JP2002071281A - 二次冷媒冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直接接触式２次冷媒冷凍サイクルにおける、
熱交換槽内の一次冷媒と二次冷媒の分離性能の向上させ
ることが課題である。 【解決手段】 熱交換槽４の鉛直下方に一次冷媒流入部
１３と二次冷媒流出部１６とを設け、熱交換槽４の鉛直
上方に一次冷媒流出部１５と二次冷媒流入部１４とを設
け、熱交換槽４内において一次冷媒流入部１３の端部を
二次冷媒流出部の端部１６よりも鉛直上方に位置させる
とともに、熱交換槽４内において一次冷媒流入部１３の
端部より鉛直下方に一次冷媒の流出を防ぐための金属多
孔質体１７を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一次冷媒と二次冷
媒を直接接触させることで高効率な熱交換を行う二次冷
媒冷凍サイクル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球温暖化問題が急速に注目され
るようになり、地球温暖化に大きな影響を与えるＨＦＣ
系冷媒に代わる自然冷媒を用いた冷凍サイクル装置の開
発が急がれている。特に、オゾン層破壊もなく、地球温
暖化にも影響を与えないＨＣ（炭化水素）系自然冷媒を
用いた冷凍冷蔵庫や空調システムの開発が有望視されて
いる。

【０００３】一般に、ＨＣ系自然冷媒を冷凍サイクル装
置の冷媒として使用する場合には、万一の時に冷媒が漏
洩し引火する等の危険性を回避するために、直接膨張型
（以下、直膨型）の冷凍サイクル装置において冷媒の充
填量を少なくする等の対策が必要とされている。

【０００４】しかし、冷凍サイクル装置が大型化するに
つれて必要とされる冷媒充填量は増加するため、小型の
冷凍サイクル装置以外にはＨＣ系自然冷媒を用いた直膨
型のシステム展開が困難とされる。

【０００５】そこで、一定量以上のＨＣ系自然冷媒が必
要とされる冷凍サイクル装置には、二次冷媒方式を用い
ることが提案されている。なお、これまでにも、ＣＦＣ
系、ＨＣＦＣ系、アンモニア系の冷媒を一次冷媒とした
二次冷媒方式の冷凍サイクル装置が、オフィスビルなど
のファンコイルユニットやチリングユニット等の大型の
冷凍空調システムで採用されている。

【０００６】一般に二次冷媒方式の冷凍サイクル装置で
は、一次側冷凍サイクルの冷熱または温熱を二重管式や
プレート式の中間熱交換器を介して二次側熱搬送サイク
ルへ伝達し、二次冷媒を循環させ、二次冷媒と室内負荷
で熱交換を行うことで室内空調を行っている。特にプレ
ート式の中間熱交換器では、一次冷媒と二次冷媒がプレ
ートを介して互いに熱交換を行うが、容積あたりのプレ
ート面積（伝熱面積に相当）が大きいために、容積あた
りの熱交換量が多く、中間熱交換器の容積を小型化でき
るというメリットがある。

【０００７】しかし、直膨型の冷凍サイクル装置では一
次冷媒と内部負荷（例えば室内負荷）との熱交換のみが
必要であるのに対して、二次冷媒方式では二次冷媒と内
部負荷の熱交換および、一次冷媒と二次冷媒での熱交換
が必要であり、プレート式の中間熱交換器によって一次
冷媒と二次冷媒でプレートを介して熱交換を行うには、
互いの冷媒で比較的大きな温度差を要する。その結果、
直膨型の冷凍サイクル装置と比べて、冷房運転時の一次
冷媒蒸発温度を下げること、あるいは暖房運転時の一次
冷媒凝縮温度を上げることが必要となり、一次側冷凍サ
イクルの入力が増加することから、二次冷媒冷凍サイク
ル装置全体としての効率が低下してしまう欠点があっ
た。

【０００８】この欠点を補う方法として、従来の一次冷
媒と二次冷媒をプレート式熱交換器などにより間接的に
熱交換を行う方式に対し、一次冷媒と二次冷媒で高効率
な熱交換が可能と考えられる直接熱交換方式の二次冷媒
冷凍サイクル装置を提案した（特願平１０−１６６６３
５）。

