空気調和機等の冷凍装置
【課題】冷媒の流れを切替え、冷房と暖房とが出来るようにした空気調和機に使用できる気液分離装置を提供する。
【解決手段】気液分離装置９を、横置きされた容器本体１４と、気液二相流冷媒が通る孔を外周部近くに有し、且つ上記容器本体内を内容積が小さい２個の狭小空間２０と内容積が大きい急拡大室との３室に区画する２個の仕切り体１９と、狭小空間に挟まれた急拡大室に臨む気相冷媒導出管１７と、急拡大室の両側に位置する狭小空間に臨むように設けられた２本の出入り口パイプ１５，１６と、急拡大室内の表面積を拡大し、且つ上記仕切り体の孔を通る気液二相流冷媒を他側の仕切り体の孔に誘導する溝付き体１８とで構成した。
【解決手段】気液分離装置９を、横置きされた容器本体１４と、気液二相流冷媒が通る孔を外周部近くに有し、且つ上記容器本体内を内容積が小さい２個の狭小空間２０と内容積が大きい急拡大室との３室に区画する２個の仕切り体１９と、狭小空間に挟まれた急拡大室に臨む気相冷媒導出管１７と、急拡大室の両側に位置する狭小空間に臨むように設けられた２本の出入り口パイプ１５，１６と、急拡大室内の表面積を拡大し、且つ上記仕切り体の孔を通る気液二相流冷媒を他側の仕切り体の孔に誘導する溝付き体１８とで構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷房、暖房運転が出来る空気調和機等の冷凍サイクル中に冷房、暖房運転に合わせ気液二相流冷媒の入る入口管側が変わる気液分離装置を設け、熱交換器（蒸発器）内に入る冷媒の気相分の割合を少なくして、熱交換器（蒸発器）の圧力損失を低減し、圧縮動力を節減でき、小形で高効率な運転を可能にすることが出来る気液分離装置を得る発明に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来提案されている気液分離装置は、冷凍サイクル中にあって、入り口管と出口管が特定され、冷媒の流れる方向が限定されていた。
従って、冷凍サイクル中に於いて上記気液分離装置の使い方は限られたものであった。その一例を以下図２７、図２８をもって説明する。
先ず、図２７に示すものは、特許文献１で開示されたものであるが、このものは冷房専用の空気調和機に気液分離装置を採用した例である。
【０００３】
即ち、図に於いて、圧縮機２７は第一のシリンダ２８を有し、圧縮機で吸い込んだ低温低圧の気相冷媒を先の第一のシリンダ２８で圧縮し、高温高圧気相冷媒とし冷媒吐出管３０を介し凝縮器31に送り、そこで凝縮用送風機３２によって送られる空気に放熱し、高圧液冷媒となる。
その液冷媒は減圧器３３（膨張弁）で減圧され気液二相流冷媒となり、入り口管５から気液分離装置４３に流入し、そこで分離された液相冷媒は液相出口管７から蒸発器３５に入り、蒸発用送風機３６で送られる空気から熱を奪い低温低圧の気相冷媒となり、圧縮機２７に吸い込まれる。
【０００４】
一方、気液分離装置で分離された気相冷媒は気相出口管６から蒸発器バイパス管３８を経て、圧縮機に吸い込まれる。
この冷房専用の空気調和機であれば、気相冷媒は蒸発器３５に流入しないため、蒸発器３５での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき高効率な運転を可能にすることが出来る。
【０００５】
又、図２８に示すものは、冷房、暖房切換可能な空気調和機の冷凍サイクル中に冷蔵要素（例えば冷蔵庫）を組み込んだものである。
即ち、この冷凍サイクルの場合、冷蔵要素２９（毛細管１２と冷却器１３）には冷房、暖房切替に関係なく一定方向より冷媒を流す必要がある。
これを達成する為に流路切換逆止弁ブリッジ５０を組み込んだものである。この流路切替逆止弁ブリッジ５０を冷房、暖房切替可能な冷凍サイクルに組み込めば冷媒の流れ方向が特定されるので図２７で説明した気液分離装置の採用も可能となる。
この流路切換逆止弁ブリッジ５０と先の気液分離装置４３を併用した、空気調和機であれば蒸発に寄与しない気相冷媒は冷房運転時に蒸発器となる室内側熱交換器に流入しないし、暖房運転時に蒸発器となる室外側熱交換器に流入しない為、蒸発器となる側の熱交換器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にすることが出来るものである。
【０００６】
また、気液分離装置自体の発明としては特許文献３、４で示すものがある。
以下、これを図２９、図３０をもって説明する。
先ず図２９に於いて、
図２９に示されたバルクオイルセパレータは２枚以上のバッフル４５a、４５ｂ---でシェル内を複数のセクション（４４a、４４ｂ---）に区画し、ガス及びオイルの混合物をセクション４４a内に取り込む入り口管２０を設けると共に、セクション内で分離されたオイル及びガスを持ち出す管としてライン２１（オイル用）及び出口ガス管３１（ガス用）をセクション４４dに設け、ガス及びオイルの混合物を各セクションでガスとオイルに分離するようにしたものである。
【０００７】
次に図３０に於いて、
図３０に示された気液分離装置は室内熱交換器と室外熱交換器との間に配置されたもので、気相冷媒を、下流側熱交換器をバイパスして圧縮機に戻し、冷房、暖房運転に合わせ、気液二相流冷媒の入る入り口管が変るようにしたものであって、冷凍サイクル中に組み込まれた気液分離装置は、筒状容器１３底面に遮蔽板１６を設け、筒状容器１３下部を第１冷媒室１７と第２冷媒室１８に区画し、この区画された室１７、１８に第１冷媒管１０、第２冷媒管１１を設け、一方の冷媒管より冷媒室に入った気液二相流冷媒を密度差により気相と液相に分離し、液相冷媒は他方の冷媒管を通して次の熱交換器側に導出し、気相冷媒は筒状容器１３内の上方に臨んで設けられた第３冷媒管１２を通して圧縮機側に戻すようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１７４８３６
【特許文献２】特開平２−３３５７９
【特許文献３】特開２００８−１９８５７
【特許文献４】特許第３７８０８３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来空気調和機の冷凍サイクル中に設けられている気液分離装置は、減圧器（膨張弁）で減圧された気液二相流冷媒の入り口管５と気液分離装置内で分離された液相冷媒を蒸発器となる熱交換器側に送り出す出口管７とが特定されていた為に、冷房或いは暖房専用の空気調和機には採用出来たが、冷媒の流れを切替え、冷房運転と暖房運転とが出来るようにした空気調和機には採用が難しかった。
【００１０】
これを解決するには、特許文献２に開示された図２８に示す発明を図２７の気液分離装置に併用して使用する案があるが、先にも記述した如く、気液分離装置の周りに複数の切換弁、ブリッジ回路構成用の複数の配管を必要とするので原価高になることは勿論、この気液分離装置を設ける為のスペース拡大、更にはその組み込み作業が煩わしくなる等の課題があった。
【００１１】
また、特許文献３に示された気液分離装置には次の課題があった。
（１）セクション４４ｄはライン２１及び出口ガス管３１を設ける関係上、他のセクションより大きな室としなければならないので、ガス及びオイルの混合物を、ガス及びオイルに分離するセクション４４ｂ、4４ｃの容積が小さくなる。これに伴ない気液分離装置自体を大きくしなければならない等の課題が出てくる。
（２）また、セクション４４ｄにライン２１及び出口ガス管３１があるので、出口ガス管３１にオイルが混入する確立が高くなる課題があった。
【００１２】
また、特許文献４に示された気液分離装置には次の課題があった。
（１）筒体内径を３６〜５５mmで作り、それを縦にして使う気液分離装置であると、分離に必要となる筒体内径が分離に必要な表面積となるので、表面積が十分にとれず気相と液相を効率良く分離することが出来なかった。
これを可能にしようとすると、筒体内径を大きくすることとなるので、気液分離装置自体が大形化し、重量も増えてしまうと言う課題があった。
（２）気相冷媒を導く第３冷媒管１２が、筒状容器１３が作る冷媒室の上方に臨んでいることより、液相冷媒が第３冷媒管１２に混入する確率が高くなる課題もあった。
【課題を解決する為の手段】
【００１３】
本発明は上記課題を解消することを目的としてなされたものである。
即ち、気相冷媒を、下流側熱交換器をバイパスして圧縮機に戻し、且つ冷房、暖房運転に合わせ、気液二相流冷媒の入る、入り口管側が変るようにした気液分離装置を室内熱交換器と室外熱交換器との間に備えた空気調和機に於いて、上記気液分離装置を、横置きされた容器本体と、気液二相流冷媒が通る孔を外周部近くに有し、且つ上記容器本体内を内容積が小さい２個の狭小空間と内容積が大きい急拡大室との３室に区画する２個の仕切り体と、狭小空間に挟まれた急拡大室に臨む気相冷媒導出管と、急拡大室の両側に位置する狭小空間に臨むように設けられた２本の出入り口パイプと、急拡大室内の表面積を拡大し、且つ上記仕切り体の孔を通る気液二相流冷媒を他側の仕切り体の孔に誘導する溝付き体とで構成した気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１４】
また、狭小空間は容器本体に設けた絞り部と、ガイド等を備えた仕切り体とで構成され、出入り口パイプの一方より入った気液二相流冷媒を絞り部と仕切り体に設けたガイド等を利用して仕切り体の孔に導くようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１５】
また、容器本体と一体又は別体に構成された溝付き体は仕切り体によって仕切られた急拡大室内に設けられ、仕切り体の孔より溝付き体内に取り込まれた気液二相流冷媒を表面張力の作用により気相冷媒と液相冷媒とに分け、液相冷媒を出口となる出入り口パイプ側に導出するようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１６】
また、溝付き体を高さ方向で急拡大室の略１/２以下の所に設置すると共に、狭小空間内に臨む２本の出入り口パイプ先端を、容器本体の底面に近づけて配設するようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１７】
また、溝付き体の上方に位置する仕切り体に、気相冷媒が狭小空間内より急拡大室側に入る切り欠き窓を設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１８】
また、急拡大室に臨む気相冷媒導出管の開口に対向して、液相冷媒が気相冷媒導出管に入るのを防止し、且つ気相冷媒導出管より導出される気相冷媒の吸い込み抵抗とならないように保護材を設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１９】
また、急拡大室内に配設される溝付き体の頂部に気相冷媒が通過するスリットを設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００２０】
容器本体と別体に作った溝付き体を急拡大室に２段重ねして設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【発明の効果】
【００２１】
１．気液二相流冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する急拡大室の容積が狭小空間の容積より大きくなるように仕切り体を配設し、且つ溝付き体をもって表面積の拡大を図った為、気液分離装置自体の小形軽量化が図れ、且つ性能向上が図れる気液分離装置が得られるものである。
２．仕切り体で仕切られる急拡大室に気相冷媒導出管を設けるようにしたので、気液二相流冷媒が導入される狭小空間の内容積を拡大することなく、急拡大室の内容積を大きくとることが出来る。
３．気液二相流冷媒を導入する出入り口パイプと、気相冷媒の導出管となる気相冷媒導出管を別の室に設けるようにしたので、気相冷媒導出管に入る液相分を大幅に低減出来る気液分離装置が得られ、蒸発器となる側の熱交換器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にすることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】冷房、暖房切替え可能な空気調和機に本発明を備えた気液分離装置を組み込んだ図で、暖房運転状態を示す図である。
【図２】冷房、暖房切替え可能な空気調和機に本発明を備えた気液分離装置を組み込んだ図で、冷房運転状態を示す図である。
【図３】本発を備えた気液分離装置の容器本体一部切り欠き斜視図である。
【図４】図３の横断面図である。
【図５】図３とは異なる実施例の気液分離装置で容器本体一部切り欠き斜視図である。
【図６】図５の横断面図である。
【図７】図３中に組み込まれる仕切り体の正面図である。
【図８】図５中に組み込まれる仕切り体の正面図である。
【図９】図３中に組み込まれる溝付き体の正面図である。
【図１０】図９とは異なる実施例の溝付き体の正面図である。
【図１１】図３、図５とは異なる実施例の気液分離装置の断面図である。
【図１２】図１１のＡ―Ａ断面図である。
【図１３】図１１のB―Ｂ断面図である。
【図１４】図１１とは異なる実施例の気液分離装置の断面図である。
【図１５】図１４のＡ―Ａ断面図である。
【図１６】図１４とは異なる実施例の気液分離装置の断面図である。
【図１７】図１６のＡ―Ａ断面図である。
【図１８】図１１、図１４、図１６中に組み込まれる仕切り体の斜視図である。
【図１９】図１１、図１４、図１６中に組み込まれる溝付き体の断面図である。
【図２０】図１９とは異なる実施例の溝付き体の断面図である。
【図２１】図３とは異なる気液分離装置の横断面相当図である。
【図２２】図２１とは異なる気液分離装置の横断面相当図である。
【図２３】図２１、図２２とは異なる気液分離装置の横断面相当図である。
【図２４】図２３に使われる仕切り体の正面図である。
【図２５】図２３に用いられる溝付き体（積み重ね）の説明図である。
【図２６】図２３に用いられる溝付き体にスリットを設けた説明図である。
【図２７】冷房専用の空気調和機の冷凍サイクル説明図で、従来の気液分離装置を組み込んだ図である。
【図２８】冷媒の流れ方向が特定される冷蔵要素を冷房、暖房切替可能な空気調和機の冷凍サイクルに組み込んだ従来の冷凍サイクル説明図である。
