JPH07190566A

JPH07190566A - アキュムレータ

Info

Publication number: JPH07190566A
Application number: JP33267093A
Authority: JP
Inventors: Osamu Morimoto; 修森本; Hiroaki Hama; 宏明浜; Tomohiko Kasai; 智彦河西; Toshihide Koda; 利秀幸田; Yoshihiro Sumida; 嘉裕隅田; Taro Sekimoto; 太郎関本; Naoki Tanaka; 直樹田中; Takashi Okazaki; 多佳志岡崎; Masayuki Tsunoda; 昌之角田; Yoshihisa Kitora; 善久木藤良
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】ハイドロフルオロカーボンを主成分とする冷
媒液と、上記冷媒液と二層分離し、且つ、密度が上記冷
媒液の密度よりも小さい冷凍機油とを用いた冷凍・空調
機に対し、アキュムレータから圧縮機への返油を確実に
行う。【構成】アキュムレータ内部において液面を検知する
手段と、検知された液面より圧縮機への返油を行う搬送
手段とを備え、圧縮機への返油を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷媒液と冷凍機油と
が、層分離する冷媒と冷凍機油を用いる冷凍・空調機の
アキュムレータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、例えば実公平５−３９４０９
号に示されるアキュムレータであり、上記アキュムレー
タは、圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器を冷媒配
管を介して接続してなる冷凍装置における上記圧縮機の
吸入側に介装されて、冷媒の気液分離および余剰冷媒の
貯蔵を行うようにしたものであって、アキュムレータ本
体容器６の内方上部に、入口管７を開口させるととも
に、出口管８を上記容器の上部から内方底部近くを通
り、該容器の底部近くに位置する上記出口管８の管壁
に、返油孔１２ａを開設する。この返油孔１２ａより高
位に位置する上記出口管８の管壁に、上記圧縮機に充填
可能な最大油量と該圧縮機の潤滑に必要な最小油量との
差Ｃを上記容器の横断面積ｍで除して得られる値と、上
記容器内に溜まる油の最大油層高さＬ＝Ｃ／ｍとがほぼ
等しい間隔となるように、複数の補助返油孔１２ｂを開
設し、且つ、上記返油孔１２ａから最上位に位置する上
記補助返油孔１２ｂまでの高さＨ₂ を、最大冷媒量Ｖを
上記容器の横断面積ｍで除した高さＨ₁ ＝Ｖ／ｍより高
く、且つ、該高さＨ₁ に上記容器内における上記最大油
層高さＬを加算した高さＨ₁ ＋Ｌより低い範囲内に設定
して、上記各補助返油孔１２ｂの個数を上記返油孔１２
ａから最上位に位置する上記補助返油孔１２ｂまでの高
さＨ₂ を上記最大油層高さＬで除した個数ｎ＝Ｈ₂ ／Ｌ
としている。

【０００３】上記圧縮機内の油量が最小油量となるとき
の上記アキュムレータ本体容器内の油量に基づいて設定
した間隔で、上記補助返油孔１２ｂを上記出口管８の管
壁に、上記返油孔１２ａから最上位に位置する上記補助
返油孔１２ｂまでの高さＨ₂を上記最大油層高さＬで除
した個数ｎ＝Ｈ₂ ／Ｌだけ開設しているから、上記アキ
ュムレータ本体容器内に貯留される液冷媒の液面高さの
如何に拘らず、上記圧縮機における油の量が該圧縮機の
潤滑に必要な最小油量となったときには、上記補助返油
孔１２ｂのいずれかより、上記圧縮機への返油を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のアキュムレータ
は以上のように構成されているので、液面の位置が高
く、且つ、冷媒液の割合が多いときには、冷媒液と冷凍
機油の粘度を考慮すれば、冷凍機油よりも、冷媒液の方
を油戻しより多量に吸うこととなり、冷凍機油が圧縮機
へ戻らず、且つ、圧縮機への冷媒液バック運転を起こ
し、能力が低下するのみならず、圧縮機を破損する恐れ
があった。特にハイドロフルオロカーボンを主成分とす
る冷媒液と、この冷媒液と二層分離し、且つ、密度が上
記冷媒液の密度よりも小さい冷凍機油とを用いたものに
おいては液面の位置によっては上記の不具合が確実に発
生する。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、圧縮機、凝縮器、膨張機構およ
び蒸発器を冷媒配管を介して接続してなる冷凍・空調装
置のアキュムレータにおいて、アキュムレータ内の冷媒
液の多少に拘らず、冷凍機油のみを選択的に圧縮機へ返
すことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るアキュム
レータは、ハイドロフルオロカーボンを主成分とする冷
媒液と、上記冷媒液と二層分離し、且つ、密度が上記冷
媒液の密度よりも小さい冷凍機油とを用いた冷凍・空調
機用のアキュムレータにおいて、液面を検知する手段
と、検知された液面より圧縮機への返油を行う搬送手段
とを備えるものである。

