JPH0446806Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本考案は、ヘリウムガスに混入しているオイル
ミスト等を除去するための油分離器に関するもの
である。 ［従来の技術］ クライオポンプ、小形のヘリウム冷凍機等にお
いては、冷媒として、透過性の大きいヘリウムガ
スを高圧に圧縮して使用するが、この高圧ヘリウ
ムガスをオイルミストや固形粒子等を除去した清
浄なガスにすることが、膨張機を安定した性能で
長時間運転するための最も重要な要件である。 しかしながら、ガス圧縮機で昇圧されたヘリウ
ムガスは、昇圧時にオイルミストや固形成分等が
混入するため、油分離器によつてこれらを除去す
る必要がある。 従来公知の油分離器は、第３図に示すように、
ハウジング１が、圧縮気体の入口ポート２、出口
ポート３、分離凝集されたオイルミスト等の戻り
ポート４及びポート２，３間の単一繊維層で形成
されたコアレツサエレメント５を備えており、入
口ポート３から供給された気体中のオイルミスト
等は、エレメント５を軸線方向に通過するときに
捕捉され、清浄になつた気体が出口ポート３から
流出する。エレメント５で捕促されたオイルミス
トは、凝集して油滴になつてハウジング１の底面
に滴下し、戻りポート４から図示を省略している
ガス圧縮機に回収される。 上記エレメントにおけるオイルミスト等の除去
性能は、繊維層を通過する気体の速度、繊維層内
での速度変化、繊維の材質とその組合せ、繊維径
とその組合せ、繊維の充填率とその組合せ、繊維
の厚さとその組合せ等の種々の要因によつて定ま
り、圧縮空気についてはこれらの要因が略解明さ
れているが、密度が小さいために透過性が大きい
ヘリウムガスについては、解明されていない要因
が多い。 したがつて、従来公知の冷媒用ヘリウムガスの
油分離器におけるコアレツサエレメント５は、ガ
スの透過面積を大きくするために大径にし、極端
に繊維の充填率を高めたうえ極端に繊維層を厚く
したものが使用され、このエレメントに、ヘリウ
ムガスを相当低速度で通過させてオイルミスト等
を除去している。このため、エレメントが非常に
大きくなつて油分離器自体も大形になり、しかも
オイルミスト等の除去性能が不十分で、残りのオ
イルミスト等を吸着する吸着器（アドソーバ）の
寿命が短いという問題がある。 また、コアレツサエレメントが大きいために、
繊維層自体が保持するオイルの量が多く、オイル
の回収、循環が遅くなるという問題もある。 ［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は、ヘリウムガスに含まれるオイルミス
トや固形成分を、上流側と下流側の室に設けた２
種の分離器で除去することにより、小形で除去性
能が良く、しかもオイルの回収が早い冷媒用ヘリ
ウムガスの油分離器を提供することを、解決しよ
うとする問題点とするものである。 ［問題点を解決するための手段］ 本考案は、圧縮機で昇圧されヘリウムガスの入
口ポートと出口ポート、及び上記ヘリウムガスか
ら除去されたオイルミストの戻りポートを備えた
油分離器において、上記油分離器が、入口ポート
及び第１の戻りポートが開口する上流側の室と、
出口ポート及び第２の戻りポートが開口する下流
側の室とを区画する仕切壁を有し、上記上流側の
室にサイクロンセパレータ、デミスタ等の分離器
を、下流側の室に壁面と間隔をおいて円筒コアレ
ツサエレメントをそれぞれ設け、これらの室を、
上記分離器を通つたヘリウムガスを上記円筒コア
レツサエレメントの軸心部に供給させる流体導入
管で連通させたことによつて、上記問題点を解決
したものである。 ［作用］ 圧縮機で昇圧されたヘリウムガスを、入口ポー
トから上流側の室に供給すると、サイクロンセパ
レータ、デミスタ等の分離器によつてオイルミス
トや固形成分等の多くが除去され、これらが除去
されたガスは、流体導入管を通つて下流側の室に
流入する。 したがつて、下流側の室に設けた円筒コアレツ
サエレメントの負担を大幅に軽減させて、その寿
命を長くすることができる。 また、分離器において分離されたオイルミスト
等は、凝集滴下して第１の戻りポートから排出さ
れるので、オイルを速やかに回収することができ
る。 下流側の室に流入したヘリウムガスは、円筒コ
アレツサエレメントによつて残りのオイルミスト
等が略完全に除去され、清浄なヘリウムガスとな
つて出口ポートから排出される。 この場合、円筒コアレツサエレメントの軸心部
にガスが供給されるので、軸方向にガスが通過す
る場合に比べてガスの入口面積が広くなつてエレ
メントを小形にすることができ、また外側にゆく
ほどガスの通過速度が遅くなるので、オイルミス
ト等を効果的に除去することができる。 コアレツサエレメントで除去されたオイルミス
ト等は、凝集滴下して第２の戻りポートから排出
されるが、コアレツサエレメントの小形化によつ
て保持するオイルが少いので、下流側の室におけ
るオイルも速やかに回収することができる。 ［実施例］ 第１図及び第２図は本考案の実施例を示し、こ
の油分離器のハウジング１１は、径方向の仕切壁
１２によつて上流側の室１３と下流側の室１４に
区画されており、室１３は、圧縮機で昇圧された
ヘリウムガスの入口ポート１５と分離凝集された
オイルミスト等の戻りポート１６を、室１４は、
清浄なヘリウムガスの出口ポート１７とオイルミ
スト等の戻りポート１８をそれぞれ備え、これら
