JPH01285689A - 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。

このスクロール型圧縮機において、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
メントを設けて潤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
トは略均−に一層のみ設けられ、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、上記油分離エレメントは一層であるため
、冷媒ガスは油分離エレメントを１回通過するのみであ
り、充分に油を分離除去できないという問題があった。

特に、冷媒ガスの流通速度が大きい部分では、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
こ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、流体がデ
ミスタを複数回通過するようにして、再飛散した油等を
も再度分離除去し、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
口されると共に、該ケース（２）内には流体より該流体
中の油を分離する筒状のデミスタ（４０）が少なくとも
一端を上記流入口（２１）の周囲に接して設けられてい
る。更に、デミスタ（４０）には上記流体がデミスタ（
４ｏ）を複数個通過するようにデミスタ（４０）を軸方
向に複数個に分割する仕切板（４１）が設けられた構成
としている。

また、請求項（２に係る発明が講じた手段は、デミスタ
（４０）は一端が流入口（２１）の周囲に、他端が流出
口（６ａ）の周囲に夫々接して設けられる一方、仕切板
（４２）は上記デミスタ（４ｏ）の横断面より大形の平
板に形成されていて、該デミスタ（４０）を流入側の第
１デミスタ（４０ａ　）と流出側の第２デミスタ（４０
ｂ）とに分割して上記デミスタ（４０）に介設されて構
成されている。

また、請求項（３）に係る発明が講じた手段は、デミス
タ（４３）は一端が流入口（２１）の周囲に、他端が流
出口（６ａ）の周囲に夫々接して設けられる一方、上記
デミスタ（４３）の横断面より大形の平板に形成された
第１仕切板（４４）及び第３仕切板（４６）と、ドーナ
ツ盤状に形成されて外周面がケース（２）に接し且つ内
周面がデミスタ（４３）の断面より小形の第２仕切板（
４５）とが設けられていて、該各仕切板（４４）、（４
５）、（４６）が所定間隔を存して上記デミスタ（４３
）を流入口（２１）側より第１デミスタ（４３ｇ）、第
２デミスタ（４３ｂ）、第３デミスタ（４３ｃ）及び第
４デミスタ（４３ｄ）に分割して上記デミスタ（４３）
に介設されて構成されている。

（作用） 上記構成により、請求項（１）に係る発明では、例えば
、スクロール型圧縮機（１）により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、デミスタ（４０）が仕切板（４１
）によって複数個に分割されているので、分割された各
デミスタ（４０ａ）、　　（４０ｂ）を順次通過するこ
とになる。例えば、請求項（２の発明では、第１デミス
タ（４０ａ）を内部から外部に向って通過した後、第２
デミスタ（４０ｂ）を外部から内部に向って通過して流
出口（６ａ）より吐出されることになる。また、請求項
（３）の発明では、第１デミスタ（４３ａ）を内部から
外部に向って通過し、第２デミスタ（４３ｂ）を外部か
ら内部に向って通過した後、第２仕切板（４５）を通り
、第３デミスタ（４３ｃ）を内部から外部に向って通過
し、更に、第４デミスタ（４３ｄ）を外部から内部に向
って連通した後、流出口（６ａ）より吐出されることに
なる。そして、上記冷媒ガス中の油は各デミスタ（４３
ｇ）、　　（４３ｂ）、　　（４３ｃ）。

（４３ｄ）によって分離されることになる。

（発明の効果） 従って、請求項（１）〜（３）に係る発明の油分離装置
によれば、デミスタ（４０）を複数個に分割して流体が
デミスタ（４０）を複数回通過するようにしたために、
油分離を複数回行うことになるので、油分離効率を向上
させることができる。特に、−旦分離した油が再飛散し
ても再度捕収することができるので、吐出油量を確実に
減少させることができ、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。

（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（
ｌｌａ）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（１０ａ
）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（１
０ａ）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（０り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（１７）
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１に設けられると共に、各ラップ（１３）、　　
（１４）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）
との間隙によつて吸入路（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（１０
ｅ）の回転により上記連通口（１５ａ）をａ遇した冷媒
ガス中のミスト状の潤滑油を側壁に衝突させ油溜め（２
７）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、上面中央部にはケース（２）に連結された吐出
管（６）の端面が上記流入口（２１）と同心上に開口さ
れて流出口（６ａ）に構成されている。

上記デミスタ（４０）は円筒状に形成されて上記油分離
室（２ａ）の上面から下面に亘って設けられており、下
端が上記固定スクロール（７）の鏡板（１１）上面にお
ける流入口（２１）の周囲に、上端がケース（２）内の
上面における流出口（６ａ）の周囲に夫々連接されてい
る。更に、上記デミスタ（４０）には仕切板（４１）が
設けられていて、第１デミスタ（４０ａ）と第２デミス
タ（４０ｂ）とに軸方向（上下方向）に分割され、冷媒
ガスがデミスタ（４０）を２回通過するように構成され
ている。

