JPWO2012108149A1 - Gas-liquid separator and refrigeration cycle apparatus - Google Patents

Gas-liquid separator and refrigeration cycle apparatus Download PDF

Info

Publication number
JPWO2012108149A1
JPWO2012108149A1 JP2012000704A JP2012556776A JPWO2012108149A1 JP WO2012108149 A1 JPWO2012108149 A1 JP WO2012108149A1 JP 2012000704 A JP2012000704 A JP 2012000704A JP 2012556776 A JP2012556776 A JP 2012556776A JP WO2012108149 A1 JPWO2012108149 A1 JP WO2012108149A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
gas
pipe
flow
liquid separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012000704A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5887518B2 (en
Inventor
長谷川 寛
寛 長谷川
岡市 敦雄
敦雄 岡市
文順 咲間
文順 咲間
修 小須田
修 小須田
拓也 奥村
拓也 奥村
Original Assignee
パナソニック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2011024974 priority Critical
Priority to JP2011024974 priority
Application filed by パナソニック株式会社 filed Critical パナソニック株式会社
Priority to PCT/JP2012/000704 priority patent/WO2012108149A1/en
Priority to JP2012556776A priority patent/JP5887518B2/en
Publication of JPWO2012108149A1 publication Critical patent/JPWO2012108149A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5887518B2 publication Critical patent/JP5887518B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat accumulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/23Separators

Abstract

気液分離器(1A)は、上覆い部(21)、筒状部(22)および下覆い部(23)を含む密閉容器(2)と、密閉容器(2)の外部から内部に延びる3本の配管である第1配管(3A)、第2配管(3B)およびガス出口管(4)とを備えている。密閉容器(2)内には、上覆い部(21)との間に流入空間(11)を形成するとともに、筒状部(22)の内周面との間に二層流Fを通過させる流通路(15)を形成するガイド部材(5)が配置されている。第1配管(3A)および第2配管(3B)は、どちらが気液二相流体を密閉容器(2)の外部から流入空間(11)へ流入させるときでも、他方が内部の液出口穴(31または32)よりも上側に液面を形成しつつ液溜まり(13)の液を液出口穴(31または32)から密閉容器(2)の外部へ流出させるように構成されている。The gas-liquid separator (1A) includes an airtight container (2) including an upper cover part (21), a cylindrical part (22) and a lower cover part (23), and extends from the outside of the airtight container (2) to the inside 3 A first pipe (3A), a second pipe (3B) and a gas outlet pipe (4) which are main pipes are provided. In the sealed container (2), an inflow space (11) is formed between the upper cover portion (21) and the two-layer flow F is allowed to pass between the inner peripheral surface of the cylindrical portion (22). A guide member (5) forming a flow passage (15) is arranged. Whichever of the first pipe (3A) and the second pipe (3B) allows the gas-liquid two-phase fluid to flow into the inflow space (11) from the outside of the hermetic container (2), the other is the liquid outlet hole (31 Alternatively, the liquid level in the liquid reservoir (13) is made to flow out from the liquid outlet hole (31 or 32) to the outside of the sealed container (2) while forming a liquid surface above 32).

