JPH085201A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、スペ−スを有効に活用して、大能力
のアキュムレ−タを取付けられるようにしたことにあ
る。 【構成】本発明は、非共沸点混合冷媒が封入された冷凍
サイクルを構成する大容量のアキュムレ−タ２０を、小
容量に分割した複数個の小アキュムレ−タ２０ａ〜２０
ｃを並列に接続した組合わせから構成した。これによ
り、アキュムレ−タ一個当りの容積を小さくして、いま
まで取付スペ−スとして使用できなかったような室外ユ
ニット７の本体内７ａの小スペ−スを活用して取付けら
れるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非共沸点混合冷媒が冷
凍サイクル内に封入されてなる冷凍サイクル装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機（冷凍サイクル）には、セパ
レ−トタイプと称されるものがある。これは、図３に示
されるように室内ユニット１と室外ユニット２に分かれ
たものである。

【０００３】すなわち、室内ユニット１は、室内側熱交
換器３および室内ファン４などの機器を同室内ユニット
１の本体１ａ内に収容してなる。また室外ユニット２
は、圧縮機５、四方弁６、室外側熱交換器７、室外ファ
ン８、絞り装置９（例えば電子膨張弁など）、アキュム
レ−タ１０などの機器を同室外ユニット２の本体２ａ内
に収容してなる。

【０００４】そして、室内ユニット１と室外ユニット５
とが冷媒循環路１１で連結されて、冷凍サイクル、例え
ばヒ−トポンプ式の冷凍サイクルを構成している。すな
わち、圧縮機５の吐出側には、冷媒循環路１１を介し
て、室外側熱交換器７、絞り装置９、室内側熱交換器
３、アキュムレ−タ１０が順次、連結してある。

【０００５】これにより、四方弁６を冷房側に切換え
て、圧縮機５を作動させれば、同圧縮機５から吐出した
冷媒が、実線の矢印で示されるように四方弁６、室外側
熱交換器７、絞り装置９、室内側熱交換器３、四方弁
６、アキュムレ−タ１０を順に経て、圧縮機５の吸込部
へ戻るという、室外側熱交換器７を凝縮器とし、室内側
熱交換器３を蒸発器とした冷房サイクルが構成される。

【０００６】また四方弁６を暖房側に切換えれば、圧縮
機５から吐出した冷媒が、破線の矢印で示されるように
四方弁６、室内側熱交換器３、絞り装置９、室外側熱交
換器７、四方弁６、アキュムレ−タ１０を順に経て、圧
縮機５の吸込部へ戻るという、室内側熱交換器３を凝縮
器とし、室外側熱交換器７を蒸発器とした暖房サイクル
が構成される。

【０００７】ところで、空気調和機は、こうした運転
中、未蒸発冷媒が発生することがある。これは、蒸発器
における過熱度が変化して、液冷媒が蒸発器において蒸
発しきれなくなるときに生じる。

【０００８】この液冷媒が多いと、圧縮機５では液圧縮
が起きてしまう。そこで、通常、圧縮機５に負担を与え
ないよう（液圧縮が起きないよう）、図３にあるように
圧縮機５の吸込側にアキュムレ−タ１０を設け、同アキ
ュムレ−タ１０にて未蒸発冷媒から液を分離して、圧縮
機５へガスを吸い込ませるようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】こうした空気調和機
は、冷凍サイクル内に冷媒として主にＲ（フロン）１２
が封入されているが、近時、フロン規制の問題があり、
Ｒ１２はその対象となっていることから、この単一冷媒
に代わる代替冷媒が使用される方向にある。

【００１０】代替冷媒には、沸点の異なる数種類の冷媒
を混合した非共沸点混合冷媒を用いることが考えられて
いる。ところで、非共沸点混合冷媒を用いると、未蒸発
冷媒が発生するような運転が生じた場合、単一冷媒に比
べて、多量の液冷媒が生じやすい。これは、高沸点の冷
媒と低沸点の冷媒とを混合した冷媒を用いることに起因
している。

【００１１】つまり、主に高い沸点の冷媒が未蒸発の液
冷媒となるからである。そのため、非共沸点混合冷媒を
封入した空気調和機は、単一冷媒の封入した空気調和機
に比べて、大きな能力を有するアキュムレ−タ、すなわ
ち図３に示されるような大容量のアキュムレ−タ１０を
用いることが余儀なくされている。

【００１２】ところが、大容量ということは、アキュム
レ−タ自体は、かなり大きな外形となる。これは、小形
化を進めている室外ユニット２（装置本体）とは相反す
ることである。

【００１３】このため、非共沸点混合冷媒を用いた空気
調和機では、制約されている室外ユニット２の本体２ａ
内において、アキュムレ−タ１０を取付ける大きなスペ
−スを確保するのが難しいとされる。

