(57)【要約】【課題】省スペースで脈動低減効果を得ることができる脈動減衰装置を提供する。【解決手段】脈動減衰装置３は、圧力変動を発生させる脈動源に接続された上流配管１０から分岐した複数の分岐配管１２と、各分岐配管１２から流出した気体が合流する合流配管１３とを備え、各分岐配管１２は、互いに長さが異なる。各分岐配管１２は、合流配管１３の上流端の接続部品１３ａに対して接続されている。各分岐配管１２は、それぞれ、曲成部１２ａを備えている。【選択図】図２
2020106129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力変動を発生させる脈動源に接続された上流配管の下流端から分岐した複数の分岐配管と、
各前記分岐配管から流出した気体が合流する合流部と、
を備え、
各前記分岐配管は、互いに長さが異なる脈動減衰装置。
【請求項２】
前記合流部は、各前記分岐配管が上流端に接続される合流配管とされている請求項１に記載の脈動減衰装置。
【請求項３】
前記分岐配管は、曲成されている請求項１又は２に記載の脈動減衰装置。
【請求項４】
各前記分岐配管は、外部に対して露出している請求項１から３のいずれかに記載の脈動減衰装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の脈動減衰装置と、
前記脈動源とされ、冷媒を圧縮する圧縮機と、
を備えている空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈動減衰装置およびこれを備えた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、従来の圧力脈動減衰装置として拡張室形マフラまたはサイドブランチ型マフラが開示されている。特許文献１に開示された拡張室形マフラまたはサイドブランチ型マフラは、空気調和装置等の圧縮機で発生した吐出脈動を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３２３４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された拡張室形マフラは、拡張室の容積を必要とするため、設置スペースを大きくせざるを得ない。また、特許文献１に記載されたサイドブランチ形マフラは、主配管から分岐する分岐配管のための設置スペースが必要となる。
【０００５】
本開示はこのような事情に鑑みてなされたものであって、省スペースで脈動減衰効果を得ることができる脈動減衰装置およびこれを備えた空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る脈動減衰装置は、圧力変動を発生させる脈動源に接続された上流配管の下流端から分岐した複数の分岐配管と、各前記分岐配管から流出した気体が合流する合流部とを備え、各前記分岐配管は、互いに長さが異なる。
【０００７】
圧力変動を伴い上流配管を流れる気体は、上流配管の下流端から分岐して複数の分岐配管を流れる。複数の分岐配管は、互いに長さが異なるので、各分岐配管内を通過した後に流出する気体の圧力変動の位相がずれることになる。そして、各分岐配管から流出する気体の合流部では、圧力変動の位相が異なる気体が合流することになる。その結果、合流部の下流の配管内では、それぞれの分岐配管から流出した気体の圧力脈動が互いに干渉して、脈動が減衰されることになる。このように、長さが異なる複数の分岐配管を設けることで脈動を減衰できるので、拡張室形マフラのような拡張室やサイドブランチ形マフラのような分岐配管を必要とせず、省スペース化を実現することができる。
【０００８】
また、本開示の一態様に係る脈動減衰装置では、前記合流部は、各前記分岐配管が上流端に接続される合流配管とされている。
【０００９】
合流部として合流配管を用い、合流配管の上流端に各分岐配管を接続することとした。これにより、コンパクトに脈動減衰装置を実現することができる。
【００１０】
さらに、本開示の一態様に係る脈動減衰装置では、前記分岐配管は、曲成されている。
【００１１】
分岐配管を曲成させることで、分岐配管を直管とする場合に比べて全体を短くすることができる。分岐配管の曲成形状としては、例えば、円形状又はスパイラル状に巻回することなどが挙げられる。
【００１２】
さらに、本開示の一態様に係る脈動減衰装置では、各前記分岐配管は、外部に対して露出している。
【００１３】
各分岐配管が外部に対して露出している。すなわち、各分岐配管を覆う筐体（例えば拡張室）が設けられていない。これにより、脈動減衰装置をコンパクトに構成することができる。
【００１４】
また、本開示の一態様に係る空気調和装置は、上記のいずれかの脈動減衰装置と、前記脈動源とされ、冷媒を圧縮する圧縮機とを備えている。
【００１５】
上記の脈動減衰装置を備えているので、空気調和装置等の圧縮機で発生した吐出脈動または吸入脈動を減衰でき、さらに、圧力脈動に基づく加振によって生じる騒音が低減される。
