(57)【要約】【課題】本発明に係るスクロール圧縮機は、停止時に内部で発生する差圧に起因する損傷を抑制することができる。【解決手段】スクロール圧縮機１０１は、圧縮機構１５と、吸入空間形成部２４ａと、連通路形成部２４ａとを備える。圧縮機構１５は、固定スクロール２４と、可動スクロール２６とを有する。可動スクロール２６は、固定スクロール２４と噛み合わされて冷媒が圧縮される圧縮室４０を形成する。吸入空間形成部２４ａは、冷媒を圧縮室４０に導入する吸入空間２４ｃを形成する。連通路形成部２４ａは、圧縮室４０と吸入空間２４ｃとを接続する連通路２４ｈを形成する。連通路２４ｈは、逆流防止機構２５が設けられている。逆流防止機構２５は、吸入空間２４ｃから圧縮室４０への冷媒の流れのみを許可する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール（２４）と、前記固定スクロールと噛み合わされて冷媒が圧縮される圧縮室（４０）を形成する可動スクロール（２６）とを有する圧縮機構（１５）と、
前記冷媒を前記圧縮室に導入する吸入空間（２４ｃ）を形成する吸入空間形成部（２４ａ）と、
前記圧縮室と前記吸入空間とを接続する連通路（２４ｈ）を形成する連通路形成部（２４ａ）と、
を備え、
前記連通路は、前記吸入空間から前記圧縮室への前記冷媒の流れのみを許可する逆流防止機構（２５）が設けられている、
スクロール圧縮機（１０１）。
【請求項２】
前記連通路は、前記冷媒が導入され閉じ切れられた直後の前記圧縮室と、前記吸入空間とを接続する、
請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記逆流防止機構は、逆止弁である、
請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記吸入空間形成部および前記連通路形成部は、前記圧縮機構に含まれる、
請求項１から３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記吸入空間形成部は、前記圧縮機構に接続される吸入管（１１９）を含み、
前記連通路形成部は、前記吸入管に接続される連通管（１２４ｉ）を含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機と、
凝縮器（１０３，１０５）と、
膨張機構（１０４）と、
蒸発器（１０５，１０３）と、
を備える冷凍装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機および冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機を備える冷凍装置では、冷凍サイクルの運転中に圧縮機が停止すると、圧縮機吐出側の高圧の冷媒ガスと、圧縮機吸込側の低圧の冷媒ガスとの間の圧力差によって、可動スクロールが冷媒圧縮時とは逆方向に回転する。可動スクロールが逆回転すると、圧縮機内部の圧縮室の体積が増加し、圧縮室内の冷媒ガスが膨張する。これにより、圧縮室の圧力が、圧縮機吸込側の空間の圧力より低下すると、可動スクロールのラップ（渦巻き部）の巻終わり部が差圧による力を受け、可動スクロールのラップが損傷するおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、可動スクロールの逆回転を抑制する方法として、圧縮機吐出側の空間に、逆止弁等の逆流防止機構を設ける構成が用いられている。しかし、圧縮機吐出側の流路抵抗が大きくなり、通常運転時における圧縮機の効率が低下するおそれがある。
【０００４】
また、特許文献１（特開２０１４−１０１８５８号公報）に開示されるように、圧縮機吸入側の空間に、逆止弁等の逆流防止機構を設ける構成が用いられる場合がある。しかし、この場合でも、圧縮機内部が均圧化する過程で、可動スクロールが逆回転することがある。そして、均圧過程で、圧縮室内の冷媒ガスが膨張して圧縮室の圧力が低下し、かつ、吸入側の圧縮室閉じ切り部と逆流防止機構との間の空間の圧力が増加して、可動スクロールのラップの巻終わり部が差圧による力を受ける場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、停止時に内部で発生する差圧に起因する損傷を抑制することができるスクロール圧縮機、および、それを備える冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機は、圧縮機構と、吸入空間形成部と、連通路形成部とを備える。圧縮機構は、固定スクロールと、可動スクロールとを有する。可動スクロールは、固定スクロールと噛み合わされて冷媒が圧縮される圧縮室を形成する。吸入空間形成部は、冷媒を圧縮室に導入する吸入空間を形成する。連通路形成部は、圧縮室と吸入空間とを接続する連通路を形成する。連通路は、逆流防止機構が設けられている。逆流防止機構は、吸入空間から圧縮室への冷媒の流れのみを許可する。
