JP4897561B2

JP4897561B2 - Vapor compression refrigeration cycle

Info

Publication number: JP4897561B2
Application number: JP2007122270A
Authority: JP
Inventors: 雄一松元; 政人坪井; 智金子
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Holdings Corp
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2027-05-07
Also published as: JP2008275286A

Description

本発明は、二酸化炭素冷媒の使用に好適な蒸気圧縮式冷凍サイクルに関し、特に車両用空調装置における蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いて好適なアキュームレータの構造に関する。 The present invention relates to a vapor compression refrigeration cycle suitable for use with a carbon dioxide refrigerant, and more particularly to an accumulator structure suitable for use in a vapor compression refrigeration cycle in a vehicle air conditioner.

環境問題への配慮の側面から、車両用空調装置においても代替冷媒として二酸化炭素冷媒が提案されている（例えば、特許文献１）。二酸化炭素冷媒は無毒、不燃性であるが、臨界温度が低く（約31℃）、サイクルの高圧側圧力が超臨界状態（約7.4MPa以上）になる遷臨界サイクル（超臨界冷凍サイクル）となる。一般的に、フロンを使用したものと比較して冷凍成績係数（ＣＯＰ：Coefficient of Performance）が悪いため、これを向上させることが求められている。 From the viewpoint of consideration of environmental problems, carbon dioxide refrigerant has been proposed as an alternative refrigerant in vehicle air conditioners (for example, Patent Document 1). Carbon dioxide refrigerant is non-toxic and non-flammable, but has a low critical temperature (about 31 ° C) and a transcritical cycle (supercritical refrigeration cycle) in which the high pressure side of the cycle becomes supercritical (about 7.4 MPa or higher) . Generally, since the coefficient of performance (COP: Coefficient of Performance) is poor compared to those using chlorofluorocarbon, it is required to improve this.

その一つの手法として、サイクル内に配置した内部熱交換器を用いて放熱器出口側の高圧側冷媒と蒸発器出口側の低圧側冷媒との間で熱交換する方法がある。これにより、高圧側冷媒温度を低減することができ、蒸発器入口側のエンタルピーを低減し、蒸発器における入口側と出口側との間のエンタルピー差を増大させることで、冷凍成績係数の向上を実現している。 As one of the methods, there is a method of exchanging heat between the high-pressure side refrigerant on the radiator outlet side and the low-pressure side refrigerant on the evaporator outlet side using an internal heat exchanger arranged in the cycle. As a result, the refrigerant temperature on the high-pressure side can be reduced, the enthalpy on the inlet side of the evaporator is reduced, and the enthalpy difference between the inlet side and the outlet side in the evaporator is increased, thereby improving the refrigeration coefficient of performance. Realized.

さらに、内部熱交換器の低圧側の前にアキュームレータを設置し、外部環境変化による必要冷媒量変動に対応できるようにした構成も知られている。アキュームレータはサイクル内冷媒を出し入れする液溜めタンクであり、気相冷媒と液相冷媒とを分離する機能を有する。このアキュームレータ内において、分離された気相冷媒の流出管の入口を液相冷媒界面（液面）よりも上方に配置することで、気液冷媒を分離して気相冷媒を冷媒流出管より流出させるようにしている。
特公平７−１８６０２号公報 Furthermore, there is also known a configuration in which an accumulator is installed in front of the low pressure side of the internal heat exchanger so as to cope with a necessary refrigerant amount fluctuation due to an external environment change. The accumulator is a liquid storage tank for taking in and out the refrigerant in the cycle, and has a function of separating the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant. In this accumulator, the inlet of the separated gas-phase refrigerant outflow pipe is arranged above the liquid-phase refrigerant interface (liquid surface) to separate the gas-liquid refrigerant and outflow the gas-phase refrigerant from the refrigerant outflow pipe. I try to let them.
Japanese Patent Publication No. 7-18602

しかしながら、環境負荷変動時においては蒸気圧縮式冷凍サイクル内における必要冷媒量が増減するため、アキュームレータ内に貯留される液相冷媒量も増減する。アキュームレータへの冷媒流入配管よりアキュームレータ内部へ流入する気液二相冷媒の層は、アキュームレータ内に貯留される液相冷媒の液面が上昇すると冷媒流出管の入口近くに形成されることになる。冷媒密度の関係からは、液相冷媒液面の上部には気液二相冷媒層が形成され、最上部に気相冷媒層が形成される。この気液二相冷媒層の範囲内に冷媒流出管の入口が位置していると、気液二相冷媒が冷媒流出管内へと流入してしまい、アキュームレータ出口における冷媒の乾き度の安定性が低減するという問題がある。この部位で冷媒の乾き度が変化すると、冷凍成績係数の向上が困難となる。 However, when the environmental load fluctuates, the required amount of refrigerant in the vapor compression refrigeration cycle increases and decreases, so the amount of liquid refrigerant stored in the accumulator also increases and decreases. The gas-liquid two-phase refrigerant layer flowing into the accumulator from the refrigerant inflow pipe to the accumulator is formed near the inlet of the refrigerant outflow pipe when the liquid level of the liquid phase refrigerant stored in the accumulator rises. From the relationship of the refrigerant density, a gas-liquid two-phase refrigerant layer is formed on the upper part of the liquid-phase refrigerant liquid surface, and a gas-phase refrigerant layer is formed on the uppermost part. If the inlet of the refrigerant outflow pipe is located within the range of the gas-liquid two-phase refrigerant layer, the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the refrigerant outflow pipe, and the stability of the dryness of the refrigerant at the accumulator outlet is improved. There is a problem of reduction. If the dryness of the refrigerant changes at this site, it is difficult to improve the refrigeration performance coefficient.

そこで本発明の課題は、上記問題点を解決するために、環境負荷変動時においてもアキュームレータの冷媒流出管へ気液二相冷媒の流入する割合を低減し、アキュームレータ出口における冷媒の乾き度の安定性を向上した蒸気圧縮式冷凍サイクルを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the ratio of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the refrigerant outlet pipe of the accumulator even when the environmental load fluctuates in order to solve the above problems, and to stabilize the dryness of the refrigerant at the accumulator outlet. The object is to provide a vapor compression refrigeration cycle with improved performance.

上記課題を解決するために、本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルは、冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、該圧縮機により圧縮された冷媒を放熱する放熱器と、該放熱器により放熱された冷媒を減圧する減圧機と、該減圧機により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器から流出し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前記圧縮機の吸入側へ流出させるアキュームレータとを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、前記アキュームレータの内部に冷媒を流入させる冷媒流入配管の出口側端部に、該冷媒流入配管の周囲に存在する冷媒を該冷媒流入配管内に吸引する冷媒吸引手段を設けたことを特徴とするものからなる。 In order to solve the above problems, a vapor compression refrigeration cycle according to the present invention includes a compressor that sucks and compresses refrigerant, a radiator that dissipates the refrigerant compressed by the compressor, and heat that is dissipated by the radiator. A decompressor for decompressing the refrigerant, an evaporator for evaporating the refrigerant decompressed by the decompressor, and separating the separated refrigerant into a vapor phase liquid and a liquid phase refrigerant and separating the separated vapor phase refrigerant In a vapor compression refrigeration cycle having an accumulator that flows out to the suction side of the compressor, a refrigerant present around the refrigerant inflow pipe is placed at an outlet side end of the refrigerant inflow pipe through which the refrigerant flows into the accumulator. A refrigerant suction means for suction is provided in the refrigerant inflow pipe.

