(57)【要約】【課題】滞留した液相冷媒の巻き上がりや飛散する液滴による気相冷媒流出管内への液相冷媒の侵入を防ぎ、圧縮機での液バックの発生を抑制可能な気液分離器を提供する。【解決手段】気液分離器４０は、液相冷媒滞留室４１として気液分離器４０内の下部を区画する第一プレート４４と、気相冷媒集合室４２として気液分離器４０内の上部を区画する第二プレート４５と、液相冷媒滞留室４１に連通する液相冷媒流出管４６と、気相冷媒集合室４２に連通する気相冷媒流出管４７と、冷媒流入室４３に連通する冷媒流入管４８と、を備える。第一プレート４４は、液相冷媒滞留室４１と冷媒流入室４３との間で冷媒が流通可能な第一冷媒流通口４４Ａを有し、第二プレート４５は、気相冷媒集合室４２と冷媒流入室４３との間で冷媒が流通可能な第二冷媒流通口４５Ａを有する。【選択図】図２
2015172469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクル内に配置され、冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離する気液分離器であって、
液相冷媒が滞留する液相冷媒滞留室として前記気液分離器内の下部を区画する第一プレートと、
気相冷媒が集合する気相冷媒集合室として前記気液分離器内の上部を区画する第二プレートと、
前記液相冷媒滞留室に連通し、液相冷媒を前記気液分離器外へ流出させる液相冷媒流出管と、
前記気相冷媒集合室に連通し、気相冷媒を前記気液分離器外へ流出させる気相冷媒流出管と、
前記気液分離器内の前記第一プレートと前記第二プレートとの間に形成される冷媒流入室に連通し、前記冷媒流入室内へ冷媒を流入させる冷媒流入管と、を備え、
前記第一プレートは、前記液相冷媒滞留室と前記冷媒流入室との間で冷媒が流通可能な第一冷媒流通口を有し、
前記第二プレートは、前記気相冷媒集合室と前記冷媒流入室との間で冷媒が流通可能な第二冷媒流通口を有する、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項２】
請求項１に記載の気液分離器であって、
前記第一冷媒流通口及び前記第二冷媒流通口の少なくとも一方は、前記気液分離器の内壁から離間した位置に設けられる、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の気液分離器であって、
前記第一冷媒流通口は、前記冷媒流入管の出口部と対向しないようにずらして配置される、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の気液分離器であって、
前記冷媒流入管は、前記冷媒流入室内に側方から冷媒を流入させる、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の気液分離器であって、
前記第一冷媒流通口の開口面積は、前記第二冷媒流通口の開口面積より大きい、
ことを特徴とする気液分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気液分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル内に配置され液相冷媒と気相冷媒とを分離する気液分離器は、吸熱効率を高めるために液相冷媒を吸熱器へ導くとともに、分離した気相冷媒を再利用するために圧縮機で圧縮する必要がある。ここで、圧縮機へと導かれる気相冷媒中に液滴が含まれてしまう液戻り状態（液バック）が発生すると、圧縮機内で液圧縮現象が生じるので圧縮機が故障する原因となる。
【０００３】
特許文献１には、気液混合流路と気相冷媒流路との間に、気相冷媒中に存在する液滴を取り除くデフューザ（プレート）の配置された気液分離器が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６２９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の気液分離器によると、勢いよく気液分離器内に流入する冷媒によって、気液分離器内の下部に層として滞留する液相冷媒が巻き上げられて、気液分離器内の上部にまで到達することがある。また、流入する冷媒の勢いによって、飛散する液滴として液相冷媒が大量に発生して気液分離器内の上部に到達することがある。その結果、気相冷媒流出管を区画する一枚のプレートのみでは気相冷媒中に存在する液滴を十分に取り除けなくなり、液相冷媒が気相冷媒流出管を通じて圧縮機へ導かれ、液バックが発生する懸念がある。
