JP4268994B2 - Gas-liquid separator and refrigeration apparatus equipped with the gas-liquid separator - Google Patents
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Description
本発明は、例えば冷凍サイクルや蒸気サイクル等の熱機関の気液分離器に関し、詳細には、より一層の高性能化並びに小形化および高信頼性を図る技術に関する。 The present invention relates to a gas-liquid separator of a heat engine such as a refrigeration cycle or a steam cycle, and more particularly to a technique for further improving performance, downsizing, and high reliability.
例えば、冷凍サイクルで使用される気液分離器としては、重力によって液を溜めるタンクを用いたり、旋回流の遠心力によって液相を外壁に付着させ、重力によって液を回収する気液分離器等が用いられている。 また、上記気液分離を重力場のみならず微少重力あるいは無重力環境でも気液分離が出来るよう濡れ性の良い面と悪い面を作り、気液を分離することが出来るようにした提案もあるが、このものに於いては気液を効率良く分離する手段は開示されていなかった。換言すると気液が混合された状態で排出路２(本来なら気相主体)に供給されてしまっていた。 For example, as a gas-liquid separator used in a refrigeration cycle, a tank that collects liquid by gravity, a gas-liquid separator that collects liquid by gravity by attaching a liquid phase to the outer wall by centrifugal force of swirling flow, etc. Is used. In addition, there is a proposal that makes it possible to separate the gas and liquid by making good and bad wettability so that the gas-liquid separation can be performed not only in the gravitational field but also in the microgravity or weightless environment. In this product, no means for efficiently separating gas and liquid has been disclosed. In other words, the gas and liquid are mixed and supplied to the discharge path 2 (originally the gas phase main body).
かかる構成の気液分離器では、基本的に重力や遠心力などの体積力によって密度の大きい液相を分離する構造となっている。このため、気液分離器の設置位置や向きに自由度が少ない上、タンクや旋回流発生装置を用いるため大形の装置となっている。更には気液を効率良く分離する手段が示されていないものであった。 そこで、先に、発明者らは前記した課題を解決すべく、表面張力効果を用いることで、気液分離器をより高性能化並びに小形化することを目的とする発明の基本的構成および詳細構造の特許を出願した。
従来の気液分離器では、密度の大きな液相を重力や遠心力などの体積力で分離する構造となっているため、体積力が支配的となるように設置方向と重力方向とをマッチングさせる必要があり、また、旋回流れや曲がり流れのような加速度を伴う流れを発生させるなどの工夫が必要であった。 Conventional gas-liquid separators have a structure that separates a high-density liquid phase with a bulk force such as gravity or centrifugal force, so the installation direction and the gravity direction are matched so that the bulk force is dominant. In addition, it was necessary to devise such as generating a flow with acceleration such as a swirling flow or a bending flow.
これらは、重力方向に距離を確保したタンクが必要である、あるいは旋回流れを用いる場合は旋回羽根が必要である。また、曲がり流れを発生させるために仕切り板によって流れの向きを変える必要がある。このため、装置が大形なものとなり、小形化が困難であった。また、濡れ性を利用する気液分離器にあっては液体を濡れ性の良い所に、気体を濡れ性の悪い所に効率良く供給する手段は開示されていなかった。 These require a tank that secures a distance in the direction of gravity, or a swirl vane when swirling flow is used. Moreover, in order to generate a bending flow, it is necessary to change the direction of the flow by the partition plate. For this reason, the apparatus becomes large and it is difficult to reduce the size. Moreover, in the gas-liquid separator using wettability, no means for efficiently supplying a liquid to a place with good wettability and a gas to a place with poor wettability has not been disclosed.
上記した気液分離器を小形化しようとする場合には、遠心力や重力等の体積力に対して粘性力や表面張力等の影響が無視できなくなるため、装置自体の気液分離特性が低下してしまうという問題があった。 また、前記課題を解決するために、先に発明者らが出願した表面張力効果を用いることで、気液分離器をより高性能化並びに小形化することを目的とする発明の特許では、求められる運転条件および冷媒流量に対し適切な仕様の気液分離装置を提供する具体的手段は開示されていなかったことに加え、安価で信頼性の高い高性能な仕様の気液分離器を提供する具体的手段は開示されていなかった。 When trying to reduce the size of the gas-liquid separator described above, the influence of viscous force and surface tension on the bulk force such as centrifugal force and gravity cannot be ignored, so the gas-liquid separation characteristics of the device itself are reduced. There was a problem of doing. Further, in order to solve the above-mentioned problem, an invention patent for the purpose of further improving the performance and miniaturization of the gas-liquid separator by using the surface tension effect previously filed by the inventors has sought. In addition to the fact that a specific means for providing a gas-liquid separator having an appropriate specification with respect to the operating conditions and the refrigerant flow rate was not disclosed, an inexpensive and reliable high-performance gas-liquid separator having high specifications is provided. No specific means were disclosed.
本発明は、先に出願した特願２００４−３８２４９３を更に発展させ、表面張力効果を用いることで気液分離器をより高性能化並びに小形化することを目的とする気液分離器にあって、様々な運転条件で使用される各種冷凍サイクルや蒸気サイクル等の熱機関の気液分離器として、求められる運転条件および冷媒流量に対し適切な仕様の気液分離装置を提供し、また、求められる運転条件に対し安価で効率の良い気液分離性能を確保できる気液分離装置を提供することを目的とすることに加え、安価で信頼性の高い高性能な仕様の気液分離器を提供する具体的手段として、各部品間の相対的位置関係および安価な組み立て方法を提供することを目的とし、さらに、その気液分離器を空気調和機、冷蔵庫、冷凍庫、除湿機、ショーケース、自動販売機およびカーエアコン等の冷凍装置等への採用を提案するものである。 The present invention is a gas-liquid separator intended to further develop the previously filed Japanese Patent Application No. 2004-382493 and to improve the performance and miniaturization of the gas-liquid separator by using the surface tension effect. As a gas-liquid separator for heat engines such as various refrigeration cycles and steam cycles used in various operating conditions, we provide a gas-liquid separator with appropriate specifications for the required operating conditions and refrigerant flow rate. In addition to the purpose of providing a gas-liquid separation device that can ensure low-cost and efficient gas-liquid separation performance under the operating conditions, we provide a low-cost, reliable and high-performance gas-liquid separator As a specific means, it is intended to provide a relative positional relationship between each part and an inexpensive assembly method, and further, the gas-liquid separator is an air conditioner, refrigerator, freezer, dehumidifier, showcase, automatic Sales machine and is intended to propose the adoption of the refrigerating apparatus such as a car air conditioner or the like.
本発明（１）は、外郭を構成する外郭体（外郭体１０−１）と、 気液二相流を導入可能な入口管（入口管５−１）と、 前記入口管（入口管５−１）と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室（気液分離室１−１）と、 前記気液分離室（気液分離室１−１）と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管（気相出口管６−１）と、 前記気液分離室（気液分離室１−１）と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管（液相出口管７−１）とを有する気液分離器（気液分離装置）であって、 前記気液分離室（気液分離室１−１）は、 前記入口管（入口管５−１）からの気液二相流を導入するための入口空間（狭小空間１２−１）と、 前記入口空間（狭小空間１２−１）の下流に設けられた空間であって、前記入口空間（狭小空間１２−１）よりも流路断面積が拡大した拡大空間（急拡大部３−１）と、 前記入口空間（狭小空間１２−１）からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管（液相出口管７−１）に向かう溝付き部（溝付き体４−１）とを有する気液分離器（気液分離装置）において、 ウエーバー数をＷｅ、気液分離器（気液分離装置）に流入する気液二相流の質量流量をＧ、二相流の密度をρ、表面張力をσ、溝幅をｂ、該入口空間（狭小空間１２−１）から溝（溝２−１）に流入する溝内流路断面積をＳｌとしたとき、
本発明（２）は、外郭を構成する外郭体（外郭体１０−１）と、 気液二相流を入流（導入）可能な入口管（入口管５−１）と、 前記入口管（入口管５−１）と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室（気液分離室１−１）と、 前記気液分離室（気液分離室１−１）と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管（気相出口管６−１）と、 前記気液分離室（気液分離室１−１）と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管（液相出口管７−１）とを有する気液分離器（気液分離装置）であって、 前記気液分離室（気液分離室１−１）は、 前記入口管（入口管５−１）からの気液二相流を導入するための入口空間（狭小空間１２−１）と、 前記入口空間（狭小空間１２−１）の下流に設けられた空間であって、前記入口空間（狭小空間１２−１）よりも流路断面積が拡大した拡大空間（急拡大部３−１）と、 前記入口空間（狭小空間１２−１）からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管（液相出口管７−１）に向かう溝付き部（溝付き体４−１）とを有する気液分離器（気液分離装置）において、 前記溝付き部が、前記外郭体（外郭体１０−１）と別体である、溝付き面をもつ溝付き体（溝付き体４−１）であることを特徴とする気液分離器（気液分離装置）である。 The present invention (2) includes an outer body (outer body 10-1) constituting an outer shell, an inlet pipe (inlet pipe 5-1) capable of entering (introducing) a gas-liquid two-phase flow, and the inlet pipe (inlet). A gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-1) that separates the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase, which are in fluid communication with the pipe 5-1), and the gas-liquid separation chamber (gas A gas phase outlet pipe (gas phase outlet pipe 6-1) through which the separated gas phase is guided, which is in fluid communication with the liquid separation chamber 1-1), and the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1- 1) a gas-liquid separator (gas-liquid separator) having a liquid-phase outlet pipe (liquid-phase outlet pipe 7-1) through which the separated liquid phase is guided, which is in fluid communication with the gas-liquid separator. The liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-1) includes an inlet space (narrow space 12-1) for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe (inlet pipe 5-1), and the inlet space. An enlarged space (rapidly enlarged portion 3-1) which is a space provided downstream of the (narrow space 12-1) and has a channel cross-sectional area larger than that of the inlet space (narrow space 12-1); A grooved part (grooved body 4-1) toward the liquid phase outlet pipe (liquid phase outlet pipe 7-1), to which the gas-liquid two-phase flow from the inlet space (narrow space 12-1) is directly guided, In the gas-liquid separator (gas-liquid separator), the grooved portion is a separate body from the outer body (outer body 10-1) and has a grooved surface (grooved body 4-1). A gas-liquid separator (gas-liquid separator).
本発明（３）は、溝付き面をもつ溝付き体（溝付き体４−１）が、薄板を折り曲げて構成されたものであり、溝幅をｂ、溝深さをｈとしたとき
本発明（４）は、溝（溝２−１）の表面が親水性処理されている、前記発明（１）〜（３）のいずれか一つの気液分離器（気液分離装置）である。 The present invention (4) is the gas-liquid separator (gas-liquid separator) according to any one of the inventions (1) to (3), wherein the surface of the groove (groove 2-1) is subjected to a hydrophilic treatment. .
本発明（５）は、前記気液分離器（気液分離装置）は、 前記外郭体（外郭体１０−１）内に設置されていると共に、前記外郭体（外郭体１０−１）と協同して前記入口空間（狭小空間１２−１）を形成する、前記溝付き部（溝付き体４−１）の溝（溝２−１）先端と係合する段差部（段差部１５−１）を備えた入口仕切り体（入り口仕切体１６−１）を更に有しており、 前記入口仕切り体（入り口仕切体１６−１）の溝（溝２−１）先端から上流側の長さをＬ１、溝（溝２−１）先端から下流側の段差部（段差部１５−１）の長さをＬ２としたとき、
本発明（６）は、前記気液分離器（気液分離装置）は、 前記外郭体（外郭体１０−１）内に設置されていると共に、前記外郭体（外郭体１０−１）と協同して前記入口空間（狭小空間１２−１）を形成する、前記溝付き部（溝付き体４−１）の溝（溝２−１）先端と係合する段差部（段差部１５−１）を備えた入口仕切り体（入り口仕切体１６−１）を更に有しており、 前記入口仕切り体（入り口仕切体１６−１）の上流側外周と外郭体（外郭体１０−１）との距離をＨ１、溝先端から外殻体との距離をＨ２としたとき、
本発明（７）は、前記入口管（入口管５−１）の内面に内面螺旋溝（内面螺旋溝３５−１）が設けられている、前記発明（１）〜（６）のいずれか一つの気液分離器（気液分離装置）である。 The invention (7) is any one of the inventions (1) to (6), wherein an inner surface spiral groove (inner surface spiral groove 35-1) is provided on the inner surface of the inlet pipe (inlet pipe 5-1). One gas-liquid separator (gas-liquid separator).
本発明（８）は、前記入口管（入口管５−１）の出口側端を末広がりに広げた広がり部（広がり部３８−１）を設けた、前記発明（１）〜（７）のいずれか一つの気液分離器（気液分離装置）である。 The present invention (8) is any one of the inventions (1) to (7), wherein a widened part (expanded part 38-1) is provided that widens the outlet side end of the inlet pipe (inlet pipe 5-1). This is one gas-liquid separator (gas-liquid separator).
本発明（９）は、前記入口仕切り体（入り口仕切体１６−１）の上流部先端を円錐体とした、前記発明（５）〜（８）のいずれか一つの気液分離器（気液分離装置）である。 The present invention (9) is the gas-liquid separator according to any one of the inventions (5) to (8), wherein the upstream end of the inlet partition (entrance partition 16-1) is a cone. Separation device).
本発明（１０）は、溝（溝２−１）の上流側の流入室の外郭体（外郭体１０−１）内面に溝（溝２−１）の溝深さより深さの浅い導入溝（導入溝４４−１）が設けられている、前記発明（１）〜（９）のいずれか一つの気液分離器（気液分離装置）である。 According to the present invention (10), an introduction groove (shallow depth is smaller than the groove depth of the groove (groove 2-1) on the inner surface of the outer body (outer body 10-1) of the inflow chamber upstream of the groove (groove 2-1). The gas-liquid separator (gas-liquid separator) according to any one of the inventions (1) to (9), wherein an introduction groove 44-1) is provided.
本発明（１１）は、溝（溝２−１）の上流側の流入室の外郭体（外郭体１０−１）内面に溝（溝２−１）の溝深さより厚さの薄い多孔質体（多孔質体４７−１）が設けられている、前記発明（１）〜（９）のいずれか一つの気液分離器（気液分離装置）である。 In the present invention (11), the porous body is thinner on the inner surface of the outer body (outer body 10-1) of the inflow chamber upstream of the groove (groove 2-1) than the groove depth of the groove (groove 2-1). The gas-liquid separator (gas-liquid separator) according to any one of the inventions (1) to (9), wherein the (porous body 47-1) is provided.
本発明（１２）は、液相出口管（液相出口管７−１）が複数設けられている、前記発明（１）〜（１１）のいずれか一つの気液分離器（気液分離装置）である。 The gas-liquid separator (gas-liquid separator) according to any one of the inventions (1) to (11), wherein the present invention (12) is provided with a plurality of liquid-phase outlet pipes (liquid-phase outlet pipes 7-1). ).
本発明（１３）は、前記発明（１）〜（１２）のいずれか一つの気液分離器（気液分離装置）を空気調和機等の冷凍サイクル中に組み込んだことを特徴とする気液分離器（気液分離装置）を備えた冷凍装置である。 The present invention (13) is characterized in that the gas-liquid separator (gas-liquid separator) of any one of the inventions (1) to (12) is incorporated in a refrigeration cycle such as an air conditioner. A refrigeration apparatus including a separator (gas-liquid separator).
本発明（１４）は、外郭を構成する外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と、 気液二相流を導入可能な入口管（入口管５−２）と、 前記入口管（入口管５−２）と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室（気液分離室１−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管（気相出口管６−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管（液相出口管７−２）とを有する気液分離器（気液分離器）であって、 前記気液分離室（気液分離室１−２）は、 前記入口管（入口管５−２）からの気液二相流を導入するための入口空間（狭小空間１２−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）の下流に設けられた空間であって、前記入口空間（狭小空間１２−２）よりも流路断面積が拡大した拡大空間（急拡大部３−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管（液相出口管７−２）に向かう溝付き部（溝付き体４−２）とを有する気液分離器（気液分離器）において、 前記入口空間（狭小空間１２−２）よりも拡大した位置を基準とし、その基準位置から気液分離器（気液分離器）への二相流流入方向をプラス方向、その流れ方向と逆方向をマイナス方向とし、その基準位置から気相出口管（気相出口管６−２）の気相流入端位置までの距離をＬとし、溝頂点仮想円の径をＤtとしたとき、気相出口管（気相出口管６−２）の気相流入端位置を
本発明（１５）は、外郭を構成する外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と、 気液二相流を導入可能な入口管（入口管５−２）と、 前記入口管（入口管５−２）と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室（気液分離室１−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管（気相出口管６−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管（液相出口管７−２）とを有する気液分離器（気液分離器）であって、 前記気液分離室（気液分離室１−２）は、 前記入口管（入口管５−２）からの気液二相流を導入するための入口空間（狭小空間１２−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）の下流に設けられた空間であって、前記入口空間（狭小空間１２−２）よりも流路断面積が拡大した拡大空間（急拡大部３−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管（液相出口管７−２）に向かう溝付き部（溝付き体４−２）とを有する気液分離器（気液分離器）において、 前記気液分離器（気液分離器）は、 前記外郭体（外郭体Ａ１０−２等）内に設置されていると共に、前記外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と協同して前記入口空間（狭小空間１２−２）を形成する、入口仕切り体（入り口仕切り体１６−２）を更に有しており、 前記気相出口管（気相出口管６−２）内径部の気相流入端上部の入口仕切り体（入り口仕切り体１６−２）位置から気相出口管（気相出口管６−２）の気相流入端内径部の距離をＨ、気相出口管（気相出口管６−２）の内径をｄiとしたとき、
本発明（１６）は、外郭を構成する外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と、 気液二相流を導入可能な入口管（入口管５−２）と、 前記入口管（入口管５−２）と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室（気液分離室１−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管（気相出口管６−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管（液相出口管７−２）とを有する気液分離器（気液分離器）であって、 前記気液分離室（気液分離室１−２）は、 前記入口管（入口管５−２）からの気液二相流を導入するための入口空間（狭小空間１２−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）の下流に設けられた空間であって、前記入口空間（狭小空間１２−２）よりも流路断面積が拡大した拡大空間（急拡大部３−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管（液相出口管７−２）に向かう溝付き部（溝付き体４−２）とを有する気液分離器（気液分離器）において、 前記気液分離器（気液分離器）は、 前記外郭体（外郭体Ａ１０−２等）内に設置されていると共に、前記外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と協同して前記入口空間（狭小空間１２−２）を形成する、入口仕切り体（入り口仕切り体１６−２）を更に有しており、 気液分離室（気液分離室１−２）に対向する側の入口仕切り体（入り口仕切り体１６−２）下面に、開放された中空部（中空部２２）が設けられていることを特徴とする気液分離器（気液分離器）である。 The present invention (16) includes an outer body (outer body A10-2 and the like) constituting an outer shell, an inlet pipe (inlet pipe 5-2) capable of introducing a gas-liquid two-phase flow, and the inlet pipe (inlet pipe 5). -2), the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-2) separating the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase, which are in fluid communication with each other, and the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation) A gas phase outlet pipe (gas phase outlet pipe 6-2) through which the separated gas phase is guided, which is in fluid communication with the chamber 1-2), and the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-2) A gas-liquid separator (gas-liquid separator) having a liquid-phase outlet pipe (liquid-phase outlet pipe 7-2) through which the separated liquid phase is guided in fluid communication with the gas-liquid separator. The chamber (gas-liquid separation chamber 1-2) includes an inlet space (narrow space 12-2) for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe (inlet pipe 5-2), and the inlet space ( A space provided downstream of the small space 12-2), and an enlarged space (abrupt expansion portion 3-2) in which a channel cross-sectional area is larger than that of the inlet space (the narrow space 12-2); It has a grooved part (grooved body 4-2) toward the liquid phase outlet pipe (liquid phase outlet pipe 7-2) to which the gas-liquid two-phase flow from the space (narrow space 12-2) is directly guided. In the gas-liquid separator (gas-liquid separator), the gas-liquid separator (gas-liquid separator) is installed in the outer body (outer body A10-2 etc.) and the outer body (outer body). A10-2, etc.) to form the inlet space (narrow space 12-2), and further includes an inlet partition (entrance partition 16-2), and a gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber) 1-2) The hollow part (hollow part 2) opened on the lower surface of the entrance partition (entrance partition 16-2) on the side facing to ) Is a gas-liquid separator (gas-liquid separator), characterized in that is provided.
本発明（１７）は、外郭を構成する外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と、 気液二相流を導入可能な入口管（入口管５−２）と、 前記入口管（入口管５−２）と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室（気液分離室１−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管（気相出口管
６−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管（液相出口管７−２）とを有する気液分離器（気液分離器）であって、 前記気液分離室（気液分離室１−２）は、 前記入口管（入口管５−２）からの気液二相流を導入するための入口空間（狭小空間１２−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）の下流に設けられた空間であって、前記入口空間（狭小空間１２−２）よりも流路断面積が拡大した拡大空間（急拡大部３−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管（液相出口管７−２）に向かう溝付き部（溝付き体４−２）とを有する気液分離器（気液分離器）において、 前記気液分離器（気液分離器）は、 気液分離室（気液分離室１−２）の下流に気相と液相の流路を分離する、気相出口管（気相出口管６−２）を貫通して当該気相出口管（気相出口管６−２）に接合された、出口仕切り体（出口仕切り体８−２）を有していることを特徴とする気液分離器（気液分離器）である。The present invention (17) includes an outer body (outer body A10-2 and the like) constituting an outer shell, an inlet pipe (inlet pipe 5-2) capable of introducing a gas-liquid two-phase flow, and the inlet pipe (inlet pipe 5). -2), the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-2) separating the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase, which are in fluid communication with each other, and the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation) A gas phase outlet pipe (gas phase outlet pipe 6-2) through which the separated gas phase is guided, which is in fluid communication with the chamber 1-2), and the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-2) A gas-liquid separator (gas-liquid separator) having a liquid-phase outlet pipe (liquid-phase outlet pipe 7-2) through which the separated liquid phase is guided in fluid communication with the gas-liquid separator. The chamber (gas-liquid separation chamber 1-2) includes an inlet space (narrow space 12-2) for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe (inlet pipe 5-2), and the inlet space (narrow space). Sky A space provided downstream of the space 12-2), and an expanded space (abrupt expansion portion 3-2) in which a flow path cross-sectional area is larger than that of the inlet space (narrow space 12-2), and the inlet space A gas having a grooved portion (grooved body 4-2) toward the liquid-phase outlet pipe (liquid-phase outlet pipe 7-2) to which a gas-liquid two-phase flow from (the narrow space 12-2) is directly guided. In the liquid separator (gas-liquid separator), the gas-liquid separator (gas-liquid separator) separates the gas-phase and liquid-phase flow channels downstream of the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-2). An outlet partition (exit partition 8-2) that penetrates the gas phase outlet pipe (gas phase outlet pipe 6-2) and is joined to the gas phase outlet pipe (gas phase outlet pipe 6-2). It is a gas-liquid separator (gas-liquid separator) characterized by having.
本発明（１８）は、外郭を構成する外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と、 気液二相流を入流（導入）可能な入口管（入口管５−２）と、 前記入口管（入口管５−２）と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室（気液分離室１−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管（気相出口管６−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管（液相出口管７−２）とを有する気液分離器（気液分離器）であって、 前記気液分離室（気液分離室１−２）は、 前記入口管（入口管５−２）からの気液二相流を導入するための入口空間（狭小空間１２−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）の下流に設けられた空間であって、前記入口空間（狭小空間１２−２）よりも流路断面積が拡大した拡大空間（急拡大部３−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管（液相出口管７−２）に向かう溝付き部（溝付き体４−２）とを有する気液分離器（気液分離器）において、 前記気液分離器（気液分離器）は、 前記外郭体（外郭体Ａ１０−２等）内に設置されていると共に、前記外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と協同して前記入口空間（狭小空間１２−２）を形成する、入口仕切り体（入り口仕切り体１６−２）と、 前記外郭体（外郭体Ａ１０−２等）内に設置されていると共に、気液分離室（気液分離室１−２）の下流に気相と液相の流路を分離する、気相出口管（気相出口管６−２）が貫通して当該気相出口管（気相出口管６−２）に接合された、出口仕切り体（出口仕切り体８−２）とを更に有していると共に、 前記溝付き部が、前記外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と別体である、溝付き面をもつ溝付き体（溝付き体４−２）であり、 外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と入口仕切り体（入り口仕切り体１６−２）及び出口仕切り体（出口仕切り体８−２）とで溝付き体を挟み込むことにより、溝付き体（溝付き体４−２）が所定位置に固定されていることを特徴とする気液分離器（気液分離器）である。 The present invention (18) includes an outer body (outer body A10-2 and the like) constituting the outer shell, an inlet pipe (inlet pipe 5-2) capable of entering (introducing) a gas-liquid two-phase flow, and the inlet pipe ( A gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-2) that separates the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase, in fluid communication with the inlet pipe 5-2), and the gas-liquid separation chamber ( A gas-phase outlet pipe (gas-phase outlet pipe 6-2) through which the separated gas phase is guided, which is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber 1-2), and the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1) -2) and a liquid-phase separator (gas-liquid separator) having a liquid-phase outlet pipe (liquid-phase outlet pipe 7-2) through which the separated liquid phase is guided in fluid communication. The gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-2) includes an inlet space (narrow space 12-2) for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe (inlet pipe 5-2), and the inlet An expansion space (rapid expansion portion 3-2) provided downstream of the space (narrow space 12-2) and having a channel cross-sectional area larger than that of the inlet space (narrow space 12-2); A grooved portion (grooved body 4-2) toward the liquid phase outlet pipe (liquid phase outlet pipe 7-2), to which a gas-liquid two-phase flow from the inlet space (narrow space 12-2) is directly guided; In the gas-liquid separator (gas-liquid separator), the gas-liquid separator (gas-liquid separator) is installed in the outer body (outer body A10-2 etc.) and the outer body ( An entrance partition (entrance partition 16-2) that forms the entrance space (narrow space 12-2) in cooperation with the exterior body A10-2, etc., and the inside of the exterior body (outside body A10-2, etc.) The gas-phase and liquid-phase flow paths are separated downstream of the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-2). An outlet partition body (exit partition body 8-2) in which the gas phase outlet pipe (gas phase outlet pipe 6-2) penetrates and is joined to the gas phase outlet pipe (gas phase outlet pipe 6-2); A grooved body (grooved body 4-2) having a grooved surface, wherein the grooved part is a separate body from the outer body (outer body A10-2, etc.), The grooved body (grooved body 4) is sandwiched between the (outer body A10-2 and the like), the inlet partition body (entrance partition body 16-2), and the outlet partition body (exit partition body 8-2). -2) is a gas-liquid separator (gas-liquid separator) which is fixed at a predetermined position.
