(57)【要約】【課題】デミスタ式油分離器において生じる油分離されないガスの流れを阻止して、油分離器の油分離効率を高めることである。【解決手段】ケーシングと、ケーシングを貫通して設けられた流体入口管（5）と、該流体入口管（5）の上方でケーシングを貫通して設けられた流体出口管（6）と、ケーシング内で流体入口管（5）と流体出口管（6）の間に配置されて、ケーシングに嵌合する網目状のデミスタ部材（10）とを備えた上記デミスタ式油分離器において、デミスタ部材（10）を油分離器のケーシング内に固定するプレート部材（13）に油分離されない流体の流れを阻止するバッフル部（11，12）を設ける。【選択図】図１
2007212020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（9）と、ケーシング（9）を貫通して設けられた流体入口管（5）と、該流体入口管（5）の上方でケーシング（9）を貫通して設けられた流体出口管（6）と、ケーシング（9）内で流体入口管（5）と流体出口管（6）の間に配置されて、ケーシング（9）に嵌合する網目状のデミスタ部材（10）とを備えた油分離器において、
ケーシング（9）内には、デミスタ部材（10）の上面側に、デミスタ部材（10）の中央部における流体の流れを阻止する中央バッフル部（11）を備えたプレート部材（13）が設けられていることを特徴とする油分離器。
【請求項２】
ケーシング（9）と、ケーシング（9）を貫通して設けられた流体入口管（5）と、該流体入口管（5）の上方でケーシング（9）を貫通して設けられた流体出口管（6）と、ケーシング（9）内で流体入口管（5）と流体出口管（6）の間に配置されて、ケーシング（9）に嵌合する網目状のデミスタ部材（10）とを備えた油分離器において、
ケーシング（9）内には、デミスタ部材（10）の上面側に、デミスタ部材（10）の周辺部における流体の流れを阻止する周辺バッフル部（12）を備えたプレート部材（13）が設けられていることを特徴とする油分離器。
【請求項３】
ケーシング（9）と、ケーシング（9）を貫通して設けられた流体入口管（5）と、該流体入口管（5）の上方でケーシング（9）を貫通して設けられた流体出口管（6）と、ケーシング（9）内で流体入口管（5）と流体出口管（6）の間に配置されて、ケーシング（9）に嵌合する網目状のデミスタ部材（10）とを備えた油分離器において、
ケーシング（9）内には、デミスタ部材（10）の上面側に、デミスタ部材（10）の中央部における流体の流れを阻止する中央バッフル部（11）とデミスタ部材（10）の周辺部における流体の流れを阻止する周辺バッフル部（12）とを備えたプレート部材（13）が設けられていることを特徴とする油分離器。
【請求項４】
ケーシング（9）と、ケーシング（9）を貫通して設けられた流体入口管（5）と、該流体入口管（5）の上方でケーシング（9）を貫通して設けられた流体出口管（6）と、ケーシング（9）内で流体入口管（5）と流体出口管（6）の間に配置されて、ケーシング（9）に嵌合する網目状のデミスタ部材（10）とを備えた油分離器において、
ケーシング（9）内には、デミスタ部材（10）における流体出口管（6）と対向する部分の流体の流れを阻止する流体出口管用バッフル部（11）を備えたプレート部材（13）が設けられていることを特徴とする油分離器。
【請求項５】
請求項１、３または４において、
ケーシング（9）が縦型円筒状容器により構成され、
流体出口管（6）が、ケーシング（9）の頂部における中心部に設置されていることを特徴とする油分離器。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１つにおいて、
デミスタ部材（10）をケーシング（9）内に固定するデミスタ固定板（8）を備え、
該デミスタ固定板（8）がプレート部材（13）で構成されていることを特徴とする油分離器。
【請求項７】
互いに並列に接続された複数の圧縮機（14a，14b，14c）を備えて冷凍サイクルを行う冷媒回路（104）を有し、
各圧縮機（14a，14b，14c）の吐出側の合流管（34）に接続された油分離器（1）と、該油分離器（1）と各圧縮機（14a，14b，14c）の吸入側とを接続する複数の油戻し管（21，21a，21b，21c）と、各油戻し管（21a，21b，21c）に設けられた開閉機構（SV2，SV3，SV4）とを備えた冷凍装置であって、
上記油分離器（1）が請求項１から６の何れか１つに記載の油分離器により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングの流体入口管と流体出口管との間にデミスタ部材を有する油分離器と、この油分離器を備えた冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ミスト状の油を伴うガスから油を分離する機器として油分離器が用いられている。この油分離器はその容器内にガスから油を分離するための油分離部材を有している。この油分離器に関する従来の技術として、特許文献１に油分離部材としてデミスタ部材を用いたデミスタ式油分離器が開示されている。以下、従来のデミスタ式油分離器（1）を図面に基づいて説明する。図４に従来のデミスタ式油分離器（1）の上部縦断面図を、図５に一般的なデミスタ式油分離器（1）の概略図を示す。
【０００３】
まず、このデミスタ式油分離器（1）の構造について説明する。該デミスタ式油分離器（1）は、ケーシング（9）と、３本の接続配管（5，6，7）とを備えている。
【０００４】
前記ケーシング（9）は、円筒状の胴部（4）と、この胴部（4）の上端開口部に接合された上部鏡板（3）と、胴部（4）の下端開口部に接合された下部鏡板（2）とから縦長円筒状の密閉容器に構成されている。胴部（4）の上部側面に流体入口管（5）、上部鏡板（3）の中心に流体出口管（6）、下部鏡板（2）の中心に油戻し配管（7）がそれぞれ貫通して設けられている。そして、この縦長円筒状のケーシング（9）の内部には図４に示すように、デミスタ部材（10）が嵌合されている。このデミスタ部材（10）は、細い金属線を撚り合わせて帯状の網目部材を作り、その部材を所定回数巻くことで円柱状に成形されている。そして、該デミスタ式油分離器（1）の流体入口管（5）と流体出口管（6）との間に、このデミスタ部材（10）は配置されている。また、ケーシング（9）の内壁面に接合された網目状のデミスタ固定板（8，8a）が上記デミスタ部材（10）を挟み込むように上下に配置されて、該デミスタ部材（10）を保持している。
