(57)【要約】【課題】  冷媒流れに旋回流を与えて冷媒の気液を遠心分離するアキュムレータにおいて、冷媒の旋回に伴い発生する圧力損失を低減する。【解決手段】  冷媒の旋回流に伴う遠心力で冷媒を気液分離する円筒状の分離空間９ａと、冷媒を分離空間９ａに導入する導入空間１１とを備え、分離空間９ａの中心付近に分離空間９ａで分離された気体冷媒を吸入する冷媒吸入部８ｄ、８ｅが配置され、分離空間９ａの中心付近に、冷媒の旋回軸方向に向いた柱状部材１２が配置され、前記柱状部材１２の先端部が、その先端に向けて縮小するように形成されている。これにより、分離空間９ａ内で旋回する冷媒に形成される台風の目に相当する流速の非常に遅い領域を排除できるとともに、柱状部材１２の先端における冷媒の剥離を回避できるので、気体冷媒内における流体摩擦を抑制して圧力損失を低減できる。【選択図】        図２
2006266524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルの圧縮機（１）吸入側に配置されて冷媒の気液を分離し液冷媒をその内部に貯え、気体冷媒を排出するアキュムレータ（６）であって、
冷媒の旋回流に伴う遠心力で冷媒を気液分離する円筒状の分離空間（９ａ）と、
冷媒を前記分離空間（９ａ）に導入する導入部（１１）とを備え、
前記分離空間（９ａ）の中心付近に前記分離空間（９ａ）で分離された気体冷媒を吸入する冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）が配置され、
前記分離空間（９ａ）の中心付近に、冷媒の旋回軸方向に向いた柱状部材（１２）が配置され、
前記柱状部材（１２）の先端部の径がその先端に向かって縮小されることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項２】
前記導入部（１１）は前記分離空間（９ａ）に開口する流出口（１１ｄ）を備え、
前記流出口（１１ｄ）は前記分離空間（９ａ）に前記旋回軸方向に所定の寸法で開口し、
前記柱状部材（１２）の前記旋回軸方向の長さが前記流出口（１１ｄ）の前記旋回軸方向の寸法より長く、
前記柱状部材（１２）が前記流出口（１１ｄ）の前記旋回軸方向の全域に重合するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のアキュムレータ。
【請求項３】
前記冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）は前記分離空間（９ａ）の内側から外側へ向かって前記旋回軸方向に延びる吸込みパイプ（８）の入口側部分に形成されており、
前記柱状部材（１２）が前記吸込みパイプ（８）のうち、前記冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）の内部まで挿入されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアキュムレータ。
【請求項４】
前記柱状部材（１２）が前記吸込みパイプ（８）に挿入されている部分における、前記吸込みパイプ（８）と前記柱状部材（１２）との間に形成される通路断面積が、その下流側における前記吸い込みパイプ（８）の通路断面積と同一もしくはそれ以上であることを特徴とする請求項３に記載のアキュムレータ。
【請求項５】
前記柱状部材（１２）と前記冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）の内壁との間に、板状部材（１３）が前記冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）の軸方向に配置されることを特徴とする請求項３または４に記載のアキュムレータ。
【請求項６】
前記柱状部材（１２）は、前記分離空間（９ａ）の中心に配置されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載のアキュムレータ。
【請求項７】
前記柱状部材（１２）は、前記分離空間（９ａ）の中心に対して偏心して配置され、
前記柱状部材（１２）の偏心方向は、前記流出口（１１ｄ）から遠ざかる方向であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載のアキュムレータ。
【請求項８】
冷凍サイクルの圧縮機（１）吸入側に配置されて冷媒の気液を分離し液冷媒をその内部に貯え、気体冷媒を排出するアキュムレータ（６）であって、
冷媒の旋回流に伴う遠心力で冷媒を気液分離する円筒状の分離空間（９ａ）と、
冷媒を前記分離空間（９ａ）に導入する導入部（１１）とを備え、
