JP4749127B2 - Muffler - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮機から吐出される冷媒の脈動を減衰させるマフラに関し、詳述すれば、両端部の細径部とこの各細径部から略球面状に拡管された球面部と両球面部間の太径部とから成るマフラ本体と、このマフラ本体の両細径部に接続される接続配管とを備えたマフラに関する。 The present invention relates to a muffler for attenuating pulsation of refrigerant discharged from a compressor. More specifically, the present invention relates to a narrow diameter portion at both ends, a spherical portion expanded from each narrow diameter portion into a substantially spherical shape, and both spherical portions. The present invention relates to a muffler provided with a muffler body composed of a large-diameter portion therebetween, and connection piping connected to both narrow-diameter portions of the muffler body.
この種のマフラは、特許文献1などに開示されている。この特許文献1によれば、端部から所定長の細径部があり、拡管開始位置から略球面状に拡管された球面部分を設け、その球面終了位置から太径部が形成され、圧縮機の出口側又は熱交換器に接続される接続配管を前記細径部に形成されたストッパまで挿入して、前記接続配管と細径部とを溶接する。
しかし、これらの接続配管やマフラ本体は、鋼板で作製しているのが多く、塗装をしなければならなかった。また、別体である球面部と太径部とを溶接する構造のマフラにあっては、更に溶接をしなければならなかった。 However, these connecting pipes and muffler bodies are often made of steel plates and have to be painted. Further, the muffler having a structure in which the spherical portion and the large diameter portion which are separate bodies are welded has to be further welded.
そこで本発明は、極力溶接を減らし、塗装も不要とすることができるマフラを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the muffler which can reduce welding as much as possible and can also make a painting unnecessary.
このため第1の発明は、両端部の細径部とこの各細径部から略球面状に拡管された球面部と両球面部間の太径部とから成るマフラ本体と、このマフラ本体の両細径部に接続される接続配管とを備え、圧縮機から吐出される冷媒の脈動を減衰させるマフラにおいて、前記マフラ本体及び接続配管とを銅で作製すると共に、前記マフラ本体の前記太径部全体及び少なくとも両球面部の一部までをステンレス製のカバーで被覆したことを特徴とする。 For this reason, the first invention provides a muffler body comprising a narrow diameter portion at both ends, a spherical portion expanded from each narrow diameter portion into a substantially spherical shape, and a large diameter portion between both spherical portions, In a muffler that includes connection pipes connected to both narrow diameter portions and attenuates pulsation of refrigerant discharged from the compressor, the muffler body and the connection pipe are made of copper, and the large diameter of the muffler body The whole part and at least a part of both spherical parts are covered with a stainless steel cover.
第2の発明は、両端部の細径部とこの各細径部から略球面状に拡管された球面部と両球面部間の太径部とから成るマフラ本体と、このマフラ本体の両細径部に接続される接続配管とを備え、圧縮機から吐出される冷媒の脈動を減衰させるマフラにおいて、前記マフラ本体及び接続配管とを銅で作製すると共に、前記マフラ本体の前記太径部全体及び少なくとも両球面部の一部までを外方から密着するようにステンレス製のカバーで被覆したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a muffler main body comprising a narrow diameter portion at both ends, a spherical portion expanded from each of the small diameter portions into a substantially spherical shape, and a large diameter portion between both spherical portions, and both fine portions of the muffler main body. In a muffler comprising a connection pipe connected to the diameter part and attenuating pulsation of refrigerant discharged from the compressor, the muffler body and the connection pipe are made of copper, and the entire large diameter part of the muffler body And at least a part of both spherical portions is covered with a stainless steel cover so as to be in close contact with the outside.
第3の発明は、第1又は第2のマフラに係る発明において、ヒートポンプ式給湯機の圧縮機の出口側と前記圧縮機にて圧縮された冷媒と水とを熱交換させる加熱用熱交換器との間に配設したことを特徴とする。 3rd invention is the invention which concerns on 1st or 2nd muffler, The heat exchanger for heating which heat-exchanges the outlet side of the compressor of a heat pump type hot water heater, and the refrigerant | coolant and water which were compressed with the said compressor It is characterized by being disposed between the two.