【０００９】従来の直接熱交換方式二次冷媒冷凍サイク
ル装置のシステム構成例および熱交換槽の構成例を図４
および図５に示す。

【００１０】図４は、二次冷媒冷凍サイクル装置の一例
として、一次冷媒にＨＣ系自然冷媒のプロパン（Ｒ２９
０）を、二次冷媒に清水を使用した直接熱交換方式の二
次冷媒空調システムの冷房運転時のシステム構成を示し
ている。

【００１１】図４において、直接熱交換方式二次冷媒冷
凍サイクル装置は一次側冷凍サイクルと二次側熱搬送サ
イクルから構成されており、一次側冷凍サイクルは圧縮
機１８、四方弁１９、第一の熱交換器（以下、室外熱交
換器という）２０、絞り装置（以下、膨張弁という）２
１、熱交換槽２２から成り、それぞれが一次側接続配管
２３で接続されている。

【００１２】一方、二次側熱搬送サイクルは、熱交換槽
２２、第二の熱交換器（以下、室内熱交換器という）２
４、循環ポンプ２５から成り、二次側接続配管２６で接
続されている。

【００１３】太線は一次冷媒の冷房運転時の流れを、細
線は二次冷媒の流れを示しており、一次側冷凍サイクル
と二次側熱搬送サイクルの一部は室外機の中にパッケー
ジングされ、室内熱交換器２４は室内機の中にパッケー
ジングされ、室外機と室内機は二次側接続配管２６およ
び信号線（図示せず）等で接続されている。

【００１４】冷房時の一次側冷凍サイクルの運転に対し
ては、圧縮機１８、四方弁１９、室外熱交換器２０（凝
縮器として作用する）、膨張弁２１、熱交換槽２２（蒸
発器として作用する）、四方弁１９、圧縮機１８の順で
それぞれ一次側接続配管２３を介して一次冷媒が流れ
る。

【００１５】暖房時の一次側冷凍サイクルの運転に対し
ては、圧縮機１８、四方弁１９、熱交換槽２２（凝縮器
として作用する）、膨張弁２１、室外熱交換器２０（蒸
発器として作用する）、四方弁１９、圧縮機１８の順で
それぞれ一次側接続配管２３を介して一次冷媒が流れ
る。

【００１６】二次側熱搬送サイクルの運転に対しては、
冷房運転・暖房運転に関わらず、熱交換槽２２、室内熱
交換器２４、循環ポンプ２５、熱交換槽２２の順で二次
側接続配管２６を介して二次冷媒が流れる。この時、熱
交換槽２２内では、一次冷媒と二次冷媒が直接接触して
互いに熱交換を行う。

【００１７】図５は、従来の直接熱交換方式二次冷媒冷
凍サイクル装置の熱交換槽２２を示している。

【００１８】図５において、熱交換槽２２は中央で仕切
板２７によって左室と右室の二つに分離され、熱交換槽
２２の下部中央は仕切板２７が無く、左室と右室がつな
がっている。熱交換槽２２の左室上部に一次冷媒流入管
２８および二次冷媒流入管２９が接続され、熱交換槽２
２底部に二次冷媒流出管３０が接続され、熱交換槽２２
右室の上部に冷房時一次冷媒流出管３１が接続され、熱
交換槽２２右室の上部から伸縮式の暖房時一次冷媒流出
管３２がそれぞれ設置される。熱交換槽２２内には、一
次冷媒および二次冷媒が封入（運転時には混合状態）さ
れており、図５では、熱交換槽２２中の濃い網掛けで示
している。

【００１９】暖房運転時には暖房時一次冷媒流出管３２
の先端は常に熱交換槽２２右室の一次冷媒の液冷媒部分
（図５における熱交換槽２２右室の薄い網掛部分）にく
るように設定されている。熱交換槽２２右室では、一次
冷媒は二次冷媒との熱交換によりガス状態から液状態へ
と相変化する。一次冷媒と二次冷媒は互いに溶解しない
ことと、液状態の一次冷媒は二次冷媒の水よりも密度が
小さいことから、熱交換槽２２右室では、上方に液状態
の一次冷媒が、下方に二次冷媒が貯留することになる。
そのため、暖房時一次冷媒流出管３２の先端が常に熱交
換槽２２右室の一次冷媒の液冷媒部分となるように設定
することで、熱交換槽２２から、液状態の一次冷媒を選
択的に流出させることが可能となる。

