(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動スクロールまたは揺動ピストンにより区画される複数の膨張室に供給された高圧流体が膨張して減圧される際の流体エネルギーにより動力を発生させる容積型の膨張機であって、
前記複数の膨張室で膨張した流体が吐出される膨張機吐出空間と、
前記膨張機吐出空間から流体を流出させるための吐出管と、
各前記膨張室と前記吐出管とをそれぞれ連通する連通路とを備え、
前記連通路には開閉装置を設け、
前記開閉装置は、前記高圧流体の供給を停止してから高圧と低圧が均圧するまでの間に開口し、前記揺動スクロールまたは前記揺動ピストンを、前記膨張室への高圧流体供給開始時に前記揺動スクロールまたは前記揺動ピストンにかかる駆動力が、膨張機内部の摺動部にかかる静止摩擦力よりも大きくなる位置に止めることを特徴とする容積型膨張機。
【請求項２】
揺動スクロールまたは揺動ピストンにより区画される複数の膨張室に供給された高圧流体が膨張して減圧される際の流体エネルギーにより動力を発生させる容積型の膨張機であって、
前記複数の膨張室で膨張した流体が吐出される膨張機吐出空間と、
前記膨張機吐出空間から流体を流出させるための吐出管と、
各前記膨張室と前記吐出管とをそれぞれ連通する連通路とを備え、
前記連通路には開閉装置を設け、
前記開閉装置は、前記高圧流体の供給を停止してから高圧と低圧が均圧するまでの間に開口し、前記揺動スクロールまたは前記揺動ピストンを、前記膨張室の空間が最大となる位置に止めることを特徴とする容積型膨張機。
【請求項３】
前記連通路は、各前記膨張室が前記膨張機吐出空間に開放される位置から、前記揺動スクロールまたは前記揺動ピストンが公転する方向と反対方向に９０°戻る位置の間にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の容積型膨張機。
【請求項４】
揺動スクロールまたは揺動ピストンにより区画される複数の膨張室に供給された高圧流体が膨張して減圧される際の流体エネルギーにより動力を発生させる容積型の膨張機であって、
前記複数の膨張室で膨張した流体が吐出される膨張機吐出空間と、
前記膨張機吐出空間から流体を流出させるための吐出管と、
各前記膨張室と前記吐出管とをそれぞれ連通する連通路とを備え、
前記連通路は、各前記膨張室が前記膨張機吐出空間に開放される位置から、前記揺動スクロールまたは前記揺動ピストンが公転する方向と反対方向に９０°戻る位置の間にそれぞれ設けられており、
前記連通路には開閉装置を設け、
前記開閉装置は、前記高圧流体の供給を停止してから高圧と低圧が均圧するまでの間に開口し、前記揺動スクロールまたは前記揺動ピストンを所定の位置に止めることを特徴とする容積型膨張機。
【請求項５】
前記開閉装置は、電磁弁であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の容積型膨張機。
【請求項６】
前記流体は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の容積型膨張機。
【請求項７】
膨張機が、請求項１〜６のいずれかに記載の容積型膨張機であることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、膨張過程の流体エネルギーを動力回収することのできる容積型膨張機及びこの容積型膨張機を用いた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より、電動機により駆動されて冷媒を圧縮する揺動スクロールを有する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒の熱を放散する放熱器と、前記放熱器を通過した前記冷媒を減圧する揺動ピストンを有する膨張機と、前記膨張機により減圧された前記冷媒が蒸発する蒸発器とを備えた冷凍サイクル装置において、膨張室における膨張過程中間位置（膨張室内に揺動ピストンにより区画される部屋の１つ）と流出位置（流出ポート側）とを連通する連通路を設け、膨張室の圧力が過度に低下した場合に流出側の流体を膨張室に戻せるようにして、過膨張を防止し、動力回収効率の低下を抑えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】  