JP2019502086A - 気液分離器及びそれを備える衣類処理装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、内部に収容空間を備えるケーシングと、前記ケーシングに形成され、前記収容空間に冷媒混合流体を吸入する吸入口と、前記吸入口側に形成され、前記冷媒混合流体から分離される気相冷媒を吐出する吐出口とを含む、気液分離器を開示する。【選択図】図４

Description

本発明は、気相冷媒と液相冷媒を分離する気液分離器及びそれを備える衣類処理装置に関する。

一般に、ヒートポンプシステムは、冷媒を蒸発器、圧縮機、凝縮器及び膨張弁に循環させることにより蒸発器で熱源を吸収させて凝縮器で熱源を放出させる。このとき、冷媒は、熱源を吸収して液相から気相に相変化し、熱源を放出して気相から液相に相変化する。気相冷媒は、圧縮機により圧縮された後、凝縮器、膨張弁、蒸発器及び圧縮機を１サイクルとして繰り返し循環する。

もし、液相冷媒が気相冷媒と共に圧縮機に流入すると、圧縮機の動作中に液相冷媒の圧縮が発生し、これは圧縮機の損傷の危険をもたらす。

よって、このような危険を未然に予防するために、圧縮機の吸入口側に気液分離器（アキュムレータともいう）が連結され、液相冷媒と気相冷媒を分離する。

図６は従来の気液分離器を示す斜視図である。

図６に示す気液分離器１は、ケーシング２の上部に冷媒流入管２ａを備えて蒸発器から排出される冷媒をケーシング２の内部に流入させ、ケーシング２の下部に冷媒吐出管２ｂを備えて冷媒の比重差により分離された気相冷媒を圧縮機に吐出させ、気相冷媒から分離された液相冷媒をケーシングに貯蔵する。

しかし、従来の気液分離器１は、縦型圧縮機の吸入口側に連結されるように製造されているため、圧縮機設置空間の高さが低い場合に有利な横型圧縮機には適用することができない。図６に示す気液分離器１が横型圧縮機の吸入口側に連結された場合は、気液分離器１が横型圧縮機の上部から突出するので、本来の横型圧縮機の使用意図とは異なり、圧縮機及び気液分離器１の全体の高さが増加するという問題がある。

上記問題を解決するために、特許文献１（１９８８年１０月１１日）は、横型圧縮機と平行に横方向に配置される横型アキュムレータを開示する。

一方、ヒートポンプシステムが洗濯機などの衣類処理装置に適用される場合、衣類などを収容するドラム及びタブが衣類処理装置の内部空間の大部分を占めるので、衣類処理装置の内部空間においてドラム及びタブを除く他の空間に蒸発器、凝縮器、圧縮機、膨張弁、気液分離器などをまとめて取り付けるには配置空間が狭い。

しかし、特許文献１の横型アキュムレータは、図７に示すように吸入口３７と吐出口３９とが反対の側面に配置された場合は何ら問題がないが、特許文献１の横型アキュムレータを狭い空間に配置する場合に他の構成要素との干渉を避けるために吸入口３７と吐出口３９とを同一側面又は同一方向に形成することができず、吸入口３７と吐出口３７とを同一側面に形成したとしても次のような問題が生じる。

例えば、特許文献１の横型アキュムレータ構造において、吸入口３７と吐出口３７とが左側面に共に配置された場合は、第１連通孔５１（first communication opening）から流入した液相冷媒、気相冷媒及びオイルの混合物が液相冷媒貯蔵空間の上方空間を通過することにより液相冷媒とオイルが分離され、その後気相冷媒が吐出口に向けてリターンされなければならないが、リターンのための孔が第２隔壁４７（second partition plate）に形成されていないので吐出口に戻ってくることができない。

もし、気相冷媒のリターンのための孔が第２隔壁４７に形成されているとしても、リターンされる気相冷媒が吸入される液相冷媒などを含む混合物と接触するので、気液分離器の本来の機能である気相冷媒と液相冷媒の分離ができないという問題が生じる。

米国特許第４７７６１８３号明細書

そこで、本発明の第１の目的は、設置空間が狭くてもキャビネットの内部にコンパクトに配置することができ、周辺構成品との干渉を回避することができる、気液分離器及びそれを備える衣類処理装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、ケーシングの同一面に吸入口及び吐出口を形成しても気相冷媒と液相冷媒を分離することができる、気液分離器及びそれを備える衣類処理装置を提供することにある。

このような本発明の第１の目的は、本発明による気液分離器を外周面と平行をなす中心線がキャビネットの前面及び後面を通るように横型に配置することにより達成することができる。また、本発明の第２の目的は、気液分離器のケーシングの同一側に吸入口及び吐出口を形成することにより達成することができる。

本発明の第１の態様による気液分離器は、内部に収容空間を備えるケーシングと、前記ケーシングに形成され、前記収容空間に冷媒混合流体を吸入する吸入口と、前記吸入口側に形成され、前記冷媒混合流体から分離される気相冷媒を吐出する吐出口とを含んでもよい。

本発明の第１の態様に関する例によれば、前記吐出口は、前記吸入口と同一面に離隔して形成され、前記吸入口は、前記同一面の上部に配置され、前記吐出口は、前記同一面の下部に配置されてもよい。

本発明の第１の態様に関する例によれば、前記気液分離器は、前記吸入口を貫通して前記収容空間に延びる吸入管を含んでもよい。

本発明の第１の態様に関する例によれば、前記気液分離器は、前記ケーシングの外周面と交差する方向に前記ケーシングの底面から突設され、前記吸入口及び前記吐出口に対向して前記吸入口及び前記吐出口を形成する面から離隔して配置される第１隔壁を含んでもよい。

本発明の第１の態様に関する例によれば、前記ケーシングの収容空間は、前記第１隔壁により、前記気相冷媒を吐出する吐出流路と、前記冷媒混合流体から分離される液相冷媒及びオイルの貯蔵空間を提供する液体貯蔵部とに区画されてもよい。

