JP2005098664A - Gas-liquid separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は冷凍サイクルに装備される冷媒の気液分離器に関する。 The present invention relates to a refrigerant gas-liquid separator equipped in a refrigeration cycle.
冷凍サイクルに使用される気液分離器のうちで、冷媒のコンデンサの側面に直接に取付けられる構造を持つ気液分離器が提案されている。
自動車に装備される空気調和機は、エンジンルームの省スペース化に伴い、コンデンサの小型化とともに気液分離器の細径化が求められている。
気液分離器に流入する気液混合冷媒に旋回流を付与して、遠心力により気相冷媒と液相冷媒の分離を助長するものが下記特許文献1に開示されている。
Air conditioners installed in automobiles are required to reduce the size of the condenser and to reduce the diameter of the gas-liquid separator as the space in the engine room is reduced.
Patent Document 1 below discloses that a swirl flow is imparted to a gas-liquid mixed refrigerant flowing into the gas-liquid separator to promote separation of the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant by centrifugal force.
細径の円筒形状の気液分離器を縦長の状態でコンデンサの側面に取付けて、上部から気液混合冷媒を螺旋運動を与えて気液分離器内に流入させると、細径のために、旋回流速が速くなる等の理由によって、旋回流体が気液分離器の底側に溜った液冷媒に衝突し、溜った液を巻き上げることとなる。
この液冷媒の巻き上げは、気液分離性能を低下させる原因となる。
そこで本発明は、上述した不具合を解消する気液分離器を提供するものである。
When a small-diameter cylindrical gas-liquid separator is attached to the side of the condenser in a vertically long state, the gas-liquid mixed refrigerant is given a spiral motion from the top and flows into the gas-liquid separator. For example, the swirling fluid collides with the liquid refrigerant accumulated on the bottom side of the gas-liquid separator, and the accumulated liquid is wound up due to the reason that the swirling flow velocity is increased.
This winding up of the liquid refrigerant causes the gas-liquid separation performance to deteriorate.
Therefore, the present invention provides a gas-liquid separator that eliminates the above-described problems.
本発明の気液分離器は、基本的手段として、円筒形状の本体と、本体の中心部に挿入される気相冷媒の流出パイプと、本体の上部に対して接線方向に取付けられる2相冷媒の流入口と、本体の下部に取付けられる液相冷媒の流出口と、2相冷媒の流入口と液相冷媒の流出口との間の取付けられる冷媒の整流部材を備える。そして、整流部材は遠心分離された冷媒を整流して液相冷媒の貯溜部へ送る機能を備えるものである。 The gas-liquid separator of the present invention includes, as basic means, a cylindrical main body, a gas-phase refrigerant outflow pipe inserted into the center of the main body, and a two-phase refrigerant tangentially attached to the upper portion of the main body. An inflow port of the liquid phase refrigerant, an outflow port of the liquid phase refrigerant attached to the lower portion of the main body, and a refrigerant rectifying member attached between the inflow port of the two phase refrigerant and the outflow port of the liquid phase refrigerant. The rectifying member has a function of rectifying the separated refrigerant and sending the rectified refrigerant to the liquid phase refrigerant reservoir.
本発明の気液分離器は、以上の構成を備えることにより、分離された気冷媒は貯溜部を乱すことなく、気液分離性能を向上することができる。 By providing the gas-liquid separator of the present invention with the above-described configuration, the separated gas refrigerant can improve the gas-liquid separation performance without disturbing the reservoir.
図1は、本発明の気液分離器の構造を示す説明図である。
全体を符号1で示す気液分離器は、細径の円筒形状の本体10を有し、本体10内の中央部に気相冷媒の流出パイプ20を備える。気相冷媒の流出パイプ20は、本体10内の上部に開口する気相冷媒の流入口22と、本体10の底部から突出する流出口24を有する。
本体10の上部には、気相と液相が混合された2相冷媒の流入パイプ30が取付けられる。この2相冷媒の流入パイプ30の出口部32は、円筒形状の本体10に対して、接線方向に開口するように取付けられる。
FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of the gas-liquid separator of the present invention.
