JP2018091557A - 気液分離器およびこれを備えた空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気液分離器を大型化することなく、かつ、気液分離を効率よく行える空気調和装置を提供する。【解決手段】流入管６６は、頂部２１ｂの頂点部から外周側にオフセットさせた箇所を貫通させ、本体部２１ａの内部に位置する流入内管２１ｋが吸入管６７の吸入内管２１ｆに干渉しないようにしている。吸入管は、底部２１ｃの頂点部から外周側にオフセットさせた箇所を貫通させて本体部の内部に挿入され、そのうちの本体部の内部に位置する吸入内管は、本体部の上方まで延伸されて流入口２１ｈが頂部で形成される空間に配置させて、流入管の流出口２１ｍより高い位置に配置されるようにしている。そして、吸入内管は、底部を貫通した箇所から少し上の箇所を起点とし、吸入内管の大部分が本体部２１の径方向の中心部に配置されるように折り曲げられた屈曲部２１ｇを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、旋回式の気液分離器およびこれを備えた空気調和装置に関する。

１台の室外機に複数台の室内機が接続される多室型の空気調和装置のように、冷媒充填量が多くなる空気調和装置の室外機には、レシーバやアキュムレータ等の気液分離器が設けられる。例えば、特許文献１に記載の空気調和装置には、室外機に円筒形状の密閉容器からなるアキュムレータが設けられており、このアキュムレータの底部には、ガス冷媒をアキュムレータから流出させて圧縮機の吸入側の戻す吸入管と、冷凍機油を流出させて圧縮機の油溜め部に戻す油戻し管がそれぞれ接続されている。アキュムレータ内に流入した気液二相冷媒は、アキュムレータ内でガス冷媒と液冷媒および冷凍機油に分離される。そして、分離されたガス冷媒は吸入管を介して圧縮機の吸入側に、また、分離された冷凍機油は油戻し管を介して圧縮機の油溜め部に、それぞれ戻される。

上記のようなアキュムレータとして、気液二相冷媒をアキュムレータの密閉容器壁面の接線方向に流入させて密閉容器壁面の周方向に流す旋回流を形成し、旋回流によって生じる遠心力でガス冷媒と液冷媒および冷凍機油に分離する、いわゆる旋回式を採用しているものがある。旋回式のアキュムレータでは、分離された液冷媒および冷凍機油は密閉容器内を下降して密閉容器内の底部に滞留する。

そこで、アキュムレータの密閉容器の底部を、例えば下方に突出するドーム形状とすれば、底部の最下部に分離した冷凍機油を集めて滞留させることができる。そして、この最下部に前述した油戻し管を接続すれば、アキュムレータで分離した冷凍機油を効率よく圧縮機に戻すことができるので、圧縮機で潤滑不良となることを抑制できる。

特開２０１５−５９６９６号公報

アキュムレータの密閉容器の底部を、下方に突出するドーム形状、つまり、円筒形状の密閉容器の中心軸が底部の最下部を通る形状とした場合は、この最下部に冷凍機油が液冷媒とともに滞留する。そこで、この最下部に油戻し管を接続すると、アキュムレータに滞留する冷凍機油を洩れなく圧縮機に戻すことができる。しかし、前述したように、底部には油戻し管と吸入管が接続されるので、油戻し管を底部の最下部に接続すれば吸入管が底部の最下部以外の箇所に接続される。アキュムレータに接続される吸入管は通常、分離したガス冷媒のみを吸入管に導くようにするために、密閉容器内の上部、例えば、吸入管の開口部が密閉容器の頂部が形成する空間付近まで真っ直ぐ延伸される。

