(57)【要約】【課題】冷媒中より潜熱を持たないガス冷媒を確実に分離し、冷媒中の潜熱を無駄なく有効に利用可能な気液分離器を提供する。【解決手段】冷凍サイクルの膨張弁４とエバポレータ６との間に設けられた気液分離器２０Ａにおいて、潜熱を持たないガス冷媒を透過するフィルタ２２Ａで容器本体２１内を第１室２３と第２室２４に仕切り、第１室２３に膨張弁４から導かれる冷媒中を流入し、気液冷媒中の潜熱を持たないガス冷媒がフィルタ２２Ａを透過して第２室２４に流入し、この潜熱を持たないガス冷媒をエバポレータ６を迂回するバイパス用配管１１に、第１室２３内の気液冷媒及び液冷媒を、エバポレータ６に導く冷媒導出用配管１０にそれぞれ導く。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクル（１）の減圧手段（４）とエバポレータ（６）との間に設けられた気液分離器（２０Ａ）〜（２０Ｄ）において、
前記減圧手段（４）から導かれる冷媒中より潜熱を持たないガス冷媒を透過するガス透過手段（２２Ａ）〜（２２Ｄ）を設け、前記ガス透過手段（２２Ａ）〜（２２Ｄ）で透過されたガス冷媒を前記エバポレータ（６）を迂回するバイパス用配管（１１）に、前記ガス透過手段（２２Ａ）〜（２２Ｄ）を透過しない気液冷媒及び液冷媒をエバポレータ（６）に導く冷媒導出用配管（１０）にそれぞれ導くことを特徴とする気液分離器（２０Ａ）〜（２０Ｄ）。
【請求項２】
請求項１記載の気液分離器（２０Ａ）〜（２０Ｄ）であって、
前記ガス透過手段（２２Ａ）〜（２２Ｄ）は、フィルタ（２２Ａ）〜（２２Ｄ）であることを特徴とする気液分離器（２０Ａ）〜（２０Ｄ）。
【請求項３】
請求項２記載の気液分離器（２０Ａ）であって、
前記フィルタ（２２Ａ）は、容器本体（２１）内を第１室（２３）と第２室（２４）に仕切る位置に設けられ、前記第１室（２３）には前記減圧手段（４）からの冷媒を導く冷媒導入用配管（９）及び前記冷媒導出用配管（１０）が開口され、前記第２室（２４）には前記バイパス用配管（１１）が開口されたことを特徴とする気液分離器（２０Ａ）。
【請求項４】
請求項３記載の気液分離器（２０Ａ）であって、
前記容器本体（２１）内は、前記フィルタ（２０Ａ）によって上下方向に二分され、前記第１室（２３）が下方に、第２室（２４）が上  方に配置されたことを特徴とする気液分離器（２０Ａ）。
【請求項５】
請求項２記載の気液分離器（２０Ｂ）〜（２０Ｄ）であって、
前記フィルタ（２０Ｂ）〜（２０Ｄ）は、容器本体（２１）内に開口する前記バイパス用配管（１１）の開口部を覆うように設けられたことを特徴とする気液分離器（２０Ｂ）〜（２０Ｄ）。
【請求項６】
請求項５記載の気液分離器（２０Ｃ），（２０Ｄ）であって、
前記フィルタ（２２Ｃ），（２０Ｄ）は、筒部（２２ａ）と底部（２２ｂ）とからなる有底筒状であり、前記筒部（２２ａ）の開口側が前記バイパス用配管（１１）の開口部側に固定されたことを特徴とする気液分離器（２０Ｃ），（２０Ｄ）。
【請求項７】
請求項６記載の気液分離器（２０Ｄ）であって、
前記バイパス用配管（１１）には、開口面から補強ロッド（１１ａ）が突設され、前記補強ロッド（１１ａ）によって前記フィルタ（２２Ｄ）の前記筒部（２２ａ）が支持されていることを特徴とする気液分離器（２０Ｄ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルの減圧手段とエバポレータとの間に設けられる気液分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の気液分離器としては、特許文献１に開示されたものがある。この気液分離器は、減圧手段である膨張弁から導かれる冷媒を液冷媒とガス冷媒（気液冷媒）に分離し、液冷媒をエバポレータに接続される第１接続配管に、ガス冷媒（気液冷媒）をエバポレータを迂回する第２接続配管にそれぞれ導くよう構成されている。
【０００３】
この従来例では、冷凍能力にあまり寄与しないガス冷媒（気液冷媒）をエバポレータに供給しないようにして、冷凍能力の向上を図っている。
