JP2008039276A - 冷媒流路切換ユニット及びそれを用いた空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱源側熱交換器と複数の利用側熱交換器とを有する冷媒回路に設けられ、冷媒配管と、冷媒流れを制御するための電磁弁等の制御弁と、を備えた冷媒流路切換ユニットにおいて、該制御弁の自励振動を減衰しつつ、ユニット全体のコンパクト化を図る。
【解決手段】ＢＳユニット（30A,30B）のケーシングの一部を構成する天板部（62）の内部に内部空間（S）を形成し、内部が連通路となる管状部（63）を該ＢＳユニット（30A,30B）の電磁弁（31,32）の入口側に接続する。天板部（62）の下面には、電磁弁（31,32,53）をかわすような凹部（62a,62a,62a）を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の利用側熱交換器が個別に冷暖房運転可能となるように冷媒の流れを切り換えるための冷媒流路切換ユニットに関し、特に、制御弁の動作に起因する騒音防止対策に係るものである。

従来より、空気調和機等の冷媒回路には、冷媒流れを遮断する電磁弁や一方向のみの冷媒流れを許容する逆止弁等の各種制御弁が設けられている。例えば、特許文献１に開示されている空気調和機は、熱源側熱交換器を有する室外ユニットと利用側熱交換器を有する複数の室内ユニットを備えている。そして、室外ユニットと各室内ユニットとのそれぞれの間には、中間ＢＳユニットとしての冷媒流路切換ユニットが接続されている。

具体的には、上記冷媒流路切換ユニットは、室外ユニットと複数の室内ユニットとを有する冷媒回路に設けられていて、冷媒配管と、該冷媒配管上に設けられた複数の電磁弁等と、を備えている。そして、この冷媒流路切換ユニットは、電磁弁の切換により、室内ユニットで蒸発した冷媒が流入して室外ユニットの圧縮機へ向かって流出する状態と、室外ユニットの圧縮機から吐出された冷媒が流入して室内ユニットへ向かって流出する状態とに切り換わるように構成されている。これにより、室内ユニット毎、すなわち利用側熱交換器毎に冷房と暖房とが個別に切り換わるようになっている。
特開平１１−２４１８４４号公報

ところで、上述のように利用側熱交換器毎に冷暖房運転を切り換えられるように冷媒流れを切換可能に構成された冷媒流路切換ユニットでは、冷媒流れの切り換えのために電磁弁などの制御弁が複数、必要になる。そして、例えば電磁弁を用いる場合、冷媒流れ切換時など低負荷時で冷媒圧力の低い状態で、弁体に設けられたバネの作用力等との関係により弁体が自励振動を起こすという問題があった。そして、この自励振動により、冷媒流路切換ユニットで騒音（チャタリング音）が発生するという問題が生じていた。

以下で、上述のように弁体の自励振動が発生する原理について詳しく説明する。図１１に示すように、電磁弁（SV）は、本体（101）と、弁体（102）と、バネ（103）と、電磁コイル（104）とを備えている。本体（101）には、冷媒の流通室（106）と弁体（102）の背部室（107）とを連通させる連通管（105）が設けられている。バネ（103）は、背部室（107）に設けられ、弁体（102）を流通室（106）側へ付勢している。電磁コイル（104）は、通電すると、電磁力が発生して弁体（102）を背部室（107）側へ引き上げるように構成されている。また、本体（101）の流通室（106）においては、通常、抵抗によって出口圧力が入口圧力よりも低くなる。

そして、図１１の（Ｘ）に示すように、電磁弁（SV）が閉状態の場合、流通室（106）側の連通管（105）の開口が弁体（102）によって遮断されている。つまり、流通室（106）の圧力が背部室（107）へ作用しないため、弁体（102）はバネ（103）によってのみ流通室（106）側へ押し付けられている。ここで、開閉弁（SV）を開く場合、電磁コイル（104）が通電して弁体（102）が引き上げられ、連通管（105）が連通状態になる。そうすると、流通室（106）の出口側の低圧冷媒が連通管（105）を通って背部室（107）へ流れ込む。したがって、弁体（102）は、自己の重力とバネ（103）の付勢力と低圧冷媒の圧力とによって、流通室（106）側へ押し付けられる。一方、弁体（102）は、電磁コイル（104）の電磁力と流通室（106）の入口圧力とによって、背部室（107）側へ押し付けられる。

ここで、流通室（106）における入口圧力と出口圧力の圧力差が十分大きい場合、弁体（102）に対する背部室（107）側への押し付け力が流通室（106）側への押し付け力に打ち勝つ。これにより、弁体（102）が引き上げられた状態（開状態）で固定される（図１１の（Ｙ）参照）。一方、流通室（106）における入口圧力と出口圧力の圧力差が小さいと、弁体（102）に対する流通室（106）側への押し付け力が打ち勝ち、弁体（102）が流通室（106）側へ押し戻される（図１１の（Ｚ）参照）。そうすると、流通室（106）において、入口と出口とが遮断されると共に、連通管（105）が遮断されるため、入口圧力が上昇する。これにより、再び弁体（102）が背部室（107）側へ引き上げられる。そして、これらの動作を繰り返すことにより、弁体（102）が自励振動を起こす。

これに対し、上記電磁弁（SV）の自励振動を減衰させる方法として、ヘルムホルツ共鳴器をユニットに設けることが考えられる。しかしながら、ヘルムホルツ共鳴器を設ける場合、上記自励振動を減衰させるような共鳴周波数に設定しようとすると、その周波数によっては大きな容積が必要になり、冷媒流路切換ユニットの大型化を招くおそれがある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱源側熱交換器と複数の利用側熱交換器とを有する冷媒回路に設けられ、冷媒配管と、冷媒流れを制御するための電磁弁等の制御弁と、を備えた冷媒流路切換ユニットにおいて、該制御弁の自励振動を減衰しつつ、ユニット全体のコンパクト化を図ることにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る冷媒流路切換ユニットでは、冷媒配管（3a,3b,3c）及び制御弁（31,32）を覆うように配設される天板部（62）の内部に消音空間（S）を設け、該消音空間（S）を連通路（63a）によってユニット内の冷媒の流路に連通させることで、ヘルムホルツ共鳴器（38,39）を構成するようにした。

