JP7058514B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
即ち、本発明に係る空気調和装置は、内部を通過する冷媒と空調空気とが熱交換される室内熱交換器(例えば、実施形態の室内熱交換器55)と、内部を通過する冷媒と外気とが熱交換される室外熱交換器(例えば、実施形態の室外熱交換器24)と、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器を接続する冷媒回路に介装され、吸入した冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ(例えば、実施形態のコンプレッサ21)と、前記冷媒回路の前記コンプレッサの上流部に介装され、冷媒の液体分を貯留して主に冷媒の気体分を前記コンプレッサの吸入部に戻すアキュムレータ(例えば、実施形態のアキュムレータ33)と、を備え、前記アキュムレータは、冷媒の液体分を貯留する冷媒貯留部(例えば、実施形態の冷媒貯留部71)と、冷媒を前記冷媒貯留部に流入させる冷媒流入部(例えば、実施形態の流入側接続口66)と、前記冷媒貯留部から冷媒の主に気体分を前記コンプレッサに戻す冷媒流出部(例えば、実施形態の流出側接続口67)と、前記冷媒流入部と対向するように当該冷媒流入部の直下位置に配置された対向壁(例えば、実施形態の支持壁68)と、前記冷媒貯留部の内部の液体の冷媒内を浮揚する撹拌プレート(例えば、実施形態の撹拌プレート72)と、を有し、前記対向壁には、前記冷媒内を浮揚する前記撹拌プレートの外周縁部に前記冷媒の液体分を滴下させる導入口(例えば、実施形態の導入口68a)が形成されていることを特徴とする。
この場合、撹拌プレートが冷媒液貯留部内で上下に変動する際に、撹拌プレートに設けられた貫通孔内を冷媒貯留部内の冷媒の液体分が通過する。このため、冷媒貯留部内の冷媒が効率良く撹拌される。
この場合、コンプレッサの停止時に、アキュムレータの冷媒貯留部内に多量の冷媒が液体となって貯留するため、冷媒貯留部内での撹拌プレートの変位が、コンプレッサの再始動時における冷媒の突沸を抑制するうえで特に有効になる。
図1は、本実施形態に係る空気調和装置10の構成図である。
本実施形態に係る空気調和装置10は、車両の駆動源としてのエンジン(内燃機関)を具備していない電気自動車等に搭載され、ヒートポンプサイクルを利用して暖房運転を行う。空気調和装置10は、空調ユニット11と、冷媒が循環可能なヒートポンプサイクル12と、制御装置13と、を備えている。
ダクト51は、空調空気の流通方向における上流側に位置する空気取込口57、及び下流側に位置する空気吹き出し口58を有している。そして、上述したブロワ52、エバポレータ53、エアミックスドア54、暖房用の室内熱交換器55、及び、ヒータコア56は、空調空気の流通方向の上流側から下流側に向けてこの順で配置されている。
なお、コンプレッサ21の吐出部から暖房用の室内熱交換器55を経由して暖房用膨張弁22に至る通路は、高圧側主通路41とされている。
これにより、暖房運転の実行時には、暖房用の室内熱交換器55から流出した冷媒は暖房用膨張弁22を通過して低温かつ低圧の状態で室外熱交換器24に流入する。一方、冷房運転の実行時には、暖房用の室内熱交換器55から流出した冷媒はバイパス弁23を通過して高温の状態で室外熱交換器24に流入する。
室外熱交換器24は、暖房運転の実行時には、内部を通過する低温かつ低圧の冷媒によって室外雰囲気から吸熱可能であって、室外雰囲気からの吸熱によって冷媒を気化させる。一方、冷房運転の実行時には、室外熱交換器24は、内部を通過する高温の冷媒によって室外雰囲気へと放熱可能であって、例えば室外雰囲気への放熱及びファン24aの送風によって冷媒を冷却する。
サブコンデンサ27は、冷房用主通路43のうち、レシーバタンク25よりも下流側に設置され、内部に流入した冷媒と室外雰囲気との間で熱交換を行う。
