JPH09178301A - 可逆式受液器およびヒートポンプサイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を減少させ、容易に組付けできるよ
うな可逆式受液器を得る。 【解決手段】 第１冷媒配管１１により第１冷媒流出入
通路１０２と受液器本体１０内下方の液体冷媒部５２と
を連通し、第２冷媒配管１２により第２冷媒流出入通路
１０３と液体冷媒部５２とを連通している。また、第３
冷媒配管１３により、第１、第２冷媒流出入通路１０
２、１０３を連通する連通通路１０４と、受液器本体１
０内上方の気体冷媒部５１とを連通している。そして、
冷媒が第１冷媒流出入通路１０２から流入し、第２冷媒
流出入通路１０３から流出する方向と、冷媒が第２冷媒
流出入通路１０３から流入し、第１冷媒流出入通路１０
２から流出する方向の２方向の冷媒の流れを、切替弁１
４のみで形成し、切り替えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷暖房切替可能なヒ
ートポンプサイクルに用いられる可逆式受液器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平４−６２３６２号公報で
は、図４に示すようなヒートポンプサイクルが提案され
ている。このヒートポンプサイクルは、圧縮機１、四方
弁２、室外熱交換器３、可逆式受液器５、および室内熱
交換器７を接続して構成されており、四方弁２により冷
媒の流れ方向が切り換わるようになっている。

【０００３】そして、可逆式受液器５内には、室外熱交
換器３および室内熱交換器７と接続される配管３ａ、７
ａに、逆止弁３１、７１を介して気体冷媒部５１に開口
する冷媒出口３２、７２を設け、かつ、逆止弁３３、７
３を介して液体冷媒部５２に開口する冷媒入口３４、７
４とを設けている。そして、冷房運転時には、図４中実
線矢印で示す方向に冷媒が流れ、暖房運転時には、図４
中破線矢印で示す方向に冷媒が流れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来技
術では、可逆式受液器５内には、冷房運転時における冷
媒出口３２および冷媒入口７４と、暖房運転時における
冷媒出口７２および冷媒入口３４とがそれぞれ設けられ
ており、しかも、その冷媒出口３２、７２および冷媒入
口３４、７４のそれぞれの冷媒流れ上流に、逆止弁３
１、７１、３３、７３が設けられている。よって、可逆
式受液器５内に取り付けられる部品点数が多いため、組
付け構造が複雑となり、コスト高となる。

【０００５】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
部品点数を減少させ、容易に組付けできる可逆式受液器
を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１ない
し４に記載の発明では、ヒートポンプサイクルに用いら
れる可逆式受液器（５）において、第１冷媒配管（１
１）により第１冷媒流出入口（１０２）と受液器本体
（１０）内下方に位置する液体冷媒部（５２）とを連通
し、第２冷媒配管（１２）により第２冷媒流出入口（１
０３）と液体冷媒部（５２）とを連通している。そし
て、第３冷媒配管（１３）により、第１、第２冷媒流出
入口（１０２、１０３）を連通する連通通路（１０４）
と受液器本体（１０）内上方に位置する気体冷媒部（５
１）とを連通している。

【０００７】そして、冷媒が第１冷媒流出入口（１０
２）から流入するときは、第１冷媒流出入口（１０２）
と第２冷媒流出入口（１０３）との連通状態を弁部材
（１４）により遮断するとともに、第１冷媒流出入口
（１０２）と第３冷媒配管（１３）とを連通状態とす
る。また、冷媒が第２冷媒流出入口（１０３）から流入
するときは、第１冷媒流出入口（１０２）と第２冷媒流
出入口（１０３）との連通状態を弁部材（１４）により
遮断するとともに、第２冷媒流出入口（１０３）と第３
冷媒配管（１３）とを連通状態とすることを特徴として
いる。

【０００８】このようにして、冷媒が第１冷媒流出入口
（１０２）から流入し、第２冷媒流出入口（１０３）か
ら流出する方向と、冷媒が第２冷媒流出入口（１０３）
から流入し、第１冷媒流出入口（１０２）から流出する
方向の２方向の冷媒の流れを、弁部材（１４）のみで形
成し、切り替えることができる。つまり、従来必要とし
ていた４つの逆止弁を１つの弁部材（１４）で置き換え
ることができるため、部品点数を減らすことができ、組
付け構造が単純となり、低コストで可逆式受液器（５）
を得ることができる。

