JPH0645810Y2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、１台のコンプレッサによって複数のエバポレ
ータに冷媒を供給する型式の冷凍装置に関する。

〔従来の技術〕

比較的車室内容積の大きい自動車用の空気調和装置や事
務所あるいは家庭用ルームクーラなどでは、１台のコン
プレッサによって圧縮した気相冷媒をコンデンサによっ
て冷却液化させたうえ、電磁バルブなどの流路切替手段
を介して、複数基のエバポレータに適宜に分配し供給す
る型式の冷凍装置が使われている。

そしてエバポレータ内で被空調空気から気化の潜熱を奪
って気相に戻った冷媒は、第８図に描かれているように
エバポレータが２基である場合には、それぞれの冷媒出
口に接続されている帰路配管b1またはb2をたどり、Ｔ字
形をなす合流箇所Ａに至って合流した後、冷媒吸入用配
管ｃに流入してその末端に接続されているコンプレッサ
に吸入されるようになっている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記の如き１台のコンプレッサによって複数基のエバポ
レータに冷媒を供給する型式の冷凍装置では、運転中に
往々にしてコンプレッサの回転に不調を来たすことが経
験されている。

本願考案者は、このような不調発生の原因を究明すべく
一連の実験を行った所、次のような事実が判明した。

即ち冷凍サイクルの各構成要素を結ぶ循環用配管内を流
れ続ける冷媒には、コンプレッサケーシング内に蓄えら
れているコンプレッサ用潤滑油の一部が混入して冷媒と
共に循環している。そして、その混在状態は、液相冷媒
中では相溶しており、コンプレッサからエバポレータの
上流側の減圧装置に至る間の高圧気相冷媒中ではミスト
状態をなして一様に混在し、冷媒蒸気と共にほぼ等速度
で流れる。一方、減圧装置の下流側の低圧気相冷媒中で
は、冷媒から分離され、その固有の粘性によって管内壁
面に付着した状態のもとに、気相冷媒の流れに押されて
この流れより遅い速度をもって下流側に送られる。

そして第８図に示した如き、Ｔ字形の合流箇所Ａを有す
る従来の冷凍装置では、２基のエバポレータに共に冷媒
が供給されている時、Ｔ字形合流箇所Ａに向かって対向
する方向から押し寄せて来る２系統の冷媒ガスの流れ
（イ）および（ロ）に押されながら管内壁面に沿って移
送される潤滑油（ハ）は、すべてスムーズに吸入用配管
のｃ内に流下させられる。

しかし、１基のエバポレータへの冷媒供給が停止されて
いる時には、第９図に描かれているように、一方の帰路
配管b1から合流箇所Ａに向けて流れて来た冷媒ガス流
（イ）は、ガス流の存在しない他方の帰路配管b2に内に
慣性によって吹き込み、この時潤滑油（ハ）もまた同伴
されてその一部が配管b2内に押し込まれる。一旦配管b2
内に侵入した潤滑油は粘性によりその内壁面に付着し次
第に堆積するが（ニ）、合流箇所Ａへの押し戻し作用力
が存在しないので、冷媒に混入して循環用配管内を流れ
る循環油のうち、コンプレッサに帰還する割合は時の経
過と共に減少して来ることになる。

ワゴン車に装架させた冷房用冷凍サイクルについて実測
した所によると、２基のエバポレータのうち１基のみに
冷媒を供給した時は、２基に同時に供給した時に較べて
潤滑油の循環率は約20％低下することが確かめられた。

一方運転中に回転不良を起こした傾斜式ピストンポンプ
型のコンプレッサを調べてみると、斜板とシューの接触
部分が摩耗しており、極端な場合にはピストンの折損を
起こして、明らかにコンプレッサへの潤滑油の循環供給
に支障を来していたことが推察された。

かかる潤滑油の循環不良を阻止するため、実開昭58-177
754号に合流箇所の上流にオイル戻し器を設置した冷凍
装置が提案されているが、部品数の増大、組み付け工数
の増加の増加および装着スペース拡大という欠点があ
る。

この考案の目的は、複数のエバポレータの一基を休止し
た場合、休止側の冷媒帰路配管中に潤滑油が堆積するこ
とを、簡単な構造で確実に阻止でき、運転中のコンプレ
ッサの回転不調の主要な原因を除去できる冷媒装置の提
供にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本考案による冷凍装置は、 １台のコンプレッサによって複数のエバポレータに冷媒
を供給し、複数のエバポレータの各々の出口に接続され
た冷媒の帰路配管を１箇所に合流させた後、冷媒吸入用
配管を介して前記コンプレッサの吸入口に連結するとと
もに、特定エバポレータへの冷媒供給の休止が可能な冷
凍装置において、合流多岐管の形状を工夫したものであ
る。