【０００５】
次に、このデミスタ式油分離器（1）の動作について説明する。ミスト状の油を伴うガスは、この油分離器の流体入口管（5）より容器内に流入し、下流側にあるデミスタ部材（10）の内部を通過する。そして、その通過の際に、デミスタ部材（10）を構成する細い金属線でミスト状の油は捕捉され、ガスから分離する。ミスト状の油が分離されたガスはそのまま流体出口管（6）を通って外へ流出する。一方、デミスタ部材（10）で捕捉されたミスト状の油は、時間と共にその捕捉量が増えてその油の粒子が徐々に成長し、自重によりそのまま下方へ落下してデミスタ式油分離器（1）の下部に溜まり、油戻し配管（7）より外へ排出される。
【特許文献１】特開平６−２３５５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記デミスタ式油分離器（1）は、油分離効率が低下しやすい問題点がある。この問題点とは、その構造上、該デミスタ式油分離器（1）内に間隙ないし低密度領域が生じてしまうことが原因である。この間隙ないし低密度領域はデミスタ部材（10）の最外部とケーシング（9）の内壁面との間や、デミスタ部材（10）の中心部に生じやすい。前者の間隙（b）ができる理由は、上記デミスタ式油分離器（1）が、デミスタ部材（10）をケーシング（9）の内部に嵌合する構造となっていて、デミスタ部材（10）の径とケーシング（9）の内径に寸法差が生じる場合があるからである。一方、後者の間隙（低密度領域（a））ができる理由は、帯状の網目部材を所定回数巻くことで円柱状に成形されているデミスタ部材（10）において、その帯の巻き始めであるデミスタ部材（10）の中心部の巻き径はその周縁部に比べて小さく、巻きにくいからである。そして、これらの間隙ないし低密度領域（a）に流れ込んだガスは、デミスタ部材（10）にて油分離されることなく器外へ流出してしまい、このガスの流量が増えると油分離効率は低下してしてしまう。そして、デミスタ部材（10）の中心部を流れるガスは、流体出口管（8）の設置位置が上部鏡板（3）の中心であるために他の部分に比べ速い流速でその内部を通過するので、その中心部の油分離効率はさらに低下する。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、デミスタ式油分離器（1）において生じる間隙ないし低密度領域（a）を通過するガスも油分離されるようにすることで、油分離器の油分離効率を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、ケーシング（9）と、ケーシング（9）を貫通して設けられた流体入口管（5）と、該流体入口管（5）の上方でケーシング（9）を貫通して設けられた流体出口管（6）と、ケーシング（9）内で流体入口管（5）と流体出口管（6）の間に配置されて、ケーシング（9）に嵌合する網目状のデミスタ部材（10）とを備えた油分離器を前提としている。
【０００９】
そして、この油分離器のケーシング（9）内にはデミスタ部材（10）の上面側にデミスタ部材（10）の中央部における流体の流れを阻止する中央バッフル部（11）を備えたプレート部材（13）が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
この第１の発明では、この中央バッフル部（11）を備えたプレート部材（13）により、該デミスタ部材（10）の中央部の間隙（低密度領域）（a）を流れるガスを該中央バッフル部（11）に衝突させて阻止するとともに、そのガスの流れ方向を高密度領域に向けて変更することができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明で前提として記載した油分離器と同じ油分離器を前提としている。
【００１２】
そして、この油分離器のケーシング（9）内には、デミスタ部材（10）の上面側に、デミスタ部材（10）の周辺部における流体の流れを阻止する周辺バッフル部（12）を備えたプレート部材（13）が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
この第２の発明では、この周辺バッフル部（12）を備えたプレート部材（13）により、該デミスタ部材（10）の周辺部の間隙（b）を流れるガスを該周辺バッフル部（12）に衝突させて阻止するとともに、そのガスの流れ方向を高密度領域に向けて変更することができる。
【００１４】
第３の発明は、第１の発明で前提として記載した油分離器と同じ油分離器を前提としている。
【００１５】
そして、この油分離器のケーシング（9）内には、デミスタ部材（10）の上面側に、デミスタ部材（10）の中央部における流体の流れを阻止する中央バッフル部（11）とデミスタ部材（10）の周辺部における流体の流れを阻止する周辺バッフル部（12）とを備えたプレート部材（13）が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
この第３の発明では、中央バッフル部（11）と周辺バッフル部（12）とを備えたプレート部材（13）により、該デミスタ部材（10）の中央部の間隙（低密度領域）（a）を流れるガスを中央バッフル部（11）に、周辺部の間隙（b）を流れるガスを周辺バッフル部（12）に衝突させて阻止するとともに、その両者のガスの流れ方向を高密度領域に向けてそれぞれ変更することができる。
【００１７】
第４の発明は、第１の発明で前提として記載した油分離器と同じ油分離器を前提としている。
【００１８】
