JP2015155772A - oil separator - Google Patents

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JP2015155772A
JP2015155772A JP2014030703A JP2014030703A JP2015155772A JP 2015155772 A JP2015155772 A JP 2015155772A JP 2014030703 A JP2014030703 A JP 2014030703A JP 2014030703 A JP2014030703 A JP 2014030703A JP 2015155772 A JP2015155772 A JP 2015155772A
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敦 柿本
Atsushi Kakimoto
敦 柿本
小川 修
Osamu Ogawa
修 小川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve separation characteristics of a refrigerating machine oil when introducing the refrigerating machine oil into a shell so as to be deviated to an outer peripheral side of an inlet pipe.
SOLUTION: An oil separator 100 includes: an inlet pipe 15 having a bent pipe part 15a on an upstream side, connected to a shell 11 on a downstream side and allowing a refrigerant in which a refrigerating machine oil is mixed to flow into the shell 11; and a cylindrical member 12 provided in the shell 11 and being coaxial with a central axis of the shell 11. The inside of the inlet pipe 15 is separated into a first inlet part 15b and a second inlet part 15c at a connection portion with the shell 11. The first inlet part 15b opens to a first space 20, and the second inlet part 15c opens to a second space 21.
COPYRIGHT: (C)2015,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷凍機油が混合した気相冷媒から冷凍機油を分離する油分離器に関する。   The present invention relates to an oil separator that separates refrigerating machine oil from a gas-phase refrigerant mixed with refrigerating machine oil.

一般に、空気調和装置などに用いられる圧縮機の潤滑には、冷凍機油が用いられる。この冷凍機油は、気相冷媒(以下、冷媒という)とともに、冷媒の循環系内を循環する。そして、圧縮機の吸入側より吸入された冷凍機油は、圧縮機内部の各摺動部に供給され、各摺動部の潤滑に用いられる。それだけでなく、冷凍機油は、圧縮機の作動室に供給され、作動室内の隙間をシールすることにより、気化した冷媒の漏れを防止することにも用いられる。   Generally, refrigeration oil is used for lubrication of a compressor used in an air conditioner or the like. This refrigerating machine oil circulates in a refrigerant circulation system together with a gas phase refrigerant (hereinafter referred to as a refrigerant). The refrigerating machine oil sucked from the suction side of the compressor is supplied to each sliding portion inside the compressor and used for lubrication of each sliding portion. In addition, the refrigerating machine oil is supplied to the working chamber of the compressor and is used to prevent the leakage of the vaporized refrigerant by sealing the gap in the working chamber.

上記循環系において、圧縮機から吐出された冷媒に冷凍機油が多く含まれる場合、熱交換器の伝熱管の内壁面に冷凍機油が付着しやすくなる。そして、伝熱管の内壁面に付着した冷凍機油は、伝熱管の伝熱を阻害し、熱交換器の伝熱効率を悪化させる。このような事態を回避するため、循環系内には油分離器が設けられる。   In the above circulation system, when the refrigerant discharged from the compressor contains a large amount of refrigerating machine oil, the refrigerating machine oil tends to adhere to the inner wall surface of the heat transfer tube of the heat exchanger. And the refrigeration oil adhering to the inner wall face of a heat exchanger tube inhibits the heat transfer of a heat exchanger tube, and deteriorates the heat transfer efficiency of a heat exchanger. In order to avoid such a situation, an oil separator is provided in the circulation system.

図1は、特許文献1に示された従来の油分離器10の構成例を示す図である。図1Aは油分離器10の上面図であり、図1Bは油分離器10の断面図である。油分離器10は、シェル1、円筒部材2、上部鏡板3、下部鏡板4、入口管5、出口管6、返油管7を有する。また、入口管5は、曲管部5aを有する。図1Aおよび図1Bに示す矢印は、冷媒の流れる方向を示している。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional oil separator 10 disclosed in Patent Document 1. In FIG. FIG. 1A is a top view of the oil separator 10, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the oil separator 10. The oil separator 10 includes a shell 1, a cylindrical member 2, an upper end plate 3, a lower end plate 4, an inlet pipe 5, an outlet pipe 6, and an oil return pipe 7. The inlet pipe 5 has a curved pipe part 5a. The arrows shown in FIGS. 1A and 1B indicate the direction in which the refrigerant flows.