前記分離空間（９ａ）の中心付近に前記分離空間（９ａ）で分離された気体冷媒を吸入する冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）が配置され、
前記冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）は、前記分離空間（９ａ）の内側から外側へ向かって冷媒の旋回軸方向に延びる吸込みパイプ（８）の入口側部分に形成されており、
前記吸込みパイプ（８）内に板状部材（１３）が前記旋回軸方向に配置されることを特徴とするアキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルにおいて、圧縮機吸入側に配置されて冷媒の気液を分離し液冷媒を溜め気体冷媒を排出するアキュムレータに関するもので、例えば、車両用空調装置に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両に搭載される冷凍サイクルのアキュムレータは、蒸発器から排出される冷媒を気体冷媒（ガス冷媒）と液冷媒とに気液分離し、液冷媒をアキュムレータのタンク内に貯え、気体冷媒をパイプ等で圧縮機に戻す。気液分離方式の代表的なものとして、特許文献１に記載された遠心分離式アキュムレータがある。
【０００３】
この特許文献１の遠心分離式アキュムレータは、図１０に示すように、円筒形状のタンク本体部１８の側面上方部にパイプ形状の冷媒流入部１９が取り付けられる。タンク本体部１８の上面部中央にパイプ形状の冷媒吸入部２０が取り付けられ、タンク本体部１８と冷媒吸入部２０との間に環状空間２１が形成される。冷媒吸入部２０上端は図示しない圧縮機に接続され、下端はタンク本体部１８内に突出している。
【０００４】
冷媒流入部１９は気液２相冷媒を環状空間２１に、その円筒形状の接線方向に流入させる。これにより、環状空間２１内の冷媒流れに旋回流を与えて冷媒の気液を遠心分離できるようにしている。
【０００５】
遠心分離された冷媒のうち、液冷媒はタンク本体部１８の外周側に集められ、気体冷媒はタンク本体部１８の中心側に集められる。冷媒吸入部２０の下方に配置された板状部材２２とタンク本体部１８との間に隙間２３があり、タンク本体部１８の外周側に集められた液冷媒はこの隙間２３から下方へ落下し、タンク本体部１８内の下側に溜まる。タンク本体部１８の中心側に集められた気体冷媒は冷媒吸入部２０から吸入される。
【特許文献１】特開２０００−３５６４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、本発明者は実験及び解析により、従来の遠心分離式アキュムレータにおいて、冷媒が環状空間２１で旋回することに伴い下記のような圧力損失が発生していることを明らかにした。
【０００７】
環状空間２１で旋回している冷媒は外周部では流速が速く、中心部に向かうほど流速が遅くなり、中心部付近の領域２４に台風の目のような非常に速度の遅い領域が形成される。遠心分離された気体冷媒は中心部に配置された冷媒吸入部２０から冷媒吸入部２０内の領域２５にある流速で吸い出される。このとき、中心部にある冷凍機油吸入用パイプの先端がほぼ直角に形成されているため、冷媒吸入部２０に吸込まれた気体冷媒がこの部分で剥離され、冷媒流れに乱れが生じ、圧力損失の原因となっている。
【０００８】
また、冷媒吸入部２０に吸入された気体冷媒は冷媒吸入部２０内において旋回流れを持続している。そのため、冷媒吸入部２０内においても旋回外周部の流れの速い部分と旋回中心部付近の流れの遅い部分とが形成される。その結果、冷媒は冷媒吸入部２０内の壁面に沿ってのみ流れ、冷媒吸入部２０内の中心部付近ではあまり流れていない状態となってしまい、事実上の流路面積としては狭くなってしまう。このことによって、圧力損失を更に増大させる。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、遠心分離式アキュムレータにおいて、冷媒の旋回に起因する圧力損失を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷凍サイクルの圧縮機（１）吸入側に配置されて冷媒の気液を分離し液冷媒をその内部に貯え、気体冷媒を排出するアキュムレータ（６）であって、冷媒の旋回流に伴う遠心力で冷媒を気液分離する円筒状の分離空間（９ａ）と、冷媒を分離空間（９ａ）に導入する導入部（１１）とを備え、分離空間（９ａ）の中心付近に分離空間（９ａ）で分離された気体冷媒を吸入する冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）が配置され、分離空間（９ａ）の中心付近に、冷媒の旋回軸方向に向いた柱状部材（１２）が配置され、前記柱状部材（１２）の先端部の径がその先端に向かって縮小されることを特徴とする。
