(57)【要約】【課題】冷媒気液二相流が原因で減圧装置から間欠的に発生する流動音を低減するとともに、減圧装置前後の配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くした空気調和機を提供する。【解決手段】圧縮機１、冷媒の循環方向を切り換える四方弁２、第１熱交換器３、前記冷媒の流量を制御する減圧装置４、第２熱交換器５を順次配管で接続したヒートポンプサイクルにおいて、減圧装置４の前後の流路内に、それぞれ冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材６を設けることにより、減圧装置４の入口と出口の配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くすることができ、部品点数および組立コストを削減できる。また、冷媒気液二相流が原因で減圧装置４から間欠的に発生する流動音を低減できる。【選択図】図２
2007225163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、冷媒の循環方向を切り換える四方弁、第１熱交換器、前記冷媒の流量を制御する減圧装置、第２熱交換器を順次配管で接続し、冷房運転時には、上記圧縮機、上記四方弁、上記第１熱交換器、上記減圧装置、上記第２熱交換器の順に、また暖房運転時には、上記圧縮機、上記四方弁、上記第２熱交換器、上記減圧装置、上記第１熱交換器の順に、冷媒が流れる冷凍サイクルにおいて、上記減圧装置の少なくとも冷房運転時の入口側、または暖房運転時の入口側となる流路内に、冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材を設けたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
圧縮機、熱源側熱交換器、利用側熱交換器を備え、さらに利用側熱交換器を熱的に二分割してその間に除湿運転時に使用する除湿絞り装置を設け、除湿運転時には熱的に二分割された利用側熱交換器の上流側が凝縮器、下流側が蒸発器になって除湿を行う再熱除湿の冷凍サイクルにおいて、除湿運転時に入口側となる前記除湿絞り装置の流路内に、冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材を設けたことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
多孔質透過材の上流側にメッシュを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機および空気調和機用冷凍サイクルに関するもので、気液二相流に起因する騒音の低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機は、減圧装置の入口と出口において、それぞれ複数の配管に分岐した後、再度分岐した配管が合流する形状を有する配管を設けていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載された従来の空気調和機の冷凍サイクル図である。図８は、図７の減圧装置近傍の要部拡大図である。図８では、減圧装置４として膨張弁を用いている。図７に示すように、空気調和機本体は、圧縮機１、冷媒の循環方向を切り換える四方弁２、第１熱交換器３、冷媒の流量を制御する減圧装置４、第２熱交換器５を順次配管で接続され、第１熱交換器３と減圧装置４との間、かつ第２熱交換器５と減圧装置４との間で、かつ減圧装置４の入口と出口において、それぞれ複数の配管に分岐した後、再度分岐した配管が合流する形状を有する分岐合流配管１３を設けている。また、第１熱交換器３にはファン８を、第２熱交換器５にはファン９を設けている。
【０００４】
この分岐合流管１３により、分岐部で分流した気液二相冷媒が合流部で流れが衝突することで、気液の混合がされるため、流動様式が気液二相と液相の交互状態から変換して減圧装置４に流入するため、気液二相流に起因する流動音の音質を改善し、異音を低減することができるというものである。
【特許文献１】特開平９−３１８１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、複数の配管に分岐した後、再度分岐した配管が合流する形状を有する配管であるためスペースを要するものとなり、収納性が悪く小型化が困難になるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、減圧装置内部の２つの流路内において、それぞれ冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材を設けることにより、減圧装置前後の配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くし、冷媒気液二相流が原因で減圧装置から間欠的に発生する流動音を低減できる空気調和機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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、請求項１の空気調和機は、圧縮機、冷媒の循環方向を切り換える四方弁、第１熱交換器、前記冷媒の流量を制御する減圧装置、第２熱交換器を順次配管で接続し、冷房運転時には、上記圧縮機、上記四方弁、上記第１熱交換器、上記減圧装置、上記第２熱交換器の順に、また暖房運転時には、上記圧縮機、上記四方弁、上記第２熱交換器、上記減圧装置、上記第１熱交換器の順に、冷媒が流れるヒートポンプサイクルにおいて、上記減圧装置の少なくとも冷房運転時の入口側、または暖房運転時の入口側となる流路内に、冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材を設けたことを特徴とする。これによって、冷房運転または暖房運転時に冷媒気液二相流が原因で減圧装置から間欠的に発生する流動音を低減できるとともに、上記減圧装置の入口と出口の配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の空気調和機は、減圧装置前後の配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くし、冷媒気液二相流が原因で減圧装置から間欠的に発生する流動音を低減することができる。