JP2005233606A - 空調設備の冷媒の液体相用収集器 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で分離作用が良く、ＣＯ₂空調設備の暖房駆動にも適した、空調設備の冷媒の液体相のための収集器を提供すること。
【解決手段】 円筒状の収集容器（３）の中実の頭部側の終端壁（２８）を通って垂直な第１、第２の接続通路（４、５）と、第２の接続通路と接続されている配管システム（６）を有し、配管システムは方向変換部（７、７０）が底領域（８）を通って延び、かつその終端片（９）が収集容器の上方の領域（１０）内に開放して連通しており、配管システムは、集めたオイルを空調設備の流路内へ還流させるために、方向変換部の領域に少なくとも１つの開口部（１１、７２）を有している。第１の接続通路の流出方向が、収集容器の円筒状の内面（１７）に対して接線状に向けられ、配管システムの開放した終端片が容器軸線上に配置され収集容器の上方の領域が、サイクロンチャンバを形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、互いに対して直径方向に間隔を有して平行に、垂直に配置するために設けられている円筒状の収集容器の中実の頭部側終端壁を通して垂直に案内されている、第１と第２の接続通路と、第２の接続通路に接続された配管システムを有する、空調設備の冷媒の液体相のための収集器に関するものであって、その配管システムは収集容器の内部空間を通して案内されており、方向変換によってその底領域を通して延びており、かつその終端片は収集容器の上方の領域内へ開放して連通しており、配管システムは、集められたオイルを空調設備の流路内へ還流させるために、方向変換部の領域内に少なくとも１つの開口部を有している。

この種の収集器は例えば特許文献１で知られている。この収集器の配管の開放した終端片の流入開口部は、頭部側の供給通路に対向して配置されているので、開放した終端片はフードによって包囲されており、そのフードがまた供給される媒体を容器壁へ向かって、かつ下方へ方向変換させることをもたらす。液状の相、特にそのオイル成分の分離は、この種の流れガイドによっては支援されない。この収集器を比較的高い圧力のため、かつ反転された流れ方向で使用することは、行われない。
欧州特許ＥＰ１０４６８７２

本発明の課題は、簡単な構造で改良された分離作用を有し、かつＣＯ₂空調設備の暖房駆動にも適した、上述した種類の収集器を見いだすことである。

上述した課題の解決は、本発明によれば、特許請求項１に記載の特徴に基づいて行われる。本発明の好ましい実施形態は、従属の特許請求項の対象であって、図面による以下の説明から明らかにされる。

空調設備の冷媒の液体相２用の収集器１は、好ましくは車両のエンジンルーム内に、垂直に配置するために設けられた、円筒状の収集容器３を有しており、その収集容器に、収集器１を空調設備の管システムに接続するために、第１と第２の接続通路４、５が設けられている。第２の接続通路５には、配管６が接続されており、その配管は、そのＵ字状の湾曲７が容器３の底領域８を通って延び、かつその開放した終端片９が容器３の情報の領域１０内で自由に終焉するようにして、容器３を通ってＵ字状に延びている。

配管６は、最も深い領域に、すなわちＵ字状の湾曲７の領域に、オイル１２のための少なくとも１つの吸込み開口部１１を有しており、そのオイルの比重は冷媒の液状の相２の比重よりも大きいので、オイルは液状の相２の下方へ沈積する。配管を包囲する、Ｏリング１３、１４によって側方をシールされた、外側のフィルタスリーブ１６を有するフィルタチャンバ１５は、オイル１２内に含まれている不純物を濾過するために用いられる。

