JPH06165B2 - 圧縮機用分離装置 - Google Patents

圧縮機用分離装置

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JPH06165B2
JPH06165B2 JP12178888A JP12178888A JPH06165B2 JP H06165 B2 JPH06165 B2 JP H06165B2 JP 12178888 A JP12178888 A JP 12178888A JP 12178888 A JP12178888 A JP 12178888A JP H06165 B2 JPH06165 B2 JP H06165B2
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典英 佐保
忠 高田
原田  進
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/16Filtration; Moisture separation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧縮機用分離装置に係り、特にガス圧縮機の
気液分離を行うものに好適な圧縮機用の分離装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
従来の圧縮機ユニットの分離装置、例えば、ヘリウムガ
スの圧縮機ユニットの油分離装置は、圧縮機内で圧縮さ
れるガスヘリウムが発生する圧縮熱を冷却する目的で、
圧縮機の吸入口又は、圧縮途中の油圧入口より、水冷ま
たは空冷式のオイルクーラによって冷却した油を注入す
る。このため、圧縮機の高圧吐出ガスヘリウム中に含ま
れた高い濃度の油分を分離するため、各濃度レベルに適
した油分離器を個々に複数シリーズに設け、各油分離器
間に配管で接続していた。
なお、この種の装置として関連するものには例えば特公
昭57-27992号公報等に記載されたものが挙げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、油分離装置の小型化の点について配慮
されておらず、分離濃度が異なる油分離器群及び吸着器
を各油分離器に分割しシリーズに連通していたため、各
油分離器を配管で接続する必要があり、油分離器群が大
形化するとともに、配管が長尺化して圧力損失が増加
し、また、油分離器と配管継目とでガスリークを生じや
すく、かつ、製作工数が増加してしまうという問題があ
った。また、この分離装置の問題は、ガス中の油除去の
みならず、ヘリウム以外のガス中の水分,固形分の除去
および液中の固形分の除去に関しても同様に生じてい
た。
本発明の目的は、分離装置を小形化して圧縮機ユニット
を小形化しユニット製作工程を低減させるとともに、ガ
ス圧力損失を小さく、かつ、ガスの大気へのリークを無
くすることのできる圧縮機用分離装置を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、ガス入口及びガス出口を備える器体の内部
に複数の液滴除去用フイルタを間隔をあけて配設し、こ
れにより、一連につながる複数段の分離部を形成し、前
記ガス入口にはエジェクタを形成し、前記複数段の分離
部のうち、1段目の分離部の近傍にはこの分離部により
分離された分離物を器体外に導く手段を配設し、2段目
以降の分離部の近傍には、これらの分離部により分離さ
れた分離物を前記エジェクトの背圧部に導く手段を配設
し、前記ガス入口及びエジェクタを通って器体内に流入
するガス流によって前記2段目以降の分離部によって分
離された分離物を前記1段目の分離部の流入側に導くよ
うに構成したものである。
尚、このフィルタ内又はフィルタ後段側に不純物を吸着
する吸着層を単段又は多段に配置することが好ましく、
また吸着層内に、不純物の移動防止用保持手段を有する
ことが望ましい。
〔作用〕
器体内に一連につながった複数段の分離部のフィルタの
一方から導入された流体は、1段目の分離部のフィルタ
を通り、除去物が分離されたのち、2段目以降の分離部
のフィルタを通り、各々のフィルタで前段で分離されな
かつた除去物が分離される1段目の分離部で分離された
分離物は器体外に導かれる。また、2段目以降の分離部
で分離された分離物は、ガス入口に形成されたエジェク
タのエジェクタ作用により、1段目の分離部のガス流入
側に吸引され、1段目の分離部で分離され器体外に導か
れる。これにより、油分離装置を小形化して、圧縮機ユ
ニツトを小形化でき、ユニツト製作工数を低減させると
ともに、ガス圧力損失を小さく、かつ、ガスの大気への
リークを無くすことができる。また、この時、フィルタ
で分離した油等は、フィルタ壁で仕切られた複数の空間
に溜まり、別々に、又は、1ケ所に捕集され、圧力容器
A外に排出され、圧縮機に戻すことも可能である。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
冷凍機1で使用する冷媒例えばガスヘリウムは、圧縮機
2で加圧され、クーラ3で圧縮熱を排除した後、圧縮機
2の入口又は内部で混入した液状不純物、例えば、水や
油等を除去する分離器4に流入する。ヘリウムガスは分
