WO2021124562A1

WO2021124562A1 - 冷凍サイクル装置の室外ユニット

Info

Publication number: WO2021124562A1
Application number: PCT/JP2019/050147
Authority: WO
Inventors: 裕一庄司
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-06-24
Also published as: JPWO2021124562A1; JP7292423B2

Abstract

冷凍サイクル装置の室外ユニットは、機械室と、機械室に設置された膨張弁と、機械室に設置され、膨張弁の振動に起因する加速度を検出する加速度検出装置と、加速度検出装置が検出した加速度に基づいて、膨張弁の開度を制御する制御装置とを備えている。

Description

冷凍サイクル装置の室外ユニット

　本開示は、膨張弁を有する冷凍サイクル装置の室外ユニットに関するものである。

　冷凍サイクル装置には、室内ユニットと室外ユニットから構成されているものがある。室内ユニットは、室内に設置される。そのため、室内ユニットは、屋外に設置された室外ユニットに比べて、耳障りな機械音などに関するユーザーからの苦情を受けやすい。従って、室内ユニットに関するそれらの苦情に対しては、様々な対処法が考案されている。

　しかしながら、近年、室外ユニットの設置場所の多様化に伴い、室外ユニットから発せられる音に対しても、規制などで取り締まる国がある。室外ユニットにおいては、膨張弁が異常音を発生する場合が多い。膨張弁は、例えば、以下の要因で、高周波数の異常音を発生させる。すなわち、冷媒が膨張弁を通過する際に、冷媒の流速と冷媒の相の状態とによっては、冷媒の流れに渦が発生する場合がある。その場合、渦による圧力変動によって、膨張弁に励振振動が発生する。このとき、膨張弁から高周波の異常音が発生する。なお、冷媒の相の状態とは、気液二相における気体の相と液体の相との比率である。

　そのため、室外ユニットからの騒音の発生を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の冷凍サイクル装置においては、膨張弁に対してマイクロフォンを設置し、マイクロフォンにより異常音を検知した際に、膨張弁の開度を調整する。これにより、室外ユニットからの騒音の発生を防止している。

特開平９－７２６３１号公報

　室外ユニットは、一般的に屋外に設置される。そのため、室外ユニットの周辺では、種々の騒音が発生する。それらの種々の騒音の例としては、工事現場の音、緊急車両のサイレン音、列車の音、航空機の音などが挙げられる。

　上記の特許文献１では、マイクロフォンを用いて音の発生を検知しているため、それら外部の騒音を膨張弁の音として誤検出してしまう可能性が高い。誤検出が発生すると、当該誤検出に基づいて膨張弁の開度が制御されることになり、膨張弁の状態が不安定になる、あるいは、膨張弁の開度が不適切になることが想定される。その結果、膨張弁で適切な冷媒量の調整が行われず、冷房運転または暖房運転に支障をきたす可能性がある。すなわち、冷房時に室内が冷えない、または、暖房時に室内が暖まらないという事態になりかねない。また、誤検出を繰り返すことで、膨張弁の開度を不適切に制御してしまうため、冷凍サイクル装置全体の故障を引き起こすリスクもある。

　さらに、特許文献１では、マイクロフォンを室外ユニットの筐体内に設置している。室外ユニットの筐体内には、圧縮機、ファンモータ、および、流路切替弁などの、膨張弁以外の他の機器も設置されている。そのため、マイクロフォンが、それらの他の機器の振動音を、膨張弁の音として、誤検出してしまう可能性もある。

　本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、膨張弁の異常音の誤検出を抑制するとともに、膨張弁の異常音を検出したときに、それに応じて膨張弁の開度を制御することが可能な、冷凍サイクル装置の室外ユニットを得ることを目的としている。

　本開示に係る冷凍サイクル装置の室外ユニットは、機械室と、前記機械室に設置された膨張弁と、前記機械室に設置され、前記膨張弁の振動に起因する加速度を検出する加速度検出装置と、前記加速度検出装置が検出した前記加速度に基づいて、前記膨張弁の開度を制御する制御装置とを備えている。

　本開示に係る冷凍サイクル装置の室外ユニットによれば、膨張弁の異常音の誤検出を抑制するとともに、膨張弁の異常音を検出したときに、それに応じて膨張弁の開度を制御することができる。

