JP3925426B2 - Refrigeration cycle equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両空調用等に好適な冷凍サイクル装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本出願人は、先に、特許文献1にて、従来のレシーバサイクルおよびアキュムレータサイクルとは異なる新規な方式により蒸発器出口ガス冷媒の過熱度を調整する冷凍サイクル装置を提案している。
【0003】
この従来技術は、具体的には、図7に示す冷凍サイクル基本構成を有するものであり、凝縮器2に第1、第2熱交換部5、6を設定するとともに、この第1、第2熱交換部5、6の間に気液分離器7を配置している。そして、圧縮機1の吐出ガス冷媒の主流を第1熱交換部5に流入させて凝縮させる。
【0004】
この第1熱交換部5で凝縮した液冷媒の一部を液冷媒バイパス通路9により気液分離器7内に流入させるとともに、圧縮機1の吐出ガス冷媒の一部をガス冷媒バイパス通路10に分岐し、このガス冷媒バイパス通路10を通過して吐出ガス冷媒の一部を気液分離器7内に直接流入させる。
【0005】
気液分離器7内にて凝縮後の液冷媒と吐出ガス冷媒とが混合、熱交換するとともに、その混合冷媒の気液がガス冷媒と液冷媒の密度差により分離され、液冷媒は気液分離器7内の下部に溜まり、ガス冷媒は気液分離器7内の上部に溜まる。
【0006】
第2熱交換部6は第1熱交換部5の冷媒流れ下流側に接続されるものであって、第2熱交換部6の入口側には、第1熱交換部5で凝縮した液冷媒の主流が流れる液冷媒導入通路11が接続される。更に、気液分離器7のガス冷媒戻し通路12および液冷媒戻し通路13が第2熱交換部6の入口側に接続される。
【0007】
従って、第1熱交換部5で凝縮した液冷媒の主流、気液分離器7内上部のガス冷媒および気液分離器7内下部の液冷媒の三者が第2熱交換部6に流入し、これらの冷媒が第2熱交換部6で再度冷却され、過冷却状態となる。この過冷却液冷媒が減圧装置3により減圧されて低圧の気液2相状態となり、この低圧冷媒が蒸発器4にて蒸発した後に、圧縮機1に吸入される。
【0008】
上記従来技術では、気液分離器7内にて凝縮後の液冷媒と吐出ガス冷媒とが混合、熱交換するので、この混合冷媒の乾き度が圧縮機吐出ガス冷媒の過熱度に応じて変化して、気液分離器7内に溜まる液冷媒量を圧縮機吐出ガス冷媒の過熱度に応じて調整することができる。従って、この気液分離器7内の液冷媒量の調整によりサイクル内循環冷媒流量を調整し、その結果、圧縮機の吐出ガス冷媒の過熱度、ひいては蒸発器出口ガス冷媒の過熱度を調整できる。
【0009】
このように、上記従来技術によると、サイクル高圧側に設けた気液分離器7内の液冷媒量の調整により蒸発器出口ガス冷媒の過熱度を調整できるので、減圧装置3として固定絞り、あるいは高圧冷媒の状態に応動する可変絞り等を使用できる。そのため、減圧装置として、構造が複雑で高価な温度式膨張弁を使用せずにすむという利点がある。また、気液分離器7を冷媒比体積の小さいサイクル高圧側に設けるから、低圧側の気液分離器(アキュムレータ)に比較して気液分離器7を小型化できる等の利点も得られる。
【0010】
【特許文献1】
特開2002−323274号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の冷凍サイクル装置を実際に試作評価してみると、凝縮器2の製造上の寸法バラツキ、具体的には凝縮器2の第1熱交換部5のチューブの通路面積(穴径)、ガス冷媒バイパス通路10の通路面積(穴径)、液冷媒バイパス通路9の通路面積(穴径)等の寸法バラツキの影響を受けて気液分離器7内に溜まる液冷媒量の調整作用が悪化し、その結果、サイクル内循環冷媒流量を圧縮機吐出ガス冷媒の過熱度に応じて所期の目標通り適切に調整できない場合が生じる。
【0012】
このことをより具体的に説明すると、上記従来技術では、第1熱交換部5で凝縮した液冷媒の一部を液冷媒バイパス通路9により気液分離器7内に流入させるとともに、圧縮機1の吐出ガス冷媒の一部をガス冷媒バイパス通路10を通して気液分離器7内に直接流入させる。ここで、気液分離器7への液冷媒の流入量と吐出ガス冷媒の流入量(ガス冷媒バイパス量)との割合については、吐出ガス冷媒の過熱度を気液分離器7内に適切にフィードバックするための所定割合を実験により求め、その所定割合に液冷媒と吐出ガス冷媒の流入割合を設定している。例えば、液冷媒:吐出ガス冷媒=1:2(重量流量の割合)に設定している。
【0013】
ところが、上記寸法バラツキの影響を受けて、気液分離器7への液冷媒の流入量と吐出ガス冷媒の流入量との割合が予め設定した所定割合からずれると、例えば、吐出ガス冷媒の流入量の割合が所定割合より減少すると、吐出ガス冷媒の過熱度が実際の過熱度よりも小さいとみなして、気液分離器7内に溜まる液冷媒量が過度に増加する。その結果、サイクル内循環冷媒流量が吐出ガス冷媒の過熱度に対して過小となり、冷房性能の低下を起こす。
【0014】
本発明は上記点に鑑みて、サイクル高圧側に設けられる気液分離器内に溜まる液冷媒量を調整して、サイクル内循環冷媒流量を調整する冷凍サイクル装置において、製造上の寸法バラツキ等の影響によるサイクル内循環冷媒流量の調整作用の悪化を抑制することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、圧縮機(1)の吐出ガス冷媒を放熱させて凝縮させる第1熱交換部(5)と、第1熱交換部(5)の冷媒流れ下流側に設けられる第2熱交換部(6)と、流入冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める気液分離器(7)と、圧縮機(1)の吐出ガス冷媒の一部を第1熱交換部(5)をバイパスして気液分離器(7)内に直接導入するガス冷媒バイパス通路(10)と、第1熱交換部(5)を通過して凝縮した液冷媒の少なくとも一部を気液分離器(7)内に導入する液冷媒導入通路(14)と、気液分離器(7)内のガス冷媒を第2熱交換部(6)に導入するガス冷媒戻し通路(12)とを備え、気液分離器(7)内に溜まる液冷媒量を圧縮機(1)の吐出ガス冷媒の過熱度に応じて調整する冷凍サイクル装置において、ガス冷媒バイパス通路(10)に、通路面積を調整する通路面積調整手段(30)を備えることを特徴とする。
【0016】
ところで、第1熱交換部(5)の冷媒通路各部の製造上の寸法バラツキ等が発生すると、この寸法バラツキ等は第1熱交換部(5)の冷媒通路の圧損の変化として表れる。従って、第1熱交換部(5)を含む凝縮器構造の組み付け終了後に、ガス冷媒バイパス通路(10)の通路面積を第1熱交換部(5)の冷媒通路の実際の圧損に対応した適正な値に通路面積調整手段(30)により調整すると、第1熱交換部(5)の冷媒通路各部の製造上の寸法バラツキ等の影響を排除して、ガス冷媒バイパス通路(10)を通過するガス冷媒のバイパス量を適正量に設定できる。従って、製造上の寸法バラツキ等の影響によるサイクル内循環冷媒流量の調整作用の悪化を抑制できる。
【0017】
また、このことから、第1熱交換部(5)の冷媒通路各部の寸法精度を下げることが可能となり、これによって、凝縮器(2)の製造コストを低減できる。
【0018】
請求項2に記載の発明のように、請求項1において、圧縮機(1)の吐出ガス冷媒の入口部(24)を第1熱交換部(5)側に配置し、ガス冷媒バイパス通路(10)および通路面積調整手段(30)を第1熱交換部(5)側に配置する構成とすることができる。
【0019】
請求項3に記載の発明のように、請求項1において、圧縮機(1)の吐出ガス冷媒の入口部(24)を気液分離器(7)側に配置し、ガス冷媒バイパス通路(10)および通路面積調整手段(30)を気液分離器(7)側に配置してもよい。
【0020】
これによると、ガス冷媒バイパス通路(10)および通路面積調整手段(30)が気液分離器(7)側に配置され、凝縮器構造と一体ろう付けされないから、ガス冷媒バイパス通路(10)の通路面積がろう付け時のろう材の回り込みにより変化することがない。
【0021】
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つにおいて、通路面積調整手段(30)は、回転操作されてガス冷媒バイパス通路(10)の通路面積を調整する弁体(30a)を有していることを特徴とする。
【0022】
これによると、弁体(30a)を回転操作してガス冷媒バイパス通路(10)の通路面積の調整作業を行うことができる。
【0023】
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置において、ガス冷媒バイパス通路(10)を通過して気液分離器(7)内に直接導入されるガス冷媒バイパス量を調整する調整方法であって、第1熱交換部(5)の冷媒通路の圧損を測定する工程と、圧損の測定結果に対応した通路面積が得られるように通路面積調整手段(30)によってガス冷媒バイパス通路(10)の通路面積を調整する工程とを備える、ガス冷媒バイパス量の調整方法を特徴とする。
【0024】
この調整方法を実行することにより、請求項1による「製造上の寸法バラツキ等の影響によるサイクル内循環冷媒流量の調整作用の悪化を抑制する効果」を発揮できる。
【0025】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0026】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1は第1実施形態による冷凍サイクル装置の基本構成図であり、車両空調用冷凍サイクルに適用した場合を示している。図2、図3は第1実施形態による高圧側気液分離器と凝縮器を示している。
【0027】
圧縮機1は電磁クラッチ1aを介して車両エンジンEによりベルト駆動される。圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は入口ジョイント24から凝縮器2に流入し、ここで、外気と熱交換して冷却され、凝縮する。なお、凝縮器2は車両走行による走行風を受けて冷却される部位、具体的には車両エンジンルーム内の最前部等に配置され、走行風および凝縮器用冷却ファン(図示せず)の送風空気により冷却される。
【0028】
減圧装置3は凝縮器2を通過した冷媒を低圧の気液2相状態に減圧するためのものであり、本例ではオリフィス、ノズル、キャピラリーチューブ等の固定絞りで構成してある。なお、減圧装置3を高圧冷媒の状態(圧力、温度)に応じて開度が調整される可変絞りで構成してもよい。
【0029】
蒸発器4は減圧装置3を通過した低圧冷媒を図示しない空調用送風機の送風空気から吸熱して蒸発させるものである。蒸発器4は図示しない空調室内ユニットのケース内に配置され、蒸発器4で冷却された冷風は周知のごとく図示しないヒータコア部で温度調整された後に車室内へ吹き出す。蒸発器4で蒸発したガス冷媒は圧縮機1に吸入される。
【0030】
凝縮器2は、冷媒流れ方向の順に設けた第1熱交換部5と第2熱交換部6とを有しており、そして、第1熱交換部5と第2熱交換部6との間に冷媒の気液分離を行う高圧側の気液分離器7を設置する構成となっている。
【0031】
気液分離器7と第1熱交換部5との間には、第1熱交換部5を通過した凝縮後の液冷媒の全量を気液分離器7内に導入する液冷媒導入通路14が設けられている。また、圧縮機1の吐出ガス冷媒の一部をガス冷媒バイパス通路10に分岐し、このガス冷媒バイパス通路10により第1熱交換部5をバイパスして吐出ガス冷媒の一部が気液分離器7内に直接導入されるようになっている。ガス冷媒バイパス通路10には通路面積調整手段をなす調整弁30が設けてある。
【0032】
気液分離器7内にて凝縮後の液冷媒と吐出ガス冷媒とが混合し、その混合冷媒の気液がガス冷媒と液冷媒の密度差により分離され、液冷媒は気液分離器7内の下部に溜まり、ガス冷媒は気液分離器7内の上部に溜まる。
【0033】
第2熱交換部6は第1熱交換部5の冷媒流れ下流側に接続されるものであって、第2熱交換部6の入口側には、気液分離器7内のガス冷媒を導入するためのガス冷媒戻し通路12および気液分離器7内の液冷媒を導入するための液冷媒戻し通路13が接続される。
【0034】
次に、凝縮器2および気液分離器7の具体的構成を図2、図3により説明すると、凝縮器2は水平方向に延びて冷媒流路を構成する多数本の偏平チューブ15とこれに接合されるコルゲートフィン16とにより熱交換部8を構成している。
【0035】
この熱交換部8により上記第1熱交換部5と第2熱交換部6が一体構造として構成される。この熱交換部8(第1、第2熱交換部5、6)の左右両側にヘッダタンク(サイドタンク)17、18を上下方向に配置している。偏平チューブ15の左右両端部をヘッダタンク17、18に接合するとともに、偏平チューブ15内の冷媒流路の左右の端部をそれぞれヘッダタンク17、18の内部に連通する。
