(57)【要約】【課題】本発明は、飛沫した液体をアキュームレータの出口から流出することを防止し、かつ、適量の潤滑油を圧縮機に安価な構成で吸引させることができることを課題とする。【解決手段】ヒートポンプ装置において、アキュームレータ８内の気体冷媒が出口側冷媒配管１３に流入するように、前記アキュームレータの上部に開口２６ｂが形成され、前記開口を覆う防滴カバー３０が、前記アキュームレータの内部上面に設けられ、しかも、前記アキュームレータと前記出口側冷媒配管とには、前記アキュームレータ内の潤滑油を含んだ液体冷媒が流れる液戻し管４０が接続され、前記出口側冷媒配管を流れる気体冷媒に、潤滑油を含んだ液体冷媒を混在させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が、圧縮機、ガスクーラ、膨張弁、蒸発器、アキュームレータを経て前記圧縮機へ戻るように構成され、前記アキュームレータと蒸発器とは入口側冷媒配管で接続され、前記アキュームレータと前記圧縮機とは、出口側冷媒配管で接続され、前記入口側冷媒配管を介して潤滑油を含んだ冷媒が、前記アキュームレータに蒸発器側から流入し、アキュームレータで気液分離され、気体冷媒が出口側冷媒配管を介して圧縮機へ流出するように構成されたヒートポンプ装置において、前記アキュームレータ内の気体冷媒が前記出口側冷媒配管に流入するように、前記アキュームレータの上部に開口が形成され、前記開口を覆う防滴カバーが、前記アキュームレータの内部上面に設けられ、しかも、前記アキュームレータと前記出口側冷媒配管とには、前記アキュームレータ内の潤滑油が流れる液戻し管が接続され、前記出口側冷媒配管を流れる気体冷媒に、前記潤滑油を混在させることを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記出口側冷媒配管における前記液戻し管と接続する部分は、液戻し管より油を吸引できる程度に内径が小さく設定されている請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記液戻し管は、前記アキュームレータとの接続部及び前記出口側冷媒配管との接続部のそれぞれの管内径に比し、中間部の管内径が、液戻し管の流量が過大となり油圧縮や液圧縮を発生しないように、必要最小限度の油を吸引できる程度に小さく設定されている請求項２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
蒸発器を通過した冷媒を、気体と液体とに分離する本体容器と、蒸発器側から潤滑油を含んだ冷媒が流入する入口管と、前記気体冷媒を圧縮機へ流出する出口管とを備え、前記入口管および前記出口管は、前記本体容器の上部に設けられたヒートポンプ用のアキュームレー夕において、前記本体容器の内部上面には前記出口管の開口を覆うように配置された防滴カバーが設けられていることを特徴とするヒートポンプ用のアキュームレー夕。
【請求項５】
前記防滴カバーには、冷媒が流通する流通路が設けられ、前記流通路の入口は、前記本体容器の側方向きに設けられている請求項４に記載のヒートポンプ用のアキュームレー夕。
【請求項６】
前記防滴カバーの入ロは、前記入口管のアキュームレータ内に位置する開口の向きとは逆向きに設けられ、且つ前記入口管の開口の位置は、前記防滴カバーの入ロよりも下に位置する請求項５に記載のヒートポンプ用のアキュームレー夕。
【請求項７】
前記体容器は、冷媒サイクル内の冷媒充填量の略７０％以上を回収でき、しかも、本体容器に溜まる液体の最大液面が容器容量の略７０％以下となる容量に設定されている請求項４〜６の何れかに記載のヒートポンプ用のアキュームレー夕。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ装置およびヒートポンプ用アキュームレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ヒートポンプ式給湯機に採用されるヒートポンプ装置として、冷媒が、圧縮機、ガスクーラ、熱交換器、膨張弁、蒸発器、熱交換器、アキュームレータ、前記圧縮機へ戻るように構成された冷媒サイクルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような前記ヒートポンプ装置において、前記アキュームレータは、蒸発器を通過した冷媒を気体と液体とに分離する本体容器と、前記本体容器へ前記冷媒を流入させる入口管と、流入してきた前記冷媒を前記圧縮機へ導く出口管により構成されている。
