JP2019020099A - 冷媒流路分岐部材、及びそれを備えた冷凍装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の課題は、出口部での騒音を抑制することができる冷媒流路分岐管を提供することにある。
【解決手段】冷媒流路分岐部材７の出口部７３では、流路断面積が第２空間７３２、第１空間７３１、基準空間７３０の順で小さくなっており、冷媒は段階的に絞られるように流れるので、流路断面積が一挙に絞られることがなく、「気泡詰り」、「圧力変動」の発生が抑制される。
【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、一つの入口と複数の出口を有する冷媒流路分岐部材に関する。
省冷媒タイプの空調機では、室外ユニットから送られてくる液冷媒を一回減圧し、気液二相の状態にして搬送すること（以後、ニ相搬送という。）によって配管内の冷媒を低減している。例えば、特許文献１（国際公開第２０１５／０２９１６０号）に開示されている空調機では、室外熱交換器と液冷媒連絡管とを接続する室外液冷媒管に、液冷媒連絡管を流れる冷媒が気液二相状態になるように冷媒を減圧する液圧調整膨張弁を設け、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器、液冷媒連絡管、室内熱交換器の順に流す運転を行う際に、液圧調整膨張弁における減圧によって、気液二相状態の冷媒を液冷媒連絡管に流して室外ユニット側から室内ユニット側に送る冷媒の二相搬送を行うようにしている。
ところで、上記のような空調機では、室外ユニットからの冷媒を液冷媒連絡管で複数の室内ユニットに並列に送るため、一つの入口と複数の出口を有する冷媒流路分岐管を用いて、液冷媒連絡管を分岐させながら冷媒を分流させている。このため、例えば、２分管と３分管とを接続した場合、流路断面積の収縮比が大きくなり、出口部で騒音が発生するという不都合が生じていた。
そこで、本発明の課題は、出口部での騒音を抑制することができる冷媒流路分岐管を提供することにある。
本発明の第１観点に係る冷媒流路分岐部材は、室外ユニットに接続される冷媒連絡管と、複数の室内ユニットに向かう冷媒連絡管とを接続するための冷媒流路分岐部材であって、入口部と、複数の出口部とを備えている。
少なくとも１つの出口部には、基準空間と、第１空間と、第２空間が形成されている。基準空間は、所定の外径を有する基準冷媒連絡管が挿入される。第１空間は、基準空間に基準冷媒連絡管が挿入された状態において、その基準空間に隣接し、内径が当該基準冷媒連絡管の内径よりも大きい。第２空間は、第１空間に隣接し、内径がその第１空間の内径よりも大きい。
この冷媒流路分岐部材において、出口部では、流路断面積が第２空間、第１空間、基準空間の順で小さくなっており、冷媒は段階的に絞られるように流れるので、流路断面積が一挙に絞られることがなく、「気泡詰り」、「圧力変動」の発生が抑制される。
本発明の第２観点に係る冷媒流路分岐部材は、第１観点に係る冷媒流路分岐部材であって、基準冷媒連絡管は２分管である。第２空間に対応する大径の冷媒連絡配管は３分管である。
この冷媒流路分岐部材では、出口部と２分管とを接続したいときには、基準空間に２分管を挿入して対応することができる。出口部と３分管とを接続したいときには、第２空間を形成する管の途中を切断して３分管を挿入することで対応することができる。
本発明の第３観点に係る冷媒流路分岐部材は、第２観点に係る冷媒流路分岐部材であって、第２空間から第１空間に至る際の流路断面積の収縮率、及び第１空間から基準冷媒連絡管の内部に至る際の流路断面積の収縮率は、３分管の外径を直径とする円面積から２分管の内径を直径とする円面積への収縮率よりも緩い。
この冷媒流路分岐部材では、流路断面積の収縮が穏やかになり、流路断面積が一挙に絞られることがない。
本発明の第４観点に係る冷媒流路分岐部材は、第１観点に係る冷媒流路分岐部材であって、第１空間を形成する管を成す第１管部の外径が２．５分である。
この冷媒流路分岐部材では、第２空間から基準空間に挿入された基準冷媒連絡管に冷媒が流れる際に、一旦、２．５分の配管を経由するのと同じ状態となるので、流路断面積の収縮が穏やかになり、流路断面積が一挙に絞られることがない。
本発明の第５観点に係る冷媒流路分岐部材は、第１観点に係る冷媒流路分岐部材であって、第２空間を形成する管を成す第２管部と、第１空間を形成する管を成す第１管部とが別体である。
