JPH09318198A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気調和機のサイクルを構成する要素の一つで
ある減圧装置に冷媒が気液二相流の状態で流入すると、
この気液二相流の流動様式に起因して間欠的な流動音が
発生する。この流動音を低減する。 【解決手段】空気調和機のサイクルで、圧縮機１，四方
弁２，熱交換器３，５，減圧装置４、及び熱交換器３か
ら減圧装置４までの間に設けられている分岐合流配管
６，減圧装置４から熱交換器５までの間に設けられてい
る分岐合流配管７を配管で各々接続する。この時、分岐
合流管６及び７は流入した流れを分流する分岐部と複数
の分岐管，分岐管を通った流れを合流させる合流部から
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍機および空気
調和機用冷凍サイクルに関するもので、気液二相流に起
因する騒音の低減方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開昭57−129371号公報では、主
減圧手段である絞り部上流に、主減圧手段に導入される
冷媒に所定の乾き度を持たせる補助減圧手段を配設して
いる。この補助減圧手段として、オリフィス，多孔オリ
フィス、また冷媒の流れを撹乱する手段として、コイル
ばねを用いたものが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に冷凍サイクル
で、圧縮機を出た高温高圧のガス冷媒は、凝縮器で放熱
し高温の液冷媒となる。この高温の液冷媒が減圧装置と
しての膨張弁やキャピラリーチューブに流入し、ここで
室温よりも低い温度の気液二相状態の冷媒となる。この
気液二相冷媒が蒸発で吸熱し蒸発して、低温のガス冷媒
となり圧縮機に戻る。

【０００４】最近パッケージエアコンやルームエアコン
等で主流となっている空気調和機はセパレート形で室外
機と室内機とに分離している。このとき膨張弁やキャピ
ラリーチューブ等の減圧装置は、空調機の性能，機能向
上のため室内機に設置されることが多くなっている。

【０００５】これらの減圧装置には、前述したように通
常液冷媒が流入するのであるが、空調機の運転条件や室
内外条件、また室外機と室内機とを結ぶ配管の長さが長
い場合、その圧力降下により冷媒が気液二相状態となる
ことがある。この気液二相状態の冷媒が減圧装置に流入
するとき、大きな音（以後、流動音と称する。）を発生
する。また、この流動音は、気液二相流の流動様式に密
接に関係して発生するため、その音の大きさともに、異
音として快適性を損ねる。例えば、流れの中に気泡が断
続的に存在しているスラグ流やフロス流が減圧装置に流
入する場合、間欠的に流動音が発生し、非常に耳障りな
音となっている。

【０００６】ところで、特開昭57−129371号公報では、
主減圧装置の上流側に補助減圧装置としてオリフィスを
設けているため、補助減圧装置下流の流れは、改善さ
れ、主減圧装置で発生する流動音の改善が見込まれる。
しかし、補助減圧装置に関しては、この部分が絞りとな
っており、補助減圧装置が無い場合に主減圧装置で生じ
ていた状況と同じであると考えられる。即ち、今度は補
助減圧装置にて流動音が発生してしまうことが考えられ
る。例えば主減圧装置が室内機に設置されている場合、
補助減圧装置も室内機に設置されていると前述の問題が
生じることが推測される。まして、運転条件や室内外の
温度条件により、減圧装置の上流側で気液二相流になっ
てしまう場合は、顕著に流動音が発生することが考えら
れる。またこの問題を回避するために、補助減圧装置を
室外機に設置しても、この補助減圧装置で改善された流
れも気泡の合体を生じたり、気相の割合が増加している
ことで、主減圧装置の前にスラグ流やフロス流の流動様
式となり、主減圧装置での流動音の発生が考えられる。
なお、主減圧装置，補助減圧装置とも室外機に設置した
場合も同様である。

【０００７】本発明の目的は、冷媒気液二相流が原因で
減圧装置から間欠的に発生する流動音を低減できる空調
機のシステム（冷凍サイクル）を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の空気調和機は、圧縮機，四方弁，第１熱交
換器，減圧装置，第２熱交換器を順次配管で接続し、冷
房運転時には、上記圧縮機，上記四方弁，上記第１熱交
換器，上記減圧装置，上記第２熱交換器の順に、また暖
房運転時には、上記圧縮機，上記四方弁，上記第２熱交
換器，上記減圧装置，上記第１熱交換器の順に、冷媒が
流れるヒートポンプサイクルで、上記第１熱交換器と上
記減圧装置との間、かつ上記第２熱交換器と上記減圧装
置との間で、かつ減圧装置の入口と出口で、それぞれ複
数の配管に分岐した後、再度分岐した配管が合流する形
状を有する配管を設けたことを特徴としている。

