WO2018088166A1 - 内部熱交換器一体型アキュムレータ及びこれを用いた冷凍サイクル - Google Patents

内部熱交換器一体型アキュムレータ及びこれを用いた冷凍サイクル Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an internal heat exchanger integrated accumulator used in a refrigeration circuit of a vehicle air conditioner and a refrigeration cycle using the accumulator.
  • an air conditioner used in a vehicle such as a passenger car constitutes a refrigeration cycle by connecting a compressor 1, an evaporator 2, a gas cooler 3, an expansion valve 4, and an accumulator 5 with refrigerant pipes as shown in FIG.
  • the refrigerant is circulated to the refrigeration circuit by the compressor 1.
  • the refrigeration efficiency is improved by exchanging heat between the low-temperature refrigerant flowing out from the evaporator 2 and the high-temperature refrigerant flowing out from the gas cooler 3 by the internal heat exchanger 6 (for example, patents). Reference 1).
  • An internal heat exchanger-integrated accumulator 7 shown in FIG. 17 is obtained by partitioning a cylindrical main body 7a into two upper and lower spaces 7c and 7d by a partition wall 7b, and disposing a heat exchange pipe 7e in the upper space 7c. After the low-temperature refrigerant flowing into the lower space from the outside is gas-liquid separated, the gaseous low-temperature refrigerant flows into the upper space 7c through the communication hole 7f of the partition wall 7b, and the upper space 7c. Heat is exchanged between the low-temperature refrigerant flowing through the inside and the high-temperature refrigerant flowing through the heat exchange pipe 7e.
  • the cylindrical body 7a is partitioned into two upper and lower spaces by the partition wall 7b, so that the height of the upper space 7c can be increased. Accordingly, the refrigerant flow distance from the communication hole 7f of the partition wall 7b to the refrigerant outlet of the upper space 7c is shortened. For this reason, the low-temperature refrigerant cannot sufficiently exchange heat with the heat exchange pipe 7e in the upper space 7c, and there is a problem in that the heat radiation effect from the heat exchange pipe 7e to the low-temperature refrigerant is low.
  • the heat exchange pipe 7e since the heat exchange pipe 7e is merely disposed in the upper space 7c, the heat exchange pipe 7e can exchange heat only with the surrounding low-temperature refrigerant. Also, there is a problem that the heat radiation effect from the heat exchange pipe 7e to the low-temperature refrigerant is low.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to use an internal heat exchanger integrated accumulator capable of improving the heat exchange efficiency between a low-temperature refrigerant and a heat exchange pipe, and the same. It is to provide a refrigeration cycle.
  • an internal heat exchanger-integrated accumulator of the present invention is provided in a cylindrical outer member extending in the vertical direction, a cylindrical inner member disposed in the outer member, and the inner member.
  • An accumulator chamber, an internal heat exchange chamber provided between the outer member and the inner member, and a heat exchange pipe disposed in the internal heat exchange chamber, and the low-temperature refrigerant flowing from the outside into the accumulator chamber After gas-liquid separation in the room, gaseous low-temperature refrigerant is allowed to flow into the internal heat exchange chamber, and heat exchange is performed between the low-temperature refrigerant flowing through the internal heat exchange chamber and the high-temperature refrigerant flowing through the heat exchange pipe.
  • An internal heat exchanger integrated accumulator wherein the outer member, the inner member and the heat exchange pipe are formed of aluminum, and the heat exchange pipe is disposed between the outer member and the inner member.
  • the outer member and the inner member are formed so as to spiral in the circumferential direction, and the heat exchange pipe is brazed to the inner circumferential surface of the outer member and the outer circumferential surface of the inner member over the circumferential direction of the outer member and the inner member.
  • the heat exchange pipe is formed between the outer member and the inner member so as to extend spirally in the circumferential direction of the outer member and the inner member, and the low-temperature refrigerant is circulated between the spiral portions of the heat exchange pipe. Since the spiral refrigerant flow passage is formed, the heat exchange pipe is formed with a sufficient length, and the low-temperature refrigerant flows through the spiral refrigerant flow passage along the heat exchange pipe. The distribution distance of the low-temperature refrigerant in the heat exchange chamber is increased.
  • the low-temperature refrigerant in the refrigerant flow passage and the high-temperature refrigerant in the heat exchange pipe flow in opposite directions, the flows of the low-temperature refrigerant and the high-temperature refrigerant in the internal heat exchange chamber are opposed to each other.
  • at least the outer member, the inner member, and the heat exchange pipe are formed of aluminum, brazing is possible, and the heat exchange pipe is disposed on the inner peripheral surface of the outer member and the outer peripheral surface of the inner member.
  • the outer member, the inner member and the heat exchange pipe are firmly joined by brazing.
  • the heat exchange pipe can be formed to a sufficient length, and the circulation distance of the low-temperature refrigerant in the internal heat exchange chamber can be increased, so that the low-temperature refrigerant and the heat exchange pipe are sufficiently connected. Heat exchange can be performed, and the heat radiation effect from the heat exchange pipe to the low-temperature refrigerant can be enhanced.
  • the flow of the low-temperature refrigerant and the high-temperature refrigerant in the internal heat exchange chamber can be counterflowed, which is extremely advantageous for improving the heat exchange efficiency between the low-temperature refrigerant and the high-temperature refrigerant.
  • the outer member, the inner member, and the heat exchange pipe can be firmly joined by brazing, the strength of the entire accumulator can be increased. As a result, sufficient strength can be ensured even if the plate thickness of the outer member and the inner member is reduced, so that the weight can be reduced by reducing the thickness of the member.
  • the perspective view of the internal heat exchanger integrated accumulator which shows the 1st Embodiment of this invention
  • Front sectional view of the internal heat exchanger integrated accumulator Disassembled perspective view of accumulator with integrated internal heat exchanger Front sectional view of the main part of the internal heat exchanger integrated accumulator
  • Front sectional view of the internal heat exchanger integrated accumulator Front sectional view of the internal heat exchanger integrated accumulator
  • Configuration diagram of refrigeration cycle with an internal heat exchanger integrated accumulator Partial schematic side view of a vehicle with an internal heat exchanger integrated accumulator Partial schematic side view of a vehicle equipped with a conventional internal heat exchanger integrated accumulator
  • the perspective view of the internal heat exchanger integrated accumulator which shows the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIGS. 1 to 8 show a first embodiment of the present invention, which shows an aluminum internal heat exchanger integrated accumulator used in a vehicle air conditioner.
  • the internal heat exchanger integrated accumulator 10 of this embodiment is provided in a cylindrical outer member 20 extending in the vertical direction, a cylindrical inner member 30 disposed in the outer member 20, and the inner member 30.
  • the heat exchange chambers 50 are partitioned from each other in the radial direction of the outer member 20 via the inner member 30.
  • the outer member 20 is formed in a vertically long cylindrical shape having an upper end opened, and the upper end is closed by a circular upper surface plate 21.
  • the upper surface plate 21 is provided with an inflow pipe 22 through which a low-temperature refrigerant flows.
  • the inflow pipe 22 passes through the center of the upper surface plate 21 and extends vertically in and out of the outer member 20.
  • the upper surface plate 21 is provided with a hole 21 a that passes through one end side of the heat exchange pipe 60, and the hole 21 a is disposed on the peripheral side of the upper surface plate 21.
  • the bottom surface of the outer member 20 is provided with an outflow pipe 23 through which the low-temperature refrigerant flows out.
  • the outflow pipe 23 extends downward from the bottom surface of the outer member 20.