この冷媒流路分岐部材では、第２管部と第１管部とが一体の場合は、第２管部、及び第１管部の冷媒流れ方向の寸法に製造上の制限がかかるが、第２管部と第１管部とが別体になることにより、第２管部、及び第１管部の冷媒流れ方向の寸法を、製造方法に影響されることなく自由に設定することができる。
本発明の第６観点に係る冷媒流路分岐部材は、第１観点に係る冷媒流路分岐部材であって、基準空間を形成する管を成す基準管部の冷媒流れ方向の寸法が、基準冷媒連絡管の基準空間への挿入代よりも長い。
本発明の第７観点に係る冷媒流路分岐部材は、第１観点から第６観点のいずれか１つに係る冷媒流路分岐部材であって、第１空間の冷媒流れ方向の寸法が１０ｍｍ以上である。
本発明の第８観点に係る冷凍装置は、室外ユニットから送られてくる液冷媒を一回減圧し、気液２相の状態にして搬送する冷凍装置であって、第１観点から第７観点のいずれか１つに係る流路分岐部材を備えている。
この冷凍装置において、冷媒流路分岐部材の出口部では、流路断面積が第２空間、第１空間、基準空間の順で小さくなっており、冷媒は段階的に絞られるように流れるので、流路断面積が一挙に絞られることがない。
本発明に係る冷媒流路分岐部材において、出口部では、流路断面積が第２空間、第１空間、基準空間の順で小さくなっており、冷媒は段階的に絞られるように流れるので、流路断面積が一挙に絞られることがなく、「気泡詰り」、「圧力変動」の発生が抑制される。
また、出口部と基準冷媒連絡管の外径よりも大きい外径を有する大径冷媒連絡管とを接続したいときには、第２空間を形成する管の途中を切断して大径冷媒連絡管を挿入することで対応することができる。
本発明の一実施形態に係る冷媒流路分岐部材を使用する空調機の概略構成図。 冷媒流路分岐部材の平面図。 図２の出口部をＡ−Ａ線で切断したときの断面図。 図１の分岐管が２分管であって、分岐管が出口部の基準空間に挿入されている場合の当該出口部の断面図。 図４Ａの出口部から第１空間を除去した場合の当該出口部の断面図。 出口部と３分管とを接続するときの、当該出口部の断面図。 第２空間の冷媒流れ方向寸法Ｌと騒音との関係を示すグラフ。 変形例に係る冷媒流路分岐部材の出口部の断面図。 変形例に係る冷媒流路分岐部材の出口部と３分管とを接続するときの、当該出口部の断面図。
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
（１）空調機１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る冷媒流路分岐部材を使用する空調機１の概略構成図である。空調機１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、ビル等の室内の冷房や暖房を行う装置である。
空調機１は、主として、室外ユニット２と、互いが並列に接続される複数（ここでは、４つ）の室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄと、室外ユニット２と室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄとを接続する液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６と、室外ユニット２及び室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの構成機器を制御する制御部１９と、を有している。
そして、空調機１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と複数の室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄとを、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して接続することによって構成されている。冷媒回路１０には、Ｒ３２等の冷媒が充填されている。
（２）室外ユニット２
室外ユニット２は、ビル等の室外に設置されている。室外ユニット２は、上記のように、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
室外ユニット２は、主として、圧縮機２１と、室外熱交換器２３と、を有している。また、室外ユニット２は、切換機構２２を有している。切換機構２２は、室外熱交換器２３を冷媒の放熱器として機能させる放熱運転状態と、室外熱交換器２３を冷媒の蒸発器として機能させる蒸発運転状態と、を切り換える。
