(57)【要約】【課題】オイル分離性能が向上したオイル分離器を提供し、小型化したオイル分離器を提供し、オイル分離時間が短縮されたオイル分離器を提供し、さらに、以上の全ての特徴を有するオイル分離器を含む空気調和機を提供する。【解決手段】オイル分離器は、オイル混合冷媒からオイルを分離し得るように内部にオイル分離空間を有するオイル分離手段１２６と、一端は圧縮機に連結され、他端はオイル分離手段に連結されて圧縮機から吐出されたオイル混合冷媒をオイル分離手段に案内する吐出配管Ｌ１と、吐出配管を通過する冷媒に含まれるオイル粒子の少なくとも一部がオイル液滴状態でオイル分離手段に流入するように吐出配管に形成された液滴形成部１２７とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイル混合冷媒からオイルを分離し得るように内部にオイル分離空間を有するオイル分離手段と、
一端は圧縮機に連結され、他端は前記オイル分離手段に連結されて前記圧縮機から吐出されたオイル混合冷媒を前記オイル分離手段に案内する吐出配管と、
該吐出配管を通過する冷媒に含まれるオイル粒子の少なくとも一部がオイル液滴状態で前記オイル分離手段に流入するように前記吐出配管に形成された液滴形成部と、
を含むことを特徴とするオイル分離器。
【請求項２】
前記オイル分離手段が、
前記オイル分離空間を内部に有する円筒状のシェルと、
該シェルの上部を覆い、オイル混合冷媒から分離された冷媒を凝縮器に流入させるための循環配管が貫通設置された上部カバーと、
前記シェルの下部を覆い、オイル混合冷媒から分離されたオイルを圧縮機に流入させるためのオイル回収配管が貫通設置された下部カバーと、を含み、
前記吐出配管は、前記シェルの側面を水平に貫通し、前記吐出配管の端部は、前記シェルの内壁側に屈曲したことを特徴とする請求項１に記載のオイル分離器。
【請求項３】
前記液滴形成部が、
前記吐出配管の内面に形成され、前記吐出配管の入口端から出口端まで長手方向に形成された複数の液滴形成溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイル分離器。
【請求項４】
前記液滴形成部が、
前記吐出配管の内面に形成され、前記吐出配管の入口端から出口端まで長手方向に対して所定角度で傾斜して形成された複数の液滴形成溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイル分離器。
【請求項５】
前記液滴形成部が、
前記吐出配管の内面に形成され、前記吐出配管の入口端から出口端まで長手方向に螺旋状に形成された液滴形成溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイル分離器。
【請求項６】
蒸発器を備えた室内機と、
該室内機に冷媒配管を介して連結され、圧縮機及び凝縮器を備えた室外機と、
前記圧縮機から吐出されたオイル混合冷媒からオイルを分離するオイル分離手段と、一端は前記圧縮機に連結され、他端は前記オイル分離手段に連結されて前記圧縮機から吐出されたオイル混合冷媒を前記オイル分離手段に案内する吐出配管と、該吐出配管を通過する冷媒に含まれるオイル粒子の少なくとも一部がオイル液滴状態で前記オイル分離手段に流入するように前記吐出配管に形成された液滴形成部とを含むオイル分離器と、
該オイル分離器内でオイル混合冷媒から分離された冷媒を前記凝縮器に案内する循環配管と、
前記オイル分離器内でオイル混合冷媒から分離されたオイルを前記圧縮機に案内するオイル回収配管と、
を含むことを特徴とする空気調和機。
【請求項７】
前記オイル分離手段が、オイルフィルタであることを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記液滴形成部が、
前記吐出配管の内面に形成され、前記吐出配管の入口端から出口端まで長手方向に形成された複数の液滴形成溝であることを特徴とする請求項６又は７に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記液滴形成部が、
前記吐出配管の内面に形成され、前記吐出配管の入口端から出口端まで長手方向に対して所定角度で傾斜して形成された複数の液滴形成溝であることを特徴とする請求項６又は７に記載の空気調和機。
【請求項１０】
前記液滴形成部は、
