JP4126408B2 - アキュムレータ及びこれを用いた冷凍サイクル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、二酸化炭素（ＣＯ2 ) などの冷媒を用いる場合に適した冷凍サイクル及びこれに用いるアキュムレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二酸化炭素などを冷媒とする超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、冷房能力を増大させる目的や、圧縮機による液圧縮を防止する目的で放熱器を経た高圧冷媒と圧縮機へ吸入される低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器が設けられている。このような内部熱交換器をサイクル内に設けると、配管の複雑化により組み付け作業が困難になったり、装置自体が大型化し、車載性が悪くなる等の不都合が指摘されている。このため、従来においては、特許文献１に示されるような内部熱交換器を組み込んだアキュムレータが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１９４２１号公報（００１０、図２）
【０００４】
これは、内部熱交換器を、アキュムレータの容器内にあって、気液分離された液状冷媒とガス状冷媒との気液界面よりも上部に収容し、配管の簡略化を図るようにしたものである。
【０００５】
このような構成は、内部熱交換器とアキュムレータとを一体化させることで両者間を接続する配管を無くすことができるので、冷媒圧力が非常に高くなる超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルにあっては、接続不良に伴う冷媒漏れを無くすことが可能となり、有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のアキュムレータにあっては、冷媒が周囲を流通するよう内部熱交換器を容器内に収容しているので、アキュムレータ自体の容積を大きく確保する必要があり、また、アキュムレータの径方向や高さ方向の寸法が内部熱交換器の大きさに依存することになるので、これらの寸法の設計自由度を大きくすることは困難であった。即ち、冷媒の気液分離や冷媒中に含まれるオイルの分離を効果的に行うためには、アキュムレータを上下方向に延びる細長い筒状とすることが好ましいが、同じ容積を確保する場合でも、内部熱交換器を上述のように収容する場合には、径方向の寸法を抑えて上下方向の寸法を長くすることが困難となり、上下方向の寸法を長くすると、長くした分だけ容積が増大し、アキュムレータの大型化を余儀なくされる不都合がある。このため、冷凍サイクル自体の占有容積が大きくなり、冷凍サイクルの小型化が図りにくくなるという不都合があった。
【０００７】
そこで、この発明においては、内部熱交換器をアキュムレータと一体化する場合においても、配管の簡略化を図ると共に上下方向や径方向の寸法の自由度を大きく確保することができるアキュムレータと、このアキュムレータを用いた冷凍サイクルを提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明に係るアキュムレータは、冷媒を昇圧する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前記放熱器により冷却された冷媒を減圧する膨張装置と、前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器と、前記蒸発器を経た冷媒を気液分離するアキュムレータと、前記アキュムレータから前記圧縮機へ導かれる低圧冷媒と前記放熱器から前記膨張装置へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とを有する冷凍サイクルに用いられるアキュムレータにあって、ハウジングの内部に形成された冷媒収容空間の周囲に前記内部熱交換器を一体に構成し、この内部熱交換器は、前記冷媒収容空間と連通し前記低圧冷媒を流通させる低圧流路を前記冷媒収容空間の周囲に形成し、前記低圧流路に前記高圧冷媒を流通させるチューブを配設して構成され、前記チューブは、扁平状のチューブを丸めて形成され、その両端に前記ハウジングの軸方向に沿って延びるヘッダ部が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
従って、内部熱交換器がアキュムレータの冷媒収容空間の周囲に構成されるので、アキュムレータの冷媒収容空間の容積が内部熱交換器の大きさに依存することがなくなり、冷媒収容空間の上下方向や径方向の寸法を内部熱交換器とは独立に設定することが可能となる。
【００１０】
また、上記課題を達成するために、この発明に係るアキュムレータは、冷媒を昇圧する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前記放熱器により冷却された冷媒を減圧する膨張装置と、前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器と、前記蒸発器を経た冷媒を気液分離するアキュムレータと、前記アキュムレータから前記圧縮機へ導かれる低圧冷媒と前記放熱器から前記膨張装置へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とを有する冷凍サイクルに用いられるアキュムレータにあって、ハウジングの内部に形成された冷媒収容空間の周囲に前記内部熱交換器を一体に構成し、この内部熱交換器は、前記冷媒収容空間と連通し前記低圧冷媒を流通させる低圧流路を前記冷媒収容空間の周囲に形成し、前記低圧流路に前記高圧冷媒を流通させるチューブを配設して構成され、前記チューブは、扁平状のチューブを丸めて形成され、また、内部熱交換器の熱交換を効率よく行うために、前記低圧流路を流れる低圧冷媒と前記チューブを流れる高圧冷媒とが互いに対向流となるように構成されるようにしてもよい。
【００１１】
低圧流路の具体的な構成例としては、ハウジング自体に低圧流路を形成するようにしても、ハウジングの内側に冷媒収容空間を取り巻くように一体化された環状部材を設け、この環状部材に形成するようにしてもよい。このような構成においては、冷媒収容空間の周囲で、冷媒収容空間から低圧流路を流れる低圧冷媒と、チューブを流れる高圧冷媒とが熱交換されることとなる。
【００１２】
また、内部熱交換器において熱交換効率を高める必要から、高圧流路を構成するチューブの外面に低圧流路に表出するフィンを設けるようにしても（請求項３）、冷媒収容空間で分離されたオイルを効率よく回収すると共に内部熱交換器の圧損を防止する必要から、低圧流路の下流側端部又はその近傍に、一端が連通し、他端が前記冷媒収容空間の底部近傍に開口するオイル回収管を配設してもよい（請求項４）。