【００１１】
このような構成により気体冷媒は、その流速を緩めることなく、ある速度を維持したまま冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）に吸入され、さらに柱状部材（１２）の先端部で剥離することなく冷媒吸入部（８ｄ，８ｅ）に吸入されるため、気体冷媒内における流体摩擦、即ち内部摩擦の発生を抑制しつつ、冷媒の流れを安定させることにより圧力損失を低減できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、導入部（１１）は分離空間（９ａ）に開口する流出口（１１ｄ）を備え、流出口（１１ｄ）は分離空間（９ａ）に旋回軸方向に所定の寸法で開口し、柱状部材（１２）の旋回軸方向の長さが流出口（１１ｄ）の旋回軸方向の寸法より長く、柱状部材（１２）が流出口（１１ｄ）の旋回軸方向の全域に重合するように配置されることを特徴とする。
【００１３】
これによると、分離空間（９ａ）内の冷媒に形成される台風の目に相当する流速の非常に遅い領域を、流出口（１１ｄ）の旋回軸方向の全域にわたって排除できるため、より圧力損失を低減できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２において、冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）は分離空間（９ａ）の内側から外側へ向かって旋回軸方向に延びる吸込みパイプ（８）の入口側部分に形成されており、柱状部材（１２）が吸込みパイプ（８）のうち、冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）の内部まで挿入されていることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、気体冷媒は冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）から吸込みパイプ（８）内に吸入され、吸込みパイプ（８）内においても旋回流れを持続しているが、柱状部材（１２）が冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）の内部まで挿入されるため、冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）内の気体冷媒に形成される台風の目に相当する流速の非常に遅い領域を排除できる。その結果、気体冷媒内における流体摩擦、即ち内部摩擦の発生を抑制して、圧力損失を低減できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、柱状部材（１２）が吸込みパイプ（８）に挿入されている部分における、吸込みパイプ（８）と柱状部材（１２）との間に形成される通路断面積が、その下流側における吸い込みパイプ（８）の通路断面積と同一もしくはそれ以上とすることにより、柱状部材（１２）が挿入された部分における流路面積の縮少を防止し、柱状部材（１２）周辺での縮流による圧損を防止することが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項３または４において、柱状部材（１２）と冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）の内壁との間に、板状部材（１３）が冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）の軸方向に配置されることを特徴とする。
【００１８】
これによると、板状部材（１３）により冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）内の気体冷媒の旋回流れが抑制され、気体冷媒は上流から下流方向への直線的な流れになる。その結果、板状部材（１３）の下流側では、気体冷媒が吸込みパイプ（８）内の壁面付近と中心部付近とを均一な流速で流れるようになり、事実上の流路面積が拡大されるため、圧力損失を低減できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか一つにおいて、柱状部材（１２）は、分離空間（９ａ）の中心に配置されることを特徴とする。
【００２０】
これによると、前述の分離空間（９ａ）内に形成される台風の目に相当する流速の非常に遅い領域は分離空間（９ａ）の中心に形成されるので、柱状部材（１２）が分離空間（９ａ）の中心に配置されることにより、台風の目に相当する流速の非常に遅い領域を排除する作用がより向上する。その結果、より圧力損失を低減できる。
