(57)【要約】【課題】  圧縮器への液相冷媒の流入を防止できると共に、空気調和システムが暖房運転される場合、室外熱交換器でのフローストの発生を防止できる、改善された構造を有したアキュムレータ、及びこれを用いた空気調和システムを提供する。【解決手段】  内部に空間を有するボディ；前記ボディの上部から下方に向けて前記空間内に挿入され、前記空間に冷媒を流入させるインレットチューブ；前記ボディの下部から上方に向けて前記空間内に挿入され、前記空間内の冷媒を外部に吐き出すアウトレットチューブ；前記インレットチューブと前記アウトレットチューブとの間の前記ボディの内部の底面に立てられ、前記インレットチューブから流入した液相の冷媒が前記底面から跳ね上がって前記アウトレットチューブに流入することを防止する隔離板を含めてなる。【選択図】      図２
2004309115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間を有するボディ；
前記ボディの上部から下方に向けて前記空間内に挿入され、前記空間に冷媒を流入させるインレットチューブ；
前記ボディの下部から上方に向けて前記空間内に挿入され、前記空間内の冷媒を外部に吐き出すアウトレットチューブ；
前記インレットチューブと前記アウトレットチューブとの間の前記ボディの内部の底面に立てられ、前記インレットチューブから流入した液相の冷媒が前記底面から跳ね上がって前記アウトレットチューブに流入することを防止する隔離板を含めてなるアキュムレータ。
【請求項２】
前記隔離板の各側面は前記ボディの内壁面と密着する請求項１記載のアキュムレータ。
【請求項３】
前記隔離板の各側面は前記ボディの内壁面と離れて配置された 請求項１記載のアキュムレータ。
【請求項４】
前記ボディの内部に収容された冷媒を加熱するように前記ボディの底面に提供される少なくとも一つ以上のヒータをさらに含めてなる請求項１記載のアキュムレータ。
【請求項５】
前記ヒータは前記隔離板により区画された互いに異なる領域のうち、前記インレットチューブが位置した領域に配置される請求項４記載のアキュムレータ。
【請求項６】
前記隔離板は前記ボディの内部の下側を二つの領域に区画するように設置される請求項１記載のアキュムレータ。
【請求項７】
前記隔離板は前記ボディの内部の下側を多数の領域に区画するように設置される請求項１記載のアキュムレータ。
【請求項８】
前記各領域に配置された状態で前記ボディの底面に提供される多数個のヒータをさらに含めてなる請求項７記載のアキュムレータ。
【請求項９】
冷媒を高圧で圧縮して吐き出す少なくとも一つ以上の圧縮器；
前記圧縮器に連結され、各運転モードに従って前記冷媒の流動方向を決定する流路制御バルブ；
室外と室内にそれぞれ位置され、前記流路制御バルブにそれぞれ連結される多数個の熱交換器；
前記各熱交換器を直接に連結する冷媒管に設置される少なくとも一つ以上の膨張装置；
前記各熱交換器を経由した冷媒を一時貯蔵した後、気相冷媒のみを前記圧縮器に供給するように前記圧縮機のインレットに連結されるアキュムレータを含めてなり、
ここで、前記アキュムレータは、
内部に空間を有するボディと、
前記流路制御バルブに連通し、前記ボディの上部から下方に向けて前記空間内に挿入されるインレットチューブと、
前記圧縮器に連通し、前記ボディの下部から上方に向けて前記空間内に挿入されるアウトレットチューブと、
前記インレットチューブと、前記アウトレットチューブとの間の前記ボディの内部の底面に立てられ、前記インレットチューブから流入した液相の冷媒が前記底面から跳ね上がって前記アウトレットチューブに流入することを防止する隔離板とを含めてなる空気調和システム。
【請求項１０】
前記各圧縮器のアウトレットと、前記流路制御バルブとの間にそれぞれ設置され、前記冷媒の前記各圧縮器のアウトレットへの流入を防止する多数個のチェックバルブをさらに含めてなることを特徴とする請求項９記載の空気調和システム。
【請求項１１】
