CN109073297A - 制冷剂容器 - Google Patents

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Abstract

提供一种兼具接收器功能和储存器功能，并部件数量少的合理的构造的制冷剂容器。具有能够暂时储存制冷剂的箱(10)，在该箱(10)的上部设有气液流入口(15)、液相用流出口(16)以及气相用流出口(17)，将从气液流入口(15)导入的制冷剂分离为液相制冷剂和气相制冷剂，并且兼具接收器功能和储存器功能，该接收器功能仅将该分离后的液相制冷剂经由所述液相用流出口(16)导出至膨胀阀侧，该储存器功能将所述分离后的气相制冷剂和包含在所述液相制冷剂中的油一起经由所述气相用流出口(17)导出至压缩机吸入侧。

Description

制冷剂容器
技术领域
本发明涉及一种使用于汽车空调等的热泵式制冷循环(以下，称为热泵系统)的制冷剂容器，尤其涉及这样一种制冷剂容器：将制冷剂分离为液相制冷剂和气相制冷剂，并且兼具接收器功能和储存器功能，接收器功能仅将该分离后的液相制冷剂导出到膨胀阀，储存器功能将所述分离后的气相制冷剂(+油)导出到压缩机吸入侧。
背景技术
作为构成汽车空调等的热泵系统，例如也如专利文献1所记载的那样，存在除了压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、流路切换阀、开闭阀等之外，还包括接收器和储存器的热泵系统，接收器进行气液分离并仅将液相制冷剂引导至膨胀阀，储存器进行气液分离并将气相制冷剂(包含油)引导至压缩机的吸入侧。
在这样的包括接收器和储存器的热泵系统中，要求缩小系统整体占用的空间、减少部件数量等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-184596号公报
专利文献2：日本特开2012-136147号公报
发明要解决的课题
作为实现上述要求的一个对策，例如，如专利文献2(的图16)所记载的那样，可以考虑在一个箱(容器)中将制冷剂分离为液相制冷剂和气相制冷剂，并使该箱具有接收器功能和储存器功能，接收器功能仅将该分离后的液相制冷剂导出到膨胀阀侧，储存器功能将所述分离后的气相制冷剂导出到压缩机吸入侧。
然而，在上述专利文献2中仅仅表示了一个容器作为接收器以及储存器发挥作用，完全没有公开容器的内部构造等。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供一种兼具接收器功能和储存器功能，并且部件数量少的合理构造的制冷剂容器。
解决问题的手段
为了达成上述目的，本发明的制冷剂容器的特征在于，基本上，具有能够暂时储存制冷剂的箱，在该箱的上部设有气液流入口、液相用流出口以及气相用流出口，将从所述气液流入口导入的制冷剂分离为液相制冷剂和气相制冷剂，并且该制冷剂容器兼具接收器功能和储存器功能，所述接收器功能仅将该分离后的液相制冷剂经由所述液相用流出口导出至膨胀阀侧，所述储存器功能将所述分离后的气相制冷剂与包含在所述液相制冷剂中的油一起经由所述气相用流出口导出至压缩机吸入侧。