【特許文献１】特開平９−３１０９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の気液分離器では、ガス冷媒（気液冷媒）と液冷媒をどのようにして分離しているのかその具体的な手段が不明である。また、ガス・液分離手段は、冷媒の液体成分とそれ以外（気液成分）を分離するため、潜熱を有する気液冷媒（ミスト状の液冷媒）も一緒にエバポレータをバイパスすることになる。
【０００５】
特に、膨張弁とエバポレータの間の気液冷媒は、その乾き度が０．３程度であり、かなりの湿り気状態である。そのため、大きな潜熱を含む気液冷媒がエバポレータをバイパスすることになる。このように大きな潜熱を持つ冷媒がエバポレータを迂回すると、冷媒中の潜熱が冷房に有効に利用されないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、冷媒中より潜熱を持たないガス冷媒を確実に分離し、冷媒中の潜熱を無駄なく有効に利用可能な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】
【０００７】
上記目的を達成する請求項１の発明は、冷凍サイクルの減圧手段とエバポレータとの間に設けられた気液分離器において、前記減圧手段から導かれる冷媒中より潜熱を持たないガス冷媒を透過するガス透過手段を設け、前記ガス透過手段で透過されたガス冷媒を前記エバポレータを迂回するバイパス用配管に、前記ガス透過手段を透過しない気液冷媒及び液冷媒をエバポレータに導く冷媒導出用配管にそれぞれ導くことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の気液分離器であって、前記ガス透過手段は、フィルタであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２記載の気液分離器であって、前記フィルタは、容器本体内を第１室と第２室に仕切る位置に設けられ、前記第１室には前記減圧手段からの冷媒を導く冷媒導入用配管及び前記冷媒導出用配管が開口され、前記第２室には前記バイパス用配管が開口されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３記載の気液分離器であって、前記容器本体内は、前記フィルタによって上下方向に二分され、前記第１室が下方に、第２室が上方に配置されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項２記載の気液分離器であって、前記フィルタは、容器本体内に開口する前記バイパス用配管の開口部を覆うように設けられたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５記載の気液分離器であって、前記フィルタは、筒部と底部とからなる有底筒状であり、前記筒部の開口側が前記バイパス用配管の開口部側に固定されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６記載の気液分離器であって、前記バイパス用配管には、開口面から補強ロッドが突設され、前記補強ロッドによって前記フィルタの前記筒部が支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、冷媒中から潜熱を持たないガス冷媒を透過するガス透過手段を用いたため、ガス冷媒とそれ以外の冷媒成分（気液冷媒及び液冷媒）とを確実に分離できる。そして、潜熱を持たないガス冷媒がエバポレータを迂回し、気液冷媒及び液冷媒の全てがエバポレータを通るため、冷媒中の潜熱を全て無駄なく有効に利用可能であり、冷房能力の向上に寄与する。
【００１５】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、フィルタは容易に自由な形態にできるため、設置条件の自由度が高い。