Description

本発明は、小型化に適した気液分離器およびこの気液分離器を用いた冷凍サイクル装置に関する。   The present invention relates to a gas-liquid separator suitable for downsizing and a refrigeration cycle apparatus using the gas-liquid separator.
従来から、旋回流による遠心力を利用して気液二相流体を液とガスに分離する気液分離器が知られている。このような気液分離器は、大きな遠心力を得るためにある程度の大きさが必要である。これに対し、近年では、表面張力を利用した気液分離器が提案されている。この表面張力を利用した気液分離器は、旋回流を形成する必要がなく、小型化が可能である。   2. Description of the Related Art Conventionally, a gas-liquid separator that separates a gas-liquid two-phase fluid into a liquid and a gas using a centrifugal force generated by a swirling flow is known. Such a gas-liquid separator needs to have a certain size in order to obtain a large centrifugal force. In contrast, in recent years, gas-liquid separators utilizing surface tension have been proposed. The gas-liquid separator using this surface tension does not need to form a swirling flow and can be miniaturized.
例えば、特許文献1には、図15に示すような気液分離器100が開示されている。この気液分離器100では、密閉容器110の頂きに、密閉容器110の内部へ気液二相流体を流入させる入口管151が接続されており、密閉容器110の側部に、密閉容器110内で分離された液を密閉容器110の外部へ流出させる液出口管152が接続されている。また、密閉容器110内で分離されたガスを密閉容器110の外部へ流出させるガス出口管153は、密閉容器110の底を貫通して延びている。   For example, Patent Document 1 discloses a gas-liquid separator 100 as shown in FIG. In the gas-liquid separator 100, an inlet pipe 151 for allowing a gas-liquid two-phase fluid to flow into the inside of the sealed container 110 is connected to the top of the sealed container 110, and the inside of the sealed container 110 is connected to the side of the sealed container 110. A liquid outlet pipe 152 is connected to allow the liquid separated in step (b) to flow out of the sealed container 110. A gas outlet pipe 153 that allows the gas separated in the hermetic container 110 to flow out of the hermetic container 110 extends through the bottom of the hermetic container 110.
密閉容器110内には、当該密閉容器110の内部を流入空間111と拡大空間113に仕切るとともに、それらの間に密閉容器110の内周面に沿った環状の極小空間112を形成する仕切り板120が配設されている。すなわち、入口管151から流入空間111へ流入した気液二相流体は極小空間112を通じて拡大空間113に流れ込むようになっており、極小空間112から拡大空間113にかけては流路断面積が急拡大する。   In the sealed container 110, the inside of the sealed container 110 is partitioned into an inflow space 111 and an enlarged space 113, and a partition plate 120 that forms an annular minimal space 112 along the inner peripheral surface of the sealed container 110 therebetween. Is arranged. That is, the gas-liquid two-phase fluid that has flowed into the inflow space 111 from the inlet pipe 151 flows into the expansion space 113 through the minimum space 112, and the flow path cross-sectional area rapidly increases from the minimum space 112 to the expansion space 113. .
さらに、仕切り板120の下方には、密閉容器110の内周面に沿う筒状の分離部材130が仕切り板120に接するように配設されている。この分離部材130は、径方向内側に開口する複数の縦溝を有している。このように、流路段面積が急拡大する部分に縦溝があることにより、表面張力を利用した気液分離が可能となっている。すなわち、縦溝内に流入した気液二相流体中の液は表面張力により溝内に留められ、ガスのみが溝から流出する。分離部材130によって分離された液は、密閉容器110の下部に溜まり、液出口管152を通じて外部に排出される。一方、分離されたガスは、密閉容器100の中心に集められ、ガス出口管153を通じて外部に排出される。   Further, below the partition plate 120, a cylindrical separation member 130 along the inner peripheral surface of the sealed container 110 is disposed so as to contact the partition plate 120. The separation member 130 has a plurality of longitudinal grooves that open radially inward. Thus, the gas-liquid separation using the surface tension is enabled by the presence of the vertical groove in the portion where the flow path step area rapidly increases. That is, the liquid in the gas-liquid two-phase fluid that has flowed into the longitudinal groove is retained in the groove by the surface tension, and only the gas flows out of the groove. The liquid separated by the separation member 130 accumulates in the lower part of the sealed container 110 and is discharged to the outside through the liquid outlet pipe 152. On the other hand, the separated gas is collected at the center of the sealed container 100 and discharged to the outside through the gas outlet pipe 153.
国際公開第2007/055386号International Publication No. 2007/055386
ところで、例えば空調に用いられる冷凍サイクル装置では、暖房運転と冷房運転とでヒートポンプ回路を流れる冷媒の向きが反対になるため、リバーシブルの気液分離器が求められる。しかしながら、図15に示す気液分離器100では、流体の流れ方向が一方向のみであるため、流体の流れ方向が反転する箇所に使用することができない。   By the way, in a refrigeration cycle apparatus used for air conditioning, for example, a reversible gas-liquid separator is required because the directions of the refrigerant flowing through the heat pump circuit are opposite between the heating operation and the cooling operation. However, in the gas-liquid separator 100 shown in FIG. 15, since the fluid flow direction is only one direction, it cannot be used in a place where the fluid flow direction is reversed.
本発明は、このような事情に鑑み、小型化に適したリバーシブルな気液分離器およびこの気液分離器を用いた冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a reversible gas-liquid separator suitable for downsizing and a refrigeration cycle apparatus using the gas-liquid separator.
すなわち、本発明は、上向きに噴射される気液二相流体を拡散させながら下向きに誘導することにより前記気液二相流体中に含まれる液を内側面に付着させて前記気液二相流体を液層とガスリッチ層の二層流に変換する上覆い部、前記液層を内周面に沿って流下させる筒状部、および、前記液層を保持して液溜まりを形成する下覆い部を含む密閉容器と、前記密閉容器内に配置され、前記上覆い部との間に流入空間を形成するとともに前記筒状部の内周面との間に前記二層流を通過させる流通路を形成し、前記ガスリッチ層を前記筒状部の内周面に沿って流下するようにガイドするガイド部材と、先端が前記流入空間内に開口するように前記下覆い部および前記ガイド部材を貫通して延び、前記液溜まりに浸る部分に液出口穴が設けられた第1配管と、先端が前記流入空間内に開口するように前記下覆い部および前記ガイド部材を貫通して延び、前記液溜まりに浸る部分に液出口穴が設けられた第2配管と、前記液層の表面張力によって前記ガスリッチ層から液が取り除かれたガスを前記密閉容器の外部に流出させるためのガス出口管と、を備え、前記第1配管および前記第2配管は、どちらが前記気液二相流体を前記密閉容器の外部から前記流入空間へ流入させるときでも、他方が内部の前記液出口穴よりも上側に液面を形成しつつ前記液溜まりの液を前記液出口穴から前記密閉容器の外部へ流出させるように構成されている、気液分離器を提供する。   That is, according to the present invention, the gas-liquid two-phase fluid is adhered to the inner surface by guiding the gas-liquid two-phase fluid ejected upward while diffusing the gas-liquid two-phase fluid. An upper cover part for converting the liquid layer into a two-layer flow of a liquid layer and a gas rich layer, a cylindrical part for allowing the liquid layer to flow down along the inner peripheral surface, and a lower cover part for holding the liquid layer and forming a liquid reservoir A flow passage that is disposed in the closed container and includes an air flow space that forms an inflow space between the upper cover portion and the inner peripheral surface of the cylindrical portion. A guide member that is formed and guides the gas-rich layer so as to flow down along the inner peripheral surface of the cylindrical portion, and penetrates the lower cover portion and the guide member so that a tip opens into the inflow space. And a liquid outlet hole is provided in a portion that is immersed in the liquid reservoir. A pipe, a second pipe extending through the lower cover portion and the guide member so that a tip opens into the inflow space, and a liquid outlet hole provided in a portion immersed in the liquid reservoir; and the liquid layer A gas outlet pipe for causing the gas from which the liquid has been removed from the gas-rich layer by the surface tension of the gas to flow out of the sealed container, and which of the first pipe and the second pipe is the gas-liquid two-phase Even when a fluid is allowed to flow into the inflow space from the outside of the sealed container, the other side forms a liquid surface above the liquid outlet hole inside and the liquid in the liquid reservoir is discharged from the liquid outlet hole to the sealed container. A gas-liquid separator configured to flow out is provided.
また、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機、室内の空気と冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器、冷媒を膨張させる第1膨張機構および第2膨張機構、ならびに室外の空気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器を含むとともに、上記の気液分離器であって前記第1配管が前記第2膨張機構に接続され前記第2配管が前記第1膨張機構に接続された気液分離器を含むヒートポンプ回路と、前記圧縮機に冷媒の圧縮中に冷媒が注入されるように前記気液分離器の前記ガス出口管と前記圧縮機とを接続するインジェクション管と、前記ヒートポンプ回路に流れる冷媒の流れの方向を、暖房運転時に前記圧縮機から吐出された冷媒が前記室内熱交換器に導かれる第1方向に切り換え、冷房運転時に前記圧縮機から吐出された冷媒が前記室外熱交換器に導かれる第2方向に切り換える切換手段と、を備える、冷凍サイクル装置を提供する。   The present invention also provides a compressor that compresses refrigerant, an indoor heat exchanger that exchanges heat between indoor air and the refrigerant, a first expansion mechanism and a second expansion mechanism that expand the refrigerant, and outdoor air. An outdoor heat exchanger for exchanging heat with the refrigerant, the gas-liquid separator, wherein the first pipe is connected to the second expansion mechanism, and the second pipe is connected to the first expansion mechanism. A heat pump circuit including a connected gas-liquid separator, and an injection pipe connecting the gas outlet pipe of the gas-liquid separator and the compressor so that the refrigerant is injected into the compressor during the compression of the refrigerant. The direction of the flow of the refrigerant flowing through the heat pump circuit is switched to the first direction in which the refrigerant discharged from the compressor during the heating operation is led to the indoor heat exchanger, and the refrigerant discharged from the compressor during the cooling operation Is the outdoor heat exchange And a switching means for switching the second direction to be guided to provide a refrigeration cycle device.
上記の構成によれば、密閉容器の上覆い部によって気液二相流体の向きが180度反転させられるため、そのときの遠心力(慣性力)によってガスと液とをある程度分離することができる。さらに、そのようにして形成された二層流が筒状部の内周面に沿って流下するため、液層の表面張力によってガスと液とをほぼ完全に分離することができる。この構成により、気液分離器の小型化を図ることができる。   According to said structure, since the direction of a gas-liquid two-phase fluid is reversed 180 degree | times by the upper cover part of an airtight container, gas and a liquid can be separated to some extent or more by the centrifugal force (inertial force) at that time. . Furthermore, since the two-layered flow thus formed flows down along the inner peripheral surface of the cylindrical portion, the gas and the liquid can be almost completely separated by the surface tension of the liquid layer. With this configuration, the gas-liquid separator can be reduced in size.
さらに、上記の構成によれば、第1配管および第2配管の一方が気液二相流体の流入管として機能するときには、他方が液の出口管として機能する。そして、第1配管と第2配管の機能は、どちらに気液二相流体を供給するかを選択するだけで、流体の性状によって自然と入れ替わる。これにより、小型化に適したシンプルな構成でリバーシブルを実現することができる。   Further, according to the above configuration, when one of the first pipe and the second pipe functions as an inflow pipe for a gas-liquid two-phase fluid, the other functions as an outlet pipe for the liquid. And the function of the 1st piping and the 2nd piping changes naturally with the property of a fluid only by selecting which gas-liquid two phase fluid is supplied to. Thereby, reversible is realizable with the simple structure suitable for size reduction.
本発明の第1実施形態に係る気液分離器の縦断面図The longitudinal cross-sectional view of the gas-liquid separator which concerns on 1st Embodiment of this invention 図1のII−II線に沿った横断面図Cross-sectional view along line II-II in FIG. 図3Aは円形の液出口穴を示す拡大図、図3Bは長円径の液出口穴を示す拡大図3A is an enlarged view showing a circular liquid outlet hole, and FIG. 3B is an enlarged view showing an oblong liquid outlet hole. 図1に示す気液分離器を用いた冷凍サイクル装置の構成図Configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus using the gas-liquid separator shown in FIG. 本発明の第2実施形態に係る気液分離器の縦断面図A longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to a second embodiment of the present invention. 図5のVI−VI線に沿った横断面図Cross-sectional view along line VI-VI in FIG. 本発明の第3実施形態に係る気液分離器の縦断面図Longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to a third embodiment of the present invention 本発明の第4実施形態に係る気液分離器の縦断面図A longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to a fourth embodiment of the present invention. 図8のIX−IX線に沿った横断面図Cross-sectional view along line IX-IX in FIG. 本発明の第5実施形態に係る気液分離器の縦断面図Longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to a fifth embodiment of the present invention 図10のXI−XI線に沿った横断面図Cross-sectional view along line XI-XI in FIG. 本発明の第6実施形態に係る気液分離器の縦断面図A longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to a sixth embodiment of the present invention. 図13Aは図12のXIIIA−XIIIA線に沿った横断面図、図13Bは図12のXIIIB−XIIIB線に沿った横断面図13A is a cross-sectional view taken along line XIIIA-XIIIA in FIG. 12, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line XIIIB-XIIIB in FIG. 本発明の第7実施形態に係る気液分離器の縦断面図Longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to a seventh embodiment of the present invention 従来の気液分離器の縦断面図Vertical section of a conventional gas-liquid separator