【００１４】
尚、ハウジングが上下方向に延設された円筒状に形成されている場合において、内部熱交換器のチューブと接続する高圧冷媒流入口及び高圧冷媒流出口を、冷媒収容空間に接続される低圧冷媒流入口や低圧流路に接続される低圧冷媒流出口と同方向に突設させ、配管を同方向から接続可能とするには、内部熱交換器をハウジングの上部に形成することが好ましい。
【００１５】
また、上記課題を達成するために、この発明に係る冷凍サイクルは、冷媒を昇圧する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前記放熱器により冷却された冷媒を減圧する膨張装置と、前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器と、前記蒸発器を経た冷媒を気液分離するアキュムレータと、前記アキュムレータから前記圧縮機へ導かれる低圧冷媒と前記放熱器から前記膨張装置へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とを有する冷凍サイクルにおいて、アキュムレータを上述した構成としたことを特徴としている。
【００１６】
このような構成においては、内部熱交換器がアキュムレータのハウジングの冷媒収容空間の周囲に構成されるので、アキュムレータの冷媒収容空間の容積が内部熱交換器の大きさに依存することがなくなり、アキュムレータの小型化を図ることが可能となり、引いては、冷凍サイクルをコンパクトにすることが可能となる。また、このような冷凍サイクルは、配管数を少なくできるので、二酸化炭素を冷媒とする超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルに適したものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。図１において、冷凍サイクル１は、冷媒を昇圧する圧縮機２と、圧縮機２で圧縮された冷媒を冷却する放熱器３と、放熱器３により冷却された冷媒を減圧する膨張装置４と、膨張装置４で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器５と、蒸発器５を経た冷媒を気液分離するアキュムレータ６と、アキュムレータ６から圧縮機２へ導かれる低圧冷媒と放熱器３から膨張装置４へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器７とを有して構成されている。
【００１８】
即ち、冷凍サイクル１は、圧縮機２の吐出側が放熱器３を介して内部熱交換器７の高圧流路７ａに接続され、この高圧流路７ａの流出側が膨張装置４に接続されている。また、膨張装置４の流出側が蒸発器５を介してアキュムレータ６の流入口に接続され、アキュムレータ６の流出口が内部熱交換器７の低圧流路７ｂを介して圧縮機２の吸入側に接続されている。したがって、圧縮機２の吐出側から放熱器３及び高圧流路７ａを介して膨張装置４に至る経路により高圧ライン８が構成され、膨張装置４の流出側から蒸発器５、アキュムレータ６、及び低圧流路７ｂを介して圧縮機２に至る経路により低圧ライン９が構成されている。
【００１９】
本発明に係る内部熱交換器７を一体化したアキュムレータ６は、図中の破線で示される範囲を一体化したもので、図２に示されるように、放熱器３の流出側に通じる配管に接続されて高圧ライン８を流れる高圧冷媒を内部熱交換器７に流入する高圧冷媒流入口（Ａ）と、膨張装置４の流入側に通じる配管に接続されて、高圧冷媒を流出する高圧冷媒流出口（Ｂ）と、蒸発器５の流出側に通じる配管に接続されて低圧ライン９を流れる低圧冷媒をアキュムレータ６に流入する低圧冷媒流入口（Ｃ）と、圧縮機２の吸入側に通じる配管に接続されて低圧冷媒を流出する低圧冷媒流出口（Ｄ）とを備えている。
【００２０】
このような内部熱交換器７を一体化したアキュムレータ６は、図３及び図４に示されるように、上端が開口された有底円筒状の下部ハウジング部材１０ａと、下端が開口された上部ハウジング部材１０ｂとを互いの開口部分を整合させて組付けることで構成されているもので、これらハウジング部材によって構成されるハウジング１０の内部に上下方向に円柱状に延びる冷媒収容空間１１が形成されている。
【００２１】
前記低圧冷媒流入口（Ｃ）は、上部ハウジング部材１０ｂの頂部略中央にパイプ１９を気密よく挿通させて冷媒収容空間１１に連通するように形成されており、冷媒収容空間１１の内部には、低圧冷媒流入口（Ｃ）に対して所定の間隔を開けて対峙するよう配設された分離板１２が取り付けられている。したがって、低圧冷媒流入口（Ｃ）から冷媒収容空間１１に流入された冷媒は、分離板１２に衝突して気液が分離されると共に冷媒中の含有オイルが分離されることとなる。
【００２２】
そして、ハウジング１０の上部、即ち、上部ハウジング部材１０ｂには、冷媒収容空間１１を取り巻くように内部熱交換器７が一体に構成されている。以下、この内部熱交換器７の構成について説明すると、上部ハウジング部材１０ｂは、周壁が肉厚に形成され、この周壁部分に下端が開放された円弧状溝１３が形成されている。この円弧状溝１３は、冷媒収容空間１１を取り巻くように周方向の両端部を近接させてほぼ全周に亘って形成されているもので、冷媒収容空間１１の軸方向に沿って所定の深さに形成され、下部ハウジング部材１０ａの端部によって開放端が気密よく閉塞されている。
【００２３】
この円弧状溝１３には、図５にも示されるように、円弧状溝１３の形状に合わせて周方向の両端部を近接させた円弧状のチューブ１４が収容されている。このチューブ１４は、扁平状に形成されたものを丸めて形成されているもので、このチューブ１４の周方向の一端部には、ハウジング１０の軸方向に沿って延びる流入側のヘッダ部１４ａが設けられ、このヘッダ部１４ａと一体をなすパイプ１５を上部ハウジング部材１０ｂに穿設された孔１６を介して上端面から突出させ、高圧冷媒流入口（Ａ）としている。また、チューブ１４の周方向の他端部には、ハウジング１０の軸方向に沿って延びる流出側のヘッダ部１４ｂが設けられ、このヘッダ部１４ｂと一体をなすパイプ１７を上部ハウジング部材１０ｂに穿設された孔１８を介して上端面から突出させ、高圧冷媒流出口（Ｂ）としている。
【００２４】
円弧状溝１３に収容されたチューブ１４は、円弧状溝１３の内壁との間に十分な隙間が形成されるような厚みに形成されており、チューブ１４の外面と円弧状溝１３の内面との間には、チューブ１４の外表面に一体又は別体に設けられたフィン２０が配設されている。
【００２５】
円弧状溝１３は、図６にも示されるように、周方向の一端部又はその近傍を上部ハウジング部材１０ｂに形成された通孔２１を介して冷媒収容空間１１のガス状冷媒領域と連通させている。また、周方向の他端部又はその近傍に上部ハウジング部材１０ｂの上端面から穿設された孔２２を接続させ、この孔２２に挿嵌されたパイプ２３を、上部ハウジング部材１０ｂの上端面から突出させ、低圧冷媒流出口（Ｄ）としている。
