JP2008145030A - 多室形空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】１台の室外ユニットに、複数台の室内ユニットを接続してなる多室形空気調和装置において、他の室内ユニットが暖房運転している場合に停止またはサーモＯＦＦしている室内ユニットの熱交換器では冷媒がある程度凝縮、液化され、気液の二相流れになっており、暖房時の冷媒の溜まり込み防止の為に、微小開度に設定された電子膨張弁やキャピラリチューブ等の絞り部を冷媒が通過すると、絞り部通過後の冷媒状態が乱されて冷媒音が発生するという課題があった。
【解決手段】室内ユニット２ａ，２ｂ内における電子膨張弁１６ａ，１６ｂの暖房出口側にレシーバ１１ａ，１１ｂを設けることにより、冷媒回路に管路径を急拡大する部分を設けるため、マフラー効果が得られ、圧力変動を低減して音の発生源になるのを防ぐとともに、騒音の大きさそのものを低減することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、１台の室外ユニットに、複数台の室内ユニットを接続してなる多室形空気調和装置において、他の室内ユニットが暖房運転中に運転を停止している室内ユニットの冷媒回路内から発生する冷媒音の抑制に関するものである。

従来の多室型空気調和機について図８を用いて説明する。図８は多室形空気調和機の冷凍サイクル図で、室外ユニット１と室内ユニット２ａ，２ｂとは冷媒配管により接続されている。室外ユニット１は圧縮機１０３、四方切換弁１０４、室外熱交換器１０５、室外ファン１０６、室外モータ１０７、アキュムレータ１０８等を備えており、液管１０９には膨張弁１１０と逆止弁１１１が並列に接続されている。室内ユニット２ａ，２ｂは各々室内熱交換器１２ａ，１２ｂ、室内ファン１３ａ，１３ｂ、室内モータ１４ａ，１４ｂ等を備えており、液管１５ａ，１５ｂには電子膨張弁１６ａ，１６ｂが接続されている。

冷房運転時は圧縮機１０３から吐出されたガス冷媒は実線矢印で示すように、四方切換弁１０４を経て室外熱交換器１０５に入り、ここで室外モータ１０７によって駆動される室外ファン１０６によって導入された室外空気に放熱することによって、凝縮液化する。この液冷媒は通路抵抗をできるだけ小さくするため全開となっている膨張弁１１０と並列に接続されている逆止弁１１１を経て室内ユニット２ａ，２ｂに入る。そして、電子膨張弁１６ａ，１６ｂで絞られることによって断熱膨張した後、室内熱交換器１２ａ，１２ｂに入り、ここで室内モータ１４ａ，１４ｂによって駆動される室内ファン１３ａ，１３ｂによって導入された室内空気から吸熱することによって蒸発気化する。このガス冷媒は室外ユニット１０に戻り、四方切換弁１０４、アキュムレータ１０８を経て圧縮機１０３に吸入される。

暖房運転時は、四方切換弁４が上記と逆に切換えられ、圧縮機３から吐出されたガス冷媒は破線矢印で示すように、四方切換弁１０４を経て、室内ユニット２ａ，２ｂ内の室内熱交換器１２ａ，１２ｂに入り、ここで室内モータ１４ａ，１４ｂによって駆動される室内ファン１３ａ，１３ｂによって導入された室内空気に放熱することによって、凝縮液化する。この後、通路抵抗をできるだけ小さくするため全開となっている電子膨張弁１６ａ，１６ｂを経て、室外ユニット１０内の膨張弁１１０で絞られることによって断熱膨張した後、室外熱交換器１０５に入り、ここで室外モータ１０７によって駆動される室外ファン１０６によって室外空気から吸熱することによって、蒸発気化する。このガス冷媒は四方切換弁１０４、アキュムレータ１０８を経て圧縮機１０３に戻る。

室内ユニット２ａ，２ｂは個々に接続されたリモコンを操作することによって、室内ユニット毎に冷房、暖房、送風等の運転モード切換えや室温設定等が可能であり、冷房、暖房運転時は設定された室温に維持されるよう自動運転される。

