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JP3644077B2 - 冷凍サイクル - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば冷媒循環量が変動可能な車両用空気調和装置、車両用冷凍装置、あるいは車両用冷蔵装置等の冷凍サイクルに関するもので、特に冷媒凝縮器、受液器、過冷却器およびサイトグラスを冷媒配管により順次接続してなる車両用空気調和装置の冷凍サイクルに係わる。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば車両用空気調和装置の冷凍サイクルを構成する冷媒凝縮器と受液器(レシーバ)とは、冷凍サイクルの高圧側に接続されているため、高圧の圧力が加わっても変形や破損が生じない高強度の構造でなければならない。したがって、冷媒凝縮器のヘッダや受液器等の高圧容器は、構造上の条件として円筒形状に形成することが望ましい。
【0003】
この構造上の条件を満たすものとして、冷媒凝縮器と受液器とを別個独立して配設した冷凍サイクルが一般的であるが、冷媒凝縮器の出口と受液器の入口とを接続するパイプ等の継手が必要となり、部品点数の低減、つまり製品コストや組付作業工数の低減が困難であると共に、冷媒凝縮器と受液器とでそれぞれ独立した取付スペースが必要となるため、冷凍サイクル機器の小型化による車両搭載性向上の要望に応えることができないという不具合が生じていた。
【0004】
そこで、上記の不具合を解消する目的で、例えば特開平4−43271号公報においては、冷媒圧縮機の吐出口より冷媒が流入する入口側ヘッダ、この入口側ヘッダにて分配された冷媒を空気と熱交換させて凝縮させる複数本の凝縮用チューブ、これらの凝縮用チューブの出口に接続された出口側ヘッダ、この出口側ヘッダの背壁に接続され、内部に気液分離室が形成された受液器、この受液器の上端開口に嵌め込まれ、サイトグラスを設けたサイトグラスボディ、および受液器内に収容されたドライヤ等から構成された受液器一体型冷媒凝縮器が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の受液器一体型冷媒凝縮器の場合、受液器の必要容量は、サイトグラスでの泡消えに必要な量、冷媒洩れに対する余裕量、車両の運転条件の違いによる冷媒変動量の総和となるため、一般に350(cc)〜400(cc)程必要である。この容量を確保し、且つ冷媒凝縮器の出口側ヘッダに取り付けるには、受液器の断面積を大きくする必要がある。
【0006】
したがって、従来の受液器一体型冷媒凝縮器においては、冷媒凝縮器と受液器とを接続するパイプが不要となっても、受液器の体格(サイズ)が大型となるため、出口側ヘッダよりコアの幅方向への張出部分の体格が増加するので、冷媒凝縮器にとって冷媒と空気との熱交換に寄与しないデッドスペースが増加することになる。
【0007】
特に、車両搭載スペースが一定であれば、受液器の体格、つまりデッドスペースが増加した分だけ、冷媒凝縮器の有効放熱面積が小さくなり、冷凍サイクルの効率を低下させるという問題点が生じる。したがって、冷凍サイクルの効率を考慮すればできる限り受液器を小さくする必要がある。また、受液器と冷媒凝縮器とが別体であっても、省冷媒という見方をすれば受液器はできる限り小型化することが望ましい。
【0008】
【発明の目的】
この発明の目的は、受液器の必要容量のうち、サイトグラスの泡消えに必要な量を不要とすることで受液器の小型化を図ることが可能な冷凍サイクルを提供することにある。また、デッドスペースを減少して、コアの有効放熱面積の縮小化を防止することが可能な受液器一体型冷媒凝縮器を備えた冷凍サイクルを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機と、この冷媒圧縮機より流入した冷媒を凝縮させる複数の凝縮用チューブ部、およびこれらの凝縮用チューブ部より流入した冷媒を合成させる冷媒合成部を有する冷媒凝縮器と、この冷媒凝縮器の冷媒合成部より流入した冷媒を気液分離して液相冷媒のみ流出させる受液器と、この受液器より流入した冷媒を分配する冷媒分配部、およびこの冷媒分配部より分配された冷媒を過冷却する過冷却用チューブ部を有する過冷却器と、この過冷却器より流入した冷媒の状態を観察するためのサイトグラスと、このサイトグラスより流入した冷媒を膨張させる温度作動式膨張弁と、この温度作動式膨張弁より流入した冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器とを備えた冷凍サイクルであって、
前記受液器の必要容量(内容積)をVR 、
前記冷媒凝縮器の容量(内容積)と前記過冷却器の容量(内容積)との和をVCOND、
前記冷媒蒸発器の容量(内容積)をVEVA 、
前記過冷却用チューブ部の容量(内容積)をVSC、
前記冷媒合成部の容量(内容積)と前記冷媒分配部の容量(内容積)との和をVh としたとき、
V1 =1.52×10-3・VCOND(cc)+34.3×10-3・VEVA (cc)
V2 =170(cc)
V3 =0.65×(Vh +VSC)(cc)
VR ≧0.8×(V1 +V2 −V3 )(cc)
VR ≦1.2×(V1 +V2 −V3 )(cc)
の関係を満足する技術手段を採用した。
【0010】
請求項3に記載の発明は、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機と、この冷媒圧縮機より流入した冷媒を凝縮させる複数の凝縮用チューブ部、およびこれらの凝縮用チューブ部より流入した冷媒を合成させる冷媒合成部を有する冷媒凝縮器と、この冷媒凝縮器の冷媒合成部より流入した冷媒を気液分離して液相冷媒のみ流出させる受液器と、この受液器より流入した冷媒を分配する冷媒分配部、およびこの冷媒分配部より分配された冷媒を過冷却する過冷却用チューブ部を有する過冷却器と、この過冷却器より流入した冷媒の状態を観察するためのサイトグラスと、このサイトグラスより流入した冷媒を膨張させる第1温度作動式膨張弁と、この第1温度作動式膨張弁に対して並列して接続され、前記サイトグラスより流入した冷媒を膨張させる第2温度作動式膨張弁と、前記第1温度作動式膨張弁より流入した冷媒を蒸発させる第1冷媒蒸発器と、この第1冷媒蒸発器に対して並列して接続され、前記第2温度作動式膨張弁より流入した冷媒を蒸発させる第2冷媒蒸発器と、前記サイトグラスの出口と前記第2温度作動式膨張弁の入口とを接続する冷媒配管と、この冷媒配管の途中に設けられ、前記冷媒配管を開閉する開閉弁とを備えた冷凍サイクルであって、
前記受液器の必要容量(内容積)をVR 、
前記冷媒凝縮器の容量(内容積)と前記過冷却器の容量(内容積)との和をVCOND、
前記第1冷媒蒸発器の容量(内容積)をVFEVA、
前記第2冷媒蒸発器の容量(内容積)をVREVA、
前記過冷却用チューブ部の容量(内容積)をVSC、
前記開閉弁から前記第2温度作動式膨張弁までの冷媒配管の容量(内容積)をVP 、