入口管5からシェル1へ導入された冷凍機油および冷媒は、シェル1内に放出され、旋回しながら下降する。冷凍機油は、入口管5からシェル1に流入する際に、円筒部材2とシェル1の内壁との空間に様々な大きさの油滴となり飛散する。この飛散した油滴は、旋回するときに作用する遠心力により、シェル1内の外側に移動し、シェル1の内壁に付着し、冷媒から分離される。シェル1の内壁に付着した油滴は、自重により下方へ移動し、油分離器10の下部に集められる。一方、冷媒は、円筒部材2の下端に至ると、円筒部材2の内部に流入し、出口管6から送出される。   Refrigerating machine oil and refrigerant introduced into the shell 1 from the inlet pipe 5 are discharged into the shell 1 and descend while swirling. When the refrigerating machine oil flows into the shell 1 from the inlet pipe 5, oil drops of various sizes are scattered in the space between the cylindrical member 2 and the inner wall of the shell 1. The scattered oil droplets move to the outside of the shell 1 due to centrifugal force acting when turning, adhere to the inner wall of the shell 1, and are separated from the refrigerant. The oil droplets adhering to the inner wall of the shell 1 move downward by its own weight and are collected at the lower part of the oil separator 10. On the other hand, when the refrigerant reaches the lower end of the cylindrical member 2, the refrigerant flows into the cylindrical member 2 and is sent out from the outlet pipe 6.

この油分離器10では、多くの冷凍機油が、曲管部5aを通過するときに作用する遠心力により、曲管部5aの内周側から外周側の内壁に偏り、油膜を形成する。これにより、シェル1と入口管5の接続部において内周側の内壁を流れる冷凍機油が減少する。よって、油分離器10では、出口管6付近を漂い、冷媒から分離されずに出口管6から送出される直径の小さな油滴の発生を抑えられる。その結果、油分離器10は、冷凍機油の分離特性を向上させることができる。   In this oil separator 10, a lot of refrigerating machine oil is biased from the inner peripheral side of the curved pipe part 5a to the inner wall on the outer peripheral side by the centrifugal force acting when passing through the curved pipe part 5a, thereby forming an oil film. Thereby, the refrigerating machine oil which flows through the inner wall on the inner peripheral side at the connection portion between the shell 1 and the inlet pipe 5 is reduced. Therefore, in the oil separator 10, it is possible to suppress the generation of oil droplets having a small diameter that floats in the vicinity of the outlet pipe 6 and is delivered from the outlet pipe 6 without being separated from the refrigerant. As a result, the oil separator 10 can improve the separation characteristics of the refrigerating machine oil.

特開2010−286193号公報JP 2010-286193 A

しかしながら、特許文献1の油分離器10において、冷媒に含まれる冷凍機油の全てが曲管部5aの外周側の内壁において油膜を形成するわけではない。すなわち、入口管5の内周側を流れてシェル1へ導入される冷媒も存在する。この冷媒は、シェル1内においてその内壁から離れた位置(シェル1の中央付近)で旋回し、内壁へ衝突しないまま出口管6へ向かう。よって、その冷媒に含まれる冷凍機油は、出口管6付近を漂い、冷媒から分離されずに出口管6から送出される。これにより、冷凍機油の分離特性(油分離率)が低下する。   However, in the oil separator 10 of Patent Document 1, not all of the refrigerating machine oil contained in the refrigerant forms an oil film on the inner wall on the outer peripheral side of the curved pipe portion 5a. That is, there is also a refrigerant that flows through the inner peripheral side of the inlet pipe 5 and is introduced into the shell 1. This refrigerant swirls in the shell 1 at a position away from the inner wall (near the center of the shell 1) and travels toward the outlet pipe 6 without colliding with the inner wall. Therefore, the refrigeration oil contained in the refrigerant drifts in the vicinity of the outlet pipe 6 and is sent out from the outlet pipe 6 without being separated from the refrigerant. Thereby, the isolation | separation characteristic (oil separation rate) of refrigeration oil falls.

本発明の目的は、入口管の外周側へ冷凍機油を偏らせてシェル内へ導入する場合において、入口管の内周側からシェル内へ導入される冷凍機油を冷媒から分離することで、冷凍機油の分離特性をさらに向上させることである。   The object of the present invention is to separate the refrigerating machine oil introduced into the shell from the inner peripheral side of the inlet pipe from the refrigerant when the refrigerating machine oil is biased toward the outer peripheral side of the inlet pipe and introduced into the shell. It is to further improve the separation characteristics of machine oil.

