JP2004116343A

JP2004116343A - 冷却機コンプレッサー用アキュームレーター

Info

Publication number: JP2004116343A
Application number: JP2002278494A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Okuno; 奥野　利和
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】低騒音の冷媒圧縮用アキュームレーター等を提供する。
【解決手段】円筒形状で密閉型のタンク（８）と、一端部が前記タンク（８）の上部からこのタンク内に挿入され他端が熱交換機（４３）に接続するように設けられた吸入管（２）と、一端部が前記タンク（８）の底部からこのタンク内に挿入され他端が圧縮ポンプ（４２）に接続するように設けられた排出管（６）とを備えた冷却機コンプレッサー用アキュームレーターにおいて、前記タンク（８）の内部に前記排出管（６）を貫通して設置される孔空き円板型の中板（７）を備え且つ、この中板（７）と前記排出管（６）及び中板（７）とタンク（８）の内壁とがそれぞれ溶接固着され中板（７）を介して三者が一体化されていることを特徴とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエアーコンディショナー等の冷媒圧縮ポンプに接続する圧力タンク（アキュームレーター）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアキュームレーターの構造について、図５に示す構造図を参照して説明する。従来のアキュームレーター５１は、吸入管５２、フィルター５３、排出管５６、上部タンク５８ａと下部タンク５８ｂからなるタンク５８、などから構成される。吸入管５２及び排出管５６は一般に熱伝導率の良い銅製であるが、タンク５８は鉄製であることが好ましい。
【０００３】
排出管５６はアキュームレーター５１内部の気化した冷媒（以下、「気化冷媒」という。）を圧縮ポンプに送る働きをする。排出管５６の入口（Ａ部）から液体状の冷媒５９が入り込まないようにするため、排出管５６は液面から非常に長く飛び出る構造となっている。この長い排出管５６は、下部タンク５８ｂの底部の排出管接合部（Ｂ部）で溶接されている。特許文献１には、従来のアキュームレータの一般的な構造図が示されている。
【０００４】
このような構造の従来のアキュームレータは圧縮機の運転時の振動等により騒音が発生し易かった。この問題を解決するための従来技術として、例えば特許文献２には、アキュームレーターの容器本体にビード部を形成する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０３０３０号公報（第１図）
【特許文献２】特開平９−１５１８７９号公報（第９段落、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように図５に示すような構造の従来のアキュームレーターは固有振動数を持つものが多く、コンプレッサーの運転時の振動に対して共振を起こし騒音を発生しやすかった（第１の課題）。
【０００７】
振動による騒音は以下の原因によると考えられる。長い排出管５６は下部タンク５８ｂと１点で溶接されているため、振動しやすく騒音を発生しやすい（排出管の振動による騒音）。また、タンク５８は内部の気圧が大きく変化するため（約２５気圧から３０気圧まで変化するといわれる。）、気圧差によりタンクが膨張収縮を繰り返し、伸縮騒音を発生しやすい（タンクの振動による騒音）。
【０００８】
ところで、冷媒の循環経路は熱伝導率のよい銅管を用いることが好ましいが、アキュームレーターは、気化した冷媒と液状の冷媒とを分離して気体のみ圧縮ポンプに送るものであるため、銅製でもよいが、低コスト化を図る上では鉄製であることが好ましい。
【０００９】
しかし、従来のアキュームレーター５１は、タンク５８が鉄製であってもタンク内部に長い銅製の排出管５６が埋込まれ溶接により固着された構造であるため、廃棄時に鉄と銅とを分別回収できなかった（第２の課題）。なお、特許文献２のアキュームレーターはタンクが銅製であるが鉄製の方がコスト的に有利である。従って第２の課題は鉄製タンクを前提として起こる問題である。
【００１０】
本発明は、アキュームレーターの騒音を軽減すること、及び、鉄製タンク廃棄時に、鉄と銅（排出管）とを分別回収することができる冷媒圧縮ポンプ用アキュームレーターを提供することを目的とし、これらの少なくとも一つを実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１のアキュームレーター１０は、円筒形状で密閉型のタンク８と、一端部が前記タンク８の上部からこのタンク内に挿入され他端が熱交換機４３に接続するように設けられた吸入管２と、一端部が前記タンク８の底部からこのタンク内に挿入され他端が圧縮ポンプ４２に接続するように設けられた排出管６とを備えた冷却機コンプレッサー用アキュームレーターにおいて、前記タンク８の内部に前記排出管６を貫通して設置される孔空き円板型の中板７を備え且つ、この中板７と前記排出管６及び中板７とタンク８の内壁とがそれぞれ溶接固着され中板７を介して三者が一体化されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る第２のアキュームレーター１０は、円筒形状で鉄製密閉型のタンク（８）と、一端部が前記タンク（８）の上部からこのタンク内に挿入され他端が熱交換機（４３）に接続するように設けられた吸入管（２）と、一端部が前記タンク（８）の底部からこのタンク内に挿入され他端が圧縮ポンプ（４２）に接続するように設けられた排出管（６）とを備えた冷却機コンプレッサー用アキュームレーターにおいて、前記排出管（６）が前記タンク内部に挿入された鉄製の内部パイプ（６ａ）とタンク外部に設けられた銅製の外部パイプ（６ｂ）で構成されると共に内部パイプ（６ａ）と外部パイプ（６ｂ）とを前記タンク底部の排出管接合部（Ｂ）で嵌合接続してなることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。図１乃至図４は、本発明の一実施例を説明するための図である。図１は本発明のアキュームレーターの構造図、図２（ａ）は図１におけるＸ−Ｘ線矢視の横断平面図、（ｂ）はＹ−Ｙ矢視の断面図である。図３（ａ）は図１におけるＺ−Ｚ線矢視の横断平面図、（ｂ）は中板の縦断面図、図４は全体システム図である。
【００１４】