前記冷媒合成部の容量(内容積)と前記冷媒分配部の容量(内容積)との和をVh としたとき、
V1 =1.52×10-3・VCOND(cc)+34.3×10-3・VFEVA(cc)
V2 =170(cc)
V3 =0.65×(Vh +VSC)(cc)
V4 =VP (cc)+6.5×10-2・VREVA(cc)
VR ≧0.8×(V1 +V2 −V3 +V4 )(cc)
VR ≦1.2×(V1 +V2 −V3 +V4 )(cc)
の関係を満足する技術手段を採用した。
【0011】
請求項1に記載の冷凍サイクルの前記受液器の必要容量(内容積)を、100(cc)以上200(cc)以下に設定しても良い。また、請求項3に記載の冷凍サイクルの前記受液器の必要容量(内容積)を、120(cc)以上350(cc)以下に設定しても良い。
【0012】
この発明を、内部を流れる冷媒を凝縮する凝縮部、およびこの凝縮部で凝縮された冷媒を過冷却する過冷却部を有するコアと、前記凝縮部の出口側に接続された冷媒合成部、および前記過冷却部の入口側に接続された冷媒分配部を有するヘッダと、このヘッダの前記コア側に対して異なる側または逆側に接続され、内部に流入した冷媒を気液分離する受液器本体とを備え、
前記受液器本体は、前記冷媒合成部に連通する第1連通部、および前記冷媒分配部に連通する第2連通部を有する受液器一体型冷媒凝縮器を備えた冷凍サイクルに用いても良い。
【0013】
また、この発明を、内部を流れる冷媒を凝縮する凝縮部、およびこの凝縮部で凝縮された冷媒を過冷却する過冷却部を有するコアと、前記凝縮部の出口側に接続された冷媒合成部、前記過冷却部の入口側に接続された冷媒分配部、および冷媒を気液分離する気液分離部を有するヘッダとを備え、
前記気液分離部は、前記冷媒合成部に連通する第1連通部、および前記冷媒分配部に連通する第2連通部を有する受液器一体型冷媒凝縮器を備えた冷凍サイクルに用いても良い。
【0014】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、過冷却器を受液器よりも下流側に接続し、さらにサイトグラスを過冷却器よりも下流側に接続しているため、受液器での気液分離性を確実にしなくても、受液器内で気液界面ができるだけの十分な冷媒量が冷凍サイクル内に充填されているならば、過冷却器にて気泡状の気相冷媒が完全に消滅して泡消えし、サイトグラスまで気泡状態の気相冷媒が到達することはない。
【0015】
したがって、冷凍サイクル内に充填される全ての冷媒量のうちサイトグラスの泡消えに必要な冷媒量は不要となるので、受液器の内容量は、冷凍サイクル内の冷媒循環量の変化等の運転条件の違いによる冷媒変動量と冷媒洩れに対する余裕量の分だけ見込んでおけば良い。このため、受液器の必要容量をサイトグラスの泡消えに必要な冷媒量の分だけ小さくすることができるので、受液器の小型化を図ることができる。したがって、仮に冷媒凝縮器、受液器および過冷却器を一体化した受液器一体型冷媒凝縮器であっても、冷媒凝縮器の有効放熱断面積が縮小化することを防止することができる。
【0016】
請求項3に記載の発明によれば、冷凍サイクル内に充填される全ての冷媒量のうちサイトグラスの泡消えに必要な冷媒量は不要となるので、受液器の内容量は、開閉弁を開弁した時と開閉弁を閉弁した時の運転条件の違いによる冷媒変動量と冷媒洩れに対する余裕量の分だけ見込んでおけば良い。このため、受液器の必要容量をサイトグラスの泡消えに必要な冷媒量の分だけ小さくすることができるので、受液器の小型化を図ることができる。したがって、仮に冷媒凝縮器、受液器および過冷却器を一体化した受液器一体型冷媒凝縮器であっても、デッドスペースが減少するので、冷媒凝縮器の有効放熱断面積が縮小化することを防止することができる。
【0017】
【実施例】
〔第1実施例の構成〕
図1ないし図5はこの発明の第1実施例を示したもので、図1は自動車用空気調和装置の冷凍サイクルを示した図で、図2および図3はその冷凍サイクルに組み込まれた受液器一体型冷媒凝縮器を示した図である。
【0018】
自動車用空気調和装置の冷凍サイクル1は、レシーバサイクルであって、冷媒圧縮機2、受液器一体型冷媒凝縮器3、サイトグラス4、膨張弁5、冷媒蒸発器6、およびこれらを順次接続する金属製パイプまたはゴム製パイプよりなる冷媒配管7等から構成されている。
【0019】
冷媒圧縮機2は、自動車のエンジンルーム(図示せず)内に設置されたエンジンEにベルト2aと電磁クラッチ(動力断続手段)2bを介して連結されている。この冷媒圧縮機2は、エンジンEの回転動力が伝達されると、冷媒蒸発器6より内部に吸入した気相(ガス)冷媒を圧縮して、高温高圧の気相冷媒を受液器一体型冷媒凝縮器3へ吐出するコンプレッサである。
【0020】
サイトグラス4は、受液器一体型冷媒凝縮器3の冷媒出口に冷媒配管7を介して接続され、冷凍サイクル1内を循環する冷媒の気液状態を観察して、冷凍サイクル内封入冷媒量の過不足を点検する冷媒量点検手段として働く。このサイトグラス4は、自動車のエンジンルーム内において点検者が視認し易い場所、例えば受液器一体型冷媒凝縮器3に隣設した冷媒配管7の途中に単独で架装されている。
【0021】
そして、サイトグラス4は、図1に示したように、両端部が冷媒配管7に溶接や締結等の手段で接続される管状の金属ボディ11、およびこの金属ボディ11の上面に形成された覗き窓12に嵌め込まれた溶着ガラス13等より構成されている。一般に覗き窓12から気泡が見えるときは冷媒封入量が不足しており、気泡が見えないときは冷媒封入量が適正量である。
【0022】
膨張弁5は、本発明の温度作動式膨張弁であって、例えば絞り弁を構成する弁ケース、弁体等よりなる弁本体14、およびこの弁本体14の弁体を駆動する感温エレメント15等から構成され、冷媒蒸発器6内における冷媒の気化状態に即応して冷凍サイクル1内の冷媒循環量を調節するエキスパンションバルブ、温度自動膨張弁である。
【0023】
弁本体14は、冷媒入口側がサイトグラス4に冷媒配管7を介して接続され、冷媒出口側が冷媒蒸発器6の冷媒入口に冷媒配管7を介して接続されている。この弁本体14は、サイトグラス4より流入した高温高圧の液相冷媒を小さな絞り孔(図示せず)から噴射させることにより急激に膨張させて低温定圧の気液二相の霧状冷媒にする減圧手段として働く。
【0024】
感温エレメント15は、感温筒16、キャピラリチューブ17、動力部18等を備えている。感温筒16は、内部に冷媒と同じ成分のガスが封入されており、吸入口より冷媒圧縮機2内に吸入される気相冷媒の過熱度(スーパーヒート)、すなわち、冷媒蒸発器6の冷媒出口より流出した冷媒の温度変化を検出する冷媒温度検出手段として働く。
【0025】
キャピラリチューブ17は、冷媒蒸発器6を迂回するように配され、感温筒16内と動力部18の片側の圧力室内とを連通する導圧管路を形成し、感温筒16内の圧力変化を動力部18の片側の圧力室内に導く導圧手段として働く。
