一种气液分离装置，以依靠表面张力效果谋求气液分离装置的进一步高性能化、小型化为目的。在使气液两相流分离成气相和液相的气液分离装置中，具有气液分离机构，所述气液分离机构在气液两相流的入口管下游构成以入口分隔体制造的狭小空间，入口分隔体的一部分大致与带槽体的槽顶部相接，在使气液两相流通过该狭小空间后，导入到带槽体，为了尽量捕捉由气相载运的液滴，依靠设置了相对于流动方向倾斜的大致波浪形状的带槽体，利用二次流动、使槽倾斜、使气液分离室截面积全体成为轴向气相上升流路，具有了能够高效率捕捉由气相输送的液滴。
【技术实现步骤摘要】
因此，以前，专利技术者们为了解决上述的课题，申请了以通 过在槽内依靠表面张力的作用使液相附着在槽上进行流动而使气液分 离装置更高性能化及小型化为目的的专利技术的专利。专利文献l:国际专利申请号PCT/JP2006/32268
技术实现思路
专利技术所要解决的课题技术方案l所述的专利技术，其特征在于，为了做成在尽量在 槽内捕捉液滴之后，即使万一液滴随气相从槽中流出，液滴也难以从 气相出口流出的结构，将气相出口管设置在气液分离装置的上部，气 相出口管的下部在可导通流体的状态下与入口分隔体的上部连接，使 气液分离室截面积全体成为轴向气相上升流路。0011技术方案2所述的专利技术，是对所求的运行条件及制冷剂流 量提供在槽内捕捉液滴的适当的规格的气液分离装置及油分离器的发 明，其特征在于，为了产生较强的二次流动并依靠其离心力的效果捕捉液滴，在带槽体上设置倾斜的大致波浪形状。技术方案8所述的专利技术，是对所求的运行条件及制冷剂流 量提供在槽内捕捉液滴的适当的规格的气液分离装置及油分离器的发 明，其特征在于，为了产生较强的二次流动，依靠其离心力的效果捕 捉液滴，在带槽体上设置倾斜的大致波浪形状。根据技术方案4所述的气液分离装置，通过将设置在带槽 体的表面上的在流动方向上倾斜的大致波浪形状形成为在流动方向上 逐渐扩展，能够产生较强的二次流动，不会使依靠其离心力的效果捕 捉的液滴再作为液滴飞散，能够利用流动的剪切力和重力在壁面上传 递并有效地使之向下流动。根据技术方案13所述的冷冻装置，除了能够得到技术方 案1至技术方案10中所述的效果以外，由于能够防止冷冻机油向冷冻 循环流出，所以能够提供可以高效率及高可靠性运行的冷冻装置。附图说明 [0057图l是第一实施方式的气液分离装置的剖视图。图2是图1所示的气液分离装置的A-A线剖视图。图3是图2所示的带槽体的展开立体图。图4是表示图3所示的设置了相对于主流倾斜的大致波浪形状的 带槽体的1节距的立体图。图5是第二实施方式的气液分离装置的剖视图。9图6是图5所示的设置了相对于主流逐渐扩展的大致波浪形状的带槽体的展开立体图。图7是表示图6所示的相对于主流设置了逐渐扩展的大致波浪形状的带槽体的1节距的立体图。图8是第三实施方式的气液分离装置的剖视图。图9是图8所示的气液分离装置的B-B线剖视图。图10是图4及图7所示的带槽体的剖视图。图11是表示液滴向壁面上附着的模型的图。图12是表示由计算求得的带槽体的无量纲长度的图。图13是表示第四实施方式的气液分离装置的剖视图。图14是图13所示的气液分离装置的A-A剖视图。图15是图13所示的带槽体的展开立体图。图16是表示倾斜地设置槽2的效果的原理模型图。图17是其他的带槽体的局部放大剖视图。图18是表示第五实施方式的气液分离装置的剖视图。图19是图18的C-C剖视图。图20是图18的A - A剖视图。图21是图18所示的带槽体的展开立体图。图22是作为第六实施方式在冷冻循环中使用了上述的气液分离 装置的情况下的第一冷冻循环构成图。图23是作为第七实施方式在冷冻循环中使用了上述的气液分离 装置的情况下的第二冷冻循环构成图。图24是作为第八实施方式在冷冻循环中使用了上述的气液分离 装置的情况下的第三冷冻循环构成图。符号说明"第二实施方式，，图5是表示第二实施方式的气液分离装置的剖视图。图6是将薄 板折弯构成的带槽体4的展开立体图，图7是取出了图3的带槽体4的l节距时的放大图。此大致波浪形状，是在流动的方向上逐渐扩展 地形成的。下面，对直到液滴与壁面碰撞为止的现象进行考察。作为 第一次近似，考虑如图11所示的模型。如果离心力作用于在半径为 r0的位置进行旋转运动的直径d的液滴14上，则考虑来自作用于液滴 上的气相的半径方向阻力的平衡。如果设液滴的半径方向速度为ur、 圆周方向速度为u，，则离心力和阻力的平衡可用下式表示。