切換機構２２と圧縮機２１の吸入側とは、吸入冷媒管３１によって接続されている。吸入冷媒管３１には、圧縮機２１に吸入される冷媒を一時的に溜めるアキュムレータ２９が設けられている。
圧縮機２１の吐出側と切換機構２２とは、吐出冷媒管３２によって接続されている。切換機構２２と室外熱交換器２３のガス側端とは、第１室外ガス冷媒管３３によって接続されている。室外熱交換器２３の液側端と液冷媒連絡管５とは、室外液冷媒管３４によって接続されている。
室外液冷媒管３４の液冷媒連絡管５との接続部には、液側閉鎖弁２７が設けられている。切換機構２２とガス冷媒連絡管６とは、第２室外ガス冷媒管３５によって接続されている。
第２室外ガス冷媒管３５のガス冷媒連絡管６との接続部には、ガス側閉鎖弁２８が設けられている。液側閉鎖弁２７及びガス側閉鎖弁２８は、手動で開閉される弁である。
（２−１）圧縮機２１
圧縮機２１は、冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）が圧縮機用モータ２１ａによって回転駆動される密閉式構造の圧縮機が使用される。
（２−２）切換機構２２
切換機構２２は、室外熱交換器２３を冷媒の放熱器として機能させる場合（以下、「室外放熱状態」とする）には圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを接続し（図１の切換機構２２の実線を参照）、室外熱交換器２３を冷媒の蒸発器として機能させる場合（以下、「室外蒸発状態」とする）には圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２３のガス側とを接続するように（図１の切換機構２２の破線を参照）、冷媒回路１０内における冷媒の流れを切り換えることが可能な機器であり、例えば、四路切換弁からなる。
冷房運転時、切換機構２２は室外放熱状態に切り換えられ、暖房運転時、切換機構２２は室外蒸発状態に切り換えられる。
（２−３）室外熱交換器２３
室外熱交換器２３は、冷媒の放熱器として機能する、又は、冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。
（２−４）室外ファン２４
室外ユニット２は、室外ファン２４を有している。室外ファン２４は、室外熱交換器２３を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を室外熱交換器２３に供給する。室外ファン２４は、室外ファン用モータ２４ａによって駆動される。
（２−５）室外膨張弁２５及び液圧調整膨張弁２６
室外膨張弁２５及び液圧調整膨張弁２６が、室外液冷媒管３４に設けられている。室外膨張弁２５は、暖房運転時に冷媒を減圧する電動膨張弁であり、室外液冷媒管３４のうち室外熱交換器２３の液側端寄りの部分に設けられている。
液圧調整膨張弁２６は、冷房運転時に液冷媒連絡管５を流れる冷媒が気液二相状態になるように冷媒を減圧する電動膨張弁であり、室外液冷媒管３４のうち液冷媒連絡管５寄りの部分に設けられている。すなわち、液圧調整膨張弁２６は、室外液冷媒管３４のうち室外膨張弁２５よりも液冷媒連絡管５寄りの部分に設けられている。
そして、空調機１では、冷房運転時において、液圧調整膨張弁２６によって気液二相状態の冷媒を液冷媒連絡管５に流して室外ユニット２側から室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ側に送る冷媒の二相搬送を行う。
（２−６）冷媒戻し管４１
室外液冷媒管３４には、冷媒戻し管４１が接続されている。冷媒戻し管４１は、主として、冷媒戻し入口管４２と、冷媒戻し出口管４３と、を有している。
冷媒戻し入口管４２は、室外液冷媒管３４を流れる冷媒の一部を室外熱交換器２３の液側端と液圧調整膨張弁２６との間の部分（ここでは、室外膨張弁２５と冷媒冷却器４５との間の部分）から分岐させて冷媒冷却器４５の冷媒戻し管４１側の入口に送る。冷媒戻し入口管４２には、冷媒戻し管４１を流れる冷媒を減圧しながら冷媒冷却器４５を流れる冷媒の流量を調整する冷媒戻し膨張弁４４が設けられている。冷媒戻し膨張弁４４は、電動膨張弁からなる。
冷媒戻し出口管４３は、冷媒を冷媒冷却器４５の冷媒戻し管４１側の出口から吸入冷媒管３１に送る。なお、冷媒戻し管４１の冷媒戻し出口管４３は、吸入冷媒管３１のうちアキュムレータ２９の入口側の部分に接続されている。
（２−７）冷媒冷却器４５
冷媒冷却器４５は、冷媒戻し管４１を流れる冷媒によって室外液冷媒管３４のうち液圧調整膨張弁２６よりも室外熱交換器２３側の部分を流れる冷媒を冷却する熱交換器である。冷媒冷却器４５では、冷房運転時に、冷媒戻し管４１を流れる冷媒と室外液冷媒管３４を流れる冷媒とが対向流になる。
