WO2012108149A1 - 気液分離器および冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2012108149A1
WO2012108149A1 PCT/JP2012/000704 JP2012000704W WO2012108149A1 WO 2012108149 A1 WO2012108149 A1 WO 2012108149A1 JP 2012000704 W JP2012000704 W JP 2012000704W WO 2012108149 A1 WO2012108149 A1 WO 2012108149A1
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liquid
gas
pipe
liquid separator
phase fluid
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PCT/JP2012/000704
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English (en)
French (fr)
Inventor
長谷川　寛
岡市　敦雄
文順 咲間
修 小須田
拓也 奥村
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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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
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006—Accumulators
    • 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
    • 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
    • F25B2400/23—Separators

Definitions

  • the present invention relates to a gas-liquid separator suitable for downsizing and a refrigeration cycle apparatus using the gas-liquid separator.
  • 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.
  • Such a gas-liquid separator needs to have a certain size in order to obtain a large centrifugal force.
  • 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.
  • Patent Document 1 discloses a gas-liquid separator 100 as shown in FIG.
  • 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.
  • 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.
  • a partition plate 120 that forms an annular minimal space 112 along the inner peripheral surface of the sealed container 110 therebetween.
  • 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.
  • 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.
  • the separated gas is collected at the center of the sealed container 100 and discharged to the outside through the gas outlet pipe 153.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a liquid outlet hole is provided in a portion extending 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 layer to flow out of the hermetic container, and which of the first pipe and the second pipe is the gas-liquid two-phase pipe Even when a phase fluid flows from the outside of the sealed container into the inflow space, the other 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 is provided that is configured to flow out of the outside.
  • 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.
  • 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 Comprising a switching means for switching the second direction to be guided to the vessel, and to provide a refrigeration cycle device.
  • 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.
  • FIG. 3A The longitudinal cross-sectional view of the gas-liquid separator which concerns on 1st Embodiment of this invention
  • Cross section along line II-II in FIG. 3A is an enlarged view showing a circular liquid outlet hole
  • FIG. 3B is an enlarged view showing an oblong liquid outlet hole.
  • Configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus using the gas-liquid separator shown in FIG. A longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to a second embodiment of the present invention.
  • Cross section along line VI-VI in FIG. Longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 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.
  • Longitudinal sectional view of a gas-liquid separator according to a seventh embodiment of the present invention Vertical section of a conventional gas-liquid separator
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the height of the upper cover part 21 and the lower cover part 23 is not specifically limited, It can set arbitrarily.
  • the guide member 5 is disposed at a position corresponding to the upper part 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 which is opposed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22 and expands downward.
  • 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.
  • 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.
  • the gas outlet pipe 4 is for allowing the gas from which the liquid has been removed from the gas rich layer F2 by the surface tension of the liquid layer F1 to flow out of the hermetic 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.
  • the first pipe 3 ⁇ / b> A and the second pipe 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.
  • substantially straight means that the bending angle is 10 degrees or less even if it is bent halfway.
  • the first pipe 3A and the second pipe 3B extend in the vertical direction.
  • the first pipe 3A is provided with a liquid outlet hole 31 at a portion immersed in the liquid reservoir 13, and the second pipe 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.
  • 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 pool 13 is lowered.
  • 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, 32 to the tips of the first pipe 3A and the second pipe 3B is H 2 [m]
  • the liquid density is ⁇ 1 [kg / m 3 ]
  • 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.
  • 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.
  • the pressure loss ⁇ P 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 ⁇ P satisfies Expression 5.
  • the shape of the liquid outlet holes 31 and 32 may be circular as shown in FIG. 3A or 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the liquid 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.
  • 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.
  • first pipe 3A and the second pipe 3B when one of the first pipe 3A and the second pipe 3B functions as an inflow pipe for the 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.
  • the outer peripheral surface of the guide member 5 has a tapered shape whose diameter is expanded downward, the flow speed of the gas rich layer F2 can be gradually increased while the two-layer flow F flows smoothly into the flow passage 15.
  • 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. .
  • the liquid slightly mixed in the gas by gravity and centrifugal force can be removed.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the refrigeration cycle apparatus 9 is used for air conditioning that performs indoor heating and cooling, and includes a heat pump circuit 90 that circulates the refrigerant and an injection pipe 97 that bypasses the refrigerant.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 in 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. An injection cycle can be realized.
  • (Second Embodiment) 5 and 6 show a gas-liquid separator 1B according to the second embodiment of the present invention.
  • 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.
  • 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.
  • the separation member 6 can expand the surface area of the liquid layer F1 more than the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22.
  • a corrugated material or a mesh material having a plurality of longitudinal grooves can be used as such a separating member 6, a corrugated material or a mesh material having a plurality of longitudinal grooves can be used.
  • 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.
  • the corrugated material may have, for example, only a longitudinal groove that opens radially inward.
  • the separation member 6 is supported from below by a support plate 65.
  • 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.
  • 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.
  • the liquid can be smoothly guided to the liquid pool 13 by gravity while the liquid is retained in the groove by surface tension.
  • FIG. 7 shows a gas-liquid separator 1C according to the third embodiment of the present invention.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the shape of the partition member 7 is not limited to this shape, and may be, for example, a hemisphere that opens downward.
  • the 1st piping 3A may penetrate the partition member 7 instead of the 2nd piping 3B.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the separation member 6 is drawn in FIG. 7, the separation member 6 can be omitted as in the first embodiment.
  • (Fourth embodiment) 8 and 9 show a gas-liquid separator 1D according to the fourth embodiment of the present invention.
  • 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.
  • the diameter of the sealed container 2 can be reduced.
  • a compact gas-liquid separator 1D can be configured.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the pressure loss when flowing into the gas outlet pipe 4 increases. It is not preferable.
  • the distance from the tip of the gas outlet pipe 4 to the first pipe 3A or the second pipe 3B is not less than 0.5 times and not more than 1.5 times the outer diameter of the gas outlet pipe 4.
  • the separating member 6 is depicted in FIG. 8, it is possible to omit the separating member 6 as in the first embodiment.
  • (Fifth embodiment) 10 and 11 show a gas-liquid separator 1E according to a fifth embodiment of the present invention.
  • 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.
  • 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.
  • (Sixth embodiment) 12 and 13A and 13B show a gas-liquid separator 1F according to a sixth embodiment of the present invention.
  • an inflow partition wall 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 side.
  • An outflow partition 82 is provided to partition the pipe 3B side.
  • 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.
  • 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.
  • 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 located on a straight line connecting at least 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.
  • the outflow partition 82 is fixed to the sealed container 2 or the gas outlet pipe 4.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the separating member 6 is drawn in FIG. 12, the separating member 6 can be omitted as in the first embodiment.
  • FIG. 14 shows a gas-liquid separator 1G according to the seventh embodiment of the present invention.
  • a movable valve 35 is disposed inside each of the first pipe 3A and the second pipe 3B.
  • 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.
  • 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.
  • the operation of the gas-liquid separator 1G of the present 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.
  • the movable valve 35 is normally located at the first position by gravity.
  • first operation mode 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.
  • 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.
  • second operation mode the gas-liquid two-phase fluid is introduced through the second pipe 3B (hereinafter referred to as “second operation mode”).
  • the on-off valve 35 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.
  • 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. .
  • separation member 6 is illustrated in FIG. 14, the separation member 6 may be omitted as in the first embodiment.