即ち、本考案の合流多岐管は、少なくともその端部に、
下方に傾くドレン部を有する複数の枝管部と、各ドレン
部の下端直後に連結され、ドレン部より更に下方へ伸び
る合流管部とからなるものとする。

ここで、本考案における合流管部の連結位置であるドレ
ン部の「下端直後」とは下端に直接接続される状態ない
し下端近傍位置に接続される状態を示す。

そして、本考案では、複数のエバポレータの帰路配管を
それぞれ複数の枝管部の上端に連結し、合流管部を冷媒
吸入用配管に連結するよう構成する。

〔作用および考案の効果〕

上記の如き構成を備えた本考案冷凍装置は、複数基のエ
バポレータの内の一基、例えば２基のうちの一方のエバ
ポレータだけに冷媒を供給する時であっても潤滑油の帰
還が良好になされる。即ち、前述のようにして２基のエ
バポレータの冷媒帰路配管の合流箇所近辺において、一
方のエバポレータの帰路配管内を流れる冷媒中に混在す
るコンプレッサ用潤滑油の一部が冷媒ガスの流れに伴わ
れて他方のエバポレータの帰路配管内に侵入しようとす
るが、これら両帰路配管は合流多岐管の複数の枝管部の
上端に連結しており、またこれら複数の枝管部はその端
部に、下方に傾くドレン部を有し、しかもこれらドレン
部の下端直後に合流管部が下方に向けて連結しているの
で潤滑油は冷媒ガス流による押圧力よりも重力をより大
きく受けることによって、他方のエバポレータの帰路配
管に侵入することなくコンプレッサの吸入口に連らなる
方向に落下してコンプレッサに吸入される。

従って冷凍サイクルの冷媒循環用配管内を冷媒に混入し
て共に循環するコンプレッサ用循環油が、管路の途中に
既述の如くして滞留することが防止され、コンプレッサ
の回転不調を来たす主たる原因が取り除かれる。

また、上記合流多岐管の合流管部が、下方に傾いた複数
のドレン部の下端直後、即ち、下端に直接連結ないし下
端の近傍位置に連結された構成となっているので、複
数、例えば２基あるエバポレータのうちの１つだけに冷
媒を供給する時にも、冷媒を供給しないエバポレータに
連結された枝管部のドレン部に侵入しようとする潤滑油
はすぐに重力によって合流管部の端部まで戻り、この合
流管部を介してコンプレッサに吸入される。

また本考案では、前記複数のエバポレータの帰路配管が
連結された複数の枝管部のすべてに、下向きに傾いたド
レン部を設ければ、複数のエバポレータのうちのいずれ
が冷媒供給停止状態になった場合でも、その停止状態と
なったエバポレータ側にオイルを滞留させることなく、
そのオイルをコンプレッサまで戻すことができる。

さらに本考案では、複数の帰路配管の合流箇所を前述し
た本考案独自の合流多岐管で構成しているので、オイル
戻し器を必要とせず、部品数の増大、組付け工数の増加
および装着スペース拡大を招かず、簡単な構造で潤滑油
の滞留を確実に阻止できる。

〔実施例〕

以下に付図に示す実施例に基づいて本考案の構成を具体
的に説明する。

第１図〜第４図は、ワゴン車に装架される自動車用空気
調和装置の冷凍装置部分を示した一実施例図である。

装架されている唯一台のコンプレッサ１の吸入口1bに、
冷凍仕事を終えて吸入された気化冷媒は、高温高圧状態
に圧縮されたうえ、吐出口1aから高圧側冷媒送出管ａ内
に送り出される。そして、直列に連結されている第１お
よび第２コンデンサ３と４に順次通入されることによっ
て液化し、液相冷媒の一時貯留槽としてのレシーバ５を
経由して２本に分岐している高圧側冷媒配管a1とa2に分
かれて流入する。両配管をそれぞれたどった冷媒は、車
室内の前部と後部に分散して配置してある第１エバポレ
ータ2Aと第２エバポレータ2Bに供給される。

レシーバ５から第１および第２エバポレータに至る高圧
側冷媒配管a1とa2にはそれぞれ冷媒の供給断続用電磁弁
６または７と液相冷媒を減圧霧化させるための減圧装置
８または９が介在させてある。