また、部品点数および組立コストを削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、圧縮機、冷媒の循環方向を切り換える四方弁、第１熱交換器、前記冷媒の流量を制御する減圧装置、第２熱交換器を順次配管で接続し、冷房運転時には、上記圧縮機、上記四方弁、上記第１熱交換器、上記減圧装置、上記第２熱交換器の順に、また暖房運転時には、上記圧縮機、上記四方弁、上記第２熱交換器、上記減圧装置、上記第１熱交換器の順に、冷媒が流れる冷凍サイクルにおいて、上記減圧装置の少なくとも冷房運転時の入口側、または暖房運転時の入口側となる流路内に、冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材を設けることにより、冷媒気液二相流が原因で減圧装置から間欠的に発生する流動音を低減できる。また、上記減圧装置の入口と出口の配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くすることができ、部品点数および組立コストを削減できる。
【００１０】
第２の発明は、圧縮機、熱源側熱交換器、利用側熱交換器を備え、さらに利用側熱交換器を熱的に二分割してその間に除湿運転時に使用する除湿絞り装置を設け、除湿運転時には熱的に二分割された利用側熱交換器の上流側が凝縮器、下流側が蒸発器になって除湿を行う再熱除湿の冷凍サイクルにおいて、除湿運転時に入口側となる前記除湿絞り装置の流路内に、冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材を設けることにより、上記除湿絞り装置の除湿運転時に、冷媒気液二相流が原因で除湿絞り装置から間欠的に発生する流動音を低減できる。また、入口側となる配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くすることができ、部品点数および組立コストを削減できる。
【００１１】
第３の発明は、冷房運転または除湿運転時に入口側となる絞り装置の流路内に設けた、冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材の上流側にメッシュを設けることにより、冷媒気液二相流が原因で除湿絞り装置から間欠的に発生する流動音を低減できる。また、絞り装置の冷房運転または除湿運転時に入口側となる配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くすることができ、部品点数および組立コストを削減できる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル図である。図１において、冷凍サイクルは、圧縮機１、四方弁２、熱交換器３、減圧装置４、熱交換器５を配管で各々接続してヒートポンプサイクルを構成する。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態１における空気調和機の減圧装置の部分断面図である。図では減圧装置４として電動膨張弁を用いている。冷房運転時は冷媒が第１流路１０から流入し、暖房運転時は冷媒が第２流路１１から流入する。
【００１５】
冷房運転時には、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は熱交換器３にてファン８で送られる空気により冷却され、高圧の液冷媒となる。この冷媒が減圧装置４に流入し、室内空気温度よりも低い温度の気液二相状態の冷媒となり、熱交換器５でファン９で送られる室内空気から熱を奪い蒸発し、再び圧縮機１に戻る。また、暖房運転時には四方弁
２を切り替えることで、冷媒の循環方向を逆転させる。即ち、冷媒は圧縮機１、四方弁２、熱交換器５、減圧装置４、熱交換器３、四方弁２の順に流れ再び圧縮機１に戻る。
【００１６】
この時、運転条件の影響で、冷房運転時では熱交換器３で凝縮しきれず、また、暖房運転時では熱交換器５で凝縮しきれずに、気液二相の状態で流出することがある。この場合、減圧装置４に気液二相の状態で冷媒が流入するため、この減圧装置４から間欠的な流動音が発生する。この間欠的に発生する流動音は冷媒の流動様式に関係しており、減圧装置４に気液二相の冷媒と液冷媒とが交互に流入することで発生している。即ち、減圧装置４に気液二相の状態で流入する時に、流動音は大きくなり、逆に液冷媒が流入する時に流動音が小さくなるため、この流動音のレベルの高低差が間欠的に聞こえる原因であることが、気液二相冷媒流の流動様式と流動音との観察からわかっている。
【００１７】
そこで、本発明では、減圧装置４の冷房運転時に入口側となる第１流路１０および暖房運転時に入口側となる第２流路１１内に、それぞれ冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材６を設けた。気液二相冷媒が多孔質透過材６に流入することで気相冷媒が微細化される。この結果、流動様式が変換して気液二相流に起因する流動音の音質を改善し、異音を低減することができる。
【００１８】
以上のように、本実施の形態においては、減圧装置の２つの流路内に、それぞれ冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材を設けることにより、冷媒中の気泡が微細化されるため、冷房運転時または暖房運転時において、減圧装置から間欠的に発生する流動音を低減することができる。また、減圧装置の入口と出口の配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くすることができ、部品点数および組立コストを削減できる。
【００１９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における空気調和機の減圧装置の部分断面図である。図３においては、図２の２箇所の多孔質透過材６の利暖房運転時のそれぞれの上流側にメッシュ７を設けたものである。冷房運転時は気液二相冷媒が第１流路１０から流入し、第１流路１０内のメッシュ７と多孔質透過材６に流入することで気相冷媒が微細化されるため、流動様式が変換して気液二相流に起因する流動音の音質を改善し、異音を低減することができる。また、暖房運転時は気液二相冷媒が第２流路１１から流入し、第２流路１１内のメッシュ７と多孔質透過材６に流入することで気相冷媒が微細化されるため、流動様式が変換して気液二相流に起因する流動音の音質を改善し、異音を低減することができる。