【図２９】横置き型気液分離装置相当のバルクオイルセパレータを説明する従来例図である。
【図３０】図２９とは異なる気液分離装置を説明する従来例図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２３】
図１〜図４に於いて、図１は冷房、暖房切替可能な空気調和機に本発明を備えた気液分離装置を組み込んだ図で、暖房運転状態を示す図であり、図２は冷房、暖房切替可能な空気調和機に本発明を備えた気液分離装置を組み込んだ図で、冷房運転状態を示す図であり、図３は本発明を備えた気液分離装置の容器本体一部切り欠き斜視図であり、図４は図３の横断面図である。
【００２４】
先ず、図１〜図２に於いて、１は空調室内に据え付けられる室内ユニットと室外に設置される室外ユニットによって構成され、冷房、暖房運転が出来る空気調和機の冷凍サイクルで、この冷凍サイクル１は圧縮機２と、圧縮機２の吐出口３及び吸入口４との間に接続された四方弁５と、四方弁５に接続された室内熱交換器６及び室外熱交換器７と、室内熱交換器６と室外熱交換器７との間に挿入された膨張弁８a、気液分離装置９、膨張弁８bと、気液分離装置９で分離された気相冷媒を圧縮機２の吸入口４側に戻す気相戻し管１１と、この気相戻し管１１と圧縮機２間に設けられた冷媒吸入流路１０等とで構成されている。１２は室内熱交換器６に風を送り、熱交換した暖気若しくは、冷気を室内に吹き出す室内側送風機であり、１３は室外熱交換器７の熱交換を促進する室外側送風機である。
【００２５】
そして、冷凍サイクル１を暖房運転する場合には図１に示す如く、四方弁５を実線で示すように切り替えて冷媒を流すことにより、室内熱交換器６が凝縮器として、室外熱交換器７が蒸発器として機能する。
この時、二つある膨張弁８a、８bの内、８aは減圧作用を行なうが８bは減圧作用を行なわないよう予め動作させておくものである。又、気液分離装置９には矢印に示す如く膨張弁８aで減圧された気液二相流冷媒が入り、膨張弁８b側には気液分離装置９で分離された液相冷媒が流れる（通過する）ものである。
尚、気液分離装置９内で分離された気相冷媒は気相戻し管１１より冷媒吸込流路１０を経由して、圧縮機２の吸入口４側に戻されるものである。
【００２６】
又、冷房運転する場合には図２に示す如く、四方弁５を実線で示すように切り替えて冷媒を流すことにより、室内熱交換器６が蒸発器として室外熱交換器７が凝縮器として機能する。
この時二つある膨張弁８a、８bの内、８bは減圧作用を行なうが、８aは減圧作用は行なわないよう予め動作させておくものである。
又、気液分離装置９には矢印に示す如く膨張弁８bで減圧された気液二相流冷媒が入り、膨張弁８a側には気液分離装置９で分離された液相冷媒が流れる（通過する）ものである。
尚、気液分離装置９内で分離された気相冷媒は気相戻し管１１より冷媒吸込流路１０を経由して、圧縮機２の吸入口４側に戻されるものである。
【００２７】
以上の如く、暖房運転の場合には凝縮器となる室内熱交換器６と熱交換した高温高圧気相冷媒は高圧液状冷媒となり膨張弁８aに入り、そこで減圧され気液二相流冷媒となり気液分離装置９内に入る。それが気液分離装置９で気相分が除かれて液相分が多い状態で蒸発器となる室外熱交換器７に入る。これにより、気相分を除かない場合に比べ、蒸発器管内の冷媒の流速が減速され、蒸発器の圧力損失を低減し、圧縮動力を節減でき、冷凍サイクル１の運転効率が向上する。
冷房運転の場合は気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒の入口側が逆転し膨張弁８b側となるが、効果は暖房運転時と同じである。
【００２８】
また、本発明の冷凍サイクルに於いては暖房運転時には入り口管となった管が、冷房運転時には出口管となっても気液分離作用が行なえる気液分離装置を作り、これに併用して設けた膨張弁８a、８bの一方と協働して、気液二相流冷媒を気相と液相に分離し、気相冷媒は圧縮機２側に戻し、液相冷媒は次の熱交換器側に送り、先に記述した効果を得るものである。
次に、図３、図４をもって、気液分離装置９の詳細を説明する。
１４は容器本体であり、通常金属管で作られている。この容器本体１４の両端には絞り部１４aが形成されており、この絞り部１４aを利用し、図に示す如く出入り口管１５、１６が接続されている。
【００２９】
而して、上記出入り口管１５、１６は空気調和機等の運転状態により、一方は気液二相流冷媒の入り口管となり、他方は液相冷媒の出口管となる。１７は気液分離装置９内で分離された気相冷媒を気相戻し管１１に送り出す気相冷媒導出管で、上記気液分離装置を冷凍サイクルに組み込み、例えば空気調和機本体に対し横置きに取り付けた時、容器本体１４の上方壁を貫通して後述する急拡大室に臨むよう設けられている。
１８は上記容器本体１４の内壁部に取り付けられた溝付き体である。この溝付き体１８は通常、薄板金属を波形に折り曲げ、それを図３にも示す如く略円筒等状に丸めたものである。
【００３０】
尚、この溝付き体１８は薄板金属に限られるものではなく、樹脂材で型成形等したものであっても良いことは勿論、容器本体１４を形成する金属管を厚肉材とし、これの内壁を機械加工して溝を形成したものであっても良い。
要は、容器本体１４の内壁部に沿ってある程度の高さを持つ溝を、一方の出入り口管より取り込んだ気液二相流冷媒を表面張力の作用により気相冷媒と液相冷媒に分け、液相冷媒を他方の出入り口管側に誘導するように形成すれば良いものである。
【００３１】
１９は上記溝付き体１８の両端に位置し、先の絞り部１４aとの間に狭小空間２０を作り、気液二相流冷媒を溝付き体１８内に導入或いは送出する仕切り体である。ここで、１９ａは仕切り体に設けた孔であり、１９ｂは仕切り体に設けたガイドである。
この仕切り体１９は容器本体１４の内壁との間に狭小空間２０を作る他、溝付き体１８を容器本体１４内に固定する役目を果す。更には出入り口管１５（１６）から気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒を溝付き体１８に配分する分配器の役目を果している。また上記仕切り体１９にガイド１９ｂを設けることにより、気液二相流冷媒の溝付き体１８への分配効果を更に高めることが出来る。
【００３２】
また、出口管側に位置する仕切り体１９は溝付き体１４内の液相冷媒を、出入り口管に導出する役目を果たしている。
換言すると、上記仕切り体１９が、容器本体１４との間に作る狭小空間２０はこの空間２０に臨むように設けられた出入り口管１５（１６）から入る気液二相流冷媒を仕切り体１９の前面外周方向に導き、孔１９aより溝付き体１８全体に導入するものである。逆に液相冷媒の出口側に位置する仕切り体１９は溝付き体１８内の液相冷媒を上記孔１９aより出入り口管に導出するものである。
【００３３】
これにより入口側の仕切体の孔１９aより溝付き体内に取り込まれた気液二相流冷媒は、表面張力の作用により、気相冷媒と液相冷媒とに分けられ、液相冷媒は下流側に位置する出入り口管に向かって流れる。
換言すると溝付き体１８は、表面張力の作用により、気液二相流冷媒を気相冷媒と液相冷媒に分け、液相冷媒を重力に打ち勝ち出入り口管１５（１６）に導くように、溝高さ、溝ピッチ等が設計されている。
【００３４】
又、気相冷媒は溝付き体１８と仕切り体１９で囲まれている急拡大室２１側に飛び出し、気相冷媒導出管１７より気相戻し管１１を経て、冷媒吸入流路１０を通リ圧縮機の吸込口４、圧縮機２に戻されるものである。
尚、２２は保護材である。この保護材２２は急拡大室２１に臨む気相冷媒導出管１７が液相冷媒を吸い込むことなく気相冷媒を吸い込むよう設けられている。また、この保護材２２は気相冷媒導出管１７より導出される気相冷媒の吸い込み抵抗とならないよう、内径の太い導管とされている。
更にこの保護材２２は気相冷媒導出管１７を急拡大室の中央まで延出することにより省略することも可能である。
【００３５】
このように本気液分離装置は溝付き体１８の両側に仕切り体１９を設けることにより出入り口管１５、１６の何れの方向から気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒であっても溝付き体１８を流れる間に気相と液相に分離し、気相は圧縮機２側に戻し、液相は他側の熱交換器で効率の良い蒸発を行なわせる構成としたものである。
【００３６】
尚、容器本体１４内に溝付き体１８、仕切り体１９を設け、狭小空間２０、急拡大室２１を作り、気液二相流冷媒を気相と液相に分離する気液分離装置９自体の機能等は同一出願人が先に出願し、公開した特開２００６〜１７０５８９並びに特開２００９〜１７４８３６と同じであるが、本気液分離装置９はどちらの方向からでも気液二相流冷媒が溝付き体１８内に入ることが出来、且つそれを気相、液相冷媒に分離可能としたものである。
【００３７】
また、上記気液分離装置９は気相冷媒導出管１７を容器本体１４の途中に設けたものであるから、容器本体１４の内壁に設ける溝付き体１８を貫通させることとなる。
換言すると、薄板金属を波形に折り曲げそれを円筒管状に丸めて溝付き体１８としたものであると溝付き体１８が邪魔する為、部分的な加工が必要となる等の課題が出る。これを図３では溝付き体１８を完全な円筒体としないで気相冷媒導出管１７を逃げた略円筒体としたものである。
【００３８】
ここに於いて、容器本体１４内に形成される狭小空間２０と急拡大室２１の働き及び仕切り体１９の配設に付いて説明する。
即ち、狭小空間２０に於いては、出入り口管１５、１６の何れか一方より狭小空間２０内に取り込まれる気液二相流冷媒を、密度差により気液に大別し、気相冷媒は仕切り体１９外周上方に設けられた孔１９aを通し、急拡大室２１に送り込む。
【００３９】
一方、絞り部１４aとガイド１９ｂ等を備えた仕切り体１９とで構成された狭小空間２０内の気液二相流冷媒は容器本体１４に設けられた絞り部１４aに案内され、下方に設けられた孔１９aを通し、急拡大室２１に送り込まれる。
上記の如く、この狭小空間２０は出入り口管１５より導入された気液二相流冷媒の流速を落し密度差を利用し大別するだけの空間で、液相冷媒中に含まれる気液冷媒を主体的に分させるものではないので、その内容積は小さくとも良い。
一方、急拡大室２１は狭小空間２０側より孔１９aを介し送られて来る気液二相流冷媒を、気相冷媒と液相冷媒に分離する室であることより、この室の内容積を大きくし、更に溝付き体１８を用いて表面積を大きくする必要がある。
【００４０】
内容積及び表面積が十分に確保された急拡大室２１に送り込まれた気液二相流冷媒は、溝付き体１８で小分けされ、溝付き体１８の溝部を流れる。この過程に於いて、気液二相流冷媒中の気相冷媒は表面張力の作用により、急拡大室２１に放出され気相冷媒導出管１７へと導入される。
そして、急拡大室２１を経た液相冷媒は溝内に保持され、他方の狭小空間２０に入り他方の出入り口管１６側に導出される。
【００４１】
尚、出口側に位置する狭小空間２０内においても液相冷媒より気相冷媒が分離するが、分離した気相冷媒は仕切り体１９の上方孔１９aより急拡大室２1に戻され気相冷媒導出管１７に導出されて行くものである。
上記狭小空間２０と急拡大室２１は働きの違いにより、急拡大室２１の内容積を狭小空間２０の内容積より大きく作る必要がある。
この為に、容器本体１４内を区画する仕切り体１９は図にも示す如く容器本体１４に作られる絞り部１４aに近づけた位置に設け、急拡大室２１の内容積を狭小空間２０より大きくしている。
【００４２】
又、仕切り体１９を絞り部１４a近くに設ける理由は、狭小空間２０内の気液二相流冷媒及び気相冷媒を急拡大室２１側に絞り部１４aの傾面を利用し送出し易いようにする為でもある。
更に急拡大室２１にあって、気液二相流冷媒は表面張力の作用により、溝付き体１８の溝内に保持され他方の狭小空間側に向け流れるので、気相冷媒導出管１７側に、この溝付き体１８を流れる液相冷媒が吸い込まれて行くことはないものである。
【実施例２】
【００４３】
図５、図６は上記気相冷媒導出管１７の配設を容易にした実施例である。
尚、図５は図３とは異なる実施例の気液分離装置で容器本体一部切り欠き斜視図であり、図６は図５の横断面図である。
図に於いて、１４は容器本体、１４aは絞り部、１５、１６は出入り口管、１７は気相冷媒導出管、１９は仕切り体、１９aは孔である。
本実施例２と実施例１との違いの一つは、溝付き体１８が溝付き体１８aと１８bに分かれている点であるが、上記構成部材の働きは実施例１と同じである。
即ち、図に示す如く、本実施例２に於ける溝付き体１８は気相冷媒導出管１７が配設されている所で２つに別れている。
【００４４】
換言すると、上記気相冷媒導出管１７は溝付き体１８aと１８bに分かれている所に出来る空間２５の上方に位置しているものである。尚、この空間２５は急拡大室２１と連接している。
而して、溝付き体１８の一方より出て、急拡大室２１に溜る気相冷媒は空間２５の上方に位置する気相冷媒導出管１７より容器本体１４の外に導出され、溝付き体１８より押し出される液相冷媒は空間２５底部に溜り、液相出口管２３より液相導管２６a（２６ｂ）を経て出入り口管１５、１６のどちらか一方に導出される。
即ち、本実施例の場合、使われる溝付き体１８は１８aか１８bのどちらか一方（気液二相流冷媒が入ってくる方）で他側の溝付き体１８の作用は休止しているものである。そしてこの溝付き体１８を出た液相冷媒は空間２５に溜ることとなる。溜った液相冷媒は空間２５の底部に設けられた液相出口管２３より液相導管２６a、２６bの何れか一方を通リ出入り口管側に導出される。
【００４５】
尚、上記液相導管２６a、２６bの途中には切替弁２４（２４a、２４b）が設けられている。そして図６に示すように気液二相流冷媒が出入り口管１５側より気液分離装置９に入った時には液相導管２６a側の切替弁２４aを閉じ切替弁２４b側を開し、溝付き体１８aが導いた液相冷媒を出入り口管１６側に送り出すものである。
また、出入り口管１６側より気液二相流冷媒が気液分離装置９内に入った時には切替弁は逆の流れを行なうよう切替弁２４bが閉し、切替弁２４aが開し、出入り口管１５側に液相冷媒を流す。
【００４６】
更に、この時出入り口管１６側に導出された液相冷媒が出入り口管１６より気液分離装置９側に逆流するのを防止する為に出入り口管１６には逆流防止の切替弁２８（２８b）を設けておくものである。
