JP2008304097A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

【課題】 耐熱容器内下部に溜まったオイルをオイル吸入管から排出管へ良好に吸入できるアキュムレータの提供。
【解決手段】 気液二相冷媒が流入する流入管６と、気体冷媒が排出する排出管４を有する耐圧容器２と、耐圧容器２内に収容され、且つ、上端部５ａが排出管４に連通する一方、下端部５ｂが該耐圧容器内下部Ｒ２に連通するオイル吸入管５を備えるアキュムレータ１において、耐圧容器内上部Ｒ１に排出管４を連通し、耐圧容器内下部Ｒ２に流入管６を連通し、耐圧容器内上部Ｒ１と耐圧容器内下部Ｒ２との間に抵抗体３を介装した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アキュムレータに関する。

従来、気液二相冷媒が流入する流入管と、気体冷媒が排出する排出管を有する耐圧容器と、耐圧容器内に収容され、且つ、上端部が排出管に連通する一方、下端部が該耐圧容器内下部に連通し、冷媒と共に冷凍サイクル内を循環するコンプレッサのオイルを吸入するオイル吸入管とを備えるアキュムレータの技術が公知になっている（特許文献１参照）。
特開２０００−３５６４３９号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、流入管と排出管が共に耐圧容器内上部に連通され、気体冷媒が排出管を通過するときの圧力損失により生じる圧力差のみを利用して耐圧容器内下部に溜まったオイルをオイル吸入管から排出管へ吸入していたため、吸入力が不十分でオイルを良好に吸入できないという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、耐熱容器内下部に溜まったオイルをオイル吸入管から排出管へ良好に吸入できるアキュムレータを提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、気液二相冷媒が流入する流入管と、気体冷媒が排出する排出管を有する耐圧容器と、前記耐圧容器内に収容され、且つ、上端部が排出管に連通する一方、下端部が該耐圧容器内下部に連通するオイル吸入管を備えるアキュムレータにおいて、前記耐圧容器内上部に前記排出管を連通し、前記耐圧容器内下部に前記流入管を連通し、前記耐圧容器内上部と耐圧容器内下部との間に抵抗体を介装したことを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、気液二相冷媒が流入する流入管と、気体冷媒が排出する排出管を有する耐圧容器と、前記耐圧容器内に収容され、且つ、上端部が排出管に連通する一方、下端部が該耐圧容器内下部に連通するオイル吸入管を備えるアキュムレータにおいて、前記耐圧容器内上部に前記排出管を連通し、前記耐圧容器内下部に前記流入管を連通し、前記耐圧容器内上部と耐圧容器内下部との間に抵抗体を介装したため、耐熱容器内下部に溜まったオイルをオイル吸入管から排出管へ良好に吸入できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１のアキュムレータを示す断面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は本実施例１のアキュムレータが採用される冷凍サイクルを示す図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１のアキュムレータ１は、耐圧容器２と、この耐圧容器２の中途部に設けられた抵抗体３等が備えられている。

抵抗体３は、それぞれ複数の連通孔３ａ（図２参照）を有する上下一対の多孔板3b,3cと、これら両者の間に収容された粒状の乾燥剤３ｄで構成される他、該抵抗体によって、耐圧容器２内が耐圧容器内上部Ｒ１と耐圧容器内下部Ｒ２に区分けされている。

耐圧容器２は、円筒状の筒状部２ａと、筒状部２ａの上部の内側に嵌合された状態で図外の溶接、ろう付け等により固定された上側閉塞部２ｂと、筒状部２ａの下部の内側に嵌合された状態で図外の溶接、ろう付け等により固定された略碗状の下側閉塞部２ｃとから構成され、これら三者は金属製（例えばアルミニウム製）となっている。

上側閉塞部２ｂの中心位置には、後述する内部熱交換器Ａ３側の接続管を連通接続するための排出口２ｄが貫通形成されると共に、この排出口２ｄには排出管４の上端部が挿入固定された状態で連通接続されている。

また、排出管４の下端部は、オイル吸入管５の上端部が挿入された状態で閉塞される他、その側方には該オイル吸入管５の上端部に近接して開口部４ａが形成され、これによって、排出管４は開口部４ａを介して耐圧容器内上部Ｒ１と連通されている。

上側閉塞部２ｂの排出口２ｄと近接した位置には、後述するエバポレータＡ５側の接続管を連通接続するための流入口２ｅが貫通形成されると共に、この流入口２ｅには流入管６の上端部が挿入固定された状態で連通接続されている。

