DE69824918T2

DE69824918T2 - Sammler

Info

Publication number: DE69824918T2
Application number: DE69824918T
Authority: DE
Inventors: Toshihide Chiyoda-ku Koda; Masahiro Chiyoda-ku Sugihara; Mihoko Chiyoda-ku Shimoji; Naoki Chiyoda-ku Tanaka; Hitoshi Chiyoda-ku Iijima; Masaki Chiyoda-ku Toyoshima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: TW374831B; DE69824918D1; MY133561A; US5996372A; ES2224307T3; CN1149338C; EP0887603A2; EP0887603B1; EP0887603A3; CN1208823A; KR19990006455A; KR100304074B1; BR9801544A; JPH1114199A

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft auf einen Akkumulator zur Bildung eines Kälte- und Klimatisierungskreislaufs zum Einsatz bei einer Klimaanlage oder einem Kühlaggregat.
Nachstehend wird ein herkömmlicher Akkumulator zur Bildung eines Kälte- und Klimatisierungskreislaufs beschrieben, bei dem ein Kühlmittel, zum Beispiel das Kühlmittel R22, und ein Mineralöl (Kältemaschinenöl) zum Einsatz kommen, die gegenseitig löslich sind.
31 stellt einen vertikalen Querschnitt dar, welcher den Aufbau eines typischen Akkumulators zeigt, wie er in einer Veröffentlichung beschrieben wird („Closed Compressor" von Mutsuyoshi Kawahira, herausgegeben von der Japan Refrigeration Association, 30. Juli 1981).
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass das Bezugszeichen 151 einen Behälter angibt, dass das Bezugszeichen 152 eine Ansaugleitung bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 153 eine Auslassleitung angegeben ist, und das Bezugszeichen 153a ein Loch zur Öl-Rückgewinnung angibt, welches im unteren Bereich der Auslassleitung 153 ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 153b repräsentiert eine Einlassöffnung in die Auslassleitung, welche an einem Ende der Auslassleitung 153 ausgebildet ist. Mit dem Bezugszeichen 154 ist ein flüssiges Kühlmittel (in einem Zustand, in dem das Kältemaschinenöl gelöst ist) angegeben, das in einem wechselseitigen Löslichkeitsverhältnis zum Kältemaschinenöl steht, das sich in dem Behälter 151 angesammelt hat. Das Bezugszeichen 155 stellt ein Kühlmittel in Gasform dar.
Als nächstes wird die Betriebsweise des vorstehend dargestellten Akkumulators beschrieben. Bei einem Kälte- und Klimatisierungskreislauf, der den Akkumulator umfasst, strömen das gasförmige Kühlmittel 155 und das flüssige Kühlmittel 154 (welches das Kältemaschinenöl umfasst) durch die Ansaugleitung 152 und werden danach in den Behälter 151 eingeleitet, wie dies durch den Pfeil A angegeben ist. Im Innenraum des Behälters 151 werden das gasförmige Kühlmittel und das flüssige Kühlmittel (einschließlich des Kältemaschinenöls) 154 einem Prozess unterworfen, um das Gas und die Flüssigkeit von einander zu trennen. Danach lässt man das gasförmige Kühlmittel 155 aus der Einlassöffnung 153b der Auslassleitung ausströmen und durch die Auslassleitung 153 fließen. Sodann fließt es nach außerhalb des Behälters 151 ab. Andererseits sammelt sich das flüssige Kühlmittel (einschließlich des Kältemaschinenöls) 154 im unteren Bereich des Behälters 151. Danach wird das im flüssigen Kühlmittel 154 gelöste Kältemaschinenöl (einschließlich des Kältemaschinenöls) durch das Loch 153a zur Rückgewinnung des Öls geleitet und anschließend lässt man das flüssige Kühlmittel (einschließlich des Kältemaschinenöls) 154 zusammen mit dem gasförmigen Kühlmittel gasförmigen Kühlmittel 155 zu einem Verdichter fließen, wie dies durch einen Pfeil B angegeben ist. Die Größe des Lochs 153a zur Wiedergewinnung des Öls wird so festgelegt, dass eine Wiedergewinnung des Kältemaschinenöls zuverlässig vorgenommen werden kann.
Als nächstes werden die Probleme dargestellt, die bei dem herkömmlichen, in 31 dargestellten Akkumulator auftreten.
Wenn der Kälte- und Klimatisierungskreislauf betrieben wird, wird in Abhängigkeit von einem Betriebszustand ein Zustand herbeigeführt, in dem das flüssige Kühlmittel (einschließlich des Kältemaschinenöls) 154 sich in dem Behälter 151 sammelt, wie dies in 31 dargestellt ist.
Die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels (einschließlich des Kältemaschinenöls) 154, das von dem Loch 153a zur Rückgewinnung des Öls in die Auslassleitung 153 strömt, erhöht sich, wenn die Fließgeschwindigkeit des Gases erhöht wird, das in die Auslassleitung 153 strömt, und wenn die Menge an flüssigem Kühlmittel vergrößert wird, das sich in dem Behälter 151 sammelt, das heißt, je weiter die Höhe H des Pegels des flüssigen Kühlmittels ansteigt. Die Kennlinie für die Durchflussrate, die sich einstellt, wenn die Geschwindigkeit des Gases konstant gehalten wird, ist in 32 dargestellt.
In der Zeichnung ist auf der Abszissenachse die Höhe H (mm) des flüssigen Kühlmittels und auf der Ordinatenachse die Durchflussrate (kg/h) des flüssigen Kühlmittels (einschließlich des Kältemaschinenöls) 154 aufgetragen, das aus dem Loch 153a zur Wiedergewinnung des Öls in die Auslassleitung 153 eingeleitet wird. Die Rate des Flusses aus dem Loch 153a zur Wiedergewinnung von Öl ist ein Wert, den man dadurch erhält, dass eine Durchflussrate, die im wesentlichen proportional zur Quadratwurzel der Höhe H (mm) des flüssigen Kühlmittels ist, zu einer im wesentlichen konstanten Durchflussrate addiert wird. Zu beachten ist, dass die Höhe H des flüssigen Kühlmittels eine Höhe von dem Loch 153a zur Wiedergewinnung von Öl zum flüssigen Kühlmittel 154 ist.
Es ist eine bekannte Tatsache, dass das gasförmige Kühlmittel, das aus der Auslassleitung des Akkumulators ausgelassen wird, in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf von dem Verdichter angesaugt wird. Anschließend wird das gasförmige Kühlmittel verdichtet und danach ausgelassen. Bei dem Akkumulator mit dem herkömmlichen Aufbau tritt ein Phänomen auf, dass die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels, das in die Auslassleitung 153 des Akkumulators eingeleitet wird, sich übermäßig stark erhöht, wenn sich das flüssige Kühlmittel 154 in großer Menge in dem Behälter 151 ansammelt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Verdichter in einen Zustand gebracht, in welchem das flüssige Kühlmittel in großer Menge angesaugt wird. Infolgedessen wird ein Zustand herbeigeführt, in welchem das flüssige Kühlmittel verdichtet wird, was dazu führt, dass ein abnormal hoher Druck erzeugt wird. Außerdem tritt am innen liegenden Bereich des Verdichters eine fehlerhafte Schmierung der Lagerteile auf, da eine Ölzuführpumpe das flüssige Kühlmittel ansaugt und somit das flüssige Kühlmittel zu den Lagerteilen und gleitenden Teilen geleitet wird. Infolgedessen kommt es zu einem Versagen von Mechanismen in dem Verdichter sowie zu einem abnorm starken Verschleiß und zu abnorm starker Reibung der gleitenden Teile in dem Verdichter.
Nachstehend wird nun die Kennlinie für einen Fluss in einem Akkumulator bei einem Kälte- und Klimatisierungskreislauf beschrieben, in welchem ein Kältemaschinenöl verwendet wird, das sich nicht in dem Kühlmittel löst. Außerdem werden die sich in diesem Fall ergebenden Probleme erläutert.
Ein weiteres Beispiel für den herkömmlichen Akkumulator wird nun dargestellt. 33 zeigt einen vertikalen Querschnitt mit der Darstellung eines Akkumulators, wie er in der veröffentlichten japanischen Patentschrift Nr. 5-39409 beschrieben ist.
Gemäß der Zeichnung gibt das Bezugszeichen 201 einen Behälter an, ist mit 202 eine Ansaugleitung dargestellt, repräsentiert das Bezugszeichen 203 eine Auslassleitung und stellt 204 das flüssige Kühlmittel dar, das sich in dem Behälter 201 angesammelt hat. Das Bezugszeichen 205 repräsentiert Kältemaschinenöl. Die Bezugszeichen 203a bis 203e geben jeweils eines von mehreren Löchern zur Rückgewinnung von Öl an, die sich in vertikaler Richtung der Auslassleitung 203 öffnen. Bei diesem Beispiel sind fünf Löcher zur Ölrückgewinnung vorgesehen. Das Bezugszeichen 203f stellt eine Gaseinlassöffnung dar, welche an einem Ende der Auslassleitung 203 ausgebildet ist. Mit dem Symbol U ist die Geschwindigkeit eines Gases in der Auslassleitung 203 angegeben.
Bei dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf welcher den vorstehend dargestellten Akkumulator umfasst, lässt man ein Fluid, welches ein gasförmiges Kühlmittel, ein flüssiges Kühlmittel und Kältemaschinenöl enthält, durch die Ansaugleitung 202 strömen und leitet es dann in den Behälter 201 ein. Das gasförmige Kühlmittel und das flüssige Kühlmittel werden in dem Innenraum im Behälter 201 von einander getrennt. Anschließend lässt man das gasförmige Kühlmittel von der Gaseinlassöffnung 203f durch die Auslassleitung 203 strömen und leitet es dann aus dem Behälter 201 nach außen ab. Andererseits sammeln sich in einem unteren Bereich des Behälters 201 das flüssige Kühlmittel 204 und das Kältemaschinenöl 205.
Wenn das Kältemaschinenöl 205 nur schlechte oder überhaupt keine Löslichkeit in dem flüssigen Kühlmittel 204 hat oder wenn es in Bezug auf das Kältemaschinenöl 205 zur Phasentrennung gegenüber dem flüssigen Kühlmittel 204 – je nach Betriebsbedingungen – kommt, werden das Kältemaschinenöl 205 und das flüssige Kühlmittel 204 in dem Behälter 201 von einander getrennt, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Infolgedessen schwimmt das Kältemaschinenöl 205 mit einer Schichtdicke h auf dem flüssigen Kühlmittel 204 mit dem Flüssigkeitspegel H. Die Vielzahl von Löchern 203a bis 203e zur Ölrückgewinnung sind in vertikaler Richtung ausgebildet, so dass das Kältemaschinenöl 205 und das flüssige Kühlmittel 204 in die Auslassleitung 203 durch die Löcher 203a bis 203e zur Ölrückgewinnung eingesaugt werden. Auf diese Weise vermischen sie sich mit dem gasförmigen Kühlmittel und können in die Vorrichtung einströmen.
Ein weiteres Beispiel für einen herkömmlichen Akkumulator wird nachstehend beschrieben. Dabei zeigt 34 in einer vertikalen Querschnittsansicht den Aufbau eines Akkumulators, wie ex in dem offengelegten japanischen Gebrauchsmuster Nr. 58-87079 offenbart wird. Der Innenaufbau des Akkumulators unterscheidet sich dabei von dem Aufbau der in 33 dargestellten herkömmlichen Vorrichtung.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass das Bezugszeichen 206 einen Behälter dargestellt, dass mit dem Bezugszeichen 207 eine Ansaugleitung angegeben ist und das Bezugszeichen 208 eine Auslassleitung bezeichnet. Die Bezugszeichen 208a bis 208e sind einer Vielzahl von Löchern zur Ölrückgewinnung zugeordnet, die vertikal in der Auslassleitung 208 ausgebildet sind. Das Bezugszeichen 209 stellt ein flüssiges Kühlmittel dar, während mit 210 ein Kältemaschinenöl angegeben ist.
Bei dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf, welcher den vorstehend genannten Akkumulator umfasst, lässt man ein Fluid, welches das gasförmige Kühlmittel, das flüssige Kühlmittel und das Kältemaschinenöl enthält, durch die Ansaugleitung 207 strömen und leitet es dann in den Behälter 206. Im Innenraum im Behälter 206 werden dann das gasförmige Kühlmittel und das flüssige Kühlmittel von einander getrennt. Außerdem werden das Kältemaschinenöl 210 und das flüssige Kühlmittel 209 von einander getrennt. Das Kältemaschinenöl 210, das ein geringes spezifisches Gewicht besitzt, wird in einen Zustand versetzt, in dem es auf dem flüssigen Kühlmittel 209 aufschwimmt. Da die Vielzahl von Löchern 208a bis 208e zur Ölrückgewinnung in vertikaler Richtung ausgebildet sind, werden das Kältemaschinenöl 210 und das flüssige Kühlmittel 209 durch die Löcher 208a bis 208e zur Ölrückgewinnung in die Auslassleitung 208 eingesaugt. Anschließend werden sie mit dem gasförmigen Kühlmittel vermischt und können in die Vorrichtung fließen.
Die beiden herkömmlichen Konstruktionen arbeiten in ähnlicher Weise und es treten bei beiden ähnliche Probleme auf. Nachfolgend werden nun die Funktionsweise und die Probleme bei der in 33 dargestellten herkömmlichen Konstruktion beschrieben.
Die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels, das über die Löcher 203a bis 203e zur Ölrückgewinnung in die Auslassleitung 203 eingeleitet wird, erhöht sich um so stärker, je höher die Geschwindigkeit U des Gases erhöht wird, das in der Auslassleitung 203 fließt, und je weiter die Menge an flüssigem Kühlmittel erhöht, das sich in dem Behälter 201 ansammelt, d. h. die Höhe H des flüssigen Kühlmittels, vergrößert wird. 35 stellt die Kennlinie für die Durchflussrate basierend auf der Annahme dar, dass die Gasgeschwindigkeit U einen konstanten Wert hat und die Dicke h des Kältemaschinenöls 205 konstant ist, das auf dem flüssigen Kühlmittel 204 aufschwimmt.
In 35 ist auf der Abszissenachse die Höhe H (mm) des flüssigen Kühlmittels und auf der Ordinatenachse die Rate des Flusses (kg/h) aufgetragen, der in die Auslassleitung 203 eingeleitet wird. Gestrichelte Linien geben die Durchflussraten von Teilen des flüssigen Kühlmittels an, die durch die Löcher 203a bis 203e zur Ölrückgewinnung eingeleitet werden. Eine strichpunktierte Linie, die nach rechts ansteigt, gibt die gesamte Durchflussrate des durch die jeweiligen Löcher zur Ölrückgewinnung eingeleiteten flüssigen Kühlmittels an.
Erhöht sich die Höhe H des flüssigen Kühlmittels, so erhöht sich die Anzahl der Löcher zur Ölrückgewinnung, die in dem flüssigen Kühlmittel 204 vorhanden sind. Da die Rate der Flüsse, die durch die unteren Löcher zur Ölrückgewinnung eingeleitet werden, sich um einen Betrag erhöht, welcher der potentiellen Höhe der Flüssigkeit entspricht, erhöht sich die vorgenannte Durchflussrate im Vergleich zur Rate der Durchflüsse, die durch die oberen Löcher zur Ölrückgewinnung eingeleitet werden. Deshalb erhöht sich die gesamte Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels im Verhältnis zur Höhe H des flüssigen Kühlmittels nicht. Die gesamte Durchflussrate erhöht sich mit ansteigender Geschwindigkeit. Dies bedeutet, dass sich bei ansteigendem Pegelstand des flüssigen Kühlmittels die Menge des flüssigen Kühlmittels 204 vergrößert, die in die Auslassleitung 203 gesaugt und aus dem Akkumulator abgegeben wird.
Die Durchflussrate des Öls wird nun erläutert. In 35 ist eine durchgezogene Sägezahnlinie dargestellt, welche eine Durchflussrate des Kältemaschinenöls 205 bezeichnet, welches im oberen Bereich schwimmt und durch das Loch zur Ölrückgewinnung in die Auslassleitung 203 eingeleitet wird. 36 ist ein Diagramm, das die Veränderung in der Öl-Durchflussrate zeigt. Die Menge an Kältemaschinenöl wird durch den Kälte- und Klimatisierungskreislauf bestimmt, der den Akkumulator beinhaltet. Da der Durchmesser jedes Lochs zur Ölrückgewinnung im Allgemeinen so festgelegt wird, dass eine übermäßig starke Ansammlung von Kältemaschinenöl im Akkumulator verhindert wird, verändert sich die Menge an Kältemaschinenöl, das sich in dem geschlossenen Behälter 201 des Akkumulators ansammelt, nicht erheblich. Deshalb sind normalerweise innerhalb der Dicke h des Kältemaschinenöls ein oder zwei Löcher zur Ölrückgewinnung vorhanden, auch wenn deren Anzahl von den Abständen zwischen den Löchern zur Ölrückgewinnung abhängig ist.
36(a) stellt einen Zustand dar, in welchem sich Kältemaschinenöl 205 in einem Bereich angesammelt hat, welcher die beiden Löcher 203c und 203d zur Ölrückgewinnung beinhaltet. 36(b) stellt einen Zustand dar, in welchem sich Kältemaschinenöl 205 in einem Bereich angesammelt hat, der ein Loch 203d zur Ölrückgewinnung beinhaltet, obwohl die Dicke h des Kältemaschinenöls die gleiche wie in dem in (a) dargestellten Fall ist. Dies bedeutet, dass der in (a) bzw. der in (b) dargestellte Zustand sich in Abhängigkeit von der Höhe H des flüssigen Kühlmittels realisieren lässt. Somit führt der Unterschied zwischen den beiden Zuständen dazu, dass sich die Durchflussrate des Öls ändert. Also handelt es sich bei dem in (a) dargestellten Zustand um eine Situation, in welcher die Durchflussrate des Öls größer ist als bei dem in (b) dargestellten Zustand. Deshalb verändert sich die Durchflussrate des Öls, das in die Auslassleitung 203 eingeleitet wird, geringfügig, wenn die Höhe H des flüssigen Kühlmittels verändert wird, auch wenn die Dicke h des Kältemaschinenöls konstant bleibt. Im tatsächlichen Fall neigt die Durchflussrate zu sägezahnartigen Veränderungen, wie dies in 35 dargestellt ist.
Es wird nun ein Betriebszustand betrachtet, bei welchem das flüssige Kühlmittel mit dem gasförmigen Kühlmittel vermischt wird, das in dem Akkumulator fließt, und bei dem die Menge an Kühlflüssigkeit in dem flüssigen Kühlmittel übermäßig stark erhöht wird.
Außerdem wird in dem Akkumulator mit dem herkömmlichen Aufbau (vgl. 33 und 34) ein Kältemaschinenöl von der Art verwendet, bei der eine Phasentrennung von dem flüssigen Kühlmittel auftritt. Im vorgenannten Zustand wird das flüssige Kühlmittel in großer Menge in den Verdichter eingeleitet, weil eine große Anzahl von Löchern zur Ölrückgewinnung vorhanden ist. In dem vorstehend dargestellten Zustand wird der Verdichter in einen Zustand versetzt, in dem die Flüssigkeit verdichtet und somit ein abnorm hoher Druck erzeugt wird. Außerdem tritt am innen liegenden Bereich des Verdichters eine fehlerhafte Schmierung des Lagerbereichs auf, weil eine Ölzuführpumpe das flüssige Kühlmittel ansaugt und so das flüssige Kühlmittel den Lagerteilen und den gleitenden Teilen zuführt. Infolgedessen treten an den sich bewegenden Teilen im Verdichter abnormer Verschleiß und abnorme Reibung auf. Somit kommt es bei dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf zu einer Störung in der Kühlleistung oder im Betriebsverhalten. Außerdem leidet der vorgenannte Zustand im Vergleich zu einer Anordnung, bei welcher das Kältemaschinenöl im Kühlmittel löslich ist, gelegentlich unter einer unbefriedigenden Zuverlässigkeit.
Wie sich aus der Beschreibung der herkömmlichen Vorrichtungen zu erkennen ist, darf die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels, das aus dem in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf vorhandenen Akkumulator ausgelassen wird, nicht größer als ein bestimmter Grenzwert sein. Andererseits ist eine etwas größere Durchflussrate des Kältemaschinenöls erforderlich, um den Verdichter reibungslos in Betrieb zu halten. Die vorgenannten Bedingungen ändern sich geringfügig in Abhängigkeit von dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf, in dem der Akkumulator enthalten ist.
Um die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels bei dem in 33 oder 34 dargestellten herkömmlichen Aufbau zu verringern, muss beispielsweise der Durchmesser jedes Lochs zur Ölrückgewinnung verkleinert werden. Dem kleinstmöglichen Durchmesser des Lochs zur Ölrückgewinnung ist jedoch wegen einer erforderlichen Durchflussrate an Kältemaschinenöl, die prozessiert werden muss, eine Grenze gesetzt. Außerdem eignet sich eine zu starke Verkleinerung im Durchmesser nicht für die Massenproduktion. Noch schlimmer ist allerdings die Beobachtung, dass Verstopfung durch Fremdstoffe, wie Staub, auftritt, wenn der Durchmesser des Lochs zu klein ist. Deshalb muss der Durchmesser größer als ein bestimmter Wert sein, zum Beispiel darf der Durchmesser des Lochs nicht kleiner als etwa 1,5 mm sein. Der vorgenannte Durchmesser ist aber zu klein, um die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels zu verringern.
Noch ein weiteres Problem ergibt sich bei den in 33 und 34 dargestellten Konstruktionen unter dem Gesichtspunkt der Durchflussratenkennlinie von Öl. Und zwar kann dann, wenn der Durchmesser jedes Lochs zur Ölrückgewinnung mit einem kleinem Wert ausgebildet wird, die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels verringert werden. Allerdings wird auch die Durchflussrate des Öls in unerwünschter Weise verringert. In diesem Fall kann eine benötigte Durchflussrate in Bezug auf Kältemaschinenöl nicht realisiert werden. In diesem Fall sammelt sich Öl in einer großen Menge in dem Behälter des Akkumulators an, was zu einer Verringerung der Ölmenge im Verdichter führt.
Wie zuvor beschrieben, wird der herkömmliche Akkumulator in einen Zustand versetzt, in welchem der Verdichter flüssiges Kühlmittel in großer Menge ansaugt. Somit wird der Akkumulator in einen Zustand versetzt, in welchem das flüssige Kühlmittel verdichtet wird, was dazu führt, dass ein abnorm hoher Druck erzeugt wird. Da die Ölzuführpumpe im Verdichter das flüssige Kühlmittel ansaugt und das flüssige Kühlmittel den Lagerteilen und sich bewegenden Teilen zuführt, leiden die Lagerteile unter einer unzureichenden Schmierung. Infolgedessen können Mechanismen im Verdichter kaputtgehen und es kann in dem sich bewegenden Bereich im Verdichter zu abnormem Verschleiß und abnormer Reibung kommen.
Wie zuvor beschrieben, liegt bei dem herkömmlichen Akkumulator insofern ein Problem vor, als die Durchflussrate sowohl des flüssigen Kühlmittels als auch des Kältemaschinenöls nicht in geeigneter Weise gesteuert werden kann, wenn Kältemaschinenöl verwendet wird, das in dem Kühlmittel löslich ist, oder wenn Kältemaschinenöl verwendet wird, das sich in dem Kühlmittel schlecht löst. Somit hat sich die Betriebszuverlässigkeit des Verdichters als unbefriedigend erwiesen.
