JP2014145560A - 貯液器および貯液器一体型熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】板状部材同士が互いに積層されて接合されることによって構成される貯液器において、外圧および内圧に対する耐久性を向上させる。
【解決手段】板状部材１１同士の間には、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、液相冷媒を貯える気液分離空間１２が形成され、気液分離空間１２には、板状部材１１同士を接合させて板状部材１１の変形を抑制する接合手段が設けられている。例えば、接合手段は、板状部材１１同士の間に介在して板状部材１１に接合される中間部材である。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒の気液を分離し、分離された液相冷媒を貯える貯液器、および貯液器と熱交換器とを備える貯液器一体型熱交換器に関する。

従来、冷媒の気液を分離し、分離された液相冷媒を貯える貯液器として、レシーバおよびアキュムレータがある。

レシーバは、冷凍サイクルの高圧側に配置され、冷凍サイクルの凝縮器にて凝縮された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、分離された液相冷媒を流出させる機能を有している。

アキュムレータは、冷凍サイクルの低圧側に配置され、冷凍サイクルの蒸発器にて蒸発された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、分離された気相冷媒を流出させる機能を有している。

レシーバおよびアキュムレータは、冷凍サイクルの負荷変動に応じた必要冷媒量の増減に応じて液相冷媒を貯蔵する機能も有している。そのため、レシーバおよびアキュムレータは、比較的大きな容積を必要とする。

レシーバおよびアキュムレータは、内圧として冷媒の圧力が作用する。そのため、従来の一般的なレシーバおよびアキュムレータは、所期の耐圧性を確保するために比較的大きな肉厚で略円筒状に形成されている。

これに対し、特許文献１には、板状部材を積層することによって構成されたレシーバが記載されている。同様に、特許文献２には、板状部材を積層することによって構成されたアキュムレータが記載されている。

米国特許出願公開第２０１２／０２２２８４６号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０２１６５６２号明細書

しかしながら、上記特許文献１、２のレシーバおよびアキュムレータは、板状部材同士が外周縁部で接合されているだけなので、外圧および内圧に対する耐久性が不十分であると考えられる。

すなわち、上記特許文献１、２のレシーバおよびアキュムレータは、板状部材同士の間が全体的に空間になっているので、外圧によって板状部材が凹むおそれがある。また、上記特許文献１、２のレシーバおよびアキュムレータは、板状部材同士の接合面積が少ないため、内圧によって容易に破損するおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、板状部材同士が互いに積層されて接合されることによって構成される貯液器において、外圧および内圧に対する耐久性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
板状部材（１１）同士が互いに積層されて接合されることによって構成される貯液器であって、
板状部材（１１）同士の間には、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、液相冷媒を貯える気液分離空間（１２、３２）が形成され、
気液分離空間（１２、３２）には、板状部材（１１）同士を接合させて板状部材（１１）の変形を抑制する接合手段（１７、１１１）が設けられていることを特徴とする。

これによると、気液分離空間（１２、３２）において板状部材（１１）同士が接合手段（１７、１１１）によって接合されているので、板状部材同士が外周縁部のみで接合されている場合と比較して外圧および内圧に対する耐久性を向上させることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述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。

第１実施形態におけるレシーバを示す斜視図である。 第１実施形態におけるレシーバおよび凝縮器を模式的に示す斜視図である。 第１実施形態におけるレシーバおよび凝縮器の内部構造を示す斜視断面図である。 第１実施形態における凝縮器の内部構造を示す斜視断面図である。 第１実施形態におけるレシーバの下部を模式的に示す斜視図である。 第１実施形態の第１変形例における凝縮器の内部構造を示す斜視断面図である。 第１実施形態の第２変形例における凝縮器の内部構造を示す斜視断面図である。 第１実施形態の第３変形例における凝縮器の内部構造を示す斜視断面図である。 第２実施形態におけるアキュムレータを示す斜視図である。 第２実施形態におけるアキュムレータを模式的に示す斜視図である。 第３実施形態におけるアキュムレータを模式的に示す斜視図である。 第４実施形態におけるアキュムレータの上側タンク空間を模式的に示す斜視図である。 第５実施形態におけるレシーバおよび凝縮器を模式的に示す斜視図である。 第６実施形態におけるレシーバ、凝縮器および蒸発器を模式的に示す斜視図である。 第７実施形態における拘束部材を示す斜視図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には同一符号を付してある。

（第１実施形態）
第１実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１は、貯液器であるレシーバ１の斜視図である。図２は、貯液器一体型熱交換器を構成するレシーバ１および凝縮器２を模式的に示す斜視図である。図１、図２中、上下の矢印は、車両搭載状態における上下方向（重力方向）を示している。

レシーバ１および凝縮器２は、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成している。レシーバ１は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、冷凍サイクル内の余剰冷媒を貯える高圧側冷媒用の気液分離器である。凝縮器２は、冷凍サイクルの高圧側冷媒と冷却水（熱交換流体）とを熱交換して高圧側冷媒を凝縮させる熱交換器である。

