特許 7304518 気液分離器および気液分離器を備えた冷媒循環システム

(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】

(24)【登録日】2023-06-29

(45)【発行日】2023-07-07

(54)【発明の名称】気液分離器および気液分離器を備えた冷媒循環システム

(51)【国際特許分類】

   F25B 43/00 20060101AFI20230630BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20230630BHJP

   F25B 13/00 20060101ALI20230630BHJP

【ＦＩ】

F25B43/00 R

F25B1/00 311B

F25B13/00 Q

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019136312

(22)【出願日】2019-07-24

(65)【公開番号】P2021021497

(43)【公開日】2021-02-18

【審査請求日】2022-02-18

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】大西 優生

(72)【発明者】

【氏名】小林 秀行

(72)【発明者】

【氏名】野間 富之

(72)【発明者】

【氏名】青野 正弘

【審査官】五十嵐 公輔

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５７－０８４９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２６３８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１４３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４１９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０３３１８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６２－１２７４７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－２２７４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７２８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６０５４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ ４３／００

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気液二相冷媒が吐出されて液相冷媒と気相冷媒とに分離し、分離された液相冷媒と気相冷媒とを排出するための容器と、
前記容器の下側に導入された第１冷媒配管であって、気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出する、又は前記容器の内部で分離された液相冷媒を排出するための第１冷媒配管と、
前記容器の下側に導入された第２冷媒配管であって、前記容器の内部で分離された液相冷媒を排出する、又は気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出する第２冷媒配管と、
前記容器の上側に導入された第３冷媒配管であって、前記容器の内部で分離された気相冷媒を排出するための第３冷媒配管と、を備え、
前記第１冷媒配管は、前記第１冷媒配管の側面に複数の第１開口を有しており、冷房運転と暖房運転との切替えにより、当該第１開口から気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出する、又は当該第１開口から前記容器の内部で分離された液相冷媒を排出するよう構成されるとともに、前記第１冷媒配管の導入端部が閉塞されており、
前記第２冷媒配管は、前記第２冷媒配管の側面に複数の第２開口を有しており、冷房運転と暖房運転との切替えにより、当該第２開口から分離された液相冷媒を排出する、又は当該第２開口から気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出するよう構成されるとともに、前記第２冷媒配管の導入端部が閉塞されており、
前記第１冷媒配管における前記複数の第１開口の開口面積の合計が前記第１冷媒配管の流路断面積より大きく形成され、および／または前記第２冷媒配管における前記複数の第２開口の開口面積の合計が前記第２冷媒配管の流路断面積より大きく形成された、気液分離器。

【請求項2】

前記第１開口および前記第２開口が前記容器の内面壁に対向するように配設され、
前記第１開口が前記第２開口と対向しないように構成された、請求項１に記載の気液分離器。

【請求項3】

前記第１冷媒配管に形成された前記複数の第１開口は、複数形成され気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出するための上方開口部と、分離された液相冷媒を排出し前記容器における液相貯留レベルを規定するための下方開口部とを含み、
前記第２冷媒配管に形成された前記複数の第２開口は、複数形成され気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出するための上方開口部と、分離された液相冷媒を排出し前記容器における液相貯留レベルを規定するための下方開口部とを含む、請求項１または２に記載の気液分離器。

【請求項4】

前記第１冷媒配管に形成された前記下方開口部の高さと前記第２冷媒配管に形成された前記下方開口部の高さが異なるよう構成された、請求項３に記載の気液分離器。

【請求項5】

前記第１冷媒配管に形成された前記上方開口部の各開口は、当該第１冷媒配管の側面に縦一列に配置され、
前記第２冷媒配管に形成された前記上方開口部の各開口は、当該第２冷媒配管の側面に縦一列に配置された、請求項３に記載の気液分離器。

【請求項6】

前記第１冷媒配管に形成された前記上方開口部の各開口は、当該第１冷媒配管の側面に螺旋状に配置され、
前記第２冷媒配管に形成された前記上方開口部の各開口は、当該第２冷媒配管の側面に螺旋状に配置された、請求項３に記載の気液分離器。

【請求項7】

前記容器の内部における前記第１冷媒配管および前記第２冷媒配管のそれぞれの導入部分の中心軸の成す角度は、鉛直線を間にして５°から３０°の範囲内に設定された、請求項１から６のいずれか一項に記載の気液分離器。

【請求項8】

前記第１冷媒配管の前記第１開口の外側に向く方向と、前記第２冷媒配管の前記第２開口の外側に向く方向との成す角度が水平面において９０°から２７０°の範囲内に設定された、請求項１から５のいずれか一項に記載の気液分離器。

【請求項9】

前記容器の内部において、前記第１冷媒配管および前記第２冷媒配管のそれぞれの導入端部より上部に液相吸着部が設けられた、請求項１から８のいずれか一項に記載の気液分離器。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の気液分離器を備え、
前記気液分離器の第１冷媒配管と第２冷媒配管は、冷媒が逆転可能に循環する冷凍サイクルに接続され、前記気液分離器の第３冷媒配管が圧縮機へのバイパス配管に接続された、冷媒循環システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、気液分離器および気液分離器を備えた冷媒循環システムに関する。

【背景技術】

【0002】

気液二相冷媒を気相と液相とに分離する気液分離器は、冷媒を循環させて冷暖房運転を行う、例えば空気調和機における冷媒循環システムに用いられている。気液分離器においては、旋回流による遠心力を利用した気液分離や、表面張力を利用した気液分離が用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１２／１０８１４９号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

冷媒循環システムに用いられる気液分離器においては、気液二相の冷媒からできるだけ多くの気相冷媒を分離することが冷暖房能力を向上させる上では重要な要素である。また、気液分離器を備えた冷媒循環システムを用いる装置においては、小型化および低価格化が求められており、これらの点を考慮すると、気液分離器の構造のシンプル化および小型化は重要な課題である。

【0005】

本開示は、気液分離器の構造のシンプル化および小型化を達成すると共に、効率のよい気液分離を行うことができる気液分離器、およびその気液分離器を備えた冷媒循環システムの提供を目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る一態様の気液分離器は、
気液二相冷媒が吐出されて液相冷媒と気相冷媒とに分離し、分離された液相冷媒と気相冷媒とを排出するための容器と、
前記容器の下側に導入された第１冷媒配管であって、気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出する、又は前記容器の内部で分離された液相冷媒を排出するための第１冷媒配管と、
前記容器の下側に導入された第２冷媒配管であって、前記容器の内部で分離された液相冷媒を排出する、又は気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出する第２冷媒配管と、
前記容器の上側に導入された第３冷媒配管であって、前記容器の内部で分離された気相冷媒を排出するための第３冷媒配管と、を備えている。

【0007】

本開示に係る一態様の冷媒循環システムにおいては、
少なくとも気液分離器が、
気液二相冷媒が吐出されて液相冷媒と気相冷媒とに分離し、分離された液相冷媒と気相冷媒とを排出するための容器と、
前記容器の下側に導入された第１冷媒配管であって、気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出する、又は前記容器の内部で分離された液相冷媒を排出するための第１冷媒配管と、
前記容器の下側に導入された第２冷媒配管であって、前記容器の内部で分離された液相冷媒を排出する、又は気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出する第２冷媒配管と、
前記容器の上側に導入された第３冷媒配管であって、前記容器の内部で分離された気相冷媒を排出するための第３冷媒配管と、を備えており、
前記第１冷媒配管と前記第２冷媒配管は、冷媒が逆転可能に循環する冷凍サイクルに接続され、前記第３冷媒配管が圧縮機へのバイパス配管に接続されている。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、気液分離器の構造のシンプル化および小型化を達成して、効率のよい気液分離を行うことができる気液分離器、およびその気液分離器を備えた冷媒循環システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示に係る実施の形態１の気液分離器の内部構成を示す縦断面図

