(57)【要約】  冷凍サイクル装置１は、少なくとも圧縮機１１、ガスクーラ１２、減圧装置１３及び蒸発器１４が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路１０と、主回路１０のうち圧縮機１１とガスクーラ１２との間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制する脈動抑制手段と、を有することを特徴とするものである。
2015029206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、
前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、
前記圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制する脈動抑制手段と、
を有することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記脈動抑制手段は、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続し、かつ前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部を有しない圧力検出配管を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記脈動抑制手段は、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続する圧力検出配管を備え、
前記圧力検出配管は、前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間において、前記分岐部直後の流路断面積に対し、前記圧力検出器直前の流路断面積が小さくならない範囲で、流路断面積が途中で増加する拡管部、あるいは、前記拡管部及び流路断面積が途中で減少する縮管部を有することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記脈動抑制手段は、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続し、かつ前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部を有する圧力検出配管を備え、
前記分岐部と前記縮管部との間の前記圧力検出配管の経路長は１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記脈動抑制手段は、
前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続し、かつ前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部を有する圧力検出配管と、
前記分岐部と前記縮管部との間の前記圧力検出配管を加熱するヒータと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記脈動抑制手段は、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続する圧力検出配管を備え、
前記分岐部と前記圧力検出器との間の前記圧力検出配管の経路長は１０００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、
前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、
前記冷媒圧力に基づいて前記圧縮機を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記圧力検出器で検出された前記冷媒圧力の検出値を取得するサンプリング周期を前記圧縮機の最低周波数の１周期の１／２以下に設定し、
前記サンプリング周期のＮ倍（ただし、Ｎは２以上の整数）となる所定期間毎に、Ｎ個の前記検出値の平均値と、Ｎ個の前記検出値における前記平均値からの偏差の絶対値の平均である片振幅値と、を算出し、
過去Ｍ回（ただし、Ｍは２以上の整数）の前記所定期間毎に算出されたＭ個の前記片振幅値の移動平均の√２倍である振幅ピーク値と、前記平均値と、の和であるピーク圧力値を前記所定期間毎に算出し、
前記ピーク圧力値に基づいて前記圧縮機を制御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、冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、脱フロン化の流れを受けて、自然冷媒を用いたヒートポンプ装置の開発が盛んに進められている。中でも、二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒としたヒートポンプ装置の普及は年々増加傾向にある。このＣＯ２は、オゾン破壊係数が０、地球温暖化係数が１という特性を有しているため、環境への負荷を小さくできるという利点がある。また、ＣＯ２は、毒性が無く、可燃性も無いという点で安全性に優れており、入手が容易であり、比較的安価であるという利点も有している。【０００３】
さらに、圧縮機から吐出された高圧側のＣＯ２は、フロン系の冷媒とは異なり、超臨界状態となるという特性を有している。すなわち、この超臨界状態のＣＯ２は、熱交換によって他の流体（たとえば、水や空気、冷媒等）に熱を与えるときに、凝縮せず、超臨界状態のままなのである。このような特性を有するＣＯ２は、状態遷移による損失が少ないため、ヒートポンプ装置の中でも高温が要求されるものに適している。そこで、ＣＯ２を冷媒として使用し、ＣＯ２の利点を活用し、水を９０℃以上の高温にまで沸き上げるようにしたヒートポンプ給湯機が種々提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０７１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高圧側で冷媒が超臨界状態となる冷凍サイクル装置は、一般に、圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続された主回路と、主回路のうち圧縮機とガスクーラとの間の冷媒圧力（高圧圧力）を検出するための圧力検出回路と、を備えている。圧力検出回路は、主回路のうち圧縮機とガスクーラとの間に設けられた分岐部で主回路から分岐した圧力検出配管と、圧力検出配管の端末部に配置された圧力検出器（圧力センサ、圧力開閉器等）と、を有している。【０００６】
超臨界状態で使用しない冷媒においては、一般的に圧力検出配管は主回路の配管径よりも径の小さい配管で構成されている。これは、圧縮機として、商用電源で駆動する定速圧縮機を使用した場合、起動時などの冷媒循環量が急激に増加する場合の主回路の一時的な高圧圧力上昇によって圧力開閉器が誤作動しないよう、検出圧力の上昇を緩和するために、圧力検出配管にキャピラリ等を使用するからである。これは超臨界状態で使用するＣＯ２冷媒においても同じことがいえる。また、インバータで駆動する圧縮機を使用する場合においても、インバータ電源の周波数を上方（高周波側）に大きく変化させるときには一時的な高圧圧力上昇が生じるため、同様の理由で圧力検出配管にキャピラリ等が用いられる。また、通常運転中、ＨＦＣ冷媒を使用している場合は圧力検出配管に径の小さい箇所があったとしても、冷媒の特性上、圧縮性の大きいガス部が必ず存在するため、高圧圧力脈動を増幅させるようなことはない。【０００７】