在优选的实施方式中，所述箱的上表面开口通过盖部件而被气密地封闭，在该盖部件设有所述气液流入口、所述液相用流出口以及所述气相用流出口，在该箱内的所述盖部件的下侧配置有直径小于所述箱的内径的笠状或倒置的薄钵状的气液分离体，在所述盖部件和所述箱的底部之间配置有气液流出管，该气液流出管被区分为下送流路部、上送内管部以及液相用内管部，所述下送流路部的上端在所述气液分离体的下侧开口，并且该下送流路部用于将所述箱的上部的气相制冷剂引导至所述箱的底部附近，所述上送内管部用于将来自该下送流路部的气相制冷剂引导至所述气相用流出口，并且该上送内管部的上部与所述下送流路部的上端相比更向上侧突出，所述液相用内管部用于将所述箱的底部附近的液相制冷剂引导至所述液相用流出口，在该气液流出管的下端部设有过滤器。
在更优选的实施方式中，所述气液分离体由所述盖部件和所述气液流出管夹持。
在其他的优选的实施方式中，设有开闭阀，该开闭阀对所述储存器功能的部分中的气相制冷剂导出流路进行开闭。
在更优选的实施方式中，所述开闭阀配置于所述箱的上侧。
在更优选的实施方式中，所述开闭阀是电磁阀。
发明效果
本发明的制冷剂容器由于兼具接收器功能和储存器功能，且共用了接收器和储存器中的箱部分、流入口部分、气液分离部分、流出管部分以及过滤器部分等，因此能够成为部件数量少的合理构造，因此，在采用了该制冷剂容器的热泵系统中，能够实现缩小系统整体占用的空间、减少部件数量等，进而能够有效地实现成本降低、小型化等。
另外，由于在该制冷剂容器附设开闭阀，通过该开闭阀的开闭(ON-OFF)而能够根据系统的运转状态切换作为接收器发挥作用的状态和作为储存器发挥作用的状态，因此，例如与在外部设置开闭阀的情况相比，能够简化系统的配管系统等。
附图说明
图1是本发明的制冷剂容器的一实施方式的俯视图。
图2是沿着通过图1中的O的A-C箭头线的局部剖切纵剖视图。
图3是沿着通过图1中的O的B-C箭头线的局部剖切剖视图。
图4是沿着图2的V-V箭头线的剖视图。
图5是表示图2所示的气液流出管组装到箱前的状态的纵剖视图。
图6A是图5所示的气液流出管的俯视图。
图6B是图5所示的气液流出管的中间部的水平剖视图。
图6C是图5所示的气液流出管的仰视图。
图6D是安装固定于图5所示的气液流出管的下端部的底板的俯视图。
图7A是表示本实施方式的制冷剂容器中的制冷运转时的制冷剂流的局部剖切俯视图。
图7B是表示本实施方式的制冷剂容器中的制冷运转时的制冷剂流的局部剖切剖视图。
图8A是表示本实施方式的制冷剂容器中的制热运转时的制冷剂流的局部剖切俯视图。
图8B是表示本实施方式的制冷剂容器中的制热运转时的制冷剂流的局部剖切剖视图。
具体实施方式
以下，边参照附图边对本发明的实施方式进行说明。
图1是本发明的制冷剂容器的一实施方式的俯视图，图2是沿着通过图1中的O的A-C箭头线的局部剖切纵剖视图，图3是沿着通过图1中的O的B-C箭头线的局部剖切剖视图。
图示实施方式的制冷剂容器1是用于构成例如电动汽车用汽车空调的热泵系统中的容器，具有不锈钢或者铝合金等的金属制成的有底圆筒状的箱10，该箱10的上表面开口通过相同的金属制成的盖部件12而气密地封闭。此外，本实施方式的制冷剂容器1例如如图所示那样竖直放置，也即，使盖部件12朝上(天)侧，箱10的底部13朝下(地)侧地设置。
在盖部件12并排设置有均贯穿该盖部件12并在盖部件12上下开口的气液流入口15和带台阶的大直径的气相用流出口17，并且还设有直径较小的液相用流出口16。液相用流出口16在其下部附带有倒横L形状的、一端(下端)开口的通道部16a。通道部16a的另一端(横向的另一端开口)通过塞子16b封闭。
