JP2005098534A

JP2005098534A - 油分離器

Info

Publication number: JP2005098534A
Application number: JP2003329645A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hisataka; 悟久高
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】油分離性能が高く、消音効果の高い油分離器を提供する。
【解決手段】略円筒状の容器本体１の側壁に挿入された冷媒入口管２と、前記容器本体１の上方に内蔵され油を分離する分離部５と、前記容器本体１の上部に接続され分離された冷媒を排出する冷媒出口管３と、前記容器本体１の下部に接続され分離された油を排出する油排出管４とを備え、前記冷媒入口管２の先端近傍ａに圧損を生じさせる部材８を設けて、混合流体に含まれる油を部材８に吸着させるとともに、部材８により混合流体の流速が適度なものとなるので、流体が容器本体１の内壁１ａに衝突する時に発生する音が抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機から吐出された気相冷媒中に含まれる油を分離する油分離器に関するものである。

第１の従来の油分離器を図８に基づき説明する。容器本体１１０の上部の所定の位置に設けられた分離材１１１と、分離材１１１から下方へ所定の位置に設けられ上方が閉口し下方が開口した所定長さの円柱形状の仕切板１１２により前記容器本体１１０の中央部を内側室１１３内と外側室１１４に分離するとともに、仕切板１１２の接線方向に内側室１１３内の上部に開口部を有する冷媒入口管１１６と、容器本体１１０の上端の開口部１１０ａに接続される冷媒出口管１１７を設けた構造としている。これにより、油分離性能の向上を図るため分離材１１１の断面積を増加させ、容器本体１１０の内径を大きくしても、遠心分離を行う内側室１１３の内径が大きくならず、冷媒の旋回半径に反比例する遠心力の低下による油分離能力の低下を防止できるというものである（例えば、特許文献１参照）。

次に、第２の従来の油分離器を図９に基づき説明する。

圧縮機（図示せず）から吐出され油を伴った冷媒が流入する冷媒流入部２２１を有するとともに、前記冷媒を油分離エレメント２２５を通過させた後、流出させる冷媒流出部２２２を有する容器２２３と、前記冷媒流入部２２１の前記容器２２３内側の開口部２２８を包囲するとともに冷媒出口２２９を有するケーシング２３０、および前記開口部２２８に対して対向する位置に通気性、耐熱性のある吸音材層２３１を備えた消音部２２４を設けた構造としている。これにより、流入冷媒が直接、容器内面に当たらず、油分離エレメント２２５にて分離された油は、下方の油溜まり部２２６に溜められる。流入冷媒は、吸音材層２３１にてエネルギが低減され騒音低減が図れるというものである（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−９７２２号公報特開平８−１２８３８８号公報

しかしながら、第１の従来の油分離器の構成では、円柱形状の仕切板１１２の内径が小さいために旋回し流れる冷媒の流速が著しく速く、一旦仕切板１１２内壁に付着した油滴を再度飛散させてしまい、仕切り板１１２上部の開口部からミスト状で噴出してしまい、分離材１１１で分離しきれないという課題があり、また円柱形状の仕切板１１２に直接、冷媒を当てることにより発生する音が大きいという課題を有していた。

また、第２の従来の油分離器の構成では、冷媒流入部２２１の容器２２３内部の開口部２２８を包囲するとともに冷媒出口２２９を有するケーシング２３０、および前記開口部２２８に対して対向してある程度距離を有する位置に複数の層からなる吸音材層２３１を備えているため、前記ケーシング２３０の装備が大きくなりやすくコンパクトなサイズでは実現困難であった。さらに前記ケーシング２３０内では、前記開口部２２８から流れ入る冷媒の流速が速く、また前記開口部２２８に対向する吸音材層２３１は、ある程度距離を有しているため、油が飛散しやすく、前記吸音材層２３１からの油回収が効率的ではないという課題を有していた。