上記のように吸入管が密閉容器の底部の最下部以外の箇所に接続されるとき、アキュムレータの密閉容器の内径が小さい場合や、吸入管の接続部が底部の最下部から離れた箇所である場合に、密閉容器内において吸入管が密閉容器の内壁面の近傍に配置されることがある。このとき、密閉容器内の吸入管が、アキュムレータに流入した気液二相冷媒の旋回流を妨げ、旋回流によって生じる遠心力が弱まるために気液分離が十分に行われない恐れがあった。このような問題を解決する方法としては、アキュムレータを径方向に大きくして吸入管が密閉容器の内壁面から離れた場所に配置されるようにすればよいが、これではアキュムレータが大型化してしまい、ひいては室外機が大型化してしまうという問題があった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、気液分離器を大型化することなく、かつ、気液分離が十分に行える気液分離器およびこれを備えた空気調和装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の気液分離器は、円筒形状の本体部とこの本体部の上端側を覆う頂部と本体部の下端側を覆う底部で形成された密閉容器と、この密閉容器の内部に配置される流入内管および吸入内管を有する。頂部は、流入内管に連なり気液二相流体が流入する流入管接続部を有し、底部は、吸入内管に連なり気液二相流体のうちの気体が流出する吸入管接続部、および、気液二相流体のうちの液体が流出する液流出管接続部を有する。そして、液流出管接続部が底部の径方向の中心部に配置されるとともに吸入管接続部が中心部以外の箇所に配置され、吸入内管が中心部の上方に配置されるように吸入内管の一部を折り曲げて形成される屈曲部を有する。

上記のように構成した本発明の気液分離器およびこれを備えた空気調和装置では、気液分離器の内部に配置される吸入内管を気液分離器の本体部の内壁面から離れた場所に配置できる。このため、吸入内管が旋回流の妨げとなることがないので、気液分離器を大型化することなく、かつ、旋回流による遠心力を利用した気液分離を十分に行える。

本発明の実施形態における、空気調和装置の冷媒回路図である。 本発明の実施形態における気液分離器である、アキュムレータの概略図である。 本発明の実施形態における室外機内部を上方から見た図面である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機と３台の室内機が接続され、気液分離器であるアキュムレータを室外機に備えた空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１に示すように、本実施例における空気調和装置１は、屋外に設置される室外機２と、室外機２に液管４およびガス管５で並列に接続された室内機３を備えている。詳細には、液管４は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が分岐して各室内機３の液管接続部３４に接続されている。また、ガス管５は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が分岐して各室内機３のガス管接続部３５に接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。

まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２０と、オイルセパレータ２７と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管４の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管５の一端が接続された閉鎖弁２６と、アキュムレータ２１と、室外ファン２８を備えている。そして、室外ファン２８を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路１０ａを構成している。

図３に示すように、室外機２は、前面パネル２０１と、前面側支柱２０２と、背面側支柱２０３と、背面パネル２０４と、側面パネル２０５と、底板２０６と、仕切板２０７と、図示しない天面パネルで構成される直方体形状の筐体を有する。

前面パネル２０１は板金で形成され、室外機２の前面のうちの右側の一部（後述する機械室２００ａの前面）を覆うように配置されている。前面側支柱２０２は板金をＬ字状に形成してなり、室外機２の前面の左端に配置されている。そして、前面パネル２０１の左端と前面側支柱２０２の間が、室外機２の内部と外部を連通する吹出口２１２とされており、吹出口２１２に臨むように室外ファン２８が配置されている。

背面側支柱２０３は板金をＬ字状に形成してなり、室外機２の背面の左端に配置されている。背面パネル２０４は板金で形成され、室外機２の背面のうちの右側の一部（後述する機械室２００ａの背面）を覆うように配置されている。そして、前面側支柱２０２と背面側支柱２０３の間、および、背面側支柱２０３と背面パネル２０４の左端の間が、室外機２の内部と外部を連通する吸込口２１１とされており、吸込口２１１に臨むようにＬ字状に形成された室外熱交換器２３が配置されている。

