JP2006112672A

JP2006112672A - 冷凍装置のアキュムレータ

Info

Publication number: JP2006112672A
Application number: JP2004298369A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tomioka; 聡冨岡; Masaki Fujino; 正樹藤野
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-13
Also published as: JP4442384B2

Abstract

【課題】複数台の圧縮機を使用した冷凍装置のアキュムレータの入口管を容器上部の内周面に吸入気液混合体が流れるように設置し、油や液冷媒を各圧縮機に戻す小径穴を備え、各圧縮機の吸入側につながる複数個の出口管を容器内上部の中央部で集合させることにより、サイクロン方式の気液分離を有効に行い、液冷媒、油を均一に分配でき、有効に容積を利用し、液圧縮を防止する冷凍装置のアキュムレータを提供する。
【解決手段】複数台の圧縮機5a,5b,5cに接続されたアキュムレータ２を有する冷凍装置のアキュムレータであって、アキュムレータの容器内周面に気液混合ガスが流れるように入口管１設ける一方、各圧縮機の吸入側4a,4b,4cにつながる複数個の出口管3a,3b,3cを設け、容器内の上端を開口し、下部に油や液冷媒を各圧縮機に戻す穴を備え、容器内の上部から下部に向けて集合させ、容器下部より外部へ延出させた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数台の圧縮機を使用した冷凍装置のアキュムレータに係わり、詳しくは、アキュムレータの入口管を容器上部の内周面に吸入気液混合ガスが流れるように設置し、油や液冷媒を各圧縮機に戻す小径穴を備え、各圧縮機の吸入側につながる複数個の出口管を容器内上部の中央部で集合させることにより、サイクロン方式の気液分離を効果的に行い、液冷媒および油を均一に分配できる構成に関する。

従来、複数台の圧縮機に対し、１個のアキュムレータを有し、同アキュムレータが、１個の入口管と上記各圧縮機の吸入側につながる複数個の出口管とで構成されたものとして図５に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図５において、アキュムレータ30の下方にはこれと同心にオイルリザーブタンク31が配設され、オイルリザーブタンク31を中心とする同心円上に等間隔を隔てて複数（図には５台）の同一仕様の低圧ハウジング型密閉式圧縮機11、12、13、14、15が配設されている。
アキュムレータ30は圧縮機と同数の複数の出口管30a 〜30e を備え、これら出口管30a 〜30e と複数の圧縮機11〜15のハウジングとはそれぞれ同一寸法・形状の放射方向に伸びる吸入管38、39、40、41、42を介して接続されている。また、オイルリザーブタンク31と複数の圧縮機11〜15のハウジングとはそれぞれ同一寸法・形状の放射方向に伸びる均油管43、44、45、46、47を介して接続されている。

また、オイルセパレータ21から流出したガス冷媒は吐出側配管７を通って空気調和機の系内を循環した後、吸入側配管８を経てアキュムレータ30内に入り、ここでガス冷媒中に含まれる液冷媒や潤滑油のミストを分離した後、その出口管30a 〜30e 、吸入管38〜42を経て各圧縮機11〜15のハウジング内に戻る。

しかし、上記従来の構成の場合、複数台のＵ字管を容器内に設置しているため、分離空間が低減し、気液分離効率が悪くなってしまう。
そこで、小型で、気液分離が効率よく行え、各圧縮機へ液冷媒および油を均一に分配でき、有効に容積を利用できる冷凍装置のアキュムレータが望まれている。

また、気液分離器の一つとして、円筒容器に気液混合体を供給し、この円筒容器内に気液混合体の旋回流を生じさせ、この旋回流中の液体を遠心力によって円筒容器の壁部に付着させることで、気液混合体に含まれる液体と気体を分離させる旋回流式（サイクロン方式）気液分離器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
図６に示すように、気液混合体６０が供給口５３から外筒５１内に供給されると、外筒５１内に気液混合体６０の旋回流６１が生じ、気液混合体６０に含まれる液滴６５は霧状に飛散しながら、旋回流６１の遠心力によって外筒５１の内周面５１ａに付着する。
このように内周面５１ａに付着した液滴６５は、他の液滴と接触しつつ、次第にその自重を増加させながら内周面５１ａに沿って流れ落ち、液体６３として排出口５５から排出される。一方、気液混合体６０中の気体６２は、内筒２を通じて気体排出管５８から排出される。

