JP2012202635A

JP2012202635A - オイルセパレータ

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Publication number: JP2012202635A
Application number: JP2011068866A
Authority: JP
Inventors: Toru Maruyama; 徹丸山
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22
Anticipated expiration: 2031-03-25
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Abstract

【課題】冷凍機用圧縮機から供給される冷媒ガスからオイルを分離するオイルセパレータにおいて、冷媒ガスに含まれるオイルミストを効率良く液化させることができ、液化したオイルを効率良く冷媒ガスから分離できるオイルセパレータを提供する。
【解決手段】オイルを濾過する濾過材３８と、濾過材３８の上部に接着された上部蓋体４２と、濾過材３８の下部に接着された下部蓋体４３とを含み、内部空間ＳＩを画成する濾過部３６と、濾過部３６を収容する本体容器３５と、冷媒ガスを内部空間ＳＩに導入するための導入管１５Ａと、濾過部３８によりオイルが濾過された冷媒ガスを、本体容器３５の上部から導出するための導出管１５Ｂとを有する。導入管１５Ａの下端は、内部空間ＳＩにおける、下部蓋体４３よりも高く、かつ、上部蓋体４２と下部蓋体４３との間の略中央Ｃよりも低い位置で、開口されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮機と冷凍機との間に設けられ、冷媒ガスに含まれるオイルを分離するオイルセパレータに関する。

蓄冷器式冷凍機には、ギフォードマクマホン式冷凍機（ＧＭ冷凍機）、ジュールトムソン式＋ＧＭ冷凍機、クロードサイクル冷凍機、スターリング冷凍機等の種々の種類があるが、一般にはＧＭ冷凍機が多く用いられている。ＧＭ冷凍機は、圧縮機と接続されており、圧縮機から供給される高圧の冷媒ガスを冷凍機内で高圧から低圧に断熱膨張することによって冷熱を発生し、発生した冷熱を蓄冷器に設けられた蓄冷材に蓄冷することによって、極低温を得る。

圧縮機は、ＧＭ冷凍機から戻される低圧の冷媒ガスすなわちリターンガスを圧縮機本体で昇圧し、サプライガスとして再びＧＭ冷凍機に供給する処理を行うものである。ＧＭ冷凍機から戻されたリターンガスは圧縮機本体で再び昇圧され、昇圧された冷媒ガスは冷媒ガス熱交換部で冷却処理が行われる。

冷却処理が行われ、圧縮機から供給された冷媒ガスは、オイルセパレータに送られてオイルが分離される。このようなオイルセパレータの一例を特許文献１に示す。そして、オイルが分離された冷媒ガスはアドソーバに送られ、その後、サプライガスとしてＧＭ冷凍機に供給される。

特許文献１では、縦置き型オイルセパレータの例が開示されている。特許文献１に示す例では、オイルセパレータは、シェルとフィルターエレメントとを含む。シェルは、上部フランジと、下部フランジと、円筒部とにより構成されている。フィルターエレメントは、冷媒ガスに含まれるオイルを捕捉するフィルター部材と、フィルター部材の上部に接着された上部蓋体と、フィルター部材の下部に接着された下部蓋体と、冷媒ガスをフィルター部材内に導入する導入管を有する。

特開２００８−３９２２２号公報

ところが、上記したような冷凍機と圧縮機との間に設けられるオイルセパレータには、次のような問題がある。

導入管から導入されたオイルを含む冷媒ガスの一部は、フィルターエレメントの上部で濾材を通過する。ところが、導出管がオイルセパレータの上部で開口しているため、フィルターエレメントの上部を通って導出管へ至る経路は、フィルターエレメントの下部を通って導出管へ至る経路に比べ、経路長が短い。そのため、フィルターエレメントの上部で濾材を通過する冷媒ガスからは、効率良くオイルを分離することができない。

また、オイルを含む冷媒ガスがフィルターエレメントの上部で濾材を通過する場合、冷媒ガスに含まれるオイルミストが効率良く液化しないため、冷媒ガスに含まれるオイルがオイルミストとして濾材を通過してしまう。その結果、冷媒ガスに含まれるオイルが、フィルターエレメントの上部から外側に液体として滲み出すことがある。その結果、導出管から導出される冷媒ガスから効率良くオイルが分離されておらず、導出管を通ってオイルセパレータから上るオイル量、いわゆるオイル上り量が多くなる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、冷凍機用圧縮機から供給される冷媒ガスからオイルを分離するオイルセパレータにおいて、冷媒ガスに含まれるオイルミストを効率良く液化させることができ、液化したオイルを効率良く冷媒ガスから分離できるオイルセパレータを提供する。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる手段を講じたことを特徴とするものである。