为了覆盖盖部件12中的除气液流入口15之外的部分，在盖部件12的上侧，用螺栓类51、51气密地安装有连接适配器50，连接适配器50是俯视时缺少覆盖气液流入口15的部分的带切口的矩形且正视时为矩形。该连接适配器50作为后述的开闭阀65的阀主体发挥作用。此外，在盖部件12设有用于螺纹固定流入用的导管的凸缘部的阴螺纹部52，另外，在连接适配器50设有用于螺纹连接后述的流入用以及流出用的导管的凸缘部的阴螺纹部53、53等(后面将详细说明连接适配器50的内部构造)。
直径稍小于箱10的内径的笠状或倒置的薄钵状的气液分离体18以使该气液分离体18的上表面的一部分抵接于盖部件12的下表面的状态配置于所述盖部件12的下侧。
另外，气液流出管30的上端部连结于所述盖部件12中的气相用流出口17的下部。
详细来说，气液流出管30例如以铝合金等作为原材料通过挤压成形而制造，除了图2，还参照表示组装到箱10前的状态的图5以及图6A～图6D可清楚知道，具有剖面外形呈圆形的外管部31，该外管部31内划分为上送内管部33、液相用内管部34和左右(附图中为前后)一对的、俯视时为翼形状的下送流路部32、32。下送流路部32、32的上端在气液分离体18的下侧开口并用于将箱10的上部的气相制冷剂引导至箱10的底部13附近。上送内管部33用于将来自该下送流路部32、32的气相制冷剂引导至气相用流出口17，上送内管部33的直径较大，上送内管部33的上部相比于下送流路部32的上端更向上侧突出。液相用内管部34的直径较小，并用于将箱10的底部13附近的液相制冷剂引导至液相用流出口16。
此外，下送流路部32、上送内管部33、以及液相用内管部34的上端面32A、33A、34A的高度位置按照上送内管部33、液相用内管部34、下送流路部32的顺序变低。另外，在上送内管部33中的气液分离体18附近的高度位置设有用于防止系统的运转停止(ON→OFF)时液体返回到压缩机侧的均压孔33f。
气液流出管30中的上送内管部33的上端部33a设为薄壁，该薄壁上端部33a穿过设于气液分离体18的通孔19以及气相用流出口17的下部而该薄壁上端部33a的上部扩管固定于形成在气相用流出口17的中间部的环状凹部17a。由此，气液分离体18通过设于薄壁上端部33a的下端部的台阶部分33b(以及液相用内管部34的上端)和盖部件12的下端面而被夹持并卡定，并且气液流出管30被固定保持于盖部件12。
另外，气液流出管30的最下端部成为用于铆接固定底板35的铆接用薄壁部30b，并且在该铆接用薄壁部30b的上侧设有比所述铆接用薄壁部30b稍壁厚的下端薄壁部30a，下端薄壁部30a通过压入等内嵌固定于后述的过滤器40的壳体42中的带内周台阶的上部42a。此外，在分隔上送内管部33和左右(附图中为前后)一对的下送流路部32、32的壁部分的下端部形成有用于使上送内管部33和左右(附图中为前后)一对的下送流路部32、32连通的切口开口33d。
在铆接固定于气液流出管30的下端部(铆接用薄壁部30b)的底板35设有回油孔36，回油孔36设置在上送内管部33的中心线上，或者在上送内管部33的内侧的区域内，并且在面向液相用内管部34的部分设有与液相用内管部34的直径几乎相同的液体抽吸口37。回油孔36的孔径设定为例如1mm左右。
另外，在液相用内管部34的上端部设有薄壁外嵌部34a，并且在盖部件12中的液相用流出口16的通道部16a的下端部设有薄壁内嵌部16c，薄壁外嵌部34a与薄壁内嵌部16c相互嵌合，在薄壁外嵌部34a的下端台阶部和薄壁内嵌部16c的上端台阶部之间配装有O形圈38。由此，液相用内管部34和液相用流出口16气密地连结。
