JP2002081802A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気調和機において、気液分離器の気液分離性
能を向上して小型で省冷媒化を図ること。 【解決手段】気液分離室４ａ内の下部を仕切板２６で第
１空間部と第２空間部とに仕切り、第１減圧装置３に接
続される第１冷媒管２０を第１空間部内に位置させて底
壁部に対向して開口し、第２減圧装置５に接続される第
２冷媒管２１を第２空間部内に位置させて底壁部に対向
して開口し、インジェクション配管に接続される第３冷
媒管２２を気液分離室４ａの上部に開口し、底壁部を側
壁部と別体で平板状に形成して管体側壁部に略直角に固
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機に係
り、特に気液分離器を用いてガスインジェクションを行
う空気調和機に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の気液分離器を用いてガスインジェ
クションを行う冷凍サイクル装置としては、実開平１−
８８３６２号公報に示されるように２段圧縮型の圧縮
機、四方弁、室内側熱交換器、第１の減圧装置、気液分
離器、第２の減圧装置、室外熱交換器を順次冷媒管を介
して連通した冷凍サイクル回路と、気液分離器と圧縮機
と連通するガスインジェクション回路とを具備し、気液
分離器の下部に第１の減圧装置と第２の減圧装置とにそ
れぞれ連通する第１及び第２の冷媒管を接続し、その上
部にガスインジェクション回路を構成するバイパス管を
接続し、第１の冷媒管または第２冷媒管の先端を曲げ、
流入する気液２相冷媒を気液分離器の底壁部に衝突さ
せ、仕切板で仕切られた一側を衝突分離空間とし気液分
離を行い、気液分離した気相冷媒を仕切板の上部に配置
した冷媒管から流出し、液相冷媒を仕切板を乗り越えて
他側の液保存室空間に溜め、第１の冷媒管または第２の
冷媒管より流出するようにしたものがある。そして、こ
の気液分離器は、底壁部から側壁部に至る形状が円弧状
をしており、また、第１の冷媒管及び第２の冷媒管が側
壁部を貫通しており、さらには、側壁部と底壁部と上壁
部とが一体物として形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の冷凍サイクル装置では、気液分離器の底壁部から
側壁部に至る形状が円弧状をしているために、気液分離
器に流入する気液２相冷媒が底壁部に衝突後に円弧状の
部分で案内されて側壁部から内側へ跳ね返りを発生し、
気液に分離されない気液２相冷媒が液保存室空間に流入
して気液分離特性が低下してしまうおそれがあった。こ
のために十分な衝突分離室空間を確保しようとすると、
気液分離器が大型化し、冷媒量が多く必要になるという
問題が発生する。また、かかる従来冷凍サイクル装置で
は、第１の冷媒管及び第２の冷媒管が側壁部を貫通して
いるため、側壁部の強度が得られないおそれがあった。

【０００４】さらには、かかる従来の冷凍サイクル装置
では、気液分離器の側壁部、底壁部及び上壁部が一体物
で形成され、それに第１、第２及び第３の冷媒管が貫通
して取付けられているので、その製作が面倒なものであ
った。

【０００５】本発明の目的は、気液分離器に気液分離性
能を向上して小型で省冷媒化を図ることができる空気調
和機を得ることにある。

【０００６】本発明の別の目的は、気液分離器の気液分
離性能を向上して小型で省冷媒化を図ることができると
共に、気液分離器の耐圧強度を向上して信頼性の高い空
気調和器を得ることにある。

【０００７】本発明の別の目的は気液分離器の組み立て
性及び空気調和機の生産性が良好な空気調和機の製作方
法を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、圧縮機、第
１熱交換器、第１減圧装置、気液分離器、第２減圧装置
及び第２熱交換器を順に配管で接続した冷凍サイクル
と、前記気液分離器と前記圧縮機とを配管にて接続した
インジェクション回路とを備えた空気調和機において、
前記気液分離器は縦長の側壁部と上壁部と底壁部とによ
り形成された気液分離室と、前記気液分離室の下部を第
１空間部と第２空間部とに仕切る仕切部と、前記第１減
圧装置と接続され、先端が前記第１空間部内位置すると
共に前記底壁部内面に対向して開口した第１冷媒管と、
前記第２減圧装置と接続され、先端が前記第２空間部内
に位置すると共に前記底壁部内面に対向して開口した第
２冷媒管と、前記インジェクション配管と接続され、先
端が前記気液分離室内の上部に開口した第３冷媒管と、
前記底壁部内面と前記側壁部内面とを略直角に形成し且
つ前記側壁部は管体で形成したことにより達成される。

