JP5014367B2 - Gas-liquid separator and refrigeration cycle equipment equipped with it - Google Patents

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Description

この発明は、気液分離器とそれを搭載した空気調和機等の冷凍サイクル装置に関する。   The present invention relates to a gas-liquid separator and a refrigeration cycle apparatus such as an air conditioner equipped with the gas-liquid separator.

圧縮機、四方弁、室外熱交換器、第1の膨張弁、気液分離器、第2の膨張弁、室内熱交換器を順次配管によって接続した冷凍サイクルにおいて、気液分離器で分離した冷媒蒸気を圧縮機の吸入配管に戻す発明が公知である(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の図2に記載された気液分離器は、第1配管が接続された第1容器と、第2配管が接続された第2容器を備えており、第1容器の上部と第2容器の上部には、冷媒蒸気を連通させるための配管が設けられ、第1容器の下部と第2容器の下部には、冷媒液を連通させるための配管が設けられ、冷媒蒸気を連通させるための配管の中央に冷媒蒸気を流出させるためのガス出口管が設けられている。ここで、気液二相状態の冷媒は、冷房運転時には第1配管より、暖房運転時には第2配管より、気液分離器に流入する。これにより、冷房運転時においては、第1配管を通過した気液二相の冷媒が流入する第1容器で、冷媒液の液面が波立ったり、泡立ったりしても、第2容器内では冷媒液の液面の波立ちおよび泡立ちが抑制されるようにして、冷媒液を第2配管から、冷媒蒸気をガス出口管から流出させるようにしている。また、暖房運転時においては、第2配管を通過した気液二相の冷媒が流入する第2容器で、冷媒液の液面が波立ったり、泡立ったりしても、第1容器内では冷媒液の液面の波立ちおよび泡立ちが抑制されるようにして、冷媒液を第1配管から、冷媒蒸気をガス出口管から流出させるようにしている。
Refrigerant separated by a gas-liquid separator in a refrigeration cycle in which a compressor, a four-way valve, an outdoor heat exchanger, a first expansion valve, a gas-liquid separator, a second expansion valve, and an indoor heat exchanger are sequentially connected by piping. An invention for returning steam to a suction pipe of a compressor is known (for example, see Patent Document 1).
The gas-liquid separator described in FIG. 2 of Patent Document 1 includes a first container to which a first pipe is connected and a second container to which a second pipe is connected. The upper part of the two containers is provided with a pipe for communicating the refrigerant vapor, and the lower part of the first container and the lower part of the second container are provided with a pipe for communicating the refrigerant liquid so as to communicate the refrigerant vapor. A gas outlet pipe for allowing the refrigerant vapor to flow out is provided at the center of the pipe. Here, the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the gas-liquid separator from the first pipe during the cooling operation and from the second pipe during the heating operation. Thus, during cooling operation, even if the liquid level of the refrigerant liquid undulates or bubbles in the first container into which the gas-liquid two-phase refrigerant that has passed through the first pipe flows, The liquid level of the refrigerant liquid is suppressed from undulating and bubbling so that the refrigerant liquid flows out of the second pipe and the refrigerant vapor flows out of the gas outlet pipe. In addition, during the heating operation, even if the liquid level of the refrigerant liquid undulates or bubbles in the second container into which the gas-liquid two-phase refrigerant that has passed through the second pipe flows, the refrigerant in the first container The liquid level of the liquid is suppressed from undulating and bubbling so that the refrigerant liquid flows out of the first pipe and the refrigerant vapor flows out of the gas outlet pipe.

特開2008−75894号公報(図1、図2等)Japanese Patent Laying-Open No. 2008-75894 (FIG. 1, FIG. 2, etc.)

上記特許文献1に示す気液分離器においては、冷房運転時において、気液二相状態の冷媒が第1容器に流入した場合、第1容器で波立ちや泡立ちが発生するため、たとえ第2容器を備えたとしても、第1容器で飛散した液滴が、冷媒蒸気とともにガス出口管から流出するため、気液分離効率が低下するという問題があった。
また、第1容器および第2容器において、流入した気液二相状態の冷媒速度を低下させて気液分離するか、又は、泡立った状態の気液二相の冷媒から気泡状態の冷媒蒸気を浮上させて気液分離するため、流入配管の径に比べて各容器の直径をかなり大きくする必要があり、気液分離器が大型化するという問題があった。
この発明は上記課題に対応したものであり、高い気液分離効率を有する小型の気液分離器を提供すること、またそのような気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
In the gas-liquid separator shown in Patent Document 1, when the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the first container during the cooling operation, the first container generates undulations and bubbles. However, since the droplets scattered in the first container flow out from the gas outlet pipe together with the refrigerant vapor, there is a problem that the gas-liquid separation efficiency is lowered.
Further, in the first container and the second container, the gas-liquid two-phase refrigerant flow rate is decreased to perform gas-liquid separation, or bubble-shaped refrigerant vapor is generated from the bubbled gas-liquid two-phase refrigerant. In order to perform gas-liquid separation by floating, it is necessary to make the diameter of each container considerably larger than the diameter of the inflow pipe, and there is a problem that the gas-liquid separator becomes large.
The present invention addresses the above-described problems, and provides a compact gas-liquid separator having high gas-liquid separation efficiency and an object of providing a refrigeration cycle apparatus equipped with such a gas-liquid separator. And

この発明の気液分離器は、第1の流路と第2の流路とを有し、前記第1の流路の鉛直方向における上端部と前記第2の流路の鉛直方向における上端部とが上部連結部で接続され、前記第1の流路の鉛直方向における下端部と前記第2の流路の鉛直方向における下端部とが下部連結部で接続されて、前記第1の流路、前記第2の流路、前記上部連結部、及び前記下部連結部によりループ状の流路が形成されており、
前記第1の流路の途中に流体が流入又は流出する第1流出入流路が接続され、前記第2の流路の途中に流体が流出又は流入する第2流出入流路が接続され、前記ループ状の流路の上部に気相流体の流出流路が接続されており、
前記第1の流路における前記第1流出入流路との接続開口部と対向する側面、または前記第2の流路における前記第2流出入流路との接続開口部と対向する側面の少なくともいずれか一方に、内側から外側に突出した形状の流路の突出部が設けられている。
The gas-liquid separator of the present invention has a first flow path and a second flow path, and an upper end portion in the vertical direction of the first flow path and an upper end portion in the vertical direction of the second flow path. Are connected at the upper connecting portion, and a lower end portion in the vertical direction of the first flow path and a lower end portion in the vertical direction of the second flow path are connected at the lower connecting portion, and the first flow path A loop-shaped flow path is formed by the second flow path, the upper connecting portion, and the lower connecting portion,
A first inflow / outflow channel through which fluid flows in or out is connected in the middle of the first channel, a second outflow / inflow channel through which fluid flows out or inflow is connected in the middle of the second channel, and the loop The gas-phase fluid outflow channel is connected to the top of the channel,
At least one of a side surface facing the connection opening with the first inflow / outflow channel in the first channel or a side surface facing the connection opening with the second inflow / outflow channel in the second channel. On one side, a protruding portion of the channel having a shape protruding from the inside to the outside is provided.

この発明により、高い気液分離効率を有する小型の気液分離器を得ることができる。また、この発明の冷凍サイクル装置により、成績係数を向上することができる。   According to the present invention, a small gas-liquid separator having high gas-liquid separation efficiency can be obtained. In addition, the coefficient of performance can be improved by the refrigeration cycle apparatus of the present invention.

本発明の実施の形態1による気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置の構成図である。It is a block diagram of the refrigerating-cycle apparatus carrying the gas-liquid separator by Embodiment 1 of this invention. 図1に示す気液分離器の構造と冷房運転時における状態を示す図である。It is a figure which shows the structure at the time of the structure of the gas-liquid separator shown in FIG. 1, and air_conditionaing | cooling operation. 図1に示す気液分離器の構造と暖房運転時における状態を示す図である。It is a figure which shows the structure at the time of the structure of the gas-liquid separator shown in FIG. 1, and heating operation. 図1の冷凍サイクル装置の冷房運転時における冷凍サイクルの圧力とエンタルピの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the pressure and enthalpy of the refrigerating cycle at the time of air_conditionaing | cooling operation of the refrigerating cycle apparatus of FIG. 気液分離器を搭載していない従来の冷凍サイクル装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional refrigeration cycle apparatus which does not mount a gas-liquid separator. 図1の冷凍サイクル装置の暖房運転時における冷凍サイクルの圧力とエンタルピの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the pressure and enthalpy of the refrigerating cycle at the time of heating operation of the refrigerating cycle apparatus of FIG. 本発明の実施の形態1による気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置の第1変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the 1st modification of the refrigerating-cycle apparatus carrying the gas-liquid separator by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置の第2変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the 2nd modification of the refrigerating-cycle apparatus carrying the gas-liquid separator by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置の第3変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the 3rd modification of the refrigerating-cycle apparatus carrying the gas-liquid separator by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置の第4変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the 4th modification of the refrigerating-cycle apparatus carrying the gas-liquid separator by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置の第5変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the 5th modification of the refrigerating-cycle apparatus carrying the gas-liquid separator by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による気液分離器の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the gas-liquid separator by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による気液分離器の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the gas-liquid separator by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2による気液分離器を示す図である。It is a figure which shows the gas-liquid separator by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による気液分離器の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the gas-liquid separator by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による気液分離器を示す図である。It is a figure which shows the gas-liquid separator by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による気液分離器の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the gas-liquid separator by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4による気液分離器を示す図である。It is a figure which shows the gas-liquid separator by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4による気液分離器の上部2分岐材を示す図である。It is a figure which shows the upper 2 branch material of the gas-liquid separator by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4による気液分離器の下部接続材を示す図である。It is a figure which shows the lower connection material of the gas-liquid separator by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4による気液分離器の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the gas-liquid separator by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5による気液分離器を示す図である。It is a figure which shows the gas-liquid separator by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6による気液分離器を示す図である。It is a figure which shows the gas-liquid separator by Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7による気液分離器を示す図である。It is a figure which shows the gas-liquid separator by Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態1から7による気液分離器の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the gas-liquid separator by Embodiment 1 to 7 of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る気液分離器を用いたインジェクション可能な冷凍サイクル装置の構成を示したものである。冷凍サイクル装置の主冷凍サイクル回路(主冷媒回路)は、インジェクション可能な圧縮機1、流れる冷媒の方向を変更し冷房運転と暖房運転を切り替える四方弁2、熱源側の第1熱交換器3、第1減圧器としての電動膨張弁4、気液分離器5、第2減圧器としての電動膨張弁6、及び利用側の第2熱交換器7が順次配管によって接続されて構成される。また、インジェクション回路が、気液分離器5から流量調整弁8を介して、圧縮機1のインジェクションポート10に接続されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows the configuration of an injectable refrigeration cycle apparatus using a gas-liquid separator according to Embodiment 1 of the present invention. The main refrigeration cycle circuit (main refrigerant circuit) of the refrigeration cycle apparatus includes an injectable compressor 1, a four-way valve 2 that changes the direction of flowing refrigerant and switches between cooling operation and heating operation, a first heat exchanger 3 on the heat source side, The electric expansion valve 4 as the first pressure reducer, the gas-liquid separator 5, the electric expansion valve 6 as the second pressure reducer, and the second heat exchanger 7 on the use side are sequentially connected by piping. An injection circuit is connected from the gas-liquid separator 5 to the injection port 10 of the compressor 1 via the flow rate adjustment valve 8.

