JPH01285688A - 油分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空気調和装置の圧縮機などに設けられる油分
離装置に関し、特に、分離効率の向上対策に係るもので
ある。

（従来の技術） 一般に、例えば、空気調和装置における圧縮機にはスク
ロール型圧縮機が用いられており、このスクロール型圧
縮機は、特開昭５６−１６５７８８号公報に開示されて
いるように、密閉ケーシング内に固定フレームが設けら
れて上部室と下部室とに区画され、該上部室に固定スク
ロールと公転スクロールとが、下部室にモータがそれぞ
れ収納されて構成されている。そして、上記両スクロー
ルはそれぞれ鏡板の前面にラップがインボリュート曲線
状に立設されて成り、両鏡板を対面させると共に、両ラ
ップを噛合させ、該両ラップの側面が多点接触して該接
触間に密閉室が形成されている。更に、上記公転スクロ
ールは鏡板の背面に固定フレームを貫通するモータのク
ランク軸が連接されて支持され、該公転スクロールの支
持中心がクランク軸心より偏心して設けられ、該クラン
ク軸の回転により公転スクロールが固定スクロールに対
して自転することなく公転し、密閉室が例えば収縮する
ように成っている。

従って、冷媒ガスは固定スクロールの側方から両ラップ
間の密閉室に導入され、圧縮された後に固定スクロール
の中央部から上部室に吐出され、該上部室より下部室を
介してケース外に吐出されている。

このスクロール型流体装置において、吐出冷媒ガスに含
まれる潤滑油量がレシプロ型圧縮機に比して多いため、
そのまま潤滑油が吐出されると、配管や熱交換器内での
圧力損失が大きくなる。そこで、上記上部室に油分離エ
レメントを設けて匍滑油を冷媒ガスより分離除去するよ
うにしている。

（発明が解決しようとする課題） 上述したスクロール型圧縮機において、油分離エレメン
トは全体に亘って略均−に形成され、冷媒ガスの通過時
に該冷媒ガスより油を分離するようにしている。

しかしながら、冷媒ガスが上部室内で均一に流れる場合
には上記油分離エレメントが均一でよいものの、該油分
離エレメントにおいて、流出口に近接した部分では離隔
した部分より冷媒の流通速度が大きくなる。従って、上
記流出口に近接した部分では冷媒ガスの流通速度が大き
いため、分離した油が再飛散して吐出されることになり
、油分離効率が悪く、配管内等において油の粘性による
圧力損失が大きいという問題があった。更に、上記潤滑
油が多量に吐出されるので、圧縮機内の潤滑油が減少し
、信頼性に欠けるという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、デミスタ
を流体の流通速度がデミスタ全体に亘ってほぼ等しくな
るようにして、油の再飛散を防止し、油分離効率の向上
を図ると共に、圧縮機等の信頼性を向上させることを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、請求項（１）に係る発明が
講じた手段は、第１図に示すように、先ず、ケース（２
）内には流体の流入口（２１）と流出口（６ａ）とが開
口され、該流出口（６ａ）が流入口（２１）の中心軸よ
り偏心して設けられている。更に、上記ケース（２）内
には流体より該流体内の油を分離するデミスタ（４０）
が上記流入口（２１）の周囲を囲繞して設けられ、該デ
ミスタ（４０）はデミスタ（４０）全体に亘って流体の
流通速度が略等しくなるように上記流出口（６ａ）に対
する近接側流通抵抗が離隔側流通抵抗より大きく形成さ
れた構成としている。

また、請求項【２及び（３）に係る発明が講じた手段は
、デミスタ（４２）、　　（４４）は流出口（６ａ）に
対する近接側厚さが離隔側厚さより大きく形成されるか
、或いは、流出口（６ａ）に対する近接側密度が離隔側
密度より大きく形成されている。

