JP4699689B2 - マルチ空気調和器 - Google Patents

Description

本発明は空気調和器に関し、特に多数のルームを個別的に冷房または暖房することのできるマルチ空気調和器に関する。

一般に、空気調和機は、住居空間、レストラン、又は事務室などの室内空間を冷房又は暖房するための装置である。
最近、多数のルームに区画された室内空間をより効率的に冷房又は暖房するためのマルチ空気調和機の開発が持続的に行われている。
かかるマルチ空気調和機は、通常、一台の室外機に多数台の室内機が連結され、それぞれの室内機が各ルームに設けられる形態からなり、暖房と冷房のいずれかの運転モードで作動しながら室内を暖房または冷房する。

しかしながら、室内に区画されたルームのうち何れかは暖房が必要で、何れかは冷房が必要な場合においても、冷房モード又は暖房モードで一律に運転されるため、上記した要求に適切に対応できないという限界がある。

例えば、ビルなどでは、ルームの位置や時間に応じて温度差が発生するが、ビルの北側のルームは暖房を必要とする反面、南側のルームは陽光のため冷房を必要とする場合、一つのモードで運転される従来のマルチ空気調和機では上記した要求に適切に対応し難い。また、電算室を備えた場合、夏だけでなく、冬でも電算設備の発熱負荷を解決するために冷房が必要とされるが、このような要求に機器が適切に対応できないという限界がある。

結局、上記した必要性に応じて各ルームを同時に、個別的に空気調和させ得るマルチ空気調和機が必要になった。即ち、暖房を要するルームではこれに設けられた室内機が暖房モードで運転され、同時に冷房を要する他のルームでは、これに設けられた室内機が冷房モードで運転され得る、冷/暖房同時型マルチ空気調和機の開発が要求されている。

そこで、本発明の目的は、多数のルームを個別的に暖房または冷房することができ、稼動しない室内機で発生する冷媒流動騒音を防止できるマルチ空気調和器を提供することにある。
本発明の他の目的として、多数台の室内機のうち稼動しないものに連結された冷媒管内に冷媒が停滞することを防止できるマルチ空気調和器を提供する。

上記目的を達成するための本発明の一実施形態では、圧縮器、室外熱交換機、前記圧縮器から吐き出された冷媒の流動流路を制御する流路制御弁、そして、室外チューブを含めてなる室外機；室内機膨張装置、室内熱交換機、そして、室内機チューブを含めてなる多数個の室内機；前記室外機から流入した冷媒を各運転モードにしたがって前記各室内機に選択的に分配して流動させた後、再び前記室外機に送る分配器；前記各室内機に連結されるチューブに設けられ、機器の作動時に稼動しない室内機に冷媒が流入することを遮断することで、前記稼動しない室内機で冷媒流動騒音が発生することを防止する騒音防止手段を含めてなるマルチ空気調和器を提供する。

前記騒音防止手段は前記室内熱交換機に連結され、前記分配器が設置されるチューブに前記分配器と別に設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断する第１弁を含み、前記各室内機に連結されるチューブに設けられ、前記騒音防止手段により停滞した冷媒を、該当室内機を迂回させ循環させるバイパス手段をさらに含めてなる。

前記騒音防止手段は、前記室内膨張装置に連結されるチューブに設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断するように前記室内膨張装置と別に設けられる第２弁を含めてなる。

前記騒音防止手段は、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断できるよう閉鎖可能に構成された前記室内機膨張装置を含めてなる。

前記騒音防止手段は、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断できるよう閉鎖可能に構成された前記室内機膨張装置をさらに含めてなる。

本発明によるマルチ空気調和器は、また、前記各室内機に連結されるチューブに設けられ、前記騒音防止手段により停滞した冷媒を、該当室内機を迂回させ循環させるバイパス手段をさらに含めてなる。
この場合、前記バイパス手段は、前記各室内機に冷媒が流入、かつ吐き出し可能なように連結される二つのチューブを連結するバイパス管；前記バイパス管に設けられ、そのバイパス管を開閉するバイパス弁を含めてなる。

ここで、前記バイパス弁は最少量の冷媒のみを迂回させるように、前記バイパス管の流路断面積より小さい開放断面積を有することが好ましい。

一方、流路制御弁は、前記圧縮器のアウトレットと連通する第１ポート、前記室外熱交換機と連通する第２ポート、前記圧縮器のインレットと連通する第３ポート、閉鎖管に連結されるか、それ自体が閉鎖された第４ポートを含めてなる。

そして、前記室外機チューブは、前記圧縮器のアウトレットと前記第１ポートとを連結する第１チューブ、前記第２ポートと前記室外機の第１ポートとを連結し、その間に前記室外熱交換機が設けられる第２チューブ、前記第１チューブと前記室外機の第２チューブとを連結する第３チューブ、前記第３ポートと前記圧縮器のインレットとを連結し、その間が前記室外機の第３ポートに連結される第４チューブを含めてなる。

前記室外機は、前記第４チューブのうち前記室外機の第３ポートと、前記圧縮器のインレットとの間の地点に提供されるアキュムレータをさらに含めてなる。

前記室外機は、前記第２チューブのうち前記室外熱交換機と、前記室外機の第１ポートとの間の地点に提供されるチェック弁、前記第２チューブにチェック弁と並列に提供される室外機膨張装置をさらに含めてなる。
ここで、前記チェック弁は冷媒を前記室外熱交換機側から前記第１ポート側にのみ流動させる。

本発明によるマルチ空気調和器において、前記室外機の第１ポートは前記分配器の第１ポートに連結され、前記室外機の第２ポートは前記分配器の第２ポートに連結され、前記室外機の第３ポートは前記分配器の第３ポートに連結される。

一方、前記分配器は、前記室外機から流入した冷媒を室内機に案内し、前記室内機から流入した冷媒を前記室外機に案内する分配器チューブ、前記分配器チューブ内を流れる冷媒の流れを前記各運転モードに適合させて制御できるように前記分配器チューブに設けられる弁部を含めてなる。

