CN105492843B - 分油器和具备该分油器的压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过切实地捕捉暂时分离的油，并防止该油再次飞散，从而实现了油分离效率的提高的分油器以及具备该分油器的压缩机。该分油器(1)具备网筒状的分离筒(2)，将沿其内周面(4)从沿切线方向而设置的气体流入口(5)流入的气体中所含的油离心分离，并使分离后的油从分离筒(2)的一端侧流出，而使气体从另一端侧流出，其中，在分离筒(2)的内周面(4)上嵌合有圆筒状的筒体(8)，该筒体(8)设有与气体流入口(5)连通的开口(9)和朝向内周侧突出且开口的多个油捕捉用开口(10)，并且在外周面侧设有与该油捕捉用开口(10)连通的多个油通路(11)。

Description

分油器和具备该分油器的压缩机
技术领域
本发明涉及一种分离制冷剂气体中所含的油的旋风式分油器以及具备该分油器的压缩机。
背景技术
在空调机、制冷机等中，为了分离从压缩机排出的气体中所含的油，而在排出回路中设置分油器。作为该分油器，目前已知有一种旋风式的分油器，其对含有油的气体施加旋流，并利用离心力来分离油。专利文献1中公开了一种油分离器，其将气体流出管插入设置在沿切线方向连接有入口管的分离器主体的中心处，并在其外周面上设有多个辅助流出孔，在该辅助流出孔上突出设置有朝向旋流的旋转方向的前侧形成有开口的防护罩(hood)。另外，专利文献2中公开了一种油分离器，其将入口管以其弯管部的外周侧的切线与壳体的内壁的切线一致的方式连接在壳体上，该壳体的中心插入设置有气体流出管。
另外，作为将分油器小型化并内置在压缩机中的例子，已公开了下述例子，即：如专利文献3所示，与压缩机外壳呈一体地形成分离筒，并将气体的喷出孔设置为相对于该分离筒的轴线而朝向分离筒的下端侧倾斜。进而，作为将分油器与压缩机一体化的例子，已公开了下述例子，即：如专利文献4所示，与压缩机外壳呈一体地设置分离筒，并在其中心设置分离管，并且在分离筒的内周下方区域设置具有多个连通孔的内周分离筒，在该内周分离筒与分离筒之间形成环状空间，由此将分离后的油导向下方。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利2830618号公报
专利文献2：日本专利特开2010-286193号公报
专利文献3：日本专利特开2004-324564号公报
专利文献4：日本专利特开2013-15069号公报
发明内容
发明要解决的课题
在旋风式的分油器中，如何利用离心力有效地分离油很重要，这是毋庸置疑的，但是，防止暂时分离的油被气流卷起而再次飞散，并与气流一同流出的现象，对于提高油分离效率来说很重要。专利文献1中公开了通过设置具有防护罩的辅助流出孔来减少从流出孔流出的油量，但是，由于无法减少暂时分离的油的再分散，因而其效果是有限的，无法充分提高油的分离效率。
另一方面，专利文献4中公开了通过在分离筒的内周下方区域中设置具有多个连通孔的内周分离筒，并在内周分离筒与分离筒之间形成环状空间，从而将分离的油导向下方，但是，无法通过连通孔积极地捕捉油，而且环状空间与分离筒的内部空间经由多个连通孔而被连通，因而并非一定能够切断气流与分离的油的接触，因此，无法充分提高油分离效率，从而期待进一步的改善。尤其是在将分油器内置在压缩机内的构成中，由于分离筒被小型化，因而如何减少暂时分离的油的再分散对于油分离效率的提高来说很重要。
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种通过切实地捕捉暂时分离的油，并且防止该油发生再飞散，从而实现了油分离效率的提高的分油器以及具备该分油器的压缩机。
技术方案
本发明的第一形态的分油器具备圆筒状的分离筒，将沿着所述分离筒的内周面从沿切线方向而设置的气体流入口流入的气体中所含的油离心分离，并使分离后的油从所述分离筒的一端侧流出，而使气体从另一端侧流出，其中，在所述分离筒的内周面上嵌合有圆筒状的筒体，其中，所述筒体设有与所述气体流入口连通的开口和朝向内周侧突出且开口的多个油捕捉用开口，该多个油捕捉用开口以朝向内周侧突出的突出端与气流正对的方式形成，并且在外周面侧设有与该油捕捉用开口连通的多个油通路。
