JPH1019421A - 冷凍サイクルおよびこのサイクルに用いるアキュムレータ - Google Patents
冷凍サイクルおよびこのサイクルに用いるアキュムレータInfo
- Publication number
- JPH1019421A JPH1019421A JP17640096A JP17640096A JPH1019421A JP H1019421 A JPH1019421 A JP H1019421A JP 17640096 A JP17640096 A JP 17640096A JP 17640096 A JP17640096 A JP 17640096A JP H1019421 A JPH1019421 A JP H1019421A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- liquid
- accumulator
- pressure
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/04—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
- F25B43/006—Accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/02—Centrifugal separation of gas, liquid or oil
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 配管を簡略化でき、コンパクトな熱交換器を
組み込んだアキュムレータを組み込んだ超臨界蒸気圧縮
式冷凍サイクルの提供。 【解決手段】 蒸発器（５）を経た低圧の気液二相冷媒
が流入し、気液二相冷媒をその比重に差によって気液分
離させ、気液分離された液冷媒を内部に蓄えるアキュム
レータ（６）の容器（８）内に設けているため、内部熱
交換器への配管構造を簡略化することができるようにな
るとともに、内部熱交換器とアキュムレータとを一体化
することによって装置の小型化が図れ、搭載性が向上す
る。さらに、内部熱交換器（３）を容器（８）内の気液
界面（１６）よりも上方に設置したため、従来必要とさ
れていた気液を分離するための分離板の機能を内部熱交
換器で代用することができるので、部品点数を削減する
ことができる。
組み込んだアキュムレータを組み込んだ超臨界蒸気圧縮
式冷凍サイクルの提供。 【解決手段】 蒸発器（５）を経た低圧の気液二相冷媒
が流入し、気液二相冷媒をその比重に差によって気液分
離させ、気液分離された液冷媒を内部に蓄えるアキュム
レータ（６）の容器（８）内に設けているため、内部熱
交換器への配管構造を簡略化することができるようにな
るとともに、内部熱交換器とアキュムレータとを一体化
することによって装置の小型化が図れ、搭載性が向上す
る。さらに、内部熱交換器（３）を容器（８）内の気液
界面（１６）よりも上方に設置したため、従来必要とさ
れていた気液を分離するための分離板の機能を内部熱交
換器で代用することができるので、部品点数を削減する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸気圧縮式冷凍サイ
クルに関し、特に超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルに用い
て好適なアキュムレータの構成に関する。
クルに関し、特に超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルに用い
て好適なアキュムレータの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器等か
らなる蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて従来より使用さ
れているフロン系の冷媒はオゾン破壊や地球温暖化作用
によりこれらの使用の禁止および縮減の方向への要求が
ある。そこで、これらのフロン系冷媒の代替冷媒として
オゾン層を破壊せず、また温室効果能力（ＧＷＰ）が１
の二酸化炭素を冷媒として使用する冷凍サイクルが特公
平７−１８６０２号公報に開示されている。そして、フ
ロン系冷媒を用いた冷凍サイクルでは、冷媒の凝縮圧力
が臨界点以下で使用されるが、二酸化炭素を冷媒として
用いたサイクルでは高圧側が超臨界域となる超臨界蒸気
圧縮式冷凍サイクルとなる。
らなる蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて従来より使用さ
れているフロン系の冷媒はオゾン破壊や地球温暖化作用
によりこれらの使用の禁止および縮減の方向への要求が
ある。そこで、これらのフロン系冷媒の代替冷媒として
オゾン層を破壊せず、また温室効果能力（ＧＷＰ）が１
の二酸化炭素を冷媒として使用する冷凍サイクルが特公
平７−１８６０２号公報に開示されている。そして、フ
ロン系冷媒を用いた冷凍サイクルでは、冷媒の凝縮圧力
が臨界点以下で使用されるが、二酸化炭素を冷媒として
用いたサイクルでは高圧側が超臨界域となる超臨界蒸気
圧縮式冷凍サイクルとなる。
【０００３】このような超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクル
においては、冷房能力を増大させる目的や、あるいはア
キュムレータから圧縮機に潤滑油をもどす際に圧縮機に
液冷媒が導入されることを防ぐ目的で、図１０のサイク
ル構成に示すように放熱器２を出た高圧冷媒と圧縮機１
に吸入される低圧冷媒との熱交換を行う内部熱交換器３
を設けることが行われている。そして、放熱器２を出た