【０００７】
第１観点に係るスクロール圧縮機は、停止時における可動スクロールの逆回転によって吸入空間より低圧となった圧縮室へ、連通路を介して、均圧過程で圧力が上昇した吸入空間の冷媒ガスを導入して、圧縮室と吸入空間との間の圧力差を低減する。これにより、可動スクロールのラップの巻終わり部にかかる力が低減し、可動スクロールのラップの損傷が抑制される。従って、第１観点に係るスクロール圧縮機は、停止時に内部で発生する差圧に起因する損傷を抑制することができる。
【０００８】
本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点に係るスクロール圧縮機であって、連通路は、冷媒が導入され閉じ切れられた直後の圧縮室と、吸入空間とを接続する。
【０００９】
第２観点に係るスクロール圧縮機では、連通路は、冷媒が導入された後に吸入空間から閉じ切れられた直後の圧縮室である閉じ切り圧縮室と接続される。可動スクロールのラップの巻終わり部は、閉じ切り圧縮室の冷媒の圧力と、吸入空間の冷媒の圧力とを受けている。閉じ切り圧縮室と吸入空間との間の圧力差は、連通路によって低減される。そのため、閉じ切り圧縮室と吸入空間とを接続する連通路によって、可動スクロールのラップの巻終わり部にかかる力が低減する。
【００１０】
本発明の第３観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点または第２観点に係るスクロール圧縮機であって、逆流防止機構は、逆止弁である。
【００１１】
本発明の第４観点に係るスクロール圧縮機は、第１乃至第３観点のいずれか１つに係るスクロール圧縮機であって、吸入空間形成部および連通路形成部は、圧縮機構に含まれる。
【００１２】
本発明の第５観点に係るスクロール圧縮機は、第１乃至第３観点のいずれか１つに係るスクロール圧縮機であって、吸入空間形成部は、圧縮機構に接続される吸入管を含み、連通路形成部は、吸入管に接続される連通管を含む。
【００１３】
本発明の第６観点に係る冷凍装置は、第１乃至第５観点のいずれか１つに係るスクロール圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを備える。
【００１４】
第６観点に係る冷凍装置は、第１観点乃至第５観点に係るスクロール圧縮機を備えるので、運転時の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１観点乃至第５観点に係るスクロール圧縮機は、停止時に内部で発生する差圧に起因する損傷を抑制することができる。
【００１６】
本発明の第６観点に係る冷凍装置は、運転時の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路図である。
【図２】スクロール圧縮機の縦断面図である。
【図３】固定スクロールの下面図である。
【図４】可動スクロールの上面図である。
【図５】可動スクロールの第２ラップおよび圧縮室が示された固定スクロールの下面図である。
【図６】圧縮機構の側断面図である。
【図７】固定スクロールの第１ラップと可動スクロールの第２ラップとの位置関係を示す図である。
【図８】固定スクロールの第１ラップと可動スクロールの第２ラップとの位置関係を示す図である。
【図９】固定スクロールの第１ラップと可動スクロールの第２ラップとの位置関係を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る圧縮機構の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機、および、それを備える冷凍装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（１）冷凍装置の構成
本実施形態の冷凍装置１００について説明する。冷凍装置１００は、例えば、空気調和装置である。図１は、冷凍装置１００の冷媒回路図である。冷凍装置１００は、主として、スクロール圧縮機１０１と、四方切替弁１０２と、室外熱交換器１０３と、膨張機構１０４と、室内熱交換器１０５とから構成される。図１において、実線の矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを表し、点線の矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを表す。
【００２０】