また、冷凍空調装置において、放熱器で冷却された冷媒を膨張減圧して動力を回収するスクロール式の膨張機と、前記膨張機で回収した動力により駆動されて冷媒を補助的に圧縮するスクロール式の補助圧縮機を設け、補助圧縮機で冷媒を補助的に圧縮することで、主圧縮機のかかる負荷を軽減して、主圧縮機の駆動モーターに必要な電力を減少させ、冷凍サイクル装置の高率を高めるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９０５５９号公報（図４、図１５）
【特許文献２】特開２００９−１０９１５８号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  特許文献２のように、膨張機の駆動軸にモーターや発電機が接続されておらず、冷媒の流体エネルギーのみで膨張機を起動させる場合、膨張機を構成する揺動スクロールの停止位置によっては、冷凍サイクル装置を再度起動するときに十分な駆動力が得られずに、膨張機の起動不良を引き起こす可能性があった。【０００６】  膨張機の揺動スクロール（または揺動ピストン）を所定の位置に停止させるには、膨張室内の冷媒を低圧に開放させる位置を決めることによって、制御が可能である。そのためには、膨張室の途中から冷媒を低圧側へバイパスさせる連通路が必要となる。【０００７】  ところで、膨張室の途中から冷媒を低圧側へバイパスさせる連通路として、特許文献１の膨張室における膨張過程中間位置（膨張室内に揺動ピストンにより区画される部屋の１つ）と流出位置（流出ポート側）とを連通する連通路を用い、例えば膨張室の冷媒を流出側へ排出できるようにすることが考えられる。しかし、このように低圧側に連通する連通路を、膨張室における揺動スクロール（または揺動ピストン）により区画される部屋の１つに接続して、膨張室の冷媒を流出させると、冷媒を減圧する際に発生する流体エネルギーにより駆動される動力回収型の膨張機にあっては、その揺動ピストンや揺動スクロールが膨張過程中間位置で停止してしまい、再度冷凍サイクル装置を起動するときに、膨張機が十分な駆動力を得られなくなるという危惧が存在していた。【０００８】  本発明の技術的課題は、膨張機の揺動スクロールまたは揺動ピストンの停止位置を制御できて、再起動するときに、膨張機が十分な駆動力を得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る容積型膨張機は、揺動スクロールまたは揺動ピストンにより区画される複数の膨張室に供給された高圧流体が膨張して減圧される際の流体エネルギーにより動力を発生させる容積型の膨張機であって、前記複数の膨張室で膨張した流体が吐出される膨張機吐出空間と、前記膨張機吐出空間から流体を流出させるための吐出管と、各前記膨張室と前記吐出管とをそれぞれ連通する連通路とを備え、前記連通路には開閉装置を設け、前記開閉装置は、前記高圧流体の供給を停止してから高圧と低圧が均圧するまでの間に開口し、前記揺動スクロールまたは前記揺動ピストンを、前記膨張室への高圧流体供給開始時に前記揺動スクロールまたは前記揺動ピストンにかかる駆動力が、膨張機内部の摺動部にかかる静止摩擦力よりも大きくなる位置に止めるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る容積型膨張機によれば、高圧流体の供給を停止してから高圧と低圧が均圧するまでの間に開口し、揺動スクロールまたは揺動ピストンを、膨張室への高圧流体供給開始時に揺動スクロールまたは揺動ピストンにかかる駆動力が、膨張機内部の摺動部にかかる静止摩擦力よりも大きくなる位置に止めることができるので、膨張機の再起動が容易となり、再起動時に揺動スクロールまたは揺動ピストンが揺動しないという起動不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る容積型膨張機を用いた冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る容積型膨張機の縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る容積型膨張機の渦巻歯部分の概略横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る容積型膨張機の動作を示す渦巻歯部分の概略横断面図である。