高圧冷媒をさらに冷却して冷房効率を高めるとともに、
アキュムレータ６を出た低圧液冷媒を確実に蒸発させ、
圧縮機１に液冷媒が帰還しないようにしている。
においては、冷房能力を増大させる目的や、あるいはア
キュムレータから圧縮機に潤滑油をもどす際に圧縮機に
液冷媒が導入されることを防ぐ目的で、図１０のサイク
ル構成に示すように放熱器２を出た高圧冷媒と圧縮機１
に吸入される低圧冷媒との熱交換を行う内部熱交換器３
を設けることが行われている。そして、放熱器２を出た
高圧冷媒をさらに冷却して冷房効率を高めるとともに、
アキュムレータ６を出た低圧液冷媒を確実に蒸発させ、
圧縮機１に液冷媒が帰還しないようにしている。
【０００４】なお、図１０において、４は放熱器２およ
び内部熱交換器を経た高圧冷媒を減圧する減圧手段とし
ての膨張弁、５は膨張弁４によって減圧された気液二相
冷媒を蒸発させる蒸発器、７はアキュムレータ６にて気
液分離された液冷媒が導かれる液冷媒通路である。
び内部熱交換器を経た高圧冷媒を減圧する減圧手段とし
ての膨張弁、５は膨張弁４によって減圧された気液二相
冷媒を蒸発させる蒸発器、７はアキュムレータ６にて気
液分離された液冷媒が導かれる液冷媒通路である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な内部熱交換器３をサイクル内に設けると、そのための
配管が複雑化するためにシステムの組付けが困難となっ
たり、装置全体が大型化してしまい、搭載性が悪くなっ
てしまうという問題がある。そこで、本発明は配管を簡
略化でき、コンパクトな熱交換器を組み込んだアキュム
レータを組み込んだ超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルの提
供を目的とする。
な内部熱交換器３をサイクル内に設けると、そのための
配管が複雑化するためにシステムの組付けが困難となっ
たり、装置全体が大型化してしまい、搭載性が悪くなっ
てしまうという問題がある。そこで、本発明は配管を簡
略化でき、コンパクトな熱交換器を組み込んだアキュム
レータを組み込んだ超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルの提
供を目的とする。
【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およ
び３記載の発明では、蒸発器（５）を経た低圧の気液二
相冷媒が流入し、気液二相冷媒をその比重に差によって
気液分離させ、気液分離された液冷媒を内部に蓄えるア
キュムレータ（６）の容器（８）内に設けているため、
内部熱交換器への配管構造を簡略化することができるよ
うになるとともに、内部熱交換器とアキュムレータとを
一体化することによって装置の小型化が図れ、搭載性が
向上する。さらに、内部熱交換器（３）を容器（８）内
の気液界面（１６）よりも上方に設置したため、従来必
要とされていた気液を分離するための分離板の機能を内
部熱交換器で代用することができるので、部品点数を削
減することができる。
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１およ
び３記載の発明では、蒸発器（５）を経た低圧の気液二
相冷媒が流入し、気液二相冷媒をその比重に差によって
気液分離させ、気液分離された液冷媒を内部に蓄えるア
キュムレータ（６）の容器（８）内に設けているため、
内部熱交換器への配管構造を簡略化することができるよ
うになるとともに、内部熱交換器とアキュムレータとを
一体化することによって装置の小型化が図れ、搭載性が
向上する。さらに、内部熱交換器（３）を容器（８）内
の気液界面（１６）よりも上方に設置したため、従来必
要とされていた気液を分離するための分離板の機能を内
部熱交換器で代用することができるので、部品点数を削
減することができる。
【０００７】請求項２記載の発明では、このアキュムレ
ータを超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いている。超
臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、高圧側の圧力
が１２ＭＰａ程度にもなるので、従来のように内部熱交
換器が単独で設けられていた場合は、大気圧とこの熱交
換器内部の冷媒圧力の差分が作用するために熱交換器の
耐圧設計値を大きくしなければならなかったが、本発明
では内部熱交換器をアキュムレータ内に設けたので、超
臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いた場合でも、内部熱
交換器外壁に作用する力は、内部熱交換器内の冷媒圧力
とアキュムレータ内の低圧冷媒の圧力差となり、内部熱
交換器の薄肉化や軽量化を図ることができる。
ータを超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いている。超
臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、高圧側の圧力
が１２ＭＰａ程度にもなるので、従来のように内部熱交
換器が単独で設けられていた場合は、大気圧とこの熱交
換器内部の冷媒圧力の差分が作用するために熱交換器の
耐圧設計値を大きくしなければならなかったが、本発明
では内部熱交換器をアキュムレータ内に設けたので、超
臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いた場合でも、内部熱
交換器外壁に作用する力は、内部熱交換器内の冷媒圧力
とアキュムレータ内の低圧冷媒の圧力差となり、内部熱
交換器の薄肉化や軽量化を図ることができる。
