JP5378050B2 - 蓄冷器式冷凍機用圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は蓄冷器式冷凍機用圧縮機に係り、特に冷媒ガスに含まれるオイルを捕集するためのオイルセパレータを有する蓄冷器式冷凍機用圧縮機に関する。

一般に蓄冷式冷凍機は、ギホ−ドマクマホン式冷凍機(以下ＧＭ冷凍機という)、ジュ−ルトムソン式＋ＧＭ冷凍機、クロ−ドサイクル冷凍機、スタ−リング冷凍機等の種々の種類があるが、一般にはＧＭ冷凍機が多く用いられている。このＧＭ冷凍機は蓄冷器式冷凍機用圧縮機（以下、単に圧縮機という）と接続されており、圧縮機から供給される高圧の冷媒ガス（一般にヘリウムガスが用いられる）を冷凍機内で高圧から低圧に断熱膨張し、これにより得られる寒冷を利用して冷凍処理を行う構成とされている。

圧縮機は、ＧＭ冷凍機から戻される低圧の冷媒ガス（リターンガス）を圧縮機本体で昇圧し、サプライガスとして再びＧＭ冷凍機に供給する処理を行うものである。ＧＭ冷凍機から戻されたリターンガスは圧縮機本体で再び昇圧され、昇圧された冷媒ガス（サプライガス）は冷媒ガス熱交換部で冷却処理が行われる。

冷却処理が行われた冷媒ガスは、オイルセパレータに送られて油液分離が行われる（特許文献１〜３参照）。そして、気液分離が行われた冷媒ガスはアドソーバに送られ、その後にサプライガスとしてＧＭ冷凍機に供給される。

オイルセパレータは、セル内にオイル分離エレメントを有した構成とされている。また、オイル分離エレメント１３０は、径寸法が異なる筒状の二つのパンチングプレートと、冷媒ガスに含まれるオイルを除去するフィルター部材とを有している。

内側及び外側の各パンチングプレートは、冷媒ガスが通過するための多数の貫通孔（パンチ孔）が形成されている。そして冷媒ガスは、内側のパンチングプレートに形成された貫通孔からフィルター部材に進入することにより、このフィルター部材でオイルが分離され、その後に外側のパンチングプレートに形成された貫通孔よりオイルセパレータの外部に排出される。よって、冷媒ガスに含まれるオイルは、フィルター部材により除去される構成とされていた。

特開２００３−０６２４１７号公報 特開平０８−２３３４１５号公報 特開平０７−３２８３６４号公報

しかしながら従来のオイルセパレータでは、フィルター部材でオイルが分離された冷媒ガスに対し、外側のパンチングプレートの貫通孔から漏出した漏出オイルが再び混入してしまい、オイル分離を確実に行うことができないという問題点があった。以下、図１２を用いてこの現象について詳述する。

図１２（Ａ）は、オイル分離エレメント１３０の貫通孔１３６近傍を拡大して示す断面図である。同図において、左側が内側であり、右側が外側となる。前記ように、冷媒ガスは、内側のパンチングプレート（図示せず）からフィルター部材１３２に進入し、このフィルター部材１３２でオイルを除去された上で、パンチングプレート１３４の貫通孔１３６を通り、オイル分離エレメント１３０の外部に排出される。

この際、冷媒ガスが大量のオイルを含んでいた場合等は、オイルをフィルター部材１３２が保持しきれなくなり、一部のオイルが貫通孔１３６からパンチングプレート１３４の表面１３７に漏出する場合がある。以下、この貫通孔１３６から漏出したオイルを漏出オイル１４０ということとする。

図１２（Ａ）に実線で示す矢印は、漏出オイル１４０の流れを示している。同図に示されるように、貫通孔１３６から漏出した漏出オイル１４０は、図１２（Ｂ）に示すように、パンチングプレート１３４の表面１３７上を重力方向に向け進行していく。

従来では、パンチングプレート１３４に形成される貫通孔１３６の直径及び隣接する貫通孔間のピッチを決定する際、漏出オイル１４０の漏出については考慮されていなかった。このため、図１２（Ｂ）における貫通孔１３６ａから漏出した漏出オイル１４０は、その下部に位置する貫通孔１３６ｂに容易に流入してしまう。

貫通孔１３６ｂに漏出オイル１４０に流入した場合、図１２（Ｃ）に示すように、漏出オイル１４０は貫通孔１３６ｂを塞ぐように油膜を形成する。前記のように、貫通孔１３６は冷媒ガスが内側から外側に向け流出するため、貫通孔１３６ｂに漏出オイル１４０の油膜が形成されていると、この冷媒ガスにより漏出オイル１４０の油膜ははじけてしまい、図１２（Ｄ）に示すように飛散してしまう（この現象をバブリングという）。

