(57)【要約】【課題】車両用空調装置などの冷凍サイクルに用いられるアキュームレータにおいて、内部に吸入した液冷媒のコンプレッサへの戻りを防止する。【解決手段】タンク１１の中間部より上方に乾燥剤層１２を設けて本体内を上室１３と下室１４とに区画し、下室１４に吸入された液ガス混合冷媒を乾燥剤層１２で気液分離して、ガス冷媒のみ上室１３へ移行させ、液冷媒等は下室１４へ貯留するように構成するとともに、冷媒を本体内に吸入する冷媒吸入管１６の出口１６ｂを下室１４内で開口させ、且つ乾燥剤層１２により気液分離されたガス冷媒を吐出する冷媒／オイル吐出管１７の入口１７ａを上室１３内で開口させた。乾燥剤層１２が冷媒吸入管１６の出口１６ｂと冷媒／オイル吐出管１７の入口１７ａとを隔てているため、冷媒吸入管１６から吸入された液冷媒が冷媒／オイル吐出管１７の入口１７ａに直接に吸入されることがない。【選択図】図１
2007178046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体中間部より上方に設けられた乾燥剤層（１２）により本体内が上室（１３）と下室（１４）とに区画されるとともに、前記下室（１４）に吸入された液ガス混合冷媒が前記乾燥剤層（１２）で気液分離されて、ガス冷媒のみが前記上室（１３）へ移行するように構成され、
冷媒を本体内に吸入する冷媒吸入管（１６）の出口（１６ｂ）は前記下室（１４）内で開口し、且つ前記乾燥剤層（１２）により気液分離されたガス冷媒を吐出する冷媒吐出管（１７）の入口（１７ａ）は前記上室（１３）内で開口することを特徴とするアキュームレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用空調装置などの冷凍サイクルに用いられるアキュームレータの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より車両用空調装置の冷凍サイクルには、冷媒を圧縮するコンプレッサの冷媒戻り側にアキュームレータが配置されている。このアキュームレータは、エンジンを駆動源とするような一般車両の冷房専用サイクルでは、冷房運転時の負荷変動に伴う余剰冷媒を貯液するために必要な部品となっている。また燃料電池車や電気自動車などの熱源を持たない車両の冷暖房サイクルでは、このような余剰冷媒を貯液する機能ほか、コンプレッサへ戻る冷媒を気液分離して、ガス冷媒のみがコンプレッサに吸入されるようにする機能を持ち、液圧縮・湿り圧縮によるコンプレッサの損傷を回避している。
【０００３】
図３は、一般的なアキュームレータの従来例を示す概略断面図である。このアキュームレータ１００は、図示しない内部熱交換器からコンプレッサへ至る経路に接続されており、略円筒形状のタンク１０１の内部に冷媒吸入管１０２と、略Ｕ字形状の冷媒吐出管１０３とを備えている。冷媒吸入管１０２は、図示しない内部熱交換器とつながる入口側の冷媒配管に接続され、液ガス混合冷媒はこの冷媒吸入管１０２からタンク１０１内に流入する。また冷媒吐出管１０３は、図示しないコンプレッサとつながる出口側の冷媒配管に接続され、気液分離されたガス冷媒を吐出している。冷媒吐出管１０３のタンク上部側にはガス冷媒を吸入する冷媒戻し口１０３ａが形成され、また略Ｕ字形状の曲がり部分には液冷媒に含まれたオイルを戻すためのオイル戻し穴１０３ｂがそれぞれ形成されている。
【０００４】
上記構成において、図示しない内部熱交換器から吐出された液ガス混合冷媒は、冷媒吸入管１０２からタンク１０１内に流入し、ここで液冷媒はタンク１０１の下部に貯留される。ガス冷媒は冷媒吐出管１０３の冷媒戻し口１０３ａから吸入され、冷媒吐出管１０３を通じて図示しないコンプレッサへ送られる。また、タンク１０１の下部に貯留された液冷媒に含まれるオイルは、冷媒吐出管１０３に形成されたオイル戻し穴１０３ｂから吸入され、ガス冷媒とともにコンプレッサへ送られる。
【０００５】
