JP2009006281A - Centrifugal separation apparatus - Google Patents

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Jiro Iizuka
二郎 飯塚
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal separation apparatus which promotes a separation efficiency, miniaturization of the apparatus and simplification of a structure, and also is suitable as an oil separation apparatus of a compressor. <P>SOLUTION: The centrifugal separation apparatus gives a revolving flow to a multiphase fluid flowed from an inlet hole formed on the side wall of a separation room to separate it into a high-density fluid and a lower-density fluid than the high-density fluid, make the separated lower-density fluid flow out of an outlet hole arranged upward the inlet hole and make the separated the high-density fluid flow out of the outlet hole arranged downward the inlet hole, wherein at least a part of the separation room is formed at a diameter-enlarging part to be gradually diameter-enlarged toward the downward side. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、たとえば多相流体から密度の異なる流体を分離可能な遠心分離装置に関し、とくに圧縮機内に設けられ、吐出流体と該吐出流体中に含まれるオイルとを分離するオイル分離装置に好適な遠心分離装置に関する。   The present invention relates to a centrifugal separator that can separate, for example, fluids having different densities from a multiphase fluid, and is particularly suitable for an oil separator that is provided in a compressor and separates discharged fluid and oil contained in the discharged fluid. The present invention relates to a centrifugal separator.

圧縮機に内蔵され、吐出流体と該吐出流体に含まれるオイル(潤滑油)とを分離するオイル分離装置はよく知られている。このような、オイル分離装置としては、オイルが含有される吐出流体を円筒状に形成された分離室内に導入し、該導入された流体に旋回流を付与することにより吐出流体とオイルとの密度の差を利用し両者を分離し、高密度のオイルを分離室の下方に流出させるとともに、低密度の吐出流体(たとえば、二酸化炭素等の冷媒)を分離室の上方に排出させる遠心分離式のオイル分離装置が一般的である。また、このようなオイル分離装置においては、分離効率を向上するため図9に示すような提案もなされている(特許文献1)。図9においては、斜板式圧縮機100内には遠心分離式のオイル分離装置101が設けられている。オイル分離装置101は、分離室102を有しており、分離室102にはオイルが含まれる吐出流体を導入する入口孔103が設けられている。また、分離室102内には軸方向に延びる分離パイプ104が設けられている。このような構成においては、入口孔103から分離室102内に導入された吐出流体は、分離室102の内壁に沿って旋回流を形成し高密度のオイルと低密度の吐出流体とに分離される。そして、分離された低密度の吐出流体は、分離パイプ104の内側を通り分離室102の上部に設けられた低密度の吐出流体の出口孔(図示略)か流出される。一方、分離された高密度のオイルは分離室102の下部に設けられた出口孔105から流出され圧縮器機100の圧縮機構側106へ供給されるようになっている。   An oil separation device that is built in a compressor and separates discharged fluid and oil (lubricating oil) contained in the discharged fluid is well known. As such an oil separation device, a discharge fluid containing oil is introduced into a separation chamber formed in a cylindrical shape, and a swirl flow is imparted to the introduced fluid, whereby the density of the discharge fluid and the oil is increased. A centrifugal separation type that separates the two by using the difference between them and causes a high-density oil to flow out below the separation chamber and discharge a low-density discharge fluid (for example, a refrigerant such as carbon dioxide) above the separation chamber. Oil separators are common. Further, in such an oil separator, a proposal as shown in FIG. 9 has been made in order to improve the separation efficiency (Patent Document 1). In FIG. 9, a centrifugal oil separation device 101 is provided in the swash plate compressor 100. The oil separation device 101 has a separation chamber 102, and the separation chamber 102 is provided with an inlet hole 103 for introducing a discharge fluid containing oil. A separation pipe 104 extending in the axial direction is provided in the separation chamber 102. In such a configuration, the discharge fluid introduced into the separation chamber 102 from the inlet hole 103 forms a swirling flow along the inner wall of the separation chamber 102 and is separated into high-density oil and low-density discharge fluid. The The separated low-density discharge fluid passes through the inside of the separation pipe 104 and flows out from an outlet hole (not shown) of the low-density discharge fluid provided in the upper portion of the separation chamber 102. On the other hand, the separated high-density oil flows out from an outlet hole 105 provided in the lower part of the separation chamber 102 and is supplied to the compression mechanism side 106 of the compressor machine 100.

また、図10に示すように、分離室内に設けられる分離パイプ104の表面に溝(または突状)104aを設けオイルを該溝等に沿わせて下方に導くことによりオイルの分離効率の向上を図る提案もなされている(特許文献2)。   Further, as shown in FIG. 10, a groove (or protrusion) 104a is provided on the surface of the separation pipe 104 provided in the separation chamber, and the oil is guided along the groove or the like to improve the oil separation efficiency. The proposal which tries is also made | formed (patent document 2).