本発明の第１の態様に関する例によれば、前記第１隔壁の上部には、前記吐出流路と前記液体貯蔵部とを連通可能に連結する連通孔が形成されてもよい。

本発明の第１の態様に関する例によれば、前記第１隔壁にオイルリターン孔が形成され、前記オイルリターン孔から吐出されるオイルは圧縮機に回収され、前記オイルリターン孔から吐出される液相冷媒は蒸発して前記圧縮機に回収されてもよい。

本発明の第１の態様に関する例によれば、前記ケーシングの外周面と交差する方向に前記ケーシングの内部に形成され、前記吸入口及び前記吐出口に対して反対となる前記ケーシングの側面に対向して離隔配置される第２隔壁を含んでもよい。

本発明の第１の態様に関する例によれば、前記第２隔壁は、前記吐出口に向けてリターンされる冷媒混合流体のリターン流路を形成するリターン孔を備えてもよい。

本発明の第１の態様に関する例によれば、前記第２隔壁は、前記リターンされる冷媒混合流体に含有される異物を濾過するフィルタ部を備えてもよい。

本発明の第１の態様に関する例によれば、前記フィルタ部は、一側が前記第２隔壁において前記リターン孔を囲み、他側が前記吐出口に向かって突出するように形成されてもよい。

本発明の第２の態様による気液分離器は、同一側に吸入口及び吐出口を備え、内部に収容空間を備えるケーシングと、前記吸入口から吸入される冷媒混合流体とは反対方向に前記吐出口に向けて前記冷媒混合流体をリターンさせるように、前記ケーシングの内部に形成されるリターン流路と、前記吸入口から前記リターン流路に延びる吸入管とを含んでもよい。

本発明の第２の態様に関する例によれば、前記リターン流路は、前記冷媒混合流体の吸入方向において前記ケーシングの反対側に形成されてもよい。

本発明の第２の態様に関する例によれば、前記リターン流路は、前記ケーシングの反対側に対向して前記ケーシングの外周面と交差する方向に延びる第２隔壁により形成されてもよい。

本発明の第２の態様に関する例によれば、前記第２隔壁は、前記吐出口方向にリターンさせるリターン孔を有し、前記リターン孔は、前記第２隔壁の長さの１／３〜３／４の範囲の比率で形成されてもよい。

本発明の第２の態様に関する例によれば、前記第２隔壁は、前記リターン孔からリターンされる冷媒混合流体を通過させて異物を濾過するフィルタ部を含んでもよい。

本発明の第３の態様による気液分離器は、同一側に吸入口及び吐出口を備え、内部に収容空間を備えるケーシングを含み、前記ケーシングは、外周面と平行をなす中心線が水平面に対して前記吐出口側の下方に傾斜するように傾いて配置されてもよい。

本発明の第３の態様に関する例によれば、前記ケーシングは、前記吸入口から吸入される冷媒混合流体から分離される液相冷媒及びオイルの貯蔵空間と気相冷媒の吐出流路とを区画する第１隔壁を含んでもよい。

本発明の第３の態様に関する例によれば、前記第１隔壁は、複数のオイルリターン孔を備えてもよい。

本発明の第４の態様による気液分離器は、外周面と平行をなす中心線が通る方向において一側に吸入口及び吐出口を備え、内部に収容空間を備えるケーシングと、前記吸入口から吸入される冷媒混合流体の方向と反対方向に前記冷媒混合流体をリターンさせるように、前記中心線が通る方向において前記ケーシングの反対側にリターン流路を形成する第２隔壁とを含んでもよい。

本発明の第５の態様による気液分離器は、外周面と平行をなす中心線が通る方向において一側に吸入口及び吐出口を備え、内部に収容空間を備えるケーシングと、前記吸入口から吸入される冷媒混合流体の方向と反対方向に前記冷媒混合流体をリターンさせるように、前記中心線が通る方向において前記ケーシングの反対側に形成されるリターン流路と、前記リターンされる冷媒混合流体が前記吐出口に向けて吐出されるように、前記中心線が通る方向において前記ケーシングの一側に形成される吐出流路とを含む。

本発明の第５の態様に関する例によれば、前記リターン流路と前記吐出流路とは、前記吸入口及び前記吐出口に対向して前記ケーシングの外周面と交差する方向に形成される第１隔壁により区画されてもよい。

本発明の第６の態様による衣類処理装置は、キャビネットと、前記キャビネットの内部に回転可能に備えられ、洗濯物又は乾燥対象物を投入するドラムと、冷媒を蒸発器、気液分離器、圧縮機、凝縮器及び膨張弁に循環させ、前記ドラムから排出される空気を前記蒸発器及び前記凝縮器を経由して前記ドラムに循環させるヒートポンプモジュールとを含み、前記気液分離器は、前記キャビネットの前方から見たときに同一側において前記蒸発器の側面に対向する方向に吸入口及び吐出口を備え、内部に収容空間を形成するケーシングを含む。

本発明の第６の態様に関する例によれば、前記ケーシングは、前記吸入口から前記収容空間に延びるが、前記吸入口から吸入される冷媒混合流体の吸入方向と反対方向にリターンされる冷媒混合流体のリターン流路まで延びるように形成される吸入管を含んでもよい。

本発明の第６の態様に関する例によれば、前記ケーシングは、前記吸入口及び前記吐出口を形成する前面の方が後面より低い位置に配置されるように傾いて形成されてもよい。

上記のように構成される本発明の気液分離器によれば、次のような効果が得られる。第１に、横型気液分離器を配置するので、横型圧縮機の入口側に連結しても圧縮機及び気液分離器の全体の高さが増加しない。

第２に、気液分離器のケーシングの一面に吸入口と吐出口が共に配置されても冷媒の気液分離が可能であるので、周辺構成要素との干渉を回避することができる。

第３に、本発明の気液分離器を衣類処理装置に適用すると、キャビネットの内部空間を最大限活用してコンパクトに最適化することができる。

第４に、気液分離器のケーシングの一面からケーシングの内部空間に吸入管が延び、ケーシングの内部に吸入される冷媒吸入流路とケーシングの外部に吐出される冷媒吐出流路が独立して構成されるので、吸入される液相／気相冷媒混合物が吐出される気相冷媒と混合されずに吸入され、液相冷媒が分離された気相冷媒のみ連通孔から吐出されることになる。