【０００４】
出口管は冷媒とともに循環している潤滑油を、圧縮機に吸引させるために、本体容器の下部を通り、出口管の開口部を入口管の開口部の高さ程度になるようなＵ字を形成し、そのＵ字に小孔を設けるなどをし、潤滑油が前記冷媒とともに再び圧縮機へ戻ることを可能としている。
【０００５】
しかし、アキュームレータにより冷媒を気体と液体に分離することができず、冷媒が液体の状態で圧縮機に戻ってしまうと、液バック現象を招来し、圧縮機に深刻な損傷を与えるおそれがある。
【０００６】
そこで、出口管に設けた小孔の位置、数量を調整することにより、液バックを防止する方法や、アキュームレータの下部よりバイパス管および流量制御弁を設ける等を行い、適量の潤滑油を流入させる方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１３２６０６号公報
【特許文献２】特開２００４−３５３９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記アキュームレータは、入口管から流入する冷媒の圧力が高い場合、アキュームレータ内に貯留した液体を巻き上げ、液体が飛沫となる。このように気液が混濁してしまったような状況下では、気液が出口管の開口部に流入され、液体の流出を防止することが困難である。
【０００８】
一方で、潤滑油は圧縮機に吸引させなくてはならないが、適宜必要量を吸引させることは困難である。Ｕ字の出口管に小孔の位置や数の変更により、潤滑油の吸引を調整できるが、液冷媒が出口管の開口部から流れ込んでしまうおそれがある。液冷媒の流量を制御する制御機器等を設けることも考えられるが、コストアップにつながる。
【０００９】
本発明は、飛沫した液体をアキュームレータの出口から流出することを防止し、かつ、適量の潤滑油を圧縮機に安価な構成で吸引させることができることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するために、ヒートポンプ装置およびヒートポンプ用アキュームレータとしてなされたもので、本発明のヒートポンプ装置は、冷媒が、圧縮機、ガスクーラ、膨張弁、蒸発器、アキュームレータを経て前記圧縮機へ戻るように構成され、前記アキュームレータと蒸発器とは入口側冷媒配管で接続され、前記アキュームレータと前記圧縮機とは、出口側冷媒配管で接続され、前記入口側冷媒配管を介して潤滑油を含んだ冷媒が、前記アキュームレータに蒸発器側から流入し、アキュームレータで気液分離され、気体冷媒が出口側冷媒配管を介して圧縮機へ流出するように構成されたヒートポンプ装置において、前記アキュームレータ内の気体冷媒が前記出口側冷媒配管に流入するように、前記アキュームレータの上部に開口が形成され、前記開口を覆う防滴カバーが、前記アキュームレータの内部上面に設けられ、しかも、前記アキュームレータと前記出口側冷媒配管とには、前記アキュームレータ内の潤滑油が流れる液戻し管が接続され、前記出口側冷媒配管を流れる気体冷媒に、潤滑油を混在させることにある。
【００１１】
前記アキュームレータの前記開口を覆う防滴カバーは、気体冷媒が前記出口側冷媒配管に流入するのを許容するが、液体冷媒が前記出口側冷媒配管に入るのを防止する。
【００１２】
本発明のヒートポンプ装置の前記出口側冷媒配管における前記液戻し管と接続する部分は、液戻し管より油を吸引できる程度に内径が小さく設定されている。
【００１３】