動力部18は、ハウジング、ダイヤフラムまたはベローズ等よりなり、片側の圧力室内の圧力変化に基づいて、上記の絞り孔の開口度合を調整する弁体を駆動する弁体駆動手段として働く。
【0026】
なお、膨張弁5は、冷媒蒸発器6の冷媒出口より流出した冷媒の温度が上昇すると感温筒16内のガスが膨張し、動力部18、弁体が動いて絞り孔を大きくして冷凍サイクル1内の冷媒の循環量を増加させる。また、逆に、膨張弁5は、冷媒蒸発器6の冷媒出口より流出した冷媒の温度が下降すると感温筒16内のガスが圧縮し、動力部18、弁体が動いて絞り孔を小さくして冷凍サイクル1内の冷媒の循環量を減少させる。
【0027】
冷媒蒸発器6は、エバポレータであって、冷媒圧縮機2の吸入口と膨張弁5の冷媒出口との間に接続され、膨張弁5の冷媒出口より内部に流入した気液二相状態の冷媒を遠心式ファン等の遠心式送風機により吹き付けられる室外空気または室内空気と熱交換させて冷媒を蒸発気化させ、その蒸発潜熱により送風空気を冷却する冷媒蒸発手段、冷却手段として働く。
【0028】
次に、この実施例の受液器一体型冷媒凝縮器3を図1ないし図3に基づいて詳細に説明する。この受液器一体型冷媒凝縮器3は、例えば高さが300mm〜400mm、幅が300mm〜600mmの大きさで、自動車のエンジンルーム内の走行風を受け易い場所、通常はラジエータの前方側に位置するように設置されている。
【0029】
受液器一体型冷媒凝縮器3は、冷媒凝縮器に受液器と過冷却器を一体化したもので、放熱器本体8および受液器本体9等から構成されている。
放熱器本体8は、熱交換を行うコア20、このコア20の水平方向の一端側に配された第1ヘッダ21、およびコア20の水平方向の他端側に配された第2ヘッダ22等から構成され、これらの構成部品は全てアルミニウムで形成され、炉中にて一体ろう付けして製造されている。
【0030】
次に、この実施例の放熱器本体8のコア20を図1ないし図3に基づいて説明する。このコア20は、凝縮部23および過冷却部24よりなり、これらの上端部および下端部に2個のサイドプレート25がろう付け等の接合手段により接合されている。
【0031】
凝縮部23は、水平方向に延びる複数本(この実施例では12本)の凝縮用チューブ26および複数の凝縮用コルゲートフィン27よりなり、これらはろう付け等の接合手段により交互に接合されている。この凝縮部23は、冷媒圧縮機2の吐出口に冷媒配管7を介して接続され、冷媒圧縮機2より内部に流入した気相冷媒をクーリングファン(図示せず)等により送られてくる室外空気と熱交換させて冷媒を凝縮液化させる冷媒凝縮手段として働く。
【0032】
過冷却部24は、水平方向に延びる複数本(この実施例では4本)の過冷却用チューブ28および複数の過冷却用コルゲートフィン29よりなり、これらはろう付け等の接合手段により交互に接合されている。この過冷却部24は、上側に配置された凝縮器本体8より下方に隣接して設けられ、受液器本体9より内部に流入した液相冷媒をクーリングファン等により送られてくる室外空気と熱交換させて冷媒を過冷却する冷媒過冷却手段として働く。
【0033】
サイドプレート25は、受液器一体型冷媒凝縮器3を自動車の車体に取り付けるための取付用ブラケット(図示せず)を固定する取付用ステーであって、アルミニウムまたはアルミニウム合金材にろう材をクラッド処理した金属プレートをプレス加工することによって図示の所定形状が得られ、水平方向の両端部にそれぞれ第1、第2ヘッダ21、22にそれぞれ差し込まれる挿入片31、32が一体成形されている。
【0034】
複数本の凝縮用チューブ26は本発明の凝縮用チューブ部であって、複数本の過冷却用チューブ28は本発明の過冷却用チューブ部である。そして、複数本の凝縮用チューブ26および複数本の過冷却用チューブ28は、冷媒流路形成手段であって、耐腐食性、熱伝導性に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金材を押出し加工することによって断面形状が長円形状の偏平チューブを使用しており、内部に複数の冷媒流路を有している。
【0035】
なお、凝縮用チューブ26または過冷却用チューブ28として、この偏平チューブの代わりに丸形チューブを使用しても良い。そして、凝縮用チューブ26は、過冷却用チューブ28と異なる形状のチューブを使用しても良い。また、過冷却用チューブ28は、凝縮用チューブ26と異なる形状のチューブを使用しても良い。
【0036】
コルゲートフィン27、29は、冷媒の放熱効率を向上させるための放熱促進手段で、耐腐食性および熱伝導性に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金材にろう材をクラッド処理した金属プレートをコルゲート形状にプレス加工した放熱フィンである。なお、放熱フィンとしてコルゲートフィン27、29の代わりにプレートフィン等の他の放熱促進手段を使用しても良い。
【0037】
そして、複数本の凝縮用チューブ26内を流れる冷媒は、第1ヘッダ21から第2ヘッダ22へ流れ、つまり水平方向の一端側から他端側へ流れ、逆に複数本の過冷却用チューブ28内を流れる冷媒は、第2ヘッダ22から第1ヘッダ21へ流れ、つまり水平方向の他端側から一端側へ流れる。また、この実施例では、凝縮用チューブ26の本数を、過冷却用チューブ28の本数よりも多くしてあり、実験的経験によれば、過冷却用チューブ28の本数はコア20の面積(放熱器本体8の有効放熱面積)の全体の15%〜20%程度が好ましい。
【数1】
(過冷却部24の放熱面積)=(放熱器本体8の有効放熱面積)×(0.15〜0.20)
【0038】
次に、この実施例の放熱器本体8の第1ヘッダ21を図1ないし図3に基づいて説明する。この第1ヘッダ21は、断面形状が略U字状のヘッダプレート33、断面形状が半円弧状のタンクプレート34、および2個のキャップ35よりなり、上下方向に延びる略円筒体を形成している。第1ヘッダ21の上側部には複数本の凝縮用チューブ26の上流側端(入口側端)が接続され、下側部には複数本の過冷却用チューブ28の下流側端(出口側端)が接続されている。
【0039】
ヘッダプレート33およびタンクプレート34は、それぞれ耐腐食性および熱伝導性に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金材にろう材をクラッド処理した金属プレートをプレス加工することによって上記した所定の形状に一体成形されている。
【0040】
ヘッダプレート33には、プレス加工により長円形状の抜き穴36が多数形成され、上下端部に抜き穴36よりも小さい2個の貫通穴37がそれぞれ形成されている。多数の抜き穴36内には、複数本の凝縮用チューブ26の上流側端および複数本の過冷却用チューブ28の下流側端が差し込まれている。また、2個の貫通穴37内には、サイドプレート25の挿入片31が差し込まれている。
【0041】
タンクプレート34には、プレス加工により内部を上下に仕切る第1セパレータ38を固定するための穴部39、入口配管40の下流端が差し込まれる円形状の冷媒入口41、および出口配管42の上流端が差し込まれる円形状の冷媒出口43が形成されている。