The gas-liquid separator generally indicated by reference numeral 1 has a thin cylindrical
An
流入パイプ30の出口部32から本体10の接線方向に流入する2相冷媒R1は、旋回流を形成し、その遠心力により、比重の大きな液相冷媒R2と比重の小さな気相冷媒R3が分離される。
分離された気相冷媒R3は、気相冷媒流出パイプ20の流入口22に流入し、圧縮機側へ送られる。
分離された液相冷媒R2は、後述する本発明の整流部材100を通過する。整流部材100で整流された液相冷媒R2は、本体10の下部に貯溜される。
貯留された液相冷媒R2は、液相冷媒流出パイプ40の入口部42から流出し、膨張弁側へ送られる。
以下、整流部材の複数の実施例を説明する。
The two-phase refrigerant R 1 flowing in the tangential direction of the
The separated gas-phase refrigerant R 3 flows into the
It separated liquid-phase refrigerant R 2 passes through the rectifying
Storing liquid phase refrigerant R 2 flows out from the
Hereinafter, a plurality of embodiments of the rectifying member will be described.
図2は、本発明の整流部材の第1の実施例を示す。
整流部材110は、気相冷媒流出パイプ20と本体10の間に挿入され、パイプ20の外周部に嵌合する円筒部112と円筒部112から放射方向へ延びる複数の羽根部114を有する。
この整流部材110は、例えばプラスチック材を形成してつくられる。パイプ20にバーリング加工等により環状の突起部K1を設けて、整流部材110を支持する。
羽根部114で区画された流路116を通過する際に、液相冷媒は整流される。整流部材110の軸方向の長さ寸法は、気液分離器の仕様に対応して適宜に設計される。
FIG. 2 shows a first embodiment of the flow regulating member of the present invention.
The rectifying
The rectifying
The liquid refrigerant is rectified when passing through the
図3は、本発明の整流部材の第2の実施例を示す。
整流部材120は、気相冷媒流出パイプ20と本体10の間に挿入される。
整流部材120は、例えば、プラスチック材を成形してつくられ、本体部122は多数の円筒穴124を有する。また、外周部に設けられる波形の開口部126を有する。
パイプ20に、バーリング加工等により環状の突起部K1を設けて整流部材120を支持する。
液相冷媒は、整流部材120の円筒穴124や開口部126を通過する際に整流される。
整流部材120の軸方向の長さ寸法は、気液分離器の仕様に対応して適宜に設計される。
FIG. 3 shows a second embodiment of the flow regulating member of the present invention.
The
The rectifying
The
The liquid refrigerant is rectified when it passes through the
The length of the rectifying
図4は、本発明の整流部材の第3の実施例を示す。
整流部材130は、気相冷媒流出パイプ20と本体10の間に挿入される。
整流部材130は、例えば、多孔質の発泡プラスチック材でつくられ、本体部132内に多数の開口部134を有する。
パイプ20に、バーリング加工等により環状の突起部K1を設けて整流部材130を支持する。
液相冷媒は、整流部材130の開口部134を通過する際に整流される。
整流部材130の軸方向の長さ寸法は、気液分離器の仕様に対応して適宜に設計される。
FIG. 4 shows a third embodiment of the flow regulating member of the present invention.
The
The
The
The liquid-phase refrigerant is rectified when passing through the opening 134 of the rectifying
The length of the rectifying
図5は、本発明の整流部材の第4の実施例を示す。
整流部材140は、気相冷媒流出パイプ20と本体10の間に挿入される。
整流部材140は、細径のワイヤ142を巻いたフィルタ状のもので、金属や樹脂のワイヤでつくられる。
ワイヤ142の上下に押え用の多孔板144,146を配置することもできる。
パイプ20に、バーリング加工等により環状の突起部K1を設けて整流部材140を支持する。
液相冷媒は、整流部材140を通過する際に整流される。
整流部材140の軸方向の長さ寸法は、気液分離器の仕様に対応して適宜に設計される。
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the flow regulating member of the present invention.
The
The rectifying
It is also possible to dispose the pressing
The
The liquid phase refrigerant is rectified when passing through the rectifying
The length of the rectifying
図6は、本発明の整流部材の第5の実施例を示す。
整流部材150は、気相冷媒流出パイプ20と本体10の間に挿入される。
整流部材150は、金属やプラスチック製の網部材152を複数枚重ねて構成される。
パイプ20に、バーリング加工等により環状の突起部K1を設けて整流部材150を支持する。
液相冷媒は、整流部材150を通過する際に整流される。
整流部材150の軸方向の長さ寸法は、気液分離器の仕様に対応して適宜に設計される。
FIG. 6 shows a fifth embodiment of the flow regulating member of the present invention.
