JP5321512B2 - オイルセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、ガスに含まれるオイル分を回収するためのオイルセパレータに関する。

オイルセパレータは、例えば、空調、冷蔵、冷凍等に利用される冷凍サイクルに適用され、冷凍サイクルの圧縮機から吐出された冷媒ガスを熱交換器（例えば、凝縮器）に導入する前に、冷媒ガスに含まれるオイル分を分離して回収するものである。なお、冷凍サイクルに適用される場合には、圧縮機のオイル不足の抑制を図ることが可能となる。

この種のオイルセパレータとしては、遠心分離式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この遠心分離式のオイルセパレータでは、圧縮機から吐出された冷媒ガスが円筒状のハウジング内に導入され、ハウジング内に旋回しながら下方に向かう流れ（旋回流）が形成される。この旋回流により冷媒ガスに含まれるオイル分が遠心分離されてハウジング内面を伝って下方側にて回収される。また、ハウジング内を下方に向かった冷媒ガスは再び中央部を上昇し、ハウジングの上端部分に形成した導出口を介して熱交換器側に導出される。

実開昭６４−１７２１号公報

しかし、現状の遠心分離式のオイルセパレータでは、冷媒ガスの流速やオイルの粒径のバラツキ等によりオイルの捕集率（回収率）に物理的な限界があり、所定の捕集率（９５％程度）で頭打ちとなるといった課題がある。例えば、冷媒ガスに含まれるオイル分のうち微小粒径のオイル分については、冷媒ガスの遠心分離式のオイルセパレータでの捕集は困難となっている。なお、このような課題は、冷凍サイクルに適用されるオイルセパレータに限らず、他の用途に適用されるオイルセパレータでも同様である。

本発明は上記点に鑑みて、オイルセパレータにおけるオイルの捕集率の更なる向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、円筒状の分離部（１２）を有する本体ハウジング（１１）と、分離部（１２）に形成されたガス導入口（１２ａ）に接続されて分離部（１２）内に分離部（１２）の接線方向に沿ってガスを導入するガス導入管（１５）と、本体ハウジング（１１）に形成されたオイル回収口（１３ａ）に接続されるオイル戻し管（１６）と、本体ハウジング（１１）に形成されたガス導出口（１４ａ）に接続されて分離部（１２）の中心線（Ｌ１）上に延びるガス導出管（１７）とを備え、ガス導入管（１５）から分離部（１２）内に導入したガスの旋回流により、ガスに含まれるオイル分を遠心分離することで、分離されたオイルを分離部（１２）の内周側にて捕集すると共にオイル分を分離したガスをガス導入管（１７）に導出するオイルセパレータにおいて、ガス導入管（１５）と本体ハウジング（１１）とを絶縁する第１絶縁部（１８ｂ）と、ガス導入管（１５）内に設けられ、ガス導入管（１５）内を流れるガスに含まれるオイル分を正に帯電させる放電電極を有する帯電部（１８）と、放電電極に電圧を印加する電圧印加手段（２０）と、本体ハウジング（１１）内に設けられ、帯電部（１８）を通過して分離部（１２）内に導入されたガスに含まれるオイル分を分離部（１２）の内周側にて捕集するための集塵電極を有する集塵部（１９）と、を備えることを特徴とする。

これによると、ガスに含まれるオイル分を、分離部（１２）内に導入したガスを遠心分離して分離部（１２）の内周側にて捕集すると共に、ガス導入管（１５）における帯電部（１８）にて正に帯電させたオイル分を、本体ハウジング（１１）内の集塵部（１９）にて捕集することができる。このため、遠心分離では捕集することができなかった微小粒径のオイル分等も捕集することができので、従来の遠心分離式のオイルセパレータよりも、オイルの捕集率を向上させることが可能となる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のオイルセパレータにおいて、ガス導出管（１７）は、本体ハウジング（１１）に第２絶縁部（１９ａ）を介して接続されており、集塵電極は、ガス導出管（１７）における分離部（１２）と対向する部位にて構成された正電極（１９２）と、分離部（１２）の内周面にて構成された負電極（１９１）と、を有して構成され、電圧印加手段（２０）は、放電電極および正電極（１９２）それぞれに電圧を印加することを特徴とする。

これによると、ガス導出管（１７）にて構成された集塵電極の正電極（１９２））と分離部（１２）の内周面にて構成された負電極（１９１）との間に電界が形成され、形成された電界を帯電部（１８）にて帯電されたオイル分が通過する際に、当該オイル分には、分離部（１２）の内周側（負電極（１９１）側）に向かう方向に電気的力（クーロン力）が作用する。このため、本体ハウジング（１１）の上半部（１２）内に導入されたガスに含まれるオイル分には、分離部（１２）の内周側に向かう方向に、ガスの旋回流による遠心力が作用すると共に、集塵電極にて形成された電界による電気的力が作用する。

従って、本体ハウジング（１１）内に導入されたガスに含まれるオイル分には、本体ハウジング（１１）の分離部（１２）の内周側に向かう方向に作用する力が増大するので、従来のオイルセパレータよりも、オイルの捕集率を向上させることが可能となる。

また、請求項３に記載の発明の如く、請求項２に記載のオイルセパレータにおいて、電圧印加手段（２０）を、放電電極に電圧を印加する第１電圧印加部（２０ａ）と、正電極（１９２）に電圧を印加する第２電圧印加部（２０ｂ）とを有する構成とすれば、放電電極に印加する電圧と正電極（１９２）に印加する電圧とを独立して最適な電圧に調整することが可能となる。