  • a hole 20 a through which the other end of the heat exchange pipe 60 is inserted is provided on the bottom surface of the outer member 20, and the hole 20 a is disposed on the peripheral side of the bottom surface of the outer member 20.
  • the inner member 30 is formed in a vertically long cylindrical shape having an outer diameter smaller than that of the outer member 20, and the upper end and the lower end thereof are opened.
  • the inner member 30 is disposed concentrically with the outer member 20 so as to have a uniform circumferential distance between the outer peripheral surface of the inner member 30 and the inner peripheral surface of the outer member 20, and the lower end thereof is joined to the bottom surface of the outer member 20. ing.
  • the inner member 30 is formed such that the upper end is positioned lower than the upper surface plate 21 of the outer member 20, and a gap is formed between the upper end of the inner member 30 and the upper surface plate 21 of the outer member 20.
  • the outflow pipe 23 provided on the bottom surface of the outer member 20 is disposed between the inner member 30 and the outer member 20.
  • the inner member 30 is provided with an oil outflow hole 31 through which lubricating oil flows out.
  • the oil outflow hole 31 is disposed on the lower end side of the peripheral surface of the inner member 30.
  • the accumulator chamber 40 is a space surrounded by the inner peripheral surface of the inner member 30 and the bottom surface of the outer member 20, and stores liquid low-temperature refrigerant flowing from the inflow pipe 22.
  • the lower end side of the inflow pipe 22 is disposed so as to extend from the center in the radial direction of the inner member 30 into the accumulator chamber 40.
  • the internal heat exchange chamber 50 includes a space between the outer member 20 and the inner member 30 and circulates a gaseous low-temperature refrigerant flowing from the inflow pipe 22.
  • the heat exchange pipe 60 is formed so as to extend spirally in the circumferential direction of the outer member 20 and the inner member 30 from the upper end side to the lower end side of the internal heat exchange chamber 50, and the outer member 20 is formed on the lower end side thereof.
  • a straight inflow pipe portion 61 extending through the bottom surface of the outer member 20 and extending outward is formed at the upper end of the straight inflow pipe portion 61 extending through the upper surface plate 21 of the outer member 20. Is formed.
  • the spiral portion 63 of the heat exchange pipe 60 is disposed between the outer member 20 and the inner member 30, and is disposed on the inner peripheral surface of the outer member 20 and the outer peripheral surface of the inner member 30 so as to wind the inner member 30. As shown in FIG. 4, the contact portion between the outer member 20 and the inner member 30 is joined over the circumferential direction of the outer member 20 and the inner member 30 by brazing 60a.
  • a spiral portion 63 of the heat exchange pipe 60 is disposed in the internal heat exchange chamber 50, and a spiral refrigerant flow passage 51 is formed in the internal heat exchange chamber 60 by the spiral portion 63 of the heat exchange pipe 60. . That is, the refrigerant flow passage 51 is formed between the spiral portion 63 of the heat exchange pipe 60 and the peripheral surfaces of the outer member 20 and the inner member 30, and the low-temperature refrigerant flowing from above the inner heat exchange chamber 50
  • the outside of the heat exchange pipe 60 flows along the spiral portion 63 of the heat exchange pipe 60 and flows out from the lower end of the internal heat exchange chamber 50 to the outside through the outflow pipe 23.
  • the internal heat exchanger integrated accumulator 10 configured as described above is used in the refrigeration cycle shown in FIG. 7, and a carbon dioxide refrigerant is used as a refrigerant in the refrigeration cycle. That is, in the internal heat exchanger integrated accumulator 10, the refrigerant discharge side of the evaporator 2 is connected to the inflow pipe 22, and the refrigerant suction side of the compressor 1 is connected to the outflow pipe 23.
  • the refrigerant suction side of the expansion valve 4 is connected to the outflow pipe portion 61 of the heat exchange pipe 60, and the refrigerant discharge side of the gas cooler 3 is connected to the inflow pipe portion 62 of the heat exchange pipe 60.
  • low-temperature refrigerant low-pressure refrigerant
  • high-temperature refrigerant high-pressure refrigerant
  • the high-temperature refrigerant flowing through the heat exchange pipe 60 becomes a low-temperature refrigerant through the expansion valve 4 and flows into the evaporator 2, absorbs heat from the external air by the evaporator 2, then flows into the accumulator chamber 30, and from the accumulator chamber 30 to the internal heat exchange chamber. After 50, it is sucked into the compressor 1.
  • the gas-liquid mixed low-temperature refrigerant flows into the accumulator chamber 30 from the inflow pipe 22, and the gaseous low-temperature refrigerant R 1, liquid low-temperature refrigerant R 2, and lubricating oil J are sequentially supplied from above.
  • the gas and liquid are separated by the accumulation, and only the gaseous low-temperature refrigerant R 1 flows out from the upper end of the accumulator chamber 30 to the internal heat exchange chamber 50.
  • the low-temperature refrigerant that has flowed into the internal heat exchange chamber 50 flows through the refrigerant flow passage 51 from the upper side to the lower side of the internal heat exchange chamber 50 and flows out from the outflow pipe 23 to the outside.
  • the low-temperature refrigerant in the internal heat exchange chamber 50 flows through the spiral refrigerant flow passage 51 along the heat exchange pipe 60, the high-temperature refrigerant in the heat exchange pipe 60 and the low-temperature refrigerant in the refrigerant flow passage 51. Heat is efficiently exchanged with the refrigerant. Further, the lubricating oil J collected in the lower part of the accumulator chamber 30 flows out from the oil outflow hole 31 to the bottom of the internal heat exchange chamber 50 and flows out from the outflow pipe 23 together with the low-temperature refrigerant.
  • the high-temperature refrigerant flowing from the inflow pipe portion 61 into the heat exchange pipe 60 of the internal heat exchange chamber 50 flows through the spiral portion 63 of the heat exchange pipe 60 while flowing through the refrigerant flow path. After radiating heat to the 51 gaseous low-temperature refrigerant, it flows out from the outflow pipe portion 62 to the outside. At that time, the low-temperature refrigerant circulates in the internal heat exchange chamber 50 from the upper side to the lower side, and the high-temperature refrigerant flows in the heat exchange pipe 60 from the lower side to the upper side. The flow of the refrigerant and the high-temperature refrigerant becomes an opposite flow.
  • the internal heat exchanger integrated accumulator 10 is installed in the engine room of the vehicle S as shown in FIG. At this time, since the outflow side of the high-temperature refrigerant and the inflow side of the low-temperature refrigerant are arranged on the upper end side of the outer member 20, the air inside the vehicle via the high-temperature refrigerant outflow side pipe 10a and the low-temperature refrigerant inflow side pipe 10b. It is connected to the evaporator 2 in the harmony unit 8 with the shortest distance.
  • the refrigerant outflow side of the compressor 1 and the refrigerant outflow side of the gas cooler 3 are arranged in the lower part of the engine room, but the high temperature refrigerant inflow side and the low temperature refrigerant outflow side of the accumulator 10 are on the lower end side of the outer member 20. Since it is arranged, it is connected to the compressor 1 and the gas cooler 3 through the shortest distance via the high-temperature refrigerant inflow pipe 10c and the low-temperature refrigerant outflow pipe 10d. That is, as shown in FIG.
  • the internal heat exchanger integrated accumulator 9 has the high-temperature refrigerant inflow side and outflow side and the low-temperature refrigerant inflow side and outflow side all at the upper end. Therefore, the outflow side of the high-temperature refrigerant and the inflow side of the low-temperature refrigerant are at the shortest distance from the evaporator 2 in the air conditioning unit 8 inside the vehicle via the outflow-side pipe 9a of the high-temperature refrigerant and the inflow-side pipe 9b of the low-temperature refrigerant.