【０００９】また、請求項２に記載の発明では、第１冷
媒流出入口（１０２）と第２冷媒流出入口（１０３）と
を連通する連通通路（１０４）内に配置された弁部材
（１４）は、この弁部材（１４）の一端側と他端側との
間に生じる圧力差に応じて摺動することを特徴としてい
る。つまり、上記圧力差により弁部材（１４）が自動的
に摺動するので、冷媒の流れ方向に応じて弁部材（１
４）を特別な駆動手段にて駆動する必要がなく、この可
逆式受液器（５）の構造がより単純となり、より低コス
トで可逆式受液器（５）を得ることができる。

【００１０】また、請求項３に記載の発明では、第３冷
媒配管（１３）は、第１、第２冷媒配管（１１、１２）
よりも断面積が大きく形成されていることを特徴として
いる。これにより、第３冷媒配管（１３）の流通抵抗を
第１、第２冷媒配管（１１、１２）よりもさらに小さく
することができる。従って、第１冷媒流出入口（１０
２）から冷媒が流入するとき、冷媒が第３冷媒配管（１
３）をさらに優先的に流れることができる。

【００１１】よって、気体冷媒部（５１）において、第
３冷媒配管（１３）の下方に配置された吸湿部材（５
３）やフィルタ部材（５４）を、冷媒が効率よく通過す
ることができ、冷媒中の水分やゴミを効率よく除去する
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。 （第１の実施形態）第１の実施形態において、本発明の
可逆式受液器は冷暖房切替可能なヒートポンプサイクル
に用いている。以下、ヒートポンプサイクルについて、
図１に基づいて説明する。

【００１３】図１において、１は冷媒を圧縮する圧縮機
で、２はこの圧縮機１から吐出した冷媒の流路を切り換
える四方弁である。３、７は冷媒の熱交換をする室外、
室内熱交換器で、４、６は、減圧手段である第１、第２
膨張弁である。５は室外熱交換器または室内熱交換器か
らの冷媒を一時的に蓄えると同時に、冷媒中のゴミや水
分を除去するための可逆式受液器である。

【００１４】この可逆式受液器５内には、気体冷媒から
なる気体冷媒部５１および液体冷媒からなる液体冷媒部
５２が形成され、気体冷媒部５１には、冷媒中の水分を
吸収する吸湿材（乾燥剤）５３、および、冷媒中のゴミ
を除去するフィルタ５４が備えられている。吸湿材５３
としてはゼオライト等が使用され、フィルタ５４は、樹
脂材料または金属材料からなる略円板状の編目状部材か
らなる。なお、本実施形態の要部である可逆式受液器５
の詳細構造は後述する。

【００１５】そして、図１中実線矢印で示す方向に冷媒
を循環させることで、室外熱交換器３は放熱器となり、
室内熱交換器７は吸熱器となって、室内の冷房を行う。
また、図１中破線矢印で示す方向に冷媒を循環させるこ
とで、室外熱交換器３は吸熱器となり、室内熱交換器７
は放熱器となって、室内の暖房を行う。次に、可逆式受
液器５について、図２（ａ）に基づいて説明する。

【００１６】図２（ａ）は、可逆式受液器５の縦断面図
を示すもので、図２において、１０は受液器本体で、コ
ップ形状の容器１００と、この容器１００の上方に備え
られた蓋部１０１（上方部）とからなる。なお、容器１
００と蓋部１０１は、共にアルミニウム材料からなり、
これら容器１００と蓋部１０１とは、溶接により接合さ
れている。そして、受液器本体１０内部に耐圧密閉空間
を形成している。

【００１７】また、蓋部１０１には、冷媒が流出入する
第１、第２冷媒流出入通路１０２、１０３が形成されて
おり、これら第１、第２冷媒流出入通路１０２、１０３
の一端１０２ａ、１０３ａが可逆式受液器５の外部に開
口し、他端１０２ｂ、１０３ｂが可逆式受液器５の内部
に開口している。また、この蓋部１０１には、第１冷媒
流出入通路１０２の中央部１０２ｃと第３冷媒流出入通
路１０３の中央部１０３ｃとを連通する連通通路１０４
が形成されている。

【００１８】そして、受液器本体１０内部には、上下方
向に伸びるアルミ製の第１、第２、第３冷媒配管１１、
１２、１３が設けられている。この第１冷媒配管１１の
一端１１１は、第１冷媒流出入通路１０２の他端１０２
ｂと連通し、他端１１２は受液器本体１０内部の液体冷
媒部５２に開口している。また、第２の冷媒配管１２の
一端１２１は、第２冷媒流出入通路１０３の他端１０３
ｂと連通し、他端１２２は可逆式受液器５内部の液体冷
媒部５２に開口している。