第５に、液相冷媒が貯蔵される空間にオイルリターン孔を備えるので、オイルが圧縮機にリターンされることになる。

本発明による衣類処理装置の一実現例を示す斜視図である。 本発明によるヒートポンプモジュールがタブの上部に配置された状態を示す斜視図である。 図１ｂのＰＣＢケースの固定構造を示す背面斜視図である。 図１ｂの圧縮機を右側から見た側面図である。 図２ａの圧縮機の断面図である。 図１ｂの気液分離器を示す斜視図である。 図３ａの気液分離器を前方から見た正面図である。 図３ｂのＡ−Ａ線断面図である。 図４のＢ−Ｂ線断面図である。 従来の気液分離器を示す斜視図である。 特許文献１に開示される横型アキュムレータを示す断面図である。

以下、本発明による気液分離器及びそれを備える衣類処理装置について図面を参照してより詳細に説明する。本明細書においては、異なる実施形態であっても、同一・類似の構成には同一・類似の符号を付し、その説明は省略する。本明細書において用いられる単数の表現は、文脈上明らかに他の意味を表すものでない限り、複数の表現を含む。

図１ａは本発明による衣類処理装置の一実現例を示す斜視図である。

キャビネット１０は、衣類処理装置の外部骨格及び外形を形成する。キャビネット１０は、六面体状に形成されてもよい。キャビネット１０は、六面体の上面を形成するトップカバー１０ａ、六面体の両側面を形成するサイドカバー１０ｂ、六面体の下面を形成するベースカバー１０ｃ、六面体の前面を形成するフロントカバー１０ｄ、及び六面体の後面を形成するバックカバー１０ｅから構成されてもよい。

ここで、フロントカバー１０ｄには、衣類などの洗濯物を投入するための投入口が形成され、投入口を開閉するドア１１が備えられる。ドア１１は、投入口の左側面でドア１１ヒンジによりフロントカバー１０ｄに結合され、ドア１１の右側面が前後方向に回動可能である。ドア１１は、ドア１１の右側端部を押圧して閉じるとロック状態となり、閉状態で１回押圧すると開放されるように、ドア１１の右側面と投入口の右側面にボタン式ドア自動解除装置が備えられてもよい。

フロントカバー１０ｄの右上端には電源ボタン１２が備えられ、衣類処理装置の電源をオン／オフにすることができる。

ドア１１の上端部には、ディスプレイ部１３及びタッチ式操作パネルが形成され、ユーザは、洗濯、脱水又は乾燥行程を行う上で、ディスプレイ部１３により衣類処理装置の動作状態などを見ることができ、タッチ式操作パネルにより様々な機能を選択及び選択解除することができる。

タブ１７の下部とベースカバー１０ｃ間には、洗剤供給部が引き出し式に引き出し及び挿入できるように備えられてもよい。フロントカバー１０ｄの下部には、洗剤供給部の前面を覆うように、下部カバー１４が回転可能に備えられてもよい。

図１ｂは本発明によるヒートポンプモジュールがタブの上部に配置された状態を示す斜視図である。

キャビネット１０の内部には円筒状のタブ１７が備えられる。タブ１７の前面には、洗濯物及び乾燥対象物の投入及び取り出しのために、フロントカバー１０ｄの投入口に連通する投入口が形成される。タブ１７の内部には中空部が備えられ、洗濯水を貯蔵することができる。タブ１７の投入口からフロントカバー１０ｄの投入口に延びるようにガスケット１７ａが円周方向に形成され、タブ１７に貯蔵された洗濯水がタブ１７の外部に漏れることを防止し、ドラム１８の回転時にタブ１７に発生する振動がキャビネット１０に伝達されることを防止することができる。ガスケット１７ａは、ゴムなどの振動絶縁部材で構成されてもよい。タブ１７の上部後側には空気出口が形成され、タブ１７から空気を排出することができる。タブ１７のガスケット１７ａの上部には空気入口が形成され、タブ１７に空気を流入させることができる。

タブ１７の内部には円筒状のドラム１８が回転可能に備えられる。ドラム１８は、内部に洗濯物及び乾燥対象物を収容するための収容空間を備え、ドラム１８の前面にタブ１７の投入口に連通するように投入口が形成される。ドラム１８の外周面には複数の貫通孔が形成され、貫通孔を介してドラム１８とタブ１７間で洗濯水又は空気を出し入れすることができる。ドラム１８の内部には円周方向に間隔をおいてリフターが設けられ、ドラム１８の内部に投入された洗濯物をタンブリングさせることができる。例えば、洗濯時にタブ１７に供給される洗濯水は貫通孔からドラム１８の内部に流入し、ドラム１８が回転することによりドラム１８の内部に投入された洗濯物が洗濯水に浸って洗濯される。また、乾燥時にタブ１７の内部に供給される熱風は貫通孔からドラム１８の内部に流入し、ドラム１８が回転することによりドラム１８の内部に投入された洗濯物の水分が熱風により蒸発して洗濯物を乾燥させる。

ヒートポンプモジュール１００は、蒸発器１１１、圧縮機１１３、凝縮器１１２及び膨張弁を一体型ハウジング１２０により一体にモジュール化する。空気に動力を供給する循環ファン１３０及び気相冷媒と液相冷媒を分離する気液分離器１１５も、一体型ハウジング１２０により一体に取り付けられてもよい。

モジュール化されたヒートポンプモジュール１００は、タブ１７の上部とトップカバー１０ａ間に配置される。

一体型ハウジング１２０は、内部に蒸発器１１１及び凝縮器１１２を収容する熱交換ダクト部１２１と、圧縮機１１３を支持する圧縮機ベース部１２２とから構成されてもよい。

熱交換ダクト部１２１は、タブ１７の上部前側に配置されて熱交換器１１０を内部に収容して支持する役割を果たし、タブ１７に連結されて空気を循環させるための循環流路を形成する循環ダクトの役割を果たす。熱交換器１１０は、蒸発器１１１と凝縮器１１２とを含み、蒸発器１１１と凝縮器１１２とは、ドラムの回転中心線と交差する方向に離隔するように熱交換ダクト部１２１の内部に設けられてもよい。