ここで、前記分配器チューブは、前記分配器の第１ポートに連結される液相冷媒管、前記液相冷媒管からそれぞれ分岐し、前記各室内機膨張装置に連結される多数個の液相冷媒分岐管、前記分配器の第２ポートに連結される気相冷媒管、前記気相冷媒管からそれぞれ分岐し、前記各室内熱交換機に連結される多数個の第１気相冷媒分岐管、前記各気相冷媒分岐管からそれぞれ分岐する多数個の第２気相冷媒分岐管、前記各第２気相冷媒分岐管を全て連結させ、前記分配器の第３ポートと連通するリターン管を含めてなる。

前記弁部は、前記各第１及び第２気相冷媒分岐管にそれぞれ設けられる多数の開閉弁を含めてなる。

前記分配器は、前記圧縮器から吐き出された後、前記第３チューブに満たされた冷媒が液化することを防止する手段をさらに含めてなる。

ここで、前記液化防止手段は、前記リターン管と前記気相冷媒管とを連結するバイパス管、前記バイパス管に設けられる分配器膨張装置を含めてなる。

一方、上記目的を達成するための本発明の他の一実施形態では、圧縮器と室外熱交換機とを含めてなる室外機；前記室外機と直接に連結され、室内機膨張装置と室内熱交換機とを含めてなる多数個の室内機；前記各室内機に連結されるチューブに設けられ、作動時に稼動しない室内機に冷媒が流入することを遮断して、前記稼動しない室内機で冷媒流動騒音が発生することを防止する騒音防止手段；前記各室内機に連結されるチューブに設けられ、前記騒音防止手段により停滞した冷媒を、該当室内機を迂回させ循環させるバイパス手段をさらに含めてなるマルチ空気調和器を提供する。

ここで、前記騒音防止手段は、前記室内熱交換機に連結されるチューブに設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断する第１弁、前記室内機膨張装置に連結されるチューブに設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断する第２弁を含めてなる。

前記騒音防止手段は、前記室内熱交換機に連結されるチューブに設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断する第１弁、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断できるよう閉鎖可能に構成された前記室内機膨張装置を含めてなる。

前記バイパス手段は、前記各室内機に冷媒が流入、かつ吐き出し可能なように連結される二つのチューブを連結するバイパス管、前記バイパス管に設けられ、そのバイパス管を開閉するバイパス弁を含めてなる。
この場合、前記バイパス弁は最少量の冷媒のみ迂回させるように、前記バイパス管の流路断面積より小さい開放断面積を有することが好ましい。

以下で説明するように、本発明によるマルチ空気調和器は次のような効果が得られる。

第一に、多数個のルームをそれぞれ独立的に冷房、又は暖房可能であるので、各ルームの環境に合わせた最適な空気調和機能を提供することができる。

第二に、空気調和器が稼動するときに騒音防止手段が未運転室内機への冷媒の流入を防止することで、未稼動室内機で冷媒流動騒音が発生することを完全に防止できる。

第三に、未稼動室内機に連結された冷媒管内にある冷媒をバイパス手段が迂回させ流動させるので、冷媒の停滞現象、及び冷媒不足現象を防止できる。
したがって、空気調和器の性能が低下することを防止できる。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
本発明による空気調和器は、図１に示すように、室外機Ａ、分配器Ｂ、及び多数の室内機Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を含めてなる。前記室外機Ａには圧縮器１、室外熱交換機２、流路制御弁６、そして、室外機チューブなどが設けられ、前記分配器Ｂには分配器チューブ２０、弁部３０などが設けられる。そして、各室内機Ｃには室内熱交換機６２と室内機膨張装置６１とがそれぞれ設けられる。

このように構成された空気調和器は、第１運転モード−全室を冷房する運転、第２運転モード−全室を暖房する運転、第３運転モード−多数室を冷房し、かつ少数室を暖房する運転、第４運転モード−多数室を暖房し、かつ少数室を冷房する運転の各運転モードにしたがって各室内機Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が設けられた各ルームの内部空間を独立的にそれぞれ冷房または暖房するように構成される。ここで、前記各運転モードで運転されるとき、何れか一つの室内機、又はそれ以上の室内機は未運転状態を維持することもできる。

以下では前記空気調和器の一実施形態の詳細な構成を図１に基づいて説明する。

説明の便宜上後述する符号２２は２２ａ，２２ｂ，２２ｃを、２４は２４ａ，２４ｂ，２４ｃを、２５は２５ａ，２５ｂ，２５ｃを、３１は３１ａ，３１ｂ，３１ｃを、３２は３２ａ，３２ｂ，３２ｃを、６１は６１ａ，６１ｂ，６１ｃを、６２は６２ａ，６２ｂ，６２ｃを、７１は７１ａ，７１ｂ，７１ｃを、８１は８１ａ，８１ｂ，８１ｃを、８２は８２ａ，８２ｂ，８２ｃを、ＣはＣ１，Ｃ２，Ｃ３を示す。そして、各ルームの個数が変動することに伴い、室内機Ｃの個数、及びそれに連関した各構成要素の個数もが変動することは当然であり、本発明では説明の便宜上３つのルームを有する場合、つまり、室内機Ｃが３つである場合を仮定して説明する。

まず、室外機Ａの構成について詳細に説明する。図１を参照すると、圧縮器１のアウトレットには第１チューブ３が連結される。そして、前記第１チューブ３は流路制御弁６に連結されるが、前記流路制御弁６は各運転モードにしたがって前記圧縮器１から吐き出された気相冷媒の流動流路を制御する。
前記流路制御弁６は４つのポートを有し、第１ポート６ａに前記第１チューブ３が連結される。

前記流路制御弁６の第２ポート６ｂは第２チューブ７に連結される。ここで、前記第２チューブ７はその一端が前記流路制御バルブ６の第２ポート６ｂに連結され、他端は図１に示すように前記室外機Ａの第１ポートＡ₁に連結される。
前記第２チューブ７の中間には、図１に示すように、前記室外熱交換機２が設けられる。

前記流路制御弁６の第３ポート６ｃは第４チューブ５に連結される。ここで、前記第４ポート５の一端は前記第３ポート６ｃに連結され、他端は前記圧縮器１のインレットに連結される。そして、前記第４チューブ５の所定の一地点は前記室外機Ａの第３ポートＡ₃と連通する。一方、前記第４チューブ５の所定の一地点、より詳細には、前記圧縮器１のインレットと前記室外機Ａの第３ポートＡ₃との間に位置した地点にはアキュムレータ９が提供される。

