(57)【要約】【課題】空調機等に適用された冷媒ポンプシステムにおいて、脈動緩和容器の脈動低減効果を保持し、脈動に起因した脈動音を低減する。【解決手段】吸入管及び吐出管を備えた容積型ポンプによって冷媒を吸入した後吐出し、該吸入管と吐出管の少なくとも一方に設けられた脈動緩和容器により該吸入管又は吐出管の脈動を防止する冷媒ポンプシステムにおいて、脈動緩和容器１０に設けられた加熱手段１２により脈動緩和容器１０内の液冷媒ａを加熱してガス冷媒層ｇを形成させ、脈動緩和容器１０内の冷媒温度を制御することにより、該脈動緩和容器内の液冷媒ａの液面レベルＡを所定範囲ｈに制御する。【選択図】図２
2008215308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入管及び吐出管を備えた容積型ポンプによって冷媒を吸入した後吐出し、該吸入管と吐出管の少なくとも一方に絞り部を介して接続された脈動緩和容器により該吸入管又は吐出管で発生した冷媒の脈動を低減する冷媒ポンプシステムの脈動低減方法において、
前記脈動緩和容器に設けられた加熱手段により該脈動緩和容器内の液冷媒を加熱して前記絞り部の上方にガス冷媒層を形成させ、
該脈動緩和容器内の冷媒温度を制御することにより、該脈動緩和容器内の液冷媒の液面レベルを前記絞り部の上端以上に制御することを特徴とする冷媒ポンプシステムの脈動低減方法。
【請求項２】
前記脈動緩和容器内の液冷媒の液面レベルの上限が前記加熱手段の下端近傍となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の冷媒ポンプシステムの脈動低減方法。
【請求項３】
吸入管及び吐出管が連結された容積型ポンプと、該吸入管又は吐出管の少なくとも一方に絞り部を介して接続された脈動緩和容器とを備えた冷媒ポンプシステムにおいて、
前記脈動緩和容器に設けられ該脈動緩和容器内の冷媒を加熱する加熱手段と、
該脈動緩和容器の下部に前記絞り部を介して設けられた冷媒の出入口と、
該加熱手段の作動を制御して該脈動緩和容器内の液冷媒の液面レベルを前記絞り部の上端以上に制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする冷媒ポンプシステム。
【請求項４】
前記絞り部が前記冷媒出入口より上方の前記脈動緩和容器内に設けられ該冷媒出入口と冷媒が貯留される上部貯留部とを区画する絞り口付き仕切り板で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の冷媒ポンプシステム。
【請求項５】
前記制御手段が、
前記脈動緩和容器の上部に溜まったガス冷媒層の温度を検出する温度センサと、
該温度センサの検出値が設定範囲を超えたとき前記加熱手段を停止又は稼動させるスィッチング回路と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載の冷媒ポンプシステム。
【請求項６】
前記加熱手段が自己温度制御型ヒータであり、該自己温度制御型ヒータにより該脈動緩和容器内の冷媒の温度を制御して液冷媒の液面レベルを制御することを特徴とする請求項３に記載の冷媒ポンプシステム。
【請求項７】
前記制御手段が、
前記脈動緩和容器の内側上部に液冷媒の液面レベルに向かって配置され該液面レベルを検出する超音波センサと、
該超音波センサの液冷媒液面レベル検出値が設定範囲を超えたとき前記加熱手段を停止又は稼動させるスィッチング回路と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載の冷媒ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷房その他の冷熱源として用いられる氷蓄熱装置等に適用される冷媒ポンプシステムにおいて、容積型ポンプに連結される吸入管及び吐出管の脈動を低減することにより、該脈動に起因した脈動音を低減可能とした冷媒ポンプシステム及びその脈動低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記氷蓄熱装置用にロータリ圧縮機を応用した冷媒ポンプシステムがあるが、このような分野の技術としては、特許文献１（特開平６−２９９９７４号公報）に開示されたものが知られている。