JPH10103264A - 圧縮機用油分離器およびその製造方法 - Google Patents
圧縮機用油分離器およびその製造方法Info
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- JPH10103264A JPH10103264A JP8280335A JP28033596A JPH10103264A JP H10103264 A JPH10103264 A JP H10103264A JP 8280335 A JP8280335 A JP 8280335A JP 28033596 A JP28033596 A JP 28033596A JP H10103264 A JPH10103264 A JP H10103264A
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Abstract
て用いた場合においても、油分離性能を低下させること
のない圧縮機用油分離器およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 圧縮機内において圧縮媒体とともに低圧
室21bから高圧室21aへ流入する油を圧縮媒体から
分離するための油分離器33であって、金属細線を編ん
で形成された網状をなすとともに、サンドブラスト処理
を施した表面を有するデミスタ33aを備える。デミス
タ33aは、網状の帯33cの表裏面にサンドブラスト
処理を施した後に、環状に巻取ることにより形成され
る。
Description
よびその製造方法に関し、特に、冷凍機等に用いられる
圧縮機において、高圧室側に送り込まれた冷媒に混入し
た油を低圧室側に戻すために冷媒から分離する圧縮機用
油分離器およびその製造方法に関するものである。
して用いられる圧縮機においては、モータ駆動軸の軸受
け部および圧縮要素を潤滑する目的で油が供給され、こ
の油は、圧縮機内において冷媒に混入して、冷媒ととも
に圧縮要素を通って高圧室に吐出される。このようにし
て冷媒に混入した油が、圧縮機から吐出されて冷凍サイ
クルに侵入すると、冷凍サイクルを構成する蒸発器にお
ける熱交換の際に熱交換率が低下する。そこで、圧縮機
内の高圧室に入った油を冷媒から分離して、低圧室側へ
戻す手段が講じられている。本発明が対象とする圧縮機
の油分離器は、このような手段のひとつとして、圧縮機
内の高圧室に入った油を冷媒から分離する目的で設けら
れる。
術として、特開平1−240787号公報に開示され
た、デミスタを含む油分離器が取付けられたスクロール
圧縮機が挙げられる。同公報に開示されたスクロール圧
縮機は、図6に示すように、ケーシング胴体1の上端部
に、外部吐出口2を開口させたケーシングトップ3を結
合するとともに、このケーシングトップ3の開口側端部
に固定スクロール4の鏡板5を、焼きばめ等により圧入
して、ケーシング胴体1と区画された吐出チャンバ6を
鏡板5の上方に形成している。
に対向させて、架構8を支持するとともに、その架構8
の下部にはモータ(図示せず)が設けられ、このモータ
の駆動によって、固定スクロール4に対して可動スクロ
ール7が公転駆動される。この可動スクロール7の公転
駆動によって、固定・可動スクロール4,7間に低圧室
10から吸入された冷媒ガスを圧縮し、この圧縮された
冷媒ガスを、固定スクロール4の中央部に設けられた吐
出孔11から吐出チャンバー6に吐出し、外部吐出口2
を介して吐出管12に吐出するようにしている。
の上面には、油分離器13が取付けられており、冷媒ガ
スとともに吐出チャンバー6に吐出された油は、この油
分離器13により冷媒ガスから分離される。分離された
油は、固定スクロール4および架構8を貫通して上下方
向に延びる油戻し管14を通ってケーシング胴体1の底