【００１９】また、第３の冷媒配管１３の一端１３１
は、連通通路１０４の中央部１０４ｃと連通し、他端１
３２は可逆式受液器５内部の気体冷媒部５１に開口して
いる。そして、上記乾燥剤５３およびフィルタ５４は、
気体冷媒部５１において、第３の冷媒配管１３の他端１
３２よりも下方に設けられている。なお、第３冷媒配管
１３は、第１、第２冷媒配管１１、１２よりも非常に短
く、かつ、第１、第２冷媒配管１１、１２よりも断面積
が大きく構成されている。例えば、第１、第２冷媒配管
１１、１２の径は６ｍｍ、長さは２４０ｍｍで、第３冷
媒配管１３の径は７ｍｍ、長さは１０ｍｍである。

【００２０】また、第１、第２、第３冷媒配管１１、１
２、１３の他端１１２、１２２、１３２は、それぞれ斜
めの切り口形状で、第１、第２冷媒配管１１、１２は、
第１、第２冷媒配管１１、１２の切り口が受液器本体１
０の外周部に向くように、配置されている。そして、第
１、第２、第３冷媒配管１１、１２、１３の一端１１
１、１２１、１３１は、それぞれ、蓋部１０１に接続さ
れている。

【００２１】そして、連通通路１０４の中央部１０４ｃ
には、連通通路１０４の一端１０４ａおよび他端１０４
ｂの径よりも大径な大径部１０４ｄが設けられており、
この大径部１０４ｄの両端には、段部１０４ｅ、１０４
ｆが形成される。この大径部１０４ｄの長さは、第３冷
媒配管１３の径よりもやや大きくなるようになってい
る。

【００２２】そして、連通通路１０４の内部には、本発
明の特徴である切替弁１４が摺動可能に設けられてい
る。この切替弁１４は、連通通路１０４の中央部１０４
ｃの径よりもわずかに小さい径の円板部１４ａを備え、
この円板部１４ａの中心には、連通通路１０４の中央部
１０４ｃの径よりも小さい径の軸部１４ｂが一体に設け
られている。図２（ｃ）に、この切替弁１４の正面図を
示す。

【００２３】そして、切替弁１４は、密度が小さく、成
形性および耐腐食性に優れた樹脂材料、例えば、テフロ
ンやナイロン等からなる。このため、切替弁１４は、軽
量に、しかも表面を滑らかに形成できるので、切替弁１
４の一端側と他端側との間に生じる圧力差に応じて、連
通通路１０４の中央部１０４ｃ内で軽快に動くことがで
きる。

【００２４】次に、上記構成において本実施形態の作動
を説明する。まず、ヒートポンプサイクルにおいて、冷
房運転時では、図１中実線矢印で示す方向に冷媒が循環
し、室外熱交換器３からの液体冷媒が、膨張弁４を通っ
て、図２（ａ）に示す可逆式受液器５の第１冷媒流出入
通路１０２の一端１０２ａへ流入する。すると、切替弁
１４の第１冷媒流出入通路１０２側（図２（ａ）中左
側）の圧力が、切替弁１４の第２冷媒流出入通路１０３
側（図２（ａ）中右側）の圧力よりも高くなるため、切
替弁１４が連通通路１０４内で第２冷媒流出入通路１０
３側（図２（ａ）中右側）へ移動し、切替弁１４の円板
部１４ａが段部１０４ｅに当接する。

【００２５】これにより、第１冷媒流出入通路１０２と
第３冷媒配管１３とが連通状態となり、かつ、第１冷媒
流出入通路１０２から第２冷媒流出入通路１０３への冷
媒の流入は遮断される。ここで、切替弁１４の軸部１４
ｂが連通通路１０４の一端１０４ａ側に沿って移動する
ので、切替弁１４の円板部１４ａが連通通路１０４の大
径部１０４ｄ内周面に沿って略平行に移動する。

【００２６】そして、第３冷媒配管１３は第１冷媒配管
１１よりも非常に短く、かつ、第１冷媒配管１１よりも
断面積が大きいことから、第３冷媒配管１３の流通抵抗
が第１冷媒配管１１よりも非常に小さくなるので、冷媒
はほとんど第３冷媒配管１３に流入する。なお、冷媒が
多少第１冷媒配管１１に流入して、冷媒中の気体冷媒が
液体冷媒部５２に供給されても、第１冷媒配管１１の他
端１１２と第２冷媒配管１２の他端１２２とは離れて配
置されているので、上記気体冷媒が第２冷媒配管１２に
吸い込まれる恐れは防止されている。また、第１冷媒配
管１１および第２冷媒配管１２は、切り口が受液器本体
１０の外周部に向いているので、上記気体冷媒が第２冷
媒配管１２に吸い込まれる恐れをさらに防止できる。

