JP2002295928A

JP2002295928A - 油分離器

Info

Publication number: JP2002295928A
Application number: JP2001099058A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Shudo; 克則首藤; Susumu Yoshimura; 寿守務吉村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の油分離器では、デミスターを平板状と
していたので、デミスターを通過する冷媒ガスの流速を
限界速度以下にするために表面積を大きくすると油分離
器の小型化が制限されてしまうという問題があった。さ
らに、整流板通過直後では混合ガスが噴流となってしま
い、デミスターを整流板のすぐ上に設置する従来の油分
離器では、十分に均一化されない混合ガスがデミスター
を通過してしまうので、油の分離効率の向上を図れない
という問題があった。【解決手段】デミスターを断面形状が逆Ｖ字形状、あ
るいは波状として形成した。また、整流板を通過した混
合ガスの噴流が均一化できる距離だけ整流板から離れた
位置で、且つ、冷媒吐出口の下にくるように第２の部屋
にデミスターを配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍サイクルに
おいて使用される、冷媒と冷凍機油が混合した混合ガス
から冷凍機油を分離する油分離器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の油分離器の断面図である。
図７中、１０１は容器本体、１０２は冷媒流入口、１０
３は容器１０１の内部を仕切る仕切板、１０４は第１の
デミスター、１０５は第２のデミスター、１０６は邪魔
板、１０７は冷媒吐出口である。なお、図中の矢印は冷
媒ガスの流れを示す。

【０００３】この様な構成では、冷媒配管から冷媒流入
口１０２を通って容器１０１内に流入した冷媒と油との
混合ガスは、第１のデミスター１０４を上方向から下方
向へ通過して流れることで、第１のデミスター１０４に
より、粒子の大きい油が一部取り除かれる。次に、この
混合ガスは、第２のデミスター１０５を下方向から上方
向へ通過して流れることでさらに油が取り除かれ、その
後、邪魔板１０６と円筒上部で形成された隙間を横方向
に流れ、冷媒吐出口１０７から接続した冷媒管に吐出さ
れることになるなお、第１のデミスター１０４は、分離
効率を上げるために設置されているもので、油分離器に
おいて必ずしも必要な構成要素ではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】デミスター方式による
油分離は、理論的には混合ガスの流速が速ければ速いほ
ど油の分離効率が良くなるが、実際には混合ガスの流速
がある速度（以下、限界速度と呼ぶ。）を超えると、一
度デミスターで分離された油が混合ガス中に再飛散して
混入しまうので分離効率は低下してしまう。

【０００５】そこで、油分離を効率良く行うためには、
デミスターを通過する冷媒ガスの流速を限界速度以下に
する必要があり、冷媒ガスが通過するデミスターの表面
積をある程度確保する必要がある。しかし、従来の油分
離器では、デミスターを平板状としていたので，表面積
を大きくするにはある程度の大きさが必要となり、油分
離器の小型化が制限されてしまうという問題があった。

【０００６】また、混合ガスの流れが不均一であると、
デミスターを通過する冷媒ガスが局所的に限界速度を超
える可能性があるので、必要に応じてデミスターの前段
に流れを均一化する整流板を設置する方法がとられてい
る。

【０００７】しかし、整流板通過直後では混合ガスが噴
流となってしまい、デミスターを整流板のすぐ上に設置
する従来の油分離器では、十分に均一化されない混合ガ
スがデミスターを通過してしまい、油の分離効率の向上
を図れないという問題があった。

【０００８】この発明は上述の問題を解決するためにな
されたものであり、混合ガスからの油分離効率を上げる
とともに、より小型にすることができる油分離器を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明における油分離
器では、容器と、容器に設けられた冷媒流入口と、容器
に設けられた冷媒吐出口と、冷媒流入口から流入した冷
媒と油との混合ガスから油を除去するためのデミスター
とを備え、デミスターを断面形状が逆Ｖ字形状、あるい
は波状として形成したものとした。

