特許 6068909 アキュムレータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6068909

(24)【登録日】2017年1月6日

(45)【発行日】2017年1月25日

(54)【発明の名称】アキュムレータ

(51)【国際特許分類】

   F25B 43/00 20060101AFI20170116BHJP

【ＦＩ】

   F25B43/00 D

   F25B43/00 T

【請求項の数】1

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2012-219924(P2012-219924)

(22)【出願日】2012年10月2日

(65)【公開番号】特開2014-70869(P2014-70869A)

(43)【公開日】2014年4月21日

【審査請求日】2015年7月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】391002166

【氏名又は名称】株式会社不二工機

(74)【代理人】

【識別番号】100106563

【弁理士】

【氏名又は名称】中井 潤

(72)【発明者】

【氏名】細川 侯史

【審査官】 横溝 顕範

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０５２１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０３−５０３６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３２２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０４３０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０３０８５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−１８９７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２０１２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１２０１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２６６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０４０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−１５７６７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４３３１００１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒流入孔及び冷媒流出孔が設けられたタンク本体と、
前記冷媒流入孔から流入した冷媒を、気相冷媒と、液相冷媒及びオイルとに分離する気液分離部材と、
前記冷媒流出孔に接続され、前記気液分離部材によって分離された気相冷媒を該冷媒流出孔に導く冷媒出口管と、
該冷媒出口管の底部に設けられ、前記液相冷媒及びオイルに含まれる異物を除去するストレーナと、
該冷媒出口管の底部に設けられ、前記タンク本体内に溜まったオイルを該冷媒出口管内に導くオイル戻し孔とを備え、
前記タンク本体の上方の気相空間領域に乾燥剤を内包するバッグを収容するカートリッジを配置し、
前記冷媒出口管は、上部に形成される上枠部材と、中央部に形成される下枠部材とを有し、
前記カートリッジは、下面に溝又は突条を有し、
前記下枠部材は、上面に前記カートリッジの溝と係合する突条又は前記カートリッジの突条と係合する溝を有し、該下枠部材の突条又は溝は前記冷媒出口管の外周から該下枠部材の先端部に向かって延設され、
前記カートリッジは、該カートリッジの溝又は突条が前記下枠部材の突条又は溝に係合し、かつ前記上枠部材と前記下枠部材に挟持された状態で、前記冷媒出口管に装着されることを特徴とするアキュムレータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷凍サイクルを循環する冷媒を気液分離して貯留する形式のアキュムレータに関する。

【背景技術】

【0002】

冷凍サイクルを循環する冷媒を気液分離して貯留するため、レシーバタンクやアキュムレータ等が用いられる。この種のアキュムレータとして、例えば、特許文献１には、ハウジングと、ハウジング内に配置された管部、フィルタ及び乾燥剤を封入した袋等の内機部品等で構成され、冷媒の導入口からハウジング内に流入した冷媒は、気液分離部材としての笠部に衝突して気相冷媒と、オイルを含む液相冷媒とに気液分離され、分離された気相冷媒は、管部に進入して導出口から排出されるアキュムレータが記載されている。

【0003】

また、特許文献２には、上端が開口した瓶状の胴体と、胴体の開口端を封止し、冷媒流入孔及び冷媒流出孔が穿設された本体（ヘッダ）と、胴体の下方に配置された乾燥剤容器等の内機部品とを備え、本体の冷媒流入孔から本体内に流入した冷媒が、旋回部において旋回流へと変換され、旋回流による遠心分離にて液冷媒とガス冷媒とに分離されるアキュムレータが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭５７−２３７１号公報

【特許文献2】特開２０１１−２１７７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２に記載された旋回式のアキュムレータでは、特に問題とはならないが、特許文献１に記載のような、冷媒流入孔及び冷媒流出孔が穿設されたヘッダの下方に気液分離部材が存在するアキュムレータでは、乾燥剤が胴体の下部に溜まった液相冷媒と接触することで気泡が発生し、この気泡が気液分離部材に衝突して大きな異音が生じるという問題があった。

