CN111512101B - 分离器及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

得到一种提高了油的分离效率的分离器及具备该分离器的制冷循环装置。分离器具备流入管部(1)、油贮存部(4)、回油管部(3)以及流出管部(2)。流入管部(1)包括规定制冷剂的流通方向以使制冷剂回旋的回旋部(5)。油贮存部(4)与流入管部(1)连接。回油管部(3)与油贮存部(4)的铅垂方向下侧连接。流出管部(2)包括面向回旋部(5)的开口端部(6)。流出管部(2)从面向回旋部(5)的区域延伸至油贮存部(4)的外部。开口端部(6)构成为能够供从回旋部(5)排出的制冷剂直接流入。

Description

分离器及制冷循环装置

技术领域

本发明涉及将制冷剂与油分离的分离器及具备该分离器的制冷循环装置。

背景技术

以往，已知有在制冷循环装置中从制冷剂中分离油的分离器。对于该分离器，为了确保制冷循环装置中的压缩机的可靠性以及提高制冷循环性能而要求提高分离效率。并且，近年来，对于分离器要求小型化。作为小型分离器，已知有通过在供给含有油的气体制冷剂的流入管的内壁形成的螺旋状的槽、配置于该流入管的内部的扭转板或回旋叶片等回旋部来分离制冷剂与油的方式(例如，参照日本特开昭58-168864号公报)。与从分离器的径向向该分离器内部供给气体制冷剂以使含有油的气体制冷剂回旋、并利用离心力将油向分离器的内周壁面捕捉的方式相比，这样的利用了回旋部的分离器能够通过将回旋部与油贮存部分离来实现分离器的小型化。

日本特开昭58-168864号公报所公开的分离器主要具备：流入管，其在内壁形成有螺旋状的槽；油贮存部，其与该流入管连接；流出管，其端部位于油贮存部的内部，用于使气体制冷剂流出；以及回油管，其将存积于油贮存部的油向压缩机移送。流入到流入管的气体制冷剂以沿着螺旋状的槽在流入管内回旋的方式流动。此时，气体制冷剂中的油的颗粒附着于槽的表面。附着于槽的表面的油被气体制冷剂的流动推动而流入油贮存部。另一方面，去除了油的颗粒的气体制冷剂从流入管经由油贮存部的内部并从流出管向外部排出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭58-168864号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述的分离器中，从流入管流入到油贮存部的气体制冷剂吹到在油贮存部的内壁流动的油上，从而该油有时会再飞散到气体制冷剂中。若这样的再飞散的油与气体制冷剂一起从流出管向外部排出，则分离器中的油的分离效率降低。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，本发明的目的在于提供一种提高了油的分离效率的分离器及具备该分离器的制冷循环装置。

用于解决问题的手段

本发明的分离器是从含有油的制冷剂中分离油的分离器，具备流入管部、油贮存部、回油管部以及流出管部。制冷剂向流入管部流入。流入管部包括回旋部，所述回旋部规定制冷剂的流通方向以使制冷剂回旋。油贮存部与流入管部连接。回油管部与油贮存部的铅垂方向下侧连接。流出管部包括面向回旋部的开口端部。流出管部从面向回旋部的区域延伸至油贮存部的外部。开口端部构成为能够供从回旋部排出的制冷剂直接流入。

发明效果

根据上述结构，从回旋部排出的制冷剂直接向流出管部的开口端部流入，因此，能够抑制因从回旋部排出的制冷剂吹到贮存于油贮存部的油上而引起的该油向制冷剂中的飞散。因此，能够抑制从流出管部排出到外部的制冷剂中的油的含有率变高而使分离器中的油的分离效率降低的问题的产生。结果，能够提供提高了油的分离效率的分离器及具备该分离器的制冷循环装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的分离器的结构例的剖视示意图。

图2是图1所示的分离器的局部剖视示意图。

图3是用于说明图1所示的分离器的结构的示意图。

图4是用于说明图1所示的分离器的结构的示意图。

图5是用于说明图1所示的分离器的结构的示意图。

图6是表示本发明的实施方式2的分离器的结构例的剖视示意图。

图7是表示图6所示的分离器的结构例的示意图。

图8是表示本发明的实施方式3的分离器的结构例的示意图。

图9是用于说明图8的区域IX中的分离器的结构的示意图。

图10是图8的区域X中的局部剖视示意图。

图11是图8的线段XI-XI处的剖视示意图。

图12是表示本发明的实施方式4的分离器的结构例的示意图。

图13是图12的区域XIII中的局部剖视示意图。

图14是表示本发明的实施方式5的制冷循环装置的结构例的示意图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的附图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。另外，在包括图1在内的以下的附图中，各构成构件的大小关系有时与实际不同。并且，说明书全文所表示的结构要素的形态只不过是例示，并不限定于这些记载。

