CN104583689A - 制冷系统装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制冷系统装置，即使在流量调整部的储液器的内部成为异常高压的情况下，也能够防止储液器破损。本发明的制冷系统装置包括流量调整部，该流量调整部由与制冷剂回路并列连接的低压侧的流量调整装置、储液器、高压侧的流量调整装置构成，在该制冷系统装置中，在高压侧和低压侧的流量调整装置的至少一个上，与储液器连接的第一连接管的另一端部与阀箱的一侧底部连接，与节流装置侧连接的第二连接管的另一端部在阀箱的另一侧以横管状与阀箱连接，以能够离合的方式安装在阀箱内的阀体将来自储液器的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。

Description

制冷系统装置
技术领域
本发明涉及一种具有流量调整部的制冷系统装置，该流量调整部调整在制冷剂回路内循环的制冷剂的量。
背景技术
在空气调节机等制冷系统装置中，制冷运转和制热运转时，在制冷剂回路内流动的最适合的制冷剂量不同。在专利文献1中，为了使制冷剂以最适合的制冷剂量循环，设置贮存制冷剂的储液器，并在其两侧设置流量调整装置，将制冷剂贮存在储液器内、或使制冷剂从储液器返回制冷剂回路，从而使制冷剂以最适合的制冷剂量循环。
在专利文献2中公开了一种制冷系统装置，该制冷系统装置包括：压缩机；凝结器，使来自压缩机的制冷剂与冷却介质形成热交换关系并以高压通过；蒸发器，使制冷剂与冷却的介质形成热交换关系并以低压通过；膨胀装置，在凝结器的下游且在蒸发器的上游配置在闭环制冷剂回路内；储液器，至少利用一个制冷剂管路以流体流通的方式与闭环制冷剂回路连接，用于贮存制冷剂；以及制冷剂流控制装置，至少配置在一个制冷剂管路内。
在专利文献3中公开了一种制冷空调装置，利用制冷剂管依次连接压缩机、凝结器、膨胀阀和蒸发器来构成制冷空调循环系统，并且设置有：侧路管，通过开关阀连通从压缩机的送出口到膨胀阀的高压侧的制冷剂管路和从膨胀阀到压缩机吸入口的低压侧的制冷剂管路；制冷剂调整容器，与膨胀阀并列设置且具有控制开关阀；以及控制器，调整上述阀的开度。
专利文献1：日本专利公开公报第3334507号
专利文献2：日本专利公开公报特表2011-521194号
专利文献3：日本专利公开公报第4115017号
然而，在专利文献1～3中，在储液器中贮存有制冷剂的状态下，与储液器连接的流量调整装置因某种故障而保持预期外的关闭状态时，储液器会因周围的状况而成为异常高压，因此在最差的情况下，有可能导致储液器破损。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种制冷系统装置，即使在储液器成为异常高压的情况下，也能够释放制冷剂，从而能够防止储液器破损。
为了达成上述目的，本发明提供一种制冷系统装置，其特征在于，在制冷循环中，利用配管依次连接压缩机、凝结器、节流装置和蒸发器来构成制冷剂流动的制冷剂回路，调整在所述制冷剂回路内流动的制冷剂的流量的流量调整部与所述节流装置并列设置，所述流量调整部包括：储液器，利用所述节流装置前后的从高压侧向低压侧流动的制冷剂的压力来贮存制冷剂；高压侧的连接管，连接所述制冷剂回路的节流装置的高压侧和所述储液器；低压侧的连接管，连接所述制冷剂回路的节流装置的低压侧和所述储液器；以及高压侧和低压侧的流量调整装置，分别安装在各连接管上，用于调整制冷剂的流量，所述高压侧和低压侧的流量调整装置的至少一个将来自储液器的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。
