JP2008051373A - 気液分離器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒を気液分離する気液分離容器（21）と、この気液分離容器（21）の側板に接続された二相冷媒の入口管（22）と、この気液分離容器（21）の上板に接続されたガス冷媒の出口管（23）と、この気液分離容器（21）の底板に接続された液冷媒の出口管（24）とを備えた気液分離器（20）において、気液分離器（20）における液面高さが上昇したときの液冷媒の流出と液面高さが低下したときのガス冷媒の流出を防止するとともに、気液分離器（20）の構造の複雑化によるコストアップを防止する。
【解決手段】気液分離容器（21）の上板と底板の間の所定高さ位置に底面が位置するように配置された補助容器（25）を設け、補助容器（25）を気液分離容器（21）と連通させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、気液分離器に関し、特に、気液分離器内の液面が上昇しすぎるのを防止する構造に関するものである。

従来、冷媒回路においてガスインジェクションを行う場合や二段圧縮冷凍サイクルを行う場合などには、一般に気液分離器が用いられている。気液分離器は、一般に、両端が閉塞された縦長円筒状の気液分離容器と、二相冷媒の入口管とガス冷媒の出口管と液冷媒の出口管とを備えている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の気液分離器では、二相冷媒の入口管が気液分離容器の側面に設けられ、ガス冷媒の出口管が気液分離容器の天板を貫通して下端部が該天板のわずかに下方で開口するように設けられ、液冷媒の出口管が気液分離容器の底板を貫通して上端部が該底板のわずかに上方で開口するように設けられている。

ここで、気液分離器を用いた冷媒回路が冷暖房可能な空調機の冷媒回路である場合などは、運転条件が変化すると気液分離器内で液面高さが変動することがある。そして、液面高さが上昇しすぎるとガス冷媒の出口管から液冷媒が流出してしまい、液面高さが低下しすぎると液冷媒の出口管からガス冷媒が流出してしまう。そこで、上記特許文献１の気液分離器では、液面高さに応じて液冷媒の出口管を開閉する第１のフロート弁とガス冷媒の出口管を開閉する第２のフロート弁とを設け、液面高さが上昇しすぎたときにガス冷媒の出口管から液冷媒が流出することと、液面高さが低下しすぎたときに液冷媒の出口管からガス冷媒が流出することを防止するようにしている。
特開平６−１０９３４５号公報

しかし、上記特許文献１の気液分離器は、フロート弁を２つ設ける必要があるために構造が複雑で、コストが高い問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、気液分離器における液面高さが上昇したときの液冷媒の流出と液面高さが低下したときのガス冷媒の流出を防止するとともに、気液分離器の構造の複雑化によるコストアップを防止することである。

第１の発明は、冷媒を気液分離する気液分離容器（21）と、該気液分離容器（21）の側板に接続された二相冷媒の入口管（22）と、該気液分離容器（21）の上板に接続されたガス冷媒の出口管（23）と、該気液分離容器（21）の底板に接続された液冷媒の出口管（24）とを備えた気液分離器を前提としている。

そして、この気液分離器は、上記気液分離容器（21）の上板と底板の間の所定高さ位置に底面が位置するように配置され、かつ該気液分離容器（21）と連通する補助容器（25）を備えていることを特徴としている。

この第１の発明では、気液分離器の水平断面積は、補助容器（25）の底面よりも下方においては気液分離容器（21）の断面積のみであるから小さくなり、補助容器（25）の底面よりも上方においては気液分離容器（21）と補助容器（25）の断面積の合計であるから下方の断面積よりも大きくなる。したがって、気液分離器への二相冷媒の流入量が少ないときは断面積の小さい部分（つまり気液分離容器（21）のみ）に液冷媒が溜まるから、液面高さが低下しすぎない。また、気液分離器への二相冷媒の流入量が多いときは断面積の大きい部分（つまり気液分離容器（21）と補助容器（25）の両方）に液冷媒が溜まるから、液面高さが上昇しすぎない。

