JP6055278B2

JP6055278B2 - アキュムレータ

Info

Publication number: JP6055278B2
Application number: JP2012244966A
Authority: JP
Inventors: 侯史細川
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: JP2014092353A

Description

本発明は、冷凍サイクルを循環する冷媒を気液分離して貯留する形式のアキュムレータに関する。

冷凍サイクルを循環する冷媒等を気液分離して貯留するため、レシーバタンクやアキュムレータ等が用いられる。この種のアキュムレータとして、例えば、特許文献１には、胴体とヘッダとからなるタンク本体と、ヘッダの側部に形成される冷媒流入孔と、ヘッダの上部に形成される冷媒流出孔と、冷媒流出孔に連結される遠心分離管と、胴体内に隔壁を介して収容される乾燥剤等を備えるアキュムレータが記載されている。

上記アキュムレータにおいて、冷媒流入孔から流入した冷媒は、遠心分離管に向かって流れて旋回流を形成し、遠心力の作用により、気相冷媒とオイルを含む液相冷媒とに気液分離される。分離された気相冷媒は、遠心分離管内に進入して冷媒流出孔から排出される。

一方、液相冷媒及びオイルは、胴体内を下降し、胴体の底部に貯留される。この際、油水分離が進み、オイルは液相冷媒の下方に溜まる。また、液相冷媒及びオイルは、胴体内を下降する際に、乾燥剤によって水分の一部が吸湿される。また、胴体の底に溜まったオイルは、オイル戻し孔から吸引され、気相冷媒と共に冷媒流出孔に導かれる。

特開２０００−１７９９９６号公報

しかし、上記アキュムレータにおいては、冷媒に旋回流を形成し、その遠心力で冷媒の気液分離を行う、いわゆる旋回式を採用していることから、冷媒流入孔をヘッダの側部に形成している。そのため、ヘッダの側方に配管等を接続するためのスペースが必要となり、配管の取り回しも複雑化するという問題があった。これに加えて、旋回流を得るためにアキュムレータが大型化するという問題もあった。

そこで本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みて、側方における配管接続スペースが不要で取り回しが容易な旋回式のアキュムレータを簡素な構成にて低コストで提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るアキュムレータは、上端開口の筒形の胴体と、該胴体の開口部に連結されるヘッダとからなるタンク本体を含み、前記ヘッダには、縦方向に開口する冷媒流入孔と冷媒流出孔とがヘッダの中心軸と点対称に備わっており、前記冷媒流出孔にインナーパイプが連結され、その外側にアウターパイプが二重管をなすように配置され、前記冷媒流入孔には、そこから縦方向に流入する冷媒を前記胴体の内周面に沿う方向に旋回流を形成するように噴出する導入管が連結してあり、該導入管は、前記冷媒流入孔が存在する側とは反対側の端部が前記アウターパイプに隣接するよう水平方向に延設されることを特徴とする。

本発明のアキュムレータによれば、冷媒流入孔を冷媒流出孔と同様に縦方向に開口するように設けることで、側方における配管接続のためのスペースが不要で取り回しが容易となる。その上で、冷媒流入孔から流入した冷媒に胴体の内壁に沿った旋回流を形成する導入管を設けることにより、簡素な構成にて旋回式による冷媒気液分離を行うことができる。

上記アキュムレータにおいて、導入管の噴出口はアウターパイプの上端よりも下方に位置させることにより、導入管からの冷媒流れがアウターパイプの上端開口に直接に流入することが防止され、気液分離性能をさらに向上させることができる。

上記アキュムレータにおいて、アウターパイプの上端をラッパ状に拡大させることができる。これにより、導管からの冷媒流れがアウターパイプの上端開口に直接に流入することがより確実に防止でき、気液分離性能をさらに向上させることができる。

上記アキュムレータにおいて、アウターパイプの上端部のラッパ状部を胴体の内周面に当接するように延伸させ、その一部に形成された開口部を介してラッパ状部の上下を連通させることにより、導入管からの冷媒流れがアウターパイプの上端開口に直接に流入することがより確実に防止され、気液分離性能をより一層向上させることができる。

