(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサで圧縮された作動媒体ガスを凝縮器で液化し、膨張弁で低圧にして蒸発器で気化し、気化された作動媒体をアキュムレータでガスと液体とに分離し、分離された作動媒体ガスを吸入ラインでコンプレッサに還流し、前記コンプレッサで圧縮された作動媒体ガスの一部を負荷に応じてアキュムレータにバイパスラインを介して戻すようにしたヒートポンプ装置に用いるアキュムレータにおいて、外端が前記蒸発器に連通され内端が気密容器内に底部より上方位置で開口する流入管と、外端が前記吸入ラインに接続され前記気密容器の底部に延在する中間部分にオイルの戻し穴が設けられ内端が底部より上方位置で前記気密容器内に開口する吸入管と、外端が前記バイパスラインに接続され内端が前記吸入管の開口部分で前記気密容器内に開口するバイパス管とを各外端を前記気密容器の外部に突出して気密状態に固定し、前記バイパス管に戻される作動媒体ガスに含まれるオイルをバイパス管の内端開口から前記吸入管の内端開口に流入させるとともに、気密容器内の作動媒体ガスを前記吸入管の内端開口に吸入させる流路形成手段を前記バイパス管の内端と前記吸入管の内端との間に設けたことを特徴とするヒートポンプ装置に用いるアキュムレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のヒートポンプ装置に用いるアキュムレータにおいて、前記吸入管の内端を前記気密容器内に底部より上方位置で上方に向けて開口し、前記バイパス管の内端を下方に向けて前記吸入管の内端開口と対向して開口して前記流路形成手段を構成したことを特徴とするヒートポンプ装置に用いるアキュムレータ。
【請求項３】
請求項１に記載のヒートポンプ装置に用いるアキュムレータにおいて、前記吸入管の内端が二股に分岐されて開口し、一方の開口が前記バイパス管に接続され、他方の開口が前記気密容器内に開口して前記流路形成手段を構成したことを特徴とするヒートポンプ装置に用いるアキュムレータ。
【請求項４】
請求項１に記載のヒートポンプ装置に用いるアキュムレータにおいて、前記吸入管の内端に形成された拡大開口を前記気密容器内に底部より上方位置で上方に向けて開口し、該拡大開口に前記バイパス管の内端を隙間を持って挿入して前記流路形成手段を構成したことを特徴とするヒートポンプ装置に用いるアキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンプレッサにより圧縮された作動媒体ガスが負荷に応じて一部バイパスして戻されるヒートポンプ装置に用いるアキュムレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスエンジンでコンプレッサを駆動するヒートポンプ装置において、コンプレッサにより圧縮された作動媒体ガスをオイルセパレータを介して凝縮器、膨張弁、蒸発器を循環してアキュムレータに還流し、成績係数（ＣＯＰ）を高めるために圧縮された作動媒体ガスの一部を負荷に応じてバイパスラインを経由してアキュムレータに戻すことが特開平１０−１１５２９２号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
蒸発器に連通される流入管１、コンプレッサの吸入ポートに連通された吸入ラインに接続される吸入管２、コンプレッサの吐出ポートに連通されたバイパスラインに負荷に応じて開閉される制御弁を介して接続されるバイパス管３が気密容器４に取り付けられた図５に示す従来のアキュムレータでは、バイパスラインにはオイルセパレータが配設されていないので、バイパスされた作動流体ガスに含まれるオイルが気密容器４に流入して気密容器４内に大量のオイル５が滞留し、コンプレッサの吐出ポートにバイパスラインと並列に接続された吐出ラインに配設されたオイルセパレータがオイル不足となり、コンプレッサに充分なオイルが供給されなくなって成績係数の低下、延いてはコンプレッサの焼付けが発生する恐れがあった。この対策のためにバイパスラインにオイルセパレータを配設するとコスト高くとなり、また、バイパスラインの作動媒体ガスをアキュムレータを介さずに吸入ラインに戻すと、気密容器４内の吸入管２内の作動媒体ガスの流速が低くなり気密容器４内に溜まったオイルを作動媒体ガスによってコンプレッサに十分戻せなくなる不具合が生じる。
