JP2014124573A - 気液分離器 - Google Patents
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Abstract
【課題】気液分離器の分離効率を向上させる。
【解決手段】外筒部（11）は、両端部が閉塞された円筒状に形成され、気液二相体を一端部（11a）から接線方向に流入させるための流入部（111）と、液体を流出させるための液体流出部（112）とが設けられている。中筒部（12）は、一端部（12a）が外筒部（11）の一端部（11a）に連結され、他端部（12b）が外筒部（11）の他端部（11b）と隙間を隔てて軸方向に対向している。中筒部（12）は、一端部（13a）が外筒部（11）の一端部（11a）と隙間を隔てて軸方向に対向し、他端部（13b）が外筒部（11）の他端部（11b）を軸方向に貫通し、気体を流出させるための気体流出部となっている。
【選択図】図２
【解決手段】外筒部（11）は、両端部が閉塞された円筒状に形成され、気液二相体を一端部（11a）から接線方向に流入させるための流入部（111）と、液体を流出させるための液体流出部（112）とが設けられている。中筒部（12）は、一端部（12a）が外筒部（11）の一端部（11a）に連結され、他端部（12b）が外筒部（11）の他端部（11b）と隙間を隔てて軸方向に対向している。中筒部（12）は、一端部（13a）が外筒部（11）の一端部（11a）と隙間を隔てて軸方向に対向し、他端部（13b）が外筒部（11）の他端部（11b）を軸方向に貫通し、気体を流出させるための気体流出部となっている。
【選択図】図２
Description
この発明は、気液分離器に関し、特に、分離効率を向上させる技術に関する。
従来より、液体および気体からなる気液二相体を液体と気体とに分離可能な気液分離器が知られている（例えば、特許文献１など）。特許文献１の気液分離器では、気液二相体を流体通路内において旋回進行させることにより、気液二相体を液体と気体とに分離している。このような気液分離器は、例えば、エジェクタを用いた冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置において、エジェクタからの二相冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するために設けられている。
しかしながら、特許文献１の気液分離器では、流入口から流入された気液二相体が流体通路内を旋回しながら直進して流出口から流出されてしまうので、気液二相体の流路を長くすることがことが困難であった。そのため、気液分離器の分離効率を向上させることが困難であった。
そこで、この発明は、分離効率を向上させることが可能な気液分離器を提供することを目的とする。
第１の発明は、気液二相体を液体と気体とに分離可能な気液分離器（10）であって、一端部（11a）および他端部（11b）が閉塞された円筒状に形成され、上記気液二相体を該一端部（11a）から接線方向に流入させるための流入部（111）と、上記液体を流出させるための液体流出部（112）とが設けられた外筒部（11）と、外周面が上記外筒部（11）の内周面と隙間を隔てて対向するように円筒状に形成され、一端部（12a）が該外筒部（11）の一端部（11a）に連結され、他端部（12b）が該外筒部（11）の他端部（11b）と隙間を隔てて軸方向に対向する中筒部（12）と、外周面が上記中筒部（12）の内周面と隙間を隔てて対向するように円筒状に形成され、一端部（13a）が上記外筒部（11）の一端部（11a）と隙間を隔てて軸方向に対向し、他端部（13b）が該外筒部（11）の他端部（11b）を軸方向に貫通し、上記気体を流出させるための気体流出部となる内筒部（13）とを備えていることを特徴とする気液分離器である。
上記第１の発明では、外筒部（11）と中筒部（12）と内筒部（13）とからなる三重筒構造を構成することにより、外筒部（11）の内部空間だけでなく中筒部（12）の内部空間においても気液二相体を旋回進行させることができる。これにより、気液分離器（10）内における気液二相体の流路を長くすることができる。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記外筒部（11），上記中筒部（12），および上記内筒部（13）が、それぞれの軸方向が水平方向となるように配置され、上記液体流出部（112）が、上記外筒部（11）の鉛直方向の下部に設けられていることを特徴とする気液分離器である。
第３の発明は、上記第２の発明において、外周面が上記外筒部（11）の鉛直方向の下部の内周面と隙間を隔てて対向するとともに内周面が上記中筒部（12）の鉛直方向の下部の外周面と隙間を隔てて対向するように円弧板状に形成された分離板（14）をさらに備えていることを特徴とする気液分離器である。
上記第３の発明では、外筒部（11）の鉛直方向の下部の内周面と分離板（14）の外周面とに囲まれた液溜まり空間（S14）を構成することができる。これにより、気液二相体から分離された液体が気液二相体の旋回流に巻き込まれてしまうことを抑制することができる。
第４の発明は、上記第３の発明において、上記流入部（111）が、上記分離板（14）の内周面へ向けて上記気液二相体を流入させるように構成されていることを特徴とする気液分離器である。
上記第４の発明では、液溜まり空間（S14）に気液二相体の旋回流が流れ込むことを抑制することができる。
