JP2003279195A - 冷凍サイクル装置および凝縮器 - Google Patents
冷凍サイクル装置および凝縮器Info
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Abstract
も、サイクル内の循環冷媒流量を適正に調整できるよう
にする。 【解決手段】 圧縮機吐出冷媒を放熱させて凝縮させる
第1熱交換部5の冷媒流れ下流側に第2熱交換部6を設
け、圧縮機吐出冷媒の一部が流入するとともに、第1熱
交換部5を通過した冷媒の一部が流入し、これら流入冷
媒の気液を分離して液冷媒を溜める気液分離器7を有
し、気液分離器7内部のガス冷媒を第2熱交換部6の入
口側に向けて導出し、第1熱交換部5に第2熱交換部6
に冷媒を流入させる主冷媒流路5aと、主冷媒流路5a
から区画された分岐冷媒流路5bとを形成し、分岐冷媒
流路5bを通過した冷媒を気液分離器7に直接導入す
る。
Description
適な冷凍サイクル装置およびその凝縮器に関するもので
ある。
17278号の特許出願にて、従来のレシーバサイクル
およびアキュムレータサイクルとは異なる新規な方式に
より蒸発器出口冷媒の過熱度を調整する冷凍サイクル装
置を提案している。
凍サイクル基本構成において、図7に示す凝縮器構成を
設定するものであり、凝縮器2の第1、第2熱交換部
5、6のチューブ15の端部が連通するヘッダタンク1
7、18を第1、第2熱交換部5、6の左右両側に配置
し、この両ヘッダタンク17、18のうち、いずれか一
方のヘッダタンク17に、圧縮機1の吐出冷媒が流入す
る入口ジョイント24を設けるとともに、この入口ジョ
イント24を設けたヘッダタンク17側に気液分離器7
を一体に配置している。そして、入口ジョイント24か
ら吐出冷媒が流入するヘッダタンク17内の上部空間1
7aと、気液分離器7内の混合室31とを連通するガス
冷媒バイパス通路33を設け、このガス冷媒バイパス通
路33により入口ジョイント24からの吐出冷媒の一部
を分岐して気液分離器7内の混合室31に直接導入する
ようにしている。
一部をヘッダタンク17内の中間部空間17b’から冷
媒入口通路34により分岐して気液分離器7内の混合室
31に導入している。
冷媒をヘッダタンク17内の下部空間17cに戻すガス
戻し用連通路40および液戻し用連通路39を設け、冷
媒入口通路34の分岐点(ヘッダタンク17内の中間部
空間17b’)と、ガス戻し用連通路40および液戻し
用連通路39の合流点(ヘッダタンク17内の下部空間
17c)との間に絞り80を設けている。この絞り80
はヘッダタンク17内の下側の仕切り板19b’に形成
されている。
て、凝縮器冷媒流路途中(中間部空間17b)の液冷媒
の一部を冷媒入口通路34から気液分離器7内に導入す
るとともに、気液分離器7内のガス冷媒及び液冷媒を下
部空間17cに向けて導出するようにしている。
を気液分離器7内に直接導入して、圧縮機1の吐出冷媒
と冷媒入口通路34からの液冷媒とを混合して、気液分
離器7内で冷媒の気液を分離し、液冷媒を溜めるように
している。これにより、気液分離器7内への流入冷媒の
乾き度が圧縮機吐出冷媒の過熱度に応じて変化して、気
液分離器7内に溜まる液冷媒量を圧縮機吐出冷媒の過熱
度に応じて調整することができる。そして、この液冷媒
量の調整によりサイクル内循環冷媒流量を調整し、その
結果、圧縮機の吐出冷媒の過熱度、ひいては蒸発器出口
冷媒の過熱度を調整するようにしている。
側に設けた気液分離器7内の液冷媒量の調整により蒸発
器出口冷媒の過熱度を調整できるので、図1の減圧装置
3として固定絞り、あるいは高圧冷媒の状態に応動する
可変絞り等を使用できる。そのため、減圧装置として温
度式膨張弁を用いる従来周知のレシーバサイクルに比較
すると、構造が複雑で高価な温度式膨張弁を廃止できる
利点がある。
アキュムレータを設ける従来周知のアキュムレータサイ
クルに比較すると、気液分離器7を冷媒比体積の小さい
サイクル高圧側に設けるから、気液分離器7を小型化で
きる。また、圧縮機吐出冷媒の過熱度に直接応答してサ
