空调机的制作方法

本发明涉及一种空调机。

背景技术：

考虑到地球环境，要求使用低gwp(globalwarmingpotential：全球变暖系数)制冷剂的节省制冷剂的空调机。作为实现使用低gwp制冷剂的节省制冷剂的空调机的制冷剂，使用r32。r32是多变指数(ポリトロープ指数)小、来自压缩机的排出温度容易上升的制冷剂。因此，若使用r32作为制冷剂，则在高外部气温中冷凝温度高时，制冷剂的从压缩机排出的排出温度容易上升。若制冷剂从压缩机排出的排出温度上升，则压缩机有可能发生故障，因此要求制冷剂从压缩机排出的排出温度不会比设定温度上升，以使压缩机不发生故障。

因此，以往，在使用r32作为制冷剂的空调机中，使用lev(linearexpansionvalve：电子膨胀阀)调节制冷剂从压缩机排出的排出温度。具体而言，通过基于来自热敏电阻的信号，微型计算机对lev的阀开度进行控制，从而以使制冷剂从压缩机排出的排出温度不比设定温度上升的方式进行调节，上述热敏电阻检测制冷剂从压缩机排出的排出温度。

作为制冷剂使用r32，具备lev的空调机例如在日本特开2016-109356号公报(专利文献1)中公开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-109356号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在上述公报所记载的空调机中，与lev的阀开度的调整相对的制冷剂从压缩机排出的排出温度的响应时间长。因此，相对于制冷剂从压缩机排出的排出温度的上升，lev的阀开度的调整不及时，存在制冷剂从压缩机排出的排出温度比设定温度上升的问题。另外，若制冷剂量变少，则与lev的阀开度的调整相对的制冷剂从压缩机排出的排出温度的响应时间变短。因此，即使以制冷剂从压缩机排出的排出温度成为设定温度的方式调整lev的阀开度，也存在产生制冷剂从压缩机排出的排出温度成为设定温度的上下的温度的现象(波动)的问题。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种节省制冷剂的空调机，能够抑制制冷剂从压缩机排出的排出温度的上升，并且使用低gwp制冷剂。

用于解决课题的手段

本发明的空调机具备制冷剂回路和制冷剂。制冷剂回路具有压缩机、冷凝器、压力调整阀及蒸发器。制冷剂按照压缩机、冷凝器、压力调整阀、蒸发器的顺序流过制冷剂回路。制冷剂是r32。压力调整阀包括使从冷凝器流入的制冷剂向蒸发器流动的流路、从流路隔开且封入有惰性气体的压力基准室、以及配置在流路内的阀部。压力调整阀通过调整阀部的阀开度，能够调整在流路中流动的制冷剂的流量。阀部构成为，若流路内的压力比压力基准室内的压力大，则使阀开度增加，若流路内的压力变得比压力基准室内的压力小，则使阀开度减小。

发明的效果

根据本发明的空调机，通过将压力基准室内的压力设定为制冷剂从压缩机排出的排出温度为设定温度的流路内的压力，若流路内的压力比压力基准室内的压力大，则能够使阀部的阀开度增加，从而抑制制冷剂从压缩机排出的排出温度比设定温度上升。另外，通过在制冷剂从压缩机排出的排出温度比设定温度上升之前调整阀部的阀开度，能够抑制波动的发生。而且，r32是低gwp制冷剂。由此，能够实现使用低gwp制冷剂的节省制冷剂的空调机。

附图说明

图1是概略地表示本发明的实施方式1的空调机的制冷剂回路的构造的图。

图2是概略地表示本发明的实施方式1的空调机的压力调整阀的构造的剖视图。

图3是用于说明本发明的实施方式1中的空调机的阀部的动作的剖视图。

图4是概略地表示比较例中的空调机的制冷剂回路的构造的图。

图5是概略地表示本发明的实施方式2的空调机的制冷剂回路的构造的图。

图6是概略地表示本发明的实施方式3的空调机的制冷剂回路的构造的图。

图7是概略地表示本发明的实施方式3的空调机的变形例的压力调整阀的构造的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

实施方式1

参照图1，对本发明的实施方式1的空调机10的结构进行说明。本实施方式的空调机10是制冷专用机。即，本实施方式的空调机10具备制冷功能，不具备制热功能。

本实施方式的空调机10主要具有压缩机1、冷凝器2、压力调整阀3、蒸发器4、冷凝器用送风机5、蒸发器用送风机6、配管pi1～pi4、制冷剂。压缩机1、冷凝器2、压力调整阀3、冷凝器用送风机5收容在室外机11中。蒸发器4和蒸发器用送风机6收容在室内机12中。