（２−８）各種センサ
室外ユニット２には、吐出圧力センサ３６、吐出温度センサ３７、吸入圧力センサ３９、吸入温度センサ４０、室外熱交液側センサ３８、及び液管温度センサ４９が設けられている。
吐出圧力センサ３６は、圧縮機２１から吐出された冷媒の圧力を検出する。吐出温度センサ３７は、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度を検出する。吸入圧力センサ３９は、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する。吸入温度センサ４０は、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する。室外熱交液側センサ３８は、室外熱交換器２３の液側端における冷媒の温度を検出する。液管温度センサ４９は、室外液冷媒管３４のうち冷媒冷却器４５と液圧調整膨張弁２６との間の部分における冷媒の温度を検出する。
（３）室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ
室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、ビル等の室内に設置されている。室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、上記のように、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して室外ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
次に、室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの構成について説明する。尚、室内ユニット３Ａと室内ユニット３Ｂ、３Ｃ、３Ｄとは同様の構成であるため、ここでは、室内ユニット３Ａの構成のみ説明し、室内ユニット３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの構成については、それぞれ、室内ユニット３Ａの各部を示す添字「Ａ」の代わりに添字「Ｂ」、「Ｃ」又は「Ｄ」を付して、各部の説明を省略する。また、各配管については、室内ユニット３Ａの各配管を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」、「ｃ」又は「ｄ」を付して、各部の説明を省略する。
室内ユニット３Ａは、主として、室内膨張弁５１Ａと、室内熱交換器５２Ａと、を有している。また、室内ユニット３Ａは、室内熱交換器５２Ａの液側端と液冷媒連絡管５とを接続する室内液冷媒管５３ａと、室内熱交換器５２Ａのガス側端とガス冷媒連絡管６とを接続する室内ガス冷媒管５４ａと、を有している。
（３−１）室内膨張弁５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ
室内膨張弁５１Ａは、冷媒を減圧しながら室内熱交換器５２Ａを流れる冷媒の流量を調整する電動膨張弁であり、室内液冷媒管５３ａに設けられている。
（３−２）室内熱交換器５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ
室内熱交換器５２Ａは、冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却する、又は、冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。
（３−３）室内ファン５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄ
室内ユニット３Ａは、室内ファン５５Ａを有している。室内ファン５５Ａは、室内ユニット３Ａ内に室内空気を吸入して、室内熱交換器５２Ａにおいて冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給する。室内ファン５５Ａは、室内ファン用モータ５６Ａによって駆動される。
（３−４）各種センサ
室内ユニット３Ａには、各種のセンサが設けられている。具体的には、室内ユニット３Ａには、室内熱交換器５２Ａの液側端における冷媒の温度を検出する室内熱交液側センサ５７Ａと、室内熱交換器５２Ａのガス側端における冷媒の温度を検出する室内熱交ガス側センサ５８Ａと、室内ユニット３Ａ内に吸入される室内空気の温度を検出する室内空気センサ５９Ａと、が設けられている。
