JPH0611214A - 油分離器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油の分離効率を向上させる。 【構成】 油戻し管（７）に、油戻し通路（７ａ）を開
閉するフロート弁手段（９）を配設する。フロート弁手
段（９）と油戻し管（７）との間に、フロート弁手段
（９）のフロート部（１１）を開方向に常時付勢するス
プリング部材（１４）を介装する。容器（２）内底部及
びフロート部（１１）内の中空部分に、油が一定量以上
溜まると、スプリング部材（１４）によるスプリング力
とフロート弁手段（９）による浮力とによって、フロー
ト部（１１）を上昇せしめる。これにより、弁部（１
２）も上昇するので、油戻し管（７）の油戻し通路（７
ａ）を開く。油戻し通路（７ａ）は必要時にのみ開き、
油戻し通路（７ａ）の通路径を大きくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠心分離式の油分離器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特公昭４７−２９４９号公報に記
載されるように、圧縮機から吐出された気相冷媒中に含
まれる潤滑油を遠心分離せしめる遠心分離式の油分離器
は知られている。具体的には、例えば図２１に示すよう
に、入口管（ａ）より流入された二相流が、容器（ｂ）
内の逆円錐形状の油分離部材（ｃ）で気相冷媒と油とを
高速で回転させることで、遠心力により、油を油分離部
材（ｃ）の内壁面に押し付けて分離し、気相冷媒は容器
（ｂ）上部の出口管（ｄ）を通じて出て行く一方、油は
重力により落下して容器（ｂ）内底部の油戻し管（ｅ）
を通じて圧縮機に戻るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなものでは、油戻し管（ｅ）は、通路面積が一定で常
時開口しているので、容器（ｂ）内に溜まっている油の
量に追従して適切な油戻しを行うことができず、また、
分離した油の量が少ないときには油戻し管（ｅ）に油だ
けでなく気相冷媒が流れ込み、冷凍サイクルの冷媒循環
量が減少するという問題があるし、逆に分離した油の量
が多いと、油面の上昇によって、油が出口管（ｄ）を通
じて気相冷媒とともに大量に冷凍サイクルに流れ込み、
油の分離効率が低下するという問題がある。

【０００４】本発明は、油戻し管への気相冷媒の流入を
防止し、油の分離効率の向上を図った油分離器を提供す
ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、容器（２）の
上部に上下方向に配向された出口管（３）及び略接線方
向に配向された入口管（４）をそれぞれ設け、該入口管
（４）を通じて容器（２）内に導入された気相冷媒と油
とを、逆円錐形状の油分離部材（５）内で高速で回転さ
せることによって、遠心力により油を分離し、分離され
た油を容器（２）内底部の油戻し管（７）を通じて戻す
遠心分離式の油分離器（１）を前提とする。

【０００６】請求項１の発明は、上記油戻し管（７）に
対し上記油戻し管（７）の油戻し通路（７ａ）を開閉す
るフロート弁手段（９），（３１）が配設され、該フロ
ート弁手段（９），（３１）と油戻し管（７）との間
に、該フロート弁手段（９），（３１）を油戻し通路
（７ａ）が開く方向に常時付勢するスプリング部材（１
４）が介装されている構成とする。

【０００７】請求項２の発明においては、フロート弁手
段（９）は、容器（２）内底部に溜まる油の量に応じて
上記容器（２）内を昇降する円筒形状のフロート部（１
１）と、該フロート部（１１）の中心に配置され油戻し
管（７）の油戻し通路（７ａ）を開閉する弁部（１２）
と、該弁部（１２）とフロート部（１１）とを連結する
支持棒部材（１３）とを有する。

【０００８】請求項３の発明においては、油戻し管
（７）は、該油戻し管（７）の上部に、弁部（１２）が
摺動可能に係合する筒状のガイド管部（８）が連設さ
れ、該ガイド管部（８）は内部にスプリング部材（１
４）が設けられるとともに下部に油戻し孔（８ａ）が開
孔されている。