本発明は上記課題を解決するものであり、油分離性能が高く、かつ消音効果の高い油分離器を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、略円筒状の容器本体の側壁に挿入された冷媒入口管と、前記容器本体の上方に内蔵され油を分離する分離部と、前記容器本体の上部に接続され分離された冷媒を排出する冷媒出口管と、前記容器本体の下部に接続され分離された油を排出する油排出管とを備え、前記冷媒入口管の先端近傍に圧損を生じさせる部材を設けたもので、混合流体に含まれる油は、前記部材に吸着され、自重により容器本体下部の油排出管より排出され、さらに部材により混合流体の流速が適度なものとなるので、容器本体の内壁に衝突する音が抑制され、油回収効率、分離性能が高く低騒音の油分離機を提供することができる。

本発明の油分離機は、冷媒入口管の先端近傍に圧損を生じさせる部材を設けると言う簡単な構成で、油回収効率、分離性能が高く、低騒音でしかもコンパクトに形成することができる。

第１の発明は、略円筒状の容器本体の側壁に挿入された冷媒入口管と、前記容器本体の上方に内蔵され油を分離する分離部と、前記容器本体の上部に接続され分離された冷媒を排出する冷媒出口管と、前記容器本体の下部に接続され分離された油を排出する油排出管とを備え、前記冷媒入口管の先端近傍に圧損を生じさせる部材を設けたもので、混合流体に含まれる油は、部材を通過する際に、前記部材に吸着され、自重により容器本体下部の油排出管より排出される。また、部材により混合流体の流速が適度なものとなるので、容器本体の内壁に衝突する音が抑制され、適度な流速による遠心力で旋回流となり、容器本体内壁に油が付着しやすく、容器本体内壁を伝わり容器本体下部の油排出管より同様に排出される。これにより、混合流体の衝突音低減を実現し、油回収効率を上げ、分離性能を高めることができ、また容器本体内にケーシングなどの構造部材を設けず、冷媒入口管の先端近傍に部材を配置しているだけなので、コンパクト化も実現できる。

第２の発明は、特に、第１の発明の油分離機を圧縮機と分離独立させ、前記圧縮機と配管を介して接続するもので、配管引き回しなどに融通性を持たせることが可能で、空気調和機全体のコンパクト化を実現できる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の部材を、網状の金属或いは多孔性金属で形成したもので、冷凍サイクルに影響を与えない程度の少ない圧損にて効果的に円筒状の容器本体内に冷媒と油の混合流体が噴出する際の容器本体内壁への衝撃音を低下させ、一層の騒音低減を実現できる。

第４の発明は、特に第１〜３の発明のいずれか１つの発明の冷媒入口管の先端近傍に少なくとも１つの油孔を設けたもので、冷媒と油の混合流体が部材を通過して容器本体内壁に衝突するように噴出するが、油は前記部材に吸着され、冷媒入口管の先端近傍に設けた油孔より効率良く容器本体下部に滴下し、油排出管より排出される。

第５の発明は、特に第１〜４の発明のいずれか１つの発明の部材を略半球形状に形成し、それを冷媒入口管の出口部に突出させて設けたもので、冷媒入口管に流入してきた冷媒と油の混合流体が、略半球形状の部材を介することで、冷凍サイクルに影響を与えない程度の少ない圧損にて効果的に円筒状の容器本体内壁に放射状により均等に噴出することで容器本体内壁に加わる１点集中圧を緩和低減し、衝撃音を低下させ、一層の騒音低減を実
現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態における油分離機を図１、２を用いて説明する。

図１は、本実施の形態の油分離機の基本構成を示す概略図で、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１、図２において、１は、油分離機の容器本体で、空気調和機などに内蔵された圧縮機（図示せず）とは完全に分離独立して、配管を介して接続されている。２は冷媒と油の混合流体が流入する冷媒入口管で、容器本体１の側面から挿入されている。冷媒入口管２の先端近傍ａには、適度な圧損を生じさせるとともに吸音用の部材８が配置されている。

５は、繊維などからなり油と冷媒を分離する分離部で、分離された冷媒は容器本体１の上部に設けた冷媒出口管３から、又分離された油は、油排出管４よりそれぞれ排出される。６、７は、分離部５を形成する繊維を上下で保持する金属製の多孔板で、分離部５と、多孔板６、７でユニット化されて、部品の交換を容易にしている。

