WO2015140877A1 - 絞り装置及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

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山下　浩司
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三菱電機株式会社
旭硝子株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a throttle device or the like used for a refrigeration cycle device such as an air conditioner applied to, for example, a building multi-air conditioner.
  • a refrigeration cycle apparatus that forms a refrigerant circuit that circulates refrigerant and performs air conditioning, such as a multi air conditioner for buildings, generally R410A that is nonflammable, R32 that has weak flammability, strong flammability
  • Disproportionation is the property that substances of the same type react to change to another substance. For example, when some strong energy is applied to the refrigerant in a state where the distance between adjacent substances such as a liquid state is very close, this energy causes a disproportionation reaction, and the adjacent substances react with each other, It changes to another substance. When the disproportionation reaction occurs, heat is generated and a rapid temperature rise occurs, so that the pressure may rise rapidly.
  • a substance that causes a disproportionation reaction is used as a refrigerant in a refrigeration cycle device and is enclosed in a pipe such as copper, the pipe cannot withstand the pressure rise of the internal refrigerant, and the pipe will burst. Accidents may occur.
  • substances having such a disproportionation reaction for example, 1,1,2-trifluoroethylene (HFO-1123), acetylene and the like are known.
  • thermal cycle system refrigeration cycle apparatus
  • HFO-1123 1,1,2-trifluoroethylene
  • 1,1,2-trifluoroethylene (HFO-1123) is used as a thermal cycle working medium.
  • 1,1,2-trifluoroethylene (HFO-1123) is a substance having a disproportionation reaction.
  • the adjacent substances react with each other and change to another substance by some energy.
  • accidents such as pipe rupture may occur due to a sudden rise in pressure.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a throttling device having a structure in which the energy received by the refrigerant from the outside is reduced.
  • a throttling device is a throttling device that constitutes a refrigerant circuit using a refrigerant containing a substance that causes a disproportionation reaction, and has a cylindrical valve body and a valve seat, and the valve body is a valve.
  • a throttle portion that moves in the axial direction and changes the opening area by being inserted into the valve seat, and the tip of the valve body that is inserted into the throttle portion is moved from 0 in a direction perpendicular to the axial direction of the valve body. It has a structure that is formed with a large angle, which can reduce the collision energy when refrigerant flows into the throttle device, and can safely use substances that cause disproportionation as a refrigerant. is there.
  • the shape or direction of the outlet of the inflow pipe is devised to reduce the collision energy when the refrigerant collides with the inner wall surface of the container.
  • Substances that cause a disproportionation reaction such as fluoroethylene (HFO-1123) cannot be used as a refrigerant due to a disproportionation reaction, prevent accidents such as pipe rupture, and can be used safely as a refrigerant.
  • a diaphragm device that can be obtained can be obtained.
  • FIG. 1 and the following drawings the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and are common to the whole text of the embodiments described below.
  • the form of the component represented by the whole specification is an illustration to the last, Comprising: It does not limit to the form described in the specification.
  • the combination of the components is not limited to the combination in each embodiment, and the components described in the other embodiments can be applied to another embodiment.
  • the subscripts may be omitted.
  • the upper side in the figure will be described as “upper side” and the lower side will be described as “lower side”.
  • the size relationship of each component may be different from the actual one.
  • the level of temperature, pressure, etc. is not particularly determined in relation to absolute values, but is relatively determined in the state, operation, etc. of the system, apparatus, and the like.
  • FIG. Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an installation example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the refrigeration cycle apparatus shown in FIG. 1 can select either a cooling mode or a heating mode as an operation mode by configuring a refrigerant circuit that circulates refrigerant and using a refrigerant refrigeration cycle.
  • the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment will be described by taking an air conditioning apparatus that performs air conditioning of the air-conditioning target space (indoor space 7) as an example.
  • the refrigeration cycle apparatus has one outdoor unit 1 that is a heat source unit and a plurality of indoor units 2.
  • the outdoor unit 1 and the indoor unit 2 are connected by an extension pipe (refrigerant pipe) 4 that conducts the refrigerant, and the cold or warm heat generated by the outdoor unit 1 is delivered to the indoor unit 2.
  • extension pipe refrigerant pipe
  • the outdoor unit 1 is usually arranged in an outdoor space 6 that is a space outside a building 9 such as a building (for example, a rooftop), and supplies cold or hot heat to the indoor unit 2.
  • the indoor unit 2 is disposed at a position where air whose temperature is adjusted can be supplied to the indoor space 7 which is a space inside the building 9 (for example, a living room). Supply air.
  • an outdoor unit 1 and each indoor unit 2 are connected to each other using two extension pipes 4.
  • the indoor unit 2 is a ceiling cassette type
  • Any type may be used as long as heating air or cooling air can be blown directly into the indoor space 7 by a duct or the like, such as a ceiling-embedded type or a ceiling-suspended type.
  • FIG. 1 shows an example in which the outdoor unit 1 is installed in the outdoor space 6, but the present invention is not limited to this.
  • the outdoor unit 1 may be installed in an enclosed space such as a machine room with a ventilation opening. Further, if the waste heat can be exhausted outside the building 9 by the exhaust duct, it may be installed inside the building 9. Furthermore, you may make it install in the inside of the building 9 using the water-cooled outdoor unit 1.
  • the number of connected outdoor units 1 and indoor units 2 is not limited to the number shown in FIG. 1, but the number of units can be determined according to the building 9 in which the refrigeration cycle apparatus according to the present embodiment is installed. That's fine.
  • FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing an example of a circuit configuration of the refrigeration cycle apparatus (hereinafter referred to as the refrigeration cycle apparatus 100) according to the first embodiment. Based on FIG. 2, the detailed structure of the refrigerating-cycle apparatus 100 is demonstrated. As shown in FIG. 2, the outdoor unit 1 and the indoor unit 2 are connected by an extension pipe (refrigerant pipe) 4 through which a refrigerant flows.
  • extension pipe refrigerant pipe
  • Outdoor unit 1 The outdoor unit 1 is mounted with a compressor 10, a first refrigerant flow switching device 11 such as a four-way valve, a heat source side heat exchanger 12, and an accumulator 19 connected in series by a refrigerant pipe.
  • the compressor 10 sucks refrigerant and compresses the refrigerant to a high temperature and high pressure state.
  • the compressor 10 may be composed of an inverter compressor capable of capacity control.
  • the first refrigerant flow switching device 11 switches the refrigerant flow during the heating operation and the refrigerant flow during the cooling operation.
  • the heat source side heat exchanger 12 functions as an evaporator during heating operation, and functions as a condenser (or radiator) during cooling operation.
  • the heat source side heat exchanger 12 serving as the first heat exchanger performs heat exchange between air supplied from a blower (not shown) and the refrigerant, and evaporates or condenses the refrigerant. is there.
  • the heat source side heat exchanger 12 acts as a condenser in the operation of cooling the indoor space 7. Moreover, in the case of the driving
  • the accumulator 19 is provided on the suction side of the compressor 10 and stores excess refrigerant in the refrigerant circuit due to an operation mode change or the like.
  • the outdoor unit 1 includes a compressor 10, a first refrigerant flow switching device 11, a heat source side heat exchanger 12, an accumulator 19, a high pressure detection device 37, a low pressure detection device 38, and a control device 60.
  • the compressor 10 has, for example, a low-pressure shell structure that has a compression chamber in a sealed container, the inside of the sealed container has a low-pressure refrigerant pressure atmosphere, and sucks and compresses the low-pressure refrigerant in the sealed container.
  • a high-pressure shell structure is used in which the inside of the sealed container becomes a high-pressure refrigerant pressure atmosphere and the high-pressure refrigerant compressed in the compression chamber is discharged into the sealed container.
  • the outdoor unit 1 includes a control device 60, and controls devices based on detection information from various detection devices, instructions from a remote controller, and the like. For example, the driving frequency of the compressor 10, the rotation speed of the blower (including ON / OFF), the switching of the first refrigerant flow switching device 11 and the like are controlled, and each operation mode described later is executed.
  • the control device 60 of the present embodiment is configured by a microcomputer or the like having control arithmetic processing means such as a CPU (Central Processing Unit). Moreover, it has a memory
  • control arithmetic processing means executes processing based on the program data to realize control.
  • the indoor unit 2 is equipped with a load-side heat exchanger 15 serving as a second heat exchanger.
  • the load side heat exchanger 15 is connected to the outdoor unit 1 by the extension pipe 4.
  • the load-side heat exchanger 15 exchanges heat between air supplied from a blower (not shown) and a refrigerant, and generates heating air or cooling air to be supplied to the indoor space 7. .
  • the load side heat exchanger 15 acts as a condenser in the case of an operation for heating the indoor space 7. Moreover, in the case of the driving
  • FIG. 2 shows an example in which four indoor units 2 are connected, and are illustrated as an indoor unit 2a, an indoor unit 2b, an indoor unit 2c, and an indoor unit 2d from the bottom of the page.
  • the load side heat exchanger 15 is also loaded from the lower side of the page with the load side heat exchanger 15a, the load side heat exchanger 15b, the load side heat exchanger 15c, and the load side heat exchange. It is shown as a container 15d.
  • the number of connected indoor units 2 is not limited to four as shown in FIG.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 determines the operation mode of the outdoor unit 1 to be either the cooling operation mode or the heating operation mode based on an instruction from each indoor unit 2. That is, the refrigeration cycle apparatus 100 can perform the same operation (cooling operation or heating operation) for all of the indoor units 2 and adjusts the indoor temperature. Note that each indoor unit 2 can be freely operated / stopped in both the cooling operation mode and the heating operation mode.
  • the operation mode executed by the refrigeration cycle apparatus 100 includes a cooling operation mode in which all the driven indoor units 2 perform a cooling operation (including a stop), and all of the driven indoor units 2 are in a heating operation. There is a heating operation mode for executing (including stopping). Below, each operation mode is demonstrated with the flow of a refrigerant
  • FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram illustrating the refrigerant flow in the cooling operation mode when the discharge temperature of the refrigeration cycle apparatus 100 is low.
  • the cooling operation mode will be described by taking as an example a case where a cooling load is generated in all the load-side heat exchangers 15.
  • a pipe indicated by a thick line indicates a pipe through which the refrigerant flows, and a flow direction of the refrigerant is indicated by a solid line arrow.
  • the first refrigerant flow switching device 11 is switched so that the refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12 via the first refrigerant flow switching device 11. Then, the heat source side heat exchanger 12 condenses and liquefies while radiating heat to the outdoor air, becomes a high-pressure liquid refrigerant, and flows out of the outdoor unit 1.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the outdoor unit 1 passes through the extension pipe 4 and flows into each of the indoor units 2 (2a to 2d).
