JPH0391663A

JPH0391663A - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JPH0391663A
Application number: JP22595289A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nakabo; 正中坊; Masahiro Shitaya; 昌宏下谷
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1991-04-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、カーターラ、ルームエアコン等に用いる冷凍
サイクル装置に関する。

〔従来技術〕

冷凍サイクル装置は、第６図に示すごとく、圧。

縮８１９１．凝縮器９２．レシーバタンク９３．膨張弁
９４および蒸発器９５により構成し、これらの間に冷媒
を循環し、蒸発器９５により冷却を行う装置である。こ
の冷凍サイクル装置においては圧縮機９１から吐出され
た高温、高圧の冷媒は凝縮器９２に入って液体状となり
３次いでレシーバタンク９３に入る。

そして、この高圧状態の液体冷媒は、膨張弁９４により
断熱膨張させられて、減圧され、低温となる。低温とな
った液体冷媒は、蒸発器９５に入り、該蒸発器９５の周
囲の空気と熱交換を行い。

該空気を冷却する。液体冷媒は、この熱交換により蒸発
して気体となり、上記圧ｗｉ機９１に戻り。

再び上記のごとく循環される。

ところで、蒸発器内においては、上記のごとく熱交換に
基因して冷媒が気体となる。この気体は。

既に冷却能力を失っている。そこで、この気体を。

蒸発器の途中で分離するべく、蒸発器の伝熱管の途中に
気液分離器を設けることが提案されている（実開昭５７
−３６５８０号公報）。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、前記膨張弁９４から送り出される冷媒中
にも、液体と共に既に少量の気体冷媒が混入している。

そして、この気体は上記のごとく。

冷却能力を有していない、また、蒸発器内に導入する液
体冷媒中にかかる気体が存在すると、該気体は蒸発器内
において体積流量を増大させ、冷媒流れの圧力損失を増
大させることになる。

更に、かかる圧力損失の増大は、液体冷媒の蒸発温度を
上昇させ、蒸発器周囲との温度差が小さくなり、−要冷
却能力が低下するという問題がある。

また、蒸発器に入る液体冷媒中に気体があると。

多数の並列した伝熱チューブに、冷媒をそれぞれ供給す
るタイプの、多バス式蒸発器においては。

各伝熱チューブに均等に液体冷媒が供給されないという
おそれがある。これは、上記気体冷媒の気泡が伝熱チュ
ーブ内に滞留して、伝熱チューブ内の流れを阻止するか
らである。

そのため、従来は、第５図に示すごとく、多パス式の蒸
発器８と膨張弁９４との間に冷媒分配器８６を設け、該
分配器８６から各伝熱チューブに冷媒を強制的に送るよ
うにしていた。なお、同図において、符号８２はフィン
、８７は圧縮機への冷媒の戻り配管である。

しかし、この分配器８６は、膨張弁９４から送られる冷
媒を各伝熱チューブ８１に、均等に送り出す必要上、装
置が複雑で、かつ形状も大きい。

そのため、特に小型化が要望されている車載型クーラ（
カーターラ）においては１問題がある。

本発明はかかる従来の問題点に鑑み、蒸発器内の圧力損
失を増大することなく、＆１れた冷却能力を発揮し、小
型で簡単な構造の冷凍サイクル装置を提供しようとする
ものである。

〔課題の解決手段〕

本発明は、圧縮機から吐出される高温、高圧の冷媒を凝
縮器で液化し、その後膨張弁により減圧して低温となし
、該冷媒を蒸発器に導入して熱交換を行わせ、その後上
記圧縮機に戻すよう構成した冷凍サイクル装置において
、上記膨張弁と蒸発器との間には冷媒中の液体と気体と
を分離するための気液分離器を介設し、液体は上記蒸発
器に導入し、気体は蒸発器を経由せず圧縮機に戻すよう
構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置にある。

本発明において、最も注目すべきことは、膨張弁と蒸発
器との間に気液分離器を介設し、ここで分離した液体冷
媒は蒸発器に導入し、一方気体冷媒は蒸発器を経由する
ことなく圧縮機に戻すよう構成したことにある。

上記気液分離器としては、実施例に示すごとき。

遠心力を利用したいわゆるサイクロン式のものがある。

或いは、膨張弁から送出された冷媒を一旦タンク内に入
れ、液体は蒸発器に導入し、気体は上方から抜き取り圧
縮機に戻す形式のものもある。

この中、上記サイクロン式の気液分離器は、膨張弁から
膨張圧力によって送り出される冷媒流れを利用して、遠
心力により気液分離ができるので。

効率的な分離ができ、かつ気液分離器自体も小型である
。

〔作　用〕

本発明においては、膨張弁によって減圧され。

低温となった冷媒はまず気液分離器に入る。該気液分離
器においては、液体と気体とが互いに分離される。そし
て、液体冷媒は蒸発器に入り、熱交換を行い、気体とな
って蒸発器を出て、圧縮機に戻る。一方、気液分離器に
よって分離された気体冷媒は、蒸発器に入ることなく、
圧縮機に入る。

そのため、蒸発器内には殆ど気体を含んでいない液体が
入ることとなる。それ故、前記従来技術で説明したごと
き、気体による圧力損失の増大を生ずることがない、ま
た１本来冷却能力のない気体が蒸発器に入ることがない
ので、蒸発器の冷却能力も向上する。