【０００９】また、上記第１の目的は、圧縮機、第１熱
交換器、第１減圧装置、気液分離器、第２減圧装置及び
第２熱交換器を順に配管で接続した冷凍サイクルと、前
記気液分離器と前記圧縮機とを配管にて接続したインジ
ェクション回路とを備えた空気調和機において、前記気
液分離器は、この気液分離器を構成する容器の下部を第
１空間部と第２空間部とに仕切る仕切部と、前記第１減
圧装置と接続され、先端が前記第１空間部内位置すると
共に前記底壁部内面に対向して開口した第１冷媒管と、
前記第２減圧装置と接続され、先端が前記第２空間部内
に位置すると共に前記底壁部内面に対向して開口した第
２冷媒管と、前記インジェクション配管と接続され、先
端が前記気液分離室内の上部に開口した第３冷媒管とを
備え、前記第１空間部の断面積及び前記第２空間部の断
面積を異なるようにしたことにより達成される。

【００１０】上記別の目的は、側壁部を形成する管体の
外径をφ３８ｍｍ以上とすると共に、第１、第２冷媒管
の管径をφ９．５２ｍｍ以上としたことにより達成され
る。

【００１１】上記別の目的は、上壁部と底壁部とを平板
状の鋼板で形成すると共に、この側壁部を形成する管体
を鋼管製とし、平板状の鋼板の板厚を鋼管製管体の肉厚
の約５倍以上とすることにより達成される。

【００１２】上記別の目的は、側壁部を形成する管体と
平板状上壁部、底壁部との溶接部は、管体の端面より上
壁部或いは底壁部が飛び出した状態でろう付けされるこ
とにより達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態を図
を用いて説明する。なお、各実施の形態の図における同
一符号は同一物又は相当物を示す。

【００１４】まず、本発明の第１の実施の形態を図１か
ら図３を参照して説明する。

【００１５】最初に、空気調和機の冷凍サイクルの全体
構成及び動作を図１を参照して説明する。図１は本発明
の第１実施の形態の空気調和機の冷凍サイクル構成図で
ある。

【００１６】図１において、空気調和機の冷凍サイクル
は、スクロール圧縮機１、四方弁８、第１熱交換器２、
第１減圧装置３、気液分離器４、第２減圧装置５、及び
第２熱交換器６を順に配管で接続して冷暖房運転サイク
ルを形成し、また、気液分離器４からスクロール圧縮機
１にインジェクションポート９を介してガス冷媒を導く
インジェクション配管及びその途中に設けられた流量調
整弁７を有するガスインジェクションサイクルを形成す
る。

【００１７】スクロール圧縮機１は、冷凍サイクルの冷
媒を圧縮するものである。四方弁８は、スクロール圧縮
機１から吐出された冷媒の流れを切換えて、冷房運転サ
イクルと暖房運転サイクルを形成させるものである。な
お、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルを総称して呼
ぶときは冷暖房運転サイクルと呼ぶこととする。

【００１８】第１熱交換器２は、室外側熱交換器を構成
するものであり、室外ファンにより室外空気が通風され
て室外空気と強制的に熱交換され、冷房運転サイクル時
には凝縮器として機能し、暖房運転サイクル時には蒸発
器として機能する。

【００１９】第１減圧装置３及び第２減圧装置５は、冷
暖房運転サイクルで２段階の冷媒の膨張を行なう。この
第１減圧装置３及び第２減圧装置５は、開度を制御でき
る可変形であり、冷房運転サイクル及び暖房運転サイク
ルに適した開度に制御される。

【００２０】気液分離器４は、第１減圧装置３と第２減
圧装置５の間に設けられ、第１減圧装置３または第２減
圧装置５で膨張された冷媒の液冷媒を第２減圧装置５ま
たは第１減圧装置３に送り出し、ガス冷媒をインジェク
ション配管に送り出すものである。気液分離器４は冷媒
が第１減圧装置３または第２減圧装置５で膨張され減圧
されることにより中間圧力となる。

【００２１】第２熱交換器６は、室内側熱交換器を構成
するものであり、室内ファンにより室内空気と強制的に
熱交換され、冷房運転サイクル時には蒸発器として機能
し、暖房運転サイクル時には凝縮器として機能する。

