WO2008026568A1

WO2008026568A1 - Refrigeration system

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Publication number: WO2008026568A1
Application number: PCT/JP2007/066615
Authority: WO
Inventors: Satoshi Ishikawa; Masanori Masuda; Masahide Higuchi
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2009-02-28
Also published as: JP4940832B2; AU2007289778A1; CN102003848B; EP2060861A4; US20100275632A1; AU2007289778B2; JP2008057828A; KR20090042281A; CN101501421B; CN102003848A; CN101501421A; EP2060861A1

Description

明細書

冷凍装置

技術分野

[0001] 本発明は、冷凍装置、特に、圧力脈動を低減することができる冷凍装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、冷媒として二酸化炭素を採用する冷凍装置が商品化されて!/、る。しかし、このように冷凍装置の冷媒として二酸化炭素を採用すると、冷媒の密度および音速が大きくなり必然的に圧力脈動が大きくなるという問題が生じる。このような問題に対し、近年、冷凍装置の圧力脈動を低減させる方法が種々提案されている（例えば、特許文献 1 ,特許文献 2,非特許文献 1 ,および非特許文献 2参照)。

特許文献 1：特開平 6— 10875号公報

特許文献 2 :特開 2004— 218934号公報

非特許文献 1 :山田栄、大谷厳，「オリフィスおよび兀型配列空気そうによる脈動除去」，日本機会学会論文集（第 2部），昭和 43年 12月，第 34巻，第 268号， p. 2139— 2145

非特許文献 2 :社団法人日本機会学会編，「事例に学ぶ流体関連振動」，第 1版，技報堂出版株式会社， 2003年 9月 20日， p. 190- 193

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 本発明の課題は、冷媒として二酸化炭素を採用している冷凍装置の圧力脈動を十分に低減することにある。

課題を解決するための手段

[0004] 第 1発明に係る冷凍装置は、冷媒として二酸化炭素が充填される冷凍装置であつて、圧縮機構、放熱器、膨張機構、蒸発器、および π型消音器を備える。圧縮機構は、冷媒を圧縮する。放熱器は、圧縮機構から吐出される冷媒を放熱させる。膨張機構は、放熱器から流出する冷媒を減圧する。蒸発器は、膨張機構から流出する冷媒を蒸発させる。兀型消音器は、第 1消音空間、第 2消音空間、および第 1連通路を有する。第 1連通路は、第 1消音空間と第 2消音空間とを連通させる。そして、この π型消音器は、圧縮機構の冷媒吐出側と放熱器の入口側との間および蒸発器の出口側と圧縮機構の冷媒吸入側との間の少なくとも一方に組み込まれる。

この冷凍装置では、圧縮機構の冷媒吐出側と放熱器の入口側との間および蒸発器の出口側と圧縮機構の冷媒吸入側との間の少なくとも一方に π型消音器が組み込まれる。このため、この冷凍装置では、冷媒として二酸化炭素を採用する場合であつても十分に圧力脈動を低減することができる。

[0005] 第 2発明に係る冷凍装置は、第 1発明に係る冷凍装置であって、圧縮機構は、回転式の圧縮機構であって最小回転数が Ν である。そして、第 1連通路の長さが S /2

mm 1

(1/V +1/V ) (c/πΝ )²よりも長い。

1 2 mm

(なお、ここで、 Sは連通路の断面積であり、 Vは第 1消音空間の体積であり、 Vは

1 1 2 第 2消音空間の体積であり、 cは冷媒中の音速であり、 πは円周率であり、 Ν は圧

mm 縮機構の最小回転数である）

ところで、 π型消音器のカットオフ周波数 fは、下式（1)で表される。

i = c/n {^> /2\ (1/V +1/V )} (1)

(なお、ここで、 cは冷媒中の音速であり、 πは円周率であり、 Sは連結路の断面積であり、 1は連結路の長さであり、 Vは第 1消音空間の体積であり、 Vは第 2消音空間

1 1 2

の体積である。 )

ここで、カットオフ周波数 fを圧縮機構の最小回転数以下にするためには、下式（2) を満たす必要がある。

c/% {S /2\ (1/V +1/V )}<N (2)

1 1 1 2 min

そして、この不等式（2)を 1について解くと、下式（3)のようになる。

1〉S /2(1/V +1/V ) (c/πΝ )² (3)