第２の発明は、第１の発明において、上記気液分離容器（21）が縦長円筒状の容器であり、上記補助容器（25）が上記気液分離容器（21）よりも高さ寸法が小さくて該気液分離容器（21）の側方に配置される小径の容器であり、上記気液分離容器（21）の上端と上記補助容器（25）の上端が略同一高さになるように配置されるとともに、該補助容器（25）の下部側面において該気液分離容器（21）と補助容器（25）とを連通する連通部（26）を備えていることを特徴としている。具体的には、気液分離容器（21）の側方に補助容器（25）を配置して、気液分離容器（21）と補助容器（25）を連通部（26）（例えば連通管）で連通させるとよい。

この第２の発明では、気液分離容器（21）の上端と補助容器（25）の上端が略同一高さになるように配置することにより、補助容器（25）の底面が気液分離容器（21）の上板と底板の間の所定高さ位置に位置する。そして、補助容器（25）の底面よりも下方の断面積は気液分離容器（21）の断面積のみであるから相対的に小さくなり、補助容器（25）の底面よりも上方の断面積は気液分離容器（21）の断面積と補助容器（25）の断面積の合計であるから相対的に大きくなる。したがって、気液分離器への二相冷媒の流入量が少ないときに液面高さが低下しすぎることと、気液分離器への二相冷媒の流入量が多きときに液面高さが上昇しすぎることを防止できる。

第３の発明は、第１の発明において、上記気液分離容器（21）が縦長円筒状の容器であり、上記補助容器（25）が上記気液分離容器（21）よりも高さ寸法が小さくて該気液分離容器（21）の周囲に配置される環状の容器であり、上記気液分離容器（21）の上端と上記補助容器（25）の上端が略同一高さになるように配置されるとともに、該補助容器（25）の下部側面において該気液分離容器（21）と補助容器（25）とを連通する連通部（26）を備えていることを特徴としている。具体的には、気液分離容器（21）の周囲に補助容器（25）を配置する部分を二重管のように構成し、気液分離容器（21）と補助容器（25）とを連通部（26）（例えば連通孔）で連通させるとよい。

この第３の発明では、第２の発明と同様に、気液分離容器（21）の上端と補助容器の上端が略同一高さになるように配置することにより、補助容器（25）の底面が気液分離容器（21）の上板と底板の間の所定高さ位置に位置する。そして、補助容器（25）の底面よりも下方の断面積は気液分離容器（21）の断面積のみであるから相対的に小さくなり、補助容器（25）の底面よりも上方の断面積は気液分離容器（21）の断面積と補助容器（25）の断面積の合計であるから相対的に大きくなる。したがって、気液分離器への二相冷媒の流入量が少ないときに液面高さが低下しすぎることと、気液分離器への二相冷媒の流入量が多いときに液面高さが上昇しすぎることを防止できる。

第４の発明は、第１から第３の発明の何れか１つにおいて、上記補助容器（25）の上部にはガス抜き管（27）が接続され、該ガス抜き管（27）が、気液分離容器（21）の上部に接続されていることを特徴としている。

この第４の発明では、補助容器（25）の中に溜まったガス冷媒は、ガス抜き管（27）を介して気液分離容器（21）内へ流出し、ガス冷媒の出口管（23）を通って気液分離容器（21）から流出する。補助容器（25）が密閉容器であれば補助容器（25）内のガス冷媒の圧力のために液冷媒が補助容器（25）へ流入しにくくなり、補助容器（25）の液面高さが上昇しにくくなるが、ガス抜き管（27）を設けたことにより、補助容器（25）への液冷媒の流入の際にガス冷媒の圧力の影響を受けなくなり、補助容器（25）の液面高さは気液分離容器（21）の液面高さと実質的に一致する。