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施形態によって限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment.
(第1実施形態)
図1および図2に、本発明の第1実施形態に係る気液分離器1Aを示す。この気液分離器1Aは、鉛直方向に延びる密閉容器2と、密閉容器2の外部から内部に延びる3本の配管である第1配管3A、第2配管3Bおよびガス出口管4とを備えている。本実施形態では、ガス出口管4が密閉容器2の中心軸上に配置されており、第1配管3Aおよび第2配管3Bはガス出口管4を挟んで180度反対に位置している。
(First embodiment)
1 and 2 show a gas-liquid separator 1A according to a first embodiment of the present invention. The gas-liquid separator 1A includes a sealed container 2 extending in the vertical direction, and a first pipe 3A, a second pipe 3B, and a gas outlet pipe 4, which are three pipes extending from the outside to the inside of the sealed container 2. Yes. In the present embodiment, the gas outlet pipe 4 is disposed on the central axis of the sealed container 2, and the first pipe 3 </ b> A and the second pipe 3 </ b> B are positioned 180 degrees opposite to each other with the gas outlet pipe 4 interposed therebetween.
密閉容器2は、下向きに開口する半球状の上覆い部21、円筒状の筒状部22、および上向きに開口する半球状の下覆い部23を含む。上覆い部21は、上向きに噴射される気液二相流体を拡散させながら下向きに誘導することにより、気液二相流体中に含まれる液を内側面に付着させて、気液二相流体を液層F1とガスリッチ層F2の二層流Fに変換する。なお、気液二相流体が噴射される上向きとは、必ずしも鉛直方向と平行な方向である必要はなく、鉛直方向に対して少し傾いた方向であってもよい。筒状部22は、液層F1を内周面に沿って流下させる。下覆い部23は、液層F1を保持して液溜まり13を形成する。   The sealed container 2 includes a hemispherical upper cover portion 21 that opens downward, a cylindrical tubular portion 22, and a hemispherical lower cover portion 23 that opens upward. The upper cover portion 21 guides the gas-liquid two-phase fluid jetted upward while diffusing it, thereby causing the liquid contained in the gas-liquid two-phase fluid to adhere to the inner surface, and thereby the gas-liquid two-phase fluid Is converted into a two-layer flow F of a liquid layer F1 and a gas rich layer F2. The upward direction in which the gas-liquid two-phase fluid is ejected is not necessarily a direction parallel to the vertical direction, and may be a direction slightly inclined with respect to the vertical direction. The cylindrical portion 22 causes the liquid layer F1 to flow down along the inner peripheral surface. The lower cover portion 23 holds the liquid layer F <b> 1 and forms the liquid pool 13.
なお、上覆い部21および下覆い部23は、必ずしも半球状である必要はなく、例えば円盤状の主壁とこの主壁の周縁部から立ち上がる周壁とからなる桶状であってもよい。また、上覆い部21および下覆い部23の高さも、特に限定されるものではなく、任意に設定可能である。   Note that the upper cover portion 21 and the lower cover portion 23 do not necessarily have a hemispherical shape, and may be, for example, a bowl shape including a disk-shaped main wall and a peripheral wall rising from the peripheral portion of the main wall. Moreover, the height of the upper cover part 21 and the lower cover part 23 is not specifically limited, It can set arbitrarily.
密閉容器2内には、ガイド部材5が筒状部22の上部と対応する位置に配置されている。ガイド部材5は、上覆い部21との間に流入空間11を形成するとともに、筒状部22の内周面との間に二層流Fを通過させる流通路15を形成する。そして、ガイド部材5は、ガスリッチ層F2を筒状部22の内周面に沿って流下するようにガイドする。ガイド部材5の下方には、分離空間12が形成されている。換言すれば、ガイド部材5は、密閉容器2の内部を流入空間11と分離空間12とが筒状部22の内周面に沿った環状の極小空間のみで連通するように仕切っている。   In the sealed container 2, the guide member 5 is disposed at a position corresponding to the upper portion of the cylindrical portion 22. The guide member 5 forms the inflow space 11 between the upper cover portion 21 and the flow passage 15 through which the two-layer flow F passes between the guide member 5 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22. The guide member 5 guides the gas rich layer F <b> 2 so as to flow down along the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22. A separation space 12 is formed below the guide member 5. In other words, the guide member 5 partitions the inside of the sealed container 2 so that the inflow space 11 and the separation space 12 communicate with each other only in an annular minimal space along the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22.
ガイド部材5は、天井部51およびこの天井部51の周縁から垂れ下がる側壁部52を有する下向きに開口する軸対称な容器状の形状をなしており、ガス出口管4の先端は、ガイド部材5で囲まれる空間内に位置している。天井部51は、円盤状であり、フラットなガイド部材5の上面を構成している。側壁部52は、筒状部22の内周面と対向する、下向きに拡径するテーパー状のガイド部材5の外周面を構成している。ただし、ガイド部材5の上面は、必ずしもフラットである必要はなく、ガイド部材5の外周面と連続するようなドーム状の曲面であってもよいし、円錐面であってもよい。また、ガイド部材5の形状は、必ずしも軸対称である必要はないし、必ずしも容器状である必要はない。   The guide member 5 has an axisymmetric container shape that opens downward and has a ceiling portion 51 and a side wall portion 52 that hangs down from the periphery of the ceiling portion 51, and the distal end of the gas outlet pipe 4 is a guide member 5. Located in the enclosed space. The ceiling part 51 has a disk shape and constitutes the upper surface of the flat guide member 5. The side wall portion 52 constitutes the outer peripheral surface of the tapered guide member 5 facing the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22 and expanding downward. However, the upper surface of the guide member 5 is not necessarily flat, and may be a dome-shaped curved surface that is continuous with the outer peripheral surface of the guide member 5 or a conical surface. Moreover, the shape of the guide member 5 does not necessarily need to be axially symmetric and does not necessarily need to be a container shape.
ガス出口管4は、液層F1の表面張力によってガスリッチ層F2から液が取り除かれたガスを密閉容器2の外部に流出させるためのものである。具体的に、ガス出口管4は、当該ガス出口管4の先端が上向きに開口するように密閉容器2の下覆い部23を貫通して延びている。本実施形態では、ガス出口管4は、鉛直方向に延びている。   The gas outlet pipe 4 is for allowing the gas from which the liquid has been removed from the gas rich layer F2 due to the surface tension of the liquid layer F1 to flow out of the sealed container 2. Specifically, the gas outlet pipe 4 extends through the lower cover portion 23 of the sealed container 2 so that the tip of the gas outlet pipe 4 opens upward. In the present embodiment, the gas outlet pipe 4 extends in the vertical direction.
第1配管3Aおよび第2配管3Bは、先端が流入空間11内に開口するように密閉容器2の下覆い部23およびガイド部材5の天井部51を貫通して延びている。第1配管3Aおよび第2配管3Bは、例えば液溜まり13中で略90度折れ曲がっていてもよいが、実質的にストレートであることが好ましい。ここで、「実質的にストレート」とは、途中で折れ曲がっていたとしてもその折れ曲がり角度が10度以下であることをいう。本実施形態では、第1配管3Aおよび第2配管3Bは、鉛直方向に延びている。   The first piping 3 </ b> A and the second piping 3 </ b> B extend through the lower cover portion 23 of the hermetic container 2 and the ceiling portion 51 of the guide member 5 so that the ends open into the inflow space 11. The first pipe 3A and the second pipe 3B may be bent, for example, by approximately 90 degrees in the liquid reservoir 13, but are preferably substantially straight. Here, “substantially straight” means that the bending angle is 10 degrees or less even if it is bent halfway. In the present embodiment, the first pipe 3A and the second pipe 3B extend in the vertical direction.
第1配管3Aには、液溜まり13に浸る部分に液出口穴31が設けられ、第2配管3Bには、液溜まり13に浸る部分に液出口穴32が設けられている。そして、第1配管3Aおよび第2配管3Bは、どちらが気液二相流体を密閉容器2の外部から流入空間11へ流入させるときでも、他方が内部の液出口穴(31または32)よりも上側に液面を形成しつつ液溜まり13の液を液出口穴(31または32)から密閉容器2の外部へ流出させるように構成されている。   The first piping 3A is provided with a liquid outlet hole 31 at a portion immersed in the liquid reservoir 13, and the second piping 3B is provided with a liquid outlet hole 32 at a portion immersed in the liquid reservoir 13. The first pipe 3 </ b> A and the second pipe 3 </ b> B are either above the liquid outlet hole (31 or 32) on the other side when the gas-liquid two-phase fluid flows into the inflow space 11 from the outside of the sealed container 2. The liquid in the liquid reservoir 13 is made to flow out of the closed container 2 from the liquid outlet hole (31 or 32) while forming a liquid surface.
具体的には、液出口穴31,32が、液溜まり13の液面が降下した場合でもその液面よりも下方に位置するように、密閉容器13の底に近い位置に設けられている。   Specifically, the liquid outlet holes 31 and 32 are provided at positions close to the bottom of the hermetic container 13 so that the liquid outlet holes 31 and 32 are positioned below the liquid level even when the liquid level of the liquid reservoir 13 is lowered.
ここで、密閉容器2内では流入空間11と分離空間12の間以外では圧力損失がないと仮定し、液出口穴31,32の位置から液溜まり13の液面までの高さをH1[m]、液出口穴31,32の位置から第1配管3A、第2配管3Bの先端までの高さをH2[m]、液の密度をρ1[kg/m3]、ガスの密度をρ2[kg/m3]とする。Here, in the sealed container 2, it is assumed that there is no pressure loss except between the inflow space 11 and the separation space 12, and the height from the position of the liquid outlet holes 31 and 32 to the liquid level of the liquid reservoir 13 is set to H 1 [ m], the height from the position of the liquid outlet holes 31 and 32 to the tips of the first pipe 3A and the second pipe 3B is H 2 [m], the liquid density is ρ 1 [kg / m 3 ], and the gas density Is ρ 2 [kg / m 3 ].
第1配管3Aを通じて気液二相流体が導入されるときには、第2配管3Bの内部は液溜まり13の液面高さ近傍まで液出口穴32から流入した液に満たされ、これにより第2配管3B内に液面が形成される。逆に、第2配管3Bを通じて気液二相流体が導入されるときには、第1配管3Aの内部は液溜まり13の液面高さ近傍まで液出口穴31から流入した液に満たされ、これにより第1配管3A内に液面が形成される。   When the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the first pipe 3A, the inside of the second pipe 3B is filled with the liquid flowing in from the liquid outlet hole 32 up to the vicinity of the liquid level of the liquid reservoir 13, whereby the second pipe A liquid level is formed in 3B. On the contrary, when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the second pipe 3B, the inside of the first pipe 3A is filled with the liquid flowing in from the liquid outlet hole 31 to the vicinity of the liquid level of the liquid reservoir 13, thereby A liquid level is formed in the first pipe 3A.
第1配管3Aを通じて気液二相流体が導入されるときには、液出口穴32基準で第2配管3B内の圧力をPINとしたとき、第2配管3Bの先端からガスが流入すると仮定すると、PINは流入空間11の圧力P2を用いて、
IN=ρ2・g・H2+P2 ・・・ (式1)
と表せる。また、液出口穴32基準で液溜り13内の圧力をPOUTとしたとき、POUTは分離空間12の圧力P1を用いて、
OUT=ρ1・g・H1+P1+ρ2・g・(H2−H1) ・・・ (式2)
と表せる。また、流入空間11と分離空間12の間の圧力損失ΔPの関係から、
1=P2−ΔP ・・・ (式3)
となる。これらの式1〜3からP1およびP2を消去すると、
OUT−PIN=g・H1・(ρ1―ρ2)−ΔP ・・・ (式4)
となる。第2配管3Bの先端からガスが流入せずに液出口穴32から液が流出して第2配管3B内で液面が形成されるには、POUT>PINである必要があるので、以下の式5が導かれる。なお、この式5は、第2配管3Bを通じて気液二相流体が導入されるときでも同じである。
g・H1・(ρ1―ρ2)−ΔP>0 ・・・ (式5)
従って、流入空間11と分離空間12の間の圧力損失ΔP、すなわちガイド部材5と密閉容器2の筒状部22の内周面との間に形成される流通路15およびその近傍で発生する圧力損失ΔPが式5を満たすように、ガイド部材5の形状および液出口穴31,32の位置を設計すればよい。
When the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the first pipe 3A, assuming that the gas flows in from the tip of the second pipe 3B when the pressure in the second pipe 3B is PIN based on the liquid outlet hole 32, P IN uses the pressure P 2 in the inflow space 11,
P IN = ρ 2 · g · H 2 + P 2 (Formula 1)
It can be expressed. Further, when the pressure in the liquid reservoir 13 is P OUT on the basis of the liquid outlet hole 32, P OUT uses the pressure P 1 of the separation space 12,
P OUT = ρ 1 · g · H 1 + P 1 + ρ 2 · g · (H 2 −H 1 ) (Formula 2)
It can be expressed. Further, from the relationship of the pressure loss ΔP between the inflow space 11 and the separation space 12,
P 1 = P 2 −ΔP (Formula 3)
It becomes. Erasing P 1 and P 2 from these equations 1-3,
P OUT −P IN = g · H 11 −ρ 2 ) −ΔP (Formula 4)
It becomes. In order for the liquid to flow out from the liquid outlet hole 32 without the gas flowing in from the tip of the second pipe 3B and to form a liquid level in the second pipe 3B, it is necessary that P OUT > P IN . Equation 5 below is derived. This equation 5 is the same even when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the second pipe 3B.
g · H 1 · (ρ 1 −ρ 2 ) −ΔP> 0 (Formula 5)
Accordingly, the pressure loss ΔP between the inflow space 11 and the separation space 12, that is, the pressure generated in the vicinity of the flow passage 15 formed between the guide member 5 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22 of the sealed container 2 and the vicinity thereof. The shape of the guide member 5 and the positions of the liquid outlet holes 31 and 32 may be designed so that the loss ΔP satisfies Expression 5.
液出口穴31,32の形状は、図3Aに示すように円形でもよいが、図3Bに示すように長円形でもよい。液出口穴31の面積は第1配管3Aの流路段面積以下、液出口穴32の面積は第2配管3Bの流路段面積以下に設定される。   The shape of the liquid outlet holes 31 and 32 may be circular as shown in FIG. 3A, but may be oval as shown in FIG. 3B. The area of the liquid outlet hole 31 is set to be equal to or smaller than the flow path step area of the first pipe 3A, and the area of the liquid outlet hole 32 is set to be equal to or smaller than the flow path step area of the second pipe 3B.