【００２６】
したがって、上述した円弧状溝１３によって冷媒収容空間１１のガス状冷媒（α）を流通させる低圧流路７ｂが構成され、また、この低圧流路７ｂに配設されるチューブ１４によって高圧冷媒を流通させる高圧流路７ａが構成され、これら低圧流路７ｂ（円弧状溝１３）を流れる低圧冷媒と高圧流路７ａ（チューブ１４）を流れる高圧冷媒とが互いに熱交換されるようになっている。
【００２７】
尚、冷媒収容空間１１には、一端が円弧状溝１３の出口側端部又はその近傍に連通し、他端が冷媒収容空間１１の底部近傍に開口するオイル回収管２４が配設され、このオイル回収管２４により、冷媒から分離して液状冷媒（β）の下方（アキュムレータ６の底部）に溜まるオイル（γ）を回収するようにしている。
【００２８】
上述した冷凍サイクル１は、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ2 ）が用いられており、圧縮機２で昇圧された冷媒は、高温高圧の超臨界圧の冷媒として放熱器３に入り、ここで放熱して冷却される。その後、内部熱交換器７の高圧流路７ａを構成するチューブ１４に入り、蒸発器５から流出する低温冷媒と熱交換して更に冷却され、液化されることなく膨張装置４へ送られる。そして、この膨張装置４で減圧されて低温低圧の湿り蒸気となり、蒸発器５においてここを通過する空気と熱交換して蒸発気化し、気液が混合する二相冷媒となってアキュムレータ６に流入される。
【００２９】
アキュムレータ６に流入された冷媒は、ここで気液が分離されると共に冷媒中に含有しているオイルが分離され、分離されたガス状冷媒（α）は内部熱交換器７の低圧流路７ｂ（円弧状溝１３）に入り、この低圧流路７ｂにおいて、放熱器３から流出する高温冷媒と熱交換して加熱され、完全にガス化された後に圧縮機２へ戻される。また、分離された液状冷媒（β）とオイル（γ）とは、アキュムレータ６の冷媒収容空間１１に貯留され、このうち、オイル（γ）は、オイル回収管２４を介して円弧状溝１３の下流側端部又はその近傍に導かれ、圧縮機２へ回収される。
【００３０】
したがって、以上の構成によれば、アキュムレータ６のハウジング１０に、内部に形成された冷媒収容空間１１を取り巻くように内部熱交換器７が一体に構成されているので、配管を簡略化できると共に、アキュムレータ６の冷媒収容空間１１の上下方向や径方向の寸法を内部熱交換器７の寸法とは独立に設定することが可能となる。このため、アキュムレータ６の小型化を図ることができ、引いては冷凍サイクル１の小型化を図ることが可能となる。
【００３１】
また、チューブ１４の外面に低圧流路７ｂ（円弧状溝１３）に表出するフィン２０が設けられ、しかも、円弧状溝１３を流れる低圧冷媒とチューブ１４を流れる高圧冷媒とが互いに対向流となるように構成されているので、内部熱交換器７の熱交換効率を高めることが可能となる。しかも、円弧状溝の下流側端部又はその近傍に、冷媒収容空間１１に配設したオイル回収管２４が接続されているので、冷媒収容空間１１で分離されたオイル（γ）を効率よく回収することが可能となり、また、オイルが内部熱交換器部分をバイパスできるので、内部熱交換器の圧損を下げることが可能となる。
【００３２】
さらに、内部熱交換器７をハウジング１０の上部に構成し、内部熱交換器７のチューブ１４に接続される高圧冷媒流入口Ａ及び高圧冷媒流出口Ｂと、冷媒収容空間１１に接続される低圧冷媒流入口Ｃや低圧流路７ｂ（円弧状溝１３）に接続される低圧冷媒流出口Ｄとを同方向に突設するようにしたので、配管との接続を同方向から行うことが可能となり、組付け性をよくすることが可能となる。
【００３３】
図７において、内部熱交換器７を一体化したアキュムレータ６の他の構成例が示されている。この例においては、上端が開口された有底円筒状の下部ハウジング部材３０ａと、この下部ハウジング部材３０ａの上端開口部を閉塞するようボルト３１などによって組み付けられた上部ハウジング部材３０ｂと、これらハウジング部材３０ａ，３０ｂによって構成されるハウジング３０の内部に形成された冷媒収容空間１１の周囲に設けられ、この冷媒収容空間を取り巻くようにハウジング３０の内面に一体化された環状部材３２とを有して構成されている。環状部材３２は、樹脂材によって構成されているもので、この環状部材３２には、途中で折り返すように形成された円弧状溝３３が形成されている。この円弧状溝３３は、冷媒収容空間１１の周囲を取り巻くよう周方向のほぼ全周に亘って形成されており、冷媒収容空間１１の軸方向に沿って所定の深さに形成され、上部ハウジング部材３０ａによって開放端が気密よく閉塞されている。
【００３４】
そして、この円弧状溝３３には、この形状に合わせて形成されたチューブ１４が収容されている。このチューブ１４は、扁平状に形成されたものを円弧状溝３３の形状に合わせて途中で折り返すように形成されているもので、このチューブ１４の両端部には、ハウジング１０の軸方向に沿って延びるヘッダ部１４ａ，１４ｂが設けられている。
【００３５】
そして、流入側のヘッダ部１４ａと一体をなすパイプ１５を上部ハウジング部材３０ｂに穿設された孔１６を介して上端面から突出させ、高圧冷媒流入口（Ａ）としている。また、流出側のヘッダ部１４ｂと一体をなすパイプ１７を上部ハウジング部材３０ｂに穿設された孔を介して上端面から突出させ、高圧冷媒流出口（Ｂ）としている。
【００３６】
この円弧状溝３３の折り返されて内側となる周方向の端部又はその近傍は、下部ハウジング部材３０ｂに形成された通孔２１を介して冷媒収容空間１１のガス状冷媒領域と連通している。また、円弧状溝３３の外側となる周方向の端部又はその近傍は、上部ハウジング部材３０ｂの上端面に穿設された孔２２と連通し、この孔２２に挿嵌されたパイプ２３を上部ハウジング部材３０ｂの上端面から突出させ、低圧冷媒流出口（Ｄ）としている。
【００３７】
したがって、上述の折り返された円弧状溝３３によって冷媒収容空間１１のガス状冷媒を流通させる低圧流路７ｂが構成され、また、この低圧流路７ｂ内に配設されるチューブ１４によって高圧冷媒を流通させる高圧流路７ａが構成され、これら低圧流路７ｂ（円弧状溝１３）を流れる低圧冷媒と高圧流路７ａ（チューブ１４）を流れる高圧冷媒とが互いに対向流となるように流れて熱交換されるようになっている。尚、他の構成については、前記構成例と同様であるので、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。
【００３８】
このような構成においても、アキュムレータ６のハウジング３０に、内部に形成された冷媒収容空間１１を取り巻くように内部熱交換器７が一体に構成されているので、配管を簡略化できると共に、アキュムレータ６の冷媒収容空間１１の上下方向や径方向の寸法を内部熱交換器７の寸法に優先して独立に設定することが可能となる。このため、アキュムレータ６の小型化を図ることができ、引いては冷凍サイクル１の小型化を図ることが可能となる。
