WO2019073564A1 - 気液分離器および冷媒回路 - Google Patents

気液分離器および冷媒回路 Download PDF

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WO2019073564A1
WO2019073564A1 PCT/JP2017/036932 JP2017036932W WO2019073564A1 WO 2019073564 A1 WO2019073564 A1 WO 2019073564A1 JP 2017036932 W JP2017036932 W JP 2017036932W WO 2019073564 A1 WO2019073564 A1 WO 2019073564A1
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WO
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refrigerant
gas
inflow
liquid separator
pipe
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/036932
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
教将 上村
洋次 尾中
Original Assignee
三菱電機株式会社
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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

Definitions

  • the present invention relates to a gas-liquid separator and a refrigerant circuit equipped with the same.
  • the liquid refrigerant condensed in the condenser is decompressed by the expansion valve, and flows into the evaporator in a gas-liquid two-phase state in which the gas refrigerant and the liquid refrigerant are mixed.
  • the pressure loss when the refrigerant passes through the evaporator increases and the efficiency decreases.
  • the refrigerant is separated into the gas refrigerant and the liquid refrigerant using the gas-liquid separator, and only the liquid refrigerant flows into the evaporator.
  • the pressure loss when passing through the evaporator can be reduced and the efficiency can be improved.
  • the refrigerant is discharged into the interior of the container from the inflow pipe inserted from the side surface in the container, and collides with the wall surface in the container, and the gas refrigerant and the liquid refrigerant (droplets etc.)
  • a collision-type separation method of gravity separation and separation for example, Patent Document 1.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide a gas-liquid separator capable of suppressing a decrease in separation efficiency even under a large flow rate of refrigerant and a refrigerant circuit equipped with the same. .
  • the gas-liquid separator of the present invention is A vessel in which a gas outlet pipe and a liquid outlet pipe are connected; A gas-liquid separation device for flowing the gas refrigerant from the gas outflow pipe and the liquid refrigerant from the liquid outflow pipe; And it is
  • the inflow pipe comprises a plurality of inflow pipes which are inserted into the container from different positions at upper and lower positions on the side surface of the container and which discharges the refrigerant inside the container,
  • the system further comprises a distributor connected to a refrigerant pipe through which the refrigerant in which the gas refrigerant and the liquid refrigerant are mixed flows, and branches into a plurality of inflow pipes via branch parts that branch differently in the vertical direction.
  • a first inflow pipe connected to the branch portion so as to be the lowest is inserted into the side surface at a position lower than the other inflow pipes,
  • the refrigerant discharged from the first inflow pipe is adapted to make a surface collision inside the container.
  • the refrigerant discharged from the first inflow pipe is inserted into the side at a position where it is lower than the other inflow pipes, and the refrigerant discharged from the first inflow pipe is Due to the surface collision, the decrease in separation efficiency can be suppressed even under the condition where the flow rate of the refrigerant is large.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the gas-liquid separator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a top view of the gas-liquid separator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the gas-liquid separator according to the present invention performs gas-liquid separation using collision of gas-liquid mixed refrigerant inside the container as in Patent Document 1.
  • the gas-liquid separator 10 has a vessel 1 to which a gas outflow pipe 2 and a liquid outflow pipe 3 are connected, and an inflow pipe 5 for allowing refrigerant to flow into the interior of the vessel 1.
  • the inflow pipe 5 is composed of a plurality of inflow pipes 5a, 5b and 5c.
  • the container 1 Since the collision type gas-liquid separation mainly uses gravity, the container 1 is installed with its vertical direction determined as shown in FIG.
  • the container 1 has a side surface between the upper and lower portions.
  • a gas outflow pipe 2 from which the gas refrigerant G flows out is connected to the upper portion of the container 1, and a liquid outflow pipe 3 from which the liquid refrigerant L flows out is connected to the lower portion of the container 1.
  • a typical container 1 has a cylindrical shape which is long in the vertical direction, and the side surface is a cylindrical surface having an axis in the vertical direction.
  • the container 1 Since the container 1 is used in a condition requiring a pressure resistance, it is preferable that the container 1 have a shape with no corners, and the upper and lower surfaces should also be formed as curved surfaces close to a spherical surface as shown in the figure.
  • a container having a rectangular shape or a semicircular shape may be used if pressure resistance measures are taken such as using a container with a sufficiently thick wall.
  • the plurality of inflow pipes 5 a, 5 b, 5 c are inserted into the container 1 from different positions at the upper and lower sides of the side surface of the container 1.
  • the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c are vertically spaced from each other, which is larger than the thickness of the inflow pipes 5a, 5b, 5c on both sides of the interval. Even in the interior of the container 1, the tips 5ax, 5bx, 5cx of the inflow pipes are vertically spaced from each other by more than the pipe diameter.
  • the insertion points of the inflow pipes 5a, 5b, 5c on the side surfaces are sealed by joining in consideration of pressure resistance, for example, brazing or the like.
  • the gas-liquid separator 10 includes a distributor 4 connected to a refrigerant pipe 23 in which a mixed refrigerant M in which a gas refrigerant G and a liquid refrigerant L are mixed flows.
  • the refrigerant is a material used to transport heat, such as fluorocarbons, hydrocarbons, ammonia, carbon dioxide and other substances.
  • the distributor 4 distributes the mixed refrigerant M to the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c.
  • the distributor 4 has branch parts 7a, 7b and 7c which branch so as to be different in the vertical direction.
  • the mixed refrigerant M is distributed to the inflow pipes 5a, 5b and 5c via the branch portions 7.
  • the refrigerant pipe 23 is connected such that the mixed refrigerant M flows from the bottom to the top, and the distributor 4 is connected to the upper end thereof.
  • the distributor 4 comprises a vertical tubular portion 6 which is vertically extended and branched portions 7a, 7b and 7c provided in the middle thereof.
  • Each of the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c is connected to each of the branch portions 7a, 7b, 7c.
  • the inflow pipe 5 a is connected to be divided in the horizontal direction with respect to the rising flow.
  • the inflow pipe 5b is connected to be divided in the horizontal direction with respect to the rising flow.
  • the inflow pipe 5c is connected to be branched in the horizontal direction at the most downstream branch portion 7c.
  • the vertical tubular portion 6 of the dispenser 4 extends parallel to the longitudinal direction of the container 1.
  • the central axis of the vertical tubular portion 6 and the central axis of the side surface of the container 1 are parallel.
  • the central axis of the container 1 and the central axis of the vertical tubular portion 6 are both in the vertical direction.
  • a predetermined gap larger than the diameter of the inflow tube 5 is provided between the side surface of the container 1 and the vertical tubular portion 6. Accordingly, the horizontal length of the inflow pipe 5 has a certain length such as five times or more of the inner diameter.
  • the inflow tube 5 extends from the branch 7 towards the center of the container 1.
  • a plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c penetrate the side from the outside of the container 1, and their tips 5ax, 5bx, 5cx are inserted to the inside of the container.
  • the positions of the tips 5ax, 5bx, 5cx are, for example, between the inner wall of the side surface and the center position of the horizontal diameter of the container 1.
  • the tips 5ax, 5bx, 5cx are directed to the surface of the inner wall of the container 1 opposite to the side into which the inflow pipes 5a, 5b, 5c are inserted.
  • the central axes of the inflow pipes 5a, 5b, 5c are approximately perpendicular to the surface of the inner wall of the container 1. Therefore, the refrigerant spouted from the inflow pipes 5a, 5b, 5c is in surface collision with the inner wall.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing how the gas refrigerant G and the liquid refrigerant L flow when the gas-liquid separator 10 of FIG. 1 is used.
  • the liquid refrigerant L is indicated by hatching, and the refrigerant discharged from the tip of the inflow pipe 5 is simplified and indicated by an arrow in the direction of discharge.
  • the gas refrigerant G tends to be on the upper side and the liquid refrigerant L is on the lower side under the influence of gravity.
  • the light gas refrigerant tends to flow upward, so the liquid refrigerant tends to flow horizontally.
  • the branch part 7 is a branch which differs in the up-and-down direction, the composition of the gas refrigerant G and the liquid refrigerant L is unevenly divided, and a large amount of the gas refrigerant G is distributed in the upper direction, and in the lower direction A large amount of liquid refrigerant L is distributed.
  • the refrigerant that enters the inflow pipe 5a connected in the lower direction in the most upstream branch portion 7a among the plurality of rising and horizontal branches is the liquid refrigerant L compared to the other inflow pipes 5b and 5c.
  • the percentage of Similarly, in the middle branch portion 7b, the proportion of the liquid refrigerant L in the refrigerant flowing into the inflow pipe 5a connected in the lower direction is higher than that of the branch portion 7c on the downstream side.
  • the distributed refrigerant flows horizontally inside the inflow pipes 5a, 5b, 5c toward the inside of the container 1. Also in the inside of the inflow pipes 5a, 5b, 5c, the liquid refrigerant flows to the lower part of the pipe so as to increase, and thereafter, it is discharged from the tips 5ax, 5bx, 5cx into the inside of the container 1. A large amount of gas refrigerant present in the upper part at the tips 5ax, 5bx, 5cx is upward, and a large amount of liquid refrigerant present in the lower part is ejected slightly downward from the central axis of the inflow pipes 5a, 5b, 5c.
  • the refrigerant discharged from the tips 5ax, 5bx, 5cx spreads the space inside the container 1, Travels downward while falling by gravity, and collides with the inner surface of the container 1 facing the tips 5ax, 5bx, 5cx.
  • the flow rate of the refrigerant is rapidly reduced, and the liquid refrigerant loses much of the kinetic energy of the flow due to the collision, so that the gas The refrigerant G and the liquid refrigerant L are separated by gravity.
  • the liquid refrigerant L having a large specific gravity gathers in the lower part of the container 1, and most of the liquid refrigerant L contained in the mixed refrigerant M flows out from the liquid outflow pipe 3. Further, the gas refrigerant G having a small specific gravity is collected at the upper part of the container 1, and most of the gas refrigerant G contained in the mixed refrigerant M flows out from the gas outflow pipe 2.
  • gas-liquid separation in the gas-liquid separator 10 of the first embodiment is realized.
  • the liquid refrigerant In the gas-liquid separator 10, the liquid refrigerant easily loses kinetic energy because the collision surface is wide because it collides with the corresponding surfaces from the plural tips 5ax, 5bx, 5cx in the vertical direction, and the gas-liquid separation You can do it well.
  • the refrigerant When the refrigerant is discharged from one tip as in the prior art 1, many refrigerants collide with the narrow surface portion, so the liquid refrigerant that bounces around can not lose its kinetic energy sufficiently, and the gas outflow pipe with the gas refrigerant It becomes easy to flow out of 2.
  • the liquid refrigerant flowing out of the gas outflow pipe 2 can be reduced even under the condition that the flow rate of the refrigerant is large.
  • the ratio of the liquid refrigerant L mixed in the gas refrigerant G flowing out from the gas outflow pipe 2 becomes small, that is, the separation efficiency becomes high.
  • a small amount of gas refrigerant G may be mixed into the liquid refrigerant L flowing out of the liquid outflow pipe 3.
  • the proportions of the liquid refrigerant and the gas refrigerant distributed to the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c are changed by the distributor 4, and the plurality of inflow pipes 5a, 5b, The ratio of the liquid refrigerant in the lowermost inflow pipe 5a of 5c is increased.
  • This lowest inflow pipe 5a is the first inflow pipe of the present application.
  • the first inflow pipe 5a is the inflow pipe 5 which is branched to the bottom of the branch portions 7a, 7b, 7c, and is inserted into the side surface at a position lower than the other inflow pipes 5b, 5c. ing.
  • the first inflow pipe 5a is connected to the lowermost branch portion of the first inflow pipe 5a.
  • the refrigerant discharged from the first inflow pipe 5 a is made to collide with the surface inside the container 1. Therefore, since the refrigerant having a large proportion of the liquid refrigerant L is at a position lower than the container 1 among the plurality of collision positions, the liquid refrigerant L can be further prevented from flowing out from the gas outflow pipe 2.
  • the rising and horizontal branching are used in the gas-liquid separator 10.
  • other structures may be used if branches flowing in different heights in the vertical direction are used. .
  • a branch may be used that branches horizontally to the descending flow, in which case the descending flow is the lower flow.
  • a branch that branches upward or branches downward from a flow that flows horizontally may be used.
  • the flow is a horizontal flow downward
  • a downward flow is a downward flow.
  • it may be a branch that branches from the flow horizontally to the top and bottom.
  • the position where the first inflow pipe 5a is inserted is preferably a position higher than the liquid level that can be accumulated inside the container 1 even if the flow rate of the refrigerant is increased. It is desirable that the container 1 have sufficient upper and lower lengths, and have a length equal to or larger than the inner diameter of the container 1 below the position where the first inflow pipe 5a is inserted.
  • the distance between the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c in the vertical direction be larger than the thickness of the inflow pipes 5a, 5b, 5c at least above and below the interval. In this way, it is possible to prevent the refrigerants emitted from the plurality of tips 5ax, 5bx, 5cx from interfering with each other until they collide with the surface, and to use a wide collision surface.