次に、気液分離器1Aの動作を説明する。なお、第1配管3Aを通じて気液二相流体が導入される場合と第2配管3Bを通じて気液二相流体が導入される場合とでは、第1配管3Aと第2配管3Bの機能が逆になるだけであるので、以下では、第1配管3Aを通じて気液二相流体が導入される場合のみ説明する。   Next, the operation of the gas-liquid separator 1A will be described. Note that the functions of the first pipe 3A and the second pipe 3B are reversed between when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the first pipe 3A and when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the second pipe 3B. Therefore, hereinafter, only the case where the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the first pipe 3A will be described.
気液二相流体は、第1配管3Aを通じて密閉容器2の内部に導かれる。第1配管3Aには横向きに液出口穴31が設けられているが、流れは慣性により直進しようとするため、大半の気液二相流体が第1配管3Aの先端から流入空間11へと流入する。なお、液出口穴31を通じた液溜まり13の液の流入または気液二相流体の流出が多少生じたとしても、特に問題ない。   The gas-liquid two-phase fluid is guided into the sealed container 2 through the first pipe 3A. The first pipe 3A is provided with a liquid outlet hole 31 in a lateral direction. However, since the flow tends to go straight due to inertia, most of the gas-liquid two-phase fluid flows into the inflow space 11 from the tip of the first pipe 3A. To do. It should be noted that there is no particular problem even if some inflow of liquid in the liquid reservoir 13 or outflow of gas-liquid two-phase fluid occurs through the liquid outlet hole 31.
流入空間11は上覆い部21によって上方から覆われているため、流入空間11へ流入した気液二相流体は周囲に拡散する。このとき、気液二相流体は、上覆い部21に衝突してもよいし、上覆い部21に衝突しなくてもよい。その後、気液二相流体は、徐々に下向きに向きを変えながら二層流Fへと変化する。すなわち、密閉容器2の上覆い部21によって気液二相流体の向きが180度反転させられるため、そのときの遠心力(慣性力)によってガスと液とをある程度分離することができる。   Since the inflow space 11 is covered from above by the upper cover portion 21, the gas-liquid two-phase fluid that has flowed into the inflow space 11 diffuses around. At this time, the gas-liquid two-phase fluid may collide with the upper cover portion 21 or may not collide with the upper cover portion 21. Thereafter, the gas-liquid two-phase fluid changes to a two-layer flow F while gradually changing its direction downward. That is, since the direction of the gas-liquid two-phase fluid is reversed 180 degrees by the upper cover portion 21 of the sealed container 2, the gas and the liquid can be separated to some extent by the centrifugal force (inertial force) at that time.
上覆い部21によって形成された二層流Fは、流通路15を通過し、筒状部22の内周面に沿って流下する。このとき、ガスリッチ層F2の流下速度は液層F1の流下速度よりも速いため、ガスリッチ層F2は液層F1の表面上を擦るように流れる。そのため、液層F1の表面張力によってガスリッチ層F2から液の大半が取り除かれ、二層流Fが液とガスとに分離される。   The two-layer flow F formed by the upper cover portion 21 passes through the flow passage 15 and flows down along the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22. At this time, since the flow speed of the gas rich layer F2 is faster than the flow speed of the liquid layer F1, the gas rich layer F2 flows so as to rub on the surface of the liquid layer F1. Therefore, most of the liquid is removed from the gas rich layer F2 by the surface tension of the liquid layer F1, and the two-layer flow F is separated into the liquid and the gas.
分離されたガスは、分離空間12内で上昇し、ガイド部材5で囲まれる空間内で下向きに向きを変える。このとき、ガス中に僅かに混入するミスト状の液が遠心力や重力で取り除かれる。その後、ガスは、ガス出口管4から密閉容器2の外部へと排出される。   The separated gas rises in the separation space 12 and turns downward in the space surrounded by the guide member 5. At this time, the mist-like liquid slightly mixed in the gas is removed by centrifugal force or gravity. Thereafter, the gas is discharged from the gas outlet pipe 4 to the outside of the sealed container 2.
一方、分離された液は、筒状部22の内周面上をそのまま流下し、液溜まり13を形成した後、第2配管3Bに横向きに設けられた液出口穴32から第2配管3Bへと流入し、密閉容器2の外部へと排出される。このとき、上述したように第2配管3Bの内部は液溜まり13の液面高さ近傍まで液出口穴32から流入した液に満たされるため、その液が第2配管3Bを閉塞する作用により、流入空間11内の気液二相流体は第2配管3Bを通じて密閉容器2の外部へと流出することはできない。   On the other hand, the separated liquid flows down on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22 as it is to form the liquid pool 13, and then from the liquid outlet hole 32 provided in the second pipe 3B to the second pipe 3B. And is discharged to the outside of the sealed container 2. At this time, as described above, since the inside of the second pipe 3B is filled with the liquid flowing in from the liquid outlet hole 32 up to the vicinity of the liquid level of the liquid pool 13, the liquid closes the second pipe 3B. The gas-liquid two-phase fluid in the inflow space 11 cannot flow out of the sealed container 2 through the second pipe 3B.
以上説明したように、本実施形態では、上覆い部21による気液二相流体の向きの反転および液層F1の表面張力によってガスと液とをほぼ完全に分離することができるため、気液分離器1Aの小型化を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, the gas and liquid can be separated almost completely by reversing the direction of the gas-liquid two-phase fluid by the upper cover portion 21 and the surface tension of the liquid layer F1. The separator 1A can be downsized.
しかも、第1配管3Aおよび第2配管3Bの一方が気液二相流体の流入管として機能するときには、他方が液の出口管として機能する。そして、第1配管3Aと第2配管3Bの機能は、どちらに気液二相流体を供給するかを選択するだけで、流体の性状によって自然と入れ替わる。これにより、小型化に適したシンプルな構成でリバーシブルを実現することができる。さらには、密閉容器2内でアクチュエータなどによって流路を切り替える必要がないので、逆止弁などを用いた従来のリバーシブルの気液分離器と比べ、低コスト化を図ることが可能である。   Moreover, when one of the first pipe 3A and the second pipe 3B functions as an inflow pipe for a gas-liquid two-phase fluid, the other functions as a liquid outlet pipe. The functions of the first pipe 3A and the second pipe 3B are naturally switched depending on the properties of the fluid simply by selecting which one of the gas-liquid two-phase fluid is supplied. Thereby, reversible is realizable with the simple structure suitable for size reduction. Furthermore, since it is not necessary to switch the flow path by an actuator or the like in the sealed container 2, it is possible to reduce the cost as compared with a conventional reversible gas-liquid separator using a check valve or the like.
また、ガイド部材5の外周面が下向きに拡径するテーパー状であるので、二層流Fをスムーズに流通路15に流入させつつも、ガスリッチ層F2の流速を徐々に速めることができる。   Moreover, since the outer peripheral surface of the guide member 5 has a tapered shape in which the diameter is expanded downward, the flow velocity of the gas rich layer F2 can be gradually increased while the two-layer flow F is smoothly flowed into the flow passage 15.
さらに、ガス出口管4の先端がガイド部材5で囲まれる空間内に位置しているので、分離空間12内で筒状部22の内周面に沿う下向きのガスの流れが上向きに変更される。この重力に逆らう方向への流れの向き変更により、重力および遠心力によってガス中に僅かに混入する液を取り除くことができる。さらに、本実施形態では、ガス出口管4の先端が上向きに開口しているので、ガイド部材5で囲まれる空間内では、ガスの流れが上向きから下向きに変更される。これにより、流れの向き変更に伴う遠心力をさらに利用してガス中に僅かに混入する液をより精度良く取り除くことができる。   Furthermore, since the tip of the gas outlet pipe 4 is located in a space surrounded by the guide member 5, the downward gas flow along the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22 is changed upward in the separation space 12. . By changing the direction of the flow in the direction against the gravity, the liquid slightly mixed in the gas by gravity and centrifugal force can be removed. Furthermore, in this embodiment, since the front end of the gas outlet pipe 4 opens upward, the gas flow is changed from upward to downward in the space surrounded by the guide member 5. As a result, the liquid slightly mixed in the gas can be more accurately removed by further utilizing the centrifugal force accompanying the change in the flow direction.
また、第1配管3Aおよび第2配管3Bが実質的にストレートであれば、液出口穴31,32を液溜まり13の最深部付近に設けることが可能であり、液面高さが変動した場合でも、液出口穴31,32の位置から液溜まり13の液面までの高さH1を十分に確保することができる。これにより、気液分離器1Aの分離性能の安定性を向上させることができる。Further, if the first pipe 3A and the second pipe 3B are substantially straight, the liquid outlet holes 31 and 32 can be provided near the deepest portion of the liquid reservoir 13, and the liquid level is fluctuated. However, the height H 1 from the position of the liquid outlet holes 31 and 32 to the liquid level of the liquid reservoir 13 can be sufficiently secured. Thereby, the stability of the separation performance of the gas-liquid separator 1A can be improved.
次に、図4を参照して、気液分離器1Aを用いた冷凍サイクル装置9を説明する。   Next, the refrigeration cycle apparatus 9 using the gas-liquid separator 1A will be described with reference to FIG.
この冷凍サイクル装置9は、室内の暖房および冷房を行う空調に用いられるものであり、冷媒を循環させるヒートポンプ回路90と、冷媒をバイパスするインジェクション管97とを備えている。   The refrigeration cycle apparatus 9 is used for air conditioning that heats and cools a room, and includes a heat pump circuit 90 that circulates a refrigerant and an injection pipe 97 that bypasses the refrigerant.
ヒートポンプ回路90は、冷媒を圧縮する圧縮機91、室内の空気と冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器93、冷媒を膨張させる第1膨張機構94および第2膨張機構95、ならびに室外の空気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器96を含む。気液分離器1Aは、第1配管3Aが第2膨張機構95に接続され第2配管3Bが第1膨張機構94に接続されるようにヒートポンプ回路90に組み込まれている。   The heat pump circuit 90 includes a compressor 91 that compresses the refrigerant, an indoor heat exchanger 93 that exchanges heat between the indoor air and the refrigerant, a first expansion mechanism 94 and a second expansion mechanism 95 that expand the refrigerant, and an outdoor unit. An outdoor heat exchanger 96 for exchanging heat between the air and the refrigerant. The gas-liquid separator 1A is incorporated in the heat pump circuit 90 so that the first pipe 3A is connected to the second expansion mechanism 95 and the second pipe 3B is connected to the first expansion mechanism 94.
圧縮機91は、低段作動室と高段作動室とが内部流路で接続された構成を有している。インジェクション管97は、圧縮機91に冷媒の圧縮中に冷媒が注入されるように気液分離器1Aのガス出口管4と圧縮機91の内部流路とを接続している。   The compressor 91 has a configuration in which a low-stage working chamber and a high-stage working chamber are connected by an internal flow path. The injection pipe 97 connects the gas outlet pipe 4 of the gas-liquid separator 1A and the internal flow path of the compressor 91 so that the refrigerant is injected into the compressor 91 during the compression of the refrigerant.
さらに、ヒートポンプ回路90には、切換手段として四方弁92が設けられている。四方弁92は、ヒートポンプ回路90に流れる冷媒の流れの方向を、暖房運転時に圧縮機91から吐出された冷媒が室内熱交換器93に導かれる第1方向に切り換え、冷房運転時に圧縮機91から吐出された冷媒が室外熱交換器96に導かれる第2方向に切り換える。すなわち、暖房運転では、冷媒が室外熱交換器96で吸熱して室内熱交換器93で放熱し、冷房運転では、冷媒が室内熱交換器93で吸熱して室外熱交換器96で放熱する。なお、本発明の切換手段は四方弁92に限られるものではなく、例えばブリッジ回路などであってもよい。   Further, the heat pump circuit 90 is provided with a four-way valve 92 as switching means. The four-way valve 92 switches the direction of the refrigerant flowing through the heat pump circuit 90 to the first direction in which the refrigerant discharged from the compressor 91 during the heating operation is led to the indoor heat exchanger 93, and from the compressor 91 during the cooling operation. The discharged refrigerant is switched to the second direction in which it is guided to the outdoor heat exchanger 96. That is, in the heating operation, the refrigerant absorbs heat by the outdoor heat exchanger 96 and radiates heat by the indoor heat exchanger 93, and in the cooling operation, the refrigerant absorbs heat by the indoor heat exchanger 93 and radiates heat by the outdoor heat exchanger 96. The switching means of the present invention is not limited to the four-way valve 92, and may be a bridge circuit, for example.
図15に示すような従来の気液分離器100を暖房運転と冷房運転とで冷媒の流れの向きが逆転する冷凍サイクル装置9に用いる場合は、気液分離器100への冷媒の流入方向を一定にするための四方弁をさらに追加する必要がある。これに対し、リバーシブルな気液分離器1Aを冷凍サイクル装置9に用いれば、そのような四方弁を追加する必要がなく、膨張行程の途中で気液分離器1Aからガス冷媒を圧縮行程の途中に注入するインジェクションサイクルを実現することができる。これにより、冷媒の蒸発潜熱を用いて低温側熱源と熱交換する冷房運転時の室内熱交換器93や暖房運転時の室外熱交換器96の冷媒配管の圧力損失低減や、圧縮機91の圧縮動力低減等による冷凍サイクル装置9の高効率化を実現することができる。しかも、圧縮行程の途中に注入される冷媒による冷却効果で、圧縮比の高くなる低外気温時の吐出温度を抑制することができる。これにより、圧縮機91の回転数の上限を緩和することができるので、暖房能力の向上を図ることができる。   When the conventional gas-liquid separator 100 as shown in FIG. 15 is used for the refrigeration cycle apparatus 9 in which the direction of the refrigerant flow is reversed between the heating operation and the cooling operation, the refrigerant inflow direction to the gas-liquid separator 100 is determined. It is necessary to add an additional four-way valve to keep it constant. On the other hand, if the reversible gas-liquid separator 1A is used for the refrigeration cycle device 9, it is not necessary to add such a four-way valve, and the gas refrigerant is compressed from the gas-liquid separator 1A in the middle of the compression stroke in the middle of the expansion stroke. An injection cycle can be realized. As a result, the pressure loss of the refrigerant pipe of the indoor heat exchanger 93 during the cooling operation and the outdoor heat exchanger 96 during the heating operation for exchanging heat with the low-temperature side heat source using the latent heat of vaporization of the refrigerant, and the compression of the compressor 91 are reduced. High efficiency of the refrigeration cycle apparatus 9 due to power reduction or the like can be realized. And the discharge temperature at the time of the low external temperature where a compression ratio becomes high can be suppressed by the cooling effect by the refrigerant | coolant injected in the middle of a compression process. Thereby, since the upper limit of the rotation speed of the compressor 91 can be relaxed, the heating capacity can be improved.