本発明は、圧縮機から冷凍機へ冷媒ガスが流れる冷媒ガス流路の途中に設けられ、冷媒ガスに含まれるオイルを分離するオイルセパレータにおいて、冷媒ガスからオイルを濾過する濾過材と、前記濾過材の上部に接着された上部蓋体と、前記濾過材の下部に接着された下部蓋体とを含み、前記濾過材と前記上部蓋体と前記下部蓋体とにより内部空間を画成する濾過部と、前記濾過部を収容する本体容器と、冷媒ガスを前記内部空間に導入するための導入管と、前記濾過部によりオイルが濾過された冷媒ガスを、前記本体容器の上部から導出するための導出管とを有し、前記導入管の下端は、前記内部空間における、前記下部蓋体よりも高く、かつ、前記上部蓋体と前記下部蓋体との間の略中央よりも低い位置で、開口されている、オイルセパレータである。

また、本発明は、上述のオイルセパレータにおいて、前記導入管の側周面を前記下端から前記下部蓋体まで延長してなる仮想筒状面の面積が、前記導入管の断面積以上である。

また、本発明は、上述のオイルセパレータにおいて、前記下部蓋体は、前記濾過材の下部に、エポキシ系接着剤やシリコン系接着剤など密閉性を有する接着剤により接着されたものである。

また、本発明は、上述のオイルセパレータにおいて、前記濾過部は、前記導入管の下端と前記下部蓋体との間に設けられており、前記内部空間に導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストの液化を促進する液化促進部材を含み、前記導入管の下端は、前記液化促進部材よりも高く、かつ、前記上部蓋体と前記下部蓋体との間の略中央よりも低い位置で、開口されている。

また、本発明は、上述のオイルセパレータにおいて、前記液化促進部材は、繊維状物質よりなる。

本発明によれば、冷凍機用圧縮機から供給される冷媒ガスからオイルを分離するオイルセパレータにおいて、冷媒ガスに含まれるオイルミストを効率良く液化させることができ、液化したオイルを効率良く冷媒ガスから分離できる。

第１の実施の形態に係る蓄冷器式冷凍機用圧縮機の構成図である。第１の実施の形態に係るオイルセパレータの構成を示す断面図である。下部蓋体から高圧ガス導入用管の下端までの高さを変化させたときの、高圧ガス導出用管からのオイル上り量を測定した結果を示すグラフである。第１の実施の形態に係るオイルセパレータの高圧ガス導入用管の下端の周辺を拡大して示す断面図である。高圧ガス導入用管の側周面を下端から下部蓋体まで延長してなる仮想筒状面を説明するための図である。第２の実施の形態に係るオイルセパレータの構成を示す断面図である。第２の実施の形態に係るオイルセパレータの高圧ガス導入用管の下端の周辺を拡大して示す断面図である。高圧ガス導入用管の側周面を下端から液化促進部材の上端まで延長してなる仮想筒状面を説明するための図である。液化促進部材の他の例の構成を示す側面図である。第２の実施の形態の第１の変形例に係るオイルセパレータの高圧ガス導入用管の下端の周辺を拡大して示す断面図である。第２の実施の形態の第２の変形例に係るオイルセパレータの高圧ガス導入用管の下端の周辺を拡大して示す断面図である

次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
（第１の実施の形態）
図１を参照し、本発明の第１の実施の形態に係るオイルセパレータを備えた蓄冷器式冷凍機用圧縮機について説明する。また、本実施の形態では、蓄冷器式冷凍機としてギフォードマクマホン式冷凍機（以下「ＧＭ冷凍機」という。）を用いた例について説明する。

図１は、本実施の形態に係る蓄冷器式冷凍機用圧縮機１０（以下「圧縮機」という。）の構成図である。

圧縮機１０は、圧縮機本体１１、熱交換器１２、高圧側配管１３、低圧側配管１４、オイルセパレータ１５、アドソーバ１６、ストレージタンク１７、及びバイパス機構１８等により構成されている。圧縮機１０は、サプライ配管２２及びリターン配管２３によりＧＭ冷凍機３０に接続されている。圧縮機１０は、ＧＭ冷凍機３０からリターン配管２３を介して戻される低圧の冷媒ガス（リターンガス）を圧縮機本体１１で昇圧し、サプライガスとしてサプライ配管２２を介して再びＧＭ冷凍機３０に供給するものである。

ＧＭ冷凍機３０から戻されたリターンガスは、リターン配管２３を介して先ずストレージタンク１７に流入する。ストレージタンク１７は、リターンガスに含まれる脈動を除去するためのものである。ストレージタンク１７は比較的大きな容量を有しているため、リターンガスをストレージタンク１７内に導入することにより脈動を除去することができる。

ストレージタンク１７で脈動が除去されたリターンガスは、低圧側配管１４に導出される。低圧側配管１４は圧縮機本体１１に接続されており、よってストレージタンク１７において脈動を除去されたリターンガスは圧縮機本体１１に供給される。