前記流路制御弁６の第４ポート６ｄは、図１に示すように、その一端が閉鎖管６ｅに連結される。しかしながら、前記第４ポート６ｄは別途の管に連結されずにそれ自体が閉鎖した形態からなることもある。

上記のように構成された流路制御弁６は、マルチ空気調和器が第１及び第３運転モードで運転されるときに前記第１ポート６ａと第２ポート６ｂとを連通させながら、同時に前記第３ポート６ｃと第４ポート６ｄとを連通させる。
そして、第２及び第４運転モードで運転されるときに前記第１ポート６ａと第４ポート６ｄとを連通させながら、同時に前記第２ポート６ｂと第３ポート６ｃとを連通させる。このように制御される流路制御弁６による冷媒の流れについては以後に詳述する。

一方、前記第１チューブ３の中間には第３チューブ４の一端が連結される。そして、前記第３チューブ４の他端は前記室外機Ａの第２ポートＡ₂に連結される。前記第２チューブ７の所定の地点、より詳細には、前記室外熱交換機２と前記室外機Ａの第１ポートＡ₁との間の地点にはチェック弁７ａが提供される。ここで、前記チェック弁７ａは前記室外熱交換機２に隣接して提供されることが好ましい。そして、前記第２チューブ７にはチェック弁７ａと並列に室外機膨張装置７ｃが設けられる。このために、両端部がそれぞれ前記チェック弁７ａのインレット側とアウトレット側とに連結される並列管７ｂが提供され、前記並列管７ｂに前記室外機膨張装置７ｃが設けられる。

上記のように設けられるチェック弁７ａは前記室外熱交換機２を通過した後、前記室外機Ａの第１ポートＡ₁側に流動する冷媒は通過させ、前記室外機Ａの第１ポートＡ₁を通過した後、前記室外熱交換機２側に流動する冷媒は通過させない。したがって、前記室外機Ａの第１ポートＡ₁を通過した後前記室外熱交換機２側に流動する冷媒は、前記チェック弁７ａの案内に従って前記並列管７ｂと前記室外機膨張装置７ｃとを経由して室外熱交換機２に流入する。

上記のように構成された室外機Ａは多数個の連結チューブによって前記分配器Ｂに連結される。このために、前記連結チューブのうち第１連結チューブ１１は前記室外機Ａの第１ポートＡ₁と、前記分配器Ｂの第１ポートＢ₁とを連結し、第２連結チューブ１２は前記室外機Ａの第２ポートＡ₂と、前記分配器Ｂの第２ポートＢ₂とを連結し、第３連結チューブ１３は前記室外機Ａの第３ポートＡ₃と、前記分配器Ｂの第３ポートＢ₃とを連結する。したがって、本発明によるマルチ空気調和器で前記室外機Ａと分配器Ｂは三つの配管を通じて連結される。

一方、分配器Ｂは運転モードにしたがって室外機Ａから流入した冷媒を選択された室内機Ｃにきちんと案内しなければならない。そして、前記分配器Ｂと多数台の室内機Ｃとを連結する多数個の配管を単純化させ、配管作業が容易で、外的な美観性が向上するようにすることが好ましい。上記の事項を考慮して設計された本発明による空気調和器の分配器Ｂは、図１に示すように、分配器チューブ２０、そして、弁部３０を含めてなる。

前記分配器チューブ２０は前記室外機Ａから分配器Ｂに流入した冷媒を室内機Ｃに案内し、前記室内機Ｃを経由して分配器Ｂに流入した冷媒を前記室外機Ｃに案内する。このような役割をはたす分配器チューブ２０は液相冷媒管２１、多数の液相冷媒分岐管２２、気相冷媒管２３、多数の第１気相冷媒分岐管２４、多数の第２気相冷媒分岐管２５、そして、リターン管２６を含めてなる。

図１を参照すると、前記液相冷媒管２１は前記第１連結チューブ１１と連通するように分配器Ｂの第１ポートＢ₁に連結される。そして、前記液相冷媒分岐管２２は前記液相冷媒管２１から多数個が分岐し、それぞれ前記室内機Ｃの室内機膨張装置６１に連結される。前記気相冷媒管２３は前記第２連結チューブ１２と連通するように前記分配器Ｂの第２ポートＢ₂に連結される。

そして、前記第１気相分岐管２４は前記気相冷媒管２３から多数個が分岐し、それぞれ前記室内機Ｃの室内熱交換機６２に連結される。一方、前記第２気相冷媒分岐管２５はそれぞれ前記第１気相冷媒分岐管２４の所定の地点から分岐する。そして、リターン管２６は、図１に示すように、前記第２気相冷媒分岐管２５を全て連結する。ここで、前記リターン管２６は所定の一地点が前記分配器Ｂの第３ポートＢ₃と連通する。

前記分配器Ｂの弁部３０は前記各運転モードにしたがって各ルームの室内機Ｃに選択的に気相、又は液相の冷媒を流入させ、各室内機Ｃを経由した気相、又は液相の冷媒を室外機Ａ側に再流入させるよう分配器チューブ２０内の冷媒の流れを制御する役割を果たす。このような役割を果たす弁部３０は、図１に示すように、各第１気相冷媒分岐管２４と、各第２気相冷媒分岐管２５の上にそれぞれ設けられ制御される多数個の開閉弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃを含めてなる。
ここで、前記弁３１，３２は各運転モードにしたがって前記各第１気相冷媒分岐管２４と、各第２気相冷媒分岐管２５とをそれぞれ開放または閉鎖することで、冷媒の流動流路を制御する。
一方、各運転モード別に弁部３０が具体的に制御される内容は空気調和器の作動過程を説明する際に述べる。

