以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係る気液分離器40について説明する。
Hereinafter, a gas-liquid separator 40 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図1から図3を参照して、気液分離器40が適用される空調装置100について説明する。
First, an air conditioner 100 to which a gas-liquid separator 40 is applied will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、空調装置100は、冷媒が循環する冷凍サイクル2と、温水が循環する温水サイクル6と、空調に利用される空気が通過するHVAC(Heating Ventilation and Air Conditioning)ユニット5と、空調装置100の動作を制御する制御部としてのコントローラ10と、を備える。空調装置100は、冷暖房可能なヒートポンプシステムである。空調装置100は、車両(図示せず)に搭載されて車室(図示せず)内の空調を行う。例えば、冷媒にはHFO−1234yfが用いられ、温水には不凍液が用いられる。
As shown in FIG. 1, the air conditioner 100 includes a refrigeration cycle 2 in which a refrigerant circulates, a hot water cycle 6 in which hot water circulates, and a HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning) unit 5 through which air used for air conditioning passes. And a controller 10 as a control unit for controlling the operation of the air conditioner 100. The air conditioner 100 is a heat pump system capable of cooling and heating. The air conditioner 100 is mounted on a vehicle (not shown) to perform air conditioning in a passenger compartment (not shown). For example, HFO-1234yf is used for the refrigerant, and antifreeze is used for the hot water.
冷凍サイクル2は、圧縮機としてのコンプレッサ21と、温水−冷媒熱交換器としての水冷コンデンサ22と、室外熱交換器23と、気液分離器40と、内部熱交換器30と、蒸発器としてのエバポレータ25と、膨張弁としての温度式膨張弁26と、絞り機構としての固定絞り27と、固定絞り27をバイパスする冷媒が流れるバイパス路20aと、バイパス路20aを開閉する流路切換弁としての第2流路切換弁29と、これらを冷媒が循環可能となるように接続する冷媒流路20と、を備える。冷媒流路20には、開閉弁としての第1流路切換弁28が設けられる。
The refrigeration cycle 2 includes a compressor 21 as a compressor, a water-cooled condenser 22 as a hot water-refrigerant heat exchanger, an outdoor heat exchanger 23, a gas-liquid separator 40, an internal heat exchanger 30, and an evaporator. Evaporator 25, a temperature-type expansion valve 26 as an expansion valve, a fixed throttle 27 as a throttle mechanism, a bypass passage 20a through which a refrigerant bypassing the fixed throttle 27 flows, and a flow passage switching valve for opening and closing the bypass passage 20a. And a refrigerant flow path 20 connecting these so that the refrigerant can circulate. A first flow path switching valve 28 as an on-off valve is provided in the refrigerant flow path 20.
コンプレッサ21は、ガス状冷媒(気相冷媒)を吸入し圧縮する。これにより、ガス状冷媒は高温高圧になる。
The compressor 21 sucks and compresses a gaseous refrigerant (gas-phase refrigerant). Thereby, the gaseous refrigerant becomes high temperature and high pressure.
水冷コンデンサ22は、暖房運転時に、コンプレッサ21を通過した後の冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。水冷コンデンサ22は、コンプレッサ21によって高温高圧となった冷媒と温水サイクル6を循環する温水との間で熱交換を行い、冷媒の熱を温水に伝達する。水冷コンデンサ22にて凝縮した冷媒は、固定絞り27へと流れる。
The water-cooled condenser 22 functions as a condenser that condenses the refrigerant that has passed through the compressor 21 during the heating operation. The water-cooled condenser 22 performs heat exchange between the refrigerant, which has become high temperature and high pressure by the compressor 21, and the hot water circulating in the hot water cycle 6, and transfers heat of the refrigerant to the hot water. The refrigerant condensed in the water-cooled condenser 22 flows to the fixed throttle 27.
水冷コンデンサ22は、コンプレッサ21にて圧縮された冷媒の熱を用いて、温水サイクル6を循環する温水を介して、車室内に導かれて空調に用いられる空気を加熱する。ここでは、水冷コンデンサ22と温水サイクル6とが、車室内に導かれる空気を加熱する加熱器に相当する。これに代えて、温水サイクル6を設けずに、コンプレッサ21にて圧縮された冷媒がヒータコア62に直接導かれるようにしてもよい。この場合、ヒータコア62が加熱器に相当する。
The water-cooled condenser 22 uses the heat of the refrigerant compressed by the compressor 21 to heat air that is guided into the vehicle interior and used for air conditioning through hot water circulating in the hot water cycle 6. Here, the water-cooled condenser 22 and the hot water cycle 6 correspond to a heater that heats the air guided into the vehicle interior. Instead, the refrigerant compressed by the compressor 21 may be directly guided to the heater core 62 without providing the hot water cycle 6. In this case, the heater core 62 corresponds to a heater.
室外熱交換器23は、例えば車両のエンジンルーム(電気自動車においてはモータルーム)内に配置され、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器23は、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。室外熱交換器23には、車両の走行や室外ファン4の回転によって、外気が導入される。
The outdoor heat exchanger 23 is disposed, for example, in an engine room of a vehicle (a motor room in an electric vehicle) and exchanges heat between a refrigerant and outside air. The outdoor heat exchanger 23 functions as a condenser during the cooling operation, and functions as an evaporator during the heating operation. Outside air is introduced into the outdoor heat exchanger 23 by running of the vehicle and rotation of the outdoor fan 4.
気液分離器40は、室外熱交換器23の下流に位置し、室外熱交換器23から流入した冷媒を、ガス状冷媒(気相冷媒)と液状冷媒(液相冷媒)とに気液分離する。
The gas-liquid separator 40 is located downstream of the outdoor heat exchanger 23 and gas-liquid separates the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 into a gaseous refrigerant (gas-phase refrigerant) and a liquid refrigerant (liquid-phase refrigerant). I do.
気液分離器40は、タンク部41と、配管接続部42と、を有する。
The gas-liquid separator 40 has a tank section 41 and a pipe connection section 42.
タンク部41は、流入した冷媒を重力によってガス状冷媒と液状冷媒とに分離して貯留する。タンク部41は、その中心軸が鉛直になるように設けられる。タンク部41内では、下側に液状冷媒が溜まり、液状冷媒の上側の空間にガス状冷媒が溜まる。
The tank portion 41 separates and stores the inflowing refrigerant into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant by gravity. The tank part 41 is provided so that its central axis is vertical. In the tank portion 41, the liquid refrigerant accumulates on the lower side, and the gaseous refrigerant accumulates in the space above the liquid refrigerant.
配管接続部42は、タンク部41の上部に設けられて、タンク部41からの冷媒の出入口を形成する。配管接続部42には、第1流路切換弁28が設けられる。配管接続部42には、気液分離器40に接続されるすべての配管が集約される。よって、第1流路切換弁28を外部に設ける場合に必要な配管を省略することができるとともに、気液分離器40と他の構成要素とを接続する配管を簡素化することができる。
The pipe connection part 42 is provided on the upper part of the tank part 41 and forms an inlet / outlet for the refrigerant from the tank part 41. The first flow path switching valve 28 is provided in the pipe connection part 42. All the pipes connected to the gas-liquid separator 40 are collected in the pipe connection section 42. Therefore, the piping required when the first flow path switching valve 28 is provided outside can be omitted, and the piping connecting the gas-liquid separator 40 and other components can be simplified.
気液分離器40は、暖房運転時には、室外熱交換器23から流入するガス状冷媒をコンプレッサ21に導く。気液分離器40からコンプレッサ21へは、分離したガス状冷媒のみが流れる。気液分離器40は、冷房運転時には、室外熱交換器23から流入する液状冷媒を貯留し、液状冷媒の一部を内部熱交換器30と温度式膨張弁26とを介してエバポレータ25に導く。気液分離器40から温度式膨張弁26へは、分離された液状冷媒のみが流れる。図1から図3では、概念図のため省略しているが、ガス状冷媒をコンプレッサ21に導く通路は、回路内に含まれるオイルの戻りが可能なように構成されている。
The gas-liquid separator 40 guides the gaseous refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 to the compressor 21 during the heating operation. Only the separated gaseous refrigerant flows from the gas-liquid separator 40 to the compressor 21. During the cooling operation, the gas-liquid separator 40 stores the liquid refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 and guides a part of the liquid refrigerant to the evaporator 25 via the internal heat exchanger 30 and the thermal expansion valve 26. . Only the separated liquid refrigerant flows from the gas-liquid separator 40 to the thermal expansion valve 26. Although omitted from FIGS. 1 to 3 for the sake of conceptual illustration, a passage for guiding the gaseous refrigerant to the compressor 21 is configured so that oil contained in the circuit can return.
