(57)【要約】【課題】受液器の小型化を図る。【解決手段】下方側のブロック３ｂに凝縮器２の冷媒入口側に連通する第１連通孔３ｅを設ける。これにより、タンク部３ａの下方側に溜まった冷媒を凝縮器２の冷媒出口側、つまり減圧器４の冷媒入口側に導く連通管を用いることなく、第１連通孔３ｅから冷媒を出し入れすることができるので、受液器３を小型にすることができる。また、タンク部３ａ内の圧力は凝縮器２の流入側圧力と等しくなるため、タンク部３ａ内の圧力を高くすることができるので、凝縮部の大きさを小さくすることができ、受液器３を小型にすることができる。【選択図】　　　　図２
2004138305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気圧縮式冷凍機の高圧側に設けられる受液器であって、
冷媒を蓄えるタンク部（３ａ）と、
蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機（１）から吐出して蒸気圧縮式冷凍機の高圧側熱交換器（２）に流入する冷媒と前記タンク部（３ａ）内の下方側に溜まった液相冷媒とを熱交換する下方側熱交換部（３ｂ）と、
前記高圧側熱交換器（２）を流出して前記減圧手段（４）に流入する冷媒と前記タンク部（３ａ）内の上方側に溜まった気相冷媒とを熱交換する上方側熱交換部（３ｃ）と、
前記タンク部（３ａ）内の下方側に溜まった冷媒を前記高圧側熱交換器（２）の冷媒入口側に導く連通孔（３ｅ）とを備えることを特徴とする受液器。
【請求項２】
蒸気圧縮式冷凍機の高圧側に設けられる受液器であって、
冷媒を蓄えるタンク部（３ａ）と、
蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機（１）から吐出して蒸気圧縮式冷凍機の高圧側熱交換器（２）に流入する冷媒と前記タンク部（３ａ）内の下方側に溜まった液相冷媒とを熱交換する下方側熱交換部（３ｂ）と、
前記高圧側熱交換器（２）を流出して前記減圧手段（４）に流入する冷媒と前記タンク部（３ａ）内の上方側に溜まった気相冷媒とを熱交換する上方側熱交換部（３ｃ）と、
前記タンク部（３ａ）内の上方側に溜まった冷媒を前記高圧側熱交換器（２）の冷媒出口側に導く連通孔（３ｒ）とを備えることを特徴とする受液器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の受液器（３）が一体化された蒸気圧縮式冷凍機の高圧側熱交換器であって、
冷媒が流通する複数本のチューブ（２ａ）と、
前記チューブ（２ａ）の長手方向端部に設けられて前記複数本のチューブ（２ａ）と連通するヘッダタンク（２ｃ）とを有し、
前記タンク部（３ａ）の下方側が前記ヘッダタンク（２ｃ）の冷媒入口側に配置され、前記タンク部（３ａ）の上方側が前記ヘッダタンク（２ｃ）の冷媒出口側に配置されて前記タンク部（３ａ）と前記ヘッダタンク（２ｃ）とが一体化されていることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍機の高圧側熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気圧縮式冷凍機の高圧側に設けられる受液器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の受液器では、タンク部の下方側に凝縮器等の高圧側熱交換器に流入する冷媒と液相冷媒とを熱交換する下方側熱交換部を設け、タンク部の上方側に凝縮器を流出して減圧器に流入する冷媒とを熱交換する上方側熱交換部を設けるとともに、タンク部の下方側に溜まった液相冷媒をタンク部内に配置した連通管により凝縮器の冷媒出口側、つまり減圧器の冷媒入口側に導いている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１８７７４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の発明では、タンク部内に連通管を配置しているので、タンク部の外形寸法が大きくならざるを得なく、受液器の小型化を図ることが難しい。