【図５】容積型膨張機の比較例における渦巻歯部分の停止位置の一例を示す概略横断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る容積型膨張機の渦巻歯部分の停止位置の一例を示す概略横断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る容積型膨張機の要部である開閉装置が開口している状態を示す概略縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る容積型膨張機の要部である開閉装置が閉口している状態を示す概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】実施の形態１．  図１は本発明の実施の形態１に係る容積型膨張機を用いた冷凍サイクル装置、例えば空気調和機の冷房運転時における冷媒回路図である。
【００１３】  本実施の形態の空気調和機は、図１のように電気モーター（図示せず）により駆動されて吸入した冷媒を圧縮して吐出する主圧縮機１と、冷房運転時には、内部の冷媒が熱を放散する放熱器となり、暖房運転時には、内部の冷媒が蒸発する蒸発器となる室外熱交換器４とを備えている。また、内部を通過する冷媒を減圧する膨張機８と、冷房運転時には、内部の冷媒が蒸発する蒸発器となり、暖房運転時には、内部の冷媒が熱を放散する放熱器となる室内熱交換器３２とを備えている。更に、膨張機８によって冷媒が減圧される際に発生する動力を回収する駆動軸５２と、膨張機８と駆動軸５２で接続され、駆動軸５２で回収した動力により駆動されて冷媒を補助的に圧縮するスクロール式の補助圧縮機２とを備えている。
【００１４】  本空気調和機は、冷媒として二酸化炭素が用いられている。二酸化炭素は、従来のフロン系の冷媒と比較して、オゾン層破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
【００１５】  本実施の形態では、主圧縮機１、補助圧縮機２、冷媒流路切替装置である第１の四方弁３、第２の四方弁６、室外熱交換器４、バイパス弁５、予膨張弁７、膨張機８、及びアキュームレーター９を、室外機１０１に収容している。膨張弁３１及び室内熱交換器３２は、室内機１０２に収容している。空気調和機全体の制御を統制する制御装置１０３は、室外機１０１に収容している。なお、本実施の形態では、室内機１０２（室内熱交換器３２）の台数を１台としているが、室内機１０２（室内熱交換器３２）の台数は任意である。また、室外機１０１と室内機１０２は、液管２７、ガス管２８で接続されている。
【００１６】  これを更に詳述すると、補助圧縮機２と膨張機８は、容器５１に収容されている。補助圧縮機２は、駆動軸５２を介して膨張機８に接続されており、膨張機８で発生した動力が、駆動軸５２によって回収されて、補助圧縮機２へ伝達される。よって、補助圧縮機２は主圧縮機１から吐出された冷媒を吸入して、さらに圧縮することになる。
【００１７】  補助圧縮機２と室外熱交換器４との間の冷媒の流路、及び室内熱交換器３２とアキュームレーター９との間の冷媒の流路は、冷媒流路切替装置となる第１の四方弁３に接続されている。また、室外熱交換器４と膨張機８との間の冷媒の流路、及び膨張機８と膨張弁３１との間の冷媒の流路は、第２の四方弁６に接続されている。四方弁３及び四方弁６は、制御装置１０３の指示に基づいて、冷暖房に係る運転モードに対応した流路の切り替えを行い、冷媒の経路を切り替えるものである。
【００１８】  冷房運転時には、補助圧縮機２から室外熱交換器４へ冷媒が流れ、室内熱交換器３２からアキュームレーター９へ冷媒が流れる。また、室外熱交換器４から膨張機８を通って室内熱交換器３２へ冷媒が流れる。
【００１９】  暖房運転時には、補助圧縮機２から室内熱交換器３２へ冷媒が流れ、室外熱交換器４からアキュームレーター９へ冷媒が流れる。また、室内熱交換器３２から膨張機８を通って室外熱交換器４へ冷媒が流れる。