特許文献１に記載された従来の冷媒ポンプシステムは、空気調和機等に組み込まれ、液冷媒を移送するために用いられる。この冷媒ポンプシステムは、密閉容器内に収容された電動機及び容積型ポンプを備え、該容積型ポンプには冷媒を吸入するための吸入管と、冷媒を吐出するための吐出管とが連結されている。また、吸入管又は吐出管のうちの少なくとも一方には、立ち上がり管（絞り部）を介して、所定容積を有する脈動緩和容器が接続されている。この容器の外周には、シースヒータ等の加熱手段が装備されている。
【０００３】
このように構成された冷媒ポンプシステムでは、電動機によって容積型ポンプが駆動されると、容積型ポンプを構成するローリングピストンがシリンダ室内で偏心回転運動を行い、これにより、液冷媒が吸入管、吸入口、吸入室を介して圧縮室に流れ込み、昇圧された液冷媒は、圧縮室から吐出口、吐出管を介して吐出される。この際、液冷媒は、ローリングピストンが１回転する毎に、吐出管に吐出されるため、吐出管を流通する液冷媒に脈動が発生し、圧力変動が生じる。
【０００４】
これに対して、この冷媒ポンプシステムでは、吐出管（又は吸入管）を流通する液冷媒の一部が立ち上がり管（絞り部）を介して脈動緩和容器の内部に流れ込む。吐出管から脈動緩和容器内に流れ込んだ液冷媒は、加熱手段によって加熱されている脈動緩和容器の内部で蒸発する。これにより、脈動緩和容器の内部は、ガス冷媒で満たされることになり、
この容器内のガス冷媒は、吸入管又は吐出管内で発生した脈動に伴う圧力変動に応じてその容積を増減することにより、該脈動を吸収する。この結果、吐出管（又は吸入管）で発生する振動や騒音を低減することができる。
【０００５】
一方、近年では、冷媒ポンプシステムの適用対象である冷房装置等の高性能化に伴い、冷媒ポンプシステムの更なる性能向上が求められるようになっている。また、冷房運転及び暖房運転の双方を行なう空気調和機に対して、前記のような冷媒ポンプシステムを適用することも検討されている。これらの場合、冷媒ポンプシステムを大流量、高差圧条件下で運転したり、冷媒温度が大きく変動する条件下で運転したりする必要が生じる。しかし、冷媒ポンプシステムが大差圧及び高回転になるほど、脈動が増大する。特許文献１の冷媒ポンプシステムでは、これらの運転条件に対して十分に対応し得ず、吐出管等を流通する液冷媒の脈動に起因する圧力変動を十分に緩和することが困難である。
【０００６】
そこで本出願人は、大流量、高差圧条件下であっても、また冷媒温度が大きく変動するような条件下であっても、冷媒の脈動に起因する圧力変動を確実かつ十分に緩和することが可能な冷媒ポンプシステムを提案している（特許文献２）。以下、この冷媒ポンプシステムを図７に基づいて説明する。
【０００７】
図７は、従来の冷媒ポンプシステムの縦断立面図である。図７において、冷媒ポンプシステム０１は、冷房運転及び暖房運転の双方を可能とする空気調和機（図示略）に適用可能であり、密閉型ポンプユニット０２を含む。密閉型ポンプユニット０２は、本体０３ａ、上蓋部０３ｂ及び底蓋部０３ｃとからなる密閉容器０３内に、電動機０４及びポンプ０５機構を内臓させたものである。電動機０４は、本体０３ａに固定されたステータ０４ａと、クランクシャフト０６と連結されたロータ０４ｂとを有し、上蓋部０３ｂに取り付けられた電極端子０７を介して外部から電力の供給を受ける。
【０００８】
また、ポンプ機構０５は、いわゆる容積型ポンプ機構として構成されており、クランクシャフト０６を介して出入口と連結されている。ポンプ機構０５は、図示しない吸入室、圧縮室０８、吸入口０９及び吐出口０１０等が形成されているシリンダブロック０１１を有する。シリンダブロック０１１には、クランクシャフト０６の端部に固定されたローリングピストン０１２が収容されている。吸入口０９には密閉容器０３を貫通する吸入管０１４が、吐出口０１０には密閉容器０３を貫通する吐出管０１５がそれぞれ接続されている。これにより、電動機０４を作動させれば、吸入管０１４、吸入口０９を介して、ポンプ機構０５の吸入室内に液冷媒が吸込まれ、圧縮室０８内で昇圧させられた液冷媒が吐出口０１０を介して吐出管０１５から吐出される。