所述气液分离体18由不锈钢或者铝合金等的金属制成，并固定配置于离开盖部件12(中的气液流入口15)的下端面规定距离的下侧，以覆盖所述气液流出管30中的下送流路部32的上端开口。所述气液分离体18具有圆板状的顶部18a和从顶部18a的外周朝向下方相连的圆筒状的周壁部18b，顶部18a在距离下送流路部32的上端开口规定距离的上侧与下送流路部32的上端开口相对配置，在顶部18a设有通孔19，气液流出管30的上送内管部33以及液相用流出口16的通道部16a的下边部插通于通孔19。
另一方面，在气液流出管30的下端部设有过滤器40。
详细来说，过滤器40放置并固定于箱10的底部13，参照图4可清楚地知道，过滤器40由合成树脂制成的有底圆筒状的壳体42和通过嵌件成形等与该壳体42一体化的圆筒状的网格过滤器45构成。网格过滤器45例如由金属丝网、合成树脂制成的网格材料等制造。
过滤器40的壳体42具有：内嵌固定有所述气液流出管30的下端部的带内周台阶的上部42a；底板部42c；以及四根柱状部42b，四根柱状部42b在该底板部42c的外周以相等角度间隔地竖立设置，并连结所述上部42a。在底板部42c的外周设有环状的连结带部，在该连结带部和上部42a的下侧固定有网格过滤器45的上下的端部。即，在四根柱状部42b之间划分形成有侧视时为矩形的四个窗44，在该各个窗44的部分贴有网格过滤器45。此外，网格过滤器45也可以在壳体42成形时通过嵌件成形而一体化。另外，在四根柱状部42b带有脱模用的坡度，但四根柱状部42b的半径方向的宽度大致相等。另外，在壳体42设置网状过滤器45的方法并不仅限于上述内容。
另外，在所述箱10内，为了吸收除去制冷剂中的水分，配置有装有规定高度的干燥剂M的袋70，袋70以沿着该箱10的内周的方式放置于底部13上。该袋70由具有透气性、透水性以及所需的形状保持性的毛毡等的布状体制造，其中几乎装满颗粒状的干燥剂M。
除了图1、图2，还参照图7A、图7B、图8A、图8B可清楚知道，在安装于具有上述那样的内部结构的箱10的盖部件12上的连接适配器50的正面侧左端部设有纵孔流出口56和横孔流出口57，纵孔流出口56由与液相用流出口16相连的纵孔构成，横孔流出口57由与该纵孔流出口56的上端相连的横孔构成。横孔流出口57在连接适配器50的正面侧开口，用于将液相制冷剂引导至膨胀阀的导管与该横孔流出口57连接。
另外，在连接适配器50的主视图中的中央部附近，设有由与气相用流出口17相连的纵孔构成的直径较大的纵孔流出口61，并设有由后面侧开口的横孔构成的直径较大的阀芯滑动孔62，阀芯滑动孔62的正面侧端部与该纵孔流出口61重叠。阀芯滑动孔62的正面侧端部的、与所述纵孔流出口61重叠的部分成为切口开口，纵孔流出口61和阀芯滑动孔62通过该切口开口而连通。
另外，在连接适配器50中的与阀芯滑动孔62位于同轴上的正面侧设有气相用流通口63，气相用流通口63由一端侧(后面侧)在阀芯滑动孔62的底面(正面侧的表面)开口，另一端侧在连接适配器50的正面开口的、比阀芯滑动孔62的直径小的带台阶的横孔构成。在该气相用流通口63连接有用于将来自蒸发器的气相制冷剂引导至压缩机吸入侧的导管。
进一步，在连接适配器50设有横孔流出口64，横孔流出口64由一端侧在所述气相用流通口63开口，另一端侧在右侧面开口的、直径较大的横孔构成。在该横孔流出口64连接有用于将气相制冷剂引导至压缩机吸入侧的导管。
开闭阀65隔着封闭阀芯滑动孔62的后面侧开口的盖状部件65d地以横倒的方式安装固定于阀芯滑动孔62的后面侧。开闭阀65在此是电磁式，其自身的构造是众所周知的，包括：线圈、吸引元件、柱塞65b、安装固定于该柱塞65b的顶端的厚壁圆板状的阀芯65c、以及由对柱塞65b向远离吸引元件的方向(闭阀方向)施力的压缩线圈弹簧构成的闭阀弹簧等。
