JPH0814443B2 - 気液二相流体分配器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，空調機，冷蔵庫等に用いられる冷凍サイ
クルにおける冷媒の気相／液相二相流体の分配器に関
し，特に液相の分配比率を任意に設定できる気液二相流
体分配器に関するものである。

〔従来の技術〕

第８図は例えば特開昭64−58998号公報に示された従
来の気液二相流体分配器の断面と気液二相流体の流れを
示す断面図であり，図において，（11）は２方向に分流
するためのＵバンド形状の管であり，その曲部中央で流
入管（２）と接続されている。そして流入管（２）の片
方の先端は，管（11）に挿入され,2方向流へ連通するよ
うに直径方向に対となる小孔（15a），（15b）が設けら
れている。

気液二相流体（10）は気相部（10a）と液相部（10b）
に分離しながら流入管に入り，矢印（14a），（14b）に
分流される。

次に動作について説明する。

気液二相流体（10）は気相部（10a）と液相部（10b）
に分離して流入管（２）に入つていき，管（11）によつ
て分流される。このとき，流入管（２）に設けられた管
（11）の曲げ方向と同じ直径方向に対となる小孔（15
a），（15b）により，気液二相流体は急激な圧力損失の
ため一部の液相の蒸発を伴いながら再混合され，小孔
（15a），（15b）から噴霧状となり噴出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような構成の従来の気液二相流体分配器にあつ
ては，気相と液相を均一にして分配できるが，液相の分
配比率を任意に設定することが困難であるという問題点
があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので，気液二相流体分配時の液相の分配比率を任
意に設定できる気液二相流体分配器を得ることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の気液二相流体分配器は，上部に流入管，下
部に複数の流出管を設けた分配器本体，この分配器本体
内部に上下両端部を開放して配設され，内部に上記流入
管より流入した気液二相流体の気相流体が流通する気相
流路を形成する筒状体，上記分配器本体内周壁と上記筒
状体下端部に当接して上記分配器本体を仕切り，複数の
液流出孔を有する仕切板，及びこの仕切板より下方の分
配器本体内空間を分割する分割板を備え，上記各流出管
に連通する上記液流出孔の面積を変えることにより上記
各流出管から流出する液相流体の流量を制御するように
したものである。

〔作用〕

この発明においては，流入した気液二相流体は重力の
作用で分離され液相流体（以下，液と略記する）は分配
器本体と筒状体との間の仕切板上空間に溜まり，液流出
孔を通つて流出管に流出する。この際，例えば分割板の
形状を変えて各流出管へ連通している液流出孔の数を変
えることにより，液流出孔の総面積を変えて各流出管か
ら流出する液相流量を任意に設定することができる。

〔実施例〕

以下，この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例の気液二相流体分配器の
構成を示すもので，一部切欠いて内部を示す斜視図であ
る。図において，（１）は分配器本体で，この場合は円
筒容器，（２）はこの円筒容器（１）の上部に設けられ
た流入管，（3a），（3b）は円筒容器（１）の下部，こ
の場合は底に設けられた流出管，（４）は円筒容器
（１）内に上下両端部を開放して配設された筒状体で，
この場合は円筒で気相流体が流通する気相流路（4a）を
形成している。（５）は円筒容器（１）内周壁と筒状体
（４）下端部に当接し円筒容器（１）を仕切る仕切板，
（６）は仕切板に複数穿設された液流出孔で，この場合
は12個の同一径の流出孔，（７）は仕切板（５）より下
方の円筒容器（１）内空間を分割する分割板である。

また，第２図はこの一実施例の縦断面図で，気液二相
流体の流れを示しており，図において，（10）は気液二
相流体，（10a）は気相，（10b）は液相を示し，二重線
矢印で気液二相流体の流れ，実線矢印で気相流体の流れ
を表わしている。第３図は同横断面図で,12個の液流出
孔（６）と分割板（７）及び流出管（3a），（3b）の位
置関係を表わしており，この実施例では,2本の流出管
（3a），（3b）には，それぞれ６個の同一径の液流出孔
（6a），（6b），…が連通している。

流入管（２）から円筒容器（１）内に流入した気液二
相流体（10）（気相部（10a）＋液相部（10b））は，仕
切板（５）より上部の円筒容器（１）内周壁と筒状体
（４）外壁の間の環状部空間内で重力の影響により分離
し，この環状部空間下部に溜まり液面が形成される。こ
の液は，仕切板（５）に穿設された液流出孔（６）を通
つて，流出管（3a），（3b）に流出する。このとき，各
液流出孔（６）は同一径であり，また仕切板（５）は水
平になるように配設しており，液面と各液流出孔（６）
とのヘツド差も等しいため，各液流出孔を通過する液流
量はすべて等しい。

したがつて，分割板（７）の形状を変えて，各流出管
（3a），（3b）と連通する液流出孔（６）の数を変える
ことによつて，液相の分配比率を設定することができ
る。

第３図に示したこの実施例では，各流出管（3a），
（3b）にそれぞれ６個の液流出孔（６）が連通している
ので，流出管（3a）と流出管（3b）から流出する液流量
は等しくなる。

