WO2007083624A1 - 気液分離器及び該気液分離器を備えた冷凍装置 - Google Patents

気液分離器及び該気液分離器を備えた冷凍装置 Download PDF

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WO2007083624A1
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liquid
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liquid separator
refrigerant
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PCT/JP2007/050492
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shuuji Fujimoto
Takahiro Yamaguchi
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2400/00—General 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a gas-liquid separator that separates a gas-liquid two-phase fluid into a liquid fluid and a gas fluid, and a refrigeration apparatus that includes a refrigerant circuit having the gas-liquid separator.
  • some refrigeration apparatuses include a refrigerant circuit that performs a two-stage compression and a two-stage expansion refrigeration cycle. And this refrigeration apparatus has what has a gas-liquid separator which isolate
  • the refrigeration apparatus described in Patent Document 1 is an air conditioner including a refrigerant circuit that performs two-stage compression and two-stage expansion refrigeration cycles during heating operation.
  • the refrigerant circuit is provided with a gas-liquid separator that separates the gas-liquid two-phase refrigerant into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
  • Two-stage compression Two-stage expansion In the heating operation of the refrigeration cycle, the refrigerant discharged from the high-stage compressor is condensed by the indoor heat exchanger to heat the indoor air.
  • the condensed refrigerant passes through the intermediate expansion valve to be in an intermediate-pressure gas-liquid two-phase state, is introduced into the gas-liquid separator, and is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant flows out of the gas-liquid separator, is decompressed to a low pressure by the outdoor expansion valve, expands, and then evaporates in the outdoor heat exchanger.
  • the evaporated refrigerant is sucked into the low-stage compressor and compressed to become an intermediate-pressure discharge refrigerant.
  • the gas refrigerant of the gas-liquid separator joins the discharged refrigerant at the intermediate pressure and is sucked into the high stage compressor and compressed to a high pressure.
  • the gas-liquid separator has a cylindrical container body (a) as shown in FIG.
  • An inflow pipe (b), a liquid outflow pipe (c), and a gas outflow pipe (d) are connected through the top of the container body (a).
  • the lower liquid refrigerant reservoir (and the upper gas refrigerant reservoir (f) are separated.
  • the open end of the liquid outlet pipe (C) is the liquid refrigerant reservoir.
  • the open end of the gas outflow pipe (d) is located in the gas refrigerant storage section (f), and the open end of the inflow pipe (b) is connected to the liquid outflow pipe (c). It is located between the open end and the open end of the gas outflow pipe (d).
  • the gas-liquid separator is shown in FIG.
  • the gas-liquid separator is a vertically long
  • a gas outflow pipe (d) is connected through the top of the container body ( a ).
  • An inflow pipe passes through and is connected to the upper part of the body of the container body ⁇ .
  • a liquid outflow pipe penetrates and is connected to the lower part of the body portion of the container body ⁇ .
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-235245
  • the container body (a) is vertically long, and the opening end of the inflow pipe (b) and the inner wall of the container body (a) facing each other are close to each other.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant force flowing in from the inflow pipe (b) shows the container body (a) as shown by the arrow in Fig. 9. It collides with the inner wall of and scatters.
  • the scattered refrigerant flowed out directly from the gas outflow pipe (d).
  • the scattered refrigerant falls into the liquid refrigerant reservoir (e), resulting in a problem that the liquid level is disturbed or bubbles are mixed.
  • the present invention has been made in view of such a point, and improves the separation performance in a gas-liquid separator that separates a gas-liquid two-phase fluid into a gas fluid and a liquid fluid, and this gas-liquid Separation
  • An object of the present invention is to stabilize the operation of a refrigeration apparatus equipped with a refrigerator.
  • a first invention includes a container body (16) for separating a gas-liquid two-phase fluid into a liquid fluid and a gas fluid, and an inflow pipe for allowing the gas-liquid two-phase fluid to flow into the container body (16).
  • (20) a liquid outflow pipe (30) for allowing the liquid fluid in the container body (16) to flow out by the container body (16), and the gas fluid in the container body (16) 16) Force
  • the target is a gas-liquid separator equipped with a gas outlet pipe (40) for outlet.
  • the inflow pipe (20) is provided with subdividing means (50) for subdividing the bubbles in the gas-liquid two-phase fluid.
  • the subdividing means (50) is provided in the inflow pipe (20)
  • the gas-liquid two-phase fluid flowing through the inflow pipe (20) becomes a slag flow. Even so, the gas-liquid two-phase fluid is made uniform by subdividing the bubbles made of the gas fluid. Therefore, the gas-liquid two-phase fluid is introduced into the container body (16) in a regular and stable flow state.
  • the gas-liquid two-phase fluid is separated into the liquid fluid and the gas fluid, the liquid fluid reservoir (23) is formed in the lower part, and the gas fluid in the upper part.
  • a reservoir (24) is formed. Since the gas-liquid two-phase fluid in a regular flow state is introduced into the container body (16), the liquid surface of the liquid fluid reservoir (23) is disturbed, the liquid fluid is scattered by the disturbance, and the liquid fluid Bubbles in the storage part (23) are reduced.
  • the subdividing means (50) comprises a mesh member (50).
  • the subdividing means (50) is constituted by the mesh member (50), the bubbles are surely subdivided and the gas-liquid two-phase fluid is divided by the subdividing means (50).
  • the resistance received is relatively small.
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) and the open end (41) of the gas outflow pipe (40) are connected to the container body (16). It is arranged at the upper part and opposed to the opposite side of the container body (16), while the opening end (31) force of the liquid outflow pipe (30) is placed at the lower part of the container body (16). Arranged.
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) and the open end (41) of the gas outflow pipe (40) are disposed at the upper part of the container main body (16).
  • the opposing forces on the opposite sides Are arranged as follows. Therefore, the open end (21) of the inflow pipe (20) is not immersed in the liquid fluid storage part (23) at the lower part of the container body (16).
  • the gas-liquid two-phase fluid is directly introduced into the liquid fluid reservoir (23) and bubbles are mixed into the liquid fluid reservoir (23), or the liquid fluid reservoir (23) The liquid level is prevented from being disturbed.
  • the inflow pipe (20) since the open end (21) of the inflow pipe (20) and the inner wall of the container body (16) facing the open end (21) are prevented from approaching, the inflow pipe (20 ), The gas-liquid two-phase fluid flowing in from the container) collides with the inner wall of the container body (16) and is scattered.
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) is disposed in the container body (16) at a predetermined distance from the open end (21) of the inflow pipe (20). From the above-mentioned inflow pipe (20) force, the open end (41) force of the gas-liquid two-phase fluid force gas outflow pipe (40) flowing into the container body (16) does not flow out directly. Further, the open end (31) of the liquid outflow pipe (30) is disposed in the liquid fluid storage section (23) in the lower part of the container body (16).
  • a ninth invention includes a container body (16) for separating a gas-liquid two-phase fluid into a liquid fluid and a gas fluid, and an inflow pipe for allowing the gas-liquid two-phase fluid to flow into the container body (16).
  • (20) a liquid outflow pipe (30) for allowing the liquid fluid in the container body (16) to flow out by the container body (16), and the gas fluid in the container body (16) 16) Force
  • the target is a gas-liquid separator equipped with a gas outlet pipe (40) for outlet.
  • the container body (16) is formed such that the length in the horizontal direction is longer than the length in the vertical direction.
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) and the open end (41) of the gas outflow pipe (40) are arranged at the upper part of the container body (16) and the container body (16). It is arranged so as to face opposite sides in the longitudinal direction. Furthermore, the open end (31) of the liquid outflow pipe (30) is disposed at the lower part of the container body (16).
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) and the open end (41) of the gas outflow pipe (40) are arranged in the upper part of the container body (16).
  • the container main body (16) is disposed so as to face opposite sides in the longitudinal direction. Therefore, the distance between the opening end (21) of the inflow pipe (20) and the inner wall of the container body (16) facing the opening end (21) becomes longer. This reliably prevents the gas-liquid two-phase fluid flowing from the inflow pipe (20) from colliding with the inner wall of the container body (16) and scattering. As a result, the liquid fluid in the lower part of the container body (16) is stored. The fluid level of the retainer (23) is prevented from being disturbed and air bubbles are mixed in, and the fluid scattered by the collision
  • the bottom surface (16d) of the container body (16) corresponds to the open end (31) of the liquid outflow pipe (30). It is installed in such a way that it tilts downward with the direction of force.
  • the container body (16) is formed of the container body (
  • the lower surface (16d) of 16) is installed so as to incline downward by directing to a position corresponding to the open end (31) of the liquid outflow pipe (30).
  • the lower surface (16d) of the container body (16) is the container body (
  • the inflow pipe (20) is introduced into the container body (16) in the horizontal direction, while the open end (21) is inclined downward. It is open.
  • An eleventh invention is the ninth invention, wherein the inflow pipe (20) is introduced into the container body (16) in the horizontal direction, while the open end (21) is directed obliquely downward. It is open.
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) is opened obliquely downward, so that the gas-liquid two-phase fluid is supplied to the container body (16). It will not collide with the inner wall and scatter.
  • the liquid level in the liquid fluid reservoir (23) Bubbles are reduced.
  • the inflow pipe (20) is installed so as to extend in the horizontal direction.
  • the inflow pipe (20) extends in the horizontal direction. Is installed.
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) is disposed above the open end (21) of the inflow pipe (20).
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) is disposed above the open end (21) of the inflow pipe (20).
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) is disposed above the open end (21) of the inflow pipe (20).
  • Inflow pipe (20) force The gas-liquid two-phase fluid that flows in does not fall and flow out directly from the open end (41) of the gas outflow pipe (40).
  • An eighth invention is a refrigeration apparatus comprising a refrigerant circuit (10) having the gas-liquid separator (18) according to the first invention.
  • the fourteenth invention is a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit (10) having the gas-liquid separator (18) described in the ninth invention.
  • the refrigerant circuit (10) includes the first expansion mechanism (17), the evaporator (13), the low-stage compressor (11), and the high-stage compressor (12). And a condenser (14) and a second expansion mechanism (15) are connected in order to perform a two-stage compression two-stage expansion refrigeration cycle. Then, after flowing through the condenser (14), the intermediate-pressure gas-liquid two-phase refrigerant depressurized by the second expansion mechanism (15) enters the container body (16) of the gas-liquid separator (18). The inflow pipe (20) of the gas-liquid separator (18) is connected to the downstream side of the second expansion mechanism (15) so as to flow in.
  • liquid outflow pipe (30) of the gas-liquid separator (18) is connected to the first expansion mechanism (17) so that the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (18) is supplied to the first expansion mechanism (17).
  • the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator (18) is supplied to the suction side of the high-stage compressor (12), and the gas outflow pipe (40) of the gas-liquid separator (18). Is connected to the suction side of the high-stage compressor (12).
  • the refrigerant circuit (10) having the gas-liquid separator (18) according to the first or ninth invention performs a two-stage compression two-stage expansion refrigeration cycle.
  • the second expander The gas-liquid two-phase refrigerant depressurized to an intermediate pressure by the structure (15) is reliably separated into a liquid refrigerant and a gas refrigerant by the gas-liquid separator (18).
