(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキュムレータを付設する冷媒圧縮機において、
前記アキュムレータは、
内部空間を有する筒状の密閉容器と、
前記密閉容器に接続し、端部の開口から前記密閉容器の前記内部空間に真直ぐな軸方向に冷媒を流入させる入口管と、
前記密閉容器に接続し、端部の開口から前記密閉容器の前記内部空間の冷媒を吸い込み圧縮シリンダに送り出す出口管と、
前記内部空間に配置され、前記入口管の前記開口付近の位置から、前記入口管の前記開口から冷媒が流入する前記軸方向を真直ぐ下流側に向かうに従って、円形の流路断面が次第に広がる回転体形状のディフューザ形流路をなし、前記入口管の前記開口から流入した冷媒をディフューザ形流路を介して流出する入口管流れガイドと、
前記ディフューザ形流路の下流側に、前記入口管と前記出口管の開口とを結ぶ直線上に、前記出口管の前記開口より前記軸方向上流側に流路スペースを確保して配置され、前記流入方向の流れを遮る傾斜面と上流側を向く頂上とを有する山型形状の仕切り板と、
前記出口管の前記開口より前記軸方向上流側に配置され、前記仕切り板を迂回して前記入口管から前記出口管の開口へ連通する連通口と
を備え、
前記アキュムレータは、
前記入口管流れガイドと前記仕切り板とにより前記入口管から流入した冷媒の流れを、前記連通口に導くとともに、前記出口管の開口への液体流入を防ぎ、
前記ディフューザ形流路の流路断面外周の広がり角２θは、
前記入口管付近の開始端から前記仕切り板頂上高さ付近の終了端までの区間で、０度以上４５度以下の範囲であることを特徴とするアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項２】
前記仕切り板は、
前記入口管から冷媒が流入する前記軸方向に対して直交せず傾いた斜面で構成し凸部頂点側が上流側を向く山型形状の曲り流れガイドであり、
前記アキュムレータは、  前記ディフューザ形流路と前記曲り流れガイドとにより、前記冷媒の流れを前記軸方向から前記密閉容器の内壁に向かう径方向に変換し、前記連通口に導くとともに、気液分離することを特徴とする請求項１記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項３】
前記ディフューザ形流路は、
前記入口管の前記開口側の端部の断面内径がＤ１（ｍｍ）であり、前記端部から前記入口管の前記開口から流入する冷媒の流入方向へＬ２（ｍｍ）だけ進んだ際の前記曲り流れガイドの前記頂上付近の位置における断面内径がＤ２（ｍｍ）であるとともに、２×ｔａｎ−１｛［（Ｄ２−Ｄ１）／２］／Ｌ２｝により算出される平均広がり角２θｍが、０度より大きく４０度以下であることを特徴とする請求項２記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項４】
前記入口管流れガイドは前記ディフューザ形流路の前半部と、前記ディフューザ形流路に続く広がり管の後半部で構成し、前記入口管流れガイドの前記後半部と、その下流側に配置する前記曲り流れガイドとの間の空間に前記ディフューザ形流路から下流側に流出する冷媒を径方向に分配する複数の曲り流路を構成し、
前記ディフューザ形流路と前記複数の曲り流路は前記軸方向の直線を含む特定の面によって、略面対称であることを特徴とする請求項２または３に記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項５】
前記ディフューザ形流路は、
前記入口管の開口から冷媒の流入する前記軸方向の直線を回転軸とする回転体形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項６】
前記アキュムレータは、
前記筒状の密閉容器の内壁の一部で前記ディフューザ形流路の流路断面外周形状を含む前記入口管流れガイドを構成し、
前記入口管流れガイドは前半部で前記入口管の開口部からラッパ形で広がり前記ディフューザ形流路を構成し、途中から紡錘型に切り替わって前記密閉容器の側壁を構成すると共に、前記ラッパ形の曲率Ｒ１が前記紡錘型の曲率Ｒ２より大きいことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項７】
前記ディフューザ形流路の流路断面外周の広がり角２θは、
前記入口管付近の開始端で前記入口管と接する十分小さい角度から０度より大きく４０度以下の範囲内で、緩やかに増加するラッパ型形状の区間を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項８】
前記曲り流れガイドは、
前記入口管の前記開口側から前記凸部頂点側を見た場合に、前記出口管の前記開口を覆うこと特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項９】
前記曲り流れガイドは、
前記斜面を下った延長上の直線と前記密閉容器の内壁とのなす角度が鋭角であるように、前記斜面を配置したことを特徴とする請求項２または３に記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項１０】
前記曲り流れガイドは、
前記山型形状を形成する前記斜面が、前記入口管の前記開口から冷媒の流入する前記軸の上流側に向かって凹となる曲率を有し、前記凸部頂点において前記軸の冷媒流入方向となす角度が４５度以内であることを特徴とする請求項２または３に記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項１１】
前記曲り流れガイドは、
前記山型形状の凸部頂点の一部を、球面で形成されたことを特徴とする請求項２または３に記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項１２】
前記入口管流れガイドの前記後半部と、その下流側に配置するＮ角錐形状の前記曲り流れガイドとは、前記Ｎ角錐を形成するＮ箇所の稜線で近接するように配置固定されることを特徴とする請求項４記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項１３】
前記ディフューザ形流路を構成する前記入口管流れガイドと、その下流側に配置する前記山型形状の前記曲り流れガイドとの間に、前記ディフューザ形流路に沿うように薄板で作製した円錐ディフューザ形状の流れガイドを配置したことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項１４】
前記アキュムレータは、
冷媒流入方向は前記軸方向であって、前記軸方向に沿って流路断面が広がる前記ディフューザ形流路の外筒を構成する前記入口管流れガイドを非耐圧部材で構成し、前記非耐圧部材と前記密閉容器との間に、前記冷媒が流通するバッファ空間を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項１５】
前記アキュムレータは、
前記入口管流れガイドを構成する前記非耐圧部材に複数の孔を設けて、前記複数の孔を通って、前記バッファ空間と前記ディフューザ形流路との間を冷媒が流通可能に構成したことを特徴とする請求項１４記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項１６】
前記入口管流れガイドは、
前記ディフューザ形流路から冷媒が吸い出される吸出し口と、
前記吸出し口よりも前記入口管の前記開口から冷媒の流入する前記軸方向の下流側に配置され、前記吸出し口から吸い出された前記冷媒が前記密閉容器の下流の空間に至る支流を形成させる吸込み口とが形成されたことを特徴とする請求項１３に記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【請求項１７】
圧縮機と、前記圧縮機に付設されたアキュムレータと、放熱器と、膨張機構と、蒸発器とを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクル装置において、
前記アキュムレータは、
内部空間を有する筒状の密閉容器と、
前記密閉容器に接続し、端部の開口から前記密閉容器の前記内部空間に真直ぐな軸方向に冷媒を流入させる入口管と、
前記密閉容器に接続し、端部の開口から前記密閉容器の前記内部空間の冷媒を吸い込み圧縮シリンダに送り出す出口管と、
前記内部空間に配置され、前記入口管の前記開口付近の位置から、前記入口管の前記開口から冷媒が流入する前記軸方向を真直ぐ下流側に向かうに従って、円形の流路断面が次第に広がる回転体形状のディフューザ形流路をなし、前記入口管の前記開口から流入した冷媒をディフューザ形流路を介して流出する入口管流れガイドと、
前記ディフューザ形流路の下流側に、前記入口管と前記出口管の開口とを結ぶ直線上に、前記出口管の前記開口より前記軸方向上流側に流路スペースを確保して配置され、前記流入方向の流れを遮る傾斜面と上流側を向く頂上とを有する山型形状の仕切り板と、  前記出口管の前記開口より前記軸方向上流側に配置され、前記仕切り板を迂回して前記入口管から前記出口管の開口へ連通する連通口とを備え、
前記アキュムレータは、さらに、
前記入口管流れガイドと前記仕切り板とにより前記入口管から流入した冷媒の流れを、前記連通口に導くとともに、前記出口管の開口への液体流入を防ぎ、
前記ディフューザ形流路の流路断面外周の広がり角２θは、
前記入口管付近の開始端から前記仕切り板頂上高さ付近の終了端までの区間で、０度以上４５度以下の範囲であることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル装置。
【請求項１８】
アキュムレータを付設する冷媒圧縮機において、
前記アキュムレータは、
内部空間を有する筒状の密閉容器と、
前記密閉容器に接続し、端部の開口から前記密閉容器の前記内部空間に真直ぐな軸方向に冷媒を流入させる入口管と、
前記密閉容器に接続し、端部の開口から前記密閉容器の前記内部空間の冷媒を吸い込み圧縮シリンダに送り出す出口管と、
前記内部空間に配置され、前記入口管の前記開口付近の位置から、前記入口管の前記開口から冷媒が流入する前記軸方向を下流側に向かうに従って、流路断面が次第に広がるディフューザ形流路をなし、前記入口管の前記開口から流入した冷媒をディフューザ形流路を介して流出する入口管流れガイドと、
前記ディフューザ形流路の下流側に、前記入口管と前記出口管の開口とを結ぶ直線上に、前記出口管の前記開口より前記軸方向上流側に流路スペースを確保して配置され、前記流入方向の流れを遮る傾斜面と頂上とを有する仕切り板と、
前記出口管の前記開口より前記軸方向上流側に配置され、前記仕切り板を迂回して前記入口管から前記出口管の開口へ連通する連通口と
を備え、
前記アキュムレータは、
前記入口管流れガイドと前記仕切り板とにより前記入口管から流入した冷媒の流れを、前記連通口に導くとともに、前記出口管の開口への液体流入を防ぎ、
前記入口管流れガイドは、
前記ディフューザ形流路から冷媒が吸い出される吸出し口と、
前記吸出し口よりも前記入口管の前記開口から冷媒の流入する前記軸方向の下流側に配置され、前記吸出し口から吸い出された前記冷媒が前記密閉容器の下流の空間に至る支流を形成させる吸込み口とが形成されたことを特徴とするアキュムレータを付設する冷媒圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、アキュムレータを付設する冷媒圧縮機、冷媒圧縮機を用いた蒸気圧縮式冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍冷蔵庫、空気調和機、ヒートポンプ式給湯器等の蒸気圧縮式冷凍サイクルには、回転式圧縮機を用いた蒸気圧縮式冷凍サイクルが用いられる。地球温暖化防止を図る観点等から、蒸気圧縮式冷凍サイクルの省エネルギー化と効率化とが必要である。