【００２０】熱交換槽２２内における一次冷媒および二
次冷媒の流れは、冷房運転時には、気液二相状態の一次
冷媒および液状態の二次冷媒は熱交換槽２２の左室上方
より流入（図５における太線が一次冷媒、細線が二次冷
媒の流れ）し、一次冷媒と二次冷媒は互いに直接接触を
行うことで熱交換しながら、左室下方へ流れ、仕切板２
７の無い左室下方から右室下方へ移動する。この時、密
度の大きい二次冷媒は熱交換槽２２底部中央の二次冷媒
流出管３０から流出し、密度の小さい一次冷媒は二次冷
媒との熱交換で完全に気化して熱交換槽２２右室下方か
ら右室上方へ移動し、冷房時一次冷媒流出管３１から流
出する。

【００２１】暖房運転時にも、一次冷媒および二次冷媒
は冷房運転時と同様の流れで熱交換を行い、二次冷媒は
二次冷媒流出管３０から流出し、二次冷媒との熱交換で
ガス状態から液化した一次冷媒は、二次冷媒よりも密度
が小さいために熱交換槽２２右室へ移動して液状態の二
次冷媒の上に液状態の一次冷媒が滞留し、暖房時一次冷
媒流出管３２より流出する。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記に示す直
接熱交換方式の二次冷媒空調システムにおける熱交換槽
２２では内部を仕切板２７で左右に分割しているため
に、一次冷媒と二次冷媒の熱交換が可能な容積は、熱交
換槽２２の全容積の約半分となるために、熱交換槽２２
の全容積に対して一次冷媒と二次冷媒の熱交換効率が悪
くなる。

【００２３】一方、熱交換槽２２内の仕切板２７を無く
し、一次冷媒流入管２８を熱交換槽２２下部に接続する
ことで熱交換槽２２全体を熱交換に利用することが可能
となるが、熱交換槽２２下部で一次冷媒流入管２８と二
次冷媒流出管３０が近接した距離に設置されることにな
る。

【００２４】そのため、二次冷媒流出管３０先端から流
出する二次冷媒とともに、一次冷媒が吸込まれるため
に、一次冷媒と二次冷媒が十分に分離されず、冷凍サイ
クルの効率低下や、循環ポンプ２５にガスが噛むことで
循環ポンプ２５が破損することや、混入した一次冷媒に
よって二次側接続配管２６が浸食されることなどの課題
があった。

【００２５】本発明は、上記課題を考慮し、一次冷媒と
二次冷媒の熱交換効率を高くするとともに、接触した一
次冷媒と二次冷媒の分離を十分行う二次冷媒冷凍サイク
ル装置を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】第１の本発明（請求項１
に対応）は、一次冷媒を圧縮する圧縮機と、前記一次冷
媒と外部負荷との間で熱交換を行わせるための第一の熱
交換器と、前記一次冷媒を減圧膨張させる絞り装置と、
前記一次冷媒と二次冷媒とが流入し、それら一次冷媒と
二次冷媒とを直接接触させて互いに熱交換を行わせるた
めの熱交換槽と、前記圧縮機、前記第一の熱交換器、前
記絞り装置および前記熱交換槽を接続する一次側接続配
管とを有する一次側冷凍サイクルと、前記熱交換槽と、
循環ポンプと、前記二次冷媒と内部負荷との間で熱交換
を行わせるための第二の熱交換器と、前記熱交換槽、前
記循環ポンプおよび前記第二の熱交換器を接続する二次
側接続配管とを有する二次側熱搬送サイクルとを備え、
前記熱交換槽の鉛直下方には一次冷媒流入部と二次冷媒
流出部とが設けられており、前記熱交換槽の鉛直上方に
は一次冷媒流出部と二次冷媒流入部とが設けられてお
り、前記一次冷媒が前記一次冷媒流入部より前記熱交換
槽内部に流入して前記一次冷媒流出部より流出し、前記
二次冷媒が前記二次冷媒流入部より前記熱交換槽内部に
流入して前記二次冷媒流出部より流出し、前記熱交換槽
内において、前記一次冷媒流入部の端部が前記二次冷媒
流出部の端部よりも鉛直上方に位置していることを特徴
とする二次冷媒冷凍サイクル装置である。