圧縮機本体１１は、例えばスクロール方式或いはロータリ式のポンプであり、リターンガスを圧縮して高圧の冷媒ガス（サプライガス）に昇圧するためのものである。圧縮機本体１１は、昇圧されたサプライガスを高圧側配管１３Ａ（１３）に送り出す。サプライガスは圧縮機本体１１で昇圧される際、圧縮機本体１１内のオイルが若干混入した状態で高圧側配管１３Ａ（１３）に送り出される。

なお、高圧側配管１３は、圧縮機１０からＧＭ冷凍機３０へ冷媒ガスが流れる冷媒ガス流路に相当する。

また圧縮機本体１１は、オイルを用いて冷却を行う構成とされている。このため、オイルを循環させるオイル冷却配管３３は、熱交換器１２を構成するオイル熱交換部２６に接続された構成とされている。また、オイル冷却配管３３には、内部を流れるオイル流量を制御するオリフィス３２が設けられている。

熱交換器１２は、冷却水配管２５に冷却水が循環するよう構成されている。熱交換器１２は、オイル冷却配管３３を流れるオイルの冷却処理を行うオイル熱交換部２６と、サプライガスを冷却する冷媒ガス熱交換部２７とを有している。オイル熱交換部２６においてオイル冷却配管３３内を流れるオイルは熱交換されて冷却され、また冷媒ガス熱交換部２７において高圧側配管１３Ａ（１３）内を流れるサプライガスは熱交換されて冷却される。

圧縮機本体１１で昇圧され、冷媒ガス熱交換部２７で冷却されたサプライガスは、高圧側配管１３Ａ（１３）を介してオイルセパレータ１５に供給される。オイルセパレータ１５ではサプライガスに含まれるオイルが冷媒から分離されると共に、オイルに含まれる不純物や塵埃も除去される。なお、オイルセパレータ１５の詳細な構成については後述する。

オイルセパレータ１５でオイル除去が行われたサプライガスは、高圧側配管１３Ｂ（１３）を介してアドソーバ１６に送られる。アドソーバ１６は、サプライガスに含まれる特に気化したオイル成分を除去するためのものである。そして、アドソーバ１６において気化したオイル成分が除去されると、サプライガスはサプライ配管２２に導出され、これによりＧＭ冷凍機３０に供給される。

バイパス機構１８は、バイパス配管１９、高圧側圧力検出装置２０、及びバイパス弁２１により構成されている。バイパス配管１９は、圧縮機１０のサプライガスが流れる高圧側とリターンガスが流れる低圧側とを連通する配管である。高圧側圧力検出装置２０は、高圧側配管１３Ｂ内のサプライガスの圧力を検出するものである。バイパス弁２１は、バイパス配管１９を開閉する電動弁装置である。また、バイパス弁２１は常閉弁とされているが、高圧側圧力検出装置２０により駆動制御される構成とされている。

具体的には、高圧側圧力検出装置２０がオイルセパレータ１５からアドソーバ１６に至るサプライガスの圧力（即ち、高圧側配管１３Ｂ内の圧力）が既定圧力以上になったことを検出した際、バイパス弁２１は高圧側圧力検出装置２０に駆動されて開弁される構成とされている。これにより、既定圧力以上のサプライガスがＧＭ冷凍機３０に供給されることを防止している。

オイル戻り配管２４は、高圧側がオイルセパレータ１５に接続されており、低圧側が低圧側配管１４に接続されている。また、オイル戻り配管２４の途中には、オイルセパレータ１５で分離されたオイルに含まれる塵埃を除去するフィルター２８と、オイルの戻り量を制御するオリフィス２９が設けられている。

次に、図１から図４を参照し、本実施の形態に係るオイルセパレータ１５について説明する。本実施の形態に係るオイルセパレータ１５は、本発明に係るオイルセパレータを、縦置き型オイルセパレータに適用した例である。

図２は、本実施の形態に係るオイルセパレータ１５の構成を示す断面図である。

なお、図２では、冷媒ガスの流れをＧで示し、オイルの流れをＯで示している。

オイルセパレータ１５は、シェル３５とフィルターエレメント３６とにより構成されている。

なお、シェル３５は、本発明における本体容器に相当し、フィルターエレメント３６は、本発明における濾過部に相当する。

シェル３５は、円筒部３５Ａ、上部フランジ３５Ｂ及び下部フランジ３５Ｃにより構成されている。

円筒部３５Ａは、中空な筒形状とされている。円筒部３５Ａの軸は上下方向に延びている。すなわち、円筒部３５Ａの軸は略垂直に延在している。円筒部３５Ａの下端部には下部フランジ３５Ｃが溶接により固定されており、よって気密に塞がれた構成とされている。また、円筒部３５Ａの上端部には上部フランジ３５Ｂが溶接により固定されており、よって気密に閉蓋された構成とされている。