【0036】
ここで、一方のヘッダタンク17の内部空間は2枚の仕切り板19a、19bにより上中下3つの空間17a、17b、17cに仕切られている。また、他方のヘッダタンク18の内部空間は1枚の仕切り板20により上下2つの空間18a、18bに仕切られている。
【0037】
一方のヘッダタンク17内の下側仕切り板19bと他方のヘッダタンク18内の仕切り板20は、タンク上下方向において同一高さに配置され、この両仕切り板19b、20の上側、すなわち、熱交換部8の上側領域に第1熱交換部5を構成し、両仕切り板19b、20の下側、すなわち、熱交換部8の下側領域に第2熱交換部6を構成している。
【0038】
一方のヘッダタンク17のうち中間部空間17bに対応する部位の正面壁面に、冷媒入口部をなす入口ジョイント24が接合され、この入口ジョイント24には圧縮機1の吐出側冷媒配管が接続される。また、一方のヘッダタンク17のうち上部空間17aおよび中間部空間17bに対応する部位の側壁面に上部接続ジョイント17dが接合され、更に、一方のヘッダタンク17のうち下部空間17cに対応する部位の側壁面に下部接続ジョイント17eが接合されている。
【0039】
上部接続ジョイント17dは図3に拡大図示するように、中間仕切り壁17fの上下に2つの冷媒通路部17g、17hを形成している。下側の冷媒通路部17gは、ヘッダタンク17の側壁面に開けた第1連通穴17i(図3)により中間部空間17bに連通している。
【0040】
このため、入口ジョイント24から中間部空間17b内に流入した吐出ガス冷媒の一部が第1連通穴17iを通過して下側の冷媒通路部17gに直接流入し、中間仕切り壁17fに開けた絞り穴17jを通過して上側の冷媒通路部17hに吐出ガス冷媒の一部が流入するようになっている。従って、図2、図3の具体例では、第1連通穴17i、下側の冷媒通路部17gおよび絞り穴17jにより図1のガス冷媒バイパス通路10が構成される。
【0041】
入口ジョイント24から中間部空間17b内に流入した吐出ガス冷媒の残部は、第1熱交換部5の下側領域のチューブ15群→ヘッダタンク18の上部空間18a→第1熱交換部5の上側領域のチューブ15群を矢印aのようにUターン状に流れて凝縮し、その凝縮後の液冷媒がヘッダタンク17の上部空間17aに流入する。
【0042】
この上部空間17aはヘッダタンク17の側壁面に開けた第2連通穴17k(図3)により上部接続ジョイント17dの上側冷媒通路部17hに連通しているため、上部空間17aから液冷媒が第2連通穴17kを通過して上側冷媒通路部17hに流入する。従って、図2、図3の具体例では、上部空間17aおよび第2連通穴17kにより図1の液冷媒導入通路14が構成される。
【0043】
また、上部接続ジョイント17dの上側冷媒通路部17hは、絞り穴17jからのガス冷媒と第2連通穴17kからの液冷媒の両方が流入し、この両冷媒が混合する部位であるから、上側冷媒通路部17hにより冷媒の気液混合部が構成される。
【0044】
絞り穴17jは円形の穴であり、ガス冷媒バイパス通路10のうち最小の通路面積部を構成するから、絞り穴17jの通路面積により吐出ガスバイパス量を規定できる。この絞り穴17jの穴貫通方向に移動可能な弁体30aが上部接続ジョイント17dに備えられている。この弁体30aは絞り穴17jに対向する円錐状の先端形状を有し、かつ、雄ねじ部30bと一体に構成されている。雄ねじ部30bは上部接続ジョイント17dの下部壁面に形成した雌ねじ部30cにかみ合うようになっている。従って、適宜の工具を用いて弁体30aを回転操作することにより、弁体30aの円錐状先端部を絞り穴17jに対して入出可能となる。図2、図3の具体例では、弁体30a、雄ねじ部30bおよび雌ねじ部30cにより調整弁30が構成される。
【0045】
気液分離器7は上下方向に延びる縦長の円筒状のタンク本体70と、タンク本体70の上下の開口端を閉塞する上部蓋部材71及び下部蓋部材72を有し、これらの部材70、71、72は一体に接合され、その内部に冷媒の気液分離のための空間73を形成する。
【0046】
上部蓋部材71はヘッダタンク17の上部接続ジョイント17dに、また、下部蓋部材72は下部接続ジョイント17eにそれぞれ対向するように配置され、図示しないボルト等のねじ手段により上部蓋部材71と下部蓋部材72がそれぞれ上下の接続ジョイント17d、17eに締め付け固定される。
【0047】
また、上部蓋部材71に冷媒入口通路74を形成し、この冷媒入口通路74により上部接続ジョイント17dの上側通路部(気液混合部)17hを空間73の上部に連通させている。下部蓋部材72には冷媒出口通路75を形成し、この冷媒出口通路75を下部接続ジョイント17eの通路部17mおよびヘッダタンク17の側壁面に開けた第3連通穴17nを介してヘッダタンク17の下部空間17c内に連通させる。
【0048】
以上の構成により、気液分離器7を上下の接続ジョイント17d,17eを介在してヘッダタンク17の側壁面に一体に組み付けることができ、これと同時に、気液分離器7の冷媒入口通路74および冷媒出口通路75とヘッダタンク17の上下の空間17a、17b内部との通路接続を完了できる。なお、冷媒入口通路74および冷媒出口通路75と、上下の接続ジョイント17d、17eとの接続部には、図示しないOリング等の弾性シール材を介在してシール性を確保するようになっている。
【0049】
また、気液分離器7の内部空間73は断面略円形状であり、冷媒入口通路74はこの円形状の空間73の中心から偏心して配置して、冷媒入口通路74から冷媒が気液分離器7の円形内周面の接線方向から内部空間に流入するようになっている。これにより、流入冷媒は気液分離器7の内部空間73の上側領域において旋回流Aを形成するようにしてある。
【0050】
この旋回流Aにより遠心力が冷媒流れに作用して、密度の大きい液冷媒(飽和液)は気液分離器7の内周面に押し付けられ、気液分離器7の内周面に沿って下方へ落下し、気液分離器7の内部空間73の下部に溜まる。線Bは液冷媒の液面を示す。これに対し、密度の小さいガス冷媒(飽和ガス)は気液分離器7の中心部寄りに集まって、気液分離器7の内部空間73の上部、すなわち、液冷媒の液面Bの上方部にガス冷媒の領域を形成する。
【0051】
このように、冷媒入口通路74からの流入冷媒の気液を旋回流Aの遠心力を利用して強制的に分離するので、気液分離器7のタンク容積が小さくても流入冷媒の気液を確実に分離できる。以上により、気液分離器7上部の冷媒入口通路74付近に遠心分離器が構成される。
【0052】
気液分離器7の円形の内部空間73の中心部には、丸パイプ状の管状部材76が上下方向に延びるように配置されている。この管状部材76の上端部は上部蓋部材71に支持固定され、下端部は下部蓋部材72の冷媒出口通路75の上端開口部内に挿入され、下部蓋部材72に支持固定される。
【0053】
そして、管状部材76の外周面のうち、液冷媒の液面Bよりも十分上方の部位にガス冷媒を吸入するガス戻し口76aが開口している。ガス冷媒はこのガス戻し口76aから管状部材76の内部流路を通過して冷媒出口通路75に流れる。従って、ガス戻し口76a等により図1のガス冷媒戻し通路12が構成される。
【0054】
また、管状部材76の外周面のうち、液冷媒の液面Bよりも十分下方の部位に液冷媒を吸入する液戻し口76bが開口しており、液冷媒はこの液戻し口76bから管状部材76の内部流路へ吸入され、上記ガス冷媒の流れに混合して、冷媒出口通路75に流れる。従って、液戻し口76b等により図1の液冷媒戻し通路13が構成される。また、気液分離器7の内部空間73内には冷媒流れに含まれる水分を吸着するための乾燥剤77が配置される。
【0055】
気液分離器7の冷媒出口通路75から下部接続ジョイント17eの通路部17mおよびヘッダタンク17の第3連通穴17nを通過してヘッダタンク17の下部空間17c内に流入した冷媒は、第2熱交換部6の偏平チューブ15を通過して再度、外気中に放熱して過冷却状態となり、他方のヘッダタンク18の下部空間18b内に流入する。他方のヘッダタンク18の下部に冷媒出口部をなす出口ジョイント25が接合され、この出口ジョイント25から下部空間18b内の冷媒が凝縮器2の外部へ出て減圧装置3側へ向かう。
【0056】
なお、凝縮器2の熱交換部8(第1、第2熱交換部5、6)のチューブ15、コルゲートフィン16、ヘッダタンク17、18、接続ジョイント17d、17e、入口ジョイント24、出口ジョイント25等はすべてアルミニュウム材で構成され、ろう付けにより一体構造に組み付けられる。
【0057】
次に、上記構成において第1実施形態の作動を説明する。圧縮機1の吐出ガス冷媒は入口ジョイント24からヘッダタンク17の中間部空間17b内に流入する。この流入冷媒は第1熱交換部5へ向かう冷媒流れと、第1熱交換部5をバイパスして直接、上部接続ジョイント17d側へ向かう冷媒流れとに分岐される。
【0058】
吐出ガス冷媒の一部は中間部空間17bから第1熱交換部5を矢印aのようにUターン状に流れ、この間に吐出ガス冷媒は外気中に放熱して凝縮する。従って、この凝縮後の液冷媒がヘッダタンク17の上部空間17a、第2連通穴17kを通過して上部接続ジョイント17dの上側冷媒通路部17hに流入する。
【0059】
一方、吐出ガス冷媒の残部は中間部空間17bから第1連通穴17i、下側冷媒通路部17g、絞り穴17jを通過して上側冷媒通路部17hに直接流入する。従って、第1熱交換部5を通過した凝縮後の液冷媒の全量と絞り穴17jからのバイパス吐出ガス冷媒とが上側冷媒通路部17h内にて混合され、この混合冷媒が気液分離器7の冷媒入口通路74に流入する。
【0060】
この冷媒入口通路74から気液分離器7の内部空間73の上部に流入する冷媒流れに旋回流Aを形成して、冷媒の気液が前述した遠心分離により液冷媒(飽和液)とガス冷媒(飽和ガス)とに分離される。液冷媒は気液分離器7内下方へ落下して気液分離器7内下部に溜まる。
【0061】
この液冷媒の一部が管状部材76下端部付近の液戻し口76bから管状部材76内に流入する。また、気液分離器7内上部に溜まるガス冷媒がガス戻し口76aから管状部材76内に流入する。なお、液戻し口76bの開口面積はガス戻し口76aの開口面積よりも十分小さくして、液戻し口76bへの液冷媒流入量を微少量に制限している。
【0062】
管状部材76内に流入したガス冷媒と液冷媒が冷媒出口通路75→下部接続ジョイント17eの通路穴17m、ヘッダタンク17の第3連通穴17nを通過してヘッダタンク17の下部空間17c内に流入する。
【0063】
上記のガス冷媒(飽和ガス)と液冷媒(飽和液)は上記経路にて混合され、その後、第2熱交換部6の偏平チューブ15を通過してここで再度大気中に放熱して過冷却状態になる。この過冷却液冷媒はヘッダタンク18の下部空間18bに流入した後、出口ジョイント25から凝縮器2の外部へ出て、減圧装置3側へ向かう。
【0064】
気液分離器7内に溜まる液冷媒の一部を液戻し口76bから第2熱交換部6に導入し、液冷媒の一部を常にサイクル循環冷媒の流れ中に戻すことにより、液冷媒に含まれる潤滑オイルを圧縮機1へ確実に戻して、圧縮機1の潤滑性を確保できる。
【0065】
ところで、以上のような冷媒流れを形成するため、第1熱交換部5を通過して凝縮した液冷媒の全量および入口ジョイント24からの吐出ガス冷媒の一部が上部接続ジョイント17dの上側冷媒通路部17h内で混合し、熱交換する。これにより、上部空間17aから気液分離器7内に流入する冷媒は、圧縮機吐出ガス冷媒の過熱度に応じた乾き度を持った気液2相状態となる。
【0066】
この結果、気液分離器7内に溜まる液冷媒量が圧縮機吐出ガス冷媒の過熱度に応じた量となる。換言すると、圧縮機吐出ガス冷媒の過熱度の変化に応答して気液分離器7内の液冷媒量を調整できる。この液冷媒量の調整により、気液分離器7内から第2熱交換部6へ導入されるガス冷媒量が変化してサイクル内循環冷媒流量を調整でき、これにより、圧縮機吐出ガス冷媒の過熱度を調整できる。そして、圧縮機1での圧縮過程は基本的に等エントロピ変化であるから、圧縮機1吐出ガス冷媒の過熱度を制御できれば、蒸発器出口ガス冷媒の過熱度を制御できることになる。
【0067】
このように、サイクル高圧側に設けられる気液分離器7内に溜まる液冷媒量を調整して、サイクル内循環冷媒流量を調整する冷凍サイクル装置においては、ガス冷媒バイパス通路10(第1連通穴17i、下側冷媒通路部17g、絞り穴17j)から気液分離器7内に直接導入される吐出ガスバイパス量と、液冷媒導入通路14(上部空間17a、第2連通穴17k)から気液分離器7内に導入される、第1熱交換部5通過後の液冷媒量との流入割合を所期の設定割合に維持することがサイクル内循環冷媒流量の調整作用、ひいては冷媒の過熱度制御性能の確保のために特に重要である。
