(57)【要約】【課題】省スペースで脈動低減量を増大す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と、上流配管１０の下流端の挿入部１０ａが挿入されるとともに内部に閉空間を形成する拡張管１１と、拡張管１１内に収納されるとともに上流配管１０の挿入部１０ａから分岐され、互いに長さが異なる複数の分岐配管１２と、先端部１３ａが拡張管１１内に挿入されるととともに、各分岐配管１２から流出した冷媒が導かれる下流配管１３と、を備えている。【選択図】図２
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【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と、
前記上流配管の下流端が挿入されるとともに内部に閉空間を形成する筐体と、
前記筐体内に収納されるとともに前記上流配管の前記下流端から分岐され、互いに長さが異なる複数の分岐配管と、
先端が前記筐体内に挿入されるととともに、各前記分岐配管から流出した気体が導かれる下流配管と、
を備えている脈動減衰装置。
【請求項２】
各前記分岐配管の下流端は、これら分岐配管が延在する長手方向における所定位置に揃えて配置されている請求項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】
前記上流配管の前記下流端の外径以下の範囲内に収まるように、各前記分岐配管が設けられている請求項１から３のいずれかに記載の脈動減衰装置。
【請求項５】
前記筐体内に位置する前記上流配管及び／又は前記筐体内に位置する前記下流配管には、複数の小孔が設けられている請求項１から４のいずれかに記載の脈動減衰装置。
【請求項６】
請求項１から５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は、空気調和装置等の圧縮機で発生した吐出脈動を拡張室の中で減衰する。
【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、容積形マフラであるため、脈動減衰量を大きくするためには拡張室を大きくする必要があり、設置スペースを大きくなるという問題がある。
【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量を増大す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と、前記上流配管の下流端が挿入されるとともに内部に閉空間を形成する筐体と、前記筐体内に収納されるとともに前記上流配管の前記下流端から分岐され、互いに長さが異なる複数の分岐配管と、先端が前記筐体内に挿入されるととともに、各前記分岐配管から流出した気体が導かれる下流配管と、を備えている。
【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、各分岐配管から流出した気体の圧力変動の位相がずれることになる。これにより、各分岐配管から流出した気体は、互いに干渉して脈動が減衰される。
また、各分岐配管は筐体内に収納されているので、各分岐配管から流出した気体は、筐体内で拡散する際にさらに脈動が減衰される。
脈動が減衰された気体は、先端が筐体内に挿入された下流配管から下流側へと流される。
このように、各分岐配管から流出した気体の位相差による減衰だけでなく、筐体内を拡散することによる減衰を用いることができるので、省スペースで脈動減衰量を増大することができる。
【０００８】
さらに、本開示の一態様に係る脈動減衰装置では、各前記分岐配管の下流端は、これら分岐配管が延在する長手方向における所定位置に揃えて配置されている。
【０００９】
各分岐配管の下流端を、分岐配管が延在する長手方向における所定位置に揃えて配置することとした。これにより、各分岐配管の下流端から長手方向に流出した気体を、流出直後に所定の位相差をもって干渉させることで、減衰効果を増大させることができる。
【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、分岐配管の長さを所望の長さに調整することができる。
【００１２】
さらに、本開示の一態様に係る脈動減衰装置では、前記上流配管の前記下流端の外径以下の範囲内に収まるように、各前記分岐配管が設けられている。
【００１３】
上流配管の下流端の外径以下の範囲内に収まるように各分岐配管を設けることによって、上流配管の下流端を挿入するために筐体に形成した穴を用いて、各分岐配管を筐体内に挿入することができる。これにより、脈動減衰装置の製造が容易となる。
【００１４】
さらに、本開示の一態様に係る脈動減衰装置では、前記筐体内に位置する前記上流配管及び／又は前記筐体内に位置する前記下流配管には、複数の小孔が設けられている。
【００１５】
筐体内に位置する上流配管や下流配管に複数の小孔を設けることで、ヘルムホルツ形消音器を形成することができる。これにより、特定の周波数に対しても脈動減衰効果を得ることができる。
【００１６】
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。
【００１７】
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】
【００１８】
長さが異なる分岐配管を筐体内に設けることとしたので、省スペースで脈動減衰量を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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の変形例に係る脈動減衰装置を示した側面図である。
【図４】図２の他の変形例に係る脈動減衰装置を示した側面図である。
【図５】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】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、拡張管（筐体）１１と、上流配管１０と、２本の分岐配管１２と、下流配管１３と、を備えている。
【００３３】
拡張管１１は、略円筒形状とされており、内部に閉空間を形成する。拡張管１１の上流側壁１１ａには上流配管１０が接続され、拡張管１１の下流側壁１１ｂには下流配管１３が接続されている。
【００３４】
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、拡径された挿入部１０ａを備えている。挿入部１０ａは、拡張管１１の上流側壁１１ａに対して挿入されている。
【００３５】