【0042】
第1セパレータ38は、略円板形状に形成され、第1ヘッダ21の内部空間を、複数本の凝縮用チューブ26の冷媒通路のみに連通する入口側連通室44と複数本の過冷却用チューブ28の冷媒通路のみに連通する出口側連通室45とに2分割する仕切り手段である。
【0043】
入口配管40は、円管形状に形成され、冷媒圧縮機2の吐出口より吐出された高温高圧の気相冷媒を入口側連通室44内に流入させるための配管で、ろう付け等の接合手段により冷媒入口41に接合されている。
出口配管42は、円管形状に形成され、出口側連通室45内の液相冷媒をサイトグラス4側へ送り出す配管で、ろう付け等の接合手段により冷媒出口43に接合されている。
【0044】
2個のキャップ35は、アルミニウムまたはアルミニウム合金材にろう材をクラッド処理した金属プレートをプレス加工することによって図3に示した形状にそれぞれ一体成形されている。2個のキャップ35は、第1ヘッダ21の上下端部の開口部分にろう付け等の接合手段により接合される略円環状の接合片35a、およびこの接合片35aより窪んでおり、第1ヘッダ21の上下端部の開口部分を塞ぐ略円板状の閉塞部35b等をそれぞれ有している。
【0045】
次に、この実施例の放熱器本体8の第2ヘッダ22を図1ないし図3に基づいて説明する。この第2ヘッダ22は、断面形状が略U字状のヘッダプレート46、断面形状が略半円弧形状のタンクプレート47、および2個のキャップ48よりなり、受液器本体9と一体化されて、上下方向に延びる二重筒体を構成している。第2ヘッダ22の上側部には複数本の凝縮用チューブ26の下流側端(出口側端)が接続され、下側部には複数本の過冷却用チューブ28の上流側端(入口側端)が接続されている。
【0046】
ヘッダプレート46およびタンクプレート47は、それぞれ耐腐食性および熱伝導性に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金材にろう材をクラッド処理した金属プレートをプレス加工することによって上記した所定の形状に一体成形されている。
【0047】
ヘッダプレート46には、プレス加工により長円形状の抜き穴49が多数形成され、上下端部に抜き穴49よりも小さい2個の貫通穴50がそれぞれ形成されている。多数の抜き穴49内には、複数本の凝縮用チューブ26の下流側端および複数本の過冷却用チューブ28の上流側端が差し込まれている。また、2個の貫通穴50内には、サイドプレート25の挿入片32が差し込まれている。
【0048】
タンクプレート47には、プレス加工により内部を上下に仕切る第2セパレータ51を固定するための穴部(図示せず)、および受液器本体9が当接する平坦部52が形成されている。その平坦部52は、プレス加工により形成され、受液器本体9を取り付ける取付部として働く。
【0049】
第2セパレータ51は、略円板形状に形成され、第2ヘッダ22の内部空間を、複数本の凝縮用チューブ26の冷媒通路のみに連通する上流側連通室(冷媒合成部)53と複数本の過冷却用チューブ28の冷媒通路のみに連通する下流側連通室(冷媒分配部)54とに2分割する仕切り手段である。
【0050】
2個のキャップ48は、アルミニウムまたはアルミニウム合金材にろう材をクラッド処理した金属プレートをプレス加工することによって図3に示した形状にそれぞれ一体成形されている。2個のキャップ48は、第2ヘッダ22の上下端部の開口部分にろう付け等の接合手段により接合される略円環状の接合片48a、およびこの接合片48aより窪んでおり、第2ヘッダ22の上下端部の開口部分を塞ぐ略円板状の閉塞部48b等をそれぞれ有している。
【0051】
以上のように、この実施例の放熱器本体8は、第1ヘッダ21の入口側連通室44、コア20の凝縮部23および第2ヘッダ22の上流側連通室53等から凝縮器本体(コンデンサ)57が構成されている。また、放熱器本体8は、第1ヘッダ21の出口側連通室45、コア20の過冷却部24および第2ヘッダ22の下流側連通室54等から過冷却器本体(サブクーラ)58が構成されている。
【0052】
次に、この実施例の受液器本体9を図1ないし図3に基づいて詳細に説明する。この受液器本体9は、レシーバ(受液部)であって、凝縮器本体57より内部に流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに気液分離して、液相冷媒のみ過冷却器本体58に供給する気液分離手段として働く。そして、受液器本体9は、筒状体61および2個のキャップ62よりなり、受液器本体9の必要容量VR は100(cc)以上200(cc)以下に設定されている。
【0053】
筒状体61は、タンクプレート47に対向する面に平坦部63を持つ略円筒形状に形成したアルミニウムまたはアルミニウム合金材である。なお、筒状体6は両面をクラッド処理したプレート材をプレス加工または押出し加工することで略円筒形状に形成されている。その平坦部63は、第2ヘッダ22に取り付けられる被取付部として働く。そして、タンクプレート47の平坦部52および筒状体61の平坦部63は、第2ヘッダ22の横方向(水平方向)への突出量を低減すると共に、筒状体61とタンクプレート47との間のろう付け面積を確保するために設けられている。
【0054】
また、筒状体61の内部空間は、受液部である気液分離室64を構成している。この気液分離室64は、上流側連通室53の底部(第2セパレータ51)近くに設けられた略矩形状の冷媒流入口(第1連通部)65を介して上流側連通室53内に連通し、下流側連通室54に設けられた略矩形状の冷媒流出口66を介して下流側連通室54内に連通している。なお、図2に示した気液分離室64内の冷媒液面(気液界面)Rは、冷凍サイクル1内に充填された冷媒量が通常の適正量であるときのレベルである。
【0055】
2個のキャップ62は、アルミニウムまたはアルミニウム合金材にろう材をクラッド処理した金属プレートをプレス加工することによって図3に示した形状にそれぞれ一体成形されている。2個のキャップ62は、筒状体61の上下端部の開口部分にろう付け等の接合手段により接合される略円環状の接合片62a、およびこの接合片62aより窪んでおり、筒状体61の上下端部の開口部分を塞ぐ略円板状の閉塞部62b等をそれぞれ有している。
【0056】
なお、気液分離室64は、上流側連通室53より内部に流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに気液分離して液相冷媒のみを下流側連通室54へ送り出す役割を果たしている。また、この実施例では、タンクプレート47の平坦部52と筒状体61の平坦部63とにより、上流側連通室53および下流側連通室54と気液分離室64とを仕切る仕切り手段を構成している。
【0057】
さらに、この実施例では、図1ないし図3に示したように、受液器本体9の上端を第2ヘッダ22の上端よりも低くすると共に、受液器本体9の下端を第2ヘッダ22の下端よりも高くし、これにより受液器本体9の上下方向(天地方向)の長さを第2ヘッダ22の上下方向の長さよりも短くしている。
