JP2012233664A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の気液分離性を低下させることなく小型化できるアキュムレータを提供する。
【解決手段】冷媒を溜めることができる貯液室２と、貯液室２に冷媒を供給する冷媒入口４ａと、貯液室２の上部に開口し、貯液室２の冷媒を排出する冷媒出口５ａと、貯液室２の冷媒入口４ａより下方に配置され、冷媒入口より供給された冷媒が外面側を流れて所定の冷媒流れを形成する整流部材１０と、整流部材１０の内部スペース１１ｃに収容された乾燥剤３０とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍サイクルのエバポレータとコンプレッサの間に配置されるアキュムレータに関する。

蒸気圧縮式（ヒートポンプ式）の冷凍サイクル内には、エバポレータとコンプレッサの間の冷媒流路にアキュムレータが配置される。アキュムレータは、コンプレッサの液圧縮を防止するために基本的にガス冷媒をコンプレッサに供給する機能と、冷凍サイクルを冷媒と共に循環するオイルをコンプレッサに戻す機能を有する。このような機能を有するアキュムレータの一従来例が図４に示されている（特許文献１参照）。

図４において、アキュムレータ５０は、貯液室５１を有するケース５２と、貯液室５１に冷媒を供給する冷媒入口５３と、貯液室５１の中央に配置された二重導出配管５４と、貯液室５１の上部に配置された整流部材６０と、貯液室５１の下方位置に間隔を置いて配置された２枚の抵抗板６１，６２と、２枚の抵抗板６１，６２の間のスペースに収容された乾燥剤（図示せず）とを備えている。各抵抗板６１，６２には、冷媒連通孔（図示せず）が形成されている。これにより、冷媒は、２枚の抵抗板６１，６２の各上下スペース間を自由に流出入できる。

二重導出配管５４は、内側配管５５と外側配管５６と配管ホルダ５７を有する。内側配管５５と外側配管５６で囲まれた上端開口が冷媒出口５８として形成されている。冷媒出口５８は、整流部材６０の内部スペースに突出している。配管ホルダ５７は、貯液室５１の最下端位置に配置されている。この配管ホルダ５７には、オイル戻し孔５９が形成されている。オイル戻し孔５９は、貯液室５１にフィルタ６５等を介して連通している。

上記構成において、冷媒入口５３より供給された冷媒は、整流部材６０に沿って流下する。整流部材６０に沿って流下した冷媒の内で比重が軽いガス冷媒は、貯液室５１の上方に位置するが、比重が重い液冷媒は貯液室５１の下方に流下して溜まる。冷媒出口５８は、貯液室５１の上方に位置するため、ガス冷媒を吸い込み、ガス冷媒がコンプレッサ（図示せず）に送られる。又、貯液室５１内の下方に溜まる液冷媒は、整流部材６０からの落下等によって攪拌され、この攪拌によって液冷媒とオイルが混合される。オイル混入された液冷媒がオイル戻し穴５９よりコンプレッサ（図示せず）に戻される。

また、貯液室５１に供給された冷媒は、２枚の抵抗板６１，６２間の乾燥剤（図示せず）によって水分が吸収される。

特開２００８−３２２６９号公報

しかしながら、前記従来のアキュムレータ５０では、整流部材６０の下方位置に乾燥剤（図示せず）が収容されている。整流部材６０の下方位置は、冷媒が気液分離するためのスペースであり、そのスペースに乾燥剤があると乾燥剤の収容スペース分だけ貯液室５１が大型化する。

また、冷媒出口５８と抵抗板６１は、ある程度の距離を確保して配置しないと気液分離性が悪くなる。冷媒出口５８と抵抗板６１間を距離を開けて設置した上、更に抵抗板６１の下方に乾燥剤の収容スペースを設置すると、更なる貯液室５１の大型化を招来する。貯液室５１の大型化は、アキュムレータ５０の大型化に直結する。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、冷媒の気液分離性を低下させることなく小型化できるアキュムレータを提供することを目的とする。

本発明は、冷媒を溜めることができる貯液室と、前記貯液室に冷媒を供給する冷媒入口と、前記貯液室の上部に開口し、前記貯液室の冷媒を排出する冷媒出口と、前記貯液室の前記冷媒入口より下方に配置され、前記冷媒入口より供給された冷媒が外面側を流れて所定の冷媒流れを形成する整流部材と、前記整流部材の内部スペースに収容された乾燥剤とを備えたことを特徴とする。