挿入部１０ａの下流端に対して、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、挿入部１０ａの長手方向に延在するように、挿入部１０ａの端面１０ａ１に対して、例えばろう付けによって固定されている。
【００３６】
各分岐配管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、挿入部１０ａのように拡径される前の上流配管１０の流路断面積と同等とされていることが好ましい。
【００３７】
一方の分岐配管１２は、所定量だけ挿入部１０ａの中心軸線上に近づくようにオフセットされて長手方向に沿って延在している。ただし、一方の分岐配管１２を直線状に延在する直管としてもよい。
【００３８】
他方の分岐配管１２は、直管とされておらず、途中位置に曲げられた曲成部１２ａを備えている。具体的には、曲成部１２ａは、一方の分岐配管１２の周囲に所定間隔を空けて巻き付くように曲成されている。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。
【００３９】
各分岐配管１２の下流端１２ｂは、これら分岐配管１２が延在する長手方向における所定位置に揃えて配置されている。すなわち、分岐配管１２の長手方向（図２の左右方向）の長さは同等とされている。これにより、各分岐配管１２から流出した冷媒は、流出直後に合流して干渉するようになっている。
【００４０】
各分岐配管１２は、上流配管１０の挿入部１０ａの外径Ｄ以下の範囲内に収まるように設けられている。換言すると、長手方向に直交する横断面で各分岐配管１２を見たときに、全ての分岐配管１２を包摂する外接円が、挿入部１０ａの外径Ｄの範囲内に収まっている。
【００４１】
下流配管１３は、拡張管１１の下流側壁１１ｂに挿入されている。拡張管１１内に挿入された先端部１３ａは、各分岐配管１２の下流端１２ｂに対して開口している。下流配管１３の先端部１３ａと各分岐配管１２の下流端１２ｂとは、所定寸法だけ離間されている。この離間距離は任意だが、拡張管１１内に冷媒の一部が拡散できる程度の距離は確保される必要がある。
【００４２】
下流配管１３の長手軸線は、上流配管１０の長手軸線に一致していることが好ましい。下流配管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。下流配管１３の下流側は、図１に示した逆止弁２３に接続されている。
【００４３】
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。
【００４４】
［数１］
ｆ＝（２ｎ−１）／２×ｃ／ΔＬ
但し、
ΔＬ：流路差
ｆ：周波数
ｃ：音速
ｎ：整数
【００４５】
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。
【００４６】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
圧力変動を伴い上流配管１０を流れる冷媒は、上流配管１０の下流端から分岐して複数の分岐配管１２を流れる。複数の分岐配管１２は、互いに長さが異なるので、各分岐配管１２から流出した冷媒の圧力変動の位相がずれることになる。これにより、各分岐配管１２から流出した気体は、互いに干渉して脈動が減衰される。
また、各分岐配管１２は拡張管１１内に収納されているので、各分岐配管１２から流出した冷媒は、拡張管１１内で拡散する際にさらに脈動が減衰される。
脈動が減衰された冷媒は、先端部１３ａが拡張管１１内に挿入された下流配管１３から下流側へと流される。
このように、各分岐配管１２から流出した冷媒の位相差による減衰だけでなく、拡張管１１内を拡散することによる減衰を用いることができるので、省スペースで脈動減衰量を増大することができる。
【００４７】
各分岐配管１２の下流端１２ｂを、分岐配管１２が延在する長手方向における所定位置に揃えて配置することとした。これにより、各分岐配管１２の下流端１２ｂから長手方向に流出した冷媒を、流出直後に所定の位相差をもって干渉させることで、減衰効果を増大させることができる。
【００４８】
他方の分岐配管１２を途中位置で曲成させることとしたので、分岐配管１２の長さを所望の長さに調整することができる。
【００４９】
上流配管１０の挿入部１０ａの外径Ｄ以下の範囲内に収まるように各分岐配管１２を設けることによって、上流配管１０の挿入部１０ａを挿入するために拡張管１１の上流側壁１１ａに形成した穴を用いて、各分岐配管１２を拡張管１１内に挿入することができる。これにより、脈動減衰装置３の製造が容易となる。
【００５０】
なお、他方の曲成部１２ａを一方の分岐配管１２に巻き付けるように構成したが、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、他方の分岐配管１２の曲成部１２ａを、円形を成すように曲げても良い。また、曲成部１２ａの形状は他の曲成形状であってもよく、例えば上流配管１０から下流配管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。
【００５１】
また、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く、分岐配管１２を本以上としても良い。
【００５２】
さらに、図４に示すように、上流配管１０の挿入部１０ａや、下流配管１３の先端部１３ａに複数の小孔１５を設けることとしても良い。これにより、ヘルムホルツ形消音器を形成することができ、特定の周波数に対しても脈動減衰効果を得ることができる。小孔１５のピッチや大きさ（面積）は任意である。例えば、上流配管１０と下流配管１３とで小孔１５のピッチや大きさを異ならせると良い。小孔１５のピッチを狭くすることで、より高い周波数に対応させることができ、小孔１５の大きさを大きくすることで、より高い周波数に対応させることができる。
【００５３】
また、図５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】
【００５４】
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  挿入部（下流端）
１０ａ１  端面
１１  拡張管（筐体）
１１ａ  上流側壁
１１ｂ  下流側壁
１２  分岐配管
１２ａ  曲成部
１２ｂ  （分岐配管の）下流端
１３  下流配管
１３ａ  先端部
１５  小孔
２０，２１  仕切弁
２３  逆止弁
Ｄ  挿入部の外径
【図１】
2020106130.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2020106130.tif 000006
【図５】
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