第4の発明は、第1又は第2のマフラに係る発明において、高圧側が超臨界圧力となる冷媒を用いる遷臨界冷媒サイクル装置の一部を構成することを特徴とする According to a fourth invention, in the invention according to the first or second muffler, a part of a transcritical refrigerant cycle apparatus using a refrigerant whose high pressure side is a supercritical pressure is configured.
本発明は、マフラ本体及び接続配管を銅製とすると共にカバーをステンレス製としたために、塗装が不要となり、コストダウンが図れる。また、カバーの両端部を球面部まで密着させて、マフラ本体とカバーとを一体化させてマフラ本体をカバーで被覆するようにしたから、耐圧の強化がなされる。 In the present invention, since the muffler main body and the connecting pipe are made of copper and the cover is made of stainless steel, no painting is required, and the cost can be reduced. In addition, since both ends of the cover are brought into close contact with the spherical surface portion, the muffler body and the cover are integrated, and the muffler body is covered with the cover, so that the pressure resistance is enhanced.
本発明の実施の形態を図面を参照して、以下説明する。図1は本発明が適用されるヒートポンプ式給湯機の回路説明図で、このヒートポンプ式給湯機は後述するが、貯湯槽、循環ポンプ及び加熱用熱交換器を温水配管で環状に接続してなる貯湯回路1Kと、前記貯湯槽内の湯を利用部へ供給する給湯回路2Kと、2段圧縮式の能力が調整可能な圧縮機、前記加熱用熱交換器、冷却器、第1電動膨張弁及び蒸発器を冷媒配管で環状に接続してなる冷媒回路Rと、前記加熱用熱交換器と前記冷却器との間の冷媒回路から分岐され、その途中に電磁開閉弁、第2電動膨張弁及び前記冷却器を有し、前記加熱用熱交換器から吐出した冷媒の一部を前記圧縮機の低圧側と高圧側との中間に冷媒を戻す中間インジェクション回路Mとを主要構成としている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of a circuit of a heat pump type hot water heater to which the present invention is applied. This heat pump type hot water heater, which will be described later, is formed by connecting a hot water storage tank, a circulation pump and a heat exchanger for heating in a ring shape with hot water piping. Hot
前記冷媒回路Rは高圧側が超臨界圧力となる冷媒を用いる遷臨界冷媒サイクル装置を構成し、以下詳述するが、2段圧縮式の能力が調整可能な圧縮機1、前記加熱用熱交換器3、冷却器4、第1電動膨張弁6及び蒸発器7を冷媒配管RHで環状に接続される。1は二酸化炭素を冷媒として吸入圧縮し高温高圧にする能力調整が可能な内部中間圧型2段圧縮式ロータリコンプレッサ(以下、「圧縮機」という。)で、第1及び第2の回転圧縮要素1A、1Bを備えている。2は前記圧縮機1の冷媒出口側に接続されて圧縮機1から吐出される冷媒の圧力脈動を減衰・軽減して騒音を低減するマフラ、3は冷媒流路3Aと水流路3Bとを備えて冷媒と水とを熱交換させる加熱用の冷媒対水熱交換器、4は一次流路4A及び二次流路4Bとを備えた冷却器、5は高圧側冷媒と低圧側冷媒とを熱交換させるもので一次流路5A及び二次流路5Bとを備えた内部熱交換器、6は内部熱交換器5の一次流路5Aの出口側に接続され冷媒を減圧する減圧手段としての第1電動膨張弁、7は前記第1電動膨張弁6で減圧された冷媒を蒸発させ外気と熱交換する蒸発器、8は内部熱交換器5の二次流路5Bの出口側と圧縮機1の吸入側との間に接続された気液分離器であるアキュムレータである。なお、前記蒸発器7で蒸発されなかった冷媒を内部熱交換器5の二次流路5Bに流すことにより、一次流路5Aに流れる冷媒と熱交換させてよりガス化させている。