尚、この切替弁２８は逆の場合を考慮し、出入り口管１５側にも当然、切替弁２８aが設けられている。
又、上記溝付き体１８a、１８ｂは一方が仕切り体１９a、１９ｂで固定され、他側は図６にも示す如く固着具２９等により容器本体１４側に固定されている。
【００４７】
ここに於いて、上記実施例１、実施例２に使われている溝付き体１８、仕切り体１９に付いて説明する。
尚、図７は図３中に組み込まれる仕切り体の正面図であり、図８は図５中に組み込まれる仕切り体の正面図であり、図９は図３中に組み込まれる溝付き体の正面図であり、図１０は図９とは異なる実施例の溝付き体の正面図である。
先ず図７、図８に於いて、仕切り体１９に付いて説明する。
この仕切り体１９は容器本体１４との間に狭小空間２０を作り、出入り口管１６より気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒を溝付き体１８に導く働きを果す。通常上記気液分離装置９は水平か、わずか傾けた状態（１５度位までの傾き）で使われる。
従って出入り口管１５より気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒は環流とならずかたよって流れる可能性がある。
【００４８】
この時、溝付き体１８は略円筒管状に作られているので、溝付き体１８を効率良く働かせる為には上記仕切り体１９にかたよって入る気液二相流冷媒を放射状にしかも均一に分散させる必要がある。
この為の手段として仕切り体１９には出入り口管１６に対向する中央部から外周に設けた孔１９a側に気液二相流冷媒を分散させる多数のガイド１９bが設けられている。
尚、上記ガイド１９bの入り口部は粗密に作られ、下側が密に上側が粗になるよう作られている。
また、図７が実施例１に使われる仕切り体１９であり、図８が実施例２に使われる仕切り体１９である。
【００４９】
本気液分離装置は、容器本体上部で、且つ急拡大室に先端が臨むように気相冷媒導出管１７を設けている。
この為、この気相冷媒導出管１７を設ける位置には図３にも示す如く溝付き体１８を設けることが出来ない。
従って、上記仕切り体１９はこの溝付き体１８が、無い所（図9，10に示すＰ部）に気液二相流冷媒が流れないようにする必要がある。
この為、上記仕切り体１９の気相冷媒導出管１７対応部（図９，１０に示すＰ部）には孔１９aを設けないようにしている。
一方、図８は実施例２に使われる仕切り体１９である。この仕切り体１９は溝付き体１８が容器内周全体にあるので、このものは気液二相流冷媒を溝付き体１８に流す為の孔１９aが外周部に均一に設けられているものである。
【００５０】
次に図９、図１０に於いて、溝付き体１８に付いて説明する。
溝付き体１８の内部に流入した気液二相流冷媒の液相は溝の表面と裏面に付着し、液膜となる。また気相に乗って運ばれる液滴は溝付き体１８の溝に衝突し液膜となり、下流に流入し、液相出口管から流出する。この間溝付き体１８は液滴が自重で溝付き体１８より落下しないよう表面張力の作用により保持する様に構成されている。
【００５１】
而して上記溝付き体１８は薄板金属板を波状に折り曲げ、捕捉した液滴を表面張力の作用により出口管側に運ぶことが出来るように折り曲げピッチを含め構成されている。
そして図９は等ピッチで薄板金属を波形に折り曲げたものである。また図１０に示すものは、気液分離装置９を機器に組み込んだ時、上方に位置する所の折り曲げピッチを密にしたものである。このように折り曲げピッチを変えることにより表面張力が増し、気液分離装置の上方に位置する液相冷媒であっても自重で溝付き体１８より落下することがないものである。
【実施例３】
【００５２】
本実施例に示すものは、気液分離装置９の全体形状を、円筒管状でなく箱状にし、それを横置きとしたものである。図１１は図３、図５とは異なる実施例の気液分離装置の断面図であり、図１２は図１１のＡ―Ａ断面図であり、図１３は、図１１のB―Ｂ断面図である。
図に於いて、９は気液分離装置、１４は箱状の容器本体、１４aは図３、図４に示す絞り部相当、１５、１６は出入り口管、１７は上記容器本体１の底面に設けられた気相冷媒導出管、１８は溝付き体、この場合の溝付き体は実施例２で説明した略円筒管状でなく薄板金属板を波状に折り曲げたままで平板状を呈している。１９は仕切り体である。この仕切り体１９は平板状を呈し容器本体１４との間に二つの狭小空間２０と急拡大室２１を作ると共に出入り口管１５、１６の一方から気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒を平板状溝付き体全体に行きわたらせる役目を果す。
【００５３】
上記の如く、本実施例に示す気液分離装置９は外観が筒体でなく箱状を呈する為、溝付き体１８、仕切り体１９が実施例１、２のものと異なるが各構成部品の働きは、先にも述べた実施例と同じであり、この実施例３に於いても十分に気液分離機能を果す。加えて、容器本体１４を箱状にすることにより機器に合せた気液分離装置の形状を選ぶことが出来るようになるものである。
又、この形態の気液分離の原理は、同一出願人が出願し、公開した特開２００６〜１７０５８９に記載されている通りである。
【実施例４】
【００５４】
本実施例に示すものは、実施例３同様気液分離装置９の全体形状を、円筒管状でなく箱状にしたものである。
図１４は図１１とは異なる実施例の気液分離装置の断面図であり、図１５は図１４のＡ―Ａ断面図である。
図に於いて、９は気液分離装置、１４は箱状の容器本体、勿論このものにも、図には示してないが、絞り部相当１４aはある。１５、１６は出入り口管、１７は気相冷媒導出管で図１４の場合、容器本体１４の上面と底面に１７a、１７bの如く設けられ、それらは配管２７を持って連接されている。１８は実施例３で説明したものと同じ溝付き体、この溝付き体１８は図１５にも示す如く容器本体１４の高さ方向を略二分する位置に設けられ、急拡大室２１を容器本体１４内に二つ形成している。この関係で先の、気相冷媒導出管１７は上下に設けられているものである。
【００５５】
１９は、狭小空間２０を作り且つ出入り口管１５（１６）より入る気液二相流冷媒を溝付き体１８に導く仕切り体である。この仕切り体１９は平板状を呈し、容器本体１４との間に二つの狭小空間２０と急拡大室２１を作っている。
そして、上記仕切り体１９に導びかれ溝付き体１８に至った気液二相流冷媒は、表面張力の作用により、気相冷媒と液相冷媒に分かれ、液相冷媒は溝付き体１８が形成する上向き、下向きの溝内を流れ、例えば出入り口管１５側が入り口管となった場合には溝付き体１８の上下面を伝わって出入り口管１６側に至るものである。
勿論この時急拡大室２１側では気相冷媒導出管１７a、１７bが気相冷媒を吸い込み、配管２７を使って一緒にしたものを、気相冷媒導出管１７に導出するものである。
上記構成とすることにより溝付き体１８の上下面が有効に活用出来るので気液分離装置の小型化が図れるものである。
上記の如く、本実施例に示す気液分離装置９は外形が筒体でなく、箱状を呈する為、溝付き体１８、仕切り体１９が実施例１、２のものと異なるが、各構成部品の働きは先に述べた実施例と同じであり、この実施例に於いても十分に気液分離の機能を果たすものである。
【実施例５】
【００５６】
本実施例に示すものは、実施例３同様気液分離装置９の全体形状を、円筒管状でなく箱状にしたものである。
尚、図１６は図１４とは異なる実施例の気液分離装置の断面図であり、図１７は図１６のＡ―Ａ断面図である。
図に於いて本実施例に示す気液分離装置９は実施例４に示す溝付き体１８を容器本体１４内に二個設け、溝付き体１８の表面積を拡大し、気液分離装置９自体の効率化を図ると共に、小型軽量化を狙ったものである。図中同一符号は同様の機能を果す部材である。異なる点は急拡大室２１が一個増えた為、この急拡大室２１にも気相冷媒導出管１７cが設けられている点と、仕切り体１９、溝付き体１８を片側二個とした関係で出入り口管１５、１６を二又に増した点である。
【００５７】
次に上記実施例３、４、５に使われる溝付き体１８と仕切り体１９の詳細図を図１８〜図２０をもって説明する。
尚、図１８は図１１、図１４、図１６中に組み込まれる仕切り体の正面図であり、図１９、図２０は図１１、図１４、図１６中に組み込まれる溝付き体の断面図である。
先ず図１８に於いて、１９は仕切り体である。この仕切り体１９は勿論実施例１、２で説明した仕切り体１９と異なり、平板状を呈するものである。
【００５８】
即ち、この仕切り体１９は容器本体１４との間に狭小空間２０を作ると共に矢印Pの如く流入した気液二相流冷媒をガイド１９bに沿って容器本体１４が作る狭小空間２０の間口一杯に広げ、それを溝付き体１８内に導入するものである。
次に図１９、図２０をもって実施例３、４、５に使われる溝付き体１８に付いて説明する。
図に於いて、１８は溝付き体である。この溝付き体１８も薄板金属板を波形に折り曲げたものである。この折り曲げピッチ及び高さは先に、同一出願人が出願し、公開した特開２００６〜１７０５８９に記載した内容の溝付き体である。
図２０に示すものは捕捉した液滴を落下させない為に工夫した事例で、特に下側の表面張力を増す為の形状で、下向きとなる溝内の液滴が自重で表面張力を破り落下しないように、溝を狭めた例を示すものである。
【実施例６】
【００５９】
次に、図２１をもって図３とは異なる気液分離装置を説明する。
本実施例で説明する気液分離装置は、実施例１同様、気液分離装置９の全体形状を円筒状とし且つそれを横置としたものである。
図に於いて、９は気液分離装置、１４は円筒状の容器本体で横置きされている。１４aは絞り部、１５、１６は本実施例の出入り口管、１７は気相冷媒導出管、１８ｃは本実施例の溝付き体、１９は仕切り体、１９aは孔、２０は狭小空間、２１は急拡大室、２２aは本実施例の保護材、３０は切り欠き窓である。
図に於いて、本実施例の出入り口管１５、１６の先端は狭小空間２０に対し狭小空間２０の底部２０aに近づけて設置されている。これは一方の出入り口管１５側から気液二相流冷媒が狭小空間２０に導入される際、導入される気液二相流冷媒が確実に気液二相流冷媒中に導入されるようにしたもので、他方出入り口管１６は狭小空間２０内の液相冷媒を確実に導出させる為である。
また、本実施例の溝付き体１８ｃは、高さ方向で急拡大室２１の略１/２以下の所に設置される半円弧状（図２５に示す）をしている。
換言すると、本気液分離装置９内に導入する気液二相流冷媒量は高さ方向で気液分離装置９の１/２以下に設定されていると言うことでる。尚、この半円弧状の程度は、導入される気液二相流冷媒の量に応じて、変化させることが出来るものである。
【００６０】
２２aは、本実施例で使用される板状の保護材である。この板状保護材２２aは気相冷媒導出管１７に対向して設置されている。
また、この板状保護材２２aは気相冷媒導出管１７の吸い込み面積Ｓ1に対し、破線で示す周面積Ｓ3がＳ１≦Ｓ３となるような位置に設けられ、気相冷媒導出管１７より導出される気相冷媒の抵抗とならないよう考慮されている。
また、３０は切り欠き窓である。この切り欠き窓３０は溝付き体１８ｃの上方に位置する仕切り体１９に設けられている。本実施例では、溝付き体１８ｃは半円弧状であるため、仕切り体１９の上部は、溝付き体１８ｃが無く気液二相流冷媒が流れない構造となっており、この溝付き体１８ｃの無い仕切り体１９の部分、すなわち溝付き体１８ｃより上方の仕切り体１９の部分に切り欠き窓３０を設けるものである。尚、この切り欠き窓３０は二個ある仕切り体１９の両方に設けられている。これにより、狭小空間２０内の気相冷媒のみを急拡大室２１側に導入する切り欠き窓３０が構築される。
換言すると仕切り体１９には孔１９aとこの切り欠き窓３０とが設けられ上記気相冷媒の急拡大室２１への導入を行っているものである。
【実施例７】
【００６１】
次に図２２で図２１とは異なる気液分離装置を説明する。
本実施例７で説明するものは、実施例１同様、気液分離装置９の全体形状を円筒状とし且つそれを横置としたものである。
図に於いて、９は気液分離装置、１４は円筒状の容器本体で横置されている。１４aは絞り部、１５、１６は出入り口管、１７は気相冷媒導出管、１８ｃは半円弧状の溝付き体、１９は本実施例の仕切り体、１９aは孔、２０は狭小空間、２１は急拡大室、２２は実施例１で説明したものと同じ保護材、３０は切り欠き窓である。
上記した気液分離装置９の働きは上記実施例と同じであるが、仕切り体１９の形状を異にしているので、この点の説明を以下に行う。
即ち、上記してきた気液分離装置９で使われている仕切り体１９は円錐形をなし、その頂点が出入り口管１５、１６側に向くよう配設されたものであるが、図２２に示すものは平板状の仕切り体１９ｃである。
実施例６と同様に、この平板状の仕切り体１９ｃにも孔１９a、切欠き窓３０は当然形成されており、また、この仕切り体１９ｃと容器本体１４の絞り部１４aとは狭小空間２０を形成しており、例えば出入り口管１５より入る気液二相流冷媒の溝付き体１８ｃ（反円弧状）への導入を容易とすると共に、半円弧状溝付き体１８ｃを出た液相冷媒の出入り口管１６への導出を、該絞り部１４aの斜面を活用し、容易なものとしている。
本実施例７によれば、仕切り体を平板状にすることにより、容器本体１４を短く出来、気液分離装置９の小形化が図れる。
【実施例８】
【００６２】
次に図２３〜２６で図２１、図２２とは異なる気液分離装置を説明する。
本実施例８で説明するものは、実施例１同様、気液分離装置９の全体形状を円筒状とし且つそれを横置としたものである。
図に於いて、９は気液分離装置、１４は円筒状の容器本体で横置されている。１４aは絞り部、１５、１６は出入り口管、１７は気相冷媒導出管、１８ｃは半円弧状の溝付き体、１８ｄは第２の溝付き体で半円弧状をなし、上記溝付き体１８ｃとの内側円弧内に図２５に示す如く納まるものである。１９は仕切り体、１９aは孔、２０は狭小空間、２１は急拡大室、２２aは保護材、３０は切り欠き窓、３１は溝付き体１８ｃ、１８ｄの頂部にあけたスリットである。
上記した気液分離装置９の働きは上記実施例と同じであるが、溝付き体１８ｃと構成を異にするので、この点の説明を以下に行なう。
【００６３】
即ち、本実施例に示す仕切り体１９は外周に孔１９aを二段に有している。この孔１９aは先の実施例で説明した如く、溝付き体１８を急拡大室２１内に固定する働きも有している。