本発明の一態様に係る油分離器は、円筒状の容器と、上流側に曲管部を有し、下流側で前記容器に接続され、冷凍機油が混合した冷媒を、前記曲管部を介して前記容器の内部に流入させる入口管と、前記容器に接続され、前記冷凍機油が分離された冷媒を前記容器の外部に流出させる出口管と、前記容器の内部に設けられ、前記容器の中心軸と中心軸が一致する形状を有し、上端が前記容器の上部に取り付けられ、下端が前記容器の下部空間に開口した円筒部材と、前記入口管の内部を、前記容器との接続部分において第1入口部と第2入口部とに分割する分割部材と、を備え、前記第1入口部は、前記容器の内壁と前記円筒部材の外壁との間の空間である第1空間に開口し、前記第2入口部は、前記円筒部材の内部の空間である第2空間に開口している構成を採る。   An oil separator according to an aspect of the present invention includes a cylindrical container and a curved pipe portion on the upstream side, connected to the container on the downstream side, and a refrigerant mixed with refrigerating machine oil. An inlet pipe that flows into the container through the outlet, an outlet pipe that is connected to the container and that flows out the refrigerant from which the refrigerating machine oil is separated, and is provided inside the container. A cylindrical member having a shape in which the central axis coincides with the central axis, the upper end is attached to the upper part of the container, and the lower end is opened to the lower space of the container, and the inside of the inlet pipe is connected to the container And a dividing member that is divided into a first inlet portion and a second inlet portion, wherein the first inlet portion opens into a first space that is a space between the inner wall of the container and the outer wall of the cylindrical member. The second inlet portion is formed in a second space that is a space inside the cylindrical member. A configuration that is mouth.

本発明は、冷凍機油の分離特性をさらに向上させることができる。   The present invention can further improve the separation characteristics of refrigerating machine oil.

特許文献1に係る従来の油分離器の構成の一例を示す上面図The top view which shows an example of a structure of the conventional oil separator which concerns on patent document 1 特許文献1に係る油分離器の構成の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of a structure of the oil separator which concerns on patent document 1 本発明の実施の形態に係る油分離器の構成の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of a structure of the oil separator which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施の形態に係る油分離器の構成の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of a structure of the oil separator which concerns on embodiment of this invention 従来の油分離器と本発明の実施の形態に係る油分離器の油分離率の比較例を示すグラフThe graph which shows the comparative example of the oil separation rate of the conventional oil separator and the oil separator which concerns on embodiment of this invention

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本発明はこの実施の形態により限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiment described below is an example, and the present invention is not limited to this embodiment.

本発明の実施の形態に係る油分離器の構成について、図2および図3を参照して以下に説明する。図2および図3は、本発明の実施の形態に係る油分離器100の構成の一例を示す断面図である。図2は、図3のA−A’で油分離器100を切断した場合の断面図である。図3は、シェル11の中心軸を通り、その中心軸に垂直な平面で油分離器100を切断した場合の断面図である。   The configuration of the oil separator according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. 2 and 3 are sectional views showing an example of the configuration of the oil separator 100 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the oil separator 100 cut along A-A ′ in FIG. 3. FIG. 3 is a cross-sectional view of the oil separator 100 taken along a plane that passes through the central axis of the shell 11 and is perpendicular to the central axis.

図2において、油分離器100は、シェル11、円筒部材12、上部鏡板13、下部鏡板14、入口管15、出口管16、返油管17を備える。   In FIG. 2, the oil separator 100 includes a shell 11, a cylindrical member 12, an upper end plate 13, a lower end plate 14, an inlet pipe 15, an outlet pipe 16, and an oil return pipe 17.

シェル11は、円筒状の容器であり、上部に上部鏡板13を有し、下部に下部鏡板14を有する。   The shell 11 is a cylindrical container, and has an upper end plate 13 at an upper portion and a lower end plate 14 at a lower portion.

円筒部材12は、その上下端が開口した円筒状の部材である。円筒部材12の中心軸とシェル11の中心軸とは一致する。図2に示すように、円筒部材12は、シェル11の内部に備えられる。円筒部材12の上端は、上部鏡板13に取り付けられている。一方、円筒部材12の下端は、シェル11の下部空間に開口している。   The cylindrical member 12 is a cylindrical member whose upper and lower ends are open. The central axis of the cylindrical member 12 coincides with the central axis of the shell 11. As shown in FIG. 2, the cylindrical member 12 is provided inside the shell 11. The upper end of the cylindrical member 12 is attached to the upper end plate 13. On the other hand, the lower end of the cylindrical member 12 opens into the lower space of the shell 11.

入口管15は、シェル11の側面に接続される。入口管15は、冷凍機油および冷媒を、シェル11および円筒部材12の内部へ流入させる。図2に示す矢印は、冷媒の流入方向を示している。なお、入口管15の詳細な構成は、図3を用いて後述する。   The inlet pipe 15 is connected to the side surface of the shell 11. The inlet pipe 15 allows the refrigeration oil and the refrigerant to flow into the shell 11 and the cylindrical member 12. The arrows shown in FIG. 2 indicate the inflow direction of the refrigerant. The detailed configuration of the inlet pipe 15 will be described later with reference to FIG.