実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニットの構成を模式的に示した斜視図である。実施の形態１に係る室外ユニットが設けられた冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニットに設けられた制御装置の内部構成を示したブロック図である。実施の形態１に係る室外ユニットに設けられた膨張弁の構成を模式的に示した正面図である。実施の形態１に係る室外ユニットに設けられた膨張弁の変形例の構成を模式的に示した正面図である。実施の形態１に係る室外ユニットに設けられた膨張弁に取り付けられる振動抑制部材を模式的に示した図である。実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニットに取り付けられる振動抑制部材の一例を示した部分拡大図である。実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニットに取り付けられる振動抑制部材の変形例を示した部分拡大図である。実施の形態１に係る室外ユニットの制御装置の解析部の解析結果の一例を示す図である。実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニットに設けられた制御装置の処理の流れを示したフローチャートである。実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニットに設けられた制御装置の処理の流れを示したフローチャートである。

　以下、本開示に係る冷凍サイクル装置の室外ユニット１の実施の形態について図面を参照して説明する。本開示は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本開示は、以下の実施の形態に示す構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含むものである。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。なお、各図面では、各構成部材の相対的な寸法関係または形状等が実際のものとは異なる場合がある。

　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニット１の構成を模式的に示した斜視図である。なお、図１は、説明のため、室外ユニット１の正面パネルを取り外した状態を示すと共に、一部の構造を透過させ破線で示している。実施の形態１に係る冷凍サイクル装置としては、例えば、空気調和装置、給湯器、床暖房機などがある。実施の形態１に係る室外ユニット１は、これらの冷凍サイクル装置のいずれかに搭載されて使用される。ただし、以下の説明においては、冷凍サイクル装置が空気調和装置の場合を例に挙げて説明する。図１に示すように、室外ユニット１は、送風室２、機械室３、および、電気品室４を備えている。電気品室４は、機械室３の上部に配置されている。送風室２は、機械室３および電気品室４に対して、隣接して配置されている。

　室外ユニット１は、全体の形状が、図１に示すように、箱形になっている。機械室３および電気品室４のそれぞれは、箱形形状を有している。機械室３および電気品室４のそれぞれは、外郭パネルによって外周が覆われている。従って、機械室３と電気品室４との間も、外郭パネルと同じ材質のパネルにより仕切られている。なお、当該パネルは、これに限定されず、外郭パネルと異なる材質でもよい。機械室３および電気品室４は、図１に示すように、セパレータ５によって、送風室２から分離されている。すなわち、送風室２と機械室３との間、および、送風室２と電気品室４との間に、セパレータ５が配置されている。セパレータ５は、矩形の板状の部材である。セパレータ５は、送風室２に設置された後述するファン７からの振動または音が機械室３に伝達されないように、防振性または防音性を有していることが望ましい。このように、室外ユニット１において、送風室２、機械室３、および、電気品室４は、それぞれ、互いに独立した区画された部屋になっている。

　図１に示すように、送風室２には、熱交換器６とファン７とが配置されている。送風室２の正面には、実際には、図示しない正面パネルが設けられている。正面パネルは、通気口を有している。

　熱交換器６は、図１に示すように、平面視でＬ字型の形状を有している。熱交換器６は、送風室２の１つの側面と、送風室２の背面とを構成している。以下では、当該側面を構成する熱交換器６の一部分を第１部分６ａと呼び、当該背面を構成する熱交換器６の他の部分を第２部分６ｂと呼ぶこととする。熱交換器６の第１部分６ａは、図１に示すように、セパレータ５に対向して配置されている。熱交換器６の第２部分６ｂは、セパレータ５と熱交換器６の第１部分６ａとの間に配置されている。熱交換器６の第２部分６ｂの主面は、セパレータ５の主面および第１部分６ａの主面のそれぞれに対して垂直に交わる向きに配置されている。なお、必要に応じて、熱交換器６の外側に、通気口を有する保護パネルを設置してもよい。さらに、必要に応じて、送風室２の上端に対して、天井パネルを設置してもよい。天井パネルは、通気口を有している。

　熱交換器６は、内部を流通する冷媒と屋外の空気との熱交換を行う。熱交換器６は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器である。熱交換器６は、冷凍サイクル装置が冷房運転時には凝縮器として機能し、冷凍サイクル装置が暖房運転時には蒸発器として機能する。

　ファン７は、熱交換器６に空気を送り、熱交換器６を通過した空気を、室外ユニット１の外部に排気する。ファン７は、例えば、プロペラファンである。ファン７は、羽根とファンモータとを有している。ファンモータは、制御装置１１により、回転速度が制御される。これにより、ファン７の送風量が制御される。