このような蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、冷媒流入配管の出口側端部に設けられた冷媒吸引手段により、アキュームレータ内の冷媒流入配管の周囲に存在する冷媒、とくに気液二相冷媒を冷媒流入配管内に吸引でき、吸引された冷媒は冷媒流入配管内を下方へ流れている冷媒流入流の本流に合流される。したがって、アキュームレータ内の気液二相冷媒層からは、アキュームレータの冷媒流出配管には流入しにくくなり、気液二相冷媒の流出が抑えられて、アキュームレータ出口における冷媒の乾き度を安定化することが可能になる。 In such a vapor compression refrigeration cycle, the refrigerant present around the refrigerant inflow pipe in the accumulator, particularly the gas-liquid two-phase refrigerant, flows into the refrigerant by the refrigerant suction means provided at the outlet end of the refrigerant inflow pipe. The refrigerant that can be sucked into the pipe and merged with the main stream of the refrigerant inflow flowing downward in the refrigerant inflow pipe. Therefore, it is difficult for the gas-liquid two-phase refrigerant layer in the accumulator to flow into the refrigerant outflow piping of the accumulator, and the outflow of the gas-liquid two-phase refrigerant is suppressed, and the dryness of the refrigerant at the outlet of the accumulator is stabilized. Is possible.

また、この本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、上記冷媒流入配管と上記冷媒吸引手段が一体に構成されている構造、例えば、上記冷媒流入配管上に上記冷媒吸引手段を一体に形成した構造や、別に作製した冷媒吸引手段をろう付けや溶接等により冷媒流入配管と一体に接合した構造とすることができる。このように構成すれば、部品点数を増加させることがなく、かつ、冷媒吸引手段を冷媒流入配管の所定の位置に保持させた構造とすることができ、冷媒吸引手段の位置を所望の位置に容易に決めることができるとともに、周囲の気液二相冷媒に対し容易に所望の吸引性能を発揮させることができる。 In the vapor compression refrigeration cycle according to the present invention, the refrigerant inflow pipe and the refrigerant suction means are configured integrally, for example, the refrigerant suction means is integrally formed on the refrigerant inflow pipe. A structure or a structure in which a separately prepared refrigerant suction means is integrally joined to the refrigerant inflow pipe by brazing, welding, or the like can be employed. If comprised in this way, it can be set as the structure which did not increase a number of parts, and was made to hold | maintain the refrigerant | coolant suction means in the predetermined position of refrigerant | coolant inflow piping, and makes the position of a refrigerant | coolant suction means into a desired position. While being able to decide easily, desired suction performance can be easily exhibited with respect to the surrounding gas-liquid two-phase refrigerant | coolant.

上記アキュームレータの内部には、冷媒の気液二相流に対する衝突分離板が設けられていることが好ましい。衝突分離板を設けることにより、アキュームレータ内の気液二相冷媒中の液相冷媒をこの衝突分離板に衝突させて気相冷媒と分離し、分離された気相冷媒を効率よくアキュームレータから流出させることが可能になる。とくに、比較的液相冷媒を多く含んだ気液二相冷媒層が形成される低負荷時においては、比重の大きな液相冷媒を衝突分離板に衝突させることにより、効率よく気相冷媒と分離することが可能になる。 It is preferable that a collision separation plate for a gas-liquid two-phase flow of the refrigerant is provided inside the accumulator. By providing the collision separation plate, the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid two-phase refrigerant in the accumulator collides with the collision separation plate to be separated from the gas-phase refrigerant, and the separated gas-phase refrigerant is efficiently discharged from the accumulator. It becomes possible. In particular, at low loads where a gas-liquid two-phase refrigerant layer containing a relatively large amount of liquid phase refrigerant is formed, it is possible to efficiently separate the gas phase refrigerant from the gas phase refrigerant by colliding the liquid phase refrigerant having a large specific gravity with the collision separation plate. It becomes possible to do.

この衝突分離板は、上記アキュームレータ内から上記分離された気相冷媒を流出させる冷媒流出配管のアキュームレータ内における入口部よりも低い位置に配置されていることが好ましい。この配置により、上記の如く衝突分離板によって分離された後の気相冷媒がより効率よくアキュームレータから流出されることになる。 The collision separation plate is preferably disposed at a position lower than the inlet portion in the accumulator of the refrigerant outflow pipe through which the separated gas-phase refrigerant flows out from the accumulator. With this arrangement, the gas-phase refrigerant after being separated by the collision separation plate as described above flows out from the accumulator more efficiently.

また、上記衝突分離板には複数の孔が設けられていることが好ましい。この構成により、気液二相冷媒中の液相冷媒を効率よく衝突分離板に衝突させ、かつ、液相冷媒から分離された気相冷媒を複数の孔を通過させて効率よくアキュームレータから流出させることが可能になる。 Moreover, it is preferable that the collision separating plate is provided with a plurality of holes. With this configuration, the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid two-phase refrigerant efficiently collides with the collision separation plate, and the gas-phase refrigerant separated from the liquid-phase refrigerant passes through the plurality of holes and efficiently flows out of the accumulator. It becomes possible.

また、上記衝突分離板に設けられた孔の総断面積は、上記冷媒流入配管の断面積または上記アキュームレータ内から上記分離された気相冷媒を流出させる冷媒流出配管の断面積のいずれよりも大きく設定されていることが好ましい。このような構成により、冷媒が衝突分離板の孔を通過する際の圧力損失を相対的に低く抑えておくことが可能になり、アキュームレータ全体としての圧力損失を低く抑えることが可能になる。 The total cross-sectional area of the holes provided in the collision separation plate is larger than either the cross-sectional area of the refrigerant inflow pipe or the cross-sectional area of the refrigerant outflow pipe for allowing the separated gas-phase refrigerant to flow out from the accumulator. It is preferable that it is set. With such a configuration, the pressure loss when the refrigerant passes through the hole of the collision separation plate can be kept relatively low, and the pressure loss as the whole accumulator can be kept low.

また、上記衝突分離板は、上記アキュームレータ内に貯留される液相冷媒の液面よりも高い位置に配置されていることが好ましい。貯留される液相冷媒の液面は、負荷等に応じて変動するが、最も高い液面の位置よりも高い位置に配置されていることが好ましい。この構成により、衝突分離板の下方に形成された気液二相冷媒層に対して、衝突分離板により確実に気液分離機能を持たせることができる。 Moreover, it is preferable that the said collision separation board is arrange | positioned in the position higher than the liquid level of the liquid phase refrigerant | coolant stored in the said accumulator. The liquid level of the stored liquid-phase refrigerant varies depending on the load or the like, but is preferably disposed at a position higher than the highest liquid level position. With this configuration, the gas-liquid two-phase refrigerant layer formed below the collision separation plate can surely have a gas-liquid separation function by the collision separation plate.

また、上記衝突分離板は、アキュームレータ内における配管を保持している構造とすることができる。例えば、衝突分離板と冷媒流入配管や冷媒流出配管をろう付けや溶接等により一体化する構造を採用できる。このような構成においては、配管とアキュームレータ本体との組み付け強度を、衝突分離板を介して増大させることが可能になり、アキュームレータ全体として信頼性が向上する。 Moreover, the said collision separation board can be set as the structure holding the piping in an accumulator. For example, a structure in which the collision separation plate and the refrigerant inflow pipe or the refrigerant outflow pipe are integrated by brazing, welding, or the like can be adopted. In such a configuration, the assembly strength between the pipe and the accumulator body can be increased via the collision separation plate, and the reliability of the accumulator as a whole is improved.