The refrigerant circuit R constitutes a transcritical refrigerant cycle device that uses a refrigerant whose high pressure side becomes a supercritical pressure, and will be described in detail below. The
前記中間インジェクション回路Mは、電磁開閉弁10と、第2電動膨張弁11、冷却器4の二次流路4Bとを備え、前記加熱用の冷媒対水熱交換器3と内部熱交換器5との間に配設されて前記電磁開閉弁10が開くと前記圧縮機1の高圧側と低圧側との中間に冷媒を戻す回路である。そして、二酸化炭素を冷媒として用いる際には、冷媒がガス化した状態、即ち超臨界域で用いることとなる。この超臨界域では、二酸化炭素は高圧となり、蒸気密度も高いため、内部高圧の圧縮機では密閉容器に負荷がかかるという問題があるが、内部中間圧とした内部中間圧型2段圧縮式ロータリコンプレッサである圧縮機1を用いることとした。
The intermediate injection circuit M includes an electromagnetic on-off
12は前記蒸発器7に発生付着した霜が一定以上となったことを検出センサ(図示せず)が検出すると開く除霜用電磁弁で、冷却器4の二次流路4Bと前記圧縮機1の高圧側と低圧側との中間との間から分岐して前記蒸発器7に戻る分岐路13の中間位置に配設される。
前記貯湯回路1Kは、お湯を貯湯する貯湯槽20、循環ポンプ28、加熱用熱交換器3及び流量調整手段としての流量調整弁29を温水配管で環状に接続して構成される。
The hot
前記給湯回路2Kは前記貯湯槽20内の湯を利用部へ供給する回路であり、前記貯湯槽20に水道水を供給する逆止弁付き水道減圧弁21、前記貯湯槽20からお湯を取出す出湯管22、水道減圧弁21の出口側から出湯管22に接続された混合弁23に至るバイパス管24、前記出湯管22から分岐して浴槽30ヘ至るお湯張り管25、該お湯張り管25に接続された電磁弁26、混合弁23より上流側の出湯管22に接続される圧力逃がし弁27を備えている。
The hot
次に図2の制御ブロック図に基づいて説明する。マイコン40は、本ヒートポンプ式給湯機における前記冷媒回路Rを備えた室外機としてのヒートポンプユニットの動作を含めた給湯に係る全動作を統括制御するCPU(セントラル・プロセッシング・ユニット)41、各種データを記憶する記憶装置としてのRAM(ランダム・アクセス・メモリ)42、冷凍サイクル動作に係るプログラムを含めた給湯動作に係るプログラムを格納するROM(リ−ド・オンリー・メモリ)43から構成されている。そして、CPU41は前記RAM42に記憶されたデータに基づき、前記ROM43に格納されたプログラムに従い、本ヒートポンプ式給湯機の冷凍サイクル動作を含めた給湯に係る動作を統括制御する。
Next, description will be made based on the control block diagram of FIG. The
そして、前記貯湯槽20の容量が例えば370リットルであり、湯温検出センサTS1、TS2、TS3、TS4、TS5、TS6及びTS7が貯湯槽20の下部から上部まで上下間隔を存して設けられ、本給湯機がその沸き上げ前の温度が55℃までのため、前記各センサの検出湯温が55℃以上の場合には貯湯槽20内の上端からその位置までは貯湯されており残湯ありと判断する。このとき、検出センサTS1の配置箇所は残湯量が350リットル、TS2が同じく300リットル、TS3が250リットル、TS4が200リットル、TS5が150リットル、TS6が100リットル、TS7が50リットルの位置である。
And the capacity | capacitance of the said hot
そして、沸き増しを開始する最低貯湯量(例えば、150リットル)より少なくなり、検出センサTS5の検出温度が貯湯状態と判断する温度である55℃より低下すると、マイコン40は貯湯量が検出センサTS5の位置より少なくなったと判断し、ヒートポンプ給湯機に沸き増し運転を開始させ、常時最低貯湯量を維持するように制御する。