具体的には、第１の発明は、熱源側熱交換器（23）と複数の利用側熱交換器（41,41）とを有する冷媒回路（R）に設けられ、冷媒配管（3a,3b,3c）と、該冷媒配管（3a,3b,3c）内の冷媒流れを制御する制御弁（31,32）と、を備え、上記利用側熱交換器（41,41）が個別に冷暖房運転可能となるように上記制御弁（31,32）によって冷媒回路（R）内の冷媒の流れを切り換える冷媒流路切換ユニットを対象とする。

そして、上記冷媒配管（3a,3b,3c）及び制御弁（31,32）を覆うように配設された天板部（62）を備え、上記天板部（62）には、上記制御弁（31,32）の動作音を低減するための消音空間（S）が形成されているとともに、該消音空間（S）をユニット内の冷媒の流路に連通させる連通路（63a,63a）が設けられているのとする。

以上の構成により、例えば低負荷時に制御弁（31,32）を流れる冷媒流量が少なくなって、該制御弁（31,32）の弁体に作用する冷媒圧力が低くなった場合でも、該弁体に生じる自励振動をユニット（30A,30B）の天板部（62）に設けられたヘルムホルツ共鳴器（38,39）によって減衰することができる。これにより、上記制御弁（31,32）の自励振動に起因する騒音を低減することができる。

そして、上述の構成では、ヘルムホルツ共鳴器（38,39）がユニット（30A,30B）の天板部（62）に形成されているため、ヘルムホルツ共鳴器を別部材として設けることなく、ユニット（30A,30B）内に一体に設けることができる。

ここで、上述のように電磁弁等の制御弁（31,32）が設けられる上記冷媒流路切換ユニット（30A,30B）では、冷媒配管（3a,3b,3c）の表面が結露して水滴が下へ落ちないように該冷媒配管（3a,3b,3c）の周囲を断熱処理する必要があるが、電磁弁の発熱部分（コイル等）については、冷却が必要なため、断熱処理を行わずに冷媒配管（3a,3b,3c）の外方へ突出させる必要がある。そのため、上記冷媒流路切換ユニット（30A,30B）では、上記電磁弁（31,32）及び冷媒配管（3a,3b,3c）の上方を覆うように配設される天板部（62）と該冷媒配管（3a,3b,3c）との間には、隙間が形成されている。

上述のように、上記隙間を利用して天板部（61）の内部に消音空間（S）を形成し、ヘルムホルツ共鳴器を構成することで、ユニット全体のサイズを大きくすることなく、電磁弁（31,32）の自励振動に起因する騒音を低減可能なヘルムホルツ共鳴器を設けることができる。

上述の構成において、上記制御弁（31,32）は、上記冷媒配管（3a,3b,3c）上に複数、設けられていて、上記天板部（62）の消音空間（S）には、上記複数の制御弁（31,32）に対応して該消音空間（S）を区画する仕切壁（64）が設けられており、該仕切壁（64）によって区画された空間（S1,S2）は、それぞれ、上記連通路（63a,63a）によってユニット内の冷媒流路に連通しているものとする（第２の発明）。

このように、ユニット（30A,30B）内の冷媒配管（3a,3b,3c）に複数の制御弁（31,32）が設けられている場合には、該複数の制御弁（31,32）に対応して天板部（62）の消音空間（S）を仕切壁（64）によって区画し、区画された空間（S1,S2）をユニット（30A,30B）内の冷媒流路に連通させることで、それぞれの制御弁（31,32）での自励振動を確実に減衰することができる。しかも、天板部（62）の内部を仕切壁（64）によって仕切ることで、別々にヘルムホルツ共鳴器を設ける場合に比べてコスト低減を図れる。

また、上記連通路（63a,63a）は、上記消音空間（S）を上記冷媒配管（3a,3b,3c）における上記制御弁（31,32）の入口側または出口側のいずれか一方に連通させるように設けられているのが好ましい（第３の発明）。

このように、上記消音空間（S）を冷媒配管（3a,3b,3c）における制御弁（31,32）の入口側若しくは出口側のいずれか一方に連通させることで、該制御弁（31,32）で発生する自励振動をより近い位置で効率良く減衰することができ、これにより、該自励振動に起因する騒音を効果的に低減することができる。

さらに、側板と底板とが一体形成された箱状の底フレーム部（61）を備えていて、上記天板部（62）は、上記底フレーム部（61）に接続固定されているのが好ましい（第４の発明）。これにより、ヘルムホルツ共鳴器（38,39）を構成する天板部（62）と、側板及び底板が一体形成された底フレーム部（61）との組み合わせでユニット（30A,30B）のフレームが形成されるため、組み立て時の作業効率の向上及び製造コストの低減を図れる。

特に、上記冷媒配管（3a,3b,3c）は、周囲を断熱材（66）により覆われ且つ上記連通路（63a,63a）を介して上記天板部（62）が接続固定された状態で、上記底フレーム部（61）内に収容されるのが好ましい（第５の発明）。

このように冷媒配管（3a,3b,3c）を断熱材（66）で覆ってユニット化するとともに、該冷媒配管（3a,3b,3c）に天板部（62）を接続固定した状態で、底フレーム部（61）内に収容して、上記冷媒流路切換ユニット（30A,30B）を構成することで、ヘルムホルツ共鳴器（38,39）を配管上の制御弁（31,32）近傍に確実に取り付けることができるとともに、底フレーム部（61）内に冷媒配管（3a,3b,3c）を配置して天板部（62）の連通路（63a,63a）を冷媒配管（3a,3b,3c）に接続する場合に比べて、ユニット（30A,30B）の組み立て作業性も向上することができる。

また、上記制御弁（61,62）は、上記冷媒配管（3a,3b,3c）から天板部（62）側に突出するように配設されていて、上記天板部（62）の下面には、上記制御弁（31,32）と干渉しないように該制御弁（31,32）に対応した位置に凹部（62a,62a）が設けられているものとする（第６の発明）。