出口管16は、上部鏡板13に接続される。出口管16は、冷凍機油が分離された冷媒をシェル11の外部に流出させる。   The outlet pipe 16 is connected to the upper end plate 13. The outlet pipe 16 allows the refrigerant from which the refrigeration oil is separated to flow out of the shell 11.

返油管17は、下部鏡板14に接続される。返油管17は、冷媒から分離してシェル11の下部に溜まった冷凍機油を、シェル11の外部に流出させる。この冷凍機油は、例えば、圧縮機(図示せず)の吸入側に戻される。なお、圧縮機から吐出される冷媒は高温であるため、冷媒から分離された冷凍機油が高温である場合は、圧縮機の密閉容器内の高温の油溜りに直接戻すこととしてもよい。また、圧縮機の吸入側に接続されたアキュームレータに、冷媒から分離された冷凍機油を戻して冷却してもよい。このようにすれば、圧縮機をより効率的に運転することができる。   The oil return pipe 17 is connected to the lower end plate 14. The oil return pipe 17 causes the refrigeration oil separated from the refrigerant and accumulated in the lower part of the shell 11 to flow out of the shell 11. This refrigerating machine oil is returned to the suction side of a compressor (not shown), for example. In addition, since the refrigerant | coolant discharged from a compressor is high temperature, when the refrigerating machine oil isolate | separated from the refrigerant | coolant is high temperature, it is good also as returning directly to the high temperature oil sump in the airtight container of a compressor. Further, the refrigerating machine oil separated from the refrigerant may be returned to the accumulator connected to the suction side of the compressor and cooled. In this way, the compressor can be operated more efficiently.

図3に示すように、入口管15は、上流側に曲管部15aを有し、下流側でシェル11と接続される。また、図2および図3に示すように、入口部15は、シェル11との接続部分において、第1入口部15bおよび第2入口部15cを有する。図3において、入口管15の上流側に示す矢印は、冷媒の流入方向を示している。   As shown in FIG. 3, the inlet pipe 15 has a curved pipe portion 15 a on the upstream side, and is connected to the shell 11 on the downstream side. As shown in FIGS. 2 and 3, the inlet portion 15 has a first inlet portion 15 b and a second inlet portion 15 c at the connection portion with the shell 11. In FIG. 3, the arrow shown on the upstream side of the inlet pipe 15 indicates the inflow direction of the refrigerant.

曲管部15aは、特許文献1の曲管部と同様の作用効果を有する。すなわち、多くの冷凍機油が、曲管部15aを通過するときに作用する遠心力により、曲管部15aの外周側の内壁に偏り、油膜を形成する。   The curved pipe portion 15a has the same function and effect as the curved pipe portion of Patent Document 1. That is, a lot of refrigerating machine oil is biased to the inner wall on the outer peripheral side of the curved pipe portion 15a by the centrifugal force acting when passing through the curved pipe portion 15a, and forms an oil film.

第1入口部15bは、分割部材19によって2つに分割された入口管15の空間のうち、入口管15の外周側の開口部である。第1入口部15bは、第1空間20に開口している。第1空間20とは、シェル11の内壁と円筒部材12の外壁との間の空間である。   The first inlet portion 15 b is an opening on the outer peripheral side of the inlet pipe 15 in the space of the inlet pipe 15 divided into two by the dividing member 19. The first inlet portion 15 b is open to the first space 20. The first space 20 is a space between the inner wall of the shell 11 and the outer wall of the cylindrical member 12.

また、第1入口部15bの外周側の接線は、シェル11の内壁の接線と一致している。これにより、第1空間20へ流入する油膜は、入口管15(第1入口部15b)の外周側の内壁からスムーズにシェル11の内壁を伝うことができる。また、第1空間20へ流入する冷媒は、シェル11の内壁に沿ってスムーズに旋回流を形成することができる。なお、この油膜および冷媒の流れの詳細は後述する。   Further, the tangent line on the outer peripheral side of the first inlet portion 15 b coincides with the tangent line of the inner wall of the shell 11. Thereby, the oil film flowing into the first space 20 can smoothly travel through the inner wall of the shell 11 from the inner wall on the outer peripheral side of the inlet pipe 15 (first inlet portion 15b). Further, the refrigerant flowing into the first space 20 can smoothly form a swirling flow along the inner wall of the shell 11. The details of the oil film and the refrigerant flow will be described later.