【０００４】
本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、圧縮された作動媒体ガスの一部が負荷に応じて戻されるアキュムレータ内で、作動媒体ガスに含まれるオイルをコンプレッサの吸入ポートに連通する吸入管に流入させることによりコンプレッサにオイル不足が生じないようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、コンプレッサで圧縮された作動媒体ガスを凝縮器で液化し、膨張弁で低圧にして蒸発器で気化し、気化された作動媒体をアキュムレータでガスと液体とに分離し、分離された作動媒体ガスを吸入ラインでコンプレッサに還流し、前記コンプレッサで圧縮された作動媒体ガスの一部を負荷に応じてアキュムレータにバイパスラインを介して戻すようにしたヒートポンプ装置に用いるアキュムレータにおいて、外端が前記蒸発器に連通され内端が気密容器内に底部より上方位置で開口する流入管と、外端が前記吸入ラインに接続され前記気密容器の底部に延在する中間部分にオイルの戻し穴が設けられ内端が底部より上方位置で前記気密容器内に開口する吸入管と、外端が前記バイパスラインに接続され内端が前記吸入管の開口部分で前記気密容器内に開口するバイパス管とを各外端を前記気密容器の外部に突出して気密状態に固定し、前記バイパス管に戻される作動媒体ガスに含まれるオイルをバイパス管の内端開口から前記吸入管の内端開口に流入させるとともに、気密容器内の作動媒体ガスを前記吸入管の内端開口に吸入させる流路形成手段を前記バイパス管の内端と前記吸入管の内端との間に設けたことである。
【０００６】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載のヒートポンプ装置に用いるアキュムレータにおいて、前記吸入管の内端を前記気密容器内に底部より上方位置で上方に向けて開口し、前記バイパス管の内端を下方に向けて前記吸入管の内端開口と対向して開口して前記流路形成手段を構成したことである。
【０００７】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載のヒートポンプ装置に用いるアキュムレータにおいて、前記吸入管の内端が二股に分岐されて開口し、一方の開口が前記バイパス管に接続され、他方の開口が前記気密容器内に開口して前記流路形成手段を構成したことである。
【０００８】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載のヒートポンプ装置に用いるアキュムレータにおいて、前記吸入管の内端に形成された拡大開口を前記気密容器内に底部より上方位置で上方に向けて開口し、該拡大開口に前記バイパス管の内端を隙間を持って挿入して前記流路形成手段を構成したことである。
【０００９】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、コンプレッサにより圧縮された作動媒体ガスの一部が負荷に応じてバイパスラインを介してアキュムレータに戻されるヒートポンプ装置において、気密容器に戻された作動媒体ガスに含まれるオイルをバイパスラインに接続されたバイパス管の内端開口からコンプレッサの吸入ポートに連通する吸入ラインに接続された吸入管の内端開口に流入させるとともに、気密容器内の作動媒体ガスが吸入管の内端開口に吸入されるようにしたので、バイパスラインにオイルセパレータを接続しなくてもアキュムレータに大量のオイルが滞留してコンプレッサにオイル不足を生じることがなく、コンプレッサで圧縮された作動媒体ガスの一部を負荷に応じてアキュムレータにバイパスできる構成が簡単で低コストなアキュムレータを提供することができる。
【００１０】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、吸入ラインに接続される吸入管の内端を気密容器内に底部より上方位置で上方に向けて開口し、バイパスラインに接続されるバイパス管の内端を吸入管の内端開口と対向して下方に向け開口したので、請求項１に記載の発明の効果に加え、バイパス管と吸入管の各内端開口を対向して配置するだけでバイパスラインで戻された作動媒体ガスに含まれるオイルをコンプレッサに直接戻すことができる。