イクル内循環冷媒流量を調整できるから、従来のアキュ
ムレータサイクルに比較して、サイクル内循環冷媒流量
を適正に制御でき、サイクル効率を向上できる等の利点
を有している。
冷凍サイクル装置を実際に実験検討してみると、サイク
ル内の循環冷媒流量が少ない時(圧縮機回転数が低い
時、蒸発器4の冷房熱負荷が低い時等)に、冷媒流量の
制御特性が悪化することが判明した。
時(圧縮機回転数が高い時、蒸発器4の冷房熱負荷が高
い時等)には、図3(c)に示すように第1熱交換部5
の下側通路部分(矢印bの冷媒流れ部分)で凝縮する液
冷媒量(斜線部)が増加して、中間部空間17bにおけ
る液冷媒の比率を高めることができる。そのため、絞り
80前後に発生する圧力差よって中間部空間17bの液
冷媒を冷媒入口通路34から気液分離器7内に十分導入
できる。
時には図3(d)に示すように第1熱交換部5の下側通
路部分(矢印bの冷媒流れ部分)で凝縮する液冷媒量
(斜線部)が減少して、中間部空間17bにおける液冷
媒の比率も減少する。そのため、冷媒入口通路34から
気液分離器7内へ液冷媒が導入されにくくなる。
液分離器7内に溜まる液冷媒量が圧縮機吐出冷媒の過熱
度に対して過度に減少する。そのため、サイクル内の循
環冷媒流量が冷房熱負荷に対して過多の状態でバランス
する場合が生じる。この冷媒流量過多が生じると蒸発器
出口冷媒の過熱度が低下して、圧縮機での液圧縮の原因
となる。
少なくなる運転条件においても、サイクル内の循環冷媒
流量を適正に調整できるようにすることを目的とする。
め、請求項1に記載の発明では、圧縮機(1)の吐出冷
媒を放熱させて凝縮させる第1熱交換部(5)と、第1
熱交換部(5)の冷媒流れ下流側に設けられ、第1熱交
換部(5)を通過した冷媒が流れる第2熱交換部(6)
と、圧縮機(1)の吐出冷媒の一部が流入するととも
に、第1熱交換部(5)を通過した冷媒の一部が流入
し、これら流入冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める気
液分離器(7)とを有し、気液分離器(7)内部のガス
冷媒を第2熱交換部(6)の入口側に向けて導出するよ
うになっている冷凍サイクル装置であって、第1熱交換
部(5)に、第2熱交換部(6)に冷媒を流入させる主
冷媒流路(5a)と、主冷媒流路(5a)から区画され
た分岐冷媒流路(5b)とを独立に形成し、分岐冷媒流
路(5b)を通過した冷媒を気液分離器(7)に導入す
ることを特徴とする。
媒流路(5a)から区画された分岐冷媒流路(5b)の
通過冷媒を直接、気液分離器(7)に導入できるので、
循環冷媒流量が少なくなる運転条件においても、分岐冷
媒流路(5b)側で凝縮した液冷媒を気液分離器(7)
に確実に導入できる。
圧縮機吐出冷媒の過熱度に対応した適度の液冷媒量を気
液分離器(7)内に溜めて、サイクル内の循環冷媒流量
を冷房熱負荷に対して適切に調整できる。
不要になるから、高流量時に絞り(80)による圧損が
発生せず、その分だけ循環冷媒流量を増加して冷凍サイ
クルの冷房能力を向上できる。
いて、第1熱交換部(5)および第2熱交換部(6)
は、冷媒流路を構成するチューブ(15)を多数本並列
配置した構成を有し、チューブ(15)の両端部はそれ
ぞれヘッダタンク(17、18)と連通するようになっ
ており、ヘッダタンク(17)内に配置した仕切り板
(19a、19b)により分岐冷媒流路(5b)を 主
冷媒流路(5a)から区画することを特徴とする。
切り板(19a、19b)により分岐冷媒流路(5b)
を容易に区画形成できる。
の吐出冷媒を放熱させる第1熱交換部(5)と、第1熱
交換部(5)の冷媒流れ下流側に設けられ、第1熱交換
部(5)を通過した冷媒が流れる第2熱交換部(6)
と、両熱交換部(5、6)の左右両側に配置され、両熱
交換部(5、6)の冷媒流路を構成するチューブ(1
5)の端部が連通するヘッダタンク(17、18)と、
両ヘッダタンク(17、18)のうち、いずれか一方の
ヘッダタンク(17)に設けられ、圧縮機(1)の吐出
冷媒が流入する冷媒入口(24)と、冷媒入口(24)
