JP4335428B2

JP4335428B2 - アキュムレータ及び冷凍サイクル装置

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Publication number: JP4335428B2
Application number: JP2000324175A
Authority: JP
Inventors: 啓司山崎; 隆行藤井
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2020-10-24
Also published as: JP2002130872A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カーエアコン、ルームエアコン等の冷凍サイクル装置に用いられるアキュムレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばカーエアコンの冷凍サイクル装置として、従来より、図１０に示されるように、圧縮機（１０１）の冷媒吐出側に冷媒通路（１０２）を介して凝縮器（１０３）が接続されると共に、圧縮機（１０１）の冷媒吸入側に、アキュムレータ（１０８）を中間に介在させた冷媒通路（１０４）を介して蒸発器（１０５）が接続され、かつ凝縮器（１０３）の冷媒出側と蒸発器（１０５）の冷媒入側が、減圧手段としてのオリフィスチューブ（１０６）等を中間に介在させた冷媒通路（１０７）を介して接続された冷凍サイクル装置が公知である。この冷凍サイクル装置では、矢印にて示されるように、圧縮機（１０１）から吐出された高圧高温ガス冷媒が凝縮器（１０３）にて凝縮されて高圧高温液冷媒となり、この高圧高温液冷媒がオリフィスチューブ（１０６）を通過して低圧低温液冷媒となり、この低圧低温液冷媒が蒸発器（１０５）にて蒸発されて低圧低温ガス冷媒となって圧縮機（１０１）に返流されるというサイクルを繰り返す。そして、蒸発器（１０５）と圧縮機（１０１）とをつなぐ冷媒通路（１０４）にアキュムレータ（１０８）が配置されているので、蒸発器（１０５）にて蒸発しきれなかった液状冷媒はアキュムレータ（１０８）にて捕獲され、液状冷媒が圧縮機（１０１）に返流されてしまう液戻り発生を防止することができると共に、蒸発器（１０５）と冷媒との熱伝導率、即ち蒸発器（１０５）の熱交換性能を向上させることができる。
【０００３】
また、上記従来の冷凍サイクル装置における冷凍効果を大きなものにして冷凍サイクルの性能を向上できるものとして、米国特許第５２４５８３３号公報には、図１１に示されるように、減圧手段（１０６）と凝縮器（１０３）とをつなぐ冷媒通路（１０７）の一部が、アキュムレータ（１０８）内を通過するように構成されたものが記載されている。このような構成により、減圧手段（１０６）と凝縮器（１０３）とをつなぐ冷媒通路（１０７）を流通する高温冷媒と、蒸発器（１０５）と圧縮機（１０１）とをつなぐ冷媒通路（１０４）を流通する低温冷媒との間で熱交換を行わせるものとなされている。このように高温冷媒と低温冷媒という温度差の大きい熱交換媒体同士の間で熱交換を行わせるものであるから、冷凍効果を大きくして冷凍サイクルの性能を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記前者、後者いずれの冷凍サイクル装置においても次のような問題があった。即ち、これら従来の冷凍サイクル装置では、図９に示すように、最良の冷凍能力を確保することのできる冷媒封入量の上限と下限の差が小さく（図９の点線曲線においてそのピーク幅が狭い）、換言すれば、最良の冷凍能力を確保できる冷媒封入量の安定領域の幅が狭く、冷凍サイクル装置として不安定なシステムになるという問題があった。
【０００５】
また、最良の冷凍能力を確保するために最低限必要となる冷媒封入量は、未だ多いものであり、必要となる冷媒封入量を極力低減することが求められていた。即ち、省冷媒化の達成を強く求められていた。
【０００６】
更に、後者の冷凍サイクル装置では、アキュムレータ（１０８）内にある冷媒通路（１０７）を流通する高温冷媒が、アキュムレータ（１０８）内の低圧低温の気液混合冷媒と熱交換を行うことになるので、該低圧低温の気液混合冷媒のスーパーヒートが過度に行われるものとなり、その結果、圧縮機の入口において良好な冷媒状態を確保できず、圧縮機の出口の冷媒温度の過度の上昇及び過度の圧力上昇をもたらすという問題があった。