（４）液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６
液冷媒連絡管５は、主として、室外ユニット２から延びる合流管部と、室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの手前で複数（ここでは、４つ）に分岐した分岐管部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、を有している。
また、ガス冷媒連絡管６は、主として、室外ユニット２から延びる合流管部と、室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの手前で複数（ここでは、４つ）に分岐した分岐管部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと、を有している。
（５）冷媒流路分岐部材７
図１に示すように、本実施形態では、液冷媒連絡管５を分岐して最終的に分岐管部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを接続するために、或いは、ガス冷媒連絡管６を分岐して最終的に分岐管部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを接続するために、冷媒流路分岐部材７が使用されている。
図２は、冷媒流路分岐部材７の平面図である。図２において、入口部７１と、２つの出口部７３と有している。例えば、入口部７１には３分管が接続され、出口部７３には、３分管若しくは２分管が接続される。
図３は、図２の出口部７３をＡ−Ａ線で切断したときの断面図である。図３において、出口部７３は、径寸法が異なる基準管部７３ａ、第１管部７３ｂ及び第２管部７３ｃで構成されている。基準管部７３ａの内部には基準空間７３０が、第１管部７３ｂの内部には第１空間７３１が、第２管部７３ｃの内部には第２空間７３２が形成されている。
ここでは、基準管部７３ａの基準空間７３０には、外径６．３５ｍｍの２分管が挿入される。第１管部７３ｂは外径が７．９３ｍｍである。第１管部７３ｂの第１空間７３１は、基準空間７３０に隣接する円筒空間であって、その内径は２分管の内径（４．７５ｍｍ）よりも大きい寸法（６．３３ｍｍ）に設定されている。すなわち、第１管部７３ｂは、２．５分管である。なお、第１空間７３１の冷媒流れ方向の寸法は、１０ｍｍ以上に設定されている。
第２空間７３２は、第１空間７３１に隣接する円筒空間であって、その内径は第１空間７３１の内径よりも大きい寸法（９．５２ｍｍ）に設定されている。これは、３分管が挿入可能な寸法である。
このように、第２管部７３ｃと基準管部７３ａとの間に２．５分管に相当する第１管部７３ｂを挟んだ理由は、第２管部７３ｃの第２空間７３２から基準管部７３ａの基準空間７３０に挿入された２分管に冷媒が流れる前に、一旦、２．５分の配管を経由するのと同じ状態とすることによって、流路断面積の収縮が穏やかになり、流路断面積が一挙に絞られることがなく、「気泡詰り」、「圧力変動」の発生が抑制されるからである。
例えば、図４Ａは、図１の分岐管部５ａが２分管であって、分岐管部５ａが出口部７３の基準空間７３０に挿入されている場合の当該出口部７３の断面図である。図４Ｂは、図４Ａの出口部７３から第１空間７３１を除去した場合の当該出口部７３の断面図である。
先ず、図４Ｂから説明すると、図４Ｂにおいて、冷媒流路分岐部材７の出口部７３では、気液二相冷媒が分岐管部５ａに流れる冷房運転において、冷媒は大径の円筒空間である第２空間７３２から小径の分岐管部５ａ内に絞られるように流れるので、流路断面積が一挙に絞られる。
したがって、第２空間７３２から分岐管部５ａに冷媒が流入する際に、気泡が分岐管部５ａの流入口を塞ぐ状態（以後、「気泡詰り状態」という。）と、塞いでいた気泡が通過する状態（以後、「気泡開放状態」という。）が繰り返され、その都度、圧力変動が発生する。そして、その圧力変動によって、騒音が増加するという不都合が生じる。
これに対して、図４Ａに示すような冷媒流路分岐部材７の出口部７３では、流路断面積が第２空間７３２、第１空間７３１、２分管内部の順で小さくなっている。具体的には、第２空間７３２から第１空間７３１に至る際の流路断面積の収縮率が６９．２％、第１空間７３１から２分管の内部に至る際の流路断面積の収縮率が３５．９％であり、図４Ｂのような第２空間７３２の流路断面積（３分管の外径を直径とする円面積に相当）から２分管の内部に至る際の流路断面積（２分管の内径を直径とする円面積に相当）への収縮率（２５％）よりも緩い。