Die US A 347 817 betrifft eine Klimaanlage für zwei Einsatzzwecke, nämlich Kühlung und Heizung, und insbesondere einen Akkumulatoraufbau einer derartigen Klimaanlage, mit welchem verhindert wird, dass ein flüssiges Kühlmittel in einen Verdichter fließt, weil eine Wärmequelle fehlt, die während eines Heizbetriebs gemäß einem Absinken der Außentemperatur arbeitet. Gleichzeitig wird eine reibungslose Rückgewinnung von Öl erreicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Angesichts der vorstehenden Ausführungen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Akkumulator zu erhalten, der in der Lage ist, einen übermäßig starken Austrag an flüssigem Kühlmittel aus dem Akkumulator zu verhindern, die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels zu verringern, das in den Verdichter eingeleitet wird, und die Menge an Kältemaschinenöl zu verringern, das sich in dem Akkumulator ansammelt, damit eine erforderliche Menge an Kältemaschinenöl im Verdichter aufrecht erhalten wird. Infolgedessen soll versucht werden, die Zuverlässigkeit des Verdichters und diejenige eines Kälte- und Klimatisierungskreislaufs zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Akkumulator gelöst, wie er in den Ansprüchen 1 bis 10 definiert ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht mit der Darstellung eines Akkumulators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Diagramm zur Darstellung der Betriebsweise des Akkumulators gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine Querschnittsansicht mit der Darstellung eines Akkumulators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer dritten Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
5 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines ersten Behälters gemäß einer weiteren Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
6 ist ein Querschnitt durch einen Akkumulator gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Kühlmittel-Ansaugleitung gemäß der sechsten Ausführungsform.
10 ist eine Querschnittsansicht des Akkumulators gemäß der sechsten Ausführungsform.
11 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines zweiten Behälters gemäß der achten Ausführungsform.
14 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 ist ein Diagramm zur Betriebsweise einer Bewegungseinrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
20 ist eine vertikale Querschnittsansicht mit der Darstellung eines Akkumulators gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
22 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
23 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
24 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
25 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
26 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
27 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Gasverbindungsleitung gemäß der zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
28 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer einundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
29 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
30 ist eine Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
31 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Beispiels eines herkömmlichen Akkumulators.
32 ist eine Graphik, die Durchflussraten (kg/h) von flüssigem Kühlmittel und Kältemaschinenöl in Abhängigkeit von der Höhe (mm) des Pegels des flüssigen Kühlmittels bei dem herkömmlichen Akkumulator darstellt.
33 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels des herkömmlichen Akkumulators.
34 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines anderen Beispiels des herkömmlichen Akkumulators.
35 ist eine Graphik, die Durchflussraten (kg/h) von flüssigem Kühlmittel und Kältemaschinenöl in Abhängigkeit von der Höhe (mm) des Pegelstands des flüssigen Kühlmittels bei dem herkömmlichen Akkumulator zeigt.
36 ist eine Graphik, welche die Veränderung in der Durchflussrate bei dem herkömmlichen Akkumulator zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Der Aufbau eines Akkumulators zum Einsatz bei einem Kälte- und Klimatisierungskreislauf gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. Dabei zeigt 1 in einer Graphik einen Akkumulator mit einem Aufbau, bei dem ein erster Behälter unterhalb eines zweiten Behälters angeordnet ist. 1(a) stellt dabei einen vertikalen Querschnitt und 1(b) einen Querschnitt entlang der Linie X-X dar, die in 1(a) gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass bei dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf Kältemaschinenöl verwendet wird, das in Kühlmittel schlecht löslich ist.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass das Bezugszeichen 1 einen ersten Raum angibt, bei dem es sich um einen ersten Behälter handelt, und dass mit dem Bezugszeichen 2 ein zweiter Raum angegeben ist, bei dem es sich um einen zweiten Behälter handelt. Das Bezugszeichen 3 gibt eine Einleitungseinrichtung dar, die beispielsweise eine Ansaugleitung zum Einleiten von gasförmigem Kühlmittel, flüssigem Kühlmittel und Kältemaschinenöl ist, die zusammen in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf zirkulieren. Das Bezugszeichen 4 gibt eine Leitung an, bei der es sich um einen Gaskanal bzw. einen Gasdurchgang oder -durchfluss handelt, der sowohl als Flüssigkeitskanal als auch als Gaskanal dient. Auch wenn die Gaskanalleitung 4 in erster Linie die Aufgabe hat, das gasförmige Kühlmittel aus dem ersten Behälter 1 in den zweiten Behälter 2 einzuleiten, ist diese Ausführungsform so aufgebaut, dass auch das flüssige Kühlmittel und das Kältemaschinenöl durch die Gaskanalleitung 4 strömen können, um so in den zweiten Behälter 2 befördert zu werden. Das Bezugszeichen 5 gibt eine Abgabeeinrichtung zum Austragen des gasförmigen Kühlmittels in den Kälte- und Klimatisierungskreislauf, wobei es sich bei der Abgabeeinrichtung um eine Auslassleitung handelt. Das Bezugszeichen 6 stellt eine Rückführeinrichtung dar, welche das Kältemaschinenöl, das sich in dem ersten Behälter 1 angesammelt hat, in den Kälte- und Klimatisierungskreislauf befördert, wobei die Rückführeinrichtung eine Ölrückführleitung ist. Das Bezugszeichen 7 stellt eine Luftkanalleitung dar, mit dem Bezugszeichen 8 ist eine Verbindungsleitung angegeben, und das Bezugszeichen 9 stellt ein gasförmiges Kühlmittel dar.
Die Gaskanalleitung 4 besitzt ein Ende, das sich in einen Gasbereich des ersten Behälters 1 öffnet, und ein anderes Ende, das sich in den zweiten Behälter 2 öffnet. Die Gaskanalleitung 4 ist im ersten Behälter 1 vertikal quer über den Gasbereich und den Bereich angeordnet, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt. Die Gaskanalleitung 4 kann mit der Verbindungsleitung 8 in einer vorgegebenen Höhe vom Boden des ersten Behälters 1 in Strömungsverbindung stehen, auf welchem der Flüssigkeitspegel aufrechterhalten werden muss. Die Verbindungsleitung 8 ist mit der Luftleitung 7 verbunden. Somit bildet ein oberes Ende 7a der Luftleitung 7 ab der Position, an welcher die Verbindungsleitung 8 angeschlossen ist, einen ersten Kanal, der für die Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 8 und einem oberen Abschnitt im ersten Behälter 1 sorgt. Ein unteres Ende 7b der Luftleitung 7 bildet ab der Position, an welcher die Verbindungsleitung 8 angeschlossen ist, einen zweiten Kanal bzw. Durchgang, welcher die Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 8 und einem Raum im ersten Behälter 1 herstellt, der unter einer vorgegebenen Höhe liegt.
Nachstehend wird nun die Betriebsweise des Akkumulators mit dem vorstehend erläuterten Aufbau beschrieben.
Das gasförmige Kühlmittel 9, das aus einem Verdampfer im Kälte- und Klimatisierungskreislauf abgegeben wird, wird von der Ansaugleitung 3 in den ersten Behälter 1 eingeleitet. Anschließend lässt man das gasförmige Kühlmittel 9 durch die Gaskanalleitung 4 strömen und leitet es dann in den zweiten Behälter 2 ein, woraufhin das gasförmige Kühlmittel 9 in den Verdichter eingeleitet wird. Zu diesem Zeitpunkt führt der Betriebszustand des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs dazu, dass das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11 mit dem gasförmigen Kühlmittel 9 vermischt werden. Das gasförmige Kühlmittel 9, das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11, die in den ersten Behälter 1 eingeleitet werden, werden dann einer Trennung in die Gasphase und die flüssige Phase unterzogen. Damit sammeln sich das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11, die nun von einander getrennt sind, im unteren Teil des ersten Behälters 1. Wird davon ausgegangen, dass das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11 nicht gegenseitig ineinander löslich sind und dass das Kältemaschinenöl 11 ein spezifisches Gewicht besitzt, das geringer ist als das spezifische Gewicht des flüssigen Kühlmittels 10, schwimmt das Kältemaschinenöl 11 oben auf der Oberfläche des flüssigen Kühlmittels 10. Die Ölrückführleitung 6 ist mit einem Kreislauf zum Zurückführen des abgetrennten Kältemaschinenöls 11 zum Verdichter verbunden. Die Pfeile in der Zeichnung geben die Strömungsrichtungen des gasförmigen Kühlmittels 9 (Pfeile in Umrisslinien mit feinem Strich), des flüssigen Kühlmittels 10 (Pfeile in punktierten Linien) und des Kältemaschinenöls 11 an (Pfeile mit diagonalen Linien).
Nun wird unter Bezugnahme auf 2 die Funktionsweise der Luftkanalleitung 7 beschrieben. Deren Aufgabe besteht hauptsächlich in der Funktion, im ersten Behälter 1 eine vorgegebene Höhe des Flüssigkeitspegels aufrecht zu erhalten (also die Höhe des Pegels der Flüssigkeit). Wenn Kältemaschinenöl, das in dem Kühlmittel nur schwer löslich ist, verwendet wird, besteht die Aufgabe der Luftkanalleitung 7 darin, das flüssige Kühlmittel 10 selektiv in den zweiten Behälter 2 zu befördern. Dies bedeutet, dass das flüssige Kühlmittel 10 aus der Verbindungsleitung 8 in die Gaskanalleitung 4 so eingeleitet wird, dass dort es in einen Zustand eines Mehrphasen-Flusses mit dem gasförmigen Kühlmittel 9 gebracht wird und von dem ersten Behälter 1 in den zweiten Behälter 2 eingeleitet wird. Da sich der Effekt der Trennung von Gas und Flüssigkeit im zweiten Behälter 2 herbeiführen lässt, sammelt sich das Kältemaschinenöl 11 im unteren Teil des zweiten Behälters 2. Nur das gasförmige Kühlmittel 9 wird aus der Auslassleitung 5 zum Verdichter abgegeben. Da die Höhe der Flüssigkeit im ersten Behälter 1 im wesentlichen konstant ist, wie vorstehend beschrieben wurde, wird durch die Höhe der Flüssigkeit kein Einfluss auf die Auslass-Durchflussrate ausgeübt, wie dies beim Stand der Technik der Fall war. Somit kann die Strömungsmenge stabilisiert werden. Außerdem kann das Kältemaschinenöl 11, das über dem flüssigen Kühlmittel 10 strömt, selektiv aus der Ölrückführleitung 6 abgegeben werden.
Nachstehend wird nun die Funktionsweise der Luftkanalleitung 7 beschrieben. Die Graphiken in 2(a), 2(b) und 2(c) stellen jeweils den Betrieb im ersten Behälter 1 dar. Es wird nun auf die Zeichnung verwiesen, wonach das Bezugszeichen h1 die Höhe ab der Bodenfläche des ersten Behälters 1 bis zur Ölrückführleitung 6 angibt, und mit dem Bezugszeichen h2 die Höhe ab der Bodenfläche des ersten Behälters 1 bis zur Verbindungsleitung 8 angegeben ist. Die Höhen erfüllen die Beziehung h1 < h2. Das untere Ende 7b der Luftkanalleitung 7 öffnet sich an einer Position, die unter der Höhe der Ölrückführleitung 6 liegt. Wird angenommen, dass die Höhe ab der Bodenfläche des ersten Behälters 1 bis zum unteren Ende 7b der Luftkanalleitung 7 h3 beträgt, so wird die Beziehung h3 < h1 erfüllt. Es ist zu beachten, dass sich das obere Ende 7a der Luftkanalleitung 7 im wesentlichen bei der gleichen Position wie bei dem oberen Ende der Gaskanalleitung 4 öffnet.
2(a) und 2(b) stellen einen Zustand dar, in dem das flüssige Kühlmittel 10 zusammen mit dem gasförmigen Kühlmittel 9 aus dem Verdampfer in den Akkumulator eingeleitet wird. 2(a) stellt einen Zustand dar, in dem die Höhe des Flüssigkeitspegels (der Ölstand) nicht kleiner als h2 ist. 2(b) zeigt einen Zustand, bei dem die Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) nicht größer als h2 ist. 2(c) zeigt einen Zustand im Betrieb des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs, bei welchem des flüssigen Kühlmittels 10 nicht aus dem Verdampfer in den Akkumulator eingeleitet wird und nur das gasförmige Kühlmittel 9 und das Kältemaschinenöl 11 in den Akkumulator eingeleitet werden.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun die Arbeitsweise beschrieben, in der eine im Wesentlichen konstante Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) in dem ersten Behälter aufrechterhalten wird, zusätzlich zur Funktionsweise bei der selektiven Einleitung nur des flüssigen Kühlmittels 10 aus der Gaskanalleitung 4 in den zweiten Behälter 2.
2(a) stellt einen Zustand dar, bei dem das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11 sich in dem ersten Behälter 1 angesammelt haben. Da das Kältemaschinenöl 11 ein geringeres spezifisches Gewicht aufweist, schwimmt das Kältemaschinenöl 11 ob auf dem flüssigen Kühlmittel 10. Die Ölrückführleitung 6 besitzt dabei einen solchen Durchmesser und eine solche Länge, dass das Kältemaschinenöl, das in den ersten Behälter 1 eingeleitet wurde, ausgeleitet wird. Darüber hinaus sind der Durchmesser und die Länge des unteren Endes 7b und der Verbindungsleitung 8 so festgelegt, dass sie in der Lage sind, das flüssige Kühlmittel in einer Menge auszutragen, wie sie in den ersten Behälter 1 eingeleitet wird. Falls die Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) nicht kleiner als h2 ist, wie dies in 2(a) dargestellt wird, sind die Höhe des Flüssigkeitspegels im ersten Behälter 1 und die Pegelhöhe in der Luftkanalleitung 7 so gehalten, dass sie auf gleicher Höhe liegen. Deshalb ist die Verbindungsleitung 8 mit dem flüssigen Kühlmittel 10 gefüllt. Infolgedessen kann das flüssige Kühlmittel 10 aus dem unteren Ende 7b der Luftkanalleitung 7 durch die Verbindungsleitung 8 strömen und sodann in den zweiten Behälter 2 eingeleitet werden. Da die Position des unteren Endes 7b der Luftkanalleitung 7 im Bereich der Schicht aus flüssigem Kühlmittel 10 liegt, wird nur das flüssige Kühlmittel 10 aus dem unteren Ende 7b der Luftkanalleitung 7 eingeleitet, um so die Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) abzusenken.
Wenn die Menge an flüssigem Kühlmittel, die aus der Ansaugleitung 3 eingeleitet wurde, verringert wurde und die Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) im ersten Behälter 1 nicht höher als h2 ist, wird der in 2(b) dargestellte Zustand herbeigeführt. Somit strömt das gasförmige Kühlmittel 9 aus dem oberen Ende 7a der Luftkanalleitung 7 zur Verbindungsleitung 8. Deshalb wird das flüssige Kühlmittel 10 nicht aus dem unteren Ende 7b der Luftkanalleitung 7 eingeleitet. Wenn nun im vorstehend dargestellten Zustand das flüssige Kühlmittel 19 aus der Ansaugleitung 3 eingeleitet wurde, wird deshalb die Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) angehoben. Somit stellt sich der Zustand ein, der in 2(a) dargestellt wird. Das heißt, dass die Wirkung herbeigeführt werden, dass die im Wesentlichen konstante Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) im ersten Behälter 1 nahe der Position aufrechterhalten wird (die Höhe h2 ab der Bodenfläche), an welcher die Verbindungsleitung 8 angeordnet ist.
Ein Zustand, bei welchem in den Akkumulator kein flüssiges Kühlmittel eingeleitet wird, stellt sich häufig als Betriebszustand des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs ein. Der Zustand, bei dem das flüssige Kühlmittel 10 nicht aus der Ansaugleitung 3 eingeleitet, aber das gasförmige Kühlmittel 9 und das Kältemaschinenöl 11 eingeleitet werden, ist in 2(c) dargestellt. Die Abmessungen der Ölrückführleitung 6 sind in der Weise festgelegt, dass eine größtmögliche Menge Öl, das aus der Ansaugleitung 3 eingeleitet wurde, ausgeleitet werden kann. Darüber hinaus wird die Auslegung in der Weise vorgenommen, dass der Pegel des Kältemaschinenöls 11 h1 nicht übersteigt, wenn das flüssige Kühlmittel 10 nicht eingeleitet wird. Dies bedeutet, dass der Ölstand im ersten Behälter 1, wie dies in 2(c) dargestellt ist, h2 nicht übersteigt. Deshalb wird kein Kältemaschinenöl 11 aus dem unteren Ende 7b in den zweiten Behälter 2 durch die Verbindungsleitung 8 eingeleitet. Aus diesem Grund kann eine Ausleitung des Kältemaschinenöls 11 zum zweiten Behälter 2 verhindert werden.
Infolge der nacheinander ablaufenden Arbeitsvorgänge lässt sich die im Wesentlichen konstante Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) im ersten Behälter 1 aufrechterhalten. Auch wenn ein gemischtes Fluid bzw. Strömungsmittel, das aus Kältemaschinenöl 11 oder dem flüssigen Kühlmittel und Kältemaschinenöl besteht, aus der Ölrückführleitung 6 ausgeleitet wird, wird die Strömungsmenge aus der Ölrückführleitung 6 zum Verdichter konstant gehalten, weil die Höhe des Pegelstands im ersten Behälter 1 im Wesentlichen konstant ist. Dies bedeutet, dass das Phänomen, dass die Höhe des Flüssigkeitspegels im Behälter höher steigt und damit die Strömungsmenge des flüssigen Kühlmittels, das zum Verdichter zurückgeführt wird, größer wird, tritt dabei nicht auf, das jedoch bei herkömmlichen Vorrichtungen beobachtet wurde. Wenn die Durchflussrate aus der Ölrückführleitung 6 zum Verdichter so eingestellt wird, dass sie nicht größer ist als der Grenzwert für die Einleitung des flüssigen Kühlmittels für den Verdichter, lässt sich die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels, das in die Verbindungsleitung eingeleitet wird, verhindern. Somit kann jeglicher Störung am Verdichter vorgebeugt werden.
Wie zuvor bereits beschrieben wurde, ist die Konstruktion des Akkumulators gemäß diesem Ausführungsform in der vorstehend erläuterten Weise für den Einsatz in einem Kälte- und Klimatisierungskreislauf angeordnet, in welchem ein Kältemaschinenöl eingesetzt wird, das sich nicht in dem flüssigen Kühlmittel aufgelöst hat. Somit lässt sich das Kältemaschinenöl von den Flüssigkeiten, die sich im ersten Behälter 1 angesammelt haben, zum Verdichter zurückführen und eine überschüssige Menge des flüssigen Kühlmittels, die eine vorgegebene Höhe übersteigt, kann selektiv zum zweiten Behälter 2 geleitet werden, damit sie sich dort ansammelt. Aus diesem Grund kann Kältemaschinenöl wirksam in Umlauf gehalten werden und ist es möglich, dass eine benötigte Menge an Kältemaschinenöl im Verdichter aufrechterhalten werden kann. Da der zweite Behälter 2 die Aufgabe hat, das Gas von der Flüssigkeit zu trennen, wird nur eine kleine Menge des flüssigen Kühlmittels aus der Auslassleitung 5 zum Kälte- und Klimatisierungskreislauf ausgeleitet.
Zweite Ausführungsform
Nachstehend wird nun ein Akkumulator gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, der an einen Kälte- und Klimatisierungskreislauf anpassbar ist. Das zweite Ausführungsform erfüllt die gleiche Aufgabe wie das erste Ausführungsform, mit dem Unterschied, dass das Kältemaschinenöl, das sich schlecht mit dem Kühlmittel löst, im Kälte- und Klimatisierungskreislauf verwendet wurde. Bei diesem Ausführungsform ist der erste Behälter über dem zweiten Behälter angeordnet, um so das flüssige Kühlmittel im ersten Behälter dazu zu veranlassen, dass es nach unten fällt und sich so im zweiten Behälter ansammelt. 3 ist ein Diagramm, das den Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform darstellt, der einen Aufbau hat, bei dem der erste Behälter 1 oberhalb des zweiten Behälters 2 angeordnet ist. 3(a) zeigt dabei eine Ansicht im vertikalen Querschnitt, während 3(b) einen Querschnitt entlang der Linie X-X darstellt, die in 3(a) eingezeichnet ist.
Gemäß den Zeichnungen gibt das Bezugszeichen 12 eine Gasverbindungsleitung an, welche so angeordnet ist, dass sie die Verbindung zwischen dem ersten Behälter 1 und dem zweiten Behälter 2 herstellt und so strukturiert ist, dass sie eine Strömung des gasförmigen Kühlmittels 9 ermöglicht. Das Bezugszeichen 12a stellt eine Auslassöffnung der Gasverbindungsleitung dar, während das Bezugszeichen 12b eine Einlassöffnung der Gasverbindungsleitung angibt. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Luftkanalleitung, die parallel zur Gasverbindungsleitung 12 angeordnet und zu einer Rohrform mit zwei geöffneten vertikalen Enden geformt ist. Das Bezugszeichen 13a gibt dabei ein oberes Ende 13a der Luftkanalleitung 13 an. Mit dem Bezugszeichen 13b wird ein unteres Ende 13b der Luftkanalleitung 13 angegeben. Eine Position nahe einer mittleren Position der Luftkanalleitung 13 ist mit der Seitenfläche der Gasverbindungsleitung 12 über eine Verbindungsleitung 14 verbunden. Der Aufbau, bei dem die Gaskanalleitung 13 und die Gasverbindungsleitung 12 mit einander verbunden sind, ist genau wie der Aufbau gemäß dem ersten Ausführungsform gestaltet. Die Höhe h1 von der Bodenfläche des ersten Behälters 1 zur Ölrückführleitung 6, die Höhe h2 von der Bodenfläche des ersten Behälters 1 zur Verbindungsleitung 14 und die Höhe h3 von der Bodenfläche des ersten Behälters 1 zum unteren Ende 13b der Luftkanalleitung 13 erfüllen die Beziehung h3 < h1 < h2. Das obere Ende 13a der Luftkanalleitung 13 öffnet sich im Wesentlichen an der gleichen Position wie das obere Ende der Gasverbindungsleitung 12.
Aufgrund der vorstehend dargestellten Konstruktion erfüllen die Gasverbindungsleitung 21, die Luftkanalleitung 13 und die Verbindungsleitung 14 die unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Funktion. Somit lässt sich der Effekt erzielen, dass die im Wesentlichen konstante Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) im ersten Behälter 1 aufrechterhalten werden kann.
Dies bedeutet, dass dann, wenn die Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) im ersten Behälter 1 nicht größer als h2 ist, das gasförmige Kühlmittel 9 in die Gasverbindungsleitung 12, die Luftkanalleitung 13 und die Verbindungsleitung 14 eingeleitet wird. Wenn die Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) so gehalten wird, dass sie nicht kleiner als h1 ist, wird das Kältemaschinenöl, das im oberen Teil zwischen den Flüssigkeiten treibt, die sich im ersten Behälter 1 angesammelt haben, aus der Ölrückführleitung 6 ausgelassen. Wenn die Höhe des Flüssigkeitspegels (des Ölstands) im ersten Behälter 1 so gehalten wird, dass sie nicht kleiner als h2 ist, dann wird das flüssige Kühlmittel 10 aus dem unteren Ende 13b der Luftkanalleitung 13 in die Gasverbindungsleitung 12 eingeleitet. Das flüssige Kühlmittel 10 bewegt sich zum zweiten Behälter 2, der an einer Position darunter angeordnet ist, was auf das Herabfallen unter Schwerkrafteinfluss und auf die Strömung des Gases zurückzuführen ist, und sammelt sich dann im unteren Bereich des zweiten Behälters 2. Somit ist in ähnlicher Weise wie beim ersten Ausführungsform der Akkumulator für den Kälte- und Klimatisierungskreislauf, bei dem Kältemaschinenöl verwendet wird, das sich nur schlecht mit dem flüssigen Kühlmittel löst, in der Lage, selektiv Kältemaschinenöl 11 aus der Ölrückführleitung zum Verdichter zurückzuführen. Darüber hinaus kann sich das flüssige Kühlmittel 10 selektiv im zweiten Behälter 2 ansammeln. Da der zweite Behälter 2 die Aufgabe hat, das Gas von der Flüssigkeit zu trennen, erhöht sich der Austrag des flüssigen Kühlmittels aus der Auslassleitung 5 nicht beträchtlich, auch nicht, wenn das flüssige Kühlmittel sich im zweiten Behälter 2 ansammelt.
