(57)【要約】【課題】気液分離性能に優れ、フィルタおよび乾燥剤の保守作業を容易化でき、かつ、低コストで実現可能な受液器を提供する。【解決手段】筒状容器内に気相と液相が混合された冷媒を導入し、導入された冷媒を筒状容器内上部で筒状容器内に解放して気液分離し、分離された液冷媒を筒状容器内下部に一時貯留して液冷媒を導出し、筒状容器内に冷媒が通過可能なフィルタおよび乾燥剤の少なくとも一方を有する内蔵物を収容した受液器において、内蔵物を、筒状容器内で上下方向に移動可能に、貯留された液冷媒による浮力により浮動支持させたことを特徴とする受液器。【選択図】図１
2010112601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状容器内に気相と液相が混合された冷媒を導入し、導入された冷媒を筒状容器内上部で筒状容器内に解放して気液分離し、分離された液冷媒を筒状容器内下部に一時貯留して該液冷媒を導出し、筒状容器内に冷媒が通過可能なフィルタおよび乾燥剤の少なくとも一方を有する内蔵物を収容した受液器において、前記内蔵物を、前記筒状容器内で上下方向に移動可能に、貯留された液冷媒による浮力により浮動支持させたことを特徴とする受液器。
【請求項２】
前記筒状容器内に上下方向に延びる冷媒導入管が設けられており、前記内蔵物が前記冷媒導入管に沿って上下方向に移動可能に支持されている、請求項１に記載の受液器。
【請求項３】
前記内蔵物が前記筒状容器の内面に沿って上下方向に移動可能に支持されている、請求項１に記載の受液器。
【請求項４】
前記筒状容器内に上下方向に延びる冷媒導入管が設けられており、前記冷媒導入管の外周面と前記内蔵物の内周面との間および前記筒状容器の内面と前記内蔵物の外周面との間にクリアランスを設けることにより前記内蔵物が前記冷媒導入管の外周面および前記筒状容器の内面に沿って上下方向に移動可能に支持されている、請求項１に記載の受液器。
【請求項５】
冷凍回路内に設けられるものからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の受液器。
【請求項６】
冷媒の凝縮器に一体的に組み込まれるものからなる、請求項１〜５のいずれかに記載の受液器。
【請求項７】
車両用空調装置の冷凍回路内に設けられるものからなる、請求項１〜６のいずれかに記載の受液器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受液器に関し、とくに、気液分離性能に優れ、フィルタおよび乾燥剤の保守作業を容易化でき、かつ、低コストで実現可能な受液器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置等に設けられた冷凍回路においては、一般的に、気相と液相が混合した状態の冷媒を気液分離する受液器が備えられている。このような受液器においては、図２に示すように、冷媒内に含まれる異物および水分を除去すべく、冷媒が通過可能なフィルタおよび乾燥剤を有する内蔵物を、受液器内の所定位置へと固定的に組み付けた構造が従来から知られている。
【０００３】
図２に示す従来技術に係る形態においては、受液器１０１は、筒状容器１０２と、筒状容器１０２内の所定位置に固定的に組み付けられ、冷媒が通過可能なフィルタおよび乾燥剤の両方が備えられた内蔵物１０３とを有しており、筒状容器１０２内においては内蔵物１０３により上部側空間１１１および下部側空間１１２が画成されている。筒状容器１０２の底部には、冷媒の導入孔１０４および冷媒の導出孔１０５が設けられており、筒状容器１０２内には、導入孔１０４に接続され内蔵物１０３を貫通しつつ筒状容器１０２内の上部側空間１１１へ延びる冷媒導入管１０６が備えられている。図２における矢印は冷媒の流れを示しており、導入孔１０４から導入管１０６を通じて筒状容器１０２内の上部側空間１１１へ導入された気液二相冷媒は、フィルタおよび乾燥剤が備えられた内蔵物１０３を通過し、気液分離されつつ筒状容器１０２内の下部側空間１１２へ流下する。分離された液冷媒は下部側空間１１２内を液滴１１４として滴下し、下部側空間１１２内底部において液冷媒層１０８として一時的に貯留されつつ、導出孔１０５より受液器１０１外へ順次導出される。
