JPH0618866U - 気液分離器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気液分離室内に渦消板を備えた気液分離器に
おいて、気液界面位の変動に拘わらず、渦消板の作用を
有効に発揮させて気液分離性能を向上させる。 【構成】 蒸発器などからの気液２相冷媒が導入される
気液分離室１aと、該気液分離室１aの上部に設けられた
ガス冷媒取出口２と、上記気液分離室１aの底部に設け
られた液冷媒取出口３と、上記ガス冷媒取出口２と液冷
媒取出口３との間に設けられた渦消板１０とを備えてな
る気液分離器において、上記渦消板１０を気液界面位の
変化に追従して上下するフロート構造にすることによ
り、常に渦流解消作用を発揮させるようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本願考案は、ヒートポンプ式空気調和機の冷凍回路に使用される気液分離器に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に容量制御システムやマルチ運転制御システムを採用したヒートポンプ式 空気調和機の冷凍回路では、蒸発器で蒸発し切れなかった液冷媒が直接圧縮機に 入って液圧縮をすることがないようにし、又システムの冷媒量を適正に調整する ために液冷媒とガス冷媒とを分離する気液分離器(液溜め器:アキュムレータ)が 用いられている。

【０００３】 この気液分離器は、例えば蒸発器の出口と圧縮機の吸込口との間に位置して設 けられ、例えば図６〜図８に示すように、圧縮機の容量やチャージ量に応じた大 きさの気液分離室１aを有する筺体１の上部にガス冷媒の取出口(圧縮機吸込口) ２を、また同底部に液冷媒の取出口３を各々設け、蒸発器からの２相冷媒導入口 ４を図５および図７に示すように上部側壁側から旋回方向に向けて導入し、その 重量差によりガス冷媒と液冷媒とを上下方向に分離するようになっている。

【０００４】 ところが、上記蒸発器出口から気液分離室１a内に導入される気液２相状態の 冷媒は、相当の噴出速度を有している。

【０００５】 したがって、例えば図示のように側方から旋回状に２相冷媒を噴出した場合に は、その旋回力のために、液冷媒中に渦流による気柱を生じ、液冷媒の出口へガ ス冷媒が吸い込まれる問題がある。

【０００６】 このように従来の気液分離器の構造では、ガス冷媒、液冷媒それぞれの取出口 に逆のものが混入し、良好な気液分離を行うことができなかった。

【０００７】 そこで、上記渦流による気柱の発生を防止するために、最近では例えば図６に 示すように、気液分離室１aの底部付近に図８に示すような複数の液冷媒流通用 の透孔１０a,１０a・・を形成した渦消板１０を設けて渦流の発生を防止するよ うにしたものが提案されている(例えば昭和６１年度 日本冷凍協会学術講演会 講演論文集 Ｐ２１〜２４「６．高性能気液分離器の研究」第２報参照)。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】

ところが、上記構成の場合、渦消板１０が気液分離室１aの底部付近に固定さ れているために、気液界面の高さが上記渦消板１０よりも上方にある場合には適 切に気液分離を行うことができるが、それ以外の界面位置の場合には良好な気液 分離を行うことができない問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本願の請求項１および２の各項記載の考案は、各々上記従来の問題を解決する ことを目的としてなされたもので、それぞれ次のように構成されている。

【００１０】 (１) 請求項１記載の考案の構成 請求項１記載の考案の気液分離器は、気液２相冷媒が導入される気液分離室１ aと、該気液分離室１aの上部に設けられたガス冷媒取出口２と、上記気液分離室 １aの底部に設けられた液冷媒取出口３と、上記ガス冷媒取出口２と液冷媒取出 口３との間に設けられた渦消板１０とを備えてなる気液分離器において、上記渦 消板１０を液面位の変化に応じて上下するフロート構造にしたことを特徴とする ものである。

【００１１】 (２) 請求項２記載の考案の構成 請求項２記載の考案の気液分離器は、気液２相冷媒が導入される気液分離室１ aと、該気液分離室１aの上部に設けられたガス冷媒取出口２と、上記気液分離室 １aの底部に設けられた液冷媒取出口３と、上記ガス冷媒取出口２と液冷媒取出 口３との間に設けられた渦消板１０とを備えてなる気液分離器において、上記渦 消板１０は、上記液冷媒の液面位の変化に応じて上下動するフロート構造に形成 されているとともに上記液面位が所定レベル以上に上昇した時には上記ガス冷媒 取出口２を閉塞する一方、同液面位が所定レベル以下に下降した時は液冷媒取出 口を閉塞する弁体部を有していることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】