【００３９】
また、内部熱交換器７の円弧状溝３３を流れる低圧冷媒とチューブ１４を流れる高圧冷媒とが互いに対向流となるように構成されているので、内部熱交換器７の熱交換効率を高めることが可能となる。さらに、内部熱交換器７をハウジング１０の上部に構成し、内部熱交換器７のチューブ１４に接続される高圧冷媒流入口Ａ及び高圧冷媒流出口Ｂと、冷媒収容空間１１に接続される低圧冷媒流入口Ｃや低圧流路７ｂ（円弧状溝３３）に接続される低圧冷媒流出口Ｄとを同方向に突設したので、配管との接続を同方向から行うことが可能となり、組付け性をよくすることが可能となる。
【００４０】
尚、上述の構成においては、チューブ１４の外面にフィン２０を設け、内部熱交換器７の熱交換効率を高めるようにしてもよい。また、前記構成例と同様に、一端が円弧状溝１３の出口側端部又はその近傍に連通し他端が冷媒収容空間１１の底部近傍に開口するオイル回収管２４を設け、冷媒収容空間１１で分離されたオイルを効率よく回収すると共に、オイルを内部熱交換器をバイパスして流すことで内部熱交換器の圧損を下げるようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、冷凍サイクルに用いられるアキュムレータにおいて、ハウジングの内部に形成された冷媒収容空間の周囲に内部熱交換器を一体に構成するようにしたので、配管の簡略化を図ることができ、また、アキュムレータの冷媒収容空間の上下方向や径方向の寸法を内部熱交換器の寸法とは独立に設定することが可能となる。このため、アキュムレータの寸法の自由度を大きくすることが可能となり、アキュムレータの小型化を図り、引いては冷凍サイクルの小型化を図ることが可能となる。
【００４２】
ここで、内部熱交換器は、冷媒収容空間と連通し低圧冷媒を流通させる低圧流路を冷媒収容空間の周囲を取り巻くように形成し、この低圧流路に高圧冷媒を流通させるチューブを配設して構成してもよく、このような構成においてチューブの外面に低圧流路に表出するフィンを設れば、内部熱交換器の熱交換効率を高めることが可能となる。また、低圧流路の下流側端部又はその近傍に、冷媒収容空間に配設したオイル回収管を接続することで、冷媒収容空間で分離されたオイルを効率よく回収することが可能となり、また、オイルが内部熱交換器をバイパスするので、内部熱交換器の圧損を下げることが可能となる。
【００４３】
さらに、内部熱交換器を、低圧流路を流れる低圧冷媒とチューブを流れる高圧冷媒とを互いに対向流とするように構成すれば、内部熱交換器の熱交換効率を高めることが可能となり、また、ハウジングが上下方向に延設された円筒状に形成される場合に、内部熱交換器をハウジングの上部に形成すれば、配管との接続を同方向から行うことが可能となり、組付け作業を容易に行うことが可能となる。
【００４４】
特に、本発明に係る内部熱交換器を一体化したアキュムレータは、配管を簡略化することができるので、高圧仕様の冷凍サイクルである二酸化炭素を冷媒とする超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いる場合に適したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る冷凍サイクルの全体構成例を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、内部熱交換器が一体化された本発明に係るアキュムレータを示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の平面図である。
【図３】図３は、内部熱交換器が一体化された本発明に係るアキュムレータを示し、図４のIII-III 線で切断した断面図である。
【図４】図４は、内部熱交換器が一体化された本発明に係るアキュムレータを示し、図４のIV-IV 線で切断した断面図である。
【図５】図５は、内部熱交換器の高圧流路を構成するチューブを示す斜視図である。
【図６】図６は、内部熱交換器が一体化された本発明に係るアキュムレータを示し、図４のVI-VI 線で切断した断面図である。
【図７】図７は、内部熱交換器が一体化された本発明に係るアキュムレータの他の構成例を示し、図７（ａ）は図７（ｂ）のVIIA-VIIA 線で切断した断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVIIB-VIIB 線で切断した断面図である。
【符号の説明】
１ 冷凍サイクル
２ 圧縮機
３ 放熱器
４ 膨張装置
５ 蒸発器
６ アキュムレータ
７ 内部熱交換器
８ 高圧ライン
９ 低圧ライン
１０ ハウジング
１０ａ，３０ａ 下部ハウジング部材
１０ｂ，３０ｂ 上部ハウジング部材
１１ 冷媒収容空間
１３，３３ 円弧状溝
１４ チューブ
２０ フィン
２４ オイル回収管
【発明が属する技術分野】
この発明は、二酸化炭素（ＣＯ2 ) などの冷媒を用いる場合に適した冷凍サイクル及びこれに用いるアキュムレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二酸化炭素などを冷媒とする超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、冷房能力を増大させる目的や、圧縮機による液圧縮を防止する目的で放熱器を経た高圧冷媒と圧縮機へ吸入される低圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器が設けられている。このような内部熱交換器をサイクル内に設けると、配管の複雑化により組み付け作業が困難になったり、装置自体が大型化し、車載性が悪くなる等の不都合が指摘されている。このため、従来においては、特許文献１に示されるような内部熱交換器を組み込んだアキュムレータが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１９４２１号公報（００１０、図２）
【０００４】
これは、内部熱交換器を、アキュムレータの容器内にあって、気液分離された液状冷媒とガス状冷媒との気液界面よりも上部に収容し、配管の簡略化を図るようにしたものである。
【０００５】