  • the distance between the inflow pipes 5 be at least equal to or larger than the inner diameter of the inflow pipe 5, and it is more preferable that the space be twice or more the internal diameter of the inflow pipe 5.
  • the distance from the tip of the inflow pipe 5 to the opposing surface should be sufficiently larger than the inner diameter of the inflow pipe 5 Is desirable. Assuming that the distance from the tip 5x of the inflow tube 5 to the opposing surface is L ( ⁇ the inner diameter D of the container), for example, the distance between the upper and lower sides of the inflow tube 5 should be larger than L / 4 (or D / 4) .
  • the sum of the flow passage cross-sectional areas of the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c be larger than the flow passage cross-sectional area of the refrigerant pipe 23 which causes the mixed refrigerant to flow into the distributor 4.
  • the speed of the refrigerant flowing through the inflow pipes 5a, 5b, 5c is lower than the speed flowing through the refrigerant pipe 23, so that the change of the ratio of the liquid refrigerant by the distributor 4 tends to occur.
  • the liquid refrigerant is distributed much downward in the inflow pipe 5 extending in the horizontal direction, the liquid refrigerant is easily discharged downward, and the gas-liquid separation becomes good.
  • 1 to 3 show the case where the number of the plurality of inflow pipes is three, but the number may be two or four or more as long as the number is plural.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a refrigerant circuit 500 using the gas-liquid separator according to the first embodiment of the present invention.
  • the refrigerant circuit 500 has refrigerant pipes 21, 22, 23, 24, 25 so that the refrigerant discharged from the discharge port of the compressor 31 passes through the condenser 32, the pressure reducer 34 and the evaporator 35 and returns to the suction port of the compressor 31. Constitute a connected circulation path.
  • the high-pressure gaseous refrigerant (gas refrigerant G) compressed by the compressor 31 is led to the condenser 32 by the refrigerant pipe 21 and is cooled by the fan 33 by the condenser 32 to become a liquid refrigerant (liquid refrigerant L) .
  • the refrigerant in the liquid state is led to the pressure reducer 34 by the refrigerant pipe 22, and becomes a gas-liquid mixed refrigerant M in which the low pressure gaseous refrigerant and the liquid refrigerant are mixed by the pressure reducer 34.
  • the refrigerant pipe 23 through which the mixed refrigerant M flows is connected to the gas-liquid separator 10, and the gas refrigerant G and the liquid refrigerant L are separated.
  • the liquid refrigerant L is introduced from the liquid outflow pipe 3 to the evaporator 35 through the refrigerant pipe 24 and the gas refrigerant G is introduced from the gas outflow pipe 2 to the outlet of the evaporator 35 without passing through the evaporator 35 through the bypass refrigerant pipe 27.
  • the liquid refrigerant L is heated by the heat from the air by the fan 36 and the like in the evaporator 35 and evaporates into a gas, and merges with the gas refrigerant G via the bypass refrigerant pipe 27 at the outlet side of the evaporator 35 It is led to the suction port of the compressor 31 through the pipe 25.
  • the amount of refrigerant flowing to the evaporator 35 is reduced by using the gas-liquid separator 10, so that the pressure loss can be reduced.
  • the energy efficiency of the refrigerant circuit 500 is improved. Further, even when the refrigerant flow rate is increased by accelerating the operation of the compressor 31, etc., there is little liquid refrigerant mixed in the bypass refrigerant pipe 27, so that troubles due to suction of liquid refrigerant by the compressor 31 hardly occur.
  • the gas-liquid separator 10 of the evaporator 35 is connected to the upstream side, but similar effects can be obtained even if it is connected in the middle of the evaporator 35 as in Patent Document 1. Further, the present invention is not limited to the vicinity of the evaporator 35, and can be used at an arbitrary position for the purpose of separating and using the gas refrigerant G or the liquid refrigerant L from refrigerant flowing by gas-liquid mixing.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a modification of the gas-liquid separator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the gas-liquid separator 20 of FIG. 6 is configured such that the inner diameter of the vertical tubular portion 6 is larger than the inner diameter of the refrigerant pipe 23. For this reason, the flow velocity of the vertical tubular portion 6 is reduced, and the gas refrigerant and the liquid refrigerant are easily separated in the vertical tubular portion 6, and the ratio of the liquid refrigerant flowing into the first inflow pipe 5a is increased. be able to. Further, by thickening the inner diameter of the inflow pipe 5 connected to the vertical tubular portion 6, the gas refrigerant and the liquid refrigerant are easily separated in the vertical direction in the inflow pipe 5.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing an entire configuration of another modification of the gas-liquid separator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the inflow pipes 5a, 5b, and 5c are inclined such that the tips 5ax, 5bx and 5cx are slightly lower than the gas-liquid separator 30 of FIG. Since the refrigerant discharged from the tips 5ax, 5bx, 5cx collides with the surface obliquely downward from the gas-liquid separator 10, the collided liquid refrigerant is less likely to rise, and the gas-liquid separation performance is improved.
  • FIG. 8 is a side view showing the entire configuration of another modification of the gas-liquid separator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 9 is a top view of another modification of the gas-liquid separator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view seen from the same direction as FIG. 3 and FIG.
  • the gas-liquid separator 40 of this modification differs from the gas-liquid separator 10 of FIG. 1 in that the vertical tubular portion 6 is slightly inclined from the vertical direction.
  • the vertical tubular portion 6 is a tubular portion in which the fluid moves by being displaced in the vertical direction more largely than in the horizontal direction, and not only the pipe extending in the vertical direction but also a slight inclination with respect to the vertical direction Shall also include
  • the central axis of the vertical tubular portion 6 is also inclined with respect to the central axis of the container 1.
  • the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c extending toward the container 1 from the positions of the plurality of branched portions 7a, 7b, 7c of the vertical tubular portion 6 are displaced in the radial direction of the container 1.
  • the plurality of inflow pipes 5 a, 5 b, 5 c include those whose center lines extend beyond the center axis of the container 1. However, their center lines are directed to a point at a distance of less than half of the inner diameter D of the container 1 from the center of the container 1.
  • the colliding position of the discharged refrigerant is shifted in the horizontal direction, so that a wide surface can be used for the collision. Become. Even when the distance in the height direction of the inflow pipes 5a, 5b, 5c is narrowed, the separation can be performed well.
  • the center lines of the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c pass a point at a distance of half or less of the inner diameter D from the center of the container 1, the effect of generating a swirling flow is small even when colliding with the inner surface of the opposite container .
  • the center lines of the plurality of inflow pipes include those passing through the opposite positions with respect to the center of the container 1, and thus are canceled by the reverse rotation. There is no strong turning in 1 and the phenomenon that the separated liquid level rises does not occur. As a result, the liquid refrigerant discharged from the inflow pipe 5 is prevented from colliding with the liquid surface of the liquid refrigerant accumulated in the lower part of the container 1, so that the separation of gas and liquid becomes good.
  • FIG. 10 is a side view showing the entire configuration of still another modified example of the gas-liquid separator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 11 is a top view of still another modification of the gas-liquid separator according to the first embodiment of the present invention.
  • the gas-liquid separator 50 of this modification is a pipe in which several inflow pipes 5a and 5c are bent in a horizontal plane. Although the direction branched from the vertical tubular portion 6 of these inflow pipes 5a and 5c is not directed to the center of the container 1, the bending of the pipe causes the tips 5ax and 5cx to face the central axis of the container 1 or It is made to approach an axis.
  • the connection positions of the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c to the container 1 are the same as the gas-liquid separator 40 shown in FIG. In the direction of rotation. Further, since the tips of the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c are directed to the central axis of the container 1, in addition to the fact that the collision surface in the container 1 can be widely used as in the gas-liquid separator 40 Can also be reduced.
  • the gas-liquid separator 50 can suppress that the discharged liquid refrigerant collides with the liquid surface at the lower part of the container 1, so that the gas-liquid can be separated well.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing an entire configuration of still another modification of the gas-liquid separator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the gas-liquid separator 60 of this modification uses a refrigerant pipe 23 in which the mixed refrigerant M flows, instead of the pipe whose end is connected to the vertical tubular portion 6 as a part of the above-described gas-liquid separation inflow pipe .
  • the refrigerant pipe 23 has been described focusing on the configuration in which the refrigerant flows from the bottom to the top, but as shown in this figure, the refrigerant pipe 23 may have the configuration in which the refrigerant flows horizontally.
  • the figure shows an example in which the lowermost first inflow pipe 5a is constituted by one end of the refrigerant pipe 23, the one end of the refrigerant pipe 23 may be the inflow pipe 5 at another position.
  • the figure shows an example of a structure in which a hole is made in the middle of the refrigerant pipe 23 and a portion of the hole is inserted into the vertical tubular portion 6 to form a branch portion 7a. A portion of the hole may be connected to the end of the vertical tubular portion 6.
  • the other inflow pipes 5b and 5c are the same as the above example.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the entire configuration of still another modification of the gas-liquid separator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the gas-liquid separator 70 of this modification uses a refrigerant pipe 23 in which the mixed refrigerant M flows, instead of the pipe whose end is connected to the vertical tubular portion 6 as a part of the gas-liquid separation inflow pipe. In this respect, it is similar to the gas-liquid separator 60 of FIG. In the gas-liquid separator 70 of this modification, the vertical tubular portion 6 is further configured by the refrigerant pipe 23.
  • the refrigerant pipe 23 is bent so that a vertically extending portion and a horizontally extending end can be formed, and the tip of the horizontally extending end portion is inserted into the container 1 as the inflow tube 5.
  • the other inflow pipes 5 a and 5 b are branched from the branched parts 7 a and 7 b in the middle of the vertically extending part of the refrigerant pipe 23 and inserted into the container 1.
  • the refrigerant pipe 23 is used not only as the inflow pipe 5 but also as the distributor 4, the number of materials can be reduced.
  • the vertical tubular portion 6 shows an example in which the refrigerant rises from the bottom to the top, but even when the refrigerant descends from the top, the ratio of the liquid refrigerant in the first inflow pipe 5a branched to the bottom Of the separation efficiency can be suppressed even when the flow rate of the refrigerant is large.
  • the side surface of the container 1 is shown as a cylindrical shape, but it may be a prismatic shape, and a part or the whole thereof may have a conical or pyramidal shape in which the upper or lower diameter narrows. It may be.
  • the gas outflow pipe 2 is connected to the upper part of the container 1 in the example, the gas outflow pipe 2 may be inserted from the lower part of the container 1 so that the tip thereof is at the upper part of the container 1.
  • the liquid outflow pipe 3 may be inserted from the upper part of the container 1, and the tip may be in the lower part of the container 1.
  • the refrigerant discharged from the inflow pipe 5 may partially collide with the surface of the gas outflow pipe 2 or the liquid outflow pipe 3.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to a second embodiment of the present invention.
  • the vertical tubular portion 6 extending vertically is used as the distributor 4, but in the gas-liquid separator 80 of the second embodiment, the horizontal tubular portion 8 horizontally extending is used as the distributor 4.
  • a branch 7 is provided in the middle of the horizontal tubular portion 8 and connected to the inflow pipe 5 at the branch 7, and the tip of the inflow pipe 5 is inserted into the container 1.
  • the inflow pipe 5 is connected upward or downward from the horizontal tubular part 8. Therefore, as in the first embodiment, there are different branches in the vertical direction.
  • the inflow pipe 5 which is lower than the horizontal tubular portion 8 is a lower branch, and a branch where the flow of the horizontal tubular portion 8 is lower than the upper inflow pipe 5.
  • the lowermost branch on the upstream side is the lowermost branch among the plurality of branches.
  • the most upstream branch is the lowermost branch among the plurality of branches.
  • the mixed refrigerant M flowing in the horizontal tubular portion 8 is affected by gravity, the gas refrigerant G tends to flow upward and the liquid refrigerant L tends to flow downward. Therefore, the liquid refrigerant flows to the inflow pipe 5 branched downward.
  • the ratio of the gas refrigerant increases in the inflow pipe 5 branched upward.
  • FIG. 14 shows an example in which the refrigerant pipe 23 extending in the horizontal direction is inserted from the side of the container 1 as the first inflow pipe 5a branched downward.
  • the other inflow pipes 5c, 5b are branched upward with respect to the horizontal tubular portion 8 at the branch portions 7c, 7b in order.
  • the lowermost first inflow pipe 5a is inserted from the side of the container 1 at the lowermost position below the other inflow pipes 5b and 5c.
  • the inflow pipe 5c branched to the top is inserted from the side surface of the container 1 at a position above the other inflow pipes 5a and 5b.
  • the refrigerant flow rate is the same as in the first embodiment. It is possible to suppress the decrease in separation efficiency even under the condition that
  • FIG. 14 it is the simple structure which utilized the refrigerant pipe 23 extended horizontally as the inflow pipe 5a and the distributor 4, and can reduce a material mark.