  • the high-temperature refrigerant inflow side and the low-temperature refrigerant outflow side of the accumulator 9 are connected to each other through the high-temperature refrigerant inflow pipe 9c and the low-temperature refrigerant outflow pipe 9d. And the refrigerant outflow side of the gas cooler 3. Therefore, the length of the pipe is longer than that of the present embodiment by the amount corresponding to the rising portion H1 of the high temperature refrigerant inflow side piping 9c and the rising portion H2 of the low temperature refrigerant outflow side piping 9d.
  • the heat exchange pipe 60 is formed between the outer member 20 and the inner member 30 so as to extend spirally in the circumferential direction of the outer member 20 and the inner member 30, and heat exchange is performed. Since the refrigerant flow passage 51 that circulates the low-temperature refrigerant is formed between the spiral portions 63 of the pipe 60, the heat exchange pipe 60 can be formed with a sufficient length, and the low-temperature refrigerant can be moved along the heat exchange pipe 60. The spiral refrigerant flow passage 51 can be circulated.
  • the low-temperature refrigerant and the heat exchange pipe 60 can sufficiently exchange heat, and the heat exchange pipe 60 to the low-temperature refrigerant can be exchanged.
  • the heat dissipation effect can be enhanced.
  • the low-temperature refrigerant in the refrigerant flow passage 51 and the high-temperature refrigerant in the heat exchange pipe 60 are circulated in opposite directions, the flows of the low-temperature refrigerant and the high-temperature refrigerant in the internal heat exchange chamber 50 face each other.
  • the heat exchange efficiency between the low-temperature refrigerant and the high-temperature refrigerant is extremely advantageous.
  • the outer member 20, the inner member 30, and the heat exchange pipe 60 are made of aluminum, brazing can be performed and strength can be improved. That is, since the heat exchange pipe 60 is brazed to the inner peripheral surface of the outer member 20 and the outer peripheral surface of the inner member 30 in the circumferential direction of the outer member 20 and the inner member 30, the outer member 20, the inner member 30, and the heat exchange The pipe 60 can be firmly joined, and the strength of the entire accumulator can be increased. Thereby, even if the plate thickness of the outer member 20 and the inner member 30 is reduced, sufficient strength can be ensured, and the weight can be reduced by reducing the thickness of the member.
  • the high temperature refrigerant outflow side and the low temperature refrigerant inflow side are arranged on the upper end side of the outer member 20, and the high temperature refrigerant inflow side and the low temperature refrigerant outflow side are arranged on the lower end side of the outer member 20. Even when the refrigerant outflow side of the gas cooler 3 and the refrigerant outflow side of the gas cooler 3 are arranged in the lower part of the engine room, the high-temperature refrigerant inflow pipe 10c and the low-temperature refrigerant outflow pipe 10d are connected to the compressor 1 and the gas cooler 3 with the shortest distance. It is possible to reduce the cost and pressure loss by shortening the piping.
  • FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the inner member 30 is formed so that the upper end is positioned lower than the upper surface plate 21 of the outer member 20, and the low-temperature refrigerant is interposed between the upper end of the inner member 30 and the upper surface plate 21 of the outer member 20.
  • the inner member 70 of the present embodiment is formed to have the same height as the outer member 20, and the upper end of the inner member 70 is joined to the upper surface plate 21.
  • An outflow hole 71 through which the low-temperature refrigerant in the accumulator chamber 30 flows out to the internal heat exchange chamber 50 is provided on the upper side surface of the inner member 70.
  • 11 and 12 show a third embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment.
  • the spiral portions 63 of the heat exchange pipe 60 are shown at regular intervals.
  • the heat exchange pipe 80 of the present embodiment is provided between the inflow pipe portion 81 and the outflow pipe portion 82.
  • the interval P between the spiral portions 83 is formed so that the downstream side is gradually wider than the upstream side in the circulation direction of the high-temperature refrigerant.
  • the downstream side of the refrigerant cross-sectional area of the refrigerant flow passage 51 of the low-temperature refrigerant formed between the spiral portions 83 of the heat exchange pipe 80 is gradually larger than the upstream side in the refrigerant flow direction. Even if the volume is increased by being heated by the exchange pipe 80, there is an advantage that the pressure loss of the refrigerant flow passage 51 can be suppressed.
  • the flow passage cross-sectional area of the heat exchange pipe 80 is S1
  • the flow passage cross-sectional area of the refrigerant flow passage 51 is S2
  • the ratio of the flow passage cross-sectional areas is S1: S2.
  • the refrigerant flow passage 51 is formed so that S2 becomes 5 or more when S1 is 4. That is, the ratio S1: S2 of the flow path cross-sectional area of the portion where the interval P of the spiral portion 83 is the smallest (the most upstream side of the refrigerant flow passage 51) is 4: 5, and as it goes to the downstream side of the refrigerant flow passage 51.
  • the flow passage cross-sectional area S2 of the refrigerant flow passage 51 is formed so as to gradually increase.
  • the flow passage sectional area S2 of the refrigerant flow passage 51 becomes larger than the flow passage sectional area of the heat exchange pipe 80 with respect to S1, so that the flow amount of the low temperature refrigerant with respect to the high temperature refrigerant in the internal heat exchange chamber 50 is sufficiently increased.
  • the high-temperature refrigerant in the heat exchange pipe 80 and the low-temperature refrigerant in the refrigerant flow passage 51 can always exchange heat efficiently.
  • the configuration in which the refrigerant flow passage 51 is formed so that S2 is 5 or more when the ratio of the channel cross-sectional area is S1: S2 and S1 is 4, can be applied to other embodiments. it can.
  • FIG. 13 shows a fourth embodiment of the present invention, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • a heat insulating layer 32 is provided between the accumulator chamber 40 and the heat exchange pipe 60, and the heat insulating layer 32 is formed by applying a well-known heat insulating paint to the inner surface of the inner member 30.
  • the heat insulating layer 32 insulates between the accumulator chamber 40 and the heat exchange pipe 60, so that the liquid low-temperature refrigerant R 2 ⁇ stored in the accumulator chamber 40 evaporates by heating the heat exchange pipe 60. Therefore, the liquid low-temperature refrigerant R2 can be reliably stored in the accumulator chamber 40.
  • the heat of the high-temperature refrigerant in the heat exchange pipe 60 is not taken away by the low-temperature refrigerant in the accumulator chamber 40, the low-temperature refrigerant in the refrigerant flow passage 51 of the internal heat exchange chamber 50 is sufficiently heated by the high-temperature refrigerant.
  • the heat exchange efficiency of the internal heat exchange chamber 50 is not lowered.
  • the heat insulating paint is used for the heat insulating layer 32, the heat insulating layer 32 can be easily formed by applying the heat insulating paint to the inner surface of the inner member 30, and the productivity can be improved.
  • FIG. 14 shows a fifth embodiment of the present invention, in which components equivalent to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • This embodiment is another embodiment in which a heat insulating layer is provided between the accumulator chamber 40 and the heat exchange pipe 60. That is, the inner member 30 of the present embodiment is formed by inner and outer double cylindrical members 33 and 34 having a gap, and a heat insulating layer 35 made of an air layer is formed between the cylindrical members 33 and 34. As a result, as in the fourth embodiment, the effect of the heat insulating layer 35 can be obtained, and the heat insulating layer 35 can be formed only by the cylindrical members 33 and 34. Therefore, a common material ( Aluminum) can be used, and processing and assembly can be easily performed.
