储液器和具备该储液器的冷冻装置的制造方法
【专利摘要】一种储液器(100)，用于具备多个压缩机(1)的冷冻装置，并且相对于多个压缩机(1)仅设置有一个，具备：流入配管(3)，其在圆筒状的容器(2)上与容器的中心轴(X)正交地贯通设置，使气液混合制冷剂流入容器(2)的内部；以及多个流出配管(4)，其与多个压缩机(1)的吸入侧连接，多个流出配管(4)的一端位于容器(2)的内部，成为使容器(2)内的气体制冷剂向多个压缩机(1)流出的流出口(9)，多个流出口(9)在容器(2)的中央部集中地配置。
【专利说明】
储液器和具备该储液器的冷冻装置
技术领域
[0001]本发明涉及搭载多台压缩机的冷冻装置的储液器和具备该储液器的冷冻装置。
【背景技术】
[0002]以往，有如下储液器:该储液器使用于具备多个压缩机的冷冻装置中，并且相对于多个压缩机仅设置有一个该储液器(例如参照专利文献I)。该储液器具备一条流入配管以及与多台压缩机的吸入侧连接的多条流出配管。制冷剂与油混合的混合状态的气液混合制冷剂向流入配管流入。流入配管从储液器的容器的上表面插入，位于储液器内的配管部分相对于容器的内周面具有倾斜角地设置。
[0003]专利文献I的储液器通过这样配置流入配管，从而在容器内产生气液混合制冷剂的回旋流，利用离心力使该回旋流中的液体附着于容器的内周面，从而使气液混合制冷剂中含有的液体和气体分离。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2006 — 112672号公报(第4页)
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]在专利文献I的结构中，流入容器内的气液混合制冷剂的流向是回旋流，由于该回旋流与储存在容器内的制冷剂的液面碰撞，所以会产生液面的紊乱和漩涡(涡流)等。由于产生这样的液面的紊乱和涡流，所以存在从各流出配管流出的气体制冷剂的流量产生偏差的问题。
[0009]本发明鉴于这样的问题而做出，目的在于提供能够改善从多个流出配管中的各个流出的气体制冷剂的流出量的偏差的储液器、以及具备该储液器的冷冻装置。
[0010]用于解决课题的机构
[0011]本发明的储液器使用于具备多个压缩机的冷冻装置中，并且相对于多个压缩机仅设置有一个，具备流入配管和多个流出配管，该流入配管与圆筒状的容器的中心轴正交地贯通设置于容器，使气液混合制冷剂流入容器的内部，该多个流出配管与多个压缩机的吸入侧连接，多个流出配管的一端位于容器的内部，成为使容器内的气体制冷剂向多个压缩机流出的流出口，多个流出口在容器的中央部集中地配置。
[0012]本发明的冷冻装置具备上述的储液器。
[0013]发明的效果
[0014]根据本发明，能够改善从多个流出配管中的各个流出的气体制冷剂的流出量的偏差。
【附图说明】
[0015]图1是表示搭载有本发明的实施方式I的储液器100的冷冻装置的结构的图。
[0016]图2是表示本发明的实施方式I的储液器100的结构的图。
[0017]图3是表示在本发明的实施方式I的储液器100中，沿俯视方向观察容器2的情况下的流线的图。
[0018]图4是表示在本发明的实施方式I的储液器100中，从主视方向观察容器2的情况下的流线的图。
[0019]图5是表示本发明的实施方式2的储液器200的结构的图。
[0020]图6是表示在本发明的实施方式2的储液器200中，沿俯视方向观察容器2的情况下的流线的图。
[0021]图7是表示在本发明的实施方式2的储液器200中，从主视方向观察容器2的情况下的流线的图。
[0022]图8是表示在本发明的实施方式2的储液器200中，计算基准折流角度与内周面2a上的制冷剂流速比例的关系的计算结果的柱状图。
[0023]图9是表示本发明的实施方式3的储液器300的结构的图。
[0024]图10是表示在本发明的实施方式3的储液器300中，沿俯视方向观察容器2的情况下的流线的图。
[0025]图11是表示在本发明的实施方式3的储液器300中，从主视方向观察容器2的情况下的流线的图。
[0026]图12是表示在本发明的实施方式3的储液器300中，计算相对于容器2的直径D的封闭板30的内径d与制冷剂流速的关系的计算结果的柱状图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照图1?图12，详细地说明本发明的实施方式。
[0028]实施方式1.
