(57)【要約】【課題】単純な構造で流体損失の低減を実現する。【解決手段】圧縮機（スクロール圧縮機１）は、固定部材（固定スクロール５）と、移動することにより固定部材との間に冷媒を圧縮する圧縮室１１を形成する移動部材（旋回スクロール６）と、装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部２０と、装置の内部から外部に冷媒を吐出する吐出部２１と、移動部材を旋回させる電動機４と、電動機の動作を制御する制御部１６とを備えている。固定部材は、冷媒の逆流を防止する逆止弁を吸込部と吐出部とのいずれにも備えていない。制御部は、電動機の回路抵抗Ｒを変えて電動機の運転を停止する。【選択図】図１
2017172347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、
移動することにより前記固定部材との間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する移動部材と、
装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部と、
装置の内部から外部に冷媒を吐出する吐出部と、
前記移動部材を移動させる電動機と、
前記電動機の動作を制御する制御部と、を備え、
前記固定部材は、前記冷媒の逆流を防止する逆止弁を前記吸込部と前記吐出部とのいずれにも備えておらず、
前記制御部は、前記電動機の回路抵抗を変えて前記電動機の運転を停止する
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機において、
前記制御部は、前記電動機の回路抵抗を増やして前記電動機の運転を停止する
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
固定部材と、
移動することにより前記固定部材との間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する移動部材と、
装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部と、
装置の内部から外部に冷媒を吐出する吐出部と、
前記移動部材を移動させる電動機と、
前記電動機の動作を制御する制御部と、を備え、
前記固定部材は、前記冷媒の逆流を防止する逆止弁を前記吸込部と前記吐出部とのいずれにも備えておらず、
前記制御部は、前記冷媒の前記吐出部側の吐出圧力と前記吸込部側の吸込圧力との圧力差を小さくした上で、前記電動機の運転を停止する
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
固定部材と、
移動することにより前記固定部材との間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する移動部材と、
装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部と、
装置の内部から外部に冷媒を吐出する吐出部と、
前記移動部材を移動させる電動機と、
前記電動機の動作を制御する制御部と、を備え、
前記固定部材は、前記冷媒の逆流を防止する逆止弁を前記吸込部と前記吐出部とのいずれにも備えておらず、
前記制御部は、前記電動機の電流値を下げた上で、前記電動機の運転を停止する
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
固定部材と、
移動することにより前記固定部材との間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する移動部材と、
装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部と、
装置の内部から外部に冷媒を吐出する吐出部と、
前記移動部材を移動させる電動機と、
前記電動機の動作を制御する制御部と、を備え、
前記固定部材は、前記冷媒の逆流を防止する逆止弁を前記吸込部と前記吐出部とのいずれにも備えておらず、
前記制御部は、圧縮機の回転速度を下げた上で、前記電動機の運転を停止する
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の圧縮機において、
前記制御部は、運転停止時に、前記冷媒の前記吐出部側の吐出圧力と前記吸込部側の吸込圧力との圧力差が１５００ｋＰａ以下で前記電動機の運転を停止する
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の圧縮機において、
前記吸込部は、外部から内部に前記冷媒を導く吸込パイプを有しており、
前記吸込パイプは、横方向に延びるように配置されている