上記構成による、動作、作用は以下の通りである。

太い矢印で示されるように流入した冷媒と油の混合流体は、適度な圧損を受けながら部材８を通過し、前記容器本体１内に導かれ、容器本体１の内壁１ａに向かって前記冷媒入口管２の先端から噴出する。その後、混合流体は、分離部５を通過する際、油は分離部５を構成する繊維に付着し、冷媒は前記分離部５を通過し、容器本体１の上部に設けた上部開口部１ｂに接続した冷媒出口管３より流出する。

以上のように、本実施の形態では、冷媒と油の混合流体は、冷媒入口管２の先端近傍ａに位置し、適度な圧損を生じさせる部材８を通過して容器本体１の内壁１ａに衝突するように噴出するが、油はまず前記部材８に吸着され、冷媒入口管２の先端から出ると重力により容器本体１の下部に流下し、油排出管４より排出される。そして前記部材８で吸着しきれない油は、冷媒入口管２を通過後、分離部５を通過する際に、分離部５を構成する繊維に付着し、容器本体１の内壁１ａに沿って流下し、容器本体１の下部に集まり、油排出管４から流出する。

一方、前記部材８により減速され適度な流速で容器本体１の内壁１ａに到達した混合流体は、容器本体１の内壁１ａに衝突する際、適度に減圧され、衝突時に発生する衝撃音は抑制され、適度な流速による旋回流となることで飛散を抑制させ容器本体１の内壁１ａに油が付着しやすくなり、内壁１ａを伝わり容器本体１の下部の油排出管４より同様に排出される。

このように、従来のように分離部５で油を分離する以外に、容器本体１の内壁１ａへの混合流体の衝撃音低減を実現しながら、部材８および容器本体１の内壁１ａからの油回収効率を上げ、分離性能を高めることができる。また、容器本体１内にケーシングなどの構造部材を設けず、冷媒入口管２の先端近傍ａに適度な圧損を生じさせる部材８を吸音材をかねて配置しているだけであるため、容器本体１のコンパクト化も実現できるものである。

また、容器本体１は、圧縮機とは完全に分離独立し、前記圧縮機とは配管を介して接続
されているので、配管引き回しなどに融通性を持たせることが可能で、空気調和機全体のコンパクト化を実現できるものである。

（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態を図３、図４を用いて説明する。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

図３は、冷媒入口管２の先端部の拡大図である。図において、部材８を網状の金属、もしくは、多孔性金属で形成したものである。尚、前記部材８は、混合流体により移動することのないように、しかも抵抗がほとんど発生しないようにするために多孔状の板９、もしくは、突起形状などで位置決めするようにすると良い。

また、部材８の材料の種類によっては、図４のように、前記冷媒入口管２の出口部２ａを直接包囲するような形状の部材８としても良く、その場合は、例えば、冷媒入口管２の外周に引っ掛けられるように引掛部２ｂなどを設けて位置決めするようにしても良い。

上記構成によれば、網状の金属、もしくは、多孔性金属（焼結合金など）のような多孔を有する部材８にすることで、冷媒入口管２を流れる冷媒と油の混合流体は、前記部材８を通過する際、冷凍サイクルに影響を与えない程度のより少ない圧損を得るだけで効果的に整流され、冷媒入口管２の出口部２ａから対向する円筒状の容器本体１の内壁１ａに向けて適度に減圧されながら噴出され、前記冷媒入口管２の先端付近で発生する渦流などによる冷媒音および容器本体１の内壁１ａへの衝撃音を共に低下させ、一層の騒音低減を実現できる。

（実施の形態３）
次に、本発明の第３の実施の形態を図５、図６を用いて説明する。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

図５、図６は、いずれも本実施の形態の冷媒入口管２の先端部の拡大図を示すものである。

図５において、冷媒入口管２の先端近傍ａに部材８を配すると共に冷媒入口管２の内外を連通する油孔１０を少なくとも１個設けたものである。尚、前記油孔１０には、油孔１０から排出される油を矢印１１のように効率よく導くための油路１２を設けてもよい。