液状の相を分離し、かつさらにオイルを収集器１内へ流入する媒体から分離するために、容器３の円筒状の内面１７によって画成される上方の容器領域１０は、サイクロンチャンバとして形成されている。そのために第１の接続通路４に、容器３の円筒状の内面１７に対して平行に延びる、周辺開口部１９を備えた管スリーブ１８が接続されており、その周辺開口部は容器３の内面１７に対して接線状に向けられた周面領域に形成されている。さらにそのために、容器軸線内に配管６の開放した終端片９が配置されている。この、構造的に簡単に実現される配置によって、内面１７に沿って始まる回転流が生じる。この回転流は、配管６の開放した終端片９が中央に配置されていることによって助勢される。というのは、その結果終端片９内へ至るまで、連続した螺旋流の形式でさらに流れることができるからである。この螺旋流ないし渦流の円筒状の形成は、好ましくは、容器３内へ上から突出する管スリーブ１８の周辺開口部１９が少なくともほぼその全長にわたって軸平行に延びていることによって達成される。この流れガイドが、空調設備のコンプレッサ内へ持ち込まれたオイル１２を駆動媒体の液体相から分離することも支援するので、オイルは円筒状の容器壁２０に沿ってオイルフィルム２１の形状で下方へ流出することができる。

上方の容器領域１０内に形成されたサイクロンチャンバ内の強力な螺旋流によって、収集容器内に分離されている液体相へ撹拌作用が及ぼされて、それがすでに分離されているオイルを新たに混合してしまうことを防止するために、サイクロンチャンバはその下に配置されている、収集容器（３）の液体相を貯蔵するために設けられている領域に対して、配管６の開放した終端片９をカラー状かつ円形ディスク状に包囲する、収集容器３の円筒状の壁１７に設けられた円周状の流出間隙２２まで達する水平の仕切壁２３によって遮蔽されている。周辺開口部１９を有する管スリーブ１８の長さは、管スリーブがこの仕切壁２３まで達して、たとえばこの仕切壁によって終端側を閉鎖されるように、選択されている。

図示されていない空調装置のコンプレッサのために、駆動媒体の液体相２の比重よりも小さい比重を有する潤滑油を使用する場合には、図２の実施例に示すように、管スリーブ１８の延長内に仕切壁２３を通って延びるノズル管２４が設けられているので、その流出ビーム２５が容器内に集められた液状の媒体の表面上へ当接して、そこで浮遊しているオイル相を駆動媒体の液体の相２と混合する。それによって、図２のオイル滴２７によって示唆するように、オイルは配管６の流出開口部１１を介して空調設備の流路内と、それに伴ってコンプレッサへ還流される。

暖房駆動を有するＣＯ_２空調設備のため、およびそれに伴って２００バールよりもずっと高い耐圧性を有するように、高圧容器として形成されている収集容器３は、頭部側に中実の終端壁２８を有し、その終端壁を通して接続通路４、５が延びており、かつ収集容器は比較的厚い容器壁２０を有しており、その容器壁が下方へ向かって継ぎ目なしに、ビンの首状に湾曲された、中実の底壁２９へ移行しており、その底壁は図７の表示に示すように、初めは円筒状のジャケット壁から材料変形によって形成されている。中央の開口部３０に至るまで内側へ冷間変形される底壁のこの形成によって、この開口部３０に形成された内ねじは、付加装置３２のねじピン３１を収容するのに十分な長さを有している。円筒状の容器壁を２つに分けて形成して、配管システムを収集容器３内へ挿入した後に、一周する溶接継ぎ目によって結合することを避けることは、溶接による熱の発生が回避されるので、組込み部材、すなわち配管システム６、仕切壁２３および管スリーブ１８をプラスチックから安価に形成することができる、という利点を有している。

頭部側において、中実の終端壁２８は、空調設備の管システムへ接続するための、それぞれ高圧管接続のカップリングブロック３３、３４の確実な接続を可能にする。そのために締め付けボルト３５が、終端壁２８の中央の、より大きい質量に肥厚された壁部分３７に設けられた袋孔３６のねじ内へ螺合して、カップリングブロック３３、３４を締め付けるので、それらに設けられている接続スリーブ３８、３９の端面がフラットシール４０、４１に密着して保持され、そのフラットシールの他方側は、接続通路３、４の、接続スリーブ３８、３９を収容する、内側へ向かう段部を有する孔の半径面に添接する。