阀芯65c滑动自如地插嵌于阀芯滑动孔62，在闭阀时(电源OFF(断开)时)，如图7A、图7B所示，阀芯65c被按压于阀芯滑动孔62的底面(阀座)而封闭气相用流通口63的一端开口，并且切断从纵孔流出口61经由阀芯滑动孔62以及气相用流通口63到横孔流出口64的气相制冷剂导出流路。
与此相对，在开阀时(电源ON(接通)时)，如图8A、图8B所示，阀芯65c与阀芯滑动孔62的底面(阀座)分离而气相用流通口63的一端开口被打开，气相制冷剂从纵孔流出口61经由阀芯滑动孔62以及气相用流通口63流向横孔流出口64。
对具有这样结构的制冷剂容器1的制冷运转时和制热运转时的动作进行说明。
在制冷运转时以及制热运转时，从冷凝器经由气液流入口15被导入到箱10内的气液混合状态的制冷剂均如图3所示，撞上气液分离体18(的顶部18a)而放射状地扩散，并被分离为液相制冷剂和气相制冷剂，液相制冷剂(包含油)沿着箱10的内周面流下而被引导至箱10的下部空间，并且气相制冷剂被引导至箱10的上部空间。
在制冷运转时，如图7A、图7B所示，开闭阀65为闭阀状态(电源OFF(断开))，由于通过阀芯65c气相用流通口63的一端开口被关闭，因此经由箱10的上部空间→下送流路部32→切口开口33d→上送内管部33→气相用流出口17→纵孔流出口61→阀芯滑动孔62→气相用流通口63到横孔流出口64的气相制冷剂导出流路被切断，取而代之，来自蒸发器的气相制冷剂经由气相用流通口63→横孔流出口64被引导至压缩机吸入侧。
并且，在该制冷运转时，储存在箱10的下部空间的液相制冷剂通过箱10内部和膨胀阀侧的压力差，经由过滤器40(的网格过滤器45)→底板35的液体抽吸口37→液相用内管部34→液相用流出口16→纵孔流出口56→横孔流出口57被引导至膨胀阀。
因此，在该制冷运转时，本实施方式的制冷剂容器1作为接收器(接收器干燥器)发挥作用。
与此相对，在制热运转时，如图8A、图8B所示，开闭阀65为开阀状态(电源ON(接通))，由于阀芯65c与阀芯滑动孔62的底面(阀座)分离而气相用流通口63的一端开口被打开，因此通过气液分离体18而被分离的气相制冷剂经由箱10的上部空间→下送流路部32→切口开口33d→上送内管部33→气相用流出口17→纵孔流出口61→阀芯滑动孔62→气相用流通口63→横孔流出口64直接被吸入至压缩机吸入侧而循环。
在该制热运转时，储存在箱10的下部空间的液相制冷剂由于压力差的关系几乎不流向膨胀阀。
另外，与液相制冷剂一起储存在箱10的下部空间的油利用与液相制冷剂的比重、性质形状的差异等向箱10的底部13侧移动，并被经由气液流出管30的下送流路部32→上送内管部33而被吸入到压缩机吸入侧的气相制冷剂吸引，并通过滤器40的网格过滤器45→底板35的回油孔36→上送内管部33而与气相制冷剂一起返回压缩机吸入侧而循环。在通过网格过滤器45时，泥浆等异物被捕获，并且该异物从循环的制冷剂(包含油)中被去除。
因此，在该制热运转时，本实施方式的制冷剂容器1作为储存器发挥作用。
如上所述，本实施方式的制冷剂容器1由于兼具接收器功能和储存器功能，且共同使用了接收器和储存器中的箱部分(箱10)、流入口部分(气液流入口15)、气液分离部分(气液分离体18)、流出管部分(气液流出管30)以及过滤器部分(过滤器40)，因此能够成为部件数量少的合理的构造，因此，在采用了该制冷剂容器1的热泵系统中，能够实现缩小系统整体占用的空间、减少部件的数量等，进而能够有效地实现成本降低、小型化等。