  • the horizontal tubular portion 8 may be exercised as a separate member, or may not be at the lowermost position when the refrigerant pipe 23 is used with the inflow pipe 5.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to a second embodiment of the present invention.
  • the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c include ones having different insertion lengths into the interior of the container 1.
  • the insertion length is preferably half or less of the diameter of the container 1 and the distance until collision with the surface (hereinafter referred to as collision distance) is preferably half or more of the diameter of the container.
  • FIG. 15 shows a configuration in which branch portions 7a and 7b are provided in the middle of the horizontal tubular portion 8 and inflow pipes 5a and 5b branched downward from the respective branch portions are connected.
  • the first inflow pipe 5a branched to the lowermost side is an example in which the amount of insertion into the container 1 is reduced and the insertion of the inflow pipe 5b above the first inflow pipe 5a is lengthened.
  • FIG. 15 shows an example in which the refrigerant tube 23 is used as the horizontal tubular portion 8 and the inflow tube 5, the vertical tubular portion 6 may be used instead of the horizontal tubular portion 8, and the inflow tube 5 is different. It may be a configuration.
  • the collision distance of the first inflow pipe 5 a where the ratio of the liquid refrigerant is the largest is increased to enlarge the spreading area, so it is easy to lose the energy of the collision.
  • the collision distance of the inflow pipe 5c having a large proportion of the gas refrigerant can be reduced to reduce the spread of the collision of the liquid refrigerant. For this reason, the liquid refrigerant which the inflow pipe 5c collides to the surface, and the liquid refrigerant which the inflow pipes 5b and 5a in the lower part collide with each other hardly collides, and it becomes possible to achieve good separation.
  • the above is an example in which the insertion length of the inflow pipe 5 positioned below is reduced and the collision distance of the discharged refrigerant is increased.
  • the inflow pipe 5 positioned above according to the distribution of the inflow pipe 5 The insertion length of may be reduced.
  • the flow rate of the inflow pipe 5 located above is larger than the flow rate of the inflow pipe 5 located below, good separation is possible by increasing the collision distance in the inflow pipe 5 located above It becomes.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the lengths of the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c are different.
  • the length of the inflow pipe 5a branched by the upstream branch portion 7a is long, and the length of the inflow pipe 5c branched by the downstream branch portion 7c is short Configuration.
  • the resistance through which the refrigerant passes increases.
  • the gas-liquid separator 100 has a configuration in which the resistance until the refrigerant is discharged from the upstream branch 7a and the resistance until the refrigerant is discharged from the downstream branch 7c are close to each other. .
  • the refrigerant distribution amount in the distributor 4 becomes relatively uniform, and the collisions of the refrigerants approach uniformly, and the separation becomes good.
  • FIG. 16 shows the tendency of the length of insertion of the inflow pipe 5 into the container 1 being different from that of the third embodiment, such an arrangement may be used when priority is given to the distribution characteristic of the refrigerant. Further, the inflow tube 5 is bent, the insertion position of the inflow tube 5 is shifted in the circumferential direction, or the vertical tubular portion 6 or the horizontal tubular portion is made equal to or similar to the third embodiment. You may tilt 8.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing the entire configuration of a modification of the gas-liquid separator according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the inflow pipe 5a having the vertical tubular portion 6 through which the refrigerant flows from the top to the bottom, and connected to the most downstream side branch portion 7a is compared with the other inflow pipes 5b and 5c. It is very short. Thereby, the distribution amount of the refrigerant approaches uniform. Further, by the insertion length into the container 1 being the same as that of the third embodiment, a good separation is possible.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing an entire configuration of another modification of the gas-liquid separator according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the gas-liquid separator 120 of this modification has a configuration in which the horizontally extending refrigerant pipe 23 is used as the uppermost inflow pipe 5c, but the other points are the same as FIG. 17, and similar effects can be obtained. .
  • the diameter of the hole of the refrigerant pipe 23 to be the uppermost branch portion 7c be as large as possible.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the diameters of the inner diameters of the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c are different.
  • the inner diameter of the inflow pipe 5a branched by the upstream branch 7a is narrowed and branched by the downstream branch 7c.
  • the inner diameter of the inflow pipe 5c is increased. The smaller the inner diameter of the inflow pipe 5a, the greater the resistance through which the refrigerant passes.
  • the gas-liquid separator 130 has a resistance until the refrigerant is discharged from the upstream branch 7a and a resistance before the refrigerant is discharged from the downstream branch 7c. It is the composition which made resistance and close. As a result, the refrigerant distribution amount in the distributor 4 becomes relatively uniform, and the collisions of the refrigerants approach uniformly, and the separation by the collision becomes good. In addition, the flow velocity tends to be slower in a thick tube than in a thin tube. As shown in FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the branch portions 7a, 7b, 7c of the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c are different.
  • the gas-liquid separator 140 has a configuration in which the vicinity of the upstream branch 7a is narrow and the vicinity of the downstream branch 7c is wide.
  • the sixth embodiment has a structure in which the width of the branch portion 7 is changed by changing the length of inserting the inflow pipe 5 into the vertical tubular portion 6.
  • the upstream inflow tube 5a is inserted deeply into the vertical tubular portion 6, and the inlet of the inflow tube 5a.
  • the distance between the inlet and the inner wall of the vertical tubular portion 6 opposed to the inlet is narrow.
  • the downstream inflow pipe 5c shallowly into the vertical tubular portion 6, the distance between the inlet of the inflow pipe 5c and the inner wall of the vertical tubular portion 6 opposed to the inlet is widened.
  • the gas-liquid separator 140 of the sixth embodiment is released from the downstream branch unit 7c and the resistance until the refrigerant is discharged from the upstream branch unit 7a. It is the composition which made resistance up close. As a result, the refrigerant distribution amount in the distributor 4 becomes relatively uniform, and the collisions of the refrigerants approach uniformly, and the separation by the collision becomes good.
  • the gas-liquid distribution of the mixed refrigerant flowing to the vertical tubular portion 6 has an extreme deviation, attention must be paid to the insertion length of the inflow pipe 5.
  • the liquid refrigerant L is localized at the inlet of the inflow pipe 5 inserted into the lower part of the container 1
  • the inlet of the inflow tube 5 inserted into the upper portion of the container 1 may be near the center of the tube where the gas refrigerant G is localized, as close to the tube wall.
  • the insertion length of the inflow pipe 5 when the horizontal tubular portion 8 is used. In this manner, by increasing the ratio of the liquid refrigerant L discharged from the lower part of the container 1 and increasing the ratio of the gas refrigerant G discharged from the upper part, good separation becomes possible.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the flow passage cross-sectional area of the distributor 4 changes along the flow direction of the refrigerant.
  • the gas-liquid separator 150 is configured such that the upstream branch 7a is narrowed and the downstream branch 7c is broadened in the configuration where the distributor 4 has a plurality of branches in the middle of the flow. Have.
  • the gas-liquid separator 150 of the seventh embodiment differs from the sixth embodiment in that the thickness of the vertical tubular portion 6 is changed in the flow direction.
  • the gas-liquid separator 150 narrows the vicinity of the upstream branch 7 a and widens the downstream branch 7 c, the same effect as the sixth embodiment can be obtained. Furthermore, since the thickness of the vertical tubular portion 6 is gradually increased in the flow direction of the refrigerant, the flow velocity of the refrigerant decreases as it goes downstream, and phase separation easily occurs. Particularly in the vertical tubular portion 6 connected to the upper inflow pipe 5c as shown in FIG. 21, the gas refrigerant is easily accumulated at the upper portion by phase separation, and the ratio of the gas refrigerant flowing into the upper portion of the container 1 can be increased. , Good separation is possible.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to Embodiment 8 of the present invention.
  • FIG. 23 is a top view of a gas-liquid separator according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the gas-liquid separator 160 of the eighth embodiment is a member for causing the refrigerant to collide inside the container 1 (hereinafter referred to as a collision member) ) Has been installed.
  • the gas-liquid separator 160 uses members other than the inner wall of the container 1 for collision, it becomes easy to change the shape, inclination, and collision distance of the collision surface for each inflow pipe 5.
  • the gas-liquid separator 160 is an example using a cylinder as the collision member 9.
  • the gas-liquid separator 160 has multiple cylinders 9a and 9b as the collision member 9 so that the refrigerant discharged from the plurality of inflow pipes 5a, 5b and 5c collides with different surfaces of the collision member 9 There is.
  • the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c have different lengths, and some of the inflow pipes 5a, 5b are inserted through holes 9y drilled in the cylinders 9a, 9b, and the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c
  • the tips 5ax, 5bx, and 5cx of the face face face the different cylindrical surfaces.
  • the tip 5ax of the longest lower inflow pipe 5a is in the innermost cylinder 9a and faces the inner surface of the cylinder 9a.
  • the tip 5bx of the middle length inflow tube 5b at the center height is between the multiple cylinders 9a, 9b and faces the outer surface of the inner cylinder 9a.
  • the tip 5cx of the shortest inflow pipe 5c located at the top is between the outer cylinder 9b and the inner surface of the container 1 and faces the outer surface of the cylinder 9b.
  • the refrigerant is discharged from the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c, the space between the collision with the surface is separated by the collision member 9, and the refrigerants to be discharged mix.
  • the collision member 9 inside and partitioning the inside of the container 1
  • the collision distance of the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c becomes short, the collision area becomes small, and the separation performance may be deteriorated.
  • the diameter of the container 1 is slightly increased or the center of the cylinder is made to be away from the distributor 4 so that the collision distance from the tips 5ax, 5bx, 5cx of the inflow pipe to the cylinders 9a, 9b is sufficient. And so on.
  • the cross-sectional area of the space between the cylinders 9a and 9b is sufficiently larger than the cross-sectional area of the inflow pipes 5a, 5b and 5c, it is possible to achieve good separation by greatly reducing the speed. Further, since the ratio of the liquid refrigerant decreases as the position is higher, the collision distance of the inflow pipe 5c may be smaller than the collision distance of the inflow pipes 5a and 5b located below.
  • the refrigerant that has collided with the outer surface of the cylinder 9 collides with the curved surface convex toward the tips 5ax, 5bx, 5cx, so the collision surface is likely to spread, and a liquid film is formed on a wide surface and used for separation. it can.
  • the liquid refrigerant after collision falls between the cylinders while flowing around on the opposite side of the collision surface.
  • the lower and upper portions of the cylinders 9a and 9b are provided with gaps (or holes) 9x through which the refrigerant having passed between them can flow.
  • the liquid refrigerant L which has collided and dropped to the inner and outer surfaces of the cylinders 9a and 9b joins at the gap (or hole) 9x provided at the lower part of the cylinders 9a and 9b, and outside the container 1 from the liquid outflow pipe 3 below it. Flow out.
  • the gas refrigerant G separated by collision on the inner and outer surfaces of the cylinders 9a and 9b merges in a gap (or hole) 9x provided in the upper part of the cylinders 9a and 9b, and out of the vessel 1 from the gas outflow pipe 2 thereon Flow out.
  • the collision member 9 by arranging the collision member 9 inside the container 1, the refrigerant flowing out from the lowermost first inflow pipe 5a is separated from the refrigerant flowing out from the other inflow pipes 5b and 5c. As a result, the refrigerants do not mix and collide, and good separation becomes possible. In addition, by using different surfaces as collision surfaces, the paths through which the refrigerant passes after the collision are also separated, and better separation becomes possible. In the above example, since the cylindrical collision member is used to collide with the inside and the outside for separation, a wide surface can be used for separation with a simple configuration.
  • the collision member 9 is not limited to the multiple cylinders 9a and 9b, but may be a single cylinder or a partial cylindrical surface.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a top view of a gas-liquid separator according to a ninth embodiment of the present invention.
  • the cylinders 9a and 9b are used as the collision member 9, but in the gas-liquid separator 170 of the ninth embodiment, the plates 9e, 9f and 9g as the collision member 9 inside the container 1. Have been installed.
  • the plates 9e, 9f, 9g are inclined such that the collision surface of the refrigerant is directed obliquely downward.
  • the plates 9e, 9f, 9g are held at intervals.
  • the lowest plate 9e collides with the refrigerant flowing from the lowermost first inflow pipe 5a
  • the middle plate 9f collides with the refrigerant flowing from the inflow pipe 5b at a height
  • the uppermost plate 9g The refrigerant flowing from the uppermost inflow pipe 5c is made to collide.
  • the refrigerant flowing out of each of the inflow pipes 5a, 5b, 5c is divided by the plates 9e, 9f, 9g and collides. Further, the refrigerant flow paths after the collision are also separated by the plates 9e, 9f, 9g.
  • the liquid refrigerant that has collided with the top plate 9g falls on the upper inclined surface facing the middle plate 9f below, and flows downward on that surface.
  • the liquid refrigerant which has collided with the intermediate plate 9f falls on the inclined surface facing the upper plate 9e below, and flows downward on that surface.
  • the liquid refrigerant which has collided with the lowermost plate 9 e falls to the lower part of the container 1.
  • a gap 9x is provided between the upper end and the lower end of the slopes of the plates 9e, 9f, 9g with the container 1, and the gas refrigerant G separated between them joins near the upper end and the liquid refrigerant L near the lower end It is made to be able to join.