側に戻される。油戻し管14の吐出チャンバー6側端部
周辺には凹部15を形成して、この凹部15に冷媒ガス
から分離された油を溜め、油中のごみを沈殿させて除去
するようにしている。
細線を1本あるいは複数本撚り合わせて帯状に織ったも
のを、所定回数巻くことにより環状に形成された、網状
のデミスタ13aと、その周囲の一部および上面を覆う
ようにしてデミスタ13と一体化された板金状の取付金
具13bとから構成されている。
用油として、冷凍機用の冷媒として従来から用いられて
きたフロン系のR22冷媒との親和性が良好であること
から、鉱油系のスニソ4GSが主として使用されてき
た。このスニソ4GSは、その分子構造中に酸素基がな
いために極性を持たない、いわゆる無極性油である。無
極性油の場合には、油分離器13のデミスタ13a表面
に単分子膜を形成しにくいために、油分離器13に対す
る油の濡れ性が損なわれず、油分離器13による油捕捉
性が良好に保たれる。
媒によるオゾン層の破壊が問題となり、環境破壊防止の
観点から、フロン系冷媒の使用を規制する国際的動向に
応じて、塩素を含まないためにオゾン層を破壊しないH
FC(Hydro-Fluoro-Carbon)系の冷媒であるR407C
に置き換える傾向にある。このHFC系の冷媒が使用さ
れる場合の潤滑油として、HFC系の冷媒との親和性が
良好な化学合成油であるエステル,エーテル油などが用
いられる。このうち、エステル,エーテル油は、分子構
造中に酸素基を有しているために極性を有する。極性油
の場合には、油分離器13のデミスタ13a表面に単分
子膜を形成し易く、一旦単分子膜がデミスタ13a表面
に形成されると、その後の油分離器13に対する油の濡
れ性が劣化してしまう。すなわち、単分子膜が形成され
たデミスタ13a表面は油を弾き易くなるため、油が油
分離器13で捕捉されにくくなって、再飛散し易くな
る。その結果、高圧室に吐出された油が冷媒から分離さ
れることなく冷凍サイクル内に侵入し、蒸発器での熱交
換率等を低下させるために、冷凍効率が低下するという
問題がある。
め、HFC系の冷媒と極性を持った油(たとえばエーテ
ル油)とを組み合わせて用いた場合においても、油分離
性能を低下させることのない圧縮機の油分離器を得るこ
とを目的とする。
項1にかかる本発明の圧縮機用油分離器は、圧縮機内に
おいて圧縮媒体とともに低圧室から高圧室へ流入する油
を圧縮媒体から分離するために用いられるものであっ
て、金属細線を編んで形成された網状をなすとともに、
サンドブラスト処理を施した表面を有する網状本体部を
備えている。
ンドブラストで処理していることにより、油分離器によ
る油の捕捉効率が上昇し、油分離特性を向上させること
ができる。網状本体部の表面をサンドブラストで処理す
ることにより油の捕捉効率上昇の作用を有する理由とし
て、主として次の4項目が挙げられる。 網状本体部の表面に凹凸が形成されることにより、
表面積が増加する。 網状本体部の表面に微小なクラックが形成されるこ
とにより、油の食い込みを生じさせる。 網状本体部の表面に、スリップステップ,転位末
端,格子歪みなどの格子欠陥を多数発生させることによ
って、それらが、エネルギー的に不安定でかつ化学的な
活性点として作用し、網状本体部を構成する金属表面を
反応性に富む表面に変化させる。 エキソエレクトロン現象(Kramer効果)に基
づく作用による。エキソエレクトロン現象とは、ブラス
ト等の機械加工直後の金属表面から一過性の電子放射が
起こる現象を言い、室温でも起こり得る。放射されるエ
キソエレクトロンは、約1eVのエネルギーを持ち、あ
る種の表面反応に対して触媒的な作用を有する(これら
の〜の理由は、昭和51年6月25日丸善株式会社
発行の「金属物性基礎講座第10巻,界面物性」のp.