本発明によるマルチ空気調和器で前記分配器Ｂは、第１運転モードで運転される時に前記第２連結チューブ１２内に停滞する高圧の気相冷媒が液化することを防止する液化防止手段２７をさらに含めてなりえる。前記分配器Ｂに前記手段２７が提供される理由は、前記第２連結チューブ１２に高圧の気体状態の冷媒が停滞して液化する場合、冷房又は暖房を行う冷媒が足りなくなることがあるので、これらを気化することで液化を防止し、最終的に空気調和器の冷媒不足現象を防止するためである。かかる前記手段２７は、前記リターン管２６と前記気相冷媒管２３とを連結するバイパス管２７ａと、そのバイパス管２７ａに設けられる分配器膨張装置２７ｂとを含めてなる。このように提供された手段２７の具体的な作用については後述する。

一方、前記室内機Ｃは各ルームにそれぞれ設置され、室内熱交換機６２、室内機膨張装置６１、そして、室内ファン（図示せず）を含めてなる。各室内熱交換機６２は分配器Ｂの各第１気相冷媒分岐管２４に連結され、各室内機膨張装置６１は分配器Ｂの各液相冷媒分岐管２２に連結される。そして、各室内熱交換機６２と各室内機膨張装置６１は冷媒管によって相互に連結される。前記各室内ファンは各室内熱交換機６２に送風するように設けられる。

以下では本発明によるマルチ空気調和器に提供される騒音防止手段と、バイパス手段について説明する。まず、前記騒音防止手段とバイパス手段の必要性について簡単に述べる。

本発明による空気調和器の作動時において、各ルームに設置された室内機が全て運転されたり、ある特定の一台、又はそれ以上の室内機が運転されない状態で残りの室内機が運転されたりすることがある。即ち、大きな建物の場合、建物内のルームの位置や日照量、そして、ルームの用途にしたがって冷房が必要なルーム、暖房が必要なルーム、或いは、冷房や暖房が不必要なルームなど、多様な条件のルームが存在しえる。この際、本発明による空気調和器が作動すると、前記冷媒が必要なルームにおける室内機は冷房を行い、前記暖房が必要なルームにおける室内機は暖房を行う。そして、冷房や暖房が不必要なルームにおける室内機は稼動しない。

上記のように空気調和器の稼動中に未運転状態の室内機に少量の冷媒が流入するので、前記未運転状態の室内機では冷媒流動騒音が発生する。このように未運転状態の室内機で流動騒音が発生する場合、ルームの人々に迷惑をかけるだけでなく、前記未運転室内機が運転されているように錯誤を起こし、故障を申告することがある。このため、空気調和システムの信頼性が落ちるという問題がある。したがって、かかる問題を解決するための構造的な改善が要求される。

このために、本発明によるマルチ空気調和器では、図１に示すように、前記稼動しない室内機で冷媒流動騒音が発生することを防止するための騒音防止手段７０を提供する。前記騒音防止手段７０は、前記室内機に連結されるチューブ、つまり、液相冷媒分岐管２２と第１気相冷媒分岐管２４のうち何れか一方に設置されるか、両方にそれぞれ設置され、前記稼動しない室内機に流入する冷媒の流動を遮断する弁からなる。

以下では前記第１気相冷媒分枝管２４に設けられる弁を第１弁７１と称し、前記液相冷媒分岐管２２に設けられる弁を第２弁と称する。
前記騒音防止手段７０は、前記第１弁７１、又は前記第２弁のうち何れか一方のみを含めてなることもある。しかし、システムの信頼性をより高めるために、前記騒音防止手段７０は、前記第１弁７１と前記第２弁とを共に含めてなることが好ましい。以下では、図１に示すように、前記騒音防止手段７０が前記第１弁７１と前記第２弁とを共に含めてなる実施形態について説明する。

前記第１弁７１は、図１に示すように、第１気相冷媒分岐管２４に設置される。前記第１弁７１は、例えば、開閉弁からなる。前記第１弁７１として開閉弁を採択すると、設備費用を節減できる。かかる第１弁７１は、前記第１気相冷媒分岐管２４の流路を開放または閉鎖する。したがって、前記第１弁７１が閉じられている場合には前記第１気相冷媒分岐管２４に流入する冷媒が室内機Ｃに流入しない。勿論、冷媒が前記液相冷媒分岐管２２から前記室内機Ｃを経由して前記第１気相冷媒分岐管２４に流動することもない。これにより、前記室内機Ｃに冷媒が流動することが防止され、冷媒流動騒音が発生することを防ぐことができる。

前記第２弁は前記液相冷媒分岐管２２に設置される。ここで、前記第２弁は、前記第１弁７１のように別途に備えれた開閉弁からなりえる。この場合、前記第１弁７１と同一の原理で冷媒が前記室内機Ｃを介して流動することを防止し騒音発生を防ぐ。しかし、前記第２弁は別途に備えられないこともある。この場合、図１に示すように、室内機Ｃに設置される室内機膨張装置６１が前記第２弁の機能を行う。このために、前記室内機膨張装置６１は必ずしも前記液相冷媒分岐管２２の流路を開放または閉鎖可能であるように構成されなければならない。前記室内機膨張装置６１が上記のように構成されると、稼動しない室内機の液相冷媒分岐管の流路を閉鎖できるように、前記第１弁７１と同一の機能を行える。

一方、上記のように構成された騒音防止手段７０が前記稼動しない室内機に冷媒が流動することを遮断すると、前記第１気相冷媒分岐管２４、又は前記液相冷媒分岐管２２には前記未稼動室内機に流入しなかった冷媒が停滞しえる。
このように冷媒が停滞する場合、液化しやすく、空気調和器に冷媒が不足する現象を引き起こす。したがって、前記騒音防止手段７０によって流動が遮断された冷媒が停滞することを防止するための構造の改善が要求される。

本発明による空気調和器には、上記の要求を満足させるようバイパス手段８０がさらに提供されえる。前記バイパス手段８０は、図１に示すように、前記第１気相冷媒分岐管２４と、前記液相冷媒分岐管２２とに設置され、前記騒音防止手段により停滞した冷媒を、前記稼動しない室内機を迂回させ循環させる。

かかる前記バイパス手段８０は、バイパス管８１とバイパス弁８２とを含めてなる。ここで、前記バイパス管８１は、その一端が前記第１気相冷媒分岐管２４に連通し、他端は前記液相冷媒分岐管２２と連通するように設けられる。
そして、前記バイパス弁８２は、図１に示すように、前記バイパス管８１に設けられ、前記バイパス管８１の内部の流路を開閉する。前記バイパス弁８２は、構造が簡単で安価の開閉弁からなることが好ましい。
ここで、前記バイパス弁８２は、前記騒音防止手段７０が冷媒の流動を遮断するときに開放され、前記騒音防止手段７０が冷媒の流動を許容するときに閉鎖される。