　電気品室４には、制御装置１１を搭載している。制御装置１１は、図示しない制御回路を有している。

　機械室３には、図１に示すように、圧縮機８と膨張弁９とが配置されている。機械室３には、さらに、後述する流路切替装置３０が配置されていてもよい。

　圧縮機８は、低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する。圧縮機８としては、例えば、インバータ回路などの制御により単位時間あたりに送り出す冷媒の量を変化させることができるインバータ圧縮機を用いてもよい。その場合、インバータ回路は、制御装置１１に搭載される。

　膨張弁９は、凝縮器で液化した冷媒を蒸発器で蒸発しやすいように、流入された液冷媒を絞り作用により減圧させて流出する。また、膨張弁９は、蒸発器の負荷に応じた適切な冷媒量を維持するように、冷媒量を調整する。膨張弁９は、例えば、電子膨張弁から構成される。膨張弁９の開度は、機械室３に設けられた制御装置１１により制御される。膨張弁９は、図２に示すように、室外ユニット１の熱交換器６と室内ユニット２０の室内側熱交換器２１との間に冷媒配管４０により接続されている。図２は、実施の形態１に係る室外ユニット１が設けられた冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。膨張弁９は、図１に示すように、第１配管１４Ａと第２配管１４Ｂとを有している。膨張弁９は、第１配管１４Ａおよび第２配管１４Ｂを介して、図２に示す冷媒配管４０に接続される。

　図２に示すように、冷凍サイクル装置は、室外ユニット１と、室内ユニット２０とを備える。室外ユニット１は、図２に示すように、冷媒配管４０により、室内ユニット２０に接続される。

　図２に示すように、室内ユニット２０は、室内側熱交換器２１を備えている。室内側熱交換器２１は、内部を流通する冷媒と空調対象空間内の空気との熱交換を行う。室内側熱交換器２１は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器である。室内側熱交換器２１は、暖房時には凝縮器として機能し、冷房時には蒸発器として機能する。

　図２に示すように、室外ユニット１は、圧縮機８と、流路切替装置３０と、熱交換器６と、膨張弁９とを備えている。室外ユニット１は、さらに、アキュムレータなどの他の構成部品を備えていてもよい。

　流路切替装置３０は、冷媒の流れる方向を切り替えるための弁である。流路切替装置３０は、例えば四方弁から構成される。流路切替装置３０は、冷凍サイクル装置が冷房運転の場合と暖房運転の場合とで切り替えが行われる。冷凍サイクル装置が冷房運転時には、流路切替装置３０は、図２の実線で示される状態になり、圧縮機８から吐出された冷媒が熱交換器６に流入する。暖房運転時には、流路切替装置３０は、図２の破線で示される状態になり、圧縮機８から吐出された冷媒が室内ユニット２０の室内側熱交換器２１に流入する。

　冷媒配管４０は、図２に示すように、圧縮機８、流路切替装置３０、熱交換器６、膨張弁９、および、室内側熱交換器２１を接続して、冷媒回路を構成している。

　図１の説明に戻る。膨張弁９には、加速度検出装置１０が取り付けられている。加速度検出装置１０は、図１に示すように、機械室３の外郭パネルに対して離間して配置されている。すなわち、加速度検出装置１０と機械室３の外郭パネルとの間には空隙がある。その理由は、外郭パネルからの振動が加速度検出装置１０に伝達することを防止するためである。加速度検出装置１０は、例えば加速度センサから構成される。加速度検出装置１０は、膨張弁９の振動に起因する加速度を検出する。特に、加速度検出装置１０は、膨張弁９の励振振動に起因する加速度を検出する。励振振動は、上述したように、例えば、以下の要因で発生する。すなわち、冷媒が膨張弁９を通過する際に、冷媒の流速と冷媒の相の状態とによって、冷媒の流れに渦が発生する場合がある。その場合、渦による圧力変動によって、膨張弁９に励振振動が発生する。加速度検出装置１０は、制御装置１１に電気的に接続されている。加速度検出装置１０は、検出した膨張弁９の加速度を、制御装置１１に送信する。