  • the collision distance is short, so the amount of insertion of the inflow pipes 5a, 5b, 5c into the container 1 is short to secure the collision distance.
  • the plates 9e, 9f, 9g should be sufficiently large in size so as to cover the spread out of the tips 5ax, 5bx, 5cx of the inflow pipes 5a, 5b, 5c.
  • the plates 9e, 9f, 9g which are the collision members 9, have a plurality of inclined surfaces directed obliquely downward, and the fluid discharged from the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c is the same.
  • Each is intended to collide with a different slope.
  • the collision with the surface oblique to the axis of the inflow pipes 5a, 5b, 5c makes the collision area wide and the separation becomes good.
  • the liquid refrigerant L is likely to fall downward because the slope is inclined downward.
  • the gas refrigerant G flows to the upper gas outflow pipe 2 through the gap 9x, since the gas outflow pipe 2 faces the uppermost plate 9g, the liquid refrigerant L below the plate 9g is the gas outflow pipe 2 Flow is suppressed and good separation is possible.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a gas-liquid separator according to a modification of Embodiment 9 of the present invention.
  • one plate 9h is used as the collision member 9 instead of the plurality of plates 9e, 9f, 9g.
  • the refrigerant discharged from the inflow pipes 5a, 5b, 5c can not be divided, there is an effect of widening the collision surface as well as the plates 9e, 9f, 9g in that the plate 9h has a collision surface facing obliquely downward.
  • the gas outflow pipe 2 faces the upper surface of the plate 9h, the liquid refrigerant L is prevented from flowing into the gas outflow pipe 2 and good separation becomes possible.
  • the insertion length of the inflow pipes 5a, 5b located below may be longer than the inflow pipes 5c located above so that the collision distances from the plurality of inflow pipes 5a, 5b, 5c become closer.
  • the plate 9h which is the collision member 9 the refrigerant flowing out from any of the inflow pipes 5a, 5b and 5c may collide with the inner wall of the container 1.
  • FIG. 26 shows a configuration in which the refrigerant flowing out of the lowermost first inflow pipe 5 a collides with the inner wall of the container 1.
  • the collision surfaces of the plates 9e, 9f, 9g and 9h are not only inclined downward, but also have a convex curved surface on the inflow side so that they collide with the cylindrical surface of the eighth embodiment. Spreads, so the separation is good.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to a tenth embodiment of the present invention.
  • the distributor 4 similar to a tubular header is used as the distributor 4, but the distributor 4 of the gas-liquid separator 200 of the tenth embodiment is disposed above one branch 7d of one pipe and The tube is shaped to branch downward. That is, in the tenth embodiment, a simple Y-shaped or T-shaped branch pipe is used as the distributor 4.
  • the header-type distributor 4 having a plurality of branch portions 7 in the flow direction is excellent in that the difference in distribution between the liquid in the pipe and the refrigerant divided in the upper and lower portions can be increased.
  • the same effect can be obtained even if a simple Y-shaped, T-shaped or other branched pipe is arranged to branch the pipe up and down.
  • the mixed refrigerant M that has flowed in the horizontal direction from the refrigerant pipe 23 tends to have much liquid refrigerant L in the pipe of the refrigerant pipe 23 downward, so a large amount of liquid refrigerant L is distributed to the pipe branched downward in the branch portion 7d.
  • a large amount of gas refrigerant G is distributed to the branched pipe.
  • the lowermost branched pipe becomes the first inflow pipe 5a, enters the vessel 1 at a position lower than the other inflow pipes 5b, and discharges a large amount of liquid refrigerant to the lower part, thereby increasing the refrigerant flow rate Even under the conditions, the separation is good.
  • the configuration is simple.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to a modification of the tenth embodiment of the present invention.
  • the gas-liquid separator 210 of this modification is an example using a 3-branch pipe as the distributor 4.
  • a branch pipe larger than 2 the flow velocity of the inflow pipes 5a, 5b, 5c is further reduced, so the momentum of the refrigerant ejected into the container 1 is reduced, and the separation becomes good.
  • FIG. 29 is a cross sectional view showing an entire configuration of a gas-liquid separator according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a top view of the gas-liquid separator according to the eleventh embodiment of the present invention.
  • collision type separation is performed in the container 1 for all of the plurality of inflow pipes separated by the distributor 4, but the gas-liquid separator 300 of the eleventh embodiment is collided with the plurality of inflow pipes.
  • the separation of the system and the separation of the swirl flow system are used in combination.
  • the kinetic energy is reduced by separating the kinetic energy by causing the refrigerant to collide with the collision surface
  • the fluid flows along the inner surface of the cylindrical surface to form a swirl flow. Centrifugal force is exerted on the liquid component inside, and the liquid component adheres to the inner surface of the cylindrical surface to perform separation.
  • the first inflow pipe 5a containing a large amount of liquid refrigerant L utilizes collisional separation
  • the uppermost inflow pipe 5b containing a large amount of gas refrigerant G utilizes rotational flow separation. .
  • the first inflow pipe 5a is connected so as to flow the refrigerant toward the central axis of the container 1 or near the central axis, and the upper inflow pipe 5b is connected such that the inflow direction is along the tangent of the inner surface of the container 1 Ru.
  • the inflow pipe 5b utilizing the separation of the swirl flow system is referred to as a second inflow pipe.
  • a partition plate 19 is installed between the first inflow pipe 5 a and the second inflow pipe 5 b inside the container 1.
  • the partition plate 19 has a gap 19 x with the inner wall of the container 1.
  • the partition plate 19 divides most of the container 1 and prevents the swirling flow generated at the upper part from flowing into the lower part.
  • the gap 19x is a place where the liquid refrigerant L separated by the turning of the upper part falls to the lower part. Further, the gap 19 x is a path for the gas refrigerant G collided and separated at the lower part to rise to head to the gas outflow pipe 2.
  • the center of the partition plate 19 is high and the periphery is low, so that the liquid refrigerant L dropped on the partition plate 19 can easily flow around the partition plate 19.
  • the refrigerant L is prevented from staying at the top.
  • the liquid refrigerant L moving downward and the gas refrigerant G moving upward intersect, but in the eleventh embodiment, the ratio of the liquid refrigerant L discharged from the second inflow pipe 5b is small, and the liquid refrigerant L flows downward. Since the amount of the gas refrigerant G released is small, the liquid refrigerant L is prevented from being wound up by the gas refrigerant G.
  • the gap 19x is provided around the partition plate 19
