JP6385222B2

JP6385222B2 - アキュムレータ

Info

Publication number: JP6385222B2
Application number: JP2014192396A
Authority: JP
Inventors: 侯史細川; 庫人山崎; 照之堀田; 幸彦武田
Original assignee: Fujikoki Corp; Denso Corp
Current assignee: Fujikoki Corp; Denso Corp
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2034-09-22
Also published as: CN105444479A; CN105444479B; JP2016061543A

Description

本発明は、冷凍サイクルを循環する冷媒を貯留するアキュムレータに関する。

冷凍サイクルを循環する冷媒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、本出願人は、特許文献１において、上端を開口する有底筒形の胴体と、この胴体の開口部を封止するヘッダとからなるタンク本体と、このタンク本体内に設けた乾燥剤入りバッグとを備えたアキュムレータを既に出願している。

この特許文献１に示すアキュムレータは、前記ヘッダに縦方向に開口する冷媒流入孔と冷媒流出孔を形成し、冷媒流出孔に前記胴体の内底部の近くまで延伸するインナーパイプを連結し、その外側にアウターパイプを外装して二重管とし、前記冷媒流入孔からタンク本体内に流入した冷媒は、気液分離部材としての笠部に衝突して気相冷媒と、オイルを含む液相冷媒とに気液分離され、分離された気相冷媒がアウターパイプの上端開口部から流入し、アウターパイプ内を下降した後、アウターパイプの底部で折り返されてインナーパイプに流入し、インナーパイプ内を上昇して冷媒流出孔から排出される。そして、液相冷媒に含まれる水分及び気相冷媒に含まれる湿分はタンク本体内のバッグ内部に収納した乾燥剤によって吸湿される。この乾燥剤入りバッグは前記アウターパイプを包み込むように沿わせてから結束バンドを巻き付けてアウターパイプに固定されている。

特開２０１４−７７６０６号公報

特許文献１に示すアキュムレータは、冷凍サイクルを循環する冷媒を気液分離し、液相冷媒に含まれる水分及び気相冷媒に含まれる湿分をタンク本体内の乾燥剤によって吸湿しているが、その乾燥剤入りバッグが断面円筒状のアウターパイプを包み込むようにして巻き付けた状態で結束バンドによって固定されている。このため、乾燥剤入りバッグはアウターパイプに対して水平方向の位置決め効果が弱く、特に車両用エアコン等の冷凍サイクルとして使用される場合、アキュムレータがエンジン部分など振動が多い環境下で使用される場合などにおいて、振動などに起因して乾燥剤入りバッグがアウターパイプを中心として水平方向に回って変動する虞れがあり、このように乾燥剤入りバッグが回ってしまうと胴体内での冷媒の流れが悪くなる、という懸念があった。

すなわち、乾燥剤入りバッグを固定するアウターパイプは、ヘッダに開口した冷媒流出孔に接続され、その冷媒流出孔はアキュムレータの胴体（タンク本体）の中心に対して偏心した位置に形成されているため、乾燥剤入りバッグが水平方向に回転してしまうと、乾燥剤入りバッグと胴体の内壁との間隔が局部的に狭くなる部分が生じてしまい、この結果、胴体内での冷媒の流れが悪くなる、という課題が残っていた。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、アウターパイプに固定する乾燥剤入りバッグを単に結束バンドで巻きつけることによって水平方向への変動を防止して胴体内での冷媒の流れを安定化することができるアキュムレータを提供することを目的とする。

前記の目的を達成すべく、本発明に係るアキュムレータは、上端を開口する有底円筒状の胴体と、この胴体の開口部を封止するヘッダとからなるタンク本体と、このタンク本体内に設けた乾燥剤入りバッグとを備え、前記ヘッダに縦方向に開口する冷媒流入孔と冷媒流出孔を形成するとともに、この冷媒流出孔に前記胴体の内底部の近くまで延伸するインナーパイプを連結し、その外側にアウターパイプを外装して二重管とし、このアウターパイプに前記乾燥剤入りバッグを結束バンドで固定するアキュムレータであって、前記アウターパイプに前記乾燥剤入りバッグを上下方向に位置決め保持する上鍔部と下鍔部を設けるとともに、この上鍔部と下鍔部との間に前記アウターパイプと平行する回転阻止手段（を設け、この回転阻止手段に前記乾燥剤入りバッグを押し当てて二つ折りした状態で前記アウターパイプに沿わせた後、該乾燥剤入りバッグに結束バンドを巻き付けて前記アウターパイプに乾燥剤入りバッグを固定したことを特徴とする。

