(57)【要約】【課題】従来のヒータを使用したアキュムレータでは、ヒータの占有容積の割に加熱能力が小さい、冷媒および冷凍機油の分解やヒータの焼損の危険性があるという課題があった。【解決手段】本発明のアキュムレータ１０１は、液冷媒と冷媒ガスを分離するための容器１０２と、冷媒を導入するための冷媒導入管１０３と、導入した冷媒とりわけ液冷媒を容器１０２の内壁に沿って落とすためのバッフル板１０４と、冷媒ガスを吸って圧縮機へ導くための冷媒吐出管１０５と、シート状に整形されたヒータ１０７で構成されている。ヒータ１０７は大面積で大きな加熱能力を有し、圧縮機へ液冷媒が戻るのを確実に防止するとともに、自己温度制御特性を有する材料で構成されており、冷媒や冷凍機油が分解したり、ヒータ自身が焼損したりする危険性を回避することができる。【選択図】図１
2008020087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を導入する冷媒導入管と、前記冷媒中の液冷媒および冷凍機油を受け止める容器と、前記容器の上部の開口から冷媒ガス、下部に設けられたオイル戻し穴より前記冷凍機油を吸込んで下流へ流す冷媒吐出管と、冷媒加熱手段とを備え、前記冷媒加熱手段がシート状に形成され、前記容器と前記冷媒吐出管との間の空間に、前記冷媒吐出管を取り巻くように配置されたたことを特徴とするアキュムレータ。
【請求項２】
前記容器に前記液冷媒が一定量蓄積されると、前記加熱手段により前記冷媒が加熱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】
前記冷媒加熱手段が、波状に整形されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアキュムレータ。
【請求項４】
前記冷媒加熱手段が、上部より観た形状が渦巻き形状となるよう整形されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアキュムレータ。
【請求項５】
前記冷媒加熱手段が、自己温度制御性を有する材料を用いて構成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のアキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に空気調和機や冷凍機などに利用され、圧縮機の吸込み冷媒がガス状態となるように冷媒を液とガスに分離してアキュムレータに関するもので、ヒータを内蔵することで、小さな容積で確実に圧縮機が冷媒ガスを吸込むように成し得るとともに、能力の増大を可能ならしめ、またヒータを用いることによる焼損などの事故を回避し高い信頼性を持って動作させることのできる技術を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機およびヒートポンプサイクルを用いて冷暖房を行う空気調和機においては、圧縮機が液冷媒を吸込むことによって損傷する故障が見受けられる。これを防止するためにアキュムレータが設けられているが、装置容量が大きくなるほど封入冷媒量が大きくなり、冷媒量の大きな装置では、大容量のアキュムレータを搭載する必要がある。従って、装置を小型化する場合には、アキュムレータの容量が大きな問題になる。また、アキュムレータに液冷媒が蓄積していると、装置中を循環する実効冷媒量が減少し十分な能力を出すことが困難になる。
【０００３】
従来の技術では、この課題を解決する方法として、外気温度の低いときでも暖房効果を増大させることができ、液状冷媒がアキュムレータ内に溜まるのを防止して圧縮機へのオイル回収を円滑に行うことができる冷暖房兼用空気調和機及びその制御方法の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４に特許文献１の冷暖房を行う空気調和機の冷媒サイクルを、図５に図４の冷媒サイクルに適用されるアキュムレータの一例を示す。図４において、暖房時には圧縮機１で圧縮された高温、高圧の冷媒が四方弁１０を通して室内熱交換器４に流入され、室内ファン１２により室内に熱を放出して凝縮された後、減圧器３に送られここで低圧の飽和状態となり流出される。減圧器３から流出された冷媒は、室外熱交換器２に流入され、室外ファン１１により室外から熱を吸込んで蒸発され、四方弁１０を通してアキュムレータ５に流入される。アキュムレータ５では、液状冷媒が圧縮機１に流入されるのを防止し、蒸発された冷媒のみを圧縮機１へ流出するようにする。
【０００５】
