JP2010185406A - インジェクション管 - Google Patents

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Abstract

【課題】圧縮機から逆流してきた冷媒によって生じる脈動を低減させることができ、脈動による振動および騒音を低減させることができて、振動による管の損傷を防止することができるインジェクション管を提供する。
【解決手段】減圧された冷媒を気液分離するレシーバにおいて気液分離された気体冷媒、または熱交換器によってガス化された気体冷媒を圧縮機３に供給するインジェクション管１７であって、前記圧縮機３の側に位置する端部に、当該インジェクション管１７の内径よりも大きな内径を有するマフラ１９が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機の冷媒回路を構成するインジェクション管に関するものである。
空気調和機の冷媒回路を構成するインジェクション管としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
特開昭６０−１２８９９４号公報
しかしながら、上記特許文献１に開示されたインジェクション管では、（ガス）インジェクション量が多くなると圧縮機から逆流してきた冷媒によって脈動が生じ、この脈動によって振動および騒音が発生して、振動が著しい場合にはインジェクション管が破損してしまう恐れがあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、圧縮機から逆流してきた冷媒によって生じる脈動を低減させることができ、脈動による振動および騒音を低減させることができて、振動による管の損傷を防止することができるインジェクション管を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るインジェクション管は、減圧された冷媒を気液分離するレシーバにおいて気液分離された気体冷媒、または熱交換器によってガス化された気体冷媒を圧縮機に供給するインジェクション管であって、前記圧縮機の側に位置する端部に、当該インジェクション管の内径よりも大きな内径を有するマフラが設けられている。
本発明に係るインジェクション管によれば、圧縮機から逆流してきた冷媒によって生じる脈動が、マフラによって低減（吸収）されることとなるので、脈動による振動および騒音を低減させることができて、振動による管の損傷を防止することができる。
上記インジェクション管において、前記マフラが油分離機能を有し、前記マフラで分離された潤滑油が、油戻り管を介して前記圧縮機の油溜まりに戻されるように構成されているとさらに好適である。
このようなインジェクション管によれば、マフラによって圧縮機から逆流してきた冷媒中の潤滑油が分離され、分離された潤滑油が油戻し管を介して圧縮機に戻されることとなるので、冷凍サイクル側に循環される潤滑油の油循環率（ＯＣＲ：ＯＣ％）［全質量流量（冷媒流量＋潤滑油流量）に対する潤滑油の質量流量の比］を低減させることができる。
本発明に係る空気調和機は、脈動による振動および騒音を低減させることができて、振動による管の損傷を防止することができるインジェクション管を備えている。
本発明に係る空気調和機によれば、圧縮機から逆流してきた冷媒によって生じる脈動が、インジェクション管に設けられたマフラによって低減（吸収）されることとなるので、インジェクション量が非常に多い場合でも低振動および低騒音を実現することができる。
本発明に係るインジェクション管によれば、圧縮機から逆流してきた冷媒によって生じる脈動を低減させることができ、脈動による振動および騒音を低減させることができて、振動による管の損傷を防止することができるという効果を奏する。
本発明に係るインジェクション管を具備した空気調和機全体の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係るインジェクション管が接続された空気調和機用圧縮機の側面図である。 本発明の第１実施形態に係るインジェクション管を具備した空気調和機を運転させて得られた実験結果を示すグラフである。 本発明に係るインジェクション管に設けられたマフラの内径と、空気調和機用圧縮機から逆流してきた冷媒によって生じる脈動の大きさとの関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るインジェクション管が接続された空気調和機用圧縮機の側面図である。 本発明に係るインジェクション管を具備した他の空気調和機全体の概略構成図である。