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項８】
圧縮機と、
熱交換機と、を有し、
前記圧縮機は、
固定部材と、
移動することにより前記固定部材との間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する移動部材と、
装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部と、
装置の内部から外部に冷媒を吐出する吐出部と、
前記移動部材を移動させる電動機と、
前記電動機の動作を制御する制御部と、を備え、
前記固定部材は、前記冷媒の逆流を防止する逆止弁を前記吸込部と前記吐出部とのいずれにも備えておらず、
前記制御部は、前記電動機の回路抵抗を変えて前記電動機の運転を停止する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項９】
圧縮機と、
熱交換機と、を有し、
前記圧縮機は、
固定部材と、
移動することにより前記固定部材との間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する移動部材と、
装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部と、
装置の内部から外部に冷媒を吐出する吐出部と、
前記移動部材を移動させる電動機と、
前記電動機の動作を制御する制御部と、を備え、
前記固定部材は、前記冷媒の逆流を防止する逆止弁を前記吸込部と前記吐出部とのいずれにも備えておらず、
前記制御部は、前記冷媒の前記吐出部側の吐出圧力と前記吸込部側の吸込圧力との圧力差を小さくした上で、前記電動機の運転を停止する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
圧縮機と、
熱交換機と、を有し、
前記圧縮機は、
固定部材と、
移動することにより前記固定部材との間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する移動部材と、
装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部と、
装置の内部から外部に冷媒を吐出する吐出部と、
前記移動部材を移動させる電動機と、
前記電動機の動作を制御する制御部と、を備え、
前記固定部材は、前記冷媒の逆流を防止する逆止弁を前記吸込部と前記吐出部とのいずれにも備えておらず、
前記制御部は、前記電動機の電流値を下げた上で、前記電動機の運転を停止する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
圧縮機と、
熱交換機と、を有し、
前記圧縮機は、
固定部材と、
移動することにより前記固定部材との間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する移動部材と、
装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部と、
装置の内部から外部に冷媒を吐出する吐出部と、
前記移動部材を移動させる電動機と、
前記電動機の動作を制御する制御部と、を備え、
前記固定部材は、前記冷媒の逆流を防止する逆止弁を前記吸込部と前記吐出部とのいずれにも備えておらず、
前記制御部は、圧縮機の回転速度を下げた上で、前記電動機の運転を停止する
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、圧縮機、及び、これを備える冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作動流体を圧縮する圧縮機が様々な装置で用いられている。例えば、冷凍機や給湯機、空調機器等の冷凍サイクル装置には、ガス状の冷媒を圧縮する装置としてスクロール圧縮機が用いられている。スクロール圧縮機は、固定設置されたスクロール（以下、「固定スクロール」と称する）と旋回運動を行うスクロール（以下、「旋回スクロール」と称する）とを用いて冷媒等の作動流体を圧縮する装置である。スクロール圧縮機は、固定スクロールと旋回スクロールとによって作動流体を圧縮する圧縮機構部を構成している。
【０００３】
スクロール圧縮機は、吸込室と背圧室と圧縮室とを備えている。
吸込室は、外部から吸い込まれた冷媒を一時的に貯留して圧縮室に供給するための部屋である。吸込室と圧縮室との間には、冷媒を圧縮室に供給するための流路が形成されている。吸込室の近傍には、冷媒を流す吸込パイプが配置されている。吸込室と吸込パイプとは、装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部を構成している。