このように、冷媒ガスの流れに伴い漏出オイル１４０の油膜がはじけて飛散すると、フィルター部材１３２でオイルが除去された冷媒ガスに再び漏出オイル１４０が混入してしまうことになる。よって、従来のオイルセパレータでは、効率の高いオイル除去ができないという問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、確実に冷媒ガスからオイルの除去を行いうるオイルセパレータを有する蓄冷器式冷凍機用圧縮機を提供することを目的とする。

本発明のある態様によると、
オイルを用いて冷却される圧縮機本体と、前記圧縮機本体により昇圧された冷媒ガスからオイルを分離するオイルセパレータと、前記オイルセパレータでオイル除去が行われた冷媒ガスを蓄冷器式冷凍機に供給する高圧側配管と、を有する蓄冷器式冷凍機用圧縮機であって、
前記オイルセパレータは、外側に位置し複数の第１の貫通孔を有する筒状の第１のパンチングプレートと、前記第１のパンチングプレートより内側に位置し複数の第２の貫通孔を有する筒状の第２のパンチングプレートと、前記第１のパンチングプレートと前記第２のパンチングプレートとの間に収納され冷媒ガスに含まれるオイルを除去するフィルター材とを有し、前記冷媒ガスが前記第２のパンチングプレートから前記第１のパンチングプレートに向け進行するフィルターエレメントを具備し、
前記第１の貫通孔の直径を4mm以上10mm以下に設定し、隣接する前記第１の貫通孔の間のピッチを6mm以上15mm以下とし、かつ前記第１の貫通孔の前記第１のパンチングプレートの表面における開孔率を40％以上63％以下とした構成を備える。

開示のオイルセパレータによれば、第１の貫通孔から漏出した漏出オイルが他の第１の貫通孔に流入して油膜を形成することを防止できるため、漏出オイルが飛散してオイルセパレータでオイルが分離された冷媒ガスに再び混入することを防止することができる。

図１は、本発明の第１実施形態である圧縮機を示す構成図である。 図２は、本発明の第１実施形態であるオイルセパレータを示す一部断面図である。 図３は、図２に示すオイルセパレータのオイル分離エレメントを示す平面図及び一部断面図である。 図４は、パンチングプレートに形成された貫通孔を拡大して示す図である。 図５は、本発明の第１実施形態であるオイルセパレータにおける漏出オイルの流れを説明するための図である。 図６は、貫通孔の直径及びピッチパンチングプレート上におけると漏出オイルの流れ状態との関係を示す図である。 図７は、本発明の第２実施形態であるオイルセパレータに形成された貫通孔の近傍を拡大して示す図である。 図８は、本発明の第３実施形態であるオイルセパレータに形成された貫通孔の近傍を拡大して示す図である。 図９は、本発明の第４実施形態であるオイルセパレータに形成された貫通孔の近傍を拡大して示す図である。 図１０は、本発明の第５実施形態であるオイルセパレータに形成された貫通孔の近傍を拡大して示す図である。 図１１は、本発明の第６実施形態であるオイルセパレータに形成された貫通孔の近傍を拡大して示す図である。 図１２は、従来のオイルセパレータで発生する問題点を説明するための図である。

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。

図１は、本発明の一実施形態である蓄冷器式冷凍機用圧縮機１０（以下、圧縮機という）を示している。圧縮機１０は、サプライ配管２２及びリターン配管２３によりＧＭ冷凍機３０に接続されている。

圧縮機１０は、ＧＭ冷凍機３０からリターン配管２３を介して戻される低圧の冷媒ガス（この冷媒ガスをリターンガスという）を圧縮機本体１１で昇圧し、サプライガスとしてサプライ配管２２を介して再びＧＭ冷凍機３０に供給する処理を行うものである。この圧縮機１０は、大略すると圧縮機本体１１、熱交換器１２、高圧側配管１３、低圧側配管１４、オイルセパレータ１５、アドソーバ１６、ストレージタンク１７、及びバイパス機構１８等により構成されている。

ＧＭ冷凍機３０から戻されたリターンガスは、リターン配管２３を介して先ずストレージタンク１７に流入する。このストレージタンク１７の機能は、リターンガスに含まれる脈動を除去することにある。

このストレージタンク１７で脈動が除去されたリターンガスは、低圧側配管１４に導出される。低圧側配管１４は圧縮機本体１１に接続されており、よってストレージタンク１７において脈動を除去されたリターンガスは圧縮機本体１１に供給される。