前記吐出配管の内面に形成され、前記吐出配管の入口端から出口端まで長手方向に螺旋状に形成された液滴形成溝であることを特徴とする請求項６又は７に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイル分離器及びこれを備えた空気調和機に関し、特に、オイル分離性能の向上及び小型化が実現されたオイル分離器及びこれを備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、オイル分離器は、圧縮機から凝縮器に吐出される冷媒内に含まれたオイルを分離して圧縮機に戻す機器である。
【０００３】
以下、図６〜図８に基づいて、オイル分離器を備えた空気調和機について説明する。図６は、従来のオイル分離器を備えた空気調和機の概略図であり、図７は、図６のオイル分離器の縦断面図であり、図８は、図６のオイル分離器の横断面図である。ここで、矢印は、オイル分離器２５に流入したオイル混合冷媒の流れを示す。
【０００４】
図６に示すように、空気調和機は、室内機１０と室外機２０が冷媒配管Ｌを介して連結されており、室内機１０には蒸発器１１が、室外機２０には圧縮機２１、オイル分離器２５、凝縮器２２及び膨脹バルブ２３などが設置されている。
【０００５】
オイル分離器２５は、圧縮機２１と凝縮器２２との間に設置されて圧縮機２１から凝縮器２２に吐出された冷媒内のオイルを分離して圧縮機２１に戻す。
図６〜図８に示すように、オイル分離器２５は、オイル分離空間を有する円筒状のシェル２６と、該シェル２６の上側を覆う上部カバー２７と、シェル２６の下側を覆う下部カバー２８と、シェル２６の側面を貫通する吐出配管Ｌ１とを含む。
【０００６】
上部カバー２７の中心部には、凝縮器２２に連結された循環配管Ｌ２が貫通設置され、下部カバー２８の中心部には、オイル吸入配管Ｌ４に連結されたオイル回収配管Ｌ３が設置されている。
【０００７】
吐出配管Ｌ１は、シェル２６の側面を水平方向に貫通し、吐出配管Ｌ１の端部は、シェル２６の内部壁面側に屈曲している。これは、シェル２６の内部に流入するオイル混合冷媒に最大限の遠心力を加えるためである。
【０００８】
以下、このように構成されたオイル分離器２５において、オイルが冷媒から分離される過程を説明する。
圧縮機２１から吐出された、エアロゾル状態のオイル粒子が混合された冷媒は、吐出配管Ｌ１を介してシェル２６の内部に水平方向に流入する。
【０００９】
シェル２６の内部に流入したオイル粒子混合冷媒は、遠心力によりシェル２６の内部壁面に接触して回転し、ここで、冷媒に混合されたオイル粒子は、互いに衝突してオイル液滴を形成する。
【００１０】
このように形成されたオイル液滴は、オイル回収配管Ｌ３及びオイル吸入配管Ｌ４を介して再び圧縮機２１に流入する。さらに、オイル混合冷媒から分離された冷媒は、循環配管Ｌ２を介して凝縮器２２に流入する。
【００１１】
しかしながら、従来のオイル分離器２５は、シェル２６の内部でのみ遠心力によりオイルが分離されるので、オイルと冷媒の分離が充分でないという問題があった。
また、オイル分離性能を確保するためには、シェル２６の内部に流入する冷媒がシェル２６の内部壁面に所定面積以上接触しなければならない。さらに、シェル２６の内部に流入した冷媒に大きい遠心力を与えるためには、シェル２６の半径を大きくする必要があった。
【００１２】
このように接触面積が増加するにつれて、シェル２６の高さ及び半径も大きくなるため、オイル分離器２５の小型化は困難であった。
一方、このような問題を解決するために、シェル２６の高さ及び半径を大きくする場合は、オイル分離時間が長くなるため、オイル分離器２５から圧縮機２１へのオイル供給時間が遅くなる。これにより、圧縮機２１にオイル不足現象が発生し、圧縮機２１に故障が発生するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前述したような問題を解決するために提案されたもので、本発明の目的は、オイル分離性能が向上したオイル分離器を提供し、小型化したオイル分離器を提供し、オイル分離時間が短縮されたオイル分離器を提供し、さらに、以上の全ての特徴を有するオイル分離器を含む空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明によるオイル分離器は、オイル混合冷媒からオイルを分離し得るように内部にオイル分離空間を有するオイル分離手段と、一端は圧縮機に連結され、他端は前記オイル分離手段に連結されて前記圧縮機から吐出されたオイル混合冷媒を前記オイル分離手段に案内する吐出配管と、該吐出配管を通過する冷媒に含まれるオイル粒子の少なくとも一部がオイル液滴状態で前記オイル分離手段に流入するように前記吐出配管に形成された液滴形成部とを含むことを特徴とする。
【００１５】
