| 【発明の名称】 |
油分離器 |
| 【発明者】 |
【氏名】豊島 正樹
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| 【要約】 |
【課題】空気調和機あるいは冷凍機の圧縮機から吐出される油の回収効率を高め、圧縮機の油量を確保することにより、圧縮機の信頼性を向上させる。
【解決手段】油分離器の入口パイプ２に袋形状メッシュ１３を設け、内壁にメッシュ４を設置することにより、袋形状メッシュ１３と内壁に設置されたメッシュ４による油捕獲効果と、それら２つの油分離の後に内壁に設置されたメッシュ４に沿ってガス冷媒と油ミストが流れる際の摩擦抵抗により、油ミストが減速されながらメッシュ４へと吸着される。これらの相乗効果によって油分離性能の向上が可能となる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 本体容器の上部に入口パイプを接続すると共に出口パイプと油戻し管とを接続して構成される油分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円筒状メッシュを設置することを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
【請求項２】 請求項１の油分離器において、本体容器の側部内壁に多数の折り返しを有するメッシュを用いたことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
【請求項３】 本体容器の上部に入口パイプと上部出口パイプとを接続すると共に油戻し管を接続して構成される油分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円筒状メッシュを設置することを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
【請求項４】 請求項３の油分離器において、本体容器の側部内壁に多数の折り返しを有したメッシュを用いることを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
【請求項５】 本体容器の上部に入口パイプを接続し下部に出口パイプを接続すると共に油戻し管を接続して構成される油分離器であって、前記本体容器の内部上方に前記入口パイプからの流体の流れを側部内壁方向へ導く導風板を設け、側部内壁に円筒状メッシュを設置したことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
【請求項６】 請求項５の油分離器において、導風板をダクト形状または、流体の流れを強制的に外周方向へ導く形状としたことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器【請求項７】 請求項５の油分離器において、本体容器の側部内壁に多数の折り返しを有したメッシュを用いたことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
【請求項８】 本体容器の上部に出口パイプと入口パイプとを接続し、下部に油戻し管を接続して構成される油分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円筒状メッシュを設置し、前記入口パイプ先端部に袋形状のメッシュを設けたことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
【請求項９】 請求項８の油分離器において、入口パイプ先端部の袋形状メッシュの構造を、径・長さともに徐々に大となる袋形状メッシュが数段内蔵される構造とすることを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
【請求項１０】 請求項８の油分離器において、本体容器の側部内壁に多数の折り返しを有したメッシュを用いたことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
【請求項１１】 請求項８の油分離器において、入口パイプ先端部の袋形状メッシュの構造を、径・長さともに徐々に大となる袋形状メッシュが数段内蔵される構造とし、袋形状メッシュの粗さを外周側になるにしたがって徐々に細かくすることを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機あるいは冷凍機に使用される油分離器の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の油分離器として図９の断面図に示す実開昭60-130379号のようなものがある。図９において６０は油分離器本体、６１は油分離器本体６０側部に接続された入口パイプ、６２は油分離器本体６０上部に接続された出口パイプ、６３は油分離器本体６０の側部内壁に設置された多孔質材からなる分離板、６４は油分離器本体６０の下部に接続された油戻し管である。
【０００３】また、図８は油分離器を用いた冷凍サイクルの構成例であり、５０は圧縮機、５１は油分離器、５２は油戻し管、５３は凝縮器、５４は膨張弁、５５は蒸発器でこれらが冷媒配管で接続されている。