側面パネル２０５は板金で形成され、室外機２の右側面を覆うように配置されている。仕切板２０７は、板金を略Ｃ字状に折り曲げて形成されており、室外機２の筐体内部を機械室２００ａと熱交換室２００ｂに仕切る。底板２０６は板金の周縁部を上方に折り曲げて箱状に形成されており、底板２０６上にこれまで説明した各々のパネルや仕切板２０７が固定される。

以上説明した室外機２の筐体内部に、室外機冷媒回路１０ａを構成する装置が配置される。具体的には、機械室２００ａには、圧縮機２０とオイルセパレータ２７と四方弁２２とアキュムレータ２１が配置される。尚、機械室２００ａには、室外膨張弁２４や閉鎖弁２５、２６や各冷媒配管、図示しない電装品箱等も配置されるが、図３では省略している。一方、熱交換室２００ｂには、室外熱交換器２３と室外ファン２８が配置される。前述したように、室外熱交換器２３は吸込口２１１に臨むように配置され、室外ファン２８は吹出口２１２に臨むように配置される。

次に、室外機冷媒回路１０ａの構成について個別に説明する。圧縮機２０は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２０の冷媒吐出側は、後述するオイルセパレータ２７の冷媒流入口に吐出管６１で接続されている。また、圧縮機２０の冷媒吸入側は、アキュムレータ２１の後述する底部２１ｃに設けられる吸入管接続部２１ｊと吸入管６７で接続されている。

オイルセパレータ２７は、冷媒流入口と圧縮機２０の冷媒吐出側が吐出管６１で接続され、冷媒流出口と四方弁２２のポートａが流出管６２で接続されている。また、オイルセパレータ２７の油流出口と前述した吸入管６７が、第１キャピラリーチューブ２９を備えた油戻し管６９で接続されている。この油戻し管６９は、圧縮機２０から冷媒とともに吐出されオイルセパレータ２７で冷媒から分離された冷凍機油を、吸入管６７を介して圧縮機２０に吸入させるものである。このとき、オイルセパレータ２７からは、冷凍機油とともに冷媒も油戻し管６９に流入するが、第１キャピラリーチューブ２９によって吸入管６７を介して圧縮機２０に流れる冷媒量が規制される。

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したようにオイルセパレータ２７の冷媒流出口に流出管６２で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管６３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２１の後述する頂部２１ｂに設けられる流入管接続部２１ｎと流入管６６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管６５で接続されている。

室外熱交換器２３は、冷媒と、室外ファン２８の回転により熱交換器室２００ｂに取り込まれた外気を熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管６３で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管６４で閉鎖弁２５に接続されている。

室外膨張弁２４は、室外機液管６４に設けられている。室外膨張弁２４は電子膨張弁であり、その開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量を調整する。室外膨張弁２４の開度は、空気調和装置１が冷房運転を行っているときは全開とされる。また、空気調和装置１が暖房運転を行っているときは、後述する吐出温度センサ７３で検出した圧縮機２０の吐出温度に応じて開度を調整することで、吐出温度が圧縮機２０の性能上限値を超えないようにしている。

室外ファン２８は樹脂材で形成されており、前述したように吹出口２１２に臨むように配置されている。室外ファン２８は、図示しないファンモータによって回転することで吸込口２１１から熱交換器室２００ｂへ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を吹出口２１２から室外機２の外部へ放出する。

アキュムレータ２１は、前述したように、流入管接続部２１ｎと四方弁２２のポートｃが流入管６６で接続され、吸入管接続部２１ｊと圧縮機２０の冷媒吸入側が吸入管６７で接続されている。また、詳細は後述するが、アキュムレータ２１の底部２１ｃに設けられる油流出管接続部２１ｐと上述した吸入管６７が油流出管６８で接続されており、油流出管６８には、油流出管６８から吸入管６７を介して圧縮機２０に流入する液冷媒量を制限するために第２キャピラリーチューブ４０が設けられている。アキュムレータ２１は、流入管６６からアキュムレータ２１の内部に流入した気液二相冷媒をガス冷媒と冷凍機油を含む液冷媒に分離し、ガス冷媒を吸入管６７を介して、また、液冷媒と冷凍機油を油流出管６８および吸入管６７を介して、それぞれ圧縮機２０に吸入させる。
尚、アキュムレータ２１の構造については、図２を用いて後に詳細に説明する。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１に示すように、吐出管６１には、圧縮機２０から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ７１と、圧縮機２０から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ７３が設けられている。流入管６６には、圧縮機２０に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ７２と、圧縮機２０に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ７４とが設けられている。

