JP2001349643A - 液化器と蒸発器を備えた冷凍回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液状の冷媒を流す構造部品をより良く設計し
て冷凍回路の効率を高め、冷凍回路内に導入すべき乾燥
機能またはフィルタ機能を有する部材を省き、製造と組
立の経費を低減できるように、液化器と蒸発器を備えた
冷凍回路を改善する。 【解決手段】 冷媒乾燥区間が組み込まれている液化器
と蒸発器を備えた冷凍回路にあって、液状の冷媒を流す
回路の構造部品６の内部に乾燥剤から成る成形体９を配
置し、これ等の成形体９がその時の構造部品６の内部の
幾何学形状に合っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷媒乾燥区間が
組み込まれている液化器と蒸発器を備えた冷凍回路に関
する。

【０００２】

【従来の技術】閉じた冷凍回路内に組み込まれている冷
媒乾燥区間は、通常同時にフィルタとして設計され、液
状の冷媒が流れているが、この冷媒乾燥区間には、内部
の冷凍回路の乾燥度と安定性を保証するため、存在し得
る残留湿度と場合によって最小の汚染粒子または存在し
得る乾燥剤の磨耗粒子を液状の冷媒から取り出す役目が
ある。

【０００３】周知の冷凍回路では、冷媒乾燥区間は独立
して乾燥器あるいはフィルタ乾燥器で形成され、液状の
冷媒の流れ方向で閉じた冷凍回路内の狭窄個所、好まし
くは毛細管または膨張弁の前で蝋付けもしくは液体封止
した接続部によりこの乾燥器を組み込む必要がある。

【０００４】この乾燥器あるいはフィルタ乾燥器も実質
上一つのハウジングから成り、このハウジング内には乾
燥剤と冷媒の流れ方向に向けて乾燥剤の後に配置されて
いるメッシュがあり、その場合、一方の端部が液化器の
管の直径に、また他方の端部が接続すべき毛細管または
膨張弁の直径に合わせてある。

【０００５】後壁に液化器を備えた好ましくは冷却装置
や冷凍装置用の冷凍回路で使用される乾燥器のこの構成
様式は、技術的に必要な直径を大きくしたハウジングの
設計と、それに結び付く後壁液化器の管あるいは毛細管
の直径に対して入口側と出口側を先細りにすることによ
り製造上非常に経費がかかる。更に、乾燥器を後壁液化
器の管と毛細管に接続することは、冷凍回路に悪影響を
与えることを防止するため、特に入念に形成する必要の
ある技術的に経費のかかる工程である。そのような乾燥
器では、製造後に空気の湿気または汚染微粒子の侵入を
防止して乾燥器を冷凍回路に組み込んだ後に完全な効率
を保証できるように、入口側と出口側を確実に封止する
必要がある。冷凍回路に組み込むことを行う前に汚染微
粒子あるいは湿気が乾燥器に侵入すると、内部の冷媒回
路の乾燥度や安定性に著しい悪影響を及ぼす。

【０００６】ドイツ特許第 297 14 545 号明細書により
冷凍回路が知られている。この冷凍回路では、乾燥剤が
後壁液化器の液状の冷媒を通す管の拡大部に緩い揺動体
として挿入され、この揺動体はメッシュにより接続して
いる毛細管に対して隔離されているか、あるいは乾燥剤
を充填すべきフィルタカートリッジの形にしてフィルタ
メッシュと共に使用されている。この種の冷凍回路で
は、補助的に挿入すべき乾燥剤を省くことができ、それ
に纏わる難点をほぼ排除できるが、後壁液化器の管の拡
大部は技術的に経費がかかり、製造技術的な経費や組立
時、例えば毛細管を蝋付けする時の入念さが更に必要で
あるので、この冷凍回路を使用する場合、経済的な利用
性が著しく改善されていない。

【０００７】より大きい固定冷凍設備の周知の冷凍回路
では、冷凍回路内に付加的に挿入されるフィルタ乾燥器
はプレスされたフィルタ乾燥剤の焼結体の形にして作製
されたフィルタ乾燥剤の固体を含むハウジングで構成さ
れている。所謂フィルタ乾燥プラグとしても知られてい
るこの固体は、個別の固定装置によりフィルタ乾燥器の
ハウジング内で冷媒が直列に通過するように連結されて
いる。