圧縮機本体１１は、例えばスクロール方式或いはロータリ式のポンプであり、リターンガスを昇圧する機能を奏するものである（圧縮機本体１１で昇圧された冷媒ガスをサプライガスという）。この圧縮機本体１１は、昇圧されたサプライガスは高圧側配管１３Ａに送り出す。尚、サプライガスは圧縮機本体１１で昇圧される際、圧縮機本体１１内のオイルが若干混入した状態で高圧側配管１３Ａに送り出される。

また圧縮機本体１１は、オイルを用いて冷却を行う構成とされている。このため、オイルを循環させるオイル冷却配管３３は、熱交換器１２を構成するオイル熱交換部２６に接続された構成とされている。また、オイル冷却配管３３には、内部を流れるオイル流量を制御するオリフィス３２が設けられている。

熱交換器１２は冷却水配管２５に冷却水が循環するよう構成されており、オイル冷却配管３３を流れるオイルの冷却処理を行うオイル熱交換部２６と、サプライガスを冷却する冷媒ガス熱交換部２７とを有している。オイル熱交換部２６においてオイル冷却配管３３内を流れるオイルは熱交換されて冷却され、また冷媒ガス熱交換部２７において高圧側配管１３Ａ内を流れるサプライガスは熱交換されて冷却される。

圧縮機本体１１で昇圧され、冷媒ガス熱交換部２７で冷却されたサプライガスは、高圧側配管１３Ａを介してオイルセパレータ１５に供給される。このオイルセパレータ１５ではサプライガスに含まれるオイルが冷媒ガスから分離されると共に、オイルに含まれる不純物や塵埃も除去される。尚、説明の便宜上、オイルセパレータ１５の詳細な構成説明については後述するものとする。

オイルセパレータ１５でオイル除去が行われたサプライガスは、高圧側配管１３Ｂを介してアドソーバ１６に送られる。このアドソーバ１６は、サプライガスに含まれる特に気化したオイル成分を除去する機能を奏する。そして、アドソーバ１６において気化したオイル成分が除去されると、このサプライガスはサプライ配管２２に導出され、これによりＧＭ冷凍機３０に供給される。

バイパス機構１８は、バイパス配管１９、高圧側圧力検出装置２０、及びバイパス弁２１により構成されている。バイパス配管１９は、圧縮機１０のサプライガスが流れる高圧側とリターンガスが流れる低圧側とを連通する配管である。高圧側圧力検出装置２０は、高圧側配管１３Ａ内のサプライガスの圧力を検出するものである。バイパス弁２１は、バイパス配管１９を開閉する電動弁装置である。また、バイパス弁２１は常閉弁とされているが、高圧側圧力検出装置２０により駆動制御される構成とされている。

具体的には、高圧側圧力検出装置２０が圧縮機本体１１からオイルセパレータ１５に至るサプライガスの圧力（即ち、高圧側配管１３Ａ内の圧力）が既定圧力以上になったことを検出した際、バイパス弁２１は高圧側圧力検出装置２０に駆動されて開弁される構成とされている。これにより、既定圧力以上のサプライガスが冷凍機３０に供給されてしまうことを防止している。

続いて、オイルセパレータ１５について説明する。図２及び図３は、本発明の第１実施形態であるオイルセパレータ１５を示す断面図である。オイルセパレータ１５は、大略するとシェル３５とフィルターエレメント３６とにより構成されている。尚、図２においては中心線に対してフィルターエレメント３６の左半分を断面で示し、図３においては中心線に対してフィルターエレメント３６の右半分を断面で示している。

シェル３５は、円筒部３５Ａ、上部フランジ３５Ｂ、下部フランジ３５Ｃとにより構成されている。円筒部３５Ａは、中空な筒形状とされている。この円筒部３５Ａの下端部には下部フランジ３５Ｃが溶接により固定されており、よって気密に塞がれた構成とされている。また、円筒部３５Ａの上端部には上部フランジ３５Ｂが溶接により固定されており、よって気密に閉蓋された構成とされている。

この上部フランジ３５Ｂには、高圧ガス導入用管１５Ａ、高圧ガス導出用管１５Ｂ、及びオイル戻り用管１５Ｃが配設されている。高圧ガス導入用管１５Ａは高圧側配管１３Ａに接続されており、よって圧縮機本体１１で昇圧されたサプライガスが導入される。

高圧ガス導出用管１５Ｂは、高圧側配管１３Ｂに接続されている。この高圧側配管１３Ｂは、オイルセパレータ１５とアドソーバ１６とを接続する配管である。また、オイル戻り用管１５Ｃの上端部にはオイル戻りポートが接続されている。また、オイル戻り用管１５Ｃの下端部に設けられた導入開口５６は、オイルセパレータ１５の底部近傍で開口している。