第５の発明は、第１から第３の発明の何れか１つにおいて、上記補助容器（25）の上部にはガス抜き管（27）が接続され、該ガス抜き管（27）が、ガス冷媒の出口管（23）に接続されていることを特徴としている。

この第５の発明では、補助容器の中に溜まったガス冷媒は、ガス抜き管（27）からガス冷媒の出口管（23）を通って補助容器から流出する。補助容器（25）が密閉容器であれば補助容器（25）内のガス冷媒の圧力のために液冷媒が補助容器（25）へ流入しにくくなり、補助容器（25）の液面高さが上昇しにくくなるが、ガス抜き管（27）を設けたことにより、補助容器（25）への液冷媒の流入の際にガス冷媒の圧力の影響を受けなくなり、補助容器（25）の液面高さは気液分離容器（21）の液面高さと実質的に一致する。

本発明によれば、気液分離容器（21）の上板と底板の間の所定高さ位置に底面が位置するように配置されて該気液分離容器（21）と連通する補助容器（25）を設けたことにより、気液分離器の水平断面積を、補助容器（25）の底面よりも下方において相対的に小さくし、補助容器（25）の底面よりも上方において相対的に大きくしている。したがって、気液分離器への二相冷媒の流入量が少ないときは気液分離容器（21）のみに液冷媒を溜めることにより、液面高さが低下しすぎないようにして液冷媒の出口管（24）からガス冷媒が流出することを防止できる。また、気液分離器への二相冷媒の流入量が多いときは気液分離容器（21）と補助容器（25）の両方に液冷媒を溜めることにより、液面高さが上昇しすぎないようにしてガス冷媒の出口管（23）から液冷媒が流出することを防止できる。さらに、本発明の気液分離器では補助容器（25）を設けるだけでよく、フロート弁を２つ設けるような複雑な構造にしなくてよいので、コストの上昇も抑えられる。

上記第２の発明によれば、気液分離容器（21）の上端と補助容器（25）の上端が略同一高さになるように配置することにより、補助容器（25）の底面よりも下方の断面積が相対的に小さくなり、補助容器（25）の底面よりも上方の断面積が相対的に大きくなる。したがって、気液分離器への二相冷媒の流入量が少ないときに液面高さが低下しすぎることと、気液分離器への二相冷媒の流入量が多きときに液面高さが上昇しすぎることを防止できるので、気液分離器への二相冷媒の流入量が少ないときに液冷媒の出口管（24）からガス冷媒が流出することと、気液分離器への二相冷媒の流入量が多いときにガス冷媒の出口管（23）から液冷媒が流出することを防止できる。また、補助容器（25）を気液分離容器（21）の側方に配置して両容器を連通部（26）で連通させるだけでよいため、構成が簡単でコストの上昇を抑えられる。

上記第３の発明によれば、上記第２の発明と同様に、気液分離容器（21）の上端と補助容器（25）の上端が略同一高さになるように配置することにより、補助容器（25）の底面よりも下方の断面積が相対的に小さくなり、補助容器（25）の底面よりも上方の断面積が相対的に大きくなる。したがって、気液分離器への二相冷媒の流入量が少ないときに液面高さが低下しすぎることと、気液分離器への二相冷媒の流入量が多きときに液面高さが上昇しすぎることを防止できるので、気液分離器への二相冷媒の流入量が少ないときに液冷媒の出口管（24）からガス冷媒が流出することと、気液分離器への二相冷媒の流入量が多いときにガス冷媒の出口管（23）から液冷媒が流出することを防止できる。また、補助容器（25）を気液分離容器（21）の側方に配置して両容器を連通部（26）で連通させるだけでよいため、構成が簡単でコストの上昇を抑えられる。