实施方式1

＜分离器的结构＞

图1是表示本发明的实施方式1的分离器的结构例的剖视示意图。图2是图1所示的分离器的局部剖视示意图。图3～图5是用于说明图1所示的分离器的结构的示意图。图1～图5所示的分离器是从含有油的制冷剂中分离油的分离器。该分离器主要具备流入管部1、油贮存部4、回油管部3以及流出管部2。

制冷剂从上方的开口部如箭头11所示向流入管部1流入。流入管部1包括回旋部5。回旋部5规定制冷剂的流通方向以使制冷剂回旋。图1所示的回旋部5配置成多个回旋叶片5a以中心轴为中心扭转。设置于回旋部5的回旋叶片5a的片数为一片以上的多片即可，例如为六片。流入管部1包括圆筒状的主体部和设置在该主体部的内部的回旋部5。

油贮存部4与流入管部1的下部连接。如图2所示，油贮存部4包括锥形部4a和主体部4b。锥形部4a与流入管部1连接。锥形部4a随着远离流入管部1而宽度逐渐变宽。主体部4b与锥形部4a连接。主体部4b为筒状的形状，例如为圆筒形状。

回油管部3与油贮存部4的铅垂方向下侧连接。回油管部3为筒状的形状。在图1所示的分离器中，回油管部3与油贮存部4的主体部4b相连而成为一体。

流出管部2包括面向回旋部5的开口端部6。流出管部2从面向回旋部5的区域经由油贮存部4而延伸至该油贮存部4的外部。开口端部6构成为能够供从回旋部5排出的制冷剂直接流入。具体而言，流出管部2的开口端部6与回旋部5的制冷剂突出部即下部7相邻地配置。回旋部5的下部7与开口端部6之间的距离L1设定为极小的值。关于该距离L1的决定方法在后面叙述。

另外，在图1所示的分离器中，开口端部6位于比流入管部1和油贮存部4的连接部8靠流入管部1侧的位置。也就是说，如果将从回旋部5的下部7到连接部8的距离设为距离L3，则流出管部2配置成从连接部8向流入管部1侧突出(L3-L1)。另外，流出管部2的侧壁与流入管部1的内壁之间的距离L2例如设定为5mm以下，更优选设定为3mm以下，进一步优选设定为2mm以下。

从不同的观点来说，分离器主要由流入管部1、流出管部2、回油管部3以及油贮存部4构成。在流入管部1内插有回旋部5，该回旋部5通过使制冷剂流朝向制冷剂流行进方向流动而产生回旋流。位于流入管部1的下方的端部与油贮存部4连接。流出管部2从与流入管部1的回旋部5相向的位置通过油贮存部4内部，向油贮存部4端部连接。回油管部3与油贮存部4的下部连接。流出管部2的端部即开口端部6位于流入管部1和油贮存部4的连接部8与回旋部5的下部7之间。

回旋部5的下部7与开口端部6之间的距离L1能够设为如下这样的数值范围。

[数学式1]

在上述数学式(1)中，将上述距离L1设为x。另外，如图4所示，将回旋叶片5a的面向开口端部的端部5b处的延伸方向5c与流入管部1的延伸方向1a所成的角度设为β。此外，角度β相当于回旋叶片5a的端部5b处的旋转角度。另外，将流入管部1的宽度设为d。以下，说明上述的数值范围的导出方法。

首先，如图3及图4所示，将回旋部5中的旋转角度α定义为从回旋部5中的上游侧观察时回旋叶片5a的上游侧的端部与下游侧的端部所成的角度。

接着，如下这样求出回旋叶片5a中的角度β。将图5所示的两个三角形的共同的边设为y。在该情况下，微小角度δα与δβ的关系用以下的数学式(2)表示。

[数学式2]

在此，图5是表示在图4的区域V所示的区域中研究出的微小角度δα与δβ的关系的示意图。在图5所示的上侧的三角形中，角度δα近似为极小的角度。另外，图5的下侧的三角形设为直角三角形来进行研究。

若对上述数学式(2)的两边进行积分，则能够如下这样用数学式规定β。

[数学式3]

[数学式4]

[数学式5]

接着，如图4所示，考虑回旋部5的端部5b处的角度β。该角度β对应于端部5b处的回旋叶片5a的延伸方向(切线方向)5c与铅垂方向即流入管部1的延伸方向1a所成的角度。考虑包含成为该角度β的角的三角形。若将相当于从回旋部5到开口端部6的距离L1的距离设为x，将上述三角形的一边设为流入管部1的内周的宽度的一半(内周半径)，则以下的数学式(6)成立。

[数学式6]