　制御装置１１は、図３に示すように、解析部１１１と弁制御部１１２とを有している。図３は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニット１に設けられた制御装置１１の内部構成を示したブロック図である。解析部１１１は、加速度検出装置１０が検出した加速度に基づいて、膨張弁９が異常音を発生しているか否かを判定する。解析部１１１は、加速度検出装置１０が検出した加速度の大きさが或る一定基準に達した場合に、膨張弁９が異常音を発生していると判定する。弁制御部１１２は、解析部１１１によって膨張弁９が異常音を発生していると判定された場合に、膨張弁９の開度を制御する。その場合、具体的には、弁制御部１１２は、当該異常音を低減するように、膨張弁９の開度が大きくなるように制御する。

　ここで、制御装置１１のハードウェア構成について簡単に説明する。制御装置１１は、処理回路により実現される。処理回路は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの専用のハードウェア、または、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサなどの演算装置、もしくは、その両方で構成される。メモリは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリなどの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスクなどから構成される。制御装置１１は、当該処理回路を用いて処理を行い、膨張弁９の異常音の発生を検出し、膨張弁９の開度を調整する。

　図４は、実施の形態１に係る室外ユニット１に設けられた膨張弁９の構成を模式的に示した正面図である。図４に示すように、膨張弁９は、第１配管１４Ａと、第２配管１４Ｂとを備えている。第１配管１４Ａは、上下方向の膨張弁配管である。第１配管１４Ａは、膨張弁９の下部に取り付けられている。第２配管１４Ｂは、左右方向の膨張弁配管である。第２配管１４Ｂは、膨張弁９の側部に取り付けられている。なお、上下方向とは鉛直方向であり、左右方向とは鉛直方向に垂直な水平方向である。

　膨張弁９は、膨張弁９内を流れる冷媒の向きを、上下方向から左右方向に変更、もしくは、左右方向から上下方向に変更する。すなわち、膨張弁９は、第１配管１４Ａから流入した冷媒の流れる向きを左右方向に変更して、第２配管１４Ｂから流出させる。あるいは、膨張弁９は、第２配管１４Ｂから流入した冷媒の流れる向きを上下方向に変更して、第１配管１４Ａから流出させる。

　図１においては、１つの加速度検出装置１０が、膨張弁９に取り付けられている例を示している。しかしながら、図４に示すように、膨張弁９が、異なる向きの２つの配管を有している場合、両方の向きの加速度が検出できるように、加速度検出装置１０として、２つの加速度検出装置１０Ａおよび１０Ｂを設けるようにしてもよい。以下では、加速度検出装置１０Ａを、第１加速度検出装置１０Ａと呼び、加速度検出装置１０Ｂを、第２加速度検出装置１０Ｂと呼ぶ。第１加速度検出装置１０Ａは、膨張弁９の上部に取り付けられている。第１加速度検出装置１０Ａは、膨張弁９の励振振動に起因する加速度のうち、上下方向の加速度を検出する第１加速度検出部を構成している。第２加速度検出装置１０Ｂは、膨張弁９の側部に取り付けられている。第２加速度検出装置１０Ｂは、膨張弁９の励振振動に起因する加速度のうち、上下方向に垂直な左右方向の加速度を検出する第２加速度検出部を構成している。なお、上述したように、上下方向とは鉛直方向であり、左右方向とは鉛直方向に垂直な水平方向である。

　なお、膨張弁９には、図５に示す膨張弁９の変形例のように、内部にバネ１２を有しているものがある。図５は、実施の形態１に係る室外ユニット１に設けられた膨張弁９の変形例の構成を模式的に示した正面図である。以下では、図５に示す膨張弁９の変形例を、膨張弁９Ａと呼ぶ。なお、図５においては、説明のため、膨張弁９Ａの内部の構成についても、破線にせず、実線で示している。図５に示すように、膨張弁９Ａにおいては、バネ１２の下端に弁１３が設けられている。バネ１２の上端は、膨張弁９の上部に固定されている。バネ１２の伸縮により、弁１３が上下に移動する。冷凍サイクル装置の運転状態が安定している場合には、バネ１２を押す方向の力とバネ１２を引く方向の力とが釣り合いを保ち、弁１３と第１配管１４Ａとの隙間はそのときの開度で静止するため、冷媒の流量は一定になる。

　このように、膨張弁９Ａにおいては、バネ１２の伸縮により、弁１３が上下に移動する。このとき、弁１３は、上下方向に振動する。このように、バネ１２により弁１３が上下方向に振動しやすい構造の場合は、第１配管１４Ａに対してのみ第１加速度検出装置１０Ａを取り付けて、膨張弁９Ａの上下方向の加速度のみを検出するようにしてもよい。なお、その場合には、第２配管１４Ｂには、第２加速度検出装置１０Ｂを取り付けなくてよい。