【００２７】第２の本発明（請求項２に対応）は、前記
一次冷媒流入部の端部よりも鉛直下方となる前記熱交換
槽内空間には、気体および／または液体の通過の抵抗と
なる抵抗体が配置されていることを特徴とする第１の本
発明に記載の二次冷媒冷凍サイクル装置である。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明における二次冷媒冷凍サイ
クル装置の一例として、一次冷媒にＨＣ系自然冷媒のプ
ロパンを、二次冷媒に清水を使用した、冷房専用の二次
冷媒空調システムのシステム構成を図１に示す。

【００２９】本システムは一次側冷凍サイクルと二次側
熱搬送サイクルから構成されており、一次側冷凍サイク
ルは圧縮機１、第一の熱交換器（以下、室外熱交換器と
いう）２、絞り装置（以下、膨張弁という）３、熱交換
槽４、オイルセパレータ５、アキュムレータ６等から成
り、それぞれが一次側接続配管７で接続され、一次冷媒
および冷凍機油が封入されている。

【００３０】二次側熱搬送サイクルは、第二の熱交換器
（以下、室内熱交換器という）８、循環ポンプ９、熱交
換槽４のそれぞれが二次側接続配管１０で接続され、二
次冷媒が封入されている。

【００３１】図１において、太線は一次冷媒の流れを、
細線は二次冷媒の流れを示しており、一次側冷凍サイク
ルと二次側熱搬送サイクルの一部は室外機の中にパッケ
ージングされ、室内熱交換器８は室内機の中にパッケー
ジングされ、室外機と室内機は二次側接続配管１０およ
び信号線（図示せず）等で接続されている。

【００３２】オイルセパレータ５は圧縮機１から吐出さ
れた冷凍機油を再び圧縮機１の吸入管へ戻す返油管を備
えている。

【００３３】一次冷媒と二次冷媒は互いに溶解しにく
く、一次冷媒の密度はガス状態・液状態共に、二次冷媒
の液状態の密度より小さいために、熱交換槽４の中で混
合しても短時間で一次冷媒が上部に、二次冷媒が下部
に、互いに分離する性質を持っている。

【００３４】一次側冷凍サイクルでは、一次冷媒が圧縮
機１で圧縮され、オイルセパレータ５を経て、室外熱交
換器２（凝縮器として作用する）で室外負荷である室外
空気と熱交換を行って熱を放出して凝縮し、膨張弁３で
減圧されて、熱交換槽４（蒸発器として作用する）で一
次冷媒と熱交換を行って二次冷媒から熱を奪って蒸発
し、アキュムレータ６を経て圧縮機１へ戻る。

【００３５】二次側熱搬送サイクルでは、二次冷媒が循
環ポンプ９によって循環されながら、熱交換槽４で一次
冷媒へ熱を奪われて冷却され、室内熱交換器８で室内負
荷である室内空気から熱を奪って加熱され、再び熱交換
槽４へ戻る。

【００３６】図２に本発明の実施の形態における熱交換
槽４の構成を示す。

【００３７】また、図３は本発明の実施の形態における
熱交換槽４の底部の概念図を示す。

【００３８】図２および図３において、熱交換槽４は円
筒型容器であって、一次冷媒の流れを太い矢印で、二次
冷媒の流れを細い矢印で示している。

【００３９】熱交換槽４は一次冷媒流入分岐部１１およ
び二次冷媒分岐部１２を備え、熱交換槽４内へ流入する
一次側接続配管７および二次側接続配管１０は、例えば
それぞれ６本に分岐される。

【００４０】一次冷媒流入分岐部１１により６分岐され
た一次冷媒は、熱交換槽４下部から６本の一次冷媒流入
部としての一次冷媒流入管１３を経て熱交換槽４に流入
し、熱交換槽４上部の一次冷媒流出部としての一次冷媒
流出管１５から流出する。

【００４１】また、熱交換槽４の底部には、抵抗体とし
て、例えば金属多孔質体１７が設置されている。

【００４２】ここで、６分岐された一次冷媒流入管１３
のそれぞれは、熱交換槽４の中へ、例えば約２ｃｍ内部
へ貫通して差し込まれており、熱交換槽４内に貫通した
一次冷媒流入管１３は金属多孔質体１７も同時に貫通し
ている。