根据上述数学式(6)求出的距离x相当于从回旋部5的中央部以角度β排出的制冷剂到达流入管部1的内壁的位置与回旋部5之间的距离。这样，通过将距离L1设为上述数学式(1)所示的数值范围，能够在从回旋部5的中央部排出的气体制冷剂到达流入管部1的内壁之前，将该气体制冷剂向流出管部2的开口端部6导入。

＜分离器的动作＞

如图1所示，含有油的气体制冷剂从流入管部1的上部如箭头11所示向流入管部1流入。之后，该气体制冷剂向回旋部5流入。在回旋部5中，含有油的气体制冷剂与回旋叶片5a及流入管部1的内壁碰撞，从而油被捕捉。气体制冷剂被回旋叶片5a引导而形成回旋流，将被回旋叶片5a的表面捕捉的油向流入管部1的内壁侧移送。另外，这些被捕捉的油通过气体制冷剂的流动而被向油贮存部4的壁面引导。然后，在油贮存部4的内壁上形成油膜12。该油膜12如箭头13所示向回油管部3流动。另一方面，在回旋部5中分离了油的气体制冷剂如箭头15所示从回旋部5经由流出管部2的开口端部6向外部排出。

<作用效果>

上述的分离器具备流入管部1、油贮存部4、回油管部3以及流出管部2。制冷剂向流入管部1流入。流入管部1包括回旋部5，该回旋部5规定制冷剂的流通方向以使制冷剂回旋。油贮存部4与流入管部1连接。回油管部3与油贮存部4的铅垂方向下侧连接。流出管部2包括面向回旋部5的开口端部6。流出管部2从面向回旋部5的区域延伸至油贮存部4的外部。开口端部6构成为能够供从回旋部5排出的制冷剂直接流入。

这样，从回旋部5排出的制冷剂向流出管部2的开口端部6直接流入，因此，能够抑制因从回旋部5排出的制冷剂吹到贮存于油贮存部4的油上而引起的该油向制冷剂中的飞散。因此，能够抑制从流出管部2排出到外部的制冷剂中的油的含有率变高而使分离器中的油的分离效率降低的问题的产生。

另外，从不同的观点来说，由于通过了回旋叶片5a而形成在作为外管的流入管部1的内壁上的油膜向油贮存部4的壁面侧移动。然后，油沿着油贮存部4的壁面向回油管部3流出。另一方面，分离了油的气体制冷剂通过位于油贮存部4内的作为内管的流出管部2，向分离器的外部流出。流出管部2的开口端部6的位置接近作为回旋部5的端部的下部7，从而在流入管部1以及油贮存部4的壁面上形成的油膜暴露于制冷剂流的距离变短。因此，能够降低油的再飞散的可能性。结果，能够提供提高了油的分离效率的分离器。

在上述分离器中，回旋部5包括回旋叶片5a，该回旋叶片5a相对于流入管部1的延伸方向呈螺旋状倾斜。在将回旋叶片5a的面向开口端部6的端部5b处的延伸方向5c与流入管部1的延伸方向1a所成的角度设为β、将作为流入管部1的宽度的内径设为d的情况下，开口端部6与回旋部5之间的距离L1小于用d/(2tanβ)这样的式子表示的值。

在该情况下，与从回旋部5的中央部排出的气体制冷剂到达流入管部1的内壁的位置相比，开口端部6配置在靠回旋部5侧的位置。因此，能够在从回旋部5排出的气体制冷剂到达流入管部1的内壁之前，将该气体制冷剂向流出管部2的开口端部6导入。因此，能够抑制气体制冷剂吹到流入管部1的内壁上的油膜上而使油从该油膜飞散的问题的产生。

在上述分离器中，开口端部6位于比流入管部1和油贮存部4的连接部8靠流入管部1侧的位置。在该情况下，将流出管部2中导入气体制冷剂的位置即开口端部6配置于流入管部1侧，因此，能够降低在油贮存部4从内壁飞散的油流入该开口端部6的可能性。

在上述分离器中，油贮存部4包括锥形部4a和主体部4b。锥形部4a与流入管部1连接，随着远离流入管部1而宽度逐渐变宽。主体部4b与锥形部4a连接，具有圆筒形状的形状。在该情况下，该油贮存部4的内径通过锥形部4a而扩大，因此，能够增大油贮存部4的内壁与流出管部2的开口端部6之间的距离。因此，能够降低在油贮存部4从内壁飞散的油流入该开口端部6的可能性。

另外，在由实施方式1构成的分离器中，将表示流出管端部位置的距离、即从回旋部5到开口端部6的距离设为x时，也可以将该距离x设为从回旋部5到按以下的步骤求出的距离x₂的范围。也就是说，上述距离x也可以满足0＜x＜x₂的条件。以下，说明距离x₂的导出步骤。