  • a common material Aluminum
  • FIG. 15 shows a sixth embodiment of the present invention, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the internal heat exchanger integrated accumulator 10 of this embodiment is provided in a cylindrical outer member 90 extending in the vertical direction, a cylindrical inner member 100 disposed in the outer member 90, and the inner member 100.
  • the heat exchange chambers 120 are partitioned from each other in the radial direction of the outer member 90 via the inner member 100.
  • the outer member 90 is formed in a vertically long cylindrical shape having an upper end opened, and the upper end is closed by a circular upper surface plate 91.
  • the upper surface plate 21 is provided with an inflow pipe 92 through which a low-temperature refrigerant flows.
  • the inflow pipe 92 extends through the center of the upper surface plate 91 in and out of the outer member 90.
  • An outflow pipe 93 through which the low-temperature refrigerant flows out is provided on the lower side surface of the outer member 90, and the outflow pipe 93 extends from the side surface of the outer member 90 to the outside.
  • the inner member 100 is formed in a vertically long cylindrical shape having an outer diameter smaller than that of the outer member 90 and has an upper end opened.
  • the inner member 100 is arranged concentrically with the outer member 90 so as to have a uniform circumferential distance between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the outer member 20, and the lower end side penetrates the bottom surface of the outer member 90. Then, it extends below the outer member 90.
  • the inner member 100 is formed such that the upper end is positioned lower than the upper surface plate 91 of the outer member 90, and a gap is formed between the upper end of the inner member 100 and the upper surface plate 91 of the outer member 20. .
  • the outflow pipe 93 of the outer member 90 extends downward from the outer member 90, bends in the lateral direction, extends to the lower side of the inner member 100, and is further bent downward.
  • An oil outflow pipe 101 for outflowing lubricating oil is provided on the bottom surface of the inner member 100, and the oil outflow pipe 101 is connected to the outflow pipe 93.
  • the accumulator chamber 110 is a space surrounded by the inner peripheral surface of the inner member 100 and the bottom surface of the outer member 90, and stores liquid low-temperature refrigerant flowing from the inflow pipe 92.
  • the lower end side of the inflow pipe 92 is disposed so as to extend from the center in the radial direction of the inner member 100 into the accumulator chamber 110.
  • the internal heat exchange chamber 120 is a space between the outer member 90 and the inner member 100 and circulates a gaseous low-temperature refrigerant flowing from the inflow pipe 92.
  • the accumulator chamber 110 is formed longer than the internal heat exchange chamber 120. .
  • the heat exchange pipe 130 is formed so as to extend spirally in the circumferential direction of the outer member 90 and the inner member 100 from the upper end side to the lower end side of the internal heat exchange chamber 120, and the outer member 90 is disposed on the lower end side thereof.
  • a straight inflow pipe portion 131 extending through the bottom surface of the outer member 90 is formed at the upper end side thereof, and a straight outflow pipe portion 132 extending through the upper surface plate 91 of the outer member 90 to the outside. Is formed.
  • the spiral portion 133 of the heat exchange pipe 130 is disposed between the outer member 90 and the inner member 100, and is disposed on the inner peripheral surface of the outer member 90 and the outer peripheral surface of the inner member 100 so as to wind the inner member 100.
  • the outer member 90 and the inner member 100 are joined together in the circumferential direction of the outer member 90 and the inner member 100 by brazing.
  • a spiral portion 133 of the heat exchange pipe 130 is disposed in the internal heat exchange chamber 120, and a spiral refrigerant flow passage 121 is formed in the internal heat exchange chamber 130 by the spiral portion 133 of the heat exchange pipe 130. . That is, the refrigerant flow passage 121 is formed between the spiral portion 133 of the heat exchange pipe 130 and the peripheral surfaces of the outer member 90 and the inner member 100, and the low-temperature refrigerant flowing from above the inner heat exchange chamber 120
  • the heat exchange pipe 130 is circulated along the spiral portion 133 of the heat exchange pipe 130 and flows out from the lower end of the internal heat exchange chamber 120 through the outflow pipe 93.
  • the spiral portion 133 of the heat exchange pipe 130 is not disposed on the lower side of the accumulator chamber 110.
  • the liquid low-temperature refrigerant R2 stored in the lower side of the accumulator chamber 110 does not evaporate due to the heating of the heat exchange pipe 130, and the liquid low-temperature refrigerant R2 ⁇ ⁇ is reliably stored in the accumulator chamber 110. I can keep it.
  • the heat of the high-temperature refrigerant in the heat exchange pipe 130 is not taken away by the liquid low-temperature refrigerant R2 in the accumulator chamber 110, the low-temperature refrigerant in the refrigerant flow passage 121 of the internal heat exchange chamber 120 is removed by the high-temperature refrigerant.
  • the heat can be sufficiently heated and the heat exchange efficiency of the internal heat exchange chamber 120 is not lowered.
  • SYMBOLS 10 Internal heat exchanger integrated accumulator, 20 ... Outer member, 30 ... Inner member, 32 ... Thermal insulation layer, 33, 34 ... Cylindrical member, 35 ... Thermal insulation layer, 40 ... Accumulator chamber, 50 ... Internal heat exchange chamber, 51 ... Refrigerant flow path, 60 ... Heat exchange pipe, 63 ... Spiral part, 70 ... Inner member, 80 ... Heat exchange pipe, 83 ... Spiral part, 90 ... Outer member, 100 ... Inner member, 110 ... Accumulator chamber, DESCRIPTION OF SYMBOLS 120 ... Internal heat exchange chamber, 121 ... Refrigerant flow path, 130 ... Heat exchange pipe, 133 ... Spiral part.