【０００８】請求項５記載の発明では、内部熱交換器
（３）内部において高圧冷媒、低圧冷媒とも周方向に流
れており、互いに逆方向の対向流として半径方向に交互
に配してあるので、熱交換面積を大きくとることができ
コンパクトな熱交換器とすることができる。
（３）内部において高圧冷媒、低圧冷媒とも周方向に流
れており、互いに逆方向の対向流として半径方向に交互
に配してあるので、熱交換面積を大きくとることができ
コンパクトな熱交換器とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
に基づいて説明する。図１は本発明の超臨界蒸気圧縮式
冷凍サイクルの模式図で、１はエンジン等の外部駆動源
から駆動力を受け、低温低圧のガス状冷媒を高温高圧の
ガス状冷媒に断熱圧縮する圧縮機、２は圧縮機１にて断
熱圧縮された高温高圧のガス状冷媒を外部の空気と熱交
換させ冷却する放熱器、３は放熱器２にて冷却された高
圧冷媒と圧縮機１に吸入される低圧冷媒とを熱交換させ
る内部熱交換器、４は内部熱交換器３を経た高圧冷媒を
断熱膨張させ気液二相冷媒とする減圧手段としての膨張
弁、５は膨張弁４にて減圧された気液二相冷媒と空調空
気とを熱交換し、気液２二相冷媒を蒸発させるとともに
空調空気を冷却する蒸発器、６は蒸発器を出た気液二相
冷媒が導入され、この気液二相冷媒をその比重の差によ
って気液分離し、気液分離された液冷媒が蓄えられるア
キュムレータであり、このアキュムレータ６を構成する
容器に内部熱交換器３が内蔵されている。
に基づいて説明する。図１は本発明の超臨界蒸気圧縮式
冷凍サイクルの模式図で、１はエンジン等の外部駆動源
から駆動力を受け、低温低圧のガス状冷媒を高温高圧の
ガス状冷媒に断熱圧縮する圧縮機、２は圧縮機１にて断
熱圧縮された高温高圧のガス状冷媒を外部の空気と熱交
換させ冷却する放熱器、３は放熱器２にて冷却された高
圧冷媒と圧縮機１に吸入される低圧冷媒とを熱交換させ
る内部熱交換器、４は内部熱交換器３を経た高圧冷媒を
断熱膨張させ気液二相冷媒とする減圧手段としての膨張
弁、５は膨張弁４にて減圧された気液二相冷媒と空調空
気とを熱交換し、気液２二相冷媒を蒸発させるとともに
空調空気を冷却する蒸発器、６は蒸発器を出た気液二相
冷媒が導入され、この気液二相冷媒をその比重の差によ
って気液分離し、気液分離された液冷媒が蓄えられるア
キュムレータであり、このアキュムレータ６を構成する
容器に内部熱交換器３が内蔵されている。
【００１０】図２は、内部熱交換器３を内蔵したアキュ
ムレータ６の構成図であり、円筒形状のアキュムレータ
容器８の上面８ａには蒸発器５の出口と配管により接続
された低圧冷媒流入口９が設けてあり、蒸発器５を経た
低圧冷媒がここからアキュムレータ６内に流入する。ア
キュムレータ容器８内部の上方には内部熱交換器３が配
置されており、この内部熱交換器３とアキュムレータ容
器の上面８ａとの間には低圧冷媒流入口９から流入され
る低圧冷媒の流れの抵抗にならない程度の空間が設けら
れている。
ムレータ６の構成図であり、円筒形状のアキュムレータ
容器８の上面８ａには蒸発器５の出口と配管により接続
された低圧冷媒流入口９が設けてあり、蒸発器５を経た
低圧冷媒がここからアキュムレータ６内に流入する。ア
キュムレータ容器８内部の上方には内部熱交換器３が配
置されており、この内部熱交換器３とアキュムレータ容
器の上面８ａとの間には低圧冷媒流入口９から流入され
る低圧冷媒の流れの抵抗にならない程度の空間が設けら
れている。
【００１１】内部熱交換器３もまた略円筒形状をしてお
り、その上面３ａには膨張弁４の入口側に接続される高
圧冷媒流出配管１１、圧縮機１の吸入側に接続される低
圧冷媒流出配管１２、放熱器２の出口側に接続される高
圧冷媒流入配管１３が設けられており、これらの配管は
アキュムレータ容器上面８ａを貫通して上記各機器に接
続される。
り、その上面３ａには膨張弁４の入口側に接続される高
圧冷媒流出配管１１、圧縮機１の吸入側に接続される低
圧冷媒流出配管１２、放熱器２の出口側に接続される高
圧冷媒流入配管１３が設けられており、これらの配管は
アキュムレータ容器上面８ａを貫通して上記各機器に接
続される。
【００１２】内部熱交換器３の下面３ｂの中央部には、
内部熱交換器３に低圧冷媒を導く低圧冷媒流入配管１４
が接続されている。この低圧冷媒流入配管１４はＵ字管
形状をしており、その他端はアキュムレータ容器８内に
開口しており、低圧冷媒吸入口１４ａとなっている。ま
た低圧冷媒流入配管１４の下部にはオイル戻し孔１５が
開口しており、アキュムレータ６内に溜まった液冷媒中
のオイルは液冷媒とともにこの孔から吸い込まれ、内部
熱交換器３を経て圧縮機に戻される。
内部熱交換器３に低圧冷媒を導く低圧冷媒流入配管１４
が接続されている。この低圧冷媒流入配管１４はＵ字管
形状をしており、その他端はアキュムレータ容器８内に
開口しており、低圧冷媒吸入口１４ａとなっている。ま
た低圧冷媒流入配管１４の下部にはオイル戻し孔１５が
開口しており、アキュムレータ６内に溜まった液冷媒中
のオイルは液冷媒とともにこの孔から吸い込まれ、内部
熱交換器３を経て圧縮機に戻される。
【００１３】内部熱交換器３の内部は、図３に示すよう
に二系統の流路Ａ，Ｂが交互にスパイラル形状に配され
ている。流路Ａの内周端は低圧冷媒流入配管１４と接続
されており、外周端は低圧冷媒流出配管１２と接続され
ている。また、流路Ｂの内周端は高圧冷媒流出配管１１
に接続され、外周端は高圧冷媒流入配管１３に接続され
ている。したがって、流路Ａを流れる低圧冷媒と流路Ｂ
を流れる高圧冷媒とは、内部熱交換器３内において対向
流となるように流れ熱交換を行う。
に二系統の流路Ａ，Ｂが交互にスパイラル形状に配され