When the temperature of the hot water storage starts to be less than the minimum hot water storage amount (for example, 150 liters) and the detection temperature of the detection sensor TS5 falls below 55 ° C., which is a temperature for determining the hot water storage state, the
次に図3及び図4に基づいて、前記マフラ2について説明する。このマフラ2は両端部の細径部2Aとこの各細径部2Aから略球面状に拡管された球面部2Bと両球面部2B間の円筒状の太径部2Cとから成る銅製のマフラ本体2Hと、このマフラ本体2Hの両細径部2A、2Aに接続される銅製の接続配管2S1、2S2とを備えている。
Next, the
そして、各接続配管2S1、2S2の外周面に形成された挿入代を決めるストッパPが各細径部2A端面に当接するまで、各細径部2A内に各接続配管2S1、2S2を挿入した後、溶接して固定する。次に、前記マフラ本体2Hの前記太径部2C全体及び少なくとも両球面部2Bの一部までをステンレス製のカバー50で外方から密着するように被覆する。なお、前記カバー50は両球面部2Bの一部までを被覆するようにしたが、両球面部2Bの全部や細径部2Aまで被覆するようにしてもよい。
And after inserting each connection piping 2S1, 2S2 in each
この被覆は、先ずプレス加工により前記太径部2Cの外径よりその内径が僅か大きい(略同径)円筒状のカバー50の一方の端部を狭めた状態、即ちマフラ本体2Hの一方の球面部2Bの外径とその内径が略同径となるように狭めて絞った状態として球面部50Aを形成し、カバー50内にマフラ本体2Hを移動できなくなるまで挿入する。次に、この挿入した後に、カバー50の他端部を同じくプレス加工により、他方の球面部2Bの外径とその内径が略同径となるように狭めて絞った状態として球面部50Aを形成して密着させて、マフラ本体2Hとカバー50とを一体化させて被覆する。
In this covering, first, one end of a
このように構成されたマフラ2を前記圧縮機1の出口側と加熱用熱交換器3との間に、即ち接続配管2S2を加熱用熱交換器3に配管を介して、また接続配管2S1を圧縮機1に配管を介して接続する。従って、以上のように、マフラ本体2H及び接続配管2S1、2S2を銅製とすると共にカバー50をステンレス製としたために、塗装が不要となり、コストダウンが図れる。また、カバー50の両端部を球面部2Bの外径とその内径が略同径となるように狭めて絞った状態として密着させて、マフラ本体2Hとカバー50とを一体化させてマフラ本体2Hをカバー50で被覆するようにしたから、耐圧の強化がなされ、マフラ本体2Hにクラックが生じるのが防止できる。このため、圧縮機1から吐出される冷媒の圧力脈動を減衰・軽減して騒音を低減するというマフラ2本来の機能を如何なく発揮することができる。
The
ここで、本ヒートポンプ式給湯機は給湯に加え、床暖房運転や浴室暖房等の暖房も可能であるが、説明の便宜上、この暖房運転は省略するものとする。先ず、外気温度検出センサ45による外気温度が所定温度、例えばマイナス5℃を下回らない温度(マイナス5℃以上)にあるものとして、以下貯湯運転について、説明する。 Here, in addition to hot water supply, this heat pump type water heater can also perform heating such as floor heating operation and bathroom heating. However, for convenience of explanation, this heating operation is omitted. First, the hot water storage operation will be described below assuming that the outside air temperature detected by the outside air temperature detection sensor 45 is at a predetermined temperature, for example, a temperature that does not fall below minus 5 ° C (minus 5 ° C or higher).