【００２１】
次に請求項７に関して述べる。分離空間（９ａ）の内径が小さい場合、分離空間（９ａ）の中心に柱状部材（１２）が配置されると、冷媒の流路幅、即ち柱状部材（１２）と分離空間（９ａ）の内壁との隙間が狭くなり、冷媒流速が増加する。この冷媒流速の増加は、分離空間（９ａ）で旋回する冷媒と流出口（１１ｄ）から流入する冷媒との合流部において特に著しい。その結果、圧力損失が増加してしまう。
【００２２】
上記点に鑑みて、請求項７に記載の発明のように、請求項１ないし５のいずれか一つにおいて、柱状部材（１２）を、分離空間（９ａ）の中心に対して偏心して配置して、柱状部材（１２）の偏心方向を流出口（１１ｄ）から遠ざかる方向にすれば、合流部での冷媒の流路幅を確保することができる。その結果、合流部における冷媒流速の著しい増加を抑制できるため、圧力損失を低減できる。
【００２３】
なお、柱状部材（１２）を流出口（１１ｄ）から遠ざかる方向に配置するとは、分離空間（９ａ）の中心に柱状部材（１２）を配置する場合と比較して、合流部での冷媒の流路幅が拡がる方向に柱状部材（１２）を配置することである。
【００２４】
請求項８に記載の発明では、冷凍サイクルの圧縮機（１）吸入側に配置されて冷媒の気液を分離し液冷媒をその内部に貯え、気体冷媒を排出するアキュムレータ（６）であって、冷媒の旋回流に伴う遠心力で冷媒を気液分離する円筒状の分離空間（９ａ）と、冷媒を分離空間（９ａ）に導入する導入部（１１）とを備え、分離空間（９ａ）の中心付近に分離空間（９ａ）で分離された気体冷媒を吸入する冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）が配置され、冷媒吸入部（８ｄ、８ｅ）は、分離空間（９ａ）の内側から外側へ向かって冷媒の旋回軸方向に延びる吸込みパイプ（８）の入口側部分に形成されており、吸込みパイプ（８）内に板状部材（１３）が旋回軸方向に配置されることを特徴とする。
【００２５】
これによると、板状部材（１３）により吸込みパイプ（８）内の気体冷媒の旋回流れが抑制され、気体冷媒は上流から下流方向への直線的な流れになる。その結果、気体冷媒が吸込みパイプ（８）の内壁面付近と中心部付近とを均一な流速で流れるようになり事実上の流路面積が拡大されるため、圧力損失を低減できる。
【００２６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態のアキュムレータを適用する車両用空調装置の冷凍サイクルであり、圧縮機１は電磁クラッチ２を介して図示しない車両エンジンにより駆動される。圧縮機１から吐出された高圧の気体冷媒は凝縮器３に流入し、ここで外気と熱交換して冷却され、凝縮される。
【００２８】
そして、凝縮器３で凝縮した液冷媒は次に減圧装置４にて低圧に減圧されて霧状の気液２相状態となる。この減圧装置４はオリフィス、ノズルのような固定絞り、あるいは適宜の可変絞りからなる。減圧後の低圧冷媒は蒸発器５において、図示しない空調送風機の送風空気から吸熱して蒸発する。
【００２９】
蒸発器５は図示しない空調ケース内に配置され、蒸発器５で冷却された冷風は周知のごとく図示しないヒータコア部で温度調整された後に車室内へ吹き出す。蒸発器５を通過した冷媒はアキュムレータ６にて気液分離された後に圧縮機１に吸入される。
【００３０】
アキュムレータ６は、蒸発器５出口からの冷媒の気液を分離し液冷媒を貯えて気体冷媒を圧縮機１に吸入させる役割と、タンク底部側に溜まる液冷媒中に溶け込んでいるオイルを圧縮機１に吸入させる役割とを果たす。
【００３１】
図２ないし図６は第１実施形態によるアキュムレータ６の具体的構造を例示するもので、アキュムレータ６は、例えばアルミニウム等の金属材料から成るケーシング７、吸込みパイプ８、分離部材９等から成る。ケーシング７は全体として円筒形状を有し、円板形状の底壁部７ａと、中空円筒形状の周壁部７ｂと、円板形状の上蓋部７ｃを有し、これらにより、内部空間が密閉された状態となるよう一体的に形成されている。ケーシング７で区画される内空部の底部側には液冷媒の貯留部１０が形成されている。
【００３２】
ケーシング７の内空部に配置されたＵ字形状の吸込みパイプ８は、例えばアルミニウム等の金属により形成され、湾曲部８ａ、直線部８ｂ及び直線部８ｃからなる。湾曲部８ａが下方となり、一対の直線部８ｂ及び直線部８ｃが湾曲部８ａの両端から上方に延びている。
【００３３】
直線部８ｂの上端にはその径を拡げた拡管部８ｄとベルマウス形状の吸込み口８ｅとが形成される。この拡管部８ｄと吸込み口８ｅは分離部材９の分離空間９ａ内に挿入されている。拡管部８ｄ及び吸込み口８ｅは本発明の冷媒吸入部に該当するものである。