また、図に示す気液分離装置９は急拡大室２１内での気液分離を更に促進する為に半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄを図に示す如く、二段重ねして設けたものである。
そして、上記仕切り体１９に設けられた二段の孔１９aはそれぞれの半円弧状の溝付き体１８ｃと１８ｄに対応するよう配置されている。
即ち、狭小空間２０に出入り口管１５（１６）の何れか一方より導入された気液二相流冷媒は狭小空間２０に案内され、それぞれの孔１９aより半円弧状の溝付き体１８ｃと１８ｄに導出される。
【００６４】
勿論狭小空間２０内の気相冷媒は仕切り体１９の上方に設けた孔１９a及び切欠き窓３０を介して急拡大室２１に入る。
一方急拡大室２１内の薄板を折り曲げ形成した半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄに入った気液二相流冷媒は、図２５に示す如く、半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄの表面及び裏面に沿って他側の狭小空間２０側に流れる。この過程に於いて半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄに沿って薄膜状に流れる気液二相流冷媒は表面張力の作用により液相冷媒は溝内に保持され気相冷媒は急拡大室側に放出される。
【００６５】
本実施例は溝付き体の表面積拡大により更に気液の分離を容易なものとしたものである。
この時にあって、後述するスリット３１がないと半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄの裏面で分離した気相冷媒は仕切り体１９を通り越して出口側となる狭小空間２０まで行かないと、急拡大室２１側の気相冷媒導出管１７側に戻ることは出来ない。
この点から言うと半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄの裏面１８ｅ側を流れる気液二相流冷媒の気相と液相の分離がうまく行なわれていなかったと言うことになる。
これを改善すべく設けたものが図２６に設けたスリット３１である。このスリット３１を設けることより溝付き体１８の裏面１８eでの気液分離も効率良く行なわれるものである。
【００６６】
即ち、このスリット３１付半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄであれば裏面１８e側で分離した気相冷媒はスリット３１を通り急拡大室２１内に入り気相冷媒導出管１７側に導出される。
即ち、半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄの裏面を流れる過程で分離した気相冷媒は上記スリット３１を通し、急拡大室２１側に出て行くので、気液分離が効率良く行なわれるものである。
また、気相冷媒導出管１７は急拡大室２１内にあるが溝付き体１８を流れる液相冷媒は表面張力の作用によりしっかりと溝内に保持されているので、この部分で液相冷媒が、先の気相冷媒導出管１７に吸い込まれて行くことはないものである。
以上の如く、本実施例は急拡大室内に設ける半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄにスリット３１を設け、溝付き体１８ｃと１８ｄの裏面１８ｅ側を流れる冷媒の気液分離を行なうようにしたので、急拡大室内の更なる表面積拡大が図れ、気液分離装置の小形軽量化が図れるものである。
尚、スリットの効果を実施例８で説明したが、実施例１、３、６、７についても同じ効果が得られる。
【００６７】
本発明は以上説明した如き構成を有するものであるから、次の効果が得られるものである。
即ち、気相冷媒を、下流側熱交換器をバイパスして圧縮機に戻し、且つ冷房、暖房運転に合わせ、気液二相流冷媒の入る、入り口管側が変るようにした気液分離装置を室内熱交換器と室外熱交換器との間に備えた空気調和機に於いて、上記気液分離装置を、横置きされた容器本体と、気液二相流冷媒が通る孔を外周部近くに有し、且つ上記容器本体内を内容積が小さい２個の狭小空間と内容積が大きい急拡大室との３室に区画する２個の仕切り体と、狭小空間に挟まれた急拡大室に臨む気相冷媒導出管と、急拡大室の両側に位置する狭小空間に臨むように設けられた２本の出入り口パイプと、急拡大室内の表面積を拡大し、且つ上記仕切り体の孔を通る気液二相流冷媒を他側の仕切り体の孔に誘導する溝付き体とで構成した気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００６８】
このことにより次の効果がえられる。
１．気液二相流冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する急拡大室の容積が狭小空間の容積より大きくなるように仕切り体を配設し、且つ溝付き体をもって表面積の拡大を図った為、気液分離装置自体の小形軽量化が図れ、且つ性能向上が図れる気液分離装置が得られるものである。
２．仕切り体で仕切られる急拡大室に気相冷媒導出管を設けるようにしたので、気液二相流冷媒が導入される狭小空間の内容積を拡大することなく、急拡大室の内容積を大きくとることが出来る。
３．気液二相流冷媒を導入する出入り口パイプと、気相冷媒の導出管となる気相冷媒導出管を別の室に設けるようにしたので、気相冷媒導出管に入る液相分を大幅に低減出来る気液分離装置が得られ、蒸発器となる側の熱交換器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にすることが出来るものである。
【００６９】
また、狭小空間は容器本体に設けた絞り部と、ガイド等を備えた仕切り体とで構成され、出入り口パイプの一方より入った気液二相流冷媒を絞り部と仕切り体に設けたガイド等を利用して仕切り体の孔に導くようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００７０】
このことにより次の効果がえられる。
１．狭小空間内に入った気液二相流冷媒は容器本体側に設けた絞り部に案内されスムーズに、且つ仕切り体のガイドに沿って放射状に分散し、溝付き体に均一に分配されるので、効率の良い気液分離装置を得ることができる。
【００７１】
また、容器本体と一体又は別体に構成された溝付き体は、仕切り体によって仕切られた急拡大室内に設けられ、仕切り体の孔より溝付き体内に取り込まれた気液二相流冷媒を表面張力の作用により気相冷媒と液相冷媒とに分け、液相冷媒を出口となる出入り口パイプ側に導出するようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００７２】
このことにより次の効果がえられる。
１．溝付き体により急拡大室の表面積を拡大し、気液二相流冷媒の接触する表面積を大きくしたので、気液二相流冷媒中に含まれる気相冷媒はほとんどが、この急拡大室で液相冷媒と分離される気液分離装置が得られる。
【００７３】
また、溝付き体を高さ方向で急拡大室の略１/２以下の所に設置すると共に、狭小空間内に臨む２本の出入り口パイプ先端を、容器本体の底面に近づけて配設するようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００７４】
このことにより次の効果がえられる。
１．急拡大室に入る気液二相流冷媒の量に合わせた溝付き体とすることにより効率の良い気液分離装置を得ることが出来る。
２．また、液相冷媒の出口側に位置する狭小空間に於いても、わずかではあるが気、液の分離が行なわれ、気相冷媒は仕切り体の孔を通し急拡大室側に導入される。
３．更に、液相冷媒を次の工程である熱交換器側に送る出入り口パイプ先端を容器本体底部に近づけていることより液相冷媒の導出が容易になるので、上記熱交換器には液相が多い冷媒が導出される気液分離装置となる。
【００７５】
また、溝付き体の上方に位置する仕切り体に、気相冷媒が狭小空間内より急拡大室側に入る切り欠き窓を設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００７６】
このことにより次の効果がえられる。
１．切り欠き窓を設け、気相冷媒の通路を拡大することで、入口側狭小空間、出口側狭小空間で発生した気相冷媒を、仕切り体の孔のみの場合に比べより一層抵抗無く急拡大室に送る事の出来る気液分離装置が得られる。
【００７７】
また、急拡大室に臨む気相冷媒導出管の開口に対向して、液相冷媒が気相冷媒導出管に入るのを防止し且つ気相冷媒導出管より導出される気相冷媒の吸い込み抵抗とならないように保護材を設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００７８】
このことにより次の効果がえられる。
１．溝付き体を流れる気液二相流冷媒及び狭小空間より急拡大室に入る気相冷媒中に含まれる液相冷媒が直接気相冷媒導出管に吸い込まれないように該気相冷媒導出管の吸い込み口近くに保護材を設けたものであるから気相冷媒導出管より多量の液相冷媒が吸い込まれることがない気液分離装置が得られる。
【００７９】
また、急拡大室内に配設される溝付き体の頂部に気相冷媒が通過するスリットを設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００８０】
このことにより次の効果がえられる。
１．溝付き体の裏面を流れる気液二相流冷媒から分離した気相冷媒を出口側狭小空間を経ないでスリットを介し直接急拡大部に放出し、気相冷媒導出管側に戻す構成としているので、溝付き体の裏面に於いても表面同様の気液分離が可能となるので、分離効率が良くなり気液分離装置自体の性能向上及び小形化、軽量化が更に図れるものである。
【００８１】
また、容器本体と別体に作った溝付き体を急拡大室に２段重ねして設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００８２】
このことにより次の効果がえられる。
１．急拡大室内の溝付き体の表面積を大きくできるので分離効率が良くなり気液分離装置自体の性能向上及び小形化、軽量化が更に図れるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
冷房運転と暖房運転を切替可能とした空気調和機等の冷房装置に本発明を備えた気液分離装置を組み込むことにより、蒸発器となる側の熱交換器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にすることが出来る空気調和機等の冷房装置が得られるものである。
【符号の説明】
【００８４】
１ 冷凍サイクル
２ 圧縮機
３ 吐出口
４ 吸入口
５ 四方弁
６ 室内熱交換器
７ 室外熱交換器
８ 膨張弁 （８a、８b）
９ 気液分離装置
１０ 冷媒吸入流路
１１ 気相戻し管
１２ 室内側送風機
１３ 室外側送風機
１４ 容器本体 １４a 絞り部
１５ 出入り口管
１６ 出入り口管
１７ 気相冷媒導出管 （１７a 、１７b、１７ｃ）
１８ 溝付き体 １８ｃ 半円弧状の溝付き体 １８ｄ 第２の半円弧状の
溝付き体 １８ｅ 溝付き体の裏面
１９ 仕切り体 １９a 孔 １９b ガイド １９ｃ 平板状の仕切り体
２０ 狭小空間 ２０a 底部
２１ 急拡大室
２２ 保護材 ２２a 板状の保護材
２３ 液相出口管
２４ 切替弁 （２４a、２４b）
２５ 空間
２６ 液相導管（２６a、２６b）
２７ 配管
２８ 切替弁 （２８a、２８b）
２９ 固着具
３０ 切り欠き窓
３１ スリット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷房、暖房運転が出来る空気調和機等の冷凍サイクル中に冷房、暖房運転に合わせ気液二相流冷媒の入る入口管側が変わる気液分離装置を設け、熱交換器（蒸発器）内に入る冷媒の気相分の割合を少なくして、熱交換器（蒸発器）の圧力損失を低減し、圧縮動力を節減でき、小形で高効率な運転を可能にすることが出来る気液分離装置を得る発明に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来提案されている気液分離装置は、冷凍サイクル中にあって、入り口管と出口管が特定され、冷媒の流れる方向が限定されていた。
従って、冷凍サイクル中に於いて上記気液分離装置の使い方は限られたものであった。その一例を以下図２７、図２８をもって説明する。
先ず、図２７に示すものは、特許文献１で開示されたものであるが、このものは冷房専用の空気調和機に気液分離装置を採用した例である。
【０００３】
即ち、図に於いて、圧縮機２７は第一のシリンダ２８を有し、圧縮機で吸い込んだ低温低圧の気相冷媒を先の第一のシリンダ２８で圧縮し、高温高圧気相冷媒とし冷媒吐出管３０を介し凝縮器31に送り、そこで凝縮用送風機３２によって送られる空気に放熱し、高圧液冷媒となる。
その液冷媒は減圧器３３（膨張弁）で減圧され気液二相流冷媒となり、入り口管５から気液分離装置４３に流入し、そこで分離された液相冷媒は液相出口管７から蒸発器３５に入り、蒸発用送風機３６で送られる空気から熱を奪い低温低圧の気相冷媒となり、圧縮機２７に吸い込まれる。
【０００４】
一方、気液分離装置で分離された気相冷媒は気相出口管６から蒸発器バイパス管３８を経て、圧縮機に吸い込まれる。
この冷房専用の空気調和機であれば、気相冷媒は蒸発器３５に流入しないため、蒸発器３５での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき高効率な運転を可能にすることが出来る。
【０００５】
又、図２８に示すものは、冷房、暖房切換可能な空気調和機の冷凍サイクル中に冷蔵要素（例えば冷蔵庫）を組み込んだものである。
即ち、この冷凍サイクルの場合、冷蔵要素２９（毛細管１２と冷却器１３）には冷房、暖房切替に関係なく一定方向より冷媒を流す必要がある。
これを達成する為に流路切換逆止弁ブリッジ５０を組み込んだものである。この流路切替逆止弁ブリッジ５０を冷房、暖房切替可能な冷凍サイクルに組み込めば冷媒の流れ方向が特定されるので図２７で説明した気液分離装置の採用も可能となる。
