(57)【要約】【課題】冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷凍装置において、冷媒の圧力脈動を大幅に低減できるようにする。【解決手段】冷凍装置（1）の冷媒回路（10）には、脈動吸収装置（30）が設けられる。圧力脈動装置（30）では、シリンダ部材（31）内にピストン（32）が収納され、シリンダ室が圧力緩衝室（33）と背圧室（34）とに区画される。圧力緩衝室（33）は、第１接続管（35）を介して膨張機（22）の流入側の第２高圧冷媒配管（12）に接続される。背圧室（34）は、第２接続管（36）及びキャピラリーチューブ（37）を介して圧縮機（20）の吐出側の第１高圧冷媒配管（11）に接続される。【選択図】図１
2008032243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（20）が接続されると共に冷媒配管（11,12,13,14）内を冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた冷凍装置であって、
中空状のシリンダ部材（31）と、該シリンダ部材（31）の内部空間を第１室（33）と第２室（34）とに仕切ると共に、第１室（33）内の圧力変動に応じてシリンダ部材（31）内を変位するピストン（32）と、該第１室（33）を冷媒配管（11,12,13,14）と繋ぐ第１接続管（35）とを有する脈動吸収装置（30）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記脈動吸収装置（30）は、上記第２室（34）と冷媒配管（11,12,13,14）とを接続すると共に絞り機構（37）を有する第２接続管（36）を備え、
上記第１接続管（35）と上記第２接続管（36）との双方が、同じ冷媒圧力の冷媒配管に接続されることを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記冷媒回路（10）には、容積型の膨張機（22）が接続され、
上記第１接続管（35）が、上記膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）に接続される一方、
上記第２接続管（36）は、上記圧縮機（20）の吐出側の冷媒配管（11）に接続されることを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項２において、
上記冷媒回路（10）には、容積型の膨張機（22）が接続され、
上記第１接続管（35）と第２接続管（36）との双方が、上記膨張機（22）の流入側又は流出側のいずれか一方の冷媒配管（12,13）に接続されることを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】
請求項２において、
上記冷媒回路（10）には、容積型の膨張機（22）が接続され、
上記第１接続管（35）が、上記膨張機（22）の流出側の冷媒配管（13）に接続される一方、
上記第２接続管（36）は、上記圧縮機（20）の吸入側の冷媒配管（14）に接続されることを特徴とする冷凍装置。
【請求項６】
請求項２において、
上記第１接続管（35）と第２接続管（36）の双方が、上記圧縮機（20）の吐出側又は圧縮機（20）の吸入側のいずれか一方の冷媒配管（11,14）に接続されることを特徴とする冷凍装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つにおいて、
上記冷媒回路（10）では、冷媒として二酸化炭素が用いられ、上記圧縮機（20）の吐出冷媒圧力を臨界圧力以上とする冷凍サイクルが行われることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置に関し、特に冷媒回路を流れる冷媒の圧力脈動の低減対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、冷媒として二酸化炭素を用いた冷凍装置が開示されている。この冷凍装置の冷媒回路には、圧縮機と放熱器と容積型の膨張機と蒸発器とが接続されている。圧縮機では、冷媒が臨界圧力以上となるまで圧縮される。圧縮機の吐出冷媒は、放熱器で放熱した後、膨張機で膨張される。その後、冷媒は蒸発器で蒸発した後、圧縮機に吸入されて再び圧縮される。例えばこの冷凍装置の暖房運転では、放熱器から放出された熱によって室内が暖房される。
【０００４】
このように冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷凍装置では、圧縮機による冷媒の圧縮動作や、膨張機による冷媒の膨張動作に伴い冷媒の圧力が変動し、冷媒の圧力脈動が大きくなってしまうことがある。その結果、この圧力脈動に起因して、騒音が発生したり、冷媒配管に接続される機器類の故障を招く虞があった。
【０００５】
そこで、特許文献２の冷凍装置では、このような冷媒の圧力脈動を低減するために、膨張機の内部に脈動吸収機構を設けるようにしている。この圧力吸収機構は、冷媒を膨張するための膨張機構に形成された中空状のシリンダ室と、このシリンダ室内に収納されるピストンとを備えている。シリンダ室は、膨張機のケーシング内に形成される冷媒の流入側通路と繋がっている。この流入側通路を流れる冷媒の圧力が変動すると、この変動に伴いピストンが変位し、シリンダ室の容積が変化する。その結果、特許文献２の膨張機では、シリンダの容積変化に伴い冷媒の圧力変動が緩和され、上述した圧力脈動が低減される。
【特許文献１】特開２０００−２３４８１４号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２のような圧力吸収機構は、シリンダ室の容積が大きければ大きい程、冷媒の圧力を効果的に吸収することができる。ところが、特許文献２のように圧力吸収機構を膨張機の内部に収納しようとすると、膨張機の他の構成部品の制約を受けて、この圧力吸収機構を収納するためのスペースを充分確保できないことがある。その結果、圧力吸収機構を小さくすることを余儀なくされ、この圧力吸収機構で冷媒の圧力脈動を大幅に低減することができなくなってしまうことがある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置において、冷媒の圧力脈動を大幅に低減することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、圧縮機（20）が接続されると共に冷媒配管（11,12,13,14）内を冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた冷凍装置を前提としている。そして、この冷凍装置は、中空状のシリンダ部材（31）と、該シリンダ部材（31）の内部空間を第１室（33）と第２室（34）とに仕切ると共に、第１室（33）内の圧力変動に応じてシリンダ部材（31）内を変位するピストン（32）と、該第１室（33）を冷媒配管（11,12,13,14）と繋ぐ第１接続管（35）とを有する脈動吸収装置（30）を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
第１の発明では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置に脈動吸収装置（30）が設けられる。脈動吸収装置（30）には、シリンダ部材（31）とピストン（32）と第１接続管（35）とが設けられる。本発明では、シリンダ部材（31）内の第１室（33）が第１接続管（35）を介して冷媒配管（11,12,13,14）と接続される。つまり、本発明の脈動吸収装置（30）は、上述した特許文献２のように膨張機の内部に設けられず、圧縮機や膨張機等を相互に接続するための冷媒配管（11,12,13,14）に取り付けられる。このため、本発明では、圧縮機等の各構成部品の制約を受けることなく、圧力吸収機構を比較的大きなサイズとしながら、この圧力吸収機構を冷媒配管（11,12,13,14）に取り付けることができる。
【００１０】
脈動吸収装置（30）では、第１接続管（35）と接続する冷媒配管（11,12,13,14）を流れる冷媒の圧力が変動すると、この冷媒の圧力変動に伴いピストン（32）が変位する。具体的には、例えば冷媒配管（11,12,13,14）の冷媒の圧力が上昇すると、この圧力の上昇に伴いピストン（32）が第２室（34）側に変位し、第１室（33）の容積が拡大する。その結果、第１室（33）及び該第１室（33）と第１接続管（35）を介して繋がる冷媒配管（11,12,13,14）内の圧力が低下するので、冷媒の圧力上昇が緩和される。一方、例えば冷媒配管（11,12,13,14）の冷媒の圧力が低下すると、この圧力の低下に伴いピストン（32）が第１室（33）側に変位し、第１室（33）の容積が縮小する。その結果、第１室（33）及び該第１室（33）と第１接続管（35）を介して繋がる冷媒配管（11,12,13,14）内の圧力が上昇するので、冷媒の圧力低下が緩和される。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の冷凍装置において、上記脈動吸収装置（30）は、上記第２室（34）と冷媒配管（11,12,13,14）とを接続すると共に絞り機構（37）を有する第２接続管（36）を備え、上記第１接続管（35）と上記第２接続管（36）との双方が、同じ冷媒圧力の冷媒配管（11,12,13,14）に接続されることを特徴とするものである。
【００１２】
第２の発明の脈動吸収装置（30）には、第２接続管（36）及び絞り機構（37）が設けられる。第２接続管（36）と上記第１接続管（35）とは、冷媒回路（10）において同圧の冷媒が流れる冷媒配管（11,12,13,14）に双方が接続される。従って、第１室（33）には、第１接続管（35）側から冷媒配管（11,12,13,14）の圧力が作用する一方、第２室（34）には、第２接続管（36）側からの冷媒配管（11,12,13,14）の圧力が更に絞り機構（37）で減圧されてから作用することになる。そして、本発明では、ピストン（32）の第２室（34）側の面に絞り機構（37）で減圧した後の冷媒の圧力を作用させることにより、第１室（33）側の冷媒の圧力脈動を吸収するようにしている。
【００１３】
具体的に、まず、冷媒配管（11,12,13,14）の圧力が一定となる通常時には、ピストン（32）は、シリンダ部材（31）内の所定位置で静止している。ここで、このような通常時から冷媒配管（11,12,13,14）内の冷媒の圧力が上昇すると、第１接続管（35）では絞り機構（37）による冷媒の減圧がない分だけ、第２室（34）よりも第１室（33）の方が圧力が急激に高くなり、両室（33,34）の圧力バランスが崩れる。このため、ピストン（32）は、第１室（33）の容積を増大させるように変位し、この増大した容積分の冷媒が第１接続管（35）を介して第１室（33）へ吸い込まれる。その結果、第１室（33）及び該第１室（33）と繋がる冷媒配管（11,12,13,14）の圧力が低下し、冷媒配管（11,12,13,14）内の圧力上昇が緩和される。この際、第２室（34）の容積は減少するが、第２接続管（36）には絞り機構（37）が設けられているため、第２室（34）の冷媒は、第２接続管（36）を介して冷媒配管（11,12,13,14）へは殆ど流れない。このため、第２室（34）の容積の減少に伴い、第２室（34）内の圧力も徐々に上昇し、第１室（33）と第２室（34）の圧力バランスが再び釣り合った状態となる。