前部車室内の冷房用の第１エバポレータ2Aと後部車室内
冷房用の第２エバポレータ2Bとの各冷媒出口には、低圧
側冷媒配管としての帰路配管b1またはb2が接続されてお
り、これら両配管の末端傾斜部d1およびd2は下方向きに
直線的に傾斜した傾斜部を有する枝管部を構成してい
る。この傾斜部が潤滑油等の液体の排出を行うドレン部
を構成し、この傾斜部の下端直後には、冷媒吸入用配管
Ｃの上流端が連結された合流管部が形成されている。第
３図より明らかなように、ドレン部をなす傾斜部の下端
直後とは、本例においては、下端の近傍位置を指す。

コンプレッサ１は、空調装置の制御回路13から送出され
る制御情報に基づいてオン〜オフ作動するマグネットク
ラッチ15、およびこのクラッチに連らなるプーリ16を介
して伝えられる車両エンジンの回転力によって断続的に
駆動される。また電磁弁６および７は制御回路13によっ
て通電をオン〜オフされる励磁コイル6aまたは7aの動き
によって開閉される。14は車載バッテリ電源、11と12は
それぞれ第１または第２エバポレータ2Aまたは2Bに被空
調空気を吹きつけるためのファンであり、17は第１コン
デンサ３の強制冷却用ファンである。２つのコンデン３
および14は車外空気の導入可能な場所Ｄに設置されてい
る。

ワゴン車の透視図としての第２図に描かれているよう
に、第１エバポレータ2Aは運転席計器パネルの下方に設
置されている空調装置の本体部分としての空調用ダクト
（図示略）内に納められている。また第２エバポレータ
2Bは、後部車室に臨むようにして車室内天井部に取り付
けたクーリングユニットのケーシング20内に納められて
いる。21、22、および23はそれぞれこのクーリングユニ
ットの送風機、空気吸入口、および冷風吹出口である。

次に上記実施例装置の作動を説明する。空調装置の操作
用パネルによって電源スイッチを投入すると制御回路13
が作動し、車室内温度センサからの情報に基づいて、あ
らかじめ選定されている任意の設定空調温度が保たれる
ように２つの電磁弁６と７を適宜に開閉されると共に、
設定温度に到達した時マグネットクラッチ15をオフ作動
させる。

電磁弁６と７が共に開かれている時には、２基のエバポ
レータ2Aと2Bに同時に冷媒が供給される。冷凍仕事を果
してそれぞれの帰路配管b1およびb2に排出された冷媒は
合流箇所Ａに到って合流し、吸入用配管Ｃに流入してコ
ンプレッサ１に吸入される。合流箇所Ａ近辺の合流多岐
管10での合流管部10A、枝管部10Bおよび10Cにおいて
は、帰路配管b1およびb2の末端傾斜部d1およびd2の傾斜
の有無にかかわらず、この近辺に冷媒中の混入潤滑油が
滞留することは既述の理由によって起こり得ない。

制御回路13の働きによってまたは手動装置によって電磁
弁６および７のいずれか一方だけが開かれている時に
は、２本の冷媒帰路配管b1とb2の枝管部10Bおよび10Cが
合流する合流多岐管10の合流箇所Ａの側断面図としての
第４図にみられるように、コンプレッサ１の吸入力によ
って一方の帰路配管（この場合はb1）の枝管部10Bをた
どり、この合流箇所Ａに到達した冷媒ガス（イ）の多く
は吸入用配管Ｃ内に流入するが、一部はすでに述べたよ
うに慣性によって冷媒ガス流が存在しない他方の帰路配
管b2の枝管部10C内に侵入し、その際に潤滑油（ハ）を
同伴する。

しかし配管b1およびb2の末端傾斜部d1およびd2は共に合
流点に向かって下方向き傾斜しているので、冷媒ガス流
のベクトルは水平方向成分よりも下向き方向成分が優っ
て、冷媒ガスが他方の配管b2の枝管部10Cに侵入する度
合いをかなり少なくすることができる。しかも、一旦他
方の配管b2の枝管部10C内にガス流に伴われて侵入した
潤滑油（ハ）も、末端傾斜部d2の傾斜に沿って冷媒吸入
用配管Ｃの入口端に向かって流下させられるので、傾斜
部d2がドレン部として作用する。その為、従来装置のよ
うに他方の配管b2の枝管部10C内に次第に潤滑油が溜ま
って来る減少は起こり得なくなる。

従って２基のエバポレータ2Aと2Bのいずれか一方だけに
冷媒を供給する片側運転状態を継続すると次第にコンプ
レッサ１への潤滑油の循環量が減少して来るという重大
な不都合の発生が避けられる。