またここでは、第1熱交換器3と気液分離器5の間を接続する配管を第1冷媒配管35、第2熱交換器7と気液分離器5を接続する配管を第2冷媒配管36、インジェクションポート10と気液分離器5を接続する配管をバイパス配管9と称する。   Further, here, the pipe connecting the first heat exchanger 3 and the gas-liquid separator 5 is the first refrigerant pipe 35, and the pipe connecting the second heat exchanger 7 and the gas-liquid separator 5 is the second refrigerant pipe. 36, a pipe connecting the injection port 10 and the gas-liquid separator 5 is referred to as a bypass pipe 9.

図2及び図3に気液分離器5の構造を示す。気液分離器5は、第1の流路としての第1縦配管11、第2の流路としての第2縦配管12、上部連結部としての上部配管13、上部連結部としての下部配管14で、ループ状配管30に形成されている。このループ状配管30の最上点と最下点を高さ方向にH1:H2の比に内分する位置に、第1縦配管11と直交するように第1流出入流路としての第1流出入配管15が設けられ、第2縦配管12と直交するように第2流出入流路としての第2流出入配管17が設けられている。そして、第1流出入配管15と対面する第1縦配管11の側面に、突出した流路形状をもつ第1突出部18が形成されるともに、第2流出入配管17と対面する第2縦配管12の側面に、突出した流路形状をもつ第2突出部33が形成されている。
また、ループ状配管30の最上点に位置する上部配管13の中間に、気相流体の流出流路としての蒸気流出配管16が設けられている。
図1の冷凍サイクル回路において、第1流出入配管15は第1冷媒配管35に、第2流出入配管17は第2冷媒配管36に、蒸気流出配管16はバイパス配管9に接続されている。
なお、突出部は、気液二相冷媒が流入する流出入配管が設けられている縦配管に形成されていればよく、したがって、必ずしも第1突出部18と第2突出部33の両方を備えている必要はない。
また、H1:H2の比は特に限定されるものではないが、例えば2:1〜3:1程度とすることができる。
2 and 3 show the structure of the gas-liquid separator 5. The gas-liquid separator 5 includes a first vertical pipe 11 as a first flow path, a second vertical pipe 12 as a second flow path, an upper pipe 13 as an upper connection section, and a lower pipe 14 as an upper connection section. Thus, the loop-shaped pipe 30 is formed. A first inflow / outflow as a first inflow / outflow channel is orthogonal to the first vertical pipe 11 at a position that internally divides the uppermost point and the lowermost point of the loop-shaped pipe 30 into a ratio of H1: H2 in the height direction. A pipe 15 is provided, and a second inflow / outflow pipe 17 is provided as a second inflow / outflow channel so as to be orthogonal to the second vertical pipe 12. A first protrusion 18 having a protruding flow path shape is formed on the side surface of the first vertical pipe 11 facing the first inflow / outflow pipe 15, and the second vertical length facing the second inflow / outflow pipe 17. A second projecting portion 33 having a projecting channel shape is formed on the side surface of the pipe 12.
Further, a steam outflow pipe 16 serving as an outflow passage for the gas phase fluid is provided in the middle of the upper pipe 13 positioned at the uppermost point of the loop-shaped pipe 30.
In the refrigeration cycle circuit of FIG. 1, the first inflow / outflow piping 15 is connected to the first refrigerant piping 35, the second inflow / outflow piping 17 is connected to the second refrigerant piping 36, and the vapor outflow piping 16 is connected to the bypass piping 9.
In addition, the protrusion part should just be formed in the vertical piping in which the inflow / outflow piping in which a gas-liquid two-phase refrigerant | coolant flows in is provided, Therefore, it necessarily has both the 1st protrusion part 18 and the 2nd protrusion part 33. You don't have to.
Further, the ratio of H1: H2 is not particularly limited, but can be, for example, about 2: 1 to 3: 1.

図2は図1の冷凍サイクル装置の冷房運転時における冷媒の流れ方向、図3は暖房運転時における冷媒の流れ方向も示しており、実線矢印が冷媒液21の流れを、点線矢印が冷媒蒸気20の流れを示す。   2 also shows the flow direction of the refrigerant during the cooling operation of the refrigeration cycle apparatus of FIG. 1, FIG. 3 also shows the flow direction of the refrigerant during the heating operation, the solid line arrow indicates the flow of the refrigerant liquid 21, and the dotted line arrow indicates the refrigerant vapor. 20 flows are shown.

次に、図1の冷凍サイクル装置が冷房運転する場合の動作について説明する。図1において、冷房運転時に冷媒が流れる方向は黒矢印で示される。また、図4は、図1の冷凍サイクル装置の冷房運転時における圧力P−エンタルピhの線図を示しており、図4中のアルファベットA〜Kが、図1中に示すアルファベットの各点に対応する。
圧縮機1によって圧縮された高温高圧の冷媒蒸気は四方弁2を介して、凝縮器となる第1熱交換器3に至る(E点)。高温高圧の冷媒蒸気は、第1熱交換器3によって凝縮されて冷媒液となり(B点)、第1減圧器4にて圧縮機1の吸入圧力と吐出圧力の間の中間圧に減圧されて(F点)気液二相状態の冷媒となって、第1冷媒配管35から第1流出入配管15を通って気液分離器5内に入る。
Next, an operation when the refrigeration cycle apparatus of FIG. 1 performs a cooling operation will be described. In FIG. 1, the direction in which the refrigerant flows during the cooling operation is indicated by a black arrow. FIG. 4 shows a diagram of the pressure P-enthalpy h during the cooling operation of the refrigeration cycle apparatus of FIG. 1, and the alphabets A to K in FIG. 4 correspond to the respective points of the alphabet shown in FIG. Correspond.
The high-temperature and high-pressure refrigerant vapor compressed by the compressor 1 reaches the first heat exchanger 3 serving as a condenser via the four-way valve 2 (point E). The high-temperature and high-pressure refrigerant vapor is condensed by the first heat exchanger 3 to become a refrigerant liquid (point B), and is reduced to an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure of the compressor 1 by the first pressure reducer 4. (Point F) Becomes a gas-liquid two-phase refrigerant and enters the gas-liquid separator 5 from the first refrigerant pipe 35 through the first inflow / outflow pipe 15.

図2に示すように、第1流出入配管15を介して第1縦配管11に流入した気液二相状態の冷媒19は、第1縦配管11を横切って、第1突出部18に進入して衝突する。このとき、流入した気液二相状態のうち、密度の大きな冷媒液21aは、慣性力を強く受けて第1突出部18に溜まるようになり、反対に密度の小さな冷媒蒸気20aは第1突出部18に入り込むことなく、冷媒液21aと分離されるようになる。これにより、第1流出入配管15を介して第1縦配管11に流入した気液二相状態の冷媒は、第1突出部18で効果的に気液分離され、第1突出部18における冷媒液の波立ちや泡立ちが抑制される。
その後、冷媒液21aは重力を受けて、冷媒液21bとなり、第1縦配管11の下部から下部配管14、第2縦配管12の下部、第2突出部33にかけて溜まり、第2流出入配管17を介して流出するようになる。
As shown in FIG. 2, the gas-liquid two-phase refrigerant 19 that has flowed into the first vertical pipe 11 via the first inflow / outflow pipe 15 crosses the first vertical pipe 11 and enters the first protrusion 18. Then collide. At this time, the refrigerant liquid 21a having a high density in the inflowing gas-liquid two-phase state receives an inertial force and accumulates in the first projecting portion 18, and conversely, the refrigerant vapor 20a having a low density has a first protrusion. The refrigerant liquid 21 a is separated without entering the portion 18. Thereby, the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the first vertical pipe 11 via the first inflow / outflow pipe 15 is effectively gas-liquid separated by the first protrusion 18, and the refrigerant in the first protrusion 18. Swelling and foaming of the liquid are suppressed.
Thereafter, the refrigerant liquid 21a receives gravity and becomes the refrigerant liquid 21b. The refrigerant liquid 21a accumulates from the lower part of the first vertical pipe 11 to the lower pipe 14, the lower part of the second vertical pipe 12, and the second projecting portion 33. Will come out through.

冷媒液21bが第1縦配管11の下部に溜まることで、第1突出部18で分離された冷媒蒸気20aが第1縦配管11の下部を通過しようとするときの流動抵抗が大きくなるため、冷媒蒸気20aは第1縦配管11の上部へ向かい、上部配管13を通って、蒸気流出配管16から流出するようになる。なお、冷媒蒸気20aが第1縦配管11を上昇する際、冷媒蒸気20aが冷媒液21aの一部である冷媒液21cを引っ張り上げるため、冷媒液21cが第1縦配管を上昇するようになる。このとき、第1流出入配管15の中心からループ状配管30の最上点に至るまでの距離H1を大きくとることにより、冷媒液21cを重力落下させて、冷媒液21cが蒸気流出配管16から冷媒蒸気20aとともに流出しないようにしている。また、冷媒液21cが上部配管13に到達した場合であっても、冷媒液21cの密度が大きいため、冷媒液21cは上部配管13の底を通過するようになり、冷媒液21dとなって第2縦配管12を介して重力落下し、第2流出入配管17から流出するようになる。
また、第1突出部18で分離された冷媒液21aが重力落下する際、冷媒蒸気20aの一部である冷媒蒸気20bを巻き込む場合もあるが、巻き込まれた冷媒蒸気20bは浮力を受けて下部配管14を通過し、第2縦配管12を介して蒸気流出管16から流出するようになる。
このように、気液分離器5を用いることで、高い気液分離効率で気液二相状態の冷媒を分離することができる。
Since the refrigerant liquid 21b accumulates in the lower part of the first vertical pipe 11, the flow resistance when the refrigerant vapor 20a separated by the first protrusion 18 tries to pass through the lower part of the first vertical pipe 11 increases. The refrigerant vapor 20 a goes to the upper part of the first vertical pipe 11 and flows out from the vapor outflow pipe 16 through the upper pipe 13. In addition, when the refrigerant | coolant vapor | steam 20a raises the 1st vertical pipe 11, the refrigerant | coolant vapor | steam 20a pulls up the refrigerant | coolant liquid 21c which is a part of refrigerant | coolant liquid 21a, Therefore The refrigerant | coolant liquid 21c comes to raise the 1st vertical pipe | tube. . At this time, by increasing a distance H1 from the center of the first inflow / outflow pipe 15 to the uppermost point of the loop-shaped pipe 30, the refrigerant liquid 21c is dropped by gravity, and the refrigerant liquid 21c is discharged from the vapor outflow pipe 16 into the refrigerant. It does not flow out with the steam 20a. Even when the refrigerant liquid 21c reaches the upper pipe 13, since the density of the refrigerant liquid 21c is large, the refrigerant liquid 21c passes through the bottom of the upper pipe 13 and becomes the refrigerant liquid 21d. The gravity falls through the two vertical pipes 12 and flows out from the second inflow / outflow pipe 17.
Further, when the refrigerant liquid 21a separated by the first protrusion 18 drops by gravity, the refrigerant vapor 20b, which is a part of the refrigerant vapor 20a, may be entrained. It passes through the pipe 14 and flows out from the steam outflow pipe 16 via the second vertical pipe 12.
As described above, by using the gas-liquid separator 5, the gas-liquid two-phase refrigerant can be separated with high gas-liquid separation efficiency.