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な受液器を提供し、第２には、受液器の小型化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍機の高圧側に設けられる受液器であって、冷媒を蓄えるタンク部（３ａ）と、蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機（１）から吐出して蒸気圧縮式冷凍機の高圧側熱交換器（２）に流入する冷媒とタンク部（３ａ）内の下方側に溜まった液相冷媒とを熱交換する下方側熱交換部（３ｂ）と、高圧側熱交換器（２）を流出して減圧手段（４）に流入する冷媒とタンク部（３ａ）内の上方側に溜まった気相冷媒とを熱交換する上方側熱交換部（３ｃ）と、タンク部（３ａ）内の下方側に溜まった冷媒を高圧側熱交換器（２）の冷媒入口側に導く連通孔（３ｅ）とを備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、タンク部（３ａ）の下方側に溜まった液相冷媒を高圧側熱交換器（２）の冷媒出口側、つまり減圧手段（４）の冷媒入口側に導く連通管を用いることなく、連通孔（３ｅ）から高圧側熱交換器（２）に液相冷媒を供給するので、受液器を小型にすることができる。
【０００８】
また、特許文献１に記載の発明では、タンク部（３ａ）内の圧力は高圧側熱交換器（２）の流出側圧力と等しくなるのに対して、本発明では、タンク部（３ａ）内の圧力は高圧側熱交換器（２）の流入側圧力と等しくなるため、本発明では、タンク部（３ａ）内の圧力を少なくとも高圧側熱交換器（２）で発生する圧力損失分だけは上昇させることができる。
【０００９】
このため、タンク部（３ａ）内の圧力を特許文献１に記載の発明より高くすることができるので、受液器内の冷媒と高圧側熱交換器（２）から上方側熱交換部（３ｃ）に流入する冷媒との温度差を特許文献１に記載の発明より大きくすることができる。
【００１０】
したがって、本発明では、上方側熱交換部（３ｃ）の大きさを特許文献１に記載の発明に比べて小さくすることができるので、受液器を小型にすることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍機の高圧側に設けられる受液器であって、冷媒を蓄えるタンク部（３ａ）と、蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機（１）から吐出して蒸気圧縮式冷凍機の高圧側熱交換器（２）に流入する冷媒とタンク部（３ａ）内の下方側に溜まった液相冷媒とを熱交換する下方側熱交換部（３ｂ）と、高圧側熱交換器（２）を流出して減圧手段（４）に流入する冷媒とタンク部（３ａ）内の上方側に溜まった気相冷媒とを熱交換する上方側熱交換部（３ｃ）と、タンク部（３ａ）内の上方側に溜まった冷媒を高圧側熱交換器（２）の冷媒出口側に導く連通孔（３ｒ）とを備えることを特徴とする。
【００１２】
これにより、タンク部（３ａ）の下方側に溜まった冷媒を高圧側熱交換器（２）の冷媒出口側、つまり減圧手段（４）の冷媒入口側に導く連通管を用いることなく、連通孔（３ｒ）から冷媒を受液器外に排出して実際に循環する質量冷媒流量を増大させることができるので、受液器を小型にすることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の受液器（３）が一体化された蒸気圧縮式冷凍機の高圧側熱交換器であって、冷媒が流通する複数本のチューブ（２ａ）と、チューブ（２ａ）の長手方向端部に設けられて複数本のチューブ（２ａ）と連通するヘッダタンク（２ｃ）とを有し、タンク部（３ａ）の下方側がヘッダタンク（２ｃ）の冷媒入口側に配置され、タンク部（３ａ）の上方側がヘッダタンク（２ｃ）の冷媒出口側に配置されてタンク部（３ａ）とヘッダタンク（２ｃ）とが一体化されていることを特徴とするものである。
【００１４】
因みに、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一例である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る受液器を車両用空調装置用の蒸気圧縮式冷凍機に適用したものであって、図１は本実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍機の模式図である。
【００１６】
圧縮機１は走行用エンジンから動力を得て冷媒を吸入圧縮するもので、本実施形態では、吐出容量（圧縮機のシャフトが１回転する際に吐出される理論吐出量）を変化させることができる可変容量型の圧縮機を採用している。
【００１７】
凝縮器２は圧縮機１から吐出した冷媒を冷却する高圧側熱交換器であり、この凝縮器２は、図２に示すように、冷媒が流通する複数本の扁平状チューブ２ａ、及びチューブ２ａの外表面に接合されて空気との熱交換を促進するフィン２ｂからなるコア部、並びにチューブ２ａの長手方向両端側に配置されて各チューブ２ａと連通するヘッダタンク２ｃ等からなるものである。