【0068】
しかし、「発明が解決しようとする課題」の欄に既述したように各部の寸法バラツキやろう付け時のろう材の回り込み等の影響で吐出ガスバイパス量と液冷媒量との流入割合が凝縮器2の製造過程にて所期の設定割合から変化し、冷媒の過熱度制御性能を悪化させる。
【0069】
そこで、本実施形態では、吐出ガスバイパス量を以下の調整方法により正確に規定し、それにより、吐出ガスバイパス量と液冷媒量との流入割合を所期の設定割合に正確に維持するようにしている。
【0070】
図4は凝縮器2の一体ろう付け工程が終了して凝縮器2の製造が終了し、かつ、気液分離器7を凝縮器2に組み付ける前の凝縮器単体の状態を示している。この凝縮器単体の状態において先ず、凝縮器2の第1熱交換部5の冷媒通路の圧損を測定する。
【0071】
この第1熱交換部5の冷媒通路の圧損測定に際しては、先ず、調整弁30の弁体30aを適宜の工具により回転操作して、弁体30aを絞り穴17jの全閉位置に設定する。そして、この状態において、入口ジョイント24および上部接続ジョイント17dの上側通路部17hにそれぞれ圧力測定用配管31、32を接続し、この圧力測定用配管31、32にそれぞれ第1熱交換部5の入口側圧力測定点31aおよび出口側圧力測定点32aを設定する。
【0072】
入口側の圧力測定用配管31には図示しない所定圧力の流体を供給する流体圧装置、具体的には空気圧装置を接続し、出口側の圧力測定用配管32は大気開放とする。この空気圧装置から所定圧力の空気を第1熱交換部5の冷媒通路に供給して、第1熱交換部5の入口側圧力測定点31aの圧力P1と出口側圧力測定点32aの圧力P2を測定する。
【0073】
この測定圧力P1と測定圧力P2とから第1熱交換部5の冷媒通路の圧損ΔP(=P1−P2)を算出する。圧損ΔPは凝縮器2各部の寸法バラツキやろう材の回り込み等の影響を反映した値を示す。
【0074】
そして、吐出ガスバイパス量と液冷媒量との流入割合を所期の設定割合に維持するために必要な絞り穴17jの通路面積、すなわち、調整弁30の弁体30aの所期設定値と、圧損ΔPとの関係を予め算出しておく。ここで、弁体30aの所期設定値とは、弁体30aの全閉位置からの回転量である。
【0075】
従って、調整弁30の弁体30aを全閉位置から実際の圧損ΔPの値に対応した回転量だけ回転させ、弁体30aを圧損ΔPの値に対応した所期設定値に位置させると、絞り穴17jの通路面積を、寸法バラツキやろう材の回り込み等の影響を考慮した適正値に自動的に設定できる。これにより、吐出ガスバイパス量と液冷媒量との流入割合を、寸法バラツキやろう材の回り込み等の影響を受けることなく所期の設定割合に維持でき、冷媒の過熱度制御性能を良好に発揮できる。
【0076】
なお、弁体30aの所期設定値の回転位置が、その後、冷凍サイクル装置の使用状態で変化しないように、弁体30aを上部接続ジョイント17dに対して確実に固定しておく。
【0077】
(第2実施形態)
第1実施形態では、吐出ガスの入口ジョイント24を凝縮器2のヘッダタンク17に配置し、ガス冷媒バイパス通路10(第1連通穴17i、下側冷媒通路部17g、絞り穴17j)およびガス冷媒バイパス通路10の絞り穴17jの通路面積を調整する調整弁30をともに凝縮器2側に配置しているが、第2実施形態では図5、図6に示すように、吐出ガスの入口ジョイント24を気液分離器7側に配置し、ガス冷媒バイパス通路10および調整弁30をともに気液分離器7側に配置する。
【0078】
図5、図6において第1実施形態と同等部分には同一符号を付して説明を省略し、第1実施形態と相違する部分を以下具体的に説明する。
【0079】
気液分離器7のタンク本体70の上面壁部には円形の上部開口部70aが形成され、この上部開口部70a内に冷媒入口ジョイント24の円筒状突出部24aが嵌合される。この円筒状突出部24aの外周溝部に弾性シール材としてOリング24bを装着し、このOリング24bにより円筒状突出部24aと上部開口部70aの内周壁面との間をシールする。
【0080】
冷媒入口ジョイント24は図示しないボルトによりタンク本体70の上面壁部に締め付け固定される。冷媒入口ジョイント24は円筒状突出部24aの軸方向(上下方向)に貫通する通路穴24cを有し、この通路穴24cを通過して圧縮機1の吐出ガス冷媒が上部開口部70aの内側空間に流入する。
【0081】
上部開口部70aの上端面から所定寸法だけ下方の部位にリング状板部70bが上部開口部70aの内側空間の内方へ突き出すように形成され、このリング状板部70bの中心部に貫通穴を開けてガス冷媒バイパス通路10を形成している。この吐出ガスバイパス通路10は上部開口部70aの内側空間に流入した吐出ガス冷媒の一部を分岐して気液分離空間73側へ直接流入(バイパス)させるものであって、吐出ガスバイパス通路10の通路面積(穴開口面積)により気液分離空間73側へのガス冷媒バイパス量を規定できる。
【0082】
このガス冷媒バイパス通路10には通路面積を調整する調整弁30(図6)が配置してある。この調整弁30は円柱状の弁体30aを用いたロータリ弁構造であり、弁体30aにはその径方向に貫通する貫通穴30dが形成してある。リング状板部70bには図6に図示するように、ガス冷媒バイパス通路10の通路貫通方向(上下方向)と直交方向(水平方向)に円筒形状の嵌合穴70cを形成し、この嵌合穴70cに円柱状の弁体30aを矢印Cのように回転可能に嵌合している。
【0083】
弁体30aの軸方向(図6の紙面垂直方向)の端部には図示しない回転軸が一体に設けられ、この回転軸をタンク本体70の外部に突出させ、この回転軸によりタンク本体70の外部から弁体30aを回転操作できるようにしてある。この回転軸とタンク本体70の嵌合穴部との間には、Oリング等の弾性シール材を用いて気密を保持するようになっている。
【0084】
タンク本体70の上部側面壁部70dのうち、吐出ガスバイパス通路10の上方側(上流側)部位および下方側(下流側)部位に、それぞれ凝縮器2の一方のヘッダタンク17側へ突き出す円筒状突出部70e、70fが一体に形成されている。この両円筒状突出部70e、70fのうち上方側の円筒状突出部70eの中心部に貫通穴を開けて凝縮用吐出ガス通路78を形成する。
【0085】
この凝縮用吐出ガス通路78と吐出ガスバイパス通路10に吐出ガスが分配されれが、本実施形態では、凝縮用吐出ガス通路78への吐出ガスの分配量よりも吐出ガスバイパス通路10への吐出ガスの分配量の方が多くなるようにしてある。
【0086】
また、両円筒状突出部70e、70fのうち下方側の円筒状突出部70fの中心部にも貫通穴を開けて液冷媒導入通路14を形成する。この液冷媒導入通路14は凝縮器2の第1熱交換部5にて凝縮した液冷媒の全量をタンク本体70内の空間73のうち吐出ガスバイパス通路10の直下の気液混合部73aに導入するものである。この気液混合部73aは、第1実施形態における気液混合部をなす上側通路部17hに対応する。
【0087】
両円筒状突出部70e、70fの円周方向の外周溝部にそれぞれ弾性シール材としてOリング70g、70hを装着している。
【0088】
接続ジョイント17pはアルミニウムニュウム等の金属にて形成され、凝縮器2の一方のヘッダタンク17にろう付けにより接合される。この接続ジョイント17pにはタンク本体70の両円筒状突出部70e、70fを嵌合するための円形の通路穴17q、17rが開けてある。
【0089】
接続ジョイント17pの通路穴17q、17rと両円筒状突出部70e、70fとの間をOリング70g、70hによりシールするようになっている。タンク本体70は図示しないボルトにより接続ジョイント17pに締め付け固定されるようになっている。
【0090】
接続ジョイント17pのうちヘッダタンク17側の端面に通路穴17q、17rにそれぞれ対応して円形の嵌合突部17s、17tが形成され、この嵌合突部17s、17tをヘッダタンク17の嵌合穴部に嵌合した状態で接続ジョイント17pはヘッダタンク17に接合される。
【0091】
これにより、凝縮器2の一方のヘッダタンク17の上部空間17aを接続ジョイント17pの上部通路穴17qを介して気液分離器7の凝縮用吐出ガス通路78に連通させる。また、ヘッダタンク17の中間部空間17bは、接続ジョイント17pの下部通路穴17rを介して気液分離器7の液冷媒導入通路14に連通する。
【0092】
従って、気液分離器7の上部開口部70a内の吐出冷媒ガスの一部が凝縮用吐出ガス通路78から上部通路穴17qを通過してヘッダタンク17の上部空間17aへ流入する。また、ヘッダタンク17の中間部空間17b内の凝縮後の液冷媒が下部通路穴17rおよび液冷媒導入通路14を通過して気液混合部73aに流入する。
【0093】
一方のヘッダタンク17のうち下部空間17cに対応する部位に、気液分離器7からの戻し冷媒の入口部をなす戻し冷媒入口ジョイント23が接合され、この戻し冷媒入口ジョイント23は連結パイプト23aを介して気液分離器7底部の接続ジョイント79に接続されている。
【0094】
この接続ジョイント79は、弾性シール材としてOリング79aを介在して気液分離器7の下部蓋部材72に開けた中心穴部72aにシール固定される。この中心穴部72aは第1実施形態の冷媒出口通路に対応する。
【0095】
一方、気液分離器7内の管状部材76の下端部が下部蓋部材72の中心穴部72aに支持固定される。これにより、管状部材76の内部通路の下端部が接続ジョイント79の通路穴79aに連通する。この管状部材76の上端部は気液分離器7内部の貯留液冷媒の液面Aよりも十分上方の部位に位置し、閉塞端面を構成している。
【0096】
気液混合部73aで混合した冷媒は旋回流Aにより気液が遠心分離され液冷媒は気液分離器7内の空間73の下部に溜まり、この液冷媒の上方にガス冷媒の領域を形成する。
【0097】
気液分離器7内のガス冷媒と液冷媒は、ガス戻し口76aと液戻し口76bから管状部材76内に流入し、そして、この流入冷媒は管状部材76から接続ジョイント79、連結パイプト23a、戻し冷媒入口ジョイント23を経てヘッダタンク17の下部空間17c内に流入する。
【0098】
以上要するに、第2実施形態では、吐出ガスの入口ジョイント24を気液分離器7側に配置し、吐出ガスを気液分離器7側および凝縮器2の第1熱交換部5側に分配する機構を気液分離器7内部に配置しているが、サイクル内の循環冷媒流量調整作用は第1実施形態と同様に行うことができる。
【0099】
そして、気液分離器7を凝縮器2側に組み付ける前の状態、すなわち、凝縮器2の一体ろう付けが終了した状態において、第1実施形態で説明した方法にて第1熱交換部5の入口側圧力P1と出口側圧力P2を測定し、この両測定圧力P1、P2から第1熱交換部5の冷媒通路の圧損ΔP(=P1−P2)を算出し、この圧損ΔPに基づいて調整弁30の弁体30aの所期設定値(弁体30aの全閉位置からの回転量)を決定し、この所期設定値の位置となるように弁体30aを回転操作する。
【0100】
これにより、吐出ガスバイパス量と液冷媒量との流入割合を、寸法バラツキやろう材の回り込み等の影響を受けることなく所期の設定割合に維持でき、第1実施形態と同様に冷媒の過熱度制御性能を良好に発揮できる。
【0101】
なお、第1実施形態のように、ガス冷媒バイパス通路10が凝縮器2の接続ジョイント17d側に一体構成される場合には、凝縮器2の一体ろう付け時にろう材がガス冷媒バイパス通路10内に回り込む可能性があるが、第2実施形態では、ガス冷媒バイパス通路10を気液分離器7内に構成するので、ろう材の回り込みによってガス冷媒バイパス通路10の通路面積が減少することがない。
(他の実施形態)
なお、第1、第2実施形態では、第1熱交換部5を通過した液冷媒の全量を気液分離器7内に流入させているが、図7の従来技術と同様に、第1熱交換部5を通過した液冷媒の一部のみを気液分離器7に流入させ、第1熱交換部5を通過した液冷媒の残部を第2熱交換部6の入口側(具体的にはヘッダタンク17の下部空間17c)に流入させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による冷凍サイクルの基本構成図である。
【図2】第1実施形態による気液分離器一体型凝縮器を示す模式的な縦断面図である。
【図3】図2の要部拡大断面図である。
【図4】第1実施形態による凝縮器単体の断面図で、第1熱交換部5の冷媒通路の圧損の測定方法を示す。
【図5】第2実施形態による気液分離器一体型凝縮器を示す模式的な縦断面図である。
【図6】図5の要部拡大断面図である。
【図7】従来技術による冷凍サイクルの基本構成図である。
