JP2000257994A

JP2000257994A - 油分離器

Info

Publication number: JP2000257994A
Application number: JP11056711A
Authority: JP
Inventors: Masaki Toyoshima; 正樹豊島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-09-22
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: JP3327242B2

Abstract

(57)【要約】【課題】空気調和機あるいは冷凍機の圧縮機から吐出
される油の回収効率を高め、圧縮機の油量を確保するこ
とにより、圧縮機の信頼性を向上させる。【解決手段】油分離器の入口パイプ２に袋形状メッシ
ュ１３を設け、内壁にメッシュ４を設置することによ
り、袋形状メッシュ１３と内壁に設置されたメッシュ４
による油捕獲効果と、それら２つの油分離の後に内壁に
設置されたメッシュ４に沿ってガス冷媒と油ミストが流
れる際の摩擦抵抗により、油ミストが減速されながらメ
ッシュ４へと吸着される。これらの相乗効果によって油
分離性能の向上が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機あるい
は冷凍機に使用される油分離器の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の油分離器として図９の断面
図に示す実開昭60-130379号のようなものがある。図９
において６０は油分離器本体、６１は油分離器本体６０
側部に接続された入口パイプ、６２は油分離器本体６０
上部に接続された出口パイプ、６３は油分離器本体６０
の側部内壁に設置された多孔質材からなる分離板、６４
は油分離器本体６０の下部に接続された油戻し管であ
る。

【０００３】また、図８は油分離器を用いた冷凍サイク
ルの構成例であり、５０は圧縮機、５１は油分離器、５
２は油戻し管、５３は凝縮器、５４は膨張弁、５５は蒸
発器でこれらが冷媒配管で接続されている。

【０００４】次に動作について説明する。圧縮機から吐
出された油の混じった冷媒ガスは入口パイプ６１から油
分離器内へ流入する。油は多孔質材からなる分離板６３
に衝突し、分離板に油が吸着されることによって冷媒ガ
スと油が分離され、分離された油は油戻し管４４から圧
縮機吸入側へと回収される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記構造の油分離器で
は、入口パイプから流入した油が分離板に高流速で衝突
するため、衝突した際に油が跳ね返る、あるいは、衝突
した際に油がミスト化してしまい、出口パイプから冷媒
ガスとともに流出してしまい油分離効率が低下してしま
うという問題があった。

【０００６】また、図９のような構造の油分離器では、
入口パイプが油分離器側面に設けられているため、油と
冷媒ガスは容器本体側面から流入し、分離板の一部分に
しか衝突しないため、分離板全面を有効に利用できない
という問題があった。

【０００７】また、多孔質材は高価であり、製造コスト
が割高となるという問題もあった。本発明はかかる問題
点を解決するためになされたもので、油と冷媒ガスの分
離性能を高め、油分離効率の高い油分離器を提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る油分離器
は、本体容器の上部に入口パイプを接続すると共に出口
パイプと油戻し管とを接続して構成される油分離器であ
って、前記本体容器の側部内壁に円筒状メッシュを設置
するものである。

【０００９】また、本体容器の側部内壁に多数の折り返
しを有するメッシュを用いたものである。

【００１０】また、本体容器の上部に入口パイプと上部
出口パイプとを接続すると共に油戻し管を接続して構成
される油分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円
筒状メッシュを設置するものである。

【００１１】また、本体容器の側部内壁に多数の折り返
しを有したメッシュを用いるものである。

【００１２】また、本体容器の上部に入口パイプを接続
し下部に出口パイプを接続すると共に油戻し管を接続し
て構成される油分離器であって、前記本体容器の内部上
方に前記入口パイプからの流体の流れを側部内壁方向へ
導く導風板を設け、側部内壁に円筒状メッシュを設置し
たものである。

【００１３】また、導風板をダクト形状または、流体の
流れを強制的に外周方向へ導く形状としたものである。

【００１４】また、本体容器の側部内壁に多数の折り返
しを有したメッシュを用いたものである。

【００１５】また、本体容器の上部に出口パイプと入口
パイプとを接続し、下部に油戻し管を接続して構成され
る油分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円筒状
メッシュを設置し、前記入口パイプ先端部に袋形状のメ
ッシュを設けたものである。

