JP6780516B2 - 貯液器 - Google Patents

Description

本開示は、冷凍サイクルに用いられる貯液器に関する。

従来、この種の熱交換器が用いられた冷凍サイクル装置として、例えば下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された冷凍サイクル装置は、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器と、冷媒が循環する冷媒回路を第１モードの冷媒回路と第２モードの冷媒回路との一方に切り替える切替手段とを有している。具体的には、気液分離器は、室外熱交換器から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を気相冷媒出口から流出させ、液相冷媒を液相冷媒出口から流出させることが可能な構成となっている。また、第１モードの冷媒回路は、気液分離器の液相冷媒出口から液相冷媒を流出させて第２減圧手段及び蒸発器に流入させ、更に圧縮機に吸入させる冷媒回路である。第２モードの冷媒回路は、気液分離器の気相冷媒出口から気相冷媒を流出させて圧縮機に吸入させる冷媒回路である。

特開２０１４−１４９１２３号公報

特許文献１に記載されている気液分離器は、冷凍サイクルが冷房運転時にはレシーバとして機能し、冷凍サイクルが暖房運転時にはアキュムレータとして機能するものである。冷凍サイクルを車両の空調装置として用いる場合、室外熱交換器は車両最前面に配置されることが多い。車両最前面のスペースは限られているため、室外熱交換器及び気液分離器を限られたスペースに配置することが求められる。気液分離器と共に切替手段も室外熱交換器の近傍に配置しようとすると、室外熱交換器の一側面に気液分離器及び切替手段を一体的に配置することになる。

このように室外熱交換器の一側面に沿って、気液分離器及び切替手段を一体的に配置すると、切替手段の分だけ気液分離器の長手方向の長さが短くなる。これは気液分離器の貯液量を減らすことになり、求められる貯液性能を確保できない恐れがある。気液分離器の貯液性能を確保するためには、気液分離器の容積を増やす必要がある。

しかしながら、切替手段と一体化した際の長手方向寸法が、室外熱交換器の一側面の寸法内に収める必要があるため、円筒状の気液分離器を長手方向に延伸して容積を確保することができない。また、円筒状の気液分離器の外径を単純に増やそうとしても、大径化した円筒状の気液分離器が収まるスペースが確保できない場合もある。

本開示は、設置スペースの限られた形状や広さに柔軟に対応しつつ貯液性能も確保することができる貯液器を提供することを目的とする。

本開示は、冷凍サイクルに用いられる貯液器であって、主貯留部（８１）及び副貯留部（８２）を備える。主貯留部は、冷凍サイクルを構成する第１熱交換器（３４）から流出する気液二相冷媒を、入口連通路（１２）を介して受け入れて気液分離し、液相冷媒を一時的に貯留し、一時的に貯留した液相冷媒を、出口連通路（１４）を介して冷凍サイクルを構成する第２熱交換器（３５）に流出させる。副貯留部は、主貯留部から流出する液相冷媒を貯留し、貯留した液相冷媒を主貯留部に流出させる。主貯留部と副貯留部とは、互いに離隔して配置されている第１連通路（８１１）及び第２連通路（８１２）によって繋がれている。

主貯留部と副貯留部とを、互いに離隔して配置されている第１連通路及び第２連通路によって繋ぐことで、主貯留部と副貯留部との圧力差をキャンセルすることができる。このため、副貯留部の略全容量を貯液空間として活用することが可能となり、液相冷媒の流れが滞ってしまう液停滞域が発生せず、冷媒充填量を増加させることができる。

尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。

本開示によれば、設置スペースの限られた形状や広さに柔軟に対応しつつ貯液性能も確保することができる貯液器を提供することができる。

図１は、本実施形態の貯液器を含む熱交換器が適用される冷凍サイクルの一例を説明するための図である。 図２は、図２は、図１に示される冷凍サイクルを冷房運転した場合について説明するための図である。 図３は、図１に示される冷凍サイクルを暖房運転した場合について説明するための図である。 図４は、図１に示される熱交換器について説明を加えるための図である。 図５は、本実施形態の貯液器を含む熱交換器を模式的に示す図である。 図６は、本実施形態の貯液器を比較例の貯液器と対比説明をするための図である。 図７は、変形例としての貯液器を含む熱交換器を模式的に示す図である。 図８は、本実施形態の貯液器における冷媒充填率向上効果を説明するための図である。 図９は、本実施形態の貯液器における冷媒充填率向上効果を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１に示されるように、統合弁装置６は、車両に搭載され車室内の空調を行う車両用空調装置２に用いられる。車両用空調装置２は、冷凍サイクル装置３と、水サイクル装置４と、空調ユニット５と、を備えている。空調ユニット５は、車室内に温風を吹き出したり、冷風を吹き出したりするためのユニットである。冷凍サイクル装置３及び水サイクル装置４は、空調ユニット５から吹き出される空気の温度を調整するためのヒートポンプユニットとして構成されている。

冷凍サイクル装置３及び統合弁装置６について説明する。冷凍サイクル装置３は、冷媒流路３０と、コンプレッサ３１と、コンデンサ３２と、第１熱交換器３４と、第２熱交換器３５と、貯液器３６と、膨張弁３７と、エバポレータ３８と、統合弁装置６と、を備えている。第１熱交換器３４と、第２熱交換器３５と、貯液器３６とは、本発明の熱交換器に相当する。

統合弁装置６は、固定絞り６１と、第１弁６２と、第２弁６４と、第３弁６３と、を備えている。水サイクル装置４は、水流路４０と、ウォータポンプ４１と、水側熱交換器４２と、ヒータコア４３と、を備えている。空調ユニット５は、ケーシング５１と、エアミックスドア５２と、送風ファン５３と、内外気切替ドア５４と、を備えている。

冷媒流路３０は、コンプレッサ３１と、コンデンサ３２と、第１熱交換器３４と、第２熱交換器３５と、貯液器３６と、膨張弁３７と、エバポレータ３８と、を繋ぎ、内部に冷媒を通す流路である。冷媒としては、例えばＨＦＣ系冷媒やＨＦＯ系冷媒を用いることができる。冷媒には、コンプレッサ３１を潤滑するためのオイルが混入されている。

コンプレッサ３１は、電動式圧縮機であって、吸入口３１１と吐出口３１２とを有する。コンプレッサ３１は、吸入口３１１から冷媒を吸入して圧縮する。コンプレッサ３１は、圧縮されることにより過熱状態となった冷媒を吐出口３１２から吐出する。吐出口３１２から吐出された冷媒は、コンデンサ３２に流れる。

コンデンサ３２は、周知の熱交換器であって、流入口３２１と流出口３２２とを有する。コンデンサ３２は、水側熱交換器４２と熱交換するように構成されている。コンデンサ３２と水側熱交換器４２とは、互いに熱交換可能なように構成されているので、水−冷媒熱交換器を構成している。コンプレッサ３１から吐出された高温高圧の冷媒は、流入口３２１からコンデンサ３２内に流入する。流入した冷媒は、水側熱交換器４２を流れる水との間で熱交換し、温度が下がった状態で流出口３２２から流出する。流出口３２２から流出した冷媒は、統合弁装置６を構成する固定絞り６１及び第１弁６２に流れ込む。

第１弁６２が閉じられていると、冷媒は固定絞り６１を通って減圧され、低圧の冷媒となって第１熱交換器３４に流れ込む。一方、第１弁６２が開かれていると、冷媒は減圧されずに高圧の冷媒として第１熱交換器３４に流れ込む。

第１熱交換器３４は、車室外に配置される室外熱交換器であって、外気との間で熱交換するように構成されている。第１熱交換器３４に流れ込んだ冷媒は、外気との間で熱交換して貯液器３６に流れ込む。

貯液器３６は、気相冷媒と液相冷媒とを分離し、液相冷媒を貯めるものである。分離された気相冷媒は、第３弁６３に流れ込む。第３弁６３に流れ込んだ気相冷媒は、第３弁６３が開かれているとコンプレッサ３１に向かって流れる。一方、分離された液相冷媒は、貯液器３６内に溜められると共に、第２熱交換器３５に流出する。