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed into the indoor unit 2 (2a to 2d) flows into the expansion device 16 (16a to 16d), and is throttled and decompressed by the expansion device 16 (16a to 16d). It becomes a phase refrigerant. Further, it flows into each of the load side heat exchangers 15 (15a to 15d) acting as an evaporator, absorbs heat from the air flowing around the load side heat exchanger 15, and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flows out of the indoor unit 2 (2a to 2d), flows into the outdoor unit 1 again through the extension pipe 4, passes through the first refrigerant flow switching device 11, and passes through the accumulator 19. Then, it is sucked into the compressor 10 again.
  • the opening degree (opening area) of the expansion devices 16a to 16d is determined based on the detected temperature of the load-side heat exchanger gas refrigerant temperature detection device 28 and the control device 60 of each outdoor unit 2 from the control device 60 of the outdoor unit 1 (FIG. It is controlled so that the temperature difference (superheat degree) between the evaporation temperature transmitted by communication to the target value (not shown) approaches the target value.
  • the cooling operation mode when executed, the operation is stopped because there is no need to flow the refrigerant to the load-side heat exchanger 15 (including the thermo-off) without the heat load.
  • the expansion device 16 corresponding to the stopped indoor unit 2 is fully closed or set to a small opening at which the refrigerant does not flow.
  • FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow when the refrigeration cycle apparatus 100 is in the heating operation mode.
  • the heating operation mode will be described by taking as an example a case where a thermal load is generated in all the load side heat exchangers 15.
  • a pipe indicated by a thick line indicates a pipe through which the refrigerant flows, and a flow direction of the refrigerant is indicated by a solid line arrow.
  • the first refrigerant flow switching device 11 passes the refrigerant discharged from the compressor 10 to the indoor unit 2 without passing through the heat source side heat exchanger 12. Switch to allow inflow.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, passes through the first refrigerant flow switching device 11, and flows out of the outdoor unit 1.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the outdoor unit 1 flows into each of the indoor units 2 (2a to 2d) through the extension pipe 4.
  • the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the load-side heat exchanger 15 (15a to 15d) flows into the expansion device 16 (16a to 16d), is throttled and decompressed by the expansion device 16 (16a to 16d), It becomes a low-pressure two-phase refrigerant and flows out of the indoor unit 2 (2a to 2d).
  • the low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant that has flowed out of the indoor unit 2 flows into the outdoor unit 1 again through the extension pipe 4.
  • the opening degree (opening area) of the expansion devices 16a to 16d is determined based on the condensation temperature transmitted from the control device 60 of the outdoor unit 1 to the control device (not shown) of each indoor unit 2 through communication and the load side heat. Control is performed so that the temperature difference (degree of supercooling) from the detected temperature of the exchanger liquid refrigerant temperature detecting device 27 approaches the target value.
  • the low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 flows into the heat source side heat exchanger 12, absorbs heat from the air flowing around the heat source side heat exchanger 12, and evaporates to form a low-temperature and low-pressure gas refrigerant or low-temperature and low-pressure. It becomes a two-phase refrigerant with a large dryness.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant or two-phase refrigerant is again sucked into the compressor 10 via the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the heating operation mode When the heating operation mode is executed, it is not necessary to flow the refrigerant to the load-side heat exchanger 15 (including the thermo-off) that has no heat load.
  • the load-side heat exchanger 15 that is not in operation is set inside.
  • the opening degree (opening area) of the expansion device 16 corresponding to the load-side heat exchanger 15 having no heat load is set to a large opening degree such as full opening to prevent accumulation of refrigerant.
  • the first refrigerant flow switching device 11 generally uses a four-way valve. However, the first refrigerant flow switching device 11 is not limited to this and uses a plurality of two-way flow switching valves and a plurality of three-way flow switching valves. You may comprise so that a refrigerant
  • coolant may flow into this.
  • the accumulator 19 for storing the excess refrigerant is provided in the refrigerant circuit.
  • the excess refrigerant is used when the extension pipe 4 is short, the number of the indoor units 2 is one, or the like. When there is little, the accumulator 19 does not need to be provided.
  • high-pressure liquid refrigerant flows into the expansion device 16 (16a to 16d), and low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant flows out.
  • the refrigerant flowing out of the condenser may be in a two-phase state.
  • the extension pipe 4 is often long. In this case, the refrigerant is two-phased due to pressure loss in the extension pipe 4 in the cooling operation. In some cases, you may have. In such a case, a two-phase refrigerant that is a mixed state of gas and liquid flows into the expansion device 16.
  • the refrigerant is not a refrigerant such as 1,1,2-trifluoroethylene (HFO-1123) represented by C 2 H 1 F 3 and having one double bond in the molecular structure.
  • HFO-1123 1,1,2-trifluoroethylene
  • a substance that causes a leveling reaction or a mixed refrigerant in which a substance that causes a disproportionation reaction and another substance are mixed is used.
  • HC-290 (propane) or the like may be mixed, and any substance having thermal performance that can be used as a refrigerant in a refrigeration cycle apparatus may be used. Any mixing ratio may be used.
  • a substance that causes a disproportionation reaction is a state in which adjacent substances are brought into contact with each other when strong energy is applied in a state where the distance between adjacent substances is very close, such as a liquid state or a two-phase state. May react to change to another substance. For this reason, if a substance that causes a disproportionation reaction without using any countermeasure in the refrigerant circuit is used as a refrigerant, it will not function as a refrigerant as a separate substance, but also due to a sudden pressure increase due to heat generation. Accidents such as pipe rupture may occur.
  • the disproportionation reaction is caused in a refrigerant circuit in a place where the refrigerant circuit is in a liquid state or a two-phase state where a gas and a liquid are mixed. It is necessary to devise something that does not exist. Here, the energy when the refrigerant collides with the structure is also a factor causing the material to disproportionate. In view of this, by disposing the components of the refrigerant circuit so as to reduce the collision energy applied to the refrigerant, the disproportionation reaction is less likely to occur.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a configuration of the diaphragm device 16 (16a to 16d) according to the first embodiment of the present invention.
  • the throttle device 16 includes a first connection pipe 41, a second connection pipe 42, a throttle portion 43, a valve body 44, and a motor 45.
  • the solid line arrow indicates the direction in which the refrigerant flows during the heating operation
  • the broken line arrow indicates the direction in which the refrigerant flows during the cooling operation.
  • the first connection pipe 41 is connected to the pipe on the extension pipe 4 side.
  • the heat source side heat exchanger 12 acts as an evaporator and the load side heat exchanger 15 acts as a condenser, it becomes a refrigerant inflow side pipe.
  • the heat source side heat exchanger 12 acts as a condenser and the load side heat exchanger 15 acts as an evaporator, it becomes piping on the refrigerant outflow side.
  • the second connection pipe 42 is connected to piping on the load side heat exchanger 15 side.
  • the heat source side heat exchanger 12 acts as an evaporator and the load side heat exchanger 15 acts as a condenser, it becomes a refrigerant outflow side pipe.
  • the heat source side heat exchanger 12 acts as a condenser and the load side heat exchanger 15 acts as an evaporator, it becomes a pipe on the refrigerant inflow side.
  • the first connecting pipe 41 and the second connecting pipe 42 are arranged in a direction orthogonal to each other with the throttle 43 interposed therebetween.
  • the throttle portion 43 having a valve seat is disposed between the first connection pipe 41 and the second connection pipe 42, and adjusts the flow of refrigerant passing therethrough depending on the degree of insertion of the valve body 44 into the opening portion of the valve seat. And depressurize the refrigerant.
  • the valve body 44 is movable, and controls the flow rate of refrigerant and the refrigerant pressure (throttle amount) passing through the throttle device 16 together with the throttle unit 43.
  • the valve body 44 moves and the distance (positional relationship) between the valve body 44 and the throttle portion 43 is changed, whereby the area (opening area) of the gap between the throttle portion 43 and the valve body 44 is controlled. Is controlled by changing the refrigerant flow rate and the refrigerant pressure.
  • the motor 45 moves the valve body 44 based on an instruction from the control device 60 to adjust the distance between the throttle portion 43 and the valve body 44.
  • the motor 45 is composed of, for example, a stepping motor.
  • the high-pressure liquid refrigerant that flows out of the outdoor unit 1 and flows into the indoor unit 2 flows in from the second connection pipe 42.
  • the pressure is reduced by the valve body 44, the refrigerant becomes low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant, flows out of the first connection pipe 41, and flows into the load-side heat exchanger 15 (15 a to 15 d).
  • the position of the valve body 44 (position in the vertical direction in FIG. 5) is controlled by the motor 45, and the opening area through which the refrigerant passes between the throttle portion 43 and the valve body 44 is changed. Is controlled.
  • the valve body 44 has a cylindrical (columnar) shape, for example. If it is cylindrical, the cross-sectional area does not change even if it moves in the axial direction of the valve body 44 while rotating, so it is easy to use as the valve body 44 of the expansion device 16.
  • the flow direction of the refrigerant flowing in from the first connection pipe 41 and the flow direction of the refrigerant flowing out of the second connection pipe 42 are substantially perpendicular to each other.
  • the refrigerant flowing from the second connection pipe 42 collides with the cylindrical valve body 44 in the vertical direction (valve axis direction).
  • the refrigerant collides with a circular portion at the shaft end.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the load-side heat exchanger 15 flows from the first connection pipe 41.
  • the pressure is reduced by the valve body 44, becomes a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant, flows out from the throttle device 16 through the second connection pipe 42, and flows out from the indoor unit 2.
  • the flow direction of the refrigerant flowing in from the first connection pipe 41 and the flow direction of the refrigerant flowing out of the second connection pipe 42 are substantially orthogonal to each other.
  • the refrigerant collides sideways (circumferential direction) with respect to the cylindrical valve body 44. It is well known that when a refrigerant flows laterally (circumferentially) in a cylindrical structure, the refrigerant does not generate much turbulence, and can cause a disproportionation reaction of the refrigerant. Absent.
  • the tip portion of the valve body 44 (the bottom surface portion of the cylinder on the flow path side in the valve body 44) flows in the flow direction of refrigerant flowing from the second connection pipe 42 (vertical (vertical ) Direction, axial direction) and a structure (for example, a conical structure) having an inclination of an angle ⁇ larger than 0 (zero) with respect to a direction (lateral (left / right) direction, circumferential direction in FIG. 5) orthogonal to To do.
  • the valve body 44 has such a structure, the valve body 44 has an inclination of an angle ⁇ larger than 0 (zero) with respect to the flow direction of the refrigerant. Energy is reduced and disproportionation reaction is less likely to occur.
  • the collision energy between the valve body 44 and the refrigerant is obtained by the equation (1).
