JP3757607B2 - 冷媒循環装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
空気調和機、冷凍装置、冷蔵装置等に用いられる冷媒循環装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷媒循環システムの一例を図２に示す。
図２において、１は冷媒ガスを圧縮する圧縮機、２は冷媒の流れ方向を切り替える機能を有する四方弁であり、３は圧縮機１から吐出された高圧冷媒ガスを凝縮させる凝縮器、４は蒸発器、５は減圧装置であり、６は冷媒が余剰となる流れ方向における凝縮器３と減圧装置５の間に設けられた液溜容器である。
【０００３】
次に、冷媒の挙動について説明する。圧縮機１により圧縮された高圧冷媒ガスは、ガス側接続配管１０ａを通って凝縮器３に吐出され、凝縮器冷却ファン７により熱を奪われながら徐々に液化し、凝縮器３の出口では全冷媒が液化する。この液化した冷媒は液側接続配管１０ｂを通って液溜容器６に流入する。液溜容器６で一時貯留された液冷媒は減圧装置５で減圧し、気液２相流となって蒸発器４に流入する。蒸発器４内では、蒸発器用ファン１１により加熱されながら気化していき、蒸発器４出口付近では大部分がガス化し、四方弁２を通って圧縮機１の吸入管に引き込まれることになる。この様な状態では、液溜容器６内容積の全部を液冷媒が占めていることとなり、液溜容器６の液溜効果は大きいと言える。
【０００４】
一方、四方弁が反転した際は、凝縮器３と蒸発器４がその役目をかえて同じ動作をすることとなるが、液溜容器６内の冷媒状態は、減圧装置５の下流に液溜容器６が位置することとなるため、液溜容器６内は気液２相状態となる。ここで一般的に飽和状態のガス冷媒と液冷媒では比容積に５０〜１００倍程度の差があるため、乾き度（ガス冷媒の重量比率）が０．２としても液溜容器６内容積の約９０％以上はガス冷媒が占めていることとなり、液溜容器６における液溜効果は極めて少なくなる。
【０００５】
このように四方弁により流れる方向が変わることにより、液溜容器６の液溜効果が変化することを利用し、特に凝縮器３と蒸発器４の内容積が大きく異なり、それぞれの流れ方向で必要冷媒量が異なる場合などでは、この液溜容器６の容積と位置を、必要冷媒量差を打ち消し合うように調整することが行われている。
【０００６】
次ぎにこの液溜容器６の従来の形態について図３について説明する。図３において８は液溜容器６の凝縮器３から連通した液流入配管であり液溜容器６下面に開口している。また９は液溜容器６から減圧装置５連通する液流出配管であり、液溜容器６上面に開口している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の冷媒循環システムは以上のように構成されているため、液溜容器６内に本来液冷媒が充満している冷媒の流れ方向に四方弁２が作動している場合に、凝縮器用ファン７の風量低下や、減圧装置５の過渡的追従遅れなどが起こった際、一時的に凝縮器３の出口にて冷媒が完全に液化できず、ガス冷媒が液溜容器６に流入する。従来の構成の液溜容器６では、減圧装置５への流出配管９の開口部が、液溜容器６の上面部に位置するため、ガス冷媒が液溜容器６内に流入すると、液流出配管９へはガス冷媒しか行かなくなり、冷媒循環量が一時的に急激に低下する現象が起こりってしまう。しかしこの状態では系は安定し得ず、液溜容器６内がガス冷媒が多い状態と、液冷媒が多い状態が繰り返される不安定現象が引き起こされ、安定した性能が得られないと言った課題があった。
【０００８】
また前記の様に液溜容器６内の状態が時間と共に大きく変動するため、拡径され、表面積も比較的に大きくなっている液溜容器６では、騒音が発生するといった課題があった。
【０００９】
また過渡的なガス冷媒の液溜容器６内への流入が治まった段階における、液溜容器６内のガス冷媒の排出時に、急激にガス冷媒が減圧装置５へ流入し、減圧装置５の絞り部でチョーキング音が発生すると言った課題があった。
【００１０】
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、冷媒の挙動の不安定状態を緩和し、常に安定した性能を出すことができる冷媒循環装置を提供することを目的とする。また、この発明は、冷媒挙動の過渡状態において液溜容器部で発生する冷媒流動騒音を抑制することができる冷媒循環装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る冷媒循環装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続し、前記凝縮器と前記減圧装置との間に液溜容器を設け、前記液溜容器の前記減圧装置へ連通する液流出配管を、前記液溜容器上面より前記液溜容器内下面近傍まで挿入し、前記液流出配管の前記液溜容器内上面近傍にガス抜き穴を開口すると共に、前記液溜容器の前記凝縮器から連通した液流入配管の開口部を、前記液流出配管開口部と概同軸上に対向して配置したものである。
