(57)【要約】【課題】圧縮機の脈動を低減させることが可能な空気調和装置を提供する。【解決手段】冷媒回路を有する空気調和装置１００であって、圧縮機２１と、制御装置８とを備えている。圧縮機２１は、冷媒回路の途中に設けられている。この圧縮機２１は、ＣＯ２冷媒を冷媒回路に循環させる。制御装置８は、気相運転モードと、気液二相運転モードとを切り換えて実行する。ここで、気相運転モードでは、気相状態のＣＯ２冷媒を圧縮機２１に吸引させる。また、気液二相運転モードでは、気液二相状態のＣＯ２冷媒を圧縮機２１に吸引させる。【選択図】図７
2008215706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒回路を有する空気調和装置（１００）であって、
前記冷媒回路の途中に設けられ、流体を前記冷媒回路に循環させる圧縮機（２１）と、
気相状態の流体を前記圧縮機（２１）に吸引させる気相運転モードと、気液二相状態の流体を前記圧縮機に吸引させる気液二層運転モードとを切り換える制御部（８）と、
を備えた空気調和装置（１００）。
【請求項２】
前記制御部（８）は、前記圧縮機（２１）の運転周波数が所定値以上になった場合に、前記気液二相運転モードを行う、
請求項１に記載の空気調和装置（１００）。
【請求項３】
時間帯を把握するためのタイマ（Ｔ）をさらに備え、
前記制御部（８）は、前記タイマ（Ｔ）に基づいて所定の時間帯の間だけ、前記気液二相運転モードを行う、
請求項１または２に記載の空気調和装置（１００）。
【請求項４】
前記冷媒回路の途中に、通過する流体を減圧させる膨張機構（２５）をさらに備え、
前記制御部（８）は、前記膨張機構（２５）における減圧程度を調節することで前記気液二相運転モードを実行する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和装置（１００）。
【請求項５】
前記冷媒回路において前記圧縮機（２１）の吸引側に接続され、通過する流体を蒸発させる蒸発器（２３）と、
前記蒸発器（２３）の能力を調節するための送風ファン（２８、２８ｍ）と、
をさらに備え、
前記制御部（８）は、前記送風ファン（２８、２８ｍ）の風量を調節することで前記気液二相運転モードを実行する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の空気調和装置（１００）。
【請求項６】
前記流体は、作動冷媒と、冷凍機油とを含んでおり、
前記冷媒回路において、前記圧縮機（２１）の吐出側に接続され、通過する流体から冷凍機油を分離回収する冷凍機油分離器（ＯＳ）をさらに備え、
前記制御部（８）は、前記冷凍機油分離器（ＯＳ）に回収された冷凍機油を前記圧縮機（２１）の吸引側に供給することで前記気液二相運転モードを実行する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の空気調和装置（１００）。
【請求項７】
前記流体は、作動冷媒を含んでおり、
前記冷媒回路において、前記作動冷媒から液体の作動冷媒を回収する気液分離器（２４）をさらに備え、
前記制御部（８）は、前記気液分離器（２４）に回収された液体状態の作動冷媒を前記圧縮機（２１）の吸引側に供給することで前記気液二相運転モードを実行する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の空気調和装置（１００）。
【請求項８】
前記流体は、作動冷媒を含んでおり、
前記制御部（８）は、前記冷媒回路において前記作動冷媒が液体状態で通過する部分から、前記液体状態の作動冷媒を前記圧縮機（２１）の吸引側に供給することで前記気液二相運転モードを実行する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の空気調和装置（１００）。
【請求項９】
前記流体は、作動冷媒として二酸化炭素を含んでいる、
請求項１から８のいずれか１項に記載の空気調和装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を循環させる圧縮機を備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒回路において、作動冷媒を循環させる圧縮機を備えた空気調和装置が知られている。この圧縮機からは、冷媒の脈動に起因する騒音が問題視されている。
【０００３】