【発明の効果】
【００１６】
長さが異なる分岐配管によって脈動を減衰することとしたので、省スペースとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の一実施形態に係る脈動減衰装置を備えた空気調和装置を示した概略構成図である。
【図２】本開示の一実施形態に係る脈動減衰装置を示した側面図である。
【図３】図２の変形例である脈動減衰装置を示した側面図である。
【図４】図１の変形例である空気調和装置を示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本開示の一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１には、空気調和装置の室外機１の概略構成が示されている。
室外機１は、室内の空調を行う室内機（図示せず）と接続される。室内機と室外機１とは、室外機１の各仕切弁２０，２１の先に接続される図示しない冷媒配管を介して接続される。
【００１９】
室外機１は、圧縮機２と、脈動減衰装置３と、アキュムレータ４と、四方切換弁５と、室外熱交換器６と、電子膨張弁７ａ，７ｂと、レシーバ８と、これらを接続する冷媒配管９と、を備えている。
【００２０】
圧縮機２は、吸入口２ａから吸い込んだ冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出口２ｂから吐出する。圧縮機２としては、例えば、ロータリ圧縮機やスクロール圧縮機が用いられる。
【００２１】
脈動減衰装置３は、圧縮機２の吐出側で、かつ四方切換弁５の上流側に設けられている。脈動減衰装置３は、圧縮機２で発生する吐出脈動を減衰させる。脈動減衰装置３の具体的構成については後述する。
【００２２】
四方切換弁５は、脈動減衰装置３の下流側に逆止弁２３を介して接続されている。四方切換弁５によって、冷房サイクルと暖房サイクルが切り換えられる。すなわち、冷房運転時には、図示しない制御部によって、圧縮機２から吐出された冷媒が室外熱交換器６へ流れるように切り換えられ、暖房運転時には、圧縮機２から吐出された冷媒が室内機へと流れるように切り換えられる。
【００２３】
室外熱交換器６は、室外空気と冷媒を熱交換させる。室外熱交換器６は、冷房運転時には凝縮器として動作し、暖房運転時には蒸発器として動作する。
【００２４】
電子膨張弁７ａ，７ｂは、レシーバ８を挟んで設けられている。電子膨張弁７ａは、図示しない制御部によって制御され、暖房運転時に開度調整が行われる。電子膨張弁７ｂは、図示しない制御部によって制御され、冷房運転時に開度調整が行われる。
【００２５】
レシーバ８は、各電子膨張弁７ａ，７ｂの間に設けられ、液冷媒を一時的に貯留できる容器とされている。
【００２６】
アキュムレータ４は、圧縮機２へと戻る冷媒を気液分離する容器とされている。アキュムレータ４で分離されたガス冷媒は、圧縮機２の吸入口２ａへと導かれる。
【００２７】
上述の室外機１は、以下のように動作する。
アキュムレータ４で気液分離された冷媒ガスは、圧縮機２で圧縮された際に脈動流となって、冷媒配管９内を流れて、脈動減衰装置３に入る。この脈動減衰装置３内で冷媒ガスの脈動流が減衰され、その後、四方切換弁５に到達し、暖房運転時と冷房運転時によって冷媒経路は切り替わる。
【００２８】
冷房運転時は、図１において破線矢印で示す方向に冷媒が流れる。すなわち、四方切換弁５から流出した冷媒が、室外熱交換器６で室外空気との熱交換によって凝縮され、凝縮された冷媒は電子膨張弁７ｂで所定量絞られた後に、レシーバ８を通って室内機（図示省略）へ送られる。室内機の室内熱交換器で蒸発した冷媒は、室外機１へと戻り、四方切換弁５、アキュムレータ４を通って圧縮機２に導かれる。
【００２９】
暖房運転時は、図１において実線矢印で示す方向に冷媒が流れる。すなわち、四方切換弁５から流出した冷媒は、室内機へ送られ、室内熱交換器で凝縮した後に、室外機１に戻り、電子膨張弁７ａで所定量絞られた後に、レシーバ８を通って、室外熱交換器６で室外空気との熱交換によって気化し、アキュムレータ４を通って圧縮機２に導かれる。
【００３０】
図２には、脈動減衰装置３の具体的構成が示されている。脈動減衰装置３は、上流配管１０と、２本の分岐配管１２と、合流配管（合流部）１３と、を備えている。
【００３１】
上流配管１０は、圧縮機２から吐出された冷媒が導かれる吐出配管（冷媒配管９）に接続されている。上流配管１０は、下流端に分岐部品１０ａを備えている。分岐部品１０ａに対して、２本の分岐配管１２が並列に取り付けられている。各分岐配管１２は、分岐部品１０ａに対して、例えばろう付けによって固定されている。
【００３２】
分岐配管１２は、上流配管１０よりも径が小さい細管とされている。各分岐配管１２の内径は同等とされている。各分岐配管１２の流路断面積の合計は、上流配管１０の流路断面積と同等とされていることが好ましい。
【００３３】