を設けた一方のヘッダタンク(17)と一体に設けら
れ、冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める気液分離器
(7)と、冷媒入口(24)に流入する吐出冷媒の一部
を分岐して気液分離器(7)内に導入するガス冷媒バイ
パス通路(33)と、第1熱交換部(5)を通過した冷
媒の一部を気液分離器(7)内に導入する冷媒入口通路
(34)と、気液分離器(7)内部のガス冷媒を第2熱
交換部(6)の入口側に向けて導出するガス戻し用連通
路(40)とを備える冷凍サイクル装置の凝縮器であっ
て、第1熱交換部(5)に、第2熱交換部(6)に冷媒
を流入させる主冷媒流路(5a)と、主冷媒流路(5
a)から区画された分岐冷媒流路(5b)とを独立に形
成し、分岐冷媒流路(5b)を通過した冷媒を冷媒入口
通路(34)から気液分離器(7)に導入する、冷凍サ
イクル装置の凝縮器を特徴としている。
交換部(6)と気液分離器(7)とを一体化した凝縮器
により、請求項1の作用効果を発揮できる。
いて、一方のヘッダタンク(17)内に配置した仕切り
板(19a、19b)により分岐冷媒流路(5b)を
主冷媒流路(5a)から区画することを特徴とする。
の凝縮器において、ヘッダタンク(17)内の仕切り板
(19a、19b)により分岐冷媒流路(5b)を容易
に区画形成できる。
は4において、気液分離器(7)に、第1熱交換部
(5)と第2熱交換部(6)との間の冷媒流路を連通さ
せるサブ連通路(72、73、74)を備えることを特
徴とする。
6)の配置形態をサブ連通路(72、73、74)の連
通機能を利用して種々変更することが可能となり、凝縮
器の冷媒流路の設計上の自由度が向上する。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
形態による冷凍サイクル装置の基本構成図であり、車両
空調用冷凍サイクルに適用した場合を示している。図2
は第1実施形態による気液分離器一体型の凝縮器を示し
ている。
エンジンEによりベルト駆動される。圧縮機1から吐出
された高圧のガス冷媒は凝縮器2に流入し、ここで、外
気と熱交換して冷却され、凝縮する。なお、凝縮器2は
車両走行による走行風を受けて冷却される部位、具体的
には車両エンジンルーム内の最前部等に配置され、走行
風および凝縮器用冷却ファン(図示せず)の送風空気に
より冷却される。
圧の気液2相状態に減圧するためのものであり、本例で
はオリフィス、ノズル、キャピラリーチューブ等の固定
絞りで構成してある。
を図示しない空調用送風機の送風空気から吸熱して蒸発
させるものである。蒸発器4は図示しない空調室内ユニ
ットのケース内に配置され、蒸発器4で冷却された冷風
は周知のごとく図示しないヒータコア部で温度調整され
た後に車室内へ吹き出す。蒸発器4で蒸発したガス冷媒
は圧縮機1に吸入される。
1熱交換部5と第2熱交換部6とを有しており、そし
て、第1熱交換部5と第2熱交換部6との間に冷媒の気
液分離を行う気液分離器7を一体に設置する構成となっ
ている。
説明すると、凝縮器2は水平方向に延びて冷媒流路を構
成する多数本の偏平チューブ15とこれに接合されるコ
ルゲートフィン16とから構成される熱交換部を有し、
この熱交換部の上側に第1熱交換部5を構成し、その下
側に第2熱交換部6を構成している。
タンク(サイドタンク)17、18を上下方向に配置
し、偏平チューブ15の左右両端部をヘッダタンク1
7、18に接合するとともに、偏平チューブ15内の冷
媒流路の左右の端部はそれぞれヘッダタンク17、18
の内部に連通する。
間は2枚の仕切り板19a、19bにより上中下3つの
空間17a、17b、17cに仕切られている。また、
他方のヘッダタンク18の内部空間は1枚の仕切り板2
0により上下2つの空間18a、18bに仕切られてい
る。
口をなす入口ジョイント24が接合され、この入口ジョ
イント24からヘッダタンク17の上部空間17aに圧
縮機1の吐出冷媒が流入する。他方のヘッダタンク18
の下部に冷媒出口をなす出口ジョイント25が接合さ