【００２２】ここで、冷凍サイクルの動作を説明する。
四方弁８を実線に示すように切換えると、冷媒は実線矢
印に示すように冷房運転サイクル中を流れる。

【００２３】即ち、スクロール圧縮機１で圧縮されて吐
出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁８を通って第１
熱交換器２に送られ、第１熱交換器２にて室外ファンに
より通風される室外空気と熱交換して放熱し、凝縮しな
がら液化される。凝縮された冷媒は、第１減圧装置３に
送られ、第１減圧装置３にて中間圧力まで減圧されて気
液２相の湿り冷媒となって気液分離器４に送られる。こ
の湿り冷媒は、気液分離器４で液冷媒とガス冷媒に分離
される。なお、図１の気液分離器４における液面は、冷
房運転サイクル中の状態を示す。

【００２４】分離されたガス冷媒は、インジェクション
配管を通り、流量調整弁７を介してスクロール圧縮機１
の圧縮行程中の圧縮中の圧縮室にインジェクションされ
る。このように、冷房運転サイクルにおいて、分離され
たガス冷媒を中間圧力から圧縮することによって、スク
ロール圧縮機１の仕事量を減らして冷凍サイクルの効率
向上を図ることができる。

【００２５】また、分離された液冷媒は、第２減圧装置
５に送られ、第２減圧装置５にてさらに減圧されて低圧
低温の気液２相の湿り冷媒となる。この湿り冷媒は第２
熱交換器６にて室内ファンにより通風される室外空気と
熱交換して吸熱することによって気化し、ガス冷媒とな
って四方弁８を通ってスクロール圧縮機１に戻る。この
ガス冷媒は、圧縮行程中にインジェクションされたガス
冷媒と共に圧縮された後、再び高圧高温の冷媒ガスとな
って吐出される。このように冷房運転サイクルが形成さ
れる。そして、この冷媒の流れが繰り返されて所要の冷
房を行なうことができる。

【００２６】そして、四方弁８を点線に示すように切換
えると、冷媒は点線矢印に示すように暖房運転サイクル
中を流れる。

【００２７】即ち、スクロール圧縮機１で圧縮されて吐
出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁８を通って第２
熱交換器６に送られ、第２熱交換器６にて室内ファンに
より通風される室内空気と熱交換して放熱し、凝縮液化
される。凝縮された冷媒は、第２減圧装置５に送られ、
第２減圧装置５にて中間圧力まで減圧されて気液２相の
湿り冷媒となって気液分離器４に送られる。

【００２８】この湿り冷媒は、気液分離器４で液冷媒と
ガス冷媒に分離される。分離されたガス冷媒は、インジ
ェクション配管を通り、流量調整弁７を介してスクロー
ル圧縮機１の圧縮行程中の圧縮室にインジェクションさ
れる。このように、暖房運転サイクルにおいても、分離
されたガス冷媒を中間圧力から圧縮することによって、
スクロール圧縮機１の仕事量を減らして冷凍サイクルの
効率向上を図ることができる。

【００２９】また、分離された液冷媒は、第１減圧装置
３に送られ、第１減圧装置３にてさらに減圧されて低圧
低温の気液２相の湿り冷媒となる。この湿り冷媒は第１
熱交換器２にて室外ファンにより通風される室内空気と
熱交換して吸熱することによって気化し、ガス冷媒とな
って四方弁８を通ってスクロール圧縮機１に戻る。この
ガス冷媒は、圧縮行程中にインジェクションされたガス
冷媒と共に圧縮された後、再び高圧高温の冷媒ガスとな
って吐出される。このように暖房運転サイクルが形成さ
れる。そして、この冷媒の流れが繰り返されて所要の暖
房を行なうことができる。