上記第４の発明によれば、補助容器（25）の上部にガス抜き管（27）を接続し、該ガス抜き管（27）を、気液分離容器（21）の上部に接続したことにより、補助容器（25）の中に溜まったガス冷媒が、ガス抜き管（27）を介して気液分離容器（21）内へ流出し、ガス冷媒の出口管（23）を通って気液分離容器（21）から流出する。補助容器（25）が密閉容器であれば液冷媒の液面高さが変動しにくくなるが、ガス抜き管（27）を設けたことにより、補助容器（25）の液面高さは気液分離容器（21）の液面高さと実質的に一致するように変動する。

上記第５の発明によれば、補助容器の上部にガス抜き管（27）を接続し、該ガス抜き管（27）を、ガス冷媒の出口管（23）に接続したことにより、補助容器（25）の中に溜まったガス冷媒が、ガス抜き管（27）からガス冷媒の出口管（23）を通って補助容器（25）から流出する。補助容器（25）が密閉容器であれば液冷媒の液面高さが変動しにくくなるが、ガス抜き管（27）を設けたことにより、補助容器の液面高さは気液分離器の液面高さと実質的に一致するように変動する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施形態は、室内の空調を行う空気調和装置（1）に関するものである。この空気調和装置（1）は、室内の冷房と暖房とを切り換えて行うように構成されている。

図１に示すように、空気調和装置（1）は、冷媒が充填される冷媒回路（10）を備えている。冷媒回路（10）では、冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路（10）には、圧縮機（11）と室外熱交換器（12）と室内熱交換器（13）とが設けられている。

上記圧縮機（11）は、例えばスクロール型の圧縮機で構成されている。圧縮機（11）には、吐出管（11a）と吸入管（11b）とが接続されている。上記室外熱交換器（12）は、室外空間に配置されている。室外熱交換器（12）は、例えばフィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されている。熱源側熱交換器である室外熱交換器（12）は、その内部を流れる冷媒と室外空気とを熱交換させる。上記室内熱交換器（13）は、室内空間に配置されている。室内熱交換器（13）は、例えばフィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されている。利用側熱交換器である室内熱交換器（13）は、その内部を流れる冷媒と室内空気とを熱交換させる。

また、冷媒回路（10）には、四路切換弁（14）が設けられている。四路切換弁（14）は、第１から第４までの４つのポートを備えている。四路切換弁（14）では、第１ポート（P1）が室外熱交換器（12）と繋がり、第２ポート（P2）が圧縮機（11）の吸入管（11b）と繋がり、第３ポート（P3）が圧縮機（11）の吐出管（11a）と繋がり、第４ポート（P4）が室内熱交換器（13）と繋がっている。四路切換弁（14）は、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）とを連通させると同時に第２ポート（P2）と第４ポート（P4）とを連通させる第１状態（図１の実線の状態）と、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）とを連通させると同時に第３ポート（P3）と第４ポート（P4）とを連通させる第２状態（図１の破線の状態）とに切換可能となっている。四路切換弁（14）は、冷媒回路（10）の冷媒の循環方向を切り換えるための冷媒流路切換機構を構成している。

上記冷媒回路（10）には、方向制御回路（ブリッジ回路）（15）と膨張弁（16）と気液分離器（20）とが設けられている。ブリッジ回路（15）は、冷房運転時と暖房運転時のいずれも、気液分離器（20）に流入する冷媒の流れ方向が変化しないようにするための回路である。

上記ブリッジ回路（15）は、４つの管路をブリッジ状に接続して構成され、４つのポート（P1,P2,P3,P4）を有している。上記４つの管路には、それぞれ逆止弁（CV）が設けられている。上記逆止弁（CV）は、第１ポート（P1）から第２ポート（P2）へ向かう冷媒流れと、第３ポート（P3）から第４ポート（P4）へ向かう冷媒流れと、第３ポート（P3）から第１ポート（P1）へ向かう冷媒流れと、第４ポート（P4）から第２ポート（P2）へ向かう冷媒流れを許容するように、各管路に設けられている。