また、本発明に係るアキュムレータは、前記上鍔部と下鍔部が前記胴体の中心から外側に延びる複数の梁板を備え、上鍔部と下鍔部の少なくとも一方の梁板の外端縁を前記胴体の内周面に嵌合させて位置決めしたことを特徴とする。

また、本発明に係るアキュムレータは、前記アウターパイプには、前記回転阻止手段と反対側の外周に前記結束バンドの位置決めリブを形成したことを特徴とする。

また、本発明に係るアキュムレータは、前記回転阻止手段が、前記アウターパイプから突出して形成され、前記上鍔部と前記下鍔部との間に架設されたブレードであることを特徴とする。

本発明のアキュムレータによれば、回転阻止手段を中心として乾燥剤入りバッグを二つ折りした状態で結束バンドによって乾燥剤入りバッグをアウターパイプに固定することにより、アウターパイプに対して乾燥剤入りバッグが回り止めされ、アウターパイプを中心として回ることなく、アウターパイプに固定される。このため、乾燥剤入りバッグが変動して乾燥剤入りバッグと胴体の内壁との間隔が狭くなる部分が生じることなく、胴体内での冷媒の流れを良好に保つことができる。さらに、乾燥剤充填量が違う乾燥剤バックでも確実に固定できて、アウターパイプの共通化が図れる。また、耐振動性がアップし、部品点数の削減によるコストダウンも可能である。

また、本発明のアキュムレータによれば、上鍔部又は下鍔部を構成する何れか一方の梁板の外端縁を前記胴体の内周面に嵌合させることにより、上鍔部又は下鍔部の少なくとも一方を胴体に対して確実に位置決めすることができる。

また、本発明に係るアキュムレータによれば、乾燥剤入りバッグを結束バンドによって固定する際、位置決めリブによって結束バンドを位置決めすることによって、乾燥剤入りバッグに対して結束バンドの位置が上下にずれることなく、確実に乾燥剤入りバッグの中央に掛けた状態でアウターパイプに固定することができる。

さらに、本発明に係るアキュムレータによれば、回転阻止手段が、アウターパイプから突出して形成され、上鍔部と下鍔部との間に架設されたブレードであることによって、下鍔部の曲げ応力に対する剛性を高めることができ、乾燥剤入りバッグを載置する下鍔部の変形を防止することができる。

本発明の実施例を示すアキュムレータの縦断面図である。本発明の実施例を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明の実施例を示すアウターパイプの正面図である。本発明の実施例を示す本発明の実施例を示す乾燥剤入りバッグを組み付け手順を示す横断面図であり、図４（ａ）は乾燥剤入りバッグの組み付け前の状態、図４（ｂ）は乾燥剤入りバッグをブレードに当接させて二つ折りしている状態、図４（ｃ）は乾燥剤入りバッグを結束バンドによって固定した状態を示している。本発明の回転阻止手段の変形例を示すアウターパイプの正面図である。本発明の回転阻止手段の他の変形例を示すアウターパイプの正面図である。

以下、本発明の最適な一実施例のアキュムレータ１について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図４は、本発明の一実施形態にかかるアキュムレータ１を示し、同図に示すようにアキュムレータ１は、胴体３とヘッダ４とからなるタンク本体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から成る二重管及び乾燥剤７ａ入りバッグ７等の内機部品等で構成される。

前記タンク本体２は、上端が開口した有底円筒状の胴体３と、溶接部１０を介して胴体３と溶接接合され、胴体３の開口端を封止するヘッダ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。

前記ヘッダ４は、上面視円状に形成され、ヘッダ４には冷媒流入孔８及び冷媒流出孔９が縦方向に貫通して形成され、冷媒流出孔９には前記胴体３の内底部の近くまで延伸するインナーパイプ６が接続され、その外側にアウターパイプ５を外装して二重管構造としている。

前記ヘッダ４の下方には、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、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する気液分離部材１６が逆皿状に設けられる。

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内に嵌め込まれる。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が設けられ、このストレーナ２０が胴体３の内底面に載置される。