そして、この油分離器のケーシング（9）内には、デミスタ部材（10）における流体出口管（6）と対向する部分の流体の流れを阻止する流体出口管用バッフル部（11）を備えたプレート部材（13）が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
この第４の発明では、この流体出口管用バッフル部（11）を備えたプレート部材（13）により、該デミスタ部材（10）の上面における上記流体出口管（6）に対向する部分を流れるガスを流体出口管用バッフル部（11）に衝突させて阻止するとともに、そのガスの流れ方向を高密度領域に向けて変更することができる。
【００２０】
第５の発明は、第１、第３または第４の発明において、ケーシング（9）が縦型円筒状容器により構成され、流体出口管（6）が、ケーシング（9）の頂部における中心部に設置されていることを特徴としている。
【００２１】
この第５の発明では、この流体出口管（6）をケーシング（9）の頂部における中心部に設置することにより、該デミスタ部材（10）へ向かうガスのうち、デミスタ部材（10）の中央部を流れるガスほど速い流速でデミスタ部材（10）内部を通過する。
【００２２】
第６の発明は、第１から第５の何れか１つの発明において、デミスタ部材（10）をケーシング（9）内に固定するデミスタ固定板（8）を備え、該デミスタ固定板（8）がプレート部材（13）で構成されていることを特徴としている。
【００２３】
この第６の発明では、上記デミスタ固定板（8）はバッフル部（11，12）を備えたプレート部材（13）で構成されているので、該デミスタ固定板（8）はデミスタ部材（10）を固定するだけでなく、デミスタ式油分離器（1）の内部の間隙ないし低密度領域（a，b）を流れるガスを各々のバッフル部（11，12）に衝突させて阻止するとともに、そのガスの流れ方向を高密度領域に向けて変更することができる。
【００２４】
第７の発明は、互いに並列に接続された複数の圧縮機（14a，14b，14c）を備えて冷凍サイクルを行う冷媒回路（104）を有し、各圧縮機（14a，14b，14c）の吐出側の合流管（34）に接続された油分離器（1）と、該油分離器（1）と各圧縮機（14a，14b，14c）の吸入側とを接続する複数の油戻し管（21，21a，21b，21c）と、各油戻し管（21a，21b，21c）に設けられた開閉機構（SV2，SV3，SV4）とを備えた冷凍装置を前提としている。
【００２５】
そして、この油分離器（1）が第１から第６の発明の何れか１つに記載の油分離器により構成されていることを特徴としている。
【００２６】
この第７の発明では、上記油分離器（1）は上記冷凍装置（101）の冷媒回路（104）に用いることができる。
【発明の効果】
【００２７】
第１の発明によれば、網目状に構成されたデミスタ部材（10）を用いた油分離器において、そのデミスタ部材（10）の上面側に中央バッフル部（11）を備えたプレート部材（13）を設けることで、油分離器の油分離効率を向上させることができる。その理由は、上記プレート部材（13）を設けることにより、油分離効率の向上に寄与しないガスの流れを阻止するとともに、そのガスの流れを油分離効率の向上に寄与する流れとすることができるからである。ここで、油分離効率の向上に寄与しないガスの流れとは、デミスタ部材（10）の中央部に生じる間隙（a）、いわゆる網目のない部分または網目の密度が小さい部分を通過する油分離されないガスの流れのことであり、この油分離されないガスの流れを上記中央バッフル部（11）に衝突させて阻止するとともに、その流れ方向を変更してデミスタ部材（10）の中央部近傍の網目のある部分（高密度領域）を通過させることにより、油分離器の油分離効率を向上させることができる。
【００２８】
また、上記第２の発明によれば、網目状に構成されたデミスタ部材（10）を用いた油分離器において、そのデミスタ部材（10）の上面側に周辺バッフル部（12）を備えたプレート部材（13）を設けることで、油分離器の油分離効率を向上させることができる。その理由は、上記プレート部材（13）を設けることにより、第１の発明と同様に、油分離効率の向上に寄与しないガスの流れを阻止するとともに、そのガスの流れを油分離効率の向上に寄与する流れとすることができるからである。ここで、油分離効率の向上に寄与しないガスの流れとは、デミスタ部材（10）の最外部とケーシング（9）の内壁面との間に嵌合のために生じる間隙（b）、いわゆる網目のない部分を通過する油分離されないガスの流れのことであり、この油分離されないガスの流れを上記周辺バッフル部（12）に衝突させて阻止するとともに、その流れ方向を変更してデミスタ部材（10）の周辺部近傍の網目のある部分（高密度領域）を通過させることにより、油分離器の油分離効率を向上させることができる。
【００２９】
また、上記第３の発明によれば、網目状に構成されたデミスタ部材（10）を用いた油分離器において、そのデミスタ部材（10）の上面側に中央バッフル部（11）と周辺バッフル部（12）とを備えたプレート部材（13）を設けることで、油分離器の油分離効率を向上させることができる。その理由は、上記プレート部材（13）を設けることにより、第１の発明と同様に、油分離効率の向上に寄与しないガスの流れを阻止するとともに、そのガスの流れを油分離効率の向上に寄与する流れとすることができるからである。ここで、油分離効率の向上に寄与しないガスの流れとは、デミスタ部材（10）の中央部に生じる隙間（a）及びデミスタ部材（10）の最外部とケーシング（9）の内壁面との間に生じる間隙（b）などの低密度領域を通過する油分離されないガスの流れのことであり、この油分離されないガスの流れのうち、デミスタ部材（10）の中央部に生じる間隙（a）を流れるガスを上記中央バッフル部（11）に、デミスタ部材（10）の最外部とケーシング（9）の内壁面との間に生じる間隙（b）を流れるガスを周辺バッフル部（12）に衝突させて阻止するとともに、その流れ方向を変更してデミスタ部材（10）の網目のある部分（高密度領域）を通過させることにより、油分離器の油分離効率を向上させることができる。
【００３０】