【０００８】フィルタ乾燥プラグを続けてしかもハウジ
ング内に組み込む必要のあるこの固定装置は比較的高価
である。この固定装置の長手方向の長さはその時に使用
するフィルタ乾燥プラグの個数に合わせる必要がある。
その結果、一定容量のフィルタ乾燥器のそれぞれに対し
て付属する固定装置を予め維持する必要がある。

【０００９】これ等の乾燥器の場合でも、冷凍回路に組
み込むまでは、入口開口と出口開口を閉ざして乾燥器を
侵入する水分や汚染粒子に対して保護することを確実に
する必要がある。

【００１０】ドイツ特許第 198 00 739 号明細書によ
り、凝縮器を備えた換気設備用の冷凍回路が知られてい
る。この冷凍回路では乾燥剤装置がフィルタカートリッ
ジの形にして凝縮器内部の冷媒の貫通部に組込配置され
ている。このフィルタカートリッジもネジ止めできるハ
ウジングの円筒上の突起部の乾燥器の場合のように挿入
されるフィルタ乾燥剤で構成されている。そのように形
成された冷媒乾燥装置は凝縮器の集積管の影響冷媒流の
中に挿入される。補助的に挿入できるこの冷凍乾燥装置
によりこの冷凍回路には前記冷凍回路で生じるようなほ
ぼ同じ難点がある。むしろ、偏向段を備えた凝縮器を形
成することにより冷凍乾燥装置の長手方向の長さとそれ
に関連して液状の冷媒の流れる乾燥剤の表面が制限さ
れ、これにより内部冷凍回路の乾燥度と安定性に悪影響
を及ぼす。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】それ故、この発明の課
題は、液状の冷媒を流す構造部品をより良く設計して冷
凍回路の効率を高め、冷凍回路内に導入すべき乾燥機能
またはフィルタ機能を有する部材を省き、製造と組立の
経費を低減できるように冒頭に述べた冷凍回路を改善す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冷媒乾燥区間が組み込まれている液化器と蒸発
器を備えた冷凍回路にあって、液状の冷媒を流す冷媒回
路の部品の中に乾燥剤から成る成形体を配置し、これ等
の成形体がその時の部品の内部幾何学形状に合っている
ことにより解決されている。

【００１３】この発明による他の有利な構成は特許請求
の範囲の従属請求項に記載されている。

【００１４】

【発明の実施の形態】冷凍回路のこの構成により、冷凍
回路内で液状の冷媒の流れる部品を通過する時に液状の
冷媒の乾燥が行われことが保証される。その結果、回路
内に付加的に挿入されている乾燥剤を省くことができ、
冷凍システムの安定度と出力に対して一定の値を示す内
部回路の乾燥度と安定性に対して何らかの方法で不利な
影響を与えることはない。

【００１５】こうして、一方で独立した乾燥器を省くこ
とにより冷凍回路を形成する経費を低減でき、他方で冷
凍回路をこの発明により経済的に運転できる。

【００１６】この発明の有利な構成によれば、液状の冷
媒を通す部材内で乾燥剤の成形体に向かう冷媒の流れ方
向にメッシュが配置されている。このメッシュは焼結体
であると有利である。このメッシュにより一方で成形体
が冷媒の流れ方向に位置固定され、他方で冷媒で押し流
される固体粒子が、特に毛細管または膨張弁であり得る
狭窄個所を詰まらせることを防止するため液状の冷媒か
ら濾過されることが保証される。

【００１７】この発明の他の有利な構成によれば、部品
が蛇行状に曲がっている場合、この部品の直線上の領域
に成形体が挿入されている。後壁液化器として形成され
ている部品では、好ましくはこの領域が毛細管または膨
張弁が続く冷媒の流れ方向の部品の部分である。これに
より、型棒を後壁液化器の円管内に問題なく順次挿入で
き、これにより冷凍回路の組立が著しく簡単になる。更
に、この回路システムの構成方式は輸送時に非常に有利
に働くコンパクトな構造形状となる。

