(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入する気液二相冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒と液冷媒とをそれぞれ流出させる気液分離器において、
円筒形状に形成された容器と、
前記容器の長手方向の両端部のうち一端部に設けられ、当該容器内のガス冷媒を吸い込む管口を有するガス管と、
前記容器の一端部と当該一端部の反対側の他端部とにそれぞれ設けられた管接続部と、
３方にそれぞれ受口を有し、そのうち互いに対向する２つの受口の一方の受口に前記一端部側の管接続部が嵌め込まれ、他方の受口に前記容器内から延びるガス管が前記管接続部を貫通して嵌入されたＴ形継手と、
を備え、
前記ガス管の管口は、前記ガス管の軸方向に対して斜めに形成され、前記容器の長手方向の中心と前記一端部との間に位置していて、
側面視において、前記ガス管の前記管口の壁は、前記容器の前記一端部側の方が、前記一端部とは反対側にある他端部側よりも高い位置にあり、
前記一端部側の管接続部は、内径が前記ガス管の外径よりも大きく形成されている気液分離器。
【請求項２】
前記容器内のガス管は、先端部側が折り曲げられており、当該ガス管の先端の管口は、ガス冷媒の流れ方向の上流側に向けて斜めに形成されている請求項１に記載の気液分離器。
【請求項３】
前記Ｔ形継手の他方の受口の内周壁に、当該受口の軸心方向に長く延びる少なくとも１つの凹部が設けられ、前記ガス管の前記他方の受口に嵌入される部位に前記凹部に摺動自在に挿入されて前記凹部に係止される凸部が設けられ、
前記Ｔ形継手の凹部によって前記ガス管の凸部が係止された場合、当該ガス管の前記容器内の管口が前記容器の長手方向の中心と前記一端部との間の位置に設定されると共に、当該管口が前記Ｔ形継手の３方目の受口に対し反対方向に向いた状態となる請求項１または２に記載の気液分離器。
【請求項４】
前記容器の前記他端部に、液冷媒の前記容器への入口が設けられており、
前記容器の前記一端部に、前記液冷媒の前記容器からの出口が設けられている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の気液分離器。
【請求項５】
前記容器の軸心が水平になるようにして配置される
請求項１〜４のいずれか一項に記載の気液分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、空気調和機の冷凍サイクル装置に用いられる気液分離器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の気液分離器として、円筒形状の容器、容器の長手方向の一端に、当該一端から容器内部に挿入されて接続された冷媒ガスの入口管、容器の上部となる位置に設けられた冷媒ガスの出口管などで構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−２５０８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の気液分離器では、出口管が容器の上部から上方へ延びているため、室外機に収納するには室外機の縦方向の寸法を大きくする必要があった。また、容器の上部に穴を開け、その穴に出口管を押し込むため、容器の耐圧性が低下し、出口管を接続するろう付けの点数が多くなり、気液分離器の加工性が良くないという課題があった。【０００５】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、容器の高さ方向の寸法を大きくすることなく、容器の耐圧性の向上を図ることができる気液分離器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る気液分離器は、流入する気液二相冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒と液冷媒とをそれぞれ流出させる気液分離器において、円筒形状に形成された容器と、容器の長手方向の両端部のうち一端部に設けられ、容器内のガス冷媒を吸い込む管口を有するガス管と、容器の一端部と一端部の反対側の他端部とにそれぞれ設けられた管接続部と、３方にそれぞれ受口を有し、そのうち互いに対向する２つの受口の一方の受口に一端部側の管接続部が嵌め込まれ、他方の受口に容器内から延びるガス管が管接続部を貫通して嵌入されたＴ形継手と、を備え、ガス管の管口は、ガス管の軸方向に対して斜めに形成され、容器の長手方向の中心と一端部との間に位置していて、側面視において、ガス管の管口の壁は、容器の一端部側の方が、一端部とは反対側にある他端部側よりも高い位置にあり、一端部側の管接続部は、内径がガス管の外径よりも大きく形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、容器の長手方向の両端部のうち一端部に容器内のガス冷媒を吸い込む管口を有するガス管を設けているので、従来の気液分離器と比べ、容器の高さ方向の寸法を抑えることができる。このため、室外機の縦方向の寸法を大きくする必要がなくなり、室外機のコンパクト化を図ることができる。