中央の底側の開口部３０を介して接続される負荷装置３２は、たとえば、図１に示す実施例に従って、バーストシャッター４２を有する過圧安全手段４３からなり、あるいは図２と図３に示す、バーストシャッター４２を有する遠隔作動可能な事故安全手段４４からなる。両者は、ねじピン３１を備えたハウジングボディ４５ないし４６を有しており、そのハウジング空間４７、４８は、ハウジング軸線に対して横方向へ向けられた、少なくとも１つの流出通路４９、５０ないし５１を有しており、短い時間内に空調設備の管システム内の圧力を無効にするために、バーストシャッターの破壊後に駆動媒体がその流出通路を通して流出することができる。

バーストシャッター４２は、外側へ湾曲したシャッター壁によって、ハウジング空間４７、４８内とそれに伴って流出通路４９、５０ないし５１へ通じる中央の孔５２を膜状に覆っており、かつカラー状に一周する端縁５３によってフラットシールの形式でねじジャケット５４の前側に保持され、そのねじジャケットは中空のねじピン３１のねじ孔５５内に螺合されている。ねじジャケット５４を螺合するために、ねじジャケットは、内側の係合プロフィール５６を有している。

空調設備の配管システムを含む車両部分が事故によって破壊された結果、重大な量のＣＯ_２が車両室内へ流入することを阻止するために、図２と図３に示す本発明の実施例によれば、好ましくはエアバッグシステムによって遠隔作動可能な事故安全手段４４が設けられており、その事故安全手段によって、バーストシャッター４２の破壊後短い時間内に車両のエンジンルーム内部のＣＯ_２量の大部分が外側へ排出される。バーストシャッターを破壊するための作動装置５７は、爆発体５８を有しており、その爆発体はハウジングボディ４６によって包囲されるプラスチックボディ５９の前側に、従ってバーストシャッター４２に対向して、配置されている。この爆発体５９が、電子的なコントロールユニット６０を介して案内される電気的なトリガーライン６１を包囲しており、そのトリガーラインが外部接続ケーブル６２を介して接続プラグ６３と接続されており、その接続プラグによって事故安全手段が車両のエアバッグシステムに接続可能である。外側に対して密封するために、円筒状のプラスチックボディ５９は、Ｏリング６４によって包囲されており、そのＯリングはハウジング空間４８の円筒状の内面に密着する。さらに、半径方向外側へ向けられた少なくとも１つの流出通路５１の排出開口部は、バーストシャッター４２を衝突の影響に対して保護するために、ハウジングボディ４６を包囲するシールバンド６５によって覆われている。

図４から図６に示す本発明の実施例は、配管システムを形成するため、およびサイクロン流を接線状に供給して、中央で排出するための変形例を示している。この実施例の配管システム６６は、内側管６７とこの内側管に対して同軸の外側管６８を有しており、それらは収集容器３’の軸内に配置されており、かつその底領域６９まで延びている。流れの方向変換７０は、内側管６７が外側管６８の下方の閉鎖された終端領域７１に対して間隔をもって開放して終焉していることによって、形成されている。オイルのためおよび／または駆動手段の液体相のための吸込み開口部７２は、外側管６８の半球状の下方の終端壁７３内に設けられている。

外側管６８の開放した終端片７４は、仕切壁２３を通して延びているので、サイクロン流は仕切壁２３の外部で管開口部７５を通して中央で流出することができる。

この配管システムは、その軸方向の延びの中央の領域において、半径方向に延びる３本のフラットなリブ７６によって収集容器３の内面１７に支持されている。

第１の接続通路４から始まって、収集容器３の円筒状の内面１７に対して接線状の流出方向を得るために、第１の接続通路４の、接続スリーブ３８を収容するために設けられている接続孔７７は、図５の表示に示すように、斜め外側へ、かつ収集容器の内面１７に対して接線状に向けられた孔７８内へ続いており、その孔は収集容器３の中実の上方の終端壁７９を通して案内されている。