冷房運転時における冷凍装置１００の冷凍サイクルについて説明する。最初に、スクロール圧縮機１０１は、低圧のガス冷媒を圧縮して、高圧のガス冷媒を吐出する。スクロール圧縮機１０１から吐出された冷媒は、四方切替弁１０２を通過して、室外熱交換器１０３に供給される。室外熱交換器１０３は、高圧のガス冷媒を凝縮して、高圧の液冷媒を吐出する。室外熱交換器１０３から吐出された冷媒は、膨張機構１０４である膨張弁を通過して低圧の気液混合状態の冷媒となり、室内熱交換器１０５に供給される。室内熱交換器１０５は、低圧の気液混合状態の冷媒に含まれる液冷媒を蒸発させて、低圧のガス冷媒を吐出する。室内熱交換器１０５から吐出された低圧のガス冷媒は、スクロール圧縮機１０１に再び供給される。
【００２１】
冷房運転時では、室外熱交換器１０３は凝縮器として機能し、室内熱交換器１０５は蒸発器として機能する。この場合、室内熱交換器１０５で発生する冷媒の蒸発潜熱によって、室内が冷却される。一方、暖房運転時では、四方切替弁１０２を切り換えることで、室外熱交換器１０３は蒸発器として機能し、室内熱交換器１０５は凝縮器として機能する。この場合、室内熱交換器１０５で発生する冷媒の凝縮潜熱によって、室内が加熱される。
【００２２】
（２）スクロール圧縮機の構成
次に、冷凍装置１００が備えるスクロール圧縮機１０１について説明する。スクロール圧縮機１０１は、互いに噛み合う渦巻状のラップを有する２つのスクロール部材によって冷媒を圧縮する圧縮機である。スクロール圧縮機１０１は、高低圧ドーム型のスクロール圧縮機である。
【００２３】
図２は、スクロール圧縮機１０１の縦断面図である。スクロール圧縮機１０１は、主として、ケーシング１０と、圧縮機構１５と、ハウジング２３と、駆動モータ１６と、下部軸受６０と、クランク軸１７と、吸入管１９と、吐出管２０とから構成される。スクロール圧縮機１０１は、冷凍装置１００の冷媒回路において冷媒ガスを圧縮する役割を有する。次に、スクロール圧縮機１０１の各構成要素について説明する。
【００２４】
（２−１）ケーシング
ケーシング１０は、略円筒状の胴部ケーシング部１１と、胴部ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、胴部ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とから構成される。ケーシング１０は、ケーシング１０の内部および外部において圧力や温度が変化した場合に、変形および破損が起こりにくい剛性部材で成型されている。ケーシング１０は、胴部ケーシング部１１の略円筒状の軸方向が鉛直方向に沿うように設置される。
【００２５】
ケーシング１０の内部には、圧縮機構１５と、圧縮機構１５の下方に配置されるハウジング２３と、ハウジング２３の下方に配置される駆動モータ１６と、鉛直方向に延びるように配置されるクランク軸１７等が収容されている。ケーシング１０の壁部には、吸入管１９および吐出管２０が気密状に溶接されている。
【００２６】
ケーシング１０の底部には、潤滑油が貯留される油溜まり空間１０ａが形成されている。潤滑油は、スクロール圧縮機１０１の運転中において、圧縮機構１５等の摺動部の潤滑性を良好に保つために使用される。
【００２７】
（２−２）圧縮機構
圧縮機構１５は、ケーシング１０の内部に収容され、低温低圧の冷媒ガスを吸引および圧縮して、高温高圧の冷媒ガス（以下、「圧縮冷媒」という。）を吐出する。圧縮機構１５は、主に、固定スクロール２４と、可動スクロール２６とから構成される。固定スクロール２４は、ケーシング１０に対して固定されている。可動スクロール２６は、固定スクロール２４に対して公転運動を行う。図３は、鉛直方向下方から視た固定スクロール２４の平面図である。図４は、鉛直方向上方から視た可動スクロール２６の平面図である。
【００２８】
固定スクロール２４は、第１鏡板２４ａと、第１鏡板２４ａに直立して形成されるインボリュート形状の第１ラップ２４ｂとを有する。第１鏡板２４ａには、主吸入孔２４ｃが形成されている。主吸入孔２４ｃは、吸入管１９と、後述する圧縮室４０とを接続する空間である。主吸入孔２４ｃは、低温低圧の冷媒ガスを吸入管１９から圧縮室４０に導入するための吸入空間を形成する。第１鏡板２４ａの中央部には、吐出孔４１が形成され、第１鏡板２４ａの上面には、吐出孔４１と連通する拡大凹部４２が形成されている。拡大凹部４２は、第１鏡板２４ａの上面に凹設された空間である。固定スクロール２４の上面には、拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより固定されている。固定スクロール２４および蓋体４４は、ガスケット（図示せず）を介して密着してシールされている。拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることにより、圧縮機構１５の運転音を消音させるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４には、マフラー空間４５と連通し、固定スクロール２４の下面に開口する第１圧縮冷媒流路４６が形成されている。第１鏡板２４ａの下面には、図３に示されるように、Ｃ字形状の油溝２４ｅが形成されている。