【００３４】
図２及び図３に示すように、ケーシング７内の最上部には、樹脂から成る分離部材９がケーシング７と同軸的に取り付けられている。分離部材９は全体として円柱形状である。分離部材９は、その外周部が周壁部７ｂの内面と密着し、その上面が上蓋部７ｃの下面に密着するようにケーシング７内に挿入固定されている。
【００３５】
図３に示すように、分離部材９には、その軸心Ｏから所定の距離だけ偏心した位置に分離空間９ａが形成される。この分離空間９ａは分離部材９の軸方向に円筒形状を有し、下方がケーシング７の内空部に開口している。
【００３６】
本例では、分離空間９ａの内径Ｄは分離部材９の外径の半分程度である。分離空間９ａを分離部材９の軸心Ｏから偏心させた結果、分離部材９の径方向において偏心方向側に薄肉部９ｂが形成され、他側に厚肉部９ｃが形成されている。厚肉部９ｃには吸込みパイプ８の直線部８ｃが挿入固定される取付け孔９ｄと、導入空間１１とが形成されている。導入空間１１は本発明の導入部に該当するものである。
【００３７】
図３ないし図５に示すように、導入空間１１は直線部１１ａと円弧部１１ｂとからなる。第１の導入通路となる直線部１１ａが軸方向下向きに延びるように形成される。第２の導入通路となる円弧部１１ｂが分離空間９ａを水平方向で取り巻く円弧を描くように形成される。
【００３８】
図４に示すように、直線部１１ａの上端部に形成される流入口１１ｃは上蓋部７ｃを貫通する流入孔7ｄと同軸、同径であり、この流入孔7ｄが蒸発器５の出口側と接続される。図４及び図５に示すように、直線部１１ａは横断面が円形状であり、流入口１１ｃから分離部材９の軸方向中間部まで延びている。円弧部１１ｂは横断面が縦長矩形状であり、分離空間９ａの回りに所定長さだけ延び、図３に示すように幅が漸減し、流出口１１ｄが分離空間９ａの内壁面９ｅに開口している。
【００３９】
図２及び図３に示すように、分離空間９ａの中心において、分離空間９ａの軸方向に向いた柱状部材１２が分離空間９ａの上壁面９ｆに固定される。柱状部材１２は吸込みパイプ８のうち、吸込み口８ｅから拡管部８ｄまでに挿入される。ここで、柱状部材１２は吸込み口８ｅ、拡管部８ｄ及び分離空間９ａと同軸的に配置される。図６に示すように、柱状部材１２は一定の外径ｄを有する軸部１２ａと、略円錐形状の先細部１２ｂとを持つ。軸部１２ａと分離空間９ａの内壁面９ｅとの間には所定幅ｗ（図２及び図３）の冷媒流路が形成される。
【００４０】
図２及び図６に示すように、軸部１２ａの外周面と拡管部８ｄの内周面との間に、４枚の板状部材１３が軸部１２ａの軸方向に固定される。この４枚の板状部材１３は軸部１２ａの円周方向に等間隔で配置される。
【００４１】
本例では、柱状部材１２と板状部材１３を樹脂で一体成形している。柱状部材１２の上端にある図示しない雄ネジを、上壁面９ｆの中心にある図示しない雌ネジに締め付けて、柱状部材１２と板状部材１３とを上壁面９ｆに固定することができる。
【００４２】
図２に示すように、吸込みパイプ８の拡管部８ｄは柱状部材１２の先細部１２ｂの周囲で徐々にその径を細めて、通常の径である直線部８ｂに接続している。
【００４３】
拡管部８ｄの外周面にシャッタ１４が固定されている。シャッタ１４は環状板形状で、その外径は分離空間９ａの内径よりも小さく、シャッタ１４の外周部と分離空間９ａの内壁面９ｅとの間に半径方向の所定寸法ｃの隙間１５が形成されている。
【００４４】
吸込みパイプ８の湾曲部８ａの最下部にはオイル吸引孔８ｆが設けられている。直線部８ｃは上方に向けて、分離部材９の取付け孔９ｄに延び、ケーシング７の上蓋部７ｃを貫通し、その上端開口部が気体冷媒の流出口１６を形成し、この流出口１６が圧縮機１の吸入側に接続される。
【００４５】
周壁部７ｂの高さ方向の中間部には、整流部材１７が取り付けられている。この整流部材１７は、全体として円板形状を有し、軸方向に貫通する一対の挿通孔１７ａ及び挿通孔１７ｂが形成される。この挿通孔１７ａ及び挿通孔１７ｂに吸込みパイプ８が挿入される。また、整流部材１７には軸方向に貫通する多数の図示しない細孔が形成されている。
【００４６】
次に、上記構成における作動を説明する。図１において蒸発器５から排出された冷媒は、図３及び図４において上蓋部７ｃの流入孔7ｄを通じて分離部材９の導入空間１１の流入口１１ｃから直線部１１ａへ下向きに流入する。そして冷媒は水平方向に方向転換され、円弧部１１ｂを円周方向に流れ、流出口１１ｄから分離空間９ａ内へ、分離空間９ａの円筒形状の接線方向に流入する。これにより分離空間９ａの内壁面９ｅに沿って旋回流Ｓ（図３）が発生し、旋回流によって遠心力が発生する。この遠心力により比重の異なる液冷媒と気体冷媒とが遠心分離される。