【０００６】
このように、液バックの発生を十分に抑制できる気液分離器は検討されていない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、液相冷媒と気相冷媒とを分離する気液分離器において、滞留した液相冷媒の巻き上がりや飛散する液滴による気相冷媒流出管内への液相冷媒の侵入を防ぎ、圧縮機での液バックの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様によれば、冷凍サイクル内に配置され、冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離する気液分離器であって、液相冷媒が滞留する液相冷媒滞留室として気液分離器内の下部を区画する第一プレートと、気相冷媒が集合する気相冷媒集合室として気液分離器内の上部を区画する第二プレートと、液相冷媒滞留室に連通し、液相冷媒を気液分離器外へ流出させる液相冷媒流出管と、気相冷媒集合室に連通し、気相冷媒を気液分離器外へ流出させる気相冷媒流出管と、気液分離器内の第一プレートと第二プレートとの間に形成される冷媒流入室に連通し、冷媒流入室内へ冷媒を流入させる冷媒流入管と、を備える。また、第一プレートは、液相冷媒滞留室と冷媒流入室との間で冷媒が流通可能な第一冷媒流通口を有し、第二プレートは、気相冷媒集合室と冷媒流入室との間で冷媒が流通可能な第二冷媒流通口を有するものが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様によれば、第一プレートが冷媒流入室と液相冷媒滞留室とを区画しているので、滞留した液相冷媒が巻き上がって冷媒流入室に入ることを抑制できる。また、第二プレートが冷媒流入室と気相冷媒集合室とを区画しているので、冷媒流入室に流入した冷媒が液滴となって気相冷媒集合室に入ることを抑制できる。この結果、気相冷媒流出管内への液相冷媒の侵入を防ぎ、圧縮機での液バックの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の気液分離器を備えた冷凍サイクルシステムの概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態の気液分離器の内部を側方から見たときの構造図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線に沿う横断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線に沿う横断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態の気液分離器の内部を側方から見たときの構造図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図４のＶａ−Ｖａ線に沿う横断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４のＶｂ−Ｖｂ線に沿う横断面図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態の例による冷凍サイクルシステムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態の気液分離器４０を備えた冷凍サイクルシステム１００の概略構成図であり、図２は冷凍サイクルシステム１００内にある気液分離器４０の内部を側方から見たときの構造図である。
【００１３】