図５に示すように、アキュムレータ５の内部中央には、スタンドパイプ１６が設けられ、上側にはメッシュ５ａ及びバフルプレート５ｂが設けられている。ヒータ１５は、最大長にするためにスタンドパイプ１６を中心にコイル状に設ける。したがって、電熱面積が広く取れ、熱効率を最大にすることができる。符号１５ａ，１５ｂはヒータに電源を供給するためのターミナルである。また符号１６ａは圧縮機用オイルを回収するためのオイルリターンホール、１７は温度センサで、ヒータ１５によりアキュムレータ５が過熱されると、ヒータ１５に供給される電源を遮断させる。
【特許文献１】特開平０６−１４７６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示されるアキュムレータではヒータの伝熱面積を広げようとしても限界があり、ヒータの占有容積の増加の割に加熱能力の拡大は望めないという課題があった。
【０００７】
また、アキュムレータ内には、冷媒が液、ガス両方の状態で存在するため、特許文献１で示されているタイプのヒータでは出力を液に合わせるかガスに合わせるかが問題となる
。液に合わせれば、ガスと接触している部分の温度が著しく上昇し、最悪の場合冷媒や冷凍機油が分解したり、ヒータが焼損してしまう可能性があり、ガスに合わせれば大きな加熱能力を得ることができないという課題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小さな容積で冷媒加熱能力の増大を可能ならしめ、確実に圧縮機が冷媒ガスを吸込むように成し得るとともに、ヒータを用いることによる焼損などの事故を回避し高い信頼性を持って動作させることのできるアキュムレータ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】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明のアキュムレータは、シート状の冷媒加熱手段を備え、容器と冷媒吐出管との間の空間に、冷媒吐出管を取り巻くように配置するものである。これにより、冷媒加熱手段の容積増加を抑えつつ伝熱面積を増大させ、圧縮機へ液冷媒が戻るのを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアキュムレータは、シート状の冷媒加熱手段を備え、容器と冷媒吐出管との間の空間に、冷媒吐出管を取り巻くように配置し、冷媒加熱手段の容積増加を抑えつつ伝熱面積を増大させるもので、小さな容積で確実に圧縮機が冷媒ガスを吸込むように成し得るアキュムレータを提供することができる。
【００１１】
また、本発明のアキュムレータは、液冷媒が一定量蓄積された時に冷媒加熱手段による加熱を行うことで、冷媒加熱による電力消費の少ないアキュムレータを提供することができる。
【００１２】
また、本発明のアキュムレータは、冷媒加熱手段に自己温度制御性を有する材料を用いることにより、冷媒加熱手段の異常な温度上昇を防止し、冷媒および冷凍機油の分解や加熱手段の焼損などの事故を回避し安全性の高いアキュムレータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、シート状の冷媒加熱手段を備え、容器と冷媒吐出管との間の空間に、冷媒吐出管を取り巻くように配置し、冷媒加熱手段の容積増加を抑えつつ伝熱面積を増大させるもので、小さな容積で確実に圧縮機が冷媒ガスを吸込むように成し得るアキュムレータを提供することができる。
【００１４】
第２の発明は、液冷媒が一定量蓄積された時に冷媒加熱手段による加熱を行うことで、液冷媒が少ない場合には電力投入を抑えて、冷媒加熱による電力消費の少ないアキュムレータを提供することができる。
【００１５】
第３の発明は、冷媒加熱手段が、山折り、谷折りとを繰り返して波状に整形されているもので、冷媒加熱手段の容積増加を抑えつつ伝熱面積を増大させると供に、オイル戻し穴より濃度の高い冷凍機油を戻し信頼性の高いアキュムレータを提供することができる。
【００１６】
第４の発明は、冷媒加熱手段が、上部より観た形状が渦巻き形状となるよう整形されているもので、冷媒加熱手段の容積増加を抑えつつ伝熱面積を増大させると供に、オイル戻し穴より濃度の高い冷凍機油を戻し信頼性の高いアキュムレータを提供することができる。
【００１７】
第５の発明は冷媒加熱手段に自己温度制御性を有する材料を用いることにより、冷媒加熱手段の異常な温度上昇を防止し、冷媒および冷凍機油の分解や加熱手段の焼損などの事
故を回避し安全性の高いアキュムレータを提供することができる