前記各圧縮器は容量が互いに異なる請求項９記載の空気調和システム。
【請求項１２】
前記隔離板の各側面は前記ボディの内壁面と密着する請求項９記載の空気調和システム。
【請求項１３】
前記隔離板の各側面は前記ボディの内壁面と離れて配置された請求項９記載の空気調和システム。
【請求項１４】
前記ボディの内部に収容された冷媒を加熱するように前記ボディの底面に提供される少なくとも一つ以上のヒータをさらに含めてなる請求項９記載の空気調和システム。
【請求項１５】
前記ヒータは前記隔離板により区画された互いに異なる領域のうち、前記インレットチューブが位置した領域に配置される請求項１４記載の空気調和システム。
【請求項１６】
前記隔離板は前記ボディの内部の下側を二つの領域に区画するように設置される請求項９記載の空気調和システム。
【請求項１７】
前記隔離板は前記ボディの内部の下側を多数の領域に区画するように設置される請求項９記載の空気調和システム。
【請求項１８】
前記各領域に配置された状態で前記ボディの底面に提供される多数個のヒータをさらに含めてなる請求項１７記載の空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和器システムに関し、特に改善された構造を有したアキュムレータと、これを用いた空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和システムは冷媒の凝縮時に周囲に熱を発散する現象を用いて室内空間を暖房し、前記冷媒の気化時に周囲の熱を吸収する現象を用いて室内空間を冷房する機能を行うシステムをいう。
【０００３】
図５には冷暖房が可能な空気調和システムの一例を示す。図５を参照すると、空気調和システムは、大きくは室外機１０と室内機２０とで構成される。前記室外機１０には圧縮器１１、流路制御バルブ１２、第１膨張装置１５、室外熱交換器１３、そして、アキュムレータ１４が提供され、前記室内機２０には室内熱交換器２２、そして、第２膨張装置２１が提供される。ここで、前記室外及び室内熱交換器１３，２２にはそれぞれ隣接して室外ファン１３ａと室内ファン２２ａとが提供される。
【０００４】
以下ではチューブによって前記構成要素がどの様に連結されるかについてより具体的に説明する。
【０００５】
まず、第１チューブ３３は前記圧縮器１１のアウトレット１１ａと、前記流路制御バルブ１２の第１ポート１２ａとを連結する。そして、第２チューブ３４は前記流路制御バルブ１２の第３ポート１２ｃと、前記アキュムレータ１４のインレット側とを連結し、第３チューブ３５は前記アキュムレータ１４のアウトレット側と、前記圧縮器１１のインレット１１ｂとを連結する。
【０００６】
第４チューブ３６は前記流路制御バルブ１２の第２ポート１２ｂと、前記室外熱交換器１３の一端とを連結し、第５チューブ３１は前記室外熱交換器１３の他端と前記室内熱交換器２２の一端とを連結する。ここで、前記第５チューブ３１の中間には、室外機１０と室内機２０の内部に位置するように第１及び第２膨張装置１５，２１がそれぞれ提供される。一方、第６チューブ３２は前記室内熱交換器２２の他方と、前記流路制御バルブ１２の第４ポート１２ｄとを連結する。
【０００７】
上記の構造を有する空気調和システムにおいて、前記アキュムレータ１４は、図６に示すように、内部に空間を有した容器形状、例えば、シリンダー状に形成される。このようなアキュムレータ１４のインレット側には冷媒を供給する前記第２チューブ３４が連結され、アウトレット側には冷媒が吐き出される前記第３チューブ３５が連結される。ここで、冷媒をアキュムレータ１４に流入させる第２チューブ３４は、図６に示すように前記アキュムレータ１４の上側部から挿入され、その先端部が前記アキュムレータ１４の内部の下側に位置するように設置される。そして、冷媒が吐き出される前記第３チューブ３５は前記アキュムレータ１４の下部に挿入され、その先端部が前記アキュムレータ１４の内部の上側に位置するように設置される。
【０００８】
以下では前記空気調和システムの作動について簡単に説明する。