【００１１】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、吸入管の内端が二股に分岐されて開口し、一方の開口がバイパス管に接続され、他方の開口が気密容器内に開口されているので、請求項１に記載の効果に加え、バイパス管に戻された作動媒体ガスに含まれるオイルが吸入管に確実に戻されるとともに、気密容器内の作動媒体ガスが吸入管にスムーズに吸入される。
【００１２】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、吸入管の内端に形成された拡大開口を気密容器内に底部より上方位置で上方に向けて開口し、この拡大開口にバイパス管の内端を隙間を持って挿入したので、請求項１に記載の効果に加え、吸入管の拡大開口にバイパス管の内端を挿入するだけで作動媒体ガスに含まれるオイルを吸入管に確実に戻し、気密容器内の作動媒体ガスを吸入管にスムーズに吸入することができる。
【００１３】
【実施の形態】
以下に本発明に係るヒートポンプ装置に用いるアキュムレータについて、図面に基づいて説明する。図１において、１１はコンプレッサで、図略のガスエンジンにより一定回転数で駆動され、吸入ポートに接続された吸入ライン１２から作動媒体ガスを吸入し、略一定量の圧縮された作動媒体ガスを吐出ポートに吐出するようになっている。吐出ポートには、作動媒体ガスからオイルを分離し、オイルを流量調整してコンプレッサに戻すためのオイルセパレータ１３が吐出ライン１４で接続されている。オイルセパレータ１３でオイルが分離された作動媒体ガスは、冷房と暖房を切り替えるための四方切替弁１５を介して凝縮器１６、膨張弁１７、蒸発器１８に送られ、ヒートポンプ作動を行ってアキュムレータ１９に流入され、低圧、低温状態の作動媒体ガスから液相のものを分離してコンプレッサ１１に吸入ライン１２で還流される。
【００１４】
コンプレッサ１１の吐出ポートには、バイパスライン２０が吐出ライン１４と並列に接続され、バイパスライン２０は途中に制御弁２１を配設されてアキュムレータ１９に接続されている。制御弁２１はヒートポンプ装置の負荷、例えば、空調する部屋の温度と設定温度との差に応じて絞り開度を開閉され、コンプレッサ１１から吐出された略一定流量の圧縮された作動媒体ガスの一部を負荷に応じてアキュムレータ７にバイパスライン２０を介して戻すことにより試験係数を高くするようになっている。
【００１５】
なお、ヒートポンプ装置が冷暖房装置であるとき、膨張弁１７の両側に接続された２個の熱交換器は、四方切替弁１５による冷房、暖房の切替えにより作動媒体の流れの上流側になったときは凝縮器１６として作動し、下流側になったときは蒸発器１８としてそれぞれ作動する。また、ヒートポンプ装置が冷凍機である場合は、四方切替弁１７は不要である。
【００１６】
図２に示すように、アキュムレータ７の気密容器２２の天板には流入管２３が気密状態に固定され、外端は気密容器２２の外部に突出して蒸発器１８に連通され、内端は気密容器２２内に底部より上方位置で開口している。気密容器２２の天板には吸入管２４が流入管２３と並んで気密状態に固定され、外端は気密容器２２の外部に突出して吸入ライン１２に接続され、内端には吸入管２４より僅かに大径の受け口２５が取り付けられ、受け口２５は気密容器２２内に底部より上方位置で上方に向けて開口している。吸入管２４の中間部分は気密容器２２の底部でＵ字状に屈曲され、この屈曲部分には気密容器２２底部に溜まったオイル３３を吸入管２４内を流れる作動媒体ガスが巻き込んでコンプレッサ１１に戻すための戻し穴２６が設けられている。気密容器２２の天板にはバイパス管２７が吸入管２４と並んで気密状態に固定され、外端は気密容器２２の外部に突出してバイパスライン２０に接続され、内端は気密容器２２内に吸入管２４の受け口２５と対向して下方に向けて開口している。受け口２５の内周とバイパス管２７の内端外周との間には隙間が形成され、この隙間を通って気密容器２２内の作動媒体ガスが吸入管２４に吸入されるようになっている。吸入管２４の受け口２５及び受け口２５に対向して下方に向けて開口されたバイパス管２７の内端が、バイパス管２７の内端と吸入管２４の内端との間に設けられ、バイパス管２７に戻される作動媒体ガスに含まれるオイルをバイパス管２７の内端開口から吸入管２４の内端開口に流入させるとともに、気密容器２２内の作動媒体ガスを吸入管２４の内端開口に吸入させる流路形成手段２８を構成している。
