空气调节装置的制作方法

本发明涉及空气调节装置。

背景技术：

在车辆等中使用的热泵式的空气调节装置大多具有制热用制冷剂回路和制冷用制冷剂回路，在两制冷剂回路中共用压缩机、室外热交换器。另外，有时在压缩机的上游部(吸入侧)设有储存器。储存器以将在制冷剂回路内循环的制冷剂的剩余的液体成分贮存并主要使制冷剂的气体成分向压缩机的吸入部返回的方式发挥功能。在该压缩机的上游部配置的储存器主要在制热运转时发挥功能，在空气调节装置的运转停止时大量的制冷剂成为液体而贮存于内部。(例如，参照日本特开2017-20670号(以下称作专利文献1))。

在专利文献1的空气调节装置中，在压缩机的吸入侧连接有储存器，在运转停止时，大多的制冷剂成为液体而贮存于储存器内。并且，当从该状态起动压缩机时，储存器的内部成为低压，贮存于储存器的内部的制冷剂的液体成分逐渐气化而被吸入到压缩机中。

然而，贮存于储存器内的制冷剂的液体成分在压缩机的起动时等，处于液面下的部分成为过热状态(无论何时都从液态制冷剂向气体制冷剂进行相变化的状态)而发生滞留。因此，在制冷剂的温度超过某过热度时发生制冷剂的溯沸，此时，考虑有在储存器内产生膨胀异常噪声、或者储存器内的液态制冷剂被吸引到压缩机中的状况。并且，当液态制冷剂被吸引到压缩机中时，产生对压缩机作用有大的负载的不良情况。

技术实现要素：

本发明的方案是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制储存器内的制冷剂的溯沸的空气调节装置。

本发明为了解决上述课题而采用了以下的方案。

(1)本发明的一方案的空气调节装置具备：室内热交换器，其使在内部通过的制冷剂与空调空气进行热交换；室外热交换器，其使在内部通过的制冷剂与外部气体进行热交换；压缩机，其安装于将所述室内热交换器与所述室外热交换器连接的制冷剂回路，将吸入的制冷剂压缩并喷出；以及储存器，其安装于所述制冷剂回路的所述压缩机的上游部，贮存制冷剂的液体成分并主要使制冷剂的气体成分向所述压缩机的吸入部返回，其中，所述储存器具有：制冷剂贮存部，其贮存制冷剂的液体成分；制冷剂流入部，其使制冷剂流入所述制冷剂贮存部；制冷剂流出部，其主要使制冷剂的气体成分从所述制冷剂贮存部向所述压缩机返回；以及搅拌板，其在所述制冷剂贮存部的内部的液体的制冷剂内浮起。

通过上述的结构，当压缩机工作时，储存器内的制冷剂的气体成分通过制冷剂流出部而被吸入到压缩机中，并且存在于储存器的上游侧的制冷剂通过制冷剂流入部而向制冷剂贮存部内流入。此时，贮存于储存器的制冷剂贮存部的制冷剂的液体成分逐渐气化而被吸入到压缩机中。

另外，当制冷剂从制冷剂流入部向制冷剂贮存部内流入时，该制冷剂的液体成分在制冷剂贮存部向下方流下，因该液体成分的流动而使搅拌板上下位移。制冷剂贮存部内的制冷剂的液体成分通过搅拌板的位移而被搅拌。由此，在制冷剂贮存部内产生对流，使制冷剂贮存部内的制冷剂的液体成分在过热度不高涨的早期的阶段气化。

(2)在上述(1)的方案的基础上，也可以是，所述搅拌板为具有贯通表背的贯通孔的结构。

在该情况下，当搅拌板在制冷剂贮存部内上下变动时，制冷剂贮存部内的制冷剂的液体成分在设置于搅拌板的贯通孔内通过。因此，制冷剂贮存部内的制冷剂被效率良好地搅拌。

(3)在上述(1)或(2)的方案的基础上，也可以是，所述室内热交换器是在制热运转时使从所述压缩机喷出的制冷剂与空调空气进行热交换的热交换器，所述室外热交换器是在制热运转时使在所述室内热交换器的内部通过后的制冷剂与外部气体进行热交换的热交换器，所述储存器的制冷剂流入部与所述室外热交换器的下游部连接。