気液分離器5で気液分離された後、第2流出入配管17から第2冷媒配管36を通過した冷媒液15(G点)は、第2減圧器6にて中間圧から低圧まで減圧されて、低温低圧の気液二相状態の冷媒となって、蒸発器となる第2熱交換器7に至る(H点)。その後、低温低圧の気液二相状態の冷媒は、第2熱交換器7によって蒸発されて冷媒蒸気となり(D点)、四方弁2を介して圧縮機1に戻り、圧縮機1によって中間圧力まで圧縮される(I点)。
一方、蒸気流出管16からバイパス配管9を通過した冷媒蒸気20d(K点)は、流量調整弁8で流量を調整されて、インジェクションポート10から、中間圧において圧縮機1にインジェクションされ、I点の冷媒蒸気と混合する(J点)。さらに、混合した中間圧の冷媒蒸気は圧縮機1により吐出圧力まで圧縮され、再び同じ動作を繰り返す。
After the gas-liquid separator 5 performs gas-liquid separation, the refrigerant liquid 15 (point G) passing through the second refrigerant pipe 36 from the second inflow / outflow pipe 17 is reduced from the intermediate pressure to the low pressure by the second pressure reducer 6. Then, the refrigerant becomes a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant and reaches the second heat exchanger 7 serving as an evaporator (H point). Thereafter, the low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is evaporated by the second heat exchanger 7 to become refrigerant vapor (point D), returns to the compressor 1 through the four-way valve 2, and is compressed by the compressor 1 to an intermediate pressure. (I point).
On the other hand, the refrigerant vapor 20d (point K) that has passed through the bypass pipe 9 from the vapor outlet pipe 16 is adjusted in flow rate by the flow rate adjusting valve 8, and is injected from the injection port 10 into the compressor 1 at intermediate pressure. (Refer to point J). Further, the mixed refrigerant vapor having intermediate pressure is compressed to the discharge pressure by the compressor 1 and repeats the same operation again.

図5に、気液分離器を搭載しない従来の冷凍サイクル装置の構成を示す。図5中、冷房運転時に冷媒が流れる方向は黒矢印で示され、アルファベットA'〜D'は、図4中のアルファベットに対応する。図5の冷凍サイクル装置では、圧縮機1によって圧縮された高温高圧の冷媒蒸気は四方弁2を介して、凝縮器となる第1熱交換器3に至る(A'点)。第1熱交換器3によって凝縮された液冷媒は(B'点)、第1減圧器4にて低圧まで減圧されて、蒸発器となる第2熱交換器7に至る(C'点)。第2熱交換器7によって蒸発された低温低圧の冷媒蒸気は(D'点)、四方弁2を介して圧縮機1に戻り、圧縮機1によって吐出圧力まで圧縮され、再び同じ動作を繰り返す。   FIG. 5 shows a configuration of a conventional refrigeration cycle apparatus not equipped with a gas-liquid separator. In FIG. 5, the direction in which the refrigerant flows during the cooling operation is indicated by black arrows, and the alphabets A ′ to D ′ correspond to the alphabets in FIG. 4. In the refrigeration cycle apparatus of FIG. 5, the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor compressed by the compressor 1 reaches the first heat exchanger 3 serving as a condenser via the four-way valve 2 (point A ′). The liquid refrigerant condensed by the first heat exchanger 3 (point B ′) is decompressed to a low pressure by the first decompressor 4 and reaches the second heat exchanger 7 serving as an evaporator (point C ′). The low-temperature and low-pressure refrigerant vapor evaporated by the second heat exchanger 7 (point D ′) returns to the compressor 1 through the four-way valve 2, is compressed to the discharge pressure by the compressor 1, and repeats the same operation again.

図4に示すように、気液分離器5を用いた2段圧縮サイクルでは、圧縮機1の出入口におけるエンタルピ差(h4−h3)が、気液分離器5を用いない通常の冷凍サイクル装置における圧縮機1の出入口のエンタルピ差(h5−h3)に比べて小さくなるため、圧縮機1の入力を小さくすることができる。また、これにより、圧縮機1の入力を含む電気入力と、冷房能力の比で表される冷房の成績係数を大きくすることができる。さらに、気液分離器5を用いた2段圧縮サイクルでは、通常の冷凍サイクルに比べて圧縮機1の吐出温度を小さくすることができるため、圧縮機1の高信頼性、高寿命化を実現することができる。   As shown in FIG. 4, in the two-stage compression cycle using the gas-liquid separator 5, the difference in enthalpy (h 4 −h 3) at the inlet / outlet of the compressor 1 is that in a normal refrigeration cycle apparatus that does not use the gas-liquid separator 5. Since it becomes smaller than the enthalpy difference (h5−h3) at the inlet / outlet of the compressor 1, the input of the compressor 1 can be reduced. In addition, this makes it possible to increase the coefficient of performance of the cooling represented by the ratio between the electric input including the input of the compressor 1 and the cooling capacity. Furthermore, in the two-stage compression cycle using the gas-liquid separator 5, the discharge temperature of the compressor 1 can be reduced as compared with the normal refrigeration cycle, so that the compressor 1 is highly reliable and has a long life. can do.

次に、図1の冷凍サイクル装置が暖房運転する場合の動作について説明する。図1において、暖房運転時に冷媒が流れる方向は白矢印で示される。また、図6は、暖房運転時における圧力P−エンタルピhの線図を示しており、図6中のアルファベットA〜Kが図1中に示すアルファベットの各点に対応する。
暖房運転では、四方弁2が切り替えられ、圧縮機1によって圧縮された高温高圧の冷媒蒸気は四方弁2を介して、凝縮器となる第2熱交換器7に至る(D点)。高温高圧の冷媒蒸気は、第2熱交換器7によって凝縮されて液冷媒となり(H点)、第2減圧器6にて圧縮機1の吸入圧力と吐出圧力の間の中間圧に減圧されて(G点)、気液二相状態の冷媒となって、第2冷媒配管36から第2流出入配管17を通って気液分離器5内に入る。
Next, an operation when the refrigeration cycle apparatus of FIG. 1 performs a heating operation will be described. In FIG. 1, the direction in which the refrigerant flows during the heating operation is indicated by white arrows. FIG. 6 shows a diagram of the pressure P-enthalpy h during the heating operation, and alphabets A to K in FIG. 6 correspond to each point of the alphabet shown in FIG.
In the heating operation, the four-way valve 2 is switched, and the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor compressed by the compressor 1 reaches the second heat exchanger 7 serving as a condenser via the four-way valve 2 (point D). The high-temperature and high-pressure refrigerant vapor is condensed by the second heat exchanger 7 to become a liquid refrigerant (point H), and is reduced to an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure of the compressor 1 by the second pressure reducer 6. (Point G) Becomes a gas-liquid two-phase refrigerant and enters the gas-liquid separator 5 from the second refrigerant pipe 36 through the second inflow / outflow pipe 17.

図3に示すように、気液分離器5が蒸気流出管16の中心軸を中心に線対称な形状となっていることから、気液分離器5に流入した気液二相状態の冷媒19は、冷房運転と同様にして、高い気液分離効率で分離され、冷媒蒸気は蒸気流出管16を通って、冷媒液は第1流出入配管15を通って、気液分離器5から流出するようになる。
第1流出入配管15から第1冷媒配管35を通過した冷媒液15(F点)は、第1減圧器4にて中間圧から低圧まで減圧されて、低温低圧の気液二相状態の冷媒となって、蒸発器となる第1熱交換器3に至る(B点)。その後、低温低圧の気液二相状態の冷媒は、第1熱交換器3によって蒸発されて冷媒蒸気となり(E点)、四方弁2を介して圧縮機1に戻り、圧縮機1によって中間圧力まで圧縮される(I点)。
一方、蒸気流出管16からバイパス配管9を通過した冷媒蒸気20d(K点)は、流量調整弁8で流量を調整されて、インジェクションポート10から、中間圧において圧縮機1にインジェクションされ、I点の冷媒蒸気と混合する(J点)。さらに、混合した中間圧の冷媒蒸気は圧縮機1により吐出圧力まで圧縮され、再び同じ動作を繰り返す。
As shown in FIG. 3, the gas-liquid separator 5 has a line-symmetric shape with respect to the central axis of the steam outflow pipe 16, and thus the gas-liquid two-phase refrigerant 19 that has flowed into the gas-liquid separator 5. Is separated with high gas-liquid separation efficiency in the same manner as the cooling operation, and the refrigerant vapor flows out of the gas-liquid separator 5 through the vapor outflow pipe 16 and the refrigerant liquid through the first inflow / outflow pipe 15. It becomes like this.
The refrigerant liquid 15 (point F) that has passed through the first refrigerant pipe 35 from the first inflow / outflow pipe 15 is depressurized from the intermediate pressure to the low pressure by the first pressure reducer 4, and is a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant. Thus, the first heat exchanger 3 serving as an evaporator is reached (point B). Thereafter, the low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is evaporated by the first heat exchanger 3 to become refrigerant vapor (point E), returns to the compressor 1 through the four-way valve 2, and is compressed by the compressor 1 to an intermediate pressure. (I point).
On the other hand, the refrigerant vapor 20d (point K) that has passed through the bypass pipe 9 from the vapor outlet pipe 16 is adjusted in flow rate by the flow rate adjusting valve 8, and is injected from the injection port 10 into the compressor 1 at intermediate pressure. (Refer to point J). Further, the mixed refrigerant vapor having intermediate pressure is compressed to the discharge pressure by the compressor 1 and repeats the same operation again.