【００２９】
可動スクロール２６は、第２鏡板２６ａと、第２鏡板２６ａに直立して形成されるインボリュート形状の第２ラップ２６ｂとを有する。第２鏡板２６ａの下面中央部には、上端軸受２６ｃが形成されている。可動スクロール２６には、給油細孔６３が形成されている。給油細孔６３は、第２鏡板２６ａの上面外周部と、上端軸受２６ｃの内側の空間とを連通している。図４には、第２ラップ２６ｂの外側の端部である巻終わり部２６ｄが示されている。
【００３０】
固定スクロール２４および可動スクロール２６は、第１ラップ２４ｂと第２ラップ２６ｂとが噛み合うことにより、第１鏡板２４ａと、第１ラップ２４ｂと、第２鏡板２６ａと、第２ラップ２６ｂとによって囲まれる空間である圧縮室４０を形成する。圧縮室４０の容積は、可動スクロール２６の公転運動によって徐々に減少する。可動スクロール２６の公転中に、固定スクロール２４の第１鏡板２４ａおよび第１ラップ２４ｂの下面は、可動スクロール２６の第２鏡板２６ａおよび第２ラップ２６ｂの上面と摺動する。以下、可動スクロール２６と摺動する固定スクロール２４の面を、スラスト摺動面２４ｄと呼ぶ。図５は、可動スクロール２６の第２ラップ２６ｂの位置および圧縮室４０が示された固定スクロール２４の下面図である。図５において、ハッチングされた領域は、固定スクロール２４のスラスト摺動面２４ｄを表す。図５において、スラスト摺動面２４ｄの外縁は、公転する可動スクロール２６の第２鏡板２６ａの外縁の軌跡を表す。図５に示されるように、固定スクロール２４の油溝２４ｅは、スラスト摺動面２４ｄに納まるように第１鏡板２４ａの下面に形成されている。
【００３１】
図６は、圧縮機構１５の側断面図である。図６には、主吸入孔２４ｃに接続される吸入管１９が模式的に示されている。固定スクロール２４の第１鏡板２４ａには、圧縮室４０と主吸入孔２４ｃとを接続する連通路２４ｈが形成されている。連通路２４ｈには、逆流防止機構２５が設けられている。逆流防止機構２５は、主吸入孔２４ｃから圧縮室４０への冷媒の流れを許可し、かつ、圧縮室４０から主吸入孔２４ｃへの冷媒の流れを禁止する。逆流防止機構２５は、例えば、逆止弁である。本実施形態では、固定スクロール２４の第１鏡板２４ａは、主吸入孔２４ｃおよび連通路２４ｈを形成する部材である。
【００３２】
図７〜図９は、固定スクロール２４の第１ラップ２４ｂと可動スクロール２６の第２ラップ２６ｂとの位置関係を示す図である。スクロール圧縮機１０１の通常運転時、すなわち、圧縮機構１５によって冷媒が圧縮されている時には、可動スクロール２６の公転運動に伴って、図７、図８、図９および図７の順に、第２ラップ２６ｂの位置が周期的に変化する。圧縮機構１５の圧縮室４０は、第１圧縮室４０ａ、第２圧縮室４０ｂおよび第３圧縮室４０ｃから構成される。可動スクロール２６の公転運動に伴って、第１圧縮室４０ａおよび第２圧縮室４０ｂに主吸入孔２４ｃから冷媒が導入され、その後、第１圧縮室４０ａおよび第２圧縮室４０ｂの容積がそれぞれ独立に減少する。これにより、第１圧縮室４０ａおよび第２圧縮室４０ｂにおいて冷媒が圧縮される。第１圧縮室４０ａおよび第２圧縮室４０ｂは、冷媒を圧縮する過程で合流して第３圧縮室４０ｃとなる。第３圧縮室４０ｃでは、可動スクロール２６の公転運動により、冷媒がさらに圧縮される。第３圧縮室４０ｃで圧縮された冷媒は、吐出孔４１に導入される。
【００３３】
図７には、冷媒が導入された後に主吸入孔２４ｃから閉じ切れられた直後の第１圧縮室４０ａがハッチング領域として示されている。図８には、冷媒が導入された後に主吸入孔２４ｃから閉じ切れられた直後の第２圧縮室４０ｂがハッチング領域として示されている。以下、必要に応じて、図７においてハッチング領域として示された第１圧縮室４０ａを、第１閉じ切り圧縮室４０ａと呼び、図８においてハッチング領域として示された第２圧縮室４０ｂを、第２閉じ切り圧縮室４０ｂと呼ぶ。固定スクロール２４の連通路２４ｈは、可動スクロール２６の公転中に、第１閉じ切り圧縮室４０ａおよび第２閉じ切り圧縮室４０ｂの両方と連通することができる位置に開口している。すなわち、連通路２４ｈは、図７のハッチング領域と図８のハッチング領域とが重なる領域に開口している。
【００３４】
（２−３）ハウジング