【００１０】また、この発明における油分離器では、容
器と、容器に設けられた冷媒流入口と、容器に設けられ
た冷媒吐出口と、冷媒流入口から流入した冷媒と油との
混合ガスから油を除去するためのデミスターとを備え、
容器の内壁面上部から下方向に伸びる垂直壁と、垂直壁
の端辺から水平に伸びる多数の小孔を有する整流板とに
より、容器内部を冷媒流入口と連結した第１の部屋と、
冷媒吐出口と連結した第２の部屋とに仕切り、デミスタ
ーを、整流板を通過した混合ガスの噴流が均一化できる
距離だけ整流板から離れた位置で、且つ、冷媒吐出口の
下にくるように第２の部屋に配置した。

【００１１】また、この発明における油分離器では、容
器と、容器に設けられた冷媒流入口と、容器に設けられ
た冷媒吐出口と、冷媒流入口から流入した冷媒と油との
混合ガスから油を除去するためのデミスターとを備え、
容器の内壁面上部から下方向に伸びる垂直壁と、垂直壁
の端辺から下方向に伸びる多数の小孔を有する整流板と
により、容器内部を冷媒流入口と連結した第１の部屋
と、冷媒吐出口と連結した第２の部屋とに仕切り、デミ
スターを整流板の小孔よりも上で、冷媒吐出口よりも下
にくるように第２の部屋に配置した。

【００１２】また、この発明における油分離器では、容
器と、容器に設けられた冷媒流入口と、容器に設けられ
た冷媒吐出口と、冷媒流入口から流入した冷媒と油との
混合ガスから油を除去するためのデミスターとを備えた
油分離器において、容器の内壁面上部から下方向に伸
び、孔を有する垂直壁により、容器内部を冷媒流入口と
連結した第１の部屋と、冷媒吐出口と連結した第２の部
屋とに仕切り、さらに、孔から第２の部屋に多数の小孔
を有する整流筒を突出させ、デミスターを整流筒よりも
上で、冷媒吐出口よりも下にくるように第２の部屋に配
置した。

【００１３】さらに、冷媒吐出口の下方に冷媒ガスの不
均一流れを緩和するための邪魔板を設けた。

【００１４】さらに、デミスターを断面形状が逆Ｖ字形
状、あるいは波状として形成した。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１における油分離器を示す図であり、図１
（ａ）は長手方向の縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）
のＡ−Ａ方向での縦断面図である。

【００１６】図１で、１は油分離機の容器本体であり、
円筒状の形状をなし、横方向に空調機に設置される。ま
た、容器本体１の円筒部分の一部は切り欠かれており、
外部に向かって開かれた冷媒吐出口２が形成されてい
る。なお、空調機等に設置する時には、この冷媒吐出口
２が上方を向くように設置される。また、容器本体１の
両端に２つある円盤部のうち、一方の円盤部には、冷媒
流入口３が形成されており、この冷媒流入口３に冷媒配
管が接続される。

【００１７】また、容器本体１の内部には、円筒部内壁
から下方向に下部の一部、約１０ｃｍを残して仕切板４
が設置されており、これにより、容器内部を第１の部屋
５と第２の部屋６とに仕切っている。なお、第１の部屋
５には冷媒流入口３が位置し、第２の部屋６には冷媒吐
出口２が位置する。さらに、第１の部屋５のうち、冷媒
流入口２の下部には、平面状の第１のデミスター７が第
１の部屋の上部と下部とを仕切るように設置されてい
る。また、第２の部屋６のうち、冷媒吐出口２の下部に
は、断面形状が逆Ｖ字状の第２のデミスター８が第２の
部屋６の上部と下部とを仕切るように、かつ、頂点の軸
が円筒の中心軸と一致するように設置されている。

【００１８】この様な構成では、冷媒配管から冷媒流入
口３を通って容器１内に流入した冷媒と油との混合ガス
は、第１の部屋５を上方向から下方向に第１のデミスタ
ー７を通過して流れ、この第１のデミスター７により、
粒子の大きい油が一部取り除かれる。次に、下部に移動
した冷媒と油の混合ガスは、仕切板４下部に設けられた
隙間を通って、第１の部屋５から第２の部屋６に移動
し、今度は、第２の部屋６を上方向に移動、第２のデミ
スター８を下方向から上方向に通過して冷媒吐出口２か
ら、接続した冷媒管に吐出される。このとき、第２のデ
ミスター８により、混合ガス中の油がさらに取り除かれ
る。