此外，在本发明中可以采用如下结构：在所述高压侧和低压侧的流量调整装置的至少一个上，与所述储液器连接的第一连接管的另一端部与阀箱的一侧连接，与节流装置侧连接的第二连接管的另一端部与阀箱的另一侧连接，以能够离合的方式安装在阀箱内的阀体将来自储液器的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。
此外，连接管的向阀箱的连接部可以采用如下结构：与储液器连接的第一连接管与阀箱的一侧底部连接，与节流装置侧连接的第二连接管与阀箱的上部连接。
按照本发明，由于高压侧和低压侧的流量调整装置的至少一个，将来自储液器的制冷剂的流动方向作为阀打开方向，所以即使在储液器内成为异常高压的情况下，也可以防止储液器破损，从而能够提供一种安全性良好的制冷系统装置。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的制冷运转时制冷剂的流动的制冷循环图。
图2是表示制热运转时制冷剂的流动的制冷循环图。
图3是表示配管的连接状态的流量调整部的示意图。
图4是流量调整装置的主视图。
图5是流量调整装置的立体图。
图6的(a)是阀关闭状态的流量调整装置的断面图，(b)是阀打开状态的流量调整装置的断面图。
图7是表示其他配管例的流量调整部的示意图。
图8是表示本发明其他实施方式的制冷运转时制冷剂的流动的制冷循环图。
附图标记说明
1   室内机
2   室外机
3   制冷剂配管
4   压缩机
5   四通阀
6   室外热交换器
7   节流装置
8   室内热交换器
10  制冷剂回路
11  开关阀
13  流量调整部
14  储液器
15  第一流量调整装置
16  第二流量调整装置
21、22、23、24  连接管
30  移动件
31  阀体
33  阀座
34  阀孔
具体实施方式
下面，基于附图，说明将本发明应用于空气调节机的制冷系统装置的实施方式。图1是表示制冷运转时制冷剂的流动的制冷循环图，图2是表示制热运转时制冷剂的流动的制冷循环图。如图所示，本实施方式的空气调节机通过制冷剂配管3连接一个室内机1和一个室外机2，在室外机2一侧具有：压缩机4、切换制冷剂的流道的四通阀5、室外热交换器6和节流装置7，在室内机1内具有室内热交换器8。
在上述制冷循环中，在制冷运转时，如图1所示，从压缩机4送出的制冷剂以正方向流动，从四通阀5通过室外热交换器6、节流装置7、室内热交换器8并返回压缩机4。此外，在制热运转时，如图2所示，从压缩机4送出的制冷剂以反方向流动，从四通阀5通过室内热交换器8、节流装置7、室外热交换器6并返回压缩机4。
因此，在制冷循环中，在制冷运转时室外热交换器6起到凝结器的作用，室内热交换器8起到蒸发器的作用。在制热运转时，室内热交换器8起到凝结器的作用，室外热交换器6起到蒸发器的作用。
由此，制冷运转时和制热运转时的制冷循环是可逆循环的制冷剂回路，制冷剂的流动方向按照压缩机4、四通阀5、凝结器、节流装置7、蒸发器的顺序流动，从而构成制冷剂回路10。
另外，本例中，如图1和图2所示，与室外热交换器6并列连接有具有开关阀11的旁路12，该旁路12使制冷剂回路10的制冷剂的一部分返回压缩机侧，但是制冷剂回路也可以不具备具有上述开关阀的旁路。
并且，调整在制冷剂回路10内流动的制冷剂的流量的流量调整部13与节流装置7并列连接。上述流量调整部13包括：储液器14，利用节流装置7的前后的从高压侧向低压侧流动的制冷剂的压力来贮存制冷剂；高压侧的连接管21、23，连接制冷剂回路10的节流装置7的高压侧的分流部和储液器14；低压侧的连接管22、24，连接所述制冷剂回路10的节流装置7的低压侧的分流部和储液器14；以及高压侧和低压侧的流量调整装置15、16，分别安装在连接管21～24之间，用于调整制冷剂的流量。