参考までに、図５に実線で示す矢印は前記空気調和システムが室内空間を冷房するときの冷媒の流れを示し、点線で示す矢印は前記空気調和システムが室内空間を暖房するときの冷媒の流れを示す。
【０００９】
まず、前記空気調和システムが室内空間を冷房する場合、前記圧縮器１１のアウトレット１１ａから吐き出された冷媒は前記流路制御バルブ１２の案内によって前記室外熱交換器１３に流入する。室外熱交換器１３で凝縮された冷媒は完全に開放された前記第１膨張装置１５を通過した後、前記第２膨張装置２１で膨張する。前記第２膨張装置２１で膨張した冷媒は前記室内熱交換器２２で気化しながら周囲の熱を吸収する。この際、前記室内ファン２２ａが前記室内熱交換器２２の周囲の冷気を室内空間に送風するので、室内空間が冷房される。
【００１０】
室内空間を冷房した気相状態の冷媒は前記流路制御バルブ１２の案内によってアキュムレータ１４に流入する。この際、前記アキュムレータ１４に流入する冷媒は高い圧力を有するので、前記第２チューブ３４の端部で前記アキュムレータ１４の内部空間に向けて噴射される。このようにアキュムレータ１４に流入した冷媒のうち気体冷媒は前記第３チューブ３５を介して吐き出され、前記圧縮器１１のインレット１１ｂに流入する。
【００１１】
一方、前記空気調和システムが室内空間を暖房する場合、前記圧縮器１１から吐き出された冷媒は前記流路制御バルブ１２の案内によって前記室内熱交換器２２に流入する。そして、前記冷媒は前記室内熱交換器２２で凝縮されつつ凝縮熱を周囲に発散する。この際、前記室内ファン２２ａが前記室内熱交換器２２からの発散熱を室内空間に吐き出すので、室内空間は暖房される。
前記室内熱交換器２２で凝縮された冷媒は完全に開放された前記第２膨張装置２１を通過した後、前記第１膨張装置１５で膨張する。前記第１膨張装置１５で膨張した冷媒は前記室外熱交換器１３、前記流路制御バルブ１２、そして、前記アキュムレータ１４を経由して前記圧縮器１１のインレット１１ｂに流入する。
【００１２】
しかしながら、上記のような過程を通じて室内空間を冷房、又は暖房する空気調和システムは次のような問題点を抱えている。
【００１３】
第一に、前記第２チューブ３４から前記アキュムレータ１４の内部空間に噴射される冷媒の圧力は大体５〜７気圧に至る程度の高圧である。このため、噴射される二相の冷媒のうち、前記アキュムレータ１４の内部の底面から跳ね上がって前記第３チューブ３５内に流入した液相の冷媒が前記圧縮器１１に流入する可能性がある。このように前記圧縮器１１に液相の冷媒が流入する場合には圧縮器１１の圧縮能力が低下して空気調和効率が落ちる。そして、圧縮器１１で騒音が発生し、故障を引き起こすという問題がある。
【００１４】
第二に、冬のように外部の温度が約５℃以下の状態で暖房運転を持続すると、前記室外熱交換器１３の表面にフローストが発生する。このように前記室外熱交換器１３の表面に発生するフローストは前記室外熱交換器１３の熱交換能力を低下させ、これによって空気調和効率も低下するという問題がある。
【００１５】
第三に、前記室外熱交換器１３にフローストが生じると、前記アキュムレータ１４に流入する冷媒の温度が低下し、これによって前記圧縮器１１に流入する冷媒の温度も低下する。すると、前記圧縮器１１で冷媒を圧縮するのに多くの電力が消耗される。また、空気調和システム内を流動する冷媒の温度が低下するので、前記室外熱交換器１３でフローストが発生する現象をさらに加速させ、空気調和効率がさらに低下するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、本発明の目的は、圧縮器への液相冷媒の流入を防止できる改善された構造を有したアキュムレータ、及びこれを用いた空気調和システムを提供することにある。