【００１６】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明の効果に加え、フィルタは容器本体内を仕切るように配置されるため、容器本体内の横断面積と同じ大きな面積がフィルタのフィルタリング面積となり、通路抵抗を極力低く抑えることができる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明の効果に加え、気液冷媒と液冷媒の比重差によって第１室の上方に気液冷媒が溜まり、通常では気液冷媒のみがフィルタの透過対象となるため、潜熱を持たないガス冷媒の分離を迅速、且つ、正確に行うことができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、請求項３又は請求項４の発明の効果に加え、容器本体内の構成が複雑化することなく、しかも、フィルタの設置が容易であるため、気液分離器のコストを安くできる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、バイパス用配管の開口面積に比べてフィルタのフィルタリング面積を大きくできるため、通路抵抗の増大を極力低く抑えることができる。
【００２０】
請求項７の発明によれば、請求項６の発明の効果に加え、フィルタの変形を極力防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は本発明の第１の実施の形態を示し、図１は本発明の気液分離器を適用した冷凍サイクルの概略構成図、図２は気液分離器の構成図である。
【００２３】
図１において、冷凍サイクル１は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮機２で圧縮された冷媒を冷却し、冷媒を液化するコンデンサ３と、コンデンサ３によって液化された冷媒を減圧する減圧手段である膨張弁４と、膨張弁４によって減圧された冷媒を液冷媒と気液冷媒（ミスト化された液冷媒）と潜熱を持たないガス冷媒とに分離する気液分離器２０Ａと、気液分離器２０Ａを通った冷媒を気化させるエバポレータ６とを備えている。
【００２４】
圧縮機２の出口とコンデンサ３の入口は第１接続配管７で、コンデンサ３の出口と膨張弁４の入口は第２接続配管８で、膨張弁４の出口と気液分離器２０Ａとの間は冷媒導入用配管９で、気液分離器２０Ａとエバポレータ６の入口との間は冷媒導出用配管１０で、気液分離器２０Ａとエバポレータ６の出口側はバイパス用配管１１で、エバポレータ６の出口と圧縮機２の入口は第３接続配管１２でそれぞれ接続されている。
【００２５】
図２に示すように、気液分離器２０Ａは、密閉された容器本体２１を有する。この容器本体２１内には、冷媒中の潜熱を持たないガス冷媒を透過するガス透過手段であるフィルタ２２Ａが配置されている。このフィルタ２２Ａによって容器本体２１内は、下方の第１室２３と上方の第２室２４に上下二分されている。フィルタ２２Ａは、例えばメッシュであり、そのメッシュ内の孔寸法は気液冷媒を透過しない寸法であるが、あまり孔寸法が小さくなるとガス冷媒の通路抵抗が極端に増大することになるため、通路抵抗を配慮した孔寸法のメッシュを使用することが好ましい。
【００２６】
第１室２３には、その上部に前記冷媒導入用配管９が、下部に前記冷媒導出用配管１０がそれぞれ開口されている。第１室２３に液冷媒が溜まっている状態では、冷媒導出用配管１０からは液冷媒が導出される。第２室２４の上部には前記バイパス用配管１１が開口されている。
【００２７】
次に、前記気液分離器２０Ａの作用を説明する。膨張弁４で減圧された冷媒は、冷媒導入用配管９を通って容器本体２１内の第１室２３に導かれる。第１室２３に導かれた冷媒は、液冷媒と気液冷媒（ミスト状の液冷媒）の２態様からなり、比重の軽い気液冷媒は、第１室２３の上部に、比重の重い液冷媒は第１室２３の下部に溜まることになる。第１室２３の上部に溜まった気液冷媒は、冷媒導入用配管９から連続的に供給される冷媒の圧力によってその上方の第２室２４側に移動しようとするが、フィルタ２２Ａを通過できるのは気液冷媒中の潜熱を持たないガス冷媒であるため、潜熱を持たないガス冷媒が第２室２４に流入する。第２室２４に流入したガス冷媒は、バイパス用配管１１に導かれ、エバポレータ６を迂回して冷凍サイクル１に戻る。第１室２３に溜まった液冷媒及び気液冷媒は、冷媒導出用配管１０よりエバポレータ６に送られる。従って、エバポレータ６には潜熱を持たないガス冷媒が供給されることはない。
【００２８】