また、請求項（４）に係る発明が講じた手段は、圧縮機
（１）のケース（２）内に油分離室（２ａ）が形成され
、該油分離室（２ａ）内に圧縮流体の流入口（２１）が
、側面に流出口（６ａ）が夫々開設される一方、上記油
分離室（２ａ）には上記圧縮流体より該流体内の油を分
離するデミスタ（４３）が設けられている。更に、該デ
ミスタ（４３）は筒状に形成されて一端が上記流入口（
２１）の周囲に連接されると共に、他端に天板（４１）
が載置されている。加えて、上記デミスタ（４３）は該
デミスタ（４３）全体に亘って圧縮流体の流通抵抗が略
等しくなるよう上記流出口（６ａ）に対する近接側流通
抵抗が離隔側流通抵抗より大きく形成された構成として
いる。

（作用） 上記構成により、請求項（１）〜（３）に係る発明では
、例えば、スクロール型圧縮機（１）によって圧縮され
た圧縮冷媒ガスが流入口（２１）より油分離室（２ａ）
に流入し、該油分離室（２ａ）内を流出口（６ａ）に向
って流れることになる。その際、上記冷媒ガスは流入口
（２１）を囲繞するデミスタ（４０）を通過することに
なり、その上、冷媒ガスのデミスタ（４０）流通速度は
流出口（６ａ）に対する近接部（４０ｃ）が離隔部（４
０ｄ）より大きくなるが、デミスタ（４０）において近
接部（４０ｃ）の流通抵抗が離隔部（４０ｄ）の流通抵
抗より大きく形成されているので、冷媒ガスの流通速度
がデミスタ（４０）全体に亘ってほぼ均一になる。そし
て、上記冷媒ガス中の油はデミスタ（４０）によって分
離され、この油が分離された冷媒ガスが流出口（６ａ）
より吐出されることになる。

また、請求項（４）に係る発明では、流入口（６ａ）よ
り流入した冷媒ガスの一部は天板（４１）に衝突して若
干油が分離された後、デミスタ（４３）を通過すること
になる。

（麺切の効果） 従って、請求項（１）〜（４）に係る発明の油分離装置
によれば、デミスタ（４０）を通過する流体の流通速度
がデミスタ（４０）全体に亘ってほぼ均一になるように
したために、流出口（６ａ）に近接した近接部（４０ｃ
）で分離された油の再飛散を確実に防止することができ
るので、油分離効率を向上させることができ、吐出油量
を確実に減少させることができることから、配管内等に
おいて油の粘性による圧力損失を低下させることができ
る。

更に、圧縮機（１）内等における潤滑油の減少を防止す
ることができるので、確実な軸受等を行うことができ、
信頼性の向上を図ることができる。

また、請求項４）に係る発明によれば、天板（４１）を
設けているので、該天板（４１）に流体を衝突させるこ
とにより油の一部を分離することができ、より一層油分
離効率を向上させることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図及び第２図に示すように、（１）はスクロール型
圧縮機で、冷凍機に用いられ、冷媒ガスを高圧に圧縮し
て吐出している。

該スクロール型圧縮機（１）は、密閉ケース（２）内に
スクロール機構（３）と駆動機構（４）とが収納されて
構成され、該ケース（２）の側部には吸入管（５）が、
上部には吐出管（６）が連設されている。そして、上記
スクロール機構（３）は固定スクロール（７）と公転ス
クロール（８）とより成り、また、上記駆動機構（４）
は電動機（９）とクランク軸（１０）とより構成されて
いる。