以上のように本発明によれば、側方での配管接続スペースが不要となり、それによって配管接続の作業性や、配管の取り回しに優れる旋回式のアキュムレータを低コストにて提供することが可能になる。また、配管の取り回し・作業性の改善は、作業スペースが制約される車載用機器にとっては極めて大きな優位点となる。

本発明に係るアキュムレータの第１の実施形態を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。本発明に係るアキュムレータの第２の実施形態を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

次に、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係るアキュムレータの一実施形態を示し、このアキュムレータ１は、タンク本体２と、タンク本体２内に配置されたアウターパイプ５、インナーパイプ６及びバッグ７等の内機部品等で構成される。

タンク本体２は、上端開口の筒形の胴体３と、溶接部１０を介して胴体３と溶接接合され、胴体３の開口部に連結されるヘッダ４とから構成される。これら胴体３及びヘッダ４は、いずれもアルミニウム合金等の金属によって形成される。

ヘッダ４は、縦方向に開口する冷媒流入孔８及び冷媒流出孔９を有し、胴体３の開口端を封止している。このヘッダ４には、図１（ｂ）に示すように、冷媒流入孔８から縦方向に流入する冷媒を胴体３の内周面に沿う方向に旋回流として噴出する導入管３０が接続され、この導入管３０により、冷媒流入孔８からの混合冷媒（気相分と液相分が混在した冷媒）を周面に沿って旋回させ、遠心力の作用により、密度の高い液相冷媒及びコンプレッサオイル（以下「オイル」という。）と、密度の低い気相冷媒とに分離される。

胴体３の内部には、気液分離された気相冷媒が流入するアウターパイプ５と、アウターパイプ５に流入した気相冷媒を冷媒流出孔９に導くインナーパイプ６とが、二重管構造をもって配置される。

アウターパイプ５は、合成樹脂からなり、上端部５ａが開口した状態で胴体３に接合される。胴体３の下部には、乾燥剤（吸湿剤）７ａを内包したバッグ７が収容されており、胴体３内の液相冷媒中の水分・湿分を吸着する。また、アウターパイプ５の上端部５ａは、導管３０からの冷媒流れがアウターパイプ５の上端開口に直接に流入することを防止するため、ラッパ状に拡大させてある。

アウターパイプ５の中間部位には、胴体３内に嵌合する大きさの鍔部２２が一体に形成されている。鍔部２２には下方に突出する補強用リブ２２ａが備わっており、また鍔部２２には、冷媒の通過を許容する開口窓（図示せず）が、上下空間を連通させるように備わっている。

アウターパイプ５の下部内周面には、インナーパイプ６の外周面と当接するパイプリブ２３が一体に形成されている。アウターパイプ５の底部には、金属や樹脂からなる網目部材２１がインサート成形されたストレーナ２０と、オイルをインナーパイプ６内に導くオイル戻し孔２４とが備わっている。

インナーパイプ６は、アルミニウム合金等の金属からなり、下端部６ａが開口すると共に、上端部６ｂがヘッダ４の冷媒流出孔９に連結される。また、インナーパイプ６の下部は、アウターパイプ５の内周面に凸設されたパイプリブ２３の内側に嵌入され、これにより、インナーパイプ６が安定して保持される。

次に、上記構成を有するアキュムレータ１の動作について、図１を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、アキュムレータ１を冷凍サイクルの蒸発器と圧縮機との間に配置し、蒸発器からの冷媒に含まれる水分を除去してガス冷媒を生成し、これを圧縮機へ戻す場合を例にとって説明する。

蒸発器から排出された冷媒は、接続配管（不図示）を通じてアキュムレータ１に戻される。アキュムレータ１に到達した冷媒は、ヘッダ４の冷媒流入孔８に流入し、冷媒流入孔８に連通する導入管３０内を流れる。導入管３０内に流入した冷媒は、アウターパイプ５のラッパ状部５ｂの下方に、胴体３の内壁に沿って旋回流を形成し、遠心力の作用により、密度の高い液相冷媒及びオイルと、密度の低い気相冷媒（ガス冷媒）とに分離される。ここで、アウターパイプ５のラッパ状部５ｂにより、導入管３０からの冷媒流れがアウターパイプ５の上端部５ａの開口に直接に流入することが防止され、気液分離性能を向上させることができる。