本発明（１９）は、外郭を構成する外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と、 気液二相流を入流（導入）可能な入口管（入口管５−２）と、 前記入口管（入口管５−２）と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室（気液分離室１−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管（気相出口管６−２）と、 前記気液分離室（気液分離室１−２）と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管（液相出口管７−２）とを有する気液分離器（気液分離器）であって、 前記気液分離室（気液分離室１−２）は、 前記入口管（入口管５−２）からの気液二相流を導入するための入口空間（狭小空間１２−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）の下流に設けられた空間であって、前記入口空間（狭小空間１２−２）よりも流路断面積が拡大した拡大空間（急拡大部３−２）と、 前記入口空間（狭小空間１２−２）からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管（液相出口管７−２）に向かう溝付き部（溝付き体４−２）とを有する気液分離器（気液分離器）において、 前記溝付き部が、前記外郭体（外郭体Ａ１０−２等）と別体である、溝付き面をもつ溝付き体（溝付き体４−２）であると共に、 前記気液分離器（気液分離器）は、 溝付き体（溝付き体４−２）の内径側に溝付き体（溝付き体４−２）が溝頂点仮想円の内側に飛び出すことを防止する内径支持体（内径支持体Ｄ３７−２）を更に備えたことを特徴とする気液分離器（気液分離器）である。 The present invention (19) includes an outer body (outer body A10-2 and the like) constituting an outer shell, an inlet pipe (inlet pipe 5-2) capable of entering (introducing) a gas-liquid two-phase flow, and the inlet pipe ( A gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-2) that separates the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase, in fluid communication with the inlet pipe 5-2), and the gas-liquid separation chamber ( A gas-phase outlet pipe (gas-phase outlet pipe 6-2) through which the separated gas phase is guided, which is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber 1-2), and the gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1) -2) and a liquid-phase separator (gas-liquid separator) having a liquid-phase outlet pipe (liquid-phase outlet pipe 7-2) through which the separated liquid phase is guided in fluid communication. The gas-liquid separation chamber (gas-liquid separation chamber 1-2) includes an inlet space (narrow space 12-2) for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe (inlet pipe 5-2), and the inlet An expansion space (rapid expansion portion 3-2) provided downstream of the space (narrow space 12-2) and having a channel cross-sectional area larger than that of the inlet space (narrow space 12-2); A grooved portion (grooved body 4-2) toward the liquid phase outlet pipe (liquid phase outlet pipe 7-2), to which a gas-liquid two-phase flow from the inlet space (narrow space 12-2) is directly guided; In the gas-liquid separator (gas-liquid separator), the grooved portion is a separate body from the outer body (outer body A10-2 or the like), and the grooved body (grooved body 4) having a grooved surface. -2), the gas-liquid separator (gas-liquid separator) has a grooved body (grooved body 4-2) on the inner diameter side of the grooved body (grooved body 4-2). A gas-liquid separator (gas-liquid separator), further comprising an inner diameter support (inner diameter support D37-2) for preventing jumping out of the inside of the circle A.
本発明（２０）は、前記発明（１４）〜（１９）のいずれか一つの気液分離器（気液分離器）を空気調和機等の冷凍サイクル中に組み込んだことを特徴とする気液分離器（気液分離器）を備えた冷凍装置である。 The present invention (20) is characterized in that the gas-liquid separator (gas-liquid separator) according to any one of the inventions (14) to (19) is incorporated in a refrigeration cycle such as an air conditioner. It is a refrigeration apparatus provided with a separator (gas-liquid separator).
本発明（２１）は、前記発明（１４）〜（１９）のいずれか一つの気液分離器（気液分離器）の二相流入口管（入口管５−２）に、冷凍サイクル中の減圧器の出口管を接続し、気液分離器（気液分離器）の液相出口管（液相出口管７−２）を蒸発器に接続し、一方、気液分離器（気液分離器）の気相出口管（気相出口管６−２）をバイパス路および抵抗調整体を介して圧縮機の吸込み管に接続したことを特徴とする冷凍装置である。 In the present invention (21), the two-phase inlet pipe (inlet pipe 5-2) of the gas-liquid separator (gas-liquid separator) of any one of the inventions (14) to (19) is provided in the refrigeration cycle. Connect the outlet pipe of the decompressor, connect the liquid-phase outlet pipe (liquid-phase outlet pipe 7-2) of the gas-liquid separator (gas-liquid separator) to the evaporator, while the gas-liquid separator (gas-liquid separation) The gas-phase outlet pipe (gas-phase outlet pipe 6-2) is connected to the suction pipe of the compressor through a bypass and a resistance adjuster.
本発明（２２）は、前記発明（１４）〜（１９）のいずれか一つの気液分離器（気液分離器）の二相流入口管（入口管５−２）に、冷凍サイクル中の圧縮機吐出管を接続し、気液分離器（気液分離器）の液相出口管（液相出口管７−２）を流量調整絞りを介して圧縮機吸込み管に接続し、一方、気液分離器（気液分離器）の気相出口管（気相出口管６−２）を冷凍サイクルの凝縮器に至る管路に接続したことを特徴とする冷凍装置である。 According to the present invention (22), the two-phase inlet pipe (inlet pipe 5-2) of the gas-liquid separator (gas-liquid separator) according to any one of the inventions (14) to (19) is provided in the refrigeration cycle. The compressor discharge pipe is connected, and the liquid-phase outlet pipe (liquid-phase outlet pipe 7-2) of the gas-liquid separator (gas-liquid separator) is connected to the compressor suction pipe through the flow rate adjusting throttle. The refrigeration apparatus is characterized in that a gas phase outlet pipe (gas phase outlet pipe 6-2) of a liquid separator (gas-liquid separator) is connected to a pipe line leading to a condenser of a refrigeration cycle.
本発明（２３）は、圧縮機、凝縮器、減圧器、気液分離器（気液分離装置）および蒸発器を順次接続し冷凍サイクルを構成し、凝縮器に空気を送る凝縮器用送風機および蒸発器に空気を送る蒸発器用送風機を持ち、 気液分離器（気液分離装置）の液相出口管（液相出口管７−１）を蒸発器に接続し、気相出口管（気相出口管６−１）をバイパス管を経て圧縮機の吸い込み側に接続した冷凍サイクルにおいて、蒸発器の伝熱管の一部をバイパス管として使用したことを特徴とする冷凍サイクルである。 According to the present invention (23), a compressor, a condenser, a pressure reducer, a gas-liquid separator (gas-liquid separator) and an evaporator are sequentially connected to constitute a refrigeration cycle, and a condenser blower and an evaporator for sending air to the condenser It has a blower for the evaporator that sends air to the vessel, and the liquid-phase outlet pipe (liquid-phase outlet pipe 7-1) of the gas-liquid separator (gas-liquid separator) is connected to the evaporator, and the gas-phase outlet pipe (gas-phase outlet) In the refrigeration cycle in which the pipe 6-1) is connected to the suction side of the compressor via the bypass pipe, a part of the heat transfer pipe of the evaporator is used as the bypass pipe.
本発明（２４）は、圧縮機、凝縮器、減圧器、気液分離器（気液分離装置）および蒸発器を順次接続し冷凍サイクルを構成し、凝縮器に空気を送る凝縮器用送風機および蒸発器に空気を送る蒸発器用送風機を持ち、気液分離装置の液相出口管（液相出口管７−１）を蒸発器に接続し、気相出口管（気相出口管６−１）をバイパス管を経て圧縮機の吸い込み側に接続した冷凍サイクルにおいて、バイパス管を蒸発器用送風機で送られる空気流中に配置したことを特徴とする冷凍サイクルである。 According to the present invention (24), a compressor, a condenser, a decompressor, a gas-liquid separator (gas-liquid separator) and an evaporator are sequentially connected to constitute a refrigeration cycle, and a condenser blower and an evaporator for sending air to the condenser It has a blower for an evaporator that sends air to the evaporator, connects the liquid phase outlet pipe (liquid phase outlet pipe 7-1) of the gas-liquid separator to the evaporator, and connects the gas phase outlet pipe (gas phase outlet pipe 6-1). In the refrigeration cycle connected to the suction side of the compressor via the bypass pipe, the bypass pipe is arranged in an air flow sent by an evaporator blower.
好適態様１−１は、気液分離室の一部に液相出口管に向かう溝付き部を設け、その気液分離室の上流に外郭体と入口仕切り体をもって狭小空間を作ると共に入口管より導かれた気液二相流を該狭小空間を通した後で急拡大部をもって構成される気液分離室に導き、上記気液二相流を気相と液相に分離し、その気液分離室の下流に気相と液相の流路を分離する出口仕切り体を設け、液相は溝付き部を通して液相出口管に導くようにし、気相は気液分離室から気相出口管に導くようにした気液分離機構とすると共に、ウエーバー数をＷｅ、気液分離装置に流入する気液二相流の質量流量をＧ、二相流の密度をρ、表面張力をσ、溝幅をｂ、該狭小空間から溝に流入する溝内流路断面積をＳｌとしたとき、
好適態様２−１は、気液分離室の一部に液相出口管に向かう溝付き部を設け、その気液分離室の上流に外郭体と入口仕切り体をもって狭小空間を作ると共に入口管より導かれた気液二相流を該狭小空間を通した後で急拡大部をもって構成される気液分離室に導き、上記気液二相流を気相と液相に分離し、その気液分離室の下流に気相と液相の流路を分離する出口仕切り体を設け、液相は溝付き部を通して液相出口管に導くようにし、気相は気液分離室から気相出口管に導くようにした気液分離機構とすると共に、溝付き面をもつ溝付き体を気液分離装置の外郭を構成する外郭体と別体としたことを特徴とする気液分離装置である。 In preferred embodiment 2-1, a grooved portion directed to the liquid-phase outlet pipe is provided in a part of the gas-liquid separation chamber, and a narrow space is formed upstream of the gas-liquid separation chamber with an outer body and an inlet partition, and from the inlet pipe. After the guided gas-liquid two-phase flow passes through the narrow space, the gas-liquid two-phase flow is guided to a gas-liquid separation chamber having a sudden expansion portion, and the gas-liquid two-phase flow is separated into a gas phase and a liquid phase. An outlet partition that separates the gas phase and liquid phase flow paths is provided downstream of the separation chamber so that the liquid phase is guided to the liquid phase outlet pipe through the grooved portion, and the gas phase is discharged from the gas-liquid separation chamber to the gas phase outlet pipe. The gas-liquid separation device is characterized in that the grooved body having the grooved surface is separated from the outer body constituting the outer shell of the gas-liquid separation device.
好適態様３−１は、好適態様１−１または２−１の気液分離装置であって、溝の表面を親水性処理面としたことを特徴とする気液分離装置である。 Preferred embodiment 3-1 is the gas-liquid separator according to preferred embodiment 1-1 or 2-1, wherein the groove surface is a hydrophilic treatment surface.
好適態様４−１は、好適態様２−１の気液分離装置であって、溝付き面をもつ溝付き体を薄板を折り曲げて構成し、溝幅をｂ、溝深さをｈとしたとき
好適態様５−１は、好適態様１−１から２−１の気液分離装置であって、入口仕切り体の溝先端から上流側の長さをＬ１、溝先端から下流側の段差部の長さをＬ２としたとき、
好適態様６−１は、好適態様１−１から２−１の気液分離装置であって、入口仕切り体の上流側外周と外殻体との距離をＨ１、溝先端から外殻体との距離をＨ２としたとき、
好適態様７−１は、好適態様１−１から１−２の気液分離装置であって、入口管の内面に内面螺旋溝を設けたことを特徴とする気液分離装置である。 Preferred embodiment 7-1 is the gas-liquid separator according to preferred embodiments 1-1 to 1-2, wherein an inner surface spiral groove is provided on the inner surface of the inlet pipe.
好適態様８−１は、好適態様１−１から１−２の気液分離装置であって、入口管の出口側端を末広がりに広げた広がり部を設けたことを特徴とする気液分離装置である。 A preferred embodiment 8-1 is the gas-liquid separation device according to the preferred embodiments 1-1 to 1-2, and is provided with a widened portion that widens the outlet side end of the inlet pipe. It is.
好適態様９−１は、好適態様１−１から１−２の気液分離装置であって、入口仕切り体の上流部先端を円錐体としたことを特徴とする気液分離装置である。 Preferred embodiment 9-1 is the gas-liquid separator according to preferred embodiments 1-1 to 1-2, wherein the upstream end of the inlet partition is a cone.
好適態様１０−１は、好適態様１−１から１−２の気液分離装置であって、溝の上流側の流入室の外郭体内面に溝の溝深さより深さの浅い導入溝を設けたことを特徴とする気液分離装置である。 A preferred embodiment 10-1 is the gas-liquid separator according to the preferred embodiments 1-1 to 1-2, wherein an introduction groove having a depth smaller than the groove depth is provided on the inner surface of the outer body of the inflow chamber on the upstream side of the groove. A gas-liquid separator characterized by the above.
好適態様１１−１は、好適態様１−１から１−２の気液分離装置であって、溝の上流側の流入室の外郭体内面に溝の溝深さより厚さの薄い多孔質体を設けたことを特徴とする気液分離装置である。 Preferred embodiment 11-1 is the gas-liquid separator according to preferred embodiments 1-1 to 1-2, in which a porous body having a thickness smaller than the groove depth is formed on the inner surface of the outer shell of the inflow chamber on the upstream side of the groove. A gas-liquid separator characterized by being provided.
好適態様１２−１は、好適態様１−１から１−２の気液分離装置であって、液相出口管を複数設けたことを特徴とする気液分離装置である。 A preferred embodiment 12-1 is the gas-liquid separation device according to the preferred embodiments 1-1 to 1-2, and is a gas-liquid separation device provided with a plurality of liquid-phase outlet pipes.
好適態様１３−１は、圧縮機、凝縮器、減圧器、気液分離装置および蒸発器を順次接続し冷凍サイクルを構成し、凝縮器に空気を送る凝縮器用送風機および蒸発器に空気を送る蒸発器用送風機を持ち、 気液分離装置の液相出口管を蒸発器に接続し、気相出口管をバイパス管を経て圧縮機の吸い込み側に接続した冷凍サイクルにおいて、蒸発器の伝熱管の一部をバイパス管として使用したことを特徴とする冷凍サイクルである。 A preferred embodiment 13-1 is an evaporator in which a compressor, a condenser, a decompressor, a gas-liquid separator and an evaporator are connected in order to constitute a refrigeration cycle, and a condenser blower that sends air to the condenser and an evaporator that sends air to the evaporator In a refrigeration cycle with an air blower, the liquid-phase outlet pipe of the gas-liquid separator is connected to the evaporator, and the gas-phase outlet pipe is connected to the suction side of the compressor via the bypass pipe, part of the heat transfer pipe of the evaporator This is a refrigeration cycle characterized in that is used as a bypass pipe.
好適態様１４−１は、圧縮機、凝縮器、減圧器、気液分離装置および蒸発器を順次接続し冷凍サイクルを構成し、凝縮器に空気を送る凝縮器用送風機および蒸発器に空気を送る蒸発器用送風機を持ち、 気液分離装置の液相出口管を蒸発器に接続し、気相出口管をバイパス管を経て圧縮機の吸い込み側に接続した冷凍サイクルにおいて、バイパス管を蒸発器用送風機で送られる空気流中に配置したことを特徴とする冷凍サイクルである。 In the preferred embodiment 14-1, a compressor, a condenser, a decompressor, a gas-liquid separator and an evaporator are sequentially connected to form a refrigeration cycle, and a condenser blower that sends air to the condenser and an evaporation that sends air to the evaporator In the refrigeration cycle, which has an air blower for the compressor, the liquid phase outlet pipe of the gas-liquid separator is connected to the evaporator, and the gas phase outlet pipe is connected to the suction side of the compressor via the bypass pipe, the bypass pipe is sent by the evaporator blower. It is the refrigerating cycle characterized by arrange | positioning in the airflow produced.
好適態様１５−１は、好適態様１の気液分離装置を空気調和機等の冷凍サイクル中に組み込んだことを特徴とする気液分離装置を備えた冷凍装置である。
A preferred embodiment 15-1 is a refrigeration apparatus provided with a gas-liquid separation device, wherein the gas-liquid separation device of the
好適態様１６−１は、好適態様２の気液分離装置を空気調和機
等の冷凍サイクル中に組み込んだことを特徴とする気液分離装置を備えた冷凍装置である。Preferred embodiment 16-1 is a refrigeration apparatus equipped with the gas-liquid separation device, wherein the gas-liquid separation device of
好適態様１−２は、気液分離室の一部に液相出口管に向かう溝付き部を設け、その気液分離室の上流に外郭体と入口仕切り体をもって狭小空間を作ると共に入口管より導かれた気液二相流を該狭小空間を通した後で急拡大部をもって構成される気液分離室に導き、上記気液二相流を気相と液相に分離し、その気液分離室の下流に気相と液相の流路を分離する出口仕切り体を設け、液相は溝付き部を通して液相出口管に導くようにし、気相は気液分離室から気相出口管に導くようにした気液分離機構とすると共に、急拡大部位置を基準とし,その基準位置から気液分離器への二相流流入方向をプラス方向、その流れ方向と逆方向をマイナス方向とし、その基準位置から気相出口管の気相流入端位置までの距離をＬとし、溝頂点仮想円の径をＤtとしたとき、気相出口管の気相流入端位置を
好適態様２−２は、気液分離室の一部に液相出口管に向かう溝付き部を設け、その気液分離室の上流に外郭体と入口仕切り体をもって狭小空間を作ると共に入口管より導かれた気液二相流を該狭小空間を通した後で急拡大部をもって構成される気液分離室に導き、上記気液二相流を気相と液相に分離し、その気液分離室の下流に気相と液相の流路を分離する出口仕切り体を設け、液相は溝付き部を通して液相出口管に導くようにし、気相は気液分離室から気相出口管に導くようにした気液分離機構とすると共に、気相出口管内径部の気相流入端上部の入り口仕切り体位置から気相出口管の気相流入端内径部の距離をＨ、気相出口管の内径をｄiとしたとき、
好適態様３−２は、気液分離室の一部に液相出口管に向かう溝付き部を設け、その気液分離室の上流に外郭体と入口仕切り体をもって狭小空間を作ると共に入口管より導かれた気液二相流を該狭小空間を通した後で急拡大部をもって構成される気液分離室に導き、上記気液二相流を気相と液相に分離し、その気液分離室の下流に気相と液相の流路を分離する出口仕切り体を設け、液相は溝付き部を通して液相出口管に導くようにし、気相は気液分離室から気相出口管に導くようにした気液分離機構とすると共に、気液分離室に対向する側の入口仕切り体下面が開放された中空部を設けたことを特徴とする気液分離器である。 In preferred embodiment 3-2, a grooved portion directed to the liquid-phase outlet pipe is provided in a part of the gas-liquid separation chamber, and a narrow space is formed with an outer body and an inlet partition upstream of the gas-liquid separation chamber and from the inlet pipe. After the guided gas-liquid two-phase flow passes through the narrow space, the gas-liquid two-phase flow is guided to a gas-liquid separation chamber having a sudden expansion portion, and the gas-liquid two-phase flow is separated into a gas phase and a liquid phase. An outlet partition that separates the gas phase and liquid phase flow paths is provided downstream of the separation chamber so that the liquid phase is guided to the liquid phase outlet pipe through the grooved portion, and the gas phase is discharged from the gas-liquid separation chamber to the gas phase outlet pipe. The gas-liquid separator is provided with a hollow portion in which the lower surface of the inlet partition on the side facing the gas-liquid separation chamber is provided.
好適態様４−２は、気液分離室の一部に液相出口管に向かう溝付き部を設け、その気液分離室の上流に外郭体と入口仕切り体をもって狭小空間を作ると共に入口管より導かれた気液二相流を該狭小空間を通した後で急拡大部をもって構成される気液分離室に導き、上記気液二相流を気相と液相に分離し、その気液分離室の下流に気相と液相の流路を分離する出口仕切り体を設け、液相は溝付き部を通して液相出口管に導くようにし、気相は気液分離室から気相出口管に導くようにした気液分離機構とすると共に、気相出口管を出口仕切り体に通し、出口仕切り体を気相出口管に接合することにより、限られた液溜め高さのもとで液相の容積的なバッファとして最大に近い液溜め容積を確保したことを特徴とする気液分離器である。 In preferred embodiment 4-2, a grooved portion directed to the liquid-phase outlet pipe is provided in a part of the gas-liquid separation chamber, and a narrow space is formed upstream of the gas-liquid separation chamber with an outer body and an inlet partition, and from the inlet pipe. After the guided gas-liquid two-phase flow passes through the narrow space, the gas-liquid two-phase flow is guided to a gas-liquid separation chamber having a sudden expansion portion, and the gas-liquid two-phase flow is separated into a gas phase and a liquid phase. An outlet partition that separates the gas phase and liquid phase flow paths is provided downstream of the separation chamber so that the liquid phase is guided to the liquid phase outlet pipe through the grooved portion, and the gas phase is discharged from the gas-liquid separation chamber to the gas phase outlet pipe. In addition to the gas-liquid separation mechanism that leads to the gas phase, the gas phase outlet pipe is passed through the outlet partition body, and the outlet partition body is joined to the gas phase outlet pipe, so that the liquid can be kept at a limited liquid reservoir height. The gas-liquid separator is characterized in that a liquid storage volume close to the maximum is secured as a volumetric buffer for the phase.
好適態様５−２は、気液分離室の一部に液相出口管に向かう溝付き部を設け、その気液分離室の上流に外郭体と入口仕切り体をもって狭小空間を作ると共に入口管より導かれた気液二相流を該狭小空間を通した後で急拡大部をもって構成される気液分離室に導き、上記気液二相流を気相と液相に分離し、その気液分離室の下流に気相と液相の流路を分離する出口仕切り体を設け、液相は溝付き部を通して液相出口管に導くようにし、気相は気液分離室から気相出口管に導くようにした気液分離機構とすると共に、溝付き体位置を適切な位置に固定するように気相出口管に接合された出口仕切り体により溝付き体の下部位置を固定し、入口仕切り体が確実に溝付き体に密着するように、外郭体により入口仕切り体を溝付き体に押し付け、入口仕切り体位置を固定したことを特徴とする気液分離器である。 A preferred embodiment 5-2 is provided with a grooved portion toward the liquid-phase outlet pipe in a part of the gas-liquid separation chamber, and creates a narrow space with an outer body and an inlet partition upstream of the gas-liquid separation chamber and from the inlet pipe. After the guided gas-liquid two-phase flow passes through the narrow space, the gas-liquid two-phase flow is guided to a gas-liquid separation chamber having a sudden expansion portion, and the gas-liquid two-phase flow is separated into a gas phase and a liquid phase. An outlet partition that separates the gas phase and liquid phase flow paths is provided downstream of the separation chamber so that the liquid phase is guided to the liquid phase outlet pipe through the grooved portion, and the gas phase is discharged from the gas-liquid separation chamber to the gas phase outlet pipe. In addition to the gas-liquid separation mechanism, the lower position of the grooved body is fixed by the outlet partition joined to the gas-phase outlet pipe so that the grooved body position is fixed at an appropriate position. In order to ensure that the body is in close contact with the grooved body, the outer partition body presses the inlet partition body against the grooved body, A gas-liquid separator, characterized in that to fix the Rikarada position.
好適態様６−２は、気液分離室の一部に液相出口管に向かう溝付き部を設け、その気液分離室の上流に外郭体と入口仕切り体をもって狭小空間を作ると共に入口管より導かれた気液二相流を該狭小空間を通した後で急拡大部をもって構成される気液分離室に導き、上記気液二相流を気相と液相に分離し、その気液分離室の下流に気相と液相の流路を分離する出口仕切り体を設け、液相は溝付き部を通して液相出口管に導くようにし、気相は気液分離室から気相出口管に導くようにした気液分離機構とすると共に、溝付き体の内径側に溝付き体が溝頂点仮想円の内側に飛び出すことを防止する内径支持体を設けたことを特徴とする気液分離器である。 A preferred embodiment 6-2 is provided with a grooved portion toward the liquid-phase outlet pipe in a part of the gas-liquid separation chamber, and forms a narrow space with an outer body and an inlet partition upstream of the gas-liquid separation chamber and from the inlet pipe. After the guided gas-liquid two-phase flow passes through the narrow space, the gas-liquid two-phase flow is guided to a gas-liquid separation chamber having a sudden expansion portion, and the gas-liquid two-phase flow is separated into a gas phase and a liquid phase. An outlet partition that separates the gas phase and liquid phase flow paths is provided downstream of the separation chamber so that the liquid phase is guided to the liquid phase outlet pipe through the grooved portion, and the gas phase is discharged from the gas-liquid separation chamber to the gas phase outlet pipe. The gas-liquid separation mechanism is characterized in that an inner diameter support body is provided on the inner diameter side of the grooved body to prevent the grooved body from jumping out inside the groove apex virtual circle. It is a vessel.
好適態様７−２は、好適態様１−２から６−２の気液分離器の二相流入口管に、冷凍サイクル中の減圧器の出口管を接続し、気液分離器の液相出口管を蒸発器に接続し、一方、気液分離器の気相出口管をバイパス路および抵抗調整体を介して圧縮機の吸込み管に接続したことを特徴とする冷凍装置である。 In preferred embodiment 7-2, the two-phase inlet pipe of the gas-liquid separator of preferred embodiments 1-2 to 6-2 is connected to the outlet pipe of the decompressor in the refrigeration cycle, and the liquid-phase outlet of the gas-liquid separator The refrigeration apparatus is characterized in that the pipe is connected to the evaporator, while the gas-phase outlet pipe of the gas-liquid separator is connected to the suction pipe of the compressor through the bypass and the resistance adjuster.