第５の発明は、上記第３または第４の発明において、上記分離板（14）に、該分離板（14）を貫通する液流通穴（141）が形成されていることを特徴とする気液分離器である。
上記第５の発明では、分離板（14）の内周面から鉛直方向の下方への液体の移動を促進させることができる。
第６の発明は、上記第１〜第５の発明のいずれか１つにおいて、上記中筒部（12）の鉛直方向の下部に、該中筒部（12）の鉛直方向の下部を貫通する液流通穴（121）が形成されていることを特徴とする気液分離器である。
上記第６の発明では、中筒部（12）の内周面から鉛直方向の下方への液体の移動を促進させることができる。
第７の発明は、上記第１〜第６のいずれか１つにおいて、上記外筒部（11）の内周面に、それぞれが周方向に延びる複数の外筒溝（110）が形成されていることを特徴とする気液分離器である。
上記第７の発明では、外筒部（11）の内周面における液体の鉛直方向の下方への移動を促進させることができる。
第８の発明は、上記第１〜第７の発明のいずれか１つにおいて、上記中筒部（12）の内周面に、それぞれが周方向に延びる複数の中筒溝（120）が形成されていることを特徴とする気液分離器である。
上記第８の発明では、中筒部（12）の内周面における液体の鉛直方向の下方への移動を促進させることができる。
第１の発明によれば、気液分離器（10）内における気液二相体の流路を長くすることができるので、気液分離器（10）の分離効率を向上させることができる。
第２の発明によれば、それぞれの軸方向が水平方向となるように外筒部（11）と中筒部（12）と内筒部（13）とを配置して外筒部（11）の鉛直下部に液体流出部（112）を設けることにより、外筒部（11）の鉛直方向の下部の内周面に溜められた液体を液体流出部（112）から流出させることができる。
第３の発明によれば、気液二相体から分離された液体が気液二相体の旋回流に巻き込まれてしまうことを抑制することができるので、気液分離器（10）の分離効率をさらに向上させることができる。
第４の発明では、液溜まり空間（S14）に気液二相体の旋回流が流れ込むことを抑制することができるので、気液分離器（10）の分離効率をさらに向上させることができる。
第５の発明によれば、分離板（14）の内周面から鉛直方向の下方への液体の移動を促進させることができるので、気液分離器（10）における液体の回収効率を向上させることができる。
第６の発明によれば、中筒部（12）の内周面から鉛直方向の下方への液体の移動を促進させることができるので、気液分離器（10）における液体の回収効率を向上させることができる。
第７の発明によれば、外筒部（11）の内周面における液体の鉛直方向の下方への移動を促進させることができるので、気液分離器（10）における液体の回収効率を向上させることができる。
第８の発明によれば、中筒部（12）の内周面における液体の鉛直方向の下方への移動を促進させることができるので、気液分離器（10）における液体の回収効率を向上させることができる。
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。
〔冷凍装置〕
図１は、この発明の実施形態による気液分離器（10）を備える冷凍装置（1）の構成例を示している。冷凍装置（1）は、気液分離器（10）の他に、圧縮機（21）と、凝縮器（22）と、過冷却熱交換器（23）と、エジェクタ（24）と、蒸発器（25）とを備えている。気液分離器（10），圧縮機（21），凝縮器（22），および過冷却熱交換器（23）は、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路が構成されるように、冷媒配管（冷媒通路）によって接続されている。
図１は、この発明の実施形態による気液分離器（10）を備える冷凍装置（1）の構成例を示している。冷凍装置（1）は、気液分離器（10）の他に、圧縮機（21）と、凝縮器（22）と、過冷却熱交換器（23）と、エジェクタ（24）と、蒸発器（25）とを備えている。気液分離器（10），圧縮機（21），凝縮器（22），および過冷却熱交換器（23）は、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路が構成されるように、冷媒配管（冷媒通路）によって接続されている。
〈圧縮機〉
圧縮機（21）は、気液分離器（10）から過冷却熱交換器（23）を経由して供給された冷媒を圧縮する。例えば、圧縮機（21）は、密閉型圧縮機によって構成されている。
圧縮機（21）は、気液分離器（10）から過冷却熱交換器（23）を経由して供給された冷媒を圧縮する。例えば、圧縮機（21）は、密閉型圧縮機によって構成されている。
〈凝縮器〉
凝縮器（22）は、圧縮機（21）から供給された冷媒を放熱させて凝縮させるように構成されている。例えば、凝縮器（22）は、ファン（図示を省略）によって吸い込まれた空気を冷媒と熱交換させる熱交換器によって構成されている。
凝縮器（22）は、圧縮機（21）から供給された冷媒を放熱させて凝縮させるように構成されている。例えば、凝縮器（22）は、ファン（図示を省略）によって吸い込まれた空気を冷媒と熱交換させる熱交換器によって構成されている。
〈過冷却熱交換器〉
