(57)【要約】【課題】  この発明は、簡易な構造で、凝縮器出口冷媒の温度によって冷凍サイクルの循環冷媒量を調節し、サブクールを最適な状態に維持することのできる冷凍サイクルを提供する。【解決手段】  この発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧膨張させる膨張装置と、膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とによって少なくとも構成される冷凍サイクルにおいて、前記凝縮器から流出する冷媒と熱伝導手段を介して接するタンク部と、前記凝縮器の上流側と連通する連通手段とを有する冷媒貯留部が設けられることを特徴とする。【選択図】  図１
2005308240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧膨張させる膨張装置と、膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とによって少なくとも構成される冷凍サイクルにおいて、
前記凝縮器から流出する冷媒と熱伝導手段を介して接するタンク部と、前記凝縮器の上流側と連通する連通手段とを有する冷媒貯留部が設けられることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項２】
前記凝縮器は、一対のヘッダーパイプと、該一対のヘッダーパイプを連通する複数のチューブによって構成されると共に、一対のヘッダーパイプが、冷媒が流入する流入パイプと連通する流入室と、冷媒が流出する流出パイプと連通する流出室と、冷媒が折り返す少なくとも一つの折り返し室とを具備し、流入室、折り返し室及び流出室とを連通するチューブによって複数のパスが形成されることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
【請求項３】
前記冷媒貯留部のタンク部は、前記流出室に熱伝導手段を介して隣接して形成され、前記連通手段は、前記凝縮器内を流れる冷媒の上流側に位置する折り返し室又は流入室に開口する連通口であることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル。
【請求項４】
前記冷媒貯留部のタンク部は、熱伝導手段としての熱伝導物質によって形成されて前記流出室内に配設され、前記連通手段は、前記流出室上部に位置し、ヘッダーパイプ内を仕切る仕切り壁に形成された開口部であることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル。
【請求項５】
前記冷媒貯留部のタンク部は、熱伝導手段としての熱伝導物質によって形成されて前記流出室と前記流出パイプとの間に設けられた流出通路室内に配され、前記連通手段は、前記タンク部と前記流入パイプとを連通する流出入パイプであることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、凝縮器の出口冷媒の状態に基づいてサブクールが最適になるように冷凍サイクルに流れる冷媒量を調整可能な凝縮器構造を具備する冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、コンプレッサ、コンデンサ、レシーバタンク、膨張弁及びエバポレータから構成され、レシーバタンクと膨張弁との間の冷媒経路上に、感温式流量制御弁を配置し、この流量制御弁によりコンデンサから流出される冷媒温度に応じて冷媒の循環量を制御するようにした冷凍サイクルを開示する。
【０００３】
特許文献２は、冷媒のサブクールを常に最適値に保つことを目的として、膨張手段の冷媒流入側における冷媒の過冷却度を検出して冷媒循環流量を変化させるようにした冷凍サイクルを開示する。
【０００４】
特許文献３は、ガス冷媒と液冷媒を内蔵するケース内に凝縮器入口側の配管と凝縮器出口側の配管とが貫通され、それぞれの配管がケース内の液冷媒及びガス冷媒と各々熱交換可能であり、連通管を介してケース内に溜められた液冷媒と出口側配管を流れる液冷媒との出入り可能である受液器を開示する。
【特許文献１】特開２００１−３４３１６９号公報
【特許文献２】特開２０００−１４６３２２号公報
【特許文献３】特開平５−１８７７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の冷凍システムでは、目的が流量調整によるコンデンサ負荷制御であり、また膨張弁入口側に設けた流量調整弁ではサブクールを最適にする制御ができないという問題点がある。
【０００６】
また、特許文献２の冷凍サイクルでは、サブクールを制御するために、バイパス回路、開閉弁、制御機構を設ける必要があるため、システム自体が複雑となるという不具合がある。
【０００７】
さらに、特許文献３の受液器では、コンデンサの入口冷媒温度に応じて調節されるため入口過熱度制御になり、また入口温度は、サイクルの運転条件により温度が大きく変化するため、適正な循環量を保てず、サブクールが適正に制御されないという不具合がある。