【0058】
そして、冷媒流入口65は、上流側連通室53の下部(凝縮器本体57の最下部)で開口し、上流側連通室53内の冷媒を気液分離室64内の冷媒液面Rより下方の液冷媒貯溜部に流入させる冷媒流入手段である。
また、冷媒流出口66は、冷媒流入口65より下方で開口し、気液分離室64内の液冷媒を下流側連通室54内に流出させる冷媒流出手段である。
【0059】
〔受液器本体9の必要容量の設定について〕
次に、受液器本体9の必要容量を決定する手段について図4ないし図5に基づいて説明する。ここで、図4は冷凍サイクル1内の冷媒封入量に対する受液器一体型冷媒凝縮器3中の冷媒の挙動を示したグラフである。
【0060】
ここで、図4のグラフ中のV1 は冷凍サイクル1の運転条件の違い(例えば冷凍負荷の変化、冷凍サイクル1内の冷媒循環量の変化)による冷媒変動分である。この冷凍サイクル1内の冷媒変動は、受液器一体型冷媒凝縮器3の各部位での高圧圧力や凝縮温度が変化することによって冷媒の密度が変化し、受液器一体型冷媒凝縮器3内の冷媒存在量が変化することにより起こる。
【0061】
なお、この場合、冷媒配管7内の冷媒および冷媒圧縮機2内の冷媒は殆ど密度が変化しないので、主として冷媒変動分V1 に影響を及ぼすものは凝縮器本体57の内容積(容量)と冷媒蒸発器6の内容積(容量)である。すなわち、凝縮器本体57は入口の冷媒過熱度および凝縮圧力により冷媒存在量が変化し、冷媒蒸発器6は凝縮圧力と蒸発圧力との関数である入口冷媒乾き度および蒸発圧力により変化する。さらに、この実施例のように膨張弁5が温度作動式である場合は冷媒蒸発器6の出口過熱度の影響も受ける。
【0062】
ここで、受液器一体型冷媒凝縮器3の容量、すなわち、凝縮器本体57の容量と過冷却器本体58の容量との和をVCOND(cc)と定義し、且つ冷媒蒸発器6の容量をVEVA (cc)と定義すると、冷凍サイクル1の運転条件の違いによる冷媒変動量V1 (cc)は下記の数2の式(実験式)で表される。
【数2】
V1 =(a1 ×VCOND+a2 ×VEVA )(cc)
【0063】
次に、図4のグラフ中のV3 は泡消え点から受液器本体9内の液面開始点までに受液器一体型冷媒凝縮器3内に溜まる冷媒分である。そして、図5に示したように、過冷却部54の複数本の過冷却用チューブ28の容量をVSC(cc)と定義し、且つ受液器本体9へ流入する側の第2ヘッダ22の上流側連通室53と受液器本体9より流出する側の下流側連通室54の容量の和をVh (cc)と定義すると、冷媒分V3 は下記の数3の式(実験式)で表される。
【数3】
V3 =a3 ・(Vh +VSC)(cc)
【0064】
次に、図4のグラフ中のV2 は冷凍サイクル1からの冷媒洩れに対する余裕分である。この余裕分V2 は、冷凍サイクル1からの年間洩れ量をgm(g/年)と定義し、冷凍サイクル1の保障年数をn年と定義し、且つ一般使用条件の凝縮温度(=60℃)での液相冷媒密度をρ(g/cc)と定義すると、下記の数4の式(実験式)で表される。
【数4】
V2 (cc)=gm・n/ρ
【0065】
そして、各種の実験により上記の各係数は次の通り得られた。
a1 =1.52×10-3(cc/cc)、a2 =34.3×10-3(cc/cc)
a3 =0.65(cc/cc)、gm=15(g/年)、ρ=1.05(g/cc)
【0066】
上記の実験式(数2の式〜数4の式)を基に代表車種{A車:軽自動車(エンジンEの排気量が660cc)、B車:小型自動車(エンジンEの排気量が1600cc)、C車:中型自動車(エンジンEの排気量が2800cc)}の冷凍サイクル1に対して受液器本体9の必要容量VR を保障年数をn=12年として試算した結果を表1に示した。
【0067】
【表1】
Figure 0003644077
【0068】
例えばA車では、受液器本体9の必要容量VR は上記の実験式に表1の値を代入することにより、下記の数5の式のように決定される。
【数5】
Figure 0003644077
【0069】
なお、b1 、b2 は種々の冷凍サイクルに対して計算より得られた値を、設定された受液器本体9の必要容量(3〜5種類程度)のバリエーションに対応できるようにするための係数で、係数b1 は0.8、係数b2 は1.2である。
【0070】
したがって、A車の受液器本体9の必要容量VR は、下限値は130(cc)であり、上限値は194(cc)であり、この間の範囲に設定されることが望ましい。なお、表1においては160(cc)に設定されているが、最も望ましい値は162(cc)である。
【0071】
例えばB車では、受液器本体9の必要容量VR は上記の実験式に表1の値を代入することにより、下記の数6の式のように決定される。
【数6】
V1 =1.52×10-3・350+34.3×10-3・950≒33(cc)
V2 =15・12/1.05≒170(cc)
V3 =0.65・80=52(cc)
V1 +V2 −V3 =33+170−52≒151(cc)
VR ≧0.8×(V1 +V2 −V3 )
VR ≦1.2×(V1 +V2 −V3 )
【0072】
したがって、B車の受液器本体9の必要容量VR は、下限値は121(cc)であり、上限値は181(cc)であり、この間の範囲に設定されることが望ましい。なお、表1においては150(cc)に設定されているが、最も望ましい値は151(cc)である。
【0073】
例えばC車では、受液器本体9の必要容量VR は上記の実験式に表1の値を代入することにより、下記の数7の式のように求められる。
【数7】
V1 =1.52×10-3・400+34.3×10-3・1200≒42(cc)
V2 =15・12/1.05≒170(cc)
V3 =0.65・120=78(cc)
V1 +V2 −V3 =42+170−78≒134(cc)
VR ≧0.8×(V1 +V2 −V3 )
VR ≦1.2×(V1 +V2 −V3 )
【0074】
したがって、C車の受液器本体9の必要容量VR は、下限値は107(cc)であり、上限値は161(cc)であり、この間の範囲に設定されることが望ましい。なお、表1においては130(cc)に設定されているが、最も望ましい値は134(cc)である。
【0075】
〔第1実施例の作用〕
次に、この実施例の冷凍サイクル1の作用を図1ないし図3に基づいて簡単に説明する。
【0076】
自動車用空気調和装置の運転が開始されると、電磁クラッチ2bが通電され、冷媒圧縮機2がベルト2aと電磁クラッチ2bを介してエンジンEによって回転駆動される。このため、冷媒圧縮機2内で圧縮されて吐出口から吐出された高温高圧の気相冷媒は、冷媒配管7、入口配管40を通って第1ヘッダ21の入口側連通室44内に流入する。入口側連通室44内に流入した気相冷媒は、入口側連通室44内で複数本の凝縮用チューブ26に分配される。
【0077】