【０００７】
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、冷凍効果に優れ、かつ最良の冷凍能力を確保できる冷媒封入量の安定領域の幅を大きくできてシステムとして安定な冷凍サイクル装置を構成できると共に、省冷媒化の達成が可能となり、またアキュムレータ内の低圧低温の気液混合冷媒の過度のスーパーヒートを抑制することができて圧縮機入口において良好な冷媒状態を確保し得るアキュムレータおよび冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、タンク上部に低圧冷媒入口ポートと低圧冷媒出口ポートとが設けられ、前記タンク内に吸入パイプが配置され、該吸入パイプの一端の吐出口が前記低圧冷媒出口ポートと連通接続され、吸入パイプの他端の吸入口がタンク内上部で開口される一方、前記タンク上部に高圧冷媒入口ポートと高圧冷媒出口ポートとが設けられ、前記タンク内に、中間部に折返曲り部を有する熱交換管が配置され、該熱交換管の一端が前記高圧冷媒入口ポートと連通接続され、他端が前記高圧冷媒出口ポートと連通接続され、前記熱交換管の一部がタンク内の下部空間に位置するものとなされると共に、該熱交換管の所定高さ位置より上方側が断熱部に形成され、該所定高さ位置より下方側が熱交換部となされていることを特徴とするアキュムレータによって達成される。
【０００９】
熱交換管における下方側の熱交換部を流通する高圧高温冷媒は、タンク内底部に溜められる低圧低温液冷媒との間で熱交換を行い、この熱交換によりタンク内の低圧低温液冷媒が蒸発気化する一方、このときの蒸発潜熱により熱交換部内の高圧高温冷媒が冷却される。このように高温冷媒と低温冷媒という温度差の大きい熱交換媒体同士の間で熱交換を行わせるので、冷凍効果を大きくして冷凍サイクルの性能を向上させることができる。
【００１０】
また、熱交換管における上方側の断熱部を流通する高圧高温冷媒は、断熱されることでアキュムレータタンク内の低圧低温の気液混合冷媒との間で熱交換はなされず、従って該気液混合冷媒の過度のスーパーヒートが抑制される。このように過度のスーパーヒートが抑制されるので、圧縮機入口において良好な冷媒状態が確保され、圧縮機出口の冷媒温度の過度の上昇及び過度の圧力上昇が抑制される。
【００１１】
また、図９に示すように、最良の冷凍能力を確保できる冷媒封入量の安定領域の幅が大きく、システムとして安定な冷凍サイクル装置を構成することができる。更に、最良の冷凍能力を確保するために最低限必要となる冷媒封入量は、図９に示すように、従来のものと比べて顕著に低減されており、従って省冷媒化の達成が可能となる。
【００１２】
上記低圧冷媒出入口ポート及び高圧冷媒出入口ポートは、タンクの上端部に設けられたヘッダーに設けられて、熱交換管が略Ｕ字形状に形成されているのが、好ましい。高圧冷媒出入口ポートがタンク上端部のヘッダーに設けられることで、これに連通接続される熱交換管の形状を折返曲り部を除いて曲り部を有しない形状とすることが可能となり、そして該熱交換管を略Ｕ字形状に形成しているので、熱交換管内を冷媒が流通する時の圧力損失が低減される。中間部の折返曲り部以外に曲り部を有する複雑な構造を採用すると圧力損失が大きくなるので、好ましくない。
【００１３】
タンク底面壁の上面位置から熱交換管における断熱部と熱交換部の境界位置までの距離Ｌａと、タンク底面壁の上面位置から吸入パイプの吐出口側に設けられた圧力バランス孔の中心位置までの距離Ｌｂとの間に、３×Ｌａ≦２×Ｌｂの関係が成り立つものとなされているのが、熱交換管の下方側の熱交換部における高温冷媒と低温冷媒との間の熱交換を十分になしつつ、アキュムレータタンク内の低圧の気液混合冷媒の過度のスーパーヒートをより十分に抑制できる点で、好ましい。
【００１４】