【００１８】この発明の他の有利な構成によれば、成形
体は細長い形状部品から成り、その直径は構造部品の内
径の半分より大きい。成形体の外部輪郭は液状の冷媒を
流す部品の冷凍回路内に多数の成形体を順次挿入する時
でも自由に選択できる。こうして、貫通する液状の冷媒
により乾燥剤から成る成形部品の最大面が洗浄され、例
えば傍を流れる冷媒により挿入された成形部品がその長
手側部に重なり、これが冷凍回路の安定性を乱すことに
なることに気づかう必要はない。

【００１９】大きな冷凍回路には、成形体が中空円筒状
の成形部品から成り、この成形部品が構造部品の内径の
半分より小さく、液状の冷媒を通す部品の内径より小さ
い外径の肉厚を有すると有利である。これにより、冷凍
回路を流れる液状の冷媒の容量の大きい冷凍システムで
は、乾燥剤から成る成形体の洗浄可能な表面が大きくな
る。構造部品の内径に対する中空円筒状の成形部品の肉
厚の提案する依存性により、成形体のこの構成でも成形
体を形成するために使用される乾燥剤が乾燥の動特性に
対して、従って内部の冷凍回路の乾燥度と安定性に対し
て完全に利用できることを確実にする。

【００２０】特に大きな冷凍システムでも膨張弁と構造
部品の間の接続を着脱可能に形成しているため、成形体
が交換可能である場合にも有利である。このため、更新
のために成形体を冷凍回路から簡単に引き抜くことがで
きるように、成形体に細い線材があることが推奨され
る。これにより、定常的で大きな冷凍システムも提案す
る冷凍回路で運転でき、これ等のシステムにより乾燥剤
からなる成形体の寿命より長い寿命が期待できる。

【００２１】

【実施例】この発明の他の詳細は以下の詳しい説明と添
付図面により与えられ、この説明は、例えば冷却装置や
冷凍装置に対する後壁液化器を備えた冷凍回路により行
われる。

【００２２】冷却装置および／または冷凍装置の冷凍回
路は、実質上例えば毛細管３である狭窄個所と、蒸発器
２と、圧縮器４と、後壁液化器として形成されている液
化器１とで構成されている。

【００２３】図１に示すように、液化器１と蒸発器２は
それぞれ蛇行状に曲がった各一つの円管から成り、これ
等の円管をそれぞれ構造部品５，６と表す。その場合、
各円管は一方の端部を圧縮器４に、また他方の端部を毛
細管３に液体や空気に対して封止して、例えば蝋付け接
続部により固定連結されている。

【００２４】液状の冷媒を流す構造部品６の内には、図
２に示すように、乾燥剤から成る一つまたは多数の成形
体９，９a 〜９x ；１１〜１１x が緩く配置され、これ
等の成形体は液状の冷媒が構造部品６を貫通する時に液
状の冷媒により浮き上がって周囲を流れるか貫通する。
その場合、液状の冷媒から可能な残留湿気が除去され
る。こうして、内部の冷凍回路の乾燥性と安定性が保証
され、高い乾燥動特性が得られる。

【００２５】液状の冷媒の流れ方向１４a に成形体９，
９a 〜９x ；１１〜１１x に向けて微細網目のメッシュ
１５が嵌め込まれている。このメッシュは構造部品６の
中に緩く挿入されている成形体９，９a 〜９x ；１１〜
１１x を液状の冷媒の流れ方向に阻止する。更に、メッ
シュ１５は乾燥剤から成る成形体９，９a 〜９x ；１１
〜１１x の磨耗からも生じ得る汚れを濾過する。メッシ
ュ１５が、周知のような焼結体であると有利であり、非
常小さいな穴で形成され、これにより液状の冷媒から最
も小さい汚染物質も除去できるので、より大きい確実さ
で毛細管３の詰まりを排除できる。

