JPH0731099Y2 - 冷凍装置での油吸着器 - Google Patents

冷凍装置での油吸着器

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JPH0731099Y2
JPH0731099Y2 JP1989041175U JP4117589U JPH0731099Y2 JP H0731099 Y2 JPH0731099 Y2 JP H0731099Y2 JP 1989041175 U JP1989041175 U JP 1989041175U JP 4117589 U JP4117589 U JP 4117589U JP H0731099 Y2 JPH0731099 Y2 JP H0731099Y2
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oil
adsorber
gas
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pressure gas
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JP1989041175U
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正誼 柳井
富雄 西谷
悦治 川口
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Iwatani Corp
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Iwatani Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、冷凍装置での油吸着器の構造に関し、特に油
潤滑式の圧縮機を使用している冷凍装置での油吸着器の
改良に関する。
《従来技術》 冷凍装置では、圧縮機で圧縮された高圧気体を冷却器で
冷却した後、コールドヘッドに供給し、コールドヘッド
で高圧気体を断熱膨張させて、寒冷を得るようにしてい
る。この場合、圧縮機の潤滑油がコールドヘッド内に流
入すると、蓄熱器が油膜に包まれ、伝熱が悪くなること
から、冷却器よりも下流側に油分離器と油吸着器を順に
配置し、油分離器で焼結金属等の多孔質エレメントによ
る油分離と、グラスウールやスチールウール等の繊維状
エレメントによる油分離の二段階の油分離を行って高圧
気体中に混入している油分から99%の油分を分離し、残
りの油分を油吸着器内の活性炭で吸着するようにしてい
た。
《解決しようとする課題》 ところが、繊維状エレメントはその充填密度を高くする
と油捕捉率は上昇するが、その分流路抵抗が大きくなっ
てコールドヘッドに流入するガス圧が低下することにな
るから、繊維状エレメントの充填密度をある程度以上は
上げることはできなかった。この結果、従来の油吸着器
には粒子径の大きな潤滑油分が混入した高圧気体が流入
することになり、高圧気体が活性炭層を通過する際に気
体中の油粒子が十分にブラウン運動を行うことができな
かった。この結果、活性炭の吸着能を十分に活用するこ
とができず、油分を吸着層で完全に除去することはでき
なかった。
本考案はこのような点に着目してなされたものであっ
て、活性炭の吸着能を十分に活用できる冷凍装置での油
吸着器を提供することを目的とする。
《課題を解決するための手段》 上述の目的を達成するために本考案は、冷却装置に使用
されている油吸着器(6)において、その油吸着器
(6)内の空間を上下2つの区画壁(15)(16)で3つ
に区画し、最上部の空間にガス導出路(25)を接続する
とともに、中央の空間に活性炭層(21)を配置し、油吸
着器(6)の底壁(12)から油吸着器(6)内の最下部
の空間へ突出する突出部(12a)を設け、この突出部(1
2a)の上面に高圧気体を油吸着器(6)内へ導入させる
ガス導入口(14)を設け、下側の区画壁(16)のガス導
入口(14)に対面する箇所を下側に凹陥させてフィルタ
ー支持部(18)を設け、上側の区画壁(15)は通気性を
有し、下側の区画壁(16)は上記フィルター支持部(1
8)以外の部分で通気性を有するように構成し、油吸着
器(6)内の下部の空間に筒状の超微細粒子用のフィル
ター材(19)を配置し、フィルター材(19)の上端部を
フィルター支持部(18)に嵌合させるとともに、フィル