図１２は、ＣＯ２冷媒など超臨界状態で冷媒を使用する場合の一般的な冷凍サイクル装置の各位置での冷媒圧力の時間変化の例を示すグラフである。グラフの横軸は所定の基準時刻からの経過時間（秒）を表し、縦軸は圧力（ＭＰａ）を表している。線ａは高圧側の圧力センサ付近での圧力変化を示し、線ｂは高圧側の圧力開閉器に接続されたキャピラリ管（圧力検出配管）の上流側での圧力変化を示し、線ｃは高圧側のサービスポートでの圧力変化を示し、線ｄは圧縮機の下流側に設けられたマフラの出口での圧力変化を示している。圧縮機の駆動周波数は、経過時間４８秒の時点で９６Ｈｚから８６Ｈｚに減速されている。【０００８】
図１２に示すように、冷凍サイクル装置のいずれの位置においても圧力脈動が生じており、脈動の周期は１０ｍｓ程度である。例えば、経過時間４５秒の時点の脈動幅は、圧力センサ付近で１．９２７ＭＰａであり（線ａ）、キャピラリ管の上流側で０．４０ＭＰａであり（線ｂ）、サービスポートで０．３２ＭＰａであり（線ｃ）、マフラ出口で０．０９３ＭＰａである（線ｄ）。一方、経過時間５７秒の時点（圧縮機減速後）の脈動幅は、圧力センサ付近で３．９０ＭＰａであり（線ａ）、キャピラリ管の上流側で０．４４ＭＰａであり（線ｂ）、サービスポートで０．４０ＭＰａであり（線ｃ）、マフラ出口で０．２８ＭＰａである（線ｄ）。特に、圧力センサ付近では、圧縮機減速後に脈動幅が増加しており、高圧側のピーク圧力が圧縮機減速前よりも高くなってしまっている。【０００９】
超臨界状態で使用するＣＯ２冷媒であっても、圧力開閉器の設定値と通常使用する圧力の差が大きい場合には、高圧圧力脈動が発生しても圧力開閉器による保護が作動することはなかった。しかし、コスト低減を目的に圧力開閉器の設定値を低くし、配管の肉厚を小さくするような場合、冷媒圧力を正確に検出する必要がある。また、主回路の配管径よりも小さく圧力検出配管の配管径よりも大きい配管径を有するバイパス管が主回路から分岐して設けられている場合において、当該バイパス管から圧力検出配管を分岐させることにより、ロウ付けなどの加工費を小さくすることでコスト低減を図る場合も同様に圧力脈動が大きくなる。【００１０】
このように、従来の圧力検出回路では、圧力検出配管において圧力脈動が増幅されてしまい、圧力検出配管の端末部に配置された圧力検出器で冷媒圧力を正確に検出することが困難となる場合があるという問題点があった。【００１１】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、冷媒圧力をより正確に検出することができる冷凍サイクル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】
【００１２】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、前記圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制する脈動抑制手段と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷媒圧力をより正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の圧力検出回路１１０の構成を示す図である。
【図３】圧力検出回路に縮管部を有する圧力検出回路の構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の圧力検出回路１１０の構成を示す図である。
【図５】高圧状態のＣＯ２冷媒の温度と密度の相関を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の圧力検出回路１１０の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の圧力検出回路１１０の構成を示す図である。
【図８】圧縮機１１の駆動周波数と圧力波長との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の圧力検出アルゴリズムを説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置において算出されるピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋの例を示すグラフである。
【図１１】従来の検知圧力値の例を示すグラフである。
【図１２】一般的な冷凍サイクル装置の各位置での冷媒圧力の時間変化の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１の構成の一例を示す冷媒回路図である。本実施の形態では、冷凍サイクル装置１として、ヒートポンプ式給湯装置に用いられる冷凍サイクル装置（ヒートポンプ装置）を例に挙げて説明する。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。
【００１６】
図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、圧縮機１１、ガスクーラ１２、減圧装置１３及び蒸発器１４が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒（例えば、ＣＯ２）を循環させる主回路１０を有している。
【００１７】
圧縮機１１は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を超臨界圧まで圧縮して、高温高圧の超臨界状態の冷媒として吐出する流体機械である。本例では、圧縮機１１に供給される電源として、圧縮機１１の駆動周波数を所定の範囲（例えば、約３０〜１００Ｈｚ）で変化させることができるインバータ電源が用いられている。ガスクーラ１２は、外部流体（本例では、給湯用の循環水）との熱交換により、圧縮機１１から吐出された冷媒を冷却するとともに外部流体を加熱する水側熱交換器である。ガスクーラ１２で冷却された冷媒は、凝縮せずに超臨界状態のままガスクーラ１２から流出する。減圧装置１３は、ガスクーラ１２で冷却された冷媒を減圧膨張させ、低温低圧の気液二相冷媒として流出させるものである。本例では、減圧装置１３として電子式膨張弁が用いられている。蒸発器１４は、減圧装置１３から流出した気液二相冷媒を、外部流体（本例では空気）との熱交換により蒸発させる空気側熱交換器である。
【００１８】
主回路１０には、ガスクーラ１２から流出した高温高圧の冷媒と蒸発器１４から流出した低温低圧の冷媒との間で熱交換を行う高低圧熱交換器１７が設けられている。高低圧熱交換器１７には、ガスクーラ１２から流出した高温高圧の冷媒が流通する高圧冷媒流路と、蒸発器１４から流出した低温低圧の冷媒が流通する低圧冷媒流路と、が設けられている。
【００１９】