【０００４】次に動作について説明する。圧縮機から吐出された油の混じった冷媒ガスは入口パイプ６１から油分離器内へ流入する。油は多孔質材からなる分離板６３に衝突し、分離板に油が吸着されることによって冷媒ガスと油が分離され、分離された油は油戻し管４４から圧縮機吸入側へと回収される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記構造の油分離器では、入口パイプから流入した油が分離板に高流速で衝突するため、衝突した際に油が跳ね返る、あるいは、衝突した際に油がミスト化してしまい、出口パイプから冷媒ガスとともに流出してしまい油分離効率が低下してしまうという問題があった。
【０００６】また、図９のような構造の油分離器では、入口パイプが油分離器側面に設けられているため、油と冷媒ガスは容器本体側面から流入し、分離板の一部分にしか衝突しないため、分離板全面を有効に利用できないという問題があった。
【０００７】また、多孔質材は高価であり、製造コストが割高となるという問題もあった。本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、油と冷媒ガスの分離性能を高め、油分離効率の高い油分離器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る油分離器は、本体容器の上部に入口パイプを接続すると共に出口パイプと油戻し管とを接続して構成される油分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円筒状メッシュを設置するものである。
【０００９】また、本体容器の側部内壁に多数の折り返しを有するメッシュを用いたものである。
【００１０】また、本体容器の上部に入口パイプと上部出口パイプとを接続すると共に油戻し管を接続して構成される油分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円筒状メッシュを設置するものである。
【００１１】また、本体容器の側部内壁に多数の折り返しを有したメッシュを用いるものである。
【００１２】また、本体容器の上部に入口パイプを接続し下部に出口パイプを接続すると共に油戻し管を接続して構成される油分離器であって、前記本体容器の内部上方に前記入口パイプからの流体の流れを側部内壁方向へ導く導風板を設け、側部内壁に円筒状メッシュを設置したものである。
【００１３】また、導風板をダクト形状または、流体の流れを強制的に外周方向へ導く形状としたものである。
【００１４】また、本体容器の側部内壁に多数の折り返しを有したメッシュを用いたものである。
【００１５】また、本体容器の上部に出口パイプと入口パイプとを接続し、下部に油戻し管を接続して構成される油分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円筒状メッシュを設置し、前記入口パイプ先端部に袋形状のメッシュを設けたものである。
【００１６】また、入口パイプ先端部の袋形状メッシュの構造を、径・長さともに徐々に大となる袋形状メッシュが数段内蔵される構造とするものである。
【００１７】また、本体容器の側部内壁に多数の折り返しを有したメッシュを用いたものである。
【００１８】また、入口パイプ先端部の袋形状メッシュの構造を、径・長さともに徐々に大となる袋形状メッシュが数段内蔵される構造とし、袋形状メッシュの粗さを外周側になるにしたがって徐々に細かくするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の第１の実施の形態における油分離器を示す側面断面図である。図１において、１は油分離器シェルで油分離器の本体容器に相当する。２は油分離器シェル１の上部に接続された入口パイプ、３は同油分離器シェル１の上部に接続された出口パイプ、４は油分離器シェル１の側部内壁に設置され、円筒状に形成されたメッシュ、５は油分離器シェル１の下部に接続された油回収パイプである。この油分離器が接続される冷凍サイクルの構成は図８のものと同様であり、その説明を省略する。
【００２０】以上のように構成された油分離器において、以下その作用を説明する。入口パイプ２より流入する油と混ざった冷媒ガスは、断面積の大きい油分離器シェル１内に流入し急拡大することによって拡散し、密度の大きい油は管壁方向へと導かれる。こうして油分離器シェル１の内壁へ導かれた油はメッシュ４にて吸着され、分離された油はメッシュ４の毛細管現象で順次下に送られメッシュ４下端から油分離器シェル１下部へと滴下する。この際、メッシュ４にて油を吸着させるため、シェル内壁に衝突した油がミスト化するのを防止し、捕捉しにくいミスト油が吐出冷媒ガスへ混入することを防いでいる。シェル下部に集まった油は油回収パイプ５より圧縮機の吸入側へ回収され、冷媒ガスは出口パイプ３より流出する。
【００２１】実施の形態１の油分離器では、入口パイプと出口パイプの流れ方向が逆であるため、密度の大きい油はその慣性力と重力の作用によって吐出ガスの流れに乗って流出しにくく、油分離性能向上に貢献している。このように油分離器内の冷媒ガスの流れを反転させることによる慣性力と重力を利用した油分離方式と油分離器シェル内壁に設置されたメッシュによる油吸着効果の相乗作用により、簡易な構造にて高油分離性能が実現可能となる。