  • the liquid refrigerant is prevented from entering the gas refrigerant supplied to the suction side of the high-stage compressor (12), and supplied to the evaporator (13) via the first expansion mechanism (17).
  • the gas refrigerant is prevented from being mixed into the liquid refrigerant. This stabilizes the evaporation capacity in the evaporator (13) and the condensation capacity in the condenser (14), thereby stabilizing the operation.
  • the subdividing means (50) is provided in the inflow pipe (20)
  • the gas-liquid two-phase fluid flowing through the inflow pipe (20) becomes a slag flow. Even so, the gas-liquid two-phase fluid can be made uniform by subdividing the large bubbles having gas fluid force. As a result, the gas-liquid two-phase fluid can be introduced into the container body (16) in a regular and stable flow state.
  • the gas-liquid two-phase fluid is separated into the liquid fluid and the gas fluid, the liquid fluid reservoir (23) is formed in the lower part, and the gas fluid in the upper part is formed.
  • a reservoir (24) is formed. Since the gas-liquid two-phase fluid is introduced into the container body (16) in a regular flow state, the liquid surface of the liquid fluid reservoir (23) is disturbed, the liquid fluid is scattered by the disturbance, and the liquid fluid It is possible to reduce the mixing of bubbles in the reservoir (23).
  • the subdividing means (50) is constituted by the mesh member (50), it is possible to reliably subdivide the bubbles, and to achieve a gas-liquid two-phase fluid.
  • the resistance received by the subdivision means (50) can be made relatively small. As a result, the gas-liquid two-phase fluid flowing into the container body (16) becomes a more regular and stable flow state.
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) and the open end (41) of the gas outflow pipe (40) are connected to the upper part of the container body (16).
  • the container body (16) is arranged so that the opposite forces of the container body (16) face each other, so that the container can be opened from the open end (21) of the inflow pipe (20). It is possible to prevent the gas-liquid two-phase fluid from being directly introduced into the liquid fluid reservoir (23) at the lower part of the main body (16). Furthermore, it is possible to prevent the gas-liquid two-phase fluid flowing into the opening end (21) of the inlet pipe (20) from colliding with the inner wall of the container body (16) and scattering. As a result, it is possible to reliably prevent bubbles from being mixed into the liquid fluid reservoir (23) and the liquid surface of the liquid fluid reservoir (23) from being disturbed.
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) can be arranged in the container body (16) with a predetermined distance from the open end (21) of the inflow pipe (20). Therefore, it is possible to prevent direct outflow from the open end (41) of the gas-liquid two-phase fluid force gas outflow pipe (40) flowing into the container body (16) from the inflow pipe (20). In this way, it is possible to reliably prevent the gas fluid from being mixed into the liquid fluid flowing from the liquid fluid reservoir (23) to the liquid outflow pipe (30), and the gas fluid reservoir (24). The force can also reliably prevent liquid fluid from mixing into the gas fluid flowing to the gas outflow pipe.
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) and the open end (41) of the gas outflow pipe (40) are connected to the upper part of the container body (16).
  • the container main body (16) is disposed so as to face the opposite sides in the longitudinal direction, so that the open end (21) of the inflow pipe (20) and the open end (21) face each other.
  • the distance to the inner wall of (16) can be increased. Therefore, the gas-liquid two-phase fluid flowing from the inflow pipe (20) can be surely prevented from colliding with the inner wall of the container body (16) and being scattered. It is possible to prevent the liquid level in the lower liquid fluid storage part (23) from being disturbed and air bubbles from being mixed. Furthermore, it is possible to prevent the fluid scattered by the collision from flowing out the gas outflow pipe (40) force.
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) can be disposed with a certain distance from the open end (21) of the inflow pipe (20). Therefore, the gas-liquid two-phase fluid flowing from the inflow pipe (20) into the container body (16) can be prevented from directly flowing out from the open end (41) of the gas outflow pipe (40). In this way, it is possible to reliably prevent the gas fluid from being mixed into the liquid fluid flowing from the liquid fluid reservoir (23) to the liquid outflow pipe (30). Furthermore, liquid fluid can be reliably prevented from entering the gas fluid flowing from the gas fluid reservoir (24) to the gas outflow pipe. As a result, gas-liquid separation performance can be improved.
  • the lower surface (16d) of the container body (16) is inclined to a position corresponding to the open end (31) of the liquid outflow pipe (30). Even if the liquid fluid in the container body (16) is small, the liquid fluid can be reliably stored around the open end (31) of the liquid outflow pipe (30). As a result, the liquid fluid can be surely flowed out with the force of the liquid outflow pipe (30), and the gas fluid can be prevented from being mixed when the liquid fluid is flowed out.
  • the inlet pipe (20) is introduced into the container body (16) in the horizontal direction, and the open end (21) is directed obliquely downward. Due to the opening, the gas-liquid two-phase fluid can be prevented from colliding with the inner wall of the container body (21) and scattering. Further, since the gas-liquid two-phase fluid can be dropped more slowly than falling perpendicular to the liquid fluid level of the container body (16), the liquid level of the liquid fluid reservoir (23) can be reduced. Disturbances and air bubbles can be reduced.
  • the inflow pipe (20) is installed so as to extend in the horizontal direction, even when the gas-liquid two-phase fluid becomes a slag flow, A large lump of bubbles composed of the gas fluid of the slag flow is easily broken. As a result, the generation of slag flow can be suppressed.
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) is disposed above the open end (21) of the inflow pipe (20).
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) is disposed above the open end (21) of the inflow pipe (20).
  • the refrigerant circuit (10) having the gas-liquid separator (18) according to the first or ninth invention is compressed in two stages.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant depressurized to an intermediate pressure by the second expansion mechanism (15) is surely converted into a liquid refrigerant and a gas refrigerant by the gas-liquid separator (18).
  • liquid refrigerant can be prevented from entering the gas refrigerant supplied to the suction side of the high-stage compressor (12), and the evaporator (13) can be connected via the first expansion mechanism (17). It is possible to prevent the gas refrigerant from being mixed into the liquid refrigerant supplied to. This stabilizes the evaporation capacity in the evaporator (13) and stabilizes the condensation capacity in the condenser (14).
  • the power that can be achieved can improve the reliability of the apparatus.
  • FIG. 1 is a piping system diagram of a refrigerant circuit of a refrigeration apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the gas-liquid separator according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to Modification 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a conventional gas-liquid separator.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a conventional gas-liquid separator.
  • the refrigeration apparatus (1) of the present embodiment performs a freezing operation in the warehouse.
  • the refrigeration apparatus (1) includes a refrigerant circuit (10) that performs a two-stage compression and a two-stage expansion refrigeration cycle.
  • the refrigerant circuit (10) consists of a low-stage compressor (11) and a high-stage compressor (12) and a refrigeration heat exchanger (
  • the discharge side of the low-stage compressor (11) is connected to the suction side of the high-stage compressor (12).
  • the low-stage compressor (11) and the high-stage compressor (12) are composed of, for example, a scroll compressor.
  • the refrigeration heat exchanger (13) is installed in a warehouse, and is configured as an evaporator that cools the interior by evaporating the refrigerant.
  • the refrigeration heat exchanger (13) has an outlet side connected to the suction side of the low-stage compressor (11).
  • the refrigeration heat exchanger (13) is composed of, for example, a fin “and” tube heat exchanger.
  • the inlet side of the refrigeration heat exchanger (13) is connected to the outlet side of the main expansion valve (17).
  • the main expansion valve (17) is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted, and is configured as a first expansion mechanism.
  • the outdoor heat exchanger (14) is configured as a condenser that is installed outdoors and condenses the refrigerant.
  • the outdoor heat exchanger (14) is connected to the discharge side of the high stage compressor (12) at the inlet side. Further, the outdoor heat exchange (14) is also configured, for example, as a fin 'and' tube heat exchange force.
  • the outlet side of the outdoor heat exchanger (14) is connected to the inlet side of the intermediate expansion valve (15).
  • the intermediate expansion valve (15) is an electronic expansion valve whose opening can be adjusted, and is configured as a second expansion mechanism.
  • the gas-liquid separator (18) includes a container body (16), an inflow pipe (20), a liquid outflow pipe (30), and a gas outflow. With a tube (40).
  • the container body (16) is connected to the outlet side downstream of the intermediate expansion valve (15) via the inflow pipe (20) and upstream of the main expansion valve (17) via the liquid outflow pipe (30). Is connected to the suction side of the high-stage compressor (12) through the gas outflow pipe (40).
  • the outlet side of the intermediate expansion valve (15) is connected to the inlet side upstream of the main expansion valve (17) via the gas-liquid separator (18) and the high-stage compressor ( It is connected to the suction side of 12).
  • the container body (16) of the gas-liquid separator (18) is formed in a substantially cylindrical shape that is long in the axial direction, and is arranged so that the axial direction is the vertical direction.
  • the container main body (16) includes a first through hole (16a), a second through hole (16b), and a third through hole (16c) in a body portion that is a side surface of a cylinder.
  • the first through hole (16a) is provided in an upper portion of the body portion of the container body (16), and the second through hole (16b) is formed in the first through hole (in the body portion of the container body (16)).
  • 16a) is provided at a position higher than the first through hole (16a), and the third through hole (16c) is provided at the lower part of the body of the container body (16).
  • a liquid refrigerant reservoir (23) is formed in the lower part, while a gas refrigerant reservoir (24) is formed in the upper part.
  • the inflow pipe (20) is arranged so as to extend in the horizontal direction throughout.
  • the inflow pipe (20) is introduced into the container body (16) through the first through hole (16a) of the container body (16), and is connected to the body portion of the container body (16).
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) is located closer to the body side having the first through hole (16a) than the horizontal center of the container body (16) in the container body (16). Has been placed.
  • the opening end (21) of the inflow pipe (20) opens obliquely downward at an angle of about 45 ° with respect to the vertical direction.
  • the inflow pipe (20) is provided with a mesh member (50) which is a feature of the present invention.
  • the penetration part of the first through hole (16a) of the container body (16) is brazed to the container body (16), and the mesh member (16 50) is arranged.
  • the mesh member (50) is formed in a hollow cone shape, and the bottom surface of the cone opens.
  • the side surface of the cone is made of a net material knitted from a metal wire.
  • the mesh member (50) is arranged such that the apex of the cone is on the open end (21) side. That is, in the inflow pipe (20), the refrigerant that has flowed through the intermediate expansion valve (15) flows toward the apex of the cone through the bottom opening of the mesh member (50), and at that time, passes through the side net material. It is configured to
  • the gas outflow pipe (40) passes through the second through hole (16b) of the container body (16) and is introduced into the container body (16), and is inserted into the body portion of the container body (16). In contrast, it is provided substantially vertically. Further, the open end (41) of the gas outflow pipe (40) is located on the side of the body having the second through hole (16b) from the horizontal center of the container body (16) in the container body (16). Arranged.
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) and the open end (41) of the gas outflow pipe (40) are the gas refrigerant reservoir that is the upper part of the container body (16). (24) and so as to face opposite sides of the container body (16).