【０００３】
また、冷媒のＧＷＰ（地球温暖化係数）を抑制する規制も強化され、ＨＣ（イソブタン、プロパン）などの自然冷媒や、ＨＦＯ１２３４ｙｆなどの低ＧＷＰ冷媒等を用いることが検討されている。しかし、これらの冷媒は、従来のフロン冷媒に比べて低密度で動作するため、圧縮機の内部で生じる圧力損失による動力損失が圧縮機入力に占める割合が大きくなる。そのため、これらの冷媒を用いた場合、圧縮機の効率低下や、圧縮機の容積増大が課題となる。
【０００４】
蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて冷媒回路液側に配置される従来のアキュムレータは、所定の液冷媒を貯蔵するよう設計され、冷媒回路で循環する冷媒量を調整するように設計される。通常、冷媒回路液側の圧力損失は冷媒回路ガス側より小さいので、圧力損失を低減する工夫がなされてこなかった。
【０００５】
あるいは、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路に用いられる従来の気液分離器（あるいは油分離器）は、冷媒回路に液冷媒（あるいは油）が循環することで生じるＣＯＰ低下や信頼性低下を防ぐ手段として用いられ、気液分離効率（あるいは油分離効率）を向上するように設計されるが、通常、冷媒圧縮機で圧縮後の高圧側に配置され、低流速で圧力損失が小さいので、圧力損失を低減する工夫がなされてこなかった。
【０００６】
一方、冷媒圧縮機の吸入側に付設される従来のアキュムレータは、過渡的に液冷媒が大量に吸入され圧縮機構が損傷するのを防ぐため、圧縮機構の上流側に配置されて冷媒を気液分離する。また、このアキュムレータに吸入される冷媒は低圧低密度のガス状態であり、比較的速度が速く圧力損失が動力損失に占める割合が大きく、圧縮シリンダ吸入過程での不足膨張（アンダーシュート）損失により圧縮機効率の低下と冷凍サイクルＣＯＰの低下の主要原因の一つである。
【０００７】
ここで、従来の一般的なアキュムレータ及びアキュムレータを付設する冷媒圧縮機の構造と機能について説明する。円筒胴体の密閉容器と、前記密閉容器の上方に入口管を、下方に出口管を備え、入口管から密閉容器の内部へ流入した冷媒が、密閉容器の内部空間で気液分離されて液冷媒は密閉容器内に貯蔵され気冷媒が出口管を経由して圧縮シリンダ内へ吸入される。アキュムレータの密閉容器内部には、入口管から流入した冷媒の流れを遮る仕切り板が、入口管と出口管開口部との間に設けられ、気液混合状態の冷媒から液体を分離する働きをする。円筒胴形状の密閉容器内部空間は、仕切り板によって上流空間と下流空間とに区画され、仕切り板を避けて下流空間へ連通する連通口が備えられるが、入口管から出口管開口部へ冷媒が直接流れ込まないようにするため、真上から（通常は円筒胴形状のアキュムレータの入口管側から）みて、連通口と出口管開口部が重ならないように配置される。
【０００８】
特許文献１には、密閉容器内２個の圧縮シリンダを並列に上側と下側に配置した二気筒圧縮機に付設するアキュムレータの例が示されている。１個の入口管と２個の出口管を備え、一方の出口管は第１圧縮シリンダに連通し、もう一方の出口管は第２圧縮シリンダに連通する。第１圧縮シリンダと第２圧縮シリンダとは逆位相で圧縮動作し、アキュムレータの密閉容器内部から冷媒を吸い込むタイミングが１８０°ずれるので、密閉容器内で冷媒の流れ方向が非定常に変動して圧力損失が増加するので、アンダーシュート損失増加による圧縮機効率低下を生じる。
【０００９】
特許文献２に記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機では、アキュムレータ密閉容器の内壁に外周が近接する傘形状板の第２仕切り板を円板状の第１仕切り板の下部に固着し、入口管から軸方向に流入した冷媒の流れを３６０°方向全体に広げて、ガス冷媒に比べて慣性の大きい液冷媒を密閉容器壁面に当て、壁面に付着させながら落下させることにより気液分離させるアキュムレータの記載がある。これは、気液分離効率が向上し圧縮機の信頼性を向上する効果を奏するものである。
【００１０】
特許文献３の図３の蒸気圧縮式冷凍サイクルの液冷媒を多量に含む冷媒回路側に配置されるアキュムレータでは、入口管から流入した冷媒をインボリュート形状の曲り管で、アキュムレータ密閉容器壁面に衝突させて気液分離する方法が開示させている。この気液分離方法によると、遠心分離効果と壁面付着効果により、高い気液分離効率が得られ、これを適用した蒸気圧縮式冷凍サイクルは効率と安定性を改善できるとしている。
【００１１】
特許文献４に記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機では、圧縮機と付設したアキュムレータを横置きした場合に、アキュムレータ密閉容器内に貯まる油を吸出して、圧縮機が油切れになりにくくするため、アキュムレータ密閉容器内の出口管に、絞り部と細管を回転自在に設けた発明が開示されている。特許文献４の図１のアキュムレータの断面図から、アキュムレータ密閉容器の上部鏡板は冷媒が流入する入口管と滑らかに接続され、入口管から上部鏡板の入口付近にかけて、流路断面径が緩やかに広がるディフューザ形状に近いと推測される。入口付近の広がり角（２θ）は十分小さい角度から緩やかに増加するラッパ型形状と推測される。
【００１２】
非特許文献１のｐ５９によれば、ディフューザは流体の損失を小さい状態で速度エネルギーを圧力エネルギーに回復する手段であり、最も単純な円錐形ディフューザの場合で広がり角２θが０度から４０度の範囲内で、ディフューザ効率（静圧回復効率）ηが改善される。
【００１３】
非特許文献２のｐ４４４−ｐ４４５によれば、代表的な形状の物体が流れから受ける圧力抵抗を動圧で無次元化した抵抗係数が開示されている。
・３次元物体形状の場合；
半球で凸面側が上流を向く場合の抵抗係数は０．４２、円錐で頂角６０度が上流を向く場合の抵抗係数は０．５、円板が流れに直交する場合の抵抗係数は１．１７である。
・２次元物体形状の場合；
半円凸面側が上流を向く場合の抵抗係数が１．２、頂角６０度が上流を向く場合の抵抗係数は１．２５、平板が流れに直交する場合の抵抗係数は２．３である。
以上から、仕切り板の流れに直交する平板部で受ける圧力抵抗は、半球面、または、
鋭角の傾斜面が受ける圧力抵抗の約２倍であると予測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平４−０００１６８号公報
【特許文献２】特開平８−２６１６０３号公報
【特許文献３】特開２００８−２７５２１１号公報
【特許文献４】特開平４−８６４６５号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】桜井照男著、タ−ボ流体機械とディフュ−ザ、日刊工業新聞社（１９８３）ｐ５１、ｐ６１、ｐ１４７
【非特許文献２】（社）日本流体力学学会編、「流体力学ハンドブック」平成１０年５月１５日、ｐ．４４４−４４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
圧縮機吸入側に付設するアキュムレータでは、冷媒が低圧低密度のガス状態であり圧力損失が大きく、圧縮機効率の低下、冷凍サイクルＣＯＰの低下に及ぼす影響が大きい。
前記アキュムレータで圧力損失が生じる主な箇所を以下に示す。
（１）入口管から上流空間へ流入する入口で急拡大流れとなり密閉容器内壁から冷媒の流れが剥離し圧力損失が生じる。
（２）仕切り板に区画された上流空間から下流空間への連通口を冷媒が通過するとき、仕切り板への衝突流れ、連通口への分配流れ、曲り流れ、収縮流れ、拡大流れによって圧力損失が生じる。
（３）一旦、下流空間で広がった流れが出口管開口部へ流入するときに、曲り、収縮、合流によって圧力損失が生じる。
（４）出口管を通過し圧縮シリンダに流入するときに生じる、曲り管路流れと拡大流れによって圧力損失が生じる。
【００１７】
特許文献１、特許文献２に記載のいずれのアキュムレータを付設する冷媒圧縮機においても、アキュムレータ密閉容器は高圧容器であって、上部鏡板は半球形状または皿型形状である。冷媒が入口管から軸方向へ流入するときに、アキュムレータ密閉容器の上部鏡板内壁部が軸方向となす角度が大きい（ほぼ１８０度）ため、流入した冷媒は急拡大流れとなり、上部鏡板１１ａの内壁部からすぐに剥離し大きな剥離渦をつくって圧力損失が大きいことが課題である。
【００１８】
また、特許文献１、特許文献２に記載のいずれのアキュムレータにおいても、軸方向流れに直交する円板に多数の丸孔形状の連通口があけられた仕切り板が備えられており、この連通口は真上からみて出口管開口部と重ならないように配置し、液冷媒が直接入って圧縮シリンダを損傷する危険性を防ぐ。また、仕切り板の冷媒が直角に衝突することにより気液分離機能も兼ねる。しかしながら、入口管から流入する冷媒は仕切り板に直角に衝突する面積の割合が大きい。さらに、特許文献２では、出口管の開口部を傘の中に入れるように配置したため、密閉容器内壁に衝突したガス冷媒は逆流してから出口管の開口部に流れ込むため、軸方向の運動量は失われやすい構造であり、圧力損失が大きいことが課題である。
【００１９】
特許文献３の図３の蒸気圧縮式冷凍サイクルの液冷媒を多量に含む冷媒回路側に配置される従来のアキュムレータでは、入口から流入する軸方向の流れを１本の曲り管によって直角に１方向に曲げて径方向に拡げるので、アキュムレータ密閉容器内の上流空間の流れは非対称となり、流入時の軸方向流れの運動量は保存されにくく、圧力損失が大きい。また、気液分離するために円筒容器内壁と直角に衝突するとき、大きな圧力損失が生じることが課題である。このようなアキュムレータを冷媒圧縮機吸入側に備えると、圧縮機効率低下の要因となる。さらに、アキュムレータを冷媒圧縮機本体の吸入側に付設して冷媒圧縮機全体をコンパクトに配置するには不向きな形状である。
【００２０】
特許文献４に記載のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機では、冷媒を流入する入口管を接続した上部鏡板の入口付近の形状はラッパ型円錐ディフューザ形状であり、入口付近の広がり角（２θ）が十分小さい（図から約４０度以内）と読み取れるので、ほぼ剥離しないで密閉容器内に流入する。次に、冷媒は、その下流側の仕切り板（バッフル）で気液分離後、出口管の開口部に流れ込む。そのため、ディフューザ形状の入口管付近を通過する間は剥離しない整流状態の流れは、その下流側の仕切り板（バッフル）で急激に乱され、前半のディフューザ効果が大幅に損なわれることが予測される。なお、特許文献４は、アキュムレータの詳細な構造が不明であり、特に圧力損失低減効果については言及されていない。
【００２１】
以上、従来のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機では圧力損失低減方法について課題が残る。本発明では、とくに上記（１）と（２）の圧力損失改善方法について着目し、本発明は、冷媒圧縮機に付設するアキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機は、
アキュムレータを付設する冷媒圧縮機において、
前記アキュムレータは、
内部空間を有する筒状の密閉容器と、
前記密閉容器に接続し、端部の開口から前記密閉容器の前記内部空間に真直ぐな軸方向に冷媒を流入させる入口管と、
前記密閉容器に接続し、端部の開口から前記密閉容器の前記内部空間の冷媒を吸い込み圧縮シリンダに送り出す出口管と、
前記内部空間に配置され、前記入口管の前記開口付近の位置から、前記入口管の前記開口から冷媒が流入する前記軸方向を下流側に向かうに従って、流路断面が次第に広がるディフューザ形流路をなし、前記入口管の前記開口から流入した冷媒をディフューザ形流路を介して流出する入口管流れガイドと、
