(57)【要約】【課題】冷媒が酸化や分解を起こすことを抑制すると共に、冷媒の圧力損失を抑える。【解決手段】冷凍サイクル装置は、炭素原子間の結合として単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒、炭素の１０倍を超える原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒、エーテル結合を持つ冷媒、のうち、少なくとも一つを含む低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒が充填された冷媒回路と、冷媒回路に接続された圧縮機と、冷媒回路と圧縮機とに接続され、混合冷媒が流入する流入管と、圧縮機へ混合冷媒を送る流出管と、流入管及び流出管が内部に設けられた容器と、を有するアキュムレータと、を備える。流出管は、容器の底部から容器の高さ方向に沿って延ばされ、流出管の上端が容器内に開口されている。容器内には、混合冷媒中の水分を除去する乾燥剤が設けられ、乾燥剤が、流出管の外径の２倍以上、流出管の外周面における上端から離れて配置されている。【選択図】図２
2020051628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素原子間の結合として単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒、炭素の１０倍を超える原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒、エーテル結合を持つ冷媒、のうち、少なくとも一つを含む低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒が充填された冷媒回路と、
前記冷媒回路に接続された圧縮機と、
前記冷媒回路と前記圧縮機とに接続され、前記混合冷媒が流入する流入管と、前記圧縮機へ前記混合冷媒を送る流出管と、前記流入管及び前記流出管が内部に設けられた容器と、を有するアキュムレータと、を備え、
前記流出管は、前記容器の底部から前記容器の高さ方向に沿って延ばされ、前記流出管の上端が前記容器内に開口され、
前記容器内には、前記混合冷媒中の水分を除去する乾燥剤が設けられ、前記乾燥剤が、前記流出管の外径の２倍以上、前記流出管の外周面における前記上端から離れて配置されている、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記乾燥剤は、前記容器の前記底部から、前記流出管の長さの１／２以上、高い位置に配置されている、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記乾燥剤は、前記流出管の前記上端よりも低い位置に配置されている、
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記乾燥剤は、前記容器の内面に固定されている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記容器は、複数の容器部材を組み合わせて内部空間が形成されている、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、空気調和機、冷蔵機器、給湯器等の冷凍サイクル装置には、冷媒が循環する冷媒回路に、圧縮機及びアキュムレータが接続されたものがある。このような冷凍サイクル装置で使用する冷媒は、ＧＷＰ（Global  Warming  Potential:地球温暖化係数）がより一層低い冷媒へ切り替えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２０７２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＧＷＰが低い冷媒としては、従来の冷媒と比べて分子間結合が弱い冷媒の利用が検討されている。このような冷媒は、大気中で分解し易く、温暖化への影響も小さくなるので、環境への負荷を低減する観点において望ましい。しかしながら、分子間結合が弱い冷媒の一例として、単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒は、高温環境下での安定性が低く、高温環境下で分解されたときや、冷媒回路に残留する水分や酸素と反応することで酸化や分解を起こしたときに、冷媒から酸が発生するおそれがある。冷凍サイクル装置内で酸が発生した場合には、その酸によって冷媒の分解が促進され、また金属部品が腐食するなどにより、冷凍サイクル装置の損傷を招くおそれがある。
【０００５】
この対策の一例としては、冷媒中の水分を除去する乾燥剤をアキュムレータ内に配置するものが知られている（特許文献１）。しかしながら、アキュムレータ内に配置された乾燥剤が、流出管から流出させる冷媒の流路抵抗となり、乾燥剤によって冷媒の圧力損失を招くおそれがある。