根据该构成，通过使含有油的气体从气体流入口沿切线方向流入嵌合在分离筒的内周面上的圆筒状的筒体内，而对其施加旋流，从而能够沿其内周面将气体中的油离心分离，并且，通过利用朝向筒体的内周侧突出且开口的多个油捕捉用开口来捕捉该油，并将其引导至设置于筒体的外周面侧的油通路中，从而能够使该油以与气流分离的状态从筒体的一端侧流出，而使油被分离后的气体从筒体的另一端侧流出。由此，能够防止暂时分离的油被气流卷起而再次飞散，并与气流一同流出的现象，从而能够提高油分离效率。
在第1形态中，也可以形成为：所述油捕捉用开口在所述筒体内以与呈旋流的气流正对的方式开口。
根据该构成，能够经由与气流正对的油捕捉用开口而有效地捕捉通过旋流沿着筒体的内周面被离心分离的油，并将该油引导至设置于筒体的外周面侧的油通路中，从而使该油从筒体的一端侧流出。因此，能够提高油捕捉用开口的油捕捉效率，从而能够进一步提高油分离效率。
在第1形态中，也可以形成为：多个所述油通路呈螺旋状地设置于所述筒体的外周面上，并且延长至该筒体的一端侧。
根据该构成，能够将被油捕捉用开口捕捉且被引导至油通路的油沿着该螺旋状的油通路以与气流不接触的状态迅速引导至筒体的一端侧，并使其从分离筒流出至外部的储油器等中。从而，能够有效地捕捉被分离的油，并且能够顺畅地使其返回至必要的供油位置进行再循环，而不会使其再次飞散。
在第1形态中，也可以形成为：多个所述油通路作为凹槽而形成于所述筒体的外周面上，并且该凹槽的开口侧被所述分离筒的内周面封闭。
根据该构成，可以通过利用适当的加工方法(例如冲压成形、滚轧、切削等)在筒体的外周面上形成凹槽，并将圆筒状的筒体嵌合在分离筒的内周面上而将该凹槽的开口侧封闭，从而形成与气体流路分离的油通路。因此，能够切实地防止暂时分离的油在沿油通路流下的期间与气流接触而再次飞散，并与气流一同流出的情况，从而能够提高油分离效率。
在第1形态中，也可以形成为：所述圆筒状的筒体是管材或者将板材弯曲成形而形成的部件。
根据该构成，圆筒状的筒体设有与气体流入口连通的开口、朝向内周侧突出且开口的油捕捉用开口以及与该油捕捉用开口连通的多个油通路，其能够使用管材、或者将板材弯曲成形而形成的部件，并通过通常的加工方法而容易地进行制造。从而，能够廉价且容易地构成在分离筒的内周面嵌合有圆筒状的筒体的、油分离效率高的分油器。
在第1形态中，也可以形成为：所述分离筒是独立的密闭构造的容器，在所述气体流入口上连接含有油的气体的流入配管，并且，在所述容器的一端侧连接分离后的油的流出管，在另一端侧连接分离后的气体的流出管。
根据该构成，通过将该分油器的气体流入配管连接在压缩机的排出配管上，将油流出管连接在压缩机的回油配管上，将气体流出管连接在与热交换器连接的高压气体配管上，从而能够将旋风式的分油器安装在制冷循环的排出回路中，由此，能够实现设置在制冷循环中的分油器的小型紧凑化、高效化。
进而，本发明的第2形态是具备外壳，并在所述外壳的内部内置有分离油的分油器的压缩机，其中，与所述外壳呈一体地设置圆筒状的分离筒，并将该圆筒状的分离筒作为所述分离筒而安装上述任意一个分油器。
根据该构成，通过与压缩机的外壳呈一体地设置圆筒状的分离筒，并在该分离筒的内周面上嵌合圆筒状的筒体，能够将上述旋风式的分油器呈一体地内置在压缩机中。从而，能够提高小型化的内置型分油器的油分离效率，减少来自压缩机的油上升并降低油循环率(OCR)，提高空调机、制冷机、各种热泵等的各种热交换器中的热交换性能，并提高其能力。
发明效果
根据本发明的分油器，通过使含有油的气体从流入口沿切线方向流入嵌合在分离筒的内周面上的圆筒状的筒体内，而对其施加旋流，从而能够沿其内周面将气体中的油离心分离，并且，通过利用朝向筒体的内周侧突出且开口的多个油捕捉用开口来捕捉该油，并将其引导至设置于筒体的外周面侧的油通路中，从而能够使该油以与气流分离的状态从筒体的一端侧流出，而使油被分离后的气体从筒体的另一端侧流出，因此，能够防止暂时分离的油被气体卷起而再次飞散，并与气流一同流出的现象，从而能够提高油分离效率。