図１に示す冷凍サイクルシステム１００は、室内の冷房や冷凍機に用いられる冷凍システムであり、例えば車両に搭載され車室内の冷房を行う車両用の冷凍システムである。冷凍サイクルシステム１００は、冷媒の流れる冷媒流路６０と、冷媒流路６０上に設けられ冷媒を圧縮する圧縮機１０と、圧縮機１０によって高圧となった冷媒の熱を放出し気相冷媒を凝縮させる放熱器２０と、を備える。また、冷凍サイクルシステム１００は、放熱器２０によって冷やされた液相冷媒を減圧膨張させる減圧膨張弁３０と、減圧膨張弁３０により減圧膨張した冷媒を気液分離する気液分離器４０と、気液分離器４０により分離された液相冷媒を蒸発させることで周囲の熱を吸収する吸熱器５０と、を備える。
【００１４】
冷媒流路６０は、冷媒が循環する閉回路として構成されている。冷媒には、例えば液化しやすいＨＦＣ−１３４ａ等が用いられる。冷媒流路６０上には、圧縮機１０、放熱器２０、減圧膨張弁３０、気液分離器４０及び吸熱器５０が配置されている。冷媒流路６０は、気相冷媒バイパス６２と、気液分離器上流側流路６３と、気液分離器下流側流路６１と、を有する。気相冷媒バイパス６２は、気液分離器４０と圧縮機１０との間に接続される流路である。気液分離器上流側流路６３は、減圧膨張弁３０と気液分離器４０との間に接続される流路である。気液分離器下流側流路６１は、気液分離器４０と吸熱器５０との間に接続される流路である。
【００１５】
圧縮機１０は、吸熱器５０の下流側に配置され、吸熱器５０を通過してきた気相冷媒を吸引し圧縮する。圧縮機１０は、気液分離器４０により分離された気相冷媒も気相冷媒バイパス６２を通じて吸引し圧縮する。
【００１６】
放熱器２０は、圧縮機１０の下流側に配置される。放熱器２０は、気相冷媒の熱を周囲の空気中へ放出し、気相冷媒を凝縮（液化）させて液相冷媒にする。放熱器２０に供給される気相冷媒は、圧縮機１０により高圧となっているので、周囲の空気温度程度に冷やされるだけでも容易に液化する。
【００１７】
減圧膨張弁３０は、放熱器２０の下流側に配置され、放熱器２０から供給される液相冷媒を減圧膨張する。低温高圧の液相冷媒は、減圧膨張弁３０中の小さな孔から噴射されることによって低温の減圧膨張した霧状の冷媒となり、蒸発（気化）しやすい状態となる。なお、減圧膨張弁３０に代えて、固定絞り（キャピラリーチューブ）を用いても良い。
【００１８】
気液分離器４０は、減圧膨張弁３０の下流側に配置され、減圧膨張弁３０により減圧膨張して霧状となった冷媒を気液分離する。減圧膨張弁３０により減圧膨張した冷媒は、気液分離器４０の上流側に接続された気液分離器上流側流路６３を通じて、気液分離器４０へと流される。気液分離器４０は、気液分離器上流側流路６３中で一部蒸発した気相冷媒や放熱器２０で液化しきれなかった気相冷媒を、液相冷媒から分離する。分離した気相冷媒は、気相冷媒バイパス６２を通じて圧縮機１０に流される。他方で、分離した液相冷媒は、気液分離器４０の下流側に接続された気液分離器下流側流路６１を通じて、吸熱器５０へと流される。
【００１９】
吸熱器５０は、気液分離器４０の下流側に配置され、分離した低温の液相冷媒を用いて吸熱対象物の熱を吸収する。熱の吸収により蒸発した冷媒は、再度圧縮して利用するために圧縮機１０へと流される。冷媒と吸熱対象物との熱交換に液相冷媒の蒸発潜熱も利用できるようになるので、吸熱器５０には液相冷媒を供給することが望ましい。したがって、気液分離器４０は、吸熱器５０の吸熱効率を向上させるために、分離した液相冷媒を吸熱器５０へと供給する。
【００２０】
次に、図２を参照して、気液分離器４０の内部形状について説明する。図２は、気液分離器４０の内部を側方から見たときの構造図である。図２に示すように、気液分離器４０は、内部に第一プレート４４と第二プレート４５とを備える。
【００２１】
第一プレート４４は、気液分離器４０の内壁４０Ａと第一プレート４４の外縁とが接触するように配置される。第一プレート４４をこのように配置することで、液相冷媒の滞留する液相冷媒滞留室４１が、気液分離器４０内の下部に区画される。第一プレート４４は、冷媒の流通可能な第一冷媒流通口４４Ａを複数個有する。
【００２２】
第二プレート４５は、第一プレート４４よりも上方に、気液分離器４０の内壁４０Ａと第二プレート４５の外縁とが接触するように配置される。第二プレート４５をこのように配置することで、気相冷媒が集合する気相冷媒集合室４２が、気液分離器４０内の上部に区画される。第二プレート４５は、冷媒の流通可能な第二冷媒流通口４５Ａを複数個有する。
【００２３】