ター材(19)の下端部を突出部(12a)に嵌合させて、
フィルター材(19)でガス導入口(14)を取り囲むよう
に構成したことを特徴としている。
《作用》 本考案は、例えば第1図及び第2図に示すように、次の
ように作用する。
即ち、圧縮・冷却された後に油分離器(5)で潤滑油分
が分離・除去された高圧気体(冷媒ガス)は、ガス導入
口(14)からフィルター材(19)を介して油吸着器
(6)内の最下部の空間に流入する。この高圧気体には
油分離器(5)で分離・除去され残った潤滑油分の粒子
が含まれるが、フィルター材(19)により上記高圧気体
中の潤滑油分の粒子の内、粒子径が大きなもの、例えば
0.1μよりも大きなものが除去される。また、フィルタ
ー材(19)を通すことによって上記高圧気体の流速があ
る程度抑えられる。
フィルター材(19)を通った高圧気体は、下側の区画壁
(16)を通って油吸着器(6)内の中央の空間に配置し
た活性炭層(21)に流れ込む。この高圧気体中の潤滑油
分の粒子は、その径が0.1μ以下であるとともに流速が
低下しているので、ブラウン運動で活性炭層(21)の活
性炭(20)に確実に捕捉される。この活性炭層(21)を
通った高圧気体が、ガス導出路(25)から導出されてコ
ールドヘッド(2)に供給される。
《実施例》 図面は本考案の実施例を示し、第1図は油吸着器の縦断
面図、第2図は冷凍機の概略構成図である。
この冷凍機は、冷媒としてヘリウムガスを使用している
閉サイクルの極低温冷凍機であって、圧縮機ユニット
(1)とコールドヘッド(2)とで構成してある。圧縮
機ユニット(1)は油潤滑式の密閉型圧縮機(3)、冷
却器(4)、油分離器(5)及び油吸着器(6)とで構
成してあり、油分離器(5)は焼結金属等の多孔質エレ
メント(7)とグラスウールやスチールウール等の繊維
状エレメント(8)とで2段階に油分離をするようにし
てある。この油分離器(5)で分離された潤滑油分は油
返送路(9)で圧縮機(3)に戻されるようになってい
る。
油吸着器(6)は、第1図に示すように、上面を濾材交
換口(10)に形成した有底筒型容器(11)の底壁(12)
にガス導入路(13)のガス導入口(14)を開口し、容器
内を2枚の通気性のある区画壁(15)(16)で3つの空
間に区画してある。下側区画壁(16)は底壁(12)に下
部サポート(17)を介して支持されており、その中央部
を下側に凹陥させてフィルター支持部(18)を形成し、
このフィルター支持部(18)と底壁(12)との間に焼結
金属、マイクロフアイバー、メンブレン等の多孔体で形
成した筒状の超微細粒子用フィルター材(19)が前記ガ
ス導入口(14)を取り囲む状態で配置してある。上下の
区画壁(15)(16)で挟まれている中央空間には活性炭
(20)が充填されていてこの中央空間を活性炭層(21)
に形成してある。筒型容器(11)の濾材交換口(10)は
フランジ(22)で密閉してあり、上側区画壁(15)とフ
ランジ(22)との間に活性炭層(21)の充填圧力を調整
するスプリング(23)が配置してある。そして、この上
部空間(24)にガス導出路(25)が連通させてある。な
お、上下の区画壁(15)(16)はそれぞれパンチングプ
レートとフェルトとで形成してあり、下側区画壁(16)
のフィルター支持部(18)では通気性を遮蔽して、流入
ガスが活性炭層に直接流れ込むことがないように構成し
てある。
なお、上記実施例では、ガス導入口(14)を筒型容器
(11)の底壁内面よりも高く開口させてあるが、これ
は、ガス導入口(14)から導入された高圧ガス中に含ま
れている油分がガス導入室部分で分離されて底壁の内面
に油膜状に付着することになっても、この分離された油
分が流入ガスで連れ去られないようにするためである。
このように構成した油吸着器(6)では油分離器で分離
しきれなかった油分のうち、超微細粒子用フィルター材
(19)の隙間径よりも大きな粒子はフィルター材(19)
で捕捉されることになるから、フィルター材(19)を通
過したのちの高圧気体に混入している潤滑油の油粒子径
は例えばブラウン運動を行い易い0.1μ以下の超微細粒
子となり、この超微細粒子は活性炭層(21)の活性炭
(20)で確実に捕捉されることになる。
《効果》 本考案では、冷凍装置の油分離器とコールドヘッドとの
間に配置した油吸着器内に超微細粒子用のフイルター材
と活性炭層とを配置し、油分離器から流入した高圧気体