レシーバ１には、凝縮器２で凝縮された高圧側冷媒（気液２相冷媒）が流入する。レシーバ１は、分離された液相冷媒を冷凍サイクルの膨張弁側へ流出させる。

レシーバ１および凝縮器２は、多数の板状部材１１が積層されて接合されることによって一体的に形成されている。以下では、板状部材１１の積層方向を板積層方向と言う。

板状部材１１は細長の略矩形状の板材であり、具体的材質としては、例えば、アルミニウム心材の両面にろう材をクラッドした両面クラッド材が用いられる。

略矩形状の板状部材１１の外周縁部には、板積層方向（板状部材１１の板面と直交する方向）に突出する張出部１１ａが形成されている。多数の板状部材１１は、互いに積層された状態で張出部１１ａ同士がろう付けにより接合されている。

多数の板状部材１１の配置向き（張出部１１ａの突出先端が向く方向）は互いに同一向きになっている。図１の例では、多数の板状部材１１は、張出部１１ａの突出先端が図１の左方側を向くように配置されている。

レシーバ１および凝縮器２は、板状部材１１の長手方向が車両上下方向と一致するように車両に搭載されている。

レシーバ１を構成する板状部材１１同士の間には、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、液相冷媒を貯える気液分離空間１２が形成されている。気液分離空間１２は、板積層方向に多数、積層配置（並列配置）されている。気液分離空間１２同士は、板状部材１１に形成された連通孔１１ｂによって構成されている。連通孔１１ｂは、板状部材１１の四隅に形成されている。

板状部材１１の上部に形成された２つの連通孔１１ｂによって、２つの上側タンク空間１３が構成されている。板状部材１１の下部に形成された２つの連通孔１１ｂによって、２つの下側タンク空間１４が構成されている。

レシーバ１においてチューブ積層方向一端（図１の左端）に位置する板状部材１１Ａ（入口側板状部材）には、図２に示す冷媒入口１５が形成されている。冷媒入口１５は、下側タンク空間１４よりも上方側かつ上側タンク空間１３よりも下方側に配置されている。

図１に示すように、レシーバ１においてチューブ積層方向他端（図１の右端）に位置する板状部材１１Ｂ（出口側板状部材）には、液相冷媒出口１６が形成されている。液相冷媒出口１６は、板状部材１１Ｂのうち下側タンク空間１４を形成している部位に形成されている。図２に示すように、冷媒入口１５は、液相冷媒出口１６よりも上方側かつ上側タンク空間１３よりも下方側に配置されている。

凝縮器２は、熱交換部２１、上側冷媒用タンク空間２２、下側冷媒用タンク空間２３、上側冷却水用タンク空間２４および下側冷却水用タンク空間２５を有している。熱交換部２１は、複数の冷媒流路および複数の冷却水流路で構成されている。

複数の冷媒流路および複数の冷却水流路は互いに板積層方向に積層配置（並列配置）されている。冷媒流路および冷却水流路の長手方向は車両上下方向（重力方向）と一致している。したがって、熱交換部２１では、冷媒および冷却水が重力方向に流れる。

上側冷媒用タンク空間２２および上側冷却水用タンク空間２４は、熱交換部２１の上端側に配置されている。下側冷媒用タンク空間２３および下側冷却水用タンク空間２５は、熱交換部２１の下端側に配置されている。

上側冷媒用タンク空間２２および下側冷媒用タンク空間２３は、複数の冷媒流路に対して冷媒の分配および集合を行う。上側冷却水用タンク空間２４および下側冷却水用タンク空間２５は、複数の冷却水流路に対して冷却水の分配および集合を行う。

図示を省略しているが、上側冷媒用タンク空間２２、下側冷媒用タンク空間２３、上側冷却水用タンク空間２４および下側冷却水用タンク空間２５は、レシーバ１の２つの上側タンク空間１３および２つの下側タンク空間１４と同様に、板状部材１１の四隅に形成された連通孔１１ａによって構成されている。

上側冷媒用タンク空間２２および上側冷却水用タンク空間２４は、板積層方向から見たときに、レシーバ１の２つの上側タンク空間１３と重なり合っている。下側冷媒用タンク空間２３および下側冷却水用タンク空間２５は、板積層方向から見たときに、レシーバ１の２つの下側タンク空間１４と重なり合っている。

凝縮器２の冷媒出口は、レシーバ１の冷媒入口１５と重なり合っている。したがって、凝縮器２の冷媒出口およびレシーバ１の冷媒入口１５は、下側冷媒用タンク空間２３よりも上方側かつ上側冷媒用タンク空間２２よりも下方側に配置されている。

図２の破線矢印は、凝縮器２の熱交換部２１を構成する複数の冷媒流路のうち、熱交換部２１の冷媒流れ最下流側（レシーバ１に最も近い側）において互いに隣り合って配置された冷媒流路群２１ａ（以下、最終パスと言う。）における冷媒流れを示している。最終パス２１ａは、凝縮器２の熱交換部２１を構成する複数の冷媒流路のうち少なくとも一部の冷媒流路によって構成されている。

最終パス２１ａでは、冷媒が上方から下方に向かって流れる。換言すれば、最終パス２１ａでは冷媒流れが下降流になっている。

図３に示すように、レシーバ１および凝縮器２を構成する板状部材１１同士の間には、インナーフィン１７が配置されている。インナーフィン１７は、板状部材１１同士の間に介在する中間部材を構成している。インナーフィン１７は、波板状に形成されており、両方の板状部材１１に接合されている。