【００１４】
一方、通常時から冷媒配管（11,12,13,14）内の冷媒の圧力が低下すると、絞り機構（37）による冷媒の減圧がない分だけ、第２室（34）よりも第１室（33）の方が圧力が急激に低くなり、両室（33,34）の圧力バランスが崩れる。このため、ピストン（32）は、第１室（33）の容積を減少させるように変位し、この減少した容積分の冷媒が第１接続管（35）を介して冷媒配管（11,12,13,14）へ押し出される。その結果、第１室（33）及び該第１室（33）と繋がる冷媒配管（11,12,13,14）の圧力が上昇し、冷媒の圧力低下が緩和される。この際、第２室（34）の容積は増大するが、第２接続管（36）には絞り機構（37）が設けられているため、冷媒配管（11,12,13,14）の冷媒は、第２接続管（36）を介して第２室（34）へ殆ど流れない。このため、第２室（34）の容積の増大に伴い、第２室（34）内の圧力も徐々に低下し、第１室（33）と第２室（34）の圧力バランスが再び釣り合った状態となる。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明の冷凍装置において、上記冷媒回路（10）には、容積型の膨張機（22）が接続され、上記第１接続管（35）が上記膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）に接続される一方、上記第２接続管（36）は上記圧縮機（20）の吐出側の冷媒配管（11）に接続されることを特徴とするものである。
【００１６】
第３の発明では、冷媒回路（10）に圧縮機（20）及び膨張機（22）が接続される。冷媒は、圧縮機（20）で圧縮されて高圧冷媒となった後、熱交換器等で放熱してから、膨張機（22）へ流入する。膨張機（22）では、高圧冷媒が減圧されて低圧冷媒となった後、熱交換器等で蒸発する。この冷媒は、再び圧縮機（20）で圧縮されて高圧冷媒となる。
【００１７】
本発明では、第１接続管（35）が膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）に接続される。ここで、膨張機（22）の流入側の冷媒は、高圧のガス冷媒等と比較して比較的密度が大きいため、冷媒の圧力脈動が大きくなり易い。これに対し、本発明では、第１接続管（35）を膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）に接続しているので、この冷媒配管（12）における冷媒の圧力脈動が効果的に低減される。
【００１８】
更に、本発明では、第２接続管（36）を圧縮機（20）の吐出側の冷媒配管（11）に接続している。このため、第２室（34）は、圧縮機（20）の吐出冷媒で満たされることになる。ここで、圧縮機（20）の吐出冷媒は、高圧の液冷媒と比較して圧縮性に富むため、第１室（33）側の冷媒の圧力変動に伴いピストン（32）が変位しても、第２室（34）内の圧力は変動しにくい。従って、本発明の脈動吸収装置（30）では、第１室（33）の圧力変動に伴うピストン（32）の応答性が向上し、脈動吸収装置（30）による圧力脈動の吸収効果が高まる。
【００１９】
第４の発明は、第２の発明の冷凍装置において、上記冷媒回路（10）には、容積型の膨張機（22）が接続され、上記第１接続管（35）と第２接続管（36）との双方が、上記膨張機（22）の流入側又は流出側のいずれか一方の冷媒配管（13）に接続されることを特徴とするものである。
【００２０】
第４の発明では、第１接続管（35）及び第２接続管（36）を、膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）に接続するか、あるいは両接続管（35,36）を膨張機（22）の流出側の冷媒配管（13）に接続するようにしている。膨張機（22）の流出側や流入側の冷媒は、比較的密度が大きいため、冷媒の圧力脈動も大きくなり易い。これに対し、本発明では、これらの冷媒配管（12,13）に脈動吸収装置（30）を設けるようにしたので、これらの冷媒配管（12,13）における冷媒の圧力脈動が効果的に低減される。
【００２１】
第５の発明は、第２の発明の冷凍装置において、上記冷媒回路（10）には、容積型の膨張機（22）が接続され、上記第１接続管（35）が上記膨張機（22）の流出側の冷媒配管（13）に接続される一方、上記第２接続管（36）は上記圧縮機（20）の吸入側の冷媒配管（14）に接続されることを特徴とするものである。
【００２２】
第５の発明では、第１接続管（35）を膨張機（22）の流出側の冷媒配管（13）に接続することで、比較的圧力脈動が大きくなり易い膨張機（22）の流出側において、脈動吸収装置（30）によってこの圧力脈動が効果的に低減される。
【００２３】
また、本発明では、第２接続管（36）を圧縮機（20）の吸入側の冷媒配管（14）に接続している。このため、第２室（34）は、圧縮機（20）の吸入側の低圧ガス冷媒で満たされることになる。ここで、この低圧ガス冷媒は、低圧の液冷媒等と比較して圧縮性に富むため、第１室（33）側の冷媒の圧力変動に伴いピストン（32）が変位しても、第２室（34）の圧力は変動しにくい。従って、本発明の脈動吸収装置（30）では、第１室（33）の圧力変動に伴うピストン（32）の応答性が向上し、脈動吸収装置（30）による圧力脈動の吸収効果が高まる。
【００２４】
第６の発明は、第２の発明の冷凍装置において、上記第１接続管（35）と第２接続管（36）の双方が、上記圧縮機（20）の吐出側又は圧縮機（20）の吸入側のいずれか一方の冷媒配管（11,14）に接続されることを特徴とするものである。
【００２５】
第６の発明では、第１接続管（35）及び第２接続管（36）を、圧縮機（20）の吐出側の冷媒配管（11）に接続するか、あるいは両接続管（35,36）を圧縮機（20）の吸入側の冷媒配管（14）に接続するようにしている。圧縮機（20）の吸入側や吐出側では、圧縮機（20）による冷媒の圧縮動作に伴い、冷媒の圧力脈動も大きくなり易い。これに対し、本発明では、これらの冷媒配管（11,14）に脈動吸収装置（30）を設けるようにしたので、これらの冷媒配管（11,14）における冷媒の圧力脈動が効果的に低減される。
【００２６】
第７の発明は、第１乃至第６のいずれか１つの冷凍装置において、上記冷媒回路（10）では、冷媒として二酸化炭素が用いられ、上記圧縮機（20）の吐出冷媒圧力を臨界圧力以上とする冷凍サイクルが行われることを特徴とするものである。
【００２７】
第７の発明の冷媒回路（10）では、二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮しながら冷凍サイクルが行われる。このように冷媒を臨界圧力以上まで圧縮すると、冷媒の圧力脈動が大きくなり易いが、本発明では、この冷媒の圧力脈動が脈動吸収装置（30）によって効果的に低減される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、脈動吸収装置（30）を第１接続管（35）を介して冷媒配管（11,12,13,14）に接続するようにしている。つまり、本発明では、特許文献２のように膨張機の内部に脈動吸収機構を設けず、冷媒配管（11,12,13,14）に脈動吸収装置（30）を直接取り付けるようにしている。このため、本発明によれば、脈動吸収装置（30）の大型化、ひいてはシリンダ部材（31）内の第１室（33）の大容量化を図ることができ、この脈動吸収装置（30）で冷媒の圧力脈動を大幅に低減することができる。また、このように脈動吸収装置（30）を冷媒配管（11,12,13,14）に取り付けるようにすると、膨張機の内部に組み込む場合と異なり、脈動吸収装置（30）のメンテナンスや交換が容易となる。
【００２９】
第２の発明では、第１接続管（35）及び第２接続管（36）を同圧の冷媒配管（11,12,13,14）に接続し、第２接続管（36）に絞り機構（37）を設けるようにしている。このため、第２接続管（36）を介して第２室（34）に作用する冷媒の圧力を利用して、第１接続管（35）と繋がる冷媒配管（11,12,13,14）における冷媒の圧力脈動を効果的に低減することができる。
【００３０】
第３の発明では、第１室（33）を膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）と繋ぐ一方、第２室（34）に圧縮機（20）の吐出冷媒を導入するようにしている。このため、例えば第２室（34）に液冷媒を作用させる場合と比較して、膨張機（22）の流入側の圧力変動に対するピストン（32）の応答性が増し、膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）における冷媒の圧力脈動を効果的に吸収することができる。
【００３１】
第４の発明では、第１接続管（35）及び第２接続管（36）を、膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）か、あるいは膨張機（22）の流出側の冷媒配管（13）に繋ぐようにしている。このため、本発明では、比較的冷媒密度が大きく、冷媒の圧力脈動も大きくなり易い箇所において、冷媒の圧力脈動を効果的に低減することができる。
【００３２】
更に、本発明では、第１接続管（35）を流れる冷媒と、第２接続管（36）を流れる冷媒とで、冷媒の温度差が殆どないため、第１室（33）と第２室（34）との間で冷媒が熱交換してしまうこともない。従って、本発明によれば、このような脈動吸収装置（30）における冷媒の熱交換に伴い冷媒回路（10）で熱損失が生じてしまうことを回避できる。
【００３３】
第５の発明では、第１室（33を膨張機（22）の流出側の冷媒配管（13）と繋ぐ一方、第２室（34）に圧縮機（20）の吸入ガス冷媒を導入するようにしている。このため、例えば第２室（34）に液冷媒を作用させる場合と比較して、膨張機（22）の流出側の圧力変動に対するピストン（32）の応答性が増し、膨張機（22）の流出側の冷媒配管（13）における冷媒の圧力脈動を効果的に吸収することができる。
【００３４】
第６の発明では、第１接続管（35）及び第２接続管（36）を、圧縮機（20）の吐出側の冷媒配管（11）か、あるいは圧縮機（20）の流出側の冷媒配管（14）に繋ぐようにしている。このため、本発明では、比較的冷媒密度が大きく、冷媒の圧力脈動も大きくなり易い箇所において、冷媒の圧力脈動を効果的に低減することができる。
【００３５】