  • the change in the speed of the refrigerant depends on the angle ⁇ at the tip of the valve body 44 and is expressed by the equation (2).
  • the collision energy between the refrigerant and the valve body 44 is proportional to the equation (2), and the reduction rate of the collision energy is based on the difference from 1 which is the calculation result of the equation (2) when ⁇ is 0 (zero). can get. Therefore, if the valve body 44 has a structure in which the angle ⁇ with respect to the direction orthogonal to the axial direction (circumferential direction) has a value larger than 0 (zero), the collision energy with the refrigerant becomes small, so the disproportionation reaction Is difficult to get up. Also, the amount of collision energy required to reduce the disproportionation reaction of the refrigerant depends on the state of the refrigerant (pressure and temperature), the speed of the refrigerant, etc.
  • the collision energy can be reduced by 5% or more, the effect is great.
  • the 5% impact energy reduction effect is obtained when the calculation result of Equation (2) is 0.95.
  • ⁇ is about 18 degrees. Accordingly, if the angle ⁇ with respect to the direction orthogonal to the axial direction of the valve body 44 (circumferential direction) is 18 degrees or more, that is, the opening angle of the cone is 144 degrees or less, the impact energy can be reduced. Becomes larger.
  • the upper limit of the angle ⁇ is not particularly defined as long as an opening angle of the cone that can effectively change the opening area of the refrigerant can be secured with the throttle portion 43 (if the angle ⁇ is too large). The function as a diaphragm device cannot be performed).
  • FIG. 6 is a schematic diagram of another example of the configuration of the diaphragm device 16 (16a to 16d) according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the structure of the tip of the valve body 44 of the expansion device 16 (16a to 16d) is not limited to a conical shape, and may be a polyhedral structure.
  • the tip of the valve body 44 is inclined at an angle ⁇ greater than 0 (zero) with respect to a direction (circumferential direction) orthogonal to the flow direction of the refrigerant flowing in from the second connection pipe 42 in many parts.
  • Any structure that has As shown in FIG. 6, a part of the portion may have a disk shape (conical frustum) orthogonal to the flow.
  • a portion having a structure having an inclination of an angle ⁇ larger than 0 (zero) with respect to a direction (circumferential direction) orthogonal to the flow direction of the refrigerant flowing in from the second connection pipe 42 is a valve body. It suffices to occupy 50% or more with respect to 44 circumferential cross-sectional areas.
  • a stepping motor or the like is used as the motor 45 of the aperture device 16, but it is not limited thereto.
  • the valve body 44 moves up and down while rotating to change the opening area.
  • the structure of the shaft end of the valve body 44 is conical, there is no shape change associated with rotation, and the opening area can be easily controlled.
  • a direct-acting throttle device that directly drives the valve body 44 by the motor 45 and a gear-type throttle device in which a gear is interposed between the motor 45 and the valve body 44. However, it can be applied and has the same effect.
  • the refrigerant flows in from the first connection pipe 41 of the expansion device 16 and flows out of the second connection pipe 42 during the heating operation, and flows in from the second connection tube 42 of the expansion device 16 during the cooling operation.
  • the case of flowing out from the one connecting pipe 41 has been described.
  • the refrigerant flows in the cooling operation and the heating operation in opposite directions, the function as the expansion device 16 is not impaired, and the flow may be made in either direction.
  • the refrigerant can be used in either the cooling operation or the heating operation. Flows into the expansion device 16 from the second connection pipe 42, and the same effect is produced.
  • the two-phase refrigerant is a refrigerant in which a gaseous and liquid refrigerant are mixed. is there. Since it is necessary to prevent the disproportionation reaction from occurring in the liquid refrigerant in the two-phase refrigerant, the same structure is effective.
  • the 1st connection pipe 41 and the 2nd connection pipe 42 are the directions which cross at right angles, and demonstrated as an example the case where the flow direction reverses by cooling operation and heating operation, it does not restrict to this. .
  • the refrigerant flow path may be configured in a direction that is not perpendicular to the axial direction of the valve body 44.
  • the flow path of the refrigerant is once directed in a direction orthogonal to the axial direction of the valve body 44, and then the flow path is further changed so that the first connection pipe 41 is The direction may be parallel to the second connecting pipe 42.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 has several operation modes. In these operation modes, the refrigerant flows through the extension pipe 4 that connects the outdoor unit 1 and the indoor unit 2.
  • the high pressure detection device 37 and the low pressure detection device 38 are installed to control the refrigeration cycle high pressure and low pressure to target values, but may be a temperature detection device that detects a saturation temperature.
  • coolant flow path switching device 11 was shown as if it were a four-way valve, it is not restricted to this, It uses the two-way flow path switching valve and the three-way flow path switching valve similarly, You may comprise so that a refrigerant
  • the heat source side heat exchanger 12 and the load side heat exchangers 15a to 15d are provided with a blower, and in many cases, condensation or evaporation is promoted by blowing, but this is not restrictive.
  • a blower for example, as the load side heat exchangers 15a to 15d, a panel heater using radiation can be used, and as the heat source side heat exchanger 12, a water-cooled type that moves heat by water or antifreeze. Things can also be used. Any heat exchanger having a structure capable of radiating or absorbing heat can be used.
  • the indoor unit 2 can arbitrarily select one of a cooling operation and a heating operation, and the entire system can perform a mixed operation of the indoor unit 2 that performs the cooling operation and the indoor unit 2 that performs the heating operation.
  • the present invention can also be applied to a refrigeration cycle apparatus and has the same effect.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of the refrigeration cycle apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the outdoor unit 1 and the heat medium converter 3 are supplied with refrigerant through the load side heat exchanger 15 a and the load side heat exchanger 15 b provided in the heat medium converter 3. They are connected by an extension pipe 4 that flows inside.
  • the heat medium converter 3 and the indoor unit 2 are also connected by a pipe 5 through which a heat medium such as water or brine flows through the load side heat exchanger 15a and the load side heat exchanger 15b.
  • the operation mode executed by the refrigeration cycle apparatus 100 includes a cooling only operation mode in which all the driven indoor units 2 execute a cooling operation and a heating operation in which all the driven indoor units 2 execute a heating operation. There is an operation mode. Further, there are a cooling main operation mode executed when the cooling load is larger and a heating main operation mode executed when the heating load is larger.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12 via the first refrigerant flow switching device 11 and dissipates heat to the surrounding air. It condenses and becomes high-pressure liquid refrigerant and flows out of the outdoor unit 1 through the check valve 13a. Then, it flows into the heat medium relay unit 3 through the extension pipe 4. The refrigerant flowing into the heat medium relay unit 3 passes through the opening / closing device 17a, expands in the expansion device 16a and the expansion device 16b, and becomes a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant flows into each of the load side heat exchanger 15a and the load side heat exchanger 15b acting as an evaporator, absorbs heat from the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant. .
  • the gas refrigerant flows out of the heat medium relay unit 3 via the second refrigerant flow switching device 18a and the second refrigerant flow switching device 18b. Then, it flows into the outdoor unit 1 again through the extension pipe 4.
  • the refrigerant flowing into the outdoor unit 1 passes through the check valve 13d and is sucked into the compressor 10 again via the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the heat medium is cooled by the refrigerant in both the load side heat exchanger 15a and the load side heat exchanger 15b.
  • the cooled heat medium flows through the pipe 5 by the pump 21a and the pump 21b.
  • the heat medium flowing into the use side heat exchangers 26a to 26d through the second heat medium flow switching devices 23a to 23d absorbs heat from the indoor air.
  • the indoor air is cooled to cool the indoor space 7.
  • the refrigerant that has flowed out of the use side heat exchangers 26a to 26d flows into the heat medium flow control devices 25a to 25d, passes through the first heat medium flow switching devices 22a to 22d, and passes through the load side heat exchanger 15a and the load side.
  • the heat medium flow control devices 25a to 25d corresponding to the use side heat exchangers 26a to 26d without heat load are fully closed. Further, the heat medium flow control devices 25a to 25d corresponding to the use side heat exchangers 26a to 26d having the heat load adjust the opening degree to adjust the heat load in the use side heat exchangers 26a to 26d.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows out of the outdoor unit 1 through the first refrigerant flow switching device 11 and the first connection pipe 4a and the check valve 13b. To do. Then, it flows into the heat medium relay unit 3 through the extension pipe 4.
  • the refrigerant that has flowed into the heat medium relay unit 3 flows into the load-side heat exchanger 15a and the load-side heat exchanger 15b through the second refrigerant flow switching device 18a and the second refrigerant flow switching device 18b, respectively.
  • the heat is radiated to the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes a high-pressure liquid refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant expands in the expansion device 16a and the expansion device 16b to become a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant, and flows out of the heat medium converter 3 through the opening / closing device 17b. Then, it flows into the outdoor unit 1 again through the extension pipe 4.
  • the refrigerant flowing into the outdoor unit 1 passes through the second connection pipe 4b and the check valve 13c, flows into the heat source side heat exchanger 12 acting as an evaporator, absorbs heat from the surrounding air, and is a low-temperature and low-pressure gas refrigerant. It becomes.
  • the gas refrigerant is again sucked into the compressor 10 via the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the operation of the heat medium in the heat medium circuit B is the same as in the cooling only operation mode.
  • the heat medium is heated by the refrigerant in the load-side heat exchanger 15a and the load-side heat exchanger 15b, and is radiated to the indoor air in the use-side heat exchanger 26a and the use-side heat exchanger 26b.
  • the indoor space 7 is heated.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12 via the first refrigerant flow switching device 11 and radiates and condenses to the surrounding air. Then, it becomes a two-phase refrigerant and flows out of the outdoor unit 1 through the check valve 13a. Then, it flows into the heat medium relay unit 3 through the extension pipe 4. The refrigerant flowing into the heat medium relay unit 3 flows into the load-side heat exchanger 15b acting as a condenser through the second refrigerant flow switching device 18b, and dissipates heat to the heat medium circulating in the heat medium circuit B. And high pressure liquid refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant expands in the expansion device 16b and becomes a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant flows into the load-side heat exchanger 15a acting as an evaporator through the expansion device 16a, absorbs heat from the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes a low-pressure gas refrigerant. It flows out of the heat medium relay unit 3 through the path switching device 18a. Then, it flows into the outdoor unit 1 again through the extension pipe 4.
  • the refrigerant flowing into the outdoor unit 1 passes through the check valve 13d and is sucked into the compressor 10 again via the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the heat of the refrigerant is transmitted to the heat medium by the load side heat exchanger 15b.
  • the heated heat medium flows in the pipe 5 by the pump 21b.
  • the heat medium that has flowed into the use side heat exchangers 26a to 26d for which heating is requested by operating the first heat medium flow switching devices 22a to 22d and the second heat medium flow switching devices 23a to 23d radiates heat to the indoor air.