したがって、インナーフィン１７は、レシーバ１の気液分離空間１２において板状部材１１同士を接合させる接合手段を構成している。また、インナーフィン１７は、凝縮器２の冷媒流路において板状部材１１同士を接合させる接合手段を構成している。

図４は、凝縮器２の最終パス２１ａにおける冷媒流路を形成する板状部材１１およびインナーフィン１７を示している。凝縮器２の最終パス２１ａにおいては、板状部材２６およびインナーフィン１７に多数の小孔１１ｃ、１７ａが形成されている。

インナーフィン１７および板状部材１１に小孔１１ｃ、１７ａが形成されていることによって、最終パス２１ａの冷媒流路を流れる冷媒を、凝縮器２の下側冷媒用タンク空間２３よりも上方側（冷媒流れ上流側）で集合させてレシーバ１の冷媒入口１５へ向けて流出させることができる。

図５に示すように、レシーバ１においてチューブ積層方向最外側（図５の最右側）に位置する板状部材１１Ｂには、下側タンク空間１４に乾燥剤またはフィルタを挿入するための挿入孔１８が形成されている。

挿入孔１８は、板状部材１１同士をろう付けした後に蓋部材１９によって閉塞される。蓋部材１９は板状部材１１Ｂに対して着脱可能になっている。

下側タンク空間１４に乾燥剤が挿入されることによって、液相冷媒中の水分を除去することができる。下側タンク空間１４にフィルタが挿入されることによって、液相冷媒中の塵埃を除去することができる。

上記構成によると、図２の破線矢印および実線矢印に示すように、凝縮器２の最終パス２１ａを流れた高圧冷媒（気液２相冷媒）は、レシーバ１の冷媒入口１５を通じて気液分離空間１２に流入し、気液分離空間１２で気液分離され、分離された液相冷媒は液相冷媒出口１６から流出する。分離された液相冷媒の余剰分は気液分離空間１２内に溜められる。

本実施形態によると、気液分離空間１２において板状部材１１同士がインナーフィン１７によって接合されているので、上記従来技術のように板状部材同士が外周縁部のみで接合されている場合と比較して、板状部材１１同士の接合面積を増加させることができ、ひいては外圧および内圧に対する耐久性を向上させることができる。

すなわち、内圧が高圧になるレシーバ１において耐圧性を確保することができる。また、レシーバ１の製造過程（板状部材１１の積層→増し締め→ろう付け）において、板状部材１１が外圧によって凹むことを抑制することができる。

図６は、インナーフィン１７の変形例を示している。図６のインナーフィン１７は、部分的に切り起こされた切り起こし部１７１が形成された板状の部材である。切り起こし部１７１は、上下方向（板状部材１１の長手方向）に多数形成されている。上下方向に隣り合う切り起こし部１７１同士は、互いにオフセットされている。

図７、図８は板状部材１１の変形例を示している。板状部材１１には、隣り合う板状部材１１に当接する打出部１１１が打ち出し成形されている。打出部１１１は、隣り合う板状部材１１に接合されている。したがって、打出部１１１は、レシーバ１の気液分離空間１２において板状部材１１同士を接合させる接合手段を構成している。

図７の例では、打出部１１１は、板状部材１１の長手方向と平行に延びていて、打出部１１１同士が重なり合っている。図８の例では、打出部１１１は、板状部材１１の長手方向に対して４５度傾いた方向に延びていて、打出部１１１同士が交差している。

図７、図８の変形例によると、別部材を用いることなく板状部材１１同士を接合させることができるので、構成を簡素化できる。

本実施形態によると、冷媒入口１５は、液相冷媒出口１６よりも重力方向上方側に配置されているので、それよりも下方側に冷媒入口１５が配置されている場合と比較して気液分離性を高めることができる。

さらに、冷媒入口１５は、上方側冷媒用タンク空間２２よりも重力方向下方側に配置されているので、それよりも上方側に冷媒入口１５が配置されている場合と比較して、冷媒入口１５からの冷媒の流下によって、気液分離空間１２に貯えられた液相冷媒の液面が暴れることを抑制できる。

本実施形態によると、凝縮器２の最終パス２１ａでは、冷媒が重力方向上方側から重力方向下方側に向かって流れるようになっているので、貯液器１の冷媒入口１５よりも重力上方側において、最終パス２１ａを熱交換部として有効に活用することができる。

本実施形態によると、最終パス２１ａを形成する板状部材１１には、最終パス２１ａの各冷媒流路同士を互いに連通させる連通孔１１ｃが形成されているので、最終パス２１ａの各冷媒流路を流れる冷媒を連通孔１１ｃを通じて集合させて貯液器１側へ流出させることができる。

このため、最終パス２１ａの各冷媒流路を流れる冷媒を下方側冷媒用タンク空間２３で集合させることなく貯液器１側へ流出させることができるので、冷媒入口１５が下方側冷媒用タンク空間２３よりも重力方向上方側に配置されていても、最終パス２１ａの各冷媒流路を流れる冷媒を貯液器１側へ良好に流出させることができる。