そして、複数本の凝縮用チューブ26に分配された気相冷媒は、これらの凝縮用チューブ26の冷媒通路を通過する際に凝縮用コルゲートフィン27を介して室外空気と熱交換して凝縮液化され、一部の気相冷媒を残して殆ど液相冷媒となる。この冷媒は、複数本の凝縮用チューブ26より第2ヘッダ22の上流側連通室53内に流入し、この上流側連通室53内に一旦合成される。これにより、複数本の凝縮用チューブ26の下流端より出る細かい気泡状の気相冷媒が上流側連通室53内で合成されて径の大きい気泡状の気相冷媒となって浮力の影響を大きく受けるようになる。
【0078】
次いで、上流側連通室53内に流入した冷媒は、上流側連通室53の下部で開口する冷媒流入口65を介して受液器本体9の気液分離室64内へ送り出され、気液分離室64内の冷媒液面Rより下方の液冷媒中に流入する。気液分離室64では、その断面積をある程度大きくとることで、冷媒の速度を低速化し、且つ気泡状の気相冷媒の浮力を利用して、冷媒の気液分離を行う。
【0079】
また、上流側連通室53から冷媒流入口65を通って、冷媒が気液分離室64内の下方の液冷媒中に流入するようになっているので、気液分離室64内で冷媒流入による冷媒液面Rの波立ちが発生せず、より一層冷媒の気液分離が良好となる。特に冷媒圧縮機2を高速運転した時のように冷媒循環量が大きい場合でも、冷媒液面Rの波立ちが生じないので、受液器本体9の断面積を格別に大きくしなくても、気液分離が良好に行われ、受液器本体9内に安定した気液界面ができる。
【0080】
さらに、第2セパレータ51によって、複数本の凝縮用チューブ26のうちの最下部の凝縮用チューブ26の下流端から複数本の過冷却用チューブ28のうちの最上部の過冷却用チューブ28の上流端までの流路長さを長くとって、浮力による気液分離をし易くしている。
【0081】
その上、第2セパレータ51によって、複数本の凝縮用チューブ26から第2ヘッダ22内に流入した冷媒がUターンして複数本の過冷却用チューブ28へ流出するようにしている。このため、凝縮用チューブ26の下流端より出る細かい気泡状の気相冷媒が前述のごとく上流側連通室53内に一旦合成され、ここで径の大きい気泡状となって浮力を受け易くなり、その後に遠心力により気液分離し気泡状の気相冷媒がより一箇所(内側)に集められる。
【0082】
このため、気液が遠心力により分離し気泡状の気相冷媒がより集まることで気泡状の気相冷媒の径がより大きくなり、浮力の影響をより大きく受けて気液分離が容易となる。したがって、冷媒流入口65より気液分離室64内へ流入した際に冷媒が気液分離し易くなり、気液分離室64内において気相冷媒が上方に液相冷媒が下方に滞留するようになる。
【0083】
したがって、受液器本体9(気液分離室64)内において気液界面ができるだけの十分な冷媒が冷凍サイクル1内に充填されているならば、気液分離室64の下部にある冷媒流出口66からは過冷却度を持たない液相冷媒のみが下流側連通室54内に流入する。下流側連通室54内に流入した液相冷媒は、下流側連通室54内で複数本の過冷却用チューブ28に分配される。
【0084】
そして、複数本の過冷却用チューブ28に分配された液相冷媒は、これらの過冷却用チューブ28を通過する際に過冷却用コルゲートフィン29を介して室外空気と熱交換して過冷却され、過冷却度を持つ液相冷媒となり、第1ヘッダ21の出口側連通室45内に流入する。
【0085】
出口側連通室45内に流入した液相冷媒は、出口配管42、サイトグラス4を通って膨張弁5の弁本体14内に流入する。なお、弁本体14内には配管途中での圧力損失あるいはエンジンルーム雰囲気からの受熱により発生する気相冷媒が供給されることがないため、弁本体14内に流入する液相冷媒の冷媒循環量が低下することはない。これにより十分な量の霧状冷媒が冷媒蒸発器6内へ供給されるので、冷凍サイクル1の冷凍能力の低下を防止することができる。
【0086】
〔第1実施例の効果〕
以上のように、この実施例では、受液器本体9の下流側に過冷却器本体58が設けられているため、受液器本体9での気液分離が完全でなくても、過冷却器本体58にて気泡状の気相冷媒は完全に消滅する。そして、サイトグラス4を過冷却器本体58よりも下流に接続しているため、受液器本体9での気液分離性を確実にしなくても、サイトグラス4の泡消えに必要な冷媒量は不要となる。
【0087】
すなわち、過冷却器本体58にて全て液化できる状態まで受液器一体型冷媒凝縮器3で冷却するので十分な冷媒量が冷凍サイクル1内に充填されている時点でサイトグラス4を通過する冷媒は泡消えする。その時点では、受液器本体9内は比容積が大きい気相冷媒で満たされるため、受液器本体9の内容量、つまり気液分離室64の断面積を殆ど全て冷凍サイクル1の負荷変動や自動車の運転条件の違いによる冷媒変動量と冷媒洩れに対する余裕代として使うことができる。
【0088】
また、サイトグラス4は、過冷却器本体58よりも下流に接続されているため、サイトグラス4での泡消点から受液器本体9の冷媒オーバーフロー点までの差を上記余裕代として使うことができる。すなわち、泡消点から受液器本体9に液面が開始されるまでに過冷却器本体58および凝縮器本体57に冷媒が溜まる量分だけ受液器本体9の内容量を小さくすることができる。
【0089】
この結果、受液器本体9の必要容量、つまり気液分離室64の断面積を小さくすることができるので、受液器本体9の小型化(コンパクト化)を図ることができる。したがって、受液器一体型冷媒凝縮器3であっても受液器一体型冷媒凝縮器3にとって、冷媒と空気との熱変換に寄与しないデッドスペースが減少するので、凝縮器本体57と過冷却器本体58の有効放熱断面積が縮小化することを防止することができる。
【0090】
さらに、この実施例では、受液器一体型冷媒凝縮器3を冷媒圧縮機2の吐出口とサイトグラス4の入口との間に冷媒配管7を介して接続しているので、部品点数の低減即ち製品コストの低減が図られるため、冷凍サイクル1の生産性を向上することができる。また、受液器一体型冷媒凝縮器3を自動車のエンジンルーム内にコンパクトに収めることができるため、省スペースとなる。
【0091】
〔第2実施例〕
図6および図7はこの発明の第2実施例を示したもので、図6は自動車用空気調和装置の冷凍サイクルのシングル運転を示した図で、図7はその冷凍サイクルのデュアル運転を示した図である。
【0092】
この実施例の自動車用空気調和装置の冷凍サイクル1は、自動車の車室内の前部にフロントクーラを装着し、自動車のトランクルーム内にリヤクーラを装備しているデュアルエアコン、ワゴン車の車室内の前部にフロントクーラを装着し、車体の天井部にリヤクーラを持つオーバーヘッドデュアルエアコン、あるいはワゴン車の車室内の前部にエアコンを装着し、車体の側壁部にリヤクーラを持つツインエアコンなどに利用されるレシーバサイクルである。
【0093】
冷凍サイクル1は、フロント側膨張弁(第1温度作動式膨張弁)5aおよびフロントクーラ用冷媒蒸発器(第1冷媒蒸発器)6aを配設したフロント側冷媒配管(第1冷媒流路)7aと、リヤ側膨張弁(第2温度作動式膨張弁)5bおよびリヤクーラ用冷媒蒸発器(第2冷媒蒸発器)6bを配設したリヤ側冷媒配管(第2冷媒流路)7bとを並列接続している。