過冷却熱交換器（23）は、凝縮器（22）とエジェクタ（24）との間の冷媒通路に設けられた第１の通路（23a）と、気液分離器（10）と圧縮機（21）との間の冷媒通路に設けられた第２の通路（23b）とを有し、第１および第２の通路（23a,23b）をそれぞれ流れる冷媒の間で熱が交換されるように構成されている。また、過冷却熱交換器（23）の第１の通路（23a）とエジェクタ（24）との間の冷媒通路には、流量調整弁（201）が設けられている。
過冷却熱交換器（23）は、凝縮器（22）とエジェクタ（24）との間の冷媒通路に設けられた第１の通路（23a）と、気液分離器（10）と圧縮機（21）との間の冷媒通路に設けられた第２の通路（23b）とを有し、第１および第２の通路（23a,23b）をそれぞれ流れる冷媒の間で熱が交換されるように構成されている。また、過冷却熱交換器（23）の第１の通路（23a）とエジェクタ（24）との間の冷媒通路には、流量調整弁（201）が設けられている。
〈エジェクタ〉
エジェクタ（24）は、凝縮器（22）から過冷却熱交換器（23）の第１の通路（23a）を経由して供給された冷媒（駆動冷媒）を減圧膨張させて噴射するノズル部と、ノズル部の冷媒噴射によって生じる負圧を利用して蒸発器（25）からの冷媒（吸引冷媒）を吸入するとともに駆動冷媒と吸引冷媒とを混合する混合部と、混合部において混合された冷媒を昇圧させるディフューザ部とを有している。エジェクタ（24）から気液分離器（10）に供給される冷媒は、二相冷媒（液冷媒とガス冷媒とが混合された状態の冷媒）となっている。
エジェクタ（24）は、凝縮器（22）から過冷却熱交換器（23）の第１の通路（23a）を経由して供給された冷媒（駆動冷媒）を減圧膨張させて噴射するノズル部と、ノズル部の冷媒噴射によって生じる負圧を利用して蒸発器（25）からの冷媒（吸引冷媒）を吸入するとともに駆動冷媒と吸引冷媒とを混合する混合部と、混合部において混合された冷媒を昇圧させるディフューザ部とを有している。エジェクタ（24）から気液分離器（10）に供給される冷媒は、二相冷媒（液冷媒とガス冷媒とが混合された状態の冷媒）となっている。
〈気液分離器〉
気液分離器（10）は、エジェクタ（24）から供給された二相冷媒（気液二相体）を液冷媒（液体）とガス冷媒（気体）とに分離可能に構成されている。そして、気液分離器（10）は、液冷媒を蒸発器（25）に供給するとともに、ガス冷媒を過冷却熱交換器（23）の第２の通路（23b）を経由して圧縮機（21）に供給する。また、気液分離器（10）と蒸発器（25）との間の冷媒通路には、減圧弁（202）が設けられている。
気液分離器（10）は、エジェクタ（24）から供給された二相冷媒（気液二相体）を液冷媒（液体）とガス冷媒（気体）とに分離可能に構成されている。そして、気液分離器（10）は、液冷媒を蒸発器（25）に供給するとともに、ガス冷媒を過冷却熱交換器（23）の第２の通路（23b）を経由して圧縮機（21）に供給する。また、気液分離器（10）と蒸発器（25）との間の冷媒通路には、減圧弁（202）が設けられている。
〈蒸発器〉
蒸発器（25）は、気液分離器（10）から供給された冷媒を吸熱させて蒸発させるように構成されている。例えば、蒸発器（25）は、ファン（図示を省略）によって吸い込まれた空気を冷媒と熱交換させる熱交換器によって構成されている。また、蒸発器（25）とエジェクタ（24）との間の冷媒通路には、エジェクタ（24）から蒸発器（25）への冷媒の逆流を防止するために、逆止弁（203）が設けられている。
蒸発器（25）は、気液分離器（10）から供給された冷媒を吸熱させて蒸発させるように構成されている。例えば、蒸発器（25）は、ファン（図示を省略）によって吸い込まれた空気を冷媒と熱交換させる熱交換器によって構成されている。また、蒸発器（25）とエジェクタ（24）との間の冷媒通路には、エジェクタ（24）から蒸発器（25）への冷媒の逆流を防止するために、逆止弁（203）が設けられている。
〈気液分離器の構成〉
図２，図３は、気液分離器（10）の縦断面および横断面を示している。図３は、図２のIII-III線における横断面図に相当する。気液分離器（10）は、外筒部（11）と、中筒部（12）と、内筒部（13）と、分離板（14）とを備えている。
図２，図３は、気液分離器（10）の縦断面および横断面を示している。図３は、図２のIII-III線における横断面図に相当する。気液分離器（10）は、外筒部（11）と、中筒部（12）と、内筒部（13）と、分離板（14）とを備えている。
なお、以下では、筒状部材の軸線の方向を「軸方向」とし、筒状部材の軸線と直交する方向を「径方向」とし、筒状部材の周に沿った方向を「周方向」として説明する。また、部材の鉛直方向の上部および下部をそれぞれ「鉛直上部」および「鉛直下部」と表記し、鉛直方向の上方および下方をそれぞれ「鉛直上方」および「鉛直下方」と表記する。
《外筒部》
外筒部（11）は、円筒状に形成されている。また、外筒部（11）の一端部（11a）および他端部（11b）は、閉塞されている。外筒部（11）には、流入部（111）および液体流出部（112）が設けられている。流入部（111）は、二相冷媒を外筒部（11）の一端部（11a）から外筒部（11）の接線方向（外筒部（11）の径方向と直交する方向）に流入させるために設けられ、液体流出部（112）は、液冷媒を外筒部（11）の外部へ流出させるために設けられている。
外筒部（11）は、円筒状に形成されている。また、外筒部（11）の一端部（11a）および他端部（11b）は、閉塞されている。外筒部（11）には、流入部（111）および液体流出部（112）が設けられている。流入部（111）は、二相冷媒を外筒部（11）の一端部（11a）から外筒部（11）の接線方向（外筒部（11）の径方向と直交する方向）に流入させるために設けられ、液体流出部（112）は、液冷媒を外筒部（11）の外部へ流出させるために設けられている。