根据本发明的压缩机，通过与压缩机的外壳呈一体地设置圆筒状的分离筒，并在该分离筒的内周面上嵌合圆筒状的筒体，能够将上述旋风式的分油器呈一体地内置在压缩机中，因而能够提高小型化的内置型分油器的油分离效率，减少来自压缩机的油上升并降低油循环率(OCR)，提高空调机、制冷机、各种热泵等的各种热交换器中的热交换性能，并提高其能力。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的分油器的纵剖面图。
图2是上述分油器的分离筒的纵剖面图。
图3中的(A)是上述分油器的筒体的侧视图，(B)是其右视图，(C)是后视图，(D)是其俯视图。
图4是上述分油器的筒体的设有气体流入用开口的一侧的俯视图。
图5是图4中的A－A剖面图。
图6是图4中的B－B剖面图。
图7是图4中的C－C剖面图。
具体实施方式
以下参照附图，对本发明所涉及的实施方式进行说明。
[第1实施方式]
以下，参照图1至图7对本发明的第1实施方式进行说明。
图1中显示本发明的第1实施方式所涉及的分油器的纵剖面图，图2中显示其分离筒的纵剖面图，图3至图7中显示分油器的筒体的详细结构图。
分油器1具备圆筒状的分离筒2和圆筒状的筒体8，其中，筒体8嵌合在该分离筒2内的圆筒状气体流路3的内周面4上。
分离筒2的内部形成有圆筒状的气体流路3，气体流入口5(本例中为上下2个气体流入口)相对于该圆筒状的气体流路3而从切线方向朝向斜下方开口。该气体流入口5与压缩机的排出腔室等连通。另外，气体流路3的上端部设有接头部6，下端部设有从气体中分离出的油的流出孔7，其中，接头部6用于连接使油被分离的气体流出的配管。此外，油流出孔7与储油器等连通。
分离筒2是构成旋风式的分油器1的部件，该旋风式的分油器1通过将含有油的制冷剂气体沿切线方向从气体流入口5喷出至内部的圆筒状的气体流路3中，并对该气体施加旋流，从而将油离心分离。本实施方式的分油器1构成为：在圆筒状的气体流路3的内周面4上以贴紧的状态嵌合有圆筒状的筒体8，以提高油分离效率。
该圆筒状的筒体8是从气体流路3的接头部6的下部延长至设有油流出孔7的下端部为止的薄管状的筒体，其具体构成如图3至图7所示。
在筒体8的长度方向的大致中间位置处，以与分离筒2侧的气体流入口5相对置的方式设有纵向长度较长的长方形状的气体流入用的开口9，在该开口9的气体流动方向的下游侧区域中，沿上下方向设有多个油捕捉用开口10。开口9和油捕捉用开口10分别被设置为贯穿筒体8的内外部。
开口8是直接沿着筒体8的内周面朝向切线方向对于从气体流入口5喷出的气体施加旋流并导入的开口。另一方面，多个油捕捉用开口10被构成为：朝向筒体8的内周侧突出规定尺寸后开口，并且以与呈旋流的气流正对的方式开口。
该多个油捕捉用开口10分别与油通路11连通，其中，该油通路11通过呈螺旋状地设置于筒体8的外周面侧的多条凹槽而构成。各油通路11从油捕捉用开口10的开口位置延长至筒体8的下端部为止，并且用于使被油捕捉用开口10捕捉且被导入油通路11侧的油流至筒体8的下端部，并朝向油流出孔7流出。此外，由于筒体8以贴紧的状态嵌合在气体流路3的内周面4上，而凹槽的开口侧被该内周面4封闭，因此，油通路11是与气体流路3分离而独立的通路。
筒体8例如可以为下述部件，即：通过滚轧等在无缝钢管的外周面上形成凹槽，并在朝向其内周侧的突出端上以与气流正对的方式形成油捕捉用开口10，并且设置与气体流入口5相对置的开口9。另外，也可以取代管材而使用板材，并分别在规定位置上冲孔形成开口9且通过冲压成形而形成凹槽，并在该凹槽的端部以与气流正对的方式形成油捕捉用开口10，然后将该板材弯曲成形为管状。此外，凹槽也可以通过切削加工等而形成。