【０００９】また上記目的を達成するために、本発明の
空気調和機は、圧縮機，四方弁，第１熱交換器，減圧装
置，第２熱交換器を順次配管で接続し、冷房運転時に
は、上記圧縮機，上記四方弁，上記第１熱交換器，上記
減圧装置，上記第２熱交換器の順に、また暖房運転時に
は、上記圧縮機，上記四方弁，上記第２熱交換器，上記
減圧装置，上記第１熱交換器の順に、冷媒が流れるヒー
トポンプサイクルで、上記第１熱交換器と上記減圧装置
との間で、かつ減圧装置の入口で、複数の配管に分岐し
た後、再度分岐した配管が合流する形状を有する配管を
設けたことを特徴としている。

【００１０】また上記目的を達成するために、本発明の
空気調和機は、圧縮機，四方弁，第１熱交換器，減圧装
置，第２熱交換器を順次配管で接続し、冷房運転時に
は、上記圧縮機，上記四方弁，上記第１熱交換器，上記
減圧装置，上記第２熱交換器の順に、また暖房運転時に
は、上記圧縮機，上記四方弁，上記第２熱交換器，上記
減圧装置，上記第１熱交換器の順に、冷媒が流れるヒー
トポンプサイクルで、上記第２熱交換器と上記減圧装置
との間で、かつ減圧装置の入口で、複数の配管に分岐し
た後、再度分岐した配管が合流する形状を有する配管を
設けたことを特徴としている。

【００１１】また上記目的を達成するために、本発明の
空気調和機は、圧縮機，第１熱交換器，減圧装置，第２
熱交換器を順次配管で接続し、上記圧縮機，上記第１熱
交換器，上記減圧装置，上記第２熱交換器の順に冷媒が
流れる冷凍サイクルで、上記第１熱交換器と上記減圧装
置との間で、かつ上記減圧装置の入口で、複数の配管に
分岐した後、再度分岐した配管が合流する形状を有する
配管を設けたことを特徴としている。

【００１２】また上記目的を達成するために、本発明の
空気調和機は、圧縮機，熱源側熱交換器，利用側熱交換
器を備え、さらに利用側熱交換器を熱的に二分割してそ
の間に除湿運転時に使用する除湿絞り装置を設け、除湿
運転時には熱的に二分割された利用側熱交換器の上流側
が凝縮器，下流側が蒸発器になって除湿を行うように冷
凍サイクルを構成し、さらに利用側熱交換器の一部の上
記凝縮器と上記除湿絞り装置との間で、かつ上記除湿絞
り装置の入口で、複数の配管に分岐した後、再度分岐し
た配管が合流する形状を有する配管を設けたことを特徴
としている。

【００１３】また上記記載の空気調和機で、上記空気調
和機内を流れる冷媒の流れ方向に対し直角かつ重力方向
と平行な面上で重力方向と反重力方向の二つの流れに分
岐させ、かつ重力方向に分岐した流れは重力方向から、
また反重力方向に分岐した流れは反重力方向から各々合
流させる形状を有する配管としたことを特徴としてい
る。

【００１４】また上記記載の空気調和機の複数に分岐し
た配管で、合流するまでのそれぞれの配管の長さが異な
ることを特徴としている。

【００１５】また上記記載の空気調和機の複数に分岐し
た配管で、合流するまでのそれぞれの配管の少なくとも
一部分の形状が螺旋形状をしていることを特徴としてい
る。

【００１６】また上記記載の空気調和機の複数に分岐し
た配管で、合流するまでのそれぞれの配管の内径が異な
ることを特徴とする空気調和機。

【００１７】また上記記載の空気調和機における、上記
減圧装置の入口の複数の配管に分岐した後、再度分岐し
た配管が合流する形状を有する配管として、配管断面を
複数の流路に分割する少なくとも１枚以上の仕切り板を
配管内に設けた配管としたことを特徴としている。

【００１８】また上記記載の空気調和機で、少なくとも
上記第１熱交換器から上記減圧装置までの配管上か、ま
たは上記第２熱交換器から上記減圧装置までの配管上に
設けられ、またその両方に設けられた分岐し、また合流
する配管の形状を、それぞれ所定形状で、かつ所定位置
に凹凸成形した複数枚の平板を一対として接合し、管路
を形成し流路を構成したことを特徴としている。

【００１９】また上記記載の空気調和機で、上記減圧装
置の入口にある複数の配管に分岐した後、再度分岐した
配管が合流する形状を有する配管の出口を上記減圧装置
の絞り位置から、配管内径の３０倍の長さ以内に設けた
ことを特徴としている。

【００２０】また上記記載の空気調和機で、冷媒として
複数種類の冷媒を混合させた混合冷媒を用いたことを特
徴としている。

【００２１】また上記記載の空気調和機で、請求項１，
２，３，４，５，６，７，８または９で、冷媒として複
数種類の沸点の異なる冷媒を混合させた非共沸混合冷媒
を用いたことを特徴としている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。

