JP2018077009A - 冷凍サイクルに用いられる配管 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍サイクルに用いられる配管において液状態とガス状態の混在した冷媒が流通した場合に生じる異音の発生を低減する。【解決手段】冷凍サイクル１０を構成する凝縮器１６と膨張弁１８とが第４配管２６を介して接続され、この第４配管２６の内部には、内部を流通する冷媒に含まれる気泡を低減させるための整流部材３２が設けられる。整流部材３２は、弾性を有した板材から形成され、第４配管２６の内周面へ当接する複数の外縁部３４と、該外縁部３４に対して径方向内側へと窪んだ複数の窪み部３６とを有し、前記外縁部３４と前記窪み部３６とが前記整流部材３２の周方向において交互となるように凹凸状に形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクルにおいて冷媒の流通する配管に関する。

従来から、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクルでは、その内部を冷媒が流通し、圧縮機や熱交換器等を互いに接続するための配管が知られている。例えば、特許文献１に開示された冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を冷媒の流通する冷媒流路で互いに接続することで構成され、前記圧縮機の下流側に凝縮器が接続され、該凝縮器の下流側に膨張弁を介して蒸発器が接続され、この蒸発器の下流側には圧縮機が接続されている。

特開２００４−１０１０８２号公報

上述した冷凍サイクルでは、圧縮機から供給されたガス状態にある冷媒が凝縮器において空気と熱交換され液状態となって蒸発器へと供給される。しかしながら、この凝縮器において冷媒を完全に液化できないことがあり、液化されず液状態とガス状態とが混合した冷媒が膨張弁へ導入された場合には、冷媒中に含まれる気泡に起因した異音が前記膨張弁で発生する場合がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、液状態とガス状態の混在した冷媒が流通した場合に生じる異音の発生を低減することが可能な冷凍サイクルに用いられる配管を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する膨張弁と、膨張弁で減圧された冷媒が供給され熱交換を行うことで通過する空気を冷却する蒸発器とを有した冷凍システムにおいて、
凝縮器と膨張弁とを接続する冷媒配管には、冷媒中に含まれる気泡を低減させる整流部材が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、冷凍システムを構成する凝縮器と膨張弁とが冷媒配管で接続され、その内部には冷媒中に含まれる気泡を低減させる整流部材が設けられる。

従って、凝縮器から膨張弁へと供給される冷媒において、液状態の冷媒にガス状の冷媒が気泡として混在している場合でも、冷媒配管を流通する際に整流部材に接触したり流速の低下に伴って好適に除去又は低減される。その結果、気泡を含んだ冷媒が膨張弁へ供給された際に生じる異音の発生が低減される。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、冷凍システムを構成する凝縮器と膨張弁とを接続する冷媒配管に、冷媒中に含まれる気泡を低減させる整流部材を設けることで、冷媒配管を流れる液状態の冷媒にガス状の冷媒が気泡として混在している場合でも、気泡が整流部材と接触したり流速の低下に伴って好適に除去又は低減される。その結果、気泡を含んだ冷媒の膨張弁への供給が抑制され、気泡が膨張弁へと進入した際に生じる異音の発生を低減することが可能となる。

図１Ａは、本発明の実施の形態に係る配管が適用された冷凍サイクルの概略構成図であり、図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。

本発明に係る冷凍サイクルに用いられる配管について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る配管が適用された冷凍サイクルを示す。

この冷凍サイクル１０は、図１Ａに示されるように、熱交換器である蒸発器１２と、該蒸発器１２へ供給される冷媒を圧縮する圧縮機１４と、該圧縮機１４で圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器１６と、該凝縮された冷媒を減圧する膨張弁１８とを有し、第１〜第４配管２０、２２、２４、２６を通じて互いに接続され冷媒が循環している。

この蒸発器１２は、例えば、冷媒の流通する複数のチューブを内部に有したエバポレータであり、該チューブの端部に接続されたタンク（図示せず）には、前記冷媒の供給される導入口２８と、該冷媒の導出される導出口３０が設けられる。そして、この導入口２８には第１配管２０が接続され、一方、導出口３０には第２配管２２が接続され圧縮機１４の上流側と接続されている。

この圧縮機１４は、蒸発器１２の下流側に設けられ、その下流側に接続された第３配管２４を介して凝縮器１６と接続される。凝縮器１６は、圧縮機１４と膨張弁１８との間に設けられ、その下流側に接続された第４配管（冷媒配管）２６の端部が前記膨張弁１８の上流側と接続される。

膨張弁１８は、その下流側に対して第１配管２０が接続されることで蒸発器１２の導入口２８と接続される。なお、膨張弁１８は、第１配管２０を介さずに前記蒸発器１２に直接接続される場合もある。

すなわち、上述した冷凍サイクル１０では、図１Ａに示されるように第１〜第４配管２０、２２、２４、２６を介して反時計回りに冷媒が循環している。

この第４配管２６の内部には整流部材３２が設けられ、前記整流部材３２は、図１Ｂに示されるように、例えば、弾発力を有したバネ鋼等の板材から形成され、軸方向に沿って所定幅寸法を有すると共に、径方向外側に向かって弾発力を有している。

