特許 5879142 気液分離器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5879142

(24)【登録日】2016年2月5日

(45)【発行日】2016年3月8日

(54)【発明の名称】気液分離器

(51)【国際特許分類】

   F25B 43/00 20060101AFI20160223BHJP

【ＦＩ】

   F25B43/00 D

【請求項の数】2

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2012-24843(P2012-24843)

(22)【出願日】2012年2月8日

(65)【公開番号】特開2013-160481(P2013-160481A)

(43)【公開日】2013年8月19日

【審査請求日】2015年1月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】391002166

【氏名又は名称】株式会社不二工機

(74)【代理人】

【識別番号】100106563

【弁理士】

【氏名又は名称】中井 潤

(72)【発明者】

【氏名】細川 侯史

【審査官】 安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−２２８８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３２２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６３１１５１４（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端が開口した筒状の胴体と、
前記胴体の前記開口端を封止し、冷媒流入孔及び冷媒流出孔が穿設され、平面状の内面を有するヘッダと、
前記胴体の底部側に開口するカップ状に形成され、前記ヘッダの内面に対向する面が該ヘッダの内面に対して平行となるように配置され、前記ヘッダの前記冷媒流入孔から流入する冷媒を気液分離する気液分離部材とを備え、
前記ヘッダの前記冷媒流入孔から流入する冷媒を気液分離し、分離されたガス冷媒を前記胴体の底部に貯留されたオイルと共に前記冷媒流出孔に導く気液分離器において、
前記気液分離部材は、前記ヘッダに対向する面にリブを有し、
前記ヘッダは、前記気液分離部材に対向する面に前記リブと対応する溝部又は凸部を有し、
前記溝部又は凸部と前記リブとが互いに嵌合されることを特徴とする気液分離器。

【請求項2】

前記リブの一部が前記冷媒流入孔に対向するように構成されることを特徴とする請求項１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、気液分離器に関し、特に、冷凍サイクルを循環する冷媒等を気液分離して貯留する気液分離器に関する。

【背景技術】

【0002】

上記気液分離器の一例として、図３に示すように、有底筒状の胴体２２と、この胴体２２の上部開口端を封止するヘッダ２３と、胴体２２の内部に配置される筒状の冷媒吐出管２５と、冷媒吐出管２５を囲繞する冷媒吸込管２４と、冷媒吸込管２４の下端部に形成されたオイル戻し穴２４ａを囲繞するように胴体２２の底面２２ａ上に配置されるストレーナ２６と、下方に開口するカップ状の気液分離部材２７とを備える気液分離器２１が用いられている。

【0003】

上記気液分離器２１において、蒸発器等からヘッダ２３の冷媒流入孔２３ａを介して胴体２２の内部に流入する冷媒は、気液分離部材２７によって気液分離され、分離された液冷媒、及び冷媒中に含まれているコンプレッサオイル（圧縮機用の潤滑油、以下「オイル」という）は、そのまま直進下降して胴体２２の内部に貯留される。その後、液冷媒Ｌとオイルとの分離が進み、オイルは液冷媒Ｌの下方に溜まる。

【0004】

一方、ガス冷媒は、胴体２２の内部の液冷媒Ｌに合流する前に上方へ移動し、冷媒吸込管２４の上部開口から冷媒吸込管２４の内部に進入し、冷媒吸込管２４の内周面と冷媒吐出管２５の外周面との間を下降した後、一旦冷媒吸込管２４の下端部に達し、オイル戻し穴２４ａから液冷媒Ｌの下方に溜まったオイルを吸引しながら上方へ折り返して冷媒吐出管２５の内部を上昇し、ヘッダ２３の冷媒流出孔２３ｂからオイルを含んだガス冷媒が排出され、圧縮機へ戻される。また、冷媒に含まれている異物は、上記液冷媒と同様のルートにて胴体２２の底部に達し、ストレーナ２６によって捉えられ、圧縮機への異物の侵入を防止する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記従来の気液分離器２１においては、冷媒流入孔２３ａから流入する冷媒を気液分離する際に、流入する冷媒が気液分離部材２７に当たるため、冷媒の圧力によって気液分離部材２７が変形するという問題があった。

【0006】

そこで、本発明は、上記従来の気液分離器における問題点に鑑みてなされたものであって、気液分離器に流入する冷媒の圧力による気液分離部材の変形を防止することが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ため、本発明は、一端が開口した筒状の胴体と、前記胴体の前記開口端を封止し、冷媒流入孔及び冷媒流出孔が穿設され、平面状の内面を有するヘッダと、前記胴体の底部側に開口するカップ状に形成され、前記ヘッダの内面に対向する面が該ヘッダの内面に対して平行となるように配置され、前記ヘッダの前記冷媒流入孔から流入する冷媒を気液分離する気液分離部材とを備え、前記ヘッダの前記冷媒流入孔から流入する冷媒を気液分離し、分離されたガス冷媒を、前記胴体の底部に貯留されたオイルと共に前記冷媒流出孔に導く気液分離器において、前記気液分離部材は、前記ヘッダに対向する面にリブを有し、前記ヘッダは、前記気液分離部材に対向する面に前記リブと対応する溝部又は凸部を有し、前記溝部又は凸部と前記リブとが互いに嵌合されることを特徴とする。