上記のようにバイパス手段８０が備えられると、前記空気調和器の作動時に前記騒音防止手段７０によって流動が遮断された冷媒が停滞することを効果的に防止できる。なぜなら、前記第１気相冷媒分岐管２４を通じて冷媒が前記室内機Ｃ側に移動する場合、前記第１弁７１により遮断された冷媒は前記バイパス管８１に流入した後、前記バイパス弁８２を通過して前記液相冷媒分岐管２２側に移動する。そして、前記液相冷媒分岐管２２を通じて冷媒が前記室内機Ｃ側に移動する場合、前記第２弁、又は前記室内機膨張装置６１により遮断された冷媒は前記バイパス管８１とバイパス弁８２を経由した後、前記第１気相冷媒分岐管２４に移動する。これにより、冷媒は停滞せず流動し続けるので、上記の問題を解決することができる。

一方、前記バイパス弁８２は、最少量の冷媒のみを迂回させるように、前記バイパス管８１の流路断面積より小さい開放断面積を有することが好ましい。

上記のように構成された本発明によるマルチ空気調和器は、圧縮器１から吐き出された気相冷媒が、各運転モードにしたがって、室外器Ａでは前記流路制御弁６の制御によって流動流路、及び流動方向が変更し、分配器Ｂと室外器Ｃでは前記弁部３０の制御によって流動流路、及び流動方向が変更しつつ各ルームを個別的に冷房、又は暖房する。

以下では各運転モード別に前記流路制御弁６と前記弁部３０の制御によって冷媒がどのように流動しながら各ルームを冷房、又は暖房するかを具体的に説明する。説明の便宜上、第３運転モードでは２台の室内機Ｃ１，Ｃ２は冷房を行い、残りの室内機Ｃ３は暖房を行うものと仮定する。また、第４運転モードでは２台の室内機Ｃ１，Ｃ２は暖房を行い、残りの室内機Ｃ３は冷房を行うものと仮定する。

図２は前記第１運転モードで空気調和システムの動作状態を示す構成図である。全ての室内機が冷房機能を行う第１運転モードで、前記流路制御弁６は前記第１ポート６ａと第２ポート６ｂとを連通させ、同時に前記第３ポート６ｃと第４ポート６ｄとを連通させる。これにより、前記圧縮器１のアウトレットから吐き出された冷媒は殆ど前記第１チューブ３を経て前記第２チューブ７に流入する。そして、図２に示すように、圧縮器１から吐き出された冷媒の一部は、前記第１チューブ３に連結された第３チューブ４に流入する。まず、圧縮器１から吐き出された後、第２チューブ７に流入した冷媒の流れについて説明する。

第２チューブ７に流入した冷媒は前記室外熱交換器２で室外空気と熱交換しながら凝縮する。凝縮した液相の冷媒はチェック弁７ａ、室外機Ａの第１ポートＡ₁、そして、第１連結チューブ１１を経由して、分配器Ｂの液相冷媒管２１に流入する。分配器Ｂの液相冷媒管２１に流入した冷媒は各液相冷媒分岐管２２を通じて各室内機膨張装置６１に流入する。室内機膨張装置６１で膨張した冷媒は各室内熱交換機６２で熱交換して各室内空間を冷却する。第１運転モードでは、図２に示すように、全てのバイパス弁８２が閉鎖されるので、前記第１気相冷媒分岐管２４と、前記液相冷媒分岐管２２の中をそれぞれ流動する冷媒の流れには影響を与えない。

前記第１運転モードで前記分配器Ｂの弁部３０は第１気相冷媒分岐管２４ａ，２４ｂ，２４ｃに設けられた弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃが閉鎖され、前記第２気相冷媒分岐管２５ａ，２５ｂ，２５ｃに設けられた弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃが開放されるように制御される。したがって、前記室内熱交換機６２で室内空気を冷却しながら気化した気相冷媒は、図２に示すように、前記第２気相冷媒分岐管２５を通じてリターン管２６に流入する。

一方、前記圧縮器１から吐き出された後、第３チューブ４に流入した冷媒は室外機Ａの第２ポートＡ₂、第２連結チューブ１２、分配器Ｂの第２ポートＢ₂を経由して、気相冷媒管２３に流入する。一方、図２に示すように、前記気相冷媒管２３に連結された第１気相冷媒分岐管２４に設けられた弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃは閉鎖されているので、前記気相冷媒管２３に流入した気相冷媒はバイパス管２７ａに案内される。そして、前記分配器膨張装置２７ｂで膨張した後、前記リターン管２６に移動する。したがって、前記手段２７は、第３チューブ４と第２連結チューブ１２との内に満たされた気相冷媒が停滞した状態で液化することを効果的に防止する。

前記リターン管２６で合わせられた気相の冷媒は分配器Ｂの第３ポートＢ₃、第３連結チューブ１３、そして、室外器Ａの第３ポートＡ₃を経て第４チューブ５に流入する。一方、第１運転モードで前記第４チューブ５の一端が連結される流路制御弁６の第３ポート６ｃは、閉鎖管６ｅに連結された第４ポート６ｄと連通している。したがって、第４チューブ５に流入した冷媒はアキュムレータ９を経由して、前記圧縮器１のインレットに流入する。

図３は第２運転モードで空気調和システムの動作状態を示す構成図である。
全てのルームを暖房する第２運転モードで、前記流路制御弁６は第１ポート６ａと第４ポート６ｄとを連通させ、同時に前記第２ポート６ｂと第３ポート６ｃとを連通させる。これにより、前記圧縮器１から吐き出された後、第１チューブ３に流入した冷媒は、図３に示すように、全量が前記第３チューブ４に流入する。