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) is arranged above the open end (21) of the inflow pipe (20).
  • the liquid outflow pipe (30) passes through the third through hole (16c) of the container main body (16) and is provided substantially perpendicular to the trunk of the container main body (16).
  • the open end (31) of the liquid outflow pipe (30) is disposed in the liquid refrigerant storage section (23) below the container body (16).
  • High-pressure side compressor (12) The high-pressure refrigerant that has also discharged force flows through the outdoor heat exchange (14), dissipates heat to the outdoor air, and condenses.
  • the condensed refrigerant flows through the intermediate expansion valve (15) and is reduced to an intermediate pressure, and becomes a gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows through the inlet pipe (20) of the gas-liquid separator (18) and passes through the mesh member (50). At this time, the bubbles in the gas-liquid two-phase refrigerant are subdivided. That is, as shown in FIG. 2, the gas-liquid two-phase refrigerant in the inflow pipe (20) becomes a slag flow, and the bubbles (80) that have a large mass force of the gas refrigerant flow. Even in this case, bubbles (80) It passes through the mesh member (50) and is subdivided into fine bubbles (81). As a result, the gas-liquid two-phase refrigerant is in a uniform state in which minute bubbles (81) are dispersed in the liquid refrigerant.
  • the mesh member (50) Since the mesh member (50) is provided in the vicinity of the open end (21), the gas-liquid two-phase refrigerant is maintained in a uniform state in the container body (16). It is introduced inside. In particular, the gas-liquid two-phase refrigerant is gradually dropped from the opening end (21) opened downward by 45 ° in the vertical direction toward the liquid refrigerant storage part (23). It is introduced inside the container body (16).
  • the liquid refrigerant reservoir (23) generates bubbles and bubbles are generated. It is reduced that the liquid surface of the reservoir (23) is disturbed and the liquid refrigerant is scattered.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant introduced into the container body (16) is separated into a liquid refrigerant and a gas refrigerant, and the gas refrigerant is stored in the gas refrigerant reservoir (24) at the upper part of the container body (16).
  • the liquid refrigerant is stored and stored in the liquid refrigerant storage section (23) below the container body (16).
  • the liquid refrigerant in the container body (16) flows through the liquid outflow pipe (30), passes through the main expansion valve (17), is decompressed to a low pressure, and expands.
  • the expanded refrigerant flows through the freezing heat exchanger (13), the refrigerant absorbs heat from the internal air and evaporates to cool the internal air.
  • the evaporated refrigerant is sucked into the low-stage compressor (11), compressed to an intermediate pressure, and discharged. And the gas refrigerant in the container main body (16) of the gas-liquid separator (18) is supplied to the intermediate-pressure discharge refrigerant through the gas outlet pipe (40), and is supplied to the high-stage compressor (11). Inhaled.
  • the mesh member (50) is provided in the inflow pipe (20) of the gas-liquid separator (18), the gas refrigerant in the gas-liquid two-phase refrigerant flowing through the inflow pipe (20). Therefore, the gas-liquid two-phase refrigerant can be made uniform. As a result, the gas-liquid two-phase refrigerant is introduced into the container body (16) in a regular and stable flow state, so that the liquid surface of the liquid refrigerant reservoir (23) is disturbed, and the liquid refrigerant caused by the disturbance is disturbed. Spattering and mixing of bubbles due to bubbling of the liquid refrigerant reservoir (23) can be reduced.
  • the inflow pipe (20) is installed so as to extend in the horizontal direction over the whole! Therefore, a large lump of bubbles made of gas refrigerant in the gas-liquid two-phase fluid is easily broken. And Generation of large bubbles (80) before passing through the mesh member (50) can be suppressed.
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) and the open end (41) of the gas outflow pipe (40) are connected to the container main body (16). It is arranged in the gas refrigerant reservoir (24), which is the upper part, and is arranged so as to face the opposite sides of the container body (16).
  • the gas refrigerant reservoir (24) which is the upper part, and is arranged so as to face the opposite sides of the container body (16).
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) is bent at about 45 ° and opens obliquely downward, so that the gas-liquid two-phase refrigerant is transferred to the container body (16). It is possible to more reliably prevent a collision with the body of the body. Further, since the gas-liquid two-phase refrigerant falls more slowly than falling perpendicular to the liquid level of the liquid refrigerant reservoir (23) in the container body (16), the liquid refrigerant reservoir (23) Disturbance of liquid level and foaming can be reduced.
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) is disposed on the container body (16) on the side facing the open end (21) of the inflow pipe (20), and further, It is arranged above the open end (21) of the inflow pipe (20). Therefore, it is possible to prevent the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the container body (16) from the inflow pipe (20) from directly flowing out through the gas outflow pipe (40).
  • the liquid outflow pipe (30) is also capable of receiving liquid. It is possible to prevent gas refrigerant from entering when the refrigerant flows out.
  • the gas-liquid separation of the gas-liquid separator (18) of the refrigerant circuit (10) is performed. Since the performance is improved, the evaporation capacity in the refrigeration heat exchanger (13) and the condensation capacity in the outdoor heat exchanger (14) are stabilized, so that the operation can be stabilized. As a result, the reliability of the refrigeration apparatus (1) can be improved.
  • the inflow pipe (20) of the gas-liquid separator (1) of the first embodiment instead of configuring the inflow pipe (20) of the gas-liquid separator (1) of the first embodiment from a single pipe, as shown in FIG. It consists of a main piping section (20a), a mesh piping section (20b), and a brazed piping section (20c).
  • the brazed pipe part (20c) is brazed to the first through hole (16a) of the casing (10).
  • the mesh pipe part (20b) has a pipe diameter larger than the pipe diameters of the brazed pipe part (20c) and the main pipe (20a), and has a conical shape as in the first embodiment.
  • a member (50) is arranged.
  • the said main piping part (20a) is connected with the said brazing piping part (20c) via the mesh piping part (2 Ob).
  • main pipe part (20a), the mesh pipe part (20b), and the brazed pipe part (20c) are connected in order.
  • the mesh pipe (50) can be easily maintained and replaced by configuring the inflow pipe (20) with three piping portions (20a, 20b, 20c). Further, in the mesh piping section (20b), when the gas-liquid two-phase refrigerant flows, the mesh member (50) becomes a resistance, but the resistance can be reduced by forming it to have a slightly larger diameter.
  • the lower surface (16d ) Is inclined downward toward a position corresponding to the open end (31) of the liquid outflow pipe (30).
  • the container body (16) since the lower surface (16d) of the container body (16) is inclined downward toward the position corresponding to the open end (31) of the liquid outflow pipe (30), the container body Even if the amount of liquid refrigerant in (16) is small, the liquid refrigerant can be reliably stored around the open end (31) of the liquid outflow pipe (30). As a result, the liquid refrigerant can be surely flowed out with the force of the liquid outflow pipe (30). Further, the open end (31) of the liquid outflow pipe (30) may be exposed to the gas refrigerant reservoir (24). Therefore, the liquid outflow pipe (30) can prevent the gas refrigerant from flowing out.
  • This embodiment is a refrigeration apparatus that includes a refrigerant circuit that performs a two-stage compression and two-stage expansion refrigeration cycle as in the first embodiment, and that performs a refrigeration operation in the refrigerator. Only the configuration of the liquid separator (18) is different.
  • the gas-liquid separator (18) of the present embodiment is formed such that the longitudinal length in the horizontal direction of the container body (16) is longer than the length in the vertical direction.
  • the inflow pipe (20) of the gas-liquid separator (18) may be provided with a mesh member (50) as a subdividing means.
  • the container body (16) of the gas-liquid separator (18) is the same as the cylindrical container body (16) of Embodiment 1 so that the axial direction of the cylinder is horizontal. Installed horizontally! . As a result, the container body (16) is formed such that the length in the horizontal direction is longer than the length in the vertical direction.
  • one of the two bottom surfaces of the cylinder of the container body (16) has a first through hole in the upper part.
  • the third through hole (16c) is formed in the lower part of the force.
  • the inflow pipe (20) and the liquid outflow pipe (30) are formed so that the first through hole (16a) and the third through hole (16c) are substantially perpendicular to the bottom surface of the container body (16), respectively. Is connected to the container body (16).
  • a second through hole (16b) is formed at the upper portion of the position corresponding to the first through hole (16a).
  • the gas outflow pipe (40) is connected through (16b).
  • the open end (21) of the inflow pipe (20) and the open end (31) of the liquid outflow pipe (30) are connected to the first through hole (16a) from the horizontal center of the container body (16). It is arranged on the bottom side having the third through hole (16b).
  • the open end (41) of the gas outflow pipe (40) is disposed on the bottom side having the second through hole (16b) from the horizontal center of the container body (16).
  • the open end (21) of the liquid outflow pipe (20) and the open end (41) of the gas outflow pipe (40) form a gas refrigerant reservoir ( 24) and so as to face opposite sides of the container body (16) in the longitudinal direction. Gas spill The open end (41) of the pipe (40) is disposed above the open end (21) of the inflow pipe (20). On the other hand, the open end (31) of the liquid outflow pipe (30) is disposed in the liquid refrigerant reservoir (24) below the container body (16).
  • the container body (16) having the same shape as that of the first embodiment is used.
  • the horizontal direction of the container body (16) is set to be the longitudinal direction, the following Has an effect.
  • the distance from the inner wall of (16) (the bottom surface having the second through hole (16b)) can be increased. Therefore, even if the gas-liquid two-phase refrigerant flowing in the inflow pipe (20) becomes a slag flow and the flow velocity temporarily increases, the gas-liquid two-phase refrigerant flowing in from the inflow pipe (20) It is possible to prevent the refrigerant from colliding with the inner wall of the container body (16).
  • the inflow pipe (20) Force The gas-liquid two-phase refrigerant that flows in can be surely prevented from directly flowing out of the gas outflow pipe (40) force.
  • the gas-liquid separator (18) it is possible to prevent the liquid refrigerant from being mixed into the gas refrigerant flowing out of the gas outflow pipe (40), and the liquid outflow pipe (30 The gas refrigerant can be mixed into the liquid refrigerant flowing out from). As a result, the gas-liquid separation performance of the gas-liquid separator (18) can be improved.
  • the longitudinal direction of the container body (16) is set to the horizontal direction, so that the gas-liquid two-phase refrigerant that has also flowed in the inflow pipe (20) collides with the inner wall of the container body (16). Is prevented.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flowing from the inflow pipe (20) is opened so that the opening end (21) of the inflow pipe (20) opens obliquely downward. Let's more surely prevent collision with the inner wall of the container body (16).
  • Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.
  • a mesh member (50) is provided in the inflow pipe (20) of the gas-liquid separator (18) of the second embodiment.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant introduced into the inflow pipe (20) force vessel body (50) is made uniform, and the gas-liquid two-phase refrigerant is made uniform.
  • the flow state of the phase refrigerant becomes regular and stable.
  • the liquid level of the liquid refrigerant reservoir (23) is disturbed, the liquid refrigerant is scattered to the gas refrigerant reservoir (24) due to the disturbance of the liquid level, and the liquid refrigerant reservoir (23) is bubbled. It is possible to prevent air bubbles from being mixed. Thereby, the gas-liquid separation performance of the gas-liquid separator (18) is further improved.