本発明のヒートポンプ装置の前記液戻し管は、前記アキュームレータとの接続部及び前記出口側冷媒配管との接続部のそれぞれの管内径に比し、中間部の管内径が、液戻し管の流量が過大となり油圧縮や液圧縮を発生しないように、必要最小限度の油を吸引できる程度に小さく設定されている。
【００１４】
本発明のヒートポンプ用アキュームレータは、蒸発器を通過した冷媒を、気体と液体とに分離する本体容器と、蒸発器側から潤滑油を含んだ冷媒が流入する入口管と、前記気体冷媒を圧縮機へ流出する出口管とを備え、前記入口管および前記出口管は、前記本体容器の上部に設けられたヒートポンプ用のアキュームレー夕において、前記本体容器の内部上面には前記出口管の開口を覆うように配置された防滴カバーが設けられていることにある。
【００１５】
本発明のヒートポンプ用アキュームレータの前記防滴カバーには、冷媒が流通する流通路が設けられ、前記流通路の入口は、前記本体容器の側方向きに設けられている。
【００１６】
本発明のヒートポンプ用アキュームレータの前記防滴カバーの入ロは、前記入口管のアキュームレータ内に位置する開口の向きとは逆向きに設けられ、且つ前記入口管の開口の位置は、前記防滴カバーの入ロよりも下に位置することにある。
【００１７】
本発明のヒートポンプ用アキュームレータの前記体容器は、冷媒サイクル内の冷媒充填量の略７０％以上を回収でき、しかも、本体容器に溜まる液体の最大液面が容器容量の略７０％以下となる容量に設定されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、アキュームレータ内の適正量の潤滑油を圧縮機に供給することができ、不要な液体が圧縮機に吸入されるのを防止する利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１〜図８は、本発明に係る一実施形態を示す。図１は例えばヒートポンプ給湯機の冷媒サイクル図を示している。同図において、冷媒サイクル１は、圧縮機２と、ガスクーラ３と、冷媒熱交換器５と、膨張弁６と、蒸発器（空気熱交換器）７と、アキュームレータ８とを備えている。
【００２１】
圧縮機２、ガスクーラ３、冷媒熱交換器５、膨張弁６および蒸発器７は、冷媒配管１０、１１、１２、１３により順次接続され、冷媒熱交換器５において、冷媒配管１１と入口側冷媒配管１２を向流熱交換させると共に、入口側配管１２と出口側配管１３にアキュームレータ８を配することによって基本的な一連の冷媒サイクルが構成されている。なお、ガスクーラ３は、熱交換器（向流型ガスクーラ）として、例えば図示省略の給湯回路内を流れる給水を過熱するものである。
【００２２】
アキュームレータ８の具体例を図２〜図８に示す。アキュームレータ８は、本体容器２３と、入口管２５と、出口管２６とを備えている。本体容器２３は、冷媒サイクル内の冷媒充填量の略７０％以上を回収でき、しかも、本体容器２３に溜まる液体(液体冷媒および潤滑油を含む液体)の最大液面が容器容量の略７０％以下となる容量に設定されている。
【００２３】
本体容器２３の天板２４には、入口管２５と出口管２６とが並んで気密状態に固定されている。入口管２５の上端部２５ａは、本体容器２３の外部に突出して蒸発器７側に接続する入口側冷媒配管１２に接続されている。また、入口管２５の下端部は、略Ｌ字状の（上方から本体容器２３の周壁２３ａ方向に湾曲する）で且つ先端が開口をする入口管開口部２５ｂが設けられている。
【００２４】
出口管２６の上端部２６ａは、本体容器２３の外部に突出して圧縮機２側に接続する出口側冷媒配管１３に接続されている。また、出口管２６の下端部は、天板２４に設けられ、本体容器２３内に連通している。
【００２５】
出口管２６の下端に形成されている開口２６ｂの下方近傍で且つ開口２６ｂを覆うように、防滴カバー３０が天板２４の内面に設けられている。防滴カバー３０は、左右の側壁３１、３１と、後壁３２と、底壁３３と、防滴カバー３０の前面の下半分を開口する前壁３４と、防滴カバー３０の内部を上下に分割するように前壁３４の下端から延設された分割壁３５とからなる。