図5に示した、気液分離器を搭載しない冷凍サイクル装置においても、暖房運転時に冷媒が流れる方向は白矢印で示されており、図5中のアルファベットA'〜D'が、図6中のアルファベットA'〜D'に対応する。図5の冷凍サイクルでは、圧縮機1によって圧縮された高温高圧の冷媒蒸気は四方弁2を介して、凝縮器となる第2熱交換器7に至る(D'点)。第2熱交換器7によって凝縮された液冷媒は(C'点)、第1減圧器4にて低圧まで減圧されて、蒸発器となる第1熱交換器3に至る(B'点)。第1熱交換器3によって蒸発された低温低圧の冷媒蒸気は(A'点)、四方弁2を介して圧縮機1に戻り、圧縮機1によって吐出圧力まで圧縮され、再び同じ動作を繰り返す。   Also in the refrigeration cycle apparatus shown in FIG. 5 that does not include a gas-liquid separator, the direction in which the refrigerant flows during heating operation is indicated by white arrows, and the alphabets A ′ to D ′ in FIG. Correspond to alphabets A ′ to D ′. In the refrigeration cycle of FIG. 5, the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor compressed by the compressor 1 reaches the second heat exchanger 7 serving as a condenser via the four-way valve 2 (point D ′). The liquid refrigerant condensed by the second heat exchanger 7 (C ′ point) is decompressed to a low pressure by the first decompressor 4 and reaches the first heat exchanger 3 serving as an evaporator (B ′ point). The low-temperature and low-pressure refrigerant vapor evaporated by the first heat exchanger 3 (point A ′) returns to the compressor 1 through the four-way valve 2, is compressed to the discharge pressure by the compressor 1, and repeats the same operation again.

図6に示すように、気液分離器5を用いた2段圧縮サイクルでは、圧縮機1の出入口におけるエンタルピ差(h4−h3)が、気液分離器5を用いない通常の冷凍サイクル装置における圧縮機1の出入口のエンタルピ差(h5−h3)に比べて小さくなるため、圧縮機1の入力を小さくすることができる。これにより、圧縮機1の入力を含む電気入力と、暖房能力の比で表される暖房の成績係数を大きくすることができる。さらに、気液分離器5を用いた2段圧縮サイクルでは、通常の冷凍サイクルに比べて圧縮機1の吐出温度を小さくすることができるため、圧縮機1の高信頼性、高寿命化を実現することができる。   As shown in FIG. 6, in the two-stage compression cycle using the gas-liquid separator 5, the difference in enthalpy (h4−h3) at the inlet / outlet of the compressor 1 is that in a normal refrigeration cycle apparatus that does not use the gas-liquid separator 5. Since it becomes smaller than the enthalpy difference (h5−h3) at the inlet / outlet of the compressor 1, the input of the compressor 1 can be reduced. Thereby, the coefficient of performance of heating represented by the ratio of the electric input including the input of the compressor 1 and the heating capacity can be increased. Furthermore, in the two-stage compression cycle using the gas-liquid separator 5, the discharge temperature of the compressor 1 can be reduced as compared with the normal refrigeration cycle, so that the compressor 1 is highly reliable and has a long life. can do.

以上のように、気液分離器5は、冷房運転時と暖房運転時で、冷凍サイクル回路を流れる冷媒の方向が変わった場合であっても、高い気液分離効率を実現することができる。
また、気液分離器5は、容器をもたない配管で構成されているため、コストが大幅に低減されるとともに、小型化、薄型化を実現することができる。これにより、気液分離器5を搭載した冷凍サイクル装置全体をコンパクト化することもできる。さらに、気液分離器5は容器をもたない配管で構成されているため、気液分離器5を搭載したことによる冷媒量の増加も抑制することができる。
また、気液分離器5を搭載した2段圧縮サイクルは、通常の冷凍サイクルに比べて、冷房運転時と暖房運転時の両方で、圧縮機入力を小さくできる。また、冷房と暖房の成績係数を大きくすることができる。さらに、冷房運転時と暖房運転時の両方で、通常の冷凍サイクルに比べて圧縮機1の吐出温度を小さくすることができるため、圧縮機1の高信頼性、高寿命化を実現することができる。
As described above, the gas-liquid separator 5 can achieve high gas-liquid separation efficiency even when the direction of the refrigerant flowing through the refrigeration cycle circuit is changed between the cooling operation and the heating operation.
Moreover, since the gas-liquid separator 5 is comprised by piping which does not have a container, cost can be reduced significantly and size reduction and thickness reduction can be implement | achieved. Thereby, the whole refrigerating-cycle apparatus carrying the gas-liquid separator 5 can also be reduced in size. Furthermore, since the gas-liquid separator 5 is constituted by a pipe having no container, an increase in the amount of refrigerant due to the gas-liquid separator 5 being mounted can be suppressed.
In addition, the two-stage compression cycle equipped with the gas-liquid separator 5 can reduce the compressor input both during the cooling operation and during the heating operation, as compared with a normal refrigeration cycle. In addition, the coefficient of performance for cooling and heating can be increased. Furthermore, since the discharge temperature of the compressor 1 can be reduced compared to the normal refrigeration cycle during both the cooling operation and the heating operation, high reliability and long life of the compressor 1 can be realized. it can.

ここでは、冷房運転時と暖房運転時で冷媒の流れ方向が異なる場合に、実施の形態1に示す気液分離器5を使用する例を示したが、冷房運転時のみの場合や、暖房運転時のみの場合に適用することもできる。すなわち、気液分離器5を第1流出入配管15または第2流出入配管17のいずれか一方のみから気液二相状態の冷媒が流入するような冷凍サイクル装置に用いた場合にも、高い気液分離効率を有し、冷房または暖房の成績係数を向上させることができる。   Here, the example in which the gas-liquid separator 5 shown in the first embodiment is used when the refrigerant flow directions are different between the cooling operation and the heating operation has been described. It can also be applied to time only cases. That is, even when the gas-liquid separator 5 is used in a refrigeration cycle apparatus in which a gas-liquid two-phase refrigerant flows only from either the first inflow / outflow piping 15 or the second inflow / outflow piping 17, it is high. It has gas-liquid separation efficiency and can improve the coefficient of performance of cooling or heating.

なお、気液分離器5を搭載する冷凍サイクルは、2段圧縮サイクルである必要はなく、1段の圧縮サイクルに搭載してもよい。例えば、図7に、1段の圧縮サイクルに気液分離器5を搭載して冷房運転を行う場合の冷凍サイクル装置の構成図を示す。このとき、1段の圧縮サイクルでは、図1の2段圧縮サイクルのようなインジェクションポート10を圧縮機1に備えないため、圧縮機1の吸入側にバイパス配管9を接続する。また、中間圧力を設定する必要がないため、第2減圧器6が不要となる。この場合、気液分離器5で分離された冷媒液21のみが第2熱交換器7に流れるようになる。このため、気液二相状態の冷媒が第2熱交換器7を流れる図5に示す冷凍サイクル装置に比べて、第2熱交換器7を通過する冷媒の圧力損失が低減される。これにより、圧縮機1の吸入圧力が上昇し、圧縮機1の入力が低下するため、冷房の成績係数を増加できる。   In addition, the refrigerating cycle which mounts the gas-liquid separator 5 does not need to be a two-stage compression cycle, and may be mounted in a one-stage compression cycle. For example, FIG. 7 shows a configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus when the gas-liquid separator 5 is mounted in a single-stage compression cycle and a cooling operation is performed. At this time, in the one-stage compression cycle, since the compressor 1 does not include the injection port 10 as in the two-stage compression cycle of FIG. 1, the bypass pipe 9 is connected to the suction side of the compressor 1. Moreover, since it is not necessary to set an intermediate pressure, the second pressure reducer 6 is not necessary. In this case, only the refrigerant liquid 21 separated by the gas-liquid separator 5 flows to the second heat exchanger 7. Therefore, the pressure loss of the refrigerant passing through the second heat exchanger 7 is reduced as compared with the refrigeration cycle apparatus shown in FIG. 5 in which the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the second heat exchanger 7. Thereby, since the suction pressure of the compressor 1 rises and the input of the compressor 1 falls, the coefficient of performance of cooling can be increased.

また、図8に、1段の圧縮サイクルに気液分離器5を搭載して暖房運転を行う場合の冷凍サイクル装置の構成図を示す。図7と同様に、1段の圧縮サイクルでは、図1の2段圧縮サイクルのようなインジェクションポート10を圧縮機1に備えないため、圧縮機1の吸入側に、バイパス配管9を接続する。また、中間圧力を設定する必要がないため、第1減圧器4が不要となる。この場合、気液分離器5で分離された冷媒液21のみが第1熱交換器3に流れるようになる。このため、気液二相状態の冷媒が第1熱交換器3を流れる通常のサイクルに比べて、第1熱交換器3を通過する冷媒の圧力損失が低減される。これにより、圧縮機1の吸入圧力が上昇し、圧縮機1の入力が低下するため、暖房の成績係数を増加できる。   FIG. 8 shows a configuration diagram of the refrigeration cycle apparatus when the gas-liquid separator 5 is mounted in a single compression cycle and heating operation is performed. Similarly to FIG. 7, in the one-stage compression cycle, the injection port 10 as in the two-stage compression cycle of FIG. 1 is not provided in the compressor 1, and therefore the bypass pipe 9 is connected to the suction side of the compressor 1. Moreover, since there is no need to set an intermediate pressure, the first pressure reducer 4 is not necessary. In this case, only the refrigerant liquid 21 separated by the gas-liquid separator 5 flows to the first heat exchanger 3. For this reason, the pressure loss of the refrigerant passing through the first heat exchanger 3 is reduced as compared with the normal cycle in which the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the first heat exchanger 3. Thereby, since the suction pressure of the compressor 1 rises and the input of the compressor 1 falls, the coefficient of performance of heating can be increased.

図9に、1段の圧縮サイクルに気液分離器5を搭載して、冷房運転と暖房運転を行う場合の冷凍サイクル装置の構成図を示す。冷房運転では第2減圧器6における圧損を小さくし、暖房運転では第1減圧器4における圧損を小さくすることで、図7と図8の両方の回路を実現することができる。これにより、冷房運転と暖房運転で、圧縮機1の吸入圧力が上昇し、圧縮機1の入力が低下するため、冷房と暖房の成績係数を増加できる。   FIG. 9 shows a configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus in which the gas-liquid separator 5 is mounted in a single-stage compression cycle to perform cooling operation and heating operation. By reducing the pressure loss in the second pressure reducer 6 in the cooling operation and reducing the pressure loss in the first pressure reducer 4 in the heating operation, both of the circuits in FIGS. 7 and 8 can be realized. Thereby, in the cooling operation and the heating operation, the suction pressure of the compressor 1 is increased and the input of the compressor 1 is decreased, so that the coefficient of performance of the cooling and heating can be increased.

図10に、1段の圧縮サイクルに気液分離器5及びブリッジ回路31を搭載して、冷房運転と暖房運転を行う場合の冷凍サイクル装置の構成図を示す。ここでは、第2減圧器6は不要となる。この場合、ブリッジ回路31により、冷房運転時と暖房運転時ともに、第1流出入配管15を通って気液二相状態の冷媒が気液分離器5に流入し、分離された冷媒液が第2流出入配管17を通って流出するようになる。このため、冷房運転と暖房運転で、圧縮機1の吸入圧力が上昇し、圧縮機1の入力が低下するため、冷房と暖房の成績係数を増加できる。   FIG. 10 shows a configuration diagram of the refrigeration cycle apparatus when the gas-liquid separator 5 and the bridge circuit 31 are mounted in a single-stage compression cycle to perform cooling operation and heating operation. Here, the second pressure reducer 6 becomes unnecessary. In this case, the bridge circuit 31 causes the gas-liquid two-phase refrigerant to flow into the gas-liquid separator 5 through the first inflow / outflow pipe 15 during both the cooling operation and the heating operation, and the separated refrigerant liquid is supplied to the first refrigerant flow. 2 It flows out through the inflow / outflow piping 17. For this reason, since the suction pressure of the compressor 1 is increased and the input of the compressor 1 is decreased in the cooling operation and the heating operation, the coefficient of performance of the cooling and heating can be increased.