【００２０】  第１の四方弁３及び第２の四方弁６により、膨張機３及び補助圧縮機２を通過する冷媒の方向は、冷房運転時及び暖房運転時によらず、同一方向になる。
【００２１】  室外熱交換器４は、例えば冷媒を通過させる伝熱管及びその伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィン（図示せず）を有し、冷媒と空気（外気）との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させてガス（気体）化させる。一方、冷房運転時においては凝縮器またはガスクーラー（以下では凝縮器とする）として機能する。場合によっては、完全にガス化、液化させず、液体とガスとの二相混合（気液二相冷媒）の状態にすることもある。
【００２２】  アキュームレーター９は冷凍サイクル回路中の過剰な冷媒を貯留したり、主圧縮機１に冷媒液が多量に戻って主圧縮機１が破損したりするのを防止する働きがある。
【００２３】  第２の四方弁６と膨張機８の入口との間の冷媒の流路２３には、膨張機８を通過する冷媒の流量を調整する予膨張弁７が設けられている。
【００２４】  室外熱交換器４と室内熱交換器３２との間の冷媒の流路には、第２の四方弁６、予膨張弁７、膨張機８をバイパスするバイパス回路２５と、このバイパス回路２５を通過する冷媒の流量を調整するバイパス弁５とが設けられている。
【００２５】  バイパス弁５と予膨張弁７とを調整することで、膨張機８を通過する冷媒の流量を調整して高圧側の圧力を調整し、冷凍サイクルを高効率の状態に保つことができる。
【００２６】  なお、バイパス弁５と予膨張弁７とを調節することに限らず、その他の方法で、高圧側の圧力を調整するようにしてもよい。
【００２７】  膨張機８の入口には、膨張機８に入る冷媒の圧力を検知する圧力センサー１１が設けられている。また、膨張機８の出口には、膨張機８から出る冷媒の圧力を検知する圧力センサー１２が設けられている。なお、圧力センサー１１及び圧力センサー１２の設置位置は、前記位置に限るものでなく、それぞれが膨張機８に入る冷媒の圧力及び膨張機８から出る冷媒の圧力を検知できる位置であればよい。
【００２８】  また、圧力センサー１１及び圧力センサー１２は、圧力が推定可能であれば、冷媒の温度を検知する温度センサーであってもよい。
【００２９】  室内熱交換器３２は、例えば冷媒を通過させる伝熱管及びその伝熱管を流れる冷媒と空気との間の伝熱面積を大きくするためのフィン（図示せず）を有し、冷媒と室内空気との熱交換を行う。例えば、冷房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させてガス（気体）化させる。一方、暖房運転時においては凝縮器またはガスクーラー（以下では凝縮器とする）として機能する。
【００３０】  室内熱交換器３２には、膨張弁３１が接続されている。膨張弁３１は、室内熱交換器３２に流入する冷媒の流量を調整する。膨張機８で冷媒が十分に減圧されないときは、膨張弁３１によって高低圧を調整する。
【００３１】＜空気調和機の運転動作＞  次に、本実施の形態の冷凍サイクル装置すなわち空気調和機の冷房運転時の動作について、図１の冷媒回路図で説明する。ここで、冷凍サイクル回路等における圧力の高低については、基準となる圧力との関係により定まるものではなく、主圧縮機１及び補助圧縮機２の圧縮、バイパス弁５や膨張機８の減圧等によりできる相対的な圧力として高圧、低圧として表すものとする。また、温度の高低についても同様であるものとする。
【００３２】  冷房運転時には、まず主圧縮機１に吸入された低圧の冷媒は、圧縮されて高温中圧になり、主圧縮機１から吐出される。主圧縮機１から吐出された冷媒は、補助圧縮機２に吸入され、さらに圧縮されて高温高圧になり、補助圧縮機２から吐出される。補助圧縮機２から吐出された冷媒は、第１の四方弁３を通過して、室外熱交換器４に入り、熱を放散して室外空気に熱を伝達し、低温高圧になる。
【００３３】  室外熱交換器４を出た冷媒は、第２の四方弁６へ向かう経路と、バイパス弁５へ向かう経路とに分岐する。第２の四方弁６を通過した冷媒は、予膨張弁７を通過して、膨張機８に入り、減圧されて低圧となり、乾き度が低い状態になる。このとき、膨張機８では、冷媒の減圧に伴って動力が発生する。この動力は、駆動軸５２によって回収され、補助圧縮機２に伝達されて、補助圧縮機２による冷媒の圧縮に使用される。