【００１９】また、この逆Ｖ字状の角度は、容器１に吹
き込まれる冷媒と油の混合ガスの速さと限界速度から決
定する必要がある。すなわち、ガスの速度が速い時には
角度を小さくし、速度が遅い時には角度を広くする。

【００２０】このように、この実施の形態では、第２の
デミスター８の断面形状を逆Ｖ字状としたので、平面状
のデミスターに比較して表面積が大きくなり、油分離効
力が向上する。

【００２１】なお、この実施の形態では、第２のデミス
ター８の断面形状を逆Ｖ字状にしたが、この構成以外で
も、例えば、逆Ｖ形状を複数としたり、波状としてもよ
く、このようにしても、デミスターの表面積を大きくす
ることができる。

【００２２】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２における油分離器の構成を示す断面図であり、図
１において、仕切板を上方から下方に延ばさずに、途中
で、冷媒吐出口２が位置する方向に直角に曲げ、さらに
その部分に多数の孔を形成したものである。なお、図２
中、図１と同様の構成には同一符号を付し、説明を省略
する。

【００２３】図２中、９は仕切板であり、円筒内壁の上
部から円筒部のほぼ中間まで下方に向かって延びてい
る。また、１０は整流板であり、仕切板９の下方端部に
垂直に接続され円盤部内壁まで延びている。なお、整流
板１０には、多数の小孔が形成されている。１１は、整
流板１０の上部で、整流板１０を通過した混合ガスの噴
流が均一化できる程度の距離離れた位置に設けられた平
面状の第２のデミスターである。１２は、第２のデミス
ター１１の上部で、冷媒吐出口２の下部に設けられた邪
魔板である。なお、この邪魔板１２の面積は、冷媒吐出
口２の面積よりも大きい。

【００２４】この様な構成では、冷媒配管から冷媒流入
口３を通って容器１内に流入した冷媒と油との混合ガス
は、第１のデミスター７を上方向から下方向に通過する
ことで粒子の大きい油が一部取り除かれる。次に、整流
板１０に設けられた孔を下方向から上方向に通過し、さ
らに、第２のデミスター１１を下方向から上方向に通過
し、邪魔板１２と円筒上部で形成された隙間を横方向に
流れ、冷媒吐出口２から外部に接続された冷媒配管に出
て行く。

【００２５】ここで、整流板１０と第２のデミスター１
１との距離は整流板１０を通過した混合ガスの噴流が均
一化できる程度の距離としているが、これは、整流板１
０に設けられた孔通過後に噴流状態が維持される領域
（ポテンシャルコアと呼ばれる領域）の長さと、この領
域の外側で隣接する噴流が繋がるまでに必要な距離と、
の比較から得られる距離である。具体的には、前者で整
流板１０に設けられた孔の内径の８倍以上、後者で整流
板１０に設けられた孔のピッチの５倍以上であり、この
内、距離が長い方を採用する。

【００２６】このように、この実施の形態では、整流板
１０を通過した直後の混合ガスは噴流となっているが、
整流板１０と第２のデミスター１１との間にある程度の
距離があることから、第２のデミスター１１を通過する
時には噴流がなくなり、第２のデミスター１１での油の
分離効率を上げることができる。さらに、邪魔板１２に
より、冷媒吐出口２から吐出される混合ガスを整流する
こともできる。

【００２７】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３における油分離器の構成を示す断面図であり、図
２において、仕切板の下辺に多数の小孔を有する整流板
を下方に円筒部内壁まで伸ばし、容器内部を仕切るよう
にしたものである。なお、図３中、図２と同様の構成に
は同一符号を付し、説明を省略する。

【００２８】図３中、１３は整流板であり、仕切板９の
端辺から下部の円筒内壁まで下方に向かって延び、容器
１を第１の部屋５と第２の部屋６とに仕切っている。ま
た、整流板１３には、多数の小孔が形成されている。

