JP4180874B2

JP4180874B2 - アキュムレータ

Info

Publication number: JP4180874B2
Application number: JP2002298276A
Authority: JP
Inventors: 哲也秋元; 卓司古田
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: JP2004132627A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクル等に用いるアキュムレータに関し、さらに詳しくは逆止弁を内蔵するアキュムレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調機等の冷凍サイクルにおいて、圧縮機の吐出し側に冷暖切換の四方弁、室外側熱切換機、絞り装置、室内側熱交換器及びアキュムレータを順次冷媒循環回路を介して連結して構成することが行われている（特許文献１参照）。
このような冷凍サイクルの運転中に蒸発器から未蒸発の液冷媒が出るような現象が起きることがある。これは蒸発器における熱負荷が変化して液冷媒が蒸発器において蒸発しきれないときに生じる。このように液冷媒が多いと圧縮機では液圧縮が起きてしまうことから、通常、圧縮機に負担を与えないように圧縮機の吸い込み側にアキュムレータを設け、該アキュムレータにて未蒸発の液冷媒を分離して圧縮機へガスを吸い込ませるようにしている。
【０００３】
通常、冷凍サイクル中において室内側蒸発器は低圧状態で使用される。ところが、圧縮機を停止した場合、高圧冷媒が逆流し、この逆流した冷媒が室内側熱交換器に至り、室内側熱交換器に損傷を与えることがある。そこで、アキュムレータにおいて、冷媒が上流側の室内側熱交換器に逆流しないようにする手段の実現が望まれていた。また、このアキュムレータにおいて、逆流防止手段を実現するにしても、自動車の狭い空間でも配置を可能とし、かつ、故障が少なく熱効率の良いアキュムレータの実現が望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−５２０４号公報（段落番号（００２７）−段落番号（００４０）及び図１）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記要望を実現することにあり、流体の逆流を防止し自動車室内等の狭い空間でもその配置を可能とし、かつ、故障が少なく熱効率の良い冷凍サイクル等のためのアキュムレータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するために、下記の手段を講じた。即ち、
請求項１記載のアキュムレータは、有底筒状の容器と、その上端開口に固着されるとともに上下に貫通する冷媒入口及び冷媒出口が穿設された蓋体と、該蓋体の内面側に装着され、前記冷媒入口に連通した逆止弁部と、前記蓋体の内面側に装着され、前記冷媒出口に連通した流体案内部とを備え、前記流体案内部は、内管と外管から成る二重管により構成され、前記外管は、その上端において前記容器内部の冷媒貯留室に連通し、前記内管は、その下端において前記外管の内部と連通するとともに上端において前記冷媒出口と連通し、前記逆止弁部は、前記流体案内部と並置される所定長さの筒状体からなり、該筒状体は本体部を有し、該本体部の前記冷媒入口側には、前記冷媒入口と連通し少径となる内壁の段部により形成される弁座部を構成し、前記本体部の前記冷媒貯留室側には、前記冷媒貯留室へ連通する流出孔を有する底板を具備し、前記本体部内は、逆止弁室を形成し、該逆止弁室内には、ボール弁と、該ボール弁をボール保持部において保持し側部に冷媒が流動可能な空間が形成される支持体と、が摺動可能に配置され、前記冷媒貯留室内の冷媒圧が冷媒入口の冷媒圧より所定以上の高圧になると、当該冷媒圧により前記支持体及び前記ボール弁が持ち上げられ、前記ボール弁が前記弁座部に当接して前記逆止弁部が閉状態となることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載のアキュムレータは、請求項１記載のアキュムレータにおいて、前記逆止弁部は、その弁体が逆止方向に移動すると受圧面が拡大するように形成されていることを特徴とする。