このような構成は、内部熱交換器とアキュムレータとを一体化させることで両者間を接続する配管を無くすことができるので、冷媒圧力が非常に高くなる超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルにあっては、接続不良に伴う冷媒漏れを無くすことが可能となり、有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のアキュムレータにあっては、冷媒が周囲を流通するよう内部熱交換器を容器内に収容しているので、アキュムレータ自体の容積を大きく確保する必要があり、また、アキュムレータの径方向や高さ方向の寸法が内部熱交換器の大きさに依存することになるので、これらの寸法の設計自由度を大きくすることは困難であった。即ち、冷媒の気液分離や冷媒中に含まれるオイルの分離を効果的に行うためには、アキュムレータを上下方向に延びる細長い筒状とすることが好ましいが、同じ容積を確保する場合でも、内部熱交換器を上述のように収容する場合には、径方向の寸法を抑えて上下方向の寸法を長くすることが困難となり、上下方向の寸法を長くすると、長くした分だけ容積が増大し、アキュムレータの大型化を余儀なくされる不都合がある。このため、冷凍サイクル自体の占有容積が大きくなり、冷凍サイクルの小型化が図りにくくなるという不都合があった。
【０００７】
そこで、この発明においては、内部熱交換器をアキュムレータと一体化する場合においても、配管の簡略化を図ると共に上下方向や径方向の寸法の自由度を大きく確保することができるアキュムレータと、このアキュムレータを用いた冷凍サイクルを提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明に係るアキュムレータは、冷媒を昇圧する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前記放熱器により冷却された冷媒を減圧する膨張装置と、前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器と、前記蒸発器を経た冷媒を気液分離するアキュムレータと、前記アキュムレータから前記圧縮機へ導かれる低圧冷媒と前記放熱器から前記膨張装置へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とを有する冷凍サイクルに用いられるアキュムレータにあって、ハウジングの内部に形成された冷媒収容空間の周囲に前記内部熱交換器を一体に構成し、この内部熱交換器は、前記冷媒収容空間と連通し前記低圧冷媒を流通させる低圧流路を前記冷媒収容空間の周囲に形成し、前記低圧流路に前記高圧冷媒を流通させるチューブを配設して構成され、前記チューブは、扁平状のチューブを丸めて形成され、その両端に前記ハウジングの軸方向に沿って延びるヘッダ部が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
従って、内部熱交換器がアキュムレータの冷媒収容空間の周囲に構成されるので、アキュムレータの冷媒収容空間の容積が内部熱交換器の大きさに依存することがなくなり、冷媒収容空間の上下方向や径方向の寸法を内部熱交換器とは独立に設定することが可能となる。
【００１０】
また、上記課題を達成するために、この発明に係るアキュムレータは、冷媒を昇圧する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前記放熱器により冷却された冷媒を減圧する膨張装置と、前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器と、前記蒸発器を経た冷媒を気液分離するアキュムレータと、前記アキュムレータから前記圧縮機へ導かれる低圧冷媒と前記放熱器から前記膨張装置へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とを有する冷凍サイクルに用いられるアキュムレータにあって、ハウジングの内部に形成された冷媒収容空間の周囲に前記内部熱交換器を一体に構成し、この内部熱交換器は、前記冷媒収容空間と連通し前記低圧冷媒を流通させる低圧流路を前記冷媒収容空間の周囲に形成し、前記低圧流路に前記高圧冷媒を流通させるチューブを配設して構成され、前記チューブは、扁平状のチューブを丸めて形成され、また、内部熱交換器の熱交換を効率よく行うために、前記低圧流路を流れる低圧冷媒と前記チューブを流れる高圧冷媒とが互いに対向流となるように構成されるようにしてもよい。
【００１１】
低圧流路の具体的な構成例としては、ハウジング自体に低圧流路を形成するようにしても、ハウジングの内側に冷媒収容空間を取り巻くように一体化された環状部材を設け、この環状部材に形成するようにしてもよい。このような構成においては、冷媒収容空間の周囲で、冷媒収容空間から低圧流路を流れる低圧冷媒と、チューブを流れる高圧冷媒とが熱交換されることとなる。
【００１２】
また、内部熱交換器において熱交換効率を高める必要から、高圧流路を構成するチューブの外面に低圧流路に表出するフィンを設けるようにしても（請求項３）、冷媒収容空間で分離されたオイルを効率よく回収すると共に内部熱交換器の圧損を防止する必要から、低圧流路の下流側端部又はその近傍に、一端が連通し、他端が前記冷媒収容空間の底部近傍に開口するオイル回収管を配設してもよい（請求項４）。
【００１４】
尚、ハウジングが上下方向に延設された円筒状に形成されている場合において、内部熱交換器のチューブと接続する高圧冷媒流入口及び高圧冷媒流出口を、冷媒収容空間に接続される低圧冷媒流入口や低圧流路に接続される低圧冷媒流出口と同方向に突設させ、配管を同方向から接続可能とするには、内部熱交換器をハウジングの上部に形成することが好ましい。
【００１５】
また、上記課題を達成するために、この発明に係る冷凍サイクルは、冷媒を昇圧する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前記放熱器により冷却された冷媒を減圧する膨張装置と、前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器と、前記蒸発器を経た冷媒を気液分離するアキュムレータと、前記アキュムレータから前記圧縮機へ導かれる低圧冷媒と前記放熱器から前記膨張装置へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とを有する冷凍サイクルにおいて、アキュムレータを上述した構成としたことを特徴としている。
【００１６】
このような構成においては、内部熱交換器がアキュムレータのハウジングの冷媒収容空間の周囲に構成されるので、アキュムレータの冷媒収容空間の容積が内部熱交換器の大きさに依存することがなくなり、アキュムレータの小型化を図ることが可能となり、引いては、冷凍サイクルをコンパクトにすることが可能となる。また、このような冷凍サイクルは、配管数を少なくできるので、二酸化炭素を冷媒とする超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルに適したものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。図１において、冷凍サイクル１は、冷媒を昇圧する圧縮機２と、圧縮機２で圧縮された冷媒を冷却する放熱器３と、放熱器３により冷却された冷媒を減圧する膨張装置４と、膨張装置４で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器５と、蒸発器５を経た冷媒を気液分離するアキュムレータ６と、アキュムレータ６から圧縮機２へ導かれる低圧冷媒と放熱器３から膨張装置４へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器７とを有して構成されている。