背圧室は、旋回スクロール側から固定スクロール側に向かう方向の背圧を冷媒に与えるための部屋である。スクロール圧縮機は、旋回スクロールが固定スクロールから離れないように、背圧を与えた冷媒で旋回スクロールを固定スクロール側に押圧している。
圧縮室は、冷媒を圧縮するための部屋である。スクロール圧縮機は、固定スクロールに形成された渦巻き状のラップと旋回スクロールに形成された渦巻き状のラップとを噛み合わせた状態で旋回スクロールを旋回させることにより、固定スクロールのラップと旋回スクロールのラップとの間に圧縮室を形成する構造になっている。圧縮室で圧縮された冷媒は、吐出部からスクロール圧縮機の外部に吐出されて、外部に設けられた熱交換器等に送り込まれる。
【０００４】
スクロール圧縮機は、運転停止時に、吐出側の高圧の冷媒が圧縮機構部を通って吸込部側に逆流しようとする。この逆流現象が起きると、冷媒の膨張による圧力によって、圧縮機構部のクランク軸や電動機の回転子が圧縮方向とは逆方向に回転する現象が発生することがある。その結果、スクロール圧縮機は、異音が発生したり、電動機の回転子の逆回転による起電力で圧縮機本体や電気回路に様々な影響を与えたりすることがある。
【０００５】
そのため、一般に、スクロール圧縮機には、冷媒の逆流を防止するための弁体からなる吸込逆止弁や、吸込逆止弁の衝突荷重を受けるカラー、吸込逆止弁の浮上を補助するスプリング等の部材が、吸込部に設けられている。しかしながら、これらの部材を吸込部に設けた場合に、通常運転時において、冷媒の流れがスプリングを押し縮めることにより、吸込部で圧力損失が発生し、その結果、吸込部に吸い込まれた冷媒の密度を低下させてしまい、冷媒の吐出流量を減少させていた。なお、スクロール圧縮機の中には、吐出部に弁体（吐出逆止弁）を設けた装置もある。しかしながら、このようなスクロール圧縮機では、同様の原理により、吐出部で圧力損失が発生している。
【０００６】
そこで、このような圧力損失を低減するスクロール圧縮機として、スプリングを使用せずに、逆止弁を閉じる際に逆流する冷媒の流体力によって発生する圧力差で逆止弁を応答性良く浮上させるようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２-１４９６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の圧縮機は、以下に説明するように、単純な構造で流体損失を低減することが望まれている、という課題があった。
【０００９】
例えば、特許文献１に記載された従来のスクロール圧縮機は、逆止弁自体が冷媒の流れを阻害するため、流体損失が増大する。これにより、従来のスクロール圧縮機は、さらなる性能の向上の実現が阻害されていた。流体損失の増大については、固定スクロールの高さを高くすることによって解決することができる。しかしながら、固定スクロールの高さを高くした場合に、装置全体が大型化してしまう。その結果、従来のスクロール圧縮機は、冷凍サイクル装置への搭載性を低下させたり、製造コストを増大させたりしていた。
【００１０】
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、装置の大型化を招かないように、単純な構造で流体損失の低減を実現する高効率な圧縮機、及び、これを備える冷凍サイクル装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明は、固定部材と、移動することにより前記固定部材との間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する移動部材と、装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部と、装置の内部から外部に冷媒を吐出する吐出部と、前記移動部材を移動させる電動機と、前記電動機の動作を制御する制御部と、を備え、前記固定部材は、前記冷媒の逆流を防止する逆止弁を前記吸込部と前記吐出部とのいずれにも備えておらず、前記制御部は、前記電動機の回路抵抗を変えて前記電動機の運転を停止することを特徴とする圧縮機、及び、これを備える冷凍サイクル装置とする。
その他の手段は、後記する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、単純な構造で流体損失の低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】実施形態１に係るスクロール圧縮機の横断面図である。
【図３】実施形態１に係るスクロール圧縮機の吸込部の断面拡大図である。
【図４】実施形態１に係るスクロール圧縮機の制御系の模式図である。
【図５】実施形態１で用いるインバータ回路の概念図である。
【図６】実施形態１で用いる電動機の回路抵抗の波形図である。