それゆえ、気液二相冷媒が分岐管部５ａに流れる冷房運転において、冷媒は段階的に絞られるように流れるので、流路断面積が一挙に絞られることがなく、第１空間７３１から分岐管部５ａに冷媒が流入する際に、「気泡詰り状態」と、「気泡開放状態」とが繰り返されることがなく、「圧力変動」の発生が抑制される。
上記の通り、出口部７３と２分管とを接続したいときには、基準空間７３０に２分管を挿入して対応することができるが、出口部７３と３分管とを接続したい場合がある。それに備えて、本実施形態では、第２空間７３２は３分管に対応している。
図５は、出口部７３と３分管とを接続するときの、当該出口部７３の断面図である。図５において、出口部７３の第２空間７３２を形成する第２管部７３ｃの途中を切断して、３分管を挿入することで対応することができる。
（６）制御部１９
制御部１９は、室外ユニット２や室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに設けられた制御基板等（図示せず）が通信接続されることによって構成されている。なお、図１においては、便宜上、室外ユニット２や室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄとは離れた位置に図示している。
制御部１９は、上記のような各種センサの検出信号等に基づいて空調機１（ここでは、室外ユニット２及び室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）の各種構成機器の制御、すなわち、空調機１全体の運転制御を行う。以下、一例として冷房運転の動作について説明する。
（７）空調機１の動作
空調機１では、冷房運転及び暖房運転が行われる。冷房運転においては、室外液冷媒管３４に設けられた液圧調整膨張弁２６によって、気液二相状態の冷媒を液冷媒連絡管５に流して室外ユニット２側から室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ側に送る冷媒の二相搬送が行われる。
また、冷房運転においては、冷媒戻し管４１及び冷媒冷却器４５によって、室外液冷媒管３４のうち冷媒冷却器４５と液圧調整膨張弁２６との間の部分における冷媒を冷却する動作及び圧縮機２１に冷媒を送る動作が行われる。これらの動作は、空調機１の構成機器を制御する制御部１９によって行われる。
冷房運転では、切換機構２２が室外放熱状態（図１の切換機構２２の実線で示された状態）に切り換えられて、圧縮機２１、室外ファン２４及び室内ファン５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄが駆動される。
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、切換機構２２を通じて室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３において、冷媒は室外ファン２４によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却され、凝縮する。この冷媒は、室外膨張弁２５、冷媒冷却器４５、液圧調整膨張弁２６及び液側閉鎖弁２７を通じて室外ユニット２から流出する。
室外ユニット２から流出した冷媒は、液冷媒連絡管５を通じて室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに分岐して送られる。その後、冷媒は室内膨張弁５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄによって低圧まで減圧され、室内熱交換器５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄに送られる。
室内熱交換器５２Ａ、５２Ｂにおいて、冷媒は室内ファン５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄによって室内から供給される室内空気と熱交換を行って加熱され、蒸発する。この冷媒は、室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄから流出する。そして、室内熱交換器５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄにおいて冷却された室内空気は、室内に送られ、これにより、室内の冷房が行われる。