ている。流路Ａの内周端は低圧冷媒流入配管１４と接続
されており、外周端は低圧冷媒流出配管１２と接続され
ている。また、流路Ｂの内周端は高圧冷媒流出配管１１
に接続され、外周端は高圧冷媒流入配管１３に接続され
ている。したがって、流路Ａを流れる低圧冷媒と流路Ｂ
を流れる高圧冷媒とは、内部熱交換器３内において対向
流となるように流れ熱交換を行う。
【００１４】次に、上記構成における作動を説明する。
圧縮機１で圧縮されたガス状冷媒は放熱器２において冷
却された後、高圧冷媒流入配管１３よりアキュムレータ
容器８内に設けられた内部熱交換器３に流入する。一
方、蒸発器５を経た気液二相の低圧冷媒は低圧冷媒流入
口９よりアキュムレータ容器８内に流入する。流入した
低圧冷媒はアキュムレータ容器８内で流速が小さくな
り、アキュムレータ容器８と内部熱交換器３との間の空
間を通り内部熱交換器３の下方に至り、比重の大きな液
冷媒が容器下方に溜まるため気液界面１６が形成され
る。気液分離されたアキュムレータ容器８内の上方の気
相冷媒は低圧冷媒流入配管１４の低圧冷媒吸入口１４ａ
から圧縮機１の吸入作用によって吸入され、低圧冷媒流
入配管１４を経て内部熱交換器３内に流入する。
圧縮機１で圧縮されたガス状冷媒は放熱器２において冷
却された後、高圧冷媒流入配管１３よりアキュムレータ
容器８内に設けられた内部熱交換器３に流入する。一
方、蒸発器５を経た気液二相の低圧冷媒は低圧冷媒流入
口９よりアキュムレータ容器８内に流入する。流入した
低圧冷媒はアキュムレータ容器８内で流速が小さくな
り、アキュムレータ容器８と内部熱交換器３との間の空
間を通り内部熱交換器３の下方に至り、比重の大きな液
冷媒が容器下方に溜まるため気液界面１６が形成され
る。気液分離されたアキュムレータ容器８内の上方の気
相冷媒は低圧冷媒流入配管１４の低圧冷媒吸入口１４ａ
から圧縮機１の吸入作用によって吸入され、低圧冷媒流
入配管１４を経て内部熱交換器３内に流入する。
【００１５】高圧冷媒流入配管１３より内部熱交換器３
の外周端に流入した高圧冷媒は、らせん状に形成された
流路Ｂを通って内周端に至り、高圧冷媒流出配管１１か
ら膨張弁４に導入される。また、低圧冷媒流入配管１４
より内部熱交換器３の内周端に流入した低圧冷媒は、同
じくらせん状に形成された流路Ａを通って外周端に至
り、低圧冷媒配管１４を経て圧縮機１に吸入される。こ
のとき、流路Ａを流れる低圧冷媒とこれと対向して流路
Ｂを流れる高圧冷媒との間で熱交換が行われる。そし
て、低圧冷媒は確実に蒸発してガス状冷媒となり圧縮機
に吸入されるため、気液分離が十分でなく若干の液冷媒
が混入されていたとしても、圧縮機に液冷媒が戻される
ことがなくなるとともに、気相冷媒が過熱されることに
よって適度にスーパーヒートがとられ、冷凍サイクルの
能力を向上させることができる。また、高圧冷媒は放熱
器２にて冷却された後さらに冷却されるので、冷凍サイ
クルの能力が向上する。すなわち、図４のモリエル線図
に示すように、通常のサイクルに比して、高圧冷媒と低
圧冷媒がδＱ１だけ熱交換し、冷凍能力はその分増加し
ている。
の外周端に流入した高圧冷媒は、らせん状に形成された
流路Ｂを通って内周端に至り、高圧冷媒流出配管１１か
ら膨張弁４に導入される。また、低圧冷媒流入配管１４
より内部熱交換器３の内周端に流入した低圧冷媒は、同
じくらせん状に形成された流路Ａを通って外周端に至
り、低圧冷媒配管１４を経て圧縮機１に吸入される。こ
のとき、流路Ａを流れる低圧冷媒とこれと対向して流路
Ｂを流れる高圧冷媒との間で熱交換が行われる。そし
て、低圧冷媒は確実に蒸発してガス状冷媒となり圧縮機
に吸入されるため、気液分離が十分でなく若干の液冷媒
が混入されていたとしても、圧縮機に液冷媒が戻される
ことがなくなるとともに、気相冷媒が過熱されることに
よって適度にスーパーヒートがとられ、冷凍サイクルの
能力を向上させることができる。また、高圧冷媒は放熱
器２にて冷却された後さらに冷却されるので、冷凍サイ
クルの能力が向上する。すなわち、図４のモリエル線図
に示すように、通常のサイクルに比して、高圧冷媒と低
圧冷媒がδＱ１だけ熱交換し、冷凍能力はその分増加し
ている。
【００１６】アキュムレータ容器８の下部にたまってい
る液冷媒中に混入されているオイルは、低圧冷媒流入配
管１４の下部に設けられたオイル戻し孔１５から吸入さ
れ、内部熱交換器３を経て圧縮機に戻される。このと
き、少量の液冷媒もオイルとともに吸入されるが、内部
熱交換器３内において過熱され、確実に蒸発するので液
冷媒が圧縮機１に戻される心配はない。
る液冷媒中に混入されているオイルは、低圧冷媒流入配
管１４の下部に設けられたオイル戻し孔１５から吸入さ
れ、内部熱交換器３を経て圧縮機に戻される。このと
き、少量の液冷媒もオイルとともに吸入されるが、内部
熱交換器３内において過熱され、確実に蒸発するので液
冷媒が圧縮機１に戻される心配はない。
【００１７】このように、アキュムレータ容器８内に内
部熱交換器３を配することとしたため、従来必要であっ
た内部熱交換器への配管構造を簡略化することができる
ようになるとともに、内部熱交換器とアキュムレータと
を一体化することによって装置の小型化が図れ、搭載性
が向上し、例えば自動車用空調装置の冷凍サイクルとし
て用いた場合、車両への組付けが容易となる。さらに、
アキュムレータ容器８内の上方に内部熱交換器を設ける
ことで、図５に示すような従来設けていた気液を分離す
るための分離板１７の機能を内部熱交換器で代用するこ
とができるので、部品点数を削減することができる。
部熱交換器３を配することとしたため、従来必要であっ
た内部熱交換器への配管構造を簡略化することができる
ようになるとともに、内部熱交換器とアキュムレータと