【図７】実施形態２に係るスクロール圧縮機の吸込部の断面拡大図である。
【図８】実施形態３に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図９】実施形態３に係るスクロール圧縮機の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１５】
［実施形態１］
＜スクロール圧縮機の構成＞
以下、図１及び図２を参照して、本実施形態１に係るスクロール圧縮機１の構成につき説明する。図１は、スクロール圧縮機１の縦断面図である。図２は、スクロール圧縮機１の横断面図である。本実施形態１では、本発明を適用する圧縮機がスクロール圧縮機であるものとして説明する。ただし、本発明は、例えばロータリ圧縮機やスイング圧縮機等の様々なタイプの圧縮機にも適用することができる。
【００１６】
図１に示すように、スクロール圧縮機１は、渦巻状のラップ６ａを立設した旋回スクロール６及び渦巻状のラップ５ａを立設した固定スクロール５からなる圧縮機構部３と、この圧縮機構部３を駆動する電動機４と、この圧縮機構部３と電動機４を収納する密閉容器２を備えている。旋回スクロール６は、移動することにより固定スクロール５との間に冷媒を圧縮するための圧縮室を形成する移動部材である。固定スクロール５は、装置内に固定設置された固定部材である。密閉容器２内の上部には、圧縮機構部３が配置されている。また、密閉容器２内の下部には、旋回スクロール６を作動（移動）させる電動機４が配置されている。そして、密閉容器２内の底部には、潤滑油１３が貯留されている。
【００１７】
密閉容器２は、円筒状のケース２ａと、蓋チャンバ２ｂと、底チャンバ２ｃとを備えている。密閉容器２は、蓋チャンバ２ｂがケース２ａの上部に溶接され、底チャンバ２ｃがケース２ａの下部に溶接されることによって、構成されている。蓋チャンバ２ｂには、吸込パイプ２ｄが設けられている。本実施形態１では、吸込パイプ２ｄは、蓋チャンバ２ｂの上面に取り付けられ、縦方向に延びるように（つまり、縦向きに）配置されている。また、ケース２ａの側面には、吐出パイプ２ｅが設けられている。密閉容器２の内部の吸込パイプ２ｄの近傍には、吸込室５ｃが設けられている。また、密閉容器２の内部には、吐出圧室２ｆが設けられている。
【００１８】
圧縮機構部３は、台板５ｂ上に渦巻状のラップ５ａを有する固定スクロール５と、同じく台板６ｂ上に渦巻状のラップ６ａを有する旋回スクロール６と、固定スクロール５にボルト８で締結されて旋回スクロール６を支持するフレーム９とを備えている。
【００１９】
フレーム９は、クランク軸７を回転自在に支持する主軸受９ａを備えている。旋回スクロール６の下面側には、クランク軸７の偏心部７ｂが連結されている。
【００２０】
旋回スクロール６の下面側とフレーム９との間には、オルダムリング１２が配置されている。オルダムリング１２は、旋回スクロール６の下面側に形成された溝とフレーム９の上面側に形成された溝とに装着されている。オルダムリング１２は、クランク軸７の偏心部７ｂの偏心回転を受けて、旋回スクロール６を自転させることなく旋回させる。
【００２１】
電動機４は、固定子４ａと回転子４ｂとを備えている。固定子４ａは、圧入や溶接などにより密閉容器２に固定されている。回転子４ｂは、固定子４ａ内に回転可能に配置されている。回転子４ｂには、クランク軸７が固定されている。
【００２２】
クランク軸７は、主軸７ａと偏心部７ｂとを備えており、フレーム９に設けた主軸受９ａと下軸受１０とで支持されている。偏心部７ｂは、クランク軸７の主軸７ａに対して偏心して一体に形成されており、旋回スクロール６の背面に設けた旋回軸受６ｃに嵌合されている。クランク軸７は、電動機４によって駆動される。このとき、クランク軸７の偏心部７ｂは、主軸７ａに対して偏心して回転し、旋回スクロール６を旋回させる。また、クランク軸７の内部には、主軸受９ａと下軸受１０と旋回軸受６ｃとに潤滑油１３を導く給油通路７ｃが設けられている。
【００２３】
図２に示すように、固定スクロール５の台板５ｂのやや外寄りの位置には、吸込パイプ２ｄと吸込室５ｃとが設けられている。吸込パイプ２ｄと吸込室５ｃとは、装置の外部から内部に冷媒を導く吸込部２０を構成している。また、固定スクロール５の台板５ｂの略中央には、吐出口５ｅが設けられている。
【００２４】
旋回スクロール６は、固定スクロール５と相対向して旋回自在に配置されている。圧縮機構部３は、固定スクロール５のラップ５ａと旋回スクロール６のラップ６ａとを噛み合わせた状態で旋回スクロール６を旋回させることにより、固定スクロール５のラップ５ａと旋回スクロール６のラップ６ａとの間に、吸込室５ｃと連通する圧縮室１１を形成する。圧縮室１１は、旋回スクロール６のラップ６ａの外線側と内線側とに２つ形成される。以下、旋回スクロール６のラップ６ａの外線側に形成される圧縮室１１を「外線側圧縮室１１ａ」と称し、旋回スクロール６のラップ６ａの内線側に形成される圧縮室１１を「内線側圧縮室１１ｂ」と称する。