【図2】実施の形態１の気液分離器を用いた冷媒循環システムを示す冷媒回路図

【図3】実施の形態１の気液分離器における第１冷媒配管の第１開口と第２冷媒配管の第２開口との位置関係を示す横断面図

【図4】本開示に係る実施の形態１の気液分離器の変形例を示す縦断面図（（ａ）冷房運転時、（ｂ）暖房運転時）

【図5】本開示に係る実施の形態２の気液分離器の内部構成を示す縦断面図

【図6】実施の形態２の気液分離器において、第１冷媒配管（第２冷媒配管）を示す側面図

【図7】実施の形態２の気液分離器の変形例を示す縦断面図

【図8】本開示に係る実施の形態３の気液分離器の内部構成を示す縦断面図

【図9】実施の形態３の気液分離器において、第１冷媒配管（第２冷媒配管）を示す側面図

【図10】本開示に係る実施の形態４の気液分離器の内部構成を示す縦断面図

【図11】図１０におけるXI－XI線により切断した気液分離器の断面図

【図12】本開示に係る実施の形態５の気液分離器の内部構成を示す縦断面図

【図13】本開示に係る実施の形態６の気液分離器の内部構成を示す縦断面図

【図14】実施の形態６の気液分離器の変形例を示す縦断面図

【図15】実施の形態６の気液分離器の更なる変形例を示す縦断面図

【図16】実施の形態６の気液分離器の更なる変形例を示す縦断面図

【図17】本開示に係る実施の形態７の気液分離器を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の気液分離器の具体的な実施の形態として空気調和機に設けられた冷媒循環システムに用いられる気液分離器について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本開示の気液分離器および冷媒循環システムは、以下の実施の形態に記載した気液分離器および冷媒循環システムの構成に限定されるものではなく、以下の実施の形態において説明する技術的特徴を有する技術的思想と同等の技術に基づく気液分離器の構成を含むものである。なお、本開示における冷媒循環システムには、冷媒の循環方向を逆転させて冷暖房を行うことができる空気調和機における冷凍サイクルの構成が含まれる。

【0011】

先ず始めに、本開示の気液分離器における各種態様を例示する。
本開示に係る第１の態様の気液分離器は、
気液二相冷媒が吐出されて液相冷媒と気相冷媒とに分離し、分離された液相冷媒と気相冷媒とを排出するための容器と、
前記容器の下側に導入された第１冷媒配管であって、気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出する、又は前記容器の内部で分離された液相冷媒を排出するための第１冷媒配管と、
前記容器の下側に導入された第２冷媒配管であって、前記容器の内部で分離された液相冷媒を排出する、又は気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出する第２冷媒配管と、
前記容器の上側に導入された第３冷媒配管であって、前記容器の内部で分離された気相冷媒を排出するための第３冷媒配管と、を備えている。

【0012】

本開示に係る第２の態様の気液分離器は、前記の第１の態様において、前記第１冷媒配管が、第１開口を有しており、冷房運転と暖房運転との切替えにより、当該第１開口から気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出する、又は当該第１開口から前記容器の内部で分離された液相冷媒を排出するよう構成され、
前記第２冷媒配管が、第２開口を有しており、冷房運転と暖房運転との切替えにより、当該第２開口から分離された液相冷媒を排出する、又は当該第２開口から気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出するよう構成されてもよい。

【0013】

本開示に係る第３の態様の気液分離器は、前記の第２の態様において、前記第１開口および前記第２開口が前記容器の内面壁に対向するように配設され、
前記第１開口が前記第２開口と対向しないように構成されてもよい。

【0014】

本開示に係る第４の態様の気液分離器は、前記の第２又は第３の態様における前記容器の内部において、前記第１冷媒配管が鉛直方向に導入され、当該第１冷媒配管の側面に前記第１開口が形成されて、前記第１冷媒配管の導入端部が閉塞されており、
前記容器の内部において、前記第２冷媒配管が鉛直方向に導入され、当該第２冷媒配管の側面に前記第２開口が形成されて、前記第２冷媒配管の導入端部が閉塞されてもよい。

【0015】

本開示に係る第５の態様の気液分離器は、前記の第４の態様において、前記第１冷媒配管に形成された複数の前記第１開口が、複数形成されて気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出するための上方開口部と、分離された液相冷媒を排出し前記容器における液相貯留レベルを規定するための下方開口部とを含み、
前記第２冷媒配管に形成された複数の前記第２開口が、複数形成されて気液二相冷媒を前記容器の内部に吐出するための上方開口部と、分離された液相冷媒を排出し前記容器における液相貯留レベルを規定するための下方開口部とを含んでもよい。

【0016】

本開示に係る第６の態様の気液分離器は、前記の第５の態様において、前記第１冷媒配管に形成された前記下方開口部の高さと前記第２冷媒配管に形成された前記下方開口部の高さが異なるよう構成されてもよい。

【0017】

本開示に係る第７の態様の気液分離器は、前記の第５の態様において、前記第１冷媒配管に形成された前記上方開口部の各開口が、当該第１冷媒配管の側面に縦一列に配置され、
前記第２冷媒配管に形成された前記上方開口部の各開口が、当該第２冷媒配管の側面に縦一列に配置されてもよい。

【0018】

本開示に係る第８の態様の気液分離器は、前記の第５の態様において、前記第１冷媒配管に形成された前記上方開口部の各開口が、当該第１冷媒配管の側面に螺旋状に配置され、
前記第２冷媒配管に形成された前記上方開口部の各開口が、当該第２冷媒配管の側面に螺旋状に配置されてもよい。

【0019】

本開示に係る第９の態様の気液分離器は、前記の第１から第８の態様のいずれかの態様において、前記容器の内部における前記第１冷媒配管および前記第２冷媒配管のそれぞれの導入部分の中心軸の成す角度が、鉛直線を間にして５°から３０°の範囲内に設定されてもよい。

【0020】

本開示に係る第１０の態様の気液分離器は、前記の第２から第７の態様のいずれかの態様において、前記第１冷媒配管の前記第１開口の外側に向く方向と、前記第２冷媒配管の前記第２開口の外側に向く方向との成す角度が水平面において９０°から２７０°の範囲内に設定されてもよい。

【0021】

本開示に係る第１１の態様の気液分離器は、前記の第２から第７の態様のいずれかの態様において、前記第１冷媒配管に形成された前記第１開口の開口面積の合計が前記第１冷媒配管の流路断面積より大きく形成され、および／または前記第２冷媒配管に形成された前記第２開口の開口面積の合計が前記第２冷媒配管の流路断面積より大きく形成されてもよい。

【0022】

本開示に係る第１２の態様の気液分離器は、前記の第１から第１１の態様のいずれかの態様における前記容器の内部において、前記第１冷媒配管および前記第２冷媒配管のそれぞれの導入端部より上部に液相吸着部が設けられてもよい。

【0023】

本開示に係る第１３の態様の気液分離器は、前記の第２の態様において、前記第１冷媒配管の前記第１開口が、前記容器の内部への導入端部において前記容器の上方を向くように配設され、
前記第２冷媒配管の前記第２開口が、前記容器の内部への導入端部において前記容器の上方を向くように配設されてもよい。

【0024】

本開示に係る第１４の態様の気液分離器は、前記の第１３の態様において、前記第１冷媒配管の前記第１開口の位置と、前記第２冷媒配管の前記第２開口の位置が異なるように構成されてもよい。