離器4で滴状の不純物を分離した後、吸着器5で蒸気状
の油等を吸着し、高圧の不純度ガスヘリウムとして冷凍
機1に供給され、冷凍機1内で断熱膨張等により寒冷を
発生した後、低圧ガスヘリウムは、圧縮機2に戻る。前
記分離器4は、一方にガス入口7、他方にガス出口8を
有する器体6内に、複数のフィルタ、本実施例では第1
フィルタ9,第2フィルタ10,第3フィルタ11及び
第4フィルタ12の4個のフィルタ群が設けられてい
る。また、ガス入口7には、エジェクタ13が形成され
ている。これら第1フィルタ9,第2フィルタ10,第
3フィルタ11及び第4フィルタ12は、例えばクラス
ファイバ製で円筒状に形成されており、器体6内に、各
々、同心円状に配置している。各フィルタ9,10,1
1,12の下部は、フランジ14で固定支持し、上部
は、一体化しているホルダ15,16で支持している。
各々のフィルタ間は、フランジ14及びホルダ15,1
6で端部をシールしている。
これにより、器体6内には、複数のフィルタ9,1
0,11,12により一連につながる複数段の分離部が
形成される。このような分離器4において、ガスは、ガ
ス入口7,エジェクタ13を通り、第1フィルタ9に流
入する。ガス中の油滴は、この第1フィルタ9通過する
過程でガスから分離され、油17は、第2フィルタ10
との間下部に設けた溝18内に溜まり、油戻り口19を
通り、配管20により圧縮機2内に戻る。第1フィルタ
9を通過したガスは内から外に向って第2フィルタ8、
第3フィルタ11及び第4フィルタ12を通過する過程
で、油滴は各々のフィルタ10,11,12に捕捉さ
れ、フィルタ外側下部に溜まり、油抜き流路21,2
2,23を通じて、フィルタ外に排出される。本実施例
では、分離器4のガス入口7に設けたエジェクタ13の
背圧部に油抜き流路21,22,23を連通し、ガスの
流れによって生じる吸引作用を利用し、第1フィルタ9
の入口部に分離した油を戻している。これは各油抜き流
路21,22,23を圧縮機2の吸込側に連結しても良
い。第4フィルタ12を出たガス中には、粒径0.1μ
m以下程度の油粒と油蒸気のみが残留する。これらの油
分は、分離器3のガス出口8と連通した吸着器5中の例
えば活性炭等の吸着剤24によって吸着除去される。こ
れら吸着剤からは微粉末が発生し易いので,吸着器5の
ガス入口側及びガス出口側には、ガラスファイバ等のフ
ィルタ25を設けることにより、ガス中に該微粉末が同
伴しないようにしている。
油分離器4内のガスの流れは、円筒状の各フィルタ9,
10,11,12を通過するのみで、フィルタから次の
フィルタには、従来のような、流路面積の大幅な縮小、
拡大が無くガス流動による圧力損失が、非常に小さい。
本実施例によれば、多段のフィルタを円心状に同一油分
離器4の器体5内に配置でき、かつ、フィルタ間下部に
溜まつた油を圧縮機2まで戻すことができるので、低圧
力損失の小形分離機を小形に、すなわち、これを内蔵す
る圧縮機ユニットを小形にできるとともに、分離器内に
おけるガスの圧力損失を小さくでき、かつ、同一の器体
内に複数段フィルタ収納容器を有しているので、従来の
複数フィルタ収納容器部が無く、これらの容器間を連絡
する配管も不要となり、ガスの大気ヘリークを低減する
とともに、当然、製作工数も低減できる効果がある。
第2図は本発明になる他の実施例を示すもので、第1図
と異なる点は、分離器4の器体6内に収める複数のフィ
ルタを平板状にした点にある。すなわち、平板状のフィ
ルタ27,28,29,30は、スペーサ31で介し
て、入口側フランジ32及びボルト33で、出口側フラ
ンジ34に固定されている。各々のフィルタ間に形成さ
れた空間下部には油抜き孔35,36,37,38が設
けられている。油抜き孔35は、分離器4の器体6の内
側空間39に連通、2段目以降の油抜き孔36,37,
38は、エジェクタ13の背圧部32と配管40及び連
通孔41で連通している。この実施例において、多量に
油を含んだガスは、エジェクタ13より分離器5に流入
し、各フィルタで油を分離した後、高純度なガスとなつ
て出口8より分離器5を出る。器体6内の空間39は、
油戻し口19を圧縮機2の低圧又は中圧部と連結するこ
とにより、フィルタ間の圧力よりも低く調整されてい
る。したがって、分離した油は、油抜き孔35より、空
間39底部に溜り、油戻し口19より圧縮機2に戻る。
本実施例によれば、1個の器体6内に収納した複数の平
板状のフィルタ27,28,29,30で多段の油分離
器を構成できるので、より小形となり、かつ、同一サイ
ズのフィルタで構成できるので、製造コストがより低減
できる。また、分離油の横置きできる効果がある。な
お、本実施例では、油抜き孔36,37,38を空間3
9に直接連通させてもよい。
第3図は、本発明になる他の実施例を示すもので、第2
図と異なる点は、平板状フィルタ27,28,29,3
0に代わり、中央部が球面の平板状フィルタ45,4
6,47,48を配置し、また、油戻し口19の開閉を
フロート49付きのニードル弁体50で調節するフロー
ト弁51を設けた点にあり、他については第2図と同じ
である。本実施例では、フィルタに球面設けたことによ
り、分離器を縦置きで使用しても分離した油は、外周側