1 1 1 2 min

この冷凍装置では、圧縮機構の最小回転数が N であり、第 1連通路の長さが S

mm 1

/2(1/V +1/V ) (c/πΝ ) ²よりも長い。つまり、この冷凍装置では、上記不

1 2 min

等式（3)の条件を満たす。このため、この冷凍装置では、 π型消音器のカットオフ周波数を圧縮機構の最小回転数以下にすることができる。

[0006] 第 3発明に係る冷凍装置は、第 1発明または第 2発明に係る冷凍装置であって、第 1連通路は、長さ力^ /2fよりも短い。

t

(なお、ここで、 cは冷媒中の音速であり、 f は目標低減最高周波数である）

t

ところで、兀型消音器の減衰率 σは下式 (4)で表される。

σ = ~ [ {cos (1 ω /c)—V ω sin (1 ω /c ) /cS } ²+ i/s²{ (v +v ) ω cos (1 o) Z c) / c + S sin (1 ω Z c)—V V ω sin (1 ω c) c } ²〕 (4)

(なお、ここで、は連結路の長さであり、 ωは脈動角周波数であり、 cは冷媒中の音速であり、 Sは連結路の断面積であり、 Sは π型消音器に連通する冷媒通路の断面積であり、 Vは第 1消音空間の体積であり、 Vは第 2消音空間の体積である）

1 2

ここで、例えば、 V = 300cc、 V = 300cc、 S = 0. 785cm², S = 0. 785cm², c

1 2 1

= 230m/s、l_i = 0. 3mとして、式（4)から減衰率 σを計算すると、周波数の増加に伴って減衰率 σが一旦減少した後に再度増加する傾向が現れる（つまり、極小値が存在する）。そして、この周波数領域は、 1が長くなるに従って、低下する傾向にある。このような減衰率 σの極小値に対応する周波数は、連結路において共鳴が生じる周波数 (以下、共鳴周波数 fという）に対応し下式（5)で表される。

f =c/21 (5)

ここで、目標低減最高周波数 fよりも小さい周波数を低減するためには、下式（6)を t

満たす必要がある。

c/21 > f (6)

1 t

そして、この不等式（6)を 1について解くと、下記（7)式のようになる。

1 < c/2f (7)

1 t

この冷凍装置では、第 1連通路の長さ力 c/2fよりも短い。つまり、この冷凍装置で t

は、上記不等式（7)の条件を満たす。このため、この冷凍装置では、目標低減最高周波数 fよりも小さ!/、周波数を低減することができる。

t

[0007] 第 4発明に係る冷凍装置は、第 1発明から第 3発明のいずれかに係る冷凍装置であって、第 1消音空間は、油分離器または気液分離器の内部空間である。

この冷凍装置では、油分離器または気液分離器の内部空間が第 1消音空間とされる。このため、この冷凍装置は、簡素化されることができる。

[0008] 第 5発明に係る冷凍装置は、第 1発明から第 4発明のいずれかに係る冷凍装置であって、第 3消音空間および第 2連通路をさらに有する。第 2連通路は、第 2消音空間と第 3消音空間とを連通させる。

この冷凍装置では、第 3消音空間および第 2連通路が設けられる。このため、この冷凍装置では、圧力脈動をさらに低減することができる。

発明の効果

[0009] 第 1発明に係る冷凍装置では、冷媒として二酸化炭素を採用する場合であっても十分に圧力脈動を低減することができる。

第 2発明に係る冷凍装置では、 71型消音器のカットオフ周波数を圧縮機構の最小回転数以下にすることができる。

第 3発明に係る冷凍装置では、目標低減最高周波数 fよりも小さい周波数を低減

t

すること力 Sでさる。

第 4発明に係る冷凍装置は、簡素化されることができる。

第 5発明に係る冷凍装置では、圧力脈動をさらに低減することができる。図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路図である。

[図 2]本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路に組み込まれる π型消音器の縦断面図である。

