JP2013130385A - Gas-liquid separator - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a gas-liquid separator, and more particularly to a gas-liquid separator that separates and stores a refrigerant or the like circulating through a refrigeration cycle.
上記気液分離器の一例として、図4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。
As an example of the gas-liquid separator, as shown in FIG. 4, a
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23d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。
In the gas-
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23e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。
On the other hand, the gas refrigerant moves upward before joining the liquid refrigerant L inside the
しかし、上記従来の気液分離器21においては、図5に示すように、気液分離器21のヘッダ23を配管に接続するための雌ねじ部23cのボス23fや、冷媒吐出管25を接続するための接続部23aがヘッダ23の下面23g(図5(c)において網点で示した領域が平面状に形成されている)から下方に突出するため、これらの突出部によって冷媒の整流化が阻害される結果、冷媒が気泡となり、冷媒の気液分離性が悪化したり、オイルがオイル戻し穴24a(図4参照)から冷媒吐出管25を経て圧縮機に戻り難くなるという問題があった。
However, in the conventional gas-
また、気液分離器21の使用中に、結露によって生成した水が、ヘッダ23の上面23bと気液分離器21を配管に接続するための相手方のフランジとの間に溜まり、ヘッダ23とフランジの材質が一般的に異なることもあり、ヘッダ23等が腐食し易くなるという問題があった。
In addition, during use of the gas-
さらに、ヘッダ23は、冷間鍛造及び機械加工により製造しているが、ボス23fや雌ねじ部23cがヘッダ23の下面23gから不規則に突出しているため、鍛造性が悪く、金型の耐久性が低下するという問題もあった。
Furthermore, although the
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、冷媒の気液分離性の悪化を防止し、オイルが圧縮機に戻り難くなることを回避し、ヘッダ等の腐食を防止し、ヘッダの鍛造性を高めることもできる気液分離器を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the conventional gas-liquid separator described above, and prevents deterioration of the gas-liquid separation performance of the refrigerant and avoids the difficulty of returning the oil to the compressor. An object of the present invention is to provide a gas-liquid separator capable of preventing corrosion of the header and the like and improving the forgeability of the header.
上記目的を達成するため、本発明は、気液分離器であって、一端が開口した筒状の胴体と、該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たヘッダとを備え、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、分離される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、前記ヘッダの内面を平面状に形成し、前記冷媒流入孔に連通させる入口側配管と前記冷媒流出孔に連通させる出口側配管とを該ヘッダに接続するためのフランジを取り付ける突出部を該ヘッダの外面に備えると共に、該突出部の前記フランジとの当接面の輪郭線の全部又は一部を該フランジの輪郭線の全部又は一部と一致させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a gas-liquid separator, wherein a cylindrical body having one end opened, the opening end of the body being sealed, and a refrigerant inflow hole and a refrigerant outflow hole are formed. And a gas-liquid separator for separating the refrigerant flowing in from the refrigerant inflow hole of the header into the refrigerant outflow hole together with the oil stored in the bottom of the fuselage And a protrusion for attaching a flange for connecting an inlet side pipe communicating with the refrigerant inflow hole and an outlet side pipe communicating with the refrigerant outflow hole to the header. It is provided on the outer surface of the header, and all or part of the contour line of the contact surface of the projecting portion with the flange is made to coincide with all or part of the contour line of the flange.
そして、本発明によれば、ヘッダの内面を平面状に形成するため、ヘッダの内面において冷媒の整流化を効果的に行うことができ、冷媒の気液分離性の悪化を防止し、オイルが圧縮機に戻り難くなることを回避することができる。 According to the present invention, since the inner surface of the header is formed in a flat shape, the refrigerant can be effectively rectified on the inner surface of the header, the deterioration of the gas-liquid separation property of the refrigerant can be prevented, and the oil It can be avoided that it is difficult to return to the compressor.
また、冷媒流入孔に連通させる入口側配管と冷媒流出孔に連通させる出口側配管とをヘッダに接続するためのフランジを取り付ける突出部をヘッダの外面に設け、突出部のフランジとの当接面の輪郭線の全部又は一部をフランジの輪郭線の全部又は一部と一致させるため、突出部とフランジとの間に水が溜まり難くなり、突出部とフランジの材質が異なる場合であっても、突出部等の腐食を防止することができる。 In addition, a protrusion for attaching a flange for connecting the inlet side pipe communicating with the refrigerant inflow hole and the outlet side pipe communicating with the refrigerant outflow hole to the header is provided on the outer surface of the header, and the contact surface of the protrusion with the flange Even if all or part of the contour line of the flange coincides with all or part of the contour line of the flange, it is difficult for water to collect between the protrusion and the flange, and even if the material of the protrusion and the flange are different. Corrosion of protrusions and the like can be prevented.
上記気液分離器において、前記突出部の前記フランジとの当接面の形状を該突出部の中心点に対して点対称又は線対称に形成することができる。これにより、ヘッダの鍛造性が良好となり、金型の耐久性を向上させることができる。 In the gas-liquid separator, the shape of the contact surface of the protrusion with the flange can be formed point-symmetrically or line-symmetrically with respect to the center point of the protrusion. Thereby, the forgeability of a header becomes favorable and the durability of a metal mold | die can be improved.