好適態様８−２は、好適態様１−２から６−２の気液分離器の二相流入口管に、冷凍サイクル中の圧縮機吐出管を接続し、気液分離器の液相出口管を流量調整絞りを介して圧縮機吸込み管に接続し、一方、気液分離器の気相出口管を冷凍サイクルの凝縮器に至る管路に接続したことを特徴とする冷凍装置である。 In preferred embodiment 8-2, a compressor discharge pipe in the refrigeration cycle is connected to the two-phase inlet pipe of the gas-liquid separator of preferred embodiments 1-2 to 6-2, and the liquid-phase outlet pipe of the gas-liquid separator is used. Is connected to the compressor suction pipe through the flow rate adjusting throttle, while the gas-phase outlet pipe of the gas-liquid separator is connected to a pipe line leading to the condenser of the refrigeration cycle.
好適態様１−１から８−２は、以下のようにも表現できる。 Preferred embodiments 1-1 to 8-2 can also be expressed as follows.
好適態様１−１の発明は、求められる運転条件および冷媒流量に対し適切な仕様の気液分離装置を提供するものであり、ウエーバー数をＷｅ、気液分離装置に流入する気液二相流の質量流量をＧ、二相流の密度をρ、表面張力をσ、溝幅をｂ、該狭小空間から溝に流入する溝内流路断面積をＳｌとしたとき、
好適態様２−１の発明は、安価で加工性の良い溝を提供するために、溝付き面をもつ溝付き体を気液分離装置の外郭を構成する外郭体と別体で構成したものである。 The invention of the preferred embodiment 2-1 comprises a grooved body having a grooved surface as a separate body from the outer body constituting the outer shell of the gas-liquid separation device in order to provide a cheap and good workable groove. is there.
好適態様３−１の発明は、気液分離性能向上のために、溝の表面に親水性処理を行うようにしたものである。 In the invention of the preferred embodiment 3-1, a hydrophilic treatment is performed on the surface of the groove in order to improve the gas-liquid separation performance.
好適態様４−１の発明は、好適態様２−１の気液分離装置であって、気液分離性能向上のために、溝付き面をもつ溝付き体を薄板を折り曲げて構成し、溝幅をｂ、溝深さをｈとしたときとき、
好適態様５−１の発明は、好適態様１−１または２−１の気液分離装置であって、気液分離性能向上のために、入口仕切り体の溝先端から上流側の長さをＬ１、溝先端から下流側の段差部の長さをＬ２としたとき、
好適態様６−１の発明は、好適態様１−１または２−１の気液分離装置であって、気液分離性能向上のために、入口仕切り体の上流側外周と外殻体との距離をＨ１、溝先端から外殻体との距離をＨ２としたとき、
好適態様７−１の発明は、好適態様１−１または２−１の気液分離装置であって、気液分離性能向上のために、入口管の内面に内面螺旋溝を設けたものである。 The invention of the preferred embodiment 7-1 is the gas-liquid separation device of the preferred embodiment 1-1 or 2-1, wherein an inner surface spiral groove is provided on the inner surface of the inlet pipe in order to improve the gas-liquid separation performance. .
好適態様８−１の発明は、好適態様１−１または２−１の気液分離装置であって、気液分離性能向上のために、入口管の出口側端を末広がりに広げた広がり部を設けたものである。 The invention of the preferred embodiment 8-1 is the gas-liquid separation device of the preferred embodiment 1-1 or 2-1, and has a widened portion in which the outlet side end of the inlet pipe is widened to improve the gas-liquid separation performance. It is provided.
好適態様９−１の発明は、好適態様１−１または２−１の気液分離装置であって、気液分離性能向上のために、入口仕切り体の上流部先端を円錐体としたものである。 The invention of the preferred embodiment 9-1 is the gas-liquid separation device of the preferred embodiment 1-1 or 2-1, wherein the upstream end of the inlet partition is a cone for improving the gas-liquid separation performance. is there.
好適態様１０−１の発明は、好適態様１−１または２−１の気液分離装置であって、気液分離性能向上のために、溝の上流側の流入室の外郭体内面に溝の溝深さより深さの浅い導入溝を設けたものである。 The invention of the preferred embodiment 10-1 is the gas-liquid separation device of the preferred embodiment 1-1 or 2-1, wherein the groove is formed on the inner surface of the outer body of the inflow chamber upstream of the groove in order to improve the gas-liquid separation performance. An introduction groove that is shallower than the groove depth is provided.
好適態様１１−１の発明は、好適態様１−１または２−１の気液分離装置であって、気液分離性能向上のために、溝の上流側の流入室の外郭体内面に溝の溝深さより厚さの薄い多孔質体を設けたものである。 The invention of the preferred embodiment 11-1 is the gas-liquid separation device of the preferred embodiment 1-1 or 2-1, in order to improve the gas-liquid separation performance, the groove is formed on the inner surface of the outer body of the inflow chamber upstream of the groove. A porous body having a thickness smaller than the groove depth is provided.
好適態様１２−１の発明は、好適態様１−１または２−１の気液分離装置であって、冷媒分流器としての機能を付加するために、液相出口管を複数設けたものである。 The invention of the preferred embodiment 12-1 is the gas-liquid separation device of the preferred embodiment 1-1 or 2-1, in which a plurality of liquid phase outlet pipes are provided in order to add a function as a refrigerant distributor. .
好適態様１３−１の発明は、溝から液が溢れた場合でも、バイパス管に流れる液を無駄にしないために、蒸発器の伝熱管の一部をバイパス管として使用したものである。 The invention of the preferred embodiment 13-1 uses part of the heat transfer pipe of the evaporator as a bypass pipe so as not to waste the liquid flowing into the bypass pipe even when the liquid overflows from the groove.
好適態様１４−１の発明は、溝から液が溢れた場合でも、バイパス管に流れる液を無駄にしないために、バイパス管を蒸発器用送風機で送られる空気流中に配置したものである。 In the invention of the preferred embodiment 14-1, the bypass pipe is arranged in the air flow sent by the evaporator blower so as not to waste the liquid flowing into the bypass pipe even when the liquid overflows from the groove.
好適態様１５−１の発明は、空気調和機等の冷凍サイクルの高効率運転のために、好適態様１−１に記載の気液分離装置を冷凍サイクル中に組み込んだものである。 The invention of the preferred embodiment 15-1 incorporates the gas-liquid separation device of the preferred embodiment 1-1 in the refrigeration cycle for high-efficiency operation of the refrigeration cycle such as an air conditioner.
好適態様１６−１の発明は、空気調和機等の冷凍サイクルの高効率運転のために、好適態様２−１に記載の気液分離装置を冷凍サイクル中に組み込んだものである。 The invention of the preferred embodiment 16-1 incorporates the gas-liquid separation device of the preferred embodiment 2-1 in the refrigeration cycle for high-efficiency operation of the refrigeration cycle such as an air conditioner.
好適態様１−２の発明は、求められる運転条件および冷媒流量に対し適切な仕様の気液分離器を提供するものであり、急拡大部位置を基準とし、その基準位置から気液分離器への二相流流入方向をプラス方向、流れと逆方向をマイナス方向とし、その基準位置から気相出口管の気相流入端位置までの距離をＬとし、溝頂点仮想円の径をＤtとしたとき、気相出口管の気相流入端位置を
好適態様２−２の発明は、求められる運転条件および冷媒流量に対し適切な仕様の気液分離器を提供するものであり、気相出口管内径部の気相流入端上部の入り口仕切り体位置から気相出口管内径部の気相流入端の距離をＨ、気相出口管の内径をｄiとしたとき、
好適態様３−２の発明は、求められる運転条件および冷媒流量に対し適切な仕様の気液分離器を提供するものであり、急拡大部位置を基準とし、その基準位置から気液分離器への二相流流入方向をプラス方向、流れと逆方向をマイナス方向とし、急拡大部位置から気相出口管の気相流入端位置をマイナスＬとすることを可能にするために、気液分離室に対向する入り口仕切り体下面が開放された中空部を設けたものである。 The invention of the preferred embodiment 3-2 provides a gas-liquid separator having an appropriate specification with respect to the required operating conditions and the refrigerant flow rate. From the reference position to the gas-liquid separator based on the position of the rapidly expanding portion. In order to make it possible to set the two-phase flow inflow direction to the plus direction and the opposite direction to the flow to the minus direction, and to make the gas-phase inflow end position of the gas-phase outlet pipe minus minus L from the sudden expansion portion position. A hollow portion is provided in which the lower surface of the entrance partition facing the chamber is opened.
好適態様４−２の発明は、出口仕切り体を概略平板状にし、気相出口管に通し気相出口管に接合することにより、限られた液溜め高さのもとで液相の容積的なバッファとして最大に近い液溜めの容積を確保したものである。 In the invention of the preferred embodiment 4-2, the outlet partition is formed into a substantially flat plate shape, and is connected to the gas phase outlet pipe through the gas phase outlet pipe. As a simple buffer, the maximum reservoir volume is secured.
好適態様５−２の発明は、信頼性の高い気液分離器を提供するものであり、溝付き体位置を適切な位置に固定するように気相出口管に接合された出口仕切り体により溝付き体の下部位置を固定し、入口仕切り体が確実に溝付き体に密着するように、外郭体により入口仕切り体を溝付き体に押し付け入口仕切り体位置を固定したものである。 The invention of the preferred embodiment 5-2 provides a gas-liquid separator with high reliability, and the groove is formed by the outlet partition body joined to the gas-phase outlet pipe so as to fix the grooved body position to an appropriate position. The lower position of the attached body is fixed, and the inlet partition body is pressed against the grooved body by the outer body so that the inlet partition body is in close contact with the grooved body, and the position of the inlet partition body is fixed.
好適態様６−２の発明は、信頼性の高い気液分離器を提供するものであり、薄板を折り曲げて構成した溝付き体が溝頂点仮想円の内側の気液分離室への飛び出しを防止する飛び出し防止体を設けたものである。 The invention of the preferred embodiment 6-2 provides a highly reliable gas-liquid separator, and a grooved body formed by bending a thin plate prevents jumping out into the gas-liquid separation chamber inside the groove apex virtual circle. A pop-out prevention body is provided.
好適態様７−２の発明は、冷凍サイクルの高効率運転のために、好適態様１−２から６−２の気液分離器の二相流入口管に冷凍サイクル中の減圧器の出口管を接続し、気液分離器の液相出口管を蒸発器に接続し、一方、気液分離器の気相出口管をバイパス路および抵抗調整体を介して圧縮機の吸込み管に接続したものである。 In the invention of the preferred embodiment 7-2, for high-efficiency operation of the refrigeration cycle, the outlet pipe of the decompressor in the refrigeration cycle is connected to the two-phase inlet pipe of the gas-liquid separator of the preferred embodiments 1-2 to 6-2. Connect the gas phase outlet pipe of the gas-liquid separator to the evaporator, while the gas-phase outlet pipe of the gas-liquid separator is connected to the compressor suction pipe via the bypass and resistance adjuster. is there.
好適態様８−２の発明は、冷凍サイクルの高効率、高信頼性運転のために、好適態様１−２から６−２の気液分離器の二相流入口管に圧縮機吐出管を接続し、気液分離器の液相出口管を流量調整絞りを介して圧縮機の吸込み管に接続し、一方、気液分離器の気相出口管を冷凍サイクルの凝縮器に至る管路に接続したものである。 In the invention of the preferred embodiment 8-2, the compressor discharge pipe is connected to the two-phase inlet pipe of the gas-liquid separator of the preferred embodiments 1-2 to 6-2 for high efficiency and high reliability operation of the refrigeration cycle. Connect the liquid-phase outlet pipe of the gas-liquid separator to the suction pipe of the compressor through the flow rate adjusting throttle, while connecting the gas-phase outlet pipe of the gas-liquid separator to the pipe leading to the condenser of the refrigeration cycle It is a thing.
本発明（１）及び好適態様１−１の気液分離装置によれば、ウエーバー数をＷｅ、気液分離装置に流入する気液二相流の質量流量をＧ、二相流の密度をρ、表面張力をσ、溝幅をｂ、該狭小空間から溝に流入する溝内流路断面積をＳｌとしたとき、
本発明（２）及び好適態様２−１の気液分離装置によれば、気液分離装置の外郭を構成する外郭体と別体で溝を有する溝付き体を構成することにより、気液分離装置の使い方あるいは適用機種に応じて適切な気相断面積Ｓｇ、液相断面積Ｓｌをもつ溝付き体４のみを複数準備することにより、外郭体をはじめとする共通部品に対して適切な溝付き体を選ぶことにより、安価な気液分離装置を提供できる。また、溝２を有する溝付き体４を別体で作ることにより、いかなる溝形状でも加工しやすく安価な気液分離装置を提供できる。
According to the gas-liquid separation device of the present invention (2) and preferred embodiment 2-1, gas-liquid separation is achieved by configuring a grooved body having a groove separately from the outer body constituting the outer shell of the gas-liquid separation device. By preparing a plurality of
本発明（４）及び好適態様３−１の気液分離装置によれば、溝の表面に親水性処理を行うことにより、溝の面に付着した液滴を親水性処理の作用により直ちに液膜化し、溝底に集まった液相と合流させることにより、液相を安定的に溝に捕捉でき、良好な気液分離が可能になる。 According to the gas-liquid separation device of the present invention (4) and the preferred embodiment 3-1, by subjecting the surface of the groove to hydrophilic treatment, liquid droplets adhering to the surface of the groove are immediately applied to the liquid film by the action of the hydrophilic treatment. By combining the liquid phase with the liquid phase collected at the groove bottom, the liquid phase can be stably captured in the groove, and good gas-liquid separation becomes possible.
本発明（３）及び好適態様４−１の気液分離装置によれば、溝付き面を有する溝付き体を薄板を折り曲げて構成し、溝幅をｂ、溝深さをｈとしたとき
本発明（５）及び好適態様５−１の気液分離装置によれば、入口仕切り体の溝先端から上流側の長さをＬ１、溝先端から下流側の段差部の長さをＬ２としたとき、
本発明（６）及び好適態様６−１の気液分離装置によれば、入口仕切り体の上流側外周と外殻体との距離をＨ１、溝先端から外殻体との距離をＨ２としたとき、
本発明（７）及び好適態様７−１の気液分離装置によれば、入口管の内面に内面螺旋溝を設けることにより、入口管の出口で二相流は広がり流れとなり外郭体にいたる。そのため、液相成分を溝底部に流入させる方向付けを行うことができるため良好な気液分離性能を確保できる。 According to the gas-liquid separation device of the present invention (7) and preferred embodiment 7-1, by providing the inner surface spiral groove on the inner surface of the inlet pipe, the two-phase flow spreads at the outlet of the inlet pipe and reaches the outer body. Therefore, since the liquid phase component can be directed to flow into the groove bottom, good gas-liquid separation performance can be ensured.
本発明（８）及び好適態様８−１の気液分離装置によれば、入口管の出口側端を末広がりに広げた広がり部を設けることにより、入口管の出口では二相流は広がり流れとなり外郭体にいたる。そのため、液相成分は外郭体に沿う流れとなり、液相成分を溝底部に流入させる方向付けを行うことが出来るため良好な気液分離性能を確保できる。 According to the gas-liquid separation device of the present invention (8) and preferred embodiment 8-1, the two-phase flow becomes a spread flow at the outlet of the inlet pipe by providing a widened portion where the outlet side end of the inlet pipe is widened toward the end. Go to the outer body. Therefore, the liquid phase component flows along the outer body, and the liquid phase component can be directed to flow into the groove bottom portion, so that good gas-liquid separation performance can be ensured.
本発明（９）及び好適態様９−１の気液分離装置によれば、入口仕切り体の上流部先端を円錐体とすることにより、入口管を流出した二相流はスムーズに広がり流れとなり外郭体にいたる。そのため、液相成分は外郭体に沿う流れとなり、液相成分を溝底部に流入させる方向付けを行うことができるため良好な気液分離性能を確保できる。 According to the gas-liquid separation device of the present invention (9) and preferred embodiment 9-1, the upstream end of the inlet partition is formed into a cone, so that the two-phase flow flowing out of the inlet pipe spreads smoothly and becomes a flow. To the body. Therefore, the liquid phase component flows along the outer body, and the liquid phase component can be oriented to flow into the groove bottom portion, so that good gas-liquid separation performance can be ensured.
本発明（１０）及び好適態様１０−１の気液分離装置によれば、溝の上流側の流入室の外郭体内面に溝の溝深さより深さの浅い導入溝を設けることにより、外郭体に向かう流れを受け止め、導入溝内に液滴を捕捉し溝の方向に流すことにより液相成分を溝底部に流入させる方向付けを行うことが出来るため良好な気液分離性能を確保できる。 According to the gas-liquid separation device of the present invention (10) and preferred embodiment 10-1, the outer body is provided by providing an introduction groove shallower than the groove depth in the inner surface of the inflow chamber on the upstream side of the groove. Since the liquid phase component can be directed to flow into the bottom of the groove by capturing the liquid droplet in the introduction groove and flowing it in the direction of the groove, good gas-liquid separation performance can be secured.
本発明（１１）及び好適態様１１−１の気液分離装置によれば、溝の上流側の流入室の外郭体内面に溝の溝深さより厚さの薄い多孔質体を設けることにより、外郭体に向かう流れを受け止め、多孔質体内に液滴を捕捉し溝の方向に流すことにより液相成分を溝底部に流入させる方向付けを行うことが出来るため良好な気液分離性能を確保できる。 According to the gas-liquid separation device of the present invention (11) and preferred embodiment 11-1, the outer shell is provided on the inner surface of the outer shell of the inflow chamber on the upstream side of the groove by providing a porous body having a thickness smaller than the groove depth. By receiving the flow toward the body and capturing the liquid droplets in the porous body and flowing them in the direction of the grooves, the liquid phase component can be directed to flow into the bottom of the grooves, so that good gas-liquid separation performance can be secured.
本発明（１２）及び好適態様１２−１の気液分離装置によれば、液相出口管を複数設けることにより、気液分離装置は分流器も兼ねることができる。すなわち、入口管から流入した二相流は気相と液相に分離され、気相は気相出口管から蒸発器バイパス管側に流れる。したがって、複数の液相出口管に流入する冷媒は液相単相であるため、冷媒を均等に分流することが容易になり、気液分離装置は分流器も兼ねることができる。 According to the gas-liquid separation device of the present invention (12) and preferred embodiment 12-1, by providing a plurality of liquid-phase outlet pipes, the gas-liquid separation device can also serve as a flow divider. That is, the two-phase flow flowing in from the inlet pipe is separated into a gas phase and a liquid phase, and the gas phase flows from the gas phase outlet pipe to the evaporator bypass pipe side. Therefore, since the refrigerant flowing into the plurality of liquid phase outlet pipes is a liquid phase single phase, it is easy to evenly divide the refrigerant, and the gas-liquid separation device can also serve as a flow divider.
本発明（２３）及び好適態様１３−１の気液分離装置によれば、蒸発器の伝熱管の一部をバイパス管として使用することにより、たとえバイパス管に液冷媒が混入しても液冷媒は空気から吸熱し蒸発するので、液冷媒を無駄にすることなく高効率な運転を可能にできる。 According to the gas / liquid separation device of the present invention (23) and preferred embodiment 13-1, by using a part of the heat transfer tube of the evaporator as a bypass tube, even if liquid refrigerant is mixed in the bypass tube, the liquid refrigerant Absorbs heat from the air and evaporates, so that highly efficient operation can be achieved without wasting liquid refrigerant.
本発明（２４）及び好適態様１４−１の気液分離装置によれば、バイパス管を蒸発器用送風機で送られる空気流中に配置することにより、たとえバイパス管に液冷媒が混入しても液冷媒は空気から吸熱し蒸発するので、液冷媒を無駄にすることなく高効率な運転を可能にできる。 According to the gas-liquid separation device of the present invention (24) and preferred embodiment 14-1, by arranging the bypass pipe in the air flow sent by the evaporator blower, even if liquid refrigerant is mixed into the bypass pipe, Since the refrigerant absorbs heat from the air and evaporates, it is possible to perform highly efficient operation without wasting the liquid refrigerant.
本発明（１３）及び好適態様１５−１の気液分離装置を備えた冷凍装置によれば、本発明（１）及び好適態様１−１の効果が得られる他、蒸発器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき高効率な運転を可能に出来る冷凍装置が得られる。 According to the refrigeration apparatus provided with the gas-liquid separator of the present invention (13) and preferred embodiment 15-1, the effects of the present invention (1) and preferred embodiment 1-1 can be obtained, and the pressure loss in the evaporator can be reduced. Thus, a refrigeration system that can reduce the compression power and enable highly efficient operation can be obtained.
本発明（１３）及び好適態様１６−１の気液分離装置を備えた冷凍装置によれば、本発明（２）及び好適態様２−１の効果が得られる他、蒸発器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき高効率な運転を可能に出来る冷凍装置が得られる。 According to the refrigeration apparatus provided with the gas-liquid separation device of the present invention (13) and preferred embodiment 16-1, the effects of the present invention (2) and preferred embodiment 2-1 can be obtained, and the pressure loss in the evaporator can be reduced. Thus, a refrigeration system that can reduce the compression power and enable highly efficient operation can be obtained.
本発明（１４）及び好適態様１−２の気液分離器によれば、急拡大部位置を基準としその基準位置から二相流流入方向をプラス方向、その流れ方向と逆方向をマイナス方向とし、その基準位置から気相出口管の気相流入端位置までの距離をＬとし、溝頂点仮想円の径をＤtとしたとき、気相出口管の気相流入端位置を
本発明（１５）及び好適態様２−２の気液分離器によれば、気相出口管内径部の気相流入端上部の入り口仕切り体位置から気相出口管内径部の気相流入端の距離をＨ、気相出口管内径をｄiとしたとき、
本発明（１６）及び好適態様３−２の気液分離器によれば、入り口仕切り体をその下面が開放された中空部を設けることにより、急拡大部位置から気相出口管の気相流入端位置をマイナスＬとすることを可能にするため、すなわち、気相出口管の気相流入端位置を急拡大部位置より上方にすることを可能にするため、急拡大部から気相成分が気液分離室に流入するとき伴流される微細液滴ミストが気相出口管に吸い込まれ難く、効率の良い気液分離器を提供できる。 According to the gas-liquid separator of the present invention (16) and preferred embodiment 3-2, the inlet partition body is provided with a hollow portion whose lower surface is opened, so that the gas-phase inflow of the gas-phase outlet pipe from the rapidly expanding portion position is provided. In order to enable the end position to be minus L, that is, to enable the gas-phase inflow end position of the gas-phase outlet pipe to be higher than the position of the sudden-expansion part, the gas-phase component is A fine liquid droplet mist accompanying the gas-liquid separation chamber is unlikely to be sucked into the gas-phase outlet pipe, and an efficient gas-liquid separator can be provided.
本発明（１７）及び好適態様４−２の気液分離器によれば、出口仕切り体を概略平板状にし、気相出口管に通し気相出口管に接合することにより、限られた液溜め高さのもとで液相の容積的なバッファとして最大に近い液溜め容積を確保できる。 According to the gas-liquid separator of the present invention (17) and preferred embodiment 4-2, the outlet partition is formed into a substantially flat plate shape, and is connected to the gas-phase outlet pipe through the gas-phase outlet pipe, thereby providing a limited liquid reservoir. A liquid reservoir volume close to the maximum can be secured as a volumetric buffer for the liquid phase at a height.
本発明（１８）及び好適態様５−２の気液分離器によれば、溝付き体位置を適切な位置に固定するように気相出口管に接合された出口仕切り体により溝付き体の下部位置を固定し、入口仕切り体が確実に溝付き体に密着するように、外郭体により入口仕切り体を溝付き体に押し付け入口仕切り体位置を固定することにより、二相流が狭小空間から溝に流入するとき、入口仕切り体と溝付き体の間に隙間が無いため、液相成分が直接気液分離室に流入することなく、効率の良い気液分離器を提供できる。 According to the gas-liquid separator of the present invention (18) and preferred embodiment 5-2, the lower part of the grooved body is provided by the outlet partition joined to the gas phase outlet pipe so as to fix the grooved body position at an appropriate position. By fixing the position and pressing the inlet partition against the grooved body with the outer body to ensure that the inlet partition is in close contact with the grooved body, the position of the inlet partition is fixed, so that the two-phase flow is reduced from the narrow space to the groove. When there is no gap between the inlet partition and the grooved body, the liquid phase component does not flow directly into the gas-liquid separation chamber, and an efficient gas-liquid separator can be provided.
本発明（１９）及び好適態様６−２の気液分離器によれば、薄板を折り曲げて構成した溝付き体が溝頂点仮想円の内側の気液分離室への飛び出しを防止する内径支持体を設けることにより、気液分離器に何らかの衝撃的外力が作用しても、溝付き体が気液分離室へ飛び
出すことを防止でき、信頼性の高い気液分離器を提供できる。According to the gas-liquid separator of the present invention (19) and preferred embodiment 6-2, the grooved body formed by bending a thin plate prevents the inner diameter support body from jumping out into the gas-liquid separation chamber inside the groove apex virtual circle Thus, even if some shocking external force acts on the gas-liquid separator, the grooved body can be prevented from jumping out to the gas-liquid separation chamber, and a highly reliable gas-liquid separator can be provided.
本発明（２０）及び好適態様７−２の気液分離器を備えた冷凍装置によれば、本発明（１４）〜（１９）及び好適態様１−２〜６−２の効果が得られる他、蒸発器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき高効率な運転を可能に出来る冷凍装置が得られる。 According to the refrigeration apparatus provided with the gas-liquid separator of the present invention (20) and preferred embodiment 7-2, the effects of the present invention (14) to (19) and preferred embodiments 1-2 to 6-2 can be obtained. In this way, the pressure loss in the evaporator can be suppressed, the compression power can be reduced, and a refrigeration apparatus capable of highly efficient operation can be obtained.