【０００９】
一方、密閉型ポンプユニット０２に連結された吐出管０１５は、中途の２箇所に拡径部０１６ａ、０１６ｂを有する。各拡径部０１６ａ、０１６ｂには、上下方向略垂直に延び絞り部を形成する連通管（立ち上がり管）０１７ａ、０１７ｂを介して、脈動緩和容器０１８ａ、０１８ｂが各一体ずつ接続されている。各脈動緩和容器０１８ａ、０１８ｂは、それぞれ所定の容積を有する密閉容器として構成されており、それぞれの外周には、シースヒータ（加熱手段）０１９が装備されている。また、各連通管０１７ａ、０１７ｂは、それぞれ所定の流路断面積（内径）、流路長を有する短尺細径の管材からなる。
【００１０】
このように構成された冷媒ポンプシステム０１では、その運転中、吐出管０１５を流通する冷媒の一部が、拡径部０１６ａ、０１６ｂ、絞り部を形成する連通管０１７ａ、０１７ｂを介して、各脈動緩和容器０１８ａ、０１８ｂの内部に流れ込んだ冷媒は、シースヒータ０１９によって加熱されている各脈動緩和容器０１８ａ、０１８ｂの内部で蒸発する。ここで、各脈動緩和容器０１８ａ、０１８ｂを連通管０１７ａ、０１７ｂによって吐出管０１５に接続した構成は、いわゆるヘルムホルツの共鳴原理をモデル化したのと同様の構成である。
【００１１】
即ち、各脈動緩和容器０１８ａ、０１８ｂの容積Ｖａ、Ｖｂ、各連通管０１７ａ、０１７ｂの流路断面積Ｓａ、Ｓｂ、各連通管０１７ａ、０１７ｂの流路長ｌａ、ｌｂから、各脈動緩和容器０１８ａ、０１８ｂの共鳴周波数ｆａ、ｆｂを求めることができる。従って、冷媒ポンプシステム０１における冷媒の流量条件、差圧条件、冷媒の温度変動条件等に応じて、予め各脈動緩和容器０１８ａ、０１８ｂごとに、容積Ｖａ、Ｖｂ、各連通管０１７ａ、０１７ｂの流路断面積Ｓａ、Ｓｂ及び流路長ｌａ、ｌｂを適切に設定しておくことにより、冷媒ポンプシステム０１の運転条件が大きく変化しても、脈動緩和容器０１８ａ、０１８ｂのうちの少なくとも何れが、吐出管０１５で発生する脈動に共鳴することにより、該脈動を確実に吸収することができる。かかる構成により、吐出脈動に起因した空調機の室内機で発生した脈動放射音を２０ｄＢ以内に抑えることが可能になった。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−２９９９７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献２に開示された冷媒ポンプシステムでは、通常の冷媒運転中は、脈動緩和容器の脈動低減効果に問題はないが、脈動緩和容器に備えた加熱手段としての加熱ヒータが常時通電してあるために、長時間ポンプ機構を停止すると、過剰ヒーティングのおそれがある。過剰ヒーティングが起こると、脈動緩和容器内の冷媒温度が上昇して、絞り部を含めて脈動緩和容器内の全域がガス層となる。本来、脈動緩和容器は、該脈動緩和容器内にガス層を形成させ、絞り部を液冷媒で満たすことにより、該ガス層のダンパ作用と絞り部を通過する液冷媒に加わる流動抵抗とにより、脈動低減効果を得るように設定されている。
【００１４】
そのため、絞り部を含めて脈動緩和容器内が全域でガス層になると、該ガス層のダンパ作用が得られず、液冷媒に対する流動抵抗もなくなるため、脈動低減効果が低減する。特にこのような状態で冷媒ポンプユニットが起動すると、起動初期において、脈動が低減されず、冷暖房装置の室内機からいわゆるヘリコプター音と言われるバタバタという脈動音が発生する。
【００１５】
そのため、通常は冷暖房装置の停止時に加熱ヒータを停止させるようにしているが、そのようにすると、次の起動時に加熱ヒータの立ち上がりが遅れ、立ち上がり時に的確な応答制御ができないという問題があった。
【００１６】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、冷媒ポンプシステムにおいて、脈動緩和容器の過剰ヒーティングをなくして、常時該絞り部に液冷媒を充填させておくことで、脈動緩和容器による脈動低減効果を保持し、脈動に起因して室内機等に発生する脈動音を低減することを目的とする。特に冷媒ポンプシステムの起動前に液冷媒の液面レベルを適度な高さに保持することによって、冷媒ポンプシステムの起動時における脈動を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するため、本発明の冷媒ポンプシステムの脈動低減方法は、