室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄから流出した冷媒は、ガス冷媒連絡管６を通じて室外ユニット２に合流して送られる。その後、冷媒はガス側閉鎖弁２８、切換機構２２及びアキュムレータ２９を通じて圧縮機２１に吸入される。
上記冷房運転では、液圧調整膨張弁２６によって気液二相状態の冷媒を液冷媒連絡管５に流して、室内ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ側へ冷媒の二相搬送を行うようにしている。
かかる場合、液冷媒連絡管５を分岐させて複数の並列接続された室内ユニットに冷媒を送るため、分岐部分の急激な絞りにより騒音が発生することが懸念される。しかしながら、本実施形態では、第２管部７３ｃと基準管部７３ａとの間に２．５分管に相当する第１管部７３ｂを挟んだことにより、流路断面積の収縮が穏やかになり、流路断面積が一挙に絞られることがなく、騒音の発生が抑制されている。
なお、出願人の研究によれば、外径が２．５分に相当する第１管部７３ｂの冷媒流れ方向の寸法Ｌが騒音低減効果に大きく関わっていることが判明している。
図６は、第２空間７３２の冷媒流れ方向寸法Ｌと騒音との関係を示すグラフである。図６において、第２空間７３２の冷媒流れ方向寸法Ｌが０〜１０ｍｍの範囲で騒音が急激に低下（約２．７ｄＢ低下）している。また、寸法Ｌが１０ｍｍ〜２５ｍｍの範囲では、騒音の低下の勾配は小さくなるものの約１ｄＢ低下している。さらに、寸法Ｌが２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲では、騒音の低下の勾配はさらに小さくなり、約０．６ｄＢの低下に留まっている。これより、５０ｍｍ以上の範囲では一定値に収束するものと推定される。
この結果から、寸法Ｌは１０ｍｍ以上、望ましくは５０ｍｍ以上に設定することが推奨される。
（８）特徴
（８−１）
冷媒流路分岐部材７の出口部７３では、流路断面積が第２空間７３２、第１空間７３１、基準空間７３０の順で小さくなっており、冷媒は段階的に絞られるように流れるので、流路断面積が一挙に絞られることがなく、「気泡詰り」、「圧力変動」の発生が抑制される。
（８−２）
冷媒流路分岐部材７では、出口部７３と２分管とを接続したいときには、基準空間７３０に２分管を挿入して対応することができる。また、出口部７３と３分管とを接続したいときには、第２空間７３２を形成する管の途中を切断して３分管を挿入することで対応することができる。
（８−３）
第２空間７３２から第１空間７３１に至る際の流路断面積の収縮率、及び第１空間７３１から基準冷媒連絡管の内部に至る際の流路断面積の収縮率は、３分管の外径を直径とする円面積から２分管の内径を直径とする円面積への収縮率よりも緩いので、流路断面積の収縮が穏やかになり、流路断面積が一挙に絞られることがない。
（８−４）
第１空間７３１を形成する第１管部７３ｂの外径が２．５分であるので、第２空間７３２から基準空間７３０に挿入された基準冷媒連絡管に冷媒が流れる際に、一旦、２．５分の配管を経由するのと同じ状態となり、流路断面積の収縮が穏やかになり、流路断面積が一挙に絞られることがない。
（８−５）
第１管部７３ｂの冷媒流れ方向の寸法Ｌが１０ｍｍ以上（望ましくは５０ｍｍ以上）に設定されることによって、騒音低減効果が得られる。
（９）変形例
上記実施形態における冷媒流路分岐部材７は、第２空間７３２を形成する第２管部７３ｃ、第１空間７３１を形成する第１管部７３ｂおよび基準空間７３０を形成する基準管部７３ａが一体に成形されている。
しかし、必ずしも一体性が求められるものではなく、本変形例では、第２空間７３２を形成する第２管部７３ｃと、第１空間７３１を形成する第１管部７３ｂとが別体であるものを提案する。
図７は、変形例に係る冷媒流路分岐部材の出口部８３の断面図である。図７において、出口部８３は、上記実施形態の図５における「第２管部７３ｃを途中で切断した形状」と同じである。第２管部８３ｃの内部には第２空間８３２が形成されている。すなわち、３分管の一端部を「外径１１．１２ｍｍ、内径９．５２ｍｍ」の管に拡管したものである。
一方、第１管部８３ｂと基準管部８３ａとは一体成形されている。基準管部８３ａの内部には基準空間８３０が、第１管部８３ｂの内部には第１空間８３１が形成されている。
基準管部８３ａの基準空間８３０には、外径６．３５ｍｍの２分管が挿入される。第１管部８３ｂは外径が７．９３ｍｍである。第１管部８３ｂの第１空間８３１は、基準空間８３０に隣接する円筒空間であって、その内径は２分管の内径（４．７５ｍｍ）よりも大きい寸法（６．３３ｍｍ）に設定されている。すなわち、第１管部８３ｂは、基準管部の一端を２．５分管に拡管したものである。