Auch bei diesem Ausführungsform ist es in der vorstehend erläuterten Weise möglich, die Höhe des Flüssigkeitspegels im ersten Behälter 1 im Wesentlichen gleichbleibend auf der Höhe h2 zu halten. Deshalb kann die Durchflussrate von der Ölrückführleitung 6 zum Verdichter konstant gehalten werden. Somit lässt sich das Phänomen, das bei herkömmlichen Vorrichtung zu beobachten ist, nämlich dass sich die Strömungsmenge des flüssigen Kühlmittels, die zum Verdichter zurückgeführt wird, um so größer ist, je weiter oben der Flüssigkeitspegel im Behälter liegt, verhindern. Auch wenn aus der Ölrückführleitung 6 Kältemaschinenöl oder ein Gemisch aus Kältemaschinenöl und dem Kühlmittel ausgelassen wird, macht es eine Einstellung des Innendurchmessers der Ölrückführleitung 6 oder dergleichen Maßnahmen es möglich, dass die Strömungsmenge aus der Ölrückführleitung 6 zum Verdichter nicht größer ist als die begrenzte Menge, in der das flüssige Kühlmittel für den Verdichter eingeleitet wird. Infolgedessen kann eine erforderliche Menge an Kältemaschinenöl im Verdichter aufrechterhalten werden. Somit lässt sich das Auftreten einer Störung im Verdichter verhindern.
Dritte Ausführungsform
Im Zusammenhang mit dem ersten und zweiten Ausführungsform wurden Akkumulatoren beschrieben, die so angeordnet sind, dass sie sich an den Kälte- und Klimatisierungskreislauf anpassen lassen, bei welchem ein Kältemaschinenöl eingesetzt wird, das sich nur schlecht mit dem Kühlmittel löst. Ein Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform wird bei einem Kälte- und Klimatisierungskreislauf eingesetzt, bei dem Kältemaschinenöl verwendet wird, das sich in dem Kühlmittel löst. Das erste und das zweite Ausführungsform, die unter der Voraussetzung aufgebaut sind, dass Kältemaschinenöl mit schlechter Löslichkeit mit dem Kühlmittel verwendet wird, sind in der Weise aufgebaut, dass der Innenbereich des ersten Behälters 1 mit Einrichtungen zum Trennen des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls von einander und mit Einrichtungen ausgerüstet ist, um die Höhe des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls konstant zu halten. Das dritte Ausführungsform ist dagegen unter der Voraussetzung aufgebaut, dass bei dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf Kältemaschinenöl eingesetzt wird, das mit dem Kühlmittel löslich ist. Somit besteht eine Aufgabe bei dieser Ausführungsform darin, eine Funktion zu realisieren, um die Höhe des flüssigen Kühlmittels (einschließlich des Kältemaschinenöls) im ersten Behälter 1 konstant zu halten. Darüber hinaus wird eine Begrenzung des flüssigen Kühlmittels (einschließlich des Kältemaschinenöls), das aus dem Akkumulator zum Verdichter ausgetragen wird, versucht.
Der Akkumulator für den Einsatz bei dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf gemäß dem dritten Ausführungsform wird nachstehend nun beschrieben. 4 ist ein Diagramm, welches den Aufbau des Akkumulators gemäß dieser Ausführungsform darstellt, wobei dieser so aufgebaut ist, dass der erste Behälter 1 oberhalb des zweiten Behälters 2 angeordnet ist, ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform. 4(a) stellt eine Ansicht im vertikalen Querschnitt dar, während 4(b) eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X zeigt, die in 4(a) eingezeichnet ist.
Gemäß den Zeichnungen stellt das Bezugszeichen 15 eine Gasverbindungsleitung dar, welche die Verbindung zwischen dem ersten Behälter 1 und dem zweiten Behälter 2 herstellt. Mit dem Bezugszeichen 15a wird eine Verbindungsöffnung bezeichnet, während 15b ein oberes Ende der Gasverbindungsleitung 15 repräsentiert. Das Bezugszeichen 15c stellt ein unteres Ende der Gasverbindungsleitung 15 dar. Mit dem Bezugszeichen 16a wird ein flüssiges Kühlmittel bezeichnet, in dem Kältemaschinenöl gelöst ist, das sich in dem ersten Behälter 1 angesammelt hat. Das Bezugszeichen 16b bezeichnet ein flüssiges Kühlmittel, in dem Kältemaschinenöl gelöst ist, das sich im zweiten Behälter 2 angesammelt hat.
Das obere Ende 15b der Gasverbindungsleitung ist oberhalb des ersten Behälters 1 angeordnet, wohingegen das untere Ende 15c der Gasverbindungsleitung oberhalb des zweiten Behälters 2 angeordnet ist. Die Höhe h4 des Verbindungslochs 15a ist eine vorgegebene Höhe, auf welcher der Flüssigkeitspegel gehalten werden soll, wobei die Höhe h4 höher liegt als die Position h1 der Ölrückführleitung 6. Dies bedeutet, dass die Beziehung h1 < h4 erfüllt wird.
Nachstehend wird nun die Funktionsweise beschrieben. 4(a) zeigt einen Betriebszustand, in welchem flüssiges Kühlmittel (in dem Kältemaschinenöl gelöst ist) 16 aus der Ansaugleitung 3 eingeleitet wird. Da das flüssige Kühlmittel (in dem Kältemaschinenöl gelöst ist) 16 im ersten Behälter 1 einer Trennung der Gasphase von der Flüssigkeit unterzogen wird, sammelt sich das flüssige Kühlmittel 16 im ersten Behälter 1. Wenn das flüssige Kühlmittel (in dem Kältemaschinenöl gelöst ist) 16a, das sich im ersten Behälter 1 angesammelt hat, die Höhe des Verbindungsloches 15a übersteigt, kann es durch das Verbindungsloch 15a hindurch fließen und zum zweiten Behälter 2 gefördert werden. Deshalb übersteigt der Pegelstand des flüssigen Kühlmittels (in dem Kältemaschinenöl gelöst ist) 16a im ersten Behälter 1 nicht die Höhe h4 des Verbindungslochs 15a. Infolgedessen wird die Pegelhöhe des flüssigen Kühlmittels im ersten Behälter 1 begrenzt und die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels (in dem Kältemaschinenöl gelöst ist), das aus der Ölrückführleitung 6 zum Verdichter ausgelassen wird, wird im wesentlichen konstant gehalten.
Ein Zustand, in dem das flüssige Kühlmittel nicht aus der Ansaugleitung 3 und nur Kältemaschinenöl eingeleitet werden, lässt sich je nach dem Betriebszustand realisieren. Auch in diesem Fall ist die Konstruktion der Ölrückführleitung 6 in der Weise angeordnet, dass Kältemaschinenöl in einer Menge, die aus der Ansaugleitung 3 eingeleitet wird, in ähnlicher Weise wie beim ersten und zweiten Ausführungsform ausgetragen wird. Somit übersteigt die Höhe nicht die Höhe der Verbindungsöffnung 15a. Deshalb lässt sich ein Auslassen des Kältemaschinenöls 11 zum zweiten Behälter 2 verhindern. Somit wird der Zustand, in dem sich Kältemaschinenöl 11 ansammelt, nicht herbeigeführt.
Wird die Menge des flüssigen Kühlmittels, das sich in dem in 31 dargestellten Akkumulator angesammelt hat, bei der herkömmlichen Vorrichtung erhöht, erhöht sich auch die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels, das zum Verdichter hin ausgelassen wird. Bei dieser Ausführungsform ist es nun möglich, die Strömungsmenge konstant zu halten, ohne Berücksichtigung der Menge des angesammelten Kühlmittels. Auch wenn kein flüssiges Kühlmittel in den Akkumulator, dagegen Kältemaschinenöl eingeleitet wird, dann lässt sich das Kältemaschinenöl zuverlässig aus dem Akkumulator zum Verdichter hin wiederzugewinnen, und kann eine Störung im Betrieb des Verdichters verhindert werden.
5 stellt ein Beispiel dar, bei dem die Form und die Lage der Gasverbindungsleitung 15, wie sie in 4(a) gezeigt wird, verändert wurden. Auch in diesem Fall lässt sich eine ähnliche Wirkung erzielen. Aus 5 ist ersichtlich, dass das Bezugszeichen 15d eine Gasverbindungsleitung ohne Verbindungsloch darstellt. Das obere Ende der Gasverbindungsleitung 15d entspricht der Höhe der Verbindungsöffnung 15a, das in 4(a) gezeigt ist, wobei das obere Ende so gestaltet ist, dass es sich an einer Position befindet, an welcher sich ein gleich bleibender Flüssigkeitspegel realisieren lässt, d. h. an einer Position, die etwas höher liegt als die Ölrückführleitung 6. Infolge einer Funktionsweise ähnlich der, die auf 4(a) zu entnehmen ist, kann die Höhe des Flüssigkeitspegels im ersten Behälter 1 begrenzt werden. Infolgedessen kann erreicht werden, dass die Durchflussmenge des flüssigen Kühlmittels (in dem Kältemaschinenöl gelöst ist), das aus der Ölrückführleitung 6 an den Verdichter abgegeben wird, im wesentlichen konstant bleibt.
Auch wenn diese Ausführungsform einen Aufbau hat, bei dem der erste Behälter 1 oberhalb des zweiten Behälters 2 angeordnet ist, kann der erste Behälter 1 auch unterhalb des zweiten Behälters 2 angeordnet werden, um eine ähnliche Wirkung herbeizuführen, wie aus der ersten Ausführungsform leicht verständlich wird.
Vierte Ausführungsform
Ein Akkumulator zur Verwendung bei einem Kälte- und Klimatisierungskreislauf gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun als nächstes beschrieben. Auch der Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform weist die Einrichtung zum Trennen des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls von einander auf, sowie die Einrichtung, um die jeweilige Höhe des Pegelstands des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls konstant zu halten.
Bei dieser Ausführungsform ist der Aufbau, mit dessen Hilfe der Flüssigkeitspegel im ersten Behälter 1 konstant gemacht wird, in der Weise ausgebildet, dass in der Seitenfläche der Gasverbindungsleitung eine Verbindungsöffnung ausgebildet ist. Darüber hinaus ist eine Leitung, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Gasverbindungsleitung ist, so angeordnet, dass sie die Gasverbindungsleitung umfasst.
6(a) stellt eine Ansicht im vertikalen Querschnitt dar, welche den Akkumulator gemäß diesem Ausführungsform zeigt. 6(b) zeigt einen seitlichen Querschnitt, der durch die Ansicht in 6(a) gelegt ist. Gemäß diesen Zeichnungen stellt das Bezugszeichen 17 einen Zylinder dar, der s angeordnet ist, dass der Zylinder 17 die Gasverbindungsleitung 15 umfasst. Das Bezugszeichen 17a gibt dabei ein unteres Ende des Zylinders 17 an, wobei das untere Ende 17a ein Kanal ist, durch den das flüssige Kühlmittel strömt. Mit dem Bezugszeichen 17b ist ein oberes Ende des Zylinders 17 bezeichnet, wobei das obere Ende 17b einen Kanal bzw. Durchfluss darstellt, durch welchen das gasförmige Kühlmittel 9 fließt. Mit dem Bezugszeichen 18 ist ein Spalt zwischen der Gasverbindungsleitung 15 und dem Zylinder 17 angegeben. Um zwischen dem unteren Ende 17a des Zylinders 17 und der Bodenfläche des ersten Behälters 1 einen entsprechenden Spalt c aufrechtzuerhalten, sind die Elemente fest am ersten Behälter 1 angebracht. Die Gasverbindungsleitung 15 besitzt eine Verbindungsöffnung 15a, die an einer vorgegebenen Position ausgebildet ist, bei welcher der Flüssigkeitspegel gehalten werden muss.
Als nächstes wird nun die Funktionsweise des Akkumulators gemäß dieser Ausführungsform in der Weise beschrieben, dass ein Vergleich gegenüber dem in 1 dargestellten Ausführungsform vorgenommen wird. Der Spalt 18 entspricht dabei der Luftkanalleitung 7, wohingegen das Verbindungsloch 15a der Verbindungsleitung 8 entspricht. Ist somit der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) im ersten Behälter 1 höher als h2 ist, kann das flüssige Kühlmittel durch das untere Ende 17a des Zylinders 17 hindurchströmen und durch die Verbindungsöffnung 15a in das flüssige Kühlmittel 16 eingeleitet werden, woraufhin das flüssige Kühlmittel in den zweiten Behälter 2 ausgetragen wird. Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) im ersten Behälter niedriger als h2 liegt, kann das gasförmige Kühlmittel 9 durch den Spalt 18 hindurchströmen und dann durch das Verbindungsloch 15a in die Gasverbindungsleitung 15 eingeleitet werden. Infolgedessen wird das flüssige Kühlmittel nicht in die Gasverbindungsleitung 15 eingeleitet. Wie vorstehend bereits erläutert, bildet das flüssige Kühlmittel 16 zusammen mit dem Zylinder 17 die Einrichtung um die Höhen des Pegelstandes des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls konstant zu halten. Die Einrichtung zum Trennen des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls von einander kann in der Weise angeordnet werden, dass der erste Behälter 1 ruhig gehalten wird und die Ölrückführleitung 6 an einer Position innerhalb des Bereichs der Schicht aus Kältemaschinenöl angeordnet wird, das wegen der Eigenschaften des Kältemaschinenöls von dem flüssigen Kühlmittel getrennt wurde.
Wie vorstehend bereits erläutert wurde, ist es mit der vierten Ausführungsform möglich, die gleiche Funktion zu realisieren, die mit den ersten und zweiten Ausführungsformen erreicht werden kann.
Das vierte Ausführungsform ist auf der Annahme aufgebaut, dass Kältemaschinenöl verwendet wird, das sich nur schlecht in dem Kühlmittel lösen lässt. Der Unterschied gegenüber dem dritten Ausführungsform liegt in dem Aspekt, ob der Zylinder 17 angeordnet wurde. Wenn deshalb der Aufbau dieser Ausführungsform auf den Kälte- und Klimatisierungskreislauf angewendet wird, bei welchem Kältemaschinenöl eingesetzt wird, das mit dem Kühlmittel gelöst werden kann, dann lässt sich der Flüssigkeitspegel im ersten Behälter 1 in ähnlicher Weise wie bei dem Aufbau konstant halten, in dem Kältemaschinenöl verwendet wird, das überhaupt nicht oder nur schwer löslich ist.
Fünfte Ausführungsform
Nachfolgend wird ein Akkumulator zur Verwendung in einem Kälte- und Klimatisierungskreislauf gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Auch der Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform ist so aufgebaut, dass er auf einen Fall abgestimmt werden kann, bei welchem Kältemaschinenöl, das mit dem Kühlmittel nur schlecht löslich ist, in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf verwendet wird. Der erste Behälter 1 ist mit der Einrichtung zum Trennen des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls ausgerüstet, sowie mit der Einrichtung, mit deren Hilfe die jeweilige Höhe des Pegelstands des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls konstant gehalten werden kann.
Bei dieser Ausführungsform wird der Flüssigkeitspegel im ersten Behälter konstant gehalten, indem der untere Endabschnitt der Gasverbindungsleitung diagonal angeschnitten wird und eine Leitung, deren Durchmesser größer ist als derjenige der Gasverbindungsleitung, so angeordnet ist, dass sie die Gasverbindungsleitung umschließt.
7(a) zeigt eine Querschnittsansicht in vertikaler Richtung, welche den Akkumulator gemäß diesem Ausführungsform darstellt. 7(b) ist dagegen eine Ansicht im Querschnitt, der entlang der in 7(a) eingezeichneten Linie X-X gelegt ist. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet die Gasverbindungsleitung mit einen diagonal angeschnittenen unteren Ende 19a. Gemäß der Darstellung in den Zeichnungen ist die Gasverbindungsleitung 19 dabei in der Weise befestigt, dass zwischen dem unteren Ende 19a und der Bodenfläche des ersten Behälters 1 ein etwas großer Spalt gebildet wird. Bei der Position handelt es sich um die Position, an welcher der nötige Flüssigkeitspegel gehalten wird. Das Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Zylinder, der so angeordnet ist, dass er die Gasverbindungsleitung 19 beinhaltet. Mit dem Bezugszeichen 20a ist ein unteres Ende des Zylinders 20 dargestellt, während das Bezugszeichen 20b ein oberes Ende desselben darstellt. Mit dem Bezugszeichen 21 ist ein Spalt zwischen der Gasverbindungsleitung 19 und dem Zylinder 20 angegeben, wobei der Spalt 21 ein jeweils geöffnetes oberes und unteres Ende aufweist. Die Höhe des unteren Endes 20a ist niedriger als die Höhe des unteren Endes 19a der Gasverbindungsleitung 19, wohingegen die Höhe der Ölrückführleitung 6 in einem Bereich zwischen dem unteren Ende 19a der Gasverbindungsleitung 19 und dem unteren Ende 20a des Zylinders 20 beinhaltet ist.
Als nächstes wird nun die Betriebsweise erläutert. Dabei stellt 7(a) einen Zustand dar, in welchem das Kältemaschinenöl 11 und das flüssige Kühlmittel 10 im ersten Behälter 1 vorhanden sind. Das flüssige Kühlmittel 10 kann durch den Spalt zwischen dem unteren Ende 20a des Zylinders 20 und der Bodenfläche des ersten Behälters 1 hindurchfließen und wird dann in den Spalt 21 eingeleitet. Danach erreicht das flüssige Kühlmittel 10 das untere Ende 19a der Gasverbindungsleitung 19. Das untere Ende 19a, das diagonal angeschnitten ist, weist einen unteren Endbereich auf, der nahe dem flüssigen Kühlmittel 10 liegt, wie in der Zeichnung zu erkennen ist. Da das gasförmige Kühlmittel 9 nahe der Oberfläche des flüssigen Kühlmittels 10 fliesst, wenn das gasförmige Kühlmittel 9 in das untere Ende 19a der Gasverbindungsleitung 19 eingeleitet wird, wird ein Teil des flüssigen Kühlmittels 10 zu einer Aufwärtsbewegung veranlasst. Somit wird das flüssige Kühlmittel 10 aus dem ersten Behälter 1 ausgeleitet und sammelt sich dann in dem (hier nicht dargestellten) zweiten Behälter.
Wenn der Flüssigkeitspegel des flüssigen Kühlmittels 10 noch weiter angehoben wurde, wird die Fläche des unteren Endes 19a der Gasverbindungsleitung 19, durch welche man das gasförmige Kühlmittel 9 strömen lässt, verkleinert. Damit erhöht sich die Flussgeschwindigkeit, was dazu führt, dass sich das flüssige Kühlmittel 10 in einer größeren Menge nach oben bewegt. Wenn der Flüssigkeitspegel des flüssigen Kühlmittels 10 niedrig ist, dann wird die Menge, in welcher aus dem Behälter 1 ausgeleitet wird, verringert. Infolgedessen lässt sich der Flüssigkeitspegel im ersten Behälter 1 konstant halten.
Die fünfte Ausführungsform ist so aufgebaut, dass sie sich zum Einsatz mit Kältemaschinenöl anpassen lässt, das sich in dem Kühlmittel nur schlecht löst. Ein weiterer Aufbau, bei dem der Zylinder 20 weggelassen wird, lässt sich ebenfalls heranziehen, um eine ähnliche Wirkung wie jene zu erzielen, die man mit dem vierten Ausführungsform in dem Fall erzielt, dass in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf ein Kältemaschinenöl verwendet wird, das sich mit dem Kühlmittel löst.
Sechste Ausführungsform
Nachstehend wird nun ein Akkumulator zur Verwendung bei einem Kälte- und Klimatisierungskreislauf gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Auch ist der Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform so aufgebaut, dass er sich an den Kälte- und Klimatisierungskreislauf anpassen lässt, der mit einem Kältemaschinenöl arbeitet, das sich in dem Kühlmittel nur schlecht löst. Dabei weist der erste Behälter die Einrichtung zum Trennen des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls von einander sowie die Einrichtung auf, mit welcher die jeweilige Höhe des Pegels des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls konstant gehalten wird.
Bei dieser Ausführungsform wird der Flüssigkeitspegel im ersten Behälter mittels einer Konstruktion konstant gehalten, bei welcher der erste Behälter oberhalb oder unterhalb des zweiten Behälters angeordnet ist. Darüber hinaus sind der erste Behälter und der zweite Behälter mittels einer Flüssigkeitsrückführleitung miteinander verbunden, und ein Zylinder (eine Leitung), dessen Durchmesser größer als die Flüssigkeitsrückführleitung, ist in der Weise angeordnet, dass er den Bereich nahe des oberen Abschnitts der Flüssigkeitsrückführleitung beinhaltet.
8(a) stellt eine Ansicht im vertikalen Querschnitt dar, welche einen Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform zeigt, während 8(b) einen Querschnitt darstellt, der entlang der in 8(a) eingezeichneten Linie X-X gelegt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der erste Behälter 1 unterhalb des zweiten Behälters 2 angeordnet.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 22 eine Gasverbindungsleitung Herstellung einer Verbindung zwischen dem ersten Behälter 1 und dem zweiten Behälter 2 in der Weise, so dass der obere Raum im ersten Behälter 1 und der obere Raum im zweiten Behälter 2 miteinander in Verbindung stehen können. Mit dem Bezugszeichen 23 ist ein Zylinder angegeben, wobei das Bezugszeichen 23a ein unteres Ende des Zylinders 23 angibt und das Bezugszeichen 23b ein oberes Ende 23b des Zylinders 23 repräsentiert. Das untere Ende 23a des Zylinders 23 ist in der Weise fest angebracht, dass ab dem Bodenbereich des ersten Behälters 1 ein entsprechender Spalt gebildet wird. Das Bezugszeichen 24 bezeichnet eine Kühlmittel-Ansaugleitung, welche die Verbindung zwischen dem unteren Bereich des zweiten Behälters 2 und dem ersten Behälter 1 herstellt. Das Bezugszeichen 24a bezeichnet ein unteres Ende der Kühlmittel-Ansaugleitung 24. Mit dem Bezugszeichen 24b ist dabei ein oberes Ende der Kühlmittel-Ansaugleitung 24 dargestellt. Das obere Ende 24b der Kühlmittel-Ansaugleitung 24 ist im unteren Bereich des zweiten Behälters 2 angeordnet, während die Position des unteren Endes 24a der Kühlmittel-Ansaugleitung höher liegt als die Ölrückführleitung 6. Das heißt, dass die Position des unteren Endes 24a der Kühlmittel-Ansaugleitung 24 so vorgesehen ist, dass sie der Höhe entspricht, auf welcher der Flüssigkeitspegel gehalten werden muss. Außerdem ist das obere Ende 23b des Zylinders 23 so angeordnet, dass es höher liegt als das untere Ende 24a der Kühlmittel-Ansaugleitung 24, wohingegen das untere Ende 23a des Zylinders 23 unterhalb der Ölrückführleitung 6 positioniert ist.