これに対して、例えば、以下に示す特許文献１に記載の空気調和装置では、室外機に対して複数の室内機が並列に接続された、いわゆるマルチタイプの空気調和装置において、各室内機との接続を行う複数のサービスバルブと、四路切換弁との間に、二連マフラを備えたものが提案されている。この二連マフラは、直列に接続され、二段階にわたって、脈動を吸収し、減衰させることができる。これにより、圧縮機からの脈動が、サービスバルブや配管を介して室内ユニットにまで伝わることを防いでいる。
【特許文献１】特開２００６−７８０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載の空気調和装置では、圧縮機から生じた脈動が室内機にまで到達することを回避する観点から提案された技術に過ぎず、圧縮機の脈動の発生自体を抑えることができるものではない。
【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、圧縮機の脈動を低減させること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発明に係る空気調和装置は、冷媒回路を有する空気調和装置であって、圧縮機と、制御部とを備えている。圧縮機は、冷媒回路の途中に設けられ、流体を冷媒回路に循環させる。制御部は、気相状態の流体を圧縮機に吸引させる気相運転モードと、気液二相状態の流体を圧縮機に吸引させる気液二層運転モードとを切り換える。
【０００７】
ここでは、制御部は、気相運転モードと気液二層運転モードとを切り換えて実行できる。そして、圧縮機において生じる圧力脈動は、気体状態の冷媒だけを吸引させた場合よりも、気体と液体とが混ざり合った気液二相状態の流体を供給したほうが、低く抑えることが可能になる。なお、ここで、液体状態の流体の量は、圧縮機の圧縮機構を破壊してしまうような多量なものではないとする。このため、圧縮機において生じる脈動による騒音を低減したい場合には、制御部は、気液二相運転モードを選択することができる。
【０００８】
これにより、圧縮機の圧力脈動に起因して生じる騒音を低減させることが可能になる。
【０００９】
第２発明に係る空気調和装置は、第１発明の空気調和装置であって、制御部は、圧縮機の運転周波数が所定値以上になった場合に、気液二相運転モードを行う。
【００１０】
ここでは、制御部は、圧縮機の運転周波数が所定値以上になって、圧力脈動が大きくなっている場合に、気液二相運転モードを実行させることができる。
【００１１】
これにより、圧力脈動が大きくなっている状態を自動的に把握して、騒音を低減させることが可能になる。
【００１２】
第３発明に係る空気調和装置は、第１発明または第２発明の空気調和装置であって、時間帯を把握するためのタイマをさらに備えている。そして、制御部は、タイマに基づいて所定の時間帯の間だけ、気液二相運転モードを行う。
【００１３】
ここでは、所定の時間帯を把握して、自動的に気液二相運転モードを実行させることができる。
【００１４】
これにより、例えば、夜間等、騒音を低減したい時間帯を予め設定しておくだけで、設定された時間帯において自動的に圧力脈動を抑えつつ、騒音を低減させることが可能になる。
【００１５】
第４発明に係る空気調和装置は、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、冷媒回路の途中に、通過する流体を減圧させる膨張機構をさらに備えている。制御部は、膨張機構における減圧程度を調節することで気液二相運転モードを実行する。ここで膨張機構としては、弁形式の膨張弁や、装置としての膨張機等が含まれる。
【００１６】
ここでは、制御部が制御可能な膨張機構をさらに備えている。このため、気液二相運転モードを行う際に、制御部は、自動的に膨張程度を制御することで、圧縮機に吸引させる流体の状態を気液二相状態にすることが可能になる。
【００１７】
第５発明に係る空気調和装置は、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、冷媒回路において圧縮機の吸引側に接続され、通過する流体を蒸発させる蒸発器と、蒸発器の能力を調節するための送風ファンとをさらに備えている。そして、制御部は、送風ファンの風量を調節することで気液二相運転モードを実行する。
【００１８】
ここでは、制御部は、気液二相運転モードにおいて、送風ファンの制御を行うことで、蒸発器の能力を調節する。
【００１９】
これにより、気液二相運転モードを行う場合に、圧縮機に吸入される流体の状態を自動的に気液二相状態とすることが可能になる。
【００２０】