在该情况下，在压缩机停止时，大量的制冷剂成为液体而贮存于储存器的制冷剂贮存部内，因此制冷剂贮存部内的搅拌板的位移在抑制压缩机的再起动时的制冷剂的溯沸方面变得特别有效。

根据本发明的方案，储存器具有在制冷剂贮存部内浮起的搅拌板，该搅拌板接受向制冷剂贮存部内流入的制冷剂的流动而在制冷剂内进行位移，因此能够在制冷剂贮存部内产生对流。因此，根据本发明的方案，能够使制冷剂贮存部内的制冷剂的液体成分在过热度不高涨的早期的阶段气化，从而抑制制冷剂的溯沸。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的空气调节装置的构成图。

图2是本发明的一实施方式的储存器的纵剖视图。

图3是本发明的一实施方式的搅拌板的立体图。

图4是本发明的一实施方式的空气调节装置的构成图。

图5是本发明的一实施方式的空气调节装置的构成图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的一实施方式。

图1是本实施方式的空气调节装置10的构成图。

本实施方式的空气调节装置10搭载于不具备作为车辆的驱动源的发动机(内燃机)的电动机动车等，利用热泵循环来进行制热运转。空气调节装置10具备空调单元11、能够使制冷剂循环的热泵循环12、以及控制装置13。

空调单元11具备供空调空气流通的管道51、收容于该管道51内的鼓风机52、蒸发器53(制冷用的室内热交换器)、空气混合门54、制热用的室内热交换器55、以及加热器芯56。

管道51具有位于空调空气的流通方向上的上游侧的空气取入口57、以及位于下游侧的空气吹出口58。并且，上述的鼓风机52、蒸发器53、空气混合门54、制热用的室内热交换器55、以及加热器芯56从空调空气的流通方向的上游侧朝向下游侧而依次配置。

鼓风机52例如根据通过控制装置13进行的控制而施加的驱动电压来驱动，将通过空气取入口57而取入到管道51内的空调空气(内部气体及外部气体中的至少一方)朝向下游侧送出。

蒸发器53在流入到内部的低压的制冷剂与在周围通过的空调空气(在管道51内流动的空气)之间进行热交换，通过制冷剂蒸发时的吸热来将在蒸发器53的周围通过的空调空气冷却。

制热用的室内热交换器55能够通过在内部通过的高温且高压的制冷剂进行放热，来将在制热用的室内热交换器55的周围通过的空调空气加热。

加热器芯56配置于管道51内的比制热用的室内热交换器55靠下游侧的位置。加热器芯56通过配管61而与水加热电加热器62和水泵63连接。加热器芯56通过水泵63的动作而在其与水加热电加热器62之间使水循环。并且，由水加热电加热器62加热后的水向加热器芯56供给，由此将在加热器芯56的周围通过的空调空气加热。

空气混合门54能够通过未图示的驱动机构而进行转动，该驱动机构通过控制装置13进行的控制来驱动。具体而言，空气混合门54在管道51内的加热位置与冷却位置之间转动，所述加热位置是使朝向制热用的室内热交换器55和加热器芯56的通风路径(加热路径)开放的位置(参照图4)，所述冷却位置是使绕过加热路径的通风路径(冷却路径)开放的位置(参照图5)。

热泵循环12例如具备上述的蒸发器53及制热用的室内热交换器55、压缩机21、制热用膨胀阀22、旁通阀23、室外热交换器24、接收罐25、制冷阀26、副冷凝器27、止回阀28、制冷用膨胀阀29、制冷用辅助热交换器31、制热阀32、储存器33、除湿阀34及蒸发能力控制阀35，上述的各构成部件经由制冷剂流路来连接。