本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルは、さらに、上記放熱器により放熱された冷媒と上記アキュームレータから流出される冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を備えている構成とすることができる。サイクル内に内部熱交換器を配置することにより、サイクル内の高圧側冷媒と蒸発器出口側の低圧側冷媒との間の熱交換により、高圧側冷媒温度を低減することができ、蒸発器入口側のエンタルピーを低減し、蒸発器における入口側と出口側との間のエンタルピー差を増大させることで、冷凍成績係数の向上をはかることが可能になる。 The vapor compression refrigeration cycle according to the present invention further includes an internal heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant radiated by the radiator and the refrigerant flowing out of the accumulator. it can. By arranging an internal heat exchanger in the cycle, the high-pressure side refrigerant temperature can be reduced by heat exchange between the high-pressure side refrigerant in the cycle and the low-pressure side refrigerant on the evaporator outlet side. The refrigeration coefficient of performance can be improved by reducing the enthalpy on the side and increasing the enthalpy difference between the inlet side and the outlet side in the evaporator.

本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルは、とくに使用冷媒が二酸化炭素である場合に好適なものである。さらに、本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルは、とくに、冷凍成績係数の向上の要求が強い車両用空調装置に用いられる冷凍サイクルとして好適なものである。 The vapor compression refrigeration cycle according to the present invention is particularly suitable when the refrigerant used is carbon dioxide. Furthermore, the vapor compression refrigeration cycle according to the present invention is particularly suitable as a refrigeration cycle used in a vehicle air conditioner that is strongly demanded to improve the refrigeration performance coefficient.

本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルによれば、冷媒流入配管の出口側端部に冷媒吸引手段を設けることにより、とくにアキュームレータ内の気液二相冷媒を冷媒流入配管内に吸引して、冷媒が気液二相状態にてアキュームレータから流出することを抑えることができ、アキュームレータ出口における冷媒の乾き度を安定化させて、サイクルの冷凍成績係数の向上をはかることができる。この冷媒吸引手段は冷媒流入配管と一体に構成することで、アキュームレータ全体をコンパクトな構成に保ちつつ、組み付け等を簡素化した状態にて、本発明を容易に実施できる。 According to the vapor compression refrigeration cycle of the present invention, by providing the refrigerant suction means at the outlet side end of the refrigerant inflow pipe, in particular, the gas-liquid two-phase refrigerant in the accumulator is sucked into the refrigerant inflow pipe, Can be prevented from flowing out of the accumulator in a gas-liquid two-phase state, and the dryness of the refrigerant at the outlet of the accumulator can be stabilized to improve the cycle refrigeration coefficient of performance. By constructing the refrigerant suction means integrally with the refrigerant inflow pipe, the present invention can be easily implemented in a state in which the assembly is simplified while keeping the entire accumulator in a compact configuration.

また、アキュームレータ内に衝突分離板を設け、その構成、配置、アキュームレータ内配管との取り合い等を最適化することにより、冷媒の気液分離性能を高めることができ、液相冷媒の流出をより効率よく抑えて、サイクルの冷凍成績係数の一層の向上をはかることができる。さらに、内部熱交換器を併設することにより、さらに冷凍成績係数の向上をはかることが可能になる。 In addition, by installing a collision separation plate in the accumulator and optimizing its configuration, arrangement, and connection with the piping in the accumulator, the gas-liquid separation performance of the refrigerant can be improved, and the outflow of liquid phase refrigerant can be made more efficient It is possible to further improve the refrigeration performance coefficient of the cycle by suppressing it well. Furthermore, it is possible to further improve the refrigeration performance coefficient by providing an internal heat exchanger.

以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、図１に、例えば車両用空調装置における、一般的な蒸気圧縮式冷凍サイクルの回路構成の一例を示す。図１に示す構成において、１は冷媒を吸入圧縮する圧縮機、２は圧縮機１にて圧縮された冷媒を外部の熱交換媒体によって放熱する放熱器（ガスクーラ）を示している。放熱器２にて放熱した冷媒を更に冷却する（高圧側）内部熱交換器３と、冷却された冷媒を減圧する減圧機４と、減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器５と、蒸発器５から流出し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（低圧側）内部熱交換器３へ流出させるアキュームレータ６が設けられている。これら機器が、順次、冷凍回路１１にて接続されている。図１における矢印は冷媒の流れ方向を示している。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 shows an example of a circuit configuration of a general vapor compression refrigeration cycle in, for example, a vehicle air conditioner. In the configuration shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a compressor that sucks and compresses refrigerant, and 2 denotes a radiator (gas cooler) that radiates the refrigerant compressed by the compressor 1 using an external heat exchange medium. From the internal heat exchanger 3 that further cools the refrigerant radiated by the radiator 2 (high pressure side), the decompressor 4 that decompresses the cooled refrigerant, the evaporator 5 that evaporates the decompressed refrigerant, and the evaporator 5 An accumulator 6 is provided for separating the separated refrigerant into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant and causing the separated gas-phase refrigerant (low-pressure side) to flow out to the internal heat exchanger 3. These devices are sequentially connected by the refrigeration circuit 11. The arrows in FIG. 1 indicate the flow direction of the refrigerant.

このような蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、内部熱交換器３は二酸化炭素冷媒のようにサイクル運転時の高圧側冷媒圧力が超臨界状態になる遷臨界サイクルでは、高圧側冷媒圧力を低減できる。これは、高圧側冷媒と低圧側冷媒とを熱交換することで、高圧側冷媒温度を低減できるからである。さらに、高圧側冷媒温度を低減できることから、蒸発器５の入口側のエンタルピーを低減でき、蒸発器５における入口、出口間のエンタルピー差を増大させることにより、冷凍成績係数の向上が期待できる。しかしながら、内部熱交換器３は高圧側冷媒温度を低下できるというメリットがある反面、圧縮機１の吸入側冷媒温度を上昇させてしまう。圧縮機１の圧縮行程では、理論的には冷媒は等エントロピー変化するが、圧縮機１の吸入側冷媒温度が上昇すると、モリエル線図における等エントロピー線の傾きが小さくなるため、圧縮機１の吸入側冷媒温度が低い時と比べて圧縮機１の動力が増加するというデメリットも併せ持つ。 In such a vapor compression refrigeration cycle, the internal heat exchanger 3 can reduce the high-pressure side refrigerant pressure in a transcritical cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure during the cycle operation is in a supercritical state, such as carbon dioxide refrigerant. This is because the high-pressure side refrigerant temperature can be reduced by exchanging heat between the high-pressure side refrigerant and the low-pressure side refrigerant. Furthermore, since the high-pressure side refrigerant temperature can be reduced, the enthalpy on the inlet side of the evaporator 5 can be reduced, and by increasing the enthalpy difference between the inlet and outlet of the evaporator 5, an improvement in the refrigeration performance coefficient can be expected. However, the internal heat exchanger 3 has the merit that the high-pressure side refrigerant temperature can be lowered, but increases the suction-side refrigerant temperature of the compressor 1. In the compression stroke of the compressor 1, the refrigerant theoretically changes in isentropy. However, when the suction side refrigerant temperature of the compressor 1 rises, the slope of the isentropic line in the Mollier diagram becomes smaller. It also has a demerit that the power of the compressor 1 increases compared to when the suction side refrigerant temperature is low.