を一体化することによって装置の小型化が図れ、搭載性
が向上し、例えば自動車用空調装置の冷凍サイクルとし
て用いた場合、車両への組付けが容易となる。さらに、
アキュムレータ容器８内の上方に内部熱交換器を設ける
ことで、図５に示すような従来設けていた気液を分離す
るための分離板１７の機能を内部熱交換器で代用するこ
とができるので、部品点数を削減することができる。
【００１８】図６および図７は、本発明の第２の実施の
形態であり、高圧冷媒流入配管１３および低圧冷媒配管
１２が内部熱交換器３の側壁部に接続され、アキュムレ
ータ容器８の側壁を貫通するように設けられたものであ
る。図８は、本発明の第３の実施の形態である。上述し
た第１の実施の形態では内部熱交換器３をアキュムレー
タ容器８内において、気液界面１６よりも上方二位置す
るように設けていたが、この第３の実施の形態に示すよ
うに内部熱交換器３がアキュムレータ容器８内に溜まっ
ている液冷媒と接触しても問題はない。液冷媒との熱交
換は内部熱交換器の最外周でのみ行われるので、伝熱面
積が小さく熱交換量が大きくないため、冷凍効果にはほ
とんど影響がないためである。なお、低圧冷媒流入配管
１４の吸入口１４ａは気液界面１６よりも上方になけれ
ばならないので、内部熱交換器３の上面３ａとアキュム
レータ容器の上面８ａとの間に吸入口１４ａを設けてあ
る。また、蒸発器５を経た低圧冷媒の流入口９と吸入口
１４ａとが近接してしまうので、液相冷媒の吸入が極力
抑制されるように仕切り板１８が設けてある。
形態であり、高圧冷媒流入配管１３および低圧冷媒配管
１２が内部熱交換器３の側壁部に接続され、アキュムレ
ータ容器８の側壁を貫通するように設けられたものであ
る。図８は、本発明の第３の実施の形態である。上述し
た第１の実施の形態では内部熱交換器３をアキュムレー
タ容器８内において、気液界面１６よりも上方二位置す
るように設けていたが、この第３の実施の形態に示すよ
うに内部熱交換器３がアキュムレータ容器８内に溜まっ
ている液冷媒と接触しても問題はない。液冷媒との熱交
換は内部熱交換器の最外周でのみ行われるので、伝熱面
積が小さく熱交換量が大きくないため、冷凍効果にはほ
とんど影響がないためである。なお、低圧冷媒流入配管
１４の吸入口１４ａは気液界面１６よりも上方になけれ
ばならないので、内部熱交換器３の上面３ａとアキュム
レータ容器の上面８ａとの間に吸入口１４ａを設けてあ
る。また、蒸発器５を経た低圧冷媒の流入口９と吸入口
１４ａとが近接してしまうので、液相冷媒の吸入が極力
抑制されるように仕切り板１８が設けてある。
【００１９】図９は、本発明の第４の実施の形態であ
り、蒸発器５を経た低圧冷媒の流入口９を内部熱交換器
３の側面側に配置したものである。このように流入口９
を配置すれば、内部熱交換器３が仕切り板としての機能
を果たすので、図８の形態のように別途仕切り板１８を
設ける必要がない。
り、蒸発器５を経た低圧冷媒の流入口９を内部熱交換器
３の側面側に配置したものである。このように流入口９
を配置すれば、内部熱交換器３が仕切り板としての機能
を果たすので、図８の形態のように別途仕切り板１８を
設ける必要がない。
【図１】本発明の蒸気圧縮式冷凍サイクルの模式図であ
る。
る。
【図２】本発明のアキュムレータの構造図である。
【図３】本発明の内部熱交換器の内部構造を示す図であ
る。
る。
【図４】本発明の超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルの作動
を説明するモリエル線図である。
を説明するモリエル線図である。
【図５】従来の気液分離器を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【図１０】従来の超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクルを示す
図である。
図である。
１ 圧縮機 ２ 放熱器 ３ 内部熱交換器 ４ 膨張弁 ５ 蒸発器 ６ アキュムレータ １６ 気液界面
Claims (5)
- 【請求項１】 低温低圧のガス状冷媒を断熱圧縮する圧
縮機と、 前記圧縮機によって圧縮された高温高圧のガス状冷媒を
外部の熱交換媒体との熱交換によって冷却する放熱器
と、 前記放熱器によって冷却された低温高圧の冷媒を減圧し
低温の気液二相冷媒とする減圧手段と、 前記減圧手段によって減圧された気液二相冷媒と空調空
気とを熱交換させ、前記気液二相冷媒を蒸発させ、前記
空調空気を冷却する蒸発器と、 前記蒸発器を経た気液二相冷媒が導入され、この気液二
相冷媒をその比重の差によって気液分離させ、気液分離
された液冷媒を内部に蓄えるアキュムレータと、 前記アキュムレータから前記圧縮機に吸入される低圧の
ガス状冷媒と、前記放熱器から前記減圧手段に導入され
る高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とを備えた蒸
気圧縮式冷凍サイクルにおいて、 前記内部熱交換器は前記アキュムレータの容器内であっ
て、気液分離された液状冷媒とガス状冷媒との気液界面
よりも上部に設置されていることを特徴とする蒸気圧縮
式冷凍サイクル。 - 【請求項２】 前記蒸気圧縮式冷凍サイクルは高圧側の
圧力が超臨界圧力となる超臨界蒸気圧縮式冷凍サイクル
であることを特徴とする請求項１記載の蒸気圧縮式冷凍
サイクル。 - 【請求項３】 前記蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いられ
る冷媒は二酸化炭素（ＣＯ2 ）であることを特徴とする
請求項１もしくは２記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項４】 圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器、お