上記気液分離器において、前記ヘッダの内面に対向する位置に前記冷媒を気液分離する気液分離部材を備え、前記ヘッダの内面は該気液分離部材に当接する突出部を除いて平面状に形成することができる。 In the gas-liquid separator, a gas-liquid separation member for gas-liquid separation of the refrigerant is provided at a position facing the inner surface of the header, and the inner surface of the header is planar except for a protruding portion that contacts the gas-liquid separation member. Can be formed.
また、上記気液分離器において、前記ヘッダの内面に対向する位置に前記冷媒を気液分離する気液分離部材を備え、前記ヘッダの内面は全体的に平面状に形成され、前記気液分離部材は前記ヘッダの内面に当接する突出部を備えることができる。 The gas-liquid separator further includes a gas-liquid separation member that gas-liquid separates the refrigerant at a position facing the inner surface of the header, and the inner surface of the header is formed in a planar shape as a whole. The member may include a protrusion that contacts the inner surface of the header.
以上のように、本発明によれば、冷媒の気液分離性の悪化を防止し、オイルが圧縮機に戻り難くなることを回避し、ヘッダの腐食を防止し、ヘッダの鍛造性を高めることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent deterioration of the gas-liquid separation of the refrigerant, to prevent the oil from returning to the compressor, to prevent corrosion of the header, and to improve the forgeability of the header. Can do.
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。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る気液分離器の第1の実施形態を示し、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等で構成される。
FIG. 1 shows a first embodiment of a gas-liquid separator according to the present invention. This gas-
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。
The
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(図2参照)が螺設される。
The
ヘッダ3の上部3bの上面3gの形状は、図2(a)に示すように、上面3gの中心Oに対して点対称に形成され、この上面3gに、冷媒流入孔3dに連通させる入口側配管(不図示)と冷媒流出孔3eに連通させる出口側配管(不図示)とをヘッダ3に接続するためのフランジ(図2(a)において上面3gと共通の輪郭線と点線9とで囲まれた形状を有する)が当接する。
As shown in FIG. 2A, the shape of the upper surface 3g of the upper portion 3b of the
一方、ヘッダ3の下面3hは、全体的に平面状に形成され(図2(c)において網点で示した領域が平面状に形成される)、下部3cのみが下面3hから下方に突出する。
On the other hand, the lower surface 3h of the
図1に示すように、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。冷媒吐出管5の上端部5aが冷媒流出孔3eの下部にかしめ等によって固定される。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
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。
The strainer 6 is positioned below the lower end portion of the
気液分離部材7は、樹脂又は金属等により成形され、上面に上方に突出する円錐状部7aを備える。この円錐状部7aの頂部は、上方のヘッダ3の冷媒流入孔3dの中心線上に存在するか又は冷媒流入孔3dに対向し、冷媒流入孔3dから流入する冷媒を放射状に整流化する。
The gas-
次に、上記構成を有する気液分離器1の動作について、図1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。
Next, operation | movement of the gas-
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、上述のように、ヘッダ3は、図4に示したヘッダ23よりも、ボス23fが存在しない分だけ平面を広く確保することができ、冷媒をより効果的に整流化することができると共に、図2(b)に示すように、気液分離部材7の円錐状部7aを冷媒流入孔3dに近づけることができるため、冷媒の速度がより低い状態で気液分離部材7の円錐状部7aに衝突して放射状に整流される。これにより、冷媒が気泡となって冷媒の気液分離性が悪化したり、オイルがオイル戻し穴4a(図1参照)から冷媒吐出管5を経て圧縮機に戻り難くなることを防止することができ、圧損も小さく抑えることができる。
The refrigerant from the evaporator flows into the
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。
The liquid refrigerant separated by the gas-
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。
On the other hand, the gas refrigerant moves upward before joining the liquid refrigerant L inside the
また、ヘッダ3の上部3bの上面3gの形状を上面3gの中心Oに対して点対称にすることで、ヘッダ3の鍛造性が良好となり、金型の耐久性を向上させることができる。なお、上面3gの形状を上面3gの中心Oに対して点対称ではなく線対称に形成する場合でも、同様にヘッダ3の鍛造性が良好となり、金型の耐久性が向上する。
Further, by making the shape of the upper surface 3g of the upper portion 3b of the
さらに、ヘッダ3の上部3bの上面3gの輪郭線の一部を前記フランジの輪郭線の全部と一致させるため、上面3gの一部のみに水が溜まり、従来と比較して水が溜まる面積を大幅に小さく抑えることができ、ヘッダ3とフランジの材質が異なる場合であっても、ヘッダ3等の腐食を防止することができる。すなわち、上部3bの周囲の部分と上部3bの上面との間に段差が生じているため、上部3bの周囲からフランジと上部3bとの接触面に水が浸入しにくくなっている。尚、上面3gの輪郭線の全部をフランジの輪郭線の全部と一致させると、上面3gには水が溜まることがなく、ヘッダ3等の腐食防止に最も効果的である。また、上面3gの輪郭線の一部とフランジの輪郭線の一部とを一致させるだけでも、ヘッダ3の腐食防止にある程度の効果を奏する。
Further, in order to make a part of the contour line of the upper surface 3g of the upper part 3b of the
次に、本発明に係る気液分離器の第2の実施形態について、図3を参照しながら説明する。 Next, a second embodiment of the gas-liquid separator according to the present invention will be described with reference to FIG.