【符号の説明】
1…圧縮機、2…凝縮器、3…減圧装置、4…蒸発器、5…第1熱交換部、
6…第2熱交換部、7…気液分離器、10…ガス冷媒バイパス通路、
10a…吐出ガス冷媒絞り、12…ガス冷媒戻し通路、
13…液冷媒戻し通路、14…液冷媒導入通路、
30…調整弁(通路面積調整手段)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus suitable for vehicle air conditioning and the like.
[0002]
[Prior art]
The present applicant has previously proposed a refrigeration cycle apparatus in Patent Document 1 that adjusts the degree of superheat of the evaporator outlet gas refrigerant by a new method different from the conventional receiver cycle and accumulator cycle.
[0003]
Specifically, this prior art has the basic configuration of the refrigeration cycle shown in FIG. 7, and the first and second heat exchange units 5 and 6 are set in the condenser 2, and the first and second A gas-liquid separator 7 is disposed between the heat exchange units 5 and 6. Then, the main flow of the discharge gas refrigerant of the compressor 1 is caused to flow into the first heat exchange unit 5 to be condensed.
[0004]
A part of the liquid refrigerant condensed in the first heat exchange section 5 is caused to flow into the gas-liquid separator 7 through the liquid refrigerant bypass passage 9, and a part of the discharged gas refrigerant of the compressor 1 is supplied to the gas refrigerant bypass passage 10. The gas is branched and passes through the gas refrigerant bypass passage 10 so that part of the discharged gas refrigerant flows directly into the gas-liquid separator 7.
[0005]
The condensed liquid refrigerant and the discharged gas refrigerant are mixed and heat-exchanged in the gas-liquid separator 7, and the gas-liquid of the mixed refrigerant is separated by the density difference between the gas refrigerant and the liquid refrigerant. The gas refrigerant accumulates in the lower part in the separator 7, and the gas refrigerant accumulates in the upper part in the gas-liquid separator 7.
[0006]
The second heat exchange unit 6 is connected to the downstream side of the refrigerant flow of the first heat exchange unit 5, and the liquid refrigerant condensed in the first heat exchange unit 5 is disposed on the inlet side of the second heat exchange unit 6. The liquid refrigerant introduction passage 11 through which the main flow flows is connected. Further, the gas refrigerant return passage 12 and the liquid refrigerant return passage 13 of the gas-liquid separator 7 are connected to the inlet side of the second heat exchange unit 6.
[0007]
Accordingly, the main flow of the liquid refrigerant condensed in the first heat exchange unit 5, the gas refrigerant in the upper part in the gas-liquid separator 7, and the liquid refrigerant in the lower part in the gas-liquid separator 7 flow into the second heat exchange unit 6. These refrigerants are cooled again by the second heat exchanging unit 6 to be in a supercooled state. The supercooled liquid refrigerant is decompressed by the decompression device 3 to be in a low-pressure gas-liquid two-phase state, and after the low-pressure refrigerant evaporates in the evaporator 4, it is sucked into the compressor 1.
[0008]
In the above prior art, since the condensed liquid refrigerant and the discharge gas refrigerant are mixed and heat exchanged in the gas-liquid separator 7, the dryness of the mixed refrigerant changes according to the superheat degree of the compressor discharge gas refrigerant. Thus, the amount of liquid refrigerant accumulated in the gas-liquid separator 7 can be adjusted according to the degree of superheat of the compressor discharge gas refrigerant. Therefore, the circulation refrigerant flow rate in the cycle is adjusted by adjusting the amount of the liquid refrigerant in the gas-liquid separator 7, and as a result, the superheat degree of the discharge gas refrigerant of the compressor and consequently the superheat degree of the evaporator outlet gas refrigerant can be adjusted. .
[0009]
Thus, according to the prior art, the degree of superheat of the evaporator outlet gas refrigerant can be adjusted by adjusting the amount of liquid refrigerant in the gas-liquid separator 7 provided on the high-pressure side of the cycle. A variable throttle that responds to the state of the high-pressure refrigerant can be used. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to use a temperature type expansion valve having a complicated structure and an expensive pressure reducing device. Further, since the gas-liquid separator 7 is provided on the high-pressure side of the cycle where the refrigerant specific volume is small, there are also advantages that the gas-liquid separator 7 can be reduced in size compared to the low-pressure side gas-liquid separator (accumulator).
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2002-323274 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the above-described prior art refrigeration cycle apparatus is actually prototyped and evaluated, the dimensional variation in the manufacture of the condenser 2, specifically, the passage area (hole) of the tube of the first heat exchange section 5 of the condenser 2. Adjustment of the amount of liquid refrigerant accumulated in the gas-liquid separator 7 under the influence of dimensional variations such as the diameter), the passage area (hole diameter) of the gas refrigerant bypass passage 10 and the passage area (hole diameter) of the liquid refrigerant bypass passage 9 As a result, there are cases where the circulating refrigerant flow rate in the cycle cannot be appropriately adjusted as intended according to the degree of superheat of the compressor discharge gas refrigerant.