[図 3]変形例 (Α)に係る π型消音器の縦断面図である。

[図 4]変形例 (Α)に係る π型消音器の縦断面図である。

[図 5]変形例 (Β)に係る π型消音器の縦断面図である。

[図 6]変形例（Β)に係る π型消音器の縦断面図である。

[図 7]変形例 (Β)に係る π型消音器の縦断面図である。

[図 8]変形例（C)に係る π型消音器の縦断面図である。

[図 9]変形例（D)に係る π型消音器の縦断面図である。

[図 10]変形例（Ε)に係る π型消音器の縦断面図である。

[図 11]変形例（F)に係る π型消音器の縦断面図である。

[図 12]変形例（F)に係る π型消音器の縦断面図である。

[図 13]変形例 (G)に係る兀型消音器の縦断面図である。符号の説明

[0011] 1 空気調和装置 (冷凍装置）

11 圧縮機 (圧縮機構）

13 室外熱交換器 (放熱器，蒸発器）

15 第 1電動膨張弁 (膨張機構）

17 第 2電動膨張弁 (膨張機構）

31 室内熱交換器 (放熱器，蒸発器）

20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i, 20j , 20k π型消音

201 , 201c, 201i 第 1消音空間

202, 202c, 202i 第 2消音空間

203, 203a, 203b, 203c, 203f, 203g, 203i, 203j , 203k 連通路（第 1連結路）

発明を実施するための最良の形態

[0012] <空気調和装置の構成〉

本発明の実施の形態に係る空気調和装置 1の概略冷媒回路 2を図 1に示す。この空気調和装置 1は、二酸化炭素を冷媒として冷房運転および暖房運転が可能な空気調和装置であって、主に冷媒回路 2、送風ファン 26, 32、制御装置 23、高圧圧力センサ 21、温度センサ 22、および中間圧圧力センサ 24等から構成されている。冷媒回路 2には主に、圧縮機 11、 π型消音器 20、四路切換弁 12、室外熱交換器 13、第 1電動膨張弁 15、受液器 16、第 2電動膨張弁 17、および室内熱交換器 31が配備されており、各装置は、図 1に示されるように、冷媒配管を介して接続されている

〇

そして、本実施の形態において、空気調和装置 1は、分離型の空気調和装置であつて、室内熱交換器 31および室内ファン 32を主に有する室内ユニット 30と、圧縮機 11、 71型消音器 20、四路切換弁 12、室外熱交換器 13、第 1電動膨張弁 15、受液器 16、第 2電動膨張弁 17、高圧圧力センサ 21、中間圧圧力センサ 24、温度センサ 22、および制御装置 23を主に有する室外ユニット 10と、室内ユニット 30の冷媒液等配管と室外ユニット 10の冷媒液等配管とを接続する第 1連絡配管 41と、室内ユニット 30の冷媒ガス等配管と室外ユニット 10の冷媒ガス等配管とを接続する第 2連絡配管 42とから構成されているともいえる。なお、室外ユニット 10の冷媒液等配管と第 1連絡配管 41とは室外ユニット 10の第 1閉鎖弁 18を介して、室外ユニット 10の冷媒ガス等配管と第 2連絡配管 42とは室外ユニット 10の第 2閉鎖弁 19を介してそれぞれ接続されている。

[0013] (1)室内ユニット

室内ユニット 30は、主に、室内熱交換器 31および室内ファン 32等を有している。室内熱交換器 31は、空調室内の空気である室内空気と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。

室内ファン 32は、ユニット 30内に空調室内の空気を取り込み、室内熱交換器 31を介して冷媒と熱交換した後の空気である調和空気を再び空調室内への送り出すためそして、この室内ユニット 30は、このような構成を採用することによって、冷房運転時には室内ファン 32により内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器 31を流れる液冷媒とを熱交換させて調和空気（冷気）を生成し、暖房運転時には室内ファン 32により内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器 31を流れる超臨界冷媒とを熱交換させて調和空気（暖気）を生成することが可能となって!/、る。

[0014] (2)室外ユニット

室外ユニット 10は、主に、圧縮機 11、 π型消音器 20、四路切換弁 12、室外熱交換器 13、第 1電動膨張弁 15、受液器 16、第 2電動膨張弁 17、室外ファン 26、制御装置 23、高圧圧力センサ 21、温度センサ 22、および中間圧圧力センサ 24等を有している。

圧縮機 11は、吸入管を流れる低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮して超臨界状態とした後、吐出管に吐出するための装置である。なお、本実施の形態では、この圧縮機 1 1は、インバータ式の回転型圧縮機である。