主回路１０のうち高低圧熱交換器１７の高圧冷媒流路よりも下流側で減圧装置１３よりも上流側には、ストレーナ１６が設けられている。高低圧熱交換器１７の低圧冷媒流路よりも下流側で圧縮機１１よりも上流側には、ストレーナ１５が設けられている。
【００２０】
主回路１０のうち圧縮機１１の下流側でガスクーラ１２の上流側には、マフラ２０が設けられている。マフラ２０には、冷凍機油を回収して圧縮機１１の吸入側に戻す油回収回路２１が接続されている。油回収回路２１は、マフラ２０と、高低圧熱交換器１７の低圧冷媒流路よりも下流側で圧縮機１１よりも上流側（ストレーナ１５よりも上流側）に設けられた合流部２８と、の間を接続している。油回収回路２１には、高温の冷凍機油との熱交換により給湯用の水（循環水）を加熱する熱交換器２２と、熱交換器２２をバイパスするバイパス回路２３とが並列に設けられている。バイパス回路２３には、当該バイパス回路２３を開閉する電磁弁２４が設けられている。バイパス回路２３のうち熱交換器２２とバイパス回路２３とに分岐する分岐部よりも上流側には、ストレーナ２５が設けられている。油回収回路２１からは、分岐配管２６が分岐している。分岐配管２６には、サービスバルブ２７ａ及びサービスポート２７ｂが設けられている。また、分岐配管２６からさらに分岐して、低圧側の冷媒圧力を検出する圧力センサ２９がキャピラリ３０を介して設けられている。
【００２１】
主回路１０のマフラ２０よりも下流側でガスクーラ１２よりも上流側に設けられた分岐部３１と、ガスクーラ１２よりも下流側で高低圧熱交換器１７の高圧冷媒流路よりも上流側に設けられた合流部３２との間は、ガスクーラ１２をバイパスするバイパス回路３３により接続されている。バイパス回路３３には当該バイパス回路３３を開閉する電磁弁３４が設けられており、電磁弁３４の上流側にはストレーナ３５が設けられている。
【００２２】
主回路１０の分岐部３１よりも下流側でガスクーラ１２よりも上流側に設けられた分岐部３６と、減圧装置１３よりも下流側で蒸発器１４よりも上流側に設けられた合流部３７との間は、ガスクーラ１２及び減圧装置１３をバイパスするバイパス回路３８により接続されている。バイパス回路３８には当該バイパス回路３８を開閉する電磁弁３９が設けられており、電磁弁３９の上流側にはストレーナ４０が設けられている。
【００２３】
主回路１０の高低圧熱交換器１７の高圧冷媒流路よりも下流側（ストレーナ１６よりも下流側）で減圧装置１３よりも上流側に設けられた分岐部４１と、減圧装置１３よりも下流側で蒸発器１４よりも上流側（合流部３７よりも上流側）に設けられた合流部４２との間は、減圧装置１３をバイパスするバイパス回路４３により接続されている。バイパス回路４３には、主回路１０の圧縮機１１よりも下流側でガスクーラ１２よりも上流側を流れる冷媒との熱交換を行う内部熱交換器４５と、バイパス回路４３を開閉する電磁弁４４と、が設けられている。
【００２４】
主回路１０の圧縮機１１よりも下流側（分岐部３１よりも下流側）でガスクーラ１２よりも上流側（分岐部３６よりも上流側）に設けられた分岐部１１１には、圧力検出回路１１０が接続されている。圧力検出回路１１０は、圧力開閉器１１２と、分岐部１１１と圧力開閉器１１２との間を接続する圧力検出配管１１４と、を有している。また、圧力検出回路１１０は、圧力センサ１１３と、圧力検出配管１１４に設けられた分岐部１１６で圧力検出配管１１４から分岐して当該分岐部１１６と圧力センサ１１３との間を接続する圧力検出配管１１５と、を有している。圧力開閉器１１２は圧力検出配管１１４の端末に設けられており、圧力センサ１１３は圧力検出配管１１５の端末に設けられている。
【００２５】
圧力開閉器１１２及び圧力センサ１１３はいずれも、主回路１０の圧縮機１１とガスクーラ１２との間の冷媒圧力（吐出圧力）を検出する圧力検出器としての機能を有している。圧力開閉器１１２は、圧縮機１１とガスクーラ１２との間の冷媒圧力が異常高圧となったときに圧縮機１１への電源供給を遮断するものである。圧力センサ１１３は、圧縮機１１とガスクーラ１２との間の冷媒圧力を検出し、後述する制御部１００に検出信号を出力するものである。
【００２６】
主回路１０の分岐部１１１から圧力開閉器１１２に至るまでの間の圧力検出配管１１４は、同一の内径（例えば、φ６．３５）を有しており、縮管されていない。また、主回路１０の分岐部１１１から圧力センサ１１３に至るまでの間の圧力検出配管１１４、１１５は、同一の内径（例えば、φ６．３５）を有しており、縮管されていない。すなわち、圧力検出配管１１４、１１５は、分岐部１１１から圧力開閉器１１２又は圧力センサ１１３に至るまでの間に縮管部を有していない。ここで、縮管部とは、配管を管路に沿って一方向（本例では、分岐部１１１から圧力開閉器１１２又は圧力センサ１１３に向かう方向）にたどったとき、配管の流路断面積が途中で減少する部分のことである。本実施の形態では、圧力検出配管１１４、１１５を管路に沿って分岐部１１１から圧力開閉器１１２又は圧力センサ１１３に向かう方向にたどったとき、圧力検出配管１１４、１１５の流路断面積が減少する部分が存在しない。
【００２７】
圧力検出配管１１４に設けられた分岐部１１７からは、分岐配管１１８が分岐している。分岐配管１１８には、サービスバルブ１２１ａ及びサービスポート１２１ｂが設けられている。
【００２８】
冷凍サイクル装置１は、各種温度センサを有している。各種温度センサとしては、主回路１０の圧縮機１１よりも下流側でマフラ２０よりも上流側に設けられ、圧縮機１１の吐出温度を検出する温度センサ７１、ガスクーラ１２よりも下流側で高低圧熱交換器１７の高圧冷媒流路よりも上流側（合流部３２よりも上流側）に設けられ、ガスクーラ１２の出口温度を検出する温度センサ７２、減圧装置１３よりも下流側（合流部４２よりも下流側）で蒸発器１４よりも上流側（合流部３７よりも上流側）に設けられ、蒸発器１４の入口温度を検出する温度センサ７３、蒸発器１４よりも下流側で高低圧熱交換器１７の低圧冷媒流路よりも上流側に設けられ、蒸発器１４の出口温度を検出する温度センサ７４、高低圧熱交換器１７の低圧冷媒流路よりも下流側で圧縮機１１よりも上流側（合流部２８よりも上流側）に設けられ、圧縮機１１の吸入温度を検出する温度センサ７５、蒸発器１４の近傍に設けられ、外気温度を検出する温度センサ７６等が含まれる。これらの温度センサは、後述する制御部１００に温度検出信号を出力するようになっている。
【００２９】
冷凍サイクル装置１は、制御部１００を有している。本例の制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えたマイクロコンピュータである。制御部１００は、上述の温度センサ７１、７２、７３、７４、７５、７６、圧力センサ２９、１１３等から入力される検出信号に基づき、圧縮機１１及び減圧装置１３等を制御するようになっている。
【００３０】
ヒートポンプ式給湯装置は、冷凍サイクル装置１を用いて不図示の貯湯タンク内の水を沸き上げる沸上げ回路５０を有している。沸上げ回路５０は、貯湯タンクの下部と上部との間を接続している。沸上げ回路５０は、貯湯タンク下部から低温の水を取り出し、熱交換器２２での冷凍機油との熱交換及びガスクーラ１２での冷媒との熱交換により沸き上げて、高温の水として貯湯タンク上部に戻すようになっている。沸上げ回路５０のうち熱交換器２２及びガスクーラ１２よりも上流側には、貯湯タンク下部の水を循環水として貯湯タンク上部に送る循環ポンプ５１が設けられている。沸上げ回路５０のうち循環ポンプ５１よりも上流側には、循環水の流量を調整する電動弁５２と、電動弁５２の下流側に配置された逆止弁５３と、逆止弁５３の下流側に配置された減圧弁５４と、が設けられている。電動弁５２よりも下流側で逆止弁５３よりも上流側にはストレーナ５５が設けられている。