【００２３】図１は本発明の一実施例である空気調和機
のサイクルを示した系統図である。サイクルは、圧縮機
１，四方弁２，熱交換器３，減圧装置４，熱交換器５、
及び熱交換器３から減圧装置４までの間に設けられてい
る分流しその後合流する配管６（以下、分岐合流配管と
称する），減圧装置４から熱交換器までの間に設けられ
ている分岐合流配管７を配管で各々接続して構成する。
冷房運転時には、圧縮機１から吐出された高温高圧のガ
ス冷媒は熱交換器３にてファン８で送られる空気により
冷却され、高圧の液冷媒となる。この冷媒が減圧装置４
に流入し、室内空気温度よりも低い温度の気液二相状態
の冷媒となり、熱交換器５でファン９で送られる室内空
気から熱を奪い蒸発し、再び圧縮機１に戻る。また暖房
運転時には、四方弁２を切り替えることで、冷媒の循環
方向を逆転させる。即ち、冷媒は圧縮機１，四方弁２，
熱交換器５，減圧装置４，熱交換器３，四方弁２の順に
流れ再び圧縮機１に戻る。この時、運転条件の影響で、
冷房運転時では熱交換器３で凝縮しきれず、また暖房運
転時では熱交換器５で凝縮しきれずに、気液二相の状態
で流出することがある。この場合、減圧装置４に気液二
相流の状態で冷媒が流入するため、この減圧装置４から
間欠的な流動音が発生する。この間欠的に発生する流動
音は冷媒の流動様式に関係しており、減圧装置４に気液
二相の冷媒と液冷媒とが交互に流入することで発生して
いる。即ち、減圧装置４に気液二相の状態で流入する時
に、流動音は大きくなり、逆に液冷媒が流入するときに
流動音が小さくなるため、この流動音のレベルの高低差
が間欠的に聞こえる原因であることが、気液二相冷媒流
の流動様式と流動音との観察からわかっている。そこで
本発明では、減圧装置４をはさんで分岐合流管６及び分
岐合流管７を設けた。この結果、この分岐合流管の分岐
部で分流した気液二相冷媒が合流部で流れが衝突するこ
とで、気液の混合がされるため、流動様式が変換し減圧
装置４に流入するため、気液二相流に起因する流動音の
音質を改善し、異音を低減することができる。

【００２４】図２は本発明の一実施例である分岐合流管
を減圧装置の入口と出口に設けた場合の構成と配管内の
冷媒の流れの例を示した図である。図では、減圧装置と
して膨張弁１０を用いている。膨張弁１０内で冷媒は、
弁体１８と弁棒１９との隙間で構成される絞りを通過す
る。この絞りに流入する冷媒の流動様式を、分岐合流管
６側から冷媒が流れる場合は、分岐合流管６で変更し、
分岐合流管７側から冷媒が流れる場合は分岐合流管７で
変更する。ここでは、冷媒が分岐合流管６側から膨張弁
１０に流入する場合について説明する。分岐合流管６
は、少なくとも分岐部１１，分岐管１３及び分岐管１
４，合流部１２で構成される。例えば、分岐合流管６に
流入する前には、スラグ流に含まれるような大気泡１５
を伴った流動様式であるとする。この流れが分岐合流管
６の分岐部１１で二つの流れに分流する。この時、分岐
合流管６は重力方向と平行な面内で上下に分流するた
め、重力の影響を受け、下側の分岐管１４には液相（液
冷媒）１６の多くが流れる流れとなり、また上側の分岐
管１３には気相（ガス冷媒）２０が多く流れる流れとな
る。これらの流れが合流部１２で合流するときに衝突
し、その結果気液の混合が促進され、合流部を出た流れ
では、大気泡１５が複数に細分化し小気泡１７となる。
この流れが膨張弁１０に流入することで、分岐合流管６
がない場合に大気泡１５のままで流入する時よりも流動
音が改善される。これは、大気泡１５のままで膨張弁１
０に流入すると、この気液二相の領域が長く続き、即ち
流動音が大きい領域が長く続き、その後に短い液相部
分、即ち流動音の小さい領域が来る。これが交互に繰り
返されるために間欠的に聞こえる。しかし、分岐合流管
６を通過した場合、小気泡１７と液相１６が交互に存在
する流れに変わり、また小気泡１７になったため、流動
音の大きい領域が短くなり、その結果、流動音が間欠に
なる間隔（周期）が短くなることで、連続的な音に聞こ
えるようになる。このように、間欠的に発生する流動音
の音質を改善することができ、異音を低減することがで
きる。なお、冷媒の流れが逆に流れる場合、即ち分岐合
流管７側から膨張弁１０に流入する場合も、管内の流動
様式は異なるが、同じ効果で間欠的に発生する流動音の
音質の改善が図れる。ここでは、分岐合流管６及び分岐
合流管７は、重力方向に平行な面上で分岐と合流をする
ように配置されているが、これは、重力と直行する面上
で分岐と合流をするように配置してもよい。また、例え
ば分岐管１３が重力方向に平行な面上に配置され、分岐
管１４が重力方向に直行する面上に配置されてもよい。
即ち、分岐管１３と分岐管１４とが存在する面がある角
度を有して交わってもよい。なお、分岐合流管による気
液混合効果を持続させ、減圧装置に流入させるために、
分岐合流管は減圧装置の入口の直前に設けることが望ま
しい。

