CN106352618A

CN106352618A - 储存器

Info

Publication number: CN106352618A
Application number: CN201610498799.0A
Authority: CN
Inventors: 细川侯史
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2036-06-30
Also published as: US10215461B2; US20170016658A1; JP6537911B2; EP3118546B1; EP3118546A1; CN106352618B; JP2017026192A

Abstract

本发明提供一种储存器，不会引起复杂化、高成本化、大型化等问题，能够有效地抑制压缩机启动时发生的突沸现象以及随此发生的冲撞声音，是成本效益优越的储存器。该储存器具备；设有流入口(15)和流出口(16)的罐子(10)；以及由内管(31)和外管(32)构成的双重管结构的流出管(30)，该内管(31)与流出口(16)连接并下垂到罐子(10)内部，该外管(32)配置在该内管(31)的外周，在外管(32)的外周卷绕安装或外插有毛毡等的布状体或发泡部件(60)。

Description

储存器

技术领域

本发明涉及一种使用在汽车空调、室内空调、制冷机等热泵式制冷循环(以下称为热泵系统)之中的储存器(气液分离器)。

背景技术

一般来说，如图7A和图7B所示，构成汽车空调等的热泵系统200除了具备压缩机210、室外热交换器220、室内热交换器230、膨胀阀260、四通切换阀240等之外，还具备储存器(accumulator)250。

在热泵系统200中，通过四通切换阀240进行制冷运转和供暖运转的切换(流路切换)，在制冷运转时，制冷剂按照图7A所示的循环而进行循环，此时，室外热交换器220作为冷凝器发挥作用，并且室内热交换器230作为蒸发器发挥作用。另一方面，在供暖运转时，制冷剂按照图7B所示的循环而进行循环，此时，室外热交换器220作为蒸发器发挥作用，并且室内热交换器230作为冷凝器发挥作用。不论在哪个运转时，来自蒸发器(室内热交换器230或室外热交换器220)的低温低压的气液混合状态的制冷剂都通过四通切换阀240被导入至储存器250。

作为储存器250，例如像专利文献1等所记载的以下内容已是众所周知：具有：上表面开口被盖状部件气密性地闭塞的有底圆筒状的罐子，该盖状部件设有流入口和流出口；比该罐子内径更小的斗笠状或倒立薄盆状的气液分离体；由上端部与流出口连接并下垂的内管和外管构成的双重管结构的流出管；设在该流出管(的外管)底部附近、用于捕捉去除液相制冷剂和混入在其之中的油(制冷机油)中所包含的异物的过滤网等。

导入至该储存器250的制冷剂，与上述气液分离体碰撞并呈放射状地扩散且分离为液相制冷剂和气相制冷剂，液相制冷剂(包含油)以沿罐子内周面的形式流下并积存在罐子下部，气相制冷剂在形成于流出管的内管和外管之间的空间(气相制冷剂下送流路)下降，并在内管内空间上升且被吸入到压缩机210的吸入侧而循环。

另外，与液相制冷剂一起积存在罐子下部的油，由于与液相制冷剂的比重和性质不同等原因而向罐子底部侧移动，通过流出管被吸入到压缩机吸入侧的气相制冷剂所吸引，沿过滤网(的网眼过滤件)→形成在流出管(的外管)的底部的返油孔→通过流出管的内管内部空间与气相制冷剂一起返回到压缩机吸入侧而循环(参照专利文献2、3等)。

但是，在系统(压缩机)停止运转时，含有油的液相制冷剂积存在储存器的罐子下部，但是，作为油而使用与制冷剂没有相溶性且比重比制冷剂小的情况时，由于液相制冷剂和油的比重及粘性不同而分离为两层，也就是形成为上侧是油层，下侧是液相制冷剂层。

在这样的两层分离状态下，若启动系统(压缩机)，则罐子内部的压力急剧下降，所以液相制冷剂突然地剧烈沸腾(以下称为突沸)，而产生发生冲撞声音的问题。

作为突沸现象和随此发生的冲撞声音的发生原因，考虑是下述原因：在压缩机启动时，即使罐子内部(压缩机吸入侧)的压力下降，在到某个时间点为止时，由于油层成为制冷剂层的盖子(在油层不会发生突沸现象)，所以上述突沸现象的发生被抑制，但是，在比油层更上侧(的气相制冷剂)和比其更下侧(的液相制冷剂)之间的压力差达到预定压力以上时，液相制冷剂会一下子地爆发沸腾(亦参照专利文献2中所记载的关于压缩机中突沸现象的说明)。

另外，在压缩机停止时，且油和液相制冷剂没有达到上述那样的两层分离状态的情况，也就是即使压缩机停止时，油和液相制冷剂一直为混合状态的情况，或者，即使作为油而使用与制冷剂没有相溶性且比重比制冷剂大的，形成为上侧是液相制冷剂层、下侧是油层的情况，根据制冷剂或油的种类、性质等条件，液相制冷剂也会一下子爆发沸腾而发生上述突沸现象以及随此发生冲撞声音。