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Abstract

【課題】低温冷媒と熱交換パイプとの熱交換効率を向上させることのできる内部熱交換器一体型アキュムレータ及びこれを用いた冷凍サイクルを提供する。 【解決手段】熱交換パイプ６０を外側部材２０と内側部材３０との間に外側部材２０及び内側部材３０の周方向に螺旋状に延びるように形成するとともに、熱交換パイプ６０の螺旋状部分６３の間に低温冷媒を流通する冷媒流通路５１を形成したので、熱交換パイプ６０を十分な長さに形成することができるとともに、低温冷媒を熱交換パイプ６０に沿った螺旋状の冷媒流通路５１を流通させることができ、内部熱交換室５０内における低温冷媒の流通距離を長くすることができる。この場合、冷媒流通路５１内の低温冷媒と熱交換パイプ６０内の高温冷媒とを互いに反対方向に流通させるようにしたので、内部熱交換室５０内における低温冷媒と高温冷媒の流れが対向流となる。

Description

内部熱交換器一体型アキュムレータ及びこれを用いた冷凍サイクル
　本発明は、車両用空気調和装置の冷凍回路に用いられる内部熱交換器一体型アキュムレータ及びこれを用いた冷凍サイクルに関するものである。
　一般に、乗用車等の車両に用いられる空気調和装置は、図１６に示すように、圧縮機１、エバポレータ２、ガスクーラ３、膨張弁４、アキュムレータ５を冷媒配管で接続することにより冷凍サイクルを構成し、圧縮機１によって冷媒を冷凍回路に循環させるようになっている。この場合、エバポレータ２から流出した低温冷媒とガスクーラ３から流出した高温冷媒とを内部熱交換器６によって熱交換することにより、冷凍効率を向上させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　また、前記アキュムレータ５と内部熱交換器６はそれぞれ別部品からなるが、これらを一体に構成したものも知られている（例えば、特許文献２または３参照）。図１７に示す内部熱交換器一体型アキュムレータ７は、円筒状の本体７ａ内を仕切壁７ｂによって上下二つの空間７ｃ，７ｄに仕切り、上方の空間７ｃ内に熱交換パイプ７ｅを配置したもので、外部から下方の空間内に流入した低温冷媒を気液分離させた後、仕切壁７ｂの連通孔７ｆを介して気体状の低温冷媒を上方の空間内７ｃに流入させるとともに、上方の空間７ｃ内を流通する低温冷媒と熱交換パイプ７ｅを流通する高温冷媒とを熱交換させるようにしている。
特開２００７－１９２４２９ 特開２００５－２２６９７２ 特開２０１２－２４１８
　しかしながら、前記内部熱交換器一体型アキュムレータ７では、円筒状の本体７ａ内を仕切壁７ｂにより上下二つの空間に仕切るようにしているため、上方の空間７ｃの高さ寸法を大きくすることができず、仕切壁７ｂの連通孔７ｆから上方の空間７ｃの冷媒出口までの冷媒流通距離が短くなる。このため、上方の空間７ｃ内で低温冷媒を熱交換パイプ７ｅと十分に熱交換させることができず、熱交換パイプ７ｅから低温冷媒への放熱効果が低いという問題点があった。また、前記従来例では、熱交換パイプ７ｅを上方の空間７ｃ内に配置しているにすぎないため、熱交換パイプ７ｅは周囲の低温冷媒としか熱交換することができず、このような構成によっても熱交換パイプ７ｅから低温冷媒への放熱効果が低いという問題点があった。
　本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低温冷媒と熱交換パイプとの熱交換効率を向上させることのできる内部熱交換器一体型アキュムレータ及びこれを用いた冷凍サイクルを提供することにある。
　本発明の内部熱交換器一体型アキュムレータは、前記目的を達成するために、上下方向に延びる円筒状の外側部材と、外側部材内に配置された円筒状の内側部材と、内側部材内に設けられたアキュムレータ室と、外側部材と内側部材との間に設けられた内部熱交換室と、内部熱交換室内に配置された熱交換パイプとを備え、外部からアキュムレータ室に流入した低温冷媒をアキュムレータ室内で気液分離させた後、気体状の低温冷媒を内部熱交換室内に流入させるとともに、内部熱交換室内を流通する低温冷媒と熱交換パイプを流通する高温冷媒とを熱交換させるようにした内部熱交換器一体型アキュムレータであって、前記外側部材、内側部材及び熱交換パイプをアルミニウムによって形成し、熱交換パイプを外側部材と内側部材との間に外側部材及び内側部材の周方向に螺旋状に延びるように形成するとともに、熱交換パイプを外側部材の内周面と内側部材の外周面に外側部材及び内側部材の周方向に亘ってろう付けし、熱交換パイプの螺旋状部分の間に熱交換パイプに沿って低温冷媒を流通する螺旋状の冷媒流通路を形成し、冷媒流通路内の低温冷媒と熱交換パイプ内の高温冷媒とを互いに反対方向に流通させるように構成している。
　これにより、熱交換パイプが外側部材と内側部材との間に外側部材及び内側部材の周方向に螺旋状に延びるように形成されるとともに、熱交換パイプの螺旋状部分の間に低温冷媒を流通する螺旋状の冷媒流通路が形成されることから、熱交換パイプが十分な長さに形成されるとともに、低温冷媒が熱交換パイプに沿った螺旋状の冷媒流通路を流通することから、内部熱交換室内における低温冷媒の流通距離が長くなる。この場合、冷媒流通路内の低温冷媒と熱交換パイプ内の高温冷媒とが互いに反対方向に流通することから、内部熱交換室内における低温冷媒と高温冷媒の流れが対向流となる。また、少なくとも外側部材、内側部材及び熱交換パイプがアルミニウムによって形成されることから、ろう付けが可能になり、熱交換パイプが外側部材の内周面と内側部材の外周面に外側部材及び内側部材の周方向に亘ってろう付けされることから、外側部材、内側部材及び熱交換パイプがろう付けによって強固に接合される。
　本発明によれば、熱交換パイプを十分な長さに形成することができるとともに、内部熱交換室内における低温冷媒の流通距離を長くすることができるので、低温冷媒と熱交換パイプとを十分に熱交換させることができ、熱交換パイプから低温冷媒への放熱効果を高めることができる。この場合、内部熱交換室内における低温冷媒と高温冷媒の流れを対向流とすることができるので、低温冷媒と高温冷媒との熱交換効率の向上に極めて有利である。また、外側部材、内側部材及び熱交換パイプをろう付けによって強固に接合することができるので、アキュムレータ全体の強度を高めることができる。これにより、外側部材と内側部材の板厚を薄くしても十分な強度を確保することができるので、部材の薄肉化による軽量化を図ることができる。
本発明の第１の実施形態を示す内部熱交換器一体型アキュムレータの斜視図 内部熱交換器一体型アキュムレータの正面断面図 内部熱交換器一体型アキュムレータの分解斜視図 内部熱交換器一体型アキュムレータの要部正面断面図 内部熱交換器一体型アキュムレータの正面断面図 内部熱交換器一体型アキュムレータの正面断面図 内部熱交換器一体型アキュムレータを備えた冷凍サイクルの構成図 内部熱交換器一体型アキュムレータを設置した車両の一部概略側面図 従来の内部熱交換器一体型アキュムレータを設置した車両の一部概略側面図 本発明の第２の実施形態を示す内部熱交換器一体型アキュムレータの斜視図 本発明の第３の実施形態を示す内部熱交換器一体型アキュムレータの斜視図 内部熱交換器一体型アキュムレータの要部正面断面図 本発明の第４の実施形態を示す内部熱交換器一体型アキュムレータの斜視図 本発明の第５の実施形態を示す内部熱交換器一体型アキュムレータの斜視図 本発明の第６の実施形態を示す内部熱交換器一体型アキュムレータの斜視図 従来例を示す冷凍サイクルの構成図 他の従来例を示す冷凍サイクルの構成図