【００３１】
沸上げ回路５０のうち減圧弁５４よりも下流側で循環ポンプ５１よりも上流側に設けられた合流部５６には、沸上げ回路５０に対して水道水を供給する給水回路５７が接続されている。給水回路５７には、水道水の流量を調整する電動弁５８と、電動弁５８の下流側に配置された逆止弁５９と、逆止弁５９の下流側に配置された減圧弁６０と、が設けられている。電動弁５８よりも下流側で逆止弁５９よりも上流側にはストレーナ６１が設けられている。
【００３２】
沸上げ回路５０のうち循環ポンプ５１よりも下流側で熱交換器２２よりも上流側には、循環水の流量を調整する電動弁６２が設けられている。循環ポンプ５１よりも下流側で電動弁６２よりも上流側には、逃がし弁６３が設けられた分岐配管が接続されている。電動弁６２よりも下流側で熱交換器２２よりも上流側には、循環水の流速を検出する流速センサ６４が設けられている。
【００３３】
沸上げ回路５０のうち循環ポンプ５１よりも下流側で熱交換器２２よりも上流側（電動弁６２よりも上流側）には、沸上げ前の循環水の温度を検出する温度センサ７７が設けられている。また、沸上げ回路５０のうちガスクーラ１２よりも下流側には、沸上げ後の循環水の温度を検出する温度センサ７８が設けられている。
【００３４】
上述の温度センサ７７、７８、流速センサ６４等は、ヒートポンプ式給湯装置の制御部（図示せず）又は冷凍サイクル装置１の制御部１００に検出信号を出力するようになっている。
【００３５】
図２は、本実施の形態の圧力検出回路１１０の構成を示している。図２では、図１に示した圧力検出回路１１０よりも構成を単純化し、圧力検出器として圧力センサ１１３のみが設けられた圧力検出回路１１０を示している。図２に示す圧力検出回路１１０は、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力センサ１１３と、主回路１０のうち圧縮機１１よりも下流側でガスクーラ１２よりも上流側に設けられた分岐部１１１と圧力センサ１１３との間を接続する圧力検出配管１１５と、を有している。この圧力検出配管１１５は、分岐部１１１で主回路１０に対して垂直な方向に分岐している。また、この圧力検出配管１１５は、直管状で分岐のない構成を有している。圧力センサ１１３は、圧力検出配管１１５の端末に設けられている。分岐部１１１から圧力センサ１１３に至るまでの間の圧力検出配管１１５は、同一の内径を有しており、縮管されていない。
【００３６】
図３は、圧力検出配管１１５に縮管部１１９を有する圧力検出回路２１０の構成を示している。図３に示す圧力検出回路２１０は、図２に示した圧力検出回路１１０と同様に、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力センサ１１３と、分岐部１１１と圧力センサ１１３との間を接続する圧力検出配管１１５と、を有している。ただし、圧力検出回路２１０の圧力検出配管１１５は、図２に示した圧力検出配管１１５とは異なり、分岐部１１１から圧力センサ１１３に至るまでの間の管路の一部に縮管部１１９を有している。すなわち、圧力センサ１１３が設けられている端末部での圧力検出配管１１５の配管径（流路断面積）は、分岐部１１１近傍での圧力検出配管１１５の配管径（流路断面積）よりも小さくなっている。
【００３７】
本実施の形態の冷凍サイクル装置１に用いられる冷媒は、高圧側で超臨界状態となる。超臨界状態の冷媒は、圧縮性が極めて小さい。このため、圧力検出配管１１５内に縮管部１１９が存在すると、縮管部１１９よりも端末側では、縮管部１１９の前後での配管（流路）の断面積の変化率α（０＜α＜１）に反比例して圧力脈動が増幅されてしまう。したがって、図３に示す圧力検出回路２１０では、圧力検出配管１１５の端末に設けられた圧力センサ１１３で冷媒圧力を正確に検出するのが困難となる場合があった。
【００３８】
これに対し、図２に示した本実施の形態の圧力検出回路１１０では、圧力検出配管１１５に縮管部が設けられていない。このため、圧力検出回路１１０の圧力検出配管１１５では、冷媒の流動する流路の断面積が分岐部１１１から圧力センサ１１３に至るまで変化せず一定である。これにより、圧力検出配管１１５の端末部での圧力脈動を抑制することができる。したがって、本実施の形態によれば、圧力センサ１１３で冷媒圧力（吐出圧力）をより正確に検出することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１は、少なくとも圧縮機１１、ガスクーラ１２、減圧装置１３及び蒸発器１４が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路１０と、主回路１０のうち圧縮機１１とガスクーラ１２との間の冷媒圧力を検出する圧力検出器（例えば、圧力センサ１１３、圧力開閉器１１２）と、圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制する脈動抑制手段（例えば、縮管部が設けられていない圧力検出配管１１５）と、を有することを特徴とするものである。
【００４０】
この構成によれば、圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制できるため、主回路１０のうち圧縮機１１とガスクーラ１２との間の冷媒圧力をより正確に検出することができる。
【００４１】
また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１は、上記脈動抑制手段が、主回路１０のうち圧縮機１１とガスクーラ１２との間に設けられた分岐部１１１と圧力検出器（例えば、圧力センサ１１３、圧力開閉器１１２）との間を接続し、かつ分岐部１１１から圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部を有しない圧力検出配管１１５を備えることを特徴とするものである。
【００４２】
この構成によれば、冷媒の流動する流路の断面積を分岐部１１１から圧力検出器に至るまで減少させないようにすることができる。これにより、圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制できる。
【００４３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置について説明する。図４は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の圧力検出回路１１０の構成を示す図である。なお、実施の形態１の冷凍サイクル装置１及び圧力検出回路１１０と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように、本実施の形態における圧力検出回路１１０の圧力検出配管１１５は、分岐部１１１から圧力センサ１１３に至るまでの間の管路の一部に縮管部１１９を有している。分岐部１１１と縮管部１１９との間の圧力検出配管１１５の経路長Ａは、１００ｍｍ以下である。経路長Ａを１００ｍｍ以下とした理由について以下に説明する。