よびアキュムレータを備える蒸気圧縮式冷凍サイクルに
用いられるアキュムレータであって、前記アキュムレー
タの容器内には、前記放熱器から出た高圧冷媒と前記蒸
発器から前記圧縮機に吸入される低圧冷媒とを熱交換さ
せる内部熱交換器が前記容器内に形成される気液界面よ
りも上部に設けられていることを特徴とするアキュムレ
ータ。 - 【請求項５】 前記内部熱交換器は、二系統の流路が交
互にスパイラル形状に配され、内部を流れる二種類の熱
交換媒体が互いに対向流となるように構成されているこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかひとつに記
載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17640096A JPH1019421A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 冷凍サイクルおよびこのサイクルに用いるアキュムレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17640096A JPH1019421A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 冷凍サイクルおよびこのサイクルに用いるアキュムレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019421A true JPH1019421A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=16013017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17640096A Pending JPH1019421A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 冷凍サイクルおよびこのサイクルに用いるアキュムレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1019421A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002206823A (ja) * | 2000-11-09 | 2002-07-26 | Denso Corp | アキュムレータモジュール |
| US6505476B1 (en) | 1999-10-28 | 2003-01-14 | Denso Corporation | Refrigerant cycle system with super-critical refrigerant pressure |
| US6606867B1 (en) | 2000-11-15 | 2003-08-19 | Carrier Corporation | Suction line heat exchanger storage tank for transcritical cycles |
| US6739141B1 (en) | 2003-02-12 | 2004-05-25 | Carrier Corporation | Supercritical pressure regulation of vapor compression system by use of gas cooler fluid pumping device |
| WO2005010445A1 (en) * | 2003-06-24 | 2005-02-03 | Modine Manufacturing Company | Refrigeration system |
| EP1519127A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-03-30 | Valeo Climatisation | Cooling cycle |
| JP2007298258A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Sanden Corp | 気液分離器モジュール |
| US7424807B2 (en) | 2003-06-11 | 2008-09-16 | Carrier Corporation | Supercritical pressure regulation of economized refrigeration system by use of an interstage accumulator |
| WO2009054235A1 (ja) * | 2007-10-25 | 2009-04-30 | Calsonic Kansei Corporation | 超臨界冷凍サイクル用アキュムレータ |
| US7690219B2 (en) | 2006-01-17 | 2010-04-06 | Sanden Corporation | Vapor compression refrigerating systems and modules which comprise a heat exchanger disposed within a gas-liquid separator |
| EP2199707A1 (fr) | 2008-12-22 | 2010-06-23 | Valeo Systemes Thermiques | Dispositif combiné comprenant un échangeur de chaleur et un accumulateur constitutifs d'une boucle de climatisation. |