上記固定スクロール（７）及び公転スクロール（８）は
鏡板（１１）、　　（１２）の前面にラップ（１３）、
　　（１４）がインボリュート曲線状に立設されて成り
、両スクロール（７）、　　（８）は鏡板（１１）、（
１２）の前面を対面させて上下に並設され、両ラップ（
１３）、（１４）が噛合されている。そして、上記固定
スクロール（７）は鏡板（１１）の外周縁にフランジ（
１１ａ　）が連設され、該フランジ（１１ａ　）にてケ
ース（２）に固定され、該ケース（２）内が固定スクロ
ール（７）上方の高圧室で後述する油分離室（２ａ）と
下方の低圧室（２ｂ）とに区画されている。また、上記
公転スクロール（８）の鏡板（１２）の背面中央部には
スクロール軸（１２ａ）が突設される一方、上記ケース
（２）の中央部にはクランク軸（１０）の支持フレーム
（１５）が固設され、該支持フレーム（１５）には上下
に連通ずる連通口（１５ａ）が穿設されると共に、上記
クランク軸（１０）が軸受メタル（１６）を介して上下
に嵌挿されている。そして、該クランク軸（１０）は上
記支持フレーム（１５）を貫通するクランク主軸（１０
ａ）の上端に凹状のスクロール軸受孔（１０ｂ）を有す
るボス（１０ｃ）が連接されて成り、該クランク主軸（
１０ａ）には電動機（９）が取付けられる一方、上記ス
クロール軸受孔（１０ｂ）はその軸受中心（０１）がク
ランク主軸（１０ａ）の軸心（０２）より偏心して設け
られ、該スクロール軸受孔（１０ｂ）に前記公転スクロ
ール（８）のスクロール軸（１２ａ）が嵌合されている
。更に、上記両スクロール（７）、　　（８）における
鏡板（１１）、　　（１２）の外周面間にはガイド円形
溝を介して複数の球体（１７）が設けられ、該球体（１
７）により上記公転スクロール（８）は自転運動を防止
しつつスクロール軸受孔（１０ｂ）の偏心により固定ス
クロール（７）に対して公転するようになっている。

上記固定スクロール（７）と公転スクロール（８）は両
ラップ（１３）、（１４）が側面にて多点接触（１８）
するように設けられると共に、各ラップ（１３）、（１
４）の端面が他方の鏡板（１２）、　　（１１）に接し
、上記接触（１８）間に密閉室（１９）が形成されてい
る。また、上記固定スクロール（７）のフランジ（１１
ａ　）には内面から下面に亘る吸入口（２０）が、鏡板
（１１）の中央部には上記油分離室（２ａ）への流入口
（２１）がそれぞれ穿設され、該吸入口（２０）より流
体が密閉室（１９）に供給されるように成っている。

また、上記公転スクロール（８）の鏡板（１２）背面側
にはケース（２）に固着されたドーナツ状の固定フレー
ム（２２）が鏡板（１２）と平行に形成されている。該
固定フレーム（２２）の外周部には貫通孔（２２ａ）が
穿設されると共に、中央部にはクランク軸（１０）のボ
ス（１０ｃ）が軸受メタル（２３）を介して嵌入されて
いる。更に、上記固定フレーム（２２）の内周上面には
段差部（２４）の外側にチップシール（３１）がシール
溝（３２）を介して設けられ、該チップシール（３１）
の内側には背圧室（２５）が形成されている。該背圧室
（２５）は、図示しないが、高圧の密閉室（１９）に連
通されて高圧冷媒ガスが導入され、公転スクロール（８
）を固定スクロール（７）側に押圧するようになってい
る。また、上記チップシール（３１）の外側には公転ス
クロール（８）の鏡板（１２）と固定フレーム（２２）
との間隙によって吸入路（２６）が形成され、上記固定
スクロール（７）の吸入口（２０）と固定フレーム（２
２）の貫通孔（２２ａ）とが連通されている。

更に、上記ケース（２）内の底部には潤滑油の油溜め（
２７）が形成される一方、上記クランク主軸（１０ａ）
は給油路（１０ｄ）が穿設されると共に、下端部が上記
油溜め（２７）の潤滑油に浸漬され、該潤滑油を上記軸
受メタル（１６）。