室外機液管６４における室外熱交換器２３と室外膨張弁２４の間には、室外熱交換器２３から流出、または、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度を検知するための熱交温度センサ７５が設けられている。そして、室外機２の吸込口２１１付近には、熱交換室２００ｂに流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ７６が備えられている。

次に、図１を用いて、３台の室内機３について説明する。３台の室内機３は全て同じ構成と空調能力を有するものであり、室内熱交換器３１と、室内膨張弁３２と、液管４の他端が接続された液管接続部３４と、ガス管５の他端が接続されたガス管接続部３５と、室内ファン３３を各室内機３に備えている。そして、室内ファン３３を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路１０ｂを構成している。

室内熱交換器３１は、冷媒と室内ファン３３の回転により図示しない吸込口から室内機３の内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部３４に室内機液管６８で接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部３５に室内機ガス管６９で接続されている。室内熱交換器３１は、室内機３が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機３が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部３４やガス管接続部３５では、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内膨張弁３２は、室内機液管６８に設けられている。室内膨張弁３２は電子膨張弁であり、室内熱交換器３１が蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器３１が凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。

室内ファン３３は樹脂材で形成されており、室内熱交換器３１の近傍に配置されている。室内ファン３１は、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機３の内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器３１において冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ吹き出す。

以上説明した構成の他に、室内機３には各種のセンサが設けられている。室内機液管６８における室内熱交換器３１と室内膨張弁３２との間には、室内熱交換器３１に流入あるいは室内熱交換器３１から流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ７７が設けられている。室内機ガス管６９には、室内熱交換器３１から流出あるいは室内熱交換器３１に流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ７８が設けられている。そして、室内機３の図示しない吸込口付近には、室内機３の内部に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ７９が備えられている。

次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各装置の動作について、図１を用いて説明する。尚、以下の説明では、３台の室内機３が冷房運転を行う場合について説明し、暖房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１における矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示している。

図１に示すように、３台の室内機３が冷房運転を行う場合、四方弁２２が実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換えられる。これにより、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、各室内熱交換器３１が蒸発器として機能する。

圧縮機２０から吐出された高圧の冷媒は、吐出管６１を流れてオイルセパレータ２７に流入する。圧縮機２１から吐出された冷媒には、圧縮機２１に滞留していた冷凍機油が含まれている。この冷凍機油はオイルセパレータ２７で冷媒から分離され、オイルセパレータ２７から流出管６２には冷媒のみが流出する。尚、オイルセパレータ２７で冷媒から分離された冷凍機油は、オイルセパレータ２７から油戻し管６９に流出し、第１キャピラリーチューブ２９を介して吸入管６７に流入する。そして、吸入管６７を流れる冷凍機油は圧縮機２１に吸入される。

オイルセパレータ２７から流出管６２に流出した冷媒は四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管６３を流れて室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２８の回転により室外機２の吸込口２１１から熱交換室２００ｂに取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は室外機液管６４を流れ、全開とされている室外膨張弁２４と閉鎖弁２５を介して液管４に流入する。

液管４を流れて各室内機３に流入した冷媒は、各室内機液管６８を流れ、各室内膨張弁３２を通過するときに減圧されて低圧の冷媒となる。各室内機液管６８から各室内熱交換器３１に流入した冷媒は、各室内ファン３３の回転により各室内機３の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、各室内熱交換器３１が蒸発器として機能し、各室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から各室内機３が設置された部屋に吹き出されることによって、各室内機３が設置された部屋の冷房が行われる。