具体的には、請求項４に記載の発明の如く、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のオイルセパレータにおいて、放電電極を、ガス導入管（１５）内に配置されて、ガス導入管（１５）の中心線（Ｌ２）上に沿って延びる導電性部材（１８１）にて構成し、ガス導入管（１５）の内周面を、アースに接続して、放電電極に対向する接地電極（１８２）として構成し、帯電部（１８）にて、放電電極と接地電極（１８２）との間でコロナ放電を発生させて、オイル分を正に帯電させる構成としてもよい。

これによれば、放電電極を構成する導電性部材（１８１）を、ガスの流れ方向に沿って延びるように配置しているので、ガス導入管（１５）を流れるオイル分の帯電区間を長くすることができ、帯電部（１８）にて、ガスに含まれるオイル分を充分に帯電することが可能となる。この結果、集塵部（１９）にて捕集するオイルの捕集率の向上を図ることができる。

また、請求項５に記載の発明の如く、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のオイルセパレータにおいて、放電電極を、ガス導入管（１５）内に配置されて、ガス導入管（１５）内を流れるガスの流路を絞る導電性ノズル（１８３）にて構成し、ガスが導電性ノズル（１８３）と集塵電極との間に形成される電界を通過する際に、オイル分を正に帯電させる構成としてもよい。

また、請求項６に記載の発明の如く、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のオイルセパレータにおいて、放電電極を、前記ガス導入管（１５）内に配置された網目状の導電性部材（１８４）にて構成し、ガスが網目状の導電性部材（１８４）と集塵電極との間に形成される電界を通過する際にオイル分を正に帯電させる構成としてもよい。

また、請求項７に記載の発明の如く、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のオイルセパレータにおいて、放電電極を、ガス導入管（１５）内に配置され、ガス導入管（１５）よりも径が小さい複数の導電性配管（１８５ａ）を径方向に束ねて構成された集合管（１８５）にて構成され、ガスが集合管（１８５）と集塵電極との間に形成される電界を通過する際にオイル分を正に帯電させる構成としてもよい。

また、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載のオイルセパレータにおいて、本体ハウジング（１１）の内周面には、撥油処理が施されていることを特徴とする。

これによれば、ガスに含まれるオイル分が、本体ハウジング（１１）の内周面に接触した際に、液膜状に広がらずに、液滴となるので、本体ハウジング（１１）の内周面に付着したオイル分を本体ハウジング（１１）から適切に離脱させることができる。この結果、オイル分の再飛散等を抑制することができる。

また、請求項９に記載の発明の如く、請求項１ないし７のいずれか１つに記載のオイルセパレータにおいて、本体ハウジング（１１）の内周側に、ガスに含まれるオイル分を液滴に成長させるための導電性フィルタ（２１）を配置する構成とすれば、ガスから分離したオイルを適切に捕集することが可能となる。

また、請求項１０に記載の発明の如く、請求項２また３に記載のオイルセパレータにおいて、本体ハウジング（１１）の内周側に、ガスに含まれるオイル分を液滴に成長させるための導電性フィルタ（２１）を配置し、導電性フィルタ（２１）を、負電極（１９１）と同電位または負電極（１９１）よりも高電位する構成とすれば、ガスから分離したオイルを適切に捕集することが可能となる。さらに、導電性フィルタ（２１）と負電極（１９１）とでオイル分を適切に捕集することが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第１実施形態に係るオイルセパレータの概略断面図である。 第２実施形態に係るオイルセパレータの概略断面図である。 第３実施形態に係るオイルセパレータの概略断面図である。 第４実施形態に係るオイルセパレータの概略断面図である。 第５実施形態に係るオイルセパレータの概略断面図である。 第６実施形態に係るオイルセパレータの概略断面図である。 第６実施形態に係るオイルセパレータの要部の拡大図である。 第７実施形態に係るオイルセパレータの概略断面図である。 第８実施形態に係るオイルセパレータの概略断面図である。 第８実施形態に係るオイルセパレータの要部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１、図２に基づいて説明する。

本実施形態では、本発明のオイルセパレータ１０を車両用空調装置に用いられる冷凍サイクル装置１に適用している。図１は、本実施形態の冷凍サイクル装置１の全体構成図である。この冷凍サイクル装置１は、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、圧縮機２の吐出冷媒圧力（高圧冷媒の圧力）が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルを構成している。

圧縮機２は、冷凍サイクル装置１において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。この圧縮機２は、エンジンルーム内に配置されて、プーリおよびベルトを介して車両走行用エンジン（図示略）から駆動力が伝達されて回転駆動される。

なお、圧縮機２としては、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機、あるいは電磁クラッチの断続により圧縮機作動の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機のいずれを採用してもよい。また、圧縮機２として電動圧縮機を使用すれば、電動モータの回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。

圧縮機２の吐出側には、オイルセパレータ１０が設けられている。オイルセパレータ１０は、冷凍サイクル装置１を循環するオイル量を適切に調整するものである。つまり、オイルセパレータ１０は、冷媒ガスに含まれるオイル分を分離して圧縮機２の吸入側に戻すことで、圧縮機２の軸受け部や摺動部にオイルを循環させるものである（図中破線矢印参照）。また、オイル分が除かれた冷媒ガスは、後述する放熱器３へと流れる（図中実線矢印参照）。なお、オイルセパレータ１０の詳しい構成については後述する。

オイルセパレータ１０の冷媒導出口側には、放熱器３が接続されている。放熱器３は、エンジンルーム内の車両前方側に配置されて、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒（高圧冷媒）を冷却ファン３ａにより送風される外気（車室外空気）と熱交換させて、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換器である。

なお、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、上述の如く、亜臨界サイクルを構成しているので、放熱器３は冷媒ガスを凝縮させる凝縮器として機能する。また、冷却ファン３ａは、空調制御装置（図示略）から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御させる電動式送風機である。