第６発明に係る空気調和装置は、第１発明から第５発明のいずれかの空気調和装置であって、流体は、作動冷媒と、冷凍機油とを含んでいる。冷媒回路において、圧縮機の吐出側に接続され、通過する流体から冷凍機油を分離回収する冷凍機油分離器をさらに備えている。そして、制御部は、冷凍機油分離器に回収された冷凍機油を圧縮機の吸引側に供給することで気液二相運転モードを実行する。
【００２１】
ここでは、冷凍機油分離器に回収された冷凍機油を、圧縮機の吸引側に供給することで、気液二相状態の流体を圧縮機に吸引させることができる。このため、圧縮機において生じる圧力脈動は、気体状態の作動冷媒だけを吸引させた場合よりも、気体状態の作動冷媒と冷凍機油とが混ざり合った気液二相状態の流体を供給することで、低く抑えられる。
【００２２】
これにより、圧縮機の圧力脈動に起因して生じる騒音を冷凍機油を用いて低減させることが可能になる。
【００２３】
第７発明に係る空気調和装置は、第１発明から第６発明のいずれかの空気調和装置であって、流体は、作動冷媒を含んでいる。冷媒回路において、作動冷媒から液体の作動冷媒を回収する気液分離器をさらに備えている。そして、制御部は、気液分離器に回収された液体状態の作動冷媒を圧縮機の吸引側に供給することで気液二相運転モードを実行する。
【００２４】
ここでは、気液分離器に回収された液体状態の作動冷媒を、圧縮機の吸引側に供給することで、気液二相状態の作動冷媒を圧縮機に吸引させることができる。このため、圧縮機において生じる圧力脈動は、気体状態の作動冷媒だけを吸引させた場合よりも、気体状態の作動冷媒と液体状態の作動冷媒とが混ざり合った気液二相状態の流体を供給することで、低く抑えられる。
【００２５】
これにより、圧縮機の圧力脈動に起因して生じる騒音を気液分離器に溜まった液体状態の作動冷媒を用いて低減させることが可能になる。
【００２６】
第８発明に係る空気調和装置は、第１発明から第６発明のいずれかの空気調和装置であって、流体は、作動冷媒を含んでいる。制御部は、冷媒回路において作動冷媒が液体状態で通過する部分から、液体状態の作動冷媒を圧縮機の吸引側に供給することで気液二相運転モードを実行する。
【００２７】
ここでは、例えば、作動冷媒の蒸発器を通過する前の配管を流れる液状態の作動冷媒を、圧縮機の吸引側に導くことで、圧縮機の吸引側を通過する作動冷媒を気液二相状態とすることができる。
【００２８】
これにより、圧縮機の圧力脈動に起因して生じる騒音を冷媒回路中の液体状態の作動冷媒を用いて低減させることが可能になる。
【００２９】
第９発明に係る空気調和装置は、第１発明から第８発明のいずれかの空気調和装置であって、流体は、作動冷媒として二酸化炭素を含んでいる。
【００３０】
ここでは、作動冷媒は二酸化炭素を含んでおり、従来用いられている冷媒（例えば、Ｒ４０１Ａ）等と比較して、密度が大きいため、二酸化炭素冷媒を採用した場合には圧力脈動が大きくなってしまうという問題がある。
【００３１】
これに対して、ここでは、二酸化炭素冷媒を用いた場合であっても、圧縮機に気液二相状態の二酸化炭素冷媒を吸入させることができる。
【００３２】
これにより、二酸化炭素冷媒を用いた場合であっても、圧縮機の圧力脈動に起因して生じる騒音を低減させることが可能になる。
【発明の効果】
【００３３】
第１発明の空気調和装置では、圧縮機の圧力脈動に起因して生じる騒音を低減させることが可能になる。
【００３４】
第２発明の空気調和装置では、圧力脈動が大きくなっている状態を自動的に把握して、騒音を低減させることが可能になる。
【００３５】
第３発明の空気調和装置では、例えば、夜間等、騒音を低減したい時間帯を予め設定しておくだけで、設定された時間帯において自動的に圧力脈動を抑えつつ、騒音を低減させることが可能になる。
【００３６】
第４発明の空気調和装置では、自動的に膨張程度を制御することで、圧縮機に吸引させる冷媒状態を気液二相状態にすることが可能になる。
【００３７】
第５発明の空気調和装置では、気液二相運転モードを行う場合に、圧縮機に吸入される流体の状態を自動的に気液二相状態とすることが可能になる。
【００３８】
第６発明の空気調和装置では、圧縮機の圧力脈動に起因して生じる騒音を冷凍機油を用いて低減させることが可能になる。
【００３９】
第７発明の空気調和装置では、圧縮機の圧力脈動に起因して生じる騒音を気液分離器に溜まった液体状態の作動冷媒を用いて低減させることが可能になる。
【００４０】
第８発明の空気調和装置では、圧縮機の圧力脈動に起因して生じる騒音を冷媒回路中の液体状態の作動冷媒を用いて低減させることが可能になる。
【００４１】