连接管21连接储液器14和第一流量调整装置15。连接管22连接储液器14和第二流量调整装置16。连接管23连接第一流量调整装置15和制冷剂回路10的节流装置7的室外热交换器侧的分流部。连接管24连接第二流量调整装置16和制冷剂回路10的节流装置7的室内热交换器侧的分流部。
流量调整部13根据压缩机4的送出温度等来控制两个流量调整装置15、16的开度，在储液器14中贮存制冷剂、或使制冷剂返回制冷剂回路10，从而适当地保持制冷剂回路10的制冷剂循环量。
储液器14是能够收容制冷剂的筒状容器，在其底面上连接有来自第一流量调整装置15的连接管21和来自第二流量调整装置16的连接管22。
如图3所示，在制冷运转循环等制冷剂从右向左流动时，第一流量调整装置15作为高压侧的流量调整装置，第二流量调整装置16作为低压侧的流量调整装置。在制热运转循环等制冷剂从左向右流动时，第二流量调整装置16作为高压侧的流量调整装置，第一流量调整装置15作为低压侧的流量调整装置。上述流量调整装置15、16可以与膨胀阀和节流装置同样，具有以制冷剂通过的开口的面积可变的方式调整进入储液器14的制冷剂量的功能，或者也可以是使制冷剂的流动完全断开或导通的电磁阀。
图4是流量调整装置的主视图，图5是从斜上方俯视观察流量调整装置的立体图，图6的(a)表示阀关闭状态的流量调整装置的断面图，同一图的(b)表示阀打开状态的流量调整装置的断面图。高压侧和低压侧的流量调整装置的配管连接结构都相同。因此，以第二流量调整装置16的配管结构来说明低压侧的流量调整装置。
流量调整装置16的与储液器14连接的第一连接管22的另一端部与阀箱16a的一侧连接，与节流装置7一侧连接的第二连接管24的另一端部与阀箱16a的另一侧连接，阀体31在阀箱16a内、与具有阀孔34的阀座33以能够离合的方式安装，并且阀体31将来自储液器14的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。在以下的说明中，当从储液器14流出的制冷剂的流动朝向阀关闭方向时，有时将此流动方向称为“正方向流动”。相反，当制冷剂的流动朝向阀打开方向时，有时将其称为“反方向流动”。
在此，第一连接管22的连接部位并没有特别限定，只要在阀箱16a的一侧即可，但是可以例举的是，连接管22的另一端部以纵管状与阀箱16a的一侧底部连通连接。另一方面，与节流装置7一侧连接的第二连接管24与阀箱16a的上部连接。上述第二连接管24的连接部位也没有特别限定，只要在阀箱16a的上部与阀室36连通即可，但是在本例中，第二连接管24从横向以横管状与阀箱16a的上部的阀室36连接。
阀箱16a内的阀体31是突出设置在移动件30的一侧的针阀，该移动件30在阀箱16a内往返移动，并且该阀体31相对于具有阀孔34的阀座33以能够离合的方式移动。利用上述阀体31和阀孔34，根据制冷负载使开度可变，并且形成能够完全关闭的节流部。移动件30利用来自未图示的驱动部的驱动力(例如电磁力)在阀箱16a内移动。
在第一流量调整装置15中上述配管连接结构也同样。具体地说，来自储液器14的连接管21与第一流量调整装置15的阀箱15a的底部连通连接。此外，节流装置侧的连接管23作为横管与第一流量调整装置15的阀箱15a的上部侧面连接。
节流装置7调整制冷剂回路10的凝结、蒸发压力。因此，在上述流道的前后产生压力差。利用上述压力差，使制冷剂回路10内的制冷剂的一部分凝结并贮存在流量调整部13的储液器14内，此外，使储液器14内的制冷剂返回制冷剂回路内。
在上述结构中，在图1所示的制冷运转循环中，从压缩机4送出的高温高压的制冷剂在作为凝结器的室外热交换器6内进行热交换之后，通过节流装置7进行减压而成为气体制冷剂并进入作为蒸发器的室内热交换器8内，在此进行热交换之后返回压缩机4内。