この例では、外筒部（11）は、外筒部（11）の軸方向が水平方向となるように配置されている。液体流出部（112）は、外筒部（11）の鉛直下部（この例では、外筒部（11）の一端部（11a）における鉛直方向の最下部）に設けられている。流入部（111）は、流入部（111）の吐出口が液体流出部（112）の吸入口よりも鉛直上方に位置するように、外筒部（11）の一端部（11a）（この例では、外筒部（11）の一端部（11a）の鉛直上部）に設けられている。詳しく説明すると、流入部（111）は、円管状に形成され、外筒部（11）の一端部（11a）の周壁を外筒部（11）の接線方向に貫通して外筒部（11）の内部空間へ延びている。液体流出部（112）は、円管状に形成され、外筒部（11）の鉛直下部の周壁を鉛直方向に貫通して外筒部（11）の外部へ延びている。
《中筒部》
中筒部（12）は、中筒部（12）の外周面が外筒部（11）の内周面と隙間を隔てて対向するように、円筒状に形成されている。すなわち、中筒部（12）の外径は、外筒部（11）の内径よりも小さくなっている。また、中筒部（12）の一端部（12a）は、外筒部（11）の一端部（11a）に連結され、中筒部（12）の他端部（12b）は、外筒部（11）の他端部（11b）と隙間を隔てて軸方向に対向している。
中筒部（12）は、中筒部（12）の外周面が外筒部（11）の内周面と隙間を隔てて対向するように、円筒状に形成されている。すなわち、中筒部（12）の外径は、外筒部（11）の内径よりも小さくなっている。また、中筒部（12）の一端部（12a）は、外筒部（11）の一端部（11a）に連結され、中筒部（12）の他端部（12b）は、外筒部（11）の他端部（11b）と隙間を隔てて軸方向に対向している。
この例では、中筒部（12）は、外筒部（11）と同様に、中筒部（12）の軸方向が水平方向となるように配置されている。また、中筒部（12）の鉛直下部（この例では、中筒部（12）の一端部（12a）における鉛直方向の最下部）には、液流通穴（121）が形成されている。液流通穴（121）は、中筒部（12）の鉛直下部の周壁を鉛直方向に貫通している。
《内筒部》
内筒部（13）は、内筒部（13）の外周面が中筒部（12）の内周面と隙間を隔てて対向するように、円筒状に形成されている。すなわち、内筒部（13）の外径は、中筒部（12）の内径よりも小さくなっている。また、内筒部（13）の一端部（13a）は、外筒部（11）の一端部（11a）と隙間を隔てて軸方向に対向し、内筒部（13）の他端部（13b）は、外筒部（11）の他端部（11b）を軸方向に貫通している。気液分離器（10）において、内筒部（13）は、ガス冷媒を外部へ流出させるための気体流出部となっている。
内筒部（13）は、内筒部（13）の外周面が中筒部（12）の内周面と隙間を隔てて対向するように、円筒状に形成されている。すなわち、内筒部（13）の外径は、中筒部（12）の内径よりも小さくなっている。また、内筒部（13）の一端部（13a）は、外筒部（11）の一端部（11a）と隙間を隔てて軸方向に対向し、内筒部（13）の他端部（13b）は、外筒部（11）の他端部（11b）を軸方向に貫通している。気液分離器（10）において、内筒部（13）は、ガス冷媒を外部へ流出させるための気体流出部となっている。
この例では、内筒部（13）は、外筒部（11）および中筒部（12）と同様に、内筒部（13）の軸方向が水平方向となるように配置されている。
《分離板》
分離板（14）は、円弧板状に形成され、外筒部（11）の鉛直下部と中筒部（12）の鉛直下部との間に配置されている。すなわち、分離板（14）の外周面は、外筒部（11）の鉛直下部の内周面と隙間を隔てて対向し、分離板（14）の内周面は、上記中筒部（12）の鉛直下部の外周面と隙間を隔てて対向している。詳しく説明すると、分離板（14）は、外筒部（11）の内周面を周方向に旋回しながら軸方向に進行する二相冷媒が分離板（14）の内周面に流れ込むように構成されている。このように、分離板（14）を設けることにより、分離板（14）の下部に液溜まり空間（S14）が構成されている。液溜まり空間（S14）は、外筒部（11）の鉛直下部の内周面と分離板（14）の外周面とに囲まれている。
分離板（14）は、円弧板状に形成され、外筒部（11）の鉛直下部と中筒部（12）の鉛直下部との間に配置されている。すなわち、分離板（14）の外周面は、外筒部（11）の鉛直下部の内周面と隙間を隔てて対向し、分離板（14）の内周面は、上記中筒部（12）の鉛直下部の外周面と隙間を隔てて対向している。詳しく説明すると、分離板（14）は、外筒部（11）の内周面を周方向に旋回しながら軸方向に進行する二相冷媒が分離板（14）の内周面に流れ込むように構成されている。このように、分離板（14）を設けることにより、分離板（14）の下部に液溜まり空間（S14）が構成されている。液溜まり空間（S14）は、外筒部（11）の鉛直下部の内周面と分離板（14）の外周面とに囲まれている。
また、流入部（111）は、分離板（14）の内周面へ向けて二相冷媒を流出させるように構成されてる。この例では、流入部（111）は、横断面において流入部（111）の吐出口が分離板（14）の周方向端部よりも鉛直下方に位置するように、外筒部（11）の内周面から分離板（14）の内周面へ向けて延びている。