第３チューブ４に流入した気相の冷媒は室外器Ａの第２ポートＡ₂、第２連結チューブ１２、そして、分配器Ｂの第２ポートＢ₂を経て気相冷媒管２３に流入する。

前記第２運転モードで前記分配器膨張装置２７ｂは閉鎖される。そして、前記第１気相冷媒分岐管２４に設けられた弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃは開放され、前記第２気相冷媒分岐管２５に設けられた弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃは閉鎖される。したがって、前記気相冷媒管２３に流入した冷媒は、全量が前記各第１気相冷媒分岐管２４に流入する。そして、室内熱交換器６２で室内空気と熱交換しながら凝縮する。この際、前記室内熱交換機６２は凝縮熱を放出し、室内ファン（図示せず）が前記凝縮熱を室内空間に吐き出すので、室内空間が暖房される。

また、第２運転モードでは、図３に示すように、室内機膨張装置６１が開放されるので、前記室内熱交換機６２で凝縮した冷媒は液相冷媒分岐管２２を通じて液相冷媒管２１に流入する。そして、第２運転モードでは、図３に示すように、全てのバイパス弁８２が閉鎖されるので、前記第１気相冷媒分岐管２４と、前記液相冷媒分岐管２２の中をそれぞれ流動する冷媒の流れには影響を与えない。

液相冷媒管２１に流入した冷媒は、分配器Ｂの第１ポートＢ１、第１連結チューブ１１、そして、室外器Ａの第１ポートＡ₁を経て第２チューブ７に流入する。第２チューブ７に流入した冷媒はチェック弁７ａの案内にしたがって並列管７ｂに流入した後、室外器膨張装置７ｃで膨張する。膨張した冷媒は室外熱交換機２で熱交換しながら気化する。そして、前記流路制御弁６の案内によって第４チューブ５に流入した後、アキュムレータ９を経由して前記圧縮器１のインレットに流入する。この際、前記第２気相冷媒分岐管２５に設けられた弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃは閉鎖されているので、前記第４チューブ５に流入した冷媒は圧縮器１側にのみ流入する。勿論、一部の冷媒が前記第３連結チューブ１３を経てリターン管２６まで流入することがあるが、これは極少量である。

図４は第３運転モードで空気調和器の動作状態を示す構成図である。多数のルームを冷房し、少数のルームを暖房する第３運転モードで、前記流路制御弁６は、前記第１運転モードと同様に、前記第１ポート６ａと、前記第２ポート６ｂとを連通させ、前記第３ポート６ｃと、第４ポート６ｄとを連通させる。
したがって、前記圧縮器１から吐き出された冷媒はその一部が前記第２チューブ７に流入し、残りは第３チューブ４に流入する。その過程は前記図２を参照して説明された第１運転モードにおける冷媒の流れと同一であるので、その説明は省略する。

第３運転モードで、前記分配器膨張装置２７ｂは閉鎖される。そして、冷房を行う室内機Ｃ１，Ｃ２に連結される第１気相冷媒分岐管２４ａ，２４ｂに設けられた弁３１ａ，３１ｂは閉鎖され、第２気相冷媒分岐管２５ａ，２５ｂに設けられた弁３２ａ，３２ｂは開放される。そして、暖房を行う室内機Ｃ３に連結される第１気相冷媒分岐管２４ｃに設けられた弁３１ｃは開放され、第２気相冷媒分岐管２５ｃに設けられた弁３２ｃは閉鎖される。したがって、前記第３チューブ４を経て分配器Ｂの気相冷媒管２３に流入した冷媒は、図４に示すように、第１気相冷媒分岐管２４ｃを経由して室内機Ｃ３の室内熱交換機６２ｃに流入する。室内熱交換機６２ｃで凝縮熱を発散させながら室内を暖房した後、前記冷媒は液相状態で室内機膨張装置６１ｃを経由して液相冷媒管２１に流入する。前記第３運転モードでは、図４に示すように、全てのバイパス弁８２が閉鎖されるので、前記第１気相冷媒分岐管２４と、前記液相冷媒分岐管２２の中をそれぞれ流動する冷媒の流れには影響を与えない

一方、前記圧縮器１から吐き出された後、前記第２チューブ７を経て分配器Ｂの液相冷媒管２１に流入した冷媒は、図４に示すように、前記室内機Ｃ３で暖房を行った後、液相冷媒管２１に流入した冷媒と合わせられる。そして、合わせられた冷媒は液相冷媒分岐管２２ａ，２２ｂを通じて室内機Ｃ１，Ｃ２の室内機膨張装置６１ａ，６１ｂに流入する。そして、室内熱交換機６２ａ、６２ｂで気化しながら室内空間を冷房した後、第２気相冷媒分岐管２５ａ，２５ｂを経てリターン管２６に流入する。前記リターン管２６に流入した冷媒は、前記第３連結チューブ１３を通じて第４チューブ５に流入し、前記アキュムレータ９を経由して前記圧縮器１のインレットに流入する。

図５は第４運転モードで空気調和器の作動状態を示す構成図である。多数のルームを暖房し、少数のルームを冷房する第４運転モードで、前記流路制御弁６は前記第１ポート６ａと前記第４ポート６ｄとを連通させ、前記第２ポート６ｂと第３ポート６ｄとを連通させる。したがって、前記圧縮器１から吐き出された冷媒は全量が前記第３チューブ４を経由して分配器Ｂに流入する。

第４運転モードで前記分配器膨張装置２７ｂは閉鎖される。そして、暖房を行う室内機Ｃ１，Ｃ２に連結された第１気相冷媒分岐管２４ａ，２４ｂに設けられた弁３１ａ，３１ｂは開放され、第２気相冷媒分岐管２５ａ，２５ｂに設けられた弁３２ａ，３２ｂは閉鎖される。また、冷房を行う室内機Ｃ３に連結された第１気相冷媒分岐管２４ｃに設けられた弁３１ｃは閉鎖され、前記第２気相冷媒分岐管２５ｃに設けられた弁３２ｃは開放される。したがって、前記第２チューブ７を経て分配器Ｂの気相冷媒管２３に流入した冷媒は第１気相冷媒分岐管２４ａ，２４ｂを通じて室内熱交換機６２ａ，６２ｂに流入する。
そして、室内機Ｃ１，Ｃ２で暖房を行った後、液相冷媒分枝管２２ａ，２２ｂを通じて液相冷媒管２１に移動する。