この流路切換逆止弁ブリッジ５０と先の気液分離装置４３を併用した、空気調和機であれば蒸発に寄与しない気相冷媒は冷房運転時に蒸発器となる室内側熱交換器に流入しないし、暖房運転時に蒸発器となる室外側熱交換器に流入しない為、蒸発器となる側の熱交換器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にすることが出来るものである。
【０００６】
また、気液分離装置自体の発明としては特許文献３、４で示すものがある。
以下、これを図２９、図３０をもって説明する。
先ず図２９に於いて、
図２９に示されたバルクオイルセパレータは２枚以上のバッフル４５a、４５ｂ---でシェル内を複数のセクション（４４a、４４ｂ---）に区画し、ガス及びオイルの混合物をセクション４４a内に取り込む入り口管２０を設けると共に、セクション内で分離されたオイル及びガスを持ち出す管としてライン２１（オイル用）及び出口ガス管３１（ガス用）をセクション４４dに設け、ガス及びオイルの混合物を各セクションでガスとオイルに分離するようにしたものである。
【０００７】
次に図３０に於いて、
図３０に示された気液分離装置は室内熱交換器と室外熱交換器との間に配置されたもので、気相冷媒を、下流側熱交換器をバイパスして圧縮機に戻し、冷房、暖房運転に合わせ、気液二相流冷媒の入る入り口管が変るようにしたものであって、冷凍サイクル中に組み込まれた気液分離装置は、筒状容器１３底面に遮蔽板１６を設け、筒状容器１３下部を第１冷媒室１７と第２冷媒室１８に区画し、この区画された室１７、１８に第１冷媒管１０、第２冷媒管１１を設け、一方の冷媒管より冷媒室に入った気液二相流冷媒を密度差により気相と液相に分離し、液相冷媒は他方の冷媒管を通して次の熱交換器側に導出し、気相冷媒は筒状容器１３内の上方に臨んで設けられた第３冷媒管１２を通して圧縮機側に戻すようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１７４８３６
【特許文献２】特開平２−３３５７９
【特許文献３】特開２００８−１９８５７
【特許文献４】特許第３７８０８３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来空気調和機の冷凍サイクル中に設けられている気液分離装置は、減圧器（膨張弁）で減圧された気液二相流冷媒の入り口管５と気液分離装置内で分離された液相冷媒を蒸発器となる熱交換器側に送り出す出口管７とが特定されていた為に、冷房或いは暖房専用の空気調和機には採用出来たが、冷媒の流れを切替え、冷房運転と暖房運転とが出来るようにした空気調和機には採用が難しかった。
【００１０】
これを解決するには、特許文献２に開示された図２８に示す発明を図２７の気液分離装置に併用して使用する案があるが、先にも記述した如く、気液分離装置の周りに複数の切換弁、ブリッジ回路構成用の複数の配管を必要とするので原価高になることは勿論、この気液分離装置を設ける為のスペース拡大、更にはその組み込み作業が煩わしくなる等の課題があった。
【００１１】
また、特許文献３に示された気液分離装置には次の課題があった。
（１）セクション４４ｄはライン２１及び出口ガス管３１を設ける関係上、他のセクションより大きな室としなければならないので、ガス及びオイルの混合物を、ガス及びオイルに分離するセクション４４ｂ、4４ｃの容積が小さくなる。これに伴ない気液分離装置自体を大きくしなければならない等の課題が出てくる。
（２）また、セクション４４ｄにライン２１及び出口ガス管３１があるので、出口ガス管３１にオイルが混入する確立が高くなる課題があった。
【００１２】
また、特許文献４に示された気液分離装置には次の課題があった。
（１）筒体内径を３６〜５５mmで作り、それを縦にして使う気液分離装置であると、分離に必要となる筒体内径が分離に必要な表面積となるので、表面積が十分にとれず気相と液相を効率良く分離することが出来なかった。
これを可能にしようとすると、筒体内径を大きくすることとなるので、気液分離装置自体が大形化し、重量も増えてしまうと言う課題があった。
（２）気相冷媒を導く第３冷媒管１２が、筒状容器１３が作る冷媒室の上方に臨んでいることより、液相冷媒が第３冷媒管１２に混入する確率が高くなる課題もあった。
【課題を解決する為の手段】
【００１３】
本発明は上記課題を解消することを目的としてなされたものである。
即ち、気相冷媒を、下流側熱交換器をバイパスして圧縮機に戻し、且つ冷房、暖房運転に合わせ、気液二相流冷媒の入る、入り口管側が変るようにした気液分離装置を室内熱交換器と室外熱交換器との間に備えた空気調和機に於いて、上記気液分離装置を、横置きされた容器本体と、気液二相流冷媒が通る孔を外周部近くに有し、且つ上記容器本体内を内容積が小さい２個の狭小空間と内容積が大きい急拡大室との３室に区画する２個の仕切り体と、狭小空間に挟まれた急拡大室に臨む気相冷媒導出管と、急拡大室の両側に位置する狭小空間に臨むように設けられた２本の出入り口パイプと、急拡大室内の表面積を拡大し、且つ上記仕切り体の孔を通る気液二相流冷媒を他側の仕切り体の孔に誘導する溝付き体とで構成した気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１４】
また、狭小空間は容器本体に設けた絞り部と、ガイド等を備えた仕切り体とで構成され、出入り口パイプの一方より入った気液二相流冷媒を絞り部と仕切り体に設けたガイド等を利用して仕切り体の孔に導くようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１５】
また、容器本体と一体又は別体に構成された溝付き体は仕切り体によって仕切られた急拡大室内に設けられ、仕切り体の孔より溝付き体内に取り込まれた気液二相流冷媒を表面張力の作用により気相冷媒と液相冷媒とに分け、液相冷媒を出口となる出入り口パイプ側に導出するようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１６】
また、溝付き体を高さ方向で急拡大室の略１/２以下の所に設置すると共に、狭小空間内に臨む２本の出入り口パイプ先端を、容器本体の底面に近づけて配設するようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１７】
また、溝付き体の上方に位置する仕切り体に、気相冷媒が狭小空間内より急拡大室側に入る切り欠き窓を設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１８】
また、急拡大室に臨む気相冷媒導出管の開口に対向して、液相冷媒が気相冷媒導出管に入るのを防止し、且つ気相冷媒導出管より導出される気相冷媒の吸い込み抵抗とならないように保護材を設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００１９】
また、急拡大室内に配設される溝付き体の頂部に気相冷媒が通過するスリットを設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００２０】
容器本体と別体に作った溝付き体を急拡大室に２段重ねして設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【発明の効果】
【００２１】
１．気液二相流冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する急拡大室の容積が狭小空間の容積より大きくなるように仕切り体を配設し、且つ溝付き体をもって表面積の拡大を図った為、気液分離装置自体の小形軽量化が図れ、且つ性能向上が図れる気液分離装置が得られるものである。
２．仕切り体で仕切られる急拡大室に気相冷媒導出管を設けるようにしたので、気液二相流冷媒が導入される狭小空間の内容積を拡大することなく、急拡大室の内容積を大きくとることが出来る。
３．気液二相流冷媒を導入する出入り口パイプと、気相冷媒の導出管となる気相冷媒導出管を別の室に設けるようにしたので、気相冷媒導出管に入る液相分を大幅に低減出来る気液分離装置が得られ、蒸発器となる側の熱交換器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にすることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】冷房、暖房切替え可能な空気調和機に本発明を備えた気液分離装置を組み込んだ図で、暖房運転状態を示す図である。
【図２】冷房、暖房切替え可能な空気調和機に本発明を備えた気液分離装置を組み込んだ図で、冷房運転状態を示す図である。
【図３】本発を備えた気液分離装置の容器本体一部切り欠き斜視図である。
【図４】図３の横断面図である。
【図５】図３とは異なる実施例の気液分離装置で容器本体一部切り欠き斜視図である。
【図６】図５の横断面図である。
【図７】図３中に組み込まれる仕切り体の正面図である。
【図８】図５中に組み込まれる仕切り体の正面図である。
【図９】図３中に組み込まれる溝付き体の正面図である。
【図１０】図９とは異なる実施例の溝付き体の正面図である。
【図１１】図３、図５とは異なる実施例の気液分離装置の断面図である。
【図１２】図１１のＡ―Ａ断面図である。
【図１３】図１１のB―Ｂ断面図である。
【図１４】図１１とは異なる実施例の気液分離装置の断面図である。
【図１５】図１４のＡ―Ａ断面図である。
【図１６】図１４とは異なる実施例の気液分離装置の断面図である。
【図１７】図１６のＡ―Ａ断面図である。
【図１８】図１１、図１４、図１６中に組み込まれる仕切り体の斜視図である。
【図１９】図１１、図１４、図１６中に組み込まれる溝付き体の断面図である。
【図２０】図１９とは異なる実施例の溝付き体の断面図である。
【図２１】図３とは異なる気液分離装置の横断面相当図である。
【図２２】図２１とは異なる気液分離装置の横断面相当図である。
【図２３】図２１、図２２とは異なる気液分離装置の横断面相当図である。
【図２４】図２３に使われる仕切り体の正面図である。
【図２５】図２３に用いられる溝付き体（積み重ね）の説明図である。
【図２６】図２３に用いられる溝付き体にスリットを設けた説明図である。
【図２７】冷房専用の空気調和機の冷凍サイクル説明図で、従来の気液分離装置を組み込んだ図である。
【図２８】冷媒の流れ方向が特定される冷蔵要素を冷房、暖房切替可能な空気調和機の冷凍サイクルに組み込んだ従来の冷凍サイクル説明図である。
【図２９】横置き型気液分離装置相当のバルクオイルセパレータを説明する従来例図である。
【図３０】図２９とは異なる気液分離装置を説明する従来例図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２３】
図１〜図４に於いて、図１は冷房、暖房切替可能な空気調和機に本発明を備えた気液分離装置を組み込んだ図で、暖房運転状態を示す図であり、図２は冷房、暖房切替可能な空気調和機に本発明を備えた気液分離装置を組み込んだ図で、冷房運転状態を示す図であり、図３は本発明を備えた気液分離装置の容器本体一部切り欠き斜視図であり、図４は図３の横断面図である。
【００２４】
先ず、図１〜図２に於いて、１は空調室内に据え付けられる室内ユニットと室外に設置される室外ユニットによって構成され、冷房、暖房運転が出来る空気調和機の冷凍サイクルで、この冷凍サイクル１は圧縮機２と、圧縮機２の吐出口３及び吸入口４との間に接続された四方弁５と、四方弁５に接続された室内熱交換器６及び室外熱交換器７と、室内熱交換器６と室外熱交換器７との間に挿入された膨張弁８a、気液分離装置９、膨張弁８bと、気液分離装置９で分離された気相冷媒を圧縮機２の吸入口４側に戻す気相戻し管１１と、この気相戻し管１１と圧縮機２間に設けられた冷媒吸入流路１０等とで構成されている。１２は室内熱交換器６に風を送り、熱交換した暖気若しくは、冷気を室内に吹き出す室内側送風機であり、１３は室外熱交換器７の熱交換を促進する室外側送風機である。
【００２５】
そして、冷凍サイクル１を暖房運転する場合には図１に示す如く、四方弁５を実線で示すように切り替えて冷媒を流すことにより、室内熱交換器６が凝縮器として、室外熱交換器７が蒸発器として機能する。
この時、二つある膨張弁８a、８bの内、８aは減圧作用を行なうが８bは減圧作用を行なわないよう予め動作させておくものである。又、気液分離装置９には矢印に示す如く膨張弁８aで減圧された気液二相流冷媒が入り、膨張弁８b側には気液分離装置９で分離された液相冷媒が流れる（通過する）ものである。
尚、気液分離装置９内で分離された気相冷媒は気相戻し管１１より冷媒吸込流路１０を経由して、圧縮機２の吸入口４側に戻されるものである。
【００２６】
又、冷房運転する場合には図２に示す如く、四方弁５を実線で示すように切り替えて冷媒を流すことにより、室内熱交換器６が蒸発器として室外熱交換器７が凝縮器として機能する。
この時二つある膨張弁８a、８bの内、８bは減圧作用を行なうが、８aは減圧作用は行なわないよう予め動作させておくものである。
又、気液分離装置９には矢印に示す如く膨張弁８bで減圧された気液二相流冷媒が入り、膨張弁８a側には気液分離装置９で分離された液相冷媒が流れる（通過する）ものである。
尚、気液分離装置９内で分離された気相冷媒は気相戻し管１１より冷媒吸込流路１０を経由して、圧縮機２の吸入口４側に戻されるものである。
【００２７】
以上の如く、暖房運転の場合には凝縮器となる室内熱交換器６と熱交換した高温高圧気相冷媒は高圧液状冷媒となり膨張弁８aに入り、そこで減圧され気液二相流冷媒となり気液分離装置９内に入る。それが気液分離装置９で気相分が除かれて液相分が多い状態で蒸発器となる室外熱交換器７に入る。これにより、気相分を除かない場合に比べ、蒸発器管内の冷媒の流速が減速され、蒸発器の圧力損失を低減し、圧縮動力を節減でき、冷凍サイクル１の運転効率が向上する。
冷房運転の場合は気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒の入口側が逆転し膨張弁８b側となるが、効果は暖房運転時と同じである。
【００２８】