【０００８】
したがって、この発明は、簡易な構造で、凝縮器出口冷媒の温度によって冷凍サイクルの循環冷媒量を調節し、サブクールを最適な状態に維持することのできる冷凍サイクルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
よって、この発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧膨張させる膨張装置と、膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とによって少なくとも構成される冷凍サイクルにおいて、前記凝縮器から流出する冷媒と熱伝導手段を介して接するタンク部と、前記凝縮器の上流側と連通する連通手段とを有する冷媒貯留部が設けられることを特徴とするものである。
【００１０】
これによって、冷媒貯留部のタンク部の温度が、熱伝導手段によって凝縮器から流出する冷媒の温度に影響されるため、例えばサブクールが適正な値から減少した場合、過冷却度が減少することから、タンク部の温度が上昇するため、タンク部に貯留される冷媒が蒸発し、連通手段を介して凝縮器上流側に供給されるので、冷凍サイクルを流れる冷媒循環量が増加し、サブクールが増加する。また、サブクールが適正な値から増加した場合、過冷却度が増加するため、タンク部の温度が下降し、タンク部内の冷媒が凝縮することから、凝縮器上流側から冷媒がタンク部内に流入するので、冷凍サイクルを流れる冷媒循環量が減少し、サブクールが減少する。
【００１１】
また、前記凝縮器は、一対のヘッダーパイプと、該一対のヘッダーパイプを連通する複数のチューブによって構成されると共に、一対のヘッダーパイプが、冷媒が流入する流入パイプと連通する流入室と、冷媒が流出する流出パイプと連通する流出室と、冷媒が折り返す少なくとも一つの折り返し室とを具備し、流入室、折り返し室及び流出室とを連通するチューブによって複数のパスが形成されることが望ましい。
【００１２】
以上の構成の凝縮器において、前記冷媒貯留部のタンク部は、前記流出室に熱伝導手段を介して隣接して形成され、前記連通手段は、前記凝縮器内を流れる冷媒の上流側に位置する折り返し室又は流入室に開口する連通口であることが望ましい。
【００１３】
また、前記冷媒貯留部のタンク部は、熱伝導手段としての熱伝導物質によって形成されて前記流出室内に配設され、前記連通手段は、前記流出室上部に位置し、ヘッダーパイプ内を仕切る仕切り壁に形成された開口部であるものであっても良い。
【００１４】
さらにまた、前記冷媒貯留部のタンク部は、熱伝導手段としての熱伝導物質によって形成されて前記流出室と前記流出パイプとの間に設けられた流出通路室内に配され、前記連通手段は、前記タンク部と前記流入パイプとを連通する流出入パイプであるものであっても良い。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、凝縮器の出口側の冷媒に基づいてサブクールを調節できるので、運転状況に応じたサブクール制御（高効率運転）を簡易な構造で達成でき、コストの上昇を抑えることができる。また、大きな機構を必要としないことから、省スペースが達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【実施例１】
【００１７】
本願発明の実施例に係る冷凍サイクル１は、例えば図１に示されるように、冷媒を圧縮する圧縮機２と、この圧縮機２によって圧縮された冷媒を凝縮させて液冷媒とする凝縮器３と、この凝縮器３によって凝縮された液冷媒を断熱膨張させる膨張手段としての膨張弁４と、膨張弁４によって断熱膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器５とによって少なくとも構成される。
【００１８】
前記凝縮器３は、一対のヘッダーパイプ３１，３２と、これら一対のヘッダーパイプ３１，３２の間を連通する複数のチューブ２０によって構成される。また、前記一対のヘッダーパイプ３１，３２内は、冷媒が流入する入口パイプ３３と連通する流入室３４と、冷媒が流出する出口パイプ３５と連通する流出室３６と、冷媒が折り返す折り返し室３７，３８とに仕切り壁３９，４０によって区画され、流入室３４、折り返し室３７，３８及び流出室３６と、それらを連通するチューブ２０によって複数のパスが形成されるものである。尚、図１において示される実施例１の凝縮器３には、奇数パス、具体的には３パスが形成される。
【００１９】
また、前記凝縮器３には、冷媒貯留部５０が設けられる。この冷媒貯留部５０は、前記流出室３６と熱伝導部４１を介して接触するタンク部５１と、このタンク部５１の上部において前記折り返し室３７と連通する冷媒出入口部５２とによって構成され、前記流出室３６の温度がタンク部５１に熱伝導部４１を介して伝達されて冷凍サイクル１を循環する冷媒量を調節できるようになっているものである。
【００２０】