第９発明の空気調和装置では、二酸化炭素冷媒を用いた場合であっても、圧縮機の圧力脈動に起因して生じる騒音を低減させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和装置の実施形態について説明する。
【００４３】
＜空気調和装置１００の概略構成＞
本発明の一実施形態が採用された空気調和装置１００は、図１に示すように、室内の壁面に設置される室内機１と、室外に設置される室外機２とを備えている。
【００４４】
室内機１内および室外機２内にはそれぞれ熱交換器が収納されており、各熱交換器が冷媒配管５により接続されることにより冷媒回路を構成しており、ＣＯ２冷媒が循環する。
【００４５】
＜空気調和装置１００の冷媒回路の構成概略＞
空気調和装置１００の冷媒回路の構成を図２に示す。
【００４６】
この冷媒回路は、主として室内熱交換器１０、アキュムレータ２４、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁２５、制御装置８、オイルセパレータＯＳおよび各種センサＴ１〜Ｔ５、Ｐ６で構成される。
【００４７】
室内機１に設けられている室内熱交換器１０は、接触する空気との間で熱交換を行う。また、室内機１には、室内空気を吸い込んで室内熱交換器１０に通し熱交換が行われた後の空気を室内に排出するためのクロスフローファン１１が設けられている。クロスフローファン１１は、室内機１内に設けられる１つの室内ファンモータ１１ｍによって回転駆動される。室内機１は、クロスフローファン１１が回転駆動すると、室内空気が室内熱交換器１０を介して取り込まれ、熱交換された調和空気を再び室内に戻すことにより、対象となる空間を空調する。なお、室内機１の近傍には、室内の温度を検知する室内温度センサＴ１が設置されている。また、室内機１には、吹出空気の温度を検知する吹出温度センサＴ３が設けられている。
【００４８】
室外機２には、圧縮機２１と、圧縮機２１の吐出側に接続される四路切換弁２２と、圧縮機２１の吸入側に接続されるアキュムレータ２４と、四路切換弁２２に接続された室外熱交換器２３と、圧縮機２１の吐出側に設けられたオイルセパレータＯＳと、室外熱交換器２３に接続された膨張弁２５とが設けられている。膨張弁２５は、液閉鎖弁２６を介して配管に接続されており、この配管を介して室内熱交換器１０の一端と接続される。また、四路切換弁２２は、ガス閉鎖弁２７を介して配管に接続されており、この配管を介して室内熱交換器１０の他端と接続されている。オイルセパレータＯＳは、圧縮機２１から吐出されるＣＯ２冷媒から、冷凍機油を分離して回収する。また、室外機２には、室外熱交換器２３での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン２８が設けられている。このプロペラファン２８は、室外ファンモータ２８ｍによって回転駆動される。なお、室外機２には、室外の温度を検知する室外温度センサＴ２が設けられている。また、圧縮機２１の吸引側の冷媒配管には、圧縮機２１に吸入される冷媒温度を検知するための圧縮機吸入温度センサＴ４が設けられている。圧縮機２１の吐出側の冷媒配管には、圧縮機２１から吐出される冷媒温度を検知する圧縮機吐出温度センサＴ５と、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検知する圧縮機吐出圧力センサＰ６が設けられている。
【００４９】
制御装置８は、図１に示すように、室内機１における情報処理装置と、室外機２における情報処理装置と、によって構成されており、各種センサＴ１〜Ｔ５、Ｐ６から取得した値等に基づいて、後述する通常運転モードと気液二相運転モードとを切換ながら運転制御を行う。
【００５０】
＜圧縮機２１の詳細構成＞
図３に示されるＣＯ２冷媒を用いた圧縮機２１は、ケーシング４２と、モータ４３と、圧縮機構４４と、シャフト４６と、オイルピックアップ部４９とを備えている。モータ４３、圧縮機構４４およびシャフト４６は、ケーシング４２の内部に収納されている。圧縮機構４４は、単シリンダのスイング圧縮機であり、水平断面図である図４に示すように、後述する揺動ピストン５１、ブッシュ５３、およびシリンダ５７を有している。
【００５１】
ケーシング４２は、筒状部４２ａと、筒状部４２ａの上下の開口端を閉じる一対の鏡板４２ｂ、４２ｃとを有している。ケーシング４２の筒状部４２ａは、モータ４３のモータステータ４８およびモータロータ４９を収納している。また、ケーシング４２は、シリンダ４７の下部に油Ａを貯める貯油空間５８を有する。油Ａは、圧縮機構４４の潤滑（とくに、ブッシュ５３の潤滑）に用いられ、ＣＯ２冷媒とともにケーシング４２の内部に充填される。ＣＯ２冷媒が充填されたケーシング４２の内圧は、高圧（１４ＭＰａ程度）になっている。
