JP2017120173A - 油分離器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べて分離効率の高い油分離器を提供する。
【解決手段】中心軸Ｏ１に直交する断面が円形状の内周面１４を有する容器１０と、容器１０内に油含有冷媒を導入する導入口２１を有し、油含有冷媒を内周面１４に沿って周回させながら上方から下方に流すべく、容器１９の側壁を貫通して設けられた導入管２０と、導入口２１よりも下方に位置するとともに油が分離したあとの分離後冷媒を容器１０から導出する導出口３２を有し、導出口３２から中心軸Ｏ１に沿って上方に延びる冷媒導出管３０とを具備し、導入管２０の管軸Ｏ２を含み、中心軸Ｏ１に直交する断面において、管軸Ｏ２を挟んだ導入管２０の先端部２０ａが、中心軸Ｏ１に平行な第１仮想平面Ｘ１上に位置しており、第１仮想平面Ｘ１と、第１仮想平面Ｘ１に平行で冷媒導出管３０の外周面３１に接する第２仮想平面Ｘ２との離間距離Ｌ１が、導入管２０の内径Ｄ１の０．３２倍以上にした。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば圧縮機から吐出される冷媒から油を分離する油分離器に関するものである。

この種の油分離器としては、円筒状の容器と、容器の側壁を貫通して設けられ、油を含んだ冷媒を容器の内周面に沿って旋回させるように導入する導入管と、容器の上壁を貫通して設けられ、油を分離したあとの冷媒を導出する冷媒導出管とを具備するものがある。

このような油分離器において、特許文献１には、分離効率を向上させるべく、導入管の外径ｄと容器の外径Ｄとが、０．４０≦ｄ／Ｄ≦０．４４を満たすように構成されたものが開示されている。

しかしながら、本願発明者は、上述した構成では、実際には分離効率を向上させるという課題を十分に解決できていないことを見出した。
その原因を突き止めるべく鋭意検討したところ、図１６に示すように、導入管から導入された冷媒の大部分は容器の内周面を旋回しているが、一部が旋回方向と逆向きに流れていることがわかった。

そこで、本願発明者は、導入口と冷媒導出管の外周面との離間距離に着目し、分離効率を向上させる構成についてさらなる検討を行なったところ、前記離間距離と分離効率との間に特有の関係があることを初めて見出した。

特開２０１１−２０２８７６号公報

本願発明は、上述した本願発明者の鋭意検討によりなされたものであり、従来よりも分離効率の高い油分離器を提供することを課題とするものである。

すなわち、本願発明に係る油分離器は、油含有冷媒から油を分離するものであって、中心軸に直交する断面が円形状の内周面を有する容器と、前記容器内に前記油含有冷媒を導入する導入口を有し、前記油含有冷媒を前記内周面に沿って周回させながら上方から下方に流すべく、前記容器の側壁を貫通して設けられた導入管と、前記導入口よりも下方に位置するとともに油が分離したあとの分離後冷媒を前記容器から導出する導出口を有し、前記導出口から前記中心軸に沿って上方に延びる冷媒導出管とを具備している。
そして、前記導入管の管軸を含み、前記中心軸に直交する断面において、前記管軸を挟んだ前記導入管の先端部が、前記中心軸に平行な第１仮想平面上に位置しており、前記第１仮想平面と、前記第１仮想平面に平行で前記冷媒導出管の外周面に接する仮想第２平面との離間距離が、前記導入管の内径の０．３２倍以上であることを特徴とする。

このように構成された油分離器であれば、第１仮想平面と第２仮想平面との離間距離が、導入管の内径の０．３２倍以上であるので、従来のように冷媒の一部が旋回方向と逆向きに流れることを防ぐことができ、従来よりも分離効率を向上させることができる。具体的な実験データについては、後述する。

導入口から導入される冷媒をより確実に内周面に沿って旋回させるためには、前記第１仮想平面が、前記管軸と直交する面に対して傾いており、前記導入口が、前記冷媒導出管の外周面を臨むように形成されていることが好ましい。

ここで、従来の油分離器は、油が分離される前に油含有冷媒が冷媒導出管から導出されてしまうことを防ぐべく、冷媒導出管の長さを十分確保して容器の下方に延ばすようにしている。
しかしながら、油分離器を小型化する場合、上述した従来の構成では、冷媒と油とを十分に分離することができないという問題が生じる。
この問題に対して本願発明者が鋭意検討したところ、以下のことが原因であることを見出した。
すなわち、油分離器の小型化を図るべく容器として小さいサイズのものを用いると、冷媒導出管の導出口から容器の内周面までの距離が短くなるため、従来のように冷媒導出管を容器の下方に延ばした構成では、冷媒が容器の内周面を旋回するうちに、その旋回方向が徐々に下向きに変わってしまい、油含有冷媒が冷媒導出管の導出口近傍に到達した時点では遠心力が低下して、分離された油が内周面から離脱して導出口に流れ込んでしまうからである。