他の目的として、空気調和システムが暖房運転される場合、室外熱交換器でのフローストの発生を防止できる改善された構造を有したアキュムレータ、及びこれを用いた空気調和システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するための本発明の一つの形態では、内部に空間を有するボディ；前記ボディの上部から下方に向けて前記空間内に挿入され、前記空間に冷媒を流入させるインレットチューブ；前記ボディの下部から上方に向けて前記空間内に挿入され、前記空間内の冷媒を外部に吐き出すアウトレットチューブ；前記インレットチューブと前記アウトレットチューブとの間の前記ボディの内部の底面に立てられ、前記インレットチューブから流入した液相の冷媒が前記底面から跳ね上がって前記アウトレットチューブに流入することを防止する隔離板を含めてなるアキュムレータを提供する。
【００１８】
ここで、前記隔離板の各側面は前記ボディの内壁面と密着するか、又は前記ボディの内壁面と離れて配置されえる。また、前記アキュムレータで、前記隔離板は前記ボディの内部の下側を二つの領域に区画するように設置されるか、又は前記ボディの内部の下側を多数の領域に区画するように設置されえる。
【００１９】
また、前記アキュムレータは、前記ボディの内部に収容された冷媒を加熱するように前記ボディの底面に提供される少なくとも一つ以上のヒータをさらに含めてなりえる。この場合、前記ヒータは前記隔離板により区画された互いに異なる領域のうち、前記インレットチューブが位置した領域に配置されることが好ましい。ここで、前記隔離板が前記ボディの下部の内側を多数の領域に区画するように設置される場合、前記ヒータは多数個が提供され、各領域にそれぞれ配置されえる。しかし、これに限定されるわけではなく、設計上必要な場合には幾つかの領域にのみヒータが配置されることも可能である。
【００２０】
一方、本発明の他の形態では、冷媒を高圧で圧縮して吐き出す少なくとも一つ以上の圧縮器；前記圧縮器に連結され、各運転モードに従って前記冷媒の流動方向を決定する流路制御バルブ；室外と室内にそれぞれ位置され、前記流路制御バルブにそれぞれ連結される多数個の熱交換器；前記各熱交換器を直接に連結する冷媒管に設置される少なくとも一つ以上の膨張装置；前記各熱交換器を経由した冷媒を一時貯蔵した後、気相冷媒のみを前記圧縮器に供給するように前記圧縮機のインレットに連結されるアキュムレータを含めてなる空気調和システムを提供する。ここで、前記アキュムレータの構造は既説明したものと同一であるので省略する。
【００２１】
尚、前記空気調和システムに多数個の圧縮器が提供される場合、前記空気調和システムは、前記各圧縮器のアウトレットと、前記流路制御バルブとの間にそれぞれ設置され、前記冷媒の前記各圧縮器のアウトレットへの流入を防止する多数個のチェックバルブをさらに含めてなりえる。ここで、前記各圧縮器は容量が互いに異なるように構成されえる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によるアキュムレータは液相冷媒の圧縮器への流入を効果的に防止できる。これにより、液相冷媒の圧縮器への流入時に発生する騒音を防止できると共に、圧縮効率の低下を防止することができる。
圧縮効率の低下を防いで相対的に圧縮効率が上昇すると、冷房又は暖房効率を向上させえるので、省エネルギー効果が得られる。
【００２３】
そして、暖房モードで運転されるとき、ヒーターがアキュムレータ内の冷媒を加熱するので、冷たい室外空気と持続的に熱交換する熱交換器でフローストが発生する現象を防止できる。すると、熱交換効率が向上し、これによって暖房効率も向上する。
【００２４】
前記ヒータは前記隔離板とボディの内壁面に貯蔵された液相冷媒に沈んだ状態を維持するので、ヒータの過熱を防止できる。これにより、ヒータの不必要な加熱、及び破損を未然に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は多数個の圧縮器が備えられた空気調和システムの一例を示す構成図である。図１を参照すると、圧縮器１１０は多数個、例えば、４個が具備されるが、これらの容量は全て同じか、またはそれぞれ相違するように形成されえ、あるいは一部の容量は同じで、他の一部の容量は異なるように形成されることもある。