【０００９】請求項４の発明においては、フロート部
（１１）は、支持棒部材（１３）の上側にフロート部
（１１）の中心開口部を閉塞するデミスタ（２１）を有
する。

【００１０】請求項５の発明においては、フロ−ト弁手
段（３１）は、容器（２）内底部に溜まる油の量に応じ
て上記容器（２）内を昇降する円柱形状のフロート部
（３２），（３２Ａ），（３２Ｂ）と、該フロート部
（３２），（３２Ａ），（３２Ｂ）の下側中心部に配置
され油戻し管（７）の油戻し通路（７ａ）を開閉する弁
部（３３）と、上記フロート部（３２）の外周縁付近に
形成された油戻し通路（３２ａ），（３２ｃ）とを有す
る。

【００１１】請求項６の発明においては、フロート部
（３２Ａ）は、上面部に網目状に油溝（３２ｂ）が形成
されている。

【００１２】

【作用】請求項１の発明によれば、起動時や停止時に
は、高低圧力差が小さく、スプリング部材（１４）のス
プリグ力によってフロート弁手段（９）は、油戻し管
（７）の油戻し通路（７ａ）を開く開状態となる。そし
て、冷凍サイクルが安定するに連れて高低圧差が生じ、
その高低圧差によって、フロート弁手段（９）が油戻し
管（７）を閉じ、油の量が少ない場合であっても、気相
冷媒が油戻し管（７）の油戻し通路（７）に流れ込むこ
とがない。また、油が、容器（２）内にある一定量以上
溜まった場合、スプリング部材（１４）によるスプリン
グ力とフロート弁手段（９）による浮力との作用によっ
て、フロート弁手段（９）が油戻し管（７）の油戻し通
路（７ａ）を開き、油が油戻し通路（７ａ）を通じて圧
縮機に戻される。

【００１３】請求項２の発明によれば、フロート部（１
１）を円筒状としているので、フロート部（１１）が上
昇すると、逆円錐形状の油分離部材（５）がフロート部
（１１）内に進入するようになり、フロート部（１１）
と油分離部材（５）とは干渉しない。

【００１４】請求項３の発明によれば、弁部（１２）が
摺動可能に係合する筒状のガイド管部（８）内にスプリ
ング部材（１４）が設けられ、ガイド管部（８）の下部
に油戻し孔（８ａ）が開孔されているので、スプリング
部材（１４）の位置が安定することとなり、油戻し孔
（８ａ）及び油戻し通路（７）を通じての油の流れを妨
げることなく、フロート弁手段（９）が安定して開方向
に常時付勢される。

【００１５】請求項４の発明によれば、デミスタ（２
１）によって、油分離部材（５）による油分離部と油溜
まり部とが分離されるので、分離した油が落下して、容
器（２）内底部における油溜まり部に溜まるのを妨げる
ことなく、油分離部材（５）において形成される旋回流
による、油の再飛散が防止される。

【００１６】請求項５の発明によれば、円柱形状のフロ
ート部（３２），（３２Ａ），（３２Ｂ）によって、油
分離部材（５）による油分離部と容器（２）の底部にお
ける油溜まり部とが分離されるので、油分離部材（５）
において形成される旋回流による、油の再飛散が生じる
ことがない。また、油分離部材（５）によって分離さ
れ、フロート部（３２），（３２Ａ），（３２Ｂ）の上
面に溜まる油は、油戻し通路（３２ａ），（３２ｃ）を
通じてフロート部（３２），（３２Ａ），（３２Ｂ）の
下側に流れ、容器（２）内底部の油溜まり部に溜められ
る。

【００１７】請求項６の発明によれば、網目状の油溝
（３２ｂ）によって、フロート部（３２Ｂ）の上面部に
付着した油の再飛散が防止される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に
説明する。

【００１９】概略構成を示す図１において、（１）は遠
心分離式油分離器で、その容器（２）の上部に上下方向
に配向された出口管（３）及び略接線方向に配向された
入口管（４）がそれぞれ設けられている。そして、入口
管（４）を通じて容器（２）内に導入された気相冷媒と
油とを、逆円錐状の油分離部材（５）内で回転させるこ
とによって高速の旋回下降流を生成し、遠心力によって
油が分離されて油分離部材（５）の内壁面に付着する。
そして、気相冷媒が出口管（３）を通じて出て行く一
方、付着した油が油分離部材（５）の内壁面に沿って落
下して容器（２）底部の油溜り部（６）に溜まり、油戻
し管（７）を通じて圧縮機（図示せず）に戻されるよう
に構成されている。