【００４７】
図２において、分離空間９ａ内で遠心分離された液冷媒は分離空間９ａの外周部へ集まり、分離空間９ａの内壁面９ｅに沿って下方に移動し、さらにケーシング７の内空部を下方へ移動し整流部材１７の多数の細孔内を通過して貯留部１０に貯えられる。分離空間９ａの中心側に集まり旋回している気体冷媒は吸込み口８ｅから吸込みパイプ８内に吸い込まれる。
【００４８】
図３から分かるように、柱状部材１２が分離空間９ａの中心部に位置するので、分離空間９ａ内で旋回する冷媒のうち台風の目に相当する流速の非常に遅い領域を、柱状部材１２が排除することができる。その結果、気体冷媒は、その流速を緩めることなく、ある速度を維持したまま吸込みパイプ８内に吸入されるため、気体冷媒内における流体摩擦、即ち、気体冷媒の粘性のために気体冷媒内部の分子間において起こる内部摩擦の発生を抑制して圧力損失が低減される。
【００４９】
ところで、吸込みパイプ８の吸込み口８ｅが直管形状だと、この部分で縮流が発生して事実上の流路面積が狭くなってしまうため圧力損失が増加するが、吸込み口８ｅがベルマウス形状になっているため、分離空間９ａの広い空間から吸込みパイプ８内への流れをスムーズにして圧力損失を低減している。
【００５０】
気体冷媒は吸込み口８ｅから吸込みパイプ８内に吸入され、吸込みパイプ８内においても旋回流れを持続しているが、柱状部材１２が拡管部８ｄの内部まで挿入されるため、拡管部８ｄ内の気体冷媒に形成される台風の目に相当する流速の非常に遅い領域を排除できる。その結果、気体冷媒内における流体摩擦、即ち内部摩擦の発生を抑制して、圧力損失を低減できる。
【００５１】
吸込みパイプ８のうち、吸込み口８ｅから拡管部８ｄまでの径が拡大されているため、柱状部材１２が拡管部８ｄの内部まで挿入されても拡管部８ｄでは流路断面積が減少しないので、気体冷媒の流速が増加しない。その結果、圧力損失を低減できる。
【００５２】
板状部材１３が設けられていないと、気体冷媒は柱状部材１２の下流側で旋回流れを持続して、気体冷媒が吸込みパイプ８内の壁面に沿ってのみ流れて中心部ではあまり流れていない状態になる。その結果、事実上の流路面積が狭くなってしまい圧力損失が増加するが、４枚の板状部材１３により拡管部８ｄ内の気体冷媒の旋回流れが抑制され、気体冷媒は上流から下流方向への直線的な流れになる。その結果、板状部材１３の下流側では、気体冷媒が吸込みパイプ８内の壁面付近と中心部付近とを均一な流速で流れるようになり、事実上の流路面積が拡大されるため、圧力損失を低減できる。
【００５３】
略円錐形状の先細部１２ｂにより柱状部材１２の先端部の径を柱状部材１２の先端に向かって縮小しているので、柱状部材１２の先端で気体冷媒の流れが剥離せず、圧力損失を低減できる。
【００５４】
柱状部材１２を通過した気体冷媒は、吸込みパイプ８の直線部８ｂ、湾曲部８ａ、直線部８ｃを経て流出口１６より圧縮機１の吸入側へと導かれる。
【００５５】
ところで、貯留部１０の下方、即ちオイル吸引孔８ｆ付近には液冷媒に溶け込んだ状態でオイルが滞留している。このオイルが気体冷媒の吸引力によってオイル吸引孔８ｆから吸込みパイプ８内に吸引され、気体冷媒とともに流出口１６より圧縮機１の吸入側へと導かれる。
【００５６】
シャッタ１４が分離空間９ａ内における気体冷媒の下方への流れを遮断して気体冷媒の上下方向の循環を抑制する。これにより、液冷媒の貯液量が増加して液面が整流部材１７より上方まで上昇しても液冷媒の巻き上げが発生しない。その結果、液冷媒が吸込み口８ｅ内に吸われることなく、気液分離性が向上する。但し、シャッタ１４をあまりに大きくすると、分離空間９ａで分離された液冷媒が内壁面９ｅに沿って流下するのを阻害するので、シャッタ１４の外周部と分離空間９ａの内壁面９ｅとの間に、液冷媒の流下を確保できる程度の大きさの隙間１５を設けておく必要がある。
【００５７】
遠心分離により分離空間９ａの内壁面９ｅに近い部分に集められた液冷媒は、旋回流れを維持したまま下方へ移動する。液冷媒は更に下方へ移動し、整流部材１７の多数の細孔内に進入し貯留部１０に蓄えられた液冷媒の液面に到達する。整流部材１７がない場合、分離された液冷媒はらせん状の流れのまま貯留部１０に入り、旋回流れの遠心力を受けて液面が波立ってしまうが、液冷媒の旋回流れが整流部材１７の細孔内で抑制されるため、液面の波立ちが抑制され、液面が安定化される。
【００５８】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、柱状部材１２の先端側を吸込みパイプ８内に挿入しているが、柱状部材１２を吸込みパイプ８内に挿入しなくてもよい。
【００５９】