【００２５】図３から図７は、本発明の分岐合流管の別
の実施例である。

【００２６】図３で、分岐合流管は、少なくとも分岐部
１１，分岐管１３ａ,１３ｂ,１４ａ，１４ｂ及び合流部
１２で構成されている。ここでは、重力方向に平行な面
上で流れの分流と合流がされるように、分岐部１１，合
流部１２および各々の分岐管が配置されている。また図
中の冷媒の流れは、この配置の場合のものである。図２
に示した分岐合流管と異なる点は、分岐部１１で分流し
た後、上側の分岐管１３ａを流れた流れは、逆に下側の
分岐管１３ｂを流れ合流部１２に流入し、同様に、下側
の分岐管１４ａを流れた流れは、逆に上側の分岐管１４
ｂを流れ合流部１２に流入する点である。流れ的には、
下側の分岐管１４ａでは重力の影響を受け、液相（液冷
媒）１６が多い流れとなっており、逆に上側の分岐管１
３ａで気相（ガス冷媒）２０の多い流れとなっている。
これらの流れを上下逆転させて合流部に流入させること
で、密度の大きい液冷媒の重力による効果と、ガス冷媒
の浮力の効果により、合流部１２での気液の混合がさら
に促進される。その結果、分岐合流管の入口で大気泡１
５を伴った流れは、小気泡１７を伴う流れに変化し、減
圧装置に流入することで流動音の音質を改善することが
でき、異音を低減することができる。なおこの分岐合流
管形状は、液冷媒の重力効果と、ガス冷媒の浮力の効果
を利用しているため、その効果が最も発揮されるのは、
分岐部１１と合流部１２とが重力方向と平行な面上に配
置されている場合である。しかし、図２で説明したよう
に、他の姿勢でも、同様にその効果は維持される。

【００２７】図４で、分岐合流管は、分岐部２１，長い
配管長の分岐管２３，短い配管長の分岐管２４及び合流
部２２で構成されている。図２に示した分岐合流管と異
なる点は、一方の分岐管の配管長が他方の分岐管の配管
長よりも長くすることで、配管抵抗を不均一にし、各々
の分岐管を流れる流量のバランスを変えることで、合流
部２２での気液の混合効果を促進させる。その結果、図
２で説明したと同様な効果により、間欠的に発生する流
動音の音質を改善することができ、異音を低減すること
ができる。なお、この分岐合流管の姿勢にはこだわら
ず、同様にその効果は維持される。

【００２８】図５で、分岐合流管は、分岐部２５，配管
断面積の大きい分岐管２７，配管断面積の小さい分岐管
２８及び合流部２６で構成されている。図２に示した分
岐合流管と異なる点は、一方の分岐管の断面積が他方の
分岐管の断面積よりも大きくすることで、配管抵抗を不
均一にし、各々の分岐管を流れる流量のバランスを変え
ることで、合流部２６での気液の混合効果を促進させ
る。その結果、図２で説明したと同様な効果により、間
欠的に発生する流動音の音質を改善することができ、異
音を低減することができる。なお、この分岐合流管の姿
勢にはこだわらず、同様にその効果は維持される。

【００２９】図６で、分岐合流管は、分岐部３１，螺旋
形状部を有する分岐管３３，３４、及び合流部３２で構
成されている。図２に示した分岐合流管と異なる点は、
分岐管の一部分を螺旋状の配管形状としている点である
（螺旋形状部３５，３６）。

【００３０】分岐管３３，３４の一部を螺旋状にするこ
とで、分岐管の剛性を弱くし、この螺旋形状部３５，３
６で流れによる配管振動を誘起させて、音になる流れの
エネルギを低減させる。また発生した振動を低減させる
ために、この螺旋形状部３５，３６に制振材を使用す
る。その結果、図２で説明したと同様な効果により、間
欠的に発生する流動音の音質改善と異音を低減すること
ができ、さらに流動音のレベル低減をも図ることができ
る。なお、この分岐合流管の姿勢にはこだわらず、同様
にその効果は維持される。

【００３１】図７は、図６に示した分岐合流管を横から
見た図である。

【００３２】図８は、本発明の第二実施例である別の空
気調和機のサイクルを示した図である。サイクルは、圧
縮機１，四方弁２，熱交換器３，減圧装置４，熱交換器
５、及び熱交換器３から減圧装置４までの間に設けられ
ている分岐合流管３９を配管で各々接続して構成する。
この場合、冷房運転時で、分岐合流管３９により減圧装
置４に流入する気液二相冷媒流の流動様式の変換の効果
がある。

【００３３】また図９は、本発明の一実施例である別の
空気調和機のサイクルを示した図である。サイクルは、
圧縮機１，四方弁２，熱交換器３，減圧装置４，熱交換
器５、及び熱交換器５から減圧装置４までの間に設けら
れている分岐合流管４０を配管で各々接続して構成す
る。この場合、暖房運転時で、分岐合流管３９により減
圧装置４に流入する気液二相冷媒流の流動様式の変換の
効果がある。