【００２０】上記油戻し管（７）は、それの上部に筒状
のガイド管部（８）が一体的に連設されている。ガイド
管部（８）は底部すなわち油戻し管（７）との連設部分
の上側に油戻し孔（８ａ）が開孔されている（図２参
照）。また、油戻し管（７）の上側には、該油戻し管
（７）の油戻し通路（７ａ）を開閉するフロート弁手段
（９）が配設されている。

【００２１】上記フロート弁手段（９）は、図３及ぶ図
４に詳細を示すように、容器（２）の内径に略匹敵する
外径を有し容器（２）内底部に溜まる油の量に応じて上
記容器（２）内を昇降する円筒形状のフロート部（１
１）と、該フロート部（１１）の下側中心部に配置され
油戻し管（７）の油戻し通路（７ａ）を開閉する弁部
（１２）と、該弁部（１２）の上側部分とフロート部
（１１）の内周縁下部とを連結する支持棒部材（１３）
とを有する。また、弁部（１２）が、上側に位置し支持
棒部材（１３）が連結される本体部（１２ａ）と、該本
体部（１２ａ）より下方に延び油戻し通路（７ａ）の上
側開孔端を開閉する針状弁部（１２ｂ）とを有する。

【００２２】そして、上記弁部（１２）の本体部（１２
ａ）が、油戻し管（７）上側のガイド管部（８）内に摺
動可能に嵌合され、それに伴って針状弁部（１２ｂ）が
油戻し管（７）の油戻し通路（７ａ）の上側開孔端を開
閉するようになっている。

【００２３】上記油戻し管（７）とフロート弁手段
（９）の間、より具体的には、弁部（１２）の本体部
（１２ａ）と油戻し管（７）との間でかつガイド管部
（８）内に、弁部（１２）を油戻し通路（７ａ）が開く
方向に即ちフロート弁手段（９）を上方に常時付勢する
スプリング部材（１４）が介装されている（図５及び図
６参照）。このスプリング部材（１４）のスプリング力
Ｆ1 は、図７及び図８に示すように、高圧から低圧に作
用する力とフロート部（１１）及び支持棒部材（１３）
の重量との和に釣り合う力Ｆ2 に略等しくなるように設
定されており、油溜まり量が一定量に達し、所定の浮力
Ｆ3 がフロート部（１１）に作用するようになったとき
には、フロート部（１１）が上昇し、弁部（１２）が油
戻し管（７）の油戻し通路（７ａ）を開くようになって
いる。

【００２４】上記のように構成すれば、起動時や停止時
には、高低圧力差が小さく、スプリング部材（１４）の
スプリグ力によってフロート弁手段（９）が上方に押し
上げられ、その結果、弁部（１２）が上昇しているの
で、油戻し管（７）の油戻し通路（７ａ）は開いている
（図６参照）。

【００２５】そして、冷凍サイクルが安定するに連れて
高低圧差が生じ、その高低圧差がスプリング部材（１
４）に打ち勝って、図９に示すように、弁部（１２）が
油戻し通路（７ａ）を閉じる（図５参照）。また、油の
溜まり量が増大し、油面が上昇して、容器（２）内底部
の油溜まり部（６）及びフロート部（１１）内の中空部
分内にまで油が溜まった場合、スプリング部材（１４）
によるスプリング力とフロート部（１１）による浮力と
の和に釣り合う力が、高低圧差による高圧から低圧に作
用する力とフロート部（１１）及び支持棒部材（１３）
の重量との和に釣り合う力に打ち勝って、弁部（１２）
が油戻し通路（７ａ）を開くことになる（図６参照）。
その際、フロート部（１１）の過度の上昇によって、ス
プリング部材（１４）がガイド管部（８）より離脱しな
いように、油分離部材（５）にフロート止め（１５）が
設けられている。

【００２６】また、フロート部（１１）を円筒状にして
いるので、フロート部（１１）が上昇しても、油分離部
材（５）に干渉することがなく、また、分離した油の流
れを乱すことがない。それに加えて、スプリング部材
（１４）によるスプリング力を、フロート部（１１）に
よる浮力の補助として利用しているので、フロート部
（１１）を小型化することもでき、コンパクトな容器で
も安定した油戻しを行うことができる。

【００２７】上記実施例では、フロート部（１１）と支
持棒部材（１３）とを別体としているが、図１０及び図
１１に示すように、一体構造とすることもできる。この
場合、フロート部（１６）の底部に十字形状の支持部
（１７）が設けられ、該支持部（１７）の中心部に弁部
（１８）が設けられている。