上記室内熱交換器は、ブリッジ回路（15）の第１ポート（P1）に接続されている。該ブリッジ回路（15）の第２ポート（P2）は、一方向通路（17）を介して第３ポート（P3）に接続されている。一方向通路（17）には、上流側から順に、膨張弁（16）と気液分離器（20）とが接続されている。ブリッジ回路（15）の第４ポート（P4）は上記室外熱交換器（13）に接続されている。

上記膨張弁（16）は、冷房サイクルにおいて室外熱交換器（12）で凝縮（放熱）した冷媒を減圧する減圧機構を構成し、かつ暖房サイクルにおいて室内熱交換器（13）で凝縮（放熱）した冷媒を減圧する減圧機構を構成している。この膨張弁（16）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。

図１，図２及び図３に示すように、気液分離器（20）は、二相冷媒を貯留して気液分離する気液分離容器（21）と、該気液分離容器（21）の側板に接続された二相冷媒の入口管（22）と、該気液分離容器（21）の上板に接続されたガス冷媒の出口管（23）と、該気液分離容器（21）の底板に接続された液冷媒の出口管（24）とを備えている。気液分離容器（21）内は、上部がガス貯留部（21a）、下部が液貯留部（21b）になっている。

二相冷媒の入口管（22）は上記一方向通路（17）を介してブリッジ回路（15）の第２ポート（P2）に接続され、液冷媒の出口管（24）は上記一方向通路（17）を介してブリッジ回路（15）の第３ポート（P3）に接続されている。

ガス冷媒の出口管（23）はガス貯留部（21a）に接続されている。このガス冷媒の出口管（23）は、ガスインジェクション配管（28）に接続されている。このガスインジェクション配管（28）は、圧縮機（11）の吸入管（11b）と繋がっている。ガスインジェクション配管（28）は、ガス貯留部（21a）に溜まったガス冷媒を圧縮機（11）の吸入側に送るためのものである。ガスインジェクション配管（28）には、流量調整弁（29）が設けられている。この流量調整弁（29）は、ガスインジェクション配管（28）を流れる冷媒に抵抗を付与する絞り機構である。

上記気液分離器（20）は、気液分離容器（21）の上板と底板の間の所定高さ位置に底面が位置し、かつ該気液分離容器（21）と連通する補助容器（25）を備えている。この補助容器（25）は、上記気液分離容器（21）よりも高さ寸法が小さくて該気液分離容器（21）の側方に配置される小径の容器である。補助容器（25）を設けたことにより、この補助容器（25）の底面よりも上方の部分は相対的に断面積が大きく、それよりも下方の部分は相対的に断面積が小さくなっている。

気液分離器（20）は、上記気液分離容器（21）の上端と上記補助容器（25）の上端が略同一高さになるように配置されるとともに、該補助容器（25）の下部側面において該気液分離容器（21）と補助容器（25）とを連通する連通部（連通管）（26）を備えている。また、上記補助容器（25）の上部にはガス抜き管（27）が接続され、該ガス抜き管（27）は、気液分離容器（21）の上部に接続されている。

−運転動作−
次に、本発明に係る実施形態の空気調和装置（1）の運転動作について説明する。空気調和装置（1）の冷媒回路（10）では、上記四路切換弁（14）の設定に応じて、冷媒の循環方向が切り換わる。その結果、この空気調和装置（1）では、室内熱交換器（13）で冷却動作を行う冷房運転と、室内熱交換器（13）で加熱動作を行う暖房運転とが切換可能となっている。

〈冷房運転〉
冷房運転では、四路切換弁（14）が図１に実線で示す状態に設定され、膨張弁（16）の開度が適宜調節される。さらに、冷房運転では、ガスインジェクション配管（28）の流量調整弁（29）の開度が適宜調節される。

圧縮機（11）で圧縮された冷媒は、吐出管（11a）より吐出され、室外熱交換器（12）を流れる。室外熱交換器（12）では、高圧のガス冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（12）で凝縮した後の高圧の液冷媒は、ブリッジ回路（15）の第１ポート（P1）から第２ポート（P2）を通り、さらに一方向通路（17）の膨張弁（16）で低圧圧力まで減圧されて気液二相状態となり、気液分離器（20）へ送られる。