しかし、特許文献1のような提案においては、旋回流を形成する分離パイプ104の外周側の空間102aと、分離後の吐出流体を流す分離パイプ104の内側の空間102bのそれぞれに十分な流路断面積を確保することが困難であるため圧力損失が増大するおそれがある。とくに装置が圧縮機内蔵型である場合には、オイル分離装置自体の小型化が求められるため空間102a、102bの流路断面積が小さくなる。また、所定の分離効率を得るためには、分離パイプ104の長さや径をある値以上に確保する必要が生じるためオイル分離装置自体が大型化するおそれがある。一方、特許文献2の提案においては、分離パイプ104の表面に形成される溝104aにオイルが一旦付着したとしても旋回流により吹き飛ばされるおそれがあり、オイルの捕捉効率が低下するおそれがある。また、上記両提案はともに分離室102内に分離パイプ104を挿入する構成が採用されているが、このような構成においては構造が複雑化し装置のコストアップを招来するおそれがある。   However, in the proposal as disclosed in Patent Document 1, there are sufficient flow paths for the space 102a on the outer peripheral side of the separation pipe 104 that forms the swirl flow and the space 102b on the inner side of the separation pipe 104 that flows the discharged fluid after separation. Since it is difficult to ensure the cross-sectional area, the pressure loss may increase. In particular, when the apparatus is a compressor built-in type, it is required to reduce the size of the oil separation apparatus itself, so that the cross-sectional areas of the spaces 102a and 102b are reduced. In addition, in order to obtain a predetermined separation efficiency, it is necessary to secure the length and diameter of the separation pipe 104 to a certain value or more, so that the oil separation device itself may be increased in size. On the other hand, in the proposal of Patent Document 2, even if the oil once adheres to the groove 104a formed on the surface of the separation pipe 104, it may be blown off by the swirling flow, and the oil trapping efficiency may be reduced. Further, both of the above proposals employ a configuration in which the separation pipe 104 is inserted into the separation chamber 102. However, in such a configuration, there is a possibility that the structure is complicated and the cost of the apparatus is increased.

特開2000−0277565号公報JP 2000-0277565 A 特開平9−60591号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-60591

そこで、本発明の課題は、分離効率、装置の小型化、構造の簡素化を促進し、しかも圧縮機のオイル分離装置として使用された場合には、圧縮機内の潤滑性を確保でき、該圧縮機が使用される回路内(たとえば、車両用空調装置の冷凍回路内)のオイル循環を低減可能な遠心分離装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to promote separation efficiency, downsizing of the device, and simplification of the structure, and when used as an oil separation device of a compressor, the lubricity in the compressor can be secured, and the compression An object of the present invention is to provide a centrifugal separator capable of reducing oil circulation in a circuit in which the machine is used (for example, in a refrigeration circuit of a vehicle air conditioner).

上記課題を解決するために、本発明に係る遠心分離装置は、分離室の側壁に形成された入口孔から流入される多相流体に旋回流を付与し、高密度の流体と、該高密度の流体より低密度の流体とに分離し、分離された低密度の流体を前記入口孔よりも上方に設けられた出口孔から流出させ、分離された高密度の流体を前記入口孔よりも下方に設けられた出口孔から流出させる遠心分離装置において、前記分離室の少なくとも一部を、下方側に向かって徐々に拡径される拡径部に形成したことを特徴とするものからなる。このような構成においては、分離室の少なくとも一部が、下方側に向かって徐々に拡径される拡径部に形成されているので、分離室内に形成される旋回流は下方側に向かって大きくなり吐出流体に作用する遠心力も下方側に向かって徐々に増大する。したがって、吐出流体中の高密度の流体(たとえば、オイル)を効率よく分離できる。   In order to solve the above problems, a centrifugal separator according to the present invention imparts a swirl flow to a multiphase fluid flowing from an inlet hole formed in a side wall of a separation chamber, and a high-density fluid and the high-density fluid And the separated low-density fluid is allowed to flow out from an outlet hole provided above the inlet hole, and the separated high-density fluid is disposed below the inlet hole. In the centrifugal separation device that flows out from the outlet hole provided in the above, at least a part of the separation chamber is formed in a diameter-expanded portion that gradually increases in diameter toward the lower side. In such a configuration, since at least a part of the separation chamber is formed in the diameter-expanded portion that gradually increases in diameter toward the lower side, the swirl flow formed in the separation chamber is directed toward the lower side. The centrifugal force acting on the discharged fluid increases gradually and gradually increases downward. Therefore, a high-density fluid (for example, oil) in the discharge fluid can be separated efficiently.