各分岐配管１２は、外部（大気）に対して露出した構成とされている。すなわち、各分岐配管１２を覆って収納する筐体は設けられていない。
【００３４】
それぞれの分岐配管１２は、直管とされておらず、途中位置に円形に一周曲げられた曲成部１２ａを備えている。本実施形態では、一方の分岐配管１２には１つの曲成部１２ａが設けられ、他方の分岐配管１２には２つの曲成部１２ａが設けられている。これにより、各分岐配管１２は、それぞれ長さが異なるように設けられている。
なお、曲成部１２ａの数は本実施形態に限定されるものではない。また、曲成部１２ａは円形を成すように曲げられているが、他の曲成形状であってもよく、例えば上流配管１０から合流配管１３へ向かう方向に中心軸線を有するスパイラル形状となるように曲げられていても良い。また、一方の分岐配管１２を直管とし、他方の分岐配管１２のみに曲成部１２ａを設けるようにしても良い。
【００３５】
各分岐配管１２の下流端は、合流配管（合流部）１３に対して並列に接続されている。具体的には、合流配管１３の上流部として設けられた接続部品１３ａに対して各分岐配管１２が接続されている。各分岐配管１２は、接続部品１３ａに対して、例えばろう付けによって固定されている。
合流配管１３の流路断面積は、上流配管１０の流路断面積と同等とされている。合流配管１３の下流側は、図１に示した逆止弁２３に接続されている。
【００３６】
各分岐配管１２の流路差ΔＬと減衰可能な周波数ｆとの関係は次式で示される。
【００３７】
［数１］
ｆ＝（２ｎ−１）／２×ｃ／ΔＬ
但し、
ΔＬ：流路差
ｆ：周波数
ｃ：音速
ｎ：整数
【００３８】
周波数ｆは、室外機１を使用する場合に減衰する必要のある周波数とされ、例えば圧縮機２の定格回転数から導かれる圧力脈動の周波数が用いられる。流路差ΔＬを満たすように、曲成部１２ａの形状や個数が調整される。
【００３９】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
脈動減衰装置３の入口では、圧縮機２から吐出された冷媒ガスは上流配管１０から分岐部品１０ａを介して、互いに長さが異なる複数の分岐配管１２内を通過する。そして、冷媒ガスは、各分岐配管１２の出口において合流配管１３の接続部品１３ａ内で合流する。圧縮機２から吐出された冷媒ガスは圧力脈動を伴っているが、互いに長さが異なる各分岐配管１２を設けることによって、分岐配管１２内を通過する冷媒ガスの圧力変動の位相をずらすことができるので、合流部となる接続部品１３ａ（合流配管１３）では、圧力変動の位相が異なる気体が合流することになる。その結果、合流配管１３内で各圧力脈動が互いに干渉して減衰することになり、圧縮機２で発生した吐出脈動が低減でき、さらに、圧力脈動に基づく加振によって生じる騒音が低減される。
【００４０】
各分岐配管１２の合流部は、上流端に各分岐配管１２が接続される接続部品１３ａを備えた合流配管１３とされているので、コンパクトに脈動減衰装置３を実現することができる。
【００４１】
各分岐配管１２を曲成させることで、分岐配管を直管とする場合に比べて全体を短くすることができる。
各分岐配管１２を外部に対して露出させる構成としたので、各分岐配管１２を覆う筐体（例えば拡張室）を設ける必要がなく、脈動減衰装置３をコンパクトに構成することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態では、分岐配管１２を２本として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図３に示すように、分岐配管１２を３本としても良いし、４本以上としても良い。
【００４３】
また、上記実施形態では、上流配管１０と分岐部品１０ａとを別部品としたが、上流配管１０の下流側を拡径して成形し、一部品として構成しても良い。同様に、合流配管１３と接続部品１３ａとを別部品としたが、合流配管１３の上流側を拡径して成形し、一部品として構成しても良い。
【００４４】
また、図４に示すように、脈動源となる圧縮機２の上流側に脈動減衰装置３’を設け、吸入脈動を抑制することとしても良い。もちろん、圧縮機２の吐出側の脈動減衰装置３を取り外し、圧縮機２の上流側の脈動減衰装置３’を設けることとしても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１  室外機
２  圧縮機
２ａ  吸入口
２ｂ  吐出口
３，３’  脈動減衰装置
４  アキュムレータ
５  四方切換弁
６  室外熱交換器
７ａ，７ｂ  電子膨張弁
８  レシーバ
９  冷媒配管
１０  上流配管
１０ａ  分岐部品
１２  分岐配管
１２ａ  曲成部
１３  合流配管（合流部）
１３ａ  接続部品（合流部）
２０，２１  仕切弁
２３  逆止弁
【図１】
2020106129.tif 000003
【図２】
2020106129.tif 000004
【図３】
2020106129.tif 000005
【図４】
2020106129.tif 000006