また、二酸化炭素のような高圧側冷媒圧力が高い冷媒を使用する場合には、耐圧性の確保等の問題から高圧側に液溜めタンクを設けることが難しい。また、圧縮機起動時等に多量の液冷媒が圧縮機へ吸入されることを防止するためには、圧縮機への冷媒吸入側に液溜めタンクが設けられることが好ましく、その性能は圧縮機の信頼性に大きく影響する。よって、低圧側に上記のようにアキュームレータ６を設置するのが一般的である。本発明はこのアキュームレータ６の改良を介してサイクル全体の冷凍成績係数の向上を目指すものである。 Further, when a refrigerant having a high pressure on the high-pressure side, such as carbon dioxide, is used, it is difficult to provide a liquid storage tank on the high-pressure side due to problems such as ensuring pressure resistance. Further, in order to prevent a large amount of liquid refrigerant from being sucked into the compressor at the time of starting the compressor, it is preferable to provide a liquid reservoir tank on the refrigerant suction side to the compressor. It greatly affects the reliability. Therefore, the accumulator 6 is generally installed on the low pressure side as described above. The present invention aims to improve the refrigeration coefficient of the whole cycle through the improvement of the accumulator 6.

本発明におけるこのアキュームレータ６の改良をより容易に理解するために、まず、比較対象として、従来の冷凍サイクルにて用いられていたアキュームレータの構造の一例を、図２を参照して説明する。図２においては、アキュームレータの内部構造を示す符号については、比較のため、後述の本発明の実施例における内部構造を示す符号と同一の符号を使用している。 In order to understand the improvement of the accumulator 6 in the present invention more easily, first, an example of the structure of an accumulator used in a conventional refrigeration cycle will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same reference numerals as those used in the examples of the present invention to be described later are used for the reference numerals indicating the internal structure of the accumulator for comparison.

図２において、アキュームレータ６は外部環境変化による必要冷媒量変動に対応できるように構成されている。アキュームレータ６は、サイクル内冷媒を出し入れする液溜めタンクであり、冷媒流出配管２２の入口を液相冷媒層２６の液面よりも上部に配置することで、気液冷媒を分離して気相冷媒を冷媒流出配管２２より流出させる機器である。また、アキュームレータ６内に冷媒とともに流入する潤滑油を最下層のオイル層２７として貯留し、そこから冷媒流出配管２２を介して圧縮機１へ返油する。実際には、オイル分離器等を用いても、冷媒から潤滑油を１００％分離することは難しく、冷媒中に溶け込んだ潤滑油が冷凍サイクル内を循環する。 In FIG. 2, the accumulator 6 is configured to be able to cope with a required refrigerant amount fluctuation due to a change in the external environment. The accumulator 6 is a liquid storage tank for taking in and out the refrigerant in the cycle, and by disposing the inlet of the refrigerant outflow pipe 22 above the liquid surface of the liquid phase refrigerant layer 26, the gas-liquid refrigerant is separated and the gas phase refrigerant is collected. Is a device that causes the refrigerant to flow out from the refrigerant outflow pipe 22. Further, the lubricating oil flowing into the accumulator 6 together with the refrigerant is stored as the lowermost oil layer 27, and then returned to the compressor 1 through the refrigerant outflow pipe 22. Actually, even if an oil separator or the like is used, it is difficult to separate 100% of the lubricating oil from the refrigerant, and the lubricating oil dissolved in the refrigerant circulates in the refrigeration cycle.

アキュームレータ６上面に蒸発器５の出口冷媒配管と接続された冷媒流入配管２１（冷媒流入路）が設けてあり、ここからアキュームレータ６内に冷媒および潤滑油が流入する。流入した冷媒および潤滑油は、その比重の差によって比重の大きい潤滑油が底部にオイル層２７として溜まり、次に比重の大きな液相冷媒がオイル層２７の上部に液相冷媒層２６として形成、貯留される。さらにその上部に気液二相冷媒層２８が位置し、最も比重の小さな気相冷媒が最上部に気相冷媒層２５として形成され、冷媒流出配管２２より気相冷媒層２５の気相冷媒が流出する。その際、オイル戻し孔２４より少量の潤滑油が吸い上げられ、アキュームレータ６内に溜まった潤滑油が内部熱交換器３を経て、圧縮機１へと返油される。冷媒流入配管２１および冷媒流出配管２２はアキュームレータ本体としての耐圧容器２３に収容されている。図示は省略するが、オイル戻し孔２４はその断面積が小さく、冷凍サイクル中の不純物が詰まる恐れがあるので、フィルタを付けておくことが好ましい。 A refrigerant inflow pipe 21 (refrigerant inflow path) connected to the outlet refrigerant pipe of the evaporator 5 is provided on the upper surface of the accumulator 6, from which refrigerant and lubricating oil flow into the accumulator 6. Due to the difference in specific gravity, the inflowing refrigerant and lubricating oil accumulate the lubricating oil having a large specific gravity as the oil layer 27 at the bottom, and the liquid refrigerant having the next large specific gravity is formed as the liquid phase refrigerant layer 26 at the top of the oil layer 27. Stored. Further, a gas-liquid two-phase refrigerant layer 28 is positioned above the gas-phase refrigerant having the lowest specific gravity as the gas-phase refrigerant layer 25 at the top, and the gas-phase refrigerant in the gas-phase refrigerant layer 25 is transferred from the refrigerant outlet pipe 22. leak. At that time, a small amount of lubricating oil is sucked up from the oil return hole 24, and the lubricating oil accumulated in the accumulator 6 is returned to the compressor 1 through the internal heat exchanger 3. The refrigerant inflow pipe 21 and the refrigerant outflow pipe 22 are accommodated in a pressure vessel 23 as an accumulator body. Although illustration is omitted, since the oil return hole 24 has a small cross-sectional area and may be clogged with impurities in the refrigeration cycle, it is preferable to attach a filter.