[0029]图1是表示搭载有本发明的实施方式I的储液器100的冷冻装置的结构的图。以下，在图1和后述的图中，附上相同的附图标记的部分是相同或与之相当的部分，这在说明书全文中都是共通的。此外，说明书全文中示出的结构要素的形态仅仅是例示，而不被这些记载所限定。
[0030]图1的冷冻装置具有多台压缩机la、lb、lc(以下在统称时仅称为“压缩机I”)、以及相对于多台压缩机I设置有I台的储液器100。在冷冻装置中还具备未图示的冷凝器、节流装置和蒸发器等，构成供制冷剂循环的制冷剂回路。此外，这里示出了能够应对3台压缩机的储液器100，但能够对应的压缩机的台数不限于3台，也可以是2台，也可以是4台以上。
[0031]储液器100具备圆筒状的容器2、流入配管3、多个流出配管4a、4b、4c(以下在统称时仅称为“流出配管4”)和回油管6。流出配管4a、4b、4c与压缩机la、lb、lc的吸入配管5a、5b、5c连接。
[0032]气体制冷剂、液体制冷剂以及油混合的混合状态的制冷剂(以下称为气液混合制冷剂)从负荷侧(蒸发器)循环到储液器100中。储液器100将该气液混合制冷剂分离成气体制冷剂和含有油的液体制冷剂。这里，被分离的气体制冷剂经由各流出配管4a、4b、4c向各压缩机la、lb、lc的吸入侧供给，含有油的液体制冷剂储存在容器2内。另外，储存在容器2内的油从设置于流出配管4a、4b、4c的后述的回液部7(参照图2)返回各压缩机la、lb、lc。因此，含有油的气体制冷剂(以下称为含油气体制冷剂)从储液器100向各压缩机Ia、Ib、Ic供给。
[0033]以下，详细地说明储液器100的结构。
[0034]图2是表示本发明的实施方式I的储液器100的结构的图。图2(A)是主视图。图2(B)是将构成容器2的上部侧的上部容器拆下的状态的立体图。图2(C)是横剖视图。
[0035]流入配管3将容器2沿与其中心轴X正交的方向(水平方向)贯通地设置。流入配管3的位于容器2内的前端成为流入口 3a，气液混合制冷剂从该流入口 3a流入容器2内。流入口3a设定于距容器2的内周面2a隔开固定的间隔的位置。另外，流入配管3的流入口 3a的一侧的端面成为相对于流入配管3的管轴3b倾斜的倾斜面。
[0036]各流出配管4a、4b、4c呈U字形，一端位于容器2内，另一端位于容器2的上部。流出配管4a、4b、4c的位于容器2内的一端侧的端部成为供容器2内部的气体制冷剂向压缩机la、Ib、Ic流出的流出口 9a、9b、9c(以下在统称时仅称为“流出口 9”)。另外，流出配管4a、4b、4c的一端侧的端部朝向中心轴X侧弯曲。由此，各流出口 9a、9b、9c如图2 (B)和图2 (C)所示地在容器2的中央部(图2(C)中由虚线包围的部分)集中地配置。
[0037]此外，流出配管4a、4b、4c的一端侧的端部在以中心轴X为中心的圆周上从等间隔的各位置朝向中心轴X侧弯曲，流出口 9a、9b、9c成为在以中心轴X为中心的圆周上等间隔地配置的结构。这里，流出口 9a、9b、9c中的彼此相邻的流出口的彼此的间隔a (参照图2 (C))设定为例如1mm左右。此外，在连接3台以上压缩机I的情况下，考虑到制造性，也可以以1mm以上的间隔a设置流出口 9。
[0038]另外，流出口9a、9b、9c位于比流入配管3靠上部的高度位置。
[0039]另外，流出配管4a、4b、4c的另一端也配置于以容器2的中心轴X为中心的圆周上。流出配管4a、4b、4c的另一端经由连结部8a、8b、8c与吸入配管5a、5b、5c连接。另外，流出配管4a、4b、4c在相同高度位置具备回液部7。另外，使油返回压缩机I的回油管6与容器2的下部连接。
[0040]接下来，根据图3和图4，说明像以上那样构成的储液器100中的制冷剂和油的流向。
[0041]图3是表示在本发明的实施方式I的储液器100中，沿俯视方向观察容器2的情况下的流线的图。图4是表示在本发明的实施方式I的储液器100中，从主视方向观察容器2的情况下的流线的图。
[0042]从冷冻装置的蒸发器(未图示)流出的气液混合制冷剂经过流入配管3流入容器2内。这里，流入配管3如上所述地将容器2沿与其中心轴X正交的方向贯通地设置。因此，从流入配管3流入容器2内的气液混合制冷剂与容器2的内周面2a碰撞。