気液分離器40と温度式膨張弁26との間には、差圧弁31が設けられる。差圧弁31は、内部熱交換器30の上流に設けられる。差圧弁31は、差圧弁31の上流側の圧力が設定圧力を超えると開く。この設定圧力は、暖房運転時には差圧弁31が開かず、冷房運転時にのみ差圧弁31が開くような圧力に予め設定される。差圧弁31が設けられることによって、暖房運転時に気液分離器40から温度式膨張弁26を介してエバポレータ25に冷媒が流れることを防止できる。よって、エバポレータ25が凍結することや、冷媒流路20内を流れる潤滑用オイルがエバポレータ25に貯留されることが防止される。なお、差圧弁31を、内部熱交換器30と温度式膨張弁26との間に設けてもよい。
A differential pressure valve 31 is provided between the gas-liquid separator 40 and the thermal expansion valve 26. The differential pressure valve 31 is provided upstream of the internal heat exchanger 30. The differential pressure valve 31 opens when the pressure on the upstream side of the differential pressure valve 31 exceeds a set pressure. This set pressure is set in advance to such a pressure that the differential pressure valve 31 is not opened during the heating operation and the differential pressure valve 31 is opened only during the cooling operation. The provision of the differential pressure valve 31 can prevent the refrigerant from flowing from the gas-liquid separator 40 to the evaporator 25 via the thermal expansion valve 26 during the heating operation. Therefore, freezing of the evaporator 25 and storage of lubricating oil flowing in the refrigerant flow path 20 in the evaporator 25 are prevented. Note that the differential pressure valve 31 may be provided between the internal heat exchanger 30 and the thermal expansion valve 26.
エバポレータ25は、HVACユニット5内に配置される。エバポレータ25は、冷凍サイクル2の運転モードが冷房モードである場合に、車室に導かれる空気の熱を冷媒に吸収させて冷媒を蒸発させる。エバポレータ25にて蒸発した冷媒は、内部熱交換器30を介して気液分離器40へと流れる。
The evaporator 25 is arranged in the HVAC unit 5. When the operation mode of the refrigeration cycle 2 is the cooling mode, the evaporator 25 causes the refrigerant to absorb the heat of the air guided to the vehicle compartment and evaporates the refrigerant. The refrigerant evaporated by the evaporator 25 flows to the gas-liquid separator 40 via the internal heat exchanger 30.
温度式膨張弁26は、内部熱交換器30とエバポレータ25との間に配置され、室外熱交換器23から気液分離器40及び内部熱交換器30を介して導かれた液状冷媒を減圧膨張させる。温度式膨張弁26は、エバポレータ25を通過した冷媒の温度、即ちガス状冷媒の過熱度に応じて開度を自動的に調節する。
The thermal expansion valve 26 is disposed between the internal heat exchanger 30 and the evaporator 25, and decompresses and expands the liquid refrigerant introduced from the outdoor heat exchanger 23 via the gas-liquid separator 40 and the internal heat exchanger 30. Let it. The thermal expansion valve 26 automatically adjusts the opening according to the temperature of the refrigerant that has passed through the evaporator 25, that is, the degree of superheat of the gaseous refrigerant.
エバポレータ25の負荷が増加した場合には、ガス状冷媒の過熱度が増加する。そうすると温度式膨張弁26の開度が大きくなって過熱度を調節する様に冷媒量が増加する。一方、エバポレータ25の負荷が減少した場合には、ガス状冷媒の過熱度が減少する。そうすると温度式膨張弁26の開度が小さくなって過熱度を調節する様に冷媒量が減少する。このように、温度式膨張弁26は、エバポレータ25を通過したガス状冷媒の温度をフィードバックして、ガス状冷媒が適切な過熱度となるように開度を調節する。
When the load on the evaporator 25 increases, the degree of superheat of the gaseous refrigerant increases. Then, the opening degree of the temperature type expansion valve 26 increases, and the amount of refrigerant increases so as to adjust the degree of superheat. On the other hand, when the load on the evaporator 25 decreases, the degree of superheat of the gaseous refrigerant decreases. Then, the opening degree of the thermal expansion valve 26 becomes small, and the amount of the refrigerant decreases so as to adjust the degree of superheat. As described above, the temperature type expansion valve 26 feeds back the temperature of the gaseous refrigerant that has passed through the evaporator 25 and adjusts the opening degree so that the gaseous refrigerant has an appropriate degree of superheating.
内部熱交換器30は、温度式膨張弁26の上流の冷媒とエバポレータ25の下流の冷媒との間で、温度差を利用して熱交換させる。
The internal heat exchanger 30 performs heat exchange between the refrigerant upstream of the thermal expansion valve 26 and the refrigerant downstream of the evaporator 25 by utilizing a temperature difference.
固定絞り27は、水冷コンデンサ22と室外熱交換器23との間に配置され、コンプレッサ21にて圧縮されて水冷コンデンサ22にて凝縮した冷媒を減圧膨張させる。固定絞り27には、例えば、オリフィスやキャピラリーチューブが用いられる。固定絞り27の絞り量は、予め使用頻度の高い特定の運転条件に対応するように設定される。
The fixed throttle 27 is disposed between the water-cooled condenser 22 and the outdoor heat exchanger 23, and decompresses and expands the refrigerant compressed by the compressor 21 and condensed by the water-cooled condenser 22. For the fixed throttle 27, for example, an orifice or a capillary tube is used. The throttle amount of the fixed throttle 27 is set in advance so as to correspond to a specific operating condition that is frequently used.
固定絞り27に代えて、例えば、少なくとも全開と所定の絞り状態とを有し、段階的に又は無段階に開度を調節できる電磁絞り弁(図示せず)を可変絞り(絞り機構)として用いてもよい。この場合、バイパス路20a及び第2流路切換弁29を設ける必要はない。電磁絞り弁は、冷房運転時には、冷媒の流れを絞らないように調節され、暖房運転時には、冷媒の流れを絞るように調節される。
Instead of the fixed throttle 27, for example, an electromagnetic throttle valve (not shown) having at least a fully opened state and a predetermined throttle state and capable of adjusting the opening stepwise or steplessly is used as a variable throttle (throttle mechanism). You may. In this case, it is not necessary to provide the bypass path 20a and the second flow path switching valve 29. The electromagnetic throttle valve is adjusted so as not to throttle the flow of the refrigerant during the cooling operation, and is adjusted so as to throttle the flow of the refrigerant during the heating operation.
第1流路切換弁28は、開閉によって冷媒の流れを切り換える。第1流路切換弁28は、コントローラ10によって制御されるソレノイドを有する電磁弁である。第1流路切換弁28は、気液分離器40に一体に設ける。これにより、配管を簡素にできるとともに、空調装置100全体の構成を簡素にできる。
The first flow path switching valve 28 switches the flow of the refrigerant by opening and closing. The first flow path switching valve 28 is an electromagnetic valve having a solenoid controlled by the controller 10. The first flow path switching valve 28 is provided integrally with the gas-liquid separator 40. Thus, the piping can be simplified, and the configuration of the entire air conditioner 100 can be simplified.
冷房運転時には、第1流路切換弁28が閉じられる。これにより、気液分離器40内で分離された液状冷媒が、内部熱交換器30、温度式膨張弁26、及びエバポレータ25を通過してコンプレッサ21に導かれる。一方、暖房運転時には、第1流路切換弁28が開かれる。これにより、気液分離器40内で分離されたガス状冷媒が、第1流路切換弁28を通過してコンプレッサ21に導かれる。よって、暖房運転時には、冷媒は、内部熱交換器30、温度式膨張弁26、及びエバポレータ25をバイパスして流れる。
During the cooling operation, the first flow path switching valve 28 is closed. As a result, the liquid refrigerant separated in the gas-liquid separator 40 passes through the internal heat exchanger 30, the thermal expansion valve 26, and the evaporator 25, and is guided to the compressor 21. On the other hand, during the heating operation, the first flow path switching valve 28 is opened. Thereby, the gaseous refrigerant separated in the gas-liquid separator 40 passes through the first flow path switching valve 28 and is guided to the compressor 21. Therefore, during the heating operation, the refrigerant flows by bypassing the internal heat exchanger 30, the temperature-type expansion valve 26, and the evaporator 25.
第2流路切換弁29は、開閉によって冷媒の流れを切り換える。第2流路切換弁29は、コントローラ10によって制御されるソレノイドを有する電磁弁である。
The second flow path switching valve 29 switches the flow of the refrigerant by opening and closing. The second flow path switching valve 29 is an electromagnetic valve having a solenoid controlled by the controller 10.
冷房運転時には、第2流路切換弁29が開かれる。これにより、コンプレッサ21によって圧縮された冷媒は、水冷コンデンサ22を通過した後、固定絞り27をバイパスして室外熱交換器23へ流入する。一方、暖房運転時には、第2流路切換弁29が閉じられる。これにより、コンプレッサ21によって圧縮された冷媒は、水冷コンデンサ22及び固定絞り27を通過して室外熱交換器23へ流入する。
During the cooling operation, the second flow path switching valve 29 is opened. Thus, the refrigerant compressed by the compressor 21 passes through the water-cooled condenser 22 and then flows into the outdoor heat exchanger 23 by bypassing the fixed throttle 27. On the other hand, during the heating operation, the second flow path switching valve 29 is closed. Thereby, the refrigerant compressed by the compressor 21 flows through the water-cooled condenser 22 and the fixed throttle 27 into the outdoor heat exchanger 23.