　なお、膨張弁９には、圧縮機８または熱交換器６などの機器からの振動が伝わってくる場合がある。それらの機器からの振動が膨張弁９に直接伝わってしまうと、加速度検出装置１０による加速度の検出精度が低下する。そのため、図６に示すように、圧縮機８と膨張弁９とを接続している冷媒配管４０、第１配管１４Ａ、および、第２配管１４Ｂの少なくとも１つの配管に、振動抑制部材１５Ａおよび１５Ｂを設けるようにしてもよい。図６は、実施の形態１に係る室外ユニット１に設けられた膨張弁９に取り付けられる振動抑制部材１５Ａおよび１５Ｂを模式的に示した図である。

　図６の例では、膨張弁９の第１配管１４Ａに振動抑制部材１５Ａを取り付け、膨張弁９の第２配管１４Ｂに振動抑制部材１５Ｂを取り付けている。振動抑制部材１５Ａおよび１５Ｂは、冷媒配管４０を介して圧縮機８または熱交換器６から伝達されてくる振動が膨張弁９に伝達されるのを抑制する。すなわち、振動抑制部材１５Ａおよび１５Ｂは、冷媒配管４０を介して圧縮機８または熱交換器６から伝達されてくる振動を吸収して低減させる。

　振動抑制部材１５Ａおよび１５Ｂは、例えばフレキシブル配管から構成される。フレキシブル配管は、例えば、アルミニウムまたは銅などの金属から構成された円管である。図７は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニット１に取り付けられる振動抑制部材１５Ａの一例を示した部分拡大図である。なお、振動抑制部材１５Ａと振動抑制部材１５Ｂとは基本的に同じ構成であるため、ここでは、振動抑制部材１５Ａの構成について説明し、振動抑制部材１５Ｂの構成については説明を省略する。

　図７に示すように、振動抑制部材１５Ａは、フレキシブル配管から構成され、複数の山部１５１と複数の谷部１５２とを有している。山部１５１のそれぞれは、振動抑制部材１５Ａの径方向の外側に向かって突出するように形成されている。山部１５１のそれぞれは、冷媒が流れる長手方向に、予め設定された一定間隔で並んで配置されている。また、谷部１５２のそれぞれは、山部１５１の外径よりも外径が小さくなるように形成されている。谷部１５２のそれぞれは、隣接する２つの山部１５１の間に配置されている。すなわち、山部１５１と谷部１５２とは交互に配置されている。振動抑制部材１５Ａは、当該構成により、可撓性を有し、圧縮機８または熱交換器６などの機器からの振動を吸収する。そのため、振動抑制部材１５Ａは、圧縮機８または熱交換器６などの機器からの振動が、膨張弁９の第１配管１４Ａおよび第２配管１４Ｂに伝達されるのを抑制することができる。なお、上記の説明においては、複数の山部１５１を設けると説明したが、その場合に限定されない。例えば、図８に示されるように、１つの山部１５１を設けるようにしてもよい。その場合、山部１５１は、振動抑制部材１５Ａの長手方向に螺旋状に形成される。また、その場合、谷部１５２の個数も１つとなる。すなわち、螺旋状の山部１５１に沿って、１つの谷部１５２を螺旋状に形成すればよい。なお、図８は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニット１に取り付けられる振動抑制部材１５Ａの変形例を示した部分拡大図である。

　振動抑制部材１５Ａの取り付け位置および態様について説明する。例えば、図６に示すように、フレキシブル配管から構成された振動抑制部材１５Ａを、膨張弁９の第１配管１４Ａの一部分として、膨張弁９の第１配管１４Ａに取り付ける。すなわち、膨張弁９の第１配管１４Ａ内のいずれかの位置に、フレキシブル配管から構成された振動抑制部材１５Ａを取り付ける。このとき、冷媒が連続して流れるように、振動抑制部材１５Ａと第１配管１４Ａとが連通するように、振動抑制部材１５Ａと第１配管１４Ａとを接続する。また、振動抑制部材１５Ａの取付位置について説明する。図６の例において、Ｌ字型に屈曲した第１配管１４Ａの屈曲部を中央位置とする。このとき、図６の例では、振動抑制部材１５Ａは、第１配管１４Ａ内の中央位置よりも圧縮機８寄りに取り付けられている。しかしながら、振動抑制部材１５Ａを取り付ける位置は、第１配管１４Ａ内で特に限定されない。振動抑制部材１５Ａを取り付ける位置は、例えば、第１配管１４Ａの中央位置よりも膨張弁９寄りの位置、あるいは、第１配管１４Ａの中央位置など、第１配管１４Ａ内のいずれの箇所でもよい。