【００２０】
以上のように、本実施の形態においては、減圧装置内部の２つの流路内に、それぞれ冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材と多孔質透過材の上流側にメッシュを設けることにより、冷媒中の気泡が微細化されるため、冷房運転時または暖房運転時において、減圧装置から間欠的に発生する流動音を低減することができる。また、減圧装置の入口と出口の配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くすることができ、部品点数および組立コストを削減できる。
【００２１】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における空気調和機の冷凍サイクル図である。図４において、サイクルは、圧縮機１、四方弁２、熱交換器３、冷房運転時と暖房運転時に絞りとして使用する減圧装置４、熱交換器５ａ、除湿運転時に絞りとして使用する除湿絞り装置１２、熱交換器５ｂ、配管で各々接続して構成する。たとえば、減圧装置４及び除湿絞り装置１２に電動膨張弁を用いる。
【００２２】
冷房運転時及び暖房運転時の場合では、減圧装置４を絞りとして用いる。この時、除湿
絞り装置１２は絞りが全開とし、配管と同程度の圧力損失となり、減圧装置としての役目は果たさない。その結果、熱交換器５ａと熱交換器５ｂは一つの熱交換器となり、冷房運転時には蒸発器、暖房運転時には凝縮器の機能を果たす。サイクル構成は、前記の図１と等価となる。
【００２３】
また、除湿運転時の場合では、減圧装置４の絞りは全開となり、配管と同程度の圧力損失となり、減圧装置としての役目は果たさない。この時、減圧装置としての役目を行うのは除湿絞り装置１２である。除湿運転時では、冷媒は圧縮機１、四方弁２、熱交換器３、減圧装置４、熱交換器５ａ、除湿絞り装置１２、熱交換器５ｂ、四方弁２、圧縮機１の順に循環させる。この時、除湿絞り装置１２の上流側に位置する熱交換器５ａと熱交換器３は、凝縮器の役目を行い、除湿絞り装置１２の下流側に位置する熱交換器５ｂは蒸発器の役目を行う。
【００２４】
図５、図６は、本発明の実施の形態３における空気調和機の除湿絞り装置の部分断面図であり、図５においては除湿運転時の冷媒入口側となる第１流路１０に多孔質透過材６を設け、図６においては、さらにその上流側にメッシュ７を設けたものである。除湿運転時は気液二相冷媒が第１流路１０側から流入し、第１流路１０内の多孔質透過材６に流入することで、気相冷媒が微細化されるため、流動様式が変換し、気液二相流に起因する流動音の音質を改善し、異音を低減することができる。
【００２５】
また、除湿運転時は気液二相冷媒が第１流路１０側から流入し、第１流路１０内のメッシュ７と多孔質透過材６に流入することで、気相冷媒が微細化されるため、流動様式が変換し、気液二相流に起因する流動音の音質を改善し、異音を低減することができる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態においては、除湿運転時に入口側となる除湿絞り装置内部の第１流路内に、冷媒中の気泡を微細化する円柱状に形成された多孔質透過材と多孔質透過材の上流側にメッシュを設けることにより、冷媒中の気泡が微細化されるため、除湿運転時において、除湿絞り装置から間欠的に発生する流動音を低減することができる。また、除湿絞り装置の除湿運転時に入口側となる配管形状を小型（コンパクト）にして、収納性を良くすることができ、部品点数および組立コストを削減できる。
【００２７】
なお、以上説明した構成において、多孔質透過材６またはメッシュ７は必ずしも冷暖共の２箇所に設ける必要はなく、冷房運転時もしくは暖房運転時のどちらかで、顕著に間欠的な流動音が流れる場合、減圧装置の入口流路と出口流路の必要な一方のみに円柱状に形成された多孔質透過材を設けることで、着目する流動音の音質改善と異音を低減するという構成でも良い。
【００２８】
また、本発明の空気調和機の冷凍サイクルはヒートポンプサイクルに限るものではなく、４方弁を含まない単一方向の冷凍サイクルをも含む。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、減圧装置から間欠的に発生する流動音を低減することが可能となるので、セパレート式及び一体式の空気調和機で、特にインバータ機、一定速機等の用途に適用できる。また、減圧装置としては例えば膨張弁がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル図
【図２】本発明の実施の形態１における空気調和機の減圧装置の部分断面図
【図３】本発明の実施の形態２における空気調和機の減圧装置の部分断面図
【図４】本発明の実施の形態３における空気調和機の冷凍サイクル図
【図５】本発明の実施の形態３における空気調和機の除湿絞り装置の部分断面図
【図６】本発明の実施の形態３における空気調和機の除湿絞り装置の部分断面図
【図７】従来の空気調和機の冷凍サイクル図
【図８】図７の減圧装置近傍の要部拡大図
【符号の説明】
【００３１】
１  圧縮機
２  四方弁
３，５  熱交換器
４  減圧装置（電動膨張弁）
６  多孔質透過材
７  メッシュ
１０  第１流路
１１  第２流路
１２  除湿絞り装置（電動膨張弁）
【図１】
2007225163.tif 000003
【図２】
2007225163.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007225163.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007225163.tif 000008
【図７】
2007225163.tif 000009
【図８】
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