そこで、本願発明に係る油分離器は、油含有冷媒から油を分離するものであって、中心軸に直交する断面が円形状の内周面を有する容器と、前記容器内に前記油含有冷媒を導入する導入口を有し、前記油含有冷媒を前記内周面に沿って周回させながら上方から下方に流すべく、前記容器の側壁を貫通して設けられた導入管と、前記導入口よりも下方に位置するとともに油が分離したあとの分離後冷媒を前記容器から導出する導出口を有し、前記導出口から前記中心軸に沿って上方に延びる冷媒導出管とを具備し、前記導出口から前記導入口の中心までの高さが、前記導入管の内径の３．０倍以上且つ４．５倍以下であることを特徴とするものである。

上述した構成であれば、導出口から導入口の中心までの高さが、導入管の内径の３．０倍以上であるので、導入管から導入された油含有冷媒は、容器の内周面に沿って周回して導出口の高さに到達するまでには油が分離する。そのうえ、導出口から導入口の中心までの高さが、導入管の内径の４．５倍以下であるので、導出口の高さに到達した油は、内周面を周回する流速が維持されており、内周面から油が離脱して導出口に流れ込んでしまうことを防ぐことができる。

さらに分離効率を向上させるための構成としては、前記冷媒導出管が前記中心軸と同軸上に設けられており、前記冷媒導出管の外周面と前記内周面との離間距離が、前記冷媒導出管の内径の１．０倍以上２．０倍以下である構成が挙げられる。
これらの構成に関する具体的な実験データは、後述する。

圧縮機のサイズにより吐出される油含有冷媒の量がある程度増減した場合であっても、分離効率を低減させないためには、前記導入管の内径が、前記容器の内径の０．１６倍以上且つ０．４４倍以下であることが好ましい。
なお、導入管の内径が、容器の内径の０．１６倍より小さいと圧力損失が大きく分離効率が低減してしまい、容器の内径の０．４４倍より大きいと導入管が容器の中心に近づいて油含有冷媒の旋回が起こり難くなり、分離効率が低減してしまう。

前記導入管の内径が、９．５ｍｍ以上且つ２２．４ｍｍ以下であり、前記容器の中心軸を含み、前記導入管の管軸と直交する断面において、前記管軸から、前記管軸に対して前記中心軸と反対側の前記内周面までの離間距離が、１０．６ｍｍ以上且つ１３．２ｍｍ以下であることが好ましい。
導入管の管軸と容器の内周面との離間距離が上記の範囲内であれば、油含有冷媒を確実に旋回させることができる。

前記容器が、円筒形状の本体部と、前記本体部の上部に設けられるとともに上方に向かって徐々に縮径する上側テーパ部とを有し、前記本体部の上端から前記導入管の管軸までの高さ寸法が、前記上側テーパ部の高さ寸法以下であることが好ましい。
このような構成であれば、導入管の上方で油が滞留しにくくなり、分離効率をより向上させることができる。

前記容器が、円筒形状の本体部と、前記本体部の下部に設けられて下方に向かって徐々に縮径するとともに分離された油を貯留する下側テーパ部とを有し、前記冷媒導出管の導出口が、前記下側テーパ部よりも上方に設けられていることが好ましい。
このような構成であれば、下側テーパ部に油が流れ込むことで貯留されていた油が飛散したとしても、導出口が下側テーパ部よりも上方に設けられているので、飛散した油が導出口に流れ込みにくくすることができる。

前記導入管が、前記導入口が形成されるとともに、前記容器の側壁を貫通する先端部と、前記先端部の上流側に設けられるとともに、前記先端部から湾曲して上方に延びる後端部とを有していることが好ましい。
このような構成であれば、後端部が先端部から湾曲して上方に延びているので、導入管内の内周面に沿って流れる油は、後端部の湾曲した部分で遠心力によって下側に偏って流れるようになる。
これにより、油が導入口から容器内の上方に向かって導入されることを防ぐことができ、導入管の上方で油を滞留させにくくすることができる。

分離された油の飛散を防ぐためには、前記容器内の下部に設けられて前記容器内を上下に仕切るとともに、分離した油を上方から下方に通過させる油通過口が形成された油飛散防止プレートをさらに具備することが好ましい。

前記油飛散防止プレートが、外周部が前記容器の内周面に沿った円板状をなすものであり、複数の前記油通過口が、前記外周部に形成されていることが好ましい。
このようなものであれば、分離された油を容器の内周面を伝って油通過口から下方に流すことができ、油の飛散をより確実に防ぐことができる。

上述したように、本願発明に係る油分離器は、従来よりも小型になるので、その分重量も軽くなる。
そこで、本発明に係る油分離器は、圧縮機及びアキュムレータとともにケーシングに収容して室外機を構成するものであって、別の部材に設けられた被取付部に取り付けられる取付部を備えていることが好ましい。