【００２２】図２と図３は第１の実施の形態の油分離器の内壁に設置されるメッシュ４の形状例を表したものである。図２のメッシュは円筒形状であり、メッシュの重ね数を増すことによって油分離効率を高めることが可能である。また図３は図２のメッシュに多数の折り返しを設けたものであり、油を吸着する面積を大きくすることにより、油分離効率の向上が可能となる。何れの場合も入口パイプ２から流入した冷媒ガスは、油分離器シェル１内で放射状に拡散するので、常に内壁の特定部分に向かって冷媒ガスをぶつける従来のものに比べて油分離器シェル１の側部内壁を有効に活用でき、油分離性能を向上させることができる。
【００２３】図４は図１の実施の形態の出口パイプの位置が異なった仕様を示す側面断面図である。このように出口パイプ３を油分離器シェル１下部に取りつけることにより、油分離器の設置スペースに制約があり、配管形状が上下方向に規制される場合においても、内壁に設置されたメッシュ４の吸着作用による油分離を利用した油分離器の設置が可能となる。この場合には冷媒ガスの流れ方向の反転による油分離効率向上効果は利用できないが、入口パイプから油分離器シェル内へ流入する際の急拡大によって密度の大きい油は均一に拡散するため、そのほとんどが油分離器シェル内壁方向へ流れメッシュ４にて吸着されるため、冷媒ガスの流れ方向反転を伴わない図４の方式においても高油分離性能が実現可能である。
【００２４】実施の形態２．本発明の第２の実施の形態について図５の油分離器の側面断面図を参考に説明する。図５において１は油分離器シェル、２は入口パイプ、３は出口パイプ、４はメッシュ、５は油回収パイプで、それぞれ実施の形態１の同一符号のものに相当する。１２は油分離器シェル１の筒内上部に設けられた導風板で、上方から下方にかけて冷媒ガスを油分離器シェル１の側部内壁方向へ導くダクト形状の誘導部が形成されている。
【００２５】以上のように構成された油分離器において、以下その作用を説明する。油と混ざった冷媒ガスは入口パイプ２より油分離器シェル１内部へ流入し、導風板１２にて流れ方向が変更されて、油分離器シェル１内壁に設置されたメッシュ４へと導かれる。こうしてシェル壁へ導かれた油はメッシュ４にて吸着され、分離された油はメッシュ４の毛細管現象で順次下に送られメッシュ４下端からシェル１下部へと滴下する。
【００２６】この際、油と冷媒ガスは導風板１２によりシェル内壁に沿って流れるためメッシュ４と接触している区間がより大きくなり、メッシュ４による油吸着効果を高めることが可能となる。また、油分離器の上下方向の長さに規制がある場合においても高い油分離性能を実現することが可能となり、油分離器の小型化が可能となる。
【００２７】ここで用いられる導風板１２は、図６に示されるようなダクト形状の誘導部を有しており、通常の油分離器に用いられる穴を多数有する板とは異なり、積極的に流体の流れを油分離器シェル１の内壁方向へ導くことが可能であり、より高い油分離効率を得ることが可能となる。なお、このダクト形状の誘導部を有する導風板１２は、板の一部に切れ目を設け折り曲げた形状においても同様の効果を得ることが可能である。
【００２８】実施の形態３．本発明の第３の実施の形態について図７の油分離器の側面断面図を参考に説明する。図７において１は油分離器シェル、２は入口パイプ、３は出口パイプ、４はメッシュ、５は油回収パイプで、それぞれ実施の形態１の同一符号のものに相当する。１３は入口パイプ２の流出部となる先端に袋状の開口部が取り付けられた袋形状メッシュである。
【００２９】以上のように構成された油分離器において、以下その作用を説明する。油と混ざった冷媒ガスは入口パイプ２より袋形状メッシュ１３内部へ流入する。液体で粘性の大きい油は袋形状メッシュ１３にて捕獲され、メッシュの毛細管現象で順次下に送られた後に下端から滴下され、第１の油分離が行われる。さらに、袋形状メッシュ１３にて捕捉し切れない油は重力の影響により、袋形状メッシュ１３の下部側方から比較的径の大きな油滴となって噴出し、シェル壁に設置されたメッシュ４に衝突する。
【００３０】そして油はメッシュ４にて吸着され、分離された油はメッシュ４の毛細管現象で順次下に送られメッシュ４下端から油分離器シェル１下部へと滴下し、第２の油分離が行われる。その後、分離された冷媒ガスはメッシュ４に沿って上昇するため、メッシュ４との摩擦抵抗により減速されながら油がメッシュ４へと吸着され、第３の油分離が行われる。シェル下部に集まった油は油回収パイプ５より圧縮機の吸入側へ回収される。
【００３１】本実施例において、袋形状メッシュ１３の内部構造はメッシュが数段内蔵される構造となっており、そのメッシュの大きさは径・長さともに徐々に大きくなる構造となっている。このような構造とすることで冷媒ガスに混ざった油は徐々に減速されながらメッシュにて捕捉されるため、単純にメッシュを数枚重ねた仕様に比べて油分離効率を向上させることが可能となる。また、袋形状メッシュ１３の構造についてはコスト・目標油分離効率との兼合いから単純にメッシュを数枚重ねた仕様に置き換えることも可能である。