この種のアキュームレータに関する従来技術として、タンク内を乾燥剤ユニットにより上室と下室に区画し、このうち上室をセパレータ壁により冷媒入口側の室を冷媒出口側の室とに分けるとともに、セパレータ壁に多数の通気孔を設けたアキュームレータが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２３２０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図３に示す従来例のアキュームレータ１００では、冷媒吸入管１０２から吸入した液ガス混合冷媒が、実線矢印に示すように冷媒戻し口１０３ａから冷媒吐出管１０３に入ってしまうことがあった。また、タンク内に流入した液ガス混合冷媒が貯液面に当たり、表面を波立たせてしまい、これにより表面の液冷媒が冷媒戻し口１０３ａに達して冷媒吐出管１０３に入ってしまうこともあった。このように、図３に示すような従来例のアキュームレータ１００では、コンプレッサに液冷媒が送られてしまうため、液圧縮・湿り圧縮によりコンプレッサが損傷するおそれがあった。
【０００７】
なお、特開平１０−２３２０７１号公報に提案されたアキュームレータでは、冷媒入口側の室に流入した液冷媒が乾燥剤ユニットを通過して下室に貯められるため、液冷媒により貯留面の表面が波立つことはない。しかしながら、冷媒入口側の室と出口側の室とを区画するセパレータ壁には多数の通気孔が形成されているため、冷媒入口側の室に流入した液冷媒の一部が、この通気孔を通って反対側の冷媒出口側の室に入り込み、コンプレッサへ送られてしまうことが考えられ、コンプレッサへの液冷媒の戻りを防止するには至っていない。
【０００８】
この発明の目的は、内部に吸入した液冷媒のコンプレッサへの戻りを防止することができるアキュームレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係わるアキュームレータは、本体中間部より上方に設けられた乾燥剤層により本体内が上室と下室とに区画されるとともに、前記下室に吸入された液ガス混合冷媒が前記乾燥剤層で気液分離されて、ガス冷媒のみが前記上室へ移行するように構成され、冷媒を本体内に吸入する冷媒吸入管の出口は前記下室内で開口し、且つ前記乾燥剤層により気液分離されたガス冷媒を吐出する冷媒吐出管の入口は前記上室内で開口することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によれば、冷媒吸入管の出口が下室内に開口し、冷媒吐出管の入口が乾燥剤層を隔てて上室内に開口しているため、冷媒吸入管から吸入された液冷媒が冷媒吐出管の入口に直接に吸入されることがなく、また流入した液冷媒が下室の内部を波立たせたとしても、液冷媒が冷媒吐出管の入口に達することはない。したがって、液冷媒がコンプレッサに吸入されることがなく、液圧縮・湿り圧縮によるコンプレッサの損傷を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係わるアキュームレータの実施形態について説明する。以下の説明においては、液ガス混合冷媒を適宜に冷媒と略称する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係わるアキュームレータの概略断面図である。本実施形態のアキュームレータ１０は、略円筒形状のタンク１１を本体とし、この本体中間部よりも上方に乾燥剤層１２が配設されている。この乾燥剤層１２は本体内を上下に分割しており、上方の空間はガス冷媒の流れる上室１３、下方の空間は液冷媒およびオイルの貯留される下室１４として区画されている。
【００１３】
乾燥剤層１２は、内部に乾燥剤の小粒が充填され、気液分離と水分吸着の機能を備えている。この乾燥剤層１２は上下に配設されたパンチングメタル１５ａ、１５ｂにより所定位置に固定されている。このパンチングメタル１５ａ、１５ｂは平面視で円形に形成され、表面には図示しない通気孔が複数形成されている。これにより、上室１３と下室１４は乾燥剤層１２を介して連通することになる。ただし、パンチングメタル１５ａ、１５ｂに挟まれた乾燥剤層１２はガス冷媒のみが通過することができる。