上部フランジ３５Ｂには、高圧ガス導入用管１５Ａ、高圧ガス導出用管１５Ｂ及びオイル戻り用管１５Ｃが設けられている。

なお、高圧ガス導入用管１５Ａは、本発明における導入管に相当し、高圧ガス導出用管１５Ｂは、本発明における導出管に相当する。

高圧ガス導入用管１５Ａは、上部フランジ３５Ｂを貫通して設けられている。上部フランジ３５Ｂを貫通した高圧ガス導入用管１５Ａは、シェル３５内を上部フランジ３５Ｂから後述するフィルターエレメント３６の上部蓋体４２まで延在し、上部蓋体４２を貫通して設けられている。また、高圧ガス導入用管１５Ａは、上部フランジ３５Ｂの上方において、図１に示す高圧側配管１３Ａ（１３）に接続されている。高圧ガス導入用管１５Ａは、オイルセパレータ１５内に、高圧ガスである冷媒ガスを導入する。

高圧ガス導出用管１５Ｂは、上部フランジ３５Ｂを貫通して設けられている。上部フランジ３５Ｂを貫通した高圧ガス導出用管１５Ｂは、シェル３５内の上部、すなわち上部フランジ３５Ｂの下方であって上部フランジ３５Ｂの付近において、下端が高圧ガス導出口１５Ｅとして開口されている。また、高圧ガス導出用管１５Ｂは、上部フランジ３５Ｂの上方において、図１に示す高圧側配管１３Ｂ（１３）に接続されている。高圧ガス導出用管１５Ｂは、オイルセパレータ１５内から、高圧ガスである冷媒ガスを導出する。

オイル戻り用管１５Ｃは、上部フランジ３５Ｂを貫通して設けられている。上部フランジ３５Ｂを貫通したオイル戻り用管１５Ｃは、シェル３５内を、上部フランジ３５Ｂから下部フランジ３５Ｃの付近まで上下方向に延在するように設けられている。オイル戻り用管１５Ｃの下端は、冷媒ガスから分離したオイルを排出するオイル排出口１５Ｆとして開口されている。また、オイル戻り用管１５Ｃは、上部フランジ３５Ｂの上方で、図１に示すオイル戻り配管２４に接続されている。オイル戻り用管１５Ｃは、オイルセパレータ１５内から、オイルを戻す。

フィルターエレメント３６は、内筒部材３７、フィルター部材３８、外筒部材３９、上部蓋体４２及び下部蓋体４３等により構成されている。

内筒部材３７は、例えばステンレスや炭素鋼よりなるパンチングプレートを円筒形状に曲げてなる部材である。フィルター部材３８は、円筒形状の内筒部材３７を芯とし、内筒部材３７の周りに、濾材を円筒形状に巻回すように配置して設けられている。濾材としては、例えばグラスウール等を用いることができる。外筒部材３９は、例えばステンレスや炭素鋼よりなるパンチングプレートを円筒形状に曲げてなる部材であり、フィルター部材３８の周囲を囲むように設けられている。すなわち、フィルター部材３８は、水平断面視でリング形状を有しており、内周面を内筒部材３７により補強されており、外周面を外筒部材３９により補強されている。

なお、フィルター部材３８は、本発明における濾過材に相当する。

また、本実施の形態では、内筒部材３７及び外筒部材３９としてパンチングメタルを用いる構成を例に説明するが、金網、スリットを設けた板、棒材を格子状に並べた部材など、ガスの流れを阻害せずにフィルター部材３８を支えてオイルを分離することができればどのような部材を用いてもよい。

上部蓋体４２と下部蓋体４３とは、上下から内筒部材３７、フィルタ部材３８及び外筒部材３９を挟むように設けられている。上部蓋体４２及び下部蓋体４３は、それぞれフィルタ部材３８の上部及び下部に接着剤により接着されている。

また、内筒部材３７と上部蓋体４２と下部蓋体４３とは、内筒部材３７の内部であって上下を上部蓋体４２と下部蓋体４３とにより囲まれた空間を内部空間ＳＩとして画成する。また、シェル３５とフィルターエレメント３６とは、シェル３５の内部であって、フィルターエレメント３６の外部の空間を外部空間ＳＯとして画成する。

上部蓋体４２には、前述したように、上部フランジ３５Ｂを貫通した高圧ガス導入用管１５Ａが、上部蓋体４２を貫通して設けられている。また、上部蓋体４２を貫通した高圧ガス導入用管１５Ａは、内部空間ＳＩを、上部蓋体４２から下部蓋体４３に向かって上下方向に延在し、下端が高圧ガス導入口１５Ｄとして開口されている。高圧ガス導入用管１５Ａは、冷媒ガスを内部空間ＳＩに導入するためのものである。

