(57)【要約】【課題】冷房時および暖房時の両方において、圧縮機で発生するすべての圧力脈動を低減させることができ、マフラーの共通化が可能な空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置１は、冷媒回路７を備えた空気調和装置である。冷媒回路７は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、室内熱交換器３と、室外熱交換器４と、四路切換弁５とが冷媒配管６を介して連結されることにより構成されている。四路切換弁５は、圧縮機２によって圧縮された冷媒の流れを室内熱交換器３および室外熱交換器４のいずれか一方に切り換える。空気調和装置１は、圧力脈動低減部品８をさらに備えている。圧力脈動低減部品８は、四路切換弁５と室内熱交換器３との間に配置されている。圧力脈動低減部品８は、冷媒回路７の内部における圧力脈動を低減させる。圧力脈動は、圧縮機２によって発生される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機（２）と、室内熱交換器（３）と、室外熱交換器（４）と、前記圧縮機（２）によって圧縮された冷媒の流れを前記室内熱交換器（３）および室外熱交換器（４）のいずれか一方に切り換える四路切換弁（５）とが冷媒配管（６）を介して連結されることにより構成された冷媒回路（７）を備えた空気調和装置（１）であって、
前記四路切換弁（５）と前記室内熱交換器（３）との間に配置され、前記圧縮機（２）によって発生された前記冷媒回路（７）の内部における圧力脈動を低減させる圧力脈動低減部品（８）
を備えている、
空気調和装置（１）。
【請求項２】
前記圧力脈動低減部品（８）は、前記圧縮機（２）および前記室外熱交換器（４）が収納された室外ユニット（９）内に設けられている、
請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項３】
前記冷媒は、ＣＯ2である、
請求項１または２に記載の空気調和装置（１）。
【請求項４】
前記圧力脈動低減部品（８）は、マフラー機能を有する容器である、
請求項１から３のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
【請求項５】
前記圧力脈動低減部品（８）は、膨張型マフラー、π型フィルター、サイドブランチマフラー、ヘルムホルツマフラー、および干渉型マフラーからなる群から選ばれた１つの部品である、
請求項１から４のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機を含む冷媒回路を備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒回路において、圧縮機で発生する圧力脈動が冷媒配管を通じて室内機近くの室内冷媒配管に伝搬し、室内冷媒配管および室内機から振動や異常音が発生するという問題がある。そこで、圧力脈動が室内冷媒配管に伝搬することを抑制するために、圧縮機と四方切換弁との間にマフラーを１個備えた空気調和装置が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平９―２５０８３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１記載の空気調和装置の場合には、圧縮機で発生した脈動が四方切換弁を経由して室内機へ向かう場合（すなわち、暖房時の吸入脈動および冷房時の吐出脈動の場合）には、マフラーによって圧力脈動を低減させることが可能である。しかし、圧縮機で発生した脈動が四方切換弁を経由せずに室内機へ向かう場合（すなわち、暖房時の吐出脈動および冷房時の吸入脈動の場合）には、圧力脈動はマフラーを経由しないので、冷房時および暖房時の両方において、圧縮機で発生するすべての圧力脈動を室内機近くの室内冷媒配管に到達する前にマフラーで低減させることは不可能である。
【０００４】
また、マフラーを圧縮機の吸入側と吐出側の両方にそれぞれ１個ずつマフラーを設ければ、部品点数および製造コストが増えるという問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、冷房時および暖房時の両方において、圧縮機で発生するすべての圧力脈動を低減させることができ、マフラーの共通化が可能な空気調和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】