温水サイクル6は、ポンプとしてのウォータポンプ61と、ヒータコア62と、補助加熱器としての温水ヒータ63と、水冷コンデンサ22と、これらを温水が循環可能となるように接続する温水流路60と、を備える。
The hot water cycle 6 includes a water pump 61 as a pump, a heater core 62, a hot water heater 63 as an auxiliary heater, a water-cooled condenser 22, and a hot water flow path 60 connecting these so that hot water can be circulated. Is provided.
ウォータポンプ61は、温水流路60内の温水を循環させる。
The water pump 61 circulates hot water in the hot water flow path 60.
ヒータコア62は、HVACユニット5内に配置され、暖房運転時に、ヒータコア62を通過する空気と温水との熱交換によって、空調に用いられる空気を加熱する。
The heater core 62 is disposed in the HVAC unit 5, and heats air used for air conditioning by heat exchange between air passing through the heater core 62 and hot water during a heating operation.
温水ヒータ63は、車室に導かれる空気の加熱を補助する。温水ヒータ63は、内部にヒータ(図示せず)を有し、外部動力を用いて温水を加熱する。ヒータには、例えば、シーズヒータやPTC(Positive Temperature Coefficient)ヒータが用いられる。
The hot water heater 63 assists in heating the air guided to the passenger compartment. The hot water heater 63 has a heater (not shown) inside and heats the hot water using external power. For example, a sheathed heater or a PTC (Positive Temperature Coefficient) heater is used as the heater.
温水ヒータ63に代えて、例えば、車室に導かれる空気を直接加熱する空気式ヒータ(図示せず)、又は車両の内燃機関としてのエンジン(図示せず)の排熱を使用して車室に導かれる空気を加熱する温水式熱交換器(図示せず)を用いてもよい。また、温水ヒータ63、空気式ヒータ、及び温水式熱交換器のいずれか一つを単体で用いてもよく、これらを任意に組み合わせて用いてもよい。
Instead of the hot water heater 63, for example, a pneumatic heater (not shown) that directly heats the air guided to the cabin, or a vehicle cabin using exhaust heat of an engine (not shown) as an internal combustion engine of the vehicle is used. A hot water heat exchanger (not shown) for heating the air guided to the heat exchanger may be used. Further, any one of the hot water heater 63, the pneumatic heater, and the hot water heat exchanger may be used alone, or any combination thereof may be used.
HVACユニット5は、空調に利用する空気を冷却又は加熱する。HVACユニット5は、ブロワ56と、エアミックスドア53と、これらを空調に利用する空気が通過可能となるように囲うケース55と、を備える。HVACユニット5内には、エバポレータ25とヒータコア62とが配置される。ブロワ56から送風された空気は、エバポレータ25内を流れる冷媒との間、及びヒータコア62内を流れる温水との間で熱交換を行う。
The HVAC unit 5 cools or heats air used for air conditioning. The HVAC unit 5 includes a blower 56, an air mix door 53, and a case 55 surrounding the air mix door 53 so that air used for air conditioning can pass therethrough. In the HVAC unit 5, the evaporator 25 and the heater core 62 are arranged. The air blown from the blower 56 exchanges heat with the refrigerant flowing in the evaporator 25 and with the hot water flowing in the heater core 62.
ブロワ56は、HVACユニット5内に空気を送風する送風機である。
The blower 56 is a blower that blows air into the HVAC unit 5.
エアミックスドア53は、HVACユニット5内に配置されたヒータコア62を通過する空気の量を調整する。エアミックスドア53は、ヒータコア62のブロワ56側に設置される。エアミックスドア53は、暖房運転時にヒータコア62側を開き、冷房運転時にヒータコア62側を閉じる。エアミックスドア53の開度によって、空気とヒータコア62内の温水との間の熱交換量が調節される。
The air mix door 53 adjusts the amount of air passing through the heater core 62 disposed in the HVAC unit 5. The air mix door 53 is installed on the blower 56 side of the heater core 62. The air mix door 53 opens the heater core 62 side during the heating operation, and closes the heater core 62 side during the cooling operation. The amount of heat exchange between the air and the hot water in the heater core 62 is adjusted by the opening degree of the air mix door 53.
空調装置100には、冷媒温度検出器としての室外熱交換器出口温センサ12と、蒸発器温度検出器としてのエバポレータ温度センサ13と、外気温度検出器としての外気温センサ15と、が設置されている。
The air conditioner 100 includes an outdoor heat exchanger outlet temperature sensor 12 as a refrigerant temperature detector, an evaporator temperature sensor 13 as an evaporator temperature detector, and an outside air temperature sensor 15 as an outside air temperature detector. ing.
室外熱交換器出口温センサ12は、室外熱交換器23の出口に設けられて冷媒流路20内の冷媒の温度を検出する。室外熱交換器出口温センサ12は、室外熱交換器23を通過した冷媒の温度を検出する。
The outdoor heat exchanger outlet temperature sensor 12 is provided at the outlet of the outdoor heat exchanger 23 and detects the temperature of the refrigerant in the refrigerant channel 20. The outdoor heat exchanger outlet temperature sensor 12 detects the temperature of the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 23.
外気温センサ15は、室外熱交換器23に取り込まれて通過する前の外気の温度を検出する。
The outside air temperature sensor 15 detects the temperature of the outside air before being taken into the outdoor heat exchanger 23 and passing therethrough.
エバポレータ温度センサ13は、HVACユニット5内におけるエバポレータ25の空気流れ下流側に設置され、エバポレータ25を通過した空気の温度を検出する。なお、エバポレータ温度センサ13は、エバポレータ25に直接設置されてもよい。
The evaporator temperature sensor 13 is installed on the downstream side of the evaporator 25 in the air flow inside the HVAC unit 5 and detects the temperature of the air that has passed through the evaporator 25. Note that the evaporator temperature sensor 13 may be directly installed on the evaporator 25.
コントローラ10は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などによって構成されるマイクロコンピュータである。コントローラ10を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。コントローラ10は、ROMに記憶されたプログラムをCPUによって読み出すことで、空調装置100に各種機能を発揮させる。
The controller 10 is a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The controller 10 can be composed of a plurality of microcomputers. The controller 10 causes the air conditioner 100 to perform various functions by reading the program stored in the ROM by the CPU.
コントローラ10は、冷凍サイクル2の制御を実行するようにプログラムされている。コントローラ10には、室外熱交換器出口温センサ12と、エバポレータ温度センサ13と、外気温センサ15と、からの信号が入力される。なお、コントローラ10には、図示しない他のセンサからの信号が入力されてもよい。
The controller 10 is programmed to execute the control of the refrigeration cycle 2. Signals from the outdoor heat exchanger outlet temperature sensor 12, the evaporator temperature sensor 13, and the outside air temperature sensor 15 are input to the controller 10. Note that a signal from another sensor (not shown) may be input to the controller 10.
コントローラ10は、入力された信号に基づいて、冷凍サイクル2の制御を実行する。即ち、コントローラ10は、図1に破線で示すように、コンプレッサ21の出力を設定するとともに、第1流路切換弁28及び第2流路切換弁29の開閉制御を実行する。また、コントローラ10は、図示しない出力信号を送信することで、温水サイクル6及びHVACユニット5の制御を実行する。
The controller 10 controls the refrigeration cycle 2 based on the input signal. That is, the controller 10 sets the output of the compressor 21 and controls the opening and closing of the first flow path switching valve 28 and the second flow path switching valve 29, as shown by the broken line in FIG. Further, the controller 10 controls the hot water cycle 6 and the HVAC unit 5 by transmitting an output signal (not shown).
次に、図2及び図3を参照して、空調装置100の各空調運転モードについて説明する。
Next, each air conditioning operation mode of the air conditioner 100 will be described with reference to FIGS.
<冷房運転>
冷房運転時には、冷凍サイクル2は、冷房モードに切り換えられる。冷房モードでは、冷凍サイクル2内の冷媒は、図2に太実線で示すように循環する。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the refrigeration cycle 2 is switched to the cooling mode. In the cooling mode, the refrigerant in the refrigeration cycle 2 circulates as shown by the thick solid line in FIG.
コントローラ10は、第1流路切換弁28を閉じた状態にするとともに、第2流路切換弁29を開いた状態にする。
The controller 10 closes the first flow path switching valve 28 and opens the second flow path switching valve 29.