上述のとおり、冷媒配管（3a,3b,3c）は、結露して水滴が落ちないように断熱処理を行う必要があるが、制御弁（31,32）は、コイルなどの発熱部位を冷却する必要があるため、上記構成のように、制御弁（31,32）を冷媒配管（3a,3b,3c）から天板部（62）側に突出させた状態にすることで、コイルなどの発熱部位を効果的に冷却することができる。

そして、上記冷媒配管（3a,3b,3c）よりも突出した制御弁（31,32）と干渉しないように天板部（62）の下面に凹部（62a,62a）を設けることで、該天板部（62）の下面を冷媒配管（3a,3b,3c）により近い位置まで下げることができる。これにより、上記天板部（62）と冷媒配管（3a,3b,3c）との間の空間を有効利用することができ、ユニット（30A,30B）を確実にコンパクトにすることができる。

さらに、空気調和機（10）が上記請求項１〜６に記載の冷媒流路切換ユニット（30A,30B）を備えている（第７の発明）ことで、利用側熱交換器（41,41）毎に冷暖房運転を切り換える際など、制御弁（31,32）の動作音が発生する場合に、該動作音をコンパクト且つ低コストな構成により確実に低減することができる。

本発明によれば、ユニット（30A,30B）の天板部（62）に消音空間（S）を設けて、制御弁（31,32）で発生する自励振動を減衰するためのヘルムホルツ共鳴器（38,39）として利用するようにしたため、別にヘルムホルツ共鳴器を設ける場合に比べて、コンパクト且つ低コストな構成で上記制御弁（31,32）の動作に起因する騒音を低減できる。

第２の発明によれば、ユニット（30A,30B）内に複数の制御弁（31,32）が設けられている場合には、該制御弁（31,32）に対応して天板部（62）の消音空間（S）を仕切壁（64）によって区画し、該区画された空間（S1,S2）をそれぞれユニット（30A,30B）内の冷媒流路に連通させるようにしたため、コンパクト且つ低コストな構成で複数の制御弁（31,32）の自励振動を確実に減衰させることができ、該制御弁（31,32）の動作に起因する騒音を確実に低減することができる。

第３の発明によれば、上記消音空間（S）を連通路（63a,63a）によって冷媒配管（3a,3b,3c）における制御弁（31,32）の入口側若しくは出口側のいずれか一方に連通させるようにしたため、該制御弁（31,32）で生じる自励振動を効果的に減衰することができ、該自励振動に起因する騒音を効率良く低減できる。

第４の発明によれば、天板部（62）は、箱状の底フレーム部（61）と接続固定されるため、ユニット（30A,30B）の組み立て作業の効率化を図れる。

第５の発明によれば、冷媒流路切換ユニット（30A,30B）は、冷媒配管（3a,3b,3c）及が断熱材（66）によって覆われてユニット化されるとともに、該冷媒配管（3a,3b,3c）に天板部（62）が接続固定された状態で底フレーム部（61）内に収容されてなるため、ヘルムホルツ共鳴器としての天板部（62）を冷媒配管（3a,3b,3c）の所定位置に確実に取り付けることができるとともに、ユニット（30A,30B）の組み立て作業性も向上することができる。

第６の発明によれば、制御弁（31,32）は冷媒配管（3a,3b,3c）から天板部（62）側に突出していて、該天板部（62）の下面には制御弁（31,32）をかわすように凹部（62a,62a）が設けられているため、制御弁（31,32）の加熱部分の冷却性能を確保しつつ、制御弁（31,32）の突出している空間、すなわち天板部（62）と冷媒配管（3a,3b,3c）との間の空間を有効利用することができ、ユニット（30A,30B）の小型化を図れる。

第7の発明によれば、空気調和機（10）は上記第１〜第６の発明に記載の冷媒流路切換ユニット（30A,30B）を備えているため、制御弁（31,32）の動作に起因する騒音をコンパクト且つ低コストな構成で確実に低減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に示すように、本実施形態１の空気調和機（10）は、ビル等に設けられ、各室内を冷暖房するものである。この空気調和機（10）は、室外ユニット（20）と、２台のＢＳユニット（30A,30B）と、２台の室内ユニット（40A,40B）とを備えている。そして、これら室外ユニット（20）等が冷媒配管である連絡配管で接続されて冷媒回路（R）を構成している。この冷媒回路（R）では、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。

上記室外ユニット（20）は、本実施形態の熱源側のユニットを構成している。室外ユニット（20）は、冷媒配管である、主管（2c）と第１分岐管（2d）と第２分岐管（2e）とを備えている。また、上記室外ユニット（20）は、圧縮機（21）、熱源側熱交換器である室外熱交換器（23）、室外膨張弁（24）および２つの電磁弁（26,27）を備えている。

上記主管（2c）は、一端が室外ユニット（20）外に配設された連絡配管である液配管（13）に接続され、他端が第１分岐管（2d）及び第２分岐管（2e）の一端に接続されている。該第１分岐管（2d）の他端は、室外ユニット（20）外に配設された連絡配管である低圧ガス配管（11）に接続されている。第２分岐管（2e）の他端は、室外ユニット（20）外に配設された連絡配管である高圧ガス配管（12）に接続されている。

上記圧縮機（21）は、冷媒を圧縮するための流体機械であり、例えば高圧ドーム型のスクロール式圧縮機により構成されている。上記圧縮機（21）の吐出管（2a）は、第２分岐管（2e）の途中に接続され、吸入管（2b）は、第１分岐管（2d）の途中に接続されている。なお、上記吸入管（2b）には、アキュムレータ（22）が設けられている。

上記室外熱交換器（23）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、主管（2c）の途中に設けられている。この室外熱交換器（23）の近傍には、室外ファン（25）が配設されていて、該室外熱交換器（23）で室外ファン（25）によって取り込まれた空気と冷媒とが熱交換するように構成されている。上記室外膨張弁（24）は、電子膨張弁により構成されたもので、主管（2c）における室外熱交換器（23）よりも液配管（13）側に設けられている。