【００５２】
モータ４３は、環状のモータステータ４８と、モータステータ４８の内部空間４８ａに回転自在に配置されたモータロータ４９とを有している。モータロータ４９は、シャフト４６に連結され、シャフト４６とともに回転することが可能である。
【００５３】
モータステータ４８は、複数の点接合部４７によって筒状部４２ａに固定されている。点接合部４７は、具体的には、筒状部４２ａに貫通孔５０ａを形成し、その貫通孔５０ａを通してモータステータ４８をスポット溶接することにより形成される。
【００５４】
（圧縮機構４４）
圧縮機構４４は、図４に示されるように、ブレード５２を有する揺動ピストン５１と、ブレード５２を揺動可能に支持するブッシュ５３と、シリンダ５７とを有している。シリンダ５７は、揺動ピストン５１を収納するシリンダ室５４、ブッシュ５３が回転自在に挿入されたブッシュ孔５５、およびブッシュ孔５５に連通する給油連通孔５６を有している。油Ａは、給油連通孔５６を通して、ブッシュ孔５５内部のブッシュ５３の下方から給油される。
【００５５】
揺動ピストン５１は、モータ４３の回転駆動力を受けてシャフト４６の偏心部４６ａが偏心して回転することによって、シリンダ室５４の内部で揺動し、これによって、吸入管２９ａから吸入されたＣＯ２冷媒をシリンダ室５４内部で圧縮する。圧縮されたＣＯ２冷媒は、ケーシング４２の内部を通って上昇し、吐出管２９ｂから吐出される。この際に、揺動ピストン５１の周期的な動きに対応して、ＣＯ２冷媒が周期的に吸入され、吐出されるため、圧縮機２１の周囲の配管には、圧力脈動が生じている。
【００５６】
シリンダ５７は、下部ブロック５７ａと、上部ブロック５７ｂとを有している。シリンダ５７は、マウンティングプレート３０にネジ止めされている。マウンティングプレート３０は、マウンティングプレート接合部３１によってケーシング４２の筒状部４２ａに固定されている。マウンティングプレート接合部３１は、スポット溶接により形成されている。
【００５７】
（オイルピックアップ部４９）
オイルピックアップ部４９は、その内部に油Ａが流れる流路４９ａを有する連通管である。オイルピックアップ部４９は、シリンダ５７の下部ブロック５７ａの下面に固定されている。流路４９ａは、シリンダ５７の下部ブロック５７ａの給油連通孔５６の入口５６ａに連通している。したがって、流路４９ａは、給油連通孔５６に連通し、さらに給油連通孔５６を介してブッシュ孔５５に連通している。
【００５８】
流路４９ａは、油Ａが貯められた貯油空間５８の内部に延びている。これにより、オイルピックアップ部４９の流路４９ａを通して、貯油空間５８の内部の油Ａをブッシュ５３へ安定して給油することが可能である。油Ａは、高圧のケーシング４２の内圧とブッシュ孔５５の内圧との差圧を利用して、流路４９ａおよび給油連通孔５６を通して、貯油空間５８からブッシュ孔５５へ流すことが可能である。
【００５９】
オイルピックアップ部４９の流路４９ａの入口４９ｂは、貯油空間５８に貯められた油Ａの油面Ｓの下に配置されているので、シリンダ５７の下部ブロック５７ａの高さが油面Ｓよりもかなり高い位置にあっても、オイルピックアップ部４９を通して貯油空間５８の内部の油Ａをブッシュ５３へ安定して確実に給油することが可能である。
【００６０】
＜機能ブロック構成＞
図５に、空気調和装置１００の機能ブロック図を示す。
【００６１】
制御装置８には、室内温度センサＴ１、室外温度センサＴ２、吹出温度センサＴ３、圧縮機吸入温度センサＴ４、圧縮機吐出温度センサＴ５および圧縮機吐出圧力センサＰ６が検知する各値を収集する。また、制御装置８には、通常運転モードを実行させる場合と、気液二相運転モードを実行させる場合との２つの場合について、選択的に入力可能なモードスイッチＳＷが設けられている。
【００６２】
そして、制御装置８は、モードスイッチＳＷによる入力に基づいて、通常運転モードと、気液二相運転モードとを切換ながら、運転制御を実行する。制御装置８は、各センサから収集したデータに基づいて、室内ファンモータ１１ｍや、室外ファンモータ２８ｍの回転数を調節したり、四路切換弁２２の接続状態を切り換えたり、圧縮機２１の周波数を調節したり、膨張弁２５の開度を調節する。
【００６３】
（通常運転モード）