先ず、前記貯湯槽20に貯湯を行う場合、循環ポンプ28が運転し、貯湯槽20→循環ポンプ28→冷媒対水熱交換器3の水流路3B→流量調整弁29→貯湯槽20の順に貯湯用の温水が流れ、貯湯槽20に貯湯される。
First, when hot water is stored in the hot
冷媒回路Rでは、圧縮機1が運転すると共に、外気温度検出センサ45による外気温度がマイナス5℃を下回らない温度であるため、電磁開閉弁10は閉じている。従って、圧縮機1→マフラ2→冷媒対水熱交換器3の冷媒流路3A→冷却器4の一次流路4A→内部熱交換器5の一次流路5A→第1電動膨張弁6→蒸発器7→内部熱交換器5の二次流路5B→アキュムレータ8→圧縮機1の順に冷媒が流れる。このとき、圧縮機1から吐出される冷媒の圧力脈動はマフラ2により減衰・軽減され、騒音が低減される。
In the refrigerant circuit R, the
このとき、このような通常サイクル運転中では、圧縮機1が100Hz程度の運転周波数で運転し、第1電動膨張弁6は完全閉成状態から完全開成状態までを0ステップから500ステップとしたときの100ステップの状態で絞る状態となるように、CPU41がこの第1電動膨張弁6を制御し、また第2電動膨張弁11は完全閉成状態から完全開成状態までを0から500ステップとしたときの50ステップの状態で絞る状態となるように制御する。
At this time, during such a normal cycle operation, when the
なお、貯湯槽20に貯湯された高温水はバイパス管24を介する水道水と混合弁23にて適度な温度に調整され、出湯管22を介して台所やシャワーへの給湯や浴槽30へのお湯張り等に利用される。そして、給湯が行われると、給水管途中に配設された水道減圧弁21を介して貯湯槽20に給水が行われる。
The hot water stored in the
そして、上述したような貯湯運転中に、外気温度検出センサ45による外気温度がマイナス5℃を下回ったことを検出すると、加熱能力が低下することとなるので加熱能力を高めるべく、CPU41はその検出情報を受けて、圧縮機1を運転周波数が100Hz程度から55Hzに落として運転するように制御し、第1電動膨張弁6の開度を100ステップから450ステップの状態(開度を十分に開いた状態、即ち冷媒を絞らない状態)となるように、また第2電動膨張弁11の開度を50ステップからほとんど流れない20ステップ(なお、30ステップ程度で流れ始める。)の状態となるように制御し、その後閉じていた電磁開閉弁10を開くように制御する。
Then, during the hot water storage operation as described above, if the outside air temperature sensor 45 detects that the outside air temperature has fallen below minus 5 ° C., the heating capacity will decrease, so the
そして、この電磁開閉弁10が開いてから、所定時間後(例えば、数秒後)に前記第2電動膨張弁11の開度を20ステップ(ほとんど流れない)から50ステップの状態となるように、CPU41は第2電動膨張弁11を制御するので、30ステップ程度を超え始めると中間インジェクション回路Mにも冷媒が流れ始めて、前記圧縮機の高圧側と低圧側との中間にも戻される。即ち、圧縮機1→マフラ2→冷媒対水熱交換器3の冷媒流路3A→冷却器4の一次流路4A→内部熱交換器5の一次流路5A→第1電動膨張弁6→蒸発器7→内部熱交換器5の二次流路5B→アキュムレータ8→圧縮機1の順に冷媒が流れるのに加え、冷媒対水熱交換器3の冷媒流路3Aを介する冷媒は電磁開閉弁10、第2電動膨張弁11、冷却器4の二次流路4B、前記圧縮機1の高圧側と低圧側との中間にも戻される。
Then, after the electromagnetic opening / closing
これにより、第2電動膨張弁11を事実上閉じた状態として冷媒を流さない状態として、電磁開閉弁10を開く際の冷媒による大きな圧力及び温度変化がほとんど生じないから、本ヒートポンプ式給湯機の信頼性や耐久性等の向上が図れることとなる。
As a result, the second electric expansion valve 11 is substantially closed and no refrigerant flows, so that a large pressure and temperature change due to the refrigerant hardly occurs when the electromagnetic on-off
その後、CPU41は圧縮機1が55Hzから100Hz程度の運転周波数で運転するように、第1電動膨張弁6を450ステップから80ステップの状態で絞る状態となるように制御し、また第2電動膨張弁11を例えば同じく80ステップの状態で絞る状態となるように制御して、中間インジェクション回路Mにも冷媒が流れるような運転(以下、「スプリットサイクル運転」という。)となるように制御する。
Thereafter, the