また、この発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器が順次接続されて冷媒循環回路が形成された冷凍サイクル装置において、前記圧縮機の冷媒吸入側と、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアキュムレータの低圧冷媒出口ポートとが連通接続され、該アキュムレータの低圧冷媒入口ポートと蒸発器の冷媒吐出側とが連通接続されると共に、凝縮器の冷媒吐出側と前記アキュムレータの高圧冷媒入口ポートとが連通接続され、該アキュムレータの高圧冷媒出口ポートと減圧手段の冷媒吸入側とが連通接続されていることを特徴とするものである。
【００１５】
前記アキュムレータ内において、蒸発器から圧縮機へ吐出される低圧低温冷媒と、凝縮器から減圧手段へ吐出される高圧高温冷媒との間で熱交換させることができ、このように温度差の大きい冷媒同士の間で熱交換させるものであるので、冷凍効果を大きくして冷凍サイクルの性能を向上できる。また、前記構成のアキュムレータが用いられているので、タンク内の低圧低温の気液混合冷媒の過度のスーパーヒートが抑制される。従って、圧縮機入口において良好な冷媒状態が確保され、圧縮機出口の冷媒温度の過度の上昇及び過度の圧力上昇が抑制される。また、最良の冷凍能力を確保できる冷媒封入量の安定領域の幅が大きく、システムとして安定なものとなると共に、最良の冷凍能力を確保するために最低限必要となる冷媒封入量は、従来のものと比べて顕著に低減されており、省冷媒化の達成が可能となる（図９参照）。即ち、従来よりも少ない冷媒封入量でもって従来と同等以上の冷凍能力が発揮され得る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るアキュムレータの一実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に示されるアルミニウム製のアキュムレータ（１）は、カーエアコン用の冷凍サイクルに用いられるものであり、（２）はタンク、（３）はヘッダー、（４）は吸入パイプ、（５）はデフロスター、（８）は熱交換管である。
【００１７】
タンク（２）は、図２に示されるように、所定の高さを有する有底円筒状のもので、その上端開口部はヘッダー（３）にて封鎖されている。ヘッダー（３）には、低圧冷媒入口ポート（１０）と低圧冷媒出口ポート（１１）とが設けられて、各ポート（１０）（１１）における冷媒の流れ方向が上下方向（タンクの軸線方向）となるように配置されている。
【００１８】
前記タンク（２）内には略Ｕ字状に曲げられた吸入パイプ（４）が配置され、該吸入パイプ（４）の吐出口側先端部が低圧冷媒出口ポート（１１）の内壁にかしめにより嵌合固定されることによって該吸入パイプ（４）の一端の吐出口（１３）が前記低圧冷媒出口ポート（１１）と連通接続される一方、吸入パイプ（４）の他端の吸入口（１２）がタンク（２）内上部で開口された状態となされている。
【００１９】
前記吸入パイプ（４）の底部の最下部には油戻し用孔（５２）が穿設されており（図５参照）、このアキュムレータ内で滞留した潤滑用オイルを該油戻し用孔（５２）より圧縮機へ戻し得るようになされている。
【００２０】
また、前記吸入パイプ（４）の底部には、略円筒形状のストレーナ（１４）が外嵌固定されている。このストレーナ（１４）は、その外周壁に設けられた複数箇所の開口部にナイロンメッシュ等のメッシュ体（１８）が取り付けられてなるものであり、前記油戻し用孔（５２）から流下される潤滑用オイル中の異物等を除去するために設けられたものである。
【００２１】
更に、図２（ロ）及び図３に示されるように、前記吸入パイプ（４）の吐出口側先端部周壁の一部に内方に向けて開口する圧力バランス孔（５３）が穿設されている。この圧力バランス孔（５３）は圧縮機停止時にアキュムレータ全体の圧力を常に均一にし、サイホン現象で液が圧縮機へ流れるのを防止するためのものである。
【００２２】
前記吸入パイプ（４）の左右管状部で取り囲まれた中央部スペースには乾燥剤ユニット（２０）が配設されている。この乾燥剤ユニット（２０）は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）製のシートを２枚重ねてその周囲を超音波圧着したものからなり、この中に乾燥剤（２１）が充填され（図２（ロ）参照）、この乾燥剤ユニット（２０）内部に冷媒が流通しうるようになされている。
