JP6924438B2 - 貯液器 - Google Patents

Description

本発明は、カーエアコン、ルームエアコン、冷凍機等のヒートポンプ式冷凍サイクルに使用されるレシーバドライヤやアキュームレータ（気液分離器）等の貯液器に関する。

従来、冷凍サイクルを循環する冷媒（気液２相冷媒）の気液を分離し、分離された液相冷媒を貯える貯液器として、レシーバドライヤ（単に、レシーバということがある）やアキュームレータが用いられる。

レシーバは、冷凍サイクルの高圧側に配置され、冷凍サイクルの凝縮器にて凝縮された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、分離された液相冷媒を膨張弁側へ流出させるものである。また、アキュームレータは、冷凍サイクルの低圧側に配置され、冷凍サイクルの蒸発器にて蒸発された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、分離された気相冷媒を圧縮器側へ流出させるものである。

前記のアキュームレータとしては、例えば、流入口及び流出口が設けられた蓋部材によりその上面開口が気密的に閉塞された有底円筒状のタンク、このタンクの内径より小径の笠状ないし逆立薄鉢状の気液分離体、上端部が流出口に連結されて垂下されたインナーパイプとアウターパイプからなる二重管構造の流出管、この流出管（のアウターパイプ）の底部付近に設けられた、液相冷媒及びそれに混入されたオイル（冷凍機油）に含まれる異物を捕捉・除去するためのストレーナ、冷媒中の水分を吸収除去する乾燥剤を内包するバッグ等を有するものが知られている（例えば、下記特許文献１、２等参照）。

ところで、前記したレシーバドライヤやアキュームレータにおいて、乾燥剤を内包するバッグは、通常、フェルト等の通気性・通水性のある柔軟な布状体で作製され、その中に粒状の乾燥剤が充填されており、単にタンク内に落し込む（挿入する）だけで配置される。そのため、使用時において、タンク内での冷媒の流動等によって、バッグがタンクの内壁に摺動したり、揺動したりして、バッグの傷付きが生じたり、冷媒やオイルの流路を塞いだり、更にはまたタンク内の冷媒流れの変動等が発生するおそれがある。

そこで、例えば下記特許文献３には、アキュームレータ内の流出管をＵ字管で作製し、このＵ字管（Ｕ字状部分）に乾燥剤入りバッグを固定することが提案されている。

特開２０１４−７０８６９号公報 特開２００８−３２２６９号公報 実開昭５７−８３３７８号公報

しかしながら、上記特許文献３に所載の従来技術では、流出管をＵ字管で作製するとともに、その流出管（Ｕ字管）にバッグを固定した後にタンクに組み付ける必要があり、加工・組立工程の複雑化、装置全体の大型化、製造コストの高騰等を招く懸念がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構造でもって、乾燥剤入りバッグの摺動・揺動、及び、それに伴うバッグの傷付き等を効果的に抑えることのできる貯液器を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る貯液器は、基本的には、流入口及び流出口が設けられた筒状のタンクと、一端側が前記流出口に連結され、他端側が前記タンク内において開口せしめられた流出管と、乾燥剤が収容されるとともに前記タンクの内壁に沿うように配在されたバッグと、を備え、前記バッグの周方向に沿って該バッグより弾性力の高い高弾性部が設けられ、該高弾性部の弾性力によって、前記バッグが前記タンクの内壁に弾性的に押し付けられて保持され、前記高弾性部は、前記バッグ内に収納されていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記高弾性部は、前記バッグの高さ方向において前記乾燥剤を収容する乾燥剤収容部以外の複数箇所に設けられる。