また、上述したような貯湯運転中に、以上のようなスプリットサイクル運転がなされている状態において、外気温度検出センサ45による外気温度がマイナス5℃以上になったことを検出すると、CPU41はスプリットサイクル運転から通常サイクル運転となるように制御する。即ち、CPU41は外気温度がマイナス5℃以上になったことの検出情報を受けて、圧縮機1を運転周波数が100Hz程度から55Hzに落として運転するように制御し、第1電動膨張弁6の開度を80ステップから450ステップの状態(開いた状態、即ち冷媒を絞らない状態)となるように、また第2電動膨張弁11の開度を80ステップからほとんど流れない20ステップ(なお、30ステップ程度で流れ始める。)の状態となるように制御し、その後電磁開閉弁10を閉じるように制御する。従って、このように電磁開閉弁10が閉じられるので、中間インジェクション回路Mには冷媒が流れなくなる。
In addition, during the hot water storage operation as described above, the
これにより、第2電動膨張弁11を事実上閉じた状態として冷媒を流さない状態として、電磁開閉弁10を閉じる際の冷媒による大きな圧力及び温度変化がほとんど生じないから、本ヒートポンプ式給湯機の信頼性や耐久性等の向上が図れることとなる。
As a result, the second electric expansion valve 11 is effectively closed and no refrigerant is allowed to flow, so that a large pressure and temperature change due to the refrigerant hardly occurs when the electromagnetic on-off
その後、CPU41は圧縮機1が55Hzから100Hz程度の運転周波数で運転するように、第1電動膨張弁6を450ステップから100ステップの状態で絞る状態となるように制御し、また第2電動膨張弁11を20ステップから50ステップの状態(待機状態)となるように制御するが、電磁開閉弁10は閉じているので、中間インジェクション回路Mには冷媒は流れず、圧縮機1→マフラ2→冷媒対水熱交換器3の冷媒流路3A→冷却器4の一次流路4A→内部熱交換器5の一次流路5A→第1電動膨張弁6→蒸発器7→内部熱交換器5の二次流路5B→アキュムレータ8→圧縮機1の順に冷媒が流れる通常サイクル運転がなされる。
Thereafter, the
なお、本実施形態においては、外気温度検出センサ45による外気温度が所定温度、例えばマイナス5℃を下回る温度にある場合にはスプリットサイクル運転として、マイナス5℃以上の場合には通常サイクル運転としたが、これに限らず、例えばマイナス5℃以下にある場合にはスプリットサイクル運転として、マイナス5℃を超える場合には通常サイクル運転としてもよい。 In this embodiment, when the outside air temperature detected by the outside air temperature detection sensor 45 is below a predetermined temperature, for example, minus 5 ° C., the split cycle operation is performed. When the outside air temperature is minus 5 ° C. or more, the normal cycle operation is performed. However, the present invention is not limited to this. For example, when the temperature is minus 5 ° C. or lower, the split cycle operation may be performed. When the temperature exceeds minus 5 ° C., the normal cycle operation may be performed.
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various alternatives, modifications, and variations can be made by those skilled in the art based on the above description, and the various alternatives and modifications described above are within the scope of the present invention. Or a modification is included.
1 圧縮機
2 マフラ
2A 細径部
2B 球面部
2C 太径部
2H マフラ本体
2S1、2S2 接続配管
3 冷媒対水熱交換器(加熱用熱交換器)
50 カバー
DESCRIPTION OF
50 cover
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