【００２３】
前記吸入パイプ（４）の吸入口（１２）と低圧冷媒入口ポート（１０）との間には逆カップ形状のデフロスター（５）が該吸入口（１２）を覆う態様で配設されている。デフロスター（５）は、図６（イ）に示すように正面視において、右側の曲板状側壁が、底壁である遮蔽壁（５ａ）に対して鉛直下方に延設される一方、左側の曲板状側壁が該鉛直下方より外方に少し開いた方向に延設された形状を有してなるものである。前記遮蔽壁（５ａ）の略右半部にはパイプ嵌合孔（３０）が穿設され、該嵌合孔（３０）に前記吸入パイプ（４）の吐出口（１３）側の先端部が適合内嵌め状態に嵌合されている（図２（ロ）参照）。
【００２４】
また、図６（ロ）に示すように、デフロスター（５）の周側壁における左側の曲板状側壁（５ｂ）と前側平坦状側壁との境界部分より内方に向けて第１係止突起（３１）が突出形成される一方、同周側壁における左側の曲板状側壁（５ｂ）と後側平坦状側壁との境界部分より内方に向けて第２係止突起（３２）が突出形成され、また左側の曲板状側壁（５ｂ）の中央部分より内方に向けて第３係止突起（３２）が突出形成されている。
【００２５】
前記第１係止突起（３１）、第２係止突起（３２）は、図６（ハ）に示されるように、いずれもその長さ方向中央部に段部（３１ａ）（３２ａ）が形成されて、その先端方向にそれぞれ突設高さを縮減された平坦な先端部（３１ｂ）（３２ｂ）を有しており、これら両先端部（３１ｂ）（３２ｂ）間の間隔が、吸入パイプ（４）の吸入口（１２）側の先端部の外径と略一致するようになされており、これら両先端部（３１ｂ）（３２ｂ）及び前記左側曲板状側壁（５ｂ）の中央部分との３箇所間に、吸入パイプ（４）の吸入口（１２）側の先端部が適合内嵌め状態に嵌合固定されている（図３及び図４参照）。かつ、吸入パイプ（４）の吸入口（１２）側の先端縁が前記段部（３１ａ）（３２ａ）に当接して係止されて、所期する位置決め状態で固定されている。なお、（３１ｃ）（３２ｃ）は、嵌合操作を容易に行い得るようにするために、吸入パイプ（４）の先端部（３１ｂ）（３２ｂ）の先端に設けられたテーパー状部である。また、先端部（３１ｂ）（３２ｂ）におけるパイプ（４）との当接面は、図６（ロ）（ハ）に示されるように、吸入パイプ（４）の嵌合操作を容易に行い得るようにするために、傾斜面に形成されている。
【００２６】
また、前記第３係止突起（３３）は、吸入パイプ（４）の吸入口（１２）側の先端縁が該突起（３３）の先端縁（３３ａ）に当接して係止されて、前記同様に吸入パイプ（４）が所期する位置決め状態で固定されうるようにするために設けられたものである（図２（ロ）参照）。
【００２７】
前記デフロスター（５）と冷媒入口ポート（１０）との相対配置関係は、以下のような特定の配置関係となるように構成されている。即ち、低圧冷媒入口ポート（１０）を介してタンク（２）内を見た時に低圧冷媒入口ポート（１０）の開口面の一部においてデフロスター（５）の遮蔽壁（５ａ）が外観されるようになされている（図２（イ）参照）。冷媒入口ポート（１０）の開口面の一部においてのみデフロスターの遮蔽壁（５ａ）が外観されるように配置されていることで、該開口面の残部（Ｚ）からタンク内方へ延長した方向には低圧冷媒入口ポート（１０）からの冷媒の流れを大きく遮る遮蔽壁（５ａ）が存在せず、即ち本実施形態では開口面の残部（Ｚ）からタンク内方へ延長した方向には、該延長方向にほぼ沿う方向に延びた左側曲板状側壁（５ｂ）が存在する態様であるので、冷媒の流通抵抗が緩和され、ひいては内部を流通する冷媒の圧力損失を小さくすることができる。
【００２８】
一方、低圧冷媒入口ポート（１０）の開口面の一部においてデフロスター（５）の遮蔽壁（５ａ）が外観されるように配置されているので、これにより十分に気液分離を遂行させてアキュムレータ機能をいかんなく発揮させることができる。特に本実施形態では、遮蔽壁（５ａ）が低圧冷媒入口ポート（１０）からの冷媒の流れ方向に対して直交する態様で配置されているので、該遮蔽壁（５ａ）部分で冷媒の流れを大きく遮ることが可能となり、気液分離をより確実に行わせることができる。
【００２９】
