JP2004037050A

JP2004037050A - 横長式のアキュムレータ

Info

Publication number: JP2004037050A
Application number: JP2002198501A
Authority: JP
Inventors: Masakuni Ishikawa; 石川　雅邦; Riyousuke Tanishige; 谷重　亮介
Original assignee: Zexel Valeo Climate Control Corp
Current assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】横長の中空構造を有する横長式で、傾きや振動に対して液冷媒の流出を抑えることができる冷凍サイクル用のアキュムレータを提供する。
【解決手段】冷媒を収容する収容空間が形成された容器と、収容空間に冷媒を流入する流入口部と、収容空間の気相領域に連通する流出管を備え、この流出管を介して気相領域から冷媒を流出させる流出口部とを有し、容器を横長の中空構造に形成し、流出管を前記容器のほぼ中央に配設する。収容空間１０を水平方向に分割するバッフル板２０を配設し、バッフル板２０の上端部及び下端部に隣り合う空間を連通する通孔２１ａ，２１ｂを形成する。また、容器内に収容空間１０を鉛直方向に分割するバッフル板２２を配設し、このバッフル板２２に上下の空間を連通する通孔２３を形成する。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両に搭載して用いる場合に適した横長式のアキュムレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用冷凍サイクルに用いられるアキュムレータは、縦長の中空構造を有する縦置型のものが多く、乗用車にあっては、主としてエンジンルームに配設されている。ところが、電動機などを駆動源とする電動駆動型コンプレッサを用いるエアコンシステムにおいては、電動駆動型コンプレッサを横置きにして用いる場合が多いことから、上下方向のスペースに制限が設けられ、縦置型のアキュムレータをそのまま設置できなくなる不都合が生じている。このため、電動駆動型コンプレッサの置き方にあわせて横長の中空構造を備えた横置型アキュムレータの開発が望まれている。
【０００３】
このようなアキュムレータとしては、従来、例えば特開平１０−２６７４７２号公報に示されるものが公知となっている。これは、ビル用パッケージエアコンの室外機などに用いられる定置用タイプのもので、容器内を水平方向に分割する仕切板によって冷媒を収容する第１の部屋とオイルを収容する第２の部屋とに分割し、さらに、第１の部屋を、仕切板とほぼ平行に配設されると共に下部に開口を有する分割板によって分割し、この分割板と仕切板との間を冷媒流出部屋とすることでここに冷媒流出管を配設し、第１の部屋の残りの部分を冷媒流入部屋とすることでここに冷媒流入管を配設するようにしたものである。そして、第１の部屋を分割する分割板は、冷媒流入管と冷媒流出管のそれぞれの開口の見通しを遮るように形成されると共に、各管の開口位置よりも下方まで延在し、冷媒液面との間に隙間が形成されるようになっている。
【０００４】
このような構成によれば、アキュムレータに流入される冷媒は、主として第１の部屋の冷媒流入部屋で行われ、冷媒流出部屋に流れ込む冷媒の殆どをガス冷媒とすることができるので、液冷媒が冷媒流出管から流出する不都合を抑えることができるという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の横置型アキュムレータは、ビル用エアコンなどの定置用としては適したものであるが、車両用として要求される機能を備えておらず、そのまま車両用として用いるのは適当でない。即ち、車両用として要求されるアキュムレータは、車体の傾きや振動に対してオイルや冷媒の蓄積を確実にすることが必要となるが、上述の横置型のアキュムレータにあっては、冷媒を収容する第１の部屋に開口を有する分割板が設けられているだけであるので、容器が大きく傾斜したり振れたりすると、収容されている液冷媒が大きく波打ち、この液冷媒が冷媒流出管に直接流入し、圧縮機へ供給されてしまう不都合がある。