  • a hole may be provided at the center of the partition plate 19 or a large number of fine holes and slits may be provided on the wide surface of the partition plate 19 to make the swirl flow enter the lower part.
  • the lower portion gas refrigerant G may easily flow into the upper portion while preventing it.
  • the refrigerant discharged from the first inflow pipe 5 a through which the ratio of the liquid refrigerant L flows is collided and separated in the lower part of the container 1.
  • the refrigerant discharged from the second inflow pipe 5b which is branched so as to be higher than the first inflow pipe 5a and flows in a large amount of the gas refrigerant G is swirled and separated in the upper part of the container 1.
  • the partition plate 19 is further provided to prevent the swirling flow in the upper part from flowing into the lower part, the liquid refrigerant L accumulated in the lower part is less likely to be swirled, and the liquid level of the container 1 rises or Droplets can be prevented from scattering.
  • a two-branch pipe is used as the distributor 4
  • it may be a header type branch, or may be configured to have a large number of inflow pipes 5 by more than two branches.
  • the first inflow pipe 5a branched to the lowermost side is in the collision mode at the lower part of the vessel 1
  • the inflow pipe 5b branched to the uppermost is in the swirling flow mode at the upper part of the vessel 1.
  • the inflow pipe 5 between them may be either of the collision type and the swirl flow type depending on the use conditions, but it is desirable to divide the collision type into the lower part and the swirl flow type into the upper part.
  • the lower plurality of collision type inflow pipes may have the same configuration as that of the above embodiment. Further, as in the case where the partition plate 19 is installed in the eleventh embodiment, it is desirable to have a configuration that prevents the upper swirl flow from flowing into the lower portion.
  • the gas-liquid separator of the present invention and the refrigerant circuit equipped with the same can be used for an air conditioner, a refrigerator, and the like.

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Abstract

冷媒流量が大きい条件でも分離効率の低下を抑制できる気液分離器を実現する。　本発明の気液分離器は、容器（１）の側面における上下に異なる位置から容器（１）に挿入されて冷媒を放出する複数の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）と、気液が混入した冷媒を上下方向に異なるように分岐する分岐部（７ａ，７ｂ，７ｃ）を経て前記複数の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）に分ける分配器（４）を備え、複数の流入管のうち、最も下になるように分岐部（７ａ）と接続された第１流入管（５ａ）は、他の流入管（５ｂ，５ｃ）よりも下となる位置で前記側面に挿入され、前記第１流入管（５ａ）から放出された前記冷媒が前記容器（１）の内部で面衝突するようにされている。

Description

気液分離器および冷媒回路
　本発明は、気液分離器とそれを搭載した冷媒回路に関するものである。
　冷媒回路において、凝縮器で凝縮された液冷媒は、膨張弁によって減圧され、ガス冷媒と液冷媒とが混在する気液二相状態となって蒸発器に流入する。冷媒が気液二相状態で蒸発器に流入すると、冷媒が蒸発器を通過する際の圧力損失が大きくなり効率が低下する。このため、冷媒が蒸発器に流入する前または蒸発器を通過する途中で、気液分離器を用いてガス冷媒と液冷媒とに分離し、液冷媒のみを蒸発器に流すことにより、冷媒が蒸発器を通過する際の圧力損失を低減し、効率を向上することができる。
　このような冷媒の気液分離器として、容器内の側面から挿入された流入管から冷媒を容器内部へ放出して、容器内で壁面と衝突させて、ガス冷媒と液冷媒（液滴など）と重力分離する衝突方式の分離方法が知られている（例えば特許文献１）。
特開２００８－２４１０６４号広報
　冷媒回路に流れる冷媒の流量が多くなると、容器内に放出される冷媒の勢いが増し、ガス冷媒の流出口に液冷媒が混じりやすくなる、すなわち分離効率が低下する問題がある。
　本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、冷媒流量が大きい条件でも分離効率の低下を抑制できる気液分離器及びそれを搭載した冷媒回路を提供することを目的とする。
　本発明の気液分離器は、
ガス流出管と液流出管とが接続された容器と、
前記容器の内部にガス冷媒と液冷媒とが混合した冷媒を流入させる流入管と、を有し、前記ガス流出管から前記ガス冷媒を、前記液流出管から前記液冷媒を流出させる気液分離器であって、
前記流入管は前記容器の側面における上下に異なる位置から前記容器に挿入されて、前記容器の内部で前記冷媒を放出する複数の流入管からなり、
前記ガス冷媒と前記液冷媒とが混合した前記冷媒が流れる冷媒管に接続されて、上下方向に異なるように分岐する分岐部を経て前記複数の流入管に分ける分配器をさらに備え、
前記複数の流入管のうち、最も下になるように前記分岐部と接続された第１流入管は、他の流入管よりも下となる位置で前記側面に挿入され、
前記第１流入管から放出された前記冷媒が前記容器の内部で面衝突するようにされている。
　本発明の気液分離器は、第１流入管から放出された冷媒が他の流入管よりも下となる位置で側面に挿入されて、第１流入管から放出された冷媒が容器の内部で面衝突するようにされていることにより、冷媒流量が大きい条件でも分離効率の低下を抑制できる。
本発明の実施の形態１に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器の側面図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器の上面図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器の使用時の状態を模式的に示した断面図である。 本発明の実施の形態１の気液分離器を用いた冷媒回路の構成図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器の変形例の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器の他の変形例の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器の他の変形例の全体構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器の他の変形例の上面図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器のさらに他の変形例の全体構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器のさらに他の変形例の上面図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器のさらに他の変形例の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る気液分離器のさらに他の変形例の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態４に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態４に係る気液分離器の変形例の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態４に係る気液分離器の別の変形例の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態５に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態６に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態７に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態８に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態８に係る気液分離器の上面図である。 本発明の実施の形態９に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態９に係る気液分離器の上面図である。 本発明の実施の形態９の変形例に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１０に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１０に係る変形例の気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１１に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１１に係る気液分離器の上面図である。
　以下の実施の形態では、本発明に係る気液分離器について図面を参照して説明する。異なる実施の形態において同一または相当の要素は同一符号で説明し、詳細な説明をくり返さないものとする。また、図面において各要素の大きさの関係は実際と異なる場合がある。各実施の形態において、発明の主旨と反しない範囲で各部の形状等は変更自由である。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に組合せる構成も本発明に含まれるものとする。
　＜実施の形態１＞
　図１は本発明の実施の形態１に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。図２は本発明の実施の形態１に係る気液分離器の側面図である。図３は本発明の実施の形態１に係る気液分離器の上面図である。本発明の気液分離器は特許文献１と同様に容器の内部で気液混合した冷媒の衝突を利用して気液分離を行う。気液分離器１０はガス流出管２と液流出管３とが接続された容器１と、その容器１の内部に冷媒を流入させる流入管５を有している。流入管５は複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃで構成される。
　衝突方式の気液分離は主に重力を利用するため、図１の上下のとおりに、容器１は上下方向が決められて設置される。容器１は上部と下部の間に側面を有している。容器１の上部にはガス冷媒Ｇが流出するガス流出管２、容器１の下部には液冷媒Ｌが流出する液流出管３が接続されている。典型的な容器１は上下に長手の筒状であり、側面は上下に軸を有する円筒面である。また、水平方向の内径に比べて上下の長さが長い縦長の容器を良好に用いることができる。耐圧が要求される条件で使用されるため、容器１は角がない形状であることが好ましく、上下の面も図のように球面に近い曲面で構成すると良い。また、十分に厚い壁の容器とするなど耐圧の対策を行えば矩形状や半円状等の容器を用いてもよい。
　複数の流入管５ａ、５ｂ、５ｃは容器１の側面における上下に異なる位置から容器１に挿入される。複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃどうしは上下に間隔を開けられており、その間隔の両側にある流入管５ａ，５ｂ，５ｃの太さよりも大きい。容器１の内部でも、流入管の先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘどうしが上下に管径より長い間隔を有している。側面における流入管５ａ、５ｂ、５ｃの挿入箇所は耐圧を考慮した接合、たとえば、ろう付けなどにより密閉される。
　気液分離器１０はガス冷媒Ｇと液冷媒Ｌとが混合した混合冷媒Ｍが流れる冷媒管２３に接続された分配器４を有する。冷媒は熱の輸送に利用される材料であり、たとえばフルオロカーボン、炭化水素、アンモニア、二酸化炭素などの物質である。分配器４は混合冷媒Ｍを複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃに分配する。分配器４は上下方向に異なるように分岐する分岐部７ａ，７ｂ，７ｃを有している。これらの分岐部７を介して流入管５ａ，５ｂ，５ｃに混合冷媒Ｍが分配される。本実施の形態１の気液分離器１０では、下から上に混合冷媒Ｍが流れるように冷媒管２３が接続され、その上端に分配器４が接続されている。分配器４は上下にのびた垂直管状部６と、その途中に設けられた分岐部７ａ，７ｂ，７ｃよりなる。複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれは、分岐部７ａ，７ｂ，７ｃのそれぞれに接続される。分岐部７のうち、最も上流となる分岐部７ａでは、上昇する流れに対して、水平方向に分かれるように流入管５ａが接続される。その下流側の分岐部７ｂでは、上昇する流れに対して、水平方向に分かれるように流入管５ｂが接続される。最も下流側の分岐部７ｃでは水平方向に分かれるように流入管５ｃが接続される。
　分配器４の垂直管状部６は容器１の長手方向と平行にのびる。垂直管状部６の中心軸と容器１の側面の中心軸とが平行である。典型的な配置は、容器１の中心軸と垂直管状部６の中心軸とがともに鉛直方向である。容器１の側面と垂直管状部６との間には、流入管５の径よりも大きい所定の間隔が空けられている。従って、流入管５の水平方向の長さは、その内径の５倍以上などと、ある程度の長さを有している。