前記ディフューザ形流路の下流側に、前記入口管と前記出口管の開口とを結ぶ直線上に、前記出口管の前記開口より前記軸方向上流側に流路スペースを確保して配置され、前記流入方向の流れを遮る傾斜面と頂上とを有する仕切り板と、
前記出口管の前記開口部より前記軸方向上流側に配置され、前記仕切り板を迂回して前記入口管から前記出口管の開口部へ連通する連通口と
を備え、
前記アキュムレータは、
前記入口管流れガイドと前記仕切り板とにより前記入口管から流入した冷媒の流れを、前記連通口に導くとともに、前記出口管の開口部への液体流入を防ぐことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
この発明のアキュムレータを付設する冷媒圧縮機によれば、気液分離性能を確保しつつ圧力損失を低減し圧縮機効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１に係る「アキュムレータを付設する冷媒圧縮機」の縦断面図。
【図２】実施の形態１に係る図１のアキュムレータの第１ガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図。
【図３】実施の形態２に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の縦断面図。
【図４】実施の形態２に係る図３のアキュムレータの第１ガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図。
【図５】実施の形態３に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の縦断面図。
【図６】実施の形態３に係る図５のアキュムレータの第１ガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図。
【図７】実施の形態４に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の縦断面図。
【図８】実施の形態４に係る図７のアキュムレータの第１ガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図。
【図９】実施の形態５に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の縦断面図。
【図１０】実施の形態５に係る図９のアキュムレータの第１ガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図。
【図１１】実施の形態６に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の縦断面図（吐出管より上流側）。
【図１２】実施の形態６に係る図１１のアキュムレータの第１ガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図。
【図１３】実施の形態７に係る図１の「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の曲り流れガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図（第１ガイドを除く）。
【図１４】実施の形態８に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の縦断面図（吐出管より上流側）。
【図１５】実施の形態８に係る図１４のアキュムレータの第１ガイドを表すＡ−Ａ横断面図から真下を見た図。
【図１６】実施の形態８に係る曲り流れガイドの斜視図。
【図１７】実施の形態９に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の縦断面図（吐出管より上流側）。
【図１８】実施の形態９に係る図１７のアキュムレータの第１ガイドを表すＡ−Ａ横断面図から真下を見た図。
【図１９】実施の形態９に係る図１７のアキュムレータの曲り流れガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図（第１ガイドを除く）。
【図２０】実施の形態１０に係る図１の「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の曲り流れガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図（第１ガイドを除く）。
【図２１】実施の形態１１に係る図１の「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の曲り流れガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図（第１ガイドを除く）。
【図２２】実施の形態１２に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の縦断面図（吐出管より上流側）。
【図２３】実施の形態１２に係る図２２のアキュムレータの曲り流れガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図（第１ガイドを除く）。
【図２４】実施の形態１２に係る曲り流れガイドの斜面が占める割合（ディフューザ流路面積終端部を基準１）と全圧損失係数との関係。
【図２５】実施の形態１２に係る入口管流れガイド４２の広がり角（２θ）と全圧損失係数ζとの関係。
【図２６】実施の形態１３に係る「アキュムレータを付設する冷媒圧縮機」の構成を示す縦断面図。
【図２７】実施の形態１４に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の縦断面図。
【図２８】実施の形態１４に係る図２７のアキュムレータのＡ−Ａ横断面図。
【図２９】実施の形態１５に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ」の構成を示す縦断面図。
【図３０】実施の形態１５に係る図２９のアキュムレータのＡ−Ａ横断面を真上から見た図（但し、アキュムレータ密閉容器１１を除く）。
【図３１】実施の形態１６に係る蒸気圧縮式冷凍サイクル７０の構成図。
【図３２】図２６のアキュムレータ１０の入口形状の構成を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づき、実施の形態１〜１６を説明する。以下の実施の形態では、冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータを説明する。実施の形態１〜１２では、第１圧縮シリンダと第２圧縮シリンダの上下２つの圧縮シリンダを有する冷媒圧縮機である二気筒圧縮機がアキュムレータを付設する場合を説明する。実施の形態１３〜１５では、冷媒圧縮機である単気筒圧縮機がアキュムレータを付設する場合を説明する。実施の形態１６では蒸気圧縮式冷凍サイクルを説明する。図中において冷媒の流れを二重線矢印で、冷媒支流の流れを点線矢印で示す。
【００２６】
実施の形態１．
図１、図２を参照して実施の形態１の「アキュムレータを付設する冷媒圧縮機」を説明する。
図１は、実施の形態１に係る「アキュムレータ１０を付設する冷媒圧縮機」の構成を示す縦断面図である。
図２は、実施の形態１に係る図１のアキュムレータ１０のＡ−Ａ横断面を真上から見た図である。
図１は図２のＣ−Ｃ縦断面図である。
【００２７】
（アキュムレータを付設する冷媒圧縮機）
アキュムレータ１０は、二気筒圧縮機１の圧縮機密閉容器２の外側に付設される。二気筒圧縮機１が蒸発器７４（図３１）から過渡的に過剰な液冷媒を吸入することを防ぐために、アキュムレータ密閉容器１１は、気液二層の冷媒を気液分離し液冷媒を一時的に貯蔵する機能を有する。二気筒圧縮機１の圧縮機密閉容器２内部の下方には、第１圧縮シリンダ３と第２圧縮シリンダ４との、２個のロータリ式の圧縮シリンダが上下に配置される。
【００２８】
（アキュムレータ密閉容器１１）
アキュムレータ密閉容器１１は、中心軸９に対して軸対称な円筒胴体１１ｂと、上部鏡板１１ａと、下部鏡板１１ｃとを溶接して構成した耐圧容器である。上部鏡板１１ａにはアキュムレータ内部空間２０に冷媒を流入する入口管１２が取り付けられ、下部鏡板１１ｃにはアキュムレータ内部空間２０から第１圧縮シリンダ３へ冷媒を流出する第１出口管１３と、第２圧縮シリンダ４へ冷媒を流出する第２出口管１４とが取り付けられる。なお、アキュムレータ密閉容器１１は内部空間下側に液を貯蔵するため、第１出口管１３と第２出口管１４とのそれぞれの開口部１３ａ、１４ａを液面より上方に配置する。但し、ここで出口管の開口部１３ａ、１４ａは、圧縮シリンダに吸入される主流路であって、アキュムレータ密閉容器１１の底付近につけられた油穴など、小さな穴は除く。
【００２９】
（上部鏡板１１ａ）
上部鏡板１１ａは、半球皿型形状であって、中心軸９の部分に穴を開けた上部鏡板１１ａを内側に折り曲げて、内径が入口管１２の外径より＋公差の円筒穴をつくり、ここに入口管１２を通して溶接する。
【００３０】
（ディフューザ形流路（４０−１）、第１ガイド４１）
流路断面が円形の入口管１２の下流側には、ディフューザ形流路（４０−１）と、ディフューザ形流路４０−１の外周部を構成する第１ガイド４１を備える。第１ガイド４１は、開始点の位置と断面形状とを入口管１２の開口部１２ａと一致するように定められている。第１ガイド４１は、冷媒が流入する入口管１２から真直ぐに中心軸９方向に沿って、円形状流路断面が広がり角（２θ）で緩やかに広がる円錐ディフューザ形状である。図１のディフューザ形流路（４０−１）は開始端から終了端までの長さＬ２の区間で断面内径がＤ１からＤ２まで広がる。広がり角２θは各流路断面の接線角度で定義され、開始端で２θ１、終了端で２θ２である。
図１のディフューザ形流路（４０−１）は冷媒の流入方向３３５ｃの直線を回転軸とする回転体形状であり、直線的に広がるので一定である。ので、また、十分小さい（ここでは約２０度）のでディフューザ形流路（４０−１）内の冷媒はほとんど剥離しないで流れると予測される。なお、広がり角（２θ）は大きくとも４０度以下とする。特に、開始端では入口管の開口部１２ａと滑らかに接続するため、広がり角（２θ１）を十分小さくすることが重要である。
なお、第１ガイド４１は、アキュムレータ密閉容器１１の内部に配置された非耐圧部材である。実施の形態２〜１２の第１ガイドも同様である。但し、実施の形態１３、１４の場合は、上部鏡板１１ａの形状を加工してディフューザ形流路を形成するが、上部鏡板１１ａは当然に耐圧部材であり、非耐圧部材ではない。
【００３１】
（入口管１２）
入口管１２は上部鏡板１１ａに配置される。入口管１２は、冷媒を軸方向（ここでは中心軸９に一致）にアキュムレータ密閉容器１１の下方に向けて流入する（流入方向３３５ｃ）が、ディフューザ形流路（４０−１）は開始端（内径Ｄ１位置）での乱れを少なくするため、入口管１２のストレート部長さＬ１を一定以上長くすることが望ましい。通常、入口管開口部１２ａの流路断面の直径をＤ１とすると、Ｌ１／Ｄ１が一定以上大きいほうがディフューザ形流路（４０−１）での圧力損失を低減できる。Ｌ１／Ｄ１は、最低限２〜３程度は必要である。
【００３２】
（曲り流路（３０−１）、曲り流れガイド（第２ガイド）３１）