Als nächstes wird nun die Funktionsweise beschrieben. 8(a) zeigt einen Zustand, bei dem das Kältemaschinenöl 11 und das flüssige Kühlmittel 10 in dem ersten Behälter 1 vorliegen. Wenn das gasförmige Kühlmittel 9 aus dem ersten Behälter 1 durch die Gasverbindungsleitung 22 in den zweiten Behälter 2 strömt, tritt ein Druckverlust ein (Druckverlust ΔP). Dies bedeutet, dass der Druck im ersten Behälter 1 so eingestellt wird, dass er um die Differenz ΔP höher ist als der Druck im zweiten Behälter 1. Aus diesem Grund kann das flüssige Kühlmittel 10 im ersten Behälter 1 durch den Zylinder 23 und die Kühlmittel-Ansaugleitung 24 strömen und wird dann nach oben in den zweiten Behälter 2 gedrückt. Der Zylinder 23 hat eine ähnliche Aufgabe wie der Zylinder 17 gemäß dem vierten Ausführungsform. Deshalb kann nur das flüssige Kühlmittel 10 durch den Spalt, der vom unteren Ende 23a des Zylinders 23 gebildet wird, selektiv hindurchfließen und dann in den zweiten Behälter 2 eingeleitet werden.
Wenn das gasförmige Kühlmittel 9 im Fall einer Unterbrechung des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs nicht aus der Ansaugleitung eingeleitet wird, dann entsteht die Druckdifferenz ΔP nicht. Deshalb können das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11, die sich im zweiten Behälter 2 angesammelt haben, durch die Kühlmittel-Ansaugleitung 24 fließen und danach in den ersten Behälter 1 tropfen.
9 stellt einen Zustand dar, in welchem sich das obere Ende der Kühlmittel-Ansaugleitung an einer anderen Position als in dem in 8(a) dargestellten Fall befindet. Gemäß dieser Zeichnung stellt das Bezugszeichen 25 eine Kühlmittel-Ansaugleitung mit einem oberen Ende 25a dar, die sich in den freien Raum im zweiten Behälter 2 öffnet. Da bei der in 9 dargestellten Konstruktion der Druckunterschied ΔP in ähnlicher Weise wie bei der in 8(a) dargestellten Konstruktion aufgebaut wird, wird nur das flüssige Kühlmittel 10 selektiv in den zweiten Behälter 2 eingeleitet, so dass sich das flüssige Kühlmittel 10 ohne Rücksichtig auf die Position des oberen Endes 25a der Kühlmittel-Ansaugleitung 25 zum zweiten Behälter 2 bewegt.
Der Unterschied im Aufbau gegenüber der in 8(a) dargestellten Konstruktion liegt in der Höhe, auf der sich das obere Ende 25a der Kühlmittel-Ansaugleitung 25 befindet. Deshalb besteht der Unterschied in der Funktion darin, dass das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11, die sich in dem zweiten Behälter 2 angesammelt haben, sogar dann nicht in den ersten Behälter 1 herunterfallen, wenn das gasförmige Kühlmittel 9 nicht aus der Ansaugleitung 3 eingeleitet wird (wenn also der Betrieb der Vorrichtung unterbrochen ist).
Wie vorstehend beschrieben, ist es mit dieser Ausführungsform möglich, den Pegelstand der Flüssigkeit im ersten Behälter 1 im wesentlichen konstant zu halten. Deshalb kann erreicht werden, dass das Kältemaschinenöl 11 nahe der Höhe der Ölrückführleitung 6 vorhanden ist und somit kann das Kältemaschinenöl 11 selektiv in den Verdichter zurückgeführt werden. Darüber hinaus kann sich das flüssige Kühlmittel 10 im zweiten Behälter 2 ansammeln.
Als nächstes wird eine Modifizierung dieser Ausführungsform beschrieben. 10(a) zeigt eine Ansicht im vertikalen Querschnitt, die einen Akkumulator entsprechend dieser modifizierten Ausführungsform darstellt. Dabei ist 10(b) eine Ansicht im vertikalen Querschnitt durch einen Akkumulator entsprechend dieser Modifizierung und zeigt 10(b) einen Querschnitt entlang der in 10(a) eingezeichneten Linie X-X. Wie in 10 gezeigt, ist die Modifikation derart aufgebaut, dass der erste Behälter 1 oberhalb des zweiten Behälters 2 angeordnet ist.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 26 eine Gasverbindungsleitung, mit welcher die Strömungsverbindung zwischen dem ersten Behälter 1 und dem zweiten Behälter 2 hergestellt wird. Somit können der obere freie Raum im ersten Behälter 1 und der obere freie Raum im zweiten Behälter 2 mit einander in Strömungsverbindung stehen. Das Bezugszeichen 27 bezeichnet einen Zylinder. Mit dem Bezugszeichen 27b ist ein unteres Ende des Zylinders 27 bezeichnet. Das Bezugszeichen 27a gibt ein oberes Ende des Zylinders 27 an. Das untere Ende 27b des Zylinders 27 ist in der Weise befestigt, dass ab dem unteren Bereich des ersten Behälters 1 ein entsprechender Spalt gebildet wird. Mit dem Bezugszeichen 28 ist eine Kühlmittel-Rückführleitung bezeichnet und das Bezugszeichen 28a bezeichnet ein oberes Ende der Kühlmittel-Rückführleitung 28. Das untere Ende der Kühlmittel-Rückführleitung ist mit dem Bezugszeichen 28b angegeben.
Wenn die Konstruktion in der Weise angeordnet ist, dass die Position des unteren Endes 27b des Zylinders 27 niedriger liegt als die Position der Rückführleitung 6 und diese wiederum niedriger als die Position des oberen Endes 28a der Kühlmittel-Rückführleitung 28, ist es möglich, in ähnlicher Weise wie bei dem in 8 dargestellten Aufbau den Pegelstand der Flüssigkeit konstant auf einer Position nahe dem oberen Ende 28a der Kühlmittelrückführleitung 28 konstant zu halten. Sogar wenn das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11 sich im ersten Behälter 1 ansammeln, lässt sich nur das flüssige Kühlmittel selektiv in den zweiten Behälter 2 ausleiten.
Diese Ausführungsform ist in der Weise aufgebaut, dass Kältemaschinenöl mit schlechter Löslichkeit gegenüber dem Kühlmittel verwendet wird. Wenn in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf ein Kältemaschinenöl verwendet werden soll, das mit dem Kühlmittel löslich ist, dann wird mit einer Konstruktion, bei welcher der Zylinder 23 (in 8 und 9 dargestellt) und der Zylinder 27 (in 10 dargestellt) weggelassen werden, eine ähnliche Wirkung erzielt.
Siebte Ausführungsform
Nachstehend wird ein Akkumulator gemäß einer siebten Ausführungsform erläutert, der sich an einen Kälte- und Klimatisierungskreislauf anpassen lässt. Diese Ausführungsform ist so aufgebaut, dass der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) im ersten Behälter 1 konstant gehalten wird.
Bei dieser Ausführungsform hält man den Flüssigkeitspegel im ersten Behälter durch eine schwimmende Konstruktion konstant, die ein Loch zur Flüssigkeitsrührführung aufweist, das in der Seitenfläche einer Gasverbindungsleitung ausgebildet ist, wobei das Loch zur Flüssigkeitsrührführung synchron mit dem Flüssigkeitspegelstand im ersten Behälter geöffnet oder geschlossen wird.
11 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Akkumulators gemäß dieser Ausführungsform. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass das Bezugszeichen 29 eine Gasverbindungsleitung darstellt, um die Strömungsverbindung zwischen dem oberen freien Raum im ersten Behälter 1 und dem oberen freien Raum im zweiten (hier nicht dargestellten) Behälter herzustellen. Das Bezugszeichen 29a bezeichnet dabei eine Öffnung zur Kühlmittelrückführung, das in der Seitenfläche der Gasverbindungsleitung 29 ausgebildet ist. Die Öffnung 29a zur Kühlmittelrückführung ist an einer Position ausgebildet, die unterhalb der Position der Ölrückführleitung 6 liegt. Das Bezugszeichen 30 bezeichnet einen Schwimmkörper, der durch Formen eines Kunststoffs oder Metalls hergestellt ist und freie Räume umschließt, damit er oben auf dem flüssigen Kühlmittel 10 und dem Kältemaschinenöl 11 schwimmen kann. Mit anderen Worten kann der Schwimmkörper 30 aus einem Werkstoff hergestellt sein, dessen spezifisches Gewicht kleiner ist als das spezifische Gewicht des Kältemaschinenöls 11, weil das spezifische Gewicht des Kältemaschinenöls 11 etwa 0,9 beträgt.
Der Schwimmkörper 30 schwimmt auf dem flüssigen Kühlmittel 10 und dem Kältemaschinenöl 11 im ersten Behälter 1 und bewegt sich in Entsprechung zum Flüssigkeitspegel. Wenn beispielsweise nur Kältemaschinenöl 11, vermischt mit dem gasförmigen Kühlmittel 9, in den ersten Behälter 1 eingeleitet wird, dann ist der Flüssigkeitspegel so niedrig, wie er in 11(a) dargestellt ist. Somit wird das Loch 29a zur Kühlmittelrückführung verschlossen. Sogar wenn sich das Kältemaschinenöl 11 über der Öffnung 29a für die Kühlmittelrückführung ansammelt, wird somit das Kältemaschinenöl 11 nicht in die Gasverbindungsleitung 29 eingeleitet.
Wenn das Kältemaschinenöl 11 und das flüssige Kühlmittel 10 in Mischung mit dem gasförmigen Kühlmittel 9 in den ersten Behälter 1 eingeleitet werden, wie dies in 11(b) dargestellt wird, dann werden das Kältemaschinenöl 11 und das flüssige Kühlmittel 10 im ersten Behälter 1 von einander getrennt. In diesem Fall wird dafür gesorgt, dass der Flüssigkeitsspiegel im ersten Behälter 1 höher liegt als der Pegelstand, der bei der in 11(a) dargestellten Konstruktion vorliegt. Infolgedessen öffnet sich die Öffnung 29a zur Kühlmittelrückführung. Aus diesem Grund wird das flüssige Kühlmittel 10, das sich über dem Loch 29a zur Kühlmittelrückführung angesammelt hat, in die Gasverbindungsleitung 29 eingeleitet. Wegen der vorstehend genannten Funktionsweise bewegt sich das flüssige Kühlmittel 10 selektiv zum zweiten Behälter, so dass aus der Ölrückführleitung 6 zum Verdichter flüssiges Kühlmittel 10 zurückgeführt wird.
Die siebte Ausführungsform ist angeordnet, um den Flüssigkeitspegel im ersten Behälter 1 konstant zu halten, und nur flüssiges Kühlmittel wird selektiv zum zweiten Behälter bewegt. Das flüssige Kühlmittel und das Kältemaschinenöl werden natürlich von einander getrennt, wenn der erste Behälter 1 ruhig gehalten wird.
Gelegentlich tritt jedoch in einem realen Betriebszustand die Situation ein, in welcher das flüssige Kühlmittel und das Kältemaschinenöl nicht in befriedigender Weise von einander getrennt werden. In diesem Fall wird gelegentlich Kältemaschinenöl in den zweiten Behälter eingeleitet, wenn auch nur mit geringer Durchflussrate. In einem beispielhaften Fall, in dem der Kälte- und Klimatisierungskreislauf über längere Zeit betrieben wird, sammeln sich gelegentlich Kältemaschinenöl und flüssiges Kühlmittel nebeneinander an. Wenn sich Kältemaschinenöl im zweiten Behälter ansammelt, ist selbstverständlich die Menge an Öl im Verdichter unzureichend. Deshalb muss der vorgenannte Zustand verhindert werden, um den Kälte- und Klimatisierungskreislauf zuverlässig zu betreiben.
Die achte und die neunte Ausführungsform weisen einen Aufbau auf, der eine bewegliche Einrichtung umfasst, die zur Rückführung von Flüssigkeiten wie zum Beispiel Kältemaschinenöl und flüssiges Kühlmittel, das sich im zweiten Behälter angesammelt hat, zum ersten Behälter 1 dient, wenn der Betrieb des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs unterbrochen wird oder wenn das gasförmige Kühlmittel 9 nicht eingeleitet wird. Nachstehend wird dieser vorstehend umrissene Aufbau nun beschrieben.
Achte Ausführungsform
Ein Akkumulator gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der an einen Kälte- und Klimatisierungskreislauf angepasst ist, wird als nächstes Beispiel beschrieben. 12(a) ist eine vertikale Querschnittsansicht des Akkumulators gemäß dieser Ausführungsform, während 12(b) einen seitlichen Querschnitt darstellt.
Bei dieser Ausführungsform wird von einem Zustand ausgegangen, bei dem eingetrübtes Kältemaschinenöl und flüssiges Kühlmittel in den zweiten Behälter 2 eingeleitet werden. Somit wird zum ersten Behälter das vermischte Kältemaschinenöl zurückgeführt, das in den ersten Behälter eingeleitet wurde. Deshalb ist der erste Behälter an einer unterhalb vorgesehenen Position angeordnet und ist eine Verbindungsleitung vorgesehen, um die Strömungsverbindung zwischen dem oberen Teil im ersten Behälter und dem unteren Teil im zweiten Behälter herzustellen.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 31 eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen von Flüssigkeit, die sich in dem zweiten Raum angesammelt hat, welcher bei dieser Ausführungsform der zweite Behälter 2 ist, zu dem ersten freien Raum, welcher bei dieser Ausführungsform der erste Behälter 1 ist. Die Bewegungseinrichtung stellt beispielsweise eine Verbindungsleitung dar, die aus einer Einrichtung für die Strömungsverbindung besteht, um die Verbindung zwischen einer Position nahe dem unteren Bereich des zweiten Behälters, der den Teil darstellt, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt, und dem oberen Bereich des ersten Behälters 1 herzustellen. Das Bezugszeichen 10a gibt dabei ein flüssiges Kühlmittel an und das Bezugszeichen 11a bezeichnet Kältemaschinenöl, das sich in dem zweiten Behälter 2 angesammelt hat. Bei dieser Ausführungsform ist der zweite Behälter 2 oberhalb des ersten Behälters 1 angeordnet.
12 zeigt einen Zustand, der sich während des Betriebs einstellt. In diesem Fall findet ein Druckverlust in der Gaskanalleitung 4 statt, welcher dazu führt, dass der Druck im zweiten Behälter 2 niedriger wird als der Druck im ersten Behälter 1. Der vorgenannte Druckunterschied verhindert eine Abwärtsbewegung des flüssigen Kühlmittels 10a und des Kältemaschinenöls 11a im zweiten Behälter 2 hin zum ersten Behälter 1 durch die Bewegungseinrichtung 31. Auf diese Weise strömt das gasförmige Kühlmittel 9 nach oben in den zweiten Behälter 2. Infolgedessen sammeln sich im zweiten Behälter 2 das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a.
Wenn der Betrieb des Kälte- und Klimatisierkreislaufs unterbrochen wurde, wird dafür gesorgt, dass der jeweilige Druck im ersten Behälter 1 und im zweiten Behälter 2 gleich ist. Damit tropfen bzw. fallen das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a – angesammelt im zweiten Behälter 2 – unter Einfluss der Schwerkraft nach unten in den ersten Behälter 1. Wenn der Kälte- und Klimatisierkreislauf in Betrieb genommen wurde, lässt man das flüssige Kühlmittel 10, das sich in den ersten Behälter 1 bewegt hat, durch die Verbindungsleitung 8 hin durch strömen und leitet es dann in die Gaskanalleitung 4 ein. Anschließend wird das flüssige Kühlmittel 10 zum zweiten Behälter 2 bewegt. Andererseits strömt das Kältemaschinenöl 11, das zum ersten Behälter 1 zurückgeführt wurde, aus der Ölrückführleitung 6 in den Verdichter.
Wenn Betrieb und Betriebsunterbrechung des Kühl- und Klimatisierkreislaufs wiederholt werden, lässt sich das Kältemaschinenöl 11a, das sich im zweiten Behälter 2 angesammelt hat, durch einen sequentiellen Betrieb über den ersten Behälter 1 wieder in den Verdichter zurückgewinnen.
13 stellt einen Zustand dar, in welchem die Position des oberen Endes der Verbindungsleitung, welche die Strömungsverbindung zwischen dem unteren Bereich im zweiten Behälter 2 und dem oberen Bereich im ersten Behälter 1 herstellt, anders ist als bei der in 12(a) dargestellten Konstruktion. Gemäß der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 31a eine Verbindungsleitung, deren oberes Ende in den Gasraum im zweiten Behälter 2 mündet. Außerdem ist in dem Bereich im unteren Teil des zweiten Behälters 2, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt, ein Verbindungsloch 32b ausgebildet.
Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion tritt in einem in 13 dargestellten Zustand ähnlich wie bei dem in 12(a) dargestellten Zustand während des Betriebs der Vorrichtung ein Druckunterschied auf. Deshalb wird das gasförmige Kühlmittel 9 in den oberen Bereich im zweiten Behälter 2 eingeleitet. Andererseits bewegt sich das Kältemaschinenöl 11a nicht nach unten in den ersten Behälter 1. Nach der Unterbrechung des Kälte- und Klimatisierkreislaufs werden das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a, die durch das Verbindungsloch 31b hindurch strömen und sich im zweiten Behälter 2 ansammeln können, nach unten in den zweiten Behälter 1 bewegt.
Mit anderen Worten das gasförmige Kühlmittel 9 kann während des Betriebs zu dem Gasraum im zweiten Behälter 2 bewegt werden. Nach einer Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung können das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a, die sich im zweiten Behälter 2 angesammelt haben, über das Verbindungsloch 31b zum ersten Behälter 1 hin zurückgeführt werden.
Neunte Ausführungsform
Nachstehend wird nun der Aufbau eines Akkumulators gemäß einem neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der sich an einen Kälte- und Klimatisierkreislauf anpassen lässt, beschrieben. 14 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Akkumulators gemäß dieser Ausführungsform. 14 zeigt einen Zustand, in dem der Kälte- und Klimatisierkreislauf in Betrieb ist.
Gemäß der Zeichnung gibt das Bezugszeichen 32 eine Verbindungsleitung an, die sowohl als Einrichtung zur Flüssigkeitsverbindung als auch als Einrichtung zur Gasverbindung dient, wobei die Verbindungsleitung 32 bei dieser Ausführungsform eine Gasverbindungsleitung ist. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet hier eine Verbindungseinrichtung, welche eine Strömungsverbindung zwischen dem Bereich im zweiten Behälter 2, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt, und einer Zwischenposition auf der Verbindungsleitung 32 herstellt, wobei es sich bei der Verbindungseinrichtung 33 um eine Verbindungsleitung handelt. Auch diese Ausführungsform ist in der Weise aufgebaut, dass der zweite Behälter 2 oberhalb des ersten Behälters 1 angeordnet ist. Außerdem stellen die Verbindungsleitung 33 und die Gasverbindungsleitung 32 die Strömungsverbindung zwischen dem Bereich im zweiten Behälter 2, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt, und dem ersten Behälter 1 her.
Bei dieser Ausführungsform wird von der Annahme ausgegangen, dass das Kältemaschinenöl und das flüssige Kühlmittel trübe sind und in den zweiten Behälter eingeleitet werden. Somit wird das Kältemaschinenöl, das gemischt und in den zweiten Behälter eingeleitet wurde, in den ersten Behälter zurückgeführt. Eine Öffnung zur Flüssigkeitsrückführung ist in der Seitenfläche der Gasverbindungsleitung ausgeformt, die mit dem zweiten Behälter verbunden ist. Außerdem lässt man das Loch zur Flüssigkeitsrückführung in Verbindung mit dem unteren Bereich des zweiten Behälters kommen.
Als nächstes wird die Betriebsweise beschrieben. Auf den Druck im Akkumulator, der während des Betriebs aufgebaut wird, wird dabei als erstes eingegangen. Es wird angenommen, dass der Druck im ersten Behälter 1 P1 sei, der Druck im zweiten Behälter 2 P2 sei und der Druck in der Gasverbindungsleitung 32 P3 sei. Da wegen der Strömung eines Gases ein Druckverlust stattfindet, erfüllen die Druckwerte die folgende Beziehung: P1 > P3 > P2. Deshalb werden das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11 mit dem gasförmigen Kühlmittel vermischt und können während des Betriebs von dem ersten Behälter 1 zur Gasverbindungsleitung 32 strömen, um dem Fluss des gasförmigen Kühlmittels zu folgen. Anschließend lässt man sie durch ein offenes Ende der Gasverbindungsleitung 32 bzw. der Verbindungsleitung 33 strömen und leitet sie anschließend in den zweiten Behälter 2 ein. Auf diese Weise sammeln sich das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a zusammen mit dem gasförmigen Kühlmittel im zweiten Behälter 2 an.
In einem Zustand, in dem der Betrieb unterbrochen wurde, veranlasst die Schwerkraft das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a, das sich in dem zweiten Behälter 2 angesammelt hat, zum Durchströmen der Verbindungsleitung 33 und der Gasverbindungsleitung 32, woraufhin sie zu dem ersten Behälter 1 bewegt werden. Da der erste Behälter 1 im Ruhezustand bleibt, werden das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11 im unteren Bereich des ersten Behälters 1 auf natürliche Weise voneinander getrennt.
Wenn der Betrieb erneut aufgenommen wird, wird das Kältemaschinenöl 11 im ersten Behälter 1 durch die Ölrückführleitung 1 in den ersten Behälter 1 zurückgeführt. Somit wird das flüssige Kühlmittel 10 zusammen mit dem gasförmigen Kühlmittel 9 zum zweiten Behälter 2 bewegt.
Aufgrund der vorstehend dargestellten Betriebsabläufe lässt sich das Kältemaschinenöl, das sich im zweiten Behälter 2 angesammelt hat, in den Verdichter wieder zurückführen.
Das achte und neunte Ausführungsform sind auf der Annahme aufgebaut, dass während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs das Kältemaschinenöl 11a in einer kleinen Menge in den zweiten Behälter 2 eingeleitet wird. Somit ist eine Bewegungseinrichtung vorgesehen, welche das Kältemaschinenöl 11a, das sich im zweiten Behälter 2 angesammelt hat, in den ersten Behälter zurückführt, wenn der Betrieb des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs unterbrochen wird.
Jede der Ausführungsformen zehn, elf und zwölf weist eine Bewegungseinrichtung auf, die in der Lage ist, Kältemaschinenöl 11a, das sich im zweiten Behälter 2 angesammelt hat, zum ersten Behälter 1 zurückzuführen, ohne dass es notwendig ist, den Kälte- und Klimatisierungskreislauf zu unterbrechen, d. h. sogar während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs.
Zehnte Ausführungsform
Nachstehend wird nun ein Akkumulator gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Auch diese Ausführungsform ist auf der Annahme aufgebaut, dass das Kältemaschinenöl und das flüssige Kühlmittel trübe geworden sind und in den zweiten Behälter eingeleitet werden. Somit wird Kältemaschinenöl, das vermischt und in den zweiten Behälter eingeleitet wurde, in den ersten Behälter zurückgeführt. Der erste Behälter ist dabei unterhalb des zweiten Behälters angeordnet. Außerdem ist zwischen dem ersten Behälter und dem zweiten Behälter ein Zwischenbehälter angeordnet. Der erste Behälter und der Zwischenbehälter sind miteinander mittels eines Ventils zum Öffnen/Schließen in der Weise verbunden, dass ein Öffnen und Schließen möglich ist. Des Weiteren sind der zweite Behälter und der Zwischenbehälter so mittels eines Ventils zum Öffnen/Schließen mit einander verbunden, dass ein Öffnen und Schließen derselben möglich ist. 15 stellt eine Ansicht im vertikalen Querschnitt dar, welche den Akkumulator gemäß diesem Ausführungsform zeigt. Die vorgenannte Zeichnung zeigt einen Zustand, der während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs auftritt.