上記構成によれば、前記冷媒入口管２を流れる冷媒と油の混合流体は、前記部材８を通過する際、冷凍サイクルに影響を与えない程度のより少ない圧損を得るだけで効果的に整流され、冷媒入口管２の出口部２ａから適度に減圧された状態で対向する円筒状の容器本体１の内壁１ａに向けて噴出されるが、その際、油は前記部材８に吸着され、油孔１０より容器本体１の下部に滴下し、油排出管４より排出され、効率良く油回収ができ、分離性能向上が実現できる。

また、油孔１０に油を効率的に下方に導くための油路１２を形成することにより、より一層効果的に油回収ができ、更なる分離性能向上を実現できる。

また、前記部材８の形状が、図６のように、前記冷媒入口管２の出口部２ａを直接包囲するような場合も同様に、少なくとも１つの油孔１０を設け、前記油孔１０には、油孔１０から排出される油を矢印１１ａのように効率よく導くための油路１２を設けてもよい。

（実施の形態４）
次に、本発明の第４の実施の形態を図７を用いて説明する。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態では、冷媒入口管２の出口部２ａを直接包囲する部材８を略半球状に形成し、冷媒入口管２の先端に突出するように設けたものである。さらに冷媒入口管２の出口部２ａに前記混合流体を放射状に放出しやすいテーパー状の放出部１３を設けるか、図示してないが、前記略半球形状の部材８の凹側に前記混合流体を放射状に放出しやすい放射状の放出部を一体成型してもよい。

上記構成によれば、冷媒入口管２に流入してきた冷媒と油の混合流体は、略半球状の部材８を介することで、冷凍サイクルに影響を与えない程度のより少ない圧損にて効果的に円筒状の容器本体１の内壁１ａに放射状により均等に噴出するので内壁１ａへの１点集中圧を緩和低減し、衝撃音をさらに低下させることができる。一方、混合流体に含まれる油は、前記部材８にも吸着され、前記冷媒入口管２の先端近傍ａに設けた油孔１０より容器本体１の下部に滴下し、油排出管４より排出され、効率良く油回収ができ、分離性能向上が実現できる。

また、冷媒入口管２の先端にテーパー状の放出部１３を設けるか、または、部材８の凹側（冷媒入口管２側）に前記混合流体を放射状に放出しやすい放射状の放出部を一体成型することにより、容器本体１の内壁に放射状に、より均等に噴出することで容器本体１の内壁への１点集中圧を更に緩和低減し、より一層の騒音低減を実現できる。

以上のように、本発明にかかる油分離器は、吸音を兼ねる部材により、コンパクトな構造を実現しながら、衝撃音低減と分離性能を高めることが可能となるので、最近、静音化環境を必要とする空気調和機、圧縮機、混合流体を遠心分離装置にて分離させるプラント関連にも適用できるものである。

本発明の第１の実施の形態を示す油分離機の概略構成図図１のＡ−Ａ断面図本発明の第２の実施の形態を示す油分離機の冷媒入口管の要部断面図同油分離機の他の例を示す冷媒入口管の要部断面図本発明の第３の実施の形態を示す油分離機の冷媒入口管の要部断面図同油分離機の他の例を示す冷媒入口管の要部断面図本発明の第４の実施の形態を示す油分離機の冷媒入口管の要部断面図第１の従来の油分離機を示す概略構成図第２の従来の油分離機を示す概略構成図

符号の説明

１容器本体
２冷媒入口管
３冷媒出口管
４油排出管
５分離部
８部材
１０油孔
１２油路

Claims

略円筒状の容器本体の側壁に挿入された冷媒入口管と、前記容器本体の上方に内蔵され油を分離する分離部と、前記容器本体の上部に接続され分離された冷媒を排出する冷媒出口管と、前記容器本体の下部に接続され分離された油を排出する油排出管とを備え、前記冷媒入口管の先端近傍に圧損を生じさせる部材を設けたことを特徴とする油分離器。
圧縮機と分離独立し、前記圧縮機と配管を介して接続される請求項１記載の油分離器。
部材を、網状の金属或いは多孔性金属で形成したことを特徴とする請求項１または２記載の油分離器。
冷媒入口管の先端近傍に少なくとも１つの油孔を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の油分離器。
略半球形状の部材を冷媒入口管の出口部に突出させて設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の油分離器。