このような目的を達成するために、本発明による空気調和機は、蒸発器を備えた室内機と、該室内機に冷媒配管を介して連結され、圧縮機及び凝縮器を備えた室外機と、前記圧縮機から吐出されたオイル混合冷媒からオイルを分離するオイル分離手段、一端は前記圧縮機に連結され、他端は前記オイル分離手段に連結されて前記圧縮機から吐出されたオイル混合冷媒を前記オイル分離手段に案内する吐出配管、及び、該吐出配管を通過する冷媒に含まれるオイル粒子の少なくとも一部がオイル液滴状態で前記オイル分離手段に流入するように前記吐出配管に形成された液滴形成部を含むオイル分離器と、該オイル分離器内でオイル混合冷媒から分離された冷媒を前記凝縮器に案内する循環配管と、前記オイル分離器内でオイル混合冷媒から分離されたオイルを前記圧縮機に案内するオイル回収配管とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるオイル分離器は、オイル混合冷媒が吐出配管を介してオイル分離手段に流入するとき、吐出配管に形成された液滴形成部により冷媒に含まれるエアロゾル状態のオイルの少なくとも一部がオイル液滴状態でオイル分離手段に流入する。これにより、第１に、オイル分離手段のオイル分離負担を減らしてオイル分離手段のオイル分離性能が向上し、第２に、オイル分離手段のオイル分離時間が短縮でき、第３に、オイル分離手段が小型化でき、第４に、以上の全ての特徴を有するオイル分離器を備えることで、空気調和機の全体性能が向上するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるオイル分離器及びこれを備えた空気調和機について詳細に説明する。
なお、室内機及び室外機を備えた空気調和機の全体システムと、オイル分離器を除いた構成要素は、図６〜図８に示した従来の空気調和機と同一であるので、本発明の要旨を明瞭にするためにその説明は省略する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態によるオイル分離器の縦断面図であり、図２は、図１の吐出配管及び該吐出配管の内面に形成された液滴形成部を示す図であり、図３は、図２の液滴形成部の変形例を示す図であり、図４は、図２の液滴形成部の他の変形例を示す図であり、図５Ａ〜図５Ｄは、図１のオイル分離器によるオイル分離過程を示す図である。ここで、図１及び図２の矢印は、オイル分離器２５に流入したオイル混合冷媒の流れを示す。
【００１９】
図１に示すように、オイル分離器１２５は、オイル混合冷媒からオイルを分離し得るように内部にオイル分離空間を有するオイル分離手段と、一端は圧縮機１２１（図５Ｄを参照）に連結され、他端はオイル分離手段に連結されて圧縮機１２１（図５Ｄを参照）から吐出されたオイル混合冷媒をオイル分離手段に案内する吐出配管Ｌ１と、該吐出配管Ｌ１を通過する冷媒に含まれるオイル粒子の少なくとも一部がオイル液滴状態でオイル分離手段に流入するように吐出配管Ｌ１に形成される液滴形成部１２７とを含む。
【００２０】
前記オイル分離手段は、遠心力を利用してオイル混合冷媒からオイルを比重差により分離する。このために、前記オイル分離手段は、オイル分離空間を有する円筒状のシェル１２６と、該シェル１２６の上側を覆う上部カバー１２８と、シェル１２６の下側を覆う下部カバー１２９とを含む。
【００２１】
上部カバー１２８の中心部には、凝縮器（図示せず）に連結された循環配管Ｌ２が貫通設置され、下部カバー１２９の中心部には、オイル吸入配管（図示せず）に連結されたオイル回収配管Ｌ３が設置されている。
このような上部カバー１２８及び下部カバー１２９は、必要により、モールディングでシェル１２６と一体に製造することもできる。
【００２２】
吐出配管Ｌ１は、シェル１２６の側面を水平方向（地表面に対して）に貫通し、吐出配管Ｌ１の端部は、シェル１２６の内周壁面側に屈曲している。これは、シェル２６の内部に流入するオイル混合冷媒が最大限の回転半径を有することで、前記冷媒に最大限の遠心力を与えるためである。
【００２３】
図２に示すように、液滴形成部１２７は、所定の深さ及び幅を有する溝であり、吐出配管Ｌ１の内面に陥没形成される複数の液滴形成溝１２７ａからなる。この液滴形成溝１２７ａにより、圧縮機１２１から吐出されたエアロゾル状態のオイルが混合された冷媒が吐出配管Ｌ１を通過するとき、前記エアロゾル状態のオイルの少なくとも一部が液滴形成溝１２７ａに接触してオイル液滴状態に変わってシェル１２６に流入する。
【００２４】
この液滴形成溝１２７ａは、吐出配管Ｌ１の入口端から出口端まで長手方向に直線状に形成され、ここで、液滴形成溝１２７ａは、吐出配管Ｌ１の内周面に沿って所定間隔を置いて離隔して複数形成される。
図３は、液滴形成部１２７の変形例を示し、液滴形成溝１２７ｂは、吐出配管Ｌ１の入口端から出口端まで長手方向に対して所定角度で傾斜した直線状に形成される。