また、本発明の冷凍サイクルに於いては暖房運転時には入り口管となった管が、冷房運転時には出口管となっても気液分離作用が行なえる気液分離装置を作り、これに併用して設けた膨張弁８a、８bの一方と協働して、気液二相流冷媒を気相と液相に分離し、気相冷媒は圧縮機２側に戻し、液相冷媒は次の熱交換器側に送り、先に記述した効果を得るものである。
次に、図３、図４をもって、気液分離装置９の詳細を説明する。
１４は容器本体であり、通常金属管で作られている。この容器本体１４の両端には絞り部１４aが形成されており、この絞り部１４aを利用し、図に示す如く出入り口管１５、１６が接続されている。
【００２９】
而して、上記出入り口管１５、１６は空気調和機等の運転状態により、一方は気液二相流冷媒の入り口管となり、他方は液相冷媒の出口管となる。１７は気液分離装置９内で分離された気相冷媒を気相戻し管１１に送り出す気相冷媒導出管で、上記気液分離装置を冷凍サイクルに組み込み、例えば空気調和機本体に対し横置きに取り付けた時、容器本体１４の上方壁を貫通して後述する急拡大室に臨むよう設けられている。
１８は上記容器本体１４の内壁部に取り付けられた溝付き体である。この溝付き体１８は通常、薄板金属を波形に折り曲げ、それを図３にも示す如く略円筒等状に丸めたものである。
【００３０】
尚、この溝付き体１８は薄板金属に限られるものではなく、樹脂材で型成形等したものであっても良いことは勿論、容器本体１４を形成する金属管を厚肉材とし、これの内壁を機械加工して溝を形成したものであっても良い。
要は、容器本体１４の内壁部に沿ってある程度の高さを持つ溝を、一方の出入り口管より取り込んだ気液二相流冷媒を表面張力の作用により気相冷媒と液相冷媒に分け、液相冷媒を他方の出入り口管側に誘導するように形成すれば良いものである。
【００３１】
１９は上記溝付き体１８の両端に位置し、先の絞り部１４aとの間に狭小空間２０を作り、気液二相流冷媒を溝付き体１８内に導入或いは送出する仕切り体である。ここで、１９ａは仕切り体に設けた孔であり、１９ｂは仕切り体に設けたガイドである。
この仕切り体１９は容器本体１４の内壁との間に狭小空間２０を作る他、溝付き体１８を容器本体１４内に固定する役目を果す。更には出入り口管１５（１６）から気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒を溝付き体１８に配分する分配器の役目を果している。また上記仕切り体１９にガイド１９ｂを設けることにより、気液二相流冷媒の溝付き体１８への分配効果を更に高めることが出来る。
【００３２】
また、出口管側に位置する仕切り体１９は溝付き体１４内の液相冷媒を、出入り口管に導出する役目を果たしている。
換言すると、上記仕切り体１９が、容器本体１４との間に作る狭小空間２０はこの空間２０に臨むように設けられた出入り口管１５（１６）から入る気液二相流冷媒を仕切り体１９の前面外周方向に導き、孔１９aより溝付き体１８全体に導入するものである。逆に液相冷媒の出口側に位置する仕切り体１９は溝付き体１８内の液相冷媒を上記孔１９aより出入り口管に導出するものである。
【００３３】
これにより入口側の仕切体の孔１９aより溝付き体内に取り込まれた気液二相流冷媒は、表面張力の作用により、気相冷媒と液相冷媒とに分けられ、液相冷媒は下流側に位置する出入り口管に向かって流れる。
換言すると溝付き体１８は、表面張力の作用により、気液二相流冷媒を気相冷媒と液相冷媒に分け、液相冷媒を重力に打ち勝ち出入り口管１５（１６）に導くように、溝高さ、溝ピッチ等が設計されている。
【００３４】
又、気相冷媒は溝付き体１８と仕切り体１９で囲まれている急拡大室２１側に飛び出し、気相冷媒導出管１７より気相戻し管１１を経て、冷媒吸入流路１０を通リ圧縮機の吸込口４、圧縮機２に戻されるものである。
尚、２２は保護材である。この保護材２２は急拡大室２１に臨む気相冷媒導出管１７が液相冷媒を吸い込むことなく気相冷媒を吸い込むよう設けられている。また、この保護材２２は気相冷媒導出管１７より導出される気相冷媒の吸い込み抵抗とならないよう、内径の太い導管とされている。
更にこの保護材２２は気相冷媒導出管１７を急拡大室の中央まで延出することにより省略することも可能である。
【００３５】
このように本気液分離装置は溝付き体１８の両側に仕切り体１９を設けることにより出入り口管１５、１６の何れの方向から気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒であっても溝付き体１８を流れる間に気相と液相に分離し、気相は圧縮機２側に戻し、液相は他側の熱交換器で効率の良い蒸発を行なわせる構成としたものである。
【００３６】
尚、容器本体１４内に溝付き体１８、仕切り体１９を設け、狭小空間２０、急拡大室２１を作り、気液二相流冷媒を気相と液相に分離する気液分離装置９自体の機能等は同一出願人が先に出願し、公開した特開２００６〜１７０５８９並びに特開２００９〜１７４８３６と同じであるが、本気液分離装置９はどちらの方向からでも気液二相流冷媒が溝付き体１８内に入ることが出来、且つそれを気相、液相冷媒に分離可能としたものである。
【００３７】
また、上記気液分離装置９は気相冷媒導出管１７を容器本体１４の途中に設けたものであるから、容器本体１４の内壁に設ける溝付き体１８を貫通させることとなる。
換言すると、薄板金属を波形に折り曲げそれを円筒管状に丸めて溝付き体１８としたものであると溝付き体１８が邪魔する為、部分的な加工が必要となる等の課題が出る。これを図３では溝付き体１８を完全な円筒体としないで気相冷媒導出管１７を逃げた略円筒体としたものである。
【００３８】
ここに於いて、容器本体１４内に形成される狭小空間２０と急拡大室２１の働き及び仕切り体１９の配設に付いて説明する。
即ち、狭小空間２０に於いては、出入り口管１５、１６の何れか一方より狭小空間２０内に取り込まれる気液二相流冷媒を、密度差により気液に大別し、気相冷媒は仕切り体１９外周上方に設けられた孔１９aを通し、急拡大室２１に送り込む。
【００３９】
一方、絞り部１４aとガイド１９ｂ等を備えた仕切り体１９とで構成された狭小空間２０内の気液二相流冷媒は容器本体１４に設けられた絞り部１４aに案内され、下方に設けられた孔１９aを通し、急拡大室２１に送り込まれる。
上記の如く、この狭小空間２０は出入り口管１５より導入された気液二相流冷媒の流速を落し密度差を利用し大別するだけの空間で、液相冷媒中に含まれる気液冷媒を主体的に分させるものではないので、その内容積は小さくとも良い。
一方、急拡大室２１は狭小空間２０側より孔１９aを介し送られて来る気液二相流冷媒を、気相冷媒と液相冷媒に分離する室であることより、この室の内容積を大きくし、更に溝付き体１８を用いて表面積を大きくする必要がある。
【００４０】
内容積及び表面積が十分に確保された急拡大室２１に送り込まれた気液二相流冷媒は、溝付き体１８で小分けされ、溝付き体１８の溝部を流れる。この過程に於いて、気液二相流冷媒中の気相冷媒は表面張力の作用により、急拡大室２１に放出され気相冷媒導出管１７へと導入される。
そして、急拡大室２１を経た液相冷媒は溝内に保持され、他方の狭小空間２０に入り他方の出入り口管１６側に導出される。
【００４１】
尚、出口側に位置する狭小空間２０内においても液相冷媒より気相冷媒が分離するが、分離した気相冷媒は仕切り体１９の上方孔１９aより急拡大室２1に戻され気相冷媒導出管１７に導出されて行くものである。
上記狭小空間２０と急拡大室２１は働きの違いにより、急拡大室２１の内容積を狭小空間２０の内容積より大きく作る必要がある。
この為に、容器本体１４内を区画する仕切り体１９は図にも示す如く容器本体１４に作られる絞り部１４aに近づけた位置に設け、急拡大室２１の内容積を狭小空間２０より大きくしている。
【００４２】
又、仕切り体１９を絞り部１４a近くに設ける理由は、狭小空間２０内の気液二相流冷媒及び気相冷媒を急拡大室２１側に絞り部１４aの傾面を利用し送出し易いようにする為でもある。
更に急拡大室２１にあって、気液二相流冷媒は表面張力の作用により、溝付き体１８の溝内に保持され他方の狭小空間側に向け流れるので、気相冷媒導出管１７側に、この溝付き体１８を流れる液相冷媒が吸い込まれて行くことはないものである。
【実施例２】
【００４３】
図５、図６は上記気相冷媒導出管１７の配設を容易にした実施例である。
尚、図５は図３とは異なる実施例の気液分離装置で容器本体一部切り欠き斜視図であり、図６は図５の横断面図である。
図に於いて、１４は容器本体、１４aは絞り部、１５、１６は出入り口管、１７は気相冷媒導出管、１９は仕切り体、１９aは孔である。
本実施例２と実施例１との違いの一つは、溝付き体１８が溝付き体１８aと１８bに分かれている点であるが、上記構成部材の働きは実施例１と同じである。
即ち、図に示す如く、本実施例２に於ける溝付き体１８は気相冷媒導出管１７が配設されている所で２つに別れている。
【００４４】
換言すると、上記気相冷媒導出管１７は溝付き体１８aと１８bに分かれている所に出来る空間２５の上方に位置しているものである。尚、この空間２５は急拡大室２１と連接している。
而して、溝付き体１８の一方より出て、急拡大室２１に溜る気相冷媒は空間２５の上方に位置する気相冷媒導出管１７より容器本体１４の外に導出され、溝付き体１８より押し出される液相冷媒は空間２５底部に溜り、液相出口管２３より液相導管２６a（２６ｂ）を経て出入り口管１５、１６のどちらか一方に導出される。
即ち、本実施例の場合、使われる溝付き体１８は１８aか１８bのどちらか一方（気液二相流冷媒が入ってくる方）で他側の溝付き体１８の作用は休止しているものである。そしてこの溝付き体１８を出た液相冷媒は空間２５に溜ることとなる。溜った液相冷媒は空間２５の底部に設けられた液相出口管２３より液相導管２６a、２６bの何れか一方を通リ出入り口管側に導出される。
【００４５】
尚、上記液相導管２６a、２６bの途中には切替弁２４（２４a、２４b）が設けられている。そして図６に示すように気液二相流冷媒が出入り口管１５側より気液分離装置９に入った時には液相導管２６a側の切替弁２４aを閉じ切替弁２４b側を開し、溝付き体１８aが導いた液相冷媒を出入り口管１６側に送り出すものである。
また、出入り口管１６側より気液二相流冷媒が気液分離装置９内に入った時には切替弁は逆の流れを行なうよう切替弁２４bが閉し、切替弁２４aが開し、出入り口管１５側に液相冷媒を流す。
【００４６】
更に、この時出入り口管１６側に導出された液相冷媒が出入り口管１６より気液分離装置９側に逆流するのを防止する為に出入り口管１６には逆流防止の切替弁２８（２８b）を設けておくものである。
尚、この切替弁２８は逆の場合を考慮し、出入り口管１５側にも当然、切替弁２８aが設けられている。
又、上記溝付き体１８a、１８ｂは一方が仕切り体１９a、１９ｂで固定され、他側は図６にも示す如く固着具２９等により容器本体１４側に固定されている。
【００４７】
ここに於いて、上記実施例１、実施例２に使われている溝付き体１８、仕切り体１９に付いて説明する。
尚、図７は図３中に組み込まれる仕切り体の正面図であり、図８は図５中に組み込まれる仕切り体の正面図であり、図９は図３中に組み込まれる溝付き体の正面図であり、図１０は図９とは異なる実施例の溝付き体の正面図である。
先ず図７、図８に於いて、仕切り体１９に付いて説明する。
この仕切り体１９は容器本体１４との間に狭小空間２０を作り、出入り口管１６より気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒を溝付き体１８に導く働きを果す。通常上記気液分離装置９は水平か、わずか傾けた状態（１５度位までの傾き）で使われる。
従って出入り口管１５より気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒は環流とならずかたよって流れる可能性がある。
【００４８】
この時、溝付き体１８は略円筒管状に作られているので、溝付き体１８を効率良く働かせる為には上記仕切り体１９にかたよって入る気液二相流冷媒を放射状にしかも均一に分散させる必要がある。
この為の手段として仕切り体１９には出入り口管１６に対向する中央部から外周に設けた孔１９a側に気液二相流冷媒を分散させる多数のガイド１９bが設けられている。
尚、上記ガイド１９bの入り口部は粗密に作られ、下側が密に上側が粗になるよう作られている。
また、図７が実施例１に使われる仕切り体１９であり、図８が実施例２に使われる仕切り体１９である。
【００４９】
本気液分離装置は、容器本体上部で、且つ急拡大室に先端が臨むように気相冷媒導出管１７を設けている。
この為、この気相冷媒導出管１７を設ける位置には図３にも示す如く溝付き体１８を設けることが出来ない。
従って、上記仕切り体１９はこの溝付き体１８が、無い所（図9，10に示すＰ部）に気液二相流冷媒が流れないようにする必要がある。
この為、上記仕切り体１９の気相冷媒導出管１７対応部（図９，１０に示すＰ部）には孔１９aを設けないようにしている。
一方、図８は実施例２に使われる仕切り体１９である。この仕切り体１９は溝付き体１８が容器内周全体にあるので、このものは気液二相流冷媒を溝付き体１８に流す為の孔１９aが外周部に均一に設けられているものである。
【００５０】
次に図９、図１０に於いて、溝付き体１８に付いて説明する。
溝付き体１８の内部に流入した気液二相流冷媒の液相は溝の表面と裏面に付着し、液膜となる。また気相に乗って運ばれる液滴は溝付き体１８の溝に衝突し液膜となり、下流に流入し、液相出口管から流出する。この間溝付き体１８は液滴が自重で溝付き体１８より落下しないよう表面張力の作用により保持する様に構成されている。
【００５１】
而して上記溝付き体１８は薄板金属板を波状に折り曲げ、捕捉した液滴を表面張力の作用により出口管側に運ぶことが出来るように折り曲げピッチを含め構成されている。
そして図９は等ピッチで薄板金属を波形に折り曲げたものである。また図１０に示すものは、気液分離装置９を機器に組み込んだ時、上方に位置する所の折り曲げピッチを密にしたものである。このように折り曲げピッチを変えることにより表面張力が増し、気液分離装置の上方に位置する液相冷媒であっても自重で溝付き体１８より落下することがないものである。
【実施例３】
【００５２】
本実施例に示すものは、気液分離装置９の全体形状を、円筒管状でなく箱状にし、それを横置きとしたものである。図１１は図３、図５とは異なる実施例の気液分離装置の断面図であり、図１２は図１１のＡ―Ａ断面図であり、図１３は、図１１のB―Ｂ断面図である。