本実施形態では、冷媒入口１５は、下側冷媒用タンク空間２２よりも重力方向下方側に配置されているが、冷媒入口１５は、板積層方向から見たときに、下側冷媒用タンク空間２３と重なり合うように配置されていてもよい。この場合、凝縮器２において下側冷媒用タンク空間２３で集合された冷媒を貯液器１に流入させればよいので、構成を簡素化できる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図９、図１０に基づいて説明する。図９は、貯液器であるアキュムレータ３の斜視図である。図１０は、アキュムレータ３を模式的に示す斜視図である。図９、図１０中、上下の矢印は、車両搭載状態における上下方向（重力方向）を示している。

アキュムレータ３は、車両空調装置の冷凍サイクルを構成している。アキュムレータ３は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、冷凍サイクル内の余剰冷媒を貯える低圧側冷媒用の気液分離器である。

より具体的には、アキュムレータ３は、冷凍サイクルの蒸発器で蒸発された低圧側冷媒（気液２相冷媒）を気相冷媒と液相冷媒とに分離して、気相冷媒を冷凍サイクルの圧縮機側へ流出させ、液相冷媒を貯える。アキュムレータ３は、圧縮機に液相冷媒が吸入されてしまうことを抑制して、圧縮機の液圧縮を防止する機能を果たす。

アキュムレータ３は、上記第１実施形態におけるレシーバ１と同様に、多数の板状部材１１が積層されて接合されることによって形成されている。以下では、板状部材１１の積層方向を板積層方向と言う。

アキュムレータ３のうち板積層方向一端側部位（図９の左方側部位）はアキュムレータ本体部３０を構成しており、アキュムレータ３のうち板積層方向他端側部位（図９の右方側部位）はオイル戻し部３１を構成している。

アキュムレータ本体部３０は、気液２相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して、気相冷媒をオイル戻し部３１へ流出させ、液相冷媒を貯える。オイル戻し部３１は、アキュムレータ本体部３０に貯えられた液相冷媒中のオイルをアキュムレータ本体部３０から流出した気相冷媒に合流させて圧縮機に戻す機能を有している。

アキュムレータ本体部３０を構成する板状部材１１同士の間には、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、液相冷媒を貯える気液分離空間３２が形成されている。気液分離空間３２は、板状部材１１の積層方向に多数、積層配置（並列配置）されている。気液分離空間３２同士は、板状部材１１に形成された連通孔１１ｂによって構成されている。連通孔１１ｂは、板状部材１１の四隅に形成されている。

板状部材１１の上部に形成された２つの連通孔１１ｂによって、２つの上側タンク空間３３が構成されている。板状部材１１の下部に形成された２つの連通孔１１ｂによって、２つの下側タンク空間３４が構成されている。

アキュムレータ本体部３０においてチューブ積層方向一端（図９の左端）に位置する板状部材１１Ｃ（入口側板状部材）には、冷媒入口３５が形成されている。冷媒入口３５は、板積層方向から見たときに、一方の上側タンク空間３３（図９の紙面手前側の上側タンク空間３３）と重なり合っている。

図９に示すように、アキュムレータ本体部３０においてチューブ積層方向他端（図９の右端）に位置する板状部材１１Ｄ（出口側板状部材）には、気相冷媒出口３６およびオイル出口３７が形成されている。

気相冷媒出口３６は、板状部材１１Ｄのうち他方の上側タンク空間３３を形成している部位に形成されている。オイル出口３６は、板積層方向から見たときに、他方の上側タンク空間３３（図９の紙面奥側の上側タンク空間３３）と重なり合っている。

気相冷媒出口３６は、流路面積を縮小させるオリフィス状に形成されている。したがって、気相冷媒出口３６は、アキュムレータ本体部３０から流出する気相冷媒に圧力損失を付与する圧力損失付与手段を構成している。

図１０に示すように、気液分離空間３２において冷媒入口３５と気相冷媒出口３６との間には障壁３８が設けられている。障壁３８は、気液分離空間３２において冷媒が冷媒入口３５から気相冷媒出口３６へ直線的に流れることを妨げる役割を果たす。

図９に示すように、オイル戻し部３１は２つの板状部材１１Ｅ、１１Ｆによって構成されている。２つの板状部材１１Ｅ、１１Ｆのうちアキュムレータ本体部３０側（図９の左方側）に位置する板状部材１１Ｅ（入口側板状部材）には、気相冷媒入口４１およびオイル入口４２が形成されている。

気相冷媒入口４１は、アキュムレータ本体部３０の気相冷媒出口３６と重なり合っている。換言すれば、気相冷媒入口４１は、板積層方向から見たときに、アキュムレータ本体部３０の一方の上側タンク空間３３（図９の紙面手前側の上側タンク空間３３）と重なり合う位置に配置されている。

オイル入口４２は、アキュムレータ本体部３０のオイル出口３７と重なり合っている。換言すれば、オイル入口４２は、板積層方向から見たときに、アキュムレータ本体部３０の下側タンク空間３４と重なり合う位置に配置されている。

２つの板状部材１１Ｅ、１１Ｆのうちアキュムレータ本体部３０と反対側（図９の右方側）に位置する板状部材１１Ｆ（出口側板状部材）には、冷媒オイル出口４３が形成されている。

冷媒オイル出口４３は、板積層方向から見たときに、アキュムレータ本体部３０の他方の上側タンク空間３３（図９の紙面奥側の上側タンク空間３３）と重なり合う位置に配置されている。冷媒オイル出口４３は、圧縮機の吸入側に接続されている。