しかしながら、上記気液分離器の構成の場合、圧縮機台数が増加した場合については考慮されていない。

特開平６−２２１６９５号公報（第２〜３頁、第１図）特開２００４−９７９９５号公報（第２〜４頁、第１図）

本発明は上記の問題点に鑑み、複数台の圧縮機を使用した冷凍装置のアキュムレータの入口管を容器上部の内周面に吸入気液混合体が流れるように設置し、油や液冷媒を各圧縮機に戻す小径穴を備え、各圧縮機の吸入側につながる複数個の出口管を容器内上部の中央部で集合させることにより、サイクロン方式の気液分離を効果的に行い、液冷媒、油を均一に分配でき、有効に容積を利用し、液圧縮を防止する冷凍装置のアキュムレータを提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、複数台の圧縮機に接続された１台のアキュムレータを有する冷凍装置のアキュムレータであって、
前記アキュムレータの容器内周面に沿って気液混合ガスが流れるように入口管を設ける一方、前記各圧縮機の吸入側に接続する複数個の出口管を設け、同出口管は前記アキュムレータ内に一端を開口し、下部に油や液冷媒を前記各圧縮機に戻す穴を備え、前記容器内周面から離間して設置し、他端を前記アキュムレータの下部より外部へ延出してなる構成となっている。

また、前記複数個の出口管を、容器内の同一円周上に配置してなる構成となっている。

また、前記複数個の出口管を、前記容器内で集合させ、その垂直部をロウ付けにより固定してなる構成となっている。

本発明によれば、アキュムレータの入口管を容器上部の内周面に気液混合ガスが流れるように設置する一方、上端を開口し、下部に油や液冷媒を各圧縮機に戻す小径穴を備え、各圧縮機の吸入側につながる複数個の出口管を、容器内の中央上部から下部に向けて集合させ、容器下部より外部へ延出させてなる構成とし、また、複数個の出口管の各小径穴の高さ位置を、それぞれ同一の高さに設けてなる構成とすることにより、サイクロン方式の気液分離を効果的に行い、液冷媒、油を均一に分配でき、有効に容積を利用し、液圧縮を防止する冷凍装置のアキュムレータとなる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
図１は本発明における冷凍装置の概略構成を示す模式図、図２（Ａ）は本発明におけるアキュムレータの概略外観図、図２（Ｂ）はアキュムレータの上面図、図３は図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図，図４（Ａ）は出口管の要部断面図、図４（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

図１において、複数台の圧縮機５ａ，５ｂ，５ｃに対し、１台の容器２ａからなるアキュムレータ２を有する冷凍装置を構成し、前記アキュムレータ２が、１個の入口管１と前記各圧縮機５ａ，５ｂ，５ｃの吸入側４ａ，４ｂ，４ｃにつながる複数個の出口管３ａ，３ｂ，３ｃを備え、前記各圧縮機５ａ，５ｂ，５ｃの各吐出側配管６ａ，６ｂ，６ｃを合流した吐出管６を通り、空気調和機の系内を循環した後、低圧側からの気液混合ガスは、前記アキュムレータ２の入口管１からアキュムレータ２の内部に導入され、サイクロン方式の気液分離を効果的に行い、前記各出口管３ａ，３ｂ，３ｃに液冷媒と油を均一に分配すると共に、気体（冷媒ガス）と混合し、前記各圧縮機５ａ，５ｂ，５ｃの吸入側４ａ，４ｂ，４ｃに分配して供給される。

図２（Ａ）、（Ｂ）および図３において、前記アキュムレータ２の前記入口管１は、前記容器２ａの上面より挿入され、その吹出し口１ａが容器内部において、前記容器２ａの上部の内周面に沿って気液混合ガスが流れるように、垂直方向に対し所定の角度Ｒ（例えば１５°）に傾斜させて設置されている。

また、前記複数個の出口管３ａ，３ｂ，３ｃは、前記容器２ａ内部の上端を開口し、前記容器２ａ内のほぼ中央部に、前記入口管１の吹出し口１ａの上部から、前記容器２ａの下部に向け垂直に集合させ、かつ円一円周上に配置し、下端部を前記容器２ａの下部より外部へ放射状にほぼ等間隔で延出させる構成となっている。この構成により、前記容器２ａ内部の容積を有効に利用でき、かつアキュムレータ２の小型化が可能となる。
また、前記複数個の出口管３ａ，３ｂ，３ｃを、前記容器２ａ内部で垂直に集合させた上部を、ロウ付けにより固定することにより、別の固定（支持）手段を用いることなく、異常振動や異音を防止できるようになる。