π型消音器 20は、図 1に示されるように、圧縮機 11の吐出側と四路切換弁 12との間に配置されている。この π型消音器 20は、図 2に示されるように、第 1消音空間 20 1、第 2消音空間 202、および第 1消音空間 201と第 2消音空間 202とを連通させる連通路 203から構成される。なお、本実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1消音空間 201には第 1冷媒通路 204を介して圧縮機 11の吐出路が接続され、第 2消音空間 202には第 2冷媒通路 205を介して室外熱交換器 13または室内熱交換器 31の伝熱路が接続される。つまり、冷媒は、常に、第 1消音空間 201→連結路 203→第 2 消音空間 202の順に流れる。第 1消音空間 201は、略円柱形の空間であって、軸方向の上端に冷媒通路 204が接続され、軸方向の下端に連通路 203が接続される。第 2消音空間 202は、略円柱形の空間であって、軸方向の上端に連通路 203が接続され、軸方向の下端に冷媒通路 205が接続される。連通路 203は、第 1消音空間 201および第 2消音空間 202よりも半径が小さな略円柱形の通路であって、両側には第 1消音空間 201と第 2消音空間 202が接続されている。なお、本実施の形態に係る π型消音器 20では、第 1消音空間 201、第 2消音空間 202、および連通路 203 の軸は重なっている。そして、この連通路 203の長さは、 S /2 (1/V + 1/V ) (c

1 1 2

/ π Ν ) ²よりも長く c/2fよりも短い。なお、ここで、 Sは連通路 203の断面積であ mm t 1

り、 Vは第 1消音空間 201の体積であり、 Vは第 2消音空間 202の体積であり、 cは

1 2

二酸化炭素中の音速であり（圧力力 OMPaのときその密度は 221. 6kg/m³となり音速は 252m/secとなる）、 πは円周率であり、 Ν は圧縮機 11の最小回転数であ

min

り、 f は目標低減最高周波数である。なお、本実施の形態に係る空気調和装置 1で t

は、この π型消音器 20は、第 1消音空間 201と第 2消音空間 202とが鉛直方向に沿つて上下に並ぶように室外ユニット 10に収容されている。

四路切換弁 12は、各運転に対応して、冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には圧縮機 11の吐出側と室外熱交換器 13の高温側とを接続するとともに圧縮機 11の吸入側と室内熱交換器 31のガス側とを接続し、暖房運転時には圧縮機 11の吐出側と第 2閉鎖弁 19とを接続するとともに圧縮機 11の吸入側と室外熱交換器 13のガス側とを接続することが可能である。

室外熱交換器 13は、冷房運転時において圧縮機 11から吐出された高圧の超臨界冷媒を空調室外の空気を熱源として冷却させることが可能であり、暖房運転時には室内熱交換器 31から戻る液冷媒を蒸発させることが可能である。第 1電動膨張弁 15は、室外熱交換器 13の低温側から流出する超臨界冷媒 (冷房運転時)あるいは受液器 16を通って流入する液冷媒 (暖房運転時)を減圧するためのものである。

[0016] 受液器 16は、運転モードや空調負荷に応じて余剰となる冷媒を貯蔵しておくためのものである。

第 2電動膨張弁 17は、受液器 16を通って流入してくる液冷媒 (冷房運転時)あるいは室内熱交換器 31の低温側から流出する超臨界冷媒 (暖房運転時)を減圧するためのものである。

室外ファン 26は、ユニット 10内に室外の空気を取り込み、室外熱交換器 13を介して冷媒と熱交換した後の空気を排気するためファンである。

高圧圧力センサ 21は、圧縮機 11の吐出側に設けられている。

温度センサ 22は、第 1電動膨張弁 15の室外熱交換器側に設けられている。

中間圧圧力センサ 24は、第 1電動膨張弁 15と受液器 16との間に設けられている。

[0017] 制御装置 23は、高圧圧力センサ 21、温度センサ 22、中間圧圧力センサ 24、第 1 電動膨張弁 15、および第 2電動膨張弁 17等に通信接続されており、温度センサ 22 力、ら送られてくる温度情報や、高圧圧力センサ 21から送られてくる高圧圧力情報、中間圧圧力センサ 24から送られてくる中間圧圧力情報に基づいて第 1電動膨張弁 15 および第 2電動膨張弁 17の開度を制御する。

<空気調和装置の動作〉

空気調和装置 1の運転動作について、図 1を用いて説明する。この空気調和装置 1 は、上述したように冷房運転および暖房運転を行うことが可能である。

(1)冷房運転

冷房運転時は、四路切換弁 12が図 1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機 11 の吐出側が室外熱交換器 13の高温側に接続され、かつ、圧縮機 11の吸入側が第 2 閉鎖弁 19に接続された状態となる。また、このとき、第 1閉鎖弁 18および第 2閉鎖弁 19は開状態とされる。