【0025】

本開示に係る第１５の態様の気液分離器は、前記の第１３の態様において、前記第１冷媒配管又は前記第２冷媒配管の少なくとも一方の側面に第３開口が形成されてもよい。

【0026】

本開示に係る第１６の態様の冷媒循環システムは、前記の第１から第１５の態様のいずれかの態様の気液分離器を備え、
前記気液分離器の第１冷媒配管と第２冷媒配管は、冷媒が逆転可能に循環する冷凍サイクルに接続され、前記気液分離器の第３冷媒配管が圧縮機へのバイパス配管に接続されている。

【0027】

以下、本開示に係る各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。

【0028】

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態において示される数値、形状、構成、ステップ、およびステップの順序などは、一例を示すものであり、本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。一実施の形態における変形例の構成は、他の実施の形態においても同様に適用可能であると共に、それぞれの変形例において記載した構成はそれぞれ組み合わせて適用することも可能である。

【0029】

（実施の形態１）
以下、本開示に係る実施の形態１の気液分離器および気液分離器を用いた冷媒循環システムについて、図面を参照しながら説明する。図１は、実施の形態１の気液分離器の内部構成を示す縦断面図である。図２は、実施の形態１の気液分離器を用いた冷媒循環システムを示す冷媒回路図である。実施の形態１においては、冷媒循環システムを空気調和機における冷凍サイクルとして用いた例で示している。

【0030】

図２に示すように、冷凍サイクルには圧縮機１、四方弁２、第１熱交換器３、第１絞り装置４、気液分離器５、第２絞り装置６、および第２熱交換器７が配管により接続されている。また、気液分離器５と圧縮機１とがバイパス配管（１０）により接続されている。実施の形態１の冷凍サイクルは空気調和機に用いられているため、例えば、第１熱交換器３が室内熱交換器に設けられ、第２熱交換器７が室外熱交換器に設けられる。図２に示す冷媒回路図において、実線の矢印が冷房運転時の冷媒の流れ方向を示し、破線の矢印が暖房運転時の冷媒の流れ方向を示す。

【0031】

実施の形態１の冷凍サイクルの主回路においては、気液分離器５が第１絞り装置４と第２絞り装置６との間に設けられている。実施の形態１の説明において、気液分離器５から導出する第１冷媒配管８は第２絞り装置６に繋がる配管に接続されており、気液分離器５から導出する第２冷媒配管９は第１絞り装置４に繋がる配管にされている。また、気液分離器５から導出する第３冷媒配管１０は、圧縮機１に繋がるバイパス配管に接続されている。なお、第３冷媒配管１０が接続されるバイパス配管には冷媒の流量を制御する装置（例えば、開閉弁または流量調整弁など）（図示略）が設けられている。

【0032】

上記のように、実施の形態１における気液分離器５から導出する第１冷媒配管８と第２冷媒配管９が冷凍サイクルの主回路に接続されており、第３冷媒配管１０が圧縮機１へのバイパス配管に接続されている。実施の形態１における気液分離器５は、縦長の略円筒形状の容器１１と、容器１１の下側に導入された第１冷媒配管８と、第１冷媒配管８と同様に容器１１の下側に導入された第２冷媒配管９と、容器１１の上側に導入された第３冷媒配管１０と、を含んでいる。容器１１は、長手方向が鉛直方向となるように配設されており、下方から導入された第１冷媒配管８および第２冷媒配管９と、上方から導入された第３冷媒配管１０とが接合された密閉容器である。

【0033】

図１に示すように、容器１１の内部における第１冷媒配管８および第２冷媒配管９のそれぞれの導入端部は、略半球面に形成されて閉塞されている。第１冷媒配管８および第２冷媒配管９の容器１１の内部への導入部分の長さ（高さ）は実質的に同じであり、導入部分は鉛直方向に延設されて並設されている。第１冷媒配管８において、容器１１の内面壁と対向する側面には開口（第１開口８０）が形成されている。また、第２冷媒配管９において、容器１１の内面と対向する側面には開口（第２開口９０）が形成されている。

【0034】

図３は、容器１１の内部に配設された第１冷媒配管８の第１開口８０と第２冷媒配管９の第２開口９０との水平面における位置関係を示す図であり、互いに対向しない位置に形成されていることを模式的に示す横断面図である。即ち、図３に示すように、第１冷媒配管８の第１開口８０が第２冷媒配管９に対向しない位置であり、第２冷媒配管９の第２開口９０が第１冷媒配管８に対向しない位置である。また、第１冷媒配管８における中心軸Ｐ８に対する第１開口８０の中心からの垂線と、第２冷媒配管９における中心軸Ｐ９に対する第２開口９０の中心からの垂線との成す角度θが、水平面において９０°から２７０°までの範囲内である。即ち、第１冷媒配管８の第１開口８０の外側に向く方向と、第２冷媒配管９の第２開口９０の外側に向く方向との成す角度θが水平面において９０°から２７０°の範囲内に設定されている。上記の条件を満たすように、それぞれの開口（８０、９０）が配設されている。なお、第１冷媒配管８の第１開口８０と第２冷媒配管９の第２開口９０との上下方向（鉛直方向）の位置は、略同じ位置（高さ）に形成されている。

【0035】

実施の形態１における第１冷媒配管８および第２冷媒配管９のそれぞれの開口（８０、９０）は、上下に一つずつ形成されている。第１冷媒配管８および第２冷媒配管９においては、冷房運転および暖房運転で冷媒の流れが逆となるが、一方が気液二相冷媒を容器１１の内部に吐出し、他方が分離された液相冷媒を排出する。第１冷媒配管８および第２冷媒配管９において、実質的には、上方の開口８０、９０が気液二相冷媒を吐出し、下方の開口８０、９０が分離された液相冷媒を排出して容器１１の内部に溜まる液相冷媒の液面レベル（液相貯留レベル）の位置を規定する。

【0036】

一方、第３冷媒配管１０の導入端部（下端）は開口しており、容器１１の内部で分離された気相冷媒を第３冷媒配管１０が吸入して、吸入された気相冷媒がバイパス配管を介して圧縮機１に供給される。即ち、第３冷媒配管１０は容器１１に対するガス抜き管である。なお、第３冷媒配管１０の導入端部の開口は、容器１１の上端部分に形成されていればよく、図１に示した構成に限定されるものではない。例えば、第３冷媒配管１０の導入端部の開口が容器１１と一体的に形成されて、容器１１の内部で分離された気相冷媒を効率高くスムーズに排出できる構成であればよい。

【0037】

なお、実施の形態１の気液分離器５において、容器１１には３つの細管である第１冷媒配管８、第２冷媒配管９および第３冷媒配管１０が予め接合されており、これらの細管が冷媒回路における対応する接続配管に接続される構成である。第１冷媒配管８および第２冷媒配管９の直径は、接続される接続配管の直径以上となっている。これは、第１冷媒配管８または第２冷媒配管９の配管内部において、気液二相冷媒が通過するときの流速を抑制し、上向きに働く液相冷媒の慣性力を小さくすることで、複数の開口（８０、９０）から流出する気液二相冷媒の流速を均等化し、効率の良い気液分離が可能な構成となるためである。

【0038】

［気液分離動作］
上記のように構成された実施の形態１における気液分離器５は、例えば、冷房運転時において、第１冷媒配管８における上方の第１開口８０から気液二相冷媒が吐出される。第１開口８０から吐出された気液二相冷媒は、第１開口８０に対向する容器１１の内面壁に衝突して液相冷媒と気相冷媒とに分離（衝突分離）される。分離された液相冷媒は内面壁を伝って重力により落下していき、気相冷媒は容器１１の内部を上昇する。実施の形態１における気液分離器５は、第１冷媒配管８の第１開口８０と第２冷媒配管９の第２開口９０のそれぞれが、容器１１の内面壁に対向するように配設されており、これらの開口（８０／９０）から吐出された気液二相冷媒が容器１１の内面壁に確実に衝突するように構成されている。