ハウジング２３は、圧縮機構１５の下方に配置されている。ハウジング２３の外周面は、ケーシング１０の内面に気密状に接合されている。これにより、ケーシング１０の内部空間は、ハウジング２３の下方の高圧空間Ｓ１と、ハウジング２３の上方の空間である上部空間Ｓ２とに区画されている。ハウジング２３は、固定スクロール２４を載置し、オルダム継手３９を介して固定スクロール２４と共に可動スクロール２６を挟持している。オルダム継手３９は、可動スクロール２６の自転運動を防止するための環状部材である。ハウジング２３の外周部には、第２圧縮冷媒流路４８が鉛直方向に貫通して形成されている。第２圧縮冷媒流路４８は、ハウジング２３の上面において第１圧縮冷媒流路４６と連通し、ハウジング２３の下面において高圧空間Ｓ１と連通する。
【００３５】
ハウジング２３の上面には、クランク室Ｓ３が凹設されている。ハウジング２３には、ハウジング貫通孔３１が形成されている。ハウジング貫通孔３１は、クランク室Ｓ３の底面中央部から、ハウジング２３の下面中央部まで、ハウジング２３を鉛直方向に貫通している。以下、ハウジング２３の一部であり、かつ、ハウジング貫通孔３１が形成されている部分を、上部軸受３２という。ハウジング２３には、ケーシング１０の内面近傍の高圧空間Ｓ１とクランク室Ｓ３とを連通する油戻し通路２３ａが形成されている。
【００３６】
（２−４）駆動モータ
駆動モータ１６は、ハウジング２３の下方に配置されるブラシレスＤＣモータである。駆動モータ１６は、主に、ケーシング１０の内面に固定されるステータ５１と、ステータ５１の内側にエアギャップを設けて配置されるロータ５２とから構成される。
【００３７】
ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り、かつ、周方向に所定間隔をおいて切欠形成されている複数のコアカット部が設けられている。コアカット部は、胴部ケーシング部１１とステータ５１との間を鉛直方向に延びるモータ冷却通路５５を形成する。
【００３８】
ロータ５２は、その回転中心を鉛直方向に貫通するクランク軸１７に連結されている。ロータ５２は、クランク軸１７を介して、圧縮機構１５に接続されている。
【００３９】
（２−５）下部軸受
下部軸受６０は、駆動モータ１６の下方に配置される。下部軸受６０の外周面は、ケーシング１０の内面に気密状に接合されている。下部軸受６０は、クランク軸１７を支持する。下部軸受６０の上端には、油分離板７３が取り付けられている。油分離板７３は、ケーシング１０の内部に収容される平板状の部材である。油分離板７３は、下部軸受６０の上端面に固定されている。
【００４０】
（２−６）クランク軸
クランク軸１７は、ケーシング１０の内部に収容される。クランク軸１７は、その軸方向が鉛直方向に沿うように配置されている。クランク軸１７は、その上端部の軸心が上端部を除く部分の軸心に対してわずかに偏心している形状を有している。クランク軸１７は、バランスウェイト１８を有する。バランスウェイト１８は、ハウジング２３の下方かつ駆動モータ１６の上方の高さ位置において、クランク軸１７に密着して固定されている。
【００４１】
クランク軸１７は、ロータ５２の回転中心を鉛直方向に貫通してロータ５２に連結されている。クランク軸１７は、その上端部が上端軸受２６ｃに嵌入することで、可動スクロール２６に接続されている。クランク軸１７は、上部軸受３２および下部軸受６０によって支持されている。
【００４２】
クランク軸１７は、その軸方向に延びている主給油路６１を内部に有している。主給油路６１の上端は、クランク軸１７の上端面と第２鏡板２６ａの下面とによって形成される油室８３と連通している。油室８３は、第２鏡板２６ａの給油細孔６３を介して、スラスト摺動面２４ｄおよび油溝２４ｅに連通し、圧縮室４０を介して最終的に低圧空間Ｓ２に連通する。主給油路６１の下端は、油溜まり空間１０ａの潤滑油中に浸漬している。
【００４３】
クランク軸１７は、主給油路６１から分岐する第１副給油路６１ａ、第２副給油路６１ｂおよび第３副給油路６１ｃを有している。第１副給油路６１ａ、第２副給油路６１ｂおよび第３副給油路６１ｃは、水平方向に延びている。第１副給油路６１ａは、クランク軸１７と可動スクロール２６の上端軸受２６ｃとの摺動面に開口している。第２副給油路６１ｂは、クランク軸１７とハウジング２３の上部軸受３２との摺動面に開口している。第３副給油路６１ｃは、クランク軸１７と下部軸受６０との摺動面に開口している。
【００４４】
（２−７）吸入管
吸入管１９は、ケーシング１０の外部から圧縮機構１５へ、冷媒回路の冷媒を導入するための管である。吸入管１９は、ケーシング１０の上壁部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９は、上部空間Ｓ２を鉛直方向に貫通するとともに、内端部が固定スクロール２４の主吸入孔２４ｃに嵌入されている。
【００４５】
（２−８）吐出管