此外，在图2所示的制热运转循环中，从压缩机4送出的高温高压的制冷剂在作为凝结器的室内热交换器8中进行热交换之后，通过节流装置7进行减压而成为气体制冷剂并进入作为蒸发器的室外热交换器6内，在此进行热交换之后返回压缩机4内。
在制冷运转循环和制热运转循环中，在流量调整部13中，高压的液体制冷剂从高压侧的流量调整装置15、16进入并被减压(减压的程度因流量调整装置的开度不同而不同)，并以液体制冷剂的状态贮存在储液器14内。另一方面，储液器14内的液体制冷剂从连接口进入低压侧的流量调整装置15、16，被减压而成为气体和液体的混合制冷剂并返回制冷剂回路10内。
例如，在制冷运转循环中，在图3所示的流量调整部13中制冷剂从右向左流动，第一流量调整装置15作为高压侧的流量调整装置、第二流量调整装置16作为低压侧的流量调整装置分别发挥功能。此时，在第一流量调整装置15中，制冷剂通过连接管23从横向导入阀箱15a内的阀室，并且通过连接管21从阀箱15a的底部流入储液器14内。因某种理由，在第一流量调整装置15保持为阀关闭状态时，由于切断朝向储液器14一侧的流入回路，所以不会对储液器14产生不良影响。
相反，在第二流量调整装置16中，制冷剂从储液器14通过连接管22并通过第二流量调整装置16的阀箱16a的底部的纵管进入阀箱内，根据阀体31(针阀)的收缩量(开口面积)流入阀室36一侧，并且从侧面的横管状的连接管24沿节流装置7的制冷剂流动方向朝向下游侧流动。即，制冷剂向正方向流动，但是即使因某种理由，第二流量调整装置16想要保持阀关闭状态，来自储液器14的高压的制冷剂朝向低压侧流动而将阀体31向阀打开方向按压。因此，即使在储液器14成为异常高压的情况下，制冷剂也从低压侧的流量调整装置流出，所以可以防止储液器成为异常高压，从而可以防止储液器破损。
相反，在制热运转循环中，在图3所示的流量调整部13中制冷剂从左向右流动，第二流量调整装置16作为高压侧的流量调整装置、第一流量调整装置15作为低压侧的流量调整装置分别发挥功能。此时，在第二流量调整装置16中，制冷剂从高压侧的节流装置7通过连接管24从横向导入阀箱16a内的阀室，并且通过连接管22从阀箱16a的底部流入储液器14内。因某种理由，在第二流量调整装置16保持为阀关闭状态时，由于制冷剂向正方向流动并切断朝向储液器14一侧的流入回路，所以不会对储液器14产生不良影响。
另一方面，在与储液器14相比位于下游侧的第一流量调整装置15中，制冷剂从储液器14通过连接管21并通过第一流量调整装置15的阀箱15a的底部的纵管进入阀箱内，根据阀体31(针阀)的收缩量(开口面积)流入阀室36一侧，并且从侧面的横管状的连接管23沿节流装置7的制冷剂流动方向朝向下游侧流动。即，在第一流量调整装置15中，制冷剂向反方向流动，因此即使因某种理由，第一流量调整装置15想要保持阀关闭状态，来自储液器14的高压的制冷剂朝向低压侧流动而将阀体31向阀打开方向按压。因此，即使在储液器14成为异常高压的情况下，制冷剂也从低压侧的流量调整装置流出，所以可以防止储液器成为异常高压，从而可以防止储液器破损。
在此，作为流量调整装置15、16，在使用使制冷剂的流动完全切断或导通的开关电磁阀的情况下，当将制冷剂贮存在储液器14内时，使高压侧的电磁阀(流量调整装置15或16)暂时打开，当从储液器14释放制冷剂时，使低压侧的电磁阀(流量调整装置15或16)暂时打开，由此调整在系统中流动的制冷剂量。
在这种情况下，除了在调整制冷剂量时以外，两个电磁阀都成为关闭状态，例如系统因某种理由发生故障，则保持储液器14内贮存有制冷剂的状态。虽然因周围温度的上升等储液器内有可能成为异常高压，但是只要流量调整装置15、16中的至少一个将来自储液器14的制冷剂的流动方向作为阀打开方向，就可以利用储液器14内的压力来打开阀，并释放储液器14内的高压，从而可以防止储液器14破损。