前記整流部材は、前記冷媒入口から供給される冷媒を旋回方向に流す旋回溝を有することが好ましい。

前記貯液室の側周面は、円周面であることが好ましい。

前記貯液室には、攪拌促進部を設けることが好ましい。

本発明によれば、整流部材の内部スペースは冷媒の気液分離に寄与しないデッドスペースであり、このスペースに乾燥剤を収容するため、冷媒の気液分離性を低下させることなく小型化が図れる。

本発明の第１実施形態を示し、アキュムレータの斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、アキュムレータの断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、旋回用偏向手段の平面図である。 従来例のアキュムレータの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３は、本発明の一実施形態を示す。図１及び図２において、アキュムレータ１は、貯液室２を有するケース３と、貯液室２に冷媒を供給する冷媒供給用配管４と、貯液室２の冷媒を排出する冷媒排出用配管５と、冷媒供給用配管４から供給された冷媒に所定の流れである旋回流を発生させる整流部材１０と、ケース３の下面を閉塞する閉塞部材２０と、閉塞部材２０に一体に設けられ、整流部材１０で発生された旋回流の冷媒を上下方向に攪拌する攪拌促進部である干渉突壁２１と、冷媒から水分を吸収する乾燥剤３０とを備えている。

ケース３は、上面が閉塞された円筒形状である。貯液室２の内周面は、円周面２ａである。

冷媒供給用配管４は、ケース３の上面より貯液室２に開口している。冷媒供給用配管４の先端開口が冷媒入口４ａである。冷媒入口４ａは、貯液室２の上面の中央に開口している。冷媒供給用配管４の他端側は、エバポレータ（図示せず）の冷媒出口に接続されている。

冷媒排出用配管５は、閉塞部材２０の中央を貫通し、下面より貯液室２に挿入されている。挿入された冷媒排出用配管５は、貯液室２の中央位置に垂直状態で配置されている。冷媒排出用配管５の先端開口が冷媒出口５ａである。冷媒出口５ａは、貯液室２の上方位置で、且つ、整流部材１０の内部スペースに少し入り込んだ位置に開口している。冷媒排出用配管５には、オイル戻し穴６が設けられている。オイル戻し穴６は、貯液室２の下方位置で、且つ、干渉突壁２１の上面高さ近くに開口している。冷媒排出用配管５の他端側は、コンプレッサ（図示せず）の冷媒入口に接続されている。

整流部材１０は、図１〜図３に示すように、ケース３の上面壁にネジ止めされている。整流部材１０は、上面壁部１１と円筒側壁部１２とから構成されている。上面壁部１１には、中心位置に冷媒受け溝１１ａが設けられている。冷媒受け溝１１ａは、冷媒入口４ａに対向している。上面壁部１１には、冷媒受け溝１１ａに連通し、大略半径方向に向かって螺旋状に延びる３本の旋回溝１１ｂが等間隔に設けられている。円筒側壁部１２の外径は、ケース３の内面、つまり、貯液室２の円周面２ａより少しだけ小さい寸法に設定されている。これにより、円筒側壁部１２とケース３の内面との間には、冷媒が流下できる隙間ｄが全周に亘って形成されている。

閉塞部材２０は、ほぼ円板状の部材である。閉塞部材２０は、ケース３の下面側に圧入されている。

干渉突壁２１は、閉塞部材２０の上面に突設されている。つまり、干渉突壁２１は、貯液室２に配置されている。干渉突壁２１は、貯液室２の半径方向に沿って延びる断面台形状の突壁である。

乾燥剤３０は、整流部材１０の内部スペース１１ｃに収容されている。乾燥剤３０の直ぐ下方位置に冷媒出口５ａが開口している。

上記構成において、エバポレータ（図示せず）を通過した冷媒は、冷媒供給用配管４を通って冷媒入口４ａより貯液室２に供給される。冷媒入口４ａより供給された冷媒は、整流部材１０の外面側を流れる。具体的には、冷媒受け溝１１ａに落下し、自らの流れ力と自重によって３本の旋回溝１１ｂに沿って流れる。各旋回溝１１ｂを流れる冷媒は、旋回方向に流れて貯液室２へと落下する。従って、各旋回溝１１ｂから落下する冷媒は、旋回方向の流れ力と冷媒の自重の合力によって、貯液室２の円周面２ａに沿った旋回流となって貯液室２を流下し、貯液室２の下部では冷媒の旋回流が発生する。