なお、圧縮機1としては、インジェクションポート10を設けたレシプロ、ロータリ、スクロール等の各圧縮機が利用できる。また、図11に示すように、2段圧縮機116を用いて、2段圧縮サイクルを構成し、低段側の圧縮機117から高段側の圧縮機118へつながる中間冷媒回路119の途中にインジェクションポート10を設け、気液分離器5で分離された冷媒蒸気20dをインジェクションするようにしてもよい。この場合、インジェクションポート10の穴径を大きくすることが可能となり、適正なインジェクション量を調整することができるため、気液分離器5による2段圧縮サイクルにおいて、冷房および暖房の成績係数をさらに向上することができる。   In addition, as the compressor 1, each compressor, such as a reciprocating, a rotary, and a scroll, provided with an injection port 10 can be used. In addition, as shown in FIG. 11, a two-stage compressor 116 is used to form a two-stage compression cycle, and in the middle of the intermediate refrigerant circuit 119 connected from the low-stage compressor 117 to the high-stage compressor 118. The injection port 10 may be provided, and the refrigerant vapor 20d separated by the gas-liquid separator 5 may be injected. In this case, the hole diameter of the injection port 10 can be increased, and an appropriate injection amount can be adjusted, so that the coefficient of performance of cooling and heating is further improved in the two-stage compression cycle by the gas-liquid separator 5. can do.

また、第1縦配管11、上部配管13、第2縦配管12、下部配管14を一体の配管で形成し、第1縦配管11に第1流出入配管15と第1突出部18を形成し、第2縦配管12に第2流出入配管17と第2突出部33を形成し、上部配管13に蒸気流出配管16を形成するようにしてもよい。この場合、部品点数を減少できるとともに、接合箇所を削減することができ、製造コストを削減するとともに、製造効率を向上できる。   Further, the first vertical pipe 11, the upper pipe 13, the second vertical pipe 12, and the lower pipe 14 are formed as an integral pipe, and the first inflow / outflow pipe 15 and the first protrusion 18 are formed in the first vertical pipe 11. Alternatively, the second outflow / inflow pipe 17 and the second protrusion 33 may be formed in the second vertical pipe 12, and the steam outflow pipe 16 may be formed in the upper pipe 13. In this case, the number of parts can be reduced, the number of joints can be reduced, manufacturing costs can be reduced, and manufacturing efficiency can be improved.

また、本実施の形態1では、上部配管13と下部配管14に曲げを持たせるように構成したが、図12に示すように、それらを水平に配置してもかまわない。
また、ループ状配管30の最上点に位置する上部配管13の中間に、蒸気流出配管16を設けたが、蒸気流出配管16は、ループ状配管30の上部に接続されていればよい。
In the first embodiment, the upper pipe 13 and the lower pipe 14 are bent. However, as shown in FIG. 12, they may be arranged horizontally.
Moreover, although the steam outflow piping 16 was provided in the middle of the upper piping 13 located in the uppermost point of the loop-shaped piping 30, the steam outflow piping 16 should just be connected to the upper part of the loop-shaped piping 30. FIG.

また、第1突出部18の流路形状や構造は任意であるが、その流路断面積を第1流出入配管15の断面積と同等以上に設定することが好ましい。これにより、第1流出入配管15を通過して第1縦配管11の側面から吹出した気液二相状態の冷媒19は、第1突出部18で一端衝突して気液分離されるようになるため、気液分離器5の気液分離効率が向上する。
同様に、第2突出部33の流路形状や構造は任意であるが、その断面積を第2流出入配管17の断面積と同等以上に設定することで、第2流出入配管17を通過して第2縦配管12の側面から吹出した気液二相状態の冷媒19は、第2突出部33で一端衝突して気液分離されるようになるため、気液分離器5の気液分離効率が向上する。
Moreover, although the flow path shape and structure of the 1st protrusion part 18 are arbitrary, it is preferable to set the flow path cross-sectional area to be equal to or larger than the cross-sectional area of the first inflow / outflow pipe 15. As a result, the gas-liquid two-phase refrigerant 19 that has passed through the first inflow / outflow pipe 15 and blown out from the side surface of the first vertical pipe 11 collides at the first protrusion 18 to be separated from the gas and liquid. Therefore, the gas-liquid separation efficiency of the gas-liquid separator 5 is improved.
Similarly, the flow path shape and structure of the second projecting portion 33 are arbitrary, but by setting the cross-sectional area to be equal to or greater than the cross-sectional area of the second inflow / outflow pipe 17, the second inflow / outflow pipe 17 is passed. Then, the gas-liquid two-phase refrigerant 19 blown out from the side surface of the second vertical pipe 12 collides with the one end at the second projecting portion 33 and is gas-liquid separated. Separation efficiency is improved.

また、第1突出部18の流路突出長さを、第1流出入配管15を通過する流体の進行方向と直交する第2突出部の流路断面の直径以上に設定するのが好ましい。これにより、第1突出部18に冷媒液21aを保持し易くなり、第1流出入配管15から流入する気液二相状態の冷媒15の衝突による衝撃が干渉され、第1突出部18での気液分離が向上し、気液分離器5の気液分離効率が向上する。
同様に、第2突出部33の流路突出長さを、第2流出入配管17を通過する流体の進行方向と直交する第2突出部33の流路断面の直径以上に設定するのが好ましい。これにより、第2突出部33に冷媒液21aを保持し易くなり、第2流出入配管17から流入する気液二相状態の冷媒15の衝突による衝撃が干渉され、第2突出部33での気液分離が向上し、気液分離器5の気液分離効率が向上する。
なお、各突出部18,33の流路断面形状が円でない場合、(1)式による等価直径を用いて直径dとすることができる。
d=4×A/l (1)
ここで、Aは各突出部18,33の流路断面積であり、lは各突出部18,33の流路断面の周長を示す。
Moreover, it is preferable to set the flow path protrusion length of the first protrusion 18 to be equal to or larger than the diameter of the flow path cross section of the second protrusion perpendicular to the traveling direction of the fluid passing through the first inflow / outflow pipe 15. This makes it easier to hold the refrigerant liquid 21 a in the first protrusion 18, and the impact caused by the collision of the gas-liquid two-phase refrigerant 15 flowing in from the first inflow / outflow pipe 15 is interfered. Gas-liquid separation is improved, and the gas-liquid separation efficiency of the gas-liquid separator 5 is improved.
Similarly, it is preferable to set the channel protrusion length of the second protrusion 33 to be equal to or larger than the diameter of the channel cross section of the second protrusion 33 that is orthogonal to the traveling direction of the fluid passing through the second inflow / outflow pipe 17. . Thereby, it becomes easy to hold the refrigerant liquid 21a in the second projecting portion 33, the impact caused by the collision of the refrigerant 15 in the gas-liquid two-phase state flowing in from the second inflow / outflow pipe 17 is interfered, and the second projecting portion 33 Gas-liquid separation is improved, and the gas-liquid separation efficiency of the gas-liquid separator 5 is improved.
In addition, when the channel cross-sectional shape of each protrusion part 18 and 33 is not a circle | round | yen, it can be set as the diameter d using the equivalent diameter by (1) Formula.
d = 4 × A / l (1)
Here, A is the flow path cross-sectional area of each protrusion 18, 33, and l indicates the circumferential length of the flow path cross section of each protrusion 18, 33.

また、図13に示すように、第1突出部18および第2突出部33に、毛管力を有する構造32を設けることで、冷媒液の保持力を高めてもよい。これにより、第1突出部18または第2突出部33における冷媒液21aの保持力が向上し、第1流出入配管15または第2流出入配管17から流入した気液二相状態の冷媒19が第1突出部18または第2突出部33に衝突する際の衝撃力をより緩和することができる。したがって、冷媒液の乱れが抑制されて、気液分離効率をさらに向上することができる。
なお、毛管力を有する構造32としては、多孔質体やメッシュを追加してもよいし、突出部18に内面溝つき管を採用することで毛管力構造32の機能を持たせるようにしてもよい。内面溝つき管を採用する場合は、毛管力を有する構造32として追加構造が必要なくなるため、部品点数を削減することができる。
In addition, as shown in FIG. 13, the first liquid projecting portion 18 and the second projecting portion 33 may be provided with a structure 32 having a capillary force to increase the retention of the refrigerant liquid. Thereby, the holding power of the refrigerant liquid 21a in the first protrusion 18 or the second protrusion 33 is improved, and the gas-liquid two-phase refrigerant 19 flowing in from the first inflow / outflow pipe 15 or the second inflow / outflow pipe 17 is improved. The impact force at the time of colliding with the 1st protrusion part 18 or the 2nd protrusion part 33 can be relieve | moderated more. Therefore, the disturbance of the refrigerant liquid is suppressed, and the gas-liquid separation efficiency can be further improved.
In addition, as the structure 32 having a capillary force, a porous body or a mesh may be added, or the protruding portion 18 may be provided with a function of the capillary force structure 32 by adopting an internally grooved tube. Good. When an internally grooved tube is adopted, an additional structure is not necessary as the structure 32 having a capillary force, so that the number of parts can be reduced.

また、冷凍サイクルに使用する冷媒としては、R410A等のフロン系冷媒の他に、自然冷媒である二酸化炭素や炭化水素等を用いてもよい。また、地球温暖化係数(GWP:温室効果ガスである物質に対して地球の温暖化をもたらす程度を、二酸化炭素に係る当該程度に対する比を示す数値として国際的に認められた知見に基づき定められた係数)が低い冷媒であるテトラフルオロプロペンを用いてもよい。   Further, as a refrigerant used in the refrigeration cycle, carbon dioxide, hydrocarbons, or the like, which are natural refrigerants, may be used in addition to the fluorocarbon refrigerant such as R410A. In addition, global warming potential (GWP) is determined based on internationally recognized knowledge as a numerical value indicating the ratio of carbon dioxide to the extent to which global warming is caused. Tetrafluoropropene which is a refrigerant having a low coefficient may be used.