また、上記第４の発明によれば、網目状に構成されたデミスタ部材（10）を用いた油分離器において、そのデミスタ部材（10）の上面側に流体出口管用バッフル部（11）を備えたプレート部材を設けることで、油分離器の油分離効率を向上させることができる。その理由は、上記プレート部材（13）を設けることにより、油分離効率の向上に寄与しないガスの流れを阻止するとともに、そのガスの流れを油分離効率の向上に寄与する流れとすることができるからである。ここで、油分離効率の向上に寄与しないガスの流れとは、デミスタ部材（10）における流体出口管（6）の端面と対向する部分を速い流速で通過する油分離されにくいガスの流れのことであり、この油分離されにくいガスの流れを上記流体出口管用バッフル部（11）に衝突させて阻止するとともに、その流れを減速且つ方向を変更してデミスタ部材（10）の流体出口管（6）の端面と対向する部分の近傍の網目のある部分（高密度領域）を通過させることにより、油分離器の油分離効率を向上させることができる。
【００３１】
また、上記第５の発明によれば、第１、第３または第４の発明における油分離器において、該油分離器（1）の流体出口管（6）をケーシング（9）の頂部における中心部に設置すれば、該流体出口管（6）の近傍にある中心部の間隙（a）を流れるガスの流速は、より加速されることになる。しかし、この加速されたガスの流れは中央バッフル部（11）で阻止し、その流れを変更することができる。
【００３２】
また、上記第６の発明によれば、デミスタ固定板（8）がプレート部材（13）の機能も備えるので専用のプレート部材を新たに設ける必要がない。
【００３３】
また、上記第７の発明によれば、本発明のデミスタ式油分離器（1）を冷凍装置に設置することで、圧縮機からミスト上の油を伴うガスから効率良く油を分離するとともに、その油をデミスタ式油分離器（1）の下部空間に貯留することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
《発明の実施形態１》
以下、本発明の実施形態１に係るデミスタ式油分離器（1）（油分離器）を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
図１に上記デミスタ式油分離器（1）の上部縦断面図を、図５に上記デミスタ式油分離器（1）の概略図を示す。ここで、図１において、デミスタ部材（10）の内部に生じる低密度領域をaとし、２点鎖線間の領域で示す。このデミスタ式油分離器（1）は、図５に示すようにケーシング（9）と、３本の接続配管（5，6，7）とを備えている。
【００３６】
上記ケーシング（9）は、円筒状の胴部（4）と、この胴部（4）の上端開口部に溶接により接合された椀状の上部鏡板（3）と、胴部（4）の下端開口部に溶接により接合された椀状の下部鏡板（2）とから縦長円筒状の密閉容器に構成されている。そして、このケーシング（9）の胴部（4）の上部側面に接続配管としての流体入口管（5）、上部鏡板（3）の中心部に接続配管としての流体出口管（6）、下部鏡板（2）の中心部に接続配管としての油戻し配管（7）がそれぞれ貫通して設けられている。
【００３７】
そのケーシング（9）の内部には図１に示すように油分離部材であるデミスタ部材（10）と、プレート部材（13）と、下部デミスタ固定板（8a）とが収納されている。
【００３８】
上記デミスタ部材（10）は、細い金属線を１本あるいは複数本撚り合わせて帯状の網目部材を作り、その部材を所定回数巻くことで円柱状に成形されている。この巻数は所望の分離効率に応じて適宜増減される。一般的には、巻数が多いほど、ガスがデミスタ部材の金属線と接触する回数が多くなるため、ガスに含まれるミスト状の油を捕捉する度合いが大きくなり、その分離効率は上昇する。
【００３９】
上記下部デミスタ固定板（8a）は、上記流体入口管（5）とデミスタ部材（10）の間に位置し、円筒状の胴部（4）に接合されている。そして、その形状は金属製の円形の網で構成されており、デミスタ部材（10）にガスが流れやすくなるようにその網目の間隔は該デミスタ部材（10）よりも広く設定されている。
【００４０】
上記プレート部材（13）は、上記流体出口管（6）とデミスタ部材（10）の間に位置し、椀状の上部鏡板（3）に接合されている。そして、その形状は図２に示すように本発明の特徴でもある中央バッフル部（11）と周辺バッフル部（12）とを備えた円形の板である。図２のプレート部材（13）の十字形のクロス部分が中央バッフル部（11）を構成しており、その十字形の板の外側のリング状の板が周辺バッフル部（12）を構成している。
【００４１】
そして、上記デミスタ部材（10）は、上記プレート部材（13）と上記下部デミスタ固定板（8a）との間に挟み込まれて固定されている。
【００４２】
次に、デミスタ式油分離器（1）の動作について説明する。ミスト状の油を伴うガスは流体入口管（5）より密閉容器内に流入し、その下流側にあるデミスタ部材（10）に向かって流れる。ここで、このデミスタ部材（10）に向かうガスのうち、デミスタ部材（10）の中央部の間隙（低密度領域）（a）を流体出口管（6）の中央設置により速い流速で流れようとするガスは中央バッフル部（11）に、デミスタ部材（10）の最外部とケーシング（9）の内壁面との間の間隙（b）を流れるガスは周辺バッフル部（12）にそれぞれ衝突する。そして、衝突により流れ方向が変更されて、その近傍の該デミスタ部材（10）の網目のある部分（高密度領域）に流入する。一方、該バッフル部（11，12）に衝突する以外のガスは、そのままデミスタ部材（10）の網目のある部分（高密度領域）に流入する。そして、該デミスタ部材（10）内部を通過する際に、デミスタ部材（10）を構成する細い金属線でミスト状の油は捕捉され、ガスから分離する。ミスト状の油が分離されたガスはそのまま流体出口管（6）を通って外へ流出する。一方、デミスタ部材（10）で捕捉されたミスト状の油は自重によりそのまま下方へ落下し、デミスタ式油分離器（1）の下部空間に溜められて、油戻し配管（7）により外へ排出される。
【００４３】