第１発明の空気調和装置は、冷媒回路を備えた空気調和装置である。冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、室内熱交換器と、室外熱交換器と、四路切換弁とが冷媒配管を介して連結されることにより構成されている。四路切換弁は、圧縮機によって圧縮された冷媒の流れを室内熱交換器および室外熱交換器のいずれか一方に切り換える。空気調和装置は、圧力脈動低減部品をさらに備えている。圧力脈動低減部品は、四路切換弁と室内熱交換器との間に配置されている。圧力脈動低減部品は、冷媒回路の内部における圧力脈動を低減させる。圧力脈動は、圧縮機によって発生される。
【０００７】
ここでは、圧力脈動低減部品が四路切換弁と室内熱交換器との間に配置されているので、冷暖房を切り換える空気調和装置の場合において、冷房時および暖房時の両方において、圧縮機で発生するすべての圧力脈動を室内冷媒配管に到達する前に低減させることが可能である。また、圧力脈動低減用のマフラーを共通化して部品点数を低減することも可能である。
【０００８】
第２発明の空気調和装置は、第１発明の空気調和装置であって、圧力脈動低減部品は、室外ユニット内に設けられている。室外ユニットには、圧縮機および室外熱交換器が収納されている。
【０００９】
ここでは、圧力脈動低減部品は、圧縮機および室外熱交換器が収納された室外ユニット内に設けられているので、圧力脈動低減部品の設置およびメンテナンスが容易である。また、圧力脈動低減部品が冷媒回路の中でも圧力脈動の発生源である圧縮機に近い位置に設置されるので、圧力脈動の低減効果も高い。
【００１０】
第３発明の空気調和装置は、第１発明または第２発明の空気調和装置であって、冷媒がＣＯ2である。
【００１１】
ここでは、冷媒としてＣＯ2が採用されており、他の冷媒よりも圧力脈動が大きくなるが、四路切換弁と室内熱交換器との間に配置された圧力脈動低減部品によって、冷暖房時の両方で脈動を低減できる。ＣＯ2冷媒は、温暖化係数が小さく、環境に優しい製品の実現が可能である。また、ＣＯ2冷媒は単位容積あたりの冷凍能力が高く、他の冷媒と同一能力を得るためのシリンダーは、小型化が可能で、圧縮機の小型化が可能である。
【００１２】
第４発明の空気調和装置は、第１発明から第３発明のいずれかの空気調和装置であって、圧力脈動低減部品は、マフラー機能を有する容器である。
【００１３】
ここでは、圧力脈動低減部品がマフラー機能を有する容器であるので、圧力脈動を低減できるだけでなく、容器内部で冷媒の気液分離も可能である。
【００１４】
第５発明の空気調和装置は、第１発明から第４発明のいずれかの空気調和装置であって、圧力脈動低減部品は、膨張型マフラー、π型フィルター、サイドブランチマフラー、ヘルムホルツマフラー、および干渉型マフラーからなる群から選ばれた１つの部品である。
【００１５】
ここでは、圧力脈動低減部品は、膨張型マフラー、π型フィルター、サイドブランチマフラー、ヘルムホルツマフラー、および干渉型マフラーからなる群から選ばれた１つの部品であるので、これら従来公知のマフラーを用いて圧力脈動を効果的に低減させることが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明によれば、冷房時および暖房時の両方において、圧縮機で発生するすべての圧力脈動を室内冷媒配管に到達する前に低減させることができる。また、圧力脈動低減用のマフラーを共通化して部品点数を低減することも可能である。
【００１７】
第２発明によれば、圧力脈動低減部品の設置およびメンテナンスが容易であり、圧力脈動の低減効果も高い。
【００１８】
第３発明によれば、他の冷媒よりも圧力脈動が大きくなるが、四路切換弁と室内熱交換器との間に配置された圧力脈動低減部品によって、冷暖房時の両方で脈動を低減できる。ＣＯ2冷媒は、温暖化係数が小さく、環境に優しい製品の実現が可能である。また、ＣＯ2冷媒は単位容積あたりの冷凍能力が高く、他の冷媒と同一能力を得るためのシリンダーは、小型化が可能で、圧縮機の小型化が可能である。
【００１９】
