JP5452367B2 - 気液分離器および冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1による気液分離器の構成を示すための図である。図1では、管内部における冷媒の様子等を示すために断面によって管を表している(以下、同様の図面については同じである)。本実施の形態の気液分離器は、例えば気相の冷媒と液相の冷媒とが混ざり合った冷媒(気液二相冷媒)4が流入する流入配管1を有している。流入配管1は流入配管曲がり部13を有しており、管の向きが途中で曲げられている(図1ではほぼ直角方向に曲げられている。以下の図でも同様となる)。そして、流入配管1の途中において、流入配管1の内径よりも小さな外径を持つ気相流出管3が流入配管曲がり部13の管壁を貫通してろう付けにより接続されて設けられている。このとき、流入配管1と気相流出管3の中心軸を略一致させるようにする。また、流入配管1内側にある気相流出管3の端部(気相冷媒6流入口)が、流入配管曲がり部13から距離L1の位置となるように気相流出管3を設置する。そして、気液分離後に液相の冷媒が流出する液相流出管2は、流入配管1と同一の管で構成されている(一体形成する)。ここでは、気液分離器により冷媒を分離する場合について説明するが、他の気液二相流の流体であってもよい。
上記の実施の形態1においては、流入配管1について特に規定しなかったが、例えば、空気調和装置の室内熱交換器、室外熱交換器に使用されるような内面溝付管を用いて作製しても良い。内面溝付管を流入配管1として用いることにより、気液二相冷媒4のうち、液相の冷媒が表面張力により溝部分に溜まりやすくなるので環状流10を形成しやすくなる。このため、気相流出管3を通過する気相冷媒6に混入する液滴11を少なくすることができる。また、液相流出管2を通過する液相冷媒8に混入する気泡12も少なくすることができる。
図5は本発明の実施の形態3による気液分離器の構成を示すための図である。本実施の形態の気液分離器は実施の形態1で示した気液分離器を直列に組み合わせて多段構成にしたものである。このとき、二相冷媒流れ方向5に対して上流(前段、1段目)側の気液分離器の液相流出管2と下流(後段、2段目)側の気液分離器の流入配管1とが接続されることになる。図4中の一点鎖線は接続部分の境界を示す。
図6は本発明の実施の形態4による気液分離器の構成を示すための図である。本実施の形態では、実施の形態1で示した気液分離器を並列に接続して組み合わせた構成の気液分離器とするものである。図5では、二分岐管14に、実施の形態1で説明した2つの気液分離器を並列に接続している。そして、流入した気液二相冷媒4を二分岐管14で分岐させ、各気液分離器の流入配管1に流入させる。図6中の一点鎖線は二分岐管14と各気液分離器との接続部分の境界を示す。
図7は本発明の実施の形態5による気液分離器の構成を示すための図である。図7において、上記の実施の形態と同じ部分には同じ符号を付した。本実施の形態の気液分離器は、気相冷媒流れ方向7と二相冷媒流れ方向5の方向が一致するように、流入配管1と気相流出管3を接続したものである。このような構成にすることで、気相流出管3の端部付近の気液二相冷媒4が環状流10になるようにした場合には、流入配管1と気相流出管3の中心軸は略一致しているため、気液二相冷媒4の中から気相冷媒6を分離して取り出すことができる。
図10は本発明の実施の形態6による気液分離器の構成を示すための図である。図10において、上記の実施の形態と同じ部分には同じ符号を付した。流入配管1の途中において、流入配管1の内径よりも小さな外径を持つ気相流出管3が流入配管曲がり部13の管壁を貫通してろう付けにより接続されて設けられている。このとき、ここで、気相流出管3は、気相流出管3の中心軸が流入配管曲がり部13の内周側に偏るように、また、流入配管1内の気相流出管3の端部が流入配管曲がり部13下流の出口部分から距離L4となる位置に設置してある。また、気液分離後に液相の冷媒が流出する液相流出管2は、流入配管1と同一の配管で構成されている。
上記の実施の形態6においては、気相冷媒流れ方向7と二相冷媒流れ方向5の方向が異なる方向となっていたが、例えば、気相冷媒流れ方向7と二相冷媒流れ方向5の方向が一致するように流入配管1と気相流出管3を接続するようにしてもよい。このような構成にしても、環状流10になっている気液二相冷媒4の中から気相冷媒6を分離して取り出すことができる。
図13は本発明の実施の形態8による気液分離器を示すための図である。図13において、上記の実施の形態と同じ部分には同じ符号を付した。本実施の形態の気液分離器は、液相流出管2の上流側(流入配管1側)に液相流出管曲がり部15を設けている。そして、流入配管1の内径よりも小さな外径を持つ気相流出管3が液相流出管曲がり部15の管壁を貫通してろう付けにより接続されて設けられている。ここで、気相流出管3の中心軸は流入配管曲がり部13の内周側に偏って配置され、流入配管1内の気相流出管3の端部は流入配管曲がり部13下流の出口部分から距離L4となる位置に設置してある。また、気液分離後に液相冷媒8が流出する液相流出管2は、流入配管1と同一の配管で構成されている。
Claims (6)
- 管途中に曲がり部を有し、気液二相流が流入する流入配管と、
前記流入配管の内径より小さな外径を有し、前記曲がり部において前記流入配管を貫通して一方の端部が前記流入配管内に配置され、前記一方の端部から前記気液二相流の気相流を流出させるための気相流出管と、
前記気液二相流の液相流を流出させるための前記液相流出管と
を備え、
前記流入配管内における前記気相流出管の中心軸が、前記曲がり部の内周側に位置するように、前記液相流出管を貫通して、前記気相流出管の前記一方の端部が配置されていることを特徴とする気液分離器。 - 前記液相流出管は、前記流入配管と同一管で構成することを特徴とする請求項1記載の気液分離器。
- 前記流入配管を内面溝付管としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の気液分離器。
- 複数の前記気液分離器を直列に接続して構成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の気液分離器。
- 複数の気液分離器を分岐管とそれぞれ接続して並列に構成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の気液分離器。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の気液分離器を搭載したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
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