222−p.223に挙げられている)。
器においては、網状本体部が、金属細線を編んで形成さ
れた網状の帯を1回または複数回巻くことにより形成さ
れた環状体を含み、該環状体を構成する網状の帯の表面
にサンドブラスト処理が施されている。このような構造
を有することにより、油が油分離器を通過する際に、網
状本体部のサンドブラスト処理が施された表面に複数回
接触するため、その回数に応じて油が捕捉される度合い
が増加し、良好な油分離特性を得ることができる。
器の製造方法は、一本の金属細線または複数本撚り合わ
せた金属細線を編むことにより、網状の帯を形成する工
程と、網状の帯の表面にサンドブラスト処理を施す工程
と、サンドブラスト処理を施した網状の帯を1回または
複数回巻くことにより、環状体を形成する工程とを備え
る。この製造方法によれば、請求項1および2に記載の
構造を有する本発明の圧縮機用油分離器を、容易にかつ
生産性良く形成することができる。
いて、図面に基づいて説明する。本発明が対象としてい
るのは、圧縮機用油分離器であり、圧縮機自体の構造に
よって、直接的には左右されるものではないが、以下に
述べる本発明の各実施例の評価テストには、上記従来の
技術で説明したものとはやや異なる構造を有するスクロ
ール圧縮機を用いているため、まず、本実施の形態の圧
縮機用油分離器を搭載するとともに、その評価テストに
使用されたスクロール圧縮機の概要について、図1に基
づいて説明する。
特開平4−241702号公報に開示されたスクロール
圧縮機に、油分離器としての油分離器を搭載した構造を
有している。このスクロール圧縮機は、密閉されたケー
シング21内の上部に、圧縮部としての固定スクロール
22と可動スクロール23とを備えている。固定スクロ
ール22は、そのスクロールが下方を向くように架構2
4に固定されている。可動スクロール23はそのスクロ
ールが固定スクロール22のスクロールと対向するよう
に配置されている。架構24には、軸受Bが設けられ、
駆動軸25を支持している。この駆動軸25の上部は可
動スクロール23に連結され、下部はモータMに連結さ
れている。
30が設けられており、その区画部材30の上方には高
圧室21aが、下方には低圧室21bがそれぞれ形成さ
れている。すなわち、区画部材30がケーシング21内
を高圧室21aと低圧室21bとに仕切る仕切り部材と
しての役目を果たしている。低圧室21bには、凝縮器
(図示せず)にて凝縮し、低温低圧となった冷媒を導入
するための吸入管34が接続されている。高圧室21a
には、固定スクロール22および可動スクロール23に
よって圧縮され、高温高圧となった冷媒を蒸発器(図示
せず)に送り込むための排出管32が接続されている。
比較的径の大きな通孔26が形成されている。その通孔
26には径の細いキャピラリ管28が挿通されており、
その上端近傍がブッシュ27によって固定スクロール2
2に支持されている。キャピラリ管28の下端はモータ
Mの近傍まで達している。
面には、油分離器33が取付けられており、冷媒ガスと
ともに高圧室21aに吐出された油は、この油分離器3
3により冷媒ガスから分離される。油分離器33は、図
2および図3に拡大してしめすように、ステンレス鋼な
どの金属細線を1本あるいは複数本撚り合わせて帯状に
織ったものを、所定回数巻くことにより環状に形成され
た、網状本体部としてのデミスタ33aと、その周囲の
一部および上面を覆うようにしてデミスタ33aと一体
化された板金状の取付金具33bとから構成されている
点で、上記従来例における油分離器13と共通である
が、本実施の形態の油分離器33においては、後述する
ように、そのデミスタ33aを構成する帯状の網の表面
をサンドブラストによって処理している点に特徴があ
る。
の動作について説明する。まず、モータMの駆動により
駆動軸25が回転し、可動スクロール23が固定スクロ
ール22に対して公転駆動する。低圧室21bに吸入管
より導入された低温低圧の冷媒は、固定スクロール22
および可動スクロール23とによって囲まれる空間に導
入される。導入された冷媒は、可動スクロール23の公
転駆動によって圧縮され、突出口31より高圧室21a
へ吐出される。高温高圧となった冷媒は、その後排出管
32へと流れる。図1中の太い矢印は、冷媒,油の流れ
る方向を示している。
に高圧室21aに入った油は、油分離器33で冷媒から
分離されて区画部材30に設けられた凹部29に溜ま
り、その後、キャピラリ管28を経て低圧室21bに戻
される。
は、サンドブラストによる表面処理を施したデミスタ3
3aを備えた油分離器33を用いており、これによっ
て、従来の油分離器に比べて油の捕捉効率を上昇させ、