このような従来のアキュームレータ６に対し、本発明で改良された、本発明の一実施例に係るアキュームレータ２０の構造を図３に示す。基本的には図２で説明した通り、アキュームレータ２０の本体上面に蒸発器５の出口冷媒配管と接続された冷媒流入配管２１が設けてあり、ここからアキュームレータ２０内に冷媒および潤滑油が流入する。流入した冷媒および潤滑油は、その比重の差によって比重の大きい潤滑油が底部のオイル層２７に溜まり、次に比重の大きな液相冷媒がオイル層２７の上部に液相冷媒層２６として形成、貯留される。さらにその上部に気液二相冷媒層２８が位置し、最も比重の小さな気相冷媒が最上部に気相冷媒層２５として形成され、冷媒流出配管２２より気相冷媒層２５の気相冷媒が流出する。その際、オイル戻し孔２４より少量の潤滑油が吸い上げられ、アキュームレータ２０内に溜まった潤滑油が内部熱交換器３を経て、圧縮機１へと返油される。冷媒流入配管２１および冷媒流出配管２２はアキュームレータ本体としての耐圧容器２３に収容されている。この場合にも、図示は省略するが、オイル戻し孔２４はその断面積が小さく、冷凍サイクル中の不純物が詰まる恐れがあるので、フィルタを付けておくことが好ましい。なお、図３における矢印は冷媒の流れを示している。 FIG. 3 shows the structure of an accumulator 20 according to an embodiment of the present invention, which is improved by the present invention with respect to such a conventional accumulator 6. Basically, as described in FIG. 2, the refrigerant inflow pipe 21 connected to the outlet refrigerant pipe of the evaporator 5 is provided on the upper surface of the main body of the accumulator 20, and the refrigerant and the lubricating oil flow into the accumulator 20 from here. . Due to the difference in specific gravity, the inflowing refrigerant and lubricating oil accumulate the lubricating oil having a large specific gravity in the oil layer 27 at the bottom, and the liquid refrigerant having the next large specific gravity is formed as the liquid phase refrigerant layer 26 on the oil layer 27. Stored. Further, a gas-liquid two-phase refrigerant layer 28 is positioned above the gas-phase refrigerant having the lowest specific gravity as the gas-phase refrigerant layer 25 at the top, and the gas-phase refrigerant in the gas-phase refrigerant layer 25 is transferred from the refrigerant outlet pipe 22. leak. At that time, a small amount of lubricating oil is sucked up from the oil return hole 24, and the lubricating oil accumulated in the accumulator 20 is returned to the compressor 1 through the internal heat exchanger 3. The refrigerant inflow pipe 21 and the refrigerant outflow pipe 22 are accommodated in a pressure vessel 23 as an accumulator body. In this case as well, although not shown, the oil return hole 24 has a small cross-sectional area and may be clogged with impurities in the refrigeration cycle, so it is preferable to attach a filter. In addition, the arrow in FIG. 3 has shown the flow of the refrigerant | coolant.

冷媒流入配管２１の出口側端部には冷媒吸引手段２９が設けられており、さらに、本実施例では冷媒流入配管２１と冷媒吸引手段２９は一体に構成されている。このような構成とすることで、周囲の気液二相冷媒層２８中に存在する気液二相冷媒を冷媒吸引手段２９により冷媒流入配管２１内に吸引できる。蒸発器５から流出した冷媒が冷媒流入配管２１内を鉛直下方向へ流れることによって、冷媒流入配管２１内とアキュームレータ２０内の気液二相冷媒層２８との間に圧力差が生じ、周囲の気液二相冷媒層２８中の気液二相冷媒が、冷媒吸引手段２９により冷媒流入配管２１内の本流に吸引合流され、冷媒流入配管２１の出口からアキュームレータ２０内へ流出する。このような構成とすることで、冷媒流出配管２２内には気液二相冷媒が混じりにくくなり、アキュームレータ２０の出口冷媒乾き度を所望の乾き度に安定化することができる。また、冷媒流入配管２１と冷媒吸引手段２９とを一体化して製作すれば、冷媒吸引手段２９は冷媒流入配管２１に保持されるため、別途保持する必要は無くなる。なお、冷媒吸引手段２９は、負荷に応じて変動する液層冷媒層２６の液面よりも上方に配置されている。 A refrigerant suction means 29 is provided at the outlet side end of the refrigerant inflow pipe 21. Further, in this embodiment, the refrigerant inflow pipe 21 and the refrigerant suction means 29 are integrally formed. With such a configuration, the gas-liquid two-phase refrigerant existing in the surrounding gas-liquid two-phase refrigerant layer 28 can be sucked into the refrigerant inflow pipe 21 by the refrigerant suction means 29. As the refrigerant flowing out of the evaporator 5 flows vertically downward in the refrigerant inflow pipe 21, a pressure difference is generated between the refrigerant inflow pipe 21 and the gas-liquid two-phase refrigerant layer 28 in the accumulator 20. The gas-liquid two-phase refrigerant in the gas-liquid two-phase refrigerant layer 28 is sucked and merged into the main flow in the refrigerant inflow pipe 21 by the refrigerant suction means 29 and flows out from the outlet of the refrigerant inflow pipe 21 into the accumulator 20. By setting it as such a structure, it becomes difficult to mix a gas-liquid two-phase refrigerant | coolant in the refrigerant | coolant outflow piping 22, and the exit refrigerant | coolant dryness of the accumulator 20 can be stabilized to desired dryness. Further, if the refrigerant inflow pipe 21 and the refrigerant suction means 29 are manufactured integrally, the refrigerant suction means 29 is held in the refrigerant inflow pipe 21, so that it is not necessary to hold it separately. In addition, the refrigerant | coolant suction means 29 is arrange | positioned above the liquid level of the liquid-layer refrigerant | coolant layer 26 which changes according to load.

また本実施例では、アキュームレータ２０内部の液層冷媒層２６の液面よりも高い位置に衝突分離板３０が設けられており、衝突分離板３０には複数の細孔３１が設けられている。細孔３１の総断面積は、冷媒流入配管２１または冷媒流出配管２２の断面積のいずれよりも大きく設定されている。特に、低負荷時の冷媒状態としてアキュームレータ２０内に流入する冷媒の乾き度が小さいため、比較的液相冷媒を多く含んだ冷媒が気液二相冷媒層２８を形成するが、衝突分離板３０に細孔３１を設けたことにより、比重の大きな液相冷媒は衝突分離板３０の壁面に衝突し、気相冷媒が細孔３１を通過して、気相冷媒と液相冷媒がそれぞれに分離される。このとき、衝突分離板３０は液相冷媒層２６の液面よりも上方に位置しているので、衝突分離板３０の気液分離性能は安定して発揮される。このように衝突分離板３０を設けておくことにより、上述の冷媒吸引手段２９による働きと合わせて、より効率的な気液冷媒の分離が可能となり、サイクル安定性を向上できる。また、、衝突分離板３０の細孔３１の総断面積を、冷媒流入配管２１または冷媒流出配管２２の断面積のいずれよりも大きく設定しておくことにより、冷媒が衝突分離板３０の細孔３１を通過する際の圧力損失を低く抑えることができ、アキュームレータ２０内における圧力損失全体を低く抑えることが可能になる。なお、衝突分離板３０に設ける細孔３１の形状は円形に限定されるものではない。また、衝突分離板３０に設ける細孔３１の位置も特に限定されるものではないが、図３に示した通り、冷媒吸引手段２９の近傍に設けることが好ましい。 In the present embodiment, the collision separation plate 30 is provided at a position higher than the liquid level of the liquid refrigerant layer 26 inside the accumulator 20, and the collision separation plate 30 is provided with a plurality of pores 31. The total cross-sectional area of the pores 31 is set larger than either the cross-sectional area of the refrigerant inflow pipe 21 or the refrigerant outflow pipe 22. In particular, since the dryness of the refrigerant flowing into the accumulator 20 as a refrigerant state at a low load is small, the refrigerant containing a relatively large amount of liquid phase refrigerant forms the gas-liquid two-phase refrigerant layer 28, but the collision separation plate 30 Since the liquid phase refrigerant having a large specific gravity collides with the wall surface of the collision separation plate 30, the gas phase refrigerant passes through the pore 31, and the gas phase refrigerant and the liquid phase refrigerant are separated from each other. Is done. At this time, since the collision separation plate 30 is located above the liquid surface of the liquid-phase refrigerant layer 26, the gas-liquid separation performance of the collision separation plate 30 is stably exhibited. By providing the collision separation plate 30 in this way, it becomes possible to more efficiently separate the gas-liquid refrigerant in combination with the action of the refrigerant suction means 29 described above, and the cycle stability can be improved. Further, by setting the total cross-sectional area of the pores 31 of the collision separation plate 30 to be larger than any of the cross-sectional areas of the refrigerant inflow piping 21 or the refrigerant outflow piping 22, the refrigerant can pass through the pores of the collision separation plate 30. The pressure loss when passing through 31 can be kept low, and the overall pressure loss in the accumulator 20 can be kept low. The shape of the pores 31 provided in the collision separation plate 30 is not limited to a circle. Further, the positions of the pores 31 provided in the collision separation plate 30 are not particularly limited, but are preferably provided in the vicinity of the refrigerant suction means 29 as shown in FIG.