| JP2010143574A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Valeo Systemes Thermiques | 空調用複合装置及びそれを含む空調ループ |
| JP2011178187A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Sanden Corp | 車両用空調装置 |
| WO2014036835A1 (zh) * | 2012-09-06 | 2014-03-13 | 江苏天舒电器有限公司 | 带热利用平衡处理器的热泵热水机及其热利用平衡处理器 |
| CN104823014A (zh) * | 2012-11-29 | 2015-08-05 | 马勒国际公司 | 换热器 |
| US9279606B2 (en) * | 2011-12-16 | 2016-03-08 | Inje University Industry-Academic Cooperation Foundation | Accumulator heat exchanger |
| CN106091496A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 青岛开拓隆海制冷配件有限公司 | 一种二氧化碳制冷剂用储液器 |
| CN112432400A (zh) * | 2020-01-20 | 2021-03-02 | 浙江三花智能控制股份有限公司 | 气液分离器及热管理系统 |
-
1996
- 1996-07-05 JP JP17640096A patent/JPH1019421A/ja active Pending
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6505476B1 (en) | 1999-10-28 | 2003-01-14 | Denso Corporation | Refrigerant cycle system with super-critical refrigerant pressure |
| JP2002206823A (ja) * | 2000-11-09 | 2002-07-26 | Denso Corp | アキュムレータモジュール |
| US6530230B2 (en) | 2000-11-09 | 2003-03-11 | Denso Corporation | Accumulator module |
| US6606867B1 (en) | 2000-11-15 | 2003-08-19 | Carrier Corporation | Suction line heat exchanger storage tank for transcritical cycles |
| US6739141B1 (en) | 2003-02-12 | 2004-05-25 | Carrier Corporation | Supercritical pressure regulation of vapor compression system by use of gas cooler fluid pumping device |
| US7424807B2 (en) | 2003-06-11 | 2008-09-16 | Carrier Corporation | Supercritical pressure regulation of economized refrigeration system by use of an interstage accumulator |
| WO2005010445A1 (en) * | 2003-06-24 | 2005-02-03 | Modine Manufacturing Company | Refrigeration system |
| US6901763B2 (en) | 2003-06-24 | 2005-06-07 | Modine Manufacturing Company | Refrigeration system |
| EP1519127A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-03-30 | Valeo Climatisation | Cooling cycle |
| US7690219B2 (en) | 2006-01-17 | 2010-04-06 | Sanden Corporation | Vapor compression refrigerating systems and modules which comprise a heat exchanger disposed within a gas-liquid separator |
| JP2007298258A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Sanden Corp | 気液分離器モジュール |
| WO2009054235A1 (ja) * | 2007-10-25 | 2009-04-30 | Calsonic Kansei Corporation | 超臨界冷凍サイクル用アキュムレータ |
| EP2199707A1 (fr) | 2008-12-22 | 2010-06-23 | Valeo Systemes Thermiques | Dispositif combiné comprenant un échangeur de chaleur et un accumulateur constitutifs d'une boucle de climatisation. |