【0006】

そこで本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みて、気液分離部材を備えたアキュムレータにおいて、上記気泡の発生に伴う異音の発生を最小限に抑えることができるアキュムレータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明は、冷媒流入孔及び冷媒流出孔が設けられたタンク本体と、前記冷媒流入孔から流入した冷媒を、気相冷媒と、液相冷媒及びオイルとに分離する気液分離部材と、前記冷媒流出孔に接続され、前記気液分離部材によって分離された気相冷媒を該冷媒流出孔に導く冷媒出口管と、該冷媒出口管の底部に設けられ、前記液相冷媒及びオイルに含まれる異物を除去するストレーナと、該冷媒出口管の底部に設けられ、前記タンク本体内に溜まったオイルを該冷媒出口管内に導くオイル戻し孔とを備え、前記タンク本体の上方の気相空間領域に乾燥剤を内包するバッグを収容するカートリッジを配置し、前記冷媒出口管は、上部に形成される上枠部材と、中央部に形成される下枠部材とを有し、前記カートリッジは、下面に溝又は突条を有し、前記下枠部材は、上面に前記カートリッジの溝と係合する突条又は前記カートリッジの突条と係合する溝を有し、該下枠部材の突条又は溝は前記冷媒出口管の外周から該下枠部材の先端部に向かって延設され、前記カートリッジは、該カートリッジの溝又は突条が前記下枠部材の突条又は溝に係合し、かつ前記上枠部材と前記下枠部材に挟持された状態で、前記冷媒出口管に装着されることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、乾燥剤を内包するバッグをタンク本体の上方の気相空間領域に配置したため、タンク本体に貯留された液相冷媒と乾燥剤との接触を防止して気泡の発生を最小限に抑えることができると共に、仮に気泡が発生したとしても、気泡の発生位置から気液分離部材までの距離が短いため、気泡が勢いよく気液分離部材に衝突することを回避することができ、異音の発生を最小限に抑えることができる。なお、気相空間領域とは、気液分離部材によって分離された気相冷媒が主に存在する領域をいう。また、乾燥剤を内包するバッグを、低コストで確実にタンク本体内に固定することができる。

【発明の効果】

【0011】

以上のように、本発明によれば、気液分離部材を備えるアキュムレータにおいて、気液分離部材の下方の気相空間領域に、乾燥剤を内包するバッグを配置・保持する構成としたので、異音の発生を最小限に抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るアキュムレータの一実施形態を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図2】図１に示すアウターパイプを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明を実施するための好適な一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0014】

図１は、本発明に係るアキュムレータの一実施形態を示し、このアキュムレータ１は、胴体３とヘッダ４とからなるタンク本体２と、タンク本体２内に配置されたアウターパイプ５、インナーパイプ６及びバッグ７を収容したカートリッジ３１等の内機部品等で構成される。

【0015】

タンク本体２は、上端が開口した有底円筒状の胴体３と、溶接部１０を介して胴体３と溶接接合され、胴体３の開口端を封止するヘッダ４とから構成される。これら胴体３及びヘッダ４は、いずれもアルミニウム合金等の金属によって形成される。

【0016】

ヘッダ４は、上面視円状に形成され、冷媒流入孔８及び冷媒流出孔９が上方に開口する。冷媒流出孔９は、インナーパイプ６と連通する。

【0017】

ヘッダ４の下方には、冷媒流入孔８からの混合冷媒（気相分と液相分が混在した冷媒）を、密度の高い液相冷媒及びコンプレッサオイル（以下、「オイル」という）と、密度の低い気相冷媒とに分離する気液分離部材１６が逆皿状に設けられる。

【0018】

胴体３の内部には、気液分離された気相冷媒が流入するアウターパイプ５と、アウターパイプ５に流入した気相冷媒を冷媒流出孔９に導くインナーパイプ６とが配置される。

【0019】

アウターパイプ５は、合成樹脂からなり、胴体３に接合される。上端部５ａは、気相冷媒が流入し易いように他の部分よりも拡径されている。アウターパイプ５の上部と中央部には、上枠部材３０と下枠部材２２が各々一体に形成される。この上枠部材３０の上面には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、上方に突出する補強用リブ３０ａが複数設けられる。

【0020】

下枠部材２２は、胴体３の内径に対応する外径を有すると共に、上面視放射状に形成され、下方に突出する補強用リブ２２ａが計６つ設けられる。また、下枠部材２２の上面の一部には、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、アウターパイプ５の外周から下枠部材２２の先端部に向かって延設される突条２２ｂが形成される。

【0021】

図１（ａ）に示すように、乾燥剤（吸湿剤）７ａを内包したバッグ７は、カートリッジ３１に収容されている。このカートリッジ３１は、上下面に冷媒を通過させるための孔（不図示）と、下面に溝３１ａとを有し、溝３１ａが下枠部材２２の突条２２ｂに係合し、アウターパイプ５の上枠部材３０と下枠部材２２とに挟持された状態で、アウターパイプ５と装着される。この下枠部材２２よりも上方の空間が気相空間領域であって、この領域には、気液分離部材１６によって分離された気相冷媒が主に存在する。

