に導く潤滑油供給路（１０２）と、
   前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を調整するように制御される摺動面圧調整手段（１１７）と、を備え、
   前記摺動面圧調整手段（１１７）は、前記流動手段（１１０）の高圧部（１１４）と低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）とを連通させる連通路（１１６）を開閉する開閉手段（１１７）を含み、
   前記開閉手段（１１７）によって前記連通路（１１６）が開かれて前記高圧部（１１４）と前記低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）とが連通することにより、前記作動流体が前記高圧部（１１４）側から前記低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）側に流れて前記分離手段によって前記作動流体から前記潤滑油が分離するとともに、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧が前記流動手段（１１０）の通常運転時よりも低減された状態で前記作動流体が流動し、その後、前記開閉手段（１１７）によって前記連通路（１１６）が閉じられて前記摺動面圧の前記低減が解除されることを特徴とする流体機械。
2. 前記分離手段（１４４）は遠心力を利用して作動流体中の潤滑油を分離する遠心式分離装置で構成することを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
3. 前記貯油手段（１０１）に潤滑油があることを検出するオイル検知手段（１４８）を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体機械。
4. 前記開閉手段（１１７）の作動を制御し、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、
   前記制御手段（５２）は、前記流動手段（１１０）の起動時にエンジン（１０）の冷却水温が所定温度を超えているときは前記摺動面圧低減モードを開始することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流体機械。
5. 前記開閉手段（１１７）の作動を制御し、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、
   前記制御手段（５２）は、前記流動手段（１１０）の運転時に内部を流れる前記作動流体の循環量が所定量を超えると摺動面圧低減モードを終了することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流体機械。
6. 前記開閉手段（１１７）の作動を制御し、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、
   前記制御手段（５２）は、エンジン（１０）の停止後に、イグニッションスイッチがオンされてからの前記流動手段（１１０）の起動回数が所定回数以上に達したときは、前記摺動面圧低減モードを実行しないことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の流体機械。
7. 前記開閉手段（１１７）の作動を制御し、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、
   前記制御手段（５２）は、前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えていないときに前記流動手段（１１０）が起動されたときは、前記摺動面圧低減モードを実行しないことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の流体機械。
8. 前記開閉手段（１１７）の作動を制御し、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する第１の摺動面圧低減モードおよび第２の摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、
   前記制御手段（５２）は、エンジン（１０）の停止後に、イグニッションスイッチがオンされてからの前記流動手段（１１０）の起動回数が所定回数より少ないときは前記第１の摺動面圧低減モードを実行し、所定回数以上に達したときは前記第１の摺動面圧低減モード時よりも内部を流れる前記作動流体の循環量を少なくする第２の摺動面圧低減モードを実行することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の流体機械。
9. 前記開閉手段（１１７）の作動を制御し、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する第１の摺動面圧低減モードおよび第２の摺動面圧低減モードを実行する制御手段（５２）を備え、
   前記制御手段（５２）は、前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えているときに前記流動手段（１１０）が起動されたときは前記第１の摺動面圧低減モードを実行し、所定時間を越えていないときに前記流動手段（１１０）が起動されたときは、前記第１の摺動面圧低減モード時よりも内部を流れる前記作動流体の循環量を少なくする第２の摺動面圧低減モードを実行することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の流体機械。
10. 作動流体を圧送するポンプ（１３０）と、
    前記ポンプ（１３０）によって圧送された作動流体を加熱して気相状態にする加熱器（４２）と、
    前記加熱器（４２）から流出した作動流体を膨張させることによって駆動力を発生する膨張機（１１０）と、