上記２つの電磁弁（26,27）は、第１電磁弁（26）および第２電磁弁（27）である。第１電磁弁（26）は、第１分岐管（2d）における吸入管（2b）の接続点よりも室外熱交換器（23）側に設けられている。第２電磁弁（27）は、第２分岐管（2e）における吐出管（2a）の接続点よりも室外熱交換器（23）側に設けられている。これら電磁弁（26,27）は、冷媒流れを許容および遮断する制御弁を構成している。

上記各室内ユニット（40A,40B）は、本実施形態における利用側のユニットを構成している。各室内ユニット（40A,40B）は、連絡配管である中間配管（17）によって上記各ＢＳユニット（30A,30B）に接続されている。つまり、第１室内ユニット（40A）および第１ＢＳユニット（30A）が、第２室内ユニット（40B）および第２ＢＳユニット（30B）がそれぞれ対になるように接続されている。上記第１室内ユニット（40A）には、液配管（13）が接続されている一方、上記第２室内ユニット（40B）には、液配管（13）の途中から分岐した連絡配管である分岐液配管（16）が接続されている。

上記各室内ユニット（40A,40B）は、それぞれ、冷媒配管で互いに接続された室内熱交換器（41）と室内膨張弁（42）とを備えている。上記室内熱交換器（41）は、利用側熱交換器であり、連絡配管としての上記中間配管（17）に接続されている。

上記第１室内ユニット（40A）の室内膨張弁（42）は、液配管（13）に接続され、第２室内ユニット（40B）の室内膨張弁（42）は、分岐液配管（16）に接続されている。上記室内熱交換器（41）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。この室内熱交換器（41）の近傍には、室内ファン(図示省略)が配設されていて、該室内熱交換器（41）で室内ファンによって取り込まれた空気と冷媒とが熱交換するように構成されている。上記室内膨張弁（42）は、電子膨張弁により構成されている。

上記各ＢＳユニット（30A,30B）は、冷媒配管である、主管（3c）と第１分岐管（3a）と第２分岐管（3b）とを備えると共に、２つの電磁弁（31,32）を備えている。

上記主管（3c）は、一端が中間配管（17）に、他端が第１分岐管（3a）及び第２分岐管（3b）の一端にそれぞれ接続されている。第１ＢＳユニット（30A）において、第１分岐管（3a）の他端は低圧ガス配管（11）に接続され、第２分岐管（3b）の他端は高圧ガス配管（12）に接続されている。一方、第２ＢＳユニット（30B）の第１分岐管（3a）の他端は、低圧ガス配管（11）の途中から分岐した連絡配管である分岐低圧ガス配管（14）に接続されている。第２ＢＳユニット（30B）の第２分岐管（3b）の他端は、高圧ガス配管（12）の途中から分岐した連絡配管である分岐高圧ガス配管（15）に接続されている。なお、液配管（13）は第１ＢＳユニット（30A）内を通過していて、分岐液配管（16）は第２ＢＳユニット（30B）内を通過している。

上記電磁弁（31,32）は、第１電磁弁（31）が第１分岐管（3a）に、第２電磁弁（32）が第２分岐管（3b）に、それぞれ設けられている。これらの電磁弁（31,32）は、各ＢＳユニット（30A,30B）において冷媒流れを許容または遮断する制御弁を構成している。そして、これらの電磁弁（31,32）の開閉切換によって冷媒の流れを切り換えて、各室内ユニット（40A,40B）における冷暖房運転を個別に切り換えられるようになっている。

また、上記各ＢＳユニット（30A,30B）には、過冷却回路を構成するための過冷却用熱交換器（51）と過冷却用配管（52）とが設けられている。この過冷却用配管（52）は、一端が液配管（13）（若しくは分岐液配管（16））に接続されていて、上記過冷却用熱交換器（51）内を通過した後、他端が第１分岐管（3a）における第１電磁弁（31）と低圧ガス配管（11)（若しくは分岐低圧ガス配管（14））の接続点との間に接続されている。

そして、上記過冷却用配管（52）における一端と過冷却用熱交換器（51）との間には、第３電磁弁（53）及びキャピラリチューブ（54）が一端側から順に並んで設けられている。この第３電磁弁（53）の開度を調整することによって、過冷却回路へ流れ込む液冷媒の量が調整されるようになっている。

また、上記各ＢＳユニット（30A,30B）には、第１分岐管（3a）と第２分岐管（3b）とをバイパスさせる第１バイパス管（33）が設けられているとともに、該第２分岐管（3b）には、第２電磁弁（32）をバイパスするように第２バイパス管（34）が設けられている。上記第１バイパス管（33）にはキャピラリチューブ（35）が設けられている一方、上記第２バイパス管（34）には、逆止弁（36）が設けられている。なお、上記第２分岐管（3b）において、第１バイパス管（33）の接続点と第２バイパス管（34）の接続点との間にも、逆止弁（37）が設けられている。

さらに、上記各ＢＳユニット（30A,30B）には、共鳴器（38,39）が設けられている。これらの共鳴器（38,39）は、上記第１電磁弁（31）および第２電磁弁（32）で発生する自励振動を減衰させるためのもので、各ＢＳユニット（30A,30B）において、電磁弁（31,32）の冷媒入口側の配管（3a,3b）上に設けられている。すなわち、第１電磁弁（31）に対しては該第１電磁弁（31）と第１バイパス管（33）の接続点との間に、第２電磁弁（32）に対しては該第２電磁弁（32）と第１バイパス管（33）の接続点との間に、それぞれ共鳴器（38,39）が設けられている。

ここで、上記各ＢＳユニット（30A,30B）は、図２及び図３に示すように、ケーシング内に配管や電磁弁等が収納されたものであり、該ケーシングは、側面及び底面からなる箱状の底フレーム部（61）と、該底フレーム部（61）の上方を覆う天板部（62）とからなる。上記各ＢＳユニット（30A,30B）内のケーシング内に収容されている配管（3a,3b,3c,33,34,52）、各種弁（31,32,36,37,53）、キャピラリチューブ（35,54）及び過冷却用熱交換器（51）は、その周囲をウレタン材などの断熱部材（66）によって覆われてユニット化されている（以下、配管ユニット（70）と呼ぶ）。ただし、電磁弁（31,32,53）のコイル等、発熱する部分については、断熱部材（66）によって覆われることなく、図３（ｂ）に示すように配管（3a,3b,3c,…）等よりも上方に突出している。このように、上記各ＢＳユニット（30A,30B）では、電磁弁（31,32,53）のコイル等が突出して配置されるため、上記図３（ｂ）に示すように、天板部（62）と配管ユニット（70）との間に隙間が形成されている。