【００２９】この様な構成では、冷媒配管から冷媒流入
口３を通って容器１内に流入した冷媒と油との混合ガス
は、第１の部屋５を上方向から下方向に流れ、第１のデ
ミスター７を上方向から下方向に通過することで粒子の
大きい油が一部取り除かれる。その後、第１の部屋５の
下部から、整流板１３に設けられた多数の小孔を通過し
て第２の部屋６の下部に流れ、次に、第２の部屋６を下
方向から上方向に流れ第２のデミスター１１を下方向か
ら上方向に通過し、邪魔板１２と円筒上部で形成された
隙間を横方向に流れ、冷媒吐出口２から、外部に接続さ
れた冷媒配管に出て行く。

【００３０】このように、この実施の形態では整流板１
３を第２のデミスター１１に対して垂直に設置するよう
にしたので、整流板１３を通過して噴流状態になった混
合ガスが第２のデミスター１１へ直接流入しにくくな
り、さらに、整流板１３と第２のデミスター１１との間
の空間を大きく取れるので、より均一化した混合ガスが
第２のデミスター１１を通過することになり、油の分離
効率を向上させることができる。

【００３１】実施の形態４．図４は、この発明の実施の
形態４における油分離器の構成を示す断面図であり、図
３において、整流板を平面状ではなく、円筒状にし、第
２の部屋６内の突出させるようにしたものである。な
お、図４中、図３と同様の構成には同一符号を付し、説
明を省略する。図４中、１４は本体１の円筒部に対して
垂直にかつ、本体１両端の円盤部と同じ大きさの仕切板
であり、これにより容器１内部を第１の部屋５と第２の
部屋６とに仕切っている。さらに、この仕切板１４の第
１のデミスター７及び第２のデミスター１１の下になる
位置には円型の孔１４ａがあり、この孔１４ａに、多数
の小孔を有する円筒状の整流筒１５が結合している。ま
た、この整流筒１５は、下流側である第２の部屋６側に
突出し、容器１の円盤部の内壁まで達している。

【００３２】このような構成では、冷媒配管から冷媒流
入口３を通って容器１内に流入した冷媒と油との混合ガ
スは、第１の部屋５を上方向から下方向に流れ、第１の
デミスター７を上方向から下方向に通過し、粒子の大き
い油が一部取り除かれる。その後、第１の部屋５の下部
で、仕切板１４に結合している整流筒１５に入り、この
整流筒１５に設けられた多数の孔を通過して第２の部屋
６に移動し、次に、第２の部屋６を下方向から上方向に
流れ、第２のデミスター１１を下方向から上方向に通過
し、邪魔板１２と円筒上部で形成された隙間を横方向に
流れ、冷媒吐出口２から、外部に接続された冷媒配管に
出て行く。

【００３３】このように、この実施の形態では、整流筒
１５を円筒状に形成することにより、整流筒１５から出
る混合ガスが噴流状態で第２のデミスター１１へ直接流
入しにくくなり、さらに、第２の部屋６で、整流筒１５
の周囲の空間を大きく取れるので、より均一化した混合
ガスが第２のデミスター１１を通過することになり、油
の分離効率を向上させることができる。

【００３４】実施の形態５．なお、図１の油分離器で、
冷媒吐出口２の下方に邪魔板を設けてもよい。図５は、
この実施の形態５の油分離器の断面図である。図５中、
１６は邪魔板であり、第２のデミスター８の上部で、冷
媒吐出口２の下部の位置に設けられ、その面積は冷媒吐
出口２の面積よりも大きい。

【００３５】前述の実施の形態１では、冷媒吐出口２に
冷媒ガスの流れが集中するために第２のデミスター８の
冷媒吐出口２付近の一部分で局所的にガス流速が速くな
り、分離効率へ悪影響を与えるという問題点があるが、
図５に示すように邪魔板１６を冷媒吐出口２の下部に設
置することで、冷媒吐出口２付近へ集中していた冷媒ガ
スの流れを分散させることができ、分離効率のさらなる
向上を図ることができる。