【0039】

上記のように、実施の形態１における気液分離器５の構成は、気液分離器５の構造のシンプル化および小型化を達成しており、効率のよい気液分離を行うことができる。また、実施の形態１の気液分離器５を用いた冷凍サイクルの冷媒循環システムにおいても、効率の高い熱変換を小型でシンプルな構造で構築することができる。

【0040】

［実施の形態１の気液分離器の変形例］
図４は、実施の形態１の気液分離器５の変形例を模式的に示す縦断面図であり、図４の(ａ）が冷房運転時の冷媒の流れを矢印で示しており、図４の（ｂ）が暖房運転時の冷媒の流れを矢印で示している。

【0041】

図４に示す気液分離器５の変形例は、容器１１の内部における第１冷媒配管８の上方に２個の第１開口（上方開口部）８０Ａが形成されており、下方に１個の第１開口（下方開口部）８０Ｂが形成された構成である。また、この変形例は、容器１１の内部における第２冷媒配管９の上方に２個の第２開口（上方開口部）９０Ａが形成されており、下方に１個の第２開口（下方開口部）９０Ｂが形成された構成である。この変形例においては、上方開口部が２個であり、下方開口部が１個の例で説明するが、本発明はこれらの個数に限定されるものではなく、当該気液分離器が用いられる空気調和機などの仕様に応じて適宜個数は変更される。

【0042】

図４に示すように、第１冷媒配管８０と第２冷媒配管９０とにおいて、それぞれの上方開口部（８０Ａ、９０Ａ）の容器１１内部の位置は同じ高さに形成されている。一方、それぞれの下方開口部（８０Ｂ、９０Ｂ）の容器１１内部の位置は高さが異なっている。

【0043】

図２に示した冷凍サイクルにおいて、冷媒は冷房運転時に室外熱交換器（凝縮器）側に溜まり、暖房運転時に室内熱交換器（凝縮器）側に溜まる。室外熱交換器（凝縮器）は室内熱交換器（凝縮器）より容量が大きいため、暖房運転時の最適冷媒量は冷房運転時の最適冷媒量より少なくなる。この冷媒の差分量を貯留するためのレシーバとしても、本開示の気液分離器が用いられる。

【0044】

図４の（ａ）に示すように、冷房運転時においては、容器１１内部には第２冷媒配管９０の下方開口部９０Ｂから液相冷媒が排出される構成となり、下方開口部９０Ｂの形成位置が容器１１の内部に溜まる液相冷媒の液面レベル（液相貯留レベル）の位置を規定している。

【0045】

一方、図４の（ｂ）に示すように、暖房運転時においては、容器１１内部には第１冷媒配管８０の下方開口部８０Ｂから液相冷媒が排出される構成となり、下方開口部８０Ｂの形成位置が容器１１の内部に溜まる液相冷媒の液面レベル（液相貯留レベル）の位置を規定している。下方開口部８０Ｂの形成位置は、下方開口部９０Ｂの形成位置に比べて上方に形成されているため、容器１１の内部に溜まる液相冷媒の液面レベル（液相貯留レベル）の位置が高くなり、暖房運転時においては容器１１内部に冷房運転時に比べて多くの冷媒が溜まる構成となる。上記のように、図４に示した気液分離器５の変形例においては、気液分離機能と共に、冷媒のレシーバとしての機能を有するものであり、冷房運転時と暖房運転時において冷媒の貯留量が異なる構成を有している。

【0046】

（実施の形態２）
以下、本開示に係る実施の形態２の気液分離器および気液分離器を用いた冷媒循環システムについて、図面を参照しながら説明する。実施の形態２の気液分離器に関しては、実施の形態１の気液分離器との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態２の説明において、実施の形態１における構成と同様の作用、構成、および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。

【0047】

図５は、実施の形態２の気液分離器５Ａの内部構成を示す縦断面図である。図５に示すように、容器１１の内部における第１冷媒配管８Ａおよび第２冷媒配管９Ａのそれぞれの導入端部は、略半球面に形成されて閉塞されている。第１冷媒配管８Ａおよび第２冷媒配管９Ａの容器１１の内部への導入部分の長さ（高さ）は実質的に同じであり、導入部分は鉛直方向に延設されて並設されている。第１冷媒配管８Ａにおいては、容器１１の内面壁と対向する側面に複数の第１開口８０が形成されている。また、第２冷媒配管９Ａにおいても、容器１１の内面と対向する側面に複数の第２開口９０が形成されている。

【0048】

図６は、実施の形態２の気液分離器５Ａにおいて、容器１１の内部に設けられた第１冷媒配管８Ａ（第２冷媒配管９Ａ）を示す側面図である。図６においては、第１冷媒配管８Ａおよび第２冷媒配管９Ａが同じ構成を有しているため、両方の参照符号を併記している。図６に示すように、第１冷媒配管８Ａの側面に形成された第１開口８０は、導入端部の近傍に複数（図６においては４個）の開口で構成された上方開口部８１と、容器１１の底部近傍に複数（図６においては２個）の開口で構成された下方開口部８２と、により構成されている。同様に、第２冷媒配管９Ａの側面に形成された第２開口９０は、導入端部の近傍に複数（図６においては４個）の開口で構成された上方開口部９１と、容器１１の底部近傍に複数（図６においては２個）の開口で構成された下方開口部９２と、により構成されている。

【0049】

図６に示すように、上方開口部８１（９１）および下方開口部８２（９２）は、それぞれの側面において縦一列に配置されており、それぞれの開口８０（９０）が容器１１の内面壁に対向する位置である。なお、第１冷媒配管８Ａにおける上方開口部８１と下方開口部８２の開口位置と、第２冷媒配管９Ａにおける上方開口部９１と下方開口部９２の開口位置との関係は、前述の実施の形態１において図３を用いた説明した関係を有する。即ち、第１冷媒配管８Ａの各第１開口８０が第２冷媒配管９Ａに対向しない位置であり、第２冷媒配管９Ａの各第２開口９０が第１冷媒配管８Ａに対向しない位置である。また、第１冷媒配管８Ａにおける中心軸に対する各第１開口８０の中心からの垂線と、第２冷媒配管９Ａにおける中心軸に対する各第２開口９０の中心からの垂線との成す角度θが、９０°から２７０°までの範囲内である。上記の条件を満たすように、容器１１の内部においてそれぞれの開口（８０、９０）の位置関係が規定されている。

【0050】

第１冷媒配管８Ａおよび第２冷媒配管９Ａにおいて、実質的には、上方開口部８１、９１の各開口（８０、９０）が気液二相冷媒を吐出し、下方開口部８２、９２の各開口（８０、９０）が分離された液相冷媒を排出して容器１１の内部に溜まる液相冷媒の液面レベル（液相貯留レベル）の位置を規定している。

【0051】

なお、実施の形態２の気液分離器５Ａの構成においても、前述の図４に示したように、第１冷媒配管８Ａおよび第２冷媒配管９Ａにおける下方開口部８２、９２の各開口（８０、９０）の高さを異なるように構成してもよい。このように構成することにより、冷房運転時と暖房運転時とにおける冷媒の貯留量が異なる構成となり、暖房運転時のレシーバとしての機能が更に発揮された構成となる。