に移動でき、フィルタ中央部に停溜せず、通過するガス
に油滴が同伴することが無く、安定した分離性能を確保
できる効果がある。また、フロート弁51を設けること
により、空間39の下部に一定量の油が溜つた後、油の
み圧縮機に戻すことが出来、ガスのバイパス量を無くす
ことにより、圧縮機吐出ガスをすべて冷凍機側に供給で
きる効果がある。
第4図は、本発明による他の実施例を示すもので、第1
図と異なる点は、油回収機能を有した分離器4と、吸着
器5を一体化し、同一器体内に収納した点にあり、他に
ついては第1図と同じである。すなわち、第4フィルタ
12の外周部に、吸着剤24の微粉末混入防止用フィル
タ52及び、吸着器5側のガス出口53側に、吸着剤2
4の微粉末飛散防止用フィルタ54を設けた点にある。
本実施例によれば、分離器4と吸着器5と同一容器で構
成できるので、圧縮機ユニットをより小形に、かつ、製
作コストを低減でき、かつ、分離器と吸着器間の配管を
無くすことができるので、圧力損失の低減とガスリーク
を低減できる効果がある。
第5図は、本発明による他の実施例を示すもので、第4
図と異なるのは、吸着剤24をファィバー等の保水性材
料55で多段に分離した点にあり、他については第4図
と同じである。このようにすることにより、吸着した油
が、低濃度の吸着剤に油の重量等で移動するのを防止で
きる効果がある。また、微粉末を分散してトラップでき
るので、フィルタの目づまりの集中を防止できる効果が
生じる。なお、本効果は、第1図中に示した吸着器単体
に適用しても同等の効果を生じる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、分離装置内にコンパクトに複数段の分
離用フィルタを内蔵でき、また、フィルタ間で分離した
不純物を回収でき、圧縮機と分離装置間の油戻し管を通
してのバイパスガス流量を低減できるので、分離装置自
体及び圧縮機ユニット内の器類及び配管のコンパクト
化,圧縮機ユニツト吐出流量の低減を防止できる効果の
向上及び分離装置自体及び圧縮機ユニットの製作コスト
を低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明する図、第2図,第3
図,第4図及び第5図は本発明の他の実施例を説明する
図である。 1…冷凍機、2…圧縮機、4…分離器、5…吸着器、6
…器体、7…ガス入口、8…ガス出口、9…第1フィル
タ、10…第2フィルタ、11…第3フィルタ、12…
第4フィルタ、13…エジェクタ、17…油、18…
溝、19…油戻り口、21,22,23…油抜き流路、
24…吸着剤、27,28,29,30,45,46,
47,48…フィルタ、35,36,37,38…油抜
き孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐渡 慎太郎 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内 (56)参考文献 実開 昭54−176173(JP,U) 実開 昭56−7523(JP,U) 実開 昭58−23615(JP,U) 特公 昭57−6369(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガス入口及びガス出口を有する器体内部に
    複数のフィルタを間隔をあけて配設し、これにより一連
    につながる複数段の分離部を形成した圧縮機用分離装置
    において、前記ガス入口には、エジェクタを形成し、前
    記複数段の分離部のうち、1段目の分離部の近傍には、
    この分離部により分離された分離物を器体外に導く手段
    を配設し、2段目以降の分離部の近傍には、これらの分
    離部により分離された分離物を前記エジェクタの背圧部
    に導く手段を配設し、前記ガス入口及びエジェクタを通
    つて器体内に流入するガス流によって前記2段目以降の
    分離部によって分離された分離物を前記1段目の分離部
    の流入側に導くように構成したことを特徴とする圧縮機
    用分離装置。
JP12178888A 1988-04-13 1988-05-20 圧縮機用分離装置 Expired - Lifetime JPH06165B2 (ja)

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JPH01293115A JPH01293115A (ja) 1989-11-27
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008089433A2 (en) * 2007-01-18 2008-07-24 Earth To Air Systems, Llc Multi-faceted designs for a direct exchange geothermal heating/cooling system
DE102009031420B4 (de) * 2009-07-02 2021-01-28 Leybold Gmbh Mehrstufiger Ölabscheider
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