　図１乃至図８は本発明の第１の実施形態を示すもので、車両用空気調和装置に用いられるアルミニウム製の内部熱交換器一体型アキュムレータを示すものである。
　本実施形態の内部熱交換器一体型アキュムレータ１０は、上下方向に延びる円筒状の外側部材２０と、外側部材２０内に配置された円筒状の内側部材３０と、内側部材３０内に設けられたアキュムレータ室４０と、外側部材２０と内側部材３０との間に設けられた内部熱交換室５０と、内部熱交換室５０内に配置された熱交換パイプ６０とから構成され、アキュムレータ室３０と内部熱交換室５０は互いに内側部材３０を介して外側部材２０の径方向に仕切られている。
　外側部材２０は、上端を開口した縦長円筒状に形成され、その上端は円形の上面板２１によって閉塞されている。上面板２１には低温冷媒を流入する流入パイプ２２が設けられ、流入パイプ２２は上面板２１の中央を貫通して外側部材２０の内外に上下方向に延びている。また、上面板２１には熱交換パイプ６０の一端側を挿通する孔２１ａが設けられ、孔２１ａは上面板２１の周縁側に配置されている。外側部材２０の底面には低温冷媒を流出する流出パイプ２３が設けられ、流出パイプ２３は外側部材２０の底面から下方に延出している。また、外側部材２０の底面には熱交換パイプ６０の他端側を挿通する孔２０ａが設けられ、孔２０ａは外側部材２０の底面の周縁側に配置されている。
　内側部材３０は、外側部材２０よりも外径の小さい縦長円筒状に形成され、その上端及び下端をそれぞれ開口している。内側部材３０は、その外周面と外側部材２０の内周面との間に周方向均一の間隔を有するように外側部材２０と同心円状に配置され、その下端は外側部材２０の底面に接合されている。この場合、内側部材３０は上端が外側部材２０の上面板２１よりも低い位置になるように形成され、内側部材３０の上端と外側部材２０の上面板２１との間に隙間が形成されている。また、外側部材２０の底面に設けられた流出パイプ２３は内側部材３０と外側部材２０との間に配置されている。内側部材３０には潤滑油を流出するためのオイル流出孔３１が設けられ、オイル流出孔３１は内側部材３０の周面の下端側に配置されている。
　アキュムレータ室４０は、内側部材３０の内周面と外側部材２０の底面によって囲まれた空間からなり、流入パイプ２２から流入する液体状の低温冷媒を貯溜するようになっている。アキュムレータ室４０の上端側には流入パイプ２２の下端側が内側部材３０の径方向中央からアキュムレータ室４０内に延びるように配置されている。
　内部熱交換室５０は、外側部材２０と内側部材３０との間の空間からなり、流入パイプ２２から流入する気体状の低温冷媒を流通するようになっている。
　熱交換パイプ６０は、内部熱交換室５０の上端側から下端側に亘って外側部材２０及び内側部材３０の周方向に螺旋状に延びるように形成されるとともに、その下端側には外側部材２０の底面を貫通して外部に延出する直線状の流入管部６１が形成され、その上端側には外側部材２０の上面板２１を貫通して外部に延出する直線状の流出管部６２が形成されている。熱交換パイプ６０の螺旋状部分６３は外側部材２０と内側部材３０との間に配置されるとともに、内側部材３０を巻回するように外側部材２０の内周面と内側部材３０の外周面に接触しており、図４に示すように外側部材２０と内側部材３０との接触部分をろう付け６０ａにより外側部材２０及び内側部材３０の周方向に亘って接合されている。
　内部熱交換室５０内には熱交換パイプ６０の螺旋状部分６３が配置され、熱交換パイプ６０の螺旋状部分６３によって内部熱交換室６０内に螺旋状の冷媒流通路５１が形成されている。即ち、冷媒流通路５１は、熱交換パイプ６０の螺旋状部分６３の間と外側部材２０及び内側部材３０の周面との間に形成され、内部熱交換室５０の上方から流入した低温冷媒が熱交換パイプ６０の外部を熱交換パイプ６０の螺旋状部分６３に沿って流通し、内部熱交換室５０の下端から流出パイプ２３を介して外部に流出するようになっている。
　以上のように構成された内部熱交換器一体型アキュムレータ１０は、図７に示す冷凍サイクルに用いられ、冷凍サイクルの冷媒には二酸化炭素冷媒が使用される。即ち、内部熱交換器一体型アキュムレータ１０は、流入パイプ２２にエバポレータ２の冷媒吐出側が接続され、流出パイプ２３に圧縮機１の冷媒吸入側が接続される。また、熱交換パイプ６０の流出管部６１には膨張弁４の冷媒吸入側が接続され、熱交換パイプ６０の流入管部６２にはガスクーラ３の冷媒吐出側が接続されている。
　前記冷凍サイクルでは、低温冷媒（低圧冷媒）が図中実線矢印で示すように流通し、高温冷媒（高圧冷媒）が図中破線矢印で示すように流通する。即ち、圧縮機１から吐出した高温冷媒がガスクーラ３に流入し、ガスクーラ３で外部空気に放熱した後、内部熱交換室５０内の熱交換パイプ６０に流入する。熱交換パイプ６０を流通した高温冷媒は膨張弁４を経て低温冷媒となり、エバポレータ２に流入し、エバポレータ２で外部空気から吸熱した後、アキュムレータ室３０に流入し、アキュムレータ室３０から内部熱交換室５０を経て圧縮機１に吸入される。
　図５の実線矢印で示すように、アキュムレータ室３０には気液混合の低温冷媒が流入パイプ２２から流入し、気体状の低温冷媒Ｒ1 、液体状の低温冷媒Ｒ2 、潤滑油Ｊが上方から順に溜まることにより気液分離され、気体状の低温冷媒Ｒ1 のみがアキュムレータ室３０の上端から内部熱交換室５０に流出する。内部熱交換室５０に流入した低温冷媒は、内部熱交換室５０の上方から下方に向かって冷媒流通路５１内を流通し、流出パイプ２３から外部に流出する。その際、内部熱交換室５０内の低温冷媒は、熱交換パイプ６０に沿った螺旋状の冷媒流通路５１を流通することから、熱交換パイプ６０内の高温冷媒と冷媒流通路５１内の低温冷媒とが効率よく熱交換される。また、アキュムレータ室３０の下部に溜まった潤滑油Ｊはオイル流出孔３１から内部熱交換室５０内の底部に流出し、流出パイプ２３から低温冷媒と共に外部に流出する。
　一方、図５の破線矢印で示すように、内部熱交換室５０の熱交換パイプ６０に流入管部６１から流入した高温冷媒は、熱交換パイプ６０の螺旋状部分６３を流通しながら冷媒流通路５１の気体状の低温冷媒に放熱した後、流出管部６２から外部に流出する。その際、内部熱交換室５０内を低温冷媒が上方から下方に向かって流通し、熱交換パイプ６０内を高温冷媒が下方から上方に向かって流通することから、内部熱交換室５０内における低温冷媒と高温冷媒の流れが対向流となる。
　また、前記内部熱交換器一体型アキュムレータ１０は、図８に示すように車両Ｓのエンジンルーム内に設置される。その際、高温冷媒の流出側と低温冷媒の流入側は外側部材２０の上端側に配置されることから、高温冷媒の流出側配管１０ａと低温冷媒の流入側配管１０ｂを介して車内側の空気調和ユニット８内のエバポレータ２に最短距離で接続される。また、圧縮機１の冷媒流出側とガスクーラ３の冷媒流出側はエンジンルーム内の下部に配置されるが、アキュムレータ１０の高温冷媒の流入側と低温冷媒の流出側は外側部材２０の下端側に配置されることから、高温冷媒の流入側配管１０ｃと低温冷媒の流出側配管１０ｄを介して圧縮機１及びガスクーラ３に最短距離で接続される。即ち、図９に示すように、従来例（例えば、特許文献３）では、内部熱交換器一体型アキュムレータ９が、高温冷媒の流入側及び流出側と低温冷媒の流入側及び流出側が全て上端に設けられているため、高温冷媒の流出側と低温冷媒の流入側は高温冷媒の流出側配管９ａと低温冷媒の流入側配管９ｂを介して車内側の空気調和ユニット８内のエバポレータ２に最短距離で接続されるが、アキュムレータ９の高温冷媒の流入側と低温冷媒の流出側は上方に立ち上げた高温冷媒の流入側配管９ｃと低温冷媒の流出側配管９ｄを介して圧縮機１の冷媒流出側とガスクーラ３の冷媒流出側に接続される。このため、高温冷媒の流入側配管９ｃの立ち上げ部分Ｈ1 と低温冷媒の流出側配管９ｄの立ち上げ部分Ｈ2 の分だけ本実施形態よりも配管が長くなる。