【００４３】一方、二次冷媒流入分岐部１２により６分
岐された二次冷媒は、熱交換槽４上部から６本の二次冷
媒流入部としての二次冷媒流入管１４を経て熱交換槽４
に流入し、熱交換槽４底部の二次冷媒流出部としての二
次冷媒流出管１６から流出する。

【００４４】上記の構成により、一次冷媒および二次冷
媒が熱交換槽４内へ流入・流出されるが、熱交換槽４の
底部においては、一次冷媒流入管１３の先端は二次冷媒
流出管１６の先端よりも上の位置にあることになる。す
なわち、上記のような構成で一次冷媒流入管１３および
二次冷媒流出管１６を設置することにより、請求項１に
示す、「一次冷媒流入部の端部が二次冷媒流出部の端部
よりも鉛直上方に位置している」構成を実現することが
出来る。

【００４５】一次冷媒流入管１３から熱交換槽４へ流入
した一次冷媒は、熱交換槽４内で二次冷媒と直接接触し
て熱交換を行う。

【００４６】一次冷媒は熱交換槽４内で、二次冷媒より
熱を受け取り、蒸発して気液二相の状態から気相状態へ
変化する。このとき一次冷媒は、二次冷媒と混合されて
おり、二次冷媒よりも密度が小さいために大きな浮力が
生じる。よって一次冷媒には、熱交換槽４の上方へ向か
う力が、下方にある二次冷媒流出管１６から二次冷媒と
共に吸い込まれる力よりも大きく作用することになる。
これにより一次冷媒が二次冷媒流出管１６に吸い込まれ
にくくなり、熱交換槽４底部において、二次冷媒中の一
次冷媒を分離することができる。

【００４７】一方、金属多孔質体１７は、円盤状であっ
て、一次冷媒流入管１３を通すための孔が空いており、
金属多孔質体１７の上面は、一次側流入管１３の先端と
同等の高さとなっている。

【００４８】金属多孔質体１７は、細かな孔が多数空い
た一体の物質であって、液体・気体共に通過する際の抵
抗となるものである。

【００４９】金属多孔質体１７により、一次冷媒流出管
１３から熱交換槽４内へ流入した一次冷媒が二次冷媒と
共に下方へ吸い込まれる際の抵抗となるために、一次冷
媒が二次冷媒と共に二次冷媒流出管１６から吸い込まれ
にくくなる効果があり、熱交換槽４底部において、二次
冷媒中の一次冷媒をより良く分離することができる。

【００５０】また、金属多孔質体１７の底面と熱交換槽
４の底面内壁とは密着しており、これらの間には気体の
層を形成する隙間等が無い様に設置されている。

【００５１】これは、熱交換槽４の高さ方向に対して直
角となる熱交換槽４の断面方向で、熱交換槽４下部フラ
ンジ面と金属多孔質体１７底面の間に一定の空間が存在
すれば、一次冷媒流入管１３より熱交換槽４へ流入した
気液二相状態の一次冷媒のガス相が、前記空間部へ溜ま
り込んで気体の層を形成して一次冷媒および二次冷媒が
前記空間を通過することを妨げる恐れがあるためであ
る。

【００５２】このように一次冷媒のガスが溜まり込む空
間の無いようにして金属多孔質体１７を設置することに
より、熱交換槽４内における一次冷媒と二次冷媒の流れ
を妨げないようして、一次冷媒および二次冷媒の混合と
分離を向上させることができる。

【００５３】ここで、「金属多孔質体１７の底面と熱交
換槽４の底面内壁とは密着」としているが、金属多孔質
体１７の表面には凹凸があるので、例えば金属多孔質体
１７の断面部を熱交換槽４の底面内壁を互いに押しつけ
て密着させる等の方法で、双方の間にガスの溜まり込む
空間が生じないようにすることができる。

【００５４】これらの構成によって、熱交換槽４内で一
次冷媒と二次冷媒のそれぞれの流れを確保し、互いの冷
媒が混合された後、二次冷媒流出管１６から一次冷媒が
流出するのを防ぐ事が出来る。