第２熱交換器３５は、車室外に配置される室外熱交換器であって、外気との間で熱交換するように構成されている。第２熱交換器３５は、流入する液相冷媒と外気との間で熱交換することにより、第１熱交換器３４との協働によって冷媒の熱交換効率を更に高めるものである。第２熱交換器３５から流出した冷媒は、第２弁６４に流れ込む。

第２弁６４は、流入した冷媒をコンプレッサ３１側か膨張弁３７側かに向けて選択的に流す三方弁として構成されている。膨張弁３７は、流入した冷媒を減圧して吐出する。膨張弁３７から吐出された冷媒は、エバポレータ３８に向かって流れる。膨張弁３７は、エバポレータ３８から吐出される冷媒の過熱度が所定範囲内となるように、エバポレータ３８に流入する冷媒を減圧膨張させる温度感応型の機械式膨張弁である。

エバポレータ３８は、流入口３８１と流出口３８２とを有する。エバポレータ３８に向かって流れる冷媒は、流入口３８１からエバポレータ３８内に流入する。エバポレータ３８は、ケーシング５１内に配置されているので、ケーシング５１内を流れる空気と熱交換する。エバポレータ３８内を流れる冷媒は、ケーシング５１内を流れる空気と熱交換して流出口３８２からコンプレッサ３１に向けて流出する。

続いて、水サイクル装置４について説明する。水流路４０は、ウォータポンプ４１と、水側熱交換器４２と、ヒータコア４３と、を繋ぎ、内部に水を通す流路である。ウォータポンプ４１は、吸入口４１１と吐出口４１２とを有する。ウォータポンプ４１は、吸入口４１１から水を吸入し、吐出口４１２から吐出する。ウォータポンプ４１を駆動することで、水流路４０に水の流れを形成することができる。

ウォータポンプ４１の駆動により吐出口４１２から吐出された水は、水側熱交換器４２に向かって流れる。水側熱交換器４２は、上記したようにコンデンサ３２ととともに水−冷媒熱交換器を構成している。水側熱交換器４２は、流入口４２１と流出口４２２とを有している。流入口４２１から水側熱交換器４２の内部に流れこんだ水は、コンデンサ３２を流れる冷媒と熱交換し、流出口４２２から流出する。コンデンサ３２を流れる冷媒は、高温高圧の冷媒なので、水側熱交換器４２を流れる水は加温されてヒータコア４３に向かって流れる。

ヒータコア４３は、空調ユニット５のケーシング５１内に配置されている。ヒータコア４３は、ケーシング５１内を流れる空気と熱交換するためのものである。ヒータコア４３は、流入口４３１と流出口４３２とを有している。流入口４３１には、水側熱交換器４２を通って加温された水が流入する。ヒータコア４３に流入した水は、ケーシング５１内を流れる空気と熱交換する。ヒータコア４３内を流れた水は、温度が降下して流出口４３２からウォータポンプ４１に向かって流れ出る。

続いて、空調ユニット５について説明する。ケーシング５１は、車室内に流れる空調風を流す流路を形成し、その内部に上流側から、内外気切替ドア５４と、送風ファン５３と、エバポレータ３８と、エアミックスドア５２と、ヒータコア４３と、が配置されている。

内外気切替ドア５４は、ケーシング５１内を流れる空気を車室外から取り入れるか、車室内を循環させるかを切り替えるドアである。送風ファン５３は、ケーシング５１内に空気流を形成し、車室内に空調風を送り出すためのものである。エアミックスドア５２は、ケーシング５１内を流れる空気が、ヒータコア４３を通るか否かを切り替えるためのドアである。

車両用空調装置２は、統合弁装置６の各弁を開閉して冷凍サイクル装置３を流れる冷媒を調整し、ウォータポンプ４１を駆動して水サイクル装置４を流れる水を調整し、送風ファン５３を駆動して空調ユニット５を流れる空気を調整することで、車室内を冷暖房する装置である。