また、前述のように、容器の長手方向の両端部のうち一端部にガス管を設けているので、容器の上部にガス管を通すための穴を設けた従来の気液分離器と比べ、容器の耐圧強度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る気液分離器の概略構成を示す横断面図である。
【図２】図１に示すＴ形継手を矢視Ａ−Ａ方向から見た縦断面図である。
【図３】図１の気液分離器の加工手順を示す横断面図である。
【図４】図１に示す気液分離器の機能を説明するための横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る気液分離器の概略構成を示す横断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る気液分離器を説明するための横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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概略構成を示す横断面図、図２は図１に示すＴ形継手を矢視Ａ−Ａ方向から見た縦断面図である。
気液分離器１００は、流入する気液二相冷媒の流速を低下させ、流動様式を層流状とすることで気液二相冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒を流出させる機器である。そのガス冷媒は、図示せぬ圧縮機によって吸引される。
【００１０】
気液分離器１００は、図１に示すように、円筒形状に形成され、管接続部１ａ、１ｂを有する容器１と、容器１内のガス冷媒を吸い込む管口２ａを有するガス管２と、Ｔ形継手３とを備えている。管接続部１ａ、１ｂは、容器１の長手方向の一端部とその一端部の反対側の他端部とに設けられている。Ｔ形継手３は、３方にそれぞれ受口３ａ、３ｂ、３ｃを有し、そのうち互いに対向する２つの受口３ａ、３ｂの一方の受口３ａに一端部側の管接続部１ａが嵌め込まれ、他方の受口３ｂに容器１内から延びるガス管２が管接続部１ａを貫通して嵌入されている。
【００１１】
管接続部１ａの内径は、図２に示すように、ガス管２の外径よりも大きく形成されている。このため、管接続部１ａに挿入されたガス管２は、管接続部１ａの内周壁に隙間４を隔てた状態で管接続部１ａを貫通している。この隙間４により、容器１内の液冷媒がＴ形継手３を通ってＴ形継手３の３方目の受口３ｃから流出する。この受口３ｃには、例えば、図示せぬバイパス管が嵌め込まれている。Ｔ形継手３の受口３ａと管接続部１ａ、受口３ｂとガス管２、受口３ｃとバイパス管は、それぞれろう付けによって接続されている。管接続部１ｂの内径は、前述の管接続部１ａと同様にガス管２の外径よりも大きく形成されていても良いし、ガス管２の外径よりも小さくても良い。
【００１２】
容器１内のガス管２は、先端部側が直角に折り曲げられており、そのガス管２の先端の管口２ａは、ガス冷媒の流れ方向の上流側に向けて斜めに切断されている。この管口２ａを斜めにすることにより、管口２ａを斜めに切断する前の径よりも大きくなるので、ガス冷媒を吸引し易くなり、ガス冷媒の吸引量が増加している。また、管口２ａは、容器１の長手方向の中心と容器１の一端部との間であって、容器１の中心寄りに位置している。
【００１３】
ここで、気液分離器１００の加工手順について、図３を用いて説明する。なお、以下に示す気液分離器１００の加工手順は、一例であって、限定されるものではない。
図３は図１の気液分離器の加工手順を示す横断面図である。
【００１４】
（１）円筒形状に形成された円筒部材１１を用意する（ステップＳ１）。
（２）円筒部材１１の一端部側をスピニング加工によって絞り、管接続部１ａを成形する（ステップＳ２）。
（３）成形された管接続部１ａをＴ形継手３の受口３ａに嵌め込んでろう付けし、ガス管２の管口２ａの反対側の末端から円筒部材１１内に挿入する（ステップＳ３）。
（４）そして、そのガス管２を管接続部１ａ内を貫通し、続いてＴ形継手３の受口３ｂに挿入して、ガス管２の末端側をＴ形継手３から露出させる。この場合、ガス管２の先端の管口２ａが、容器１の長手方向の中心と容器１の一端部との間の中心寄りに位置するように設定する。その後、Ｔ形継手３の受口３ｂとガス管２とをろう付けする（ステップＳ４）。
（５）最後に、円筒部材１１の他端部側をスピニング加工によって絞り、管接続部１ｂを成形して容器１を形成し、気液分離器１００を製造する（ステップＳ５）。