【００２６】
分割壁３５は天板２４の流入口２４ａ（出口管２６の開口２６ｂ）の下方まで設けられ、分割壁３５の奥側端部は、後壁３２と所定の間隔を有している。防滴カバー３０には、流通路３６が形成されている。この流通路３６は、一端に入口としての吸引口３６ａ１を有する水平の第１流通路３６ａと、第１流通路３６ａから上方に立ち上がる第２流通路３６ｂと、第２流通路３６ｂから出口管２６の開口２６ｂと連通する第３流通路３６ｃとからなる。
【００２７】
ここで、第１流通路３６ａの吸引口３６ａ１は、前記入口管２５の入口管開口部２５ｂの開口２５ｃの向きとは逆向き（略１８０°逆向きが好ましい。）に設けられ、しかも、入口管２５の開口２５ｃの位置は、前記防滴カバー３０の吸引口３６ａ１よりも下に位置している。
【００２８】
出口側冷媒配管１３と本体容器２３とには、バイパス管としての液戻し管４０が接続されている。液戻し管４０の一方は本体容器２３の周壁２３ａに連結されている。すなわち、本体容器２３の周壁２３ａ下部には潤滑油保持部４１が設けられている。潤滑油保持部４１は、図５に示すように本体容器２３に貫通保持される筒状の連結部４３と、この連結部４３に嵌合される筒状の保持部本体４４と、この保持部本体４４の本体容器２３の内部に臨む口部に設けられたメッシュからなるキャップ４５とから構成されている。
【００２９】
液戻し管４０の一方が連結部４３に連結され、液戻し管４０は潤滑油保持部４１を介して本体容器２３内部と連通している。かかる潤滑油保持部４１内に潤滑を含んだ液体冷媒を保持させることができる。
【００３０】
液戻し管４０は、図６および図７に示すように、本体容器２３の連結部から上方に立ち上がる立上部４０ａを有している。この立上部４０ａは、前記本体容器２３に最大溜まる液体の液面を越えた高さを常に保持する高さに設定されている。このように立上部４０ａを設定するのは、仮に、液戻し管４０内に液体が溜まると結局それが圧縮機２ヘ流入してしまい液バックを起こす。その液面以下で配管してしまうと落差分の液体が出口側冷媒配管１３に流れ込む。本体容器２３内の液体が、液戻し管４０を介して不用意に圧縮機２側に流れるのを防止するためである。
【００３１】
出口側冷媒配管１３における液戻し管４０との接続部分１３ａの管内径が、液戻し管より油を吸引できる程度に、その前後部分１３ｂよりも小さく設定されている（図８参照）。このように、接続部分１３ａの管内径を絞ることにより、出口側冷媒配管１３を流れる冷媒の流速を上げ、液戻し管４０を介して潤滑油の吸い込み効率を良好にでき、潤滑油を吸い込まなかったり、または、吸い込み不足の状態をなくし、適切な潤滑量を安定して吸い込むように調整している。
【００３２】
また、図２に示すように、液戻し管４０における立上部４０ａよりも下流位置には、細径部分４０ｃが設けられ、液戻し管４０における出口側冷媒配管１３との接続部分４０ｂの径が大きく形成されている。このように、液戻し管４０の流量が過大となり油圧縮や液圧縮を発生しないように、必要最小限度の油を吸引できる程度に液戻し管４０の中間部の径を小さくすることで、液戻し管４０を流れる液体に所定の抵抗を発生させ、吸い出される冷媒流量や油量を制限し調整している。油量が多すぎると液バックの状態に近くなり、逆に少なすぎると本体容器２３内部に潤滑油が溜まりこみ圧縮機２内部の油が空となり、潤滑出来なくなるのを防止するためである。
【００３３】
以上のように構成された冷媒サイクル１は、回転駆動される圧縮機２から吐出された高温、高圧状態の冷媒は、冷媒配管１０を通ってガスクーラ３に送られ、ガスクーラ３で熱を放出して液化する。さらに潤滑油を含んだ冷媒は、高圧側冷媒配管１１を流れ膨張弁６で減圧された後に、蒸発器７で熱を吸収して蒸発し、入口側冷媒配管１２を通ってアキュームレータ８内に流入する。
【００３４】