コンプレッサ21で圧縮されて高温高圧になった冷媒は、水冷コンデンサ22及び第2流路切換弁29を通って、室外熱交換器23へと流れる。このとき、温水サイクル6内の温水は循環していないので、水冷コンデンサ22では、殆ど熱交換は行われない。また、冷媒は、固定絞り27をバイパスしてバイパス路20aを通過する。固定絞り27に代えて電磁絞り弁(図示せず)を設ける場合には、電磁絞り弁は、冷媒の流れを絞らないように調節される。
The refrigerant which has been compressed by the compressor 21 and has become high temperature and high pressure flows to the outdoor heat exchanger 23 through the water cooling condenser 22 and the second flow path switching valve 29. At this time, since the hot water in the hot water cycle 6 is not circulating, the water-cooled condenser 22 hardly exchanges heat. The refrigerant bypasses the fixed throttle 27 and passes through the bypass passage 20a. When an electromagnetic throttle valve (not shown) is provided instead of the fixed throttle 27, the electromagnetic throttle valve is adjusted so as not to restrict the flow of the refrigerant.
室外熱交換器23へ流れた冷媒は、室外熱交換器23に導入される外気と熱交換を行い冷却された後、気液分離器40にて気液分離される。気液分離器40の下流側に接続される温度式膨張弁26には、気液分離器40に貯留された液状冷媒の一部が内部熱交換器30を介して流通する。
The refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the outside air introduced into the outdoor heat exchanger 23, is cooled, and is then subjected to gas-liquid separation by the gas-liquid separator 40. Part of the liquid refrigerant stored in the gas-liquid separator 40 flows through the internal heat exchanger 30 to the temperature-type expansion valve 26 connected to the downstream side of the gas-liquid separator 40.
その後、液状冷媒は、温度式膨張弁26で減圧膨張してエバポレータ25へ流通し、エバポレータ25を通過する際に空調に利用する空気の熱を吸収することで蒸発する。エバポレータ25にて蒸発したガス状冷媒は、内部熱交換器30を通過し再びコンプレッサ21へと流れる。
Thereafter, the liquid refrigerant is decompressed and expanded by the temperature type expansion valve 26, flows to the evaporator 25, and evaporates by absorbing heat of air used for air conditioning when passing through the evaporator 25. The gaseous refrigerant evaporated by the evaporator 25 passes through the internal heat exchanger 30 and flows to the compressor 21 again.
即ち、冷房モードでは、水冷コンデンサ22は、コンプレッサ21が吐出した高圧冷媒は、水冷コンデンサ22を通過して室外熱交換器23に流入する。そして、室外熱交換器23から導出された冷媒は気液分離器40に流入し、気液分離器40においてガス状冷媒と液状冷媒に分離される。さらに、温度式膨張弁26は、気液分離器40から導かれる液状冷媒を減圧膨張させ、エバポレータ25は、温度式膨張弁26にて減圧膨張した低圧冷媒と車室へ導かれる空気とを熱交換させて冷媒を蒸発される。このようにして蒸発したガス状冷媒は、コンプレッサ21に吸入され、再び圧縮されてコンプレッサ21から吐出される。
That is, in the cooling mode, the high-pressure refrigerant discharged from the water-cooled condenser 22 from the compressor 21 passes through the water-cooled condenser 22 and flows into the outdoor heat exchanger 23. Then, the refrigerant led out of the outdoor heat exchanger 23 flows into the gas-liquid separator 40, where the refrigerant is separated into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant. Further, the temperature type expansion valve 26 decompresses and expands the liquid refrigerant guided from the gas-liquid separator 40, and the evaporator 25 heats the low pressure refrigerant decompressed and expanded by the temperature type expansion valve 26 and the air guided to the vehicle compartment. The refrigerant is exchanged to evaporate the refrigerant. The gaseous refrigerant evaporated in this manner is sucked into the compressor 21, compressed again, and discharged from the compressor 21.
ここで、気液分離器40から内部熱交換器30に流通する液状冷媒は、高圧の流体であり、気液分離器40にて気液分離されることで、過冷却度がほぼ0℃の略飽和液状態となっている。一方、エバポレータ25から内部熱交換器30に流通するガス状冷媒は、温度式膨張弁26を通過する際に減圧膨張して低温の流体になっている。そのため、液状冷媒は、内部熱交換器30を流通する際に低温のガス状冷媒との間で熱交換を行い、ガス状冷媒により過度に冷却されて飽和液状態から過冷却度をもった過冷却状態となる。また、ガス状冷媒は、内部熱交換器30を流通する際に、液状冷媒によって加熱されることで過熱度を持った加熱状態となる。
Here, the liquid refrigerant flowing from the gas-liquid separator 40 to the internal heat exchanger 30 is a high-pressure fluid, and is subjected to gas-liquid separation by the gas-liquid separator 40 so that the supercooling degree is substantially 0 ° C. It is in a substantially saturated liquid state. On the other hand, the gaseous refrigerant flowing from the evaporator 25 to the internal heat exchanger 30 is decompressed and expanded when passing through the temperature type expansion valve 26 to be a low-temperature fluid. Therefore, when flowing through the internal heat exchanger 30, the liquid refrigerant exchanges heat with the low-temperature gaseous refrigerant, and is excessively cooled by the gaseous refrigerant to have a degree of supercooling from the saturated liquid state. It becomes a cooling state. Further, the gaseous refrigerant is heated by the liquid refrigerant when flowing through the internal heat exchanger 30 to be in a heated state having a degree of superheat.
エバポレータ25にて冷媒によって冷却された空気は、HVACユニット5の下流に流されて冷房風として用いられる。
The air cooled by the refrigerant in the evaporator 25 flows downstream of the HVAC unit 5 and is used as cooling air.
<暖房運転>
暖房運転時には、冷凍サイクル2は、ヒートポンプ暖房モードに切り換えられる。暖房運転時には、いわゆる外気吸熱ヒートポンプ運転が実行される。ヒートポンプ暖房モードでは、冷凍サイクル2内の冷媒及び温水サイクル6内の温水は、図3に太実線で示すように循環する。
<Heating operation>
During the heating operation, the refrigeration cycle 2 is switched to the heat pump heating mode. During the heating operation, a so-called outside air heat absorption heat pump operation is performed. In the heat pump heating mode, the refrigerant in the refrigeration cycle 2 and the hot water in the hot water cycle 6 circulate as shown by the thick solid line in FIG.
コントローラ10は、第1流路切換弁28を開いた状態にするとともに、第2流路切換弁29を閉じた状態にする。
The controller 10 opens the first flow path switching valve 28 and closes the second flow path switching valve 29.
コンプレッサ21で圧縮され高温になった冷媒は、水冷コンデンサ22へと流れる。水冷コンデンサ22へ流れた冷媒は、水冷コンデンサ22の内部で温水を加熱し、固定絞り27を通って減圧膨張することで低温となって、室外熱交換器23へと流れる。
The high-temperature refrigerant compressed by the compressor 21 flows to the water-cooled condenser 22. The refrigerant that has flowed into the water-cooled condenser 22 heats hot water inside the water-cooled condenser 22, decompresses and expands through the fixed throttle 27, becomes low temperature, and flows to the outdoor heat exchanger 23.
室外熱交換器23へ流れた冷媒は、室外熱交換器23に導入される外気との間で熱交換した後、気液分離器40へと流れて気液分離される。そして、気液分離器40で気液分離された冷媒のうちガス状冷媒が、第1流路切換弁28を通って再びコンプレッサ21へと流れる。このように、ヒートポンプ暖房モードでは、気液分離器40には液状冷媒が貯留されて、ガス状冷媒がコンプレッサ21に導かれる。
The refrigerant flowing to the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the outside air introduced into the outdoor heat exchanger 23, and then flows to the gas-liquid separator 40 to be separated into gas and liquid. Then, the gaseous refrigerant of the refrigerant gas-liquid separated by the gas-liquid separator 40 flows through the first flow path switching valve 28 to the compressor 21 again. As described above, in the heat pump heating mode, the liquid refrigerant is stored in the gas-liquid separator 40, and the gaseous refrigerant is guided to the compressor 21.
即ち、ヒートポンプ暖房モードでは、水冷コンデンサ22は、コンプレッサ21が吐出した高圧冷媒と車室へ導かれる空気とを温水サイクル6を介して熱交換させる。そして、固定絞り27は、水冷コンデンサ22から導出された冷媒を減圧膨張させ、室外熱交換器23には、固定絞り27にて減圧膨張した冷媒が流入する。気液分離器40は、室外熱交換器23から導出された低圧冷媒をガス状冷媒と液状冷媒とに分離させる。このようにして分離されたガス状冷媒は、コンプレッサ21に吸引され、再び圧縮されてコンプレッサ21から吐出される。
That is, in the heat pump heating mode, the water-cooled condenser 22 exchanges heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 21 and the air guided to the passenger compartment via the hot water cycle 6. Then, the fixed throttle 27 expands the refrigerant derived from the water-cooled condenser 22 under reduced pressure, and the refrigerant expanded and reduced by the fixed throttle 27 flows into the outdoor heat exchanger 23. The gas-liquid separator 40 separates the low-pressure refrigerant derived from the outdoor heat exchanger 23 into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant. The gaseous refrigerant thus separated is drawn into the compressor 21, compressed again, and discharged from the compressor 21.