在此，通过了回旋叶片5a的制冷剂流成为回旋流。该制冷剂流在通过了回旋叶片5a之后，也作为回旋流而具有转矩地流动，并且一点一点地衰减。关于制冷剂流中的转矩在轴向上的衰减，该制冷剂流的周向动量式由下述的数学式(7)表示。

[数学式7]

在此，τθ_R、τθ_i分别是壁面上及液膜表面处的周向的剪切力。另外，T是回旋流的转矩。R是管半径，Ri是包含液滴的气相核心部的半径。

τθ_i基于气液界面的摩擦系数C_fi由数学式(8)决定。在此，ρ_g是气相密度，U_gRi是沿气相核心部半径方向的气相速度，U_fRi是沿气相核心部半径方向的液膜速度，θ_R是以管半径为轴的周向的角度，θ_Ri是以包含液滴的气相核心部的半径为轴的周向的角度。另外，f₁是由速度分布计得到的值。另外，U_gx是X轴方向上的气相的速度，在U_gx的上部标注有横杠(－)意味着平均速度。其中，U_gRi与U_fRi相比足够大，R与Ri大致相等。

[数学式8]

另外，环状喷雾流的气流部的转矩T能够如数学式(9)那样表示。

[数学式9]

在此，H₃是用于与实验结果匹配的修正系数。若将数学式(8)以及数学式(9)代入数学式(7)，则得到数学式(10)。

[数学式10]

在上述数学式(10)中，D是管的直径，与作为流入管部1的宽度的内径d相同。上述数学式(10)中的大括号中的值是随着基于回旋角及速度分布的值即f₁ ²(R_i)及H₃在轴向上的变化而改变的值。但是，通过实验已知该值为1以上且1.3以下左右。因此，将该大括号中的值近似为固定值k。结果，得到数学式(11)。

[数学式11]

若在x＝0时T＝T₀这样的初始条件下对数学式(11)进行积分，则得到数学式(12)。此外，T₀表示回旋叶片出口处的回旋流的转矩。

[数学式12]

数学式(12)中的T(x₂)表示在位置x₂处的回旋流的转矩。根据Wallis等已知气液界面的摩擦系数C_fi由数学式(13)表示。

[数学式13]

此外，在上述数学式(13)中，h表示液膜的平均厚度。根据以上的数学式(12)以及数学式(13)，能够求出沿着管的长度方向的两相流的转矩的值。如从以上的式子所见，从回旋叶片出来的回旋流作为距离x₂的函数而指数性地减少。基于该见解，根据从回旋叶片出口起的转矩衰减率来决定表示流出管端部位置的距离x。即，得到数学式(14)。

[数学式14]

此外，在数学式(14)中，T/T₀意味着从面向开口端部6的回旋叶片5a的端部起的距离x₂处的转矩的衰减率，x₂(T/T₀)是将从面向开口端部6的回旋叶片5a的端部起的距离x₂表达为上述转矩的衰减率的函数。即，成为上述数学式(14)所示的距离x的上限的距离x₂基于转矩的衰减率T/T₀决定为满足上述数学式(12)以及数学式(13)。如图1所示，含有油的气体制冷剂从流入管部1的上部如箭头11所示向流入管部1流入。之后，该气体制冷剂向回旋部5流入。在回旋部5中，含有油的气体制冷剂与回旋叶片5a及流入管部1的内壁碰撞，从而油被该回旋叶片5a的表面等捕捉。气体制冷剂被回旋叶片5a引导而成为回旋流。通过回旋流，被回旋叶片5a的表面捕捉的油向流入管部1的内壁侧移送。另外，这些被捕捉的油由气体制冷剂的流动向油贮存部4的壁面引导。然后，在油贮存部4的内壁上形成油膜12。该油膜12如箭头13所示向回油管部3流动。另一方面，在回旋部5中分离了油的气体制冷剂如箭头15所示从回旋部5经由流出管部2的开口端部6向外部排出。

如上述数学式(14)所示，根据转矩衰减率决定制冷剂的流出管端部位置，从而能够最大限度地利用由回旋叶片5a产生的转矩。结果，由制冷剂流所包含的未分离的油在流入管部1的内表面上形成油膜，从而油从制冷剂流分离。若流出管端部位置即开口端部6向下方下降，则再飞散的影响也会出现，因此，流出管端部位置即开口端部6的位置例如基于油分离效率达到最大的转矩衰减率位置来决定。