本発明（２１）及び好適態様８−２の気液分離器を備えた冷凍装置によれば、本発明（１４）〜（１９）及び好適態様１−２〜６−２の効果が得られる他、冷凍サイクルへの冷凍機油の流出を防止できるので、高効率および高信頼性運転を可能に出来る冷凍装置が得られる。 According to the refrigerating apparatus provided with the gas-liquid separator of the present invention (21) and preferred embodiment 8-2, the effects of the present invention (14) to (19) and preferred embodiments 1-2 to 6-2 can be obtained. Since the refrigeration oil can be prevented from flowing out into the refrigeration cycle, a refrigeration apparatus capable of high efficiency and high reliability operation can be obtained.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
「第１−１の実施の形態」 図１は第１−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。図２は図１に示す気液分離装置のＡ−Ａ断面図である。また図３は図２の溝部詳細拡大断面図である。図１に示すように外郭体１０−１内に液相出口管７−１に向かう溝２−１を有する溝付き体４−１が設けられており、溝付き体４−１の上流には入り口仕切り体１６−１が設けられ、入り口仕切り体の後流で流路断面積が急激に拡大する急拡大部３−１を設け、気液分離室１−１を構成している。入り口仕切り体１６−１の一部は段差部１５−１が設けられ、段差部１５−１が溝２−１の溝頂部３０−１に概略接することにより溝付き体４−１の中心軸と入り口仕切り体１６−１の中心軸が概略一致する構成としている。なお、上記した概略接しとは、設計上では接するように設計しても、実際には加工上の寸法公差により入り口仕切り体と溝頂部がわずかに離れ、近接状態にある場合を含めたことを意味する。 気液二相流は入口管５−１から流入室４８−１に流入し、さらに入り口仕切り体１６−１と外郭体１０−１をもって作られる狭小空間１２−１に流入し、急拡大部３−１で流路断面積が拡大する。入り口仕切り体１６−１をもって作られる狭小空間１２−１で気液二相流を急拡大部３−１後流の溝２−１に沿って供給する傾向付けをするので、気液二相流は溝に沿って溝に流入する。 “1-1 Embodiment” FIG. 1 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separator according to a 1-1 embodiment. 2 is a cross-sectional view of the gas-liquid separator shown in FIG. FIG. 3 is a detailed enlarged sectional view of the groove of FIG. As shown in FIG. 1, a grooved body 4-1 having a groove 2-1 toward the liquid phase outlet pipe 7-1 is provided in the outer body 10-1, and upstream of the grooved body 4-1. The entrance partition 16-1 is provided, and a rapid expansion portion 3-1, in which the flow path cross-sectional area rapidly increases in the wake of the entrance partition, is provided to constitute the gas-liquid separation chamber 1-1. A part of the entrance partition 16-1 is provided with a step 15-1, and the step 15-1 substantially contacts the groove top 30-1 of the groove 2-1, thereby the center axis of the grooved body 4-1. The central axis of the entrance partition 16-1 is approximately the same. Note that the above-mentioned rough contact includes the case where the entrance partition body and the groove top part are slightly separated due to dimensional tolerance in processing and are in close proximity even if they are designed to contact in the design. means. The gas-liquid two-phase flow flows into the inflow chamber 48-1 from the inlet pipe 5-1, and further flows into the narrow space 12-1 formed by the inlet partition 16-1 and the outer body 10-1. -1 increases the cross-sectional area of the flow path. Since the gas-liquid two-phase flow is tended to be supplied along the groove 2-1 in the wake of the rapid expansion portion 3-1, in the narrow space 12-1 formed by the entrance partition 16-1, the gas-liquid two-phase flow is provided. Flows into the groove along the groove.
ここで、図３に示す溝幅をｂ、液面曲率半径をｒ、液密度をρ、液表面張力をσおよび重力加速度をｇとしたとき、溝は
溝頂点仮想円９−１の内側の気相流路断面積をＳｇ、溝頂点仮想円９−１の外側の液相流路断面積をＳｌとしたとき、
以上に述べた式１−１および式３−１が表面張力の作用により液が溝から溢れることなく溝内を流れ、気液分離を行うための必要条件であるが、確実に二相流を気液分離するためには二相流の流量に関する条件が必要である。すなわち、該狭小空間から溝に流入直後の流路断面（図１に示すＢ−Ｂ断面）における溝内流路断面積Ｓｌに対して、気液二相流の質量流量Ｇが大きすぎると、非常に速い流速となり、流れのせん断力が表面張力に勝り、表面張力効果により溝面に付着した液が気相流のせん断力により引きちぎられ、気相中に液相ミストが混入した噴霧流となり、気相中に液が混じり十分な気液分離効果が得られない。
このような高速気相流のせん断力による噴霧流発生限界はIshii（M.Ishii and M.A.Grolmes， Inception Criteria
for Droplet Entrainment in Two-Phase Concurrent Film Flow, AIChE Journal
Vol.21,No.2, March,1975）の研究がよく知られている。
すなわち、図４においてガス流によるせん断力で液が引きちぎられる力Fdが液面を保持しようとする表面張力Fσを上回ったとき、ミストが発生し噴霧流になる。
The limit of spray flow generation due to the shear force of such high-speed gas-phase flow is Ishii (M.Ishii and MAGrolmes, Inception Criteria
for Droplet Entrainment in Two-Phase Concurrent Film Flow, AIChE Journal
Vol.21, No.2, March, 1975) is well known.
That is, in FIG. 4, when the force Fd by which the liquid is torn off by the shearing force due to the gas flow exceeds the surface tension Fσ that tries to hold the liquid surface, mist is generated and becomes a spray flow.
すなわち、式６−１の関係を満たすことにより噴霧流の発生を防止でき、その例として、表１に示す具体的な複数の冷凍サイクル運転条件例と表２に示す複数の気液分離装置仕様例に対して式７−１、式８−１で示される無次元速度Ｕ、膜レイノルズ数Ｒefを計算した結果を図５に示し、また、式６−１で示される噴霧流発生限界を計算した結果も図５に示した。
図５に示したように各気液分離装置を各運転条件で使用した場合の噴霧流遷移限界無次元速度Ｕlimに対する位置づけは把握できる。しかし、各点は膜レイノルズ数Ｒefに対する無次元速度Ｕの分布を示すが、この図から各仕様の気液分離装置に流すことが出来る冷媒流量を直接把握することは出来ない。 As shown in FIG. 5, the position relative to the spray flow transition limit dimensionless speed Ulim when each gas-liquid separator is used under each operating condition can be grasped. However, although each point shows the distribution of the dimensionless velocity U with respect to the membrane Reynolds number Ref, it is impossible to directly grasp the refrigerant flow rate that can be flowed to the gas-liquid separator of each specification from this figure.
そこで、噴霧流を起こさない冷媒流量を直接把握するための具体的手段として以下の発明を行った。すなわち、噴霧流を起こさない冷媒流量を直接把握するために、冷媒流量と無次元速度Ｕの関係を検討した。この物理モデルでは冷媒の運動量と表面張力が関係しているため、冷媒流量が関係する物理量として、ウエーバー数Ｗｅを選んだ。ウエーバー数Ｗｅは冷媒の運動量すなわち慣性力と表面張力の比で定義される無次元数であり、二相流の密度をρ、流速をu、表面張力をσ、液面の曲率半径をｒとしたとき次式となる。
そこで、図５の場合と同様に、表２に示すａからｅの各仕様の気液分離器を表１に示す各運転条件で使用した場合の無次元速度Ｕを式７−１より計算し、噴霧流遷移限界無次元速度Ｕlimに対する比Ｕ／Ｕlimを求め、ウエーバー数Ｗｅに対してプロットした結果を図６に示す。Ｗｅに対してＵ／Ｕlimをプロットすることにより、各気液分離装置を各運転条件で使用した場合のＵ／Ｕlimはほぼ一つの線上に乗っていることが分かる。なお、図６中のプロット記号も表２の記号に対応している。 したがって、噴霧流を越さない限界、すなわち、各点の無次元速度Ｕが噴霧流遷移限界無次元速度Ｕlimより小さい Ｕ／Ｕlim＜１ とするには図６より
「第２−１の実施の形態」 先に説明した、図1および図２を用いて第２−１の実施の形態の気液分離装置を説明する。 図１は、第２−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。図２は、図１に示す気液分離装置のＡ−Ａ断面図である。本実施形態の気液分離装置は、図１および図２に示すように外郭体１−１内に外郭体と別体で溝２−１を有する溝付き体４−１が設けられており、溝頂点仮想円９−１の内側がガスが流れる流路断面積Ｓｇであり、溝頂点仮想円９−１の外側の溝内が液が流れる流路断面積Ｓｌであり、その構成および作用は先に説明したとおりである。 “2-1 Embodiment” The gas-liquid separation device of the 2-1 embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 described above. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separation device according to a 2-1 embodiment. 2 is a cross-sectional view of the gas-liquid separator shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the gas-liquid separation device of the present embodiment is provided with a grooved body 4-1 having a groove 2-1 separately from the outer body in the outer body 1-1. The inside of the groove apex virtual circle 9-1 is the flow path cross-sectional area Sg through which gas flows, and the inside of the groove outside the groove apex virtual circle 9-1 is the flow path cross-sectional area Sl through which the liquid flows. As described above.
本発明の気液分離装置を実際の冷凍サイクルに適用する場合、色々な使い方があり、適用対象となる冷凍サイクルそれぞれの条件に適切な気液分離装置を提供する必要がある。具体的な適用例として、上記した気液分離装置を冷凍サイクルに使用した場合の第一の冷凍サイクル構成図を図７に示す。図７に示した冷凍サイクル構成図には適用例を説明するために必要な基本的構成要素を示している。すなわち、圧縮機1７−１は第一のシリンダ１８−１と第二のシリンダ１９−１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１８−１と第二のシリンダ１９−１で二段に圧縮され高温高圧気相冷媒となり冷媒吐出管２０−１を経て、凝縮器２１−１で凝縮器用送風機２２−１より送られる空気に放熱し、低温高圧液冷媒となる。その液冷媒は第一の減圧器２３−１で減圧され二相流となり、入り口管５−１から気液分離装置３３−１に流入し、液相冷媒は液相出口管７−１から第二の減圧器２４−１でさらに減圧され、蒸発器２５−１に入り蒸発器用送風機２６−１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１７−１に吸い込まれる。一方、気液分離装置３３−１で分離された気相冷媒は気相出口管６−１から第二のシリンダ１９−１に吸い込まれるため、気液分離装置３３−１で分離された蒸発に寄与しない気相冷媒は第一のシリンダ１８−１で圧縮する必要が無く、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にできる。 When the gas-liquid separator of the present invention is applied to an actual refrigeration cycle, there are various usages, and it is necessary to provide a gas-liquid separator suitable for each condition of the refrigeration cycle to be applied. As a specific application example, FIG. 7 shows a first refrigeration cycle configuration diagram when the gas-liquid separator described above is used in a refrigeration cycle. The refrigeration cycle configuration diagram shown in FIG. 7 shows basic components necessary for explaining an application example. That is, the compressor 17-1 has a first cylinder 18-1 and a second cylinder 19-1, and the low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant sucked by the compressor is connected to the first cylinder 18-1 and the second cylinder 19-1. The refrigerant is compressed in two stages by the cylinder 19-1 to become a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant, passes through the refrigerant discharge pipe 20-1, and is radiated to the air sent from the condenser blower 22-1 by the condenser 21-1, Become. The liquid refrigerant is depressurized by the first decompressor 23-1 to form a two-phase flow, and flows into the gas-liquid separation device 33-1 from the inlet pipe 5-1, and the liquid refrigerant is supplied from the liquid phase outlet pipe 7-1. The pressure is further reduced by the second pressure reducer 24-1, takes heat from the air that enters the evaporator 25-1 and is sent by the evaporator blower 26-1, becomes a low-temperature low-pressure gas-phase refrigerant, and is sucked into the compressor 17-1. On the other hand, since the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 33-1 is sucked into the second cylinder 19-1 from the gas-phase outlet pipe 6-1, the vapor separated by the gas-liquid separator 33-1 is evaporated. Gas phase refrigerant that does not contribute need not be compressed by the first cylinder 18-1, compression power can be reduced, and high-efficiency operation can be achieved.
図７に示した冷凍サイクルにおいて、気液分離装置に流入する冷媒の状態は図８に示すモリエル線図で示すことができ、点ａの状態で第一の減圧器２３−１に流入した冷媒は第一の減圧器２３−１で中間圧力Pmまで減圧され、点ｂの乾き度Ｘmで気相と液相が混合した状態の冷媒となり気液分離器３３−１に流入する。 In the refrigeration cycle shown in FIG. 7, the state of the refrigerant flowing into the gas-liquid separator can be shown by the Mollier diagram shown in FIG. 8, and the refrigerant flowing into the first decompressor 23-1 in the state of point a. Is reduced to the intermediate pressure Pm by the first pressure reducer 23-1, becomes a refrigerant in a state where the gas phase and the liquid phase are mixed at the dryness Xm at the point b, and flows into the gas-liquid separator 33-1.
図９は上記した気液分離装置を冷凍サイクルに使用した場合の第二の冷凍サイクル構成図である。すなわち、圧縮機1７−１は第一のシリンダ１８−１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１８−１で圧縮され高温高圧気相冷媒となり冷媒吐出管２０−１を経て、凝縮器２１−１で凝縮器用送風機２２−１から送られる空気に放熱し、低温高圧液冷媒となる。その液冷媒は第一の減圧器２３−１で減圧され二相流となり、入り口管５−１から気液分離装置３３−１に流入し、液相冷媒は液相出口管７−１から蒸発器２５−１に入り蒸発器用送風機２６−１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１７−１に吸い込まれる。一方、気液分離装置で分離された気相冷媒は気相出口管６−１から蒸発器バイパス管２７−１を経て圧縮機１７−１に吸い込まれる。 FIG. 9 is a configuration diagram of a second refrigeration cycle when the gas-liquid separator described above is used in a refrigeration cycle. That is, the compressor 17-1 has the first cylinder 18-1, and the low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant sucked by the compressor is compressed by the first cylinder 18-1 and becomes a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant. After passing through 20-1, the condenser 21-1 dissipates heat to the air sent from the condenser blower 22-1 and becomes a low-temperature high-pressure liquid refrigerant. The liquid refrigerant is depressurized by the first decompressor 23-1 to form a two-phase flow, and flows into the gas-liquid separator 33-1 from the inlet pipe 5-1, and the liquid refrigerant is evaporated from the liquid phase outlet pipe 7-1. Heat is taken from the air sent into the evaporator 25-1 and sent by the evaporator blower 26-1 to become a low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant and sucked into the compressor 17-1. On the other hand, the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator is sucked into the compressor 17-1 from the gas-phase outlet pipe 6-1 through the evaporator bypass pipe 27-1.
気液分離装置３３−１を用いない場合には、減圧器２３−１で減圧された二相流の気相冷媒も蒸発器に流入するため、特に、蒸発器用送風機２６−１で送られる空気温度が低い場合には蒸発圧力が低下し、気相冷媒の密度は小さくなり体積流量が大きくなるため、蒸発器２５−１での圧力損失が大きく蒸発器２５−１の出口圧力、即ち、圧縮機吸込み圧力が低下するため、圧縮動力が増大し、高効率な運転ができなくなる。 それに対して、図９で示したように気液分離装置３３−１を設け、分離された気相冷媒を気相出口管６−１から蒸発器バイパス管２７−１を経て圧縮機1７−１に吸い込ませることにより、蒸発に寄与しない気相冷媒は蒸発器２５−１に流入しないため蒸発器２５−１での圧力損失を抑えることができ、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にできる。 When the gas-liquid separation device 33-1 is not used, the two-phase gas-phase refrigerant decompressed by the decompressor 23-1 also flows into the evaporator, so that the air sent by the evaporator fan 26-1 in particular. When the temperature is low, the evaporation pressure decreases, the density of the gas-phase refrigerant decreases, and the volume flow rate increases, so that the pressure loss in the evaporator 25-1 is large and the outlet pressure of the evaporator 25-1, that is, compression. Since the machine suction pressure decreases, the compression power increases and high-efficiency operation becomes impossible. On the other hand, as shown in FIG. 9, a gas-liquid separator 33-1 is provided, and the separated gas-phase refrigerant is sent from the gas-phase outlet pipe 6-1 to the compressor 177-1 via the evaporator bypass pipe 27-1. Since the gas-phase refrigerant that does not contribute to evaporation does not flow into the evaporator 25-1, the pressure loss in the evaporator 25-1 can be suppressed, the compression power can be reduced, and highly efficient operation is possible. Can be.
図９に示した冷凍サイクルは、減圧器２３−１により蒸発圧力まで減圧され、使用対象となる蒸発温度に設定される。すなわち、この冷凍サイクルの状態は図１０に示すモリエル線図で表現でき、例えば（Ａ）は蒸発温度が−２０℃程度まで対象とする低温冷凍サイクル、（Ｂ）は蒸発温度が０℃程度まで対象とする中温冷凍サイクルの例であり、それぞれにおいて、点ａは減圧器入口、点ｂは気液分離装置入口の冷媒状態であり、気液分離装置入口のそれぞれの冷媒乾き度Ｘ１，Ｘ２は減圧器入口のサブクール量Ｓc1，Ｓc2及び蒸発圧力Ｐs1、Ｐs2が変わることにより異なった値となる。 The refrigeration cycle shown in FIG. 9 is decompressed to the evaporation pressure by the decompressor 23-1, and is set to the evaporation temperature to be used. That is, the state of this refrigeration cycle can be expressed by the Mollier diagram shown in FIG. 10, for example, (A) is a low-temperature refrigeration cycle targeted for an evaporation temperature of about −20 ° C., and (B) is an evaporation temperature of about 0 ° C. It is an example of the target intermediate temperature refrigeration cycle, and in each, the point a is the decompressor inlet, the point b is the refrigerant state at the gas-liquid separator inlet, and the refrigerant dryness X1, X2 at the gas-liquid separator inlet is The subcool amounts Sc1 and Sc2 and the evaporation pressures Ps1 and Ps2 at the inlet of the decompressor change to different values.
以上に述べたように、気液分離装置の使い方により、気液分離装置に流入する冷媒の状態が異なり、それに対応してそれぞれの条件に適切な気液分離装置を提供する必要がある。 それぞれの条件に対して適切な気液分離装置を提供する要件は先に述べたように、冷媒流量に対して適切な流路断面積をもち、かつ、液が溝から溢れないようにし、表面張力の作用により溝内に液を保持することであり、式１３−１、式３−１および式１−１の関係を満たすことである。 As described above, the state of the refrigerant flowing into the gas-liquid separator varies depending on how the gas-liquid separator is used, and accordingly, it is necessary to provide a gas-liquid separator suitable for each condition. The requirement to provide an appropriate gas-liquid separation device for each condition is that, as described above, it has an appropriate flow path cross-sectional area with respect to the refrigerant flow rate, and prevents liquid from overflowing from the groove. This is to hold the liquid in the groove by the action of tension, and to satisfy the relations of Formula 13-1, Formula 3-1, and Formula 1-1.
気液分離装置の使い方あるいは適用機種により適切な気液分離装置を提供するためには溝の断面形状を変えることにより気相断面積Ｓｇ、液相断面積Ｓｌが式１３−１、式３−１および式１−１の関係を満たすようにする。例えば、気液分離装置の溝に流入する二相流の液の割合が少ない条件の場合には図１１に示す浅い溝２−１を有する溝付き体４−１が用いられ、気液分離装置の溝に流入する二相流の液の割合が多い条件の場合には図１２に示す深い溝２−１を有する溝付き体４−１が用いられる。したがって、図１に示すように外郭体１−１と別体で溝２−１を有する溝付き体４−１を設けることにより、気液分離装置の使い方あるいは適用機種に応じて適切な気相断面積Ｓｇ、液相断面積Ｓｌをもつ溝付き体４−１のみを複数準備することにより、外郭体をはじめとする共通部品に対して適切な溝付き体を選ぶことにより、安価な気液分離装置を提供できる。また、溝２−１を有する溝付き体４−１を別体で作ることにより、いかなる溝形状でも加工しやすく安価な気液分離装置を提供できる。 In order to provide an appropriate gas-liquid separator according to the usage or application model of the gas-liquid separator, the gas-phase cross-sectional area Sg and the liquid-phase cross-sectional area S1 are changed by the equations 13-1 and 3- 1 and Formula 1-1 are satisfied. For example, when the ratio of the two-phase flow liquid flowing into the groove of the gas-liquid separator is small, the grooved body 4-1 having the shallow groove 2-1 shown in FIG. When the ratio of the two-phase flow liquid flowing into the groove is large, a grooved body 4-1 having a deep groove 2-1 shown in FIG. 12 is used. Therefore, as shown in FIG. 1, by providing the grooved body 4-1 having the groove 2-1 separately from the outer body 1-1, an appropriate gas phase can be obtained according to the usage or application model of the gas-liquid separator. By preparing only a plurality of grooved bodies 4-1 having a cross-sectional area Sg and a liquid phase cross-sectional area Sl, an appropriate gas-liquid can be obtained by selecting an appropriate grooved body for the common parts including the outer body. A separation device can be provided. Moreover, by making the grooved body 4-1 having the groove 2-1 separately, it is possible to provide an inexpensive gas-liquid separation device that can be easily processed in any groove shape.
「第３−１の実施の形態」 先に説明した図1および図１３を用いて第３−１の実施の形態の気液分離装置を説明する。図１は第３−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。図１３は図１に示す気液分離装置のＢ−Ｂ断面図における溝部詳細断面図である。第３−１の実施の形態では溝２−１の表面を親水性処理面４３−１としていることが特徴であり、その他の構成および作用は第１−１の実施の形態の場合と同じである。 図１に示す気液分離装置のＢ−Ｂ断面図に流入した二相流は気相中に多くの液滴ミスト４０−１を含んでおり、それらの液滴ミスト４０−１は溝２−１の表面に付着し溝に捕捉される。しかし、溝面に付着した液滴４１−１がそのままの状態で留まっていると、図４に示した噴霧流発生メカニズムの原理により、高速ガス流によるせん断力で液滴が引きちぎられ噴霧流となりやすい。したがって、第３−１の実施の形態では溝２−１の表面を親水性処理面４３−１とし、溝２−１の溝面に付着した液滴４１−１を親水性処理の作用により直ちに液膜化し、溝底に集まった液相４２−１と合流させることにより、液相を安定的に溝に補足でき良好な気液分離が可能になる。親水性処理面４３−１の加工方法はたとえば、ショットブラスト等による機械的手段または化学的処理により微細凹凸加工、あるいは親水性材料の塗布でも良い。 “3-1 Embodiment” A gas-liquid separation device according to a 3-1 embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 13 described above. FIG. 1 is a sectional view showing a gas-liquid separation device according to a 3-1 embodiment. FIG. 13 is a detailed cross-sectional view of the groove portion in the BB cross-sectional view of the gas-liquid separator shown in FIG. The 3-1 embodiment is characterized in that the surface of the groove 2-1 is a hydrophilic treatment surface 43-1, and other configurations and operations are the same as those in the 1-1 embodiment. is there. The two-phase flow that has flowed into the BB cross-sectional view of the gas-liquid separation device shown in FIG. 1 includes a large number of droplet mists 40-1 in the gas phase. It adheres to the surface of 1 and is captured by the groove. However, if the droplet 41-1 adhering to the groove surface remains as it is, the droplet is torn off by the shearing force of the high-speed gas flow and becomes a spray flow due to the principle of the spray flow generation mechanism shown in FIG. Cheap. Therefore, in the third embodiment, the surface of the groove 2-1 is the hydrophilic treatment surface 43-1, and the droplet 41-1 adhering to the groove surface of the groove 2-1 is immediately caused by the action of the hydrophilic treatment. By forming a liquid film and joining with the liquid phase 42-1 collected at the bottom of the groove, the liquid phase can be stably captured in the groove and good gas-liquid separation becomes possible. The processing method of the hydrophilic treatment surface 43-1 may be, for example, fine unevenness processing by mechanical means such as shot blasting or chemical treatment or application of a hydrophilic material.
「第４−１の実施の形態」 図１４は第４−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。図１５は図１４に示す気液分離装置のＣ−Ｃ断面図である。本実施形態の気液分離装置は溝２−１を有する溝付き体４−１を平板状にし、それに応じて外郭体１−１を箱状にしたものであり、図１４および図１５に示すよう外郭体１−１内に外郭体と別体で溝２−１を有する溝付き体４−１が設けられ
ており、その作用及び効果は図１に示した第２−１の実施の形態と同じである。"4-1th Embodiment" FIG. 14 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separation device according to a 4-1 embodiment. 15 is a cross-sectional view taken along the line CC of the gas-liquid separator shown in FIG. The gas-liquid separation device of the present embodiment has a grooved body 4-1 having a groove 2-1 in a flat plate shape, and the outer body 1-1 has a box shape accordingly, as shown in FIGS. 14 and 15. In the outer body 1-1, a grooved body 4-1 having a groove 2-1 is provided separately from the outer body, and the operation and effect of the second embodiment shown in FIG. Is the same.
また、図１５において、溝付き体４−１の溝頂部３０−１から第２の外郭体１０−１の上蓋に当たる第2の外郭体１１−２の内面までの距離Ｈは二相流のボイド率βを用いて決められる。すなわち、ボイド率とは全流路断面積に占める気相断面積の割合であり、気相断面積をＳｇ、液相断面積をＳｌとしたとき、
「第５−１の実施の形態」 図１６は第５−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。図１７は図１６に示す気液分離装置のＡ−Ａ断面図である。図１６に示す第５−１の実施の形態の気液分離装置では溝２−１をもつ溝付き体４−１を薄板を折り曲げて構成したものであり、そのＡ−Ａ断面は図１７に示すようになっている。薄板を折り曲げて構成した溝付き体４−１は図１８に示した薄板を折り曲げた溝付き体４−１を製作し、それを丸め、図１７に示すように外郭体１０−１に挿入している。 “5-1th Embodiment” FIG. 16 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separator according to a 5-1 embodiment. 17 is a cross-sectional view taken along line AA of the gas-liquid separator shown in FIG. In the gas-liquid separator of the 5-1 embodiment shown in FIG. 16, a grooved body 4-1 having a groove 2-1 is formed by bending a thin plate, and the AA cross section is shown in FIG. As shown. A grooved body 4-1 formed by bending a thin plate is manufactured as a grooved body 4-1 formed by bending a thin plate shown in FIG. 18, and is rolled and inserted into the outer body 10-1 as shown in FIG. ing.