【００３２】また、袋形状メッシュの粗さを外側に近付くにしたがって徐々に細かくすることにより、ミスト化した油を捕捉する効果をより高めることも可能である。
【００３３】なお、第１から第３の実施の形態では油分離手段としてメッシュを用いているが、この他細かい金属線を編み込んだもの、多孔質状のもの、粒子を結合したもの、グラスウールなどの繊維であっても同様の効果は得られ、本発明のメッシュはこれらを包含する総称である。
【００３４】なお、第１から第３の実施の形態では特に流体と油の種類を限定していないが、流体は冷媒として用いられるＲ２２、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、ＨＣ系冷媒などのあらゆるガス流体、また油としてはアルキルベンゼン、エステル、鉱油など、流体に対して相溶性の高い油に対しても低い油に対しても有効である。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明の油分離器は、入口パイプを本体容器の上部に設け、本体容器の側部内壁にメッシュを設置することにより、入口パイプから流入した冷媒ガスの拡散と重力とを利用した油分離方式と本体容器の側部内壁に設置されたメッシュによる油吸着効果の相乗作用により、簡易な構造にて高油分離性能が実現可能となる効果が得られる。
【００３６】また、内壁に設置されたメッシュを多数の折り返しを設けた構造とすることにより、油を吸着する面積が拡大し、油分離効率をさらに向上させることが可能となる効果が得られる。
【００３７】また、入口パイプと出口パイプとを本体容器の上部に設け、本体容器の側部内壁にメッシュを設置することにより、冷媒ガスの流れの反転による慣性力と重力を利用した油分離方式と本体容器の側部内壁に設置されたメッシュによる油吸着効果の相乗作用により、簡易な構造にて高油分離性能が実現可能となる効果が得られる。
【００３８】また、内壁に設置されたメッシュを多数の折り返しを設けた構造とすることにより、冷媒ガスの流れの反転による慣性力と重力を利用した油分離方式と本体容器の側部内壁に設置されたメッシュによる油吸着効果の何れの作用においても油を吸着する面積が拡大し、油分離効率をさらに向上させることが可能となる効果が得られる。
【００３９】また、油分離器の本体容器内部に導風板とメッシュを設け、側部内壁に設置されたメッシュの方向へ強制的に冷媒ガスの流れを導くことにより、油の吸着作用を高め、油分離器の上下方向の長さに規制がある場合においても高い油分離性能を実現することが可能となるため、油分離器の小型化が可能となる効果が得られる。
【００４０】また、導風板をダクト形状または流体の流れを強制的に外周方向へ導く形状としたので、入口パイプから流入した冷媒ガスがメッシュ方向へ円滑に導かれるので、メッシュによる油分離を促進する効果が得られる。
【００４１】また、内壁に設置されたメッシュを多数の折り返しを設けた構造とすることにより、導風板により積極的に外周のメッシュ方向へ導かれた冷媒ガスがメッシュと接して油を吸着する面積が拡大し、油分離効率をさらに向上させることが可能となる効果が得られる。
【００４２】また、油分離器の本体容器の側部内壁にメッシュを設置すると共に、入口パイプに袋形状メッシュを設けることにより、袋形状メッシュと内壁に設置されたメッシュによる油捕獲効果と、それら２つの油分離の後に内壁に設置されたメッシュに沿って冷媒ガスが流れる際の摩擦抵抗により、油が減速されながらメッシュへと吸着される。これらの相乗効果によって油分離性能の向上が可能となる効果が得られる。
【００４３】また、入口パイプ先端部の袋形状メッシュの構造を、径・長さともに徐々に大となる袋形状メッシュが数段内蔵される構造とすることにより、冷媒ガスが徐々に減速されながらメッシュにて油が補足され、油分離効率を向上させることができる効果が得られる。
【００４４】また、本体容器の側部内壁に多数の折り返しを有したメッシュを用いたことにより、袋形状メッシュによって油が一次分離された冷媒ガスの二次分離を行うメッシュの面積が拡大するので、油分離性能が向上する効果が得られる。
【００４５】また、入口パイプ先端部の袋形状メッシュの構造を、径・長さともに徐々に大となる袋形状メッシュが数段内蔵される構造とし、袋形状メッシュの粗さを外周側になるにしたがって徐々に細かくすることにより、ミスト化した油の補足が行える効果が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月４日（１９９９．３．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０２４３９
【弁理士】
【氏名又は名称】宮田 金雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２５７９９４（Ｐ２０００−２５７９９４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月２２日（２０００．９．２２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−５６７１１ |
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