【００４５】
図５は、高圧状態（１２ＭＰａ及び１３ＭＰａ）のＣＯ２冷媒の温度と密度の相関を示すグラフである。グラフの横軸はＣＯ２冷媒の温度（℃）を表し、縦軸はＣＯ２冷媒の密度（ｋｇ／ｍ３）を表している。図５に示すように、高圧状態のＣＯ２冷媒は、温度が低下すると密度が増加するという性質を有する。主回路１０の配管（メイン配管）内におけるＣＯ２冷媒の温度範囲は、約３０〜１００℃程度である。圧力検出配管１１５は、主回路１０の配管よりも管径が小さく単位流路長当たりの熱損失が大きい。このため、圧力検出配管１１５内の冷媒の温度は、分岐部１１１から離れるほど低下する。例えば、メイン配管内の冷媒温度を１００℃とすると、圧力検出配管１１５内の冷媒温度は１００℃よりも低くなり、メイン配管からの距離（分岐部１１１からの距離）が増加するほど単調に低下する（図５参照）。したがって、分岐部１１１と縮管部１１９との間の経路長Ａが所定の値（例えば、１００ｍｍ）を超えると、分岐部１１１と縮管部１１９との間での冷媒の温度が低くなり密度が大きくなるため、分岐部１１１と縮管部１１９との間で圧力脈動が発生し、縮管部１１９より端末側での圧力脈動が増幅されてしまう。
【００４６】
本実施の形態では、分岐部１１１と縮管部１１９との間の圧力検出配管１１５の経路長Ａを１００ｍｍ以下とすることにより、分岐部１１１と縮管部１１９との間の冷媒の密度を圧力脈動の発生する値以下に収めることができる。したがって、縮管部１１９より端末側での圧力脈動の増幅を抑えることができるため、圧力センサ１１３で検出される冷媒圧力の脈動を抑制できる。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、上記脈動抑制手段が、主回路１０のうち圧縮機１１とガスクーラ１２との間に設けられた分岐部１１１と圧力検出器（例えば、圧力センサ１１３、圧力開閉器１１２）との間を接続し、かつ分岐部１１１から圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部１１９を有する圧力検出配管１１５を備え、分岐部１１１と縮管部１１９との間の圧力検出配管１１５の経路長Ａは１００ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００４８】
この構成によれば、圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制できるため、冷媒圧力をより正確に検出することができる。
【００４９】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置について説明する。図６は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の圧力検出回路１１０の構成を示す図である。なお、実施の形態１の冷凍サイクル装置１及び圧力検出回路１１０と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
図６に示すように、本実施の形態における圧力検出回路１１０の圧力検出配管１１５は、分岐部１１１から圧力センサ１１３に至るまでの間の管路の一部に縮管部１１９を有している。分岐部１１１と縮管部１１９との間の圧力検出配管１１５の経路長Ａは、例えば、１００ｍｍよりも長くなっている。また、圧力検出回路１１０には、分岐部１１１と縮管部１１９との間の圧力検出配管１１５を加熱するヒータ１２０が設けられている。ヒータ１２０は、分岐部１１１と縮管部１１９との間の圧力検出配管１１５を分岐部１１１近傍の主回路１０と同等の温度以上に加熱するようになっている。
【００５１】
上述のように、分岐部１１１と縮管部１１９との間の経路長Ａが１００ｍｍを超えると、分岐部１１１と縮管部１１９との間での冷媒の温度が低くなり密度が大きくなるため、分岐部１１１と縮管部１１９との間で圧力脈動が発生し、縮管部１１９より端末側での圧力脈動が増幅されてしまう。本実施の形態では、分岐部１１１と縮管部１１９との間の圧力検出配管１１５をヒータ１２０で加熱するようになっている。これにより、分岐部１１１と縮管部１１９との間での冷媒温度の低下を防ぐことができ、分岐部１１１と縮管部１１９との間の冷媒の密度を圧力脈動の発生する値以下に収めることができるので、縮管部１１９より端末側での圧力脈動の増幅を抑えることができる。したがって、圧力センサ１１３で検出される冷媒圧力の脈動を抑制することができる。なお、本例では経路長Ａが１００ｍｍより長い圧力検出配管１１５を例に挙げたが、経路長Ａが１００ｍｍ以下の圧力検出配管１１５にヒータ１２０を設けるようにしてもよい。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、上記脈動抑制手段が、主回路１０のうち圧縮機１１とガスクーラ１２との間に設けられた分岐部１１１と圧力検出器（例えば、圧力センサ１１３、圧力開閉器１１２）との間を接続し、かつ分岐部１１１から圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部１１９を有する圧力検出配管１１５と、分岐部１１１と縮管部１１９との間の圧力検出配管１１５を加熱するヒータ１２０と、を備えることを特徴とするものである。
【００５３】
この構成によれば、圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制できるため、冷媒圧力をより正確に検出することができる。
【００５４】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置について説明する。図７は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の圧力検出回路１１０の構成を示す図である。なお、実施の形態１の冷凍サイクル装置１及び圧力検出回路１１０と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図７に示すように、本実施の形態における圧力検出回路１１０の圧力検出配管１１５は、分岐部１１１から圧力センサ１１３に至るまでの間に縮管部を有していない。分岐部１１１と圧力センサ１１３との間の圧力検出配管１１５の経路長Ｂ（圧力検出配管１１５の全長）は、１０００ｍｍ以下である。経路長Ｂを１０００ｍｍ以下とした理由について以下に説明する。
【００５６】
圧力検出配管１１５内での圧力波長をλとすると、分岐部１１１と圧力センサ１１３との間の経路長Ｂが１／４λ、３／４λのような（（２ｎ−１）／４）λ（ただし、ｎ＝１，２，３，・・・）と一致すると、圧力センサ１１３付近で圧力脈動の増幅が最大となる。したがって、経路長Ｂが（（２ｎ−１）／４）λと一致しないようにすれば、圧力センサ１１３付近での圧力脈動の増幅を抑制することができる。圧力波長λは、圧縮機１１の駆動周波数及び冷媒中の音速から得られる。
【００５７】