また、上記課題を解決するために、もう一つの本発明に係る遠心分離装置は、円筒空間に形成される分離室の側壁に設けられた入口孔から流入される多相流体に旋回流を付与し、高密度の流体と、該高密度の流体より低密度の流体とに分離し、分離された低密度の流体を前記入口孔よりも上方に設けられた出口孔から流出させ、分離された高密度の流体を前記入口孔よりも下方に設けられた出口孔から流出させる遠心分離装置において、前記分離室の側壁に周方向に延びる溝を設けたことを特徴とするものからなる。このような構成においては、遠心力により分離された高密度の流体は、側壁に設けられた溝に捕捉されるので、吐出流体中の高密度の流体の分離効率を向上することができる。   In order to solve the above-mentioned problem, another centrifugal separator according to the present invention imparts a swirl flow to a multiphase fluid flowing from an inlet hole provided in a side wall of a separation chamber formed in a cylindrical space. The fluid is separated into a high-density fluid and a fluid having a lower density than the high-density fluid, and the separated low-density fluid is allowed to flow out from an outlet hole provided above the inlet hole and separated. In the centrifugal separator for discharging a high-density fluid from an outlet hole provided below the inlet hole, a groove extending in the circumferential direction is provided on a side wall of the separation chamber. In such a configuration, the high-density fluid separated by the centrifugal force is captured in the groove provided on the side wall, so that the separation efficiency of the high-density fluid in the discharge fluid can be improved.

上記のような溝は、たとえば螺旋状、あるいは周方向に延びる複数の溝から形成することができる。このような構成によれば、溝内に捕捉され分離された高密度の流体を、高密度の流体の出口孔に効率よく流入させることができる。なお、上記のような溝は分離室の側壁に直接刻設してもよいが、たとえば分離室を形成する空間内に、内面に溝が刻設された円筒体を挿入して側壁に溝が形成される分離室を構成することも可能である   The groove as described above can be formed, for example, from a plurality of grooves that are spiral or extend in the circumferential direction. According to such a configuration, the high-density fluid captured and separated in the groove can efficiently flow into the outlet hole of the high-density fluid. The grooves as described above may be directly engraved on the side wall of the separation chamber. For example, a cylindrical body having grooves engraved on the inner surface is inserted into the space forming the separation chamber, and the groove is formed on the side wall. It is also possible to configure the separation chamber to be formed

また、分離室の上端が蓋により閉塞される構成においては、上記螺旋状の溝は蓋が螺合される溝として利用することも可能である。   Further, in the configuration in which the upper end of the separation chamber is closed by the lid, the spiral groove can be used as a groove into which the lid is screwed.

また、上記課題を解決するために、もう一つ別の本発明に係る遠心分離装置は、分離室の側壁に形成された入口孔から流入される多相流体に旋回流を付与し、高密度の流体と、該高密度の流体より低密度の流体とに分離し、分離された低密度の流体を前記入口孔よりも上方に設けられた出口孔から流出させ、分離された高密度の流体を前記入口孔よりも下方に設けられた出口孔から流出させる遠心分離装置において、前記分離室内に、少なくとも前記分離された高密度の流体に下方側に向かう旋回流を付与するコイルばねを設けたことを特徴とするものからなる。たとえば分離室内に該分離室の軸方向に延びるコイルばねを設ければ、分離された高密度の流体に下方側に向かう旋回流を付与することができ、分離された高密度の流体を出口孔に効率よく流入させることができる。   In order to solve the above-mentioned problem, another centrifugal separator according to the present invention provides a swirl flow to a multiphase fluid flowing from an inlet hole formed in a side wall of a separation chamber, and has a high density. And a fluid having a density lower than that of the high-density fluid, and the separated low-density fluid is allowed to flow out from an outlet hole provided above the inlet hole. In the centrifugal separator for discharging the gas from an outlet hole provided below the inlet hole, a coil spring is provided in the separation chamber for imparting a swirling flow toward the lower side to at least the separated high-density fluid. It consists of what is characterized by this. For example, if a coil spring extending in the axial direction of the separation chamber is provided in the separation chamber, a swirling flow toward the lower side can be imparted to the separated high-density fluid, and the separated high-density fluid is supplied to the outlet hole. Can be efficiently introduced into the water.

上記分離された低密度の流体の出口孔には、該出口孔を開閉可能な弁体が設けられることが好ましい。また、該弁体は、上記コイルばねを利用し駆動させることができる。たとえば、弁体をコイルばねを用いて出口孔を閉じる方向に付勢し、吐出流体が分離室内に流入し該分離室の内圧が上昇した場合には、弁体がコイルばねの付勢力に抗して出口孔を開く方向に移動させるように構成すればコイルばねを利用し弁体を駆動させることができる。   The separated low-density fluid outlet hole is preferably provided with a valve body capable of opening and closing the outlet hole. The valve body can be driven using the coil spring. For example, when the valve body is biased in the direction of closing the outlet hole using a coil spring, and the discharged fluid flows into the separation chamber and the internal pressure of the separation chamber rises, the valve body resists the biasing force of the coil spring. And if it is comprised so that it may move to the direction which opens an exit hole, a valve body can be driven using a coil spring.

