(57)【要約】【課題】本発明は、旋回する混合流体の流速を高く維持することができる油分離器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、冷媒及び冷凍機油が混合した混合流体から冷凍機油を分離する油分離器であって、混合流体を流入させる入口部と、流入した混合流体を旋回させつつ鉛直方向下方へ流す油分離器本体とを有し、前記入口部は、鉛直方向に複数配置される入口管によって構成されることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒及び冷凍機油が混合した混合流体から冷凍機油を分離する油分離器であって、
混合流体を流入させる入口部と、流入した混合流体を旋回させつつ鉛直方向下方へ流す油分離器本体とを有し、
前記入口部は、鉛直方向に複数配置される入口管によって構成されることを特徴とする油分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒及び冷凍機油が混合した混合流体から冷凍機油を分離する油分離器が知られている（例えば、特許文献１）。この油分離器は、内部に油分離空間が形成される油分離器本体を有し、この油分離器本体は、鉛直方向に沿う内壁面を有し、この内壁面に混合流体を衝突させることにより、冷凍機油を分離するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３１２４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、混合流体を旋回させる方式の油分離器は、油分離器内に流入した混合流体を油分離器本体の内部で周方向に旋回させ、この旋回中に冷凍機油を遠心力によって飛散させてガス冷媒と冷凍機油を分離するものである。
【０００５】
しかしながら、ガス出口部に向かう混合流体の流速は旋回しながら徐々に低下していくため、流速が低下すると遠心力が小さくなり油の分離効率が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、旋回する混合流体の流速を高く維持することができる油分離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】
【０００７】
本発明は、冷媒及び冷凍機油が混合した混合流体から冷凍機油を分離する油分離器であって、混合流体を流入させる入口部と、流入した混合流体を旋回させつつ鉛直方向下方へ流す油分離器本体とを有し、前記入口部は、鉛直方向に複数配置される入口管によって構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
油分離器内流入させるガス入口管を垂直方向に複数個配列する構造を採用すれば、ガス入口管が流入するガス冷媒の拡散によるガス速度の低下を抑えられ、その後旋回中の旋回速度が低下しても、ガス出口部では高い速度を維持でき高い油分離効率を維持できるものである。
【０００９】
これにより油上がり量が減少するため、油保有量の確保，給油に対する圧縮機の信頼性が向上し、かつ吐出ガス冷媒におけるガス冷媒の割合が増加することにより、冷媒循環量が増加し冷凍能力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１の油分離器の構造図を示す。
【図２】本発明の実施例１の遠心分離形油分離器の平面図を示す。
【図３】本発明の実施例１の油分離器のガス入口，出口の設置位置を示す。
【図４】本発明の実施例１の油分離器内のガス流速の変化をグラフにて示す。
【図５】本発明の実施例１に係わる冷凍装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の油分離器の実施例の図面を用いて説明する。
【００１２】
実施例１の油分離器を図１〜図４により説明する。また、図５にて本発明に対応する冷凍装置の全体構成図を説明する。
【００１３】
冷凍装置１は圧縮機２、油分離器３、凝縮器４、膨張弁５、蒸発器６などを冷媒配管で接続して形成された冷凍サイクルである。
【００１４】
次に冷凍装置１の基本的な動作について説明する。圧縮機２から吐出された冷媒ガスは、凝縮器４で冷却されて凝縮し液冷媒となって凝縮器４に蓄えられる。その後、液冷媒は、膨張弁５、蒸発器６などが設置される負荷側機器で被冷却物を冷却しながら蒸発し、再びガス冷媒となったのち圧縮機２へ吸入される。
【００１５】
