JP2012057924A - 気液分離装置及び気液分離装置を備えた冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上容器と下容器を一体容器1とし、一体容器には、液出口管4を溶接するバーリング2と下ビードを設け、バーリング2に液出口管4を溶接した後、一体容器1内に溝下側支持体5を挿入し、下ビードに突きあて溝下側支持体の下端位置を決めた後、溝下側支持体5、溝付体6、入口仕切体7が密着するように押し付けて溝付体、入口仕切体7を挿入し、上ビード8等で入口仕切体の上端位置を位置決めし、その後、容器上下両端を絞る容器一体構造とし、最終的に入口管9、ガス出口管11を溶接する構成とした。
【選択図】図1
Description
さらに、樹脂製の溝付き体にすることにより、溝付き体外周部に樹脂肉厚部が存在するため、溝付き体下端の樹脂肉厚部を、一体容器に設けた下ビードに接触させることにより樹脂一体成型溝入口仕切体の位置決めが可能になり、溝下側支持体が不要になるため、一層低価格な気液分離装置を提供できる。
また、溝付き体と入口仕切体を樹脂で一体成形した樹脂一体成型溝入口仕切体とし、一体容器に液出口管を溶接した後、一体容器内に樹脂一体成型溝入口仕切体を挿入し、ビード等で位置決めし、その後、容器上下両端を絞る容器一体構造とし、最終的に入口管、ガス出口管を溶接する構成とすることにより、溝付き体と入口仕切体が一体であるため一体容器内に1部品として組み込むことができ、加工工数が減少し低価格の気液分離装置を提供出来できる。
さらに、樹脂製の溝付き体にすることにより、溝付き体外周部に樹脂肉厚部が存在するため、溝付き体下端の樹脂肉厚部を、一体容器に設けた下ビードに接触させることにより樹脂一体成型溝入口仕切体の位置決めが可能になり、溝下側支持体が不要になるため、一層低価格な気液分離装置を提供できる。
図6は図1の一体容器上下両端絞り前の容器一体構造を示す断面図である。
図1において、円筒状の一体容器1には、液出口管4を溶接するバーリング2と下ビード3を設け、バーリング2に液出口管4を溶接した後、一体容器内に金属製薄板材で加工された溝下側支持体5を挿入し、下ビード3に突きあて溝下側支持体5の下端位置を決めた後、溝付き体6、その上流部に金属製薄板材で加工された入口仕切体7を設け、気液分離室24を構成する気液分離体とし、溝下側支持体5、溝付き体6、入口仕切体7が密着するように押し付けて挿入し、上ビード8等で入口仕切体7の上端位置を決め、図6に示す一体容器上下両端絞り前の容器一体構造を構成する。その後、一体容器上下両端を絞り容器一体構造とし、最終的に入口管9を上絞り部10に溶接し、ガス出口管11を下絞り部12に溶接する構成としている。
hu/hiが1.5以上になると、図19に示す如く流路断面積比が例えば2.12の曲線の如く、途中で大きく変ることとなる。
流路断面積比が上記の如く、大きく変ると入口管9より吐出された気液二相流がこの変わったところで撹拌され、多量の微細液滴ミストを発生させ、気液分離性能を低下させてしまう。
また、ここで言う流路とは、絞り部1aを含む一体容器と、山形部7aを含む入口仕切体7との間に形成される流路であり、流入室22、狭小空間47等を含むものである。そして、この流路は項番[0011]で説明した流路断面積と同じものをさしている。
図7は金属製の入口仕切体7と金属製の溝付き体6および金属製の溝付き体6と金属製の溝下側支持体5をそれぞれ密着させ、複数の溶接点で接合した接合体26の断面図である。
入口仕切体7と溝付き体の上端面32の間に隙間があると溝13に流入する二相流の一部は気液分離室24に流れやすくなり、液相成分が気液分離室24に流れ、図1に示すガス出口管上端部25からガス出口管11に流れ、分離性能が低下する問題がある。
また、入口仕切体7と溝付き体の上端面32の間、および、溝付き体の下端面33と溝下側支持体5の間に隙間があると冷媒の流れの影響等により溝付き体6が上下方向に振動する可能性ができ、入口仕切体7および溝下側支持体5とぶつかり合い、摩耗や、音の発生等、信頼性の問題が発生する可能性が考えられる。