オイル戻し部３１を構成する２つの板状部材１１Ｅ、１１Ｆ同士の間には、気相冷媒入口４１から冷媒オイル出口４３に至る気相冷媒流路４４が形成されている。気相冷媒流路４４は、気相冷媒入口４１から下方側に向かって延び、さらにＵターンして上方側へ向かって延びて冷媒オイル出口４３に至るように形成されている。

具体的には、図９に示すように、オイル戻し部３１を構成する２つの板状部材１１Ｅ、１１Ｆ同士の間に形成されている内部空間に仕切板４５が配置され、かつ板状部材１１Ｆの下部に打出部４６が形成されていることによって気相冷媒流路４４が形成されている。

仕切板４５は、２つの板状部材１１Ｅ、１１Ｆ同士の間に形成されている内部空間を水平方向（板状部材１１Ｅ、１１Ｆの短手方向）に２つの空間に仕切っている。打出部４６は、仕切板４５によって仕切られた２つの空間同士を連通している。

図示を省略しているが、上記第１実施形態のレシーバ１と同様に、アキュムレータ本体部３０においてチューブ積層方向一端（図９の左端）に位置する板状部材１１Ｃには、下側タンク空間３４に乾燥剤またはフィルタを挿入するための挿入孔が形成されている。挿入孔は、板状部材１１同士をろう付けした後に蓋部材によって閉塞される。蓋部材は板状部材１１Ｃに対して着脱可能になっている。

図示を省略しているが、上記第１実施形態のレシーバ１と同様に、アキュムレータ３を構成する板状部材１１同士の間には、インナーフィンが配置されている。インナーフィンは、板状部材１１同士を接合させる接合手段を構成している。

上記第１実施形態のレシーバ１と同様に、アキュムレータ３を構成する板状部材１１に、隣り合う板状部材１１に当接して接合される打出部が形成されていることによって、板状部材同士を接合させる接合手段を構成してもよい。

図１０の実線矢印に示すように、冷媒入口３５からアキュムレータ本体部３０に流入した冷媒（気液２相冷媒）は、気液分離空間３２で気液分離され、分離された気相冷媒は気相冷媒出口３６から流出する。分離された液相冷媒は気液分離空間３４内に溜められる。

アキュムレータ本体部３０から流出した気相冷媒は、気相冷媒入口４１からオイル戻し部３１に流入し、気相冷媒流路４４を流れて冷媒オイル出口４３から流出する。

このとき、気相冷媒流路４４を流れる気相冷媒は、オリフィス状の気相冷媒出口３６を通過する際に減圧されている。そのため、気相冷媒流路４４を流れる気相冷媒の圧力は、アキュムレータ本体部３０に溜められた液相冷媒の圧力よりも低くなる。

その結果、アキュムレータ本体部３０に溜められた液相冷媒中のオイルがアキュムレータ本体部３０のオイル出口３７およびオイル戻し部３１のオイル入口４２を通じて気相冷媒流路４４に流入する。したがって、アキュムレータ本体部３０のオイル出口３７は、気相冷媒流路４４を流れる気相冷媒にオイルが合流する合流部を構成している。

本実施形態によると、気液分離空間３２には、冷媒が冷媒入口３５から気相冷媒出口３６へ直線的に流れることを妨げる障壁３８が配置されているので、冷媒入口３５から気液分離空間３２に流入した冷媒が障壁３８に衝突する。その結果、冷媒の気液分離を確実に行うことができる。

本実施形態によると、オリフィス状の気相冷媒出口３６が気液分離空間３２とオイル入口４２との間に配置されているので、気相冷媒流路４４を流れる気相冷媒の圧力がオイル入口４２におけるオイルの圧力よりも低くなる。そのため、気相冷媒流路４４を流れる気相冷媒とオイル入口４２におけるオイルとの差圧を利用してオイル戻しを促進することができる。

本実施形態では、気相冷媒出口３６をオリフィス状に形成しているが、気相冷媒流路４４のうちオイル入口４２よりも上流側の部位をオリフィス状に形成してもよい。

本実施形態によると、オイル戻し部３１は、板状部材１１Ｅ、１１Ｆ同士が互いに積層されて接合されることによって構成され、オイル戻し部３１を構成する板状部材１１Ｅ、１１Ｆ同士の間に気相冷媒流路４４が形成されているので、オイル戻し部３１をアキュムレータ本体部３０と一体化できる。このため、オイル戻し部３１を含むアキュムレータ３の製造性に優れるとともに、オイル戻し部３１を含むアキュムレータ３の体格をコンパクト化できる。

本実施形態によると、オイル戻し部３１のオイル入口４２は、気相冷媒入口３５よりも重力方向下方側に配置され、気相冷媒流路４４は、重力方向上方側から重力方向下方側へ向かって延びているので、オイル戻し部３１を板状部材１１Ｅ、１１Ｆの積層によって良好に構成することができる。

さらに、気相冷媒流路４４はＵターンして重力方向上方側へ延びているので、板状部材１１Ｅ、１１Ｆ同士の間に形成される内部空間を有効利用してオイル戻し部３１を構成することができる。

オイル戻し部３１は、圧縮機よりも低い位置に配置されているのが好ましい。圧縮機に液相冷媒が吸入されてしまうことを効果的に抑制して、圧縮機の液圧縮を効果的に防止することができるからである。