図８は、圧縮機１１の駆動周波数と圧力波長との関係を示すグラフである。グラフの横軸は圧縮機１１の周波数（Ｈｚ）を表し、縦軸は圧力波長の長さ（ｍｍ）を表している。図８に示すように、圧縮機１１の駆動周波数の範囲（運転範囲）を約３０〜１００Ｈｚとすると、（（２ｎ−１）／４）λ（図８では、１／４λ及び３／４λのみを示している）は、圧縮機１１の運転範囲の周波数で、約１０００ｍｍより大となるすべての値をとり得る。言い換えれば、経路長Ｂが約１０００ｍｍよりも長い場合、圧縮機１１の運転範囲の少なくとも一部の周波数において必ず（（２ｎ−１）／４）λと一致する。これに対し、経路長Ｂが１０００ｍｍ以下であれば、圧縮機１１の運転範囲の周波数において（（２ｎ−１）／４）λと一致することはない。したがって、経路長Ｂを１０００ｍｍ以下とすることによって、圧力センサ１１３付近で圧力脈動の増幅が最大となることを防ぐことができるため、圧力センサ１１３で検出される冷媒圧力の脈動を抑制することができる。なお、本例では縮管部を有していない圧力検出配管１１５を例に挙げたが、本実施の形態は縮管部を有する圧力検出配管１１５にも適用可能である。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、上記脈動抑制手段が、主回路１０のうち圧縮機１１とガスクーラ１２との間に設けられた分岐部１１１と圧力検出器（例えば、圧力センサ１１３、圧力開閉器１１２）との間を接続する圧力検出配管１１５を備え、分岐部１１１と圧力検出器との間の圧力検出配管１１５の経路長Ｂは１０００ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００５９】
この構成によれば、圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制できるため、冷媒圧力をより正確に検出することができる。
【００６０】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置について説明する。上述のように、冷凍サイクル装置における冷媒圧力の脈動周期は１０ｍｓ程度である。このため、従来の圧力検出アルゴリズムで一般的に用いられる２０ｍｓのサンプリング周期では、圧力脈動（例えば、ピーク圧力値）を検知することができず、圧縮機１１の制御を正確な冷媒圧力に基づいて行うことができない場合があった。本実施の形態では、圧力脈動の波形が正弦波であると仮定し、制御部１００における圧力検出アルゴリズムを以下のように規定することで、冷媒圧力をより正確に検出できるようにしている。
【００６１】
図９は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の圧力検出アルゴリズムを説明するための図である。図９の横軸は、電源投入からの時間経過（ｍｓ）を表している。本実施の形態では、圧力センサ１１３で検出された冷媒圧力の検出値（圧力センサ１１３の出力信号）を取得するサンプリング周期を、圧縮機１１の周波数（最低駆動周波数）の１周期の１／２以下に設定する。例えば、約３０〜１００Ｈｚの範囲で駆動周波数が制御される圧縮機の場合、サンプリング周期は、最低駆動周波数（３０Ｈｚ）の１周期（３３．３ｍｓ）の１／２以下である１６．７ｍｓ以下に設定される。本例では、サンプリング周期を５ｍｓとした。すなわち、冷媒圧力の検出値Ｈｐｔは５ｍｓ周期で取得される。
【００６２】
次に、電源投入時を基準として、サンプリング周期のＮ倍（ただし、Ｎは２以上の整数）となる所定期間（本例では、サンプリング周期の２０倍の１００ｍｓ）毎に、平均値Ｈｐａ及び片振幅値Ｈｐｂを確定する。平均値Ｈｐａは、上記所定期間に取得されたＮ個（本例では２０個）の検出値Ｈｐｔの平均値である。片振幅値Ｈｐｂは、Ｎ個の検出値Ｈｐｔにおける平均値Ｈｐａからの偏差の絶対値の平均である。例えば、電源投入からＴ（ｍｓ）経過後（Ｔ＝５、１０、１５、・・・、１００）に取得された検出値をＨｐｔＴとすると、片振幅値Ｈｐｂは、（｜Ｈｐａ−Ｈｐｔ５｜＋｜Ｈｐａ−Ｈｐｔ１０｜＋｜Ｈｐａ−Ｈｐｔ１５｜＋・・・＋｜Ｈｐａ−Ｈｐｔ１００｜）／２０で表される。
【００６３】
次に、上記所定期間毎に、振幅実効値Ｈｐｃ、振幅ピーク値Ｈｐｄ及びピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋを算出する。振幅実効値Ｈｐｃは、過去Ｍ回（ただし、Ｍは２以上の整数）の所定期間（本例では、過去５回の所定期間）毎に算出されたＭ個の片振幅値Ｈｐｂの平均（移動平均）である。振幅ピーク値Ｈｐｄは、振幅実効値Ｈｐｃの√２倍である。ピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋは、振幅ピーク値Ｈｐｄと平均値Ｈｐａとの和である。なお、ピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋは、振幅ピーク値Ｈｐｄと、過去Ｍ回の所定期間毎に算出されたＭ個の平均値Ｈｐａの平均（移動平均）と、の和であってもよい。ここで、電源投入から５００ｍｓ経過していない場合（電源投入からの経過時間が１００ｍｓ、２００ｍｓ、３００ｍｓ又は４００ｍｓの場合）には、振幅実効値Ｈｐｃは、確定している１〜４個の片振幅値Ｈｐｂの平均値とする。すなわち、振幅実効値Ｈｐｃ、振幅ピーク値Ｈｐｄ及びピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋは、いずれも電源投入から所定期間（１００ｍｓ）毎に算出される。電源投入から５００ｍｓ経過していない場合の振幅実効値Ｈｐｃ、振幅ピーク値Ｈｐｄ及びピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋは、電源投入から５００ｍｓ経過後とは算出方法が異なるため、図９中では「Ｈｐｃ（※）」、「Ｈｐｄ（※）」、「Ｈｐｍｐｅａｋ（※）」と表記している。
【００６４】
制御部１００は、所定期間毎に算出されるピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋに基づいて、圧縮機１１の駆動周波数の増減、異常圧力検出時の圧縮機１１の停止、等の制御を行う。以上のような圧力検出アルゴリズムは、上記実施の形態１〜４の冷凍サイクル装置の構成にも適用できるし、従来の冷凍サイクル装置の構成にも適用できる。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、少なくとも圧縮機１１、ガスクーラ１２、減圧装置１３及び蒸発器１４が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路１０と、主回路１０のうち圧縮機１１とガスクーラ１２との間の冷媒圧力を検出する圧力センサ１１３と、冷媒圧力に基づいて圧縮機１１を制御する制御部１００と、を有し、制御部１００は、圧力センサ１１３で検出された冷媒圧力の検出値Ｈｐｔを取得するサンプリング周期を圧縮機１１の最低周波数の１周期の１／２以下に設定し、サンプリング周期のＮ倍（ただし、Ｎは２以上の整数）となる所定期間毎に、Ｎ個の検出値Ｈｐｔの平均値Ｈｐａと、Ｎ個の検出値Ｈｐｔにおける平均値Ｈｐａからの偏差の絶対値の平均である片振幅値Ｈｐｂと、を算出し、過去Ｍ回（ただし、Ｍは２以上の整数）の所定期間毎に算出されたＭ個の片振幅値Ｈｐｂの移動平均（振幅実効値Ｈｐｃ）の√２倍である振幅ピーク値Ｈｐｄと、平均値Ｈｐａと、の和であるピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋを所定期間毎に算出し、ピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋに基づいて圧縮機１１を制御することを特徴とするものである。