【特許文献１】特開２００２−５４８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような受液器１０１においては、高圧で流速の大きい気液二相冷媒が受液器１０１内へ導入されるため、冷媒が導入される上部側空間１１１内においては液冷媒溜まり１１３の液面への高速冷媒流の衝突や乱流の発生により液冷媒中に気泡１１０が含有され、下部側空間１１２内での液冷媒層１０８の液面１０９も内蔵物１０３を通過した高速冷媒流によって乱され、液冷媒層１０８内への気泡１１０の混入が促進されてしまうという問題があった。また、下部側空間１１２内に滴下する液滴１１４により液冷媒層１０８の液面１０９が乱され、上記と同様に液冷媒層１０８内に気泡１１０が混入するという懸念もあった。このように気泡１１０が混入すると、受液器１０１より導出される液冷媒にも気泡１１０が混入することになり、結局、受液器１０１の気液分離性能が低下することになる。気液分離が不十分あるいは不安定であると、以降の回路における冷媒圧力が不安定化し、冷媒回路の動作安定性の維持が困難になるという問題がある。
【０００５】
また、近年、車両用等の冷凍回路において、受液器が一体的に組み込まれ過冷却部が設けられた凝縮器により、過冷却された液冷媒を膨張弁および蒸発器に導いて、回路の冷凍性能および動作安定性の向上を図る技術が各種提案され、受液器の気液分離性能の要求水準がさらに高まりつつある。このような冷凍回路においては、冷媒封入量に対する冷媒の過冷却状態における安定域、すなわち、過冷却状態において冷媒封入量の増減による冷媒圧力の変化がほとんどない領域を、可能な限り広く確保することが要求されるが、受液器一体型凝縮器より導出される液冷媒に気泡が含まれていると、上記の安定域が狭くなり、負荷変動に対する性能の安定性が低下してしまうという問題が生じる。また、安定域が狭くなると、冷媒封入量の削減が困難になり、省冷媒化および小型軽量化を図ることが困難になるという問題もある。
【０００６】
上記の問題を解決すべく、特許文献１に開示された発明には、タンク内部に、乾燥剤等を設置可能な流路遮断プレートと、上端開口部が流路遮断プレートを貫通するとともに、下端開口部がタンク底面近傍に配置された液冷媒誘導管とを設け、乾燥剤を通過した液冷媒をタンク底面近傍へ誘導することにより、液冷媒の滴下を抑制し、液冷媒滴下による上述のような液面の乱れを防止したレシーバタンク（受液器）が開示されている。しかしながら、この発明においては、流路遮断プレートおよび液冷媒誘導管のタンク内所定位置への組み込み工程が必要となり、タンクの構造が複雑化され、部品コストおよび組立コストの上昇を招くおそれがある。
【０００７】
そこで本発明の課題は、気液分離性能に優れ、フィルタおよび乾燥剤の保守作業を容易化でき、かつ、低コストで実現可能な受液器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る受液器は、筒状容器内に気相と液相が混合された冷媒を導入し、導入された冷媒を筒状容器内上部で筒状容器内に解放して気液分離し、分離された液冷媒を筒状容器内下部に一時貯留して該液冷媒を導出し、筒状容器内に冷媒が通過可能なフィルタおよび乾燥剤の少なくとも一方を有する内蔵物を収容した受液器において、前記内蔵物を、前記筒状容器内で上下方向に移動可能に、貯留された液冷媒による浮力により浮動支持させたことを特徴とするものからなる。
【０００９】