一方、水冷コンデンサ22で冷媒によって加熱された温水は、循環してヒータコア62に流れ、ヒータコア62の周囲の空気を加熱する。加熱された空気は、HVACユニット5の下流側に流されることで、暖房風として用いられる。
On the other hand, the hot water heated by the refrigerant in the water-cooled condenser 22 circulates and flows to the heater core 62 to heat the air around the heater core 62. The heated air is used as heating air by flowing to the downstream side of the HVAC unit 5.
なお、水冷コンデンサ22で冷媒が充分に温水を加熱できない場合には、外気吸熱ヒートポンプ運転と併用して又は独立して温水ヒータ63を運転させることによって温水を加熱してもよい。
If the coolant cannot sufficiently heat the hot water in the water-cooled condenser 22, the hot water may be heated by operating the hot water heater 63 in combination with the outside air heat absorbing heat pump operation or independently.
次に、図4A、図4B、図5、図6及び図7を参照して、気液分離器40の具体的な構成について説明する。
Next, a specific configuration of the gas-liquid separator 40 will be described with reference to FIGS. 4A, 4B, 5, 6, and 7. FIG.
図4A及び図4Bに示すように、気液分離器40は、タンク部41と、配管接続部42と、を備える。タンク部41は、有底円筒形状に形成される。タンク部41の開口部には配管接続部42が溶着される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the gas-liquid separator 40 includes a tank unit 41 and a pipe connection unit 42. The tank part 41 is formed in a bottomed cylindrical shape. A pipe connection part 42 is welded to the opening of the tank part 41.
図4Aに示すように、配管接続部42は、コンプレッサ21の吸入側に連通する配管が接続される第1ポート42aと、連通部42fを通じて第1ポート42aと連通するとともに内部熱交換器30に連通する配管が接続される第2ポート42bと、内部熱交換器30に液状冷媒を供給するための配管が接続される第3ポート42cと、室外熱交換器23を通過した冷媒が導かれる配管が接続される第4ポート42dと、を備える。第1ポート42aは、配管接続部42の側面に設けられる。第2ポート42b、第3ポート42c、及び第4ポート42dは、配管接続部42の上面に設けられる。
As shown in FIG. 4A, the pipe connection part 42 is connected to a first port 42 a to which a pipe communicating with the suction side of the compressor 21 is connected, and to the first port 42 a through a communication part 42 f and to the internal heat exchanger 30. A second port 42b to which the communicating pipe is connected; a third port 42c to which a pipe for supplying the liquid refrigerant to the internal heat exchanger 30 is connected; and a pipe through which the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 23 is guided. And a fourth port 42d to which is connected. The first port 42 a is provided on a side surface of the pipe connection part 42. The second port 42b, the third port 42c, and the fourth port 42d are provided on the upper surface of the pipe connection part 42.
図5及び図6に示すように、タンク部41の内部には、冷媒を貯留する空間Sが形成される。気液分離器40は、タンク部41内に流入した冷媒を液状冷媒とガス状冷媒とに分離する分離部材46と、タンク部41内の液状冷媒を気液分離器40外に流出させるための第1出口管43と、タンク部41内のガス状冷媒を気液分離器40外に流出させるための第2出口管44と、第1出口管43及び第2出口管44を支持する支持部材45と、を備える。
As shown in FIGS. 5 and 6, a space S for storing the refrigerant is formed inside the tank portion 41. The gas-liquid separator 40 is provided with a separating member 46 for separating the refrigerant flowing into the tank 41 into a liquid refrigerant and a gaseous refrigerant, and for causing the liquid refrigerant in the tank 41 to flow out of the gas-liquid separator 40. A first outlet pipe 43, a second outlet pipe 44 for allowing the gaseous refrigerant in the tank portion 41 to flow out of the gas-liquid separator 40, and a support member that supports the first outlet pipe 43 and the second outlet pipe 44 45.
分離部材46は、有底筒状に形成され、底部が上方に位置するようにタンク部41内の上部に設けられる。室外熱交換器23から第4ポート42dを通じて気液分離器40内に流入した冷媒は、分離部材46に当たることで、液状冷媒とガス状冷媒とに分離される。
The separating member 46 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and is provided at an upper portion in the tank portion 41 such that the bottom portion is located upward. The refrigerant flowing into the gas-liquid separator 40 from the outdoor heat exchanger 23 through the fourth port 42d hits the separation member 46 and is separated into a liquid refrigerant and a gaseous refrigerant.
第1出口管43は、樹脂製あるいは金属製のパイプによって構成される。第1出口管43は、配管接続部42に形成された流路42e及び第3ポート42cを通じて内部熱交換器30に連通する(図6参照)。第1出口管43は、圧入あるいは溶着等によって配管接続部42に固定され、配管接続部42の流路42eに接続される。第1出口管43の冷媒入口43a(下端)は、常時、空間S内に貯留される液状冷媒の液位より下方に位置するように設けられる。
The first outlet pipe 43 is constituted by a resin or metal pipe. The first outlet pipe 43 communicates with the internal heat exchanger 30 through a flow path 42e formed in the pipe connection part 42 and a third port 42c (see FIG. 6). The first outlet pipe 43 is fixed to the pipe connection part 42 by press-fitting, welding, or the like, and is connected to the flow path 42 e of the pipe connection part 42. The refrigerant inlet 43a (lower end) of the first outlet pipe 43 is provided so as to always be located below the liquid level of the liquid refrigerant stored in the space S.
第2出口管44は、樹脂製あるいは金属製のパイプによって構成される。第2出口管44は、配管接続部42に形成された流路42g及び連通部42fを通じて第1ポート42a及び第2ポート42bに連通する。第2出口管44は、圧入あるいは溶着等によって配管接続部42に固定され、配管接続部42の流路42gに接続される。連通部42fと流路42gとの間には、第1流路切換弁28が設けられる。第1流路切換弁28の開閉に伴って連通部42fと流路42gとは連通または遮断する。
The second outlet pipe 44 is formed of a resin or metal pipe. The second outlet pipe 44 communicates with the first port 42a and the second port 42b through a flow path 42g and a communication part 42f formed in the pipe connection part 42. The second outlet pipe 44 is fixed to the pipe connection part 42 by press-fitting, welding, or the like, and is connected to the flow path 42 g of the pipe connection part 42. The first flow path switching valve 28 is provided between the communication part 42f and the flow path 42g. With the opening and closing of the first flow path switching valve 28, the communication part 42f and the flow path 42g communicate or block.
支持部材45は、第2出口管44の外周との間に流路47を形成する外管部45gを有する。外管部45gは、第2出口管44の外径よりも大きな内径を有するパイプ状に形成される。流路47は、外管部45gの内周と第2出口管44の外周との間に円環状に形成される。外管部45gの上端には、冷媒が流入する冷媒取入口45kが形成される。冷媒取入口45kは、空間Sの上部に開口する。外管部45gの下端は、閉塞部45dによって閉塞される。これにより、空間S内のガス状冷媒は、図5及び図6に矢印で示すように、外管部45gの上端の冷媒取入口45kから流路47を通じて吸入され、第2出口管44の下端で折り返して第2出口管44内に流入する。
The support member 45 has an outer tube portion 45g that forms a flow path 47 between the support member 45 and the outer periphery of the second outlet tube 44. The outer pipe portion 45g is formed in a pipe shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the second outlet pipe 44. The flow path 47 is formed in an annular shape between the inner circumference of the outer pipe part 45g and the outer circumference of the second outlet pipe 44. A refrigerant inlet 45k into which the refrigerant flows is formed at the upper end of the outer tube portion 45g. The refrigerant inlet 45k opens above the space S. The lower end of the outer tube part 45g is closed by the closing part 45d. As a result, the gaseous refrigerant in the space S is sucked through the flow channel 47 from the refrigerant inlet 45k at the upper end of the outer tube portion 45g, as indicated by arrows in FIGS. 5 and 6, and the lower end of the second outlet tube 44. And flows into the second outlet pipe 44.
閉塞部45dには、空間Sと外管部45gの内部とを連通する貫通孔45eが形成される。液状冷媒とともに空間Sの下部に溜まったオイルは、貫通孔45e及び第2出口管44を通じて、ガス状冷媒とともにコンプレッサ21に吸入され、冷媒流路20内の各機器を潤滑する。
A through hole 45e that communicates the space S with the inside of the outer tube 45g is formed in the closing portion 45d. The oil accumulated in the lower part of the space S together with the liquid refrigerant is sucked into the compressor 21 together with the gaseous refrigerant through the through-hole 45e and the second outlet pipe 44, and lubricates each device in the refrigerant flow path 20.