暖房運転時は室内ユニットに備えた室温センサーがリモコン設定温度より低く、送風機が運転中で、暖かい空気で室内を暖房している状態をサーモＯＮ状態、室内ユニットに備えた室温センサーがリモコン設定温度より高く、送風機が停止中で、暖房していない状態をサーモＯＦＦ状態とするが、例えば、室内ユニット２ａがサーモＯＦＦ、送風運転停止のいずれかにあり、室内ユニット２ｂが暖房運転中においては、室内ユニット２ａ内の電子膨張弁１６ａが閉鎖され、室内熱交換器１２ａへの冷媒の流入が遮断される。ただし、暖房運転時には電子膨張弁１６ａを全閉とすると室内熱交換器１２ａ内に冷媒が溜り込むこととなるので、これを防止するため電子膨張弁１６ａを微少開度とし微少量の冷媒を流
しているが、微少量の冷媒流通音を抑制するために、電子膨張弁１６ａ，１６ｂと並列に、キャピラリチューブ等の絞り機構１７ａ，１７ｂと逆止弁１８ａ，１８ｂを直列接続し、暖房時のみ所定の微少冷媒量を流すようにしている（例えば特許文献１参照）。
特開平７―３１０９６２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、他の室内ユニットが暖房運転している場合に停止またはサーモＯＦＦしている室内ユニットの熱交換器では冷媒がある程度凝縮、液化されるが、熱交換器出口で全て液相の流れにはなっておらず、実際には気液の二相流れになっている。この状態で所定の微少冷媒量を流すために微小開度に設定された電子膨張弁やキャピラリチューブ等の絞り部を冷媒が通過すると、冷媒流速が大きくなるため、絞り部通過後の冷媒状態が乱されることになり、そこで冷媒音が発生してしまい、運転を停止しているにも関わらず、冷媒音が聞こえるため、ユーザーに不快感を与えていた（ファンが送風運転している場合はファンの送風音により冷媒音が掻き消されるため、問題にはならない）。

また、気象条件、据付条件など、運転条件が変化した場合に冷媒が通過する絞り部が所定の微少冷媒量を流すために一定の通路抵抗に設定されているので、圧力が高い条件では流速がさらに大きくなり、冷媒音がより大きくなるという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、他の室内ユニットが暖房運転している場合に停止、またはサーモＯＦＦしている室内ユニット内の絞り部通過後の冷媒状態を整流することにより冷媒音を抑制する多室型空気調和機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために本発明は、１台の室外ユニットと、前記室外ユニットに接続された複数台の室内ユニットを有し、前記室内ユニットには冷媒回路に設けた膨張弁を備えた多室形空気調和装置において、前記膨張弁の暖房出口側にレシーバを備えるもので、レシーバ部分で流路が広くなるため、冷媒の運動エネルギーが消費され、圧力変動を低減して音の発生源になるのを防ぐとともに、室内ユニット内の冷媒回路に管路径を急拡大する部分を設けるため、マフラー効果が得られ、騒音の大きさそのものを抑制することができる。

また、前記レシーバを逆円錐型に成型し、膨張弁からレシーバに接続される配管がレシーバ上部に接線方向に接続されるよう形成したもので、膨張弁通過後の気液二相流がレシーバ内部を沿うようにして下部へ流れるようにするため、乱流になるのを防ぎ、冷媒音が発生するのを抑えることができる。

また、前記逆円錐型レシーバの内部にらせん状の溝が形成されていることを特徴とする。

また、前記逆円錐型レシーバの内部にらせん状のコイルを内蔵していることを特徴とする。

また、前記レシーバから暖房出口側接続配管に到る冷媒回路が前記レシーバ上部に接続された配管と下部に接続された配管の２つに分岐されていることを特徴とする。

本発明は、暖房運転時の膨張弁出口側にレシーバを備えることにより、流路が広くなる
ため、冷媒の運動エネルギーが消費され、圧力変動を低減して音の発生源になるのを防ぐとともに、室内ユニット内の冷媒回路に管路径を急拡大する部分を設けるため、マフラー効果が得られ、騒音の大きさそのものを抑制することができる。