逆止弁28は、冷房用主通路43のうち、サブコンデンサ27よりも下流側に設置されている。逆止弁28は、冷房運転の実行時において、サブコンデンサ27を通過した冷媒を下流側に向けて流通させ、除湿運転の実行時において、冷房用主通路43のうち、逆止弁28よりも上流側(サブコンデンサ27側)への冷媒の逆流を防止する。
なお、本実施形態における冷房用主通路43は、室外熱交換器24の下流部からレシーバタンク25、冷房弁26、サブコンデンサ27、逆止弁28、冷房用補助熱交換器31、冷房用膨張弁29、エバポレータ53、蒸発能力制御弁35を経由してアキュムレータ33に接続される通路である。
図2は、アキュムレータ33の内部の詳細構造を示す図である。このアキュムレータ33の内部構造については後に詳述する。
暖房用冷媒回路は、暖房用の室内熱交換器55と暖房用膨張弁22を経由して、コンプレッサ21の吐出部と室外熱交換器24の上流部を接続する高圧側主通路41と、冷房用主通路43を迂回して室外熱交換器24の下流部とアキュムレータ33を接続する暖房用バイパス通路44と、を有している。また、冷房用冷媒回路は、冷房用膨張弁29やエバポレータ53を経由して室外熱交換器24の下流部とアキュムレータ33を接続する冷房用主通路43と、暖房用の室内熱交換器55を経由する高圧側主通路41の一部と冷房用バイパス通路42とから成り暖房用膨張弁22を迂回してコンプレッサ21の吐出部と室外熱交換器24の上流部を接続する通路と、を有している。
暖房運転時には、図4に示すように、エアミックスドア54は加熱経路を開放する加熱位置とされ、暖房弁32は開状態とされる。なお、暖房運転時において、バイパス弁23、冷房弁26、除湿弁34、及び蒸発能力制御弁35は閉状態とされる。
そして、暖房用の室内熱交換器55を通過した冷媒は、暖房用膨張弁22によって膨張させられて液相リッチの気液2相の噴霧状とされ、その後、室外熱交換器24において室外雰囲気から吸熱して気相リッチの気液2相の噴霧状となる。室外熱交換器24を通過した冷媒は、暖房用バイパス通路44と合流部46を通ってアキュムレータ33に流入する。アキュムレータ33に流入した冷媒は、その内部において気液分離され、主に気相の冷媒(冷媒の液体分)がコンプレッサ21に吸入される。
冷房運転時には、図5に示すように、エアミックスドア54は、エバポレータ53を通過した空調空気が冷却経路を通過する冷却位置とされ、バイパス弁23、冷房弁26、及び蒸発能力制御弁35は開状態とされる。なお、暖房用膨張弁22、暖房弁32及び除湿弁34は閉状態とされる。
そして、エバポレータ53を通過した気相リッチの気液2相の冷媒は、冷房用補助熱交換器31において熱交換された後、アキュムレータ33内に流入する。アキュムレータ33に流入した気相リッチの冷媒は、その内部において気液分離され、主に気相の冷媒(冷媒の気体分)がコンプレッサ21に吸入される。
アキュムレータ33は、円柱状の筒状容器によってハウジング65が構成され、そのハウジング65の上壁65Aに、冷房用主通路43や暖房用バイパス通路44に接続される流入側接続口66と、コンプレッサ21の吸入部に接続される流出側接続口67とが設けられている。
本実施形態においては、流入側接続口66がアキュムレータ33の冷媒流入部を構成し、流出側接続口がアキュムレータ33の冷媒流出部を構成している。
本実施形態においては、ハウジング65内の支持壁68よりも下方側の空間部を形成する部分が、気液分離された冷媒の液体分を貯留するアキュムレータ33の冷媒貯留部71を構成している。
なお、ガイドパイプ74の下端近傍の周壁部には連通孔75が形成されている。また、図2中の符号95は、冷媒貯留部71内に設置されて冷媒中に混入している水分を乾燥させるための乾燥剤であり、符号Lは、冷媒貯留部71内に貯留されている冷媒の液体分である。