本発明に係る遠心分離装置は、たとえば圧縮機内に設けられ、冷媒と該冷媒に含まれるオイル(潤滑油)とを分離するオイル分離装置に好適なものである。   The centrifugal separator according to the present invention is suitable for an oil separator that is provided in, for example, a compressor and separates a refrigerant and oil (lubricating oil) contained in the refrigerant.

本発明に係る遠心分離装置によれば、分離室の少なくとも一部が下方側に向かって徐々に拡径される拡径部に形成されているので、分離室内に形成される旋回流は下方側に向かって大きくなり吐出流体に作用する遠心力も下方側に向かって徐々に増大する。したがって、吐出流体中の高密度の流体(たとえば、オイル)を効率よく分離し、分離された高密度の流体を出口孔に導入することができる。また、分離室内に分離パイプが挿入される従来装置に比べ、圧力損失を低減することができるとともに、装置の小型化、構造の簡素化の要請に柔軟に対応することができる。   According to the centrifugal separator according to the present invention, since at least a part of the separation chamber is formed in the diameter-expanded portion that gradually increases in diameter toward the lower side, the swirling flow formed in the separation chamber is on the lower side. The centrifugal force acting on the discharged fluid increases gradually toward the lower side and gradually increases. Therefore, a high-density fluid (for example, oil) in the discharge fluid can be efficiently separated, and the separated high-density fluid can be introduced into the outlet hole. In addition, pressure loss can be reduced as compared with a conventional apparatus in which a separation pipe is inserted into the separation chamber, and it is possible to flexibly respond to requests for downsizing of the apparatus and simplification of the structure.

また、もう一つの本発明に係る遠心分離装置によれば、分離室の側壁には周方向に延びる溝が設けられており、遠心力により分離された高密度の流体は、側壁に設けられた溝に捕捉されるので、吐出流体中の高密度の流体の分離効率を向上することができる。また、従来装置に比べ、圧力損失を低減しつつ、装置の小型化、構造の簡素化の要請に対応することができる。   Further, according to another centrifugal separator according to the present invention, a groove extending in the circumferential direction is provided on the side wall of the separation chamber, and the high-density fluid separated by centrifugal force is provided on the side wall. Since it is trapped in the groove, it is possible to improve the separation efficiency of the high-density fluid in the discharge fluid. In addition, it is possible to meet the demands for downsizing the device and simplifying the structure while reducing pressure loss as compared with the conventional device.

上記溝は、たとえば螺旋状、あるいは周方向に延びる複数の溝から形成することができ、このような構成によれば、溝内に捕捉され分離された高密度の流体を、高密度の流体の出口孔に効率よく流入させることができる。また、分離室の上端が蓋により閉塞される構成においては、上記螺旋状の溝は蓋が螺合される溝として利用することも可能である。   The groove may be formed, for example, in a spiral shape or a plurality of grooves extending in the circumferential direction. According to such a configuration, the high-density fluid captured and separated in the groove It is possible to efficiently flow into the outlet hole. Further, in the configuration in which the upper end of the separation chamber is closed by the lid, the spiral groove can be used as a groove into which the lid is screwed.

また、もう一つ別の本発明に係る遠心分離装置によれば、分離室内には、少なくとも分離された高密度の流体に下方側に向かう旋回流を付与するコイルばねが設けられているので、分離された高密度の流体に確実に下方側に向かう旋回流を付与することができ、分離された高密度の流体を出口孔に効率よく流入させることができる。   Further, according to another centrifugal separator according to the present invention, the separation chamber is provided with a coil spring that imparts a swirling flow toward the lower side to at least the separated high-density fluid. The separated high-density fluid can surely be given a swirling flow directed downward, and the separated high-density fluid can be efficiently introduced into the outlet hole.

また、上記コイルばねには、分離された低密度の流体の出口孔を開閉する弁体の駆動機能を持たせることができ、弁体を駆動させるための専用の機構は不要である。したがって、装置の小型化、簡素化を一層促進することができる。   Further, the coil spring can have a function of driving a valve body that opens and closes the separated low-density fluid outlet hole, and a dedicated mechanism for driving the valve body is unnecessary. Therefore, the downsizing and simplification of the apparatus can be further promoted.