【００２５】
電動機４で駆動されるクランク軸７を介して旋回スクロール６が旋回すると、冷媒は、吸込パイプ２ｄから吸込室５ｃを通って圧縮室１１に導かれる。圧縮室１１の容積は、旋回スクロール６の旋回に伴って縮小する。これにより、冷媒は、圧縮される。圧縮された冷媒は、吐出口５ｅから密閉容器２内の吐出圧室２ｆ（図１参照）に吐出され、さらに、吐出パイプ２ｅからスクロール圧縮機１の外部に吐出される。吐出口５ｅと吐出圧室２ｆと吐出パイプ２ｅとは、吐出部２１を構成している。
【００２６】
冷凍サイクル装置１０１（図１参照）は、例えば、このスクロール圧縮機１と、それぞれ図示せぬ４路切換弁と、室外熱交換器と、膨張機構と、室内熱交換器とを順次接続することによって冷凍サイクルを構成している。
【００２７】
＜電動機の逆転減速制御＞
本実施形態１に係るスクロール圧縮機１は、吸込逆止弁や吐出逆止弁等の、冷媒の逆流を防止する逆止弁を吸込部２０と吐出口５ｅとのいずれにも設けない構成にすることを意図されている。そのような構成を実現するために、スクロール圧縮機１は、後記するように、制御部１６で電動機４の逆転減速制御を行う構成になっている。なお、ここでいう「逆止弁」とは、過圧縮状態にある圧縮室１１内の冷媒を吐出圧室２ｆにリリース（放出）するリリース弁を含まないものである。
【００２８】
以下、図３〜図６を参照して、電動機４の逆転減速制御について説明する。図３は、スクロール圧縮機１の吸込部２０の断面拡大図である。図４は、スクロール圧縮機１の制御系の模式図である。図５は、本実施形態１で用いるインバータ回路１４の概念図である。図６は、電動機４の回路抵抗Ｒの波形図である。
【００２９】
図３に示すように、スクロール圧縮機１は、カラー１９を介して吸込パイプ２ｄが固定スクロール５の吸込室５ｃの上方に取り付けられた構成になっている。吸込室５ｃの周囲には、空間ＳＰｖａが形成されている。従来のスクロール圧縮機では、空間ＳＰｖａ内に吸込逆止弁が配置されていた。しかしながら、スクロール圧縮機１では、空間ＳＰｖａから吸込逆止弁が排除されている。
【００３０】
図４に示すように、スクロール圧縮機１は、電動機４に出力する電流の制御手段としてインバータ１４を備えている。インバータ１４は、インバータ部１５と制御部１６とを有している。
【００３１】
インバータ部１５は、制御部１６の命令に従って、交流電源１７から入力される交流電流を直流電流に変換し、さらに所定の周波数でかつ所定のデューティ比の信号に変換して電動機４に出力する。
【００３２】
制御部１６は、運転時に、電動機４の回転速度や、冷媒の吸込部２０側の圧力（以下、「吸込圧力」と称する）や吐出部２１側の圧力（以下、「吐出圧力」と称する）を図示せぬセンサで検知している。そして、制御部１６は、運転停止時に、電動機４の回転速度や吸込圧力、吐出圧力等の値に基づいて、インバータ部１５を制御して、後記する電動機４の逆転減速制御を行う。これにより、制御部１６は、吸込圧力と吐出圧力との圧力差が所定の圧力になるまで、電動機４の回転速度を下げさせる。
【００３３】
なお、逆流現象は、例えば、運転停止時の吸込圧力と吐出圧力との圧力差が１５００ｋＰａ以上の場合に、発生し易い。そこで、本実施形態１では、制御部１６は、運転停止時に、吐出圧力と吸込圧力との圧力差が１５００ｋＰａ以下になるまで後記する電動機４の逆転減速制御を行い、圧力差が１５００ｋＰａ以下になると、電動機４の運転を停止する。
【００３４】
図５は、運転停止時のインバータ１４の状態を示している。図５に示す例では、インバータ部１５は、上側素子１８ａと下側素子１８ｂとが直列に配置された複数のラインがコンデンサと並列に配置された構成になっている。電動機４は、並列に配置された複数の回路抵抗Ｒを備えている。各回路抵抗Ｒの一端は異なるラインの上側素子１８ａと下側素子１８ｂとの間に接続されており、また、各回路抵抗Ｒの他端は互いに接続されている。
【００３５】
かかる構成において、スクロール圧縮機１の制御部１６は、運転停止時に、インバータ部１５を停止させずに、インバータ部１５の下側素子１８ｂをＯＮ状態にし、電動機４の結線を短絡状態にして、電動機４の回路抵抗Ｒを増やす。このとき、電動機４が逆回転しようとすると、誘起電圧により電流が発生し、電動機４に逆トルクを発生させる。これにより、スクロール圧縮機１は、電動機４の逆回転を抑制することができる。そして、制御部１６は、吸込圧力と吐出圧力との圧力差が所定の圧力になるまで、電動機４の回転速度を下げさせる。このような動作を行うことにより、スクロール圧縮機１は、電動機４の逆転減速制御を実現している。
【００３６】