此外，作为距离x₂的值的决定方法，能够采用任意的方法，例如也可以利用转矩的衰减率(T/T₀)指数函数性地减少这一情况来决定距离x₂的值。在此，作为指数函数的衰减量的基准，使用指数函数的自变量为-1时的值即约36.8％。此外，成为该基准的数值是纳皮尔对数的倒数。也可以使用成为该基准的数值来决定距离x₂的值。例如，将从回旋叶片5a的端部到转矩的衰减率达到约36.8％的位置为止的距离设为距离x₂的值。并且，关于其他条件，例如将作为流入管部1的宽度的内径d设为将分离器搭载于空调机的情况下的现实的值即17.5mm。在该情况下，上述距离x₂的值为37.5mm。也就是说，能够使距离x的数值范围为0mm以上且37.5mm以下。能够将流出管端部位置决定为满足该条件。

实施方式2

＜分离器的结构＞

图6是表示本发明的实施方式2的分离器的结构例的剖视示意图。图7是表示图6所示的分离器的结构例的示意图。图6及图7所示的分离器基本上具备与图1及图2所示的分离器相同的结构，但回旋部5的结构以及油贮存部4的结构与图1及图2所示的分离器不同。

在图6及图7所示的分离器中，回旋部包括配管51，该配管51相对于流入管部1的延伸方向呈螺旋状延伸。另外，流入管部1包括圆筒状部52，该圆筒状部52包围呈螺旋状延伸的配管51，并且与油贮存部4连接。油贮存部4成为与流入管部1的圆筒状部52实质上相同的内径。油贮存部4与流入管部1的圆筒状部52成为一体，由一个配管构成。

从不同的观点来说，图6及图7所示的分离器具备直管形状的外管、螺旋形状的第一内管即配管51、以及直管形状的第二内管即流出管部2。外管对应于油贮存部4和流入管部1的圆筒状部52。

螺旋状的配管51的下部与流出管部2之间的距离L4也可以决定为与图2所示的距离L1相同的数值范围。具体而言，也可以将距离L4设定为包含在由上述数学式(1)表示的x的数值范围内的数值。

＜分离器的动作＞

在图6及图7所示的分离器中，如图6的箭头11所示，当含有油的气体制冷剂向直管状的外管流入时，气体制冷剂从一方端部开口部51a向作为第一内管的螺旋状的配管51内流动。此时，在气体制冷剂在该配管51内流动的过程中，如图7的箭头11所示，气体制冷剂呈螺旋状流动，从而气体制冷剂中的油受到离心力。结果，该油沿着面向流入管部1的半径方向的、配管51的内壁的部分而形成油膜12。该油膜12从配管51内部经由另一方端部开口部51b向直管状的外管的内壁流动。然后，油膜12顺着外管的油贮存部4的内壁向回油管部3流动。另一方面，分离了油的气体制冷剂如箭头15所示，通过作为直管形状的第二内管的流出管部2，向外部排出。这样，油与气体制冷剂分离。

<作用效果>

在上述分离器中，回旋部5包括配管51，该配管51相对于流入管部1的延伸方向呈螺旋状延伸。在该情况下，能够通过螺旋状的配管51使含有油的气体制冷剂的流动成为回旋流。因此，能够使该气体制冷剂中的油附着于配管51的内壁，能够从该气体制冷剂中分离油。

在上述分离器中，流入管部1包括圆筒状部52，该圆筒状部52包围上述呈螺旋状延伸的配管51，并且与油贮存部4连接。圆筒状部52与油贮存部4构成一体的配管。在该情况下，由于由一体的配管构成流入管部1的圆筒状部52和油贮存部4，因此能够简化分离器的结构，并且能够使其尺寸小型化。

在图6及图7所示的分离器中，气体制冷剂在螺旋状的配管51内流动，从而气体制冷剂得到回旋力。因此，气体制冷剂中的油附着于配管51的内壁、特别是位于半径方向的外侧的内壁而形成油膜。然后，在油膜从螺旋状的配管51的另一方端部开口部51b流出之后，油膜顺着外管的油贮存部4的内壁向回油管部3流动。另一方面，从配管51排出的气体制冷剂如箭头15所示在流出管部2的内部流动。这样，油贮存部4和流出管部2成为直管状的双层管构造，从而在空间上隔开气体制冷剂与油流动的区域。另外，配管51与流出管部2之间的距离L4也设定得足够小。结果，气体制冷剂吹到油膜上的区域变小，能够减小油的再飞散的影响。结果，油的分离效率提高。

实施方式3

＜分离器的结构＞

图8是表示本发明的实施方式3的分离器的结构例的示意图。图9是用于说明图8的区域IX中的分离器的结构的示意图。图10是图8的区域X中的局部剖视示意图。图11是图8的线段XI-XI处的剖视示意图。图8～图11所示的分离器基本上具备与图6及图7所示的分离器相同的结构，但作为流入管部1的一部分的外周侧的配管61的结构以及流出管部2的结构与图6及图7所示的分离器不同。