另外，由于在该制冷剂容器1附设开闭阀65，并能够根据系统的运转状态，通过该开闭阀65的开闭(ON-OFF)切换作为接收器发挥作用的状态和作为储存器发挥作用的状态，因此，例如与在外部设置开闭阀的情况相比，能够简化系统的配管系统等。
此外，在上述实施方式中，构成未通过开闭阀65来开闭气相用流出口17→纵孔流出口61→阀芯滑动孔62→气相用流通口63→横孔流出口64的气相制冷剂导出流路，但除此之外，也可以设置用于开闭液相用流出口16→纵孔流出口56→横孔流出口57的液相制冷剂导出流路的开闭阀，并且以与气相制冷剂侧相反的原理开闭该开闭阀，进一步，也可以是整合气相用和液相用的开闭阀的四通阀。
另外，在该制冷剂容器1并不一定需要设置上述开闭阀、四通阀，也可以插装在这些外部流路、例如连结液相用流出口和膨胀阀的流路、连结气相用流出口和压缩机吸入侧的流路之间。
符号说明
1 制冷剂容器
10 箱
12 盖部件
13 箱的底部
15 气液流入口
16 液相用流出口
17 气相用流出口
18 气液分离体
30 气液流出管
31 外管部
32 下送流路部
33 上送内管部
34 液相用内管部
35 底板
36 回油孔
37 液体抽吸口
40 过滤器
45 网格过滤器
50 连接适配器
56 纵孔流出口
57 横孔流出口
61 纵孔流出口
62 阀芯滑动孔
63 气相用流通口
64 横孔流出口
65 开闭阀
65c 阀芯
70 袋
M 干燥剂

Claims (6)

1.一种制冷剂容器，其特征在于，
具有能够暂时储存制冷剂的箱，在该箱的上部设有气液流入口、液相用流出口以及气相用流出口，将从所述气液流入口导入的制冷剂分离为液相制冷剂和气相制冷剂，并且该制冷剂容器兼具接收器功能和储存器功能，所述接收器功能仅将该分离后的液相制冷剂经由所述液相用流出口导出至膨胀阀侧，所述储存器功能将所述分离后的气相制冷剂与包含在所述液相制冷剂中的油一起经由所述气相用流出口导出至压缩机吸入侧。
2.如权利要求1所述的制冷剂容器，其特征在于，
所述箱的上表面开口通过盖部件而被气密地封闭，在该盖部件设有所述气液流入口、所述液相用流出口以及所述气相用流出口，在该箱内的所述盖部件的下侧配置有直径小于所述箱的内径的笠状或倒置的薄钵状的气液分离体，在所述盖部件和所述箱的底部之间配置有气液流出管，该气液流出管被区分为下送流路部、上送内管部以及液相用内管部，所述下送流路部的上端在所述气液分离体的下侧开口，并且该下送流路部用于将所述箱的上部的气相制冷剂引导至所述箱的底部附近，所述上送内管部用于将来自该下送流路部的气相制冷剂引导至所述气相用流出口，并且该上送内管部的上部与所述下送流路部的上端相比更向上侧突出，所述液相用内管部用于将所述箱的底部附近的液相制冷剂引导至所述液相用流出口，在该气液流出管的下端部设有过滤器。
3.如权利要求2所述的制冷剂容器，其特征在于，
所述气液分离体由所述盖部件和所述气液流出管夹持。
4.如权利要求1所述的制冷剂容器，其特征在于，
设有开闭阀，该开闭阀对所述储存器功能的部分中的气相制冷剂导出流路进行开闭。
5.如权利要求4所述的制冷剂容器，其特征在于，
所述开闭阀配置于所述箱的上侧。
6.如权利要求4或5所述的制冷剂容器，其特征在于，
所述开闭阀是电磁式的阀。
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