(第2実施形態)
図5および図6に、本発明の第2実施形態に係る気液分離器1Bを示す。なお、本実施形態では、第1実施形態で説明した構成と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。この点は、後述する第3〜第7実施形態でも同様である。
(Second Embodiment)
5 and 6 show a gas-liquid separator 1B according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. This also applies to third to seventh embodiments described later.
本実施形態では、筒状部22の内周面とガイド部材5の外周面との間に形成される流通路15の下方に、筒状部22の内周面に沿う筒状の分離部材6が配設されている。その他の構成は、第1実施形態の気液分離器1Aと同じである。   In the present embodiment, a cylindrical separation member 6 along the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22 below the flow passage 15 formed between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22 and the outer peripheral surface of the guide member 5. Is arranged. Other configurations are the same as those of the gas-liquid separator 1A of the first embodiment.
分離部材6は、ガイド部材5から下方に離間していてもよいし、ガイド部材5と密着していてもよい。あるいは、分離部材6の上部が流通路15に少し入り込んでいてもよい。液留まり13の液面は、通常安定時に分離部材6よりも下方に維持される。   The separation member 6 may be spaced downward from the guide member 5 or may be in close contact with the guide member 5. Alternatively, the upper part of the separation member 6 may slightly enter the flow passage 15. The liquid level of the liquid pool 13 is normally maintained below the separation member 6 when stable.
分離部材6は、筒状部22の内周面よりも液層F1の表面積を拡張可能なものである。このような分離部材6としては、複数の縦溝を有するコルゲート材またはメッシュ材を用いることができる。本実施形態では、径方向内側に開口する縦溝および径方向外側に開口する縦溝を周方向に交互に繰り返す蛇腹状のコルゲート材が採用されている。ただし、コルゲート材は、例えば径方向内側に開口する縦溝のみを有するものであってもよい。   The separation member 6 can expand the surface area of the liquid layer F <b> 1 rather than the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22. As such a separating member 6, a corrugated material or a mesh material having a plurality of longitudinal grooves can be used. In the present embodiment, a bellows-like corrugated material is employed in which a longitudinal groove opening radially inward and a longitudinal groove opening radially outward are alternately repeated in the circumferential direction. However, the corrugated material may have, for example, only a longitudinal groove that opens radially inward.
分離部材6は、支持板65により下方から支持されている。本実施形態では、支持板65がガス出口管4にロウ付けなどで固定されており、第1配管3Aおよび第2配管3Bは、支持板65に設けられた抜き孔を通じて延びている。なお、支持板65は、第1配管3Aおよび第2配管3Bに固定されていてもよい。   The separation member 6 is supported from below by a support plate 65. In the present embodiment, the support plate 65 is fixed to the gas outlet pipe 4 by brazing or the like, and the first pipe 3 </ b> A and the second pipe 3 </ b> B extend through a hole provided in the support plate 65. The support plate 65 may be fixed to the first pipe 3A and the second pipe 3B.
本実施形態のように、分離部材6が設けられていれば、第1実施形態と比べて液層F2の表面積を径方向に稼ぐことができるため、分離空間12を低背化して気液分離器1Bをよりいっそう小型化したり、分離効率を向上させたりすることが可能である。   If the separation member 6 is provided as in the present embodiment, the surface area of the liquid layer F2 can be increased in the radial direction as compared with the first embodiment. It is possible to further reduce the size of the vessel 1B and improve the separation efficiency.
また、分離部材6として複数の縦溝を有するコルゲート材が採用されているので、表面張力により液を溝内に留まらせながら、その液を重力によってスムーズに液溜まり13に導くことができる。   Moreover, since the corrugated material having a plurality of longitudinal grooves is employed as the separating member 6, the liquid can be smoothly guided to the liquid reservoir 13 by gravity while the liquid is retained in the groove by surface tension.
(第3実施形態)
図7に、本発明の第3実施形態に係る気液分離器1Cを示す。本実施形態では、流入空間11内に、当該流入空間11を上下に分割するように仕切り部材7が配設されている。その他の構成は、第2実施形態の気液分離器1Bと同じである。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a gas-liquid separator 1C according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the partition member 7 is disposed in the inflow space 11 so as to divide the inflow space 11 in the vertical direction. Other configurations are the same as those of the gas-liquid separator 1B of the second embodiment.
仕切り部材7は、密閉容器2の上覆い部21と同様に、上向きに噴射される気液二相流体を拡散させながら下向きに誘導することにより、気液二相流体中に含まれる液を内側面に付着させて、気液二相流体を液層F1とガスリッチ層F2の二層流Fに変換する。   The partition member 7, like the upper cover portion 21 of the sealed container 2, guides the gas-liquid two-phase fluid ejected upward while diffusing it, thereby allowing the liquid contained in the gas-liquid two-phase fluid to flow inside. The gas-liquid two-phase fluid is converted into a two-layer flow F of a liquid layer F1 and a gas-rich layer F2 by attaching to the side surface.
本実施形態では、仕切り部材7が下向きに開口する容器状の形状であってガイド部材5と類似の形状を有しており、第2配管3Bが仕切り部材7を貫通している。ただし、仕切り部材7の形状は、この形状に限定されるものではなく、例えば下向きに開口する半球状であってもよい。また、第2配管3Bの代わりに第1配管3Aが仕切り部材7を貫通していてもよい。   In the present embodiment, the partition member 7 has a container-like shape that opens downward and has a shape similar to that of the guide member 5, and the second pipe 3 </ b> B penetrates the partition member 7. However, the shape of the partition member 7 is not limited to this shape, and may be, for example, a hemisphere that opens downward. Moreover, the 1st piping 3A may penetrate the partition member 7 instead of the 2nd piping 3B.
本実施形態の気液分離器1Cの基本的な動作は第2実施形態の気液分離器1Bと同様であるが、第1配管3Aを通じて気液二相流体が導入される場合は、気液二相流体は仕切り部材7の下側の空間から流通路15へと導かれ、第2配管3Bを通じて気液二相流体が導入される場合は、気液二相流体は仕切り部材7の上側の空間から流通路15へと導かれる。   The basic operation of the gas-liquid separator 1C of the present embodiment is the same as that of the gas-liquid separator 1B of the second embodiment, but when a gas-liquid two-phase fluid is introduced through the first pipe 3A, the gas-liquid separator The two-phase fluid is guided from the space below the partition member 7 to the flow path 15, and when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the second pipe 3 </ b> B, the gas-liquid two-phase fluid is placed on the upper side of the partition member 7. It is guided from the space to the flow path 15.
第1実施形態で説明した通り、第1配管3Aを通じて気液二相流体が導入される場合は、第2配管3Bでは液出口穴32の位置でのガスと液の圧力差により、第1配管3Aの先端から流入空間11へ流入した気液二相流体が第2配管3Bの先端から流出することを防ぐ効果がある。これに加えて、仕切り部材7により第1配管3Aの先端と第2配管3Bの先端を空間的に遠ざけ、かつ、それらを直線的に結ぶことが出来ない配置とすることにより、流入空間11において第1配管3Aから第2配管3Bへと気液二相流体の流れが短絡することを防ぐ効果を簡易な構成でさらに強化し、気液分離器1Cの分離性能をさらに向上させることができる。第2配管3Bを通じて気液二相流体が導入される場合も同様の効果が得られることは言うまでもない。   As described in the first embodiment, when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the first pipe 3A, the first pipe is caused by the pressure difference between the gas and the liquid at the position of the liquid outlet hole 32 in the second pipe 3B. There is an effect of preventing the gas-liquid two-phase fluid flowing into the inflow space 11 from the tip of 3A from flowing out of the tip of the second pipe 3B. In addition to this, in the inflow space 11, the partition member 7 is arranged so that the tip of the first pipe 3 </ b> A and the tip of the second pipe 3 </ b> B are spatially separated and cannot be connected linearly. The effect of preventing the flow of the gas-liquid two-phase fluid from being short-circuited from the first pipe 3A to the second pipe 3B can be further enhanced with a simple configuration, and the separation performance of the gas-liquid separator 1C can be further improved. Needless to say, the same effect can be obtained when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the second pipe 3B.
なお、図7には分離部材6が描かれているが、第1実施形態と同様に分離部材6を省略することも可能である。   Although the separating member 6 is illustrated in FIG. 7, the separating member 6 can be omitted as in the first embodiment.
(第4実施形態)
図8および図9に、本発明の第4実施形態に係る気液分離器1Dを示す。本実施形態では、第1配管3Aおよび第2配管3Bが、互いに近接して配置されており、ガス出口管4が、当該ガス出口管4の先端が第1配管3Aおよび第2配管3Bの双方に向かって横向きに開口するように筒状部22およびガイド部材5の側壁部52を貫通して延びている。
(Fourth embodiment)
8 and 9 show a gas-liquid separator 1D according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the first pipe 3A and the second pipe 3B are arranged close to each other, and the gas outlet pipe 4 has both the first pipe 3A and the second pipe 3B at the tip of the gas outlet pipe 4. Extends through the cylindrical portion 22 and the side wall portion 52 of the guide member 5 so as to open sideways.
この構成によれば、第1配管3Aおよび第2配管3Bを互いに近接して配置することができるため、密閉容器2を小径化することができる。これにより、コンパクトな気液分離器1Dを構成することが可能となり、例えば限られたスペースの空調用室外機の筐体内に気液分離器を配置する際の自由度が高まるとともに、部材の小型化による低コスト化の効果も期待できる。   According to this configuration, since the first pipe 3A and the second pipe 3B can be arranged close to each other, the diameter of the sealed container 2 can be reduced. As a result, a compact gas-liquid separator 1D can be configured. For example, the degree of freedom in arranging the gas-liquid separator in the casing of the air conditioning outdoor unit in a limited space is increased, and the size of the member is reduced. We can expect the effect of cost reduction by making it easier.
また、ガス出口管4の先端が第1配管3Aおよび第2配管3Bに向かって横向きに開口しているので、分離空間12内で上昇するガスは、ガス出口管4の反対側では第1配管3Aおよび第2配管3Bの周囲をターンした後にガス出口管4の先端に流入することになる。このことにより、密閉容器2内で完全に分離しきれずにガスに混じったミスト状の液を、遠心力により第1配管3Aおよび第2配管3Bの側面へ衝突および付着させて分離することができるので、小型に構成した気液分離器1Dでも高い分離効果を実現することができる。   Moreover, since the front end of the gas outlet pipe 4 is opened laterally toward the first pipe 3A and the second pipe 3B, the gas rising in the separation space 12 is the first pipe on the opposite side of the gas outlet pipe 4. After turning around the 3A and the second pipe 3B, it flows into the tip of the gas outlet pipe 4. Thus, the mist-like liquid mixed in the gas that cannot be completely separated in the sealed container 2 can be separated by colliding with and adhering to the side surfaces of the first pipe 3A and the second pipe 3B by centrifugal force. Therefore, a high separation effect can be realized even in the gas-liquid separator 1D configured in a small size.
なお、図8および図9では、効果を最大化するために、ガス出口管4の先端を互いに近接して配置された第1配管3Aおよび第2配管3Bの双方に向かって開口させているが、ガス出口管4の先端が第1配管3Aおよび第2配管3Bの少なくとも一方に向かって開口していれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。   In FIGS. 8 and 9, in order to maximize the effect, the tip of the gas outlet pipe 4 is opened toward both the first pipe 3 </ b> A and the second pipe 3 </ b> B arranged close to each other. Needless to say, the same effect can be obtained if the tip of the gas outlet pipe 4 opens toward at least one of the first pipe 3A and the second pipe 3B.
また、ガス出口管4の先端を第1配管3Aまたは第2配管3Bに近づけるほど分離効果が増すのは言うまでもないが、極端に近づけるとガス出口管4に流入する際の圧力損失が大きくなるので好ましくない。分離効果と圧力損失のバランスの点では、ガス出口管4の先端近傍の圧力損失がガス出口管4内部の流れの圧力損失と同等になるように、ガス出口管4の先端が開口する方向におけるガス出口管4の先端から第1配管3Aまたは第2配管3Bまでの距離を、ガス出口管4の外径の0.5倍以上1.5倍以下に設定することが好ましい。   Needless to say, the closer the tip of the gas outlet pipe 4 is to the first pipe 3A or the second pipe 3B, the greater the separation effect. However, if the tip is extremely close, the pressure loss when flowing into the gas outlet pipe 4 increases. It is not preferable. In terms of the balance between the separation effect and the pressure loss, in the direction in which the tip of the gas outlet pipe 4 opens so that the pressure loss near the tip of the gas outlet pipe 4 is equivalent to the pressure loss of the flow inside the gas outlet pipe 4. It is preferable to set the distance from the tip of the gas outlet pipe 4 to the first pipe 3A or the second pipe 3B to be not less than 0.5 times and not more than 1.5 times the outer diameter of the gas outlet pipe 4.
さらに、図8には分離部材6が描かれているが、第1実施形態と同様に分離部材6を省略することも可能である。   Further, although the separating member 6 is illustrated in FIG. 8, the separating member 6 may be omitted as in the first embodiment.
(第5実施形態)
図10および図11に、本発明の第5実施形態に係る気液分離器1Eを示す。本実施形態では、第1配管3Aおよび第2配管3Bが、互いに近接して配置されており、ガス出口管4が、当該ガス出口管4の先端が下向きに開口するように上覆い部21およびガイド部材5の天井部51を貫通して延びている。
(Fifth embodiment)
10 and 11 show a gas-liquid separator 1E according to a fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the first pipe 3A and the second pipe 3B are arranged close to each other, and the gas outlet pipe 4 includes the upper cover portion 21 and the top cover portion 21 so that the tip of the gas outlet pipe 4 opens downward. The guide member 5 extends through the ceiling 51.