[0018] この冷媒回路 2の状態で、圧縮機 11を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機 11に吸入され、圧縮されて超臨界状態となった後、四路切換弁 12を経由して室外熱交換器 1 3に送られ、室外熱交換器 13において冷却される。なお、このとき、冷媒の圧力脈動は π型消音器 20によって減衰される。

そして、この冷却された超臨界冷媒は、第 1電動膨張弁 15に送られる。そして、第 1 電動膨張弁 15に送られた超臨界冷媒は、減圧されて飽和状態とされた後に受液器 16を経由して第 2電動膨張弁 17に送られる。第 2電動膨張弁 17に送られた飽和状態の冷媒は、減圧されて液冷媒となった後に第 1閉鎖弁 18を経由して室内熱交換器 31に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。

そして、そのガス冷媒は、第 2閉鎖弁 19、内部熱交換器 14、および四路切換弁 12 を経由して、再び、圧縮機 11に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。

[0019] (2)暖房運転

暖房運転時は、四路切換弁 12が図 1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機 11 の吐出側が第 2閉鎖弁 19に接続され、かつ、圧縮機 11の吸入側が室外熱交換器 1 3のガス側に接続された状態となっている。また、このとき、第 1閉鎖弁 18および第 2 閉鎖弁 19は開状態とされる。

この冷媒回路 2の状態で、圧縮機 11を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機 11に吸入され、圧縮されて超臨界状態となった後、四路切換弁 113、および第 2閉鎖弁 19を経由して室内熱交換器 31に供給される。なお、このとき、冷媒の圧力脈動は π型消音器 20によって減衰される。

そして、その超臨界冷媒は、室内熱交換器 31において室内空気を加熱するとともに冷却される。冷却された超臨界冷媒は、第 1閉鎖弁を通って第 2電動膨張弁 17に送られる。第 2電動膨張弁 17に送られた超臨界冷媒は、減圧されて飽和状態とされた後に受液器 16を経由して第 1電動膨張弁 15に送られる。第 1電動膨張弁 15に送られた飽和状態の冷媒は、減圧されて液冷媒となった後に内熱交換器 14を経由して室外熱交換器 13に送られて、室外熱交換器 13において蒸発されてガス冷媒となる。そして、このガス冷媒は、四路切換弁 12を経由して、再び、圧縮機 11に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。

[0020] <空気調和装置の特徴〉

(1) 本実施の形態に係る空気調和装置 1では、圧縮機 11の吐出管に π型消音器 20が接続される。このため、この空気調和装置 1では、十分に圧力脈動を低減することができる。

(2)

本実施の形態に係る空気調和装置 1では、この π型消音器 20が、第 1消音空間 2 01と第 2消音空間 202とが鉛直方向に沿って上下に並ぶように室外ユニット 10に収容されている。このため、この空気調和装置 1では、 π型消音器 20に冷凍機油が溜まるのを防止することができる。

(3)

本実施の形態に係る π型消音器 20では、この連通路の長さが S /2 (1/V + 1 /V ) (c/ π N ) ²よりも長く c/2fよりも短レ、。このため、この空気調和装置 1では、

2 min t

π型消音器 20のカットオフ周波数を圧縮機構の最小回転数以下にすることができると共に目標低減最高周波数 fよりも小さ!/、周波数を低減することができる。

t

[0021] <変形例〉

(A)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1消音空間 201の下端力も第 1消音空間 201の軸方向に沿って延び第 2消音空間 202の上端に接続される連通路 20 3を有する π型消音器 20が採用された力このような π型消音器 20に代えて図 3に示されるような π型消音器 20aを採用してもよい。この π型消音器 20aでは、第 1消音空間 201の下端から第 1消音空間 201の軸方向に沿って延びる連通路 203aが第 2消音空間 202の上端を貫通して第 2消音空間 202の内部にまで揷入されている。このような π型消音器 20aを採用すれば、 π型消音器の全体の大きさを変えることなく連結路のみを長く延ばすことができる。 π型消音器では、連結路は長ければ長いほど圧力脈動低減効果が大きくなる。つまり、兀型消音器の全体の大きさを変えることなく圧力脈動低減効果を大きくすることができる。