第５図は冷媒帰路配管の合流箇所Ａの合流多岐管10にお
ける配管第２実施例を示した側断面図であり、２本の帰
路配管b1とb2のそれぞれの枝管部10Bおよび10Cと冷媒吸
入用配管Ｃの合流管部10AとをＹ字形をなして合流させ
ている。30は配管集合用のブロック状をなす管継手であ
る。従って、本例においては、ドレン部をなす傾斜部の
下端直後とは下端に直結連結する状態をいう。

第６図は第３実施例としての合流箇所Ａの合流多岐管10
の配管構造を示した側断面図であって、２本の帰路配管
b1とb2の各枝管部10Bと10CはＵ字形をなして連接されて
いる。従って、ドレン部が、上述の第３図図示実施例で
は直線状の傾斜部d1、d2として形成されていたのに対
し、この第６図図示第３実施例では曲線状に屈曲してい
る。

また、第１実施例では帰路配管b1、b2が２本であった
が、冷媒帰路配管b2の枝管部10Cの途中に第３の冷媒帰
路配管の末端である枝管部を接続することにって３基の
エバポレータを組み込めるようにしてもよい。そして、
第３の帰路配管の合流箇所は上述の帰路配管の合流箇所
Ａと同様な役割を果す。更に、配管b1の枝管部10Bに第
４の冷媒帰路配管を接続することも自由である。

第７図は第４実施例の合流箇所Ａの合流多岐管10の傾斜
図であって、３本の冷媒帰路配管の各末端傾斜部d1、d2
およびd3の枝管部10B、10Cおよび10DをＶ字状をなして
集合させ、吸入用移管Ｃの合流管部10Aに接続されてい
る。２基以上のエバポレータを組み込む場合、その一部
を冷房用に残りを冷蔵庫または冷凍庫用として使い分け
ることもできる。

なお、３本の冷媒帰路配管の各末端傾斜部は必ずしも同
一部位で集合する必要はない。また、吸入用配管Ｃは必
ずしも垂直に下方に向けて取り付ける必要はなく、装置
の設置スペースの都合によっては、帰路配管の合流点よ
り下方に傾斜させて接続させてもよい。

上記実施例の冷媒帰路配管b1、b2…は、いずれもすべて
その末端傾斜部d1、d2…を全て下向きに傾斜させている
が、冷媒供給の休止手段を設けずに常時冷媒が流しつづ
けられているエバポレータ（特定エバポレータ以外の他
のエバポレータ）の冷媒帰路配管については、合流箇所
Ａの近辺において下向きに傾斜させることを要しない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は第１実施例を示しており、第１図は冷
凍サイクル図、第２図は第１図の冷凍サイクルを空調装
置に組み込んだワゴン車の、冷凍装置の配設状況を示し
た透視図、第３図と第４図は冷媒帰路配管の合流箇所を
示した側面図と側断面図である。 第５図〜第７図は、冷媒帰路配管の合流箇所の配管構造
を側断面図として示した、それぞれ第２〜第６実施例図
である。 第８図と第９図は、従来の冷凍装置の冷媒帰路配管の合
流箇所における冷媒中に混在する潤滑油の流動の有様を
示した各側断面図である。 図中、１……コンプレッサ、2A、2B……エバポレータ、
３、４……コンデンサ、６、７……電磁弁、８、９……
減圧装置、b1、b2……冷媒帰路配管、Ｃ……冷媒吸入用
配管、d1、d2……冷媒帰路配管の末端 傾斜部、Ａ……
合流箇所、10……合流多岐管、10A……合流管部、10B、
10C、10D……枝管部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 沼澤 成男 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)考案者 板坂 哲男 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)考案者 小山 裕 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)考案者 小木曽 朗雄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−177754（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】１台のコンプレッサによって複数のエバポ
   レータに冷媒を供給し、前記複数のエバポレータの各々
   の出口に接続された冷媒の帰路配管を１箇所に合流させ
   た後、冷媒吸入用配管を介して前記コンプレッサの吸入
   口に連結するとともに、特定エバポレータへの冷媒供給
   の休止が可能な冷凍装置において、 少なくともその端部に、下方に傾くドレン部を有する複
   数の枝管部と、前記各ドレン部の下端直後に連結され、
   前記ドレン部より更に下方へ伸びる合流管部とからなる
   合流多岐管を設け、 前記複数のエバポレータの帰路配管をそれぞれ前記複数
   の枝管部の上端に連結し、前記合流管部を前記冷媒吸入
   用配管に連結してなる冷凍装置。