【００３０】次いで、気液分離器４の詳細な構成及び動
作を図２を参照して説明する。図２は図１の冷凍サイク
ルに用いる気液分離器の縦断面図である。

【００３１】気液分離器４は側壁部を構成する管体２３
と、上壁部を構成する上蓋２４と、底壁部を構成する下
蓋２５とにより気液分離室４ａが形成されている。管体
２３、上蓋２４及び下蓋２５は、別体に形成されてお
り、何れも鉄製である。管体２３は、縦長の円筒状に形
成され、上下面が開口している。上蓋２４は、管体２３
より厚肉で円形平板状に形成され、管体２３の上面開口
を塞ぐようにその上端部内面に固定されている。上蓋２
４の外周端面の上側は、管体２３の上端より上方に吐出
しており、上蓋２４外周端面と管体２３の上端面とで段
部が形成されている。下蓋２５は、管体２３より肉厚で
円形平板状に形成され、管体２３の下面開口を塞ぐよう
にその下端面内面に固定されている。このように、円筒
状の管体２３と円形平板状の上蓋２４及び下蓋２５の組
み合わせで気液分離室４ａを形成しているので、構成が
簡単で製作が容易であり、小型にすることができる。ま
た、平板状の下蓋２５と円筒状の管体２３とを組み合わ
せることにより、下蓋２５の内面と管体２３の内面とは
略直角になるように形成されている。仕切部を構成する
仕切板２６は、気液分離室４ａの下部を第１空間部３４
と第２空間部３５とに仕切るものであり、下蓋２５に載
置されている。また、仕切板２６は、管体２３及び下蓋
２５とろう材を介して密着して固定されており、これら
の間に隙間を有しないように設けられているので気液２
相流が漏れて気液分離性能が低下することを防止してい
る。

【００３２】銅管で製作された第１冷媒管２０、第２冷
媒管２１、及び第３冷媒管２２は、全て、一枚の上蓋２
４を貫通して設けられているので、管体２３に貫通用の
孔が設けられることがなくなり、管体２３の耐圧、ひい
ては気液分離器４の耐圧を向上することができ、信頼性
の高いものとすることができる。第１冷媒管２０は、上
蓋２４より上方に突出された先端２０ａが縮管されて第
１減圧装置３からの配管がその外側に接続され、気液分
離室４ａ内に延在された下端先端が第１空間部３４内に
位置されると共に下蓋２５の内面に対向して開口されて
いる。第２冷媒管２１は、上蓋２４より上方に突出され
た先端部２１ａが縮管されて第２減圧装置５からの配管
がその外側に接続され、気液分離室４ａ内に延在された
下端先端が第２空間部３５内に位置されると共に下蓋２
５の内面に対向して開口されている。第３冷媒管２２
は、上蓋２４より上方に突出された先端部２２ａが拡管
されて流量調整弁７からの配管がその内側に接続され、
気液分離室４ａ内に延在された先端部が気液分離室４ａ
の上部で開口されている。第１冷媒管２０、第２冷媒管
２１及び第３冷媒管２２は、上蓋２４から突出された先
端が略同じ位置に形成されている。また、第３冷媒管２
２は、第１冷媒管２０及び第２冷媒管２１より細径であ
る。

【００３３】この第１冷媒管２０、第２冷媒管２１及び
第３冷媒管２２と冷凍サイクルの第１減圧装置３、第２
減圧装置５及び流量調整弁７からの各配管とは、仮接続
された状態で同時に加熱されて溶接される。この場合
に、第１冷媒管２０、第２冷媒管２１及び第３冷媒管２
２の上端が略同じ位置になっているので加熱を集中し易
く、溶接を容易に行なうことができる。また、これらの
管の接続においては、気液分離器４側の第１冷媒管２
０、第２冷媒管２１及び第３冷媒管２２を拡管及び縮管
を行なって、第１減圧装置３、第２減圧装置５及び流量
調整弁７側の各配管が同じ径で接続されるようにしてい
るので、第１減圧装置３、第２減圧装置５及び流量調整
弁７の配管側を拡管及び縮管する方法に比較して格段に
拡管及び縮管を容易に行なうことができると共に、配管
径が同一となる汎用品の第１減圧装置３、第２減圧装置
５及び流量調整弁７を用いることができ、安価なものと
することができる。

【００３４】冷房運転サイクルにおいて、冷媒は、図２
の実線で模式的に示すように、第１冷媒管２０の先端開
口から第１空間部３４に気液２相流冷媒が流出されて気
液が分離され、分離された液冷媒が第２冷媒管２１の先
端開口より流入されて第２減圧装置５に流れると共に、
分離されたガス冷媒が第３冷媒管２２の先端開口より流
入されて流量調整弁７に流れるものである。これを具体
的に説明すると、第１冷媒管２０に流入する気液２相流
３１は、第１冷媒管２０の下端開口から第１空間部３４
内に流出し、この流出した整流化冷媒３６は下蓋２５の
内面に衝突して減速されて周囲に流れ、管体２３また
は、仕切板２６に衝突してさらに減速されて上方に流
れ、従来のものより格段に減速されるために、管体２３
から内側に跳ね返ることを防止することができる。即
ち、上述したように平板状の下蓋２５と筒上の管体２３
とを組み合わせて下蓋２５の内面と筒体２３の内面とが
略直角になるように形成するため、下蓋２５に衝突して
から周囲に流れる気液２相流の冷媒が管体２３の内面に
略直角に衝突して大きく減速するものである。これによ
り、跳ね返りによる気液２相状態の冷媒の第２空間部３
５へ流入を防止することができ、しかも気液分離性能を
大幅に向上することができる。なお、図２に示す液面
は、冷房サイクルにおける液面の一例を示すものであ
る。