【０００６】
そこで、この発明においては、横長の中空構造を有する横長式で、傾きや振動に対して液冷媒の流出を抑えることができる冷凍サイクル用のアキュムレータを提供することを主たる課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明に係るアキュムレータは、冷媒を収容する収容空間が形成された容器と、前記収容空間に冷媒を流入する流入口部と、前記収容空間の気相領域に連通する流出管を備え、この流出管を介して前記気相領域から冷媒を流出させる流出口部とを有し、前記容器を横長の中空構造に形成し、前記流出管を前記容器のほぼ中央に配設するようにしたことを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
したがって、容器が傾斜又は振動し、容器内に収容される液冷媒が波打つような場合でも、流出管は容器のほぼ中央に配設されて気相領域に開口しているので、流出管を配設した箇所は、他の箇所に比べて液面の変化量が小さくなり、液冷媒が流出管に入り込む不都合を回避することが可能となる。
【０００９】
また、上述した構成において、収容空間を水平方向に区画するバッフル板を前記容器内に配設し、前記バッフル板の上端部及び下端部に、隣り合う空間と連通する通孔を形成することが好ましい（請求項２）。
【００１０】
このような構成を採用することにより、バッフル板で区画された各部屋は、バッフル板の下端部の通孔を介して液冷媒が流通するので、同一の液面レベルに調節されることとなり、液冷媒中に残留するオイルにあっても、この下端部の通孔を介して流動することになる。また、バッフル板の上端部に形成された通孔によって気相領域の圧力を各部屋で同一に保つことが可能となる。そして、このバッフル板により、収容空間が小空間に分断されるので、固有振動数を高めて波を立ちにくくすることが可能となり、流出管に入り込む液冷媒の頻度を低く抑えることが可能となる。
【００１１】
さらに、収容空間を上下に区画し、上下の空間を連通する通孔が形成されたバッフル板を容器内に配設するようにしてもよい。特に、このバッフル板は、液面よりも上方に設けるようにすることが好ましい（請求項３）。
【００１２】
したがって、このような構成を付加することで、収容空間内の液冷媒の跳ね上がりを抑え、流出管に入り込む液冷媒を一層抑えることが可能となる。
【００１３】
尚、流出管には、液冷媒中のオイルを回収する必要から、収容空間の液相領域に連通するオイル戻し穴を形成することが好ましい（請求項４）。また、容器内には、気液分離を促進するために、流入口部から流入した冷媒に旋回流を与える遠心分離機構を設けるようにしても（請求項５）、また、流出管の振動を抑えるために、容器内に流出管を保持する保持板を設けるようにしてもよい（請求項６）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。図１において、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクル１が示されている。この冷凍サイクル１は、電動機によって駆動され、冷媒を圧縮する電動駆動型の圧縮機２と、この圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器３と、凝縮器３から流出した冷媒を減圧するキャピラリーチューブなどによって構成された減圧装置４と、冷媒を蒸発気化する蒸発器５と、蒸発器５から流出した冷媒を気液分離するアキュムレータ６とを有して構成されている。
【００１５】
ここで用いられるアキュムレータ６は、図２に示されるように、横長に形成された横置タイプのもので、内部に冷媒を収容する収容空間１０が形成された横長の中空構造を有する容器１１と、容器上部に形成された膨出部１１ａに設けられ、収容空間１０に冷媒を流入するよう上方から冷媒流入管１２が挿着される流入口部１３と、収容空間１０の気相領域に開口し、この気相領域から液相領域を過ぎるよう下方へ延設され、容器１１の下部に形成された流出口部１４から引き出される冷媒流出管１５とを有して構成されている。