をフイルター材、活性炭層の順に通過させるように構成
してあることから、油分離器で分離しきれなかった油分
のうち、超微細粒子用フィルター材の隙間径よりも大き
な粒子はフィルター材で捕捉されることになるから、フ
ィルター材を通過したのちの高圧気体に混入している潤
滑油の油粒子径は例えば0.1μ以下の超微細粒子とな
る。また、フィルター材を通すことによって上記高圧気
体の流速が低下する。そして、この超微細油粒子は活性
炭層でのブラウン運動により活性炭に確実に捕捉される
ことになるから、油吸着器として高い吸着性能を発揮す
ることができる。しかも、油吸着器からコールドヘッド
に供給される高圧気体は潤滑油分のない乾燥したガス体
となり、コールドヘッド内で蓄熱器が油膜で覆われるこ
とがなくなり、高い冷却性能を長期に亘って発揮させる
ことができる。
例えば、フィルター材を平板状に形成して活性炭層の下
側に敷いた場合、油吸着器の内周面とフィルター材の縁
部との間に隙間が生じないようにフィルター材を油吸着
器内にセットして、高圧気体がフィルター材を通らずに
活性炭層へ流れ込むことを防止しなければならないが、
そのフィルター材のセットに手間及び時間がかかる。一
方、本願考案では、フィルター材の下端部を突出部に嵌
合させるとともに上端部をフィルター支持部に嵌合させ
るだけで、フィルター材によってガス導入口を隙間なく
取り囲んで、高圧気体がフィルター材を通らずに活性炭
層へ流れ込むことを防止できるので、フィルター材のセ
ットを簡単、且つ、迅速に行うことができる。
しかも、ガス導入口は、突出部の上面に設けるため、油
吸着器の底壁よりも高い位置になる。これにより、油吸
着器の底に溜まった潤滑油分がガス導入口に流れ込んで
高圧気体の流入の妨げになることが防止される。
また、油吸着器内へ流入した高圧気体は、フィルター材
を通すことによってほぼ一様な流速で油吸着器内の最下
部の空間に拡散するので、高圧気体が活性炭層のほぼ全
ての活性炭と一様に接触でき、活性炭が有効に利用され
る。
【図面の簡単な説明】
図面は本考案の実施例を示し、第1図は油吸着器の縦断
面図、第2図は冷凍機の概略構成図である。 2……コールドヘッド、3……圧縮機、4……冷却器、
5……油分離器、6……油吸着器、19……フィルター
材、12……油吸着器の底壁、12a……突出部、14……ガ
ス導入口、15・16……区画壁、18……フィルター支持
部、21……活性炭層。25……ガス導出路。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷媒ガスを圧縮する油潤滑式の圧縮機
    (3)と、この圧縮機(3)で形成された高圧気体を冷
    却する冷却器(4)と、この冷却された高圧気体から潤
    滑油分を除去する油分離器(5)とを備えるとともに、
    上記油分離器(5)よりも上記高圧気体の流れ方向下流
    側に油吸着器(6)と、この油吸着器(6)を通った高
    圧気体が供給されるコールドヘッド(2)とを配置した
    冷凍装置において、 上記油吸着器(6)内の空間を上下2つの区画壁(15)
    (16)で3つに区画し、最上部の空間にガス導出路(2
    5)を接続するとともに、中央の空間に活性炭層(21)
    を配置し、 上記油吸着器(6)の底壁(12)から上記油吸着器
    (6)内の最下部の空間へ突出する突出部(12a)を設
    け、この突出部(12a)の上面に上記高圧気体を上記油
    吸着器(6)内へ導入させるガス導入口(14)を設け、 上記下側の区画壁(16)の上記ガス導入口(14)に対面
    する箇所を下側に凹陥させてフィルター支持部(18)を
    設け、 上側の区画壁(15)は通気性を有し、下側の区画壁(1
    6)は上記フィルター支持部(18)以外の部分で通気性
    を有するように構成し、 上記油吸着器(6)内の最下部の空間に筒状の超微細粒
    子用のフィルター材(19)を配置し、 このフィルター材(19)の上端部を上記フィルター支持
    部(18)に嵌合させるとともに、上記フィルター材(1
    9)の下端部を上記突出部(12a)に嵌合させて、上記フ
    ィルター材(19)で上記ガス導入口(14)を取り囲むよ
    うに構成したことを特徴とする冷凍装置での油吸着器。
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