在图8～图11所示的分离器中，在流入管部1中制冷剂所流入的入侧开口部是呈螺旋状延伸的配管51的一方端部开口部51a。在呈螺旋状延伸的配管51中，在外周侧的壁部形成有作为贯通孔的狭缝51c。狭缝51c形成有多个。此外，贯通孔的形状不限于狭缝，也可以是四边形状、圆形状、椭圆形状等其他任意的形状。

呈螺旋状延伸的配管51的一方端部开口部51a的相反侧的端部在连接部64处与流出管部2的开口端部连接，从而呈螺旋状延伸的配管51与流出管部2成为一体。也就是说，配管51和流出管部2由一根配管60构成。在流入管部1中包围配管51的外周管和油贮存部4是一体的配管61，包围呈螺旋状延伸的配管51以及流出管部2的周围，并且具有沿着呈螺旋状延伸的配管51的螺旋状的形状。内周侧的配管60和外周侧的配管61成为同轴的双层管，该外周侧的配管61包围该配管60并构成流入管部1的外周管和油贮存部4。

从不同的观点来说，在上述分离器中，呈螺旋状延伸的配管51和流出管部2构成一体的内周侧的配管60。流入管部1的外周管和油贮存部4构成一体的外周侧的配管61。内周侧的配管60和外周侧的配管61同轴状地配置。外周侧的配管61和内周侧的配管60也可以在一方端部开口部51a侧经由固定部62连接。另外，外周侧的配管61和内周侧的配管60也可以在一方端部开口部51a的相反侧经由固定部63连接。

＜分离器的动作＞

在图8所示的分离器中，如图8的箭头11所示，当含有油的气体制冷剂从一方端部开口部51a(以下，也称为入侧开口部)向配管60内流入时，制冷剂在配管60的螺旋状的部分流动。结果，如图11所示，气体制冷剂沿着配管60呈螺旋状流动，从而气体制冷剂中的油受到离心力。受到离心力的油附着于配管60的内壁。附着的油经由配管60的狭缝51c而到达外侧的配管61的内壁上，如图10所示，形成油膜12。该油膜12顺着配管61的内壁，经由配管61的构成油贮存部4的部分向回油管部3(未图示)排出。另一方面，气体制冷剂在配管60的内部流通，并经由流出管部2向外部排出。

<作用效果>

在上述分离器中，在含有油的气体制冷剂所流入的呈螺旋状延伸的配管51中，在外周侧的壁部形成有作为贯通孔的狭缝51c。因此，在呈螺旋状延伸的配管51内流通的气体制冷剂的流动成为回旋流，从而附着于配管51的内壁的油经由该狭缝51c而到达外侧的配管61的内壁。这样，能够从在配管60中流动的气体制冷剂中分离油。也就是说，气体制冷剂流动的区域与油流动的区域在空间上隔开，从而能够降低制冷剂吹到油膜上的影响。另外，从油膜中再飞散的油只要不经由狭缝51c进入配管60内部，就不会再次包含在气体制冷剂中。这样，能够降低再飞散的油包含在气体制冷剂中的可能性。因此，能够提高油分离效率。

实施方式4

＜分离器的结构＞

图12是表示本发明的实施方式4的分离器的结构例的示意图。图13是用于说明图8的区域XIII中的分离器的结构的示意图。图12及图13所示的分离器基本上具备与图8～图11所示的分离器相同的结构，但作为构成流入管部1的配管的圆筒形状部分71的结构与图8～图11所示的分离器不同。

在图12及图13所示的分离器中，在流入管部1中制冷剂所流入的入侧开口部是呈螺旋状延伸的配管51的一方端部开口部51a。在内周侧的配管60的一部分即呈螺旋状延伸的配管51中，在外周侧的壁部形成作为贯通孔的多个狭缝51c。呈螺旋状延伸的配管51中的一方端部开口部51a的相反侧的端部在连接部64处与流出管部2的开口端部连接，从而呈螺旋状延伸的配管51与流出管部2成为一体的配管60。流入管部1包括圆筒形状部分71，该圆筒形状部分71配置成包围呈螺旋状延伸的配管51中形成有作为贯通孔的狭缝51c的区域。圆筒形状部分71与油贮存部4连接。圆筒形状部分71与油贮存部4成为一体的外周配管。圆筒形状部分71的上部是其宽度逐渐变窄的锥形形状部。圆筒形状部分71的锥形形状部中宽度最窄的上端与配管51的表面连接。