【０００６】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、冷媒が酸化や分解を起こすことを抑制すると共に、冷媒の圧力損失を抑えることができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の開示する冷凍サイクル装置の一態様は、「炭素原子間の結合として単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒」、「炭素の１０倍を超える原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒」、「エーテル結合を持つ冷媒」のうち、少なくとも一つを含む低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒が充填された冷媒回路と、冷媒回路に接続された圧縮機と、冷媒回路と圧縮機とに接続され、混合冷媒が流入する流入管と、圧縮機へ混合冷媒を送る流出管と、流入管及び流出管が内部に設けられた容器と、を有するアキュムレータと、を備え、流出管は、容器の底部から容器の高さ方向に沿って延ばされ、流出管の上端が容器内に開口され、容器内には、混合冷媒中の水分を除去する乾燥剤が設けられ、乾燥剤が、流出管の外径の２倍以上、流出管の外周面における上端の外周面から離れて配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本願の開示する冷凍サイクル装置の一態様によれば、冷媒が酸化や分解を起こすことを抑制すると共に、冷媒の圧力損失を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例の冷凍サイクル装置全体を示す模式図である。
【図２】図２は、実施例の冷凍サイクル装置のアキュムレータを示す断面図である。
【図３】図３は、実施例におけるアキュムレータの流出管と乾燥剤との離間距離を説明するための模式図である。
【図４】図４は、アキュムレータの流出管の外径と、圧力損失及び水分の除去量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本願の開示する冷凍サイクル装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本願の開示する冷凍サイクル装置が限定されるものではない。
【実施例】
【００１１】
実施例の冷凍サイクル装置としては、空気調和装置を一例として、１台の室外機に１台の室内機が接続され、室内機が冷房運転または暖房運転を行うことが可能に構成されたものを説明する。図１は、実施例の冷凍サイクル装置全体を示す模式図である。
【００１２】
［冷媒］
まず、実施例の冷凍サイクル装置１で使用される冷媒について説明する。実施例の冷凍サイクル装置１は、「炭素原子間の結合として、単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒」、「炭素の１０倍を超える原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒」、「エーテル結合を持つ冷媒」のうち、少なくとも一つを含む低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒を作動流体として用いる。炭素原子間に単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒は、例えば、炭素原子間の二重結合を有するＨＦＯ冷媒や、炭素原子間の三重結合を有するトリフルオロプロピンがある。また、炭素の１０倍を超える原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒としては、トリフルオロヨードメタンがあり、エーテル結合（ＨＦＥ冷媒とも言う）を持つ冷媒としてはＨＦＥ−１４３ｍ等が挙げられる。これらの冷媒は、冷凍サイクル装置の中での安定性が低い。また、これらの冷媒は、大気中での安定性も低く、ＧＷＰが比較的低い傾向がある。その代わり、当該冷媒は、圧力が比較的低い。圧力の低い冷媒は、冷凍サイクル装置の作動流体として用いると、冷媒性能の指標の一つである体積能力（単位はｋＪ／ｍ３）が低くなる。そのため、冷凍サイクル装置の作動流体として用いる場合は、他の冷媒性能の高い冷媒（例えば、Ｒ３２）と混合して用いることが考えられている。本実施例では、炭素原子間に単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒の「ＧＷＰが低い」という、環境負荷が小さいという特性を十分に発揮するため、炭素原子間の結合として単結合以外の炭素間結合を持つ冷媒を少なくとも２０重量％以上含む混合冷媒を作動流体として用いる。