【００１６】また、入口パイプ先端部の袋形状メッシュ
の構造を、径・長さともに徐々に大となる袋形状メッシ
ュが数段内蔵される構造とするものである。

【００１７】また、本体容器の側部内壁に多数の折り返
しを有したメッシュを用いたものである。

【００１８】また、入口パイプ先端部の袋形状メッシュ
の構造を、径・長さともに徐々に大となる袋形状メッシ
ュが数段内蔵される構造とし、袋形状メッシュの粗さを
外周側になるにしたがって徐々に細かくするものであ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の第
１の実施の形態における油分離器を示す側面断面図であ
る。図１において、１は油分離器シェルで油分離器の本
体容器に相当する。２は油分離器シェル１の上部に接続
された入口パイプ、３は同油分離器シェル１の上部に接
続された出口パイプ、４は油分離器シェル１の側部内壁
に設置され、円筒状に形成されたメッシュ、５は油分離
器シェル１の下部に接続された油回収パイプである。こ
の油分離器が接続される冷凍サイクルの構成は図８のも
のと同様であり、その説明を省略する。

【００２０】以上のように構成された油分離器におい
て、以下その作用を説明する。入口パイプ２より流入す
る油と混ざった冷媒ガスは、断面積の大きい油分離器シ
ェル１内に流入し急拡大することによって拡散し、密度
の大きい油は管壁方向へと導かれる。こうして油分離器
シェル１の内壁へ導かれた油はメッシュ４にて吸着さ
れ、分離された油はメッシュ４の毛細管現象で順次下に
送られメッシュ４下端から油分離器シェル１下部へと滴
下する。この際、メッシュ４にて油を吸着させるため、
シェル内壁に衝突した油がミスト化するのを防止し、捕
捉しにくいミスト油が吐出冷媒ガスへ混入することを防
いでいる。シェル下部に集まった油は油回収パイプ５よ
り圧縮機の吸入側へ回収され、冷媒ガスは出口パイプ３
より流出する。

【００２１】実施の形態１の油分離器では、入口パイプ
と出口パイプの流れ方向が逆であるため、密度の大きい
油はその慣性力と重力の作用によって吐出ガスの流れに
乗って流出しにくく、油分離性能向上に貢献している。
このように油分離器内の冷媒ガスの流れを反転させるこ
とによる慣性力と重力を利用した油分離方式と油分離器
シェル内壁に設置されたメッシュによる油吸着効果の相
乗作用により、簡易な構造にて高油分離性能が実現可能
となる。

【００２２】図２と図３は第１の実施の形態の油分離器
の内壁に設置されるメッシュ４の形状例を表したもので
ある。図２のメッシュは円筒形状であり、メッシュの重
ね数を増すことによって油分離効率を高めることが可能
である。また図３は図２のメッシュに多数の折り返しを
設けたものであり、油を吸着する面積を大きくすること
により、油分離効率の向上が可能となる。何れの場合も
入口パイプ２から流入した冷媒ガスは、油分離器シェル
１内で放射状に拡散するので、常に内壁の特定部分に向
かって冷媒ガスをぶつける従来のものに比べて油分離器
シェル１の側部内壁を有効に活用でき、油分離性能を向
上させることができる。

【００２３】図４は図１の実施の形態の出口パイプの位
置が異なった仕様を示す側面断面図である。このように
出口パイプ３を油分離器シェル１下部に取りつけること
により、油分離器の設置スペースに制約があり、配管形
状が上下方向に規制される場合においても、内壁に設置
されたメッシュ４の吸着作用による油分離を利用した油
分離器の設置が可能となる。この場合には冷媒ガスの流
れ方向の反転による油分離効率向上効果は利用できない
が、入口パイプから油分離器シェル内へ流入する際の急
拡大によって密度の大きい油は均一に拡散するため、そ
のほとんどが油分離器シェル内壁方向へ流れメッシュ４
にて吸着されるため、冷媒ガスの流れ方向反転を伴わな
い図４の方式においても高油分離性能が実現可能であ
る。