【００３５】一方、暖房運転サイクルにおいて、冷媒
は、図２の点線で模式的に示すように、第２冷媒管２１
の先端開口から第２空間部３５に気液２相流冷媒が流出
されて気液が分離され、分離された液冷媒が第１冷媒管
２０の先端開口より流出して第１減圧装置３に流れると
共に、分離されたガス冷媒が第３冷媒管２２の先端開口
より流出して流量調整弁７に流れるものである。この動
作は、冷房運転サイクルと同様であるので、詳細な説明
は省略する。

【００３６】次いで、気液分離器４の製作方法を図３を
参照して説明する。図３は図２の気液分離器の製作方法
を説明する仮組立て状態の縦断面図である。

【００３７】気液分離器４の仮組立ては、下蓋２５が管
体２３の下蓋部内に挿入され、管体２３の内径にほぼ合
致する外径のリング状ろう材２７が管体２３内に挿入さ
れて下蓋２５上に載置され、さらに、管体２３との間に
極わずかな隙間３０を有する仕切板２６が挿入され、第
１冷媒管２０（図２参照）、第２冷媒管２１及び第３冷
媒管２２を挿入されかつリング状ろう材２８が巻かれて
いる上蓋２４が管体２３の上蓋部内に一部挿入され、管
体２３の上蓋面にリング状ろう材２９が配置されること
により行われる。

【００３８】この仮組立てされた状態の気液分離器４
は、加熱炉内に収納されて所定時間加熱されることによ
り、ろう材２７〜２９が溶かされて仕切板２６の側面に
形成される隙間３０及びその他の隙間に毛細管現象等に
より浸透され、各部材間が固定されると共に、各部材間
の隙間が閉鎖されて炉中ろう付けされた気液分離器４に
製作される。

【００３９】このように、仮組立てされた気液分離器４
が炉中ろう付けにより各部材が同時に固定されかつ各部
品間の隙間が閉鎖されて気液分離器４が製作されるの
で、各部材ごと溶接される方法に比較して、その生産性
を格段に向上することができる。この場合、管体２３は
鋼管、冷媒管２０〜２２は銅管、蓋２４、２５は鋼板と
いった材料を選択することができ、気液分離器４の材料
費の低減を図ることができる。また、気液分離器４にお
ける全ての配管である第１冷媒管２０、第２冷媒管２１
及び第３冷媒管２２が上蓋２４に貫通され、第１冷媒管
２０、第２冷媒管２１及び第３冷媒管２２にろう材２８
が巻かれて仮組立てされて炉中ろう付けされるので、管
体２３に冷媒管が貫通されて炉中ろう付けされる方法に
比較して、加熱炉の大きさを小さくできて省エネルギー
で安価な加熱炉にすることができると共に、ろう材２７
〜２９が適切に溶解されるように炉内温度を容易に設定
でき、その生産性を格段に向上することができる。さら
には、上蓋２４が管体２３内に一部挿入されてラップ代
３７が形成されるので、管体２３の上蓋面にろう材２９
載置できて製作が容易になると共に、冷凍サイクル運転
中における上蓋２４の上面に結露した水分がラップ代側
に容易に流下して上面に留まり難いものとなり、上蓋２
４の腐食を防止して長期信頼性を維持することができ
る。

【００４０】次に本発明の第２実施形態を図４にて説明
する。図４は本発明の第２実施形態における空気調和機
の気液分離器の縦断面図である。

【００４１】この第２の実施形態では、暖房運転時に冷
媒が流出される方の第２空間部３５を冷房運転時に冷媒
が流出される他方の第１空間部３４より大きくなるよう
に仕切板が設けられている点にて、第１の実施形態と相
違する。このようにした理由は、第１空間部３４の横断
面積及び第２空間部３５の横断面積を同一にして冷房及
び暖房時のＣＯＰを測定する実験を行ったところ、暖房
の方がＣＯＰ上昇率が極端に悪い部分が生じたことによ
る。この第２実施の形態のように構成することにより、
小さい気液分離器４で、暖房運転時と冷房運転時との冷
媒循環量の差異に適合した気液分離性能を発揮すること
ができる。