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明における第１の実施の形態であるアキュムレータの垂直断面図を示すものである。図１に示すように、本発明の熱交換器における第１の実施の形態において、アキュムレータ１０１は、液冷媒と冷媒ガスを分離するための容器１０２と、冷媒を導入するための冷媒導入管１０３と、導入した冷媒とりわけ液冷媒を容器１０２の内壁に沿って落とすためのバッフル板１０４と、冷媒ガスを吸って圧縮機へ導くための冷媒吐出管１０５と、液冷媒を過熱するためのヒータ１０７で構成されている。そして、冷媒吐出管１０５には冷凍機油を圧縮機へ戻すためのオイル戻し穴１０６が設けられており、ヒータ１０７へはリード線１０８から電力が供給される。さらに、容器１０２には液面検知センサ１０９が設けられており、冷媒液面の上昇が検知されるとヒータ１０７に電力が供給され、液冷媒を加熱して冷媒ガスを発生させる。
【００１９】
ヒータ１０７はシート状に整形されており、大面積を確保しても大きな容積を占めることがなく、容器１０２の液冷媒を受ける容積は確保される。そして、その大面積ゆえに大きな加熱能力を有し、圧縮機へ液冷媒が戻るのを確実に防止することができる。
【００２０】
また、液面検知センサ１０９で冷媒液面の上昇を検知して、ヒータ１０７に電力を供給するので、過渡的に多少の液冷媒が蓄積しただけで能力の低下や液冷媒が圧縮機へ戻る可能性のない場合にはヒータ１０７を動作させることがない。よって、不必要に電力を使用することがなく、消費電力を抑えることができる。
【００２１】
圧縮機直付けのアキュムレータの場合には、アキュムレータを出た後の冷媒圧力や温度を検知することが困難であるので、図１のようにアキュムレータに蓄積した液冷媒の液面レベルを検知するのが特に有効である。圧縮機と別付けのアキュムレータの場合には、圧縮機に吸入される前の冷媒圧力や温度を検知し、過熱度に応じてヒータを動作させることもできる。
【００２２】
図２は本発明における第１の実施の形態であるアキュムレータの水平断面を示しており、図１におけるヒータ１０７の詳細例を示すものである。アキュムレータ１０１Ａでは、容器１０２Ａと冷媒吐出管１０５Ａの間の空間にヒータ１０７Ａが山折り谷折りを繰り返して波状にして、冷媒吐出管１０５Ａを取り巻くように配置されている。
【００２３】
図３は本発明における第１の実施の形態であるアキュムレータの水平断面を示しており、図１におけるヒータ１０７の他の詳細例を示すものである。アキュムレータ１０１Ｂでは、容器１０２Ｂと冷媒吐出管１０５Ｂの間の空間にヒータ１０７Ｂが冷媒吐出管１０５Ｂの周りを巻き初めとし容器１０２Ｂの内壁近くまで隙間を確保した状態で渦を巻くように配置されている。
【００２４】
ヒータ１０７Ａあるいは１０７Ｂのような形状とすることで、限られた空間により多くの面積のヒータを効率よく収納することができる。
【００２５】
また、ヒータ１０７、つまり１０７Ａ、１０７Ｂは自己温度制御特性を有する材料で構成されており、冷媒や冷凍機油が分解したり、ヒータ自身が焼損したりする危険性を回避することができる。
【００２６】
図１では、冷媒液面がヒータ１０７よりも上昇した場合に液面センサ１０９が検知する
よう構成されているが、ヒータ１０７が液面から上に出るような位置で動作するようにしても安全に動作させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のアキュムレータは、シート状の冷媒加熱手段を備え、容器と冷媒吐出管との間の空間に、冷媒吐出管を取り巻くように配置し、冷媒加熱手段の容積増加を抑えつつ伝熱面積を増大させ、圧縮機へ液冷媒が戻るのを確実に防止するもので、空気調和機などの圧縮機付けのアキュムレータとして特に有効なものであるが、冷凍機やヒートポンプ給湯機あるいは除湿機などの装置にも適用できる。また、冷媒の種類を問わず効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアキュムレータの垂直断面図
【図２】本発明の実施の形態１のアキュムレータの水平断面図
【図３】本発明の実施の形態１のアキュムレータの水平断面図
【図４】特許文献１に記載の従来の技術のアキュムレータを用いた装置の垂直断面図
【図５】特許文献１に記載の従来の技術のアキュムレータ断面図
【符号の説明】
【００２９】
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ  アキュムレータ
１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ  容器
１０３  冷媒導入管
１０４  バッフル板
１０５，１０５Ａ，１０５Ｂ  冷媒吐出管
１０６  オイル戻し穴
１０７，１０７Ａ，１０７Ｂ  ヒータ
１０８  リード線
１０９  液面検知センサ
【図１】
2008020087.tif 000003
【図２】
2008020087.tif 000004
【図３】
2008020087.tif 000005
【図４】
2008020087.tif 000006
【図５】
2008020087.tif 000007