【００１４】
また、タンク１１には、液ガス混合冷媒を吸入するための冷媒吸入管１６が乾燥剤層１２およびパンチングメタル１５ａ、１５ｂを貫通するように略垂直に配設されている。この冷媒吸入管１６の入口１６ａは上室１３の上方から外部に開口しており、図示しない内部熱交換器とつながる冷媒配管と連結されている。また出口１６ｂは下室１４内に開口している。ここで、冷媒吸入管１６の出口１６ｂはタンク１１の側面に沿うように、且つ斜め下向きに開口している。このため、冷媒吸入管１６の出口１６ｂから吐出された冷媒のうち、液冷媒とオイルはタンク１１の側面に沿って吐出し、破線の太矢印で示すように、中心部に向かって円を描くように流入する。
【００１５】
また、タンク１１には、乾燥剤層１２により気液分離されたガス冷媒を吐出するための冷媒／オイル吐出管１７が配設されている。この冷媒／オイル吐出管１７は略Ｕ字形に曲げられ、入口１７ａは上室１３内に開口し、出口１７ｂは上室１３の外部に開口して、図示しないコンプレッサとつながる冷媒配管と連結されている。そして、下室１４の底部に位置する曲がり部分には、液冷媒とともに貯留されたオイルを吸引するオイル戻し穴１７ｃが形成されている。
【００１６】
上記のように構成されたアキュームレータ１０において、図示しない内部熱交換器から送られてきた液ガス混合冷媒は、図示しない冷媒配管から冷媒吸入管１６を通じて下室１４へ吸入される。ここで、吸入された液ガス混合冷媒に含まれる液冷媒とオイルは、タンク１１の側面に沿って吐出し、中心部に向かって円を描くように流れ込んで、下室１４に貯留される。またガス冷媒は、パンチングメタル１５ｂに形成された図示しない通気孔から乾燥剤層１２を通過し、ここで水分が除去されて、さらに上部のパンチングメタル１５ａを通過して上室１３へ流れ込む。
【００１７】
このように、吸入された液ガス混合冷媒は気液分離され、液冷媒とオイルは下室１４に貯留され、またガス冷媒は上室１３へ流入する。そして、上室１３へ流入したガス冷媒は実線矢印に示すように、冷媒／オイル吐出管１７の入口１７ａから吸入されて、オイルとともに図示しないコンプレッサとつながる冷媒配管へ吐出される。
【００１８】
一方、冷媒吸入管１６から下室１４へ吸入された液冷媒とオイルは、下室１４の中心部に向かって円を描くように流れ込み、このとき、遠心分離により比重の重たいオイルは下方（領域Ａ）に溜まり、比重の軽い液冷媒は上方（領域Ｂ）に溜まる。そして、下室１４の下方に溜まったオイルは冷媒／オイル吐出管１７のオイル戻し穴１７ｃから吸入され、ガス冷媒とともに図示しないコンプレッサとつながる冷媒配管へ吐出される。
【００１９】
上記第１実施形態のアキュームレータ１０では、冷媒吸入管１６の出口１６ｂが下室１４内に開口し、冷媒／オイル吐出管１７の入口１７ａが乾燥剤層１２を隔てて上室１３内に開口しているため、冷媒吸入管１６から吸入された液冷媒が、冷媒／オイル吐出管１７の入口１７ａに直接に吸入されることがなく、また流入した液冷媒が下室１４の内部を波立たせたとしても、液冷媒が冷媒／オイル吐出管１７の入口１７ａに達することはない。したがって、液冷媒がコンプレッサに吸入されることがなく、液圧縮・湿り圧縮によるコンプレッサの損傷を防ぐことができる。
【００２０】
また、第１実施形態では、冷媒吸入管１６の出口１６ｂをタンク１１の側面に沿うように、且つ斜め下向きに開口させているため、下室１４に流れ込んだ液冷媒とオイルはタンク１１の側面に沿って吐出し、中心部に向かって円を描くように流入する。このとき、遠心分離により比重の重たいオイルは下方に溜まり、これより比重の軽い液冷媒は上方に溜まるので、二酸化炭素の冷媒と相溶性のあるオイルを用いた場合でも、液冷媒と容易に分離することができ、コンプレッサへのオイル戻しを確実に行うことができる。このように、本発明はとくに二酸化炭素冷媒と相溶性のあるオイルを用いた場合に効果を有する。