（２３）に供給するようにしている。また、上記支持フ
レーム（１５）と固定フレーム（２２）との間にはバラ
ンサ室（２８）が形成され、該バランサ室（２８）内に
位置してバランサ（１０ｅ）が上記クランク軸（１０）
のボス（１０ｃ）に゛連接されており、該バランサ（１
０ｅ）の回転により上記連通口（１５ａ）を通過した冷
媒ガス中のミスト状の潤滑油を側壁に衝突させ油溜め（
２７）に戻すように成っている。

次に、本発明の特徴として上記油分離室（２ａ）にはデ
ミスタ（４０）が設けられていて、冷媒ガスに含有して
いる潤滑油を該冷媒ガスより分離するようにしている。

そして、上記油分離室（２ａ）の下面中央部には固定ス
クロール（７）に形成された流入口（２１）が開口され
る一方、上記ケース（２）の上部側面に連結された吐出
管（６）の端面が流入口（２１）の中心軸より偏心した
油分離室（２ａ）の側部に開口する流出口（６ａ）に構
成されている。

上記デミスタ（４０）は、円筒状の第１デミスタ（４０
ａ）と半円弧状の第２デミスタ（４０ｂ）とより形成さ
れており、該第１デミスタ（４０ａ）は該所定幅の帯状
体を巻回して形成される一方、第２デミスタ（４０ｂ）
は上記帯状体を半円弧状に折返して形成されている。そ
して、上記第１デミスタ（４０Ｍ）の内周面に第２デミ
スタ（４０ｂ）を重畳して取付けられている。更に、上
記デミスタ（４０）は流入口（２１）の周囲をｒＪ５繞
するように固定スクロール（７）の鏡板（１１）上面に
設置されると共に、上面に円板状の天板（４１）が設け
られてデミスタ（４０）の上面が閉塞されている。

また、上記デミスタ（４０）において、第２デミスタ（
４０ｂ）は流出口（６ａ）に対して近接する側で、第２
図左半分に設けられ、流出口（６ａ）に対する近接部（
４０ｃ）の厚さが第２図有半分の離隔部（４０ｄ）の厚
さより厚く形成されている。つまり、上記流入口（２１
）より流入した冷媒はデミスタ（４０）の近接部（４０
ｃ）で流通速度が大きく、離隔部（４０ｄ）で小さいた
め、この流通速度がデミスタ（４０）全体に亘ってほぼ
均一になるように第２デミスタ（４０ｂ）を設けて近接
部（４０ｃ）の厚さを厚くして、流通抵抗を離隔部（４
０ｄ）より大きく構成されている。

また、上記油分離室（２ａ）の下面側部には回収通路（
２９）の上端が開口されており、該回収通路（２９）は
固定スクロール（７）、固定フレーム（２２）及び支持
フレーム（１５）を順に貫通して形成され、上記油分離
室（２ａ）で分離した潤滑油を油溜め（２７）に戻すよ
うにしている。

尚、（３３）は流入口（２１）を開閉する逆止弁で、固
定スクロール（７）に支持部材（３４）を介して設けら
れている。

次に、このスクロール型圧縮機（１）の作用について説
明する。

先ず、冷媒ガスは吸入管（５）よりケース（２）内に流
入し、低圧室（２ｂ）において、電動機（９）のエアギ
ャップを通り、支持フレーム（１５）の連通口（１５ａ
）、バランサ室（２８）、固定フレーム（２２）の貫通
孔（２２ａ）、吸入路（２６）を順に介して固定スクロ
ール（７）の吸入口（２０）より密閉室（１９）に導入
する。

一方、公転スクロール（８）はクランク軸（１０）の回
転により偏心して回転し、固定スクロール（７）に対し
て自転することなく公転し、密閉室（１９）が両ラップ
（１３）、（１４）間で順次形成されて収縮する。そし
て、密閉室（１９）に導入された冷媒ガスは圧縮され、
固定スクロール（７）の流入口（２１）より油分離室（
２ａ）に流入することになる。