以下に、本発明の遠心分離装置の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施態様においては、本発明に係る遠心分離装置を、とくに車両用空調装置の冷凍回路の圧縮機のオイル分離装置に適用した場合を示している。
図1は、本発明の第1実施態様に係る遠心分離装置としてのオイル分離装置を示している。図1において、1はオイル分離装置を示している。オイル分離装置1は、圧縮機ハウジング2内に一体に形成されている。オイル分離装置1は、流入される吐出流体(冷媒と潤滑用のオイルとの2相流体)を遠心分離により高密度の流体としてのオイルと、低密度の流体としての冷媒とに分離する分離室3を有しており分離室3には圧縮機の吐出室4に吐出された吐出流体が導入される入口孔5が設けられている。なお、入口孔5は、分離室3内に流入される吐出流体が旋回流を形成し易いように、分離室3の中心からオフセットされた位置に開口されている。
Hereinafter, preferred embodiments of a centrifugal separator of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the centrifugal separator according to the present invention is applied particularly to an oil separator of a compressor of a refrigeration circuit of a vehicle air conditioner.
FIG. 1 shows an oil separator as a centrifugal separator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an oil separator. The oil separator 1 is integrally formed in the compressor housing 2. The oil separator 1 is a separation chamber that separates an inflowing discharge fluid (two-phase fluid of a refrigerant and lubricating oil) into oil as a high-density fluid and refrigerant as a low-density fluid by centrifugation. The separation chamber 3 is provided with an inlet hole 5 into which the discharge fluid discharged into the discharge chamber 4 of the compressor is introduced. The inlet hole 5 is opened at a position offset from the center of the separation chamber 3 so that the discharge fluid flowing into the separation chamber 3 can easily form a swirling flow.

分離室3の入口孔5よりも上方には分離された冷媒の出口孔6が設けられている。出口孔6から流出された冷媒は、冷凍回路中の熱交換器(図示略)に導入されるようになっている。一方、分離室3の入口孔5よりも下方には分離されたオイルの出口孔7が設けられている。出口孔7から流出されたオイルはオイル戻し通路8を介して圧縮機の圧縮機構側(図示略)に戻されるようになっている。なお、分離室3の底部にはオイル貯留部10が設けられている。   A separated refrigerant outlet hole 6 is provided above the inlet hole 5 of the separation chamber 3. The refrigerant flowing out from the outlet hole 6 is introduced into a heat exchanger (not shown) in the refrigeration circuit. On the other hand, an oil outlet hole 7 is provided below the inlet hole 5 of the separation chamber 3. The oil that flows out from the outlet hole 7 is returned to the compression mechanism side (not shown) of the compressor via the oil return passage 8. An oil reservoir 10 is provided at the bottom of the separation chamber 3.

分離室3の一部は、図1に示すように、下方側に向かって徐々に拡径される拡径部9に形成されている。   As shown in FIG. 1, a part of the separation chamber 3 is formed in a diameter-expanded portion 9 that gradually increases in diameter toward the lower side.

本実施態様においては、吐出室4内に吐出されたオイルと冷媒とからなる2相の吐出流体が分離室3内に導入され、該吐出流体に旋回流が付与されることにより、冷媒とオイルとに分離されるようになっている。そして分離された冷媒が出口孔6から流出されるとともに、分離された高密度の流体としてのオイルが出口孔7から流出されるようになっている。   In the present embodiment, a two-phase discharge fluid composed of oil and refrigerant discharged into the discharge chamber 4 is introduced into the separation chamber 3, and a swirl flow is applied to the discharge fluid, whereby the refrigerant and oil And are separated. The separated refrigerant flows out from the outlet hole 6, and the separated high-density fluid oil flows out from the outlet hole 7.

また、本実施態様においては、分離室3の一部が、下方側に向かって徐々に拡径される拡径部9に形成されているので、図1に示すように分離室3内に形成される旋回流は下方側に向かって大きくなり吐出流体に作用する遠心力も下方側に向かって徐々に増大する。したがって、吐出流体中のオイルを効率よく分離できる。また、分離室内に分離パイプが挿入される従来装置に比べ、圧力損失を低減することができるとともに、装置の小型化、構造の簡素化の要請に柔軟に対応することができる。また、分離されたオイルは通路8を介して圧縮機構側に戻されるので、圧縮機内の潤滑性を確保できる。また、分離効率が向上されることにより、冷媒中に残存するオイル量が大幅に低減されるので、冷凍回路内のオイル循環を低減することができる。   Moreover, in this embodiment, since a part of the separation chamber 3 is formed in the enlarged diameter portion 9 that gradually increases in diameter toward the lower side, the separation chamber 3 is formed in the separation chamber 3 as shown in FIG. The swirling flow is increased downward and the centrifugal force acting on the discharged fluid is gradually increased downward. Therefore, the oil in the discharged fluid can be separated efficiently. In addition, pressure loss can be reduced as compared with a conventional apparatus in which a separation pipe is inserted into the separation chamber, and it is possible to flexibly respond to requests for downsizing of the apparatus and simplification of the structure. Further, since the separated oil is returned to the compression mechanism side through the passage 8, the lubricity in the compressor can be ensured. Further, since the separation efficiency is improved, the amount of oil remaining in the refrigerant is greatly reduced, so that oil circulation in the refrigeration circuit can be reduced.