一方，円筒容器（１）に流入した気相（10a）は，第
２図の矢印が示すように，気相流路（４）を通つて，各
流出管（3a），（3b）へ流出する。

なお，上記実施例では，液を均等に２分配する気液二
相流体分配器について説明したが，第４図に示したこの
発明の他の実施例を示す横断面図では，流出管（3a）に
８個の液流出孔（６）が，流出管（3b）に４個の液流出
孔（６）が連通するように，分割板（７）を設けている
ので，流出管（3a）からの液流出量を，流出管（3b）か
らの液流出量の２倍にすることができる。

また，第５図に示したこの発明のさらに他の実施例を
示す横断面図では，流出管（3a）に６個の液流出孔が，
流出管（3b）に３個の液流出孔が連通するように，仕切
板（５）に穿設した液流出孔（6a），（6b），…の間隔
を変えても，流出管（3a）からの液流出量を流出管（3
b）からの液流出量の２倍にすることができる。

また，第６図に示したこの発明のさらにまた他の実施
例を示す横断面図では，流出管（3a）に９個の液流出孔
が，流出管（3b）に３個の液流出孔が連通するように，
分割板（７）を設けているので，流出管（3a）からの液
流出量を，流出管（3b）からの液流出量の３倍にするこ
とができる。

さらに，上記実施例では，気液二相流体を２分配する
分配器について示したが，第７図に示したこの発明のさ
らに他の実施例を示す断面図では，流出管を３つ設け，
流出管（3a）には４個の液流出孔が，流出管（3b）には
４個の液流出孔が，流出管（3c）には２個の液流出孔が
それぞれ連通するように，分割板（７）を設けているの
で，流出管（3a）と流出管（3b）の液流出量が，流出管
（3c）の液流出量の２倍となる３分配を行なうことがで
きる。

なお，上記実施例では，分割板の形状を変えて各流出
管へ連通している液流出孔の数を変えることにより，各
流出管へ連通する液流出孔の総面積を変えて各流出管か
ら流出する液流出量を制御しているが，これに限るもの
ではなく，液流出孔の孔径を異ならせてもよい。

また，第１図〜第３図，さらに第７図に示す実施例の
ように各流出管に均等に分配する場合，各流出管の円筒
容器（１）との連通口及び管の断面積等が等しければ，
あえて仕切板より下方の円筒容器内空間を各流出管毎に
分割板で分割する必要はない。例えば第７図に示す実施
例の場合，流出管（3c）に２個の液流出孔が連通するよ
うに分割すればよい。

さらに上記実施例では分配器本体が円筒容器の場合に
ついて示したが，四角筒等他の形状でも良い。また，筒
状体も同様である。

さらにまた，仕切板の液流出孔の分布（孔径，孔数）
等を変え，例えば分配器本体を形成する円筒容器を仕切
板より下で分割できる嵌め合いの上下二部材で摺動自在
に構成し，円筒容器の下方の部材を回動させることによ
り各流出管に連通する液流出孔の数等を変えて，各流出
管から流出す液流出量を自在に変えることも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上のように，この発明によれば，上部に流入管，下
部に複数の流出管を設けた分配器本体，この分配器本体
内部に上下両端部を開放して配設され，内部に上記流入
管より流入した気液二相流体の気相流体が流通する気相
流路を形成する筒状体，上記分配器本体内周壁と上記筒
状体下端部に当接して上記分配器本体を仕切り，複数の
液流出孔を有する仕切板，及びこの仕切板より下方の分
配器本体内空間を分割する分割板を備えるものにし，上
記各流出管に連通する上記液流出孔の面積を変えること
により上記各流出管から流出する液相流体の流量を制御
するようにしたので，各流出管から流出する液相流体の
流量を任意に設定できる，すなわち分配比率を任意に設
定できる気液二相流体分配器が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の気液二相流体分配器の一
部切欠き斜視図，第２図は第１図の縦断面図，第３図は
同横断面図，第４図，第５図，第６図，第７図はこの発
明の他の実施例の気液二相流体分配器の横断面図，第８
図は従来の気液二相流体分配器を示す断面図である。 図において，（１）は分配器本体である円筒容器，
（２）は流入管，（3a），（3b），（3c）は流出管，
（４）は筒状体，（4a）は気相流路，（５）は仕切板，
（６）は液流出孔，（７）は分割板，（10）は気液二相
流体，（10a）は気相部，（10b）は液相部である。 なお，図中，同一符号は同一，又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部に流入管，下部に複数の流出管を設け
   た分配器本体，この分配器本体内部に上下両端部を開放
   して配設され，内部に上記流入管より流入した気液二相
   流体の気相流体が流通する気相流路を形成する筒状体，
   上記分配器本体内周壁と上記筒状体下端部に当接して上
   記分配器本体を仕切り，複数の液流出孔を有する仕切
   板，及びこの仕切板より下方の分配器本体内空間を分割
   する分割板を備え，上記各流出管に連通する上記液流出
   孔の面積を変えることにより上記各流出管から流出する
   液相流体の流量を制御するようにした気液二相流体分配
   器。