本願の請求項１および２各項記載の考案の気液分離器は、各々上記のように構 成されている結果、当該各構成に基いて、次のような作用を奏する。

【００１３】 (１) 請求項１記載の考案の作用 請求項１記載の考案の気液分離器では、上述のように、先ず気液２相冷媒が導 入される気液分離室１aと、該気液分離室１aの上部に設けられたガス冷媒取出口 ２と、上記気液分離室１aの底部に設けられた液冷媒取出口３と、上記ガス冷媒 取出口２と液冷媒取出口３との間に設けられた渦消板１０とを備えて前提となる なる気液分離器が構成されており、定常運転時には相当の噴出速度で導入された 気液２相状態の冷媒が気液分離室１a内で、その重量に応じて上下２層に適切に 分離され、ガス冷媒７は上方側ガス冷媒取出口２から、また液冷媒５は底部側液 冷媒取出口３から各々取り出される。

【００１４】 そして、さらに上記基本構成において、上記渦消板１０が液面位の変化に応じ て上下するフロート構造に形成されていて、常に気液界面部に位置するようにな っている。

【００１５】 したがって、液冷媒の液面位置の変動に拘わらず、常に渦流の発生を防止し得 て良好な気液分離作用を実現することができるようになる。

【００１６】 (２) 請求項２記載の考案の作用 請求項２記載の考案の気液分離器では、上述のように、先ず気液２相冷媒が導 入される気液分離室１aと、該気液分離室１aの上部に設けられたガス冷媒取出口 ２と、上記気液分離室１aの底部に設けられた液冷媒取出口３と、上記ガス冷媒 取出口２と液冷媒取出口３との間に設けられた渦消板１０とを備えて前提となる なる気液分離器が構成されており、定常時、相当の噴出速度で導入された気液２ 相状態の冷媒が気液分離室１a内で、その重量に応じて上下２層に適切に分離さ れ、ガス冷媒７は上方側ガス冷媒取出口２から、また液冷媒５は底部側液冷媒取 出口３から各々取り出される。

【００１７】 そして、さらに上記基本構成において、上記渦消板１０が、液面位の変化に応 じて上下するフロート構造に形成されていて、常に気液界面部に位置するように なっている。

【００１８】 したがって、液冷媒の液面位置の変動に拘らず、常に良好な気液分離作用を実 現することができるようになる。

【００１９】 さらに上記渦消板１０は、上記のように液冷媒の液面位の変化に応じて上下動 するフロート構造に形成されている一方、上記液面位が所定レベル以上に上昇し た時には上記ガス冷媒取出口２を閉塞する一方、同液面位が所定レベル以下に下 降した時は液冷媒取出口３を閉塞する弁体部を有している。従って、上記定常運 転時以外の始動時や停止時など、液冷媒の液面位が気液分離室１aの最上部位置 まで上昇した時や、逆に最下部位置まで下降した時などには上記ガス冷媒取出口 ２および液冷媒取出口３を閉じてガス冷媒取出口２側への液冷媒の侵入、又液冷 媒取出口３へのガス冷媒の侵入を確実に防止することができる。

【００２０】

【発明の効果】

したがって、本願考案の気液分離器によると、ガス冷媒取出側への液冷媒の侵 入、液冷媒取出側へのガス冷媒の侵入を共に可及的に抑制することができ、気液 分離性能を最大限向上させることが可能となる。

【００２１】

【実施例】

(１) 第１実施例 図１〜図３は、各々本願考案の第１実施例に係る気液分離器の各運転状態に対 応した断面構造を示している。

【００２２】 この気液分離器(アキュムレータ)は、例えば空気調和機における蒸発器の出口 側と圧縮機の吸込口側との間に位置して設けられ、図に示すように、圧縮機の容 量やチャージ量に応じた大きさの気液分離室１aを備えた筒状の筺体１の上部に ガス冷媒の取出口(圧縮機吸込口)２を、また同下部に液冷媒の取出口３を各々設 け、蒸発器からの気液２相冷媒導入口４を図に示すように側部側から分離室内旋 回方向に向けて挿入接続しており、図示矢線で示すように気液２相冷媒流を飛散 させることなく導入し、その重量差によりガス冷媒７と液冷媒５とを図示の如く 上下２層に分離するようになっている。

【００２３】 そして、上記気液分離室１a内の上記ガス冷媒取出口２の開口部２aと上記液冷 媒取出口３の開口部３aとの間には、図示の如く筺体１の内壁面に設けられた上 下方向の気液分離室１１,１１を介して上下方向に昇降自在なフロート構造の渦 消板１０が、その両側に設けられた凸部を筺体１の対応するガイド部１１のガイ ド溝１１aにスライド自在に嵌合して設けられている。該渦消板１０は、その周 縁部寄りに複数の液冷媒流下用の透孔１０a,１０a・・を有して形成されており 、それら透孔１０a,１０a・・を介して分離された液冷媒５が液冷媒取出口３側 に通過するようになっている。該渦消板１０は、上記分離された液冷媒５の液面 位の変動に応じて上下動し、例えば透孔のない中央の弁体部で始動時には図２に 示すように液冷媒取出口３の開口３aを閉じる一方、運転停止時には図３に示す ように上昇して液冷媒取出口３の開口３aを閉じるようになっている。また、符 号９は上記ガス冷媒取出口２の開口部２aの周囲を囲んで設けられた遮閉板であ る。