进而，也可以构成为：为了使油捕捉用开口10的开口面积稍大于油通路11的截面面积，而相应地增大油通路11的设有油捕捉用开口10侧的端部的截面面积，并在该端部以与气流正对的方式设置油捕捉用开口10。另外，油捕捉用开口10以从筒体8的内周面朝向中心侧伸出的方式突出而开口，但是，为了较为容易地捕捉油其开口形状也可以形成为鳞状、半圆状、多角状等各种形状。
根据如上所述的结构，通过本实施方式可实现以下作用效果。
被压缩机压缩后的含有油的高压气体经由排出腔室等从气体流入口5喷出至筒体8内，该筒体8在分油器1的分离筒2的气体流路3内与其内周面嵌合。此时，气体流入口5相对于圆筒状的气体流路3而朝向切线方向开口，因而对气流施加旋流。因此，气体中所含的油通过该离心力沿着筒体8的内周壁被分离。
该油被多个油捕捉用开口10捕捉，并被引导至与油捕捉用开口10连接且设置于筒体8的外周上的油通路11，其中，该多个油捕捉用开口10从筒体8的内周面朝向中心侧突出，且以与旋流正对的方式开口。由此，被离心分离的油并非沿着筒体8的内壁朝向下方流动，而是被形成于筒体8的内壁上的多个油捕捉用开口10捕捉，并被引导至设置于筒体8的外周的油通路11中，从而以与气流分离的状态在该螺旋状的油通路11内朝向下方流动，并从筒体8的下端部流出至油流出孔7中。
因此，能够切实地防止暂时分离的油被气流卷起而再次飞散，并与气流一同从分油器1流出外部的现象，从而能够提高油分离效率。另一方面，油被分离的气体在筒体8内上升，经由与设置于气体流路3上端部的接头部6连接的气体流出配管而被输送至外部，因而能够抑制油朝向制冷剂回路侧上升。
由此，根据本实施方式，旋风式的分油器1被构成为：在分离筒3的内周面4上嵌合有圆筒状的筒体8，其中，该筒体8设有与气体流入口5连通的开口9和朝向内周侧突出且开口的多个油捕捉用开口10，并且在外周面侧设有与该油捕捉用开口10连通的多个油通路11，因此，通过使含有油的气体从气体流入口5沿切线方向流入嵌合在分离筒2的内周面4上的圆筒状筒体8内，而对其施加旋流，从而能够沿其内周面将气体中的油离心分离。
而且，通过利用朝向筒体8的内周侧突出且开口的多个油捕捉用开口10来捕捉分离后的油，并将其引导至设置于筒体8的外周面侧的油通路11中，能够使分离后的油以与气流分离的状态从筒体8的一端侧流出，而使油被分离后的气体从筒体8的另一端侧流出。因此，能够防止暂时分离的油被气流卷起而再次飞散，并与气流一同流出的现象，从而能够提高油分离效率。
另外，上述油捕捉用开口10在筒体8内以与呈旋流的气流正对的方式开口，因此，能够经由与气流正对的油捕捉用开口10有效地捕捉通过旋流沿着筒体8的内周面被离心分离的油，并将该油引导至设置于筒体8的外周面侧的油通路11中，从而能够使该油从筒体8的一端侧流出。从而，能够提高油捕捉用开口10的油捕捉效率，从而能够进一步提高油分离效率。
进而，多个油通路11呈螺旋状地设置于筒体8的外周面上，并延长至该筒体8的一端侧。因此，能够将被油捕捉用开口10捕捉且被引导至油通路11的油，沿着该螺旋状的油通路11以与气流不接触的状态迅速引导至筒体8的一端侧，并从分离筒2流出至外部的储油器等中。从而，能够有效地捕捉被分离的油，并且能够顺畅地使其返回至必要的供油位置进行再循环，而不会使其再次飞散。
另外，多个油通路11作为凹槽而形成于筒体8的外周面上，且该凹槽的开口侧被分离筒2的内周面4封闭，因此，可以通过利用适当的加工方法(例如冲压成形、滚轧、切削等)在筒体8的外周面上形成凹槽，并将圆筒状的筒体8嵌合在分离筒2的内周面4上而将该凹槽的开口侧封闭，从而形成与气体流路3分离的油通路11。由此，能够切实地防止暂时分离的油在沿油通路11流下的期间与气流接触而再次飞散，并与气流一同流出的情况，从而能够提高油分离效率。
进而，筒体8是管材或者将板材弯曲成形而形成的部件。因此，圆筒状的筒体8设有与气体流入口5连通的开口9、朝向内周侧突出且开口的油捕捉用开口10以及与该油捕捉用开口10连通的多个油通路11，其能够使用管材、或者将板材弯曲成形而形成的部件，并通过通常的加工方法而容易地进行制造。从而，能够廉价且容易地构成在分离筒2的内周面上嵌合有圆筒状的筒体8的、油分离效率高的分油器1。