压缩机21的吸入部与储存器33连接，喷出部与制热用的室内热交换器55连接。压缩机21接受通过控制装置13进行的控制而驱动的驱动机构的驱动力来驱动，从储存器33主要吸入制冷剂的气体成分，并且在将该制冷剂压缩后，作为高温且高压的制冷剂而向上述的制热用的室内热交换器55侧喷出。

制热用膨胀阀22是所谓的节流阀，在使从制热用的室内热交换器55喷出的制冷剂膨胀后，作为低温、低压且气液2相(富含液相)的喷雾状的制冷剂而向室外热交换器24喷出。

需要说明的是，从压缩机21的喷出部经由制热用的室内热交换器55而直到制热用膨胀阀22的通路为高压侧主通路41。

旁通阀23在制热用的室内热交换器55的下游部设置于绕过高压侧主通路41的制热用膨胀阀22而与室外热交换器24连接的制冷用旁通路42上，且由控制装置13进行开闭控制。需要说明的是，旁通阀23在制热运转的执行时为闭状态，在制冷运转的执行时为开状态。

由此，在制热运转的执行时，从制热用的室内热交换器55流出的制冷剂通过制热用膨胀阀22而以低温且低压的状态向室外热交换器24流入。另一方面，在制冷运转的执行时，从制热用的室内热交换器55流出的制冷剂通过旁通阀23而以高温的状态向室外热交换器24流入。

室外热交换器24在流入到内部的制冷剂与室外气氛之间进行热交换。另外，在室外热交换器24的前方配设有能够朝向室外热交换器24送风的风扇24a。需要说明的是，风扇24a通过控制装置13进行的控制来驱动。

室外热交换器24在制热运转的执行时，能够利用通过内部的低温且低压的制冷剂从室外气氛吸热，从而通过从室外气氛的吸热来使制冷剂气化。另一方面，在制冷运转的执行时，室外热交换器24能够利用通过内部的高温的制冷剂向室外气氛放热，从而例如通过向室外气氛的放热及风扇24a的送风来冷却制冷剂。

制冷阀26设置在制冷剂流路中的与室外热交换器24的下游部连接的制冷用主通路43上，且由控制装置13进行开闭控制。制冷阀26在制冷运转的执行时为开状态，在制热运转的执行时为闭状态。

接收罐25设置于制冷用主通路43中的制冷阀26的上游侧。接收罐25贮存在制冷运转时通过室外热交换器24而流入到制冷用主通路43内的制冷剂中的剩余的制冷剂。

副冷凝器27设置于制冷用主通路43中的比接收罐25靠下游侧的位置，在流入到内部的制冷剂与室外气氛之间进行热交换。

止回阀28设置于制冷用主通路43中的比副冷凝器27靠下游侧的位置。止回阀28在制冷运转的执行时使通过副冷凝器27后的制冷剂朝向下游侧流通，在除湿运转的执行时防止制冷剂向制冷用主通路43中的比止回阀28靠上游侧(副冷凝器27侧)的位置的逆流。

制冷用膨胀阀29是所谓的节流阀，连接在制冷用主通路43中的止回阀28与蒸发器53的流入口之间。制冷用膨胀阀29根据由控制装置13控制的阀开度使通过止回阀28后的制冷剂膨胀后，作为低温、低压且气液2相(富含气相)的喷雾状的制冷剂而向蒸发器53喷出。

制冷用辅助热交换器31以跨制冷用主通路43中的位于比制冷用膨胀阀29靠上游侧的位置的上游部分和位于比蒸发器53靠下游侧的位置的下游部分的方式配置。制冷用辅助热交换器31在制冷运转的执行时，在上述的上游部分与下游部分之间进行热交换，将上游部分的制冷剂在向蒸发器53内流入之前冷却。

需要说明的是，本实施方式中的制冷用主通路43是从室外热交换器24的下游部经由接收罐25、制冷阀26、副冷凝器27、止回阀28、制冷用辅助热交换器31、制冷用膨胀阀29、蒸发器53、蒸发能力控制阀35而与储存器33连接的通路。

制热阀32设置在绕过制冷用主通路43而将室外热交换器24的下游部与储存器33连接的制热用旁通路44上。制热阀32由控制装置13进行开闭控制。制热阀32在制热运转的执行时为开状态，在制冷运转的执行时为闭状态。

储存器33连接在合流部46与上述的压缩机21之间，所述合流部46将制冷用主通路43的下游端与制热用旁通路44的下游端连接。储存器33使从合流部46流入的制冷剂气液分离，并将制冷剂的剩余的液体成分(液相)贮存于内部，并且主要使制冷剂的气体成分(气相)吸入到压缩机21中。

图2是表示储存器33的内部的详细结构的图。关于该储存器33的内部结构在后文进行详细叙述。

除湿阀34设置于除湿流路48上，并由控制装置13进行开闭控制，所述除湿流路48将制冷用主通路43中的位于比止回阀28靠下游侧的位置的部分与高压侧主通路41中的位于比制热用的室内热交换器55靠下游侧的位置的部分连接。除湿阀34在除湿运转的执行时为开状态，在除此以外的运转(制冷运转及制热运转)的执行时为闭状态。

蒸发能力控制阀35设置于制冷用主通路43中的蒸发器53与制冷用辅助热交换器31之间，由控制装置13进行开闭控制。蒸发能力控制阀35被控制成在除湿运转的执行时，与在制冷运转的执行时相比开度减小。

在此，在本实施方式中，具备在制热运转时供制冷剂在内部循环的制热用制冷剂回路和在制冷运转时供制冷剂在内部循环的制冷用制冷剂回路，两制冷剂回路共用压缩机21、室外热交换器24及储存器33。

制热用制冷剂回路具有经由制热用的室内热交换器55和制热用膨胀阀22而将压缩机21的喷出部与室外热交换器24的上游部连接的高压侧主通路41、以及绕过制冷用主通路43而将室外热交换器24的下游部与储存器33连接的制热用旁通路44。另外，制冷用制冷剂回路具有经由制冷用膨胀阀29、蒸发器53而将室外热交换器24的下游部与储存器33连接的制冷用主通路43、以及包括经由制热用的室内热交换器55的高压侧主通路41的一部分和制冷用旁通路42且绕过制热用膨胀阀22而将压缩机21的喷出部与室外热交换器24的上游部连接的通路。

另外，在包括制热用制冷剂回路和制冷用制冷剂回路的制冷剂回路内填充有在内部循环的制冷剂，但该制冷剂中混入有用于对压缩机21等回路内的设备的滑动部进行润滑的润滑油。设想需要使压缩机21以高旋转工作的制热运转时，将在制热运转时能够对压缩机21进行充分润滑的量的润滑油向制冷剂混入。

接着，说明上述的空气调节装置10的动作。图4是表示制热运转时的空气调节装置10的动作的说明图，图5是表示制冷运转时的空气调节装置10的动作的说明图。需要说明的是，在图中，点划线表示制冷剂的高压状态，实线表示制冷剂的低压状态，虚线表示制冷剂不流通的部分。

(制热运转)

在制热运转时，如图4所示，空气混合门54处于开放加热路径的加热位置，制热阀32为开状态。需要说明的是，在制热运转时，旁通阀23、制冷阀26、除湿阀34及蒸发能力控制阀35为闭状态。

在该情况下，从压缩机21喷出的高温且高压的制冷剂通过在制热用的室内热交换器55中的放热来将管道51内的空调空气加热。

并且，通过制热用的室内热交换器55后的制冷剂通过制热用膨胀阀22进行膨胀而成为富含液相的气液2相的喷雾状，之后，在室外热交换器24中从室外气氛吸热而成为富含气相的气液2相的喷雾状。通过室外热交换器24后的制冷剂通过制热用旁通路44和合流部46而向储存器33流入。流入到储存器33的制冷剂在其内部被气液分离，主要是气相的制冷剂(制冷剂的气体成分)被吸入到压缩机21中。

此时，在空调单元11的管道51内流动的空调空气在通过蒸发器53后，在加热路径内通过制热用的室内热交换器55及加热器芯56。并且，空调空气在通过制热用的室内热交换器55及加热器芯56时被加热后，通过吹出口58而作为制热风向车室内供给。

(制冷运转)

在制冷运转时，如图5所示，空气混合门54处于通过蒸发器53后的空调空气通过冷却路径的冷却位置，旁通阀23、制冷阀26及蒸发能力控制阀35为开状态。需要说明的是，制热用膨胀阀22、制热阀32及除湿阀34为闭状态。

在该情况下，从压缩机21喷出的高温且高压的制冷剂通过制热用的室内热交换器55和旁通阀23而在室外热交换器24中向室外气氛放热后，向制冷用主通路43内流入。然后，制冷剂在由接收罐25回收了剩余部分后，在副冷凝器27中向室外气氛再次放热。之后，制冷剂通过制冷用膨胀阀29进行膨胀而成为富含液相的气液2相的喷雾状，接着，通过在蒸发器53中的吸热来将管道51内的空调空气冷却。

并且，通过蒸发器53后的富含气相的气液2相的制冷剂在制冷用辅助热交换器31中进行热交换后向储存器33内流入。流入到储存器33的富含气相的制冷剂在其内部被气液分离，主要是气相的制冷剂(制冷剂的气体成分)被吸入到压缩机21中。

此时，在空调单元11的管道51内流动的空调空气在通过蒸发器53时被冷却后，绕过制热用的室内热交换器55而作为制冷风从吹出口58向车室内供给。

接着，参照图2、图3来说明在本实施方式的空气调节装置10中使用的储存器33的详细结构。

储存器33由圆柱状的筒状容器构成壳体65，在该壳体65的上壁65a设置有与制冷用主通路43、制热用旁通路44连接的流入侧连接口66和与压缩机21的吸入部连接的流出侧连接口67。

在本实施方式中，流入侧连接口66构成储存器33的制冷剂流入部，流出侧连接口构成储存器33的制冷剂流出部。

在壳体65内的上壁65a的正下方位置，以与上壁65a之间具有设定间隙的方式安装有支承壁68。在支承壁68上形成有导入口68a，该导入口68a将从流入侧连接口66流入的制冷剂向壳体65内的支承壁68的下方的空间导入。

在本实施方式中，形成壳体65内的比支承壁68靠下方侧的空间部的部分构成对气液分离后的制冷剂的液体成分进行贮存的储存器33的制冷剂贮存部71。

在支承壁68上安装有流出管69，该流出管69的上端部与流出侧连接口67连接，下端侧延伸到壳体65内的底壁的附近部。在流出管69的下端安装有端部部件70，该端部部件70具有将流出管69的内外连通的多个贯通孔70a。另外，在流出管69的径向外侧，与流出管69同轴地配置有引导管74，该引导管74的直径比流出管69的直径大。引导管74的下端部固定于壳体65内的底面，并且上端部向支承壁68的正下方的空间部开口。通过流入侧连接口66和导入口68a而流入到制冷剂贮存部71的上方空间的制冷剂的气体成分从引导管74的上端部通过引导管74与流出管69之间的间隙、以及端部部件70的贯通孔70a，并通过流出管69的内部和流出侧连接口67而被吸入到压缩机21的吸入部中。

需要说明的是，在引导管74的下端附近的周壁部上形成有连通孔75。另外，图2中的符号95是设置于制冷剂贮存部71内而用于使混入到制冷剂中的水分干燥的干燥剂，符号l是贮存于制冷剂贮存部71内的制冷剂的液体成分。

在制冷剂贮存部71的内部收容有搅拌板72，该搅拌板72在贮存于制冷剂贮存部71内的液体的制冷剂(制冷剂的液体成分l)内浮起。搅拌板72由比重比液体的制冷剂的比重小的原料形成。