更に、本発明では、第１接続管（35）を流れる冷媒と、第２接続管（36）を流れる冷媒とで、冷媒の温度差が殆どないので、第１室（33）と第２室（34）との間で冷媒が熱交換することもない。従って、本発発明によれば、このような脈動吸収装置（30）における冷媒の熱交換に伴い冷媒回路（10）で熱損失が生じてしまうことを回避できる。
【００３６】
第７の発明では、二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮する冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）に、第１から第６の発明に係る脈動吸収装置（30）を適用するようにしている。このように、二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮すると、冷媒の圧力脈動が大きくなり易いが、本発明では、この圧力脈動を効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３８】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。
【００３９】
実施形態１の冷凍装置は、室内を空調する空気調和装置（1）を構成するものである。この冷凍装置（1）は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる冷媒回路（10）を備えている。この冷媒回路（10）には、冷媒として二酸化炭素が充填されている。そして、冷媒回路（10）では、冷媒が臨界圧力以上まで圧縮される冷凍サイクルが行われる。
【００４０】
冷媒回路（10）には、圧縮機（20）と放熱器（21）と膨張機（22）と蒸発器（23）とが冷媒配管（11,12,13,14）を介して互いに接続されている。具体的には、圧縮機（20）の吐出側には、第１高圧冷媒配管（11）の一端が接続している。第１高圧冷媒配管（11）の他端は、放熱器（21）の一端と接続している。放熱器（21）の他端には、第２高圧冷媒配管（12）の一端が接続している。第２高圧冷媒配管（12）の他端は、膨張機（22）の流入側と接続している。膨張機（22）の流出側には、第１低圧冷媒配管（13）の一端が接続している。第１低圧冷媒配管（13）の他端は、蒸発器（23）の一端が接続している。蒸発器（23）の他端には、第２低圧冷媒配管（14）の一端が接続している。第２低圧冷媒配管（14）の他端は、圧縮機（20）の吸入側と接続している。
【００４１】
上記圧縮機（20）は、容積型の圧縮機で構成されている。この圧縮機（20）には、ケーシング内にロータリー型の圧縮機構が収納されている。この圧縮機（20）の圧縮機構では、ガス冷媒が臨界圧力以上の冷媒となるまで圧縮される。上記放熱器（21）は、例えば室内空間に配置されており、フィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されている。放熱器（21）では、高圧ガス冷媒から室内空気へ熱が放出される。上記膨張機（22）は、容積型の膨張機で構成されている。この膨張機（22）では、ケーシング内にロータリー型の膨張機構が収納されている。この膨張機（22）の膨張機構では、高圧冷媒が低圧冷媒となるまで減圧される。上記蒸発器（23）は、例えば室外空間に配置されており、フィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されている。蒸発器（23）では、低圧の液冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。
【００４２】
本発明の特徴として、冷媒回路（10）には脈動吸収装置（30）が設けられている。この脈動吸収装置（30）は、シリンダ部材（31）とピストン（32）とを備えている。シリンダ部材（31）は、中空円筒状の形成されており、その内部に円柱状のシリンダ室が形成されている。ピストン（32）は、円柱状に形成されており、上記シリンダ部材（31）のシリンダ室に収納されている。このピストン（32）は、上記シリンダ室を第１室となる圧力緩衝室（33）と第２室となる背圧室（34）とに区画している。また、ピストン（32）は、比較的軽量なアルミニウム材料で構成されている。
【００４３】
シリンダ部材（31）のシリンダ室には、背圧室（34）にスプリング（32a）が設けられている。このスプリング（32a）は、一端がシリンダ部材（31）の内壁に接続され、他端が上記ピストン（32）に接続されている。このスプリング（32a）は、ピストン（32）を背圧室（34）側から圧力緩衝室（33）側へ付勢する弾性部材を構成している。
【００４４】
脈動吸収装置（30）は、第１接続管（35）と第２接続管（36）とを備えている。第１接続管（35）は、一端が圧力緩衝室（33）と接続し、他端が第２高圧冷媒配管（12）と接続している。つまり、圧力緩衝室（33）は、第１接続管（35）を介して第２高圧冷媒配管（12）と繋がっている。第２接続管（36）は、一端が背圧室（34）と接続し、他端が第１高圧冷媒配管（11）と接続している。つまり、背圧室（34）は、第２接続管（36）を介して第１高圧冷媒配管（11）と繋がっている。また、第２接続管（36）には、キャピラリーチューブ（37）が設けられている。このキャピラリーチューブ（37）は、冷媒を減圧するための絞り機構を構成している。以上のようにして、第１接続管（35）と第２接続管（36）とは、互いに同圧の冷媒が流れる冷媒配管（11,12）にそれぞれ接続されている。
【００４５】
脈動吸収装置（30）では、上記圧力緩衝室（33）内が高圧の気液二相状態の冷媒で満たされる一方、上記背圧室（34）内がキャピラリーチューブ（37）で減圧された後の冷媒で満たされている。そして、上記ピストン（32）は、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力変動に応じてシリンダ室で変位し、圧力緩衝室（33）の容積を変化させるように構成されている。
【００４６】
−運転動作−
次に、本発明の実施形態１に係る空気調和装置（1）の運転動作について説明する。この空気調和装置（1）の運転時には、圧縮機（20）の圧縮機構と膨張機（22）の膨張機構とが駆動される。圧縮機（20）の圧縮機構では、ガス冷媒が臨界圧力以上となるまで圧縮される。圧縮機（20）で圧縮された冷媒は、第１高圧冷媒配管（11）へ吐出される。第１高圧冷媒配管（11）を流れる冷媒は、放熱器（21）を流れる。放熱器（21）では、冷媒から室内空気へ熱が放出される。その結果、室内の暖房が行われる。放熱器（21）で熱を放出した冷媒は、第２高圧冷媒配管（12）を流れ、膨張機（22）へ流入する。
【００４７】
膨張機（22）の膨張機構では、高圧冷媒が低圧の気液２相状態の冷媒となるように減圧される。膨張機（22）で減圧された冷媒は、第１低圧冷媒配管（13）へ流出する。第１低圧冷媒配管（13）を流れる冷媒は、蒸発器（23）を流れる。蒸発器（23）では、液冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。蒸発器（23）で蒸発したガス冷媒は、第２低圧冷媒配管（14）を流れ、圧縮機（20）に吸入される。圧縮機（20）の圧縮機構では、再び冷媒が臨界圧力以上となるまで圧縮される。
【００４８】
−圧力吸収機構による圧力脈動の抑制動作−
ところで、上述した空気調和装置の運転動作では、圧縮機（20）による冷媒の圧縮動作や、膨張機（22）による冷媒の膨張動作に伴い、冷媒回路（10）を流れる冷媒の圧力が変動し、各冷媒配管（11,12,13,14）で冷媒の圧力脈動が生じることがある。特に、膨張機（22）の流入側の第２高圧冷媒配管（12）では、比較的密度が大きい冷媒が流れるため、冷媒の圧力脈動も大きくなり易い。そこで、実施形態１の空気調和装置（1）では、上述の脈動吸収装置（30）によって、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力脈動を小さくするようにしている。
【００４９】
以下には、この脈動吸収装置（30）による冷媒の圧力脈動の抑制動作について図２(Ａ)〜(Ｃ)を参照しながら説明する。
【００５０】
まず、第２高圧冷媒配管（12）で冷媒の圧力が変動していない通常時には、例えばピストン（32）が図２(Ａ)に示す状態となる。この状態では、第１高圧冷媒配管（11）側から第１接続管（35）を介してピストン（32）における圧力緩衝室（33）側の面に作用する冷媒の圧力と、第２高圧冷媒配管（12）側から第２接続管（36）及びキャピラリーチューブ（37）を介してピストン（32）における背圧室（34）側の面に作用する冷媒の圧力と、スプリング（32a）によってピストン（32）に付与される付勢力とが釣り合っている。
【００５１】
図２(Ａ)の状態から、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力が上昇すると、第１接続管（35）には第２接続管（36）のようにキャピラリーチューブ（37）による冷媒の減圧がない分だけ、圧力緩衝室（33）の方が背圧室（34）よりも圧力が急激に上昇する。このため、ピストン（32）は、図２(Ｂ)に示すように、圧力緩衝室（33）の容積を増大させるように背圧室（34）側へ変位する。その結果、圧力緩衝室（33）の容積が増大した分だけ、第２高圧冷媒配管（12）から圧力緩衝室（33）へ冷媒が吸い込まれる。従って、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力が低下し、この冷媒の圧力上昇が緩和される。
【００５２】
一方、この際には、背圧室（34）の容積が減少する。しかしながら、背圧室（34）と繋がる第２接続管（36）には、キャピラリーチューブ（37）が設けられているため、背圧室（34）の冷媒は、第２接続管（36）を介して第１高圧冷媒配管（11）へ殆ど流れない。このため、背圧室（34）の容積の減少に伴い、背圧室（34）内の圧力も徐々に上昇し、ピストン（32）に作用する力が再び釣り合った状態となる。
【００５３】
また、図２(Ａ)の状態から、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力が低下すると、第１接続管（35）には第２接続管（36）のようにキャピラリーチューブ（37）による冷媒の減圧がない分だけ、圧力緩衝室（33）の方が背圧室（34）よりも圧力が急激に低くなる。このため、ピストン（32）は、図２(Ｃ)に示すように、圧力緩衝室（33）の容積を減少させるように圧力緩衝室（33）側へ変位する。その結果、圧力緩衝室（33）の容積が減少した分だけ、圧力緩衝室（33）から第２高圧冷媒配管（12）へ冷媒が吐出される。従って、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力が上昇し、この冷媒の圧力低下が緩和される。
【００５４】