上記仕切板（４１）は、デミスタ（４０）の外径と同径
で横断面と同形の円板状に形成され、上記デミスタ（４
０）の略中央部に設けられて該デミスタ（４０）内を上
下に区画しており、流入口（２１）側の第１デミスタ（
４０ａ）と流出口（６ａ）側の第２デミスタ（４０ｂ）
とが形成されている。そして、該第１デミスタ（４０ａ
）は冷媒ガスが内部から外部に連通して、第２デミスタ
（４０ｂ）は冷媒ガスが外部から内部に通過して潤滑油
を分離するようにしている。

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、先ず、第１デミスタ（４０ａ）内に流入し、該第
１デミスタ（４０ａ）の上面が仕切板（４１）で閉塞さ
れているので、第１デミスタ（４０ｇ）を内部から外部
に通過して冷媒ガス中の潤滑油が分離される。

その後、冷媒ガスは、流出口（６ａ）が第２デミスタ（
４０ｂ）内に開口しているので、該第２デミスタ（４０
ｂ）を外部から内部に通過して、再度潤滑油が分離され
ることになる。そして、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
はデミスタ（４０）を滴下し、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。

従って、デミスタ（４０）を２つに分割して流体がデミ
スタ（４０）を２回通過するようにしために、油分離を
２回行うことになるので、油分離効率を向上させること
ができる。特に、−旦分離した油が再飛散しても再度捕
収することができるので、吐出油量を確実に減少させる
ことができ、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。

第３図〜第５図は他の実施例を示し、第３図に示すもの
は、仕切板（４２）を大径に形成したものである。つま
り、前実施例の仕切板（４１）はデミスタ（４０）の横
断面と同形に形成したのに代り、仕切板（４１）はデミ
スタ（４０）の外径より大径で横断面より大形の円板状
に形成されている。そして、上記仕切板（４２）は外周
部がデミスタ（４０）より突出したフランジ（４２ａ）
に形成されており、第１デミスタ（４０ａ）を通過した
冷媒ガスを整流して第２デミスタ（４０ｂ）に導くよう
にしている。

従って、第１デミスタ（４０ａ）を通過した冷媒ガスは
第１デミスタ（４０ａ）に近接した第２デミスタ（４０
ｂ）の下部に集中することなく、第２デミスタ（４０ｂ
）全体に分散して通過することになる。これにより潤滑
油がデミスタ（４０）全体で分離され、分離効率がより
向上することになる。

第４図に示す実施例は、前実施例のデミスタ（４０）を
２分割したのに代り、デミスタ（４３）を４分割したも
のである。つまり、該デミスタ（４３）は３つの第１仕
切板（４４）と第２仕切板（４５）と第３仕切板（４６
）とが所定間隔を存して介設され、軸方向に４分割され
て流入口（２１）側より第１デミスタ（４３ｇ）と第２
デミスタ（４３ｂ）と第３デミスタ（４３ｃ）と第４デ
ミスタ（４３ｄ）とより構成されている。そして、上記
第１仕切板（４４）は流入口（２１）側に、第３仕切板
（４６）は流出口（６ａ）側に夫々設けられ、第２仕切
板（４５）は第１及び第３仕切板（４４）、　　（４６
）間の略中央部に設けられている。更に、上記第１及び
第３仕切板（４４）、（４６）はデミスタ（４３）の横
断面より大形の円板状に形成されていて、外周部がデミ
スタ（４３）より突出して冷媒ガスを整流するフランジ
（４４ｇ）、　　（４６ａ）に形成されている。

一方、上記第２デミスタ（４５）はドーナツ盤状に形成
され、外周面がケース（２）の側面に連接され、内周面
がデミスタ（４３）の内径より小径で横断面より小形の
開口（４５ａ）に形成されており、該開口（４５ｍ）を
冷媒ガスが流通するように構成されている。

従って、流入口（２１）より流入した冷媒ガスは、先ず
、第１デミスタ（４３ａ）を内部から外部に通過して１
回目の油分離が行われた後、第２デミスタ（４３ｂ）を
外部から内部に通過して２回目の油分離が行われる。そ
の後、冷媒ガスは第２デミスタ（４３ｂ）内から第２仕
切板（４５）の開口（４５ｇ）を通って第３デミスタ（
４３ｃ）内に流入し、該第３デミスタ（４３ｃ）を内部
から外部に通過して第３回目の油分離が行われる。