【0052】

［気液分離動作］
上記のように構成された実施の形態２における気液分離器５Ａは、例えば、冷房運転時において、第１冷媒配管８Ａの上方開口部８１から気液二相冷媒が吐出される。上方開口部８１から吐出された気液二相冷媒は、対向する容器１１の内面壁に衝突して液相冷媒と気相冷媒とに分離される。分離された液相冷媒は内面壁を伝って重力により落下していき、分離された気相冷媒は容器１１の内部を上昇する。実施の形態２における気液分離器５Ａは、第１冷媒配管８Ａの上方開口部８１の各第１開口８０と、第２冷媒配管９Ａの上方開口部９１の各第２開口９０が、容器１１の内面壁に対向するように配設されており、それぞれの上方開口部（８１／９１）の各開口（８０／９０）から吐出された気液二相冷媒が容器１１の内面壁に確実に衝突する。

【0053】

図７は、実施の形態２の気液分離器５Ａの変形例を示す縦断面図である。図７に示す変形例の気液分離器５Ａａにおいては、容器１１の上部にエリミネータ（液相吸着部）１２が設けられている。エリミネータ１２は、容器１１の内面壁との衝突分離において分離しきれなかった気液二相冷媒の液相部分を第３冷媒配管（ガス抜き管）１０が吸入するのを抑制するものである。即ち、エリミネータ１２は容器内部の液相部分を付着する機能を有する。エリミネータ１２においては、分離しきれなかった気液二相冷媒の液相部分を吸着すると共に、容器内部に飛散した液相部分を付着するために、第１冷媒配管８Ａおよび第２冷媒配管９Ａの導入端部より上部空間に配設されている。エリミネータ１２としては容器１１の上部空間における液相を吸着する機能を有するものであればよく、例えば、液吸着機能を有する素材を網状に構成して、厚みを有する層形状に形成されていてもよい。なお、変形例としての気液分離器５Ａａの構成において、エリミネータ（液相吸着部）１２以外の構成は、前述の実施の形態１、実施の形態２および後述する実施の形態において説明するそれぞれの構成が適用されるものであり、図７に示した気液分離器５Ａａの構成に特定されるものではない。

【0054】

実施の形態２における気液分離器５Ａは、構造のシンプル化および小型化を達成しつつ、効率のよい気液分離を行うことができる。また、実施の形態２の気液分離器５Ａを用いた冷凍サイクルの冷媒循環システムにおいても、効率のよい熱変換を小型でシンプルな構造で構築することが可能となる。

【0055】

（実施の形態３）
以下、本開示に係る実施の形態３の気液分離器および気液分離器を用いた冷媒循環システムについて、図面を参照しながら説明する。実施の形態３の気液分離器に関しては、実施の形態１および実施の形態２の気液分離器との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態３の説明において、前述の実施の形態１および実施の形態２における構成と同様の作用、構成、および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。

【0056】

図８は、実施の形態３の気液分離器５Ｂの内部構成を示す縦断面図である。図８に示すように、容器１１の内部における第１冷媒配管８Ｂおよび第２冷媒配管９Ｂのそれぞれの導入端部は、略半球面に形成されて閉塞されている。第１冷媒配管８Ｂおよび第２冷媒配管９Ｂの容器１１の内部への導入部分の長さ（高さ）は実質的に同じであり、導入部分が鉛直方向に延設されて並設されている。また、第１冷媒配管８Ｂおよび第２冷媒配管９Ｂは、容器１１の内面壁と対向する側面に複数の開口（８０、９０）が形成されている。

【0057】

図９は、実施の形態３の気液分離器５Ｂにおいて、容器１１の内部に設けられた第１冷媒配管８Ｂ（第２冷媒配管９Ｂ）を示す側面図である。図９においては、第１冷媒配管８Ｂおよび第２冷媒配管９Ｂが同じ構成を有しているため、両方の参照符号を併記している。図９に示すように、第１冷媒配管８Ｂ（第２冷媒配管９Ｂ）の側面に形成された開口（８０、９０）は、導入端部の近傍で複数（図９においては４個）の開口で構成された上方開口部８１（９１）と、容器１１の底部近傍で複数（図９においては２個）の開口で構成された下方開口部８２（９２）と、により構成されている。

【0058】

実施の形態３の気液分離器５Ｂにおいては、図９に示すように、上方開口部８１（９１）の各開口が第１冷媒配管８Ｂ（第２冷媒配管９Ｂ）の側面を螺旋状（渦巻き状）に一定間隔を有して配設されている。また、下方開口部８２（９２）の各開口は、縦一列に配設されている。上方開口部８１（９１）および下方開口部８２（９２）の各開口は、容器１１の内面壁に対向する位置である。

【0059】

また、第１冷媒配管８Ｂにおける上方開口部８１および下方開口部８２の各開口８０の開口位置と、第２冷媒配管９Ｂにおける上方開口部９１および下方開口部９２の各開口９０の開口位置との関係は、前述の実施の形態１において図３または図４を用いて説明した位置関係を有する。即ち、第１冷媒配管８Ｂの各開口部（８１、８２）のそれぞれの開口８０が第２冷媒配管９Ｂに対向しない位置であり、第２冷媒配管９Ｂの各開口部（９１、９２）のそれぞれの開口９０が第１冷媒配管８Ｂに対向しない位置である。また、同じ高さの開口に関して、第１冷媒配管８Ｂにおける中心軸に対する各開口部（８１、８２）のそれぞれの開口８０の中心からの垂線と、第２冷媒配管９Ｂにおける中心軸に対する各開口部（９１、９２）のそれぞれの開口９０の中心からの垂線との成す角度θが、９０°から２７０°までの範囲内である。上記の条件を満たすように、それぞれの開口部（８１、８２、９１、９２）における各開口（８０、９０）が、第１冷媒配管８Ｂと第２冷媒配管９Ｂとの側面に形成されている。なお、気液分離器５Ｂにおいては、冷房運転時と暖房運転時とにおける冷媒の貯留量が異なるように、それぞれの下方開口部（８２、９２）の形成位置が異なる構成としてもよい。

【0060】

上記のように、第１冷媒配管８Ｂと第２冷媒配管９Ｂとにおける同じ高さの開口（８０、９０）に関しては、それぞれの角度θが９０°から２７０°までの範囲内となるように形成されている。また、第１冷媒配管８Ｂの上方開口部８１および第２冷媒配管９Ｂの上方開口部９１における各開口（８０、９０）が、それぞれの側面を螺旋状（渦巻き状）に一定間隔を有して配設されているため、それぞれの上方開口部（８１、９１）における開口の上下方向の位置が捩れている。即ち、第１冷媒配管８Ｂと第２冷媒配管９Ｂの各上方開口部（８１、９１）において、上下に並んでいる各開口の外側に向く方向が異なっている。

【0061】

実施の形態３の構成においては、それぞれの上方開口部（８１、９１）における直上または直下の開口（８０、９０）に対する外側に向く方向の角度のずれが５°から１８０°の範囲内となるように、より好ましくは１０°から９０°の範囲内となるように複数個形成した。なお、直上または直下の開口に対する外側に向く角度とは、第１冷媒配管８Ｂまたは第２冷媒配管９Ｂの中心軸に対する各開口の中心からの垂線において、第１冷媒配管８Ｂまたは第２冷媒配管９Ｂの内面壁に向かう線を外側に向く線として、直上または直下のそれぞれの開口の外側に向く線の成す角度のことをいう。

【0062】

［気液分離動作］
上記のように構成された実施の形態３における気液分離器５Ｂは、例えば、冷房運転時において、第１冷媒配管８Ｂの上方開口部８１の各開口８０から気液二相冷媒が吐出される。上方開口部８１の各開口８０から吐出された気液二相冷媒は、対向する容器１１の内面壁に衝突して液相冷媒と気相冷媒とに分離される。このとき容器１１の内面壁において衝突する部分は、それぞれの開口位置が左右にずれているため、同様に左右にずれており、容器１１の内面壁を伝って落ちていく液相冷媒が他の衝突により邪魔されることが抑制されている。このように、実施の形態３における気液分離器５Ｂの構成においては、気液二相冷媒が衝突する容器１１の内面壁の位置が左右にずれているため、気液分離動作が速くなり、容器１１の内面壁における液相部分の飛散が抑制されて、効率のよい気液分離を行うことができる。