  • the liquid main pipe (16) of the gas-liquid separator (18) of the second embodiment is passed through the liquid outflow pipe (30) from the bottom surface through which the gas outflow pipe (40) passes. It is installed by tilting downward by directing in the direction of the bottom surface through which it penetrates.
  • the lower part (16d) of the cylindrical side surface of the container body (16) is inclined downward toward the position corresponding to the open end (31) of the liquid outflow pipe (30), and the side surface
  • the lower part (16d) is formed on the lower surface of the container body (16).
  • only the container main body (16) is inclined and the pipes (20, 30, 40) are horizontally arranged on the container main body (16).
  • the liquid refrigerant in the container body (16) is small, the liquid refrigerant can be reliably stored around the open end (31) of the liquid outflow pipe (30).
  • the liquid refrigerant can surely flow out from the liquid outflow pipe (30).
  • the open end (31) of the liquid outflow pipe (30) can be prevented from being exposed to the gas refrigerant storage section (24), the liquid outflow pipe (30) can prevent the gas refrigerant from flowing out. Can be prevented.
  • each pipe (20, 30, 40) is introduced so as to be substantially perpendicular to the bottom surface of the container body (16) and arranged so as to be inclined in the same direction as the container body (16).
  • the refrigeration apparatus (1) of each of the above embodiments is a refrigeration apparatus that performs a freezing operation in a warehouse, but includes a refrigerant circuit that includes a gas-liquid separator and performs a two-stage compression and a two-stage expansion refrigeration cycle. Any other refrigeration device may be used. That is, the refrigeration apparatus (1) may be, for example, a refrigeration apparatus that performs indoor cooling operation or heating operation, a refrigeration apparatus that can be switched between cooling and heating operations, and single-stage compression and single-stage expansion operation. It may be a refrigeration apparatus capable of switching the compression two-stage expansion operation. Also, the configuration of the compressor (11, 12) and the heat exchanger m ⁇ (13, 14) of the refrigerant circuit is not particularly limited.
  • the shape and the like of the mesh member (50) are not particularly limited.
  • the mesh member (50) may be arranged in the inflow pipe (20) by stacking one or more plate-like mesh members.
  • the container body (16) of the gas-liquid separator (18) has a cylindrical shape, but the shape of the container body (16) is not particularly limited, and may be, for example, a rectangular parallelepiped. There may be.
  • the present invention is useful for a gas-liquid separator and a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit having the gas-liquid separator.

Abstract

　　冷凍装置は、気液分離器（18）を有し、２段圧縮２段膨張冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えている。冷媒回路では、室外熱交換器から中間膨張弁を流れた中間圧の気液二相冷媒を気液分離器（18）の流入管（20）を介して容器本体（16）に導入し、液冷媒とガス冷媒とに分離する。液冷媒は液流出管（30）から流出し、主膨張弁を介して冷凍熱交換器を流れ、低段側圧縮機に吸入される。ガス冷媒はガス流出管（40）から流出して高段側圧縮機の吸入側に供給され、低段側圧縮機の吐出冷媒と共に高段側圧縮機に吸入される。流入管（20）には、気液二相冷媒中のガス冷媒からなる気泡（80）を細分化するメッシュ部材（50）が設けられている。

Description

明 細 書
気液分離器及び該気液分離器を備えた冷凍装置
技術分野
[0001] 本発明は、気液二相流体を液流体とガス流体とに分離する気液分離器及び、該 気液分離器を有した冷媒回路を備えた冷凍装置に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、冷凍装置には、 2段圧縮 2段膨張冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えてい るものがある。そして、この冷凍装置は、気液二相流体を液流体とガス流体とに分離 する気液分離器を有しているものがある（例えば、特許文献 1)。
[0003] 上記特許文献 1に記載の冷凍装置は、暖房運転時に 2段圧縮 2段膨張冷凍サイ クルを行う冷媒回路を備えた空気調和装置である。上記冷媒回路には、気液二相冷 媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離器が設けられて!/ヽる。 2段圧縮 2段膨張 冷凍サイクルの暖房運転では、高段側圧縮機から吐出した冷媒は、室内熱交換器で 凝縮して室内空気を加熱する。凝縮した冷媒は、中間膨張弁を通過して中間圧の気 液二相状態となり、該気液分離器に導入されて、ガス冷媒と液冷媒とに分離される。 該液冷媒は、気液分離器から流出し、室外膨張弁で低圧まで減圧されて膨張した後 に室外熱交換器で蒸発する。蒸発した冷媒は、低段側圧縮機に吸入されて圧縮さ れ、中間圧の吐出冷媒となる。そして、該中間圧の吐出冷媒に気液分離器のガス冷 媒が合流して高段側圧縮機に吸入され、高圧まで圧縮される。
[0004] 上記気液分離器は、具体的に、図 8に示すように、円筒型の容器本体 (a)を有し ている。該容器本体 (a)の頂部には、流入管 (b)と液流出管 (c)とガス流出管 (d)とが 貫通して接続されている。上記容器本体 ωの内部では、下部の液冷媒貯留部 ( と 上部のガス冷媒貯留部 (f)とが分離されている。そして、上記液流出管 (C)の開口端 は、上記液冷媒貯留部 (e)に位置し、上記ガス流出管 (d)の開口端は、ガス冷媒貯 留部 (f)に位置し、上記流入管 (b)の開口端は、液流出管 (c)の開口端とガス流出管 (d)の開口端との間に位置して 、る。
[0005] また、上記気液分離器には、図 9に示すものがある。上記気液分離器は、縦長の 容器本体 (a)の頂部にガス流出管 (d)が貫通して接続されて 、る。上記容器本体 ω の胴部の上部には流入管が貫通して接続されている。更に、上記容器本体 ωの胴 部の下部には液流出管が貫通して接続されている。
特許文献 1：特開 2001— 235245号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] ところで、上記特許文献 1に記載の気液分離器では、流入管 (b)を流れる冷媒が 気液二相冷媒であるために、ガス冷媒力 なる大きな気泡と液冷媒の塊とが不規則 に流れるスラグ流が発生する場合がある。このスラグ流が流入管 (b)から容器本体 (a )に導入されると、液冷媒貯留部（e)の液面の乱れやこの乱れによる液冷媒の飛散が 生じ、ガス流出管（d)から流出するガス冷媒に液冷媒が混入するという問題があった
。更に、上記液冷媒貯留部 (e)に気泡が混入し、液流出管 (c)から流出する液冷媒 にガス冷媒が混入するという問題があった。
[0007] また、図 9に示す気液分離器では、容器本体 (a)が縦長であり、流入管 (b)の開口 端と対向する容器本体 (a)の内壁とが近接している。この結果、スラグ流の大きな気 泡が流れて流速が一時的に速くなる場合は、流入管 (b)から流入した気液二相冷媒 力 図 9の矢印で示すように、容器本体 (a)の内壁に衝突して飛散する。これにより、 飛散した冷媒がガス流出管 (d)から直接流出するという問題があった。更に、上記飛 散した冷媒が液冷媒貯留部 (e)に落下して液面の乱れ生じたり、気泡が混入すると いう問題があった。
[0008] 以上のように、従来の気液分離器では、流入管を流れる気液二相冷媒カ^ラグ流 になると、気液二相冷媒の分離性能が低下し、分離器としての信頼性が低下すると いう問題があった。また、冷凍装置において、気液二相冷媒の流動状態により気液 分離器の分離性能が変動すると、蒸発器における蒸発能力の変動や、凝縮器にお ける凝縮能力の変動が生じる。この結果、上記冷凍装置が安定した運転を行うことが できな 、と!/、う問題があった。
[0009] 本発明は、斯カる点に鑑みてなされたものであり、気液二相流体をガス流体と液 流体とに分離する気液分離器における分離性能を向上させると共に、この気液分離 器を備えた冷凍装置における運転の安定ィヒを図ることを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] 第 1の発明は、気液二相流体を液流体とガス流体とに分離する容器本体（16)と、 該容器本体（16)に気液二相流体を流入させるための流入管（20)と、上記容器本体 (16)内の液流体を上記容器本体（16)力 流出させるための液流出管（30)と、上記 容器本体（ 16)内のガス流体を上記容器本体（ 16)力 流出させるためのガス流出管（ 40)とを備えた気液分離器を対象としている。そして、上記流入管（20)には、気液二 相流体中の気泡を細分化する細分化手段 (50)が設けられて 、る。