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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。

Description

気液分離器および冷凍サイクル装置
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
国際公開第２００７／０５５３８６号
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
本発明の第１実施形態に係る気液分離器の縦断面図 図１のII－II線に沿った横断面図 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 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 本発明の第２実施形態に係る気液分離器の縦断面図 図５のVI－VI線に沿った横断面図 本発明の第３実施形態に係る気液分離器の縦断面図 本発明の第４実施形態に係る気液分離器の縦断面図 図８のIX－IX線に沿った横断面図 本発明の第５実施形態に係る気液分離器の縦断面図 図１０のXI－XI線に沿った横断面図 本発明の第６実施形態に係る気液分離器の縦断面図 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 本発明の第７実施形態に係る気液分離器の縦断面図 従来の気液分離器の縦断面図
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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、
　　　ＰIN＝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、
　　　ＰOUT＝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、
　　　Ｐ1＝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、
　　　ＰOUT－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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。

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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102878650A (zh) * 2012-09-28 2013-01-16 东南大学 实现温度、湿度分别调节的家用空调装置
CN102878620A (zh) * 2012-11-02 2013-01-16 北京德能恒信科技有限公司 一种二相流制冷系统
CN102967094A (zh) * 2012-12-17 2013-03-13 北京德能恒信科技有限公司 一种二相流储液稳流器
WO2015184933A1 (zh) * 2014-06-05 2015-12-10 珠海格力电器股份有限公司 闪蒸器及具有该闪蒸器的空调系统
CN107560251A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 费希尔久安输配设备(成都)有限公司 用于冷却剂循环系统的水平式气体泄露捕集器
JP2020180772A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 株式会社鷺宮製作所 膨張弁および冷凍サイクルシステム
CN112665227A (zh) * 2019-10-15 2021-04-16 浙江盾安禾田金属有限公司 气液分离器及压缩系统
CN115479417A (zh) * 2022-07-27 2022-12-16 西安交通大学 一种气液分离装置及微通道平行流冷凝器