入口管２５から出た気体冷媒は、本体容器２３内で液体冷媒と分離され、防滴カバー３０の第１流通路３６ａ、第２流通路３６ｂおよび第３流通路３６ｃを図３に矢印Ａで示すように流れ、出口管２６を介して出口側冷媒配管１３を流れる。具体的には、ガス冷媒は、吸引口３６ａ１から第１流通路３６ａに入り、第１流通路３６ａを水平に流れ、第２流通路３６ｂで上方に流れる。さらに、ガス冷媒は、第３流通路３６ｃで前記第１流通路３６ａとは反対方向に流れ、上方の出口管２６に入る。
【００３５】
入口管２５から出る冷媒の圧力が高い場合は、冷媒がアキュームレータ８の本体容器２３内に貯まった液体を巻き上げ、液体が飛沫となり、気液が混濁してしまうおそれがある。かかる場合であっても、防滴カバー３０は、出口管２６の開口２６ｂを覆うじゃま板の機能を発揮し、飛散した液体が出口管２６に吸引されるのを防止する。また、吸引口３６ａ１は、入口管開口部２５ｂの開口２５ｃと反対側に設けられ、しかも、入口管２５の開口２５ｃの位置は、前記防滴カバー３０の吸引口３６の吸引口３６ａ１よりも下に位置しているため、入口管２５から出た液体冷媒が、流通路３６に不用意に流入するおそれもない。
【００３６】
一方、本体容器２３の底部に溜まった潤滑油を含む液体は、潤滑油保持部４１に保持されている。すなわち、潤滑油を含む液体は、メッシュのキャップ４５から保持部本体４４内に入る。キャップ４５は保持部本体４４内の液体が不用意に出てしまうのを防止するとともに、ストレーナの機能も有する。
【００３７】
従って、前記のように冷媒の流入により、アキュームレータ８内で気液が混濁するような状況であっても、潤滑油保持部４１に潤滑油を含む液体が保持されているため、吸引される所定量の潤滑油を確保できる。
【００３８】
潤滑油保持部４１に保持された潤滑油は、出口側冷媒配管１３を流れる冷媒に巻き込まれて出口側冷媒配管１３に流入し、気体冷媒に潤滑油を含んだ液体冷媒が混在し、圧縮機２に還流され、圧縮機２の円滑な運転を行なうことができる。
【００３９】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、防滴カバー３０は、大きさの相違する断面Ｌ字状の板材を、対向するように配置してもよく、前記実施の形態のものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のヒートポンプ装置における冷凍サイクルの概略図である。
【図２】本発明のアキュームレータの配管構造の概略を示す断面図である。
【図３】同アキュームレータの上要部を示す断面図である。
【図４】同アキュームレータの一部断面を含む概略平面図である。
【図５】同アキュームレータの要部を示す断面図である。
【図６】同アキュームレータの要部を示す斜視図である。
【図７】同アキュームレータの要部を示す側面図である。
【図８】本発明のヒートポンプ装置における冷媒配管と液戻し管との接続部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      冷媒サイクル
２      圧縮機
３      ガスクーラ
５      冷媒熱交換器
６      膨張弁
７      蒸発器
８      アキュームレータ
１０、１１    冷媒配管
１２    入口側配管
１３    出口側配管
２３    本体容器
２３ａ  周壁
２４    天板
２５    入口管
２５ｃ  開口
２６    出口管
２６ｂ  開口
３０    防滴カバー
３６    流通路
４０    液戻し管
４０ａ  立上部
４０ｂ  接続部分
４１    潤滑油保持部
４５    キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008157504.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008157504.tif 000008
【図７】
2008157504.tif 000009
【図８】
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