    前記膨張機（１１０）から流出した作動流体を凝縮させる凝縮器（３２）と、を備えるランキンサイクルであって、
    前記作動流体が前記サイクル内を循環する際に前記作動流体から潤滑油を分離する分離手段と、
    前記分離手段により分離された前記潤滑油が導かれて貯留される貯油手段（１０１）と、
    前記作動流体の流れにより前記貯油手段（１０１）に蓄えられた前記潤滑油を前記膨張機（１１０）の摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）に導く潤滑油供給路（１０２）と、
    前記流動手段（１１０）の高圧部（１１４）と低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）とを連通させる連通路（１１６）を開閉して前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を調整する開閉手段（１１７）と、
    前記ポンプ（１３０）および前記開閉手段（１１７）の作動を制御する制御手段（５２）と、を備え、
    前記制御手段（５２）は、前記開閉手段（１１７）によって前記連通路（１１６）を開いて前記高圧部（１１４）と前記低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）とを連通させることにより、前記作動流体が前記高圧部（１１４）側から前記低圧部（１１３ｅ、１１１ｄ）側に流れて前記分離手段によって前記作動流体から前記潤滑油を分離するとともに、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を前記膨張機（１１０）の通常運転時よりも低減させた状態で前記ポンプ（１３０）を作動させ、その後、前記開閉手段（１１７）によって前記連通路（１１６）を閉じて前記摺動面圧の低減を止めることを特徴とするランキンサイクル。
11. 前記分離手段（１４４）は遠心力を利用して作動流体中の潤滑油を分離する遠心式分離装置で構成することを特徴とする請求項１０に記載のランキンサイクル。
12. 前記貯油手段（１０１）に潤滑油があることを検出するオイル検知手段（１４８）を備えることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のランキンサイクル。
13. 前記膨張機（１１０）によって発生した前記駆動力で作動される回転電機手段（１２０、１２０Ａ）を備え、
    前記回転電機手段（１２０、１２０Ａ）と前記膨張機（１１０）とを一体化して形成することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載のランキンサイクル。
14. 前記ポンプ（１３０）を前記膨張機（１１０）の前記作動流体吐出側に前記膨張機（１１０）と一体化して設けることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載のランキンサイクル。
15. 前記制御手段（５２）は、前記膨張機（１１０）の起動時にエンジン（１０）の冷却水温が所定温度を超えているときは前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを開始することを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載のランキンサイクル。
16. 前記制御手段（５２）は、前記膨張機（１１０）の運転時に内部を流れる前記作動流体の循環量が所定量を超えると前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを終了することを特徴とする請求項１０から１５のいずれか一項に記載のランキンサイクル。
17. 前記制御手段（５２）は、エンジン（１０）の停止後に、イグニッションスイッチがオンされてからの前記膨張機（１１０）の起動回数が所定回数以上に達したときは、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行しないことを特徴とする請求項１０から１６のいずれか一項に記載のランキンサイクル。
18. 前記制御手段（５２）は、前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えていないときに前記膨張機（１１０）が起動されたときは、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する摺動面圧低減モードを実行しないことを特徴とする請求項１０から１６のいずれか一項に記載のランキンサイクル。
19. 前記制御手段（５２）は、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する第１の摺動面圧低減モードおよび第２の摺動面圧低減モードを実行するように構成され、
    エンジン（１０）の停止後に、イグニッションスイッチがオンされてからの前記膨張機（１１０）の起動回数が所定回数より少ないときは前記第１の摺動面圧低減モードを実行し、所定回数以上に達したときは前記第１の摺動面圧低減モード時よりも内部を流れる前記作動流体の循環量を少なくする第２の摺動面圧低減モードを実行することを特徴とする請求項１０から１６のいずれか一項に記載のランキンサイクル。
20. 前記制御手段（５２）は、前記摺動部（１１３ｃ、１１３ｄ）の摺動面圧を低減する第１の摺動面圧低減モードおよび第２の摺動面圧低減モードを実行するように構成され、
    前回の停止時からの経過時間が所定時間を越えているときに前記膨張機（１１０）が起動されたときは前記第１の摺動面圧低減モードを実行し、所定時間を越えていないときに前記膨張機（１１０）が起動されたときは前記第１の摺動面圧低減モード時よりも内部を流れる前記作動流体の循環量を少なくする第２の摺動面圧低減モードを実行することを特徴とする請求項１０から１６のいずれか一項に記載のランキンサイクル。

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