[0022] また、図 4に示されるような π型消音器 20bを採用してもよい。この π型消音器 20b では、連通路 203bが第 1消音空間 201の軸に沿って第 1消音空間 201の内部から第 1消音空間 201の下端を通って外部に延び更に第 2消音空間 202の上端を貫通して第 2消音空間 202の内部まで延びている。そして、この π型消音器 20bでは、第 1消音空間 201内の連通路 203bの下端部に油戻し穴 206が設けられている。このような π型消音器 20bを採用すれば、 π型消音器に冷凍機油が溜まるのを防止することができると共に π型消音器の全体の大きさを変えることなく連結路のみを長く延ばすこと力 Sできる。 π型消音器では、連結路は長ければ長いほど圧力脈動低減効果が大きくなる。つまり、 π型消音器に冷凍機油が溜まるのを防止することができると共に兀型消音器の全体の大きさを変えることなく圧力脈動低減効果を大きくすることができる。

[0023] (Β)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1消音空間 201、第 2消音空間 20 2、および連通路 203の軸が一直線上に重なり鉛直方向を向いて!/、る π型消音器 2 0が採用された力このような π型消音器 20に代えて図 5に示されるような π型消音器 20cを採用してもよい。この π型消音器 20cでは、第 1消音空間 201cおよび第 2消音空間 202cは互いの側方に近接して配置されており、両消音空間 201c, 202cの軸は鉛直方向に沿っているが一直線上には重なっていない。そして、この π型消音器 20cでは、連通路 203cが、 U字形状を呈しており、第 1消音空間 201cの下端から第 2消音空間 202cの下端まで延びている。このような π型消音器 20bを採用すれば、 π型消音器の全長を短くすることができる。したがって、室外ユニット 10における π 型消音器の配置の選択肢を広げることができる。

[0024] また、図 6に示されるような π型消音器 20dを採用してもよい。この π型消音器 20d は、図 5に示される π型消音器 20cの連通路 203cにメッシュ部材を充填したものである。このような π型消音器 20dを採用すれば、さらに、連通路 203c内で反射波が生じるのを防止すること力 Sできる。

また、図 7に示されるような π型消音器 20eを採用してもよい。この π型消音器 20e は、図 5に示される π型消音器 20cの第 1消音空間 201cおよび第 2消音空間 202c の内部にまで第 1冷媒通路 204eおよび第 2冷媒通路 205eを挿入したものである。このような π型消音器 20eを採用すれば、さらに、第 1消音空間 201cおよび第 2消音空間 202cに冷凍機油が溜まらないようにすることができる。 (c)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1消音空間 201、第 2消音空間 20 2、および連通路 203の軸が一直線上に重なり鉛直方向を向いて!/、る π型消音器 2 0が採用された力このような π型消音器 20に代えて図 8に示されるような π型消音器 20fを採用してもよい。この π型消音器 20fでは、第 1消音空間 201cおよび第 2消音空間 202cは互いの側方に近接して配置されており、両消音空間 201c, 202cの軸は鉛直方向に沿っているが一直線上には重なっていない。そして、この π型消音器 20fでは、連通路 203cが、 U字形状を呈しており、第 1消音空間 201cの内部から上端を貫通して第 2消音空間 202cの上端まで延びさらに第 2消音空間 202c上端を貫通して第 2消音空間 202cの内部にまで延びている。このような π型消音器 20fを採用すれば、兀型消音器の全長を短くすることができ、第 1消音空間 201cおよび第 2消音空間 202cに冷凍機油が溜まるのを防止することができ、 π型消音器の全体の大きさを変えることなく連結路のみを長く延ばすことができる。したがって、室外ュニット 10における π型消音器の配置の選択肢を広げることができ、第 1消音空間 201cおよび第 2消音空間 202cに冷凍機油が溜まるのを防止することができ、さらに、 π型消音器の全体の大きさを変えることなく圧力脈動低減効果を大きくすることができる。

(D)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1消音空間 201、第 2消音空間 20 2、および連通路 203の軸が一直線上に重なり鉛直方向を向いて!/、る π型消音器 2 0が採用された力このような π型消音器 20に代えて図 9に示されるような π型消音器 20gを採用してもよい。この π型消音器 20gでは、第 1消音空間 201cおよび第 2 消音空間 202cは互いの側方に近接して配置されており、両消音空間 201c, 202c の軸は鉛直方向に沿っているが一直線上には重なっていない。そして、この π型消音器 20gでは、連通路 203cが、 S字形状を呈しており、第 1消音空間 201cの下端から第 2消音空間 202cの上端まで延びてレ、る。このような π型消音器 20gを採用すれば、兀型消音器に冷凍機油が溜まることを防止することができ、兀型消音器の全長を短くすること力 Sでき、兀型消音器の全体の大きさを変えることなく連結路を長くすること力 Sできる。 π型消音器では、連結路は長ければ長いほど圧力脈動低減効果が大きくなる。つまり、 π型消音器に冷凍機油が溜まることを防止することができ、室外ュニット 10における π型消音器の配置の選択肢を広げることができ、 π型消音器の全体の大きさを変えることなく圧力脈動低減効果を大きくすることができる。なお、第 1消音空間 201cの下端力も延びる連通路 203gは、第 2消音空間 202cの上端を貫通して第 2消音空間 202cの内部にまで延びて!/、てもよ!/、。