一方、この際には、背圧室（34）の容積が増大する。しかしながら、第２接続管（36）には、キャピラリーチューブ（37）が設けられているため、第１高圧冷媒配管（11）を流れる冷媒は、第２接続管（36）を介して背圧室（34）へ殆ど流れない。このため、背圧室（34）の容積の増大に伴い、背圧室（34）内の圧力も徐々に減少し、ピストン（32）に作用する力が再び釣り合った状態となる。
【００５５】
以上のように、脈動吸収装置（30）は、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力変動に伴い、ピストン（32）の位置を図２(Ｂ)や図２(Ｃ)に示すように、前後に進退させる。その結果、この空気調和装置（1）では、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の上昇や低下が緩和され、冷媒の圧力脈動の低減化が図られる。
【００５６】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１では、第１接続管（35）及び第２接続管（36）を介して脈動吸収装置（30）を冷媒配管（11,12）に接続するようにしている。つまり、上記実施形態１では、特許文献２のように膨張機の内部に脈動吸収機構を設けるのではなく、冷媒配管（11,12）に脈動吸収装置（30）を直接取り付けるようにしている。このため、上記実施形態１によれば、脈動吸収装置（30）の大型化、ひいてはシリンダ部材（31）内のシリンダ室の大容量化を図ることができ、この脈動吸収装置（30）で冷媒の圧力脈動を大幅に低減することができる。また、このように脈動吸収装置（30）を冷媒配管（11,12）に取り付けるようにすると、膨張機の内部に組み込む場合と異なり、脈動吸収装置（30）のメンテナンスや交換が容易となる。
【００５７】
また、上記実施形態１では、第１接続管（35）及び第２接続管（36）を同圧の冷媒配管（11,12）に接続し、第２接続管（36）にキャピラリーチューブ（37）を設けるようにしている。このため、第２接続管（36）を介して背圧室（34）に作用する冷媒の圧力を利用して、第２高圧冷媒配管（12）における冷媒の圧力脈動を効果的に吸収することができる。
【００５８】
また、上記実施形態１では、圧力緩衝室（33）を膨張機（22）の流入側の第２高圧冷媒配管（12）と繋ぐ一方、背圧室（34）を圧縮機（20）の吐出側の第１高圧冷媒配管（11）と繋ぎ背圧室（34）に圧縮機（20）の吐出冷媒を導入するようにしている。ここで、圧縮機（20）の吐出冷媒は、例えば高圧の液冷媒と比較して圧縮性に富むため、圧力緩衝室（33）側の冷媒の圧力変動に伴いピストン（32）が変位しても、背圧室（34）の圧力が変動しにくい。このため、上記実施形態１によれば、背圧室（34）に液冷媒を導入させる場合と比較して、圧力緩衝室（33）の圧力変動に対するピストン（32）の応答性が増し、第２高圧冷媒配管（12）における冷媒の圧力脈動を効果的に吸収することができる。
【００５９】
−実施形態１の変形例−
実施形態１の変形例に係る空気調和装置（1）は、上記実施形態１と脈動吸収装置（30）の第２接続管（36）の接続箇所が異なるものである。具体的には、図３に示すように、この変形例の脈動吸収装置（30）では、第２接続管（36）の他端が、第１接続管（35）と同様に第２高圧冷媒配管（12）に接続されている。そして、脈動吸収装置（30）では、圧力緩衝室（33）と背圧室（34）との双方に、第２高圧冷媒配管（12）内の冷媒が導入される。
【００６０】
この変形例においても、上記実施形態１と同様、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力変動に応じてピストン（32）が変位し、圧力緩衝室（33）の容積が拡縮される。その結果、上記実施形態１と同様にして、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力脈動が低減される。
【００６１】
一方、この変形例では、第１接続管（35）と第２接続管（36）との双方が第２高圧冷媒配管（12）に接続されているため、各接続管（35,36）を流れる冷媒の温度差が殆どない状態となっている。このため、この変形例では、圧力緩衝室（33）と背圧室（34）との間でピストン（32）を介して冷媒が熱交換してしまうことがない。従って、この変形例では、脈動吸収装置（30）における冷媒の熱交換に伴い冷媒回路（10）で熱損失が生じてしまうことを回避できる。
【００６２】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２に係る空気調和装置（1）では、図４に示すように、脈動吸収装置（30）の第１接続管（35）が膨張機（22）の流出側の第１低圧冷媒配管（13）と繋がり、第２接続管（36）が圧縮機（20）の吸入側の第２低圧冷媒配管（14）と繋がっている。つまり、実施形態２の脈動吸収装置（30）では、圧力緩衝室（33）に膨張機（22）の流出側の低圧冷媒が導入され、背圧室（34）に圧縮機（20）の吸入側の低圧ガス冷媒が導入される。
【００６３】
実施形態２では、第１低圧冷媒配管（13）を流れる冷媒の圧力変動に応じてピストン（32）が変位し、上記実施形態１と同様にして、第１低圧冷媒配管（13）を流れる冷媒の圧力脈動が低減される。
【００６４】
この実施形態２では、背圧室（34）が低圧のガス冷媒で満たされるため、例えば背圧室（34）が液冷媒で満たされている場合と比較して、圧力緩衝室（33）側の圧力変動に伴うピストン（32）の応答性が向上する。従って、この実施形態２によれば、第１低圧冷媒配管（13）における冷媒の圧力脈動を効果的に吸収することができる。
【００６５】
−実施形態２の変形例−
実施形態２の変形例に係る空気調和装置（1）は、上記実施形態２と脈動吸収装置（30）の第２接続管（36）の接続箇所が異なるものである。具体的には、図５に示すように、この変形例の脈動吸収装置（30）では、第２接続管（36）の他端が、第１接続管（35）と同様に第１低圧冷媒配管（13）に接続されている。そして、脈動吸収装置（30）では、圧力緩衝室（33）と背圧室（34）との双方に、第１低圧冷媒配管（13）内の冷媒が導入される。
【００６６】
この変形例においても、上記実施形態２と同様、第１低圧冷媒配管（13）を流れる冷媒の圧力変動に応じてピストン（32）が変位し、圧力緩衝室（33）の容積が拡縮される。その結果、上記実施形態２と同様にして、第１低圧冷媒配管（13）を流れる冷媒の圧力脈動が低減される。
【００６７】
一方、この変形例では、第１接続管（35）と第２接続管（36）との双方が第１低圧冷媒配管（13）に接続されているため、各接続管（35,36）を流れる冷媒の温度差が殆どない状態となっている。このため、この変形例では、圧力緩衝室（33）と背圧室（34）との間でピストン（32）を介して冷媒が熱交換してしまうことがない。従って、この変形例では、脈動吸収装置（30）における冷媒の熱交換に伴い冷媒回路（10）で熱損失が生じてしまうことを回避できる。
【００６８】
《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３に係る空気調和装置（1）では、図６に示すように、脈動吸収装置（30）の第１接続管（35）及び第２接続管（36）が、圧縮機（20）の吐出側の第１高圧冷媒配管（11）と繋がっている。つまり、実施形態３の脈動吸収装置（30）では、圧力緩衝室（33）及び背圧室（34）の双方に圧縮機（20）の吐出冷媒が導入される。
【００６９】
実施形態３では、第１高圧冷媒配管（11）を流れる冷媒の圧力変動に応じてピストン（32）が変位し、上記各実施形態と同様にして、第１高圧冷媒配管（11）を流れる冷媒の圧力脈動が低減される。
【００７０】
この実施形態３においても、第１接続管（35）と第２接続管（36）との双方が第１高圧冷媒配管（11）に接続されているため、各接続管（35,36）を流れる冷媒の温度差が殆どない状態となっている。このため、実施形態３においても、脈動吸収装置（30）における冷媒の熱交換に伴い冷媒回路（10）で熱損失が生じてしまうことを回避できる。
【００７１】
《発明の実施形態４》
本発明の実施形態４に係る空気調和装置（1）では、図７に示すように、脈動吸収装置（30）の第１接続管（35）及び第２接続管（36）が、圧縮機（20）の吸入側の第２低圧冷媒配管（14）と繋がっている。つまり、実施形態４の脈動吸収装置（30）では、圧力緩衝室（33）及び背圧室（34）の双方に圧縮機（20）の吸入冷媒が導入される。
【００７２】
実施形態４では、第２低圧冷媒配管（14）を流れる冷媒の圧力変動に応じてピストン（32）が変位し、上記各実施形態と同様にして、第２低圧冷媒配管（14）を流れる冷媒の圧力脈動が低減される。
【００７３】
この実施形態４においても、第１接続管（35）と第２接続管（36）との双方が第２低圧冷媒配管（14）に接続されているため、各接続管（35,36）を流れる冷媒の温度差が殆どない状態となっている。このため、実施形態４においても、脈動吸収装置（30）における冷媒の熱交換に伴い冷媒回路（10）で熱損失が生じてしまうことを回避できる。
【００７４】
《その他の実施形態》
上記各実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００７５】
上記各実施形態において、例えば図８に示すように、空気調和装置（1）で冷房運転と暖房運転とを可変とするようにしても良い。具体的に、図８の例では、冷媒回路（10）に四路切換弁（50）とブリッジ回路（60）とを設けるようにしている。この場合には、四路切換弁（50）の設定を図８に示す実線と破線とで変更することで、冷媒の循環方向が逆転し、暖房運転と冷房運転とを切り換えることができる。この構成においても、図８に示すようにして本発明の脈動吸収装置（30）を冷媒配管に取り付けることで、冷房運転と暖房運転との双方において冷媒の圧力脈動を低減することができる。
【００７６】
上記各実施形態では、冷媒回路（10）の冷媒として二酸化炭素を用い、この二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮する冷凍サイクルを行うようにしている。しかしながら、冷媒回路（10）には、例えばＲ４１０Ａ等の他の冷媒を用いるようにしても良い。また、この場合には、必ずしも冷媒を臨界圧力以上まで圧縮しなくても良い。
【００７７】
また、上記各実施形態において、圧縮機（20）の圧縮機構と、膨張機（22）の膨張機構とを回転軸によって連結し、いわゆる一軸連結式の膨張圧縮機を構成するようにしても良い。
【００７８】
また、上記各実施形態では、放熱器（21）で放出した熱を室内の暖房に利用する空気調和装置に、本発明に係る脈動吸収装置（30）を適用するようにしている。しかしながら、例えば放熱器（21）で放出した熱で給湯を行う給湯器や、蒸発器（23）で室内の冷房や庫内の冷却を行う冷凍装置等に、本発明に係る脈動吸収装置（30）を適用するようにしても良い。
【００７９】