このような構成であれば、取付部を被取付部に取り付けることで、油分離器をケーシングの底板に載置することなく、別部材に取り付けることができる。
これにより、油分離器の例えば脚部を不要にすることができ、圧縮機やアキュムレータなどの配置自由度が向上し、これらをケーシング内を通過する空気への抵抗となり難い位置に配置することで、室外機の風量が増加して凝縮性能が向上する。その結果、圧縮機の高圧低減効果や入力低減効果を得ることができ、高効率化を図ることができる。

脚部を不要にするための油分離器の具体的な構成としては、前記取付部が前記被取付部に取り付けられた状態において、前記ケーシングの底板から浮いた状態で保持されることが好ましい。

より具体的な実施態様としては、前記被取付部が前記アキュムレータに設けられており、前記アキュムレータに着脱可能である構成が挙げられる。

また本発明に係る室外機は、上述した油分離器を備え、前記ケーシングの天板に形成された一対の吹出口から空気を上方に吹き出す室外機であって、上方から視て、前記アキュムレータが、前記一対の吹出口の中心線と重なるように配置されていることを特徴とするものである。

さらに本発明に係る室外機は、上述した油分離器を備え、前記ケーシングの天板に形成された一対の吹出口から空気を上方に吹き出す室外機であって、上方から視て、一対の前記圧縮機が、前記一対の吹出口の中心線を挟むとともに互いに近接して配置されていることを特徴とするものである。

このような室外機であれば、アキュムレータや一対の圧縮機を送風抵抗となり難い位置に配置しているので、風量の増加や、高圧低減効果や、圧縮機の入力低減効果を得ることができる。

そのうえ本発明に係る室外機は、上述した油分離器を備え、前記ケーシングの天板に形成された単一の吹出口から空気を上方に吹き出す室外機であって、前記油分離器が前記アキュムレータに取り付けられて、これらが前記ケーシング内に設けられた熱交換器の位置に応じて配置されていることを特徴とするものである。

このような室外機であれば、アキュムレータと油分離器とが、熱交換器の位置に応じて配置されているので、熱交換器への空気抵抗を低くしつつ、配置自由度を向上させることができる。

このように構成した本発明によれば、従来に比べて分離効率の高い油分離器を提供することができる。

本実施形態における冷媒回路を模式的に示す回路図。 同実施形態の油分離器の構成を模式的に示す図。 同実施形態の油分離器の構成を示す断面図。 同実施形態の油分離器の構成を示す断面図。 同実施形態の油分離器の効果を示す実験データ。 同実施形態の油分離器の油含有冷媒の流れをシミュレーションした結果。 同実施形態の油分離器の効果を示す実験データ。 同実施形態の油分離器の効果を示す実験データ。 同実施形態の油分離器の効果を示す実験データ。 同実施形態の油分離器を備える室外機を正面から視た状態を模式的に示す図。 同実施形態の油分離器を備える室外機を上方から視た状態を模式的に示す図。 その他の実施形態の油分離器の構成を模式的に示す図。 その他の実施形態の油分離器の構成を模式的に示す図。 その他の実施形態の油分離器の構成を模式的に示す図。 その他の実施形態の油分離器を備える室外機を上方から視た状態を模式的に示す図。 従来の油分離器における油含有冷媒の流れをシミュレーションした結果。

以下に本発明に係る油分離器の一実施形態について説明する。

本実施形態の油分離器１００は、図１に示すように、圧縮機ＣやアキュムレータＡ等とともに例えば空気調和機の冷媒回路２００を構成しており、圧縮機Ｃの下流側に配置されて、圧縮機Ｃから吐出された油を含んだ冷媒（以下、油含有冷媒ともいう）から油を分離するものである。
より詳細にこのものは、遠心力を用いて油含有冷媒から油を遠心分離させ、油を分離させたあとの冷媒（以下、分離後冷媒ともいう）を例えば図示しない熱交換器に導出するとともに、分離させた油を再び圧縮機Ｃに戻すように構成されている。
なお、前記冷媒回路２００は、油分離器１００と圧縮機Ｃとを接続するとともに、分離された油を圧縮機Ｃに戻すための戻し配管Ｂと、この戻し配管Ｂに設けられた毛細配管Ｔとを有しており、分離された油の略全てが毛細配管Ｔを流れて圧縮機Ｃに戻るように構成されている。

具体的に説明すると、前記油分離器１００は、図２〜図４に示すように、油含有冷媒から油を分離させるための分離空間Ｓを有する容器１０と、油含有冷媒を容器１０内に導入する導入管２０と、分離後冷媒を容器１０から導出する冷媒導出管３０と、分離させた油を容器１０から導出する油導出管４０とを具備するものである。
以下、各部について説明する。

容器１０は、図２に示すように、上端及び下端が開口した概略円筒状をなすものであり、ここでは等断面形状の本体部１１と、本体部１１の上部に設けられて上方に向かって徐々に縮径する上側テーパ部１２と、本体部１１の下部に設けられて下方に向かって徐々に縮径するとともに、分離された油を貯留する下側テーパ部１３とを有している。
この容器１０は、図３及び図４に示すように、中心軸Ｏ１に直交する断面が円形状をなす内周面１４を有し、この内周面１４によって前記分離空間Ｓを形成したものであり、内周面１４を油含有冷媒が旋回しながら上方から下方に向かって流れるように構成されている。