　図２、図３に示されるように、流入管５は分岐部７から容器１の中心に向かってのびる。複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃは容器１の外部から側面を貫いて、それらの先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘは容器の内部まで挿入されている。先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘの位置は、たとえば、側面の内壁から容器１の水平方向の径の中心位置までの間にあるようにされる。先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘは流入管５ａ，５ｂ，５ｃが差し込まれた側と反対側の容器１の内壁の面に向けられている。流入管５ａ，５ｂ，５ｃの中心軸が容器１の内壁の面とおおよそ直角になるようにされている。従って、流入管５ａ，５ｂ，５ｃから噴出した冷媒が内壁と面衝突するようにされている。
　図４は図１の気液分離器１０の使用時に流れるガス冷媒Ｇと液冷媒Ｌとの様子を模式的に示した断面図である。図において液冷媒Ｌをハッチングで示し、流入管５の先端から放出する冷媒は簡略化して放出される方向の矢印で示した。上記のような分配器４において、重力の影響によりガス冷媒Ｇは上に、液冷媒Ｌは下に存在する傾向がある。上昇する流れから水平に分岐する場合、軽いガス冷媒は上に流れやすいため、水平方向へは液冷媒が流れやすくなる。すなわち、分岐部７は上下方向に異なる分岐であり、ガス冷媒Ｇと液冷媒Ｌとは組成が不均等に分かれ、より上の方向にはガス冷媒Ｇが多く分配され、より下の方向には液冷媒Ｌが多く分配される。そして、複数の上昇と水平との分岐の内、最も上流の分岐部７ａにおいて、より下の方向に接続された流入管５ａに入る冷媒は、他の流入管５ｂ、５ｃに比べて液冷媒Ｌの割合が多くなる。同様に中間の分岐部７ｂにおいて、より下の方向に接続された流入管５ａに入る冷媒は、下流側の分岐部７ｃよりも液冷媒Ｌの割合が多くなる。
　分配された冷媒は流入管５ａ，５ｂ，５ｃの内部を容器１の内部に向かって水平方向に流れる。流入管５ａ，５ｂ，５ｃの内部においても管の下部に液冷媒が多くなるように流れ、その後に先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘから容器１の内部に放出される。先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘにおいて上部に多く存在するガス冷媒は上方へ、下部に多く存在する液冷媒は、流入管５ａ，５ｂ，５ｃの中心軸からやや下方向に多く噴出する。容器１の内径は流入管５ａ，５ｂ，５ｃの内径よりも、５倍以上など十分太いため、先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘから放出した冷媒は、容器１内部の空間を、広がりながら、また液冷媒は重力によって、下方に落下しながら進み、先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘと対向する容器１の内面で衝突する。冷媒管２３に比べて遙かに大きい内径の容器１内に放出されることで、冷媒の流れる速度が急速に低下し、また液冷媒が衝突によって流れの運動エネルギーの多くを失うことによって、ガス冷媒Ｇと液冷媒Ｌとが重力で分離する。容器１の下部に比重の大きい液冷媒Ｌが集まり、混合冷媒Ｍに含まれた液冷媒Ｌのほとんどが液流出管３から流出する。また、容器１の上部に比重の小さいガス冷媒Ｇが集まり、混合冷媒Ｍに含まれたガス冷媒Ｇのほとんどがガス流出管２から流出する。このようにして、本実施の形態１の気液分離器１０での気液分離が実現される。
　気液分離器１０では上下方向に複数の先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘから対応する面に衝突させるため、衝突面が広いので液冷媒が運動エネルギーを失いやすく、冷媒流量が大きい条件でも気液分離が良好に行える。先行文献１のように１箇所の先端から放出する場合、狭い面部分に多くの冷媒が衝突するため、周囲に跳ね返る液冷媒が運動エネルギーを十分に失うことができず、ガス冷媒とともにガス流出管２から流出しやすくなる。本実施の形態１の気液分離器１０では、冷媒流量が大きい条件でもガス流出管２から流出する液冷媒を少なくできる。すなわち、本発明の気液分離器１０はガス流出管２から流出するガス冷媒Ｇに混入する液冷媒Ｌの割合が小さくなる、つまり、分離効率が高くなる。なお、液流出管３から流出する液冷媒Ｌに少量のガス冷媒Ｇが混入してもよい。
　さらに、本実施の形態１の気液分離器１０では複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃに分配する液冷媒とガス冷媒との割合を分配器４によって変化させ、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃのうち最も下の流入管５ａの液冷媒の割合を多くしている。この最も下の流入管５ａが本願の第１流入管である。この第１流入管５ａは分岐部７ａ，７ｂ，７ｃのうち最も下になるように分岐された流入管５であり、他の流入管５ｂ，５ｃよりも下となる位置で前記側面に挿入されている。第１流入管５ａは複数の分岐部のうち、もっとも下に分岐する分岐部が第１分岐部７ａ二接続される。第１流入管５ａから放出された冷媒が容器１の内部で面と衝突するようにされている。従って、液冷媒Ｌの割合が多い冷媒が複数の衝突位置のうちで容器１のより下の位置にあるため、液冷媒Ｌがガス流出管２から流出することをさらに防ぐことができる。
　上記では分配器４における気液割合の不均等分配として気液分離器１０では上昇と水平方向への分岐を利用したが、上下方向に異なる高さに流れる分岐を利用すれば他の構造でもよい。例えば、下降する流れに対して水平方向に分かれる分岐部を利用してもよく、その場合、下降する流れの方が下の流れである。また、水平に流れる流れから、上方に分岐、または下方に分岐する分岐部を用いても良い。上方への分岐がある分岐部では水平に流れが下の流れとなり、下方への分岐がある分岐部では下方への流れが下の流れである。また水平に流れから、上と下とに分岐する様な分岐部であっても良い。
　なお、第１流入管５ａが挿入される位置は、冷媒流量が大きくなっても容器１の内部に溜まる液面よりも高い位置であることが望ましい。容器１は十分な上下の長さを有するものであって、第１流入管５ａが挿入される位置よりも下に、容器１の内径以上の長さを有していることが望ましい。
　また、容器１の側面において、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃどうしの上下方向の間隔が、少なくともその間隔の上および下の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの太さよりも大きくするとよい、このようにすることで、複数の先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘから放出する冷媒どうしが面に衝突するまでに干渉することを防ぎ、広い衝突面を利用することができる。複数の先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘが接近すると、放出した冷媒どうしが合流しあって衝突面積が有効に生かせない可能性がある。そこで、流入管５どうしの間隔は、すくなくとも流入管５の内径以上の間隔をあけていることが望ましく、流入管５の内径の２倍以上の間隔をあけているとさらに良い。
　また、流入管５から放出してある程度の広がりをもって面に衝突させると、広い面積を利用できるので、流入管５の先端から対向する面までの距離は流入管５の内径よりも十分大きくすることが望ましい。流入管５の先端５ｘから対向する面までの距離をＬ（＜容器の内径Ｄ）としたとき、たとえば、流入管５の上下の間隔をＬ／４（またはＤ／４）よりも大きくするとよい。
　また、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの流路断面積の総和が分配器４に混合冷媒を流入させる冷媒管２３の流路断面積よりも大きいことが望ましい。このようにすれば、流入管５ａ，５ｂ，５ｃを流れる冷媒の速度が冷媒管２３に流れる速度よりも低下するため、分配器４による液冷媒の割合の変化を生じやすくなる。また水平方向にのびる流入管５の内部で液冷媒が下に多く分布するようになり、液冷媒が下に放出されやすくなって、気液の分離が良好となる。なお、図１～３では複数の流入管の本数が３の場合を示したが、本数は複数であれば２でも４以上としても良い。
　図５は本発明の実施の形態１の気液分離器を用いた冷媒回路５００の構成図である。冷媒回路５００は圧縮機３１の吐出口から吐出した冷媒が凝縮器３２と減圧器３４と蒸発器３５とを経て圧縮機３１の吸入口に戻るように冷媒管２１，２２，２３，２４，２５で接続された循環路を構成している。圧縮機３１で圧縮された高圧のガス状の冷媒（ガス冷媒Ｇ）は冷媒管２１によって凝縮器３２に導かれ、凝縮器３２でファン３３によって冷却されて液状の冷媒（液冷媒Ｌ）となる。液状となった冷媒は冷媒管２２によって減圧器３４に導かれ、減圧器３４によって低圧の、ガス状の冷媒と液状の冷媒とが混ざった気液混合冷媒Ｍとなる。冷媒回路５００では、混合冷媒Ｍが流れる冷媒管２３を気液分離器１０に接続して、ガス冷媒Ｇと液冷媒Ｌとに分離する。液冷媒Ｌを液流出管３から冷媒管２４を通じて蒸発器３５に導き、ガス冷媒Ｇをガス流出管２からバイパス冷媒管２７を通じて蒸発器３５を経由せずに蒸発器３５の出口側に導く。液冷媒Ｌは蒸発器３５でファン３６などにより空気からの熱で加熱され、蒸発してガス状となり、蒸発器３５の出口側でバイパス冷媒管２７を経由したガス冷媒Ｇと合流して、冷媒管２５を通じて圧縮機３１の吸入口に導かれる。
　冷媒回路５００は気液分離器１０を用いて蒸発器３５に流れる冷媒量が少なくなるため、圧力損失が低減することができる。気液分離器１０を利用することにより冷媒回路５００のエネルギー効率が向上する。また、圧縮機３１の運転を速めるなどによって冷媒流量が大きくなった場合でも、バイパス冷媒管２７に混入する液冷媒が少ないため、圧縮機３１が液冷媒を吸入することによるトラブルが起こりにくい。
　なお、冷媒回路５００では蒸発器３５の気液分離器１０を上流側に接続したが、特許文献１のように蒸発器３５の途中に接続しても同様の効果を得ることができる。また、蒸発器３５の付近に限らず、気液混合して流れる冷媒から、ガス冷媒Ｇ、または液冷媒Ｌを分離して利用する目的で、任意の箇所に用いることができる。
　次に、本実施の形態１の気液分離器１０の変形例について説明する。図６は本発明の実施の形態１に係る気液分離器の変形例の全体構成を示す断面図である。図６の気液分離器２０は図１の気液分離器１０と比べて、垂直管状部６の内径が冷媒管２３の内径より太くなるようにされている。このため、垂直管状部６の流れの速度が遅くなって、垂直管状部６の内部でガス冷媒と液冷媒とが分離しやすくなり、第１流入管５ａに流入する液冷媒の割合を多くすることができる。さらに垂直管状部６と接続する流入管５の内径を太くすることよって、流入管５の内部でガス冷媒と液冷媒が上下に分離しやすくなる。
　図７は本発明の実施の形態１に係る気液分離器の他の変形例の全体構成を示す断面図である。図７の気液分離器３０は図１の気液分離器１０と比べて、先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘが少し下に向くように流入管５ａ，５ｂ，５ｃが傾斜している。先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘから放出した冷媒が、気液分離器１０よりも斜め下に向かって面と衝突するので、衝突した液冷媒が上昇しにくく、気液分離性能が良好となる。
　図８は本発明の実施の形態１に係る気液分離器の他の変形例の全体構成を示す側面図である。図９は本発明の実施の形態１に係る気液分離器の他の変形例の上面図である。図８は図２、図９は図３と同様の方向から見た図である。この変形例の気液分離器４０は図１の気液分離器１０と比べて、垂直管状部６が鉛直方向から少し傾斜している点で異なる。なお、本発明において垂直管状部６は、水平方向よりも鉛直方向に大きく変位して流体が移動する管状の部分のことであり、鉛直方向にのびる管だけでなく、鉛直方向に対して少し傾斜するものも含むものとする。
　垂直管状部６の中心軸は容器１の中心軸に対しても傾斜している。このため、垂直管状部６の複数の分岐部７ａ，７ｂ，７ｃの位置から容器１に向かってのびる複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃが水平方向、容器１の径方向にずれている。図９に示すように、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃは、その中心線ののびる先が容器１の中心軸からずれたものを含む。ただし、それらの中心線は容器１の中心から容器１の内径Ｄの半分以下の距離にある点に向かっている。
　このように複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの中心線が容器１の中心からずれているため、放出された冷媒の衝突する位置が水平方向にずれるため、広い面を衝突に利用できるようになる。流入管５ａ，５ｂ，５ｃの高さ方向の間隔を狭くした場合でも良好に分離することができる。
　なお、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの中心線が容器１の中心から内径Ｄの半分以下の距離の点を通るため、対向する容器の内面に衝突しても旋回流を生じる作用は小さい。また、図９の流入管５ａと５ｃのように、複数の流入管の中心線は容器１の中心を挟んで逆の位置を通過するものが含まれるので、逆の旋回によって打ち消されるので、容器１内に強い旋回が生じず、分離した液面が上昇する現象が生じない。このため、流入管５から放出した液冷媒が容器１の下部に溜まる液冷媒の液面に衝突することが抑制されるので、気液の分離が良好となる。
　図１０は本発明の実施の形態１に係る気液分離器のさらに他の変形例の全体構成を示す側面図である。図１１は本発明の実施の形態１に係る気液分離器のさらに他の変形例の上面図である。この変形例の気液分離器５０は図１の気液分離器１０と比べて、いくつかの流入管５ａ，５ｃが水平面内で曲がった管となっている。これらの流入管５ａ，５ｃの垂直管状部６から分岐される向きが、容器１の中心に向かっていないが、管が曲がることによって、その先端５ａｘ，５ｃｘが容器１の中心軸向かう、または中心軸に近づくようにされている。
　気液分離器５０では、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの容器１への接続位置は図９に示した気液分離器４０と同様に、鉛直方向だけでなく容器１の中心軸に対して回転した方向にずれている。さらに複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの先端が容器１の中心軸に向かうようにされているので、気液分離器４０と同様に容器１内の衝突面を広く使えることに加え、旋回流の発生も小さくすることができる。気液分離器５０は、放出した液冷媒が容器１の下部で液面と衝突すること抑えることができので、気液の分離を良好にできる。
　図１２は本発明の実施の形態１に係る気液分離器のさらに他の変形例の全体構成を示す断面図である。この変形例の気液分離器６０は上記の気液分離の流入管の一部として端部が垂直管状部６に接続された管のかわりに、混合冷媒Ｍが流れる冷媒管２３を用いている。上記では冷媒管２３は下から上に冷媒が流れる構成を中心に説明したが、この図のように冷媒管２３は冷媒が水平に流れる構成としてもよい。図では最も下に位置する第１流入管５ａを冷媒管２３の一端で構成した例を示しているが、冷媒管２３の一端を他の位置にある流入管５としてもよい。図では冷媒管２３の途中に穴をあけ、その穴の部分を垂直管状部６に挿入して分岐部７ａとした構造の例を示している。穴の部分が垂直管状部６の端部に接続するようにしてもよい。他の流入管５ｂ，５ｃは上記の例と同様である。このように冷媒管２３を流入管５として用いるため、材料点数を少なくすることができる。
　図１３は本発明の実施の形態１に係る気液分離器のさらに他の変形例の全体構成を示す断面図である。この変形例の気液分離器７０は上記の気液分離の流入管の一部として端部が垂直管状部６に接続された管のかわりに、混合冷媒Ｍが流れる冷媒管２３を用いている点で図１２の気液分離器６０と同様である。この変形例の気液分離器７０では、さらに垂直管状部６を冷媒管２３で構成している。冷媒管２３に鉛直方向にのびる部分と水平方向にのびる端部とができるように曲げ、水平方向にのびる端部の先端を流入管５として容器１に挿入する。他の流入管５ａ，５ｂは冷媒管２３の鉛直方向にのびる部分の途中にある分岐部７ａ、７ｂから分岐されて、容器１に挿入される。このように冷媒管２３を流入管５だけでなく分配器４として用いるため、材料点数を少なくすることができる。
　なお、上記では垂直管状部６は下から上に冷媒が上昇する例を示したが、上から下に冷媒が下降する場合でも、最も下に分岐された第１流入管５ａで液冷媒の割合が高くなるため、冷媒流量が大きい条件でも分離効率の低下を抑制できる。