オイル戻り用管１５Ｃは、オイル戻り配管２４に接続されている。このオイル戻り配管２４は、高圧側がオイルセパレータ１５に接続されており、低圧側が低圧側配管１４に接続されている。また、オイル戻り配管２４の途中には、オイルセパレータ１５で分離されたオイルに含まれる塵埃を除去するフィルター４３と、オイルの戻り量を制御するオリフィス３１が設けられている。

フィルターエレメント３６は、高圧ガス導入用管１５Ａ、フィルター部材３７、上部蓋体３８、下部蓋体３９、パンチングプレート４０Ａ，４１等により構成されている。

フィルター部材３７は、パンチングプレート４１の芯にグラスウールを巻回し、更に最外周部にもパンチングプレート４０Ａを配設した構造とされている。フィルター部材３７の上端部には接着剤（図示せず）を用いて上部蓋体３８が固定され、また下端部には接着剤を用いて下部蓋体３９が固定される。これにより、フィルター部材３７、上部蓋体３８、下部蓋体３９、及びパンチングプレート４０Ａ，４１は一体的な構成となる。このフィルター部材３７は、上部蓋体３８を高圧ガス導入用管１５Ａに溶接することにより、高圧ガス導入用管１５Ａに固定される。

フィルター部材３７に対して外側に配置されるパンチングプレート４０Ａ（第１のパンチングプレート）、及びフィルター部材３７に対して内側に配置されるパンチングプレート４１（第２のパンチングプレート）は、共に筒状形状を有している。また、パンチングプレート４０Ａには貫通孔５０Ａが形成されており、パンチングプレート４１には貫通孔５１が形成されている。本実施形態では、この貫通孔５０Ａ，５１は円形状とされている。高圧ガス導入用管１５Ａから導入されたサプライガス（冷媒ガス）は、パンチングプレート４１に形成された貫通孔５１からフィルター部材３７に導入される。

そして、サプライガスがフィルター部材３７内を進行する際、サプライガスに含まれるオイルはフィルター部材３７で除去される。また、フィルター部材３７でオイルが除去されたサプライガスは、パンチングプレート４０Ａの貫通孔５０Ａを通りフィルター部材３７の外部（シェル３５内）に排出される。

ここでパンチングプレート４０Ａに注目し、更に詳述する。図４は、パンチングプレート４０Ａに形成されている貫通孔５０Ａを拡大して示す図である。尚、以下の説明において、重力方向を下方とし、これと反対側の方向を上方とするものとする。

上記のように、サプライガスがパンチングプレート４１からパンチングプレート４０Ａに向けフィルター部材３７内を進行する際、サプライガスに含まれるオイルはフィルター部材３７で除去されるが、この際にサプライガスが大量のオイルを含んでいた場合等は、オイルをフィルター部材３７が保持しきれなくなり、一部のオイルが貫通孔５０Ａからパンチングプレート４０Ａの表面４４に漏出する場合がある（以下、この貫通孔５０Ａから漏出したオイルを漏出オイル６０という）。

この漏出オイル６０が他の貫通孔５０Ａに流入しバブリングが発生した場合、フィルター部材３７でオイルが除去されたサプライガスに再び漏出オイル６０が混入してしまう不都合が発生することは前述した通りである（図１２参照）。本願発明では、パンチングプレート４０Ａの貫通孔５０Ａから漏出した漏出オイル６０が、パンチングプレート４０Ａの表面４４において、貫通孔５０Ａの配設位置を除く位置を流れるよう漏出オイル６０を構成した。

本実施形態では、漏出オイル６０が貫通孔５０Ａの配設位置を除く位置を流れるようにするため、貫通孔５０Ａの直径Ｄ、隣接する貫通孔５０Ａ間のピッチＰ、及び貫通孔５０Ａのパンチングプレート４０Ａの表面４４における開孔率等を最適化している。具体的には、本実施形態では、貫通孔５０Ａの直径Ｄを4mm以上10mm以下（4≦Ｄ≦10）に設定し、隣接する貫通孔５０Ａ間のピッチＰを6mm以上15mm以下（6≦Ｐ≦15）とし、かつ貫通孔５０Ａのパンチングプレート４０Ａの表面４４における開孔率（Ｒ_ＯＰ）を40％以上63％以下（40≦Ｒ_ＯＰ≦63）とした。