なお、「前記冷媒入口ポートを介してタンク内を見た時に冷媒入口ポートの開口面の一部においてデフロスターの遮蔽壁が外観される」との記載は、図２（ロ）に二点鎖線で示すように、低圧冷媒入口ポート（１０）の開口面外縁をそのまま入口ポート（１０）の軸線方向（冷媒入口ポートからの冷媒の流れ方向）に平行に内方に延長した領域内のその一部において外観されることを意味するものである。
【００３０】
この発明のアキュムレータ（１）は、更に次のような構成を具備している。即ち、前記タンク（２）の上端部に設けられたヘッダー（３）に、高圧冷媒入口ポート（６）と高圧冷媒出口ポート（７）とが設けられている。即ち、図２（イ）に示すように、タンク（２）における前記低圧冷媒入口ポート（１０）の前面側に高圧冷媒入口ポート（６）が設けられる一方、前記低圧冷媒出口ポート（１１）の前面側に高圧冷媒出口ポート（７）が設けられて、各ポート（６）（７）における冷媒の流れ方向が上下方向（タンクの軸線方向）となるように配置されている。
【００３１】
更に、前記タンク（２）内における吸入パイプ（４）の前面側に、中間部に折返曲り部（８ａ）を有する略Ｕ字形状の熱交換管（８）が配置され、該熱交換管（８）の一端が前記高圧冷媒入口ポート（６）に連通接続される一方、他端が前記高圧冷媒出口ポート（７）に連通接続されている。前記熱交換管（８）における折返曲り部（８ａ）側の部分は、タンク（２）内の下部空間に位置するように構成されている（図１参照）。
【００３２】
前記熱交換管（８）の所定高さ位置より上方側が、断熱性を備えた塗料が塗布されることで断熱部（２３）に形成される一方、同位置より下方側が熱交換部（２４）となされている。断熱部（２３）を形成させる手段としては、上記のものに特に限定されるものではなく、その他に例えば熱収縮性チューブで被覆する等の手段を採用できる。また、熱交換部（２４）にフィンを巻き付けた構成を採用することもでき、この場合には熱交換部（２４）の表面積を増大できるので熱交換効率を向上させることができる。
【００３３】
なお、上記タンク（２）、ヘッダー（３）、吸入パイプ（４）、熱交換管（８）等は、アルミニウム又はアルミニウム合金などの成形性の良好な金属材料などで製作しうる。また、デフロスター（５）、乾燥剤ユニット（２０）等は、ポリアミド樹脂等の合成樹脂材料で好適に製作しうる。
【００３４】
図７に、この発明の冷凍サイクル装置（４５）の一例を示す。この冷凍サイクル装置（４５）はカーエアコン用の冷凍サイクル装置である。
【００３５】
圧縮機（４１）の冷媒吐出側に冷媒通路（６１）を介して凝縮器（４２）が接続されると共に、圧縮機（４１）の冷媒吸入側と、アキュムレータ（１）の低圧冷媒出口ポート（１１）とが冷媒通路（６２）を介して連通接続され、該アキュムレータ（１）の低圧冷媒入口ポート（１０）と、蒸発器（４４）の冷媒吐出側とが冷媒通路（６３）を介して連通接続されている。また、凝縮器（４２）の冷媒吐出側と、アキュムレータ（１）の高圧冷媒入口ポート（６）とが冷媒通路（６４）を介して連通接続され、該アキュムレータ（１）の高圧冷媒出口ポート（７）と、減圧手段であるオリフィスチューブ（４３）の冷媒吸入側とが冷媒通路（６５）を介して連通接続され、更にオリフィスチューブ（４３）の冷媒吐出側と、凝縮器（４２）の冷媒吸入側とが冷媒通路（６６）を介して連通接続されている。このようにして、圧縮機（４１）、凝縮器（４２）、アキュムレータ（１）、オリフィスチューブ（４３）、蒸発器（４４）、アキュムレータ（１）が順次接続された冷媒循環回路が形成されている。
【００３６】
上記構成の冷凍サイクル装置（４５）では、矢印にて示されるように、圧縮機（４１）から吐出された高圧高温ガス冷媒が凝縮器（４２）にて凝縮されて高圧高温液冷媒となり、この高圧高温液冷媒がオリフィスチューブ（４３）を通過して低圧低温液冷媒となり、この低圧低温液冷媒が蒸発器（４４）にて蒸発されて低圧低温ガス冷媒となって圧縮機（４１）に返流されるという基本サイクルを繰り返すのであるが、蒸発器（４４）と圧縮機（４１）の間にアキュムレータ（１）が配置されているので、蒸発器（４４）にて蒸発しきれなかった液状冷媒はアキュムレータ（１）にて捕獲され、液状冷媒が圧縮機（４１）に返流されてしまう液戻り発生を防止できるものである。以下に前記諸構成を採用することで奏され得る作用効果等について詳述する。