また、流入管６の下端部は、抵抗体３を貫通して耐圧容器内下部Ｒ２に所定位置まで延設されている。

さらに、オイル吸入管５の下端部は、抵抗体３を貫通して下側閉塞部２ｃの底部中心に近接する位置まで延設されている。

なお、本実施例１の抵抗体３の多孔板3b,3c、排出管４、オイル吸入管５、流入管６はそれぞれ樹脂製であり、これらは図外の溶着等により共に固定されている。

従って、本実施例１のアキュムレータ１では、耐圧容器内上部Ｒ１に排出管４が連通される一方、耐圧容器内下部Ｒ２に流入管６が連通される。
また、耐圧容器内上部Ｒ１と耐圧容器内下部Ｒ２との間に抵抗体３が介装されることとなる。

次に、作用を説明する。
図３に示すように、このように構成されたアキュムレータ１は、コンプレッサＡ１、ガスクーラＡ２、内部熱交換器Ａ３、膨張弁Ａ４、及びエバポレータＡ５、アキュムレータ１が連結された一般的な車両空調用の冷凍サイクルに採用される。
また、本実施例１の冷凍サイクルは二酸化炭素を冷媒として高圧側が超臨界域（例えば冷媒温度：３０℃以上、冷媒圧力：７．４ＭＰａ以上）となる所謂超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルであり、コンプレッサＡ１を駆動させる際に用いるオイルが冷媒と共に循環している。

コンプレッサＡ１は、エンジン等の駆動装置によって駆動し、冷媒を超臨界域まで圧縮するものである。
ガスクーラＡ２（外部熱交換器）は、コンプレッサＡ１から吐出された高圧の気体冷媒を冷却するものである。
内部熱交換器Ａ３は、エバポレータＡ５で蒸発した後でアキュムレータ１からコンプレッサＡ１へ送られる比較的低温の冷媒と、ガスクーラＡ２から膨張弁Ａ４へ送られる冷媒との間で熱交換を行い熱交換率を向上させるものである。
膨張弁Ａ４は、ガスクーラＡ２から送出された冷媒を減圧するものである。
エバポレータＡ５は、膨張弁Ａ４を通過して減圧された冷媒と該エバポレータＡ５のコア部を通過する図外のブロアにより送られる空気を熱交換させて、空気から吸熱して空気を冷却するものである。

アキュムレータ１は、エバポレータＡ５において蒸発しきれなかった液冷媒を含む気液混合冷媒を気体と液体に分離して気体冷媒を内部熱交換器Ａ４へ送る一方、エバポレータＡ５の熱負荷に応じて液冷媒を溜めておくものである。

以下、アキュムレータ１の作動を詳細に説明する。
先ず、図１に示すように、エバポレータＡ５側の接続管から耐圧容器２の流入口２ｅ及び流入管６を介して耐圧容器内下部Ｒ２に流入した気液二相冷媒（図中冷媒の流れを破線矢印で図示）は気液分離する。
この際、耐圧容器内下部Ｒ２には、冷媒よりも比重の大きいオイル７が液冷媒８の下方に層を成して溜まる。

次に、気液分離された気体冷媒は、抵抗体３の多孔板3b,3cの連通孔３ａを介して耐熱容器２内上部に移動した後、排出管４の開口部４ａへ流入する。
この際、気体冷媒に含まれる水分を抵抗体３の乾燥剤３ｄで吸水でき、これにより、冷凍サイクル内に侵入した水分を除去することができる。

次に、排出管４の開口部４ａから排出管４に流入した気体冷媒は排出口２ｄから内部熱交換器Ａ３側の接続管へ排出される。

この際、排出管４の下端部には、オイル吸入管５との間に所定長さＬ１の絞り通路９が形成されているため、この絞り通路９を気体冷媒が通過するときに流速が増大することにより、絞り通路９下流の圧力が耐圧容器内上部Ｒ１の圧力より低くなって、これら両者の間に所定の圧力差が生じる。

この結果、耐圧容器内下部Ｒ２に溜まったオイル７をオイル吸入管５の下端部５ｂから排出管４へ良好に吸入することができ、気体冷媒と共に内部熱交換器Ａ３側の接続管へ排出できる。

ここで、本実施例１では、耐圧容器内上部Ｒ１と耐圧容器内下部Ｒ２との間に抵抗体３を介装しているため、気液二相冷媒が流入管６から耐圧容器内下部Ｒ２へ流入すると、耐圧容器内下部Ｒ２の圧力が耐圧容器内上部Ｒ１の圧力よりも高くなる。

この結果、耐圧容器内下部Ｒ２に溜まったオイル７をオイル吸入管５を介して排出管４の上端部側（絞り通路９下流）へ押し出すように作用し、オイル７を良好に吸入することができる。