第４発明によれば、圧力脈動を低減できるだけでなく、容器内部で冷媒の気液分離も可能である。
【００２０】
第５発明によれば、従来公知のマフラーを用いて圧力脈動を効果的に低減させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に示される空気調和装置１は、冷房運転および暖房運転の両方可能であり、ＣＯ2冷媒を圧縮する圧縮機２と、室内熱交換器３と、室外熱交換器４と、圧縮機２によって圧縮された冷媒の流れを室内熱交換器３および室外熱交換器４のいずれか一方に切り換える四路切換弁５と、電磁膨張弁１０とが冷媒配管６を介して連結されることにより構成された冷媒回路７を備えている。空気調和装置１は、圧縮機２によって発生された冷媒回路７の内部における圧力脈動を低減させる圧力脈動低減部品８をさらに備えている。
【００２２】
圧力脈動低減部品８は、四路切換弁５と室内熱交換器３との間に配置されている。そのため、冷暖房を切り換える空気調和装置１の場合において、冷房時および暖房時の両方において、圧縮機で発生するすべての圧力脈動を低減させることが可能である。また、圧力脈動低減用のマフラーを共通化して部品点数を低減することも可能である。
【００２３】
圧力脈動低減部品８は、圧縮機２および室外熱交換器４が収納された室外ユニット９内に設けられている、
空気調和装置１では、冷媒としてＣＯ2が採用されている。ＣＯ2冷媒の圧力脈動は、他の冷媒の圧力脈動よりも大きいが、四路切換弁５と室内熱交換器３との間に配置された圧力脈動低減部品８によって、冷暖房時の両方で脈動を低減できる。
【００２４】
圧力脈動低減部品８は、具体的には、膨張型マフラー、π型フィルター、サイドブランチマフラー、ヘルムホルツマフラー、および干渉型マフラーからなる群から選ばれた１つの部品である。
【００２５】
膨張型マフラー２１は、図２に示されるように、膨張部分２１ａと、その両側に連結された直管部分２１ｂとを有している。膨張部分２１ａの断面積Ｓ２は、直管部分２１ｂの断面積Ｓ１よりも大きい。
【００２６】
この膨張型マフラー２１の透過損失ＴＬ値は、膨張部分２１ａの長さをＬ１として、
ＴＬ＝１０×ｌｏｇ（１＋１／４×（ｍ−１／ｍ）2×ｓｉｎ2（ｋ×Ｌ１）） (式１)
ここで、ｍ＝Ｓ２／Ｓ１、ｋ＝２πｆ／ｃ、ｃ：音速
π型フィルター２２は、図３に示されるように、第１膨張部分２２ａと、第２膨張部分２２ｂと、連結管部分２２ｃと、第１直管部分２２ｄと、第２直管部分２２ｅを有している。連結管部分２２ｃは、第１膨張部分２２ａおよび第２膨張部分２２ｂを連結している。第１直管部分２２ｄは、第１膨張部分２２ａにおける連結管部分２２ｃに対して反対側に連結されている。第２直管部分２２ｅは、第２膨張部分２２ｂにおける連結管部分２２ｃに対して反対側に連結されている。第１膨張部分２２ａおよび第２膨張部分２２ｂのそれぞれの断面積は、連結管部分２２ｃ、第１直管部分２２ｄおよび第２直管部分２２ｅのそれぞれの断面積Ｓ３、Ｓ４よりも大きい。
【００２７】
このπ型フィルター２２の透過損失ＴＬ値は、以下の通りである。（なお、連結管部分２２ｃ長さをＬ２、第１膨張部分２２ａの容積をＶ１、第２膨張部分２２ｂの容積をＶ２、第１直管部分２２ｄおよび第２直管部分２２ｅのそれぞれの断面積をＳ３、連結管部分２２ｃの断面積をＳ４とする。）
ＴＬ＝１０×ｌｏｇ（σ2）  （式２）
ここで、σ＝Ｖ2×ω3×Ｌ２／（Ｓ３×Ｓ４×ｃ3）、ｃ：音速
サイドブランチマフラー２３は、図４に示されるように、分岐部分２３ａと、直管部分２３ｂとを有している。分岐部分２３ａは、直管部分２３ｂから直角に分岐している。
【００２８】
このサイドブランチマフラー２３の周波数ｆは、以下の通りである。
【００２９】
ｆ＝ｃ／（４×Ｌ３）  （式３）
ここで、Ｌ３：分岐部分２３ａの長さ、ｃ：音速である。
【００３０】
ヘルムホルツマフラー２４は、図５に示されるように、膨張部分２４ａと、連結管部分２４ｂと、直管部分２４ｃとを有している。連結管部分２４ｂは、直管部分２４ｃから直角に分岐している。連結管部分２４ｂは、膨張部分２４ａおよび直管部分２４ｃを連結している。膨張部分２４ａの断面積は、連結管部分２４ｂおよび直管部分２４ｃのそれぞれの断面積よりも大きい。
【００３１】
このヘルムホルツマフラー２４の周波数ｆは、以下の通りである。