請求項３記載のアキュムレータは、請求項１又は請求項２記載のアキュムレータにおいて、前記外管の上端と前記冷媒貯留室とが連通する位置において前記内管の内部と前記冷媒貯留室とを連通する均圧孔を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載のアキュムレータは、請求項１乃至請求項３記載のアキュムレータにおいて、前記内管の下端と前記外管の内部が連通する部位と前記冷媒貯留室とを連通するオイルリターン孔を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
【実施例１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は実施例１に係るアキュムレータの縦断面図（図２のＡ−Ａ断面図）であり、図２は図１の矢印Ｂ方向からみた平面図、図３は図１のＣ−Ｃ断面図、図４は図１の矢印Ｄ方向からみた底面図、図５は同実施形態の作用説明図で、逆止弁部が開状態（Ａ）と閉状態（Ｂ）とを示す。
【００１１】
実施例１のアキュムレータＡは、コップ状の密閉容器１０と、該密閉容器１０の上部に溶接部２６として溶接・固着される蓋体２０と、これらの部材で形成される貯留室１３内に配置される逆止弁部３０と、同貯留室１３内に逆止弁部３０と並置される流体案内部５０とからなる。
【００１２】
密閉容器１０は、所定厚みの金属素材からなり、図１に示すように、コップ状、即ち、水平断面円形で有底でありその内部が貯留室１３となっている。また、その上端部１２には密閉容器１０の外径と同一径の一定の厚みを有する蓋体２０が溶接（溶接部２６）される。
【００１３】
上記蓋体２０には、図１，２に示すように、円形の冷媒入口２１と冷媒出口２２とが設けられると共に、これらに近接して取付孔２７が形成される。また上記冷媒入口２１の下部に貯留室１３に突出させて逆止弁取付筒部２３が一体的に形成され、この逆止弁取付筒部２３に突出させて後述の逆止弁部３０が装着される。また、冷媒出口２２の下部の貯留室１３には内管取付筒部２４が一体的に突出して形成され、この内管取付筒部２４には後述の流体案内部５０が装着されることになる。
【００１４】
逆止弁部３０は、全体として上下に所定長さの筒状体からなり、逆止弁ケース３１に収納されており、その上部は少径の嵌合筒部３１ａからなり、その下部は本体部３１ｂを構成する。そして、上記嵌合筒部３１ａの上端部が冷媒入口２１と連通しており、本体部３１ｂの下部が前記貯留室１３と連通している。また、嵌合筒部３１ａと本体部３１ｂとの内壁の段部は弁座部３７を構成すると共に、本体部３１ｂ内は逆止弁室３６を形成している。また、本体部３１ｂの下端部には底板３５が装着される。
【００１５】
上記逆止弁室３６内には、ボール弁４０と、該ボール弁４０をボール保持部４４において保持する支持体４１とが配置されている。ボール弁４０は正円球であり、また、支持体４１は、図３に示すように、水平断面略正方形状でその各角部は本体部３１ｂの内壁に当接するように円柱面状に形成されており、この支持体４１の側辺部４５と本体部３１ｂとの間には冷媒が流動可能な空間（隙間）が形成されている。
【００１６】
また、図１，５（Ａ）（Ｂ）に示すように、該支持体４１の下端面はその中心部が突出した端面平坦な当接部４３が形成されると共に、該当接部４３以外の部分は逆圧受部４２として形成されている。そして、これらのボール弁４０と支持体４１とは一体となって逆止弁取付筒部２３内を上下に摺動可能となっている。また、逆止弁取付筒部２３の下端に装着される円盤からなる底板３５には、図４に示すように、４つの流出孔３５ａが形成されており、これらの流出孔３５ａの中心部には、前記当接部４３がその下動時に当接する当接受部３５ｂが形成されることになる。
【００１７】
したがって、図５（Ａ）に示すように、逆止弁室３６及び支持体４１が最下位置にある時は貯留室１３内の冷媒圧は流出孔３５ａを介して逆圧受部４２に作用していることになる。また、支持体４１が底板３５から少しでも離れて図５（Ｂ）の状態になると、貯留室１３内の冷媒圧は逆圧受部４２に加えて当接部４３の平坦面にも作用し、支持体４１に対して冷媒圧が大きく作用することになる。
【００１８】