第2入口部15cは、分割部材19によって2つに分割された入口管15の空間のうち、入口管15の内周側の開口部である。第2入口部15cは、第2空間21に開口している。第2空間21とは、円筒部材12内部の空間である。この第2空間21は、第1空間20よりも、シェル11の内壁から離れている。   The second inlet portion 15 c is an opening on the inner peripheral side of the inlet pipe 15 in the space of the inlet pipe 15 divided into two by the dividing member 19. The second inlet portion 15 c opens into the second space 21. The second space 21 is a space inside the cylindrical member 12. The second space 21 is farther from the inner wall of the shell 11 than the first space 20.

また、第2入口部15cの外周側の接線は、円筒部材12の内壁の接線と一致している。これにより、第2空間20へ流入する冷媒は、円筒部材12の内壁に沿ってスムーズに旋回流を形成することができる。なお、この冷媒の流れの詳細は後述する。   Further, the tangent line on the outer peripheral side of the second inlet portion 15 c matches the tangent line of the inner wall of the cylindrical member 12. Thereby, the refrigerant flowing into the second space 20 can smoothly form a swirling flow along the inner wall of the cylindrical member 12. The details of the refrigerant flow will be described later.

なお、第1入口部15bの外周側の接線とシェル11の内壁の接線との一致、および、第2入口部15cの外周側の接線と円筒部材12の内壁の接線との一致は、それぞれ、入口管15を流れる冷凍機油が飛散せずにシェル11の内壁と円筒部材12の内壁に滑らかに流れ込む程度の概略一致も含む。   The coincidence between the tangent line on the outer peripheral side of the first inlet portion 15b and the tangent line on the inner wall of the shell 11, and the coincidence between the tangent line on the outer peripheral side of the second inlet portion 15c and the tangent line on the inner wall of the cylindrical member 12, respectively. It also includes the general agreement that the refrigerating machine oil flowing through the inlet pipe 15 smoothly flows into the inner wall of the shell 11 and the inner wall of the cylindrical member 12 without scattering.

分割部材19は、入口管15の内部空間を第1入口部15bと第2入口部15cとに分割するために、入口管15とシェル11との接続部分において入口管15の内部空間に配置される部材(例えば、板状の部材)である。図3の例では、分割部材19は、円筒部材12の一部が入口管15の内部空間へ延伸したものである。   The dividing member 19 is disposed in the inner space of the inlet pipe 15 at the connection portion between the inlet pipe 15 and the shell 11 in order to divide the inner space of the inlet pipe 15 into the first inlet portion 15b and the second inlet portion 15c. It is a member (for example, plate-shaped member). In the example of FIG. 3, the dividing member 19 is a member in which a part of the cylindrical member 12 extends into the internal space of the inlet pipe 15.

分割部材19は、入口管15の中心軸上に配置されてもよい。この場合、第1入口部15bの最大幅部分d1と第2入口部15cの最大幅部分d2とは同じとなる。または、分割部材19は、入口部15bの外周側に寄って配置されてもよい。この場合、第1入口部15bの最大幅部分d1は、第2入口部15cの最大幅部分d2よりも小さくなる。または、分割部材19は、入口部15bの内周側に寄って配置されてもよい。この場合、第1入口部15bの最大幅部分d1は、第2入口部15cの最大幅部分d2よりも大きくなる。第1入口部15bの最大幅部分d1と第2入口部15cの最大幅部分d2との比に応じて、油分離率は異なることになる。これについては、図4を用いて後述する。   The dividing member 19 may be disposed on the central axis of the inlet pipe 15. In this case, the maximum width portion d1 of the first inlet portion 15b and the maximum width portion d2 of the second inlet portion 15c are the same. Alternatively, the dividing member 19 may be disposed near the outer peripheral side of the inlet portion 15b. In this case, the maximum width portion d1 of the first inlet portion 15b is smaller than the maximum width portion d2 of the second inlet portion 15c. Alternatively, the dividing member 19 may be disposed closer to the inner peripheral side of the inlet portion 15b. In this case, the maximum width portion d1 of the first inlet portion 15b is larger than the maximum width portion d2 of the second inlet portion 15c. Depending on the ratio of the maximum width portion d1 of the first inlet portion 15b and the maximum width portion d2 of the second inlet portion 15c, the oil separation rate will be different. This will be described later with reference to FIG.

なお、最大幅部分d1、d2に関わらず、図2において、第1入口部15bの断面積と第2入口部15cの断面積とを等しくしてもよい。この場合、最も油分離率が効率的となる(図4参照)。   Regardless of the maximum width portions d1 and d2, the cross-sectional area of the first inlet portion 15b and the cross-sectional area of the second inlet portion 15c in FIG. In this case, the oil separation rate is most efficient (see FIG. 4).