放熱器３の冷媒出口側には、膨張弁４が接続されている。この膨張弁４は、放熱器３にて冷却された高圧冷媒を減圧させる減圧手段として機能すると共に、膨張弁４の冷媒流れ下流側（低圧側）へ流出させる冷媒の流量を調整する流量調整手段としても機能する。

膨張弁４の冷媒出口側には、蒸発器５が接続されている。蒸発器５は、膨張弁４にて減圧膨張された低圧冷媒と送風ファン５ａから送風された送風空気とを熱交換させて、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。送風ファン５ａは、空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される電動式送風機である。

なお、この蒸発器５および送風ファン５ａは、車室内最前部の計器盤の内側に搭載された空調ユニット（図示略）内に配置されている。さらに、この空調ユニット内のうち蒸発器５の空気流れ下流側には、蒸発器５にて冷却された送風空気を再加熱する加熱手段が配置されている。この加熱手段としては、エンジン冷却水を熱源として送風空気を加熱するヒータコアや電気ヒータ等を採用することができる。

従って、送風ファン５ａから送風された空気は、蒸発器５にて冷却された後、ヒータコア等の加熱手段にて再加熱されることによって温度調整され、蒸発器５の空調対象空間である車室内へ吹き出される。

蒸発器５の冷媒出口側には、圧縮機２の冷媒吸入口が接続され、圧縮機２から吐出された冷媒は、オイルセパレータ１０→放熱器３→膨張弁４→蒸発器５→圧縮機２の冷媒吸入口へと循環するようになっている。

本実施形態の電気制御部の概要について説明すると、空調制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この空調制御装置は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて、各種演算、処理を行って各種アクチューエタ３ａ、５ａ等の作動を制御する。

次に、本実施形態のオイルセパレータ１０の具体的な構成について図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係るオイルセパレータ１０の概略断面図を示す図である。図２の（ａ）はオイルセパレータ１０の縦断面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。

図２に示すように、本実施形態のオイルセパレータ１０は、本体部分である金属製（例えば、アルミニウム製）の本体ハウジング１１を備えている。本体ハウジング１１は、上半部１２が円筒形状であって下半部１３が下方側に向かって縮径するテーパ形状となっている。なお、上半部１２の上端側（天井側）は、蓋部１４にて覆われている。

本体ハウジング１１の上半部１２には、その壁面に開口するガス導入口１２ａが形成されている（図２（ｂ）参照）。このガス導入口１２ａには、圧縮機２の吐出側と本体ハウジング１１の内部とを連通する金属製（例えば、アルミニウム製）のガス導入管１５が接続されている。このガス導入管１５は、本体ハウジング１１の上半部１２の接線方向に沿って冷媒ガスを導入可能なように、上半部１２の内壁の接線方向に延びるように接続されている。このため、ガス導入管１５を介して本体ハウジング１１内に導入される冷媒（圧縮機２から吐出された冷媒）は、上半部１２の内周面に沿って内周方向に導入されて、冷媒中に含まれるオイル分を分離する旋回流が形成される（図２（ａ）の本体ハウジング１１内に示す点線矢印参照）。なお、本体ハウジング１１における円筒状の上半部１２が本発明の分離部に相当している。

本体ハウジング１１の下半部１３には、下端部にオイル回収口１３ａが形成されている。このオイル回収口１３ａには、圧縮機２の吸入側と本体ハウジング１１の内部とを連通する金属製（例えば、アルミニウム製や銅製）のオイル戻し管１６が接続されている。つまり、上半部１２において旋回流により分離された冷媒中のオイル分が、下半部１３の内周に沿って下方に流下して、下半部１３に貯留され、当該貯留されたオイルがオイル戻し管１６を介して圧縮機２の吸入側に戻される。

本体ハウジング１１の蓋部１４には、中央部にガス導出口１４ａが形成されている。このガス導出口１４ａには、上半部（分離部）１２の中心線Ｌ１上に延びるように配置され、本体ハウジング１１内部と放熱器３の冷媒導入口側とを連通するアルミニウム製のガス導出管１７が接続されている。このガス導出管１７は、蓋部１４から下方側に突出するように接続されており、当該下方側に突出した突出部分と上半部（分離部）１２とで二重管構造を呈している。なお、本体ハウジング１１の内部空間における上半部１２の内周側とガス導出管１７の突出部分の外周側とで囲まれる空間が冷媒ガスに含まれるオイル分を分離する分離室を構成している。

ここで、本実施形態のオイルセパレータ１０は、冷媒流れ上流側のガス導入管１５に冷媒ガスに含まれるオイル分を正に帯電させる帯電部１８を設けると共に、帯電部１８よりも冷媒流れ下流側の本体ハウジング１１内に帯電部１８にて帯電したオイル分を集塵する集塵部１９を設けている。

本実施形態の帯電部１８は、ガス導入管１５内を流れる冷媒ガスに含まれるオイル分を正に帯電させる放電電極を有して構成されている。この放電電極は、ガス導入管１５の中心線Ｌ２上に延びる導電性ワイヤ（導電性部材）１８１にて構成されている。本実施形態では、導電性ワイヤ１８１の材料としてタングステンを用いている。なお、導電性ワイヤ１８１は、後述する絶縁体１８ａ、１８ｂにてガス導入管１５の中心線Ｌ２上に支持固定されている。

ガス導入管１５の内周面は、導電性ワイヤ１８１に対向する部位（帯電部１８の内周面）が、アースに接続されている。つまり、ガス導入管１５の内周面が放電電極を構成する導電性ワイヤ１８１に対向する接地電極（対向電極）１８２として構成されている。