高圧ガス導入用管１５Ａを通り、高圧ガス導入口１５Ｄから内部空間ＳＩに導入された冷媒ガスは、内筒部材３７、フィルター部材３８、外筒部材３９の順に、フィルターエレメント３６を水平断面視における径方向外方に向かって放射状に流れる。冷媒ガスがフィルターエレメント３６を通過する際に、冷媒ガスに含まれているオイルが濾過されることによって冷媒ガスから分離され、オイルが分離された冷媒ガスが外部空間ＳＯに導入される。そして、外部空間ＳＯに導入された冷媒ガスは、高圧ガス導出口１５Ｅから高圧ガス導出用管１５Ｂを通って導出される。

図３は、下部蓋体４３から高圧ガス導入用管１５Ａの下端までの高さを変化させたときの、高圧ガス導出用管１５Ｂからのオイル上り量を測定した結果を示すグラフである。

図２に示すように、下部蓋体４３から上部蓋体４２までの高さをＨ０とする。また、下部蓋体４３から高圧ガス導入用管１５Ａの下端までの高さ、すなわち下部蓋体４３から高圧ガス導入口１５Ｄまでの高さをＨとする。そして、図３に示すデータは、高さＨを変化させたときの、高圧ガス導出用管１５Ｂからのオイル上り量を、例えば高圧側配管１３Ｂ（１３）に設けられたオイルトラップにより測定したものである。

なお、図３に示すグラフにおいて、横軸に示す下部蓋体４３から高圧ガス導入用管１５Ａの下端までの高さについては、高さＨを高さＨ０により規格化した高さＨ／Ｈ０として示す。また、図３に示すグラフにおいて、縦軸に示す高圧ガス導出用管１５Ｂからのオイル上り量については、高さがＨのときのオイル上り量を高さがＨ０のときのオイル上り量により規格化した上り量として示す。

図３に示すように、高さＨ／Ｈ０が１から０に向かって減少するのに伴って、オイル上り量も減少する。そして、高さＨ／Ｈ０が０．５の近傍より小さい範囲では、オイル上り量は略一定値に収束する。従って、下記式（１）
０＜Ｈ＜Ｈ０／２（１）
に示す関係を満たすときに、オイル上り量を減少させる効果が安定して得られる。すなわち、高圧ガス導入用管１５Ａの下端は、下部蓋体４３よりも高く、かつ、上部蓋体４２と下部蓋体４３との間の中央Ｃよりも低い位置で、内部空間ＳＩ内に開口されているときに、オイルを効率良く冷媒ガスから分離できる。

高圧ガス導入用管１５Ａの下端が、下部蓋体４３よりも高く、かつ、上部蓋体４２と下部蓋体４３との間の中央Ｃよりも低い位置で、内部空間ＳＩ内に開口されているときに、オイルを効率良く冷媒ガスから分離できる作用効果については、例えば以下のように考えられる。

例えば、高圧ガス導入口１５Ｄが相対的に低い高さ位置であるため、高圧ガス導入口１５Ｄから導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストが、下部蓋体４３に噴霧されることによって、オイルミストを効率良く液化させることができるものと考えられる。

また、高圧ガス導入口１５Ｄから導入された冷媒ガスが高圧ガス導出口１５Ｅから導出されるまでにオイルセパレータ１５内を通過する距離が大きくなるため、液化したオイルを途中で分離しやすくなり、液化したオイルを効率良く冷媒ガスから分離できるものと考えられる。

また、式（１）の関係を満たすとき、上部蓋体４２と下部蓋体４３との間の中央Ｃよりも高い位置にあるフィルター部材３８を通過するオイルミストの量は少なくなる。従って、中央Ｃよりも高い位置にフィルター部材３８を備えていない場合でもオイル上り量を減少させることができる。すなわち、中央Ｃよりも高い位置のフィルター部材３８を短くすることができるため、フィルター部材３８の全高を短くすることができ、オイルセパレータ１５の全高を短くすることができる。

図４は、本実施の形態に係るオイルセパレータ１５の高圧ガス導入用管１５Ａの下端の周辺を拡大して示す断面図である。図５は、高圧ガス導入用管１５Ａの側周面を下端から下部蓋体４３まで延長してなる仮想筒状面ＶＣを説明するための図である。

図４及び図５に示すように、高圧ガス導入用管１５Ａの側周面を下端すなわち高圧ガス導入口１５Ｄから下部蓋体４３まで延長してなる仮想筒状面をＶＣとする。また、高圧ガス導入用管１５Ａの径をＤとし、断面積をＳ０とする。このとき、仮想筒状面ＶＣの高さはＨである。そして、仮想筒状面ＶＣの面積Ｓ１（＝πＤＨ）が、高圧ガス導入用管１５Ａの断面積Ｓ０（＝π（Ｄ／２）^２）よりも小さいとき、高圧ガス導入用管１５Ａの下端を回り込む冷媒ガスの流れＧの流路断面積が、高圧ガス導入用管１５Ａ内の流路断面積よりも小さくなる。そのため、高圧ガス導入用管１５Ａの下端を回り込む際に圧力損失が生じ、オイルセパレータ１５から導出された高圧ガスである冷媒ガスの圧力が低下し、冷凍機３０における冷凍能力が低下するおそれがある。