閉塞部45dは、タンク部41の底面側に突出する突起部45hを備える。突起部45hは、貫通孔45eがタンク部41の底面によって閉塞されることを防止する。言い換えると、突起部45hは、閉塞部45dとタンク部41の底面との間にオイルの流れを確保するための隙間を形成する。なお、突起部45hに代えて、例えば、閉塞部45dのタンク部41の底面と対向する端面に、貫通孔45eと空間Sとを連通する溝を設けてもよい。
The closing portion 45d includes a protruding portion 45h protruding toward the bottom surface of the tank portion 41. The protrusion 45h prevents the through hole 45e from being closed by the bottom surface of the tank 41. In other words, the protruding portion 45h forms a gap between the closing portion 45d and the bottom surface of the tank portion 41 for ensuring oil flow. Instead of the protrusion 45h, for example, a groove communicating the through hole 45e and the space S may be provided on an end surface of the closing portion 45d facing the bottom surface of the tank portion 41.
外管部45gの下端側には、第2出口管44の軸方向の移動を規制する規制部45fが設けられる。第2出口管44が規制部45fに当接し、さらに、閉塞部45dがタンク部41の底部41bに当接することにより、第2出口管44及び外管部45gの軸方向の移動が規制される。また、規制部45fが第2出口管44の下端を閉塞部45dに当接しないように支持することで、ガス状冷媒の流れが妨げられることを防止する。
A regulating portion 45f that regulates the axial movement of the second outlet tube 44 is provided at the lower end side of the outer tube portion 45g. The axial movement of the second outlet pipe 44 and the outer pipe part 45g is restricted by the second outlet pipe 44 abutting on the regulating part 45f and the closing part 45d abutting on the bottom 41b of the tank part 41. . In addition, the regulation portion 45f supports the lower end of the second outlet pipe 44 so as not to abut on the closing portion 45d, thereby preventing the flow of the gaseous refrigerant from being hindered.
支持部材45は、タンク部41の内壁面41aに嵌合する略円板状の支持部45aと、支持部45aの端面から第1出口管43の軸方向に突出するように形成され、第1出口管43の外周を支持する筒部45iと、を有する。第1出口管43は、支持部45aを貫通し、その冷媒入口43a(下端)がタンク部41の底部に臨むように配置される。なお、これに限らず、第1出口管43が支持部45aを貫通せず、第1出口管43の下端が支持部45aに支持される構成としてもよい。
The support member 45 is formed so as to protrude in the axial direction of the first outlet pipe 43 from a substantially disk-shaped support portion 45a fitted to the inner wall surface 41a of the tank portion 41, and from the end surface of the support portion 45a. And a cylindrical portion 45i that supports the outer periphery of the outlet pipe 43. The first outlet pipe 43 penetrates the support part 45 a, and is arranged so that its refrigerant inlet 43 a (lower end) faces the bottom of the tank part 41. The configuration is not limited to this, and the first outlet pipe 43 may be configured not to penetrate the support part 45a, and the lower end of the first outlet pipe 43 may be supported by the support part 45a.
支持部45aには、タンク部41内に流入した冷媒やオイルに含まれる異物を除去するフィルタ48が複数設けられる。
The support part 45a is provided with a plurality of filters 48 for removing foreign substances contained in the refrigerant and oil flowing into the tank part 41.
支持部材45は、タンク部41の内壁面41aとの間をシールするシール部45cをさらに備える。シール部45cは、支持部45aの外周部からタンク部41の内壁面41aに沿って延びる円環状に形成される。このように、シール部45cをタンク部41の内壁面41aに沿って延びるように形成することで、軸方向におけるシールの距離を長くすることができる。したがって、支持部45aの外周面とタンク部41の内壁面41aとの間のシール性が向上する。これにより、液状冷媒がシール部45cとタンク部41の内壁面41aとの間を通過することなく、フィルタ48を確実に通過するので、第1出口管43を通じて流出する液状冷媒や貫通孔45eを通じてガス状冷媒とともに第2出口管44から流出するオイルに含まれる異物を確実に除去することができる。また、シール部45cをタンク部41の内壁面41aに沿って延びるように形成することで、支持部材45と一体に形成された外管部45gをガタつくことなく支持できる。
The support member 45 further includes a seal part 45c that seals between the support part 45 and the inner wall surface 41a of the tank part 41. The seal portion 45c is formed in an annular shape extending from the outer peripheral portion of the support portion 45a along the inner wall surface 41a of the tank portion 41. By forming the seal portion 45c so as to extend along the inner wall surface 41a of the tank portion 41, the seal distance in the axial direction can be lengthened. Therefore, the sealing performance between the outer peripheral surface of the support portion 45a and the inner wall surface 41a of the tank portion 41 is improved. As a result, the liquid refrigerant passes through the filter 48 without passing through between the seal portion 45c and the inner wall surface 41a of the tank portion 41, so that the liquid refrigerant flows out through the first outlet pipe 43 and the through hole 45e. Foreign matter contained in the oil flowing out of the second outlet pipe 44 together with the gaseous refrigerant can be reliably removed. Further, by forming the seal portion 45c so as to extend along the inner wall surface 41a of the tank portion 41, the outer tube portion 45g formed integrally with the support member 45 can be supported without rattling.
筒部45iは、支持部45aの中心からオフセットされた位置に設けられる。第1出口管43が筒部45i及び支持部45aを貫通するように挿入されることで、第1出口管43は、筒部45i及び支持部45aによって支持される。筒部45iの内周面は、第1出口管43の外周面との間でシールを構成する。このように、筒部45iの内周面と第1出口管43の外周面との間でシールを構成することで、軸方向におけるシールの距離を長くすることができる。つまり、第1出口管43と支持部材45との間のシール性が向上する。
The cylindrical portion 45i is provided at a position offset from the center of the support portion 45a. By inserting the first outlet pipe 43 so as to penetrate the cylinder part 45i and the support part 45a, the first outlet pipe 43 is supported by the cylinder part 45i and the support part 45a. The inner peripheral surface of the cylindrical portion 45i forms a seal with the outer peripheral surface of the first outlet pipe 43. Thus, by forming a seal between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 45i and the outer peripheral surface of the first outlet pipe 43, the distance of the seal in the axial direction can be increased. That is, the sealing property between the first outlet pipe 43 and the support member 45 is improved.
タンク部41の内部には、水分を吸着する乾燥剤50が設けられる。乾燥剤50は、粒状の水分吸着材52を袋状のバッグ51内に収納したものである。バッグ51は通気性のある柔軟な布状の材料で形成される。水分吸着材52は、例えばゼオライトが用いられる。
A desiccant 50 that adsorbs moisture is provided inside the tank 41. The desiccant 50 is obtained by storing a granular moisture adsorbent 52 in a bag-like bag 51. The bag 51 is formed of a breathable soft cloth-like material. As the moisture adsorbent 52, for example, zeolite is used.
乾燥剤50は、支持部45aの上に載せられる。これにより、乾燥剤50は、支持部45aによって重量が支持されることで、下方へ移動が規制される。
The desiccant 50 is placed on the support 45a. Thereby, the weight of the desiccant 50 is supported by the support portion 45a, so that the downward movement of the desiccant 50 is regulated.
乾燥剤50は、タンク部41の内壁面41aと外管部45gの外周との間に配置される。
The desiccant 50 is disposed between the inner wall surface 41a of the tank 41 and the outer periphery of the outer tube 45g.
支持部材45は、乾燥剤50の移動を規制する規制部45jを有する。規制部45jは、外管部45gの高さ方向に延在するリブ状に形成される。
The support member 45 has a regulating portion 45j that regulates the movement of the desiccant 50. The regulating portion 45j is formed in a rib shape extending in the height direction of the outer tube portion 45g.
図7に示すように、規制部45jは、外管部45gの外周からタンク部41の内壁面41aに対向して突出するように形成される。規制部45jは、外管部45gの外周においてタンク部41の内壁面41aに最も接近する部位から突出するように配置される。
As shown in FIG. 7, the regulating portion 45j is formed so as to protrude from the outer periphery of the outer tube portion 45g so as to face the inner wall surface 41a of the tank portion 41. The restricting portion 45j is disposed so as to protrude from a portion closest to the inner wall surface 41a of the tank portion 41 on the outer periphery of the outer tube portion 45g.