　上記の例においては、容器１の側面を円筒状で示したが、角柱状でも良く、また、その一部、または全体が上部または下部の径が狭くなる円錐状、角錐状のような形状であっても良い。
　また、ガス流出管２を容器１の上部に接続した例を示したが、ガス流出管２を容器１の下部から挿入して、その先端が容器１の上部にあるようにしても良い。液流出管３を容器１の下部に接続した例を示したが、液流出管３を容器１の上部から挿入して、その先端が容器１の下部にあるようにしても良い。これらの場合、ガス流出管２または液流出管３の表面に流入管５の放出する冷媒が部分的に衝突するようにしても良い。
　＜実施の形態２＞
　図１４は本発明の実施の形態２に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。上記の実施の形態１では分配器４に上下にのびた垂直管状部６を用いたが、本実施の形態２の気液分離器８０では分配器４として水平方向にのびた水平管状部８を用いる。水平管状部８の途中に分岐部７を設けて、分岐部７に流入管５に接続して、流入管５の先端を容器１内に挿入する。分岐部７では水平管状部８から上または下に向かって流入管５が接続される。従って、実施の形態１と同様に上下方向に異なる分岐を有している。水平管状部８に対して下となる流入管５が下になる分岐であり、上に向かう流入管５に対して水平管状部８の流れが下となる分岐である。水平管状部８途中に複数の分岐部７を有する場合は、最も上流側で下となる分岐が、複数の分岐の中で最も下となる分岐である。また、最も上流側で上となる分岐が、複数の分岐の中で最も下となる分岐である。
　水平管状部８の中を流れる混合冷媒Ｍは重力の影響を受けるため、上方をガス冷媒Ｇ、下方に液冷媒Ｌが流れる傾向がある、このため、下に分岐する流入管５には液冷媒の割合が多くなり、上に分岐する流入管５にはガス冷媒の割合が多くなる。なお、流入管５の分岐部７が水平管状部８に内部に挿入される際には、下に分岐する流入管５の先端が水平管状部８の中央よりも上部、また、上に分岐する流入管５の先端が水平管状部８の中央よりも下部まで深く挿入されないことが望ましい。分岐部７に接続された流入管５は上または下に向かったのち、先端が水平となるように曲げられて容器１に先端が挿入される。
　図１４は水平方向にのびる冷媒管２３を最も下に分岐された第１流入管５ａとして容器１の側面から挿入した例である。他の流入管５ｃ，５ｂは順に分岐部７ｃ，７ｂで水平管状部８に対して上に分岐されている。最も下に分岐された第１流入管５ａは他の流入管５ｂ、５ｃよりも下の最も下となる位置で容器１の側面から挿入される。また、最も上に分岐された流入管５ｃは他の流入管５ａ、５ｂよりも上の最も上となる位置で容器１の側面から挿入される。このように、本実施の形態２においても最も下に分岐した第１流入管５ａから放出する液冷媒を多く含んだ冷媒が容器１内で衝突分離するため、実施の形態１と同様に冷媒流量が大きい条件でも分離効率の低下を抑制できる。
　また、図１４では水平にのびる冷媒管２３を流入管５ａと分配器４として利用した簡易な構成であり、材料点数を少なくすることができる。なお、水平管状部８を別部材で行使してもよいし、また、冷媒管２３を流入管５と利用する際に、最も下の位置としなくてもよい。
　＜実施の形態３＞
　図１５は本発明の実施の形態２に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。本実施の形態３の気液分離器９０では、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃは容器１の内部への差し込み長さが異なるものを含む。これにより、複数の流入管の先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘのそれぞれから、放出される冷媒が衝突する面までの距離を異なるものとしている。なお、挿入する長さは容器１の直径の半分以下として、面に衝突するまでの距離（以下、衝突距離とする）が容器の直径の半分以上であることが望ましい。衝突距離が短くなると衝突するまでに冷媒が広がらず、衝突時にエネルギーを失わずに、容器１内に飛散してガス流出管２に混入して分離が低下する可能性がある。
　図１５は実施の形態２と同様に、水平管状部８の途中に分岐部７ａ，７ｂを設けて、それぞれの分岐部から下に分岐する流入管５ａ，５ｂを接続した構成である。最も下に分岐された第１流入管５ａは容器１への差し込み量を少なくして、その上の流入管５ｂの差し込みを長くした例である。なお、図１５は水平管状部８、流入管５として冷媒管２３を利用する例であるが、水平管状部８のかわりに垂直管状部６を用いた構成としてもよいし、流入管５が異なる構成であってもよい。
　複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘの衝突距離が異なることにより、衝突するまでに冷媒が広がる面積、冷媒の落下量が異なる。衝突距離が長いと冷媒が広がる面積と冷媒の落下量とが大きくなる傾向になる。ただし、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃのからは、液冷媒Ｌとガス冷媒Ｇとの割合が異なり、また、流入管５ａ，５ｂ，５ｃの長さ、位置によって放出される勢いも異なる。図１４の例では、最も液冷媒の割合が多くなる第１流入管５ａの衝突距離を大きくして広がる面積を拡大しているので、衝突のエネルギーを失いやすい。一方、ガス冷媒の割合が多い流入管５ｃの衝突距離を小さくして液冷媒の衝突の広がりを小さくできる。このため、流入管５ｃが面に衝突した液冷媒と、その下の流入管５ｂ，５ａの衝突した液冷媒とが衝突しにくく、良好な分離が可能となる。
　なお、上記は下に位置する流入管５の差し込み長さを小さくして、放出される冷媒の衝突距離を大きくした例であるが、流入管５の分配に応じて上に位置する流入管５の差し込み長さを小さくしてもよい。例えば、上に位置する流入管５の流量が下に位置する流入管５の流量よりも大きくなる構成では、上に位置する流入管５での衝突距離を大きくすることで、良好な分離が可能となる。
　＜実施の形態４＞
　図１６は本発明の実施の形態４に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。本実施の形態２の気液分離器１００では、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの長さが異なっている。分配器４に流れの途中に分岐が複数ある構成において、上流の分岐部７ａで分岐された流入管５ａの長さを長く、下流の分岐部７ｃで分岐された流入管５ｃの長さを短くした構成である。流入管５ａの長さが長いほど、冷媒が通過する抵抗が増す。つまり、本実施の形態４の気液分離器１００は、冷媒が上流の分岐部７ａから放出されるまでの抵抗と、下流の分岐部７ｃから放出されるまでの抵抗とを近づけた構成である。これにより、分配器４での冷媒分配量が比較的均一となって、冷媒の衝突も均一に近づき、分離が良好となる。
　なお、図１６では流入管５の容器１に差し込む長さが実施の形態３と異なる傾向の図が示されているが、冷媒の分配特性を優先する場合はこのような配置でもよい。また、差し込む長さが等しくするか、または実施の形態３と同様になるように、流入管５を曲げたり、流入管５の挿入位置を周方向にずらしたり、垂直管状部６または水平管状部８を傾けてもよい。
　図１７は本発明の実施の形態４に係る気液分離器の変形例の全体構成を示す断面図である。この変形例の気液分離器１１０では上から下に冷媒が流れる垂直管状部６を有し、最も下流側となる分岐部７ａに接続された流入管５ａが他の流入管５ｂ，５ｃに比べて短くなっている。これにより、冷媒の分配量が均一に近づく。さらに容器１への挿入長さが実施の形態３と同様になることによって、良好な分離が可能となる。
　図１８は本発明の実施の形態４に係る気液分離器の別の変形例の全体構成を示す断面図である。この変形例の気液分離器１２０は水平にのびた冷媒管２３を最も上の流入管５ｃとして利用した構成であるが、他の点は図１７と同様であり、同様の効果を得ることができる。なお、冷媒の分配量の均一化のためには最も上の分岐部７ｃとなる冷媒管２３の穴の径はできるだけ大きいものとすることが望ましい。
　＜実施の形態５＞
　図１９は本発明の実施の形態５に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。本実施の形態５の気液分離器１３０では、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの内径の太さが異なっている。本実施の形態５の気液分離器１３０は、流れの途中に分岐が複数ある構成において、上流の分岐部７ａで分岐された流入管５ａの内径を細く、下流の分岐部７ｃで分岐された流入管５ｃの内径を太くした構成である。流入管５ａの内径が細いほど、冷媒が通過する抵抗が増す。つまり、本実施の形態５の気液分離器１３０は、実施の形態４と同様に、冷媒が上流の分岐部７ａから放出されるまでの抵抗と、下流の分岐部７ｃから放出されるまでの抵抗とを近づけた構成である。これにより、分配器４での冷媒分配量が比較的均一となって、冷媒の衝突も均一に近づき、衝突による分離が良好となる。また、細い管に比べて太い管では流速が遅くなる傾向になる。図１９のように、容器１の上部に下部よりも太い流入管５ｃを接続したので、上部に流入する冷媒の運動エネルギーが小さく、特にガス流出管２の入り口に近い気液の分離が良好になり、ガス流出管２に液冷媒が混入することを抑制できる。
　＜実施の形態６＞
　図２０は本発明の実施の形態６に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。本実施の形態６の気液分離器１４０では、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの分岐部７ａ，７ｂ，７ｃが異なっている。気液分離器１４０は、分配器４に流れの途中に分岐が複数ある構成において、上流の分岐部７ａ付近を狭く、下流の分岐部７ｃ付近を広くした構成を有する。本実施の形態６は、流入管５を垂直管状部６に差し込む長さを変えることによって分岐部７の広さを変えた構造を有している。上流の流入管５ａは垂直管状部６に深く差し込むことで、流入管５ａの入口と。その入口に対向する垂直管状部６の内壁との間隔が狭くなっている。また、下流の流入管５ｃは垂直管状部６に浅く差し込むことで、流入管５ｃの入口と、その入口に対向する垂直管状部６の内壁との間隔が広くなっている。流入管５ｃの入口と壁との間隔が狭くなると、冷媒が通過する抵抗が増す。つまり、本実施の形態６の気液分離器１４０は、実施の形態４、５と同様に、冷媒が上流の分岐部７ａから放出されるまでの抵抗と、下流の分岐部７ｃから放出されるまでの抵抗とを近づけた構成である。これにより、分配器４での冷媒分配量が比較的均一となって、冷媒の衝突も均一に近づき、衝突による分離が良好となる。
　なお、垂直管状部６に流れる混合冷媒の気液分布に極端な偏りがある場合は、流入管５の差し込む長さに注意を要する。たとえば、垂直管状部６の内壁に液冷媒が局在して流れる環状流となる条件で使用される気液分離器では、容器１の下部に差し込む流入管５の入口は液冷媒Ｌが局在する管壁近として、容器１の上部に差し込む流入管５の入口はガス冷媒Ｇが局在する管中央付近とするとよい。流入管５の差し込む長さについて、水平管状部８を用いる場合も同様である。このようにして、容器１の下部から放出される液冷媒Ｌの割合を増やし、上部から放出されるガス冷媒Ｇの割合を増やすことで、良好な分離が可能となる。
　＜実施の形態７＞
　図２１は本発明の実施の形態７に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。本実施の形態２の気液分離器１５０では、分配器４の流路断面積が冷媒の流れ方向に沿って変化する。実施の形態６と同様に、気液分離器１５０は、分配器４に流れの途中に分岐が複数ある構成において、上流の分岐部７ａ付近を狭く、下流の分岐部７ｃ付近を広くした構成を有する。本実施の形態７の気液分離器１５０は垂直管状部６の太さを流れ方向に変化させた点で実施の形態６と異なる。
　気液分離器１５０は、上流の分岐部７ａ付近を狭く、下流の分岐部７ｃ付近を広くしたので、実施の形態６と類似の効果を得ることができる。さらに垂直管状部６の太さを冷媒の流れ方向に徐々に太くしているため、下流になるほど冷媒の流速が低下して、相分離が起こりやすくなる。特に図２１のように、上部の流入管５ｃに接続する垂直管状部６では、相分離によって上部にガス冷媒が溜まりやすくなり、容器１の上部に流入するガス冷媒の割合を増加することができ、良好な分離が可能となる。
　＜実施の形態８＞
　図２２は本発明の実施の形態８に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。図２３は本発明の実施の形態８に係る気液分離器の上面図である。以上の気液分離器では容器１の内壁に冷媒を衝突させたが、本実施の形態８の気液分離器１６０は容器１の内部に冷媒を衝突させるための部材（以下、衝突部材とする）を設置している。この気液分離器１６０のように、衝突に容器１の内壁以外の部材を用いるので、衝突面の形状、傾き、衝突距離を流入管５ごとに変更することが容易となる。
　この気液分離器１６０は衝突部材９として円筒を用いた例である。気液分離器１６０は、衝突部材９として多重の円筒９ａ，９ｂを有して、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃから放出する冷媒が衝突部材９の異なる面と面衝突するようにされている。複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃは長さが異なり、一部の流入管５ａ，５ｂは円筒９ａ，９ｂにあけられた穴９ｙを通過して差し込まれ、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘが異なる円筒面に対向する。図２２の例では、最も長い下部の流入管５ａの先端５ａｘは最も内側の円筒９ａ内にあって、その円筒９ａの内面に対向する。中央の高さにある中間の長さの流入管５ｂの先端５ｂｘは多重の円筒９ａ，９ｂの間にあって、内側の円筒９ａの外面に対向する。上部に位置する最も短い流入管５ｃの先端５ｃｘは外側の円筒９ｂと容器１の内面との間にあって、その円筒９ｂの外面に対向する。
　本発明の実施の形態８では、冷媒が複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃから放出されて、面に衝突するまでの間の空間が衝突部材９によって隔てられて、放出する冷媒同士が混合することを防いでいる。ただし、内部に衝突部材９を設置して容器１の内部を仕切ることで、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの衝突距離が短くなり、衝突面積が小さくなり、分離性能が低下するおそれがある。そこで、流入管の先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘから円筒９ａ，９ｂまでの衝突距離が十分となるよう、容器１の径を少し大きくする、または、円筒の中心を分配器４から遠いほうに偏心させる、などとするとよい。円筒９ａ，９ｂの間の空間の断面積が流入管５ａ，５ｂ，５ｃの断面積よりも十分に大きいので、速度を大きく低下させることで良好な分離が可能となる。また、上に位置するほど液冷媒の割合が小さくなるので流入管５ｃの衝突距離が、下に位置する流入管５ａ，５ｂの衝突距離より小さくなるようにしても良い。
　円筒９の外側の面に衝突した冷媒は、先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘに向かって凸の曲面に衝突することになるので、衝突面が広がりやすく、広い面に液膜を形成させて分離に利用できる。また、衝突後の液冷媒は円筒の間を衝突面の反対側に回り込むように流れながら落下する。
　円筒９ａ，９ｂの下部および上部にはそれぞれの間を通過した冷媒が流通できる隙間（または穴）９ｘが設けられている。円筒９ａ，９ｂの内外の面に衝突して落下した液冷媒Ｌは円筒９ａ，９ｂの下部に設けられた隙間（または穴）９ｘで合流してその下の液流出管３から容器１の外に流れ出る。円筒９ａ，９ｂの内外の面に衝突で分離したガス冷媒Ｇは円筒９ａ，９ｂの上部に設けられた隙間（または穴）９ｘで合流してその上のガス流出管２から容器１の外に流れ出る。
　以上のように実施の形態８では容器１の内部に衝突部材９を配置したことにより、最も下の第１流入管５ａから流出する冷媒と他の流入管５ｂ，５ｃから流出する冷媒を分けることにより、冷媒が混合して衝突することがなく、良好な分離が可能となる。また、異なった面を衝突面として利用することで、衝突した後の冷媒が通過する経路も分離されて、さらに良好な分離が可能となる。上記の例では、筒状の衝突部材を用いて、その内外に衝突させて分離したので、簡単な構成で広い面を分離に利用できる。特に衝突面として冷媒の流入側に凸となった曲面を利用できるのでさらに良い分離となる。なお、衝突部材９は多重の円筒９ａ，９ｂに限らず、１つの円筒、部分円筒面であっても良い。