在此，因为液滴小，所以按如下的方式计算阻力系数。如果从式(1)和式(2)求半径方向速度Ur，则成为以下那样。13" :^""-A;， (3) 在此，考虑以下的积分，如果注意到ur=dr/dt,则成为在此，T是液滴从r。移动到rc+h的时间，即用于液滴与壁面碰撞 所需要的飞行时间，如果对式(4)进行积分，则能得到l(p,-PG>,2r = ^±^ (5)18^ 、G" 2 "因此，直到液滴与壁面碰撞为止的飞行时间T为(/\-p k2"2 2主流速度ux飞行时间T，是直到液滴与壁面碰撞为止所需要的液 滴的流动方向飞行距离，这是气液分离装置的带槽体的必要的长度L。0040将此模型应用于图10的带槽体。作为二次流动，假设在 槽节距之间形成1对涡流对的二次流动，假定涡流的半径r。为带槽体节距p的a倍，r0 = a x p (7)另外，设涡流的流线到带槽体壁面的距离为h,假定其能够使用 上述的涡流的半径r。和带槽体节距p记述成下面的那样。p —4r01 —2 2 ^ (8)这是基于如图10那样地在带槽体节距p之间形成一对半径ro的 涡流对这样的假定另外，假定涡流的半径方向速度u,是主流速度u的b倍。即W, = 6 X W (9)若将式(7) ~ (9)代入式(6)，则得到直到液滴与壁面碰撞为止 的飞行时间T，通过对其乘以主流速度u，则能如下面那样地求出液 滴的飞行距离，即用于捕获液滴所需要的带槽体的长度L。~PW2 -^ GO)14如对式(10)进行变形，则能得到下式,<formula>formula see original document page 15</formula>(11)图12表示使系数a和b的值变化时的式(11)右边的值的变化。 由本专利技术的倾斜的大致波浪形状诱发的二次流动的强度，被认为是大 约0.05$b￡0.3。另外，因为在每一个带槽体节距上构成一对涡流对， 所以相对于涡流的半径而言是aS0.25。如果假定这样的条件，则在 a=0、 b^.05的情况下，式(ll)成为最大，其值为900。因此，如果 预先设￡w "2 " _ ;O < ■ (12)P 〃G则在此条件下能捕获任何位置的液滴。用图13、图14及图16说明通过使槽倾斜产生的第三效果。 如图16所示，通过在槽的实际长度h—定的状态下使槽倾斜，与槽底 面垂直的方向的槽深度h'与未倾斜的情况下的槽深度h相比变小。因 此，通过使槽倾斜，图14所示的槽顶点假想圆9的直径Dt实际上变大。因此，气液分离室内轴向气相上升速度Ua25降低，如式(16)所示，F^Fg的倾向变强，液滴容易向下方落下。因此，通过使槽倾斜， 液滴难以从气相出口管6流出，能够提供高性能的气液分离装置。另 外，在以上所述的第四实施例中，叙述了使用将薄板折弯的带槽体4 的例子，但带槽体如图17所示，即使是由机械加工等的某种手段制造 的其他的带槽体，以上所述的效果当然也是同样的。 [OO47"第五实施方式，，图18是表示第五实施方式的气液分离装置的剖视图。图19是图 18的C - C剖视图。图20是图18的A-A剖视图，如图19所示， 入口管5是以从外壳体Bll的侧面沿切线方向向流入室19流入的方 式设置的。如图18所示，此气液分离装置是将气相出口管6设置在气17液分离装置的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气液分离装置，具有气液分离机构，所述气液分离机构在气液分离室的一部分上设置具有朝向液相出口管的槽的带槽体，在该气液分离室的上游用外壳体和入口分隔体制造狭小空间，同时，将从入口管导入的气液两相流通过该狭小空间后从带槽体导入到气液分离室，使得上述气液两相流中的液相能够通过带槽体导入到液相出口管、而气相能够从气液分离室导入到气相出口管，其特征在于，将气相出口管设置在气液分离装置的上部，气相出口管的下部在可导通流体的状态下与入口分隔体的上部连接。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：度会和孝，小森彻矢，岩田博，鹿园直毅，
申请(专利权)人：日冷工业株式会社，国立大学法人东京大学，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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