なお、上記図２及び図３において、各ＢＳユニット（30A,30B）内で符号の付されている構成部品のうち上記図１と同じものについては同じ符号を付している。また、上記図２及び図３において、符号43は、電磁弁（31,32,53）などを制御するためのコントローラとしての制御盤である。

上記各ＢＳユニット（30A,30B）の天板部（62）は、図３〜５に示すように、箱状の部材であり、その内部に消音空間としての内部空間（S）が形成されている。この内部空間（S）は、図４及び図５に示すように、仕切壁（64）によって２つの空間（S1,S2）に区画されていて、それぞれの空間（S1,S2）が上記天板部（62）の下面から延びる連通路（63a,63a）を介して上記電磁弁（31,32）の入口側の冷媒流路に連通している。すなわち、上記天板部（62）の下面には、下方に延びる管状部（63,63）が設けられていて、この管状部（63,63）の一端が天板部（62）の内部空間（S1,S2）に開口している一方、他端が分岐管（3a,3b）における電磁弁（31,32）の入口側に接続され、その内部が上記連通路（63a,63a）になっている。これにより、上記天板部（62）の内部空間（S1,S2）は、いわゆるヘルムホルツ共鳴器（38,39）を構成している。

このように、上記各ＢＳユニット（30A,30B）を構成する天板部（62,62）の内部に空間（S1,S2）を設け、電磁弁（31,32）の入口側と連通させることで、ヘルムホルツ共鳴器（38,39）を構成することができ、該電磁弁（31,32）の動作によって生じる自励振動をヘルムホルツ共鳴器（38,39）によって減衰させることができる。したがって、上記電磁弁（31,32）の自励振動に起因して発生する騒音を低減することができる。

しかも、上記天板部（62,62）の内部空間（S）を仕切壁（64）によって区画し、それぞれの空間（S1,S2）を複数の電磁弁（31,32）の入口側に連通させるようにしたため、電磁弁が複数、設けられている場合でも、ヘルムホルツ共鳴器を構成する空間を容易に形成することができる。つまり、複数の電磁弁の動作によって生じる騒音をより低コストな構成で確実に低減することができる。

また、上記天板部（62）は、図３（ｂ)、図４及び図５に示すように、下面の上記電磁弁（31,32,53）に対応する位置に該電磁弁（31,32,53）をかわせるような凹部（62a,62a,62a）が形成されている。これにより、上記配管ユニット（70）よりも上方に突出する上記電磁弁（31,32,53）のコイル部分等に上記天板部（62）が干渉するのを防止することができ、これにより、該天板部（62）を配管ユニット（70）に対してより近い位置に配置することが可能になる。したがって、上記各ＢＳユニット（30A,30B）のコンパクト化を図れる。

さらに、上記天板部（62）には、図４に示すように、その下面の周縁部から下方に向かって延びる取付部（65）が設けられている。この取付部（65）は、天板部（62）の下面を囲むように設けられていて、該天板部（62）と上記底フレーム部（61）とが組み合わされた場合に、下部が該底フレーム部（61）の側面上部と重なるように形成されている。そして、上記取付部（65）の底フレーム部（61）の側面上部と重なる部分には、複数のねじ穴（65a,65a,…）が形成されていて、該ねじ穴（65a,65a,…）と上記底フレーム部（61）の側面に形成されたねじ穴（図示省略）とにボルトを挿通させて締結することで、該底フレーム部（61）に接続固定されるようになっている。

−ＢＳユニットの組み立て−
上述のような構成を有する各ＢＳユニット（30A,30B）の組み立て方法について以下で説明する。

まず、各ＢＳユニット（30A,30B）の配管（3a,3b,3c,33,34,52）、各種弁（31,32,36,37,53）、キャピラリチューブ（35,54）及び過冷却用熱交換器（51）などの周囲をウレタン材などの断熱材（66）によって覆うことで配管ユニット（70）とする。一般的に、上記各ＢＳユニット（30A,30B）は天井裏などに配置されるため、配管等に結露が生じて水滴が落ちるのを防止する必要があるからである。

このとき、上述のとおり、上記各種弁（31,32,36,37,53）のうち冷媒の流量調整を行う電磁弁（31,32,53）については、コイル部分を配管等よりも上方側である天板部（62）側に突出させて、断熱材で覆わないようにする必要がある。これらの電磁弁（31,32,53）のコイル部分は、該電磁弁（31,32,53）の開閉動作に伴って発熱するため、冷却する必要があるからである。

そして、上述のように、配管（3a,3b,3c,33,34,52）等を断熱材（66）によって覆って一体化した後は、図６に示すように、上記電磁弁（31,32）の入口側の配管に天板部（62）の管状部（63,63）をロウ付け等により接続する。これにより、上記天板部（62）と配管ユニット（70）とを一体化することができる。なお、本実施形態では、上記配管（3a,3b,3c,33,34,52）等を断熱部材によって覆って配管ユニット（70）とした後、上記天板部（62）を組み付けるようにしているが、この限りではなく、上記配管（3a,3b）に対して天板部（62）を取り付けた後、配管（3a,3b,3c,33,34,52）等を断熱材（66）によって覆うようにしてもよい。

ここで、上記天板部（62）の下面には、上記配管ユニット（70）の上方に突き出た電磁弁（31,32,53）のモータ部分をかわすように凹部（62a,62a,62a）が設けられているので、該モータ部分と干渉するのを防止することができ、該天板部（62）を配管ユニット（70）に対してより近接した位置に配置できる。