【００１７】
このように構成されたヒートポンプ装置に用いるアキュムレータでは、ガスエンジンにより回転駆動されたコンプレッサ１１から吐出された高温、高圧状態の作動媒体ガスは、吐出ライン１４を通ってオイルセパレータ１３に送出され、オイルセパレータ１３でオイルを分離された後、四方切替弁１５により凝縮器１６に送られ、凝縮器１６で熱を放出して液化する。液化した作動媒体は膨張弁１７で減圧され、蒸発器１８で熱を吸収して気化する。気化した作動媒体は流入管２３を通ってアキュムレータ１９の気密容器２２内に流入する。作動媒体ガスは気密容器２２内で液体の作動媒体を分離され、吸入管２４の受け口２５内周面とバイパス管２７の内端外周面との隙間から吸入管２４に吸入され、気密容器２２の底部に溜まったオイル３３を戻し穴２６を通して巻き込んでコンプレッサ１１の吸入ポートに吸入ライン１２を通って還流される。
【００１８】
例えば室温と設定温度との差が小さくなり、ヒートポンプ装置の負荷が小さくなると、制御弁２１の開度が大きくなり、コンプレッサ１１により圧縮された作動媒体ガスの一部が負荷に応じてバイパスライン２０に送られ、バイパス管２７を通って気密容器２２内に戻される。バイパス管２７に戻された作動媒体ガスに含まれるオイルは、バイパス管２７の内端開口から受け口２５により確実に吸入管２４に流入され、気密容器２２内に滞留することなく、吸入管２４に吸入される作動媒体ガスに含まれてコンプレッサ１１に供給される。
【００１９】
図３に示す流路形成手段２８の第２実施形態においては、吸入管２４の内端に二股の受け口２９が固着されている。これにより、吸入管２４の内端は気密容器２２内に底部より上方位置で二股に分岐されて開口し、一方の開口３０がバイパス管２７に接続され、他方の開口３１が気密容器２２内に開口している。
【００２０】
バイパス管２７に戻された作動媒体ガスに含まれるオイルは、バイパス管２７から二股の受け口２９の一方の開口３０を通って確実に吸入管２４に流入され、気密容器２２内の作動媒体ガスは他方の開口３１から吸入管２４に吸入される。
【００２１】
図４に示す流路形成手段２８の第３実施形態においては、吸入管２４の内端に形成された拡大開口３２を気密容器２２内に底部より上方位置で上方に向けて開口し、バイパス管２７の内端を拡大開口３２に挿入している。拡大開口３２の内周とバイパス管２７の内端外周との間には隙間が形成され、この隙間を通って気密容器２２内の作動媒体ガスが吸入管２４に吸入されるようになっている。
【００２２】
バイパス管２７に戻された作動媒体ガスに含まれるオイルは、バイパス管２７の内端開口から拡大開口３２により確実に吸入管２４に流入され、気密容器２２内に滞留することなく、吸入管２４に吸入される作動媒体ガスに含まれてコンプレッサ１１に供給される。
【００２３】
また、流路形成手段２８は、バイパス管２７と吸入管２４とを一体的に接続し、吸入管２４の上部壁面に作動媒体ガスを吸入するための穴を穿設して構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るアキュムレータを使用したヒートポンプ装置のシステム回路図である。
【図２】  本発明に係るアキュムレータの側面断面図である。
【図３】  アキュムレータの流路形成手段部分の第２実施形態を示す図である。
【図４】  アキュムレータの流路形成手段部分の第３実施形態を示す図である。
【図５】  従来のアキュムレータの側面断面図である。
【符号の説明】
１１・・・コンプレッサ、１２・・・吸入ライン、１３・・・オイルセパレータ、１４・・・吐出ライン、１５・・・四方切替弁、１６・・・凝縮器、１７・・・膨張弁、１８・・・蒸発器、１９・・・アキュムレータ、２０・・・バイパスライン、２１・・・制御弁、２２・・・気密容器、２３・・・流入管、２４・・・吸入管、２５，２９・・・受け口、２８・・・流路形成手段、３２・・・拡大開口。
【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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