　振動抑制部材１５Ａの別の取り付け方法として、膨張弁９の第１配管１４Ａを、フレキシブル配管から構成された振動抑制部材１５Ａを介して、冷媒配管４０に接続するようにしてもよい。すなわち、膨張弁９の第１配管１４Ａと冷媒配管４０との間に、振動抑制部材１５Ａを取り付ける。

　振動抑制部材１５Ａのさらなる別の取り付け方法として、膨張弁９の第１配管１４Ａの外周全体を、振動抑制部材１５Ａで覆うように配置してもよい。その場合、第１配管１４Ａが振動抑制部材１５Ａで支持されるため、第１配管１４Ａの振動を抑制することができる。これにより、圧縮機８または熱交換器６などの機器からの振動が、膨張弁９に伝達されるのを抑制することができる。従って、この場合の振動抑制部材１５Ａは、第１配管１４Ａの振動を吸収する可撓性または弾力性と、第１配管１４Ａを支持する強度とを有する緩衝材から構成される。

　振動抑制部材１５Ｂは、振動抑制部材１５Ａと同様に、これらのいずれかの方法で、膨張弁９の第２配管１４Ｂに取り付ける。

　なお、振動抑制部材１５Ａおよび１５Ｂは、圧縮機８からの振動が膨張弁９に伝達されることを抑制できればよいため、圧縮機８と膨張弁９とを接続する配管であれば、いずれの配管に取り付けるようにしてもよい。上記の説明においては、振動抑制部材１５Ａおよび１５Ｂを第１配管１４Ａおよび第２配管１４Ｂに取り付ける例について説明した。しかしながら、その場合に限らず、振動抑制部材１５Ａおよび１５Ｂを、圧縮機８と膨張弁９との間の冷媒配管４０のいずれかの箇所に取り付けるようにしてもよい。

　このように、膨張弁９の第１配管１４Ａおよび第２配管１４Ｂに、振動抑制部材１５Ａおよび１５Ｂを設けた場合には、圧縮機８または熱交換器６などの機器からの振動が、直接、膨張弁９に伝わらないように抑制することができる。それにより、加速度検出装置１０による加速度の検出精度が向上する。

　加速度検出装置１０で検知された加速度は、加速度検出装置１０から制御装置１１に送信される。制御装置１１は、当該加速度をスペクトル解析して、予め設定された周波数帯域毎に、加速度のパワースペクトルを算出する。図９は、実施の形態１に係る室外ユニット１の制御装置１１の解析部１１１の解析結果の一例を示す図である。図９において、横軸は音の周波数を示し、縦軸は加速度のパワースペクトルを示す。制御装置１１の解析部１１１は、加速度のパワースペクトルに対して設定された閾値１６を、予めメモリに記憶している。

　解析部１１１は、予め設定された周波数帯域１９において、加速度のパワースペクトルの大きさが閾値１６以上であった場合に、膨張弁９が異常音を発していると判定する。なお、ここでは、周波数帯域１９を、例えば５ｋＨｚ以上、且つ、２０ｋＨｚ以下の範囲に設定する。５ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲は、一般的に、高周波数帯域と呼ばれ、人間の耳で不快に感じる領域である。また、加速度のパワースペクトルの大きさが閾値１６以上の場合、異常音の大きさは、人間の耳で聞き取れて、且つ、不快に感じる音量である。すなわち、閾値１６は、異常音と判定する際の音量の基準値に対応している。従って、解析部１１１は、周波数帯域１９において加速度のパワースペクトルの大きさが閾値１６に達した場合に、膨張弁９が異常音を発生していると判定する。なお、周波数帯域１９は、この範囲に限定されず、適宜、変更してよい。