第一プレート４４と第二プレート４５との間には、冷媒流入室４３が区画される。第一プレート４４及び第二プレート４５をこのように配置することで、気液分離器４０内は中央部に冷媒流入室４３が区画される。
【００２４】
液相冷媒滞留室４１には、滞留した液相冷媒を効率的に流せるように、液相冷媒滞留室４１の下方に液相冷媒流出管４６の一端が接続される。また、液相冷媒流出管４６の他端は気液分離器下流側流路６１に接続されており、液相冷媒滞留室４１に滞留した液相冷媒は、液相冷媒流出管４６及び気液分離器下流側流路６１を通って吸熱器５０へと流れる。
【００２５】
気相冷媒集合室４２には、重力の作用によって液相冷媒が到達しにくいように、気相冷媒集合室４２の上方に気相冷媒流出管４７の一端が接続される。また、気相冷媒流出管４７の他端は気相冷媒バイパス６２に接続されており、気相冷媒集合室４２に集合した気相冷媒は、気相冷媒流出管４７及び気相冷媒バイパス６２を通って圧縮機１０へと流れる。
【００２６】
冷媒流入室４３には、冷媒流入管４８の一端が接続される。冷媒流入管４８の他端は気液分離器上流側流路６３に接続されており、減圧膨張弁３０により減圧膨張された冷媒は、気液分離器上流側流路６３及び冷媒流入管４８を通って冷媒流入室４３へと流れる。冷媒流入管４８は、気相冷媒集合室４２及び第二プレート４５を縦方向に通り抜けるように挿通され、冷媒流入管４８の出口孔４８Ａが冷媒流入室４３内に位置するよう配置される。したがって、第二プレート４５には、冷媒流入管４８を挿通するための挿通口４５Ｂが設けられている。また、第一プレート４４には、冷媒流入管４８の出口孔４８Ａと対向しないようにずらして第一冷媒流通口４４Ａが配置されている。
【００２７】
冷媒流入管４８の出口孔４８Ａから冷媒流入室４３へ流入する冷媒は、出口孔４８Ａと対向する第一プレート４４の対向部４４Ｂに衝突することで、液相冷媒と気相冷媒とに分離（衝突分離）される。
【００２８】
衝突分離した液相冷媒は、流入時の勢いが減衰するとともに重力によって冷媒流入室４３の下方へ移動し、第一プレート４４の第一冷媒流通口４４Ａを通って液相冷媒滞留室４１へと流れ込み滞留する。液相冷媒滞留室４１に滞留した液相冷媒は、その後、液相冷媒流出管４６を通じて気液分離器４０外へと流れ出る。気液分離器４０外へ流出した液相冷媒は、液相冷媒流出管４６と接続されている気液分離器下流側流路６１へと流れ、その後、液相冷媒は吸熱器５０で吸熱対象物の熱を吸収するために使われる。
【００２９】
他方で、衝突分離した気相冷媒は、第二プレート４５の第二冷媒流通口４５Ａを通って、気相冷媒集合室４２へと流れる。気相冷媒集合室４２に集合した気相冷媒は、その後、気相冷媒流出管４７を通じて気液分離器４０外へと流れ出る。気液分離器４０外へ流出した気相冷媒は、気相冷媒流出管４７と接続されている気相冷媒バイパス６２を通って圧縮機１０へと直接流れ、その後、気相冷媒は圧縮機１０によって再圧縮される。
【００３０】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第一プレート４４の第一冷媒流通口４４Ａ及び第二プレート４５の第二冷媒流通口４５Ａは、気液分離器４０の内壁４０Ａから所定の距離ｄ１又は距離ｄ２となる範囲には形成されていない。図３Ａは図２のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線に沿う横断面図であり、図３Ｂは図２のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線に沿う横断面図である。第一冷媒流通口４４Ａ及び第二冷媒流通口４５Ａは、同じ開口面積となるよう形成される。距離ｄ１は、内壁４０Ａを伝ってせり上がってきた液相冷媒が第一冷媒流通口４４Ａまで到達できず、第一プレート４４を乗り越えて移動できなくなる距離である。距離ｄ２は、内壁４０Ａを伝ってせり上がってきた液相冷媒が第二冷媒流通口４５Ａまで到達できず、第二プレート４５を乗り越えて移動できなくなる距離である。
【００３１】
上記した第１実施形態による気液分離器４０によれば、以下の効果を得ることができる。
【００３２】