一般的に、図１１、図１２に示したような浅い溝は切削、焼結加工等により加工が可能であるが、溝深さが深くなるとそれらによる加工方法で深い溝を実現することは難しく、また、たとえ可能になっても加工費が高くなる。 さらに噴霧流を起さない条件として示した式１３−１において、溝内流路断面積Ｓｌを大きくすることにより、噴霧流を起こすことなく気相質量流量Ｇを大きく出来る。したがって図２に示す溝面を構成する肉部１３−１の厚さｔが厚いと溝内流路断面積Ｓｌは小さくなるため、Ｓｌを大ききとるためには肉部１３−１の厚さｔを薄くするかまたは溝深さｈを深くすることが必要になり、この点からも切削、焼結加工等による溝加工が難しくなる。 したがって、薄板を折り曲げて溝付き体４−１を構成することにより安価な深溝を構成でき、さらに、図１８に示した薄板を折り曲げた溝付き体４−１を丸め、図１７に示すように外郭体１０−１に挿入することにより溝内流路断面積Ｓｌを確保し、かつ深溝を安価で容易に実現できる。 In general, shallow grooves as shown in FIGS. 11 and 12 can be processed by cutting, sintering, or the like. However, when the groove depth becomes deep, it is difficult to realize a deep groove by a processing method using them. Also, even if it becomes possible, the processing cost becomes high. Furthermore, in Equation 13-1 shown as a condition that does not cause the spray flow, the gas phase mass flow rate G can be increased without causing the spray flow by increasing the channel cross-sectional area Sl in the groove. Therefore, if the thickness t of the meat portion 13-1 constituting the groove surface shown in FIG. 2 is large, the channel cross-sectional area Sl in the groove becomes small. Therefore, in order to increase the thickness Sl, the thickness of the meat portion 13-1 is increased. It is necessary to make t thin or deepen the groove depth h, and from this point, groove processing by cutting, sintering, or the like becomes difficult. Therefore, an inexpensive deep groove can be formed by bending the thin plate to form the grooved body 4-1, and further, the grooved body 4-1 formed by bending the thin plate shown in FIG. 18 is rounded, as shown in FIG. By inserting it into the outer body 10-1, the in-groove channel cross-sectional area Sl can be secured, and the deep groove can be easily realized at low cost.
しかし、薄板を折り曲げて溝付き体４−１を構成する方法は深溝を安価で容易に実現できる一方で、解決しなければならない課題があり、以下にその課題を解決する具体的発明について述べる。 However, while the method of forming the grooved body 4-1 by bending a thin plate can easily realize a deep groove at a low cost, there are problems that must be solved, and a specific invention that solves the problem will be described below.
溝付き体４−１を丸め、外郭体１０−１に挿入した気液分離装置では、図１６に示すように、入口管５−１から流入した二相流は入り口仕切り体１６−１と外郭体１０−１をもって作られる狭小空間１２−１を通り図１６に矢印で示すように溝２−１に流入する。このとき、溝に流入した二相流は図１７に示す内側の溝２i−１と外側の溝２o−１の両側に流入する。内側の溝２i−１に流入した二相流の液相は表面張力の作用により溝内に付着して流れ、気相は溝頂点仮想円９−１の内側の気相流路Ｓｇ側に流れる。しかし、外側の溝２o−１に流入した二相流は気相成分もそのまま外側の溝２o−１側を流れ続け、液相出口管７−１に至るため、液相側に気相成分が混入し良好な気液分離を出来ないという課題が考えられる。
In the gas-liquid separation device in which the grooved body 4-1 is rolled and inserted into the outer body 10-1, as shown in FIG. 16, the two-phase flow flowing from the inlet pipe 5-1 is separated from the inlet partition 16-1. It passes through the narrow space 12-1 formed with the body 10-1, and flows into the groove 2-1 as shown by the arrow in FIG. At this time, the two-phase flow flowing into the groove flows into both sides of the
上記した課題を解決する具体的発明を図１９を用いて説明する。
外側の溝２o−１には気相と液相が二相流の状態で流れ、液相は表面張力の作用により外側の溝２o−１内のコーナ部２８−１に付着して流れると考えることができ、その結果気相流路は狭まり、気相は外側の溝２o−１に内接する円２９−１内を流れると考えることができる。
溝数を多くしていくと、内接する円２９−１の径ｄｇは小さくなり、その部分を流れる気相流速は気相主流路すなわち、溝頂点仮想円９−１の内側の流路を流れる気相流速に対し小さく、さらに、気相主流路断面積に対する全内接円流路断面積も小さいため、気相主流路に対する全内接円流路を流れる気相流量が十分に小さくなる溝幅ｂと溝深さｈの関係が存在すると考えた。
そこで、すべての外側の溝２o−１全体を流れる気相流量Ｇgoが気相主流路すなわち、溝頂点仮想円９−１の内側の流路を流れる気相流量Ｇgiに対してどの程度の割合になるのかを把握するため、Ｇgo/Ｇgiを以下の考え方で計算した。
一般に、円形流路における圧力損失ΔＰは流体密度をρg、管摩擦係数をλ、流路径をＤ，流路長さをＬ，管内流速をＶおよび重力加速度をｇとしたとき次式で示される。
Consider gas phase and the liquid phase on the outside of the groove 2o-1 continues to flow while the two-phase flow, the liquid phase to flow attached to the corner portion 28-1 of the outer groove 2o-1 by the action of surface tension As a result, the gas phase flow path is narrowed, and it can be considered that the gas phase flows in a circle 29-1 inscribed in the outer groove 2o-1 .
As the number of grooves is increased, the diameter dg of the inscribed circle 29-1 decreases, and the gas phase flow velocity flowing through the circle 29-1 flows through the gas phase main channel, that is, the channel inside the groove apex virtual circle 9-1. A groove in which the gas flow rate flowing through the inscribed circular flow path with respect to the gas phase main flow path is sufficiently small because it is small with respect to the gas phase flow velocity and the cross section area of the inscribed circular flow path relative to the gas phase main flow path is also small. It was considered that there was a relationship between width b and groove depth h.
Therefore, at what ratio the gas-phase flow rate Ggo flowing through all the outer grooves 2o-1 is relative to the gas-phase main flow channel, that is, the gas-phase flow rate Ggi flowing through the inner channel of the groove apex virtual circle 9-1. Ggo / Ggi was calculated based on the following concept in order to understand whether this would be true.
In general, the pressure loss ΔP in a circular flow path is expressed by the following equation when the fluid density is ρg, the pipe friction coefficient is λ, the flow path diameter is D, the flow path length is L, the pipe flow velocity is V, and the gravitational acceleration is g. .
式１６−１は気液分離装置の幾何学的形状により決まるため、表３に示す具体的気液分離装置仕様例に対して流量比を計算した結果を図２０に示す。計算において、本気液分離装置が使用される運転条件は表１の条件とした。表1によると各運転条件の中で最も小さなボイド率βは０.７３２であり、式３−１のＳｇ／（Ｓｇ＋Ｓｌ）≦０.７３２になるように溝設計を行えばいずれの条件で運転しても液相が溝から溢れることなく流れるため、本計算では、余裕を見て、Ｓｇ／（Ｓｇ＋Ｓｌ）＝０.７０となるようにｈを求めた。また、溝幅ｂは溝頂点仮想円９−１の円周を溝数で除した円弧長さで定義し、溝幅ｂは溝数を変えることにより求められる。上記より求められるｂ／ｈに対して流量比Ｇgo/Ｇgiを図２０に示した。 なお、溝の折り曲げ加工を行う場合、折り曲げ部は鋭角に折り曲げることは難しく、実際には図１９に示すように折り曲げ半径ｒｃが必要であり、本計算では折り曲げ半径ｒｃ＝板厚ｔとして計算した。
図２０より明かなように、ｂ／ｈに対して流量比Ｇgo/Ｇgiをプロットすることにより、気液分離装置仕様例Ａ，Ｂ，Ｃいずれもほぼ同一線上に乗っていることがわかる。理想的には液相側に混入する気相は０％であることが望ましいが、工業的には広い運転条件を考慮すると１から２％程度の混入は許容する必要があり、Ｇgo/Ｇgiが２％以下になるのは図２０よりｂ／ｈが０．６以下の場合であることが分かる。したがって、液相側に混入する気相成分を２％以下に抑えるためには
「第６−１の実施の形態」 図２１は第６−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。 図２１に示す気液分離装置は図1に示した気液分離装置とその構成、作用は同じであり、外郭体１０−１内に液相出口管７−１に向かう溝２−１を有する溝付き体４−１が設けられており、溝付き体４−１の上流には入り口仕切り体１６−１が設けられ、入り口仕切り体の後流で流路断面積が急激に拡大する急拡大部３−１を設け気液分離室１−１を構成している。入り口仕切り体１６−１の一部は段差部１５−１が設けられ、段差部１５−１が溝２−１の溝頂部に概略接することにより溝付き体４−１の中心軸と入り口仕切り体１６−１の中心軸が概略一致する構成としている。すなわち、入り口仕切り体１６−１は二相流が気液分離室１−１に直接流入しないようにする機能を持つため、溝付き体４−１の中心軸と入り口仕切り体１６−１の中心軸のずれを防ぐための位置あわせのために入り口仕切り体１６−１の一部に段差部１５−１を設けている。 気液二相流は入口管５−１から流入し、入り口仕切り体１６−１と外郭体１０−１をもって作られる狭小空間１２−１に流入し、狭小空間１２−１で気液二相流を急拡大部３−１後流の溝２−１に沿って供給する傾向付けをするので、気液二相流は溝に沿って溝に流入する。 気液分離性能は基本的には先に述べた溝の特性に依存しているが、溝の特性以外に気液二相流の溝への流入条件も気液分離性能を確保する上で重要な要件である。その第一の流入条件は入り口仕切り体１６−１の寸法に関する条件である。 入り口仕切り体１６−１は気液二相流を溝に沿って溝に流入させる機能も果たすことが気液分離性能を確保する上で重要な要件である。したがって、そのためには、図２１に示す入口仕切り体１６−１の溝先端から上流側の長さＬ１、溝先端から下流側の段差部１５−１の長さＬ２寸法が気液分離性能に重要な意味を持つ。 “6-1th Embodiment” FIG. 21 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separator according to a 6-1 embodiment. The gas-liquid separator shown in FIG. 21 has the same configuration and function as the gas-liquid separator shown in FIG. 1, and has a groove 2-1 in the outer body 10-1 toward the liquid-phase outlet pipe 7-1. A grooved body 4-1 is provided, an inlet partition 16-1 is provided upstream of the grooved body 4-1, and the flow path cross-sectional area rapidly increases in the wake of the inlet partition. The unit 3-1 is provided to constitute the gas-liquid separation chamber 1-1. A part of the entrance partition 16-1 is provided with a stepped portion 15-1, and the stepped portion 15-1 substantially contacts the groove top of the groove 2-1, whereby the central axis of the grooved body 4-1 and the entrance partition The central axis of 16-1 is substantially matched. That is, since the entrance partition 16-1 has a function to prevent the two-phase flow from directly flowing into the gas-liquid separation chamber 1-1, the central axis of the grooved body 4-1 and the center of the entrance partition 16-1 A step 15-1 is provided in a part of the entrance partition 16-1 for alignment to prevent the shaft from shifting. The gas-liquid two-phase flow flows from the inlet pipe 5-1, flows into the narrow space 12-1 formed by the inlet partition 16-1 and the outer body 10-1, and the gas-liquid two-phase flow in the narrow space 12-1. Since the gas-liquid two-phase flow flows along the groove, the gas-liquid two-phase flow flows into the groove. The gas-liquid separation performance basically depends on the groove characteristics described above, but in addition to the groove characteristics, the inflow conditions of the gas-liquid two-phase flow into the groove are also important to ensure the gas-liquid separation performance. It is a necessary requirement. The first inflow condition is a condition related to the size of the entrance partition 16-1. It is an important requirement for ensuring the gas-liquid separation performance that the entrance partition 16-1 also fulfills the function of causing the gas-liquid two-phase flow to flow into the groove along the groove. Therefore, for this purpose, the length L1 upstream from the groove tip of the inlet partition 16-1 shown in FIG. 21 and the length L2 of the step 15-1 downstream from the groove tip are important for the gas-liquid separation performance. It has a meaning.
一般的に、図２２に示すように流れの中に置かれた板をよぎる流れの物理モデルを考えたとき、板３１−１の厚さが薄い場合には、流線３２−１は板の後流側で板の中心部方向に回り込みやすい性質があり、Ｌ１寸法が小さいと溝に供給された二相流の液相成分が溝内に捕捉される前に溝の外の気相流路部に流れ込み、良好な気液分離が出来ない可能性を予測した。そこで、Ｌ１、Ｌ２寸法を種々変え、気相出口管６−１中に混入する液量を実験により計測し、二相流全液量に対する液混合割合を求めた。図２３に液混合割合をＬ１／Ｌ２に対してプロットした結果を示す。理想的には液混合割合が０であることが望ましいが工業的には若干の許容値が必要であり、液混合割合を０．００３すなわち０．３％許容すると、図２３より
なお、Ｌ１／Ｌ２＜１．６で液混合割合が大きくなっている理由は以下による。 Ｌ１／Ｌ２が小さな場合の第一点はＬ１が小さな場合でありこの場合には図２２に示した流れの物理モデルにより溝に供給された二相流の液相成分が溝内に捕捉される前に溝の外の気相流路部に流れ込むためである。Ｌ１／Ｌ２が小さな場合の第二点はＬ２が大きな場合である。この場合には、図２４に示すように溝頂部３０−１が入口仕切り体の段差部１５−１に接することによりコーナー部ができ、そこにコーナー付着液３４−１が蓄積し流れ、急拡大部３−１でその液が気相流路部に流れ込むためである。この場合、Ｌ２が大きいとコーナー付着液３４−１の量が増えるため、Ｌ２が大きいほど、すなわちＬ１／Ｌ２が小さいほど液混合割合が大きくなる。一方、Ｌ１／Ｌ２が大きくなると液混合割合が若干増大する傾向が見られるが、その理由はＬ１が大きくなると、二相流中の液滴ミストが入口仕切り体１６−１の表面に付着する量が増え、入口仕切り体１６−１の表面に蓄積された液相が急拡大部で気相流路Ｓｇ中に流入しやすくなるためである。 以上より、良好な気液分離を行うためには、ある程度の長さを持つＬ１寸法が必要であり、一方、Ｌ１寸法が長すぎても良くないことが分かる。 The reason why the liquid mixing ratio is large when L1 / L2 <1.6 is as follows. The first point when L1 / L2 is small is when L1 is small. In this case, the liquid phase component of the two-phase flow supplied to the groove is captured in the groove by the physical model of the flow shown in FIG. This is because it flows into the gas phase flow path portion outside the groove before. The second point when L1 / L2 is small is when L2 is large. In this case, as shown in FIG. 24, the groove top portion 30-1 comes into contact with the step portion 15-1 of the inlet partition body to form a corner portion, where the corner adhering liquid 34-1 accumulates and flows, and rapidly expands. This is because the liquid flows into the gas phase flow path section at the section 3-1. In this case, when L2 is large, the amount of the corner adhesion liquid 34-1 increases. Therefore, the liquid mixing ratio increases as L2 increases, that is, as L1 / L2 decreases. On the other hand, when L1 / L2 increases, the liquid mixing ratio tends to increase slightly. The reason is that when L1 increases, the amount of droplet mist in the two-phase flow attached to the surface of the inlet partition 16-1. This is because the liquid phase accumulated on the surface of the inlet partition 16-1 is likely to flow into the gas phase flow path Sg at the rapidly expanding portion. From the above, it can be seen that in order to perform good gas-liquid separation, the L1 dimension having a certain length is necessary, while the L1 dimension may not be too long.
また、許容値０．３％の考え方は以下の理由による。気液分離装置を図９に示した冷凍サイクルに適用する場合を例にとると、分離された気相冷媒を気相出口管６−１から蒸発器バイパス管２７−１を経て圧縮機1７−１に吸い込ませると、気相出口管６−１中に混入する液相冷媒は外気から吸熱することなく、圧縮機に戻ってしまい、その分圧縮機動力に対する吸熱能力が低下し冷凍サイクル効率が低下することになる。最近では冷凍サイクル効率を向上させるためにあらゆる努力が行われており、効率向上効果が０．５％程度の手段も取り入れていることを考えると、液混合割合の許容値は０．３％以下と考えるのが妥当である。 The idea of the allowable value of 0.3% is as follows. Taking the case where the gas-liquid separator is applied to the refrigeration cycle shown in FIG. 9 as an example, the separated gas-phase refrigerant is sent from the gas-phase outlet pipe 6-1 to the compressor 17- through the evaporator bypass pipe 27-1. 1, the liquid refrigerant mixed in the gas-phase outlet pipe 6-1 returns to the compressor without absorbing heat from the outside air, and accordingly, the heat absorption capacity for the compressor power is reduced and the refrigeration cycle efficiency is increased. Will be reduced. Recently, every effort has been made to improve the efficiency of the refrigeration cycle, and considering that the efficiency improvement effect is also about 0.5%, the allowable value of the liquid mixing ratio is 0.3% or less It is reasonable to think.
「第７−１の実施の形態」 図２５は第７−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。 図２５に示す気液分離装置は図1に示した気液分離装置とその構成、作用は同じであり、外郭体１０−１内に
液相出口管７−１に向かう溝２−１を有する溝付き体４−１が設けられており、溝付き体４−１の上流には入り口仕切り体１６−１が設けられ、入り口仕切り体の後流で流路断面積が急激に拡大する急拡大部３−１を設け気液分離室１−１を構成している。入り口仕切り体１６−１の一部は段差部１５−１が設けられ、段差部１５−１が溝２−１の溝頂部に概略接することにより溝付き体４−１の中心軸と入り口仕切り体１６−１の中心軸が概略一致する構成としている。すなわち、入り口仕切り体１６−１は二相流が気液分離室１−１に直接流入しないようにする機能を持つため、溝付き体４−１の中心軸と入り口仕切り体１６−１の中心軸のずれを防ぐための位置あわせのために入り口仕切り体１６−１の一部に段差部１５−１を設けている。 気液二相流は入口管５−１から流入し、入り口仕切り体１６−１と外郭体１０−１をもって作られる狭小空間１２−１に流入し、狭小空間１２−１で気液二相流を急拡大部３−１後流の溝２−１に沿って供給する傾向付けをするので、気液二相流は溝に沿って溝に流入する。 気液分離性能は基本的には先に述べた溝の特性に依存しているが、溝の特性以外に気液二相流の溝への流入条件も気液分離性能を確保する上で重要な要件である。その第二の流入条件は入り口仕切り体１６−１と外郭体までの寸法に関する条件である。即ち，入り口仕切り体１６−１と外殻体１０−１内壁との距離Ｈ１、溝頂部から外殻体１０−１内壁との距離Ｈ２の相対関係が、
「第８−１の実施の形態」 図２６は第８−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。 図２６に示す気液分離装置は入口管５−１の内面に内面螺旋溝を設けており、その他は図２１に示した気液分離装置とその構成、作用は同じであり、外郭体１０−１内に液相出口管７−１に向かう溝２−１を有する溝付き体４−１が設けられており、溝付き体４−１の上流には入り口仕切り体１６−１が設けられ、入り口仕切り体の後流で流路断面積が急激に拡大する急拡大部３−１を設け気液分離室１−１を構成している。入口管５−１に流入した二相流は管内面に設けられた螺旋溝３５−１の作用により入口管５−１内で旋回流となり、二相流の液相成分は遠心力の作用により入口管５−１の内壁に沿い旋回しながら流れる。したがって、入口管５−１の出口では液相成分は広がり流れ３６−１となり外郭体１０−１にいたる。そのため、液相成分は外郭体に沿う流れ３７−１となり、液相成分を溝底部１４−１に流入させる方向付けを行うことができるため良好な気液分離性能を確保できる。 “Eighth-1 Embodiment” FIG. 26 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separator according to an 8-1 embodiment. The gas-liquid separator shown in FIG. 26 is provided with an inner spiral groove on the inner surface of the inlet pipe 5-1, and the other configuration and operation are the same as those of the gas-liquid separator shown in FIG. 1 is provided with a grooved body 4-1 having a groove 2-1 toward the liquid phase outlet pipe 7-1, and an inlet partition body 16-1 is provided upstream of the grooved body 4-1. The gas-liquid separation chamber 1-1 is configured by providing a rapid expansion portion 3-1, in which the flow path cross-sectional area suddenly expands in the downstream of the entrance partition. The two-phase flow flowing into the inlet pipe 5-1 becomes a swirl flow in the inlet pipe 5-1 by the action of the spiral groove 35-1 provided on the inner surface of the pipe, and the liquid phase component of the two-phase flow is caused by the action of centrifugal force. It flows while turning along the inner wall of the inlet pipe 5-1. Therefore, at the outlet of the inlet pipe 5-1, the liquid phase component spreads to flow 36-1, and reaches the outer body 10-1. Therefore, the liquid phase component becomes a flow 37-1 along the outer body, and the liquid phase component can be directed to flow into the groove bottom portion 14-1, so that favorable gas-liquid separation performance can be ensured.
「第９−１の実施の形態」 図２７は第９−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。 図２７に示す気液分離装置は入口管５−１の出口側端を末広がりに広げた広がり部３８−１を設けており、その他は図２１に示した気液分離装置とその構成、作用は同じであり、外郭体１０−１内に液相出口管７−１に向かう溝２−１を有する溝付き体４−１が設けられており、溝付き体４−１の上流には入り口仕切り体１６−１が設けられ、入り口仕切り体の後流で流路断面積が急激に拡大する急拡大部３−１を設け気液分離室１−１を構成している。入口管５−１に流入した二相流はその出口側端に末広がりに広げた広がり部３８−１を設けてあり、また、二相流は広がり部３８−１の内面に沿い流れる性質があるため、入口管５−１の出口では二相流は広がり流れ３６−１となり外郭体１０−１にいたる。そのため、液相成分は外郭体に沿う流れ３７−１となり、液相成分を溝底部１４−１に流入させる方向付けを行うことが出来るため良好な気液分離性能を確保できる。 “9-1th Embodiment” FIG. 27 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separation device according to a 9-1th embodiment. The gas-liquid separator shown in FIG. 27 is provided with a widened portion 38-1 in which the outlet side end of the inlet pipe 5-1 is widened to the end, and the gas-liquid separator shown in FIG. A grooved body 4-1 having a groove 2-1 toward the liquid phase outlet pipe 7-1 is provided in the outer body 10-1, and an inlet partition is provided upstream of the grooved body 4-1. The body 16-1 is provided, and the gas-liquid separation chamber 1-1 is configured by providing a rapid expansion portion 3-1, in which the flow path cross-sectional area rapidly expands in the wake of the entrance partition. The two-phase flow that has flowed into the inlet pipe 5-1 is provided with a widened portion 38-1 that widens toward the outlet end, and the two-phase flow has a property of flowing along the inner surface of the widened portion 38-1. Therefore, the two-phase flow spreads at the outlet of the inlet pipe 5-1 and becomes a flow 36-1, which reaches the outer body 10-1. Therefore, the liquid phase component becomes a flow 37-1 along the outer body, and the liquid phase component can be directed to flow into the groove bottom portion 14-1, so that favorable gas-liquid separation performance can be ensured.
「第１０−１の実施の形態」 図２８は第１０−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。 図２８に示す気液分離装置は、入り口仕切り体上流部先端に円錐体３９−１を設けており、その他は図２１に示した気液分離装置とその構成、作用は同じであり、外郭体１０−１内に液相出口管７−１に向かう溝２−１を有する溝付き体４−１が設けられており、溝付き体４−１の上流には入り口仕切り体１６−１が設けられ、入り口仕切り体の後流で流路断面積が急激に拡大する急拡大部３−１を設け気液分離室１−１を構成している。入口管５−１から流出した二相流は、その下流に先端に円錐体３９−１を設けた入り口仕切り体１６−１を設けているため、入口管５−１を流出した二相流はスムーズに広がり流れ３６−１となり外郭体１０−１にいたる。そのため、液相成分は外郭体に沿う流れ３７−１となり、液相成分を溝底部１４−１に流入させる方向付けを行うことが出来るため良好な気液分離性能を確保できる。 “10th Embodiment” FIG. 28 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separator according to a 10th embodiment. The gas-liquid separator shown in FIG. 28 is provided with a cone 39-1 at the upstream end of the entrance partition, and the other configuration and operation are the same as those of the gas-liquid separator shown in FIG. 10-1 is provided with a grooved body 4-1 having a groove 2-1 toward the liquid phase outlet pipe 7-1, and an inlet partition 16-1 is provided upstream of the grooved body 4-1. The gas-liquid separation chamber 1-1 is configured by providing a rapid enlargement portion 3-1 in which the flow path cross-sectional area rapidly increases in the wake of the entrance partition. The two-phase flow that has flowed out of the inlet pipe 5-1 is provided with an inlet partition 16-1 having a conical body 39-1 at the tip at the downstream, so the two-phase flow that has flowed out of the inlet pipe 5-1 is It spreads smoothly and becomes the flow 36-1, reaching the outer body 10-1. Therefore, the liquid phase component becomes a flow 37-1 along the outer body, and the liquid phase component can be directed to flow into the groove bottom portion 14-1, so that favorable gas-liquid separation performance can be ensured.
「第１１−１の実施の形態」 図２９は第１１−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。図３０は図２９に示す気液分離装置のＤ−Ｄ断面図である。図２９に示す気液分離装置は溝２−１の上流側の流入室４８−１の外郭体内面に溝２−１の溝深さより浅い導入溝４４−１を持つ導入溝付き体４５−１を設けており、その他は図２１に示した気液分離装置とその構成、作用は同じである。入口管５−１から流出した二相流は、入口仕切り体に衝突し外郭体に向かう流れ４６−１となる。外郭体に向かう流れ４６−１が直接外郭体に衝突すると、流入室４８−１内は微細液滴ミストが発生し、溝２−１に流入する二相流は液滴ミスト成分が多く、液相成分を溝底部１４−１に流入させる方向付けを行うことが出来にくくなり、気液分離性能が低下する。 したがって、導入溝４４−１を持つ導入溝付き体４５−１を設けることにより、外郭体に向かう流れ４６−１を受け止め、導入溝４４−１内に液滴を捕捉し溝２−１の方向に流すことにより液相成分を溝底部１４−１に流入させる方向付けを行うことが出来るため良好な気液分離性能を確保できる。 [Eleventh Embodiment] FIG. 29 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separator according to an eleventh embodiment. 30 is a DD cross-sectional view of the gas-liquid separator shown in FIG. The gas-liquid separator shown in FIG. 29 has an introduction grooved body 45-1 having an introduction groove 44-1 shallower than the groove depth of the groove 2-1, on the inner surface of the outer body of the inflow chamber 48-1 upstream of the groove 2-1. The rest of the configuration is the same as that of the gas-liquid separator shown in FIG. The two-phase flow flowing out from the inlet pipe 5-1 collides with the inlet partition and becomes a flow 46-1 toward the outer body. When the flow 46-1 toward the outer body directly collides with the outer body, a fine droplet mist is generated in the inflow chamber 48-1, and the two-phase flow flowing into the groove 2-1 has a large amount of droplet mist components. It becomes difficult to direct the phase component to flow into the groove bottom portion 14-1, and the gas-liquid separation performance is deteriorated. Therefore, by providing the introduction grooved body 45-1 having the introduction groove 44-1, the flow 46-1 toward the outer body is received, the droplet is captured in the introduction groove 44-1, and the direction of the groove 2-1. Since the liquid phase component can be directed to flow into the groove bottom portion 14-1, the gas-liquid separation performance can be secured.