本実施形態によると、上記第１実施形態と同様に、気液分離空間３２において板状部材１１同士がインナーフィンまたは打出部によって接合されているので、板状部材１１同士の接合面積を増加させることができ、ひいては外圧および内圧に対する耐久性を向上させることができる。

（第３実施形態）
上記第２実施形態では、オイル戻し部３１が板状部材１１Ｅ、１１Ｆによって構成されているが、本第３実施形態では、図１１に示すように、オイル戻し部３１が冷媒配管５１およびオイル配管５２によって構成されている。

冷媒配管５１は、一端側がアキュムレータ本体部３０の気相冷媒出口３６に接続され、他端側が圧縮機４の吸入側に接続されている。したがって、冷媒配管５１は、アキュムレータ本体部３０の気相冷媒出口３６から流出した気相冷媒が流れる気相冷媒流路を形成している。

オイル配管５２は、一端側がアキュムレータ本体部３０のオイル出口３７に接続され、他端側が冷媒配管５１の中間部５１ａに接続されている。したがって、冷媒配管５１とオイル配管５２との接続部５１ａは、冷媒配管５１を流れる気相冷媒にオイルが合流する合流部を構成している。

本実施形態においても、上記第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

オイル戻し部３１は、圧縮機よりも低い位置に配置されているのが好ましい。圧縮機に液相冷媒が吸入されてしまうことを効果的に抑制して、圧縮機の液圧縮を効果的に防止することができるからである。

上記第２実施形態では、気相冷媒出口３６をオリフィス状に形成することによって圧力損失付与手段を構成しているが、本実施形態では、冷媒配管５１のうちオイル配管５２との合流部５１ａよりも上流側部位をオリフィス状に形成することによって圧力損失付与手段を構成してもよい。

（第４実施形態）
上記第２実施形態では、アキュムレータ本体部３０は上側タンク空間３３を２つ有しているが、本第４実施形態では、図１２に示すように、アキュムレータ本体部３０は上側タンク空間３３を３つ有している。

図１２は、３つの上側タンク空間３３を上下方向（重力方向）から見た図である。３つの上側タンク空間３３は、水平方向（板積層方向および上下方向の両方に直交する方向）に並んで配置されている。

３つの上側タンク空間３３は、板積層方向の一端側および他端側の２箇所で互いに連通している。３つの上側タンク空間３３のうち水平方向一端側（図１２の下方側）の上側タンク空間３３は、冷媒入口３５と連通している。３つの上側タンク空間３３のうち中央の上側タンク空間３３にはパイプ５５が挿入されている。パイプ５５は気相冷媒出口３６を構成している。

図１２の矢印に示すように、冷媒入口３５から流入した冷媒は、３つの上側タンク部３３を循環することで気液分離される。分離された気相冷媒はパイプ５５を通じて気相冷媒出口３６から流出する。

したがって、本実施形態では、３つの上側タンク空間３３を区画する壁面５６は、冷媒が冷媒入口３５から気相冷媒出口３６へ直線的に流れることを妨げる障壁を構成している。

（第５実施形態）
本第５実施形態では、図１３に示すように、上記第１実施形態におけるレシーバ１および凝縮器２が、帯板状の拘束部材６０によって拘束されている。拘束部材６０は板状部材１１の積層方向に延びている。

拘束部材６０は、レシーバ１および凝縮器２のうち上下方向両端部に配置され、レシーバ１および凝縮器２のうち板積層方向両端部に溶接にて接合されている。拘束部材６０は、レシーバ１および凝縮器２のうち上下方向中央部に配置されていてもよい。

図１３の例では、拘束部材６０は、レシーバ１および凝縮器２のうち板積層方向両端部において２つに分割されているが、拘束部材６０はレシーバ１および凝縮器２のうち板積層方向両端部で繋がれていてもよい。

本実施形態によると、拘束部材６０がレシーバ１および凝縮器２を板積層方向の外側から拘束するので、レシーバ１および凝縮器２が板積層方向に伸びることを抑制することができる。そのため、加圧繰り返しに対するレシーバ１および凝縮器２の耐久性を高めることができる。

（第６実施形態）
上記第５実施形態では、レシーバ１および凝縮器２とが拘束部材６０によって拘束されているが、本第６実施形態では、図１４に示すように、レシーバ１、凝縮器２および蒸発器５とが拘束部材６０によって拘束されている。

レシーバ１、凝縮器２および蒸発器５は、上記第１実施形態のレシーバ１および凝縮器２と同様に、多数の板状部材が積層されて接合されることによって一体的に形成されていて、受液器一体型熱交換器を構成している。レシーバ１は、凝縮器２と蒸発器５との間に挟まれている。

拘束部材６０は、レシーバ１、凝縮器２および蒸発器５のうち上下方向両端部に配置され、レシーバ１、凝縮器２および蒸発器５のうち板積層方向両端部に溶接にて接合されている。拘束部材６０は、レシーバ１、凝縮器２および蒸発器５のうち上下方向中央部に配置されていてもよい。

図１４の例では、拘束部材６０は、レシーバ１、凝縮器２および蒸発器５のうち板積層方向両端部において２つに分割されているが、拘束部材６０はレシーバ１および凝縮器２のうち板積層方向両端部で繋がれていてもよい。