【００１６】
容器１１は、その全体が一体的に成形されるものであっても、複数の分割部材を組み合わせて構成されるものであってもよく、冷媒流入管１２および冷媒流出管１５は、容器１１のほぼ中央に配設されている。容器１１の膨出部１１ａには、冷媒流入管１２の開口端に対峙して設けられ、冷媒流入管１２から流入された全ての冷媒を通過させるフィルタ１６が収容されている。ここで、フィルタ１６は、碗状に形成された網状に形成されており、冷媒流入管１５から流入される冷媒中の異物を除去すると共に、流入する冷媒を減速する機能を有している。
【００１７】
また、フィルタ１６の下方には、膨出部１１ａの下端部を塞ぐように固定された旋回流形成板１７が設けられている。この旋回流形成板１７は、冷媒流出管１５の開口端に対して中央部分が離して対峙するように配設されているもので、この旋回流形成板１７には、図３にも示されるように、下方へ押し出すように形成された隆起状開口部１８が複数形成されている。この隆起状開口部１８は、冷媒流出管１５の開口端が対峙している部分の周囲、即ち、周縁近傍の周方向に所定の間隔を置いて複数形成されているもので、周方向の一方から他方にかけて徐々に下方へ隆起させ、最も下方へ隆起させた部分の周方向端部を開口させ、旋回流形成板１７の上方から下方へ通過する冷媒に旋回動を与えるようになっている。この旋回流形成板１７によってオイルと気液冷媒の分離機構が構成され、この例においては、隆起状開口部１８を周方向の４箇所に９０度づつ位相をずらして形成し、冷媒の旋回方向が全ての隆起状開口部１８で同じとなるように形成されている。
【００１８】
容器１１内には、収容空間１０を水平方向に分割するバッフル板２０が冷媒流出管１５の両側に配設されている。この例において、バッフル板２０は、容器１１の長手方向を分割するよう該長手方向に対して略垂直に設けられているもので、冷媒流出管の両側に２枚づつ配設して計４枚設けられ、容器内を５つの小空間１０ａ〜１０ｅに区画している。そして、それぞれのバッフル板２０の上端部及び下端部には、隣り合う小空間を連通する通孔２１ａ，２１ｂが形成されている。
【００１９】
また、容器１１内に収容空間１０を鉛直方向に分割するバッフル板２２が略水平に配設されている。このバッフル板２２は、バッフル板２０で分割されたそれぞれの小空間１０ａ〜１０ｅを上下の空間に分割するよう配設されているもので、それぞれの小空間１０ａ〜１０ｅにおいて上下の空間は、容器１１の内壁とバッフル板２２との間に形成された通孔２３によって連通されている。
【００２０】
さらに、容器１１には、冷媒流出管１５の上端部を保持し、この冷媒流出管１５のがたつきを抑える保持板２４が冷媒流出管１５の両脇に配設されたバッフル板の間に架設されている。この保持板２４は、図４にも示されるように、冷媒流出管１５を配設した小空間１０ｃの断面形状に合わせて形成されているもので、この小空間１０ｃのバッフル板２２よりも上方の気相領域に設けられ、バッフル板２２の上方の空間をさらに上下に分割するようにしている。この保持板２４には、中央に冷媒流出管１５を挿通する流出管挿通孔２５が形成され、その両脇に上下の空間を連通する通孔２６が形成されている。
【００２１】
尚、分離された液冷媒はバッフル板２２よりも下方において溜められるようになっており、冷媒流出管１５のバッフル板２２よりも下方の部位には、収容空間１０の液相領域に連通する油戻し穴２７が形成され、液相冷媒中に残留するオイルを回収することができるようになっている。
【００２２】