油分離効率を向上させている。以下、このデミスタ33
aの製造方法について、図4に示した複数の巻数を有す
るデミスタを例にとって説明する。
mのステンレス鋼(たとえばSUS304)細線を5本
撚り合わせ、これを編むことによって、所定長さおよび
所定幅を有する網状の帯33cを形成する。その後、こ
の網状の帯を脱脂洗浄した上で、表裏両面にサンドブラ
スト処理を施す。このサンドブラスト処理では、サンド
として、粒径が200μm以下、硬度が500〜550
Hvのガラスビーズが用いられる。より具体的には、下
記の表1に示すサンド成分を有し粒径が150〜200
μmの、東芝製「ブラスティングビーズ」を使用するこ
とができる。また、サンドブラスト処理におけるブラス
ト条件としては、ショット圧6kg/cm2 ,ショット
時間1〜2秒,ショット距離100mm程度が好まし
い。
帯33cを巻き取り、スポット溶接によって相互に接合
して、たとえば図4に示すような、所定の内径D1 ,外
径D2 ,高さHを有する環状のデミスタ33aが完成す
る。図4(c)に示す長さLは、巻きしろを表してい
る。図4では、巻数が5の場合を示しており、この巻数
は必要に応じて適宜増減されるが、一般的には、巻数が
多い程、通過する冷媒と油の混合物がデミスタの表面と
接触する回数が多くなるため、冷媒から油を分離する度
合いが大きくなると言える。また、上述したように、網
状の帯33cの両面にサンドブラスト処理を施した後に
巻取ることにより、巻取った後にサンドブラスト処理を
施す場合に比べて、冷媒および油の混合物が通過して接
触するすべての表面においてサンドブラストによる効果
を得ることができ、油分離効率を最大限に向上すること
ができる。
した油分離器33を用いることによる効果を実証する種
々の実施例について、その評価テスト結果とともに説明
する。
表2に示す5種類のデミスタ試料について、冷媒/油の
組合せとしてR407C/エーテル油を用いて、油分離
特性対比テストを行った。表2に示すNo.1〜5のデ
ミスタ試料のうち、No.1は表面処理を施さない素線
からなるベース仕様、No.2はサンドブラスト処理を
施した本発明品、No.3〜5はサンドブラスト処理以
外の表面処理を施した比較品である。なお、各表におい
て、試料No.の左側または上に*印を付したデミスタ
試料が本発明の実施品に該当し、その他はすべて、本発
明の範囲外の比較品である。
ある。表2において、油上り率とは、冷凍サイクルに流
入した冷媒/油の混合物が凝縮器において液化した状態
での油の重量%を意味し、油分離効率とは、デミスタに
よる油の捕捉効率、すなわち、デミスタを設けないとき
に冷媒と混合されたまま流出する油の重量をw1 ,デミ
スタを設けたときの冷媒と混合されたまま流出する油の
重量をw2 とした場合の(w1 −w2 )/w1 ×100
wt.%を意味する。
に、本発明品である試料No.2のデミスタを用いた場
合、ベース仕様あるいは表面にサンドブラスト以外の処
理を施した他のデミスタ試料を用いた場合に比べて、大
幅な油上り率の減少および油分離効率の上昇を実現して
いる。また、サンドブラスト処理は、他の表面処理に比
べて製作性も良好であり、製造単価を大きく増加させる
こともない。
ドブラスト処理による油分離効率向上の効果を詳細に分
析する目的で、冷媒/油、その他のテスト条件を上記実
施例1の場合と同様にして、デミスタ試料No.6〜8
を用いて評価テストを行った。その結果を表3に示す。
に、試料No.6,試料No.7−1および7−2はい
ずれもサンドブラスト処理を施した本発明品、試料N
o.8はサンドブラスト処理を施さずかつプレス成形さ
れた比較品である。表3に示した評価テスト結果からわ
かるように、サンドブラスト処理を施した本発明品を用
いた場合、サンドブラスト処理を施さない比較品(試料
No.8)を用いた場合に比べて、油分離効率が上昇し
ている。
実施例2と同様の目的で、ベースとなる圧縮機の容量を
変更し、表4に示すデミスタ試料No.9(本発明品)
およびNo.10−1および10−2(比較品)を用い
て、評価テストを行った。この場合、圧縮機の容量の変
更に伴い、それに搭載されるデミスタのサイズも変更さ
れる。表4に示すテスト結果からも、比較品に比べて本
発明品である試料No.9のデミスタを用いた場合、比
較品を用いた場合に比べて油上り率が大幅に減少してい
ることがわかる。
実施例2および3と同様の目的で、表5に示すデミスタ
試料No.11(本発明品)およびNo.12(比較
品)を用いて、評価テストを行った。表5に示すテスト
結果からも、比較品に比べて本発明品である試料No.