中央の配管システム６６の内側管６７の間においても、簡単な方法で第２の接続通路５との接続を設けるために、接続スリーブ３９のための収容孔８０から第２の斜め孔８１が収集容器３の中実の上方の終端壁７９を通して延びている。内側管６７への接続は、締め付けボルト３５のために設けられている袋孔３６の下方に配置されているので、収集容器３の上方の中実の終端壁７９は、内側管６７を収容するための終端側のフレーム突出部８３を備えた、内側へ向けられた中央の円錐形状の突出部８２を有している。

本発明に基づく収集器の第１の実施例を軸断面で示している。 本発明に基づく収集器の第２の実施例を軸断面で示している。 図２に示すバースト膜固定の拡大した軸断面を示している。 本発明に基づく収集器の第３の実施例を軸断面で示している。 図４のＶ−Ｖ線に沿って収集器の頭部領域を軸断面で示している。 図４のVI−VI線に沿って径断面を示している。 図１に示す収集器を底領域を形成する前に軸断面で示している。

符号の説明

３ 収集容器
４ 第１の接続通路
５ 第２の接続通路
６、６６ 配管システム
７、７０ 方向変換部
８ 底領域
９ 終端片
１１，７２ 開口部
１８ 管スリーブ
１９ 開口部
２２ 排出間隙
２３ 仕切壁
２４ ノズル管
２８ 終端壁
２９ 底壁
３０ 中央の底開口部
３１ 接続スリーブ
３３，３４ 管カップリングブロック
３５ 締め付けボルト
３６ ねじ孔
４２，４３ バーストシャッター
４４ 事故安全手段
４６ ハウジングボディ
５７ 作動装置
５８ 爆発体
５９ プラスチックボディ
６０ 電子コントロールユニット
６１ トリガーライン
６２ 外部接続ケーブル
６７ 内側管
６８ 外側管
６９ 底領域
７７ 孔
７８ 通路
８１ 斜め孔

Claims (15)