の室１３，１４は、仕切壁１２を貫通する軸方向
の流体導入管１９によつて連通している。 上記室１３には、サイクロンセパレータ、デミ
スタ等の分離器２１が、室１４には、流体導入管
１９の下方外周に円筒コアレツサエレメント２２
が、それぞれ設けられており、円筒コアレツサエ
レメント２２の周壁とハウジング１１の内壁間
に、ガスが通る空間が形成されている。 円筒コアレツサエレメント２２は、第２図に示
すように、同心円状に積層した複数の繊維層２３
ａ，２３ｂ，２３ｃの軸線方向両端をプレート２
４，２４により閉鎖して、軸心方向に供給された
ヘリウムガスを径方向に流出させるもので、小形
に形成されており、流体導入管１９の繊維層２３
ａへの埋入部分には、多数の小孔２５，……が開
設されている。 上記繊維層の組合せは、オイルミスト等が繊維
に付着する機構、即ち、直接及び慣性衝突、慣
性、重力、静電気、拡散（ブラウン運動）、及び
渦接触等と、流体の種類、速度等の要因の組合わ
せによつて定まるもので、繊維層の材質、径、充
填率、厚み及び流体の通過速度等を最適な条件で
組合せることによつて、エレメントを小形にする
ことができ、かつ除去性能を飛躍的に向上させる
ことができる。 上記実施例は、図示を省略しているガス圧縮機
等によつて昇圧させた冷媒用のヘリウムガスを、
入口ポート１５から室１３に供給すると、ヘリウ
ムガスに混入しているオイルミストや固形成分の
多くが、サイクロンセパレータ、デミスタ等の分
離器２１によつて除去され、これらが除去された
ガスは、流体導入管１９を通つて下流側の室１４
に設けた円筒コアレツサエレメント２２の軸心部
分に供給される。 分離器２１によつて除去されたオイルミスト等
は、凝集滴下して第１の戻りポート１６から排出
されるので、オイルを速やかに回収することがで
きる。また、分離器２１によつてオイルミスト等
の大部分が除去されるので、コアレツサエレメン
ト２２の負担を軽減させてその寿命が長くなり、
吸着器の寿命も大幅に長くすることができる。 流体導入管１９の小孔２５，……からコアレツ
サエレメント２２に供給されるヘリウムガスは、
複数の繊維層２３ａ〜２３ｃによつて残りのオイ
ルミスト等が略完全に除去され、清浄になつたガ
スは出口ポート１７から流出する。 上記円筒コアレツサエレメント２２は、ヘリウ
ムガスの入口面積が円筒面で広いために小径にす
ることができ、また外側にゆくほどガスの通過速
度が遅くなるので、オイルミスト等の除去、凝集
を効果的に行うことができる。この場合、複数の
繊維層２３ａ〜２３ｃの材質、繊維径、充填率、
厚さ等を適宜選択することにより、オイルミスト
の除去率を、例えば90％、99.9999％等の任意の
値にすることができる。 第１表に、各繊維層の材質、繊維径等の一例を
示す。

【表】 コアレツサエレメント２２で除去、凝集された
オイルミスト等は、第２の戻りポート１８から排
出するが、コアレツサエレメントが小形で繊維が
保持するオイル量が少いために、下流の室１４に
おいてもオイルを速やかに回収することができ
る。 なお、各繊維層に、さらに微細なオイルミスト
等を除去するための濾過材または活性炭等を配合
すると、超清浄なヘリウムガスが得られる。 ［考案の効果］ 本考案は、仕切壁で区画した上流側の室の分離
器によつて、予め圧縮機で昇圧されたヘリウムガ
スに混入しているオイルミストや固形成分等の多
くを除去するので、下流側の円筒コアレツサエレ
メントの負担を軽減させてその寿命を長くするこ
とができ、しかもオイルミストの回収を早くする
ことができる。 また、下流側の室に設けた円筒コアレツサエレ
メントの軸心部にヘリウムガスを供給することに
より、エレメントの入口面積が大きいためにエレ
メント及び油分離器自体を小形にすることがで
き、エレメントの外側ほどガスの通過速度が遅く
なるので、エレメントを小形にしてもオイルミス
ト等を効果的に除去することができる。 さらに、円筒コアレツサエレメントの小形化に
よつて、エレメントが保持するオイル量が少ない
ので、下流側の室においてもオイルを速やかに回
収することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の縦断正面図、第２図
は同上要部の拡大断面図、第３図は公知の油分離
器の縦断正面図である。 １２……仕切壁、１３，１４……室、１５……
入口ポート、１６，１８……戻りポート、１７…
…出口ポート、１９……流体導入管、２１……分
離器、２２……円筒コアレツサエレメント。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 圧縮機で昇圧されたヘリウムガスの入口ポー
   ト、出口ポート、及び上記ヘリウムガスから除去
   されたオイルミスト等の戻りポートを備えた油分
   離器において、 上記油分離器が、入口ポート及び第１の戻りポ
   ートが開口する上流側の室と、出口ポート及び第
   ２の戻りポートが開口する下流側の室とを区画す
   る仕切壁を有し、 上流側の室にサイクロンセパレータ、デミスタ
   等の分離器を、下流側の室に壁面と間隔をおいて
   円筒コアレツサエレメントをそれぞれ設け、 これらの室を、上記分離器を通つたヘリウムガ
   スを上記円筒コアレツサエレメントの軸心部に供
   給させる流体導入管で連通させた、 ことを特徴とするヘリウムガスの油分離器。