[0026] (E)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1消音空間 201、第 2消音空間 20 2、および連通路 203の軸が一直線上に重なり鉛直方向を向いて!/、る π型消音器 2 0が採用された力このような π型消音器 20に代えて図 10に示されるような π型消音器 20hを採用してもよい。この π型消音器 20hでは、第 1消音空間 201cおよび第 2 消音空間 202cは互いの側方に近接して配置されており、両消音空間 201c, 202c の軸は鉛直方向に沿っているが一直線上には重なっていない。そして、この π型消音器 20hでは、第 1冷媒通路 204hが第 1消音空間 201cの下端に接続されており、第 2冷媒通路 205hが第 2消音空間 202cの下端に接続されている。そして、さらに、この π型消音器 20hでは、連通路 203cが、 U字形状を呈しており、第 1消音空間 20 lcの下端から第 2消音空間 202cの下端まで延びて!/、る。このような π型消音器 20h を採用すれば、兀型消音器に冷凍機油が溜まることを防止することができると共に兀型消音器の全長を短くすることができる。したがって、兀型消音器に冷凍機油が溜まることを防止することができると共に室外ユニット 10における π型消音器の配置の選択肢を広げること力 Sできる。

[0027] (F)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1消音空間 201、第 2消音空間 20 2、および連通路 203の軸が一直線上に重なり鉛直方向を向いて!/、る π型消音器 2 0が採用された力 S、このような _π型消音器 20に代えて図 11に示されるような π型消音器 20iを採用してもよい。この π型消音器 20iは、第 1消音空間 201iおよび第 2消音空間 202の軸が一直線上に重なり水平方向を向くように室外ユニット 10に収容される。そして、この π型消音器 20iでは、第 1消音空間 201iの外端の最下部に第 1冷媒通路 204が接続され、第 2消音区間の 202iの外端の最下部に第 2冷媒通路 205が接続される。そして、さらに、この π型消音器 20iでは、連通路 203iが、第 1消音空間 201iの内端の最下部と第 2消音空間 202iの内端の最下部とを接続している。このような π型消音器 20iを採用すれば、 π型消音器に冷凍機油が溜まることを防止すること力 Sできる。

[0028] また、図 12に示されるような π型消音器 20jを採用してもよい。この π型消音器 20j は、連通路 20¾が第 1消音空間 201iの内部から第 1消音空間 201iの内端の最下部および第 2消音空間 202iの内端の最下部を貫通して第 2消音空間 202iの内部にまで延びている。このような π型消音器 20jを採用すれば、 π型消音器に冷凍機油が溜まることを防止すること力 Sできると共に π型消音器の全体の大きさを変えることなく連結路を長くすることができる。 π型消音器では、連結路は長ければ長いほど圧力脈動低減効果が大きくなる。つまり、兀型消音器に冷凍機油が溜まることを防止すること力 Sできると共に _π型消音器の全体の大きさを変えることなく圧力脈動低減効果を大さくすること力でさる。

(G)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1消音空間 201、第 2消音空間 20 2、および連通路 203の軸が一直線上に重なり鉛直方向を向いて!/、る π型消音器 2 0が採用された力このような π型消音器 20に代えて図 13に示されるような π型消音器 20kを採用してもよい。この π型消音器 20kは、第 1消音空間 201i、第 2消音空間 202、および連通路 203kの軸が一直線上に重なり水平方向を向くように室外ュニット 10に収容される。そして、この π型消音器 20kでは、第 1消音空間 201iの下端から第 1油抜き通路 206kが延びており、第 2消音空間 202iの下端から第 2油抜き通路 2 07kが延びている。なお、第 1油抜き通路 206kおよび第 2油抜き通路 207kは、途中で合流しキヤピラリーを介して圧縮機 11の吸入管に接続されている。このような π型消音器 20kを採用すれば、 π型消音器に冷凍機油が溜まることを防止することができる。なお、連通路 203kは、第 1消音空間 201iの内部から第 1消音空間 201iの内端の中心および第 2消音空間 202iの内端の中心を貫通して第 2消音空間 202iの内部にまで延びて!/、てもよ!/、。