制冷剂回路13具有压缩机1、冷凝器2、压力调整阀3以及蒸发器4。通过经由配管pi1～pi4连通压缩机1、冷凝器2、压力调整阀3、蒸发器4而构成制冷剂回路13。具体而言，压缩机1与冷凝器2通过配管pi1相互连接。冷凝器2和压力调整阀3通过配管pi2相互连接。压力调整阀3和蒸发器4通过配管pi3相互连接。蒸发器4与压缩机1通过配管pi4相互连接。

制冷剂回路13构成为制冷剂按照压缩机1、配管pi1、冷凝器2、配管pi2、压力调整阀3、配管pi3、蒸发器4、配管pi4的顺序循环。即，制冷剂按照压缩机1、冷凝器2、压力调整阀3、蒸发器4的顺序流过制冷剂回路13。制冷剂是r32。在制冷剂回路13中流动的制冷剂的量优选为300g以上500g以下。

压缩机1构成为对制冷剂进行压缩。另外，压缩机1构成为对吸入的制冷剂进行压缩并排出。压缩机1构成为容量可变。本实施方式的压缩机1构成为能够可变地控制转速。具体而言，压缩机1根据来自未图示的控制装置的指示来变更驱动频率，由此来调整压缩机1的转速。由此，压缩机1的容量发生变化。该压缩机1的容量是每单位时间的送出制冷剂的量。即，压缩机1能够进行高容量运转及低容量运转。在高容量运转中，通过提高压缩机1的驱动频率来增多在制冷剂回路13中循环的制冷剂的流量并进行运转。在低容量运转中，通过降低压缩机1的驱动频率来减少在制冷剂回路13中循环的制冷剂的流量并进行运转。

冷凝器2构成为使由压缩机1压缩后的制冷剂冷凝。冷凝器2是由管和翅片构成的空气热交换器。压力调整阀3构成为对由冷凝器2冷凝后的制冷剂进行减压。压力调节阀3具有作为膨胀阀的功能。另外，压力调整阀3是机械式的压力控制阀。另外，压力调整阀3构成为能够调整通过压力调整阀3的制冷剂的流量。通过该压力调整阀3的制冷剂的流量是每单位时间的流量。蒸发器4构成为使由压力调整阀3减压后的制冷剂蒸发。蒸发器4是由管和翅片构成的空气热交换器。

冷凝器用送风机5构成为调整冷凝器2中的室外的空气与制冷剂的热交换量。冷凝器用送风机5由风扇5a和马达5b构成。马达5b也可以构成为使风扇5a以转速可变的方式旋转。另外，马达5b也可以构成为使风扇5a以转速恒定的方式旋转。蒸发器用送风机6构成为对蒸发器4中的室内的空气与制冷剂的热交换量进行调整。蒸发器用送风机6由风扇6a和马达6b构成。马达6b也可以构成为使风扇6a以转速可变的方式旋转。另外，马达6b也可以构成为使风扇6a以转速恒定的方式旋转。

参照图1和图2，对本实施方式中的压力调整阀3的结构进行详细说明。

压力调整阀3具有壳体31、隔板32、流路33、阀部34、弹簧35和分隔构件36。压力调整阀3构成为能够通过调整阀部34的阀开度来调整在流路33中流动的制冷剂的流量。

在壳体31的内侧以隔开壳体31的内部的方式安装有隔板32。壳体31具有被隔板32分隔的第一室s1和第二室s2。

第一室s1具有使从冷凝器2流入的制冷剂向蒸发器4流动的流路33。具体而言，第一室s1具有流入部31a和流出部31b。流入部31a与配管pi2连接。流出部31b与配管pi3连接。第一室s1构成为，在制冷剂回路中流动的制冷剂从配管pi2通过流入部31a流入第一室s1，并通过流出部31b向配管pi3流出。即，如图2中箭头a1所示，在制冷剂回路中流动的制冷剂从流入部31a流入第一室s1，并从流出部31b流出。在本实施方式中，从流入部31a至流出部31b的路径构成制冷剂的流路33。

第一室s1的压力成为流路33内的制冷剂的压力。第一室s1的压力是从冷凝器2流入的制冷剂的压力，因此是在制冷剂回路13中流动的高压侧的制冷剂的压力。因此，压力调整阀3是高压的压力调整阀。

第二室s2构成压力基准室s2。压力基准室s2被从流路33分隔。在压力基准室s2中封入有惰性气体。压力基准室s2在压力基准室s2内封入有惰性气体的状态下被密闭。压力基准室s2内的压力成为惰性气体的压力。惰性气体例如为氮、氦等。氮具有成本低的优点。氦具有安全性高的优点。压力基准室s2内的压力例如为3mpa以上且4mpa以下。