【００２８】また、上記実施例では、気相冷媒が油タン
クに流れ込み、油が巻き上げられて、分離効率が低下す
るという問題があるので、図１２〜図１５に示すよう
に、フロート部（１１）の中央部にデミスタ（２１）を
設けることで、上記問題を解消することができる。

【００２９】即ち、そのように構成すれば、図１５に示
すように、分離された油は、フロート部（１１）の中央
部に設けられたデミスタ（２１）を通過して、速やかに
容器に導かれ、フロート部（１１）の上部、及び容器
（２）内底部の油溜まり部（６）に向かう油の再飛散を
防止している。さらに、油溜まり部（６）と、フロート
部（１１）上方の油分離部材（５）による油分離部とを
デミスタ（２１）によって遮断するようにしているの
で、一旦油溜まり部（６）に溜まった油も再飛散するこ
とがない。

【００３０】また、図１６〜図２０に示すように、フロ
ート部自体の形状を変更して、円柱形状のフロート部と
するようにしてもよい。

【００３１】即ち、図１６及び図１７に示すように、フ
ロート弁手段（３１）を、円柱形状のフロート部（３
２）と、弁体部（３３）とにより構成し、フロート部
（３２）の外周縁部に上下方向に貫通する油戻し溝（３
２ａ），…を形成し、分離された油を該油戻し溝（３２
ａ），…を通じて容器（２）内底部に導くようにするこ
ともできる。この場合は、上述したものと同様に、油を
分離する部分と油が溜まる部分とをフロート部（３２）
で遮断しているので、気相冷媒の影響を受けて油が再飛
散することがなく、また、油分離部材（５）にフロート
止め（３４）を、フロート部（３２）に当接棒（３５）
をそれぞれ設けているので、油分離部材（５）とフロー
ト部（３２）との干渉を確実に防止することもできる。

【００３２】従って、図１８に示すように、フロ−ト弁
手段（３１）によって、油溜まり部（６）の油面の上昇
に追従して油戻しを行うことができ、冷媒循環量を減少
させることなく、油の分離を行うことができる。

【００３３】また、そのような場合、図１９に示すよう
に、フロート部（３２Ａ）の上面に付着した油の再飛散
を防止するために、フロート部（３２Ａ）の上面に網目
状の油溝（３２ｂ），…を形成することもできるし、ま
た、図２０に示すように、油戻し溝（３２ａ），…の代
わりに、フロート部（３２Ｂ）の周縁部に油戻し孔（３
２ｃ），…を形成するようにすることもできる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明は、上記のように、油
が、容器内にある一定量以上溜まった場合に、スプリン
グ部材によるスプリング力とフロート弁手段による浮力
とによって、フロート弁手段が油戻し管の油戻し通路を
開くようにしているので、油戻し管の管径（油戻し通路
の通路径）を大きくすることが可能となり、油戻し管を
通じて圧縮機に油を戻すときには多量の油を戻すことが
できる。よって、油の量が少ない場合であっても、気相
冷媒が油戻し管の油戻し通路に流れ込むことがなく、ま
た、分離した油の量が多い場合であっても、油戻し管を
通じて速やかに圧縮機に戻すことができるようになり、
油面の上昇によって油が出口管を通じて気相冷媒ととも
に大量に冷凍サイクルに流れ込むというようなことがな
くなり、油の分離効率を向上させることができる。

【００３５】請求項２の発明は、フロート部を円筒状と
しているので、フロート部が上昇しても、油分離部材と
干渉することがない。

【００３６】請求項３の発明は、弁部が摺動可能に係合
する筒状のガイド管部内にスプリング部材を設け、ガイ
ド管部の下部に油戻し孔が開孔されているので、スプリ
ング部材の位置が安定することとなり、油戻し孔及び油
戻し通路を通じての油の流れを妨げることなく、フロー
ト弁手段を安定して開方向に常時付勢することができ
る。

【００３７】請求項４の発明は、デミスタによって、油
分離部と油溜まり部を分離しているので、油溜まり部に
溜まっている油の再飛散が生じない。

【００３８】請求項５の発明は、円柱形状のフロート部
によって油分離部と油溜まり部を分離しているので、油
の再飛散が生じることがなく、また、油戻し通路を通じ
て、分離された油は容器内底部に確実に溜められる。