　このように、本実施形態によれば、熱交換パイプ６０を外側部材２０と内側部材３０との間に外側部材２０及び内側部材３０の周方向に螺旋状に延びるように形成するとともに、熱交換パイプ６０の螺旋状部分６３の間に低温冷媒を流通する冷媒流通路５１を形成したので、熱交換パイプ６０を十分な長さに形成することができるとともに、低温冷媒を熱交換パイプ６０に沿った螺旋状の冷媒流通路５１を流通させることができる。これにより、内部熱交換室５０内における低温冷媒の流通距離を長くすることができるので、低温冷媒と熱交換パイプ６０とを十分に熱交換させることができ、熱交換パイプ６０から低温冷媒への放熱効果を高めることができる。この場合、冷媒流通路５１内の低温冷媒と熱交換パイプ６０内の高温冷媒とを互いに反対方向に流通させるようにしたので、内部熱交換室５０内における低温冷媒と高温冷媒の流れが対向流となり、低温冷媒と高温冷媒との熱交換効率の向上に極めて有利である。
　また、少なくとも外側部材２０、内側部材３０及び熱交換パイプ６０がアルミニウムによって形成されているので、ろう付けが可能になり、強度を向上させることができる。即ち、熱交換パイプ６０を外側部材２０の内周面と内側部材３０の外周面に外側部材２０及び内側部材３０の周方向に亘ってろう付けしたので、外側部材２０、内側部材３０及び熱交換パイプ６０を強固に接合することができ、アキュムレータ全体の強度を高めることができる。これにより、外側部材２０と内側部材３０の板厚を薄くしても十分な強度を確保することができるので、部材の薄肉化による軽量化を図ることができる。
　更に、高温冷媒の流出側と低温冷媒の流入側を外側部材２０の上端側に配置し、高温冷媒の流入側と低温冷媒の流出側を外側部材２０の下端側に配置したので、圧縮機１の冷媒流出側とガスクーラ３の冷媒流出側がエンジンルーム内の下部に配置される場合でも、高温冷媒の流入側配管１０ｃと低温冷媒の流出側配管１０ｄを最短距離で圧縮機１及びガスクーラ３に接続することができ、配管の短縮による低コスト化と圧力損失の低減を図ることができる。
　図１０は本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
　第１の実施形態では、内側部材３０を上端が外側部材２０の上面板２１よりも低い位置になるように形成し、内側部材３０の上端と外側部材２０の上面板２１との間に低温冷媒を流通させるようにしたものを示したが、本実施形態の内側部材７０は外側部材２０と同じ高さになるように形成され、内側部材７０の上端を上面板２１に接合されている。また、内側部材７０の上部側面にはアキュムレータ室３０内の低温冷媒を内部熱交換室５０に流出する流出孔７１が設けられている。
　これにより、内側部材７０の上端が上面板２１に接合されるので、上面板２１の接合箇所を多くすることができ、強度の向上を図ることができる。
　図１１及び図１２は本発明の第３の実施形態を示すもので、第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
　第１の実施形態では、熱交換パイプ６０の螺旋状部分６３が等間隔にしたものを示したが、本実施形態の熱交換パイプ８０は、流入管部８１と流出管部８２との間の螺旋状部分８３の間隔Ｐが高温冷媒の流通方向上流側よりも下流側が徐々に広くなるように形成されている。
　これにより、熱交換パイプ８０の螺旋状部分８３間に形成される低温冷媒の冷媒流通路５１の流路断面積の冷媒流通方向下流側が上流側よりも徐々に大きくなることから、低温冷媒が熱交換パイプ８０によって加熱されて体積が増大しても冷媒流通路５１の圧力損失を抑制することができるという利点がある。
　また、本実施形態では、図１２に示すように熱交換パイプ８０の流路断面積をＳ1 、冷媒流通路５１の流路断面積をＳ2 とし、その流路断面積の比をＳ1 ：Ｓ2 とすると、Ｓ1 を４としたときＳ2 が５以上になるように冷媒流通路５１形成している。即ち、螺旋状部分８３の間隔Ｐが最も小さい部分（冷媒流通路５１の最も上流側）の流路断面積の比Ｓ1 ：Ｓ2 を４：５とし、冷媒流通路５１の下流側に向かうにしたがって冷媒流通路５１の流路断面積Ｓ2 が徐々に大きくなるように形成される。
　これにより、熱交換パイプ８０の流路断面積をＳ1 に対して冷媒流通路５１の流路断面積Ｓ2 が大きくなるので、内部熱交換室５０内の高温冷媒に対する低温冷媒の流通量を十分に確保することができ、熱交換パイプ８０の高温冷媒と冷媒流通路５１の低温冷媒とを常に効率よく熱交換することができる。
　尚、前述のように流路断面積の比をＳ1 ：Ｓ2 とし、Ｓ1 を４としたときＳ2 が５以上になるように冷媒流通路５１形成する構成は他の実施形態にも適用することができる。
　図１３は本発明の第４の実施形態を示すもので、第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
　本実施形態では、アキュムレータ室４０と熱交換パイプ６０との間に断熱層３２が設けられ、断熱層３２は周知の断熱塗料を内側部材３０の内面に塗布することによって形成されている。これにより、断熱層３２によってアキュムレータ室４０と熱交換パイプ６０との間が断熱されることから、アキュムレータ室４０内に貯溜された液体状の低温冷媒Ｒ2 が熱交換パイプ６０の加熱によって蒸発することがなく、アキュムレータ室４０内に液体状の低温冷媒Ｒ2 を確実に貯溜しておくことができる。また、熱交換パイプ６０内の高温冷媒の熱がアキュムレータ室４０内の低温冷媒に奪われることがないので、高温冷媒によって内部熱交換室５０の冷媒流通路５１内の低温冷媒を十分に加熱することができ、内部熱交換室５０の熱交換効率を低下させることがないという利点がある。更に、断熱層３２に断熱塗料を用いているので、内側部材３０の内面に断熱塗料を塗布することによって断熱層３２を容易に形成することができ、生産性の向上を図ることができる。
　図１４は本発明の第５の実施形態を示すもので、第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
　本実施形態は、アキュムレータ室４０と熱交換パイプ６０との間に断熱層を設けた他の実施形態である。即ち、本実施形態の内側部材３０は互いに隙間を有する内外二重の円筒状部材３３，３４によって形成され、各円筒状部材３３，３４間に空気層からなる断熱層３５が形成されている。これにより、第４の実施形態と同様、断熱層３５による効果を得ることができるとともに、円筒状部材３３，３４のみで断熱層３５を形成することができるので、他の部品と共通の材料（アルミニウム）を用いることができ、加工及び組立を容易に行うことができる。
　図１５は本発明の第６の実施形態を示すもので、第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
　本実施形態の内部熱交換器一体型アキュムレータ１０は、上下方向に延びる円筒状の外側部材９０と、外側部材９０内に配置された円筒状の内側部材１００と、内側部材１００内に設けられたアキュムレータ室１１０と、外側部材９０と内側部材１００との間に設けられた内部熱交換室１２０と、内部熱交換室１２０内に配置された熱交換パイプ１３０とから構成され、アキュムレータ室１１０と内部熱交換室１２０は互いに内側部材１００を介して外側部材９０の径方向に仕切られている。