この整流部材３２は、外周側において断面円弧状に膨出する複数の外縁部３４と、該外縁部３４に対して径方向内側へと窪んだ複数の窪み部３６とからなり、前記外縁部３４と前記窪み部３６とが周方向に沿って交互となるように設けられる。すなわち、整流部材３２は、その周方向に沿って凸凹状に形成される。

外縁部３４は、第４配管２６の内周径と同等若しくは若干だけ大きな半径で形成され、例えば、整流部材３２を径方向内側へと縮径させた状態で、前記第４配管２６の内部に収納されることで、前記外縁部３４がその弾発力によって前記第４配管２６の内周面に密着して保持される。

窪み部３６は、隣接する一方の外縁部３４と他方の外縁部３４とを繋ぐように形成され、例えば、径方向内側に向かって断面略半円状に窪んで形成される。この窪み部３６は、第４配管２６の内部に整流部材３２が収納された際、該第４配管２６の内周面から径方向内側へと所定間隔離間するように配置される。

そして、冷凍サイクル１０に冷媒を循環させる際、圧縮機１４で圧縮された高温高圧のガス状態にある冷媒が、第３配管２４を通じて凝縮器１６へと供給され、該凝縮器１６によって凝縮されることで液状態となった後、前記凝縮器１６から第４配管２６を通じて膨張弁１８へと供給される。

この際、冷媒は、凝縮器１６の下流側において完全に液状態とならずに、ガス状の冷媒が混在している場合がある。このようなガス状態の冷媒が液状態の冷媒に高圧で混ざることで気泡が発生するが、第４配管２６に設けられた整流部材３２を通過することで、その外縁部３４及び窪み部３６との接触によって前記気泡が粉砕されたり泡を小さくすることができる。また、冷媒が整流部材３２を通過することで、その流速が低下すると共に流れが乱れることで、気泡が粉砕されたり消滅することとなる。

そのため、気泡を含んだ液状態の冷媒が膨張弁１８側へと供給された場合でも、
整流部材３２によって前記気泡が粉砕されて消滅したり細かくされるため、前記膨張弁１８へ進入した気泡に起因した異音の発生が低減される。

そして、この膨張弁１８において減圧された冷媒が、第１配管２０を通じて導入口２８から蒸発器１２の内部へと導入される。

そして、蒸発器１２において複数のチューブに冷媒が循環することで、該蒸発器１２を通過する空気との熱交換がなされ、該空気が冷却されて下流側へと供給されると共に、前記冷媒が徐々に加熱されて気化していく。

この気化したガス状の冷媒は、蒸発器１２の導出口３０から第２配管２２を通じて再び圧縮機１４へと供給され圧縮されて液状態となって蒸発器１２へと再び循環される。

以上のように、本実施の形態では、膨張弁１８の上流側となり高圧の冷媒が流通する第４配管２６の内部に、径方向に凹凸状となる外縁部３４及び窪み部３６を有した整流部材３２を設けることで、前記第４配管２６を流れる冷媒に含まれる気泡を粉砕したりその泡を小さくすることが可能となる。その結果、ガス状の冷媒が混合され気泡の発生した液状態の冷媒が膨張弁１８側へと供給される場合でも、整流部材３２によって膨張弁１８への気泡の進入を低減することで、該気泡に起因した異音の発生が好適に低減される。

また、整流部材３２は、径方向外側への弾発力を有した板材から形成されているため、第４配管２６の内部に収納した際、その内周面に対して弾発力が付勢されるため、特に固定手段を設けることなく前記第４配管２６の内部に整流部材３２を確実に固定することが可能となり、冷媒の流れによっても移動してしまうことがなく好適である。なお、整流部材３２は、弾発力を有した板材から形成される場合に限定されるものではなく、一般的な板材から形成するようにしてもよい。

さらに、外縁部３４及び窪み部３６からなる整流部材３２は、上述した形状に限定されるものではなく、第４配管２６を流れる冷媒の流量や発生する気泡の量等に応じて前記外縁部３４及び窪み部３６の数量や形状を適宜変更して用いればよい。

さらにまた、整流部材３２は、第４配管２６に設けられる場合に限定されるものではなく、例えば、膨張弁１８における前記第４配管２６の接続部位に設けるようにしてもよい。

なお、本発明に係る冷凍サイクルに用いられる配管は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…冷凍サイクル １６…凝縮器
１８…膨張弁 ２０…第１配管
２２…第２配管 ２４…第３配管
２６…第４配管 ３２…整流部材
３４…外縁部 ３６…窪み部

Claims (1)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された前記冷媒を凝縮する凝縮器と、該凝縮器で凝縮された前記冷媒を減圧する膨張弁と、前記膨張弁で減圧された前記冷媒が供給され熱交換を行うことで通過する空気を冷却する蒸発器とを有した冷凍システムにおいて、
   前記凝縮器と前記膨張弁とを接続する冷媒配管には、前記冷媒中に含まれる気泡を低減させる整流部材が設けられることを特徴とする冷凍サイクルに用いられる配管。

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