その後、上述のように天板部（62）と一体化された配管ユニット（70）は、側板と底板とが一体形成された底フレーム部（61）内に収容され、その状態で上記天板部（62）の取付部（65）に設けられたねじ穴（65a,65a,…）と底フレーム部（61）のねじ穴（図示省略）とにボルトを挿通した状態で締結固定される。なお、本実施形態では、上記天板部（62）と底フレーム部（61）とをボルトによって締結固定するように構成されているが、この限りではなく、例えば溶接等によって接続するようにしてもよい。

このように、上記天板部（62）と底フレーム部（61）とを接続固定するという簡単な構成で上記各ＢＳユニット（30A,30B）のケーシングを構成することができるため、該各ＢＳユニット（30A,30B）の組み立て作業性を向上することができる。

また、上述のように、電磁弁（31,32）の入口側の配管（3a,3b）に管状部（63,63）で接続される天板部（62）を配管ユニット（70）に取り付けた後、上記底フレーム部（61）に接続固定するようにしたため、該底フレーム部（61）内に配管ユニット（70）を配置した後、上記天板部（62）の管状部（63,63）を配管に接続する場合に比べて、該管状部（63,63）と配管（3a,3b）との接続作業が容易になり、上記各ＢＳユニット（30A,30B）の組み立て時の作業性を向上することができる。

しかも、上記天板部（62）が電磁弁（31,32）の動作に起因する騒音の発生を抑制するヘルムホルツ共鳴器（38,39）を構成しているため、上記各ＢＳユニット（30A,30B）のケーシングの形成とヘルムホルツ共鳴器の取り付けとを同時に行うことができ、組み立て作業性を大幅に向上することができる。

−運転動作−
次に、上述のような構成を有する空気調和機（10）の運転動作を図面に基づいて説明する。この空気調和機（10）では、２つの室内ユニット（40A,40B）の双方が冷房または暖房を行う運転と、一方が冷房を行い他方が暖房を行う運転がある。

〈冷房運転〉
先ず、上記第１室内ユニット（40A）および第２室内ユニット（40B）の双方が冷房を行う場合について説明する。この冷房運転の場合、図７に示すように、室外ユニット（20）では、第１電磁弁（26）が閉状態に、第２電磁弁（27）が開状態に、室外膨張弁（24）が全開状態にそれぞれ設定される。各ＢＳユニット（30A,30B）では、第１電磁弁（31）が開状態に、第２電磁弁（32）が閉状態にそれぞれ設定される。各室内ユニット（40A,40B）では、室内膨張弁（42）が適切な開度に設定される。

上記の状態において、圧縮機（21）を駆動すると、該圧縮機（21）から吐出された高圧ガス冷媒が第２分岐管（2e）を通って室外熱交換器（23）へ流れる。室外熱交換器（23）では、冷媒が室外ファン（25）によって取り込まれた空気と熱交換して凝縮する。凝縮した冷媒は、主管（2c）を通って室外ユニット（20）の外へ流れ、液配管（13）へ流入する。液配管（13）の冷媒は、一部が分岐液配管（16）へ流れて第２室内ユニット（40B）へ流入し、残りが第１室内ユニット（40A）へ流入する。

上記第１室内ユニット（40A）および第２室内ユニット（40B）では、冷媒が室内膨張弁（42）で減圧された後、室内熱交換器（41）へ流れる。この室内熱交換器（41）では、冷媒が図示しない室内ファンによって取り込まれた空気と熱交換して蒸発する。これにより、空気が冷却され、室内の冷房が行われる。そして、室内熱交換器（41）で蒸発したガス冷媒は、各室内ユニット（40A,40B）の外へ流れ、中間配管（17）を通って各ＢＳユニット（30A,30B）へ流入する。

上記第１ＢＳユニット（30A）では、ガス冷媒が主管（3c）および第１分岐管（3a）を通ってユニット外へ流れ、低圧ガス配管（11）へ流入する。第２ＢＳユニット（30B）でも、ガス冷媒は主管（3c）および第１分岐管（3a）を通ってユニット外へ流れ、分岐低圧ガス配管（14）へ流入する。この分岐低圧ガス配管（14）のガス冷媒は、低圧ガス配管（11）へ流れる。低圧ガス配管（11）のガス冷媒は、室外ユニット（20）へ流入し、吸入管（2b）を通って再び圧縮機（21）へ戻り、この循環が繰り返される。

〈暖房運転〉
次に、上記第１室内ユニット（40A）および第２室内ユニット（40B）の双方が暖房を行う場合について説明する。この暖房運転の場合、図８に示すように、室外ユニット（20）では、第１電磁弁（26）が開状態に、第２電磁弁（27）が閉状態に、室外膨張弁（24）が適切な開度にそれぞれ設定される。各ＢＳユニット（30A,30B）では、第１電磁弁（31）が閉状態に、第２電磁弁（32）が開状態にそれぞれ設定される。各室内ユニット（40A,40B）では、室内膨張弁（42）が全開状態に設定される。

上記の状態において、圧縮機（21）を駆動すると、該圧縮機（21）から吐出された高圧ガス冷媒が室外ユニット（20）の外へ流れ、高圧ガス配管（12）へ流入する。高圧ガス配管（12）の冷媒は、一部が分岐高圧ガス配管（15）から第２ＢＳユニット（30B）へ流入し、残りが第１ＢＳユニット（30A）へ流入する。各ＢＳユニット（30A,30B）へ流入した冷媒は、第２分岐管（3b）および主管（3c）を流れた後、中間配管（17）を通って各室内ユニット（40A,40B）へ流入する。

上記各室内ユニット（40A,40B）では、冷媒が空気と熱交換して凝縮する。これにより、空気が加熱され、室内の暖房が行われる。第１室内ユニット（40A）で凝縮した冷媒は、液配管（13）へ流れる。第２室内ユニット（40B）で凝縮した冷媒は、分岐液配管（16）を通って液配管（13）へ流入する。液配管（13）の冷媒は、室外ユニット（20）へ流入し、主管（2c）を流れる。この主管（2c）の冷媒は、室外膨張弁（24）で減圧された後、室外熱交換器（23）へ流入する。室外熱交換器（23）では、冷媒が空気と熱交換して蒸発する。蒸発したガス冷媒は、第１分岐管（2d）および吸入管（2b）を通って再び圧縮機（21）へ戻り、この循環が繰り返される。