【００１５】
次に、前記のように構成された気液分離器１００の機能について、図４を用いて説明する。
図４は図１に示す気液分離器の機能を説明するための横断面図である。
本実施の形態１の気液分離器１００は、容器１の軸心が水平になるように配置されている。この容器１の管接続部１ｂから気液二相冷媒が容器１内に流入すると、容器１の内径に応じて流速が低下する。流速が低下した気液二相冷媒のうち、比重の重い液冷媒は容器１の下部へ流れ、実線で示す矢印の方向へ流れる。一方、液冷媒よりも比重の軽いガス冷媒は、液冷媒の上方に分離され、破線で示す矢印の方向へ流れる。このように、流動様式が層流状となって、気液二相冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。
【００１６】
ガス冷媒は、上流側に向けて斜めに切断された管口２ａに吸い込まれる。これは、圧縮機の吸引力によって吸い込まれる。ガス管２の管口２ａは、管接続部１ａ側を背面として上流側に向けられているため、管接続部１ａ側に流れた液冷媒が跳ねて管接続部１ａ側へ液滴が飛び散ったとしても、管口２ａによって吸引されることはない。
【００１７】
また、ガス管２の管口２ａは、容器１の長手方向の中心よりも管接続部１ａ側に位置しているため、管接続部１ｂから流入した液冷媒が跳ねて液滴が容器１の内側へ飛び散ったとしても、管口２ａまで届かずに手前で落下し、管口２ａによって吸引されることはない。一方、実線で示す矢印の方向へ流れた液冷媒は、管接続部１ａとガス管２との間に形成されたリング形状の隙間４に流入し、Ｔ形継手３の受口３ｃから流出する。
【００１８】
以上のように本実施の形態１によれば、気液分離器１００は、円筒形状に形成された容器１と、容器１の長手方向の一端部とその一端部の反対側の他端部とに設けられた管接続部１ａ、１ｂと、容器１内のガス冷媒を吸い込む管口２ａを有するガス管２と、３方にそれぞれ受口３ａ、３ｂ、３ｃを有し、そのうち互いに対向する２つの受口３ａ、３ｂの一方の受口３ａに管接続部１ａが嵌め込まれ、他方の受口３ｂに容器１内から延びるガス管２が管接続部１ａを貫通して嵌入されたＴ形継手３とを備えている。この構成により、前述した従来のように容器の側壁からガス管を延ばした気液分離器と比べ、容器１の軸心と直交する高さ方向の寸法を抑えることができる。このため、室外機の縦方向の寸法を大きくする必要がなくなり、室外機のコンパクト化を図ることができる。
【００１９】
また、ガス管２が容器１の管接続部１ａとこの管接続部１ａに接続されたＴ形継手３の受口３ｂとを貫通する構成となっているので、従来技術のように側壁にガス管を通すための穴を設けた容器と比べ、容器１の耐圧強度を上げることができる。
【００２０】
また、ろう付けする箇所はＴ形継手３の受口３ａ、３ｂ、３ｃの３カ所であるため、熱する箇所はＴ形継手３部分だけで済み、加工性の向上を図ることができる。
【００２１】
さらに、容器１内のガス管２の管口２ａを、ガス冷媒の流れ方向の上流側に向けて斜めに切断しているため、ガス冷媒が流れる際に発生する笛吹き音を抑えることができる。
【００２２】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係る気液分離器の概略構成を示す横断面図である。なお、図１に示す実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。
実施の形態２に係る気液分離器１００は、円筒形状に形成された容器１と、容器１の長手方向の一端部とその一端部の反対側の他端部とに設けられた管接続部１ａ、１ｂと、容器１内のガス冷媒を吸い込む管口５ａを有するガス管５とで構成されている。
【００２３】
ガス管５は、管口５ａがガス冷媒の流れ方向の上流側に向けて斜めになるように、容器１の一端部のうち管接続部１ａよりも下側の部位に設けられた穴６を貫通し、斜め上方に真っ直ぐに延びている。このガス管５を容器１に対し斜め上方に挿入することで、管口５ａは、管接続部１ａ側を背面として上流側に向けられた状態となる。また、管口５ａは、容器１の長手方向の中心と容器１の一端部との間であって、容器１の中心寄りに位置している。ガス管５は、穴６と接する部分がろう付けによって固定されている。
【００２４】
次に、前記のように構成された気液分離器１００の機能について説明する。
本実施の形態２の気液分離器１００は、容器１の軸心が水平になるように配置されている。この容器１の管接続部１ｂから気液二相冷媒が容器１内に流入すると、前述したように、容器１の内径に応じて流速が低下する。流速が低下した気液二相冷媒のうち、比重の重い液冷媒は容器１の下部へ流れ、実線で示す矢印の方向へ流れる。一方、液冷媒よりも比重の軽いガス冷媒は、液冷媒の上方に分離され、破線で示す矢印の方向へ流れる。このように、流動様式が層流状となって、気液二相冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。