【０００７】また、アキュムレータは、ハイドロフルオ
ロカーボンを主成分とする冷媒液と、上記冷媒液と二層
分離し、且つ、密度が上記冷媒液の密度よりも小さい冷
凍機油とを用いた冷凍・空調機用のアキュムレータにお
いて、アキュムレータ内部に複数の開口部を持つ返油管
と、液面を検知する手段と、検知した液面付近の開口部
より下に存在する開口部を閉じる弁機構を備えるもので
ある。

【０００８】また、アキュムレータは、ハイドロフルオ
ロカーボンを主成分とする冷媒液と、上記冷媒液と二層
分離し、且つ、密度が上記冷媒液の密度よりも小さい冷
凍機油とを用いた冷凍・空調機用のアキュムレータにお
いて、アキュムレータ内部を上下二層構造とし、上層側
に液面を検知する手段と、上層の底部に開閉装置を備え
るものである。

【０００９】また、アキュムレータは、アキュムレータ
内部に冷媒を導入する冷媒配管の開口部付近に冷媒の動
圧を減じる手段を設けるものである。

【００１０】また、アキュムレータは、液面を検知する
手段としてフロートを用いたものである。

【００１１】また、アキュムレータは、フロートの動き
を一定にするガイドを設けたものである。

【００１２】

【作用】この発明におけるアキュムレータは、液面検知
手段により液面を検知し、冷凍機油を吸引する返油孔を
検知した上記液面に追随させるとともに、返油孔より吸
引した冷凍機油を搬送手段により、上記アキュムレータ
から圧縮機へと返油を行う。また、この発明に係るアキ
ュムレータは、液面検知手段により液面を検知し、複数
存在する返油孔の内、液面付近の返油孔の開閉装置を開
き、上記のごとく開かれた返油孔より下部に存在する返
油孔を開閉装置により閉じ、液面付近の冷凍機油を上記
返油孔より吸って、液搬送手段により圧縮機への返油を
行う。また、この発明に係るアキュムレータは、アキュ
ムレータ内部を上下二層構造とし、上層側に液面を検知
する手段と、上層の底部に開閉装置を備えるものであ
り、液面検知手段により液面を検知し、検知された液面
が返油孔の位置よりも高い場合には、上層の底部の開閉
装置を開き、上層部より液冷媒の一部を下層に移し、上
層部の液面の高さを一定に保ち、一定に保たれた液面よ
り冷凍機油を吸って、液搬送手段により圧縮機への返油
を行う。更に、この発明に係るアキュムレータは、アキ
ュムレータに吸入される冷媒の動圧を障害物等を用いて
減じ、アキュムレータ内部の液面の乱れを抑える。

【００１３】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図２において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は膨
張機構、４は蒸発器、５はアキュムレータである。この
発明に係るアキュムレータは圧縮機１、凝縮器２、膨張
機構３、蒸発器４を順次接続してなる冷媒回路におい
て、上記蒸発器４の出口側と上記圧縮機１の吸入側の間
に接続している。次に、この発明に係るアキュムレータ
の実施例を図１に基づいて説明する。図中６は密閉状
で、円筒形をなすアキュムレータ本体容器、７は一端を
蒸発器出口と接続し、他端をアキュムレータ本体容器６
内に開口する入口配管であり、８は一端を圧縮機の吸入
配管と接続し、他端をアキュムレータ内部に開口する出
口配管であり、９はアキュムレータ本体容器の底部と上
記出口配管８とを接続する油戻し配管、１０はアキュム
レータ内部にて液面の位置に合わせて上下に動くフロー
ト、１１は一端をフロート１０と接続し、他端をアキュ
ムレータ本体容器６の底部にて油戻し管９と接続する上
下方向に変形可能なフレキシブルチューブである。１２
はフロート１０とフレキシブルチューブ１１の接続部付
近に開けられた返油孔である。以上のようにアキュムレ
ータが構成されている。

【００１４】次に動作について説明する。フロート１０
はアキュムレータ本体容器内部の液面上を浮遊する。冷
凍機油は、冷媒液よりも密度が小さいため、液面付近に
存在し、返油孔１２よりフレキシブルチューブ１１内に
吸引され、返油管を介して出口管８に導かれ、冷媒ガス
とともに圧縮機へ戻る。これによって、簡単な方法で、
液面付近に滞留する油を確実に返油することができる。