衝突分離板３０は、例えば、予め、冷媒流入配管２１、冷媒流出配管２２が貫通する穴を開けておき、衝突分離板３０と冷媒流入配管２１および冷媒流出配管２２をろう付けまたは溶接等により衝突分離板３０と一体化しておくことが可能である。このように一体化しておけば、配管とアキュームレータ２０本体（耐圧容器２３）との組付け強度が増すこととなり、製品の信頼性向上に寄与できる。 For example, the collision separation plate 30 has a hole through which the refrigerant inflow pipe 21 and the refrigerant outflow pipe 22 penetrate in advance, and the collision separation plate 30 collides with the refrigerant inflow pipe 21 and the refrigerant outflow pipe 22 by brazing or welding. It can be integrated with the separation plate 30. If integrated in this way, the assembly strength between the pipe and the accumulator 20 main body (pressure vessel 23) is increased, which can contribute to an improvement in product reliability.

上記冷媒吸引手段２９のより具体的な構造例について、以下に説明する。
図４に示す冷媒吸引手段２９ａにおいては、冷媒流入配管２１の出口側端部に、二重管構造を構成する外管４１が冷媒流入配管２１に対し一体構造にて設けられている。この冷媒吸引手段２９ａは、衝突分離板３０よりも下方に配置されていることが好ましい。蒸発器５から流出した冷媒の冷媒流入配管２１内における鉛直下方向への流れによって、アキュームレータ２０内の気液二相冷媒層２８との間には、圧力差が生じ、冷媒流入配管２１の周囲に存在する気液二相冷媒が冷媒流入配管２１内の本流に吸引、合流されて、冷媒流入配管２１の出口部からアキュームレータ２０内へ流出される。その結果、気液二相冷媒、とくに液相冷媒の冷媒流出配管２２内への流出が抑えられ、アキュームレータ２０の出口側冷媒の乾き度が安定する。 A more specific structural example of the refrigerant suction means 29 will be described below.
In the refrigerant suction means 29 a shown in FIG. 4, an outer pipe 41 constituting a double pipe structure is provided in an integral structure with respect to the refrigerant inflow pipe 21 at the outlet side end of the refrigerant inflow pipe 21. The refrigerant suction means 29 a is preferably disposed below the collision separation plate 30. Due to the flow of the refrigerant flowing out of the evaporator 5 in the vertically downward direction in the refrigerant inflow pipe 21, a pressure difference is generated between the refrigerant and the gas-liquid two-phase refrigerant layer 28 in the accumulator 20. The gas-liquid two-phase refrigerant present in the refrigerant is sucked and merged into the main flow in the refrigerant inflow pipe 21 and flows out from the outlet of the refrigerant inflow pipe 21 into the accumulator 20. As a result, the outflow of the gas-liquid two-phase refrigerant, particularly the liquid-phase refrigerant, into the refrigerant outlet pipe 22 is suppressed, and the dryness of the outlet-side refrigerant of the accumulator 20 is stabilized.

また、図５に示す冷媒吸引手段２９ｂにおいては、冷媒流入配管２１の出口側端部に、冷媒流入配管２１の全周にわたって切り欠き４２が設けられている。切り欠き４２を設ける箇所としては、衝突分離板３０よりも下方に位置する方が好ましい。蒸発器５から流出した冷媒の冷媒流入配管２１内における鉛直下方向への流れによって、アキュームレータ２０内の気液二相冷媒層２８との間には、圧力差が生じ、冷媒流入配管２１の周囲に存在する気液二相冷媒が冷媒流入配管２１内の本流に吸引、合流されて、冷媒流入配管２１の出口部からアキュームレータ２０内へ流出される。その結果、気液二相冷媒、とくに液相冷媒の冷媒流出配管２２内への流出が抑えられ、アキュームレータ２０の出口側冷媒の乾き度が安定する。切り欠き４２の冷媒流入配管２１の軸に沿う方向に対する角度は、冷媒吸入効率から、例えば１５°以上、７５°以下であることが好ましい。切り欠き４２の形状はどのような形状でもよく、切り欠き４２によって形成される冷媒流入配管２１内に通じる孔は、細孔であることが好ましい。 In the refrigerant suction means 29 b shown in FIG. 5, a notch 42 is provided at the outlet side end of the refrigerant inflow pipe 21 over the entire circumference of the refrigerant inflow pipe 21. The location where the cutout 42 is provided is preferably located below the collision separation plate 30. Due to the flow of the refrigerant flowing out of the evaporator 5 in the vertically downward direction in the refrigerant inflow pipe 21, a pressure difference is generated between the refrigerant and the gas-liquid two-phase refrigerant layer 28 in the accumulator 20. The gas-liquid two-phase refrigerant present in the refrigerant is sucked and merged into the main flow in the refrigerant inflow pipe 21 and flows out from the outlet of the refrigerant inflow pipe 21 into the accumulator 20. As a result, the outflow of the gas-liquid two-phase refrigerant, particularly the liquid-phase refrigerant, into the refrigerant outlet pipe 22 is suppressed, and the dryness of the outlet-side refrigerant of the accumulator 20 is stabilized. The angle of the notch 42 with respect to the direction along the axis of the refrigerant inflow pipe 21 is preferably 15 ° or more and 75 ° or less, for example, from the refrigerant suction efficiency. The shape of the notch 42 may be any shape, and it is preferable that the hole communicating with the refrigerant inflow pipe 21 formed by the notch 42 is a pore.

また、図６に示す冷媒吸引手段２９ｃにおいては、冷媒流入配管２１の下部に下方に向けてラッパ状に拡管された拡管部４３が設けられており、拡管部４３の上部に冷媒流入穴４４が設けられている。拡管部４３は衝突分離板３０よりも下方に位置する方が好ましい。蒸発器５から流出した冷媒の冷媒流入配管２１内における鉛直下方向への流れによって、アキュームレータ２０内の気液二相冷媒層２８との間には、圧力差が生じ、冷媒流入配管２１の周囲に存在する気液二相冷媒が拡管部４３による吸引力により冷媒流入穴４４を通して冷媒流入配管２１内の本流に吸引、合流されて、冷媒流入配管２１の出口部からアキュームレータ２０内へ流出される。その結果、気液二相冷媒、とくに液相冷媒の冷媒流出配管２２内への流出が抑えられ、アキュームレータ２０の出口側冷媒の乾き度が安定する。 Further, in the refrigerant suction means 29c shown in FIG. 6, an expanded portion 43 that is expanded downward in a trumpet shape is provided below the refrigerant inflow pipe 21, and a refrigerant inflow hole 44 is formed in the upper portion of the expanded portion 43. Is provided. The expanded pipe portion 43 is preferably positioned below the collision separation plate 30. Due to the flow of the refrigerant flowing out of the evaporator 5 in the vertically downward direction in the refrigerant inflow pipe 21, a pressure difference is generated between the refrigerant and the gas-liquid two-phase refrigerant layer 28 in the accumulator 20. The gas-liquid two-phase refrigerant present in the refrigerant is sucked and merged into the main flow in the refrigerant inflow pipe 21 through the refrigerant inflow hole 44 by the suction force of the expanded pipe 43 and flows out from the outlet of the refrigerant inflow pipe 21 into the accumulator 20. . As a result, the outflow of the gas-liquid two-phase refrigerant, particularly the liquid-phase refrigerant, into the refrigerant outlet pipe 22 is suppressed, and the dryness of the outlet-side refrigerant of the accumulator 20 is stabilized.