本実施形態による気液分離器４０は、冷凍サイクルシステム１００内に配置され、冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離する気液分離器４０であって、液相冷媒が滞留する液相冷媒滞留室４１として気液分離器４０内の下部を区画する第一プレート４４と、気相冷媒が集合する気相冷媒集合室４２として気液分離器４０内の上部を区画する第二プレート４５と、を備える。また、気液分離器４０は、液相冷媒滞留室４１に設けられ、液相冷媒を気液分離器４０外へ流出させる液相冷媒流出管４６と、気相冷媒集合室４２に設けられ、気相冷媒を気液分離器４０外へ流出させる気相冷媒流出管４７と、気液分離器４０内の第一プレート４４と第二プレート４５との間に形成される冷媒流入室４３に設けられ、気液分離器４０内へ冷媒を流入させる冷媒流入管４８と、を備える。そして、第一プレート４４は、液相冷媒滞留室４１と冷媒流入室４３との間で冷媒が流通可能な第一冷媒流通口４４Ａを有する。第二プレート４５は、気相冷媒集合室４２と冷媒流入室４３との間で冷媒が流通可能な第二冷媒流通口４５Ａを有する。
【００３３】
本実施形態の気液分離器４０内には、下部を区画する第一プレート４４と、上部を区画する第二プレート４５と、を設けている。このような構成とすることで、液相冷媒滞留室４１に滞留した冷媒が巻き上がっても、冷媒流入室４３に入ることを第一プレート４４によって抑制できる。また、冷媒流入室４３に流入した冷媒が液滴となって気相冷媒集合室４２に入ることを第二プレート４５によって抑えることができる。したがって、第一プレート４４及び第二プレート４５によって、巻き上がった液相冷媒及び飛散する液滴の上方への移動が抑制されるので、気相冷媒流出管４７内への液相冷媒の侵入を防ぎ、圧縮機１０での液バックの発生を抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態による気液分離器４０では、第一プレート４４の第一冷媒流通口４４Ａは、冷媒流入管４８の出口孔４８Ａと対向しないようにずらして配置される。このような構成とすることで、出口孔４８Ａより冷媒流入室４３へ流入した冷媒は、第一プレート４４の対向部４４Ｂと衝突することになるので、流入の勢いが減衰されることとなる。この結果、冷媒流入室４３へ流入する冷媒が、勢いよく第一冷媒流通口４４Ａを通らなくなるので、液相冷媒滞留室４１に滞留する液相冷媒の巻き上げをより効果的に抑えることができ、気相冷媒流出管４７内への液相冷媒の侵入懸念をより少なくできる。さらに、液相冷媒滞留室４１に滞留する液相冷媒の液面が安定するので、滞留する液相冷媒をより安定して吸熱器５０のために取り出すことができる。
【００３５】
さらに、本実施形態による気液分離器４０では、第一プレート４４の第一冷媒流通口４４Ａ及び第二プレート４５の第二冷媒流通口４５Ａは、気液分離器４０の内壁４０Ａから離されて形成される。このような構成とすることで、液相冷媒滞留室４１に滞留する液相冷媒は、内壁４０Ａを伝ってせり上がるものの、第一プレート４４や第二プレート４５を乗り越えて移動できなくなる。この結果、せり上がりにより液相冷媒が気相冷媒集合室４２に入ることを抑えられるので、気相冷媒流出管４７内への液相冷媒の侵入を防ぎ、圧縮機１０での液バックの発生を抑制することができる。
【００３６】
なお、第一プレート４４の第一冷媒流通口４４Ａ又は第二プレートの第二冷媒流通口４５Ａのどちらか一方のみを、気液分離器４０の内壁４０Ａから離間した位置に設けることとしてもよい。このような構成とすることでも、液相冷媒は、第一プレート４４又は第二プレート４５を乗り越えて移動できなくなるので、液相冷媒のせり上がりによる気相冷媒集合室４２への侵入を抑制できる。
【００３７】
また、本実施形態の気液分離器４０を車両に搭載した場合においても、車体の傾斜等により滞留する液相冷媒の液面が乱れても、第一プレート４４及び第二プレート４５によって液相冷媒が気相冷媒集合室４２に入ることを抑えられるので、圧縮機１０での液バックの発生を抑制することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態による気液分離器４０の内部を側方から見たときの構造図である。図５Ａは図４のＶａ−Ｖａ線に沿う横断面図であり、図５Ｂは図４のＶｂ−Ｖｂ線に沿う横断面図である。