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、デミスタ式油分離器（1）において、上記プレート部材（13）を利用したことにより、該デミスタ式油分離器（1）において生じる油分離効率の向上に寄与しないガスの流れを阻止するとともに、そのガスの流れを油分離効率の向上に寄与する流れとすることができる。ここで、油分離効率の向上に寄与しないガスの流れとは、デミスタ部材（10）の中央部に生じる隙間（a）（低密度領域）及びデミスタ部材（10）の最外部とケーシング（9）の内壁面との間に生じる間隙（b）を通過する油分離されないガスの流れのことであり、上記デミスタ部材（10）の中央部に生じる間隙（a）（低密度領域）を流れるガスを上記中央バッフル部（11）に、上記デミスタ部材（10）の最外部とケーシング（9）の内壁面との間に生じる間隙（b）を流れるガスを上記周辺バッフル部（12）に衝突させて阻止するとともに、その流れ方向を変更してデミスタ部材（10）の網目のある部分（高密度領域）を通過させることにより、油分離器の油分離効率を向上に寄与する流れとすることができ、その油分離効率は向上する。また、油分離効率が向上することにより、該デミスタ式油分離器（1）の上部空間に位置するデミスタ部材（10）の高さを低く抑えることができるので、その分下部空間が広くなり、該下部空間により多くの油を保有することもできる。
【００４４】
《発明の実施形態２》
実施形態１で示したデミスタ式油分離器（1）は、より多くの油を保有することができるので本実施形態２に示す冷凍装置（101）の油戻し回路（105）の構成要素として利用することができる。以下、本発明の実施形態２を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４５】
図３は、この実施形態２に係る冷凍装置（101）の冷媒回路図である。この冷凍装置（101）は、１台の庫外ユニット（110）と２台並列設置の庫内ユニット（60）とが液側連絡配管（102）とガス側連絡配管（103）で接続されたいわゆるセパレートタイプの冷凍装置（101）であり、冷蔵倉庫内を冷却するように構成されている。
【００４６】
庫外ユニット（110）には庫外回路（111）と本発明の特徴であるデミスタ式油分離器（1）を有する油戻し回路（105）が、各庫内ユニット（60）には庫内回路（61）がそれぞれ設けられている。この冷凍装置（101）では、庫外回路（111）に対して庫内回路（61）を配管（102，103）で並列に接続することによって、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（104）が構成されている。
【００４７】
庫外回路（111）の端部には第１閉鎖弁（112）及び第２閉鎖弁（113）がそれぞれ設けられている。上記第１閉鎖弁（112）には、液側連絡配管（102）の一端が接続されている。この液側連絡配管（102）の他端は２つに分岐しており、それぞれが庫内回路（61）の液側端に接続されている。上記第２閉鎖弁（113）には、ガス側連絡配管（103）の一端が接続されている。このガス側連絡配管（103）の他端は２つに分岐しており、それぞれが庫内回路（61）のガス側端に接続されている。
【００４８】
《庫外ユニット》
庫外ユニット（110）の庫外回路（111）には、油戻し回路（105）、圧縮機構（14）、庫外熱交換器（15）、レシーバ（16）、過冷却熱交換器（17）、第１庫外膨張弁（18）、第２庫外膨張弁（19）、及び四路切換弁（20）が設けられている。上記圧縮機構（14）は、可変容量圧縮機（14a）、第１固定容量圧縮機（14b）、及び第２固定容量圧縮機（14c）が並列に接続されることにより構成されている。
【００４９】
上記可変容量圧縮機（14a）、第１固定容量圧縮機（14b）、及び第２固定容量圧縮機（14c）は、例えば何れも全密閉型で高圧ドーム型のスクロール圧縮機により構成されている。可変容量圧縮機（14a）には、インバータを介して電力が供給される。この可変容量圧縮機（14a）は、インバータの出力周波数を変化させて電動機の回転速度を変更することによって、その容量が変更可能となっている。一方、第１固定容量圧縮機（14b）及び第２固定容量圧縮機（14c）は、電動機が常に一定の回転速度で運転されるものであって、その容量が変更不能となっている。
【００５０】
上記可変容量圧縮機（14a）の吐出側には第１吐出分岐管（21a）が、第１固定容量圧縮機（14b）の吐出側には第２吐出分岐管（21b）が、第２固定容量圧縮機（14c）の吐出側には第３吐出分岐管（21c）がそれぞれ接続されている。第１吐出分岐管（21a）には逆止弁（CV1）が、第２吐出分岐管（21b）には逆止弁（CV2）が、第３吐出分岐管（21c）には逆止弁（CV3）がそれぞれ設けられている。これらの吐出分岐管（21a，21b，21c）の他端は、吐出合流管（21）（実施形態１の流体入口管（5）を参照のこと）を介して上記デミスタ式油分離器（1）に接続されている。これらの逆止弁（CV1，CV2，CV3）は、圧縮機構（14）から吐出合流管（21）へ向かう冷媒の流れを許容する一方で、逆方向への冷媒の流れを禁止するように設けられている。
【００５１】
一方、可変容量圧縮機（14a）の吸入側には第１吸入分岐管（22a）の一端が、第１固定容量圧縮機（14b）の吸入側には第２吸入分岐管（22b）の一端が、第２固定容量圧縮機（14c）の吸入側には第３吸入分岐管（22c）の一端がそれぞれ接続されている。これらの吸入分岐管（22a，22b，22c）の他端は、吸入合流管（22）を介して上記四路切換弁（20）に接続されている。
【００５２】
上記油戻し回路（105）は、図３の太線で示しているように、デミスタ式油分離器（1）、電磁弁（SV2，SV3，SV4）、及び１本の油戻し合流管（34）（実施形態１の油戻し配管（7）を参照のこと）と第１、第２及び第３油戻し分岐管（34a，34b，34c）とにより構成されている。
【００５３】