導入管２０は、図２及び図３に示すように、油含有冷媒を容器１０の内周面１４に沿って旋回させるように前記容器１０内に導入するものであり、容器１０の側壁１５を貫通して設けられている。本実施形態の導入管２０は、上側テーパ部１２の下方、より詳細には本体部１１の上端部を貫通しており、その管軸Ｏ２が容器１０の中心軸Ｏ１に対して直交するよう設けられている。

具体的にこの導入管２０は、油含有冷媒を容器１０内に導入する導入口２１を有した断面円形状の円筒管であり、前記導入口２１が形成されるとともに、側壁１５を貫通する先端部２２と、前記先端部２２の上流側に連続して設けられるとともに、前記先端部２２から高さ方向に湾曲して上方に延びる後端部２３とを有している。

より詳細に説明すると、この導入管２０は、油含有冷媒を導入口２１から内周面１４の接線方向に沿って吐出させるべく、先端部２２の管軸Ｏ２と容器１０の中心軸Ｏ１とが交差しないように、前記管軸Ｏ２を前記中心軸Ｏ１からずらして設けられている。ここでは、前記管軸Ｏ２が前記中心軸Ｏ１と直交し、前記先端部２２の管軸Ｏ２と前記後端部２３における直線部分の管軸Ｏ３とのなす角度θが略９０度となるようにしている。なお、前記なす角度θは、０度より大きく且つ１８０度より小さければ適宜変更して構わない。

本実施形態では、導入管２０の管軸Ｏ２を含み、容器の中心軸Ｏ１に直交する断面において、前記管軸Ｏ２を挟んだ導入管２０の先端部２０ａが、中心軸Ｏ１に平行な第１仮想平面上に位置している。
より具体的には、前記導入口２１は、容器１０の中心軸Ｏ１と平行な第１仮想平面Ｘ１上に形成されており、冷媒導出管３０の外周面３１を臨むように、導入管２０の管軸Ｏ２と直交する面に対して傾いて開口している。

冷媒導出管３０は、分離後冷媒が下方から上方に流れるものであり、図３及び図４に示すように、容器１０の図示しない上端開口にガタなく差し込まれて容器１０の中心軸Ｏ１と同軸上に設けられている。
具体的のこのものは、外径が前記容器１０の内径よりも小さい等断面形状の円筒管であり、前記容器１０内に位置するとともに分離後冷媒が流入する導出口３２を有している。
この導出口３２は、容器１０の上端から所定距離の位置に設けられており、ここでは導出口３２よりも下方における容器１０の容積が０．６Ｌ以下となるようにしている。
また、本実施形態では、前記導出口３２が、上述した下側テーパ部１３よりも上方、つまり本体部１１の下端よりも上方に位置するように設けられており、これにより下側テーパ部１３に貯留された油が飛散したとしても、その油が導出口３２内に流れ込まないようにしている。

油導出管４０は、容器１０の下側テーパ部１３に溜まった油を容器１０内から導出するものであり、図２に示すように、下側テーパ部１３に設けられている。
具体的にこのものは、容器１０の底壁に形成された図示しない下端開口にガタなく嵌め込まれた等断面形状の円筒管である。

しかして、本実施形態の油分離器１００は、図３に示すように、第１仮想平面Ｘ１と、この第１仮想平面Ｘ１に平行で冷媒導出管３０の外周面３１に接する第２仮想平面Ｘ２との離間距離Ｌ１が、前記導入管２０の内径Ｄ１の０．３２倍以上となるように構成されている。
より詳細には、前記離間距離Ｌ１は、前記導入管２０における導入口側端部の内径Ｄ１の０．３２倍以上である。

ここで、第１仮想平面Ｘ１と第２仮想平面Ｘ２との離間距離Ｌ１と油分離効率との関係を示す実験データを図５に示し、油含有冷媒の流れをシミュレーションした結果を図６に示す。
なお、図５に示す実験データは、油分離器１００に導入される油流量（冷媒流量に油潤滑率をかけたもの）が多い状態を想定したものであり、実験条件は、冷媒流量が１０００ｋｇ／ｈ、油潤滑率が１．４％、導入管２０の内径Ｄ１が１７．０５ｍｍである。また、図６に示すシミュレーションは、前記離間距離Ｌ１を導入管２０の内径Ｄ１の０．３２倍とした条件で行なっている。
この実験データから分かるように、油分離効率は、前記離間距離Ｌ１を徐々に増大させていくと、導入管２０の内径Ｄ１の０．３２倍になるまで向上し、０．３２倍以上ではほぼ横ばいになる傾向がみられる。
このことは、前記離間距離Ｌ１が導入管２０の内径Ｄ１の０．３２倍以上になると、図６に示すように、導入管２０から導入された油含有冷媒の略全てが、冷媒導出管３０に対して左右片側に流れて、同一方向に旋回するためである。