図に於いて、９は気液分離装置、１４は箱状の容器本体、１４aは図３、図４に示す絞り部相当、１５、１６は出入り口管、１７は上記容器本体１の底面に設けられた気相冷媒導出管、１８は溝付き体、この場合の溝付き体は実施例２で説明した略円筒管状でなく薄板金属板を波状に折り曲げたままで平板状を呈している。１９は仕切り体である。この仕切り体１９は平板状を呈し容器本体１４との間に二つの狭小空間２０と急拡大室２１を作ると共に出入り口管１５、１６の一方から気液分離装置９内に入る気液二相流冷媒を平板状溝付き体全体に行きわたらせる役目を果す。
【００５３】
上記の如く、本実施例に示す気液分離装置９は外観が筒体でなく箱状を呈する為、溝付き体１８、仕切り体１９が実施例１、２のものと異なるが各構成部品の働きは、先にも述べた実施例と同じであり、この実施例３に於いても十分に気液分離機能を果す。加えて、容器本体１４を箱状にすることにより機器に合せた気液分離装置の形状を選ぶことが出来るようになるものである。
又、この形態の気液分離の原理は、同一出願人が出願し、公開した特開２００６〜１７０５８９に記載されている通りである。
【実施例４】
【００５４】
本実施例に示すものは、実施例３同様気液分離装置９の全体形状を、円筒管状でなく箱状にしたものである。
図１４は図１１とは異なる実施例の気液分離装置の断面図であり、図１５は図１４のＡ―Ａ断面図である。
図に於いて、９は気液分離装置、１４は箱状の容器本体、勿論このものにも、図には示してないが、絞り部相当１４aはある。１５、１６は出入り口管、１７は気相冷媒導出管で図１４の場合、容器本体１４の上面と底面に１７a、１７bの如く設けられ、それらは配管２７を持って連接されている。１８は実施例３で説明したものと同じ溝付き体、この溝付き体１８は図１５にも示す如く容器本体１４の高さ方向を略二分する位置に設けられ、急拡大室２１を容器本体１４内に二つ形成している。この関係で先の、気相冷媒導出管１７は上下に設けられているものである。
【００５５】
１９は、狭小空間２０を作り且つ出入り口管１５（１６）より入る気液二相流冷媒を溝付き体１８に導く仕切り体である。この仕切り体１９は平板状を呈し、容器本体１４との間に二つの狭小空間２０と急拡大室２１を作っている。
そして、上記仕切り体１９に導びかれ溝付き体１８に至った気液二相流冷媒は、表面張力の作用により、気相冷媒と液相冷媒に分かれ、液相冷媒は溝付き体１８が形成する上向き、下向きの溝内を流れ、例えば出入り口管１５側が入り口管となった場合には溝付き体１８の上下面を伝わって出入り口管１６側に至るものである。
勿論この時急拡大室２１側では気相冷媒導出管１７a、１７bが気相冷媒を吸い込み、配管２７を使って一緒にしたものを、気相冷媒導出管１７に導出するものである。
上記構成とすることにより溝付き体１８の上下面が有効に活用出来るので気液分離装置の小型化が図れるものである。
上記の如く、本実施例に示す気液分離装置９は外形が筒体でなく、箱状を呈する為、溝付き体１８、仕切り体１９が実施例１、２のものと異なるが、各構成部品の働きは先に述べた実施例と同じであり、この実施例に於いても十分に気液分離の機能を果たすものである。
【実施例５】
【００５６】
本実施例に示すものは、実施例３同様気液分離装置９の全体形状を、円筒管状でなく箱状にしたものである。
尚、図１６は図１４とは異なる実施例の気液分離装置の断面図であり、図１７は図１６のＡ―Ａ断面図である。
図に於いて本実施例に示す気液分離装置９は実施例４に示す溝付き体１８を容器本体１４内に二個設け、溝付き体１８の表面積を拡大し、気液分離装置９自体の効率化を図ると共に、小型軽量化を狙ったものである。図中同一符号は同様の機能を果す部材である。異なる点は急拡大室２１が一個増えた為、この急拡大室２１にも気相冷媒導出管１７cが設けられている点と、仕切り体１９、溝付き体１８を片側二個とした関係で出入り口管１５、１６を二又に増した点である。
【００５７】
次に上記実施例３、４、５に使われる溝付き体１８と仕切り体１９の詳細図を図１８〜図２０をもって説明する。
尚、図１８は図１１、図１４、図１６中に組み込まれる仕切り体の正面図であり、図１９、図２０は図１１、図１４、図１６中に組み込まれる溝付き体の断面図である。
先ず図１８に於いて、１９は仕切り体である。この仕切り体１９は勿論実施例１、２で説明した仕切り体１９と異なり、平板状を呈するものである。
【００５８】
即ち、この仕切り体１９は容器本体１４との間に狭小空間２０を作ると共に矢印Pの如く流入した気液二相流冷媒をガイド１９bに沿って容器本体１４が作る狭小空間２０の間口一杯に広げ、それを溝付き体１８内に導入するものである。
次に図１９、図２０をもって実施例３、４、５に使われる溝付き体１８に付いて説明する。
図に於いて、１８は溝付き体である。この溝付き体１８も薄板金属板を波形に折り曲げたものである。この折り曲げピッチ及び高さは先に、同一出願人が出願し、公開した特開２００６〜１７０５８９に記載した内容の溝付き体である。
図２０に示すものは捕捉した液滴を落下させない為に工夫した事例で、特に下側の表面張力を増す為の形状で、下向きとなる溝内の液滴が自重で表面張力を破り落下しないように、溝を狭めた例を示すものである。
【実施例６】
【００５９】
次に、図２１をもって図３とは異なる気液分離装置を説明する。
本実施例で説明する気液分離装置は、実施例１同様、気液分離装置９の全体形状を円筒状とし且つそれを横置としたものである。
図に於いて、９は気液分離装置、１４は円筒状の容器本体で横置きされている。１４aは絞り部、１５、１６は本実施例の出入り口管、１７は気相冷媒導出管、１８ｃは本実施例の溝付き体、１９は仕切り体、１９aは孔、２０は狭小空間、２１は急拡大室、２２aは本実施例の保護材、３０は切り欠き窓である。
図に於いて、本実施例の出入り口管１５、１６の先端は狭小空間２０に対し狭小空間２０の底部２０aに近づけて設置されている。これは一方の出入り口管１５側から気液二相流冷媒が狭小空間２０に導入される際、導入される気液二相流冷媒が確実に気液二相流冷媒中に導入されるようにしたもので、他方出入り口管１６は狭小空間２０内の液相冷媒を確実に導出させる為である。
また、本実施例の溝付き体１８ｃは、高さ方向で急拡大室２１の略１/２以下の所に設置される半円弧状（図２５に示す）をしている。
換言すると、本気液分離装置９内に導入する気液二相流冷媒量は高さ方向で気液分離装置９の１/２以下に設定されていると言うことでる。尚、この半円弧状の程度は、導入される気液二相流冷媒の量に応じて、変化させることが出来るものである。
【００６０】
２２aは、本実施例で使用される板状の保護材である。この板状保護材２２aは気相冷媒導出管１７に対向して設置されている。
また、この板状保護材２２aは気相冷媒導出管１７の吸い込み面積Ｓ1に対し、破線で示す周面積Ｓ3がＳ１≦Ｓ３となるような位置に設けられ、気相冷媒導出管１７より導出される気相冷媒の抵抗とならないよう考慮されている。
また、３０は切り欠き窓である。この切り欠き窓３０は溝付き体１８ｃの上方に位置する仕切り体１９に設けられている。本実施例では、溝付き体１８ｃは半円弧状であるため、仕切り体１９の上部は、溝付き体１８ｃが無く気液二相流冷媒が流れない構造となっており、この溝付き体１８ｃの無い仕切り体１９の部分、すなわち溝付き体１８ｃより上方の仕切り体１９の部分に切り欠き窓３０を設けるものである。尚、この切り欠き窓３０は二個ある仕切り体１９の両方に設けられている。これにより、狭小空間２０内の気相冷媒のみを急拡大室２１側に導入する切り欠き窓３０が構築される。
換言すると仕切り体１９には孔１９aとこの切り欠き窓３０とが設けられ上記気相冷媒の急拡大室２１への導入を行っているものである。
【実施例７】
【００６１】
次に図２２で図２１とは異なる気液分離装置を説明する。
本実施例７で説明するものは、実施例１同様、気液分離装置９の全体形状を円筒状とし且つそれを横置としたものである。
図に於いて、９は気液分離装置、１４は円筒状の容器本体で横置されている。１４aは絞り部、１５、１６は出入り口管、１７は気相冷媒導出管、１８ｃは半円弧状の溝付き体、１９は本実施例の仕切り体、１９aは孔、２０は狭小空間、２１は急拡大室、２２は実施例１で説明したものと同じ保護材、３０は切り欠き窓である。
上記した気液分離装置９の働きは上記実施例と同じであるが、仕切り体１９の形状を異にしているので、この点の説明を以下に行う。
即ち、上記してきた気液分離装置９で使われている仕切り体１９は円錐形をなし、その頂点が出入り口管１５、１６側に向くよう配設されたものであるが、図２２に示すものは平板状の仕切り体１９ｃである。
実施例６と同様に、この平板状の仕切り体１９ｃにも孔１９a、切欠き窓３０は当然形成されており、また、この仕切り体１９ｃと容器本体１４の絞り部１４aとは狭小空間２０を形成しており、例えば出入り口管１５より入る気液二相流冷媒の溝付き体１８ｃ（反円弧状）への導入を容易とすると共に、半円弧状溝付き体１８ｃを出た液相冷媒の出入り口管１６への導出を、該絞り部１４aの斜面を活用し、容易なものとしている。
本実施例７によれば、仕切り体を平板状にすることにより、容器本体１４を短く出来、気液分離装置９の小形化が図れる。
【実施例８】
【００６２】
次に図２３〜２６で図２１、図２２とは異なる気液分離装置を説明する。
本実施例８で説明するものは、実施例１同様、気液分離装置９の全体形状を円筒状とし且つそれを横置としたものである。
図に於いて、９は気液分離装置、１４は円筒状の容器本体で横置されている。１４aは絞り部、１５、１６は出入り口管、１７は気相冷媒導出管、１８ｃは半円弧状の溝付き体、１８ｄは第２の溝付き体で半円弧状をなし、上記溝付き体１８ｃとの内側円弧内に図２５に示す如く納まるものである。１９は仕切り体、１９aは孔、２０は狭小空間、２１は急拡大室、２２aは保護材、３０は切り欠き窓、３１は溝付き体１８ｃ、１８ｄの頂部にあけたスリットである。
上記した気液分離装置９の働きは上記実施例と同じであるが、溝付き体１８ｃと構成を異にするので、この点の説明を以下に行なう。
【００６３】
即ち、本実施例に示す仕切り体１９は外周に孔１９aを二段に有している。この孔１９aは先の実施例で説明した如く、溝付き体１８を急拡大室２１内に固定する働きも有している。
また、図に示す気液分離装置９は急拡大室２１内での気液分離を更に促進する為に半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄを図に示す如く、二段重ねして設けたものである。
そして、上記仕切り体１９に設けられた二段の孔１９aはそれぞれの半円弧状の溝付き体１８ｃと１８ｄに対応するよう配置されている。
即ち、狭小空間２０に出入り口管１５（１６）の何れか一方より導入された気液二相流冷媒は狭小空間２０に案内され、それぞれの孔１９aより半円弧状の溝付き体１８ｃと１８ｄに導出される。
【００６４】
勿論狭小空間２０内の気相冷媒は仕切り体１９の上方に設けた孔１９a及び切欠き窓３０を介して急拡大室２１に入る。
一方急拡大室２１内の薄板を折り曲げ形成した半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄに入った気液二相流冷媒は、図２５に示す如く、半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄの表面及び裏面に沿って他側の狭小空間２０側に流れる。この過程に於いて半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄに沿って薄膜状に流れる気液二相流冷媒は表面張力の作用により液相冷媒は溝内に保持され気相冷媒は急拡大室側に放出される。
【００６５】
本実施例は溝付き体の表面積拡大により更に気液の分離を容易なものとしたものである。
この時にあって、後述するスリット３１がないと半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄの裏面で分離した気相冷媒は仕切り体１９を通り越して出口側となる狭小空間２０まで行かないと、急拡大室２１側の気相冷媒導出管１７側に戻ることは出来ない。
この点から言うと半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄの裏面１８ｅ側を流れる気液二相流冷媒の気相と液相の分離がうまく行なわれていなかったと言うことになる。
これを改善すべく設けたものが図２６に設けたスリット３１である。このスリット３１を設けることより溝付き体１８の裏面１８eでの気液分離も効率良く行なわれるものである。
【００６６】
即ち、このスリット３１付半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄであれば裏面１８e側で分離した気相冷媒はスリット３１を通り急拡大室２１内に入り気相冷媒導出管１７側に導出される。
即ち、半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄの裏面を流れる過程で分離した気相冷媒は上記スリット３１を通し、急拡大室２１側に出て行くので、気液分離が効率良く行なわれるものである。
また、気相冷媒導出管１７は急拡大室２１内にあるが溝付き体１８を流れる液相冷媒は表面張力の作用によりしっかりと溝内に保持されているので、この部分で液相冷媒が、先の気相冷媒導出管１７に吸い込まれて行くことはないものである。
以上の如く、本実施例は急拡大室内に設ける半円弧状溝付き体１８ｃと１８ｄにスリット３１を設け、溝付き体１８ｃと１８ｄの裏面１８ｅ側を流れる冷媒の気液分離を行なうようにしたので、急拡大室内の更なる表面積拡大が図れ、気液分離装置の小形軽量化が図れるものである。
尚、スリットの効果を実施例８で説明したが、実施例１、３、６、７についても同じ効果が得られる。
【００６７】
本発明は以上説明した如き構成を有するものであるから、次の効果が得られるものである。