更に好ましい態様では、前記複数箇所は、前記バッグの高さ方向において前記乾燥剤収容部の上側及び下側を含む。

更に好ましい態様では、前記高弾性部は、板ばねで構成される。

また、本発明に係る貯液器は、基本的には、流入口及び流出口が設けられた筒状のタンクと、一端側が前記流出口に連結され、他端側が前記タンク内において開口せしめられた流出管と、乾燥剤が収容されるとともに前記タンクの内壁に沿うように配在されたバッグと、を備え、前記バッグの周方向に沿って該バッグより弾性力の高い高弾性部が設けられ、該高弾性部の弾性力によって、前記バッグが前記タンクの内壁に弾性的に押し付けられて保持され、前記高弾性部は、前記バッグとともに編み込まれた繊維材で構成されることを特徴としている。

別の好ましい態様では、前記高弾性部は、前記バッグの１箇所又は複数箇所に設けられる。

前記貯液器は、好ましくは、レシーバドライヤ又はアキュームレータである。

本発明に係る貯液器では、バッグの周方向に沿ってバッグより弾性力の高い高弾性部が設けられており、例えば、バッグに設けられた高弾性部の弾性力に抗して当該バッグを若干撓ませて（例えば、丸めて）タンク内に挿入すれば、高弾性部の弾性力（弾発力）によってバッグはタンクの内壁に押し付けられた（密着された）状態でしっかりと保持されるので、簡単な構造でもって、乾燥剤入りバッグの摺動・揺動、及び、それに伴うバッグの傷付き等を効果的に抑えることができる。

本発明に係る貯液器の第１実施形態（レシーバドライヤ）を示す縦断面図。 図１のＵ−Ｕ矢視線に従う断面図。 図１に示される板ばね付きバッグの組立前の状態（展開状態）を示す図。 本発明に係る貯液器の第２実施形態（アキュームレータ）を示す縦断面図。 図４のＶ−Ｖ矢視線に従う断面図。 図４に示されるアキュームレータの他例を示す縦断面図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態（レシーバドライヤ）］
図１は、本発明に係る貯液器の第１実施形態としてのレシーバドライヤを示す縦断面図、図２は、図１のＵ−Ｕ矢視線に従う断面図である。なお、図１において、流出管の左半部は断面としていない。

図示第１実施形態のレシーバドライヤ１は、例えば電気自動車用カーエアコンを構成する冷凍サイクルにおける貯液器として用いられるもので、ステンレスあるいはアルミ合金等の金属製の有底円筒状のタンク１０を有し、このタンク１０の上面開口は、同じ金属製の蓋部材１２により気密的に閉塞されている。なお、本実施形態のレシーバドライヤ１は、例えば、図示のように縦置き、つまり、蓋部材１２を上（天）側、タンク１０の底部１３を下（地）側にして設置される。

蓋部材１２には、流入口１５と段付きの流出口１６とが並設されており、前記流出口１６の下部に例えば金属製の直線管からなる流出管３０の上端部が連結されている。

前記流出管３０は、本例では、その上端近くにバルジ成形等により圧縮曲成された鍔状部３０ａが設けられ、鍔状部３０ａを蓋部材１２の下面に当接させて、その上端部が流出口１６の下部に拡管、かしめ、圧入等により連結されるようにして、前記タンク１０内に垂設されている。なお、流出管３０の下端（開口）は、タンク１０の底部１３より多少上側に位置せしめられている。

また、前記タンク１０内には、冷媒中の水分を吸収除去すべく、例えば該タンク１０の高さに相当する高さの乾燥剤Ｍ入りバッグ５０が、該タンク１０の内壁（内周）に沿うように配在されている。

このバッグ５０は、基本的に、通気性・通水性を有するフェルト等の布状体で作製され、その中に粒状の乾燥剤Ｍが略満杯に充填されている。

また、本例では、図１、図２とともに図３を参照すればよく分かるように、前記乾燥剤Ｍ入りバッグ５０をタンク１０内にしっかりと保持すべく、前記バッグ５０の乾燥剤Ｍを収容する円筒状の乾燥剤収容部５１の上下（言い換えれば、バッグ５０の上端近傍及び下端）に、比較的小さな収納部５２が（周方向に沿って）設けられ、該収納部５２の各々に、断面矩形かつ長尺状の板ばね（高弾性部）５３が配在（内挿）されている。この場合、板ばね５３は、バッグ５０自体より高い弾性力を有するので、その板ばね５３の弾性力（弾発力）によって（言い換えれば、上下に配置された板ばね５３が突っ張ることによって）、バッグ５０（の外周）がタンク１０の内壁（内周）に弾性的に押し付けられて保持される。