本実施形態によると、拘束部材６０がレシーバ１、凝縮器２および蒸発器５を板積層方向の外側から拘束するので、上記第5実施形態と同様に、加圧繰り返しに対するレシーバ１、凝縮器２および蒸発器５の耐久性を高めることができる。

（第７実施形態）
上記第５、第６実施形態では、拘束部材６０は帯板状に形成されているが、本第７実施形態では、図１５に示すように、拘束部材６１は角形の蓋状（有底角筒状）に形成されている。

蓋状の拘束部材６１は、レシーバ１および凝縮器２等の貯液器一体型熱交換器に上方側から被せられている。本実施形態では、拘束部材６１は、レシーバ１および凝縮器２等の貯液器一体型熱交換器を構成する板状部材に溶接等にて接合される必要はない。

本実施形態においても、上記第５、第６実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を適宜組み合わせることが可能である。上記実施形態は、例えば以下のように種々変形可能である。

（１）上記第１実施形態では、レシーバ１および凝縮器２が板状部材の積層によって一体的に形成されて貯液器一体型熱交換器を構成しているが、アキュムレータ３および蒸発器が板状部材の積層によって一体的に形成されて貯液器一体型熱交換器を構成していてもよい。

上記第５実施形態では、貯液器一体型熱交換器であるレシーバ１および凝縮器２が拘束部材６０によって拘束されているが、貯液器一体型熱交換器であるアキュムレータ３および蒸発器が拘束部材６０によって拘束されていてもよい。

（２）上記第６実施形態では、レシーバ１、凝縮器２および蒸発器５が板状部材の積層によって一体的に形成され、レシーバ１が凝縮器２と蒸発器５との間に挟まれているが、レシーバ１、凝縮器２および過冷却器が板状部材の積層によって一体的に形成され、レシーバ１が凝縮器２と過冷却器との間に挟まれていてもよい。過冷却器は、凝縮器２から流出した液相冷媒を過冷却する熱交換器である。

（３）上記実施形態では、貯液器（レシーバ１、アキュムレータ３）を備える冷凍サイクルを車両用空調装置に適用した例を説明したが、貯液器（レシーバ１、アキュムレータ３）を備える冷凍サイクルの適用はこれに限定されない。例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用してもよい。

１ レシーバ（貯液器）
２ 凝縮器（熱交換器）
１１ 板状部材
１１ｃ 連通孔
１２ 気液分離空間
１４ 下側タンク空間（タンク空間）
１５ 冷媒入口
１６ 液相冷媒出口
１７ インナーフィン（接合手段）
２１ 熱交換部（冷媒流路）
２１ａ 最終パス（冷媒流路群）
２２ 上側冷媒用タンク空間（冷媒用タンク空間）

Claims (15)