続いて、冷媒ガスは第４デミスタ（４３ｄ）を外部から
内部に連通して４回目の油分離が行われた後、流出口（
６ａ）より流出することになる。

よって、冷媒ガスはデミスタ（４３）を４回通過するの
で、潤滑油がより確実に分離されることになる。

第５図に示す実施例は、前実施例がデミスタ（４３）を
４分割したのに代り、第４デミスタ（４３ｄ）を省略し
てデミスタ（４７）を３分割したものである。つまり、
該デミスタ（４７）は上端がケース（２）上面の近傍に
位置して該ケース（２）上面と所定間隔を存するように
設けられており、前実施例と同様に３つの第１仕切板（
４４）と第２仕切板（４５）と第３仕切板（４６）とが
設けられている。そして、該第３仕切板（４６）はデミ
スタ（４７）の上面に設けられて該上面を閉塞し、また
、第１及び第２仕切板（４４）。

（４５）は所定間隔を存して上記デミスタ（４７）に介
設され、該デミスタ（４７）が流入口（２１）側より第
１デミズタ（４７ａ）、第２デミスタ（４７ｂ）及び第
３デミスタ（４７ｃ）に分割されており、上記各仕切板
（４４）、　　（４５）。

（４６）は前実施例と同様に形成されている。

一方、流出口（６ａ’）は、ケース（２）の上部側面に
開口されている。

従って、冷媒ガスは、前実施例に同様に第１デミスタ（
４７ａ）、第２デミスタ（４７ｂ）及び第３デミスタ（
４７ｃ）を順に通過して潤滑油が分離され、流出口（６
ａ’）より流出することになる。特に、吐出管（６）が
ケース（２）の側面に設けられているので、配管スペー
スを小すくスることができる。

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、デミスタは５つ以上に分割して冷媒ガスが５回置
上通過するようにしてもよい。

【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図は同要部の拡大断面図で
ある。第３図〜第５図は他の実施例を示し、第３図、第
４図及び第５図は夫々第２図に相当する拡大断面図であ
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）。 （６ａ’）・・・流出口、（７）・・・固定スクロール
、（８）・・・公転スクロール、（２１）・・・流入口
、（２９）・・・回収通路、（４０）、　　（４３）、
　　（４７）・・・デミスタ、（４０ａ）、　　（４３
ａ）、　　（４７ａ　）−・・第１デミスタ、（４０ｂ
）、（４３ｂ）。 （４７ｂ）・・・第２デミスタ、（４３ｃ）、（４７Ｃ
）・・・第３デミスタ、（４３ｄ）・・・第４デミスタ
、（４１）、（４２）、（４４）、（４５）、（４６）
・・・仕切板、（４２ａ）、　　（４４ａ）、（４６ａ
）・・・フランジ、（４５ｇ）・・・開口。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ケース（２）内に流体の流入口（２１）と流出
   口（６ａ）とが開口されると共に、該ケース（２）内に
   は流体より該流体中の油を分離する筒状のデミスタ（４
   ０）が少なくとも一端を上記流入口（２１）の周囲に接
   して設けられる一方、該デミスタ（４０）には上記流体
   がデミスタ（４０）を複数回通過するようにデミスタ（
   ４０）を軸方向に複数個に分割する仕切板（４１）が設
   けられていることを特徴とする油分離装置。
2. （２）　デミスタ（４０）は一端が流入口（２１）の周
   囲に、他端が流出口（６ａ）の周囲に夫々接して設けら
   れる一方、仕切板（４２）は上記デミスタ（４０）の横
   断面より大形の平板に形成されていて、該デミスタ（４
   ０）を流入側の第１デミスタ（４０ａ）と流出側の第２
   デミスタ（４０ｂ）とに分割して上記デミスタ（４０）
   に介設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. （３）　デミスタ（４３）は一端が流入口（２１）の周
   囲に、他端が流出口（６ａ）の周囲に夫々接して設けら
   れる一方、上記デミスタ（４３）の横断面より大形の平
   板に形成された第１仕切板（４４）及び第３仕切板（４
   ６）と、ドーナツ盤状に形成されて外周面がケース（２
   ）に接し且つ内周面がデミスタ（４３）の横断面より小
   形の第２仕切板（４５）とが設けられていて、該各仕切
   板（４４）、（４５）、（４６）が所定間隔を存して上
   記デミスタ（４３）を流入口（２１）側より第１デミス
   タ（４３ａ）、第２デミスタ（４３ｂ）、第３デミスタ
   （４３ｃ）及び第４デミスタ（４３ｄ）に分割して上記
   デミスタ（４３）に介設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。