図2〜図5は、本発明の第2実施態様に係る遠心分離装置としてのオイル分離装置を示している。なお、上記第1実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、分離室3の側壁には周方向に延びる螺旋状の溝11が設けられている。また、分離室3の上端には該分離室3を閉塞する蓋12が設けられている。蓋12には、螺旋状の溝11に螺合可能なねじ山13が設けられている。   2 to 5 show an oil separator as a centrifugal separator according to a second embodiment of the present invention. In addition, the same number is attached | subjected to the member same as the said 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted. In the present embodiment, a spiral groove 11 extending in the circumferential direction is provided on the side wall of the separation chamber 3. A lid 12 that closes the separation chamber 3 is provided at the upper end of the separation chamber 3. The lid 12 is provided with a thread 13 that can be screwed into the spiral groove 11.

本実施態様においては、分離されたオイルは、側壁に設けられた螺旋状溝11に捕捉され効率よく分離される。また、該溝11に捕捉されたオイルは溝11に沿って流れ分離室3の下部に落下する。したがって、従来装置に比べ、圧力損失を低減することができるとともに、装置の小型化、構造の簡素化の要請に柔軟に対応することができる。また、分離されたオイルは通路8を介して圧縮機構側に戻されるので、圧縮機内の潤滑性を確保できる。また、分離効率が向上されることにより、冷媒中に残存するオイル量が大幅に低減されるので、冷凍回路内のオイル循環を低減することができる。   In the present embodiment, the separated oil is captured and efficiently separated by the spiral groove 11 provided on the side wall. Further, the oil trapped in the groove 11 flows along the groove 11 and falls to the lower part of the separation chamber 3. Therefore, the pressure loss can be reduced as compared with the conventional apparatus, and the request for downsizing the apparatus and simplifying the structure can be flexibly met. Further, since the separated oil is returned to the compression mechanism side through the passage 8, the lubricity in the compressor can be ensured. Further, since the separation efficiency is improved, the amount of oil remaining in the refrigerant is greatly reduced, so that oil circulation in the refrigeration circuit can be reduced.

図6は、本発明の第3実施態様に係る遠心分離装置としてのオイル分離装置を示している。なお、上記第1実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、分離室3が形成される空間14内には円筒体15が挿入(たとえば、圧入)されている。円筒体15の内面には、周方向に延びる溝16が設けられている。また、円筒体15には、軸方向に沿って延びるスリット17が設けられている。本実施態様においては、空間14に円筒体15を挿入することにより側壁に周方向に延びる溝16が形成された分離室3が構成されるようになっている。   FIG. 6 shows an oil separator as a centrifugal separator according to the third embodiment of the present invention. In addition, the same number is attached | subjected to the member same as the said 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted. In this embodiment, a cylindrical body 15 is inserted (for example, press-fitted) into the space 14 in which the separation chamber 3 is formed. A groove 16 extending in the circumferential direction is provided on the inner surface of the cylindrical body 15. In addition, the cylindrical body 15 is provided with a slit 17 extending along the axial direction. In this embodiment, the separation chamber 3 in which the groove 16 extending in the circumferential direction is formed in the side wall is configured by inserting the cylindrical body 15 into the space 14.

本実施態様においては、分離されたオイルは、側壁に設けられた溝16に捕捉され効率よく分離される。また、該溝16捕捉されたオイルはスリット17沿って流れ分離室3の下部に落下する。したがって、従来装置に比べ、圧力損失を低減することができるとともに、装置の小型化、構造の簡素化の要請に柔軟に対応することができる。また、分離されたオイルは通路8を介して圧縮機構側に戻されるので、圧縮機内の潤滑性を確保できる。また、分離効率が向上されることにより、冷媒中に残存するオイル量が大幅に低減されるので、冷凍回路内のオイル循環を低減することができる。   In the present embodiment, the separated oil is captured in the groove 16 provided on the side wall and efficiently separated. The oil trapped in the groove 16 flows along the slit 17 and falls to the lower part of the separation chamber 3. Therefore, the pressure loss can be reduced as compared with the conventional apparatus, and the request for downsizing the apparatus and simplifying the structure can be flexibly met. Further, since the separated oil is returned to the compression mechanism side through the passage 8, the lubricity in the compressor can be ensured. Further, since the separation efficiency is improved, the amount of oil remaining in the refrigerant is greatly reduced, so that oil circulation in the refrigeration circuit can be reduced.