【００３９】
第２実施形態による気液分離器４０は、冷媒流入管４８の設置の態様が第１実施形態とは相違する。なお、以下の実施形態では第１実施形態と同じ機能を果たす構成には同一の符号を用い、重複する記載を適宜省略して説明する。
【００４０】
図４に示すように、第２実施形態による気液分離器４０は、冷媒流入管４８が気液分離器４０の側方から挿通され、冷媒流入室４３に冷媒流入管４８の出口孔４８Ａが側方を向いて位置するように設置される。また、図５Ｂに示すように、冷媒流入管４８は、気液分離器４０の軸中心を外して挿通される。
【００４１】
冷媒流入管４８を気液分離器４０の側方から挿通することによって、冷媒流入室４３に流入した冷媒は、第一プレート４４及び第二プレート４５に沿う方向に流れる。また、気液分離器４０の軸中心を外して冷媒流入管４８が挿通されているので、冷媒流入室４３に流入した冷媒は、冷媒流入管４８の出口孔４８Ａの先にある気液分離器４０の内壁４０Ａへと向かい、その後、内壁４０Ａに沿うようにして円周方向に回転する。この時の遠心力によって、冷媒流入室４３に流入した冷媒は、液相冷媒と気相冷媒とに分離（遠心分離）される。
【００４２】
また、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第一プレート４４は冷媒が流通可能な第一冷媒流通口４４Ａを複数個有し、第二プレート４５は冷媒が流通可能な第二冷媒流通口４５Ａを複数個有する。第一プレート４４の第一冷媒流通口４４Ａは、第二プレート４５の第二冷媒流通口４５Ａよりも、開口面積が大きく形成されている。このため、液相冷媒は、開口面積が大きく形成された第一冷媒流通口４４Ａをより容易に通過することができる。また、気相冷媒は、気体なので、開口面積が小さく形成された第二冷媒流通口４５Ａを容易に通過することができる。
【００４３】
上記した第２実施形態による気液分離器４０によれば、以下の効果を得ることができる。
【００４４】
本実施形態による気液分離器４０では、第一冷媒流通口４４Ａは、第二冷媒流通口４５Ａよりも開口面積が大きく形成される。また、冷媒流入管４８は、冷媒流入室４３内に側方から冷媒を流入させるように挿通される。
【００４５】
このような構成とすることで、分離された液相冷媒は、開口面積の大きな第一冷媒流通口４４Ａを通って速やかに液相冷媒滞留室４１へと流される。このため、冷媒流入室４３に液相冷媒が滞留しなくなるので、冷媒流入室４３での液相冷媒の巻き上がりも抑制できる。また、勢いよく流入する冷媒によって飛散する液滴は、開口面積の小さな第二冷媒流通口４５Ａを通過しにくく、第二プレート４５に衝突することよって冷媒流入室４３中に留まる。したがって、滞留した液相冷媒の巻き上げや、飛散する液滴の気相冷媒集合室４２への移動を効率的に防止することができるので、気相冷媒流出管４７への液相冷媒の侵入を防ぐことができ、液バックをより抑制することができる。
【００４６】
また、冷媒流入室４３に側方から冷媒を流入させることで、冷媒が第一プレート４４及び第二プレート４５に沿う方向に流れるので、第二冷媒流通口４５Ａに向かって飛散する液滴は、流入する冷媒により飛散方向を曲げられることとなる。このため、液滴は、第二冷媒流通口４５Ａに向かって垂直に飛散しにくくなるので、第二冷媒流通口４５Ａをより通り抜けにくくなる。また、流入する冷媒は、第一プレート４４に沿って流れることで勢いを減衰してから第一冷媒流通口４４Ａより液相冷媒滞留室４１へと流れるので、滞留した液相冷媒の巻き上げをより抑制できる。したがって、第一プレート４４及び第二プレート４５に沿う方向から冷媒を流入させることで、滞留した液相冷媒の巻き上がりを抑制でき、飛散する液滴が気相冷媒集合室４２に入ることを抑えられるので、気相冷媒流出管４７への液相冷媒の侵入を防ぎ、圧縮機１０での液バックの発生を抑制することができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００４８】
例えば、第一プレート４４及び第二プレート４５は平板だけに限らず、凹凸状であってもよい。このような構成とすることで、巻き上がった液相冷媒や飛散する液滴が、第一プレート４４及び第二プレート４５に沿って移動する際に、凹凸によって抵抗を受けることとなるので、気相冷媒集合室４２への移動をより効率的に防止することができる。
