[发明专利]气液分离装置、具备气液分离装置的冷冻装置以及具备气液分离装置的流体机械装置

说明书

气液分离装置、具备气液分离装置的冷冻装置以及具备气液分离装置的流体机械装置，其着眼于气相涡旋的特性提出防止气相与液相混合从液相出口管出来的方案。气液分离装置对从二相流入口管向圆筒容器内导入的二相流赋予回旋力，由离心力将气液分离，使得气相从气相出口管流出，液相从液相出口管流出，其中，形成了在包括圆筒部的中心轴在内的截面中顶角在120度以下的向下的圆锥形状的斜面部，并且在该斜面部的除了连接曲面以外的位置设置了液相出口管，且在包括圆筒部的中心轴在内的截面中，在以圆筒部内壁(2b)和连接曲面内壁(13a)的棱线为X，以棱线X和圆筒部的中心轴的距离为L₀，以棱线X和液相出口管的中心轴的距离为L₁时，使L₁/L₀0.6。

技术领域

本发明涉及一种将在冷冻循环、蒸气循环、对气液二相流进行处理的机械系统中使用的气相和液相分离的气液分离装置以及使用了它们的冷冻装置、蒸气循环装置、对气液二相流进行处理的流体机械装置，详细地说，涉及谋求更进一步的高性能化、小型化以及廉价化的技术。

背景技术

将气相制冷剂和液相制冷剂分离的气液分离装置、将水蒸气和水或空气和水分离的气液分离装置、将油和气体分离的油分离器及对气液二相流进行处理的机械系统等将气体和液体分离的气液分离装置(下面将它们总称，称为气液分离装置)，主要使用使二相流回旋，在由回旋流的离心力使液体附着在壁面上后由重力将液体分离的气液分离装置。

例如，在将气相制冷剂和液相制冷剂分离的冷冻循环的气液分离装置中，在容器的上端部设置气相出口管，在容器的下部设置液相出口管，将二相流入口管设置在容器上方，使从入口管流入到容器的二相流沿容器内壁面回旋，由离心力的作用分离为气相和液相，使气相从气相出口管流出，而液相在使其附着在容器内壁面上后，由重力的作用暂时积存在容器的下方，将其从液相出口管取出。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2005-265387号

专利文献2：日本特开2002-061993号

专利文献3：日本特开2007-107861号

专利文献4：日本特开2001-99527号

发明内容

发明所要解决的课题

前面说明的专利文献1～4的气液分离装置也对提高气液分离性能采取了各种手段，但根据与气相涡旋的关系决定液相出口管的入口位置，防止气相混合在液相中被吸入并从液相出口管出来的文献少。

即，在专利文献1(图16)和专利文献2(图17)中公开的气液分离装置51，都是在底壁上设置了圆锥状的斜面部，在其最下端设置了液相出口管的入口位置的气液分离装置，是通过将底壁做成圆锥状的斜面部来提高液面，谋求提高性能的气液分离装置。

然而，在此种气液分离装置中，一面沿圆锥状的斜面部回旋一面流动的液相的回旋流，与离心力的增加相应的量相应地，越向下方去越扩展。

若回旋流扩展，则被积存在底壁上的液相如图16的虚线所示，沿圆筒容器周壁侧面被上推。与此相伴，气相涡旋的最下端下降，接近液相出口管入口55a，气相从液相出口管55流出，使气液分离性能降低了。

在专利文献1、2中，没有着眼于这样的回旋流和液相出口管55的关系而使得气液分离性能提高的记载。

另外，专利文献3(图18)，是在底壁中央部设置突起，在与突起的上端位置相比为下方的设置液相出口管55的专利文献。此突起57，在使积存在底壁52a上的集液部的液面56上升并防止气相与液相一起从液相出口管55流出的意义上，发挥大的作用，但在将大的突起57安装在底壁52a上存在花费费用，加工工时也增大这样的课题。另外，在此专利文献3中没有关于回旋流的记载，也没有记载作为突起57的作用怎样对回旋流做出贡献。