第２実施形態では図７に示すように、柱状部材１２の旋回軸方向の長さＬを第１実施形態よりも短くするが、柱状部材１２の長さＬを流出口１１ｄの旋回軸方向の寸法ａより長くし、柱状部材１２の先端が流出口１１ｄより下方かつ吸込み口８ｅより上方になるように配置する。また、柱状部材１２の先端１２ｂは、第１実施形態と同様、その先端に向けて縮小するように形成されている。また、柱状部材１２が吸込みパイプ８内に挿入されないので、吸込みパイプ８の拡管部８ｄの径を拡大させず他の部分の径と同一にし、板状部材１３を設けていない。
【００６０】
これにより、分離空間９ａ内の冷媒に形成される台風の目に相当する流速の非常に遅い領域を、流出口１１ｄの旋回軸方向の全域にわたって排除でき、かつ柱状部材１２の先端における冷媒の剥離を防止して、冷媒の流れを整えるため、圧力損失を低減できる。
【００６１】
（第３実施形態）
上記第１実施形態及び第２実施形態では、柱状部材１２を分離空間９ａの中心に配置するが、分離空間９ａの内径Ｄが小さい場合、分離空間９ａの中心に柱状部材１２が固定されると冷媒流路幅ｗが狭くなり、冷媒流速が増加する。この冷媒流速の増加は、分離空間９ａで旋回する冷媒と流出口１１ｄから流入する冷媒との合流部において特に著しい。その結果、圧力損失が増加してしまう。このような場合においては、柱状部材１２を分離空間９ａの中心から偏心して配置することにより、旋回流の流速を抑制して圧力損失を低減するのがよい。
【００６２】
そこで、第３実施形態では図８に示すように、柱状部材１２を分離空間９ａの中心に対して角度θの方向へ距離ｘだけ偏心して配置する。角度θは、流入する冷媒Ｒの方向に垂直な線分のうち、分離空間９ａの中心を通る線分における流出口１１ｄ側の位置を０°としたときの反時計回りの角度である。
【００６３】
分離空間９ａで旋回する冷媒と流出口１１ｄから分離空間９ａ内に流入する冷媒とが合流する部分を合流部９ｇとする。分離空間９ａ内において旋回する冷媒の流速は、合流部９ｇで最も速く、合流部を通過して旋回するにつれ次第に低下し、再び合流する直前で最も遅くなる。
【００６４】
柱状部材１２を流出口１１ｄから遠ざかる方向、即ち角度θが９０°から２７０°の範囲の方向に偏心させると、合流部９ｇでの流路幅が拡がり、合流部９ｇでの流速を低減できるため、圧力損失が低減する。同時に、偏心側の領域９ｈでは流路幅が狭くなり流速が増加するため、圧力損失が増加する。
【００６５】
距離ｘが分離空間９ａの内径Ｄの１５％以下であれば、合流部９ｇでの圧力損失の低減量が偏心側の領域９ｈでの圧力損失の増加量を上回るため、全体として圧力損失を低減させることができる。これに対して、距離ｘが分離空間９ａの内径Ｄの１５％を超えると、合流部９ｇでの圧力損失の低減量よりも偏心側の領域９ｈでの圧力損失の増加量が上回ってしまうため、全体として圧力損失が増加してしまう。
【００６６】
本発明者は実験及び解析を通じて、上記の理由から、角度θが９０°から２７０°の範囲で、距離ｘが分離空間９ａの内径Ｄの１５％以下であると圧力損失が低減できることを見出した。
【００６７】
ところで、旋回流の遠心力によって気液分離された気体冷媒は柱状部材１２の周囲に集まる。そのため、吸込みパイプ８を柱状部材１２と同軸的に偏心させ、吸込みパイプ８が柱状部材１２の周囲に集まる気体冷媒を吸込むようにするのがよい。
【００６８】
（第４実施形態）
上記第１実施形態ないし第３実施形態では、板状部材１３を柱状部材１２の外周面に軸方向に配置して吸込みパイプ８内の旋回流を抑制し圧力損失を減少させるが、製造上またはコスト上の事情により柱状部材１２を設けることができない場合は、吸込みパイプ８内に板状部材１３のみを設けて圧力損失を低減させてもよい。
【００６９】
第４実施形態では図９に示すように、吸込みパイプ８内の吸込み口８ｅ付近に、板状部材１３を吸込みパイプ８の軸方向に挿入固定する。板状部材１３は樹脂から成り、十文字状の断面形状を有する。柱状部材１２を設けないので、拡管部８ｄの径を他の部分の径と同一にする。
【００７０】
板状部材１３により吸込みパイプ８内の気体冷媒の旋回流れが抑制され、気体冷媒は上流から下流方向への直線的な流れになる。その結果、気体冷媒が吸込みパイプ８の内壁面付近と中心部付近とを均一な流速で流れるようになり事実上の流路面積が拡大されるため、圧力損失を低減できる。
【００７１】
なお、上記例では板状部材１３が吸込みパイプ８内の流路を軸方向に４分割するが、例えば、板状部材１３の断面形状を単純な平板にして流路を軸方向に２分割する等、分割数を４分割より少なくしてもよい。
【００７２】
ただし、このように流路の分割数を少なくすると旋回流を抑制する効果が減少するため、板状部材１３の長さを吸込みパイプ８の軸方向に長くして旋回流を抑制する効果を確保するのが望ましい。また、流路を５分割以上にしてもよいが、板状部材１３の断面積が増加して流路面積が狭くなることに注意を要する。