【００１３】
炭素原子間の結合として、単結合を持つ冷媒のうち、冷凍サイクル装置で使用された実績があり、不燃性、低毒性、かつ、オゾン層破壊係数（ＯＤＰ）＝０の冷媒でＧＷＰが一番低い単一冷媒はＲ１３４ａ（ＧＷＰ：１４３０）である。本実施例の「低ＧＷＰ冷媒」はＲ１３４ａよりもＧＷＰが低いものとする。
ハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒は、塩素（原子量：３５．５）と炭素との結合を有するＲ１２を代表としたクロロフルオロカーボン、臭素（原子量：７９．９）と炭素との結合を持つハロン１３０１、ヨウ素（原子量：１２６．９）と炭素との結合を持つトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）がある。
塩素を含むＲ１２は、ＧＷＰが１０９００である。臭素を含むハロン１３０１は、ＧＷＰが７１４０である。ヨウ素を含むトリフルオロヨードメタンは、ＧＷＰが１以下である。このことからわかるように、ハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒は、ハロゲン族元素の原子量が大きい程、ＧＷＰが低い。なお、上記した各冷媒のＧＷＰは、「フロン類の使用の合理化及び管理の適正化に関する法律施行規則第一条第三項及びフロン類算定漏えい量等の報告等に関する命令第二条第三号の規定に基づき、国際標準化機構の規格八一七等に基づき、環境大臣及び経済産業大臣が定める種類並びにフロン類の種類ごとに地球の温暖化をもたらす程度の二酸化炭素に係る当該程度に対する比を示す数値として国際的に認められた知見に基づき環境大臣及び経済産業大臣が定める係数（フロン類ＧＷＰ告示）（平成28年経済産業省・環境省告示第２号）」において定められたものである。トリフルオロヨードメタンのＧＷＰは、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、略称：NEDO（New  Energy  and  Industrial  Technology  Development  Organization）［平成30年8月10日検索］のインターネットサイト＜URL:http://www.nedo.go.jp/hyoukabu/articles/201207f_tech/index.html＞において定められたものである。
【００１４】
ハロゲン族元素の原子量と、当該ハロゲン族元素を含む代表的な冷媒のＧＷＰの関係は、以下の式で示すことができる。
（原子量）＝−４．０×１０−８×（ＧＷＰ）２−３．０×１０−４×（ＧＷＰ）＋１０．５８
上記式から、ＧＷＰをＲ１３４ａ（ＧＷＰ：１４３０）よりも低くするためには、炭素（原子量：１２）の１０倍を超える原子量のハロゲン族元素と炭素との単結合を持つ冷媒であることが必要だとわかる。
説明の便宜上、以下の説明において単に冷媒と称した場合には、上述した混合冷媒を指す。
【００１５】
［冷凍サイクル装置の構成］
図１に示すように、実施例の冷凍サイクル装置１は、室外機２と、室外機２に液管８及びガス管９を介して接続された室内機５と、を備えている。液管８は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に接続され、他端が分岐して室内機５の各液管接続部５３にそれぞれ接続されている。ガス管９は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に接続され、他端が分岐して室内機５の各ガス管接続部５４にそれぞれ接続されている。以上により、冷凍サイクル装置１が有する冷媒回路１００が構成されている。
【００１６】
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、冷媒貯留器であるアキュムレータ２８と、室外ファン２７と、を備えている。室外ファン２７を除くこれら各部は、後述する各冷媒配管を介して相互に接続されており、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。
【００１７】
圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御されるモータ（図示せず）によって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型の圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａと吐出管４１を介して接続されている。圧縮機２１の冷媒吸入側は、アキュムレータ２８の冷媒流出側と吸入管４２を介して接続されている。このように圧縮機２１は、冷媒が充填された冷媒回路１００に接続されている。また、圧縮機２１の内部には、図１に示すように、摺動部分（図示せず）を潤滑する潤滑油としての冷凍機油１０が貯留されている。