作为抑制发生这样的突沸现象以及随此发生的冲撞声音的一个方法，在上述的专利文献2中有以下提案：在以往复式发动机作为驱动源的压缩机的转动轴(曲柄轴)上设置搅拌叶片，在压缩机启动时使上述搅拌叶片转动来搅拌油层部分，而将液相制冷剂排放到油的上部。

另外，在专利文献3中有以下提案：在储存器(的罐子)内，在油和液相制冷剂成为两层分离状态时将它们可靠地混合，以此作为主要目的，将从压缩机吐出的气相制冷剂的一部分通过附带开关阀的迂回流路从罐子底部吹入到液相制冷剂中而进行搅拌。

专利文献1：日本特开2014-70869号公报

专利文献2：日本特开2001-248923号公报

专利文献3：日本特开2004-263995号公报

发明内容

如上所述，在压缩机启动时，在罐子内通过将由油和液相制冷剂构成的液状部分进行搅拌，能够抑制发生突沸现象以及随此发生冲撞声音，这已被本发明人得到确认，但是，在上述现有的提案中，另外需要用于搅拌的部件(搅拌叶片和用于使其转动的驱动源、或附带开关阀的迂回流路等、)，所以带来了储存器(以及具备其的热泵系统)的复杂化、高成本化、大型化等的问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种储存器，不会引起复杂化、高成本化、大型化等问题，就能够有效地抑制压缩机启动时发生的突沸现象以及随此发生的冲撞声音，是成本效益优越的储存器。

为达到上述目的，本发明所涉及的储存器，其特征在于，基本上具备：设有流入口和流出口的罐子；由与所述流出口连接并下垂到所述罐子内的内管和配置在该内管的外周的外管构成的双重管结构的流出管，在所述外管的外周卷绕安装或者外插有布状体或发泡部件。

在优选的具体实施方式中，所述布状体或所述发泡部件，至少卷绕安装或者外插在伴随液状部分的突沸而发生异常声音的下限液面高度位置和所述液状部分的最高液面高度位置之间的高度区域，该液状部分由积存在所述罐子内的液相制冷剂和油构成。

在其他优选的具体实施方式中，在所述布状体设有容纳干燥剂的干燥剂容纳部，该干燥剂用于吸收去除制冷剂中的水分。

所述干燥剂容纳部优选沿上下方向设在所述外管的外侧。

另外，所述干燥剂容纳部优选设在所述外管的朝所述流入口侧的外侧。

在本发明所涉及的储存器之中，卷绕安装或者外插在外管外周的毛毡等的布状体或发泡部件(以下称为布状体等)，起到沸腾石的作用。也就是，在压缩机启动时，所述布状体等(中的气体)成为液相制冷剂沸腾气化时的起点(开端)，形成为气泡逐渐放出的状态、即液相制冷剂逐渐气化的状态。因此，液相制冷剂的沸腾缓慢地进行，其结果，能够有效地抑制液相制冷剂一下子爆发沸腾的突沸现象的发生以及随此发生的冲撞声音。

在该情况，本发明所涉及的储存器是在现有的储存器的外管外周只卷绕安装或者外插有布状体等那样的、附加简单的结构就可以，所以不会引起上述的现有方法那样的复杂化、高成本化、大型化等问题，成为成本效益优越的储存器。

另外，毛毡等的布状体具有通气性、透水性，所以在所述外管的外周卷绕安装或者外插有毛毡等的所述布状体，设置容纳用于吸收去除制冷剂中水分的干燥剂的干燥剂容纳部，该干燥剂容纳部起到袋子的作用，所以不需要特意准备容纳干燥剂的袋子和其固定部件(捆扎带等)，能更进一步地提高成本效益。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的储存器第一实施方式的局部切开正面图。

图2是沿图1中U-U的放大剖面图。

图3是表示第一实施方式的储存器的过滤网周围主要部分放大半剖面图。

图4是沿图3中V-V的放大剖面图。

图5是表示本发明所涉及的储存器第二实施方式的局部切开正面图。

图6是沿图5中X-X的放大剖面图。

图7A是表示热泵系统的制冷运转时制冷剂流动(循环)的简略结构图。

图7B是表示热泵系统的供暖运转时制冷剂流动(循环)的简略结构图。

标号说明

1：储存器(第一实施方式)；2：储存器(第二实施方式)；10：罐子；12：盖状部件；15：流入口；16：流出口；18：气液分离体；30：流出管；31：内管；32：外管；40：过滤网；60：布状体(第一实施方式)；70：布状体(第二实施方式)；72：管道外插部；75：干燥剂容纳部；M：干燥剂。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。