【００１４】むろん、このアキュムレ−タ１０の取付ス
ペ−スの確保の難しさは、空気調和機だけでなく、他の
冷凍サイクル装置についても同様であり、改善が求めら
れている。

【００１５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、装置本体内のスペ−
スを有効に活用して、大能力を有するアキュムレ−タを
取付けることが可能な冷凍サイクル装置を提供すること
にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載の発明は、冷凍サイクルを構成する大
容量のアキュムレ−タを、小容量に分割した複数個の小
アキュムレ−タの組合わせから構成したことにある。

【００１７】請求項２に記載の発明は、さらに上記目的
に加え、さらに未蒸発の液冷媒を一度に多く溜めること
を可能とするために、上記請求項１に記載の複数個の小
アキュムレ−タは相互が並列に接続された組合わせにし
たことにある。

【００１８】請求項３に記載の発明は、さらに上記目的
に加え、さらにアキュムレ−タの気液分離の性能を高め
るために、上記請求項１に記載の複数個の小アキュムレ
−タは相互が直列に接続された組合わせにしたことにあ
る。

【００１９】

【作用】請求項１に記載の発明によると、冷凍サイクル
運転中、多量の未蒸発冷媒、すなわち主に高沸点冷媒が
液冷媒として発生したとする。この冷媒は、複数個の小
アキュムレ−タを通過するときに、気液分離されて、高
沸点の液冷媒が同小アキュムレ−タ内に溜まり込む。

【００２０】こうした液冷媒を溜める小アキュムレ−タ
は、一個当りの容積が小さいから、いままで取付スペ−
スとして使用できなかったような装置本体内の小スペ−
スを活用して取付けることが可能となる。

【００２１】請求項２の発明によると、多量の未蒸発冷
媒は、小アキュムレ−タにそれぞれ導かれ、各小アキュ
ムレ−タにおいて気液分離される。そして、分離された
高沸点の液冷媒が各小アキュムレ−タ内に溜まり込む。

【００２２】つまり、一度に多くの未蒸発の液冷媒を溜
めることが可能となる。請求項３の発明によると、多量
の未蒸発冷媒は、小アキュムレ−タに順次、導かれ、各
アキュムレ−タにおいて順次、気液分離される。これに
より、高い気液分離性能がもたらせられる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を図１に示す第１の実施例にも
とづいて説明する。なお、図面において、先の「従来の
技術」の項で述べた空気調和機（冷凍サイクル装置）と
同じ部分には同一符号を付してその説明を省略し、この
項では異なる部分（発明の要部）について説明すること
にする。

【００２４】本実施例は、アキュムレ−タ回りの構造が
異なっている。すなわち、本実施例のアキュムレ−タ２
０は、複数個、例えば三つの小アキュムレ−タ２０ａ〜
２０ｃから構成してある。

【００２５】具体的には、小アキュムレ−タ２０ａ〜２
０ｃは、大容量をもつ従来の一つのアキュムレ−タ１０
（図３に図示）を、複数に分割したような小容量（小能
力）を有するものが用いてある。各小アキュムレ−タ２
０ａ〜２０ｃの構造は、例えば従来のアキュムレ−タ１
０（図３に図示）と同じ構造を用いてある。

【００２６】これら各小アキュムレ−タ２０ａ〜２０ｃ
の相互は、圧縮機５の吸込部と四方弁６との間の冷媒循
環路部分の途中に並列に接続されていて、従来の大容量
のアキュムレ−タ１０に代わるアキュムレ−タ２０を構
成している。

【００２７】なお、冷凍サイクル内には非共沸点混合冷
媒（沸点の異なる数種類の冷媒を混合したもの）が封入
してある。つぎに、このように構成された空気調和機の
作用について説明する。

【００２８】冷房運転を行うときは、四方弁６を冷房側
に切換えて、圧縮機５を作動させる。すると、圧縮機５
から吐出した冷媒は、実線の矢印で示されるように四方
弁６、室外側熱交換器７、絞り装置９、室内側熱交換器
３、四方弁６、アキュムレ−タ２０ａ〜２０ｃを順に経
て、圧縮機１の吸込部へ戻る。

【００２９】このとき、室内ファン４、室外ファン８は
作動している。これにより、例えば室内は、室外側熱交
換器７を凝縮器とし、室内側熱交換器３を蒸発器とした
冷房サイクルによって冷房される。

【００３０】また暖房運転をするときは、四方弁６を暖
房側に切換えればよい。すなわち、四方弁６の切換えに
よって、圧縮機５から吐出した冷媒は、破線の矢印で示
されるように四方弁６、室内側熱交換器３、絞り装置
９、室外側熱交換器７、四方弁６、アキュムレ−タ２０
ａ〜２０ｃを順に経て、圧縮機５の吸込部へ戻る。

【００３１】このときにも、室内ファン４、室外ファン
８は作動している。これにより、例えば室内は、室内側
熱交換器３を凝縮器とし、室外側熱交換器７を蒸発器と
した暖房サイクルによって暖房される。