気液分離後の液相冷媒及びオイルは、自重により胴体３内を下降し、胴体３の底部に貯留される。その過程で、液相冷媒とオイルとの分離が進み、オイルは液相冷媒の下方に溜まる。胴体３内に貯留される液相冷媒は、乾燥剤バッグ７が部分的に浸かる若しくはそれを超える高さ位置に達しており、冷媒中の水分・湿分が乾燥剤バッグ７にて吸着される。

一方、気液分離後の気相冷媒は、アウターパイプ５のラッパ状部５ｂを辿ってアウターパイプ５内に流入し、アウターパイプ５内を下降する。その後、アウターパイプ５の底部で折り返されてインナーパイプ６に流入し、インナーパイプ６内を上昇して冷媒流出孔９に導かれる。このとき、オイル戻し孔２４を通じて、胴体３の底に溜まったオイルがストレーナ２０によって異物が除去されると共に吸引され、気相冷媒と共に冷媒流出孔９に導かれる。そして、オイルを含んだ気相冷媒は、冷媒流出孔９から排出され、接続配管（不図示）を通じて圧縮機に搬送される。

図２は、本発明に係るアキュムレータの第２の実施形態を示し、このアキュムレータ４１は、図１に示すアキュムレータ１とはアウターパイプ５の構成のみが相違している。そこで、アウターパイプ５の構成について以下に説明し、その他の構成要素については、図１と同様であるため、図１と同一の参照番号を付して詳細な説明を省略する。

アウターパイプ５のラッパ状部５ｂは、胴体３の内周面に当接するように延伸し、その一部に形成された開口部５ｃを介してラッパ状部５ｂの上下が連通している。これにより、導管３０からの冷媒流れがアウターパイプ５の上端部５ａの開口に直接流入することをより確実に回避し、気液分離性能をさらに向上させることができると共に、開口部５ｃの存在によって気相冷媒の流れが妨げられることはない。

以上のように本発明によれば、冷媒流入孔８を冷媒流出孔９と同様にヘッダ４の上部に設けているため、側方には配管接続スペースが不要となり、そのため配管接続作業が容易になる。この効果は、設置スペース及び作業スペースが制約を受ける車載用機器にとっては極めて大きな利点となる。さらに、冷媒流入孔８から流入した冷媒に胴体３の内壁に沿った旋回流を生成させる構成を採用しているから、簡素な構成でありながら冷媒の気液分離性能を効果的に高めることができる。

１アキュムレータ
２タンク本体
３胴体
４ヘッダ
５アウターパイプ
５ａ上端部
５ｂラッパ状部
５ｃ開口部
６インナーパイプ
６ａ下端部
６ｂ上端部
７バッグ
７ａ乾燥剤
８冷媒流入孔
９冷媒流出孔
１０溶接部
２０ストレーナ
２１網目部材
２２鍔部
２２ａリブ
２３パイプリブ
２４オイル戻し孔
３０導入管
３０ａ噴出口
４１アキュムレータ

Claims

上端開口の筒形の胴体と、該胴体の開口部に連結されるヘッダとからなるタンク本体を含み、
前記ヘッダには、縦方向に開口する冷媒流入孔と冷媒流出孔とがヘッダの中心軸と点対称に備わっており、
前記冷媒流出孔にインナーパイプが連結され、その外側にアウターパイプが二重管をなすように配置され、
前記冷媒流入孔には、そこから縦方向に流入する冷媒を前記胴体の内周面に沿う方向に旋回流を形成するように噴出する導入管が連結してあり、
該導入管は、前記冷媒流入孔が存在する側とは反対側の端部が前記アウターパイプに隣接するように水平方向に延設されることを特徴とするアキュムレータ。
前記導入管の噴出口は、前記アウターパイプの上端よりも下方に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載のアキュムレータ。
前記アウターパイプの上端はラッパ状に拡大している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアキュムレータ。
前記ラッパ状部は前記胴体の内周面に当接するように延伸しており、その一部に形成された開口部を介してラッパ状部の上下が連通している
ことを特徴とする請求項３に記載のアキュムレータ。