【００３９】請求項６の発明は、フロート部の上面部の
油溝によって該上面部に付着した油の再飛散が防止され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の遠心式の油分離器の全体構成図であ
る。

【図２】油戻し管及びガイド管部の斜視図である。

【図３】フロート弁手段の一部断面正面図である。

【図４】フロート弁手段の平面図である。

【図５】スプリング部材の取付状態の説明図である。

【図６】スプリング部材の取付状態の説明図である。

【図７】フロート部に作用する力関係の説明図である。

【図８】油溜まり量とフロート部に作用する力との関係
の説明図である。

【図９】作用の説明図である。

【図１０】フロート弁手段の変形例の一部断面正面図で
ある。

【図１１】同平面図である。

【図１２】実施例２の全体構成図である。

【図１３】フロート弁手段の正面図である。

【図１４】同平面図である、

【図１５】作用の説明図である。

【図１６】実施例３の全体構成図である。

【図１７】フロ−ト弁手段の斜視図である。

【図１８】フロート弁手段の変形例の斜視図である。

【図１９】フロート弁手段の別の変形例の斜視図であ
る。

【図２０】作用の説明図である。

【図２１】従来の説明図である。

【符号の説明】

1 油分離器 2 容器 3 出口管 4 入口管 7 油戻し管 8 ガイド管部 9 フロ−ト弁手段 11 フロート部 12 弁部 13 支持棒部材 14 スプリング部材 21 デミスタ 32 フロート部 32a 油戻し溝（油戻し通路） 32b 油溝 32c 油戻し孔（油戻し通路）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器（２）の上部に上下方向に配向され
   た出口管（３）及び略接線方向に配向された入口管
   （４）をそれぞれ設け、該入口管（４）を通じて容器
   （２）内に導入された気相冷媒と油とを、逆円錐形状の
   油分離部材（５）内で高速で回転させることによって、
   遠心力により油を分離し、分離された油を容器（２）内
   底部の油戻し管（７）を通じて戻す遠心分離式の油分離
   器（１）であって、 上記油戻し管（７）に対し上記油戻し管（７）の油戻し
   通路（７ａ）を開閉するフロート弁手段（９），（３
   １）が配設され、該フロート弁手段（９），（３１）と
   油戻し管（７）との間に、該フロート弁手段（９），
   （３１）を油戻し通路（７ａ）が開く方向に常時付勢す
   るスプリング部材（１４）が介装されていることを特徴
   とする油分離器。
2. 【請求項２】 フロート弁手段（９）は、容器（２）内
   底部に溜まる油の量に応じて上記容器（２）内を昇降す
   る円筒形状のフロート部（１１）と、該フロート部（１
   １）の中心に配置され油戻し管（７）の油戻し通路（７
   ａ）を開閉する弁部（１２）と、該弁部（１２）とフロ
   ート部（１１）とを連結する支持棒部材（１３）とを有
   するところの請求項１記載の油分離器。
3. 【請求項３】 油戻し管（７）は、該油戻し管（７）の
   上部に、弁部（１２）が摺動可能に係合する筒状のガイ
   ド管部（８）が連設され、該ガイド管部（８）は内部に
   スプリング部材（１４）が設けられるとともに下部に油
   戻し孔（８ａ）が開孔されているところの請求項２記載
   の油分離器。
4. 【請求項４】 フロート部（１１）は、支持棒部材（１
   ３）の上側にフロート部（１１）の中心開口部を閉塞す
   るデミスタ（２１）を有するところの請求項２記載の油
   分離器。
5. 【請求項５】 フロ−ト弁手段（３１）は、容器（２）
   内底部に溜まる油の量に応じて上記容器（２）内を昇降
   する円柱形状のフロート部（３２），（３２Ａ），（３
   ２Ｂ）と、該フロート部（３２），（３２Ａ），（３２
   Ｂ）の下側中心部に配置され油戻し管（７）の油戻し通
   路（７ａ）を開閉する弁部（３３）と、上記フロート部
   （３２）の外周縁付近に形成された油戻し通路（３２
   ａ），（３２ｃ）とを有するところの請求項１の油分離
   器。
6. 【請求項６】 フロート部（３２Ａ）は、上面部に網目
   状に油溝（３２ｂ）が形成されているところの請求項５
   記載の油分離器。