【００２４】実施の形態２．本発明の第２の実施の形態
について図５の油分離器の側面断面図を参考に説明す
る。図５において１は油分離器シェル、２は入口パイ
プ、３は出口パイプ、４はメッシュ、５は油回収パイプ
で、それぞれ実施の形態１の同一符号のものに相当す
る。１２は油分離器シェル１の筒内上部に設けられた導
風板で、上方から下方にかけて冷媒ガスを油分離器シェ
ル１の側部内壁方向へ導くダクト形状の誘導部が形成さ
れている。

【００２５】以上のように構成された油分離器におい
て、以下その作用を説明する。油と混ざった冷媒ガスは
入口パイプ２より油分離器シェル１内部へ流入し、導風
板１２にて流れ方向が変更されて、油分離器シェル１内
壁に設置されたメッシュ４へと導かれる。こうしてシェ
ル壁へ導かれた油はメッシュ４にて吸着され、分離され
た油はメッシュ４の毛細管現象で順次下に送られメッシ
ュ４下端からシェル１下部へと滴下する。

【００２６】この際、油と冷媒ガスは導風板１２により
シェル内壁に沿って流れるためメッシュ４と接触してい
る区間がより大きくなり、メッシュ４による油吸着効果
を高めることが可能となる。また、油分離器の上下方向
の長さに規制がある場合においても高い油分離性能を実
現することが可能となり、油分離器の小型化が可能とな
る。

【００２７】ここで用いられる導風板１２は、図６に示
されるようなダクト形状の誘導部を有しており、通常の
油分離器に用いられる穴を多数有する板とは異なり、積
極的に流体の流れを油分離器シェル１の内壁方向へ導く
ことが可能であり、より高い油分離効率を得ることが可
能となる。なお、このダクト形状の誘導部を有する導風
板１２は、板の一部に切れ目を設け折り曲げた形状にお
いても同様の効果を得ることが可能である。

【００２８】実施の形態３．本発明の第３の実施の形態
について図７の油分離器の側面断面図を参考に説明す
る。図７において１は油分離器シェル、２は入口パイ
プ、３は出口パイプ、４はメッシュ、５は油回収パイプ
で、それぞれ実施の形態１の同一符号のものに相当す
る。１３は入口パイプ２の流出部となる先端に袋状の開
口部が取り付けられた袋形状メッシュである。

【００２９】以上のように構成された油分離器におい
て、以下その作用を説明する。油と混ざった冷媒ガスは
入口パイプ２より袋形状メッシュ１３内部へ流入する。
液体で粘性の大きい油は袋形状メッシュ１３にて捕獲さ
れ、メッシュの毛細管現象で順次下に送られた後に下端
から滴下され、第１の油分離が行われる。さらに、袋形
状メッシュ１３にて捕捉し切れない油は重力の影響によ
り、袋形状メッシュ１３の下部側方から比較的径の大き
な油滴となって噴出し、シェル壁に設置されたメッシュ
４に衝突する。

【００３０】そして油はメッシュ４にて吸着され、分離
された油はメッシュ４の毛細管現象で順次下に送られメ
ッシュ４下端から油分離器シェル１下部へと滴下し、第
２の油分離が行われる。その後、分離された冷媒ガスは
メッシュ４に沿って上昇するため、メッシュ４との摩擦
抵抗により減速されながら油がメッシュ４へと吸着さ
れ、第３の油分離が行われる。シェル下部に集まった油
は油回収パイプ５より圧縮機の吸入側へ回収される。

【００３１】本実施例において、袋形状メッシュ１３の
内部構造はメッシュが数段内蔵される構造となってお
り、そのメッシュの大きさは径・長さともに徐々に大き
くなる構造となっている。このような構造とすることで
冷媒ガスに混ざった油は徐々に減速されながらメッシュ
にて捕捉されるため、単純にメッシュを数枚重ねた仕様
に比べて油分離効率を向上させることが可能となる。ま
た、袋形状メッシュ１３の構造についてはコスト・目標
油分離効率との兼合いから単純にメッシュを数枚重ねた
仕様に置き換えることも可能である。