[0011] この第 1の発明では、上記流入管 (20)に細分ィ匕手段 (50)を設けているので、上 記流入管（20)を流れる気液二相流体がスラグ流となる場合であっても、ガス流体から なる気泡を細分化することにより該気液二相流体が均一化される。よって、上記気液 二相流体が規則的で安定した流動状態で容器本体 (16)に導入する。
[0012] 一方、上記容器本体（16)内では、気液二相流体が液流体とガス流体とに分離さ れ、下部に液流体の貯留部 (23)が形成され、上部にガス流体の貯留部 (24)が形成 されている。この容器本体（16)に規則的な流動状態の気液二相流体が導入するの で、液流体の貯留部（23)の液面を乱れと、該乱れによる液流体の飛散と、液流体の 貯留部 (23)内への気泡の混入とが低減する。
[0013] 第 2の発明は、第 1の発明において、上記細分化手段 (50)が、メッシュ部材 (50) で構成されている。
[0014] この第 2の発明では、上記細分化手段 (50)をメッシュ部材 (50)で構成したので、 気泡を確実に細分化すると共に、気液二相流体が細分化手段 (50)によって受ける 抵抗が比較的小さくなる。
[0015] 第 3の発明は、第 1の発明において、上記流入管（20)の開口端 (21)と上記ガス 流出管 (40)の開口端 (41)とが、容器本体 (16)の上部に配置されると共に、容器本 体（16)の相対向する側に向かい合うように配置される一方、上記液流出管（30)の開 口端 (31 )力 容器本体（ 16)の下部に配置されて 、る。
[0016] この第 3の発明では、上記流入管（20)の開口端 (21)と上記ガス流出管 (40)の開 口端 (41)とが、容器本体（16)の上部に容器本体（16)の相対向する側に向力 、合う ように配置されている。したがって、上記流入管（20)の開口端 (21)が、容器本体（16 )の下部の液流体の貯留部（23)に浸漬されることがない。この結果、上記液流体の 貯留部 (23)に気液二相流体が直接導入されて該液流体の貯留部 (23)に気泡が混 入したり、該液流体の貯留部 (23)の液面が乱れたりすることが防止される。
[0017] 更に、上記流入管 (20)の開口端 (21)と該開口端 (21)が対向する容器本体（16) の内壁とが近接することが防止されることから、流入管 (20)から流入した気液二相流 体が容器本体（16)の内壁に衝突して飛散することが低減される。また、上記ガス流 出管 (40)の開口端 (41)は、容器本体（16)内にお 、て上記流入管（20)の開口端 (21 )と所定間隔を隔てて配置されることから、上記流入管 (20)力 容器本体 (16)に流入 する気液二相流体力 ガス流出管 (40)の開口端 (41)力 直接流出することもない。 また、液流出管 (30)の開口端 (31)は、容器本体（16)内の下部の液流体の貯留部 (2 3)に配置される。
[0018] 第 9の発明は、気液二相流体を液流体とガス流体とに分離する容器本体（16)と、 該容器本体（16)に気液二相流体を流入させるための流入管（20)と、上記容器本体 (16)内の液流体を上記容器本体（16)力 流出させるための液流出管（30)と、上記 容器本体（ 16)内のガス流体を上記容器本体（ 16)力 流出させるためのガス流出管（ 40)とを備えた気液分離器を対象としている。そして、上記容器本体（16)は、水平方 向の長手方向長さが鉛直方向の長さよりも長く形成されている。一方、上記流入管 (2 0)の開口端 (21)と上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)とは、容器本体（16)の上部に 配置されると共に、容器本体（16)の長手方向の相対向する側に向かい合うように配 置されている。更に、上記液流出管（30)の開口端 (31)は、容器本体（16)の下部に 配置されている。
[0019] この第 9の発明は、上記流入管（20)の開口端 (21)と上記ガス流出管 (40)の開口 端 (41)とが、容器本体（16)の上部に配置されると共に、容器本体（16)の長手方向の 相対向する側に向かい合うように配置されている。したがって、上記流入管（20)の開 口端 (21)と該開口端 (21)が対向する容器本体 (16)の内壁との距離が長くなる。これ により、流入管（20)から流入する気液二相流体が、容器本体（16)の内壁に衝突して 飛散することが確実に防止される。この結果、容器本体（16)内の下部の液流体の貯 留部 (23)の液面の乱れや気泡の混入が防止されると共に、衝突により飛散した流体
1S ガス流出管 (40)力も流出することが防止される。
[0020] また、ガス流出管 (40)の開口端 (41)が、上記流入管 (20)の開口端 (21)と確実に 離隔されることから、上記流入管（20)から容器本体（16)に流入する気液二相流体が
、ガス流出管 (40)の開口端 (41)から直接流出することも防止される。
[0021] 第 4の発明は、第 1の発明において、上記容器本体（16)は、該容器本体（16)の 下面（16d)が上記液流出管（30)の開口端 (31)に対応する位置に向力つて下方に傾 斜するように設置されて 、る。
[0022] また、第 10の発明は、第 9の発明において、上記容器本体（16)は、該容器本体（
16)の下面（16d)が上記液流出管（30)の開口端 (31)に対応する位置に向力つて下 方に傾斜するように設置されて 、る。
[0023] この第 4及び第 10の発明において、容器本体（16)の下面（16d)とは、容器本体（
16)の下側に位置する面を意味し、平坦な一面だけでなぐ容器本体（16)の他の面 と連続して形成される曲面等も含む。この第 4及び第 10の発明では、容器本体（16) 内の液流体が少量である場合であっても、液流出管（30)の開口端 (31)の周辺に確 実に液流体を貯留し、液流体を液流出管（30)力 流出させる。
[0024] 第 5の発明は、第 1の発明において、上記流入管 (20)が、容器本体（16)内に水 平方向に導入される一方、開口端 (21)が斜め下方に向かって開口している。
[0025] 第 11の発明は、第 9の発明において、上記流入管（20)が、容器本体（16)内に水 平方向に導入される一方、開口端 (21)が斜め下方に向かって開口している。
[0026] この第 5及び第 11の発明では、上記流入管 (20)の開口端 (21)が斜め下方に向 かって開口しているので、気液二相流体が、容器本体（16)の内壁に衝突して飛散す ることがない。また、気液二相流体が、容器本体（16)の液流体の液面に対して垂直 に落下するよりも、緩やかに落下するので、液流体の貯留部 (23)の液面の乱れや気 泡の混入が低減される。
[0027] 第 6の発明は、第 1の発明において、上記流入管（20)が、水平方向に延びるよう に設置されている。
[0028] 第 12の発明は、第 9の発明において、上記流入管（20)が、水平方向に延びるよう に設置されている。
[0029] この第 6及び第 12の発明では、上記流入管 (20)が水平方向に延びるように設置 されているので、気液二相流体がスラグ流となる場合であっても、該スラグ流のガス流 体からなる大きな気泡の塊が壊れやすくなる。
[0030] 第 7の発明は、第 3の発明において、上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)が、上記 流入管（20)の開口端 (21)の上方に配置されて 、る。
[0031] 第 13の発明は、第 9の発明において、上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)が、上 記流入管（20)の開口端 (21)の上方に配置されて 、る。
[0032] この第 7及び第 13の発明では、上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)が、上記流入 管（20)の開口端 (21)の上方に配置されて 、るので、流入管（20)力 流入した気液 二相流体が落下して、上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)から直接流出することがな い。
[0033] 第 8の発明は、第 1の発明に記載の気液分離器 (18)を有する冷媒回路（10)を備 えた冷凍装置である。また、第 14の発明は、第 9の発明に記載の気液分離器（18)を 有する冷媒回路（10)を備えた冷凍装置である。
[0034] この第 8及びの発明において、上記冷媒回路（10)は、第 1膨張機構（17)と蒸発 器 (13)と低段側圧縮機 (11)と高段側圧縮機 (12)と凝縮器 (14)と第 2膨張機構 (15) とが順に接続されて 2段圧縮 2段膨張冷凍サイクルを行うように構成されて ヽる。そし て、上記凝縮器 (14)を流れた後に上記第 2膨張機構 (15)で減圧された中間圧の気 液二相冷媒が、上記気液分離器（18)の容器本体（16)に流入するように、上記気液 分離器 (18)の流入管 (20)が上記第 2膨張機構 (15)の下流側に接続されている。更 に、上記気液分離器 (18)で分離された液冷媒が上記第 1膨張機構 (17)に供給され るように、上記気液分離器 (18)の液流出管 (30)が上記第 1膨張機構 (17)の上流側 に接続されている。カロえて、上記気液分離器（18)で分離されたガス冷媒が高段側圧 縮機（12)の吸入側に供給されるように上記気液分離器 (18)のガス流出管 (40)が高 段側圧縮機（12)の吸入側に接続されて!ヽる。
[0035] この第 8及び第 14の発明では、第 1又は第 9の発明に記載の気液分離器（18)を 有した冷媒回路（10)が 2段圧縮 2段膨張冷凍サイクルを行うので、上記第 2膨張機 構 (15)で中間圧に減圧された気液二相冷媒を上記気液分離器 (18)で液冷媒とガス 冷媒とに確実に分離する。この結果、高段側圧縮機（12)の吸入側に供給されるガス 冷媒に液冷媒が混入することが防止されると共に、第 1膨張機構 (17)を介して蒸発 器（13)に供給される液冷媒にガス冷媒が混入することが防止される。これにより、蒸 発器 (13)における蒸発能力の安定ィ匕と、凝縮器 (14)における凝縮能力の安定ィ匕が 図られ、運転の安定化が図られる。
発明の効果
[0036] 上記第 1の発明によれば、上記流入管 (20)に細分ィ匕手段 (50)を設けたために、 上記流入管（20)を流れる気液二相流体がスラグ流となる場合であっても、ガス流体 力 なる大きな気泡を細分ィ匕して該気液二相流体を均一化することができる。この結 果、該気液二相流体を規則的で安定した流動状態で容器本体 (16)に導入すること ができる。
[0037] また、上記容器本体（16)内では、気液二相流体が液流体とガス流体とに分離さ れ、下部に液流体の貯留部 (23)が形成され、上部にガス流体の貯留部 (24)が形成 されている。この容器本体（16)に気液二相流体が規則的な流動状態で導入される ので、液流体の貯留部（23)の液面を乱れと、該乱れによる液流体の飛散と、液流体 の貯留部（23)の気泡の混入とを低減することができる。これにより、液流体の貯留部 (23)から液流出管（30)へ流れる液流体にガス流体が混入することを防止することが できると共に、ガス流体の貯留部（24)からガス流出管 (40)へ流れるガス流体に液流 体が混入することを防止することができるので、気液分離性能を向上させることができ る。
[0038] また、上記第 2の発明によれば、上記細分化手段 (50)をメッシュ部材 (50)で構成 したために、気泡を確実に細分ィ匕することができると共に、気液二相流体が細分ィ匕手 段 (50)によって受ける抵抗を比較的小さくすることができる。これにより、容器本体（1 6)に流入する気液二相流体は、更に規則的で安定した流動状態となる。
