JP2003262415A - 冷媒搬送装置 - Google Patents

冷媒搬送装置

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JP2003262415A
JP2003262415A JP2002064041A JP2002064041A JP2003262415A JP 2003262415 A JP2003262415 A JP 2003262415A JP 2002064041 A JP2002064041 A JP 2002064041A JP 2002064041 A JP2002064041 A JP 2002064041A JP 2003262415 A JP2003262415 A JP 2003262415A
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Japan
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refrigerant
tank
liquid
pipe
gas
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JP2002064041A
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English (en)
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Kenji Sato
憲二 佐藤
Masahiro Oka
昌弘 岡
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンク内におけるガス冷媒の凝縮を抑制する
ことにより、冷媒搬送装置の効率を向上させる。 【解決手段】 加熱熱交換器(HEX3)からメインタンク
(T1)にガス冷媒を供給するガス供給管(31)を備えて
いる。ガス供給管(31)の分岐管(31a)は、メインタ
ンク(T1)の内部において、上向きに屈曲する曲がり部
を有している。分岐管(31a)は、ガス冷媒をメインタ
ンク(T1)内の上壁面に吹き付けるように構成されてい
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、冷媒循環回路に充
填された冷媒に循環駆動力を付与するための冷媒搬送装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、特開2001−336851
号公報に開示されているように、冷媒を貯留したタンク
に対して加減圧を行うことにより、冷媒循環回路の冷媒
に循環駆動力を付与する冷媒搬送装置が知られている。
【0003】上記公報には、上記冷媒搬送装置を用いた
空調機が開示されている。図7を参照しながら、当該空
調機について説明する。この空調機は、1次側冷媒が充
填された1次側回路(110)と2次側冷媒が充填された
2次側回路(120)とを備え、搬送回路(130)からの冷
媒の押し出しと冷媒の回収とによって2次側冷媒に循環
駆動力を付与する。
【0004】この1次側回路(110)の1次側冷媒は、
主熱交換器(101)で2次側回路(120)の2次側冷媒か
ら吸熱して蒸発する。一方、2次側冷媒は、主熱交換器
(101)で1次側冷媒に放熱して凝縮する。2次側回路
(120)は、2次側冷媒が主回路(121)を循環し、主熱交
換器(101)で付与された冷熱又は温熱を利用側の室内
熱交換器(102)へ搬送する。
【0005】2次側回路(120)の搬送回路(130)は、
液冷媒を貯留するための一対のメインタンク(103A,103
B)と冷却熱交換器(104)と加熱熱交換器(105)とを
備えている。冷却熱交換器(104)は、ガス冷媒を凝縮
させて一方のメインタンク内のガス冷媒を吸引し、当該
メインタンクを減圧する。一方、加熱熱交換器(105)
は、液冷媒を蒸発させて他方のメインタンク内に高圧の
ガス冷媒を供給し、当該メインタンクを加圧する。
【0006】上記搬送回路(130)は、一方のメインタ
ンク(103A)を加圧して液冷媒を主回路(121)へ押し
出すと同時に、他方のメインタンク(103B)を減圧して
液冷媒を主回路(121)から回収する。この加圧対象と
なるメインタンク(103A)と減圧対象となるメインタン
ク(103B)とを交互に切り替えることにより、2次側冷
媒は2次側回路(120)内を連続的に循環する。
【0007】更に、上記搬送回路(130)には、サブタ
ンク(106)が設けられている。このサブタンク(106)
は、加熱熱交換器(105)に液冷媒を供給している。冷
却熱交換器(104)によりサブタンク(106)を減圧する
と、液冷媒がサブタンク(106)に流入する。その後、
加熱熱交換器(105)によりサブタンク(106)を加圧す
ると、サブタンク(106)の液冷媒が加熱熱交換器(10
5)に供給される。
【0008】また、サブタンク(106)と加熱熱交換器
(105)との間には、バッファタンク(107)が設けられ
ている。加熱熱交換器(105)とバッファタンク(107)
とは、それらの下部同士が液供給管(108)で接続され
ているとともに、それらの上部同士が均圧管(109)で
接続されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の冷媒
搬送装置には、タンク内において液冷媒とガス冷媒とが
熱交換を行うことによってガス冷媒が凝縮し、運転効率
が低下するという課題があった。
【0010】すなわち、メインタンク(103A,103B)に
は、ガス冷媒と液冷媒とが常に共存する。ここでガス冷
媒は、タンクから液冷媒を押し出す際には液冷媒の液面
を下方に押すように作用し、液冷媒をタンクに回収する
際には液冷媒の液面を上方に引き上げるように作用す
る。ところが、ガス冷媒が液冷媒によって冷却される
と、ガス冷媒の一部は液面において凝縮する。この際、
ガス冷媒と液冷媒とが活発に熱交換を行うと、ガス冷媒
の凝縮量が多くなり、上述のガス冷媒の作用が効率的に
発揮されなくなる。
【0011】そこで、このような問題に対して効果的な
対策は講じることとすれば、冷媒搬送装置の更なる効率
向上を図ることができる。
【0012】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、タンク内におけるガ
ス冷媒の凝縮を抑制することにより、冷媒搬送装置の性
能向上を図ることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1の冷媒搬送装置
は、例えば図1に示すように、冷媒の循環回路(21)に
接続されて冷媒を貯留可能なタンク(T1,T2)と、前記
タンク(T1,T2)にガス冷媒を供給することによって前
記タンク(T1,T2)内を加圧する加圧手段(HEX3)と、
前記タンク(T1,T2)内のガス冷媒を吸引することによ
って前記タンク(T1,T2)内を減圧する減圧手段(HEX
4)とを備え、前記タンク(T1,T2)の加圧によって前記
タンク(T1,T2)内の液冷媒を前記循環回路(21)に押
し出す一方、前記タンク(T1,T2)の減圧によって前記
循環回路(21)の液冷媒を前記タンク(T1,T2)に回収
し、前記循環回路(21)の冷媒に循環駆動力を付与する
冷媒搬送装置であって、前記加圧手段(HEX3)から前記
タンク(T1,T2)にガス冷媒を導入するガス導入管(31
a,31b)と、前記ガス導入管(31a,31b)を通じて前記タ
ンク(T1,T2)に導入されたガス冷媒が前記タンク(T1,
T2)内の液冷媒の液面(65)に直接吹き付けられること
を制限する制限手段(60)とを備えているものである。
【0014】タンク内にガス冷媒を導入する際にガス冷
媒が液冷媒の液面に吹き付けられると、液面が乱れてガ
ス冷媒と液冷媒との間の熱交換が促進されてしまう。し
かし、上記冷媒搬送装置では、ガス導入管を通じてタン
クに導入されたガス冷媒は、液面に対して直接吹き付け
られることが制限される。そのため、ガス冷媒と液冷媒
との間の熱交換は抑制される。その結果、ガス冷媒の凝
縮は抑制される。したがって、タンク内の加減圧の作用
は効果的に行われ、冷媒搬送装置の性能向上を図ること
ができる。
【0015】請求項2の冷媒搬送装置は、請求項1の冷
媒搬送装置において、ガス導入管(31a,31b)が、ガス
冷媒をタンク(T1,T2)内部の上側部分の壁面に吹き付
けるように形成されているものである。
【0016】上記冷媒搬送装置では、ガス導入管からタ
ンク内に導入されたガス冷媒は、タンク内部の上側部分