【００１８】
四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、４つのポートａ、ｂ、ｃ、ｄを有している。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側に吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口に冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２８の冷媒流入側に冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６に室外機ガス管４５で接続されている。
【００１９】
室外熱交換器２３は、室外機２の内部に取り込まれた外気を、冷媒と後述する室外ファン２７による送風によって熱交換させる。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述のように四方弁２２のポートｂに冷媒配管４３で接続されており、他方の冷媒出入口が室外機液管４４を介して閉鎖弁２５に接続されている。
【００２０】
室外膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は、電子膨張弁であり、その開度が調整されることにより、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、または、室外熱交換器２３から流出する冷媒量を調整する。室外膨張弁２４の開度は、冷凍サイクル装置１が冷房運転を行っている場合に全開とされる。また、冷凍サイクル装置１が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ３３が検出した圧縮機２１の吐出温度に応じて、室外膨張弁２４の開度を制御することにより、冷媒の吐出温度が、圧縮機２１の使用上の上限値を超えないように調整される。
【００２１】
室外ファン２７は、樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、ファンモータ（図示せず）によって回転されることで、吸込口（図示せず）から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を、吹出口（図示せず）から室外機２の外部へ放出する。
【００２２】
上述のように、アキュムレータ２８の冷媒流入側は四方弁２２のポートｃに冷媒配管４６を介して接続されるとともに、アキュムレータ２８の冷媒流出側が圧縮機２１の冷媒吸入側に吸入管４２を介して接続されている。このように、アキュムレータ２８は、冷媒回路１００と圧縮機２１とに接続されている。
【００２３】
（アキュムレータの構成）
図２は、実施例の冷凍サイクル装置１のアキュムレータ２８を示す断面図である。図２に示すように、アキュムレータ２８は、冷媒回路１００と圧縮機２１とに接続された容器２８ａを有している。容器２８ａは、複数の容器部材として、円筒状の胴部２８ｂと、胴部２８ｂの上部を塞ぐ上蓋部２８ｃと、胴部２８ｂの下部を塞ぐ底部としての底蓋部２８ｄと、を有しており、胴部２８ｂ、上蓋部２８ｃ及び底蓋部２８ｄが組み合わされて接合されることで密閉された内部空間が形成されている。
【００２４】
アキュムレータ２８の容器２８ａの内部には、冷媒回路１００から冷媒が流入する流入管２９と、アキュムレータ２８の下部に溜まった液冷媒と冷凍機油１０を油戻し穴３０ａから吸入して、ガス冷媒と共に圧縮機２１へ戻す一組の流出管３０が設けられている。図２に示すように、流入管２９は、一端が冷媒配管４６に接続されており、他端が容器２８ａの内部に開放されている。一組の流出管３０は、流出管３０の径方向に並んで配置されている。各流出管３０は、容器２８ａの底蓋部２８ｄから容器２８ａの高さ方向（上下方向）に沿って延ばされており、流出管３０の上端３０ｂが容器２８ａ内に開口されている。各流出管３０の下端３０ｃは、容器２８ａの底蓋部２８ｄに支持されており、吸入管４２に接続されている。また、流出管３０には、複数の油戻し穴３０ａが、流出管３０の長手方向（鉛直方向）に所定の間隔をあけて形成されている。また、容器２８ａの上蓋部２８ｃ及び胴部２８ｂには、バッフル板３８がそれぞれ設けられており、一組の流出管３０は、バッフル板３８を介して胴部２８ｂに支持されている。なお、アキュムレータ２８の内部の構成は、図２に示す構成に限定されるものではない。
【００２５】
上述のように構成されたアキュムレータ２８は、冷媒配管４６からアキュムレータ２８の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離してガス冷媒を圧縮機２１に吸入させる。また、アキュムレータ２８は、圧縮機２１から冷媒回路１００を経て流入した冷凍機油１０を、流出管３０の油戻し穴３０ａを通して液冷媒と共に吸引し、ガス冷媒と共に液冷媒及び冷凍機油１０を圧縮機２１へ戻す。