図２を参照しながら、車両用空調装置２が冷房運転する場合の動作について説明する。図２においては、冷媒の流れをＦＬｃで示している。冷房運転時においては、ウォータポンプ４１は駆動されないので、水サイクル装置４内には水の流れが発生しない。従って、コンプレッサ３１から吐出される高温高圧の気相冷媒は、そのまま統合弁装置６に向かって流れる。冷房運転時において、第１弁６２は、開かれた状態となっている。従って、コンデンサ３２から流れ込む冷媒は、減圧されずにそのまま第１熱交換器３４に向かって流れる。

第１熱交換器３４に流れ込む高温高圧の気相冷媒は、外気との間で熱交換して温度が低下し、冷却されて気液二相の冷媒となって貯液器３６に流出する。貯液器３６は、冷房運転の場合には主として液相冷媒を流出させるレシーバとして機能している。第３弁６３は閉じられているので、貯液器３６からは液相冷媒が第２熱交換器３５に流出する。

冷房運転時において、第２熱交換器３５は過冷却器として機能する。第２熱交換器３５に流入した冷媒は、外気との熱交換により更に冷却される。冷房運転時においては、冷凍サイクル装置３の凝縮器としての機能は第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５が果たしている。

第２熱交換器３５から流出した液相冷媒は、第２弁６４に流れ込む。冷房運転時において第２弁６４は、流入する冷媒を膨張弁３７に向かってのみ流すように切り替えられている。膨張弁３７によって減圧された冷媒は、エバポレータ３８に流れ込む。

冷房運転時においては、送風ファン５３が駆動され、エアミックスドア５２はヒータコア４３側を塞ぐように位置している。従って、ケーシング５１内を流れる空気は、エバポレータ３８において低温の冷媒と熱交換し冷却される。冷却された空気は、ケーシング５１内を流れて車室内に供給される。

図３を参照しながら、車両用空調装置２が暖房運転する場合の動作について説明する。図３においては、冷媒の流れをＦＬｈで示している。暖房運転時においては、ウォータポンプ４１が駆動されるので、水サイクル装置４内には水の流れが発生する。従って、コンプレッサ３１から吐出される高温高圧の気相冷媒は、コンデンサ３２において水側熱交換器４２内を流れる水と熱交換し冷却され、統合弁装置６に向かって流れる。暖房運転時において、第１弁６２は、閉じられた状態となっている。従って、コンデンサ３２から流れ込む冷媒は、減圧されて第１熱交換器３４に向かって流れる。

第１熱交換器３４に流れ込む低圧の気液二相冷媒は、外気との間で熱交換して蒸発し、貯液器３６に流出する。貯液器３６は、暖房運転の場合は主として気相冷媒を流出させるアキュムレータとして機能している。第３弁６３は開かれているので、気相冷媒がコンプレッサ３１に向けて流出する。

貯液器３６においては、流入した冷媒を気液分離し、液相冷媒を貯めている。液相冷媒は第２熱交換器３５側に流出する。第２弁６４は、吸入口３１１に向かう流路を開いているので、液相冷媒とオイルは徐々にコンプレッサ３１に戻る。

暖房運転時においては、送風ファン５３が駆動され、エアミックスドア５２はヒータコア４３側を開くように位置している。従って、ケーシング５１内を流れる空気は、ヒータコア４３において高温の水と熱交換し加温される。加温された空気は、ケーシング５１内を流れて車室内に供給される。

統合弁装置６は、固定絞り６１、第１弁６２、第２弁６４、及び第３弁６３を一体のものとして形成すると共に、貯液器３６の内部に収容することができるように構成されている。

図４に示されるように、貯液器３６内に統合弁装置６を挿入配置する場合、挿入端部９０が最も奥まで挿入される。挿入端部９０から下方に延出するように、第４流出口７４が設けられている。統合弁装置６の一側方に第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５が配置されるので、第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５と冷媒の授受を行う流出口及び流入口は第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５側に配置することが好ましい。この観点から、第１熱交換器３４に冷媒を流出させる第１流出口７６は、第１熱交換器３４側の上方に配置されている。第２熱交換器３５から冷媒が流れ込む第２流入口７５は、第２熱交換器３５側であって、第１流出口７６よりも下方に配置されている。第１流入口７１、第２流出口７２、及び第３流出口７３は、第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５に対向する側面とは反対側に設けられている。流入流路１２、気相流出流路１３、液相流出流路１４、及び流出流路１５については引き続いて説明する。