の壁面に吹き付けられるため、ガス冷媒が液面に直接吹
き付けられることがなく、ガス冷媒と液冷媒との間の熱
交換は抑制される。
【0017】なお、上記及び下記において、タンク内部
の上側部分の壁面とは、タンクの上壁面だけでなく側壁
面の上側部分も含むものである。また、タンク自体の壁
面でなく、タンクと別個の壁面を設け、この壁面にガス
冷媒を吹き付けるようにしてもよい。
【0018】請求項3の冷媒搬送装置は、例えば図2に
示すように、請求項2の冷媒搬送装置において、ガス導
入管(31a,31b)が、ガス冷媒をタンク(T1,T2)の内側
の上壁面(66)に吹き付けるように形成されているもの
である。
【0019】上記冷媒搬送装置においても、ガス導入管
を通じてタンクに導入されたガス冷媒は、液面に直接吹
き付けられることが制限される。そのため、ガス冷媒と
液冷媒との間の熱交換は抑制され、ガス冷媒の凝縮は抑
制される。
【0020】請求項4の冷媒搬送装置は、請求項2又は
3の冷媒搬送装置において、ガス導入管(31a,31b)が
タンク(T1,T2)の上側部分に接続されているものであ
る。
【0021】上記タンク内では、上側にガス冷媒が位置
し、下側に液冷媒が位置している。そのため、ガス導入
管をタンクの上側部分に接続することにより、ガス導入
管の構成を簡単化することができる。
【0022】請求項5の冷媒搬送装置は、図3に示すよ
うに、請求項2又は3の冷媒搬送装置において、ガス導
入管(31a,31b)がタンク(T1,T2)の側部に接続されて
いるものである。
【0023】請求項6の冷媒搬送装置は、請求項5の冷
媒搬送装置において、ガス導入管(31a,31b)の先端部
(62)が、上向きに開口するようにタンク(T1,T2)の
内部で湾曲又は屈曲しているものである。
【0024】上記冷媒搬送装置では、ガス導入管はタン
クの上側部分に接続されているものの、上向きに開口す
るようにタンク内で湾曲又は屈曲しているので、液冷媒
に対するガス冷媒の吹き付けは防止される。
【0025】請求項7の冷媒搬送装置は、冷媒の循環回
路(21)に接続されて冷媒を貯留可能なタンク(T1,T
2)と、前記タンク(T1,T2)にガス冷媒を供給すること
によって前記タンク(T1,T2)内を加圧する加圧手段(H
EX3)と、前記タンク(T1,T2)内のガス冷媒を吸引する
ことによって前記タンク(T1,T2)内を減圧する減圧手
段(HEX4)とを備え、前記タンク(T1,T2)の加圧によ
って前記タンク(T1,T2)内の液冷媒を前記循環回路(2
1)に押し出す一方、前記タンク(T1,T2)の減圧によっ
て前記循環回路(21)の液冷媒を前記タンク(T1,T2)
に回収し、前記循環回路(21)の冷媒に循環駆動力を付
与する冷媒搬送装置であって、前記減圧手段(HEX4)
は、ガス冷媒を凝縮させることによって低圧圧力を生成
するように構成され、前記減圧手段(HEX4)内で凝縮し
た液冷媒を前記タンク(T1,T2)内の下部に導入する液
導入管(33a,33b)を備えているものである。
【0026】タンク内に導入される液冷媒は、タンクに
既に貯留されている液冷媒に比べると、温度が低い。そ
のため、液冷媒を導入する際に、液冷媒を液面付近に供
給したとすると、液面付近の液冷媒の温度はタンクの底
部の液冷媒温度よりも低くなる。したがって、ガス冷媒
と液冷媒の液面との間の温度差が大きくなり、ガス冷媒
と液冷媒とは熱交換を起こしやすくなる。
【0027】しかし、上記冷媒搬送装置によれば、液導
入管から導入される液冷媒は、タンクの下部に導入され
る。つまり、液冷媒中における液面から相当程度離れた
位置に供給される。そのため、低温の液冷媒はタンクの
下部に滞留するので、液面の上下におけるガス冷媒と液
冷媒との温度差は比較的小さくなる。したがって、ガス
冷媒と液冷媒との間の熱交換は抑制され、ガス冷媒の凝
縮は抑制される。
【0028】請求項8の冷媒搬送装置は、例えば図3に
示すように、請求項7の冷媒搬送装置において、循環回
路(21)からタンク(T1,T2)に液冷媒を回収する液回
収管(41,42)を備え、前記液回収管(41,42)は、前記
液導入管(33a,33b)に接続されているものである。
【0029】上記冷媒搬送装置では、液導入管と液回収
管とから導入される液冷媒は、共にタンクの下部に導入
されることになる。
【0030】請求項9の冷媒搬送装置は、請求項7又は
8の冷媒搬送装置において、液導入管(33a,33b)の先
端部(64)が、下向きに開口するようにタンク(T1,T
2)の内部で湾曲又は屈曲しているものである。
【0031】上記冷媒搬送装置では、液導入管から導入
される液冷媒は、タンク内において下向きに供給され
る。そのため、低温の液冷媒が液面付近に供給されるこ
とはない。したがって、ガス冷媒と液冷媒との間の熱交
換は抑制され、ガス冷媒の凝縮は抑制される。
【0032】請求項10の冷媒搬送装置は、冷媒の循環
回路(21)に接続されて冷媒を貯留可能なタンク(T1,T
2)と、液冷媒を加熱して蒸発させ、蒸発後のガス冷媒
を用いてタンク(T1,T2)内を加圧する加圧手段(HEX
3)と、前記タンク(T1,T2)内のガス冷媒を吸引するこ
とによって前記タンク(T1,T2)内を減圧する減圧手段
(HEX4)とを備え、前記タンク(T1,T2)の加圧によっ
て前記タンク(T1,T2)内の液冷媒を前記循環回路(2
1)に押し出す一方、前記タンク(T1,T2)の減圧によっ
て前記循環回路(21)の液冷媒を前記タンク(T1,T2)
に回収し、前記循環回路(21)の冷媒に循環駆動力を付
与する冷媒搬送装置であって、前記加圧手段(HEX3)に
供給される液冷媒を貯留するサブタンク(ST)と、前記
サブタンク(ST)と前記加圧手段(HEX3)との間に設け
られたバッファタンク(BT)と、前記サブタンク(ST)
と前記バッファタンク(BT)とをつなぐ液配管(34)
と、前記バッファタンク(BT)から前記加圧手段(HEX
3)に液冷媒を供給する液供給管(71)と、前記バッフ
ァタンク(BT)と前記加圧手段(HEX3)とに接続された
均圧管(39)と、前記均圧管(39)を通じて前記バッフ
ァタンク(BT)に導入されたガス冷媒が前記バッファタ
ンク(BT)内の液冷媒の液面に直接吹き付けられること
を制限する制限手段(60)とを備えているものである。
【0033】上記冷媒搬送装置では、均圧管を通じてバ
ッファタンクに流入したガス冷媒は、バッファタンク内
の液冷媒の液面に対して直接吹き付けられることが制限
される。そのため、ガス冷媒と液冷媒との間の熱交換は
抑制され、ガス冷媒の凝縮は抑制される。
【0034】請求項11の冷媒搬送装置は、請求項10
の冷媒搬送装置において、均圧管(39)が、ガス冷媒を
バッファタンク(BT)の内側の上壁面に吹き付けるよう
に形成されているものである。
【0035】上記冷媒搬送装置では、均圧管を通じてバ
ッファタンクに流入したガス冷媒は、バッファタンク内
の上壁面に吹き付けられるので、液面に対して直接吹き
付けられことが防止される。そのため、ガス冷媒と液冷
媒との間の熱交換は抑制され、ガス冷媒の凝縮は抑制さ
れる。
【0036】請求項12の冷媒搬送装置は、請求項11
の冷媒搬送装置において、均圧管(39)の先端部(39
a)が、上向きに開口するようにバッファタンク(BT)
の内部で湾曲又は屈曲しているものである。
【0037】上記冷媒搬送装置では、タンク内において
均圧管が上向きに開口するように湾曲又は屈曲している
ので、液冷媒に対するガス冷媒の吹き付けは防止され
る。
【0038】請求項13の冷媒搬送装置は、冷媒の循環
回路(21)に接続されて冷媒を貯留可能なタンク(T1,T
2)と、液冷媒を加熱して蒸発させ、蒸発後のガス冷媒
を用いてタンク(T1,T2)内を加圧する加圧手段(HEX
3)と、前記タンク(T1,T2)内のガス冷媒を吸引するこ
とによって前記タンク(T1,T2)内を減圧する減圧手段
(HEX4)とを備え、前記タンク(T1,T2)の加圧によっ
て前記タンク(T1,T2)内の液冷媒を前記循環回路(2
1)に押し出す一方、前記タンク(T1,T2)の減圧によっ
て前記循環回路(21)の液冷媒を前記タンク(T1,T2)
に回収し、前記循環回路(21)の冷媒に循環駆動力を付
与する冷媒搬送装置であって、前記加圧手段(HEX3)に
供給される液冷媒を貯留するサブタンク(ST)と、前記
サブタンク(ST)と前記加圧手段(HEX3)との間に設け
られたバッファタンク(BT)と、前記サブタンク(ST)
と前記バッファタンク(BT)とをつなぐ液配管(72)
と、前記バッファタンク(BT)から前記加圧手段(HEX