なお、一般に、高圧冷媒である二酸化炭素を用いる場合、圧縮比が大きく、圧縮時の漏れにともない体積効率が低下する。このため、2段圧縮機を備え、実施の形態1に示した気液分離器5を搭載した2段圧縮冷凍サイクルを用いることにより、低段側と高段側の各圧縮機における圧縮比を小さくする。これにより、体積効率を改善することが可能となるため、冷房運転および暖房運転の成績係数を大幅に向上することができる。
また、可燃性のある炭化水素や、テトラフルオロプロペンを本実施の形態1で使用しても、冷凍サイクル回路に充填する冷媒量を抑えることができるため、冷媒漏洩時における燃焼を抑制することができる。
また、バイパス配管9には、流量調整弁8を設けるようにしたが、流量調整弁8の代わりにキャピラリチューブなどの固定絞りを用いてもよい。
また、第1減圧器4および第2減圧装置6に電動膨張弁を用いたが、電動膨張弁ではなくキャピラリチューブなどの固定絞りを用いてもよい。
In general, when carbon dioxide, which is a high-pressure refrigerant, is used, the compression ratio is large, and the volumetric efficiency decreases with leakage during compression. Therefore, by using a two-stage compression refrigeration cycle equipped with a two-stage compressor and equipped with the gas-liquid separator 5 shown in the first embodiment, the compression ratio in each of the low-stage and high-stage compressors can be reduced. Make it smaller. As a result, the volumetric efficiency can be improved, so that the coefficient of performance of the cooling operation and the heating operation can be greatly improved.
In addition, even when flammable hydrocarbons or tetrafluoropropene is used in the first embodiment, the amount of refrigerant charged in the refrigeration cycle circuit can be suppressed, so that combustion at the time of refrigerant leakage can be suppressed. it can.
Further, although the flow rate adjusting valve 8 is provided in the bypass pipe 9, a fixed throttle such as a capillary tube may be used instead of the flow rate adjusting valve 8.
Moreover, although the electric expansion valve is used for the first pressure reducer 4 and the second pressure reducing device 6, a fixed throttle such as a capillary tube may be used instead of the electric expansion valve.

実施の形態2.
実施の形態2に示す気液分離器5は、図14のように、第1突出部18と第2突出部33とを一体の配管で構成し、第1突出部18と第2突出部33とを仕切る仕切り部材37を設けたものである。ここで、仕切り部材37は、たとえば円柱で形成し、それを第1突出部18と第2突出部33を形成する一体の配管に挿入し、配管をかしめて固定してもよい。この場合、ロウ付けが不要となるため、製造コストを低減することができる。
この構成によれば、第1突出部18と第2突出部33とが一体の配管で構成され、仕切り部材37で第1突出部18と第2突出部33が形成されるため、第1突出部18と第2突出部33の形成が容易となる。
また、第1突出部18と第2突出部33が一体の配管で構成されることで、ループ状配管30の補強材としての役割を果たすこともできるため、気液分離器5の強度を増すことも可能となる。
Embodiment 2. FIG.
As shown in FIG. 14, the gas-liquid separator 5 according to the second embodiment includes a first projecting portion 18 and a second projecting portion 33 that are integrated with each other, and the first projecting portion 18 and the second projecting portion 33. Is provided with a partition member 37. Here, the partition member 37 may be formed of, for example, a cylinder, inserted into an integral pipe that forms the first protrusion 18 and the second protrusion 33, and may be fixed by caulking the pipe. In this case, brazing is not necessary, and the manufacturing cost can be reduced.
According to this configuration, the first projecting portion 18 and the second projecting portion 33 are configured by an integral pipe, and the first projecting portion 18 and the second projecting portion 33 are formed by the partition member 37. Formation of the part 18 and the 2nd protrusion part 33 becomes easy.
Moreover, since the 1st protrusion part 18 and the 2nd protrusion part 33 are comprised by integral piping, since it can also serve as a reinforcing material of the loop-shaped piping 30, the intensity | strength of the gas-liquid separator 5 is increased. It is also possible.

また、図15に示すように、第1突出部18と第2突出部33とを一体の配管で構成し、仕切り部材37を用いずに、該一体の配管に絞り部34を設けて仕切り、第1突出部18と第2突出部33を形成してもよい。このとき、絞り部34に若干の隙間が空いていても、第1突出部18または第2突出部33に溜まった冷媒液のみが隙間を介して移動するようになるため、高い気液分離効率を確保することができる。この場合、仕切り部材37が不要となり、気液分離器5をさらに低コスト化することができる。
なお、仕切り部材を固定する方法として、配管をかしめる方式を示したが、配管に仕切り部材をロウ付けしてもかまわない。
In addition, as shown in FIG. 15, the first projecting portion 18 and the second projecting portion 33 are configured by an integral pipe, and without using the partition member 37, the throttle section 34 is provided in the integral pipe for partitioning. The first protrusion 18 and the second protrusion 33 may be formed. At this time, even if there is a slight gap in the throttle 34, only the refrigerant liquid accumulated in the first protrusion 18 or the second protrusion 33 moves through the gap, so that high gas-liquid separation efficiency is achieved. Can be secured. In this case, the partition member 37 becomes unnecessary, and the gas-liquid separator 5 can be further reduced in cost.
As a method of fixing the partition member, a method of caulking the pipe is shown, but the partition member may be brazed to the pipe.

実施の形態3.
実施の形態3に示す気液分離器5は、図16に示すように、第1流出入配管15を第2縦配管12と合流せずに交差(立体交差)するように配置し、また、第2流出入配管17を第1縦配管11と合流せずに交差(立体交差)するように配置したものである。この場合も実施の形態1と同様の効果を有する。
これにより、気液分離器5を冷凍サイクル回路に設置するときにスペース上の制約を受けるような場合でも、第1流出入配管15および第2流出入配管17の直線部Lを長くすることが可能となる。したがって、第1流出入配管15および第2流出入配管17を通過する気液二相状態の冷媒19の助走区間を延長することができ、流れ状態を安定化させて気液二相状態の乱れを減少させ、第1突出部18および第2突出部33での乱れをさらに抑制して、さらに気液分離効率を向上することができる。
さらに、図17のように、第1流出入配管15および第2流出入配管17に曲げを設けると、気液分離器5の横幅寸法Wをより小さくすることができ、気液分離器5のコンパクト化を図ることができる。なお、第1流出入配管15および第2流出入配管17に曲げを設ける方向は、鉛直方向または水平方向等、その方向は任意である。
Embodiment 3 FIG.
As shown in FIG. 16, the gas-liquid separator 5 shown in the third embodiment is arranged so that the first inflow / outflow piping 15 intersects with the second vertical piping 12 without joining (three-dimensional intersection), The second inflow / outflow piping 17 is arranged so as to intersect (three-dimensional intersection) without joining the first vertical piping 11. This case also has the same effect as the first embodiment.
Thereby, even when the space restriction is imposed when the gas-liquid separator 5 is installed in the refrigeration cycle circuit, the straight portions L of the first inflow / outflow piping 15 and the second inflow / outflow piping 17 can be lengthened. It becomes possible. Therefore, the run-up section of the refrigerant 19 in the gas-liquid two-phase state passing through the first inflow / outflow piping 15 and the second inflow / outflow piping 17 can be extended, and the flow state is stabilized to disturb the gas-liquid two-phase state. , And the turbulence in the first protrusion 18 and the second protrusion 33 can be further suppressed, and the gas-liquid separation efficiency can be further improved.
Furthermore, as shown in FIG. 17, if the first inflow / outflow piping 15 and the second inflow / outflow piping 17 are bent, the lateral width W of the gas / liquid separator 5 can be further reduced. Compactness can be achieved. The direction in which the first inflow / outflow piping 15 and the second inflow / outflow piping 17 are bent is arbitrary, such as a vertical direction or a horizontal direction.

実施の形態4.
実施の形態4に示す気液分離器5は、図18に示すように、上部配管13を1つの流路を2つの流路に分岐する上部2分岐材22で形成し、下部配管14を2つの流路を接続する下部接続材23で形成したものである。ここで、第1流出入配管15と第1突出部18は、第2縦配管12と干渉しないよう、第1縦配管11の中心軸と第2縦配管12の中心軸を含む平面に対して垂直となるように形成されている。同様に、第2流出入配管17と第2突出部33は、第1縦配管11と干渉しないよう、第1縦配管11の中心軸と第2縦配管12の中心軸を含む平面に対して垂直となるように形成されている。このとき、A−A断面で示すように、第1流出入配管15に流入する冷媒19の方向と、第2流出入配管17から流出する冷媒液の方向が同一方向となるように配置している。この場合も実施の形態1と同様の効果を有する。
Embodiment 4 FIG.
As shown in FIG. 18, in the gas-liquid separator 5 shown in the fourth embodiment, the upper pipe 13 is formed by an upper bifurcated material 22 that branches one flow path into two flow paths, and the lower pipe 14 is formed by 2 parts. It is formed by a lower connecting member 23 that connects two flow paths. Here, the first inflow / outflow pipe 15 and the first projecting portion 18 are in a plane including the central axis of the first vertical pipe 11 and the central axis of the second vertical pipe 12 so as not to interfere with the second vertical pipe 12. It is formed to be vertical. Similarly, the second inflow / outflow piping 17 and the second projecting portion 33 are in a plane including the central axis of the first vertical piping 11 and the central axis of the second vertical piping 12 so as not to interfere with the first vertical piping 11. It is formed to be vertical. At this time, as shown in the AA section, the direction of the refrigerant 19 flowing into the first inflow / outflow pipe 15 and the direction of the refrigerant liquid flowing out of the second outflow / inflow pipe 17 are arranged in the same direction. Yes. This case also has the same effect as the first embodiment.

上部2分岐材22の例としては、図19に示すように、型押し加工して、2分岐部分が隣接するように加工したようなものとすることができる。また、下部接続材23の例としては、図20に示すように、型押し加工して、2箇所の接続部分が隣接するように加工したものとすることができる。この場合、上部2分岐材22および下部接続材23の隣接した2箇所の穴に、第1流出入配管15と第1突出部18とを有する第1縦配管11と、第2流出入配管17と第2突出部33とを有する第2縦配管12とを挿入してロウ付けし、上部2分岐材22の残りの穴に、蒸気流出配管16を挿入してロウ付けすることで、気液分離器5を形成することが可能である。これにより、気液分離器5の製造を大幅に簡略化することができるとともに、低コスト化を実現できる。
また、気液分離器5の横幅寸法Wをさらに小さくすることができ、気液分離器5の大幅なコンパクト化を実現することができる。
また、第1流出入配管15と、第2流出入配管17の取り出し方向を逆にしたことにより、第1流出入配管15および第2流出入配管17の曲げ方向の自由度が広がり、気液分離器5を冷凍サイクル回路に設置し易くなる。
なお、図21に示すように、第1流出入配管15に流入する冷媒19の方向と、第2流出入配管17から流出する冷媒液の方向が逆方向となるように構成してもよい。この場合、第1流出入配管15と、第2流出入配管17の取り出し方向が同一となるため、同一方向から気液分離器5を冷凍サイクルに設置する場合の取り付けが容易となる。
As an example of the upper bifurcated material 22, as shown in FIG. 19, an embossing process may be performed so that the bifurcated portions are adjacent. Moreover, as an example of the lower connecting member 23, as shown in FIG. 20, it can be processed by embossing so that two connecting portions are adjacent to each other. In this case, the first vertical pipe 11 having the first inflow / outflow pipe 15 and the first projecting portion 18 in the two adjacent holes of the upper bifurcated member 22 and the lower connecting member 23, and the second inflow / outflow pipe 17. And the second vertical pipe 12 having the second projecting portion 33 is inserted and brazed, and the steam outflow pipe 16 is inserted into the remaining hole of the upper bifurcated member 22 and brazed, so that the gas-liquid It is possible to form a separator 5. Thereby, manufacture of the gas-liquid separator 5 can be greatly simplified, and cost reduction can be realized.
Further, the lateral width W of the gas-liquid separator 5 can be further reduced, and the gas-liquid separator 5 can be greatly downsized.
Further, since the take-out directions of the first inflow / outflow piping 15 and the second outflow / inflow piping 17 are reversed, the degree of freedom in the bending direction of the first outflow / inflow piping 15 and the second inflow / outflow piping 17 is widened. It becomes easy to install the separator 5 in the refrigeration cycle circuit.
In addition, as shown in FIG. 21, you may comprise so that the direction of the refrigerant | coolant 19 which flows in into the 1st inflow / outflow piping 15 and the direction of the refrigerant | coolant liquid which flows out out of the 2nd inflow / outflow piping 17 may become a reverse direction. In this case, since the first inflow / outflow piping 15 and the second outflow / inflow piping 17 are taken out in the same direction, it is easy to mount the gas-liquid separator 5 in the refrigeration cycle from the same direction.