圧縮機ベース部１２２は、圧縮機１１３がタブ１７の上部とキャビネット１０の側面エッジ部間の空間に配置されるように支持する役割を果たす。

一体型ハウジング１２０は、キャビネット１０の前面、例えば前方フレーム１５とキャビネット１０の後面であるバックカバー１０ｅの上部にそれぞれ前後方向に支持されてもよい。熱交換ダクト部１２１の前面は、前方フレーム１５の後面に接触し、ネジなどの締結部材により締結される。圧縮機ベース部１２２の後面は、バックカバー１０ｅの前面に接触し、ネジなどの締結部材により締結される。

一体型ハウジング１２０は、タブ１７の上部外周面と間隔をおいて配置されることにより、ドラム１８の回転時にドラム１８から発生する振動がタブ１７を介してヒートポンプモジュール１００に伝達されることを防止することができる。

また、一体型ハウジング１２０は、ヒートポンプサイクルを形成する蒸発器１１１、圧縮機１１３、凝縮器１１２、膨張弁などを一体化することにより、ヒートポンプシステムの配置空間をコンパクトに最適化することができる。

ヒートポンプモジュール１００は、ドラム１８から排出される空気を吸入して蒸発器１１１と熱交換させ、蒸発器１１１により前記空気の熱を吸収して空気中の水分を除去する（ヒートポンプモジュール１００の除湿機能）。また、ヒートポンプモジュール１００は、蒸発器１１１から排出される空気を凝縮器１１２と熱交換させ、凝縮器１１２により凝縮器１１２を通過する冷媒の熱をタブ１７の内部に再供給される空気に放出する（ヒートポンプモジュール１００の空気加熱機能）。

ヒートポンプモジュール１００は、ドラム１８から排出される空気を吸入する循環ファン１３０を含む。循環ファン１３０は、ファンダクト部１２４に収容されて支持され、ファンダクト部１２４により熱交換ダクト部１２１の右側面に一体に結合されてもよい。

気液分離器１１５は、気液分離器取付部１２３に取り付けられ、タブ１７の上部において熱交換ダクト部１２１の後側にコンパクトに配置されるようにしてもよい。気液分離器取付部１２３は、熱交換ダクト部１２１の後面と圧縮機ベース部１２２の左側面間に一体に形成される。気液分離器１１５は、蒸発器１１１と圧縮機１１３間に配置され、冷媒配管により蒸発器１１１及び圧縮機１１３にそれぞれ連結されてもよい。気液分離器１１５は円筒状からなる。本発明の気液分離器１１５は、横型気液分離器１１５であって、タブ１７の上部の狭い空間でもコンパクトに配置することができ、他の構成要素との干渉を回避するために吸入口１１５１ａ１及び吐出口１１５１ａ２が同一面に形成されるようにしてもよい。例えば、気液分離器１１５の吸入口１１５１ａ１及び吐出口１１５１ａ２が熱交換ダクト部１２１の蒸発器１１１側に対向して配置されてもよい。横型気液分離器１１５は、圧縮機１１３の高さより低い位置に横方向に配置される。

制御部は、ヒートポンプモジュール１００のみでなく、衣類処理装置の全般的な動作を制御する。制御部は、高さが横方向及び縦方向の長さに比べて低い、平べったい長方形の箱状に形成されるＰＣＢケース１９と、ＰＣＢケース１９の内部に内蔵されるＰＣＢと、ＰＣＢに取り付けられる電気／電子制御部品とから構成されてもよい。

図１ｃは図１ｂのＰＣＢケースの固定構造を示す背面斜視図である。

ＰＣＢケース１９は、タブ１７の上部とキャビネット１０の左側面エッジ部間の空間を用いて、ヒートポンプモジュール１００の左側面に対角線方向（フロントカバー１０ｄ側から見た場合）に配置されるようにしてもよい。

ＰＣＢケース１９の場合、タブ１７の上部中央と左側サイドカバー１０ｂ間の空間に比べてＰＣＢケース１９の横方向の長さが長いので、他の構成要素との干渉を回避してＰＣＢケース１９をヒートポンプモジュール１００と共にコンパクトに構成するために、フロントカバー１０ｄ側から見たときに、キャビネット１０の中央上部から左側面下方に配置されることが好ましい。つまり、ヒートポンプモジュール１００の左側面はキャビネット１０の中央上部とタブ１７の上部間に配置され、キャビネット１０の左側面エッジ部から下方の空間がキャビネット１０の中央上部とタブ１７の上部間の空間より広いので、ＰＣＢケース１９の右側面は、ヒートポンプモジュール１００の左側面に対向して配置され、ＰＣＢケース１９の左側面は、キャビネット１０の左側サイドカバー１０ｂを向くように対角線方向に配置される。

ＰＣＢケース１９をキャビネット１０の内部に安定して支持するために、ＰＣＢケース１９は、上面一側から突設される固定突起１９１を備えてもよい。固定突起１９１の上端部はフック状に形成されてもよい。また、キャビネット１０は、ＰＣＢケース１９の支持のために、フロントカバー１０ｄの上端部一側からバックカバー１０ｅの上端部一側に長く延びる固定部材１９２を備えてもよい。固定突起１９１の上端部が固定部材１９２の側面に係止されて支持されることにより、ＰＣＢケース１９がキャビネット１０の左側面エッジ部とヒートポンプモジュール１００との間に安定して支持されてコンパクトに配置される。

ＰＣＢケース１９は、ヒートポンプモジュール１００に電気的に接続され、衣類処理装置を完成品として組み立てる前にヒートポンプモジュール１００の性能検査をモジュール単位で行うことができる。このように、ＰＣＢケース１９は、ヒートポンプモジュール１００の性能検査などのためにヒートポンプモジュール１００に接続されるので、ＰＣＢケース１９はヒートポンプモジュール１００に近い位置に配置されることが好ましい。