【００２５】
さらに、図４は、液滴形成部１２７の他の変形例を示し、液滴形成溝１２７ｃは、銃砲のライフリングのような方式で吐出配管Ｌ１の入口端から出口端まで長手方向に沿って螺旋状に形成される。このように液滴形成溝１２７ｃが螺旋状に形成された場合は、冷媒が吐出配管Ｌ１を通過するとき、既に液滴形成溝１２７ｃに形成されたオイル液滴が螺旋状の液滴形成溝１２７ｃに沿って流動してより大きいオイル液滴が形成される。
【００２６】
このように、本発明は、圧縮機１２１から吐出されたオイル粒子混合冷媒が吐出配管Ｌ１を介してシェル１２６に流入するとき、吐出配管Ｌ１に形成された液滴形成部１２７により前記エアロゾル状態のオイルの少なくとも一部がオイル液滴状態でシェル１２６に流入するので、シェル１２６のサイズ及び高さを大きくすることなくオイル分離性能が確保できる。同時に、オイル分離時間を短縮して圧縮機１２１のオイル不足現象及びそれによる信頼性の低下が防止できる。
【００２７】
一方、前述した本発明の実施形態では、液滴形成部１２７が遠心式オイル分離器１２５に適用された例を説明しているが、オイルフィルタなどが適用された通常のオイル分離器にも本発明が適用できることは当然である。
【００２８】
以下、以上のように構成されたオイル分離器１２５によりオイル混合冷媒からオイルが分離される過程を、図５Ａ〜図５Ｄを参照して説明する。なお、矢印は、オイル混合冷媒の進行方向を示す。
【００２９】
図５Ａに示すように、圧縮機１２１（図５Ｄを参照）から吐出された冷媒に混合されているエアロゾル状態のオイルＰは、吐出配管Ｌ１を通過するとき、吐出配管Ｌ１の内面に形成された液滴形成溝１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ（図２〜図４を参照）に接触する。
【００３０】
図５Ｂに示すように、エアロゾル状態のオイルＰは、液滴形成溝１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃを通過する途中、少なくとも一部が凝集してオイル液滴ＬＰに変化する。このように形成されたオイル液滴ＬＰは、冷媒Ｒと共にシェル１２６の内部に流入する。
【００３１】
図５Ｃに示すように、シェル１２６の内部に冷媒Ｒと共に流入したオイル液滴ＬＰは、遠心力によりシェル１２６の内部壁面に接触した状態で流動する。ここで、１次的に、液滴形成溝１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃにより形成されたオイル液滴ＬＰとまだオイル液滴ＬＰとなっていないエアロゾル状態のオイルＰが互いに衝突して、２次的に、より大きいオイル液滴ＬＰ’を形成する。
【００３２】
図５Ｄに示すように、このように形成された大きいオイル液滴ＬＰ’は、さらに凝集してオイルＯとなり、オイル回収配管Ｌ３及び吸入配管Ｌ４を介して再び圧縮機１２１に流入する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態によるオイル分離器の縦断面図である。
【図２】図１のオイル分離器の吐出配管及び該吐出配管の内面に形成された液滴形成部を示す図である。
【図３】図２の液滴形成部の変形例を示す図である。
【図４】図２の液滴形成部の他の変形例を示す図である。
【図５Ａ】図１のオイル分離器によるオイル分離過程を示す図である。
【図５Ｂ】図１のオイル分離器によるオイル分離過程を示す図である。
【図５Ｃ】図１のオイル分離器によるオイル分離過程を示す図である。
【図５Ｄ】図１のオイル分離器によるオイル分離過程を示す図である。
【図６】従来のオイル分離器を備えた空気調和機の概略図である。
【図７】図６のオイル分離器の縦断面図である。
【図８】図６のオイル分離器の横断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１２５    オイル分離器
１２６    シェル
１２７    液滴形成部
１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ    液滴形成溝
Ｌ１    吐出配管
Ｌ２    循環配管
Ｌ３    オイル回収配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2006322701.tif 000008
【図５Ｃ】
2006322701.tif 000009
【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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