【００３２】
ｆ＝ｃ／２π×√（Ｓ５／（Ｖ３×Ｌ４）  （式４）
ここで、Ｖ３：膨張部分２４ａの容積、Ｓ５：連結管部分２４ｂの断面積、Ｌ４：連結管部分２４ｂの長さ、ｃ：音速である。
【００３３】
干渉型マフラー２５は、図６に示されるように、アーチ状に延びる曲管部分２５ａと、直管部分２５ｂとを有している。曲管部分２５ａの両端は、直管部分２５ｂに連結されている。
【００３４】
この干渉型マフラー２５の半波長λ／２は、
λ／２＝Ｌ５−Ｌ６  （式５）
の関係になる。
【００３５】
ここで、Ｌ５：曲管部分２５ａの管路長、Ｌ６：直管部分２５ｂの管路長である。
【００３６】
＜特徴＞
（１）
実施形態の空気調和装置１では、圧力脈動低減部品８が四路切換弁５と室内熱交換器３との間に配置されているので、冷暖房を切り換える空気調和装置１の場合において、冷房時および暖房時の両方において、圧縮機２で発生するすべての圧力脈動を室内冷媒配管に到達する前に低減させることが可能である。また、圧力脈動低減用のマフラーを共通化して部品点数を低減することも可能である。
【００３７】
とくに、天井設置型の室内機やルームエアコンでは、冷媒配管の長さが比較的短くなり、室内冷媒配管が振動して騒音が発生しやすい傾向があるが、このような場合も実施形態の空気調和装置１では、圧力脈動を効果的に低減することができる。
【００３８】
（２）
実施形態の空気調和装置１では、圧力脈動低減部品８は、圧縮機２および室外熱交換器４が収納された室外ユニット９内に設けられているので、圧力脈動低減部品８の設置およびメンテナンスが容易である。また、圧力脈動低減部品８が冷媒回路７の中でも圧力脈動の発生源である圧縮機２に近い位置に設置されるので、圧力脈動の低減効果も高い。
【００３９】
（３）
実施形態の空気調和装置１では、冷媒としてＣＯ2が採用されており、他の冷媒よりも圧力脈動が大きくなるが、四路切換弁５と室内熱交換器３との間に配置された圧力脈動低減部品８によって、冷暖房時の両方で脈動を低減できる。ＣＯ2冷媒は、温暖化係数が小さく、環境に優しい製品の実現が可能である。また、ＣＯ2冷媒は単位容積あたりの冷凍能力が高く、他の冷媒と同一能力を得るためのシリンダーは、小型化が可能で、圧縮機の小型化が可能である。
【００４０】
（４）
実施形態の空気調和装置１では、圧力脈動低減部品８は、膨張型マフラー、π型フィルター、サイドブランチマフラー、ヘルムホルツマフラー、および干渉型マフラーからなる群から選ばれた１つの部品であるので、これら従来公知のマフラーを用いて圧力脈動を効果的に低減させることが可能である。
【００４１】
＜変形例＞
圧力脈動低減部品８は、マフラー機能以外の他の機能も併せ持っている部品であってもよく、例えば、マフラー機能を有する容器であってもよい。この場合、圧力脈動を低減できるだけでなく、容器内部で冷媒の気液分離も可能である。
【００４２】
なお、マフラー機能を有する容器も、上述の膨張型マフラー、π型フィルター、サイドブランチマフラー、ヘルムホルツマフラー、および干渉型マフラーからなる群から選ばれた１つの部品であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、圧縮機を含む冷媒回路を備えた空気調和装置に広く利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係わる空気調和装置の構成図。
【図２】図１の圧力脈動低減部品の具体例である膨張型マフラーの構成図。
【図３】図１の圧力脈動低減部品の具体例であるπ型フィルターの構成図。
【図４】図１の圧力脈動低減部品の具体例であるサイドブランチマフラーの構成図。
【図５】図１の圧力脈動低減部品の具体例であるヘルムホルツマフラーの構成図。
【図６】図１の圧力脈動低減部品の具体例である干渉型マフラーの構成図。
【符号の説明】
【００４５】
１  空気調和装置
２  圧縮機
３  室内熱交換器
４  室外熱交換器
５  四路切換弁
６  冷媒配管
７  冷媒回路
８  圧力脈動低減部品
９  室外ユニット
【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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