  • the indoor air is heated to heat the indoor space 7.
  • the cold heat of the refrigerant is transmitted to the heat medium in the load side heat exchanger 15a.
  • the cooled heat medium flows through the pipe 5 by the pump 21a.
  • the heat medium that has flowed into the use side heat exchangers 26a to 26d for which cooling is requested by operating the first heat medium flow switching devices 22a to 22d and the second heat medium flow switching devices 23a to 23d absorbs heat from the indoor air. To do.
  • the indoor air is cooled to cool the indoor space 7.
  • the heat medium flow control devices 25a to 25d corresponding to the use side heat exchangers 26a to 26d without heat load are fully closed.
  • the heat medium flow control devices 25a to 25d corresponding to the use side heat exchangers 26a to 26d having the heat load adjust the opening degree to adjust the heat load in the use side heat exchangers 26a to 26d.
  • Heating main operation mode In the heating main operation mode, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the first refrigerant flow switching device 11, passes through the first connection pipe 4 a and the check valve 13 b, and then the outdoor unit 1. Spill from. Then, it flows into the heat medium relay unit 3 through the extension pipe 4. The refrigerant flowing into the heat medium relay unit 3 flows into the load-side heat exchanger 15b acting as a condenser through the second refrigerant flow switching device 18b, and dissipates heat to the heat medium circulating in the heat medium circuit B. And high pressure liquid refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant expands in the expansion device 16b and becomes a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant.
  • the two-phase refrigerant flows into the load-side heat exchanger 15a acting as an evaporator via the expansion device 16a, absorbs heat from the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and passes through the second refrigerant flow switching device 18a. And flows out of the heat medium relay unit 3. Then, it flows into the outdoor unit 1 again through the extension pipe 4.
  • the refrigerant flowing into the outdoor unit 1 flows into the heat source side heat exchanger 12 acting as an evaporator through the second connection pipe 4b and the check valve 13c, absorbs heat from the surrounding air, and is a low-temperature and low-pressure gas.
  • the gas refrigerant is again sucked into the compressor 10 via the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the operation of the heat medium in the heat medium circuit B, the first heat medium flow switching devices 22a to 22d, the second heat medium flow switching devices 23a to 23d, the heat medium flow control devices 25a to 25d, and the use side The operations of the heat exchangers 26a to 26d are the same as those in the cooling main operation mode.
  • refrigerant type and throttle device 16 (16a, 16b) The type of refrigerant and the expansion device 16 (16a, 16b) can be configured by applying the same configurations as those described in the first embodiment. And the same effect is show
  • the first heat medium flow switching device 22 corresponding to the use side heat exchanger 26 performing the heating operation and The second heat medium flow switching device 23 is switched to a flow path connected to the load side heat exchanger 15b for heating. Further, the first heat medium flow switching device 22 and the second heat medium flow switching device 23 corresponding to the use side heat exchanger 26 performing the cooling operation are connected to the cooling load side heat exchanger 15a. Switch to the flow path. For this reason, in each indoor unit 2, heating operation and cooling operation can be performed freely.
  • the first heat medium flow switching device 22 and the second heat medium flow switching device 23 are those that can switch a three-way flow path such as a three-way valve, and those that open and close a two-way flow path such as an on-off valve. What is necessary is just to switch a flow path, such as combining two.
  • the first heat medium can be obtained by combining two things, such as a stepping motor driven mixing valve, which can change the flow rate of the three-way flow path, and two things, such as an electronic expansion valve, which can change the flow rate of the two-way flow path.
  • the flow path switching device 22 and the second heat medium flow path switching device 23 may be used.
  • the heat medium flow control device 25 may be installed as a control valve having a three-way flow path with a bypass pipe that bypasses the use-side heat exchanger 26 other than the two-way valve. Further, the heat medium flow control device 25 may be a stepping motor drive type that can control the flow rate flowing through the flow path, and may be a two-way valve or a device in which one end of the three-way valve is closed. Further, as the heat medium flow control device 25, a device that opens and closes a two-way flow path such as an open / close valve may be used, and the average flow rate may be controlled by repeating ON / OFF.
  • first refrigerant flow switching device 11 and the second refrigerant flow switching device 18 are shown as if they were four-way valves.
  • the present invention is not limited to this, and a two-way flow switching valve or a three-way flow switching is possible. A plurality of valves may be used so that the refrigerant flows in the same manner.
  • the heat medium flow control device 25 is built in the heat medium converter 3 has been described as an example.
  • the heat medium flow control device 25 is not limited thereto, and may be built in the indoor unit 2. 3 and the indoor unit 2 may be configured separately.
  • the heat medium for example, brine (antifreeze), water, a mixture of brine and water, a mixture of water and an additive having a high anticorrosive effect, or the like can be used. Therefore, in the refrigeration cycle apparatus 100, even if the heat medium leaks into the indoor space 7 through the indoor unit 2, a highly safe heat medium is used, which contributes to an improvement in safety. Become.
  • the heat source side heat exchanger 12 and the use side heat exchangers 26a to 26d are provided with a blower, and in many cases, condensation or evaporation is promoted by blowing, but this is not restrictive.
  • a blower for example, as the use side heat exchangers 26a to 26d, a panel heater using radiation can be used.
  • a water-cooled type that moves heat by water or antifreeze can also be used. Any structure that can dissipate or absorb heat can be used.
  • the number of pumps 21a and 21b is not limited to one, and a plurality of small capacity pumps may be arranged in parallel.
  • the compressor 10, the four-way valve (first refrigerant flow switching device) 11, and the heat source side heat exchanger 12 are accommodated in the outdoor unit 1, and the use side heat exchanger is configured to exchange heat between the air in the air-conditioning target space and the refrigerant.