実施の形態5.
実施の形態5に示す気液分離器5は、図22に示すように、上部配管13を1つの流路を3つの流路に分岐する上部多分岐材24で形成し、下部配管14を3つの流路を接続する下部多接続材25で形成する。そして、上部多分岐材24と下部多接続材25の3箇所の穴に、第1流出入配管15と第1突出部18とを有する第1縦配管11と、第2流出入配管17と第2突出部33とを有する第2縦配管12と、第3の流路としての第3縦配管38とを挿入してロウ付けし、上部多分岐材24の残りの穴に、蒸気流出配管16を挿入してロウ付けしたものである。このとき、A−A断面で示すように、第1流出入配管15に流入する冷媒19の方向と、第2流出入配管17から流出する冷媒液の方向が逆方向となるように配置している。
この場合、第3縦配管38が追加されたことで、実施の形態1に示した効果に加えて、上部多分岐材24で分岐される際の断面積が増加するため、冷媒蒸気20aに引っ張られて上昇する冷媒液21cが、上部多分岐材24で気液分離され易くなる。さらに、第3縦配管38が追加されたことで、下部多接続材25で分岐される際の断面積が増加するため、冷媒液21bに巻き込まれた冷媒蒸気20bが、下部多接続材25で気液分離され易くなる。このように第3縦配管38を設けることにより、気液分離効率をさらに向上することができる。
Embodiment 5 FIG.
In the gas-liquid separator 5 shown in the fifth embodiment, as shown in FIG. 22, the upper pipe 13 is formed by an upper multi-branch material 24 that branches one flow path into three flow paths, and the lower pipe 14 is formed by 3 It is formed of a lower multi-connection material 25 that connects two flow paths. The first vertical pipe 11 having the first inflow / outflow pipe 15 and the first projecting portion 18, the second inflow / outflow pipe 17, and the first The second vertical pipe 12 having the two projecting portions 33 and the third vertical pipe 38 as the third flow path are inserted and brazed, and the steam outflow pipe 16 is inserted into the remaining hole of the upper multi-branch member 24. Is inserted and brazed. At this time, as shown in the AA cross section, the refrigerant 19 flowing into the first inflow / outflow pipe 15 and the refrigerant liquid flowing out of the second outflow / inflow pipe 17 are arranged in opposite directions. Yes.
In this case, the addition of the third vertical pipe 38 increases the cross-sectional area when branched by the upper multi-branch member 24 in addition to the effects shown in the first embodiment, and therefore the refrigerant is pulled by the refrigerant vapor 20a. Thus, the rising refrigerant liquid 21 c is easily separated into gas and liquid by the upper multi-branch material 24. Furthermore, since the cross-sectional area at the time of branching by the lower multi-connecting material 25 is increased by adding the third vertical pipe 38, the refrigerant vapor 20b entrapped in the refrigerant liquid 21b is Gas-liquid separation is facilitated. By providing the third vertical pipe 38 in this way, the gas-liquid separation efficiency can be further improved.

なお、ここでは、第3縦配管38を1本追加する場合を説明したが、第3縦配管38を複数本追加し、それに併せて、上部多分岐材24および下部多接続材25の接続穴数を増加させるようにしてもよい。この場合、上部多分岐材24で分岐される際の断面積、および、下部多接続材25で分岐される際の断面積がさらに増加するため、気液分離器5の気液分離効率をさらに向上することができる。
なお、第1流出入配管15に流入する冷媒19の方向と、第2流出入配管17から流出する冷媒液の方向が同一方向となるように配置してもよい。
In addition, although the case where one 3rd vertical piping 38 was added was demonstrated here, several 3rd vertical piping 38 was added and the connection hole of the upper multi-branch material 24 and the lower multi-connection material 25 in connection with it. The number may be increased. In this case, since the cross-sectional area when branched by the upper multi-branch material 24 and the cross-sectional area when branched by the lower multi-connection member 25 are further increased, the gas-liquid separation efficiency of the gas-liquid separator 5 is further increased. Can be improved.
The direction of the refrigerant 19 flowing into the first inflow / outflow pipe 15 and the direction of the refrigerant liquid flowing out from the second outflow / inflow pipe 17 may be arranged in the same direction.

実施の形態6.
実施の形態6に示す気液分離器5は、図23に示すように、第1板部材26と第2板部材27に、実施の形態1の図2で示したような第1縦配管11、第2縦配管12、上部配管13、下部配管14、第1流出入配管15、第1突出部18、第2流出入配管17、第2突出部33、蒸気流出配管16に相当する流路を形成し、第1板部材26と第2板部材27に形成した各流路が対面するように、それらの板部材26,27を接合して積層することで、冷媒が通過する流路を形成したものである。
これにより、気液分離器5を構成する備品点数を少なくすることができる。また、炉中ロウ付け等により、第1板部材26と第2板部材27を一度に接合して気液分離器5を形成することが可能となるため、製造が容易となる。
ここで、第1板部材26と第2板部材27に各流路を形成する方法は、切削、鍛造、鋳造であってもよい。
また、第1板部材26または第2板部材27のどちらか一方に流路を形成するようにしてもよいし、第1板部材26と第2板部材27の2層ではなく、流路に相当する加工がされた複数の板部材を積層することで流路を形成するようにしてもよい。
なお、ここでは板部材で流路を形成することを実施の形態1の気液分離器5を例に示したが、実施の形態2から5に示す気液分離器5に適用しても、同様の効果が得られる。
Embodiment 6 FIG.
As shown in FIG. 23, the gas-liquid separator 5 shown in the sixth embodiment is arranged on the first plate member 26 and the second plate member 27 with the first vertical pipe 11 as shown in FIG. 2 of the first embodiment. The second vertical pipe 12, the upper pipe 13, the lower pipe 14, the first inflow / outflow pipe 15, the first protrusion 18, the second inflow / outflow pipe 17, the second protrusion 33, and the flow path corresponding to the steam outflow pipe 16. The plate members 26 and 27 are joined and laminated so that the respective channels formed in the first plate member 26 and the second plate member 27 face each other, so that the channel through which the refrigerant passes is formed. Formed.
As a result, the number of equipment constituting the gas-liquid separator 5 can be reduced. Further, since the gas-liquid separator 5 can be formed by joining the first plate member 26 and the second plate member 27 at a time by brazing in the furnace or the like, the manufacture becomes easy.
Here, the method of forming each flow path in the first plate member 26 and the second plate member 27 may be cutting, forging, or casting.
Further, the flow path may be formed in one of the first plate member 26 and the second plate member 27, or in the flow path instead of the two layers of the first plate member 26 and the second plate member 27. You may make it form a flow path by laminating | stacking the several plate member by which the corresponding process was carried out.
In addition, although the gas-liquid separator 5 of Embodiment 1 has been shown as an example in which the flow path is formed by a plate member here, even if it is applied to the gas-liquid separator 5 shown in Embodiments 2 to 5, Similar effects can be obtained.

実施の形態7.
実施の形態7に示す気液分離器5は、図24に示すように、板部材29の端面から板部材の平面方向に沿って、内部に穴あけ加工をおこなって流路を形成する。さらに、板部材29に不要な開口部にめくら部材28を設置して、実施の形態1の図12に示したような、第1縦配管11、第2縦配管12、上部配管13、下部配管14、第1流出入配管15、第1突出部18、第2流出入配管17、第2突出部33、蒸気流出配管16に相当する各流路を形成したものである。
ここでは、図中の白抜き矢印で示す位置から板部材29に穴あけ加工をおこなった後、めくら部材28を4箇所に設けることで、冷媒が通過する流路を形成している。
これにより、接合箇所が、めくら部材28の設置部分のみとなるため、気液分離器5の接合箇所が大幅に削減され、製造が容易となる。また、穴あけ加工のみとなるため、製造コストを低減することができる。
Embodiment 7 FIG.
As shown in FIG. 24, the gas-liquid separator 5 shown in the seventh embodiment forms a flow path by drilling inside from the end surface of the plate member 29 along the plane direction of the plate member. Furthermore, a blind member 28 is installed in an unnecessary opening in the plate member 29, and the first vertical pipe 11, the second vertical pipe 12, the upper pipe 13, and the lower pipe as shown in FIG. 12 of the first embodiment. 14, the first inflow / outflow pipe 15, the first protrusion 18, the second inflow / outflow pipe 17, the second protrusion 33, and the flow paths corresponding to the steam outflow pipe 16 are formed.
Here, after drilling the plate member 29 from the position indicated by the white arrow in the figure, the blind member 28 is provided at four locations to form a flow path through which the refrigerant passes.
Thereby, since a junction location becomes only the installation part of the blind member 28, the junction location of the gas-liquid separator 5 is reduced significantly, and manufacture becomes easy. Moreover, since it becomes only a drilling process, manufacturing cost can be reduced.

板部材29に穴あけ加工を実施する位置や、めくら部材28を設置する位置は任意であり、実施の形態1から7で示したような気液分離器5の流路が形成できればよい。なお、上部配管13、下部配管14等に曲げを有する場合は、それらを直線に置き換えることで、穴あけ加工を可能にすることができる。
また、めくら部材28を取り付ける箇所にネジ山加工を行い、めくら部材28をねじ込み固定するようにしてもよい。この場合、気液分離器5の溶接やロウ付けが不要となり、製造が大幅に容易となるとともに、製造コストを低減することができる。
The position where the plate member 29 is drilled and the position where the blind member 28 is installed are arbitrary, as long as the flow path of the gas-liquid separator 5 as shown in the first to seventh embodiments can be formed. When the upper pipe 13 and the lower pipe 14 have a bend, they can be drilled by replacing them with straight lines.
Alternatively, the blind member 28 may be screwed and fixed at a location where the blind member 28 is attached. In this case, welding and brazing of the gas-liquid separator 5 are not necessary, and manufacturing is greatly facilitated, and manufacturing cost can be reduced.