【００３４】図８及び図９で、説明したように、冷房運
転時もしくは暖房運転時のどちらかで、顕著に間欠的な
流動音が現れる場合、必要な一方のみに分岐合流管を設
置することで、着目する流動音の音質改善と異音を低減
するすることができる。

【００３５】図１０は本発明の第四実施例である別の空
気調和機のサイクルを示した図である。サイクルは、圧
縮機１，凝縮器としての熱交換器３，減圧装置４，蒸発
器としての熱交換器５及び熱交換器３と減圧装置４との
間で、かつ減圧装置の直前に設けられた分岐合流管６を
各々配管で接続して構成される。この時、冷媒は、圧縮
機１，熱交換器３，分岐合流管６，減圧装置４，熱交換
器５そして圧縮機１の順に流れる。従って、この空気調
和機では、冷房運転のみが可能である。この結果、冷房
運転時で、分岐合流管６により、減圧装置４に流入する
気液二相冷媒流の流動様式を変換することで、間欠的に
発生する流動音の音質を改善することができ、異音を低
減することができる。

【００３６】図１１は、本発明の第五実施例である空気
調和機のサイクルを示した図である。サイクルは、圧縮
機１，四方弁２，熱交換器３，冷房運転時と暖房運転時
に絞りとして使用する減圧装置４，熱交換器５ａ，第３
熱交換器５ｂ，除湿運転時に絞りとして使用する除湿絞
り装置４２、及び熱交換器３と減圧装置４までの間に設
けられている分岐合流管６，減圧装置４から熱交換器５
ｂまでの間に設けられている分岐合流管７及び熱交換器
５ａから除湿絞り装置４２までの間に設けられている分
岐合流管４１を配管で各々接続して構成する。例えば、
減圧装置４及び除湿絞り装置４２に膨張弁を用いる。

【００３７】冷房運転時及び暖房運転時の場合では、減
圧装置４を絞りとして用いる。この時、減圧装置４２は
絞りが全開とし、配管と同程度の圧力損失となり、減圧
装置としての役目は果たさない。その結果、熱交換器５
ａと熱交換器５ｂは一つの熱交換器となり、冷房運転時
には蒸発器，暖房運転時には凝縮器の機能を果たす。サ
イクル構成は、先の図２と等価となる。冷房運転時で
は、冷媒は、圧縮機１→四方弁２→熱交換器３→分岐合
流管６→減圧装置４→分岐合流管７→熱交換器５ａ→分
岐合流管４１→減圧装置４２→熱交換器５ｂ→四方弁２
→圧縮機１の順に循環させる。この時、熱交換器３は凝
縮器，熱交換器５ａと熱交換器５ｂは蒸発器となる。一
方、暖房運転時では四方弁２を切り替えることで、冷媒
を逆循環させる。この時、熱交換器３は蒸発器，熱交換
器５ａと熱交換器５ｂは凝縮器となる。冷房運転時、及
び暖房運転時で、減圧装置４の前後にある分岐合流管６
及び７により、冷媒気液二相流の流動様式が変更され
る。その結果、減圧装置４から発生する間欠的な流動音
の音質が改善され、異音が低減できる。

【００３８】また、除湿運転時には、今度は減圧装置４
の絞りは全開となり、配管と同程度の圧力損失となり、
減圧装置としての役目は果たさない。この時、減圧装置
としての役目を行うのは、減圧装置４２である。サイク
ル加熱除湿方式の特徴は、除湿をすることで冷やされた
空気を、再度加熱し吹き出すことで室内の空気温度を下
げずに除湿を行い、この時再加熱する熱源として、本来
は凝縮器から外部に捨てていた熱の一部を用いたことで
ある。除湿運転時では、冷媒は圧縮機１→四方弁２→熱
交換器３→分岐合流管６→減圧装置４→分岐合流管７→
熱交換器５ａ→分岐合流管４１→除湿しぼり装置４２→
熱交換器５ｂ→四方弁２→圧縮機１の順に循環させる。
この時、減圧装置４２の上流側に位置する熱交換器５ａ
と熱交換器３は、凝縮器の役目を行い、減圧装置４２の
下流に位置する熱交換器５ｂは蒸発器の役目を行う。こ
の時、除湿絞り装置４２の上流にある分岐合流管４１に
より、冷媒気液二相流の流動様式が変更される。その結
果、除湿絞り装置４２から発生する間欠的な流動音の音
質が改善され、異音が低減できる。

【００３９】また、熱交換器５ａと熱交換器５ｂは、各
々独立した熱交換器を二つ用いてもよいし、一つの熱交
換器を二つに分割して形成してもよい。

【００４０】図１２は本発明の第六実施例の空気調和機
の分岐合流管の部分を示した図である。

【００４１】本実施例によると、流入部３７，分岐部１
１，分岐管１３，１４，合流部１２，流出部３８をそれ
ぞれ所定の寸法形状にて、かつ所定位置に凹凸成形し
た、平板４３，平板４４を接合して、流路を構成してい
る。