冷媒の旋回流は、干渉突壁２１の一方側の傾斜面２１ａに突き当たる。すると、冷媒流は、傾斜面２１ａに沿って上昇して干渉突壁２１の上面を通り、干渉突壁２１の上面通過後に、干渉突壁２１の他方側の傾斜面２１ａに沿って降下する。このような冷媒の上下方向の変動流によって、冷媒は上下方向に強制的に攪拌される。このような攪拌によって、オイルが分離して貯液室２の下方に溜まったり、冷媒の上方に浮いたりしてオイル戻し穴６からの戻し量が大きく変化することがなく、オイルが混入された液冷媒がオイル戻し穴６より戻される。冷媒出口５ａからは、ガス冷媒がコンプレッサ（図示せず）に戻される。

また、貯液室２に供給された冷媒は、乾燥剤３０によって余分な水分が吸収される。

以上説明したように、整流部材１０の内部スペース１１ｃに乾燥剤３０が収容されている。整流部材１０の内部スペース１１ｃは、冷媒の気液分離に寄与しないデッドスペースであり、このスペースに乾燥剤３０を収容するため、冷媒の気液分離性を低下させることなくアキュムレータ１の小型化が図れる。

一般に乾燥剤３０としては、多孔質の粒状物質を使うことが多い。このような粒状物質からなる乾燥剤を、従来例（図４参照）のように、貯液室５１の冷媒が流れる領域に乾燥剤の収容スペース（２枚の抵抗板６１，６２の間）に配置したり、不織布などの袋に入れて貯液室内に配置したりすると、乾燥剤が貯液室２での旋回流の邪魔になる。しかし、整流部材１０の内部スペースに収容された乾燥剤３０は、貯液室２での旋回流の邪魔にならないため、貯液室２では冷媒の効果的な旋回が行われ、オイルが攪拌される。そして、このような冷媒の旋回が維持された状態で貯液室２の下方まで冷媒が流下し、貯液室２の干渉突壁２１により更に攪拌が効率的に行われるため、オイルが十分に攪拌される。

整流部材１０は、冷媒入口４ａから供給される冷媒を旋回方向に流す旋回溝１１ｂを有する。従って、簡単な構造で旋回流を形成できる。旋回流によって液冷媒とオイルが十分に混ざり、適正なオイル量をコンプレッサに戻すことができる。

貯液室２の側周面は、円周面２ａである。従って、整流部材１０との共働によってスムーズに旋回流を形成できる。

（その他）
前記実施形態では、攪拌促進部は、閉塞部材２０の上面に突設された干渉突壁２１にて形成されているが、これに限定されるものではなく、冷媒を上下方向に攪拌できる手段であれば良い。攪拌促進部は、例えば、貯液室２の円周面２ａに設けても良い。攪拌促進部は、閉塞部材２０、ケース３等に一体に設けても良く、別体に設けても良い。

１ アキュムレータ
２ 貯液室
２ａ 円周面
４ａ 冷媒入口
５ａ 冷媒出口
１０ 整流部材
１０ｂ 旋回溝
１１ｃ 内部スペース
２１ 干渉突壁（攪拌促進部）
３０ 乾燥剤

Claims (4)

1. 冷媒を溜めることができる貯液室（２）と、前記貯液室（２）に冷媒を供給する冷媒入口（４ａ）と、前記貯液室（２）の上部に開口し、前記貯液室（２）の冷媒を排出する冷媒出口（５ａ）と、前記貯液室（２）の前記冷媒入口（４ａ）より下方に配置され、前記冷媒入口（４ａ）より供給された冷媒が外面側を流れて所定の冷媒流れを形成する整流部材（１０）と、前記整流部材（１０）の内部スペース（１１ｃ）に収容された乾燥剤（３０）とを備えたことを特徴とするアキュムレータ（１）。
2. 請求項１記載のアキュムレータ（１）であって、
   前記整流部材（１０）は、前記冷媒入口（４ａ）から供給される冷媒を旋回方向に流す旋回溝（１１ｂ）を有することを特徴とするアキュムレータ（１）。
3. 請求項２記載のアキュムレータ（１）であって、
   前記貯液室（２）の側周面は、円周面（２ａ）であることを特徴とするアキュムレータ（１）。
4. 請求項２又は請求項３に記載のアキュムレータ（１）であって、
   前記貯液室（２）には、攪拌促進部（２１）を設けたことを特徴とするアキュムレータ（１）。

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