【0094】
なお、この実施例の冷凍サイクル1においては、凝縮器本体57、受液器本体9および過冷却器本体58は、これらが一体的に組み付けられていても(第1実施例のような受液器一体型冷媒凝縮器3)、それぞれが独立していてもどちらでも良い。
【0095】
そして、リヤ側冷媒配管7bには、通電されると開弁し、通電が停止されると閉弁する電磁弁等のリヤ側開閉弁10が設置されている。このリヤ側開閉弁10は、リヤ側冷媒配管7bを閉じて冷媒の流れを遮断する閉弁時に冷凍サイクル1をシングル運転(図6参照)に切り替え、リヤ側冷媒配管7bを開いて冷媒を流す開弁時に冷凍サイクル1をデュアル運転(図7参照)に切り替える切替手段である。
【0096】
この実施例の受液器本体9の必要容量VR は次の数8の式のように求められる。
【数8】
V1 =1.52×10-3・VCOND(cc)+34.3×10-3・VFEVA(cc)
V2 =170(cc)
V3 =0.65×(Vh +VSC)(cc)
【0097】
なお、VCONDは凝縮器本体57の容量と過冷却器本体58の容量との和であり、VFEVAはフロントクーラ用冷媒蒸発器6aの容量であり、VSCは過冷却用チューブ部の容量であり、Vh は凝縮器本体57の最終の冷媒合成部の容量と過冷却器本体58の最初の冷媒分配部の容量との和である。
【0098】
そして、リアクーラを持つ冷凍サイクル1に対しては、第1実施例の冷凍サイクル1の運転条件の違いによる冷媒変動分に、デュアル運転時とシングル運転時での冷凍サイクル1の運転条件の違いによる冷媒変動に対する余裕分V4 を加算する必要がある。この冷媒変動に対する余裕分V4 は、流路切替用のリヤ側開閉弁10から膨張弁5までのリヤ側冷媒配管7bの容量(内容積)VP 、リアクーラ用冷媒蒸発器の容量(内容積)VREVAに主として支配される。
【0099】
実験による経験式として下記の数9の式が得られた。
【数9】
V4 =VP (cc)+a4 ・VREVA(cc)
そして、各種の実験により上記の係数は次の通り得られた。
a4 =6.5×10-2(cc/cc)
【0100】
現在使用しているVP 、VREVAの値は、概ね次の範囲にある。VP =5(cc)〜120(cc)、VREVA=150(cc)〜500(cc)の範囲にある。したがって、V4 ≒15(cc)〜150(cc)となる。
【0101】
したがって、リアクーラを持つ冷凍サイクル1の受液器本体9の必要容量VR は、以下の数10の式のように表される。
【数10】
VR =(V1 +V2 −V3 +V4 )(cc)
【0102】
なお、受液器本体9の必要容量VR の望ましい範囲は、(V1 +V2 −V3 +V4 )×(0.8〜1.2)(cc)の範囲である。その(0.8〜1.2)は、第1実施例と同様に、各冷凍サイクル1に対し計算より得られた値を、設定された受液器本体9の必要容量(3〜5種類程度)のバリエーションに対応できるようにするための係数である。
【0103】
〔第3実施例〕
図8はこの発明の第3実施例を示したもので、受液器一体型冷媒凝縮器の受液器本体内にドライヤを組み込んだ状態を示した図である。
【0104】
この実施例の受液器本体9は、円筒形状の筒状体61、この筒状体61内に着脱自在に収容されたドライヤ71、筒状体61の上端部の開口部分を閉塞するキャップ(図示せず)、および筒状体61の下端部の開口部分を閉塞する可溶栓72等から構成されている。なお、この実施例の場合、受液器本体9の必要容量VR はドライヤ71の容量を除いた量となる。
【0105】
ドライヤ71は、合成ゼオライト、アルミナゲル、シリカゲル等のシリカアルミナ吸着剤などの多数のフロン系冷媒用乾燥剤(以下乾燥剤と略す)73が用いられている。
【0106】
乾燥剤73が長期間使用している間に崩壊したり、摩耗して微粉化して冷凍サイクル1内に流出すると冷凍サイクル機器にトラブルを与える。そこで、この実施例では、多数の乾燥剤73の微粉を捕獲するフィルタとして働く濾過袋74内に入れている。なお、多数の乾燥剤73をフェルト(耐水性の重質紙)製の袋内に入れても良い。
【0107】
可溶栓72は、アルミニウム合金製で、中央に形成された穴75内に特殊な半田材(溶解材:例えば100℃〜105℃で溶解)76を流し込んだメルトボルトである。すなわち、可溶栓72は、凝縮器本体57、過冷却器本体58や受液器本体9等の冷凍サイクル機器のトラブルを防ぐための機能部品である。
【0108】
可溶栓72は、受液器本体9の下端部の開口部分を形成する円筒体77内に捩じ込まれて固定されている。また、可溶栓72の外周と円筒体77の内周との間には、冷媒が外部へ漏洩することを防止するためのシール材としてのOリング78が装着されている。なお、円筒体77は、金属ブロックを切削加工することによって円筒形状に形成されており、受液器本体9の下端部にろう付け等の接合手段により接合されている。
【0109】
〔変形例〕
この実施例では、本発明を冷凍サイクル1に適用したが、本発明を車両用冷凍装置、車両用冷蔵装置、車両用冷暖房装置などの車両用空気調和装置の冷凍サイクルに適用しても良い。また、本発明を、家庭用空気調和装置、工場用空気調和装置などの定置式冷凍サイクルに適用しても良い。
【0110】
この実施例では、凝縮器本体57、受液器本体9および過冷却器本体58を一体化した受液器一体型冷媒凝縮器3を配したが、凝縮器本体57、受液器本体9および過冷却器本体58を選択的に組み合わせても、それぞれを独立して設けても良い。
【0111】
この実施例では、凝縮器本体57から受液器本体9への冷媒流入口65を凝縮器本体57の最下端に設けたが、冷媒流入口65を凝縮器本体57の上端部や中央部に設けても良い。
この実施例では、冷媒流入口65および冷媒流出口66をそれぞれ1個ずつ設けたが、冷媒流入口65または冷媒流出口66を2個以上設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車用空気調和装置の冷凍サイクルを示した構成図である(第1実施例)。
【図2】受液器一体型冷媒凝縮器を示した断面図である(第1実施例)。
【図3】受液器一体型冷媒凝縮器の主要部を示した分解図である(第1実施例)。
【図4】受液器一体型冷媒凝縮器中の冷媒の挙動を示したグラフである(第1実施例)。
【図5】受液器一体型冷媒凝縮器を示した説明図である(第1実施例)。
【図6】デュアルエアコンの冷凍サイクルのシングル運転を示した構成図(第2実施例)。
【図7】デュアルエアコンの冷凍サイクルのデュアル運転を示した構成図(第2実施例)。
【図8】受液器一体型冷媒凝縮器の受液器本体内にドライヤを組み込んだ状態を示した断面図である(第3実施例)。
【符号の説明】
1 冷凍サイクル
2 冷媒圧縮機
3 受液器一体型冷媒凝縮器
4 サイトグラス
5 膨張弁(温度作動式膨張弁)
6 冷媒蒸発器
7 冷媒配管
8 放熱器本体
9 受液器本体(受液器)
5a フロント側膨張弁(第1温度作動式膨張弁)