吐出管２０は、高圧空間Ｓ１からケーシング１０の外部へ、圧縮冷媒を吐出するための管である。吐出管２０は、ケーシング１０の胴部ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。吐出管２０は、高圧空間Ｓ１を水平方向に貫通する。ケーシング１０内にある吐出管２０の開口部２０ａは、ハウジング２３の近傍に位置している。
【００４６】
（３）スクロール圧縮機の動作
本実施形態に係るスクロール圧縮機１０１の動作について説明する。最初に、スクロール圧縮機１０１を備える冷媒回路を循環する冷媒の流れについて説明する。次に、スクロール圧縮機１０１内部における潤滑油の流れについて説明する。
【００４７】
（３−１）冷媒の流れ
最初に、駆動モータ１６が駆動することによって、ロータ５２が回転する。これにより、ロータ５２に固定されているクランク軸１７が軸回転する。クランク軸１７の軸回転運動は、上端軸受２６ｃを介して可動スクロール２６に伝達される。クランク軸１７の上端部の軸心は、クランク軸１７の軸回転運動の軸心に対して偏心している。また、可動スクロール２６は、オルダム継手３９によって自転が防止される。これにより、可動スクロール２６は、自転することなく、固定スクロール２４に対して公転運動を行う。
【００４８】
圧縮される前の低温低圧の冷媒は、吸入管１９から主吸入孔２４ｃを経由して、圧縮機構１５の圧縮室４０に供給される。可動スクロール２６の公転運動により、圧縮室４０は容積を徐々に減少させながら固定スクロール２４の外周部から中心部に向かって移動する。その結果、圧縮室４０の冷媒は圧縮されて圧縮冷媒となる。圧縮冷媒は、吐出孔４１からマフラー空間４５へ吐出された後、第１圧縮冷媒流路４６および第２圧縮冷媒流路４８を経由して、高圧空間Ｓ１へ吐出される。そして、圧縮冷媒は、モータ冷却通路５５を下降して、駆動モータ１６の下方の高圧空間Ｓ１に到達する。そして、圧縮冷媒は、流れの向きを反転させて、他のモータ冷却通路５５および駆動モータ１６のエアギャップを上昇する。最終的に、圧縮冷媒は、吐出管２０からスクロール圧縮機１０１の外部に吐出される。
【００４９】
（３−２）潤滑油の流れ
最初に、モータ１６が駆動することによってロータ５２が回転し、これにより、クランク軸１７が軸回転する。クランク軸１７の軸回転によって圧縮機構１５が駆動し、高圧空間Ｓ１に圧縮冷媒が吐出されると、高圧空間Ｓ１内の圧力が上昇する。また、主給油路６１の上端は、油室８３および給油細孔６３を介して低圧空間Ｓ２に連通している。これにより、主給油路６１の上端と下端との間に差圧が発生する。その結果、油溜まり空間１０ａに貯留されている潤滑油は、差圧によって、主給油路６１の下端から吸引され、主給油路６１内を油室８３に向かって上昇する。
【００５０】
主給油路６１を上昇する潤滑油のほとんどは、順に、第３副給油路６１ｃ、第２副給油路６１ｂおよび第１副給油路６１ａに分流する。第３副給油路６１ｃを流れる潤滑油は、クランク軸１７と下部軸受６０との摺動面を潤滑した後、高圧空間Ｓ１に供給されて油溜まり空間１０ａに戻される。第２副給油路６１ｂを流れる潤滑油は、クランク軸１７とハウジング２３の上部軸受３２との摺動面を潤滑した後、高圧空間Ｓ１およびクランク室Ｓ３に供給される。高圧空間Ｓ１に供給された潤滑油は、油溜まり空間１０ａに戻される。クランク室Ｓ３に供給された潤滑油は、ハウジング２３の油戻し通路２３ａを経由して高圧空間Ｓ１に供給され、油溜まり空間１０ａに戻される。第１副給油路６１ａを流れる潤滑油は、クランク軸１７と可動スクロール２６の上端軸受２６ｃとの摺動面を潤滑した後、クランク室Ｓ３に供給され、高圧空間Ｓ１を経由して、油溜まり空間１０ａに戻される。
【００５１】
主給油路６１内を上端まで上昇して油室８３に到達した潤滑油は、差圧によって、給油細孔６３を流れて油溝２４ｅに供給される。油溝２４ｅに供給された潤滑油の一部は、スラスト摺動面２４ｄをシールしながら、低圧空間Ｓ２および圧縮室４０に漏れる。このとき、もともと高温高圧である潤滑油は、低圧空間Ｓ２および圧縮室４０に存在する圧縮前の冷媒ガスを加熱する。また、圧縮室４０に流入した潤滑油は、微小な油滴の状態で圧縮冷媒に混入される。圧縮冷媒に混入された潤滑油は、圧縮冷媒と同じ経路を通って、圧縮室４０から高圧空間Ｓ１へ吐出される。その後、潤滑油は、圧縮冷媒と共にモータ冷却通路５５を下降した後に、油分離板７３に衝突する。油分離板７３に付着した潤滑油は、高圧空間Ｓ１を落下して油溜まり空間１０ａに到達する。
【００５２】
（４）スクロール圧縮機の特徴
本実施形態の冷凍装置１００は、スクロール圧縮機１０１の運転停止に起因して圧縮機構１５が損傷することを抑制することができる。以下、その理由について説明する。
【００５３】