【００２６】乾燥剤から成る成形体９，９a 〜９x ；１
１〜１１x は細長い円筒状の成形部分で構成されていて
る。これ等の成形部分の外径１０は構造部品６の内径８
の半分より大きいが、構造部品６の内径より小さい。こ
の外径１０が構造部品６の内径８の 85 ％より小さいな
ら有利である。このようにして、順次挿入された成形体
９，９a 〜９x ；１１〜１１x が長手側部に相互に摺動
することを防止できる。この結果、成形体９，９a 〜９
x ；１１〜１１x あるいは横断面の狭窄部に対して液状
の冷媒の接触面の縮小が流れ領域で排除される。同時
に、構造部品６の内径８と成形体９，９a 〜９x ；１１
〜１１x の外径との間に自由な隙間が流れる液状の冷媒
に対して形成されるので、乾燥剤から成る成形体９，９
a 〜９x ；１１a 〜１１x の乾燥機能の完全な作用が保
証できる。

【００２７】乾燥剤に対する流れている液状の冷媒の接
触面を増大させるため、特に構造部品６の大きな内径８
で設計されているより大きな冷凍回路に対して、図４に
示すように、中空円筒状の成形体１１〜１１x を使用す
るなら有利である。成形体１１〜１１x の使用する乾燥
剤の量はこの場合でも液状の冷媒の乾燥に取り入れられ
るために、中空円筒状の成形体１１〜１１x の肉厚１２
が構造部品６の内径８の半分より小さいなら有利であ
る。好ましくは、肉厚１２は構造部品６の内径８の 40
％以下であるべきである。

【００２８】成形体９，９a 〜９x ；１１〜１１x の外
部輪郭は任意に自由選択でき、構造部品６と成形体９，
９a 〜９x ；１１〜１１x の間の直径の説明した依存性
の輪郭の最大寸法が維持されているという前提の下で、
図３と図４に示す輪郭に関連しない。同じことは成形体
１１〜１１x の内部輪郭に対しても当てはまる。

【００２９】成形体９，９a 〜９x ；１１〜１１x を作
製する乾燥剤が主成分としてモレキュラーシーブである
と有利である。

【００３０】特に大きな冷凍システムの場合、成形体
９，９a 〜９x ；１１〜１１x の乾燥剤が飽和する時間
よりも通常もっと長くなる非常に長い運転時間の間、冷
凍回路を利用できるようにするため、例えば構造部品６
と膨張弁でもある狭窄個所と間の接続部が着脱可能に形
成されているので、交換のために成形体９，９a 〜９
x；１１〜１１x を扱える。この目的に対して、成形体
９，９a 〜９x ；１１〜１１x を微細な固定連結された
線材で作製し、この線材によりメッシュ１５を除去した
後にに封入された成形体９，９a 〜９x ；１１〜１１x
を問題なく構造部品６から取り除けるとよい。

【００３１】当然なことであるが、成形体９，９a 〜９
x ；１１〜１１x を冷凍回路内の一定領域に設け、この
領域が狭窄個所が直接接続する構造部品６の部分７に一
致しないなら、これに合わせて適当な着脱可能な連結部
を構造部品６の内部に設けることができる。連結部のタ
イプを選択していると仮定すれば、内部冷凍回路の乾燥
度と安定性を保証する。

【００３２】液状の冷媒を流す構造部品の中で種々の領
域に成形体９，９a 〜９x ；１１〜１１x を配置できる
可能性もあり、これは取り分け内部冷凍回路の乾燥度と
安定性およびこれに関連して冷凍システムの乾燥の動特
性を更に改良することに寄与する。

【００３３】蒸発器２の構造部品５内のガス状の冷媒の
図１に示す流れ方向１４は主に図示する冷凍システムの
内部冷凍回路を完全にするために生じる。

【００３４】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明の冷凍
回路により、液状の冷媒を流す構造部品をより良く構成
して冷凍回路の効率を高め、冷凍回路内に導入すべき乾
燥またはフィルタ機能を持つ部材を省き、製造と組立の
経費を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 後壁液化器を備えた冷凍システムの模式図、