まず、図４を参照して全体のシステムを説明する。コンプレッサー４１が圧縮ポンプ４２を動かして冷媒を液化させ循環させる。加圧されて液化した冷媒（以下、「液化冷媒」という。）が循環経路４５を通り熱交換機４３に送られる。ここで冷媒が気化される。この時、気化熱を吸収し冷却された空気がファン４４により送り出される。
【００１５】
圧縮ポンプから送り出された冷媒は熱交換機で気化されず液状のままのものもある。気化冷媒は気化されなかった冷媒（液化冷媒）と共に気液混合状態でアキュームレーター１０に送られ、ここで気体と液体とを分離する。液化冷媒はアキュームレーター１０内に残り、気化冷媒は圧縮ポンプ４２に送られ、ここで加圧されて再び液化される。
【００１６】
このように、冷媒は上記システムの循環経路内を気体と液体との状態変化を繰り返しながら循環する。なお、循環経路内には配管内の金属くず等の異物（ゴミ）が散在しているため、これらの異物は、冷媒が循環する際に一緒にアキュームレーター１０に送られる。
【００１７】
次に、図１を参照して本発明のアキュームレーターについて説明する。アキュームレーター１０は、吸入管２、フィルター３（鉄製の網フィルター等）と鉄製の押え板４とフィルター台５、排出管６（鉄製の内部パイプ６ａ，銅製の外部パイプ６ｂ）、中板７、上部タンク８ａと下部タンク８ｂからなるタンク８、などから構成される。
【００１８】
液化冷媒９は下部タンク８ｂに蓄えられ、気化冷媒は図の矢印の経路を通り、排出管６を通って圧縮ポンプ４２に送られる。冷媒の循環経路内には油が散在し、冷媒の循環と共にアキュームレーター１０に集められる。この油はたとえ少量でも、下部タンク底部の液化冷媒の液面上に薄く広がり液化冷媒の気化を阻害する。
【００１９】
そこで、液化冷媒９の液面付近には直径１ｍｍ〜１．５ｍｍφ程度の小さな孔１１が設けられている。この孔は、液面上に浮遊する油を排出管６ａの内部に取り入れて液化冷媒の気化障害を軽減する。なお、排出管６の内部は圧縮ポンプの低圧側につながれており、吸引されて気圧が低いため、孔１１から少量の液化冷媒が進入してもすぐに気化されポンプ４２に送られる。
【００２０】
従来のアキュームレーターとは異なるのは、以下の２点である。排出管の振動及びタンクの振動を抑えるため、タンク内に中板７が設けられている点。排出管６が鉄製の内部パイプ６ａと銅製の外部パイプ６ｂとを排出管接合部（Ｂ部）で継ぎ足された構造である点。
【００２１】
図２はフィルター台５を示したものである。（ａ）は図１におけるＸ−Ｘ線矢視の横断平面図、（ｂ）はＹ−Ｙ矢視の断面図である。フィルター台５は鉄製であり、中央部はふさがっていて周辺部には貝殻状の孔１５が４つ設けてある。冷媒はこの孔を矢印の方向に通過することができる。
【００２２】
なお、孔１５を中央部に設けず周辺部に設ける理由は、排出管６には気化冷媒のみが送られなければならないので、液化冷媒が排出管４ａの入口（Ａ部）に入らないようにするためである。なお、孔の数、形状、大きさ等は例示したものに限らず適宜設計できる。
【００２３】
冷媒は、気液混合の状態で、吸入管２からアキュームレーター１０の内部に入る。次に、フィルター３で循環経路内から回収されたゴミが除去される。その後、液化冷媒はフィルター台５に設けられた孔１５を通って流れ落ち、下部タンク８ｂの底部にためられる。気化冷媒は孔１５を通過した後タンク側壁に沿って回転しながら下降し、図１の矢印の経路を通り排出管６に送られる。
【００２４】
図３は中板７を示したものである。（ａ）は図１におけるＺ−Ｚ線矢視の横断平面図、（ｂ）は中板の縦断面図である。中板７は鉄製であり、中央に排出管６を通すための１つの内周孔１６が、周囲に液化冷媒を通すための４つの外周孔１７が、それぞれ設けられている。なお、外周孔の数、形状、大きさ等は例示したものに限らず適宜設計できる。
【００２５】
内周孔と排出管６との接触面及び中板の外周面と下部タンク８ｂとの接触面は、ロウ付け溶接により固着されている。内周孔を溶接固着することにより排出管６の振動を防止できる。また、中板７の外周面を溶接固着することによりタンク外壁の振動を防止できる。これらの溶接により、振動による騒音が軽減されると共にタンクの機械的強度が増大する。
【００２６】
なお、溶接方法は、溶接用ロウ材をリング上に加工したもの（ロウ材リング）を結合したい部分の円周上にタンク組立と同時に組み込んでおき、このタンクを水素還元式加熱炉に入れる方法が好ましい。このようにすると、水素還元により鉄表面の錆が還元浄化され、ロウ材リングは９００℃程度で溶解し組立結合部分隙間に毛細管現象により浸透して全ての溶接箇所が同時に溶接される。また、タンク内側に溶接ロウ材を組み込んでおくと、より高圧となるタンク内側が溶接される為、タンク外側から溶接する方法に比べ気密性の高いタンクを製造できる。
【００２７】
中板７は中央部が一番高く周囲はやや傾斜している。傾斜角は約１５°である。傾斜を設ける理由は気化冷媒の流れ方向を案内し、スムーズにタンク内を気化冷媒が流れるようにすることで、流体摩擦騒音を防止するためである。もし、傾斜が全くないと気化冷媒と中板が垂直にぶつかるため反射して中板が振動し、中板を設けることが却って騒音の原因となる。逆に、傾斜が大きすぎるとタンクを強化するという目的を達成できない。傾斜角は概ね１０°乃至２０°が好ましい。
【００２８】
上述のように本発明では、排出管６が鉄製の内部パイプ６ａと銅製の外部パイプ６ｂとは排出管接合部（Ｂ部）で溶接接続されて継ぎ足されている。このようにすると、タンクから圧縮ポンプ４２につながるＬ字管の部分（タンク外部）は銅製となるが、タンク内の全ての部材は鉄製となるため、廃棄処分する際はこの溶接された排出管接合部（Ｂ部）で切り離すことにより鉄と銅とを分別回収することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る第１のアキュームレーターによると、タンク排出管の振動による騒音とタンクの振動による騒音とを防止することができる。また、第２のアキュームレーターによると、タンク内８の全ての部材が鉄製であるため、廃棄時に鉄と銅とを分別回収することができる。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明のアキュームレーターの構造図である。
【図２】図２（ａ）は図１におけるＸ−Ｘ線矢視の横断平面図、（ｂ）はＹ−Ｙ矢視の断面図である。
【図３】図３（ａ）は図１におけるＺ−Ｚ線矢視の横断平面図、（ｂ）は中板の縦断面図である。
【図４】図４は全体システム図である。
【図５】従来のアキュームレーターの構造図である。
【符号の説明】
２　吸入管
３　フィルター
６　排出管
６ａ　鉄製の内部パイプ
６ｂ　銅製の外部パイプ
７　中板７
８　タンク
１０　アキュームレーター
１１　孔
４１　コンプレッサー
４２　圧縮ポンプ
４３　熱交換機