スクロール圧縮機１０１の運転が停止すると、可動スクロール２６の公転運動が停止する。可動スクロール２６が停止した瞬間において、圧縮機構１５の吐出孔４１には、圧縮室４０で圧縮された高圧の冷媒ガスが存在し、圧縮機構１５の主吸入孔２４ｃには、圧縮室４０に導入される前の低圧の冷媒ガスが存在する。そのため、吐出孔４１と主吸入孔２４ｃとの間の圧力差によって、可動スクロール２６は、冷媒圧縮時における公転方向とは反対の方向に公転する逆回転運動を行う。可動スクロール２６の逆回転運動によって、圧縮室４０（第１圧縮室４０ａおよび第２圧縮室４０ｂ）の容積は増加する。圧縮室４０の容積が増加すると、圧縮室４０内の冷媒が膨張するので、圧縮室４０内の冷媒の圧力は低下する。一方、可動スクロール２６の逆回転運動によって、圧縮室４０内の冷媒の一部は主吸入孔２４ｃに流入するので、主吸入孔２４ｃ内の冷媒の圧力は上昇する。
【００５４】
本実施形態では、固定スクロール２４の第１鏡板２４ａには、連通路２４ｈが形成されている。連通路２４ｈは、第１閉じ切り圧縮室４０ａと主吸入孔２４ｃとを接続し、または、第２閉じ切り圧縮室４０ｂと主吸入孔２４ｃとを接続する。また、連通路２４ｈには、主吸入孔２４ｃから第１閉じ切り圧縮室４０ａへの冷媒の流れ、および、主吸入孔２４ｃから第２閉じ切り圧縮室４０ｂへの冷媒の流れのみを許可する逆流防止機構２５が設けられている。そのため、可動スクロール２６の逆回転運動によって、第１閉じ切り圧縮室４０ａまたは第２閉じ切り圧縮室４０ｂの冷媒の圧力が、主吸入孔２４ｃの冷媒の圧力より低くなった場合、主吸入孔２４ｃから連通路２４ｈを介して第１閉じ切り圧縮室４０ａまたは第２閉じ切り圧縮室４０ｂに向かって冷媒が流れる。これにより、主吸入孔２４ｃと第１閉じ切り圧縮室４０ａとの間の圧力差、または、主吸入孔２４ｃと第２閉じ切り圧縮室４０ｂとの間の圧力差が低減される。
【００５５】
スクロール圧縮機１０１の運転停止によって可動スクロール２６が逆回転運動すると、第１閉じ切り圧縮室４０ａまたは第２閉じ切り圧縮室４０ｂが形成される位置に、可動スクロール２６が到達する場合がある。この時、可動スクロール２６の第２ラップ２６ｂの巻終わり部２６ｄには、第１閉じ切り圧縮室４０ａまたは第２閉じ切り圧縮室４０ｂの冷媒の圧力、および、主吸入孔２４ｃの冷媒の圧力がかかっている。
【００５６】
しかし、連通路２４ｈによって、第１閉じ切り圧縮室４０ａまたは第２閉じ切り圧縮室４０ｂと主吸入孔２４ｃとの圧力差が低減されるので、圧力差に起因して第２ラップ２６ｂの巻終わり部２６ｄに作用する力の大きさは低減される。可動スクロール２６が逆回転運動している時に、第２ラップ２６ｂの巻終わり部２６ｄが力を受けると、第２ラップ２６ｂが固定スクロール２４に衝突して、固定スクロール２４および可動スクロール２６が損傷するおそれがある。そのため、連通路２４ｈによって、スクロール圧縮機１０１の運転停止時に第２ラップ２６ｂの巻終わり部２６ｄにかかる力を低減することで、固定スクロール２４および可動スクロール２６の損傷を抑制することができる。従って、スクロール圧縮機１０１は、運転停止時に内部で発生する差圧に起因する損傷を抑制することができる。また、スクロール圧縮機１０１を備えることにより、冷凍装置１００の運転時の信頼性が向上する。
【００５７】
なお、スクロール圧縮機１０１の通常運転時、すなわち、圧縮機構１５によって冷媒が圧縮されている時には、圧縮室４０の冷媒の圧力は、主吸入孔２４ｃの冷媒の圧力よりも高い。しかし、逆流防止機構２５は、圧縮室４０から主吸入孔２４ｃへの冷媒の流れを禁止するので、圧縮室４０から連通路２４ｈを介して主吸入孔２４ｃに向かって冷媒が流れることはない。
【００５８】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係るスクロール圧縮機について説明する。本実施形態の基本的な構成、動作および特徴は、第１実施形態に係るスクロール圧縮機と同一であるので、第１実施形態との相違点を主に説明する。
【００５９】
図１０は、本実施形態に係る圧縮機構１１５の側断面図である。図１０において、第１実施形態の圧縮機構１５と同一の構成および機能を有する要素には、同一の参照符号が用いられている。圧縮機構１１５は、固定スクロール１２４と可動スクロール１２６とから構成される。固定スクロール１２４は、第１鏡板１２４ａと第１ラップ１２４ｂとを有する。可動スクロール１２６は、第２鏡板１２６ａと第２ラップ１２６ｂとを有する。第１鏡板１２４ａには、主吸入孔１２４ｃが形成されている。主吸入孔１２４ｃには、吸入管１１９が嵌め込まれている。圧縮機構１１５の内部には、圧縮室１４０が形成されている。以上の基本的な構成は、第１実施形態の圧縮機構１５と同じである。
【００６０】