【００１５】実施例２．以下、他の実施例について説明
する。なお、図中同一の符号は、同一または相当部分を
示す。上記実施例１では、フロート１０とアキュムレー
タ本体容器６の底部との間を、フレキシブルチューブで
接続した例を示したが、図３として、上記フレキシブル
チューブの代わりに、ベローズ１３を接続した例を示
す。係る構成において、実施例１と同様の作用を行い、
同様の機能を発揮することができるが、更に、本構成と
することにより、フロートの動きを滑らかとし、且つ、
液面が低くなったときでも、油戻し孔より冷凍機油をベ
ローズ内部へと導くことができる。

【００１６】実施例３．図４は実施例３として上記フロ
ートの密度を９００〜１２００Ｋｇ／ｍ³ とした例を示
す。冷凍機油の密度はおよそ９００Ｋｇ／ｍ³ 、冷媒液
の密度はおよそ１２００Ｋｇ／ｍ³ なので係る構成とし
たことにより、フロートの重心が、冷媒液と冷媒ガスの
間に位置する冷凍機油の層に、常に位置するようになる
ため、上下方向において、返油孔の位置とフロートの重
心の位置を一致させることにより、返油孔の位置を確実
に冷凍機油の層の位置に持ってくることができる。

【００１７】実施例４．図５は実施例４として実施例１
の油戻し管９およびフレキシブルチューブ１１を廃止
し、円形管１４、回転指示部１５、管継ぎ手１６、およ
び冷媒吸入管１７を追加したものである。また、図７は
管継ぎ手１６の詳細を示す。１８はバネ、１９は管端面
シール部品を示す。円形管１４は一端を出口管８と、他
端を冷媒吸入管１７と、各々、管継ぎ手１５により接続
されている。円形管１４は、バネ１８により管端面シー
ル部品１９を介して管継ぎ手１９に押しつけられるとと
もに、回転指示部１５に支えられつつ円運動する。円形
管１４の途中には、フロート１０が設置されるととも
に、円形管１４におけるフロート中央部付近には、返油
孔１２を開口させる。係る構成において、フロートはア
キュムレータ本体容器内部の液面の位置とともに上下運
動し、円形管が円運動を行うようになる。返油孔１２は
フロート１０と連動して動くため、液面付近の冷凍機油
を、返油孔１２より円形管内１４に取り込むことができ
る。上記円形管１４取り込まれた冷凍機油は、冷媒吸入
管１７より吸入された冷媒ガスとともに、円形管１４お
よび出口管８を流れ、圧縮機へ戻る。

【００１８】実施例５．図７は実施例５として実施例１
の油戻し管９およびフレキシブルチューブ１１を廃止
し、内槽２０、バネ２１、冷媒吸入管２２を追加したも
のである。内槽２０は、バネ２１により支えられアキュ
ムレータ本体容器６内部を上下に動くことができる。フ
ロート１０は内槽２０内部に溜められた液面を浮遊す
る。冷媒吸入管２２は、フロートと連動して動くととも
に、一端はアキュムレータ本体容器６内部に開口し、他
端は出口管８内部をスライドするように動く。また、冷
媒吸入管２２において、フロート下部付近には、返油孔
１２が開いている。係る構成において、内槽２０はバネ
の作用と、上記内槽２０内部に溜められた液の量によ
り、上下に動く。この時、バネのバネ定数を適当に選定
してやることにより、液面の位置がアキュムレータ本体
容器６に対し、ほぼ一定位置に保持されるようにする。
更に、上記作用により、液面の位置は、ほぼ返油孔１２
に位置にくることになるが、多少の変動分は、フロート
１０を液面に追随させることにより返油孔１２の位置を
液面の位置にくるようにする。これによって、フロート
を動きを最小限に止め、返油の信頼性を高めることがで
きる。