吸入管及び吐出管を備えた容積型ポンプによって冷媒を吸入した後吐出し、該吸入管と吐出管の少なくとも一方に絞り部を介して接続された脈動緩和容器により該吸入管又は吐出管で発生した冷媒の脈動を低減する冷媒ポンプシステムの脈動低減方法において、
前記脈動緩和容器に設けられた加熱手段により該脈動緩和容器内の液冷媒を加熱して前記絞り部の上方にガス冷媒層を形成させ、
該脈動緩和容器内の冷媒温度を制御することにより、該脈動緩和容器内の液冷媒の液面レベルを前記絞り部の上端以上に制御するものである。
【００１８】
本発明方法は、脈動緩和容器内の冷媒温度を制御することにより、該脈動緩和容器内の液冷媒の液面レベルを絞り部の上端以上に制御し、これによって、該脈動緩和容器内に形成されたガス冷媒層のダンパ作用を発揮により、脈動低減効果を保持しようとするものである。また、該絞り部を通る液冷媒に加わる流動抵抗によっても脈動低減効果を得ることができる。
本発明方法では、このように、液冷媒の液面レベルを絞り部の上端以上に制御することで、冷媒ポンプシステムの起動時においても、脈動の発生を低減することができる。
【００１９】
また本発明の冷媒ポンプシステムは、前記本発明方法を実施するための冷媒ポンプシステムの構成に係り、
吸入管及び吐出管が連結された容積型ポンプと、該吸入管又は吐出管の少なくとも一方に絞り部を介して接続された脈動緩和容器とを備えた冷媒ポンプシステムにおいて、
前記脈動緩和容器に設けられ該脈動緩和容器内の冷媒を加熱する加熱手段と、
該脈動緩和容器の下部に前記絞り部を介して設けられた冷媒の出入口と、
該加熱手段の作動を制御して該脈動緩和容器内の液冷媒の液面レベルを前記絞り部の上端以上に制御する制御手段と、を備えたものである。
【００２０】
本発明装置では、前記制御手段により、脈動緩和容器内の液冷媒の液面レベルを絞り部
の上端以上に制御するようにするため、前記加熱手段によって加熱されることにより該脈動緩和容器内に形成されたガス冷媒層のダンパ作用を発揮させることができる。これによって、脈動低減効果を得ることができる。また絞り部を通る液冷媒に加わる流動抵抗によっても脈動低減効果を得ることができる。
このように本発明によれば、脈動緩和容器内に閉じ込められたガス冷媒のダンパ作用と、該絞り部を通る液冷媒に加わる流動抵抗との相乗効果により、脈動を効果的に低減することができる。
【００２１】
なお、本発明において、冷媒の流量条件、差圧条件、冷媒の運転条件等が大きく変動するような空調システムに適用する場合、特許文献２に開示されたように、共鳴周波数の異なる複数の脈動緩和容器を冷媒ポンプシステムの吸入管又は吐出管に直列に設けるようにしてもよい。
【００２２】
本発明装置において、絞り部を冷媒出入口より上方の脈動緩和容器内に設けられ該冷媒出入口と冷媒が貯留される上部貯留部とを区画する絞り口付き仕切り板で構成するようにしてもよい。かかる構成では、絞り部を比較的容易に形成することができる。
【００２３】
また、本発明方法において、好ましくは、脈動緩和容器内の液冷媒の液面レベルの上限が前記加熱手段の下端近傍となるように制御するとよい。この理由は、加熱手段が配置される位置の近くにガス冷媒を存在させ、該加熱手段によってガス冷媒を直接加熱することによって、冷媒の加熱効率を向上させるためである。
【００２４】
本発明装置において、前記制御手段が、脈動緩和容器の上部に溜まったガス冷媒層の温度を検出する温度センサと、該温度センサの検出値が設定範囲を超えたとき前記加熱手段を停止又は稼動させるスィッチング回路と、を備えたものとすることができる。これによって、簡易な構成で、脈動緩和容器内の冷媒温度を設定範囲に保持することができる。
【００２５】