各室内熱交換器３１から流出した冷媒は各室内機ガス管６９を流れガス管５に流入する。ガス管５を流れ閉鎖弁２６を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機ガス管６５、四方弁２２、流入管６６を介してアキュムレータ２１に流入する。アキュムレータ２１には、冷媒回路１０に滞留する冷凍機油を含む気液二相冷媒が流入し、アキュムレータ２１の内部でガス冷媒と冷凍機油を含む液冷媒に分離される。

アキュムレータ２１で分離されたガス冷媒は吸入管６７に流出し、吸入管６７から圧縮機２０に吸入されて再び圧縮される。一方、アキュムレータ２１で分離された液冷媒と冷凍機油はアキュムレータ２１の後述する底部２１ｃに滞留するが、滞留した液冷媒と冷凍機油は油流出管６８を流れて圧縮機２１に吸入される。その際、油流出管６８に設けられた第２キャピラリーチューブ４０によって、油流出管６８における液冷媒と冷凍機油の流量が規制される。

尚、各室内機３が暖房運転を行う場合は、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り換えられる。これにより、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器３１が凝縮器として機能する。

次に、図２を用いて、アキュムレータ２１の構造について詳細に説明する。

図２に示すように、アキュムレータ２１は、鉄材を円筒形状に形成してなる本体部２１ａと、それぞれが鉄材をドーム形状（一面を円弧形状）に形成するとともに、本体部２１ａの上側開口部および下側開口部を覆うように形成された頂部２１ｂと底部２１ｃで構成される密閉容器２１ｘを有し、この密閉容器２１ｘの内部に吸入内管２１ｆと流入内管２１ｋが配置されている。

流入内管２１ｋは、アキュムレータ２１の頂部２１ｂの頂点部（ドーム形状部分の中心部）から外周側にオフセットさせた箇所に設けられている流入管接続部２１ｎを介して、流入管６６と接続されている。流入内管２１ｋは、流入管接続部２１ｎとの接続箇所から下方に真っ直ぐに伸びるように形成されることで、後述する吸入内管２１ｆに干渉しないようにしている。そして、流入内管２１ｋの下端側の開口部である流出口２１ｍから流出する気液二相冷媒が本体部２１ａの内壁側に沿って周方向に流れるように、流入内管２１ｋの下端部は本体部２１ａの内壁側に向けて折り曲げられている。

油流出管６８は、アキュムレータ２１の底部２１ｃの頂点部（ドーム形状部分の中心部）に設けられている油流出管接続部２１ｐに接続されている。また、吸入内管２１ｆは、底部２１ｃの頂点部から外周側にオフセットさせた箇所に設けられている吸入管接続部２１ｊを介して吸入管６７とされている。吸入内管２１ｆは、本体部２１ａの上方まで延伸されてその開口部である流入口２１ｈを頂部２１ｂで形成される密閉容器２１ｘ内部の空間に配置させて、流入内管２１ｋの流出口２１ｍより高い位置に配置されるようにしている。そして、吸入内管２１ｆは、後述する境界面２１ｅより下で、吸入管接続部２１ｊの少し上の箇所を起点とし、吸入内管２１ｆの大部分が底部２１ｃの頂点部の上方、つまり、本体部２１ａの中心軸上に配置されるように折り曲げられた屈曲部２１ｇを有する。

以上のように構成されたアキュムレータ２１において、流入管６６を流れる冷凍機油を含む気液二相冷媒が、流入内管２１ｋを流れて流出口２１ｍから本体部２１ａに流入する。このとき、前述したように、流入内管２１ｋの下端部は本体部２１ａの内壁側に向けて折り曲げられているので、流出口２１ｍから本体部２１ａに流入した気液二相冷媒は、本体部２１ａの内壁面に沿って周方向に流れる旋回流となる。