乾燥剤50は、タンク部41の内壁面41aと、外管部45gの外周及び規制部45jと、の間に挟まれることにより、バッグ51が規制部45jに当たる部位がバッグ51のタンク部41の内壁面41aに当たる部位に接近する。これにより、乾燥剤50は、粒状の水分吸着材52がバッグ51の規制部45jに当たる部位を越えて移動することが抑制され、外管部45gの外周方向に移動しないように保持される。
The desiccant 50 is sandwiched between the inner wall surface 41a of the tank portion 41, the outer periphery of the outer tube portion 45g, and the regulating portion 45j, so that the portion where the bag 51 hits the regulating portion 45j is formed in the tank portion 41 of the bag 51. The part approaches the inner wall surface 41a. Accordingly, the desiccant 50 is suppressed from moving beyond the portion of the bag 51 that hits the regulating portion 45j of the bag 51, and is held so as not to move in the outer peripheral direction of the outer tube portion 45g.
規制部45jは、外管部45gの外周から突出する寸法が支持部45aから上方にかけて次第に大きくなるテーパー状に形成される。規制部45jとタンク部41の内壁面41aとの間に形成される間隙49の開口幅は、支持部45aから離れる上方で小さくなっている。これにより、乾燥剤50は、タンク部41の内壁面41a及び支持部45aに対向するように傾斜する規制部45jによって上方向に移動しないように保持される。
The restricting portion 45j is formed in a tapered shape in which the size protruding from the outer periphery of the outer tube portion 45g gradually increases from the support portion 45a upward. The opening width of the gap 49 formed between the restricting portion 45j and the inner wall surface 41a of the tank portion 41 is smaller above the support portion 45a. Accordingly, the desiccant 50 is held so as not to move upward by the regulating portion 45j that is inclined so as to face the inner wall surface 41a of the tank portion 41 and the support portion 45a.
なお、上記した構成に限らず、規制部45jは、その上端が曲折してタンク部41の内壁面41aに当接する形状であってもよい。この場合、乾燥剤50は、規制部45jの上端によって上方向に移動することが規制される。
Not limited to the above-described configuration, the regulating portion 45j may have a shape in which the upper end is bent and abuts on the inner wall surface 41a of the tank portion 41. In this case, the upward movement of the desiccant 50 is restricted by the upper end of the restricting portion 45j.
次に、気液分離器40の組み立て工程について説明する。
Next, an assembly process of the gas-liquid separator 40 will be described.
気液分離器40の組み立て時には、まず、第1出口管43を配管接続部42の流路42eに接続するように固定するとともに、第2出口管44を配管接続部42の流路42gに接続するように固定する。そして、分離部材46を第1出口管43及び第2出口管44に固定する。なお、これに限らず、第1出口管43及び第2出口管44を分離部材46に予め固定した組立体を、配管接続部42に組み付けるようにしてもよい。
When assembling the gas-liquid separator 40, first, the first outlet pipe 43 is fixed so as to be connected to the flow path 42e of the pipe connection part 42, and the second outlet pipe 44 is connected to the flow path 42g of the pipe connection part 42. To fix it. Then, the separation member 46 is fixed to the first outlet pipe 43 and the second outlet pipe 44. However, the present invention is not limited to this, and an assembly in which the first outlet pipe 43 and the second outlet pipe 44 are fixed to the separation member 46 in advance may be assembled to the pipe connection section 42.
次に、第1出口管43を筒部45iに挿入するとともに、第2出口管44を外管部45g内に挿入するようにして、支持部材45を組み付ける。そして、タンク部41内にこれらの組立体を挿入する。このとき、乾燥剤50をタンク部41の内壁面41aと外管部45gとの間に介装する。これにより、乾燥剤50は、支持部材45と共にタンク部41内の所定位置に組み付けられる。
Next, the support member 45 is assembled such that the first outlet pipe 43 is inserted into the cylindrical part 45i and the second outlet pipe 44 is inserted into the outer pipe part 45g. Then, these assemblies are inserted into the tank 41. At this time, the desiccant 50 is interposed between the inner wall surface 41a of the tank portion 41 and the outer tube portion 45g. Thereby, the desiccant 50 is assembled at a predetermined position in the tank 41 together with the support member 45.
次に、気液分離器40の作用について説明する。
Next, the operation of the gas-liquid separator 40 will be described.
室外熱交換器23から導出された冷媒は、配管接続部42の第4ポート42dを通じてタンク部41内の空間Sに流入して分離部材46に当たり、ガス状冷媒と液状冷媒とに分離する。液状冷媒は、タンク部41の内壁面41aに沿って流下し、フィルタ48を通じてタンク部41の底部に貯留される。冷房運転時には、タンク部41の底部に貯留された液状冷媒が、第1出口管43を通じてエバポレータ25へと導かれる。暖房運転時には、空間S内のガス状冷媒が、図5及び図6に矢印で示すように、外管部45gの上端の冷媒取入口45kから流路47を通じて吸入され、第2出口管44の下端で折り返して第2出口管44内に流入し、コンプレッサ21へと導かれる。
The refrigerant led out of the outdoor heat exchanger 23 flows into the space S in the tank 41 through the fourth port 42d of the pipe connection part 42, hits the separation member 46, and is separated into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant. The liquid refrigerant flows down along the inner wall surface 41 a of the tank 41, and is stored at the bottom of the tank 41 through the filter 48. During the cooling operation, the liquid refrigerant stored in the bottom of the tank 41 is guided to the evaporator 25 through the first outlet pipe 43. At the time of the heating operation, the gaseous refrigerant in the space S is sucked through the flow path 47 from the refrigerant inlet 45k at the upper end of the outer pipe part 45g as shown by arrows in FIGS. It turns back at the lower end, flows into the second outlet pipe 44, and is guided to the compressor 21.
タンク部41内の水分は、乾燥剤50に吸着される。支持部45aの上に配置された乾燥剤50は、タンク部41の底部に貯留された液状冷媒に接触することが抑えられる。
The water in the tank 41 is adsorbed by the desiccant 50. The desiccant 50 disposed on the support portion 45a is suppressed from contacting the liquid refrigerant stored at the bottom of the tank portion 41.
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
[1]気液分離器40は、流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して貯留するタンク部41と、タンク部41内の液相冷媒を流出させるための第1出口管43と、タンク部41内の気相冷媒を流出させるための第2出口管44と、第2出口管44の外周との間に気相冷媒を流通させるための流路を形成する外管部45gと、第1出口管43及び外管部45gを支持する支持部材45と、タンク部41内の水分を吸着する乾燥剤50と、を備える。支持部材45は、タンク部41の内壁面41aとの間に配置される乾燥剤50に当接して乾燥剤50の移動を規制する規制部45jを有する構成とした。
[1] The gas-liquid separator 40 is a tank part 41 that separates and stores the inflowing refrigerant into a gaseous refrigerant and a liquid-phase refrigerant, and a first outlet pipe through which the liquid-phase refrigerant in the tank part 41 flows out. 43, a second outlet pipe 44 for letting out the gas phase refrigerant in the tank part 41, and an outer pipe part forming a flow path for flowing the gas phase refrigerant between the outer circumference of the second outlet pipe 44 45g, a support member 45 that supports the first outlet pipe 43 and the outer pipe part 45g, and a desiccant 50 that adsorbs moisture in the tank part 41. The support member 45 has a configuration in which a restricting portion 45j that restricts the movement of the desiccant 50 by contacting the desiccant 50 disposed between the support member 45 and the inner wall surface 41a of the tank portion 41 is adopted.
このように構成することで、気液分離器40の組み立て時には、支持部材45をタンク部41に組み付ける際に、支持部材45の規制部45jとタンク部41の内壁面41aとの間に乾燥剤50が介装される。これにより、乾燥剤50は、タンク部41の内壁面41aと規制部45jとの間に挟まれて保持される。こうして、気液分離器40では、支持部材45をタンク部41に組み付けるだけで乾燥剤50を組み付けられ、組立作業にかかる手間を減らすことができる。規制部45jは、支持部材45と一体に形成されることで、部品点数を少なくできる。
With this configuration, when assembling the gas-liquid separator 40, the desiccant is placed between the regulating portion 45 j of the support member 45 and the inner wall surface 41 a of the tank portion 41 when assembling the support member 45 to the tank portion 41. 50 are interposed. Thus, the desiccant 50 is held between the inner wall surface 41a of the tank portion 41 and the regulating portion 45j. Thus, in the gas-liquid separator 40, the desiccant 50 can be assembled simply by assembling the support member 45 to the tank portion 41, and the labor required for the assembling operation can be reduced. The regulation part 45j can be formed integrally with the support member 45, so that the number of parts can be reduced.
[2]支持部材45は、乾燥剤50の重量を支持する支持部45aを有する構成とした。
[2] The support member 45 has a support portion 45a that supports the weight of the desiccant 50.
このように構成することで、乾燥剤50は、支持部45aに載せられることで、タンク部41の底部41bから所定高さを持つ位置に組み付けられる。乾燥剤50は、その重量が支持部45aによって支持されることで、車両に生じる衝撃や振動を受けても、所定高さに配置された状態が維持される。
With this configuration, the desiccant 50 is mounted on the support portion 45a and is assembled at a position having a predetermined height from the bottom portion 41b of the tank portion 41. The weight of the desiccant 50 is supported by the support portion 45a, so that the desiccant 50 is maintained at a predetermined height even when subjected to impact or vibration generated in the vehicle.