【００３７】
上記アキュムレータ（１）においては、蒸発器（４４）内で蒸発された低圧低温冷媒が、ヘッダー（３）の低圧冷媒入口ポート（１０）を通じて、タンク（２）内に流入される。そして、低圧冷媒入口ポート（１０）より流入した冷媒の一部が、デフロスターの遮蔽壁（５ａ）に吹き付けられ、これにより気液分離が十分に遂行される一方、流入冷媒の残部は、その流入方向に障害物となるものがない（左側曲板状側壁（５ｂ）が外観されるものの、冷媒の流入方向にほぼ沿う方向に延びているので実質的に障害物とはなり得ない）ため、タンク（２）内部に一気に流入されるので、これにより冷媒の流通抵抗が緩和され、ひいては内部を流通する冷媒の圧力損失を小さくすることができる。
【００３８】
そして、低圧低温のガス冷媒は乾燥剤ユニット（２０）を通過すると共に、吸入口（１２）を通じて吸入パイプ（４）内に導入され、該パイプ（４）内を流過した後、低圧冷媒出口ポート（１１）から流出して圧縮機（４１）に吸入されていく。このとき、冷媒に含まれた水分は乾燥剤（２１）によって除去される。一方、液冷媒および潤滑用オイルはデフロスター（５）に吹き付けられたのちタンク（２）内を落下していき、タンク（２）底部に溜められる。このような機構で気液分離が十分に遂行されて、ガス冷媒のみを圧縮機（４１）に送出することができる。
【００３９】
蒸発器（４４）からアキュムレータ（１）を介しての圧縮機（４１）への低圧低温冷媒の流れは上記の通りであるが、これに対し、凝縮器（４２）からアキュムレータ（１）を介しての減圧手段であるオリフィスチューブ（４３）への高圧高温冷媒の流れは次のようになる。即ち、まず、熱交換管（８）における下方側の熱交換部（２４）を流通する高圧高温冷媒（凝縮器から導入された冷媒）は、タンク（２）内の底部に溜められた前記低圧低温液冷媒との間で熱交換を行う。この熱交換によってタンク（２）内の低圧低温液冷媒が蒸発気化する一方、このときの蒸発潜熱により熱交換部（２４）内の高圧高温冷媒が冷却される。このようにアキュムレータ（１）内において高温冷媒と低温冷媒という温度差の大きい熱交換媒体同士の間で熱交換を行わせるので、冷凍効果を大きくすることができ、冷凍サイクルの性能を向上させることができる。
【００４０】
また、熱交換管（８）における上方側の断熱部（２３）を流通する高圧高温冷媒は、断熱されていることでタンク（２）内の上部の低圧低温の気液混合冷媒との間で熱交換はなされず、従って該気液混合冷媒の過度のスーパーヒートを抑制することができる。このように過度のスーパーヒートを抑制できるので、圧縮機（４１）の入口において良好な冷媒状態を確保することができ、ひいては圧縮機（４１）の出口の冷媒温度の過度の上昇および過度の圧力上昇を抑制することができる。これにより冷凍サイクル装置（４５）としての過度の圧力上昇を回避することができる。
【００４１】
更に、図９に示すように、本冷凍サイクル装置では、最良の冷凍能力を確保できる冷媒封入量の安定領域の幅が大きく、これによりシステムとして安定な冷凍サイクル装置となる。しかも、最良の冷凍能力を確保するために最低限必要となる冷媒封入量は、図９に示すように、従来のもの（図１０や図１１に示される従来構成）と比較して低減されており、省冷媒化を図ることができる利点がある。即ち、従来よりも冷媒封入量が少ない場合でも同等以上の冷凍能力を確保することができる（省冷媒の段階からシステムの最大性能を示す）。
【００４２】
なお、図９から明らかなように、図１０や図１１に示される従来構成では、最良の冷凍能力を確保できる冷媒封入量の安定領域の幅が狭く（ピーク幅が狭く）、冷凍サイクル装置として不安定なシステムになる。
【００４３】
これら図１０や図１１に示される従来の冷凍サイクル装置では、冷媒封入量が少ない場合には、システム圧が低いために、図８に示されるモリエル線図においてサイクル線図は一点鎖線のようになり減圧手段（膨張弁、オリフィスチューブ）入口の冷媒エンタルピーは比較的高い値（ｉ₂’）となってしまい、十分な冷凍性能が発揮され得ないのである。
【００４４】