[其他实施方式]
接着，对本发明的其他实施方式进行说明。
(1)在上述第1实施方式中，示出了本发明涉及的旋风式分油器1的基本构成，但是，当将该分油器1在空调机、制冷机、各种热泵等的制冷循环中设置在压缩机的排出回路中时，只要形成为如下构成即可，即：将上述分离筒2形成为独立的密闭构造的容器，将含有油的气体的流入配管连接在气体流入口5上，并且在容器的一端侧连接分离后的油的流出管，在另一端侧连接分离后的气体的流出管。
由此，通过形成为以下构成，即分离筒2为独立的密闭构造的容器，并将含有油的气体的流入配管连接在其气体流入口5上，并且在密闭容器的一端侧连接分离后的油的流出管，在另一端侧连接分离后的气体的流出管，将该分油器1的气体流入配管连接在压缩机的排出配管上，将油流出管连接在压缩机的回油配管上，将气体流出管连接在与热交换器连接的高压气体配管上，从而能够将该分油器1安装在制冷循环的排出回路中，由此，能够实现设置在制冷循环中的分油器1的小型紧凑化、高效化。
(2)在形成为将上述分油器1内置在压缩机中的构成时，只要形成为下述构成即可，即：通过与压缩机的外壳呈一体地形成圆筒状的分离筒2，并将上述圆筒状的筒体8嵌合在该分离筒2内，并且将气体流入口5与压缩机的排出腔室连通，将油流出孔7与压缩机的储油器连通，进而在分离筒2的上端部的接头部6上连接排出配管，从而将分油器1呈一体地安装在压缩机的外壳中。
由此，通过与压缩机的外壳呈一体地形成圆筒状的分离筒，并将其作为分离筒2而安装上述分油器1，能够将旋风式的分油器1呈一体地内置在压缩机中。由此，能够提高小型化的内置型分油器1的油分离效率，减少来自压缩机的油上升而降低油循环率(OCR)，提高空调机、制冷机、各种热泵等的各种热交换器中的热交换性能，并提高其能力。
另外，本发明并不仅限于上述实施方式所述的发明，在不脱离其主旨范围内，可适宜变形。例如，在上述实施方式中，将油捕捉用开口10的开口形状形成为鳞状、半圆状、多角状，另一方面，与油捕捉用开口10连通的油通路11的截面形状无特别限定，但是，构成该通路11的凹槽的截面形状可以是任何形状，也可以是例如与油捕捉用开口10的开口形状相同的形状。
符号说明
1分油器
2分离筒
3气体流路
4内周面
5气体流入口
6接头部
7油流出孔
8圆筒状的筒体
9开口
10油捕捉用开口
11油通路

Claims (7)

1.一种分油器，其具备圆筒状的分离筒，将沿着所述分离筒的内周面从沿切线方向而设置的气体流入口流入的气体中所含的油离心分离，并使分离后的油从所述分离筒的一端侧流出，而使气体从另一端侧流出，其特征在于，
在所述分离筒的内周面上嵌合有圆筒状的筒体，其中，所述筒体设有与所述气体流入口连通的开口和朝向内周侧突出且开口的多个油捕捉用开口，该多个油捕捉用开口以朝向内周侧突出的突出端与气流正对的方式形成，并且在外周面侧设有分别与该多个油捕捉用开口连通的多个油通路。
2.如权利要求1所述的分油器，其特征在于，所述油捕捉用开口在所述筒体内以与呈旋流的气流正对的方式开口。
3.如权利要求1或2所述的分油器，其特征在于，多个所述油通路呈螺旋状地设置于所述筒体的外周面上，并且延长至该筒体的一端侧。
4.如权利要求1所述的分油器，其特征在于，多个所述油通路作为凹槽而形成于所述筒体的外周面上，并且该凹槽的开口侧被所述分离筒的内周面封闭。
5.如权利要求1所述的分油器，其特征在于，所述圆筒状的筒体是管材或者将板材弯曲成形而形成的部件。
6.如权利要求1所述的分油器，其特征在于，所述分离筒是独立的密闭构造的容器，在所述气体流入口上连接含有油的气体的流入配管，并且，在所述容器的一端侧连接分离后的油的流出管，而在另一端侧连接分离后的气体的流出管。
7.一种压缩机，其具备外壳，并在所述外壳的内部内置有分离油的分油器，其特征在于，
与所述外壳呈一体地设置圆筒状的分离筒，并将该圆筒状的分离筒作为所述分离筒而安装权利要求1至5中任一项所述的分油器。
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