このように多数個の圧縮器１１０が提供されると、室内空間を冷房または暖房するときに必要な負荷量に応じて稼動する圧縮器１１０の数を調節することで、エネルギーの効率を高めることができ、常に室内空間の環境に合わせた最適な空気調和サービスを提供可能である。
【００２６】
空気調和システムに多数個の圧縮器１１０が提供される場合、前記圧縮器１１０の各アウトレット側には、図１に示すように多数個のチェックバルブ１１１がそれぞれ設置されえる。前記チェックバルブ１１１は各圧縮器１１０のアウトレットと、後述する流路制御バルブ１２０の第１ポート１２１との間に設置される。このように設置されたチェックバルブ１１１は、前記圧縮器１１０から吐き出される冷媒は通過させ、圧縮器１１０のアウトレット側に逆流する冷媒の流れは遮断するように作動する。すると多数台の圧縮器１１０のうち未作動圧縮器１１０のアウトレットへの冷媒の流入を効果的に防止できる。
【００２７】
しかし、本発明による空気調和システムで前記圧縮器１１０は多数個が提供されず、図５に示すように一つだけ提供されても構わない。この場合、圧縮容量を制御可能な可変容量圧縮器が提供されることが好ましい。
【００２８】
図１を参照すると、前記流路制御バルブ１２０は４つのポート、つまり、第１ポート１２１、第２ポート１２２、第３ポート１２３、第４ポート１２４を含めてなる。前記第１ポート１２１は前記各圧縮器１１０のインレットに連通し、前記第２ポート１２２は、図１に示すように第１熱交換器１３０の一方に連結される。前記第３ポート１２３はアキュムレータ２００に連結され、前記第４ポート１２４は第２熱交換器１４０の一方に連結される。
【００２９】
前記第１熱交換器１３０は室外に、そして、前記第２熱交換器１４０は室内に設置されるが、これらは図１に示すように冷媒管によって相互に連結される。
そして、前記第１及び第２熱交換器１３０，１４０を直接に連結する前記冷媒管には多数個の膨張装置が設置される。図１には２つの膨張装置、つまり、第１及び第２膨張装置１５１，１５５が前記第１及び第２熱交換器１４０とそれぞれ隣接して設置された例が示されている。
【００３０】
ここで、前記第１膨張装置１５１は前記第１熱交換器１３０から前記第２熱交換器１４０側に流動する冷媒は通過させ、前記第２熱交換器１４０から前記第１熱交換器１３０側に流動する冷媒のみを膨張させる。
そして、前記第２膨張装置１５５は前記第２熱交換器１４０から前記１熱交換器１３０側に流動する冷媒は通過させ、前記第１熱交換器１３０から前記第２熱交換器１４０側に流動する冷媒のみを膨張させる。
【００３１】
アキュムレータ２００は、図１に示すようにインレットチューブ２１０が前記流路制御バルブ１２０の第３ポート１２３に連結され、アウトレットチューブ２２０が前記各圧縮器１１０のインレットに連結される。このようなアキュムレータ２００は、前記第１又は第２熱交換器１３０，１４０を経由した冷媒を一時貯蔵した後、気相冷媒のみを吐き出して前記圧縮器１１０に供給する役割を果たす。
【００３２】
以下では前記アキュムレータ２００の構造について図２を参照してより詳細に説明する。参考までに、図２は本発明によるアキュムレータの一実施形態の構造を示す部分切開斜視図である。
【００３３】
図２を参照すると、本発明によるアキュムレータ２００の一実施形態は、ボディ２３０、インレットチューブ２１０、アウトレットチューブ２２０、そして、隔離板２４０を含めてなる。ここで、前記ボディ２３０は内部に空間を有する容器、例えば、シリンダー状に形成される。
【００３４】
前記インレットチューブ２１０は前記流路制御バルブ１２０の第３ポート１２３に連通し、図１及び図２に示すように、前記ボディ２３０の上部から下方に向けて前記空間内に挿入される。このように設置されるインレットチューブ２１０の端部は前記ボディ２３０の内側空間のほぼ下部地点に位置することが好ましい。
【００３５】