【００３６】実施の形態６．なお、図５の油分離器で、
仕切板４を下方の容器２の内壁面まで延ばし、さらに、
第２のデミスター８よりも下の部分に多数の小孔を形成
して、整流板１７としてもよい。図６は、この実施の形
態６の油分離器の断面図である。図６中、１７は、仕切
板９の端辺から下方向に伸びる整流板であり、第２のデ
ミスター８より下方の部位にのみ、すなわち、扇状部分
にのみ多数の小孔が形成されている。

【００３７】この様な構成では、整流板１７を通過して
噴流状態になった冷媒ガスが第２のデミスター８へ直接
流入しにくくなり、さらに、第２のデミスター８の表面
積も大きくとれるので、混合ガスの油分離効率をさらに
向上させることができる。

【００３８】

【発明の効果】この発明における油分離器では、容器
と、容器に設けられた冷媒流入口と、容器に設けられた
冷媒吐出口と、冷媒流入口から流入した冷媒と油との混
合ガスから油を除去するためのデミスターとを備え、デ
ミスターを断面形状が逆Ｖ字形状、あるいは波状として
形成したものとしたので、デミスターが原因でガス流速
が部分的に速くなることを防ぎ、更には、従来使用され
ていた平板形状のデミスターに比べ、同じ表面積ならば
全長を短くでき、より小型化した油分離器を得ることが
できる。

【００３９】また、この発明における油分離器では、容
器と、容器に設けられた冷媒流入口と、容器に設けられ
た冷媒吐出口と、冷媒流入口から流入した冷媒と油との
混合ガスから油を除去するためのデミスターとを備え、
容器の内壁面上部から下方向に伸びる垂直壁と、垂直壁
の端辺から水平に伸びる多数の小孔を有する整流板とに
より、容器内部を冷媒流入口と連結した第１の部屋と、
冷媒吐出口と連結した第２の部屋とに仕切り、デミスタ
ーを、整流板を通過した混合ガスの噴流が均一化できる
距離だけ整流板から離れた位置で、且つ、冷媒吐出口の
下にくるように第２の部屋に配置したので、分離効率の
向上を図ることができる。

【００４０】また、この発明における油分離器では、容
器と、容器に設けられた冷媒流入口と、容器に設けられ
た冷媒吐出口と、冷媒流入口から流入した冷媒と油との
混合ガスから油を除去するためのデミスターとを備え、
容器の内壁面上部から下方向に伸びる垂直壁と、垂直壁
の端辺から下方向に伸びる多数の小孔を有する整流板と
により、容器内部を冷媒流入口と連結した第１の部屋
と、冷媒吐出口と連結した第２の部屋とに仕切り、デミ
スターを整流板の小孔よりも上で、冷媒吐出口よりも下
にくるように第２の部屋に配置したので、整流板を通過
した噴流状態のガスがデミスターへ直接流入しにくくな
り、さらに、整流板後の空間を大きく取れるので、その
空間での油分離も促進されることになり、分離効率の向
上を図ることができる。

【００４１】また、この発明における油分離器では、容
器と、容器に設けられた冷媒流入口と、容器に設けられ
た冷媒吐出口と、冷媒流入口から流入した冷媒と油との
混合ガスから油を除去するためのデミスターとを備えた
油分離器において、容器の内壁面上部から下方向に伸
び、孔を有する垂直壁により、容器内部を冷媒流入口と
連結した第１の部屋と、冷媒吐出口と連結した第２の部
屋とに仕切り、さらに、孔から第２の部屋に多数の小孔
を有する整流筒を突出させ、デミスターを整流筒よりも
上で、冷媒吐出口よりも下にくるように第２の部屋に配
置したので、冷媒ガスが噴流状態でデミスターへ流入す
ることを軽減または防ぐことができ、分離効率の向上を
図ることができる。

【００４２】さらに、冷媒吐出口の下方に冷媒ガスの不
均一流れを緩和するための邪魔板を設けたので、吐出口
へ集中していたガスの流れを分散させることができ、分
離効率の向上を図ることができる。