従って、仮想筒状面ＶＣの面積Ｓ１が、高圧ガス導入用管１５Ａの断面積Ｓ０以上であることが好ましい。これにより、高圧ガス導入用管１５Ａの下端を回り込む冷媒ガスの流れＧの流路断面積が、高圧ガス導入用管１５Ａ内の流路断面積以上になる。従って、高圧ガス導入用管１５Ａの下端を回り込む際に圧力損失が生じず、オイルセパレータ１５から導出された高圧ガスである冷媒ガスの圧力が低下すること、及び、冷凍機３０における冷凍能力が低下することを防止できる。

なお、図４に示すように、下部蓋体４３は、フィルタ部材３８の下部に、エポキシ系接着剤やシリコン系接着剤など密閉性を有する接着剤Ｅにより接着されていることが好ましい。これにより、フィルタ部材３８と下部蓋体４３との間に隙間が発生することを防止できる。従って、高圧ガス導入口１５Ｄから内部空間ＳＩに導入された冷媒ガスが、オイルを含んだまま隙間を通って外部空間ＳＯに流れることを防止できる。また、液化したオイルＯＬが、隙間を通って外部空間ＳＯに流れることを防止できる。
（第２の実施の形態）
次に、図６を参照し、第２の実施の形態に係るオイルセパレータについて説明する。本実施の形態に係るオイルセパレータ１５ａでは、高圧ガス導入用管１５Ａの下端と下部蓋体４３との間に、液化促進部材５１が設けられている。

図６は、本実施の形態に係るオイルセパレータ１５ａの構成を示す断面図である。

本実施の形態に係るオイルセパレータ１５ａにおける、液化促進部材５１及び高圧ガス導入用管１５Ａ以外の部分については、第１の実施の形態に係るオイルセパレータ１５と同一の構成を有する。従って、本実施の形態に係るオイルセパレータ１５ａについては、液化促進部材５１及び高圧ガス導入用管１５Ａ以外の部分の説明を省略する。

液化促進部材５１は、高圧ガス導入用管１５Ａの下端と下部蓋体４３との間に設けられており、高圧ガス導入用管１５Ａから内部空間ＳＩ内に導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストが噴霧されることによって、オイルミストの液化を促進するためのものである。本実施の形態に係る液化促進部材５１は、平面視において円形形状を有する上板部５１Ａと、上端が上板部５１Ａの中心に接合されるとともに下端が下部蓋体４３に接合されている軸部５１Ｂとを有し、側面視においてＴ字形状を有する。また、液化促進部材５１は、高圧ガス導入用管１５Ａから内部空間ＳＩ内に導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストが、液化促進部材５１の上板部５１Ａの上面に噴霧されることによって、オイルミストの液化が促進される。

本実施の形態では、高圧ガス導入用管１５Ａの下端が、液化促進部材５１の上端よりも高く、かつ、上部蓋体４２と下部蓋体４３との間の中央Ｃよりも低い位置で、内部空間ＳＩ内に開口されているときに、オイルを効率良く冷媒ガスから分離できる。高圧ガス導入口１５Ｄから導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストが、下部蓋体４３に噴霧されるため、オイルミストを効率良く液化させることができるからである。また、高圧ガス導入口１５Ｄから導入された冷媒ガスが高圧ガス導出口１５Ｅから導出されるまでにオイルセパレータ１５ａ内を通過する距離が大きくなるため、液化したオイルを途中で分離しやすくなり、液化したオイルを効率良く冷媒ガスから分離できるからである。

図７は、本実施の形態に係るオイルセパレータ１５ａの高圧ガス導入用管１５Ａの下端の周辺を拡大して示す断面図である。図８は、高圧ガス導入用管１５Ａの側周面を下端から液化促進部材５１の上端まで延長してなる仮想筒状面ＶＣを説明するための図である。

図７及び図８に示すように、高圧ガス導入用管１５Ａの側周面を下端すなわち高圧ガス導入口１５Ｄから液化促進部材５１まで延長してなる仮想筒状面をＶＣとする。また、高圧ガス導入用管１５Ａの径をＤとし、断面積をＳ０とする。更に、液化促進部材５１の高さをＨＰとする。このとき、仮想筒状面ＶＣの高さは、Ｈ−ＨＰとなる。そして、仮想筒状面ＶＣの面積Ｓ１（＝πＤ（Ｈ−ＨＰ））が、高圧ガス導入用管１５Ａの断面積Ｓ０（＝π（Ｄ／２）^２）よりも小さいとき、高圧ガス導入用管１５Ａの下端を回り込む冷媒ガスの流れＧの流路断面積が、高圧ガス導入用管１５Ａ内の流路断面積よりも小さくなる。そのため、高圧ガス導入用管１５Ａの下端を回り込む際に圧力損失が生じ、オイルセパレータ１５ａから導出された高圧ガスである冷媒ガスの圧力が低下し、冷凍機３０における冷凍能力が低下するおそれがある。