この第１の実施の形態では、膨張弁４から導かれる冷媒中より、潜熱を持たないガス冷媒を透過するガス透過手段であるフィルタ２２Ａを設け、フィルタ２２Ａで透過されたガス冷媒をエバポレータ６を迂回するバイパス用配管１１に、フィルタ２２Ａを透過しない気液冷媒及び液冷媒をエバポレータ６の入口に導く冷媒導出用配管１０にそれぞれ導くよう構成されている。このように、冷媒中の潜熱を持たないガス冷媒を透過するガス透過手段を用いたため、ガス冷媒と気液冷媒及び液冷媒とを確実に分離できる。そして、潜熱を持たないガス冷媒をエバポレータ６に対して迂回でき、気液冷媒及び液冷媒の全てがエバポレータ６を通るため、冷媒中の潜熱を全て無駄なく利用可能であり、冷房能力の向上に寄与する。
【００２９】
この第１の実施の形態では、ガス透過手段は、冷媒中より、潜熱を持たないガス冷媒を透過するフィルタ２２Ａにて構成されている。フィルタ２２Ａは容易に自由な形態にできるため、設置条件の自由度が高い。
【００３０】
この第１の実施の形態では、フィルタ２２Ａは、容器本体２１内を第１室２３と第２室２４に仕切り、第１室２３には冷媒導入用配管９及び冷媒導出用配管１０が開口され、第２室２４にはバイパス用配管１１が開口されている。フィルタ２２Ａは、容器本体２１内を仕切るように配置されるため、容器本体２１内の横断面積と同じ大きな面積がフィルタ２２Ａのフィルタリング面積となり、通路抵抗を極力低く抑えることができる。
【００３１】
この第１の実施の形態では、容器本体２１内は、フィルタ２２Ａによって上下方向に二分され、第１室２３が下方に、第２室２４が上方に配置されている。従って、気液冷媒と液冷媒の比重差によって第１室２３の上部には気液冷媒が溜まり、通常では気液冷媒のみがフィルタ２２Ａの透過対象となるため、潜熱を持たないガス冷媒の分離を迅速、且つ、正確に行うことができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図３及び図４は本発明の第２の実施の形態を示し、図３は気液分離器の構成図、図４はフィルタの設置状態を示す要部拡大断面図である。
【００３３】
図３に示すように、気液分離器２０Ａは、密閉された容器本体２１を有する。この容器本体２１内のやや上部には、冷媒導入用配管９が開口されている。容器本体２１の下部には前記冷媒導出用配管１０が開口されている。容器本体２１の最上部にはバイパス用配管１１が開口されている。
【００３４】
バイパス用配管１１の開口面には、図４に詳しく示すように、冷媒中の潜熱を持たないガス冷媒を透過するガス透過手段であるフィルタ２２Ｂが装着されている。このフィルタ２２Ｂは、フラット形状であり、フィルタ２２Ｂによってバイパス用配管１１の開口面が覆われている。フィルタ２２Ｂの内部構造等は、前記第１の実施の形態のものと同様である。
【００３５】
次に、前記気液分離器２０Ｂの作用を説明する。膨張弁４で減圧された冷媒は、冷媒導入用配管９を通って容器本体２１内に導かれる。容器本体２１内に導かれた冷媒は、液冷媒と気液冷媒（ミスト状の液冷媒）の２態様からなり、比重の軽い気液冷媒は、容器本体２１内の上方に、比重の重い液冷媒は容器本体２１内の下方に溜まることになる。容器本体２１内の上方に溜まった気液冷媒は、冷媒導入用配管９から連続的に供給される冷媒の圧力によってバイパス用配管１１に流入しようとするが、フィルタ２２Ｂを通過できるのは気液冷媒中の潜熱を持たないガス冷媒であるため、潜熱を持たないガス冷媒がバイパス用配管１１内に導かれ、エバポレータ６を迂回して冷凍サイクルに戻る。容器本体２１内に溜まった液冷媒及び気液冷媒は、冷媒導出用配管１０よりエバポレータ６に送られる。従って、エバポレータ６には潜熱を持たないガス冷媒が供給されることはない。
【００３６】
この第２の実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同様に、冷媒中から潜熱を持たないガス冷媒を透過するガス透過手段であるフィルタ２２Ｂを用いたため、潜熱を持たないガス冷媒と気液冷媒及び液冷媒とを確実に分離できる。そして、潜熱を持たないガス冷媒がエバポレータ６を迂回し、気液冷媒及び液冷媒の全てがエバポレータ６を通るため、冷媒中の潜熱を全て無駄なく有効に利用可能であり、冷房能力の向上に寄与する。
【００３７】
この第２の実施の形態では、容器本体２１内の構成が複雑化することなく、しかも、フィルタ２２Ｂの設置が容易であるため、気液分離器２０Ｂのコストを安くできる。
【００３８】
（第３の実施の形態）
図５及び図６は本発明の第３の実施の形態を示し、図５は気液分離器の構成図、図６はフィルタの設置状態を示す要部拡大断面図である。