れ、この出口ジョイント25からヘッダタンク18の下
部空間18b内の冷媒が凝縮器2の外部へ出て、減圧装
置3側へ向かう。
ンク形状からなり、左右2つのヘッダタンク17、18
のうち、入口ジョイント24が設けられた一方のヘッダ
タンク17に一体に接合されている。なお、第1、第2
熱交換部5、6、ヘッダタンク17、18、気液分離器
7等はすべてアルミニュウム材で構成され、ろう付けに
より一体構造に組み付けられる。
路との結合関係を説明すると、気液分離器7内に隔壁3
0により区画され上下方向に延びる混合室31を形成
し、この混合室31は出口穴32により気液分離器7内
の上部空間(ガス冷媒域)に連通している。また、混合
室31はガス冷媒バイパス通路33によりヘッダタンク
17内の上部空間17aに連通し、更に、混合室31は
冷媒入口通路34によりヘッダタンク17内の中間部空
間17bに連通している。
縮機吐出冷媒の一部がヘッダタンク17内の上部空間1
7aにてガス冷媒バイパス通路33に矢印dのように分
岐され、このガス冷媒バイパス通路33を通過して混合
室31内へ直接導入される。また、ヘッダタンク17内
の中間部空間17bに流入する凝縮後の液冷媒が冷媒入
口通路34を通過して矢印cのように混合室31内へ導
入される。従って、この圧縮機吐出冷媒(過熱ガス冷
媒)と液冷媒が混合室31内で混合される。なお、ガス
冷媒バイパス通路33および冷媒入口通路34は気液分
離器7とヘッダタンク17の壁面を貫通する貫通穴にて
構成できる。
切り構造について具体的に説明すると、上側の仕切り板
19aは先願(図7)の上側の仕切り板19aと同じも
のである。これに反し、下側の仕切り板19bは先願の
下側の仕切り板19b’と全く別のものである。
り板19bは第1に、固定絞り80を持たない完全な仕
切り板である。また、第2には、下側の仕切り板19b
は、気液分離器7内に流入する液冷媒専用の分岐冷媒流
路5bを第1熱交換部5の主冷媒流路5aから分岐して
形成するためのものである。このため、下側の仕切り板
19bの配置位置は先願の下側の仕切り板19b’より
も上方であり、上側の仕切り板19aに近接配置されて
いる。
(気液分離器7)内へ直接導入される圧縮機吐出冷媒
は、主冷媒流れに比較して十分流量の小さい分岐流れで
あるため、この圧縮機吐出冷媒の分岐流れに対応して上
記分岐冷媒流路5bの流量も主冷媒流路5aの流量に比
較して十分小さい値に設定する。そのため、主冷媒流路
5aのチューブ積層段数(図2の上下方向の積層段数)
が6〜14段程度であるのに対して、分岐冷媒流路5b
のチューブ積層段数は2〜6段程度の少ない数である。
この結果、本実施形態の下側の仕切り板19bは先願の
下側の仕切り板19b’よりも上側の仕切り板19aに
近接して配置されることになる。
9bの配置位置の選択により分岐冷媒流路5bと主冷媒
流路5aとの通路面積の割合が規定され、それにより、
分岐冷媒流路5bの分岐流量を規定できるので、冷媒入
口通路34の穴径を先願の場合より大きくできる。先願
の場合は、冷媒入口通路34の穴径が気液分離器7内に
流入する液冷媒流量に直接影響するので、冷媒入口通路
34の穴径を例えば、1mm程度に絞っているが、本実
施形態の冷媒入口通路34の穴径は2.0mm以上、例
えば、3mm程度の大きな値に設定できる。この冷媒入
口通路34の穴径は液戻し用の連通路39の穴径よりも
十分大きい値である。
とヘッダタンク17の壁面を貫通する貫通穴にて構成さ
れる。この連通路39は上記冷媒入口通路34および下
記ガス戻し用連通路40に比較して通路面積が十分小さ
い(例えば、穴径:1mm程度)ものであり、気液分離
器7内の下部空間をヘッダタンク17内の下部空間17
cに連通させる。これにより、気液分離器7内の下部に
溜まる液冷媒を連通路39によりヘッダタンク17内の
下部空間17cに向けて常時少量ずつ戻すことができ
る。ここで、気液分離器7内に溜まる液冷媒には圧縮機
1の潤滑オイルが溶け込んでいるので、連通路39を通
して液冷媒をサイクル循環冷媒に戻すことにより圧縮機