前記板ばね５３付きのバッグ５０をタンク１０内に組み付けるに当たっては、例えば、板ばね５３の弾性力に抗して当該バッグ５０を若干撓ませて（例えば、丸めて）タンク１０内に落し込むようにして挿入すればよい。

なお、本例では、一枚の布状体を横方向に延びる折り曲げ線で折り曲げ（折り畳み）、その所定箇所を接着、溶着、糸縫い（縫合）等により繋ぎ合わせて袋状にして、前記乾燥剤収容部５１及び収納部５２を持つバッグ５０を形成するようにしているが、例えば、二枚の布状体（内側を構成する布状体と外側を構成する布状体）を重ね合わせ、その所定箇所を接着、溶着、糸縫い（縫合）等により繋ぎ合わせて袋状にして前記バッグ５０を形成してもよい。すなわち、前記バッグ５０において、乾燥剤収容部５１や収納部５２は、接着、溶着、糸縫い（縫合）等により形成（画成）することができる。

このような構成を有するレシーバドライヤ１においては、従来のものと同様に、凝縮器からの気液混在状態の冷媒が流入口１５を介してタンク１０内に導入されて液相冷媒と気相冷媒とに分離され、液相冷媒はタンク１０内を流下し、流出管３０の内空間を介して膨張弁側に吸入されて循環せしめられる。分離された液相冷媒の余剰分は、タンク１０の下部空間に溜められる。

このように、本実施形態のレシーバドライヤ（貯液器）１では、バッグ５０の周方向に沿ってバッグ５０より弾性力の高い板ばね（高弾性部）５３が設けられており、例えば、バッグ５０に設けられた板ばね５３の弾性力に抗して当該バッグ５０を若干撓ませて（例えば、丸めて）タンク１０内に落し込むようにして挿入すれば、板ばね５３の弾性力によってバッグ５０はタンク１０の内壁に押し付けられた（密着された）状態でしっかりと保持されるので、簡単な構造でもって、乾燥剤Ｍ入りバッグ５０の摺動・揺動、及び、それに伴うバッグ５０の傷付き等を効果的に抑えることができる。

［第２実施形態（アキュームレータ）］
図４は、本発明に係る貯液器の第２実施形態としてのアキュームレータを示す縦断面図、図５は、図４のＶ−Ｖ矢視線に従う断面図である。なお、図４において、流出管及びストレーナの左半部は断面としていない。

なお、本実施形態のアキュームレータ２において、上記第１実施形態のレシーバドライヤ１の各部と同様の機能・作用効果を有する部分には共通の符号が付されている。

図示第２実施形態のアキュームレータ２は、例えば電気自動車用カーエアコンを構成する冷凍サイクルにおける貯液器として用いられるもので、ステンレスあるいはアルミ合金等の金属製の有底円筒状のタンク１０を有し、このタンク１０の上面開口は、同じ金属製の蓋部材１２により気密的に閉塞されている。なお、本実施形態のアキュームレータ２は、例えば、図示のように縦置き、つまり、蓋部材１２を上（天）側、タンク１０の底部１３を下（地）側にして設置される。

蓋部材１２には、流入口１５と段付きの流出口１６とが並設されており、蓋部材１２の下側に、タンク１０の内径より若干小径の笠状ないし逆立薄鉢状の気液分離体１８が配在され、前記流出口１６の下部に流出管３０の上端部が連結されている。