第一实施方式

图1是表示本发明所涉及的储存器第一实施方式的局部切开正面图，图2是沿图1中U-U的放大剖面图。

图示第一实施方式的储存器1，如图7A和图7B所示，例如作为构成电动自动车用汽车空调的热泵系统200的储存器250而使用，具有不锈钢或铝合金等金属制成的有底圆筒状的罐子10，该罐子10的上表面开口被同样是金属制成的盖状部件12气密性的闭塞。另外，本实施方式的储存器1，例如像图示那样的竖直放置，也就是将盖状部件12为上侧(天侧)，将罐子10底部13为下侧(地侧)而设置。

在盖状部件12并排设有流入口15和附带台阶的流出口16，在盖状部件12下侧配置有比罐子10内径更小的斗笠状或倒立薄盆状的气液分离体18，在上述流出口16下部连接有流出管30的上端部。

上述流出管30形成为由金属制成的内管31和合成树脂制成的有底的外管32构成的双重管结构，该内管31是其上端部通过加箍或压入等方式与流出口16的下部连接并且下垂到罐子10内部，该外管32配置在该内管31的外周，在外管32的外周，如后面所述的、卷绕安装或者外插有布状体等。

外管32的下端部通过压入等方式内嵌固定在后述的过滤网40的壳体42的内周附带台阶的上部42a。内管31的下端位于比外管32的底部32b稍上侧，外管32的上端位于比盖状部件12稍下侧。在外管32的底部32b中央形成有返油孔35。返油孔35的孔径例如设定为1mm左右。

在外管32的内部，沿长度方向(即上下方向)，并且其断面如图2所示，3个板状肋36以相同角度间隔朝半径方向的内侧而突出设置，内管31通过像压入的方式内插固定在该3个板状肋36的内周侧。

在内管31上端附近设有凸缘状部31f，该凸缘状部31f通过挤胀成型(bulge forming)等方式压缩弯曲形成。在将气液分离体18和内管31组装到盖状部件12时，将内管31的上端部穿过设在气液分离体18的通孔19并且从下侧压入或扩径固定在流出口16。以此，上述气液分离体18以被凸缘状部31f和盖状部件12的下端面夹持的方式而被保持固定。

另外，内管31、外管32及板状肋36也可以利用合成树脂材料或铝材料等通过挤出成型而一体形成。也就是，利用铝挤出材料等也能够将上述双重管结构作为一体成型品。另外，上述板状肋36也可以设在内管31的外部。

上述过滤网40载置固定于罐子10的底部13，参照图3、图4可以更清楚地知道，其由合成树脂制成的有底圆筒状的壳体42和通过嵌件成型的方式与该壳体42一体形成的圆筒状的网眼过滤件45构成。网眼过滤件45例如由金属网或合成树脂制成的网眼部件等制作而成。

过滤网40的壳体42具有：内嵌固定有上述外管32下端部的内周附带台阶的上部42a；底板部42c；以相同角度间隔竖立设置在该底板部42c外周的4个柱状部42b；包含该柱状部42b的上端部和下端部、并具有预定厚度及带宽的圆环带状的网端埋入部42d、42d。网眼过滤件45的上下端部在嵌件成型时与该上下的网端埋入部42d、42d一体形成并密封装入，另外，网眼过滤件45的柱状部42b也在嵌件成型时与该柱状部42b一体形成并密封装入。换而言之，侧面看呈矩形的4个窗部44被4个柱状部42b和上下的网端埋入部42d、42d分划而成，在各个窗部44布设网眼过滤件45。另外，4个柱状部42b附加有脱模用的坡度，但是，4个柱状部42b和上下的网端埋入部42d、42d的半径方向的宽度形成为大致相同。

在具有这样结构的储存器1之中，与现有的同样，来自蒸发器的低温低压的气液混合状态的制冷剂通过流入口15被导入至罐子10内部，导入的制冷剂与气液分离体18碰撞并呈放射状地扩散而分离为液相制冷剂和气相制冷剂，液相制冷剂(包含油)以沿罐子10内周面的形式流下并积存在罐子10的下部空间，气相制冷剂通过形成于流出管30的内管31和外管32之间的空间(气相制冷剂下送流路)→内管31的内部空间被吸入到压缩机210的吸入侧而循环。

另外，与液相制冷剂一起积存在罐子10下部空间的油，由于与液相制冷剂的比重和性质不同等原因而向罐子10的底部13侧移动，通过流出管30被吸入到压缩机吸入侧的气相制冷剂所吸引，通过过滤网40的网眼过滤件45→返油孔35→内管31的内部空间，与气相制冷剂一起返回到压缩机吸入侧而循环。在通过网眼过滤件45时，沉淀物等异物被捕捉，异物从循环的制冷剂(含油)中被去除。