【００１８】
即ち、冷凍サイクル１は、圧縮機２の吐出側が放熱器３を介して内部熱交換器７の高圧流路７ａに接続され、この高圧流路７ａの流出側が膨張装置４に接続されている。また、膨張装置４の流出側が蒸発器５を介してアキュムレータ６の流入口に接続され、アキュムレータ６の流出口が内部熱交換器７の低圧流路７ｂを介して圧縮機２の吸入側に接続されている。したがって、圧縮機２の吐出側から放熱器３及び高圧流路７ａを介して膨張装置４に至る経路により高圧ライン８が構成され、膨張装置４の流出側から蒸発器５、アキュムレータ６、及び低圧流路７ｂを介して圧縮機２に至る経路により低圧ライン９が構成されている。
【００１９】
本発明に係る内部熱交換器７を一体化したアキュムレータ６は、図中の破線で示される範囲を一体化したもので、図２に示されるように、放熱器３の流出側に通じる配管に接続されて高圧ライン８を流れる高圧冷媒を内部熱交換器７に流入する高圧冷媒流入口（Ａ）と、膨張装置４の流入側に通じる配管に接続されて、高圧冷媒を流出する高圧冷媒流出口（Ｂ）と、蒸発器５の流出側に通じる配管に接続されて低圧ライン９を流れる低圧冷媒をアキュムレータ６に流入する低圧冷媒流入口（Ｃ）と、圧縮機２の吸入側に通じる配管に接続されて低圧冷媒を流出する低圧冷媒流出口（Ｄ）とを備えている。
【００２０】
このような内部熱交換器７を一体化したアキュムレータ６は、図３及び図４に示されるように、上端が開口された有底円筒状の下部ハウジング部材１０ａと、下端が開口された上部ハウジング部材１０ｂとを互いの開口部分を整合させて組付けることで構成されているもので、これらハウジング部材によって構成されるハウジング１０の内部に上下方向に円柱状に延びる冷媒収容空間１１が形成されている。
【００２１】
前記低圧冷媒流入口（Ｃ）は、上部ハウジング部材１０ｂの頂部略中央にパイプ１９を気密よく挿通させて冷媒収容空間１１に連通するように形成されており、冷媒収容空間１１の内部には、低圧冷媒流入口（Ｃ）に対して所定の間隔を開けて対峙するよう配設された分離板１２が取り付けられている。したがって、低圧冷媒流入口（Ｃ）から冷媒収容空間１１に流入された冷媒は、分離板１２に衝突して気液が分離されると共に冷媒中の含有オイルが分離されることとなる。
【００２２】
そして、ハウジング１０の上部、即ち、上部ハウジング部材１０ｂには、冷媒収容空間１１を取り巻くように内部熱交換器７が一体に構成されている。以下、この内部熱交換器７の構成について説明すると、上部ハウジング部材１０ｂは、周壁が肉厚に形成され、この周壁部分に下端が開放された円弧状溝１３が形成されている。この円弧状溝１３は、冷媒収容空間１１を取り巻くように周方向の両端部を近接させてほぼ全周に亘って形成されているもので、冷媒収容空間１１の軸方向に沿って所定の深さに形成され、下部ハウジング部材１０ａの端部によって開放端が気密よく閉塞されている。
【００２３】
この円弧状溝１３には、図５にも示されるように、円弧状溝１３の形状に合わせて周方向の両端部を近接させた円弧状のチューブ１４が収容されている。このチューブ１４は、扁平状に形成されたものを丸めて形成されているもので、このチューブ１４の周方向の一端部には、ハウジング１０の軸方向に沿って延びる流入側のヘッダ部１４ａが設けられ、このヘッダ部１４ａと一体をなすパイプ１５を上部ハウジング部材１０ｂに穿設された孔１６を介して上端面から突出させ、高圧冷媒流入口（Ａ）としている。また、チューブ１４の周方向の他端部には、ハウジング１０の軸方向に沿って延びる流出側のヘッダ部１４ｂが設けられ、このヘッダ部１４ｂと一体をなすパイプ１７を上部ハウジング部材１０ｂに穿設された孔１８を介して上端面から突出させ、高圧冷媒流出口（Ｂ）としている。
【００２４】
円弧状溝１３に収容されたチューブ１４は、円弧状溝１３の内壁との間に十分な隙間が形成されるような厚みに形成されており、チューブ１４の外面と円弧状溝１３の内面との間には、チューブ１４の外表面に一体又は別体に設けられたフィン２０が配設されている。
【００２５】
円弧状溝１３は、図６にも示されるように、周方向の一端部又はその近傍を上部ハウジング部材１０ｂに形成された通孔２１を介して冷媒収容空間１１のガス状冷媒領域と連通させている。また、周方向の他端部又はその近傍に上部ハウジング部材１０ｂの上端面から穿設された孔２２を接続させ、この孔２２に挿嵌されたパイプ２３を、上部ハウジング部材１０ｂの上端面から突出させ、低圧冷媒流出口（Ｄ）としている。
【００２６】
したがって、上述した円弧状溝１３によって冷媒収容空間１１のガス状冷媒（α）を流通させる低圧流路７ｂが構成され、また、この低圧流路７ｂに配設されるチューブ１４によって高圧冷媒を流通させる高圧流路７ａが構成され、これら低圧流路７ｂ（円弧状溝１３）を流れる低圧冷媒と高圧流路７ａ（チューブ１４）を流れる高圧冷媒とが互いに熱交換されるようになっている。
【００２７】
尚、冷媒収容空間１１には、一端が円弧状溝１３の出口側端部又はその近傍に連通し、他端が冷媒収容空間１１の底部近傍に開口するオイル回収管２４が配設され、このオイル回収管２４により、冷媒から分離して液状冷媒（β）の下方（アキュムレータ６の底部）に溜まるオイル（γ）を回収するようにしている。
【００２８】
上述した冷凍サイクル１は、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ2 ）が用いられており、圧縮機２で昇圧された冷媒は、高温高圧の超臨界圧の冷媒として放熱器３に入り、ここで放熱して冷却される。その後、内部熱交換器７の高圧流路７ａを構成するチューブ１４に入り、蒸発器５から流出する低温冷媒と熱交換して更に冷却され、液化されることなく膨張装置４へ送られる。そして、この膨張装置４で減圧されて低温低圧の湿り蒸気となり、蒸発器５においてここを通過する空気と熱交換して蒸発気化し、気液が混合する二相冷媒となってアキュムレータ６に流入される。
【００２９】
アキュムレータ６に流入された冷媒は、ここで気液が分離されると共に冷媒中に含有しているオイルが分離され、分離されたガス状冷媒（α）は内部熱交換器７の低圧流路７ｂ（円弧状溝１３）に入り、この低圧流路７ｂにおいて、放熱器３から流出する高温冷媒と熱交換して加熱され、完全にガス化された後に圧縮機２へ戻される。また、分離された液状冷媒（β）とオイル（γ）とは、アキュムレータ６の冷媒収容空間１１に貯留され、このうち、オイル（γ）は、オイル回収管２４を介して円弧状溝１３の下流側端部又はその近傍に導かれ、圧縮機２へ回収される。
【００３０】