曲り流れガイド（第２ガイド）３１（仕切り部、山型流れガイド）は、アキュムレータ密閉容器１１の内部で、ディフューザ形流路（４０−１）より下流側で、入口管１２から出口管の開口部１３ａ、１４ａへの軸方向流れを遮る位置に配置され、アキュムレータ内部空間２０を上流空間２１と下流空間２２とに仕切る。第２ガイド３１は中心軸９に対して対称な四角すい形状であり、図１、図２に示すように、傾斜角αの三角形の４枚の斜面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄと四角形の底面で構成し、２つ斜面が重なり合って４つの稜線３１１が重なりあって形成する凸部頂点３２１が中心軸上流側を向いている。第２ガイド３１は、軸方向の流れを軸対称な径方向に４分配（４つの各斜面の下る方向に分配）するので冷媒の運動量は損なわれにくい。さらに、凸部頂点３２１付近で向かい合う斜面がなす角度２αは約１２０度で、平板に比べて運動量は損なわれにくい。第２ガイド３１は、アキュムレータ密閉容器１１の円筒胴体１１ｂに溶接する。具体的には、ガイド取付けフランジ２９に第２ガイド３１の正方形底面の四隅を溶接部３３１で溶接して固定される。また、第１ガイド４１は終端部で第２ガイド３１の稜線３１１と重なる四箇所に切り込み３５１をいれて第２ガイド３１に溶接固定される。
【００３３】
なお、曲り流れガイド３１は、図１に示すように、外形が山型形状であり、頂上側が入口管１２の開口部１２ａの方向を向くように配置されている。また、曲り流れガイド３１は、冷媒の流入方向３３５ｃの直線を含む特定の面によって、特定の面の手前側と向こう側とに略面対称に分割される形状である。また、曲り流れガイド３１は、図２に示すように、入口管１２の開口１２ａ側から頂上を見た場合に、出口管の開口部１３ａ、１４ａを覆っている。
【００３４】
（連通口３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ）
上流空間２１と下流空間２２とを連通する連通口３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄが、図２に示すように、四角すいの底面四辺とガイド取付けフランジ２９との間に形成される。これらの連通口３０１ａ〜３０１ｄは、各斜面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの径方向へすべり降りる延長上に配置される。これらの連通口３０１ａ〜３０１ｄは、入口管１２から出口管の開口部１３ａ、１４ａに向かう軸方向の冷媒の流れを遮る第２ガイド３１を迂回して通過させる流路である。
【００３５】
（第１出口管１３、第２出口管１４）
第１出口管１３、第２出口管１４は、アキュムレータ密閉容器１１に接続され、アキュムレータ密閉容器１１の内部から冷媒を流出する。第１出口管１３、第２出口管１４の冷媒流出口（開口）１３ａ、１４ａは、中心軸９に対して第２ガイド３１よりも下方の下流空間２２に、また、連通口３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄよりも下方側に配置される。第１出口管１３、第２出口管１４の２本の出口管は、図２に示すようにアキュムレータ密閉容器１１の上方から見た場合にそれぞれの冷媒流出口が並んで配置し、第２ガイド３１よりほとんど隠れた状態である。
【００３６】
＜作用の説明＞
以下、図１、図２を参照して、アキュムレータ１０での冷媒の流れを説明する。
【００３７】
（冷媒の流れ）
図１、図２を参照して、アキュムレータ１０での冷媒の流れを説明する。図１、図２において冷媒の流れを二重線矢印で示す。図１に示すように、上流空間２１において、入口管１２から中心軸９方向へ上流空間２１に流入した冷媒は、まず、軸方向長さがＬ２でディフューザ形状の第１ガイド４１によって、流路断面内径がＤ１からＤ２まで、緩やかに径方向へ広がりながら軸方向へ進む。ディフューザ形流路（４０−１）の終了端でＤ２まで広がった軸方向流れは、ほぼ乱れのない状態で、ディフューザ形流路（４０−１）からさらに下流側へ流れる。
なお、ディフューザ形流路の平均広がり角２θｍは、
２θｍ＝２×ｔａｎ−１｛［（Ｄ２−Ｄ１）／２］／Ｌ２｝
で定義される。図１のディフューザ形流路（４０−１）は直線的に広がる円錐ディフューザであり、広がり角２θは一定であり平均広がり角２θｍに一致する。広がり角２θが０度より大きく４０度以下の範囲でディフューザの効果が得られるが、特に、開始端の広がり角（２θ１）を十分小さくしたほうがよい。
次に、冷媒は、軸方向の流れを遮る四角すい形状の第２ガイド３１の凸部頂点３２１付近（半径Ｄ２／２の円形領域内）に衝突する。そして、冷媒は、流れ方向を中心軸９方向から、中心軸９に対して傾斜角αの斜面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに平行な４方向に変換されて径方向に広がり、各斜面の延長上にある４個の連通口３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄに向かって流れる。
【００３８】
（気液分離機能の確保）
連通口のある４方向に分岐し、傾斜角αの斜面（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ）を流れた後、冷媒の流れについて説明する。慣性の大きい液滴（液冷媒、油滴）はアキュムレータ密閉容器１１の円筒胴体１１ｂの内壁４１１に衝突する。理想的な衝突角βは前記斜面を下った延長方向と前記密閉容器内壁面（下方向）とがなす角度で、斜面が平面の場合は傾斜角αにほぼ等しい。実施の形態１では約６０度である。これにより、吸入冷媒に含まれる液冷媒が壁面に当たり、液冷媒は壁面に付着し落下する。一方、ガス冷媒は出口管の開口部１３ａ、１４ａに向かって流れ方向を変えて出口管１３、１４に吸い込まれる。これにより、アキュムレータに必要な気液分離機能を確保する。
【００３９】
（圧力損失の低減）
本実施の形態１の図１に示すアキュムレータ１０では、第１ガイド４１の開始位置と断面形状を入口管１２の開口部１２ａと一致するように定めた。また、前述のように広がり角２θが４０度以下の円錐ディフューザ形流路（４０−１）を用いた。このため、入口管１２からアキュムレータ密閉容器１１内に冷媒流入時に発生する圧力損失を低減できる。また、本実施の形態１の図１に示す「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」では、第２ガイド３１により緩やかに流れ方向を軸方向から径方向に変換し、かつ、気液分離に効果的な角度（ここでは、β＝約６０度）で密閉容器内壁４１１に衝突させたので、高い気液分離効率と圧力損失の低減を両立させることができる。
また、第１出口管１３、第２出口管１４の冷媒流出口（開口）１３ａ、１４ａは、上からみると第２ガイド３１に隠れるが、第２ガイド３１の下方側に距離をとって配置したので、密閉容器内壁面に衝突しないガス冷媒は、連通口３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄから出口管の開口部１３ａ、１４ａに向かって流れ方向を変えてに流れ込みやすいので（５０−１）、気液分離機能を確保しつつ圧力損失がつきにくい構造である。
【００４０】
以上のように、実施の形態１に係る「アキュムレータを付設する冷媒圧縮機」における前記アキュムレータは、ディフューザ形流路（４０−１）を構成する第１ガイド４１と曲り流路３０−１を構成する第２ガイド３１とを備えると共に、第２ガイド３１を構成する斜面の径方向延長上に４箇所の連通口３０１ａ，３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄを形成した。このため、気液分離機能を保ちつつ、入口管１２から圧縮機密閉容器２内への冷媒流入時に発生する圧力損失と、気液分離時に発生する圧力損失とを低減することができる。以上、実施の形態１に係るアキュムレータ１０を付設した二気筒圧縮機では、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００４１】
実施の形態２．
図３と図４を参照して実施の形態２を説明する。
図３は実施の形態２に係るアキュムレータ１０の縦断面図（図４のＣ−Ｃ縦断面図）である。
図４は実施の形態２に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の第１ガイド４２を表す図３のＡ−Ａ横断面図である。実施の形態１に対して、実施の形態２は、第１ガイドがラッパ状に広がる後半部を有する点が異なる。実施の形態１と異なる点についてのみ説明する。
【００４２】
（第１ガイド４２、ディフューザ形流路（４０−２）、曲り流路（３０−２））
実施の形態１の第１ガイド４２の前半部４２ａは、実施の形態１と同様に緩やかな角度（ここでは２θが約２０度）で流路断面内径がＤ１からＤ２まで広がるディフューザ形流路（４０−２）の外周部を構成する。さらに、第１ガイド４２の長さＬ３の延長された後半部４２ｂは、広がり角２θが急激に増加し（ここでは４０度から１８０度まで拡大）ラッパ状に広がる外周部がアキュムレータ密閉容器の円筒胴体１１ｂの内壁４１１付近まで達する形状を構成する。ラッパ状に広がる管状の第１ガイド後半部４２ｂによって、その内側にある四角すい形状に広がる第２ガイド３１の斜面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄとの間に４方向の曲り流路（３０−２）を形成し、前記入口管の開口部から冷媒が流入する真直ぐな中心軸９を含む特定の面によって略面対称に４分配する流路を構成するので、軸方向の運動量を損なわないように４方向に流れを広げることができる。
さらに、４分配する曲り流路（３０−２）を軸方向に垂直な断面で切った流路断面積は第１ガイド４２の前半部４２ａのディフューザ流路出口の断面積（π／４×Ｄ２の二乗）から緩やかに変化しながら、径方向に広がるので、流れが剥離しないように連通口３０１まで導くことができる。実施の形態１の上方が開放された曲り流路（３０−１）に比べて、運動量が損なわれにくく圧力損失が小さい。
また、第１ガイド４２は、図４に示すように、終端部をガイド取付けフランジ２９に溶接して固定し、四角すい形状の第２ガイドの稜線３１１で重なる部分に４箇所切り込み３４２をいれるように固定するとよい。
【００４３】
以上、実施の形態２に係る「アキュムレータ１０を付設する冷媒圧縮機である二気筒圧縮機」では、実施の形態１と同等以上に、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００４４】
実施の形態３．
図５と図６を参照して実施の形態３を説明する。
図５は実施の形態３に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の縦断面図（図６のＣ−Ｃ縦断面図）である。
図６は、実施の形態３に係るアキュムレータ１０の第１ガイド４２を表す図５のＡ−Ａ横断面図である。実施の形態３は、実施の形態２に対して、第１ガイド４２と第２ガイド３１との各ガイド取付けフランジを設けた点が異なる。実施の形態２と異なる点についてのみ説明する。
【００４５】
（第１ガイド４２、曲り流路（３０−３））
実施の形態３で第１ガイド４２を溶接固定するガイド取付けフランジ２９ａの高さと、第２ガイド３１を溶接固定するガイド取付けフランジ２９ｂの高さに差異をつけた。これにより、第１ガイド４２は終端部で第２ガイド３１の稜線３１１と重ならないように配置することが可能である。よって、切り込み３５１が不要であり、第１ガイド４２は終端部までラッパ状広がる形状である。また、第２ガイド３１の稜線３１１は直線であり、第１ガイド後半部４２ｂは曲線である。このため、第２ガイド３１の稜線３１１と第１ガイド後半部４２ｂは最近接点で接する位置関係となる。よって、第２ガイド３１と第１ガイド後半部４２ｂで挟まれる曲り流路（３０−３）は、最近接点で４分割されるが、１本の流路になっている箇所もある。
また、連通口３０１通過後の冷媒が密閉容器壁面と衝突する角度βを、前記斜面を下った延長方向と前記密閉容器壁面下方向とがなす角度で定義すると、斜面が平面の場合は傾斜角αにほぼ等しくβは約４５度あり、気液分離効率改善と圧力損失低減を両立するのに適した角度である。さらに、凸部頂点３２１付近で向かい合う斜面がなす角度２αは約９０度で、平板に比べて約半分に圧力損失を低減できる。