3)に液冷媒を供給する液供給管(71)と、前記バッフ
ァタンク(BT)と前記加圧手段(HEX3)とに接続された
均圧管(39)とを備え、前記液配管(71)は、液冷媒を
前記バッファタンク(BT)内の下部に導入するように形
成されているものである。
【0039】上記冷媒搬送装置では、液配管から導入さ
れる液冷媒は、バッファタンクの下部に導入される。そ
のため、低温の液冷媒が液面付近に供給されることがな
いので、ガス冷媒と液冷媒との温度差は比較的小さくな
る。したがって、ガス冷媒と液冷媒との間の熱交換は抑
制され、ガス冷媒の凝縮は抑制される。
【0040】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0041】<実施形態1>図1は、本発明に係る冷媒
搬送装置を利用した空調機の構成を示している。本空調
機は、並列接続された複数の室内ユニット(22)を備え
た所謂マルチ型の空調機である。この空調機は、1次側
回路(10)と2次側回路(20)と駆動用回路(50)とを
備えている。
【0042】−1次側回路の構成− 1次側回路(10)は、圧縮機(11)と四路切換弁(12)
と室内熱交換器(HEX5)と膨張弁(13)と主熱交換器
(HEX2)とを備えている。1次側回路(10)には1次側
冷媒が充填され、この1次側冷媒が相変化を行いながら
1次側回路(10)を循環することにより、蒸気圧縮式冷
凍サイクルが行われる。
【0043】1次側回路(10)において、室外熱交換器
(HEX5)と膨張弁(13)と主熱交換器(HEX2)とは、こ
の順に接続されている。室外熱交換器(HEX5)の一端側
と主熱交換器(HEX2)の一端側とは、冷媒配管を介して
それぞれ四路切換弁(12)に接続されている。圧縮機
(11)の吐出側及び吸入側も、それぞれ四路切換弁(1
2)に接続されている。1次側回路(10)における冷媒
の循環方向は、四路切換弁(12)の切換によって反転す
る。そして、1次側回路(10)は、室外熱交換器(HEX
5)を凝縮器とし、主熱交換器(HEX2)を蒸発器とする
冷却動作と、主熱交換器(HEX2)を凝縮器とし、室外熱
交換器(HEX5)を蒸発器とする加熱動作とを切り換えて
行う。
【0044】−2次側回路の構成− 2次側回路(20)は、主回路(21)とポンプ回路(30)
とを備えている。この2次側回路(20)には、2次側冷
媒が充填されている。主回路(21)は、2次側冷媒が流
通する循環回路を構成している。この主回路(21)は、
四路切換弁(23)と室内膨張弁(EV)と室内熱交換器
(HEX1)と主熱交換器(HEX2)とを順に接続して構成さ
れている。主回路(21)において、室内膨張弁(EV)及
び室内熱交換器(HEX1)は、2つずつ設けられている。
室内膨張弁(EV)及び室内熱交換器(HEX1)は、各室内
ユニット(22)に1つずつ設けられている。
【0045】具体的に、四路切換弁(23)と室内膨張弁
(EV)とは、液配管(25)により接続されている。液配
管(25)の一端は、四路切換弁(23)の第1ポートに接
続され、その他端は、2つに分岐されて各室内膨張弁
(EV)に接続されている。各室内膨張弁(EV)は、それ
ぞれ対応する室内熱交換器(HEX1)に接続されている。
【0046】室内熱交換器(HEX1)と主熱交換器(HEX
2)とは、ガス配管(24)により接続されている。ガス
配管(24)の一端は、分岐して各室内熱交換器(HEX1)
に接続され、その他端は、主熱交換器(HEX2)における
2次側流路の上端に接続されている。
【0047】主熱交換器(HEX2)と四路切換弁(23)と
は、液配管(26)により接続されている。液配管(26)
の一端は、主熱交換器(HEX2)における2次側流路の下
端に接続され、その他端は、四路切換弁(23)の第2ポ
ートに接続されている。
【0048】主回路(21)においては、2次側冷媒が相
変化を行いながら循環する。この2次側冷媒の循環によ
り、1次側回路(10)で生成した冷熱又は温熱が室内熱
交換器(HEX1)へ搬送され、冷房又は暖房に利用され
る。
【0049】−ポンプ回路の構成− ポンプ回路(30)は、主回路(21)に接続された駆動回
路であって、所謂熱駆動ポンプを構成している。このポ
ンプ回路(30)は、第1メインタンク(T1)と第2メイ
ンタンク(T2)とサブタンク(ST)とバッファタンク
(BT)とを備えている。更に、ポンプ回路(30)は、加
圧手段である加熱熱交換器(HEX3)及び減圧手段である
冷却熱交換器(HEX4)を備えている。
【0050】加熱熱交換器(HEX3)は、第1メインタン
ク(T1)と第2メインタンク(T2)とサブタンク(ST)
とに対して、それぞれ加圧電磁弁(SVH1,SVH2,SVH3)を
介して接続されている。また、冷却熱交換器(HEX4)
は、第1メインタンク(T1)と第2メインタンク(T2)と
サブタンク(ST)とに対して、それぞれ減圧電磁弁(SVL
1,SVL2,SVL3)を介して接続されている。
【0051】加熱熱交換器(HEX3)と冷却熱交換器(HE
X4)と加圧電磁弁(SVH1,SVH2,SVH3)と減圧電磁弁(SV
L1,SVL2,SVL3)とは、加減圧手段(45)を構成してい
る。そして、ポンプ回路(30)は、主回路(21)に接続
された2つのメインタンク(T1,T2)を加減圧し、液冷
媒の押し出しと回収とを行って2次側冷媒に循環駆動力
を付与する。
【0052】両メインタンク(T1,T2)は、それぞれ略
円筒形の密閉容器によって構成されている。本実施形態
では、各メインタンク(T1,T2)は上下方向に延びる縦
長形状に形成されている。ただし、各メインタンク(T
1,T2)は、冷媒を貯留するものであればよく、特定の形
状に限定されるものではない。第1メインタンク(T1)
及び第2メインタンク(T2)は、液配管(41,42)と流
出側液配管(37)と流入側液配管(38)と四路切換弁
(23)とを介して主回路(21)に接続されている。
【0053】流出側液配管(37)の一端は、四路切換弁
(23)の第3ポートに接続されている。また、流出側液
配管(37)の他端側は、2つの分岐管(37a,37b)に分
岐している。流出側液配管(37)の第1分岐管(37a)
には、逆止弁(CVH1)が設けられ、第2分岐管(37b)
には、逆止弁(CVH2)が設けられている。逆止弁(CVH
1)は、第1メインタンク(T1)から流出する方向の冷
媒流通だけを許容する。一方、逆止弁(CVH2)は、第2
メインタンク(T2)から流出する方向の冷媒流通だけを
許容する。
【0054】流入側液配管(38)の一端は、四路切換弁
(23)の第4ポートに接続されている。流入側液配管
(38)の他端側は、2つの分岐管(38a,38b)に分岐し
ている。流入側液配管(38)の第1分岐管(38a)には
逆止弁(CVL1)が設けられ、第2分岐管(38b)には逆
止弁(CVL2)が設けられている。逆止弁(CVL1)は、第
1メインタンク(T1)へ流入する方向の冷媒流通だけを
許容する。一方、逆止弁(CVL2)は、第2メインタンク
(T2)へ流入する方向の冷媒流通だけを許容する。
【0055】第1液配管(41)及び第2液配管(42)
は、各メインタンク(T1,T2)と主回路(21)とを繋
ぎ、液冷媒を各メインタンク(T1,T2)から主回路(2
1)に導くと共に、主回路(21)から各メインタンク(T
1,T2)に導く液配管を構成している。
【0056】図2に示すように、第1液配管(41)の一
端は、第1メインタンク(T1)の側部に接続されてい
る。第1液配管(41)は第1メインタンク(T1)の内部
にまで延びている。第1液配管(41)の先端部は、第1
メインタンク(T1)の内部において湾曲又は屈曲してい
る。第1液配管(41)の開口(液導入口)(63)は、液
冷媒を第1メインタンク(T1)の下部に供給するように
構成されており、本実施形態では下向きに開口してい
る。具体的には、この第1液配管(41)の先端部は下向
きにほぼ90度曲がり、第1メインタンク(T1)の内部
において底面付近に下向き開口した折曲り部(64)が形
成されている。一方、図1に示すように、第1液配管
(41)の他端は、流出側液配管(37)の第1分岐管(37
a)と流入側液配管(38)の第1分岐管(38a)の端部に
接続されている。
【0057】第2液配管(42)の一端も、第1液配管
(41)と同様の態様で第2メインタンク(T2)に接続さ
れている。一方、第2液配管(42)の他端は、流出側液
配管(37)の第2分岐管(37b)と流入側液配管(38)
の第2分岐管(38b)の端部に接続されている。
【0058】四路切換弁(23)は、流出側液配管(37)