したがって、以上の構成によれば、アキュムレータ６のハウジング１０に、内部に形成された冷媒収容空間１１を取り巻くように内部熱交換器７が一体に構成されているので、配管を簡略化できると共に、アキュムレータ６の冷媒収容空間１１の上下方向や径方向の寸法を内部熱交換器７の寸法とは独立に設定することが可能となる。このため、アキュムレータ６の小型化を図ることができ、引いては冷凍サイクル１の小型化を図ることが可能となる。
【００３１】
また、チューブ１４の外面に低圧流路７ｂ（円弧状溝１３）に表出するフィン２０が設けられ、しかも、円弧状溝１３を流れる低圧冷媒とチューブ１４を流れる高圧冷媒とが互いに対向流となるように構成されているので、内部熱交換器７の熱交換効率を高めることが可能となる。しかも、円弧状溝の下流側端部又はその近傍に、冷媒収容空間１１に配設したオイル回収管２４が接続されているので、冷媒収容空間１１で分離されたオイル（γ）を効率よく回収することが可能となり、また、オイルが内部熱交換器部分をバイパスできるので、内部熱交換器の圧損を下げることが可能となる。
【００３２】
さらに、内部熱交換器７をハウジング１０の上部に構成し、内部熱交換器７のチューブ１４に接続される高圧冷媒流入口Ａ及び高圧冷媒流出口Ｂと、冷媒収容空間１１に接続される低圧冷媒流入口Ｃや低圧流路７ｂ（円弧状溝１３）に接続される低圧冷媒流出口Ｄとを同方向に突設するようにしたので、配管との接続を同方向から行うことが可能となり、組付け性をよくすることが可能となる。
【００３３】
図７において、内部熱交換器７を一体化したアキュムレータ６の他の構成例が示されている。この例においては、上端が開口された有底円筒状の下部ハウジング部材３０ａと、この下部ハウジング部材３０ａの上端開口部を閉塞するようボルト３１などによって組み付けられた上部ハウジング部材３０ｂと、これらハウジング部材３０ａ，３０ｂによって構成されるハウジング３０の内部に形成された冷媒収容空間１１の周囲に設けられ、この冷媒収容空間を取り巻くようにハウジング３０の内面に一体化された環状部材３２とを有して構成されている。環状部材３２は、樹脂材によって構成されているもので、この環状部材３２には、途中で折り返すように形成された円弧状溝３３が形成されている。この円弧状溝３３は、冷媒収容空間１１の周囲を取り巻くよう周方向のほぼ全周に亘って形成されており、冷媒収容空間１１の軸方向に沿って所定の深さに形成され、上部ハウジング部材３０ａによって開放端が気密よく閉塞されている。
【００３４】
そして、この円弧状溝３３には、この形状に合わせて形成されたチューブ１４が収容されている。このチューブ１４は、扁平状に形成されたものを円弧状溝３３の形状に合わせて途中で折り返すように形成されているもので、このチューブ１４の両端部には、ハウジング１０の軸方向に沿って延びるヘッダ部１４ａ，１４ｂが設けられている。
【００３５】
そして、流入側のヘッダ部１４ａと一体をなすパイプ１５を上部ハウジング部材３０ｂに穿設された孔１６を介して上端面から突出させ、高圧冷媒流入口（Ａ）としている。また、流出側のヘッダ部１４ｂと一体をなすパイプ１７を上部ハウジング部材３０ｂに穿設された孔を介して上端面から突出させ、高圧冷媒流出口（Ｂ）としている。
【００３６】
この円弧状溝３３の折り返されて内側となる周方向の端部又はその近傍は、下部ハウジング部材３０ｂに形成された通孔２１を介して冷媒収容空間１１のガス状冷媒領域と連通している。また、円弧状溝３３の外側となる周方向の端部又はその近傍は、上部ハウジング部材３０ｂの上端面に穿設された孔２２と連通し、この孔２２に挿嵌されたパイプ２３を上部ハウジング部材３０ｂの上端面から突出させ、低圧冷媒流出口（Ｄ）としている。
【００３７】
したがって、上述の折り返された円弧状溝３３によって冷媒収容空間１１のガス状冷媒を流通させる低圧流路７ｂが構成され、また、この低圧流路７ｂ内に配設されるチューブ１４によって高圧冷媒を流通させる高圧流路７ａが構成され、これら低圧流路７ｂ（円弧状溝１３）を流れる低圧冷媒と高圧流路７ａ（チューブ１４）を流れる高圧冷媒とが互いに対向流となるように流れて熱交換されるようになっている。尚、他の構成については、前記構成例と同様であるので、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。
【００３８】
このような構成においても、アキュムレータ６のハウジング３０に、内部に形成された冷媒収容空間１１を取り巻くように内部熱交換器７が一体に構成されているので、配管を簡略化できると共に、アキュムレータ６の冷媒収容空間１１の上下方向や径方向の寸法を内部熱交換器７の寸法に優先して独立に設定することが可能となる。このため、アキュムレータ６の小型化を図ることができ、引いては冷凍サイクル１の小型化を図ることが可能となる。
【００３９】
また、内部熱交換器７の円弧状溝３３を流れる低圧冷媒とチューブ１４を流れる高圧冷媒とが互いに対向流となるように構成されているので、内部熱交換器７の熱交換効率を高めることが可能となる。さらに、内部熱交換器７をハウジング１０の上部に構成し、内部熱交換器７のチューブ１４に接続される高圧冷媒流入口Ａ及び高圧冷媒流出口Ｂと、冷媒収容空間１１に接続される低圧冷媒流入口Ｃや低圧流路７ｂ（円弧状溝３３）に接続される低圧冷媒流出口Ｄとを同方向に突設したので、配管との接続を同方向から行うことが可能となり、組付け性をよくすることが可能となる。
【００４０】
尚、上述の構成においては、チューブ１４の外面にフィン２０を設け、内部熱交換器７の熱交換効率を高めるようにしてもよい。また、前記構成例と同様に、一端が円弧状溝１３の出口側端部又はその近傍に連通し他端が冷媒収容空間１１の底部近傍に開口するオイル回収管２４を設け、冷媒収容空間１１で分離されたオイルを効率よく回収すると共に、オイルを内部熱交換器をバイパスして流すことで内部熱交換器の圧損を下げるようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、冷凍サイクルに用いられるアキュムレータにおいて、ハウジングの内部に形成された冷媒収容空間の周囲に内部熱交換器を一体に構成するようにしたので、配管の簡略化を図ることができ、また、アキュムレータの冷媒収容空間の上下方向や径方向の寸法を内部熱交換器の寸法とは独立に設定することが可能となる。このため、アキュムレータの寸法の自由度を大きくすることが可能となり、アキュムレータの小型化を図り、引いては冷凍サイクルの小型化を図ることが可能となる。
【００４２】
ここで、内部熱交換器は、冷媒収容空間と連通し低圧冷媒を流通させる低圧流路を冷媒収容空間の周囲を取り巻くように形成し、この低圧流路に高圧冷媒を流通させるチューブを配設して構成してもよく、このような構成においてチューブの外面に低圧流路に表出するフィンを設れば、内部熱交換器の熱交換効率を高めることが可能となる。また、低圧流路の下流側端部又はその近傍に、冷媒収容空間に配設したオイル回収管を接続することで、冷媒収容空間で分離されたオイルを効率よく回収することが可能となり、また、オイルが内部熱交換器をバイパスするので、内部熱交換器の圧損を下げることが可能となる。