[0039] また、上記第 3の発明によれば、上記流入管（20)の開口端 (21)と上記ガス流出 管 (40)の開口端 (41)とを、容器本体（16)の上部にぉ 、て、容器本体（16)の相対向 する側に向力 、合うように配置したために、上記流入管（20)の開口端 (21)から容器 本体（16)の下部の液流体の貯留部（23)に気液二相流体が直接導入されることを防 止することができる。更に、上記流入管（20)の開口端 (21)力 流入する気液二相流 体が容器本体（16)の内壁に衝突して飛散することを防止することができる。この結果 、該液流体の貯留部 (23)に気泡が混入したり、該液流体の貯留部 (23)の液面が乱 れたりすることを確実に防止することができる。
[0040] また、上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)は、容器本体（16)内において上記流入 管 (20)の開口端 (21)と所定間隔を隔てて配置することができるので、上記流入管 (2 0)から容器本体（16)に流入する気液二相流体力 ガス流出管 (40)の開口端 (41)か ら直接流出することを防止することができる。このようにして、液流体の貯留部（23)か ら液流出管（30)へ流れる液流体にガス流体が混入することを確実防止することがで きると共に、ガス流体の貯留部（24)力もガス流出管へ流れるガス流体に液流体が混 入することを確実防止することができる。
[0041] また、上記第 9の発明によれば、上記流入管（20)の開口端 (21)と上記ガス流出 管 (40)の開口端 (41)とを、容器本体 (16)の上部に配置すると共に、容器本体 (16) の長手方向の相対向する側に向かい合うように配置したために、上記流入管（20)の 開口端 (21)と該開口端 (21)が対向する容器本体 (16)の内壁との距離を長くすること ができる。したがって、上記流入管（20)から流入する気液二相流体が、容器本体（16 )の内壁に衝突して飛散することを確実に防止することができることから、容器本体（1 6)内の下部の液流体の貯留部（23)の液面の乱れや気泡の混入が防止することがで きる。更に、衝突により飛散した流体が、ガス流出管 (40)力も流出することを防止する ことができる。
[0042] また、上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)が、上記流入管 (20)の開口端 (21)と確 実に離隔して配置することができる。したがって、上記上記流入管（20)から容器本体 (16)に流入する気液二相流体が、ガス流出管 (40)の開口端 (41)から直接流出する ことを防止することができる。このようにして、液流体の貯留部 (23)から液流出管 (30) へ流れる液流体にガス流体が混入することを確実防止することができる。更に、ガス 流体の貯留部（24)からガス流出管へ流れるガス流体に液流体が混入することを確実 防止することができる。この結果、気液分離性能を向上させることができる。 [0043] また、上記第 4及び第 10の発明によれば、容器本体（16)の下面（16d)を上記液 流出管（30)の開口端 (31)に対応する位置に傾斜させたために、容器本体（16)内の 液流体が少量であっても、液流出管（30)の開口端 (31)周辺に確実に液流体を貯留 させることができる。これにより、液流出管（30)力 確実に液流体を流出させることが できると共に、この液流体を流出させる際に、ガス流体が混入することを防止すること ができる。
[0044] また、上記第 5及び第 11の発明によれば、上記流入管 (20)を容器本体（16)に水 平方向に導入して、開口端 (21)を斜め下方に向力つて開口させたために、気液二相 流体が、容器本体 (21)の内壁に衝突して飛散することを防止することができる。また 、気液二相流体が、容器本体（16)の液流体の液面に対して垂直に落下するよりも、 緩やかに落下させることができるので、液流体の貯留部（23)の液面の乱れや気泡の 混入を低減することができる。
[0045] また、上記第 6及び第 12の発明によれば、上記流入管 (20)を水平方向に延びる ように設置したために、気液二相流体がスラグ流となる場合であっても、該スラグ流の ガス流体からなる大きな気泡の塊が壊れやすくなる。この結果、スラグ流の発生を抑 ff¾することができる。
[0046] また、上記第 7及び第 13の発明によれば、上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)を 、上記流入管（20)の開口端 (21)の上方に配置したために、流入管（20)から流入し た気液二相流体が落下して上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)から直接流出するこ とを防止することがでさる。
[0047] また、上記第 8及び第 14の発明によれば、第 1又は第 9の発明に記載の気液分 離器（18)を有した冷媒回路（10)が 2段圧縮 2段膨張冷凍サイクルを行うようにしたた めに、上記第 2膨張機構 (15)で中間圧に減圧された気液二相冷媒を上記気液分離 器 (18)で液冷媒とガス冷媒とに確実に分離することができる。この結果、高段側圧縮 機（12)の吸入側に供給されるガス冷媒に液冷媒が混入するのを防止することができ ると共に、第 1膨張機構 (17)を介して蒸発器 (13)に供給される液冷媒にガス冷媒が 混入するのを防止することができる。これにより、蒸発器（13)における蒸発能力の安 定ィ匕すると共に、凝縮器（14)における凝縮能力の安定ィ匕するので、運転の安定化を 図ることができること力 、装置としての信頼性を向上させることができる。 図面の簡単な説明
[図 1]図 1は、実施形態 1に係る冷凍装置の冷媒回路の配管系統図である。
[図 2]図 2は、実施形態 1に係る気液分離器の縦断面図である。
[図 3]図 3は、実施形態 1の変形例 1に係る気液分離器の縦断面図である。
[図 4]図 4は、実施形態 1の変形例 2に係る気液分離器の縦断面図である。
[図 5]図 5は、実施形態 2に係る気液分離器の縦断面図である。
[図 6]図 6は、実施形態 2の変形例 1に係る気液分離器の縦断面図である。
[図 7]図 7は、実施形態 2の変形例 2に係る気液分離器の縦断面図である。
[図 8]図 8は、従来の気液分離器の縦断面図である。
[図 9]図 9は、従来の気液分離器の縦断面図である。
符号の説明
1 冷凍装置
10 冷媒回路
11 低段側圧縮機
12 高段側圧縮機
13 冷凍熱交換器 (蒸発器）
14 室外熱交 (凝縮器）
15 主膨張弁 (第 2膨張機構）
16 容器本体
16d 下側部分 (下面）
17 中間膨張弁 (第 1膨張機構)
18 気液分離器
20 流入管
21 開口端
30 液流出管
31 開口端
40 ガス流出管 41 開口端
50 メッシュ部材 (細分化手段）
発明を実施するための最良の形態
[0050] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[0051] 《発明の実施形態 1》
図 1に示すように、本実施形態の冷凍装置（1)は、庫内の冷凍運転を行うものであ る。該冷凍装置 (1)は、 2段圧縮 2段膨張冷凍サイクルを行う冷媒回路 (10)を備えて いる。
[0052] 〈冷媒回路の構成〉
上記冷媒回路 (10)は、低段側圧縮機 (11)と高段側圧縮機 (12)と冷凍熱交 (
13)と室外熱交 (14)と主膨張弁 (17)と中間膨張弁 (15)と本発明の特徴である気 液分離器 (18)とを備えている。
[0053] 上記低段側圧縮機（11)の吐出側は、高段側圧縮機（12)の吸入側に接続されて いる。上記低段側圧縮機（11)と高段側圧縮機（12)とは、例えば、スクロール型圧縮 機から構成されている。
[0054] 上記冷凍熱交換器（13)は、庫内に設置され、冷媒が蒸発して庫内の冷却を行う 蒸発器に構成されている。該冷凍熱交換器 (13)は、出口側が低段側圧縮機 (11)の 吸入側に接続されている。該冷凍熱交^^ (13)は、例えば、フィン 'アンド'チューブ 型熱交換器から構成されている。また、上記冷凍熱交換器 (13)の入口側は、主膨張 弁 (17)の出口側に接続されている。上記主膨張弁 (17)は、開度調整可能な電子膨 張弁であり、第 1膨張機構に構成されている。
[0055] 上記室外熱交換器 (14)は、室外に設置され、冷媒が凝縮する凝縮器に構成され ている。該室外熱交換器 (14)は、入口側が高段側圧縮機（12)の吐出側に接続され ている。また、上記室外熱交翻（14)は、例えば、フィン 'アンド'チューブ熱交翻 力も構成されている。また、上記室外熱交 (14)の出口側は中間膨張弁（15)の 入口側に接続されている。該中間膨張弁（15)は、開度調整可能な電子膨張弁であ り、第 2膨張機構に構成されている。
[0056] 上記気液分離器（18)は、容器本体（16)と流入管 (20)と液流出管 (30)とガス流出 管 (40)とを備えている。該容器本体 (16)は、流入管 (20)を介して中間膨張弁 (15)の 下流側である出口側に接続され、液流出管 (30)を介して主膨張弁（17)の上流側で ある入口側に接続され、ガス流出管 (40)を介して高段側圧縮機（12)の吸入側に接 続されている。このようにして、該中間膨張弁（15)の出口側は、上記気液分離器（18 )を介して主膨張弁（17)の上流側である入口側と、上記高段側圧縮機（12)の吸入側 とに接続されている。
[0057] 〈気液分離器の構成〉
次に、上記気液分離器（18)の構成を、図 2に基づいて、より詳細に説明する。
[0058] 上記気液分離器（18)の容器本体（16)は、軸方向に長い略円筒状に形成され、 該軸方向が鉛直方向となるように配置されている。上記容器本体（16)は、円筒の側 面である胴部に、第 1貫通孔（16a)と第 2貫通孔（16b)と第 3貫通孔（16c)とを備えて いる。上記第 1貫通孔（16a)は、容器本体（16)の胴部の上部に設けられ、上記第 2貫 通孔（16b)は、容器本体（16)の胴部における上記第 1貫通孔（16a)と対向する側で あって且つ上記第 1貫通孔（16a)よりも高 、位置に設けられ、上記第 3貫通孔（16c) は、容器本体（16)の胴部の下部に設けられている。また、上記容器本体（16)の内部 は、下部に液冷媒の貯留部 (23)が形成される一方、その上側にガス冷媒の貯留部（ 24)が形成される。
[0059] 上記流入管（20)は、全体に亘つて水平方向に延びるように配置されて 、る。また 、上記流入管（20)は、上記容器本体（16)の第 1貫通孔（16a)を貫通して容器本体（1 6)内に導入され、上記容器本体（16)の胴部に対して略垂直に設けられている。そし て、上記流入管（20)の開口端 (21)は、容器本体（16)において、該容器本体（16)の 水平方向の中心よりも第 1貫通孔（16a)を有する胴部側に配置されている。また、上 記流入管（20)の開口端 (21)は、鉛直方向に対して約 45° の角度をなして斜め下方 に向かって開口している。
[0060] 上記流入管（20)には、本発明の特徴であるメッシュ部材 (50)が設けられて 、る。
具体的に、上記流入管 (20)では、容器本体（16)の第 1貫通孔（16a)の貫通部が容 器本体（16)にろう付けされ、該貫通部の直近に上記メッシュ部材 (50)が配置されて いる。該メッシュ部材 (50)は、中空の円錐状に形成されて、該円錐の底面が開口す る一方、該円錐の側面が金属製の線材を編んだ網材で構成されている。そして、メッ シュ部材 (50)の円錐の頂点が開口端 (21)側となるように配置されている。つまり、流 入管 (20)では、中間膨張弁（15)を流れた冷媒が、メッシュ部材 (50)の底面開口を通 つて円錐の頂点に向かって流れ、その際に、側面の網材を通過するように構成され ている。
[0061] 上記ガス流出管 (40)は、上記容器本体（16)の第 2貫通孔（16b)を貫通して容器 本体（16)内に導入され、上記容器本体（16)の胴部に対して略垂直に設けられてい る。また、上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)は、容器本体（16)において、該容器本 体（ 16)の水平方向の中心より第 2貫通孔（ 16b)を有する胴部側に配置されて 、る。
[0062] このようにして、上記流入管（20)の開口端 (21)とガス流出管 (40)の開口端 (41)と は、容器本体（16)の上部であるガス冷媒の貯留部（24)に配置され、且つ容器本体（ 16)の相対向する側に向かい合うように配置されている。また、ガス流出管 (40)の開 口端 (41)は、上記流入管（20)の開口端 (21)の上方に配置されて 、る。