以上の構成の冷媒貯留部５０におけるサブクール（ＳＣ）調整機能１００は、例えば図２のフローチャートに示すものである。このフローチャートにおいて、例えばＳＣが適正値から減少した場合（ステップ１１０）、ステップ１２０で示すように出口側冷媒６０の過冷却度が減少してその温度Ｔｓｃが上昇することから、熱伝導部４１を介してタンク部５１に貯留される液冷媒６１の温度Ｔliqが上昇し、液冷媒６１が蒸発するため、タンク部５１内の圧力Ｐｃが凝縮器３内の圧力Ｐｐよりも増大するので、タンク部５１内の冷媒が冷媒出入口部５２を介して折り返し室３７へ流入し、ステップ１３０で示すようにタンク部５１内の貯留液量が減少すると共に、ステップ１４０で示すように冷凍サイクル１を流れる冷媒循環量が増大する。これによってステップ１５０で示すようにＳＣを増加させることができるものである。
【００２１】
反対に、ＳＣが適正値よりも増加した場合（ステップ１１０）、ステップ１６０で示すように出口側冷媒６０の過冷却度が増加してその温度Ｔｓｃが下降することから、熱伝導部４１を介してタンク部５１に貯留される液冷媒６１の温度Ｔliqが下降し、タンク部５１内の気相冷媒６２が凝縮して液化するため、タンク部５１内の圧力Ｐｃが凝縮器３内の圧力Ｐｐよりも減少するので、折り返し室３７内の冷媒が冷媒出入口部５２を介してタンク部５１内へ流入し、ステップ１７０で示すようにタンク部５１内の貯留液量が増加すると共に、ステップ１８０で示すように冷媒循環量が減少する。これによってステップ１９０で示すようにＳＣを減少させることができる。
【００２２】
以上のように、本願発明によれば、出口側冷媒６０の温度Ｔｓｃによってタンク部５１の温度が変更され、これに基づいてタンク部５１内に貯留される液冷媒の量が調節され、冷凍サイクル１に流れる冷媒循環量が調節されることから、出口側冷媒６０のサブクールを適正に調節することができるものである。また、冷凍サイクル１に充填される冷媒量を調節することにより、この冷凍サイクル１のサブクールの変動量の大きさを調整することができる。
【実施例２】
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）で示す実施例２に係る凝縮器３Ａは、冷媒貯留部５０Ａを流出室３６内に設けたことを特徴とするものである。この実施例２に係る冷媒貯留部５０Ａにおいて、タンク部５１Ａは、銅、アルミ等の高熱伝導率を有する材料によって形成された熱伝導部４１Ａによって前記流出室３６内に画成される。また、冷媒出入口部５２Ａは、前記流出室３６と折り返し室３７とを仕切る仕切り壁４０Ａに形成される。これによって、実施例１と同様の効果を奏するものである。
【００２４】
この実施例２では、出口側冷媒６０の温度Ｔliqを確実にタンク部６１Ａ内の冷媒に伝達されると言う効果を有しているが、流出室３６を大きく形成する必要がある。
【実施例３】
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）に示す実施例３に係る凝縮器３Ｂは、冷媒貯留部５０Ｂを流出室３６と出口パイプ３５との間にタンク部５３を設け、その中に前記流出室３６と出口パイプ３５とを連通する通路室３６Ｂを設け、さらに冷媒出入口部５２Ｂを、タンク部５１Ｂと入口パイプ３３とを連通するパイプとしたことを特徴とするものである。尚、前記タンク部５１Ｂは、前述した実施例２と同様に、銅、アルミ等の高熱伝導率を有する材料によって形成された熱伝導部４１Ａによって形成される。これによって、上述した実施例と同様の効果を得ることができるものである。尚、この実施例では、入口パイプ３３と出口パイプ３５とが同一のヘッダーパイプ３２に設けられることが望ましく、このため凝縮器３Ｂは偶数パスを有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本願発明の実施例１に係る冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】本願発明に係るサブクール調節機能を説明したフローチャート図である。
【図３】（ａ）は本願発明の実施例２に係る凝縮器の概略説明図であり、（ｂ）は冷媒貯留部の拡大断面図である。
【図４】（ａ）は本願発明の実施例３に係る凝縮器の概略説明図であり、（ｂ）は冷媒貯留部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  冷凍サイクル
２  圧縮機
３  凝縮器
４  膨張手段
５  蒸発器
２０  チューブ
３１，３２  ヘッダーパイプ
３３  入口パイプ
３４  流入室
３５  出口パイプ
３６  流出室
３７，３８  折り返し室
３９，４０  仕切り壁
５０，５０Ａ，５０Ｂ  冷媒貯留部
５１，５１Ａ，５１Ｂ  タンク部
５２，５２Ａ，５２Ｂ  冷媒出入口部
６０  出口側冷媒
６１  液冷媒
６２  気相冷媒
【図１】
2005308240.tif 000003
【図２】
2005308240.tif 000004
【図３】
2005308240.tif 000005
【図４】
2005308240.tif 000006