【0008】

そして、本発明によれば、気液分離部材の上面にリブを設け、気液分離部材の強度を向上させたため、冷媒流入孔から流入する冷媒の圧力による気液分離部材の変形を防止することが可能になる。また、ヘッダに溝部又は凸部を設け、溝部又は凸部とリブを嵌合させるため、外部からの力などによって気液分離部材が回転するのを防止することも可能になる。これによって、気液分離部材の外面と胴体の内面との間の隙間の大きさが変動するのを防ぐことができるので、気液分離性能の低下を防ぐことができる。

【0009】

上記気液分離器において、前記リブの一部が前記冷媒流入孔と対向するように構成することができる。これにより、冷媒流入孔から流入する冷媒が気液分離部材に設けられたリブに対して直接的に衝突するため、冷媒の圧力による気液分離部材の変形をより確実に防止することができると共に、気液分離器に流入した冷媒を効果的に分散させることができる。

【発明の効果】

【0010】

以上のように、本発明によれば、気液分離器に流入する冷媒の圧力による気液分離部材の変形を防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る気液分離器の一実施の形態を示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における気液分離部材を上面方向から見た図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面を底面方向から見た断面図である。

【図2】本発明に係る気液分離器の一実施の形態による動作について説明するための図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における気液分離部材を上面方向から見た図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面を底面方向から見た断面図である。

【図3】従来の気液分離器の一例を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0013】

図１は、本発明に係る気液分離器の一実施の形態を示し、この気液分離器１は、有底筒状の胴体２と、この胴体２の開口端を封止するヘッダ３と、胴体２の内部に配置される筒状の冷媒吐出管５と、冷媒吐出管５を囲繞する冷媒吸込管４と、冷媒吸込管４の下端部に形成されたオイル戻し穴４ａを囲繞するように胴体２の底面２ａ上に配置されるストレーナ６と、下方に開口するカップ状の気液分離部材７とを備える。

【0014】

胴体２は、アルミニウム合金等の金属からなり、有底円筒状で上部が開口する瓶状に形成される。上述のように、胴体２の上部開口はヘッダ３によって封止され、胴体２の内部には、冷媒吸込管４、冷媒吐出管５、ストレーナ６及び気液分離部材７が収容される。

【0015】

ヘッダ３は、アルミニウム合金等の金属からなり、円板状の基部３ａと、基部３ａから上方へ突出する上部（突出部）３ｂと、基部３ａから下方に突出する円筒状の下部３ｃとで構成され、これらを冷媒流入孔３ｄ及び冷媒流出孔３ｅが上下方向に貫通する。上部３ｂの上面３ｇには、冷媒流入孔３ｄ及び冷媒流出孔３ｅと嵌合する配管を接続するためのフランジを固定するための雌ねじ部３ｆが螺設される。

【0016】

また、下部３ｃの下面には、溝部３ｈ（図１（ｃ）参照）が設けられる。溝部３ｈは、例えば、下部３ｃを貫通する冷媒流出孔３ｅの中心から放射状に設けられ、後述する気液分離部材７に設けられたリブ７ｂが嵌合する。

【0017】

冷媒吐出管５は、アルミニウム合金等の金属からなり、冷媒吸込管４の内部に軸線方向に延設されたリブ（不図示）によって冷媒吸込管４内に圧入固定される。また、冷媒吐出管５の上端部が冷媒流出孔３ｅの下部にかしめ等によって固定される。

【0018】

冷媒吸込管４は、冷媒吐出管５を囲繞するように形成され、冷媒吸込管４の上端部が開口すると共に、下端部にオイル戻し穴４ａが形成される。この冷媒吸込管４の下端部は、ストレーナ６に囲繞されながら下方に突出し、その先端部にオイル戻し穴４ａが絞り加工又は切削加工やプレス加工等の機械加工により形成される。

【0019】

ストレーナ６は、冷媒吸込管４の下端部の下方に位置し、オイル戻し穴４ａを囲繞した状態で胴体２の底面２ａ上に固定される。

【0020】

気液分離部材７は、樹脂又は金属等により形成され、図１（ｂ）に示すように、冷媒吐出管５が貫通する貫通孔７ａとリブ７ｂとが形成される。リブ７ｂは、この気液分離部材７を補強するためのものであり、気液分離部材７の上面において、例えば、上方に突出するとともに貫通孔７ａの中心から放射状に延設するように形成される。また、リブ７ｂは、その一部が上方のヘッダ３の冷媒流入孔３ｄの中心線上に位置するように設けられる。