また、本実施形態の油分離器１００は、導出口３２から導入口２１の中心までの高さ、すなわち導出口３２から導入管２０の管軸Ｏ２までの高さＬ２が、導入管２０の内径Ｄ１の３．０倍以上且つ４．５倍以下となるように構成されており、より具体的には導入管２０の内径Ｄ１の３．０倍以上且つ４．０倍以下にしてある。

ここで、前記高さＬ２と油分離効率との関係を示す実験データを図７に示す。なお、実験条件は、上記の実験条件と同一である。
この実験データから分かるように、油分離効率は、前記高さＬ２の増大に伴い上昇するが、導入管２０の内径Ｄ１の３．０倍以上になるとほぼ横ばいになり、４．０倍以上になると徐々に低下する傾向がみられる。
このことは、前記高さＬ２が導入管２０の内径Ｄ１の３．０倍よりも小さいと、油含有冷媒から油が分離される前に、冷媒導出管３０から冷媒とともに油が導出されるためである。また、前記高さＬ２が導入管２０の内径Ｄ１の４．０倍よりも大きいと、導入管２０から導入された冷媒が内周面１４を旋回するうちに、その旋回方向が徐々に下向きに変わってしまい、油含有冷媒が冷媒導出管３０の導出口３２近傍に到達した時点では遠心力が低下しており、分離された油が内周面１４から離脱して導出口３２に流れ込んでしまうからである。

なお、本実施形態では、導出口３２から導入管２０の管軸Ｏ２までの高さＬ２は、導入管２０を流れる冷媒流量、冷媒導出管３０の外周面３１と容器１０の内周面１４との離間距離Ｌ３、及び導入管２０の内径Ｄ１をパラメータとして設定されていても良い。
具体的には、導入管２０から流入される冷媒が６ｍ／ｓ以上であり、前記離間距離Ｌ３が、冷媒導出管３０の内径Ｄ２の１．０倍以上２．０倍以下の場合に、前記高さＬ２が、上述したように導入管２０の内径Ｄ１の３．０倍以上且つ４．０倍以下となるように設定されている。このような構成であれば、油分離器１００を小型化しながらも、油分離効率を向上させることができる。

ここで、前記離間距離Ｌ２と油分離効率との関係を図８に示す。なお、実験条件は、上記の実験条件と同一である。
この実験データから分かるように、油分離効率は、前記離間距離Ｌ２が冷媒導出管３０の内径Ｄ２の１．０倍以上になると大きく上昇する傾向がみられる。
このことは、前記離間距離Ｌ２が導入管２０の内径Ｄ１の１．０倍よりも短いと、分離された油が冷媒導出管３０の導出口３２に流れ込んでしまうからである。

また、導入管２０の内径Ｄ１が、容器１０の内径Ｄ３の０．１６倍以上且つ０．４４倍以下としている。なお、ここでは、容器１０の内径Ｄ３は例えば５０．８ｍｍである。
より具体的に説明すると、導入管２０の内径Ｄ１は９．５ｍｍ以上且つ２２．４ｍｍ以下であり、容器１０の中心軸Ｏ１を含み、導入管２０の管軸Ｏ２と直交する断面において、前記管軸Ｏ２から、前記管軸Ｏ２に対して中心軸Ｏ１と反対側の内周面１４までの離間距離Ｌ４が、１０．６ｍｍ以上且つ１３．２ｍｍ以下となるようにしている。
このような構成であれば、導入管２０から導入される油含有冷媒を確実に内周面１４に沿って旋回させることができ、分離効率を向上させることができる。

そのうえ、本実施形態では、導入管２０の上方に油が滞留することを防ぐべく、本体部１１の上端、つまり上側テーパ部１２の下端から、導入管２０の管軸Ｏ２までの高さ寸法Ｌ５が、上側テーパ部１２の高さ寸法Ｌ６以下となるようにしている。

ここで、本実施形態の油分離器１００と従来のものとを比較した実験データを図９に示す。
この実験データからわかるように、本実施形態に係る油分離器１００によれば、導入管２０から導入された油含有冷媒の一部が、従来のように旋回方向と逆向きに流れることを防いでいることにより、従来に比べて圧力損失を低減させることができる。
これにより、導入される油含有冷媒の流速を速くした場合であっても圧力損失を抑えることができ、速い流速による大きな遠心力を用いて、油を効率良く分離させることができ、ひいては油分離器１００を小型化することが可能となる。