従って、仮想筒状面ＶＣの面積Ｓ１が、高圧ガス導入用管１５Ａの断面積Ｓ０以上であることが好ましい。これにより、高圧ガス導入用管１５Ａの下端を回り込む冷媒ガスの流れＧの流路断面積が、高圧ガス導入用管１５Ａ内の流路断面積以上になる。従って、高圧ガス導入用管１５Ａの下端を回り込む際に圧力損失が生じず、オイルセパレータ１５ａから導出された高圧ガスである冷媒ガスの圧力が低下すること、及び、冷凍機３０における冷凍能力が低下することを防止できる。

また、本実施の形態でも、図７に示すように、下部蓋体４３は、フィルタ部材３８の下部に、エポキシ系接着剤やシリコン系接着剤など密閉性を有する接着剤Ｅにより接着されていることが好ましい。これにより、フィルタ部材３８と下部蓋体４３との間に隙間が発生することを防止できる。従って、高圧ガス導入口１５Ｄから内部空間ＳＩに導入された冷媒ガスが、オイルを含んだまま隙間を通って外部空間ＳＯに流れることを防止できる。

更に、本実施の形態では、図７に示すように、内部空間ＳＩに導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストが上板部５１Ａに噴霧されて液化すると、液化したオイルＯＬが上板部５１Ａの下に溜まるため、上板部５１ＡがオイルＯＬに浸されない。従って、内部空間ＳＩに導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストが上板部５１Ａに噴霧されて液化する効果を持続させることができる。

図９は、液化促進部材５１の他の例の構成を示す側面図である。

図７に示したＴ字形状を有する液化促進部材５１に代え、図９（ａ）に示すような、円柱形状を有し、上面部５１Ｃの周囲にテーパ部５１Ｄが形成された液化促進部材５１ａを用いてもよい。このとき、高圧ガス導入口１５Ｄから導入された冷媒ガスは、液化促進部材５１ａの上面部５１Ｃ又はテーパ部５１Ｄに噴霧される。あるいは、図９（ｂ）に示すような、円錐形状を有し、円錐面５１Ｅが形成された液化促進部材５１ｂを用いてもよい。このとき、高圧ガス導入口１５Ｄから導入された冷媒ガスは、液化促進部材５１ｂの円錐面５１Ｅに噴霧される。
（第２の実施の形態の第１の変形例）
次に、図１０を参照し、第２の実施の形態の第１の変形例に係るオイルセパレータについて説明する。本変形例に係るオイルセパレータでは、高圧ガス導入用管１５Ａの下端と下部蓋体４３との間に、繊維状物質よりなる液化促進部材５１ｃが設けられている。

図１０は、本変形例に係るオイルセパレータの高圧ガス導入用管１５Ａの下端の周辺を拡大して示す断面図である。

本変形例に係るオイルセパレータにおける、液化促進部材５１ｃ以外の部分については、第２の実施の形態に係るオイルセパレータ１５ａと同一の構成を有する。従って、本変形例に係るオイルセパレータについては、液化促進部材５１ｃ以外の部分の説明を省略する。

液化促進部材５１ｃは、繊維状物質よりなることが好ましい。これにより、高圧ガス導入口１５Ｄから内部空間ＳＩに導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストが繊維状物質に噴霧されることによって、オイルミストの液化が促進される。

更に、液化促進部材５１ｃは、フィルター部材３８よりも目の粗い、例えばスチールウール等の繊維状物質よりなることが好ましい。これにより、高圧ガス導入口１５Ｄから内部空間ＳＩに導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストの液化が促進されるとともに、液化したオイルＯＬが液化促進部材５１ｃ中に留まらずにフィルター部材３８に向かって流れる。従って、フィルター部材３８により液化したオイルを効率良く冷媒ガスから分離できる。

また、本変形例でも、図１０に示すように、下部蓋体４３は、フィルタ部材３８の下部に、エポキシ系接着剤やシリコン系接着剤など密閉性を有する接着剤Ｅにより接着されていることが好ましい。これにより、フィルタ部材３８と下部蓋体４３との間に隙間が発生することを防止できる。従って、高圧ガス導入口１５Ｄから内部空間ＳＩに導入された冷媒ガスが、オイルを含んだまま隙間を通って外部空間ＳＯに流れることを防止できる。
（第２の実施の形態の第２の変形例）
次に、図１１を参照し、第２の実施の形態の第２の変形例に係るオイルセパレータについて説明する。本変形例に係るオイルセパレータでは、液化したオイルを受ける受け部を含む漏斗形状を有する液化促進部材５１ｄが設けられている。