前記流出管３０は、その上端部が流出口１６の下部に拡管、かしめ圧入等により連結されるとともに気液分離体１８の天井部１８ａに設けられた通し穴１９を介してタンク１０内に垂下されたインナーパイプ３１と、該インナーパイプ３１の外周に配在された有底のアウターパイプ３２とからなる二重管構造とされるとともに、インナーパイプ３１及びアウターパイプ３２の間に所定の間隙を確保するための板状のリブ３３が形成されている。図示例では、インナーパイプ３１及びアウターパイプ３２の長手方向（上下方向）に沿い、かつ、等角度間隔（120°間隔）で３枚のリブ３３が設けられている（特に、図５参照）。また、本例では、前記流出管３０を構成するインナーパイプ３１、アウターパイプ３２、及びリブ３３は、合成樹脂材料やアルミ材等を用いた押出し成型により一体的に形成されている。すなわち、上記の二重管構造は、アルミ押出し材等を用いた一体成型品とされている。

なお、前記流出管３０を構成するインナーパイプ３１及びアウターパイプ３２は別部品として形成してもよいし、前記リブ３３は、インナーパイプ３１及びアウターパイプ３２の少なくとも一方に形成してもよい。例えば、インナーパイプ３１の外部（気液分離体１８より下側の部分）に、長手方向（上下方向）に沿い、かつ、等角度間隔で複数枚の板状のリブを半径方向外方に向けて突設し、この複数枚のリブの外周側に前記インナーパイプ３１と別部品として形成したアウターパイプ３２を圧入気味に外挿固定してもよい。また、前記リブ３３は省略してもよい。

アウターパイプ３２の下端部は、後述するストレーナ４０のケース４２における内周段差付き上部４２ａに圧入等により内嵌固定されている。インナーパイプ３１の下端は、アウターパイプ３２の底部３２ｂより多少上側に位置せしめられ、アウターパイプ３２の上端は蓋部材１２より多少下側に位置せしめられている。アウターパイプ３２の底部３２ｂの中央には、オイル戻し孔３５が形成されている。オイル戻し孔３５の孔径は例えば１ｍｍ前後に設定されている。

前記気液分離体１８は、ステンレスあるいはアルミ合金等の金属製とされ、前記流出管３０のインナーパイプ３１とアウターパイプ３２（の上端部）とで形成される開口（流出管３０の他端側開口）を覆うように、流入口１５の下側に固定配置されている。前記気液分離体１８は、流出管３０（のインナーパイプ３１）の上端部が挿通される通し穴１９が設けられるとともに流入口１５に対向配置される円板状の天井部１８ａと、天井部１８ａの外周から下向きに延びる円筒状の周壁部１８ｂとを有している。

蓋部材１２に気液分離体１８及び流出管３０を組み付けるにあたっては、インナーパイプ３１の上端部（リブ３３が形成された部分より上側の部分）を、気液分離体１８に設けられた通し穴１９に通すとともに流出口１６に下側から圧入又は拡管固定する。これにより、前記気液分離体１８が流出管３０のリブ３３と蓋部材１２の下端面とに挟持されるようにして保持固定される。

なお、インナーパイプ３１の上端近くに、バルジ成形等により圧縮曲成された鍔状部を設け、前記気液分離体１８を前記鍔状部と蓋部材１２の下端面とに挟持されるようにして保持固定してもよい。

前記ストレーナ４０は、タンク１０の底部１３に載せ置かれて固定されており、合成樹脂製の有底円筒状のケース４２と該ケース４２にインサート成形等により一体化された円筒状の網目フィルタ４５とからなっている。網目フィルタ４５は、例えば、金網や合成樹脂製のメッシュ材等から作製される。

また、前記タンク１０内には、冷媒中の水分を吸収除去すべく、例えば該タンク１０の約半分の高さの乾燥剤Ｍ入りバッグ５０が、該タンク１０の内壁（内周）に沿うように配在されている。