この気液分離器11は、上記第1の実施形態における気液分離器1のヘッダ3、冷媒吐出管5及び気液分離部材7に代えて、ヘッダ13、冷媒吐出管15及び気液分離部材17を備えるものであって、胴体2や冷媒吸込管4等その他の構成要素は気液分離器1と同じものを備える。
This gas-
ヘッダ13は、アルミニウム合金等の金属からなり、円板状の基部13aと、基部13aから上方へ突出する上部(突出部)13bとで構成され、これらを冷媒流入孔13d及び冷媒流出孔13eが上下方向に貫通する。上部13bの上面13gには、冷媒流入孔13d及び冷媒流出孔13e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13fが螺設される。
The
ヘッダ13の上部13bの上面13gの形状は、図2(a)に示したヘッダ3の上面3gと同様に形成され、この上面13gに、冷媒流入孔13dに連通させる入口側配管(不図示)と冷媒流出孔13eに連通させる出口側配管(不図示)とをヘッダ13に接続するためのフランジが当接する。
The shape of the upper surface 13g of the upper portion 13b of the
一方、ヘッダ13の下面13hは、全体的に突出部等が全く存在しない平面状に形成される(図3(c)において網点で示した領域が平面状に形成される)。
On the other hand, the lower surface 13h of the
気液分離部材17は、樹脂又は金属等により成形され、上面に上方に突出する円錐状部17aを備え、この円錐状部17aの頂部は、上方のヘッダ13の冷媒流入孔13dの中心線上に存在するか又は冷媒流入孔13dに対向し、冷媒流入孔13dから流入する冷媒を放射状に整流化する。また、気液分離部材17の上面には、ヘッダ13の下面13hに当接する突出部17bが設けられ、突出部17bの開口を冷媒吐出管15が貫通する。
The gas-
冷媒吐出管15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。冷媒吐出管15の上端部15a付近には鍔部15bが形成され、この鍔部15bとヘッダ13の下面13hとで気液分離部材17の突出部17bが挟持される。冷媒吐出管15の上端部15aは、冷媒流出孔13eの下部にかしめ等によって固定される。
The
上記構成を有する気液分離器11の動作は、第1の実施形態における気液分離器1と同様であるため、説明を省略する。
Since the operation of the gas-
上述のように、本実施の形態では、ヘッダ13の下面13hの全面は、突出部等の全く存在しない平面状に形成されるため、第1実施形態よりもヘッダ13の鍛造性がより良好となり、金型の耐久性を向上させることができる。また、ヘッダ13の下面13hにおいて冷媒の整流化をさらに効果的に行うことができ、冷媒の気液分離性の悪化を防止し、オイルが圧縮機に戻り難くなることをより効果的に回避することができる。
As described above, in this embodiment, the entire lower surface 13h of the
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 下面
4 冷媒吸込管
4a オイル戻し穴
5 冷媒吐出管
5a 上端部
6 ストレーナ
7 気液分離部材
7a 円錐状部
9 フランジの輪郭を示す点線
11 気液分離器
13 ヘッダ
13a 基部
13b 上部
13d 冷媒流入孔
13e 冷媒流出孔
13f 雌ねじ部
13g 上面
13h 下面
15 冷媒吐出管
15a 上端部
15b 鍔部
17 気液分離部材
17a 円錐状部
17b 突出部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該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たヘッダとを備え、
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、
前記ヘッダの内面を平面状に形成し、
前記冷媒流入孔に連通させる入口側配管と前記冷媒流出孔に連通させる出口側配管とを該ヘッダに接続するためのフランジを取り付ける突出部を該ヘッダの外面に備えると共に、該突出部の前記フランジとの当接面の輪郭線の全部又は一部を該フランジの輪郭線の全部又は一部と一致させることを特徴とする気液分離器。 A cylindrical body with one end open;
Sealing the opening end of the fuselage, and comprising a header with a coolant inflow hole and a coolant outflow hole,
In the gas-liquid separator for separating the refrigerant flowing in from the refrigerant inflow hole of the header into the refrigerant outflow hole together with the oil stored in the bottom of the fuselage,
The inner surface of the header is formed in a planar shape,
A protrusion for attaching a flange for connecting an inlet side pipe communicating with the refrigerant inflow hole and an outlet side pipe communicating with the refrigerant outflow hole to the header is provided on the outer surface of the header, and the flange of the protrusion A gas-liquid separator characterized in that all or part of the contour line of the abutting surface coincides with all or part of the contour line of the flange.
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