【００２６】
また、室外機２は、上述した構成に加えて、各種のセンサを有している。図１に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。冷媒配管４６におけるアキュムレータ２８の冷媒流入口の近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３４とが設けられている。
【００２７】
室外機液管４４における室外熱交換器２３と室外膨張弁２４との間には、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度、または室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の吸込口（図示せず）の近傍には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が設けられている。
【００２８】
また、室外機２は、室外機制御回路２００を備えている。室外機制御回路２００は、室外機２の電装品箱（図示せず）に格納されている制御基板に搭載されている。室外機制御回路２００は、室外機２の各種センサが検出した検出結果及び制御信号に基づいて、圧縮機２１及び室外ファン２７の駆動制御を行う。また、室外機制御回路２００は、室外機２の各種センサが検出した検出結果及び制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行うと共に、室外膨張弁２４の開度を調整する。
【００２９】
次に、室内機５について説明する。室内機５は、室内熱交換器５１と、室内膨張弁５２と、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３と、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４と、室内ファン５５と、を備えている。そして、室内ファン５５を除くこれら各部は、後述する各冷媒配管を介して相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室内機冷媒回路５０を構成している。
【００３０】
室内熱交換器５１は、吸込口（図示せず）から室内機５の内部に取り込まれた室内空気を、冷媒と後述する室内ファン５５による送風によって熱交換させる。室内熱交換器５１は、一方の冷媒出入口と液管接続部５３が室内機液管７１で接続されており、他方の冷媒出入口とガス管接続部５４が室内機ガス管７２で接続されている。室内熱交換器５１は、室内機５が冷房運転を行う場合に蒸発器として機能し、室内機５が暖房運転を行う場合に凝縮器として機能する。
【００３１】
室内膨張弁５２は、室内機液管７１に設けられている。室内膨張弁５２は、電子膨張弁であり、室内熱交換器５１が蒸発器として機能する場合、すなわち室内機５が冷房運転を行う場合、室内熱交換器５１の冷媒出口（ガス管接続部５４側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度とは、室内機５で十分な冷房能力が発揮されるための冷媒過熱度である。また、室内膨張弁５２は、室内熱交換器５１が凝縮器として機能する場合、すなわち室内機５が暖房運転を行う場合、室内熱交換器５１の冷媒出口（液管接続部５３側）での冷媒過冷却度が平均冷媒過冷却度となるように調整される。
【００３２】
室内ファン５５は、樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１の近傍に配置されている。室内ファン５５は、ファンモータ（図示せず）によって回転されることで、吸込口（図示せず）から室内機５の内に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１において冷媒と熱交換した室内空気を吹出口（図示せず）から室内へ供給する。
【００３３】
上述した構成に加えて、室内機５には各種のセンサが設けられている。室内機液管７１における室内熱交換器５１と室内膨張弁５２との間には、室内熱交換器５１に流入、または室内熱交換器５１から流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１が設けられている。室内機ガス管７２には、室内熱交換器５１から流出、または室内熱交換器５１に流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２が設けられている。室内機５の吸込口（図示せず）の近傍には、室内機５の内部に流入する室内空気の温度、すなわち吸込温度を検出する吸込温度センサ６３が設けられている。室内機５の吹出口（図示せず）の近傍には、室内熱交換器５１で冷媒と熱交換を行って室内機５から室内に放出される空気の温度、すなわち吹出温度を検出する吹出温度センサ６４が設けられている。