＜分离器的动作＞

在图12及图13所示的分离器中，如图12的箭头11所示，当含有油的气体制冷剂从入侧开口部51a向配管60内流入时，制冷剂在配管60的螺旋状的部分中流动。结果，气体制冷剂沿着配管60螺旋状地流动，从而气体制冷剂中的油受到离心力。受到离心力的油附着于配管60的内壁。附着的油经由配管60的狭缝51c而到达外侧的圆筒形状部分71的内壁上，如图13所示，形成油膜12。该油膜12顺着圆筒形状部分71的内壁，经由油贮存部4向回油管部3(未图示)排出。另一方面，气体制冷剂在配管60的内部流通，并经由流出管部2向外部排出。

<作用效果>

根据上述的分离器，气体制冷剂在螺旋状的配管51内流动，从而气体制冷剂所包含的油到达作为外周侧的配管的圆筒形状部分71的内壁，形成油膜。另一方面，气体制冷剂在内周侧的配管60内流动，并从流出管部2向外部排出。这样，气体制冷剂和油流动的区域在空间上隔开，从而与实施方式3的分离器同样地能够降低制冷剂吹到油膜上的影响。另外，从油膜中再飞散的油只要不经由狭缝51c进入配管60内部，就不会再次包含在气体制冷剂中。这样，能够降低再飞散的油包含在气体制冷剂中的可能性。因此，能够提高油分离效率。

实施方式5

<空器调节装置的结构>

图14示出了作为本发明的实施方式5的制冷循环装置的空气调节装置的结构图。以下，参照图14对本实施方式的空气调节装置的结构进行说明。

空气调节装置具备供制冷剂循环的制冷剂回路。制冷剂回路主要包括压缩机101、作为第一热交换器的室外热交换器103、膨胀阀104、作为第二热交换器的室内热交换器106、作为流路切换装置的四通阀102、以及用于从制冷剂中分离油的分离器108。例如在制冷运转时，如实线的箭头131所示，制冷剂按照压缩机101、分离器108、四通阀102、室外热交换器103、膨胀阀104、室内热交换器106、四通阀102的顺序在上述制冷剂回路中流动。另外，例如在制热运转时，如虚线的箭头132所示，制冷剂按照压缩机101、分离器108、四通阀102、室内热交换器106、膨胀阀104、室外热交换器103、四通阀102的顺序在上述制冷剂回路中流动。

压缩机101包括吸入部及排出部。四通阀102包括第一端口151、第二端口152、第三端口153以及第四端口154。第一端口151经由分离器108与压缩机101的排出部连接。第二端口152与室外热交换器103连接。第三端口153与压缩机101的吸入部连接。第四端口154经由配管102a、106b与室内热交换器106连接。在四通阀102中，第一端口151构成为能够在第二端口152与第四端口154之间变更连接状态。第三端口153构成为能够在第二端口152与第四端口154之间变更连接状态。

配管101a将压缩机101的排出部与分离器108连接。配管108a将分离器108与第一端口151连接。配管103a将第二端口152与室外热交换器103连接。配管102b、101b将第三端口153与压缩机101的吸入部连接。室外热交换器103经由配管103b与膨胀阀104连接。膨胀阀104经由配管106a与室内热交换器106连接。

上述的分离器108使用上述实施方式1～4中的任一个的分离器。上述实施方式的分离器的回油管部3与配管108c连接。上述实施方式的分离器的流入管部1与配管101a连接，流出管部2与配管108a连接。配管108c与阀118连接。阀118经由配管118a与配管101b的连接部125连接。油分离器108从由压缩机101流入的制冷剂中分离冷冻机油。

空气调节装置由至少包括室内热交换器的室内机200和至少包括压缩机101及室外热交换器103的室外机100构成。

<作用效果>

作为本公开的制冷循环装置的一例的空气调节装置具备供制冷剂循环的制冷剂回路，该制冷剂回路包括压缩机101、作为流路切换装置的一例的四通阀102、作为第一热交换器的一例的室外热交换器103、膨胀阀104以及作为第二热交换器的一例的室内热交换器106。并且，空气调节装置具备设置于制冷剂回路的本发明的实施方式的分离器108。

这样，通过使用冷冻机油的分离效率优异的分离器，能够实现效率高的空气调节装置。

应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示性的，而不是限制性的。本发明的范围不由上述的说明来表示，而是由权利要求书来表示，意在包括与权利要求书等同的意思及范围内的所有变更。

附图标记说明

1流入管部；1a、5c延伸方向；2流出管部；3回油管部；4油贮存部；4a锥形部；4b主体部；5回旋部；5a回旋叶片；5b端部；6开口端部；7下部；8、64、125连接部；11、13、15、131、132箭头；12油膜；51、60、61、101a、101b、102a、102b、103a、103b、106a、108a、108c、118a配管；51a一方端部开口部；51b另一方端部开口部；51c狭缝；52圆筒状部；62、63固定部；71圆筒形状部分；100室外机；101压缩机；102四通阀；103室外热交换器；104膨胀阀；106室内热交换器；108油分离器；118阀；151第一端口；152第二端口；153第三端口；154第四端口；200室内机。