図５を参照しながら本開示の実施形態に係る貯液器３６を含む熱交換器３００について説明する。図５を参照しながら説明する熱交換器３００は、図１から図４を参照しながら説明した第１熱交換器３４、第２熱交換器３５、及び貯液器３６を簡略化して記述するためのものであって、説明の便宜上必要な部分以外は省略する。

熱交換器３００は、上流側熱交換部である第１熱交換器３４と、下流側熱交換部である第２熱交換器３５と、貯液器３６と、を備えている。第１熱交換器３４は、ヘッダタンク３４１と、上流側コア３４２と、下流側コア３４３と、ヘッダタンク３４４と、ヘッダタンク３４５とを有している。

上流側コア３４２及び下流側コア３４３は、内部を流れる冷媒と外部を流れる空気との間で熱交換をする部分であって、冷媒が通るチューブと、チューブ間に設けられたフィンとを有する。

上流側コア３４２の上流側端には、ヘッダタンク３４１が取り付けられている。上流側コア３４２の下流側端には、ヘッダタンク３４５が取り付けられている。ヘッダタンク３４５には、下流側コア３４３の上流端側が繋がれている。ヘッダタンク３４５は、上流側コア３４２と下流側コア３４３とを繋ぐものである。

ヘッダタンク３４１には流入流路１１が設けられている。ヘッダタンク３４４には流入流路１２が設けられている。流入流路１１から流入した冷媒は、ヘッダタンク３４１から上流側コア３４２に流入する。上流側コア３４２を流れた冷媒は、ヘッダタンク３４５に流入する。ヘッダタンク３４５に流入した冷媒は、下流側コア３４３に流出する。下流側コア３４３に流入した冷媒は、ヘッダタンク３４４に流出する。ヘッダタンク３４４に流入した冷媒は、流入流路１２に流出する。流入流路１２は貯液器３６に繋がれている。流入流路１２に流出した冷媒は、貯液器３６の主貯留部８１内部に流入する。

貯液器３６は、主貯留部８１と、副貯留部８２と、流入流路１２と、液相流出流路１４と、気相流出流路１３と、を有している。主貯留部８１は、流入流路１２から流入する気液二相冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離し、液相冷媒を溜める部分である。

主貯留部８１には、流入流路１２と、液相流出流路１４と、気相流出流路１３と、が繋がれている。流入流路１２は、第１熱交換器３４と貯液器３６とを繋ぐ流路である。液相流出流路１４は、貯液器３６と第２熱交換器３５とを繋ぐ流路である。液相流出流路１４から流出した液相冷媒は、第２熱交換器３５に流入する。気相流出流路１３は、貯液器３６から気相冷媒を流出させる流路である。

貯液器３６に対して、液相流出流路１４は下方側に繋がれ、流入流路１２は液相流出流路１４よりも上方側に繋がれている。流入流路１２は、貯液器３６の長手方向において、半分よりも上方に繋がれている。貯液器３６の高さは、図４においては第４流出口７４下端９０までの高さとなる。貯液器３６の高さは、実質的に液冷媒を貯液できる限界の高さとして定義される。

第２熱交換器３５は、ヘッダタンク３５１と、下流側コア３５２と、ヘッダタンク３５３と、を有している。ヘッダタンク３５１には、液相流出流路１４が繋がれている。ヘッダタンク３５１は、下流側コア３５２の上流側端に設けられている。下流側コア３５２の下流側端には、ヘッダタンク３５３が設けられている。ヘッダタンク３５３には、流出流路１５が繋がれている。

ヘッダタンク３５１から下流側コア３５２に液相冷媒が流入する。下流側コア３５２は、内部を流れる冷媒と外部を流れる空気との間で熱交換をする部分であって、冷媒が通るチューブと、チューブ間に設けられたフィンとを有する。従って、下流側コア３５２に流れこんだ液相冷媒は、過冷却されながらヘッダタンク３５３に向かう。