そして、旋回流によって生じる遠心力の作用により。気液二相冷媒はガス冷媒と液冷媒および冷凍機油に分離する。分離したガス冷媒は、流入口２１ｈから吸入内管２１ｆに吸い込まれ、屈曲部２１ｇおよび吸入管接続部２１ｊを介してアキュムレータ２１から吸入管６７に流出する。吸入管６７に流出したガス冷媒は、前述したように圧縮機２０に吸入される。

一方、本体部２１ａの内部で分離した液冷媒および冷凍機油は、本体部２１ａの内部を下降して底部２１ｃに滞留する。このとき、前述したように、吸入内管２１ｆの流入口２１ｈが流入管６６の流出口２１ｍより高い位置に配置されるようにしているので、分離した液冷媒および冷凍機油が流入口２１ｈを介して吸入管６７に流出することがない。

底部２１ｃにおいて液冷媒とともに滞留する冷凍機油は、油流出管接続部２１ｐを介して油流出管６８へと流れて圧縮機２０に戻される。具体的には、底部２１ｃに滞留する液冷媒および冷凍機油が油流出管６８に流出し、第２キャピラリーチューブ４０で流量が規制された液冷媒および冷凍機油が油流出管６８から吸入管６７へと流れて圧縮機２０に吸入される。前述したように、油流出管６８はアキュムレータ２１の底部２１ｃの頂点部に接続されており、この底部２１ｃの頂点部はアキュムレータ２１の最下部となるので、底部２１ｃに滞留する液冷媒および冷凍機油を洩れなく圧縮機２０に戻すことができる。尚、圧縮機２０に吸入された冷凍機油は、圧縮機２０の内部で吸入管６７から流入したガス冷媒とともに図示しない圧縮部へと流れ、ガス冷媒が圧縮部で圧縮されて吐出管６１から吐出されるまでの間に圧縮機２０内を落下して、圧縮機２０の下方に設けられる図示しない油溜め部に貯留される。

また、吸入内管２１ｆが油流出管接続部２１ｐの上方、つまり、本体部２１ａの中心軸上に配置されるように吸入内管２１ｆに屈曲部２１ｇを設けている。前述したように、アキュムレータ２１の内部では、旋回流によって生じる遠心力の作用により。気液二相冷媒はガス冷媒と液冷媒および冷凍機油に分離するが、この旋回流による気液分離が行われる領域が、図２に示す旋回領域２１ｄである。この旋回領域２１ｄは、予め試験等を行うことで、境界面２１ｅ（頂部２１ｂから所定寸法離れた箇所にある仮想面）までのアキュムレータ２１内部の領域では、旋回流による気液分離が十分に行われる（アキュムレータ２１に流入した気液二相冷媒のほとんどがガス冷媒と冷凍機油を含む液冷媒に分離される）ことが判明している領域である。

そして、吸入内管２１ｆの屈曲部２１ｇを、上記旋回領域２１ｄの下方に配置することによって、吸入内管２１ｆが本体部２１ａの内壁面から離れた場所（前述した本体部２１ａの中心軸上）に配置されている。これにより、流入内管２１ｋの流出口２１ｍから密閉容器２１ｘの内部に流入した気液二相冷媒の旋回流を吸入内管２１ｆや屈曲部２１ｇが妨げることがなく、旋回流によって生じる遠心力の作用で気液二相冷媒をガス冷媒と液冷媒および冷凍機油に分離することの妨げとならない。

吸入管接続部２１ｊを底部２１ｃの頂点部から外周側にオフセットさせた箇所に設け、この吸入管接続部２１ｊに吸入内管２１ｆを接続する場合に、本発明のように屈曲部２１ｇを設けずに、吸入内管２１ｆを真っ直ぐに上方に延びるように形成すれば、吸入内管２１ｆが本体部２１ａの内壁面の近傍に配置されて旋回流を妨げてしまう。このような問題を解決するためには、本体部２１ａの径方向の寸法を大きくして吸入内管２１ｆから本体部２１ａの内壁面を遠ざければよいが、これではアキュムレータ２１の径方向の寸法が大きくなり、図３に示す室外機２の機械室２００ａに径方向の寸法が大きいアキュムレータ２１を配置することで、機械室２００ａのスペースも拡大されて室外機２が大型化してしまう。