【００４２】図１３は本発明の第七実施例の空気調和機
の分岐合流管の部分を示した図である。

【００４３】本実施例によると、流入部３７，分岐部１
１，分岐管１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，接続孔４
８ａ，４８ｂ，合流部１２，流出部３８をそれぞれ所定
の寸法形状にて、かつ所定位置に凹凸成形した、平板４
５，仕切平板４６，平板４７を接合して、流路を構成し
ている。流入部３７から流入した冷媒は、平板４５と仕
切平板４６とで形成される分岐部１１で分流された後、
分岐管１３ａと分岐管１４ａを流れ、分岐管１３ａを流
れた冷媒は、仕切平板４６上の接続孔４８ｂを通り抜
け、平板４７と仕切平板４６とで形成される分岐管１３
ｂを流れ、また分岐管１４ａを流れた冷媒は、仕切平板
４６上の接続孔４８ａを通り抜け、平板４７と仕切平板
４６とで形成される分岐管１４ｂを流れ、合流部１２で
合流し流出部３８を通って流れ出る。

【００４４】図１２及び図１３で説明した配管構造で、
平板への凹凸成形は、プレスにより行い、平板の接合
は、平板と平板との間にロウ材を挟み、炉の中に入れ炉
中でロウ付けを行う。この流路構造を用いることによ
り、複雑な流路構造もコンパクトに納めることができ、
また、ロウ付け作業の作業工程も低減できることからコ
ストの低減も可能である。

【００４５】図１４は本発明の第六実施例である空気調
和機のサイクルを示した図である。サイクルは、圧縮機
１，四方弁２，熱交換器３，減圧装置４，熱交換器５、
及び熱交換器３から減圧装置４までの間に設けられてい
る仕切板挿入分岐合流管49ａ及び熱交換器５から減圧装
置４までの間に設けられている仕切板挿入分岐合流管４
９ｂを配管で各々接続して構成する。この場合、冷房運
転時で、仕切板分岐合流管４９ａにより減圧装置４に流
入する気液二相冷媒流の流動様式の変換の効果があり、
暖房運転時で、仕切板分岐合流管４９ｂにより減圧装置
４に流入する気液二相冷媒流の流動様式の変換の効果が
ある。

【００４６】図１５は本発明の第八実施例である仕切板
挿入分岐合流管を示した図である。

【００４７】仕切板挿入管４９に挿入されている仕切板
ブロック５０は、４枚の仕切板５５ａ，５５ｂ，５５
ｃ，５５ｄを十字に組み合わせて構成されている。この
仕切板ブロック５０により、配管内は四つの流路５８
ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄが構成される。仕切板ブロ
ック５１は、仕切板ブロック５０と同型のものである
が、管軸に対し角度θだけ回転させて配置している。ま
たその下流側に仕切板ブロック６０が仕切板ブロック５
０と同配置姿勢で配置されている。仕切板挿入管４９の
流入口５２から流入した冷媒流は、仕切板ブロック５０
により、四つの流れに分流する。さらに仕切板ブロック
５１に流入するときに、再度分流と合流が行われ流れの
撹拌が促進される。例えば、流路５５ｄに流入した流れ
は、仕切板ブロック５１に流入するときに、流れ５４ｃ
と流れ５４ｄに再度分流する。また流路５５ｃを流れた
流れも、その一部が流れ５４ｈとなり、流れ５４ｄと合
流し一つの流れとなる。またその流れも仕切板ブロック
６０で再度分流し、流れ５４ｅと流れ５４ｆとなり、例
えば流れ５４ｅは流れ５４ｇと合流する。

【００４８】このように、仕切板により流れが分流と合
流を繰り返す間に、気液二相冷媒流の気相と液相との撹
拌が繰り返させ仕切板挿入分岐合流管４９の流出口５３
では、流動様式が変換されている。

【００４９】なお、複数の仕切板ブロックを角度θずつ
徐々に管軸に対しずらして配置することにより、例えば
配管内で上下に二分割した流れを上下逆転することも可
能である。そのとき、図３の分岐合流管と等価となって
いる。また１枚の仕切板をねじり、ねじり板として挿入
しても図３の分岐合流管と等価となる。この時、流出す
る流れは旋回流となり、この旋回効果によっても気液混
合の効果が促進される。なお、仕切板は１枚以上の仕切
板で構成される。また、この仕切板挿入分岐合流管は、
図１２及び図１３に前述した凹凸成形した平板を接合し
て流路を構成した流路内に配置してもよい。

【００５０】図１６に本発明の第九実施例の分岐合流管
の設置位置を示した図である。図１６で、冷媒の流れは
例えば分岐合流管６の方向から膨張弁１０に流入してい
る。この時、分岐合流管６の出口は流出口５６である。
また膨張弁１０内の絞り５９から流出口５６との長さを
Ｌ１とし、膨張弁１０内の絞り５９から流出口５６まで
の配管の内径をＤ１とすると、その比（Ｌ１／Ｄ１）が
３０以下となる場所に分岐合流管の流出口を配置するこ
とが必要である。同様に、冷媒が逆に流れる場合には、
即ち冷媒の流れが分岐合流管７の方向から膨張弁１０に
流入している場合、分岐合流管７の出口は流出口５７で
ある。膨張弁１０内の絞り５９から流出口５７との長さ
をＬ２とし、膨張弁１０内の絞り５９から流出口５７ま
での配管の内径をＤ２とすると、その比（Ｌ２／Ｄ２）
も３０以下となる場所に分岐合流管の流出口を配置する
ことが必要である。