隔板32构成为能够利用第一室s1的压力与第二室s2的压力的压差、即流路33内的制冷剂的压力与压力基准室s2内的惰性气体的压力的压差，向图2中双向箭头a2所示的方向变形。具体而言，隔板32构成为，在流路33内的制冷剂的压力比压力基准室s2内的惰性气体的压力大的情况下，向压力基准室s2侧弯曲成凸状。另一方面，在流路33内的制冷剂的压力为压力基准室s2内的惰性气体的压力以下的情况下，隔板32构成为平面状。即，在该情况下，隔板32不向压力基准室s2侧凸状地弯曲。

在第一室s1内配置有阀部34、弹簧35和分隔构件36。分隔构件36构成为将第一室s1分隔为流入部31a侧的第一区域和流出部31b侧的第二区域。即，分隔构件36在从流入部31a至流出部31b的流路33中配置于流入部31a与流出部31b之间。

阀部34具有阀芯34a和阀座34b。阀部34构成为能够通过阀芯34a与阀座34b之间的间隙来调整阀开度。阀芯34a构成为轴状。阀芯34a的一端(第一端)与隔板32连接。阀芯34a的另一端(第二端)与弹簧35连接。阀芯34a构成为通过隔板32的变形而向图2中双向箭头a3所示的方向移动。即，阀芯34a构成为通过隔板32的变形而在阀芯34a的轴向上移动。阀芯34a具有截面积从一端朝向另一端连续变小的锥形状。阀芯34a构成为圆锥台状，构成为在轴向上直径朝向阀座34b连续地变小。

阀座34b设置于分隔构件36。阀座34b在从流入部31a至流出部31b的流路33中配置于流入部31a与流出部31b之间。阀座34b设置在贯通阀座34b的阀孔37的周围。通过阀芯34a因隔板32的变形而在阀芯34a的轴向上移动，从而阀芯34a离开阀座34b，由此，阀孔37被打开。具体而言，若流路33内的制冷剂的压力比压力基准室s2内的惰性气体的压力大，则隔板32向压力基准室s2侧凸状地弯曲。因此，与隔板32连接的阀芯34a在阀芯34a的轴向上向压力基准室s2侧移动。由此，通过阀芯34a的另一端从阀座34b离开，阀孔37从阀芯34a露出，从而阀孔37被打开。

阀座34b以第一室s1的第一区域侧的面(上表面)以及第一室s1的第二区域侧的面(下表面)分别凹陷的方式构成。即，阀座34b在第一室s1的第一区域侧以及第二区域侧分别具有凹部。阀座34b的第一室s1的第一区域侧的凹部的底部与第一室s1的第二区域侧的凹部的底部相互连通。相互连通的第一室s1的第一区域侧的凹部的底部与第一室s1的第二区域侧的凹部的底部构成阀孔37。

具体而言，阀座34b的第一室s1的第一区域侧的面以及第二区域侧的面分别构成为研钵状。阀座34b以第一室s1的第一区域侧的面朝向第一室s1的第二区域而直径连续变小的方式构成为研钵状。阀座34b的第一室s1的第一区域侧的面构成为直径随着朝向第一室s1的第二区域而连续变小的研钵状。

阀部34构成为，若流路33内的压力比压力基准室s1内的压力大，则使阀开度增加。即，阀部34构成为，若流路33内的压力比压力基准室s2内的压力大，则由于阀芯34a在阀芯34a的轴向上向隔板32侧移动，从而阀芯34a与阀座34b之间的间隙变大，从而使阀开度增加。另外，阀部34构成为，若流路35内的压力变得比压力基准室s2内的压力小，则使阀开度减小。即，阀部34构成为，当流路35内的压力小于压力基准室s2内的压力时，阀芯34a在阀芯34a的轴向上向弹簧35侧移动，从而阀芯34a与阀座34b之间的间隙变小，从而阀开度减小。

阀部34构成为，通过隔板32的变形，阀芯34a沿阀芯34a的轴向移动，从而阀芯34a与阀座34b之间的间隙的大小连续地变化。即，阀部34构成为与阀芯34a的轴向的移动量成比例地增加或减小阀部34的阀开度。

弹簧35与阀芯34a的另一端和壳体31的底部连接。弹簧35构成为通过弹力对阀芯34a朝向壳体31的底部施力。

在分隔构件36上设有小孔38。小孔38以贯通分隔构件36的方式设置。小孔38构成流路33的一部分。由于小孔38未被阀芯34a关闭而始终打开，因此制冷剂能够始终通过小孔38而在第一室s1内从第一区域向第二区域流动。在本实施方式中，小孔38具有作为毛细管的功能。即，制冷剂通过小孔38而由此被减压。