このように、貫通孔５０Ａの直径Ｄ、ピッチＰ、及び開孔率Ｒ_ＯＰを設定することにより、漏出オイル６０がパンチングプレート４０Ａの表面４４のみを流れ、他の貫通孔５０Ａに流入することを防止することができる。尚、ここで、他の貫通孔とは、漏出オイル６０が漏出した貫通孔５０Ａとは異なる貫通孔５０Ａをいうものとする。

次に、上記のように貫通孔５０Ａの直径Ｄ、ピッチＰ、及び開孔率Ｒ_ＯＰを設定した理由について、図６を参照しつつ説明する。図６（Ａ）は、貫通孔５０Ａの直径Ｄ、ピッチＰ、及び開孔率Ｒ_ＯＰを各種変化させた場合における、パンチングプレート４０Ａの表面４４の表面状態、オイル上がり量、ガス流れ抵抗、グラスウールの突出、及びオイル通路の大きさを調べた実験結果を示している。同図では、実験結果の評価を「◎」「○」「△」「×」で示しており、本実施形態では「×」以外の判定については効果があるとしている。

また図６（Ｂ）は、表面状態の判定条件、及びオイル上がり量の判定条件を示している。図６（Ａ）に示す「◎」「○」「△」「×」の各判定結果は、図６（Ｂ）に示す判定条件に基づき決定している。ここでオイル上がり量とはオイル分離エレメント３６で除去（捕集）することができなかったオイル量（高圧ガス導出用管１５Ｂから排出されてしまったオイル量）を示している。また、オイル通路とは、パンチングプレート４０Ａの表面４４に形成される漏出オイル６０の流れる流路の幅寸法である。

また、「ガス流れ抵抗」とは、オイル分離エレメント３６内を流れるサプライガスの流れ抵抗を示している。ガス流れ抵抗が大きい場合には、サプライガスがオイル分離エレメント３６を適正に通過できなくなり、オイルの除去効率が低下してしまう。図６（Ａ）中、「ガス流れ抵抗」の欄において、「×」は不良を、「△」は可を、「○」は良を、「◎」は優をそれぞれ示している。

更に、「グラスウール突出」は、パンチングプレート４０Ａに形成された貫通孔５０Ａからフィルター部材３７を構成するグラスウールが突出しているかどうかを判断している。貫通孔５０Ａの直径Ｄが大きいと、この貫通孔５０Ａからグラスウールが突出する場合がある。このように貫通孔５０Ａからグラスウールが突出した場合、サプライガスに含まれるオイルの除去が適正に行えなくなると共に、漏出オイル６０の漏出量が増大してしまうおそれがある。

よって、フィルター部材３７を構成するグラスウールは、貫通孔５０Ａから突出していないことが望ましい。図６（Ａ）中、「グラスウール突出」の欄において、「×」は貫通孔５０Ａからグラスウールが突出していることを示し、「△」は一部に突出はあるが問題がない状態を示し、「○」はごく一部に突出はあるが問題がない状態を示し、「◎」はグラスウールの突出が全くないことを示している。

先ず、「ガス流れ抵抗」に注目すると、このガス流れ抵抗は貫通孔５０Ａの直径Ｄ及びピッチＰに影響される。図６（Ａ）の実験例１〜３に示されるように、貫通孔５０Ａの直径Ｄが3mm以下の場合には、ガス流れ抵抗が大きくサプライガスがオイル分離エレメント３６を適正に通過できない。これに対し図６（Ａ）の実験例４〜３８の結果より、貫通孔５０Ａの直径Ｄが3mm以上の場合には、オイル分離エレメント３６内をサプライガスが適正に通過できることが判る。

次に、「グラスウール突出」に注目すると、この「グラスウール突出」は貫通孔５０Ａの直径Ｄに大きく影響され、実験例３４〜３８より直径Ｄが11mmを超えると貫通孔５０Ａからグラスウールが突出することが判る。よって、漏出オイル６０の漏出を有効に防止するためには、貫通孔５０Ａの直径Ｄを10mm以下とする必要がある。この「ガス流れ抵抗」及び「グラスウール突出」の実験結果より、貫通孔５０Ａの直径Ｄは、4mm以上10mm以下（4≦Ｄ≦10）とする必要があることが判る。

次に、「オイル上がり量」及び「表面状態」に注目する。図６（Ａ）に示す各実験例において、漏出オイル６０のサプライガスへの混入が防止される効果が得られているのは、実験例５，８，１１，１２，１５，１６，１９〜２１，２４，２５，２６，２９〜３２である（以下、この各実験例を総称する場合には、有効実験例というものとする）。