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複数のパイプリブ５ｒの内側に嵌入され、これにより、アウターパイプ５内においてインナーパイプ６が安定して保持される。

前記胴体３内の上方空間には、気液分離部材１６に近い位置で、乾燥剤（吸湿剤）７ａ入りバッグ７（以下、単に乾燥剤入りバッグ７と称する）が配置されており、この乾燥剤入りバッグ７を前記胴体３内において上下に位置決めするために前記アウターパイプ５に下鍔部２２と上鍔部２３が一体形成されている。この下鍔部２２と上鍔部２３は、胴体３の中心から外側に（例えば放射状に）延びる梁板２４から成り、下鍔部２２の梁板２４の下面と上鍔部２３の梁板２４の上面にはそれぞれ補強用リブ２２ａ，２３ａが形成されている。また、図２に示すように前記下鍔部２２を構成する各梁板２４の外周縁が胴体３の内周面に当接しており、これにより、胴体３に対して下鍔部２２を位置決めしている。

また、前記下鍔部２２と上鍔部２３との間には、前記乾燥剤入りバッグ７を押し当てて乾燥剤入りバッグ７を二つ折りする際の回転阻止手段５０としてプレート状のブレード２５が設けられている。このブレード２５は前記アウターパイプ５の外周から突出して前記下鍔部２２と上鍔部２３との間を架設され、ブレード２５を介してアウターパイプ５と下鍔部２２及び上鍔部２３とを一体的に連結している。また、アウターパイプ５のブレード２５と反対側に位置する外周には、結束バンド３０を位置決めする溝部３１を有する位置決めリブ３２，３２が一体形成されている。

次の図４（ａ）〜（ｃ）を参照して前記乾燥剤入りバッグ７の組付手順について説明する。乾燥剤入りバッグ７は、下鍔部２２と上鍔部２３との間に挿入されて胴体３内の上方空間に位置決め保持されるが、図４（ａ）に示すように乾燥剤入りバッグ７を下鍔部２２と上鍔部２３との間に挿入する際、まず、乾燥剤入りバッグ７はアウターパイプ５と平行するブレード２５の外端縁に当接させように下鍔部２２と上鍔部２３との間に挿入され、図４（ｂ）で示すようにブレード２５を中心として乾燥剤入りバッグ７を二つ折りとした後、乾燥剤入りバッグ７の両端部をアウターパイプ５に沿わせるように巻き付ける。そして、図４（ｃ）に示すように乾燥剤入りバッグ７に結束バンド３０を巻き付けて結束させることによって乾燥剤入りバッグ７をアウターパイプ５に固定している。なお、乾燥剤入りバッグ７に結束バンド３０を巻き付ける際、結束バンド３０を位置決めリブ３２の溝部３１に嵌め入れることによって、乾燥剤入りバッグ７が上下にずれることなく、結束バンド３０により乾燥剤入りバッグ７が下鍔部２２と上鍔部２３の間のほぼ中央部に正確に位置決めされる。

以上のように構成されるアキュムレータ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。

蒸発器から冷媒が排出されると、接続配管（不図示）を通じてアキュムレータ１に搬送される。アキュムレータ１に到達した冷媒は、冷媒流入孔８から胴体３の内部に流入した後、気液分離部材１６に衝突し、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。

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。このとき、液相冷媒の液面は、乾燥剤入りバッグ７の一部（略中央）が浸漬する高さ位置にまで達する。したがって、液相冷媒に含まれる水分も気相冷媒に含まれる湿分も乾燥剤７ａによって吸湿される。

一方、気液分離された気相冷媒は、アウターパイプ５の上端開口部から流入し、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吸引され、ここでオイル成分を潤沢に含んだ気相冷媒となり、それが冷媒流出孔９から接続配管（不図示）を通じて圧縮機に供給される。

また、乾燥剤７ａ入りバッグ７は、下鍔部２２と上鍔部２３との間に挿入して結束バンド３０によってアウターパイプ５に固定することによって気液分離部材１６に近い上方位置に配置されているため、胴体３に貯留される液相冷媒が乾燥剤７ａと触れる割合が少なくなり、それに伴って気泡の発生が少なくなり、気泡発生に伴う異音が減少する。また、気泡が発生したとしても、気泡の発生位置から気液分離部材１６までの距離が短いため、気泡が勢いよく気液分離部材１６に衝突することが回避され、このこととの相乗効果によって、異音の発生は著しく減少する。