更に、図３に示すように、前記各出口管３ａ，３ｂ，３ｃの下部に、油や液冷媒を前記各圧縮機５ａ，５ｂ，５ｃの吸入側４ａ，４ｂ，４ｃに戻す小径穴７を少なくとも１個設ける。そして、各出口管３ａ，３ｂ，３ｃに複数個の小径穴７を設けた場合、前記各小径穴７の高さ位置を、それぞれ同一の高さに揃えた構成となっている。

次に上記構成において、その動作を説明する。
空気調和機が運転され、その系内を循環した冷媒ガスと液冷媒及び油が混合した気液混合体は、前記アキュムレータ２の前記入口管１に導入されると、前記容器２ａの上部の内周面に沿って旋回流（サイクロン）が生じ、気液混合ガスに含まれる液冷媒や油の液滴は霧状に飛散しながら、旋回流の遠心力によって容器２ａの内周面等に衝突し、その自重により容器２ａの底部に貯留され，容器空間には分離された冷媒ガスが充満される。
この時、容器空間は前記複数個の出口管３ａ，３ｂ，３ｃが集合されているため、容積を有効に利用でき、サイクロン方式の気液分離を効果的に行うことができる。

前記容器２ａの底部に貯留された液冷媒や油は、前記各出口管３ａ，３ｂ，３ｃの小径穴７から均等に分流される。同時に、冷媒ガスが前記各出口管３ａ，３ｂ，３ｃの上部開口部から導出され、気液混合ガスとなり各圧縮機５ａ，５ｂ，５ｃの吸入側４ａ，４ｂ，４ｃに戻される。また、液冷媒の異常な戻りで液冷媒が前記中空容器２ａ内に満液にならないように、各出口管３ａ，３ｂ，３ｃに複数個の小径穴７を設けることにより、比較的軽い液戻り時は、最下部の小径穴７のみより液を戻し、異常な戻り時は上部の小径穴７から戻すことにより液圧縮となるオーバーフローを防止する。
尚、図４に示すように、前記アキュムレータ２の下部にホットガス戻し管８を設け、圧縮機の吐出管６から前記ホットガス戻し管８にホットガスを入れて、液冷媒の蒸発を促すようにしてもよい。

以上に説明したように、アキュムレータ２の入口管１を容器２ａ上部の内周面に吸入気液混合体が流れるように設置する一方、上端を開口し、下部に油や液冷媒を各圧縮機５ａ，５ｂ，５ｃに戻す小径穴７を備え、各圧縮機５ａ，５ｂ，５ｃの吸入側に４ａ，４ｂ，４ｃつながる複数個の出口管３ａ，３ｂ，３ｃを、容器２ａ内の中央上部から下部に向けて集合させ、容器２ａ下部より外部へ延出させてなる構成とし、また、複数個の出口管３ａ，３ｂ，３ｃの各小径穴７の高さ位置を、それぞれ同一の高さに設けてなる構成とすることにより、サイクロン方式の気液分離を効果的に行い、液冷媒、油を均一に分配でき、有効に容積を利用し、液圧縮を防止する冷凍装置のアキュムレータとなる。

本発明における冷凍装置の要部概略構成図である。（Ａ）は本発明におけるアキュムレータの概略外観図で、（Ｂ）はアキュムレータの上面図、である。本発明における図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。（Ａ）は出口管の要部外観図で、（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。従来例による冷凍装置の構成図である。従来例によるアキュムレータの断面図である。

符号の説明

１入口管
２アキュムレータ
3a,3b,3c 出口管
4a,4b,4c 吸入側
5a,5b,5c 圧縮機
６吐出管
6a,6b,6c 吐出側配管
７小径穴
８ホットガス戻し管

Claims

複数台の圧縮機に接続された１台のアキュムレータを有する冷凍装置のアキュムレータであって、
前記アキュムレータの容器内周面に沿って気液混合ガスが流れるように入口管を設ける一方、前記各圧縮機の吸入側に接続する複数個の出口管を設け、同出口管は前記アキュムレータ内に一端を開口し、下部に油や液冷媒を前記各圧縮機に戻す穴を備え、前記容器内周面から離間して設置し、他端を前記アキュムレータの下部より外部へ延出してなることを特徴とする冷凍装置のアキュムレータ。
前記複数個の出口管を、容器内の同一円周上に配置してなることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置のアキュムレータ。
前記複数個の出口管を、前記容器内で集合させ、その垂直部をロウ付けにより固定してなることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置のアキュムレータ。