前記アウトレットチューブ２２０は各圧縮機１１０のインレットに連通し、図１及び図２に示すように、前記ボディ２３０の下部から上方に向けて前記空間内に挿入される。このように設置されるアウトレットチューブ２２０の端部は前記ボディ２３０の内側空間のほぼ上部地点に位置することが好ましい。
【００３６】
前記隔離板２４０は、図２に示すように、前記インレットチューブ２１０と前記アウトレットチューブ２２０との間に配置された状態で前記ボディ２３０の内部の底面に立てられる。このように設置された隔離板２４０は前記インレットチューブ２１０から流入した冷媒のうち液相冷媒が前記ボディ２３０の底面から跳ね上がって前記アウトレットチューブ２２０に流入することを防止する。
【００３７】
上記のようにボディ２３０の底面に設置される前記隔離板２４０の高さはボディ２３０の高さの約４０％以下であることが好ましい。しかし、冷媒の噴射圧力が高い場合、前記隔離板２４０の高さをさらに高めることもある。
【００３８】
前記隔離板２４０は、図２に示すように前記ボディ２３０の内部の下側部を二つの領域に区画するように設置されるか、又は多数個の領域に区画するように設置されえる。図２には前記ボディ２３０の内部の下側部が二つの領域に区画された実施例が示されており、図４には前記ボディ２３０の内部の下側部が多数個、例えば３つの領域に区画された実施例が示されている。これらの実施例のいずれにおいても前記インレットチューブ２１０と、前記アウトレットチューブ２２０は前記隔離板２４０によって区画された互いに異なる領域にそれぞれ位置することが好ましい。
【００３９】
一方、前記隔離板２４０の各側面は前記ボディ２３０の内壁面と密着するように設置されたり、離れて配置されることもある。図２に示すように、前記隔離晩２４０の各側面が前記ボディ２３０の内壁面と密着して設置される場合、前記インレットチューブ２１０から下側に落下した液相冷媒が前記隔離晩２４０と前記ボディ２３０の内壁面とに囲まれた空間内に貯蔵される。
したがって、少量の液相冷媒が流入しても早い時間内に液相冷媒の水位が高まる。これにより、インレットチューブ２１０から落下する液相冷媒は前記隔離板２４０と前記ボディ２３０の内壁面との間に溜まった液相冷媒に噴射されるので、その噴射された液相冷媒が前記ボディ２３０の底面に直接にぶつかって跳ね上がり、前記アウトレットチューブ２２０に流入することを塞げる。
【００４０】
反面、前記隔離晩２４０の各側面が前記ボディ２３０の内壁面と離れて設置される場合には、前記隔離板２４０と前記ボディ２３０の内壁面とに囲まれた空間に液相冷媒が貯蔵されえない。たとえそうであっても、前記隔離板２４０が前記底面から高く立てられるので、前記インレットチューブ２１０から落下した後上側に跳ね上がる液相冷媒が上側に飛散することを防止する遮断壁の役割を果たせる。この場合にもやはり前記インレットチューブ２１０から供給された液相冷媒の前記アウトレットチューブ２２０への流入を防止できる。
【００４１】
図３には本発明によるアキュムレータの他の実施形態が示されている。
図３を参照すると、前記アキュムレータ２００は図２を参照にして説明された実施形態の構成要素と共にヒータ２５０をさらに含めてなりえる。ここで、前記ヒータ２５０は、図３に示すように前記ボディ２３０の底面に提供されるか、前記ボディ２３０の内壁面に提供されえる。そして、図３に示すようにスティック状だけでなく、多様な形状で形成可能である。このようなヒータ２５０は前記アキュムレータ２００のボディ２３０の内部に収容された冷媒を加熱する役割を果たす。
【００４２】
一方、前記ヒータ２５０は、図３に示すように前記ボディ２３０の内部の下側空間が二つの領域に区画された場合、前記インレットチューブ２１０と同一の領域に位置するように配置されることが好ましい。そして、図４に示すように、前記ボディ２３０の内部の下側空間が隔離板２４０によって多数の領域に区画された場合、前記ヒータ２５０は前記隔離板２４０により形成された全ての領域にそれぞれ設置されえる。しかし、これに限定されるものではなく、設計上必要な場合には前記インレットチューブ２１０の属する領域と異なる領域に位置するように配置されたり、又は幾つかの領域にのみヒータ２５０が設置されることもある。