Claims

円筒形状で密閉型のタンク（８）と、一端部が前記タンク（８）の上部からこのタンク内に挿入され他端が熱交換機（４３）に接続するように設けられた吸入管（２）と、一端部が前記タンク（８）の底部からこのタンク内に挿入され他端が圧縮ポンプ（４２）に接続するように設けられた排出管（６）とを備えた冷却機コンプレッサー用アキュームレーターにおいて、前記タンク（８）の内部に前記排出管（６）を貫通して設置される孔空き円板型の中板（７）を備え且つ、この中板（７）と前記排出管（６）及び中板（７）とタンク（８）の内壁とがそれぞれ溶接固着され中板（７）を介して三者が一体化されていることを特徴とするアキュームレーター。
円筒形状で鉄製密閉型のタンク（８）と、一端部が前記タンク（８）の上部からこのタンク内に挿入され他端が熱交換機（４３）に接続するように設けられた吸入管（２）と、一端部が前記タンク（８）の底部からこのタンク内に挿入され他端が圧縮ポンプ（４２）に接続するように設けられた排出管（６）とを備えた冷却機コンプレッサー用アキュームレーターにおいて、前記排出管（６）が前記タンク内部に挿入された鉄製の内部パイプ（６ａ）とタンク外部に設けられた銅製の外部パイプ（６ｂ）で構成されると共に内部パイプ（６ａ）と外部パイプ（６ｂ）とを前記タンク底部の排出管接合部（Ｂ）で嵌合接続してなることを特徴とするアキュームレーター。