また、本発明装置において、前記加熱手段として自己温度制御型ヒータを設け、該自己温度制御型ヒータにより該脈動緩和容器内の冷媒の温度を制御して液冷媒の液面レベルを制御するとよい。かかる構成では、自己温度制御型ヒータを用いるため、冷媒温度を検知する温度センサを不要とするため、該制御装置の構成をさらに簡素化することができる。
【００２６】
また、本発明装置において、前記制御手段が、脈動緩和容器の内側上部に液冷媒の液面レベルに向かって配置され該液面レベルを検出する超音波センサと、該超音波センサの液冷媒液面レベル検出値が設定範囲を超えたとき前記加熱手段を停止又は稼動させるスィッチング回路と、を備えたものとすることができる。かかる構成とすれば、液冷媒の液面レベルを超音波センサで直接検出し、該検出値に基づいて液面レベルを制御することができるので、該液面レベルの制御を正確に行なうことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明方法によれば、脈動緩和容器に設けられた加熱手段により該脈動緩和容器内の液冷媒を加熱して絞り部の上方にガス冷媒層を形成させ、該脈動緩和容器内の冷媒温度を制御することにより、該脈動緩和容器内の液冷媒の液面レベルを該絞り部の上端以上に制御するもので、これにより、該絞り部の上方で脈動緩和容器内に閉じ込められたガス冷媒層のダンパ作用と、該絞り部を通る液冷媒に加わる流動抵抗との相乗効果で、冷媒ポンプシステムの吸入管又は吐出管で発生した脈動を効果的に低減することができる。そのため、該脈動に起因して空調機の室内機等で発生する脈動音を低減して快適な室内空間を維持することができる。
【００２８】
また本発明装置によれば、脈動緩和容器の上部に設けられ該脈動緩和容器内の冷媒を加熱する加熱手段と、該脈動緩和容器の下部に絞り部を介して設けられた冷媒の出入口と、該加熱手段の作動を制御して該脈動緩和容器内の液冷媒の液面レベルを絞り部の上端以上に制御する制御手段と、を備えたことにより、前記本発明方法と同様の脈動低減効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
（実施形態１）
【００３０】
本発明を氷蓄熱ユニットを備えた冷房システムに適用された冷媒ポンプシステムに適用した第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は本実施形態の全体構成図であり、図２は本実施形態の脈動緩和容器を示す一部拡大縦断立面図である。図１において、氷蓄熱ユニット１は、冷凍機２と貯水タンク４とを備え、冷凍機２で冷却された冷媒が循環する冷媒循環管３が貯水タンク４の内部に配設されている。冷媒循環管３を流れる冷却された冷媒によって貯水タンク４内の冷却水が冷却され、一部で氷がつくられる。
【００３１】
一方、貯水タンク４内には別な冷媒循環ライン５が配設されている。冷媒循環ライン５には冷媒ポンプユニット７と空調対象室に設けられた室内機６が介設されている。冷媒循環ライン５を循環する冷媒は、貯水タンク４の氷水で冷却された後、冷媒ポンプユニット７で室内機６に送られ、室内機６に設けられた図示しない膨張弁により減圧膨張して該空調対象室の冷房を行う。
【００３２】
また冷媒ポンプユニット７の吐出管側の冷媒循環ライン５には、空気調和機１の内部に配設された内臓脈動緩和容器８と氷蓄熱ユニット１の外部に追設された外置き脈動緩和容器９が介設されている。冷媒ポンプユニット７は図７に図示された冷媒ポンプユニット０５と同一構成の容積型ポンプである。また内臓脈動緩和容器８と外置き脈動緩和容器９とは同一構成を有する。本実施形態では、冷媒として、例えばＲ４０７ＣやＲ４０１Ａ等のフロン系代替冷媒が用いられる。
【００３３】
次に内臓脈動緩和容器８又は外置き脈動緩和容器９の構成を図２に基づいて説明する。
図２において、容器本体１０の上面にはサーモスタットセンサ１１が設けられ、容器本体１０の内部に溜まったガス状冷媒の温度を検出する。サーモスタットセンサ１１は、容器本体１０の上面からの熱伝達を良好にするために容器本体１０の上面に密着設置される。容器本体１０の上部外側面にはセラミックヒータ１２が巻回されている。セラミックヒータ１２は、導電回路１３を介して電源１４に接続されている。このようにサーモスタットセンサ１１は、容器本体１０の側面に設けられたセラミックヒータ１２から離し、容器本体１０内に形成されたガス冷媒層ｇと対面してガス冷媒層ｇとの熱伝達が良好な容器本体１０の上面に密着設置される。