【００４３】
上記のように前記アキュムレータ２００に前記ヒータ２５０が提供される場合、前記ヒータ２５０の高さは前記隔離板２４０のそれより低いことが好ましい。そして、前記隔離板２４０と前記ボディ２３０の内壁面とに囲まれた空間に液相冷媒を貯蔵できるように、前記隔離板２４０の各端部は前記ボディ２３０の内壁面に密着されることが好ましい。前記ヒータ２５０と前記隔離板２４０が上記の構造を有すると、前記隔離板２４０と前記ボディ２３０の内壁面が形成する空間内に貯蔵された液相冷媒の中に前記ヒータ２５０が完全に沈めるようになるので、前記ヒータ２５０の過熱、及びこれに伴う破損を効果的に防止できる。一方、前記ヒータ２５０に過熱防止機能が備えられると、前記ヒータ２５０の高さは前記隔離板２４０のそれより高くても構わない。
【００４４】
以下では上記の構造を有する本発明による空気調和システムの作動時における冷媒の流れ、及び前記アキュムレータ２００の作用について説明する。
【００４５】
本発明による空気調和システムは室内空間を冷房する運転モード、又は室内空間を暖房する運転モードで選択的に運転されえる。図４に実線で示す矢印は室内空間を冷房する運転モードで冷媒の流れを示し、点線で示す矢印は室内空間を暖房する運転モードにおける冷媒の流れを示す。
【００４６】
図１を参照すると、室内空間を冷房する運転モードにおいて、前記流路制御バルブ１２０は第１ポート１２１と第２ポート１２２とを連通させ、同時に第３ポート１２３と第４ポート１２４とを連通させるように制御される。そして、参考までに、室内空間を冷房するのに必要な負荷量に従って前記圧縮器１１０の稼動台数、及び流動する冷媒の量が決定される。
【００４７】
まず、前記圧縮器１１０から吐き出された冷媒は前記流路制御バルブ１２０の案内に従って室外に設置された前記第１熱交換器１３０に流入する。この際、チェックバルブ１１１は前記圧縮器１１０から吐き出された冷媒の未稼動圧縮器１１０への流入を防止する。そして、第１熱交換器で冷媒は凝縮されつつ周囲に凝縮熱を発散し、前記第１熱交換器１３０から発散する熱は室外空間に吐き出される。第１熱交換器１３０で凝縮された液相冷媒は前記第１膨張装置１５１を通過した後、前記第２膨張装置１５５を経由しながら膨張する。
そして、第２熱交換器１４０で気化しながら周囲の熱を吸収する。このように第２熱交換器１４０によって熱を奪われた冷たい空気は室内空間に吐き出され、これによって室内空間が冷房される。
【００４８】
前記第２熱交換器１４０で気化した気相冷媒は前記流路制御バルブ１２０の案内に従って前記アキュムレータ２００に流入する。この際、前記アキュムレータ２００に流入する冷媒は、前記第２熱交換器１４０で殆ど気化した気相冷媒であるが、非気化液相冷媒が一部存在する。
【００４９】
このように液相状態で前記アキュムレータ２００に流入する冷媒は約７気圧程度の高圧である。したがって、前記インレットチューブ２１０から噴射された後、ボディ２３０の底面にぶつかって跳ね上がることがある。
【００５０】
しかしながら、本発明では前記隔離板２４０が具備されるので、上記のようにインレットチューブ２１０から噴射された液相冷媒が底面にぶつかって跳ね上がった後前記アウトレットチューブ２２０に流入することを効果的に防止できる。これにより、アキュムレータ２００には気相冷媒のみが前記圧縮器１１０に流入するので、液相冷媒の流入に伴う圧縮器１１０での騒音発生、及び圧縮効率の低下、そして、誤作動及び故障などを防止できる。勿論、冷房効率の低下も防止できる。
【００５１】
次に、空気調和システムが室内空間を暖房する運転モードにおいて、前記流路制御バルブ１２０は第１ポート１２１と、第４ポート１２４とを連通させ、同時に前記第２ポート１２２と、第３ポート１２３とを連通させるように制御される。そして、室内空間を暖房するのに必要な負荷量に従って前記圧縮器１１０の稼動台数、及び冷媒の流動量などが決定される。