なお、油分離器を小型化して、特に本実施形態のように冷媒導出管３０の導出口３２よりも下方における容器１０の容積が０．６Ｌ以下にした場合、油分離器１００には分離された油を溜めておくスペースが小さくなる。このことから、分離された油量が多い場合は、油導出管４０のみならず、冷媒導出管３０から油が流れ出てしまうという問題が生じる。
そこで、従来は、小型の油分離器を用いた場合、冷媒回路に、毛細配管に並列に設けられたバイパス管と、このバイパス管に設けれた電磁弁とを設け、例えば圧縮機の起動時など油含有冷媒に含まれる油量が多いときに、前記電磁弁を開けて油分離器により分離された油を確実に圧縮機に戻せるようにしている。
これに対して、本実施形態の冷媒回路２００は、従来よりも径寸法の大きい毛細管を用いることで、分離された油を確実に圧縮機Ｃに戻せるように構成されており、電磁弁を不要にすることでコストの削減を図っている。

続いて、上述した油分離器１００を備える室外機３００について説明する。

本実施形態に係る室外機３００は、図１０に示すように、上述した油分離器１００の他に、圧縮機ＣやアキュムレータＡや、これらを収容するケーシング３１０を備え、ケーシング３１０の天板３１１に形成された送風口Ｈから空気を上方に排出する所謂縦置きタイプのものである。なお、図示していないが、ケーシング３１０内にレシーバを設けても良い。

より具体的に説明すると、ここでの室外機３００は、ケーシング３１０の天板３１１に一対の送風口Ｈが形成されたものであり、ケーシング３１０内には一対の圧縮機Ｃと、これらの圧縮機Ｃそれぞれに対応する一対の油分離器１００を備えている。

ここで、本実施形態に係る油分離器１００は上述したように小型化を図れるものであり、従来のものより重量が軽い。

そこで、本実施形態では、油分離器１００とは別の部材に被取付部を設けるとともに、油分離器に前記被取付部に取り付けられる取付部を設けることで、油分離器１００を別の部材に取付可能な構成としてある。言い換えれば、油分離器１００と別の部材との間には、油分離器１００を別の部材に取り付けるための取付構造Ｚが設けられており、前記被取付部及び前記取付部から取付構造Ｚを構成している。

別の部材としては、ケーシング３１０内に収容されて室外機３００を構成するアキュムレータＡや圧縮機Ｃ、或いはケーシング３１０の側板３１２又は天板３１１などが挙げられるが、ここでは機械的強度が比較的高く稼動中の振動が比較的小さいアキュムレータＡと油分離器１００との間に取付構造Ｚを設けて、油分離器１００をアキュムレータＡに着脱可能としている。

取付構造Ｚとしては、例えば被取付部又は取付部の一方に設けられた引っ掛け用の孔と、他方に設けられた引っ掛け用の爪とからなる構成や、一方に設けられた凹部と、他方に設けられて凹部に嵌る凸部とからなる構成などが挙げられる。その他、ブラケットなどを利用した構成や取付バンドなどを利用した構成であっても構わない。

この取付構造Ｚを介して油分離器１００をアキュムレータＡに取り付けると、油分離器１００はケーシング３１０の底板３１３には載置されず、底板３１３から浮いた状態で保持される。これにより、油分離器１００としては、該油分離器１００を底板３１３等に載置するための脚部が不要となる。

油分離器１００が取り付けられたアキュムレータＡは、図１１に示すように、上方から視て、一対の吹出口Ｈの中心線Ｌの少なくとも一部と重なるように配置されている。言い換えれば、このアキュムレータＡは、上方から視て少なくとも一部が天板３１１で隠れる（覆われる）位置に設けられており、吹出口Ｈから吹き出される空気への抵抗となり難い配置となっている。なお、説明の便宜上、図１１では送風ファンを図示していない。

また、一対の圧縮機Ｃは、前記中心線Ｌを挟むとともに互いに近接して配置されており、ここではアキュムレータＡと一対の圧縮機Ｃとが、上方から視てケーシング３１０の中央部において密接に配置されている。

このように構成された油分離器１００であれば、取付構造Ｚを介してアキュムレータＡに取り付けることで、ケーシング３１０の底板３１３に載置することなく、ケーシング３１０内に配置することができる。
これにより、油分離器１００の例えば脚部を不要にすることができ、特に大型容器である圧縮機ＣやアキュムレータＡなどの配置自由度が向上し、上述したように上方から視てケーシング３１０の中央部に密接して配置させることができる。
その結果、圧縮機ＣやアキュムレータＡは、ケーシング３１０内を通過する空気への抵抗となり難い位置に配置されることとなり、室外機の風量が増加して凝縮性能が向上し、これにより圧縮機の高圧低減効果や入力低減効果を得ることができ、高効率化を図ることができる。
また、圧縮機Ｃ、アキュムレータＡ、及び油分離器１００が密接に配置されるので、これらを接続する配管長を従来よりも大幅に短くすることができ、圧損の低減や低コスト化を図れる。