通常運転モードは、圧縮機２１に吸入されるＣＯ２冷媒が液体状態を含まずに気体状態のみから構成される状態を作り出す運転モードである。この通常運転モードでは、四路切換弁２２の接続状態を切り換えて、ＣＯ２冷媒の流れ方向を変化させることで、冷房運転（図２において実線で示す冷媒流れ）や、暖房運転（図２において点線で示す冷媒流れ）が行われる。
【００６４】
ここで、冷房運転の場合を例に挙げて、図６に示すモリエル線図を参照しつつ、ＣＯ２冷媒の流れを説明する。
【００６５】
圧縮機２１から吐出したＣＯ２冷媒は、高圧の超臨界状態となって室内熱交換器１０に供給される。そして、制御装置８は、室内温度センサＴ１、吹出温度センサＴ３や設定温度の値等に基づいて室内ファンモータ１１ｍの回転数を可変させて風量制御を行い、室内熱交換器１０における熱交換量を調節する。室内熱交換器１０における熱交換によってＣＯ２冷媒は相変化を伴うことなく冷却されて温度が低下していき（ガスクーラ）、膨張弁２５に至る。制御装置８は、通常運転モードであるか気液二相運転モードであるかの判断に基づいて、通常運転モードであると判断し、膨張弁２５の開度を調節することで、減圧の程度を調節する。減圧されて低圧の気液二相状態となったＣＯ２冷媒は、室外熱交換器２３に供給される。そして、制御装置８は、室外温度センサＴ２、圧縮機吸入温度センサＴ４等に基づいて、室外ファンモータ２８ｍの回転数を可変させて風量制御を行い、ＣＯ２冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器２３における熱交換量を調節する。室外熱交換器２３においてＣＯ２冷媒は加熱されて、気体状態となって圧縮機２１の吸入側に供給される。制御装置８は、圧縮機吐出圧力センサＰ６等に基づいて、圧縮機２１による吐出圧力を調節する。
【００６６】
（気液二相運転モード）
気液二相運転モードは、圧縮機２１に吸引されるＣＯ２冷媒が液体状態をわずかに含んでいる気液二相状態を作り出す運転モードである。この気液二相運転モードでも、同様に、四路切換弁２２の接続状態を切り換えて、ＣＯ２冷媒の流れ方向を変化させることで、冷房運転（図２において実線で示す冷媒流れ）や、暖房運転（図２において点線で示す冷媒流れ）が行われる。
【００６７】
ここで、冷房運転の場合を例に挙げて、図７に示すモリエル線図を参照しつつ、ＣＯ２冷媒の流れを説明する。
【００６８】
圧縮機２１から吐出したＣＯ２冷媒は、高圧の超臨界状態となって室内熱交換器１０に供給される。そして、制御装置８は、室内温度センサＴ１、吹出温度センサＴ３や設定温度の値等に基づいて室内ファンモータ１１ｍの回転数を可変させて風量制御を行い、室内熱交換器１０における熱交換量を調節する。室内熱交換器１０における熱交換によってＣＯ２冷媒は相変化を伴うことなく冷却されて温度が低下していき（ガスクーラ）、膨張弁２５に至る。制御装置８は、通常運転モードであるか気液二相運転モードであるかの判断に基づいて、気液二相運転モードであると判断し、膨張弁２５の開度を調節することで、減圧の程度を調節する。具体的には、気液二相運転モードでは、通常運転モードの場合と比較して、膨張弁２５の開度を上げて、開き気味に制御することになる。減圧された低圧のＣＯ２冷媒は、室外熱交換器２３に供給される。そして、制御装置８は、室外温度センサＴ２、圧縮機吸入温度センサＴ４等に基づいて、室外ファンモータ２８ｍの回転数を可変させて風量制御を行い、ＣＯ２冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器２３における熱交換量を調節する。ここでの熱交換量が調節されることにより、ＣＯ２冷媒の加熱程度が調節されて、気相状態とわずかな液相状態とが混じり合った状態とされる。そして、気液二相状態のＣＯ２冷媒が、圧縮機２１の吸入側に供給される。これにより、気液二相運転モードでは、圧縮機２１は、気体状態のＣＯ２冷媒だけでなく、液体状態のわずかなＣＯ２冷媒も、同時に圧縮機２１に吸入させることができる。このため、気体状態のＣＯ２冷媒を吸入させる場合と比較して、揺動ピストン５１の周期的な動きに対応して生じる圧縮機２１の圧力脈動を、低減させることができる。そして、制御装置８は、圧縮機吐出圧力センサＰ６等に基づいて、圧縮機２１による吐出圧力を調節し、高圧の超臨界状態のＣＯ２冷媒を再度、室内熱交換器１０に供給する。
【００６９】
＜本実施形態に係る空気調和装置１の特徴＞
（１）
上記実施形態の空気調和装置１００では、制御装置８が、気液二相運転モードが設定された状態では、自動的に膨張弁２５の開度を調節して減圧程度を調節することで、圧縮機２１に吸入されるＣＯ２冷媒の状態が、気体状態とわずかな液体状態とが混じり合った気液二相状態となるように、自動的に制御することができる。