【００４２】その理由を説明する。冷房運転時、凝縮器
である第１熱交換器（室外機）２から第１減圧装置３を
介して気液分離器４内に流入してくる冷媒はガス分が多
く、冷媒の流れはガス分に因るところが大きく、比較的
気液分離されやすい。しかし、暖房時は、凝縮器である
第２熱交換器（室内機）６から第２減圧装置５を介して
気液分離器４内に流入してくる冷媒のガス分は少なく、
冷媒の流れは液冷媒の流れに支配される。このため、第
２空間部３５に噴出された冷媒は、液冷媒の流れに支配
され、ガス冷媒がその流れに閉じ込められたまま第１空
間部３４に到達し第１冷媒管２０から出ていってしまう
ためであると考えられる。このため、第２空間部３５の
断面積を第１空間部３４の断面積よりも大きくすれば、
第２空間部３５の冷媒の流速が落ちるため気液分離率が
増大するとの考えに基づく。

【００４３】次に本発明の第３の実施形態を図５及び図
６を用いて説明する。図５は本発明の第３の実施形態の
空気調和機の気液分離器の縦断面図、図６は図５の気液
分離器に用いる気液分離部材の斜視図である。この第３
の実施の形態は、気液分離器以外は第１の実施の形態と
同じである。

【００４４】気液分離器４は、管体４０、気液分離部材
４１、第１冷媒管２０、第２冷媒管２１及び第３冷媒管
２２より構成されている。管体４０は、銅管より形成さ
れ、側壁部４０ａ、管体縮管部４０ｂ、管体封止部４０
ｃ、冷媒管挿入部４０ｄ、かしめ部４０ｅを有してい
る。側壁部４０ａは気液分離室４ａの側壁部分を構成す
るものであり、気液分離部材４１を気液分離器４内にす
るかしめ部４０ｅが全周にわたって形成されている。側
壁部４０ａの下端部から延びる管体縮管部４０ｂが形成
され、さらにその下方部分が潰されて管体封止部４０ｃ
がされている。冷媒管挿入部４０ｄは、第１冷媒管２
０、第２冷媒管２１及び第３冷媒管２２が挿入される穴
を有するように潰されて形成され、気液分離室４ａの上
壁部分を構成する。このように、管体４０は、銅管を塑
性変形することにより容易に製作することができる。

【００４５】気液分離器４内に内に固定される管体４０
は、ナイロン等の合成樹脂で製作され、底壁部４１ａ、
仕切部４１ｂ、覆い部４１ｃが一体物として形成されて
いる。底壁部４１ａは、円形平板状に形成され、側壁部
４０ａ内に圧入されて管体縮管部４０ｂ当接され、気液
分離室４ａの底壁部分を構成する。仕切部４１ｂは、第
１空間部３４と第２空間部３５を仕切るものであり、側
壁部４０ａ内に圧入されている。従って、底壁部４１ａ
及び仕切部４１ｂは、側壁部４０ａに対して隙間がない
よう装着されている。覆い部４１ｃは、仕切部４１ｂの
上端から円形平板状に形成され、かしめ部４０ｅで周辺
部がかしめ固定されている。また、覆い部４１ｃは、第
１冷媒管２０、及び第２冷媒管２１を挿入する冷媒管挿
入穴４１ｄと、冷媒を通すための冷媒流通穴４１ｅとが
それぞれ複数形成されている。

【００４６】この第３の実施の形態においても、平板状
の底壁部４１ａ上面と管状の側壁部４０ａの内面とが略
直角に形成されているので、第１冷媒管２０の下端開口
から第１空間部３４内に流出する気液２相流は、底壁部
４１ａの上面に衝突して減速されて周囲に流れ、側壁部
４０ａ及び仕切部４１ｂに衝突してさらに減速されて上
方に流れるようになるために、側壁部４０ａから内側に
跳ね返ることを防止することができる。しかも、覆い部
４１ｃが設けられているので、側壁部４０ａからの跳ね
返りが生じたとしても覆い部４１ｃで防止することがで
きる。これらにより、気液分離器４を一層小型化するこ
とができる。

【００４７】また、底壁部４１ａと仕切部４１ｂが一体
物として形成されているので、安価に製作することがで
きる。さらには、底壁部４１ａ及び仕切部４１ｂが合成
樹脂で製作されて、側壁部４０ａに圧入されて装着され
ているので、装着が簡単で、その周囲の隙間をなくすこ
とができる。しかも、合成樹脂性の覆い部４１ｃの冷媒
管挿入穴４１ｄ内に第１冷媒管２０及び第２冷媒管２１
を挿入しているので、空気調和機輸送中等に第１冷媒管
２０及び第２冷媒管２１が揺れても、異音の発生を防止
することができると共に、第１冷媒管２０及び第２冷媒
管２１の保護を図ることができる。

