JP4354372B2 - 冷凍システム及び車両用空調装置 - Google Patents
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Description
しかし、このCO2冷媒はその蒸発圧力が比較的高く、それ故、冷媒の循環経路から洩れ易くなる。また、その経路の各機器のうち圧縮機の耐久性も懸念される。このため、この圧縮機の耐久性を向上させる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
より具体的には、仮に蒸発器でのオイル循環率(O.C.R.)が0.5%を上回ると、熱交換量が極端に減少するという問題がある。つまり、上記従来の技術では、冷房能力の低下の点については格別な配慮がなされていない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、現有の構成で冷房能力の低下を防ぐことができる冷凍システム及び車両用空調装置を提供することを目的とする。
更にまた、請求項4記載の車両用空調装置は、上述の冷凍システムを備えたことを特徴としている。
更に、オイルを間欠的に循環経路内に循環させることが可能となり、蒸発器でのオイル循環率が0.5%を超えることを確実に防止する。よって、熱交換量の極端な減少が確実に回避される。
また、請求項2記載の発明によれば、循環経路からオイルセパレータに流入した冷媒は、本体内にて吸い上げ管の外周側を旋回しながら下降し、この過程にて、冷媒中のオイルは遠心分離の原理に基づいて冷媒から分離され、円筒状の本体の内周面に付着するため、現有の圧縮機が持つエネルギーを利用するだけで蒸発器での熱交換量が保証されたオイル分離が可能となり、CO 2 冷媒を用いた冷凍システムの低廉化を図りつつ冷房能力の低下が回避される。
図1は、車両用空調装置を構成する一実施例の冷凍システム2の概略を示し、この冷凍システム2は車室4内を所望の設定温度にて冷房する。
冷凍システム2は、自然系冷媒であるCO2冷媒(以下、単に冷媒と称す)を循環させる冷凍回路6を有し、この冷凍回路6はエンジン10を備えたエンジンルーム8から車室4に亘って設置されている。
圧縮機18はエンジン10の駆動力によって作動され、ガス状態の冷媒を吸い込んで圧縮し、高温高圧ガス状態にして循環流路11に吐出する。つまり、圧縮機18は、冷媒を圧縮しながら冷媒の流動を生成させる。
このオイルセパレータ22は有底円筒状の本体30を備え、この本体30内には吸い上げ管32が略垂直方向にて上方に向けて延設されている。また、同図(a)の如く、循環経路12は円筒部32の上方部分にてこの円筒部32の接線方向に接続されている。これに対し、同図(b)の如く、吸い上げ管32には所定の適宜位置に細孔34が備えられ、更に、この吸い上げ管32にはその最下端部分にて開口する末端部36が設けられている。また、吸い上げ管32の最上端部分は循環経路13に接続されている。
この冷媒はガスクーラ20内で冷却される。つまり、ガスクーラ20の冷却作用により、比エンタルピが減少して図4の点Bから点Cまで等圧変化する。そして、循環経路12を介してオイルセパレータ22に供給する。
次いで、冷媒の気化熱により蒸発器26の周囲の空気が冷却される。そして、冷気が車室4内に送り込まれ、車室4内の冷房が行われる。なお、蒸発器26内の冷媒は、循環経路15を介して圧縮機18に戻り、この後、圧縮機18により再度圧縮され、循環経路11〜15を上述した如く循環する。
そして、本実施形態によれば、冷媒及びオイルは圧縮機18から流出し、ガスクーラ20にて冷却されてオイルセパレータ22に達する。このオイルセパレータ20では冷媒からオイルが分離され、このオイルは間欠的に循環経路13〜15を循環する。
更に、上記オイルセパレータ22の構成により、オイルセパレータ22と圧縮機18とを繋ぐための新たな通路や機器を別途追加することなく、現有の圧縮機18が持つエネルギーを利用するだけで蒸発器26での熱交換量が保証可能となり、システムの低廉化が図られる。
また、車両用空調装置に自然系冷媒であるCO2冷媒を用いれば、環境負荷の低減に大きく貢献する。
例えば、上記実施形態では、略垂直方向に延設された吸い上げ管32が示されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。例えば、この吸い上げ管32の下側部分を湾曲させ、末端部36を水平方向に向けて開口させても良く、この場合にも上記と同様に、現有の構成で冷房能力の低下を防ぐことができる。
11,12,13,14,15 循環経路
18 圧縮機
20 ガスクーラ
22 オイルセパレータ
24 膨張弁
26 蒸発器
30 本体
32 吸い上げ管
34 細孔
36 末端部
Claims (4)
- CO2冷媒が循環経路内を循環する冷凍システムであって、
前記循環経路には、前記冷媒の流れ方向でみて圧縮機、ガスクーラ、膨張弁及び蒸発器が順次介挿されており、
前記ガスクーラと前記膨張弁との間に配設され、前記冷媒から前記圧縮機用のオイルを分離するオイルセパレータを具備し、
該オイルセパレータは、前記オイルを貯留する本体と、該本体内に配設され、前記循環経路に接続された吸い上げ管とから構成され、
該吸い上げ管は、前記本体内に向けて開口された末端部と該吸い上げ管の中途に配設された細孔とを備え、
前記オイルの貯留量が前記細孔の配設位置以下の場合には、前記末端部が前記オイルで閉塞され、前記冷媒のみを前記細孔に通して前記循環経路内に循環させ、一方、前記オイルの貯留量が前記細孔の配設位置を超えた場合には、前記末端部に加えて前記細孔も前記オイルで閉塞され、前記オイル及び前記冷媒を前記末端部に通して前記循環経路内に循環させ、前記蒸発器でのオイル循環率を所定値以下に抑えるべく、前記オイルを前記循環経路内に間欠に循環させることを特徴とする冷凍システム。 - 前記本体は有底円筒状をなし、
前記吸い上げ管は前記本体内の略垂直方向にて上方に向けて延設され、該吸い上げ管の最上端部分が前記循環経路に接続され、
前記循環経路は前記本体の上方部分にて前記本体の円筒部の接線方向に接続されることを特徴とする請求項1に記載の冷凍システム。 - 前記オイルセパレータは、アキュムレータとしての機能をも兼ね備えた装置であることを特徴とする請求項1又は2に記載の冷凍システム。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載の冷凍システムを備えたことを特徴とする車両用空調装置。
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