【0063】

実施の形態３における気液分離器５Ｂの構成は、気液分離器５Ｂの構造のシンプル化および小型化を達成しており、効率のよい気液分離を行うことができる。また、実施の形態３の気液分離器５Ｂを用いた冷凍サイクルの冷媒循環システムにおいても、効率の高い熱変換を小型でシンプルな構造で構築することが可能となる。

【0064】

（実施の形態４）
以下、本開示に係る実施の形態４の気液分離器および気液分離器を用いた冷媒循環システムについて、図面を参照しながら説明する。実施の形態４の気液分離器に関しては、実施の形態１から実施の形態３の気液分離器との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態４の説明において、前述の実施の形態１から実施の形態３における構成と同様の作用、構成、および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。

【0065】

図１０は、実施の形態４の気液分離器５Ｃの内部構成を示す縦断面図である。図１１は、図１０におけるXI－XI線により切断した気液分離器５Ｃの断面図である。図１０および図１１に示すように、実施の形態４の気液分離器５Ｃは、容器１１の内部の第１冷媒配管８Ａと第２冷媒配管９Ａとの間に仕切り板１３を配設した構成である。実施の形態４の気液分離器５Ｃの構成において、仕切り板１３以外の構成は、前述の実施の形態１から実施の形態３において説明した構成が適用されるものであり、図１０に示した気液分離器５Ｃの構成に特定されるものではない。

【0066】

実施の形態４の気液分離器５Ｃにおける仕切り板１３は、第１冷媒配管８Ａの下方開口部８２および第２冷媒配管９Ａの下方開口部９２における一方の開口（８０／９０）から吐出した気液二相冷媒が他方の開口（９０／８０）に対して直接的に吸い込まれることを抑制するものである。

【0067】

気液分離器５Ｃにおいては、第１冷媒配管８Ａまたは第２冷媒配管９Ａの上方開口部８１または９１から気液二相冷媒の大部分が吐出されるが、一部の気液二相冷媒が下方開口部８２または９２から吐出される。下方開口部８２または９２から吐出された気液二相冷媒は、容器１１の底部に吐出されるが、一部が貯留している液相冷媒内に混入され場合がある。しかしながら、第１冷媒配管８Ａと第２冷媒配管９Ａとの間の底部には仕切り板１３が設けられているため、一方の下方開口部８２または９２から底部に吐出された気液二相冷媒が他方の下方開口部９２または８２に直接的に吸い込まれることがなく、仕切り板１３を迂回する経路となる。この結果、この迂回経路において気相冷媒が分離されて、下方開口部９２または８２に吸い込まれる冷媒は気相冷媒が減少した冷媒となる。

【0068】

なお、気液分離器５Ｃの容器１１の内部に設ける仕切り板１３の高さとしては、第１冷媒配管８Ａおよび第２冷媒配管９Ａの下方開口部８２、９２における上端の開口の位置より高くすることが好ましい。また、仕切り板１３の高さとしては、それぞれの上方開口部８１、９１における下端の開口の位置より低くてもよい。

【0069】

上記のように構成された実施の形態４の気液分離器５Ｃにおける気液分離動作は、前述の実施の形態１から実施の形態３において説明した気液分離動作と同じであるので、実施の形態４においては気液分離動作の説明を省略する。

【0070】

実施の形態４における気液分離器５Ｃは、構造のシンプル化および小型化を達成しており、効率のよい気液分離を行うことができる。また、実施の形態４の気液分離器５Ｃを用いた冷凍サイクルの冷媒循環システムにおいても、効率のよい熱変換を小型でシンプルな構造で構築することが可能となる。

【0071】

（実施の形態５）
以下、本開示に係る実施の形態５の気液分離器および気液分離器を用いた冷媒循環システムについて、図面を参照しながら説明する。実施の形態５の気液分離器に関しては、実施の形態２の気液分離器との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態５の説明において、前述の実施の形態２における構成と同様の作用、構成、および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。

【0072】

図１２は、実施の形態５の気液分離器５Ｅの内部構成を示す縦断面図である。図１２に示すように、容器１１の内部における第１冷媒配管８Ｅおよび第２冷媒配管９Ｅのそれぞれの導入端部は、略半球面に形成されて閉塞されている。第１冷媒配管８Ｅおよび第２冷媒配管９Ｅの容器１１の内部への導入部分の長さは実質的に同じである。

【0073】

図１２に示すように、実施の形態５の気液分離器５Ｅの構成においては、第１冷媒配管８Ｅおよび第２冷媒配管９Ｅの容器１１の内部への導入部分が斜行して配設されている。即ち、第１冷媒配管８Ｅおよび第２冷媒配管９Ｅが容器１１の内部においてＶ字状に配設されている。Ｖ字状に配設された第１冷媒配管８Ｅおよび第２冷媒配管９Ｅの導入部分のそれぞれの側面においては、容器１１の内面壁に対向する位置に複数の開口８０、９０が形成されている。

【0074】

なお、Ｖ字状に配設された第１冷媒配管８Ｅと第２冷媒配管９Ｅとの間の角度（導入角度）、即ちそれぞれの導入部分の中心軸が成す角度は、５°から３０°の範囲内が好ましい。

【0075】

気液分離器５Ｅの第１冷媒配管８Ｅおよび第２冷媒配管９Ｅの側面に形成された複数の開口８０、９０は、前述の実施の形態２と同様の構成を有している。即ち、第１冷媒配管８Ｅの側面に形成された開口８０は、導入端部の近傍で複数（例えば、４個）の開口で構成された上方開口部８１と、容器１１の底部近傍で複数（例えば、２個）の開口で構成された下方開口部８２と、により構成されている。同様に、第２冷媒配管９Ｅの側面に形成された開口９０は、導入端部の近傍で複数（例えば、４個）の開口で構成された上方開口部９１と、容器１１の底部近傍で複数（例えば、２個）の開口で構成された下方開口部９２と、により構成されている。

【0076】

上方開口部８１（９１）および下方開口部８２（９２）は、第１冷媒配管８Ｅおよび第２冷媒配管９Ｅの中心軸に沿って側面において縦一列に配設されている。それぞれの開口８０（９０）は、容器１１の内面壁に対して斜め下向きに配向するよう形成されている。なお、第１冷媒配管８Ｅの上方開口部８１と下方開口部８２の開口位置と、第２冷媒配管９Ｅの上方開口部９１と下方開口部９２の開口位置との関係は、前述の実施の形態１において図３または図４を用いて説明した位置関係を有する。即ち、第１冷媒配管８Ｅの各開口８０が第２冷媒配管９Ｅに対向しない位置であり、第２冷媒配管９Ｅの各開口９０が第１冷媒配管８Ｅに対向しない位置である。また、第１冷媒配管８Ｅにおける中心軸に対する各開口８０の中心からの垂線と、第２冷媒配管９Ａにおける中心軸に対する各開口９０の中心からの垂線との成す角度θが、９０°から２７０°までの範囲内である。上記のような条件を満たすように、容器１１の内部において同じ高さ位置にあるそれぞれの開口８０、９０の位置関係が規定されている。