また、前記多バス式蒸発器においては、前記従来技術で
示したごとき複雑で大型の分配器は不要となり、各伝熱
チューブに液体冷媒を供給する簡単な筒状のヘッダーを
設ければ良く装置が簡単になる。

〔効　果〕

したがって１本発明によれば、蒸発器内の圧力損失を大
幅に低減し、優れた冷却能力を発揮すると共に、小型で
簡単な構造の冷凍サイクル装置を提供することができる
。

〔実施例〕

本発明の実施例にかかる冷凍サイクル装置につき、第１
図〜第４図を用いて説明する。

本例装置は、第１図に示すごとく、膨張弁９４と蒸発器
８の間に気液分離器１を配設してなる。

該気液分離器１は、第１図〜第３図に示すごとく。

サイクロン形式のもので１円筒状の分離室１２と。

該分離室１２に同軸的に配設した排気バイブ１４と２分
離室１２の下方に連設した貯留室１３とよりなる。上記
分離室１２の円筒側壁には、タンジエンシャル方向に、
膨張弁９４に連結した冷媒管１１を開口させる。また、
上記排気バイブ１４は。

蒸発器８の出口側に設けた戻り配管８７に連通させる。

上記蒸発器８は、多パス式で２並列した伝熱チューブ８
１と、該伝熱チューブ８１の入口側に設けた。冷媒供給
側のヘッダー８３を有する。該ヘッダー８３は、上記気
液分離器１の貯留室１３に接続する。その他の構成は、
第６図に示した従来例と同様である。

次に１作用効果につき説明する。

第１図に示すごとく、膨張弁９４によって減圧されて低
温となった液体状の冷媒は、気液分離器１の分離室１２
に入る。そして、第３図に示すごとく、上記冷媒３は該
分離室１２の内壁に沿って周回する。このとき、この周
回に基づく遠心力によって比重の大きい液体冷媒３０は
貯留室１３内に落下する。一方、冷媒３中の気体冷媒３
１は。

上記排気バイブ１４より排出され、前記戻り配管８７を
通じて圧縮機に吸入される。

次に、気液分離器１の貯留室１３に入った液体冷媒３０
は、ヘッダー８３を経て各伝熱チューブ８１に入り、熱
交換を行う、そして、気体となり。

戻り管８７を経て、前記気液分離器１で分離された気体
冷媒３１と共に圧縮機に入る。

上記のごとく１本例によれば、膨張弁９４から送られる
冷媒３は、その中の気体が気液分離器１によって除去さ
れ、液体冷媒３０のみがヘッダー８３を経て、各伝熱チ
ューブ８１に送入される。

そのため、蒸発器の伝熱チューブ８１内には気体が混入
しておらず、伝熱チューブ８■内の圧力損失の低減を図
ることができる。また１本来冷却能力のない気体３１が
蒸発器８内に入ることがないので、蒸発器の冷却能力も
向上する。

更に１本例のごとき多バス式蒸発器８においては、従来
必要とされていた複雑かつ大型の分配器が不要となり、
筒状で構造簡単なヘッダー８３を用いれば良く、装置全
体も小型化できる。また。

ヘッダー８３には、液体冷媒３０のみが供給されて気体
を含まないので、多数の伝熱チューブ８１への冷媒供給
も円滑である。

また、第４図は、冷凍サイクルにおけるエンタルピと圧
力との関係を示すモリエル線図を示すものである。同図
より、低圧一定の条件下では１本発明の冷凍サイクル４
におけるエンタルピ差（Δｉ１）は、予め気体を除去し
ておかない従来の冷凍サイクル５のエンタルピ差（Δｉ
２）よりも大きく取ることができる。そのため、同一の
熱交換量に要する冷媒の量は２本発明では少なくて済む
。

なお、冷却能力Ｑ−ＧＲＸΔｉ　（Ｇ　Ｒ；冷媒重量流
量、Δｉ；エンタルピ差）とする。

それ故、蒸発器内に導入する冷媒の量は少なくて良く、
圧力損失低減効果が一層促進される。即ち、同図に示す
ごとく１本発明における圧力損失ΔＰ「は、従来冷凍サ
イクルの圧力損失ΔＰｒ２よりも小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は実施例の冷凍サイクル装置を示し、第
１図は蒸発器周りの説明図、第２図及び第３図は気液分
離器の平面図及び側面図、第４図はモリエル線図、第５
図及び第６図は従来の冷凍サイクル装置を示し、第５図
は蒸発器周りの説明図、第６図は冷凍サイクル装置の全
体説明図である。１・・・気液分離器。１２・・・分離室。１３・・・貯留室。１４・・・排気パイプ。３・・・冷媒。３０・・・液体冷媒。３１・・・気体冷媒。８・・・蒸発器。９４・・・膨張弁。

Claims

【特許請求の範囲】圧縮機から吐出される高温、高圧の冷媒を凝縮器で液化
し、その後膨張弁により減圧して低温となし、該冷媒を
蒸発器に導入して熱交換を行わせ、その後上記圧縮機に
戻すよう構成した冷凍サイクル装置において、上記膨張弁と蒸発器との間には冷媒中の液体と気体とを
分離するための気液分離器を介設し、液体は上記蒸発器
に導入し、気体は蒸発器を経由せず圧縮機に戻すよう構
成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。