【００７３】
上記第１実施形態および第３実施形態における板状部材１３においても同様に、流路の分割数を４分割以外にしてもよいことはもちろんである。
【００７４】
（他の実施形態）
（１）上記第１実施形態ないし第３実施形態では、柱状部材１２の先端部を略円錐形状にしているが、柱状部材１２先端における冷媒の剥離が防止できるものであれば、この形状に限らず、柱状部材１２の先端部を略半球形状にしてもよい。
【００７５】
（２）上記第１実施形態ないし第３実施形態では、柱状部材１２を板状部材１３と樹脂で一体成形しているが、柱状部材１２を分離部材９と樹脂で一体成形してもよい。この場合、板状部材１３を柱状部材１２及び分離部材９と一体成形するのは困難なので、吸込みパイプ８の材質を樹脂にし、板状部材１３と吸込みパイプ８とを樹脂で一体成形するのがよい。
【００７６】
本実施例においては、分離部材９と一体成形された柱状部材１２を吸込みパイプ８に挿入して、吸込みパイプ８内側面の板状部材１３が柱状部材１２の外周面に嵌合されるようにすればよい。
【００７７】
（３）上記第１実施形態ないし第４実施形態では、流出口１１ｄが縦長矩形状である例を示したが、流出口１１ｄが縦長矩形状以外の形状、例えば円形状であってもよい。
【００７８】
（４）上記第２実施形態では、柱状部材１２を吸込みパイプ８内に挿入せず、板状部材１３を設けなかったが、第２実施形態において、第４実施形態と同様の板状部材１３を設けてもよい。
【００７９】
これにより、第２実施形態と同様に圧力損失を低減することができ、更に第４実施形態と同様に、板状部材１３が気体冷媒の旋回流れを抑制して事実上の流路面積を拡大するので、圧力損失を低減できる。
【００８０】
（５）上記第１実施形態ないし第３実施形態では、吸込みパイプ８に形成される拡管部８ｄと吸込み口８ｅとが分離空間９ａの下方から上方へ向かって開口し、柱状部材１２を吸込みパイプ８の内部まで挿入しているが、これとは逆に、拡管部８ｄと吸込み口８ｅとを上方から下方へ向かって開口して、柱状部材１２を下方から上方へ向かって吸込みパイプ８の内部まで挿入するようにしてもよい。
【００８１】
即ち、吸込みパイプ８が上方から上蓋部７ｃを貫通して分離空間９ａ内に下向きに開口し、その入口側部分に拡管部８ｄと吸込み口８ｅが形成される。更に、柱状部材１２が周壁部７ｂの高さ方向中央部付近にアーム等を介して固定される。柱状部材１２は周壁部７ｂの高さ方向中央部付近から上方へ延びて、吸込みパイプ８内に挿入される。
【００８２】
このような構成であっても、柱状部材１２が台風の目に相当する流速の非常に遅い領域を排除することができ、気体冷媒内における流体摩擦、即ち内部摩擦の発生を抑制して圧力損失が低減される
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明のアキュムレータを適用する冷凍サイクルの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３におけるＢ方向矢視図である。
【図５】（ａ）は図４における導入空間の詳細を示す拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図６】（ａ）は第１実施形態における柱状部材の平面図であり、（ｂ）は同じく正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態における要部の縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態における要部の横断面図である。
【図９】（ａ）は本発明の第４実施形態を示す縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ拡大断面図である。
【図１０】従来のアキュムレータの縦断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…圧縮機、６…アキュムレータ、８…吸込みパイプ、８ｄ…拡管部（冷媒吸入部）、
８ｅ…吸込み口（冷媒吸入部）、９ａ…分離空間、１１…導入空間（導入部）、
１１ｄ…流出口、１２…柱状部材、１３…板状部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006266524.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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