【００４６】
以上、実施の形態３に係るアキュムレータ１０を付設した二気筒圧縮機では、実施の形態１と同等、もしくは、それ以上に、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善する効果が得られる。
【００４７】
実施の形態４．
図７と図８を参照して実施の形態４を説明する。
図７は実施の形態４に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の縦断面図（図８のＣ−Ｃ縦断面図）である。
図８は実施の形態４に係る図７のアキュムレータ１０の第１ガイド４２を表す図７のＡ−Ａ横断面図である。実施の形態４は、実施の形態２に対して、第２ガイドの形状が異なる。実施の形態２と異なる点についてのみ説明する。
【００４８】
（第２ガイド３２、曲り流路（３０−４））
前述の実施の形態１では第２ガイド３１を構成する軸対称な四角すいの斜面が平坦な三角形であったのに対して、本実施の形態４では第２ガイド３２の斜面３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが曲面である点が異なる。４つの斜面３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、凸部頂点３２２付近での斜面の中心軸９に対する傾斜角αは小さい（約３０度）が、斜面終端付近で傾斜角αは大きく（約６０度）なる。図７に示すように、第２ガイド３１の斜面は冷媒の流入方向３３５ｃに対して凹んだ曲面を有する。第２ガイド３２と、第１ガイド後半部４２ｂで挟まれて構成する曲り流路（３０−４）は、冷媒の流れを軸方向から径方向へ流れを滑らかに変換する。第２ガイド３２の稜線３１２と第１ガイド後半部４２ｂの曲率を等しくし接近するように配置すると、曲り流路（３０−４）は、ほぼ４個の連通口３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄに冷媒を導く４分割された流路となる。
【００４９】
（気液分離機能の確保）
冷媒は曲り流路（３０−４）を流れた後、アキュムレータ密閉容器１１の円筒胴体１１ｂの内壁４１１に衝突する。衝突角βは斜面終端付近の傾斜角αにほぼ等しい。前述のように本実施の形態４では斜面終端付近の傾斜角αは約６０度である。これにより、吸入冷媒に含まれる液冷媒が約６０度の衝突角βで壁面に当たり、液冷媒は壁面に付着し落下する。気液分離後のガス冷媒は吐出管の開口部１３ａ、１４ａに向かって流れ方向を変えて出口管１３、１４に吸い込まれる。これにより、アキュムレータに必要な気液分離機能が確保できる。
（圧力損失低減）
ラッパ状に広がる管状の第１ガイド後半部４２ｂと、その内側にある四角すい形状に広がる第２ガイド３２の斜面３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄとは、図７の縦断面図に示すように距離感を一定に保ちながら緩やかに広がるので、その間に形成する４方向の曲り流路（３０−４）は、軸方向に垂直な断面で切った流路断面積が第１ガイド４２の前半部４２ａのディフューザ流路出口の断面積（π／４×Ｄ２の二乗）から緩やかに変化しながら、中心軸９に対して均等な４方向に広がるので、軸方向の運動量を損なわないように、流れが剥離しないように連通口３０１まで導くことができる。第２ガイドの斜面３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを曲線で形成した本実施の形態４の方が、実施の形態２や実施の形態３の曲り流路（３０−４）以上に滑らかに流れ方法を軸方向から径方向に変換できるので運動量が損なわれにくい。
【００５０】
以上、実施の形態４に係る「アキュムレータ１０を付設する冷媒圧縮機である二気筒圧縮機」では、実施の形態１と同等以上に、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００５１】
実施の形態５．
図９と図１０を参照して実施の形態５を説明する。
図９は実施の形態５に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の縦断面図（図１０のＣ−Ｃ縦断面図）である。
図１０は実施の形態５に係る図９のアキュムレータ１０の第１ガイド４３を表す図９のＡ−Ａ横断面図である。実施の形態５は、第１ガイドの形状が実施の形態４の場合と異なる。実施の形態４と異なる点についてのみ説明する。
【００５２】
（第１ガイド４３、曲り流路（３０−５））
第１ガイド４３は、実施の形態４の第１ガイド４２とほぼ同様な形状であるが、後述のディフューザ吹出し口４８ａ（吸出し口）、ディフューザ吹出し孔４８ｂ（吸出し孔）及びディフューザ吸込み孔４９を有する点が異なる。本実施の形態５の図９に示すアキュムレータ１０では、円錐ディフューザ形流路（４０−５）を構成する第１ガイド前半部４３ａの開始端と、入口管１２の開口部１２ａとの間に隙間を設けて、ディフューザ吹出し口４８ａとする。また、第１ガイド前半部４３ａから第１ガイド後半部４３ｂに移行する周上に小さな丸孔を放射状８個設けてディフューザ吹出し孔４８ｂとする。さらに、曲り流路（３０−５）の出口付近における第１ガイド後半部４３ｂの周上に小さな丸孔を放射状８個設けてディフューザ吸込み孔４９とする。
ディフューザ吹出し口４８ａ、ディフューザ吹出し孔４８ｂから吸出してディフューザ吸込み孔４９から吸入される支流３４５をつくるには、支流３４５の流路抵抗が、曲り流路（３０−５）で発生する流路抵抗より小さければ可能である。本実施の形態５では、ディフューザ入口の吸出し量を適正（２〜５％）化するため、ディフューザ吸込み孔４９、ディフューザ吹出し口４８ａ、ディフューザ吹出し孔４８ｂ、曲り流路（３０−５）の各部の流体抵抗を、各部の流路面積で調整することが可能である。
【００５３】
以上、ディフューザ入口の境界層から適量（主流の２〜５％）吸出すことによって、広がり角２θの広い範囲（約９０度）まで、広がり角２θ＝１０度程度まで圧力損失を抑えることができる。
以上、実施の形態５に係る「アキュムレータ１０を付設する冷媒圧縮機である二気筒圧縮機」では、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００５４】
実施の形態６．
図１１と図１２を参照して実施の形態６を説明する。
図１１は実施の形態６に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の上流空間２１の縦断面図（図１２のＣ−Ｃ縦断面図）である。
図１２は実施の形態６に係る図１１のアキュムレータ１０の第１ガイド４４を表す図１１のＡ−Ａ横断面図である。実施の形態５と異なる点についてのみ説明する。
【００５５】
（入口管１２）
本実施の形態６では、入口管１２の開口部１２ａの端面にＣ面取りを加えることで、第１ガイド４４との隙間で発生する流れに生じる圧力損失を低減する。
【００５６】
（第１ガイド４４、曲り流路（３０−６））
本実施の形態６では、曲り流路（３０−６）の出口付近にディフューザ吸込み孔４９を設けるため、第１ガイド後半部４４ｂの円形の終端部の４辺を切り落とすことで形成した。
【００５７】
（第３ガイド８１）
本実施の形態６では、ディフューザ吹出し口４８ａ、ディフューザ吹出し孔４８ｂから吸出してディフューザ吸込み孔４９から吸入される支流３４６の流れを滑らかにし流路抵抗低減するため、第３ガイド８１を第１ガイド４４とアキュムレータ密閉容器１１との間に配置した。なお、第３ガイド８１は第１ガイド４４と一体に成形しており、第１ガイド４４自体は端部を切り落とす以外は第１ガイド４３と同様の形状である。
【００５８】
以上、実施の形態６に係る「アキュムレータ１０を付設する冷媒圧縮機である二気筒圧縮機」では、実施の形態５と同等以上に、気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００５９】
実施の形態７．
図１３を参照して実施の形態７を説明する。
図１３は実施の形態７に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の第２ガイド３３を真上から見た図である。上記実施の形態１から６と異なる点についてのみ説明する。
【００６０】
（第２ガイド３３）
本実施の形態７では、第２ガイド３３の形状は上記実施の形態１から６と同様の四角すい形状であるが、水平方向の姿勢が異なる。図２に示すように、実施の形態１では出口管の開口部１３ａ、１４ａを配置するＣ−Ｃ断面上には、第２ガイド３１の斜面３１ａと斜面３１ｂが配置されていた。本実施の形態７の図１３では、出口管の開口部１３ａ、１４ａを配置するＣ−Ｃ断面上には、第２ガイド３３の稜線３１３が配置される。すなわち、上記実施の形態１の第２ガイド３１を中心軸９に対して、４５度時計方向に回転移動した姿勢で配置した点が異なる。第２ガイド３３は、平坦な斜面の第２ガイド３２でもよいし、斜面に曲率を有する第２ガイド３２でもよい。これらを回転して配置したものが第２ガイド３３である。
【００６１】
以上、実施の形態７に係る「アキュムレータ１０を付設する二気筒圧縮機」では、実施の形態１から６の第２ガイドと同等のほぼ効果があり、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００６２】
実施の形態８．
図１４、図１５、図１６を参照して実施の形態８を説明する。
図１４は、実施の形態８に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の上流空間２１の縦断面図である。
図１５は、実施の形態８に係る図１４のアキュムレータ１０の第１ガイド４４を表すＡ−Ａ横断面図である。
図１６は、実施の形態８に係る第２ガイド３４の斜視図である。
実施の形態８は実施の形態６に類似し、実施の形態６と第２ガイドが異なる。実施の形態６と異なる点についてのみ説明する。
【００６３】
（第２ガイド３４）
実施の形態１〜７では、第２ガイドの形状は四角すい形状であった。本実施の形態８の第２ガイド３４は、図１６に示すように、２つの斜面３４ａと斜面３４ｂが交差する稜線３１４を凸部頂点３２４とし、流れ上流側を向いて配置される２又形状の２分配流れガイドである。２つの斜面３４ａと斜面３４ｂとは平坦でもよいし、第２ガイド３２の斜面のように、密閉容器の下側方向に凸になる曲率を有してもよい。第２ガイド３４は、密閉容器の円筒胴体１１ｂに固定されるガイド取付けフランジ２９の下面側に溶接し、その隙間を連通口３０４ａ、３０４ｂとして形成する。図１６の３３４が溶接部である。入口管１２から流入した冷媒は、第１ガイド前半部４４ａによるディフューザ形流路（４０−４）を通過後、２又形状の第２ガイド３４による曲り流路３０−８で２つの連通口３０４ａと連通口３０４ｂに分配され導かれる。図１５では、連通口３０４ａ、３０４ｂを出口管の開口部１３ａ、１４ａを配置するＣ−Ｃ断面上に配置し、連通口３０４ａ、３０４ｂを通過後、冷媒を出口管の開口部１３ａ、１４ａを配置する方向に導くので流動抵抗が小さい。
【００６４】
以上、実施の形態８に係るアキュムレータ１０を付設した二気筒圧縮機では、実施の形態６の第２ガイドと同等の効果があり、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００６５】
図の説明は省略するが、２又形状の第２ガイドを中心軸９に対して、回転移動した姿勢が配置した場合にもほぼ同様の効果が得られる。但し、回転移動させた場合には、流れにねじれが生じるので、図１５に比べると、気液分離効率は上昇し、圧力損失が多少大きくなる傾向である。
【００６６】
実施の形態９．
図１７、図１８、図１９を参照して実施の形態９を説明する。