[0012]
More specifically, in the above prior art, a part of the liquid refrigerant condensed in the first heat exchange section 5 is caused to flow into the gas-liquid separator 7 through the liquid refrigerant bypass passage 9 and the compressor 1 A part of the discharged gas refrigerant flows directly into the gas-liquid separator 7 through the gas refrigerant bypass passage 10. Here, regarding the ratio of the inflow amount of the liquid refrigerant to the gas-liquid separator 7 and the inflow amount of the discharge gas refrigerant (gas refrigerant bypass amount), the superheat degree of the discharge gas refrigerant is appropriately set in the gas-liquid separator 7. A predetermined ratio for feedback is obtained by experiment, and the inflow ratio of the liquid refrigerant and the discharge gas refrigerant is set to the predetermined ratio. For example, liquid refrigerant: discharged gas refrigerant = 1: 2 (weight flow rate ratio).
[0013]
However, if the ratio of the inflow amount of the liquid refrigerant to the gas-liquid separator 7 and the inflow amount of the discharge gas refrigerant deviates from a preset predetermined ratio due to the influence of the dimensional variation, for example, the inflow of the discharge gas refrigerant When the ratio of the amount decreases from a predetermined ratio, the superheat degree of the discharge gas refrigerant is considered to be smaller than the actual superheat degree, and the liquid refrigerant amount accumulated in the gas-liquid separator 7 increases excessively. As a result, the circulating refrigerant flow rate in the cycle becomes too small with respect to the degree of superheat of the discharged gas refrigerant, causing a reduction in cooling performance.
[0014]
In view of the above points, the present invention provides a refrigeration cycle apparatus that adjusts the flow rate of refrigerant circulating in a cycle by adjusting the amount of liquid refrigerant accumulated in a gas-liquid separator provided on the high-pressure side of the cycle. It aims at suppressing the deterioration of the adjustment effect | action of the circulating refrigerant | coolant flow rate in a cycle by influence.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the first heat exchange section (5) for radiating and condensing the discharged gas refrigerant of the compressor (1) and the first heat exchange section (5) are provided. A second heat exchange section (6) provided on the downstream side of the refrigerant flow, a gas-liquid separator (7) that separates the gas-liquid of the incoming refrigerant and stores the liquid refrigerant, and a discharge gas refrigerant of the compressor (1) Gas refrigerant bypass passage (10) that bypasses the first heat exchange section (5) and directly introduces it into the gas-liquid separator (7), and the liquid condensed through the first heat exchange section (5) A liquid refrigerant introduction passage (14) for introducing at least part of the refrigerant into the gas-liquid separator (7), and a gas for introducing the gas refrigerant in the gas-liquid separator (7) into the second heat exchange section (6). A refrigerant return passage (12), and adjusts the amount of liquid refrigerant accumulated in the gas-liquid separator (7) according to the degree of superheat of the refrigerant discharged from the compressor (1). In the refrigeration cycle apparatus, the gas refrigerant bypass passage (10), characterized in that it comprises a passage area adjusting means for adjusting the passage area (30).
[0016]
By the way, when a dimensional variation or the like in manufacturing of each part of the refrigerant passage of the first heat exchange part (5) occurs, this dimensional variation or the like appears as a change in pressure loss of the refrigerant passage of the first heat exchange part (5). Therefore, after the assembly of the condenser structure including the first heat exchange part (5) is completed, the passage area of the gas refrigerant bypass passage (10) is appropriate to correspond to the actual pressure loss of the refrigerant passage of the first heat exchange part (5). If the passage area adjusting means (30) is adjusted to an appropriate value, the influence of manufacturing dimensional variation and the like of each part of the refrigerant passage of the first heat exchange part (5) is eliminated, and the gas refrigerant bypass passage (10) is passed. The bypass amount of the gas refrigerant can be set to an appropriate amount. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the adjustment function of the circulating refrigerant flow rate in the cycle due to the influence of manufacturing dimensional variation and the like.
[0017]
Moreover, from this, it becomes possible to reduce the dimensional accuracy of each part of the refrigerant passage of the first heat exchanging part (5), thereby reducing the manufacturing cost of the condenser (2).
[0018]
As in the invention according to claim 2, in claim 1, the discharge gas refrigerant inlet part (24) of the compressor (1) is disposed on the first heat exchange part (5) side, and a gas refrigerant bypass passage ( 10) and the passage area adjusting means (30) may be arranged on the first heat exchange section (5) side.
[0019]
As in the third aspect of the present invention, in the first aspect, the inlet (24) of the discharged gas refrigerant of the compressor (1) is disposed on the gas-liquid separator (7) side, and the gas refrigerant bypass passage (10 ) And the passage area adjusting means (30) may be arranged on the gas-liquid separator (7) side.
[0020]
According to this, since the gas refrigerant bypass passage (10) and the passage area adjusting means (30) are arranged on the gas-liquid separator (7) side and are not brazed integrally with the condenser structure, the gas refrigerant bypass passage (10) The passage area does not change due to the brazing material wrapping around during brazing.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the passage area adjusting means (30) is a valve element that adjusts the passage area of the gas refrigerant bypass passage (10) by being rotated. 30a).
[0022]
According to this, the adjustment operation of the passage area of the gas refrigerant bypass passage (10) can be performed by rotating the valve body (30a).
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, in the refrigeration cycle apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the gas is directly introduced into the gas-liquid separator (7) through the gas refrigerant bypass passage (10). And adjusting the passage area so as to obtain a passage area corresponding to the measurement result of the pressure loss and a step of measuring the pressure loss of the refrigerant passage of the first heat exchange section (5) And adjusting the passage area of the gas refrigerant bypass passage (10) by means (30).
[0024]
By executing this adjustment method, it is possible to exhibit the “effect of suppressing the deterioration of the adjustment of the circulating refrigerant flow rate in the cycle due to the influence of manufacturing dimensional variation and the like” according to claim 1.
[0025]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is a basic configuration diagram of the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment, and shows a case where it is applied to a refrigeration cycle for vehicle air conditioning. 2 and 3 show a high-pressure side gas-liquid separator and a condenser according to the first embodiment.
[0027]
The compressor 1 is belt-driven by the vehicle engine E via the electromagnetic clutch 1a. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 1 flows into the condenser 2 from the inlet joint 24, where it is cooled and condensed by exchanging heat with the outside air. The condenser 2 is disposed at a portion that is cooled by the traveling wind generated by the vehicle traveling, specifically, the foremost portion in the vehicle engine room, and the blowing air from the traveling wind and the condenser cooling fan (not shown). It is cooled by.
[0028]
The decompression device 3 is for decompressing the refrigerant that has passed through the condenser 2 into a low-pressure gas-liquid two-phase state. In this example, the decompression device 3 is composed of a fixed throttle such as an orifice, a nozzle, or a capillary tube. Note that the decompression device 3 may be configured with a variable throttle whose opening degree is adjusted according to the state (pressure, temperature) of the high-pressure refrigerant.
[0029]
The evaporator 4 absorbs and evaporates the low-pressure refrigerant that has passed through the decompression device 3 from air blown from an air-conditioning blower (not shown). The evaporator 4 is disposed in a case of an air conditioning indoor unit (not shown), and the cold air cooled by the evaporator 4 is adjusted in temperature by a heater core (not shown) and blown out into the passenger compartment as is well known. The gas refrigerant evaporated in the evaporator 4 is sucked into the compressor 1.
[0030]
The condenser 2 includes a first heat exchange unit 5 and a second heat exchange unit 6 that are provided in the order of the refrigerant flow direction, and between the first heat exchange unit 5 and the second heat exchange unit 6. The gas-liquid separator 7 on the high-pressure side that performs gas-liquid separation of the refrigerant is installed.
[0031]
Between the gas-liquid separator 7 and the first heat exchange unit 5, there is a liquid refrigerant introduction passage 14 for introducing the entire amount of the condensed liquid refrigerant that has passed through the first heat exchange unit 5 into the gas-liquid separator 7. Is provided. Further, a part of the discharge gas refrigerant of the compressor 1 is branched into the gas refrigerant bypass passage 10, and the first heat exchange unit 5 is bypassed by the gas refrigerant bypass passage 10 so that a part of the discharge gas refrigerant is a gas-liquid separator. 7 is introduced directly. The gas refrigerant bypass passage 10 is provided with an adjustment valve 30 that forms passage area adjustment means.
[0032]
The condensed liquid refrigerant and the discharged gas refrigerant are mixed in the gas-liquid separator 7, the gas-liquid of the mixed refrigerant is separated by the density difference between the gas refrigerant and the liquid refrigerant, and the liquid refrigerant is stored in the gas-liquid separator 7. The gas refrigerant collects in the upper part of the gas-liquid separator 7.
[0033]
The second heat exchange unit 6 is connected to the downstream side of the refrigerant flow of the first heat exchange unit 5, and the gas refrigerant in the gas-liquid separator 7 is introduced to the inlet side of the second heat exchange unit 6. The gas refrigerant return passage 12 for performing the operation and the liquid refrigerant return passage 13 for introducing the liquid refrigerant in the gas-liquid separator 7 are connected.
[0034]
Next, the specific configurations of the condenser 2 and the gas-liquid separator 7 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. The condenser 2 extends in the horizontal direction and includes a plurality of flat tubes 15 constituting a refrigerant flow path. The heat exchange part 8 is comprised with the corrugated fin 16 joined.
[0035]
The heat exchange unit 8 constitutes the first heat exchange unit 5 and the second heat exchange unit 6 as an integral structure. Header tanks (side tanks) 17 and 18 are arranged in the vertical direction on the left and right sides of the heat exchange unit 8 (first and second heat exchange units 5 and 6). The left and right ends of the flat tube 15 are joined to the header tanks 17 and 18, and the left and right ends of the refrigerant flow path in the flat tube 15 are communicated with the header tanks 17 and 18, respectively.
[0036]
Here, the internal space of one header tank 17 is partitioned into two spaces 17a, 17b, and 17c by upper and middle spaces by two partition plates 19a and 19b. The inner space of the other header tank 18 is partitioned into two upper and lower spaces 18 a and 18 b by a single partition plate 20.
[0037]
The lower partition plate 19b in one header tank 17 and the partition plate 20 in the other header tank 18 are arranged at the same height in the vertical direction of the tank. The upper side of both partition plates 19b and 20, that is, heat exchange. The first heat exchange unit 5 is configured in the upper region of the part 8, and the second heat exchange unit 6 is configured in the lower region of the partition plates 19 b and 20, that is, in the lower region of the heat exchange unit 8.
[0038]
An inlet joint 24 forming a refrigerant inlet is joined to a front wall surface of a portion of the header tank 17 corresponding to the intermediate space 17b, and a discharge-side refrigerant pipe of the compressor 1 is connected to the inlet joint 24. . An upper connection joint 17d is joined to a side wall surface of a portion corresponding to the upper space 17a and the intermediate space 17b in one header tank 17, and a portion corresponding to the lower space 17c in the one header tank 17 is further connected. A lower connection joint 17e is joined to the side wall surface.