よって、ＰＣＢケース１９は、ヒートポンプモジュール１００の側面に近い位置に対角線方向に配置されて接続されることにより、ヒートポンプモジュール１００と共にキャビネット１０の内部にコンパクトに設置されるようにしてもよい。

また、圧縮機１１３は、タブ１７の上方空間を効率的にコンパクトに活用するために次の構造で配置されてもよい。

図２ａは図１ｂの圧縮機を右側から見た側面図であり、図２ｂは図２ａの圧縮機の断面図である。

圧縮機１１３は、横型圧縮機１１３であってもよい。横型圧縮機１１３は、圧縮機ケーシング１１３ｃの内部に電動機構部１１３ａと圧縮機構部１１３ｂを共に備え、支持面に対して平行に配置される。圧縮機１１３は、キャビネット１０の前後方向に長く横設されてもよい。圧縮機１１３の外周面がキャビネット１０の上下左右方向を向き、圧縮機１１３の前面及び後面がそれぞれキャビネット１０の前面及び後面を向くように配置されてもよい。

また、横型圧縮機１１３は、支持面である圧縮機ベース部１２２の底面が水平面に対して傾斜して形成される。例えば、横型圧縮機１１３は、水平面に対して圧縮機ケーシング１１３ｃの後側部分が下向きに傾斜するように設置されることにより、圧縮機構部１１３ｂの摺動部にオイルが集まる。こうすることにより、オイルを吸入するためのオイル吸入孔１１５１ａ１が常にオイルに浸漬されるので、圧縮機構部１１３ｂの摺動部にオイルを円滑に供給することができる。圧縮機１１３の傾斜角度は、水平線に対して３゜〜２０゜であることが好ましい。

電動機構部１１３ａは、圧縮機１１３の内部に一体に備えられ、回転力を供給するようにしてもよい。電動機構部１１３ａは、圧縮機ケーシング１１３ｃに固定される固定子１１３ａ１と、固定子１１３ａ１の内部に配置される回転子１１３ａ２と、回転子１１３ａ２の内部に圧入される回転軸１１３ｄとを含んでもよい。回転軸１１３ｄは、圧縮機ケーシング１１３ｃの水平中心線に沿って配置されてもよい。回転軸１１３ｄは、メインベアリング１１３ｂ３及びサブベアリング１１３ｂ４により支持される。

圧縮機１１３は、ロータリ圧縮機１１３であってもよい。圧縮機１１３の内部には圧縮機構部１１３ｂが備えられてもよい。圧縮機構部１１３ｂは、シリンダ１１３ｂ１及びローリングピストン１１３ｂ２を含んでもよい。ローリングピストン１１３ｂ２は、回転軸１１３ｄの外周面に偏心して結合され、シリンダ１１３ｂ１の内周面に沿って旋回することにより冷媒を圧縮する。メインベアリング１１３ｂ３及びサブベアリング１１３ｂ４は、シリンダ１１３ｂ１と回転軸１１３ｄ間又はシリンダ１１３ｂ１とローリングピストン１１３ｂ２間の相対運動を許容する。

また、オイル供給部は、回転軸１１３ｄのオイル流路端部に連通するようにサブベアリング１１３ｂ４の外周面を囲んで内部にオイル収容空間を備えるオイルキャップ１１３ｂ５、オイルキャップ１１３ｂ５に連通してケーシング１１５１の底面に延びてケーシング１１５１の底面のオイルをオイルキャップ１１３ｂ５に吸入するオイル案内管１１３ｂ６、及びオイルキャップ１１３ｂ５の底面に連通してオイルをケーシング１１５１の底面に回収するオイル回収管１１３ｂ７を含む。

圧縮機１１３のオイル供給経路について説明すると次の通りである。電動機構部１１３ａの固定子１１３ａ１に電源が供給されると、回転子１１３ａ２が固定子１１３ａ１との相互作用により回転し、回転子１１３ａ２に結合された回転軸１１３ｄが回転して圧縮機構部１１３ｂのローリングピストン１１３ｂ２に回転力を伝達する。このとき、ローリングピストン１１３ｂ２がシリンダ１１３ｂ１の内部空間を偏心回転することにより、冷媒は、シリンダ１１３ｂ１の吸入室に吸入されて所定の圧力まで圧縮され続け、その後圧縮機ケーシング１１３ｃの高圧部に移動してケーシング１１５１の前面に形成された吐出口１１５１ａ２からヒートポンプサイクルに移動する。このとき、低圧部のオイルはオイル案内管１１３ｂ６を介してオイルキャップ１１３ｂ５に吸入され、そのオイルは回転軸１１３ｄのオイル流路に移動してオイル孔から圧縮機１１３の摺動部であるローリングピストン１１３ｂ２とシリンダ１１３ｂ１間に供給されることにより潤滑作用を行う。

圧縮機構部１１３ｂは、圧縮機ケーシング１１３ｃの前方に配置され、電動機構部１１３ａは、圧縮機ケーシング１１３ｃの後方に配置され、横型圧縮機１１３の後面の方が前面より低い位置に配置されるように圧縮機構部１１３ｂの摺動部が下向きに傾斜して配置されることにより、圧縮機構部１１３ｂの摺動部にオイルを十分に供給することができる。

圧縮機１１３の冷媒吐出口１１３４は、キャビネット１０の前方フレーム１５又は循環ファン１３０を向くように圧縮機ケーシング１１３ｃの前面に形成されてもよく、圧縮機１１３の冷媒吸入口１１５１ａ１は、圧縮機ケーシング１１３ｃの外周面下側に形成されてもよい。

圧縮機１１３から発生する振動及び騒音を低減するために、圧縮機ベース部１２２の上部に防振マウント１１３２を備えて圧縮機１１３の振動を吸収するようにしてもよい。また、圧縮機１１３の上部外周面の一部を囲んで圧縮機１１３の上部に固定されるように、固定ブラケット１１３１が少なくとも３箇所で溶接される。固定ブラケット１１３１は、圧縮機１１３の振動を防振マウント１１３２に伝達する。