図１７は、実施の形態９に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の上流空間２１の縦断面図（図１８のＣ−Ｃ縦断面図）である。
図１８は、実施の形態９に係る図１７のアキュムレータ１０の第１ガイド４５を表す図１７のＡ−Ａ横断面図である。
図１９は、実施の形態９に係る第２ガイドを表す真上から見た図である。実施の形態５から８と異なる点と説明不十分な点を追加説明する。
【００６７】
（第１ガイド４５）
実施の形態９の第１ガイド４５の形状は、基本的には実施の形態５から８の第１ガイド４４と同様である。ディフューザ形状の第１ガイド４５は軸方向に沿ってラッパ形状に広がり、ディフューザ形流路（４０−９）の広がり角２θは緩やかに増加する。開始端から第２ガイドに至るまでのディフューザ形流路（４０−９）長さＬ２の区間を第１ガイド前半部４５ａとすると、広がり角２θは開始端で０度〜５度程度であり、終了端（Ｌ２からＬ３に移る位置）で４０度以下に設計すればディフューザによる圧力損失低減効果が得られる。その後、第１ガイド後半部４５ｂと第２ガイド３５との間で挟まれた曲り流路（３０−９）により、２θの終了端でＤ２まで広がった軸方向流れは、ほぼ乱れのない状態で、ディフューザ形流路（４０−１）からさらに下流側へ流れる。
なお、ディフューザ形流路の平均広がり角２θｍは、
２θｍ＝２×ｔａｎ−１｛［（Ｄ２−Ｄ１）／２］／Ｌ２｝
で定義される。図１のディフューザ形流路（４０−１）は直線的に広がる円錐ディフューザであり、広がり角２θは一定であり平均広がり角２θｍに一致する。広がり角２θが０度より大きく４０度以下の範囲でディフューザの効果が得られるが、特に、開始端の広がり角（２θ１）を十分小さくしたほうがよい。入口管ディフューザ吹出し口４８ａを放射状の丸孔８個で構成した点が異なる。
【００６８】
（第２ガイド３５）
実施の形態９の第２ガイド３５は円錐形状である点が特長である。但し、ここでは第２ガイド３５の凸部先端は、丸みを有する球面形状に加工してある。このように第２ガイド（山型流れガイド）は、冷媒流入方向３３５ｃの上流側に脹らんだ曲面で形成された凸部頂点３２１と斜面を有する。円錐形状の第２ガイド３５を十字固定バンド３３７に溶接して固定し、これをガイド取付けフランジでアキュムレータ密閉容器１１に溶接固定する。図１９において、３３４は十字固定バンド３３７とガイド取付けフランジ２９との溶接部、３３６は第２ガイド３５と十字固定バンド３３７との溶接部である。
【００６９】
（第３ガイド８２）
第１ガイド４５とアキュムレータ密閉容器１１との間に配置する第３ガイド８２によって、完全に仕切ることにより、ディフューザ吹出し口４８ａ、ディフューザ吹出し孔４８ｂから吸出してディフューザ吸込み孔４９から吸入される支流３４７の流れを滑らかにし流路抵抗低減する構造にした。
【００７０】
以上、実施の形態９に係るアキュムレータ１０を付設した冷媒圧縮機では、実施の形態５から８と同等の効果があり、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００７１】
実施の形態１０．
図２０を参照して実施の形態１０を説明する。
図２０は、実施の形態１０に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の第２ガイドを表す真上から見た図である。実施の形態９と異なる点についてのみ説明する。
【００７２】
（第２ガイド３６）
実施の形態１０の第２ガイド３６は、楕円錐形状である点が特長である。楕円錐形状の第２ガイド３６の長軸側底面をガイド取付けフランジ２９に固定し、ガイド取付けフランジ２９をアキュムレータ密閉容器１１に溶接固定する。第２ガイド３６は、斜面３６ａ，凸部頂点３２６を有する。第２ガイド３６により円筒胴体１１ｂとの間に２つの連通口３０６ａと連通口３０６ｂを形成し、上流空間から出口管開口部１３ａ、１４ａに冷媒を導く。
【００７３】
以上、実施の形態１０に係るアキュムレータ１０を付設した冷媒圧縮機では、実施の形態実施の形態５から９と同等の効果があり、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００７４】
図の説明は省略するが、楕円すい形状の第２ガイド３６を中心軸９に対して、回転移動した姿勢が配置した場合にもほぼ同様の効果が得られる。但し、回転移動させた場合には、流れに旋回効果が生じるので、図２０に比べると、気液分離効率は向上する上昇し、圧力損失が多少大きくなる傾向である。
【００７５】
実施の形態１１．
図２１を参照して実施の形態１１を説明する。
図２１は実施の形態１１に係る「冷媒圧縮機に付設するアキュムレータ１０」の第２ガイド３７を真上から見た図である。実施の形態９と異なる点についてのみ説明する。
【００７６】
（第２ガイド３７）
実施の形態１１の第２ガイド３７は三角錐形状である点が特長である。第２ガイド３７は、斜面３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，凸部頂点３２７及び３本の稜線を有する。三角錐形状の第２ガイド３７の底面の３つの頂点部分をガイド取付けフランジ２９に固定し、ガイド取付けフランジ２９をアキュムレータ密閉容器１１に溶接固定する。第２ガイド３７により円筒胴体１１ｂとの間に３つの連通口３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃを形成し、上流空間２１から出口管開口部１３ａ、１４ａに冷媒を導く。
【００７７】
以上、実施の形態１１に係るアキュムレータ１０を付設した冷媒圧縮機では、実施の形態実施の形態５から９と同等の効果があり、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００７８】
以上、実施の形態１から１１に係るアキュムレータ１０の第２の曲りガイド（第２ガイド）は、ソリッドな板からなる斜面を組み合わせた軸対称形状であった。金網からなる斜面を組み合わせて曲りガイド形状を製作した場合にも、実施の形態１から１１に類似した効果が得られる。
【００７９】
以上、実施の形態１から１１に係るアキュムレータ１０の第２の曲りガイド（第２ガイド）の構造は、同一の斜面形状と材料を組み合わせた軸対称形状であった。以下の実施の形態１２では、複数の斜面形状と材料を組み合わせた軸対称形状の曲りガイド（第２ガイド）の構造例を示す。
【００８０】
実施の形態１２．
図２２、図２３、図２４、図２５を参照して実施の形態１２を説明する。
図２２は、実施の形態１２に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の縦断面図（吐出管より上流側）である。
図２３は、実施の形態１２に係る図２２のアキュムレータ１０の曲り流れガイドを表すＡ−Ａ横断面から真下を見た図（第１ガイドを除く）を示す。実施の形態１２は前述の実施の形態２に対して、曲り流れガイド（第２ガイド）３８の構造が異なるので、主にその点について説明する。第１ガイドは実施の形態２と同じ第１ガイド４２を用いている。
図２４は、曲り流れガイドの傾斜面が占める割合（ディフューザ流路面積終端部（長さＬ２位置）を基準１）と全圧損失係数ζとの関係を示すグラフである。図２４では、ＡＳＨＲＡＥ−Ｔ条件は、「ＡＳＨＲＡＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ２３−１９９３，  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｒａｔｉｎｇ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔｓ：ＡＳＨＲＡＥ，（１９９３）」から定めた。
【００８１】
（第２ガイド３８、曲り流路（３０−１２）、ディフューザ形流路（４０−２））
実施の形態１２の第２ガイド３８は、平らな円板を３箇所プレス加工で凹ませて、３つの斜面３８ａ、３８ｂ、３８ｃと、これらの斜面に隣接した連通口３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃを形成する。従来例の仕切り板の連通口に比べて、第２ガイド３８の斜面と連通口が円板に占める割合が非常に大きい。そこで、３個の連通口の外周円弧を円板から切り抜いた後、３箇所をプレス加工で変形させて３個の斜面３８ａ、３８ｂ、３８ｃを形成する。また、円板の中心を半球突起部８８に凸ませて凸部頂点３２８を形成する。円板のプレス加工後は、変形しない部分は中心軸９に直交する平坦部３８ｒとして残り、自転車の車輪にハブと３本スポークとがついたような形状である。第１ガイド前半部４２ａは、実施の形態２と同様に緩やかな角２θで流路断面内径がＤ２まで広がるディフューザ形流路（４０−２）の外周部を構成する。さらに、第１ガイド後半部４２ｂでは、広がり角２θが急増し外周部がラッパ状に広がり、アキュムレータ密閉容器の円筒胴体１１ｂの内壁４１１付近まで達する。ラッパ状の第１ガイド後半部４２ｂは、その内側にある第２ガイド３８の斜面３８ａ、３８ｂ、３８ｃとの間に３方向の曲り流路（３０−１２）を形成し、冷媒の流れ方向を軸方向から径方向に滑らかに変換する。ガイド取付けフランジ２９の上に、第２ガイド３８、金網８９、及び「第１ガイド４２の終端部」を積層し、小ネジのボルト８７で固定する。金網８９は凸部頂点３２８の位置を頂点として山形に張られた円錐形状で、アキュムレータの気液分離機能を補助する働きがある。アキュムレータに流入したゴミが圧縮シリンダに吸入されるのを防ぐのに加えて、粒径の大きな液冷媒を付着させ径方向に散らかせて出口管の開口部１３ａ，１４ａに入るのを防ぐ働きがある。
【００８２】
（冷媒の流れ）
ディフューザ形流路（４０−２）の第１ガイド前半部４２ａは広がり角２θで、流路断面内径をＤ１からＤ２まで緩やかに径方向へ広げる。第１ガイド前半部４２ａでＤ２まで広がった軸方向流れは、ほぼ剥離しない状態で、ディフューザ形流路（４０−２）からほぼ軸方向下流側へ向かって流れて、第２ガイド３８の凸部頂点３２８付近（ほぼ半径Ｄ２／２の円形領域内）に衝突した後、中心軸９に対して傾斜角αの斜面３８ａ、３８ｂ、３８ｃに平行な方向に流れを変換し径方向に広がり、各斜面の延長上にある３個の連通口３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃに向かって冷媒が流れる。第１ガイド前半部４２ａの出口断面を下流側の第２ガイド３８に投影した面積のうちで、斜面３８ａ、３８ｂ、３８ｃに相当する領域と半球突起部８８に相当する領域を波線で示す。この波線領域に入る軸方向流れは圧力抵抗が比較的小さくて滑らかに径方向流れに変換される。一方、これ以外の領域は軸方向流れと直交するため圧力抵抗が大きくなり軸方向流れの運動量損失は大きい。
図２４は実施の形態１２に係る曲り流れガイド（第２ガイド）３８の傾斜面が占める割合（ディフューザ流路面積終端部を基準１）と、全圧損失係数ζ（入口管流入時での全圧に対する第２ガイド３８を通過後の全圧損失の割合）との関係を示す。Ａｓｈｒａｅ−Ｔ条件で、プロパン冷媒を用いた１馬力相当の圧縮機を６０Ｈｚで運転した場合の実測値と計算値からプロットした。
実施の形態１２の第２ガイド３８の場合は傾斜面が占める割合は約５０％に相当し、全圧損失係数ζ＝０．７５である。実施の形態１１の図２１の三角錐形状の第２ガイド３７は傾斜面が占める割合が１００％の場合に相当し、全圧損失係数ζ＝０．６である。
【００８３】
図２５は、実施の形態１２の入口管流れガイド４２の広がり角（２θ）と、全圧損失係数ζ（入口管流入時での全圧に対する第２ガイド（曲り流れガイド）３８を通過後の全圧損失の割合）との関係を示す。運転条件は図２４と同じとする。