Gemäß der Zeichnung gibt das Bezugszeichen 34 einen dritten freien Raum an, bei dem es sich um einen Zwischenbehälter handelt, der in einem dazwischen liegenden Bereich zwischen dem ersten Behälter 1, der den ersten freien Raum darstellt, und dem zweiten Behälter 2, welcher den zweiten freien Raum darstellt, gebildet wird. Die Bezugszeichen 35 und 36 geben jeweils das erste bzw. zweite Ventil zum Öffnen/Schließen an. Die Bezugszeichen 37a, 37b, 37c und 37d bezeichnen Verbindungsleitungen, welche die Verbindung zwischen dem oberen Bereich im ersten Behälter 1 und dem unteren Bereich im zweiten Behälter 2 über den Zwischenbehälter 34 herstellen. Die Verbindungsleitungen 37a und 37b zwischen dem Zwischenbehälter 34 und dem zweiten Behälter 2 werden mittels des ersten Ventils 35 zum Öffnen/Schließen geöffnet bzw. geschlossen. Die Verbindungsleitungen 37c und 37d zwischen dem Zwischenbehälter 34 und dem ersten Behälter 1 werden mittels des zweiten Ventils 36 zum Öffnen/Schließen geöffnet bzw. geschlossen.
Als nächstes wird die Betriebsweise beschrieben. Diese Ausführungsform ist in der Weise aufgebaut, dass das erste und das zweite Ventil 35 bzw. 36 zum Öffnen/Schließen während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs abwechselnd geöffnet/geschlossen werden, so dass das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a – angesammelt in dem zweiten Behälter 2 – zum innen liegenden Bereich des ersten Behälters 1 zurückgeführt werden.
Während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs wird die Beziehung P1 > P2 erfüllt, wenn die beiden Ventile, das erste Ventil 35 und das zweite Ventil 36 zum Öffnen/Schließen, geöffnet sind. Deshalb ist es nicht möglich, flüssiges Kühlmittel 10a und Kältemaschinenöl 11b, das sich in dem zweiten Behälter 2 angesammelt hat, in den inneren Bereich des ersten Behälters 1 zurückzuführen. Wenn das erste Ventil 35 zum Öffnen/Schließen geöffnet wurde, um das zweite Ventil 36 zum Öffnen/Schließen zu schließen, wie dies in 16(a) dargestellt ist, wird der Druck im Zwischenbehälter 34 gleich zu dem Druck im zweiten Behälter 2 gemacht. Infolgedessen bewegen sich das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a aus dem zweiten Behälter 2 unter dem Einfluss der Schwerkraft zum Zwischenbehälter 34.
Danach wird das erste Ventil 35 zum Öffnen/Schließen geschlossen, während sich entsprechend der Darstellung in 16(b) das zweite Ventil 36 zum Öffnen/Schließen schließt, so dass der Druck im Zwischenbehälter 34 und der Druck im ersten Behälter 1 auf den gleichen Wert gebracht werden. Somit bewegen sich das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a – angesammelt im Zylinder 134 – unter dem Einfluss der Schwerkraft aus dem Zwischenbehälter 34 zum ersten Behälter 1.
Die vorstehend dargestellte Funktion wird wiederholt, so dass das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a, das sich im zweiten Behälter angesammelt hat, zum Innenbereich des ersten Behälters 2 sogar während des laufenden Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs zurückgeführt werden. In einigen Fällen kann eine geeignete Einrichtung zum Steuern des Öffnens bzw. Schließens eingesetzt werden, um den Stand des Flüssigkeitsspiegels im zweiten Behälter 2 zu erfassen und damit das Öffnen bzw. Schließen des ersten und zweiten Ventils 35 bzw. 36 zum Öffnen/Schließen in Entsprechung zum vorhandenen Flüssigkeitspegel zu steuern. Alternativ hierzu wird das Öffnen und Schließen des ersten und zweiten Ventils 35 bzw. 36 zum Öffnen/Schließen gesteuert. Somit ist eine Steuerung der Öffnungs- bzw. Schließbewegungen des ersten und des zweiten Ventils 35 und 36 zum Öffnen/Schließen vorgesehen.
Elfte Ausführungsform
Nachstehend wird nun ein Akkumulator gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, der an den Kälte- und Klimatisierungskreislauf anpassbar ist. Bei dieser Ausführungsform wird von der Annahme ausgegangen, dass das Kältemaschinenöl und das flüssige Kühlmittel trübe sind und in den zweiten Behälter eingeleitet werden. Somit wird gemischtes Kältemaschinenöl im zweiten Behälter in den ersten Behälter zurückgeführt. Der Aufbau gemäß diesem Ausführungsform ist so ausgelegt, dass eine Vielzahl von Verbindungsleitungen, die jeweils über die Innenwandung der mit dem ersten Behälter verbundenen Ansaugleitung überstehen, mit dem zweiten Behälter in Strömungsverbindung gebracht werden können. 17 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche den Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform in der Form zeigt, dass ein Teil dabei vergrößert ist, um so gleichzeitig dargestellt zu werden.
In der Zeichnung gibt das Bezugszeichen 38 eine Einleiteinrichtung zum Einleiten des gasförmigen Kühlmittels, des Kältemaschinenöls und des flüssigen Kühlmittels, die zusammen in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf zirkulieren, in den ersten Behälter 1 an, wobei es sich bei der Einleiteinrichtung beispielsweise um eine Saugleitung handelt. Das Bezugszeichen 39 bezeichnet eine Verbindungseinrichtung, um zwischen der Einleiteinrichtung 38 und dem Teil im zweiten Behälter 2, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt, eine Strömungsverbindung herzustellen, wobei die Verbindungseinrichtung zum Beispiel eine Leitung zur Wiedergewinnung von Öl ist. Mehrere (beispielsweise drei) Leitungen zur Wiedergewinnung von Öl sind vorgesehen. Dabei ist die Leitung 39a zur Wiedergewinnung von Öl, die unter den mehreren Leitungen 39 zur Ölrückgewinnung am höchsten liegt, neben dem höchsten Pegelwert der Flüssigkeit angeordnet, die sich im zweiten Behälter 2 angesammelt hat. Damit das Kältemaschinenöl 11a wieder im ersten Behälter auch dann aufgefangen werden kann, wenn der Flüssigkeitspegel an einer beliebigen Position im zweiten Behälter 2 vorhanden ist, sind mehrere – bei dieser Ausführungsform also zwei – Leitungen 39b und 39c zur Ölrückgewinnung vorgesehen, die in vertikaler Richtung voneinander entfernt positioniert sind. Ein Ende der Leitungen 39 zur Ölrückgewinnung benachbart zur Einleitungseinrichtung 38 kann, wie in der Vergrößerung dargestellt, nach innen über die innere Oberfläche der Einleitungseinrichtung 38 um mehrere Millimeter vorstehen. Andererseits ist ein anderes Ende der Leitungen 39 zur Rückgewinnung von Öl mit dem unteren Bereich des zweiten Behälters 2 verbunden.
Als nächstes wird nun die Funktionsweise beschrieben. Der Druck am vorderen Ende der Leitungen 39 zur Ölrückgewinnung, das zum Innenbereich der Leitungen 39 zur Ölrückgewinnung hin vorsteht, ist wegen eines Einflusses des Flusses des Fluids, das aus dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf in den ersten Behälter 1 eingeleitet wird, niedriger als der statische Druck in den Leitungen 39 zur Ölrückgewinnung. Infolgedessen wird der Druck am vorderen Ende der Leitungen 39 zur Ölrückgewinnung als P4 angesetzt. Wird angenommen, dass der Druck im ersten Behälter 1 P1 sei und das der Druck im zweiten Behälter 2 P2 sei, so wird bei dieser Betriebsweise die Beziehung P1 > P2 erfüllt. Deshalb muss die Beziehung P4 < P2 erfüllt werden, um das Kältemaschinenöl 11a und das flüssige Kühlmittel 10a, das sich im zweiten Behälter 2 angesammelt hat, zum Fliessen in die Einleiteinrichtung 38 zu veranlassen. Aus diesem Grund wird ein so genannter Auswerfeffekt genutzt, damit ein Zustand P4 < P2 herbeigeführt werden kann.
Da die Beziehung P4 < P2 in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf realisiert wird, wird das Kältemaschinenöl 11a, das in den zweiten Behälter 2 eingeleitet wird, zusammen mit dem flüssigen Kühlmittel 10a in die Einleiteinrichtung 38 eingeleitet und dann zum ersten Behälter 1 bewegt. Da der zweite Behälter 2 oberhalb des ersten Behälters 1 angeordnet ist, können das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a im zweiten Behälter durch die Leitungen 39 zur Rückgewinnung des Öls fließen, was auf die Schwerkraft zurückzuführen ist, wenn der Betrieb des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs unterbrochen wird. Dann bewegen sich das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a zum ersten Behälter 1.
Wie vorstehend dargestellt, führt der Aufbau der Gaskanalleitung 4, der Luftkanalleitung 7 und der Verbindungsleitung 8 in erster Linie dazu, dass das flüssige Kühlmittel 10 selektiv zum zweiten Behälter 2 bewegt wird. Auch wenn eine unbefriedigende Bewegung dazu führt, dass das Kältemaschinenöl, das mit dem flüssigen Kühlmittel vermischt ist, und das unvermischte Kältemaschinenöl in den zweiten Behälter 2 eingeleitet werden, macht es dieses Ausführungsform dennoch möglich, dass das Kältemaschinenöl 11a, das in den zweiten Behälter 2 eingeleitet wurde, in den ersten Behälter 1 rückgewonnen wird. Danach wird das Kältemaschinenöl 11a über die Ölrückführleitung 6 in den Verdichter zurückgewonnen. Deshalb kann eine benötigte Menge aufrechterhalten werden, ohne die Durchflussrate des flüssigen Kühlmittels 10 zum Verdichter zu verringern. Infolgedessen lässt sich die Zuverlässigkeit der Kühlanlage und des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs verbessern.
Zwölfte Ausführungsform
Nachstehend wird nun der Aufbau eines Akkumulators gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, der sich an einen Kälte- und Klimatisierungskreislauf anpassen lässt. Bei dieser Ausführungsform wird von der Annahme ausgegangen, dass das Kältemaschinenöl und das flüssige Kühlmittel trübe geworden sind und in den zweiten Behälter eingeleitet werden. Somit wird das Kältemaschinenöl, das vermischt und in den zweiten Behälter eingeleitet wurde, in den ersten Behälter zurückgeführt. Eine Leitung mit einer Vielzahl von Löchern ist im zweiten Behälter angeordnet. Außerdem kann sich der untere Endabschnitt der Leitung über die Innenwandung der Ansaugleitung vorstehen, welche mit dem ersten Behälter verbunden ist. 18 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Akkumulators gemäß dieser Ausführungsform, wobei ein Bereich vergrößert ist.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 40 eine Einleiteinrichtung an, bei der es sich zum Beispiel um eine Saugleitung handelt. Das Bezugszeichen 41 entspricht einer Einrichtung zur Rückgewinnung von Flüssigkeit, bei der es sich beispielsweise um eine Leitung zur Ölrückgewinnung in Form eines hohlen Zylinders handelt, der in der Weise angeordnet ist, dass er in den Bereich im zweiten Behälter 2 eintaucht, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt. Eine Vielzahl von Löchern 41a zur Ölrückgewinnung ist in vertikaler Richtung in der Seitenfläche der Leitung 41 zur Ölrückgewinnung ausgebildet. Die am weitesten oben liegende Position der Öffnung 41a zur Ölrückgewinnung ist so ausgebildet, dass sie benachbart zu einer obersten Position des Pegels der Flüssigkeit liegt, die in dem zweiten Behälter 2 angesammelt wird. Um das Kältemaschinenöl 11a in den ersten Behälter 1 sogar dann zurückzugewinnen, wenn der Pegelstand der Flüssigkeit an einer willkürlichen Position liegt, sind in vertikaler Richtung mehrere Löcher 41a zur Ölrückgewinnung ausgebildet. Das Bezugszeichen 42 stellt eine Verbindungseinrichtung dar, mittels derer die Strömungsverbindung zwischen dem unteren Endabschnitt der Leitung 41 zur Ölrückgewinnung und der Saugleitung 40 hergestellt wird, wobei die Verbindungseinrichtung zum Beispiel eine Leitung zur Ölrückgewinnung ist. Ein Ende der Leitung 42 zur Ölrückgewinnung benachbart zu der Saugleitung 40 kann nach innen über die Innenwandung der Saugleitung 40 um beispielsweise mehrere Millimeter vorstehen.
Als nächstes wird nun die Funktionsweise beschrieben. Sogar wenn sich der Pegel des Kältemaschinenöls 11a, das sich in dem zweiten Behälter angesammelt hat, an einer willkürlichen Position befindet, wird Kältemaschinenöl 11a durch das Loch 41a zur Ölrückgewinnung, das auf Höhe des Ölstands ausgebildet ist, in die Ölrückführleitung 41 eingeleitet. Andererseits wird Kältemaschinenöl 11a durch die Öffnung 41a zur Ölrückgewinnung gegenüber dem flüssigen Kühlmittel 10a in die Leitung 41 zur Ölrückgewinnung eingeleitet. Der Auswerfeffekt wirkt sich auf das Ende der Leitung 42 zur Rückgewinnung von Öl nahe der Saugleitung 40 aus, und zwar wegen des gasförmigen Kühlmittels 9, das in der Saugleitung 40 fließt. Somit wird der Druck kleiner gehalten als der statische Druck in der Umgebung. Unter der Annahme, dass der Druck am vorderen Ende der Leitung 42 zur Ölrückgewinnung in der Saugleitung 40 P5 ist, wird ein Zustand herbeigeführt, bei dem die Beziehung P5 < P2 erfüllt wird. Infolgedessen werden das Kältemaschinenöl 11a und das flüssige Kühlmittel 10a, das in die Ölrückführleitung 41 eingeleitet wurde, in die Saugleitung 40 angesaugt und dann im ersten Behälter 1 zusammen mit dem gasförmigen Kühlmittel aufgefangen. Wie vorstehend beschrieben, kann das Kältemaschinenöl 11a, das während des Betriebs in den zweiten Behälter 2 eingeleitet wurde, in den ersten Behälter 1 zurückgeführt werden.
Während der Unterbrechung des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs können das flüssige Kühlmittel und das Kältemaschinenöl 11a im zweiten Behälter 2 unter Einfluss der Schwerkraft durch die Leitung 41 zur Ölrückgewinnung fließen und sich in den ersten Behälter 1 bewegen.
Aufgrund des vorstehend dargestellten Betriebsablaufs, der mit dem Aufbau gemäß diesem Ausführungsform realisiert ist, kann das Kältemaschinenöl 11a, das in den zweiten Behälter 2 eingeleitet wurde, in den ersten Behälter 1 sogar dann rückgewonnen werden, wenn ein unzureichender Betrieb zur selektiven Bewegung des flüssigen Kühlmittels 10 zum zweiten Behälter 2 die Ursache dafür ist, dass das Kältemaschinenöl 11 sich mit dem flüssigen Kühlmittel 10a vermischt und damit Kältemaschinenöl 11a in den zweiten Behälter 2 eingeleitet wird. Das zurückgewonnene flüssige Kühlmittel 10 kann durch die Ölrückführleitung 6 passieren, um in den Verdichter zurückgeführt bzw. -gewonnen zu werden. Deshalb lässt sich eine benötigte Menge aufrechterhalten, ohne die Strömungsmenge des Kältemaschinenöls zum Verdichter zu verringern. Infolgedessen lässt sich die Zuverlässigkeit des Verdichters und des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs verbessern.
Dreizehnte Ausführungsform
Nachstehend wird der Aufbau eines Akkumulators gemäß einer dreizehnten Ausführungsform beschrieben, der an den Kälte- und Klimatisierungskreislauf angepasst werden kann. Auch diese Ausführungsform ist auf der Annahme aufgebaut, dass das Kältemaschinenöl und das flüssige Kühlmittel trübe sind und in den zweiten Behälter eingeleitet werden. Somit wird vermischtes Kältemaschinenöl, das in den zweiten Behälter eingeleitet wurde, zum ersten Behälter zurückgeführt. Eine Mehrzahl von Verbindungsleitungen, die so angeordnet sind, dass sie über die Innenwandung der mit dem ersten Behälter verbundenen Saugleitung überstehen, werden so angeordnet, dass sie mit dem zweiten Behälter in Verbindung stehen. 19 stellt eine Ansicht des Akkumulators gemäß dieser Ausführungsform im vertikalen Querschnitt in der Form dar, dass ein Teil darin vergrößert ist. Diese Ausführungsform stellt eine Modifizierung des Aufbaus des elften Ausführungsforms dar. Das heißt, dass der Aufbau gemäß der elften Ausführungsform auf den Aufbau gemäß der zweiten Ausführungsform angewendet wird. Dabei ist der erste Behälter 1 oberhalb des zweiten Behälters 2 angeordnet.
Gemäß der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 43 eine Saugleitung angegeben, während die Bezugszeichen 44a, 44b und 44c jeweils eine Leitung zur Ölrückgewinnung angeben. Die höchste Position (die Position der Leitung 44c zur Ölrückgewinnung) wird so vorgesehen, dass sie sich nahe des höchsten Pegelstands der Flüssigkeit befindet, die sich in dem zweiten Behälter 2 angesammelt hat. Um eine Rückgewinnung des Kältemaschinenöls 11a im zweiten Behälter 2 auch dann zu ermöglichen, wenn der Pegelstand der Flüssigkeit sich an einer beliebigen Position befindet, sind in vertikaler Richtung mehrere (und zwar bei dieser Ausführungsform zwei) Leitungen 44b und 44c zur Ölrückgewinnung angeordnet. Die Enden der Leitungen 44a, 44b und 44c stehen über die Innenfläche der Saugleitung 43 über, wie dies in vergrößertem Maßstab dargestellt ist, wohingegen die anderen Enden mit dem unteren Bereich des zweiten Behälters 2 verbunden sind. Da die Funktionsweise bei diesem Ausführungsform die gleiche wie bei dem elften Ausführungsform ist, wird hier auf eine Beschreibung derselben verzichtet.
Bei dem vorstehend dargestellten Aufbau besteht außerdem die Möglichkeit, Kältemaschinenöl 11a, das in den zweiten Behälter 2 eingeleitet wurde, auch dann in den ersten Behälter 1 zurückzugewinnen bzw. -führen, wenn eine unvollständig ausgeführte Operation zur selektiven Bewegung des flüssigen Kühlmittels 10 zum zweiten Behälter 2 dazu führt, dass Kältemaschinenöl 11 sich mit dem flüssigen Kühlmittel 10a vermischt und dass Kältemaschinenöl 11a in den zweiten Behälter 2 eingeleitet wird. Außerdem wird durch die Ölrückführleitung 6 wiedergewonnenes flüssiges Kühlmittel 10 in den Verdichter zurückgeleitet. Deshalb lässt sich ein zuverlässiger Kälte- und Klimatisierungskreislauf erreichen, ohne die Durchflussmenge des Kältemaschinenöls zum Verdichter zu verringern.
Eine Aufgabe besteht sowohl bei der vierzehnten als auch der fünfzehnten Ausführungsform darin, eine Störung bzgl. des flüssigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls in dem ersten Behälter 1 und dem zweiten Behälter 2 durch den Fluss des gasförmigen Kühlmittels 9 in den Behälter zu verhindern, um die Trennung von Gas und Flüssigkeit und die Trennung von Kältemaschinenöl von flüssigem Kühlmittel voneinander wirksam herbeizuführen.
Vierzehnte Ausführungsform
Nachstehend wird nun der Aufbau eines Akkumulators gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, der an den Kälte- und Klimatisierungskreislauf angepasst werden kann. 20 stellt den Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform im vertikalen Querschnitt dar. Der Aufbau ist mit dem Ziel angeordnet, den Flüssigkeitspegel (den Ölstand) im ersten Behälter 1 zu stabilisieren und die Grenzfläche zwischen dem Kältemaschinenöl 11 und dem flüssigen Kühlmittel 10 zu stabilisieren.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass das Bezugszeichen 45 eine Stabilisierungsplatte zur Stabilisierung des Flüssigkeitspegels angibt, die in einem Zustand, bei dem das flüssige Kühlmittel 10 sich im ersten Behälter 1 angesammelt hat, nahe der Grenzfläche zwischen dem Kältemaschinenöl 1 und dem flüssigen Kühlmittel 10 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 46 stellt eine Rektifizierplatte dar, die oberhalb des Ölpegels (des Flüssigkeitspegels) befestigt ist. Die Platte 45 zur Stabilisierung des Flüssigkeitspegels und die Rektifizierplatte 46 bilden eine Einrichtung zur Stabilisierung des Flüssigkeitspegels, um den Flüssigkeitspegel im ersten Behälter 1 zu stabilisieren. Beispielsweise muss ein Drahtnetz (Gitter), ein geschäumtes Metall oder ein Sintermetall hierzu ausgewählt werden, das eine zufriedenstellende Durchlässigkeit gegenüber Flüssigkeiten und Gas besitzt.
Das gasförmige Kühlmittel 9, das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11 werden durch die Saugleitung 3 in den ersten Behälter 1 eingeleitet. Wenn das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11 durch die Rektifizierplatte 46 strömen können, wird die Energie des flüssigen Kühlmittels 10 und des Kältemaschinenöls 11 verringert. Somit fallen das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11 ruhig nach unten auf den Flüssigkeitsspiegel, der sich in dem ersten Behälter 1 angesammelt hat. Andererseits verändert sich die Strömungsrichtung des gasförmigen Kühlmittels 9 wegen der Rektifizierplatte 46. Aus diesem Grund kann das gasförmige Kühlmittel 9 nicht leicht zum unteren Bereich des ersten Behälters 2 strömen. Somit strömt das gasförmige Kühlmittel 9 leicht zu der Gaskanalleitung 4 und der Luftkanalleitung 7.
Um das Betriebsverhalten des Akkumulators zu verbessern, muss die Wirksamkeit bei der Trennung von Gas und Flüssigkeit so verbessert werden, dass das flüssige Kühlmittel 10 im ersten Behälter 1 stabil gehalten wird und das flüssige Kühlmittel 10 und das Kältemaschinenöl 11 wirksam in zwei Schichten von einander getrennt werden. Um die Wirksamkeit bei der Trennung von Gas und Flüssigkeit zu verbessern, muss ein Zustand herbeigeführt werden, in welchem der Pegelstand der Flüssigkeit (der Ölstand) im ersten Behälter 1 nicht gestört ist. Zur effizienten Trennung des flüssigen Kühlmittels 10 und des Kältemaschinenöls 11 in zwei Schichten unter dem Einfluss des Unterschieds im spezifischen Gewicht muss der Bereich, der sich benachbart zu der Grenzfläche zwischen dem Kältemaschinenöl 11 und dem flüssigen Kühlmittel 10 befindet, so weit wie möglich in Ruhe gehalten werden. Deshalb wird durch die Verwendung der Rektifizierplatte 46 ein direktes Auftreffen des gasförmigen Kühlmittels auf dem Ölspiegel verhindert und ein Eindringen des gasförmigen Kühlmittels ermöglicht, wobei die Rektifizierplatte 46 und die Platte 45 zur Stabilisierung des Flüssigkeitspegels mit der Drahtnetzkonstruktion bzw. dem Aufbau aus geschäumtem Metall eingesetzt wird, um die Strömungsrichtung zu verändern.