このバッグ５０自体は、上記第１実施形態のレシーバドライヤ１で用いたものと同様のもので、基本的に、通気性・通水性を有するフェルト等の布状体で作製され、その中に粒状の乾燥剤Ｍが略満杯に充填されるとともに、前記バッグ５０の乾燥剤Ｍを収容する円筒状の乾燥剤収容部５１の上下に、比較的小さな収納部５２が（周方向に沿って）設けられ、該収納部５２の各々に板ばね（高弾性部）５３が配在（内挿）されている。

このような構成を有するアキュームレータ２においては、従来のものと同様に、蒸発器からの低温低圧の気液混在状態の冷媒が流入口１５を介してタンク１０内に導入され、導入された冷媒は、気液分離体１８（の天井部１８ａ）に衝突して放射状に拡散されて液相冷媒と気相冷媒とに分離され、液相冷媒（オイルを含む）はタンク１０の内周面を伝うように流下してタンク１０の下部空間に溜まるとともに、気相冷媒は流出管３０におけるインナーパイプ３１とアウターパイプ３２との間に形成される空間（気相冷媒下送流路）→インナーパイプ３１の内空間を介して圧縮機吸入側に吸入されて循環せしめられる。

また、液相冷媒とともにタンク１０の下部空間に溜まるオイルは、液相冷媒との比重や性状の相違等によりタンク１０の底部１３側に移動していき、流出管３０を介して圧縮機吸入側に吸入される気相冷媒に吸引されて、ストレーナ４０の網目フィルタ４５→オイル戻し孔３５→インナーパイプ３１の内空間を通って気相冷媒とともに圧縮機吸入側に戻されて循環せしめられる。網目フィルタ４５を通る際にはスラッジ等の異物が捕捉され、異物は、循環する冷媒（オイルを含む）から取り除かれる。

このように、本実施形態のアキュームレータ（貯液器）２においても、上記第１実施形態のレシーバドライヤ１と同様、バッグ５０の周方向に沿ってバッグ５０より弾性力の高い板ばね（高弾性部）５３が設けられており、例えば、バッグ５０に設けられた板ばね５３の弾性力に抗して当該バッグ５０を若干撓ませて（例えば、丸めて）タンク１０内に落し込むようにして挿入すれば、板ばね５３の弾性力によってバッグ５０はタンク１０の内壁に押し付けられた（密着された）状態でしっかりと保持される（つまり、流出管３０の周りにしっかりと位置決めされる）ので、簡単な構造でもって、乾燥剤Ｍ入りバッグ５０の摺動・揺動、及び、それに伴うバッグ５０の傷付き等を効果的に抑えることができる。

なお、バッグ５０に形成される収納部５２や当該収納部５２に収納される板ばね５３の大きさ、断面形状等は、図示例に限られる訳ではなく、必要とされる弾性力等に応じて適宜に設定できることは勿論である。また、上記実施形態では、前記した収納部５２や板ばね５３が、バッグ５０の周方向長さの略全長に亘って設けられているが、バッグ５０の周方向長さの一部のみに設けてもよいことは言うまでも無い。

また、上記第１及び第２実施形態では、バッグ５０に組み付ける高弾性部材（バッグ５０より弾性力の高い部材）として、板ばね５３を採用したが、バッグ５０（の外周）をタンク１０の内壁側に付勢して押し付けるための高弾性部材としては、上記した板ばね５３に限られないことは当然である。

また、上記第１及び第２実施形態では、高弾性部材である板ばね５３が、バッグ５０内（詳しくは、バッグ５０に形成された収納部５２）に収納される場合を説明したが、例えば、前記板ばね５３を、バッグ５０の表面（内周面又は外周面）に接着等により取り付けてもよいことは勿論である。

また、上記第１及び第２実施形態では、高弾性部材である板ばね５３をバッグ５０に組み付けているが、例えば、バッグ５０（を構成する繊維材）より弾性力の高い金属製又は樹脂製の例えば複数本数の繊維材を（バッグ５０の周方向に沿って）バッグ５０とともに編み込み、その繊維材の弾性力（弾発力）によって当該バッグ５０をタンク１０の内壁（内周）に弾性的に押し付けるようにしてもよい。