この油分離室（２ａ）に流入する冷媒ガスにはケース（
２）内でミスト状の潤滑油が供給されており、該冷媒ガ
スはデミスタ（４０）を内部から外部に貫通して流出口
（６ａ）に流れることになる。その際、このデミスタ（
４０）を通過する流通速度は流出口（６ａ）に対面する
近接部（４０Ｃ）で大きく、離隔部（４０ｄ）で小さく
なるが、該近接部（４０ａ）は第２デミスタ（４０ｂ）
が設けられ、厚さが厚く、流通抵抗が大きく構成されて
いるため、冷媒ガスの流通速度はデミスタ（４０）全体
に亘って略均−になる。そして、上記冷媒ガス中の潤滑
油は冷媒ガスがデミスタ（４０）を通過することにより
該冷媒ガスより分離され、この分離した潤滑油は再飛散
することなく、特に、近接部（４０ｃ）の流通速度が低
下するようにしているので、再飛散が生じることなく滴
下することになる。

その後、潤滑油が分離された冷媒ガスは流出口（６ａ）
より吐出管（６）に流れる一方、潤滑油は固定スクロー
ル（７）の鏡板（１１）上面を流れ、回収通路（２９）
を通って油溜め（２７）に戻ることになる。

また、上記流入口（２１）より流入した冷媒ガスの一部
は天板（４１）に衝突して、潤滑油の一部が分離され、
この分離した潤滑油はデミスタ（４０）を介して回収さ
れることになる。

従って、デミスタ（４０）を通過する流体の流通速度が
デミスタ（４０）全体に亘ってほぼ均一になるようにし
たために、流出口（６ａ）に近接した近接部（４０ｃ）
で分離された油の再飛散を確実に防止することができる
ので、油分離効率を向上させることができ、吐出油量を
確実に減少させることができることから、配管内等にお
いて油の粘性による圧力損失を低下させることができる
。

更に、スクロール型圧縮機（１）内における潤滑油の減
少を防止することができるので、確実な軸受等を行うこ
とができ、信頼性の向上を図ることができる。

また、天板（４１）を設けているので、該天板（４１）
に流体を衝突させることにより油の一部を分離すること
ができ、より一層油分離効率を向上させることができる
。

第３図〜第５図は他のデミスタ（４２）、（４３）、（
４４）を示しており、第３図のデミスタ（４２）は厚さ
が漸次変化するように形成されている。つまり、流出口
（６ａ）に最も近接した最近接部（４２ｇ）の厚さ（１
＋）が最も厚く、該最近接部（４２ａ）より離れるに従
って順次薄く形成され、流出口（６ａ）より最も離隔し
た最離隔部（４２ｂ）の厚さ（ｔ２）が最も薄く形成さ
れている。この厚さ変化により流通抵抗が最近接部（４
２ａ）で最も大きく、漸次小さくなって最離隔部（４２
ｂ）でも最も小さくなるように構成全体に亘って略均−
な流通速度で流れることになる。

第４図のデミスタ（４３）は−枚の帯状体を折り曲げ形
成して近接部Ｃ４３ａ）の厚さが離隔部（４３ｂ）の厚
さより大きくなるように構成されている。該近接部（４
３ｇ）は複数の円弧片（４３ｃ）、　　（４３ｃ）、・
・・を順次折り返し形成すると共に各円弧片（４３ｃ）
、　　（４３ｃ）、・・・を垂立して形成され、更に、
上記各円弧片（４３ｃ）。

（４３ｃ）、・・・は流出口（６ａ）側が最も短く、離
れるに従って長く形成されている。一方、上記離隔部（
４３ｂ）は１つの円弧片（４３ｄ）で形成されており、
該円弧片（４３ｄ）は上記近接部（４３ａ）における内
側の円弧片（４３ｃ）に連続して形成されている。従っ
て、冷媒ガスは近接部（４３ａ）の流通抵抗が大きくな
るので、デミスタ（４３）全体に亘って略均−な流通速
度で流れることになる。また、切り端がデミスタ（４３
）全体で両端２ケ所になるので、切りくずの発生を少な
くすることができる。