出口管開口部１３ａ、１４ａを覆う第２ガイドを設けない場合には全圧損失係数ζが最も小さく、ディフューザ形流路単体に近い特性を示す。広がり角２θが大きいほど全圧損失係数ζが大きくなり、その増加率は約２０度から約４０度の範囲で大きくて、６０度以上ではほぼ一定値に収束する。例えば、傾斜面が５０％（図２２相当）の場合で、全圧損失係数ζが０．１５から０．７５に増加する。また、広がり角２θが十分小さい場合（２０度付近）には第２ガイドの傾斜面の影響が大きくて、同じ連通口面積であっても、傾斜面が全くない場合の全圧損失係数ζは、傾斜面が１００％（図２１相当）の場合の約２倍に増加する。第２ガイドに傾斜面をつけることで全圧損失係数ζは低下し、実施の形態１１の図２１のような三角錐形状の第２ガイド３７をつけると第２ガイドを設けない場合の値に近づけられる。
【００８４】
なお、第２ガイドを全く設けず、出口管開口部１３ａ、１４ａを全く覆わない場合には、液冷媒が直接出口管１３、１４に入り、信頼性を損なう危険性が高いので、適当な方策とはいえない。そこで、出口管開口部１３ａ、１４ａを粗い金網で覆う処置や、入口管からの冷媒流入方向延長上に多少傾斜面があって、開口率の大きなガイドを設けるなどの処置が必要である。例えば、図２３で３つの斜面３８ａ、３８ｂ、３８ｃをなくして連通口を大きくした構造が考えられる。冷媒流入方向延長上の半球突起部８８と、それを覆う金網８９は残せば、圧力損失低減効果と、信頼性はある程度確保できる。連通口と金網が密閉容器横断面に占める開口率は、信頼性と効率のトレードオフの関係にあり、実際の設計においては、実運転による信頼性検証できる範囲で、簡便（低コスト）な構造で、圧力損失を最も低減できるように決定する。
【００８５】
以上、実施の形態１２に係るアキュムレータ１０を付設した冷媒圧縮機では、実施の形態２に比べると劣るものの、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００８６】
以上の実施の形態１〜１２では、２個の圧縮シリンダ３，４を並列に備える二気筒圧縮機に使用されるアキュムレータついて説明した。しかし、１個の圧縮シリンダを備える単気筒圧縮機や、複数の圧縮シリンダを直列に備える多段圧縮機に使用されるアキュムレータ吐出管が１本の場合であっても同様の効果が得られる。
【００８７】
実施の形態１３．
図２６は、実施の形態１３に係る「アキュムレータを付設する冷媒圧縮機」の構成を示す縦断面図である。図２のＣ−Ｃ縦断面図である図１に示すアキュムレータ１０と異なる部分についてのみ説明する。実施の形態１３のアキュムレータ１０は、実施の形態１のアキュムレータ１０の第１ガイド４１をなくして、アキュムレータ密閉容器１１の上部鏡板１１ａで円錐ディフューザ形流路を構成した点が異なる。また、単気筒圧縮機５の圧縮機密閉容器２に付設した場合であり、アキュムレータ１０の下流空間２２に１個の出口管１６を備え、出口管１６を圧縮シリンダ６と連通した点が異なる。
図３２は、図２６のアキュムレータ１０の入口形状の構成を示す縦断面図である。
【００８８】
（上部鏡板１１ａ）
高圧容器であるアキュムレータ密閉容器１１の上部鏡板１１ａは、通常、半球形状または皿型形状である。本実施の形態１３では、第１ガイド４１をなくすため、上部鏡板１１ａの内壁形状を中心軸９と同軸位置に円筒穴があけられた円錐ディフューザ形流路（４０−１３）に近づける。中心軸９に丸孔を開けた上部鏡板１１ａを中心軸９上方向側に絞り加工で引き伸ばして、内径が入口管１２の外径より＋公差の円筒穴をつくり、ここに入口管１２を通して溶接する。上部鏡板１１ａは入口管の開口部１２ａから、中心軸９方向に向かって長さＬ２でラッパ形（このときの曲率は約Ｒ１）に広がる。入口管開口部１２ａで広がり角２θ１＝０度、Ａ−Ａ断面での広がり角２θ＝約４５度であり、この範囲の入口管開口部１２ａ付近ではディフューザによる損失低減効果が得られる。長さＬ２終端では広がり角（２θ）は約１２０度であり剥離状態である。
上部鏡板１１ａの内壁はラッパ形に円筒胴体１１ｂ付近まで広がった後、中心軸９方向に向かって長さＬ３で紡錘型（このときの曲率は約Ｒ２）に広がり角２θが小さくなり、円筒胴体１１ｂの内壁に繋がる。上部鏡板１１ａの後半部は第２ガイド３１（図１と同様の四角すい形状）との間に曲がり流路（３０−１３）を構成し、連通口３０１ａ、３０１ｂに連通する。
【００８９】
本実施の形態１３では、図２６に示すように、ディフューザ形流路（４０−１３）の長さＬ２を入口管の開口部１２ａから変極点（ラッパ形から紡錘型に切り替わる点）までの軸方向長さで定義したが、Ａ−Ａ断面より下流側では広がり角２θが４５度以上に広がるので、ディフューザによる圧力損失低減効果は小さくなっていく。
実施の形態１２の図２２でアキュムレータ密閉容器１１と独立して構成した第１ガイド前半部と同様にして、ディフューザ入口管の開口部１２ａからＡ−Ａ断面付近までを第１ガイド前半部として、第１ガイド前半部のディフューザ長さをＬ２’（図３２）、出口断面内径をＤ２’（図３２）と定義しなおすならば、実施の形態１２の図２２おいてアキュムレータ密閉容器１１と独立して構成する第１ガイド前半部と同様にして、この区間では広がり角２θは０度から４５度以下の範囲となり、ディフューザ効果が得られる。さらに、
平均広がり角２θｍ＝２×ｔａｎ−１｛［（Ｄ２’−Ｄ１）／２］／Ｌ２’｝
のように定義しなおすと、平均広がり角２θもまた０度から４５度以下の範囲である。
また、ディフューザ流路を構成するアキュムレータ密閉容器１１のラッパ形状部の曲率Ｒ１は極力大きくとることで、ディフューザ流路の広がり角２θを緩やかに増加させることができる。通常は紡錘型の曲率Ｒ２に比べて十分大きく設計することが必要である。
【００９０】
（入口管１２）
本実施の形態１３では、入口管１２の開口部１２ａの端面のＣ面取りを加えること、及び、入口管１２のストレート部長さＬ１を一定以上長くすることにより、上部鏡板１１ａで構成するディフューザ形流路（４０−１３）への冷媒流入時に生じる圧力損失を低減する。
【００９１】
（吐出管１６）
単気筒圧縮機５のアキュムレータ１０では圧縮シリンダ６と吐出管がそれぞれ１個であり、二気筒圧縮機と同等能力を確保するように運転するには、圧縮シリンダの吸入容積を２倍にすることが必要となり、アキュムレータの出口管で生じる圧力損失が大きくなる。本実施の形態１３では、出口管１６の圧力損失を低減するため、出口管の内径を大きくすることが有効である。圧縮シリンダ６に繋がる出口管後半部１６ｃの内径は、圧縮シリンダの厚みと配置の制約があり制限される。そこで、アキュムレータ内部空間２０内に配置される出口管前半部１６ｂの管径を出口管後半部１６ｃより広げる。
【００９２】
以上、ディフューザ形流路長さＬ２全区間で圧力損失低減効果が得るには、アキュムレータ密閉容器１１と独立して理想的なディフューザ形流路を構成する入口管流れガイド（４１、４２）を用いるのが望ましい。一方、部品点数を増やさないで、ディフューザによる圧力損失低減効果を得るには、本実施の形態１３のようなアキュムレータ密閉容器１１の上部鏡板１１ａを兼ねる構造が有効である。以上、実施の形態１３に係るアキュムレータ１０を付設した冷媒圧縮機では、実施の形態１から１２の第１ガイド（入口管流れガイド）に準ずる効果があり、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００９３】
実施の形態１４．
図２７は、実施の形態１４に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の構成を示す縦断面図（図２８のＣ−Ｃ縦断面図）である。
図２８は、図２７のアキュムレータ１０を図２７のＡ−Ａ横断面を真上から見た図である。実施の形態１３と異なる点についてのみ説明する。実施の形態１４のアキュムレータ１０は、実施の形態１３に対して第４ガイド８３を追加した点が異なる。
【００９４】
（ディフューザ形流路（４０−１４）、第４ガイド８３）
実施の形態１１ではアキュムレータ密閉容器１１の上部鏡板１１ａで円錐ディフューザ形流路を構成したが、ラッパ形状に広がるため、ディフューザによる損失低減効果が得られる範囲は、入口管開口部１２ａ付近に限定されていた。より広い範囲で剥離を抑えてディフューザによる損失低減効果を得るため、実施の形態１４では上部鏡板１１ａの内側にディフューザ流れに沿う第４ガイド８３を設けた。形状は薄板で構成した円錐ディフューザ形状である。長さはディフューザ形流路（４０−１４）の長さＬ２の半分程度である。第４ガイド８３は、第２ガイド３１の上流側に配置されるので、曲り流路３０−１４に流入する流れも乱れにくくなり、流動抵抗が低減する。また、第４ガイド８３は終端部で第３ガイドの稜線３１１と重なる四箇所に切り込み３５１をいれて溶接固定される。
【００９５】
以上、実施の形態１４に係るアキュムレータ１０を付設した冷媒圧縮機では、実施の形態１３よりも改善効果があり、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００９６】
実施の形態１〜１４では、アキュムレータ密閉容器１１が中心軸９に対して軸対称な円筒形状で、中心軸上に配置に入口管１２から冷媒を流入する場合について説明した。
以下の実施の形態１５では、入口管から冷媒が流入する軸方向と、密閉容器の中心軸が一致しない場合にも、実施の形態１〜１４に準じる圧縮機効率改善効果が得られる例を示す。以下のような非対称な要素がある場合、非対称な要素が大きいほど圧力損失低減効果は目減りするものの、実施の形態１〜１４に準じる圧縮機効率改善効果が得られる。
・アキュムレータ密閉容器１１は必ずしも、軸対称形状でなくてもよい、筒状胴体は必ずしも円筒胴でなく、扁平した形状であってもよい。
・また、入口管１２から冷媒を流入する軸方向は、中心軸真下方向でなくてよい。中心軸からずれていてもよいし、必ずしも真下方向でなくてもよい。
・すなわち、入口管１２から冷媒を流入する軸方向の下流側に、冷媒流入方向に軸対称なデュフューザ形流路と山形形状の分配流路が構成されていれば、準ずる改善効果が得られる。
以下、非対称な要素がある場合の実施の形態１５を示す。
【００９７】
実施の形態１５．
図２９は、実施の形態１５に係る「冷媒圧縮機に付設されるアキュムレータ１０」の構成を示す縦断面図（図３０のＣ−Ｃ縦断面図）である。
図３０は、図２９のアキュムレータ１０をＡ−Ａ横断面を真上から見た図（但し、アキュムレータ密閉容器１１を除く）である。実施の形態１〜１４では、アキュムレータ密閉容器１１が中心軸９に対して軸対称な円筒形状で、中心軸上に配置に入口管から冷媒を流入した。これに対して、実施の形態１５では、円筒胴体１１ｂの真横に取り付けられた入口管１２から冷媒が密閉容器内に流入し、冷媒が流入する軸方向に広がる第１ガイド４５で形成されたディフューザ形流路（４−１５）を通って、流入方向を遮る二又形状の第２ガイド３９によって径方向に流れを変える曲り流路（３０−１５）を介して、液冷媒は円筒胴体１１ｂの内壁４１１に衝突する。気液分離後、ガス冷媒は連通口３０９ａ、３０９ｂを通って、出口管の開口部１６ａに導かれる。但し、第２ガイド３９によってわけられる密閉容器空間内の上流側と下流側とは完全に仕切られていないが、２つの斜面３９ａ、３９ｂと円筒胴体１１ｂの内壁４１１との間に形成した連通口３０９ａ、３０９ｂが最も流動抵抗が小さく流れやすい。また、第１ガイドはガイド取付けフランジ２９に溶接して固定される。なお、図３０の３２９は凸部頂点の稜線である。実施の形態１５は、図１６の第２ガイド３４を縦にして凸部頂点を第１ガイド４５の冷媒流出口へ向けた配置である。
【００９８】
以上、実施の形態１５に係るアキュムレータ１０を付設した冷媒圧縮機では、実施の形態１から１４に準じる改善効果があり、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善することが可能である。
【００９９】