なお、以上の各実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように、本発明は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置における冷媒の圧力脈動の低減対策について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、実施形態１に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図２】図２(Ａ)は、通常時の脈動吸収装置の概略構成図であり、図２(Ｂ)は、冷媒配管内の冷媒の圧力が上昇した際の脈動吸収装置の概略構成図であり、図２(Ｃ)は、冷媒配管内の冷媒の圧力が低下した際の脈動吸収装置の概略構成図である。
【図３】図３は、実施形態１の変形例に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図５】図５は、実施形態２の変形例に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図６】図６は、実施形態３に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図７】図７は、実施形態４に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図８】図８は、その他の実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８２】
1   空気調和装置（冷凍装置）
10  冷媒回路
11  第１高圧冷媒配管（冷媒配管）
12  第２高圧冷媒配管（冷媒配管）
13  第１低圧冷媒配管（冷媒配管）
14  第２低圧冷媒配管（冷媒配管）
20  圧縮機
22  膨張機
30  脈動吸収装置
31  シリンダ部材
32  ピストン
33  圧力緩衝室（第１室）
34  背圧室（第２室）
35  第１接続管
36  第２接続管
【図１】
2008032243.tif 000003
【図２】
2008032243.tif 000004
【図３】
2008032243.tif 000005
【図４】
2008032243.tif 000006
【図５】
2008032243.tif 000007
【図６】
2008032243.tif 000008
【図７】
2008032243.tif 000009
【図８】
2008032243.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月22日(2007.10.22)
【手続補正１】
【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】
圧縮機（20）と放熱器（21）と容積型の膨張機（22）と蒸発器（23）とが冷媒配管（11,12,13,14）を介して接続されると共に冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた冷凍装置であって、
中空状のシリンダ部材（31）と、該シリンダ部材（31）の内部空間を第１室（33）と第２室（34）とに仕切ると共に、第１室（33）内の圧力変動に応じてシリンダ部材（31）内を変位するピストン（32）と、該第１室（33）を冷媒配管（11,12,13,14）と繋ぐ第１接続管（35）と、上記第２室（34）と冷媒配管（11,12,13,14）とを接続すると共に絞り機構（37）を有する第２接続管（36）とを有する脈動吸収装置（30）を備え、
上記第１接続管（35）が、上記膨張機（22）の流入側と上記放熱器（21）の流出側との間の冷媒配管（12）に接続される一方、
上記第２接続管（36）は、上記圧縮機（20）の吐出側と上記放熱器（21）の流入側との間の冷媒配管（11）に接続されることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
圧縮機（20）と放熱器（21）と容積型の膨張機（22）と蒸発器（23）とが冷媒配管（11,12,13,14）を介して接続されると共に冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた冷凍装置であって、
中空状のシリンダ部材（31）と、該シリンダ部材（31）の内部空間を第１室（33）と第２室（34）とに仕切ると共に、第１室（33）内の圧力変動に応じてシリンダ部材（31）内を変位するピストン（32）と、該第１室（33）を冷媒配管（11,12,13,14）と繋ぐ第１接続管（35）と、上記第２室（34）と冷媒配管（11,12,13,14）とを接続すると共に絞り機構（37）を有する第２接続管（36）とを有する脈動吸収装置（30）を備え、
上記第１接続管（35）が、上記膨張機（22）の流出側と上記蒸発器（23）の流入側との間の冷媒配管（13）に接続される一方、
上記第２接続管（36）は、上記蒸発器（23）の流出側と上記圧縮機（20）の吸入側との間の冷媒配管（14）に接続されることを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記冷媒回路（10）では、冷媒として二酸化炭素が用いられ、上記圧縮機（20）の吐出冷媒圧力を臨界圧力以上とする冷凍サイクルが行われることを特徴とする冷凍装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置に関し、特に冷媒回路を流れる冷媒の圧力脈動の低減対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、冷媒として二酸化炭素を用いた冷凍装置が開示されている。この冷凍装置の冷媒回路には、圧縮機と放熱器と容積型の膨張機と蒸発器とが接続されている。圧縮機では、冷媒が臨界圧力以上となるまで圧縮される。圧縮機の吐出冷媒は、放熱器で放熱した後、膨張機で膨張される。その後、冷媒は蒸発器で蒸発した後、圧縮機に吸入されて再び圧縮される。例えばこの冷凍装置の暖房運転では、放熱器から放出された熱によって室内が暖房される。
【０００４】
このように冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷凍装置では、圧縮機による冷媒の圧縮動作や、膨張機による冷媒の膨張動作に伴い冷媒の圧力が変動し、冷媒の圧力脈動が大きくなってしまうことがある。その結果、この圧力脈動に起因して、騒音が発生したり、冷媒配管に接続される機器類の故障を招く虞があった。
【０００５】
そこで、特許文献２の冷凍装置では、このような冷媒の圧力脈動を低減するために、膨張機の内部に脈動吸収機構を設けるようにしている。この圧力吸収機構は、冷媒を膨張するための膨張機構に形成された中空状のシリンダ室と、このシリンダ室内に収納されるピストンとを備えている。シリンダ室は、膨張機のケーシング内に形成される冷媒の流入側通路と繋がっている。この流入側通路を流れる冷媒の圧力が変動すると、この変動に伴いピストンが変位し、シリンダ室の容積が変化する。その結果、特許文献２の膨張機では、シリンダの容積変化に伴い冷媒の圧力変動が緩和され、上述した圧力脈動が低減される。
【特許文献１】特開２０００−２３４８１４号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２のような圧力吸収機構は、シリンダ室の容積が大きければ大きい程、冷媒の圧力を効果的に吸収することができる。ところが、特許文献２のように圧力吸収機構を膨張機の内部に収納しようとすると、膨張機の他の構成部品の制約を受けて、この圧力吸収機構を収納するためのスペースを充分確保できないことがある。その結果、圧力吸収機構を小さくすることを余儀なくされ、この圧力吸収機構で冷媒の圧力脈動を大幅に低減することができなくなってしまうことがある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置において、冷媒の圧力脈動を大幅に低減することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、圧縮機（20）と放熱器（21）と容積型の膨張機（22）と蒸発器（23）とが冷媒配管（11,12,13,14）を介して接続されると共に冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた冷凍装置を前提としている。そして、この冷凍装置は、中空状のシリンダ部材（31）と、該シリンダ部材（31）の内部空間を第１室（33）と第２室（34）とに仕切ると共に、第１室（33）内の圧力変動に応じてシリンダ部材（31）内を変位するピストン（32）と、該第１室（33）を冷媒配管（11,12,13,14）と繋ぐ第１接続管（35）と、上記第２室（34）と冷媒配管（11,12,13,14）とを接続すると共に絞り機構（37）を有する第２接続管（36）とを有する脈動吸収装置（30）を備え、上記第１接続管（35）が、上記膨張機（22）の流入側と上記放熱器（21）の流出側との間の冷媒配管（12）に接続される一方、上記第２接続管（36）は、上記圧縮機（20）の吐出側と上記放熱器（21）の流入側との間の冷媒配管（11）に接続されることを特徴とするものである。
【０００９】
また、第２の発明は、圧縮機（20）と放熱器（21）と容積型の膨張機（22）と蒸発器（23）とが冷媒配管（11,12,13,14）を介して接続されると共に冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた冷凍装置を前提としている。そして、この冷凍装置は、中空状のシリンダ部材（31）と、該シリンダ部材（31）の内部空間を第１室（33）と第２室（34）とに仕切ると共に、第１室（33）内の圧力変動に応じてシリンダ部材（31）内を変位するピストン（32）と、該第１室（33）を冷媒配管（11,12,13,14）と繋ぐ第１接続管（35）と、上記第２室（34）と冷媒配管（11,12,13,14）とを接続すると共に絞り機構（37）を有する第２接続管（36）とを有する脈動吸収装置（30）を備え、上記第１接続管（35）が、上記膨張機（22）の流出側と上記蒸発器（23）の流入側との間の冷媒配管（13）に接続される一方、上記第２接続管（36）は、上記蒸発器（23）の流出側と上記圧縮機（20）の吸入側との間の冷媒配管（14）に接続されることを特徴とするものである。
【００１０】
第１や第２の発明では、冷媒回路（10）に圧縮機（20）及び膨張機（22）が接続される。冷媒は、圧縮機（20）で圧縮されて高圧冷媒となった後、熱交換器等で放熱してから、膨張機（22）へ流入する。膨張機（22）では、高圧冷媒が減圧されて低圧冷媒となった後、熱交換器等で蒸発する。この冷媒は、再び圧縮機（20）で圧縮されて高圧冷媒となる。
【００１１】