即ち、気相冷媒を、下流側熱交換器をバイパスして圧縮機に戻し、且つ冷房、暖房運転に合わせ、気液二相流冷媒の入る、入り口管側が変るようにした気液分離装置を室内熱交換器と室外熱交換器との間に備えた空気調和機に於いて、上記気液分離装置を、横置きされた容器本体と、気液二相流冷媒が通る孔を外周部近くに有し、且つ上記容器本体内を内容積が小さい２個の狭小空間と内容積が大きい急拡大室との３室に区画する２個の仕切り体と、狭小空間に挟まれた急拡大室に臨む気相冷媒導出管と、急拡大室の両側に位置する狭小空間に臨むように設けられた２本の出入り口パイプと、急拡大室内の表面積を拡大し、且つ上記仕切り体の孔を通る気液二相流冷媒を他側の仕切り体の孔に誘導する溝付き体とで構成した気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００６８】
このことにより次の効果がえられる。
１．気液二相流冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する急拡大室の容積が狭小空間の容積より大きくなるように仕切り体を配設し、且つ溝付き体をもって表面積の拡大を図った為、気液分離装置自体の小形軽量化が図れ、且つ性能向上が図れる気液分離装置が得られるものである。
２．仕切り体で仕切られる急拡大室に気相冷媒導出管を設けるようにしたので、気液二相流冷媒が導入される狭小空間の内容積を拡大することなく、急拡大室の内容積を大きくとることが出来る。
３．気液二相流冷媒を導入する出入り口パイプと、気相冷媒の導出管となる気相冷媒導出管を別の室に設けるようにしたので、気相冷媒導出管に入る液相分を大幅に低減出来る気液分離装置が得られ、蒸発器となる側の熱交換器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にすることが出来るものである。
【００６９】
また、狭小空間は容器本体に設けた絞り部と、ガイド等を備えた仕切り体とで構成され、出入り口パイプの一方より入った気液二相流冷媒を絞り部と仕切り体に設けたガイド等を利用して仕切り体の孔に導くようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００７０】
このことにより次の効果がえられる。
１．狭小空間内に入った気液二相流冷媒は容器本体側に設けた絞り部に案内されスムーズに、且つ仕切り体のガイドに沿って放射状に分散し、溝付き体に均一に分配されるので、効率の良い気液分離装置を得ることができる。
【００７１】
また、容器本体と一体又は別体に構成された溝付き体は、仕切り体によって仕切られた急拡大室内に設けられ、仕切り体の孔より溝付き体内に取り込まれた気液二相流冷媒を表面張力の作用により気相冷媒と液相冷媒とに分け、液相冷媒を出口となる出入り口パイプ側に導出するようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００７２】
このことにより次の効果がえられる。
１．溝付き体により急拡大室の表面積を拡大し、気液二相流冷媒の接触する表面積を大きくしたので、気液二相流冷媒中に含まれる気相冷媒はほとんどが、この急拡大室で液相冷媒と分離される気液分離装置が得られる。
【００７３】
また、溝付き体を高さ方向で急拡大室の略１/２以下の所に設置すると共に、狭小空間内に臨む２本の出入り口パイプ先端を、容器本体の底面に近づけて配設するようにした気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００７４】
このことにより次の効果がえられる。
１．急拡大室に入る気液二相流冷媒の量に合わせた溝付き体とすることにより効率の良い気液分離装置を得ることが出来る。
２．また、液相冷媒の出口側に位置する狭小空間に於いても、わずかではあるが気、液の分離が行なわれ、気相冷媒は仕切り体の孔を通し急拡大室側に導入される。
３．更に、液相冷媒を次の工程である熱交換器側に送る出入り口パイプ先端を容器本体底部に近づけていることより液相冷媒の導出が容易になるので、上記熱交換器には液相が多い冷媒が導出される気液分離装置となる。
【００７５】
また、溝付き体の上方に位置する仕切り体に、気相冷媒が狭小空間内より急拡大室側に入る切り欠き窓を設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００７６】
このことにより次の効果がえられる。
１．切り欠き窓を設け、気相冷媒の通路を拡大することで、入口側狭小空間、出口側狭小空間で発生した気相冷媒を、仕切り体の孔のみの場合に比べより一層抵抗無く急拡大室に送る事の出来る気液分離装置が得られる。
【００７７】
また、急拡大室に臨む気相冷媒導出管の開口に対向して、液相冷媒が気相冷媒導出管に入るのを防止し且つ気相冷媒導出管より導出される気相冷媒の吸い込み抵抗とならないように保護材を設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００７８】
このことにより次の効果がえられる。
１．溝付き体を流れる気液二相流冷媒及び狭小空間より急拡大室に入る気相冷媒中に含まれる液相冷媒が直接気相冷媒導出管に吸い込まれないように該気相冷媒導出管の吸い込み口近くに保護材を設けたものであるから気相冷媒導出管より多量の液相冷媒が吸い込まれることがない気液分離装置が得られる。
【００７９】
また、急拡大室内に配設される溝付き体の頂部に気相冷媒が通過するスリットを設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００８０】
このことにより次の効果がえられる。
１．溝付き体の裏面を流れる気液二相流冷媒から分離した気相冷媒を出口側狭小空間を経ないでスリットを介し直接急拡大部に放出し、気相冷媒導出管側に戻す構成としているので、溝付き体の裏面に於いても表面同様の気液分離が可能となるので、分離効率が良くなり気液分離装置自体の性能向上及び小形化、軽量化が更に図れるものである。
【００８１】
また、容器本体と別体に作った溝付き体を急拡大室に２段重ねして設けた気液分離装置を備えた空気調和機等の冷凍装置である。
【００８２】
このことにより次の効果がえられる。
１．急拡大室内の溝付き体の表面積を大きくできるので分離効率が良くなり気液分離装置自体の性能向上及び小形化、軽量化が更に図れるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
冷房運転と暖房運転を切替可能とした空気調和機等の冷房装置に本発明を備えた気液分離装置を組み込むことにより、蒸発器となる側の熱交換器での圧力損失を抑えることが出来、圧縮動力が節減でき、高効率な運転を可能にすることが出来る空気調和機等の冷房装置が得られるものである。
【符号の説明】
【００８４】
１ 冷凍サイクル
２ 圧縮機
３ 吐出口
４ 吸入口
５ 四方弁
６ 室内熱交換器
７ 室外熱交換器
８ 膨張弁 （８a、８b）
９ 気液分離装置
１０ 冷媒吸入流路
１１ 気相戻し管
１２ 室内側送風機
１３ 室外側送風機
１４ 容器本体 １４a 絞り部
１５ 出入り口管
１６ 出入り口管
１７ 気相冷媒導出管 （１７a 、１７b、１７ｃ）
１８ 溝付き体 １８ｃ 半円弧状の溝付き体 １８ｄ 第２の半円弧状の
溝付き体 １８ｅ 溝付き体の裏面
１９ 仕切り体 １９a 孔 １９b ガイド １９ｃ 平板状の仕切り体
２０ 狭小空間 ２０a 底部
２１ 急拡大室
２２ 保護材 ２２a 板状の保護材
２３ 液相出口管
２４ 切替弁 （２４a、２４b）
２５ 空間
２６ 液相導管（２６a、２６b）
２７ 配管
２８ 切替弁 （２８a、２８b）
２９ 固着具
３０ 切り欠き窓
３１ スリット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相冷媒を、下流側熱交換器をバイパスして圧縮機に戻し、且つ冷房、暖房運転に合わせ、気液二相流冷媒の入る、入り口管側が変るようにした気液分離装置を室内熱交換器と室外熱交換器との間に備えた空気調和機に於いて、上記気液分離装置を、横置きされた容器本体と、気液二相流冷媒が通る孔を外周部近くに有し、且つ上記容器本体内を内容積が小さい２個の狭小空間と内容積が大きい急拡大室との３室に区画する２個の仕切り体と、狭小空間に挟まれた急拡大室に臨む気相冷媒導出管と、急拡大室の両側に位置する狭小空間に臨むように設けられた２本の出入り口パイプと、急拡大室内の表面積を拡大し、且つ上記仕切り体の孔を通る気液二相流冷媒を他側の仕切り体の孔に誘導する溝付き体とで構成したことを特徴とする空気調和機等の冷凍装置。
【請求項２】
狭小空間は容器本体に設けた絞り部と、ガイド等を備えた仕切り体とで構成され、出入り口パイプの一方より入った気液二相流冷媒を絞り部と仕切り体に設けたガイド等を利用して仕切り体の孔に導くようにした気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項３】
容器本体と一体又は別体に構成された溝付き体は仕切り体により仕切られた急拡大室内に設けられ、仕切り体の孔より溝付き体内に取り込まれた気液二相流冷媒を表面張力の作用により気相冷媒と液相冷媒とに分け、液相冷媒を出口となる出入り口パイプ側に導出するようにした気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項４】
溝付き体を高さ方向で急拡大室の略１/２以下の所に設置すると共に、狭小空間内に臨む２本の出入り口パイプ先端を、容器本体の底面に近づけて配設するようにした気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項５】
溝付き体の上方に位置する仕切り体に、気相冷媒が狭小空間内より急拡大室側に入る切り欠き窓を設けた気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項６】
急拡大室に臨む気相冷媒導出管の開口に対向して、液相冷媒が気相冷媒導出管に入るのを防止し且つ気相冷媒導出管より導出される気相冷媒の吸い込み抵抗とならないように保護材を設けた気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項７】
急拡大室内に配設される溝付き体の頂部に気相冷媒が通過するスリットを設けた気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項８】
容器本体と別体に作った溝付き体を急拡大室に２段重ねして設けた気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項１】
気相冷媒を、下流側熱交換器をバイパスして圧縮機に戻し、且つ冷房、暖房運転に合わせ、気液二相流冷媒の入る、入り口管側が変るようにした気液分離装置を室内熱交換器と室外熱交換器との間に備えた空気調和機に於いて、上記気液分離装置を、横置きされた容器本体と、気液二相流冷媒が通る孔を外周部近くに有し、且つ上記容器本体内を内容積が小さい２個の狭小空間と内容積が大きい急拡大室との３室に区画する２個の仕切り体と、狭小空間に挟まれた急拡大室に臨む気相冷媒導出管と、急拡大室の両側に位置する狭小空間に臨むように設けられた２本の出入り口パイプと、急拡大室内の表面積を拡大し、且つ上記仕切り体の孔を通る気液二相流冷媒を他側の仕切り体の孔に誘導する溝付き体とで構成したことを特徴とする空気調和機等の冷凍装置。
【請求項２】
狭小空間は容器本体に設けた絞り部と、ガイド等を備えた仕切り体とで構成され、出入り口パイプの一方より入った気液二相流冷媒を絞り部と仕切り体に設けたガイド等を利用して仕切り体の孔に導くようにした気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項３】
容器本体と一体又は別体に構成された溝付き体は仕切り体により仕切られた急拡大室内に設けられ、仕切り体の孔より溝付き体内に取り込まれた気液二相流冷媒を表面張力の作用により気相冷媒と液相冷媒とに分け、液相冷媒を出口となる出入り口パイプ側に導出するようにした気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項４】
溝付き体を高さ方向で急拡大室の略１/２以下の所に設置すると共に、狭小空間内に臨む２本の出入り口パイプ先端を、容器本体の底面に近づけて配設するようにした気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項５】
溝付き体の上方に位置する仕切り体に、気相冷媒が狭小空間内より急拡大室側に入る切り欠き窓を設けた気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項６】
急拡大室に臨む気相冷媒導出管の開口に対向して、液相冷媒が気相冷媒導出管に入るのを防止し且つ気相冷媒導出管より導出される気相冷媒の吸い込み抵抗とならないように保護材を設けた気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項７】
急拡大室内に配設される溝付き体の頂部に気相冷媒が通過するスリットを設けた気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【請求項８】
容器本体と別体に作った溝付き体を急拡大室に２段重ねして設けた気液分離装置であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機等の冷凍装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１２−６８０１２（Ｐ２０１２−６８０１２Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４１５６（Ｐ２０１１−１８４１５６）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（５９６０８３３６４）日冷工業株式会社 (10)
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（５９６０８３３６４）日冷工業株式会社 (10)
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
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