[0029] (H) 先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、兀型消音器 20が圧縮機 11の吐出管に接続されたが、これに代えて、 π型消音器 20を圧縮機 11の吸入管に接続してもよい。また、圧縮機 11の吐出管と吸入管の両方に π型消音器 20を接続するようにしてあよい。

(I)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、特に言及しなかったが、冷媒回路 2 に油分離器や、気液分離器、受液器などの容器が存在する場合には、それらの内部空間を第 1消音空間または第 2消音空間として利用してもよい。このようにすれば、冷媒回路 2を簡素化することができる。

ω

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、消音空間 201 , 202が 2つ存在する π型消音器 20が採用された力これに代えて、消音空間が 3つ以上存在する π型消音器を採用してもよい。このようにすれば、さらなる圧力脈動低減効果を期待できる。

[0030] (Κ)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、インバータ式の回転型圧縮機が採用されたが、これに代えて、定速回転式の圧縮機を採用してもよい。

(L)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、冷媒として二酸化炭素が採用された 1S これに代えて、 R22や R410Aなどの冷媒を採用してもよい。ちなみに、圧力が 1 . 5MPaのときその密度は 56. 4kg/m³となりその音速は 169m/secとなる。また、圧力が 2· 4MPaのときその密度は 83· 3kg/m³となりその音速は 174m/secとな

(M)

先の実施の形態に係る兀型消音器 20では、第 1消音空間 201の形状が円柱形状であった力 S、本発明において第 1消音空間 201の形状は特に限定されず例えば直方体や立方体などであってもよレ、。

[0031] (N)

先の実施の形態に係る兀型消音器 20では、第 2消音空間 202の形状が円柱形状であった力 S、本発明において第 2消音空間 202の形状は特に限定されず例えば直方体や立方体などであってもよレ、。

(O)

先の実施の形態に係る π型消音器 20では、第 1消音空間 201および第 2消音空間 202が同形状および同体積とされた力本発明において第 1消音空間 201および第 2消音空間 202は形状および体積が異なって!/、てもかまわな!/、。

(Ρ)

先の実施の形態に係る π型消音器 20では、連通路 203の形状が円柱形状であつたが、本発明において第 2消音空間 202の形状は特に限定されず例えば直方体などであってもよい。

産業上の利用可能性

本発明に係る冷凍装置は、冷媒として二酸化炭素を採用する場合であっても十分に圧力脈動を低減することができるという特徴を有するため、二酸化炭素などの超臨界冷媒を冷媒として採用した冷凍装置に好適である。

Claims

請求の範囲

冷媒として二酸化炭素が充填される冷凍装置であって、

前記冷媒を圧縮する圧縮機構（11)と、

前記圧縮機構から吐出される冷媒を放熱させる放熱器（13)と、

前記放熱器から流出する冷媒を減圧する膨張機構（15)と、

前記膨張機構から流出する冷媒を蒸発させる蒸発器 (31)と、

第 1消音空間（201 , 201c, 201i)、第 2消音空間（202, 202c, 202i)、および前記第 1消音空間と前記第 2消音空間とを連通させる第 1連通路（203, 203a, 203b, 203c, 203f, 203g, 203i, 203j , 203k)を有し、前記圧縮機構の冷媒吐出佃 Jと前記放熱器の入口側との間および前記蒸発器の出口側と前記圧縮機構の冷媒吸入側との間の少なくとも一方に組み込まれる π型消音器（20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i, 20j , 20k)と、

を備える、冷凍装置（1)。

前記圧縮機構は、最小回転数が N である回転式の圧縮機構であり、

mm

前記第 1連通路は、長さが S /2 (1/V + 1/V ) (c/ π Ν ) ²よりも長い、

丄 1 2 mm

min 縮機構の最小回転数である）

請求項 1に記載の冷凍装置。

前記第 1連通路は、長さが c/2fよりも短い、

t

請求項 1または 2に記載の冷凍装置。

前記第 1消音空間は、油分離器または気液分離器の内部空間である、

請求項 1から 3の!/、ずれかに記載の冷凍装置。

前記 71型消音器は、第 3消音空間と、前記第 2消音空間と前記第 3消音空間とを連通させる第 2連通路とをさらに有する、

請求項 1から 4の!/、ずれかに記載の冷凍装置。