第１油戻し分岐管（34a）の一端は第１吸入分岐管（22a）に、第２油戻し分岐管（34b）の一端は第２吸入分岐管（22b）に、第３油戻し分岐管（34c）の一端は第３吸入分岐管（22c）にそれぞれ接続されており、この３本の油戻し分岐管（34a，34b，34c）の他端は全て油戻し合流管（34）に接続されている。そして、油戻し合流管（34）は、デミスタ式油分離器（1）に接続されている。そして、各々の油戻し分岐管（34a，34b，34c）にはそれぞれ第１、第２及び第３電磁弁（SV2，SV3，SV4）が設けられている。
【００５４】
上記庫外熱交換器（15）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、熱源側熱交換器を構成している。庫外熱交換器（15）の近傍には、庫外ファン（23）が設けられている。図示していないが、庫外熱交換器（15）は、伝熱管が複数パスに配列されており、冷媒配管が分岐して各パスの伝熱管に接続されている。そして、この庫外熱交換器（15）では、上記庫外ファン（23）が送風する庫外空気と、伝熱管の内側を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。庫外熱交換器（15）の一端は四路切換弁（20）に接続されている。一方、庫外熱交換器（15）の他端は、第１液管（24）を介してレシーバ（16）の頂部に接続されている。
【００５５】
上記過冷却熱交換器（17）は、高圧側流路（17a）と低圧側流路（17b）とを備え、各流路（17a，17b）を流れる冷媒同士を熱交換させるものである。この過冷却熱交換器（17）は、例えばプレート熱交換器により構成されている。
【００５６】
上記高圧側流路（17a）の流入端は、レシーバ（16）の底部に接続されている。また、上記高圧側流路（17a）の流出端は、第２液管（25）を介して上記第１閉鎖弁（112）に接続されている。一方、上記低圧側流路（17b）の流入端は、過冷却熱交換器（17）の下流側の高圧液ラインである第２液管（25）から分岐した第１分岐管（26）に接続され、第１分岐管（26）には、減圧制御弁である上記第１庫外膨張弁（18）が設けられている。この第１庫外膨張弁（18）は、開度を調節可能な電子膨張弁で構成されている。また、上記低圧側流路（17b）の流出端は、圧縮機構（14）の吸入合流管（22）に連通する吸入ガス管（27）に接続されている。
【００５７】
上記レシーバ（16）は、上述したように庫外熱交換器（15）と過冷却熱交換器（17）との間に設置され、熱交換器で凝縮された高圧冷媒を一時的に貯留できるようになっている。そして、ガス抜き配管（28）の一端が該レシーバ（16）の上部に、他端が逆止弁（CV7）を介して第１吐出分岐管（21a）に接続されている。ここで、該逆止弁（CV7）はレシーバ（16）から圧縮機構（14）の吐出合流管（21）への冷媒の流れを許容する向きに取り付けられている。
【００５８】
この冷媒回路（104）は、圧縮機構（14）の吸入側へガスインジェクションを行うガスインジェクション通路（30）を備えている。このガスインジェクション通路（30）は、上記第１分岐管（26）と、該第１分岐管（26）に連通するとともに減圧冷媒を気化させる冷媒気化機構である過冷却熱交換器（17）の低圧側流路（17b）と、上記吸入ガス管（27）とから構成されている。
【００５９】
上記第２液管（25）には、上記第１分岐管（26）の接続部と第１閉鎖弁（112）との間に第２分岐管（28）の一端が接続されている。この第２分岐管（28）の他端は、上記第１液管（24）における庫外熱交換器（15）とレシーバ（16）との間に接続されている。
【００６０】
第１液管（24）と第２液管（25）との間には、レシーバ（16）及び過冷却熱交換器（17）をバイパスする第３分岐管（29）が接続されている。この第３分岐管（29）には、上記第２庫外膨張弁（19）が設けられている。この第２庫外膨張弁（19）は、開度が調節可能な電子膨張弁であって、熱源側膨張弁を構成している。
【００６１】
上記第１液管（24）における第３分岐管（29）の接続部と第２分岐管（28）の接続部との間には、レシーバ（16）へ向かう方向への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV4）が設けられている。また、上記第２液管（25）における第１分岐管（26）の接続部と第２分岐管（28）の接続部との間には、液側連絡配管（102）へ向かう方向への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV5）が設けられ、上記第２分岐管（28）には、レシーバ（16）へ向かう方向への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV6）が設けられている。
【００６２】
上記四路切換弁（20）は、第１ポート（P1）が吐出合流管（21）に、第２ポート（P2）が吸入合流管（22）に、第３ポート（P3）が庫外熱交換器（15）に、第４ポート（P4）が第２閉鎖弁（113）にそれぞれ接続されている。この四路切換弁（20）は、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が互いに連通して第２ポート（P2）と第４ポート（P4）が互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が互いに連通して第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。
【００６３】