第１や第２の発明では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置に脈動吸収装置（30）が設けられる。脈動吸収装置（30）には、シリンダ部材（31）とピストン（32）と第１接続管（35）とが設けられる。本発明では、シリンダ部材（31）内の第１室（33）が第１接続管（35）を介して冷媒配管（11,12,13,14）と接続される。つまり、本発明の脈動吸収装置（30）は、上述した特許文献２のように膨張機の内部に設けられず、圧縮機や膨張機等を相互に接続するための冷媒配管（11,12,13,14）に取り付けられる。このため、本発明では、圧縮機等の各構成部品の制約を受けることなく、圧力吸収機構を比較的大きなサイズとしながら、この圧力吸収機構を冷媒配管（11,12,13,14）に取り付けることができる。
【００１２】
脈動吸収装置（30）では、第１接続管（35）と接続する冷媒配管（11,12,13,14）を流れる冷媒の圧力が変動すると、この冷媒の圧力変動に伴いピストン（32）が変位する。具体的には、例えば冷媒配管（11,12,13,14）の冷媒の圧力が上昇すると、この圧力の上昇に伴いピストン（32）が第２室（34）側に変位し、第１室（33）の容積が拡大する。その結果、第１室（33）及び該第１室（33）と第１接続管（35）を介して繋がる冷媒配管（11,12,13,14）内の圧力が低下するので、冷媒の圧力上昇が緩和される。一方、例えば冷媒配管（11,12,13,14）の冷媒の圧力が低下すると、この圧力の低下に伴いピストン（32）が第１室（33）側に変位し、第１室（33）の容積が縮小する。その結果、第１室（33）及び該第１室（33）と第１接続管（35）を介して繋がる冷媒配管（11,12,13,14）内の圧力が上昇するので、冷媒の圧力低下が緩和される。
【００１３】
また、第１や第２の発明では、第２接続管（36）及び絞り機構（37）が設けられる。第２接続管（36）と上記第１接続管（35）とは、冷媒回路（10）において同圧の冷媒が流れる冷媒配管（11,12,13,14）に双方が接続される。従って、第１室（33）には、第１接続管（35）側から冷媒配管（11,12,13,14）の圧力が作用する一方、第２室（34）には、第２接続管（36）側からの冷媒配管（11,12,13,14）の圧力が更に絞り機構（37）で減圧されてから作用することになる。そして、本発明では、ピストン（32）の第２室（34）側の面に絞り機構（37）で減圧した後の冷媒の圧力を作用させることにより、第１室（33）側の冷媒の圧力脈動を吸収するようにしている。
【００１４】
具体的に、まず、冷媒配管（11,12,13,14）の圧力が一定となる通常時には、ピストン（32）は、シリンダ部材（31）内の所定位置で静止している。ここで、このような通常時から冷媒配管（11,12,13,14）内の冷媒の圧力が上昇すると、第１接続管（35）では絞り機構（37）による冷媒の減圧がない分だけ、第２室（34）よりも第１室（33）の方が圧力が急激に高くなり、両室（33,34）の圧力バランスが崩れる。このため、ピストン（32）は、第１室（33）の容積を増大させるように変位し、この増大した容積分の冷媒が第１接続管（35）を介して第１室（33）へ吸い込まれる。その結果、第１室（33）及び該第１室（33）と繋がる冷媒配管（11,12,13,14）の圧力が低下し、冷媒配管（11,12,13,14）内の圧力上昇が緩和される。この際、第２室（34）の容積は減少するが、第２接続管（36）には絞り機構（37）が設けられているため、第２室（34）の冷媒は、第２接続管（36）を介して冷媒配管（11,12,13,14）へは殆ど流れない。このため、第２室（34）の容積の減少に伴い、第２室（34）内の圧力も徐々に上昇し、第１室（33）と第２室（34）の圧力バランスが再び釣り合った状態となる。
【００１５】
一方、通常時から冷媒配管（11,12,13,14）内の冷媒の圧力が低下すると、絞り機構（37）による冷媒の減圧がない分だけ、第２室（34）よりも第１室（33）の方が圧力が急激に低くなり、両室（33,34）の圧力バランスが崩れる。このため、ピストン（32）は、第１室（33）の容積を減少させるように変位し、この減少した容積分の冷媒が第１接続管（35）を介して冷媒配管（11,12,13,14）へ押し出される。その結果、第１室（33）及び該第１室（33）と繋がる冷媒配管（11,12,13,14）の圧力が上昇し、冷媒の圧力低下が緩和される。この際、第２室（34）の容積は増大するが、第２接続管（36）には絞り機構（37）が設けられているため、冷媒配管（11,12,13,14）の冷媒は、第２接続管（36）を介して第２室（34）へ殆ど流れない。このため、第２室（34）の容積の増大に伴い、第２室（34）内の圧力も徐々に低下し、第１室（33）と第２室（34）の圧力バランスが再び釣り合った状態となる。
【００１６】
また、第１の発明では、第１接続管（35）が膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）に接続される。ここで、膨張機（22）の流入側の冷媒は、高圧のガス冷媒等と比較して比較的密度が大きいため、冷媒の圧力脈動が大きくなり易い。これに対し、本発明では、第１接続管（35）を膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）に接続しているので、この冷媒配管（12）における冷媒の圧力脈動が効果的に低減される。
【００１７】
更に第１の発明では、第２接続管（36）を圧縮機（20）の吐出側の冷媒配管（11）に接続している。このため、第２室（34）は、圧縮機（20）の吐出冷媒で満たされることになる。ここで、圧縮機（20）の吐出冷媒は、高圧の液冷媒と比較して圧縮性に富むため、第１室（33）側の冷媒の圧力変動に伴いピストン（32）が変位しても、第２室（34）内の圧力は変動しにくい。従って、本発明の脈動吸収装置（30）では、第１室（33）の圧力変動に伴うピストン（32）の応答性が向上し、脈動吸収装置（30）による圧力脈動の吸収効果が高まる。
【００１８】
また、第２の発明では、第１接続管（35）を膨張機（22）の流出側の冷媒配管（13）に接続することで、比較的圧力脈動が大きくなり易い膨張機（22）の流出側において、脈動吸収装置（30）によってこの圧力脈動が効果的に低減される。
【００１９】
更に第２の発明では、第２接続管（36）を圧縮機（20）の吸入側の冷媒配管（14）に接続している。このため、第２室（34）は、圧縮機（20）の吸入側の低圧ガス冷媒で満たされることになる。ここで、この低圧ガス冷媒は、低圧の液冷媒等と比較して圧縮性に富むため、第１室（33）側の冷媒の圧力変動に伴いピストン（32）が変位しても、第２室（34）の圧力は変動しにくい。従って、本発明の脈動吸収装置（30）では、第１室（33）の圧力変動に伴うピストン（32）の応答性が向上し、脈動吸収装置（30）による圧力脈動の吸収効果が高まる。
【００２０】
第３の発明は、第１又は第２の冷凍装置において、上記冷媒回路（10）では、冷媒として二酸化炭素が用いられ、上記圧縮機（20）の吐出冷媒圧力を臨界圧力以上とする冷凍サイクルが行われることを特徴とするものである。
【００２１】
第３の発明の冷媒回路（10）では、二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮しながら冷凍サイクルが行われる。このように冷媒を臨界圧力以上まで圧縮すると、冷媒の圧力脈動が大きくなり易いが、本発明では、この冷媒の圧力脈動が脈動吸収装置（30）によって効果的に低減される。
【発明の効果】
【００２２】
第１や第２の発明では、脈動吸収装置（30）を第１接続管（35）を介して冷媒配管（11,12,13,14）に接続するようにしている。つまり、本発明では、特許文献２のように膨張機の内部に脈動吸収機構を設けず、冷媒配管（11,12,13,14）に脈動吸収装置（30）を直接取り付けるようにしている。このため、本発明によれば、脈動吸収装置（30）の大型化、ひいてはシリンダ部材（31）内の第１室（33）の大容量化を図ることができ、この脈動吸収装置（30）で冷媒の圧力脈動を大幅に低減することができる。また、このように脈動吸収装置（30）を冷媒配管（11,12,13,14）に取り付けるようにすると、膨張機の内部に組み込む場合と異なり、脈動吸収装置（30）のメンテナンスや交換が容易となる。
【００２３】
第１や第２の発明では、第１接続管（35）及び第２接続管（36）を同圧の冷媒配管（11,12,13,14）に接続し、第２接続管（36）に絞り機構（37）を設けるようにしている。このため、第２接続管（36）を介して第２室（34）に作用する冷媒の圧力を利用して、第１接続管（35）と繋がる冷媒配管（11,12,13,14）における冷媒の圧力脈動を効果的に低減することができる。
【００２４】
また、第１の発明では、第１室（33）を膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）と繋ぐ一方、第２室（34）に圧縮機（20）の吐出冷媒を導入するようにしている。このため、例えば第２室（34）に液冷媒を作用させる場合と比較して、膨張機（22）の流入側の圧力変動に対するピストン（32）の応答性が増し、膨張機（22）の流入側の冷媒配管（12）における冷媒の圧力脈動を効果的に吸収することができる。
【００２５】
また、第２の発明では、第１室（33を膨張機（22）の流出側の冷媒配管（13）と繋ぐ一方、第２室（34）に圧縮機（20）の吸入ガス冷媒を導入するようにしている。このため、例えば第２室（34）に液冷媒を作用させる場合と比較して、膨張機（22）の流出側の圧力変動に対するピストン（32）の応答性が増し、膨張機（22）の流出側の冷媒配管（13）における冷媒の圧力脈動を効果的に吸収することができる。
【００２６】
第３の発明では、二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮する冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）に、第１から第６の発明に係る脈動吸収装置（30）を適用するようにしている。このように、二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮すると、冷媒の圧力脈動が大きくなり易いが、本発明では、この圧力脈動を効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。
【００２９】
実施形態１の冷凍装置は、室内を空調する空気調和装置（1）を構成するものである。この冷凍装置（1）は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる冷媒回路（10）を備えている。この冷媒回路（10）には、冷媒として二酸化炭素が充填されている。そして、冷媒回路（10）では、冷媒が臨界圧力以上まで圧縮される冷凍サイクルが行われる。
【００３０】