　従って、図９の例で具体的に説明すると、スペクトル解析結果において、パワースペクトルの大きさが閾値１６以上になっている周波数帯域は、領域Ａと領域Ｂである。すなわち、領域Ａのパワースペクトル１７と、領域Ｂのパワースペクトル１８である。領域Ａは、０．３ｋＨｚ～０．５ｋＨｚで、領域Ｂは、８．２５ｋＨｚ～８．５ｋＨｚである。従って、領域Ａは、予め設定された周波数帯域１９の範囲に該当しない。一方、領域Ｂは、予め設定された周波数帯域１９の範囲に該当する。従って、制御装置１１の解析部１１１は、領域Ｂのパワースペクトル１８を検出して、膨張弁９が異常音を発していると判定する。

　制御装置１１の弁制御部１１２は、解析部１１１が、膨張弁９が異常音を発生していると判定した場合に、膨張弁９の開度を、予め設定された一定量Ｙpulseだけ大きくするように制御する。こうして、膨張弁９の開度を大きくすることで、冷媒の流速が低下し、膨張弁９の励振振動が抑制される。その結果、異常音が解消される。

　図１０および図１１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室外ユニット１に設けられた制御装置１１の処理の流れを示したフローチャートである。

　ステップＳ１において、制御装置１１は、圧縮機８を起動する。

　次に、ステップＳ２において、制御装置１１は、加速度検出装置１０により、膨張弁９の加速度を検出する。すなわち、制御装置１１は、加速度検出装置１０から、加速度検出装置１０で検出された加速度を取得する。

　次に、ステップＳ３において、制御装置１１の解析部１１１が、加速度検出装置１０で検出された加速度をスペクトル解析する。

　次に、ステップＳ４において、制御装置１１の解析部１１１が、スペクトル解析結果に基づいて、予め設定された周波数帯域１９において、閾値１６以上のパワースペクトルがあるか否かを判定する。判定の結果、該当するパワースペクトルが有れば、図１１のステップＳ８に進む。一方、該当するパワースペクトルが無ければ、図１０のステップＳ５に進む。

　ステップＳ５では、制御装置１１の弁制御部１１２が、冷凍サイクル装置に設定された設定温度、風速、風向、運転モードなどに基づいて、通常時の制御処理フローにより、膨張弁９の開度を制御する。これにより、膨張弁９の開度が変化する。

　次に、ステップＳ６において、制御装置１１は、加速度検出装置１０により、膨張弁９の加速度を検出する。

　次に、ステップＳ７において、制御装置１１の解析部１１１が、加速度検出装置１０で検出された加速度をスペクトル解析する。その後、ステップＳ４の処理に戻る。

　図１１のステップＳ８では、制御装置１１の弁制御部１１２が、膨張弁９の開度が上限値か否かを判定する。膨張弁９の開度が上限値である場合は、ステップＳ１２に進む。一方、膨張弁９の開度が上限値でない場合は、ステップＳ９に進む。

　ステップＳ９では、制御装置１１の弁制御部１１２が、膨張弁９の開度を、予め設定された一定量Ｙpulseだけ大きくする。その後、ステップＳ１０の処理に進む。

　ステップＳ１０では、制御装置１１は、加速度検出装置１０により、膨張弁９の加速度を検出する。その後、ステップＳ１１の処理に進む。

　ステップＳ１１において、制御装置１１の解析部１１１が、加速度検出装置１０で検出された加速度をスペクトル解析する。その後、図１０のステップＳ４の処理に戻る。

　ステップＳ１２では、制御装置１１が、圧縮機８を再起動する。その後、ステップＳ１３に進む。なお、ステップＳ１２の処理は、ステップＳ８で制御装置１１の弁制御部１１２が膨張弁９の開度が上限値であると判定した場合に行われる。そのため、膨張弁９の開度を、現在の開度よりも大きくすることができない。従って、ステップＳ１２では、室外ユニット１を一旦停止させて、膨張弁９の開度をリセットし、圧縮機８を再起動させる。