撹拌プレート72は、冷媒貯留部71の内径よりも外径の小さい円板形状に形成されている。撹拌プレート72には、ガイドパイプ74が挿通される挿通孔76が形成されている。挿通孔76は、撹拌プレート72が冷媒貯留部71内で液体の冷媒中を浮揚するときに、撹拌プレート72の自由な変位を阻害しないようにガイドパイプ74の外径よりも大径に形成されている。また、撹拌プレート72には、その表裏を貫通する複数の貫通孔73が形成されている。貫通孔73は、撹拌プレート72が冷媒貯留部71内で液体の冷媒中を浮揚して上下に変位するときに、その内部を冷媒が通過することにより、冷媒貯留部71内に貯留されている冷媒を効率的に撹拌する。
暖房運転後にコンプレッサ21が長時間停止すると、冷媒回路内の冷媒がアキュムレータ33の冷媒貯留部71内に液化した状態で貯留される。このため、アキュムレータ33の冷媒貯留部71内には冷媒の液体分Lが多量に貯留される。
この状態からコンプレッサ21が起動されると、アキュムレータ33内の冷媒の気体分が流出側接続口67を通してコンプレッサ21の吸入部に吸い込まれるとともに、暖房用バイパス通路44内に存在する冷媒が流入側接続口66を通して冷媒貯留部71内に流入する。このとき、アキュムレータ33の冷媒貯留部71内は低圧になり、冷媒貯留部71内に貯留されている冷媒の液体分Lは次第に気化してコンプレッサ21の吸入部に吸い込まれる。
したがって、本実施形態の空気調和装置10を採用した場合には、突沸による膨張異音の発生を抑制することができる。また、突沸によってアキュムレータ33内の液冷媒がコンプレッサ21に吸引され、コンプレッサ21に大きな負荷がかかるのを抑制することができる。
また、本実施形態の空気調和装置10は、アキュムレータ33の冷媒貯留部71内に比較的簡単な構造の撹拌プレート72を収容するだけで良いため、アキュムレータ33の製品コストの高騰を抑えつつ、冷媒の突沸を抑制することができる。
21…コンプレッサ
24…室外熱交換器
33…アキュムレータ
55…室内熱交換器
66…流入側接続口(冷媒流入部)
67…流出側接続口(冷媒流出部)
68…支持壁(対向壁)
68a…導入口
71…冷媒貯留部
72…撹拌プレート
73…貫通孔
Claims (3)
- 内部を通過する冷媒と空調空気とが熱交換される室内熱交換器と、
内部を通過する冷媒と外気とが熱交換される室外熱交換器と、
前記室内熱交換器と前記室外熱交換器を接続する冷媒回路に介装され、吸入した冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサと、
前記冷媒回路の前記コンプレッサの上流部に介装され、冷媒の液体分を貯留して主に冷媒の気体分を前記コンプレッサの吸入部に戻すアキュムレータと、
を備え、
前記アキュムレータは、
冷媒の液体分を貯留する冷媒貯留部と、
冷媒を前記冷媒貯留部に流入させる冷媒流入部と、
前記冷媒貯留部から冷媒の主に気体分を前記コンプレッサに戻す冷媒流出部と、
前記冷媒流入部と対向するように当該冷媒流入部の直下位置に配置された対向壁と、
前記冷媒貯留部の内部の液体の冷媒内を浮揚する撹拌プレートと、を有し、
前記対向壁には、前記冷媒内を浮揚する前記撹拌プレートの外周縁部に前記冷媒の液体分を滴下させる導入口が形成されていることを特徴とする空気調和装置。 - 前記撹拌プレートは、表裏を貫通する貫通孔を有していることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記室内熱交換器は、暖房運転時に前記コンプレッサから吐出された冷媒と空調空気とが熱交換される熱交換器であり、
前記室外熱交換器は、暖房運転時に前記室内熱交換器の内部を通過した冷媒と外気とが熱交換される熱交換器であり、
前記アキュムレータの冷媒流入部は、前記室外熱交換器の下流部に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
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