図６（ａ）は、電動機４の逆転減速制御を行わない場合の回路抵抗Ｒに流れる信号の波形を示しており、一方、図６（ｂ）は、電動機４の逆転減速制御を行う場合の回路抵抗Ｒに流れる信号の波形を示している。図６（ｂ）に示すように、スクロール圧縮機１の制御部１６は、運転停止時に、電動機４の回路抵抗Ｒを変えて電動機４の運転を停止する。つまり、制御部１６は、運転停止時に、電動機４の回路抵抗Ｒを増やして電動機４の運転を停止する。
【００３７】
このようなスクロール圧縮機１は、運転停止時に、制御部１６で電動機４の逆転減速制御を行うことにより、電動機４に逆トルクを発生させて、冷媒の逆流が発生しない圧力（具体的には、吸込圧力と吐出圧力との圧力差が１５００ｋＰａ以下の圧力）に平衡させる手段を実現するとともに、吸込逆止弁や吐出逆止弁等の、冷媒の逆流を防止する逆止弁を吸込部２０と吐出部２１とのいずれにも備えていない構造を実現している。
【００３８】
ただし、スクロール圧縮機１は、例えば、経過時間に応じた電動機４の回転速度や吸込圧力、吐出圧力等の値を実験等により予めサンプリングしておき、制御部１６が運転停止時にサンプリングされた値に基づいて電動機４の動作を制御することにより、前記したセンサを排除した構成にしてもよい。
【００３９】
＜スクロール圧縮機の主な特徴点＞
以下、本実施形態１に係るスクロール圧縮機１の主な特徴点につき説明する。ここでは、スクロール圧縮機１の主な特徴点を分かり易く説明するために、まず、特許文献１に記載された従来のスクロール圧縮機に相当するスクロール圧縮機の構成を比較例として説明し、その後に、比較例と対比して本実施形態１に係るスクロール圧縮機１の特徴点を説明する。
【００４０】
（比較例に係るスクロール圧縮機）
ここでは、比較例に係るスクロール圧縮機は、冷媒の逆流を防止するための吸込逆止弁や、吸込逆止弁の衝突荷重を受けるためのカラー、吸込逆止弁の浮上を補助するためのスプリング等の部材を吸込部に備えているものとして説明する。
【００４１】
そして、固定スクロールに形成された吸込穴や吸込パイプの側面等からの冷媒の流入を防止するために、カラーと吸込部の吸込パイプとが圧入により固定されているものとして説明する。カラーの吸込逆止弁との衝突面は、冷媒の逆流時の洩れを防止するために、強度や平面度が規定されている。吸込逆止弁は、凹形状となっており、凹部にスプリングが挿入されている場合もある。スプリングの長さや径は、吸込逆止弁のストロークの長さや吸込逆止弁の外形によって規定されている。
【００４２】
冷媒は、運転状態から運転停止状態に変わる際に、圧縮機構部側から吸込部側に逆流し易くなる。この逆流現象は、冷媒が圧縮機構部で圧縮されたことで、圧縮機構部内の圧力が吸込部側の圧力よりも高くなることによって、発生し易くなる。具体的には、圧縮機構部の圧縮室は、中心部に近くなるほど圧力が高くなる。そのため、圧縮室内の冷媒は、圧力の低い、つまりエネルギーの低い吸込部側に戻ろうとする。これにより逆流現象が発生し易くなる。逆流現象が発生すると、圧縮機構部のクランク軸や電動機の回転子が圧縮方向とは逆方向に回転する現象が発生する。このとき、圧縮室の容積が縮小する。その結果、異音が発生したり、電動機の回転子の逆回転による起電力で圧縮機本体や電気回路に様々な影響を与えたりする。
【００４３】
そこで、ここでは、比較例に係るスクロール圧縮機は、この逆回転を防止するために、吸込逆止弁を吸込部に設け、吸込逆止弁で流路を閉じる構成になっているものとして説明する。また、比較例に係るスクロール圧縮機は、運転時に、インバータが順トルクを発生させるように電動機を駆動し、一方、運転停止時に、インバータが停止する構成になっているものとして説明する。このような比較例に係るスクロール圧縮機では、運転停止時に、運転時に働いていたトルクが発生しないため、冷媒の逆流が発生しようとするが、吸込逆止弁で流路を閉じることによって、その冷媒の逆流を抑制することができる。
【００４４】
しかしながら、比較例に係るスクロール圧縮機では、吸込逆止弁が閉じる際に、逆流しようとする冷媒の流体力により、吸込逆止弁とカラーとが強く衝突する。
また、比較例に係るスクロール圧縮機では、仮にスプリングが吸込逆止弁に取り付けられている場合に、スプリングのバネ荷重が吸込逆止弁に加わるため、吸込逆止弁の開閉動作が不安定になる可能性がある。
また、比較例に係るスクロール圧縮機では、仮に吸込パイプが銅製で直出しされた構造になっている場合に、吸込逆止弁の衝突荷重により吸込パイプが変形する可能性があるため、一定以上の強度を有する鉄製のカラーを取り付ける必要がある。
【００４５】
また、比較例に係るスクロール圧縮機では、仮にカラーと吸込パイプを別体とし、吸込パイプとカラーとが圧入により固定されている場合で、かつ、圧縮機の圧縮率が比較的大きいときや冷媒の封入量が比較的多いときに、逆流しようとする冷媒の流体力が大きくなり、その結果、吸込逆止弁とカラーとが強く衝突してしまい、カラーの抜けが発生する可能性がある。