下流側コア３５２からヘッダタンク３５３に流れ込んだ液相冷媒は、流出流路１５に流出する。流出流路１５は、冷凍サイクル装置を構成する膨張弁に繋がっており、膨張弁より先にはエバポレータが繋がれている。

副貯留部８２は、主貯留部８１から流出する液相冷媒を貯留し、貯留した液相冷媒を主貯留部８１に流出させる部分である。副貯留部８２は、主貯留部８１と共に液相冷媒を貯留することで、貯液器３６の冷媒充填率を向上させるためのものである。

副貯留部８２は、主貯留部８１と、互いに離隔して配置されている第１連通路８１１及び第２連通路８１２によって繋がれている。第１連通路８１１は入口連通路である流入流路１２側に配置され、第２連通路８１２は出口連通路である液相流出流路１４側に配置されている。

第２連通路８１２の流路断面積よりも、第１連通路８１１の流路断面積が小さくなるように構成されている。流路断面積は、第１連通路８１１及び第２連通路８１２の通路内面積であって、冷媒が流れる方向に直交する断面の面積である。

図６を参照しながら、貯液器３６のスペース効率について説明する。図６の（Ａ）は、副貯留部８２を設けない従来の貯液器３６Ｆを車両に搭載した場合の一例を示すものである。貯液器３６Ｆは、ラジエータスペースＳ１と、ラジエータサポートスペースＳ２と、グリル衝突回避ラインＬ１とで囲まれた領域に配置される。この制約から、貯液器３６Ｆの貯留部８１Ｆの内径ｄ１はこれ以上大きくすることができない。

図６の（Ｂ）は、本実施形態の貯液器３６を車両に搭載した場合の一例を示すものであって、図５のVI-VI断面を示すものである。貯液器３６は、ラジエータスペースＳ１と、ラジエータサポートスペースＳ２と、グリル衝突回避ラインＬ１とで囲まれた領域に配置される。貯液器３６は、主貯留部８１に連通するように副貯留部８２を有している。副貯留部８２は、主貯留部８１と第１熱交換器３４との間に儲けられている。主貯留部８１は、副貯留部８２が設けられているため、ラジエータサポートスペースＳ２側により近接して配置される。内径ｄ２の副貯留部８２を設けることで、内径ｄ１の主貯留部８１の大きさは変えずに貯液器３６の内容積を増やすことができる。副貯留部８２を設けることで、ラジエータスペースＳ１と、ラジエータサポートスペースＳ２と、グリル衝突回避ラインＬ１とで囲まれた領域に配置するという制約を守りつつ、貯液器３６の冷媒充填率を向上させることができる。

副貯留部８２は、主貯留部８１を挟んで第１熱交換器３４とは反対側に設けることもできる。このような配置の一例について、図７を参照しながら説明する。図７に示される貯液器３６Ａは、主貯留部８１及び副貯留部８２を有している。

主貯留部８１は、第１熱交換器３４と流入流路１２によって繋がれている。主貯留部８１は、第２熱交換器３５と液相流出流路１４によって繋がれている。

副貯留部８２は、主貯留部８１を挟んで第１熱交換器３４とは反対側に設けられている。副貯留部８２は、主貯留部８１と第１連通路８１１及び第２連通路８１２によって繋がれている。

続いて、図８を参照しながら、本実施形態の貯液器３６の効果について説明する。図８は、冷媒充填量とＳＣ（Ｓｕｂｃｏｏｌ）温度との関係を示す図である。

実線で示されているのは、比較例としての貯液器Ｐ１を用いた場合の冷媒充填量の変化である。貯液器Ｐ１は、主貯留部と副貯留部とを備えるものの、副貯留部は熱交換器からの冷媒流入路のみに繋がるように設けられているものである。熱交換器から流出する気液二相冷媒は、副貯留部にも流入し液相冷媒となる。しかしながら、一旦副貯留部に入った液相冷媒が流出することができず、副貯留部に液相冷媒が停滞したままとなる。このため、ＳＣ温度が略一定のまま冷媒充填量が増加するいわゆる「棚」の段階の前に副貯留部を液相冷媒が満たしてしまい、冷媒充填量は副貯留部を設けない場合とさほど変わらなくなる。