この構成によれば、第4実施形態と同様に、第1配管3Aおよび第2配管3Bを互いに近接して配置することができるため、密閉容器2を小径化することができる。また、ガス出口管4の先端をガイド部材5で囲まれる空間の最も上方位置に配置することが可能なので、密閉容器2内で完全に分離しきれなかったミスト状の液を分離空間12において重力でガスから分離する効果をより顕著に得ることができる。   According to this configuration, since the first pipe 3A and the second pipe 3B can be arranged close to each other as in the fourth embodiment, the diameter of the sealed container 2 can be reduced. Further, since the tip of the gas outlet pipe 4 can be disposed at the uppermost position in the space surrounded by the guide member 5, the mist-like liquid that could not be completely separated in the sealed container 2 is gravity-induced in the separation space 12. Thus, the effect of separating from the gas can be obtained more remarkably.
なお、図10には分離部材6が描かれているが、第1実施形態と同様に分離部材6を省略することも可能である。   Although the separating member 6 is illustrated in FIG. 10, the separating member 6 can be omitted as in the first embodiment.
(第6実施形態)
図12ならびに図13Aおよび13Bに、本発明の第6実施形態に係る気液分離器1Fを示す。本実施形態では、密閉容器2内に、流入空間11を第1配管3A側と第2配管3B側に仕切る流入隔壁81が設けられているとともに、液溜まり13を第1配管3A側と第2配管3B側とに仕切る流出隔壁82が設けられている。さらに、本実施形態では、分離部材6として金属や樹脂からなるメッシュ材が用いられており、分離部材6の上部が流通路15に少し入り込んでいて分離部材6とガイド部材5とが密着している。その他の構成、第2実施形態と同様である。
(Sixth embodiment)
12 and 13A and 13B show a gas-liquid separator 1F according to a sixth embodiment of the present invention. In the present embodiment, an inflow partition 81 that partitions the inflow space 11 into the first pipe 3A side and the second pipe 3B side is provided in the sealed container 2, and the liquid reservoir 13 is connected to the first pipe 3A side and the second pipe 3B. An outflow partition 82 is provided to partition the pipe 3B side. Furthermore, in this embodiment, a mesh material made of metal or resin is used as the separating member 6, and the upper portion of the separating member 6 slightly enters the flow passage 15 so that the separating member 6 and the guide member 5 are in close contact with each other. Yes. Other configurations are the same as those in the second embodiment.
流入隔壁81は、ガイド部材5の上面に固定されているが、上覆い部21の内側面に固定されていてもよい。流入隔壁81は、第1配管3A(または第2配管3B)の先端から流入空間11に開放された気液二相流体が第2配管3B(または第1配管3A)の先端に直接流入することを防止できるように、少なくとも、第1配管3Aの先端と第2配管3Bの先端とを結ぶ直線上に位置していればよい。すなわち、第1配管3Aの先端および第2配管3Bの先端の上方や下方、あるいは図12の縦断面よりも手前側や奥側では、流入空間11の第1配管3A側と第2配管3B側とが連通していてもよい。   The inflow partition 81 is fixed to the upper surface of the guide member 5, but may be fixed to the inner surface of the upper cover portion 21. In the inflow partition 81, the gas-liquid two-phase fluid opened to the inflow space 11 from the front end of the first pipe 3A (or second pipe 3B) directly flows into the front end of the second pipe 3B (or first pipe 3A). So long as it is at least on a straight line connecting the tip of the first pipe 3A and the tip of the second pipe 3B. That is, the first pipe 3A side and the second pipe 3B side of the inflow space 11 above and below the front end of the first pipe 3A and the front end of the second pipe 3B, or on the near side and the back side of the longitudinal section of FIG. And may communicate with each other.
流出隔壁82は、密閉容器2またはガス出口管4に固定されている。流出隔壁82は、第1配管3Aの液出口穴31(または第2配管3Bの液出口穴32)から漏れる気液二相流体中のガスが第2配管3Bの液出口穴32(または第1配管3Aの液出口穴31)に直接流入することを防止できるように、少なくとも、液出口穴31,32同士を結ぶ直線上に位置していればよい。すなわち、液出口穴31,32の上方や下方、あるいは図12の縦断面よりも手前側や奥側では、液溜まり13の第1配管3A側と第2配管3B側とが連通していてもよい。   The outflow partition 82 is fixed to the sealed container 2 or the gas outlet pipe 4. In the outflow partition 82, the gas in the gas-liquid two-phase fluid leaking from the liquid outlet hole 31 (or the liquid outlet hole 32 of the second pipe 3B) of the first pipe 3A is the liquid outlet hole 32 (or the first pipe 3B). It suffices to be positioned at least on a straight line connecting the liquid outlet holes 31 and 32 so as to prevent direct flow into the liquid outlet hole 31) of the pipe 3A. That is, even if the upper side or the lower side of the liquid outlet holes 31 and 32, or the front side or the rear side of the longitudinal section of FIG. 12, the first pipe 3A side and the second pipe 3B side of the liquid reservoir 13 are communicated. Good.
本実施形態のように、分離部材6としてメッシュ材を用いれば、小型で分離効率の高い構成を低コストに実現することができる。メッシュ材は予め円筒状に形成されていてもよいし、帯状にカットしたメッシュ材を例えば2重または3重に円筒状に巻いて密閉容器2の内側に嵌め込んでもよい。   If a mesh material is used as the separation member 6 as in the present embodiment, a small configuration with high separation efficiency can be realized at low cost. The mesh material may be formed in a cylindrical shape in advance, or the mesh material cut into a strip shape may be wound into a cylindrical shape, for example, double or triple, and fitted inside the sealed container 2.
さらに、本実施形態では、流入空間11内に流入隔壁81が設けられているので、第1配管3Aを通じて気液二相流体が導入される場合、第1配管3Aの先端から流入空間11に開放された気液二相流体が流入空間11の内部で第2配管3Bの先端へと直接到達することによって分離空間を経ずに流出することをより確実に防止することができる。これにより、気液分離器1Fの分離効率をより向上させることが可能である。第2配管3Bを通じて気液二相流体が導入される場合でも同様である。   Furthermore, in this embodiment, since the inflow partition 81 is provided in the inflow space 11, when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the first pipe 3A, the inflow space 11 is opened from the tip of the first pipe 3A. It is possible to more reliably prevent the gas-liquid two-phase fluid that has been discharged from flowing out of the separation space by directly reaching the tip of the second pipe 3B within the inflow space 11. Thereby, it is possible to further improve the separation efficiency of the gas-liquid separator 1F. The same applies when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the second pipe 3B.
また、液溜まり13内に流出隔壁82が設けられているので、第1配管3Aを通じて気液二相流体が導入される場合、第1配管3Aから流入する気液二相流体の一部が第1液出口穴31から流出し、そこに含まれるガスが第2配管3Bの液出口穴32から液と混じって流出することを防止することができり。これにより、気液分離器1Fの分離効率をより向上させることが可能である。第2配管3Bを通じて気液二相流体が導入される場合でも同様である。   Further, since the outflow partition 82 is provided in the liquid reservoir 13, when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the first pipe 3A, a part of the gas-liquid two-phase fluid flowing in from the first pipe 3A is the first. It is possible to prevent the gas contained in the first liquid outlet hole 31 from flowing out and mixed with the liquid from the liquid outlet hole 32 of the second pipe 3B. Thereby, it is possible to further improve the separation efficiency of the gas-liquid separator 1F. The same applies when the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the second pipe 3B.
なお、図12には分離部材6が描かれているが、第1実施形態と同様に分離部材6を省略することも可能である。   In addition, although the separating member 6 is drawn in FIG. 12, the separating member 6 can be omitted as in the first embodiment.
(第7実施形態)
図14に、本発明の第7実施形態に係る気液分離器1Gを示す。本実施形態6では、第1配管3Aおよび第2配管3Bのそれぞれの内側に、可動弁35が配設されている。
(Seventh embodiment)
FIG. 14 shows a gas-liquid separator 1G according to the seventh embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, a movable valve 35 is disposed inside each of the first pipe 3A and the second pipe 3B.
可動弁35は、第1配管3Aおよび第2配管3Bに軸方向に摺動可能に嵌合しており、第1配管3Aおよび第2配管3Bを閉塞しないように管状をなしている。開閉弁35の可動範囲は、第1配管3Aおよび第2配管3Bの内部に設けられた突起等により液出口穴31,32近傍に制限されている。可動範囲の下限は、可動弁35が液出口穴31,32よりも下方に位置して液出口穴31,32が開かれる第1位置であり、可動範囲の上限は、可動弁35が液出口穴31,32を塞ぐ第2位置である。   The movable valve 35 is fitted to the first pipe 3A and the second pipe 3B so as to be slidable in the axial direction, and has a tubular shape so as not to close the first pipe 3A and the second pipe 3B. The movable range of the on-off valve 35 is limited to the vicinity of the liquid outlet holes 31 and 32 by protrusions or the like provided inside the first pipe 3A and the second pipe 3B. The lower limit of the movable range is a first position where the movable valve 35 is positioned below the liquid outlet holes 31 and 32 and the liquid outlet holes 31 and 32 are opened. The second position closes the holes 31 and 32.
なお、図14では、第1配管3A内の可動弁35が第2位置に位置し、第2配管3B内の可動弁35が第1位置に位置する状態を示している。   FIG. 14 shows a state where the movable valve 35 in the first pipe 3A is located at the second position and the movable valve 35 in the second pipe 3B is located at the first position.
本実施形態の気液分離器1Gの動作は、可動弁35の動作を除いて第2実施形態の気液分離器1Bと同様である。   The operation of the gas-liquid separator 1G of this embodiment is the same as that of the gas-liquid separator 1B of the second embodiment except for the operation of the movable valve 35.
可動弁35は、通常は、重力によって第1位置に位置する。第1配管3Aを通じて気液二相流体が導入される場合(以下、「第1運転モード」という。)、第1配管3A内では、気液二相流体が開閉弁35を通過することによって圧力損失が生じ、流れの上流側である開閉弁35の下方の圧力よりも流れの下流側となる開閉弁35の上方の圧力が低くなる。この圧力差により開閉弁35は重力に逆らいながら上方に持ち上げられ、第2位置で停止した状態で液出口穴31を閉塞する。このため、第1配管3Aを流れる気液二相流体が液出口穴31から漏れることなく、その全量が第1配管3Aの先端から流入空間11へ流入する。   The movable valve 35 is normally located at the first position by gravity. When the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the first pipe 3A (hereinafter referred to as “first operation mode”), the gas-liquid two-phase fluid passes through the on-off valve 35 in the first pipe 3A, and the pressure is increased. Loss occurs and the pressure above the on-off valve 35 on the downstream side of the flow is lower than the pressure below the on-off valve 35 on the upstream side of the flow. Due to this pressure difference, the on-off valve 35 is lifted upward against the gravity, and closes the liquid outlet hole 31 while stopped at the second position. For this reason, the gas-liquid two-phase fluid flowing through the first pipe 3 </ b> A does not leak from the liquid outlet hole 31, and the entire amount flows into the inflow space 11 from the tip of the first pipe 3 </ b> A.
一方、第1運転モードにおいて液が流出する第2配管3Bにおいては、開閉弁35は重力により第1位置に維持されるため、液出口穴32は開いた状態となる。このため、開閉弁35が液出口穴32からの液の流出を阻害することはない。また、流出する液が可動弁35を通過する際の圧力損失により開閉弁35が下方に押圧されるため、開閉弁35の揺れなどを防止することができる。   On the other hand, in the second pipe 3B from which the liquid flows out in the first operation mode, the on-off valve 35 is maintained at the first position by gravity, so that the liquid outlet hole 32 is opened. For this reason, the on-off valve 35 does not hinder the outflow of the liquid from the liquid outlet hole 32. Further, since the on-off valve 35 is pressed downward due to the pressure loss when the flowing liquid passes through the movable valve 35, the on-off valve 35 can be prevented from shaking.
第2配管3Bを通じて気液二相流体が導入される場合(以下、「第2運転モード」という。)も同様である。   The same applies to the case where the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the second pipe 3B (hereinafter referred to as “second operation mode”).
以上説明した開閉弁35の動作により、第1運転モードでは第1配管3Aの液出口穴31が開閉弁35により塞がれ、第2配管3Bの液出口穴32は開いた状態となる。また、第1配管3Aと第2配管3Bの流れが逆転する第2運転モードにおいては、第2配管3Bの液出口穴32は開閉弁35により塞がれ、第1配管3Aの液出口穴31は開いた状態となる。   By the operation of the on-off valve 35 described above, in the first operation mode, the liquid outlet hole 31 of the first pipe 3A is blocked by the on-off valve 35, and the liquid outlet hole 32 of the second pipe 3B is opened. Further, in the second operation mode in which the flow of the first pipe 3A and the second pipe 3B is reversed, the liquid outlet hole 32 of the second pipe 3B is closed by the on-off valve 35, and the liquid outlet hole 31 of the first pipe 3A. Will be open.
このため、第1運転モードおよび第2運転モード共に、液出口穴31,32から気液二相流体の一部が流出することを防止することができるので、その全量を流入空間11に導くことができる。これにより、気液分離効果をより顕著にすることができる。しかも、本実施形態では、流体の流れを利用して可動弁35を作動させており、例えばバネなどの特別な部材を用いる必要がないため、低コストな構成で上記の効果を得ることができる。   For this reason, in both the first operation mode and the second operation mode, it is possible to prevent a part of the gas-liquid two-phase fluid from flowing out from the liquid outlet holes 31 and 32, so that the entire amount is guided to the inflow space 11. Can do. Thereby, a gas-liquid separation effect can be made more remarkable. In addition, in the present embodiment, the movable valve 35 is operated using the flow of the fluid, and it is not necessary to use a special member such as a spring, for example. Therefore, the above effect can be obtained with a low-cost configuration. .
なお、図14には分離部材6が描かれているが、第1実施形態と同様に分離部材6を省略することも可能である。   Although the separating member 6 is illustrated in FIG. 14, the separating member 6 can be omitted as in the first embodiment.