[0043]与容器2的内周面2a碰撞了的气液混合制冷剂沿容器2的内周面2a流动。沿容器2的内周面2a的流体分成周向的流体和下方向的流体，最终由于自重而向容器2的底部流动。另外，气液混合制冷剂中含有的液体制冷剂的液滴和油的液滴以雾状飞散，顺着容器2的内周面2a滴下，积存在容器2的下部。此外，经过流入配管3流入容器2内的气液混合制冷剂的流速快，例如约为13?15.5(m/s)，但通过与容器2的内周面2a碰撞而减速，因此上述气液分离高效地进行。
[0044]另外，气液混合制冷剂因与内周面2a的碰撞而速度减慢，从而在容器2内不产生回旋流。由于在容器2内不产生回旋流，从而抑制气液混合制冷剂与容器2内的液体制冷剂与油的混合液的液面直接碰撞。另外，从流入配管3流入的气液混合制冷剂的流体是紊流状态的液体流，但通过像上述那样在容器2内不产生回旋流，从而抑制容器2内的气液混合制冷剂的流动的紊乱。根据以上，能够抑制液面的紊乱(液面的扰乱)以及储存在容器2内的液体制冷剂与油的混合液中的涡流的产生。
[0045]并且，在容器2内被气液分离的液体制冷剂和油如上所述地积存于容器2的下部，因此，容器2内的上部空间几乎只有气体制冷剂。这里，如上所述地使流出配管4的流出口 9在比流入配管3靠上部处集中在中央。因此，不会将从流入口 3a流入容器2内的气液混合制冷剂从流出口 9吸入。因此，能够排除从各流出配管4流出的气体制冷剂的流出量的偏差产生的要因，能够抑制偏差。
[0046]另外，积存于回液部7的高度位置的油由于从流出配管4吸入的气体制冷剂的气体速度而从回液部7被吸起，与气体制冷剂共同地被送向压缩机I。此时，如果产生液面的紊乱、涡流，则从回液部7吸起的油量不稳定，在油从流出配管4流出时，其流出量产生偏差。但是，在本实施方式I中，能够抑制液面的紊乱、祸流的产生，因此能够抑制油从各流出配管4流出的流出量的偏差。
[0047]以上的结果是，能够抑制来自各流出配管4的含油气体制冷剂的流出量的偏差。
[0048]如以上说明的那样，根据本实施方式I，流入配管3构成为将容器2沿与其中心轴X正交的方向贯通的结构，另外，构成为将各流出配管4的容器2内的开口即流出口9集中在容器2的中央部的结构。由此，能够抑制容器2内回旋流的产生，能够减少储液器内的液面的紊乱、涡流的产生。其结果是，能够向各流出配管4均匀地分配含油气体制冷剂，能够抑制含油气体制冷剂的流出量的偏差，能够改善储存性能。
[0049]实施方式2.
[0050]图5是表示本发明的实施方式2的储液器200的结构的图。图5(A)是主视图。图5(B)是将构成容器2的上部侧的上部容器拆下的状态的俯视图。
[0051 ]实施方式2的储液器200具有在实施方式I的储液器200的基础上进一步具备多个折流板(挡板)20的结构。除此之外的结构与实施方式I相同。
[0052]折流板20是长方形形状，其长边侧以与容器2的内周面2a相接的方式立起设置于内周面2a。各折流板20的面方向朝向容器2的半径方向，在内周面2a上沿周向等间隔地立起设置。各折流板20中的I块配置在相对于流入配管3的管轴3b从流入口3a侧起45°?90°的角度的位置，以该位置为基准，其余的折流板20以等间隔配置。以下，将该作为基准的折流位置称为基准折流位置，将其角度称为基准折流角度。在本例中，4块折流板20中的I块配置于基准折流角度45°的位置，其它的3块折流板20从该基准折流位置起以90°间隔设置。此外，折流板20的个数不限定于4个，除此之外例如也可以是2?3块。
[0053]另外，从降低气液混合制冷剂的速度的观点出发，在设容器2的直径为D时，折流板20的短边方向(立设方向)的宽度b构成为D/5?D/12。
[0054]接下来，根据图6和图7说明如上那样构成的储液器200中的制冷剂和油的流向。
[0055]图6是表示在本发明的实施方式2的储液器200中，沿俯视方向观察容器2的情况下的流线的图。图7是表示在本发明的实施方式2的储液器200中，从主视方向观察容器2的情况下的流线的图。气液混合制冷剂的大概流向与实施方式I相同，因此在这里以折流板20的作用为中心进行说明。