1. 板状部材（１１）同士が互いに積層されて接合されることによって構成される貯液器であって、
   前記板状部材（１１）同士の間には、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、前記液相冷媒を貯える気液分離空間（１２、３２）が形成され、
   前記気液分離空間（１２、３２）には、前記板状部材（１１）同士を接合させて前記板状部材（１１）の変形を抑制する接合手段（１７、１１１）が設けられていることを特徴とする貯液器。
2. 前記接合手段（１７、１１１）は、前記板状部材（１１）同士の間に介在して前記板状部材（１１）に接合される中間部材（１７）であることを特徴とする請求項１に記載の貯液器。
3. 前記板状部材（１１）は、隣り合う前記板状部材（１１）に当接するように打ち出し成形された打出部（１１１）を有し、
   前記板状部材（１１）同士が前記打出部（１１１）で接合されることによって前記接合手段が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の貯液器。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載された貯液器（１）と、
   前記冷媒と熱交換流体とを熱交換させる熱交換器（２）とを備え、
   前記貯液器（１）および前記熱交換器（２）は、前記板状部材（１１）同士が互いに積層されて接合されることによって構成され、
   前記熱交換器（２）で熱交換される前記冷媒は、冷凍サイクルの高圧側冷媒であり、
   前記熱交換器（２）を構成する前記板状部材（１１）同士の間に形成される空間によって、前記冷媒を前記熱交換流体とを熱交換させる冷媒流路（２１）と、前記冷媒流路（２１）に対して前記冷媒の分配または集合を行う冷媒用タンク空間（２２、２３）とが形成され、
   前記冷媒流路（２１）では、前記冷媒が重力方向に流れるようになっており、
   前記冷媒用タンク空間（２２、２３）として、前記冷媒流路（２１）の上方側に配置された上方側冷媒用タンク空間（２２）と、前記冷媒流路（２１）の下方側に配置された下方側冷媒用タンク空間（２３）とを有し、
   前記貯液器（１）は、前記熱交換器（２）で熱交換された前記冷媒を前記気液分離空間（１２）に流入させる冷媒入口（１５）と、前記液相冷媒を前記気液分離空間（１２）から流出させる液相冷媒出口（１６）とを形成し、
   前記冷媒入口（１５）は、前記液相冷媒出口（１６）よりも重力方向上方側かつ前記上方側冷媒用タンク空間（２２）よりも重力方向下方側に配置されていることを特徴とする貯液器一体型熱交換器。
5. 前記複数の冷媒流路（２１）のうち少なくとも一部の冷媒流路は、前記冷媒の最下流側において互いに隣り合って配置された冷媒流路群（２１ａ）を構成し、
   前記冷媒流路群（２１ａ）では、前記冷媒が重力方向上方側から重力方向下方側に向かって流れるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の貯液器一体型熱交換器。
6. 前記冷媒入口（１５）は、前記下方側冷媒用タンク空間（２３）よりも重力方向上方側に配置されており、
   前記冷媒流路群（２１ａ）を形成する前記板状部材（１１）には、前記冷媒流路群（２１ａ）の各冷媒流路同士を互いに連通させる連通孔（１１ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の貯液器一体型熱交換器。
7. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載された貯液器（１）と、
   前記冷媒と熱交換流体とを熱交換させる熱交換器（２）とを備え、
   前記貯液器（１）および前記熱交換器（２）は、前記板状部材（１１）同士が互いに積層されて接合されることによって構成され、
   前記熱交換器（２）で熱交換される前記冷媒は、冷凍サイクルの高圧冷媒であり、
   前記熱交換器（２）を構成する前記板状部材（１１）同士の間に形成される空間によって、前記冷媒を前記熱交換流体とを熱交換させる冷媒流路（２１）と、前記冷媒流路（２１）に対して前記冷媒の集合を行う冷媒用タンク空間（２３）とが形成され、
   前記貯液器（１）は、前記熱交換器（２）で熱交換された前記冷媒を前記気液分離空間（１２）に流入させる冷媒入口（１５）を形成し、
   前記冷媒入口（１５）は、前記板状部材（１１）の積層方向から見たときに、前記冷媒用タンク空間（２３）と重なり合うように配置されていることを特徴とする貯液器一体型熱交換器。
8. 前記板状部材（１１）は、前記冷媒を前記気液分離空間（３２）に流入させる冷媒入口（３５）が形成された入口側板状部材（１１Ｃ）と、前記気相冷媒を前記気液分離空間（３２）から流出させる気相冷媒出口（３６）が形成された出口側板状部材（１１Ｄ）とを含み、
   前記気液分離空間（１２、３２）には、前記冷媒が前記冷媒入口（３５）から前記気相冷媒出口（３６）へ直線的に流れることを妨げる障壁（３８）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の貯液器。
9. 前記気相冷媒出口（３６）から流出した前記気相冷媒に、前記液相冷媒中のオイルを合流させるオイル戻し手段（３１）を備えることを特徴とする請求項８に記載の貯液器。
10. 前記気相冷媒に圧力損失を付与する圧力損失付与手段（３６）を備え、
    前記オイル戻し手段（３１）は、前記気相冷媒と前記オイルとが合流する合流部（４２）を有し、
    前記圧力損失付与手段（３６）は、前記気液分離空間（３２）と前記合流部（４２）との間に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の貯液器。
11. 前記オイル戻し手段（３１）は、前記板状部材（１１）同士が互いに積層されて接合されることによって構成され、
    前記オイル戻し手段（３１）を構成する前記板状部材（１１）同士の間に形成される空間によって、前記気相冷媒が流れる気相冷媒流路（４４）が形成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の貯液器。
12. 前記オイル戻し手段（３１）を構成する前記板状部材（１１）には、前記気相冷媒を前記気相冷媒流路（４４）に流入させる気相冷媒入口（４１）と、前記オイルを前記気相冷媒流路（４４）に流入させるオイル入口（４２）とが形成され、
    前記オイル入口（４２）は、前記気相冷媒入口（３５）よりも重力方向下方側に配置され、
    前記気相冷媒流路（４４）は、重力方向上方側から重力方向下方側へ向かって延びていることを特徴とする請求項１１に記載の貯液器。
13. 前記オイル戻し手段（３１）を構成する前記板状部材（１１）には、前記気相冷媒および前記オイルを前記気相冷媒流路（４４）から流出させる冷媒オイル出口（４３）が形成され、
    前記冷媒オイル出口（４３）は、前記オイル入口（４２）よりも重力方向上方側に配置され、
    前記気相冷媒流路（４４）は、重力方向上方側から重力方向下方側へ向かって延び、さらにＵターンして重力方向上方側へ延びていることを特徴とする請求項１２に記載の貯液器。
14. 前記気液分離空間（１２、３２）は、前記液相冷媒を集合させるタンク空間（１４、３４）を有し、
    前記複数の板状部材（１１）のうち積層方向最外側に位置する板状部材（１１Ｂ）には、前記タンク空間（１４、３４）に、前記液相冷媒中の水分を除去する乾燥剤、または前記液相冷媒中の塵埃を除去するフィルタを挿入するための挿入孔（１８）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の貯液器。
15. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載された貯液器（１、３）と、
    前記冷媒と熱交換流体とを熱交換させる熱交換器（２、５）とを備え、
    前記貯液器（１、３）および前記熱交換器（２、５）は、前記板状部材（１１）同士が互いに積層されて接合されることによって構成され、
    さらに、前記貯液器（１、３）および前記熱交換器（２、５）に対して、前記板状部材（１１）の積層方向に伸びることを抑制するように前記貯液器（１、３）および前記熱交換器（２）を前記積層方向の外側から拘束する拘束部材（６０、６１）を備えることを特徴とする受液器一体型熱交換器。

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