【００４８】次に上記気液分離器の寸法及び板厚、肉厚
等について説明する。

【００４９】先ず、寸法関係について表１に示すものは
気液分離器の管径について実験した結果を示す表であ
る。

【００５０】

【表１】

【００５１】実験では側壁部を構成する管体の外径寸法
を３仕様（φ２８ｍｍ、φ３８ｍｍ、φ４２ｍｍ）作
り、第１、第２の冷媒管の外径寸法を２仕様（φ６．３
ｍｍ、φ９．５２ｍｍ）作り、表中の仕様１、仕様２、
仕様３の如く組み合わせ、冷房、暖房サイクル運転（図
１参照）を行い、この時の気液分離器の性能比較を行な
った。（尚前記した管体及び冷媒管の肉厚は同じものと
し、管体の高さ寸法は合わせた。） 結果は表１に示す通り、仕様１（管体φ２８ｍｍ、冷媒
管φ６．３ｍｍ）のものは気液分離器自体の容積が小さ
い所に冷媒管径が細く、流速の速い冷媒が入って来るこ
とにより気液分離器内が攪拌されてしまいうまく気体と
液体が分離できなかった為、不適格であることが判っ
た。一方、管体の径及び冷媒管の径を大きくした仕様
２、３のものは攪拌状態がおこらず、良好な性能を確保
できた。

【００５２】従って、本気液分離器の設計に当たっては
仕様２、３等を選ぶのが最適ということが判った。

【００５３】次に、気液分離器の強度上の検討について
説明する。公知の如く空気調和機の冷凍サイクルは、高
圧容器扱いとなりサイクル設計に当たっては内圧１７５
ｋｇ／ｃｍ２を満足させる必要がある。気液分離器を形
成する上壁部、底壁部それと側壁部の材質を鋼製とし上
壁部或いは底壁部を平板状に、側壁部を管体とした時の
肉厚を応力の式より求めると、上壁部、底壁部の肉厚
は、管体の５倍以上が必要となることより本発明に於い
ては管体の肉厚を１．６ｍｍとし、上壁部、底壁部の肉
厚を４．５ｍｍとした。換言すると、上壁部、底壁部の
肉厚は管体の肉厚の約５倍以上が必要になるということ
である。

【００５４】このことにより、本発明の気液分離器の内
圧１７５ｋｇ／ｃｍ２を満足することができるものであ
る。

【００５５】次に、側壁部と上壁部、底壁部との溶接に
ついて図７をもって説明する。

【００５６】図７は、気液分離器を構成する側壁部と底
壁部との溶接構造を示す図である。図からも明らかな如
く平板状底壁部２５は厚み方向で２／３位が管体２３の
内側にかん合され１／３位は管体２３の端面２３ａより
外側に位置している。尚この時上記管体２３には底壁部
２５のかん合寸法を決める位置決め用の突リブ２３ｂを
設けておくようにすること、このかん合寸法を一定にす
ることができる。２９ａはろう材である。通常、管体２
３、底壁部２５を鋼板製とした時には電気溶接（アーク
溶接）が用いられる。２９ａはこの時使用されるろう材
であり、管体２３の端面２３ａと底壁部２５の外周間で
図に示す如く行なわれるものである。（勿論上下逆にし
た状態） 以上の如き状態でろう付けすることにより、ろう材の流
れ出し等がなく安定した溶接構造が得られるものであ
る。

【００５７】なお、上記実施の形態では圧縮機をスクロ
ール圧縮機として説明したが、これに限らずインジェク
ション可能な、例えば、ロータリ圧縮機、レシプロ圧縮
器でも同様の効果を期待することができる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、気液分離器の気液分離
性能を向上して小型で省冷媒化を図ることができる空気
調和機を得ることができる。

【００５９】また、本発明によれば、気液分離器の気液
分離性能を向上して小型で省冷媒化を図ることができる
と共に、気液分離器の耐圧強度を向上して信頼性の高い
空気調和機を得ることができる。

【００６０】また、本発明によれば、気液分離器の組立
て性及び空気調和機の生産性が良好な空気調和機の製作
方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の空気調和機の冷凍
サイクル構成図である。