【００２１】
また、本体中間部よりも上方に乾燥剤層１２を配設しているため、下室１４内に液冷媒を貯留するスペースを十分に確保することができる。したがって、冷房運転時の負荷変動に伴う余剰冷媒を余裕を持って貯留することができる。
【００２２】
なお、冷凍システムの運転中に温められたガス冷媒がアキュームレータ１０に吸入されることにより、このガス冷媒の熱を受けて下室１４に溜まった液冷媒はガス化する。そして、乾燥剤層１２を通過して、冷媒／オイル吐出管１７から吐出される。
【００２３】
また、乾燥剤層１２を上下に配設したパンチングメタル１５ａ、１５ｂにより固定しているので、上室１３と下室１４との間の通気性を確保しながら、乾燥剤層１２を容易に位置決めすることができる。
【００２４】
＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態に係わるアキュームレータの概略断面図である。以下、第１実施形態と同等部分には同一符号を付して説明する。
【００２５】
本実施形態のアキュームレータ２０は、液冷媒とオイルとを分離して貯留するために、下室１４の略中間部にパンチングメタル１５ｃで支持されたオイル分離層１８を配設している。このオイル分離層１８は、フェルト材などの繊維部材、あるいはスポンジなどの多孔質部材からなり、液冷媒からオイルを分離する機能を備えている。これにより、液冷媒はオイル分離層１８（およびパンチングメタル１５ｃ）を通過して下室１４の上方に貯留され、オイルはオイル分離層１８で分離されて下室１４の下方に貯留される。
【００２６】
また、冷媒吸入管１９は乾燥剤層１２およびパンチングメタル１５ａ、１５ｂを貫通するように略垂直に配設されている。この冷媒吸入管１９の入口１９ａは上室１３の上方から外部に開口しており、図示しない内部熱交換器とつながる冷媒配管と連結されている。また出口１９ｂは下室１４内に開口している。
【００２７】
上記第２実施形態の構成においても、冷媒吸入管１９から吸入された液冷媒が、冷媒／オイル吐出管１７の入口１７ａに直接に吸入されることがなく、また流入した液冷媒が下室１４の内部を波立たせたとしても、液冷媒が冷媒／オイル吐出管１７の入口１７ａに達することはない。したがって、液冷媒がコンプレッサに吸入されることがなく、液圧縮・湿り圧縮によるコンプレッサの損傷を防ぐことができる。
【００２８】
また、第２実施形態では、下室１４の略中間部にパンチングメタル１５ｃで支持されたオイル分離層１８を配設しているため、第１実施形態のような遠心分離が発生しないような流入量であっても液冷媒とオイルをより容易に分離することができ、コンプレッサへのオイル戻しもより確実に行うことができる。加えて、液冷媒とオイルとの境界部分の液面を安定させることができる。
【００２９】
さらに、第２実施形態では、上記のような効果に加えて、第１実施形態と同様の構成部分については、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態に係わるアキュームレータの概略断面図である。
【図２】第２実施形態に係わるアキュームレータの概略断面図である。
【図３】一般的なアキュームレータの従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０、２０…アキュームレータ
１１…タンク
１２…乾燥剤層
１３…上室
１４…下室
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…パンチングメタル
１６、１９…冷媒吸入管
１６ａ、１９ａ…入口（冷媒吸入管）
１６ｂ、１９ｂ…出口（冷媒吸入管）
１７…冷媒／オイル吐出管
１７ａ…入口（冷媒／オイル吐出管）
１７ｂ…出口（冷媒／オイル吐出管）
１７ｃ…オイル戻り穴
１８…オイル分離層
【図１】
2007178046.tif 000003
【図２】
2007178046.tif 000004
【図３】
2007178046.tif 000005