「第１２−１の実施の形態」 図３１は第１２−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。図３２は図３１に示す気液分離装置のＤ−Ｄ断面図である。図３１に示す気液分離装置は溝２−１の上流側の流入室４８−１の外郭体内面に溝２−１の溝深さより厚さの薄い多孔質体４７−１を設けており、その他は図２１に示した気液分離装置とその構成、作用は同じである。入口管５−１から流出した二相流は、入口仕切り体に衝突し外郭体に向かう流れ４６−１となる。外郭体に向かう流れ４６−１が直接外郭体に衝突すると、流入室４８−１内は微細液滴ミストが発生し、溝２−１に流入する二相流は液滴ミスト成分が多く、液相成分を溝底部１４−１に流入させる方向付けを行うことが出来にくくなり、気液分離性能が低下する。 したがって、多孔質体４７−１を設けることにより、外郭体に向かう流れ４６−１を受け止め、多孔質体４７−１内に液滴を捕捉し溝２−１の方向に流すことにより液相成分を溝底部１４−１に流入させる方向付けを行うことが出来るため良好な気液分離性能を確保できる。多孔質体４７−１は例えば図３３に示すように金網シートを丸めることにより構成できる。 “Twelfth Embodiment” FIG. 31 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separator according to a twelfth embodiment. 32 is a DD cross-sectional view of the gas-liquid separator shown in FIG. The gas-liquid separator shown in FIG. 31 is provided with a porous body 47-1 having a thickness smaller than the groove depth of the groove 2-1, on the inner surface of the outer body of the inflow chamber 48-1 upstream of the groove 2-1. The rest of the configuration is the same as that of the gas-liquid separator shown in FIG. The two-phase flow flowing out from the inlet pipe 5-1 collides with the inlet partition and becomes a flow 46-1 toward the outer body. When the flow 46-1 toward the outer body directly collides with the outer body, a fine droplet mist is generated in the inflow chamber 48-1, and the two-phase flow flowing into the groove 2-1 has a large amount of droplet mist components. It becomes difficult to direct the phase component to flow into the groove bottom portion 14-1, and the gas-liquid separation performance is deteriorated. Therefore, by providing the porous body 47-1, the liquid phase component is received by receiving the flow 46-1 toward the outer body, capturing the droplet in the porous body 47-1, and flowing it in the direction of the groove 2-1. Can be directed to flow into the groove bottom portion 14-1, so that good gas-liquid separation performance can be secured. The porous body 47-1 can be constituted by rolling a wire netting sheet as shown in FIG.
「第１３−１の実施の形態」 図３４は第１３−１の実施の形態の気液分離装置を示す断面図である。図３４に示すように外郭体１０−１内に二つの液相出口管７−１ａ，７−１ｂに向かう溝２−１を有する溝付き体４−１が設けられており、溝付き体４−１の上流には入り口仕切り体１６−１が設けられ、入り口仕切り体の後流で流路断面積が急激に拡大する急拡大部３−１を設け気液分離室１−１を構成している。入り口仕切り体１６−１の一部は段差部１５−１が設けられ、段差部１５−１が溝２−１の溝頂部に概略接することにより溝付き体４−１の中心軸と入り口仕切り体１６−１の中心軸が概略一致する構成としている。 気液二相流は入口管５−１から流入室４８−１に流入し、入り口仕切り体１６−１と外郭体１０−１をもって作られる狭小空間１２−１に流入し、急拡大部３−１で流路断面積が拡大する。入り口仕切り体１６−１をもって作られる狭小空間１２−１で気液二相流を急拡大部３−１後流の溝２−１に沿って供給する傾向付けをするので、気液二相流は溝に沿って溝に流入する。溝２−１で気液分離された後、分離された気相と液相が混じり合わないように出口仕切り体８−１で気相と液相の流路が分けられ、気相出口管６−１から気相が、液相出口管７−１ａ，７−１ｂから液相が流出する。
“Thirteenth Embodiment” FIG. 34 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separator according to a thirteenth embodiment. As shown in FIG. 34, a grooved body 4-1 having a groove 2-1 directed to two liquid phase outlet pipes 7-1a and 7-1b is provided in the outer body 10-1, and the
図３５は一般的な多パス蒸発器冷凍サイクル構成図である。蒸発器２５−１は例えばクロスフィンアンドチューブ蒸発器であり、蒸発器伝熱管内の圧力損失を低減するために分流器５２−１を設け、パスＡ４９−１，パスＢ５０−１の２パスに分岐して冷媒を流している。この場合、分岐点５１−１における冷媒は減圧器２３−１で減圧された後であるため冷媒は気相と液相が混入している二相流になっている。したがって、分岐点では重力の影響を強く受け、パスＡ４９−１，パスＢ５０−１の２パスに冷媒を均等に分流することが難しく、分岐点５１への流入姿勢、各パスへの分岐姿勢及び各パスの抵抗設定等の調整を試行錯誤的に行うため、多大な時間を必要としている。 FIG. 35 is a general multi-pass evaporator refrigeration cycle configuration diagram. The evaporator 25-1 is, for example, a cross fin and tube evaporator, and is provided with a flow divider 52-1 to reduce the pressure loss in the evaporator heat transfer tube, and is divided into two paths, a path A49-1 and a path B50-1. The refrigerant branches and flows. In this case, since the refrigerant at the branch point 51-1 is after being decompressed by the decompressor 23-1, the refrigerant has a two-phase flow in which the gas phase and the liquid phase are mixed. Therefore, at the branch point, it is strongly affected by gravity, and it is difficult to evenly distribute the refrigerant into the two paths of path A49-1 and path B50-1, and the inflow attitude to the branch point 51, the branch attitude to each path, and It takes a lot of time to adjust the resistance setting of each path by trial and error.
図３６は第１３−１の実施の形態の気液分離装置を冷凍サイクルに適用した場合の冷凍サイクル構成図である。上記課題に対して、第１３−１の実施の形態の気液分離装置を使用することにより冷媒を均等に分流することが容易になる。すなわち、気液分離装置３３−１を設けることにより、入口管５−１から流入した二相流は気相と液相に分離され気相は気相出口管６−１から蒸発器バイパス管２７−１に流れるため、液相出口管７−１ａ，７−１ｂに流入する冷媒は液相単相であるため、冷媒を均等に分流することが容易になり、気液分離器は分流器も兼ねることができる。さらにこの場合、図９でも説明したように分離された気相冷媒を気相出口管６−１から蒸発器バイパス管２７−１を経て圧縮機1７−１に吸い込ませることにより、蒸発に寄与しない気相冷媒は蒸発器２５−１に流入しないため蒸発器２５−１での圧力損失を抑えることができ、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にできる。なお、本実施例では２パスの分岐の場合について述べたが、分岐数に応じて複数の液相出口管を設けることが有効なことは言うまでもない。 FIG. 36 is a configuration diagram of a refrigeration cycle when the gas-liquid separator according to the thirteenth embodiment is applied to a refrigeration cycle. With respect to the above-mentioned problem, it becomes easy to evenly distribute the refrigerant by using the gas-liquid separator according to the thirteenth embodiment. That is, by providing the gas-liquid separation device 33-1, the two-phase flow that has flowed from the inlet pipe 5-1 is separated into a gas phase and a liquid phase, and the gas phase is separated from the gas-phase outlet pipe 6-1 to the evaporator bypass pipe 27. Since the refrigerant flowing into the liquid-phase outlet pipes 7-1a and 7-1b is a single-phase liquid phase, it is easy to evenly divide the refrigerant, and the gas-liquid separator is also a flow divider. I can also serve. Further, in this case, as described with reference to FIG. 9, the separated gas-phase refrigerant is sucked into the compressor 17-1 from the gas-phase outlet pipe 6-1 through the evaporator bypass pipe 27-1, so that it does not contribute to evaporation. Since the gas-phase refrigerant does not flow into the evaporator 25-1, pressure loss in the evaporator 25-1 can be suppressed, compression power can be reduced, and highly efficient operation can be achieved. In the present embodiment, the case of two-pass branching has been described. Needless to say, it is effective to provide a plurality of liquid-phase outlet pipes according to the number of branches.
「第１４−１の実施の形態」 図３７は第１４−１の実施の形態として、気液分離装置の適用例を示す第三の冷凍サイクル構成図である。すなわち、圧縮機1７−１は第一のシリンダ１８−１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１８−１で圧縮され高温高圧気相冷媒となり冷媒吐出管２０−１を経て、凝縮器２１−１で凝縮器用送風機２２−１から送られる空気に放熱し、低温高圧液冷媒となる。その液冷媒は第一の減圧器２３−１で減圧され二相流となり、入り口管５−１から気液分離装置３３−１に流入し、液相冷媒は液相出口管７−１から蒸発器２５−１に入り蒸発器用送風機２６−１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１７−１に吸い込まれる。一方、気液分離装置で分離された気相冷媒は気相出口管６−１から蒸発器バイパス管２７−１を経て圧縮機1７−１に吸い込まれる。ここで、蒸発器２５−１は例えばクロスフィンアンドチューブ蒸発器を使用しており、その蒸発器２５−１の伝熱管の一部をバイパス管２７−１として使用することにより、バイパス管でも蒸発器用送風機２６−１で送られる空気から熱を吸熱できる構成としている。 "14th Embodiment" FIG. 37 is a third refrigeration cycle configuration diagram showing an application example of a gas-liquid separation device as a 14th embodiment. That is, the compressor 17-1 has the first cylinder 18-1, and the low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant sucked by the compressor is compressed by the first cylinder 18-1 and becomes a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant. After passing through 20-1, the condenser 21-1 dissipates heat to the air sent from the condenser blower 22-1 and becomes a low-temperature high-pressure liquid refrigerant. The liquid refrigerant is depressurized by the first decompressor 23-1 to form a two-phase flow, and flows into the gas-liquid separator 33-1 from the inlet pipe 5-1, and the liquid refrigerant is evaporated from the liquid phase outlet pipe 7-1. Heat is taken from the air sent into the evaporator 25-1 and sent by the evaporator blower 26-1 to become a low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant and sucked into the compressor 17-1. On the other hand, the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator is sucked into the compressor 17-1 from the gas-phase outlet pipe 6-1 through the evaporator bypass pipe 27-1. Here, the evaporator 25-1 uses, for example, a cross fin and tube evaporator, and by using a part of the heat transfer pipe of the evaporator 25-1 as the bypass pipe 27-1, the evaporator 25-1 is also evaporated. It is set as the structure which can absorb heat from the air sent with the air blower 26-1.
気液分離装置３３−１は冷凍サイクルの様々な運転条件範囲を考慮して、溝から液が溢れないように式３−１に基づき適切な設計をしている。しかし、冷凍サイクルが実際に市場で運転される条件は予想の範囲を超えることが多く、そのような場合には液が溝から溢れ、気液分離装置３３−１の気相側出口管６−１にも液冷媒が混入す
ることが想定できる。したがって、蒸発器２５−１の伝熱管の一部をバイパス管２７−１として使用することにより、バイパス管でも蒸発器用送風機２６−１で送られる空気から熱を吸熱でき、たとえ、バイパス管に液冷媒が混入しても、液冷媒を無駄にすることなく、吸熱に寄与でき高効率な運転を可能にできる。In consideration of various operating condition ranges of the refrigeration cycle, the gas-liquid separator 33-1 is appropriately designed based on Equation 3-1, so that liquid does not overflow from the groove. However, the conditions under which the refrigeration cycle is actually operated in the market often exceed the expected range. In such a case, the liquid overflows from the groove, and the gas phase side outlet pipe 6- 6 of the gas-liquid separator 33-1. It can be assumed that liquid refrigerant is also mixed into 1. Therefore, by using a part of the heat transfer pipe of the evaporator 25-1 as the bypass pipe 27-1, even the bypass pipe can absorb heat from the air sent by the evaporator blower 26-1, Even if the refrigerant is mixed, the liquid refrigerant can be contributed to heat absorption without wasting the liquid refrigerant, and a highly efficient operation can be realized.
「第１５−１の実施の形態」 図３８は第１５−１の実施の形態として、気液分離装置の適用例を示す第四の冷凍サイクル構成図である。すなわち、圧縮機1７−１は第一のシリンダ１８−１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１８−１で圧縮され高温高圧気相冷媒となり冷媒吐出管２０−１を経て、凝縮器２１−１で凝縮器用送風機２２−１から送られる空気に放熱し、低温高圧液冷媒となる。その液冷媒は第一の減圧器２３−１で減圧され二相流となり、入り口管５−１から気液分離装置３３−１に流入し、液相冷媒は液相出口管７−１から蒸発器２５−１に入り蒸発器用送風機２６−１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１７−１に吸い込まれる。一方、気液分離装置で分離された気相冷媒は気相出口管６−１から蒸発器バイパス管２７−１を経て圧縮機1７−１に吸い込まれる。ここで、バイパス管２７−１を蒸発器用送風機２６−１で送られる空気流５３−１中に配置することにより、バイパス管でも蒸発器用送風機２６−１で送られる空気から熱を吸熱でき、たとえ、バイパス管に液冷媒が混入しても、液冷媒を無駄にすることなく、吸熱に寄与でき高効率な運転を可能にできる。 “15th Embodiment” FIG. 38 is a fourth refrigeration cycle configuration diagram showing an application example of a gas-liquid separator as a 15th embodiment. That is, the compressor 17-1 has the first cylinder 18-1, and the low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant sucked by the compressor is compressed by the first cylinder 18-1 and becomes a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant. After passing through 20-1, the condenser 21-1 dissipates heat to the air sent from the condenser blower 22-1 and becomes a low-temperature high-pressure liquid refrigerant. The liquid refrigerant is depressurized by the first decompressor 23-1 to form a two-phase flow, and flows into the gas-liquid separator 33-1 from the inlet pipe 5-1, and the liquid refrigerant is evaporated from the liquid phase outlet pipe 7-1. Heat is taken from the air sent into the evaporator 25-1 and sent by the evaporator blower 26-1 to become a low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant and sucked into the compressor 17-1. On the other hand, the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator is sucked into the compressor 17-1 from the gas-phase outlet pipe 6-1 through the evaporator bypass pipe 27-1. Here, by disposing the bypass pipe 27-1 in the air flow 53-1 sent by the evaporator blower 26-1, the bypass pipe 27-1 can also absorb heat from the air sent by the evaporator blower 26-1, Even if liquid refrigerant is mixed in the bypass pipe, it is possible to contribute to heat absorption without wasting the liquid refrigerant and to enable highly efficient operation.
「第１−２の実施の形態」 図３９は第１−２の実施の形態の気液分離器を示す断面図である。図４０は図３９に示す気液分離器のＡ−Ａ断面図である。図４１は薄板を折り曲げて構成した溝付き体４−２の展開斜視図であり、また図４２は図３９の入口仕切り体１６−２の平面拡大図であり、図４３は溝の拡大断面図である。図３９に示すように外郭体Ａ１０−２内に液相出口管７−２に向かう溝２−２を有する溝付き体４−２が設けられており、溝付き体４−２の上流には入り口仕切り体１６−２が設けられ、入り口仕切り体の後流で流路断面積が急激に拡大する急拡大部３−２を設け、気液分離室１−２を構成している。溝付き体４−２は図４１に示す薄板を折り曲げ溝２−２を構成し、これをまるめて図４０に示すように外郭体Ａ１０−２内に挿入している。溝付き体４−２の下流には気相出口管６−２に接合された出口仕切り体８−２により溝付き体４−２の高さ方向の下部位置を規定するように、気相出口管６−２が外郭体Ａ１０−２の下縮管部１３−２に接合されている。 “1-2th Embodiment” FIG. 39 is a cross-sectional view showing a gas-liquid separator according to the 1-2 embodiment. 40 is a cross-sectional view of the gas-liquid separator shown in FIG. 39 taken along the line AA. 41 is a developed perspective view of the grooved body 4-2 formed by bending a thin plate, FIG. 42 is an enlarged plan view of the inlet partition 16-2 of FIG. 39, and FIG. 43 is an enlarged sectional view of the groove. It is. As shown in FIG. 39, a grooved body 4-2 having a groove 2-2 toward the liquid phase outlet pipe 7-2 is provided in the outer body A10-2, and upstream of the grooved body 4-2. An entrance partition 16-2 is provided, and a rapid expansion portion 3-2 in which the flow path cross-sectional area rapidly increases in the wake of the entrance partition is provided to constitute a gas-liquid separation chamber 1-2. The grooved body 4-2 is formed by bending the thin plate shown in FIG. 41 to form a groove 2-2, and the whole is inserted into the outer body A10-2 as shown in FIG. In the downstream of the grooved body 4-2, the gas phase outlet is defined such that the lower position in the height direction of the grooved body 4-2 is defined by the outlet partition 8-2 joined to the gas phase outlet pipe 6-2. The tube 6-2 is joined to the lower contraction tube portion 13-2 of the outer body A10-2.
入り口仕切り体１６−２には図４２の平面拡大図に示すように、つば部１４−２が設けられ、つば部１４−２には二相流が流れることが出来るようにスリット１５−２が設けられている。図３９に示すように、入り口仕切り体１６−２は溝付き体４−２の上に置かれ、外郭体Ｂ１１−２によりつば部外周１７−２を押し付けた状態で、入り口仕切り体１６−２と溝付き体４−２が密着するように外郭体Ａ１０−２と外郭体Ｂ１１−２は外郭体接合部１８−２で接合されている。 As shown in the enlarged plan view of FIG. 42, the entrance partition 16-2 is provided with a collar 14-2, and the collar 14-2 has a slit 15-2 so that a two-phase flow can flow. Is provided. As shown in FIG. 39, the entrance partition 16-2 is placed on the grooved body 4-2, and the entrance partition 16-2 is pressed against the outer periphery 17-2 of the collar by the outer body B11-2. The outer body A10-2 and the outer body B11-2 are joined by the outer body joint portion 18-2 so that the grooved body 4-2 is in close contact therewith.
気液二相流は入口管５−２から流入室１９−２に流入し、さらに入り口仕切り体１６−２と外郭体Ａ１０−２とをもって作られる狭小空間１２−２に流入し、急拡大部３−２で流路断面積が拡大する。入り口仕切り体１６−２と外郭体Ａ１０−２とをもって作られる狭小空間１２−２で気液二相流を急拡大部３−２後流の溝２−２に沿って供給する傾向付けをするので、気液二相流は溝に沿って溝に流入する。ここで、図４３に示す溝幅をｂ、液面曲率半径をｒ、液密度をρ、液表面張力をσおよび重力加速度をｇとしたとき、溝は
溝頂点仮想円９−２の内側の気相流路断面積をＳｇ、溝頂点仮想円９−２の外側の液相流路断面積をＳｌとしたとき、
以上に述べた原理により気液分離がおこなわれるが、溝に流入する二相流には微細な液滴ミストも含まれているため、溝壁面に捕捉されない微細な液滴ミストは気相が溝２−２から出るときに気液分離室１−２に流出し、気相と一緒に気相出口管から液滴が流出する。特に二相流が狭小空間１２−２を出て、溝に流入した直後は急拡大部３−２で流路断面積が拡大するため、急拡大部３−２における気相のベクトル２０−２は気相出口管６−２の方向を向く傾向が強く、図４４に示したように気相出口管６−２の気相流入端２１−２の位置によっては、溝２−２に捕捉されない微細な液滴ミストは気相と一緒に気相出口管６−２から流出することが考えられた。 Gas-liquid separation is performed according to the principle described above. However, since the two-phase flow flowing into the groove also contains fine droplet mist, the fine droplet mist that is not trapped on the groove wall surface has a gas phase in the groove. When it exits 2-2, it flows out into the gas-liquid separation chamber 1-2, and a droplet flows out from the gas phase outlet pipe together with the gas phase. In particular, immediately after the two-phase flow exits the narrow space 12-2 and flows into the groove, the cross-sectional area of the flow path expands in the rapid expansion section 3-2. Therefore, the gas phase vector 20-2 in the rapid expansion section 3-2. Has a strong tendency to face in the direction of the gas phase outlet pipe 6-2, and is not trapped in the groove 2-2 depending on the position of the gas phase inlet end 21-2 of the gas phase outlet pipe 6-2 as shown in FIG. It was considered that the fine droplet mist flows out of the gas phase outlet pipe 6-2 together with the gas phase.
そこで、図４４に示すように急拡大部３の位置を基準としその基準位置から気液分離器への二相流流入方向をプラス方向、その流れ方向と逆方向をマイナス方向とし、その基準位置から気相出口管６−２の気相流入端２１−２の位置までの距離Ｌを変化させた場合の気相出口管６−２に流入する液量を実験により計測した。その結果を図４５に示す。図４５において、縦軸は気液分離器に流入する全液量Ｇｌに対する気相出口管６−２に流入する液量ｇlの比ｇl／Ｇｌであり、横軸は溝頂点仮想円９−２の径Ｄｔと基準位置から気相出口管６−２の気相流入端２１−２の位置までの距離Ｌの比Ｌ／Ｄｔである。図４５より、無次元距離Ｌ／Ｄｔのマイナス領域にｇl／Ｇｌの最小値があることが判る。これは、微細な液滴ミストといえどもある程度の重力の影響を受けるため、気相出口管６−２の気相流入端２１−２の位置が上方になるほど気相出口管６−２に液滴ミストが吸い込まれ難くなるためである。 理想的には気相出口管への液混合割合が０であることが望ましいが工業的には若干の許容値が必要であり、気相出口管への液混合割合ｇl／Ｇｌを０．５％許容すると、図４５より
「第２−２の実施の形態」 図４６および先の図４５を用いて第２−２の実施の形態の気液分離器を説明する。図４６は第２−２の実施の形態の気液分離器を示す断面図であり、気相出口管６−２の気相流入端２１−２の位置が入り口仕切り体１６−２の中空部２２−２の天井面に近い場合があり、それ以外の構成および作用は図３９の実施形態の場合と同じである。図４５において、無次元距離Ｌ／ＤtのＬがマイナス側になり過ぎるとｇl／Ｇｌは大きくなる傾向が示されている。Ｌの下限値を規定する現象は先に述べたＬの上限値を規定する現象とは別であり、以下に図４６を用い、Ｌの下限値に対する説明を行う。 気相出口管６−２の気相流入端２１−２の位置が入り口仕切り体１６−２の中空部２２−２の天井面に近づくと、気相出口管６−２に流入する気相の流れは、図４６に気相出口管６−２の内径ｄｉの上部に破線で示した高さＨの仮想円筒面２３−２を通り気相出口管６−２に流入する。したがって、Ｈが小さくなると、仮想円筒面２３−２の面積は小さくなり仮想円筒面を通る気相の流速が大きくなり気相流入端２１−２近傍の微細液滴ミストが気相出口管６−２に吸い込まれやすくなる。そのため、無次元距離Ｌ／ＤtのＬがマイナス側になり過ぎるとｇl／Ｇｌは大きくなる。したがって、仮想円筒面２３−２の面積は気相出口管６−２の流路断面積より大きいことが必要であり、気相出口管６−２の内径をｄｉとしたとき、次の関係を満足する必要がある。
「第３−２の実施の形態」 先に説明した、図３９および図４５を用いて第３−２の実施の形態の気液分離器を説明する。 図４５において、無次元距離Ｌ／Ｄｔのマイナス領域にｇl／Ｇｌの小さな領域があり、無次元距離Ｌ／Ｄｔをマイナス領域に構成するためには、急拡大部３−２の位置を基準とし気相出口管６−２の気相流入端２１−２の位置を急拡大部３−２の位置より上にすることを意味し、そのためには入り口仕切り体１６−２の気液分離室１−２に対向する側の入口仕切り体下面が開放された中空部２２−２を設けることが必要である。中空部２２−２を設けた入り口仕切り体１６−２はプレス加工等により加工される。入り口仕切り体１６−２の気液分離室１−２に対向する側の入口仕切り体下面が開放された中空部２２−２を設けることにより、無次元距離Ｌ／Ｄｔのマイナス領域を構成でき、ｇl／Ｇｌを最小にでき、良好な気液分離器性能が得られる。
"3-2 Embodiment" The gas-liquid separator of the 3-2 embodiment will be described with reference to Figs. 39 and 45 described above. In FIG. 45, there is a small area of gl / Gl in the minus area of the dimensionless distance L / Dt, and in order to configure the dimensionless distance L / Dt in the minus area, the position of the rapid enlargement section 3-2 is used as a reference. This means that the position of the gas-phase inflow end 21-2 of the gas-phase outlet pipe 6-2 is above the position of the rapid expansion portion 3-2. For this purpose, the gas-
「第４−２の実施の形態」 先に説明した、図３９を用いて第４−２の実施の形態の気液分離器を説明する。気液分離器を実際に冷凍サイクルに組込み使用する場合を想定すると、気液分離器に流入する二相流の冷媒流量あるいは気相成分と液相成分の混合割合は、気温および室温の変化に伴いある程度変動する。従って、それらの変動に対応するためには分離された気相および液相の容積的なバッファが必要になる。本発明の図1では気相側の容積的なバッファとしては気液分離室１−２がその機能を果たしているが、液相の容積的なバッファは十分に考慮されていなかった。そこで本発明における、限られた気液分離器の大きさの中で、十分な大きさの液相の容積的なバッファを確保する手段を図３９により説明する。 “4-2th Embodiment” The gas-liquid separator according to the 4-2 embodiment will be described with reference to FIG. 39 described above. Assuming that the gas-liquid separator is actually incorporated into the refrigeration cycle and used, the refrigerant flow rate of the two-phase flow that flows into the gas-liquid separator or the mixing ratio of the gas phase component and the liquid phase component depends on changes in temperature and room temperature. Fluctuates to some extent. Thus, separate gas phase and liquid phase volumetric buffers are required to accommodate these variations. In FIG. 1 of the present invention, the gas-liquid separation chamber 1-2 serves as a volumetric buffer on the gas phase side, but the liquid phase volumetric buffer is not fully considered. Therefore, a means for securing a sufficiently large liquid phase volume buffer within the limited size of the gas-liquid separator in the present invention will be described with reference to FIG.