【００３４】
また、サーモスタットセンサ１１は導電回路１３に介設したサーモスタットリレー部１５に接続され、サーモスタットリレー部１５では、サーモスタットセンサ１１で検出したガス冷媒の温度が設定値より上昇すると、導電回路１３を遮断し、セラミックヒータ１２による加熱を停止させる。一方、サーモスタットセンサ１１で検出した温度が設定値より下降すると、導電回路１３を接続することによって、セラミックヒータ１２を作動させる。かかる制御によって、冷媒の温度を設定値に保持する。温度設定値は、本実施形態では例えば４０℃に設定される。
【００３５】
サーモスタットセンサ１１、セラミックヒータ１２及び導電回路１３で容器本体１０内の液冷媒の液面レベルを制御する液面レベル制御装置１６を構成する。容器本体１０の下部には、冷媒の入口管１７及び出口管１８が接続されている。入口管１７及び出口管１８の上方には水平方向に仕切り板１９が設けられ、仕切り板１９の中央には絞り口１９ａが穿設されている。
【００３６】
かかる構成の本実施形態において、冷媒ポンプユニット５から図示しない吐出管（図７の吐出管０１５に相当する。）に吐出された液冷媒ａは、まず空気調和機１内に配置された内臓脈動緩和容器６に入口管１７から進入する。内臓脈動緩和容器６の容器本体１０内に流入した液冷媒ａは、仕切り板１９の絞り口１９ａを通って仕切り板１９の上部空間に進入する。該上部空間に溜まった液冷媒は、セラミックヒータ１２で加熱されて蒸発し、ガス状冷媒となる。
【００３７】
容器本体１０内にガス状冷媒が形成されることによって、容器本体１０内に液冷媒の液面レベルＡが形成され、ガス冷媒が容器本体１０内の上部に閉じ込められた状態となる。本実施形態では、容器本体１０の内部に閉じ込められたガス冷媒層ｇのダンパ作用により、冷媒ポンプユニット５の吐出管で発生した脈動を低減することができる。また入口管１７から容器本体１０内に流入した液冷媒ａが仕切り板１９の絞り口１９ａを通過する際、冷媒ａに加わる流動抵抗によっても脈動を低減することができる。このように、本実施形態では、ガス冷媒層ｇのダンパ作用と液冷媒が絞り口１９ａを通過する際の流動抵抗との相乗効果によって、吐出管に発生した脈動を効果的に低減できる。従って、室内機４で発生する脈動音を低減することができる。
【００３８】
セラミックヒータ１２の加熱により容器本体１０内の冷媒温度が上昇すると、ガス冷媒量が多くなり、液面レベルＡが下降する。液面レベルＡは、仕切り板１９の上方からセラミックヒータ１２の下端位置近傍までの範囲ｈ内に制御するのが望ましい。そのため、容器本体１０の上部空間に流入した液冷媒をセラミックヒータ１２で加熱して液冷媒を蒸発させることにより、ガス冷媒を発生させ、液冷媒の液面レベルＡをセラミックヒータ１２の下端位置近傍より下方に下げる。
【００３９】
一方、冷媒温度が上がりすぎてガス冷媒量が多くなり、液面レベルＡが仕切り板１９の高さまで下降すると、サーモスタットセンサ１１が冷媒温度を検出して、サーモスタットリレー部１５を遮断する。これによって、セラミックヒータ１２による加熱を停止させる。かかる操作によって、液冷媒ａの液面レベルＡが図２中に示す範囲ｈ、即ち、液面レベルＡの下限が仕切り板１９の上方であって、液面レベルＡの上限がセラミックヒータ１２の下端近傍となるように制御する。
【００４０】
液面レベルＡの下限を仕切り板１９の上方とする理由は、仕切り板１９の絞り口１９ａを液冷媒で満たすことにより、仕切り板１９の上方に溜まったガス冷媒層ｇのダンパ作用を発揮させるためである。また、液冷媒ａが絞り口１９ａを通る際に液冷媒ａに流動抵抗を付与するためである。かかるダンパ作用と流動抵抗とによって、吐出管で発生した脈動を低減することができる。液面レベルＡの上限をセラミックヒータ１２の下端近傍とする理由は、セラミックヒータ１２が配置される位置の近くにガス冷媒を存在させ、セラミックヒータ１２によってガス冷媒を直接加熱することによって、冷媒の加熱効率を向上させるためである。
【００４１】