【００３４】
また、室内機５は、室内機制御回路５００を備えている。室内機制御回路５００は、室内機５の電装品箱（図示せず）に格納された制御基板に搭載されている。室内機制御回路５００は、室内機５の各種センサが検出した検出結果やリモコン及び室外機２から送信された信号に基づいて、室内膨張弁５２の開度調整や室内ファン５５の駆動制御を行う。なお、冷凍サイクル装置１の制御回路は、上述の室外機制御回路２００と室内機制御回路５００とによって構成される。
【００３５】
（冷凍サイクル装置の動作）
次に、本実施形態における冷凍サイクル装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１を用いて説明する。以下、室内機５が暖房運転を行う場合について説明し、冷房／除霜運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１における矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。
【００３６】
図１に示すように、室内機５が暖房運転を行う場合、室外機制御回路２００は、四方弁２２を図１中に実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄを連通させ、ポートｂとポートｃを連通させるように切り換える。これにより、冷媒回路１００が、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに室内熱交換器５１ｃが凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
【００３７】
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管４５、閉鎖弁２６、ガス管９、ガス管接続部５４の順に流れて室内機５に流入する。室内機５に流入した冷媒は、室内機ガス管７２を流れて室内熱交換器５１に流入し、室内ファン５５の回転によって室内機５の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１が凝縮器として機能し、室内熱交換器５１で冷媒と熱交換を行って加熱された室内空気が吹出口（図示せず）から室内に吹き出されることによって、室内機５が設置された室内の暖房が行われる。
【００３８】
室内熱交換器５１から流出した冷媒は室内機液管７１を流れ、室内膨張弁５２を通過して減圧される。減圧された冷媒は、室内機液管７１を流れて液管接続部５３を介して液管８に流入する。
【００３９】
液管８を流れる冷媒は、閉鎖弁２５を介して室外機２に流入する。室外機２に流入した冷媒は、室外機液管４４を流れ、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じて開度が調整された室外膨張弁２４を通過するときに更に減圧される。室外機液管４４から室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転によって室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は、冷媒配管４３、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２８、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００４０】
なお、室内機５が冷房／除霜運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、四方弁２２を図１中に破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとを連通させ、ポートｃとポートｄとを連通させるように切り換える。これにより、冷媒回路１００は、室外熱交換器２３が凝縮器として機能すると共に室内熱交換器５１が蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。
【００４１】
［冷凍サイクル装置の特徴的な構成］
次に、実施例の冷凍サイクル装置１の室外機２の特徴的な構成について説明する。冷凍サイクル装置１で用いられる混合冷媒は、上述したような低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒であり、高温環境下での安定性が低く、高温環境下で分解されたときや、冷媒回路１００に残留する水分や酸素と反応することで酸化や分解を起こしたときに、混合冷媒から酸が発生するおそれがある。そこで、本実施例におけるアキュムレータ２８の容器２８ａ内には、混合冷媒中の水分を除去するための乾燥剤３９が設けられている。乾燥剤３９は、例えば、接着剤等によって、容器２８ａの胴部２８ｂの内面２８ｅに固定されている。乾燥剤３９は、容器２８ａ内の水蒸気を吸収することにより、混合冷媒中から水分が除去されるので、水分によって混合冷媒の酸化や分解が起こることが抑えられる。乾燥剤３９としては、例えば、シリカゲル、ゼオライト等が用いられる。