これに対し、本発明の冷凍サイクル装置では、熱交換管（８）の所定高さ位置より上方側が断熱部（２３）に形成され、同位置より下方側が熱交換部（２４）となされた構成が採用されているので、冷媒封入量が少ない場合でも、図８に示されるモリエル線図においてサイクル線図は実線（１→２→３→４）のようになり、減圧手段であるオリフィスチューブ（４３）入口の冷媒エンタルピーをｉ₂まで冷却することが可能となるので、低冷媒量でも十分な冷凍性能が発揮されるものとなるのである。なお、図８において、（ｍ）は飽和液線であり、（ｎ）は飽和蒸気線である。
【００４５】
この発明において、タンク（２）底面壁の上面位置から熱交換管（８）における断熱部（２３）と熱交換部（２４）の境界位置までの距離Ｌａと、タンク（２）底面壁の上面位置から吸入パイプ（４）の吐出口（１３）側に設けられた圧力バランス孔（５３）の中心位置までの距離Ｌｂとの間に、３×Ｌａ≦２×Ｌｂの関係が成り立つものとなされているのが、好ましい。上記関係が成り立つ場合には、熱交換管（８）の下方側の熱交換部（２４）における高温冷媒と低温冷媒との間の熱交換を十分に行わせることができ、ひいては冷凍効果を一層大きなものにすることができる。一方、上記関係が成り立つ場合には、熱交換管（８）の上方側の断熱部（２３）長さが十分に確保されるものとなるので、アキュムレータタンク（２）内の低圧の気液混合冷媒の過度のスーパーヒートが十分に抑制される。
【００４６】
前記の３×Ｌａ≦２×Ｌｂの関係を満たした上で、更に、前記距離Ｌａと、前記断熱部（２３）と熱交換部（２４）の境界位置から熱交換管（８）の最下面までの距離Ｌｃとの間に、０．６５×Ｌａ≦Ｌｃ≦Ｌａの関係が成り立つものとなされているのが、一層好ましい。このような条件を満たす場合には、前記熱交換管（８）の下方側の熱交換部（２４）における高温冷媒と低温冷媒との間の熱交換をより十分に行わせることができ、より一層大きな冷凍効果を得ることができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、減圧手段としてはオリフィスチューブ（４３）を用いたが、特にこれに限定されるものではなく、その他に例えば膨張弁、キャピラリーチューブ等を用いても良い。
【００４８】
また、この発明のアキュムレータ（１）は、上記構成の冷凍サイクル装置（４５）以外の冷凍サイクル装置にも適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
この発明のアキュムレータ及び冷凍サイクル装置は、そのアキュムレータタンク内に配置された熱交換管の所定高さ位置より上方側が断熱部に形成される一方、同位置より下方側が熱交換部となされているので、該熱交換部を流通する高圧高温冷媒は、タンク内底部に溜められる低圧低温液冷媒との間で熱交換を行い、この熱交換によりタンク内の低圧低温液冷媒が蒸発気化し、一方この時の蒸発潜熱により熱交換部内の高圧高温冷媒が冷却される。このように高温冷媒と低温冷媒との間で熱交換がなされるので、冷凍効果を大きくして冷凍サイクルの性能を向上させることができる。
【００５０】
また、熱交換管における上方側の断熱部を流通する高圧高温冷媒は、断熱されることでタンク内の低圧低温の気液混合冷媒との間で熱交換はなされず、従って気液混合冷媒の過度のスーパーヒートを抑制することができる。これにより、圧縮機の入口において良好な冷媒状態を確保することができ、ひいては圧縮機の出口の冷媒温度の過度の上昇及び過度の圧力上昇を抑制することができる。
【００５１】
更に、図９に示すように、最良の冷凍能力を確保できる冷媒封入量の安定領域の幅が大きく、これによりシステムとして安定なものとなしうる。しかも、最良の冷凍能力を確保するために最低限必要となる冷媒封入量は、図９に示すように、従来のものと比較して顕著に低減されているので、省冷媒化を図ることができる。即ち、従来よりも冷媒封入量が少ない、省冷媒の段階からシステムの最大性能を示すものとなる。従って、従来よりも少ない冷媒封入量でもって従来と同等の又はこれより優れた冷凍能力を発揮させることができる。
【００５２】
前記アキュムレータにおいて、タンクの上端部に設けられたヘッダーに低圧冷媒出入口ポート及び高圧冷媒出入口ポートが設けられ、熱交換管が略Ｕ字形状に形成されている場合には、熱交換管内を流通する冷媒の圧力損失を低減することができる。
【００５３】