[0056]流入容器2内的气液混合制冷剂在与容器2的内周面2a碰撞之后，成为沿着内周面2a的周向的液体流。由于该气液混合制冷剂的液体流与折流板20碰撞，所以能够使其不与液面直接相碰。另外，气液混合制冷剂的液体流与多个折流板20依次碰撞，流速降低，因此能够改善液面的紊乱。像这样，由于气液混合制冷剂的液体流的流速降低，所以能够抑制储存在容器2中的液体制冷剂与油的混合液产生涡流的情况，能够使液面稳定。
[0057]接下来，在以下的图8中，表示当使基准折流角度为45°?90°时，证实对气液混合制冷剂的流速降低有效果的模拟的计算结果。计算所使用的条件是:制冷剂循环量为1700kg/h、被吸入容器2内的气液混合制冷剂的温度为18°C。
[0058]图8是表示在本发明的实施方式2的储液器200中，基准折流角度与内周面2a上的制冷剂流速比例的关系的计算结果的柱状图。这里，将I块折流板20依次改变基准折流角度地设置，在各个折流角度下计算容器2的内周面2a上的制冷剂流速。在图8中，横轴是基准折流角度(°)。纵轴是计算制冷剂流速相对于来自流入配管3的气液混合制冷剂的最大流速的比例(减速效果)(％)。
[0059]当基准折流角度是30°以下的情况下，可以认为由于折流板20与流入配管3的间隔太近而对气液混合制冷剂的液体流产生不良影响，使液面的紊乱恶化。其结果是，制冷剂流速没有充分地降低。与此相比，如果使基准折流角度为45°?90°，则减速效果变成84%以下，充分地发挥了制冷剂流速的降低效果。
[0060]另外，使折流板20的短边方向的长度b为D/5?D/12，这是由于以下的理由。在本实施方式2中，出于与所谓的搅拌槽同样地去除漩涡、涡流的想法，设置折流板20来使液面稳定。在搅拌槽的折流设计中，上述尺寸比例是通常使用的最适合的折流尺寸比例。因此，本实施方式2中也采用上述尺寸比例。
[0061]如以上说明的那样，根据本实施方式2，能够得到与实施方式I相同的效果，并且通过在容器2的内周面2a设置折流板20，从而能够更进一步减少储液器200的容器2内的液面的紊乱、涡流的产生。其结果是，实施方式2与实施方式I相比，能够进一步抑制来自各流出配管4的含油气体制冷剂的流出量的偏差，能够进一步改善储存性能。
[0062]实施方式3.
[0063]图9是表示本发明的实施方式3的储液器300的结构的图。图9(A)是主视图。图9 (B)是将构成容器2的上部侧的上部容器拆下的状态的俯视图。
[0064]实施方式3的储液器300具有在实施方式I的储液器300的基础上进一步具备封闭板30的结构。除此以外的结构与实施方式I相同。
[0065]封闭板30是圆环形，其外周与容器2的内周面2a接触地设置。封闭板30设置于比流入配管3和设置于流出配管4的回液部7低的位置。另外，从降低气液混合制冷剂的速度的观点出发，在设容器2的直径为D时，封闭板30的内径d构成为3D/5?4D/5。换言之，使封闭板30的内径相对于容器2的直径D的比例在0.6?0.8的范围。
[0066]接下来，根据图10和图11来说明以上那样构成的储液器300中的制冷剂与油的流向。
[0067]图10是表示在本发明的实施方式3的储液器300中沿俯视方向观察容器2的情况下的流线的图。图11是表示在本发明的实施方式3的储液器300中从主视方向观察容器2的情况下的流线的图。气液混合制冷剂的大致的流向与实施方式I相同，因此，这里以封闭板30的作用为中心进行说明。
[0068]流入容器2内的气液混合制冷剂在与容器2的内周面2a碰撞之后，分成沿内周面2a的周向的液体流和下方向的液体流。下方向的液体流由于与封闭板30碰撞，因此能够不与制冷剂液面直接相碰。另外，由于气液混合制冷剂的液体流沿封闭板30流动之后向容器2的底部流动，因此能够改善液面的紊乱。另外，能够降低气液混合制冷剂的液体流的流速，因此，能够抑制储存在容器2中的液体制冷剂与油的混合液产生涡流的情况，能够使液面稳定。
[0069]接下来，在以下的图12中，表示当使封闭板30的内径d为3D/5?4D/5时，证实对气液混合制冷剂的流速降低有效的模拟的计算结果。计算所使用的条件与上述相同，制冷剂循环量为1700kg/h、被吸入容器2内的气液混合制冷剂的温度为18°C。