有効実験例におけるピッチＰに注目すると、ピッチＰの最小値は実験例５の6mmであり、またピッチＰの最大値は実験例３２の15mmである。よって、漏出オイル６０のサプライガスへの混入を防止するためには、貫通孔５０ＡのピッチＰを6mm以上15mm以下（6≦Ｐ≦15）とする必要があることが判る。

次に、有効実験例における「開口率Ｒ_ＯＰ」に注目すると、開口率Ｒ_ＯＰの最小値は実験例５の40.0％であり、また開口率Ｒ_ＯＰの最大値は実験例２９の63.0％である。よって、漏出オイル６０のサプライガスへの混入を防止するためには、貫通孔５０Ａの開口率Ｒ_ＯＰを40％以上63％以下（40≦Ｒ_ＯＰ≦63）とする必要があることが判る。

従って、貫通孔５０Ａの直径Ｄを4mm以上10mm以下（4≦Ｄ≦10）に設定し、隣接する貫通孔５０Ａ間のピッチＰを6mm以上15mm以下（6≦Ｐ≦15）とし、かつ貫通孔５０Ａのパンチングプレート４０Ａの表面４４における開孔率（Ｒ_ＯＰ）を40％以上63％以下（40≦Ｒ_ＯＰ≦63）とすることにより、貫通孔５０Ａ-1から漏出オイル６０が漏出しても、図５に示されるように漏出オイル６０はパンチングプレート４０Ａの表面上のみを流れ、他の貫通孔５０Ａ-2に流入しないよう流れを制御することが可能となる。よって、上記のように貫通孔５０Ａの直径Ｄ、ピッチＰ、開孔率Ｒ_ＯＰを設定することにより、サプライガスに漏出オイル６０が混入することを防止でき、オイル分離エレメント３６の信頼性を高めることができる。尚、図５において実線で示す矢印は、漏出オイル６０の流れ方向を示している。

また、同様の観点からオイル通路の幅について考察すると、有効実験例におけるオイル通路の最小値は2.0mmであり（実験例５，８，１１，１９，２４，２９参照）、最大値は5.0mmである（実験例３２参照）。よって、漏出オイル６０のサプライガスへの混入を防止するためには、オイル通路の幅寸法（Ｗ）を2.0mm以上5.0mm以下（2.0≦Ｗ≦5.0）とする必要があることが判る。従って、上記した条件と共に、オイル通路の幅寸法Ｗを2.0mm以上5.0mm以下（2.0≦Ｗ≦5.0）としても、サプライガスに漏出オイル６０が混入することを防止でき、オイル分離エレメント３６の信頼性を高めることができる。

次に、本発明の第２乃至第４実施形態について説明する。

図７乃至図９は、第２乃至第４実施形態であるオイルセパレータを説明するための図である。尚、図７乃至図９において、図１乃至図５に示した第１実施形態に係るオイルセパレータ１５の構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。また、図７乃至図９では、オイルセパレータを構成する構成要素の内、特にパンチングプレートの貫通孔の形成位置近傍を拡大して示している。

前記した第１実施形態では、パンチングプレート４０Ａに形成された貫通孔５０Ａの直径Ｄ、ピッチＰ、及び開孔率（Ｒ_ＯＰ等を最適化することにより、漏出オイル６０がパンチングプレート４０Ａの表面４４のみを流れ、他の貫通孔５０Ａに流入しないよう構成した。これに対して第２乃至第４実施形態では、漏出オイル６０が他の貫通孔５０Ａに流入するのを阻止する手段を設けることにより、漏出オイル６０がパンチングプレート４０Ａの表面４４のみを流れ、他の貫通孔５０Ａに流入しないようにする手段を講じたものである。

図７（Ａ）は、第２実施形態であるオイルセパレータのパンチングプレート４０Ｂを示している。本実施形態では、パンチングプレート４０Ｂの表面に溝部５２を形成したことを特徴としている。

この溝部５２は、各貫通孔５０Ａの下方位置から２本下方に向け延出するよう形成されており、下方に位置する貫通孔５０Ａの近傍において横方向に広がった形状とされている。従って、溝部５２を正面視した際、２本の溝部５２はハの字形状を呈している。また、本実施形態では、図７（Ｂ）に示すように、その形状は断面三角形状とされている。尚、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

このように、溝部５２を形成することにより、貫通孔５０Ａから漏出した漏出オイル６０は、この溝部５２に案内されて流れることとなる。このため、漏出オイル６０が、この漏出オイル６０が漏出した貫通孔５０Ａの下方に位置する他の貫通孔５０Ａの近傍まで流れても、溝部５２はこの他の貫通孔５０Ａから離れる形状（ハの字形状）とされているため、この貫通孔５０Ａを逃げるように流れる。よって、漏出オイル６０がこの他の貫通孔５０Ａに流入することはなく、従ってバブリングは発生せず、漏出オイル６０がサプライガスに混入することを防止することができる。