1へのオイル戻り性を良好に維持できる。
連通路40によりヘッダタンク17内の下部空間17c
に連通させる。これにより、気液分離器7内の上部のガ
ス冷媒をヘッダタンク17内の下部空間17cに常時戻
すことができる。ガス戻し用の連通路40は本例では気
液分離器7の外部に設けたパイプ部材により構成してい
る。
吸着する乾燥剤41が配置される。この乾燥剤41は、
気液分離器7を含む凝縮器2をろう付けにより組み付け
た後に、気液分離器7の底部開口部から気液分離器7内
に挿入され、この底部開口部はキャップ部材42によっ
て密封される。このキャップ部材42は気液分離器7の
底部開口部にねじ止め等により弾性シール材を介在して
気密に固定される。
動を説明する。圧縮機1の吐出冷媒は入口ジョイント2
4からヘッダタンク17の上部空間17aを経て第1熱
交換部5の上半部の偏平チューブ15を図2の矢印aの
ように水平方向に通過してヘッダタンク18の上部空間
18aに流入して、ここで、Uターンする。そして、空
間18a内の冷媒は、ヘッダタンク17内の下側の仕切
り板19bによって矢印b1、b2の2つの流れに分か
れる。
1熱交換部5の下半部の偏平チューブ群が主冷媒流路5
aのチューブ群と分岐冷媒流路5bのチューブ群とに区
分されるので、空間18a内の冷媒は主冷媒流路5aの
チューブ群を通過する主冷媒流れb1と分岐冷媒流路5
bのチューブ群を通過する分岐冷媒流れb2とに分かれ
る。
1の吐出冷媒は第1熱交換部5のUターン状の冷媒流路
を流れる間に外気中に放熱して凝縮されるので、主冷媒
流路5aを通過して凝縮した液冷媒はヘッダタンク17
の下部空間17cに直接流入する。また、分岐冷媒流路
5bにおいて凝縮した液冷媒は中間部空間17b内に流
入する。なお、サイクル運転条件の変動により所定乾き
度を持った気液2相冷媒が下部空間17c、中間部空間
17b内に流入する場合がある。
冷媒(分岐冷媒流れ)は矢印cのように冷媒入口通路3
4から混合室31内へ導入される。また、入口ジョイン
ト24からの圧縮機吐出冷媒の一部がヘッダタンク17
内の上部空間17aおよびガス冷媒バイパス通路33を
経て矢印dのように混合室31内へ直接導入される。そ
のため、混合室31内では圧縮機吐出冷媒の一部と第1
熱交換部5で凝縮した液冷媒の一部が混合されて、混合
室31の出口穴32から矢印eのように気液分離器7内
の上部に流入する。
り分離され、気液分離器7内の下方側に液冷媒が溜ま
り、上方側にガス冷媒が集まる。気液分離器7内のガス
冷媒は、矢印fのようにガス戻し用連通路40を通過し
てヘッダタンク17の下部空間17c内に流入する。ま
た、気液分離器7内の下方の液冷媒も、矢印gのように
液戻し用連通路39を通過してヘッダタンク17の下部
空間17c内に流入する。
5aからの凝縮器主流路の冷媒と、気液分離器7内のガ
ス冷媒と気液分離器7内の液冷媒の三者が流入する。こ
れらの冷媒は下部空間17cで混合され第2熱交換部6
の偏平チューブ15を矢印hのように通過してここで再
度大気中に放熱して過冷却状態になる。この過冷却液冷
媒はヘッダタンク18の下部空間18bに流入した後、
出口ジョイント25から凝縮器2の外部へ出て、減圧装
置3側へ向かう。
第1熱交換部5を通過して冷却され凝縮して液冷媒(ま
たは気液2相冷媒)の一部および入口ジョイント24か
らの吐出冷媒の一部が混合室31内で混合し、熱交換す
ることにより、混合室31の出口穴32から気液分離器
7内に流入する冷媒は、圧縮機吐出冷媒の過熱度に応じ
た乾き度を持った気液2相状態となる。
量が圧縮機吐出冷媒の過熱度に応じた量となる。換言す
ると、圧縮機吐出冷媒の過熱度の変化に応答して気液分
離器7内に溜まる液冷媒量を調整できる。この液冷媒量
の調整により、サイクル循環冷媒流量を調整して、圧縮
機吐出冷媒の過熱度を調整できる。
高負荷時に蒸発器出口冷媒の過熱度が大きくなると、圧
縮機1吐出冷媒の過熱度も大きくなる。そのため、ガス
冷媒バイパス通路33から混合室31内に過熱度の大き
いガス冷媒が流入する。
より、冷媒入口通路34からの液冷媒の蒸発が促進さ