接着，对本实施方式的空调机10的制冷剂回路的制冷剂的流动进行说明。

参照图1，流入压缩机1的制冷剂被压缩机1压缩而成为高温高压气体制冷剂。从压缩机1排出的高温高压气体制冷剂通过配管pi1流入冷凝器2。流入冷凝器2的制冷剂在冷凝器2中与空气进行热交换。具体而言，在冷凝器2中，制冷剂通过向空气中散热而冷凝，空气被制冷剂加热。在冷凝器2中冷凝后的高压液体制冷剂通过配管pi2流入压力调整阀3。

流入压力调整阀3的制冷剂被压力调整阀3减压而成为低压的气液二相制冷剂。由压力调整阀3减压后的制冷剂通过配管pi3流入蒸发器4。流入蒸发器4的制冷剂在蒸发器4中与空气进行热交换。具体而言，在蒸发器4中，空气被制冷剂冷却，制冷剂成为低压气体制冷剂。在蒸发器4中被减压而成为低压气体的制冷剂通过配管pi4流入压缩机1。流入压缩机1的制冷剂再次被压缩并被加压后从压缩机1排出。

接着，参照图2和图3对本实施方式中的压力调整阀3的动作进行详细说明。

若流路33内的制冷剂的压力为压力基准室s2内的惰性气体的压力以下，则隔板32维持为平面状，因此阀芯34a与阀座34b相接。因此，维持阀孔37被阀芯34a堵塞的状态。在该状态下，阀部34关闭。

若流路33内的制冷剂的压力比压力基准室s2内的惰性气体的压力高，则隔板32以向压力基准室s2侧成为凸状的方式变形。通过该隔板32的变形，阀芯34a在阀芯34a的轴向上向压力基准室s2侧移动。因此，阀芯34a离开阀座34b。在该状态下，阀部34被打开。并且，当阀芯34a因隔板32的变形而在阀芯34a的轴向上向压力基准室s2侧移动时，阀芯34a与阀座34b之间的间隙变大。即，阀部34的阀开度变大。由此，通过在压力调整阀3中流动的制冷剂量增加，流入蒸发器4的制冷剂量也增加。因此，过热度(sh)变小。因此，能够抑制制冷剂从压缩机1排出的排出温度的上升。

另外，阀芯34a的轴向的移动量能够通过流路33内的制冷剂的压力、压力基准室s2内的惰性气体的压力、以及与阀芯34a连接的弹簧35的作用力来调整。另外，阀部34的阀开度能够通过阀芯34a与阀座34b之间的间隙来调整。因此，通过调整阀芯34a的轴向的移动量和阀部34的阀开度，能够调整在压力调整阀3中流动的制冷剂量。

接着，与比较例对比说明本实施方式的作用效果。以下，只要没有特别说明，在该比较例中，对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记，不重复说明。

参照图4，比较例的空调机10在具备lev(电子膨胀阀)30、热敏电阻7、微型计算机8这些点上与本实施方式的空调机10不同。在比较例的空调机10中，根据来自检测到制冷剂从压缩机1排出的排出温度的热敏电阻7的信号，微型计算机8控制lev30的阀开度，由此，以使制冷剂从压缩机1排出的排出温度不比设定温度(设定为压缩机1不发生故障的温度)上升的方式进行调节。

在本实施方式的空调机10中，制冷剂是r32。r32是多变指数小、从压缩机1排出的排出温度容易上升的制冷剂，因此当作为制冷剂使用r32时，在高外部气温(高外部气体温度)下冷凝温度高时，制冷剂从压缩机1排出的排出温度容易上升。

根据本实施方式的空调机10，通过将压力基准室s2内的压力设定为制冷剂从压缩机1排出的排出温度为设定温度(设定为压缩机1不发生故障的温度)时的流路33内的压力，能够在流路33内的压力比压力基准室s2内的压力大时使阀部34的阀开度增加。因此，能够抑制制冷剂从压缩机1排出的排出温度比设定温度上升。另外，通过增加在压力调整阀3中流动的制冷剂量，也能够增加流入蒸发器4的制冷剂量，因此能够减小过热度。因此，能够抑制制冷剂从压缩机1排出的排出温度的上升。另外，通过在制冷剂从压缩机1排出的排出温度比设定温度上升之前调整阀部34的阀开度，能够抑制波动的发生。而且，r32是低gwp制冷剂。由此，能够实现使用低gwp制冷剂的节省制冷剂的空调机10。