また、図７に示す冷媒吸引手段２９ｄにおいては、冷媒流入配管２１の下部にアスピレータ形状部４５が設けられ、アスピレータ形状部４５は冷媒流入配管２１に一体的に取付けまたは接合されている。このアスピレータ形状部４５も衝突分離板３０よりも下方に位置する方が好ましい。蒸発器５から流出した冷媒の冷媒流入配管２１内における鉛直下方向への流れによって、このアスピレータ形状部４５内には負の静圧が生じ、アキュームレータ２０内の気液二相冷媒層２８との間に圧力差が生じ、冷媒流入配管２１の周囲に存在する気液二相冷媒がアスピレータ形状部４５内に吸引されて冷媒流入配管２１内の本流に合流され、冷媒流入配管２１の出口部からアキュームレータ２０内へ流出される。その結果、気液二相冷媒、とくに液相冷媒の冷媒流出配管２２内への流出が抑えられ、アキュームレータ２０の出口側冷媒の乾き度が安定する。 In the refrigerant suction means 29 d shown in FIG. 7, an aspirator shape portion 45 is provided below the refrigerant inflow pipe 21, and the aspirator shape portion 45 is integrally attached to or joined to the refrigerant inflow pipe 21. It is preferable that the aspirator-shaped portion 45 is also positioned below the collision separation plate 30. Due to the flow of the refrigerant flowing out of the evaporator 5 in the vertically downward direction in the refrigerant inflow pipe 21, a negative static pressure is generated in the aspirator-shaped portion 45, and the gas-liquid two-phase refrigerant layer 28 in the accumulator 20 A pressure difference is generated between the two, and the gas-liquid two-phase refrigerant existing around the refrigerant inflow pipe 21 is sucked into the aspirator-shaped portion 45 and joined to the main flow in the refrigerant inflow pipe 21, and from the outlet of the refrigerant inflow pipe 21. It flows out into the accumulator 20. As a result, the outflow of the gas-liquid two-phase refrigerant, particularly the liquid-phase refrigerant, into the refrigerant outlet pipe 22 is suppressed, and the dryness of the outlet-side refrigerant of the accumulator 20 is stabilized.

このように、本発明の蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いるアキュームレータ２０においては、冷媒流入配管２１の出口側端部に冷媒吸引手段２９（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ）を設けたので、周囲に存在する気液二相冷媒を冷媒吸引手段２９により効率よく冷媒流入配管２１内に吸引でき、冷媒流入配管２１内の冷媒の本流に合流させてアキュームレータ２０内に流出させることができる。その結果、冷媒流出配管２２内には気液二相冷媒が混じりにくくなり、アキュームレータ２０内で分離された気相冷媒が効率よくアキュームレータ２０から流出され、アキュームレータ出口冷媒乾き度を安定化することができる。また、冷媒流入配管２１と冷媒吸引手段２９とを一体化して製作すれば、冷媒吸引手段２９を冷媒流入配管21にて所定の位置に保持することができる。 As described above, in the accumulator 20 used in the vapor compression refrigeration cycle of the present invention, the refrigerant suction means 29 (29a, 29b, 29c, 29d) is provided at the outlet side end of the refrigerant inflow pipe 21, so that it exists in the surroundings. The gas-liquid two-phase refrigerant can be efficiently sucked into the refrigerant inflow pipe 21 by the refrigerant suction means 29, merged with the main flow of the refrigerant in the refrigerant inflow pipe 21, and discharged into the accumulator 20. As a result, the gas-liquid two-phase refrigerant is less likely to be mixed in the refrigerant outflow pipe 22, and the gas-phase refrigerant separated in the accumulator 20 is efficiently discharged from the accumulator 20, thereby stabilizing the accumulator outlet refrigerant dryness. it can. Further, if the refrigerant inflow pipe 21 and the refrigerant suction means 29 are manufactured integrally, the refrigerant suction means 29 can be held at a predetermined position by the refrigerant inflow pipe 21.

さらに、アキュームレータ２０内に衝突分離板３０を設けることにより、特に、比較的液相冷媒を多く含んだ冷媒が気液二相冷媒層２８を形成する低負荷時においては、比重の大きな液相冷媒を衝突分離板３０に壁面に衝突させて気相冷媒と効率よく分離させることができ、冷媒吸引手段２９と合わせてより効率的に冷媒の気液分離が可能となってサイクル安定性を向上できる。また、衝突分離板３０に設けた細孔３１の総断面積を冷媒流入配管２１または冷媒流出配管２２の断面積のいずれよりも大きく設定することにより、冷媒が衝突分離板３０の細孔３１を通過する際の圧力損失を低減でき、アキュームレータ２０全体としての圧力損失の低減をはかることができる。 Furthermore, by providing the collision separation plate 30 in the accumulator 20, a liquid phase refrigerant having a large specific gravity is obtained particularly at low load when a refrigerant containing a relatively large amount of liquid phase refrigerant forms the gas-liquid two-phase refrigerant layer 28. Can be efficiently separated from the gas-phase refrigerant by colliding with the collision separation plate 30, and in combination with the refrigerant suction means 29, the gas-liquid separation of the refrigerant can be performed more efficiently and the cycle stability can be improved. . Further, by setting the total cross-sectional area of the pores 31 provided in the collision separation plate 30 to be larger than any of the cross-sectional areas of the refrigerant inflow pipe 21 or the refrigerant outflow pipe 22, the refrigerant causes the pores 31 of the collision separation plate 30 to be formed. The pressure loss at the time of passing can be reduced, and the pressure loss of the accumulator 20 as a whole can be reduced.

また、衝突分離板３０に予め、冷媒流入配管２１、冷媒流出配管２２が貫通する穴を開けているので、衝突分離板３０と冷媒流入配管２１および冷媒流出配管２２を一体化することが可能となり、各配管とアキュームレータ本体との組付け強度を増大させて、製品としてのアキュームレータ２０の信頼性を向上できる。さらに、冷媒流入配管２１および冷媒流出配管２２はともにアキュームレータ本体の上面側にあるので、車両用空調装置の冷媒として二酸化炭素を用いた場合、装置の小型化、搭載性の向上が期待できる。 Moreover, since the hole through which the refrigerant inflow pipe 21 and the refrigerant outflow pipe 22 pass is formed in the collision separation plate 30 in advance, the collision separation plate 30, the refrigerant inflow pipe 21 and the refrigerant outflow pipe 22 can be integrated. The assembly strength of each pipe and the accumulator main body can be increased to improve the reliability of the accumulator 20 as a product. Further, since both the refrigerant inflow pipe 21 and the refrigerant outflow pipe 22 are on the upper surface side of the accumulator body, when carbon dioxide is used as the refrigerant of the vehicle air conditioner, it is possible to expect downsizing of the apparatus and improvement in mountability.