庫外回路（111）には、各種のセンサや圧力スイッチも設けられている。具体的に、上記吸入合流管（22）には吸入温度センサ（35）と吸入圧力センサ（36）が設けられている。上記第１吐出分岐管（21a）には、第１高圧圧力スイッチ（37）と第１吐出ガス温度センサ（38）が設けられている。上記第２吐出分岐管（21b）には、第２高圧圧力スイッチ（39）と第２吐出ガス温度センサ（40）とが設けられている。上記第３吐出分岐管（21c）には、第３高圧圧力スイッチ（41）と第３吐出ガス温度センサ（42）とが設けられている。各高圧圧力スイッチ（37，39，41）は、吐出圧力を検出し、異常高圧時に保護装置として冷凍装置（101）を緊急停止させるものである。第１吐出分岐管（21a）と第２吐出分岐管（21b）と第３吐出分岐管（21c）が吐出合流管（21）に接続された箇所には、吐出圧力センサ（43）が設けられている。また、上記庫外熱交換器（15）の庫外ファン（23）の近傍には、外気温度センサ（44）が設けられている。上記第２液管（25）には、液温度センサ（45）が設けられている。
【００６４】
上記の各センサ（38，40，42，43，44，45）やスイッチ（37，39，41）は、この冷凍装置（101）の動作を制御するコントローラ（50）に接続されている。このコントローラ（50）は、各センサ（40，38，40，42，43，44，45）やスイッチ（37，39，41）の出力に応じて、圧縮機構（14）、四路切換弁（20）、電子膨張弁（18，19）、及び電磁弁（SV1〜SV4）などの制御を行う。
【００６５】
《庫内ユニット》
２つの庫内ユニット（60）は互いに同様に構成されている。各庫内ユニット（60）の庫内回路（61）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、ドレンパン加熱用配管（62）、庫内膨張弁（63）、及び庫内熱交換器（64）が設けられている。
【００６６】
上記庫内膨張弁（63）は、開度が調節可能な電子膨張弁であって、利用側膨張弁を構成している。また、上記庫内熱交換器（64）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、利用側熱交換器を構成している。この庫内熱交換器（64）の近傍には、庫内ファン（65）が設けられている。図示していないが、庫内熱交換器（64）は、伝熱管が複数パスに配列されており、冷媒配管が分岐して各パスの伝熱管に接続されている。そして、この庫内熱交換器（64）では、上記庫内ファン（65）が送風する庫内空気と、伝熱管の内側を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。
【００６７】
また、庫内熱交換器（64）の下方には、ドレンパン（66）が設けられている。このドレンパン（66）は、庫内熱交換器（64）の表面から落下する霜や結露水を回収するものである。上記ドレンパン加熱用配管（62）は、上記ドレンパン（66）の底面に沿うようにして配設された冷媒配管で構成されている。このドレンパン加熱用配管（62）は、ドレンパン（66）に回収された霜や、ドレンパン（66）内の液滴が凍結して生成される氷塊を、冷媒の熱を利用して融解させるものである。
【００６８】
また、庫内回路（61）には、３つの温度センサが設けられている。具体的に、庫内熱交換器（64）の伝熱管には、蒸発温度センサ（67）が設けられている。庫内回路（61）におけるガス側端の近傍には、ガス温度センサ（68）が設けられている。庫内ファン（65）の近傍には、庫内温度センサ（69）が設けられている。
【００６９】
−運転動作−
次に、本実施形態２の冷凍装置（101）の運転動作について説明する。
【００７０】
<冷却運転>
この冷凍装置（101）の冷却運転では、各庫内ユニット（60）により庫内の冷却が行われる。
【００７１】
冷却運転時、庫外回路（111）では、四路切換弁（20）の第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通し、第２ポート（P2）と第４ポート（P4）が連通する状態に設定される。また、第１庫外膨張弁（18）の開度が適宜調節される一方、第２庫外膨張弁（19）が全閉状態となる。庫内回路（61）では、庫内膨張弁（63）の開度が適宜調節される。冷却運転では、各圧縮機（14a，14b，14c）の少なくとも１台が運転される。そして、冷媒回路（104）では、庫外熱交換器（15）が凝縮器となり、各庫内熱交換器（64）が蒸発器となって、実線の矢印で示す流れの冷凍サイクルが行われる。
【００７２】
各圧縮機（14a，14b，14c）に吸入された低圧圧力のガス冷媒は、それぞれ所定の高圧圧力に圧縮されて高圧ガス冷媒となり、各々の吐出分岐管（21a，21b，21c）の逆止弁（CV1，CV2，CV3）を通る。これらの逆止弁（CV1，CV2，CV3）は、例えばある冷凍負荷に対して停止した圧縮機（14a，14b，14c）の吐出分岐管（21a，21b，21c）に運転中の圧縮機からのガス冷媒が逆流しないように機能している。そして、高圧ガス冷媒は他の圧縮機へ逆流することなく吐出合流管（21）で合流し、デミスタ式油分離器（1）へ送られて冷媒中の冷凍機油が分離された後、四路切換弁（20）を通って庫外熱交換器（15）に流入する。
【００７３】
庫外熱交換器（15）では、この高圧ガス冷媒が庫外空気に放熱して凝縮する。庫外熱交換器（15）で凝縮した高圧液冷媒は、第１液管（24）を通ってレシーバ（16）に流入する。この高圧液冷媒は、運転状態或いは冷凍負荷状態の変化により庫外熱交換器（15）と庫内熱交換器（64）との保有冷媒量が増減した場合、その冷媒の増減を吸収するために一時的に該レシーバ（16）に貯留されながら該レシーバ（16）を流出する。レシーバ（16）から流出した冷媒は、過冷却熱交換器（17）の高圧側流路（17a）に流入し、低圧側流路（17b）へ熱を放出しながら該過冷却熱交換器（17）を流出する。
【００７４】
上記過冷却熱交換器（17）を流出した冷媒は液側連絡配管（102）を通過して各庫内回路（61）に分配される。庫内回路（61）へ流入した冷媒は、ドレンパン加熱用配管（62）を流通する。ここで、上記ドレンパン（66）には、庫内熱交換器（64）の表面から落ちた霜や、回収後の結露水が凍結して生成される氷塊が貯まっている。このため、ドレンパン加熱用配管（62）を流れる冷媒によってドレンパン（66）の近傍が加熱されると、ドレンパン（66）内の霜や氷塊が融解する。以上のようにして液体となった水は、ドレン排水としてドレンパン（66）から排出される。