【００１８】
受液器３は冷凍機内の余剰冷媒を液相冷媒として蓄えるとともに、減圧器４に流入する冷媒の過冷却度を調節するものであり、図１中、減圧器４は、凝縮器２にて冷却された高圧冷媒を減圧するもので、本実施形態では、絞り開度が固定されたキャピラリーチューブやオリフィス等の固定絞りを採用している。なお、受液器３の詳細は後述する。
【００１９】
蒸発器５は減圧された低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる低圧側熱交換器であり、本実施形態では、蒸発器５の吸熱作用にて室内に吹き出す空気を冷却している。
【００２０】
次に、本実施形態に係る受液器３について図３を用いて述べる。
【００２１】
タンク部３ａは冷媒を蓄える容器を構成するものであり、本実施形態では、略円筒状に形成された金属（本実施形態では、アルミニウム合金）パイプの上下端側を金属（本実施形態では、アルミニウム合金）製のブロック３ｂ、３ｃにて閉塞することにより構成されている。
【００２２】
また、下端側のブロック３ｂには、圧縮機１から吐出して凝縮器２に流入する冷媒の通路３ｄが設けられ、一方、上方側のブロック３ｃには、凝縮器２を流出して減圧器４に流入する冷媒の通路３ｆが設けられている。
【００２３】
このため、下端側のブロック３ｂは、タンク部３ａ内の下方側に溜まった液相冷媒と圧縮機１から吐出して凝縮器２に流入する冷媒とを熱交換する下方側熱交換部として機能し、上端側のブロック３ｃは、タンク部３ａ内の上方側に溜まった気相冷媒と凝縮器２を流出して減圧器４に流入する冷媒とを熱交換する上方側熱交換部として機能する。
【００２４】
また、下方側のブロック３ｂには、冷媒通路３ｄとタンク部３ａの下方側とを連通させてタンク部３ａ内の下方側に溜まった冷媒を凝縮器２の冷媒入口側に導く第１連通孔３ｅが設けられている。
【００２５】
そして、両ブロック３ｂ、３ｃは、タンク部３ａ内の冷媒との接触面積を増大させて冷媒通路３ｄ、３ｆ内を流れる冷媒とタンク部３ａ内の冷媒との熱交換を促進する雄ねじ状の熱交換促進部３ｇが設けられているとともに、受液器３をヘッダタンク２ｃに固定するためのボルト３ｈ（図２参照）が挿入されるボルト穴３ｊが設けられている。
【００２６】
また、両ブロック３ｂ、３ｃのうちボルト穴３ｊが設けられた部位は、図４に示すように立方体状に形成されているとともに、ヘッダタンク４ｃとの接続部及び配管との接続部には、Ｏリング３ｋ等の冷媒漏れを防止するシール手段が配置されている。なお、図４は下方側のブロック３ｂを示すものであるが、第１連通孔３ｅ以外の構造は、上方側のブロック３ｃと同じである。
【００２７】
次に、本実施形態に係る受液器３の作用を述べる。
【００２８】
下方側のブロック３ｂに設けられた冷媒通路３ｄには、圧縮機１を吐出した高圧・高温冷媒が流れるので、下方側のブロック３ｂはタンク部３ａの下方側に溜まった液相冷媒を加熱して蒸発させる蒸発部として機能する。
【００２９】
一方、上方側のブロック３ｃに設けられた冷媒通路３ｆには、通常、凝縮器２にて冷却された冷媒が流れるので、上方側のブロック３ｃはタンク部３ａの上方側に溜まった気相冷媒を加熱して冷却凝縮させる凝縮部として機能する。
【００３０】
ここで、蒸発器５での熱負荷が上昇して圧縮機１に吸入される冷媒の過熱度が上昇すると、下方側のブロック３ｂに流入する冷媒の温度、つまり冷媒の過熱度もこれに呼応して上昇する。
【００３１】
このため、タンク部３ａ内の液相冷媒が活発に蒸発してタンク部３ａ内の圧力が上昇し、第１連通孔３ｅから液相冷媒が冷凍回路、つまり冷媒の循環回路に供給されるため、上昇した熱負荷を見合う量の冷媒が冷凍回路に供給されて上昇した過熱度が適正値まで低下修正される。
【００３２】
逆に、蒸発器５での熱負荷が小さくなって圧縮機１に吸引される冷媒の過熱度が低下すると、下方側のブロック３ｂに流入する冷媒の温度、つまり冷媒の過熱度もこれに呼応して低下する。
【００３３】
このため、タンク部３ａ内の気相冷媒が活発に凝縮してタンク部３ａ内の圧力が低下し、冷凍回路中の気相冷媒が第１連通孔３ｅを介してタンク部３ａ内へ凝縮液として回収されるため、低下した熱負荷に見合う量の冷媒が冷凍回路から回収されて低下した過熱度が適正値まで上昇修正される。
【００３４】
したがって、温度式膨脹弁等の圧縮機１の吸入側冷媒の過熱度を感知しながら絞り開度を制御する減圧手段を用いることなく、吸入側冷媒の過熱度を適切な値に制御することができる。
【００３５】