次に、油分離器100における冷凍機油および冷媒の流れについて、図2および図3を用いて説明する。   Next, the flow of refrigerating machine oil and refrigerant in the oil separator 100 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

曲管部15aの通過によって冷媒から分離した冷凍機油は、油膜となって入口管15の外周側を伝って第1入口部15bを介して第1空間20へ流入する。そして、第1空間20へ流入した冷凍機油(油膜)は、シェル11の内壁を伝って自重により下方へ移動し、シェル11の下部に溜まる。   The refrigerating machine oil separated from the refrigerant by passing through the curved pipe portion 15a becomes an oil film, flows along the outer peripheral side of the inlet pipe 15, and flows into the first space 20 through the first inlet portion 15b. The refrigerating machine oil (oil film) that has flowed into the first space 20 travels down along the inner wall of the shell 11 due to its own weight, and accumulates in the lower portion of the shell 11.

一方、曲管部15aの通過によって冷媒から分離しなかった冷凍機油は、冷媒に含まれたまま第1入口部15bまたは第2入口部15cを介して第1空間20および第2空間21へ流入する。   On the other hand, the refrigerating machine oil that has not been separated from the refrigerant by passing through the curved pipe portion 15a flows into the first space 20 and the second space 21 through the first inlet portion 15b or the second inlet portion 15c while being contained in the refrigerant. To do.

第1空間20へ流入した冷媒は、第1空間20において、シェル11の内壁に沿った旋回流となり、旋回しながら下降する。この冷媒に含まれる冷凍機油は、第1入口部15bから第1空間20へ流入する際に、様々な大きさの油滴となり飛散する。この飛散した油滴は、旋回するときに作用する遠心力により、シェル11の内壁へ向かって移動し、シェル11の内壁に付着する。これにより、冷凍機油は、冷媒から分離される。そして、その冷凍機油は、シェル11の内壁を伝って自重により下方へ移動し、シェル11の下部に溜まる。   The refrigerant flowing into the first space 20 becomes a swirl flow along the inner wall of the shell 11 in the first space 20 and descends while swirling. The refrigerating machine oil contained in the refrigerant is scattered as oil droplets of various sizes when flowing into the first space 20 from the first inlet 15b. The scattered oil droplets move toward the inner wall of the shell 11 and adhere to the inner wall of the shell 11 due to centrifugal force acting when turning. Thereby, refrigeration oil is isolate | separated from a refrigerant | coolant. Then, the refrigerating machine oil moves down along the inner wall of the shell 11 due to its own weight, and accumulates in the lower part of the shell 11.

第2空間21へ流入した冷媒は、第2空間21において、円筒部材12の内壁に沿った旋回流となり、旋回しながら下降する。この冷媒に含まれる冷凍機油は、第2入口部15cから第2空間21へ流入する際に、様々な大きさの油滴となり飛散する。図3に示す油滴18は、飛散した油滴の一例である。この飛散した油滴は、旋回するときに作用する遠心力により、円筒部材12の内壁へ向かって移動し、円筒部材12の内壁に付着する。これにより、冷凍機油は、冷媒から分離される。そして、その冷凍機油は、円筒部材12の内壁を伝って自重により下方へ移動し、シェル11の下部に溜まる。   The refrigerant flowing into the second space 21 becomes a swirling flow along the inner wall of the cylindrical member 12 in the second space 21, and descends while swirling. The refrigerating machine oil contained in the refrigerant is scattered as oil droplets of various sizes when flowing into the second space 21 from the second inlet 15c. The oil droplet 18 shown in FIG. 3 is an example of the scattered oil droplet. The scattered oil droplets move toward the inner wall of the cylindrical member 12 and adhere to the inner wall of the cylindrical member 12 by centrifugal force acting when turning. Thereby, refrigeration oil is isolate | separated from a refrigerant | coolant. The refrigerating machine oil travels down along the inner wall of the cylindrical member 12 due to its own weight, and accumulates in the lower part of the shell 11.