【００２４】 該構成において、今例えば上記渦消板１０がないとすると、図１に示すように 、上記２相冷媒導入口４から気液２相状態の冷媒流が旋回方向に向けて相当の噴 出速度で導入されると、分離された液冷媒が該噴流のエネルギーで旋回して渦流 を形成し、それにより底部まで気柱が発生して気泡が液冷媒中にも或る程度侵入 する問題が生じる。

【００２５】 ところが、本実施例では、上述のように、気液分離室１aの気液界面部に位置 してフロート構造の渦消板１０が設けられているために、上述のような気柱を生 じさせる渦流自体の発生がなく、しかも常に液面位の変動に追従して行くので液 面の波立ちによって気泡が侵入するようなこともなくなる。

【００２６】 しかも、本実施例の場合、上記渦消板１０中央部の下面１０bと上面１０cが各 々上記液冷媒取出口３の開口部３aおよびガス冷媒取出口２の開口部２a(遮閉板 ９の開口部)の始動時および停止時の各閉弁作用を果たす弁体面として機能する ようになっているので、当該運転始動時および停止時の極端な液面変動時にも液 冷媒取出口３側へのガス冷媒の侵入、またガス冷媒取出口２側への液冷媒の侵入 を生じさせなくて済むようになる。

【００２７】 (２) 第２実施例 図４は、本願考案の第２実施例に係る気液分離器の構造を示している。

【００２８】 該実施例では、特に上記運転始動時と停止時の閉弁作用を確実にするために、 上記渦消板１０の中央部上下面１０c,１０bを各々図示のような凸面部(弁体面) に形成して、上述した取出口閉塞時の嵌合状態を良好にするようにしたものであ る。

【００２９】 (３) 第３実施例 図５は、本願考案の第３実施例に係る気液分離器の構造を示している。

【００３０】 該実施例では、特に上記渦消板１０上下動時の液面波立ち等による傾き移動が 生じても渦消板１０がスムーズに上下動し得るように周縁部の端面をアール形状 に改良したものである。このようにすると、フロートとしての追従性が大きく向 上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願考案の第１実施例に係る気液分離
器の定常運転状態における構造を示す断面図である。

【図２】図２は、同本願考案の第１実施例に係る気液分
離器の運転始動時における構造を示す断面図である。

【図３】図３は、同本願考案の第１実施例に係る気液分
離器の運転停止時の構造を示す断面図である。

【図４】図４は、本願考案の第２実施例に係る気液分離
器の構造を示す断面図である。

【図５】図５は、本願考案の第３実施例に係る気液分離
器の構造を示す断面図である。

【図６】図６は、従来の気液分離器の構造を示す縦断面
図である。

【図７】図７は、従来例の気液分離器の構造を示す平面
図である。

【図８】図８は、従来の気液分離器の要部の構造を示す
平面図である。

【符号の説明】

１は筺体、１aは気液分離室、２はガス冷媒取出口、３
は液冷媒取出口、４は２相冷媒導入口、９は遮閉板、１
０は渦消板、１０aは透孔、１１は気液分離室ある。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 気液２相冷媒が導入される気液分離室
   (１a)と、該気液分離室(１a)の上部に設けられたガス冷
   媒取出口(２)と、上記気液分離室(１a)の底部に設けら
   れた液冷媒取出口(３)と、上記ガス冷媒取出口(２)と液
   冷媒取出口(３)との間に設けられた渦消板(１０)とを備
   えてなる気液分離器において、上記渦消板(１０)を液面
   位の変化に応じて上下するフロート構造にしたことを特
   徴とする気液分離器。
2. 【請求項２】 気液２相冷媒が導入される気液分離室
   (１a)と、該気液分離室(１a)の上部に設けられたガス冷
   媒取出口(２)と、上記気液分離室(１a)の底部に設けら
   れた液冷媒取出口(３)と、上記ガス冷媒取出口(２)と液
   冷媒取出口(３)との間に設けられた渦消板(１０)とを備
   えてなる気液分離器において、上記渦消板(１０)は、上
   記液冷媒の液面位の変化に応じて上下動するフロート構
   造に形成されているとともに上記液面位が所定レベル以
   上に上昇した時には上記ガス冷媒取出口(２)を閉塞する
   一方、同液面位が所定レベル以下に下降した時は液冷媒
   取出口を閉塞する弁体部を有していることを特徴とする
   気液分離器。