因みに、受液器３内の冷媒と凝縮器２から流入する冷媒との温度差に比べて受液器３内の冷媒と凝縮器２から流出する冷媒との温度差が小さいため、本実施形態では、上方側、つまり凝縮部の熱交換促進部３ｇの表面積を下方側、つまり蒸発部の熱交換促進部３ｇの表面積より大きくして確実に気相冷媒を凝縮させるようにしている。
【００３６】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３７】
本実施形態では、タンク部３ａの下方側に溜まった冷媒を凝縮器２の冷媒出口側、つまり減圧器４の冷媒入口側に導く連通管を用いることなく、下方側のブロック３ｂに設けた第１連通孔３ｅから凝縮器２に液相冷媒を供給するので、受液器３を小型にすることができる。
【００３８】
また、特許文献１に記載の発明では、タンク部３ａ内の圧力は凝縮器２の流出側圧力と等しくなるのに対して、本実施形態では、タンク部３ａ内の圧力は凝縮器２の流入側圧力と等しくなるため、本実施形態では、タンク部３ａ内の圧力を少なくとも凝縮器２で発生する圧力損失分だけは上昇させることができる。
【００３９】
このため、タンク部３ａ内の圧力を特許文献１に記載の発明より高くすることができるので、受液器３内の冷媒と凝縮器２からブロック３ｃに流入する冷媒との温度差を特許文献１に記載の発明より大きくすることができる。
【００４０】
したがって、本実施形態では、凝縮部の大きさを特許文献１に記載の発明に比べて小さくすることができるので、受液器３を小型にすることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
本実施形態は、受液器３とヘッダタンク２ｃとを一体化したものである。具体的には、図５に示すように、タンク部３ａの下方側がヘッダタンク２ｃの冷媒入口側に位置するようにしてタンク部３ａとヘッダタンク２ｃの冷媒入口側とを連通させるとともに、タンク部３ａの上方側がヘッダタンク２ｃの冷媒出口側に位置するようにしてタンク部３ａとヘッダタンク２ｃとろう付けしたものである。
【００４２】
なお、入口側ジョイント２ｄは、ヘッダタンク２ｃの冷媒入口と圧縮機１の吐出側とを繋ぐ冷媒配管を接続するためのものであり、出口側ジョイント２ｅは、ヘッダタンク２ｃの冷媒出口と減圧器４とを繋ぐ冷媒配管を接続するためのものである。
【００４３】
また、本実施形態では、タンク部３ａ内の冷媒と圧縮機１を吐出した冷媒又は減圧器４に流入する冷媒との熱交換を促進するために、タンク部３ａの上方側とヘッダタンク２ｃとの間及びタンク部３ａの下方側とヘッダタンク２ｃとの間それぞれに伝熱プレート３ｍを設けるとともに、タンク部３ａ内のうち伝熱プレート３ｍに対応する部位に冷媒との伝熱面積を増大させるフィン３ｎを設けている。
【００４４】
なお、上方側の伝熱プレート３ｍと下方側の伝熱プレート３ｍとの間には、上方側と下方側との間で熱交換されてしまうことを防止すべく、断熱用の空間を設けている。
【００４５】
また、本実施形態では、タンク部３ａは上端側が閉塞されたコップ状として、下端側はプラグ３ｐで閉塞している。これは、必要に応じて乾燥剤等を受液器３内に装填するためである。
【００４６】
（第３実施形態）
本実施形態は、図６に示すように、上方側のブロック３ｃを樹脂等の熱伝導率の低い材料からなる断熱材３ｑにて覆ったものである。
【００４７】
これにより、外気、雰囲気から受液器３内に熱が進入してしまうことを防止できるので、圧縮機１の吸入側冷媒の過熱度を確実に制御することができる。
【００４８】
なお、図６では、受液器６の上方側のみ断熱材３ｑで覆ったが、受液器３全体をを断熱材３ｑで覆ってもよいことは言うまでもない。
【００４９】
（第４実施形態）
本実施形態は、図７に示すように、タンク部３ａの下方側内壁を断熱材３ｑで覆ったものである。
【００５０】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５１】
前述のごとく、受液器３内の冷媒と凝縮器２から流入する冷媒との温度差に比べて受液器３内の冷媒と凝縮器２から流出する冷媒との温度差が小さいため、蒸発部側に熱交換が過度に行われるおそれがある。
【００５２】
これに対して、本実施形態では、タンク部３ａの下方側内壁を断熱材３ｑで覆ったので、タンク部３ａの内壁を介して受液器３内の液相冷媒と凝縮器２から流入する冷媒とが熱交換してしまうことを抑制できる。したがって、蒸発部側において熱交換が過度に行われることを未然に防止できる。
【００５３】
（第５実施形態）
上述の実施形態では、下側のブロック３ｂの第１連通孔３ｅから液相冷媒を凝縮器２の冷媒入口側に供給したが、本実施形態は、図８に示すように、第１連通孔３ｅを廃止するとともに、タンク部３ａ内の上方側に溜まった冷媒を凝縮器２の冷媒出口側に導く第２連通孔３ｒを設けたものである。