また、逆円錐型レシーバに接続される配管がレシーバ上部に接線方向に接続されることにより、膨張弁通過後の気液二相流がレシーバ内部を沿うようにして下部へ流れるようにするため、乱流になるのを防ぎ、冷媒音が発生するのを抑えることができる。

また、逆円錐型レシーバの内部にらせん状の溝を形成することにより、気相と液相の割合が変動したり、流速が変動したりする場合においても管壁に沿った流れにすることができ、乱流になるのを防ぎ、冷媒音が発生するのを抑えることができる。

また、逆円錐型レシーバの内部にらせん状のコイルを内蔵することにより、上記と同様の効果が得られ、壁面内部に溝を形成する必要が無いので、製造工程を簡略化し、安価にレシーバを製造することができる。

また、暖房出口側接続配管に到る冷媒回路が前記逆円錐型レシーバ上部に接続された配管と下部に接続された配管の２つに分岐することにより、液相と気相をできるだけ分離して、音の発生源となることを防ぎ、ユーザーにとって音の影響の少ない室内ユニット外部で合流させて、冷媒音の発生を抑えることができる。

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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の請求項１について図１と図２を用いて説明する。既に上述した内容については上述を参照して割愛する。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２は実施の形態１における多室形空気調和機のレシーバの断面図である。

図１において、室内ユニット２ｂがサーモＯＮ状態で暖房運転中に、室内ユニット２ａが運転停止またはサーモＯＦＦ状態であるとする。室内ユニット２ｂが運転中とすると、室内ユニット２ａ内の電子膨張弁１６ａはあらかじめ設定された微少な開度に固定される。冷媒は室内ユニット２ａの熱交換器１２ａを通って、室内空気に放熱するため、ある程度凝縮液化するが、完全に液化するまでには到らず、熱交換器１２ａの出口部では気液二相流となっている。この二相状態で微少な開度に固定される電子膨張弁１６ａを通過すると、流速が増し、レシーバ１１ａの入口から冷媒が流入され、レシーバ１１ａ内に拡散することになる。

このとき、冷媒は管路径の広いところへ流れ込むことになり、流速は遅くなるので、冷媒音は大きくはならない。また、マフラー効果により、音が発生しても抑制することができる。そしてレシーバ１１ａ内でエネルギーを発散した冷媒は最下部の出口に収束され、接続配管へ流れていくことになるが、ここでは気相と液相が膨張弁通過時よりも一定の割合で流れることになり、冷媒音の発生は低減される。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における多室形空気調和機のレシーバの断面図で、（ａ）は横断面、（ｂ）は縦断面を示すものである。また、図４は、本発明の第２の実施の形態における多室形空気調和機のレシーバの接続構成図である。

図４のようにレシーバ２１への入口配管２２を、レシーバ２１の上部に接線方向に接続している。この様に接続すると、冷媒は遠心力によりレシーバ２１の内壁面に沿う流れとなり、下部の出口２３よりスムーズに流出する。

冷媒音は液相が多い二相流の場合は不連続に発生する気泡同士がぶつかったり、壁面にぶつかったりする場合に騒音の原因となり、気相が多い二相流の場合は液滴が液面から飛び散る場合に騒音の原因となるが、逆円錐形にすることにより、レシーバ下部へ流れていく速度を低下させ、内壁面に沿わせることができるため、二相流を効果的に整流することができ、冷媒音を低減することができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における多室形空気調和機のレシーバの断面図で、（ａ）は横断面、（ｂ）は縦断面を示すものである。図５において、レシーバ３１の内壁面にらせん状の溝３５を形成している。