  • 26 is accommodated in the indoor unit 2
  • the load-side heat exchanger 15 and the expansion device 16 are accommodated in the heat medium converter 3
  • the outdoor unit 1 and the heat medium converter 3 are connected by the extension pipe 4 to form a refrigerant. Is circulated, and the heat medium is circulated by connecting the indoor unit 2 and the heat medium converter 3 with a set of two pipes 5 each, and the load-side heat exchanger 15 exchanges heat between the refrigerant and the heat medium.
  • the system to be performed has been described by way of an example of a system that can perform a mixed operation of the indoor unit 2 that performs the cooling operation and the indoor unit 2 that performs the heating operation, but is not limited thereto.
  • the outdoor unit 1 and the heat medium relay unit 3 described in the first embodiment can be combined and applied to a system that performs only a cooling operation or a heating operation in the indoor unit 2 and has the same effect.
  • Embodiment 3 FIG.
  • the collision energy of the refrigerant containing the substance having the property of causing the disproportionation reaction is suppressed for the expansion device 16 that constitutes the main refrigerant circuit and through which a large amount of refrigerant passes.
  • the apparatus configuration for doing so has been described.
  • the described device configuration is not limited to the expansion device 16 on the main refrigerant circuit.
  • the present invention can be applied to a throttle device installed on a bypass circuit included in the refrigeration cycle apparatus.
  • Heat source unit (outdoor unit), 2a, 2b, 2c, 2d indoor unit, 3 heat medium converter, 4 extension pipe (refrigerant pipe), 4a first connection pipe, 4b second connection pipe, 5 pipe (heat medium pipe) ), 6 outdoor space, 7 indoor space, 8 outdoor space such as the back of the ceiling and indoor space, 9 buildings, etc., 10 compressor, 11 first refrigerant flow switching device (four-way valve), 12 Heat source side heat exchanger, 13a, 13b, 13c, 13d check valve, 15, 15a, 15b, 15c, 15d Load side heat exchanger, 16a, 16b, 16c, 16d throttle device, 17a, 17b switchgear, 18, 18a, 18b second refrigerant flow switching device, 19 accumulator, 21a, 21b pump, 22, 22a, 22b, 22c, 22d first heat medium flow switching device, 23, 23a, 23b 23c, 23d, second heat medium flow switching device, 25, 25a, 25b, 25c, 25d, heat medium flow control device

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Abstract

　不均化反応を起こす性質の物質を含む冷媒を用いる冷媒回路を構成する絞り装置１６であって、円筒形状の弁体４４と、弁座を有し、弁体４４が弁軸方向に移動して、弁座に挿入することにより開口面積を変化させる絞り部４３とを有し、絞り部４３に挿入する弁体４４の先端部分を、弁体４４の軸方向と直交する方向から０より大きい角度をつけて形成する構造とする。

Description

絞り装置及び冷凍サイクル装置
　本発明は、たとえばビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置等の冷凍サイクル装置に用いる絞り装置等に関するものである。
　ビル用マルチエアコン等のように、冷媒を循環する冷媒回路を構成して空気調和等を行う冷凍サイクル装置においては、一般的に、不燃性であるＲ４１０Ａ、弱い可燃性を有するＲ３２、強い可燃性を示すプロパン等の水素と炭素を含む物質が冷媒として用いられる。これらの物質は、大気中に放出された場合に、大気中で分解されて別の物質に変わるまでの寿命は異なるが、冷凍サイクル装置内においては、安定性が高く、数十年の長い間冷媒として使用することができる。
　これに対して、水素と炭素を含む物質の中には、冷凍サイクル装置内においても安定性が悪く、冷媒としては使用し難いものも存在する。これらの安定性が悪い物質としては、たとえば、不均化反応を起こす性質のものがある。不均化とは、同一種類の物質同士が反応して別の物質に変化する性質のことである。たとえば、液状態等の隣り合う物質同士の距離が非常に近い状態で、冷媒に対して何らかの強いエネルギーが加わると、このエネルギーによって、不均化反応が起き、隣り合う物質同士が反応して、別の物質に変化してしまう。不均化反応が起きると、発熱し、急激な温度上昇が起き、そのため圧力が急激に上昇する可能性がある。たとえば、不均化反応を起こす性質の物質を冷凍サイクル装置の冷媒として用い、銅等の配管内に封入していると、配管が内部の冷媒の圧力上昇に耐え切れず、配管が破裂してしまう、等の事故が起きる可能性がある。この不均化反応を起こす性質の物質としては、たとえば、１，１，２－トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）、アセチレン等が知られている。
　また、１，１，２－トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）を熱サイクル用作動媒体として用いる熱サイクルシステム（冷凍サイクル装置）が存在している（たとえば、特許文献１）。
ＷＯ１２／１５７７６４号公報（第３頁、第１２頁、図１等）
　特許文献１に記載されている熱サイクルシステム等の冷凍サイクル装置においては、熱サイクル用作動媒体として、１，１，２－トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）を使用することが記載されている。１，１，２－トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）は、不均化反応を起こす性質の物質である。そのまま冷媒として使用すると、液や二相等の隣り合う物質同士の距離が非常に近い液状態の物質が存在する場所で、何らかのエネルギーによって、隣り合う物質同士が反応して、別の物質に変化し、冷媒として機能しなくなるばかりか、急激な圧力上昇により配管破裂等の事故が起こる可能性がある。このため、冷媒として使用するためには、この不均化反応を起こさないように使用しなければならないという課題がある。そこで、この不均化反応を起こさせないための工夫が必要になるが、特許文献１等には、不均化反応を起こさせない装置等を実現する方法については、何ら記述されていない。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、冷媒が外部から受けるエネルギーが低くなるような構造の絞り装置等を得るものである。
　本発明に係る絞り装置は、不均化反応を起こす性質の物質を含む冷媒を用いる冷媒回路を構成する絞り装置であって、円筒形状の弁体と、弁座を有し、弁体が弁軸方向に移動して、弁座に挿入することにより開口面積を変化させる絞り部とを有し、絞り部に挿入する弁体の先端部分を、弁体の軸方向と直交する方向から０より大きい角度をつけて形成する構造とするもので、絞り装置に冷媒が流入する時の衝突エネルギーを低減することができ、不均化反応を起こす性質の物質を、安全に冷媒として使用できるものである。
　本発明の絞り装置は、流入管の出口形状または向きを工夫して、容器内部で冷媒と容器内壁面とが衝突する際の衝突エネルギーが低くなるようにしたので、１，１，２－トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）等の不均化反応を起こす性質の物質が、不均化反応して冷媒として使用できなくなる、配管破裂等の事故発生等を防ぎ、安全に冷媒として使用することができる絞り装置を得ることができる。
本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の設置例を示す概略図。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の回路構成図。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷房運転時の回路構成図。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の暖房運転時の回路構成図。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の絞り装置の構成の概略図。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の絞り装置の別の構成の概略図。 本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の回路構成図。
　以下、発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置について図面等を参照しながら説明する。ここで、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。さらに、添字で区別等している複数の同種の機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合がある。また、図における上方を「上側」とし、下方を「下側」として説明する。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。そして、温度、圧力等の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、システム、装置等における状態、動作等において相対的に定まるものとする。
実施の形態１．
　本発明の実施の形態１について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の設置例を示す概略図である。図１に示す冷凍サイクル装置は、冷媒を循環させる冷媒回路を構成して冷媒による冷凍サイクルを利用することで、運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードのいずれかを選択できるものである。ここで、本実施の形態の冷凍サイクル装置は、空調対象空間（室内空間７）の空気調和を行う空気調和装置を例として説明する。
　図１においては、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、熱源機である１台の室外機１と、複数台の室内機２と、を有している。室外機１と室内機２とは、冷媒を導通する延長配管（冷媒配管）４で接続され、室外機１で生成された冷熱あるいは温熱は、室内機２に配送されるようになっている。
　室外機１は、通常、ビル等の建物９の外の空間（たとえば、屋上等）である室外空間６に配置され、室内機２に冷熱または温熱を供給するものである。室内機２は、建物９の内部の空間（たとえば、居室等）である室内空間７に温調された空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。
　図１に示すように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置においては、室外機１と各室内機２とが２本の延長配管４を用いて、それぞれ接続されている。
　なお、図１においては、室内機２が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではない。天井埋込型や天井吊下式等、室内空間７に直接またはダクト等により、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。
　図１においては、室外機１が室外空間６に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外機１は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよい。また、排気ダクトで廃熱を建物９の外に排気することができるのであれば建物９の内部に設置してもよい。さらに、水冷式の室外機１を用いて建物９の内部に設置するようにしてもよい。どのような場所に室外機１を設置するとしても、特段の問題が発生することはない。
　また、室外機１及び室内機２の接続台数を図１に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置が設置される建物９に応じて台数を決定すればよい。
　図２は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置１００と称する）の回路構成の一例を示す回路構成図である。図２に基づいて、冷凍サイクル装置１００の詳しい構成について説明する。図２に示すように、室外機１と室内機２とが、内部に冷媒が流れる延長配管（冷媒配管）４で接続されている。