【００４３】
さらに、内部熱交換器を、低圧流路を流れる低圧冷媒とチューブを流れる高圧冷媒とを互いに対向流とするように構成すれば、内部熱交換器の熱交換効率を高めることが可能となり、また、ハウジングが上下方向に延設された円筒状に形成される場合に、内部熱交換器をハウジングの上部に形成すれば、配管との接続を同方向から行うことが可能となり、組付け作業を容易に行うことが可能となる。
【００４４】
特に、本発明に係る内部熱交換器を一体化したアキュムレータは、配管を簡略化することができるので、高圧仕様の冷凍サイクルである二酸化炭素を冷媒とする超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いる場合に適したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る冷凍サイクルの全体構成例を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、内部熱交換器が一体化された本発明に係るアキュムレータを示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の平面図である。
【図３】図３は、内部熱交換器が一体化された本発明に係るアキュムレータを示し、図４のIII-III 線で切断した断面図である。
【図４】図４は、内部熱交換器が一体化された本発明に係るアキュムレータを示し、図４のIV-IV 線で切断した断面図である。
【図５】図５は、内部熱交換器の高圧流路を構成するチューブを示す斜視図である。
【図６】図６は、内部熱交換器が一体化された本発明に係るアキュムレータを示し、図４のVI-VI 線で切断した断面図である。
【図７】図７は、内部熱交換器が一体化された本発明に係るアキュムレータの他の構成例を示し、図７（ａ）は図７（ｂ）のVIIA-VIIA 線で切断した断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVIIB-VIIB 線で切断した断面図である。
【符号の説明】
１ 冷凍サイクル
２ 圧縮機
３ 放熱器
４ 膨張装置
５ 蒸発器
６ アキュムレータ
７ 内部熱交換器
８ 高圧ライン
９ 低圧ライン
１０ ハウジング
１０ａ，３０ａ 下部ハウジング部材
１０ｂ，３０ｂ 上部ハウジング部材
１１ 冷媒収容空間
１３，３３ 円弧状溝
１４ チューブ
２０ フィン
２４ オイル回収管
Claims (7)
- 冷媒を昇圧する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前記放熱器により冷却された冷媒を減圧する膨張装置と、前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器と、前記蒸発器を経た冷媒を気液分離するアキュムレータと、前記アキュムレータから前記圧縮機へ導かれる低圧冷媒と前記放熱器から前記膨張装置へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とを有する冷凍サイクルに用いられるアキュムレータにあって、
ハウジングの内部に形成された冷媒収容空間の周囲に前記内部熱交換器を一体に構成し、この内部熱交換器は、前記冷媒収容空間と連通し前記低圧冷媒を流通させる低圧流路を前記冷媒収容空間の周囲に形成し、前記低圧流路に前記高圧冷媒を流通させるチューブを配設して構成され、前記チューブは、扁平状のチューブを丸めて形成され、その両端に前記ハウジングの軸方向に沿って延びるヘッダ部が設けられていることを特徴とするアキュムレータ。 - 冷媒を昇圧する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、前記放熱器により冷却された冷媒を減圧する膨張装置と、前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器と、前記蒸発器を経た冷媒を気液分離するアキュムレータと、前記アキュムレータから前記圧縮機へ導かれる低圧冷媒と前記放熱器から前記膨張装置へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とを有する冷凍サイクルに用いられるアキュムレータにあって、
ハウジングの内部に形成された冷媒収容空間の周囲に前記内部熱交換器を一体に構成し、この内部熱交換器は、前記冷媒収容空間と連通し前記低圧冷媒を流通させる低圧流路を前記冷媒収容空間の周囲に形成し、前記低圧流路に前記高圧冷媒を流通させるチューブを配設して構成され、前記チューブは、扁平状のチューブを丸めて形成され、また、前記低圧流路を流れる低圧冷媒と前記チューブを流れる高圧冷媒とが互いに対向流となるように構成されていることを特徴とするアキュムレータ。 - 前記チューブの外面には、前記低圧流路に表出するフィンが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のアキュムレータ。
- 前記低圧流路の下流側端部又はその近傍に、一端が連通し、他端が前記冷媒収容空間の底部近傍に開口するオイル回収管を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載のアキュムレータ。
- 前記ハウジングは、上下方向に延設された円筒状に形成され、前記内部熱交換器は、前記ハウジングの上部に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のアキュムレータ。
- 冷媒を昇圧する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
前記放熱器により冷却された冷媒を減圧する膨張装置と、
前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器と、
前記蒸発器を経た冷媒を気液分離するアキュムレータと、
前記アキュムレータから前記圧縮機へ導かれる低圧冷媒と前記放熱器から前記膨張装置へ導かれる高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とを有する冷凍サイクルにおいて、
前記アキュムレータは、前記請求項１又は２に記載の構成を有していることを特徴とする冷凍サイクル。 - 前記冷凍サイクルは、二酸化炭素を冷媒とする超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルである請求項６記載の冷凍サイクル。
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