気液分離器（20）では、気液二相状態の冷媒が、二相冷媒の入口管（22）を介して気液分離容器（21）内へ流入する。そして、気液分離容器（21）内で、冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。気液分離器（20）では、運転条件の変動に伴い、気液分離容器（21）内の液冷媒の量が変動する。具体的には、液冷媒の量が少ない場合、図２に示すように液冷媒が気液分離容器（21）のみに溜まって、補助容器（25）には溜まらないので、液面高さが低下しすぎることはない。一方、液冷媒の量が多い場合、図３に示すように液冷媒が気液分離容器（21）と補助容器（25）の両方に溜まるので、液面高さが上昇しすぎることはない。

気液分離容器（21）の液貯留部（21b）に溜まった液冷媒は、液冷媒の出口管（24）より気液分離容器（21）の外部へ排出される。このとき、二相冷媒の流入量が少ない図２の状態であっても液冷媒が体積の小さな気液分離容器（21）のみに溜まるので、所定の液面高さが確保され、ガス冷媒は流出しない。気液分離容器（21）から流出したガス冷媒を含まない液冷媒は、ブリッジ回路（15）を通って室内熱交換器（13）側へ送られる。

この低圧の液冷媒は、室内熱交換器（13）を流れる。室内熱交換器（13）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内熱交換器（13）を流れる冷媒で空気が冷却されて、冷却動作が行われ、室内が冷房される。室内熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、圧縮機（11）の吸入側に送られる。

一方、上記気液分離容器（21）のガス貯留部（21a）に溜まり込んだガス冷媒は、ガスインジェクション配管（28）から、流量調整弁（29）を通過して圧縮機（11）の吸入側に吸い込まれる。このとき、二相冷媒の流入量が多い図３の状態では液冷媒が気液分離容器（21）と補助容器（25）の両方に溜まり、容器の体積が大きいために液面高さが上昇しすぎず、液冷媒は流出しない。圧縮機（11）の吸入管（11b）では、室内熱交換器（13）で蒸発したガス冷媒と、ガスインジェクション配管（28）を介して気液分離器（20）から導入されたガス冷媒とが合流する。合流後の冷媒は、圧縮機（11）に吸入され、高温高圧ガスとなるまで圧縮される。

〈暖房運転〉
暖房運転では、四路切換弁（14）が図１に破線で示す状態に設定され、膨張弁（16）の開度が適宜調節される。さらに、暖房運転では、ガスインジェクション配管（28）の流量調整弁（29）の開度が適宜調節される。

圧縮機（11）で圧縮された冷媒は、吐出管（11a）より吐出され、室内熱交換器（13）を流れる。室内熱交換器（13）では、高圧のガス冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、室内熱交換器（13）を流れる冷媒で空気が加熱されて、加熱動作が行われ、室内が暖房される。室内熱交換器（13）で凝縮した後の高圧の液冷媒は、ブリッジ回路（15）の第４ポート（P4）から第２ポート（P2）を通り、さらに一方向通路（17）の膨張弁（16）で低圧圧力まで減圧されて気液二相状態となり、気液分離器（20）へ送られる。

気液分離器（20）では、気液二相状態の冷媒が、二相冷媒の入口管（22）を介して気液分離容器（21）内へ流入する。そして、気液分離容器（21）内で、冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。気液分離器（20）では、運転条件の変動に伴い、気液分離容器（21）内の液冷媒の量が変動する。具体的には、液冷媒の量が少ない場合、図２に示すように液冷媒が気液分離容器（21）のみに溜まって、補助容器（25）には溜まらないので、液面高さが低下しすぎることはない。一方、液冷媒の量が多い場合、図３に示すように液冷媒が気液分離容器（21）と補助容器（25）の両方に溜まるので、液面高さが上昇しすぎることはない。