【００５５】以上、示したように、熱交換槽４内におい
ては、一次冷媒は下方から上方へ、気液二相状態からガ
ス状態へ変化しながら流れ、二次冷媒は上方から下方
へ、液状態で流れ、熱交換槽４下部において二次冷媒流
出管１６先端は一次冷媒流入管１３先端よりも下方にあ
ることと、一次冷媒流出管１３より下方には金属多孔質
体１７が抵抗体として設置されることにより、一次冷媒
が二次冷媒流出管１６から吸込まれることなく、一次冷
媒と二次冷媒を互いに分離することが出来る。

【００５６】本実施の形態では、一次冷媒および二次冷
媒の混合を促進するために流入管をそれぞれ６分岐させ
たが、一次冷媒と二次冷媒を互いに混合・分離させるこ
とが可能な構成であれば、これに限るものではない。

【００５７】また、本実施の形態では、熱交換槽４への
一次冷媒流入部の端部が二次冷媒流出部の端部よりも鉛
直上方となる位置関係を実現するために、熱交換槽４内
へ一次冷媒流入管１３を挿入することで実現したが、こ
れに限るものでなく、熱交換槽４の底面部に高さの異な
る部分を設けて、一次冷媒流入部を熱交換槽４底面の高
い部分に、二次冷媒流出部を熱交換槽４底面の低い部分
に接続することで、一次冷媒流入部および二次冷媒流出
部の位置関係を実現してもかまわない。

【００５８】また、本実施の形態では二次冷媒流出部と
して二次冷媒流出管１６を熱交換槽４の底部に接続した
が、これに限るものではなく、熱交換槽４の底部付近の
側面に接続する等の方法で実現しても構わない。

【００５９】また、本実施の形態では、一次冷媒流入管
１３先端を二次冷媒流出管１６先端よりも約２ｃｍ高い
位置に設置したが、一次冷媒流入管１３先端より流入し
た一次冷媒が、二次冷媒流出管１６先端から吸込まれる
ことのない距離を確保すればこれに限るものではない。

【００６０】また、本実施の形態では、一次冷媒流出管
１３先端より下方でかつ、二次冷媒流入管１６先端より
も上方の部分に抵抗体として金属多孔質体１７を設置し
たが、これに限るものでなく、二次冷媒が通過する事が
可能であり、かつ、一次冷媒が吸込まれる際の抵抗とな
る物質であればこれに限るものではない。

【００６１】また、本実施の形態では、抵抗体として金
属多孔質体１７の高さを、熱交換槽４内に挿入された一
次冷媒流入管１３と同等の高さとしたが、これに限るも
のでなく、一次冷媒が二次冷媒流出管１６から吸込まれ
る際の抵抗となるものであればこの高さに限るものでは
ない。

【００６２】また、本実施の形態では金属多孔質体１７
を一体の物質として検討したが、これに限るものではな
く、同一の形状・材質のものを複数個組み合わせたり、
材質や形状の異なる抵抗体を複数個組み合わせたもので
あっても構わない。

【００６３】また、複数の抵抗体を組み合わせて設置す
る場合にも、互いの抵抗体を密着（できるだけ接触）さ
せることで同様にガスの溜まり込む空間が存在しないよ
うに設置して、熱交換槽４内部に一次冷媒および二次冷
媒の流れによって金属多孔質体１７が位置を変えたりす
ることで、熱交換槽４下部フランジ内面との間や、複数
の金属多孔質体１７の間に隙間を生じるなどの無いよう
にしなくてはならない。

【００６４】また、本実施の形態では熱交換槽４内の金
属多孔質体１７の上部空間は何も封入されていないが、
一次冷媒と二次冷媒の熱交換の促進を目的として同様に
金属多孔質体等を封入しても構わない。

【００６５】また、本実施の形態では、二次冷媒冷凍サ
イクルの冷房運転時の運転を実施の形態として示した
が、暖房運転時にも同様であり、熱交換槽４底部の一次
冷媒流入管１３先端から流入したガス状態の一次冷媒
が、二次冷媒流入管１６先端から流出するのを防ぐよう
に、一次冷媒流入管１３と二次冷媒流出管１６を設定
し、一次冷媒流入管１３と二次冷媒流出管１６の間に例
えば金属多孔質体１７等の抵抗体を設置することで、冷
房運転時と同様に、一次冷媒と二次冷媒を分離すること
が出来る。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたことから明らかなように、本
発明によれば、熱交換槽において、一次冷媒は下から流
入して上から流出し、二次冷媒は上から流入して下から
流出する構造とし、一次冷媒の流入部の端部が二次冷媒
の流出部の端部よりも上方にあることで、一次冷媒と二
次冷媒の分離性能を向上させた冷凍サイクル装置を得る
ことが出来る。