また、ガス導入管１５には、帯電部１８と他の部位との間が、絶縁材料（例えば、碍子）で構成された絶縁体（例えば、碍子）１８ａ、１８ｂにて絶縁されている。この絶縁体１８ａ、１８ｂは、内部に導電性ワイヤ１８１を支持固定する支持部が設けられた中空パイプ状に形成されており、ガス導入管１５を流れる冷媒ガスが帯電部１８を流通可能に構成されている。なお、ガス導入管１５と本体ハウジング１１との間に配置された絶縁体１８ｂが本発明の第１絶縁部に相当している。

また、本実施形態の集塵部１９は、帯電部１８にて正に帯電されたオイル分を上半部１２の内周側にて捕集するための集塵電極を有して構成されている。具体的には、本実施形態の集塵電極は、上半部１２の内周面を含む本体ハウジング１１の内周面にて構成された負電極１９１と、ガス導出管１７における上半部１２と対向する部位にて構成される正電極１９２とを有する一対の電極で構成されている。なお、本実施形態の負電極１９１は、アースに接続されており、接地電極として構成されている。

なお、本体ハウジング１１とガス導出管１７との接続部には、絶縁材料（例えば、碍子）で構成された中空パイプ状の絶縁体１９ａが設けられ、本体ハウジング１１とガス導出管１７とが絶縁されている。また、ガス導出管１７は、正電極１９２を構成する部位と他の部位とが、絶縁材料（例えば、碍子）で構成された中空パイプ状の絶縁体１７ａにて絶縁されている。なお、本実施形態の本体ハウジング１１とガス導出管１７とを絶縁する絶縁体１９ａが本発明の第２絶縁部に相当している。

また、本実施形態のオイルセパレータ１０は、放電電極である導電性ワイヤ１８１および集塵部１９の正電極１９２それぞれに高電圧（例えば、５ｋＶ〜５０ｋＶ程度）を印加する公知の構造を有する高電圧印加部（電圧印加手段）２０を備えている。

高電圧印加部２０にて、導電性ワイヤ１８１に高電圧が印加されることで、導電性ワイヤ１８１と接地電極１８２との間にコロナ放電が発生し、帯電部１８を通過するオイル分（オイル粒子）がイオン化されて正に帯電する。

また、高電圧印加部２０にて、集塵部１９の正電極１９２に高電圧が印加されることで、正電極１９２と負電極１９１との間に電界が形成され、当該電界を帯電したオイル分を含む冷媒ガスが通過する際に、冷媒ガスに含まれるオイル分には、上半部１２の内周側（負電極１９１側）に向かう方向（上半部１２の径外方向）にクーロン力が作用する。

次に、本実施形態に係るオイルセパレータ１０の作動を説明する。なお、オイルセパレータ１０の帯電部１８の導電性ワイヤ１８１および集塵部１９の正電極１９２それぞれには、高電圧印加部２０にて高電圧が印加されているものとする。

冷凍サイクル１の圧縮機２が駆動すると、圧縮機２から吐出されたオイル分を含む冷媒は、オイルセパレータ１０のガス導入管１５に導入される。この際、図２（ｂ）にて模式的に示すように、ガス導入管１５の帯電部１８では、放電電極である導電性ワイヤ１８１と接地電極１８２との間にコロナ放電が生じることによって、冷媒ガスに含まれるオイル分が正に帯電する。そして、帯電部１８にて帯電したオイル分を含む冷媒ガスは、ガス導入管１５から本体ハウジング１１内に流入し、上半部１２の周方向に慣性力Ｆａが作用すると共に、上半部１２の径外方向に遠心力Ｆｂが作用して、上半部１２の内周側を旋回しながら下方へ流れる。

ここで、冷媒ガスに含まれるオイル分には、冷媒ガスの旋回流による遠心力Ｆｂに加えて、上半部１２の径外方向に、集塵部１９の正電極１９２と負電極１９１との間の電界から受けるクーロン力Ｆｃが作用する。この遠心力Ｆｂとクーロン力Ｆｃの作用にて、冷媒ガスに含まれるオイル分は、上半部１２の内周側（負電極１９１側）に引き寄せられ、上半部１２の内周面に衝突して冷媒からオイル分が分離する。

そして、冷媒ガスから分離したオイルは、上半部１２の内周面との衝突によって中和され、上半部１２の内周面を伝って下方側の下半部１３へと移動し、オイル戻し管１６を介して圧縮機２の吸入側へと戻される。

一方、オイル分が分離された冷媒ガスは、本体ハウジング１１のテーパ形状の下半部１３へと流れた後、ガス導出管１７の内周面に沿って上昇し、ガス導出管１７を介して放熱器３の入口側へと導出される。

以上説明した本実施形態のオイルセパレータ１０では、ガス導入管１５から本体ハウジング１１の上半部１２内に導入した冷媒ガスを遠心分離して上半部１２の内周側にて捕集することができると共に、ガス導入管１５に設けられた帯電部１８にて正に帯電させた冷媒ガスに含まれるオイル分を、本体ハウジング１１内の集塵部１９（上半部１２の内周側）にて捕集することができる。

このように、本実施形態のオイルセパレータ１０では、帯電部１８にて正に帯電させたオイル分を本体ハウジング１１内の集塵部１９にて捕集する構成としているので、遠心分離にて捕集することができなかった微小粒径のオイル分等も捕集することができ、従来の遠心分離式のオイルセパレータよりも、オイルの捕集率を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、集塵電極の正電極１９２（ガス導出管１７の外周面）と負電極１９１（上半部１２の内周面）との間に電界が形成され、形成された電界を帯電部１８にて帯電されたオイル分が通過する際に、当該オイル分には、上半部１２の内周側（負電極１９１側）に向かう方向（上半部１２の径外方向）に電気的力（クーロン力）が作用する。