【００１４】
また、圧縮機、冷媒の流れ方向を切り替える手段、凝縮器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続し、冷媒が余剰となる流れ方向における凝縮器と減圧装置との間に液溜容器を設けたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に対応する実施の形態を図１に基づいて説明する。全体的な冷媒循環システムのシステム構成は図２と同様である。また、図１において従来例と同様な構成、動作の部分については、同一番号を付して詳細説明を省く。図１は空調機に適用される冷媒循環装置における余剰冷媒を貯留する液溜容器６の構造を示したもので、８は液流入配管で液溜容器６の下側に接続され、液溜容器６下面に開口している。また、９は電子式膨張弁（減圧機構）５への液流出配管で、液溜容器６の上側に接続され、液溜容器６の下面付近まで挿入された形態となっており、その開口部は、液流入配管８の開口部と概同軸上に対向して配置されている。さらに液流出配管９の液溜容器６上面付近にはガス抜き穴９ａが開口されている。
【００１６】
次に冷媒の挙動を冷媒が矢印の向きに流れる場合について説明する。従来例と同じく、液溜容器６内に本来液冷媒が充満している冷媒の流れ方向に四方弁２が作動している場合に、凝縮器用ファン７の風量低下や、減圧装置５の過渡的追従遅れなどが起こった際、一時的に凝縮器３の出口にて冷媒が完全に液化できず、ガス冷媒が液溜容器６に流入する。本発明の構成における液溜容器６では、減圧装置５への液流出配管９が、液溜容器６の下面付近まで延長され挿入されているため、ガス冷媒が液溜容器６内に流入しても、液溜容器６下部に滞留してしまう液冷媒を液流出配管９から減圧装置５まで導くことができ、冷媒循環量が一時的に急激に低下する現象が起こらない。しかも、ガス抜き穴９ａを液流出配管９ａの上部に設けてあるため、液溜容器６内に進入し、液溜容器６上部に滞留するガス冷媒を徐々に減圧装置５に導くことができるため、液溜容器６の入り口と出口での乾き度がほぼ一致し、安定した性能を得ることができる。
【００１７】
また過渡的なガス冷媒の液溜容器６内への流入が治まった段階における、液溜容器６内のガス冷媒の排出についても、ガス抜き穴９ａから徐々に液流出配管９に行われるため、急激なガス冷媒の減圧装置５への流入が抑制され、減圧装置５の絞り部で発生するチョーキング音も緩和することができる。
【００１８】
また液溜容器６の凝縮器３から連通した液流入配管８を、液溜容器６下面に開口するように接続することにより、液流出配管９の液溜容器６内開口部と近接させることができ、液流入配管８での冷媒の乾き度の状態をほぼ連続的に液流出配管９へ送ることができるため、冷媒の挙動の安定性が向上する。
【００１９】
液溜容器６の凝縮器３から連通した液流入配管８の開口部を、液流出管９開口部と概同軸上に対向して配置することにより、液流出配管９の液溜容器６内開口部と近接させることができ、液流入配管８での冷媒の乾き度の状態をほぼ連続的に液流出配管９へ送ることができるため、冷媒の挙動の安定性が向上する。
【００２０】
【発明の効果】
この発明に関わる冷媒循環装置は、冷媒の挙動の不安定状態を緩和し、常に安定した性能を出すことができる。また、冷媒挙動の過渡状態において液溜容器部で発生する冷媒流動騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態を示す液溜容器の概念図である。
【図２】 液溜容器を有する冷媒循環装置の概念図である。
【図３】 従来の液溜容器の概念図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 室内熱交換器、４ 室外熱交換器、５ 減圧装置、６ 液溜容器、７ 凝縮器用ファン、８ 液溜容器液流入配管、９ 液溜容器液流出配管、９ａ ガス抜き穴、１０ａ ガス側接続配管、１０ｂ 液側接続配管、 １１蒸発器用ファン。

Claims (2)

1. 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続し、前記凝縮器と前記減圧装置との間に液溜容器を設け、前記液溜容器の前記減圧装置へ連通する液流出配管を、前記液溜容器上面より前記液溜容器内下面近傍まで挿入し、前記液流出配管の前記液溜容器内上面近傍にガス抜き穴を開口すると共に、前記液溜容器の前記凝縮器から連通した液流入配管の開口部を、前記液流出配管開口部と概同軸上に対向して配置したことを特徴とする冷媒循環装置。
2. 圧縮機、冷媒の流れ方向を切り替える手段、凝縮器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で順次接続し、冷媒が余剰となる流れ方向における凝縮器と減圧装置との間に液溜容器を設けたことを特徴とする請求項１記載の冷媒循環装置。

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