图7表示配管连接结构的其他实施方式。在本例中，利用一个连接管28出入储液器14，上述分流连接管28a、28b分别与流量调整装置15、16的阀箱的底部连接。在上述流量调整部13的结构中，可以得到与图3所示的实施方式同样的作用效果，从而可以防止储液器破损。
图8是表示本发明其他实施方式的制冷运转时制冷剂的流动的制冷循环图。在图1和图2所示的实施方式中，例举了并列连接由第一流量调整装置15、第二流量调整装置和储液器14构成的流量调整部13和节流装置7的例子，但是在本例中，由第一流量调整装置15和第二流量调整装置16构成节流装置7，并且配管结构为在两个流量调整装置15、16之间安装有作为流量调整部13的储液器14，第一流量调整装置15和第二流量调整装置16的至少一个将来自储液器14的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。
并且，本例的流量调整装置15、16采用图3所示的配管结构，连接管23与室外热交换器6一侧的制冷剂回路10连接。连接管24与室内热交换器8一侧的制冷剂回路10连接。并且，各流量调整装置15、16采用图4至图6所示的结构方式。
上述配管连接结构中，在制冷运转循环中，第一流量调整装置15作为高压侧的流量调整装置、且第二流量调整装置16作为低压侧的流量调整装置分别发挥功能。此外，在制热运转循环中，第二流量调整装置16作为高压侧的流量调整装置、且第一流量调整装置15作为低压侧的流量调整装置分别发挥功能。
在上述任意一种情况下，当流量调整装置15、16成为阀关闭状态时，由于在高压侧和低压侧的流量调整装置15、16的至少一个中，制冷剂向反方向流动，来自储液器14的高压的制冷剂想要向低压侧流动而将阀体31向阀打开方向按压，所以可以防止储液器成为异常高压，从而可以防止储液器破损。
另外，在图8所示的实施方式中，代替图3所示的配管连接结构，可以采用图7所示的配管连接结构。
根据以上的实施方式的说明可以清楚地看出，本发明的特征在于，在制冷循环中，利用配管依次连接压缩机、凝结器、节流装置和蒸发器来构成制冷剂流动的制冷剂回路，调整在所述制冷剂回路内流动的制冷剂的流量的流量调整部与所述节流装置并列设置，所述流量调整部包括：储液器，利用所述节流装置前后的从高压侧向低压侧流动的制冷剂的压力来贮存制冷剂；高压侧的连接管，连接所述制冷剂回路的节流装置的高压侧和所述储液器；低压侧的连接管，连接所述制冷剂回路的节流装置的低压侧和所述储液器；以及高压侧和低压侧的流量调整装置，分别安装在连接管之间，用于调整制冷剂的流量，所述高压侧和低压侧的流量调整装置的至少一个将来自储液器的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。
按照上述结构，由于高压侧和低压侧的流量调整装置将来自储液器14的制冷剂的流动方向的至少一方作为阀打开方向，所以即使在储液器14内成为异常高压的情况下，也可以使制冷剂的流动产生向阀打开方向的作用力，从而可以防止储液器破损。
当此时的连接管的连接结构为将第二流量调整装置作为低压侧的流量调整装置时，可以采用如下结构：与储液器14连接的第一连接管22的另一端部与阀箱16a的一侧连接，与节流装置7一侧连接的第二连接管24的另一端部与阀箱16a的另一侧连接，以能够离合的方式安装在阀箱16a内的阀体31将来自储液器14的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。即，作为具体的配管结构可以采用如下结构：与储液器14连接的第一连接管22与阀箱16a的一侧底部连接，与节流装置7一侧连接的第二连接管24与阀箱16a的上部、例如从横向与阀箱16a的上部连接。