従って、本体ハウジング１１の上半部１２内に導入された冷媒ガスに含まれるオイル分には、上半部１２の径外方向に、冷媒ガスの旋回流による遠心力が作用すると共に、集塵電極にて形成された電界による電気的力が作用する。

このため、本体ハウジング１１内に導入された冷媒に含まれるオイル分には、本体ハウジング１１の上半部１２の径外方向に作用する力が増大するので、従来のオイルセパレータよりも、オイルの捕集率を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、ガス導入管１５の中心線Ｌ２上に沿って延びる導電性ワイヤ１８１にて放電電極を構成している。つまり、放電電極を構成する導電性ワイヤ１８１が冷媒ガスの流れ方向に沿って延びる構成としているので、ガス導入管１５を流れるオイル分の帯電区間を長くすることができ、帯電部１８にて、ガスに含まれるオイル分を充分に帯電することが可能となる。この結果、オイルの捕集率をより向上させることが可能となる。

なお、本実施形態では、放電電極として、ガス導入管１５の中心線Ｌ２上に沿って延びる導電性ワイヤを用いる例を説明したが、これに限定されるものではない。本実施形態の放電電極としては、ガス導入管１５の中心線Ｌ２上に沿って延びる導電性部材であれば、例えば、ガス導入管１５の中心線Ｌ２上に沿って螺旋状（コイル状）に延びる導電性部材や、径方向断面（冷媒流れ方向に直行する方向の断面）が網目状に形成された棒状の導電性部材を用いることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図３は、本実施形態に係るオイルセパレータ１０の概略断面図を示し、図３の（ａ）がオイルセパレータ１０の縦断面図を示し、（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示している。

本実施形態では、ガス導入管１５内に配置した導電性ノズル１８３にて放電電極を構成し、当該導電性ノズル１８３と負電極１９１を構成する上半部１２との間に形成される電界によって、冷媒ガスに含まれるオイル分を正に帯電させる構成としている。

具体的には、図３に示すように、ガス導入管１５における帯電部１８には、ガス導入管１５を流れる冷媒の冷媒流路を絞る金属製（例えば、ステンレス製）の導電性ノズル１８３がガス導入管１５の内周面に固定されている。この導電性ノズル１８３は、冷媒流れ方向上流側から下流側に向かって縮径されている。そして、ガス導入管１５における導電性ノズル１８３が固定された部位には、高電圧印加部２０に接続され、導電性ノズル１８３に高電圧が印加されるようになっている。

また、導電性ノズル１８３（放電電極）の対向電極は、アースに接続された上半部１２の内周面にて構成されている。つまり、本実施形態では、冷媒流れ上流側に配置した導電性ノズル１８３を正電極（放電電極）とし、導電性ノズル１８３の冷媒流れ下流側に位置する上半部１２の内周面を負電極（対向電極）としている。

このような構成のオイルセパレータ１０では、高電圧印加部２０にて導電性ノズル１８３に高電圧が印加されると、正電極を構成する導電性ノズル１８３と負電極１９１を構成する上半部１２の内周面との間に電位差が付与され、導電性ノズル１８３と上半部１２の内周面との間に電界が形成される。

この状態で、ガス導入管１５内に冷媒が導入されると、図３（ｂ）にて模式的に示すように、帯電部１８では、導入された冷媒中に含まれるオイル分が導電性ノズル１８３と上半部１２の内周面とでイオン化されて正に帯電する。そして、帯電部１８にて帯電したオイル分を含む冷媒は、ガス導入管１５から本体ハウジング１１内に流入し、冷媒ガスに含まれるオイル分が本体ハウジング１１の上半部１２の内周面に捕集されて、冷媒とオイルとが分離される。

本実施形態の構成によっても、帯電部１８にてガス導入管１５内を流れる冷媒に含まれるオイル分を正に帯電することができるので、第１実施形態と同様に、帯電部１８にて帯電したオイル分を、本体ハウジング１１内の集塵部１９にて捕集することが可能となる。このため、従来の遠心分離式のオイルセパレータよりも、オイルの捕集率を向上させることが可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図４に基づいて説明する。上記第１、第２実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図４は、本実施形態に係るオイルセパレータ１０の概略断面図を示し、図４の（ａ）がオイルセパレータ１０の縦断面図を示し、（ｂ）が（ａ）のＣ−Ｃ断面図を示している。

本実施形態のオイルセパレータ１０は、ガス導入管１５内に配置した網目状の導電性部材（以下、メッシュ部材という。）１８４にて放電電極を構成し、当該メッシュ部材１８４と負電極１９１を構成する上半部１２との間に形成される電界にて冷媒ガスに含まれるオイル分を正に帯電させる構成としている。

具体的には、図４に示すように、ガス導入管１５における帯電部１８には、ガス導入管１５を流れる冷媒ガスの流れ方向と直行する方向に立設された金属製（例えば、ステンレス製）のメッシュ部材１８４が配置されている。このメッシュ部材１８４は、高電圧印加部２０に接続され、メッシュ部材１８４に高電圧が印加されるようになっている。

また、メッシュ部材１８４（放電電極）の対向電極は、アースに接続された上半部１２の内周面にて構成されている。つまり、メッシュ部材１８４を正電極（放電電極）とし、上半部１２の内周面を負電極（対向電極）としている。