尚、図７に示す実施形態では、溝部５２の形成数を２本とし、その形状を正面視でハの字形状とした。しかしながら、溝部５２の形成数は２本に限定されるものではなく、またその形状（断面形状も含む）も他の貫通孔５０Ａへの漏出オイル６０の流入を防止できる形状であれば、他の形状としてもよい。

図８（Ａ）は、第３実施形態であるオイルセパレータのパンチングプレート４０Ｃを示している。また、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面を示している。

本実施形態では、パンチングプレート４０Ｂの表面４４で、貫通孔５０Ａの上方位置に鍔部５４を形成したことを特徴としている。鍔部５４は、図８（Ｂ）に示すように、パンチングプレート４０Ｃの表面４４から突出形成されている。また、貫通孔５０Ａの上方部分を覆うように形成されている。

よって、貫通孔５０Ａから漏出オイル６０が漏出し、その下方にある他の貫通孔５０Ａに向け進行しても、鍔部５４によりこの他の貫通孔５０Ａへの漏出オイル６０の流入は阻止される。よって本実施形態によってもバブリングは発生せず、漏出オイル６０がサプライガスに混入することを防止することができる。

尚、図８（Ａ）に示す実施形態では、鍔部５４を貫通孔５０Ａの上方のみに設けた構成としたが、貫通孔５０Ａの外周を囲うようにより広く設けた構成としてもよい。また、鍔部５４の表面４４からの突出量はオイルセパレータ１５の容量等により異なるが、パンチングプレート４０Ａの表面４４を流れることが予想される漏出オイル６０の漏出量に基づき、この漏出オイル６０が鍔部５４を乗り越えない程度の高さに設定する必要がある。

図９（Ａ）は、第４実施形態であるオイルセパレータのパンチングプレート４０Ｄを示している。また、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿う断面を示している。

本実施形態では、貫通孔５０Ａを形成する方法としてバーリング加工を用いたことを特徴としている。

バーリング加工とは孔フランジ成形を形成する加工方法であり、予め基板（本実施形態ではパンチングプレート４０Ａ）に下孔を開けておき、これにポンチ等の治具でプレス処理を行うことによりフランジを立てる加工方法である。よって、バーリング加工により貫通孔５０Ａを形成することにより、貫通孔５０Ａの外周部分には環状の突起部５６が形成される。

よって、貫通孔５０Ａから漏出オイル６０が漏出し、その下方にある他の貫通孔５０Ａに向け進行しても、バーリング下降部５６によりこの他の貫通孔５０Ａへの漏出オイル６０の流入は阻止される。よって本実施形態によってもバブリングは発生せず、漏出オイル６０がサプライガスに混入することを防止することができる。また本実施形態では、貫通孔５０Ａの加工形成と同時に一括的に突起部５６が形成されるため、漏出オイル６０の貫通孔５０Ａの流入防止手段を容易に形成することができる。

次に、本発明の第５及び第６実施形態について説明する。

図１０及び図１１は、第５及び第６実施形態であるオイルセパレータを説明するための図である。尚、図１０及び図１１において、図１乃至図５に示した第１実施形態に係るオイルセパレータ１５の構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。また、図１０及び図１１においても、パンチングプレートの貫通孔の形成位置近傍を拡大して示している。

前記した第１実施形態では、パンチングプレート４０Ａに形成された貫通孔５０Ａの直径Ｄ等を最適化することにより、また第２実施形態では漏出オイル６０が他の貫通孔５０Ａに流入するのを阻止する溝部５２等の流入阻止手段を設けることにより、バブリングの発生を防止し、漏出オイル６０がサプライガスに混入することを防止した。

これに対して第５及び第６実施形態では、パンチングプレートに形成される貫通孔の形状を最適化することにより、漏出オイル６０がサプライガスに混入することを防止することを特徴とするものである。

図１０に示す第５実施形態ではパンチングプレート４０Ｅに形成される貫通孔５０Ｂの形状を矩形状としたことを特徴としている。また、図１１に示す第６実施形態ではパンチングプレート４０Ｆに形成される貫通孔５０Ｃの形状を楕円形状としたことを特徴としている。また、矩形状の貫通孔５０Ｂ及び楕円形状の貫通孔５０Ｃをパンチングプレート４０Ｅ，４０Ｆに配設する際、各貫通孔５０Ｂ，５０Ｃはその尖った部位（図中、矢印Ｐ１，Ｐ２で示す位置）が漏出オイル６０が流れてくる方向に対峙するよう形成されている。