以上の実施の形態１〜１５の「アキュムレータ１０を付設する冷媒圧縮機」では、アキュムレータ１０が、密閉容器内にディフューザ形流路と曲り流れガイド（第２ガイド）の両方を設えることで、相互の組み合わせによる相乗効果により、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善する効果が得られる。
【０１００】
一方、アキュムレータ密閉容器内に、ディフューザ形流路と、その下流側に、従来の特許文献１のような軸方向に直交する仕切り板とを備えた場合には、従来のアキュムレータに比べて圧力損失を低減し圧縮機効率を改善する効果が得られるものの、その改善効果は限定的であり、本発明による実施の形態１〜１５のようにディフューザ形流路と曲り流れガイド（第２ガイド）の両方を設えた場合に比べて改善効果が大幅に劣る。
【０１０１】
また、アキュムレータ密閉容器２０内に、入口管を取り付けた下部鏡板１１ｃとアキュムレータの上流空間は従来例のままで、その下流側に、山型形状の曲り流れガイド（第２ガイド）を備えた場合には、実施の形態１〜１５のようにディフューザ形流路と曲り流れガイド（第２ガイド）の両方を設えた場合よりも劣るものの、従来のアキュムレータに比べて圧力損失を低減して、圧縮機効率を改善する効果が得られる。特に、単段二気筒圧縮機で、出口管２本の開口部をアキュムレータ密閉容器１１内に配置する場合には、実施の形態８の図１４から図１６に示したような、冷媒が流入する軸方向に対して傾いた２つの斜面と２つの斜面が交わる稜線で構成し、凸部頂点が上流側を向いた山型形状の曲り流れガイドが最適であり、アキュムレータの気液分離機能を保ちつつ圧力損失を低減して圧縮機効率を改善する効果が最も大きい。
【０１０２】
以上の実施の形態１〜１５のアキュムレータにより得られる圧縮機効率改善効果は、蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いる冷媒種によって異なる。圧縮機で動作する圧力と密度が小さい冷媒ほど、アキュムレータ吸入時に発生する圧力損失による動力損失が圧縮機入力に占める割合が大きいので圧縮機効率改善効果が大きい。冷熱空調機器の世界市場で現状用いられるフロン冷媒（Ｒ４１０Ａ、Ｒ２２）に比べて、ＨＣ冷媒（イソブタン、プロパン、プロピレン）や、ＨＦＯ１２３４ｙｆなどの低ＧＷＰ冷媒は、低圧・低密度で動作するため、以上の実施の形態のアキュムレータによって、とくに大きな圧縮機効率改善効果が得られる。
【０１０３】
以上の実施の形態１〜１５では、回転ピストン式のロータリ圧縮機を想定した冷媒圧縮機で説明したが、その他ロータリ圧縮機であるスイングピストン式やスライディングベーン式や、ロータリ式以外の圧縮機方式であるレシプロ式やスクロール式などの場合にも、吸入側にアキュムレータを付設する場合は、実施の形態１〜１５と同様に圧縮機効率改善する効果が得られる。
【０１０４】
以上の実施の形態１〜１５では、高圧容器８内の圧力が高段圧縮部内の圧力に等しい高圧シェル型の単段圧縮機について説明した。中間圧シェル形式の場合は、アキュムレータの用途は高圧シェル形式と全く同様であり、実施の形態１〜１５と同様の圧縮機効率改善効果が得られる。さらに、低圧シェル形式の冷媒圧縮機であっても、以上の実施の形態のアキュムレータを冷媒圧縮機の吸入側に付設した場合には、同様の効果が得られる。さらに、二段圧縮機の低段吸入側に付設する場合や、高段吸入側に付設する場合にも、実施の形態１〜１５と全く同様に圧縮機効率改善効果が得られる。また、実施の形態１〜１５に示すアキュムレータを、蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、気液分離（あるいは油分離）効率改善と液貯蔵の用途で、冷媒圧縮機の吸入側以外の箇所で用いる場合には、圧力損失低減による圧縮機効率改善効果は小さくなるものの、圧力損失低減による圧縮機効率改善効果の効果が得られる。
【０１０５】
ｌ  以上の実施の形態１〜１５では、ディフューザ形流路として、円錐ディフューザ形流路（直線壁以外のラッパ形、鐘型を含む）を用いて説明したが、流路断面が円形以外の異なる扁平な楕円や長方形であっても、入口管１２から流入方向に真直ぐ広がるディフューザ形流路であれば、実施の形態１〜１５に準じる効果が得られる。
【０１０６】
以上の実施の形態１〜１５では、ディフューザ形流路として、入口も出口も円形状の円錐ディフューザ形流路を用いて説明した。非特許文献１のｐ６１、ｐ１４７には、円形状の入口から楕円形状の出口に変わるディフューザ形流路や、扁平な長方形の入口から楕円の出口に変わるディフューザ形流路が示されている。
以上の実施の形態では入口管１２から流入方向に真直ぐ広がるディフューザ形流路であれば、ディフューザ流路断面形状が途中で変わる場合にも、円錐ディフューザ形流路を用いた実施の形態１〜１５に準じる効果が得られる。
とくに、ディフューザ形流路を形成する第１ガイドを、入口管と同じ円断面の入口から、曲り流れガイド（第２ガイド）の底面形状に近い形に緩やかに変化するように設計すると、実施の形態１〜１５と同等以上に、圧力損失を低減し、圧縮機効率を改善する効果が得ることが可能である。
【０１０７】
また、ディフューザ形流路の内壁からの剥離を抑えて圧力損失を低減する基本手段として、ディフューザ形流路の基本形状（断面形状、広がり角、長さ）がある。これ以外に、各種補助手段を上記基本手段と適切に組み合わせることで、一層、圧力損失を低減し、圧縮機効率改善効果が得られるので、本発明の実施の形態５から９、または、実施の形態１４、実施の形態１５では、実用的な観点で優れた具体的な構成を示した。
実施の形態５から９では、（１）吸出し流路を設ける補助手段を適切に組み合わせる具体的な構成を示した。実施の形態１４では（２）中間案内翼を設ける補助手段を適切に組み合わせる具体的な構成を示した。実施の形態１５では、（３）ディフューザ形流路内に金網設ける補助手段を適切に組み合わせる具体的な構成を示した。
【０１０８】
実施の形態１６．
図３１は、実施の形態１６の蒸気圧縮式冷凍サイクル７０（蒸気圧縮式冷凍サイクル装置）の構成図である。蒸気圧縮式冷凍サイクル７０は、圧縮機密閉容器２内の単気筒の圧縮シリンダ６で冷媒を圧縮する圧縮機７１（二気筒の圧縮シリンダであれば３，４）と圧縮機７１の吸入側に付設された実施の形態１〜１５のいずれかのアキュムレータ１０と、放熱器７２と、膨張機構７３と、蒸発器７４とを備えている。蒸気圧縮式冷凍サイクル７０にアキュムレータ１０を用いることで、蒸気圧縮式冷凍サイクル７０の効率を向上することができる。
【０１０９】
以上の実施の形態１〜１６では、装置としての「アキュムレータを付設する冷媒圧縮機」を説明したが、アキュムレータ１０の機能を気液分離方法として把握することも可能である。すなわちアキュムレータ１０の機能を、気液二相の二相冷媒をアキュムレータ密閉容器の内部へ流入させ、流入させた二相冷媒の流れをアキュムレータ密閉容器の内周方向へ拡大しつつ内周方向へ導く第１ガイドと、第１ガイドによって内周方向に導かれた冷媒の流れをアキュムレータ密閉容器の半径方向へ導く第２ガイドと、第２ガイドによって半径方向に導かれた冷媒の流れを出口管に向けて連通口を通過させる気液分離方法として把握することも可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  二気筒圧縮機、２  圧縮機密閉容器、３  第１圧縮シリンダ、４  第２圧縮シリンダ、５  単気筒圧縮機、６  圧縮シリンダ、９  中心軸、１０  アキュムレータ、１１  アキュムレータ密閉容器、１１ａ  上部鏡板、１１ｂ  円筒胴体、１１ｃ  下部鏡板、１２  入口管、１３  第１出口管、１４  第２出口管、１３ａ，１４ａ  開口部、１６  出口管、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ  （密閉容器１１の）溶接部、２０  アキュムレータ内部空間、２１  上流空間、２２  下流空間、２９，２９ａ，２９ｂ  ガイド取付けフランジ、３０−１，３０−２，３０−３，３０−４，３０−５，３０−６，３０−８，３０−９，３０−１２，３０−１３，３０−１４，３０−１５  曲り流路、３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８  曲り流れガイド（第２ガイド）、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ  斜面、４０−１，４０−２，４０−３，４０−４，４０−５，４０−６，４０−８，４０−９，４０−１２，４０−１３，４０−１４，４０−１５  ディフューザ形流路、４１，４２，４３，４４  入口管流れガイド（第１ガイド）、４２ａ，４３ａ，４３ａ  前半部、４２ｂ，４３ｂ，４３ｂ  後半部、４８ａ  ディフューザ吹出し口、４８ｂ  ディフューザ吹出し孔、４９  ディフューザ吸込み孔、５０−１  出口管に吸い込むガス冷媒流れ  ７０  蒸気圧縮式冷凍サイクル、７１  圧縮機、７２  放熱器、７３  膨張機構、７４  蒸発器、８１，８２  第３ガイド、８３  第４ガイド、８８  半球突起部、８９  金網、３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ，３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄ，３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ，３０４ｄ，３０６ａ，３０６ｂ，３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃ，３０８ａ，３０８ｂ，３０８ｃ，３０９ａ，３０９ｂ  連通口、３１１，３１２，３１３，３１４  稜線、３２１，３２２，３２４，３２８  凸部頂点、３３１，３３２，３３４  溶接部、３５１，３５２  切り込み、３３７  十字固定バンド、４１１  内壁。
【図１】
0005518200.tif 000002
【図２】
0005518200.tif 000003
【図３】
0005518200.tif 000004
【図４】
0005518200.tif 000005
【図５】
0005518200.tif 000006
【図６】
0005518200.tif 000007
【図７】
0005518200.tif 000008
【図８】
0005518200.tif 000009
【図９】
0005518200.tif 000010
【図１０】
0005518200.tif 000011
【図１１】
0005518200.tif 000012
【図１２】
0005518200.tif 000013
【図１３】
0005518200.tif 000014
【図１４】
0005518200.tif 000015
【図１５】
0005518200.tif 000016
【図１６】
0005518200.tif 000017
【図１７】
0005518200.tif 000018
【図１８】
0005518200.tif 000019
【図１９】
0005518200.tif 000020
【図２０】
0005518200.tif 000021
【図２１】
0005518200.tif 000022
【図２２】
0005518200.tif 000023
【図２３】
0005518200.tif 000024
【図２４】
0005518200.tif 000025
【図２５】
0005518200.tif 000026
【図２６】
0005518200.tif 000027
【図２７】
0005518200.tif 000028
【図２８】
0005518200.tif 000029
【図２９】
0005518200.tif 000030
【図３０】
0005518200.tif 000031
【図３１】
0005518200.tif 000032
【図３２】
0005518200.tif 000033