　ステップＳ１３では、制御装置１１は、加速度検出装置１０により、膨張弁９の加速度を検出する。その後、ステップＳ１４の処理に進む。

　ステップＳ１４において、制御装置１１の解析部１１１が、加速度検出装置１０で検出された加速度をスペクトル解析する。その後、図１０のステップＳ４の処理に戻る。

　このように、図１０および図１１に示した処理フローは、膨張弁９から発生される異常音がなくなるまで繰り返し実行される。具体的には、５ｋＨｚ～２０ｋＨｚの周波数帯域１９において、加速度のパワースペクトルの大きさが閾値１６を下回るまで、図１０および図１１に示した処理フローは繰り返し実行される。これにより、解析部１１１によって膨張弁９が異常音を発生していないと判定されるまで、弁制御部１１２は、膨張弁９の開度を段階的に大きくする。また、膨張弁９の開度を一定量Ｙpulseずつ段階的に上げていっても、異常音の発生がなくならず、膨張弁９の開度が上限値に到達してしまう可能性がある。そのような場合は、室外ユニット１を一旦停止させて、膨張弁９の開度をリセットし、圧縮機８を再起動させる。圧縮機８の再起動後、再び、加速度検出装置１０で加速度を検出するところから、図１０および図１１の処理を開始する。

　以上のように、実施の形態１においては、膨張弁９が発生する異常音をそのままマイクロフォンで検出せずに、加速度検出装置１０を用いて、膨張弁９の励振振動に起因する加速度を検出する。そのため、室外ユニット１の周辺で種々の騒音が発生している場合においても、膨張弁９の異常音を、誤検出することなく、精度よく検出することができる。

　１　室外ユニット、２　送風室、３　機械室、４　電気品室、５　セパレータ、６　熱交換器、６ａ　第１部分、６ｂ　第２部分、７　ファン、８　圧縮機、９　膨張弁、９Ａ　膨張弁、１０　加速度検出装置、１０Ａ　第１加速度検出装置、１０Ｂ　第２加速度検出装置、１１　制御装置、１２　バネ、１３　弁、１４Ａ　第１配管、１４Ｂ　第２配管、１５Ａ　振動抑制部材、１５Ｂ　振動抑制部材、１６　閾値、１７　パワースペクトル、１８　パワースペクトル、１９　周波数帯域、２０　室内ユニット、２１　室内側熱交換器、３０　流路切替装置、４０　冷媒配管、１１１　解析部、１１２　弁制御部、１５１　山部、１５２　谷部。

Claims

　機械室と、
　前記機械室に設置された膨張弁と、
　前記機械室に設置され、前記膨張弁の振動に起因する加速度を検出する加速度検出装置と、
　前記加速度検出装置が検出した前記加速度に基づいて、前記膨張弁の開度を制御する制御装置と
　を備えた、冷凍サイクル装置の室外ユニット。
　前記制御装置は、
　前記加速度検出装置が検出した前記加速度に基づいて前記膨張弁が異常音を発生しているか否かを判定する解析部と、
　前記解析部によって前記膨張弁が前記異常音を発生していると判定された場合に、前記異常音を低減するように前記膨張弁の開度を大きくする弁制御部と
　を有している、
　請求項１に記載の冷凍サイクル装置の室外ユニット。
　前記解析部は、前記加速度の大きさに基づいて、前記膨張弁が前記異常音を発生していると判定する、
　請求項２に記載の冷凍サイクル装置の室外ユニット。
　前記弁制御部は、前記解析部によって前記膨張弁が前記異常音を発生していないと判定されるまで前記膨張弁の開度を段階的に大きくする、
　請求項２または３に記載の冷凍サイクル装置の室外ユニット。
　前記解析部は、前記加速度検出装置が計測した前記加速度をスペクトル解析して、予め設定された周波数帯域において前記加速度のパワースペクトルを算出して、前記加速度のパワースペクトルの大きさが閾値以上である場合に、前記膨張弁が前記異常音を発生していると判定する、
　請求項２～４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置の室外ユニット。
　前記周波数帯域は、５ｋＨｚ以上、且つ、２０ｋＨｚ以下の範囲である、
　請求項５に記載の冷凍サイクル装置の室外ユニット。
　前記加速度検出装置は、
　前記膨張弁の前記振動に起因する前記加速度のうち、前記膨張弁の鉛直方向の加速度を検出する第１加速度検出部を有している、
　請求項１～６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置の室外ユニット。
　前記加速度検出装置は、
　前記膨張弁の前記振動に起因する前記加速度のうち、前記膨張弁の鉛直方向に対して垂直な水平方向の加速度を検出する第２加速度検出部を有している、
　請求項１～７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置の室外ユニット。
　前記機械室に設置された圧縮機と、
　前記圧縮機と前記膨張弁とを接続する配管と、
　前記圧縮機と前記膨張弁との間の前記配管に設けられ、前記膨張弁への前記圧縮機からの振動の伝達を抑制する振動抑制部材と
　を備えた、
　請求項１～８のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置の室外ユニット。