さらに、機械的強度が比較的高いアキュムレータＡに被取付部を設けているので、本実施形態のように一対の油分離器１００をアキュムレータＡに取り付けたとしても、これらの油分離器１００を確実に支持しておくことができる。なお、アキュムレータＡは、圧縮機Ｃなどに比べて高さ寸法が大きいことから、油分離器１００をケーシングＣの底板３１３から浮かせた状態で取り付けることが容易である。
そのうえ、アキュムレータは稼動中の振動が比較的小さいので、取り付けられた油分離器に伝わる振動も小さく、油分離器に接続される配管に亀裂が生じたり、これらの配管が抜けてしまうこと等を防ぐことができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態では、導入管が等断面形状の円筒管であったが、図１２に示すように、導入口２１に向かって徐々に縮径する縮径部を有していても良い。
この場合、第１仮想平面Ｘ１と第２仮想平面Ｘ２との離間距離Ｌ１は、導入管２０おける先端部の内径Ｄ１の０．３２倍以上であれば良い。

また、油分離器１００は、図１３に示すように、容器１０内の下部に設けられて分離空間Ｓを上下に仕切る油飛散防止プレート５０をさらに具備するものであっても良い。
この油飛散防止プレート５０は、下側テーパ部１３よりも上方に例えば溶接などにより固定されており、分離された油を上方から下方に通過させる油通過口５１が形成された板状のものである。
より具体的にこのものは、外周部が容器１０の内周面１４に沿った円板状をなすものであり、その外周部を切り欠いて例えば周方向に沿って等間隔に複数の前記油通過口５１が形成されている。なお、ここでは、４つの油通過口５１が形成されているが、その個数は適宜変更して構わない。

前記実施形態では、導入管の導入口が第１仮想平面上に形成されていたが、図１４に示すように、導入口２１は例えば下流側に湾曲した形状をなし、第１仮想平面Ｘ１上に形成されていなくても良い。

また、前記実施形態の導入管は、その管軸が容器の中心軸と直交するように設けられていたが、前記管軸が前記中心軸と直交する方向に対して下向き又は上向きに傾いていても良い。

さらに、前記実施形態の油導出管は、容器の底壁を貫通していたが、容器の下部に設けられていれば良く、側壁部の下部を貫通したものであっても良い。

そのうえ、前記実施形態の容器は円筒形状をなすものであったが、中心軸に沿った断面が円形状の内周面を有していれば良く、外形は四角柱形状や多角柱形状をなすものであっても構わない。

また、前記実施形態の室外機３００は、ケーシング３１０の天板３１１に一対の吹出口Ｈが形成されたものであったが、図１５に示すように、室外機３００はケーシング３１０の天板３１１に単一の吹出口Ｈが形成されたものであっても良い。
このように、単一の吹出口Ｈが形成された室外機３００の場合、アキュムレータＡをケーシング３１０の側板３１２に近づけてしまうと、この側板３１２に沿って設けられたコ字状又はＬ字状の熱交換器（不図示）へ空気が通りにくくなってしまう。一方、アキュムレータＡをケーシング３１０の中央部に近づけると、ケーシング３１０の前方（図１５における下方）に設けられた圧縮機Ｃに近づいてしまい、メンテナンス性が低下する。

これに対して、本発明に係る油分離器１００であれば、例えばアキュムレータＡに取り付けることができるので、従来であれば油分離器１００を配置していた領域をもアキュムレータＡの配置場所として活用することができる。これにより、アキュムレータＡの設置自由度を向上させることができ、熱交換器に位置に応じて熱交換器へ十分な空気を通せるようにアキュムレータＡや油分離器１００を配置させつつ、圧縮機Ｃ等のメンテナンス性を担保することが可能となる。
また、油分離器１００とアキュムレータＡとを密接させることにより、吹出口から吹き出される空気への抵抗が小さくなり、室外機３００の風量を増加させることができる。
なお、アキュムレータＡや圧縮機Ｃの少なくとも一部を、上方から視て天板３１１の隅部Ｐで覆われるように、言い換えればケーシング３１０の角部にアキュムレータＡや圧縮機Ｃを配置して、これらの少なくとも一部が吹出口Ｈから隠れるようにすることができれば、ケーシング３１０内を空気が通過し易くなり、室外機３００の風量がより増加する。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・油分離器
１０・・・容器
１３・・・内周面
２０・・・導入管
２１・・・導入口
３０・・・冷媒導出管
３１・・・外周面
Ｘ１・・・第１仮想平面
Ｘ２・・・第２仮想平面

Claims (18)