【図２】 液状の冷媒を通す成形体を備えた構造部品の
縦断面図、

【図３】 液状の冷媒を通す成形体を備えた構造部品の
断面図、

【図４】 液状の冷媒を通す中空円筒形の成形体を備え
た構造部品の断面を示す。

【符号の説明】

１ 液化器 ２ 蒸発器 ３ 毛細管 ４ 凝縮器 ５ 構造部品−ガス状の冷媒 ６ 構造部品−液状の冷媒 ７ 部分 ８ 内径 ９ 成形体 ９a 成形体 ９b 成形体 １０ 外径 １１ 中空円筒状の成形体 １２ 肉厚 １３ 半分の内径 １４ ガス状の冷媒の流れ方向 １４a 液体状の冷媒の流れ方向 １５ メッシュ

フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン・シエンク ドイツ連邦共和国、01277ドレスデン、エ ーメストラーセ、18 (72)発明者 モニカ・クナーベ ドイツ連邦共和国、01445ラーデボイル、 アウグスト− ベーベル− ストラーセ、 13 (72)発明者 ユルゲン・フオイクト ドイツ連邦共和国、01159ドレスデン、ゾ ンネンブルーメンヴエーク、20

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液化器と蒸発器を備えた冷凍回路におい
   て、液状の冷媒を流す回路の構造部品の内部に乾燥剤か
   ら成る成形体（９；１１）を配置し、これ等の成形体が
   その時の構造部品の内部の幾何学形状に合っていること
   を特徴とする冷凍回路。
2. 【請求項２】 液状の冷媒を流す回路の構造部品（６）
   の中で乾燥剤から成る成形体（９；１１）に向けた冷媒
   の流れ方向にメッシュ（１５）が配置されていることを
   特徴とする請求項１に記載の冷凍回路。
3. 【請求項３】 メッシュ（１５）は焼結体であることを
   特徴とする請求項２に記載の冷凍回路。
4. 【請求項４】 成形体（９；１１）は主成分としてモレ
   キュラーシーブで構成されていることを特徴とする請求
   項１〜３の何れか１項に記載の冷凍回路。
5. 【請求項５】 構造部品（６）が蛇行状に曲がっている
   場合、成形体（９；１１）は構造部品（６）の直線部分
   （７）に挿入されていることを特徴とする請求項１〜４
   の何れか１項に記載の冷凍回路。
6. 【請求項６】 部分（７）は狭窄個所、主に毛細管
   （３）または膨張弁が続く冷媒の流れ方向（１４a ）の
   構造部品（６）の領域であることを特徴とする請求項１
   〜５の何れか１項に記載の冷凍回路。
7. 【請求項７】 成形体（９；１１）は細長い成形部品で
   構成されていて、その外径１０は構造部品（６）の内径
   （８）の半分より大きいが、構造部品（６）の内径
   （８）より小さいことを特徴とする請求項１〜６の何れ
   か１項に記載の冷凍回路。
8. 【請求項８】 成形体（１１）は中空円筒状の成形部品
   で構成されていて、この成形部品は構造部品（６）の内
   径（８）の半分より小さい肉厚を有し、構造部品（６）
   の内径（８）より小さい外径（１０）を有することを特
   徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の冷凍回路。
9. 【請求項９】 成形体（９；１１）の外部輪郭の幾何学
   形状は自由に選択可能であることを特徴とする請求項７
   または８に記載の冷凍回路。
10. 【請求項１０】 中空円筒状の成形体（１１）の内部輪
    郭は自由に選択可能であることを特徴とする請求項９に
    記載の冷凍回路。
11. 【請求項１１】 多数の成形体（９−９a ；１１−１１
    x ）は順次構造部品（６）の中に沿って緩く挿入されて
    いることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記
    載の冷凍回路。
12. 【請求項１２】 幾何学的な外部輪郭が異なる成形体
    （９；１１）が構造部品（６）の中に緩く挿入されてい
    ることを特徴とする請求項１１に記載の冷凍回路。
13. 【請求項１３】 毛細管（３）または膨張弁の隣接領域
    の構造部品（６）の部分（７）は毛細管（３）または膨
    張弁の直径に合わせてあることを特徴とする請求項１〜
    １２の何れか１項に記載の冷凍回路。
14. 【請求項１４】 膨張弁と構造部品（６）の間の接続部
    は着脱可能に構成され、成形体（９，１１）は交換可能
    であることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に
    記載の冷凍回路。