【００３４】  膨張機８から吐出された冷媒は、第２の四方弁６を通過した後、バイパス弁５を通過してきたバイパス回路２５からの冷媒と合流し、室外機１０１を出て、液管２７を通過して、室内機１０２に入り、膨張弁３１へ向かい、膨張弁３１にてさらに減圧される。
【００３５】  膨張弁３１を出た冷媒は、室内熱交換器３２で室内空気から吸熱して蒸発し、低圧のまま、乾き度が高い状態になる。これにより、室内空気は冷却される。
【００３６】  室内熱交換器３２を出た冷媒は、室内機１０２を出て、ガス管２８を通過して、室外機１０１に入り、第１の四方弁３を通過して、アキュームレーター９に入り、再び主圧縮機１に吸入される。
【００３７】  以上の動作を繰り返すことで、室内の空気の熱が室外の空気へ伝達されて、室内が冷房される。
【００３８】  次に、本実施の形態の冷凍サイクル装置すなわち空気調和機の暖房運転時の動作について説明する。
【００３９】  暖房運転時には、まず主圧縮機１に吸入された低圧の冷媒は、圧縮されて高温中圧になり、主圧縮機１から吐出される。主圧縮機１から吐出された冷媒は、補助圧縮機２に吸入され、さらに圧縮されて高温高圧になり、補助圧縮機２から吐出される。補助圧縮機２から吐出された冷媒は、第１の四方弁３を通過して、室外機１０１を出る。
【００４０】  室外機１０１を出た冷媒は、ガス管２８を通過して、室内機１０２に入り、室内熱交換器３２に向かい、室内熱交換器３２で熱を放散して室内空気に熱を伝達し、低温高圧になる。
【００４１】  室内熱交換器３２を出た冷媒は、膨張弁３１で減圧され、膨張弁３１を出る。膨張弁３１を出た冷媒は、室内機１０２を出て、液管２７を通過して、室外機１０１に入り、第２の四方弁６へ向かう経路と、バイパス弁５に向かう経路とに分岐する。第２の四方弁６を通過した冷媒は、予膨張弁７を通過して、膨張機８に入り、減圧されて低圧となり、乾き度が低い状態になる。このとき、膨張機８では、冷媒の減圧に伴って動力が発生する。この動力は、駆動軸５２によって回収され、補助圧縮機２に伝達されて、補助圧縮機２による冷媒の圧縮に使用される。
【００４２】  膨張機８を出た冷媒は、第２の四方弁６を通過した後、バイパス弁５を通過してきたバイパス回路２５からの冷媒と合流し、室外熱交換器４へ入る。
【００４３】  室外熱交換器４では、冷媒は、室外空気から吸熱して蒸発し、低圧のまま、乾き度が高い状態になる。
【００４４】  室外熱交換器４を出た冷媒は、第１の四方弁３を通過して、アキュームレーター９に入り、再び主圧縮機１に吸入される。
【００４５】  以上の動作を繰り返すことで、室外の空気の熱が室内の空気へ伝達されて、室内が暖房される。
【００４６】  次に、補助圧縮機２と膨張機８の一例として、スクロール型の膨張機８とスクロール型の補助圧縮機２の構造及び動作について説明する。なお、補助圧縮機２及び膨張機８は、スクロール式に限らず、その他の容積式、例えば揺動ピストン式であってもよい。
【００４７】  図２は補助圧縮機２と一体のスクロール型の膨張機８を示す断面図である。冷媒を膨張させ、動力を回収する膨張機８を、膨張機固定スクロール５９の渦巻歯６７と、揺動スクロール５７の下面の渦巻歯６５とで構成する。また、膨張機８で回収した動力によって冷媒を圧縮する補助圧縮機２を、圧縮機固定スクロール５８の渦巻歯６６と揺動スクロール５７の上面の渦巻歯６４とで構成する。すなわち、膨張機８の渦巻歯６５と補助圧縮機２の渦巻歯６４は、揺動スクロール５７で共通の台板の両面に背面合わせに一体に形成している。このため、揺動スクロール５７が揺動したときに、一方で圧縮、一方で膨張できるようになっている。
【００４８】  主圧縮機１から吐出された高温中圧の冷媒は、補助圧縮機２の吸入管５３から吸入され、圧縮機固定スクロール５８の渦巻歯６６と揺動スクロール５７の渦巻歯６４とで形成される補助圧縮機２の外周側に導入される。そして、揺動スクロール５７の揺動により、冷媒は、補助圧縮機２を内周側に漸次移動して高温高圧に圧縮される。圧縮された冷媒は、補助圧縮機２の吐出管５４から吐出される。