ところで、上記実施の形態1から7に示した気液分離器5において、各流路の断面積は任意である。たとえば、図25に示すように、流路断面積を各流路で変更するようにしてもかまわない。ただし、同一径の配管で気液分離器5を形成した方が、配管の種類を統一化できるため、部品管理がし易くなる。
また、上記各実施の形態では、本発明の気液分離器を冷凍サイクル装置に用い、そこで使用される冷媒を気液分離する例を挙げて説明したが、本発明の気液分離器は、冷媒の他にも、各種流体の気液分離に適用することができる。
By the way, in the gas-liquid separator 5 shown in the first to seventh embodiments, the cross-sectional area of each flow path is arbitrary. For example, as shown in FIG. 25, the channel cross-sectional area may be changed for each channel. However, if the gas-liquid separator 5 is formed with a pipe having the same diameter, the types of pipes can be unified, so that parts management becomes easier.
In each of the above embodiments, the gas-liquid separator of the present invention is used in a refrigeration cycle apparatus, and an example of gas-liquid separation of the refrigerant used therein has been described. However, the gas-liquid separator of the present invention is In addition to the refrigerant, it can be applied to gas-liquid separation of various fluids.

1 圧縮機、2 四方弁、3 第1熱交換器、4 第1減圧器、5 気液分離器、6 第2減圧器、7 第2熱交換器、8 流量調整弁、9 バイパス配管、10 インジェクションポート、11 第1縦配管(第1の流路)、12 第2縦配管(第2の流路)、13 上部配管(上部連結部)、14 下部配管(下部連結部)、15 第1流出入配管(第1流出入流路)、16 蒸気流出配管(気相流体の流出流路)、17 第2流出入配管(第2流出入流路)、18 第1突出部、19 気液二相冷媒、20 冷媒蒸気、21 冷媒液、22 上部2分岐材、23 下部接続材、24 上部多分岐材、25 下部多接続材、26 第1板部材、27 第2板部材、28 めくら部材、29 板部材、30 ループ状配管、31 ブリッジ回路、32 毛管力構造、33 第2突出部、34 絞り部、35 第1冷媒配管、36 第2冷媒配管、37 仕切り部材、38 第3縦配管(第3の流路)、116 2段圧縮機、117 低段側圧縮機、118 高段側圧縮機、119 中間冷媒回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor, 2 Four way valve, 3 1st heat exchanger, 1st decompressor, 5 Gas-liquid separator, 6 2nd decompressor, 7 2nd heat exchanger, 8 Flow control valve, 9 Bypass piping, 10 Injection port, 11 First vertical pipe (first flow path), 12 Second vertical pipe (second flow path), 13 Upper pipe (upper connection part), 14 Lower pipe (lower connection part), 15 First Inflow / outflow piping (first inflow / outflow passage), 16 Steam outflow piping (outflow passage for gas phase fluid), 17 Second inflow / outflow piping (second inflow / outflow passage), 18 First protrusion, 19 Gas-liquid two-phase Refrigerant, 20 Refrigerant vapor, 21 Refrigerant liquid, 22 Upper bifurcated material, 23 Lower connection material, 24 Upper multi-branch material, 25 Lower multi-connection material, 26 First plate member, 27 Second plate member, 28 Blind member, 29 Plate member, 30 loop piping, 31 bridge circuit, 32 capillary force structure 33 Second projecting portion, 34 Restriction portion, 35 First refrigerant piping, 36 Second refrigerant piping, 37 Partition member, 38 Third vertical piping (third flow path), 116 Two-stage compressor, 117 Low-stage side Compressor, 118 High stage compressor, 119 Intermediate refrigerant circuit.

Claims (16)

第1の流路と第2の流路とを有し、
前記第1の流路の鉛直方向における上端部と前記第2の流路の鉛直方向における上端部とが上部連結部で接続され、前記第1の流路の鉛直方向における下端部と前記第2の流路の鉛直方向における下端部とが下部連結部で接続されて、前記第1の流路、前記第2の流路、前記上部連結部、及び前記下部連結部によりループ状の流路が形成されており、
前記第1の流路の途中に流体が流入又は流出する第1流出入流路が接続され、前記第2の流路の途中に流体が流出又は流入する第2流出入流路が接続され、前記ループ状の流路の上部に気相流体の流出流路が接続されており、
前記第1の流路における前記第1流出入流路との接続開口部と対向する側面、または前記第2の流路における前記第2流出入流路との接続開口部と対向する側面の少なくともいずれか一方に、内側から外側に突出した形状の流路の突出部が設けられていることを特徴とする気液分離器。
A first flow path and a second flow path;
An upper end portion in the vertical direction of the first flow path and an upper end portion in the vertical direction of the second flow path are connected by an upper connecting portion, and a lower end portion in the vertical direction of the first flow path and the second flow path The lower end of the flow path in the vertical direction is connected by a lower connecting portion, and a loop-shaped flow path is formed by the first flow path, the second flow path, the upper connecting section, and the lower connecting section. Formed,
A first inflow / outflow channel through which fluid flows in or out is connected in the middle of the first channel, a second outflow / inflow channel through which fluid flows out or inflow is connected in the middle of the second channel, and the loop The gas-phase fluid outflow channel is connected to the top of the channel,
At least one of a side surface facing the connection opening with the first inflow / outflow channel in the first channel or a side surface facing the connection opening with the second inflow / outflow channel in the second channel. On the one hand, a gas-liquid separator characterized by being provided with a protruding portion of a channel having a shape protruding from the inside to the outside.
前記突出部の流路断面積が、前記突出部と対向する側面に接続開口部を有する前記第1流出入流路または前記第2流出入流路の断面積以上であることを特徴とする請求項1に記載の気液分離器。   The flow passage cross-sectional area of the protruding portion is equal to or larger than the cross-sectional area of the first inflow / outflow passage or the second inflow / outflow passage having a connection opening on a side surface facing the protrusion. The gas-liquid separator described in 1. 前記突出部の流路突出長さを、前記突出部の流路断面の直径以上としていることを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の気液分離器。   3. The gas-liquid separator according to claim 1, wherein a length of the flow path protrusion of the protrusion is equal to or greater than a diameter of a flow path cross section of the protrusion. 前記突出部に毛管力を有する構造を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の気液分離器。   The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 3, wherein the protrusion has a structure having a capillary force. 前記上部連結部と前記下部連結部とを連結する、第3の流路を備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の気液分離器。   The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 4, further comprising a third flow path for connecting the upper connecting portion and the lower connecting portion. 前記突出部は、前記第1の流路における前記第1流出入流路との接続開口部と対向する側面に設けられる第1突出部および前記第2の流路における前記第2流出入流路との接続開口部と対向する側面の両方に設けられる第2突出部を有し、前記第1突出部と前記第2突出部が一体の部材で形成されており、前記一体の部材が仕切られて前記第1突出部と前記第2突出部とに分けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の気液分離器。   The projecting portion includes a first projecting portion provided on a side surface of the first channel facing the connection opening with the first inflow / outflow channel, and the second outflow / inflow channel in the second channel. It has the 2nd projection part provided in both the side opposite to a connection opening, the 1st projection part and the 2nd projection part are formed with an integral member, and the integral member is partitioned and the above-mentioned The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 5, wherein the gas-liquid separator is divided into a first protrusion and the second protrusion. 前記第2の流路と前記第1流出入流路、もしくは、前記第1の流路と前記第2流出入流路の少なくとも1組の流路が、合流せずに交差していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の気液分離器。   The at least one set of the second flow path and the first inflow / outflow flow path, or the first flow path and the second inflow / outflow flow path intersects each other without joining. The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 6. 前記各流路を、配管を用いて形成したことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の気液分離器。   The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the flow paths is formed using a pipe. 前記上部連結部は分岐部が隣接している分岐材により形成され、前記下部連結部は接続部が隣接している接続材により形成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の気液分離器。   The said upper connection part is formed of the branch material which a branch part adjoins, and the said lower connection part is formed of the connection material which a connection part adjoins. The gas-liquid separator according to one item. 前記第1の流路、前記第2の流路、前記上部連結部、前記下部連結部、前記第1流出入流路、第2流出入流路、前記気相流体の流出流路、及び前記突出部が、複数の板状の部材を積層して形成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の気液分離器。   The first flow path, the second flow path, the upper connection part, the lower connection part, the first inflow / outflow path, the second inflow / outflow path, the outflow path of the gas phase fluid, and the protrusion The gas-liquid separator according to claim 1, wherein the gas-liquid separator is formed by stacking a plurality of plate-like members. 前記第1の流路、前記第2の流路、前記上部連結部、前記下部連結部、前記第1流出入流路、第2流出入流路、前記気相流体の流出流路、及び前記突出部が、板状の部材の平面に沿って穴あけ加工された内部穴により形成されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の気液分離器。   The first flow path, the second flow path, the upper connection part, the lower connection part, the first inflow / outflow path, the second inflow / outflow path, the outflow path of the gas phase fluid, and the protrusion The gas-liquid separator according to claim 1, wherein the gas-liquid separator is formed by an internal hole that is drilled along a plane of a plate-like member. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の気液分離器が、冷凍サイクル回路に配置されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。   The gas-liquid separator as described in any one of Claims 1-11 is arrange | positioned at the refrigerating cycle circuit, The refrigerating-cycle apparatus characterized by the above-mentioned. 前記冷凍サイクル回路が2段圧縮サイクルのものであることを特徴とする請求項12に記載の冷凍サイクル装置。   The refrigeration cycle apparatus according to claim 12, wherein the refrigeration cycle circuit is of a two-stage compression cycle. 前記冷凍サイクル回路を構成している圧縮機が2段圧縮機であり、低段側の圧縮機から高段側の圧縮機へつながる冷媒回路の途中に、前記気液分離器の前記流出流路から流出した気相流体をインジェクションすることを特徴とする請求項13に記載の冷凍サイクル装置。   The compressor constituting the refrigeration cycle circuit is a two-stage compressor, and the outflow passage of the gas-liquid separator is provided in the middle of a refrigerant circuit connected from a low-stage compressor to a high-stage compressor. The refrigeration cycle apparatus according to claim 13, wherein a gas phase fluid flowing out from the tank is injected. 前記冷凍サイクル回路を流れる冷媒が、炭化水素またはテトラフルオロプロペンであることを特徴とする請求項12〜14のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。   The refrigerant flowing through the refrigeration cycle circuit is hydrocarbon or tetrafluoropropene, and the refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 12 to 14. 前記冷凍サイクル回路を流れる冷媒が、自然冷媒である二酸化炭素であることを特徴とする請求項請求項12〜14のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。   The refrigerant that flows through the refrigeration cycle circuit is carbon dioxide, which is a natural refrigerant, and the refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 12 to 14.
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