固定ブラケット１１３１及び防振マウント１１３２は、締結ボルトにより圧縮機ベース部１２２の側面に形成される支持台の上部に固定される。

図３ａは図１ｂの気液分離器を示す斜視図であり、図３ｂは図３ａの気液分離器を前方から見た正面図であり、図４は図３ｂのＡ−Ａ線断面図である。

図３ａは本発明による横型気液分離器１１５の外観を示す。横型気液分離器１１５は、圧縮機１１３と共に、キャビネット１０の内部空間、特にタブの上部とキャビネットの上面間にコンパクトに配置される。例えば、横型気液分離器１１５は、前面がキャビネットの前面に対向するように横設される。気液分離器の前面とは、キャビネットの前側から気液分離器を見たときに見える面をいう。ヒートポンプモジュールがタブの上部に取り付けられる場合、気液分離器の前面は熱交換ダクト部の後面に対向するようにしてもよい。こうすることにより、キャビネット１０のサイドカバー１０ｂ側から圧縮機１１３及び気液分離器１１５を見たとき、気液分離器１１５の高さが圧縮機１１３の上部又は下部に突出しなくなり、気液分離器１１５及び圧縮機１１３の全体の高さを増加させないので、圧縮機１１３及び気液分離器１１５の設置空間が狭い場合も設置することができ、気液分離器１１５を圧縮機１１３と共にコンパクトに配置することができる。

横型気液分離器１１５は、円筒状のケーシング１１５１を含む。ケーシング１１５１の外周面（円形の曲面からなる面）は、キャビネット１０の上下左右方向を向くように配置されてもよい。ケーシングの前面及び後面は、平面からなるようにしてもよく、ケーシングの前面に吸入口及び吐出口が形成される。吸入口と吐出口とは同一方向に突設される。ケーシング１１５１の内部には所定の大きさの体積空間が備えられる。

図４に示す円筒状のケーシング１１５１は、円筒状からなる第１ケーシング１１５１ａ及び第２ケーシング１１５１ｂから構成されてもよい。第１ケーシング１１５１ａは左側に、第２ケーシング１１５１ｂは右側に、互いに対向して配置され、第１ケーシング１１５１ａ及び第２ケーシング１１５１ｂの端部が互いに厚さ方向に重なるように組み立てられ、ケーシング１１５１の内部に密閉された空間を形成するようにしてもよい。

第１ケーシング１１５１ａの左側面（図３ｂにおいてはケーシング１１５１の前面）には、吸入口１１５１ａ１及び吐出口１１５１ａ２が形成される。吸入口１１５１ａ１は、冷媒をケーシング１１５１の内部に吸入するために第１ケーシング１１５１ａの左側面の上部に形成され、吐出口１１５１ａ２は、冷媒をケーシング１１５１の外部に吐出するために第１ケーシング１１５１ａの左側面の下部に形成される。

吸入口１１５１ａ１は、ケーシング１１５１の前面の上端部に形成され、吐出口１１５１ａ２は、ケーシング１１５１の前面の下端部に形成される。気液分離器１１５の吸入口１１５１ａ１は、吸入管１１５２により蒸発器１１１の吐出口に連結され、気液分離器１１５の吐出口１１５１ａ２は、吐出管１１５３により圧縮機１１３の吸入口に連結される。

ケーシング１１５１の内部には、第１隔壁１１５５と第２隔壁１１５６とが長手方向に離隔して配置され、ケーシング１１５１の内部空間を３つに区画する。第１隔壁１１５５は第１ケーシング１１５１ａの内部に配置され、第２隔壁１１５６は第２ケーシング１１５１ｂの内部に配置される。第１隔壁１１５５及び第２隔壁１１５６の両端部は、所定の長さだけ折り曲げられて第１ケーシング１１５１ａ及び第２ケーシング１１５１ｂの内部にそれぞれ圧入されて固定されることにより、ケーシング１１５１の強度を補強することができる。第１隔壁１１５５は、第１ケーシング１１５１ａの左側面と平行に配置され、第２隔壁１１５６は、第２ケーシング１１５１ｂの右側面と平行に配置される。第１隔壁１１５５及び第２隔壁１１５６は、第１及び第２ケーシング１１５１ｂの外周面と交差する方向に配置される。第１隔壁１１５５は、第１ケーシング１１５１ａの左側面に近い位置に配置され、第２隔壁１１５６は、第２ケーシング１１５１ｂの右側面に近い位置に配置されてもよい。

３つの内部空間のうち、第１隔壁１１５５と第２隔壁１１５６間に区画される内部空間は、液体を貯蔵できる液体貯蔵部１１５１ｃ１である。例えば、液相冷媒又はオイルが一時貯蔵される。

また、３つの内部空間のうち、第１ケーシング１１５１ａの左側面と第１隔壁１１５５間に区画される第１内部空間は、気相冷媒の吐出のための流路を形成し、第２ケーシング１１５１ｂの右側面と第２隔壁１１５６間に区画される第２内部空間は、気相及び液相冷媒、オイルが混合された混合物のリターンのためのリターン流路１１５１ｃ３を形成する。

吸入管１１５２は、吸入口１１５１ａ１を介してケーシング１１５１の前面（図４において第１ケーシング１１５１ａの左側面）からケーシング１１５１の内部空間に延び、第１隔壁１１５５と第２隔壁１１５６を貫通する。こうすることにより、吸入管１１５２を介して流入する気相冷媒、液相冷媒、オイルなどの混合物は、他の流体と混合されずに分離されて独立して第２隔壁１１５６とケーシング１１５１の右側面間に形成されるリターン流路１１５１ｃ３まで流入する。吸入管１１５２は、ケーシング１１５１の外周面と平行に配置される。

リターン孔１１５６ａは、第２隔壁１１５６の下部に形成され、第２隔壁１１５６とケーシング１１５１の右側面間のリターン流路１１５１ｃ３と液体貯蔵部１１５１ｃ１とを連通させるように構成される。こうすることにより、吸入管１１５２を介して流入した冷媒混合物がリターン孔１１５６ａから液体貯蔵部１１５１ｃ１にリターンされる。リターン孔１１５６ａの直径は、第２隔壁の高さの１／３〜３／４の範囲内にあるようにしてもよい。このようにリターン孔１１５６ａを大きく形成する理由は、吸入管１１５２を通過した冷媒混合流体の吸入及びリターン量を多く確保するためである。また、リターン孔１１５６ａにより液相冷媒及びオイルの貯蔵空間を最大限大きく確保するためである。すなわち、液体貯蔵部１１５１ｃ１に貯蔵される液相冷媒及びオイルはリターン孔１１５６ａからリターン流路１１５１ｃ３に移動する。