另外，在比较例的空调机10中，为了调整制冷剂从压缩机1排出的排出温度，需要lev30、热敏电阻7、微型计算机8，因此空调机10的结构变得复杂。另外，空调机10的制造成本变高。与此相对，在本实施方式的空调机10中，能够通过压力调整阀3调整制冷剂从压缩机1排出的排出温度，因此空调机10的结构变得简单。另外，能够降低空调机10的制造成本。

另外，在本实施方式的空调机10中，压力调整阀3能够通过调整阀部34的阀开度来调整在流路33中流动的制冷剂的流量，因此与假设阀部34单纯地开闭(on/off)的情况相比，能够抑制波动的发生。另外，能够提高制冷剂的流量的控制性。

另外，在本实施方式的空调机10中，在制冷剂回路13中流动的制冷剂的量为300g以上500g以下。根据经济产业省的资料(涉及平成15年度递送外排出量的推测方法等的资料)，室内空调的平均制冷剂氟利昂填充量为800g。因此，在本实施方式的空调机10中，能够使制冷剂的量为作为室内空调的平均制冷剂氟利昂填充量的800g的一半左右。另外，如果制冷剂的量为室内空调的平均制冷剂氟利昂填充量的一半即400g的±100g，则能够在维持冷却能力的同时实现节省制冷剂。

在比较例的空调机10中，若制冷剂量变少，则与lev30的阀开度的调整相对的制冷剂从压缩机1排出的排出温度的响应时间变短，因此有可能相对于设定温度产生波动。与此相对，在本实施方式的空调机10中，由于以压力基准室s2内的压力为基准来增加阀部34的阀开度，即使制冷剂量变少，也能够抑制与设定温度相对的波动的发生。因此，能够提高控制性。

在本实施方式的空调机10中，压缩机1能够可变地控制转速。因此，通过可变地控制压缩机1的转速，能够实现省电化。另外，通过提高压缩机1的转速，即使在制冷剂从压缩机1排出的排出温度上升的情况下，通过以压力基准室s2内的压力为基准使阀部34的阀开度增加，也能够抑制压缩机1的制冷剂的排出温度的上升。

实施方式2

以下，只要没有特别说明，在实施方式2中，对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记，不重复说明。

参照图5，本发明的实施方式2的空调机10与上述实施方式1的空调机10相比，压力调整阀3的结构不同。

在本实施方式的空调机10中，压力调整阀3包括毛细管39。毛细管39与压力调整阀3的壳体31和蒸发器4连接。压力调整阀3的壳体31内的结构与实施方式1的结构相同。毛细管39在制冷剂回路13中配置在阀部34与蒸发器4之间。因此，能够利用毛细管39对制冷剂进行减压。

根据本实施方式，能够通过毛细管39调整制冷剂的减压。因此，制冷剂的减压的调整变得容易。

实施方式3

以下，只要没有特别说明，在实施方式3中，对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记，不重复说明。

参照图6，本发明的实施方式3的空调机10与上述实施方式1的空调机10相比，压力调整阀3的结构不同。

在本实施方式的空调机10中，压力调整阀3包括毛细管39。毛细管39在制冷剂回路13中与压力调整阀3的壳体31并列连接。压力调整阀3的壳体31内的结构与实施方式1的结构相同。毛细管39在制冷剂回路13中与阀部34并列配置。因此，能够利用毛细管39对制冷剂进行减压。

根据本实施方式，能够通过毛细管39调整制冷剂的减压。因此，制冷剂的减压的调整变得容易。

接下来，参照图7，对实施方式3的空调机10的变形例进行说明。该变形例在没有设置小孔38这一点上与实施方式1不同。在该变形例中，毛细管39在制冷剂回路13中与阀部34并列配置，因此，即使不设置实施方式1的小孔38，也能够利用毛细管39使制冷剂始终流向制冷剂回路13。

与实施方式1的小孔38相比，毛细管39的制冷剂的减压的调整容易。因此，在本实施方式的空调机10的变形例中，利用毛细管39容易调整制冷剂的减压。

应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求书来表示，意在包括与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。

附图标记说明

1压缩机、2冷凝器、3压力调整阀、4蒸发器、5冷凝器用送风机、6蒸发器用送风机，7热敏电阻、8微型计算机、9毛细管、10空调机、11室外机、12室内机、13制冷剂回路、31壳体、31a流入部、31b流出部、32隔板、33流路、34a阀芯、34b阀座、35弹簧、36分隔构件、37阀孔、38小孔、39毛细管、s1第一室、s2第二室(压力基准室)。