と液配管(25)とが連通し且つ流入側液配管(38)と液
配管(26)とが連通する状態(図1に実線で示す状態)
と、流出側液配管(37)と液配管(26)とが連通し且つ
流入側液配管(38)と液配管(25)とが連通する状態
(図1に破線で示す状態)とに切り換わるように構成さ
れている。なお、主回路(21)における2次側冷媒の循
環方向は、四路切換弁(23)の切り換えによって反転す
る。
【0059】サブタンク(ST)は、メインタンク(T1,
T2)よりも小型の密閉容器状に形成されている。このサ
ブタンク(ST)は、加熱熱交換器(HEX3)に液冷媒を供
給するためのものである。本実施形態では、サブタンク
(ST)は上下方向に延びる密閉型の筒形状に形成されて
いる。サブタンク(ST)は、加熱熱交換器(HEX3)より
も上に配置されている。
【0060】サブタンク(ST)には、液吸引管(35)の
一端が接続されている。この液吸引管(35)の他端は、
流出側液配管(37)における両逆止弁(CVH1,CVH2)の
下流側に接続されている。液吸引管(35)には、逆止弁
(CVL3)が設けられている。この逆止弁(CVL3)は、サ
ブタンク(ST)へ流入する方向の冷媒流通だけを許容す
る。
【0061】サブタンク(ST)の下端部には、液送出管
(34)の一端が接続されている。この液送出管(34)の
他端は、バッファタンク(BT)の上端に接続されてい
る。液送出管(34)には、サブタンク(ST)から流出す
る方向の冷媒流通だけを許容する逆止弁(CVH3)が設け
られている。
【0062】バッファタンク(BT)は、サブタンク(S
T)から加熱熱交換器(HEX3)へ送られる液冷媒を一時
的に貯留するためのものである。このバッファタンク
(BT)は、サブタンク(ST)よりも下で加熱熱交換器
(HEX3)よりも上に配置されている。バッファタンク
(BT)の下端と加熱熱交換器(HEX3)の2次側流路の下
端とは、液供給管(71)を介して接続されている。ま
た、バッファタンク(BT)は、均圧管(39)を介して、
加熱熱交換器(HEX3)における2次側流路の上端と連通
している。これにより、バッファタンク(BT)に貯留さ
れた液冷媒は、位置ヘッド差によって加熱熱交換器(HE
X3)の2次側に送り込まれる。
【0063】加熱熱交換器(HEX3)は、いわゆるプレー
ト型熱交換器により構成されている。この加熱熱交換器
(HEX3)は、1次側流路を流れる駆動用回路(50)の冷
媒と、2次側流路を流れるポンプ回路(30)の冷媒とを
熱交換させる。加熱熱交換器(HEX3)の2次側流路は、
送り込まれた液冷媒が蒸発することによって高圧に維持
される。そして、加熱熱交換器(HEX3)で生じたガス冷
媒は、両メインタンク(T1,T2)やサブタンク(ST)に
供給され、その結果、タンク(T1,T2,ST)は加圧される
ことになる。
【0064】加熱熱交換器(HEX3)における2次側流路
の上端には、ガス供給管(31)の一端が接続されてい
る。このガス供給管(31)は、ガス供給通路を構成して
いる。ガス供給管(31)の他端側は、3本の分岐管(31
a,31b,31c)に分岐している。これらの分岐管(31a,
31b,31c)は、第1メインタンク(T1)と第2メインタ
ンク(T2)とサブタンク(ST)とにそれぞれ接続されて
いる。
【0065】図2に示すように、ガス供給管(31)の第
1分岐管(31a)は、第1メインタンク(T1)の上部に
接続されている。第1分岐管(31a)は第1メインタン
ク(T1)の内部に延びており、第1分岐管(31a)の先
端部は、第1メインタンク(T1)内で湾曲又は屈曲して
いる。第1分岐管(31a)の先端部の開口(ガス導入
口)(61)は上向きに開口しており、第1分岐管(31
a)はガス冷媒を第1メインタンク(T1)内の上壁面(6
6)に吹き付けるように形成されている。具体的には、
第1分岐管(31a)の先端側には、下向きから上向きに
約180度の角度で曲がっている曲がり部(62)が形成
されており、曲がり部(62)の先端の開口(61)は、第
1メインタンク(T1)の上壁面(66)付近で上向きに開
口している。曲がり部(62)の開口(61)は、タンク
(T1)内にガス冷媒を均一に供給するように、水平方向
に関しては第1メインタンク(T1)の中心部に位置して
いる。なお、本実施形態では、上記曲がり部(62)によ
り、液冷媒の液面(65)に対するガス冷媒の吹き付けを
制限する制限手段(60)が構成されている。
【0066】図1に示すように、ガス供給管(31)の第
2分岐管(31b)も、第1分岐管(31a)と同様の態様に
て第2メインタンク(T2)に接続されている。
【0067】第1メインタンク(T1)の上端部に接続し
た第1分岐管(31a)には、電磁弁(SVH1)が設けられ
ている。第2メインタンク(T2)の上端部に接続した第
2分岐管(31b)には、電磁弁(SVH2)が設けられてい
る。サブタンク(ST)に接続した第3分岐管(31c)に
は、電磁弁(SVH3)が設けられている。
【0068】冷却熱交換器(HEX4)も、いわゆるプレー
ト型熱交換器により構成されている。この冷却熱交換器
(HEX4)は、1次側流路を流れる駆動用回路(50)の冷
媒と、2次側流路を流れるポンプ回路(30)の冷媒とを
熱交換させる。冷却熱交換器(HEX4)の2次側流路は、
送り込まれたガス冷媒が凝縮することによって低圧に維
持される。冷却熱交換器(HEX4)の2次側流路は、両メ
インタンク(T1,T2)やサブタンク(ST)のガス冷媒を
吸引し、その結果、メインタンク(T1,T2)やサブタン
ク(ST)の減圧が行われる。
【0069】冷却熱交換器(HEX4)における2次側流路
の上端には、ガス回収管(32)の一端が接続されてい
る。ガス回収管(32)の他端側は、3本の分岐管(32
a,32b,32c)に分岐している。これらの分岐管(32a,
32b,32c)は、第1メインタンク(T1)と第2メインタ
ンク(T2)とサブタンク(ST)とにそれぞれ接続されて
いる。
【0070】第1メインタンク(T1)の上端部に接続し
た第1分岐管(32a)には、電磁弁(SVL1)が設けられ
ている。第2メインタンク(T2)の上端部に接続した第
2分岐管(32b)には、電磁弁(SVL2)が設けられてい
る。サブタンク(ST)の上端部に接続した第3分岐管
(32c)には、電磁弁(SVL3)が設けられている。
【0071】冷却熱交換器(HEX4)における2次側流路
の下端には、液戻し管(33)の一端が接続されている。
液戻し管(33)の他端側は、2本の分岐管(33a,33b)
に分岐している。冷却熱交換器(HEX4)は、第1メイン
タンク(T1)及び第2メインタンク(T2)よりも上に配
置されている。つまり、冷却熱交換器(HEX4)で凝縮し
た冷媒は、液戻し管(33)を通じて第1メインタンク
(T1)と第2メインタンク(T2)とに戻される。
【0072】液戻し管(33)の第1分岐管(33a)は、
第1メインタンク(T1)の上部に接続されている。第1
分岐管(33a)には、逆止弁(CVR1)が設けられてい
る。この逆止弁(CVR1)は、冷却熱交換器(HEX4)から
第1メインタンク(T1)に向かう冷媒の流通だけを許容
する。
【0073】液戻し管(33)の第2分岐管(33b)は、
第2メインタンク(T2)の上部に接続されている。第2
分岐管(33b)には、逆止弁(CVR2)が設けられてい
る。この逆止弁(CVR2)は、冷却熱交換器(HEX4)から
第2メインタンク(T2)に向かう冷媒の流通だけを許容
する。
【0074】また、本実施形態において、第1メインタ
ンク(T1)及び第2メインタンク(T2)に関するガス供
給管(31)の第1分岐管(31a)及び第2分岐管(31b)
と、ガス回収管(32)の分岐管(32a,32b)とは、それ
ぞれ別個に第1メインタンク(T1)及び第2メインタン
ク(T2)の上部に連通している。
【0075】サブタンク(ST)に関するガス供給管(3
1)の第3分岐管(31c)とガス回収管(32)の分岐管
(32c)とは、それぞれ別個にサブタンク(ST)の上部
に連通している。
【0076】第1メインタンク(T1)及び第2メインタ
ンク(T2)に関するガス供給管(31)の第1分岐管(31
a)及び第2分岐管(31b)は、液戻し管(33)の第1分
岐管(33a)及び第2分岐管(33b)に接続されている。
【0077】具体的に、ガス供給管(31)の第1分岐管
(31a)は、液戻し管(33)の第1分岐管(33a)におけ
る逆止弁(CVR1)と第1メインタンク(T1)の間に接続
されている。