Claims (15)

  1. 上向きに噴射される気液二相流体を拡散させながら下向きに誘導することにより前記気液二相流体中に含まれる液を内側面に付着させて前記気液二相流体を液層とガスリッチ層の二層流に変換する上覆い部、前記液層を内周面に沿って流下させる筒状部、および、前記液層を保持して液溜まりを形成する下覆い部を含む密閉容器と、
    前記密閉容器内に配置され、前記上覆い部との間に流入空間を形成するとともに前記筒状部の内周面との間に前記二層流を通過させる流通路を形成し、前記ガスリッチ層を前記筒状部の内周面に沿って流下するようにガイドするガイド部材と、
    先端が前記流入空間内に開口するように前記下覆い部および前記ガイド部材を貫通して延び、前記液溜まりに浸る部分に液出口穴が設けられた第1配管と、
    先端が前記流入空間内に開口するように前記下覆い部および前記ガイド部材を貫通して延び、前記液溜まりに浸る部分に液出口穴が設けられた第2配管と、
    前記液層の表面張力によって前記ガスリッチ層から液が取り除かれたガスを前記密閉容器の外部に流出させるためのガス出口管と、を備え、
    前記第1配管および前記第2配管は、どちらが前記気液二相流体を前記密閉容器の外部から前記流入空間へ流入させるときでも、他方が内部の前記液出口穴よりも上側に液面を形成しつつ前記液溜まりの液を前記液出口穴から前記密閉容器の外部へ流出させるように構成されている、気液分離器。
    The gas-liquid two-phase fluid that is jetted upward is guided downward while diffusing, so that the liquid contained in the gas-liquid two-phase fluid adheres to the inner surface, and the gas-liquid two-phase fluid is separated into a liquid layer and a gas rich layer. An airtight container including an upper cover portion that converts the two-layer flow, a cylindrical portion that causes the liquid layer to flow down along an inner peripheral surface, and a lower cover portion that holds the liquid layer and forms a liquid pool,
    The gas-rich layer is disposed in the sealed container, forms an inflow space with the upper cover portion, and forms a flow passage through which the two-layer flow passes between the inner peripheral surface of the cylindrical portion, A guide member that guides the gas flow along the inner peripheral surface of the cylindrical portion;
    A first pipe provided with a liquid outlet hole in a portion extending through the lower cover portion and the guide member so that a tip opens into the inflow space, and being immersed in the liquid reservoir;
    A second pipe provided with a liquid outlet hole in a portion that extends through the lower cover and the guide member so that a tip opens into the inflow space, and is immersed in the liquid reservoir;
    A gas outlet pipe for allowing the gas from which the liquid has been removed from the gas-rich layer by the surface tension of the liquid layer to flow out of the sealed container;
    Whichever of the first pipe and the second pipe allows the gas-liquid two-phase fluid to flow into the inflow space from the outside of the sealed container, the other forms a liquid surface above the liquid outlet hole inside. However, the gas-liquid separator is configured to allow the liquid in the liquid pool to flow out from the liquid outlet hole to the outside of the sealed container.
  2. 前記ガイド部材は、前記筒状部の内周面と対向する、下向きに拡径するテーパー状の外周面を有している、請求項1に記載の気液分離器。   The gas-liquid separator according to claim 1, wherein the guide member has a tapered outer peripheral surface that is opposed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion and expands downward.
  3. 前記ガイド部材は、下向きに開口する容器状の形状を有しており、前記ガス出口管の先端は、前記ガイド部材で囲まれる空間内に位置している、請求項1または2に記載の気液分離器。   3. The gas according to claim 1, wherein the guide member has a container-like shape that opens downward, and a distal end of the gas outlet pipe is located in a space surrounded by the guide member. Liquid separator.
  4. 前記ガス出口管は、当該ガス出口管の先端が前記第1配管および前記第2配管の少なくとも一方に向かって横向きに開口するように前記筒状部および前記ガイド部材を貫通して延びている、請求項3に記載の気液分離器。   The gas outlet pipe extends through the cylindrical portion and the guide member such that a tip of the gas outlet pipe opens laterally toward at least one of the first pipe and the second pipe. The gas-liquid separator according to claim 3.
  5. 前記ガス出口管の先端が開口する方向における前記ガス出口管の先端から前記第1配管または前記第2配管までの距離は、前記ガス出口管の外径の0.5倍以上1.5倍以下である、請求項4に記載の気液分離器。   The distance from the tip of the gas outlet pipe to the first pipe or the second pipe in the direction in which the tip of the gas outlet pipe opens is not less than 0.5 times and not more than 1.5 times the outer diameter of the gas outlet pipe. The gas-liquid separator according to claim 4, wherein
  6. 前記ガス出口管は、当該ガス出口管の先端が下向きに開口するように前記上覆い部および前記ガイド部材を貫通して延びている、請求項3に記載の気液分離器。   The gas-liquid separator according to claim 3, wherein the gas outlet pipe extends through the upper cover portion and the guide member so that a tip of the gas outlet pipe opens downward.
  7. 前記流入空間を上下に分割するように配設された、上向きに噴射される気液二相流体を拡散させながら下向きに誘導することにより前記気液二相流体中に含まれる液を内側面に付着させて前記気液二相流体を液層とガスリッチ層の二層流に変換する仕切り部材をさらに備え、
    前記第1配管および前記第2配管のどちらか一方は、前記仕切り部材を貫通している、請求項1〜6のいずれか一項に記載の気液分離器。
    The liquid contained in the gas-liquid two-phase fluid is guided to the inner surface by diffusing the gas-liquid two-phase fluid jetted upward, which is arranged so as to divide the inflow space vertically. A partition member for attaching and converting the gas-liquid two-phase fluid into a two-layer flow of a liquid layer and a gas-rich layer;
    The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 6, wherein either one of the first pipe and the second pipe penetrates the partition member.
  8. 前記流入空間を前記第1配管側と前記第2配管側とに仕切る流入隔壁をさらに備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載の気液分離器。   The gas-liquid separator as described in any one of Claims 1-6 further provided with the inflow partition which partitions off the said inflow space into the said 1st piping side and the said 2nd piping side.
  9. 前記液溜まりを前記第1配管側と前記第2配管側に仕切る流出隔壁をさらに備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の気液分離器。   The gas-liquid separator as described in any one of Claims 1-8 further provided with the outflow partition which partitions off the said liquid pool into the said 1st piping side and the said 2nd piping side.
  10. 前記第1配管および前記第2配管は、実質的にストレートである、請求項1〜9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 9, wherein the first pipe and the second pipe are substantially straight.
  11. 前記第1配管および前記第2配管のそれぞれの内側には、前記第1配管または前記第2配管に軸方向に摺動可能に嵌合する管状の可動弁が配設されており、
    前記可動弁は、通常は重力によって前記液出口穴を開く第1位置に位置し、前記気液二相流体を通過させるときに前記気液二相流体によって持ち上げられて前記液出口穴を塞ぐ第2位置に移動する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の気液分離器。
    Inside each of the first pipe and the second pipe, a tubular movable valve that is slidably fitted in the axial direction to the first pipe or the second pipe is disposed,
    The movable valve is normally positioned at a first position where the liquid outlet hole is opened by gravity, and is lifted by the gas-liquid two-phase fluid to close the liquid outlet hole when passing the gas-liquid two-phase fluid. The gas-liquid separator as described in any one of Claims 1-10 which moves to 2 positions.
  12. 前記流通路の下方に配設された、前記筒状部の内周面に沿う当該内周面よりも前記液層の表面積を拡張可能な筒状の分離部材をさらに備える、請求項1〜11のいずれか一項に記載の気液分離器。   The cylindrical separation member which is arrange | positioned under the said flow path and can expand the surface area of the said liquid layer rather than the said internal peripheral surface along the internal peripheral surface of the said cylindrical part is further provided. The gas-liquid separator as described in any one of.
  13. 前記分離部材は、複数の縦溝を有するコルゲート材である、請求項12に記載の気液分離装置。   The gas-liquid separator according to claim 12, wherein the separation member is a corrugated material having a plurality of longitudinal grooves.
  14. 前記分離部材は、メッシュ材である、請求項12に記載の気液分離器。   The gas-liquid separator according to claim 12, wherein the separation member is a mesh material.
  15. 冷媒を圧縮する圧縮機、室内の空気と冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器、冷媒を膨張させる第1膨張機構および第2膨張機構、ならびに室外の空気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器を含むとともに、請求項1〜14のいずれか一項に記載の気液分離器であって前記第1配管が前記第2膨張機構に接続され前記第2配管が前記第1膨張機構に接続された気液分離器を含むヒートポンプ回路と、
    前記圧縮機に冷媒の圧縮中に冷媒が注入されるように前記気液分離器の前記ガス出口管と前記圧縮機とを接続するインジェクション管と、
    前記ヒートポンプ回路に流れる冷媒の流れの方向を、暖房運転時に前記圧縮機から吐出された冷媒が前記室内熱交換器に導かれる第1方向に切り換え、冷房運転時に前記圧縮機から吐出された冷媒が前記室外熱交換器に導かれる第2方向に切り換える切換手段と、
    を備える、冷凍サイクル装置。
    Compressor for compressing refrigerant, indoor heat exchanger for exchanging heat between indoor air and refrigerant, first and second expansion mechanisms for expanding refrigerant, and heat between outdoor air and refrigerant The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 14, wherein the first pipe is connected to the second expansion mechanism, and the second pipe is connected to the second expansion mechanism. A heat pump circuit including a gas-liquid separator connected to the first expansion mechanism;
    An injection pipe connecting the gas outlet pipe of the gas-liquid separator and the compressor so that the refrigerant is injected into the compressor during the compression of the refrigerant;
    The direction of the flow of the refrigerant flowing through the heat pump circuit is switched to the first direction in which the refrigerant discharged from the compressor during heating operation is led to the indoor heat exchanger, and the refrigerant discharged from the compressor during cooling operation is Switching means for switching to the second direction led to the outdoor heat exchanger;
    A refrigeration cycle apparatus comprising:
JP2012556776A 2011-02-08 2012-02-02 Gas-liquid separator and refrigeration cycle apparatus Active JP5887518B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011024974 2011-02-08
JP2011024974 2011-02-08
PCT/JP2012/000704 WO2012108149A1 (en) 2011-02-08 2012-02-02 Gas liquid separator and freeze cycle device
JP2012556776A JP5887518B2 (en) 2011-02-08 2012-02-02 Gas-liquid separator and refrigeration cycle apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012556776A JP5887518B2 (en) 2011-02-08 2012-02-02 Gas-liquid separator and refrigeration cycle apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012108149A1 true JPWO2012108149A1 (en) 2014-07-03
JP5887518B2 JP5887518B2 (en) 2016-03-16