Herabgetropfte Flüssigkeit wird wegen der Anordnung der Stabilisierplatte 45 zum Stabilisieren des Flüssigkeitspegels rasch in das Kältemaschinenöl 11 mit niedrigerem spezifischen Gewicht und das flüssige Kühlmittel 10 mit einem hohen spezifischen Gewicht getrennt. Somit kann die Grenzfläche stabilisiert werden. Auch wenn der Flüssigkeitsspiegel gestört ist, ist die Stabilisierplatte 45 zur Stabilisierung des Flüssigkeitspegels in der Lage, die Störung in gewisser Weise aufzufangen. Infolgedessen können die Grenzfläche und der Flüssigkeitspegel stabilisiert werden.
Diese Ausführungsform weist einen Aufbau auf, bei dem der erste Behälter 1 eine zylindrische Form besitzt und die Saugleitung 3 das Fluid entlang der inneren Oberfläche des Zylinders einleitet. Deshalb tropft das Fluid nach unten, während die Energie des Fluids während des Flusses entlang der inneren Oberfläche des Zylinders verringert wird. Infolgedessen bilden die Rektifizierplatte 46 und die Stabilisierplatte 45 zum Stabilisieren des Flüssigkeitspegels effektiv eine reibungslose Strömung.
Auch wenn diese Ausführungsform in der Form aufgebaut ist, dass sowohl die Stabilisierplatte 45 zur Stabilisierung des Flüssigkeitspegels und die Rektifizierplatte 46 für den ersten Behälter 1 vorgesehen sind, lässt sich die Wirkung, die Wirksamkeit bei der Trennung des Gases von der Flüssigkeit bei einem Aufbau zu verbessern, bei dem eines der Elemente vorgesehen ist.
Fünfzehnte Ausführungsform
Nachstehend wird der Aufbau eines Akkumulators gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, der an den Kälte- und Klimatisierungskreislauf angepasst werden kann. 21 stellt dabei den Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform in vertikalem Querschnitt in der Form dar, dass ein Aufbau zum Stabilisieren des Ölstands (des Flüssigkeitsspiegels) im zweiten Behälter 2 dargestellt wird.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 47 eine Rektifizierplatte, die oberhalb des Ölspiegels (des Flüssigkeitspegels) im zweiten Behälter 2 und unterhalb der Position der Öffnung der Gaskanalleitung 4 angeordnet ist. Somit kann ein direktes Aufstoßen des gasförmigen Kühlmittels 9, das durch die Gaskanalleitung 4 eingeleitet wird, auf der Oberfläche des Kältemaschinenöls 11a und des flüssigen Kühlmittels 10 verhindert werden. Die Rektifizierplatte 47 besteht aus einem Werkstoff mit ausreichender Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase, zum Beispiel aus einem Drahtnetzaufbau (Gitterkonstruktion), aus geschäumtem Metall oder gesintertem Metall.
Das gasförmige Kühlmittel 9, das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11a werden durch die Gaskanalleitung 4 in den zweiten Behälter 2 eingeleitet. An dieser Stelle wird das flüssige Kühlmittel 10a und das Kältemaschinenöl 11 in dem zweiten Behälter angesammelt, wohingegen das gasförmige Kühlmittel aus der Auslassleitung 5 zum Kälte- und Klimatisierungskreislauf ausgeleitet wird. Wenn die Rektifizierplatte 47 mit der vorstehend erläuterten Konstruktion im zweiten Behälter 2 angeordnet ist, kann ein direktes Auftreffen des gasförmigen Kühlmittels auf der Oberfläche der dort angesammelten Flüssigkeit verhindert werden. Somit strömt das gasförmige Kühlmittel ungestört bzw. glatt zur Auslassleitung 5.
Die Ausführungsformen eins bis dreizehn weisen einen Aufbau auf, der von zwei Behältern gebildet wird, nämlich dem ersten Behälter 1 und dem zweiten Behälter 2, um die Wirkung zu erreichen, das Kältemaschinenöl und das flüssige Kühlmittel voneinander zu trennen, um so das Kältemaschinenöl wirksam zum Verdichter zurückzuführen. Die Ausführungsformen sechzehn bis dreiundzwanzig weisen dagegen einen Aufbau auf, bei dem eine Trennplatte in einem Behälter vorgesehen ist, um zwei Innenräume zu bilden (erster Innenraum und zweiter Innenraum). In diesem Fall lässt sich wegen einer ähnlichen Funktionsweise wie im Falle des ersten und zweiten Behälters gemäß den Ausführungsformen eins bis dreizehn eine ähnliche Wirkung herbeiführen. Außerdem ist es möglich, den Aufbau zu vereinfachen und die Abmessungen der Vorrichtung zu verringern.
Sechzehnte Ausführungsform
Die sechzehnte Ausführungsform weist einen Aufbau auf, bei dem der Akkumulator gemäß der zweiten Ausführungsform von einem Behälter gebildet wird. Der Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform wird nunmehr beschrieben. 22(a) stellt eine Ansicht des Akkumulators gemäß diesem Ausführungsform im vertikalen Querschnitt dar. 22(b) ist dagegen eine Querschnittsansicht, die entlang der in 22(a) eingezeichneten Linie X-X gelegt wurde.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 60 einen Akkumulatorbehälter und das Bezugszeichen 61 eine Trennplatte zur Unterteilung des Innenbereichs des Akkumulatorbehälters 60 in vertikaler Richtung. Das Bezugszeichen 62 gibt einen ersten freien Raum an, mit dem Bezugszeichen 63 wird ein zweiter freier Raum bezeichnet, das Bezugszeichen repräsentiert eine Saugleitung, mit 65 ist eine Gasverbindungsleitung angegeben, das Bezugszeichen 66 bezeichnet eine Luftkanalleitung, mit dem Bezugszeichen 67 ist eine Verbindungsleitung angegeben, das Bezugszeichen 68 repräsentiert eine Auslassleitung und mit 69 ist einen Ölrückführleitung angegeben, welche der Ölrückführleitung entspricht.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der erste Behälter 1 gemäß der zweiten Ausführungsform dem ersten Raum 62, während der zweite Behälter 2 dem zweiten Raum 63 entspricht. Die gleichen oder entsprechenden Elemente werden mit den gleichen Bezeichnungen angegeben und erfüllen ähnliche Funktionen. Auch wenn der Aufbau bei dem zweiten Ausführungsform weggelassen wurde, ist die Auslassleitung 5 für gewöhnlich so angeschlossen, dass sie von dem zweiten Behälter 2 zum Verdichter führt, und außerdem ist die Ölrückführleitung 6 so angeschlossen, dass sie vom Verdichter zum zweiten Behälter 2 führt. Bei dieser Ausführungsform können die Ölrückführleitung 69 und die Auslassleitung 68 in dem Akkumulatorbehälter 60 miteinander in Verbindung gebracht werden. Außerdem ist die Auslassleitung 68 zum Ausleiten des gasförmigen Kühlmittels und des Kältemaschinenöls an den Verdichter angeschlossen.
Die Höhe h1 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 62 zur Ölrückführleitung 69, die Höhe h2 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 62 zur Verbindungsleitung 67 und die Höhe h3 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 62 zum unteren Ende der Luftkanalleitung 66 erfüllen die Bedingung h3 < h1 < h2. Das obere Ende der Luftkanalleitung öffnet sich im wesentlichen an der gleichen Position des oberen Endes der Gasverbindungsleitung 65.
Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) im ersten freien Raum sich in dem Bereich zwischen h3 und h2 befindet, wird das gasförmige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung 66 durch die Verbindungsleitung 67 in die Gasverbindungsleitung 65 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt wird das flüssige Kühlmittel in den unteren Endabschnitt der Luftkanalleitung 66 in einer Menge eingeleitet, die dem Flüssigkeitspegel entspricht. Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) angehoben wird, so dass er nicht unter h2 liegt, wird das flüssige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung 66 durch die Verbindungsleitung 67 in die Gasverbindungsleitung 65 eingeleitet. Das flüssige Kühlmittel bewegt sich dann zu dem zweiten freien Raum 63, der wegen des Herabfallens unter Schwerkrafteinfluss und wegen der Strömung des eingeschlossenen Gases an der unteren Position angeordnet ist, damit es sich im unteren Bereich im zweiten freien Raum 63 ansammelt. Somit senkt sich der Flüssigkeitsspiegel im ersten freien Raum 62. Wie vorstehend dargestellt, wird in dem ersten Raum 62 der im wesentlichen gleichbleibende Flüssigkeitspegel (der Ölstand) h2 aufrechterhalten. Ein überschüssiger Teil des flüssigen Kühlmittels sammelt sich in dem zweiten freien Raum 63 an. Somit kann in einem Fall, in dem ein Kältemaschinenöl mit schlechter Löslichkeit mit dem flüssigen Kühlmittel in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf verwendet wird, die Strömungsmenge des Kältemaschinenöls, das aus der Ölrückführleitung 69 durch die Auslassleitung 68 in den Verdichter fließt, konstant gehalten werden, wie dies in 2 dargestellt ist. Infolgedessen lässt sich eine erforderliche Menge aufrechterhalten, ohne die Durchflussrate von zum Verdichter fließenden Kältemaschinenöl zu verringern. Damit lässt sich die Zuverlässigkeit des Verdichters und des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs verbessern.
Da die Saugleitung 64 und die Auslassleitung 64 mit dem Akkumulatorbehälter 60 verbunden sind, lässt sich ein Akkumulator mit einfachem Aussehen realisieren.
Siebzehnte Ausführungsform
Eine siebzehntes Ausführungsform stellt eine modifizierte Ausführung der sechzehnten Ausführungsform in der Weise dar, dass der erste Raum und der zweite Raum horizontal ausgebildet sind. Nachstehend wird nun ein Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
23(a) ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Akkumulators gemäß dieser Ausführungsform. 23(b) zeigt dabei eine Querschnittsansicht, die entlang der in 23(a) eingezeichneten Linie X-X gelegt ist. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 70 einen Akkumulatorbehälter und das Bezugszeichen 71 eine Trennplatte zum Unterteilen des Innenbereichs des Akkumulatorbehälters 70. Das Bezugszeichen 72 stellt einen ersten Raum dar, mit 73 ist ein zweiter Raum angegeben, das Bezugszeichen 74 repräsentiert eine Saugleitung, mit 75 ist eine Gasverbindungsleitung angegeben, das Bezugszeichen 76 entspricht einer Luftkanalleitung, mit 77 wird eine Verbindungsleitung bezeichnet, das Bezugszeichen 78 repräsentiert eine Auslassleitung, und schließlich gibt das Bezugszeichen 70 eine Ölrückführleitung an.
Die Höhe h1 ab der Bodenfläche im ersten Raum 72 bis zur Ölrückführleitung 79, die Höhe h2 von der Bodenfläche im ersten Raum 72 bis zur Verbindungsleitung 77 und die Höhe h3 von der Bodenfläche im ersten Raum 72 bis zum unteren Ende der Luftkanalleitung 76 genügen der Beziehung h3 < h1 < h2. Das obere Ende der Luftkanalleitung 76 öffnet sich im Wesentlichen an der gleichen Position wie das obere Ende der Gasverbindungsleitung 75.
Wenn der Flüssigkeitsspiegel (der Ölstand) im ersten freien Raum 72 in einem Bereich zwischen h3 und h2 liegt, dann wird das gasförmige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung 76 durch die Verbindungsleitung 77 in die Gasverbindungsleitung 75 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt wurde das flüssige Kühlmittel in den unteren Endbereich der Luftkanalleitung 76 in einer Menge eingeleitet, welche dem Flüssigkeitspegel entspricht. Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) nicht kleiner als h2 gemacht wird, dann wird das flüssige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung 76 durch die Verbindungsleitung 77 in die Gasverbindungsleitung 75 eingeleitet. Das flüssige Kühlmittel bewegt sich in den zweiten freien Raum 73, wenn sich das Gas bewegt, so dass das flüssige Kühlmittel sich im zweiten freien Raum 73 im unteren Bereich ansammelt. Infolgedessen wird der Flüssigkeitsspiegel im ersten Raum 72 gesenkt. Als Folge davon kann der im Wesentlichen gleich bleibende Flüssigkeitsstand (der Ölstand) bei h2 im ersten freien Raum 72 aufrechterhalten werden. Somit sammelt sich in dem zweiten freien Raum 73 ein überschüssiger Teil des flüssigen Kühlmittels. Wenn Kältemaschinenöl, das schlecht mit dem flüssigen Kühlmittel löslich ist, bei dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf verwendet wird, wie dies in 2 dargestellt ist, lässt sich die Durchflussrate des Kältemaschinenöls, das aus der Ölrückführleitung 79 zum Verdichter fließt, konstant halten. Somit lässt sich eine benötigte Menge aufrechterhalten, ohne die Strömungsmenge des Kältemaschinenöls zum Verdichter zu verringern. Infolgedessen lässt sich die Zuverlässigkeit des Verdichters und des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs verbessern.
Da die Saugleitung 74, die Auslassleitung 78 und die Ölrückführleitung 79 mit dem Akkumulatorbehälter 70 verbunden sind, lässt sich ein einfach erscheinender Akkumulator erhalten.
Achtzehnte Ausführungsform
Eine achtzehnte Ausführungsform ist in der Weise aufgebaut, dass die Konstruktion entsprechend der sechsten Ausführungsform mit einem Behälter ausgeführt und der erste Raum neben dem zweiten Raum gebildet wird. Nachstehend wird nun der Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
24 stellt den Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform im vertikalen Querschnitt dar. 24(a) zeigt den gesamten Korpus des Akkumulators und 24(b) stellt eine teilweise vergrößerte Ansicht dar. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 80 einen Akkumulatorbehälter und das Bezugszeichen 81 eine Unterteilungsplatte zum Unterteilen des Innenbereichs des Akkumulatorbehälters 80. Das Bezugszeichen 81a repräsentiert ein Loch zur Gasverbindung, das in der Unterteilungsplatte ausgebildet ist, während mit 82 ein erster freier Raum, mit 83 ein zweiter freier Raum, mit 84 eine Saugleitung angegeben werden, das Bezugszeichen 85 eine Unterteilungsplatte angibt, 86 eine Kühlmittel-Ansaugleitung repräsentiert, 87 eine Auslassleitung ist und das Bezugszeichen 88 eine Ölrückführleitung angibt. Außerdem ist zwischen jedem der unteren Enden der Unterteilungsplatte 85 und der Kühlmittel-Ansaugleitung 86 und der Bodenfläche im ersten Raum 82 ein Spalt ausgebildet. Der erste Behälter 1 gemäß dem sechsten Ausführungsform entspricht dabei dem ersten freien Raum 82, der zweite Behälter 2 entspricht hier dem zweiten freien Raum 83, die Gasverbindungsleitung 22 entspricht dem Loch 81a zur Gasverbindung, der Zylinder 23 entspricht der Unterteilungsplatte 85 und die Kühlmittel-Ansaugleitung 24 entspricht der Kühlmittel-Ansaugleitung 86.
Die Höhe h1 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 82 bis zur Ölrückführleitung 88, die Höhe h2 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 82 bis zur Kühlmittel-Ansaugleitung 86 und die Höhe 73 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 82 bis zum unteren Ende der Unterteilungsplatte 85 genügen dabei der Beziehung h3 < h1 < h2.
Während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs strömt das gasförmige Kühlmittel aus dem ersten Raum 82 durch die Öffnung 81a zur Gasverbindung in den zweiten Raum 83. Deshalb tritt hier ein Druckverlust auf. Dies bedeutet, dass der Druck im ersten freien Raum 82 höher ist als der Druck im zweiten freien Raum 83. Wenn der Flüssigkeitsspiegel (der Ölstand) im ersten freien Raum 82 im Bereich zwischen h3 und h2 liegt, dann wird in die Kühlmittel-Ansaugleitung 86 das gasförmige Kühlmittel eingeleitet. Somit veranlasst der Druckunterschied, dass das gasförmige Kühlmittel nach oben in die Kühlmittel-Ansaugleitung 86 gedrückt wird. Zu diesem Zeitpunkt wurde das flüssige Kühlmittel aus dem unteren Ende der Unterteilungsplatte zu dem Bereich eingeleitet, in welchem die Kühlmittel-Ansaugleitung 86 angeordnet wurde, wobei die Einleitung in einer Menge erfolgt, welche dem Flüssigkeitspegel entspricht. Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) auf eine Höhe gebracht wurde, die nicht niedriger als h2 liegt, wird das flüssige Kühlmittel aufgrund des Druckunterschieds in die Kühlmittel-An saugleitung 86 eingeleitet, damit es nach oben in die Kühlmittel-Ansaugleitung geschoben werden kann. Aus diesem Grund wird das flüssige Kühlmittel 10 im ersten Raum 82 zum zweiten Raum 83 hin bewegt und sammelt sich im Bodenbereich im zweiten Raum 83. Infolgedessen senkt sich der Flüssigkeitsspiegel im ersten Raum 82.
Wie vorstehend beschrieben, lässt sich der im wesentlichen konstante Flüssigkeitsspiegel (der Ölstand) bei h2 im ersten freien Raum 82 aufrechterhalten. Somit sammelt sich im zweiten freien Raum 83 nur ein überschüssiger Teil des flüssigen Kühlmittels. Wenn das Kältemaschinenöl, das mit dem flüssigen Kühlmittel nur schlecht löslich ist, in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf verwendet wird, wie dies anhand von 2 beschrieben wurde, dann ist es möglich, die Durchflussmenge des Kältemaschinenöls, die aus der Ölrückführleitung 88 zum Verdichter strömt, konstant zu halten. Infolgedessen lässt sich eine erforderliche Menge aufrechterhalten, ohne die Durchflussrate des Kältemaschinenöls zum Verdichter zu verringern. Auf diese Weise ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Verdichters und des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs zu verbessern.
Da nur die Ansaugleitung 84, die Auslassleitung 87 und die Ölrückführleitung 88 an den Akkumulatorbehälter 80 angeschlossen sind, lässt sich ein Akkumulator mit einfachem Erscheinungsbild erhalten.
Neunzehnte Ausführungsform
Eine neunzehnte Ausführungsform ist in der Weise aufgebaut, dass die Konstruktion gemäß der achten Ausführungsform mit nur einem Behälter realisiert wird. Nachstehend wird nun ein Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
25(a) stellt den Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform im vertikalen Querschnitt dar. 25(b) ist dagegen eine Querschnittsansicht, die entlang der in 25(a) eingezeichneten Linie X-X gelegt wurde. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 89 einen Akkumulatorbehälter und das Bezugszeichen 90 eine Unterteilungsplatte, welche den Innenbereich des Akkumulatorbehälters 89 in vertikaler Richtung unterteilt. Das Bezugszeichen 91 stellt einen ersten freien Raum dar, mit 92 ist ein zweiter freier Raum angegeben, das Bezugszeichen 93 repräsentiert eine Ansaugleitung, mit 94 ist eine Gasverbindungsleitung bezeichnet, das Bezugszeichen 95 stellt eine Luftkanalleitung dar, 96 repräsentiert eine Verbindungsleitung, mit dem Bezugszeichen 97 ist eine Verbindungsleitung angegeben, 98 bezeichnet eine Auslassleitung und das Bezugszeichen 99 gibt eine Ölrückführleitung an. Der erste Behälter 1 gemäß der achten Ausführungsform entspricht dabei dem ersten Raum 91, wohingegen der zweite Behälter 2 dem zweiten Raum 92 entspricht.
Die Höhe h1 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 91 bis zur Ölrückführleitung 99, die Höhe h2 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 91 bis zur Verbindungsleitung 96 und die Höhe h3 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 91 bis zum unteren Ende der Luftkanalleitung 95 genügen dabei der Beziehung h3 < h1 < h2. Das obere Ende der Luftkanalleitung 96 öffnet sich an der gleichen Position wie die des oberen Endes der Gasverbindungsleitung 94.
Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) im ersten Raum 91 in einem Bereich zwischen h3 und h2 liegt, wird das gasförmige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung 95 durch die Verbindungsleitung 96 zur Gasverbindungsleitung 94 geleitet. Zu diesem Zeitpunkt wurde das flüssige Kühlmittel aus dem unteren Ende der Luftkanalleitung 95 in einer Menge eingeleitet, welche dem Flüssigkeitspegel entspricht. Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) nicht niedriger als h2 angelegt wird, dann wird das flüssige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung durch die Verbindungsleitung 96 in die Gasverbindungsleitung 94 eingeleitet. Danach bewegt sich das flüssige Kühlmittel in den zweiten freien Raum 92, wenn sich das innen vorhandene Gas bewegt, und sammelt sich danach im unteren Bereich des zweiten freien Raums 92. Somit senkt sich der Flüssigkeitsspiegel im ersten freien Raum 91. Während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs führt das aus dem ersten Raum 91 über die Gasverbindungsleitung 94 in den zweiten Raum 92 eingeleitete gasförmige Kühlmittel zu einem Druckverlust. Dies bedeutet, dass der Druck im ersten freien Raum 91 höher ist als der Druck im zweiten freien Raum 92. Deshalb wird das in den zweiten freien Raum 92 bewegte flüssige Kühlmittel nicht aus der Verbindungsleitung 97 in den ersten freien Raum 91 zurückgeleitet. Der Druckunterschied zwischen dem Innenbereich des ersten freien Raums 91 und dem Innenbereich des zweiten freien Raums 92 wird jedoch aufgehoben. Somit wird das flüssige Kühlmittel, das sich im zweiten freien Raum 92 angesammelt hat, aus der Verbindungsleitung 97 unter dem Einfluss der Schwerkraft in den ersten freien Raum 91 zurückgeleitet.
Wie vorstehend bereits beschrieben wurde, ist es möglich, im ersten freien Raum den Flüssigkeitspegel (den Ölstand) im wesentlichen konstant auf h2 zu halten. Außerdem sammelt sich im ersten freien Raum ein überschüssiger Teil des flüssigen Kühlmittels. Wenn bei dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf ein Kältemaschinenöl verwendet wird, das sich mit dem flüssigen Kühlmittel nur schlecht löst, wie dies in 2 dargestellt ist, dann lässt sich die Durchflussmenge des Kältemaschinenöls, die von der Ölrückführleitung 99 zum Verdichter strömt, konstant halten. Somit ist es möglich, ohne Verringerung der Durchflussmenge des Kältemaschinenöls zum Verdichter eine benötigte Menge aufrechtzuerhalten. Damit kann die Zuverlässigkeit des Verdichters und des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs verbessert werden.
Da nur die Ansaugleitung 93, die Auslassleitung 98 und die Ölrückführleitung 99 an den Akkumulator 89 angeschlossen sind, lässt sich ein einfach aussehender Akkumulator erhalten.