【００４６】
また、比較例に係るスクロール圧縮機では、仮に吸込逆止弁の衝突荷重により、カラーが変形してしまう場合や、カラーが傾き、カラーと吸込逆止弁との間に隙間ができてしまう場合に、冷媒の洩れが発生して、吸込部で逆流が発生する。そのため、比較例に係るスクロール圧縮機は、カラーが変形したり傾いたりしないように、カラーに対して、一定以上の強度や、平面度を一定に保つための寸法等を規定する必要がある。
【００４７】
また、極稀ではあるが、比較例に係るスクロール圧縮機では、断続運転することで、スプリングが、固定スクロールの座面や吸込逆止弁の凹部から外れたり、折損したり、圧縮室に噛み込みしたりする可能性がある。
【００４８】
（本実施形態に係るスクロール圧縮機）
前記した比較例に係るスクロール圧縮機に対し、本実施形態に係るスクロール圧縮機１は、運転停止時に、制御部１６で電動機４の逆転減速制御を行い、吸込圧力と吐出圧力との圧力差が所定の圧力になるまで、電動機４の回転速度を下げさせる。これにより、スクロール圧縮機１は、冷媒の逆流現象を防止することができる。
【００４９】
このようなスクロール圧縮機１は、吸込部２０又は吐出部２１から逆止弁を排除することができる。そのため、スクロール圧縮機１は、吸込部２０又は吐出部２１での流体損失を低減することができる。その結果、スクロール圧縮機１は、年間のエネルギー効率を向上させることができる。
【００５０】
また、比較例に係るスクロール圧縮機は、吸込逆止弁やスプリング等を載置するための段差を空間ＳＰｖａ（図３参照）の底面部に設ける必要があった。これに対し、スクロール圧縮機１は、逆止弁やスプリング等を排除することができるため、逆止弁やスプリング等を載置するための段差を空間ＳＰｖａ（図３参照）の底面部に設けなくてもよい。したがって、スクロール圧縮機１は、空間ＳＰｖａ（図３参照）の底面部等の壁面に対して特別な加工を施さなくてもよい。そのため、スクロール圧縮機１は、構造を単純化することができる。これにより、スクロール圧縮機１は、設計の自由度を向上させることができるとともに、製造コストを低減することができる。
【００５１】
また、比較例に係るスクロール圧縮機は、吸込逆止弁の強い衝突荷重を受けることができるように、吸込逆止弁の衝突荷重を受ける部材であるカラーを固定スクロールの端面よりも下に突出させる必要がある。これに対し、スクロール圧縮機１は、カラー１９を固定スクロール５の端面よりも下に突出させる必要がない。そのため、スクロール圧縮機１は、これによっても、設計の自由度を向上させることができるとともに、製造コストを低減することができる。
【００５２】
また、比較例に係るスクロール圧縮機は、吸込逆止弁の衝突荷重により、カラーが変形したり傾いたりしないように、カラーに対して、一定以上の強度や、平面度を一定に保つための寸法等を規定する必要がある。しかしながら、スクロール圧縮機１は、吸込部２０又は吐出部２１から逆止弁を排除することができるため、このような強度や寸法等を規定する必要がない。これにより、スクロール圧縮機１は、製作が容易な部品を使用することができる。
【００５３】
以上の通り、本実施形態１に係るスクロール圧縮機１によれば、吸込部２０又は吐出部２１から逆止弁を排除することができるため、装置の大型化を招かないように、単純な構造で流体損失の低減を実現することができる。これにより、スクロール圧縮機１を備える冷凍サイクル装置は、成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。
【００５４】
［実施形態２］
以下、図７を参照して、本実施形態２に係るスクロール圧縮機１Ａの構成につき説明する。図７は、スクロール圧縮機１Ａの吸込部２０の断面拡大図である。
【００５５】
図７に示すように、スクロール圧縮機１Ａは、実施形態１に係るスクロール圧縮機１（図３参照）と比較すると、カラー１９が排除され、吸込パイプ２ｄのみが圧入により固定スクロール５に取り付けられている点で相違している。
【００５６】
このようなスクロール圧縮機１Ａは、実施形態１に係るスクロール圧縮機１と同様に、制御部１６で電動機４の逆転減速制御を行うことができるため、実施形態１に係るスクロール圧縮機１と同様の効果を得ることができる。
しかも、スクロール圧縮機１Ａは、カラー１９が排除されているため、実施形態１に係るスクロール圧縮機１よりも部品点数を低減することができ、製造コストを低減することができる。
【００５７】
以上の通り、本実施形態２に係るスクロール圧縮機１Ａによれば、実施形態１に係るスクロール圧縮機１と同様に、単純な構造で流体損失の低減を実現することができる。
しかも、スクロール圧縮機１Ａによれば、実施形態１に係るスクロール圧縮機１に比べて、部品点数を低減することができ、製造コストを低減することができる。