11のデミスタを用いた場合、比較品を用いた場合に比
べて油上り率が大幅に減少していることがわかる。
/油の組合せとしてR22/スニソ4GSおよびR40
7C/エーテル油の2種類についての油分離特性を評価
するテストを、表6に示すテスト条件で行なった。比較
のためのテスト対象のデミスタとして、表6の仕様の欄
に記載した、表面処理を施さないベース仕様の試料N
o.13(比較品),サンドブラストを施した試料N
o.14(本発明品),サンドブラストを施さずかつプ
レス成形された試料No.15(比較品)を用いた。
ことにより、2種類の冷媒/油の組合せのいずれにおい
ても良好な油分離特性が得られることがわかる。すなわ
ち、サンドブラスト処理を施した本発明品は、2種類の
冷媒/油の組合せに対して共通に適用することが可能で
あるという利点もある。
る例示に過ぎないものであって、本発明の範囲は特許請
求の範囲によって示され、特許請求の範囲の記載に均等
な覇に内のすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の圧縮機用油分離器の構造によれば、網状本体部
の表面をサンドブラストで処理していることにより、油
分離器による油の捕捉効率が上昇し、油分離特性を向上
させることができる。よって、たとえば冷凍機用の圧縮
機に適用した場合、冷媒と混合されて冷凍サイクル内へ
流入する油の量を大幅に低減することにより、冷凍効率
の向上を図ることができる。
油分離器において、環状に巻いて網状本体部を構成する
網状の帯の表裏両面にサンドブラスト処理が施されてい
ることにより、油が油分離器を通過する際に、網状本体
部のサンドブラスト処理が施された表面に複数回接触す
るため、その回数に応じて油が捕捉される度合いが増加
し、良好な油分離特性を得ることができる。
器は、請求項3にかかる本発明の圧縮機用油分離器の製
造方法を適用することにより、すなわち、網状の帯を形
成した後にその表裏面にサンドブラスト処理を施し、そ
れを1回または複数回巻くことにより、量産性を損なう
ことなく容易に形成することができ、生産コストの増加
を最小限に抑制することができる。
いられた機種のスクロール圧縮機の縦断面を示す断面図
である。
近傍を拡大して示す一部破断縦断面図である。
スタの構造の一例を示す平面図、(b)は(a)のIV
B−IVB線断面図、(c)は(a)の円Cで囲む部分
を拡大して示す部分拡大図である。
る評価テストで用いられた油分離器のデミスタを構成す
る標準素線(サンドブラスト処理なし)を75倍に拡大
して示す顕微鏡写真、(b)は(a)の標準素線の表面
にサンドブラスト処理を施した後の状態を分を拡大して
示す75倍に拡大して示す顕微鏡写真である。
造を示す一部破断縦断面図である。
れた油分離器の一部断面平面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 圧縮機内において圧縮媒体とともに低圧
室(21b)から高圧室(21a)へ流入する油を圧縮
媒体から分離するための油分離器(33)であって、 金属細線を編んで形成された網状をなすとともに、サン
ドブラスト処理を施した表面を有する網状本体部(33
a)を備えた、圧縮機用油分離器。 - 【請求項2】 前記網状本体部(33a)は、金属細線
を編んで形成された網状の帯(33c)を1回または複
数回巻くことにより形成された環状体(33a)を含
み、該環状体(33a)を構成する前記網状の帯(33
b)の表裏両面にサンドブラスト処理が施された、請求
項1記載の圧縮機用油分離器。 - 【請求項3】 一本の金属細線または複数本撚り合わせ
た金属細線を編むことにより、網状の帯(33c)を形
成する工程と、 前記網状の帯(33c)の表裏両面にサンドブラスト処
理を施す工程と、 サンドブラスト処理を施した前記網状の帯(33c)を
1回または複数回巻くことにより、環状体(33a)を
形成する工程とを備えた、圧縮機用油分離器の製造方
法。
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28033596A JP3671552B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 圧縮機用油分離器およびその製造方法 |
PCT/JP1997/003370 WO1998014705A1 (fr) | 1996-09-30 | 1997-09-24 | Separateur d'huile pour compresseurs, compresseur a volutes utilisant ledit separateur, et procede pour fabriquer un separateur d'huile pour compresseurs |
US09/077,266 US6082981A (en) | 1996-09-30 | 1997-09-24 | Oil separator for compressor, scroll compressor using same, and method of manufacturing oil separator for compressor |
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