フィルタ部１１５４は、網状に形成され、所定の形状を維持できるように所定の強度を有する金属などの材質からなるようにしてもよい。網目の大きさは、微細な大きさ、例えば数μｍ〜数百μｍの大きさであってもよい。例えば、圧縮機や蒸発器などで発生する０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲の大きさを有する鉄粒子などの異物を濾過することができる。網が糸やポリマー樹脂などからなる場合、所定の形状を維持するためにフレームを別途備えるようにしてもよい。また、フィルタ部１１５４は、リターン孔１１５６ａの周縁部を囲むように形成されることにより、リターンされる冷媒混合流体に含まれる異物を全て濾過して除去することができる。フィルタ部１１５４は、平面状ではなく、第２隔壁１１５６から第１隔壁１１５５に向けて突出した屈曲面を形成するようにしてもよい。フィルタ部１１５４は、第２隔壁１１５６に取り付けられるようにリング状に形成される取付部１１５４ａ、取付部１１５４ａの端部から傾斜して延びる傾斜部１１５４ｂ、及び傾斜部１１５４ｂの端部を連結するように上下方向に延びる連結部から構成されてもよい。フィルタ部１１５４の取付部１１５４ａは、溶接などにより第２隔壁１１５６に固定されるようにしてもよい。また、フィルタ部１１５４の取付部１１５４ａは、嵌合式で第２隔壁１１５６に挿入結合されるようにしてもよい。第２隔壁１１５６は、フィルタ部１１５４との連結のために、リング状のフィルタ固定部１１５６ｂを含む。

液体貯蔵部１１５１ｃ１においてフィルタ部１１５４を通過することにより、気相冷媒に比べて比重が大きい液相冷媒及びオイルは液体貯蔵部１１５１ｃ１の底面に沈み、比重が小さい気相冷媒は液体貯蔵部１１５１ｃ１の上部に移動する。

図５は図４のＢ−Ｂ線断面図である。

図５に示すように、第１隔壁１１５５の上部に連通孔１１５５ａが横方向に長い長方形状に形成され、吸入管１１５２が連通孔１１５５ａを介して第１隔壁１１５５を貫通するようにしてもよい。連通孔１１５５ａは、液体貯蔵空間で分離された気相冷媒を吐出流路１１５１ｃ２である第１内部空間に移動させるための孔である。連通孔１１５５ａの縦の長さは吸入管１１５２の直径とほぼ同じであり、連通孔１１５５ａの横の長さは吸入管１１５２の直径より長いので、連通孔１１５５ａを介して気相冷媒が気相／液相冷媒混合物と混合されることなく、連通孔１１５５ａを介して吐出流路１１５１ｃ２に移動し、吐出口１１５１ａ２と吐出口１１５１ａ２に連結された吐出管１１５３を介して圧縮機１１３に移動する。

ヒートポンプモジュール１００の冷媒は、圧縮機１１３により圧縮される過程で圧縮機１１３に貯蔵されたオイルの一部を含み、圧縮機１１３、凝縮器１１２、膨張弁及び蒸発器１１１を循環する。このとき、冷媒が蒸発器１１１から圧縮機１１３に流入する前に気液分離器１１５で液相冷媒からオイルを分離し、その後オイルを圧縮機１１３にリターンさせるようにしてもよい。

気液分離器１１５で液相冷媒からオイルを分離するために、第１隔壁１１５５に複数のオイルリターン孔１１５５ｂが形成される。オイルリターン孔１１５５ｂは、第１隔壁１１５５の下端から上方に間隔をおいて離隔して形成されてもよい。

液体貯蔵部１１５１ｃ１に貯蔵されるオイルは液相冷媒より比重が大きいので、オイルの方が液相冷媒より低く沈み、複数のオイルリターン孔１１５５ｂのうち最も下端に位置するオイルリターン孔１１５５ｂからオイルがリターンされる可能性が高い。

また、オイルリターン孔１１５５ｂは、サイズが非常に小さく、例えば１ｍｍ〜３ｍｍの範囲であってもよい。従って、液体貯蔵部１１５１ｃ１に貯蔵される液相冷媒の一部がオイルリターン孔１１５５ｂから流出しても、極少量であるので蒸発する。このとき、気相冷媒とオイルは互いに混合される恐れがない。

ケーシング１１５１は、前面（図４においては左側面）の方が後面（図４においては右側面）より低い位置となるように、下向きに傾斜して配置されてもよい。ケーシング１１５１は、キャビネット１０のトップカバー１０ａに対して吐出管１１５３に向かって下向きに傾斜して配置されてもよい。その理由は、重力によりオイルが液体貯蔵部１１５１ｃ１においてケーシング１１５１の吐出口１１５１ａ２側へより集まりやすくし、オイルリターン孔１１５５ｂからのオイルのリターン量を増加させるためである。

以上説明した気液分離器１１５及びそれを備える衣類処理装置は、上記実施形態の構成と方法に限定されるものではなく、上記実施形態に様々な変形が行われるように、各実施形態の全部又は一部を選択的に組み合わせて構成してもよい。

Claims (25)