【００３２】このような運転中、蒸発器（冷房運転時は
室内側熱交換器、暖房運転時は室外側熱交換器）から
は、多量の未蒸発冷媒（主に高沸点冷媒）が発生するこ
とがある（非共沸混合冷媒が使用されていることによ
る）。

【００３３】この未蒸発の冷媒は、複数に分岐された入
口管２２ａ〜２２ｃを通じて、各小アキュムレ−タ２０
ａ〜２０ｃに導かれ、同アキュムレ−タ２０ａ〜２０ｃ
において、ガスと液、すなわち高沸点冷媒の液と低沸点
冷媒のガスとに分離（気液分離）される。

【００３４】分離された液冷媒（高沸点冷媒）は、各小
アキュムレ−タ２０ａ〜２０ｃ内に溜まり込んでいく。
また分離されたガス冷媒（低沸点冷媒）は、複数に分岐
された出口管２３ａ〜２３ｃを通じて、圧縮機５へ戻
る。

【００３５】これにより、蒸発器から出る多量の未蒸発
冷媒は、小アキュムレ−タ２０ａ〜２０ｃによって分留
されることとなる。ここで、液冷媒を溜める小アキュム
レ−タ２０ａ〜２０ｃは、一個当りの容積が小さい。

【００３６】このことは、いままで取付スペ−スとして
使用できなかったような室外ユニット２の本体２ａ内
（装置本体内）の小スペ−スを有効に活用して取付ける
ことができる。

【００３７】したがって、室外ユニット２（装置本体）
の小形化をできるだけ損なわずに、大能力のアキュムレ
−タ２０を設置することができる。しかも、小アキュム
レ−タ２０ａ〜２０ｃの相互は、並列に接続されている
から、未蒸発の液冷媒を一度に多量に溜めることができ
る。

【００３８】なお、本発明は第１の実施例に限定される
ものでなく、図２に示される第２の実施例のようにして
もよい。すなわち、図２に示す第２の実施例は、小アキ
ュムレ−タ２０ａ〜２０ｃの相互を直列に接続したもの
である。

【００３９】このような接続であると、蒸発器からの未
蒸発冷媒は、まず、上流側にある小アキュムレ−タ２０
ａで気液分離される。ついで、分離されたガスは、つぎ
の小アキュムレ−タ２０ｂに導かれ、同ガスに含まれて
いた液が、さらに気液分離された後、さらに下流側にあ
る小アキュムレ−タ２０ｃにおいて気液分離される。

【００４０】つまり、多量の未蒸発冷媒は、各アキュム
レ−タ２０ａ〜２０ｃで順次、気液分離される。このこ
とは、高い気液分離性能を得ることができる。

【００４１】但し、第２の実施例において、第１の実施
例と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略し
た。なお、第１，第２の実施例では、三つの小アキュム
レ−タを組合わせた例を挙げたが、四つでも、五つでも
よく、数量には限定されるものではない。また、本発明
を空気調和機に適用したが、これに限らず、冷凍装置な
ど、他の冷凍サイクル装置に本発明を適用してもよいこ
とはいうまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、装置本体内のスペ−スを有効に活用して、
大能力を有するアキュムレ−タを取付けることができ
る。このことは、装置本体の小形化をできるだけ損なわ
ずに、大能力のアキュムレ−タを設置することができる
という効果をもたらす。

【００４３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、未蒸発の液冷媒を一度に多く溜めること
ができる。請求項３に記載の発明によれば、請求項１の
効果に加え、アキュムレ−タの気液分離の性能を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の冷凍サイクル装置の回
路構成を示す図。

【図２】本発明の第２の実施例の冷凍サイクル装置の回
路構成を示す図。

【図３】空気調和機の冷凍サイクルの回路構成を示す
図。

【符号の説明】

１…室内ユニット ２…室外ユニット ３
…室内側熱交換器 ５…圧縮機 ６…四方弁 ７
…室外側熱交換器 ９…絞り装置 １１…冷媒循環路 ２０
…アキュムレ−タ ２０ａ〜２０ｃ…小アキュムレ−タ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも圧縮機に、凝縮器、絞り装
   置、蒸発器、アキュムレ−タを冷媒循環路を介して順次
   接続して冷凍サイクルを構成するとともに、同冷凍サイ
   クル内には非共沸点混合冷媒が封入されてなる冷凍サイ
   クル装置において、 前記アキュムレ−タは、小容量に分割した複数個の小ア
   キュムレ−タを組合わせてなることを特徴とする冷凍サ
   イクル装置。
2. 【請求項２】 前記複数個の小アキュムレ−タは、相互
   が並列に接続されて組合っていることを特徴とする請求
   項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 【請求項３】 前記複数個の小アキュムレ−タは、相互
   が直列に接続されて組合っていることを特徴とする請求
   項１に記載の冷凍サイクル装置。