このような受液器によれば、貯留された液冷媒の液面において、内蔵物が浮力により浮動支持されており、内蔵物の底面側は貯留された液冷媒の液面と常に接触している状態となるので、高速冷媒流が液面に向けて飛翔するための空間や液冷媒が液面に向けて滴下するための空間が形成されず、高速冷媒流の衝突や液滴滴下による液面の乱れが防止されて、貯留された液冷媒における気泡の発生、気泡の混入が抑制され、受液器の気液分離性能が向上される。その結果、受液器より導出される液冷媒への気泡の混入が防止され、受液器が備えられた冷媒回路内における冷媒圧力の安定性が向上され、冷媒回路の動作安定性の向上および維持が達成される。
【００１０】
本発明に係る内蔵物には、冷媒が通過可能なフィルタおよび乾燥剤の少なくとも一方が備えられている。冷媒が通過可能なフィルタにより冷媒内の異物が除去され、乾燥剤により冷媒内の水分が除去されるため、不純物の混入に起因する不具合の発生が防止され、受液器が備えられた冷媒回路の動作安定性が維持される。また、これらのフィルタおよび乾燥剤は定期的に交換されることが望ましいが、本発明に係る内蔵物は受液器に対し固定的に装着されておらず着脱が容易であるため、フィルタおよび乾燥剤の交換作業の容易化が可能となり、受液器の保守コストが低減可能となる。
【００１１】
さらに、本発明は実質的に浮動支持可能な内蔵物の追加のみで実現可能であるから、既存の受液器本体をそのまま利用して適用することが可能であり、気液分離性能に優れた受液器が低コストで実現可能となる。
【００１２】
本発明において、内蔵物を筒状容器内で上下方向に移動可能とする構成はとくに限定されない。例えば、筒状容器内において上下方向に延びる冷媒導入管が設けられている場合、内蔵物は、上記の冷媒導入管に沿って上下方向に移動可能に支持されていてもよいし、単に筒状容器の内面に沿って上下方向に移動可能に支持されていてもよい。あるいは、内蔵物を導入管の外周面および筒状容器の内面に沿って上下方向に移動可能とすべく、冷媒導入管の外周面と内蔵物の内周面との間、および筒状容器の内面と内蔵物の外周面との間にクリアランスが設けられていてもよい。
【００１３】
このような本発明に係る受液器は、冷凍回路内に設けられて好適なものであり、とくに、優れた気液分離性能が要求される、冷媒の凝縮器に一体的に組み込まれた受液器として用いられて好適なものである。凝縮器一体型受液器に本発明を適用することにより、上述の冷媒封入量に対する安定域が広く確保され、負荷変動に対する性能の安定性が向上される。また、安定域の拡大により冷媒封入量の削減が可能となり、冷凍回路の省冷媒化および小型軽量化が実現可能となることから、本発明に係る受液器は、小型軽量化の要求水準が高い、車両用空調装置の冷凍回路内に設けられてとくに好適なものである。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明に係る受液器によれば、気液分離性能に優れ保守の容易な受液器が低コストで実現可能となり、受液器が備えられた冷媒回路における動作安定性の向上が実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る受液器の縦断面図を示している。図１において、受液器１は、筒状容器２と、筒状容器２内に収容され、冷媒が通過可能なフィルタおよび乾燥剤の両方が備えられ、浮力により液冷媒層の液面上を浮遊可能な内蔵物３とからなる。筒状容器２の底部には、冷媒の導入孔４および冷媒の導出孔５が設けられ、筒状容器２の内部には、導入孔４に接続され上下方向に延びる冷媒導入管６が備えられている。冷媒導入管６の外周面と内蔵物３の内周面との間にはクリアランス７ａが、筒状容器２の内面と内蔵物３の外周面との間にはクリアランス７ｂが、それぞれ設けられており、内蔵物３は、冷媒導入管６の外周面および筒状容器２の内面に沿って上下方向に移動可能に構成されている。
【００１６】