以下、本発明に係るインジェクション管の第１実施形態について、図１から図４を参照しながら説明する。
図１は本発明に係るインジェクション管を具備した空気調和機全体の概略構成図、図２は本実施形態に係るインジェクション管が接続された空気調和機用圧縮機の側面図、図３は本実施形態に係るインジェクション管を具備した空気調和機を運転させて得られた実験結果を示すグラフ、図４は本発明に係るインジェクション管に設けられたマフラの内径と、空気調和機用圧縮機から逆流してきた冷媒によって生じる脈動の大きさとの関係を示すグラフである。
図１に示すように、空気調和機１は、冷媒を圧縮する空気調和機用圧縮機（例えば、スクロール圧縮機）３と、圧縮された冷媒の熱を放熱させるコンデンサ（放熱器）５と、放熱された冷媒の圧力を減圧させる第１膨張弁（高圧側減圧部）７と、減圧された冷媒を気液分離するレシーバ９と、液冷媒をさらに減圧する第２膨張弁（低圧側減圧部）１１と、減圧された液冷媒に熱を吸収させるエバポレータ（吸熱器）１３とを備えている。
また、レシーバ９と空気調和機用圧縮機（空調用圧縮機）３との間には、レシーバ９において気液分離された気体冷媒を空気調和機用圧縮機３に供給するインジェクション管１７が配置されている。
さて、図２に示すように、本実施形態に係るインジェクション管１７には、その途中（本実施形態では空気調和機用圧縮機３に形成されたインジェクションポート（図示せず）に近い側の端部）に、マフラ１９が取り付けられている。
マフラ１９は、インジェクション管１７の内径の、例えば、２倍の内径を有し、インジェクション管１７の内径の、例えば、１０倍の長さを有する直管状の部材であり、水平方向に沿って配置されている。
また、マフラ１９は、そのガス出口からインジェクションポートまでの距離Ｌが２×Ｔ×ａよりも小さくなり、かつ、周囲に配置された機器や配管との関係、およびインジェクション管１７の取り回し等を考慮して、Ｌが最も短くなる位置に設置されている。ここで、Ｔは閉鎖時間（周波数の半分程度の時間（条件によって異なる）。例えば、空気調和機用圧縮機３の回転数が１２０Ｈｚで、インジェクションポートが周波数の半分の時間閉じていると仮定した場合には、１／１２０／２（sec）となる。）であり、ａは音速である。
本実施形態に係るインジェクション管１７によれば、空気調和機用圧縮機３から逆流してきた冷媒によって生じる脈動が、マフラ１９によって低減（吸収）されることとなるので、脈動による振動および騒音を低減させることができて、振動による管の損傷を防止することができる。
また、本実施形態に係るインジェクション管１７を具備した空気調和機１によれば、空気調和機用圧縮機３から逆流してきた冷媒によって生じる脈動が、インジェクション管１７に設けられた（取り付けられた）マフラ１９によって低減（吸収）されることとなるので、インジェクション量が非常に多い場合でも低振動および低騒音を実現することができる。
図３は、本実施形態に係るインジェクション管１７を具備した空気調和機１を運転させて得られた実験結果を示すグラフであり、横軸はインジェクション流量［比］、縦軸は脈動値［比］を示している。
図３に示すように、本実施形態に係るインジェクション管１７を具備した空気調和機１では、本実施形態に係るインジェクション管１７を具備を装備していない空気調和機よりも脈動が大幅に低減しており、本実施形態に係るインジェクション管１７による上記作用効果を裏付けるものとして有効な実験結果である。
なお、図４はマフラ１９の内径と、空気調和機用圧縮機３から逆流してきた冷媒によって生じる脈動の大きさとの関係を示すグラフであって、横軸は配管径［比］、すなわち、マフラ１９の内径がインジェクション管１７の内径の何倍であるかを示し、縦軸は脈動値［比］を示している。
図４から、マフラ１９の内径が大きくなるとそれに伴って脈動が小さくなっていくことが分かる。
本発明に係るインジェクション管の第２実施形態について、図５を参照しながら説明する。図５は本実施形態に係るインジェクション管が接続された空気調和機用圧縮機の側面図である。
本実施形態に係るインジェクション管２１は、マフラ１９の代わりに、マフラ２３を備えているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