すなわち、本実施の形態の油分離器100における油滴18の移動距離は、最大幅部分d2となり、円筒部材12が無い油分離器(例えば、特許文献1の油分離器10)における油滴18の移動距離d3(d1+d2+分割部材19の厚み)に比べて短くなる。従来の油分離器の場合、図3に示す位置の油滴18は、移動距離d3が長いため、シェル11の内壁に辿り着けずに、空間内を漂ってしまうことがある。これに対し、本実施の形態の油分離器100の場合、図3に示す位置の油滴18は、移動距離である最大幅部分d2が短いため、容易に円筒部材12の内壁に辿り着ける。   That is, the movement distance of the oil droplet 18 in the oil separator 100 of the present embodiment is the maximum width portion d2, and the oil droplet 18 in the oil separator (for example, the oil separator 10 of Patent Document 1) without the cylindrical member 12 is used. Is shorter than the moving distance d3 (d1 + d2 + thickness of the dividing member 19). In the case of the conventional oil separator, the oil droplet 18 at the position shown in FIG. 3 has a long moving distance d3 and may not reach the inner wall of the shell 11 and may drift in the space. In contrast, in the case of the oil separator 100 of the present embodiment, the oil droplet 18 at the position shown in FIG. 3 can easily reach the inner wall of the cylindrical member 12 because the maximum width portion d2 that is the movement distance is short.

第1空間20へ流入した冷媒および第2空間21へ流入した冷媒は、それぞれ、旋回しながら各空間を下降していき、シェル11の底部に到達すると反転して、第2空間21を旋回しながら上昇していき、出口管16から送出される。   The refrigerant that has flowed into the first space 20 and the refrigerant that has flowed into the second space 21 descend in each space while swirling, reverse when they reach the bottom of the shell 11, and swirl in the second space 21. Then, it rises and is sent out from the outlet pipe 16.

次に、本実施の形態の油分離器100の油分離率と、比d2/d3との間の関係について説明する。図4は、油分離率(縦軸)と比d2/d3(横軸)との間の関係を示すグラフである。なお、図4に示す油分離率は、遠心力により油滴がシェル11の半径方向へ冷媒の中を移動する運動をモデル化して、モンテカルロ法を用いたシミュレーションにより得られた値である。また、このシミュレーションでは、分割部材19の厚みは考慮しないものとする。   Next, the relationship between the oil separation rate of the oil separator 100 of the present embodiment and the ratio d2 / d3 will be described. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the oil separation rate (vertical axis) and the ratio d2 / d3 (horizontal axis). The oil separation rate shown in FIG. 4 is a value obtained by a simulation using the Monte Carlo method, modeling the movement of oil droplets moving in the refrigerant in the radial direction of the shell 11 by centrifugal force. In this simulation, the thickness of the dividing member 19 is not considered.

図4に示すように、従来構成(円筒部材12を備えず、入口管15に分割部材19を設けない構成)の油分離率を1とした場合、油分離器100の構成(円筒部材12を備え、入口管15に分割部材19を設けた構成)の油分離率は、比d2/d3に関わらず、いずれも1より大きい結果となった。中でも、比d2/d3=0.5の場合が最も油分離率が優れた結果となった。したがって、本実施の形態の油分離器100では、第1入口部15bの最大幅部分d1と、第2入口部15cの最大幅部分d2とが等しい構成が好ましい。   As shown in FIG. 4, when the oil separation rate of the conventional configuration (the configuration in which the cylindrical member 12 is not provided and the dividing member 19 is not provided in the inlet pipe 15) is 1, the configuration of the oil separator 100 (the cylindrical member 12 is The oil separation rate of the configuration in which the dividing member 19 is provided in the inlet pipe 15) is greater than 1, regardless of the ratio d2 / d3. In particular, when the ratio d2 / d3 = 0.5, the oil separation rate was the best. Therefore, in the oil separator 100 of the present embodiment, it is preferable that the maximum width portion d1 of the first inlet portion 15b is equal to the maximum width portion d2 of the second inlet portion 15c.

以上説明したように、本実施の形態の油分離器は、入口管15において、曲管部15aを通過する冷媒が第1空間20と第2空間21のそれぞれに流入するように分けることを特徴とする。これにより、第1空間20へ流入した冷媒に含まれる冷凍機油はシェル11の内壁に付着する一方で、第2空間21へ流入した冷媒に含まれる冷凍機油は円筒部材12の内壁に付着する。その結果、本実施の形態の油分離器100は、内壁に辿り着けずに空間内を漂ってしまう油滴を減らすことができ、冷凍機油の分離特性をさらに向上させることができる。   As described above, the oil separator according to the present embodiment is characterized in that the inlet pipe 15 is divided so that the refrigerant passing through the curved pipe portion 15a flows into the first space 20 and the second space 21, respectively. And Thereby, the refrigerating machine oil contained in the refrigerant flowing into the first space 20 adheres to the inner wall of the shell 11, while the refrigerating machine oil contained in the refrigerant flowing into the second space 21 adheres to the inner wall of the cylindrical member 12. As a result, the oil separator 100 according to the present embodiment can reduce oil droplets drifting in the space without reaching the inner wall, and can further improve the separation characteristics of the refrigerator oil.