図１１は、本変形例に係るオイルセパレータの高圧ガス導入用管１５Ａの下端の周辺を拡大して示す断面図である。

本変形例に係るオイルセパレータにおける、液化促進部材５１ｄ以外の部分については、第２の実施の形態に係るオイルセパレータ１５ａと同一の構成を有する。従って、本変形例に係るオイルセパレータについては、液化促進部材５１ｄ以外の部分の説明を省略する。

液化促進部材５１ｄは、受け部５１Ｆと排液管部５１Ｇとを有し、漏斗形状を有する。受け部５１Ｆは、すり鉢状の形状を有しており、高圧ガス導入口１５Ｄから導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストが受け部５１Ｆに噴霧されることによって、オイルミストの液化が促進される。また、オイルミストが液化したオイルＯＬは、受け部５１Ｆに溜まる。受け部５１Ｆは、中心最下部において、排液管部５１Ｇの内部に形成された管路と連通している。排液管部５１Ｇの内部に形成された管路は、下部蓋体４３を貫通し、下部蓋体４３の下面に形成された開口を介して、外部空間ＳＯと連通している。これにより、高圧ガス導入口１５Ｄから内部空間ＳＩに導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストが液化促進部材５１ｄの受け部５１Ｆに噴霧されることによって、オイルミストの液化が促進される。また、液化したオイルＯＬは、受け部５１Ｆから排液管部５１Ｇの内部に形成された管路を通って、外部空間ＳＯに流れる。従って、フィルター部材３８が液化したオイルＯＬを濾過する機能を補助できるため、液化したオイルを更に効率良く冷媒ガスから分離できる。

また、本変形例でも、図１１に示すように、下部蓋体４３は、フィルタ部材３８の下部に、エポキシ系接着剤やシリコン系接着剤など密閉性を有する接着剤Ｅにより接着されていることが好ましい。これにより、フィルタ部材３８と下部蓋体４３との間に隙間が発生することを防止できる。従って、高圧ガス導入口１５Ｄから内部空間ＳＩに導入された冷媒ガスが、オイルを含んだまま隙間を通って外部空間ＳＯに流れることを防止できる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０圧縮機
１１圧縮機本体
１５、１５ａオイルセパレータ
１５Ａ高圧ガス導入用管
１５Ｂ高圧ガス導出用管
１５Ｃオイル戻り用管
３０ＧＭ冷凍機
３５シェル
３５Ａ円筒部
３５Ｂ上部フランジ
３５Ｃ下部フランジ
３６フィルターエレメント
３７内筒部材
３８フィルター部材
３９外筒部材
４２上部蓋体
４３下部蓋体
Ｃ中央
ＳＩ内部空間
ＳＯ外部空間
ＶＣ仮想筒状面

Claims

圧縮機から冷凍機へ冷媒ガスが流れる冷媒ガス流路の途中に設けられ、冷媒ガスに含まれるオイルを分離するオイルセパレータにおいて、
冷媒ガスからオイルを濾過する濾過材と、前記濾過材の上部に接着された上部蓋体と、前記濾過材の下部に接着された下部蓋体とを含み、前記濾過材と前記上部蓋体と前記下部蓋体とにより内部空間を画成する濾過部と、
前記濾過部を収容する本体容器と、
冷媒ガスを前記内部空間に導入するための導入管と、
前記濾過部によりオイルが濾過された冷媒ガスを、前記本体容器の上部から導出するための導出管と
を有し、
前記導入管の下端は、前記内部空間における、前記下部蓋体よりも高く、かつ、前記上部蓋体と前記下部蓋体との間の略中央よりも低い位置で、開口されている、オイルセパレータ。
前記導入管の側周面を前記下端から前記下部蓋体まで延長してなる仮想筒状面の面積が、前記導入管の断面積以上である、請求項１に記載のオイルセパレータ。
前記下部蓋体は、前記濾過材の下部に、エポキシ系接着剤やシリコン系接着剤など密閉性を有する接着剤により接着されたものである、請求項１又は請求項２に記載のオイルセパレータ。
前記濾過部は、前記導入管の下端と前記下部蓋体との間に設けられており、前記内部空間に導入された冷媒ガスに含まれるオイルミストの液化を促進する液化促進部材を含み、
前記導入管の下端は、前記液化促進部材よりも高く、かつ、前記上部蓋体と前記下部蓋体との間の略中央よりも低い位置で、開口されている、請求項１に記載のオイルセパレータ。
前記液化促進部材は、繊維状物質よりなる、請求項１から請求項４のいずれかに記載のオイルセパレータ。