Zwanzigste Ausführungsform
Die zwanzigste Ausführungsform weist einen Aufbau auf, bei dem der Akkumulator in der Konstruktion gemäß der neunten Ausführungsform mit nur einem Behälter realisiert wird. Außerdem ist der zweite Behälter im ersten Behälter angeordnet. Nachstehend wird der Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Dabei zeigt 26(a) den Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform im vertikalen Querschnitt, während 26(b) diesen in Draufsicht zeigt.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 100 einen Akkumulatorbehälter und das Bezugszeichen 101 ein Innenbehälter, welcher den Innenbereich des Akkumulatorbehälters 100 abtrennt. Mit dem Bezugszeichen 102 ist ein erster freier Raum angegeben, der von dem Innenbehälter 101 getrennt ist. Das Bezugszeichen 103 gibt einen zweiten freien Raum an, 104 repräsentiert eine Ansaugleitung, 105 stellt eine Gasverbindungsleitung dar, mit 105a ist ein Verbindungsloch angegeben, 106 repräsentiert eine Luftkanalleitung, mit 107 ist eine Verbindungsleitung angegeben, das Bezugszeichen 108 steht für eine Ölrückführleitung und mit dem Bezugszeichen 109 ist eine Auslassleitung angegeben.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der erste Behälter 1 gemäß dem neunten Ausführungsform dem ersten Raum 102, während der zweite Behälter 2 dem zweiten Raum 103 entspricht und die Verbindungsleitung 33 der Verbindungsöffnung 105a entspricht. Dabei werden gleiche oder entsprechende Elemente aus der neunten Ausführungsform hier mit den gleichen Bezeichnungen angegeben und erfüllen auch die gleichen Aufgaben.
Die Höhe h1 von der Bodenfläche im Akkumulatorbehälter 100 bis zur Ölrückführleitung 108, die Höhe h2 von der Bodenfläche im Akkumulatorbehälter 100 bis zur Verbindungsleitung 107 und die Höhe h3 von der Bodenfläche im Akkumulatorbehälter 100 bis zur Luftkanalleitung 106 stehen dabei mit einander in der Beziehung h3 < h1 < h2. Das obere Ende der Luftkanalleitung 106 öffnet sich dabei im wesentlichen an der gleichen Position wie das offene Ende der Gasverbindungsleitung 105.
Wenn der Flüssigkeitsspiegel (der Ölstand) im Akkumulatorbehälter 100 in einem Bereich zwischen h3 und h2 liegt, wird das gasförmige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung 106 durch die Verbindungsleitung 107 zur Gasverbindungsleitung 105 geleitet. Zu diesem Zeitpunkt wurde das flüssige Kühlmittel aus dem unteren Ende der Luftkanalleitung 106 in einer Menge eingeleitet, welche dem Flüssigkeitsstand entspricht. Wenn der Flüssigkeitsspiegel (der Ölstand) auf eine Höhe angehoben wurde, die nicht unter h2 liegt, wird das flüssige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung 106 durch die Verbindungsleitung 107 zur Gasverbindungsleitung 105 geleitet. Das flüssige Kühlmittel bewegt sich dann zum zweiten freien Raum 103, wenn sich das innen vorhandene Gas bewegt, und sammelt sich dann im Bodenbereich im zweiten freien Raum 103. Infolgedessen senkt sich der Flüssigkeitsspiegel im Akkumulatorbehälter 100. Während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs fließt das gasförmige Kühlmittel von dem Akkumulatorbehälter 100 durch die Gasverbindungsleitung 105 zu dem ersten Raum 102. Somit findet ein Druckverlust statt. Dies bedeutet, dass der Druck im Akkumulatorbehälter 100 höher ist als der Druck im ersten freien Raum 102. Deshalb wird das flüssige Kühlmittel, das zum zweiten freien Raum 103 bewegt wurde, nicht aus der Verbindungsleitung zum Akkumulatorbehälter 100 zurückgeführt. Wenn der Betrieb des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs unterbrochen wird, wird der Druckunterschied zwischen dem Innenbereich des Akkumulatorbehälters 100 und dem zweiten freien Raum 103 aufgehoben. Infolgedessen wird das flüssige Kühlmittel, das sich in dem zweiten freien Raum 103 angesammelt hat, aus der Gasverbindungsleitung 105 in den Akkumulatorbehälter 100 zurückgeführt.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) bei h2 im Akkumulatorbehälter 100 im Wesentlichen konstant gehalten werden. Außerdem sammelt sich im zweiten freien Raum 103 ein überschüssiger Teil des flüssigen Kühlmittels. Wenn somit das Kältemaschinenöl, das sich nur schlecht mit dem flüssigen Kühlmittel löst, bei dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf verwendet wird, dann kann die Durchflussmenge des Kältemaschinenöls, die von der Ölrückführleitung 108 zum Verdichter strömt, konstant gemacht werden, wie dies in 2 dargestellt ist. Infolgedessen lässt sich die Entstehung einer Störung im Verdichter verhindern.
Da nur die Ansaugleitung 104, die Ölrückführleitung 108 und die Auslassleitung 109 mit dem Akkumulatorbehälter 100 verbunden sind, kann man einen einfach aussehenden Akkumulator erhalten.
27 stellt eine modifizierte Ausführung der Gasverbindungsleitung dar. Bei dieser Modifizierung sind an unterschiedlichen Positionen in vertikaler Richtung der Gasverbindungsleitung 110, die in dem zweiten Raum angeordnet ist, mehrere Verbindungslöcher – zum Beispiel zwei Verbindungslöcher 110a und 110b – ausgebildet.
Da die Verbindungslöcher 110a und 110b an unterschiedlichen Positionen ausgebildet sind, verändert sich der Pegelstand der Flüssigkeit nicht, die sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat. Wenn der Betrieb des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs unterbrochen wurde, kann die Flüssigkeit effizient in den ersten freien Raum zurückgeleitet werden. Wenn Kältemaschinenöl eingeleitet wird und wenn man dieses in dem Bereich, in dem die Flüssigkeit sich ansammelt, vorliegen hat, kann das Kältemaschinenöl glatt bzw. gleichmäßig in den ersten Raum zurückgeleitet werden.
Einundzwanzigste Ausführungsform
Eine einundzwanzigste Ausführungsform ist in der Weise aufgebaut, dass der Akkumulator gemäß der zwölften Ausführungsform mit einem Behälter realisiert wird, und dass der erste Behälter und der zweite Behälter durch eine Trennwand unterteilt werden. Nachstehend wird nun der Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Dabei zeigt 28(a) den Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform im vertikalen Querschnitt, während 28(b) einen Querschnitt darstellt, der entlang der in 28(a) eingezeichneten Linie X-X gelegt wurde.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 111 einen Akkumulatorbehälter und dass Bezugszeichen 112 eine Unterteilungsplatte, welche den Innenbereich des Akkumulatorbehälters 111 unterteilt. Das Bezugszeichen 113 gibt einen ersten freien Raum an, mit 114 ist ein zweiter freier Raum angegeben, das Bezugszeichen 115 entspricht einer Ansaugleitung, mit 116 ist eine Gasverbindungsleitung angegeben, das Bezugszeichen 117 stellt eine Luftkanalleitung dar, mit 118 ist eine Verbindungsleitung angegeben, 119 repräsentiert eine Ölrückführleitung, 120 entspricht einer Auslassleitung, und die Bezugszeichen 121 und 122 geben jeweils eine Leitung zur Ölrückgewinnung an.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der erste Behälter 1 gemäß der zwölften Ausführungsform dem ersten Raum 113, während der zweite Behälter 2 dem zweiten Raum 114 entspricht. Elemente, die gleich jenen der zwölften Ausführungsform sind oder diesen entsprechen, werden hier mit den gleichen Bezeichnungen versehen und erfüllen auch die gleiche Aufgabe wie sie.
Die Höhe h1 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 113 bis zum Kältemaschinenöl 11, die Höhe h2 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 113 bis zur Verbindungsleitung 118 und die Höhe h3 von der Bodenfläche im ersten freien Raum 113 bis zum unteren Ende der Luftkanalleitung 117 genügen der Beziehung h3 < h1 < h2. Außerdem öffnet sich das obere Ende der Luftkanalleitung 117 im Wesentlichen an der gleichen Position wie eines der offenen Enden der Gasverbindungsleitung 116.
Wenn der Flüssigkeitspegel (Ölstand) im ersten Raum 113 in einem Bereich zwischen h3 und h2 liegt, wird das gasförmige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung durch die Verbindungsleitung 118 in die Gasverbindungsleitung 116 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt wurde das flüssige Kühlmittel aus dem unteren Ende der Luftkanalleitung 117 in einer Menge eingeleitet, welche dem Flüssigkeitspegel entspricht. Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) so eingestellt wurde, dass er nicht unter h2 liegt, dann wird das flüssige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung 117 durch die Verbindungsleitung 118 zur Gasverbindungsleitung 116 geleitet. Das flüssige Kühlmittel wird zum zweiten Raum 114 bewegt, wenn sich das innen vorhandene Gas bewegt, und sammelt sich dann im unteren Bereich im zweiten Raum 114. Infolgedessen wird der Flüssigkeitsstand im ersten Raum 113 abgesenkt.
Wie oben beschrieben, ist es möglich, den Flüssigkeitsspiegel (den Ölstand) im ersten freien Raum 113 im wesentlich konstant auf h2 zu halten. Außerdem sammelt sich im zweiten Raum 114 ein überschüssiger Teil des flüssigen Kühlmittels. Wenn nun bei dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf ein Kältemaschinenöl verwendet wird, das sich nur schlecht mit dem flüssigen Kühlmittel löst, wie dies in 2 dargestellt wird, dann lässt sich so die Durchflussrate des Kältemaschinenöls, die aus der Ölrückführleitung 119 zum Verdichter strömt, konstant halten. Infolgedessen kann die Entstehung einer Störung im Verdichter verhindert werden.
Die Leitung 121 zur Ölrückgewinnung weist eine Vielzahl von Löchern zur Ölrückgewinnung auf, die in ihrer vertikalen Richtung an unterschiedlichen Positionen ausgebildet sind. Die Leitung 121 zur Ölrückführung ist dabei so angeordnet, dass sie in den Bereich eintaucht, in dem sich die Flüssigkeit im zweiten freien Raum 114 ansammelt. Die oberste Position des Lochs zur Ölrückgewinnung wird dabei an einer Stelle nahe dem höchsten Flüssigkeitsstand im zweiten freien Raum 114 vorgesehen. Auch wenn der Flüssigkeitspegel der Flüssigkeit, die sich in dem zweiten freien Raum 114 angesammelt hat, auf einer beliebigen Höhe steht, kann das Kältemaschinenöl, das über der Flüssigkeit abgetrennt wurde, im ersten freien Raum 113 zurück gewonnen werden. Um dies zu erreichen, sind mehrere Löcher zur Ölrückgewinnung in vertikaler Richtung ausgebildet. Die Leitung 122 zur Ölrückgewinnung, welche dazu dient, die Verbindung zwischen dem unteren Endbereich der Leitung 121 zur Ölrückgewinnung und der Ansaugleitung 115 herzustellen, besitzt ein Ende, das über die Innenfläche der Ansaugleitung 115 um zum Beispiel etwa einige Millimeter übersteht.
Nachstehend werden nun die Funktionsweisen der Leitungen 121 und 122 zur Ölrückgewinnung beschrieben. Auch wenn das Kältemaschinenöl, das sich in dem zweiten freien Raum 114 angesammelt hat, an einer beliebigen Position steht, wird aus dem Loch zur Ölrückgewinnung, welches dem Ölstand entspricht, Kältemaschinenöl in die Leitung 121 zur Ölrückgewinnung eingeleitet. Somit wird das flüssige Kühlmittel durch das Loch zur Ölrückgewinnung, welches dem flüssigen Kühlmittel gegenüber steht, in die Leitung 121 zur Ölrückgewinnung eingeleitet. Infolge eines Auswerfeffekts, den man durch die Innenströmung in der Ansaugleitung 115 erhält und der sich auf das vordere Ende der Leitung 122 zur Ölrückgewinnung auswirkt, wird der Druck am vorderen Ende so eingestellt, dass er gegenüber dem statischen Druck in der Umgebung ein negativer Druck ist. Infolgedessen werden das Kältemaschinenöl und das flüssige Kühlmittel, das in die Leitung 122 zur Ölrückgewinnung eingeleitet wurde, in die Ansaugleitung 115 eingezogen und dann im ersten freien Raum 113 zurück gewonnen. Wie oben erläutert, lässt sich das Kältemaschinenöl, das in den zweiten Raum 114 eingeleitet wurde, auch während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs im ersten Raum 113 zurückgewinnen.
Während einer Unterbrechung des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs wird Flüssigkeit im zweiten Raum 114 durch Einwirkung der Schwerkraft durch die Leitungen 121 und 122 zur Ölrückgewinnung in den ersten Raum 113 bewegt.
Aufgrund der vorstehend dargestellten Betriebsabläufe ist diese Ausführungsform in der Lage, Kältemaschinenöl, das in den zweiten freien Raum 114 eingeleitet wurde, auch dann in den ersten Raum 113 zurückzuführen, wenn der Betrieb zur selektiven Bewegung des flüssigen Kühlmittels in den zweiten Raum 114 nicht zufriedenstellend ist und sich somit Kältemaschinenöl mit dem flüssigen Kühlmittel vermischt und in den zweiten Raum 114 eingeleitet wird. Außerdem wird rückgewonnenes Kältemaschinenöl durch die Ölrückführleitung 119 in den Verdichter zurückgewonnen. Deshalb lässt sich ein zuverlässiger Kälte- und Klimatisierungskreislauf erhalten, ohne dass die Durchflussrate des Kältemaschinenöls zum Verdichter verringert werden muss.
Da nur die Ansaugleitung 115, die Ölrückführleitung 119 und die Auslassleitung 10 mit dem Akkumulatorbehälter 111 verbunden sind, lässt sich ein einfach aussehender Akkumulator erhalten.
Zweiundzwanzigste Ausführungsform
Eine zweiundzwanzigste Ausführungsform ist in der Weise aufgebaut, dass die Einrichtung zum Einhalten des Flüssigkeitspegels im ersten Raum den Zylinder und die Kühlmittel-Ansaugleitung gemäß der sechsten Ausführungsform aufweist. Darüber hinaus sind der erste und der zweite Raum mittels eines einzigen Behälters realisiert, während die Bewegungseinrichtung, welche die Flüssigkeit, die sich in dem zweiten Raum angesammelt hat, entsprechend der einundzwanzigsten Ausführungsform in den ersten Raum bewegt. Ein Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Dabei stellt 29(a) eine Ansicht des Akkumulators gemäß der zweiundzwanzigsten Ausführungsform im vertikalen Querschnitt dar, während 29(b) eine Querschnittsansicht entlang der in 29(a) eingezeichneten Linie X-X ist.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 123 einen Akkumulatorbehälter und das Bezugszeichen 124 eine Unterteilungsplatte, um den Innenbereich des Akkumulatorbehälters 123 in vertikaler Richtung zu unterteilen. Das Bezugszeichen 125 stellt einen ersten Raum dar, 126 bezieht sich auf einen zweiten freien Raum, 127 stellt eine Ansaugleitung dar, mit 128 ist eine Gasverbindungsleitung bezeichnet, das Bezugszeichen 1290 repräsentiert eine Ölrückführleitung, mit 130 ist eine Auslassleitung angegeben, die Bezugszeichen 131 und 132 stellen Leitungen zur Ölrückgewinnung dar, und mit dem Bezugszeichen 133 ist eine Kühlmittel-Ansaugleitung dargestellt, während 134 einen Zylinder repräsentiert.
Die Höhe h1 ab der Bodenfläche im ersten freien Raum 125, die Höhe h2 ab der Bodenfläche im ersten freien Raum bis zur Kühlmittel-Ansaugleitung 133 und die Höhe h3 aber der Bodenfläche im ersten freien Raum 125 bis zum unteren Ende des Zylinders 134 genügen der Beziehung h3 < h1 < h2. Das obere Ende der Kühlmittel-Ansaugleitung 133 durchdringt die Unterteilungsplatte 124 und ermöglicht die Strömungsverbindung mit dem zweiten freien Raum 126.
Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) in der Kühlmittel-Ansaugleitung 133 sich innerhalb eines Bereichs zwischen h3 und h2 befindet, wird das gasförmige Kühlmittel durch die Kühlmittel-Ansaugleitung 133 in den zweiten freien Raum 126 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt wurde das flüssige Kühlmittel vom unteren Ende des Zylinders 134 in einer Menge eingeleitet, welche dem Flüssigkeitspegel entspricht. Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) so eingestellt ist, dass er nicht unter h2 liegt, dann wird das flüssige Kühlmittel durch die Kühlmittel-Ansaugleitung 133 in den zweiten freien Raum 126 eingeleitet. Somit sinkt der Flüssigkeitspegel im ersten freien Raum 125 ab. Währen des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs strömt das gasförmige Kühlmittel aus dem ersten freien Raum 125 durch die Gasverbindungsleitung 128 in den zweiten freien Raum 126. Aus diesem Grund tritt ein Druckverlust auf. Dies bedeutet, dass der Druck im ersten freien Raum 125 höher ist als der Druck im zweiten freien Raum 126. Deshalb wird das flüssige Kühlmittel, das zum zweiten freien Raum bewegt wurde, nicht aus der Kühlmittel-Ansaugleitung 133 in den ersten freien Raum 125 zurückgeführt. Wenn der Betrieb des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs unterbrochen wird, dann wird der Druckunterschied zwischen dem innen liegenden Bereich des ersten freien Raumes 125 und dem Innenraum im zweiten freien Raum 126 aufgehoben. Damit wird das flüssige Kühlmittel, das sich in dem zweiten freien Raum 126 angesammelt hat, unter dem Einfluss der Schwerkraft aus der Kühlmittel-Ansaugleitung 133 in den ersten freien Raum 125 rückgewonnen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in dem ersten freien Raum 125 ein im Wesentlichen konstanter Flüssigkeitsspiegel (Ölstand) auf h2 aufrechterhalten. Aus diesem Grund kann erreicht werden, dass Kältemaschinenöl nahe der Höhe der Ölrückführleitung 129 vorhanden ist, damit das Kältemaschinenöl selektiv zum Verdichter zurückgeführt wird. Außerdem kann sich das flüssige Kühlmittel in dem zweiten freien Raum sammeln. Wenn in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf ein Kältemaschinenöl verwendet wird, das mit dem flüssigen Kühlmittel nur schlecht löslich ist, dann kann die Durchflussmenge des Kältemaschinenöls, das von der Ölrückführleitung 129 zum Verdichter strömt, konstant gehalten werden. Infolgedessen lässt sich die Entstehung einer Störung im Verdichter verhindern.
Die Bewegungseinrichtung ist dabei in der Weise aufgebaut, dass eine Vielzahl von Löchern zur Ölrückgewinnung in vertikaler Richtung in der Kühlmittel-Ansaugleitung 133 ausgebildet ist. Außerdem ist die Kühlmittel-Ansaugleitung 133 so angeordnet, dass sie in den Bereich im zweiten freien Raum 126 eintaucht, in dem sich die Flüssigkeit sammelt. Die höchste Position der Löcher zur Ölrückgewinnung wird so definiert, dass sie nahe dem höchsten Flüssigkeitspegel im zweiten freien Raum 126 liegt. Wenn der Flüssigkeitsspiegel im zweiten freien Raum 126 an einer beliebigen Position vorhanden ist, lässt sich das abgetrennte Kältemaschinenöl, das über der vorgenannten Flüssigkeit schwimmt, zuverlässig in den ersten freien Raum 125 rückgewinnen, indem die Vielzahl von Löchern zur Ölrückgewinnung in vertikaler Richtung vorgesehen wird. Die Leitung 132 zur Ölrückgewinnung, welche die Strömungsverbindung zwischen dem unteren Ende der Leitung 131 zur Ölrückgewinnung und der Ansaugleitung 127 herstellt, besitzt ein Ende, das zum Innenbereich der Ansaugleitung 127 um beispielsweise mehrere Millimeter vorstehen kann.
In ähnlicher Weise wie bei der einundzwanzigsten Ausführungsform veranlassen die Leitungen 131 und 132 zur Ölrückgewinnung die Einleitung von Kältemaschinenöl durch die Löcher zur Ölrückgewinnung entsprechend dem Ölstand in die Leitung 131 zur Ölrückgewinnung sogar dann, wenn das Kältemaschinenöl, das sich in dem zweiten Raum 126 angesammelt hat, bei einer beliebigen Position positioniert ist. Damit wird das flüssige Kühlmittel durch die Löcher zur Ölrückgewinnung, welche dem flüssigen Kühlmittel gegenüber stehen, in die Leitung 131 zur Ölrückgewinnung eingeleitet. Aufgrund des erzielten Auswerfeffekts, der auf die Innenströmung in der Ansaugleitung 127 zurückzuführen ist, wird der Druck am vorderen Ende der Leitung 132 zur Ölrückgewinnung so eingestellt, dass er gegenüber dem statischen Druck in der Umgebung negativ ist. Somit werden das Kältemaschinenöl und das flüssige Kühlmittel, das in die Leitung 132 zur Ölrückgewinnung eingeleitet wurde, in die Ansaugleitung 127 angesaugt und dann in den ersten Raum 125 zurückgewonnen. Wie vorstehend schon beschrieben wurde, kann das Kältemaschinenöl, das in den zweiten freien Raum 126 eingeleitet wurde, sogar während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs in dem ersten freien Raum 125 rückgewonnen werden.
Infolgedessen ist es möglich, dass das Kältemaschinenöl und das flüssige Kühlmittel, das sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, effizient in dem ersten freien Raum zurückgewonnen werden, und zwar ohne Rücksicht auf den Flüssigkeitspegel und sogar während des Betriebs und einer Betriebsunterbrechung des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs. Außerdem kann das Kältemaschinenöl durch die Ölrückführleitung 129 im Verdichter rückgewonnen werden.
Da nur die Ansaugleitung 127, die Ölrückführleitung 129 und die Auslassleitung 130 am Akkumulatorbehälter 123 angeschlossen sind, lässt sich ein einfach aussehender Akkumulator erhalten.
Dreiundzwanzigste Ausführungsform
Eine dreiundzwanzigste Ausführungsform ist in der Weise aufgebaut, dass der erste Behälter 1 gemäß der zweiten Ausführungsform und der zweite Behälter 2 entsprechend der zwölften Ausführungsform in einem einzigen Behälter realisiert werden. Dabei wird nun ein Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. 30 stellt die dreiundzwanzigste Ausführungsform im Querschnitt dar. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 135 einen Akkumulatorbehälter und das Bezugszeichen 136 eine Unterteilungsplatte, welche den Innenbereich des Akkumulatorbehälters 135 in vertikaler Richtung unterteilt. Das Bezugszeichen 137 gibt einen ersten freien Raum an, mit 138 ist ein zweiter freier Raum angegeben, das Bezugszeichen 139 repräsentiert eine Ansaugleitung, eine Gasverbindungsleitung ist mit 140 bezeichnet, das Bezugszeichen 141 stellt eine Luftkanalleitung dar, das Bezugszeichen 142 steht für eine Verbindungsleitung, mit 143 ist ein Loch zur Ölrückführung angegeben, welches der Ölrückführleitung entspricht, und mit dem Bezugszeichen 144 wird eine Auslassleitung bezeichnet.