上述の構成において、蒸発器５から冷媒流入管１２を介してアキュムレータ６内に流入される気液混合冷媒は、フィルタ１６を通過した後に旋回流形成板１７に至り、隆起状開口部１８を通って旋回しながら旋回流形成板１７と保持板２４との間の空間に入る。この際、隆起状開口部１８によって旋回運動を与えられた冷媒は、この空間において、遠心力によって液相冷媒と気相冷媒とに分離され、液相冷媒は外側へ勢いよく飛ばされた後に、バッフル板２０や容器１１の内面に当ってここを伝って下方へ落ち、保持板２４の通孔２６を通って下方へ滴下し、さらにバッフル板２２に形成された通孔２３を介して、冷媒流出管１５が配設された小空間１０ｃの下部に滴下する。これに対して、分離された気相冷媒は、冷媒流出管１５を通ってアキュムレータ６から流出され、圧縮機へ送られる。
【００２３】
また、各バッフル板２０には、上端部と下端部において通孔２１ａ，２１ｂが形成されているので、それぞれの小空間１０ａ〜１０ｅの気相領域は、上端部の通孔２１ａを介して圧力が均一に保たれ、また、それぞれの小空間１０ａ〜１０ｅの液相冷媒は、下端部の通孔２１ｂを介して流動が可能であることから、液面が等しく形成されることとなる。そして、液冷媒中に混在するオイルは、下端部の通孔２１ｂを介して容器１１の底部を流動し、冷媒流出管１５に形成されたオイル戻し穴２７から回収されることとなる。
【００２４】
このようなアキュムレータ６を車両に搭載した場合において、車両が傾き、又は、振動するような場合には、アキュムレータ自体も傾斜又は振動することとなるが、アキュムレータ６の冷媒流出管１５は容器１１のほぼ中央に配設されているので、冷媒流出管周囲の液面変化は他の箇所に比べて小さく、液冷媒が冷媒流出管１５の開口端から入り込む頻度を低くすることが可能となる。しかも、容器内はバッフル板２０によって水平方向が複数の小空間１０ａ〜１０ｅに仕切れらているので、冷媒流出管１５が配設された小空間１０ｃの液面変動をさらに小さくすることが可能となる。さらに、容器１１には、収容空間１０の上下を分割するバッフル板２２が設けられているので、液冷媒が波打つような場合でも、バッフル板２２より上方へ冷媒が跳ね上がるのを抑えることが可能となる。仮に、バッフル板２２より上方へ冷媒が溢出るような場合でも、バッフル板２２に形成された通孔２３を介してのみ上方に流出されるので、液面の大きな変動を抑えることが可能となり、また、バッフル板２２の上部には保持板２４が配設されているので、液冷媒が保持板２４よりも上方へ至る頻度を大幅に抑えることが可能となり、冷媒流出管１５への液冷媒の入り込みを一層抑えることが可能となる。
【００２５】
よって、上述のアキュムレータにおいては、容器１１の略中央に配設された冷媒流出管１５、収容空間１０を水平方向に分割するバッフル板２０、収容空間１０を鉛直方向に分割するバッフル板２２、及び、冷媒流出管１５を保持する保持板２４により、冷媒流出管１５に液冷媒を流入しにくくする機構が何重にも形成されているので、アキュムレータ６が大きく傾斜又は振動するような場合においても、液冷媒やオイルを収容空間１０に確実に蓄積させておくことが可能となる。
【００２６】
したがって、車両用冷凍サイクルにおいて、上述した横置型のアキュムレータ６を用いるような場合にあっても、液冷媒が圧縮機２へ供給され、液圧縮により圧縮機２が破損してしまう恐れをなくすことが可能となる。
【００２７】
尚、上述の構成においては、液冷媒の流出を阻止する工夫として、容器のほぼ中央に冷媒流出管１５を配設し、その上で収容空間１０を水平方向に分割するバッフル板２２、上下方向に分割するバッフル板２０、及び、冷媒流出管１５を保持する保持板２４を設けるようにした構成例を示したが、バッフル板２０，２２と保持板２４は、いずれか１つを設けることにより、また、いずれか２つを組み合わせて設けるようにしてもよい。また、冷媒流出管１５を保持する保持板２４は、冷媒流出管１５のガタツキをバッフル板２２によって抑えることが可能であれば、取り除くようにしてもよい。
【００２８】