除上述结构之外，在本实施方式的储存器1之中，毛毡等的布状体60，以将外管32外周比过滤网40更上侧的全部区域覆盖的形式而被卷绕安装或者外插。另外，也可以使用发泡部件来取代布状体60，作为发泡部件，能够使用以市场销售的合成树脂、橡胶、陶瓷等作为原材料的材料。

在如此构成的本实施方式的储存器1之中，卷绕安装或者外插在外管32外周的布状体60，起到沸腾石的作用。也就是，在压缩机210启动时，布状体60(中的气体)成为液相制冷剂沸腾气化时的起点(开端)，形成为气泡逐渐放出的状态、即液相制冷剂逐渐气化的状态。因此，液相制冷剂的沸腾缓慢地进行，其结果，能够有效地抑制液相制冷剂一下子爆发沸腾的突沸现象的发生以及伴随此发生的冲撞声音。

在该情况，在本实施方式的储存器1之中，通过只将布状体60卷绕安装或外插在外管32的外周那样的、附加简单的结构就可以，所以不会引起上述现有方法那样的复杂化、高成本化、大型化等问题，成为成本效益极其优越的储存器。

另外，在上述实施方式之中，虽然布状体60以将外管32外周比过滤网40更上侧部分的全部区域覆盖的形式而被设置，但为抑制压缩机210启动时发生突沸现象以及伴随此发生的异常声音，基本上，将上述布状体60卷绕安装或外插在伴随液状部分(液相制冷剂和油)突沸而发生异常声音(冲撞声音)的下限液面高度位置Hmin和液状部分的最高液面高度位置Hmax之间的高度区域就可以，该液状部分是压缩机210停止时积存在罐子10内部的。该下限液面高度位置Hmin或者最高液面高度位置Hmax，根据系统而事先决定为从罐子10底部13起只高出预定高度的上方位置，或者从外管32上端部起只下降预定高度的下方位置。

第二实施方式

图5是表示本发明所涉及的储存器第二实施方式的局部切开正面图，图6是沿图5中X-X的放大剖面图。

图示第二实施方式的储存器2相对于第一实施方式的储存器1的不同之处仅仅在于：在毛毡等的布状体70设有外插固定在外管32外周的管道外插部72，并且，设置容纳用于吸收去除制冷剂中水分的干燥剂M的、上下皆被堵塞的圆筒状的干燥剂容纳部75，储存器2的其他构成与第一实施方式的储存器1相同。另外，在表示第二实施方式的储存器2的图5、图6中，与第一实施方式的储存器1各个部分对应的部分付与相同的标号。

上述干燥剂容纳部75，沿上下方向(外管32的轴线方向)而设在外管32的朝流入口15侧的外侧。

毛毡等布状体具有通气性、透水性，所以，像本实施方式那样的、除管道外插部72之外，在毛毡等的布状体70设置容纳用于吸收去除制冷剂中水分的干燥剂M的干燥剂容纳部75，该干燥剂容纳部75起到袋子的作用，所以不需要特意准备容纳干燥剂M的袋子和其固定部件(捆扎带等)，能更进一步地提高成本效益。

另外，在上述第二实施方式的储存器2之中，干燥剂容纳部75形成为：其下端部与罐子10的底部13抵接，并且其上端部位于比压缩机210停止时积存在罐子10内部的液状部分(液相制冷剂和油)的最高液面高度位置Hmax更下侧的位置，但是，也可以将干燥剂容纳部75向上侧延伸而使其上部位于比上述最高液面高度位置Hmax更上方。通过这样，能够更可靠地抑制压缩机210启动时发生突沸现象以及伴随此发生的异常声音。

Claims

1.一种储存器，其特征在于，具备：设有流入口和流出口的罐子；由与所述流出口连接并下垂到所述罐子内的内管和配置在该内管外周的外管构成的双重管结构的流出管，

在所述外管的外周卷绕安装或者外插有布状体或发泡部件。

2.根据权利要求1所述的储存器，其特征在于，

所述布状体或所述发泡部件，至少卷绕安装或者外插在伴随液状部分的突沸而发生异常声音的下限液面高度位置和所述液状部分的最高液面高度位置之间的高度区域，该液状部分由积存在所述罐子内的液相制冷剂和油构成。

3.根据权利要求1或2所述的储存器，其特征在于，

在所述布状体设有容纳干燥剂的干燥剂容纳部，该干燥剂用于吸收去除制冷剂中的水分。

4.根据权利要求3所述的储存器，其特征在于，

所述干燥剂容纳部沿上下方向设在所述外管的外侧。

5.根据权利要求3所述的储存器，其特征在于，

所述干燥剂容纳部设在所述外管的朝所述流入口侧的外侧。