【００４３】さらに、デミスターを断面形状が逆Ｖ字形
状、あるいは波状として形成したので、より小型で分離
効率の高い油分離器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す油分離器の概
略断面図である。

【図２】この発明の実施の形態２を示す油分離器の概
略断面図である。

【図３】この発明の実施の形態３を示す油分離器の概
略断面図である。

【図４】この発明の実施の形態４を示す油分離器の概
略断面図である。

【図５】この発明の実施の形態５を示す油分離器の概
略断面図である。

【図６】この発明の実施の形態６を示す油分離器の概
略断面図である。

【図７】従来の油分離器の概略断面図である。

【符号の説明】

１容器本体、２冷媒吐出口、３冷媒流入口、
４仕切板５第１の部屋、６第２の部屋、７第１のデミ
スター、８第２のデミスター、９仕切板、１０
整流板、１１第２のデミスター、１２邪魔板、
１３整流板、１４仕切板、１４ａ孔、１５
整流筒、１６邪魔板、１７整流板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H003 AC03 BG08 4D058 JA12 JA13 QA01 QA03 QA17 SA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器と、前記容器に設けられた冷媒流入
口と、前記容器に設けられた冷媒吐出口と、前記冷媒流
入口から流入した冷媒と油との混合ガスから油を除去す
るためのデミスターとを備えた油分離器において、前記
デミスターを断面形状が逆Ｖ字形状、あるいは波状とし
て形成したことを特徴とする油分離器。
【請求項２】容器と、前記容器に設けられた冷媒流入
口と、前記容器に設けられた冷媒吐出口と、前記冷媒流
入口から流入した冷媒と油との混合ガスから油を除去す
るためのデミスターとを備えた油分離器において、前記
容器の内壁面上部から下方向に伸びる垂直壁と、前記垂
直壁の端辺から水平に伸びる多数の小孔を有する整流板
とにより、前記容器内部を前記冷媒流入口と連結した第
１の部屋と、前記冷媒吐出口と連結した第２の部屋とに
仕切り、前記デミスターを、前記整流板を通過した混合
ガスの噴流が均一化できる距離だけ前記整流板から離れ
た位置で、且つ、前記冷媒吐出口の下にくるように前記
第２の部屋に配置したことを特徴とする油分離器。
【請求項３】容器と、前記容器に設けられた冷媒流入
口と、前記容器に設けられた冷媒吐出口と、前記冷媒流
入口から流入した冷媒と油との混合ガスから油を除去す
るためのデミスターとを備えた油分離器において、前記
容器の内壁面上部から下方向に伸びる垂直壁と、前記垂
直壁の端辺から下方向に伸びる多数の小孔を有する整流
板とにより、前記容器内部を前記冷媒流入口と連結した
第１の部屋と、前記冷媒吐出口と連結した第２の部屋と
に仕切り、前記デミスターを前記整流板の小孔よりも上
で、前記冷媒吐出口よりも下にくるようにを前記第２の
部屋に配置したことを特徴とする油分離器。
【請求項４】容器と、前記容器に設けられた冷媒流入
口と、前記容器に設けられた冷媒吐出口と、前記冷媒流
入口から流入した冷媒と油との混合ガスから油を除去す
るためのデミスターとを備えた油分離器において、前記
容器の内壁面上部から下方向に伸び、孔を有する垂直壁
により、前記容器内部を前記冷媒流入口と連結した第１
の部屋と、前記冷媒吐出口と連結した第２の部屋とに仕
切り、さらに、前記孔から前記第２の部屋に多数の小孔
を有する整流筒を突出させ、前記デミスターを、前記整
流筒よりも上で、前記冷媒吐出口よりも下にくるように
前記第２の部屋に配置したことを特徴とする油分離器。
【請求項５】冷媒吐出口の下方に冷媒ガスの不均一流
れを緩和するための邪魔板を設けたことを特徴とする請
求項２から請求項４のいずれかに記載の油分離器。
【請求項６】デミスターを断面形状が逆Ｖ字形状、あ
るいは波状として形成したことを特徴とする請求項２か
ら請求項５のいずれかに記載の油分離器。