このような構成のオイルセパレータ１０では、高電圧印加部２０にて導電性ノズル１８３に高電圧が印加されると、正電極を構成するメッシュ部材１８４と負電極を構成する上半部１２の内周面との間に電位差が付与され、メッシュ部材１８４と上半部１２の内周面との間に電界が形成される。

この状態で、ガス導入管１５内に冷媒ガスが導入されると、図４（ｂ）にて模式的に示すように、帯電部１８では、導入された冷媒ガスに含まれるオイル分がメッシュ部材１８４と上半部１２の内周面との間でイオン化されて正に帯電する。そして、帯電部１８にて帯電したオイル分を含む冷媒ガスは、ガス導入管１５から本体ハウジング１１内に流入し、冷媒ガスに含まれるオイル分が本体ハウジング１１の上半部１２の内周面に捕集されて、冷媒とオイルとが分離される。

本実施形態の構成によれば、第１、第２実施形態で説明したオイルセパレータ１０と同様に、従来の遠心分離式のオイルセパレータよりも、オイルの捕集率を向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図５に基づいて説明する。上記第１〜第３実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図５は、本実施形態に係るオイルセパレータ１０の概略断面図を示し、図５の（ａ）がオイルセパレータ１０の縦断面図を示し、（ｂ）が（ａ）のＤ−Ｄ断面図を示している。

本実施形態のオイルセパレータ１０は、ガス導入管１５内に配置した集合管１８５にて放電電極を構成し、当該集合管１８５と負電極１９１を構成する上半部１２との間に形成される電界にて冷媒ガスに含まれるオイル分を正に帯電させる構成としている。

具体的には、図５に示すように、ガス導入管１５における帯電部１８には、ガス導入管１５よりも径が小さい金属製（例えば、ステンレス製）の導電性配管１８５ａを径方向に束ねて構成した集合管１８５が配置されている。この集合管１８５は、高電圧印加部２０に接続され、集合管１８５に高電圧が印加されるようになっている。なお、集合管１８５を構成する複数の導電性配管１８５ａは、円筒状の配管であって、内部を冷媒ガスが流通可能に構成されている。

また、集合管１８５（放電電極）の対向電極は、アースに接続された上半部１２の内周面にて構成されている。つまり、集合管１８５を正電極（放電電極）とし、上半部１２の内周面を負電極（対向電極）としている。

このような構成のオイルセパレータ１０では、高電圧印加部２０にて集合管１８５に高電圧が印加されると、正電極を構成する集合管１８５と負電極１９１を構成する上半部１２の内周面との間に電位差が付与され、集合管１８５と上半部１２の内周面との間に電界が形成される。

この状態で、ガス導入管１５内に冷媒ガスが導入されると、図５（ｂ）にて模式的に示すように、帯電部１８では、導入された冷媒ガスに含まれるオイル分が集合管１８５と上半部１２の内周面との間でイオン化されて正に帯電する。そして、帯電部１８にて帯電したオイル分を含む冷媒ガスは、ガス導入管１５から本体ハウジング１１内に流入し、冷媒ガスに含まれるオイル分が本体ハウジング１１の上半部１２の内周面に捕集されて、冷媒とオイルとが分離される。

本実施形態の構成によれば、第１〜第３実施形態で説明したオイルセパレータ１０と同様に、従来の遠心分離式のオイルセパレータよりも、オイルの捕集率を向上させることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図６に基づいて説明する。上記第１〜第４実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図６は、本実施形態に係るオイルセパレータ１０の概略断面図を示し、図６の（ａ）がオイルセパレータ１０の縦断面図を示し、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。

上記第１〜第４実施形態では、高電圧印加部２０にて、帯電部１８の放電電極およびガス導出管１７（集塵部１９の正電極１９２）それぞれに高電圧を印加する構成としている。

これに対して、本実施形態では、図６に示すように、高電圧印加部２０にて帯電部１８の放電電極に高電圧を印加し、ガス導出管１７（集塵部１９の正電極１９２）に高電圧を印加しない構成としている。

ここで、本実施形態では、ガス導出管１７に高電圧を印加しない構成としているので、本体ハウジング１１との接続部、およびガス導出管１７に絶縁体１７ａ、１９ａを設けておらず、ガス導出管１７は、アースに接続された本体ハウジング１１に直接接続されている。なお、本体ハウジング１１の内周面は、アースに接続されており、接地電極を構成している。

このような構成のオイルセパレータ１０では、帯電部１８にて帯電された冷媒ガスに含まれるオイル分が、ガス導入管１５から本体ハウジング１１内に流入して、冷媒ガスに含まれるオイル分が本体ハウジング１１の上半部１２の内周面（接地電極）に衝突して、捕集される。この際、内周面にて捕集されたオイル分は中和して安定し、内周面に沿って下方へと流れる。

従って、本実施形態の構成によっても、帯電部１８にて帯電したオイル分を、本体ハウジング１１内の集塵部１９にて捕集することが可能となる。このため、従来の遠心分離式のオイルセパレータよりも、オイルの捕集率を向上させることが可能となる。

さらに、本実施形態の構成では、ガス導出管１７に高電圧を印加しない構成とし、絶縁体１７ａ、１９ａを設ける必要がないので、第１〜第４実施形態のオイルセパレータ１０に比して、オイルセパレータ１０の簡素化を図ることができる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図７、図８に基づいて説明する。上記第１〜第５実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図７は、本実施形態に係るオイルセパレータ１０の概略断面図を示し、図７の（ａ）がオイルセパレータ１０の縦断面図を示し、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。また、図８は、図７における要部（Ｘ部）の拡大図であり、図８の（ａ）が本体ハウジング１１の内周面に撥油処理が施されている場合を示し、（ｂ）が本体ハウジング１１の内周面に撥油処理が施されていない場合を示している。