Claims (6)

1.一种分离器，从含有油的制冷剂中分离所述油，其中，

所述分离器具备供所述制冷剂流入的流入管部，所述流入管部包括回旋部，所述回旋部规定所述制冷剂的流通方向以使所述制冷剂回旋，

所述分离器还具备：

油贮存部，其与所述流入管部连接；

回油管部，其与所述油贮存部的铅垂方向下侧连接；以及

流出管部，其包括面向所述回旋部的开口端部，从所述开口端部朝向所述回油管部延伸，

所述回旋部包括相对于所述流入管部的延伸方向呈螺旋状倾斜的回旋叶片，

所述油贮存部包括：锥形部，其设置成包围所述流出管部，与所述流入管部连接，随着远离所述流入管部而宽度逐渐变宽；以及圆筒形状的主体部，其与所述锥形部连接，

所述开口端部位于比所述锥形部靠所述流入管部侧的位置。

2.根据权利要求1所述的分离器，其中，

在将所述回旋叶片的面向所述开口端部的端部处的延伸方向与所述流入管部的所述延伸方向所成的角度设为β、将所述流入管部的宽度设为d的情况下，所述开口端部与所述回旋部之间的距离小于由d/(2tanβ)这样的式子表示的值。

3.根据权利要求1所述的分离器，其中，

在将所述回旋叶片的面向所述开口端部的端部处的所述制冷剂的转矩设为T₀、将距所述端部的距离x₂处的转矩设为T、将所述流入管部的宽度设为d、将气液界面的摩擦系数设为C_fi、将常数设为k的情况下，所述开口端部与所述回旋部之间的距离x小于所述距离x₂，

所述距离x₂基于转矩的衰减率T/T₀决定为满足下述的式(1)及式(2)，

[数学式1]

[数学式2]

4.一种分离器，从含有油的制冷剂中分离所述油，其中，

所述分离器具备：

流入管部，其供所述制冷剂流入，包括回旋部，所述回旋部规定所述制冷剂的流通方向以使所述制冷剂回旋；以及

油贮存部，其与所述流入管部连接，

所述回旋部包括相对于所述流入管部的延伸方向呈螺旋状延伸的配管，

所述分离器具有使通过了所述呈螺旋状延伸的配管的所述制冷剂流动的流出管部，

在所述油贮存部中从通过了所述呈螺旋状延伸的配管的所述制冷剂中分离的油流动的方向与通过了所述呈螺旋状延伸的配管的所述制冷剂在所述流出管部流动的方向一致，

所述流入管部设置成包围所述呈螺旋状延伸的配管，与所述油贮存部成为一体而构成圆筒状部，

所述油贮存部设置成包围所述流出管部，

通过了所述呈螺旋状延伸的配管的所述制冷剂从所述呈螺旋状延伸的配管的开口部排出，向所述流出管部的开口部流动。

5.一种分离器，从含有油的制冷剂中分离所述油，其中，

所述分离器具备：

流入管部，其供所述制冷剂流入，包括回旋部，所述回旋部规定所述制冷剂的流通方向以使所述制冷剂回旋；以及

油贮存部，其与所述流入管部连接，

所述回旋部包括相对于所述流入管部的延伸方向呈螺旋状延伸的配管，

所述分离器具有使通过了所述呈螺旋状延伸的配管的所述制冷剂流动的流出管部，

在所述油贮存部中从通过了所述呈螺旋状延伸的配管的所述制冷剂中分离的油流动的方向与通过了所述呈螺旋状延伸的配管的所述制冷剂在所述流出管部流动的方向一致，

在所述流入管部中所述制冷剂所流入的入侧开口部是所述呈螺旋状延伸的配管的一方端部开口部，

在所述呈螺旋状延伸的配管中，在外周侧的壁部形成贯通孔，

所述呈螺旋状延伸的配管中的所述一方端部开口部的相反侧的端部与所述流出管部连接，从而所述呈螺旋状延伸的配管与所述流出管部成为一体，

所述流入管部与所述油贮存部是一体的配管，具备外周配管，所述外周配管包围所述呈螺旋状延伸的配管的周围并且具有沿着所述呈螺旋状延伸的配管的螺旋状的形状。

6.一种制冷循环装置，其中，所述制冷循环装置具备：

制冷剂回路，其供制冷剂循环，包括压缩机、流路切换装置、第一热交换器、膨胀阀以及第二热交换器；以及

设置于所述制冷剂回路的权利要求1～5中任一项所述的分离器。

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