図7は、本発明の第4実施態様に係る遠心分離装置としてのオイル分離装置を示している。なお、上記第1実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、分離室3内には、分離されたオイルに下方向に向かう旋回流を付与するコイルばね18が設けられている。出口孔6には該出口孔6を開閉可能な弁体19が設けられている。弁体19は、出口孔6を開閉する弁部20と分離室3内の内圧を受ける受圧部21とを有している。弁体19はコイルばね18により弁部20が出口孔6を閉じる方向(図8の下方)に付勢されている。一方、分離室3内の吐出流体が流入され分離室3の内圧が上昇すると該内圧が受圧部21に作用し、弁体19はコイルばね18の付勢力に抗して弁部20が出口孔6を開く方向(図8の上方)に移動する。   FIG. 7 shows an oil separator as a centrifugal separator according to the fourth embodiment of the present invention. In addition, the same number is attached | subjected to the member same as the said 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted. In the present embodiment, a coil spring 18 is provided in the separation chamber 3 to impart a downward swirling flow to the separated oil. The outlet hole 6 is provided with a valve body 19 that can open and close the outlet hole 6. The valve body 19 includes a valve portion 20 that opens and closes the outlet hole 6 and a pressure receiving portion 21 that receives an internal pressure in the separation chamber 3. The valve body 19 is biased by the coil spring 18 in the direction in which the valve portion 20 closes the outlet hole 6 (downward in FIG. 8). On the other hand, when the discharge fluid in the separation chamber 3 flows in and the internal pressure of the separation chamber 3 rises, the internal pressure acts on the pressure receiving portion 21, and the valve body 19 resists the biasing force of the coil spring 18 and the valve portion 20 moves to the outlet hole. 6 is moved in the direction of opening (upward in FIG. 8).

本実施態様においては、分離室3内には、分離されたオイルに下方側に向かう旋回流を付与するコイルばね18が設けられているので、分離されたオイルに確実に下方側に向かう旋回流を付与することができ、オイルを出口孔7に効率よく流入させることができる。また、コイルばね18には、冷媒の出口孔6を開閉する弁体19の駆動機能が付与されているので、弁体19を駆動させるための専用の機構は不要である。したがって、装置の小型化、簡素化を一層促進することができる。   In the present embodiment, the separation chamber 3 is provided with the coil spring 18 that imparts a swirling flow that flows downward to the separated oil, so that the swirling flow that surely moves downward to the separated oil. The oil can be efficiently flowed into the outlet hole 7. Further, since the coil spring 18 is provided with a drive function of the valve body 19 for opening and closing the refrigerant outlet hole 6, a dedicated mechanism for driving the valve body 19 is unnecessary. Therefore, the downsizing and simplification of the apparatus can be further promoted.

本発明に係る遠心分離装置は、多相流体から密度の異なる流体を分離可能な遠心分離装置として広範な産業分野において利用可能であるが、とくに圧縮機内に設けられ、吐出流体と該吐出流体中に含まれるオイルとを分離するオイル分離装置として好適である。   The centrifugal separator according to the present invention can be used in a wide range of industrial fields as a centrifugal separator capable of separating fluids having different densities from a multiphase fluid. In particular, the centrifugal separator is provided in a compressor and includes a discharge fluid and the discharge fluid. It is suitable as an oil separation device for separating oil contained in the oil.

本発明の第1実施態様に係るオイル分離装置が内蔵された圧縮機ハウジングの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the compressor housing in which the oil separator concerning the 1st embodiment of the present invention was built. 本発明の第2実施態様に係るオイル分離装置が内蔵された圧縮機ハウジングの正面図である。It is a front view of the compressor housing in which the oil separator concerning the 2nd embodiment of the present invention was built. 図2の圧縮機ハウジングのIII矢視図である。FIG. 3 is a view taken along arrow III of the compressor housing of FIG. 2. 図2の圧縮機ハウジングのIV矢視図である。FIG. 4 is a view taken along arrow IV of the compressor housing of FIG. 2. 図2の圧縮機ハウジングの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the compressor housing of FIG. 本発明の第3実施態様に係るオイル分離装置が内蔵された圧縮機ハウジングの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the compressor housing in which the oil separation apparatus which concerns on the 3rd embodiment of this invention was incorporated. 図6の圧縮機ハウジングのVII−VII線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VII-VII line of the compressor housing of FIG. 本発明の第4実施態様に係るオイル分離装置が内蔵された圧縮機ハウジングの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the compressor housing in which the oil separation apparatus which concerns on the 4th embodiment of this invention was incorporated. 従来のオイル分離装置が内蔵された圧縮機の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the compressor incorporating the conventional oil separation apparatus. 図9とは別のオイル分離装置の分離パイプの斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a separation pipe of an oil separation device different from FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