【００５２】
圧縮器１１０から吐き出された気相冷媒は前記流路制御バルブ１２０によって室内に設置された第２熱交換器１４０に流入する。前記第２熱交換器１４０に流入した冷媒は凝縮されつつ周囲に熱を発散し、前記凝縮熱は室内空間に吐き出されるので室内空間が暖房される。
【００５３】
前記第２熱交換器１４０で凝縮された液相冷媒は前記第２膨張装置１５５を通過して前記第１膨張装置１５１で膨張する。そして、室外に設置された前記第１熱交換器１３０で気化しながら周囲の熱を吸収する。前記第２熱交換器１４０を経由しながら気化した冷媒は前記流路制御バルブ１２０を経由して前記アキュムレータ２００に流入する。そして、前記アキュムレータ２００は上記のものと同一の原理で気相冷媒のみを前記圧縮器１１０に流入させる。
【００５４】
一方、室内空間を暖房するときには室外空間の温度が低いことが一般的である。したがって、前記第１熱交換器１３０が低温の外部空気と持続的に熱交換する場合、前記第１熱交換器１３０の表面にフローストが発生し、これによって熱交換効率及び暖房効率が低下する。
【００５５】
これを防止するために前記ヒータ２５０が前記アキュムレータ２００内に臨時に貯蔵された冷媒を加熱する。したがって、空気調和システム内を流動する冷媒の温度が上昇し、前記第１熱交換器１３０で蒸発する冷媒の温度も高くなり、前記第１熱交換器１３０の表面にフローストが発生する現象を効果的に防止できる。これにより、熱交換効率の低下、及び暖房効率の低下を塞ぐことができる。
【００５６】
一方、前記アキュムレータ２００内に設置されたヒータ２５０の高さは前記隔離板２４０のそれより低いので、前記ヒータ２５０は常に液相冷媒の中に沈む。これにより、ヒータ２５０の先端部の露出に伴い発生する過熱、及びヒータ２５０の破損を防止できる。
【００５７】
以上では一つのルームを冷房、又は暖房可能な空気調和システムが説明された。しかし、本発明はこれに限定されず、多数個のルームを冷暖房可能なマルチ空気調和システムにも同様に適用されえる。そして、本発明は多数個の圧縮器が備えられた空気調和システムだけでなく、一つの定速圧縮器、又は可変容量圧縮器が設置される空気調和システムにも同様に適用されえる。なぜなら、本発明によるアキュムレータは従来のものより改善された内部構造を有しており、本発明によるアキュムレータを適用する場合、システムの全体的な構造変更なしにアキュムレータだけ交替すれば済むからである。これにより、本発明はアキュムレータが適用される全ての空気調和システムに使用されえる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】多数個の圧縮器が具備された空気調和システムの一例を示す構成図である。
【図２】本発明によるアキュムレータの一実施形態の構造を示す部分切開斜視図である。
【図３】本発明によるアキュムレータの他の実施形態の構造を示す部分切開斜視図である。
【図４】本発明によるアキュムレータのまた他の実施形態の構造を示す部分切開斜視図である。
【図５】冷房及び暖房運転が可能な従来の空気調和システムの一例を示す構成図である。
【図６】図５のアキュムレータの構造を簡略に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１０…圧縮器
１１１…チェックバルブ
１２０…流路制御バルブ
１２１…第１ポート
１２２…第２ポート
１２３…第３ポート
１２４…第４ポート
１３０…第１熱交換器
１４０…第２熱交換器
１５１…第１膨張装置
１５５…第２膨張装置
２００…アキュムレータ
２１０…インレットチューブ
２２０…アウトレットチューブ
２３０…ボディ
２４０…隔離板
２５０…ヒータ
【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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