点線で示されているのは、比較例としての貯液器Ｐ２を用いた場合の冷媒充填量の変化である。貯液器Ｐ２は、主貯留部と副貯留部とを備え、副貯留部は熱交換器からの冷媒流入路には直接繋がれておらず、主貯留部と１つの連通路によって繋がれている。副貯留部と主貯留部とを繋ぐ連通路は、主貯留部から液相冷媒が流出する液相流出路側に設けられている。貯液器Ｐ２は、貯液器Ｐ１と比較して、副貯留部の下方から流入した液相冷媒が、副貯留部から主貯留部に戻るように流出し易くなっているため、液相冷媒の停滞が解消し冷媒充填量は増加する。

しかしながら、図９に示されるように、貯液器Ｐ２は、副貯留部８２と主貯留部８１とが、第２連通路８１２のみで繋がっている。主貯留部８１に溜められた液相冷媒は、液相流出流路１４から流出すると共に、第２連通路８１２から副貯留部８２に流入する。副貯留部８２への液相冷媒の出入口は第２連通路８１２のみとなり、第２連通路８１２は副貯留部８２の下方に繋がっているため、副貯留部８２の上方に液停滞域が生じる。より具体的には、第２連通路８１２のみで繋がれていることにより、第２連通路８１２から流入する冷媒の動圧に押され、液相冷媒が主貯留部８１に排出されない現象が発生し液停滞域が生じる。

そこで、本実施形態の貯液器３６，３６Ａでは、主貯留部８１と副貯留部８２とを第１連通路８１１及び第２連通路８１２で繋いでいる。第１連通路８１１と第２連通路８１２とは互いに独立して設けられているものであり、互いに離隔した位置に儲けられているので、液相冷媒の流れが滞ってしまう液停滞域が発生せず、冷媒充填量を増加させることができる。

上記したように本実施形態に係る貯液器３６，３６Ａは、冷凍サイクルに用いられる貯液器であって、主貯留部８１及び副貯留部８２を備える。主貯留部８１は、冷凍サイクルを構成する第１熱交換器３４から流出する気液二相冷媒を、入口連通路である流入流路１２を介して受け入れて気液分離し、液相冷媒を一時的に貯留し、一時的に貯留した液相冷媒を、出口連通路である液相流出流路１４を介して冷凍サイクルを構成する第２熱交換器３５に流出させる。副貯留部８２は、主貯留部８１から流出する液相冷媒を貯留し、貯留した液相冷媒を主貯留部８１に流出させる。主貯留部８１と副貯留部８２とは、互いに離隔して配置されている第１連通路８１１及び第２連通路８１２によって繋がれている。

主貯留部８１と副貯留部８２とを、互いに離隔して配置されている第１連通路８１１及び第２連通路８１２によって繋ぐことで、主貯留部８１と副貯留部８２との圧力差をキャンセルすることができる。このため、副貯留部８２の略全容量を貯液空間として活用することが可能となり、液相冷媒の流れが滞ってしまう液停滞域が発生せず、冷媒充填量を増加させることができる。

本実施形態では、第１連通路８１１は入口連通路である流入流路１２側に配置され、第２連通路８１２は出口連通路である液相流出流路１４側に配置されている。第１連通路８１１が流入流路１２側に配置される一方で、第２連通路８１２は液相流出流路１４側に配置されているので、第１連通路８１１と第２連通路８１２との間の距離を十分に確保することができ、副貯留部８２内の空間をより有効に貯液空間として確保することができる。

本実施形態では、第２連通路８１２の流路断面積よりも第１連通路８１１の流路断面積が小さくなるように構成されている。液相冷媒の流入側である第２連通路８１２の流路断面積を十分に確保することで、副貯留部８２への液相冷媒の流入を促進することができる。また、副貯留部８２に溜められた液相冷媒が、不必要に第１連通路８１１から主貯留部８１に還流することを抑制することができる。