【００６６】
この構成によれば、冷媒圧力をより正確に検出でき、圧縮機１１の制御をより正確な冷媒圧力に基づいて行うことができる。
【００６７】
本実施の形態の効果について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、本実施の形態において算出される圧力値（ピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋ）の例を示すグラフである。グラフ中の「◆」は取込み前の圧力値を示し、「△」は平均値Ｈｐａを示し、「□」はピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋを示している。また、図１１は従来の検知圧力値の例を示すグラフである。グラフ中の「◆」は取込み前の圧力値を示し、「■」は従来の検知圧力値を示している。ここで、図１０及び図１１のいずれにおいても、圧力脈動の波形を正弦波とし、脈動周波数を９６Ｈｚとし、脈動振幅を２ＭＰａとし、平均圧力の上昇速度を０．０５ＭＰａ／ｓとした。図１１に示すように、従来の検知圧力値では圧力脈動を検知できないことが分かる。これに対し、図１０に示すように、本実施の形態により算出されたピーク圧力値Ｈｐｍｐｅａｋは、圧力脈動の高圧側ピークの値にほぼ等しいことが分かる。したがって、本実施の形態によれば、圧力脈動の高圧側ピークを検知することができる。
【００６８】
その他の実施の形態．
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態１では、縮管部を有しない圧力検出配管として、分岐部１１１から圧力開閉器１１２又は圧力センサ１１３に至るまで同一の内径（同一の流路断面積）を有する圧力検出配管１１４、１１５を例に挙げたが、本発明はこれに限られない。圧力検出配管１１４、１１５は、分岐部１１１から圧力開閉器１１２又は圧力センサ１１３に至るまでの間で拡管されていてもよい。
【００６９】
また、圧力検出配管１１４、１１５は、分岐部１１１直後の流路断面積に対し、圧力開閉器１１２又は圧力センサ１１３の直前の流路断面積が小さくならない範囲で、流路断面積が途中で増加する拡管部を有していてもよい。あるいは、圧力検出配管１１４、１１５は、分岐部１１１直後の流路断面積に対し、圧力開閉器１１２又は圧力センサ１１３の直前の流路断面積が小さくならない範囲で、拡管部及び縮管部を有していてもよい。
【００７０】
また、上記の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  冷凍サイクル装置、１０  主回路、１１  圧縮機、１２  ガスクーラ、１３  減圧装置、１４  蒸発器、１５、１６、２５、３５、４０、５５、６１  ストレーナ、１７  高低圧熱交換器、２０  マフラ、２１  油回収回路、２２  熱交換器、２３、３３、３８  バイパス回路、２４、３４、３９、４４  電磁弁、２６  分岐配管、２７ａ、１２１ａ  サービスバルブ、２７ｂ、１２１ｂ  サービスポート、２９  圧力センサ、３０  キャピラリ、３１、３６、４１  分岐部、３２、３７、４２、５６  合流部、４５  内部熱交換器、５０  沸上げ回路、５１  循環ポンプ、５２、５８、６２  電動弁、５３、５９  逆止弁、５４、６０  減圧弁、６３  逃がし弁、６４  流速センサ、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８  温度センサ、１００  制御部、１１０、２１０  圧力検出回路、１１１、１１６、１１７  分岐部、１１２  圧力開閉器、１１３  圧力センサ、１１４、１１５  圧力検出配管、１１８  分岐配管、１１９  縮管部、１２０  ヒータ。
【図１】
2015029206.tif 000003
【図２】
2015029206.tif 000004
【図３】
2015029206.tif 000005
【図４】
2015029206.tif 000006
【図５】
2015029206.tif 000007
【図６】
2015029206.tif 000008
【図７】
2015029206.tif 000009
【図８】
2015029206.tif 000010
【図９】
2015029206.tif 000011
【図１０】
2015029206.tif 000012
【図１１】
2015029206.tif 000013
【図１２】
2015029206.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月19日(2015.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、前記圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制する脈動抑制手段と、を有し、前記脈動抑制手段は、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続する圧力検出配管を備え、前記圧縮機の駆動周波数の範囲は３０〜１００Ｈｚであり、前記分岐部と前記圧力検出器との間の前記圧力検出配管の経路長は１０００ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、
前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、
前記圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制する脈動抑制手段と、
を有し、
前記脈動抑制手段は、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続する圧力検出配管を備え、
前記圧縮機の駆動周波数の範囲は３０〜１００Ｈｚであり、
前記分岐部と前記圧力検出器との間の前記圧力検出配管の経路長は１０００ｍｍ以下であることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記圧力検出配管は、前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部を有しないことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記圧力検出配管は、前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間において、前記分岐部直後の流路断面積に対し、前記圧力検出器直前の流路断面積が小さくならない範囲で、流路断面積が途中で増加する拡管部、あるいは、前記拡管部及び流路断面積が途中で減少する縮管部を有することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記圧力検出配管は、前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部を有しており、