れ、流入冷媒の乾き度が増大して気液分離器7内に溜ま
る液冷媒量を減少させる。これにより、気液分離器7か
らガス戻し用連通路40を経て凝縮器2へ戻されるガス
冷媒量を増加させるので、サイクル内の循環冷媒流量を
増加させることができ、蒸発器出口冷媒の過熱度を減少
させることができる。
冷媒の過熱度が0付近であったり、圧縮機1に液冷媒戻
りが生じるような条件下では、圧縮機1吐出冷媒の過熱
度も小さくなるので、バイパス吐出冷媒による液冷媒の
蒸発作用が低下し、流入冷媒の乾き度が減少する。その
ため、気液分離器7では、冷媒入口通路34からの液冷
媒流入による液冷媒の貯留量が増加し、サイクル内の循
環冷媒流量を減少させる。
加により、再び、サイクル内循環冷媒流量が不足する事
態が発生すれば、圧縮機1吐出冷媒の過熱度増加が気液
分離器7内にフィードバックされ、気液分離器7内の液
冷媒量を減少させ、サイクル内の循環冷媒流量を増加さ
せる。
離器7内に直接導入することにより、圧縮機1吐出冷媒
の過熱度変化を気液分離器7内の液冷媒量の調整に応答
良くフィードバックすることができる。そして、この液
冷媒量の調整作用を通じてサイクル内の循環冷媒流量を
調整し、圧縮機1吐出冷媒の過熱度を制御していること
になる。圧縮機1での圧縮過程は基本的に等エントロピ
変化であるから、圧縮機1吐出冷媒の過熱度を制御でき
れば、蒸発器出口冷媒の過熱度を制御できることにな
る。
したように、サイクル内の循環冷媒流量が減少すると、
図3(d)に示すように第1熱交換部5の下側通路部分
(矢印bの冷媒流れ部分)で凝縮する液冷媒量が減少し
て、中間部空間17b’における液冷媒の比率が減少す
る。その結果、冷媒入口通路34から気液分離器7内へ
液冷媒が導入されにくくなり、気液分離器7内に溜まる
液冷媒量が圧縮機吐出冷媒の過熱度に対して過度に減少
する。
熱交換部5の下側通路部分(矢印bの冷媒流れ部分)に
相当する冷媒流路を、ヘッダタンク17内の下側仕切り
板19bによって主冷媒流路5aと分岐冷媒流路5bと
に区画している。ここで、主冷媒流路5a側の下部空間
17cでの曲がり圧損、分岐冷媒流路5b側の冷媒入口
通路34、出口穴32等の圧損等に比較して、第1熱交
換部5の主冷媒流路5aと分岐冷媒流路5bにおける圧
損が十分大きい。
媒流路面積比(S1/S2)、換言すると積層チューブ
段数比により両冷媒流路5a、5bの冷媒流量比がほと
んど決定される。それ故、この冷媒流量比はサイクル内
の循環冷媒流量の増減の影響をほとんど受けない。
環冷媒流量=Gr1の時)における主冷媒流路5aの冷
媒流量Gr11と分岐冷媒流路5bの冷媒流量Gr12
の比率(Gr12/Gr11)と、図3(b)に示す低
流量時(全循環冷媒流量=Gr2の時)における主冷媒
流路5aの冷媒流量Gr21と分岐冷媒流路5bの冷媒
流量Gr22の比率(Gr22/Gr21)がほぼ等し
い関係となる。
冷媒流路5a、5bで凝縮する液冷媒量が減少するもの
の、分岐冷媒流路5bおよびこれの下流側に形成される
中間部空間17b及び冷媒入口通路34は気液分離器7
内に冷媒を供給するための専用流路になっている。その
ため、分岐冷媒流路5bで凝縮した液冷媒は中間部空間
17bを通過してそのまま気液分離器7内に導入でき
る。
条件においても、分岐冷媒流路5b側で凝縮した液冷媒
を気液分離器7内に確実に導入できるので、圧縮機吐出
冷媒の過熱度に対応した適度の液冷媒量を気液分離器7
内に溜めて、サイクル内の循環冷媒流量を冷房熱負荷に
対して適切に調整できる。
になるから、高流量時に絞り80による圧損が発生せ
ず、その分だけ循環冷媒流量を増加して冷凍サイクルの
冷房能力を向上できる。
る気液分離器7内への液冷媒の導入を促進するために、
冷媒入口通路34の開口位置を下げることが考えられる
が、この対策では、高流量時に気液分離器7内への液冷
媒の導入量が過剰となり、サイクル内の循環冷媒流量の
不足をきたすので、好ましくない。
器2の冷媒主流路を、凝縮器2の偏平チューブ15の流
路とヘッダタンク17、18の内部空間とにより構成し
ているので、図2に示すように、第1熱交換部5のう