【0078】ガス供給管(31)の第2分岐管(31b)
は、液戻し管(33)の第2分岐管(33b)における逆止
弁(CVR2)と第2メインタンク(T2)の間に接続されて
いる。
【0079】また、ガス供給管(31)の第3分岐管(31
c)は、液吸引管(35)における逆止弁(CVL3)とサブ
タンク(ST)との間に接続されている。
【0080】−駆動用回路の構成− 駆動用回路(50)は、圧縮機(51)と加熱熱交換器(HE
X3)と膨張弁(52)と冷却熱交換器(HEX4)とを順に接
続して構成された閉回路である。圧縮機(51)の吐出側
は、加熱熱交換器(HEX3)における1次側流路の上端に
接続されている。加熱熱交換器(HEX3)における1次側
流路の下端は、膨張弁(52)の一端に接続されている。
膨張弁(52)の他端は、冷却熱交換器(HEX4)における
1次側流路の下端に接続されている。冷却熱交換器(HE
X4)における1次側流路の上端は、圧縮機(51)の吸入
側に接続されている。
【0081】駆動用回路(50)には冷媒が充填され、こ
の冷媒が駆動用回路(50)を循環することにより、加熱
熱交換器(HEX3)を凝縮器とし且つ冷却熱交換器(HEX
4)を蒸発器として蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われ
る。この駆動用回路(50)の冷凍サイクル動作によっ
て、加熱熱交換器(HEX3)の2次側流路が高圧状態に維
持され、冷却熱交換器(HEX4)の2次側流路が低圧状態
に維持される。
【0082】−運転動作− 次に、上述した空調機の運転動作を説明する。尚、最初
に、上記ポンプ回路(30)により2次側冷媒に循環駆動
力を付与する動作について説明し、その後に、冷房運転
及び暖房運転の動作について説明する。
【0083】−ポンプ回路による循環駆動力の付与動作
− 駆動用回路(50)の圧縮機(51)を運転すると、駆動用
回路(50)では、図1に二点鎖線で示すように冷媒が循
環し、冷凍サイクルが行われる。具体的には、以下のよ
うな動作が行われる。
【0084】圧縮機(51)から吐出された冷媒は、加熱
熱交換器(HEX3)の1次側に流れる。加熱熱交換器(HE
X3)において、1次側流路の冷媒は2次側流路の冷媒へ
放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、膨張弁(52)で減
圧された後、冷却熱交換器(HEX4)の1次側流路に流れ
る。冷却熱交換器(HEX4)においては、1次側流路の冷
媒は2次側流路の冷媒から吸熱して蒸発する。蒸発した
冷媒は、圧縮機(51)に戻る。そして、圧縮機(51)
は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。
【0085】上記駆動用回路(50)の冷凍サイクル動作
によって、加熱熱交換器(HEX3)の2次側流路が高圧状
態に維持され、冷却熱交換器(HEX4)の2次側流路が低
圧状態に維持される。
【0086】一方、ポンプ回路(30)において、タンク
加圧用の電磁弁(SVH1〜SVH3)及びタンク減圧用の電磁
弁(SVL1〜SVL3)が所定のタイミングで開閉する。この
開閉によって、ポンプ回路(30)は、第1メインタンク
(T1)と第2メインタンク(T2)とサブタンク(ST)と
を加熱熱交換器(HEX3)に連通させて加圧する加圧動作
と、第1メインタンク(T1)と第2メインタンク(T2)
とサブタンク(ST)とを冷却熱交換器(HEX4)に連通さ
せて減圧する減圧動作とを行う。
【0087】先ず、第1メインタンク(T1)と第2メイ
ンタンク(T2)を加減圧する動作について説明する。
【0088】尚、ここでは、第1タンク加圧用の電磁弁
(SVH1)と第2タンク減圧用の電磁弁(SVL2)とが開放
され、第1タンク減圧用の電磁弁(SVL1)と第2タンク
加圧用の電磁弁(SVH2)とが閉鎖された状態にあるとこ
ろから説明を始める。
【0089】この状態において、第1メインタンク(T
1)は、加熱熱交換器(HEX3)の2次側流路と連通す
る。第1メインタンク(T1)には、加熱熱交換器(HEX
3)の高圧のガス冷媒がガス供給管(31,31a)を通じて
供給され、第1メインタンク(T1)が加圧される。第1
メインタンク(T1)を加圧すると、貯留されていた液冷
媒が第1メインタンク(T1)から押し出される。この第
1メインタンク(T1)から押し出された液冷媒は、図1
に実線の矢印で示すように、第1液配管(41)及び流出
側液配管(37a,37)を流れ、四路切換弁(23)を通っ
て主回路(21)に送り出される。
【0090】一方、第2メインタンク(T2)は、冷却熱
交換器(HEX4)の2次側流路と連通する。第2メインタ
ンク(T2)内のガス冷媒は、ガス回収管(32b,32)を
通じて冷却熱交換器(HEX4)に吸引され、第2メインタ
ンク(T2)が減圧される。第2メインタンク(T2)を減
圧すると、第2メインタンク(T2)に主回路(21)から
2次側冷媒が回収される。この主回路(21)の2次側冷
媒は、図1に実線の矢印で示すように、四路切換弁(2
3)を通り、流入側液配管(38,38b)及び第2液配管
(42)を流れて第2メインタンク(T2)へ流入する。
【0091】このような動作を所定時間行った後、ポン
プ回路(30)の電磁弁(SVH1,SVH2,SVL1,SVL2)を切
換える。つまり、第1タンク加圧用の電磁弁(SVH1)と
第2タンク減圧用の電磁弁(SVL2)とを閉鎖し、第1タ
ンク減圧用の電磁弁(SVL1)と第2タンク加圧用の電磁
弁(SVH2)とを開放する。
【0092】この状態では、第1メインタンク(T1)が
減圧され、第1メインタンク(T1)には、流入側液配管
(38,38a)及び第1液配管(41)を通じて、主回路(2
1)の2次側冷媒が流入する。また、第2メインタンク
(T2)が加圧され、第2メインタンク(T2)から押し出
された冷媒は、第2液配管(42)及び流出側液配管(37
b,37)を通じて、主回路(21)に送り込まれる。
【0093】以上説明したように、ポンプ回路(30)で
は、両メインタンク(T1,T2)の加減圧が交互に行わ
れ、一方のメインタンク(T1,T2)からの液冷媒の押し
出しと、他方のメインタンク(T1,T2)への液冷媒の回
収とが行われる。この動作により、ポンプ回路(30)
は、主回路(21)の2次側冷媒に循環駆動力を付与す
る。
【0094】次に、サブタンク(ST)を加減圧する動作
について説明する。尚、ここでは、第3タンク加圧用の
電磁弁(SVH3)が開放され、第3タンク減圧用の電磁弁
(SVL3)が閉鎖された状態にあるところから説明を始め
る。
【0095】この状態において、サブタンク(ST)は、
加熱熱交換器(HEX3)の2次側流路と連通する。サブタ
ンク(ST)には、加熱熱交換器(HEX3)の高圧のガス冷
媒がガス供給管(31,31c)を通じて供給され、サブタ
ンク(ST)が加圧される。サブタンク(ST)を加圧する
と、貯留されていた液冷媒がサブタンク(ST)から押し
出される。このサブタンク(ST)から押し出された液冷
媒は、図1に破線の矢印で示すように、液送出管(34)
を流れ、バッファタンク(BT)を通って加熱熱交換器
(HEX3)の2次側流路へ送り込まれる。
【0096】その後、サブタンク(ST)が空(カラ)に
なると、今度は第3タンク加圧用の電磁弁(SVH3)を閉
鎖し、第3タンク減圧用の電磁弁(SVL3)を開放する。
この状態において、サブタンク(ST)は、冷却熱交換器
(HEX4)の2次側流路と連通する。サブタンク(ST)内
のガス冷媒は、ガス回収管(32c,32)を通じて冷却熱
交換器(HEX4)に吸引され、サブタンク(ST)が減圧さ
れる。サブタンク(ST)を減圧すると、流出側液配管
(37)を流れる液冷媒の一部がサブタンク(ST)に回収
される。つまり、第1メインタンク(T1)又は第2メイ
ンタンク(T2)から押し出されて流出側液配管(37)を
流れる液冷媒の一部が、液吸引管(35)を通ってサブタ
ンク(ST)へ流入する。
【0097】以上のようにサブタンク(ST)を加減圧
し、加熱熱交換器(HEX3)に対して液冷媒を供給する。
供給された液冷媒は、加熱熱交換器(HEX3)を高圧状態
に維持するために利用される。また、サブタンク(ST)
を減圧する状態では、バッファタンク(BT)に貯留され
た液冷媒が加熱熱交換器(HEX3)へ流入する。したがっ
て、加熱熱交換器(HEX3)の2次側には、継続的に液冷
媒が送り込まれる。
【0098】冷却熱交換器(HEX4)の2次側流路で凝縮
した冷媒は、液戻し管(33)を通じて第1メインタンク