Die dreiundzwanzigste Ausführungsform ist in der Weise aufgebaut, dass die Einrichtung zum Aufrechterhalten des Flüssigkeitspegels in dem ersten Raum die Luftkanalleitung und die Verbindungsleitung gemäß der ersten Ausführungsform umfasst. Außerdem sind der erste und der zweite Raum in einem einzigen Behälter ausgeführt. Desweiteren weist die Bewegungseinrichtung, welche die Flüssigkeit, die sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, zum ersten freien Raum bewegt, die Ölrückführleitung gemäß dem zwölften Ausführungsform auf. Nun wird ein Akkumulator gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. 30(a) stellt den Akkumulator gemäß der dreiundzwanzigsten Ausführungsform in vertikalem Querschnitt dar, während 30(b) ein Querschnitt entlang der Linie X-X ist.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 135 einen Akkumulatorbehälter und das Bezugszeichen 136 eine Unterteilungsplatte, welche den Innenbereich des Akkumulatorbehälters 135 unterteilt. Das Bezugszeichen 137 gibt einen ersten freien Raum an, mit 138 ist ein zweiter freier Raum bezeichnet, das Bezugszeichen 139 repräsentiert eine Ansaugleitung, mit 140 ist eine Gasverbindungsleitung angegeben, das Bezugszeichen 141 stellt eine Luftkanalleitung dar, das Bezugszeichen 142 steht für eine Verbindungsleitung, mit 143 ist ein Loch zur Ölrückführung angegeben, welches der Ölrückführleitung entspricht, und mit dem Bezugszeichen 144 wird eine Auslassleitung bezeichnet, während die Bezugszeichen 145 und 146 jeweils eine Leitung zur Ölrückgewinnung angeben. Bei diesem Ausführungsform ist das Loch 143 zur Ölrückführung in der Oberfläche der Auslassleitung 144 ausgebildet, so dass die Auslassleitung 144 das gasförmige Kühlmittel und das Kältemaschinenöl zum Kälte- und Klimatisierungskreislauf zurückleitet.
Die Höhe h1 ab der Bodenfläche im ersten freien Raum 137 bis zu dem Loch 143 zur Ölrückführung, die Höhe h2 ab der Bodenfläche im ersten freien Raum 137 bis zur Verbindungsleitung 142 und die Höhe h3 aber der Bodenfläche im ersten freien Raum 137 bis zum unteren Ende der Luftkanalleitung 141 erfüllen die Beziehung h3 < h1 < h2. Außerdem durchdringt das untere Ende der Gasverbindungsleitung 140 die Unterteilungsplatte 124, damit sie in Strömungsverbindung mit dem zweiten freien Raum 138 treten kann.
Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) in dem ersten freien Raum 137 innerhalb eines Bereichs zwischen h3 und h2 liegt, wird das gasförmige Kühlmittel aus der Luftkanalleitung 141 zur Verbindungsleitung 142 geleitet. Dann strömt das gasförmige Kühlmittel aus der Gasverbindungsleitung 140 in den zweiten freien Raum 138. Zu diesem Zeitpunkt wurde das flüssige Kühlmittel vom unteren Ende der Luftkanalleitung 141 in einer Menge eingeleitet, welche dem Flüssigkeitspegel entspricht. Wenn der Flüssigkeitspegel (der Ölstand) so angehoben wurde, dass er nicht unter h2 liegt, dann kann das flüssige Kühlmittel durch die Verbindungsleitung 142 fließen. Danach wird das flüssige Kühlmittel aus der Gasverbindungsleitung 140 in den zweiten freien Raum 138 eingeleitet und sammelt sich daraufhin im zweiten freien Raum 138 an. Infolgedessen sinkt der Flüssigkeitsspiegel im ersten freien Raum 137.
Wie vorstehend beschrieben, kann in dem ersten freien Raum 137 ein im Wesentlichen konstanter Flüssigkeitsspiegel (der Ölstand) auf h2 aufrechterhalten werden. Aus diesem Grund kann erreicht werden, dass Kältemaschinenöl nahe der Höhe des Ölrückführlochs 143 vorhanden ist, damit das Kältemaschinenöl selektiv zum Verdichter zurückgeführt wird. Außerdem kann sich das flüssige Kühlmittel in dem zweiten freien Raum 138 sammeln. Wenn in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf ein Kältemaschinenöl verwendet wird, das mit dem flüssigen Kühlmittel nur schlecht löslich ist, dann kann die Durchflussmenge des Kältemaschinenöls, das von dem Ölrückführloch 143 zum Verdichter strömt, konstant gehalten werden. Infolgedessen lässt sich die Entstehung einer Störung im Verdichter verhindern.
Die Bewegungseinrichtung ist dabei in der Weise aufgebaut, dass die Leitung 145 zur Ölrückgewinnung eine Vielzahl von Löchern zur Ölrückgewinnung an unterschiedlichen Positionen in vertikaler Richtung aufweist. Außerdem ist die Leitung 145 zur Ölrückgewinnung in der Weise angeordnet, dass sie in den Bereich im zweiten freien Raum 138 eintaucht, in dem sich die Flüssigkeit sammelt. Die oberste Position der Löcher zur Ölrückgewinnung wird so gelegt, dass sie nahe dem höchsten Flüssigkeitspegel im zweiten freien Raum 138 liegt. Sogar wenn der Pegelstand der Flüssigkeit, die sich im zweiten freien Raum 138 angesammelt hat, an einer beliebigen Position vorhanden ist, lässt sich das abgetrennte Kältemaschinenöl, das über der vorgenannten Flüssigkeit schwimmt, in den ersten freien Raum 137 rückgewinnen. Zu diesem Zweck ist eine Vielzahl von Löchern zur Ölrückgewinnung in vertikaler Richtung vorgesehen. Die Leitung 146 zur Ölrückgewinnung, welche die Strömungsverbindung zwischen dem unteren Ende der Leitung 145 zur Ölrückgewinnung und der Ansaugleitung 139 herstellt, besitzt ein Ende, das zum Innenbereich der Ansaugleitung 139 um eine Distanz von beispielsweise etwa mehreren Millimetern vorstehen kann.
Die Betriebsabläufe sind bei den Leitungen 145 und 146 zur Ölrückgewinnung genauso wie jene gemäß der einundzwanzigsten Ausführungsform. Wenn sich das Kältemaschinenöl, das sich in dem zweiten freien Raum 138 angesammelt hat, an einer beliebigen Position befindet, dann wird das Kältemaschinenöl durch die Löcher zur Ölrückgewinnung, welche dem Ölstand entsprechen, in die Leitung 145 zur Ölrückgewinnung eingeleitet. Außerdem wird das flüssige Kühlmittel durch die Löcher zur Ölrückgewinnung, welche dem flüssigen Kühlmittel gegenüber stehen, in die Leitung 145 zur Ölrückgewinnung eingeleitet. Der Auswerfeffekt, der sich auf das vordere Ende der Leitung 146 zur Ölrückgewinnung auswirkt und infolge der Innenströmung in der Ansaugleitung 139 erzielbar ist, führt dazu, dass der Druck am vorderen Ende im Vergleich zum statischen Druck in der Umgebung zu einem negativen Druck wird. Infolgedessen werden das Kältemaschinenöl und das flüssige Kühlmittel, die in die Leitung 145 zur Ölrückgewinnung eingeleitet wurden, in die Ansaugleitung 139 eingesaugt und dann im ersten freien Raum 137 zurückgewonnen. Wie zuvor schon beschrieben wurde, kann das in den zweiten freien Raum 137 eingeleitete Kältemaschinenöl sogar während des Betriebs des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs im ersten freien Raum 137 zurückgewonnen werden.
Wie zuvor beschrieben, lässt sich das Kältemaschinenöl, das sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, effizient in den ersten freien Raum zurückgewinnen, und zwar ohne Rücksicht auf den Flüssigkeitspegel und sogar während des Betriebs oder während einer Betriebsunterbrechung des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs. Außerdem lässt sich das Kältemaschinenöl durch das Ölrückführloch 143 und die Auslassleitung 144 zum Verdichter hin wiedergewinnen.
Da nur die Ansaugleitung 139 und die Auslassleitung 144 mit dem Akkumulatorbehälter 135 verbunden sind, kann man einen einfach aussehenden Akkumulator erhalten.
Wirkungsweise der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist der Aufbau gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung den ersten Raum auf, in welchen eine Flüssigkeit und ein Gas (bei denen es sich um Fluide handelt, die ausgebildet sind, in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf umzulaufen) mittels der Einleiteinrichtung eingeleitet werden; ferner einen zweiten Raum zum Einleiten des Gases aus dem ersten Raum mittels der Gaskanaleinrichtung, welche das Gas mit Hilfe der Einleiteinrichtung in den Kälte- und Klimatisierungskreislauf ausleitet und dabei in der Form aufgebaut ist, dass sie die Ansammlung der Flüssigkeit ermöglicht; außerdem die Einrichtung zum Aufrechterhalten des Flüssigkeitspegels, um zu verhindern, dass der Pegelstand der angesammelten Flüssigkeit, die in den ersten Raum eingeleitet wurde, auf einen Pegel absinkt, der nicht unter einer vorgegebenen Höhe liegt; desweiteren die Einrichtung mit Flüssigkeitskanal zum Bewegen der Flüssigkeit aus dem ersten freien Raum in den zweiten freien Raum, wenn der Flüssigkeitspegel auf eine Höhe angehoben wurde, die nicht unter der vorgegebenen Höhe liegt; und die Rückführeinrichtung, welche sich an einer Position unterhalb der vorgegebenen Höhe in den ersten freien Raum öffnet und so angeordnet ist, dass die Flüssigkeit, die sich in dem ersten freien Raum angesammelt hat, zum Kälte- und Klimatisierungskreislauf ausgeleitet wird. Somit kann man einen Akkumulator erhalten, der in der Lage ist, im ersten freien Raum einen im wesentlichen gleich bleibenden Flüssigkeitspegel aufrecht zu erhalten, wobei die Einleitmenge des flüssigen Kühlmittels in den Verdichter begrenzt wird, wodurch man eine benötigte Menge an Kältemaschinenöl im Verdichter erhält und die Zuverlässigkeit verbessert.
Die Konstruktion gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Weise aufgebaut, dass die Einrichtung mit Flüssigkeitskanal und die Einrichtung mit Gaskanal gemäß dem ersten Aspekt in der Gaskanalleitung gebildet sind, deren Enden sich in den Gasbereich des ersten freien Raums öffnen und deren andere Enden sich in den zweiten freien Raum öffnen und quer zum Gasbereich und zu dem Bereich im ersten freien Raum, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt, in vertikaler Richtung angeordnet sind, und wobei die Einrichtung zum Aufrechterhalten des Flüssigkeitspegels eine Strömungsverbindung zwischen dem Verbindungsbereich und der Gaskanalleitung ermöglicht, die in vertikaler Richtung in dem ersten freien Raum auf der vorgegebenen Höhe angeordnet ist; ferner sind dabei der erste Kanal zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Verbindungsbereich und dem oberen Bereich in dem ersten freien Raum und der zweite Kanal zum Herstellen der Verbindung zwischen dem Verbindungsbereich und dem Bereich im ersten freien Raum an der Position unterhalb der vorgegebenen Höhe vorgesehen. Infolgedessen kann man einen Akkumulator erhalten, der in der Lage ist, in dem ersten freien Bereich den Flüssigkeitspegel im Wesentlichen konstant zu halten, um die Einleitungsmenge des flüssigen Kühlmittels in den Verdichter zu beschränken, wobei man eine benötigte Menge an Kältemaschinenöl im Verdichter erhält und die Zuverlässigkeit verbessert.
Der Aufbau gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Anordnung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt vor und ist so ausgelegt, dass er des Weiteren die Bewegungseinrichtung aufweist, welche die Flüssigkeit, die sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, in den ersten Raum bewegt. Somit kann man einen Akkumulator erhalten, der in der Lage ist, das Kältemaschinenöl, das sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, aus dem ersten freien Raum zum Verdichter zurückzuleiten, um so das Kältemaschinenöl zu erhalten, das für den Verdichter benötigt wird.
Der Aufbau gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Anordnung gemäß dem dritten Aspekt vor und ist in der Weise ausgelegt, dass der zweite freie Raum über dem ersten freien Raum ausgebildet ist, und dass es sich bei der Bewegungseinrichtung um die Verbindungseinrichtung handelt, welche die Strömungsverbindung zwischen dem Bereich im zweiten freien Raum, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt, und dem ersten freien Raum herstellt. Infolgedessen kann man einen Akkumulator erhalten, der in der Lage ist, Kältemaschinenöl, das sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, aus dem ersten freien Raum zum Verdichter zurückzuführen, um so Kältemaschinenöl zu erhalten, das für den Verdichter benötigt wird.
Der Aufbau gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Anordnung gemäß dem dritten Aspekt vor und ist in der Weise ausgelegt, dass die Bewegungseinrichtung die Strömungsverbindung zwischen der Einleiteinrichtung und dem Bereich in dem zweiten freien Raum, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt, mit Hilfe einer oder mehrerer Verbindungseinrichtungen herstellt, und bei welcher das Ende der Verbindungseinrichtung, das nahe der Einleiteinrichtung liegt, über die Innenfläche der Einleiteinrichtung zum Innenbereich in der Weise vorstehen kann, dass die Flüssigkeit, die sich in dem zweiten Raum angesammelt hat, dazu veranlasst wird, dem Strömungsmittel zu folgen, wenn dieses Fluid mittels der Einleiteinrichtung in den ersten freien Raum eingeleitet wird. Somit kann man einen Akkumulator erhalten, der in der Lage ist, Kältemaschinenöl, das sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, aus dem ersten freien Raum zum Verdichter zurückzuleiten, ohne dass es nötig wird, den Betrieb des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs zu unterbrechen, um das für den Verdichter benötigte Kältemaschinenöl zu erhalten.
Der Aufbau gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Anordnung gemäß dem dritten Aspekt vor und ist in der Weise ausgelegt, dass die Bewegungseinrichtung aus der Einrichtung zur Wiedergewinnung von Flüssigkeit besteht, die in vertikaler Ausrichtung in dem Bereich angeordnet ist, in dem sich die Flüssigkeit in dem zweiten freien Raum ansammelt, und die so angeordnet ist, dass sie die Flüssigkeit, die sich an unterschiedlichen Positionen in vertikaler Richtung befindet, rückgewinnen kann; außerdem ist die Verbindungseinrichtung vorgesehen, um die Strömungsverbindung zwischen der Einleiteinrichtung und der Einrichtung zur Rückgewinnung von Flüssigkeit herzustellen, wobei das Ende der Verbindungseinrichtung, das nahe der Einleiteinrichtung liegt, über die Innenfläche der Einleiteinrichtung zum Innenbereich vorstehen kann, damit die Flüssigkeit, die sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, dazu veranlasst wird, dem Strömungsmittel zu folgen, wenn dieses Fluid mittels der Einleiteinrichtung in den ersten freien Raum eingeleitet wird. Auf diese Weise kann man einen Akkumulator erhalten, der in der Lage ist, das Kältemaschinenöl, das sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, aus dem ersten Raum in den Verdichter zurückzuleiten, ohne dass es notwendig wird, den Betrieb des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs zu unterbrechen, um das für den Verdichter benötigte Kältemaschinenöl zu erhalten.
Der Aufbau gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht den Aufbau gemäß dem dritten Aspekt vor und ist in der Weise ausgelegt, dass der zweite freie Raum über dem ersten freien Raum angeordnet ist, und dass die Bewegungseinrichtung aus dem dritten freien Raum besteht, der an einer Zwischenposition zwischen dem zweiten Raum und dem ersten Raum ausgebildet ist, wobei zwischen dem ersten freien Raum und dem dritten freien Raum ein erstes Ventil zum Öffnen/Schließen vorgesehen ist und zwischen dem zweiten freien Raum und dem dritten Raum das zweite Ventil zum Öffnen/Schließen angeordnet ist, so dass das erste Ventil zum Öffnen/Schließen sich schließt, wenn sich das zweite Ventil zum Öffnen/Schließen öffnet, und dass sich das erste Ventil zum Öffnen/Schließen öffnet, wenn sich das zweite Ventil zum Öffnen/Schließen schließt, um so die Flüssigkeit, die sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, durch den dritten Raum hindurch in den zweiten freien Raum zu bewegen. Deshalb kann man einen Akkumulator erhalten, der in der Lage ist, das Kältemaschinenöl, das sich in dem zweiten freien Raum angesammelt hat, aus dem ersten freien Raum zum Verdichter zurückzuführen, ohne dass es nötig wird, den Betrieb des Kälte- und Klimatisierungskreislaufs zu unterbrechen, um das für den Verdichter benötigte Kältemaschinenöl zu erhalten.
Der Aufbau gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht den Aufbau nach einem der Aspekte 1 bis 7 vor und ist in der Weise ausgelegt, dass eine Einrichtung zum Stabilisieren des Flüssigkeitspegels in dem freien Raum entweder für den ersten Raum oder den zweiten Raum vorgesehen ist. Auf diese Weise kann man einen Akkumulator erhalten, der in der Lage ist, den Flüssigkeitspegel in dem ersten Raum und in dem zweiten Raum zu stabilisieren und in effizienter Weise die Trennung des Gases von der Flüssigkeit vorzunehmen.

Claims

Akkumulator zur Verwendung in einem Kälte- und Klimatisierungskreislauf, wobei der Akkumulator folgendes aufweist: eine Behältereinrichtung (1, 2) zum Bilden eines ersten und zweiten Raums; eine Einleitungseinrichtung (3) zum Einleiten, in den ersten Raum, von Flüssigkeit (10, 11) und einem Gas (9), die Fluide sind, die zur Umwälzung in dem Kälte- und Klimatisierungskreislauf ausgebildet sind; eine Gaskanaleinrichtung (4) zum Einleiten des Gases aus dem ersten Raum in den zweiten Raum; eine Abgabeeinrichtung (5) zum Abgeben des Gases (9) aus dem zweiten Raum in den Kälte- und Klimatisierungskreislauf, während gleichzeitig das Ansammeln der Flüssigkeit (10) in dem zweiten Raum zugelassen wird; eine Flüssigkeitspegel-Aufrechterhaltungseinrichtung (7) zum Verhindern, daß die in den ersten Raum eingeleitete und dort angesammelte Flüssigkeit (10, 11) einen Pegel erreicht, der nicht niedriger als eine erste vorbestimmte Höhe ist; und eine Flüssigkeitskanaleinrichtung; gekennzeichnet durch die Flüssigkeitskanaleinrichtung (8) zum Bewegen der Flüssigkeit von einer zweiten vorbestimmten Höhe des ersten Raums in den zweiten Raum, wenn die Flüssigkeit in dem ersten Raum einen Pegel erreicht, der nicht niedriger als die erste vorbestimmte Höhe ist, wobei die zweite vorbestimmte Höhe niedriger als die erste vorbestimmte Höhe ist; und eine Rückführeinrichtung (6), die in den ersten Raum an einer Position mündet, die niedriger als die erste vorbestimmte Höhe und höher als die zweite vorbestimmte Höhe ist, zum Abgeben der in dem ersten Raum angesammelten Flüssigkeit in den Kälte- und Klimatisierungskreislauf.
Akkumulator nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitkanaleinrichtung (8) und die Gaskanaleinrichtung (4) eine gemeinsame Gaskanalleitung (12) aufweisen, die folgendes hat: ein Ende (12a), das in einen Gasbereich des ersten Raums mündet; das andere Ende (12b), das in den zweiten Raum mündet, und einen Bereich, der in einer Vertikalrichtung über dem Gasbereich und einem Flüssigkeitansammlungsbereich in dem ersten Raum angeordnet ist, und wobei die Flüssigkeitspegel-Aufrechterhaltungseinrichtung (7) folgendes aufweist: einen Verbindungsbereich (13) zur Verbindung mit dem Bereich der Gaskanalleitung (12) auf der ersten vorbestimmten Höhe; einen ersten Kanal (13a) zur Verbindung zwischen dem Verbindungsbereich und einem oberen Bereich in dem ersten Raum; und einen zweiten Kanal (13b) zur Verbindung zwischen dem Verbindungsbereich und einem Raum in dem ersten Raum an einer Position, die niedriger als die erste vorbestimmte Höhe ist.
Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2, der ferner folgendes aufweist: eine Bewegungseinrichtung (15a) zum Bewegen der in dem zweiten Raum angesammelten Flüssigkeit in den ersten Raum.
Akkumulator nach Anspruch 3, wobei der zweite Raum über dem ersten Raum angeordnet ist, und die Bewegungseinrichtung (15a) eine Verbindungseinrichtung (15) zur Verbindung zwischen dem Flüssigkeitansammlungsbereich in dem zweiten Raum und dem ersten Raum aufweist.
Akkumulator nach Anspruch 3, wobei die Bewegungseinrichtung (15a) mindestens eine Verbindungseinrichtung (17) zur Verbindung zwischen der Einleitungseinrichtung (3) und dem Flüssigkeitansammlungsbereich in dem zweiten Raum aufweist; und wobei ein Ende der Verbindungseinrichtung, das der Einleitungseinrichtung benachbart ist, nach innen über die innere Oberfläche der Einleitungseinrichtung vorspringt, so daß bewirkt wird, daß die in dem zweiten Raum angesammelte Flüssigkeit dem Fluid folgt, wenn das Fluid von der Einleitungseinrichtung in den ersten Raum eingeleitet wird.
Akkumulator nach Anspruch 3, wobei die Bewegungseinrichtung folgendes aufweist: eine Flüssigkeit-Rückgewinnungseinrichtung, die in dem Flüssigkeitansammlungsbereich in dem zweiten Raum vertikal angeordnet und so ausgebildet ist, daß sie die Flüssigkeit an in Vertikalrichtung unterschiedlichen Positionen rückgewinnen kann, und eine Verbindungseinrichtung zur Verbindung zwischen der Einleitungseinrichtung und der Flüssigkeit-Rückgewinnungseinrichtung; und wobei ein Ende der Verbindungseinrichtung, das der Einleitungseinrichtung benachbart ist, nach innen über die innere Oberfläche der Einleitungseinrichtung vorspringt, so daß bewirkt wird, daß die in dem zweiten Raum an gesammelte Flüssigkeit dem Fluid folgt, wenn das Fluid von der Einleitungseinrichtung in den ersten Raum eingeleitet wird.
Akkumulator nach Anspruch 3, wobei der zweite Raum über dem ersten Raum angeordnet ist; und die Bewegungseinrichtung (31b) folgendes aufweist: einen dritten Raum, der an einer Zwischenposition (34) zwischen dem zweiten Raum und dem ersten Raum gebildet ist; ein erstes Öffnungs-/Schließventil (35), das zwischen dem ersten Raum und dem dritten Raum angeordnet ist; und ein zweites Öffnungs-/Schließventil (36), das zwischen dem zweiten Raum und dem dritten Raum angeordnet ist; und wobei das erste Öffnungs-/Schließventil (35) geschlossen ist, wenn das zweite Öffnungs-/Schließventil (36) geöffnet ist, und das erste Öffnungs-/Schließventil (35) geöffnet ist, wenn das zweite Öffnungs-/Schließventil (36) geschlossen ist, um die in dem zweiten Raum angesammelte Flüssigkeit durch den dritten Raum hindurch in den ersten Raum zu bewegen.
Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der ferner folgendes aufweist: eine Flüssigkeitspegel-Stabilisierungseinrichtung (45) zum Stabilisieren des Flüssigkeitspegels in dem Raum, wobei die Flüssigkeitspegel-Stabilisierungseinrichtung (45) in mindestens einem von dem ersten Raum und dem zweiten Raum vorgesehen ist, wobei die Flüssigkeitspegel-Stabilisiereinrichtung (45) eine Stabilisierungsplatte und eine Rektifizierungsplatte (46, 47) aufweist.
Akkumulator nach Anspruch 1, wobei die Behältereinrichtung (1, 2) aufweist: einen ersten Behälter (1), in dem der erste Raum gebildet ist, und einen zweiten Behälter (2), in dem der zweite Raum gebildet ist, und wobei der erste und der zweite Behälter voneinander getrennt angeordnet sind.
Akkumulator nach Anspruch 1, wobei die Behältereinrichtung (1, 2) einen Einzelbehälter (1) aufweist, in dem der erste und der zweite Raum mit einer Trennwand (61) gebildet sind.