［室外機１］
　室外機１には、圧縮機１０と、四方弁等の第１冷媒流路切替装置１１と、熱源側熱交換器１２と、アキュムレータ１９とが冷媒配管で直列に接続されて搭載されている。
　圧縮機１０は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転時における冷媒の流れと冷房運転時における冷媒の流れとを切り替えるものである。熱源側熱交換器１２は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器（または放熱器）として機能する。そして、第一の熱交換器となる熱源側熱交換器１２は、図示省略の送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、その冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。熱源側熱交換器１２は、室内空間７を冷房する運転の場合には凝縮器として作用する。また、室内空間７を暖房する運転の場合には蒸発器として作用する。アキュムレータ１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、運転モード変化等により冷媒回路中で余剰となる冷媒を貯留するものである。
　室外機１には、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、アキュムレータ１９、高圧検出装置３７、低圧検出装置３８、及び、制御装置６０が備えられている。また、圧縮機１０は、たとえば、密閉容器内に圧縮室を有し、密閉容器内が低圧の冷媒圧雰囲気となり、密閉容器内の低圧冷媒を吸入して圧縮する低圧シェル構造のものを使用するか、あるいは、密閉容器内が高圧の冷媒圧雰囲気となり、圧縮室で圧縮された高圧冷媒を密閉容器内に吐出する高圧シェル構造のものを使用する。また、室外機１は、制御装置６０を備えており、各種検出装置での検出情報、リモコンからの指示等に基づいて、機器の制御を行う。たとえば、圧縮機１０の駆動周波数、送風機の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。ここで、本実施の形態の制御装置６０は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit ）等の制御演算処理手段を有するマイクロコンピュータ等で構成されている。また、記憶手段（図示せず）を有しており、制御等に係る処理手順をプログラムとしたデータを有している。そして、制御演算処理手段がプログラムのデータに基づく処理を実行して制御を実現する。
［室内機２］
　室内機２には、それぞれ第二の熱交換器となる負荷側熱交換器１５が搭載されている。この負荷側熱交換器１５は、延長配管４によって室外機１に接続するようになっている。この負荷側熱交換器１５は、図示省略の送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、室内空間７に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。負荷側熱交換器１５は、室内空間７を暖房する運転の場合には凝縮器として作用する。また、室内空間７を冷房する運転の場合には蒸発器として作用する。
　この図２では、４台の室内機２が接続されている場合を例に示しており、紙面下から室内機２ａ、室内機２ｂ、室内機２ｃ、室内機２ｄとして図示している。また、室内機２ａ～室内機２ｄに応じて、負荷側熱交換器１５も、紙面下側から負荷側熱交換器１５ａ、負荷側熱交換器１５ｂ、負荷側熱交換器１５ｃ、負荷側熱交換器１５ｄとして図示している。なお、図１と同様に、室内機２の接続台数を図２に示す４台に限定するものではない。
　冷凍サイクル装置１００が実行する各運転モードについて説明する。この冷凍サイクル装置１００は、各室内機２からの指示に基づいて、室外機１の運転モードを冷房運転モードか暖房運転モードかのいずれかに決定する。すなわち、冷凍サイクル装置１００は、室内機２の全部で同一運転（冷房運転か暖房運転）をすることができ、室内の温度調節を行う。なお、冷房運転モード、暖房運転モードのいずれにおいても、各室内機２の運転／停止は自由に行うことができる。
　冷凍サイクル装置１００が実行する運転モードには、駆動している室内機２の全てが冷房運転（停止も含む）を実行する冷房運転モード、及び、駆動している室内機２の全てが暖房運転（停止も含む）を実行する暖房運転モードがある。以下に、各運転モードについて、冷媒の流れとともに説明する。
［冷房運転モード］
　図３は、冷凍サイクル装置１００の吐出温度が低い場合の冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図３では、全部の負荷側熱交換器１５において冷熱負荷が発生している場合を例に冷房運転モードについて説明する。なお、図３では、太線で表された配管が冷媒の流れる配管を示しており、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
　図３に示す冷房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された冷媒が熱源側熱交換器１２へ流入するように切り替える。低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となり、室外機１から流出する。
　室外機１を流出した高圧の液冷媒は、延長配管４を通って、室内機２（２ａ～２ｄ）のそれぞれに流入する。室内機２（２ａ～２ｄ）に流入した高圧の液冷媒は、絞り装置１６（１６ａ～１６ｄ）に流入して、絞り装置１６（１６ａ～１６ｄ）で絞られて、減圧され、低温低圧の二相冷媒となる。さらに、蒸発器として作用する負荷側熱交換器１５（１５ａ～１５ｄ）のそれぞれに流入し、負荷側熱交換器１５の周囲を流通する空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。そして、低温低圧のガス冷媒は、室内機２（２ａ～２ｄ）から流出し、延長配管４を通って再び室外機１へ流入し、第１冷媒流路切替装置１１を通り、アキュムレータ１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。
　このとき、絞り装置１６ａ～１６ｄの開度（開口面積）は、負荷側熱交換器ガス冷媒温度検出装置２８の検出温度と、室外機１の制御装置６０から各室内機２の制御装置（図示せず）に通信で送信された蒸発温度と、の温度差（過熱度）が目標値に近づくように制御される。
　なお、冷房運転モードを実行する際、熱負荷のない負荷側熱交換器１５（サーモオフを含む）へは冷媒を流す必要がないため、運転を停止させる。このとき、停止している室内機２に対応する絞り装置１６は、全閉または冷媒が流れない小さい開度としておく。
［暖房運転モード］
　図４は、冷凍サイクル装置１００の暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図４では、全部の負荷側熱交換器１５において温熱負荷が発生している場合を例に暖房運転モードについて説明する。なお、図４では、太線で表された配管が冷媒の流れる配管を示しており、冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
　図４に示す暖房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された冷媒を、熱源側熱交換器１２を経由させずに室内機２へ流入させるように切り替える。低温低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出され、第１冷媒流路切替装置１１を通り、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温高圧のガス冷媒は、延長配管４を通って室内機２（２ａ～２ｄ）のそれぞれに流入する。室内機２（２ａ～２ｄ）に流入した高温高圧のガス冷媒は、負荷側熱交換器１５（１５ａ～１５ｄ）のそれぞれに流入し、負荷側熱交換器１５（１５ａ～１５ｄ）の周囲を流通する空気に放熱しながら凝縮液化し、高温高圧の液冷媒となる。負荷側熱交換器１５（１５ａ～１５ｄ）から流出した高温高圧の液冷媒は、絞り装置１６（１６ａ～１６ｄ）に流入し、絞り装置１６（１６ａ～１６ｄ）で絞られて、減圧され、低温低圧の二相冷媒となり、室内機２（２ａ～２ｄ）から流出する。室内機２から流出した低温低圧の二相冷媒は、延長配管４を通って再び室外機１へ流入する。
　このとき、絞り装置１６ａ～１６ｄの開度（開口面積）は、室外機１の制御装置６０から各室内機２の制御装置（図示せず）に通信で送信された凝縮温度と、負荷側熱交換器液冷媒温度検出装置２７の検出温度と、の温度差（過冷却度）が目標値に近づくように制御される。
　室外機１に流入した低温低圧の二相冷媒は、熱源側熱交換器１２に流入し、熱源側熱交換器１２の周囲に流れる空気から吸熱し、蒸発して低温低圧のガス冷媒または低温低圧の乾き度の大きい二相冷媒となる。低温低圧のガス冷媒または二相冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレータ１９を介して、再び圧縮機１０に吸入される。
　暖房運転モードを実行する際、熱負荷のない負荷側熱交換器１５（サーモオフを含む）へは冷媒を流す必要がない。しかし、暖房運転モードにおいて、暖房負荷のない負荷側熱交換器１５と対応する絞り装置１６を全閉または冷媒が流れない小さい開度とすると、運転していない負荷側熱交換器１５の内部で冷媒が周囲空気によって冷やされて凝縮し、冷媒が溜まり込んでしまい、冷媒回路全体として冷媒不足に陥ってしまう可能性がある。そこで、暖房運転時においては、熱負荷のない負荷側熱交換器１５と対応する絞り装置１６の開度（開口面積）は全開等の大きい開度にし、冷媒の溜まり込みを防止する。
　また、第１冷媒流路切替装置１１は、四方弁を用いるのが一般的であるが、これに限るものではなく、二方流路切替弁や三方流路切替弁を複数個用い、同じように冷媒が流れるように構成してもよい。
　また、ここでは、冷媒回路中に余剰冷媒を貯留するアキュムレータ１９を備える場合について説明をしたが、延長配管４が短い場合、室内機２の台数が１台である場合等のように、余剰冷媒が少ない場合は、アキュムレータ１９を備えていなくてもよい。
　以上、説明した通り、本実施の形態の冷凍サイクル装置１００では、絞り装置１６（１６ａ～１６ｄ）には、高圧の液冷媒が流入し、低温低圧の二相冷媒が流出する。しかし、たとえば、冷媒回路中に充填した冷媒量が少ない場合等は、凝縮器を流出した冷媒が二相状態となっている場合もある。また、室内機２を複数備えるマルチ型の空気調和装置等においては、延長配管４が長い場合が多く、この場合、冷房運転においては、延長配管４での圧力損失のため、冷媒が二相化してしまっている場合もある。このような場合は、絞り装置１６には、気体と液体の混合状態である二相状態の冷媒が流入する。
［冷媒の種類］
　冷凍サイクル装置１００で使用する冷媒として、Ｒ３２、Ｒ４１０Ａ等のように、通常、冷媒として使用されている物質を使用する場合は、冷媒回路内での冷媒の安定性を改善するための工夫を施すことなく、このまま普通に使用すればよい。しかし、本実施の形態では、冷媒として、Ｃ２Ｈ１Ｆ３で表され分子構造中に二重結合を１つ有する１，１，２－トリフルオロエチレン（ＨＦＯ－１１２３）等のような不均化反応を起こす性質の物質、または、不均化反応を起こす性質の物質と別の物質とを混合した混合冷媒を用いるものとする。混合冷媒を生成させるために、不均化反応を起こす性質の物質に混合させる物質としては、たとえば、Ｃ３Ｈ２Ｆ４で表されるテトラフルオロプロペン（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２で表される２，３，３，３－テトラフルオロプロペンであるＨＦＯ－１２３４ｙｆ、ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＦで表される１，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペンであるＨＦＯ－１２３４ｚｅ等）や化学式がＣＨ２Ｆ２で表されるジフルオロメタン（ＨＦＣ－３２）等が用いられる。ただ、これらに限るものではなく、ＨＣ－２９０（プロパン）等を混合させてもよく、冷凍サイクル装置の冷媒として使用できる熱性能を有する物質であれば、どのようなものを用いてもよく、どのような混合比としてもよい。
　ここで、不均化反応を起こす性質の物質は、液状態、二相状態等のように、隣り合う物質同士の距離が非常に近い状態において、何らかの強いエネルギーが加わると、隣り合う物質同士が反応して別の物質に変化する可能性がある。このため、冷媒回路において何の対策も行わずに不均化反応を起こす性質の物質を冷媒として使用すると、別の物質となって冷媒として機能しなくなるばかりか、発熱による急激な圧力上昇のため配管破裂等の事故が起こる可能性がある。そこで、不均化反応を起こす性質の物質を冷媒として使用するために、冷媒回路において、液体の状態または気体と液体との混合状態である二相状態となる場所において、不均化反応を起こさないような工夫が必要となる。ここで、冷媒と構造物とが衝突したときのエネルギーも、物質が不均化反応を起こす要因になる。そこで、冷媒回路の構成部品を、冷媒に与える衝突エネルギーを低減するような構造にすることで、不均化反応が起き難くなるようにする。
［絞り装置１６（１６ａ～１６ｄ）］
　図５は、本発明の実施の形態１に係る絞り装置１６（１６ａ～１６ｄ）の構成の概略図である。図５において、絞り装置１６は、第１接続管４１、第２接続管４２、絞り部４３、弁体４４、及び、モーター４５から構成されている。図５において、実線矢印は暖房運転時に冷媒が流れる向きを示しており、破線矢印は冷房運転時に冷媒が流れる向きを示している。
　第１接続管４１は、延長配管４側の配管と接続している。熱源側熱交換器１２が蒸発器として作用し、負荷側熱交換器１５が凝縮器として作用する場合には冷媒流入側の配管となる。熱源側熱交換器１２が凝縮器として作用し、負荷側熱交換器１５が蒸発器として作用する場合には冷媒流出側の配管となる。また、第２接続管４２は負荷側熱交換器１５側の配管と接続している。熱源側熱交換器１２が蒸発器として作用し、負荷側熱交換器１５が凝縮器として作用する場合には冷媒流出側の配管となる。熱源側熱交換器１２が凝縮器として作用し、負荷側熱交換器１５が蒸発器として作用する場合には冷媒流入側の配管となる。ここで、図５に示すように、第１接続管４１と第２接続管４２とは、絞り部４３を間に挟んで直交する方向に配置されている。
　弁座を有する絞り部４３は、第１接続管４１と第２接続管４２との間に配置され、弁座の開口部分に弁体４４が挿入される度合いにより、通過する冷媒の流れを調整し、冷媒を減圧する。弁体４４は、移動可能とし、絞り部４３とともに絞り装置１６を通過する冷媒流量及び冷媒圧力（絞り量）を制御する。制御については、弁体４４が移動して、弁体４４と絞り部４３との距離（位置関係）を変化することにより、絞り部４３と弁体４４との間の隙間の面積（開口面積）を変化させて冷媒流量及び冷媒圧力を変化させて制御する。モーター４５は、制御装置６０からの指示に基づいて弁体４４を移動させて、絞り部４３と弁体４４との距離を調整する。モーター４５は、たとえばステッピングモーター等で構成される。