[0063] 上記液流出管（30)は、容器本体（16)の第 3貫通孔（16c)を貫通し、容器本体（16 )の胴部に対して略垂直に設けられている。そして、上記液流出管（30)の開口端 (31 )は、容器本体（16)の下部の液冷媒の貯留部 (23)に配置されている。
[0064] 運転動作
次に、上記冷凍装置（1)の運転動作につ!、て説明する。
[0065] 上記冷凍装置（1)を起動すると、冷媒回路（10)では、各圧縮機（11, 12)の運転 が開始し、各膨張弁（15, 17)の開度が適宜設定され、冷媒が図 1の矢印の方向に循 環する。
[0066] 高段側圧縮機 (12)力も吐出した高圧の冷媒は、室外熱交翻 (14)を流れ、室外 空気に放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、中間膨張弁 (15)を流れて、中間圧まで 減圧され、気液二相状態の冷媒となる。
[0067] 上記気液二相状態の冷媒は、気液分離器（18)の流入管 (20)を流れ、メッシュ部 材 (50)を通過する。この際、該気液二相状態の冷媒中の気泡は細分化される。つま り、図 2に示すように、流入管（20)中の気液二相冷媒がスラグ流となって、ガス冷媒 の大きな塊力もなる気泡（80)が流れる場合である。この場合においても、気泡（80)が メッシュ部材 (50)を通過して細分ィ匕されて微小な気泡（81)となる。この結果、気液二 相冷媒は、液冷媒中に微少な気泡 (81)が分散した均一化された状態となる。
[0068] そして、このメッシュ部材 (50)が開口端 (21)の近傍に設けられているために、気 液二相冷媒は、均一化された状態が維持されたまま容器本体 (16)の内部に導入さ れる。特に、上記気液二相冷媒は、鉛直方向に向かって 45° 下方に開口している開 口端 (21)から、液冷媒の貯留部 (23)に向力つて緩やかに落下するようにして容器本 体（16)の内部に導入される。
[0069] このようにして、気液二相冷媒は、安定した流動状態で容器本体（16)内に導入さ れるので、液冷媒の貯留部 (23)が泡立ち気泡が生じたり、該液冷媒の貯留部 (23) の液面が乱れて、液冷媒が飛散したりすることことが低減される。そして、容器本体（1 6)内に導入された気液二相冷媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離され、該ガス冷媒は 、容器本体 (16)上部のガス冷媒貯留部 (24)に貯留され、上記液冷媒は、容器本体（ 16)下部の液冷媒貯留部 (23)に貯留される。
[0070] 容器本体（16)の液冷媒は、上記液流出管（30)を流れて主膨張弁（17)を通過し、 低圧まで減圧されて膨張する。膨張した冷媒は、冷凍熱交 (13)を流れる際に、 庫内空気から吸熱して蒸発し、庫内空気を冷却する。
[0071] 蒸発した冷媒は、低段側圧縮機 (11)に吸入され、中間圧まで圧縮されて吐出さ れる。そして、該中間圧の吐出冷媒に、上記気液分離器（18)の容器本体（16)内の ガス冷媒がガス流出管 (40)を介して供給され、高段側圧縮機（11)に吸入される。
[0072] 一実施形態 1の効果
上記冷凍装置（1)では、気液分離器 (18)の流入管 (20)に、メッシュ部材 (50)を設 けたために、流入管（20)を流れる気液二相冷媒中のガス冷媒からなる気泡（80)を確 実に細分ィ匕することができるので、該気液二相冷媒を均一化された状態とすることが できる。これにより、気液二相冷媒は、規則的で安定した流動状態で容器本体（16) に導入されるので、液冷媒の貯留部（23)の液面を乱れと、該乱れによる液冷媒の飛 散と、液冷媒の貯留部 (23)の泡立ち等による気泡の混入とを低減することができる。
[0073] 更に、上記流入管（20)は、全体に亘つて水平方向に延びるように設置されて!、る ので、気液二相流体中のガス冷媒からなる大きな気泡の塊が壊れやすくなつており、 メッシュ部材 (50)を通過する前から大きな気泡（80)の発生を抑制することができる。
[0074] また、上記気液分離器（18)では、上記流入管 (20)の開口端 (21)とガス流出管 (4 0)の開口端 (41)とが、容器本体（16)の上部であるガス冷媒の貯留部 (24)に配置さ れ、且つ容器本体（16)の相対向する側に向かい合うように配置されている。この結果 、上記流入管 (20)の開口端 (21)から液冷媒の貯留部 (23)に気液二相冷媒が直接 導入されることを防止することができると共に、上記流入管 (20)の開口端 (21)力 流 入する気液二相冷媒が容器本体（16)の内壁に衝突して飛散することを防止すること ができる。したがって、該液冷媒の貯留部 (23)に気泡が混入したり、該液流体の貯 留部（23)の液面が乱れたりすることを防止することができる。
[0075] 更に、上記流入管（20)の開口端 (21)は、約 45° に屈曲して斜め下方に向かつ て開口しているので、気液二相冷媒が、容器本体（16)の胴部に対して衝突すること を、より確実に防止することができる。更に、気液二相冷媒が、容器本体（16)内の液 冷媒の貯留部（23)の液面に対して垂直に落下するよりも緩やかに落下するので、液 冷媒の貯留部（23)の液面の乱れや泡立ちを低減することができる。
[0076] そして、ガス流出管 (40)の開口端 (41)は、容器本体（16)において上記流入管（2 0)の開口端 (21)と相対向する側に配置され、更に、上記流入管 (20)の開口端 (21) の上方に配置されている。したがって、上記流入管（20)から容器本体（16)に流入し た気液二相冷媒が、上記ガス流出管 (40)力 直接流出することを防止することがで きる。
[0077] また、上記液流出管（30)の開口端 (31)を、容器本体（16)の下部の液冷媒の貯 留部 (23)に配置したために、液流出管 (30)力も液冷媒が流出する際に、ガス冷媒が 混入することを防止することができる。
[0078] 以上のように、気液分離器（18)の各配管（20, 30, 40)を配置したことにより、液冷 媒の貯留部 (23)から液流出管 (30)へ流れる液冷媒にガス冷媒が混入することを防 止することができる。更に、ガス冷媒の貯留部（24)カゝらガス流出管 (40)へ流れるガス 冷媒に液冷媒が混入することを防止することができる。この結果、気液分離性能を向 上させることができる。
[0079] また、上記冷凍装置（1)において、冷媒回路（10)の気液分離器 (18)の気液分離 性能が向上するので、冷凍熱交換器 (13)における蒸発能力と、室外熱交換器 (14) における凝縮能力とが安定ィ匕されることから、運転の安定ィ匕を図ることができる。この 結果、冷凍装置（1)の信頼性を向上させることができる。
[0080] 〈実施形態 1の変形例 1〉
本実施形態は、上記実施形態 1の気液分離器（1)の流入管 (20)を 1本の配管か ら構成したのに代わり、図 3に示すように、流入管 (20)を、主配管部 (20a)とメッシュ 配管部（20b)とろう付け配管部（20c)とより構成したものである。
[0081] 具体的に、上記ろう付け配管部（20c)は、ケーシング（10)の第 1貫通孔（16a)にろ う付けされている。上記メッシュ配管部 (20b)は、管径が、ろう付け配管部 (20c)及び 主配管 (20a)の管径より大径に形成され、実施形態 1と同様に円錐状に形成されたメ ッシュ部材 (50)が配置されている。そして、上記主配管部（20a)は、メッシュ配管部（2 Ob)を介して上記ろう付け配管部 (20c)と接続されてる。
[0082] つまり、上記主配管部（20a)とメッシュ配管部（20b)とろう付け配管部（20c)とが順 に接続されている。
[0083] 本実施形態では、流入管（20)を 3つの配管部（20a, 20b, 20c)力 構成したことに より、メッシュ部材 (50)のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。また、メッシュ 配管部 (20b)では、気液二相状態の冷媒が流れる際に、メッシュ部材 (50)が抵抗と なるが、やや大径に形成したことにより、抵抗を低減することができる。
[0084] その他の構成、作用及び効果は実施形態 1と同じである。
[0085] 〈実施形態 1の変形例 2〉
本実施形態は、上記実施形態 1の気液分離器 (1)の容器本体 (16)を略円筒状に 形成したのに代わり、図 4に示すように、容器本体（16)の下面（16d)を液流出管（30) の開口端 (31)に対応する位置に向かって下方に傾斜させたものである。
[0086] 本実施形態では、容器本体（16)の下面（16d)が上記液流出管（30)の開口端 (31 )に対応する位置に向力つて下方に傾斜しているので、容器本体（16)内の液冷媒が 少量であっても、液流出管（30)の開口端 (31)周辺に確実に液冷媒を貯留させること ができる。この結果、上記液流出管（30)力 確実に液冷媒を流出させることができる 。また、上記液流出管 (30)の開口端 (31)が、ガス冷媒貯留部 (24)に晒されることが ないことから、液流出管（30)力 ガス冷媒が流出することを防止することができる。
[0087] その他の構成、作用及び効果は、実施形態 1と同じである。
[0088] 《発明の実施形態 2》
本実施形態は、上記実施形態 1と同様に、 2段圧縮 2段膨張冷凍サイクルを行う 冷媒回路を備え、庫内の冷凍運転を行う冷凍装置であり、上記実施形態 1と冷媒回 路における気液分離器（18)の構成のみが異なる。
[0089] 本実施形態の気液分離器（18)は、図 5に示すように、上記容器本体（16)力 水 平方向の長手方向長さが鉛直方向の長さよりも長く形成されている。また、上記気液 分離器（18)の流入管（20)には、細分ィ匕手段であるメッシュ部材 (50)が設けられて ヽ ない。
[0090] 具体的に、上記気液分離器（18)の容器本体（16)は、上記実施形態 1の円筒状 の容器本体（16)を、該円筒の軸方向が水平方向になるように横置きに設置されて！、 る。この結果、上記容器本体（16)は、水平方向の長手方向長さが鉛直方向の長さよ りも長く形成されている。
[0091] また、上記容器本体（16)の円筒の 2つの底面のうち一方には、上部に第 1貫通孔
(16a)力 下部に第 3貫通孔（16c)が、それぞれ形成されている。そして、上記流入管 (20)と液流出管 (30)とは、それぞれ、上記第 1貫通孔（16a)と第 3貫通孔（16c)とを 容器本体（16)の底面に対して略垂直に貫通して容器本体（16)に接続されて!、る。
[0092] 一方、上記容器本体（16)の底面のうち他方には、第 1貫通孔（16a)に対応する位 置の上部に第 2貫通孔（16b)が形成され、該第 2貫通孔（16b)にガス流出管 (40)が 貫通して接続されている。また、上記流入管（20)の開口端 (21)と上記液流出管（30) の開口端 (31)とは、容器本体（16)の水平方向の中心より第 1貫通孔（16a)と第 3貫 通孔（16b)を有する底面側に配置されている。また、上記ガス流出管 (40)の開口端（ 41)は、容器本体（16)の水平方向の中心より第 2貫通孔（16b)を有する底面側に配 置されている。
[0093] このようにして、上記液流出管（20)の開口端 (21)とガス流出管 (40)の開口端 (41 )とは、容器本体 (16)上部のガス冷媒の貯留部 (24)に配置され、且つ容器本体 (16) の長手方向の相対向する側に向かい合うようにして配置されている。また、ガス流出 管 (40)の開口端 (41)は、上記流入管 (20)の開口端 (21)の上方に配置されて 、る。 一方液流出管 (30)は、開口端 (31)は、容器本体 (16)下部の液冷媒の貯留部 (24) に配置されている。
[0094] 本実施形態では、上記実施形態 1と同じ形状の容器本体（16)を用いているが、 容器本体（16)の水平方向が長手方向となるように設置したために、以下のような効 果を奏す。
[0095] まず、上記流入管 (20)の開口端 (21)と、該開口端 (21)が対向する上記容器本体
(16)の内壁 (第 2貫通孔（16b)を有した底面）との距離を長くすることができる。したが つて、上記流入管（20)を流れる気液二相冷媒がスラグ流となって一時的に流速が速 くなる場合であっても、上記流入管 (20)から流入した気液二相冷媒が、容器本体（16 )の内壁に衝突することを防止することができる。