図３９に示しように気液二相流は溝２−２で気液分離された後、分離された気相と液相が混じり合わないように出口仕切り体８−２で気相と液相の流路が分けられ、気相出口管６−２から気相が、液相出口管７−２から液相が流出する。ここで、出口仕切り体８−２を概略平板状にし、気相出口管６−２に通し、気相出口管に接合することにより、限られた液溜め高さのもとで液相の容積的なバッファとして最大に近い液溜め３６−２の容積を確保できる。 As shown in FIG. 39, after the gas-liquid two-phase flow is gas-liquid separated in the groove 2-2, the gas and liquid phases are separated in the outlet partition 8-2 so that the separated gas and liquid phases are not mixed. , And the gas phase flows out from the gas phase outlet pipe 6-2 and the liquid phase flows out from the liquid phase outlet pipe 7-2. Here, by making the outlet partition 8-2 into a substantially flat plate shape, passing through the gas phase outlet pipe 6-2, and joining to the gas phase outlet pipe, the volume of the liquid phase can be obtained under a limited liquid reservoir height. As a typical buffer, the capacity of the liquid reservoir 36-2 close to the maximum can be secured.
「第５−２の実施の形態」 先に説明した、図３９および図４７を用いて第５−２の実施の形態の気液分離器を説明する。 図４７は気液分離器組み立て上の課題を示す断面図である。図３９に示した気液分離器が目的とする気液分離性能を発揮するための組み立て上の課題は、図４７に示したように入り口仕切り体１６−２のつば部１４−２と溝付き体４−２の間に隙間２４−２が出来ない状態で組み立てることが重要である。すなわち、図４７に示したように、つば部１４−２と溝付き体４−２の間に隙間２４−２が存在すると、狭小空間１２−２からつば部１４−２のスリット１５−２に流入した二相流の大部分は溝に流入するが、液相
成分を含む二相流の一部２５−２は隙間２４−２から直接気液分離室１−２の中央方向に流入する。気液分離器に要求されている気液分離性能は図４５に示したように、全液量Ｇｌに対する気相出口管６−２に流入する液量ｇlの比ｇl／Ｇｌが０．５％以下であるため、液相成分が直接気液分離室１−２の中央方向に流入すると要求される性能は維持できなくなる。 気液分離器を構成する部品には寸法公差があり、また組み立て時の位置決め公差もあるため、隙間２４−２が発生しない組み立て構造が必要である。“5-2th Embodiment” The gas-liquid separator according to the 5-2 embodiment will be described with reference to FIGS. 39 and 47 described above. FIG. 47 is a cross-sectional view showing a problem in assembling the gas-liquid separator. Assembling problems for the gas-liquid separator shown in FIG. 39 to achieve the target gas-liquid separation performance are as follows. As shown in FIG. It is important to assemble in a state where there is no gap 24-2 between the bodies 4-2. That is, as shown in FIG. 47, when a gap 24-2 exists between the flange portion 14-2 and the grooved body 4-2, the narrow space 12-2 enters the slit 15-2 of the flange portion 14-2. Most of the two-phase flow that flows in flows into the groove, but a part 25-2 of the two-phase flow including the liquid phase component flows directly from the gap 24-2 toward the center of the gas-liquid separation chamber 1-2. As shown in FIG. 45, the gas-liquid separation performance required for the gas-liquid separator is such that the ratio gl / Gl of the liquid volume gl flowing into the gas phase outlet pipe 6-2 with respect to the total liquid volume Gl is 0.5%. Therefore, the required performance cannot be maintained when the liquid phase component flows directly into the center of the gas-liquid separation chamber 1-2. Since the components constituting the gas-liquid separator have dimensional tolerances and positioning tolerances during assembly, an assembly structure that does not generate the gap 24-2 is required.
上記課題を解決するための第一の発明例を第５−２の実施形態として図３９により説明する。外郭体を外郭体Ａ１０−２と外郭体Ｂ１１−２の二つに分けて構成し、外郭体Ａ１０−２には拡管部２６−２を設け、拡管部２６−２に入り口仕切り体１６−２のつば部１４−２と外郭体Ｂ１１−２を嵌め込めるように構成している。 外郭体Ａ１０−２の下縮管部１３−２には気相出口管６−２が接合され、気相出口管６−２には出口仕切り体８−２が接合され、溝付き体下部位置を適切な位置に固定するようにそれらの接合位置は接合加工時に位置決めされて接合されている。以上に述べた構成で出口仕切り体により溝付き体の下部位置を固定し、さらに、入口仕切り体１６−２が確実に溝付き体４−２に密着するように、外郭体Ｂ１１−２により入口仕切り体１６−２のつば部外周１７−２を溝付き体に押し付け、入口仕切り体位置を固定し、外郭体Ａ１０−２の拡管部２６−２に外郭体Ｂ１１−２を接合したものである。 したがって、入口仕切り体１６−２のつば部１４−２が確実に溝付き体４−２に密着するように、外郭体Ｂ１１−２により入口仕切り体１６−２を溝付き体４−２に押し付け入口仕切り体位置を固定することにより、二相流が狭小空間１２−２から溝２−２に流入するとき、入口仕切り体１６−２と溝付き体４−２の間に隙間が無いため、液相成分が気液分離室１−２に直接流入することなく、効率の良い気液分離器を提供できる。 A first invention example for solving the above problems will be described as a 5-2 embodiment with reference to FIG. The outer body is divided into two parts, an outer body A10-2 and an outer body B11-2. The outer body A10-2 is provided with an expanded portion 26-2, and the expanded portion 26-2 has an entrance partition 16-2. The collar portion 14-2 and the outer body B11-2 are configured to be fitted. A gas phase outlet pipe 6-2 is joined to the lower contraction tube portion 13-2 of the outer body A10-2, an outlet partition body 8-2 is joined to the gas phase outlet pipe 6-2, and a grooved body lower position The positions of the joints are positioned and joined at the time of joining processing so as to fix them in an appropriate position. In the configuration described above, the lower position of the grooved body is fixed by the outlet partition body, and further, the entrance body B11-2 receives the inlet by the outer body body B11-2 so that the inlet partition body 16-2 is in close contact with the grooved body 4-2. The outer circumference 17-2 of the partition 16-2 is pressed against the grooved body, the position of the entrance partition is fixed, and the outer body B11-2 is joined to the expanded portion 26-2 of the outer body A10-2. . Therefore, the inlet partition 16-2 is pressed against the grooved body 4-2 by the outer body B11-2 so that the flange portion 14-2 of the inlet partition 16-2 is in close contact with the grooved body 4-2. By fixing the position of the inlet partition, when the two-phase flow flows into the groove 2-2 from the narrow space 12-2, there is no gap between the inlet partition 16-2 and the grooved body 4-2. An efficient gas-liquid separator can be provided without the liquid phase component flowing directly into the gas-liquid separation chamber 1-2.
「第６−２の実施の形態」 図４７に示した気液分離器組み立て上の課題を解決するための第二の発明例を第６−２の実施の形態として図４８により説明する。図４８は第６−２の実施形態を示す半断面図であり、外郭体Ｃ２７−２が一体となっている場合であり、外郭体Ｃ２７−２の壁面を内側に絞ったビード２８−２が外郭体Ｃ２７−２の全周に設けられており、それ以外の構成および作用は図３９と同じである。図４８に示した第６−２の実施形態では、以下のように組み立てられる。外郭体Ｃ２７−２は最初に下縮管部１３−２のみを絞り、上縮管部２９−２は縮管しない状態としておく。気相出口管６−２には出口仕切り体８−２が接合され、出口仕切り体８−２が接合された気相出口管６−２は、上部が縮管されていない外郭体Ｃ２７−２の上部から外郭体Ｃ２７−２の下縮管部１３−２に通され、その後に外郭体Ｃ２７−２の下縮管部１３−２に気相出口管６−２が接合され、溝付き体４−２の下部位置を適切な位置に固定するようにそれらの接合位置は接合加工時に位置決めされて接合されている。次に、上部が縮管されていない外郭体Ｃ２７−２の上部から溝付き体４−２を挿入し、その上に入口仕切り体１６−２を挿入し、入口仕切り体１６−２のつば外周部１７−２の直上部をビード加工し、入口仕切り体１６−２を溝付き体４−２に密着させる。最後に、外郭体Ｃ２７−２の上部を絞り加工により上縮管部２９−２を加工し、上縮管部２９−２に入口管５−２が接合され、気液分離器が組み立てられる。入口仕切り体１６−２のつば外周部１７−２の直上部をビード加工するとき入口仕切り体１６−２が溝付き体４−２を押し付けるようにビード加工しているため、二相流が狭小空間１２−２から溝２−２に流入するとき、入口仕切り体１６−２と溝付き体４−２の間に隙間が無いため、液相成分が気液分離室１−２に直接流入することなく、効率の良い気液分離器を提供できる。 "6-2th Embodiment" A second example of the invention for solving the problem in assembling the gas-liquid separator shown in FIG. 47 will be described as a 6-2 embodiment with reference to FIG. FIG. 48 is a half sectional view showing the 6-2th embodiment, in which the outer body C27-2 is integrated, and a bead 28-2 with the wall surface of the outer body C27-2 squeezed inward is shown. It is provided on the entire circumference of the outer body C27-2, and other configurations and operations are the same as those in FIG. In the 6-2 embodiment shown in FIG. 48, the assembly is performed as follows. In the outer body C27-2, only the lower contraction tube portion 13-2 is initially throttled, and the upper contraction tube portion 29-2 is not contracted. The gas phase outlet pipe 6-2 is joined to the outlet partition body 8-2, and the gas phase outlet pipe 6-2 to which the outlet partition body 8-2 is joined is an outer body C27-2 whose upper part is not contracted. The gas phase outlet pipe 6-2 is joined to the lower contracted tube portion 13-2 of the outer body C27-2, and then the gas phase outlet pipe 6-2 is joined to the grooved body. Those joining positions are positioned and joined at the time of joining so as to fix the lower position of 4-2 to an appropriate position. Next, the grooved body 4-2 is inserted from the upper part of the outer body C27-2 whose upper part is not contracted, and the inlet partition 16-2 is inserted thereon, and the outer periphery of the collar of the inlet partition 16-2 The upper part of the part 17-2 is bead processed, and the inlet partition 16-2 is brought into close contact with the grooved body 4-2. Finally, the upper contraction tube portion 29-2 is processed by drawing the upper portion of the outer body C27-2, the inlet tube 5-2 is joined to the upper contraction tube portion 29-2, and the gas-liquid separator is assembled. Since the inlet partition 16-2 is bead-processed so as to press the grooved body 4-2 when the upper portion of the flange outer peripheral portion 17-2 of the inlet partition 16-2 is beaded, the two-phase flow is narrow. When flowing into the groove 2-2 from the space 12-2, since there is no gap between the inlet partition 16-2 and the grooved body 4-2, the liquid phase component flows directly into the gas-liquid separation chamber 1-2. Therefore, an efficient gas-liquid separator can be provided.
「第７−２の実施の形態」 図４７に示した気液分離器組み立て上の課題を解決するための第三の発明例を第７−２の実施形態として図４９により説明する。図４９は第７−２の実施形態を示す半断面図であり、外郭体Ｃ２７−２が一体となっている場合であり、外郭体Ｃ２７−２の壁面に内側に向け部分的にノッチ３０−２が外郭体Ｃ２７−２に複数設けられており、それ以外の構成および作用は図３９と同じである。また、図４８に示した第６−２の実施形態との相違点は図４８のビード２８−２に変えてノッチ３０−２を設けている点であり、その他の組み立て方は図４８の場合と同じである。従って、入口仕切り体１６−２のつば外周部１７−２の直上部をノッチ加工するとき入口仕切り体１６−２が溝付き体４−２を押し付けるようにノッチ加工しているため、二相流が狭小空間１２−２から溝２−２に流入するとき、入口仕切り体１６−２と溝付き体４−２の間に隙間が無いため、液相成分が気液分離室１−２に直接流入することなく、効率の良い気液分離器を提供できる。 "Seventh Embodiment" A third example of the invention for solving the problem in assembling the gas-liquid separator shown in Fig. 47 will be described as a seventh embodiment with reference to Fig. 49. FIG. 49 is a half sectional view showing the seventh embodiment, and shows a case in which the outer body C27-2 is integrated. The notch 30- is partially directed inward to the wall surface of the outer body C27-2. 2 is provided in plurality in the outer body C27-2, and other configurations and operations are the same as those in FIG. 48 differs from the 6-2 embodiment shown in FIG. 48 in that a notch 30-2 is provided instead of the bead 28-2 in FIG. Is the same. Therefore, since the inlet partition 16-2 is notched so as to press the grooved body 4-2 when notching the upper portion of the flange outer peripheral portion 17-2 of the inlet partition 16-2, the two-phase flow Flows into the groove 2-2 from the narrow space 12-2, since there is no gap between the inlet partition 16-2 and the grooved body 4-2, the liquid phase component directly enters the gas-liquid separation chamber 1-2. An efficient gas-liquid separator can be provided without flowing in.
「第８−２の実施の形態」 図５０および図５１を用いて第８−２の実施の形態の気液分離器を説明する。図５０は第８−２の実施形態を示す半断面図であり、図５１は気液分離器信頼性上の課題を示す断面図である。溝付き体４−２は図４１に示したようにその展開長Ｂが外郭体Ａ１０−２の内径周長より長い自由長で加工されており、これをまるめて図５０に示すように外郭体Ａ１０−２内に挿入している。したがって、溝付き体４−２が外郭体Ａ１０−２内に挿入されたとき、外郭体Ａ１０−２の内径周長は上記Ｂより短いため、溝付き体４−２はＢ方向に圧縮され各溝の弾性力の反力により外郭体Ａ１０−２の内面に密着している。しかし、単に外郭体Ａ１０−２の内面に密着しているだけでは、気液分離器に何らかの衝撃力等が作用したとき、図５１に示したように溝付き体４−２の一部が溝頂点仮想円９−２の内側に飛び出す可能性があり、信頼性上の課題がある。 すなわち、図５１に示したように溝付き体４−２が溝頂点仮想円９−２の内側に飛び出すと狭小空間１２−２から溝２−２に流入すべき二相流が溝付き体の裏側に流れ、適切に気液分離できないという課題がある。 “Eighth-2 Embodiment” A gas-liquid separator according to an eighth embodiment will be described with reference to FIGS. 50 and 51. FIG. 50 is a half cross-sectional view showing an eighth embodiment, and FIG. 51 is a cross-sectional view showing problems in gas-liquid separator reliability. As shown in FIG. 41, the grooved body 4-2 is processed with a free length that is longer than the inner circumference of the outer body A10-2. As shown in FIG. It is inserted in A10-2. Therefore, when the grooved body 4-2 is inserted into the outer body A10-2, the inner peripheral length of the outer body A10-2 is shorter than the above B. Therefore, the grooved body 4-2 is compressed in the B direction. It is in close contact with the inner surface of the outer shell A10-2 by the reaction force of the elastic force of the groove. However, if the impact force or the like is applied to the gas-liquid separator simply by being in close contact with the inner surface of the outer shell A10-2, as shown in FIG. There is a possibility of jumping out inside the vertex virtual circle 9-2, and there is a problem in reliability. That is, as shown in FIG. 51, when the grooved body 4-2 jumps inside the groove vertex virtual circle 9-2, the two-phase flow that should flow into the groove 2-2 from the narrow space 12-2 is There is a problem that it flows to the back side and cannot be properly gas-liquid separated.
上記図５１に示した課題に対する第一の発明例を第８−２の実施形態として図５０により説明する。図５０では入口仕切り体１６−２の内周に円筒リング状の内径支持体Ａ３１−２を挿入し、内径支持体Ａ３１−２の下部を溝付き体４−２の溝頂点仮想円９−２の内側に挿入し、溝付き体４−２の一部が溝頂点仮想円９−２の内側に飛び出すことを防止する構成としており、それ以外の構成および作用は図３９と同じである。入口仕切り体１６−２と円筒リング状の内径支持体Ａ３１−２を一体でプレス加工等により安価に加工することは難しいため、入口仕切り体１６−２と円筒リング状の内径支持体Ａ３１−２を別体として加工し、入口仕切り体１６−２の内周に円筒リング状の内径支持体Ａ３１−２を挿入し、結合している。内径支持体Ａ３１−２を設けることにより、溝付き体４−２は溝頂点仮想円９−２の内側に飛び出すことは無く、信頼性の高い良好な気液分離がおこなえる。 A first invention example for the problem shown in FIG. 51 will be described with reference to FIG. 50 as an eighth embodiment. In FIG. 50, a cylindrical ring-shaped inner diameter support A31-2 is inserted into the inner periphery of the inlet partition 16-2, and a lower portion of the inner diameter support A31-2 is inserted into the groove apex virtual circle 9-2 of the grooved body 4-2. Is inserted to the inside, and a part of the grooved body 4-2 is prevented from jumping out to the inside of the groove apex virtual circle 9-2, and other configurations and operations are the same as those in FIG. Since it is difficult to process the inlet partition 16-2 and the cylindrical ring-shaped inner diameter support A31-2 integrally with a low cost by pressing or the like, the inlet partition 16-2 and the cylindrical ring-shaped inner diameter support A31-2 Are processed separately, and a cylindrical ring-shaped inner diameter support A31-2 is inserted into the inner periphery of the inlet partition 16-2 and coupled. By providing the inner diameter support A31-2, the grooved body 4-2 does not jump out to the inside of the groove apex virtual circle 9-2, and good gas-liquid separation with high reliability can be performed.
「第９−２の実施の形態」 上記図５１に示した課題に対する第二の発明例を第９−２の実施の形態として図５２および図５３により説明する。図５２は第９−２の実施の形態を示す断面図であり、図５３は第９−２の実施の形態で使用する内径支持体Ｂ３３−２の断面図である。図５２では入口仕切り体１６−２の下に図５３に示す内径支持体Ｂ３２−２の内径支持体Ｂつば部３３−２を挟みこみ、内径支持体Ｂ３２−２の下部を溝付き体４−２の溝頂点仮想円９−２の内側に挿入し、溝付き体４−２の一部が溝頂点仮想円９−２の内側に飛び出すことを防止する構成としており、それ以外の構成および作用は図３９と同じである。内径支持体Ｂ３２−２を設けることにより、溝付き体４−２は溝頂点仮想円９−２の内側に飛び出すことは無く、信頼性の高い良好な気液分離がおこなえる。
[Ninth Embodiment] A second invention example for the problem shown in FIG. 51 will be described as a ninth embodiment with reference to FIGS. 52 and 53. FIG. 52 is a cross-sectional view showing the ninth embodiment, and FIG. 53 is a cross-sectional view of the inner diameter support B33-2 used in the ninth embodiment. 52, an inner diameter support B collar 33-2 of an inner diameter support B32-2 shown in FIG. 53 is sandwiched below the inlet partition 16-2, and a lower portion of the inner diameter support B32-2 is provided with a
「第１０−２の実施の形態」 上記図５１に示した課題に対する第三の発明例を第１０−２の実施の形態として図５４および図５５により説明する。図５４は第１０−２の実施の形態を示す断面図であり、図５５は第１０−２の実施の形態で使用する内径支持体Ｃ３４−２の平面図であり、内径支持体Ｃ３４−２には気液分離室内でその上下方向に気相が流動できる複数の切り欠き部３５−２が設けられている。内径支持体Ｃ３４−２は、図５４に示すように気相出口管６−２に接合され、溝付き体４−２の溝頂点仮想円９−２の内側中に挿入され、溝付き体４−２の一部が溝頂点仮想円９−２の内側に飛び出すことを防止する構成としており、それ以外の構成および作用は図３９と同じである。内径支持体Ｃ３４−２を設けることにより、溝付き体４−２は溝頂点仮想円９の内側に飛び出すことは無く、信頼性の高い良好な気液分離がおこなえる。 "10th Embodiment" A third invention example for the problem shown in Fig. 51 will be described as a 10-2 embodiment with reference to Figs. FIG. 54 is a cross-sectional view showing the tenth embodiment, and FIG. 55 is a plan view of the inner diameter support C34-2 used in the tenth embodiment, and the inner diameter support C34-2. Is provided with a plurality of notches 35-2 through which the gas phase can flow in the vertical direction in the gas-liquid separation chamber. As shown in FIG. 54, the inner diameter support body C34-2 is joined to the gas phase outlet pipe 6-2, and is inserted into the inside of the groove apex virtual circle 9-2 of the grooved body 4-2. −2 is configured to prevent a part of −2 from jumping out to the inside of the groove apex virtual circle 9-2, and the other configurations and operations are the same as those in FIG. By providing the inner diameter support body C34-2, the grooved body 4-2 does not jump out inside the groove apex virtual circle 9, and good gas-liquid separation with high reliability can be performed.
「第１１−２の実施の形態」 上記図５１に示した課題に対する第四の発明例を第１１−２の実施の形態として図５６および図５７により説明する。図５６は第１１−２の実施形態を示す断面図であり、図５７は第１０−２の実施形態で使用する内径支持体Ｄ３７−２の断面図であり、出口仕切り体８の機能を兼ねている。内径支持体Ｄ３７−２の外周には段差部３８−２をもち、図５６に示すように段差部３８−２が溝付き体４−２の溝頂点仮想円９−２の内側中に挿入され、溝付き体４−２の一部が溝頂点仮想円９−２の内側に飛び出すことを防止する構成としており、それ以外の構成および作用は図３９と同じである。内径支持体Ｄ３７−２を設けることにより、溝付き体４−２は溝頂点仮想円９−２の内側に飛び出すことは無く、信頼性の高い良好な気液分離がおこなえる。
“11-2nd Embodiment” A fourth invention example for the problem shown in FIG. 51 will be described as an 11-2nd embodiment with reference to FIGS. 56 and 57. 56 is a cross-sectional view showing the eleventh embodiment, and FIG. 57 is a cross-sectional view of the inner diameter support D37-2 used in the tenth embodiment, which also functions as the
上記図５１に示した課題に対するそれぞれの発明例は、内径支持体を溝の二相流入口側、溝の中間、溝の出口側に設けた例としてそれぞれ別々に説明したが、必要に応じてそれらを組み合わせて使用しても良いことは言うまでもない。 Each invention example for the problem shown in FIG. 51 has been described separately as an example in which the inner diameter support is provided on the two-phase inlet side of the groove, the middle of the groove, and the outlet side of the groove. Needless to say, they may be used in combination.
「第１２−２の実施の形態」 図５８は第１２−２の実施の形態として、上記した気液分離器を冷凍サイクルに使用した場合の第一の冷凍サイクル構成図である。すなわち、圧縮機３９−２で吸い込んだ低温低圧の気相冷媒は圧縮機３９−２で圧縮され高温高圧気相冷媒となり冷媒吐出管４０−２を経て、凝縮器４１−２で凝縮器用送風機４２−２から送られる空気に放熱し、低温高圧液冷媒となる。その液冷媒は減圧器４３−２で減圧され二相流となり、入り口管５−２から気液分離器４４−２に流入し、液相冷媒は液相出口管７−２から蒸発器４５−２に入り蒸発器用送風機４６−２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３９−２に吸い込まれる。一方、気液分離器で分離された気相冷媒は気相出口管６−２から蒸発器バイパス管４７−２、抵抗調整体４８−２を経て圧縮機３９−２に吸い込まれる。一般に蒸発器の冷媒流路管長さは長く、蒸発器バイパス管長さは短いため、両者の圧力損失のバランスを取るために抵抗調整体４８−２が設けられている。
“Twelfth Embodiment” FIG. 58 is a first refrigeration cycle configuration diagram when the above-described gas-liquid separator is used in a refrigeration cycle as a twelfth embodiment. That is, the low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant sucked in by the compressor 39-2 is compressed by the compressor 39-2 to become a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant, passes through the refrigerant discharge pipe 40-2, and is fed to the condenser blower 42 by the condenser 41-2. -2 radiates heat to the air sent from -2 and becomes a low-temperature high-pressure liquid refrigerant. The liquid refrigerant is decompressed by the decompressor 43-2 to become a two-phase flow, and flows into the gas-liquid separator 44-2 from the inlet pipe 5-2, and the liquid refrigerant is sent from the liquid phase outlet pipe 7-2 to the evaporator 45-. Heat is taken from the air that enters the
気液分離器４４−２を用いない場合には、減圧器４３−２で減圧された二相流の気相冷媒も蒸発器に流入するため、特に、蒸発器用送風機４６−２で送られる空気温度が低い場合には蒸発圧力が低下し、気相冷媒の密度は小さくなり体積流量が大きくなるため、蒸発器４５−２での圧力損失が大きく、蒸発器４５−２の出口圧力、即ち、圧縮機吸込み圧力が低下するため、圧縮動力が増大し、高効率な運転ができなくなる。 それに対して、図５８で示したようにコンパクトな気液分離器４４−２を設け、分離された気相冷媒を気相出口管６−２から蒸発器バイパス管４７−２を経て圧縮機３９−２に吸い込ませることにより、蒸発に寄与しない気相冷媒は蒸発器４５−２に流入しないため蒸発器４５−２での圧力損失を抑えることができ、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にできる。
When the gas-liquid separator 44-2 is not used, the two-phase gas phase refrigerant decompressed by the decompressor 43-2 also flows into the evaporator. When the temperature is low, the evaporation pressure decreases, the density of the gas-phase refrigerant decreases, and the volume flow rate increases, so the pressure loss in the evaporator 45-2 is large and the outlet pressure of the evaporator 45-2, that is, Since the compressor suction pressure decreases, the compression power increases and high-efficiency operation cannot be performed. On the other hand, as shown in FIG. 58, a compact gas-liquid separator 44-2 is provided, and the separated gas-phase refrigerant is sent from the gas-phase outlet pipe 6-2 through the evaporator bypass pipe 47-2 to the
「第１３−２の実施の形態」 図５９は第１３−２の実施の形態として、上記した気液分離器を冷凍サイクルに使用した場合の第
二の冷凍サイクル構成図である。図５９はセパレート型エアコンの例であり、室外ユニット４９−２と室内ユニット５０−２より構成され、冷房運転時のサイクルを示している。圧縮機３９−２で圧縮された高温高圧気相冷媒には冷凍機油が混入しており、圧縮機から吐出された気相冷媒に混入する冷凍機油量が多くなると、冷凍サイクル冷媒流路の圧力損失が増加し、また冷媒の蒸発熱伝達率および凝縮熱伝達率が低下し、冷凍サイクル効率の低下の原因になる。さらに、圧縮機起動時には圧縮機内に封入されている冷凍機油がフォーミングし、大量の冷凍機油が気相冷媒に混入し圧縮機から吐出され、冷凍サイクルに流出する。特にセパレート型エアコンの場合には、室内ユニットと室外ユニットを接続する接続配管が設けられており、この接続配管が長い場合には、冷凍サイクルに流出した冷凍機油は長時間圧縮機に戻らず、運転条件によっては圧縮機内の冷凍機油が不足し、圧縮機の信頼性に支障をきたす問題があった。“Thirteenth Embodiment” FIG. 59 is a second refrigeration cycle configuration diagram when the above-described gas-liquid separator is used in a refrigeration cycle as a thirteenth embodiment. FIG. 59 shows an example of a separate type air conditioner, which includes an outdoor unit 49-2 and an indoor unit 50-2, and shows a cycle during cooling operation. Refrigerating machine oil is mixed in the high-temperature high-pressure gas-phase refrigerant compressed by the compressor 39-2, and when the amount of refrigerating machine oil mixed in the gas-phase refrigerant discharged from the compressor increases, the pressure of the refrigeration cycle refrigerant flow path Loss increases and the evaporative heat transfer coefficient and condensing heat transfer coefficient of the refrigerant decrease, causing a decrease in refrigeration cycle efficiency. Furthermore, when the compressor is started, the refrigerating machine oil enclosed in the compressor forms, and a large amount of the refrigerating machine oil is mixed into the gas phase refrigerant and discharged from the compressor, and flows out into the refrigerating cycle. In particular, in the case of a separate type air conditioner, a connecting pipe that connects the indoor unit and the outdoor unit is provided.If this connecting pipe is long, the refrigeration oil that has flowed into the refrigeration cycle does not return to the compressor for a long time, Depending on the operating conditions, there was a problem that the compressor oil in the compressor was insufficient and the reliability of the compressor was hindered.