第１実施形態では、固定スクロール２４には、主吸入孔２４ｃと圧縮室４０とを接続する連通路２４ｈが形成されている。すなわち、連通路２４ｈは、圧縮機構１５に内蔵されている。しかし、本実施形態では、図１０に示されるように、第１鏡板１２４ａには、圧縮室１４０と連通する連通路１２４ｈが形成され、さらに、連通路１２４ｈに接続される連通管１２４ｉが圧縮機構１１５の外部に設けられている。また、連通管１２４ｉは、吸入管１１９に接続されている。吸入管１１９は主吸入孔１２４ｃと連通しているので、連通路１２４ｈおよび連通管１２４ｉからなる通路は、第１実施形態の連通路２４ｈと同じ機能を有する。連通管１２４ｉは、ケーシング１０の内部に配置されている。しかし、必要に応じて、連通管１２４ｉの一部が、ケーシング１０の外部に配置されていてもよい。
【００６１】
また、連通路１２４ｈには、逆流防止機構１２５が設けられている。逆流防止機構１２５は、吸入管１１９から圧縮室１４０への冷媒の流れを許可し、かつ、圧縮室１４０から吸入管１１９への冷媒の流れを禁止する。逆流防止機構１２５は、例えば、逆止弁である。すなわち、逆流防止機構１２５は、第１実施形態の逆流防止機構２５と同じ機能を有する。
【００６２】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、連通路１２４ｈおよび連通管１２４ｉによって、可動スクロール１２６が逆回転運動するときに発生する吸入管１１９と圧縮室１４０との間の圧力差が低減される。そのため、この圧力差に起因して第２ラップ１２６ｂの巻終わり部に作用する力の大きさが低減されるので、固定スクロール１２４および可動スクロール１２６の損傷が抑制される。従って、圧縮機構１１５を備えるスクロール圧縮機は、運転停止時に内部で発生する差圧に起因する損傷を抑制することができる。
【００６３】
＜変形例＞
本発明の実施形態に係る圧縮機に対する適用可能な変形例について説明する。
【００６４】
（１）変形例Ａ
第１実施形態では、連通路２４ｈは、固定スクロール２４の主吸入孔２４ｃに接続されている。主吸入孔２４ｃには、吸入管１９が嵌め込まれている。しかし、主吸入孔２４ｃまたは吸入管１９には、逆流防止機構２５と同様の逆流防止機構がさらに設けられてもよい。なお、主吸入孔２４ｃに逆流防止機構を設ける場合、連通路２４ｈは、主吸入孔２４ｃの逆流防止機構と圧縮室４０との間の空間に開口するように、固定スクロール２４に形成される。
【００６５】
（２）変形例Ｂ
第２実施形態では、連通管１２４ｉは、吸入管１１９に取り付けられている。しかし、連通管１２４ｉは、圧縮機構１１５によって圧縮される前の冷媒が流れる空間であれば、他の空間に接続されてもよい。例えば、連通管１２４ｉは、圧縮機構１１５を備えるスクロール圧縮機と蒸発器との間の配管に接続されてもよい。図１において、冷房運転時における蒸発器は、室内熱交換器１０５であり、暖房運転時における蒸発器は、室外熱交換器１０３である。
【００６６】
（３）変形例Ｃ
第２実施形態では、逆流防止機構１２５は、連通路１２４ｈに設けられている。しかし、逆流防止機構１２５は、連通管１２４ｉに取り付けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係るスクロール圧縮機は、停止時に内部で発生する差圧に起因する損傷を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１５      圧縮機構
１９      吸入管
２４      固定スクロール
２６      可動スクロール
４０      圧縮室
２４ａ    第１鏡板（吸入空間形成部）
２４ａ    第１鏡板（連通路形成部）
２４ｃ    主吸入孔（吸入空間）
２４ｈ    連通路
２５      逆流防止機構
１００      冷凍装置
１０１      スクロール圧縮機
１０３      室外熱交換器（冷房運転時の凝縮器）
１０３      室外熱交換器（暖房運転時の蒸発器）
１０４      膨張機構
１０５      室内熱交換器（冷房運転時の蒸発器）
１０５      室内熱交換器（暖房運転時の凝縮器）
１１９      吸入管
１２４ｉ    連通管
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開２０１４−１０１８５８号公報
【図１】
2016125415.tif 000003
【図２】
2016125415.tif 000004
【図３】
2016125415.tif 000005
【図４】
2016125415.tif 000006
【図５】
2016125415.tif 000007
【図６】
2016125415.tif 000008
【図７】
2016125415.tif 000009
【図８】
2016125415.tif 000010
【図９】
2016125415.tif 000011
【図１０】
2016125415.tif 000012