また、収容空間１０を水平方向に分割するバッフル板２０や上下方向に分割するバッフル板２２の数は、アキュムレータ６の大きさなどの条件によって必要に応じて変更するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、冷媒を収容する収容空間が形成された容器と、収容空間に冷媒を流入する流入口部と、収容空間の気相領域に連通する流出管を備え、この流出管を介して気相領域から冷媒を流出させる流出口部とを有し、容器を横長の中空構造に形成し、流出管を容器のほぼ中央に配設するようにしたので、容器が傾斜または振動するような場合でも、液冷媒が流出管に入り込む不都合を低減することが可能となり、車両用の冷凍サイクルに適した横長式のアキュムレータを提供することが可能となる。
【００３０】
また、容器内に収容空間を水平方向に分割するバッフル板を配設し、このバッフル板の上端部及び下端部に隣り合う空間を連通する通孔を形成する構成とすれば、各空間の液冷媒を同一液面にすることができると共に、液冷媒中のオイルを下端部の通孔を介して流動させることが可能となり、また、各空間の気相領域の圧力を一定に保つことも可能となる。しかも、収容空間の液面を分断することで波を立ちにくくすることが可能となり、流出管に液冷媒が入り込む頻度を抑えることが可能となる。
【００３１】
さらに、容器内に収容空間を鉛直方向に分割するバッフル板を配設し、このバッフル板に上下の空間を連通する通孔を形成する構成とすれば、液冷媒の跳ね上がりを抑え、流出管に液冷媒が入り込む頻度をさらに抑えることが可能となる。
【００３２】
尚、流出管に、収容空間の液相領域と連通するオイル戻し穴を形成すれば、液冷媒中を移動するオイルを回収することが可能となり、また、容器内に、流入口部から流入した冷媒に旋回流を与える遠心分離機構を設けるようにすれば、気液分離の促進を図ることが可能となり、さらには、容器内に流出管を保持する保持板を設けるようにすれば、排出管の振動を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかる冷凍サイクルの構成例を示す図である。
【図２】図２は本発明に係る冷凍サイクルに用いられるアキュムレータの構成例を示す図であり、図２（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線で切断したアキュムレータの側断面図であり、図２（ｂ）はアキュムレータを上方からみた平面図である。
【図３】図３は、図２に示すアキュムレータに用いられる旋回流形成板の拡大図である。
【図４】図４は、図２に示すアキュムレータに用いられる保持板の拡大図である。
【符号の説明】
１　冷凍サイクル
６　　アキュムレータ
１０　収容空間
１１　容器
１３　流入口部
１４　流出口部
１５　冷媒流出管
１７　旋回流形成板
２０　バッフル板
２１ａ，２１ｂ　通孔
２２　バッフル板
２３　通孔
２４　保持板
２６　通孔
２７　オイル戻し穴

Claims

冷媒を収容する収容空間が形成された容器と、前記収容空間に冷媒を流入する流入口部と、前記収容空間の気相領域に連通する流出管を備え、この流出管を介して前記気相領域から冷媒を流出させる流出口部とを有する横長式のアキュムレータにおいて、
前記容器を横長の中空構造に形成し、前記流出管を前記容器のほぼ中央に配設するようにしたことを特徴とする横長式のアキュムレータ。
前記容器内に前記収容空間を水平方向に分割するバッフル板を配設し、前記バッフル板の上端部及び下端部に隣り合う空間を連通する通孔を形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の横長式のアキュムレータ。
前記容器内に前記収容空間を鉛直方向に分割するバッフル板を配設し、前記バッフル板に上下の空間を連通する通孔を形成するようにしたことを特徴とする請求項２記載の横長式のアキュムレータ。
前記流出管に、前記収容空間の液相領域に連通するオイル戻し穴を形成したことを特徴とする請求項１記載の横長式のアキュムレータ。
前記容器内に、前記流入口部から流入した冷媒に旋回流を与える遠心分離機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の横長式のアキュムレータ。
前記容器内に、前記流出管を保持する保持板を設けたことを特徴とする請求項１記載の横長式のアキュムレータ。