そこで、図５９は上記課題を解決するために、圧縮機３９−２の冷媒吐出管にコンパクトな気液分離器４４−２を設け、冷凍サイクル効率の確保および圧縮機の信頼性確保を図るものである。すなわち、圧縮機３９−２で吸い込んだ低温低圧の気相冷媒は圧縮機３９−２で圧縮され高温高圧気相冷媒となり冷媒吐出管４０−２を経て、気液分離器４４−２の入口管５−２から気液分離器に流入する。圧縮機３９−２で圧縮された高温高圧気相冷媒には冷凍機油が混入しており、気液分離器４４−２内で冷凍機油は液相として、気相冷媒は気相として分離され、それぞれ液相出口管７−２および気相出口管６−２から取り出される。液相出口管７を出た冷凍機油は液レシーバ５２−２、流量調整絞り５３−２をへて、圧縮機吸込み管５４−２に吸い込まれ、冷凍機油は圧縮機に戻る。流量調整絞り５３−２を設けている理由は、通常の運転条件では圧縮機３９−２から吐出される高温高圧気相冷媒に混入している冷凍機油は気相冷媒に比べて少ないため、気液分離器４４−２で分離した冷凍機油を流量調整絞り５３−２で徐々に圧縮機３９−２に冷凍機油を戻すためである。また、液レシーバ５２−２を設けている理由は、圧縮機起動時に圧縮機内に封入されている冷凍機油がフォーミングし、大量の冷凍機油が気相冷媒に混入し圧縮機から吐出されるが、これは一時的な現象であるため、気液分離器４４−２で分離した冷凍機油を一時的に液レシーバ５２−２に溜め込み、流量調整絞り５３−２で徐々に圧縮機３９−２に冷凍機油を戻すためである。なお、気液分離器の液溜め３６−２の容積が大きな場合には必ずしも液レシーバは必要としない。
Therefore, in order to solve the above problems, FIG. 59 is provided with a compact gas-liquid separator 44-2 in the refrigerant discharge pipe of the compressor 39-2 to ensure the refrigeration cycle efficiency and the reliability of the compressor. It is. That is, the low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant sucked by the compressor 39-2 is compressed by the compressor 39-2 to become a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant, passes through the refrigerant discharge pipe 40-2, and enters the inlet pipe of the gas-liquid separator 44-2. It flows into the gas-liquid separator from 5-2. Refrigerating machine oil is mixed in the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant compressed by the compressor 39-2, the refrigerating machine oil is separated as a liquid phase, and the gas-phase refrigerant is separated as a gas phase in the gas-liquid separator 44-2. They are taken out from the liquid phase outlet pipe 7-2 and the gas phase outlet pipe 6-2, respectively. The refrigerating machine oil that has exited the liquid
一方、気液分離器４４−２内で分離された気相冷媒は気相出口管６−２から四方弁を経て、凝縮器４１−２で凝縮器用送風機４２−２から送られる空気に放熱し、低温高圧液冷媒となる。その液冷媒は減圧器４３−２で減圧され低温低圧の二相流となり、蒸発器４５−２に入り蒸発器用送風機４６−２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３９−２に吸い込まれる。したがって、気液分離器４４−２内で冷凍機油は液相として分離され、液相出口管７−２から液レシーバ５２−２、流量調整絞り５３−２を経て、圧縮機吸込み管５４−２に吸い込まれ、冷凍機油は圧縮機に戻るため、冷凍機油が冷凍サイクルに流出するのを防止でき、高効率な冷凍サイクル運転が可能になり、また、起動時にも冷凍機油が冷凍サイクルに流出するのを防止でき、信頼性の高い運転が可能になる。 On the other hand, the gas-phase refrigerant separated in the gas-liquid separator 44-2 dissipates heat to the air sent from the condenser blower 42-2 through the four-way valve from the gas-phase outlet pipe 6-2. It becomes a low-temperature high-pressure liquid refrigerant. The liquid refrigerant is decompressed by the decompressor 43-2 to become a low-temperature and low-pressure two-phase flow, takes heat from the air that enters the evaporator 45-2 and is sent by the evaporator blower 46-2, and becomes a low-temperature and low-pressure gas-phase refrigerant. It is sucked into machine 39-2. Therefore, the refrigerating machine oil is separated as a liquid phase in the gas-liquid separator 44-2, and from the liquid phase outlet pipe 7-2 through the liquid receiver 52-2 and the flow rate adjusting throttle 53-2, the compressor suction pipe 54-2. Since the refrigeration oil returns to the compressor, the refrigeration oil can be prevented from flowing into the refrigeration cycle, enabling highly efficient refrigeration cycle operation, and the refrigeration oil also flows into the refrigeration cycle at startup. Can be prevented, and a reliable operation becomes possible.
本発明は気液二相流を狭小空間に通すことで、液相を溝に導き、表面張力効果により液相を溝に効率良く捕捉し、取付位置や取付角度に関係なく気液分離を効率良く行うようにしたものであるから、冷凍装置の小形化に追従出来る冷凍サイクルの提供を可能とすることは勿論、冷凍装置の冷却性能改善および信頼性の改善に大幅に貢献出来るものであり、空気調和機、冷蔵庫、冷凍庫、除湿機、ショーケース、自動販売機およびカーエアコン等の冷凍装置に利用可能である。 The present invention guides the liquid phase into the groove by passing the gas-liquid two-phase flow through a narrow space, and efficiently captures the liquid phase in the groove due to the surface tension effect, making the gas-liquid separation efficient regardless of the mounting position and mounting angle. Since it is designed to be performed well, it is possible to provide a refrigeration cycle that can follow the downsizing of the refrigeration system, as well as to greatly contribute to the improvement of the cooling performance and reliability of the refrigeration system, It can be used for refrigeration equipment such as air conditioners, refrigerators, freezers, dehumidifiers, showcases, vending machines, and car air conditioners.
<第１−１の実施の形態〜第１５−１の実施の形態> １−１…気液分離室 ２−１…溝 ３−１…急拡大部 ４−１…溝付き体 ５−１…入口管 ６−１…気相出口管 ７−１…液相出口管 ８−１…出口仕切り体 ９−１…溝頂点仮想円 １０−１…外郭体 １１−１…第２の外郭体 １２−１…狭小空間 １３−１…溝を構成する板 １４−１…溝底部 １５−１…段差部 １６−１…入り口仕切体 １７−１…圧縮機 １８−１…第一のシリンダ １９−１…第二のシリンダ ２０−１…冷媒吐出管 ２１−１…凝縮器 ２２−１…凝縮器用送風機 ２３−１…第一の減圧器 ２４−１…第二の減圧器 ２５−１…蒸発器 ２６−１…蒸発器用送風機 ２７−１…蒸発器バイパス管 ２８−１…コーナ部 ２９−１…外側の溝２oに内接する円 ３０−１…溝頂部 ３１−１…流れの中に置かれた板 ３２−１…流線 ３３−１…気液分離装置 ３４−１…コーナー付着液 ３５−１…内面螺旋溝 ３６−１…広がり流れ ３７−１…外郭体に沿う流れ ３８−１…広がり部 ３９−１…円錐体 ４０−１…液滴ミスト ４１−１…溝面に付着した液滴 ４２−１…溝底に集まった液相 ４３−１…親水性処理面 ４４−１…導入溝 ４５−１…導入溝付き体 ４６−１…外郭体に向かう流れ ４７−１…多孔質体 ４８−１…流入室 ４９−１…パスＡ ５０−１…パスＢ ５１−１…分岐点 ５２−１…分流器 ５３−１…蒸発器用送風機で送られる空気流
<1-1st Embodiment to 15-1th Embodiment> 1-1 ... Gas-liquid separation chamber 2-1 ... Groove 3-1 ... Rapid expansion section 4-1 ... Grooved body 5-1 ... Inlet pipe 6-1 ... Gas phase outlet pipe 7-1 ... Liquid phase outlet pipe 8-1 ... Outlet partition body 9-1 ... Groove vertex virtual circle 10-1 ... Outer body 11-1 ... Second outer body 12- DESCRIPTION OF
<第１−２の実施の形態〜第１３−２の実施の形態> １−２…気液分離室 ２−２…溝 ３−２…急拡大部 ４−２…溝付き体 ５−２…入口管 ６−２…気相出口管 ７−２…液相出口管 ８−２…出口仕切り体 ９−２…溝頂点仮想円 １０−２…外郭体Ａ １１−２…外郭体Ｂ １２−２…狭小空間 １３−２…下縮管部 １４−２…つば部 １５−２…スリット １６−２…入り口仕切り体 １７−２…つば部外周 １８−２…外郭体接合部 １９−２…流入室 ２０−２…急拡大部気相ベクトル ２１−２…気相流入端 ２２−２…中空部 ２３−２…仮想円筒面 ２４−２…隙間 ２５−２…二相流の一部 ２６−２…拡管部 ２７−２…外郭体Ｃ ２８−２…ビード ２９−２…上縮管部 ３０−２…ノッチ ３１−２…内径支持体Ａ ３２−２…内径支持体Ｂ ３３−２…内径支持体Ｂつば部 ３４−２…内径支持体Ｃ ３５−２…切り欠き部 ３６−２…液溜め ３７−２…内径支持体Ｄ ３８−２…段差部 ３９−２…圧縮機 ４０−２…冷媒吐出管 ４１−２…凝縮器 ４２−２…凝縮器用送風機 ４３−２…減圧器 ４４−２…気液分離器 ４５−２…蒸発器 ４６−２…蒸発器用送風機 ４７−２…バイパス管 ４８−２…抵抗調整体 ４９−２…室外ユニット ５０−２…室内ユニット ５１−２…接続配管 ５２−２…液レシーバ ５３−２…流量調整絞り ５４−２…圧縮機吸込み管 <1-2th Embodiment to 13th-2nd Embodiment> 1-2 ... Gas-liquid separation chamber 2-2 ... Groove 3-2 ... Rapid expansion portion 4-2 ... Grooved body 5-2 ... Inlet pipe 6-2 ... Gas phase outlet pipe 7-2 ... Liquid phase outlet pipe 8-2 ... Outlet partition body 9-2 ... Groove vertex virtual circle 10-2 ... Outer body A 11-2 ... Outer body B 12-2 ... Narrow space 13-2 ... Lower contraction pipe part 14-2 ... Collar part 15-2 ... Slit 16-2 ... Entrance partition 17-2 ... Collar part outer periphery 18-2 ... Outer body joint part 19-2 ... Inflow chamber 20-2 ... Rapid expansion portion gas phase vector 21-2 ... Gas phase inflow end 22-2 ... Hollow portion 23-2 ... Virtual cylindrical surface 24-2 ... Gap 25-2 ... Part of two-phase flow 26-2 ... Expanded portion 27-2 ... outer body C 28-2 ... bead 29-2 ... upper contracted tube portion 30-2 ... notch 31-2 ... inner diameter support A 32-2 ... inside Support B 33-2 ... Inner diameter support B collar 34-2 ... Inner diameter support C 35-2 ... Notch 36-2 ... Liquid reservoir 37-2 ... Inner diameter support D 38-2 ... Stepped portion 39- 2 ... Compressor 40-2 ... Refrigerant discharge pipe 41-2 ... Condenser 42-2 ... Condenser blower 43-2 ... Decompressor 44-2 ... Gas-liquid separator 45-2 ... Evaporator 46-2 ... For evaporator Blower 47-2 ... Bypass pipe 48-2 ... Resistance adjustment body 49-2 ... Outdoor unit 50-2 ... Indoor unit 51-2 ... Connection pipe 52-2 ... Liquid receiver 53-2 ... Flow rate adjusting throttle 54-2 ... Compression Suction pipe
Claims (21)
気液二相流を導入可能な入口管と、
前記入口管と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管と
を有する気液分離器であって、
前記気液分離室は、
前記入口管からの気液二相流を導入するための入口空間と、
前記入口空間の下流に設けられた空間であって、前記入口空間よりも流路断面積が拡大した拡大空間と、
前記入口空間からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管に向かう溝付き部と
を有する気液分離器において、
ウエーバー数をＷｅ、気液分離器に流入する気液二相流の質量流量をＧ、二相流の密度をρ、表面張力をσ、溝幅をｂ、該入口空間から溝に流入する溝内流路断面積をＳｌとしたとき、
An inlet pipe capable of introducing a gas-liquid two-phase flow;
A gas-liquid separation chamber that is in fluid communication with the inlet pipe and separates the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase;
A gas-phase outlet pipe that is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber and that guides the separated gas phase;
A gas-liquid separator having a liquid phase outlet pipe through which the separated liquid phase is guided, which is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber;
The gas-liquid separation chamber is
An inlet space for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe;
The space provided downstream of the inlet space, and an enlarged space in which a channel cross-sectional area is larger than the inlet space;
In the gas-liquid separator having a grooved portion toward the liquid-phase outlet pipe, to which the gas-liquid two-phase flow from the inlet space is directly guided,
The number of Webers is We, the mass flow rate of the gas-liquid two-phase flow flowing into the gas-liquid separator is G, the density of the two-phase flow is ρ, the surface tension is σ, the groove width is b, and the groove flows into the groove from the inlet space. When the inner channel cross-sectional area is Sl,
気液二相流を入流可能な入口管と、
前記入口管と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管と
を有する気液分離器であって、
前記気液分離室は、
前記入口管からの気液二相流を導入するための入口空間と、
前記入口空間の下流に設けられた空間であって、前記入口空間よりも流路断面積が拡大した拡大空間と、
前記入口空間からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管に向かう溝付き部と
を有する気液分離器において、
前記溝付き部が、薄板を折り曲げて構成された、溝付き面をもつ溝付き体であることを特徴とする気液分離器。An outer body constituting the outer shell,
An inlet pipe capable of entering a gas-liquid two-phase flow;
A gas-liquid separation chamber that is in fluid communication with the inlet pipe and separates the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase;
A gas-phase outlet pipe that is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber and that guides the separated gas phase;
A gas-liquid separator having a liquid phase outlet pipe through which the separated liquid phase is guided, which is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber;
The gas-liquid separation chamber is
An inlet space for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe;
The space provided downstream of the inlet space, and an enlarged space in which a channel cross-sectional area is larger than the inlet space;
In the gas-liquid separator having a grooved portion toward the liquid-phase outlet pipe, to which the gas-liquid two-phase flow from the inlet space is directly guided,
The gas-liquid separator, wherein the grooved portion is a grooved body having a grooved surface formed by bending a thin plate .
前記外郭体内に設置されていると共に、前記外郭体と協同して前記入口空間を形成する、前記溝付き部の溝先端と係合する段差部を備えた入口仕切り体を更に有しており、
前記入口仕切り体の溝先端から上流側の長さをＬ１、溝先端から下流側の段差部の長さをＬ２としたとき、
In addition to being installed in the outer body, and further forming an inlet partition body that cooperates with the outer body to form the inlet space and has a stepped portion that engages with a groove tip of the grooved portion;
When the length of the upstream side from the groove tip of the inlet partition is L1, and the length of the stepped portion downstream from the groove tip is L2,
前記外郭体内に設置されていると共に、前記外郭体と協同して前記入口空間を形成する、前記溝付き部の溝先端と係合する段差部を備えた入口仕切り体を更に有しており、
前記入口仕切り体の上流側外周と外郭体との距離をＨ１、溝先端から外殻体との距離をＨ２としたとき、
In addition to being installed in the outer body, and further forming an inlet partition body that cooperates with the outer body to form the inlet space and has a stepped portion that engages with a groove tip of the grooved portion;
When the distance between the outer periphery on the upstream side of the inlet partition and the outer body is H1, and the distance from the groove tip to the outer shell is H2,
気液二相流を導入可能な入口管と、
前記入口管と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管と
を有する気液分離器であって、
前記気液分離室は、
前記入口管からの気液二相流を導入するための入口空間と、
前記入口空間の下流に設けられた空間であって、前記入口空間よりも流路断面積が拡大した拡大空間と、
前記入口空間からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管に向かう溝付き部と
を有する気液分離器において、
前記入口空間よりも拡大した位置を基準とし、その基準位置から気液分離器への二相流流入方向をプラス方向、その流れ方向と逆方向をマイナス方向とし、その基準位置から気相出口管の気相流入端位置までの距離をＬとし、溝頂点仮想円の径をＤtとしたとき、気相出口管の気相流入端位置を
An inlet pipe capable of introducing a gas-liquid two-phase flow;
A gas-liquid separation chamber that is in fluid communication with the inlet pipe and separates the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase;
A gas-phase outlet pipe that is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber and that guides the separated gas phase;
A gas-liquid separator having a liquid phase outlet pipe through which the separated liquid phase is guided, which is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber;
The gas-liquid separation chamber is
An inlet space for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe;
The space provided downstream of the inlet space, and an enlarged space in which a channel cross-sectional area is larger than the inlet space;
In the gas-liquid separator having a grooved portion toward the liquid-phase outlet pipe, to which the gas-liquid two-phase flow from the inlet space is directly guided,
The position that is larger than the inlet space is used as a reference, the two-phase flow inflow direction from the reference position to the gas-liquid separator is the positive direction, and the opposite direction to the flow direction is the negative direction. Where L is the distance to the gas-phase inflow end position, and Dt is the diameter of the groove apex virtual circle, the gas-phase inflow end position of the gas-phase outlet pipe is
気液二相流を導入可能な入口管と、
前記入口管と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管と
を有する気液分離器であって、
前記気液分離室は、
前記入口管からの気液二相流を導入するための入口空間と、
前記入口空間の下流に設けられた空間であって、前記入口空間よりも流路断面積が拡大した拡大空間と、
前記入口空間からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管に向かう溝付き部と
を有する気液分離器において、
前記気液分離器は、
前記外郭体内に設置されていると共に、前記外郭体と協同して前記入口空間を形成する、入口仕切り体を更に有しており、
前記気相出口管内径部の気相流入端上部の入口仕切り体位置から気相出口管の気相流入端内径部の距離をＨ、気相出口管の内径をｄiとしたとき、
An inlet pipe capable of introducing a gas-liquid two-phase flow;
A gas-liquid separation chamber that is in fluid communication with the inlet pipe and separates the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase;
A gas-phase outlet pipe that is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber and that guides the separated gas phase;
A gas-liquid separator having a liquid phase outlet pipe through which the separated liquid phase is guided, which is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber;
The gas-liquid separation chamber is
An inlet space for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe;
The space provided downstream of the inlet space, and an enlarged space in which a channel cross-sectional area is larger than the inlet space;
In the gas-liquid separator having a grooved portion toward the liquid-phase outlet pipe, to which the gas-liquid two-phase flow from the inlet space is directly guided,
The gas-liquid separator is
And further comprising an inlet partition that is installed in the outer body and forms the inlet space in cooperation with the outer body;
When the distance from the inlet partition position at the upper part of the gas phase inlet end of the gas phase outlet pipe inner diameter part to the gas phase inlet end inner diameter part of the gas phase outlet pipe is H, and the inner diameter of the gas phase outlet pipe is di,
気液二相流を導入可能な入口管と、
前記入口管と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管と
を有する気液分離器であって、
前記気液分離室は、
前記入口管からの気液二相流を導入するための入口空間と、
前記入口空間の下流に設けられた空間であって、前記入口空間よりも流路断面積が拡大した拡大空間と、
前記入口空間からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管に向かう溝付き部と
を有する気液分離器において、
前記気液分離器は、
前記外郭体内に設置されていると共に、前記外郭体と協同して前記入口空間を形成する、入口仕切り体を更に有しており、
気液分離室に対向する側の入口仕切り体下面に、開放された中空部が設けられていることを特徴とする気液分離器。An outer body constituting the outer shell,
An inlet pipe capable of introducing a gas-liquid two-phase flow;
A gas-liquid separation chamber that is in fluid communication with the inlet pipe and separates the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase;
A gas-phase outlet pipe that is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber and that guides the separated gas phase;
A gas-liquid separator having a liquid phase outlet pipe through which the separated liquid phase is guided, which is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber;
The gas-liquid separation chamber is
An inlet space for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe;
The space provided downstream of the inlet space, and an enlarged space in which a channel cross-sectional area is larger than the inlet space;
In the gas-liquid separator having a grooved portion toward the liquid-phase outlet pipe, to which the gas-liquid two-phase flow from the inlet space is directly guided,
The gas-liquid separator is
And further comprising an inlet partition that is installed in the outer body and forms the inlet space in cooperation with the outer body;
A gas-liquid separator characterized in that an open hollow portion is provided on the lower surface of the inlet partition on the side facing the gas-liquid separation chamber.
気液二相流を入流可能な入口管と、
前記入口管と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管と
を有する気液分離器であって、
前記気液分離室は、
前記入口管からの気液二相流を導入するための入口空間と、
前記入口空間の下流に設けられた空間であって、前記入口空間よりも流路断面積が拡大した拡大空間と、
前記入口空間からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管に向かう溝付き部と
を有する気液分離器において、
前記気液分離器は、
前記外郭体内に設置されていると共に、前記外郭体と協同して前記入口空間を形成する、入口仕切り体と、
前記外郭体内に設置されていると共に、気液分離室の下流に気相と液相の流路を分離する、気相出口管が貫通して当該気相出口管に接合された、出口仕切り体とを更に有していると共に、
前記溝付き部が、前記外郭体と別体である、溝付き面をもつ溝付き体であり、
外郭体と入口仕切り体及び出口仕切り体とで溝付き体を挟み込むことにより、溝付き体が所定位置に固定されている
ことを特徴とする気液分離器。An outer body constituting the outer shell,
An inlet pipe capable of entering a gas-liquid two-phase flow;
A gas-liquid separation chamber that is in fluid communication with the inlet pipe and separates the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase;
A gas-phase outlet pipe that is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber and that guides the separated gas phase;
A gas-liquid separator having a liquid phase outlet pipe through which the separated liquid phase is guided, which is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber;
The gas-liquid separation chamber is
An inlet space for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe;
The space provided downstream of the inlet space, and an enlarged space in which a channel cross-sectional area is larger than the inlet space;
In the gas-liquid separator having a grooved portion toward the liquid-phase outlet pipe, to which the gas-liquid two-phase flow from the inlet space is directly guided,
The gas-liquid separator is
An inlet partition that is installed in the outer body and forms the inlet space in cooperation with the outer body;
An outlet partition that is installed in the outer body and separates a gas phase and a liquid phase flow path downstream of a gas-liquid separation chamber, and a gas phase outlet pipe penetrates and is joined to the gas phase outlet pipe And further having
The grooved portion is a grooved body having a grooved surface, which is a separate body from the outer body,
A gas-liquid separator, wherein the grooved body is fixed at a predetermined position by sandwiching the grooved body between the outer body, the inlet partition body, and the outlet partition body.
気液二相流を入流可能な入口管と、
前記入口管と流体導通可能に連絡した、前記気液二相流を気相と液相に分離する気液分離室と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した気相が導かれる気相出口管と、
前記気液分離室と流体導通可能に連絡した、前記分離した液相が導かれる液相出口管と
を有する気液分離器であって、
前記気液分離室は、
前記入口管からの気液二相流を導入するための入口空間と、
前記入口空間の下流に設けられた空間であって、前記入口空間よりも流路断面積が拡大した拡大空間と、
前記入口空間からの気液二相流が直接導かれる、前記液相出口管に向かう溝付き部と
を有する気液分離器において、
前記溝付き部が、前記外郭体と別体である、溝付き面をもつ溝付き体であると共に、
前記気液分離器は、
溝付き体の内径側に溝付き体が溝頂点仮想円の内側に飛び出すことを防止する内径支持体を更に備えたことを特徴とする気液分離器。An outer body constituting the outer shell,
An inlet pipe capable of entering a gas-liquid two-phase flow;
A gas-liquid separation chamber that is in fluid communication with the inlet pipe and separates the gas-liquid two-phase flow into a gas phase and a liquid phase;
A gas-phase outlet pipe that is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber and that guides the separated gas phase;
A gas-liquid separator having a liquid phase outlet pipe through which the separated liquid phase is guided, which is in fluid communication with the gas-liquid separation chamber;
The gas-liquid separation chamber is
An inlet space for introducing a gas-liquid two-phase flow from the inlet pipe;
The space provided downstream of the inlet space, and an enlarged space in which a channel cross-sectional area is larger than the inlet space;
In the gas-liquid separator having a grooved portion toward the liquid-phase outlet pipe, to which the gas-liquid two-phase flow from the inlet space is directly guided,
The grooved portion is a grooved body having a grooved surface, which is a separate body from the outer body,
The gas-liquid separator is
A gas-liquid separator, further comprising an inner diameter support for preventing the grooved body from jumping out to the inside of the groove apex virtual circle on the inner diameter side of the grooved body.
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