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2612306B1 (es) * 2015-11-12 2018-03-07 Carlos BAÑO ANTON Máquina productora de fluido en estado líquido
JP6645845B2 (ja) * 2016-01-26 2020-02-14 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 複数の配管を有するアキュムレータおよび圧縮機
CN105928270B (zh) * 2016-06-06 2018-12-28 大连冷冻机股份有限公司 汽液分离型分液器
CN206207818U (zh) * 2016-10-31 2017-05-31 广东美芝精密制造有限公司 储液器和具有其的压缩机组件
JP6430465B2 (ja) * 2016-12-01 2018-11-28 カルソニックカンセイ株式会社 気液分離器
JP6587602B2 (ja) 2016-12-27 2019-10-09 株式会社不二工機 冷媒容器
CN106766428A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 广东美的暖通设备有限公司 气液分离器及具有其的制冷系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61114058A (ja) * 1985-09-19 1986-05-31 ダイキン工業株式会社 ヒ−トポンプ式冷凍装置
JPH04366377A (ja) * 1991-06-11 1992-12-18 Daikin Ind Ltd 気液分離器
JPH0594663U (ja) * 1992-06-01 1993-12-24 三菱重工業株式会社 冷凍装置用レシーバ
JPH10325622A (ja) * 1997-03-26 1998-12-08 Mitsubishi Electric Corp 冷凍サイクル装置
JP2000241049A (ja) * 1999-02-22 2000-09-08 Zexel Corp 受液器
JP2002031438A (ja) * 2000-07-19 2002-01-31 Hitachi Ltd 空気調和装置及びその製作方法
WO2007055386A1 (ja) 2005-11-14 2007-05-18 Nichirei Industries Co., Ltd. 気液分離器および気液分離器を備えた冷凍装置
JP2008039205A (ja) * 2006-08-01 2008-02-21 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2009174836A (ja) * 2008-01-23 2009-08-06 Nichirei Kogyo Kk 気液分離装置および気液分離装置を備えた冷凍装置。

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2555307Y2 (ja) * 1990-04-02 1997-11-19 三菱重工業株式会社 ヒートポンプ冷凍サイクル
JPH07269992A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Zexel Corp ヒートポンプシステム用レシーバタンク
JPH0968371A (ja) * 1995-08-31 1997-03-11 Nippon Soken Inc 気液分離器
JP4810988B2 (ja) * 2005-11-16 2011-11-09 パナソニック株式会社 冷凍サイクル装置
CN201653015U (zh) * 2010-04-27 2010-11-24 青岛海信日立空调系统有限公司 一种新型气液分离器
CN201731697U (zh) * 2010-07-16 2011-02-02 宁波奥克斯电气有限公司 气液分离器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61114058A (ja) * 1985-09-19 1986-05-31 ダイキン工業株式会社 ヒ−トポンプ式冷凍装置
JPH04366377A (ja) * 1991-06-11 1992-12-18 Daikin Ind Ltd 気液分離器
JPH0594663U (ja) * 1992-06-01 1993-12-24 三菱重工業株式会社 冷凍装置用レシーバ
JPH10325622A (ja) * 1997-03-26 1998-12-08 Mitsubishi Electric Corp 冷凍サイクル装置
JP2000241049A (ja) * 1999-02-22 2000-09-08 Zexel Corp 受液器
JP2002031438A (ja) * 2000-07-19 2002-01-31 Hitachi Ltd 空気調和装置及びその製作方法
WO2007055386A1 (ja) 2005-11-14 2007-05-18 Nichirei Industries Co., Ltd. 気液分離器および気液分離器を備えた冷凍装置
JP2008039205A (ja) * 2006-08-01 2008-02-21 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2009174836A (ja) * 2008-01-23 2009-08-06 Nichirei Kogyo Kk 気液分離装置および気液分離装置を備えた冷凍装置。

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102878650A (zh) * 2012-09-28 2013-01-16 东南大学 实现温度、湿度分别调节的家用空调装置
CN102878620A (zh) * 2012-11-02 2013-01-16 北京德能恒信科技有限公司 一种二相流制冷系统
CN102878620B (zh) * 2012-11-02 2016-09-21 北京丰联奥睿科技有限公司 一种二相流制冷系统
CN102967094A (zh) * 2012-12-17 2013-03-13 北京德能恒信科技有限公司 一种二相流储液稳流器
WO2015184933A1 (zh) * 2014-06-05 2015-12-10 珠海格力电器股份有限公司 闪蒸器及具有该闪蒸器的空调系统
CN107560251A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 费希尔久安输配设备(成都)有限公司 用于冷却剂循环系统的水平式气体泄露捕集器
JP2020180772A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 株式会社鷺宮製作所 膨張弁および冷凍サイクルシステム
JP7134147B2 (ja) 2019-04-25 2022-09-09 株式会社鷺宮製作所 膨張弁および冷凍サイクルシステム
CN112665227A (zh) * 2019-10-15 2021-04-16 浙江盾安禾田金属有限公司 气液分离器及压缩系统
CN112665227B (zh) * 2019-10-15 2022-05-13 浙江盾安禾田金属有限公司 气液分离器及压缩系统
CN115479417A (zh) * 2022-07-27 2022-12-16 西安交通大学 一种气液分离装置及微通道平行流冷凝器
CN115479417B (zh) * 2022-07-27 2023-10-27 西安交通大学 一种气液分离装置及微通道平行流冷凝器

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