1. 気液分離器であって、
   内部に収容空間を備えるケーシングと、
   前記ケーシングに形成され、前記収容空間に冷媒混合流体を吸入する吸入口と、
   前記吸入口側に形成され、前記冷媒混合流体から分離される気相冷媒を吐出する吐出口とを備えてなる、気液分離器。
2. 前記吐出口は、前記吸入口と同一面に離隔して形成され、前記吸入口は、前記同一面の上部に配置され、前記吐出口は、前記同一面の下部に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の気液分離器。
3. 前記吸入口を貫通して前記収容空間に延びる吸入管を備えてなることを特徴とする、請求項２に記載の気液分離器。
4. 前記ケーシングの外周面と交差する方向に前記ケーシングの底面から突設され、前記吸入口及び前記吐出口に対向して前記吸入口及び前記吐出口を形成する面から離隔して配置される第１隔壁を備えてなることを特徴とする、請求項３に記載の気液分離器。
5. 前記ケーシングの収容空間は、前記第１隔壁により、前記気相冷媒を吐出する吐出流路と、前記冷媒混合流体から分離される液相冷媒及びオイルの貯蔵空間を提供する液体貯蔵部とに区画されることを特徴とする、請求項４に記載の気液分離器。
6. 前記第１隔壁の上部には、前記吐出流路と前記液体貯蔵部とを連通可能に連結する連通孔が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の気液分離器。
7. 前記第１隔壁にオイルリターン孔が形成され、前記オイルリターン孔から吐出されるオイルは圧縮機に回収され、前記オイルリターン孔から吐出される液相冷媒は蒸発して前記圧縮機に回収されることを特徴とする、請求項４に記載の気液分離器。
8. 前記ケーシングの外周面と交差する方向に前記ケーシングの内部に形成され、前記吸入口及び前記吐出口に対して反対となる前記ケーシングの側面に対向して離隔配置される第２隔壁を備えてなることを特徴とする、請求項４に記載の気液分離器。
9. 前記第２隔壁は、前記吐出口に向けてリターンされる冷媒混合流体のリターン流路を形成するリターン孔を備えることを特徴とする、請求項８に記載の気液分離器。
10. 前記第２隔壁は、前記リターンされる冷媒混合流体に含有される異物を濾過するフィルタ部を備えることを特徴とする、請求項９に記載の気液分離器。
11. 前記フィルタ部は、一側が前記第２隔壁において前記リターン孔を囲み、他側が前記吐出口に向かって突出するように形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の気液分離器。
12. 気液分離器であって、
    同一側に吸入口及び吐出口を備え、内部に収容空間を備えるケーシングと、
    前記吸入口から吸入される冷媒混合流体とは反対方向に前記吐出口に向けて前記冷媒混合流体をリターンさせるように、前記ケーシングの内部に形成されるリターン流路と、
    前記吸入口から前記リターン流路に延びる吸入管とを備えてなる、気液分離器。
13. 前記リターン流路は、前記冷媒混合流体の吸入方向において前記ケーシングの反対側に形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の気液分離器。
14. 前記リターン流路は、前記ケーシングの反対側に対向して前記ケーシングの外周面と交差する方向に延びる第２隔壁により形成されることを特徴とする、請求項１３に記載の気液分離器。
15. 前記第２隔壁は、前記吐出口方向にリターンさせるリターン孔を有し、前記リターン孔は、前記第２隔壁の長さの１／３〜３／４の範囲の比率で形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の気液分離器。
16. 前記第２隔壁は、前記リターン孔からリターンされる冷媒混合流体を通過させて異物を濾過するフィルタ部を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の気液分離器。
17. 気液分離器であって、
    同一側に吸入口及び吐出口を備え、内部に収容空間を備えるケーシングを備えてなり、
    前記ケーシングは、外周面と平行をなす中心線が水平面に対して前記吐出口側の下方に傾斜するように傾いて配置される、気液分離器。
18. 前記ケーシングは、
    前記吸入口から吸入される冷媒混合流体から分離される液相冷媒及びオイルの貯蔵空間と気相冷媒の吐出流路とを区画する第１隔壁を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の気液分離器。
19. 前記第１隔壁は、複数のオイルリターン孔を備えることを特徴とする、請求項１８に記載の気液分離器。
20. 気液分離器であって、
    外周面と平行をなす中心線が通る方向において一側に吸入口及び吐出口を備え、内部に収容空間を備えるケーシングと、
    前記吸入口から吸入される冷媒混合流体の方向と反対方向に前記冷媒混合流体をリターンさせるように、前記中心線が通る方向において前記ケーシングの反対側にリターン流路を形成する第２隔壁とを備えてなる、気液分離器。
21. 気液分離器であって、
    外周面と平行をなす中心線が通る方向において一側に吸入口及び吐出口を備え、内部に収容空間を備えるケーシングと、
    前記吸入口から吸入される冷媒混合流体の方向と反対方向に前記冷媒混合流体をリターンさせるように、前記中心線が通る方向において前記ケーシングの反対側に形成されるリターン流路と、
    前記リターンされる冷媒混合流体が前記吐出口に向けて吐出されるように、前記中心線が通る方向において前記ケーシングの一側に形成される吐出流路とを備えてなる、気液分離器。
22. 前記リターン流路と前記吐出流路とは、前記吸入口及び前記吐出口に対向して前記ケーシングの外周面と交差する方向に形成される第１隔壁により区画されることを特徴とする、請求項２１に記載の気液分離器。
23. 衣類処理装置であって、
    キャビネットと、
    前記キャビネットの内部に回転可能に備えられ、洗濯物又は乾燥対象物を投入するドラムと、
    冷媒を蒸発器、気液分離器、圧縮機、凝縮器及び膨張弁に循環させ、前記ドラムから排出される空気を前記蒸発器及び前記凝縮器を経由して前記ドラムに循環させるヒートポンプモジュールとを備えてなり、
    前記気液分離器は、
    前記キャビネットの前方から見たときに同一側において前記蒸発器の側面に対向する方向に吸入口及び吐出口を備え、内部に収容空間を形成するケーシングを備えてなる、衣類処理装置。
24. 前記ケーシングは、
    前記吸入口から前記収容空間に延びるが、前記吸入口から吸入される冷媒混合流体の吸入方向と反対方向にリターンされる冷媒混合流体のリターン流路まで延びるように形成される吸入管を備えてなることを特徴とする、請求項２３に記載の衣類処理装置。
25. 前記ケーシングは、前記吸入口及び前記吐出口を形成する前面の方が後面より低い位置に配置されるように傾いて形成されることを特徴とする、請求項２３に記載の衣類処理装置。