ここで、本体ハウジング１１の内周面には、冷媒ガスから分離したオイルが付着するが、付着したオイルが本体ハウジング１１の内周面に液膜状に広がると、オイルが本体ハウジング１１の内周面から下方側へと流れ難くなり、その結果、オイルの再飛散等を招く虞がある（図８（ｂ）参照）。

そこで、本実施形態のオイルセパレータ１０は、図７に示すように、本体ハウジング１１の内周面全域に、撥油処理を施している。この撥油処理としては、例えば、オイルセパレータ１０の内周面全域に凹凸構造を施したり、フッ素コーティングを施したりする処理を用いることができる。

これによれば、図８（ａ）に示すように、本体ハウジング１１の内周面に付着したオイルは、液膜状に広がらずに、液滴となる。このため、本体ハウジング１１の内周面に付着したオイルを本体ハウジング１１から適切に離脱させることができ、オイル分の再飛散等を効果的に抑制することが可能となる。

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について図９に基づいて説明する。上記第１〜第６実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図９は、本実施形態に係るオイルセパレータ１０の概略断面図を示し、図９の（ａ）がオイルセパレータ１０の縦断面図を示し、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。

上記実施形態では、帯電部１８の放電電極および集塵部１９の正電極１９２それぞれに高電圧を印加する高電圧印加手段を１つの高電圧印加部２０で構成している。

これに対して、本実施形態では、電圧印加手段を帯電部１８の放電電極に高電圧を印加する第１高電圧印加部（第１電圧印加部）２０ａおよび正電極１９２それぞれに高電圧を印加する第２高電圧印加部（第２電圧印加部）２０ｂにて構成している。

これによれば、帯電部１８の放電電極に印加する電圧および集塵部１９の正電極１９２に印加する電圧をそれぞれ最適な電圧に調整することが可能となる。なお、帯電部１８の放電電極には、集塵部１９の正電極１９２よりも高い電圧が印加される。

（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について図１０、図１１に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図１０は、本実施形態に係るオイルセパレータ１０の概略断面図を示し、図１０の（ａ）がオイルセパレータ１０の縦断面図を示し、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。また、図１１は、本実施形態の本体ハウジング１１およびガス導出管１７を含む要部の拡大図である。

本実施形態のオイルセパレータ１０は、本体ハウジング１１の内周側に、冷媒ガスに含まれるオイル分を液滴に成長させるための金属製（例えば、ステンレス製）の導電性フィルタ２１を配置する構成としている。この導電性フィルタ２１は、網目状のフィルタであって、網目部分をオイル分が通過する際に、微小なオイル分同士を結合して液滴に成長させるものである。

そして、導電性フィルタ２１は、図１１に示すように、本体ハウジング１１の内周面から所定の距離を隔てて配置され、本体ハウジング１１と導電性フィルタ２１との間にて、液滴となったオイルを下方のオイル回収口１３ａ側に流す流路が形成される。

また、本実施形態の導電性フィルタ２１は、導電性フィルタ２１を、負電極１９１を構成する上半部１２の内周面よりも高電位としている。つまり、導電性フィルタ２１と正電極１９２を構成するガス導出管１７との電位差Ｅ１が、負電極１９１を構成する上半部１２の内周面と正電極１９２を構成するガス導出管１７との電位差Ｅ２よりも小さくなっている（Ｅ１＜Ｅ２）。なお、導電性フィルタ２１を本体ハウジング１１よりも高電位とする方法としては、例えば、正電極１９２を構成するガス導出管１７に印加する高電圧よりも低い低電圧を導電性フィルタ２１に印加すればよい。

このような構成を有する本実施形態のオイルセパレータ１０では、本体ハウジング１１の上半部１２に流入した冷媒ガスに含まれるオイル分が、遠心力およびクーロン力の作用によって、導電性フィルタ２１に衝突して液滴となる。そして、導電性フィルタ２１にて液滴となったオイルが導電性フィルタ２１と本体ハウジング１１との間の流路を介してオイル回収口１３ａに流れる。

これによれば、導電性フィルタ２１にて冷媒ガスに含まれるオイル分を液滴としているので、オイルの再飛散を抑制することができる。また、導電性フィルタ２１にて液滴となったオイルは、導電性フィルタ２１と本体ハウジング１１との間の流路を介してオイル回収口１３ａに流れるので、オイルの再飛散をより効果的に抑制することができ、オイルを適切に捕集することが可能となる。

また、本実施形態では、導電性フィルタ２１を、負電極１９１を構成する上半部１２の内周面１２よりも高電位としているので、導電性フィルタ２１にて液滴となったオイルは、本体ハウジング１１側に流れ、オイルをより適切に捕集することが可能となる。

ここで、本実施形態では、導電性フィルタ２１を、負電極１９１を構成する上半部１２の内周面１２よりも高電位としているが、これに限定されず、導電性フィルタ２１を、負電極１９１を構成する上半部１２の内周面と同電位としてもよい。

また、本実施形態では、導電性フィルタ２１として、金属製の網目状のフィルタで構成しているが、これに限定されない。導電性フィルタ２１としては、冷媒ガスに含まれるオイル分を液滴に成長させること可能な導電性フィルタであれば、例えば、導電性材料で構成されたブラシ状のフィルタを用いてもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上記各実施形態では、本体ハウジング１１の下半部１３を下方側に向かって縮径するテーパ形状としているが、これに限定されず、例えば、下半部１３を上半部１２と同様に円筒形状としてもよい。