〈冷暖房運転〉
次に、一方の室内ユニット（40A,40B）で冷房を行い、他方の室内ユニット（40A,40B）で暖房を行う場合について説明する。先ず、上記冷房運転時に第２室内ユニット（40B）のみを暖房運転に切り換える場合について説明する。なお、ここでは、上記冷房運転と異なる点について説明する。

この冷暖房運転の場合、図９に示すように、上記冷房運転の状態において、第２ＢＳユニット（30B）の第１電磁弁（31）が閉状態に、第２電磁弁（32）が開状態にそれぞれ切り換えられる。また、第２室内ユニット（40B）の室内膨張弁（42）が全開状態に設定される。そうすると、圧縮機（21）から吐出された高圧のガス冷媒は、一部が第２分岐管（2e）へ、残りが高圧ガス配管（12）へそれぞれ流れる。高圧ガス配管（12）へ流れた冷媒は、分岐高圧ガス配管（15）を通って第２ＢＳユニット（30B）の第２分岐管（3b）へ流入する。第２分岐管（3b）の冷媒は、主管（3c）および中間配管（17）を通り、第２室内ユニット（40B）の室内熱交換器（41）へ流れる。

上記第２室内ユニット（40B）の室内熱交換器（41）では、冷媒が空気と熱交換して凝縮する。これにより、空気が加熱され、室内の暖房が行われる。第２室内ユニット（40B）で凝縮した冷媒は、分岐液配管（16）を通って液配管（13）へ流入し、室外ユニット（20）からの冷媒と合流する。合流後の冷媒は、そのまま液配管（13）を流れ、第１室内ユニット（40A）で蒸発する。これにより、室内の冷房が行われる。

次に、上記暖房運転時に第２室内ユニット（40B）のみを冷房運転に切り換える場合について説明する。なお、ここでは、上記暖房運転と異なる点について説明する。

この冷暖房運転の場合、図１０に示すように、上記暖房運転の状態において、第２ＢＳユニット（30B）の第１電磁弁（31）が開状態に、第２電磁弁（32）が閉状態にそれぞれ切り換えられる。また、第２室内ユニット（40B）の室内膨張弁（42）が適切な開度に設定される。そうすると、圧縮機（21）から高圧ガス配管（12）へ流れた冷媒の全量が第１ＢＳユニット（30A）へ流入する。この第１ＢＳユニット（30A）を流れた冷媒は、第１室内ユニット（40A）へ流れて凝縮する。これにより、第１室内ユニット（40A）で暖房が行われる。

上記第１室内ユニット（40A）で凝縮した冷媒は、液配管（13）へ流れる。液配管（13）の冷媒は、一部が分岐液配管（16）を通って第２室内ユニット（40B）へ流入し、残りが室外ユニット（20）へ流入する。第２室内ユニット（40B）では、冷媒が室内膨張弁（42）で減圧された後、室内熱交換器（41）で蒸発する。これにより、第２室内ユニット（40B）で冷房が行われる。第２室内ユニット（40B）で蒸発したガス冷媒は、中間配管（17）を通って第２ＢＳユニット（30B）へ流入する。第２ＢＳユニット（30B）を流れた冷媒は、分岐低圧ガス配管（14）を通って低圧ガス配管（11）へ流入する。低圧ガス配管（11）の冷媒は、室外ユニット（20）の第１分岐管（2d）へ流入し、室外熱交換器（23）からの冷媒と合流する。合流後の冷媒は、吸入管（2b）を通って再び圧縮機（21）へ戻る。

〈自励振動の減衰〉
上記運転中には、各ＢＳユニット（30A,30B）の電磁弁（31,32）においてその冷媒流量に応じて自励振動が生じる。例えば、各室内ユニット（40A,40B）において冷房負荷が小さくなると、圧縮機（21）の運転周波数が減少されるか、各室内ユニット（40A,40B）の室内膨張弁（42）が絞られる。つまり、冷媒回路（R）において冷媒循環量が低下し、各ＢＳユニット（30A,30B）の主管（3c）および第１分岐管（3a）の冷媒流量が低下する。そうすると、各ＢＳユニット（30A,30B）の第１電磁弁（31）において、弁体を支持するバネの作用力等との関係により自励振動が発生し、騒音となる。

これに対し、上述のように、電磁弁（31,32）の入口側に天板部（62）を利用したヘルムホルツ共鳴器（38,39）を設けることで、振動周波数は該共鳴器（38,39）の作用によって減衰される。したがって、電磁弁（31,32）の自励振動が減衰されて、騒音が低減される。

−実施形態の効果−
本実施形態によれば、電磁弁（31,32）の制御により冷媒回路（R）内の冷媒流れを切り換えて室内ユニット（40A,40B）を個別に冷暖運転可能に構成されたＢＳユニット（30A,30B）において、該各ユニット（30A,30B）のケーシングの一部を構成し、該各ユニット（30A,30B）内の電磁弁（31,32）や配管（3a,3b,3c,33,34,52）等を覆うように設けられた天板部（62）に内部空間（S）を形成し、この内部空間（S）をヘルムホルツ共鳴器（38,39）として利用するようにしたので、別に共鳴器を設けることなく省スペース且つ低コストな構成によって上記電磁弁（31,32）における自励振動を減衰させることができ、該電磁弁（31,32）の自励振動に起因する騒音を抑制することができる。

しかも、上記天板部（62）は、上記各ＢＳユニット（30A,30B）のケーシングの一部を構成し、側板と底板とが一体形成された底フレーム部（61）に接続固定されるため、簡単な構成で且つ容易にケーシングを構成することができ、上記各BSユニット（30A,30B）の組み立て作業性を向上することができる。