なお、本実施の形態では、第2空間21へ流入した冷媒の旋回距離を確保するために、円筒部材12を長く(高く)することが好ましい。例えば、円筒部材12の下端が、シェル11の下部の油溜りに接触しない程度の長さにすることが好ましい。また、上述した円筒部材12の長さを確保できるように、シェル11の長さも確保することが好ましい。   In the present embodiment, it is preferable to make the cylindrical member 12 longer (higher) in order to ensure the turning distance of the refrigerant flowing into the second space 21. For example, it is preferable that the lower end of the cylindrical member 12 has such a length that it does not come into contact with the oil reservoir below the shell 11. Moreover, it is preferable to ensure the length of the shell 11 so that the length of the cylindrical member 12 mentioned above can be ensured.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に示されたものに限定されるものではない。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to those shown in the above embodiments.

本発明に係る油分離器は、空気調和装置などに用いられる圧縮機を潤滑するための冷凍機油が混合した冷媒から、冷凍機油を分離する油分離器に用いるのに好適である。   The oil separator according to the present invention is suitable for use in an oil separator that separates refrigerating machine oil from refrigerant mixed with refrigerating machine oil for lubricating a compressor used in an air conditioner or the like.

10、100 油分離器
1、11 シェル
2、12 円筒部材
3、13 上部鏡板
4、14 下部鏡板
5、15 入口管
5a、15a 曲管部
6、16 出口管
7、17 返油管
15b 第1入口部
15c 第2入口部
18 油滴
19 分割部材
20 第1空間
21 第2空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 Oil separator 1,11 Shell 2,12 Cylindrical member 3,13 Upper end plate 4,14 Lower end plate 5,15 Inlet pipe 5a, 15a Curved pipe part 6,16 Outlet pipe 7,17 Return oil pipe 15b First inlet Part 15c Second inlet part 18 Oil droplet 19 Dividing member 20 First space 21 Second space

Claims (3)

円筒状の容器と、
上流側に曲管部を有し、下流側で前記容器に接続され、冷凍機油が混合した冷媒を、前記曲管部を介して前記容器の内部に流入させる入口管と、
前記容器に接続され、前記冷凍機油が分離された冷媒を前記容器の外部に流出させる出口管と、
前記容器の内部に設けられ、前記容器の中心軸と中心軸が一致する形状を有し、上端が前記容器の上部に取り付けられ、下端が前記容器の下部空間に開口した円筒部材と、
前記入口管の内部を、前記容器との接続部分において第1入口部と第2入口部とに分割する分割部材と、
を備え、
前記第1入口部は、前記容器の内壁と前記円筒部材の外壁との間の空間である第1空間に開口し、
前記第2入口部は、前記円筒部材の内部の空間である第2空間に開口している、
油分離器。
A cylindrical container;
An inlet pipe that has a curved pipe part on the upstream side, is connected to the container on the downstream side, and flows a refrigerant mixed with refrigerating machine oil into the container through the curved pipe part;
An outlet pipe connected to the container for allowing the refrigerant separated from the refrigerating machine oil to flow out of the container;
A cylindrical member provided inside the container, having a shape in which the central axis of the container coincides with the central axis, an upper end attached to an upper part of the container, and a lower end opened to a lower space of the container;
A dividing member that divides the inside of the inlet pipe into a first inlet portion and a second inlet portion at a connection portion with the container;
With
The first inlet portion opens into a first space that is a space between an inner wall of the container and an outer wall of the cylindrical member;
The second inlet portion is open to a second space that is a space inside the cylindrical member.
Oil separator.
前記第1入口部の外周側の接線は、前記容器の内壁の接線と一致しており、かつ、前記第2入口部の外周側の接線は、前記円筒部材の内壁の接線と一致している、
請求項1に記載の油分離器。
A tangent line on the outer peripheral side of the first inlet portion coincides with a tangent line on the inner wall of the container, and a tangent line on the outer peripheral side of the second inlet portion coincides with a tangent line on the inner wall of the cylindrical member. ,
The oil separator according to claim 1.
前記容器との接続部分における前記入口管の長手方向に垂直な断面で切断した場合の、前記第1入口部の断面積と前記第2入口部の断面積とは等しい、
請求項1または2に記載の油分離器。
The cross-sectional area of the first inlet portion and the cross-sectional area of the second inlet portion when cut in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the inlet pipe in the connection portion with the container are equal,
The oil separator according to claim 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024064298A1 (en) * 2022-09-23 2024-03-28 York (Wuxi) Air Conditioning And Refrigeration Co., Ltd. A flash tank for an hvac system

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