このように、本実施形態では、液面レベル制御装置１６によって、液冷媒ａの液面レベルＡを範囲ｈ内に保持することによって、冷媒の加熱効率を向上できるとともに、吐出管０１５で発生した脈動の低減効果を向上させることができる。
内臓脈動緩和容器８を通過した液冷媒ａは、次に空気調和機１の外部に設けられた外置き脈動緩和容器９に流入する。そして外置き脈動緩和容器９を通過することによって、内臓脈動緩和容器８と同様の作用で脈動を低減される。
【００４２】
なお、図３は、内臓脈動緩和容器８及び外置き脈動緩和容器９において、図２中のポイントｘ、ｙ、ｚ及びｗで検出した温度を氷蓄熱ユニット１の起動前後の時間帯でプロットした線図である。図３において、温度曲線Ｔｙは、サーモスタットセンサ１１を４０℃でオンオフするように設定した場合の内臓脈動緩和容器８及び外置き脈動緩和容器９のｙ位置における温度検出値を示す。即ち、４０℃より低い冷媒温度が上昇してサーモスタットセンサ１１の温度検出値が４０℃になった時にサーモスタットリレー部１５を遮断し、４０℃より高い冷媒温度が下降してサーモスタットセンサ１１の温度検出値が４０℃になった時にサーモスタットリレー部１５を接続するように制御している。
【００４３】
温度曲線Ｔｚは、内臓脈動緩和容器８及び外置き脈動緩和容器９のｚ位置における温度検出値であり、温度曲線Ｔｏは、外置き脈動緩和容器９のｘ位置及びｗ位置での温度検出値である。また、温度曲線Ｔｉは、内臓脈動緩和容器８のｘ位置及びｗ位置での温度検出値である。また、時間ｔ１で本冷房システムが起動し、冷媒ポンプユニット７の運転区間ｋで液面レベル制御装置１６により脈動緩和容器８及び９を温度制御している。温度制御区間ｋにおいては、温度曲線Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｉ及びＴｏともに温度変動が少なく、安定した温度制御がなされていることがわかる。
【００４４】
なお、本実施形態は、内臓脈動緩和容器８を備えた既設の氷蓄熱ユニット１に、外置き脈動緩和容器９を追設した改造を行なったために、脈動緩和容器を２基設置しているが、内臓脈動緩和容器８及び外置き脈動緩和容器９の代わりに、これらと同一の構成及び機能を有し容量の大きな脈動緩和容器を一基設けるようにしてもよい。
【００４５】
このように、本実施形態は、氷蓄熱ユニット１を備えた冷房システムに適用したものであり、冷媒の流量条件や温度変動条件、又は差圧条件等が大きく変動するシステムではない。従って、特許文献２に開示されたように、共鳴周波数の異なる複数の脈動緩和容器を設ける必要はないので、内臓脈動緩和容器６と外置き脈動緩和容器７との共鳴周波数を異ならせていない。
【００４６】
本実施形態によれば、内臓脈動緩和容器８及び外置き脈動緩和容器９内の液冷媒ａの液面レベルＡを仕切り板１９の上方位置からセラミックヒータ１２の下端位置近傍までの範囲に制御し、該液面レベルＡの上方にガス冷媒層ｇを閉じ込めた状態としているので、セラミックヒータ１２による冷媒の加熱効率を向上できるとともに、吐出管で発生した脈動を効果的に低減できる。これによって、室内機６での脈動音の発生を防止できる。また脈動緩和容器内の液冷媒ａの液面レベルＡを常に制御しているので、冷媒ポンプユニット７の起動時においても脈動の発生を低減することができる。
（実施形態２）
【００４７】
次に本発明の第２実施形態を図４及び図５に基づいて説明する。図４は本実施形態の脈動緩和容器の容器本体１０の上部を示す縦断立面図である。図４において、本実施形態では、冷媒の加熱手段として、自己温度制御型ヒータ２１が取り付けられている。自己温度制御型ヒータ２１は、一定の温度まで上昇すると、抵抗値が上昇し、電流がほとんど流れなくなるため、加熱温度が下がり、温度が下がると、電流が流れ始めるため、加熱温度が上昇する機能を有し、従来公知の構成を備える。即ち、ヒータ自体が電流を制御し、温度を調整する機能をもっているため、加熱の心配がなく、安全でエネルギ効率の良いヒータである。またサーミスター等のセンサが不要である。
【００４８】