この例では、分離板（14）は、外筒部（11）の軸方向に沿って外筒部（11）の一端部（11a）から他端部（11b）へ向けて延び、分離板（14）の延伸方向の一端部（以下、分離板（14）の一端部と表記）は、外筒部（11）の一端部（11a）に連結されている。一方、分離板（14）の延伸方向の他端部（以下、分離板（14）の他端部と表記）は、外筒部（11）の他端部（11b）と隙間を隔てて対向している。また、分離板（14）の鉛直下部（この例では、分離板（14）の一端部における鉛直方向の最下部）には、液流通穴（141）が形成されている。液流通穴（141）は、分離板（14）の鉛直下部を鉛直方向に貫通している。
また、この例では、分離板（14）の曲率半径は、外筒部（11）の内周面の曲率半径よりも大きくなっている。そして、分離板（14）の周方向端部は、外筒部（11）の内周面と隙間を隔てて対向するように、外筒部（11）の内周面へ向けて延びている。
〈気液分離器内における二相冷媒の流れ〉
流入部（111）から外筒部（11）の接線方向に流入された二相冷媒は、分離板（14）の内周面に衝突した後、外筒部（11）の内部空間（この例では、外筒部（11）の内周面と分離板（14）の内周面とに囲まれた旋回空間）を周方向に旋回しながら外筒部（11）の一端部（11a）から他端部（11b）へ向けて進行していく。このとき、二相冷媒と外筒部（11）の内周面との接触により、二相冷媒に含まれる液冷媒の一部が外筒部（11）の内周面に付着する。
流入部（111）から外筒部（11）の接線方向に流入された二相冷媒は、分離板（14）の内周面に衝突した後、外筒部（11）の内部空間（この例では、外筒部（11）の内周面と分離板（14）の内周面とに囲まれた旋回空間）を周方向に旋回しながら外筒部（11）の一端部（11a）から他端部（11b）へ向けて進行していく。このとき、二相冷媒と外筒部（11）の内周面との接触により、二相冷媒に含まれる液冷媒の一部が外筒部（11）の内周面に付着する。
外筒部（11）の内部空間を旋回進行した二相冷媒は、外筒部（11）の他端部（11b）の内端面（閉塞面）に衝突して跳ね返され、中筒部（12）の他端部（12b）から中筒部（12）の内部空間に入り込み、中筒部（12）の内部空間を周方向に旋回しながら中筒部（12）の他端部（12b）から一端部（12a）へ向けて進行していく。このとき、二相冷媒と外筒部（11）の他端部（11b）の内端面（閉塞面）との衝突により、二相冷媒に含まれる液冷媒の一部が外筒部（11）の他端部（11b）の内端面に付着する。また、二相冷媒と中筒部（12）の内周面との接触により、二相冷媒に含まれる液冷媒の一部が中筒部（12）の内周面に付着する。
外筒部（11）の内部空間および中筒部（12）の内部空間を旋回進行することにより液冷媒が分離された二相冷媒（理想的には、ガス冷媒）は、外筒部（11）の一端部（11a）の内端面（閉塞面）に衝突して跳ね返され、内筒部（13）の一端部（13a）から内筒部（13）の内部空間に入り込み、内筒部（13）の他端部（13b）から流出される。このとき、二相冷媒と外筒部（11）の一端部（11a）の内端面（閉塞面）との衝突により、二相冷媒に含まれる液冷媒の一部が外筒部（11）の一端部（11a）の内端面に付着する。
〈液冷媒の流れ〉
外筒部（11）の内周面に付着した液冷媒は、外筒部（11）の内周面に沿って鉛直下方に移動し、外筒部（11）の内周面と分離板（14）の周方向端部との間の隙間を通過して、液溜まり空間（S14）に流れ込む。また、外筒部（11）の他端部（11b）の内端面（閉塞面）に付着した液冷媒は、外筒部（11）の他端部（11b）の内端面に沿って鉛直下方に移動し、外筒部（11）の他端部（11b）と分離板（14）の他端部との間の隙間を通過して、液溜まり空間（S14）に流れ込む。また、外筒部（11）の一端部（11a）の内端面（閉塞面）に付着した液冷媒は、外筒部（11）の一端部（11a）の内端面に沿って鉛直下方に移動し、中筒部（12）の内周面（または、分離板（14）の内周面）に流れ込む。
外筒部（11）の内周面に付着した液冷媒は、外筒部（11）の内周面に沿って鉛直下方に移動し、外筒部（11）の内周面と分離板（14）の周方向端部との間の隙間を通過して、液溜まり空間（S14）に流れ込む。また、外筒部（11）の他端部（11b）の内端面（閉塞面）に付着した液冷媒は、外筒部（11）の他端部（11b）の内端面に沿って鉛直下方に移動し、外筒部（11）の他端部（11b）と分離板（14）の他端部との間の隙間を通過して、液溜まり空間（S14）に流れ込む。また、外筒部（11）の一端部（11a）の内端面（閉塞面）に付着した液冷媒は、外筒部（11）の一端部（11a）の内端面に沿って鉛直下方に移動し、中筒部（12）の内周面（または、分離板（14）の内周面）に流れ込む。
中筒部（12）の内周面に付着した液冷媒は、中筒部（12）の内周面に沿って鉛直下方に移動し、外筒部（11）の他端部（11b）と中筒部（12）の他端部（12b）との隙間（または、中筒部（12）の液流通穴（121））を通過して、分離板（14）の内周面に流れ込む。
分離板（14）の内周面に付着した液冷媒は、分離板（14）の内周面に沿って鉛直下方に移動し、外筒部（11）の他端部（11b）と分離板（14）の他端部との間の隙間（または、分離板（14）の液流通穴（141））を通過して、液溜まり空間（S14）に流れ込む。