また、ＢＳユニット（30A,30B）の天板部（62）と配管ユニット（70）との間には、電磁弁（31,32,53）のコイル部分を突出させるため隙間が必要になるが、この隙間を利用して上記天板部（62）の内部にヘルムホルツ共鳴器の消音空間（S1,S2）を形成することで、ＢＳユニット（30A,30B）内の空間を有効活用することができる。特に、上記天板部（62）の下面に、上記電磁弁（31,32,53）の突出部分をかわすような凹部（62a,62a,62a）を形成することで、該天板部（62）を配管ユニット（70）により近い位置に配置することができ、ＢＳユニット（30A,30B）のさらなるコンパクト化を図れる。

さらに、ＢＳユニット（30A,30B）に騒音を生じる可能性のある複数の電磁弁（31,32）が設けられている場合には、上記天板部（62）内の空間を仕切壁（64）によって区画して、該区画された空間（S1,S2）を該電磁弁（31,32）の入口側の配管（3a,3b）にそれぞれ連通させることで、該複数の電磁弁（31,32）で生じる自励振動を低コスト且つコンパクトな構成で確実に抑制することができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態では、天板部（62）の管状部（63,63）を電磁弁（31,32）の入口側の配管（3a,3b）に接続するようにしているが、この限りではなく、該電磁弁（31,32）の出口側の配管（3b,3b）に接続するようにしてもよいし、冷媒流路において振動の大きい部分に接続するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、電磁弁（31,32）の自励振動を減衰するようにしているが、この限りではなく、例えば、逆止弁などの他の制御弁の自励振動を減衰するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、配管ユニット（70）から突出した電磁弁（31,32）のコイル部分をかわすために、天板部（62）の下面に凹部（62a,62a,62a）を形成するようにしているが、この限りではなく、該凹部（62a,62a,62a）を設けないようにしてもよい。この場合には、上記実施形態に比べてＢＳユニット（30A,30B）はあまりコンパクトにならないものの、上記凹部（62a,62a,62a）を形成する製造コストを低減できる。

以上説明したように、本発明は、例えば複数の室内ユニット（40A,40B）が個別に冷暖房運転可能となるように制御弁によって冷媒流れを切り換える冷媒流路切換ユニットを備えた冷凍装置に特に有用である。

本発明の実施形態に係る空気調和機の全体構成を示す冷媒回路図である。 ＢＳユニットの天板部を取り外した状態での上面図である。 ＢＳユニットの（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）におけるIIIb-IIIb線断面図である。 天板部の斜視図である。 天板部の（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）におけるVb-Vb線断面図である。 ＢＳユニットの組み立て工程の一部を示す説明図である。 空気調和機の冷房運転時の動作を示す冷媒回路図である。 空気調和機の暖房運転時の動作を示す冷媒回路図である。 空気調和機の冷暖房運転時の動作を示す冷媒回路図である。 空気調和機の冷暖房運転時の動作を示す冷媒回路図である。 電磁弁における自励振動の発生原理について説明するための図である。

符号の説明

3a 第１分岐管（冷媒配管）
3b 第２分岐管（冷媒配管）
3c 主管（冷媒配管）
10 空気調和機
23 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
30A,30B ＢＳユニット（冷媒流路切換ユニット）
31,32 電磁弁（制御弁）
33,34 ヘルムホルツ共鳴器
41 室内熱交換器（利用側熱交換器）
61 底フレーム部
62 天板部
62a 凹部
63a 連通路
64 仕切壁
66 断熱材
R 冷媒回路
S 内部空間（消音空間）
S1,S2 区画された空間

Claims (7)

1. 熱源側熱交換器（23）と複数の利用側熱交換器（41,41）とを有する冷媒回路（R）に設けられ、冷媒配管（3a,3b,3c）と、該冷媒配管（3a,3b,3c）内の冷媒流れを制御する制御弁（31,32）と、を備え、上記利用側熱交換器（41,41）が個別に冷暖房運転可能となるように上記制御弁（31,32）によって冷媒回路（R）内の冷媒の流れを切り換える冷媒流路切換ユニットであって、
   上記冷媒配管（3a,3b,3c）及び制御弁（31,32）を覆うように配設された天板部（62）を備え、
   上記天板部（62）には、上記制御弁（31,32）の動作音を低減するための消音空間（S）が形成されているとともに、該消音空間（S）をユニット内の冷媒の流路に連通させる連通路（63a,63a）が設けられていることを特徴とする冷媒流路切換ユニット。
2. 請求項１において、
   上記制御弁（31,32）は、上記冷媒配管（3a,3b,3c）上に複数、設けられていて、
   上記天板部（62）の消音空間（S）には、上記複数の制御弁（31,32）に対応して該消音空間（S）を区画する仕切壁（64）が設けられており、該仕切壁（64）によって区画された空間（S1,S2）は、それぞれ、上記連通路（63a,63a）によってユニット内の冷媒流路に連通していることを特徴とする冷媒流路切換ユニット。
3. 請求項１または２において、
   上記連通路（63a,63a）は、上記消音空間（S）を上記冷媒配管（3a,3b,3c）における上記制御弁（31,32）の入口側または出口側のいずれか一方に連通させるように設けられていることを特徴とする冷媒流路切換ユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか一つにおいて、
   側板と底板とが一体形成された箱状の底フレーム部（61）をさらに備えていて、
   上記天板部（62）は、上記底フレーム部（61）に接続固定されていることを特徴とする冷媒流路切換ユニット。
5. 請求項４において、
   上記冷媒配管（3a,3b,3c）は、周囲を断熱材（66）により覆われ且つ上記連通路（63a,63a）を介して上記天板部（62）が接続固定された状態で、上記底フレーム部（61）内に収容されることを特徴とする冷媒流路切換ユニット。
6. 請求項１において、
   上記制御弁（61,62）は、上記冷媒配管（3a,3b,3c）から天板部（62）側に突出するように配設されていて、
   上記天板部（62）の下面には、上記制御弁（31,32）と干渉しないように該制御弁（31,32）に対応した位置に凹部（62a,62a）が設けられていることを特徴とする冷媒流路切換ユニット。
7. 上記請求項１〜６に記載の冷媒流路切換ユニットを備えていることを特徴とする空気調和機。

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