以下、自己温度制御型ヒータの構成の一例を図５に基づいて説明する。図５において、２本の導電性の導線２２間に架橋ポリマー２３と導電性粒子２４とからなる平板状の物質が架け渡されている。周囲温度が下がると、架橋ポリマー２３が収縮し、導電性粒子２４のつながりが密になる。そのため、多数の電流の通り道ができ、発熱量が増加する。一方、周囲温度が上がると、架橋ポリマー２３が膨張し、導電性粒子２４のつながりが断たれる。そのため、電流の通り道が少なくなり、発熱量が減少する。
【００４９】
かかる機能を有する自己温度制御型ヒータ２１を容器本体１０の上部に設けることにより、容器本体１０内の冷媒を所望の温度に制御することができる。そのため、前記第１実施形態と同様に、吐出管に発生する脈動を効果的に低減することができる。また自己温度制御型ヒータ２１を設置し、電源１４に接続するだけであり、サーモスタットセンサ１１が不要になり、容器本体１０の上部構造を前記第１実施形態より簡素化することができる。
（実施形態３）
【００５０】
次に本発明の第３実施形態を図６に基づいて説明する。図６は、本実施形態に係る脈動緩和容器の上部構造を示す縦断立面図である。図６において、本実施形態の構成は、脈動緩和容器の容器本体１０の上面に超音波センサ３１を設け、超音波センサ３１を液冷媒ａの液面に向け、液冷媒ａの液面レベルＡを直接該超音波センサ３１で検出するようにしている。そして該超音波センサ３１の検出信号をサーモスタットリレー部１５に送るように構成している。その他の構成は、前記第１実施形態と同一である。
【００５１】
かかる構成の本実施形態においては、液冷媒ａの液面レベルＡを超音波センサ３１で直接検出しているので、液面レベルＡを正確に検出することができる。またこの検出値に基づいてセラミックヒータ１２の稼動を制御しているので、液面レベルＡの制御を精度良く行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、冷暖房機等の空気調和機等に適用される冷媒ポンプシステムの冷媒の脈動を低減でき、該脈動に起因して室内空調機等で発生する脈動音を低減できるので、空調対象室内の環境を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成図である。
【図２】前記第１実施形態の脈動緩和容器を示す一部拡大縦断立面図である。
【図３】前記第１実施形態の脈動緩和容器内の温度曲線図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る脈動緩和容器の一部縦断立面図である。
【図５】前記第２実施形態で用いられる自己温度制御型ヒータの縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る脈動緩和容器の一部縦断立面図である。
【図７】従来の冷媒ポンプシステムの縦断立面図である。
【符号の説明】
【００５４】
０１        冷媒ポンプシステム
０２        密閉型ポンプユニット（容積型ポンプ）
０１４      吸入管
０１５      吐出管
１          氷蓄熱ユニット
６          室内機
７          冷媒ポンプユニット（容積型ポンプ）
８          内臓脈動緩和容器
９          外置き脈動緩和容器
１１        サーモスタットセンサ（温度センサ）
１２        セラミックヒータ（加熱手段）
１５        サーモスタットリレー部（スィッチング回路）
１６        液面レベル制御装置
１７        冷媒入口管
１８        冷媒出口管
１９        仕切り板
１９ａ      絞り口
２１        自己温度制御型ヒータ
３１        超音波センサ
ａ          液冷媒
Ａ          液面レベル
ｇ          ガス冷媒層
ｈ          液面レベル制御範囲
【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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【図７】
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