[3]第1出口管43は、支持部材45を貫通してタンク部41内の底部に臨む構成とした。
[3] The first outlet pipe 43 penetrates the support member 45 and faces the bottom in the tank section 41.
このように構成することで、第1出口管43の冷媒入口43a(下端)は、タンク部41内の底部に貯留される液状冷媒の液位より下方に位置するように設けられる。支持部材45が第1出口管43の冷媒入口43a(下端)より上方に配置されることで、支持部材45上に設けられる乾燥剤50をタンク部41内の底部に対して十分な高さを持って配置することができる。これにより、乾燥剤50は、タンク部41の底部に貯留された液状冷媒に接触することが抑えられる。
With such a configuration, the refrigerant inlet 43a (lower end) of the first outlet pipe 43 is provided so as to be located below the liquid level of the liquid refrigerant stored at the bottom in the tank portion 41. Since the support member 45 is disposed above the refrigerant inlet 43 a (lower end) of the first outlet pipe 43, the desiccant 50 provided on the support member 45 can have a sufficient height with respect to the bottom in the tank 41. It can be held and placed. Thus, the desiccant 50 is suppressed from coming into contact with the liquid refrigerant stored in the bottom of the tank 41.
[4]規制部45jは、外管部45gの外周からタンク部41の内壁面41aに向かって突出する構成とした。
[4] The restricting portion 45j is configured to protrude from the outer periphery of the outer tube portion 45g toward the inner wall surface 41a of the tank portion 41.
このように構成することで、乾燥剤50は、タンク部41の内壁面41aと外管部45gの外周との間に配置されることで、タンク部41内の限られたスペースに設けることができる。また、規制部45jは、外管部45gと一体に形成されることで、外管部45gの剛性によって十分な強度が確保される。
With this configuration, the desiccant 50 is provided between the inner wall surface 41a of the tank portion 41 and the outer periphery of the outer tube portion 45g, so that the desiccant 50 can be provided in a limited space in the tank portion 41. it can. Further, since the regulating portion 45j is formed integrally with the outer tube portion 45g, a sufficient strength is secured by the rigidity of the outer tube portion 45g.
[5]規制部45jは、外管部45gの高さ方向に延在するリブ状に形成される構成とした。
[5] The regulating portion 45j is formed in a rib shape extending in the height direction of the outer tube portion 45g.
このように構成することで、乾燥剤50は、タンク部41の内壁面41aと外管部45gの外周及びリブ状の規制部45jとの間に挟まれることにより、バッグ51の規制部45jに当たる部位がバッグ51のタンク部41の内壁面41aに当たる部位に接近する。これにより、乾燥剤50は、粒状の水分吸着材52がバッグ51の規制部45jに当たる部位を越えて移動することが抑えられ、外管部45gの外周方向に移動しないように保持される。
With this configuration, the desiccant 50 hits the regulating portion 45j of the bag 51 by being sandwiched between the inner wall surface 41a of the tank portion 41, the outer periphery of the outer tube portion 45g, and the rib-shaped regulating portion 45j. The part approaches the part which hits the inner wall surface 41a of the tank part 41 of the bag 51. Accordingly, the desiccant 50 is prevented from moving beyond the portion where the particulate moisture adsorbent 52 hits the regulating portion 45j of the bag 51, and is held so as not to move in the outer peripheral direction of the outer tube portion 45g.
[6]規制部45jは、タンク部41の内壁面41aに対する距離が支持部45aから離れる上方で小さくなる間隙49を形成する構成とした。
[6] The restricting portion 45j is configured to form a gap 49 in which the distance to the inner wall surface 41a of the tank portion 41 becomes smaller above the supporting portion 45a.
このように構成することで、乾燥剤50は、タンク部41の内壁面41aに対向するように傾斜する規制部45jによって上方向に移動しないように保持される。これにより、乾燥剤50は、車両に生じる衝撃や振動を受けても、所定の組み付け位置に保持される。
With this configuration, the desiccant 50 is held so as not to move upward by the restricting portion 45j that is inclined so as to face the inner wall surface 41a of the tank portion 41. As a result, the desiccant 50 is held at a predetermined assembly position even if it receives an impact or vibration generated in the vehicle.
次に、図8に示す気液分離器40の変形例について説明する。
Next, a modification of the gas-liquid separator 40 shown in FIG. 8 will be described.
[7]支持部材45は、外管部45gの周方向に離れて延在する一対の規制部45jを有する。乾燥剤50は、一対の規制部45jの間に配置される。
[7] The support member 45 has a pair of regulating portions 45j extending apart in the circumferential direction of the outer tube portion 45g. The desiccant 50 is disposed between the pair of regulating portions 45j.
このように構成することで、乾燥剤50は、タンク部41の内壁面41aと外管部45gの外周及び一対の規制部45jとの間に挟まれることにより、外管部45gの外周方向に移動しないように保持される。
With this configuration, the desiccant 50 is sandwiched between the inner wall surface 41a of the tank portion 41, the outer periphery of the outer tube portion 45g, and the pair of regulating portions 45j, so that the desiccant 50 extends in the outer peripheral direction of the outer tube portion 45g. It is held so that it does not move.
なお、支持部材45は、上記した構成に限らず、外管部45gの周方向に離れて延在する3本以上の規制部45jを有し、3本以上の規制部45jの間に乾燥剤50が配置される構成としてもよい。
The support member 45 is not limited to the above-described configuration, and has three or more regulating portions 45j extending apart in the circumferential direction of the outer tube portion 45g, and a desiccant between the three or more regulating portions 45j. It is good also as composition which 50 is arranged.
次に、図9、図10に示す気液分離器40の変形例について説明する。
Next, a modification of the gas-liquid separator 40 shown in FIGS. 9 and 10 will be described.
支持部材45は、第1出口管43の外周を支持する筒部45iと、筒部45iから第1出口管43に沿って延在する規制部45jと、を有する。規制部45jは、その上端部に第1出口管43から離れるように湾曲した撓み部45mを有する。
The support member 45 has a tubular portion 45i that supports the outer periphery of the first outlet pipe 43, and a regulating portion 45j that extends from the tubular portion 45i along the first outlet pipe 43. The restricting portion 45j has a bent portion 45m at an upper end thereof which is curved away from the first outlet pipe 43.
気液分離器40の組み立て時に、乾燥剤50は、タンク部41の内壁面41aと第1出口管43の外周及びの規制部45jとの間に介装され、規制部45jの撓み部45mが乾燥剤50によって撓み変形する。これにより、乾燥剤50は、撓み部45mの弾性復元力によって押圧されて保持される。
When assembling the gas-liquid separator 40, the desiccant 50 is interposed between the inner wall surface 41a of the tank portion 41 and the outer periphery of the first outlet pipe 43 and the regulating portion 45j. It is bent and deformed by the desiccant 50. Thereby, the desiccant 50 is pressed and held by the elastic restoring force of the bent portion 45m.
[8]本変形例の支持部材45は、第1出口管43の外周を支持する筒部45iを有する。規制部45jは、筒部45iから延在して形成される構成とした。
[8] The support member 45 of the present modified example has a cylindrical portion 45i that supports the outer periphery of the first outlet pipe 43. The restricting portion 45j is formed to extend from the cylindrical portion 45i.
このように構成することで、乾燥剤50は、タンク部41の内壁面41aと第1出口管43の外周との間に配置されることで、タンク部41内の限られたスペースに設けることができる。また、気液分離器40は、規制部45jが筒部45iと一体に形成されることで、部品点数の増加が抑えられる。
With this configuration, the desiccant 50 is provided between the inner wall surface 41a of the tank 41 and the outer periphery of the first outlet pipe 43, so that the desiccant 50 is provided in a limited space in the tank 41. Can be. Further, in the gas-liquid separator 40, since the regulating portion 45j is formed integrally with the cylindrical portion 45i, an increase in the number of parts can be suppressed.
[9]本変形例の規制部45jは、乾燥剤50をタンク部41の内壁面41aに押し付けるように弾性変形する撓み部45mを有する構成とした。
[9] The restricting portion 45j of the present modification has a configuration in which a bending portion 45m that elastically deforms so as to press the desiccant 50 against the inner wall surface 41a of the tank portion 41 is provided.
このように構成することで、乾燥剤50は、撓み部45mの弾性復元力によって押圧されることで、車両に生じる衝撃や振動を受けても上下方向に移動しないように保持される。
With such a configuration, the desiccant 50 is held by being pressed by the elastic restoring force of the bending portion 45m so as not to move in the vertical direction even if it receives an impact or vibration generated in the vehicle.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the above embodiments merely show some of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the specific configuration of the above embodiments. Absent.