図５に示すように、本実施形態に係るインジェクション管２１には、その途中（本実施形態では空気調和機用圧縮機３に形成されたインジェクションポート（図示せず）に近い側の端部）に、油分離機能を有するマフラ２３が設けられている。
マフラ２３は、例えば、遠心力を利用して冷媒中から潤滑油を分離する機能を備えたものであり、図５に示すような形状を呈している。
また、マフラ２３は、そのガス出口からインジェクションポートまでの距離Ｌが２×Ｔ×ａよりも小さくなり、かつ、周囲に配置された機器や配管との関係、およびインジェクション管２１の取り回し等を考慮して、Ｌが最も短くなる位置に設置されている。ここで、Ｔは閉鎖時間（周波数の半分程度の時間（条件によって異なる）。例えば、空気調和機用圧縮機３の回転数が１２０Ｈｚで、インジェクションポートが周波数の半分の時間閉じていると仮定した場合には、１／１２０／２（sec）となる。）であり、ａは音速である。
なお、図５中の符号２５は、マフラ２３で分離された潤滑油を空気調和機用圧縮機３の底部（潤滑油溜まり）に戻すための油戻し管である。
本実施形態に係るインジェクション管２１によれば、空気調和機用圧縮機３から逆流してきた冷媒によって生じる脈動が、マフラ２３によって低減（吸収）されることとなるので、脈動による振動および騒音を低減させることができて、振動による管の損傷を防止することができる。
また、本実施形態に係るインジェクション管２１を具備した空気調和機１によれば、マフラ２３によって空気調和機用圧縮機３から逆流してきた冷媒中の潤滑油が分離され、分離された潤滑油が油戻し管２５を介して空気調和機用圧縮機３に戻されることとなるので、冷凍サイクル側に循環される潤滑油の油循環率（ＯＣＲ：ＯＣ％）［全質量流量（冷媒流量＋潤滑油流量）に対する潤滑油の質量流量の比］を低減し、システム効率を向上させることができるとともに、空気調和機用圧縮機３における潤滑油不足を防止することができる。
さらに、本実施形態に係るインジェクション管２１を具備した空気調和機１によれば、空気調和機用圧縮機３から逆流してきた冷媒によって生じる脈動が、インジェクション管２１に設けられた（取り付けられた）マフラ２３によって低減（吸収）されることとなるので、インジェクション量が非常に多い場合でも低振動および低騒音を実現することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、適宜必要に応じて変形実施、変更実施することができる。
例えば、第１実施形態のところで説明したマフラ１９は、インジェクション管１７の途中を拡径させたものであっても良い。
また、本発明に係るインジェクション管１７，２１は、図１に示す構成を有する空気調和機１のみに適用されるものではなく、例えば、図６に示す構成を有する空気調和機３１にも適用することができる。
図６において、図中の符号３２は減圧弁（第３膨張弁）、符号３３は熱交換器である。また、コンデンサ５の出口側に接続された配管は、熱交換器３３の上流側で二方に分岐されており、一方の配管は熱交換器３３を介して第２膨張弁１１に接続され、他方の配管は熱交換器３３を介してインジェクション管１７，２１に接続されている。熱交換器３３の上流側に位置する他方の配管には減圧弁３２が接続されており、減圧された冷媒が熱交換器３３内に導かれるようになっている。熱交換器３３内では、他方の配管内を通過する冷媒が、一方の配管内を通過する冷媒によって昇温（加熱）、ガス化され、ガス化した冷媒が、インジェクション管１７，２１を介して圧縮機３に導かれるようになっている。
１ 空気調和機
３ 空気調和機用圧縮機（圧縮機）
９ レシーバ
１７ インジェクション管
１９ マフラ
２１ インジェクション管
２３ マフラ
２５ 油戻り管
３１ 空気調和機
３３ 熱交換器

Claims (3)

  1. 減圧された冷媒を気液分離するレシーバにおいて気液分離された気体冷媒、または熱交換器によってガス化された気体冷媒を圧縮機に供給するインジェクション管であって、
    前記圧縮機の側に位置する端部に、当該インジェクション管の内径よりも大きな内径を有するマフラが設けられていることを特徴とするインジェクション管。
  2. 前記マフラは油分離機能を有しており、前記マフラで分離された潤滑油は、油戻り管を介して前記圧縮機の油溜まりに戻されることを特徴とする請求項１に記載のインジェクション管。
  3. 請求項１または２に記載のインジェクション管を備えてなることを特徴とする空気調和機。
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