【００４９】
第一冷媒流通口４４Ａや第二冷媒流通口４５Ａは、メッシュ状や金属等の細い線をウール状に固めたものを使用してもよい。このような構成とすることで、流入する冷媒の勢いをより減衰しやすくなるとともに、巻き上がった液相冷媒や飛散した液滴が第一プレート４４及び第二プレート４５と衝突しやすくなるので、気相冷媒流出管４７への液相冷媒の侵入を防ぐことができる。
【００５０】
第一冷媒流通口４４Ａは、一つの大きな開口として第一プレート４４の中央部に形成されることとしてもよい。このような構成とすることで、気液分離器４０の内壁４０Ａを伝ってせり上がる液相冷媒を第一プレート４４で遮断するとともに、冷媒流入室４３内で分離された液相冷媒を大きな開口として形成された第一冷媒流通口４４Ａから効率よく液相冷媒滞留室４１に流すことができる。
【００５１】
さらに、上記実施形態の気液分離器４０を備える冷凍サイクルシステム１００は、圧縮機１０と減圧膨張弁３０を一つずつ備えることとしたが、二つずつ備える構成であってもよい。このような冷凍サイクルシステム１００は、特に吸熱器５０における冷媒の温度を極端に下げたいヒートポンプシステムとして利用する場合等に用いられる。例えば、図６に示すように、冷凍サイクルシステム１００は、気液分離器４０の上流側に配置される上流側減圧膨張弁３０Ａと、気液分離器４０の下流側に配置される下流側減圧膨張弁３０Ｂと、を備える。また、冷凍サイクルシステム１００は、放熱器２０の上流側に圧縮機１０を二台備える。圧縮機１０は、吸熱器５０の直後に配置される上流側圧縮機１０Ａと、上流側圧縮機１０Ａにより圧縮された冷媒と気相冷媒バイパス６２を通過した冷媒との混合冷媒が流れ込む下流側圧縮機１０Ｂと、からなる。また、上記実施形態の気液分離器４０では、第一プレート４４の第一冷媒流通口４４Ａは、冷媒流入管４８の出口孔４８Ａと対向しないようにずらして配置される（図２及び図４参照）。
【００５２】
図６に示す冷凍サイクルシステム１００では、冷媒は、上流側圧縮機１０Ａ及び下流側圧縮機１０Ｂによって、比較的高い圧力に圧縮される。このため、高圧の冷媒は、上流側減圧膨張弁３０Ａによって減圧膨張されることで、圧力解放に伴い強い勢いで気液分離器４０内へと流入することとなる。
【００５３】
このような多段圧縮多段膨張型の冷凍サイクルシステム１００に上記実施形態の気液分離器４０を用いることで、強い勢いで冷媒流入室４３に冷媒が流入しても、第一プレート４４及び第二プレート４５によって、滞留した液相冷媒及び飛散する液相冷媒の上方への移動を抑制できる。この結果、気相冷媒流出管４７内に液相冷媒が入り込みにくくなり、圧縮機１０への液バックを抑制することができる。また、冷媒流入室４３に流入する冷媒は、液相冷媒滞留室４１に直接到達せずに第一プレート４４や気液分離器４０の内壁４０Ａに衝突することによって、勢いが減衰されることとなる。この結果、液相冷媒滞留室４１に滞留する液相冷媒の液面が安定するので、滞留する液相冷媒をより安定して取り出すことができ、気相冷媒が混入することによる下流側減圧膨張弁３０Ｂでのハンチングの発生も抑制することができる。
【００５４】
なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１００  冷凍サイクルシステム
１０    圧縮機
２０    放熱器
３０    減圧膨張弁
４０    気液分離器
４０Ａ  内壁
４１    液相冷媒滞留室
４２    気相冷媒集合室
４３    冷媒流入室
４４    第一プレート
４４Ａ  第一冷媒流通口
４５    第二プレート
４５Ａ  第二冷媒流通口
４６    液相冷媒流出管
４７    気相冷媒流出管
４８    冷媒流入管
４８Ａ  出口孔
５０    吸熱器
６０    冷媒流路
６２    気相冷媒バイパス
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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