【００５４】
次に、本実施形態に係る受液器３の作用を述べる。
【００５５】
蒸発器５での熱負荷が上昇して圧縮機１に吸入される冷媒の過熱度が上昇すると、下方側のブロック３ｂに流入する冷媒の温度、つまり冷媒の過熱度もこれに呼応して上昇する。
【００５６】
このため、タンク部３ａ内の液相冷媒が活発に蒸発してタンク部３ａ内の圧力が上昇し、第２連通孔３ｒ気相冷媒が排出されるため、蒸気圧縮式冷凍機を循環する質量流量が増大し、上昇した熱負荷を見合う量の液相冷媒を蒸発器５に供給することができる。
【００５７】
そして、熱負荷が小さくなると、受液器３から供給された液相冷媒により凝縮器２に流入する冷媒の温度が低下して凝縮器２から流出する冷媒の温度、つまり過冷却度が大きくなるため、タンク部３ａ内の気相冷媒が活発に凝縮し始め、タンク部３ａ内の圧力が低下して受液器３から排出する冷媒量が減少する。
【００５８】
したがって、温度式膨脹弁等の圧縮機１の吸入側冷媒の過熱度を感知しながら絞り開度を制御する減圧手段を用いることなく、吸入側冷媒の過熱度を適切な値に制御することができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、受液器３から気相冷媒を排出することにより循環冷媒流量を増大させるので、受液器３から液相冷媒を直接に排出する第１〜４実施形態に比べて過熱度を調節する際の応答性が若干劣るものの、実用上は問題ない。
【００６０】
（第６実施形態）
上述の実施形態では、凝縮器２の冷媒入口及び出口が同一側のヘッダタンク２ｃに設けられていたが、本実施形態は、図９に示すように、凝縮器２の冷媒入口が設けられたヘッダタンク２ｃと冷媒出口が設けられたヘッダタンク２ｃとが相違する場合に本発明を適用したものである。
【００６１】
具体的には、凝縮器２の冷媒入口及び出口のうちいずれか一方と、受液器３とを冷媒配管で繋いだものである。
【００６２】
なお、図９は第１実施形態に係る受液器３を本実施形態に適用したものであったが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第５実施形態に係る受液器３に対しても適用することがきる。
【００６３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、冷熱を利用する空調装置に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば温熱を利用する空調装置や冷熱を利用する冷蔵庫等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る受液器を凝縮器に組み付けた状態を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る受液器を示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る受液器のブロックを示す模式図である。
【図５】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る受液器を示す模式図でり、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る受液器を示す模式図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る受液器を示す模式図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る受液器を示す模式図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る受液器を凝縮器に組み付けた状態を示す模式図である。
【符号の説明】
２…凝縮器、３…受液器、３ａ…タンク部、３ｂ、２ｃ…ブロック、
３ｄ、３ｆ…冷媒通路、３ｅ…第１連通孔３ｅ
【図１】
2004138305.tif 000003
【図２】
2004138305.tif 000004
【図３】
2004138305.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004138305.tif 000007
【図６】
2004138305.tif 000008
【図７】
2004138305.tif 000009
【図８】
2004138305.tif 000010
【図９】
2004138305.tif 000011