そこで、図7に示すように、入口仕切体7と溝付き体6を密着させた状態で、入口仕切体7の下突起部27と溝13の溝頂部28を複数の上溶接点29で溶接し、さらに、溝付き体6と溝下側支持体5を密着させた状態で、溝13の溝頂部28と溝下側支持体5の上突起部30を複数の下溶接点31で溶接している。
図10において、従来技術のように上容器と下容器を別体にすることなく、一体容器とし、溝付き体直近での溶接を無くすことにより、溝付き体が溶接による熱影響を受けない構成となるため、溝付き体と入口仕切体を樹脂で構成することができ、樹脂製入口仕切体41と樹脂製溝付き体48は図9に示すように樹脂一体成型溝入口仕切体34として一体で成形されている。図9に示すように、溝付き体外周部には樹脂肉厚部35が存在し、この樹脂肉厚部は、図8に示すように溝付き部上端面36から上部突起37として立ち上がっている。溝付き部上端面36から上部突起37を設けている理由は、上部突起37が無いと一体容器1の内面に沿った二相流の流れは図9に示した樹脂肉厚部35に衝突し、多くの微細液滴ミストを発生させ、微細液滴ミストは溝13内に流入し、溝表面に付着することなく溝間をすり抜け気液分離室24に流出する確率が高くなり、ガス出口管11から液も流出し、十分な分離性能を確保出来なくなるのを防止するためである。
また、溝付き体と入口仕切体が一体であるため、一体容器内に1部品として組み込むことができ、加工工数が減少し低価格の気液分離装置を提供出来できる。
さらに、樹脂製の溝付き体にすることにより、溝付き体外周部に樹脂肉厚部35が存在するため、樹脂一体成型溝入口仕切体下端面38を、一体容器に設けた下ビード3に突き当てることにより樹脂一体成型溝入口仕切体の位置決めが可能になり、溝下側支持体が不要になるため、一層低価格な気液分離装置を提供できる。
図11は基本的には図1と同様な構成であるが、図1と異なる点は図1の金属製の入口仕切体7および金属性の溝下支持体5に代え、図11では樹脂製入口仕切体41および樹脂製溝下支持体42としている点である。溝付き体は図1、図11共に図12に示す金属製の溝付き体6である。図11の樹脂製入口仕切体41には上つば部18が設けられ、上つば部18には二相流が流れることが出来るように上スリット19が設けられ、上つば部肉厚B1は樹脂製でも強度を確保出来るように肉厚を厚くしている。また、図11の樹脂製溝下支持体42には下つば部14が設けられ、下つば部14には二相流が流れることが出来るように下スリット15が設けられ、下つば部肉厚B2は樹脂製でも強度を確保出来るように肉厚を厚くしている。
しかし、入口管9から流入する二相流に多くの微細液滴ミストが含まれる場合には、高い分離性能を得るために、溝数を多くし、また、溝幅を狭くすることにより微細液滴ミストが溝壁面に付着する確率を高くする必要がある。しかし、図9に示した樹脂製溝付き体48では、溝を構成する溝立ち上がり部肉厚43を小さくするには限界があり、また、溝幅bを小さくするには成型上の限界がある。従って、上記したように極めて微細な溝を必要とする場合には、図12に示した金属性の溝付き体6を使用し、入口仕切体と溝下支持体には価格低減の観点から、樹脂製入口仕切体41および樹脂製溝下支持体42を使用している。
また、以上に述べた第1の実施の形態、第2の実施の形態および第4の実施の形態では、下ビード3に溝下側支持体5を突き当て位置決めしているが、溝付き体の剛性が十分にある場合には溝付き体の下端面33を下ビード3に突き当て、位置決め出来る為、この場合は溝下側支持体5は不要になる。