【００４９】  一方で、室外熱交換器４または室内熱交換器３２で冷却された高圧の冷媒は、膨張機８の吸入管５５から吸入され、膨張機固定スクロール５９の渦巻歯６７と揺動スクロール５７の渦巻歯６５とで形成される膨張機８の内周側に導入される。そして、揺動スクロール５７の揺動により、冷媒は、膨張機８を外周側に漸次移動して低圧に膨張する。膨張した冷媒は、膨張機８の吐出管５６から吐出される。膨張機８により冷媒が膨張する動力は、駆動軸５２を介して回収し、補助圧縮機２に伝達して圧縮動力としている。
【００５０】  補助圧縮機２及び膨張機８を構成する前述の機構は、容器５１に収容されている。
【００５１】  そして、本発明の特徴として、膨張機８には、図３に示すように膨張過程の膨張室と膨張機８の吐出管５６とを連通する連通管７１と、連通管７１には開閉装置として電磁弁７２が設けられている。連通管７１は、渦巻歯６７の巻き終わり７３から巻き始め方向におよそ９０°回転させた膨張室８２ａと、巻き終わり７３から巻き始め方向におよそ２７０°回転させた膨張室８１ａに連通させている。
【００５２】＜膨張機の運転動作＞  次に、膨張機８の運転動作について、図４を用いて説明する。膨張機８は、膨張機固定スクロール５９の渦巻歯６７の外側面と揺動スクロール５７の渦巻歯６５の内側面とに挟まれた空間により、膨張室８１ａが構成されている。また、膨張機固定スクロール５９の渦巻歯６７の内側面と揺動スクロール５７の渦巻歯６５の外側面とに挟まれた空間により、膨張室８２ａが構成されている。
【００５３】  渦巻歯６７の巻き始め側端部が渦巻歯６５の内側面に接する状態で駆動軸５２のクランク角度を０°としている。クランク角度が０°のとき、膨張室８１ａと膨張室８２ｂに冷媒が仕切られる。膨張室８１ａ、膨張室８２ａへの高圧冷媒の流入は、クランク角度が３６０°に達する直前まで続く。閉じ込み状態となった膨張室８１ａと膨張室８２ａの冷媒が膨張することにより、揺動スクロール５７が駆動される。
【００５４】  クランク角度が２７０°から３６０°（０°）に至る途中で、膨張室８１ａと膨張室８２ａの膨張過程が終了して膨張機吐出空間８５に冷媒が吐出される。図４の３６０°の位置では、膨張機吐出空間８５に開放した膨張室８１ａ及び膨張室８２ａを膨張室８１ｂ及び膨張室８２ｂと表している。吐出された冷媒は、吐出管５６を通って低圧側に排出される。
【００５５】＜揺動スクロールを停止させる動作＞  次に、本実施の形態の冷凍サイクル装置すなわち空気調和機を停止させるときの膨張機８の動作について、図１乃至図４を用いて説明する。空気調和機の停止とは、主圧縮機１の運転を停止させることを意味する。
【００５６】  主圧縮機１を停止して高圧と低圧が均圧するまで、揺動スクロール５７は徐々に回転速度を低下させながら揺動を続ける。そして、膨張機８の駆動力が揺動スクロール５７と圧縮機固定スクロール５８または膨張機固定スクロール５９との摩擦力より小さくなると、揺動スクロール５７が完全に停止する。
【００５７】  ここで、本実施の形態では、主圧縮機１を停止した後、高圧と低圧が均圧するまでの間に電磁弁７２を開く。すると、高圧と低圧が均圧するまでの間で揺動スクロール５７が揺動している間に、渦巻歯６７の外側面と渦巻歯６５の内側面の接点９１ｂが連通管７１を通過した直後に膨張室８１ａが吐出管５６と連通される。すなわち、膨張室８１ａが低圧となる。同様に、渦巻歯６５の外側面と渦巻歯６７の内側面の接点９２ｂが連通管７１を通過した直後に膨張室８２ａが吐出管５６と連通される。すなわち、膨張室８２ａが低圧となる。
【００５８】  前述のように、膨張室８１ａ及び膨張室８２ａが低圧になると、膨張室８１ａ及び膨張室８２ａと膨張機吐出空間８５との圧力差がなくなるため、揺動スクロール５７が駆動力を失い、停止し易くなる。すなわち、揺動スクロール５７は接点９１ｂ、接点９２ｂが連通管７１を通過した直後に停止することになる。つまり、連通管７１は、揺動スクロール５７の揺動時（公転時）の接点９１ｂと接点９２ｂの軌跡上で、膨張室８１ａと膨張室８２ａに接続されている。
【００５９】  主圧縮機１と膨張機８が完全に停止した後、電磁弁７１を閉じる。膨張機８の完全停止とは、揺動スクロール５７の揺動（公転）が停止することを意味し、圧力センサー１１の検出する圧力と圧力センサー１２の検出する圧力がおよそ均等になってから、１〜２分後に膨張機８が停止したと判断できる。