【0077】

第１冷媒配管８Ｅおよび第２冷媒配管９Ｅにおいて、実質的には、上方開口部８１、９１の各開口８０、９０が気液二相冷媒を吐出し、下方開口部８２、９２の各開口８０、９０が分離された液相冷媒を排出して容器１１の内部に溜まる液相冷媒の液面レベル（液相貯留レベル）の位置を規定している。なお、気液分離器５Ｅにおいては、冷房運転時と暖房運転時とにおける冷媒の貯留量が異なるように、それぞれの下方開口部（８２、９２）の形成位置が異なる構成としてもよい。

【0078】

［気液分離動作］
上記のように構成された実施の形態５における気液分離器５Ｅは、例えば、冷房運転時において、第１冷媒配管８Ｅの上方開口部８１から気液二相冷媒が斜め下向きに吐出される。上方開口部８１の開口８０から吐出された気液二相冷媒は、対向する容器１１の内面壁に対して斜め上から衝突して液相冷媒と気相冷媒とに分離される。分離された液相冷媒は内面壁を伝って衝撃力と重力とにより落下していき、分離された気相冷媒は容器１１の内部を上昇する。実施の形態５における気液分離器５Ｅにおいては、それぞれの上方開口部（８１／９１）の各開口（８０／９０）から吐出された気液二相冷媒が、容器１１の内面壁に対して斜め上から衝突されて、衝突分離される構成である。この結果、容器１１の内面壁において分離された液相冷媒は勢いよく下方に流れて容器１１の底部に貯留される。

【0079】

上記のように、実施の形態５における気液分離器５Ｅは、シンプル化および小型化を達成すると共に、容器内部において効率のよい気液分離を行う構成となっている。また、実施の形態５の気液分離器５Ｅを用いた冷凍サイクルの冷媒循環システムにおいても、効率のよい熱変換を小型でシンプルな構造で構築することが可能となる。

【0080】

なお、実施の形態５における気液分離器５Ｅの構成において、第１冷媒配管８Ｅおよび第２冷媒配管９Ｅの容器１１の内部の導入部分をＶ字状に構成した構成であり、それ以外の構成は、前述の実施の形態１から実施の形態４および後述する実施の形態において説明するそれぞれの構成が適用されるものであり、図１２に示した気液分離器５Ｅの構成に特定されるものではない。

【0081】

（実施の形態６）
以下、本開示に係る実施の形態６の気液分離器および気液分離器を用いた冷媒循環システムについて、図面を参照しながら説明する。実施の形態６の気液分離器に関しては、実施の形態１から実施の形態５の気液分離器との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態６の説明において、前述の実施の形態１から実施の形態５における構成と同様の作用、構成、および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。

【0082】

図１３は、実施の形態６の気液分離器５Ｄの内部構成を示す縦断面図である。図１３に示すように、容器１１の内部における第１冷媒配管８Ｄおよび第２冷媒配管９Ｄのそれぞれの導入端部は、容器１１の底部近傍に位置しており、上方に向かって開放された開口（第１開口８３および第２開口９３）が形成されている。即ち、第１冷媒配管８Ｄの第１開口８３および第２冷媒配管９Ｄの第２開口９３は、容器１１の内部へのそれぞれの導入端部において容器１１の上方を向くように配設されている。第１冷媒配管８Ｄおよび第２冷媒配管９Ｄの容器１１の内部への導入部分の長さは実質的に同じであり、導入部分は鉛直方向に延設されて並設されている。なお、第１冷媒配管８Ｄおよび第２冷媒配管９Ｄのそれぞれの導入端部に形成された第１開口８３、９３の形状は、気液分離器５Ｄが用いられる冷媒循環システムの仕様に応じて設定される。

【0083】

［気液分離動作］
上記のように構成された実施の形態６の気液分離器５Ｄにおいては、例えば、冷房運転時において、第１冷媒配管８Ｄの導入端部の第１開口８３から気液二相冷媒が吐出される。第１開口８３から吐出された気液二相冷媒は、上方に吹き上げられて質量が重い液相冷媒と質量が軽い気相冷媒とに分離（重力分離）される。分離された液相冷媒は落下していき容器１１の底部に貯留される。一方、分離された気相冷媒は容器１１の内部を上昇して、第３冷媒配管１０から排出される。

【0084】

上記のように、実施の形態６の気液分離器５Ｄは、効率のよい気液分離をシンプル化および小型化を達成した構成で達成することができる。従って、実施の形態６の気液分離器５Ｄを用いた冷凍サイクルの冷媒循環システムは、小型でシンプルな構造で効率のよいシステムを構築することができる。

【0085】

［実施の形態６の気液分離器の変形例］
図１４は、実施の形態６の気液分離器５Ｄの変形例を示す縦断面図である。図１４に示す変形例の気液分離器５Ｄａにおいては、第１冷媒配管８Ｄａの導入端部の第１開口８３の位置が、第２冷媒配管９Ｄａの導入端部の第２開口９３の位置より高い位置に設けられている。

【0086】

前述の図２に示した冷凍サイクルにおいて、冷媒は冷房運転時に室外熱交換器（凝縮器）側に溜まり、暖房運転時に室内熱交換器（凝縮器）側に溜まる。室外熱交換器（凝縮器）は室内熱交換器（凝縮器）より容量が大きいため、暖房運転時の最適冷媒量は冷房運転時の最適冷媒量より少なくなる。この冷媒の差分量を貯留するためのレシーバとしても、図１４に示した気液分離器５Ｄａが用いられる構成である。このように、図１４に示した気液分離器５Ｄａは、気液分離機能と共に、冷媒のレシーバとしての機能を有するものであるため、冷房運転時と暖房運転時において冷媒の貯留量が異なる構成を有している。

【0087】

図１４に示した気液分離器５Ｄａは、冷房運転時において、第１冷媒配管８Ｄａの導入端部の第１開口８３が気液二相冷媒を容器１１の内部に吐出し、第２冷媒配管９Ｄａの導入端部の第２開口９３が液相冷媒を吸い込んで排出するよう冷凍サイクルに組み込んだ構成の場合である。一方、暖房運転時においては、第２冷媒配管９Ｄａの導入端部の第２開口９３が気液二相冷媒を吐出し、第１冷媒配管８Ｄａの導入端部の第１開口８３が液相冷媒を吸い込んで排出する構成である。従って、暖房運転時においては、冷房運転時に比べて気液分離器５Ｄａの容器１１の内部に貯留する冷媒量が多くなる構成である。なお、容器１１の内部において、冷房運転時に気液二相冷媒を吐出する第１冷媒配管８Ｄａの導入部分の長さ（第１冷媒配管８Ｄａの高さ）と、暖房運転時に気液二相冷媒を吐出する第２冷媒配管９Ｄａの導入部分の長さ（第２冷媒配管９Ｄａの高さ）との差は、冷房運転時と暖房運転時の最適冷媒量の差分量に応じて設定される。

【0088】

図１４に示した気液分離器５Ｄａにおいては、効率のよい気液分離をシンプルで小型化された装置で達成することができると共に、レシーバとしての機能を有するため、冷凍サイクルの冷媒循環システムが小型でシンプルな構造となり、冷凍サイクルにおいて冷媒の流れを逆転することが可能なリバーシブル形式で汎用性の高い冷凍サイクルとなる冷媒循環システムを構築することができる。

【0089】

図１５は、実施の形態６の気液分離器５Ｄの更なる変形例を示す縦断面図である。図１５に示す変形例の気液分離器５Ｄｂにおいては、第１冷媒配管８Ｄｂの導入端部の第１開口８３の位置と、第２冷媒配管９Ｄｂの導入端部の第２開口９３の位置が実質的に同じ高さである。気液分離器５Ｄｂにおける特徴的な構成は、暖房運転時に容器内に気液二相冷媒を吐出する第２冷媒配管９Ｄｂの導入部分の側面に第３開口９４が形成されていることである。