5b リヤ側膨張弁(第2温度作動式膨張弁)
6a フロントクーラ用冷媒蒸発器(第1冷媒蒸発器)
6b リヤクーラ用冷媒蒸発器(第2冷媒蒸発器)
7a フロント側冷媒配管
7b リヤ側冷媒配管
10 リヤ側開閉弁
20 コア
21 第1ヘッダ
22 第2ヘッダ(ヘッダ)
23 凝縮部
24 過冷却部
26 凝縮用チューブ
28 過冷却用チューブ
53 上流側連通室(冷媒合成部)
54 下流側連通室(冷媒分配部)
57 凝縮器本体(冷媒凝縮器)
58 過冷却器本体(過冷却器)
64 気液分離室(気液分離部)
65 冷媒流入口(第1連通部)
66 冷媒流出口(第2連通部)
71 ドライヤ
72 可溶栓
73 乾燥剤

Claims (6)

  1. 冷媒を圧縮する冷媒圧縮機と、
    この冷媒圧縮機より流入した冷媒を凝縮させる複数の凝縮用チューブ部、およびこれらの凝縮用チューブ部より流入した冷媒を合成させる冷媒合成部を有する冷媒凝縮器と、
    この冷媒凝縮器の冷媒合成部より流入した冷媒を気液分離して液相冷媒のみ流出させる受液器と、
    この受液器より流入した冷媒を分配する冷媒分配部、およびこの冷媒分配部より分配された冷媒を過冷却する過冷却用チューブ部を有する過冷却器と、
    この過冷却器より流入した冷媒の状態を観察するためのサイトグラスと、
    このサイトグラスより流入した冷媒を膨張させる温度作動式膨張弁と、
    この温度作動式膨張弁より流入した冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器と
    を備えた冷凍サイクルであって、
    前記受液器の必要容量をVR 、
    前記冷媒凝縮器の容量と前記過冷却器の容量との和をVCOND、
    前記冷媒蒸発器の容量をVEVA 、
    前記過冷却用チューブ部の容量をVSC、
    前記冷媒合成部の容量と前記冷媒分配部の容量との和をVh としたとき、
    V1 =1.52×10-3・VCOND(cc)+34.3×10-3・VEVA (cc)
    V2 =170(cc)
    V3 =0.65×(Vh +VSC)(cc)
    VR ≧0.8×(V1 +V2 −V3 )(cc)
    VR ≦1.2×(V1 +V2 −V3 )(cc)
    の関係を満足することを特徴とする冷凍サイクル。
  2. 請求項1に記載の冷凍サイクルにおいて、
    前記受液器の必要容量をVR としたとき、
    100(cc)≦VR ≦200(cc)
    の関係を満足することを特徴とする冷凍サイクル。
  3. 冷媒を圧縮する冷媒圧縮機と、
    この冷媒圧縮機より流入した冷媒を凝縮させる複数の凝縮用チューブ部、およびこれらの凝縮用チューブ部より流入した冷媒を合成させる冷媒合成部を有する冷媒凝縮器と、
    この冷媒凝縮器の冷媒合成部より流入した冷媒を気液分離して液相冷媒のみ流出させる受液器と、
    この受液器より流入した冷媒を分配する冷媒分配部、およびこの冷媒分配部より分配された冷媒を過冷却する過冷却用チューブ部を有する過冷却器と、
    この過冷却器より流入した冷媒の状態を観察するためのサイトグラスと、
    このサイトグラスより流入した冷媒を膨張させる第1温度作動式膨張弁と、
    この第1温度作動式膨張弁に対して並列して接続され、前記サイトグラスより流入した冷媒を膨張させる第2温度作動式膨張弁と、
    前記第1温度作動式膨張弁より流入した冷媒を蒸発させる第1冷媒蒸発器と、
    この第1冷媒蒸発器に対して並列して接続され、前記第2温度作動式膨張弁より流入した冷媒を蒸発させる第2冷媒蒸発器と、
    前記サイトグラスの出口と前記第2温度作動式膨張弁の入口とを接続する冷媒配管と、
    この冷媒配管の途中に設けられ、前記冷媒配管を開閉する開閉弁と
    を備えた冷凍サイクルであって、
    前記受液器の必要容量をVR 、
    前記冷媒凝縮器の容量と前記過冷却器の容量との和をVCOND、
    前記第1冷媒蒸発器の容量をVFEVA、
    前記第2冷媒蒸発器の容量をVREVA、
    前記過冷却用チューブ部の容量をVSC、
    前記開閉弁から前記第2温度作動式膨張弁までの冷媒配管の容量をVP 、
    前記冷媒合成部の容量と前記冷媒分配部の容量との和をVh としたとき、
    V1 =1.52×10-3・VCOND(cc)+34.3×10-3・VFEVA(cc)
    V2 =170(cc)
    V3 =0.65×(Vh +VSC)(cc)
    V4 =VP (cc)+6.5×10-2・VREVA(cc)
    VR ≧0.8×(V1 +V2 −V3 +V4 )(cc)
    VR ≦1.2×(V1 +V2 −V3 +V4 )(cc)
    の関係を満足することを特徴とする冷凍サイクル。
  4. 請求項3に記載の冷凍サイクルにおいて、
    前記受液器の必要容量をVR としたとき、
    120(cc)≦VR ≦350(cc)
    の関係を満足することを特徴とする冷凍サイクル。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の冷凍サイクルにおいて、
    前記冷凍サイクルは、前記冷媒圧縮機の吐出口と前記サイトグラスの入口との間に受液器一体型冷媒凝縮器を備え、
    前記受液器一体型冷媒凝縮器は、内部を流れる冷媒を凝縮する凝縮部、およびこの凝縮部で凝縮された冷媒を過冷却する過冷却部を有するコアと、
    前記凝縮部の出口側に接続された冷媒合成部、および前記過冷却部の入口側に接続された冷媒分配部を有するヘッダと、
    このヘッダの前記コア側に対して異なる側または逆側に接続され、内部に流入した冷媒を気液分離すると共に、前記冷媒合成部に連通する第1連通部、および前記冷媒分配部に連通する第2連通部を有する受液器本体と
    を備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
  6. 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の冷凍サイクルにおいて、
    前記冷凍サイクルは、前記冷媒圧縮機の吐出口と前記サイトグラスの入口との間に受液器一体型冷媒凝縮器を備え、
    前記受液器一体型冷媒凝縮器は、内部を流れる冷媒を凝縮する凝縮部、およびこの凝縮部で凝縮された冷媒を過冷却する過冷却部を有するコアと、
    前記凝縮部の出口側に接続された冷媒合成部、前記過冷却部の入口側に接続された冷媒分配部、冷媒を気液分離する気液分離部、前記冷媒合成部と前記気液分離部とを連通する第1連通部、および前記冷媒分配部と前記気液分離部を連通する第2連通部を有するヘッダと
    を備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
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