図５を参照すると、液相冷媒管２１に流入した冷媒はその一部が液相冷媒分岐管２２ｃに流入し、残りは第１連結チューブ１１側に移動する。ここで、前記第１連結チューブ１１に流入した冷媒は、前記第２チューブ７、並列管７ｂ、室外機膨張装置７ｃ、室外熱交換機２、そして、流路制御弁６を経由して第４チューブ５に流入する。そして、前記液相冷媒分岐管２２ｃに流入した冷媒は前記室内機Ｃ３の室内機膨張装置６１ｃと、室内熱交換機６２とを経つつ室内空間を冷房した後、第２気相冷媒分岐管２５ｃ、リターン管２６、そして、第３連結チューブ１３を経由して第４チューブ５に流入する。

最後に、前記第４チューブ５で合わせられた冷媒は前記アキュムレータ９を経て圧縮器１のインレットに流入する。上記の過程で運転される第４運転モードでは、図５に示すように、全てのバイパス弁８２が閉鎖されるので、前記第１気相冷媒分岐管２４と、前記液相冷媒分岐管２２の中をそれぞれ流動する冷媒の流れには影響を与えない。

前記第１乃至第４運転モードで前記バイパス弁８２は全て閉鎖状態を維持する。しかしながら、何れか一台以上の室内機が運転されない状態で本発明によるマルチ空気調和器が稼動する場合には、前記未運転室内機と隣接した前記バイパス弁は開放される。

以下ではこのような場合における冷媒の流れについて図６を参照して説明する。参考までに、図６には二台の室内機Ｃ１，Ｃ２が冷房を行うように運転され、残りの室内機Ｃ３は運転されない状態の実施形態を示す。これは、第１運転モードで一台の室内機Ｃ３が運転されない状態と同様である。したがって、図６に基づいた説明で前記室内機と分配器における冷媒の流動に関するものは省略する。

図６を参照すると、運転が停止した室内機Ｃ３と隣接して配置された第１弁７１ｃと、室内機膨張装置６１ｃとは閉鎖される。そして、前記室内機Ｃ３と隣接して配置されたバイパス弁８２は開放される。上記のような状態で前記液相冷媒分岐管２２ｃを通じて室内機Ｃ３側に流動する冷媒は、閉鎖された前記室内機膨張装置６１ｃによってバイパス管８１ｃに流入する。前記バイパス管８１ｃに流入した冷媒は前記バイパス弁８２ｃを通過した後、前記第１気相冷媒分岐管２４ｃに流入する。この際、前記第１弁７１ｃが閉鎖されているので、冷媒は前記分配器Ｂ側に流動する。

一方、図示してはいないが、第２運転モードで何れかの室内機が稼動しない場合には、冷媒が前記第１気相冷媒分岐管２４を通じて室内機側に移動する。
この場合には前記騒音防止手段７０とバイパス手段８０によって冷媒が前記室内機に流入せず、前記液相冷媒分岐管２２に流入した後、分配器Ｂに移動する。したがって、未稼動室内機には冷媒が流入せず、冷媒管内に冷媒が停滞することを防止できる。

上記では一台の室外機と分配器、そして、多数個の室内機が提供され、多数個のルームをそれぞれ独立的に冷房、又は暖房可能なマルチ空気調和器が説明された。上記で幾つかの実施形態が説明されたが、本発明はその趣旨及びカテゴリーから外れない限り、他にも様々な形態で具体化されえることは該当技術において通常の知識を有するものには自明なことであろう。
例えば、一つの室外機に多数個の室内機が直接に連結されたマルチ空気調和器の場合、多数個のルームを全て冷房するか全て暖房することができる。そして、この場合にも同様にユーザーの設定によって何れか一台以上の室内機が運転されない状態で空気調和器が稼動しえる。これにより、本発明による騒音防止手段とバイパス手段も同一の位置に設けられ、同一の機能が行えることは該当技術分野で通常の知識を有するものには自明なことであろう。
したがって、上述した実施形態は制限的なものでない例示的なものとして認められるべきであり、添付の請求項及び、その同等範囲内の全ての実施形態は本発明のカテゴリー内に含まれるものと云えよう。

本発明の一実施形態によるマルチ空気調和器を示す構成図である。 全室を冷房する運転で図１の動作状態を示す構成図である。 全室を暖房する運転で図１の動作状態を示す構成図である。 多数室を冷房し、少数室を暖房する運転で図１の動作状態を示す構成図である。 多数室を暖房し、少数室を冷房する運転で図１の動作状態を示す構成図である。 一台の室内機の稼動が中止された状態で残りの室内機が冷房運転される場合、図１の動作状態を示す構成図である。

符号の説明

Ａ…室外機
Ｂ…分配器
Ｃ…室内機
１…圧縮器
２…室外熱交換機
２０…分配器配管
３０…弁部
６１…室内機膨張装置
７０…騒音防止手段
８０…バイパス手段

Claims (22)