【００６０】＜揺動スクロール停止位置による起動性向上効果＞  本実施の形態のように、揺動スクロール５７の停止位置を制御した場合の、起動性向上効果について説明する。
【００６１】  図５は従来のように膨張室８１ｂ及び膨張室８２ｂが膨張機吐出空間８５に開放された後に停止した場合の図であり、クランク角度が０°（３６０°）のときの揺動スクロール５７の位置を示している。実際には、クランク角度が２７０°から３６０°の間で揺動スクロール５７は停止する。
【００６２】  図６は本実施の形態で揺動スクロール５７の停止位置を制御した場合の図であり、クランク角度が２７０°のときの揺動スクロール５７の位置を示している。実際には、クランク角度が１８０°から２７０°の間で揺動スクロール５７は停止する。
【００６３】  主圧縮機１及び膨張機８が完全に停止した後は、空気調和機の高圧と低圧が均圧するため、回路内部の圧力はほぼ等しくなる。膨張機８でも、膨張室８１ａ及び膨張室８２ａ、膨張機吐出空間８５の圧力が等しくなる。この停止した状態から、主圧縮機１を再び起動させると、吐出管５６から徐々に冷媒が排出されて膨張機吐出空間８５の圧力が低下していく。
【００６４】  一方で、膨張室８１ａは、渦巻歯６５と渦巻歯６７で仕切られており、膨張機吐出空間８５に開放されていないため、均圧したときの圧力のままである。よって、膨張室８１ａの圧力と膨張機吐出空間８５に圧力差が生じる。この圧力差を受ける受圧部９５ａまたは受圧部９５ｂは、渦巻歯６５の接点９２ｂから接点９１ｂの間の部分である。
【００６５】  受圧部９５ａまたは受圧部９５ｂが受ける圧力差による駆動力が、揺動スクロール５７や揺動軸受部６３などの種々の摺動部にかかる静止摩擦力より大きくなると、停止状態である揺動スクロール５７が揺動を開始する。
【００６６】  ここで、本実施の形態のように揺動スクロール５７の停止位置を制御して停止させた場合（図６）の受圧部９５ｂと、図５の従来手法により揺動スクロール５７を停止させた場合の受圧部９５ａを比較する。図５では、膨張室８１ｂ及び膨張室８２ｂが膨張機吐出空間８５に開放された後に揺動スクロール５７が停止している。一方、図６では、膨張室８１ａ及び膨張室８２ａが膨張機吐出空間８５に開放される前に揺動スクロール５７が停止しているので、図５の受圧部９５ａよりも図６の受圧部９５ｂの方が受圧面積を大きくすることができる。
【００６７】  以上のように、本実施の形態では、均圧したときの圧力と空気調和機の起動時の低圧との圧力差を受ける受圧部９５ｂをより大きくすることができるため、揺動スクロール５７が停止した状態から駆動させようとする揺動方向の力をより大きくすることができる。
【００６８】  また、本実施の形態では、膨張室８１ａ及び膨張室８２ａが膨張室吐出空間８５に開放されるクランク角度よりもクランク角度９０°手前に連通管７１との接続部を設けているので、再度空気調和機を起動させるときの受圧部９５ｂを大きくすることができる。なお、連通管７１との接続部を設ける角度位置は、前述の位置に限定されるものでなく、受圧部９５ｂを大きくすることができれば、どこに設けてもよいが、膨張室８１ａ及び膨張室８２ａが膨張機吐出空間８５に開放される位置から９０°手前までの間に設けるのが効果的である。
【００６９】  また、本実施の形態では、連通管７１を２箇所設けているが、加工性をよくするために１箇所としてもよい。
【００７０】  また、本実施の形態では、空気調和機の起動時に揺動スクロール５７や揺動軸受部６３などの種々の摺動部にかかる静止摩擦力よりも揺動スクロール５７の駆動力が小さく、揺動スクロール５７が揺動しないという起動不良を少なくすることができるため、空気調和機の信頼性をより高めることができる。
【００７１】  また、本実施の形態では、スクロール式の膨張機に本発明を用いたものを例に挙げて説明したが、スクロール式に限らず、例えば揺動ピストンを用いたロータリ式の膨張機についても、本発明を適用可能である。