気液分離容器（21）の液貯留部（21b）に溜まった液冷媒は、液冷媒の出口管（24）より気液分離容器（21）の外部へ排出される。このとき、二相冷媒の流入量が少ない図２の状態であっても液冷媒が体積の小さな気液分離容器（21）のみに溜まるので、所定の液面高さが確保され、ガス冷媒は流出しない。気液分離容器（21）から流出したガス冷媒を含まない液冷媒は、室外熱交換器（12）側へ送られる。

室外熱交換器（12）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（12）で蒸発した冷媒は、圧縮機（11）の吸入側に送られる。

一方、上記気液分離容器（21）のガス貯留部（21a）に溜まり込んだガス冷媒は、ガスインジェクション配管（28）から、流量調整弁（29）を通過して圧縮機（11）の吸入側に吸い込まれる。このとき、二相冷媒の流入量が多い図３の状態では液冷媒が気液分離容器（21）と補助容器（25）の両方に溜まり、容器の体積が大きいために液面高さが上昇しすぎず、液冷媒は流出しない。圧縮機（11）の吸入管（11b）では、室外熱交換器（12）で蒸発したガス冷媒と、ガスインジェクション配管（28）を介して気液分離器（20）から導入されたガス冷媒とが合流する。合流後の冷媒は、圧縮機（11）に吸入され、高温高圧ガスとなるまで圧縮される。

−実施形態の効果−
上記実施形態によれば、気液分離容器（21）の上板と底板の間の所定高さ位置に底面が位置するように配置されて該気液分離容器（21）と連通する補助容器（25）を設けたことにより、気液分離器（20）の水平断面積を、補助容器（25）の底面よりも下方において相対的に小さくし、補助容器（25）の底面よりも上方において相対的に大きくしている。したがって、気液分離器（20）への二相冷媒の流入量が少ないときは気液分離容器（21）のみに液冷媒を溜めることにより、液面高さが低下しすぎないようにして液冷媒の出口管（24）からガス冷媒が流出することを防止できる。また、気液分離器（20）への二相冷媒の流入量が多いときは気液分離容器（21）と補助容器（25）の両方に液冷媒を溜めることにより、液面高さが上昇しすぎないようにしてガス冷媒の出口管（23）から液冷媒が流出することを防止できる。

さらに、本発明の気液分離器（20）では補助容器（25）を設けるだけでよく、フロート弁を２つ設けるような複雑な構造にしなくてよいので、コストの上昇も抑えられる。また、補助容器（25）を気液分離容器（21）の側方に配置して両容器を連通部（26）で連通させるだけでよいため、その点でも構成が簡単でコストの上昇を抑えられる。

さらに、補助容器（25）の上部にガス抜き管（27）を接続し、該ガス抜き管（27）を、気液分離容器（21）の上部に接続したことにより、補助容器（25）の中に溜まったガス冷媒が、ガス抜き管（27）を介して気液分離容器（21）内へ流出し、ガス冷媒の出口管（23）を通って気液分離容器（21）から流出する。補助容器（25）が密閉容器であれば液冷媒の液面高さが変動しにくくなるが、ガス抜き管（27）を設けたことにより、補助容器（25）内のガス圧が抵抗にならず、補助容器（25）の液面高さは気液分離容器（21）の液面高さと実質的に一致するように変動する。

また、上記実施形態では、ガスインジェクション配管（28）に流量調整弁（29）を設けるようにしている。このため、この流量調整弁（29）の開度を絞ることにより、ガス貯留部（21a）からガスインジェクション配管（28）内に吸引される冷媒量を規制することができる。したがって、気液分離容器（21）内の冷媒が過剰にガスインジェクション配管（28）側に送られることにより、室内熱交換器（13）や室外熱交換器（12）へ送られる液冷媒量が減少してしまうのを未然に回避できる。