また、上記第１及び第２実施形態では、前記バッグ５０の乾燥剤収容部５１の上下（言い換えれば、バッグ５０の上端近傍及び下端）に板ばね（高弾性部）５３を設けているが、例えば、前記板ばね（高弾性部）５３を、バッグ５０の上下の一方のみに設けてもよいし、図６に示される如くにバッグ５０の（上下方向の）中央部に設けてもよい。図６に示す例では、バッグ５０の上下にそれぞれ、乾燥剤Ｍを収容した乾燥剤収容部５１、５１を設けるとともに、その間に板ばね５３を収納した収納部５２が設けられている。また、前記板ばね（高弾性部）５３を、バッグ５０の上部、下部、中央部以外の部分に設けてもよいことは詳述するまでも無い。また、前記板ばね５３を、バッグ５０の１箇所のみに設けてもよいし、複数箇所に分けて設けてもよいことは勿論である。ただし、上記のように、高弾性部としての板ばね５３を少なくともバッグ５０の上部及び下部の両端部に設けることにより、当該バッグ５０を（上下方向及び周方向で）突っ張った状態でしっかりと保持できる。

さらに、上記第１及び第２実施形態に用いられる流出管３０は、上記形態に限られるものではない。例えば、上記第２実施形態では、インナーパイプとアウターパイプとからなる二重管構造とされた流出管を採用しているが、本発明は、一端側が流出口に連結され、他端側開口が気液分離体の下面近くに位置せしめられた例えばＵ字状等の流出管を備えたアキュームレータにも適用し得ることは言うまでも無い。

１ レシーバドライヤ（貯液器の第１実施形態）
２ アキュームレータ（貯液器の第２実施形態）
１０ タンク
１２ 蓋部材
１３ タンクの底部
１５ 流入口
１６ 流出口
１８ 気液分離体
１８ａ 天井部
１８ｂ 周壁部
１９ 通し穴
３０ 流出管
３１ インナーパイプ
３２ アウターパイプ
３３ リブ
３５ オイル戻し孔
４０ ストレーナ
５０ バッグ
５１ 乾燥剤収容部
５２ 収納部
５３ 板ばね（高弾性部）
Ｍ 乾燥剤

Claims (7)

1. 流入口及び流出口が設けられた筒状のタンクと、一端側が前記流出口に連結され、他端側が前記タンク内において開口せしめられた流出管と、乾燥剤が収容されるとともに前記タンクの内壁に沿うように配在されたバッグと、を備える貯液器であって、
   前記バッグの周方向に沿って該バッグより弾性力の高い高弾性部が設けられ、該高弾性部の弾性力によって、前記バッグが前記タンクの内壁に弾性的に押し付けられて保持され、
   前記高弾性部は、前記バッグ内に収納されていることを特徴とする貯液器。
2. 前記高弾性部は、前記バッグの高さ方向において前記乾燥剤を収容する乾燥剤収容部以外の複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貯液器。
3. 前記複数箇所は、前記バッグの高さ方向において前記乾燥剤収容部の上側及び下側を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の貯液器。
4. 前記高弾性部は、板ばねで構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の貯液器。
5. 流入口及び流出口が設けられた筒状のタンクと、一端側が前記流出口に連結され、他端側が前記タンク内において開口せしめられた流出管と、乾燥剤が収容されるとともに前記タンクの内壁に沿うように配在されたバッグと、を備える貯液器であって、
   前記バッグの周方向に沿って該バッグより弾性力の高い高弾性部が設けられ、該高弾性部の弾性力によって、前記バッグが前記タンクの内壁に弾性的に押し付けられて保持され、
   前記高弾性部は、前記バッグとともに編み込まれた繊維材で構成されることを特徴とする貯液器。
6. 前記高弾性部は、前記バッグの１箇所又は複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項１又は５に記載の貯液器。
7. 前記貯液器は、レシーバドライヤ又はアキュームレータであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の貯液器。

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