【００７０】
ここで、圧縮機２１の揺動ピストン５１の周期的な動きに対応して生じる圧力脈動は、気体状態のＣＯ２冷媒だけが吸入された場合と比較して、気液二相状態のＣＯ２冷媒が吸入された場合の方が、音速が低下することにより、圧力脈動を低減させることができる。ここでの音速ａは、ａ＝（Ｋ／ρ）1/2で表される。ここで、Ｋは、体積弾性率であり、ρは、密度である。
【００７１】
以上のようにして、圧縮機２１の圧力脈動に起因して生じる騒音を低減させることができる。
【００７２】
（２）
従来用いられている冷媒（例えば、Ｒ４０１Ａ）等と比較して、冷媒の密度が大きいため、ＣＯ２冷媒を採用した場合には圧力脈動が大きくなってしまうという問題がある。
【００７３】
これに対して、上記実施形態の空気調和装置１００では、作動冷媒として、ＣＯ２冷媒を採用している。このため、ＣＯ２冷媒を用いた場合であっても、圧縮機２１に気液二相状態の二酸化炭素冷媒を吸入させることができる。これにより、ＣＯ２冷媒を用いた場合であっても、圧縮機２１の圧力脈動に起因して生じる騒音を低減させることができる。
【００７４】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、以下のように、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００７５】
（Ａ）
上記実施形態では、ロータリー圧縮機構の圧縮機２１を例を挙げて説明した。
【００７６】
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、圧縮機構としては脈動が生じるものであれば適用することができるため、例えば、スクロール圧縮機や、スクリュー圧縮機等が採用された空気調和装置に対して適用してもよい。
【００７７】
（Ｂ）
上記実施形態の空気調和装置１００における各種制御では、モードスイッチＳＷによって通常運転モードと気液二相運転モードとが選択的に実行される場合を例に挙げて説明した。
【００７８】
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、制御装置８が、圧縮機２１の周波数を検知し、所定の周波数を超えた場合に、気液二相運転モードが実行されるように制御してもよい。これにより、圧縮機２１の運転が所定の周波数を超えて圧力脈動が大きくなっている場合を自動的に把握して、気液二相運転モードを実行して、騒音を低減させることができる。
【００７９】
（Ｃ）
上記実施形態の空気調和装置１００では、モードスイッチＳＷによって通常運転モードと気液二相運転モードとが選択的に実行される場合を例に挙げて説明した。
【００８０】
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図８に示すように、時間帯を把握できるタイマＴを制御装置８に接続させ、夜間等の静かな運転が望まれる時間帯を予め設定登録しておくことができる構成であってもよい。これにより、設定登録された時間帯になったことを制御装置８が把握し、自動的に気液二相運転モードを実行させて、圧力脈動を抑えつつ、騒音を低減させることができる。
【００８１】
また、この他にも、圧力脈動自体を検知したり、騒音を検知するセンサを設け、これらのセンサから得られる値が所定値を超えた場合に、制御装置８が、気液二相運転モードを実行するように構成してもよい。
【００８２】
（Ｄ）
上記実施形態の空気調和装置１００では、モードスイッチＳＷによって通常運転モードと気液二相運転モードとが選択的に実行される場合を例に挙げて説明した。
【００８３】
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図９に示すように、圧縮機２１から吐出されるＣＯ２冷媒から冷凍機油を分離して回収しているオイルセパレータＯＳと、圧縮機２１の吸入側とを接続するオイルセパレータバイパス配管Ｂ１を設けた構成としてもよい。
【００８４】
これにより、圧縮機２１の吸入側には、ＣＯ２冷媒だけでなく、冷凍機油も吸引させることができ、気液二相状態の流体を吸引させることができるため、気相状態のみのＣＯ２冷媒を吸引させる場合と比べて、圧力脈動を低減させることができる。
【００８５】
（Ｅ）
上記実施形態の空気調和装置１００では、モードスイッチＳＷによって通常運転モードと気液二相運転モードとが選択的に実行される場合を例に挙げて説明した。