（２）上記各実施形態では、本発明を車両用空調装置の冷凍サイクル装置１に適用したもの具体例を説明したが、これに限定されず、例えば、車両に搭載される内燃機関（エンジン）におけるブローバイガスに含まれるオイル分を分離するエンジン用オイルセパレータに適用してもよい。

（３）上記各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせて用いることができる。

１０ オイルセパレータ
１１ 本体ハウジング
１２ 上半部（分離部）
１２ａ ガス導入口
１３ａ オイル回収口
１４ａ ガス導出口
１５ ガス導入管
１６ オイル戻し管
１７ ガス導出管
１８ 帯電部
１８１ 導電性ワイヤ
１８２ 接地電極
１８３ 導電性ノズル
１８４ 網目状の導電性部材
１８５ａ 導電性配管
１８５ 集合管
１９ 集塵部
１９１ 負電極（上半部）
１９２ 正電極（ガス導出管）
２０ 高圧印加部（電圧印加手段）
２０ａ 第１高圧印加部（第１電圧印加部）
２０ｂ 第２高圧印加部（第２電圧印加部）
２１ 導電性フィルタ

Claims (10)

1. 円筒状の分離部（１２）を有する本体ハウジング（１１）と、
   前記分離部（１２）に形成されたガス導入口（１２ａ）に接続されて前記分離部（１２）内に前記分離部（１２）の接線方向に沿ってガスを導入するガス導入管（１５）と、
   前記本体ハウジング（１１）に形成されたオイル回収口（１３ａ）に接続されるオイル戻し管（１６）と、
   前記本体ハウジング（１１）に形成されたガス導出口（１４ａ）に接続されて、前記分離部（１２）の中心線（Ｌ１）上に延びるガス導出管（１７）とを備え、
   前記ガス導入管（１５）から前記分離部（１２）内に導入した前記ガスの旋回流により、前記ガスに含まれるオイル分を遠心分離することで、分離された前記オイルを前記分離部（１２）の内周側にて捕集すると共に前記オイル分を分離した前記ガスを前記ガス導入管（１７）に導出するオイルセパレータにおいて、
   前記ガス導入管（１５）と前記本体ハウジング（１１）とを絶縁する第１絶縁部（１８ｂ）と、
   前記ガス導入管（１５）内に設けられ、前記ガス導入管（１５）内を流れる前記ガスに含まれる前記オイル分を正に帯電させる放電電極を有する帯電部（１８）と、
   前記放電電極に電圧を印加する電圧印加手段（２０）と、
   前記本体ハウジング（１１）内に設けられ、前記帯電部（１８）を通過して前記分離部（１２）内に導入された前記ガスに含まれる前記オイル分を前記分離部（１２）の内周側にて捕集するための集塵電極を有する集塵部（１９）と、
   を備えることを特徴とするオイルセパレータ。
2. 前記ガス導出管（１７）は、前記本体ハウジング（１１）に第２絶縁部（１９ａ）を介して接続されており、
   前記集塵電極は、前記ガス導出管（１７）における前記分離部（１２）と対向する部位にて構成された正電極（１９２）と、前記分離部（１２）の内周面にて構成された負電極（１９１）と、を有して構成され、
   前記電圧印加手段（２０）は、前記放電電極および前記正電極（１９２）それぞれに電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載のオイルセパレータ。
3. 前記電圧印加手段（２０）は、前記放電電極に電圧を印加する第１電圧印加部（２０ａ）と、前記正電極（１９２）に電圧を印加する第２電圧印加部（２０ｂ）とを有して構成されていることを特徴とする請求項２に記載のオイルセパレータ。
4. 前記放電電極は、前記ガス導入管（１５）内に配置されて、前記ガス導入管（１５）の中心線（Ｌ２）上に沿って延びる導電性部材（１８１）にて構成され、
   前記ガス導入管（１５）の内周面は、アースに接続されて、前記放電電極に対向する接地電極（１８２）として構成され、
   前記帯電部（１８）は、前記放電電極と前記接地電極（１８２）との間でコロナ放電を発生させて、前記オイル分を正に帯電させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のオイルセパレータ。
5. 前記放電電極は、前記ガス導入管（１５）内に配置されて、前記ガス導入管（１５）内を流れる前記ガスの流路を絞る導電性ノズル（１８３）にて構成され、前記ガスを前記導電性ノズル（１８３）と前記集塵電極との間に形成される電界を通過する際に、前記オイル分を正に帯電させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のオイルセパレータ。
6. 前記放電電極は、前記ガス導入管（１５）内に配置された網目状の導電性部材（１８４）にて構成され、前記ガスが前記網目状の導電性部材（１８４）と前記集塵電極との間に形成される電界を通過する際に前記オイル分を正に帯電させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のオイルセパレータ。
7. 前記放電電極は、前記ガス導入管（１５）内に配置され、前記ガス導入管（１５）よりも径が小さい複数の導電性配管（１８５ａ）を径方向に束ねて構成された集合管（１８５）にて構成され、前記ガスが前記集合管（１８５）と前記集塵電極との間に形成される電界を通過する際にオイル分を正に帯電させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のオイルセパレータ。
8. 前記本体ハウジング（１１）の内周面には、撥油処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のオイルセパレータ。
9. 前記本体ハウジング（１１）の内周側には、前記ガスに含まれる前記オイル分を液滴に成長させるための導電性フィルタ（２１）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のオイルセパレータ。
10. 前記本体ハウジング（１１）の内周側には、前記ガスに含まれる前記オイル分を液滴に成長させるための導電性フィルタ（２１）が配置され、
    前記導電性フィルタ（２１）は、前記負電極（１９１）と同電位または前記負電極（１９１）よりも高電位であることを特徴とする請求項２または３に記載のオイルセパレータ。

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