前記分岐部と前記縮管部との間の前記圧力検出配管の経路長は１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記圧力検出配管は、前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部を有しており、
前記脈動抑制手段は、前記分岐部と前記縮管部との間の前記圧力検出配管を加熱するヒータをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、
前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、
前記冷媒圧力に基づいて前記圧縮機を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記圧力検出器で検出された前記冷媒圧力の検出値を取得するサンプリング周期を前記圧縮機の最低周波数の１周期の１／２以下に設定し、
前記サンプリング周期のＮ倍（ただし、Ｎは２以上の整数）となる所定期間毎に、Ｎ個の前記検出値の平均値と、Ｎ個の前記検出値における前記平均値からの偏差の絶対値の平均である片振幅値と、を算出し、
過去Ｍ回（ただし、Ｍは２以上の整数）の前記所定期間毎に算出されたＭ個の前記片振幅値の移動平均の√２倍である振幅ピーク値と、前記平均値と、の和であるピーク圧力値を前記所定期間毎に算出し、
前記ピーク圧力値に基づいて前記圧縮機を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月5日(2016.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、前記圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制する脈動抑制手段と、を有し、前記脈動抑制手段は、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続する圧力検出配管を備え、前記圧縮機の駆動周波数の範囲は３０〜１００Ｈｚであり、前記分岐部と前記圧力検出器との間の前記圧力検出配管の経路長は１０００ｍｍ以下であり、前記圧力検出配管は、前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間において、前記分岐部直後の流路断面積に対し、前記圧力検出器直前の流路断面積が小さくならない範囲で、流路断面積が途中で増加する拡管部、あるいは、前記拡管部及び流路断面積が途中で減少する縮管部を有することを特徴とするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、
前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、
前記圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制する脈動抑制手段と、
を有し、
前記脈動抑制手段は、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続する圧力検出配管を備え、
前記圧縮機の駆動周波数の範囲は３０〜１００Ｈｚであり、
前記分岐部と前記圧力検出器との間の前記圧力検出配管の経路長は１０００ｍｍ以下であり、
前記圧力検出配管は、前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間において、前記分岐部直後の流路断面積に対し、前記圧力検出器直前の流路断面積が小さくならない範囲で、流路断面積が途中で増加する拡管部、あるいは、前記拡管部及び流路断面積が途中で減少する縮管部を有することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、
前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、
前記圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制する脈動抑制手段と、
を有し、
前記脈動抑制手段は、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続する圧力検出配管を備え、
前記圧縮機の駆動周波数の範囲は３０〜１００Ｈｚであり、
前記分岐部と前記圧力検出器との間の前記圧力検出配管の経路長は１０００ｍｍ以下であり、
前記圧力検出配管は、前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部を有しており、
前記分岐部と前記縮管部との間の前記圧力検出配管の経路長は１００ｍｍ以下であることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、
前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、
前記圧力検出器で検出される冷媒圧力の脈動を抑制する脈動抑制手段と、
を有し、
前記脈動抑制手段は、前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間に設けられた分岐部と前記圧力検出器との間を接続する圧力検出配管を備え、
前記圧縮機の駆動周波数の範囲は３０〜１００Ｈｚであり、
前記分岐部と前記圧力検出器との間の前記圧力検出配管の経路長は１０００ｍｍ以下であり、
前記圧力検出配管は、前記分岐部から前記圧力検出器に至るまでの間に流路断面積が途中で減少する縮管部を有しており、
前記脈動抑制手段は、前記分岐部と前記縮管部との間の前記圧力検出配管を加熱するヒータをさらに備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項４】
少なくとも圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器が配管を介して接続され、高圧側で超臨界状態となる冷媒を循環させる主回路と、
前記主回路のうち前記圧縮機と前記ガスクーラとの間の冷媒圧力を検出する圧力検出器と、
前記冷媒圧力に基づいて前記圧縮機を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記圧力検出器で検出された前記冷媒圧力の検出値を取得するサンプリング周期を前記圧縮機の最低周波数の１周期の１／２以下に設定し、
前記サンプリング周期のＮ倍（ただし、Ｎは２以上の整数）となる所定期間毎に、Ｎ個の前記検出値の平均値と、Ｎ個の前記検出値における前記平均値からの偏差の絶対値の平均である片振幅値と、を算出し、
過去Ｍ回（ただし、Ｍは２以上の整数）の前記所定期間毎に算出されたＭ個の前記片振幅値の移動平均の√２倍である振幅ピーク値と、前記平均値と、の和であるピーク圧力値を前記所定期間毎に算出し、
前記ピーク圧力値に基づいて前記圧縮機を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2015029206.tif 000015
2015029206.tif 000016
2015029206.tif 000017
2015029206.tif 000018