【００３２】また、袋形状メッシュの粗さを外側に近付
くにしたがって徐々に細かくすることにより、ミスト化
した油を捕捉する効果をより高めることも可能である。

【００３３】なお、第１から第３の実施の形態では油分
離手段としてメッシュを用いているが、この他細かい金
属線を編み込んだもの、多孔質状のもの、粒子を結合し
たもの、グラスウールなどの繊維であっても同様の効果
は得られ、本発明のメッシュはこれらを包含する総称で
ある。

【００３４】なお、第１から第３の実施の形態では特に
流体と油の種類を限定していないが、流体は冷媒として
用いられるＲ２２、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、ＨＣ系冷
媒などのあらゆるガス流体、また油としてはアルキルベ
ンゼン、エステル、鉱油など、流体に対して相溶性の高
い油に対しても低い油に対しても有効である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明の油分離器は、入口
パイプを本体容器の上部に設け、本体容器の側部内壁に
メッシュを設置することにより、入口パイプから流入し
た冷媒ガスの拡散と重力とを利用した油分離方式と本体
容器の側部内壁に設置されたメッシュによる油吸着効果
の相乗作用により、簡易な構造にて高油分離性能が実現
可能となる効果が得られる。

【００３６】また、内壁に設置されたメッシュを多数の
折り返しを設けた構造とすることにより、油を吸着する
面積が拡大し、油分離効率をさらに向上させることが可
能となる効果が得られる。

【００３７】また、入口パイプと出口パイプとを本体容
器の上部に設け、本体容器の側部内壁にメッシュを設置
することにより、冷媒ガスの流れの反転による慣性力と
重力を利用した油分離方式と本体容器の側部内壁に設置
されたメッシュによる油吸着効果の相乗作用により、簡
易な構造にて高油分離性能が実現可能となる効果が得ら
れる。

【００３８】また、内壁に設置されたメッシュを多数の
折り返しを設けた構造とすることにより、冷媒ガスの流
れの反転による慣性力と重力を利用した油分離方式と本
体容器の側部内壁に設置されたメッシュによる油吸着効
果の何れの作用においても油を吸着する面積が拡大し、
油分離効率をさらに向上させることが可能となる効果が
得られる。

【００３９】また、油分離器の本体容器内部に導風板と
メッシュを設け、側部内壁に設置されたメッシュの方向
へ強制的に冷媒ガスの流れを導くことにより、油の吸着
作用を高め、油分離器の上下方向の長さに規制がある場
合においても高い油分離性能を実現することが可能とな
るため、油分離器の小型化が可能となる効果が得られ
る。

【００４０】また、導風板をダクト形状または流体の流
れを強制的に外周方向へ導く形状としたので、入口パイ
プから流入した冷媒ガスがメッシュ方向へ円滑に導かれ
るので、メッシュによる油分離を促進する効果が得られ
る。

【００４１】また、内壁に設置されたメッシュを多数の
折り返しを設けた構造とすることにより、導風板により
積極的に外周のメッシュ方向へ導かれた冷媒ガスがメッ
シュと接して油を吸着する面積が拡大し、油分離効率を
さらに向上させることが可能となる効果が得られる。

【００４２】また、油分離器の本体容器の側部内壁にメ
ッシュを設置すると共に、入口パイプに袋形状メッシュ
を設けることにより、袋形状メッシュと内壁に設置され
たメッシュによる油捕獲効果と、それら２つの油分離の
後に内壁に設置されたメッシュに沿って冷媒ガスが流れ
る際の摩擦抵抗により、油が減速されながらメッシュへ
と吸着される。これらの相乗効果によって油分離性能の
向上が可能となる効果が得られる。

【００４３】また、入口パイプ先端部の袋形状メッシュ
の構造を、径・長さともに徐々に大となる袋形状メッシ
ュが数段内蔵される構造とすることにより、冷媒ガスが
徐々に減速されながらメッシュにて油が補足され、油分
離効率を向上させることができる効果が得られる。