−実施形態の変形例−
図１の例では、気液分離容器（21）の側方に補助容器（25）を配置した例を説明したが、図４に示すように、気液分離容器（21）を縦長円筒状の容器として、補助容器（25）を上記気液分離容器（21）よりも高さ寸法が小さくて該気液分離容器（21）の周囲に配置される環状の容器にしてもよい。この場合、上記気液分離容器（21）の上端と上記補助容器（25）の上端が略同一高さになるように配置するとともに、二相冷媒の入口管（22）を、補助容器（25）を貫通して気液分離容器（21）に接続し、該補助容器（25）の下部側面において該気液分離容器（21）と補助容器（25）とを連通する連通部（26）（連通孔）を設け、補助容器（25）とガス冷媒の出口管（23）とを連通するガス抜き管（27）を設けておけばよい。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

例えば、図２，図３に実線で示したガス抜き管（27）の代わりに、仮想線で示すように補助容器（25）の上部などにガス抜き管（27）を接続し、このガス抜き管（27）をガス冷媒の出口管（23）に接続するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ガスインジェクション配管（28）に絞り機構としての流量調整弁（29）を設けるようにしているが、流量調整弁に代わってキャピラリーチューブ等の他の絞り機構を設けるようにしてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、気液分離器（20）内の液面が上昇しすぎるのを防止する構造の気液分離器について有用である。

本発明の実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路図である。 気液分離器の断面構造図であり、二相冷媒の流入量が少ない状態を示している。 気液分離器の断面構造図であり、二相冷媒の流入量が多い状態を示している。 気液分離器の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

1 空気調和装置
10 冷媒回路
20 気液分離器
21 気液分離容器
22 二相冷媒の入口管
23 ガス冷媒の出口管
24 液冷媒の出口管
25 補助容器
26 連通部
27 ガス抜き管

Claims (5)

1. 冷媒を気液分離する気液分離容器（21）と、該気液分離容器（21）の側板に接続された二相冷媒の入口管（22）と、該気液分離容器（21）の上板に接続されたガス冷媒の出口管（23）と、該気液分離容器（21）の底板に接続された液冷媒の出口管（24）とを備えた気液分離器であって、
   上記気液分離容器（21）の上板と底板の間の所定高さ位置に底面が位置するように配置され、かつ該気液分離容器（21）と連通する補助容器（25）を備えていることを特徴とする気液分離器。
2. 請求項１において、
   上記気液分離容器（21）が縦長円筒状の容器であり、
   上記補助容器（25）が上記気液分離容器（21）よりも高さ寸法が小さくて該気液分離容器（21）の側方に配置される小径の容器であり、
   上記気液分離容器（21）の上端と上記補助容器（25）の上端が略同一高さになるように配置されるとともに、該補助容器（25）の下部側面において該気液分離容器（21）と補助容器（25）とを連通する連通部（26）を備えていることを特徴とする気液分離器。
3. 請求項１において、
   上記気液分離容器（21）が縦長円筒状の容器であり、
   上記補助容器（25）が上記気液分離容器（21）よりも高さ寸法が小さくて該気液分離容器（21）の周囲に配置される環状の容器であり、
   上記気液分離容器（21）の上端と上記補助容器（25）の上端が略同一高さになるように配置されるとともに、該補助容器（25）の下部側面において該気液分離容器（21）と補助容器（25）とを連通する連通部（26）を備えていることを特徴とする気液分離器。
4. 請求項１から３の何れか１つにおいて、
   上記補助容器（25）の上部にはガス抜き管（27）が接続され、該ガス抜き管（27）は、気液分離容器（21）の上部に接続されていることを特徴とする気液分離器。
5. 請求項１から３の何れか１つにおいて、
   上記補助容器（25）の上部にはガス抜き管（27）が接続され、該ガス抜き管（27）は、ガス冷媒の出口管（23）に接続されていることを特徴とする気液分離器。

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