次に油分離器３について詳細に説明する。圧縮機２と凝縮器４との間の吐出管７には、圧縮機２から多量の冷凍機油と冷媒ガスが流入しており、圧縮機２における潤滑に必要な油量の確保、および凝縮器４や蒸発器６が冷凍機油によって汚損されるのを防止するために、圧縮機２と凝縮器４の間に油分離器３が設置されている。
【００１６】
油分離器３は、図１に示すように、本体が側壁１８、底板２０、内筒２１、ガス入口管１３、ガス出口管１４、油出口管１６による容器で構成されている。側壁１８には接線方向外方に向かってガス入口管１３が複数個接続され、ガス入口管１３の末端は、圧縮機２側の吐出管７に接続されている。上部には、ガス出口管１４が貫通して支持され、このガス出口管１４の下端にはガス出口１５が開設されている一方、上端は凝縮器４に接続されている。
【００１７】
図中において、複数のガス入口管１３から流入した冷媒ガスと冷凍機油を含む流体の流れは時計回りに下降する旋回流２２となる。旋回流２２には遠心力が生じ、側壁内面１９付近の流れに遠心力が発生する。流体中の冷凍機油は、この遠心力を受けて冷媒ガスから分離され、側壁内面１９に衝突した後、冷凍機油は側壁内面１９に付着する。付着した冷凍機油は側壁内面１９に沿って流下して、冷凍機油は油出口１７から排出され、油出口管１６を介して、圧縮機２に給油される。一方、油分離後の冷媒ガスはガス出口１５からガス出口管に排出される。
【００１８】
次に、上記の複数のガス入口管１３の作用について説明する。ガス入口管１３が１本のときの入口管内冷媒通過面積をＡ、ガス流速をＶとした場合、ｎ個の入口管のサイズは、各々の入口管内ガス流速がＶとなるように、断面積はＡ／ｎとなるサイズに設定し、各入口管からガス冷媒はガス流速Ｖにて油分離器３に流入される。
【００１９】
複数のガス入口管１３は垂直方向に配置されており、最上部の入口管の位置をＨ１，２段目，３段目，・・・最下部ｎ段目の入口管の位置をＨ２，Ｈ３，・・・Ｈｎ、ガス出口の位置をＨとすると、最上部Ｈ１と最下部Ｈｎに挟まれたガス入口管１３から流入したガス冷媒は、油分離器３内に流入した際の拡散が少ないため、高いガス流速を維持したまま旋回する距離を得ることができ、ガス出口Ｈに到達した際にも相対的にガス速度が高く分離効率も高くなる。
【００２０】
ガス入口管１３が細長い場合でも、両端側のガスは拡散により速度の低下は見られるが、中央部のガス冷媒ほど拡散が少なく上記と同様に速度低下が抑えられる。
【００２１】
ガス入口管１３が１本の場合では、初期のガス流速がＶであっても油分離器３内で旋回を続け、Ｈｎ，Ｈへ到達した際の速度Ｖｎ，ＶＨは流速Ｖより低下しているため、油分離効率は低下している。
【００２２】
しかしガス入口管１３が複数本ある場合、ガス入口Ｈ１から流入したガス冷媒は、ガス出口Ｈの方向に向かい旋回しながら移動する中でガス速度が低下するのだが、ガス流速の低下が小さいため、Ｈｎへ到達した際のガス速度Ｖｎ′では、入口管１本の場合のＶｎよりも高い速度となる。そのためＨｎからＨへ移動する際、流速が同様に低下してもＨｎ時点での流速が高いため、ガス出口Ｈにおける流速も高くなる。
【００２３】
またガス入口管１３を複数個設置することにより１本の配管径が小さくなるため、油分離器３内へ流入するガス入口管１３の取付位置を側壁内面１９側に近づけることができ、前述にあるように流入したガス冷媒の多くが側壁内面１９付近を流れることとなり、油が側壁内面１９に付着しやすくなるためこれによっても分離効率が向上する。
【００２４】
以上のように、本実施例によれば、ガス入口からガス出口に移動する際にガス流速の低下が抑えられ、また側壁内面１９に沿って旋回するガス冷媒の流速が高い状態で油分離器３内を旋回することができ、油分離効率を向上することができる。これにより油上がり量が減少し、油保有量の確保，給油に対する圧縮機２の信頼性が向上し、かつ吐出ガス冷媒におけるガス冷媒の割合が増加することにより、冷媒循環量が増加し冷凍能力を向上することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  冷凍装置
２  圧縮機
３  油分離器
４  凝縮器
５  膨張弁
６  蒸発器
７  吐出管
８  入口配管
９  凝縮器と膨張弁の接続管
１０  膨張弁と蒸発器の接続管
１１  蒸発器と圧縮機の接続管
１２  油流出配管
１３  ガス入口管
１４  ガス出口管
１５  ガス出口
１６  油出口管
１７  油出口
１８  側壁
１９  側壁内面
２０  底板
２１  内筒
２２  旋回流
【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５】
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