【００３９】
この第３の実施の形態に係る気液分離器２０Ｃは、図５に示すように、前記第２の実施の形態のものと比較するに、ガス透過手段であるフィルタ２２Ｃの設置構造のみが相違する。つまり、図６に詳しく示すように、フィルタ２２Ｃは、筒部２２ａと底部２２ｂとからなる有底筒状であり、筒部２２ａの開口側がバイパス用配管１１の開口部に固定されている。
【００４０】
他の構成は、前記第２の実施の形態と同様であるため、図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
この第３の実施の形態では、バイパス用配管１１の開口面積に比べてフィルタ２２Ｃのフィルタリング面積を大きくできるため、通路抵抗の増大を極力低く抑えることができる。
【００４２】
（第４の実施の形態）
図７及び図８は本発明の第４の実施の形態を示し、図７は気液分離器の構成図、図８はフィルタの設置状態を示す要部拡大正面図である。
【００４３】
この第４の実施の形態に係る気液分離器２０Ｄは、図７に示すように、前記第３の実施の形態のものと比較するに、ガス透過手段であるフィルタ２２Ｄの設置構造の一部のみが相違する。つまり、図８に詳しく示すように、バイパス用配管１１には、開口面から補強ロッド１１ａが突設されている。フィルタ２２Ｄは、前記第３の実施の形態のものと同様であり、補強ロッド１１ａによってフィルタ２２Ｄの筒部２２ａが支持されている。
【００４４】
他の構成は、前記第３の実施の形態と同様であるため、図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
この第４の実施の形態では、前記第３の実施の形態と同様に、バイパス用配管１１の開口面積に比べてフィルタ２２Ｄのフィルタリング面積を大きくできるため、通路抵抗の増大を極力低く抑えることができる。その上、フィルタ２２Ｄが補強ロッド１１ａによって支持されているため、フィルタ２２Ｄの変形を極力防止できる。
【００４６】
尚、前記各実施の形態では、ガス透過手段は、フィルタ２２Ａ〜２２Ｄにて構成されているが、潜熱を持たないガス冷媒を透過できる手段であれば良く、フィルムによって構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、本発明の気液分離器を適用した冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示し、気液分離器の構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示し、気液分離器の構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示し、フィルタの設置状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示し、気液分離器の構成図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示し、フィルタの設置状態を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態を示し、気液分離器の構成図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態を示し、フィルタの設置状態を示す要部拡大正面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  冷凍サイクル
４  膨張弁（減圧手段）
９  冷媒導入用配管
１０  低媒導出用配管
１１  バイパス用配管
１１ａ  補強ロッド
２０Ａ〜２０Ｄ  気液分離器
２１  容器本体
２２Ａ〜２２Ｄ  フィルタ（ガス透過手段）
２３  第１室
２４  第２室
【図１】
2009133566.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009133566.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009133566.tif 000009
【図８】
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