【００７５】
逆に、ドレンパン加熱用配管（62）を流れる冷媒は、ドレンパン（66）内の霜や氷塊に融解熱を奪われて冷却される。その結果、ドレンパン加熱用配管（62）を流れる冷媒は更に過冷却される。
【００７６】
ドレンパン加熱用配管（62）を流出した冷媒は、庫内膨張弁（63）を通過して減圧されてから、庫内熱交換器（64）を流通する。庫内熱交換器（64）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷蔵倉庫の庫内空気が冷却される。
【００７７】
各庫内熱交換器（64）で蒸発した各々の冷媒はガス側連絡配管（103）で合流する。ガス側連絡配管（103）で合流した冷媒は、四路切換弁（20）を通過して吸入合流管（22）へ流入する。この冷媒は、上述の過冷却熱交換器（17）の低圧側流路（17b）で蒸発した冷媒と混合し、第１可変容量圧縮機（14a）及び第１，第２固定容量圧縮機（14b，14c）に吸入される。以上の冷媒循環を繰り返し、この冷凍装置（101）では、冷凍倉庫の庫内空気が冷却される。
【００７８】
<デフロスト運転>
この冷凍装置（101）では、冷凍運転中に庫内熱交換器（64）が着霜した場合に、霜を除去するためにデフロスト運転を行なう。デフロスト運転時は、各庫内熱交換器（64）の除霜が同時に行われる。
【００７９】
このデフロスト運転時の庫外回路（111）では、四路切換弁（20）が第２状態に設定される。また、第１庫外膨張弁（18）が全閉状態となる一方、第２庫外膨張弁（19）の開度が適宜調節される。庫内回路（61）では、庫内膨張弁（63）が全開状態となる。デフロスト運転時は、各圧縮機の少なくとも１台が運転される。そして、冷媒回路（104）では、庫外熱交換器（15）が蒸発器となり、各庫内熱交換器（64）が凝縮器となって、破線の矢印で示す流れの冷凍サイクルが行われる。そして、このサイクルを繰り返し庫内ユニット（60）の庫内熱交換器（64）に着いた霜が溶かされて除去される。
【００８０】
<油戻し動作>
ここで、本発明の特徴であるデミスタ式油分離器（1）を備えた上記油戻し回路（105）の動作について説明する。
【００８１】
上記油戻し回路（105）は、圧縮機（14a，14b，14c）同士をそれぞれ配管で接続する均油管を用いずに、デミスタ式油分離器（1）の下部空間に貯留した油を第１，第２及び第３油戻し分岐管（34a，34b，34c）に設置された電磁弁（SV2，SV3，SV4）の開閉動作を制御することで、必要に応じて各圧縮機（14a，14b，14c）へ返油するものである。 まず、停止している上記圧縮機（14a，14b，14c）が運転し始めると同時に、上記コントローラ（50）が各々の圧縮機（14a，14b，14c）の運転時間を積算する。そして、その積算運転時間が所定時間に達した時、圧縮機内に規定量以下の油面低下が生じていると判断し、その所定時間に達した圧縮機（14a，14b，14c）に対応する油戻し分岐管（34a，34b，34c）に連通する電磁弁（SV2，SV3，SV4）が開いて、デミスタ式油分離器（1）から油戻し分岐管（34a，34b，34c）を通じて圧縮機（14a，14b，14c）に返油される。ここで、圧縮機の油面検知をその積算運転時間で推定しているため、油を戻す場合には偏流させずに確実に戻す必要があるので、開動作を行う電磁弁は１つのみであり、その開動作保持時間は圧縮機運転時の高低圧差に応じて決定される。つまり、該開動作保持時間は高低圧差が大きければ短い時間、逆に小さければ長い時間となる。
【００８２】
−実施形態２の効果−
本実施形態２によれば、冷凍装置（101）の油戻し回路（105）において、本発明の特徴であるデミスタ式油分離器（1）を利用したことにより、均油管を用いることなく、各圧縮機（14a，14b，14c）を標準油面高さに均油させることができる。さらに、均油管を用いることがないので油戻し回路（105）の低コスト化を実現することも可能である。
【００８３】
《その他の実施形態》
上記実施形態１については、以下のような構成としてもよい。
【００８４】
例えば、実施形態１におけるデミスタ式油分離器（1）に利用するプレート部材（13）は中央バッフル部（11）と周辺バッフル部（12）とを備えたものでなく、中央バッフル部（11）のみでもよいし、周辺バッフル部（12）のみでもよい。
【００８５】
又、本発明のプレート部材（13）が上部デミスタ固定板（8）で構成されているだけでなく、下部デミスタ固定板（8a）で構成されていてもよい。さらに、流体出口管（6）は、ケーシング（9）の頂部における中心部以外の場所に設置されてもよい。その場合、流体出口管（6）に対応する位置にもバッフル部を設けるとよい。
【００８６】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上説明したように、本発明は、デミスタ式油分離器（1）について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】デミスタ式油分離器の上部縦断面図である。
【図２】実施形態１における油分離器のプレート部材の正面図である。
【図３】実施形態２における冷凍装置の冷媒回路図である。
【図４】従来のデミスタ式油分離器の上部縦断面図である。
【図５】デミスタ式油分離器の概略図である。
【符号の説明】
【００８９】
1   デミスタ式油分離器（油分離器）
2   下部鏡板
3   上部鏡板
4   胴部
5   流体入口管
6   流体出口管
7   油戻し配管
8   上部デミスタ固定板(デミスタ固定板)
8a  下部デミスタ固定板
9   ケーシング
10  デミスタ部材
11  中央バッフル部
12  周辺バッフル部
13  プレート部材
101 冷凍装置
104 冷媒回路
【図１】
2007212020.tif 000003
【図２】
2007212020.tif 000004
【図３】
2007212020.tif 000005
【図４】
2007212020.tif 000006
【図５】
2007212020.tif 000007