【図２】図１の冷凍サイクルに用いる気液分離器の縦断
面図である。

【図３】図２の気液分離器の製作方法を説明する仮組立
て状態の縦断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の空気調和機の気液
分離器の縦断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態の空気調和機の気液
分離器の縦断面図である。

【図６】図５の気液分離器に用いる気液分離部材の縦断
面図である。

【図７】図７は本発明の管体（側壁部）と平板状底壁部
との溶接構造を示す図（溶接時には底壁部が図面上、上
に位置する）である。

【符号の説明】

１…スクロール圧縮機、２…第２熱交換器、３…第１減
圧装置、４…気液分離器、４ａ…気液分離室、５…第２
減圧装置、６…第２熱交換器、７…流量調整弁、８…四
方弁、９…インジェクションポート、２０…第１冷媒
管、２０ａ…縮管部、２１…第２冷媒管、２１ａ…縮管
部、２２…第３冷媒管、２２ａ…拡管部、２３…管体
（側壁部）、２４…上蓋（上壁）、２５…下蓋（底壁
部）、２６…仕切板（仕切部）、２７〜２９…ろう材、
３０…隙間、３１…気液２相流、３２…液相流、３３…
気相流、３４…第１空間部、３５…第２空間部、３６…
整流化冷媒、３７…ラップ代、４０…管体、４０ａ…側
壁部、４０ｂ…管体縮管部、４０ｃ…管体封止部、４０
ｄ…冷媒管挿入部、４０ｅ…かしめ部、４１…気液分離
部材、４１ａ…底壁部、４１ｂ…仕切部、４１ｃ…覆い
部、４１ｄ…冷媒管挿入穴、４１ｅ…冷媒流通穴。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、第１熱交換器、第１減圧装置、気
   液分離器、第２減圧装置及び第２熱交換器を順に配管で
   接続した冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記圧縮機
   とを配管にて接続したインジェクション回路とを備えた
   空気調和機において、前記気液分離器は縦長の側壁部と
   上壁部と底壁部とにより形成された気液分離室と、前記
   気液分離室の下部を第１空間部と第２空間部とに仕切る
   仕切部と、前記第１減圧装置と接続され、先端が前記第
   １空間部内位置すると共に前記底壁部内面に対向して開
   口した第１冷媒管と、前記第２減圧装置と接続され、先
   端が前記第２空間部内に位置すると共に前記底壁部内面
   に対向して開口した第２冷媒管と、前記インジェクショ
   ン配管と接続され、先端が前記気液分離室内の上部に開
   口した第３冷媒管と、前記底壁部内面と前記側壁部内面
   とを略直角に形成し且つ前記側壁部は管体で形成した空
   気調和機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記仕切部は、前記気
   液分離器の側壁部及び底壁部との間に隙間を有しないよ
   うに形成した空気調和機。
3. 【請求項３】請求項１において、前記側壁部を形成する
   管体の外径をφ３８ｍｍ以上とすると共に、第１、第２
   冷媒管の管径をφ９．５２ｍｍ以上とした空気調和機。
4. 【請求項４】請求項１において、前記上壁部と前記底壁
   部とを平板状の鋼板で形成すると共に、この側壁部を形
   成する管体を鋼管製とし、平板状の鋼板の板厚を鋼管製
   管体の肉厚の約５倍以上とした空気調和機。
5. 【請求項５】請求項１において、前記側壁部を形成する
   管体と前記平板状上壁部、底壁部との溶接部は、管体の
   端面より上壁部或いは底壁部が飛び出した状態でろう付
   けされている空気調和機。
6. 【請求項６】圧縮機、第１熱交換器、第１減圧装置、気
   液分離器、第２減圧装置及び第２熱交換器を順に配管で
   接続した冷凍サイクルと、前記気液分離器と前記圧縮機
   とを配管にて接続したインジェクション回路とを備えた
   空気調和機において、前記気液分離器は、この気液分離
   器を構成する容器の下部を第１空間部と第２空間部とに
   仕切る仕切部と、前記第１減圧装置と接続され、先端が
   前記第１空間部内位置すると共に前記底壁部内面に対向
   して開口した第１冷媒管と、前記第２減圧装置と接続さ
   れ、先端が前記第２空間部内に位置すると共に前記底壁
   部内面に対向して開口した第２冷媒管と、前記インジェ
   クション配管と接続され、先端が前記気液分離室内の上
   部に開口した第３冷媒管とを備え、前記第１空間部の断
   面積及び前記第２空間部の断面積を異なるようにした空
   気調和機。