【００７２】  すなわち、ロータリ式の膨張機の場合でも、揺動ピストンの停止位置によっては、受圧面積が異なり、空調機を起動させるときに揺動ピストンの回転不良が生じる恐れがある。そこで、揺動ピストンで画成される各部屋を連通管７１で吐出管（低圧側）と連通させることで、揺動ピストンの停止位置を制御することができ、これによって受圧面積を大きくして、起動不良を起きにくくすることができる。
【００７３】  また、本実施の形態では、膨張機８を起動するときに、例えば動力を回収する発電機をモーターとして使用するなど、強制的に揺動スクロール５７を揺動させる手段を必要とせず、膨張機によって冷媒が減圧される際の流体エネルギーのみで揺動スクロール５７を揺動させることができるので、膨張機８の構造を簡単にすることができる。
【００７４】  また、本実施の形態では、連通路７１の開閉装置を電磁弁７２としたが、その他の開閉装置であってもよいことは言うまでもない。
【００７５】実施の形態２．  前述の実施の形態１では、連通管７１と電磁弁７２を容器５１の外に設けるようにしたものであるが、次に連通管７１と弁を容器５１に内蔵するようにした実施の形態２について説明する。図７はこのような場合の、弁が開いたときの図、図８は弁が閉じたときの図である。
【００７６】  図７ではコイル１１１に通電することで、電磁力によって弁１１２が下に下がっている状態（弁開状態）である。このとき、連通路１１４によって、膨張室８２と膨張機吐出空間８５が連通されるので、膨張室８２の冷媒が膨張機吐出空間８５に排出される。前述の実施の形態１で説明した空気調和機の停止動作のとき、この状態となる。
【００７７】  一方で、図８では、コイル１１１への通電を停止して、ばね１１３の弾性力で弁１１２を押し上げているので、膨張室８２と膨張機吐出空間８５は連通されない。空気調和機が運転中であるとき、及び膨張機８が完全に停止した後、この状態となる。
【００７８】  本実施の形態では、コイル１１１、弁１１２、ばね１１３によって、前述の電磁弁７２と同じ機能を持たせており、容器５１に内蔵しているので、空気調和機を小型化することができる。
【００７９】  なお、ここでは、説明の都合上、コイル１１１、弁１１２、ばね１１３、及び連通路１１４を１つのみ図示し説明したが、膨張室８１と膨張機吐出空間８５を連通させるようにもう１つコイル１１１、弁１１２、ばね１１３、及び連通路１１４を設けている。また、これらを１つのみで構成してもよい。
【符号の説明】
【００８０】  １  主圧縮機  ２  補助圧縮機  ３  第１の四方弁  ４  室外熱交換器  ５  バイパス弁  ６  第２の四方弁  ７  予膨張弁  ８  膨張機  ９  アキュームレーター  １１，１２  圧力センサー  ２１  主圧縮機１の吐出配管  ２２  室外熱交換器の入口または出口配管  ２３  膨張機８の吸入配管  ２４  膨張機８の吐出配管  ２５  バイパス配管  ２６  配管  ２７  液管  ２８  ガス管  ２９  アキュームレーター９の入口配管  ３１  膨張弁  ３２  室内熱交換器  ５１  容器  ５２  駆動軸  ５３  補助圧縮機２の吸入管  ５４  補助圧縮機２の吐出管  ５５  膨張機８の吸入管  ５６  膨張機８の吐出管  ５７  揺動スクロール  ５８  圧縮機固定スクロール  ５９  膨張機固定スクロール  ６０  オルダムリング  ６１  スライダー  ６２  軸嵌入孔  ６３  揺動軸受部  ６４  揺動スクロール５７上面の渦巻歯  ６５  揺動スクロール５７下面の渦巻歯  ６６  圧縮機固定スクロール５８の渦巻歯  ６７  膨張機固定スクロール５９の渦巻歯  ６８  油ポンプ  ６９  潤滑油  ７０  バランサー  ７１  連通管  ７２  電磁弁  ７３  渦巻歯６７の巻き終わり  ８１ａ，８１ｂ  膨張室  ８２ａ，８２ｂ  膨張室  ８５  膨張機吐出空間  ９１ａ，９１ｂ  渦巻歯６７の外側面と渦巻歯６５の内側面の接点  ９２ａ，９２ｂ  渦巻歯６５の外側面と渦巻歯６７の内側面の接点  ９５ａ，９５ｂ  受圧部  １１１  コイル  １１２  弁  １１３  ばね  １１４  連通路
【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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