【００２７】そして、液体冷媒が、第３冷媒配管１３の
他端１３２から気体冷媒部５１に流入し、乾燥剤５３お
よびフィルタ５４を通過して、液体冷媒部５２へ供給さ
れる。そして同時に、液体冷媒部５２の液体冷媒が第２
冷媒配管１２の他端１２２から、第２冷媒配管１２、第
２冷媒流出入通路１０３を通って第２冷媒流出入通路１
０３の一端１０３ａから流出し、図１に示す膨張弁６を
通って室内熱交換器７へ流入する。このとき、膨張弁６
は流れの抵抗とならないように開状態となっている。

【００２８】一方、ヒートポンプサイクルにおいて、暖
房運転時では、図１中実線矢印で示す方向に冷媒が循環
し、室内熱交換器７からの液体冷媒が、膨張弁６を通っ
て図２（ａ）に示す可逆式受液器５の第２冷媒流出入通
路１０３の一端１０３ａへ流入する。これにより、切替
弁１４の円板部１４ａが段部１０４ｆに当接して、第２
冷媒流出入通路１０３と第３冷媒配管１３とが連通状態
となり、かつ、第２冷媒流出入通路１０３から第１冷媒
流出入通路１０２への冷媒の流入は遮断される。よっ
て、液体冷媒が第３冷媒配管１３から受液器本体１０内
に供給され、同時に、受液器本体１０内から第１冷媒配
管１１、第１冷媒流出入通路１０２および膨張弁４を通
って室外熱交換器３へ流入する。

【００２９】そして、本実施形態によれば、冷媒が第１
冷媒流出入通路１０２から流入し、第２冷媒流出入通路
１０３から流出する方向（図１中実線矢印で示す方向）
と、冷媒が第２冷媒流出入通路１０３から流入し、第１
冷媒流出入通路１０２から流出する方向（図１中破線矢
印で示す方向）の２方向の冷媒の流れを、切替弁１４の
みで形成し、切り替えることができる。

【００３０】また、本実施形態によれば、切替弁１４
は、冷媒の流れ方向の切り替えに応じて自動的に摺動す
ることができるので、冷媒の流れ方向に応じて切替弁１
４を特別な駆動手段にて駆動する必要がなく、組付け構
造が単純である。また、本実施形態によれば、第３冷媒
通路１３は、第１、第２冷媒通路１１、１２よりも短
く、かつ、第１、第２１１、１２冷媒通路よりも断面積
が大きく形成されているので、第１冷媒流出入通路１０
２から冷媒が流入するするとき、この第１冷媒流出入通
路１０２は第１冷媒配管１１および第３冷媒配管１３に
連通しているが、第３冷媒配管１３は、第１冷媒配管１
１よりも冷媒の流通抵抗が小さいので、冷媒は第３冷媒
配管１３を優先的に流れる。

【００３１】これにより、冷媒を受液器本体１０内の気
体冷媒部５１へ優先的に供給することができ、この気体
冷媒部５１に配置された乾燥剤５３やフィルタ５４を効
率よく通過させることができ、冷媒中の水分やゴミを効
率よく除去することができる。 （第２の実施形態）第２の実施形態では、図３（ａ）、
（ｃ）に示すように、切替弁１４の外形状が円柱であ
り、この切替弁１４には、一端が切替弁１４の一端１４
１に開口し、他端が切替弁１４の一端１４１側下方に開
口する冷媒通路１４ｃと、一端が切替弁１４の他端１４
２に開口し、他端が切替弁１４の他端１４２側下方に開
口する冷媒通路１４ｄとが形成されている。そして、連
通通路１０４の大径部１０４ｄの長さが第１の実施形態
よりも大きくなっている。

【００３２】そして、図３（ａ）に示すように、第１冷
媒流出入通路１０２から液体冷媒が流入すると、切替弁
１４により第１冷媒流出入通路１０２と第３冷媒配管１
３とが連通状態となり、図３（ｂ）に示すように、第１
冷媒流出入通路１０２から液体冷媒が流入すると、切替
弁１４により第２冷媒流出入通路１０３と第３冷媒配管
１３とが連通状態となる。ここで、冷媒流れは上記第１
の実施形態と同じである。