更に、タンク底面壁の上面位置から熱交換管における断熱部と熱交換部の境界位置までの距離Ｌａと、タンク底面壁の上面位置から吸入パイプの吐出口側に設けられた圧力バランス孔の中心位置までの距離Ｌｂとの間に、３×Ｌａ≦２×Ｌｂの関係が成り立つ場合には、熱交換部における高温冷媒と低温冷媒の熱交換を十分に行わせて冷凍効果を大きくしつつ、アキュムレータタンク内の低圧の気液混合冷媒の過度のスーパーヒートを十分に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るアキュムレータの外壁の一部を切欠いて示す図であり、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。
【図２】（イ）は上記アキュムレータの平面図、（ロ）は（イ）におけるII−II線の断面図である。
【図３】図１におけるIII −III 線の断面図である。
【図４】図１におけるIV−IV線の断面図である。
【図５】図１におけるＶ−Ｖ線の断面図である。
【図６】デフロスターを示す図であって、（イ）は正面図、（ロ）は下面図、（ハ）は（イ）におけるVI−VI線の断面図である。
【図７】この発明に係る冷凍サイクル装置の一例を示す回路図である。
【図８】この発明に係る冷凍サイクル装置のモリエル線図を従来システムのそれと対比して示す図である。
【図９】この発明に係る冷凍サイクル装置における冷媒封入量と冷房性能との相関関係を、従来システムのそれと対比して示す図である。
【図１０】従来の冷凍サイクル装置の一例を示す回路図である。
【図１１】従来の冷凍サイクル装置の他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
１…アキュムレータ
２…タンク
３…ヘッダー
４…吸入パイプ
６…高圧冷媒入口ポート
７…高圧冷媒出口ポート
８…熱交換管
８ａ…折返曲り部
１０…低圧冷媒入口ポート
１１…低圧冷媒出口ポート
１２…吸入口
１３…吐出口
２３…断熱部
２４…熱交換部
４１…圧縮機
４２…凝縮器
４３…減圧手段（オリフィスチューブ）
４４…蒸発器
４５…冷凍サイクル装置
５３…圧力バランス孔

Claims

タンク上部に低圧冷媒入口ポートと低圧冷媒出口ポートとが設けられ、前記タンク内に吸入パイプが配置され、該吸入パイプの一端の吐出口が前記低圧冷媒出口ポートと連通接続され、吸入パイプの他端の吸入口がタンク内上部で開口される一方、
前記タンク上部に高圧冷媒入口ポートと高圧冷媒出口ポートとが設けられ、前記タンク内に、中間部に折返曲り部を有する熱交換管が配置され、該熱交換管の一端が前記高圧冷媒入口ポートと連通接続され、他端が前記高圧冷媒出口ポートと連通接続され、前記熱交換管の一部がタンク内の下部空間に位置するものとなされると共に、該熱交換管の所定高さ位置より上方側が断熱部に形成され、該所定高さ位置より下方側が熱交換部となされていることを特徴とするアキュムレータ。
前記タンクの上端部に設けられたヘッダーに前記低圧冷媒出入口ポート及び前記高圧冷媒出入口ポートが設けられ、前記熱交換管が略Ｕ字形状に形成されている請求項１に記載のアキュムレータ。
前記タンク底面壁の上面位置から前記熱交換管における断熱部と熱交換部の境界位置までの距離Ｌａと、前記タンク底面壁の上面位置から前記吸入パイプの吐出口側に設けられた圧力バランス孔の中心位置までの距離Ｌｂとの間に、３×Ｌａ≦２×Ｌｂの関係が成り立つ請求項１または２に記載のアキュムレータ。
圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器が順次接続されて冷媒循環回路が形成された冷凍サイクル装置において、
前記圧縮機の冷媒吸入側と、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアキュムレータの低圧冷媒出口ポートとが連通接続され、該アキュムレータの低圧冷媒入口ポートと蒸発器の冷媒吐出側とが連通接続されると共に、凝縮器の冷媒吐出側と前記アキュムレータの高圧冷媒入口ポートとが連通接続され、該アキュムレータの高圧冷媒出口ポートと減圧手段の冷媒吸入側とが連通接続されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。