　前述したように、負荷側熱交換器１５が蒸発器として作用する冷房運転時には、室外機１を流出し、室内機２に流入した高圧の液冷媒が、第２接続管４２から流入する。絞り部４３において、弁体４４によって絞られて、減圧され、低温低圧の二相冷媒となって、第１接続管４１から流出し、負荷側熱交換器１５（１５ａ～１５ｄ）に流入する。この際、モーター４５によって弁体４４の位置（図５の上下方向における位置）が制御され、絞り部４３と弁体４４との間の冷媒が通過する開口面積が変化させられ、冷媒の絞り量が制御される。ここで、弁体４４はたとえば円筒（円柱）状をしている。円筒状だと、回転しながら弁体４４の軸方向に移動しても断面積が変わらないため、絞り装置１６の弁体４４として使用しやすい。そして、第１接続管４１から流入する冷媒の流れ方向と第２接続管４２から流出する冷媒の流れ方向とは、ほぼ直交する方向になっている。冷房運転時においては、第２接続管４２から流入する冷媒は円筒状の弁体４４に対して縦方向（弁軸方向）に衝突する。円筒状の構造物は、軸方向に冷媒が流れると、軸端の円の部分に冷媒が衝突する。冷媒と弁体４４の軸端の円の部分（円筒側面と底面との境界（縁）の部分）との衝突においては、大きな衝突エネルギーが発生する。このため、冷媒中の不均化反応を起こす性質の物質にとっては、不均化反応を起こさせる要因となる可能性がある。
　一方、前述したように、負荷側熱交換器１５が凝縮器として作用する暖房運転時には、負荷側熱交換器１５（１５ａ～１５ｄ）を流出した高圧の液冷媒が、第１接続管４１から流入する。絞り部４３において、弁体４４によって絞られて、減圧され、低温低圧の二相冷媒となって、第２接続管４２を介して絞り装置１６から流出し、また、室内機２から流出する。このとき、第１接続管４１から流入する冷媒の流れ方向と第２接続管４２から流出する冷媒の流れ方向とは、ほぼ直交する方向になっている。暖房運転時には、冷媒は円筒状の弁体４４に対して横向き（円周方向）に衝突する。円筒状の構造物に、横向き（円周方向）に冷媒が流れる場合は、冷媒に乱れ成分をあまり発生させることがないことはよく知られており、冷媒の不均化反応を起こさせることもない。
　そこで、弁体４４の先端部分（弁体４４において流路側の方の円柱底面部分）を、図５に示すように、第２接続管４２から流入する冷媒の流れ方向（図５の縦（上下）方向、軸方向）と直交する方向（図５の横（左右）方向、円周方向）に対し、０（ゼロ）よりも大きい角度θの傾きを持つ構造（たとえば円錐状の構造等）とする。弁体４４をこのような構造とすると、弁体４４は、冷媒の流れ方向に対して、０（ゼロ）よりも大きい角度θの傾きがあるため、その分、冷媒と弁体４４との衝突エネルギーが小さくなり、不均化反応が起き難くなる。
　ここで、弁体４４と冷媒との衝突エネルギーは、式（１）で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　このうち、冷媒の速度変化は、弁体４４の先端部分における角度θに依存し、式（２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　すなわち、冷媒と弁体４４との衝突エネルギーは式（２）に比例し、衝突エネルギーの低減率は、θが０（ゼロ）のときの式（２）の計算結果である１との差によって得られる。よって、弁体４４を、軸方向に直交する方向（円周方向）に対する角度θが、０（ゼロ）よりも大きい値を持つ構造にすると、冷媒との衝突エネルギーが小さくなるので不均化反応が起き難くなる。また、冷媒の不均化反応を起こさせないために、どの程度の衝突エネルギーの低減が必要かは、冷媒の状態（圧力や温度）、冷媒の速度等によっても異なるが、従来の絞り装置と比較して衝突エネルギーを５％以上低減させることができれば効果が大きい。５％の衝突エネルギーの低減効果が得られるのは、式（２）の計算結果が０．９５のときである。このとき、θは約１８度となる。よって、弁体４４の軸方向に直交する方向（円周方向）に対する角度θを１８度以上、すなわち、円錐の開き角度が１４４度以下となるような弁体４４にすると、衝突エネルギーの低減効果が大きくなる。角度θの上限については、絞り部４３との間で、冷媒の開口面積を有効に変化させることができる円錐の開き角度を確保することができれば、特に定めるものではない（角度θが大きすぎると、絞り装置としての機能が果たせなくなる）。
　図６は本発明の実施の形態１に係る絞り装置１６（１６ａ～１６ｄ）の構成の別例の概略図である。ここで、絞り装置１６（１６ａ～１６ｄ）の弁体４４の先端の構造は、円錐状に限るものではなく、多面体構造でもよい。たとえば、弁体４４の先端は、その多くの部分が、第２接続管４２から流入する冷媒の流れ方向と直交する方向（円周方向）に対し、０（ゼロ）よりも大きい角度θの傾きを持つ構造であればよい。図６のように、一部の部分が流れに対し、直交する円板状となる形状（円錐台）等であってもよい。この場合、第２接続管４２から流入する冷媒の流れ方向と直交する方向（円周方向）に対し、０（ゼロ）よりも大きい角度θの傾きを持つ構造をしている部分が、弁体４４の円周方向断面積に対して５０％以上を占めていればよい。
　また、絞り装置１６のモーター４５としては、前述したようにステッピングモーター等が使われるが、それに限るものではない。モーター４５として、ステッピングモーターを使用する場合は、弁体４４は、回転しながら上下動をし、開口面積を変化させる。回転しながら上下動をする場合は、弁体４４の軸端の構造は、円錐状にしておくと、回転に伴う形状変化がなく、開口面積の制御がしやすい。また、モーター４５で直接弁体４４を駆動する直動式の絞り装置と、モーター４５と弁体４４との間にギアを介在させているギア式の絞り装置とが存在するが、どちらに対しても適用でき、同様の効果を奏する。
　また、ここでは、冷媒が、暖房運転時には絞り装置１６の第１接続管４１から流入して第２接続管４２から流出し、冷房運転時には絞り装置１６の第２接続管４２から流入して第１接続管４１から流出する場合について説明をした。当然、冷房運転時と暖房運転時の冷媒の流れる方向が逆方向であっても、絞り装置１６としての機能が損なわれるわけではなく、どちら向きに流れるように構成しても構わない。いずれの場合においても、冷媒が絞り装置１６に流入する流れ方向が冷房運転時と暖房運転時とで逆向きに流れるものであれば、冷房運転時か暖房運転時のいずれかの場合に、冷媒が第２接続管４２から絞り装置１６に流入するため、同様の効果を奏する。
　また、先に説明した通り、絞り装置１６には、高圧の液冷媒ではなく、高圧の二相冷媒が流入する場合もあるが、二相冷媒は気体状と液体状の冷媒が混合した冷媒である。二相冷媒中の液冷媒についても不均化反応を起こさせないようにする必要があるため、同様の構造にすると効果がある。
　また、第１接続管４１と第２接続管４２とが、直交する方向であり、冷房運転と暖房運転とで、流れる方向が逆転する場合を例に説明をしたが、これに限るものではない。本冷凍サイクル装置の運転状態のうち、第２接続管４２から冷媒が流入し、弁体４４の軸方向から冷媒が流入する運転状態が存在しさえすればよく、ずっと、第２接続管４２が流入管として機能していてもよい。また、弁体４４の周囲を通過した後、弁体４４の軸方向と直交する方向ではない方向に、冷媒の流路が構成されていてもよい。当然、弁体４４の周囲を通過した後、一旦、弁体４４の軸方向と直交する方向に、冷媒の流路が向けられ、その後、更に流路が変えられて、第１接続管４１が、第２接続管４２と平行する方向に向いていてもよい。
［延長配管４］
　以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００は、幾つかの運転モードを具備している。これらの運転モードにおいては、室外機１と室内機２とを接続する延長配管４には冷媒が流れている。
　なお、高圧検出装置３７，低圧検出装置３８は、冷凍サイクル高圧と低圧を目標値に制御するために設置されているが、飽和温度を検出する温度検出装置でもよい。
　また、第１冷媒流路切替装置１１は四方弁であるかのように示したが、これに限るものではなく、二方流路切替弁や三方流路切替弁を複数個用い、同じように冷媒が流れるように構成してもよい。
　また、一般的に、熱源側熱交換器１２及び負荷側熱交換器１５ａ～１５ｄには、送風機が取り付けられており、送風により凝縮あるいは蒸発を促進させる場合が多いが、これに限るものではない。たとえば負荷側熱交換器１５ａ～１５ｄとしては放射を利用したパネルヒータのようなものも用いることができるし、熱源側熱交換器１２としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものも用いることができる。放熱あるいは吸熱をできる構造のものであればどんな熱交換器でも用いることができる。
　また、ここでは、負荷側熱交換器１５ａ～１５ｄが４つである場合を例に説明を行ったが、幾つ接続してもよい。更に、室外機１が複数接続され、１つの冷凍サイクルを構成していてもよい。
　また、室内機２が冷房運転か暖房運転のいずれかの運転のみを行う冷房暖房切替型の冷凍サイクル装置１００を例に説明を行ったが、これに限定するものではない。たとえば、室内機２が冷房運転と暖房運転のいずれかの運転を任意に選択でき、システム全体として、冷房運転を行う室内機２と暖房運転を行う室内機２との混在運転を行うことができる冷凍サイクル装置にも適用することができ、同様の効果を奏する。
　また、室内機２が１つだけ接続できるルームエアコン等の空気調和装置、ショーケースやユニットクーラを接続する冷凍装置等にも適用することができ、冷凍サイクルを使用する冷凍サイクル装置であれば、同様の効果を奏する。
実施の形態２．
　本発明の実施の形態２について、図面に基づいて説明する。図７は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の回路図である。図７に示す冷凍サイクル装置１００は、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に備えられている負荷側熱交換器１５ａ及び負荷側熱交換器１５ｂを介して冷媒が内部を流れる延長配管４で接続されている。また、熱媒体変換機３と室内機２とも、負荷側熱交換器１５ａ及び負荷側熱交換器１５ｂを介して水やブライン等の熱媒体が内部を流れる配管５で接続されている。
　この冷凍サイクル装置１００が実行する運転モードには、駆動している室内機２の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード及び駆動している室内機２の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モードがある。また、冷房負荷の方が大きい場合に実行する冷房主体運転モード、及び、暖房負荷の方が大きい場合に実行する暖房主体運転モードがある。
［全冷房運転モード］
　全冷房運転モードの場合、圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して、熱源側熱交換器１２へ流入し、周囲の空気に放熱して凝縮液化し、高圧液冷媒となり、逆止弁１３ａを通って室外機１から流出する。そして、延長配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した冷媒は、開閉装置１７ａを通り、絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張して低温低圧の二相冷媒となる。二相冷媒は、蒸発器として作用する負荷側熱交換器１５ａ及び負荷側熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱し、低温低圧のガス冷媒となる。ガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを介して熱媒体変換機３から流出する。そして、延長配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１へ流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレータ１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。
　熱媒体循環回路Ｂにおいては、熱媒体は、負荷側熱交換器１５ａ及び負荷側熱交換器１５ｂの双方で冷媒により冷却される。冷却された熱媒体は、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動する。第２熱媒体流路切替装置２３ａ～２３ｄを介して、利用側熱交換器２６ａ～２６ｄに流入した熱媒体は、室内空気から吸熱する。室内空気は冷却されて室内空間７の冷房を行う。利用側熱交換器２６ａ～２６ｄから流出した冷媒は、熱媒体流量調整装置２５ａ～２５ｄに流入し、第１熱媒体流路切替装置２２ａ～２２ｄを通って、負荷側熱交換器１５ａ及び負荷側熱交換器１５ｂへ流入して冷却され、再びポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。なお、熱負荷のない利用側熱交換器２６ａ～２６ｄに対応する熱媒体流量調整装置２５ａ～２５ｄは全閉とする。また、熱負荷のある利用側熱交換器２６ａ～２６ｄに対応する熱媒体流量調整装置２５ａ～２５ｄは開度を調整し、利用側熱交換器２６ａ～２６ｄでの熱負荷を調節する。
［全暖房運転モード］
　全暖房運転モードの場合、圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して第１接続配管４ａ、逆止弁１３ｂを通り、室外機１から流出する。そして、延長配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って、負荷側熱交換器１５ａ及び負荷側熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱し、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張して低温低圧の二相冷媒となり、開閉装置１７ｂを通って、熱媒体変換機３から流出する。そして、延長配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１へ流入した冷媒は、第２接続配管４ｂ及び逆止弁１３ｃを通り、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入し、周囲の空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。ガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレータ１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。なお、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の動作は、全冷房運転モードの場合と同じである。全暖房運転モードでは、負荷側熱交換器１５ａ及び負荷側熱交換器１５ｂにおいて、熱媒体が冷媒によって加熱され、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気に放熱して、室内空間７の暖房を行う。
［冷房主体運転モード］
　冷房主体運転モードの場合、圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入し、周囲の空気に放熱して凝縮し、二相冷媒となり、逆止弁１３ａを通って、室外機１から流出する。そして、延長配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する負荷側熱交換器１５ｂに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱して高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張して低温低圧の二相冷媒となる。二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する負荷側熱交換器１５ａに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱して低圧のガス冷媒となり、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出する。そして、延長配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１へ流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレータ１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。