流体案内部５０は貯留室１３内において冷媒をガス冷媒と液冷媒とを分離してガス冷媒を放出させるものであり、図１に示すように、蓋体２０の下部の内管取付筒部２４に嵌合して装着される。流体案内部５０は上下に所定長さを有しており、内管５１と外管５２とを具備する。その内管５１はその内管上部５１ａが内管取付筒部２４に嵌合・固定されると共に、その外周には上部支持体５３が装着される。該上部支持体５３は、傘状の流体案内部５３ａを有していると共に、後述の外管上部５２ａを支持している。また、その内管下部５１ｂは下部支持体５４によって支持され、該下部支持体５４は底部１１の上面に配置・支持されることになる。
【００１９】
また、内管５１の内管上部５１ａ近傍には均圧孔５１ｃが穿設されている。また上記内管５１と同心状に内管５１より径が大きい外管５２が配置される。該外管５２は流体案内管を形成しており、外管上部５２ａは上部支持体５３により支持されると共に、外管５２内の空間と貯留室１３とを連通可能としている。また、この連通部ｘの高さ位置に上記均圧孔５１ｃが穿設されている。
【００２０】
また、図１に示すように、外管下部５２ｂは上記下部支持体５４に支持され、該下部支持体５４内に形成されている連通孔５６を介して内管５１内と連通している。更に、前記連通孔５６はその側部に設けられたオイルリターン孔５５によって貯留室１３の底部と連通している。
この流体案内部５０により、貯留室１３内のガス冷媒は流体案内部５３ａに案内されて外管５２と内管５１の間の空間を下動し、そして、連通孔５６でＵターンして内管５１の内部に至り、冷媒出口２２を介してガス冷媒だけが流出して圧縮機に至ることになる。
【００２１】
上記アキュムレータＡの冷媒入口２１を蒸発機側、冷媒出口２２を圧縮機側にそれぞれ管路によって接続した冷凍サイクルにおいて、まず冷媒入口２１に至った冷媒は、図１及び図５（Ａ）に示すように、ボール弁４０が下動状態において流入口３２、逆止弁室３６、流出孔３５ａを通って貯留室１３内に至り、気液分離されてガス冷媒が流体案内部５０を介して冷媒出口２２から圧縮機に供給されることになる。
この時、貯留室１３内の冷媒圧が冷媒入口２１より高圧となった時、例えば、圧縮機を停止した時、従来であれば冷媒入口２１を介して室内側蒸発器に冷媒が逆流するという不具合があった。
【００２２】
しかしながら本実施例１においては、所定以上の冷媒圧力差になると該冷媒圧により支持体４１及びボール弁４０が持ち上げられ、ボール弁４０が弁座部３７に当接して逆止弁部３０が閉状態となり、冷媒は冷媒入口２１側、即ち、蒸発機側に逆流しない。しかも、支持体４１に形成されている逆圧受部４２及び当接部４３により所定以上の貯留室１３内の冷媒圧力差に対して支持体４１が僅かに上動した時、一気に冷媒圧の逆圧受部４２の面積が広がることからきわめて短時間のうちに逆止弁部３０を閉状態とする。
【００２３】
また、本実施例１においては、均圧孔５１ｃを設けたことで、内管５１内の冷媒圧と貯留室１３内の冷媒圧のバランスを、均圧孔５１ｃを介して極めて容易にとることができ、圧縮機の円滑な運転が実現することになる。
また、貯留室１３の底部に連通するオイルリターン孔５５が設けられていることにより、冷凍機油が最低レベルの量しか貯留室１３内にない場合であっても該オイルリターン孔５５を介して冷媒ガスに供給・混入させることができるから圧縮機の運転が円滑となる。
【００２４】
【実施例２】
次に、図６及び図７を用いて実施例２について説明する。図６は本発明の実施形態２に係るアキュムレータの縦断面図であり、図７は図６の矢印Ｂ方向からの平面図である。なお、実施例２の説明において、実施例１と同一構成部分については、図６及び図７に図１乃至図５に付した符号と同一符号を付すことによってその説明を省略するものとする。
実施例２が実施例１と相違する部分は、逆止弁部３０'及び蓋体２０'への取付部のみである。即ち、逆止弁部３０'を装着する逆止弁取付孔２５が蓋体２０'に穿設されており、逆止弁部３０'はほぼ同一径の逆止弁ケース３１'から成り、その上方外周面には雄ねじ部３３が形成されるとともに下方は本体部３１ｂ'が形成される。また、雄ねじ部３３の上方にはシール溝３４がリング状に形成され、このシール溝３４内にシールリングを装着した上、前記逆止弁取付孔２５にねじ止めされることになる。
【００２５】
また、本体部３１ｂ' 内壁の上方には弁座部３７'が形成されている。また、本体部３１ｂ'内に形成された逆止弁室３６内の構成、即ちボール弁４０、支持体４１、底板３５等の構成は実施例１と同じである。
【００２６】