图3为搅拌板72的立体图。

搅拌板72形成为外径比制冷剂贮存部71的内径小的圆板形状。在搅拌板72上形成有供引导管74穿过的插通孔76。插通孔76形成为直径比引导管74的外径大，以使搅拌板72在制冷剂贮存部71内在液体的制冷剂中浮起时，不阻碍搅拌板72的自由的位移。另外，在搅拌板72上形成有将其表背贯通的多个贯通孔73。当搅拌板72在制冷剂贮存部71内在液体的制冷剂中浮起而上下位移时，贯通孔73使制冷剂通过其内部，由此高效地搅拌贮存于制冷剂贮存部71内的制冷剂。

接着，说明储存器33的功能。

在制热运转后压缩机21长时间停止时，制冷剂回路内的制冷剂以液化了的状态贮存于储存器33的制冷剂贮存部71内。因此，在储存器33的制冷剂贮存部71内贮存有大量的制冷剂的液体成分l。

当从该状态起动压缩机21时，储存器33内的制冷剂的气体成分通过流出侧连接口67而被吸入到压缩机21的吸入部中，并且存在于制热用旁通路44内的制冷剂通过流入侧连接口66而向制冷剂贮存部71内流入。此时，储存器33的制冷剂贮存部71内成为低压，贮存于制冷剂贮存部71内的制冷剂的液体成分l逐渐气化而被吸入到压缩机21的吸入部中。

另外，当制冷剂从储存器33的流入侧连接口66向制冷剂贮存部71内流入时，从流入侧连接口66流入到壳体65内的导入口68a的制冷剂的液体成分l向制冷剂贮存部71内的制冷剂的液面滴下。此时，因制冷剂的液体成分l的滴下而使制冷剂贮存部71内的制冷剂的液面变动，或者滴下的液体成分l直接落到搅拌板72上而使搅拌板72在液体的制冷剂内上下变动。此时，制冷剂贮存部71内的液体的制冷剂被搅拌板72搅拌。尤其是在搅拌板72上设置有多个贯通孔73，因此液体的制冷剂通过该贯通孔73，从而制冷剂贮存部71内的液体的制冷剂被效率良好地搅拌。由此，制冷剂贮存部71内的液体的制冷剂被搅拌板72搅拌而在制冷剂贮存部71内进行对流。其结果是，制冷剂贮存部71内的液体的制冷剂在过热度不高涨的早期的阶段气化，从而制冷剂贮存部71内的制冷剂的溯沸被抑制。

如以上那样，在本实施方式的空气调节装置10中，储存器33的搅拌板72在制冷剂贮存部71内的液体的制冷剂内浮起，且因从流入侧连接口66吸入的制冷剂的滴下而搅拌板72在制冷剂内上下变动。并且，此时的搅拌板72的上下的变动对制冷剂贮存部71内的液体的制冷剂进行搅拌。因此，在采用了本实施方式的空气调节装置10的情况下，能够使储存器33的制冷剂贮存部71内的液体的制冷剂在过热度不高涨的早期的阶段气化，从而抑制制冷剂的溯沸。

因此，在采用了本实施方式的空气调节装置10的情况下，能够抑制由溯沸引起的膨胀异常噪声的产生。另外，能够抑制因溯沸而储存器33内的液态制冷剂被吸引到压缩机21中，对压缩机21作用有大的负载的情况。

尤其是在本实施方式的空气调节装置10中，在收容于储存器33的制冷剂贮存部71内的搅拌板72上设置有将表背贯通的多个贯通孔73。因此，当搅拌板72在制冷剂内变动时，能够效率良好地搅拌制冷剂贮存部71内的液体的制冷剂。

另外，本实施方式的空气调节装置10仅在储存器33的制冷剂贮存部71内收容比较简单的结构的搅拌板72即可，因此能够抑制储存器33的产品成本的高涨，且同时抑制制冷剂的溯沸。

需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种设计变更。