【００３３】なお、上記実施形態では、第３冷媒配管１
３を第１、第２冷媒配管１１、１２よりも長く、かつ、
太く形成していたが、本発明はこれに限定されることは
なく、第３冷媒配管１３を第１、第２冷媒配管１１、１
２よりも長く形成することで、第３冷媒配管１３の流通
抵抗を、第１、第２冷媒配管１１、１２より小さくすよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可逆式受液器を用いたヒートポンプサ
イクルを示す回路図である。

【図２】（ａ）は、第１の実施形態においてヒートポン
プサイクルの冷房運転時の可逆式受液器の全体断面図、
（ｂ）は、ヒートポンプサイクルの暖房運転時の可逆式
受液器の部分断面図、（ｃ）は切替弁の正面図である。

【図３】（ａ）は、第２の実施形態においてヒートポン
プサイクルの冷房運転時の可逆式受液器の部分断面図、
（ｂ）は、ヒートポンプサイクルの暖房運転時の可逆式
受液器の部分断面図、（ｃ）は切替弁の正面図である。

【図４】従来の可逆式受液器を用いたヒートポンプサイ
クルを示す回路図である。

【符号の説明】

１０…受液器本体、１０１…蓋部（上方部）、５１…気
体冷媒部、５２…液体冷媒部、１０２…第１冷媒流出入
通路（第１冷媒流出入口）、１０３…第２冷媒流出入通
路（第２冷媒流出入口）、１０４…連通通路、１１…第
１冷媒配管、１２…第２冷媒配管、１３…第３冷媒配
管、１４…切替弁（弁部材）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向に伸びる筒状の密閉容器からな
   り、内部上方に気体冷媒部（５１）、内部下方に液体冷
   媒部（５２）を備えた受液器本体（１０）と、 前記受液器本体（１０）の上方部（１０１）に設けら
   れ、冷媒が流出入する第１冷媒流出入口（１０２）およ
   び第２冷媒流出入口（１０３）と、 前記受液器本体（１０）の前記上方部（１０１）に設け
   られ、前記第１冷媒流出入口（１０２）と前記第２冷媒
   流出入口（１０３）とを連通する連通通路（１０４）
   と、 前記第１冷媒流出入口（１０２）と前記受液器本体（１
   ０）内の前記液体冷媒部（５２）とを連通する第１冷媒
   配管（１１）と、 前記第２冷媒流出入口（１０３）と前記受液器本体（１
   ０）内の前記液体冷媒部（５２）とを連通する第２冷媒
   配管（１２）と、 前記連通通路（１０４）と前記受液器本体（１０）内の
   前記気体冷媒部（５１）とを連通する第３冷媒配管（１
   ３）と、 前記連通通路（１０４）内に摺動可能に配置された弁部
   材（１４）とを備え、 冷媒が前記第１冷媒流出入口（１０２）から流入すると
   きは、前記第１冷媒流出入口（１０２）と前記第２冷媒
   流出入口（１０３）との連通状態を前記弁部材（１４）
   により遮断するとともに、前記第１冷媒流出入口（１０
   ２）と前記第３冷媒配管（１３）とを連通状態とし、 冷媒が前記第２冷媒流出入口（１０３）から流入すると
   きは、前記第１冷媒流出入口（１０２）と前記第２冷媒
   流出入口（１０３）との連通状態を前記弁部材（１４）
   により遮断するとともに、前記第２冷媒流出入口（１０
   ３）と前記第３冷媒配管（１３）とを連通状態とするこ
   とを特徴とする可逆式受液器。
2. 【請求項２】 前記弁部材（１４）は、この弁部材（１
   ４）の一端側と他端側との間に生じる圧力差に応じて摺
   動することを特徴とする請求項１に記載の可逆式受液
   器。
3. 【請求項３】 前記受液器本体（１０）内の前記気体冷
   媒部（５１）において、前記第３冷媒配管（１３）の下
   方には、吸湿部材（５３）およびフィルタ部材（５４）
   が備えられ、 前記第３冷媒通路（１３）は、前記第１、第２（１１、
   １２）冷媒通路よりも断面積が大きく形成されているこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の可逆式受液
   器。
4. 【請求項４】 圧縮機（１）、四方弁（２）、室外熱交
   換器（３）、膨張手段（４、６）、室内熱交換器
   （７）、および、請求項１ないし３のいずれか１つに記
   載の可逆式受液器（５）を備えていることを特徴とする
   ヒートポンプサイクル。