【００４４】また、本体容器の側部内壁に多数の折り返
しを有したメッシュを用いたことにより、袋形状メッシ
ュによって油が一次分離された冷媒ガスの二次分離を行
うメッシュの面積が拡大するので、油分離性能が向上す
る効果が得られる。

【００４５】また、入口パイプ先端部の袋形状メッシュ
の構造を、径・長さともに徐々に大となる袋形状メッシ
ュが数段内蔵される構造とし、袋形状メッシュの粗さを
外周側になるにしたがって徐々に細かくすることによ
り、ミスト化した油の補足が行える効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における油分離器を示
す側面断面図である。

【図２】メッシュ仕様１の概念図である。

【図３】メッシュ仕様２の概念図である。

【図４】本発明の実施の形態１における油分離器の仕
様違い例を示す側面断面図である。

【図５】本発明の実施の形態２における油分離器を示
す側面断面図である。

【図６】本発明の実施の形態２における油分離器に用
いられている導風板を示す部分斜視図である。

【図７】本発明の実施の形態３における油分離器を示
す側面断面図である。

【図８】油分離器を有する冷凍サイクルを示す回路構
成図である。

【図９】従来の油分離器を示す側面断面図である。

【符号の説明】

１油分離器シェル、２入口パイプ、３出口パ
イプ、４メッシュ、５油回収パイプ、１０
メッシュ仕様１、１１メッシュ仕様２、１２導風
板、１３袋形状メッシュ、５０圧縮機、５１
油分離器、５２油回収パイプ、５３凝縮器、
５４膨張弁、５５蒸発器、６０油分離器上蓋、
６１入口パイプ、６２出口パイプ、６３分
離板、６４油回収パイプ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体容器の上部に入口パイプを接続する
と共に出口パイプと油戻し管とを接続して構成される油
分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円筒状メッ
シュを設置することを特徴とする空気調和機あるいは冷
凍機の油分離器。
【請求項２】請求項１の油分離器において、本体容器
の側部内壁に多数の折り返しを有するメッシュを用いた
ことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離
器。
【請求項３】本体容器の上部に入口パイプと上部出口
パイプとを接続すると共に油戻し管を接続して構成され
る油分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円筒状
メッシュを設置することを特徴とする空気調和機あるい
は冷凍機の油分離器。
【請求項４】請求項３の油分離器において、本体容器
の側部内壁に多数の折り返しを有したメッシュを用いる
ことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離
器。
【請求項５】本体容器の上部に入口パイプを接続し下
部に出口パイプを接続すると共に油戻し管を接続して構
成される油分離器であって、前記本体容器の内部上方に
前記入口パイプからの流体の流れを側部内壁方向へ導く
導風板を設け、側部内壁に円筒状メッシュを設置したこ
とを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離器。
【請求項６】請求項５の油分離器において、導風板を
ダクト形状または、流体の流れを強制的に外周方向へ導
く形状としたことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍
機の油分離器
【請求項７】請求項５の油分離器において、本体容器
の側部内壁に多数の折り返しを有したメッシュを用いた
ことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離
器。
【請求項８】本体容器の上部に出口パイプと入口パイ
プとを接続し、下部に油戻し管を接続して構成される油
分離器であって、前記本体容器の側部内壁に円筒状メッ
シュを設置し、前記入口パイプ先端部に袋形状のメッシ
ュを設けたことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機
の油分離器。
【請求項９】請求項８の油分離器において、入口パイ
プ先端部の袋形状メッシュの構造を、径・長さともに徐
々に大となる袋形状メッシュが数段内蔵される構造とす
ることを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離
器。
【請求項１０】請求項８の油分離器において、本体容
器の側部内壁に多数の折り返しを有したメッシュを用い
たことを特徴とする空気調和機あるいは冷凍機の油分離
器。
【請求項１１】請求項８の油分離器において、入口パ
イプ先端部の袋形状メッシュの構造を、径・長さともに
徐々に大となる袋形状メッシュが数段内蔵される構造と
し、袋形状メッシュの粗さを外周側になるにしたがって
徐々に細かくすることを特徴とする空気調和機あるいは
冷凍機の油分離器。