さらに、乾燥剤入りバッグ７をブレード２５に当接させてブレード２５を中心として乾燥剤入りバッグ７を二つ折りした状態で結束バンド３０によってアウターパイプ５に固定することにより、アウターパイプ５に対して乾燥剤７ａ入りバッグ７が回り止めされ、アウターパイプ５を中心として回ることなく、アウターパイプ５に固定される。このため、乾燥剤入りバッグ７が変動して乾燥剤入りバッグ７と胴体３の内壁との間隔が狭くなる部分が生じることなく、胴体３内での冷媒の流れを良好に保つことができる。また、ブレード２５で下鍔部２２と上鍔部２３及びアウターパイプ５を一体化することによって、乾燥剤入りバッグ７を載置する下鍔部２２の曲げ応力に対する剛性を高めることができる。

以上、本発明の最適の一つの実施例について詳述したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例においては、下鍔部２２と上鍔部２３を４つの梁板２４を十字型に配して例を示したが十字型に限定されるものではなく、梁板２４の個数や配置などは特に前記実施例に限定されるものではないし、下鍔部２２と上鍔部２３の形状などは特に前記実施例に限定されるものではない。さらに、梁板２４の外端縁を胴体３の内周面に当接させて胴体３に対して下鍔部２２を位置決めした例を示したが、より安定的に位置決めするために梁板２４の外端縁に胴体３の内周面と嵌合する環状の鍔部を梁板２４の外端縁に一体形成する構造であってもよい。

また、乾燥剤入りバッグ７の回転阻止手段５０としてアウターパイプ５に平板状のブレード２５を一体形成した例を示したが、例えば、図５に示すようにアウターパイプ５と平行する棒状あるいは帯板状の柱状部５１ａを下鍔部２２と上鍔部２３との間に架設するように配置してもよい。さらには、図６に示すように、アウターパイプ５と平行する回転阻止手段５０として、柱状部５１ａとアウターパイプ５との間を横方向に延びる梁部材５１ｂで連結する構造でもよく、プレート状のブレード２５に限らず、要はアウターパイプ５と平行して乾燥剤入りバッグ７と当接して乾燥剤入りバッグ７を二つ折り状態に案内できて、結束により乾燥剤入りバッグ７の回転が阻止できる構造であればよい。

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
６インナーパイプ
７乾燥剤入りバッグ
８冷媒流入孔
９冷媒流出孔
２２下鍔部
２３上鍔部
２４梁板
２５ブレード（回転阻止手段５０）
３０結束バンド
３２位置決めリブ
５１ａ柱状部（回転阻止手段５０）
５１ｂ梁部（回転阻止手段５０）

Claims

上端を開口する有底円筒状の胴体と、この胴体の開口部を封止するヘッダとからなるタンク本体と、このタンク本体内に設けた乾燥剤入りバッグとを備え、前記ヘッダに縦方向に開口する冷媒流入孔と冷媒流出孔を形成するとともに、この冷媒流出孔に前記胴体の内底部の近くまで延伸するインナーパイプを連結し、その外側にアウターパイプを外装して二重管とし、このアウターパイプに前記乾燥剤入りバッグを結束バンドで固定するアキュムレータであって、
前記乾燥剤入りバッグを前記アウターパイプの上下方向に位置決め保持する上鍔部と下鍔部を設けるとともに、この上鍔部と下鍔部との間に前記アウターパイプと平行する回転阻止手段を設け、この回転阻止手段に前記乾燥剤入りバッグを押し当てて二つ折りした状態で前記アウターパイプに沿わせた後、該乾燥剤入りバッグに結束バンドを巻き付けて前記アウターパイプに乾燥剤入りバッグを固定したことを特徴とするアキュムレータ。
前記上鍔部と下鍔部は、前記胴体の中心から外側に延びる複数の梁板から成り、上鍔部と下鍔部の少なくとも一方の梁板の外端縁を前記胴体の内周面に嵌合させて位置決めした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には、前記回転阻止手段と反対側の外周に前記結束バンドの位置決めリブを形成した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。
前記回転阻止手段は、前記アウターパイプから突出して形成され、前記上鍔部と前記下鍔部との間に架設されたブレードであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のアキュムレータ。