[0039]
The upper connection joint 17d has two refrigerant passage portions 17g and 17h formed above and below the intermediate partition wall 17f as shown in an enlarged view in FIG. The lower refrigerant passage portion 17g communicates with the intermediate space 17b through a first communication hole 17i (FIG. 3) opened in the side wall surface of the header tank 17.
[0040]
For this reason, a part of the discharge gas refrigerant that has flowed into the intermediate space 17b from the inlet joint 24 passes through the first communication hole 17i and directly flows into the lower refrigerant passage portion 17g, and is opened in the intermediate partition wall 17f. A part of the discharged gas refrigerant flows into the upper refrigerant passage part 17h through the throttle hole 17j. Accordingly, in the specific examples of FIGS. 2 and 3, the gas refrigerant bypass passage 10 of FIG. 1 is configured by the first communication hole 17i, the lower refrigerant passage portion 17g, and the throttle hole 17j.
[0041]
The remaining portion of the discharge gas refrigerant that has flowed into the intermediate space 17b from the inlet joint 24 is the tube 15 group in the lower region of the first heat exchange unit 5 → the upper space 18a of the header tank 18 → the upper side of the first heat exchange unit 5. The tube 15 group in the region flows in a U-turn shape as indicated by an arrow a and condenses, and the condensed liquid refrigerant flows into the upper space 17 a of the header tank 17.
[0042]
Since the upper space 17a communicates with the upper refrigerant passage portion 17h of the upper connection joint 17d through a second communication hole 17k (FIG. 3) opened in the side wall surface of the header tank 17, the liquid refrigerant is secondly discharged from the upper space 17a. It passes through the communication hole 17k and flows into the upper refrigerant passage portion 17h. Accordingly, in the specific examples of FIGS. 2 and 3, the liquid refrigerant introduction passage 14 of FIG. 1 is configured by the upper space 17a and the second communication hole 17k.
[0043]
Further, the upper refrigerant passage portion 17h of the upper connection joint 17d is a portion where both the gas refrigerant from the throttle hole 17j and the liquid refrigerant from the second communication hole 17k flow in, and the two refrigerants are mixed together. The passage portion 17h constitutes a refrigerant gas-liquid mixing portion.
[0044]
The throttle hole 17j is a circular hole and constitutes the smallest passage area portion of the gas refrigerant bypass passage 10, so that the discharge gas bypass amount can be defined by the passage area of the throttle hole 17j. The upper connecting joint 17d is provided with a valve body 30a that can move in the direction of the through hole of the throttle hole 17j. The valve body 30a has a conical tip shape facing the throttle hole 17j, and is configured integrally with the male screw portion 30b. The male screw portion 30b is adapted to mesh with a female screw portion 30c formed on the lower wall surface of the upper connection joint 17d. Therefore, by rotating the valve body 30a using an appropriate tool, the conical tip of the valve body 30a can be inserted into and extracted from the throttle hole 17j. In the specific examples of FIGS. 2 and 3, the regulating valve 30 is configured by the valve body 30a, the male screw portion 30b, and the female screw portion 30c.
[0045]
The gas-liquid separator 7 includes a vertically long cylindrical tank body 70 extending in the vertical direction, and an upper lid member 71 and a lower lid member 72 that close the upper and lower opening ends of the tank body 70, and these members 70, 71. , 72 are joined together to form a space 73 for gas-liquid separation of the refrigerant.
[0046]
The upper lid member 71 is disposed so as to face the upper connection joint 17d of the header tank 17 and the lower lid member 72 is opposed to the lower connection joint 17e, and the upper lid member 71 and the lower lid are screwed by a screw means such as a bolt (not shown). The members 72 are fastened and fixed to the upper and lower connection joints 17d and 17e, respectively.
[0047]
Further, a refrigerant inlet passage 74 is formed in the upper lid member 71, and the refrigerant inlet passage 74 allows the upper passage portion (gas-liquid mixing portion) 17 h of the upper connection joint 17 d to communicate with the upper portion of the space 73. A refrigerant outlet passage 75 is formed in the lower lid member 72, and the refrigerant outlet passage 75 is formed in the header tank 17 via a passage portion 17m of the lower connection joint 17e and a third communication hole 17n opened in the side wall surface of the header tank 17. It communicates in the lower space 17c.
[0048]
With the above configuration, the gas-liquid separator 7 can be integrally assembled to the side wall surface of the header tank 17 with the upper and lower connection joints 17d and 17e interposed therebetween. At the same time, the refrigerant inlet passage 74 of the gas-liquid separator 7 is provided. Further, the passage connection between the refrigerant outlet passage 75 and the upper and lower spaces 17a and 17b of the header tank 17 can be completed. It should be noted that an elastic sealing material such as an O-ring (not shown) is interposed between the refrigerant inlet passage 74 and the refrigerant outlet passage 75 and the upper and lower connection joints 17d and 17e to ensure sealing performance. .
[0049]
Further, the internal space 73 of the gas-liquid separator 7 has a substantially circular cross section, and the refrigerant inlet passage 74 is arranged eccentrically from the center of the circular space 73 so that the refrigerant can be supplied from the refrigerant inlet passage 74 to the gas-liquid separator. 7 flows into the internal space from the tangential direction of the circular inner peripheral surface. Thereby, the inflowing refrigerant forms a swirling flow A in the upper region of the internal space 73 of the gas-liquid separator 7.
[0050]
Centrifugal force acts on the refrigerant flow by the swirling flow A, and the liquid refrigerant (saturated liquid) having a high density is pressed against the inner peripheral surface of the gas-liquid separator 7 and along the inner peripheral surface of the gas-liquid separator 7. It falls downward and accumulates in the lower part of the internal space 73 of the gas-liquid separator 7. Line B indicates the liquid level of the liquid refrigerant. On the other hand, the gas refrigerant (saturated gas) having a low density gathers near the center of the gas-liquid separator 7 and is located above the internal space 73 of the gas-liquid separator 7, that is, above the liquid level B of the liquid refrigerant. An area for the gas refrigerant is formed.
[0051]
As described above, the gas-liquid of the inflowing refrigerant from the refrigerant inlet passage 74 is forcibly separated by utilizing the centrifugal force of the swirling flow A. Therefore, even if the tank volume of the gas-liquid separator 7 is small, the gas-liquid of the inflowing refrigerant Can be reliably separated. As described above, the centrifugal separator is configured in the vicinity of the refrigerant inlet passage 74 in the upper part of the gas-liquid separator 7.
[0052]
A round pipe-shaped tubular member 76 is arranged in the center of the circular internal space 73 of the gas-liquid separator 7 so as to extend in the vertical direction. The upper end portion of the tubular member 76 is supported and fixed to the upper lid member 71, and the lower end portion is inserted into the upper end opening of the refrigerant outlet passage 75 of the lower lid member 72 and supported and fixed to the lower lid member 72.
[0053]
And the gas return port 76a which suck | inhales a gas refrigerant is opening to the site | part sufficiently upper than the liquid level B of the liquid refrigerant among the outer peripheral surfaces of the tubular member 76. As shown in FIG. The gas refrigerant flows from the gas return port 76 a through the internal flow path of the tubular member 76 to the refrigerant outlet passage 75. Accordingly, the gas refrigerant return passage 12 of FIG. 1 is configured by the gas return port 76a and the like.
[0054]
In addition, a liquid return port 76b for sucking the liquid refrigerant is opened in a portion of the outer peripheral surface of the tubular member 76 that is sufficiently below the liquid level B of the liquid refrigerant, and the liquid refrigerant passes through the liquid return port 76b. The refrigerant is sucked into the internal flow path 76, mixed with the flow of the gas refrigerant, and flows into the refrigerant outlet passage 75. Accordingly, the liquid refrigerant return passage 13 of FIG. 1 is configured by the liquid return port 76b and the like. A desiccant 77 for adsorbing moisture contained in the refrigerant flow is disposed in the internal space 73 of the gas-liquid separator 7.
[0055]
The refrigerant flowing from the refrigerant outlet passage 75 of the gas-liquid separator 7 through the passage portion 17m of the lower connection joint 17e and the third communication hole 17n of the header tank 17 into the lower space 17c of the header tank 17 is second heat. After passing through the flat tube 15 of the exchange unit 6, it again radiates heat into the outside air to be in a supercooled state, and flows into the lower space 18 b of the other header tank 18. An outlet joint 25 that forms a refrigerant outlet is joined to the lower portion of the other header tank 18, and the refrigerant in the lower space 18 b goes out of the condenser 2 from the outlet joint 25 toward the decompression device 3.
[0056]
In addition, the tube 15, the corrugated fin 16, the header tanks 17 and 18, the connection joints 17d and 17e, the inlet joint 24, and the outlet joint 25 of the heat exchange part 8 (first and second heat exchange parts 5 and 6) of the condenser 2 Etc. are all made of aluminum material and assembled into an integral structure by brazing.
[0057]
Next, the operation of the first embodiment in the above configuration will be described. The discharge gas refrigerant of the compressor 1 flows into the intermediate space 17 b of the header tank 17 from the inlet joint 24. This inflowing refrigerant is branched into a refrigerant flow toward the first heat exchanging part 5 and a refrigerant flow directly bypassing the first heat exchanging part 5 and directed toward the upper connection joint 17d.
[0058]
A part of the discharge gas refrigerant flows in a U-turn shape from the intermediate space 17b through the first heat exchange part 5 as indicated by an arrow a. During this time, the discharge gas refrigerant dissipates heat into the outside air and condenses. Accordingly, the condensed liquid refrigerant passes through the upper space 17a of the header tank 17 and the second communication hole 17k and flows into the upper refrigerant passage portion 17h of the upper connection joint 17d.
[0059]
On the other hand, the remaining portion of the discharge gas refrigerant flows directly from the intermediate space 17b through the first communication hole 17i, the lower refrigerant passage portion 17g, and the throttle hole 17j and directly into the upper refrigerant passage portion 17h. Accordingly, the entire amount of the condensed liquid refrigerant that has passed through the first heat exchange unit 5 and the bypass discharge gas refrigerant from the throttle hole 17j are mixed in the upper refrigerant passage portion 17h, and this mixed refrigerant is mixed with the gas-liquid separator 7. Into the refrigerant inlet passage 74.
[0060]
A swirling flow A is formed in the refrigerant flow flowing from the refrigerant inlet passage 74 into the upper portion of the internal space 73 of the gas-liquid separator 7, and the gas-liquid refrigerant is liquid refrigerant (saturated liquid) and gas refrigerant by the above-described centrifugal separation. (Saturated gas). The liquid refrigerant falls downward in the gas-liquid separator 7 and accumulates in the lower part of the gas-liquid separator 7.
[0061]
A part of the liquid refrigerant flows into the tubular member 76 from the liquid return port 76b near the lower end of the tubular member 76. Further, the gas refrigerant accumulated in the upper part of the gas-liquid separator 7 flows into the tubular member 76 from the gas return port 76a. The opening area of the liquid return port 76b is made sufficiently smaller than the opening area of the gas return port 76a to limit the amount of liquid refrigerant flowing into the liquid return port 76b to a very small amount.
[0062]
The gas refrigerant and the liquid refrigerant flowing into the tubular member 76 flow into the lower space 17c of the header tank 17 through the refrigerant outlet passage 75 → the passage hole 17m of the lower connection joint 17e and the third communication hole 17n of the header tank 17. To do.