| JP2010143574A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Valeo Systemes Thermiques | 空調用複合装置及びそれを含む空調ループ |
| JP2010156538A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-15 | Valeo Systemes Thermiques | 空調回路の内部熱交換器とアキュムレータを備える複合装置 |
| US9464831B2 (en) | 2008-12-22 | 2016-10-11 | Valeo Systemes Thermiques | Combined device having an internal heat exchanger and an accumulator, and equipped with an internal multi-function component |
| JP2011178187A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Sanden Corp | 車両用空調装置 |
| US9279606B2 (en) * | 2011-12-16 | 2016-03-08 | Inje University Industry-Academic Cooperation Foundation | Accumulator heat exchanger |
| WO2014036835A1 (zh) * | 2012-09-06 | 2014-03-13 | 江苏天舒电器有限公司 | 带热利用平衡处理器的热泵热水机及其热利用平衡处理器 |
| CN104823014A (zh) * | 2012-11-29 | 2015-08-05 | 马勒国际公司 | 换热器 |
| US9945614B2 (en) | 2012-11-29 | 2018-04-17 | Mahle International Gmbh | Heat exchanger with high pressure phase refrigerant channel, low pressure phase refrigerant channel and coolant channel |
| CN106091496A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 青岛开拓隆海制冷配件有限公司 | 一种二氧化碳制冷剂用储液器 |
| CN106091496B (zh) * | 2016-07-29 | 2022-07-05 | 青岛开拓隆海制冷配件有限公司 | 一种二氧化碳制冷剂用储液器 |
| CN112432400A (zh) * | 2020-01-20 | 2021-03-02 | 浙江三花智能控制股份有限公司 | 气液分离器及热管理系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH1019421A (ja) | 冷凍サイクルおよびこのサイクルに用いるアキュムレータ | |
| JP4897298B2 (ja) | 気液分離器モジュール | |
| JP3813702B2 (ja) | 蒸気圧縮式冷凍サイクル | |
| US6658888B2 (en) | Method for increasing efficiency of a vapor compression system by compressor cooling | |
| JP2000046420A (ja) | 冷凍サイクル | |
| JP4776438B2 (ja) | 冷凍サイクル | |
| JP2007162988A (ja) | 蒸気圧縮式冷凍サイクル | |
| JP2007512501A (ja) | Ｃｏ２冷却システム | |
| KR101319198B1 (ko) | 응축용 열 변환 장치 및 그것을 이용한 냉동 시스템 | |
| JP2008051344A (ja) | 気液分離器及び該気液分離器を備えた冷凍装置 | |
| JP2008057807A (ja) | 冷凍サイクル及びそれを用いた空気調和機、冷蔵庫 | |
| JP2004028525A (ja) | アキュムレータ及びこれを用いた冷凍サイクル | |
| KR20060108680A (ko) | 이산화탄소 냉각 시스템용 흡입관 열교환기 | |
| JPH1019418A (ja) | 冷凍冷蔵庫 | |
| JP4971877B2 (ja) | 冷凍サイクル | |
| JP2007155229A (ja) | 蒸気圧縮式冷凍サイクル | |
| JP2004100974A (ja) | アキュムレータ及びこれを用いた冷凍サイクル | |
| JP2008275211A (ja) | 蒸気圧縮式冷凍サイクル | |
| JP2006292229A (ja) | Ｃｏ２冷凍サイクル装置及びその超臨界冷凍運転方法 | |
| JP4508006B2 (ja) | 車両用冷凍サイクル装置 | |
| JP2000035251A (ja) | 冷却サイクルの三層分離器 | |
| JP4694365B2 (ja) | オイルセパレータ付き減圧器モジュール | |
| JP2000205706A (ja) | 冷凍装置 | |
| JP2002130871A (ja) | アキュムレータ | |
| JP4161871B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031028 |