このようにして、液溜まり空間（S14）に液冷媒が蓄積される。液溜まり空間（S14）に蓄積された液冷媒は、液体流出部（112）を経由して外部に流出される。
〈効果〉
以上のように、外筒部（11）と中筒部（12）と内筒部（13）とからなる三重筒構造を構成することにより、外筒部（11）の内部空間だけでなく中筒部（12）の内部空間においても二相冷媒を旋回進行させることができる。これにより、気液分離器（10）内における二相冷媒の流路を長くすることができるので、気液分離器（10）の分離効率を向上させることができる。
以上のように、外筒部（11）と中筒部（12）と内筒部（13）とからなる三重筒構造を構成することにより、外筒部（11）の内部空間だけでなく中筒部（12）の内部空間においても二相冷媒を旋回進行させることができる。これにより、気液分離器（10）内における二相冷媒の流路を長くすることができるので、気液分離器（10）の分離効率を向上させることができる。
また、それぞれの軸方向が水平方向となるように外筒部（11）と中筒部（12）と内筒部（13）とを配置して外筒部（11）の鉛直下部に液体流出部（112）を設けることにより、外筒部（11）の鉛直下部の内周面に溜められた液冷媒を液体流出部（112）から流出させることができる。
また、分離板（14）を設けることにより、外筒部（11）の鉛直下部の内周面と分離板（14）の外周面とに囲まれた液溜まり空間（S14）を構成することができる。これにより、二相冷媒から分離された液冷媒が二相冷媒の旋回流に巻き込まれてしまうことを抑制することができるので、気液分離器（10）の分離効率をさらに向上させることができる。
また、分離板（14）の内周面へ向けて二相冷媒を流入させるように流入部（111）を構成することにより、液溜まり空間（S14）に二相冷媒の旋回流が流れ込むことを抑制することができる。これにより、気液分離器（10）の分離効率をさらに向上させることができる。
また、中筒部（12）に液流通穴（121）を形成することにより、中筒部（12）の内周面から鉛直下方への液冷媒の移動を促進させることができるので、気液分離器（10）における液冷媒の回収効率を向上させることができる。
また、分離板（14）に液流通穴（141）を形成することにより、分離板（14）の内周面から鉛直下方への液冷媒の移動を促進させることができるので、気液分離器（10）における液冷媒の回収効率を向上させることができる。
〔外筒部の変形例〕
図４のように、外筒部（11）の内周面に、複数の外筒溝（110,…,110）が形成されていても良い。図４では、説明の便宜上、外筒部（11）の一部（１／４周分）のみを図示している。外筒溝（110,…,110）は、外筒部（11）の周方向に沿ってそれぞれ延びている。この例では、外筒溝（110,…,110）は、外筒部（11）の周方向の全周に亘って延びている。
図４のように、外筒部（11）の内周面に、複数の外筒溝（110,…,110）が形成されていても良い。図４では、説明の便宜上、外筒部（11）の一部（１／４周分）のみを図示している。外筒溝（110,…,110）は、外筒部（11）の周方向に沿ってそれぞれ延びている。この例では、外筒溝（110,…,110）は、外筒部（11）の周方向の全周に亘って延びている。
以上のように構成することにより、外筒部（11）の内周面における液冷媒の鉛直下方への移動を促進させることができるので、気液分離器（10）における液冷媒の回収効率を向上させることができる。
〔中筒部の変形例〕
図５のように、中筒部（12）の内周面に、複数の中筒溝（120,…,120）が形成されていても良い。図５では、説明の便宜上、中筒部（12）の一部（１／４周分）のみを図示している。中筒溝（120,…,120）は、中筒部（12）の周方向に沿ってそれぞれ延びている。この例では、中筒溝（120,…,120）は、中筒部（12）の周方向の全周に亘って延びている。
図５のように、中筒部（12）の内周面に、複数の中筒溝（120,…,120）が形成されていても良い。図５では、説明の便宜上、中筒部（12）の一部（１／４周分）のみを図示している。中筒溝（120,…,120）は、中筒部（12）の周方向に沿ってそれぞれ延びている。この例では、中筒溝（120,…,120）は、中筒部（12）の周方向の全周に亘って延びている。
以上のように構成することにより、中筒部（12）の内周面おける液冷媒の鉛直下方への移動を促進させることができるので、気液分離器（10）における液冷媒の回収効率を向上させることができる。
〔分離板の変形例１〕
図６のように、分離板（14）に、複数（この例では、７つ）の液流通穴（141,…,141）が形成されていても良い。この例では、液流通穴（141,…,141）は、分離板（14）の延伸方向に沿って分離板（14）の鉛直方向の最下部に配列され、分離板（14）の鉛直方向の最下部を鉛直方向に貫通している。
図６のように、分離板（14）に、複数（この例では、７つ）の液流通穴（141,…,141）が形成されていても良い。この例では、液流通穴（141,…,141）は、分離板（14）の延伸方向に沿って分離板（14）の鉛直方向の最下部に配列され、分離板（14）の鉛直方向の最下部を鉛直方向に貫通している。
以上のように、分離板（14）に複数の液流通穴（141,…,141）を形成することにより、分離板（14）の内周面から鉛直下方への液冷媒の移動をさらに促進させることができるので、気液分離器（10）における液冷媒の回収効率をさらに向上させることができる。
〔分離板の変形例２〕