[0063]
The gas refrigerant (saturated gas) and the liquid refrigerant (saturated liquid) are mixed in the path, and then pass through the flat tube 15 of the second heat exchanging unit 6 and again dissipate heat into the atmosphere to be supercooled. It becomes a state. The supercooled liquid refrigerant flows into the lower space 18b of the header tank 18, and then exits the condenser 2 from the outlet joint 25 and travels toward the decompression device 3 side.
[0064]
A part of the liquid refrigerant accumulated in the gas-liquid separator 7 is introduced into the second heat exchange unit 6 from the liquid return port 76b, and a part of the liquid refrigerant is always returned into the flow of the cycle circulation refrigerant, thereby becoming the liquid refrigerant. The contained lubricating oil can be reliably returned to the compressor 1 to ensure the lubricity of the compressor 1.
[0065]
By the way, in order to form the refrigerant flow as described above, the entire amount of the liquid refrigerant condensed through the first heat exchange section 5 and a part of the gas refrigerant discharged from the inlet joint 24 are the upper refrigerant passage of the upper connection joint 17d. Mix in part 17h and heat exchange. Thereby, the refrigerant flowing into the gas-liquid separator 7 from the upper space 17a is in a gas-liquid two-phase state having a dryness corresponding to the degree of superheat of the compressor discharge gas refrigerant.
[0066]
As a result, the amount of liquid refrigerant accumulated in the gas-liquid separator 7 becomes an amount corresponding to the degree of superheat of the compressor discharge gas refrigerant. In other words, the amount of liquid refrigerant in the gas-liquid separator 7 can be adjusted in response to a change in the degree of superheat of the compressor discharge gas refrigerant. By adjusting the amount of the liquid refrigerant, the amount of gas refrigerant introduced from the gas-liquid separator 7 to the second heat exchange unit 6 can be changed to adjust the flow rate of the refrigerant circulating in the cycle. The degree of superheat can be adjusted. Since the compression process in the compressor 1 is basically an isentropic change, if the superheat degree of the compressor 1 discharge gas refrigerant can be controlled, the superheat degree of the evaporator outlet gas refrigerant can be controlled.
[0067]
As described above, in the refrigeration cycle apparatus that adjusts the amount of liquid refrigerant accumulated in the gas-liquid separator 7 provided on the high-pressure side of the cycle and adjusts the flow rate of refrigerant circulating in the cycle, the gas refrigerant bypass passage 10 (first communication hole) 17i, the discharge gas bypass amount directly introduced into the gas-liquid separator 7 from the lower refrigerant passage portion 17g, the throttle hole 17j), and the gas-liquid from the liquid refrigerant introduction passage 14 (upper space 17a, second communication hole 17k). Maintaining the inflow ratio with the liquid refrigerant amount after passing through the first heat exchanging section 5 introduced into the separator 7 at a predetermined set ratio, the adjustment of the circulating refrigerant flow rate in the cycle, and thus the degree of superheat of the refrigerant This is particularly important for ensuring control performance.
[0068]
However, as already described in the column “Problems to be Solved by the Invention”, the inflow ratio between the discharge gas bypass amount and the liquid refrigerant amount is condensed due to the influence of the dimensional variation of each part and the wrapping of the brazing material at the time of brazing. It changes from a predetermined set ratio in the manufacturing process of the vessel 2, and deteriorates the superheat degree control performance of the refrigerant.
[0069]
Therefore, in this embodiment, the discharge gas bypass amount is accurately defined by the following adjustment method, so that the inflow ratio between the discharge gas bypass amount and the liquid refrigerant amount is accurately maintained at the predetermined set ratio. ing.
[0070]
FIG. 4 shows a state of the condenser alone after the integral brazing process of the condenser 2 is finished and the production of the condenser 2 is finished, and before the gas-liquid separator 7 is assembled to the condenser 2. In this single condenser state, first, the pressure loss of the refrigerant passage of the first heat exchange unit 5 of the condenser 2 is measured.
[0071]
In measuring the pressure loss of the refrigerant passage of the first heat exchange unit 5, first, the valve body 30a of the adjustment valve 30 is rotated with an appropriate tool to set the valve body 30a to the fully closed position of the throttle hole 17j. In this state, the pressure measurement pipes 31 and 32 are connected to the upper passage portion 17h of the inlet joint 24 and the upper connection joint 17d, respectively. The pressure measurement pipes 31 and 32 are respectively connected to the inlet of the first heat exchange unit 5. A side pressure measurement point 31a and an outlet side pressure measurement point 32a are set.
[0072]
A fluid pressure device that supplies a fluid of a predetermined pressure (not shown), specifically a pneumatic device, is connected to the pressure measurement piping 31 on the inlet side, and the pressure measurement piping 32 on the outlet side is open to the atmosphere. Air of a predetermined pressure is supplied from the pneumatic device to the refrigerant passage of the first heat exchanging unit 5, and the pressure P1 at the inlet side pressure measuring point 31a and the pressure P2 at the outlet side pressure measuring point 32a of the first heat exchanging unit 5 are set. taking measurement.
[0073]
The pressure loss ΔP (= P1−P2) of the refrigerant passage of the first heat exchange unit 5 is calculated from the measured pressure P1 and the measured pressure P2. The pressure loss ΔP indicates a value reflecting the influence of the dimensional variation of each part of the condenser 2 and the brazing material wraparound.
[0074]
Then, the passage area of the throttle hole 17j necessary for maintaining the inflow ratio between the discharge gas bypass amount and the liquid refrigerant amount at the predetermined set ratio, that is, the predetermined set value of the valve body 30a of the adjustment valve 30; The relationship with the pressure loss ΔP is calculated in advance. Here, the desired set value of the valve body 30a is the amount of rotation from the fully closed position of the valve body 30a.
[0075]
Accordingly, when the valve body 30a of the regulating valve 30 is rotated from the fully closed position by the amount of rotation corresponding to the actual pressure loss ΔP value, and the valve body 30a is positioned at the desired set value corresponding to the pressure loss ΔP value, The passage area of the hole 17j can be automatically set to an appropriate value in consideration of the influence of dimensional variation, brazing material wraparound, and the like. As a result, the inflow ratio between the discharge gas bypass amount and the liquid refrigerant amount can be maintained at the desired set ratio without being affected by dimensional variation or brazing material wrapping, and the superheat control performance of the refrigerant can be demonstrated well. it can.
[0076]
In addition, the valve body 30a is reliably fixed with respect to the upper connection joint 17d so that the rotational position of the predetermined set value of the valve body 30a does not change after use of the refrigeration cycle apparatus.
[0077]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the discharge gas inlet joint 24 is disposed in the header tank 17 of the condenser 2, and the gas refrigerant bypass passage 10 (first communication hole 17i, lower refrigerant passage portion 17g, throttle hole 17j) and the gas refrigerant. The adjusting valve 30 for adjusting the passage area of the throttle hole 17j of the bypass passage 10 is disposed on the condenser 2 side. In the second embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the discharge gas inlet joint 24 is provided. Is arranged on the gas-liquid separator 7 side, and the gas refrigerant bypass passage 10 and the regulating valve 30 are both arranged on the gas-liquid separator 7 side.
[0078]
5 and 6, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The parts different from the first embodiment will be specifically described below.
[0079]
A circular upper opening 70a is formed in the upper wall of the tank body 70 of the gas-liquid separator 7, and the cylindrical protrusion 24a of the refrigerant inlet joint 24 is fitted into the upper opening 70a. An O-ring 24b is mounted as an elastic seal material on the outer peripheral groove of the cylindrical protrusion 24a, and the space between the cylindrical protrusion 24a and the inner peripheral wall surface of the upper opening 70a is sealed by the O-ring 24b.
[0080]
The refrigerant inlet joint 24 is fastened and fixed to the upper surface wall portion of the tank body 70 by a bolt (not shown). The refrigerant inlet joint 24 has a passage hole 24c penetrating in the axial direction (vertical direction) of the cylindrical protrusion 24a, and the discharged gas refrigerant of the compressor 1 passes through the passage hole 24c to be an inner space of the upper opening 70a. Flow into.
[0081]
A ring-shaped plate portion 70b is formed at a position below the upper end surface of the upper opening portion 70a by a predetermined dimension so as to protrude inward of the inner space of the upper opening portion 70a, and a through-hole is formed at the center of the ring-shaped plate portion 70b. Is opened to form a gas refrigerant bypass passage 10. The discharge gas bypass passage 10 divides a part of the discharge gas refrigerant that has flowed into the inner space of the upper opening 70a and directly flows (bypass) it into the gas-liquid separation space 73 side. The gas refrigerant bypass amount to the gas-liquid separation space 73 side can be defined by the passage area (hole opening area).
[0082]
The gas refrigerant bypass passage 10 is provided with an adjustment valve 30 (FIG. 6) for adjusting the passage area. The adjusting valve 30 has a rotary valve structure using a cylindrical valve body 30a, and a through hole 30d penetrating in the radial direction is formed in the valve body 30a. As shown in FIG. 6, a cylindrical fitting hole 70c is formed in the ring-shaped plate portion 70b in a direction perpendicular to the passage direction (vertical direction) of the gas refrigerant bypass passage 10 (horizontal direction). A cylindrical valve body 30a is rotatably fitted in the hole 70c as indicated by an arrow C.
[0083]
A rotary shaft (not shown) is integrally provided at the end of the valve body 30a in the axial direction (perpendicular to the plane of FIG. 6). The rotary shaft protrudes outside the tank main body 70, and the rotary shaft causes the tank main body 70 to move. The valve body 30a can be rotated from the outside. Between the rotating shaft and the fitting hole portion of the tank main body 70, an airtightness is maintained using an elastic seal material such as an O-ring.
[0084]
Of the upper side wall portion 70d of the tank body 70, a cylindrical shape projecting toward the one header tank 17 side of the condenser 2 at the upper side (upstream side) portion and the lower side (downstream side) portion of the discharge gas bypass passage 10, respectively. The protrusions 70e and 70f are integrally formed. A condensing discharge gas passage 78 is formed by making a through hole in the central portion of the upper cylindrical protruding portion 70e of both the cylindrical protruding portions 70e and 70f.
[0085]
The discharge gas is distributed to the condensing discharge gas passage 78 and the discharge gas bypass passage 10. In this embodiment, the discharge gas is discharged to the discharge gas bypass passage 10 more than the distribution amount of the discharge gas to the condensing discharge gas passage 78. The amount of gas distribution is increased.
[0086]
In addition, the liquid refrigerant introduction passage 14 is formed by making a through hole in the central portion of the cylindrical projection 70 f on the lower side of the cylindrical projections 70 e and 70 f. This liquid refrigerant introduction passage 14 introduces the entire amount of the liquid refrigerant condensed in the first heat exchanging section 5 of the condenser 2 into the gas-liquid mixing section 73a immediately below the discharge gas bypass passage 10 in the space 73 in the tank body 70. To do. This gas-liquid mixing part 73a corresponds to the upper passage part 17h forming the gas-liquid mixing part in the first embodiment.