1. 空調設備の冷媒の液体相のための収集器であって、
   互いに対して直径方向の距離をもって平行に、垂直配置のために設けられている円筒状の収集容器（３）の中実の頭部側の終端壁（２８）を通って垂直に案内されている、第１と第２の接続通路（４、５）、を具備し、かつ、
   第２の接続通路（５）と接続されている配管システム（６）であって、収集容器（３）の内部空間を通して案内されて、方向変換部（７、７０）によってその底領域（８）を通って延びており、かつその終端片（９）が収集容器（３）の上方の領域（１０）内に開放して連通しており、配管システム（６、６６）は、集めたオイルを空調設備の流路内へ還流させるために、方向変換部（７、７０）の領域に少なくとも１つの開口部（１１、７２）を有している、配管システム（６）、を具備し、
   第１の接続通路（４）の流出方向が、収集容器（３）の円筒状の内面（１７）に対して接線状に向けられており、かつ配管システム（６、６６）の開放した終端片（９）が容器軸線上に配置されていることにより、収集容器（３）の上方の領域（１０）が、サイクロンチャンバを形成する、
   ことを特徴とする、空調設備の冷媒の液体相のための収集器。
2. 第１の接続通路（４）は、少なくともほぼ垂直に収集容器（３）内へ突出する管スリーブ（１８）内へ通じており、前記管スリーブはその周面に少なくとも１つの開口部（１９）を有しており、前記開口部は、その流出方向が収集容器（３）の円筒状の内面（１７）に対して接線状に延びるように、配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の収集器。
3. サイクロンチャンバ（１０）は、その下に配置されている収集容器の（３）の、液体の相を蓄えるために設けられている領域に対して仕切壁（２３）によって遮蔽され、該仕切壁（２３）は配管（６）の開放した終端片（９）を包囲し、収集容器（３）の円筒状の壁（１７）に設けられた円周状の排出間隙（２２）まで達している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の収集器。
4. 垂直に収集容器（３）内へ突出する管スリーブ（１８）は、シールドを形成する仕切壁（２３）に接して終焉しており、その開口部（１９）が少なくともほぼその全長にわたって軸に平行に延びている、ことを特徴とする請求項２と３に記載の収集器。
5. 開口部（１９）を有する管スリーブ（１８）が、直径の小さい同軸のノズル管（２４）へ連通し、前記ノズル管が仕切壁（２３）を通って延びている、ことを特徴とする請求項２と３に記載の収集器。
6. 収集容器（３）は、２００バール以上の耐圧性を有する高圧容器として、その頭部側の中実の終端壁（２８）と、中央の底開口部（３０）へ向かってビン状に細くなる底壁（２９）とを含めて、金属から形成される可塑性材料によって、一体に形成されている、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の収集器。
7. 互いに対して直径方向の距離をもって平行に、中実の頭部側の終端壁（２８）を通して垂直に案内されている、第１と第２の接続通路（４、５）が、段付きの孔を有しており、前記孔の段を形成する半径面が、この孔内へ突出する接続スリーブ（３８、３９）のフラットシール（３８）のための座面を形成し、かつ
   頭部側の終端壁（２８）内で接続通路（４、５）の間の中央に、締め付けボルト（３５）を収容するためのねじ孔（３６）が形成されており、締め付けボルト（３５）は少なくとも１つの管カップリングブロック（３３、３４）を圧接させるように定められており、前記管カップリングブロックに接続スリーブ（３８、３９）の少なくとも一方が形成されている、ことを特徴とする請求項６に記載の収集器。
8. 収集容器（３）は、肥厚する底壁（２９）を形成しながら、中央の底開口部（３０）の方向へ細くなって、ビンの首状に終焉しており、底開口部（３０）内に付加的な装置（３２）の接続スリーブ（３１）のための接続ねじが形成されている、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の収集器。
9. 付加装置（３２）が、過圧安全手段（４３）として、あるいは遠隔作動可能な事故安全手段（４４）として、バーストシャッター（４２、４３）を有しており、前記バーストシャッターが収集容器（３）の底開口部（３０）を閉鎖している、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の収集器。
10. 事故安全手段（４４）の作動装置（５７）が、バーストシャッターを破壊するために爆発体（５８）を有し、前記爆発体は、そのハウジングボディ（４６）によって包囲されるプラスチックボディ（５９）の前側に、かつバーストシャッター（４２）に対向して配置され、前記プラスチックボディ（５９）を通って電子的なコントロールユニット（６０）を介して爆発体（５８）へ通じるトリガーライン（６１）が延びており、トリガーライン（６１）が外側へ向かって外部接続ケーブル（６２）内へ連続しており、前記接続ケーブルが車両のエアバッグシステムと接続するように定められている、ことを特徴とする請求項９に記載の収集器。
11. 配管システムが、配管（６）を有しており、前記配管は収集容器（３）の内部空間を通ってＵ字状に案内されており、Ｕ−湾曲（７）がその底領域（８）を通って延びている、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の収集器。
12. 配管システム（６６）が、内側管（６７）と、この内側管に対して同軸の外側管（６８）を有し、それらが収集容器（３’）の軸線上に配置されて、その底領域（６９）まで延び、流れのための方向変換部（７０）は、内側管（６７）が外側管（６８）の閉鎖された下方の終端領域（７１）から距離をもって開放して終焉していることによって、形成されている、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の収集器。
13. 第１の接続通路（４）の、空調設備のパイプシステムの接続スリーブ（３８）を収容するために設けられている孔（７７）が、斜め外側かつ収集容器（３’）の内面（１７）に対して接線状に向けられている通路（７８）に接続され、該通路（７８）が収集容器（３）の中実の上方の終端壁（７９）を通っている、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の収集器。
14. 第２の接続通路（５）の接続スリーブ（３９）のための収容孔（８０）から収集容器（３）の中実の上方の終端壁（７９）を通して斜め孔（８１）が延びており、前記斜め孔（８１）が収集容器（３）の中心部で終焉し、かつ中心部の配管システム（６６）の内側管（６７）へ接続されている、ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の収集器。
15. 冷間変形によって底側が閉鎖されている収集容器（３）の組込み部品の少なくとも一部（６、６６、２３、１８）が、プラスチックから成形されている、ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の収集器。

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