1. 油含有冷媒から油を分離する油分離器であって、
   中心軸に直交する断面が円形状の内周面を有する容器と、
   前記容器内に前記油含有冷媒を導入する導入口を有し、前記油含有冷媒を前記内周面に沿って周回させながら上方から下方に流すべく、前記容器の側壁を貫通して設けられた導入管と、
   前記導入口よりも下方に位置するとともに油が分離したあとの分離後冷媒を前記容器から導出する導出口を有し、前記導出口から前記中心軸に沿って上方に延びる冷媒導出管とを具備し、
   前記導入管の管軸を含み、前記中心軸に直交する断面において、前記管軸を挟んだ前記導入管の先端部が、前記中心軸に平行な第１仮想平面上に位置しており、
   前記第１仮想平面と、前記第１仮想平面に平行で前記冷媒導出管の外周面に接する第２仮想平面との離間距離が、前記導入管の内径の０．３２倍以上であることを特徴とする油分離器。
2. 前記第１仮想平面が、前記管軸と直交する面に対して傾いており、
   前記導入口が、前記冷媒導出管の外周面を臨むように形成されていることを特徴とする請求項１記載の油分離器。
3. 油含有冷媒から油を分離する油分離器であって、
   中心軸に直交する断面が円形状の内周面を有する容器と、
   前記容器内に前記油含有冷媒を導入する導入口を有し、前記油含有冷媒を前記内周面に沿って周回させながら上方から下方に流すべく、前記容器の側壁を貫通して設けられた導入管と、
   前記導入口よりも下方に位置するとともに油が分離したあとの分離後冷媒を前記容器から導出する導出口を有し、前記導出口から前記中心軸に沿って上方に延びる冷媒導出管とを具備し、
   前記導出口から前記導入口の中心までの高さが、前記導入管の内径の３．０倍以上且つ４．５倍以下であることを特徴とする油分離器。
4. 前記冷媒導出管が前記中心軸と同軸上に設けられており、
   前記冷媒導出管の外周面と前記内周面との離間距離が、前記冷媒導出管の内径の１．０倍以上２．０倍以下であることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の油分離器。
5. 前記導入管の内径が、前記容器の内径の０．１６倍以上且つ０．４４倍以下であることを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか一項に記載の油分離器。
6. 前記導入管の内径が、９．５ｍｍ以上且つ２２．４ｍｍ以下であり、
   前記容器の中心軸を含み、前記導入管の管軸と直交する断面において、前記管軸から、前記管軸に対して前記中心軸と反対側の前記内周面までの離間距離が、１０．６ｍｍ以上且つ１３．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか一項に記載の油分離器。
7. 前記容器が、円筒形状の本体部と、前記本体部の上部に設けられて上方に向かって徐々に縮径する上側テーパ部とを有し、
   前記本体部の上端から前記導入管の管軸までの高さ寸法が、前記上側テーパ部の高さ寸法以下であることを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか一項に記載の油分離器。
8. 前記容器が、円筒形状の本体部と、前記本体部の下部に設けられて下方に向かって徐々に縮径するとともに分離された油を貯留する下側テーパ部とを有し、
   前記冷媒導出管の導出口が、前記下側テーパ部よりも上方に設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のうち何れか一項に記載の油分離器。
9. 前記導入管が、
   前記導入口が形成されるとともに、前記容器の側壁を貫通する先端部と、
   前記先端部の上流側に設けられるとともに、前記先端部から湾曲して上方に延びる後端部とを有していることを特徴とする請求項１乃至８のうち何れか一項に記載の油分離器。
10. 前記容器内の下部に設けられて前記容器内を上下に仕切るとともに、分離した油を上方から下方に通過させる油通過口が形成された油飛散防止プレートをさらに具備することを特徴とする請求項１乃至９のうち何れか一項に記載の油分離器。
11. 前記油飛散防止プレートが、外周部が前記容器の内周面に沿った円板状をなすものであり、
    複数の前記油通過口が、前記外周部に形成されていることを特徴とする請求項１０記載の油分離器。
12. 請求項１乃至１１のうち何れか一項に記載の油分離器を具備することを特徴とする冷媒回路。
13. 圧縮機及びアキュムレータとともにケーシングに収容されて室外機を構成する油分離器であって、
    該油分離器とは別の部材に設けられた被取付部に取り付けられる取付部を備えていることを特徴とする油分離器。
14. 前記取付部が前記被取付部に取り付けられた状態において、前記ケーシングの底板から浮いた状態で保持されることを特徴とする請求項１３記載の油分離器。
15. 前記被取付部が前記アキュムレータに設けられており、前記アキュムレータに着脱可能であることを特徴とする請求項１３又は１４記載の油分離器
16. 請求項１３乃至１５のうち何れか一項に記載の油分離器を備え、前記ケーシングの天板に形成された一対の吹出口から空気を上方に吹き出す室外機であって、
    上方から視て、前記アキュムレータが、前記一対の吹出口の中心線と重なるように配置されていることを特徴とする室外機。
17. 請求項１３乃至１５のうち何れか一項に記載の油分離器を備え、前記ケーシングの天板に形成された一対の吹出口から空気を上方に吹き出す室外機であって、
    上方から視て、一対の前記圧縮機が、前記一対の吹出口の中心線を挟むとともに互いに近接して配置されていることを特徴とする室外機。
18. 請求項１３乃至１５のうち何れか一項に記載の油分離器を備え、前記ケーシングの天板に形成された単一の吹出口から空気を上方に吹き出す室外機であって、
    前記油分離器が前記アキュムレータに取り付けられて、これらが前記ケーシング内に設けられた熱交換器の位置に応じて配置されていることを特徴とする室外機。