[0087]
O-rings 70g and 70h are mounted as elastic sealing materials on the circumferential grooves in the circumferential direction of both cylindrical protrusions 70e and 70f, respectively.
[0088]
The connection joint 17p is made of a metal such as aluminum and is joined to one header tank 17 of the condenser 2 by brazing. The connection joint 17p is formed with circular passage holes 17q and 17r for fitting both cylindrical protrusions 70e and 70f of the tank body 70.
[0089]
The passage holes 17q and 17r of the connection joint 17p and the cylindrical protrusions 70e and 70f are sealed with O-rings 70g and 70h. The tank body 70 is fastened and fixed to the connection joint 17p by a bolt (not shown).
[0090]
Circular fitting projections 17 s and 17 t are formed on the end face of the connection joint 17 p on the header tank 17 side corresponding to the passage holes 17 q and 17 r, respectively. The fitting projections 17 s and 17 t are fitted to the header tank 17. The connection joint 17p is joined to the header tank 17 in a state of being fitted into the hole.
[0091]
Thereby, the upper space 17a of one header tank 17 of the condenser 2 is communicated with the condensing discharge gas passage 78 of the gas-liquid separator 7 through the upper passage hole 17q of the connection joint 17p. Further, the intermediate space 17b of the header tank 17 communicates with the liquid refrigerant introduction passage 14 of the gas-liquid separator 7 through the lower passage hole 17r of the connection joint 17p.
[0092]
Accordingly, a part of the refrigerant gas discharged from the upper opening 70 a of the gas-liquid separator 7 flows from the condensing discharge gas passage 78 through the upper passage hole 17 q into the upper space 17 a of the header tank 17. Further, the condensed liquid refrigerant in the intermediate space 17b of the header tank 17 passes through the lower passage hole 17r and the liquid refrigerant introduction passage 14 and flows into the gas-liquid mixing portion 73a.
[0093]
A return refrigerant inlet joint 23 that forms an inlet portion of the return refrigerant from the gas-liquid separator 7 is joined to a portion of the header tank 17 corresponding to the lower space 17c. The return refrigerant inlet joint 23 connects the connection pipe 23a. To the connection joint 79 at the bottom of the gas-liquid separator 7.
[0094]
The connection joint 79 is sealed and fixed to a central hole portion 72a opened in the lower lid member 72 of the gas-liquid separator 7 via an O-ring 79a as an elastic seal material. The center hole 72a corresponds to the refrigerant outlet passage of the first embodiment.
[0095]
On the other hand, the lower end portion of the tubular member 76 in the gas-liquid separator 7 is supported and fixed in the central hole portion 72 a of the lower lid member 72. As a result, the lower end portion of the internal passage of the tubular member 76 communicates with the passage hole 79 a of the connection joint 79. The upper end portion of the tubular member 76 is located at a position sufficiently above the liquid level A of the stored liquid refrigerant in the gas-liquid separator 7 and constitutes a closed end surface.
[0096]
The refrigerant mixed in the gas-liquid mixing unit 73a is centrifuged by the swirling flow A, and the liquid refrigerant is collected in the lower portion of the space 73 in the gas-liquid separator 7, and a gas refrigerant region is formed above the liquid refrigerant. .
[0097]
The gas refrigerant and the liquid refrigerant in the gas-liquid separator 7 flow into the tubular member 76 from the gas return port 76a and the liquid return port 76b, and this inflow refrigerant flows from the tubular member 76 to the connection joint 79, the connecting pipe 23a, It flows into the lower space 17 c of the header tank 17 through the return refrigerant inlet joint 23.
[0098]
In short, in the second embodiment, the discharge gas inlet joint 24 is arranged on the gas-liquid separator 7 side, and the discharge gas is distributed to the gas-liquid separator 7 side and the first heat exchange unit 5 side of the condenser 2. Although the mechanism is arranged inside the gas-liquid separator 7, the circulating refrigerant flow rate adjusting action in the cycle can be performed in the same manner as in the first embodiment.
[0099]
Then, in a state before the gas-liquid separator 7 is assembled to the condenser 2 side, that is, in a state where the integral brazing of the condenser 2 is finished, the method of the first heat exchange unit 5 is performed by the method described in the first embodiment. The inlet side pressure P1 and the outlet side pressure P2 are measured, and the pressure loss ΔP (= P1−P2) of the refrigerant passage of the first heat exchanging part 5 is calculated from the measured pressures P1 and P2, and adjusted based on the pressure loss ΔP. An initial set value (the amount of rotation from the fully closed position of the valve body 30a) of the valve body 30a of the valve 30 is determined, and the valve body 30a is rotated so as to be at the position of the initial set value.
[0100]
As a result, the inflow ratio between the discharge gas bypass amount and the liquid refrigerant amount can be maintained at a predetermined set ratio without being affected by dimensional variation or wraparound of the brazing material, and the refrigerant can be overheated as in the first embodiment. Degree control performance can be demonstrated well.
[0101]
When the gas refrigerant bypass passage 10 is integrally formed on the connection joint 17d side of the condenser 2 as in the first embodiment, the brazing material is in the gas refrigerant bypass passage 10 when the condenser 2 is integrally brazed. In the second embodiment, since the gas refrigerant bypass passage 10 is configured in the gas-liquid separator 7, the passage area of the gas refrigerant bypass passage 10 is not reduced by the brazing material. .
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the entire amount of the liquid refrigerant that has passed through the first heat exchange unit 5 is caused to flow into the gas-liquid separator 7, but the first heat is the same as in the prior art of FIG. Only a part of the liquid refrigerant that has passed through the exchange unit 5 is allowed to flow into the gas-liquid separator 7, and the remaining part of the liquid refrigerant that has passed through the first heat exchange unit 5 is the inlet side of the second heat exchange unit 6 (specifically, It may be allowed to flow into the lower space 17c) of the header tank 17.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a refrigeration cycle according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a gas-liquid separator integrated condenser according to the first embodiment.
3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a single condenser according to the first embodiment and shows a method for measuring pressure loss in the refrigerant passage of the first heat exchange unit 5;
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing a gas-liquid separator integrated condenser according to a second embodiment.
6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.
FIG. 7 is a basic configuration diagram of a refrigeration cycle according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor, 2 ... Condenser, 3 ... Depressurizer, 4 ... Evaporator, 5 ... 1st heat exchange part,
6 ... 2nd heat exchange part, 7 ... Gas-liquid separator, 10 ... Gas refrigerant bypass passage,
10a ... Discharge gas refrigerant throttle, 12 ... Gas refrigerant return passage,
13 ... Liquid refrigerant return passage, 14 ... Liquid refrigerant introduction passage,
30 ... Adjusting valve (passage area adjusting means).

Claims (5)

圧縮機(1)の吐出ガス冷媒を放熱させて凝縮させる第1熱交換部(5)と、
前記第1熱交換部(5)の冷媒流れ下流側に設けられる第2熱交換部(6)と、
流入冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める気液分離器(7)と、
前記圧縮機(1)の吐出ガス冷媒の一部を前記第1熱交換部(5)をバイパスして前記気液分離器(7)内に直接導入するガス冷媒バイパス通路(10)と、前記第1熱交換部(5)を通過して凝縮した液冷媒の少なくとも一部を前記気液分離器(7)内に導入する液冷媒導入通路(14)と、
前記気液分離器(7)内のガス冷媒を前記第2熱交換部(6)に導入するガス冷媒戻し通路(12)とを備え、
前記気液分離器(7)内に溜まる液冷媒量を前記圧縮機(1)の吐出ガス冷媒の過熱度に応じて調整する冷凍サイクル装置において、
前記ガス冷媒バイパス通路(10)に、通路面積を調整する通路面積調整手段(30)を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
A first heat exchange section (5) for radiating and condensing the discharged gas refrigerant of the compressor (1);
A second heat exchange section (6) provided on the downstream side of the refrigerant flow of the first heat exchange section (5);
A gas-liquid separator (7) for separating the gas-liquid of the inflowing refrigerant and storing the liquid refrigerant;
A gas refrigerant bypass passage (10) for directly introducing a part of the discharged gas refrigerant of the compressor (1) into the gas-liquid separator (7), bypassing the first heat exchange section (5), A liquid refrigerant introduction passage (14) for introducing at least a part of the liquid refrigerant condensed through the first heat exchange section (5) into the gas-liquid separator (7);
A gas refrigerant return passage (12) for introducing the gas refrigerant in the gas-liquid separator (7) into the second heat exchange section (6),
In the refrigeration cycle apparatus for adjusting the amount of liquid refrigerant accumulated in the gas-liquid separator (7) according to the degree of superheat of the discharge gas refrigerant of the compressor (1),
A refrigeration cycle apparatus comprising a passage area adjusting means (30) for adjusting a passage area in the gas refrigerant bypass passage (10).
前記圧縮機(1)の吐出ガス冷媒の入口部(24)を前記第1熱交換部(5)側に配置し、前記ガス冷媒バイパス通路(10)および前記通路面積調整手段(30)を前記第1熱交換部(5)側に配置することを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。The inlet (24) of the discharge gas refrigerant of the compressor (1) is disposed on the first heat exchange part (5) side, and the gas refrigerant bypass passage (10) and the passage area adjusting means (30) are It arrange | positions at the 1st heat exchange part (5) side, The refrigeration cycle apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記圧縮機(1)の吐出ガス冷媒の入口部(24)を前記気液分離器(7)側に配置し、前記ガス冷媒バイパス通路(10)および前記通路面積調整手段(30)を前記気液分離器(7)側に配置することを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。The inlet (24) of the discharge gas refrigerant of the compressor (1) is disposed on the gas-liquid separator (7) side, and the gas refrigerant bypass passage (10) and the passage area adjusting means (30) are connected to the gas refrigerant. It arrange | positions at the liquid separator (7) side, The refrigeration cycle apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記通路面積調整手段(30)は、回転操作されて前記ガス冷媒バイパス通路(10)の通路面積を調整する弁体(30a)を有していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。The said passage area adjustment means (30) has a valve body (30a) which is rotated and adjusts the passage area of the said gas refrigerant bypass passage (10), Any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. The refrigeration cycle apparatus according to any one of the above. 請求項1ないし4のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置において、前記ガス冷媒バイパス通路(10)を通過して前記気液分離器(7)内に直接導入されるガス冷媒バイパス量を調整する調整方法であって、
前記第1熱交換部(5)の冷媒通路の圧損を測定する工程と、
前記圧損の測定結果に対応した通路面積が得られるように前記通路面積調整手段(30)によって前記ガス冷媒バイパス通路(10)の通路面積を調整する工程とを備えることを特徴とするガス冷媒バイパス量の調整方法。
The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a gas refrigerant bypass amount that is directly introduced into the gas-liquid separator (7) through the gas refrigerant bypass passage (10) is adjusted. An adjustment method,
Measuring the pressure loss of the refrigerant passage of the first heat exchange section (5);
Adjusting the passage area of the gas refrigerant bypass passage (10) by the passage area adjusting means (30) so that a passage area corresponding to the measurement result of the pressure loss is obtained. How to adjust the amount.
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