本実施形態では、主貯留部８１から第２連通路８１２が延出する方向が、入口連通路である流入流路１２から流入して気液分離された液相冷媒が出口連通路である液相流出流路１４に向かって流れる主貯留部８１内の主流と交わる方向となるように、主貯留部８１に対して第２連通路８１２が繋がれている。図５に示されるように、主貯留部８１から第２連通路８１２が延出する方向は、図中のｘ軸負方向である。主貯留部８１内の主流の方向は、図中のｚ軸負方向である。このように、主貯留部８１から第２連通路８１２が延出する方向が、主貯留部８１内の主流の方向と交わるように構成することで、必要以上の液相冷媒が副貯留部８２に流入することを抑制することができる。

本実施形態の貯液器３６において、副貯留部８２は、主貯留部８１と第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５との間に配置されている。図６を参照しながら説明したように、副貯留部８２を主貯留部８１と第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５との間に配置することで、限られたスペース内で有効に貯液容積を確保することができる。

本実施形態の貯液器３６において、副貯留部８２の第１連通路８１１側に形成される副貯留端部８２１は入口連通路である流入流路１２に接するように設けられている。図５に示されるように副貯留端部８２１を流入流路１２に接するように配置することで、無駄なスペースを解消し、限られたスペース内で有効に貯液容積を確保することができる。

本実施形態の貯液器３６において、副貯留端部８２１と入口連通路である流入流路１２は共通の仕切り部材によって仕切られている。図５に示されるように、副貯留端部８２１は、流入流路１２の壁面も構成している。従って、副貯留端部８２１は、流入流路１２と副貯留部８２とを仕切る共通の仕切り部材として機能している。このように構成することで、材料の使用量を低減しつつ無駄なスペースを解消し、限られたスペース内で有効に貯液容積を確保することができる。

尚、本開示と各具体例との対応関係は次の通りである。本開示における入口連通路の一例が、流入流路１２である。本開示における出口連通路の一例が、液相流出流路１４である。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１２：流入流路（入口連通路）
１４：液相流出流路（出口連通路）
３４：第１熱交換器
３５：第２熱交換器
８１：主貯留部
８２：副貯留部
８１１：第１連通路
８１２：第２連通路

Claims (6)

1. 冷凍サイクルに用いられる貯液器であって、
   前記冷凍サイクルを構成する第１熱交換器（３４）から流出する気液二相冷媒を、入口連通路（１２）を介して受け入れて気液分離し、液相冷媒を一時的に貯留し、一時的に貯留した液相冷媒を、出口連通路（１４）を介して前記冷凍サイクルを構成する第２熱交換器（３５）に流出させる主貯留部（８１）と、
   前記主貯留部から流出する液相冷媒を貯留し、貯留した液相冷媒を前記主貯留部に流出させる副貯留部（８２）と、を備え、
   前記主貯留部と前記副貯留部とは、互いに離隔して配置されている第１連通路（８１１）及び第２連通路（８１２）によって繋がれており、
   前記第１連通路は前記第２連通路よりも前記入口連通路側に配置され、前記第２連通路は前記第１連通路よりも前記出口連通路側に配置されている、貯液器。
2. 請求項１に記載の貯液器であって、
   前記第２連通路の流路断面積よりも前記第１連通路の流路断面積が小さい、貯液器。
3. 請求項１に記載の貯液器であって、
   前記主貯留部から前記第２連通路が延出する方向が、前記入口連通路から流入して気液分離された液相冷媒が前記出口連通路に向かって流れる前記主貯留部内の主流と交わる方向となるように、前記主貯留部に対して前記第２連通路が繋がれている、貯液器。
4. 請求項１に記載の貯液器であって、
   前記副貯留部は、前記主貯留部と前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器との間に配置されている、貯液器。
5. 請求項４に記載の貯液器であって、
   前記副貯留部の前記第１連通路側に形成される副貯留端部（８２１）は前記入口連通路に接するように設けられている、貯液器。
6. 請求項５に記載の貯液器であって、
   前記副貯留端部と前記入口連通路は共通の仕切り部材によって仕切られている、貯液器。
   

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