ち、下流側の主冷媒流路5aと分岐冷媒流路5bの部分
を必然的に第2熱交換部6に隣接して配置することにな
り、第2実施形態の図4に示すように、第1熱交換部5
の上流側部分(矢印a方向の流れ部分)を第2熱交換部
6に隣接して配置することができない。
すように、気液分離器7の筒状本体部70に凝縮器2の
冷媒主流路の連通路を一体成形して、第1実施形態より
も凝縮器2における冷媒流路の配置構成の自由度を向上
させるものである。
分離器7の筒状本体部70は上下方向に延びる筒状体で
あり、この筒状本体部70には、上下方向に延びる円形
状の第1貫通穴部71と、この第1貫通穴部71の側方
において、第1貫通穴部71よりも小さい断面積にて上
下方向に延びる円形状の第2貫通穴部72が設けてあ
る。
に上下方向に平行に延びる穴形状であるから、筒状本体
部70の材料としてアルミニュウム材を用い、アルミニ
ュウム材を押出成形することにより、第1、第2貫通穴
部71、72を有する筒状本体部70の形状を一体成形
できる。
器7の気液分離のための空間を形成するものであり、ま
た、第1貫通穴部71内には冷媒中の水分を吸着する乾
燥剤41が配置される。また、第2貫通穴部72は凝縮
器2の第1熱交換部5と第2熱交換部6との間の冷媒流
路を連通させるサブ連通路を構成する。
の仕切り板19a、19b、19cにより上下方向に4
つの空間17a、17b1、17b2、17cに仕切っ
ている。そして、入口ジョイント24を上から3番目の
中間部空間17b2に連通するように設けている。従っ
て、ガス冷媒バイパス通路33は、この3番目の中間部
空間17b2と第1貫通穴部71の内部空間とを連通す
るように、筒状本体部70とヘッダタンク17の壁面を
貫通している。
中間部空間17b1と第1貫通穴部71の内部空間とを
連通するように、筒状本体部70とヘッダタンク17の
壁面を貫通している。また、液冷媒戻し用の連通路39
は第1貫通穴部71の内部空間の下部と下部空間17c
とを連通するように、筒状本体部70とヘッダタンク1
7の壁面を貫通している。
2の上端部付近とヘッダタンク17の上部空間17aと
を連通するように、連通穴73が筒状本体部70とヘッ
ダタンク17の壁面を貫通して設けてある。また、第2
貫通穴部72の下端部付近は、連通穴73と同様の連通
穴74(図4)によって、ヘッダタンク17の下部空間
17cに連通する。
上部と最下部に互いに離れて配置される上部空間17a
と下部空間17cとの間を筒状本体部70の第2貫通穴
部(サブ連通路)72を介して連通することができる。
矢印iはこの第2貫通穴部72での冷媒流れを示す。
2をシール固定して、第1、第2貫通穴部71、72の
底面部を密封するようにしてある。また、筒状本体部7
0の上面部には蓋部材420を一体に接合(ろう付け
等)して、第1、第2貫通穴部71、72の上面部を密
封するようにしてある。
iに示すように冷媒流路が構成され、第1実施形態と基
本的に同様の作用効果を発揮できることに加え、第1熱
交換部5のうち、入口ジョイント24からの冷媒が流れ
る上流側部分(矢印a方向の流れ部分)を凝縮器2の熱
交換部上下方向の中間部位に配置し、第1熱交換部5の
うち、下流側の主冷媒流路5aと分岐冷媒流路5bの部
分を凝縮器2の熱交換部上下方向の最上部に配置するこ
とができる。
の筒状本体部70に上下方向に延びるサブ連通路を構成
する第2貫通穴部72を備えることにより、第1実施形
態よりも凝縮器2における冷媒流路の配置構成の自由度
を向上できる。
ス通路33からのガス冷媒と、冷媒入口通路34からの
液冷媒を直接、第1貫通穴部71内の空間(気液分離空
間)に導入しているが、筒状本体部70に上下方向に延
びる貫通穴部を追加して、この追加貫通穴部により第1
実施形態の混合室31に相当する混合通路を構成するよ
うにしてもよい。
貫通穴部を更に追加して、この追加貫通穴部によりガス
冷媒戻し用の連通路40を構成するようにしてもよい。
本構成図である。
示す模式的断面図である。
る。
示す模式的断面図である。
る。
模式的断面図である。