The
The
The
The liquid phase refrigerant is rectified when passing through the rectifying
The length of the rectifying
図7は、本発明の整流部材の第6の実施例を示す。
整流部材160は、気相冷媒流出パイプ20と本体10の間に挿入される。
整流部材160は、金属やプラスチック製の多孔板162を複数枚重ねて構成される。
多孔板162の間隔を規制するために、内外周にフランジ162a,162bを設けることができる。
パイプ20に、バーリング加工等により環状の突起部K1を設けて整流部材160を支持する。
液相冷媒は、整流部材160の孔164をを通過する際に整流される。
整流部材160の軸方向の長さ寸法は、気液分離器の仕様に対応して適宜に設計される。
FIG. 7 shows a sixth embodiment of the flow regulating member of the present invention.
The
The
In order to regulate the interval between the
The
The liquid phase refrigerant is rectified when passing through the
The length of the rectifying
図8は、本発明の気液分離器の他の実施の形態を示す説明図である。
全体を符号200で示す気液分離器は、円筒形状の本体210を有し、本体210の下部の開口部にはヘッダ220が溶接加工部W1により固着される。
ヘッダ220には気相冷媒の流出パイプ222が取付けられる。ヘッダ220の内側中央部にはボス部224が形成され、ボス部224の中央に設けた穴にパイプ部材230の下端部が差し込まれて、パイプ部材230が支持される。
FIG. 8 is an explanatory view showing another embodiment of the gas-liquid separator of the present invention.
The gas-liquid separator generally indicated by
A gas-phase
本体210の上部の中央部には貫通穴212が形成され、2相冷媒の流入パイプ240が連結される。この流入パイプ240の直下には、気液分離部材250が配設される。
この気液分離部材250は、例えば、樹脂を一体成形してつくられる部材であって、凸部254を利用して、パイプ部材250の上端部に嵌合される。
A through
The gas-
気液分離部材250の上部には、旋回羽根部260が設けられる。流入パイプ240から貫通穴212を通って気液分離器の本体210内に流入する2相冷媒は、この旋回羽根部260により画成される。
旋回流路262内を通過する際に、旋回流となって本体210の内部に噴射される。この旋回流の遠心力によって、重量の大きい液相冷媒と、重量の小さな気相冷媒に分離される。
A
When passing through the
気液分離部材250には、スリット252が形成されており、このスリット252を通って気相冷媒はパイプ部材230内に入り、流出パイプ222から送り出される。
液相冷媒は貯溜部232内に貯溜されるが、前述した整流部材等を設けてもよい。このために、パイプ部材230に支持板234を設けることもできる。
A
The liquid-phase refrigerant is stored in the
また、液相冷媒の流出口を設けることは、前述の実施例と同様である。
また、気液分離部材250のフランジ256により、液相冷媒がスリット252側へ戻ることが防止される。
In addition, the provision of the liquid-phase refrigerant outlet is the same as in the previous embodiment.
Further, the liquid 256 is prevented from returning to the
図9、図10は、本発明の気液分離器の更に他の実施の形態を示す説明図である。
全体を符号300で示す気液分離器は、円筒形状の本体310を有する。
図9は、本体310の上部の構成のみを示すが、その他の構造は、図8で説明した構造と同様であるので省略する。
本体310の上部には、本体310の軸線C1から半径方向にR1だけ離れた位置に貫通穴312が設けられている。この貫通穴312に2相冷媒の流入パイプ340が連結される。
9 and 10 are explanatory diagrams showing still another embodiment of the gas-liquid separator of the present invention.
The gas-liquid separator generally indicated by reference numeral 300 has a cylindrical
FIG. 9 shows only the configuration of the upper part of the
A through
本体310の軸線C1上に取付けられるパイプ部材330の上端部に対して、気液分離部材350が取付けられる。
この気液分離部材350は、本体310の貫通穴312に挿入される冷媒の導入部361と、本体310の内周面に沿って冷媒を案内するように設けられる旋回通路362を有する。
A gas-
The gas-
図10にも示すように、この旋回通路362は、冷媒の導入部の軸心から90度の範囲にのみ設けられ、導出端363で終了する。
流入パイプ340、貫通穴312を通って本体310の軸線に平行に送り込まれる2相冷媒は、この旋回通路362により旋回流に変換され、本体310の内周面311に沿って流れる。
As shown also in FIG. 10, this
The two-phase refrigerant fed in parallel to the axis of the
気液分離部材350の冷媒の導入部361の軸心に対して、旋回通路362とは反対側には、180度にわたる傾斜下面368が形成してある。
冷媒の旋回流は、この傾斜下面に当って、下向きに偏流され、渦流に変換される。この下向きの渦流にあっては、比重の差により2相冷媒は液相冷媒と気相冷媒に分離される。
An inclined
The swirling flow of the refrigerant strikes the inclined lower surface and is drifted downward and converted into a vortex flow. In this downward vortex, the two-phase refrigerant is separated into a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant due to the difference in specific gravity.