[0096] これにより、この衝突によって生じる気液二相冷媒の飛散を防止することができる ので、飛散した冷媒が、ガス流出管 (40)力 流出することを防止することができる。更 に、飛散した冷媒が液冷媒の貯留部 (23)に落下して生じる液面の乱れ、該液面の乱 れによって生じる液冷媒の飛散、及び液冷媒の貯留部（23)への気泡の混入を確実 に防止することができる。
[0097] また、上記流入管 (20)の開口端 (21)とガス流出管 (40)の開口端 (41)とを、確実 に離隔して配置することができるので、該流入管（20)力 流入した気液二相冷媒が、 ガス流出管 (40)力 直接流出することを確実に防止することができる。
[0098] このようにして、上記気液分離器（18)では、ガス流出管 (40)力 流出するガス冷 媒に液冷媒が混入することを防止することができると共に、液流出管 (30)から流出す る液冷媒にガス冷媒が混入することができる。この結果、上記気液分離器（18)の気 液分離性能を向上させることができる。
[0099] なお、本実施形態では、容器本体（16)の長手方向を水平方向とすることにより、 流入管 (20)力も流入した気液二相冷媒が、容器本体（16)の内壁に衝突することを 防止している。し力しながら、実施形態 1と同様に、流入管（20)の開口端 (21)が斜め 下方に向力つて開口するようにして、流入管（20)から流入した気液二相冷媒が、容 器本体（16)の内壁に衝突することを、より確実に防止するようにしてもょ 、。 [0100] その他の構成、作用及び効果は、実施形態 1と同じである。
[0101] 一実施形態 2の変形例 1
本実施形態は、図 6に示すように、上記実施形態 2の気液分離器（18)の流入管（ 20)に、メッシュ部材 (50)を設けたものである。
[0102] 本実施形態では、上記メッシュ部材 (50)を設けたことにより、流入管（20)力 容器 本体 (50)内に導入される気液二相冷媒が均一化され、該気液二相冷媒の流動状態 が規則的かつ安定的となる。この結果、液冷媒の貯留部 (23)の液面の乱れや、該液 面の乱れによるガス冷媒の貯留部 (24)への液冷媒の飛散や、液冷媒の貯留部 (23) の泡立ち等による気泡の混入などが防止される。これにより、上記気液分離器（18)の 気液分離性能が更に向上する。
[0103] その他の構成、作用及び効果は、実施形態 2と同じである。
[0104] 一実施形態 2の変形例 2—
本実施形態は、図 7に示すように、上記実施形態 2の気液分離器（18)の容器本 体（16)を、ガス流出管 (40)が貫通した底面から液流出管（30)が貫通した底面の方 向に向力つて下方に傾斜させて設置させたものである。これにより、上記容器本体（1 6)の円筒の側面における下側部分（16d)が上記液流出管（30)の開口端 (31)に対応 する位置に向力つて下方に傾斜し、上記側面における下側部分（16d)が容器本体（1 6)の下面に構成されている。また、本実施形態では、容器本体（16)のみが傾斜して 配置され、各配管（20, 30, 40)は、容器本体（16)に水平方向に配置されている。
[0105] 本実施形態では、容器本体（16)内の液冷媒が少量であっても、液流出管（30)の 開口端 (31)周辺に、確実に液冷媒を貯留させることができるので、液流出管 (30)か ら確実に液冷媒を流出させることができる。また、液流出管（30)の開口端 (31)がガス 冷媒の貯留部 (24)に晒されることを防止することができるので、液流出管 (30)力 ガ ス冷媒が流出することを防止することができる。
[0106] なお、本実施形態では、容器本体（16)全体を傾斜させることにより、容器本体（16 )の円筒側面の下側部分（16d)が、上記液流出管 (30)の開口端 (31)に対応する位 置に向力つて下方に傾斜するようにしたが、実施形態 1の変形例 2と同様に、容器本 体（16)の下側部分（16d)のみが、上記液流出管（30)の開口端 (31)に対応する位置 に向力つて下方に傾斜する形状としてもよい。また、各配管（20, 30, 40)を、容器本 体（16)の底面に対して略垂直になるように導入して、容器本体（16)と同じ方向に傾 斜するように配置してもよ 、。
[0107] その他の構成、作用及び効果は、実施形態 2と同じである。
[0108] 《その他の実施形態》
上記実施形態にっ ヽては、以下のような構成としてもょ ヽ。
[0109] 上記各実施形態の冷凍装置（1)は、庫内の冷凍運転を行う冷凍装置としたが、気 液分離器を有して 2段圧縮 2段膨張冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置 であればよい。つまり、冷凍装置（1)は、例えば、室内の冷房運転又は暖房運転を行 う冷凍装置であってもよぐ更に、冷暖房運転切換可能な冷凍装置や、単段圧縮単 段膨張運転と 2段圧縮 2段膨張運転が切換可能な冷凍装置であってもよい。また、冷 媒回路の圧縮機（11, 12)や熱交 m^ (13, 14)の構成も特に限定されない。
[0110] また、上記実施形態 1では、気液分離器（18)の流入管（20)に設けたメッシュ部材
(50)を円錐状に形成したが、メッシュ部材 (50)の形状等は特に限定されない。例え ば、メッシュ部材 (50)は、板状のメッシュ部材を一枚又は複数枚重ねて流入管（20) 内に配置するなどしてもょ 、。
[0111] また、上記各実施形態では、気液分離器 (18)の容器本体 (16)を円筒形としたが 、容器本体（16)の形状は特に限定されず、例えば、直方体のものであってもよい。
[0112] なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物 、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
産業上の利用可能性
[0113] 以上説明したように、本発明は、気液分離器及び該気液分離器を有する冷媒回 路を備えた冷凍装置について有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 気液二相流体を液流体とガス流体とに分離する容器本体（16)と、
該容器本体（16)に気液二相流体を流入させるための流入管（20)と、 上記容器本体（16)内の液流体を上記容器本体（16)力 流出させるための液流 出管 (30)と、
上記容器本体（16)内のガス流体を上記容器本体（16)力 流出させるためのガス 流出管 (40)とを備えた気液分離器であって、
上記流入管（20)には、気液二相流体中の気泡を細分化する細分化手段 (50)が 設けられている
ことを特徴とする気液分離器。
[2] 請求項 1において、
上記細分化手段 (50)は、メッシュ部材 (50)で構成されて!、る
ことを特徴とする気液分離器。
[3] 請求項 1において、
上記流入管 (20)の開口端 (21)と上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)とは、容器 本体（16)の上部に配置されると共に、容器本体（16)の相対向する側に向かい合うよ うに配置される一方、
上記液流出管（30)の開口端 (31)は、容器本体（16)の下部に配置されている ことを特徴とする気液分離器。
[4] 請求項 1において、
上記容器本体（16)は、該容器本体（16)の下面（16d)が上記液流出管 (30)の開 口端 (31)に対応する位置に向力つて下方に傾斜するように設置されている ことを特徴とする気液分離器。
[5] 請求項 1において、
上記流入管（20)は、容器本体（16)内に水平方向に導入される一方、開口端 (21 )が斜め下方に向かって開口している
ことを特徴とする気液分離器。
[6] 請求項 1において、 上記流入管（20)は、水平方向に延びるように設置されて!、る
ことを特徴とする気液分離器。
[7] 請求項 3において、
上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)は、上記流入管 (20)の開口端 (21)の上方に 配置されている
ことを特徴とする気液分離器。
[8] 請求項 1に記載の気液分離器 (18)を有する冷媒回路（10)を備えた冷凍装置で あって、
上記冷媒回路 (10)は、第 1膨張機構 (17)と蒸発器 (13)と低段側圧縮機 (11)と高 段側圧縮機 (12)と凝縮器 (14)と第 2膨張機構 (15)とが順に接続されて 2段圧縮 2段 膨張冷凍サイクルを行うように構成され、
上記凝縮器 (14)を流れた後に上記第 2膨張機構 (15)で減圧された中間圧の気 液二相冷媒が、上記気液分離器（18)の容器本体（16)に流入するように、上記気液 分離器 (18)の流入管 (20)が上記第 2膨張機構 (15)の下流側に接続され、
上記気液分離器 (18)で分離された液冷媒が上記第 1膨張機構 (17)に供給される ように、上記気液分離器 (18)の液流出管 (30)が上記第 1膨張機構 (17)の上流側に 接続される一方、
上記気液分離器 (18)で分離されたガス冷媒が高段側圧縮機 (12)の吸入側に供 給されるように上記気液分離器 (18)のガス流出管 (40)が高段側圧縮機（12)の吸入 側に接続されている
ことを特徴とする冷凍装置。
[9] 気液二相流体を液流体とガス流体とに分離する容器本体（16)と、
該容器本体（16)に気液二相流体を流入させるための流入管（20)と、 上記容器本体（16)内の液流体を上記容器本体（16)力 流出させるための液流 出管 (30)と、
上記容器本体（16)内のガス流体を上記容器本体（16)力 流出させるためのガス 流出管 (40)とを備えた気液分離器であって、
上記容器本体 (16)は、水平方向の長手方向長さが鉛直方向の長さよりも長く形 成される一方、
上記流入管 (20)の開口端 (21)と上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)とは、容器 本体（16)の上部に配置されると共に、容器本体（16)の長手方向の相対向する側に 向かい合うように配置され、
上記液流出管（30)の開口端 (31)は、容器本体（16)の下部に配置されている ことを特徴とする気液分離器。
[10] 請求項 9において、
上記容器本体（16)は、該容器本体（16)の下面（16d)が上記液流出管 (30)の開 口端 (31)に対応する位置に向力つて下方に傾斜するように設置されている ことを特徴とする気液分離器。
[11] 請求項 9において、
上記流入管（20)は、容器本体（16)内に水平方向に導入される一方、開口端 (21 )が斜め下方に向かって開口している
ことを特徴とする気液分離器。
[12] 請求項 9において、
上記流入管（20)は、水平方向に延びるように設置されて!、る
ことを特徴とする気液分離器。
[13] 請求項 9において、
上記ガス流出管 (40)の開口端 (41)は、上記流入管 (20)の開口端 (21)の上方に 配置されている
ことを特徴とする気液分離器。
[14] 請求項 9に記載の気液分離器 (18)を有する冷媒回路（10)を備えた冷凍装置で あって、
上記冷媒回路 (10)は、第 1膨張機構 (17)と蒸発器 (13)と低段側圧縮機 (11)と高 段側圧縮機 (12)と凝縮器 (14)と第 2膨張機構 (15)とが順に接続されて 2段圧縮 2段 膨張冷凍サイクルを行うように構成され、
上記凝縮器 (14)を流れた後に上記第 2膨張機構 (15)で減圧された中間圧の気 液二相冷媒が、上記気液分離器（18)の容器本体（16)に流入するように、上記気液 分離器 (18)の流入管 (20)が上記第 2膨張機構 (15)の下流側に接続され、 上記気液分離器 (18)で分離された液冷媒が上記第 1膨張機構 (17)に供給される ように、上記気液分離器 (18)の液流出管 (30)が上記第 1膨張機構 (17)の上流側に 接続される一方、
上記気液分離器 (18)で分離されたガス冷媒が高段側圧縮機 (12)の吸入側に供 給されるように上記気液分離器 (18)のガス流出管 (40)が高段側圧縮機（12)の吸入 側に接続されている
ことを特徴とする冷凍装置。
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