圧縮機50は第一のシリンダ51を有し、圧縮機で吸い込んだ低温低圧の気相冷媒は第一のシリンダ51で圧縮され高温高圧気相冷媒となり冷媒吐出管53、四方弁62を経て、凝縮器54で凝縮器用送風機55で送られる空気に放熱し、高圧液冷媒となる。その液冷媒は第一の減圧器56で減圧され二相流となり、入り口管9から気液分離装置57に流入し、液相冷媒は液出口管4から出た後、蒸発器59に入り蒸発器用送風機60で送られる空気から熱を奪い低温低圧の気相冷媒となり、圧縮機50に吸い込まれる。一方、気液分離装置57で分離された気相冷媒はガス出口管11から圧縮機50に吸い込まれる。気液分離装置57で分離された蒸発に寄与しない気相冷媒はバイパス管61を通り圧縮機50に吸い込まれる。そのため、蒸発に寄与しない気相冷媒は蒸発器59に流入しない為、蒸発器59内の流速が低下し、蒸発器59の圧力損失が低減され、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にできる。
3 下ビード 4 液出口管
5 溝下側支持体 6 溝付き体
7 入口仕切体 7a 山形部 8 上ビード
9 入口管 10 上絞り部
11 ガス出口管 12 下絞り部
13 溝 14 下つば部
15 下スリット 16 下つば立下り部
17 下つば立下り部下端 18 上つば部
19 上スリット 20 上つば立上がり部
21 上つば立上がり部上端 22 流入室
23 容器底部 24 気液分離室
25 ガス出口管上端 26 接合体
27 下突起部 28 溝頂部
29 上溶接点 30 上突起部
31 下溶接点 32 溝付き体の上端面
33 溝付き体の下端面 34 樹脂一体成型溝入口仕切体
35 樹脂肉厚部 36 溝付き部上端面
37 上部突起 38 樹脂一体成型溝入口仕切体下端面
39 上部突起上端面外周 40 上絞り部起点
41 樹脂製入口仕切体 42 樹脂製溝下支持体
43 溝立ち上がり部肉厚 44 二相流の流速
45 一体容器内面に沿う流れ 46 上つば外周部上面
47 狭小空間 48 樹脂製溝付き体
49 50 圧縮機
51 第一のシリンダ 52 第二のシリンダ
53 冷媒吐出配管 54 凝縮器
55 凝縮器用送風機 56 第一の減圧器
57 気液分離装置 58 第二の減圧器
59 蒸発器 60 蒸発器用送風機
61 バイパス管 62 四方弁
63 室外ユニット 64 室内ユニット
65 上容器 66 下容器
67 溝下側支持体B 68 入口仕切体B
69 下部縮管部B 70 つば部B
71 スリットB 72 上容器直線部
73 拡管部 74 拡管部上端
75 下容器底部 76 中空部
77 溝付き体上面 78 溶接点
Claims (6)
- 液出口管が接合された一体容器内に液出口管に向かう溝を持つ溝付き体を設け、溝付き体の上流部に入口仕切体を設け、気液分離室を構成する気液分離体とし、気液分離体の一体容器内の軸方向位置を規定する位置決め手段を一体容器に設け、一体容器に対する気液分離体の前後を位置決めした後、気液分離体の上流側と下流側の一体容器を絞り、上流側絞り部に二相流入口管を、下流絞り部に気相出口管を接合し、入口管から流入した気液二相流を一体容器と入口仕切体との間に形成される狭小空間、溝、気液分離室へと導き、気相と液相に分離し、気相は気相出口管に、液相は液相出口管に導くと共に絞り部と入口仕切体間に形成される流路断面積を急激に変化させないようにしたことを特徴とする気液分離装置。
- 気液容器の絞り部を構成する傾斜面開始点P1から入口仕切体の上つば部までの距離をhuとし、上記入口仕切体の山形部を形成する傾斜面開始点P2から入口仕切体の上つば部までの距離をhiとした時、hu/hiを1.5以下としたことを特徴とする請求項1記載の気液分離装置。
- 溝付き体と入口仕切体を一体容器内に組み込む前に接合したことを特徴とする請求項1に記載の気液分離装置。
- 溝付き体と入口仕切体を樹脂で一体成型したことを特徴とする請求項1に記載の気液分離装置。
- 溝付き体と入口仕切体の何れかを樹脂で成型したことを特徴とする請求項1に記載の気液分離装置。
- 請求項1から請求項5に記載の気液分離装置を冷凍サイクルの減圧器の下流に設けたことを特徴とする気液分離装置を備えた冷凍装置。
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