かかる構成により、実施例２の作用は基本的には実施例１と同じであり、流入口３２から流入する冷媒は、通常は底板３５かを介して貯留室１３に至り、貯留室１３内の冷媒圧が所定以上になるとボール弁４０が弁座部３７'に当接し、冷媒の逆流を発生させない。実施例２の効果は蓋体２０の形状が単純化するとともに、逆止弁ケース３１'の形状も簡単となり製品コストの削減につながるものである。また、実施例２では、逆止弁部３０'はアキュムレータＡから蓋体２０'を取り外すことなく、着脱・交換を可能とし、アキュムレータのメンテナンス性の一層の向上を図ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているから、流体の逆流を防止し自動車等のエンジンルーム等の狭い空間でもその配置を可能とし、かつ、故障が少なく熱効率の良い冷凍サイクル等のためのアキュムレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るアキュムレータの縦断面図（図２のＡ−Ａ断面図）。
【図２】図１の矢印Ｂ方向からの平面図。
【図３】図１のＣ−Ｃ断面図。
【図４】図１の矢印Ｄ方向からの底面図。
【図５】実施形態１の作用説明図で、逆止弁部が開状態（Ａ）と閉状態（Ｂ）とを示す。
【図６】本発明の実施形態２に係るアキュムレータの縦断面図（図７のＡ−Ａ断面図）。
【図７】図６の矢印Ｂ方向からの平面図。
【符号の説明】
Ａ・・・アキュムレータ
１０・・密閉容器１１・・（密閉容器の）底部
１２・・（密閉容器の）上端部１３・・貯留室
２０，２０'・・蓋体２１・・冷媒入口（実施例１）
２２・・冷媒出口２３・・逆止弁取付筒部（実施例１）
２４・・内管取付筒部２５・・逆止弁取付孔（実施例２）
２６・・溶接部２７・・取付孔
３０，３０'・・逆止弁部３１，３１'・・逆止弁ケース
３１ａ・・嵌合筒部３１ｂ，３１ｂ'・・本体部
３２・・流入口３３・・雄ねじ部（実施例２）
３４・・シール溝（実施例２）
３５・・底板３５ａ・・流出孔３５ｂ・・当接受部
３６・・逆止弁室３７，３７'・・弁座部
４０・・ボール弁４１・・支持体４２・・逆圧受部
４３・・当接部４４・・ボール保持部４５・・側辺部
５０・・流体案内部
５１・・内管（流体流出管）
５１ａ・・内管上部５１ｂ・・内管下部５１ｃ・・均圧孔
５２・・外管（流体流出管）５２ａ・・外管上部５２ｂ・・外管下部
５３・・上部支持体５３ａ・・流体案内部
５４・・下部支持体５５・・オイルリターン孔５６・・連通孔

Claims

有底筒状の容器と、その上端開口に固着されるとともに上下に貫通する冷媒入口及び冷媒出口が穿設された蓋体と、該蓋体の内面側に装着され、前記冷媒入口に連通した逆止弁部と、前記蓋体の内面側に装着され、前記冷媒出口に連通した流体案内部とを備え、
前記流体案内部は、内管と外管から成る二重管により構成され、前記外管は、その上端において前記容器内部の冷媒貯留室に連通し、前記内管は、その下端において前記外管の内部と連通するとともに上端において前記冷媒出口と連通し、
前記逆止弁部は、前記流体案内部と並置される所定長さの筒状体からなり、該筒状体は本体部を有し、該本体部の前記冷媒入口側には、前記冷媒入口と連通し少径となる内壁の段部により形成される弁座部を構成し、前記本体部の前記冷媒貯留室側には、前記冷媒貯留室へ連通する流出孔を有する底板を具備し、前記本体部内は、逆止弁室を形成し、該逆止弁室内には、ボール弁と、該ボール弁をボール保持部において保持し側部に冷媒が流動可能な空間が形成される支持体と、が摺動可能に配置され、
前記冷媒貯留室内の冷媒圧が冷媒入口の冷媒圧より所定以上の高圧になると、当該冷媒圧により前記支持体及び前記ボール弁が持ち上げられ、前記ボール弁が前記弁座部に当接して前記逆止弁部が閉状態となることを特徴とするアキュムレータ。
前記逆止弁部は、その弁体が逆止方向に移動すると受圧面が拡大するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のアキュムレータ。
前記外管の上端と前記冷媒貯留室とが連通する位置において前記内管の内部と前記冷媒貯留室とを連通する均圧孔を設け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。
前記内管の下端と前記外管の内部が連通する部位と前記冷媒貯留室とを連通するオイルリターン孔を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアキュムレータ。