JP4608834B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒凝縮器を通過した冷媒の気液を分離して液冷媒を蓄える受液器を備えた冷凍サイクル装置において、サイクル内への冷媒封入特性の改善に関するもので、車両用空調装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両空調用の冷凍サイクル装置では、エンジンルーム内の熱風の巻き込み等により受液器が外部から受熱すると、受液器内部の飽和液冷媒が沸騰して、受液器内上部のガス内圧が上昇するので、受液器内の冷媒液面が押し下げられ、受液器内から液冷媒が下流側に排出される。この結果、受液器内に本来蓄積されるべき冷媒が凝縮器内等に移行するので、サイクルは冷媒の過充填時と同じ状態となり、凝縮器内に液冷媒が溜まり、サイクル高圧が上昇し、圧縮機動力が増加するという問題が生じる。
【０００３】
そこで、本出願人は先に、特開２０００−７４５２７号公報において、冷媒凝縮器を通過して凝縮した液冷媒を受液器に対して上下両側の流入路から流入させるようにしたものを提案している。
【０００４】
これによると、受液器内部の上側空間に流入する液冷媒がある程度過冷却状態になっていることを利用して、液冷媒の顕熱によって受液器内部の上側空間の冷媒を冷却して、外部からの受熱があっても液冷媒の沸騰を抑制できる。そのため、外部からの受熱による受液器内のガス圧の上昇を抑えて、受液器容積をその上側空間まで液冷媒の蓄積のために有効に使用できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術について本発明者らが具体的に検討評価したところ、受液器内部には通常、水分吸着用の乾燥剤が収納されているので、受液器内部の上側からの冷媒流れが乾燥剤によって阻害される。その結果、実際には、液冷媒の顕熱による冷却効果を十分発揮できない場合が生じることが分かった。この場合には、受液器内部の飽和液冷媒が受熱により沸騰し、前述の問題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は上記点に鑑み、外部からの受液器受熱があって、受液器内部の飽和液冷媒が沸騰しても、受液器内のガス内圧が上昇することを確実に防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、圧縮機（１）から吐出された過熱冷媒ガスを冷却して凝縮させる凝縮部（２３ａ）を有する凝縮器（２）と、
凝縮部（２３ａ）を通過した冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める受液器（３１）とを備える冷凍サイクル装置において、
凝縮部（２３ａ）通過後の冷媒を受液器（３１）内に流入させる冷媒流入手段（３２）と、
受液器（３１）内下部に溜まる液冷媒を流出させる冷媒流出手段（３３）と、
凝縮器（２）のうち凝縮部（２３ａ）の下部に配置され、冷媒流出手段（３３）からの液冷媒を過冷却する過冷却部（２３ｂ）と、
凝縮部（２３ａ）から冷媒流入手段（３２）、受液器（３１）内下部、および冷媒流出手段（３３）を通過して過冷却部（２３ｂ）に向かって冷媒が流れる冷媒流路のうち、過冷却部（２３ｂ）の上流側に配置された圧損発生部と、
受液器（３１）内上部に溜まるガス冷媒を排出するガス冷媒排出手段（３４、４１、４３）とを備え、
前記圧損発生部は、前記冷媒流路の冷媒流れを絞って圧損を発生することにより受液器（３１）内上部に比較して圧力が低下する圧力低下部位を形成するようになっており、
ガス冷媒排出手段は、受液器（３１）内上部に溜まるガス冷媒を前記圧力低下部位に直接導くガスバイパス通路（３４、４１、４３）によって構成され、
受液器（３１）内上部に溜まるガス冷媒がガスバイパス通路（３４、４１、４３）から前記圧力低下部位を通過して過冷却部（２３ｂ）に流入することを特徴とする。
【０００８】
これによると、受液器（３１）が外部から受熱して、受液器内部の飽和液冷媒が沸騰しても、受液器内上部のガス冷媒をガスバイパス通路（３４、４１、４３）により圧力低下部位に向かって積極的に排出できる。
【０００９】
そのため、外部からの受熱により受液器内液冷媒の沸騰が発生してもガス内圧の上昇を抑制できる。その結果、受液器内の冷媒液面がガス内圧の上昇により押し下げられるという現象が発生せず、受液器内の空間を液冷媒の蓄積のために有効活用できる。換言すると、受液器（３１）内にて本来蓄積すべき冷媒が凝縮器（２）側にオーバーフローして発生する「過充填サイクル状態」を抑制できる。そのため、過充填サイクル状態に起因する圧縮機動力の増加（ＣＯＰ悪化）といった不具合を防止できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、凝縮部（２３ａ）および過冷却部（２３ｂ）には冷媒が流れるチューブ（２４）が設けられており、
凝縮器（２）に、チューブ（２４）が連通するヘッダタンク（２１、２２）を上下方向に延びるように配置し、このヘッダタンク（２１、２２）に受液器（３１）を一体に構成し、冷媒流入手段（３２）および冷媒流出手段（３３）を、ヘッダタンク（２１、２２）と受液器（３１）との間を貫通する連通穴で構成してもよい。このような受液器一体型の凝縮器において本発明は好適に実施できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置において、ガスバイパス通路を具体的には受液器（３１）外部に配置するガスバイパス管（３４）により構成することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明のように、請求項２に記載の冷凍サイクル装置において、ヘッダタンク（２１、２２）と受液器（３１）との間に介在される接合プレート（４０）を有し、
ガスバイパス通路（４１）は、接合プレート（４０）に上下方向に延びるように形成してもよい。
このような構成にすれば、接合プレート（４０）を利用してガスバイパス通路（４１）をスペースの増大も無く、簡単に構成できる。
【００１３】
請求項５に記載の発明のように、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置において、受液器（３１）の円筒状本体部（３１０）が押し出し加工または引き抜き加工により一体成形されるようになっており、
ガスバイパス通路（４３）は、この円筒状本体部（３１０）の一体成形時に上下方向に延びるように同時に形成されたものとしてもよい。
この構成によれば、受液器（３１）の円筒状本体部（３１０）の一体成形時にガスバイパス通路（４３）を簡単に構成できる。
【００１４】
請求項６に記載の発明のように、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、前記圧損発生部は冷媒流出手段（３３）自身により構成されており、
ガスバイパス通路（３４、４１、４３）の出口部を冷媒流出手段（３３）の部位もしくは冷媒流出手段（３３）の下流側に接続するようにしてもよい。
この構成によれば、冷媒流出手段（３３）での圧損発生によって簡潔な構成にて受液器内上部のガス冷媒を確実に排出できる。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置において、受液器（３１）内に異物を除去するフィルタ部材（３６）を備え、フィルタ部材（３６）は、冷媒流入手段（３２）からの液冷媒が通過して冷媒流出手段（３３）に向かって流れるように配置され、フィルタ部材（３６）に、受液器（３１）内の空間を冷媒流入手段（３２）側の空間と冷媒流出手段（３３）側の空間とに仕切る仕切り部材（３６ｂ）を備え、
前記圧損発生部は、仕切り部材（３６ｂ）に設けられて、冷媒流入手段（３２）と冷媒流出手段（３３）との間の冷媒流れを絞って圧損を発生する圧損発生部（３６ａ）であり、
ガスバイパス通路（３４）は受液器（３１）内に配置され、ガスバイパス通路（３４）の出口部を圧損発生部（３６ａ）の下流側もしくは圧損発生部（３６ａ）の部位に接続することを特徴とする。
【００１８】
これにより、受液器（３１）内上部のガス冷媒を、受液器（３１）内のガスバイパス通路（３４）により確実に排出できる。つまり、請求項７によると、受液器（３１）内のフィルタ部材（３６）に圧損発生部（３６ａ）を設けて、ガスバイパス通路（３４）を受液器（３１）内に備えることができるので、受液器（３１）の冷媒流出手段（３３）を圧損発生部に変更したり、受液器（３１）の外部にガスバイパス通路を特別に配置する等の必要がなく、既存の機構をそのまま使用できる。
【００１９】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１、図２は第１実施形態を示しており、本発明を車両用空調装置における受液器一体型冷媒凝縮器に適用した例を示している。この車両用空調装置の冷凍サイクル装置は、冷媒圧縮機１、受液器一体型冷媒凝縮器２、サイトグラス３、温度作動式膨張弁４および冷媒蒸発器５を、金属製パイプまたはゴム製ホースよりなる冷媒配管によって順次接続した閉回路により構成されている。
【００２１】
冷媒圧縮機１は、自動車のエンジンルーム内に配置された走行用車両エンジン（図示せず）により電磁クラッチ１ａ等を介して回転駆動される。この冷媒圧縮機１にて圧縮された、高温高圧の過熱ガス冷媒は受液器一体型冷媒凝縮器２の入口ジョイント２６に向けて吐出される。
【００２２】
サイトグラス３は、受液器一体型冷媒凝縮器２の出口ジョイント２７より流出してくる冷媒の気液状態を目視観察できるように構成され、冷凍サイクル内封入冷媒量の過不足を点検するものである。温度作動式膨張弁４は、高温高圧の液冷媒を低温低圧の気液二相の霧状に減圧膨張させる減圧手段として働く。冷媒蒸発器５は、車室内へ向かって送風される空気を冷却する冷却手段として働く。
【００２３】
以下、受液器一体型冷媒凝縮器２について詳述すると、凝縮器２は所定間隔を開けて配置された一対のヘッダタンク、すなわち、第１、第２ヘッダタンク２１、２２を有し、この第１、第２ヘッダタンク２１、２２は上下方向に略円筒状に延びる形状になっている。この第１、第２ヘッダタンク２１、２２の間に熱交換用のコア部２３を配置している。
【００２４】
本例の冷媒凝縮器２は、一般にマルチフロータイプと称されているものであって、コア部２３は第１、第２ヘッダタンク２１、２２の間で、水平方向に冷媒を流す偏平チューブ２４を多数並列配置し、この多数の偏平チューブ２４の間にコルゲートフィン２５を介在して接合している。偏平チューブ２４の一端部は第１ヘッダタンク２１内に連通し、他端部は第２ヘッダタンク２２内に連通している。
【００２５】
そして、第１ヘッダタンク２１の上端側に冷媒の入口側ジョイント（冷媒入口部）２６を配置し接合しており、また、下端側に冷媒の出口側ジョイント（冷媒出口部）２７を配置し接合している。
【００２６】
さらに、本例においては、第１ヘッダタンク２１内にて下部寄りの位置に第１セパレータ２８を配置するとともに、第２ヘッダタンク２２内にて第１セパレータ２８と同一高さに第２セパレータ２９を配置している。これにより、第１、第２ヘッダタンク２１、２２の内部をそれぞれ上下方向に２個の空間２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂに仕切っている。従って、入口側ジョイント２６から第１ヘッダタンク２１の上部空間２１ａに流入した冷媒が偏平チューブ２４を通過して矢印ａのように第２ヘッダタンク２２の上部空間２２ａに向かって流れる。
【００２７】
冷媒凝縮器２のコア部２３において、第１、第２セパレータ２８、２９の上方側部位は冷媒圧縮機１の吐出ガス冷媒をクーリングファン（図示せず）により送られてくる室外空気と熱交換させて冷媒を冷却、凝縮させる凝縮部２３ａを構成する。
【００２８】
一方、第２ヘッダタンク２２には、冷媒の気液を分離して液冷媒を蓄える受液器３１が一体に構成してある。この受液器３１は具体的には略円筒形状であり、第２ヘッダタンク２２より若干低い高さを有しており、そして、受液器３１は第２ヘッダタンク２２の外面側方（コア部２３と反対側の部位）に配置され、一体に接合される。
【００２９】
冷媒凝縮器２のコア部２３において、第１、第２セパレータ２８、２９の下方側部位は、受液器３１内部において気液分離された液冷媒を室外空気と熱交換させて過冷却する過冷却部２３ｂを構成する。
【００３０】
次に、受液器３１内部の空間と第２ヘッダタンク２２との間の連通構成を説明すると、第２ヘッダタンク２２内の第２セパレータ２９より若干上方の部位に、第２ヘッダタンク２２と受液器３１の壁面を貫通するように形成された第１連通穴３２が開けてある。また、第２セパレータ２９より若干下方の部位に、第２ヘッダタンク２２と受液器３１の壁面を貫通するように形成された第２連通穴３３が開けてある。
【００３１】
ここで、第１、第２連通穴３２、３３は図２に示すようにともに矩形状の形状であり、第１連通穴３２は、コア部２３の凝縮部２３ａ通過後の冷媒を受液器３１内の下側空間に流入させる冷媒流入手段を構成する。また、第２連通穴３３は、受液器３１内下部に溜まる液冷媒を流出させる冷媒流出手段を構成する。
【００３２】
更に、受液器３１と第２ヘッダタンク２２との間にガスバイパス管３４が接合してある。このガスバイパス管３４は、受液器３１内上部に溜まるガス冷媒を排出するガス冷媒排出手段を構成するもので、例えば、内径＝φ２ｍｍ程度の細管である。ガスバイパス管３４の一端部（上端部）は受液器３１内の上部空間に連通している。そして、ガスバイパス管３４の他端部（下端部）は、第２ヘッダタンク２２内にて第２セパレータ２９より若干下方の部位、換言すると、第２連通穴３３直後の部位に連通している。
【００３３】
ガスバイパス管３４にガス冷媒の排出機能を発揮させるためには、ガスバイパス管３４の両端間に所定の圧力差を発生させる必要がある。そこで、本実施形態では、第２連通穴３３自身を圧損発生部（絞り部）としての役割を兼ねるように構成してある。
【００３４】
より具体的には、第２連通穴３３の開口面積をφ３ｍｍ相当の大きさに設計している。この開口面積は、冷媒凝縮器２の出口ジョイント２７に接続される高圧液冷媒配管２７ａ（図１）の管断面積より十分小さい。つまり、高圧液冷媒配管２７ａの内径は、通常φ６ｍｍ程度であるので、その管断面積より第２連通穴３３の開口面積は十分小さい。
【００３５】
これにより、第２連通穴３３を通過する冷媒流れの主流（矢印ｂ）に圧損を発生させる圧損発生部（絞り部）として機能する。そのため、ガスバイパス管３４の一端部（上端部）よりも、ガスバイパス管３４の他端部（下端部）の方が圧力の低下した部位となり、受液器３１内上部のガス冷媒が矢印ｃ、ｄのようにガスバイパス管３４を通過して第２連通穴３３の下流側に流れることが可能となる。
【００３６】
なお、第１連通穴３２は圧損発生の必要がないから、第１連通穴３２の開口面積は第２連通穴３３の開口面積より十分大きくしてあり、例えば、φ１０ｍｍ相当の大きさに設計してある。
【００３７】
一方、略円筒状の受液器３１の下端部は取付台座３５（図１）により閉塞されている。この取付台座３５は、受液器３１の円筒状本体部に図示しないシール材を介して気密に、かつ、脱着可能にねじ止め固定される。この支持台座３５の上部には異物除去用のフィルタ３６が一体に設けられている。このフィルタ３６は円筒状の網状体で構成されている。フィルタ３６の上部に水分吸着用の乾燥剤３７が配置されている。この乾燥剤３７は冷媒の流通可能な適宜の袋状部材の内部に粒状乾燥剤を収納したものである。
【００３８】
なお、受液器３１内下側の液冷媒は乾燥剤３７と接触した後、矢印ｂのように円筒状の網状体からなるフィルタ３６の内部に必ず流入し、その後、フィルタ３６内から第２連通穴３３を通過して第２ヘッダタンク２２内の下部空間２２ｂに流入する。この下部空間２２ｂの冷媒は、コア部下側に位置する過冷却部２３ｂのチューブ２４を矢印ｅのように通過して、第１ヘッダタンク２１内の下部空間２１ｂに流入する。
【００３９】
従って、本例の冷媒凝縮器２は、冷媒流れの上流側から順次、凝縮部２３ａ、受液器３１、および過冷却部２３ｂを構成するとともに、これらを一体に設けた構成となっている。冷媒凝縮器２の各部、受液器３１、およびガスバイパス管３４等はアルミニュウム材で成形され、一体ろう付けにて組付けられる。なお、受液器３１内における冷媒の気液界面は、冷媒封入量の正常時には、第１連通穴３２と受液器３１の上端面との中間高さに位置するようになっている。
【００４０】
また、冷媒凝縮器２は周知のように、自動車エンジンルーム内において最前部（エンジン冷却用ラジエータの前方位置）に配置されて、エンジン冷却用ラジエータと共通のクーリングファンにより冷却される。
【００４１】
次に、上記構成において作動を説明する。いま、車両用空調装置の運転が開始され、電磁クラッチ１ａに通電されると、電磁クラッチ１ａが接続状態となり、自動車エンジンの回転が圧縮機１に伝達され、圧縮機１が冷媒を圧縮し、吐出する。
【００４２】
これにより、圧縮機１から吐出された過熱ガス冷媒は、入口側ジョイント２６から凝縮器２の第１ヘッダタンク２１の上部空間２１ａ内に流入し、ここから矢印ａのように凝縮部２３ａの多数のチューブ２４を並列に通過する。この間に、圧縮機１の吐出ガス冷媒はチューブ２４およびフィン２５を介して冷却空気と熱交換して冷却され、凝縮する。
【００４３】
凝縮部２３ａから上部空間２２ａ内に流入する冷媒は、ある程度の過冷却度を持った過冷却液冷媒あるいはガス冷媒を一部含む飽和液冷媒である。上部空間２２ａ内の液冷媒は、矢印ｂのように第１連通穴３２を通って受液器３１内下側の液冷媒中に流入する。
【００４４】
そして、受液器３１内において冷媒の気液が分離され、液冷媒が蓄えられる。受液器３１内下側の液冷媒は矢印ｂのように第２連通穴３３を通って第２ヘッダタンク２２の下部空間２２ｂに流入し、更に、下部空間２２ｂから過冷却部２３ｂのチューブ２４を通過する。
【００４５】
この過冷却部２３ｂにおいて、液冷媒は再度冷却されて過冷却状態となり、この過冷却液冷媒は第１ヘッダタンク２１の下部空間２１ｂを通って出口側ジョイント２７から凝縮器２外へ流出する。
【００４６】
そして、過冷却液冷媒はサイトグラス３を通って、温度作動式膨張弁４に流入する。この膨張弁４において、過冷却液冷媒は減圧され、低温、低圧の気液２相冷媒となる。次いで、この気液２相冷媒は蒸発器５にて空調用空気と熱交換して蒸発し、その蒸発潜熱を空調用空気から吸熱して、空調用空気を冷却する。蒸発器５にて蒸発したガス冷媒は圧縮機１に吸入され、再度圧縮される。
【００４７】
次に、本発明の要部である「ガスバイパス管３４によるガス冷媒の排出機能」の発揮に伴う冷媒封入特性の改善効果について詳述する。実車搭載時における受液器受熱原因としては、車両アイドル時におけるエンジンルーム内の熱風回り込み（凝縮器・ラジエータ通過後の熱風が車両アイドル時に凝縮器前面側に回り込む現象）によるものが最大である。
【００４８】
このような熱風回り込み等による受熱が受液器３１に発生すると、受液器３１内部の液冷媒の沸騰が発生して、受液器３１内のガス冷媒圧が上昇し、これにより、受液器３１内の液冷媒の液面が押し下げられるが、本実施形態によると、ガスバイパス管３４により受液器３１内上部のガス冷媒域の空間を圧損発生部をなす第２連通穴３３下流の空間２２ｂに連通させているから、ガスバイパス管３４の上端部よりも下端部の圧力を低下できる。これにより、受液器３１内上部のガス冷媒をガスバイパス管３４を通して直接第２連通穴３３下流の空間２２ｂに積極的に排出できる。
【００４９】
従って、熱風回り込み等による受熱によって受液器３１内部の液冷媒が沸騰しても、受液器３１内のガス冷媒圧の上昇を抑制できる。その結果、受液器３１の受熱時においても、受液器３１内の冷媒液面が押し下げられるという現象が発生せず、受液器３１内の容積をその上部側まで液冷媒の蓄積容積として有効利用できる。それ故、受液器３１内部で本来蓄積すべき冷媒が凝縮器側へオーバフローするという現象（過充填サイクル状態）を抑制できるので、サイクル高圧の上昇を抑えて圧縮機動力の増加（ＣＯＰの悪化）を防止できる。
【００５０】
なお、ガスバイパス管３４を通過したガス冷媒は、第２ヘッダタンク２２の下部空間２２ｂから過冷却部２３ｂのチューブ２４を通過する間に冷却されて過冷却状態となる。
【００５１】
次に、第１実施形態の効果を図３の実験データに基づいてより具体的に説明する。図３の縦軸は凝縮器２の過冷却部２３ｂの出口冷媒のサブクール（過冷却度）であり、横軸はサイクル内への冷媒封入量である。図３の冷媒封入条件は、凝縮器２の入口冷却空気温度：３５℃、同入口冷却空気風速：２．５ｍ／ｓ、蒸発器５の吸い込み空気温度３０℃、同空気湿度：５０％ＲＨ、圧縮機１の回転数：１５００ｒｐｍである。
【００５２】
図３において、Ａ、Ｂは本発明によるガスバイパス管３４を備えた冷凍サイクルの冷媒封入特性であり、そのうち、特性Ａはガスバイパス量が５ｃｃ／ｓｅｃの場合で、特性Ｂはガスバイパス量が３ｃｃ／ｓｅｃの場合である。これに反し、特性Ｃはガスバイパス管３４を備えていない通常の冷凍サイクル（比較例）の冷媒封入特性である。
【００５３】
通常の冷凍サイクルでは、受液器３１内上部のガス冷媒を排出する機能がないため、受液器３１内の上部空間を液冷媒の蓄積のために有効利用できない。そのため、冷媒封入量が増加すると、これに伴って凝縮器側への冷媒のオーバフロー量が増加して過冷却部出口冷媒のサブクールが増大し、凝縮器の必要放熱能力を増大させる。これにより、サイクル高圧の上昇を招き、ＣＯＰを悪化させる。
【００５４】
これに対して、本発明によると、受液器３１内上部のガス冷媒をガスバイパス管３４により第２連通穴３３の下流側へ積極的に排出できるので、受液器３１内の上部空間を液冷媒の蓄積のために有効利用できる。そのため、冷媒封入量の増加に対して所定の増加範囲Ｌでは、過冷却部出口冷媒のサブクールを略一定に維持できるので、サイクル高圧の上昇を抑制し、ＣＯＰの悪化を防止できる。なお、図３の特性Ａ，Ｂの比較から分かるように、ガスバイパス量の大きい特性Ａの方が当然、サブクールの上昇抑制効果が大きい。
【００５５】
本発明者の実験検討によると、実車搭載状態の熱環境では、受液器３１内の冷媒温度と受液器３１外部の雰囲気温度（車両エンジンルーム内温度）との温度差ΔＴは、最大でも２０℃程度であり、そのため、受液器３１の受熱量は最大でも１０Ｗ程度である。そして、これらのことから、ガスバイパス量は最大５ｃｃ／ｓｅｃでよいことが実験的に分かった。
【００５６】
次に、図４はサイクル循環冷媒流量とガスバイパス量との関係を示すもので、図中、Ｄ、Ｅ、Ｆは冷媒の主流の圧損発生部となる第２連通穴３３の開口面積を、φ４ｍｍ、φ３ｍｍ、およびφ２ｍｍ相当の大きさに変化させた場合のガスバイパス量の変化を示す。なお、ガスバイパス管３４の内径は、車両搭載性（凝縮器搭載スペースの拡大抑制）という観点から２ｍｍ一定に固定している。
【００５７】
図４の特性Ｄ、Ｅ、Ｆの比較から分かるように、第２連通穴３３の開口面積を小さくすると、第２連通穴３３での圧損が増加するので、ガスバイパス管３４の両端間の圧力差が拡大してガスバイパス量が増加する。
【００５８】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ガスバイパス管３４の出口部を凝縮器２の第２ヘッダータンク２２の下部空間２２ｂに連通させているが、図５に示す第２実施形態のように、ガスバイパス管３４の出口部を凝縮器２の第１ヘッダータンク２１の下部空間２１ｂ、すなわち、出口ジョイント２７が位置する部位に連通させてもよい。
【００５９】
第２実施形態によると、過冷却部２３ｂの圧損によって必ずガスバイパス管３４の両端間に圧力差が発生するので、第２連通穴３３を圧損発生部として構成しなくてもよい。
【００６０】
なお、ガスバイパス管３４の出口部を出口ジョイント２７に接続される高圧液冷媒配管２７ａ（図１）に接続してもよい。更に、ガスバイパス管３４の出口部を適宜の絞りを介して低圧側冷媒通路（図１の膨張弁４下流側通路）に接続してもよい。
【００６１】
（第３実施形態）
第１、第２実施形態では、受液器３１内上部のガス冷媒を排出するガス冷媒排出手段として、受液器３１の外部に接合するガスバイパス管３４を使用しているが、第３実施形態では、受液器３１と凝縮器２の第２ヘッダータンク２２との仮固定用の接合プレートを利用してガス冷媒排出手段を構成する。
【００６２】
図６に基づいて第３実施形態を具体的に説明すると、接合プレート４０は受液器３１と第２ヘッダータンク２２との間に介在され、受液器３１と第２ヘッダータンク２２の双方に対してかしめ等により結合されるものである。すなわち、凝縮器２のろう付け前の組み付け工程において、接合プレート４０は受液器３１と第２ヘッダータンク２２との間を仮固定する役割を果たす。
【００６３】
本例の接合プレート４０はアルミニュウム合金の板材により図６（ｂ）に示す縦長の長方形にプレス成形される。このプレス成形の際に、接合プレート４０に第１連通穴３２および第２連通穴３３を開けるとともに、上下方向に延びるガスバイパス通路４１を設ける。このガスバイパス通路４１の下端部（出口部）は直角状に曲げて第２連通穴３３に連通させる。また、ガスバイパス通路４１の上端部も直角状に曲げて、ガス冷媒入口部４１ａを形成する。なお、ガスバイパス通路４１は接合プレート４０の板面を打ち抜いて形成される。
【００６４】
一方、受液器３１において、接合プレート４０に接する面の上端部付近にガス冷媒取り出し穴４２が開けてあり、このガス冷媒取り出し穴４２にガス冷媒入口部４１ａが連通するようにして、接合プレート４０と受液器３１とを仮固定する。凝縮器２のろう付けが終了した状態では、接合プレート４０の表裏両面が受液器３１の平坦面と第２ヘッダータンク２２の平坦面にそれぞれ接合されるので、ガスバイパス通路４１は受液器３１の平坦面と第２ヘッダータンク２２の平坦面との間で密封される。
【００６５】
受液器３１内上部のガス冷媒は、ガス冷媒取り出し穴４２から接合プレート４０のガス冷媒入口部４１ａに流入し、ここからガス冷媒はガスバイパス通路４１を下方へ流れる。そして、ガスバイパス通路４１の下端部（出口部）からガス冷媒は第２連通穴３３を通過して第２ヘッダータンク２２の下部空間２２ｂ内に流入する。
【００６６】
第３実施形態によると、受液器３１と凝縮器２の第２ヘッダータンク２２との仮固定用の接合プレート４０を利用して、第１実施形態のガスバイパス管３４に相当するガスバイパス通路４１を構成できるから、第１実施形態に比較してガス冷媒排出手段をコンパクトに、且つ、低コストで製造できる。
【００６７】
（第４実施形態）
上記第３実施形態では接合プレート４０のガスバイパス通路４１の下端部を第２連通穴３３に直接連通させているが、図７に示す第４実施形態のように、接合プレート４０のガスバイパス通路４１の下端部（出口部）を第２連通穴３３の下流側、すなわち、第２ヘッダータンク２２の下部空間２２ｂ内に連通させるようにしてもよい。
【００６８】
（第５実施形態）
図８は第５実施形態であり、第２ヘッダータンク２２内に、第２セパレータとして、上下方向に所定間隔を隔てた２枚のセパレータ２９ａ、２９ｂを配置し、この２枚のセパレータ２９ａ、２９ｂの間にバイパス室２２ｃを形成し、接合プレート４０のガスバイパス通路４１の下端部（出口部）をバイパス室２２ｃに連通する。更に、バイパス室２２ｃをコア部２３の凝縮部２３ａと過冷却部２３ｂとの中間部位に配置したバイパスチューブ２４ａを通して凝縮器２の第１ヘッダータンク２１の下部空間２１ｂ、すなわち、出口ジョイント２７が位置する部位に連通させている。
【００６９】
従って、第５実施形態によると、図５に示す第２実施形態のガスバイパス管３４に相当するガスバイパス通路を、接合プレート４０のガスバイパス通路４１とバイパス室２２ｃとバイパスチューブ２４ａとにより構成することになる。それ故、第５実施形態においても、第２実施形態と同様に、第２連通穴３３を圧損発生部として構成しなくてもよい。
【００７０】
なお、バイパスチューブ２４ａは、コア部２３の他のチューブ２４と同一のもので構成できるが、バイパスチューブ２４ａとして通路断面積が他のチューブ２４より大きいものを使用してガスバイパス量の増加を図るようにしてもよい。
【００７１】
（第６実施形態）
図９は第６実施形態であり、第２ヘッダータンク２２内に、第２セパレータとして、上下方向に所定間隔を隔てた２枚のセパレータ２９ａ、２９ｂを配置して、第２ヘッダータンク２２内の空間を上部空間２２ａと、中間空間２２ｄと、下部空間２２ｂとの３つに区分している。
【００７２】
そして、第２連通穴３３を中間空間２２ｄに連通させて、受液器３１内下部の液冷媒が中間空間２２ｄに流入し、ここから過冷却部２３ｂの上側部のチューブ２４を通過するようになっている。
【００７３】
また、第１〜第５実施形態ではすべて、第１ヘッダータンク２１の下部空間２１ｂに出口ジョイント２７を配置していたが、第６実施形態では出口ジョイント２７を第２ヘッダータンク２２内の下部空間２２ｂに配置している。
【００７４】
このため、受液器３１内下部の液冷媒は第２連通穴３３を通過して中間空間２２ｄから過冷却部２３ｂの上側部のチューブ２４を通過し、その後、第１ヘッダータンク２１の下部空間２１ｂにて矢印ｆのようにＵターンし、過冷却部２３ｂの下側部のチューブ２４を通過し、第２ヘッダータンク２２内の下部空間２２ｂに流入する。
【００７５】
一方、接合プレート４０に形成したガスバイパス通路４１の下端部（出口部）を第２ヘッダータンク２２内の下部空間２２ｂに連通させてあるので、受液器３１内上部のガス冷媒はガスバイパス通路４１を通過して空間２２ｂへ排出される。
【００７６】
第６実施形態によると、過冷却部２３ｂのＵターン通路の圧損によって必ずガスバイパス通路４１の両端間に圧力差が発生するので、第２連通穴３３を圧損発生部として構成しなくてもよい。
【００７７】
（第７実施形態）
図１０は第７実施形態であり、第７実施形態では第２ヘッダータンク２２の円筒状本体部２２０を、アルミニュウム合金等の金属材を押し出し加工または引き抜き加工して一体成形している。同様に、受液器３１の円筒状本体部３１０も、アルミニュウム合金等の金属材を押し出し加工または引き抜き加工して一体成形している。そして、受液器３１の円筒状本体部３１０を押し出し加工または引き抜き加工する際に、ガスバイパス通路４３を同時に成形するようにしている。
【００７８】
第７実施形態をより具体的に説明すると、受液器３１の円筒状本体部３１０のうち、第２ヘッダータンク２２側（接合プレート４０側）の部位に、受液器３１の外側に突き出す突出部３１１を上下方向に延びるように成形し、この突出部３１１の部位に上下方向に延びる円形穴を開けてガスバイパス通路４３を形成している。
【００７９】
円筒状本体部３１０の成形状態ではガスバイパス通路４３の上下両端が外部へ開口するので、ガスバイパス通路４３の上下両端の開口部をろう材の封入等の適宜の閉塞手段にて閉塞する。そして、受液器３１内部の最上部付近の部位にて、ガスバイパス通路４３の上部を受液器３１内部に連通させる連通穴（図示せず）を円筒状本体部３１０に開ける。
【００８０】
また、受液器３１内部の液冷媒を第２ヘッダータンク２２の下側空間２２ｂに流出させる第２連通穴３３と、ガスバイパス通路４３とが直接交差するように、この両者３３、４３の開口位置を設定することにより、ガスバイパス通路４３の下部が圧損発生部をなす第２連通穴３３に連通する。
【００８１】
第７実施形態によると、受液器３１の円筒状本体部３１０の一体成形時に同時にガスバイパス通路４３を形成することができるので、第３〜第６実施形態（図６〜図９）よりも更に、低コストでガス冷媒排出手段を製造できる。
【００８２】
なお、第７実施形態では、受液器３１と凝縮器２の第２ヘッダータンク２２との仮固定用の接合プレート４０にガスバイパス通路４１を構成しないので、接合プレート４０の上下方向の寸法を第３〜第６実施形態と比較して第１、第２連通穴３３付近に当接するだけの大幅に小さい寸法にできる。このため、受液器３１と第２ヘッダータンク２２との間に空隙４４を形成できるので、ヘッダータンク２２、側から受液器３１への熱伝導の抑制効果を向上できる。なお、図５の第２実施形態では説明を省略したが、第７実施形態と同様の大きさの接合プレート４０を使用している。
【００８３】
（第８実施形態）
図１１は第８実施形態であり、第８実施形態では受液器３１内において、異物除去用のフィルタ３６部分に圧損発生のための絞り部３６ａを形成し、且つ、この絞り部３６ａの下流側にガスバイパス管３４の出口部を連通させる。
【００８４】
第８実施形態をより具体的に説明すると、受液器３１の円筒状本体部３１０の内側の下部に円筒状部材３１２を一体に接合し、この円筒状部材３１２にフィルタ３６の取付台座３５を図示しないシール材を介して気密に、かつ、ねじにより脱着可能に固定している。この支持台座３５の上部には円筒状の網状体で構成された異物除去用のフィルタ３６が一体に設けられ、更に、このフィルタ３６の上部に、水分吸着用の乾燥剤３７が配置されている。この乾燥剤３７は冷媒の流通可能な適宜の袋状部材の内部に粒状乾燥剤を収納したものである。
【００８５】
フィルタ３６はその上部に円板状の蓋部材（仕切り部材）３６ｂを有し、この蓋部材３６ｂの外周部を円筒状部材３１２の内周面に密着させることにより、受液器３１の内部空間を蓋部材３６ｂにより上下に仕切ることができるようになっている。そして、蓋部材３６ｂに小径の円形穴からなる絞り部３６ａを形成している。
【００８６】
ここで、絞り部３６ａの開口面積を第１、第２連通穴３２、３３の開口面積より小さくして、矢印ｂの冷媒主流の流れに対する圧損発生の役割を絞り部３６ａに持たせるようになっている。すなわち、凝縮部２３ａで凝縮した冷媒は、矢印ｂのように第２ヘッダータンク２２の上部空間２２ａから第１連通穴３２を通過して受液器３１の内部（蓋部材３６ｂの上側空間）に流入し、さらに、絞り部３６ａ、第２連通穴３３を通過して第２ヘッダータンク２２の下部空間２２ｂに流入するようになっており、この冷媒主流の流れ（矢印ｂ）に対する圧損発生の役割を絞り部３６ａが果たす。従って、第２連通穴３３は第１連通穴３２と同程度の開口面積でよい。
【００８７】
一方、フィルタ３６の上部の蓋部材３６ｂにはガスバイパス管３４の下端部を固定するとともに、ガスバイパス管３４の下端部の通路（出口部）を絞り部３６ａの下流側に連通させる。ここで、絞り部３６ａの下流側とは蓋部材３６ｂの下側で、かつ、円筒状の網状体からなるフィルタ３６の内側空間である。従って、ガスバイパス管３４の下端部の通路（出口部）は、蓋部材３６ｂを貫通して蓋部材３６ｂの下側空間に連通している。そして、ガスバイパス管３４の上端部の通路（入口部）は受液器３１の内部空間の上端部付近で開口している。
【００８８】
このような構成であるため、第８実施形態によると、矢印ｂで示す冷媒主流の流れにより絞り部３６ａにて圧損が発生する。これにより、ガスバイパス管３４の上端部（受液器３１の内の上部空間）よりも、ガスバイパス管３４の下端部の通路（絞り部３６ａの下流側）圧力を引き下げることができる。そのため、受液器３１内の上部のガス冷媒をガスバイパス管３４を通過して絞り部３６ａの下流側へ積極的に排出できる。
【００８９】
第８実施形態によると、受液器３１内の上部のガス冷媒を排出するためのガス冷媒排出手段を、フィルタ３６部分を有効利用して受液器３１内にすべて構成できる。従って、受液器３１内のフィルタ３６部分を、ガス冷媒排出手段を持つように変更するだけで、他の部分（第１、第２連通穴３２、３３等）は既存の構成をそのまま使用でき、実用上好都合である。
【００９０】
なお、第８実施形態において、ガスバイパス管３４の下端部の通路出口部を蓋部材３６ｂの下側空間に連通せず、蓋部材３６ｂの絞り部３６ａにガスバイパス管３４の下端部の通路出口部を直接連通させる構成にしてもよい。
【００９１】
（他の実施形態）
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されることなく種々変形可能なものである。例えば、第１実施形態では、冷媒の出入口ジョイント２６、２７を設けていない第２ヘッダタンク２２に受液器３１を一体に構成しているが、冷媒の出入口ジョイント２６、２７を設けている第１ヘッダタンク２１に受液器３１を一体に構成してもよい。
【００９２】
また、受液器３１を、凝縮器２のヘッダタンク２１、２２と別体で構成し、受液器３１とヘッダタンク２１、２２との間を適宜の配管により連通させるようにしてもよい。
【００９３】
また、凝縮器２のコア部２３を凝縮部２３ａのみとし、過冷却部２３ｂをコア部２３から切り離して独立に構成するタイプの凝縮器２に本発明を適用することもできる。この場合は、第１ヘッダタンク２１における出口側ジョイント２７を廃止して、その代わりに、受液器３１にその内部の液冷媒を流出させる出口側ジョイント（冷媒出口部）を設置し、この出口側ジョイントからの液冷媒を配管を介して過冷却部に流入させるようにすればよい。
【００９４】
また、過冷却部２３ｂを持たない冷凍サイクル装置においても、本発明は同様に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の冷媒凝縮器を示す正面図で、受液器部を断面図示している。
【図２】図１の冷媒凝縮器の概略斜視図である。
【図３】冷凍サイクル内への冷媒封入特性の実験結果を示すグラフである。
【図４】第１実施形態によるガスバイパス量の実験結果を示すグラフである。
【図５】第２実施形態の冷媒凝縮器を示す概略断面図である。
【図６】（ａ）は第３実施形態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）の接合プレート単体の正面図である。
【図７】（ａ）は第４実施形態の冷媒凝縮器を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図８】（ａ）は第５実施形態の冷媒凝縮器を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図９】（ａ）は第６実施形態の冷媒凝縮器を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】（ａ）は第７実施形態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】（ａ）は第８実施形態の受液器部を断面図示する要部の縦断面図で、（ｂ）は（ａ）の横断面図である。
【符号の説明】
２１…第１ヘッダタンク、２２…第２ヘッダタンク、
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…空間、２３…コア部、２３ａ…凝縮部、
２３ｂ…過冷却部、２４…チューブ、３１…受液器、３２…第１連通穴、
３３…第２連通穴、３４…ガスバイパス管（ガス冷媒排出手段）、
４１、４３…ガスバイパス通路（ガス冷媒排出手段）。

Claims (7)

1. 圧縮機（１）から吐出された過熱冷媒ガスを冷却して凝縮させる凝縮部（２３ａ）を有する凝縮器（２）と、
   前記凝縮部（２３ａ）を通過した冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める受液器（３１）とを備える冷凍サイクル装置において、
   前記凝縮部（２３ａ）通過後の冷媒を前記受液器（３１）内に流入させる冷媒流入手段（３２）と、
   前記受液器（３１）内下部に溜まる液冷媒を流出させる冷媒流出手段（３３）と、
   前記凝縮器（２）のうち前記凝縮部（２３ａ）の下部に配置され、前記冷媒流出手段（３３）からの液冷媒を過冷却する過冷却部（２３ｂ）と、
   前記凝縮部（２３ａ）から前記冷媒流入手段（３２）、前記受液器（３１）内下部、および前記冷媒流出手段（３３）を通過して前記過冷却部（２３ｂ）に向かって冷媒が流れる冷媒流路のうち、前記過冷却部（２３ｂ）の上流側に配置された圧損発生部と、
   前記受液器（３１）内上部に溜まるガス冷媒を排出するガス冷媒排出手段（３４、４１、４３）とを備え、
   前記圧損発生部は、前記冷媒流路の冷媒流れを絞って圧損を発生することにより前記受液器（３１）内上部に比較して圧力が低下する圧力低下部位を形成するようになっており、
   前記ガス冷媒排出手段は、前記受液器（３１）内上部に溜まるガス冷媒を前記圧力低下部位に直接導くガスバイパス通路（３４、４１、４３）によって構成され、
   前記受液器（３１）内上部に溜まるガス冷媒が前記ガスバイパス通路（３４、４１、４３）から前記圧力低下部位を通過して前記過冷却部（２３ｂ）に流入することを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記凝縮部（２３ａ）および前記過冷却部（２３ｂ）には冷媒が流れるチューブ（２４）が設けられており、
   前記凝縮器（２）には、前記チューブ（２４）が連通するヘッダタンク（２１、２２）が上下方向に延びるように配置され、
   前記ヘッダタンク（２１、２２）に前記受液器（３１）が一体に構成されており、
   前記冷媒流入手段（３２）および前記冷媒流出手段（３３）は、前記ヘッダタンク（２１、２２）と前記受液器（３１）とを貫通する連通穴であ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。
3. 前記ガスバイパス通路は、前記受液器（３１）外部に配置するガスバイパス管（３４）により構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記ヘッダタンク（２１、２２）と前記受液器（３１）との間に介在される接合プレート（４０）を有し、
   前記ガスバイパス通路（４１）は、前記接合プレート（４０）に上下方向に延びるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記受液器（３１）の円筒状本体部（３１０）が押し出し加工または引き抜き加工により一体成形されるようになっており、
   前記ガスバイパス通路（４３）は、前記円筒状本体部（３１０）の一体成形時に上下方向に延びるように同時に形成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記圧損発生部は前記冷媒流出手段（３３）自身により構成されており、
   前記ガスバイパス通路（３４、４１、４３）の出口部を前記冷媒流出手段（３３）の部位もしくは前記冷媒流出手段（３３）の下流側に接続することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記受液器（３１）内に異物を除去するフィルタ部材（３６）を備え、前記フィルタ部材（３６）は、前記冷媒流入手段（３２）からの液冷媒が通過して前記冷媒流出手段（３３）に向かって流れるように配置され、
   前記フィルタ部材（３６）に、前記受液器（３１）内の空間を前記冷媒流入手段（３２）側の空間と前記冷媒流出手段（３３）側の空間とに仕切る仕切り部材（３６ｂ）を備え、
   前記圧損発生部は、前記仕切り部材（３６ｂ）に設けられて、前記冷媒流入手段（３２）と前記冷媒流出手段（３３）との間の冷媒流れを絞って圧損を発生する圧損発生部（３６ａ）であり、
   前記ガスバイパス通路（３４）は前記受液器（３１）内に配置され、前記ガスバイパス通路（３４）の出口部を前記圧損発生部（３６ａ）の下流側もしくは前記圧損発生部（３６ａ）の部位に接続することを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。

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