【００１９】実施例６．図８は実施例６を示したもので
あり、図中、９ａは第一の油戻し管、９ｂは第二の油戻
し管、１０ａは第一のフロート、１０ｂは第二のフロー
ト、２３ａは第一の弁装置、２３ｂは第二の弁装置を示
している。第一の油戻し管９ａおよび第二の油戻し管９
ｂの一端は、アキュムレータ本体容器６内部に開口し、
第二の油戻し管９ｂの開口部は第一の油戻し管９ａの開
口部より上位に位置し、第一の油戻し管９ａおよび第二
の油戻し管９ｂの他端は、油戻し管９に各々接続する。
第一のフロート１０ａと第一の弁装置２３ａおよび第二
のフロート１０ｂと第二の弁装置２３ｂは、各々連動す
る。係る構成において、冷凍機油は第一の油戻し管９ａ
または第二の油戻し管９ｂにより吸引され、油戻し管９
を介し、出口管８に入り、冷媒ガスとともに圧縮機に戻
る。アキュムレータ本体容器６内部において、第一の油
戻し管９ａの開口部が、冷媒液の中に入る場合には、第
一の弁装置２３ａにより上記第一の油戻し管９ａの開口
部を塞ぐことにより、油戻し管９への冷媒液の吸引を防
ぐ。

【００２０】実施例７．図９は実施例７を示したもので
あり、２４はアキュムレータ本体容器６内部を二分する
仕切り板であり、２５は仕切り板２４に開けられた穴を
開閉するための弁装置である。２６はアキュムレータ本
体容器６の下層に溜まった液冷媒を、少量ずつ出口管８
へと導く冷媒配管である。２７はアキュムレータ本体容
器６内部の上層と下層を均圧する均圧管である。係る構
成において、通常、冷媒液はアキュムレータ本体容器６
内部の上層に溜められ、液面が油戻し管９よりも上位に
位置する場合には、フロートが上方へ上がるとともに、
弁装置２５も連動して持ち上がる。この結果、液冷媒
は、仕切り板２４に開けられた穴を通って下層へと流れ
込み、上層の液面の位置は、油戻し管９の位置に保持す
ることができる。よって冷凍機油は上層の液面より油戻
し管９を介して出口管８へ導かれ、冷媒ガスとともに圧
縮機へ確実に戻る。また、下層に落ちた冷媒液は、冷媒
配管２６を流れる際に、圧縮機より吐出される高温のガ
ス冷媒等と熱交換し、蒸発した後、出口管８へ吸入され
る。

【００２１】実施例８．図１０は実施例８として実施例
１の油戻し管９を廃止し、ガイドパイプ２８を追加し、
フレキシブルチューブ１１を出口管８内側にさしたもの
である。係る構成において、フロート１０はアキュムレ
ータ本体容器内部の液面上を浮遊する。冷凍機油は、冷
媒液よりも密度が小さいため、液面付近に存在し、返油
穴１２よりフレキシブルチューブ１１内に吸引され、出
口管８に導かれ、冷媒ガスとともに圧縮機へ戻る。ガイ
ドパイプ２８の作用によりフロート１０は上下方向にお
いて一定の動きをするようになり、返油穴を確実に液面
付近に存在するようにできる。

【００２２】実施例９．図１１は実施例９として実施例
１に邪魔板２９を追加したものである。係る構成におい
て、実施例１と同様の作用を行い、同様の機能を発揮す
ることができるが、更に、本構成とすることにより、邪
魔板２９により、入口管７よりアキュムレータ本体容器
６に導入される冷媒の速度を減じ、該邪魔板の下では、
アキュムレータ本体容器６に導入される冷媒によって液
面が乱されることがなく、フロート１０の動きに対して
信頼性を増すことができる。

【００２３】実施例１０．図１２は実施例１０として実
施例９の邪魔板を廃止して、メッシュ３０を追加したも
のである。係る構成において、実施例１と同様の作用を
行い、同様の機能を発揮することができるが、更に、本
構成とすることにより、入口管７よりアキュムレータ本
体容器６に導入される冷媒の速度を効果的に減じ、メッ
シュ３０を設けたことによる圧力損失の増大を最小限に
抑えることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のようにこの発明では、ハイドロフ
ルオロカーボンを主成分とする冷媒液と、上記冷媒液と
二層分離し、且つ、密度が上記冷媒液の密度よりも小さ
い冷凍機油とを用いた冷凍・空調機用のアキュムレータ
において、液面を検知する手段と、検知された液面より
圧縮機への返油を行う構成としたので、アキュムレータ
から圧縮機への返油を確実に行うことができる。

【００２５】また、この発明では、油戻し管を複数備
え、且つ、返油孔が冷媒液に漬かった油戻し管の返油孔
を弁装置により閉じる構成としたので、油戻し管からの
冷媒液の流入を抑え、圧縮機への冷媒液バックを防止す
ることができる。

【００２６】また、この発明では、アキュムレータ内部
を上下二層構造とし、上層側に液面を検知する手段と、
上層の底部に開閉装置を備える構成としたことにより、
返油孔の位置を一定にすることができ、アキュムレータ
内部における可動部を少なくし、返油機構を簡略化でき
るとともに、返油機構の信頼性を高める。