冷媒回路（10）には、圧縮機（20）と放熱器（21）と膨張機（22）と蒸発器（23）とが冷媒配管（11,12,13,14）を介して互いに接続されている。具体的には、圧縮機（20）の吐出側には、第１高圧冷媒配管（11）の一端が接続している。第１高圧冷媒配管（11）の他端は、放熱器（21）の一端と接続している。放熱器（21）の他端には、第２高圧冷媒配管（12）の一端が接続している。第２高圧冷媒配管（12）の他端は、膨張機（22）の流入側と接続している。膨張機（22）の流出側には、第１低圧冷媒配管（13）の一端が接続している。第１低圧冷媒配管（13）の他端は、蒸発器（23）の一端が接続している。蒸発器（23）の他端には、第２低圧冷媒配管（14）の一端が接続している。第２低圧冷媒配管（14）の他端は、圧縮機（20）の吸入側と接続している。
【００３１】
上記圧縮機（20）は、容積型の圧縮機で構成されている。この圧縮機（20）には、ケーシング内にロータリー型の圧縮機構が収納されている。この圧縮機（20）の圧縮機構では、ガス冷媒が臨界圧力以上の冷媒となるまで圧縮される。上記放熱器（21）は、例えば室内空間に配置されており、フィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されている。放熱器（21）では、高圧ガス冷媒から室内空気へ熱が放出される。上記膨張機（22）は、容積型の膨張機で構成されている。この膨張機（22）では、ケーシング内にロータリー型の膨張機構が収納されている。この膨張機（22）の膨張機構では、高圧冷媒が低圧冷媒となるまで減圧される。上記蒸発器（23）は、例えば室外空間に配置されており、フィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されている。蒸発器（23）では、低圧の液冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。
【００３２】
本発明の特徴として、冷媒回路（10）には脈動吸収装置（30）が設けられている。この脈動吸収装置（30）は、シリンダ部材（31）とピストン（32）とを備えている。シリンダ部材（31）は、中空円筒状の形成されており、その内部に円柱状のシリンダ室が形成されている。ピストン（32）は、円柱状に形成されており、上記シリンダ部材（31）のシリンダ室に収納されている。このピストン（32）は、上記シリンダ室を第１室となる圧力緩衝室（33）と第２室となる背圧室（34）とに区画している。また、ピストン（32）は、比較的軽量なアルミニウム材料で構成されている。
【００３３】
シリンダ部材（31）のシリンダ室には、背圧室（34）にスプリング（32a）が設けられている。このスプリング（32a）は、一端がシリンダ部材（31）の内壁に接続され、他端が上記ピストン（32）に接続されている。このスプリング（32a）は、ピストン（32）を背圧室（34）側から圧力緩衝室（33）側へ付勢する弾性部材を構成している。
【００３４】
脈動吸収装置（30）は、第１接続管（35）と第２接続管（36）とを備えている。第１接続管（35）は、一端が圧力緩衝室（33）と接続し、他端が第２高圧冷媒配管（12）と接続している。つまり、圧力緩衝室（33）は、第１接続管（35）を介して第２高圧冷媒配管（12）と繋がっている。第２接続管（36）は、一端が背圧室（34）と接続し、他端が第１高圧冷媒配管（11）と接続している。つまり、背圧室（34）は、第２接続管（36）を介して第１高圧冷媒配管（11）と繋がっている。また、第２接続管（36）には、キャピラリーチューブ（37）が設けられている。このキャピラリーチューブ（37）は、冷媒を減圧するための絞り機構を構成している。以上のようにして、第１接続管（35）と第２接続管（36）とは、互いに同圧の冷媒が流れる冷媒配管（11,12）にそれぞれ接続されている。
【００３５】
脈動吸収装置（30）では、上記圧力緩衝室（33）内が高圧の気液二相状態の冷媒で満たされる一方、上記背圧室（34）内がキャピラリーチューブ（37）で減圧された後の冷媒で満たされている。そして、上記ピストン（32）は、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力変動に応じてシリンダ室で変位し、圧力緩衝室（33）の容積を変化させるように構成されている。
【００３６】
−運転動作−
次に、本発明の実施形態１に係る空気調和装置（1）の運転動作について説明する。この空気調和装置（1）の運転時には、圧縮機（20）の圧縮機構と膨張機（22）の膨張機構とが駆動される。圧縮機（20）の圧縮機構では、ガス冷媒が臨界圧力以上となるまで圧縮される。圧縮機（20）で圧縮された冷媒は、第１高圧冷媒配管（11）へ吐出される。第１高圧冷媒配管（11）を流れる冷媒は、放熱器（21）を流れる。放熱器（21）では、冷媒から室内空気へ熱が放出される。その結果、室内の暖房が行われる。放熱器（21）で熱を放出した冷媒は、第２高圧冷媒配管（12）を流れ、膨張機（22）へ流入する。
【００３７】
膨張機（22）の膨張機構では、高圧冷媒が低圧の気液２相状態の冷媒となるように減圧される。膨張機（22）で減圧された冷媒は、第１低圧冷媒配管（13）へ流出する。第１低圧冷媒配管（13）を流れる冷媒は、蒸発器（23）を流れる。蒸発器（23）では、液冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。蒸発器（23）で蒸発したガス冷媒は、第２低圧冷媒配管（14）を流れ、圧縮機（20）に吸入される。圧縮機（20）の圧縮機構では、再び冷媒が臨界圧力以上となるまで圧縮される。
【００３８】
−圧力吸収機構による圧力脈動の抑制動作−
ところで、上述した空気調和装置の運転動作では、圧縮機（20）による冷媒の圧縮動作や、膨張機（22）による冷媒の膨張動作に伴い、冷媒回路（10）を流れる冷媒の圧力が変動し、各冷媒配管（11,12,13,14）で冷媒の圧力脈動が生じることがある。特に、膨張機（22）の流入側の第２高圧冷媒配管（12）では、比較的密度が大きい冷媒が流れるため、冷媒の圧力脈動も大きくなり易い。そこで、実施形態１の空気調和装置（1）では、上述の脈動吸収装置（30）によって、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力脈動を小さくするようにしている。
【００３９】
以下には、この脈動吸収装置（30）による冷媒の圧力脈動の抑制動作について図２(Ａ)〜(Ｃ)を参照しながら説明する。
【００４０】
まず、第２高圧冷媒配管（12）で冷媒の圧力が変動していない通常時には、例えばピストン（32）が図２(Ａ)に示す状態となる。この状態では、第１高圧冷媒配管（11）側から第１接続管（35）を介してピストン（32）における圧力緩衝室（33）側の面に作用する冷媒の圧力と、第２高圧冷媒配管（12）側から第２接続管（36）及びキャピラリーチューブ（37）を介してピストン（32）における背圧室（34）側の面に作用する冷媒の圧力と、スプリング（32a）によってピストン（32）に付与される付勢力とが釣り合っている。
【００４１】
図２(Ａ)の状態から、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力が上昇すると、第１接続管（35）には第２接続管（36）のようにキャピラリーチューブ（37）による冷媒の減圧がない分だけ、圧力緩衝室（33）の方が背圧室（34）よりも圧力が急激に上昇する。このため、ピストン（32）は、図２(Ｂ)に示すように、圧力緩衝室（33）の容積を増大させるように背圧室（34）側へ変位する。その結果、圧力緩衝室（33）の容積が増大した分だけ、第２高圧冷媒配管（12）から圧力緩衝室（33）へ冷媒が吸い込まれる。従って、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力が低下し、この冷媒の圧力上昇が緩和される。
【００４２】
一方、この際には、背圧室（34）の容積が減少する。しかしながら、背圧室（34）と繋がる第２接続管（36）には、キャピラリーチューブ（37）が設けられているため、背圧室（34）の冷媒は、第２接続管（36）を介して第１高圧冷媒配管（11）へ殆ど流れない。このため、背圧室（34）の容積の減少に伴い、背圧室（34）内の圧力も徐々に上昇し、ピストン（32）に作用する力が再び釣り合った状態となる。
【００４３】
また、図２(Ａ)の状態から、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力が低下すると、第１接続管（35）には第２接続管（36）のようにキャピラリーチューブ（37）による冷媒の減圧がない分だけ、圧力緩衝室（33）の方が背圧室（34）よりも圧力が急激に低くなる。このため、ピストン（32）は、図２(Ｃ)に示すように、圧力緩衝室（33）の容積を減少させるように圧力緩衝室（33）側へ変位する。その結果、圧力緩衝室（33）の容積が減少した分だけ、圧力緩衝室（33）から第２高圧冷媒配管（12）へ冷媒が吐出される。従って、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力が上昇し、この冷媒の圧力低下が緩和される。
【００４４】
一方、この際には、背圧室（34）の容積が増大する。しかしながら、第２接続管（36）には、キャピラリーチューブ（37）が設けられているため、第１高圧冷媒配管（11）を流れる冷媒は、第２接続管（36）を介して背圧室（34）へ殆ど流れない。このため、背圧室（34）の容積の増大に伴い、背圧室（34）内の圧力も徐々に減少し、ピストン（32）に作用する力が再び釣り合った状態となる。
【００４５】
以上のように、脈動吸収装置（30）は、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力変動に伴い、ピストン（32）の位置を図２(Ｂ)や図２(Ｃ)に示すように、前後に進退させる。その結果、この空気調和装置（1）では、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の上昇や低下が緩和され、冷媒の圧力脈動の低減化が図られる。
【００４６】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１では、第１接続管（35）及び第２接続管（36）を介して脈動吸収装置（30）を冷媒配管（11,12）に接続するようにしている。つまり、上記実施形態１では、特許文献２のように膨張機の内部に脈動吸収機構を設けるのではなく、冷媒配管（11,12）に脈動吸収装置（30）を直接取り付けるようにしている。このため、上記実施形態１によれば、脈動吸収装置（30）の大型化、ひいてはシリンダ部材（31）内のシリンダ室の大容量化を図ることができ、この脈動吸収装置（30）で冷媒の圧力脈動を大幅に低減することができる。また、このように脈動吸収装置（30）を冷媒配管（11,12）に取り付けるようにすると、膨張機の内部に組み込む場合と異なり、脈動吸収装置（30）のメンテナンスや交換が容易となる。