【００５１】これは、分岐合流管で変換された流動様
式、例えば、細分化された気泡がある長さの配管内をを
流れていく間に、気泡の再合体が行われ、また大気泡に
戻るためであり、細分化された気泡の状態を維持して減
圧装置に流入させるには、ある減圧装置と分岐合流管の
流出口との距離をある長さ以内に設置する必要があるた
めである。

【００５２】図１から図１６で説明した本発明の空気調
和機で、単一冷媒を使用する場合は基より、多種の冷媒
が混合している混合冷媒や沸点の異なる多種の冷媒が混
合している非共沸混合冷媒を使用している場合でも、減
圧装置から発生する間欠的な流動音の原因となる気液二
相冷媒流の流動様式は変わらず、また本発明の分岐合流
管による流動様式の変換の効果は同様に得られる。ま
た、多種の冷媒が混在する場合、気相，液相内で各冷媒
の密度差による分布が存在する場合でも、この分岐合流
管での流れの衝突による気液混合効果により、冷媒の密
度分布の均一化が図れ、サイクル性能向上に一助とな
る。

【００５３】また、本発明の一実施例の空気調和機で、
減圧装置として例えば膨張弁やキャピラリーチューブが
ある。また、圧縮機は、一定速機でも、インバータによ
る可変速機でもよい。

【００５４】本発明の実施例により、冷凍サイクル及び
ヒートポンプサイクルで、運転状況によって凝縮器とし
て使用される熱交換器または熱交換器で凝縮しきれずに
気液二相流の冷媒状態となった場合でも、減圧装置の上
流側に設置された分岐合流管によって、気相を小気泡に
細分化させ減圧装置に流入させるため、減圧装置から間
欠的に発生する流動音の音質を連続的な音に改善するこ
とができ、異音を低減すことができる。その結果、空気
調和機の静音化が促進され、快適性の向上が図れる。

【００５５】

【発明の効果】本発明の空気調和機によると、減圧装置
の上流側に設けられた分流合流配管により、気液のミキ
シングを促進させ、大きな気泡または気相を細かい小さ
な気泡に細分化し、減圧装置に流入させることができ
る。

【００５６】その結果、減圧装置から発生する間欠的な
流動音の音質を連続的な音に改善することができるた
め、流動音の音質改善と異音の低減により静音化が促進
され快適性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の空気調和機の系統図。