図７のように、分離板（14）の内周面は、外筒部（11）の鉛直方向の最下部を通過する縦断面において分離板（14）の内周面と外筒部（11）の内周面との間の最短距離が分離板（14）の一端部から他端部へ向けて次第に長くなるように、水平方向に対して傾斜していても良い。
図７のように、分離板（14）の内周面は、外筒部（11）の鉛直方向の最下部を通過する縦断面において分離板（14）の内周面と外筒部（11）の内周面との間の最短距離が分離板（14）の一端部から他端部へ向けて次第に長くなるように、水平方向に対して傾斜していても良い。
以上のように構成することにより、分離板（14）の内周面において液冷媒が分離板（14）の一端部（すなわち、液流通穴（121））に移動するように、液冷媒の移動を促進させることができるので、気液分離器（10）における液冷媒の回収効率を向上させることができる。
なお、分離板（14）は、外筒部（11）の鉛直方向の最下部を通過する縦断面において分離板（14）の内周面と外筒部（11）の内周面との間の最短距離が分離板（14）の一端部から他端部へ向けて次第に短くなるように、水平方向に対して傾斜していても良い。このように構成した場合、分離板（14）の内周面において液冷媒が分離板（14）の他端部（すなわち、外筒部（11）の他端部（11b）と分離板（14）の他端部との間の隙間）に移動するように、液冷媒の移動を促進させることができるので、気液分離器（10）における液冷媒の回収効率を向上させることができる。
〔その他の実施形態〕
以上の実施形態において、分離板（14）の他端部は、外筒部（11）の他端部（11b）に連結されていても良い。分離板（14）の一端部は、外筒部（11）の一端部（11a）に連結されずに隙間を隔てて対向していても良い。また、分離板（14）の周方向端部は、外筒部（11）の内周面に連結されていても良い。なお、気液分離器（10）に分離板（14）が設けられていなくても良い。
以上の実施形態において、分離板（14）の他端部は、外筒部（11）の他端部（11b）に連結されていても良い。分離板（14）の一端部は、外筒部（11）の一端部（11a）に連結されずに隙間を隔てて対向していても良い。また、分離板（14）の周方向端部は、外筒部（11）の内周面に連結されていても良い。なお、気液分離器（10）に分離板（14）が設けられていなくても良い。
また、それぞれの軸方向が水平方向となるように外筒部（11）と中筒部（12）と内筒部（13）とを配置する場合を例に挙げて説明したが、それぞれの軸方向が鉛直方向となるように外筒部（11）と中筒部（12）と内筒部（13）とを配置しても良い。この場合、液体流出部（112）は、外筒部（11）の鉛直下部に設けられていることが好ましく、流入部（111）は、流入部（111）の吐出口が液体流出部（112）の吸入口よりも鉛直上方に位置するように設けられていることが好ましい。なお、この場合、気液分離器（10）に分離板（14）が設けられていなくても良い。
また、以上の実施形態を適宜組み合わせて実施しても良い。以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、上述の気液分離器は、エジェクタを備えた冷凍装置などに有用である。
１ 冷凍装置
１０ 気液分離器
１１ 外筒部
１２ 中筒部
１３ 内筒部
１４ 分離板
１１０ 外筒溝
１１１ 流入部
１１２ 液体流出部
１２０ 中筒溝
１２１ 液挿通穴
１４１ 液挿通穴
１４２ 貫通穴
２１ 圧縮機
２２ 凝縮器
２３ 過冷却熱交換機
２４ エジェクタ
２５ 蒸発器
２０１ 流量調節弁
２０２ 減圧弁
２０３ 逆止弁
１０ 気液分離器
１１ 外筒部
１２ 中筒部
１３ 内筒部
１４ 分離板
１１０ 外筒溝
１１１ 流入部
１１２ 液体流出部
１２０ 中筒溝
１２１ 液挿通穴
１４１ 液挿通穴
１４２ 貫通穴
２１ 圧縮機
２２ 凝縮器
２３ 過冷却熱交換機
２４ エジェクタ
２５ 蒸発器
２０１ 流量調節弁
２０２ 減圧弁
２０３ 逆止弁
Claims (8)
- 気液二相体を液体と気体とに分離可能な気液分離器（10）であって、
一端部（11a）および他端部（11b）が閉塞された円筒状に形成され、上記気液二相体を該一端部（11a）から接線方向に流入させるための流入部（111）と、上記液体を流出させるための液体流出部（112）とが設けられた外筒部（11）と、
外周面が上記外筒部（11）の内周面と隙間を隔てて対向するように円筒状に形成され、一端部（12a）が該外筒部（11）の一端部（11a）に連結され、他端部（12b）が該外筒部（11）の他端部（11b）と隙間を隔てて軸方向に対向する中筒部（12）と、
外周面が上記中筒部（12）の内周面と隙間を隔てて対向するように円筒状に形成され、一端部（13a）が上記外筒部（11）の一端部（11a）と隙間を隔てて軸方向に対向し、他端部（13b）が該外筒部（11）の他端部（11b）を軸方向に貫通し、上記気体を流出させるための気体流出部となる内筒部（13）とを備えている
ことを特徴とする気液分離器。 - 請求項１において、
上記外筒部（11），上記中筒部（12），および上記内筒部（13）は、それぞれの軸方向が水平方向となるように配置され、
上記液体流出部（112）は、上記外筒部（11）の鉛直方向の下部に設けられている
ことを特徴とする気液分離器。 - 請求項２において、