【0021】

リブ７ｂは、気液分離部材７を取り付ける際に、ヘッダ３の下部３ｃに設けられた溝部３ｈと嵌合される。これにより、外部からの力などによって気液分離部材７が回転するのを防止することができる。

【0022】

次に、上記構成を有する気液分離器１の動作について、図２を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、気液分離器１を冷凍サイクルの蒸発器と圧縮機との間に配置し、蒸発器からの冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離し、液冷媒を気液分離器１内に貯留し、ガス冷媒を圧縮機へ戻す場合（所謂アキュムレータ）を例にとって説明する。

【0023】

蒸発器からの冷媒は、図１のヘッダ３の冷媒流入孔３ｄから胴体２の内部に流入した後、気液分離部材７に衝突して気液分離される。この際、気液分離部材７に設けられたリブ７ｂの一部が冷媒流入孔３ｄの中心線上に存在するため、冷媒流入孔３ｄから流入した冷媒がリブ７ｂに対して直接的に衝突することになり、冷媒の圧力による気液分離部材７の変形を防止することができると共に、気液分離器１に流入した冷媒を効果的に分散させることができる。

【0024】

気液分離部材７によって分離された液冷媒、及び冷媒中に含まれているオイルは、そのまま直進下降して胴体２の内部に貯留される。その後、液冷媒Ｌとオイルとの分離が進み、オイルは液冷媒Ｌの下方に溜まる。

【0025】

一方、ガス冷媒は、胴体２の内部の液冷媒Ｌに合流する前に上方へ移動し、冷媒吸込管４の上部開口から冷媒吸込管４の内部に進入し、冷媒吸込管４の内周面と冷媒吐出管５の外周面との間を下降した後、一旦冷媒吸込管４の下端部に達し、オイル戻し穴４ａから液冷媒Ｌの下方に溜まったオイルを吸引しながら上方へ折り返して冷媒吐出管５の内部を上昇し、ヘッダ３の冷媒流出孔３ｅからオイルを含んだガス冷媒が排出され、圧縮機へ戻される。また、冷媒に含まれている異物は、上記液冷媒と同様のルートにて胴体２の底部に達し、ストレーナ６によって捉えられる。

【0026】

以上のように、本実施の形態によれば、気液分離部材７の上面にリブ７ｂを設け、気液分離部材７の強度を向上させたため、冷媒流入孔３ｄから流入する冷媒の圧力による気液分離部材７の変形を防止することができる。また、ヘッダ３の下部３ｃに対して溝部３ｈを設け、溝部３ｈ及びリブ７ｂを嵌合させるため、外部からの力などによって気液分離部材７が回転するのを防止することができる。これによって、気液分離部材７の外面と胴体２の内面との間の隙間の大きさが変動するのを防ぐことができるので、気液分離性能の低下を防ぐことができる。

【0027】

さらに、本実施の形態によれば、リブ７ｂの一部がヘッダ３の冷媒流入孔３ｄの中心線上に位置するようにリブ７ｂを設けたため、冷媒が流入した際に、冷媒がリブ７ｂに対して直接的に衝突することになり、冷媒の圧力による気液分離部材７の変形をより確実に防止することができると共に、気液分離器に流入した冷媒を効果的に分散させることができる。

【0028】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

【0029】

例えば、上述の実施形態では、気液分離部材７に外側へ凸状のリブ７ｂを設け、ヘッダ３に当該リブ７ｂと嵌合する溝部３ｈを設けているが、これに代えて、気液分離部材７に内側へ凸状のリブを設け、ヘッダ３に当該リブと嵌合する凸部を設けるようにしてもよい。

【0030】

また、上述の実施形態では、リブ７ｂがヘッダ３の冷媒流入孔３ｄの中心線上に位置しているが、そのような構成でなくても、リブ７ｂがヘッダ３の冷媒流入孔３ｄと対向する構成であれば、リブ７ｂがヘッダ３の冷媒流入孔３ｄの中心線上に位置する場合と同様の効果を得ることができる。

【0031】

さらに、上述の実施形態では、溝部３ｈ及びリブ７ｂを冷媒流出孔３ｅの中心から放射状に設けるようにしたが、これに限られず、溝部３ｈ及びリブ７ｂを嵌合させた際に、気液分離部材７の回転を防止できる構成であればよい。

【符号の説明】

【0032】

１ 気液分離器
２ 胴体
２ａ 底面
３ ヘッダ
３ａ 基部
３ｂ 上部
３ｃ 下部
３ｄ 冷媒流入孔
３ｅ 冷媒流出孔
３ｆ 雌ねじ部
３ｇ 上面
３ｈ 溝部
４ 冷媒吸込管
４ａ オイル戻し穴
５ 冷媒吐出管
６ ストレーナ
７ 気液分離部材
７ａ 貫通孔
７ｂ リブ

【図1】

【図2】

【図3】