従って、従来の発明のように、流入管と排出管が同じ圧力の空間に連通されている場合に比べて、本実施例１では、耐圧容器内上部Ｒ１と耐圧容器内下部Ｒ２の圧力差分だけオイル吸入管５のオイル７の吸入力を増大でき、好適となる。

なお、補足ではあるが、抵抗体３の耐圧容器内下部Ｒ２がオイル７と液冷媒８でほぼ満たされても同様の効果を得ることができる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１のアキュムレータにあっては、気液二相冷媒が流入する流入管６と、気体冷媒が排出する排出管４を有する耐圧容器２と、耐圧容器２内に収容され、且つ、上端部５ａが排出管４に連通する一方、下端部５ｂが該耐圧容器内下部Ｒ２に連通するオイル吸入管５を備えるアキュムレータ１において、耐圧容器内上部Ｒ１に排出管４を連通し、耐圧容器内下部Ｒ２に流入管６を連通し、耐圧容器内上部Ｒ１と耐圧容器内下部Ｒ２との間に抵抗体３を介装したため、耐熱容器内２下部に溜まったオイル７をオイル吸入管５から排出管へ良好に吸入できる。

また、抵抗体３を上下一対の多孔板3b,3cとこれら両者の間に収容される乾燥剤３ｄで構成したため、耐圧容器内２上部と耐圧容器内下部Ｒ２との圧力差ΔＰ２を生じさせる抵抗体３として機能させることができると同時に、乾燥剤３ｄ間を通過する気体冷媒に含まれる水分を乾燥剤３ｄで吸水でき、好適となる。

また、耐圧容器２下部を凹曲面形状にし、オイル吸入管５の下端部５ｂを耐圧容器２下部の底部中心位置に近接して配置したため、耐圧容器２が傾斜状態になった場合でもオイル７を底部中心に集めて溜めることができ、オイル７をオイル吸入管５の下端部５ｂから安定して吸入できる。

また、オイル７の液面の高さを常にオイル吸入管５の下端部５ｂより上にしておくことができるため、オイル７をコンプレッサＡ１へ安定して供給することができる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、本実施例１では、排出管４の側方に開口部４ａを形成して絞り通路９を形成したが、従来の発明と同様に排出管の下端を開口して絞り通路を形成しても良い。

また、抵抗体３は耐圧容器内上部Ｒ１と耐圧容器内下部Ｒ２との間に圧力差を生じさせる構造であれば良く、乾燥剤３ｄを省略しても抵抗体３として作用する。

さらに、本実施例で説明した各構成部材の固定方法、材質、及び詳細な部位の形状、大きさ、数量、配置等は適宜設定でき、これらを変更したものは全て本発明の範疇となる。

本発明の実施例１のアキュムレータを示す断面図である。 図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。 本実施例１のアキュムレータが採用される冷凍サイクルを示す図である。

符号の説明

Ａ１ コンプレッサ
Ａ２ ガスクーラ
Ａ３ 内部熱交換器
Ａ４ 膨張弁
Ａ５ エバポレータ
Ｒ１ 耐圧容器内上部
Ｒ２ 耐圧容器内下部
１ アキュムレータ
２ 耐圧容器
２ａ 筒状部
２ｂ 上側閉塞部
２ｃ 下側閉塞部
２ｄ 排出口
２ｅ 流入口
３ 抵抗体
３ａ 連通孔
３ｂ、３ｃ 多孔板
３ｄ 乾燥剤
４ 排出管
４ａ 開口部
５ オイル吸入管
５ａ （オイル吸入管の）上端部
５ｂ （オイル吸入管の）下端部
６ 流入管
７ オイル
８ 液冷媒
９ 絞り通路

Claims (3)

1. 気液二相冷媒が流入する流入管と、気体冷媒が排出する排出管を有する耐圧容器と、
   前記耐圧容器内に収容され、且つ、上端部が排出管に連通する一方、下端部が該耐圧容器内下部に連通するオイル吸入管を備えるアキュムレータにおいて、
   前記耐圧容器内上部に前記排出管を連通し、
   前記耐圧容器内下部に前記流入管を連通し、
   前記耐圧容器内上部と耐圧容器内下部との間に抵抗体を介装したことを特徴とするアキュムレータ。
2. 請求項１記載のアキュムレータにおいて、
   前記抵抗体を上下一対の多孔板とこれら両者の間に収容される乾燥剤で構成したことを特徴とするアキュムレータ。
3. 請求項１または２記載のアキュムレータにおいて、
   前記耐圧容器下部を凹曲面形状にし、
   前記オイル吸入管の下端部を耐圧容器下部の底部中心位置に近接して配置したことを特徴とするアキュムレータ。

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