第５図のデミスタ（４４）は密度を変えて流通抵抗を変
えるようにしたものであり、半円弧状の近接部（４４ａ
）と離隔部（４４ｂ）とをその両端にて互いに接続して
円筒状に形成されている。

そして、該近接部（４４ａ）の密度が離隔部（４４ｂ）
の密度より大きく形成されて該近接部（４４ａ）の流通
抵抗が大きく構成されている。従って、冷媒ガスは近接
部（４４ａ）の密度が大きいので、デミスタ（４４）全
体に亘って略均−な流通速度で流れることになる。

尚、上記各実施例において、油分離室（２ａ）はスクロ
ール型圧縮機（１）内に一体に形成したが、油分離装置
として単独に形成してもよい。

また、デミスタの流通抵抗は実施例のように厚さ変化や
密度変化に限られるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示しており、第１図はスクロー
ル型圧縮機の縦断面図、第２図は第１図■−■線におけ
る断面図である。第３図〜第５図は他のデミスタを示し
、第３図、第４図及び第５図は夫々第２図に相当する断
面図である。 （１）・・・スクロール型圧縮機、（２）・・・ケース
、（２ａ）・・・油分離室、（６）・・・吐出管、（６
ａ）・・・流出口、（７）・・・固定スクロール、（８
）・・・公転スクロール、（２１）・・・流入口、（２
９）・・・回収通路、（４０）、　　（４２）、（４Ｂ
）、（４４）・・・デミスタ、（４０ｃ）、　　（４３
ｇ）、　　（４４ａ）・・・近接部、（４０ｄ）、（４
３ｂ）、（４４ｂ）・・・離隔部、（４２ａ）・・・最
近接部、（４２ｂ）・・・最離隔部、（４１）・・・天
板。 特　許　出　願　人　ダイキン工業株式会社代　　理　
　人　　弁理士　沼　波　　知　明　！　　　。 ｉ′ｉ ２（す−又） 第２　図 第４図 第５Ｗ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　ケース（２）内に流体の流入口（２１）と流出口
   （６ａ）とが開口され、該流出口（６ａ）が流入口（２
   １）の中心軸より偏心して設けられる一方、上記ケース
   （２）内には流体より該流体内の油を分離するデミスタ
   （４０）が上記流入口（２１）の周囲を囲繞して設けら
   れ、該デミスタ（４０）はデミスタ（４０）全体に亘っ
   て流体の流通速度が略等しくなるように上記流出口（６
   ａ）に対する近接側流通抵抗が離隔側流通抵抗より大き
   く形成されていることを特徴とする油分離装置。 （２）　デミスタ（４２）は、流出口（６ａ）に対する
   近接側が離隔側厚さより大きく形成されていることを特
   徴とする請求項（１）記載の油分離装置。 （３）　デミスタ（４４）は、流出口（６ａ）に対する
   近接側密度が離隔側密度より大きく形成されていること
   を特徴とする請求項（１）記載の油分離装置。 （４）　圧縮機（１）のケース（２）内に油分離室（２
   ａ）が形成され、該油分離室（２ａ）内に圧縮流体の流
   入口（２１）が、側面に流出口（６ａ）が夫々開設され
   る一方、上記油分離室（２ａ）には上記圧縮流体より該
   流体内の油を分離するデミスタ（４３）が設けられ、該
   デミスタ（４３）は筒状に形成されて一端が上記流入口
   （２１）の周囲に連接されると共に、他端に天板（４１
   ）が載置される一方、上記デミスタ（４３）は該デミス
   タ（４３）全体に亘って圧縮流体の流通抵抗が略等しく
   なるように上記流出口（６ａ）に対する近接側流通抵抗
   が離隔側流通抵抗より大きく形成されていることを特徴
   とする油分離装置。