[0070]图12是表示在本发明的实施方式3的储液器300中，封闭板30的内径d与制冷剂流速的关系的计算结果的柱状图。这里，将封闭板30的内径d依次改变地进行设置，在各个内径下，计算封闭板30的下方的内周面2a上的制冷剂流速。在图12中，横轴是封闭板30的内径d(m)。纵轴是计算制冷剂流速相对于来自流入配管3的气液混合制冷剂的最大流速的比，即制冷剂流速增减比率(一)。
[0071]当封闭板30的内径d为2D/5以下的情况下，制冷剂流速增减比率超过I。即，封闭板30的下方的内周面2a上的制冷剂流速超过来自流入配管3的气液混合制冷剂的最大流速。但是，在封闭板30的内径d为3D/5?4D/5的范围中，制冷剂流速增减比率是I以下，封闭板30的下方的内周面2a上的制冷剂流速与来自流入配管3的气液混合制冷剂的最大流速相比减小，充分发挥了制冷剂流速的降低效果。
[0072]如以上说明的那样，根据本实施方式3，能够得到与实施方式I相同的效果，并且通过在容器2的内周面2a设置封闭板30，从而能够进一步减少储液器300的容器2内的液面的紊乱、涡流的产生。其结果是，实施方式3与实施方式I相比，能够进一步抑制含油气体制冷剂的流出量的偏差，能够进一步改善储存性能。
[0073]附图标记说明
[0074]l(la、lb、lc)压缩机、2容器、2a内周面、3流入配管、3a流入口、3b管轴、4(4a、4b、4c)流出配管、5a、5b、5c吸入配管、6回油管、7回液部、8a、8b、8c连结部、9(9a、9b、9b)流出口、20折流板、30封闭板、100储液器、200储液器、300储液器。
【主权项】
1.一种储液器，所述储液器用于具备多个压缩机的冷冻装置中，并且相对于多个压缩机仅设置有一个，所述储液器的特征在于， 具备流入配管和多个流出配管， 所述流入配管与圆筒状的容器的中心轴正交地贯通设置于所述容器，使气液混合制冷剂流入所述容器的内部， 所述多个流出配管与所述多个压缩机的吸入侧连接， 所述多个流出配管的一端位于所述容器的内部，成为使所述容器内的气体制冷剂向所述多个压缩机流出的流出口， 所述多个流出口在所述容器的中央部集中地配置。2.根据权利要求1所述的储液器，其特征在于， 所述流出配管构成为U字形，所述一端和相反侧的另一端位于所述容器的上部，通过使所述流出配管的所述一端向所述中心轴侧弯曲，从而所述多个流出口配置于所述容器的中央部。3.根据权利要求1或2所述的储液器，其特征在于， 在所述容器的内周面立起设置有折流板，所述折流板阻碍从所述流入配管流入所述容器内的所述气液混合制冷剂的流动。4.根据权利要求3所述的储液器，其特征在于， 具备多个所述折流板，多个所述折流板在所述容器的内周面沿周向等间隔地立起设置。5.根据权利要求4所述的储液器，其特征在于， 所述折流板形成为长方形形状，以其长边侧与所述容器的内周面相接的方式立起设置于所述容器的内周面。6.根据权利要求4或5所述的储液器，其特征在于， 多个所述折流板中的一块配置于基准折流位置，其余的所述折流板从所述基准折流位置起等间隔地配置，所述基准折流位置是相对于所述流入配管的管轴从所述流入配管的在所述容器内开口的流入口侧起45°?90°的角度的位置。7.根据权利要求3?6中任一项所述的储液器，其特征在于， 在设所述容器的直径为D时，所述折流板的立起设置方向的宽度构成为在D/5?D/12的范围。8.根据权利要求1所述的储液器，其特征在于， 圆环状的封闭板以其外周与所述容器的内周面接触的方式设置。9.根据权利要求8所述的储液器，其特征在于， 在设所述容器的直径为D时，所述封闭板的内径构成为在3D/5?4D/5的范围。10.一种冷冻装置，其特征在于， 具备权利要求1?权利要求9中任一项所述的储液器。
【文档编号】F25B43/00GK105899893SQ201480073018
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年2月28日
【发明人】阿巴斯塔利, 宇惠聪, 石川智隆, 秦健, 秦健一
【申请人】三菱电机株式会社