【0022】

アウターパイプ５の下部内周面には、インナーパイプ６の外周面と当接するパイプリブ２３が一体に形成される。また、アウターパイプ５の底部には、オイルや液相冷媒に含まれる異物を除去するためのストレーナ２０と、オイルをインナーパイプ６内に導くオイル戻し孔２４と、胴体３の内部空間と連通し、胴体３の底に溜まったオイルをオイル戻し孔２４の下方に流入させる溝２６とが設けられる。

【0023】

インナーパイプ６は、アルミニウム合金等の金属からなり、下端部６ａが開口すると共に、上端部６ｂがヘッダ４の冷媒流出孔９に連結される。また、インナーパイプ６の下部は、アウターパイプ５の内周面に凸設されたパイプリブ２３の内側に嵌入され、これにより、インナーパイプ６が安定して保持される。

【0024】

次に、上記構成を有するアキュムレータ１の動作について、図１を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、アキュムレータ１を冷凍サイクルの蒸発器と圧縮機との間に配置し、蒸発器からの冷媒に含まれる水分を除去してガス冷媒を生成し、これを圧縮機へ戻す場合を例にとって説明する。

【0025】

蒸発器から冷媒が排出されると、接続配管（不図示）を通じてアキュムレータ１に搬送される。アキュムレータ１に到達した冷媒は、冷媒流入孔８から胴体３の内部に流入した後、気液分離部材１６に衝突し、密度の高い液相冷媒及びオイルと、密度の低い気相冷媒（ガス冷媒）とに分離される。

【0026】

気液分離後の液相冷媒及びオイルは、自重により胴体３の内側面を下降し、胴体３の底部に貯留される。その過程で、液相冷媒とオイルとの分離が進み、オイルは液相冷媒の下方に溜まる。

【0027】

ここで、乾燥剤７ａを内包するバッグ７を上方に配置したため、胴体３に貯留された液相冷媒と乾燥剤７ａとが接触し難くなり、気泡の発生を最小限に抑えることができる。また、仮に気泡が発生したとしても、気泡の発生位置から気液分離部材１６までの距離が短いため、気泡が勢いよく気液分離部材１６に衝突することを回避することができ、異音の発生を最小限に抑えることができる。

【0028】

一方、気液分離後の気相冷媒は、気液分離部材１６の内側を通ってアウターパイプ５に流入し、アウターパイプ５内を下降する。その後、アウターパイプ５の底部で折り返されてインナーパイプ６に流入し、インナーパイプ６内を上昇して冷媒流出孔９に導かれる。このとき、オイル戻し孔２４を通じて、胴体３の底に溜まったオイルがストレーナ２０によって異物が除去されると共に吸引され、気相冷媒と共に冷媒流出孔９に導かれる。そして、オイルを含んだ気相冷媒は、冷媒流出孔９から排出され、接続配管（不図示）を通じて圧縮機に搬送される。

【0029】

以上のように、本実施形態によれば、気液分離部材１６を備えたアキュムレータ１において、異音の発生を最小限に抑えることができる。また、カートリッジ３１が存在しないと、バッグ７が垂れ下がり、冷媒流路にはみ出してこれを塞ぐおそれがあるが、バッグ７をカートリッジ３１に収容することで、胴体３の内部の冷媒流路を十分に確保することができる。

【0030】

尚、上記実施形態においては、インナーパイプ６及びアウターパイプ５からなる二重管によって冷媒出口管を構成する場合を例示したが、本発明は、単一の冷媒出口管を備えるアキュムレータにも適用することが可能である。

【0031】

また、カートリッジ３１を固定するため、下枠部材２２の上面に突条２２ｂを、カートリッジ３１の下面に溝３１ａを各々設けているが、逆に、下枠部材２２の上面に溝を、カートリッジ３１の下面に突条を各々設けてもよい。

【符号の説明】

【0032】

１ アキュムレータ
２ タンク本体
３ 胴体
４ ヘッダ
５ アウターパイプ
５ａ 上端部
６ インナーパイプ
６ａ 下端部
６ｂ 上端部
７ バッグ
７ａ 乾燥剤
８ 冷媒流入孔
９ 冷媒流出孔
１０ 溶接部
１６ 気液分離部材
２０ ストレーナ
２２ 下枠部材
２２ａ 補強用リブ
２２ｂ 突条
２３ パイプリブ
２４ オイル戻し孔
２６ 溝
３０ 上枠部材
３０ａ リブ
３１ カートリッジ
３１ａ 溝

【図1】

【図2】