【００４７】
また、上記実施形態１では、第１接続管（35）及び第２接続管（36）を同圧の冷媒配管（11,12）に接続し、第２接続管（36）にキャピラリーチューブ（37）を設けるようにしている。このため、第２接続管（36）を介して背圧室（34）に作用する冷媒の圧力を利用して、第２高圧冷媒配管（12）における冷媒の圧力脈動を効果的に吸収することができる。
【００４８】
また、上記実施形態１では、圧力緩衝室（33）を膨張機（22）の流入側の第２高圧冷媒配管（12）と繋ぐ一方、背圧室（34）を圧縮機（20）の吐出側の第１高圧冷媒配管（11）と繋ぎ背圧室（34）に圧縮機（20）の吐出冷媒を導入するようにしている。ここで、圧縮機（20）の吐出冷媒は、例えば高圧の液冷媒と比較して圧縮性に富むため、圧力緩衝室（33）側の冷媒の圧力変動に伴いピストン（32）が変位しても、背圧室（34）の圧力が変動しにくい。このため、上記実施形態１によれば、背圧室（34）に液冷媒を導入させる場合と比較して、圧力緩衝室（33）の圧力変動に対するピストン（32）の応答性が増し、第２高圧冷媒配管（12）における冷媒の圧力脈動を効果的に吸収することができる。
【００４９】
−参考例１−
参考例１に係る空気調和装置（1）は、上記実施形態１と脈動吸収装置（30）の第２接続管（36）の接続箇所が異なるものである。具体的には、図３に示すように、この変形例の脈動吸収装置（30）では、第２接続管（36）の他端が、第１接続管（35）と同様に第２高圧冷媒配管（12）に接続されている。そして、脈動吸収装置（30）では、圧力緩衝室（33）と背圧室（34）との双方に、第２高圧冷媒配管（12）内の冷媒が導入される。
【００５０】
この参考例１においても、上記実施形態１と同様、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力変動に応じてピストン（32）が変位し、圧力緩衝室（33）の容積が拡縮される。その結果、上記実施形態１と同様にして、第２高圧冷媒配管（12）を流れる冷媒の圧力脈動が低減される。
【００５１】
一方、この参考例１では、第１接続管（35）と第２接続管（36）との双方が第２高圧冷媒配管（12）に接続されているため、各接続管（35,36）を流れる冷媒の温度差が殆どない状態となっている。このため、この変形例では、圧力緩衝室（33）と背圧室（34）との間でピストン（32）を介して冷媒が熱交換してしまうことがない。従って、この変形例では、脈動吸収装置（30）における冷媒の熱交換に伴い冷媒回路（10）で熱損失が生じてしまうことを回避できる。
【００５２】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２に係る空気調和装置（1）では、図４に示すように、脈動吸収装置（30）の第１接続管（35）が膨張機（22）の流出側の第１低圧冷媒配管（13）と繋がり、第２接続管（36）が圧縮機（20）の吸入側の第２低圧冷媒配管（14）と繋がっている。つまり、実施形態２の脈動吸収装置（30）では、圧力緩衝室（33）に膨張機（22）の流出側の低圧冷媒が導入され、背圧室（34）に圧縮機（20）の吸入側の低圧ガス冷媒が導入される。
【００５３】
実施形態２では、第１低圧冷媒配管（13）を流れる冷媒の圧力変動に応じてピストン（32）が変位し、上記実施形態１と同様にして、第１低圧冷媒配管（13）を流れる冷媒の圧力脈動が低減される。
【００５４】
この実施形態２では、背圧室（34）が低圧のガス冷媒で満たされるため、例えば背圧室（34）が液冷媒で満たされている場合と比較して、圧力緩衝室（33）側の圧力変動に伴うピストン（32）の応答性が向上する。従って、この実施形態２によれば、第１低圧冷媒配管（13）における冷媒の圧力脈動を効果的に吸収することができる。
【００５５】
−参考例２−
参考例２に係る空気調和装置（1）は、上記実施形態２と脈動吸収装置（30）の第２接続管（36）の接続箇所が異なるものである。具体的には、図５に示すように、この参考例２の脈動吸収装置（30）では、第２接続管（36）の他端が、第１接続管（35）と同様に第１低圧冷媒配管（13）に接続されている。そして、脈動吸収装置（30）では、圧力緩衝室（33）と背圧室（34）との双方に、第１低圧冷媒配管（13）内の冷媒が導入される。
【００５６】
この参考例２においても、上記実施形態２と同様、第１低圧冷媒配管（13）を流れる冷媒の圧力変動に応じてピストン（32）が変位し、圧力緩衝室（33）の容積が拡縮される。その結果、上記実施形態２と同様にして、第１低圧冷媒配管（13）を流れる冷媒の圧力脈動が低減される。
【００５７】
一方、この参考例２では、第１接続管（35）と第２接続管（36）との双方が第１低圧冷媒配管（13）に接続されているため、各接続管（35,36）を流れる冷媒の温度差が殆どない状態となっている。このため、この変形例では、圧力緩衝室（33）と背圧室（34）との間でピストン（32）を介して冷媒が熱交換してしまうことがない。従って、この変形例では、脈動吸収装置（30）における冷媒の熱交換に伴い冷媒回路（10）で熱損失が生じてしまうことを回避できる。
【００５８】
−参考例３−
参考例３に係る空気調和装置（1）では、図６に示すように、脈動吸収装置（30）の第１接続管（35）及び第２接続管（36）が、圧縮機（20）の吐出側の第１高圧冷媒配管（11）と繋がっている。つまり、参考例３の脈動吸収装置（30）では、圧力緩衝室（33）及び背圧室（34）の双方に圧縮機（20）の吐出冷媒が導入される。
【００５９】
参考例３では、第１高圧冷媒配管（11）を流れる冷媒の圧力変動に応じてピストン（32）が変位し、上記各実施形態と同様にして、第１高圧冷媒配管（11）を流れる冷媒の圧力脈動が低減される。
【００６０】
この参考例３においても、第１接続管（35）と第２接続管（36）との双方が第１高圧冷媒配管（11）に接続されているため、各接続管（35,36）を流れる冷媒の温度差が殆どない状態となっている。このため、実施形態３においても、脈動吸収装置（30）における冷媒の熱交換に伴い冷媒回路（10）で熱損失が生じてしまうことを回避できる。
【００６１】
−参考例４−
参考例４に係る空気調和装置（1）では、図７に示すように、脈動吸収装置（30）の第１接続管（35）及び第２接続管（36）が、圧縮機（20）の吸入側の第２低圧冷媒配管（14）と繋がっている。つまり、参考例４の脈動吸収装置（30）では、圧力緩衝室（33）及び背圧室（34）の双方に圧縮機（20）の吸入冷媒が導入される。
【００６２】
参考例４では、第２低圧冷媒配管（14）を流れる冷媒の圧力変動に応じてピストン（32）が変位し、上記各実施形態と同様にして、第２低圧冷媒配管（14）を流れる冷媒の圧力脈動が低減される。
【００６３】
この参考例４においても、第１接続管（35）と第２接続管（36）との双方が第２低圧冷媒配管（14）に接続されているため、各接続管（35,36）を流れる冷媒の温度差が殆どない状態となっている。このため、参考例４においても、脈動吸収装置（30）における冷媒の熱交換に伴い冷媒回路（10）で熱損失が生じてしまうことを回避できる。
【００６４】
《その他の実施形態》
上記各実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００６５】
上記各実施形態において、例えば図８に示すように、空気調和装置（1）で冷房運転と暖房運転とを可変とするようにしても良い。具体的に、図８の例では、冷媒回路（10）に四路切換弁（50）とブリッジ回路（60）とを設けるようにしている。この場合には、四路切換弁（50）の設定を図８に示す実線と破線とで変更することで、冷媒の循環方向が逆転し、暖房運転と冷房運転とを切り換えることができる。この構成においても、図８に示すようにして本発明の脈動吸収装置（30）を冷媒配管に取り付けることで、冷房運転と暖房運転との双方において冷媒の圧力脈動を低減することができる。
【００６６】
上記各実施形態では、冷媒回路（10）の冷媒として二酸化炭素を用い、この二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮する冷凍サイクルを行うようにしている。しかしながら、冷媒回路（10）には、例えばＲ４１０Ａ等の他の冷媒を用いるようにしても良い。また、この場合には、必ずしも冷媒を臨界圧力以上まで圧縮しなくても良い。
【００６７】
また、上記各実施形態において、圧縮機（20）の圧縮機構と、膨張機（22）の膨張機構とを回転軸によって連結し、いわゆる一軸連結式の膨張圧縮機を構成するようにしても良い。
【００６８】
また、上記各実施形態では、放熱器（21）で放出した熱を室内の暖房に利用する空気調和装置に、本発明に係る脈動吸収装置（30）を適用するようにしている。しかしながら、例えば放熱器（21）で放出した熱で給湯を行う給湯器や、蒸発器（23）で室内の冷房や庫内の冷却を行う冷凍装置等に、本発明に係る脈動吸収装置（30）を適用するようにしても良い。
【００６９】
なお、以上の各実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上説明したように、本発明は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置における冷媒の圧力脈動の低減対策について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、実施形態１に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図２】図２(Ａ)は、通常時の脈動吸収装置の概略構成図であり、図２(Ｂ)は、冷媒配管内の冷媒の圧力が上昇した際の脈動吸収装置の概略構成図であり、図２(Ｃ)は、冷媒配管内の冷媒の圧力が低下した際の脈動吸収装置の概略構成図である。
【図３】図３は、参考例１に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図５】図５は、参考例２に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図６】図６は、参考例３に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図７】図７は、参考例４に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図８】図８は、その他の実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
1   空気調和装置（冷凍装置）
10  冷媒回路
11  第１高圧冷媒配管（冷媒配管）
12  第２高圧冷媒配管（冷媒配管）
13  第１低圧冷媒配管（冷媒配管）
14  第２低圧冷媒配管（冷媒配管）
20  圧縮機
22  膨張機
30  脈動吸収装置
31  シリンダ部材
32  ピストン
33  圧力緩衝室（第１室）
34  背圧室（第２室）
35  第１接続管
36  第２接続管