(T1)又は第2メインタンク(T2)に戻る。
【0099】具体的に、第2メインタンク(T2)を減圧
する状態では、冷却熱交換器(HEX4)で凝縮した冷媒が
液戻し管(33)及びその第2分岐管(33b)を流れ、第
2メインタンク(T2)へ流入する。逆に、第1メインタ
ンク(T1)を減圧する状態では、冷却熱交換器(HEX4)
で凝縮した冷媒が液戻し管(33)及びその第1分岐管
(33a)を流れ、第1メインタンク(T1)へ流入する。
【0100】このように、第1メインタンク(T1)を減
圧状態から加圧状態に切り換えると、ガス供給管(31)
の第1分岐管(31a)が液戻し管(33)の第1分岐管(3
3a)に接続されているため、逆止弁(CVR1)の下流側
(流出側)に存在する液冷媒は、その殆どがガス冷媒と
共に第1メインタンク(T1)へ流入する。つまり、逆止
弁(CVR1)が遮断状態に切り換わる際に、この逆止弁
(CVR1)の下流側に存在する液冷媒は、速やかに第1メ
インタンク(T1)へ向けて排出される。
【0101】同様に、第2メインタンク(T2)を減圧状
態から加圧状態に切り換えると、逆止弁(CVR2)の下流
側(流出側)に存在する液冷媒は、その殆どがガス冷媒
と共に第2メインタンク(T2)へ速やかに排出される。
【0102】また、サブタンク(ST)において、第3タ
ンク減圧用の電磁弁(SVL3)を閉鎖し、第3タンク加圧
用の電磁弁(SVH3)を開放すると、ガス供給管(31)の
第3分岐管(31c)が液吸引管(35)に接続されている
ため、逆止弁(CVL3)の下流側(流出側)に存在する液
冷媒は、その殆どがガス冷媒と共にサブタンク(ST)へ
流入する。
【0103】−冷房運転− 次に、冷房運転時の動作について、図1を参照しながら
説明する。この冷房運転は、1次側回路(10)で生成し
た冷熱を、2次側回路(20)で循環する2次側冷媒を介
して室内ユニット(22)に搬送することによって行われ
る。
【0104】1次側回路(10)の四路切換弁(12)は、
図1の実線側に切り換わる。圧縮機(11)を運転する
と、1次側回路(10)では、図1に一点鎖線で示すよう
に1次側冷媒が循環する。
【0105】具体的に、圧縮機(11)から吐出された1
次側冷媒は、室外熱交換器(HEX5)に流れる。該室外熱
交換器(HEX5)では、1次側冷媒が室外空気へ放熱して
凝縮する。凝縮した1次側冷媒は、膨張弁(13)で減圧
された後、主熱交換器(HEX2)の1次側流路を流れる。
主熱交換器(HEX2)において、1次側冷媒が2次側冷媒
から吸熱して蒸発する。蒸発した1次側冷媒は、圧縮機
(11)に戻る。そして、圧縮機(11)は、吸入した1次
側冷媒を圧縮して再び吐出する。
【0106】一方、2次側回路(20)の四路切換弁(2
3)は、図1の実線側に切り換わると共に、各室内膨張
弁(EV)が所定開度に調整される。この状態で、ポンプ
回路(30)の各タンク加圧用の電磁弁(SVH1,SVH2,SV
H3)及び各タンク減圧用の電磁弁(SVL1,SVL2,SVL3)
を開閉し、2次側冷媒に循環駆動力を付与する。そし
て、2次側回路(20)において、主熱交換器(HEX2)と
室内熱交換器(HEX1)との間で2次側冷媒が相変化しつ
つ循環し、1次側回路(10)で生成した冷熱が室内熱交
換器(HEX1)に搬送される。
【0107】ここでは、第1メインタンク(T1)を加圧
して第2メインタンク(T2)を減圧する状態を例にし
て、説明を行う。
【0108】上記第1メインタンク(T1)から押し出さ
れた液冷媒(2次側冷媒)は、流出側液配管(37)から
液配管(25)を通って各室内ユニット(22)の室内膨張
弁(EV)に流れる。各室内膨張弁(EV)に分配された液
冷媒は、それぞれ減圧された後に室内熱交換器(HEX1)
に流れる。室内熱交換器(HEX1)において、減圧された
2次側冷媒は室内空気と熱交換を行い、室内空気から吸
熱して蒸発する。これによって、室内空気は冷却され、
低温となった室内空気が室内に供給されて冷房が行われ
る。
【0109】各室内熱交換器(HEX1)で蒸発した冷媒
は、ガス配管(24)を通って主熱交換器(HEX2)に流れ
る。主熱交換器(HEX2)において、2次側冷媒が1次側
回路(10)の1次側冷媒と熱交換する。この熱交換によ
り、2次側冷媒が1次側冷媒に放熱して凝縮する。主熱
交換器(HEX2)で凝縮した2次側冷媒は、液配管(26)
を流れた後、流入側液配管(38)を通って第2メインタ
ンク(T2)に回収される。
【0110】−暖房運転− 次に、暖房運転時の動作について説明する。この暖房運
転は、1次側回路(10)で生成した温熱を、2次側回路
(20)で循環する2次側冷媒を介して室内ユニット(2
2)へ搬送することによって行われる。
【0111】1次側回路(10)の四路切換弁(12)は、
図1の破線側に切り換わる。圧縮機(11)から吐出され
た1次側冷媒は、主熱交換器(HEX2)の1次側流路に流
れる。主熱交換器(HEX2)において、1次側冷媒は2次
側回路(20)の2次側冷媒へ放熱して凝縮する。凝縮し
た1次側冷媒は、膨張弁(13)で減圧された後、室外熱
交換器(HEX5)に流れる。室外熱交換器(HEX5)におい
て、1次側冷媒は室外空気から吸熱して蒸発する。蒸発
した1次側冷媒は、圧縮機(11)に戻る。圧縮機(11)
は、吸入した1次側冷媒を圧縮して再び吐出する。
【0112】一方、2次側回路(20)の四路切換弁(2
3)は、図1の破線側に切り換わると共に、各室内膨張
弁(EV)が所定開度に調整される。この状態で、ポンプ
回路(30)の加圧用電磁弁(SVH1,SVH2,SVH3)及び減
圧用電磁弁(SVL1,SVL2,SVL3)を開閉し、2次側冷媒
に循環駆動力を付与する。そして、2次側回路(20)で
は、主熱交換器(HEX2)と室内熱交換器(HEX1)との間
で2次側冷媒が相変化しつつ循環し、1次側回路(10)
で生成した温熱が室内熱交換器(HEX1)へ搬送される。
【0113】ここでは、第2メインタンク(T2)を加圧
して第1メインタンク(T1)を減圧する状態を例にし
て、説明を行う。
【0114】第2メインタンク(T2)から押し出された
液冷媒(2次側冷媒)は、流出側液配管(37)から液配
管(26)を通って主熱交換器(HEX2)に流れる。主熱交
換器(HEX2)において、2次側冷媒は1次側回路(10)
の1次側冷媒と熱交換し、1次側冷媒により加熱されて
蒸発する。これによって、1次側回路(10)で生成した
温熱が2次側冷媒に付与される。
【0115】主熱交換器(HEX2)で蒸発したガス冷媒
は、ガス配管(24)を流れ、各室内ユニット(22)の室
内熱交換器(HEX1)に分配される。室内熱交換器(HEX
1)において、2次側冷媒は室内空気と熱交換する。こ
の熱交換によって、2次側冷媒が室内空気へ放熱して凝
縮し、室内空気が加熱される。そして、加熱された室内
空気は室内に供給され、暖房が行われる。室内熱交換器
(HEX1)で凝縮した2次側冷媒は、室内膨張弁(EV)を
通って液配管(25)を流れる。その後、2次側冷媒は、
液配管(25)から流入側液配管(38)を通って第1メイ
ンタンク(T1)に回収される。
【0116】−実施形態の効果− 以上のように、本実施形態によれば、メインタンク(T
1,T2)にガス冷媒を導入する分岐管(31a,31b)を、ガ
ス冷媒をメインタンク(T1,T2)内の上壁面(66)に吹
き付けるように形成したので、ガス冷媒が液面(65)に
対して直接吹き付けられることを防止することができ
る。そのため、ガス冷媒が液面を押し下げる前に、ガス
冷媒の流速を低下させることができる。また、液面(6
5)の乱れを抑制することができる。したがって、ガス
冷媒と液冷媒との間の熱交換を抑制することができ、ガ
ス冷媒の凝縮量を低減することができる。その結果、メ
インタンク(T1,T2)の加減圧動作を効率的に行うこと
ができ、空調機の性能向上を図ることができる。
【0117】分岐管(31a,31b)をメインタンク(T1,T
2)の上側部分に接続しているので、下側部分に接続す
る場合と比較して、タンク内における配管長さを短くす
ることができ、配管構成を簡単化することができる。
【0118】メインタンク(T1,T2)に液冷媒を導入す
る液配管(41,42)を、メインタンク(T1,T2)内の底面
に向かって液冷媒を排出するように形成したので、液冷
媒をタンク内の下部に導入することができる。したがっ
て、低温の液冷媒が液面(65)付近に供給されることを
防止することができる。そのため、タンク内の液冷媒の
温度分布を、上方にいくほど温度が高くなるようにする
ことができる。その結果、ガス冷媒と接触する部分であ