【図２】本発明の一実施例の空気調和機の部分説明図。

【図３】本発明の第二実施例の空気調和機の部分説明
図。

【図４】本発明の第三実施例の空気調和機の部分説明
図。

【図５】本発明の第四実施例の空気調和機の部分説明
図。

【図６】本発明の第五実施例の空気調和機の部分説明
図。

【図７】図６の分岐合流管を横から見た説明図。

【図８】本発明の第二実施例の空気調和機の系統図。

【図９】本発明の第三実施例の空気調和機の系統図。

【図１０】本発明の第四実施例の空気調和機の系統図。

【図１１】本発明の第五実施例の空気調和機の系統図。

【図１２】本発明の第六実施例の空気調和機の部分説明
図。

【図１３】本発明の第七実施例の空気調和機の部分説明
図。

【図１４】本発明の第六実施例の空気調和機の系統図。

【図１５】本発明の第八実施例の空気調和機の部分説明
図。

【図１６】本発明の第九実施例の空気調和機の部分説明
図。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…四方弁、３，５…熱交換器、４…減圧
装置、６，７，３９，４０，４１…分岐合流管、８，９
…熱交換器用ファン。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機，四方弁，第１熱交換器，減圧装
   置，第２熱交換器を順次配管で接続し、冷房運転時に
   は、上記圧縮機，上記四方弁，上記第１熱交換器，上記
   減圧装置，上記第２熱交換器の順に、また暖房運転時に
   は、上記圧縮機，上記四方弁，上記第２熱交換器，上記
   減圧装置，上記第１熱交換器の順に、冷媒が流れるヒー
   トポンプサイクルにおいて、上記第１熱交換器と上記減
   圧装置との間、かつ上記第２熱交換器と上記減圧装置と
   の間で、かつ減圧装置の入口と出口において、それぞれ
   複数の配管に分岐した後、再度分岐した配管が合流する
   形状を有する配管を設けたことを特徴とする空気調和
   機。
2. 【請求項２】圧縮機，四方弁，第１熱交換器，減圧装
   置，第２熱交換器を順次配管で接続し、冷房運転時に
   は、上記圧縮機，上記四方弁，上記第１熱交換器，上記
   減圧装置，上記第２熱交換器の順に、また暖房運転時に
   は、上記圧縮機，上記四方弁，上記第２熱交換器，上記
   減圧装置，上記第１熱交換器の順に、冷媒が流れるヒー
   トポンプサイクルにおいて、上記第１熱交換器と上記減
   圧装置との間で、かつ減圧装置の入口において、複数の
   配管に分岐した後、再度分岐した配管が合流する形状を
   有する配管を設けたことを特徴とする空気調和機。
3. 【請求項３】圧縮機，四方弁，第１熱交換器，減圧装
   置，第２熱交換器を順次配管で接続し、冷房運転時に
   は、上記圧縮機，上記四方弁，上記第１熱交換器，上記
   減圧装置，上記第２熱交換器の順に、また暖房運転時に
   は、上記圧縮機，上記四方弁，上記第２熱交換器，上記
   減圧装置，上記第１熱交換器の順に、冷媒が流れるヒー
   トポンプサイクルにおいて、上記第２熱交換器と上記減
   圧装置との間で、かつ減圧装置の入口において、複数の
   配管に分岐した後、再度分岐した配管が合流する形状を
   有する配管を設けたことを特徴とする空気調和機。
4. 【請求項４】圧縮機，第１熱交換器，減圧装置，第２熱
   交換器を順次配管で接続し、上記圧縮機，上記第１熱交
   換器，上記減圧装置，上記第２熱交換器の順に冷媒が流
   れる冷凍サイクルにおいて、上記第１熱交換器と上記減
   圧装置との間で、かつ上記減圧装置の入口において、複
   数の配管に分岐した後、再度分岐した配管が合流する形
   状を有する配管を設けたことを特徴とする空気調和機。
5. 【請求項５】圧縮機，熱源側熱交換器，利用側熱交換器
   を備え、さらに利用側熱交換器を熱的に二分割してその
   間に除湿運転時に使用する除湿絞り装置を設け、除湿運
   転時には熱的に二分割された利用側熱交換器の上流側が
   凝縮器，下流側が蒸発器になって除湿を行うように冷凍
   サイクルを構成し、さらに利用側熱交換器の一部の上記
   凝縮器と上記除湿絞り装置との間で、かつ上記除湿絞り
   装置の入口において、複数の配管に分岐した後、再度分
   岐した配管が合流する形状を有する配管を設けたことを
   特徴とする空気調和機。
6. 【請求項６】請求項１，２，３，４または５において、
   上記空気調和機内を流れる冷媒の流れ方向に対し直角か
   つ重力方向と平行な面上で重力方向と反重力方向の二つ
   の流れに分岐させ、かつ重力方向に分岐した流れは重力
   方向から、また反重力方向に分岐した流れは反重力方向
   から各々合流させる形状を有する配管とした空気調和
   機。
7. 【請求項７】請求項１，２，３，４または５において、
   上記減圧装置の入口にある複数に分岐した配管におい
   て、合流するまでのそれぞれの配管の長さが異なる空気
   調和機。
8. 【請求項８】請求項１，２，３，４または５において、
   上記減圧装置の入口の複数に分岐した配管において、合
   流するまでのそれぞれの配管の少なくとも一部分の形状
   が螺旋形状をしている空気調和機。
9. 【請求項９】請求項１，２，３，４または５において、
   上記減圧装置の入口の複数に分岐した配管で、合流する
   までのそれぞれの配管の内径が異なる空気調和機。
10. 【請求項１０】請求項１，２，３，４または５におい
    て、上記減圧装置の入口の複数の配管に分岐した後、再
    度分岐した配管が合流する形状を有する配管として、配
    管断面を複数の流路に分割する少なくとも１枚以上の仕
    切り板を配管内に設けた配管とした空気調和機。
11. 【請求項１１】請求項１，２，３，４，５，６，７，
    ８，９または１０において、少なくとも上記第１熱交換
    器から上記減圧装置までの配管上か、または上記第２熱
    交換器から上記減圧装置までの配管上に設けられ、また
    その両方に設けられた分岐し、また合流する配管の形状
    を、それぞれ所定形状で、かつ所定位置に凹凸成形した
    複数枚の平板を一対として接合し、管路を形成し流路を
    構成した空気調和機。
12. 【請求項１２】請求項１，２，３，４，５，６，７，
    ８，９，１０または１１において、上記減圧装置の入口
    にある複数の配管に分岐した後、再度分岐した配管が合
    流する形状を有する配管の出口を上記減圧装置の絞り位
    置から、配管内径の３０倍の長さ以内に設けた空気調和
    機。
13. 【請求項１３】請求項１，２，３，４，５，６，７，
    ８，９，１０，１１または１２において、冷媒として複
    数種類の冷媒を混合させた混合冷媒を用いた空気調和
    機。
14. 【請求項１４】請求項１，２，３，４，５，６，７，
    ８，９，１０，１１または１２において、冷媒として複
    数種類の沸点の異なる冷媒を混合させた非共沸混合冷媒
    を用いた空気調和機。