熱交換部、5a…主冷媒流路、5b…分岐冷媒流路、7
…気液分離器、15…チューブ、17、18…ヘッダタ
ンク、19a、19b、19c、20…仕切り板、24
…入口ジョイント(冷媒入口)、33…ガス冷媒バイパ
ス通路、34…冷媒入口通路、39…液戻し用連通路、
40…ガス戻し用連通路。
Claims (5)
- 【請求項1】 圧縮機(1)の吐出冷媒を放熱させて凝
縮させる第1熱交換部(5)と、 前記第1熱交換部(5)の冷媒流れ下流側に設けられ、
前記第1熱交換部(5)を通過した冷媒が流れる第2熱
交換部(6)と、 前記圧縮機(1)の吐出冷媒の一部が流入するととも
に、前記第1熱交換部(5)を通過した冷媒の一部が流
入し、これら流入冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める
気液分離器(7)とを有し、 前記気液分離器(7)内部のガス冷媒を前記第2熱交換
部(6)の入口側に向けて導出するようになっている冷
凍サイクル装置であって、 前記第1熱交換部(5)に、前記第2熱交換部(6)に
冷媒を流入させる主冷媒流路(5a)と、前記主冷媒流
路(5a)から区画された分岐冷媒流路(5b)とを独
立に形成し、 前記分岐冷媒流路(5b)を通過した冷媒を前記気液分
離器(7)に導入することを特徴とする冷凍サイクル装
置。 - 【請求項2】 前記第1熱交換部(5)および前記第2
熱交換部(6)は、冷媒流路を構成するチューブ(1
5)を多数本並列配置した構成を有し、前記チューブ
(15)の両端部はそれぞれヘッダタンク(17、1
8)と連通するようになっており、 前記ヘッダタンク(17)内に配置した仕切り板(19
a、19b)により前記分岐冷媒流路(5b)を 前記
主冷媒流路(5a)から区画することを特徴とする請求
項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 【請求項3】 圧縮機(1)の吐出冷媒を放熱させる第
1熱交換部(5)と、 前記第1熱交換部(5)の冷媒流れ下流側に設けられ、
前記第1熱交換部(5)を通過した冷媒が流れる第2熱
交換部(6)と、 前記両熱交換部(5、6)の左右両側に配置され、前記
両熱交換部(5、6)の冷媒流路を構成するチューブ
(15)の端部が連通するヘッダタンク(17、18)
と、 前記両ヘッダタンク(17、18)のうち、いずれか一
方のヘッダタンク(17)に設けられ、前記圧縮機
(1)の吐出冷媒が流入する冷媒入口(24)と、前記
冷媒入口(24)を設けた前記一方のヘッダタンク(1
7)と一体に設けられ、冷媒の気液を分離して液冷媒を
溜める気液分離器(7)と、 前記冷媒入口(24)に流入する前記吐出冷媒の一部を
分岐して前記気液分離器(7)内に導入するガス冷媒バ
イパス通路(33)と、 前記第1熱交換部(5)を通過した冷媒の一部を前記気
液分離器(7)内に導入する冷媒入口通路(34)と、 前記気液分離器(7)内部のガス冷媒を前記第2熱交換
部(6)の入口側に向けて導出するガス戻し用連通路
(40)とを備える冷凍サイクル装置の凝縮器であっ
て、 前記第1熱交換部(5)に、前記第2熱交換部(6)に
冷媒を流入させる主冷媒流路(5a)と、前記主冷媒流
路(5a)から区画された分岐冷媒流路(5b)とを独
立に形成し、 前記分岐冷媒流路(5b)を通過した冷媒を前記冷媒入
口通路(34)から前記気液分離器(7)に導入するこ
とを特徴とする冷凍サイクル装置の凝縮器。 - 【請求項4】 前記一方のヘッダタンク(17)内に配
置した仕切り板(19a、19b)により前記分岐冷媒
流路(5b)を 前記主冷媒流路(5a)から区画する
ことを特徴とする請求項3に記載の冷凍サイクル装置の
凝縮器。 - 【請求項5】 前記気液分離器(7)に、前記第1熱交
換部(5)と前記第2熱交換部(6)との間の冷媒流路
を連通させるサブ連通路(72、73、74)を備える
ことを特徴とする請求項3または4に記載の冷凍サイク
ル装置の凝縮器。
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