【００４２】
図３は、実施例におけるアキュムレータ２８の流出管３０と乾燥剤３９との離間距離Ａを説明するための模式図である。図４は、アキュムレータ２８の流出管３０の外径と、冷媒の圧力損失及び水分の除去量との関係を示すグラフである。図４において、曲線Ｃ１が、冷媒の圧力損失の変化を示し、曲線Ｃ２が水分の除去量の変化を示す。
【００４３】
図３に示すように、アキュムレータ２８の容器２８ａ内には、乾燥剤３９が、流出管３０の外径Ｄの２倍以上、流出管３０の外周面３０ｅにおける上端３０ｂから離れて配置されている。すなわち、流出管３０の外周面３０ｅにおける上端３０ｂの外周面３０ｅからの乾燥剤３９の離間距離をＡとしたとき、乾燥剤３９は、Ａ≧２Ｄを満たすように配置されている。流入管２９から容器２８ａ内に流入した冷媒は、バッフル板３８によって流れが変わるので、流出管３０の上端３０ｂよりも下方にも流れる。また、流出管３０の油戻し穴３０ａからも冷媒が流出するので、流出管３０の上端３０ｂよりも下方に冷媒の流れが生じている。このため、乾燥剤３９がＡ≧２Ｄを満たすように配置されることで、上端３０ｂよりも下方における冷媒の流れの影響により、流入管２９から流出管３０へ流れる冷媒の流動抵抗となることが抑えられ、容器２８ａ内で冷媒の圧力損失となることが抑制される。
【００４４】
図４中の曲線Ｃ１で示すように、容器２８ａ内の乾燥剤３９によって受ける冷媒の圧力損失は、流出管３０の外周面３０ｅにおける上端３０ｂからの離間距離Ａが大きくなるに従って小さくなるが、Ａ≧２Ｄでは、ほぼ一定の圧力損失となる。また、図４中の曲線Ｃ２で示すように、乾燥剤３９による水分の除去量は、離間距離Ａが大きくなるに従って僅かに低下するが、Ａ≧２Ｄでは、ほぼ一定の除去量となる。言い換えると、乾燥剤３９の水分の除去量は、Ａ≧２Ｄの場合であっても、Ａ＜２Ｄに比べて大きく低下することはない。したがって、乾燥剤３９は、Ａ≧２Ｄを満たすように配置されることにより、圧力損失を可能な限り小さくすると共に、冷媒中の水分を適正に除去することができる。なお、離間距離Ａが大きくなるのに伴って容器２８ａの大型化を招くので、容器２８ａの大型化を避けてアキュムレータ２８の小型化を図る観点では、Ａ＝２Ｄであることが好ましい。
【００４５】
また、図２に示すように、乾燥剤３９は、容器２８ａの底蓋部２８ｄの下面（流出管３０の下端３０ｃ）から上端３０ｂまでの長さ（全長）Ｌの１／２以上、高い位置に配置されている。すなわち、容器２８ａの底蓋部２８ｄからの乾燥剤３９の高さをＢとしたとき、乾燥剤３９は、Ｂ≧Ｌ／２を満たすように配置されている。加えて、乾燥剤３９は、流出管３０の上端３０ｂよりも低い位置に配置されている。また、容器２８ａの全高をＨとしたとき、乾燥剤３９は、Ｈ／２以上の高さに配置されている。
【００４６】
水の比重が液冷媒よりも小さいので、容器２８ａの底蓋部２８ｄに液冷媒が溜まったときに、容器２８ａ内の上部に水蒸気が溜まり易い。このため、乾燥剤３９は、容器２８ａの上方に設けられることにより、水分と接触する可能性が高い位置に配置されるので、冷媒が流出管３０から圧縮機２１へ入る前に冷媒中の水分を適正に除去することができる。また、上述した位置に乾燥剤３９が配置されることで、乾燥剤３９が、容器２８ａ内のガス冷媒の流路に配置されることが避けられ、冷媒の圧力損失を最小限に抑えられる。
【００４７】
上述した乾燥剤３９は、容器２８ａの胴部２８ｂの内面２８ｅに固定されたが、この位置に限定されるものではない。容器２８ａには、乾燥剤４０が、上蓋部２８ｃの内面２８ｅにおける、流入管２９の下端２９ａの近傍に固定されてもよい。乾燥剤４０は、上述したＡ≧２Ｄを満たすように配置されており、上端３０ｂから流出管３０内に流入する冷媒の流動抵抗となることが抑えられている。乾燥剤４０としては、乾燥剤３９と同様に、例えば、シリカゲル、ゼオライト等が用いられる。アキュムレータ２８の役割は、圧縮機２１に吸入される冷媒から液相状態の冷媒を取り除くことにある。アキュムレータ２８の容器２８ａ内には、流出管３０の上端３０ｂの高さまで液冷媒を蓄えることができるが、乾燥剤３９が上端３０ｂより下方に設置された場合、乾燥剤３９の体積の分だけ液冷媒を蓄えるための容積が減してしまう。このため、乾燥剤４０は、上蓋部２８ｃの内面２８ｅに配置されることで、アキュムレータ２８の容器２８ａにおいて液冷媒を蓄える容積に影響を与えないので好ましい。
【００４８】