【0090】

図１５に示したように、気液分離器５Ｄｂにおいては、暖房運転時に気液二相冷媒を容器内に吐出する冷媒配管（第２冷媒配管９Ｄｂ）における容器内の導入部分の側面に開口９４が形成されている。暖房運転時においては、第２冷媒配管９Ｄｂの導入端部の第１開口９３および側面の第３開口９４から気液二相冷媒が容器内部に吐出され、第１冷媒配管８Ｄｂの導入端部の第１開口８３から液相冷媒が排出される。一方、冷房運転時においては、第１冷媒配管８Ｄｂの導入端部の第１開口８３から気液二相冷媒が容器内部に吐出され、第２冷媒配管９Ｄｂの側面に形成された第３開口９４から液相冷媒が排出される。

【0091】

図１５に示した気液分離器５Ｄｂにおいては、効率のよい気液分離をシンプルな構造で達成することができると共に、レシーバとしての機能を有するため、冷凍サイクルの冷媒循環システムが小型でシンプルな構造となり、冷暖房運転が可能なリバーシブル形式の汎用性の高い冷媒循環システムを構築することができる。

【0092】

図１６は、実施の形態６の気液分離器５Ｄの更なる変形例を示す縦断面図である。図１６に示す変形例の気液分離器５Ｄｃにおいては、第１冷媒配管８Ｄｃの導入端部の第１開口８３の位置と、第２冷媒配管９Ｄｃの導入端部の第２開口９３の位置が同じ高さである。気液分離器５Ｄｃにおける特徴的な構成は、冷房運転時および暖房運転時において、容器１１の内部に貯留している液相冷媒を排出するための第３開口８４、９４がそれぞれの冷媒配管（８Ｄｃ、９Ｄｃ）の導入部分の側面に形成されていることである。例えば、冷房運転時においては、第１冷媒配管８Ｄｃの導入端部の第１開口８３から容器内に気液二相冷媒が吐出され、第２冷媒配管９Ｄｃの導入部分の側面に形成された第３開口９４から液相冷媒が排出される。一方、暖房運転時においては、第２冷媒配管９Ｄｃの導入端部の第２開口９３から容器内に気液二相冷媒が吐出され、第１冷媒配管８Ｄｃの導入部分の側面に形成された第３開口８４から液相冷媒が排出される。

【0093】

上記のように、図１６に示した変形例の気液分離器５Ｄｃの構成においては、気液二相冷媒を容器内に吐出する第１開口８３の位置と、容器内に貯留された冷媒の液面レベル（液相貯留レベル）の位置（導入部分の側面に形成された開口の位置）との間に所定距離を有している。このため、気液分離器５Ｄｃにおいては容器内部に気液二相冷媒が吐出されて効率のよい気液分離が可能となる。

【0094】

なお、第１冷媒配管８Ｄｃおよび第２冷媒配管９Ｄｃにおけるそれぞれの導入部分の側面に形成された第３開口８４、９４の位置関係は、前述の実施の形態１において図３を用いて説明した位置を有する。即ち、第１冷媒配管８Ｄｃの側面に形成された第３開口８４が第２冷媒配管９Ｄｃに対向しない位置であり、第２冷媒配管９Ｄｃの側面に形成された第３開口９４が第１冷媒配管８Ｄｃに対向しない位置である。また、第１冷媒配管８Ｄｃにおける中心軸に対する開口８４の中心からの垂線と、第２冷媒配管９Ｄｃにおける中心軸に対する開口９４の中心からの垂線との成す角度θが、９０°から２７０°までの範囲内である。上記の条件を満たすように、それぞれの開口（８４、９４）が、第１冷媒配管８Ｄｃと第２冷媒配管９Ｄｃとの側面に形成されている。なお、冷房運転時と暖房運転時とにおける冷媒の貯留量が異なるように、それぞれの開口（８４、９４）の形成位置が異なる構成としてもよい。

【0095】

図１６に示した気液分離器５Ｄｃにおいては、効率のよい気液分離をシンプルな構造で達成することができると共に、レシーバとしての機能を有するため、冷凍サイクルの冷媒循環システムが小型でシンプルな構造となり、冷暖房運転が可能なリバーシブル形式の汎用性の高い冷媒循環システムを構築することができる。

【0096】

（実施の形態７）
以下、本開示に係る実施の形態７の気液分離器および気液分離器を用いた冷媒循環システムについて、図面を参照しながら説明する。実施の形態７の気液分離器に関しては、実施の形態１から実施の形態６の気液分離器との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態７の説明において、前述の実施の形態１から実施の形態６における構成と同様の作用、構成、および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。

【0097】

図１７は、実施の形態７の気液分離器５Ｆを模式的に示す図である。図１７において、（ａ）は気液分離器５Ｆの斜視図であり、（ｂ）は気液分離器５Ｆの正面図であり、（ｃ）は気液分離器５Ｆの側面図であり、（ｄ）は（ｂ）に示した気液分離器５ＦをＤ－Ｄ線により切断した断面図である。

【0098】

図１７に示すように、実施の形態７の気液分離器５Ｆの外観を構成する容器１１の形状が円筒形ではなく、横断面が楕円形状を有している。即ち、容器１１の横断面形状が楕円形状である（図１７の（ｄ）参照）。このように容器１１の横断面が楕円形状であるため、容器１１の幅を狭くすることが可能となり、冷媒循環システムにおける気液分離器５Ｆの配設空間が幅の狭い空間の場合であっても対応することが可能となる。また、容器１１の内部において気液二相冷媒を内面壁に衝突させて気液分離する構成においては、気液二相冷媒の吐出口（開口）から内壁面までの距離を短く設定することが可能となり、効率のよい気液分離が可能な構成となる。

【0099】

なお、実施の形態１から実施の形態７においては、第１冷媒配管に形成された第１開口の開口面積の合計が第１冷媒配管の流路断面積より大きくなるように構成されている。また、第２冷媒配管に形成された第２開口の開口面積の合計が第２冷媒配管の流路断面積より大きくなるように構成されている。このように構成することにより、第１開口または第２開口から流出する気液二相冷媒の流速を抑制し、容器１１の内壁に気液二相冷媒が衝突するときの慣性力を小さくできるため、効率のよい気液分離が可能な構成となる。

【0100】

実施の形態１から実施の形態６においては、容器１１の横断面形状が円形状の場合について説明したが、容器１１の形状としては円形状に特定されるものではなく、気液分離のために衝突分離形式および重力分離形式が効率よく発揮され、気液分離器として優れた効果を有する形状であればよい。一例として説明した実施の形態７の気液分離器５Ｆにおける容器形状に関しては、前述の実施の形態１から６の気液分離器のいずれの構成においても適用可能な構成であり、同様の効果を奏するものである。

【0101】

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、詳細な説明および添付の図面を開示した。よって、詳細な説明および添付の図面に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須でない構成要素が含まれることがある。したがって、それらの必須でない構成要素が、詳細な説明および添付の図面に記載されているからといって、直ちに、それらの必須ではない構成要素に対して必須であると認定されるべきではない。

【0102】

上記の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置換、付加、省略などを行うことが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0103】

本開示の気液分離器は、例えば空気調和機の冷凍サイクルに用いることにより、システムのシンプル化および小型化を達成して製造コストを低減することが可能であり、利用価値の高い汎用性の高い装置である。

【符号の説明】

【0104】

１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 第１熱交換器
４ 第１絞り装置
５ 気液分離器
６ 第２絞り装置（室内熱交換器）
７ 第２熱交換器（室外熱交換器）
８ 第１冷媒配管
９ 第２冷媒配管
１０ 第３冷媒配管
１１ 容器
１２ エリミネータ（液相吸着部）
１３ 仕切り板
８０、９０ 開口

【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】