按照上述结构，由于在储液器14成为异常高压的情况下，高压的制冷剂从阀箱16a的底部通过纵管状的连接管22流入阀箱内，顶起与具有阀孔34的阀座33离合的阀体31向阀打开方向作用，所以能够防止储液器14破损。
此外，本发明适用于制冷系统装置，该制冷系统装置利用配管依次连接压缩机、凝结器、节流装置和蒸发器来构成制冷剂流动的制冷剂回路，所述节流装置由调整在所述制冷剂回路内流动的制冷剂的流量的第一流量调整装置和第二流量调整装置构成，在所述第一流量调整装置和第二流量调整装置之间设置有储液器，所述储液器利用在制冷剂回路内流动的制冷剂的压力来贮存制冷剂，所述第一流量调整装置和第二流量调整装置的至少一个将来自储液器的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。
按照上述结构，由于高压侧和低压侧的流量调整装置的至少一个将来自储液器14的制冷剂的流动方向作为阀打开方向，所以即使在储液器14内成为异常高压的情况下，制冷剂的流动也可以产生朝向阀打开方向的作用力，从而可以防止储液器破损。
另外，本发明并不限于上述各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，适当地组合在不同的实施方式中分别公开的技术方法而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

Claims (5)

1.一种制冷系统装置，其特征在于，
在制冷循环中，利用配管依次连接压缩机、凝结器、节流装置和蒸发器来构成制冷剂流动的制冷剂回路，调整在所述制冷剂回路内流动的制冷剂的流量的流量调整部与所述节流装置并列设置，所述流量调整部包括：储液器，利用所述节流装置前后的从高压侧向低压侧流动的制冷剂的压力来贮存制冷剂；高压侧的连接管，连接所述制冷剂回路的节流装置的高压侧和所述储液器；低压侧的连接管，连接所述制冷剂回路的节流装置的低压侧和所述储液器；以及高压侧和低压侧的流量调整装置，分别安装在各连接管上，用于调整制冷剂的流量，
所述高压侧和低压侧的流量调整装置的至少一个将来自储液器的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。
2.根据权利要求1所述的制冷系统装置，其特征在于，在所述高压侧和低压侧的流量调整装置的至少一个上，与所述储液器连接的第一连接管的另一端部与阀箱的一侧连接，与节流装置侧连接的第二连接管的另一端部与阀箱的另一侧连接，以能够离合的方式安装在阀箱内的阀体将来自储液器的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。
3.根据权利要求2所述的制冷系统装置，其特征在于，与储液器连接的第一连接管与阀箱的一侧底部连接，与节流装置侧连接的第二连接管与阀箱的上部连接。
4.根据权利要求3所述的制冷系统装置，其特征在于，与所述节流装置侧连接的第二连接管从横向与阀箱的上部连接。
5.一种制冷系统装置，其特征在于，利用配管依次连接压缩机、凝结器、节流装置和蒸发器来构成制冷剂流动的制冷剂回路，所述节流装置由调整在所述制冷剂回路内流动的制冷剂的流量的第一流量调整装置和第二流量调整装置构成，在所述第一流量调整装置和第二流量调整装置之间设置有储液器，所述储液器利用在制冷剂回路内流动的制冷剂的压力来贮存制冷剂，所述第一流量调整装置和第二流量调整装置的至少一个将来自储液器的制冷剂的流动方向作为阀打开方向。
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