第２管部８３ｃと第１管部８３ｂとが一体の場合は、第２管部８３ｃ、及び第１管部８３ｂの冷媒流れ方向の寸法に製造上の制限がかかるが、第２管部８３ｃと第１管部８３ｂとが別体になることにより、第２管部８３ｃ、及び第１管部８３ｂの冷媒流れ方向の寸法を、製造方法に影響されることなく自由に設定することができる。
上記の通り、出口部８３と２分管とを接続したいときには、基準空間８３０に２分管を挿入して対応することができるが、出口部８３と３分管とを接続したい場合がある。その場合は、図８のように、出口部８３の第２空間８３２に、３分管を挿入することで対応することができる。これは、上記実施形態の図５と実質的に同じである。
なお、本変形例では、図７に示すように、基準空間８３０を形成する基準管部８３ａの冷媒流れ方向の寸法Ｌａは、基準冷媒連絡管（２分管）の基準空間８３０への挿入代ｓよりも長く設定して、騒音低減を図っている。
本発明は、室外熱交換器の液側端と液冷媒連絡管とを接続する室外液冷媒管に、液冷媒連絡管を流れる冷媒が気液二相状態になるように冷媒を減圧する液圧調整膨張弁を設けた空調機に対して、広く適用可能である。
１ 空調機（冷凍装置）
２ 室外ユニット
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ 室内ユニット
５ 液冷媒連絡管（冷媒連絡管）
５ａ 基準冷媒連絡管（分岐管部）
６ ガス冷媒連絡管（冷媒連絡管）
７ 冷媒流路分岐部材
７１ 入口部
７３ 出口部
７３ａ 基準管部
７３ｂ 第１管部
７３ｃ 第２管部
７３０ 基準空間
７３１ 第１空間
７３２ 第２空間
８３ 出口部
８３ａ 基準管部
８３ｂ 第１管部
８３ｃ 第２管部
８３０ 基準空間
８３１ 第１空間
８３２ 第２空間
国際公開第２０１５／０２９１６０号

Claims (8)

  1. 室外ユニット（２）に接続される冷媒連絡管と、複数の室内ユニット（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）に向かう冷媒連絡管とを接続するための冷媒流路分岐部材であって、
    入口部（７１）と、
    複数の出口部（７３）と、
    を備え、
    少なくとも１つの前記出口部には、
    所定の外径を有する基準冷媒連絡管（５ａ）が挿入される基準空間（７３０）と、
    前記基準空間に前記基準冷媒連絡管が挿入された状態において、前記基準空間に隣接 し、内径が前記基準冷媒連絡管の内径よりも大きい第１空間（７３１）と、
    前記第１空間に隣接し、内径が前記第１空間の内径よりも大きい第２空間（７３２）
    が形成される、
    冷媒流路分岐部材（７）。
  2. 前記基準冷媒連絡管は２分管であり、前記第２空間に対応する大径の冷媒連絡配管は３分管である、
    請求項１に記載の冷媒流路分岐部材（７）。
  3. 前記第２空間から前記第１空間に至る際の流路断面積の収縮率、及び前記第１空間から前記基準冷媒連絡管の内部に至る際の流路断面積の収縮率は、３分管の外径を直径とする円面積から２分管の内径を直径とする円面積への収縮率よりも緩い、
    請求項２に記載の冷媒流路分岐部材（７）。
  4. 前記第１空間を形成する管を成す第１管部の外径が２．５分である、
    請求項１に記載の冷媒流路分岐部材（７）。
  5. 前記第２空間を形成する管を成す第２管部と、前記第１空間を形成する管を成す第１管部とが別体である、
    請求項１に記載の冷媒流路分岐部材（１０）。
  6. 前記基準空間を形成する管を成す基準管部（７３ａ）の冷媒流れ方向の寸法が、前記基準冷媒連絡管の前記基準空間への挿入代よりも長い、
    請求項１に記載の冷媒流路分岐部材（７）。
  7. 前記第１空間の冷媒流れ方向の寸法（Ｌ）が、１０ｍｍ以上である、
    請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の冷媒流路分岐部材（７）。
  8. 前記室外ユニットから送られてくる液冷媒を一回減圧し、気液２相の状態にして搬送する冷凍装置であって、
    請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の流路分岐部材（７）を備える、
    冷凍装置（１）。
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