　＜実施の形態９＞
　図２４は本発明の実施の形態９に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。図２５は本発明の実施の形態９に係る気液分離器の上面図である。実施の形態８の気液分離器では衝突部材９として円筒９ａ，９ｂを用いたが、本実施の形態９の気液分離器１７０は容器１の内部に衝突部材９として板９ｅ，９ｆ，９ｇを設置している。板９ｅ，９ｆ，９ｇは冷媒の衝突面が斜め下を向くように傾斜している。
　容器１の内部で板９ｅ，９ｆ，９ｇのそれぞれは間隔分けて保持される。最も下の板９ｅは最も下の第１流入管５ａから流入する冷媒が衝突し、中間にある板９ｆは中間に高さの流入管５ｂから流入する冷媒が衝突し、最も上の板９ｇは最も上の流入管５ｃから流入する冷媒が衝突するようにされる。流入管５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれから流出する冷媒は板９ｅ，９ｆ，９ｇによって分けられて衝突する。また衝突後の冷媒の流路も板９ｅ，９ｆ，９ｇによって分離されている。最も上の板９ｇに衝突した液冷媒は、その下の中間の板９ｆの上を向いた傾斜面に落下して、その面を下に流れる。中間の板９ｆに衝突した液冷媒は、その下の板９ｅの上を向いた傾斜面に落下して、その面を下に流れる。最も下の板９ｅに衝突した液冷媒は、容器１の下部に落下する。板９ｅ，９ｆ，９ｇの傾斜の上端と下端とには容器１との間に隙間９ｘが設けられ、それぞれの間で分離したガス冷媒Ｇが上端付近で合流し、液冷媒Ｌが下端付近で合流することができるようにされている。
　容器１の内面に衝突させる場合と比べて内部の衝突部材９に衝突する場合は衝突距離が短くなるため、衝突距離を確保するため流入管５ａ，５ｂ，５ｃの容器１への差し込み量は短くしても良い。流入管５ａ，５ｂ，５ｃの先端５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘから流出した広がりをカバーするように板９ｅ，９ｆ，９ｇのサイズは十分に大きなものを用いると良い。
　以上のように本実施の形態９では、衝突部材９である板９ｅ，９ｆ，９ｇは斜め下に向いた複数の傾斜面を有し、複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃの放出する流体がそれぞれ別の傾斜面に衝突するようにされている。流入管５ａ，５ｂ，５ｃの軸に対して斜めの面に衝突させるので、衝突面積が広くなり、分離が良好となる。また、傾斜が斜め下を向くため液冷媒Ｌが下に落下しやすい。また、ガス冷媒Ｇが隙間９ｘを通って上のガス流出管２に流れるが、ガス流出管２が最も上の板９ｇに向いているため、板９ｇの下の液冷媒Ｌがガス流出管２に流れ入ることが抑制され、良好な分離が可能となる。
　図２６は本発明の実施の形態９の変形例に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。この変形例の気液分離器１８０では衝突部材９として複数の板９ｅ，９ｆ，９ｇのかわりに１つの板９ｈを用いる。流入管５ａ，５ｂ，５ｃから放出する冷媒を分けることができないが、板９ｈが斜め下を向いた衝突面を有する点で板９ｅ，９ｆ，９ｇと同様に衝突面を広くする効果がある。また、ガス流出管２が板９ｈの上側の面を向いているため、ガス流出管２に液冷媒Ｌが流れ入ることが抑制され、良好な分離が可能となる。
　複数の流入管５ａ，５ｂ，５ｃからの衝突距離が近づくように、下に位置する流入管５ａ，５ｂの容器１への挿入長さを上に位置する流入管５ｃよりも長くしてもよい。また、衝突部材９である板９ｈに加えて流入管５ａ，５ｂ，５ｃのいずれかから流出した冷媒が容器１の内壁に衝突するようにしても良い。図２６は最も下の第１流入管５ａから流出した冷媒が容器１の内壁に衝突する構成を示している。
　また、板９ｅ，９ｆ，９ｇまた９ｈの衝突面は、下に傾斜するだけでなく、流入側に凸の曲面で形成されていると実施の形態８の円筒面に衝突させたように液冷媒が広がるので分離が良好となる。
　＜実施の形態１０＞
　図２７は本発明の実施の形態１０に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。上記の気液分離器では分配器４として管状のヘッダーに類する分配器４を用いたが、本実施の形態１０の気液分離器２００の分配器４は１つの管の分岐部７ｄから上および下に管が分岐する形状である。すなわち、本実施の形態１０は分配器４として単純なＹ形、Ｔ形などの分岐管を用いる。上記のように分岐部７が流れ方向に複数あるヘッダー型の分配器４の方が上下に分かれる管の液と冷媒の分配の違いを大きくできる点で優れるが、本実施の形態１０のように単純なＹ形、Ｔ形などの分岐管を上および下に管が分岐する用に配置してもある程度同様な作用が得られる。
　冷媒管２３から水平方向に流入した混合冷媒Ｍは冷媒管２３管内で下に液冷媒Ｌ多く存在する傾向があるため、分岐部７ｄでは下に分岐した管に液冷媒Ｌが多く分配され、上に分岐した管にガス冷媒Ｇが多く分配される。最も下に分岐した管は第１流入管５ａとなって、他の流入管５ｂよりも下の位置で容器１に入って、下部に液冷媒を多く放出することにより、冷媒流量が多くなった条件でも分離が良好となる。
　このように、分岐した管をそのまま流入管５ａ，５ｂとして容器１に挿入するので構成が単純である。また、流入管５ａ，５ｂの断面積の総和を冷媒管２３の断面積を２倍以上にすることが容易であり、流入管５ａ，５ｂの流速が低下するので、容器１内に噴出する冷媒の勢いが低下して、分離が良好となる。
　図２８は本発明の実施の形態１０に係る変形例の気液分離器の全体構成を示す断面図である。この変形例の気液分離器２１０は分配器４として３分岐の管を用いた例である。２より大きい分岐管を用いることで、さらに流入管５ａ，５ｂ，５ｃの流速が低下するので、容器１内に噴出する冷媒の勢いが低下して、分離が良好となる。
　＜実施の形態１１＞
　図２９は本発明の実施の形態１１に係る気液分離器の全体構成を示す断面図である。図３０は本発明の実施の形態１１に係る気液分離器の上面図である。上記の実施の形態では分配器４で分かれた複数の流入管は全て容器１内で衝突方式の分離が行われたが、本実施の形態１１の気液分離器３００は複数の流入管で衝突方式の分離と旋回流方式の分離とを併用する。
　衝突方式の分離では衝突面に冷媒を衝突させることにより運動エネルギーを低下させて分離を行うのに対して、旋回流方式の分離では流体が円筒面の内面に沿って流れて旋回流となり、流体内の液成分に遠心力を働かせ、液成分が円筒面の内面に付着することで分離を行う。気液分離器３００では、液冷媒Ｌを多く含む第１流入管５ａは衝突方式の分離を利用し、ガス冷媒Ｇを多く含む最も上に位置する流入管５ｂは旋回流方式の分離を利用する。従って、第１流入管５ａは容器１の中心軸または中心軸近傍に向かって冷媒を流出するように接続され、上の流入管５ｂは流入方向が容器１の内面の接線に沿うように接続される。以下、流入管５ｂのように旋回流方式の分離を利用する流入管５ｂを第２流入管とする。
　容器１の内部で第１流入管５ａと第２流入管５ｂとの間には仕切り板１９を設置している。仕切り板１９は容器１の内壁との間に隙間１９ｘを有している。仕切り板１９は容器１の大半を仕切っており、上部で生じる旋回流が下部に流れ込むことを抑制する。隙間１９ｘは上部の旋回によって分離された液冷媒Ｌが下部に落下する箇所となる。また、隙間１９ｘは下部で衝突分離されたガス冷媒Gが上昇してガス流出管２に向かうための経路となる。図の例は、仕切り板１９の中央を高く、周辺を低くなるようにして、仕切り板１９の上に落下した液冷媒Ｌが仕切り板１９の周辺に流れやすくした構造であり、これにより、液冷媒Ｌが上部に留まらないようにしている。なお、隙間１９ｘでは下に向かう液冷媒Ｌと上に向かうガス冷媒Ｇとが交差するが、本実施の形態１１では第２流入管５ｂから放出される液冷媒Ｌの割合が少なく、また下部に放出されるガス冷媒Ｇが少ないため、液冷媒Ｌがガス冷媒Ｇで巻き上げられることが防がれる。また、隙間１９ｘを仕切り板１９の周辺に設けたが、仕切り板１９の中央に穴、または仕切り板１９の広い面に多数の微細な穴、スリットを設けて、旋回流が下部に入ることを防ぎながら、下部のガス冷媒Ｇが上部に流入しやすくしても良い。
　このように、液冷媒Ｌの割合が多く流れる第１流入管５ａから放出した冷媒を容器１の下部で衝突分離させる。さらに、第１流入管５ａよりも上になるように分岐されてガス冷媒Ｇの多く流れる第２流入管５ｂから放出した冷媒を容器１の上部で旋回分離させる。このようにすることで、衝突方式と旋回流方式の、それぞれの分離特性を生かした良好な分離が可能となる。特に、容器１の下部から上部に入ったガス冷媒Ｇに微細な液滴が含まれていても、それらが上部の旋回に巻き込まれることよって分離されるため、良好な分離が可能となる。また、さらに仕切り板１９を設けて上部の旋回流が下部に流れ入ることを防ぐので、下部に溜まった液冷媒Ｌに渦が生じにくく、容器１の液面が上昇したり、液面から液滴が飛散したりすることが防げる。
　なお、図では分配器４として２分岐管を用いた例を示したが、ヘッダー型の分岐としても良く、２より多い分岐によって多数の流入管５を有する構成としても良い。その場合、最も下に分岐された第１流入管５ａは容器１の下部で衝突方式、最も上に分岐された流入管５ｂは容器１の上部で旋回流方式とするとよい。それらの間にある流入管５は使用条件によって衝突方式、旋回流方式のどちらとしても良いが、下部に衝突方式、上部に旋回流方式と分けることが望ましい。また、その場合、下部の複数の衝突方式の流入管に関しては上記の実施の形態と同様の構成を有すると良い。また、本実施の形態１１で仕切り板１９を設置したように下部に上部の旋回流が流れ込むことを防ぐ構成を備えることが望ましい。
　本発明の気液分離器とそれを搭載した冷媒回路は、空気調和装置、冷凍装置等に利用することができる。
１　容器、
２　ガス流出管、
３　液流出管、
４　分配器、
５，５ａ，５ｂ，５ｃ　流入管、
５ａ　第１流入管、
５ｂ　第２流入管（実施の形態１１）、
５ｘ，５ａｘ，５ｂｘ，５ｃｘ　先端、
６　垂直管状部、
７，７ａ，７ｂ，７ｃ　分岐部、
８　水平管状部、
９　衝突部材、
９ｘ　隙間、
９ａ，９ｂ　円筒、
９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ　板、
１９　仕切り板、１９ｘ　隙間、
２１，２２，２３，２４，２５　冷媒管、
３１　圧縮機、
３２　凝縮器、
３４　減圧器、
３５　蒸発器、
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０，２００，２１０，３００　気液分離器、
５００　冷媒回路。

Claims (18)

  1. ガス流出管（２）と液流出管（３）とが接続された容器（１）と、
    前記容器（１）の内部にガス冷媒と液冷媒とが混合した冷媒を流入させる流入管（５）と、を有し、前記ガス流出管（２）から前記ガス冷媒を、前記液流出管（３）から前記液冷媒を流出させる気液分離器であって、
    前記流入管（５）は前記容器（１）の側面における上下に異なる位置から前記容器（１）に挿入されて、前記容器（１）の内部で前記冷媒を放出する複数の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）からなり、
    前記ガス冷媒と前記液冷媒とが混合した前記冷媒が流れる冷媒管（２３）に接続されて、上下方向に異なるように分岐する分岐部（７ａ，７ｂ，７ｃ）を経て前記複数の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）に分ける分配器（４）をさらに備え、
    前記複数の流入管のうち、最も下になるように前記分岐部（７ａ）と接続された第１流入管（５ａ）は、他の流入管（５ｂ，５ｃ）よりも下となる位置で前記側面に挿入され、
    前記第１流入管（５ａ）から放出された前記冷媒が前記容器（１）の内部で面衝突するようにされている、
    気液分離器。
  2. 前記容器（１）の前記側面において、前記複数の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）どうしの上下方向の間隔が、少なくともその間隔の上および下の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）の太さよりも大きい、請求項１に記載の気液分離器。
  3. 前記複数の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）の流路断面積の総和が前記冷媒管（２３）の流路断面積よりも大きい、請求項１または２に記載の気液分離器。
  4. 前記分配器（４）は、下から上、または上から下に前記冷媒が流れる垂直管状部（６）を有し、
    前記分岐部（７ａ，７ｂ，７ｃ）は、前記垂直管状部（６）の途中にある、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の気液分離器。
  5. 前記分配器（４）は、水平方向に前記冷媒が流れる水平管状部（８）を有し、
    前記分岐部（７ａ，７ｂ，７ｃ）は前記水平管状部（８）の途中から上または下に分岐する、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の気液分離器。
  6. 前記分岐部（７ａ，７ｂ，７ｃ）は複数あり、前記冷媒が流れ方向に離れた複数の位置にある、請求項４または５に記載の気液分離器。
  7. 前記分配器（４）は、水平方向に液が流れる前記冷媒管（２３）から上および下に分岐する分岐部（７ｄ）を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の気液分離器。
  8. 前記複数の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）は、前記容器（１）の内部への差し込み長さが異なるものを含む請求項１から７のいずれか一項に記載の気液分離器。
  9. 前記冷媒が流れ方向で上流側の前記分岐部（７ａまたは７ｃ）に接続された前記流入管（５ａまたは５ｃ）の長さが、下流側の前記分岐部（７ｃまたは７ａ）に接続された前記流入管（５ｃたは５ａ）の長さよりも長い、
    請求項６に記載の気液分離器。
  10. 前記冷媒が流れ方向で上流側の前記分岐部（７ａまたは７ｃ）に接続された前記流入管５ａまたは５ｃ）の太さが、下流側の前記分岐部（７ｃまたは７ａ）に接続された前記流入管（５ｃたは５ａ）の太さよりも細い、
    請求項６に記載の気液分離器。
  11. 前記冷媒が流れ方向で最も下流側の前記分岐部（７ａまたは７ｃ）の流路断面積が、前記冷媒管（２３）の流路断面積よりも大きい、
    請求項６に記載の気液分離器。
  12. 前記複数の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）から流出する前記冷媒が衝突する衝突部材（９）が前記容器１の内部に設置されている請求項１から１１のいずれか一項に記載の気液分離器。
  13. 前記第１流入管（５ａ）から放出された前記冷媒と他の流入管（５ｂ，５ｃ）から放出された前記冷媒とを分ける部材（９）が設置されている請求項１から１２のいずれか一項に記載の気液分離器。
  14. 前記衝突部材（９ａ，９ｂ）は筒状であり、筒状の内外で前記複数の流入管の放出する流体が分けられる請求項１２に記載の気液分離器。
  15. 前記衝突部材（９ｅ，９ｆ，９ｇ）は斜め下に向いた複数の傾斜面を有し、前記複数の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）から放出した流体がそれぞれ別の傾斜面に衝突するようにされている請求項１２に記載の気液分離器。
  16. 前記容器（１）の前記側面は筒状であり、
    前記複数の流入管（５ａ，５ｂ，５ｃ）の前記容器（１）への差し込み位置が、前記側面の周方向にずれた位置にある請求項１から１５のいずれか一項に記載の気液分離器。
  17. 前記第１流入管（５ａ）よりも上になるように分岐された第２流入管（５ｃ）は、前記第２流入管（５ｃ）から放出される前記冷媒が前記容器（１）の内部で旋回するように前記容器の接線に沿って挿入される、請求項１～１６のいずれか一項に記載の気液分離器。
  18. ガス状の冷媒を圧縮する圧縮機（３１）と、前記圧縮機（３１）で圧縮された前記冷媒を液状にする凝縮器（３２）と、前記凝縮器（３２）を経た前記冷媒を減圧する減圧器（３４）と、前記減圧器（３４）を経た前記冷媒をガス状にする蒸発器（３５）とが、この順に循環するように冷媒管（２１，２２，２３，２４，２５）で接続された冷媒回路（５００）であって、前記ガス状の冷媒と前記液状の冷媒とが混合した前記冷媒が流れる前記冷媒管（２３）に請求項１～１７のいずれか一項に記載の気液分離器が接続されている冷媒回路。
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