1. 圧縮器、室外熱交換機、前記圧縮器から吐き出された冷媒の流動流路を制御する流路制御弁、そして、室外チューブを含めてなる室外機；
   室内機膨張装置、室内熱交換機、そして、室内機チューブを含めてなる多数個の室内機；
   前記室外機から流入した冷媒を各運転モードにしたがって前記各室内機に選択的に分配して流動させた後、再び前記室外機に送る分配器；
   前記各室内機に連結されるチューブに設けられ、機器の作動時に稼動しない室内機に冷媒が流入することを遮断することで、前記稼動しない室内機で冷媒流動騒音が発生することを防止する騒音防止手段を含み、
   前記騒音防止手段は前記室内熱交換機に連結され、前記分配器が設置されるチューブのうちの第１気相冷媒分岐管に、前記分配器と別に設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断する第１弁と、前記チューブのうちの液相冷媒分岐管に設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断する第２弁とを含み、
   前記各室内機に連結されるチューブに設けられ、前記騒音防止手段により停滞した冷媒を、該当室内機を迂回させ循環させるバイパス手段をさらに含めてなるマルチ空気調和器。
2. 前記騒音防止手段は、前記室内機膨張装置と別に液相冷媒分岐管に設けられる第２弁を含めてなる請求項１記載のマルチ空気調和器。
3. 前記騒音防止手段は、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断できるよう閉鎖可能に構成された前記室内機膨張装置を含めてなる請求項１記載のマルチ空気調和器。
4. 前記騒音防止手段は、前記室内機膨張装置に連結されるチューブに設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断する第２弁をさらに含めてなる請求項１記載のマルチ空気調和器。
5. 前記バイパス手段は、
   前記各室内機に冷媒が流入、かつ吐き出し可能なように連結される二つのチューブを連結するバイパス管；
   前記バイパス管に設けられ、そのバイパス管を開閉するバイパス弁を含めてなる請求項１記載のマルチ空気調和器。
6. 前記バイパス弁は最少量の冷媒のみを迂回させるように、前記バイパス管の流路断面積より小さい開放断面積を有する請求項５記載のマルチ空気調和器。
7. 流路制御弁は、
   前記圧縮器のアウトレットと連通する第１ポート、
   前記室外熱交換機と連通する第２ポート、
   前記圧縮器のインレットと連通する第３ポート、
   閉鎖管に連結されるか、それ自体が閉鎖された第４ポートを含めてなる請求項１記載のマルチ空気調和器。
8. 前記室外機チューブは、
   前記圧縮器のアウトレットと前記第１ポートとを連結する第１チューブ、
   前記第２ポートと前記室外機の第１ポートとを連結し、中間に前記室外熱交換機が設けられる第２チューブ、
   前記第１チューブと前記室外機の第２チューブとを連結する第３チューブ、
   前記第３ポートと前記圧縮器のインレットとを連結し、中間が前記室外機の第３ポートに連結される第４チューブを含めてなる請求項７記載のマルチ空気調和器。
9. 前記室外機は、前記第４チューブのうち前記室外機の第３ポートと、前記圧縮器のインレットとの間の地点に提供されるアキュムレータをさらに含めてなる請求項８記載のマルチ空気調和器。
10. 前記室外機は、
    前記第２チューブのうち前記室外熱交換機と、前記室外機の第１ポートとの間の地点に提供されるチェック弁、
    前記第２チューブにチェック弁と並列に提供される室外機膨張装置をさらに含めてなる請求項８記載のマルチ空気調和器。
11. 前記チェック弁は冷媒を前記室外熱交換機側から前記第１ポート側にのみ流動させる請求項８記載のマルチ空気調和器。
12. 前記室外機の第１ポートは前記分配器の第１ポートに連結され、前記室外機の第２ポートは前記分配器の第２ポートに連結され、前記室外機の第３ポートは前記分配器の第３ポートに連結される請求項８記載のマルチ空気調和器。
13. 前記分配器は、
    前記室外機から流入した冷媒を室内機に案内し、前記室内機から流入した冷媒を前記室外機に案内する分配器チューブ、
    前記分配器チューブ内を流れる冷媒の流れを前記各運転モードに適合させて制御できるように前記分配器チューブに設けられる弁部を含めてなる請求項１２記載のマルチ空気調和器。
14. 前記分配器チューブは、
    前記分配器の第１ポートに連結される液相冷媒管、
    前記液相冷媒管からそれぞれ分岐し、前記各室内機膨張装置に連結される多数個の液相冷媒分岐管、
    前記分配器の第２ポートに連結される気相冷媒管、
    前記気相冷媒管からそれぞれ分岐し、前記各室内熱交換機に連結される多数個の第１気相冷媒分岐管、
    前記各気相冷媒分岐管からそれぞれ分岐する多数個の第２気相冷媒分岐管、
    前記各第２気相冷媒分岐管を全て連結させ、前記分配器の第３ポートと連通するリターン管を含めてなる請求項１３記載のマルチ空気調和器。
15. 前記弁部は、
    前記各第１及び第２気相冷媒分岐管にそれぞれ設けられる多数の開閉弁を含めてなる請求項１４記載のマルチ空気調和器。
16. 前記分配器は、前記圧縮器から吐き出された後前記第３チューブに満たされた冷媒が液化することを防止する手段をさらに含めてなる 請求項１５記載のマルチ空気調和器。
17. 前記液化防止手段は、前記リターン管と前記気相冷媒管とを連結するバイパス管、
    前記バイパス管に設けられる分配器膨張装置を含めてなる請求項１６記載のマルチ空気調和器。
18. 圧縮器と室外熱交換機とを含めてなる室外機；
    前記室外機と直接に連結され、室内機膨張装置と室内熱交換機とを含めてなる多数個の室内機；
    前記室外機から流入した冷媒を各運転モードにしたがって前記各室内機に選択的に分配して流動させた後、再び前記室外機に送る分配器；
    前記各室内機に連結されるチューブに設けられ、作動時に稼動しない室内機に冷媒が流入することを遮断して、前記稼動しない室内機で冷媒流動騒音が発生することを防止する騒音防止手段；
    前記各室内機に連結されるチューブに設けられ、前記騒音防止手段により停滞した冷媒を該当室内機を迂回させ循環させるバイパス手段をさらに含んで、
    前記騒音防止手段は前記室内熱交換機に連結され、前記分配器が設置されるチューブのうちの第１気相冷媒分岐管に、前記分配器と別に設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断する第１弁と、前記チューブのうちの液相冷媒分岐管に設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断する第２弁とを含めてなるマルチ空気調和器。
19. 前記騒音防止手段は、
    前記室内熱交換機に連結されるチューブに設けられ、前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断するように前記室内機膨張装置と別に設けられる第２弁を含めてなる請求項１８記載のマルチ空気調和器。
20. 前記騒音防止手段は、
    前記稼動しない室内機に冷媒が供給されることを遮断できるよう閉鎖可能に構成された前記室内機膨張装置を含めてなる請求項１８記載のマルチ空気調和器。
21. 前記バイパス手段は、
    前記各室内機に冷媒が流入、かつ吐き出し可能なように連結される二つのチューブを連結するバイパス管、
    前記バイパス管に設けられ、そのバイパス管を開閉するバイパス弁を含めてなる請求項１８記載のマルチ空気調和器。
22. 前記バイパス弁は最少量の冷媒のみ迂回させるように、前記バイパス管の流路断面積より小さい開放断面積を有する請求項２１記載のマルチ空気調和器。

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