　外側部材９０は、上端を開口した縦長円筒状に形成され、その上端は円形の上面板９１によって閉塞されている。上面板２１には低温冷媒を流入する流入パイプ９２が設けられ、流入パイプ９２は上面板９１の中央を貫通して外側部材９０の内外に上下方向に延びている。外側部材９０の下部側面には低温冷媒を流出する流出パイプ９３が設けられ、流出パイプ９３は外側部材９０の側面から外部に延出している。
　内側部材１００は、外側部材９０よりも外径の小さい縦長円筒状に形成され、その上端を開口している。内側部材１００は、その外周面と外側部材２０の内周面との間に周方向均一の間隔を有するように外側部材９０と同心円状に配置され、その下端側は外側部材９０の底面を貫通して外側部材９０の下方に延出している。この場合、内側部材１００は上端が外側部材９０の上面板９１よりも低い位置になるように形成され、内側部材１００の上端と外側部材２０の上面板９１との間に隙間が形成されている。また、外側部材９０の流出パイプ９３は外側部材９０から下方に向かって延びるとともに、横方向に屈曲して内側部材１００の下方まで延び、更に下方に向かって屈曲している。内側部材１００の底面には潤滑油を流出するためのオイル流出パイプ１０１が設けられ、オイル流出パイプ１０１は流出パイプ９３に接続されている。
　アキュムレータ室１１０は、内側部材１００の内周面と外側部材９０の底面によって囲まれた空間からなり、流入パイプ９２から流入する液体状の低温冷媒を貯溜するようになっている。アキュムレータ室１１０の上端側には流入パイプ９２の下端側が内側部材１００の径方向中央からアキュムレータ室１１０内に延びるように配置されている。
　内部熱交換室１２０は、外側部材９０と内側部材１００との間の空間からなり、流入パイプ９２から流入する気体状の低温冷媒を流通するようになっている。本実施形態では、内側部材１００の下端側が外側部材２０の底面を貫通して外側部材９０の下方に延出しているので、アキュムレータ室１１０が内部熱交換室１２０よりも下方に長く形成されている。
　熱交換パイプ１３０は、内部熱交換室１２０の上端側から下端側に亘って外側部材９０及び内側部材１００の周方向に螺旋状に延びるように形成されるとともに、その下端側には外側部材９０の底面を貫通して外部に延出する直線状の流入管部１３１が形成され、その上端側には外側部材９０の上面板９１を貫通して外部に延出する直線状の流出管部１３２が形成されている。熱交換パイプ１３０の螺旋状部分１３３は外側部材９０と内側部材１００との間に配置されるとともに、内側部材１００を巻回するように外側部材９０の内周面と内側部材１００の外周面に接触しており、外側部材９０と内側部材１００との接触部分をろう付けにより外側部材９０及び内側部材１００の周方向に亘って接合されている。
　内部熱交換室１２０内には熱交換パイプ１３０の螺旋状部分１３３が配置され、熱交換パイプ１３０の螺旋状部分１３３によって内部熱交換室１３０内に螺旋状の冷媒流通路１２１が形成されている。即ち、冷媒流通路１２１は、熱交換パイプ１３０の螺旋状部分１３３の間と外側部材９０及び内側部材１００の周面との間に形成され、内部熱交換室１２０の上方から流入した低温冷媒が熱交換パイプ１３０の外部を熱交換パイプ１３０の螺旋状部分１３３に沿って流通し、内部熱交換室１２０の下端から流出パイプ９３を介して外部に流出するようになっている。
　本実施形態では、アキュムレータ室１１０を内部熱交換室１２０よりも下方に長く形成したので、アキュムレータ室１１０の下部側には熱交換パイプ１３０の螺旋状部分１３３が配置されていない。これにより、アキュムレータ室１１０内の下部側に貯溜された液体状の低温冷媒Ｒ2 が熱交換パイプ１３０の加熱によって蒸発することがなく、アキュムレータ室１１０内に液体状の低温冷媒Ｒ2 を確実に貯溜しておくことができる。また、熱交換パイプ１３０内の高温冷媒の熱がアキュムレータ室１１０内の液体状の低温冷媒Ｒ2 に奪われることがないので、高温冷媒によって内部熱交換室１２０の冷媒流通路１２１内の低温冷媒を十分に加熱することができ、内部熱交換室１２０の熱交換効率を低下させることがないという利点がある。
　１０…内部熱交換器一体型アキュムレータ、２０…外側部材、３０…内側部材、３２…断熱層、３３，３４…円筒状部材、３５…断熱層、４０…アキュムレータ室、５０…内部熱交換室、５１…冷媒流通路、６０…熱交換パイプ、６３…螺旋状部分、７０…内側部材、８０…熱交換パイプ、８３…螺旋状部分、９０…外側部材、１００…内側部材、１１０…アキュムレータ室、１２０…内部熱交換室、１２１…冷媒流通路、１３０…熱交換パイプ、１３３…螺旋状部分。

Claims (9)

  1. 　上下方向に延びる円筒状の外側部材と、外側部材内に配置された円筒状の内側部材と、内側部材内に設けられたアキュムレータ室と、外側部材と内側部材との間に設けられた内部熱交換室と、内部熱交換室内に配置された熱交換パイプとを備え、外部からアキュムレータ室に流入した低温冷媒をアキュムレータ室内で気液分離させた後、気体状の低温冷媒を内部熱交換室内に流入させるとともに、内部熱交換室内を流通する低温冷媒と熱交換パイプを流通する高温冷媒とを熱交換させるようにした内部熱交換器一体型アキュムレータであって、
    　前記外側部材、内側部材及び熱交換パイプをアルミニウムによって形成し、
    　熱交換パイプを外側部材と内側部材との間に外側部材及び内側部材の周方向に螺旋状に延びるように形成するとともに、
    　熱交換パイプを外側部材の内周面と内側部材の外周面に外側部材及び内側部材の周方向に亘ってろう付けし、
    　熱交換パイプの螺旋状部分の間に熱交換パイプに沿って低温冷媒を流通する螺旋状の冷媒流通路を形成し、
    　冷媒流通路内の低温冷媒と熱交換パイプ内の高温冷媒とを互いに反対方向に流通させるように構成した
    　ことを特徴とする内部熱交換器一体型アキュムレータ。
  2. 　前記高温冷媒の流出側と低温冷媒の流入側を外側部材の上端側に配置し、
    　高温冷媒の流入側と低温冷媒の流出側を外側部材の下端側に配置した
    　ことを特徴とする請求項１記載の内部熱交換器一体型アキュムレータ。
  3. 　前記アキュムレータ室と熱交換パイプとの間に断熱層を設けた
    　ことを特徴とする請求項１または２記載の内部熱交換器一体型アキュムレータ。
  4. 　前記断熱層を断熱塗料によって形成した
    　ことを特徴とする請求項３記載の内部熱交換器一体型アキュムレータ。
  5. 　前記内側部材を互いに隙間を有する内外二重の円筒状部材によって形成し、各円筒状部材間に前記断熱層を形成した
    　ことを特徴とする請求項３記載の内部熱交換器一体型アキュムレータ。
  6. 　前記アキュムレータ室を内部熱交換室よりも下方に長く形成した
    　ことを特徴とする請求項１または２記載の内部熱交換器一体型アキュムレータ。
  7. 　前記熱交換パイプを、高温冷媒の流通方向下流側の螺旋状部分の間隔が上流側よりも徐々に広くなるように形成した
    　ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載の内部熱交換器一体型アキュムレータ。
  8. 　前記熱交換パイプの流路断面積と前記冷媒流通路の流路断面積との比をＳ1 ：Ｓ2 とすると、Ｓ1 を４としたときＳ2 が５以上になるように冷媒流通路を形成した
    　ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項記載の内部熱交換器一体型アキュムレータ。
  9. 　少なくとも圧縮機、ガスクーラ、膨張弁、エバポレータからなり、
    　請求項１乃至８の何れか一項記載の内部熱交換器一体型アキュムレータを備えた
    　ことを特徴とする冷凍サイクル。
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