　熱媒体循環回路Ｂにおいては、負荷側熱交換器１５ｂで冷媒の温熱が熱媒体に伝えられる。そして、暖められた熱媒体はポンプ２１ｂによって配管５内を流動する。第１熱媒体流路切替装置２２ａ～２２ｄ及び第２熱媒体流路切替装置２３ａ～２３ｄを操作して暖房要求のある利用側熱交換器２６ａ～２６ｄに流入した熱媒体は、室内空気に放熱する。室内空気は加熱されて室内空間７の暖房を行う。一方、負荷側熱交換器１５ａで冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられる。そして、冷やされた熱媒体はポンプ２１ａによって配管５内を流動する。第１熱媒体流路切替装置２２ａ～２２ｄ及び第２熱媒体流路切替装置２３ａ～２３ｄを操作して冷房要求のある利用側熱交換器２６ａ～２６ｄに流入した熱媒体は、室内空気から吸熱する。室内空気は冷却されて室内空間７の冷房を行う。なお、熱負荷のない利用側熱交換器２６ａ～２６ｄに対応する熱媒体流量調整装置２５ａ～２５ｄは全閉とする。また、熱負荷のある利用側熱交換器２６ａ～２６ｄに対応する熱媒体流量調整装置２５ａ～２５ｄは開度を調整し、利用側熱交換器２６ａ～２６ｄでの熱負荷を調節する。
［暖房主体運転モード］
　暖房主体運転モードの場合、圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して、第１接続配管４ａ及び逆止弁１３ｂを通って、室外機１から流出する。そして、延長配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する負荷側熱交換器１５ｂに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱して高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張して低温低圧の二相冷媒となる。二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する負荷側熱交換器１５ａに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出する。そして、延長配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１へ流入した冷媒は、第２接続配管４ｂ及び逆止弁１３ｃを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入し、周囲の空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。ガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレータ１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。なお、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の動作、第１熱媒体流路切替装置２２ａ～２２ｄ、第２熱媒体流路切替装置２３ａ～２３ｄ、熱媒体流量調整装置２５ａ～２５ｄ、及び、利用側熱交換器２６ａ～２６ｄ、の動作は冷房主体運転モードと同一である。
［冷媒の種類及び絞り装置１６（１６ａ、１６ｂ）］
　冷媒の種類及び絞り装置１６（１６ａ、１６ｂ）に関しては、実施の形態１で説明した構成と同様のものを適用して構成することができる。そして、本実施の形態の冷凍サイクル装置１００においても同様の効果を奏する。
［延長配管４及び配管５］
　本実施の形態における各運転モードにおいては、室外機１と熱媒体変換機３とを接続する延長配管４には冷媒が流れ、熱媒体変換機３と室内機２を接続する配管５には水や不凍液等の熱媒体が流れている。
　利用側熱交換器２６にて暖房負荷と冷房負荷とが混在して発生している場合は、暖房運転を行っている利用側熱交換器２６に対応する第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を加熱用の負荷側熱交換器１５ｂに接続される流路へ切り替える。また、冷房運転を行っている利用側熱交換器２６に対応する第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を冷却用の負荷側熱交換器１５ａに接続される流路へ切り替える。このため、各室内機２にて、暖房運転、冷房運転を自由に行うことができる。
　なお、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３は、三方弁等の三方流路を切り替えられるもの、開閉弁等の二方流路の開閉を行うものを２つ組み合わせる等、流路を切り替えられるものであればよい。また、ステッピングモーター駆動式の混合弁等の三方流路の流量を変化させられるもの、電子式膨張弁等の２方流路の流量を変化させられるものを２つ組み合わせる等して第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３として用いてもよい。さらに、熱媒体流量調整装置２５は、二方弁以外でも、三方流路を持つ制御弁とし利用側熱交換器２６をバイパスするバイパス管と共に設置するようにしてもよい。また、熱媒体流量調整装置２５は、ステッピングモーター駆動式で流路を流れる流量を制御できるものを使用するとよく、二方弁でも三方弁の一端を閉止したものでもよい。また、熱媒体流量調整装置２５として、開閉弁等の二方流路の開閉を行うものを用い、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返して平均的な流量を制御するようにしてもよい。
　また、第１冷媒流路切替装置１１及び第２冷媒流路切替装置１８は四方弁であるかのように示したが、これに限るものではなく、二方流路切替弁や三方流路切替弁を複数個用い、同じように冷媒が流れるように構成してもよい。
　また、利用側熱交換器２６と熱媒体流量調整装置２５とが１つしか接続されていない場合でも同様のことが成り立つのは言うまでもなく、更に負荷側熱交換器１５及び絞り装置１６として、同じ動きをするものが複数個設置されていても、当然問題ない。さらに、熱媒体流量調整装置２５は、熱媒体変換機３に内蔵されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、室内機２に内蔵されていてもよく、熱媒体変換機３と室内機２とは別体に構成されていてもよい。
　熱媒体としては、たとえばブライン（不凍液）や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。したがって、冷凍サイクル装置１００においては、熱媒体が室内機２を介して室内空間７に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。
　また、一般的に、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６ａ～２６ｄには、送風機が取り付けられており、送風により凝縮あるいは蒸発を促進させる場合が多いが、これに限るものではない。たとえば利用側熱交換器２６ａ～２６ｄとしては放射を利用したパネルヒータのようなものも用いることができる。また、熱源側熱交換器１２としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものも用いることができる。放熱あるいは吸熱できる構造のものであればどんなものでも用いることができる。
　また、ここでは、利用側熱交換器２６ａ～２６ｄが４つである場合を例に説明を行ったが、幾つ接続してもよい。更に、室外機１が複数接続され、１つの冷凍サイクルを構成していてもよい。
　また、負荷側熱交換器１５ａ、１５ｂが２つである場合を例に説明を行ったが、当然、これに限るものではなく、熱媒体を冷却または／及び加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。
　また、ポンプ２１ａ及び２１ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べてもよい。
　また、圧縮機１０、四方弁（第１冷媒流路切替装置）１１、熱源側熱交換器１２を室外機１に収容し、空調対象空間の空気と冷媒とを熱交換させる利用側熱交換器２６を室内機２に収容し、負荷側熱交換器１５及び絞り装置１６を熱媒体変換機３に収容し、室外機１と熱媒体変換機３との間を延長配管４で接続して冷媒を循環させ、室内機２と熱媒体変換機３との間をそれぞれ２本一組の配管５で接続して熱媒体を循環させ、負荷側熱交換器１５で冷媒と熱媒体とを熱交換させるシステムについて、冷房運転を行う室内機２と暖房運転を行う室内機２との混在運転が可能なシステムを例に説明を行ったが、これに限るものではない。たとえば、実施の形態１で説明した室外機１と熱媒体変換機３とを組み合わせて、室内機２で冷房運転または暖房運転のみを行うシステムにも適用することができ、同様の効果を奏する。
実施の形態３．
　前述した実施の形態１及び実施の形態２では、主となる冷媒回路を構成し、多量の冷媒が通過する絞り装置１６について、不均化反応を起こす性質の物質を含む冷媒の衝突エネルギーを抑制するための装置構成について説明した。しかしながら、説明した装置構成は、主冷媒回路上の絞り装置１６だけでない。たとえば、冷凍サイクル装置が有するバイパス回路上に設置された絞り装置にも適用することができる。
　１　熱源機（室外機）、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ　室内機、３　熱媒体変換機、４　延長配管（冷媒配管）、４ａ　第１接続配管、４ｂ　第２接続配管、５　配管（熱媒体配管）、６　室外空間、７　室内空間、８　天井裏等の室外空間及び室内空間とは別の空間、９　ビル等の建物、１０　圧縮機、１１　第１冷媒流路切替装置（四方弁）、１２　熱源側熱交換器、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ　逆止弁、１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ　負荷側熱交換器、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ　絞り装置、１７ａ、１７ｂ　開閉装置、１８、１８ａ、１８ｂ　第２冷媒流路切替装置、１９　アキュムレータ、２１ａ、２１ｂ　ポンプ、２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ　第１熱媒体流路切替装置、２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ　第２熱媒体流路切替装置、２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ　熱媒体流量調整装置、２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ　利用側熱交換器、２７　負荷側熱交換器液冷媒温度検出装置、２８　負荷側熱交換器ガス冷媒温度検出装置、３７　高圧検出装置、３８　低圧検出装置、４１　第１接続管、４２　第２接続管、４３　絞り部、４４　弁体、４５　モーター、６０　制御装置、１００　冷凍サイクル装置、Ａ　冷媒循環回路、Ｂ　熱媒体循環回路。

Claims (14)

  1. 　不均化反応を起こす性質の物質を含む冷媒を用いる冷媒回路を構成する絞り装置であって、
    　円筒形状の弁体と、
    　弁座を有し、前記弁体が弁軸方向に移動して、前記弁座に挿入することにより開口面積を変化させる絞り部とを有し、
    　前記絞り部に挿入する前記弁体の先端部分を、前記弁体の軸方向と直交する方向から０より大きい角度をつけて形成する構造とする絞り装置。
  2. 　前記弁体の前記先端部分が、円錐状または多面体形状である請求項１に記載の絞り装置。
  3. 　前記弁体が回転しながら移動し、前記開口面積を変化させる請求項１または請求項２に記載の絞り装置。
  4. 　前記角度は１８度以上である請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の絞り装置。
  5. 　前記角度をθとすると、ｃｏｓ（θ）が０．９５以下を満たす角度である請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の絞り装置。
  6. 　前記冷媒として、１，１，２－トリフルオロエチレンまたは１，１，２－トリフルオロエチレンを含む混合冷媒を使用する請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の絞り装置。
  7. 　圧縮機、第一の熱交換器、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の絞り装置及び第二の熱交換器を冷媒配管で接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置。
  8. 　前記絞り装置に、液状態の冷媒または二相状態の冷媒を流入させる請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
  9. 　前記第二の熱交換器が凝縮器として作用する場合と蒸発器として作用する場合とで、前記絞り装置を通過する冷媒の流れる方向が反転するように前記冷媒回路を構成する請求項７または請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
  10. 　前記絞り装置は、冷媒が流入する方向と流出する方向とがほぼ直交する構造であり、前記第二の熱交換器が凝縮器として作用する場合と蒸発器として作用する場合のいずれかにおいて、前記冷媒を前記弁体の軸方向から流入させる請求項９に記載の冷凍サイクル装置。
  11. 　前記絞り装置は、冷媒が流入する方向と流出する方向とがほぼ直交する構造であり、前記第二の熱交換器を蒸発器として作用させる場合には前記弁体の軸方向に沿って前記冷媒を流入させ、前記第二の熱交換器を凝縮器として作用させる場合には前記弁体の軸方向と直交する方向に沿って前記冷媒を流入させる請求項９に記載の冷凍サイクル装置。
  12. 　対象空間の空気調和を行う複数台の室内機と、
    　１台または複数台の熱源側ユニットとを備える請求項７～請求項１１のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  13. 　前記絞り装置と前記第二の熱交換器とを室内機に収容し、前記第二の熱交換器を凝縮器として作用させる場合には前記冷媒を前記弁体の軸方向と直交する方向から流入させる請求項７～請求項１２のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  14. 　前記絞り装置と前記第二の熱交換器とを、室外機と室内機とは別体で離れた位置に設置可能な中継器に収容する請求項７～請求項１２のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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