1 遠心分離装置としてのオイル分離装置
2 圧縮機ハウジング
3 分離室
4 吐出室
5 入口孔
6 分離された低密度の流体の出口孔
7 分離された高密度の流体の出口孔
8 オイル戻し通路
9 拡径部
10 オイル貯留部
11 螺旋状の溝
12 蓋
13 ねじ山
14 空間
15 円筒体
16 溝
17 スリット
18 コイルばね
19 弁体
20 弁部
21 受圧部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oil separator as a centrifugal separator 2 Compressor housing 3 Separation chamber 4 Discharge chamber 5 Inlet hole 6 Outlet hole of separated low-density fluid 7 Outlet hole of separated high-density fluid 8 Oil return passage 9 Expansion Diameter portion 10 Oil storage portion 11 Spiral groove 12 Lid 13 Screw thread 14 Space 15 Cylindrical body 16 Groove 17 Slit 18 Coil spring 19 Valve body 20 Valve portion 21 Pressure receiving portion

Claims (7)

分離室の側壁に形成された入口孔から流入される多相流体に旋回流を付与し、高密度の流体と、該高密度の流体より低密度の流体とに分離し、分離された低密度の流体を前記入口孔よりも上方に設けられた出口孔から流出させ、分離された高密度の流体を前記入口孔よりも下方に設けられた出口孔から流出させる遠心分離装置において、前記分離室の少なくとも一部を、下方側に向かって徐々に拡径される拡径部に形成したことを特徴とする遠心分離装置。   A swirl flow is imparted to the multiphase fluid flowing from the inlet hole formed in the side wall of the separation chamber, and the separated low density is separated into a high-density fluid and a lower-density fluid than the high-density fluid. In the centrifugal separation device, wherein the separated fluid flows out from the outlet hole provided above the inlet hole, and the separated high-density fluid flows out from the outlet hole provided below the inlet hole. A centrifugal separator characterized in that at least a part thereof is formed in a diameter-expanded portion that gradually increases in diameter toward the lower side. 円筒空間に形成される分離室の側壁に設けられた入口孔から流入される多相流体に旋回流を付与し、高密度の流体と、該高密度の流体より低密度の流体とに分離し、分離された低密度の流体を前記入口孔よりも上方に設けられた出口孔から流出させ、分離された高密度の流体を前記入口孔よりも下方に設けられた出口孔から流出させる遠心分離装置において、前記分離室の側壁に周方向に延びる溝を設けたことを特徴とする遠心分離装置。   A swirling flow is imparted to the multiphase fluid flowing from the inlet hole provided in the side wall of the separation chamber formed in the cylindrical space, and the fluid is separated into a high-density fluid and a fluid with a lower density than the high-density fluid. Centrifugation in which the separated low-density fluid flows out from the outlet hole provided above the inlet hole, and the separated high-density fluid flows out from the outlet hole provided below the inlet hole In the apparatus, a centrifuge device, wherein a groove extending in a circumferential direction is provided on a side wall of the separation chamber. 前記溝が螺旋状に形成されている、請求項2に記載の遠心分離装置。   The centrifuge according to claim 2, wherein the groove is formed in a spiral shape. 前記分離室の上端に該分離室を閉塞する蓋が設けられており、該蓋を前記螺旋状に形成された溝に螺合可能に構成した、請求項3に記載の遠心分離装置。   The centrifuge according to claim 3, wherein a lid that closes the separation chamber is provided at an upper end of the separation chamber, and the lid is configured to be screwable into the spirally formed groove. 分離室の側壁に形成された入口孔から流入される多相流体に旋回流を付与し、高密度の流体と、該高密度の流体より低密度の流体とに分離し、分離された低密度の流体を前記入口孔よりも上方に設けられた出口孔から流出させ、分離された高密度の流体を前記入口孔よりも下方に設けられた出口孔から流出させる遠心分離装置において、前記分離室内に、少なくとも前記分離された高密度の流体に下方側に向かう旋回流を付与するコイルばねを設けたことを特徴とする遠心分離装置。   A swirl flow is imparted to the multiphase fluid flowing from the inlet hole formed in the side wall of the separation chamber, and the separated low density is separated into a high-density fluid and a lower-density fluid than the high-density fluid. In the centrifugal separation device, wherein the separated fluid is discharged from an outlet hole provided above the inlet hole, and the separated high-density fluid is discharged from an outlet hole provided below the inlet hole. And a coil spring that imparts a swirling flow toward the lower side to at least the separated high-density fluid. 前記分離室の上部に分離された低密度の流体の出口孔を開閉可能な弁体が設けられており、該弁体が前記コイルばねにより出口孔を閉じる方向に付勢されている、請求項5に記載の遠心分離装置。   The valve body which can open and close the exit hole of the low-density fluid separated in the upper part of the separation room is provided, and the valve body is urged in the direction which closes the exit hole by the coil spring. 5. The centrifugal separator according to 5. 圧縮機内に設けられる、吐出流体と該吐出流体中に含まれているオイルとを分離するオイル分離装置として構成されている、請求項1〜6のいずれかに記載の遠心分離装置。
The centrifugal separator according to any one of claims 1 to 6, wherein the centrifugal separator is configured as an oil separator that is provided in the compressor and separates a discharge fluid and an oil contained in the discharge fluid.
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