図１において、矢印は冷媒の流路を示している。導入孔４から導入管６を通じて筒状容器２内上部へ導入された気液二相冷媒は、筒状容器２内において下方へ流下しつつ気液分離される。分離された液冷媒は貯留された液冷媒層８として筒状容器２内下部に一時的に貯留され、導出孔５より受液器１外へ順次導出される。
【００１７】
上述の如く、内蔵物３は、浮力により液冷媒層表面を浮遊可能であり、かつ、冷媒導入管６の外周面および筒状容器２の内面に沿って上下方向に移動可能であるので、筒状容器２下部に貯留された液冷媒層８の体積増加に伴い、内蔵物３は、貯留された液冷媒層８による浮力によって浮動支持されて液冷媒８の液面９上に浮遊し、内蔵物３の底面側は液面９と常に接触する状態となる。このような状態においては、高速冷媒流が液面９に向けて飛翔するための空間や液冷媒が液面９に向けて滴下するための空間が形成されず、高速冷媒流の衝突や液滴滴下による液面９の乱れが防止され、貯留された液冷媒８における気泡の発生が効果的に抑制される。また、クリアランス７や内蔵物３に設けられたフィルタ等の狭隘な経路により、このような狭隘な経路を通過する気液二相冷媒の気液分離が促進され、受液器１の気液分離性能の向上が実現される。その結果、受液器１より導出される液冷媒への気泡の混入が防止され、受液器１が備えられた冷媒回路内における冷媒圧力の安定性が向上され、冷媒回路の動作安定性の向上および維持が達成される。
【００１８】
本実施態様に係る内蔵物３においては、冷媒が通過可能なフィルタおよび乾燥剤の両方が備えられているため、上記フィルタにより冷媒内の異物が除去され、乾燥剤により冷媒内の水分が除去される。したがって、冷媒への不純物の混入に起因する不具合の発生が効果的に防止され、冷媒回路の動作安定性のさらなる向上が達成される。また、内蔵物３は受液器１に対し固定的に装着されておらず着脱が容易であるため、フィルタおよび乾燥剤の交換作業の容易化が可能となり、受液器１の保守コストが低減される。
【００１９】
さらに、本発明は実質的に浮動支持可能な内蔵物３の追加のみで実現可能であるため、既存の受液器本体をそのまま利用して適用することが可能であり、気液分離性能に優れた受液器が低コストで実現可能となる。
【００２０】
図１に示した受液器１は、冷媒の凝縮器に一体的に組み込まれた受液器として用いられて好適なものである。受液器１の導入孔４および導出孔５はいずれも受液器１の底部に近接して設けられているので、受液器１と凝縮器との間における接続部材は小型化および構造の簡略化が可能となり、組立コストの増大が抑制される。また、本発明の適用により、上述の冷媒封入量に対する安定域が広く確保されるため、負荷変動に対する性能の安定性が向上されるとともに、冷媒封入量の削減が可能となり、冷凍回路の省冷媒化および小型軽量化が実現可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明はあらゆる種類の受液器に適用可能であり、とくに、長時間にわたる動作安定性が厳しく要求され、小型軽量化への要求水準が高い、車両用空調装置の冷凍回路内に設けられる受液器に適用されて好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施態様に係る受液器の縦断面図である。
【図２】本発明との比較のために示した、従来技術における受液器の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  受液器
２  筒状容器
３  内蔵物
４  導入孔
５  導出孔
６  冷媒導入管
７、７ａ、７ｂ  クリアランス
８  貯留された液冷媒層
９  液面
１０１  受液器
１０２  筒状容器
１０３  内蔵物
１０４  導入孔
１０５  導出孔
１０６  冷媒導入管
１０８  貯留された液冷媒層
１０９  液面
１１０  気泡
１１１  上部側空間
１１２  下部側空間
１１３  液冷媒溜まり
１１４  液滴
【図１】
2010112601.tif 000003
【図２】
2010112601.tif 000004