このような溝３５を形成することにより、運転条件の変化によって冷媒状態が変化しても、二相流を効果的に整流することができ、冷媒音を低減することができる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施の形態における多室形空気調和機のレシーバの断面図で、（ａ）は横断面、（ｂ）は縦断面を示すものである。図６において、レシーバ４１の内部には内壁面に沿って螺旋状に形成したコイル４５が封入されており、レシーバ内部で固定されている。材質は例えばステンレス製等、形状が変形しにくいものが望ましい。

実施の形態４における作用は前述の実施の形態３における場合と同じであり、同様の効果が得られるが、レシーバ４１の形状はそのままでコイルの幅を変えることができるため、能力の異なる室内ユニットにも汎用的にレシーバを使用することができ、安価にレシーバを製造することができる。

（実施の形態５）
図７は、本発明の第４の実施の形態における多室形空気調和機のレシーバを含めた近傍の配管の断面図である。図７において、レシーバ５１は実施の形態２〜４におけるレシーバにおいて上部配管５４を追加したもので、上部配管５４は下部配管５５より通路抵抗が小さくなるようにして構成している。

このように構成したレシーバ５１内に流れ込んだ冷媒は、気相を上部配管５４から流し、液相を下部配管５５から流すことができ、レシーバ出口部５３から接続配管における気液二相状態を完全に回避することができ、より一層冷媒音を低減することができる。

また、上記各実施の形態では、多室型空気調和機における暖房時の停止号機で利用する例で説明したが、膨張機構をもつ室外機にも同様に利用することができる。

本発明の実施の形態１における多室型空気調和機の冷凍サイクルの構成図 本発明の実施の形態１における多室型空気調和機のレシーバの断面図 本発明の実施の形態２における多室型空気調和機のレシーバの断面図、（ａ）横断面を示す図、（ｂ）縦断面を示す図 本発明の実施の形態２における多室型空気調和機のレシーバの接続構成図 本発明の実施の形態３における多室型空気調和機のレシーバの断面図、（ａ）横断面を示す図、（ｂ）縦断面を示す図 本発明の実施の形態４における多室型空気調和機のレシーバの断面図、（ａ）横断面を示す図、（ｂ）縦断面を示す図 本発明の実施の形態５における多室型空気調和機のレシーバ近傍の要部断面図 従来の多室形空気調和機の冷凍サイクル図

符号の説明

１ 室外ユニット
２ａ，２ｂ 室内ユニット
１０３ 圧縮機
１０４ 四方切換弁
１０５ 室外熱交換器
１０６ 室外ファン
１０７ 室外モータ
１０８ アキュムレータ
１０９ 液管
１１０ 膨張弁
１１１ 逆止弁
１２ａ，１２ｂ 室内熱交換器
１３ａ，１３ｂ 室内ファン
１４ａ，１４ｂ 室内モータ
１５ａ，１５ｂ 液管
１６ａ，１６ｂ 電子膨張弁
１１ａ，１１ｂ，２１，３１，４１，５１ レシーバ
２２，３２，４２，５２ レシーバ入口
２３，３３，４３，５３ レシーバ出口
５４ 上部配管
５５ 下部配管

Claims (5)

1. １台の室外ユニットと、前記室外ユニットに接続された複数台の室内ユニットを有し、前記室内ユニットには冷媒回路に設けた膨張弁を備えた多室形空気調和装置において、前記膨張弁の暖房出口側にレシーバを備えたことを特徴とする多室形空気調和機。
2. レシーバを逆円錐型に形成し、膨張弁から接続される配管がレシーバの上部で接線方向に接続されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の多室形空気調和機。
3. レシーバの内部にらせん状のコイルを内蔵していることを特徴とする請求項２に記載の多室形空気調和機。
4. レシーバの内部にらせん状の溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の多室形空気調和機。
5. レシーバから暖房出口側接続配管に到る冷媒回路が前記レシーバ上部に接続された配管と下部に接続された配管の２つに分岐されていることを特徴とする請求項１，４に記載の多室形空気調和機。