る液面は比較的温度が高くなり、ガス冷媒と液冷媒の液
面(65)との間の温度差を比較的小さく保つことが可能
となる。また、液面(65)の乱れを抑制することができ
る。したがって、ガス冷媒と液冷媒との間の熱交換を抑
制することができる。
【0119】<実施形態2>図3に示すように、実施形
態2に係る空調機は、実施形態1に変更を加えたもので
あり、液戻し管(33)の第1分岐管(33a)を第1液配
管(41)に接続し、液戻し管(33)の第2分岐管(33
b)を第2液配管(42)に接続したものである。言い換
えると、冷却熱交換器(HEX4)からの液冷媒をメインタ
ンク(T1,T2)の下部に導入するように、液戻し管(3
3)の分岐管(33a,33b)を変更したものである。
【0120】また、本実施形態は、ガス供給管(31)の
分岐管(31a,31b)を、メインタンク(T1,T2)の側部に
接続したものである。本実施形態に係る分岐管(31a,31
b)は、メインタンク(T1,T2)の内部において、横向き
から上向きに約90度曲がっている。分岐管(31a,31
b)のガス導入口は、実施形態1と同様、メインタンク
(T1,T2)の上壁面に向かって開口している。したがっ
て、実施形態1と同様に、ガス冷媒はメインタンク(T
1,T2)の上壁面に吹き付けられる。
【0121】実施形態2によれば、冷却熱交換器(HEX
4)で凝縮した2次側冷媒は、液戻し管(33)の分岐管
(31a,31b)を通過した後、液配管(41,42)を通じてメ
インタンク(T1,T2)にそれぞれ導入される。そのた
め、冷却熱交換器(HEX4)からの液冷媒は、メインタン
ク(T1,T2)の下部に導入されることになる。
【0122】したがって、実施形態2によれば、冷却熱
交換器(HEX4)からの低温の液冷媒が液面(65)付近に
供給されることを防止することができる。そのため、ガ
ス冷媒と液冷媒との間の熱交換を更に抑制することがで
き、ガス冷媒の凝縮を抑制することができる。
【0123】<実施形態3>図4に示すように、実施形
態3は、実施形態1において均圧管(39)に変更を加え
たものである。
【0124】本実施形態では、均圧管(39)はバッファ
タンク(BT)の上部に接続され、その先端部はバッファ
タンク(BT)内に延びている。均圧管(39)の先端部に
は、曲がり部(39a)が形成されている。曲がり部(39
a)は、バッファタンク(BT)の内部において湾曲又は
屈曲している。本実施形態では、曲がり部(39a)は下
向きから上向きに約180度曲がっており、均圧管(3
9)のガス導入口は上向きに開口している。つまり、均
圧管(39)は、ガス冷媒をバッファタンク(BT)内の上
壁面に吹き付けるように構成されている。これにより、
バッファタンク(BT)内の液冷媒の液面に対するガス冷
媒の直接の吹き付けを防止する制限手段(60)が構成さ
れている。
【0125】したがって、本実施形態によれば、バッフ
ァタンク(BT)におけるガス冷媒と液冷媒との間の熱交
換が抑制されるので、バッファタンク(BT)内のガス冷
媒の凝縮が抑制される。その結果、空調機の更なる高性
能化を図ることができる。
【0126】<実施形態4>図5に示すように、実施形
態4は、実施形態1において、液送出管(34)に変更を
加えたものである。
【0127】本実施形態では、液送出管(34)はバッフ
ァタンク(BT)の上部に接続され、液送出管(34)の先
端は、バッファタンク(BT)の下部にまで延びている。
つまり、液送出管(34)は液冷媒をバッファタンク(B
T)の下部に供給するように構成されている。
【0128】したがって、本実施形態によれば、低温の
液冷媒が液面付近に供給されないので、バッファタンク
(BT)内におけるガス冷媒と液冷媒との間の熱交換は抑
制される。そのため、ガス冷媒の凝縮が抑制され、空調
機のより一層の高性能化を図ることができる。
【0129】なお、上記実施形態は、液送出管(34)を
バッファタンク(BT)の上部に接続した形態であった
が、図6に示すように、液送出管(34)をバッファタン
ク(BT)の下部に接続するようにしてもよい。このよう
な形態であっても、上述の効果を得ることができる。
【0130】なお、液送出管(34)をバッファタンク
(BT)の側部に接続し、その先端部を湾曲又は屈曲さ
せ、液冷媒をタンク内の下部に供給するようにしてもよ
い。
【0131】<その他の実施形態>液冷媒の液面(65)
に対するガス冷媒の吹き付けを制限する制限手段(60)
は、実施形態1の曲がり部(62)(図2参照)や実施形
態3の曲がり部(39a)に限定されるものではない。上
記実施形態における制限手段(60)は、ガスを導入する
管(31a,39)自体によって形成されていたが、本発明に
係る制限手段(60)は、ガス導入管とは別個の部材によ
って形成されていてもよい。例えば、ガス導入管のガス
導入口の近傍にメッシュ状部材を設け、このメッシュ状
部材によってガスの噴流を緩和するようにしてもよい。
【0132】本発明の実施形態は前述の実施形態に限定
されるものではなく、他の実施形態も勿論可能である。
また、前述の実施形態を組み合わせた実施の形態も可能
である。
【0133】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、タンク内にお
いて、液冷媒に対するガス冷媒の直接の吹き付けが防止
されるので、ガス冷媒と液冷媒との間の熱交換を抑制す
ることができる。したがって、タンク内におけるガス冷
媒の凝縮を抑制することができ、冷媒搬送装置の性能向
上を図ることができる。
【0134】請求項2の発明によれば、ガス冷媒はタン
ク内の上側部分の壁面に吹き付けられるので、液冷媒に
対するガス冷媒の吹き付けを防止することができる。
【0135】請求項3の発明によれば、ガス冷媒はタン
ク内の上壁面に吹き付けられるので、液冷媒に対するガ
ス冷媒の吹き付けを防止することができる。
【0136】請求項4及び5の各発明によれば、ガス導
入管の構成を簡単化することができる。
【0137】請求項6の発明によれば、ガス導入管が上
向きに開口するようにタンク内で湾曲又は屈曲している
ので、液冷媒に対するガス冷媒の吹き付けを防止するこ
とができる。
【0138】請求項7の発明によれば、液面におけるガ
ス冷媒と液冷媒との温度差を比較的小さくすることがで
きるので、ガス冷媒と液冷媒との間の熱交換を抑制する
ことができ、ガス冷媒の凝縮を抑制することができる。
【0139】請求項8の発明によれば、液導入管と液回
収管とから導入される液冷媒を、共にタンクの下部に導
入することができる。
【0140】請求項9の発明によれば、低温の液冷媒が
液面付近に供給されることがないため、ガス冷媒と液冷
媒との間の熱交換を抑制することができ、ガス冷媒の凝
縮を抑制することができる。
【0141】請求項10の発明によれば、バッファタン
ク内において液冷媒に対するガス冷媒の直接の吹き付け
を制限することができるので、バッファタンク内におけ
るガス冷媒と液冷媒との間の熱交換を抑制することがで
きる。したがって、バッファタンク内におけるガス冷媒
の凝縮を抑制することができる。
【0142】請求項11の発明によれば、ガス冷媒はバ
ッファタンク内の上壁面に吹き付けられるので、液冷媒
に対するガス冷媒の吹き付けを防止することができる。
【0143】請求項12の発明によれば、均圧管が上向
きに開口するようにタンク内で湾曲又は屈曲しているの
で、液冷媒に対するガス冷媒の吹き付けを防止すること
ができる。
【0144】請求項13の発明によれば、バッファタン
ク内の液面におけるガス冷媒と液冷媒との温度差を比較
的小さくすることができるので、ガス冷媒と液冷媒との
間の熱交換を抑制することができ、ガス冷媒の凝縮を抑
制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1に係る空調機の冷媒回路図である。
【図2】メインタンクの断面図である。
【図3】実施形態2に係る空調機の冷媒回路図である。
【図4】実施形態3に係るバッファタンク近傍の冷媒回
路図である。
【図5】実施形態4に係るバッファタンク近傍の冷媒回
路図である。
【図6】実施形態4に係るバッファタンク近傍の冷媒回
路図である。
【図7】従来の空調機の冷媒回路図である。
【符号の説明】
(21) 主回路(循環回路) (30) ポンプ回路 (31a,31b) ガス供給管の分岐管(ガス導入管) (33a,33b) 液戻し管の分岐管(液導入管) (39) 均圧管 (41,42) 液配管(液回収管) (60) 制限手段 (71) 液供給管(液配管) (HEX3) 加熱熱交換器(加圧手段) (HEX4) 冷却熱交換器(減圧手段) (T1,T2) メインタンク (BT) バッファタンク (ST) サブタンク