本発明に係る冷凍サイクルにおけるアキュームレータの改良構造は、あらゆる蒸気圧縮式冷凍サイクルに適用可能であり、とくに二酸化炭素冷媒を使用した車両用空調装置における蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いて好適なものである。 The improved structure of the accumulator in the refrigeration cycle according to the present invention is applicable to any vapor compression refrigeration cycle, and is particularly suitable for use in a vapor compression refrigeration cycle in a vehicle air conditioner using a carbon dioxide refrigerant. .

一般的な蒸気圧縮式冷凍サイクルの一例を示す機器系統図である。It is an equipment distribution diagram showing an example of a general vapor compression refrigeration cycle. 比較のために示した従来のアキュームレータの構造の一例を示し、（Ｂ）は縦断面図、（Ａ）は図（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。An example of the structure of the conventional accumulator shown for the comparison is shown, (B) is a longitudinal sectional view, and (A) is a transverse sectional view taken along line AA in FIG. (B). 本発明の一実施例に係るアキュームレータの構造を示し、（Ｂ）は縦断面図、（Ａ）は図（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。The structure of the accumulator which concerns on one Example of this invention is shown, (B) is a longitudinal cross-sectional view, (A) is a cross-sectional view which follows the AA line of figure (B). 本発明における冷媒吸引手段の構造の一例を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows an example of the structure of the refrigerant | coolant suction means in this invention. 本発明における冷媒吸引手段の構造の別の例を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows another example of the structure of the refrigerant | coolant suction means in this invention. 本発明における冷媒吸引手段の構造のさらに別の例を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows another example of the structure of the refrigerant | coolant suction means in this invention. 本発明における冷媒吸引手段の構造のさらに別の例を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows another example of the structure of the refrigerant | coolant suction means in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１圧縮機
２放熱器
３内部熱交換器
４減圧機
５蒸発器
６、２０アキュームレータ
１１冷凍回路
２１冷媒流入配管
２２冷媒流出配管
２３耐圧容器
２４オイル戻し孔
２５気相冷媒層
２６液相冷媒層
２７オイル層
２８気液二相冷媒層
２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ冷媒吸引手段
３０衝突分離板
３１細孔（孔）
４１外管
４２切り欠き
４３拡管部
４４冷媒流入穴
４５アスピレータ形状部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Radiator 3 Internal heat exchanger 4 Pressure reducer 5 Evaporator 6, 20 Accumulator 11 Refrigeration circuit 21 Refrigerant inflow piping 22 Refrigerant outflow piping 23 Pressure vessel 24 Oil return hole 25 Gas phase refrigerant layer 26 Liquid phase refrigerant layer 27 Oil layer 28 Gas-liquid two-phase refrigerant layer 29, 29a, 29b, 29c, 29d Refrigerant suction means 30 Collision separation plate 31 Fine pore (hole)
41 Outer tube 42 Notch 43 Expanded portion 44 Refrigerant inflow hole 45 Aspirator shape portion

Claims

冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、該圧縮機により圧縮された冷媒を放熱する放熱器と、該放熱器により放熱された冷媒を減圧する減圧機と、該減圧機により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器から流出し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前記圧縮機の吸入側へ流出させるアキュームレータとを備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、前記アキュームレータの内部に冷媒を流入させる冷媒流入配管の出口側端部に、該冷媒流入配管の周囲に存在する冷媒を該冷媒流入配管内に吸引する冷媒吸引手段を設けたことを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル。 A compressor that sucks and compresses the refrigerant; a radiator that dissipates the refrigerant compressed by the compressor; a decompressor that decompresses the refrigerant dissipated by the radiator; and evaporates the refrigerant decompressed by the decompressor In a vapor compression refrigeration cycle comprising: an evaporator; and an accumulator that separates the refrigerant flowing out of the evaporator into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant and causes the separated gas phase refrigerant to flow out to the suction side of the compressor The refrigerant suction means for sucking the refrigerant existing around the refrigerant inflow pipe into the refrigerant inflow pipe is provided at the outlet side end of the refrigerant inflow pipe through which the refrigerant flows into the accumulator. Vapor compression refrigeration cycle.

前記冷媒流入配管と前記冷媒吸引手段が一体に構成されている、請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 The vapor compression refrigeration cycle according to claim 1, wherein the refrigerant inflow pipe and the refrigerant suction means are integrally formed.

前記アキュームレータの内部に、冷媒の気液二相流に対する衝突分離板が設けられている、請求項１または２に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 The vapor compression refrigeration cycle according to claim 1 or 2, wherein a collision separation plate for a gas-liquid two-phase flow of the refrigerant is provided inside the accumulator.

前記衝突分離板は、前記アキュームレータ内から前記分離された気相冷媒を流出させる冷媒流出配管のアキュームレータ内における入口部よりも低い位置に配置されている、請求項３に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 4. The vapor compression refrigeration cycle according to claim 3, wherein the collision separation plate is disposed at a position lower than an inlet portion in an accumulator of a refrigerant outflow pipe through which the separated gas phase refrigerant flows out from the accumulator. .

前記衝突分離板には複数の孔が設けられている、請求項３または４に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 The vapor compression refrigeration cycle according to claim 3 or 4, wherein the collision separation plate is provided with a plurality of holes.

前記衝突分離板に設けられた孔の総断面積は、前記冷媒流入配管の断面積または前記アキュームレータ内から前記分離された気相冷媒を流出させる冷媒流出配管の断面積のいずれよりも大きく設定されている、請求項５に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 The total cross-sectional area of the holes provided in the collision separation plate is set larger than either the cross-sectional area of the refrigerant inflow pipe or the cross-sectional area of the refrigerant outflow pipe for letting the separated gas-phase refrigerant flow out from the accumulator. The vapor compression refrigeration cycle according to claim 5.

前記衝突分離板は、前記アキュームレータ内に貯留される液相冷媒の液面よりも高い位置に配置されている、請求項３〜６のいずれかに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 The vapor compression refrigeration cycle according to any one of claims 3 to 6, wherein the collision separation plate is disposed at a position higher than a liquid level of the liquid-phase refrigerant stored in the accumulator.

前記衝突分離板は、前記アキュームレータ内における配管を保持している、請求項３〜７のいずれかに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 The vapor compression refrigeration cycle according to any one of claims 3 to 7, wherein the collision separation plate holds a pipe in the accumulator.

さらに、前記放熱器により放熱された冷媒と前記アキュームレータから流出される冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を備えている、請求項１〜８のいずれかに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 The vapor compression refrigeration according to any one of claims 1 to 8, further comprising an internal heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant radiated by the radiator and the refrigerant flowing out of the accumulator. cycle.

前記冷媒が二酸化炭素である、請求項１〜９のいずれかに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 The vapor compression refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 9, wherein the refrigerant is carbon dioxide.

車両用空調装置に用いられる冷凍サイクルからなる、請求項１〜１０のいずれかに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 The vapor compression refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 10, comprising a refrigeration cycle used in a vehicle air conditioner.