【００２７】また、この発明では、アキュムレータ内部
に導入される冷媒の、動圧を減じる構成としたので、ア
キュムレータ内部の乱れを防止し、液面検知を確実に行
えるとともに、液面から確実に冷凍機油を返油孔に吸引
させることができる。

【００２８】また、この発明では、アキュムレータ内部
の液面を検知する手段として、フロートを用いたので、
装置を安価にできる。

【００２９】また、この発明では、フロートの動きを一
定にするガイドを設けたため、フロートを確実に液面に
追随させ、返油に対する信頼性を高める。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例１であり、アキュムレー
タの内部構造図である。

【図２】実施例１のアキュムレータを冷媒回路に組み込
んだときの冷媒回路図である。

【図３】本発明における実施例２のアキュムレータの内
部構造図である。

【図４】本発明における実施例３のアキュムレータの内
部構造図である。

【図５】本発明における実施例４のアキュムレータの内
部構造図である。

【図６】実施例４のアキュムレータにおける管継ぎ手の
詳細図である。

【図７】本発明における実施例５のアキュムレータの内
部構造図である。

【図８】本発明における実施例６のアキュムレータの内
部構造図である。

【図９】本発明における実施例７のアキュムレータの内
部構造図である。

【図１０】本発明における実施例８のアキュムレータの
内部構造図である。

【図１１】本発明における実施例９のアキュムレータの
内部構造図である。

【図１２】本発明における実施例１０のアキュムレータ
の内部構造図である。

【図１３】従来の実施例におけるアキュムレータの内部
構造図である。

【符号の説明】

１圧縮機２凝縮器３膨張機構４蒸発器５アキュムレータ６アキュムレータ本体容器７入口管８出口管９油戻し管１０フロート１１フレキシブルチューブ１２返油孔１３ベローズ１４円形管１５回転支持部１６管継ぎ手１７冷媒吸入管１８バネ１９端面シール部品２０内槽２１バネ２２冷媒吸入管２３弁装置２４仕切り板２５弁装置２６冷媒配管２７均圧管２８ガイドパイプ２９邪魔板３０メッシュ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河西智彦和歌山市手平６丁目５番66号三菱電機株式会社和歌山製作所内 (72)発明者幸田利秀尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者隅田嘉裕尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者関本太郎尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者田中直樹尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者岡崎多佳志尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者角田昌之静岡市小鹿三丁目18番１号三菱電機株式会社住環境エンジニアリング統括センター内 (72)発明者木藤良善久静岡市小鹿三丁目18番１号三菱電機株式会社静岡製作所内 (72)発明者飯島等静岡市小鹿三丁目18番１号三菱電機株式会社住環境エンジニアリング統括センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハイドロフルオロカーボンを主成分とす
る冷媒液と、上記冷媒液と二層分離し、且つ、密度が上
記冷媒液の密度よりも小さい冷凍機油とを用いた冷凍・
空調機用のアキュムレータにおいて、液面を検知する手
段と、検知された液面より圧縮機への返油を行う搬送手
段とを備えたことを特徴とするアキュムレータ。
【請求項２】ハイドロフルオロカーボンを主成分とす
る冷媒液と、上記冷媒液と二層分離し、且つ、密度が上
記冷媒液の密度よりも小さい冷凍機油とを用いた冷凍・
空調機用のアキュムレータにおいて、アキュムレータ内
部に複数の開口部を持つ返油管と、液面を検知する手段
と、検知した液面付近の開口部より下に存在する開口部
を閉じる弁機構を備えたことを特徴とするアキュムレー
タ。
【請求項３】ハイドロフルオロカーボンを主成分とす
る冷媒液と、上記冷媒液と二層分離し、且つ、密度が上
記冷媒液の密度よりも小さい冷凍機油とを用いた冷凍・
空調機用のアキュムレータにおいて、アキュムレータ内
部を上下二層構造とし、上層側に液面を検知する手段
と、上層の底部に開閉装置を備えたことを特徴とするア
キュムレータ。
【請求項４】アキュムレータ内部に冷媒を導入する冷
媒配管の開口部付近に冷媒の動圧を減じる手段を設けた
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載
のアキュムレータ。
【請求項５】液面を検知する手段としてフロートを用
いたことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかに記
載のアキュムレータ。
【請求項６】フロートの動きを一定にするガイドを設
けたことを特徴とする請求項５記載のアキュムレータ。