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒の循環回路(21)に接続されて冷媒
    を貯留可能なタンク(T1,T2)と、前記タンク(T1,T2)
    にガス冷媒を供給することによって前記タンク(T1,T
    2)内を加圧する加圧手段(HEX3)と、前記タンク(T1,
    T2)内のガス冷媒を吸引することによって前記タンク
    (T1,T2)内を減圧する減圧手段(HEX4)とを備え、 前記タンク(T1,T2)の加圧によって前記タンク(T1,T
    2)内の液冷媒を前記循環回路(21)に押し出す一方、
    前記タンク(T1,T2)の減圧によって前記循環回路(2
    1)の液冷媒を前記タンク(T1,T2)に回収し、前記循環
    回路(21)の冷媒に循環駆動力を付与する冷媒搬送装置
    であって、 前記加圧手段(HEX3)から前記タンク(T1,T2)にガス
    冷媒を導入するガス導入管(31a,31b)と、 前記ガス導入管(31a,31b)を通じて前記タンク(T1,T
    2)に導入されたガス冷媒が前記タンク(T1,T2)内の液
    冷媒の液面(65)に直接吹き付けられることを制限する
    制限手段(60)とを備えている冷媒搬送装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の冷媒搬送装置であっ
    て、 ガス導入管(31a,31b)は、ガス冷媒をタンク(T1,T2)
    内部の上側部分の壁面に吹き付けるように形成されてい
    る冷媒搬送装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の冷媒搬送装置であっ
    て、 ガス導入管(31a,31b)は、ガス冷媒をタンク(T1,T2)
    の内側の上壁面(66)に吹き付けるように形成されてい
    る冷媒搬送装置。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3に記載の冷媒搬送装置で
    あって、 ガス導入管(31a,31b)は、タンク(T1,T2)の上側部分
    に接続されている冷媒搬送装置。
  5. 【請求項5】 請求項2又は3に記載の冷媒搬送装置で
    あって、 ガス導入管(31a,31b)は、タンク(T1,T2)の側部に接
    続されている冷媒搬送装置。
  6. 【請求項6】 請求項4又は5に記載の冷媒搬送装置で
    あって、 ガス導入管(31a,31b)の先端部(62)は、上向きに開
    口するようにタンク(T1,T2)の内部で湾曲又は屈曲し
    ている冷媒搬送装置。
  7. 【請求項7】 冷媒の循環回路(21)に接続されて冷媒
    を貯留可能なタンク(T1,T2)と、前記タンク(T1,T2)
    にガス冷媒を供給することによって前記タンク(T1,T
    2)内を加圧する加圧手段(HEX3)と、前記タンク(T1,
    T2)内のガス冷媒を吸引することによって前記タンク
    (T1,T2)内を減圧する減圧手段(HEX4)とを備え、 前記タンク(T1,T2)の加圧によって前記タンク(T1,T
    2)内の液冷媒を前記循環回路(21)に押し出す一方、
    前記タンク(T1,T2)の減圧によって前記循環回路(2
    1)の液冷媒を前記タンク(T1,T2)に回収し、前記循環
    回路(21)の冷媒に循環駆動力を付与する冷媒搬送装置
    であって、 前記減圧手段(HEX4)は、ガス冷媒を凝縮させることに
    よって低圧圧力を生成するように構成され、 前記減圧手段(HEX4)内で凝縮した液冷媒を前記タンク
    (T1,T2)内の下部に導入する液導入管(33a,33b)を備
    えている冷媒搬送装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の冷媒搬送装置であっ
    て、 循環回路(21)からタンク(T1,T2)に液冷媒を回収す
    る液回収管(41,42)を備え、 前記液回収管(41,42)は、前記液導入管(33a,33b)に
    接続されている冷媒搬送装置。
  9. 【請求項9】 請求項7又は8に記載の冷媒搬送装置で
    あって、 液導入管(33a,33b)の先端部(64)は、下向きに開口
    するようにタンク(T1,T2)の内部で湾曲又は屈曲して
    いる冷媒搬送装置。
  10. 【請求項10】 冷媒の循環回路(21)に接続されて冷
    媒を貯留可能なタンク(T1,T2)と、液冷媒を加熱して
    蒸発させ、蒸発後のガス冷媒を用いてタンク(T1,T2)
    内を加圧する加圧手段(HEX3)と、前記タンク(T1,T
    2)内のガス冷媒を吸引することによって前記タンク(T
    1,T2)内を減圧する減圧手段(HEX4)とを備え、 前記タンク(T1,T2)の加圧によって前記タンク(T1,T
    2)内の液冷媒を前記循環回路(21)に押し出す一方、
    前記タンク(T1,T2)の減圧によって前記循環回路(2
    1)の液冷媒を前記タンク(T1,T2)に回収し、前記循環
    回路(21)の冷媒に循環駆動力を付与する冷媒搬送装置
    であって、 前記加圧手段(HEX3)に供給される液冷媒を貯留するサ
    ブタンク(ST)と、 前記サブタンク(ST)と前記加圧手段(HEX3)との間に
    設けられたバッファタンク(BT)と、 前記サブタンク(ST)と前記バッファタンク(BT)とを
    つなぐ液配管(34)と、 前記バッファタンク(BT)から前記加圧手段(HEX3)に
    液冷媒を供給する液供給管(71)と、 前記バッファタンク(BT)と前記加圧手段(HEX3)とに
    接続された均圧管(39)と、 前記均圧管(39)を通じて前記バッファタンク(BT)に
    導入されたガス冷媒が前記バッファタンク(BT)内の液
    冷媒の液面に直接吹き付けられることを制限する制限手
    段(60)とを備えている冷媒搬送装置。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載の冷媒搬送装置であ
    って、 均圧管(39)は、ガス冷媒をバッファタンク(BT)の内
    側の上壁面に吹き付けるように形成されている冷媒搬送
    装置。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載の冷媒搬送装置であ
    って、 均圧管(39)の先端部(39a)は、上向きに開口するよ
    うにバッファタンク(BT)の内部で湾曲又は屈曲してい
    る冷媒搬送装置。
  13. 【請求項13】 冷媒の循環回路(21)に接続されて冷
    媒を貯留可能なタンク(T1,T2)と、液冷媒を加熱して
    蒸発させ、蒸発後のガス冷媒を用いてタンク(T1,T2)
    内を加圧する加圧手段(HEX3)と、前記タンク(T1,T
    2)内のガス冷媒を吸引することによって前記タンク(T
    1,T2)内を減圧する減圧手段(HEX4)とを備え、 前記タンク(T1,T2)の加圧によって前記タンク(T1,T
    2)内の液冷媒を前記循環回路(21)に押し出す一方、
    前記タンク(T1,T2)の減圧によって前記循環回路(2
    1)の液冷媒を前記タンク(T1,T2)に回収し、前記循環
    回路(21)の冷媒に循環駆動力を付与する冷媒搬送装置
    であって、 前記加圧手段(HEX3)に供給される液冷媒を貯留するサ
    ブタンク(ST)と、 前記サブタンク(ST)と前記加圧手段(HEX3)との間に
    設けられたバッファタンク(BT)と、 前記サブタンク(ST)と前記バッファタンク(BT)とを
    つなぐ液配管(72)と、 前記バッファタンク(BT)から前記加圧手段(HEX3)に
    液冷媒を供給する液供給管(71)と、 前記バッファタンク(BT)と前記加圧手段(HEX3)とに
    接続された均圧管(39)とを備え、 前記液配管(71)は、液冷媒を前記バッファタンク(B
    T)内の下部に導入するように形成されている冷媒搬送
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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