また、アキュムレータ２１の径方向の寸法が大きくなれば、流入管６６の流出口２１ｍから本体部２１ａの内部に流入した気液二相冷媒の旋回流の速度が低下するので、旋回流によって生じる遠心力の作用も小さくなって、気液二相冷媒をガス冷媒と液冷媒および冷凍機油に十分に分離できなくなる恐れがある。

以上説明した問題点に対し、本発明の空気調和装置では、吸入内管２１ｆが本体部２１ａの中心軸上に配置されるように吸入内管２１ｆに屈曲部２１ｇを設けることで、本体部２１ａの径方向の寸法を小さくできる。従って、アキュムレータ２１の大型化ひいては室外機２の大型化を防ぐことができる。また、流入内管２１ｋの流出口２１ｍから本体部２１ａの内部に流入した気液二相冷媒の旋回流の速度を早くできるので、気液二相冷媒をガス冷媒と液冷媒および冷凍機油に効率よく分離することができる。

以上説明した本発明の実施形態では、気液分離器としてアキュムレータを例に挙げて説明したが、冷媒回路の高圧側に設けるレシーバタンクやオイルセパレータ等の、旋回流によって生じる遠心力を利用して気液分離を行う別の気液分離器にも本発明を適用することができる。

１ 空気調和装置
２ 室外機
３ 室内機
１０ 冷媒回路
２０ 圧縮機
２１ アキュムレータ
２１ａ 本体部
２１ｂ 頂部
２１ｃ 底部
２１ｄ 旋回領域
２１ｅ 境界面
２１ｆ 吸入内管
２１ｇ 屈曲部
２１ｈ 流入口
２１ｊ 吸入管接続部
２１ｋ 流入内管
２１ｍ 流出口
２１ｎ 流入管接続部
２１ｐ 油流出管接続部
２１ｘ 密閉容器
２２ 四方弁
２３ 室外熱交換器
２７ オイルセパレータ
２８ 室外ファン
２９ 第１キャピラリーチューブ
４０ 第２キャピラリーチューブ
６６ 流入管
６７ 吸入管
６８ 油流出管
２００ａ 機械室
２００ｂ 熱交換室

Claims (3)

1. 円筒形状の本体部と同本体部の上端側を覆う頂部と前記本体部の下端側を覆う底部で形成された密閉容器と、同密閉容器の内部に配置される流入内管および吸入内管を有し、
   前記頂部は、前記流入内管に連なり気液二相流体が流入する流入管接続部を有し、
   前記底部は、前記吸入内管に連なり前記気液二相流体のうちの気体が流出する吸入管接続部、および、前記気液二相流体のうちの液体が流出する液流出管接続部を有し、
   前記液流出管接続部が前記底部の径方向の中心部に配置されるとともに、前記吸入管接続部が前記中心部以外の箇所に配置され、
   前記吸入内管が前記中心部の上方に配置されるように前記吸入内管の一部を折り曲げて形成される屈曲部を有する、
   ことを特徴とする気液分離器。
2. 前記密閉容器における前記頂部から下方に所定寸法離れた境界面までが、前記流入管から前記密閉容器に流入した前記気液二相流体が旋回流となって、前記気液二相流体が気体と液体へ分離する旋回領域であり、
   前記屈曲部は、前記境界面より下方に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の気液分離器。
3. 請求項１または請求項２に記載の気液分離器と吸入管と圧縮機を有する室外機と、前記室外機と冷媒配管で接続される室内機を有し、
   前記気液分離器の吸入管接続部と前記圧縮機が前記吸入管で接続されている、
   ことを特徴とする空気調和装置。

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