ここで、漏出オイル６０が表面４４上を流れるときの流れ抵抗Ｒ１と、漏出オイル６０が表面４４から貫通孔に流入するときの流れ抵抗Ｒ２を比較した場合、流れの変化を伴う流れ抵抗Ｒ２の方が、流れ変化の少ない流れ抵抗Ｒ１よりも大きくなる（Ｒ２＞Ｒ１）。

ここで、仮に矩形状とされた貫通孔５０Ｂの辺部Ｑ１、或いは楕円形状とされた貫通孔５０Ｃの長軸側の頂部Ｑ２が漏出オイル６０が流れてくる方向に対峙した構成を想定すると、表面４４を流れる流れ抵抗Ｒ１に比べて貫通孔５０Ｂ，５０Ｃへの流れ抵抗が大きいとしても、貫通孔５０Ｂ，５０Ｃは漏出オイル６０の流れ方向に広く対峙した構成となるため、漏出オイル６０は貫通孔５０Ｂ，５０Ｃ内に流入してしまう。

これに対して第５及び第６実施形態では、表面４４上に比べて流れ抵抗が大きい表面４４と貫通孔５０Ｂとの境界部位が尖った構成（漏出オイル６０と対峙する部分が狭い構成）とされている。よって、漏出オイル６０は、貫通孔５０Ｂ，５０Ｃの外周部分（通孔５０Ｂ，５０Ｃと表面４４との境界部分）に沿って流れ、貫通孔５０Ｂ，５０Ｃに流入する漏出オイル６０の流入量は低減される。よって本実施形態によってもバブリングは発生せず、漏出オイル６０がサプライガスに混入することを防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

１０ 圧縮機
１２ 熱交換器
１３ 高圧側配管
１４ 低圧側配管
１５ オイルセパレータ
１８ バイパス機構
２２ サプライ配管
２３ リターン配管
２４ オイル戻り配管
３０ 冷凍機
３５ シェル
３６ フィルターエレメント
３７ フィルター部材
３８ 上部蓋体
３８ａ，３９ａ 鍔部
３９ 下部蓋体
４０Ａ〜４０Ｆ パンチングプレート
５０Ａ〜５０Ｃ 貫通孔
５２ 溝部
５４ 鍔部
５６ 突起部
６０ 漏出オイル

Claims (5)

1. オイルを用いて冷却される圧縮機本体と、前記圧縮機本体により昇圧された冷媒ガスからオイルを分離するオイルセパレータと、前記オイルセパレータでオイル除去が行われた冷媒ガスを蓄冷器式冷凍機に供給する高圧側配管と、を有する蓄冷器式冷凍機用圧縮機であって、
   前記オイルセパレータは、外側に位置し複数の第１の貫通孔を有する筒状の第１のパンチングプレートと、前記第１のパンチングプレートより内側に位置し複数の第２の貫通孔を有する筒状の第２のパンチングプレートと、前記第１のパンチングプレートと前記第２のパンチングプレートとの間に収納され冷媒ガスに含まれるオイルを除去するフィルター材とを有し、前記冷媒ガスが前記第２のパンチングプレートから前記第１のパンチングプレートに向け進行するフィルターエレメントを具備し、
   前記第１の貫通孔の直径を4mm以上10mm以下に設定し、隣接する前記第１の貫通孔の間のピッチを6mm以上15mm以下とし、かつ前記第１の貫通孔の前記第１のパンチングプレートの表面における開孔率を40％以上63％以下とした構成である蓄冷器式冷凍機用圧縮機。
2. 前記第１のパンチングプレートの表面に、第１の前記貫通孔から下方に延出し、該第１の前記貫通孔の下方に位置する第２の前記貫通孔の近傍において横方向に広がった形状を有する溝部を設けた構成の請求項１記載の蓄冷器式冷凍機用圧縮機。
3. 前記第１のパンチングプレートの表面に、漏出オイルの前記第１の貫通孔内への流入を阻止する鍔部を設けた構成の請求項１記載の蓄冷器式冷凍機用圧縮機。
4. 前記第１の貫通孔の形状を矩形又は楕円形状とし、該第１の貫通孔の尖った部位が漏出オイルの流れ方向に対峙するように配設した構成である請求項１記載の蓄冷器式冷凍機用圧縮機。
5. 前記第１のパンチングプレートに前記第１の貫通孔をバーリング加工することにより、該第１の貫通孔の外周部分に環状の突起を形成した構成である請求項１記載の蓄冷器式冷凍機用圧縮機。

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