【００２５】
ガス冷媒は、上流側に斜めに向けられた管口５ａに吸い込まれる。これは、圧縮機の吸引力によって吸い込まれる。ガス管５の管口５ａは、管接続部１ａ側を背面として上流側に向けられているため、管接続部１ａ側に流れた液冷媒が跳ねてガス冷媒の流れ方向の反対側へ液滴が飛び散ったとしても、管口５ａによって吸引されることはない。
【００２６】
また、ガス管５の管口５ａは、容器１の長手方向の中心よりも管接続部１ａ側に位置しているため、管接続部１ｂから流入した液冷媒が跳ねて液滴が容器１の内側へ飛び散ったとしても、管口５ａまで届かずに手前で落下し、管口５ａによって吸引されることはない。一方、実線で示す矢印の方向へ流れた液冷媒は、管接続部１ａから流出する。
【００２７】
以上のように本実施の形態２によれば、気液分離器１００のガス管５は、管口５ａがガス冷媒の流れ方向の上流側に向けて斜めになるように、容器１の一端部のうち管接続部１ａよりも下側の部位に設けられた穴６を貫通し、斜め上方に真っ直ぐに延びている。この構成により、ガス管５の先端部側を折り曲げたり、ガス管５の管口５ａを斜めに切断するという加工が不要となるため、実施の形態１の気液分離器１００と比べ、構造が簡単になり、これに伴い加工が容易となり、製造コストを下げることができる。
【００２８】
また、前述したように、容器１内の管口５ａがガス冷媒の流れ方向の上流側に向けて斜めになっているので、ガス冷媒が流れる際に発生する笛吹き音を抑えることができる。
【００２９】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３に係る気液分離器を説明するための横断面図である。この図６は前述した図３のステップＳ３に対応しており、その後のステップＳ４及びステップＳ５の加工を順に行うことで、本実施の形態３の気液分離器が構成される。なお、本実施の形態３においては、実施の形態１に示す気液分離器と一部が異なるだけであるため、その異なる部分のみを説明する。
【００３０】
本実施の形態３の気液分離器１００においては、Ｔ形継手３の他方の受口３ｂの内周壁に、受口３ｂの軸心方向に長く延びる例えば１つの凹部３ｄが設けられている。ガス管２の他方の受口３ｂに嵌入される部位には、凹部３ｄに摺動自在に挿入されて凹部３ｄに係止される凸部２ｂが設けられている。
【００３１】
図６に示すように、ガス管２の管口２ａの反対側の末端から円筒部材１１内に挿入して、そのガス管２を管接続部１ａ内を貫通し、続いてＴ形継手３の受口３ｂに挿入する。ガス管２をＴ形継手３の受口３ｂに挿入する際に、管口２ａをＴ形継手３の３方目の受口３ｃに対し反対方向に向けて、ガス管２の凸部２ｂを受口３ｂの内周壁に設けられた凹部３ｄに挿入する。Ｔ形継手３の凹部３ｄによってガス管２の凸部２ｂが係止されたときには、ガス管２の管口２ａが容器１の長手方向の中心と容器１の一端部との間の位置に設定される共に、管口２ａがＴ形継手３の受口３ｃに対し反対方向に向いた状態となる。
【００３２】
以上のように本実施の形態３によれば、Ｔ形継手３の受口３ｂの内周壁に、受口３ｂの軸心方向に長く延びる１つの凹部３ｄを設け、ガス管２の受口３ｂに嵌入される部位に凹部３ｄに摺動自在に挿入されて凹部３ｄに係止される凸部２ｂを設けている。この構成により、ガス管２の管口２ａが容器１の長手方向の中心と容器１の一端部との間の位置に設定されると共に、管口２ａがＴ形継手３の受口３ｃに対し反対方向に向いた状態となるので、加工ばらつきによる気液分離器１００の性能ばらつきを低減でき、気液分離器１００の加工性も向上する。
【００３３】
なお、実施の形態３では、Ｔ形継手３の受口３ｂの内周壁に設けられた凹部３ｄを１つとし、また、ガス管２に凹部３ｄに摺動自在に挿入される凸部２ｂを１としたが、それぞれ２つとしても良い。例えば、Ｔ形継手３の受口３ｂの内周壁に、前述の凹部３ｄと対向するようにもう一つの凹部を設け、ガス管２に設けられた凸部２ｂに加えて、その凸部２ｂの反対側の位置にもう一つの凸部を設けても良い。
【符号の説明】
【００３４】
１  容器、１ａ、１ｂ  管接続部、２  ガス管、２ａ  管口、２ｂ  凸部、３  Ｔ形継手、３ａ、３ｂ、３ｃ  受口、３ｄ  凹部、４  隙間、５  ガス管、５ａ  管口、６  穴、１１  円筒部材、１００  気液分離器。
【図１】
0006785873.tif 000002
【図２】
0006785873.tif 000003
【図３】
0006785873.tif 000004
【図４】
0006785873.tif 000005
【図５】
0006785873.tif 000006
【図６】
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