【００８６】
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図１０に示すように、圧縮機２１の吸引側に設けられたアキュムレータ２４に溜められた液体状態のＣＯ２冷媒を、圧縮機２１の吸入側に導く、アキュムレータバイパス配管Ｂ２を設けた構成としてもよい。
【００８７】
これにより、圧縮機２１の吸入側には、気体状態のＣＯ２冷媒だけでなく、液体状態のＣＯ２冷媒も吸引させることができ、気液二相状態のＣＯ２冷媒を吸引させることができるため、気相状態のみのＣＯ２冷媒を吸引させる場合と比べて、圧力脈動を低減させることができる。
【００８８】
（Ｆ）
上記実施形態の空気調和装置１００では、モードスイッチＳＷによって通常運転モードと気液二相運転モードとが選択的に実行される場合を例に挙げて説明した。
【００８９】
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図１１に示すように、膨張弁２５と室内熱交換器１０との間を流れる液体状態のＣＯ２冷媒を、圧縮機２１の吸入側に導く、液管バイパス配管Ｂ３を設けた構成としてもよい。
【００９０】
これにより、圧縮機２１の吸入側には、気体状態のＣＯ２冷媒だけでなく、液体状態のＣＯ２冷媒も吸引させることができ、気液二相状態のＣＯ２冷媒を吸引させることができるため、気相状態のみのＣＯ２冷媒を吸引させる場合と比べて、圧力脈動を低減させることができる。
【００９１】
（Ｇ）
上記実施形態の空気調和装置１００では、ＣＯ２冷媒が、気体状態のものと液体状態のものとを混合させて圧縮機２１に吸入させる場合を例に挙げて説明した。
【００９２】
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、圧縮機２１に吸入させる直前にキャブレターを設けた構成にしてもよい。このキャブレターを設ける構成については、他にも上述した変形例Ｄ、Ｅ、Ｆに対してそれぞれ適用することができる。
【００９３】
このように、キャブレターを設けることで、通過した気液二相状態のＣＯ２冷媒が、噴霧状となることから、圧縮機２１の圧力脈動をより効果的に抑えることができる。これにより、より効果的に騒音を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明を利用すれば、圧縮機の脈動を低減させることができるため、特に、脈動が生じる圧縮機を採用した空気調和装置に適用した場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の概略外観図である。
【図２】空気調和装置に採用されている冷媒回路の概略構成図である。
【図３】圧縮機の概略構成図である。
【図４】圧縮機のロータリー圧縮機構を示す断面図である。
【図５】空気調和装置のブロック構成図である。
【図６】通常運転モードにおけるモリエル線図である。
【図７】気液二相運転モードにおけるモリエル線図である。
【図８】変形例Ｃに係る空気調和装置のブロック構成図である。
【図９】変形例Ｄに係る空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図１０】変形例Ｅに係る空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である。
【図１１】変形例Ｆに係る空気調和装置の冷媒回路の概略構成図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  室内機
２  室外機
８  制御装置（制御部）
２１  圧縮機
２３  室外熱交換器（蒸発器）
２４  気液分離器
２５  膨張弁
２８  室外ファン（送風ファン）
２８ｍ  室外ファンモータ（送風ファン）
１００  空気調和装置
ＯＳ  オイルセパレータ（冷凍機油分離器）
【図１】
2008215706.tif 000003
【図２】
2008215706.tif 000004
【図３】
2008215706.tif 000005
【図４】
2008215706.tif 000006
【図５】
2008215706.tif 000007
【図６】
2008215706.tif 000008
【図７】
2008215706.tif 000009
【図８】
2008215706.tif 000010
【図９】
2008215706.tif 000011
【図１０】
2008215706.tif 000012
【図１１】
2008215706.tif 000013