【００６７】また、本発明によれば、熱交換槽の一次冷
媒流入部の端部よりも鉛直下方となる部分に、気体また
は液体の通過の抵抗となる抵抗体を設置することで、一
次冷媒と二次冷媒の分離性能を向上させた冷凍サイクル
装置を得ることが出来る。なお、抵抗体と熱交換槽底部
内壁の間に空間を設けないようにする必要がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における二次冷媒冷凍サイクル装置の一
事例の構成図

【図２】本発明における二次冷媒冷凍サイクル装置の一
事例の熱交換槽の構成図

【図３】本発明における二次冷媒冷凍サイクル装置の一
事例の熱交換槽底部の概念図

【図４】従来における二次冷媒冷凍サイクルの一事例の
構成図

【図５】従来における二次冷媒冷凍サイクルの一事例の
熱交換槽の構成図

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 第一の熱交換器（室外熱交換器） ３ 絞り装置（膨張弁） ４ 熱交換槽 ５ オイルセパレータ ６ アキュムレータ ７ 一次側接続配管 ８ 第二の熱交換器（室内熱交換器） ９ 循環ポンプ １０ 二次側接続配管 １１ 一次冷媒流入分岐部 １２ 二次冷媒流入分岐部 １３ 一次冷媒流入管 １４ 二次冷媒流入管 １５ 一次冷媒流出管 １６ 二次冷媒流出管 １７ 金属多孔質体 １８ 圧縮機 １９ 四方弁 ２０ 第一の熱交換器（室外熱交換器） ２１ 絞り装置（膨張弁） ２２ 熱交換槽 ２３ 一次側接続配管 ２４ 第二の熱交換器（室内熱交換器） ２５ 循環ポンプ ２６ 二次側接続配管 ２７ 仕切板 ２８ 一次冷媒流入管 ２９ 二次冷媒流入管 ３０ 二次冷媒流出管 ３１ 冷房時一次冷媒流出管 ３２ 暖房時一次冷媒流出管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡座 典穂 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西脇 文俊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次冷媒を圧縮する圧縮機と、前記一次
   冷媒と外部負荷との間で熱交換を行わせるための第一の
   熱交換器と、前記一次冷媒を減圧膨張させる絞り装置
   と、前記一次冷媒と二次冷媒とが流入し、それら一次冷
   媒と二次冷媒とを直接接触させて互いに熱交換を行わせ
   るための熱交換槽と、前記圧縮機、前記第一の熱交換
   器、前記絞り装置および前記熱交換槽を接続する一次側
   接続配管とを有する一次側冷凍サイクルと、 前記熱交換槽と、循環ポンプと、前記二次冷媒と内部負
   荷との間で熱交換を行わせるための第二の熱交換器と、
   前記熱交換槽、前記循環ポンプおよび前記第二の熱交換
   器を接続する二次側接続配管とを有する二次側熱搬送サ
   イクルとを備え、 前記熱交換槽の鉛直下方には一次冷媒流入部と二次冷媒
   流出部とが設けられており、前記熱交換槽の鉛直上方に
   は一次冷媒流出部と二次冷媒流入部とが設けられてお
   り、 前記一次冷媒が前記一次冷媒流入部より前記熱交換槽内
   部に流入して前記一次冷媒流出部より流出し、前記二次
   冷媒が前記二次冷媒流入部より前記熱交換槽内部に流入
   して前記二次冷媒流出部より流出し、 前記熱交換槽内において、前記一次冷媒流入部の端部が
   前記二次冷媒流出部の端部よりも鉛直上方に位置してい
   ることを特徴とする二次冷媒冷凍サイクル装置。
2. 【請求項２】 前記一次冷媒流入部の端部よりも鉛直下
   方となる前記熱交換槽内空間には、気体および／または
   液体の通過の抵抗となる抵抗体が配置されていることを
   特徴とする請求項１に記載の二次冷媒冷凍サイクル装
   置。