外周面が上記外筒部（11）の鉛直方向の下部の内周面と隙間を隔てて対向するとともに内周面が上記中筒部（12）の鉛直方向の下部の外周面と隙間を隔てて対向するように円弧板状に形成された分離板（14）をさらに備えている
ことを特徴とする気液分離器。 - 請求項３において、
上記流入部（111）は、上記分離板（14）の内周面へ向けて上記気液二相体を流入させるように構成されている
ことを特徴とする気液分離器。 - 請求項３または４において、
上記分離板（14）には、該分離板（14）を貫通する液流通穴（141）が形成されている
ことを特徴とする気液分離器。 - 請求項１〜５のいずれか１項において、
上記中筒部（12）の鉛直方向の下部には、該中筒部（12）の鉛直方向の下部を貫通する液流通穴（121）が形成されている
ことを特徴とする気液分離器。 - 請求項１〜６のいずれか１項において、
上記外筒部（11）の内周面には、それぞれが周方向に延びる複数の外筒溝（110）が形成されている
ことを特徴とする気液分離器。 - 請求項１〜７のいずれか１項において、
上記中筒部（12）の内周面には、それぞれが周方向に延びる複数の中筒溝（120）が形成されている
ことを特徴とする気液分離器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012282438A JP2014124573A (ja) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 気液分離器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012282438A JP2014124573A (ja) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 気液分離器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014124573A true JP2014124573A (ja) | 2014-07-07 |
Family
ID=51404555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012282438A Pending JP2014124573A (ja) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 気液分離器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014124573A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019111773A1 (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | サイクロン分離装置 |
| JP2019098318A (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | サイクロン分離装置 |
| CN110358595A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-22 | 四川长仪油气集输设备股份有限公司 | 一种高效多级旋风加捕雾分离器 |
| CN112495064A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-16 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种页岩气卧式旋流除砂器 |
-
2012
- 2012-12-26 JP JP2012282438A patent/JP2014124573A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019111773A1 (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | サイクロン分離装置 |
| JP2019098318A (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | サイクロン分離装置 |
| JP2020157296A (ja) * | 2017-12-05 | 2020-10-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | サイクロン分離装置 |
| CN110358595A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-22 | 四川长仪油气集输设备股份有限公司 | 一种高效多级旋风加捕雾分离器 |
| CN112495064A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-16 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种页岩气卧式旋流除砂器 |
| CN112495064B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-06-24 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种页岩气卧式旋流除砂器 |
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