分離された気相冷媒の気液分離部材350のスリット352を通ってパイプ部材330を介して外部へ送り出される。
気液分離部材350のフランジ356は、液相冷媒がスリット側へ混入するのを防止する。
分離された液相冷媒は、本体310の下部に貯溜され、必要に応じて送り出される。
The separated gas phase refrigerant is sent to the outside through the
The
The separated liquid phase refrigerant is stored in the lower part of the
本発明は以上のように、自動車の空気調和機等に装備される気液分離器の性能を向上させることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention can improve the performance of a gas-liquid separator that is equipped in an automobile air conditioner or the like.
1 気液分離器
10 本体
20 気相冷媒流出パイプ
30 2相冷媒流入口
40 液相冷媒流出口
100 整流部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas-
Claims (12)
円筒形状の本体と、本体の中心部に挿入される気相冷媒の流出パイプと、本体の上部に対して接線方向に取付けられる2相冷媒の流入口と、本体の下部に取付けられる液相冷媒の流出口と、2相冷媒の流入口と液相冷媒の流出口との間の取付けられる冷媒の整流部材を備え、
整流部材は遠心分離された冷媒を整流して液相冷媒の貯溜部へ送る機能を備える気液分離器。 A gas-liquid separator that separates a gas-liquid two-phase refrigerant of a refrigeration cycle into a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant,
A cylindrical main body, a gas-phase refrigerant outflow pipe inserted into the center of the main body, a two-phase refrigerant inlet attached tangentially to the upper portion of the main body, and a liquid-phase refrigerant attached to the lower portion of the main body A refrigerant rectifying member attached between the two-phase refrigerant inlet and the liquid-phase refrigerant outlet,
The rectifying member is a gas-liquid separator having a function of rectifying the centrifuged refrigerant and sending the rectified refrigerant to a liquid phase refrigerant reservoir.
円筒形状の本体と、本体の下部の中心軸線上に挿入される気相冷媒の流出パイプと、本体の下部に下端部が支持されて気相冷媒の流出パイプに連通するパイプ部材と、本体の上部の中心軸線上に設けられる2相冷媒の流入口と、パイプ部材の上端部に支持される気液分離部材を備え、
気液分離部材は、中心が2相冷媒の流入口に対向する旋回羽根部を備える気液分離器。 A gas-liquid separator that separates a gas-liquid two-phase refrigerant of a refrigeration cycle into a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant,
A cylindrical main body, a gas-phase refrigerant outflow pipe inserted on the central axis of the lower portion of the main body, a pipe member having a lower end supported by the lower portion of the main body and communicating with the gas-phase refrigerant outflow pipe, A two-phase refrigerant inlet provided on the upper central axis, and a gas-liquid separation member supported by the upper end of the pipe member;
The gas-liquid separation member is a gas-liquid separator including a swirl vane portion whose center faces the inflow port of the two-phase refrigerant.
円筒形状の本体と、本体の下部の中心軸線上に挿入される気相冷媒の流出パイプと、本体の下部に下端部が支持されて気相冷媒の流出パイプに連通するパイプ部材と、本体の上部の中心軸に対して平行する離れた位置に設けられる2相冷媒の流入口と、パイプ部材の上端部に支持される気液分離部材を備え、
気液分離部材は、2相冷媒の流入口に対向する冷媒の導入部と、導入部に導入された冷媒を本体の内周面に沿って案内する旋回通路を備える気液分離器。 A gas-liquid separator that separates a gas-liquid two-phase refrigerant of a refrigeration cycle into a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant,
A cylindrical main body, a gas-phase refrigerant outflow pipe inserted on the central axis of the lower portion of the main body, a pipe member that is supported at the lower end of the main body and communicates with the gas-phase refrigerant outflow pipe, A two-phase refrigerant inlet provided at a position parallel to the upper central axis, and a gas-liquid separation member supported by the upper end of the pipe member;
The gas-liquid separation member is a gas-liquid separator provided with a refrigerant introduction part facing the inlet of the two-phase refrigerant, and a swirl passage that guides the refrigerant introduced into the introduction part along the inner peripheral surface of the main body.
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