Family

ID=46638376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012556776A Active JP5887518B2 (en) 2011-02-08 2012-02-02 Gas-liquid separator and refrigeration cycle apparatus

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2674699B8 (en)
JP (1) JP5887518B2 (en)
CN (1) CN103348203B (en)
WO (1) WO2012108149A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102878650B (en) * 2012-09-28 2015-02-18 东南大学 Household air conditioner device capable of adjusting temperature and humidity respectively
CN102878620B (en) * 2012-11-02 2016-09-21 北京丰联奥睿科技有限公司 A kind of two-phase flow refrigeration system
CN102967094A (en) * 2012-12-17 2013-03-13 北京德能恒信科技有限公司 Two-phase flow liquid storage flow stabilizer
CN104034100B (en) * 2014-06-05 2016-08-24 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 Flash vessel and there is the air conditioning system of this flash vessel
ES2612306B1 (en) * 2015-11-12 2018-03-07 Carlos BAÑO ANTON Liquid-producing fluid machine
JP6645845B2 (en) * 2016-01-26 2020-02-14 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 Accumulator and compressor with multiple pipes
CN105928270B (en) * 2016-06-06 2018-12-28 大连冷冻机股份有限公司 Vapor-liquid separation type dispenser
CN206207818U (en) * 2016-10-31 2017-05-31 广东美芝精密制造有限公司 Reservoir and the compressor assembly with it
JP6587602B2 (en) * 2016-12-27 2019-10-09 株式会社不二工機 Refrigerant container

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0115786B2 (en) * 1985-09-19 1989-03-20 Daikin Kogyo Co Ltd
JP2555307Y2 (en) * 1990-04-02 1997-11-19 三菱重工業株式会社 Heat pump refrigeration cycle
JPH04366377A (en) * 1991-06-11 1992-12-18 Daikin Ind Ltd Gas-liquid separator
JPH0594663U (en) * 1992-06-01 1993-12-24 三菱重工業株式会社 Refrigerator receiver
JPH07269992A (en) * 1994-03-31 1995-10-20 Zexel Corp Receiver tank for heat pump
JPH0968371A (en) * 1995-08-31 1997-03-11 Nippon Soken Inc Gas/liquid separator
JPH10325622A (en) * 1997-03-26 1998-12-08 Mitsubishi Electric Corp Refrigerating cycle device
JP2000241049A (en) * 1999-02-22 2000-09-08 Zexel Corp Liquid receiver
JP2002031438A (en) * 2000-07-19 2002-01-31 Hitachi Ltd Air conditioner and manufacturing method therefor
CN101310154B (en) 2005-11-14 2012-12-05 日冷工业株式会社 Gas-liquid separator and refrigerating apparatus equipped therewith
JP4810988B2 (en) * 2005-11-16 2011-11-09 パナソニック株式会社 Refrigeration cycle equipment
JP4661725B2 (en) * 2006-08-01 2011-03-30 ダイキン工業株式会社 Refrigeration equipment
JP5395358B2 (en) * 2008-01-23 2014-01-22 日冷工業株式会社 A gas-liquid separator and a refrigeration apparatus including the gas-liquid separator.
CN201653015U (en) * 2010-04-27 2010-11-24 青岛海信日立空调系统有限公司 Novel gas-liquid separator
CN201731697U (en) * 2010-07-16 2011-02-02 宁波奥克斯电气有限公司 Gas-liquid separator

Also Published As

Publication number Publication date
EP2674699A4 (en) 2016-07-20
WO2012108149A1 (en) 2012-08-16
EP2674699A1 (en) 2013-12-18
EP2674699B8 (en) 2018-10-17
CN103348203A (en) 2013-10-09
CN103348203B (en) 2015-12-09
EP2674699B1 (en) 2018-07-18
JP5887518B2 (en) 2016-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5887518B2 (en) Gas-liquid separator and refrigeration cycle apparatus
WO2013076971A1 (en) Gas-liquid separator and refrigeration cycle device
JP4356214B2 (en) Oil separator and outdoor unit
JP5780166B2 (en) Heat pump cycle
JP5172276B2 (en) Four-way switching valve and refrigeration cycle apparatus using the same
JP2008075894A (en) Gas-liquid separator
JP2008051344A (en) Gas-liquid separator and refrigerating device comprising the same
JP2011202876A (en) Centrifugal oil separator and outdoor unit of air conditioning device
CN107489786B (en) Slidingtype switching valve and refrigerating circulation system
JP2013245917A (en) Gas-liquid separator and refrigerating cycle device
JPH0968371A (en) Gas/liquid separator
JP2013536932A (en) Receiver dryer for automobile air conditioner
KR101785669B1 (en) Oil separator and Air conditioner having it
JP2013120028A (en) Gas-liquid separator and refrigerating cycle device
JP2008145030A (en) Multi-chamber type air conditioner
CN103582762A (en) Hermetically sealed compressor and refrigeration cycle device
JP4966574B2 (en) Oil separator for refrigerant cycle
KR20100084374A (en) Check valve and air conditioner having the same
JP2015014413A (en) Gas liquid separator and refrigerating device
JP2008175433A (en) Gas-liquid separator for air conditioner, and air conditioner
JP2013002692A (en) Gas-liquid separator and refrigerating cycle device
JP2015064128A (en) Accumulator and refrigeration apparatus
JP2009008349A (en) Gas-liquid separator
JP5393623B2 (en) Gas-liquid separator and refrigeration cycle apparatus equipped with the same
JP2020008241A (en) accumulator

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20141006

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20141015

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151006

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151022

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5887518

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151