ここで、アキュムレータ２８の容器２８ａは、液冷媒の貯留量（有効容積）を十分に確保することが要求される。容器２８ａの全高Ｈに対して、流出管３０の全長Ｌが占める比率が大きいほど、有効容積が大きくなるので、上蓋部２８ｃの高さに相当する、（容器２８ａの全高Ｈ）−（流出管３０の全長Ｌ）の寸法を小さくすることで、有効容積を確保すると共に、アキュムレータ２８を小型化することが可能になる。このような観点では、容器２８ａの上蓋部２８ｃに乾燥剤３９を配置することによって、上蓋部２８ｃの高さや、容器２８ａの全高Ｈが大きくなるおそれがあるので、好ましくない。このため、上述のように乾燥剤３９は、Ｂ≧Ｌ／２を満たすように配置され、かつ、流出管３０の上端３０ｂよりも低い位置に配置されることが望ましい。
【００４９】
なお、乾燥剤３９は、乾燥剤３９の集合体がなす外形形状が限定されるものではなく、容器２８ａの内面２８ｅに沿う円環状に形成されてもよい。図示しないが、乾燥剤３９は、乾燥剤３９を保持するホルダ部材を介して容器２８ａ内に設けられてもよい。
【００５０】
また、アキュムレータ２８の容器２８ａは、上述のように胴部２８ｂ、上蓋部２８ｃ及び底蓋部２８ｄを組み合わせて形成されているので、これら胴部２８ｂ、上蓋部２８ｃ及び底蓋部２８ｄを組み合わせて容器２８ａを形成する前に、内部空間の所望の位置に乾燥剤３９を容易に配置することが可能となる。
【００５１】
上述のように実施例の冷凍サイクル装置１は、上述した低ＧＷＰ冷媒を２０重量％以上含む混合冷媒が充填された冷媒回路１００を備えるものであって、アキュムレータ２８の容器２８ａ内において、混合冷媒中の水分を除去する乾燥剤３９が、流出管３０の外径Ｄの２倍以上、流出管３０の外周面３０ｅにおける上端３０ｂから離れて配置されている。これにより、容器２８ａ内の乾燥剤３９が、流出管３０へ入る混合冷媒の流動抵抗になることが抑制され、かつ、乾燥剤３９によって水分を除去する除去量が適正に確保されるので、水分で混合冷媒が酸化や分解を起こすことを抑制すると共に、混合冷媒の圧力損失を抑えることができる。したがって、混合冷媒から酸が発生することが抑制され、酸によって冷凍サイクル装置１が損傷することを抑制できる。
【００５２】
特に、上述した混合冷媒を用いる場合には、現状、冷凍サイクル装置で広く使用されている、例えば、Ｒ３２、Ｒ４１０Ａ等の冷媒と比較して、混合冷媒の体積能力が低下するので、所望の冷凍性能を確保する上で必要な冷媒循環量（流量）を増やす必要があり、冷媒回路の構成部品において生じる圧力損失を低減する必要がある。このため、アキュムレータ２８の容器２８ａ内での乾燥剤３９の配置の工夫によって冷媒の圧力損失を抑えることの効果が大きい。
【００５３】
また、実施例の冷凍サイクル装置１のアキュムレータ２８において、乾燥剤３９は、容器２８ａの底蓋部２８ｄから、流出管３０の長さの１／２以上、高い位置に配置されている。これにより、乾燥剤３９が容器２８ａ内の水分を効率的に除去することができる。
【００５４】
また、実施例の冷凍サイクル装置１のアキュムレータ２８において、乾燥剤３９は、流出管３０の上端３０ｂよりも低い位置に配置されている。これにより、容器２８ａは、液冷媒を貯留するための有効容積を十分に確保すると共に、容器２８ａの上蓋部２８ｃが大きくなることを抑えてアキュムレータ２８の小型化を図ることができる。
【００５５】
また、実施例の冷凍サイクル装置１のアキュムレータ２８において、容器２８ａは、胴部２８ｂ、上蓋部２８ｃ及び底蓋部２８ｄを組み合わせて内部空間が形成されている。これにより、容器２８ａを組み立てる前に乾燥剤３９を容器２８ａ内の所望の位置に容易に配置することができる。なお、容器２８ａは、２つの容器部材を組み合わせて構成されていればよく、容器２８ａの製造工程で容器２８ａ内の所望の位置に乾燥剤３９を容易に配置することができる。
【００５６】
なお、本実施例では、上述した乾燥剤３９の配置がアキュムレータ２８に適用されたが、アキュムレータ２８に限定されず、例えば、レシーバ等の、高圧部、中間圧部に適用されてもよい。このような容器としては、容器内へ冷媒を流入させる流入管と、容器外へ冷媒を送る流出管と、を有する容器であればよく、本実施例と同じ効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  冷凍サイクル装置
２１  圧縮機
２８  アキュムレータ
２８ａ  容器
２８ｂ  胴部（容器部材）
２８ｃ  上蓋部（容器部材）
２８ｄ  底蓋部（容器部材、底部）
２８ｅ  内面
２９  流入管
３０  流出管
３０ｂ  上端
３０ｅ  外周面
３９、４０  乾燥剤
１００  冷媒回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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