【００５８】
［実施形態３］
以下、図８及び図９を参照して、本実施形態３に係るスクロール圧縮機１Ｂの構成につき説明する。図８は、スクロール圧縮機１Ｂの縦断面図であり、図９は、その横断面図である。
【００５９】
図８及び図９に示すように、スクロール圧縮機１Ｂは、実施形態２に係るスクロール圧縮機１Ａと比較すると、吸込パイプ２ｄが、蓋チャンバ２ｂの側面に取り付けられ、横方向に延びるように（つまり、横向きに）配置されている点で相違している。
【００６０】
このようなスクロール圧縮機１Ｂは、吸込室５ｃに導く冷媒の流れを横向きにすることができる。横向きの流れの冷媒は、吸込室５ｃ内に侵入すると、そのまま圧縮機構部３の中心（圧縮室１１の奥）に向かって進む。したがって、吸込室５ｃに導く冷媒の流れを横向きにするということは、圧縮機構部３の軸に対して直角平面に冷媒を導入することを意味する。そのため、スクロール圧縮機１Ｂは、圧縮機構部３の中心（圧縮室１１の奥）に向かって冷媒をスムーズに送り込むことができる。その結果、スクロール圧縮機１Ｂは、他の実施形態に係るスクロール圧縮機１，１Ａよりも、さらに流体損失を低減することができる。これにより、スクロール圧縮機１Ｂは、さらに年間のエネルギー効率を向上させることができる。また、スクロール圧縮機１Ｂは、吸込パイプ２ｄを横方向に延びるように配置することができるため、設計の自由度を向上させることができる。
【００６１】
以上の通り、本実施形態３に係るスクロール圧縮機１Ｂによれば、他の実施形態に係るスクロール圧縮機１，１Ａと同様に、単純な構造で流体損失の低減を実現することができる。
しかも、スクロール圧縮機１Ｂによれば、他の実施形態に係るスクロール圧縮機１，１Ａに比べて、さらに流体損失を低減することができる。また、設計の自由度を向上させることができる。
【００６２】
本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００６３】
例えば、前記した実施形態では、制御部１６は、電動機４の回路抵抗Ｒを変えて電動機４の運転を停止する構成になっている。
しかしながら、制御部１６は、冷媒の吐出部２１側の吐出圧力と吸込部２０側の吸込圧力との圧力差を小さくした上で、電動機４の運転を停止する構成にしてもよい。
また、制御部１６は、電動機４の電流値を下げた上で、電動機４の運転を停止する構成にしてもよい。
また、制御部１６は、圧縮機１の回転速度を下げた上で、電動機４の運転を停止する構成にしてもよい。
これらの構成によっても、運転停止時に、電動機４に発生させることができ、前記した実施形態の構成と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、例えば、前記した実施形態では、圧縮機がスクロール圧縮機であるものとして説明した。しかしながら、本発明は、例えばロータリ圧縮機やスイング圧縮機等の様々なタイプの圧縮機にも適用することができる。なお、前記した実施形態では、移動部材が旋回スクロールとなっている。しかしながら、圧縮機がロータリ圧縮機である場合に、移動部材はローラとなる。また、圧縮機がスイング圧縮機である場合に、移動部材はピストンとなる。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ，１Ｂ    スクロール圧縮機（圧縮機）
２    密閉容器
２ａ    ケース
２ｂ    蓋チャンバ
２ｃ    底チャンバ
２ｄ    吸込パイプ
２ｅ    吐出パイプ
２ｆ    吐出圧室
３    圧縮機構部
４    電動機
４ａ    固定子
４ｂ    回転子
５    固定スクロール（固定部材）
５ａ，６ａ    ラップ
５ｂ，６ｂ    台板
５ｃ    吸込室
５ｅ    吐出口
６    旋回スクロール（移動部材）
６ｃ    旋回軸受
７    クランク軸
７ａ    主軸
７ｂ    偏心部
７ｃ    給油通路
８    ボルト
９    フレーム
９ａ    主軸受
１０    下軸受
１１    圧縮室
１２    オルダムリング
１３    潤滑油
１４    インバータ
１５    インバータ部
１６    制御部
１７    交流電源
１８ａ    上側素子
１８ｂ    下側素子
１９    カラー
２０    吸込部
２１    吐出部
１０１    冷凍サイクル装置
Ｒ    回路抵抗
【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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【図９】
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