JP2013015069A - Oil separator and compressor having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機用のオイルセパレータに関するものでありCO2冷媒用の圧縮機が搭載されたヒートポンプシステムなどに用いて有効である。 The present invention relates to an oil separator for a compressor, and is effective for use in a heat pump system or the like equipped with a compressor for CO2 refrigerant.
冷凍サイクルで使用される圧縮機は、冷媒ガスにオイルを混入して圧縮機の潤滑を行っているが、この潤滑用オイルの一部は冷媒ガスとともに冷凍サイクルに吐出されてしまう。この冷凍サイクルに吐出される潤滑用オイルが多ければ多いほど、冷凍サイクルのシステム効率(COP、又は、成績係数ともいう)は低下する。そこで、冷凍サイクル中へのオイルの吐出を抑制するため、特許文献1に見られるように、圧縮機の吐出側に冷媒ガスから潤滑用オイルを分離する遠心分離式オイルセパレータを設けることが知られている。 The compressor used in the refrigeration cycle lubricates the compressor by mixing oil in the refrigerant gas, but part of this lubricating oil is discharged to the refrigeration cycle together with the refrigerant gas. The more lubricating oil discharged into the refrigeration cycle, the lower the system efficiency (also referred to as COP or coefficient of performance) of the refrigeration cycle. In order to suppress oil discharge into the refrigeration cycle, it is known to provide a centrifugal oil separator that separates lubricating oil from refrigerant gas on the discharge side of the compressor, as seen in Patent Document 1. ing.
近年、環境問題を考慮して冷媒としてCO2(二酸化炭素)が使用されるようになってきている。ところが、このCO2冷媒は従来の134a冷媒などと比較してオイルとの密度差が小さいため、従来のオイルセパレータでは遠心分離が充分に行われずオイル分離効率が低下する。このため、冷凍サイクル中のオイルレートが増加し、ガスクーラや蒸発器での熱交換性能が損なわれCOPが低下するという問題があった。CO2冷媒サイクル固有の特徴として、従来冷媒に比して、オイルレートの低い環境下での熱交換器効率の上昇が大きく、更なる分離効率向上によるオイルレート低減が求められてきている。 In recent years, CO2 (carbon dioxide) has been used as a refrigerant in consideration of environmental problems. However, since the CO2 refrigerant has a smaller density difference from the oil than the conventional 134a refrigerant, the conventional oil separator is not sufficiently centrifuged and the oil separation efficiency is lowered. For this reason, the oil rate in a refrigerating cycle increases, the heat exchange performance in a gas cooler or an evaporator is impaired, and there existed a problem that COP fell. As a characteristic characteristic of the CO2 refrigerant cycle, the heat exchanger efficiency is greatly increased in an environment where the oil rate is low as compared with the conventional refrigerant, and a reduction in the oil rate by further improving the separation efficiency has been demanded.
特許文献1の遠心分離式オイルセパレータ101は、次のような冷媒圧縮機に取り付けられたものである。図1は、特許文献1のオイルセパレータを備えた冷媒圧縮機の断面図である。この冷媒圧縮機は、スクロール型圧縮機であって、密閉容器53内に電動機部55と圧縮機構部57とを収容し、外部の冷媒回路からの冷媒を圧縮するとともに、その一端側に一体に取付けられたオイルセパレータ101によって圧縮された冷媒からオイルを分離して、冷媒を外部の冷媒回路へ送り出す一方で、分離したオイルを圧縮機構部等の可動部へ戻すように構成されている。 The centrifugal oil separator 101 of Patent Document 1 is attached to the following refrigerant compressor. FIG. 1 is a cross-sectional view of a refrigerant compressor provided with the oil separator of Patent Document 1. This refrigerant compressor is a scroll type compressor, and houses an electric motor part 55 and a compression mechanism part 57 in a sealed container 53, compresses refrigerant from an external refrigerant circuit, and is integrated with one end thereof. Oil is separated from the refrigerant compressed by the attached oil separator 101, and the refrigerant is sent to an external refrigerant circuit, while the separated oil is returned to a movable part such as a compression mechanism.
冷媒圧縮機の密閉容器53は円筒状の第1ハウジング59と、第2ハウジング61と、第3ハウジング63とから形成されている。この密閉容器53は、その中の圧力が冷媒の吐出圧力よりも低い所謂内部低圧式容器を形成している。圧縮機構部57は、主軸受65によって支持されたクランク機構67により公転する可動スクロール69と、可動スクロール69に対向配置された固定スクロール71とを具備しており、クランク機構67及び可動スクロール69は、主軸受65と副軸受73によって水平に支持された電動機部55のシャフト75によって回転される。 The airtight container 53 of the refrigerant compressor is formed of a cylindrical first housing 59, a second housing 61, and a third housing 63. The sealed container 53 forms a so-called internal low-pressure container whose pressure is lower than the refrigerant discharge pressure. The compression mechanism 57 includes a movable scroll 69 that revolves by a crank mechanism 67 supported by a main bearing 65, and a fixed scroll 71 that is disposed to face the movable scroll 69. The crank mechanism 67 and the movable scroll 69 are Rotated by the shaft 75 of the electric motor unit 55 supported horizontally by the main bearing 65 and the sub bearing 73.
固定スクロール71と可動スクロール69は渦巻状の溝をそれぞれ有しており、この溝の噛み合いによって形成される複数の作動室77が体積を縮小することによって固定スクロール71の渦巻状の溝の最外周側に連通する吸入室に供給された冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機構部57の作動室77には吐出口79を介して吐出室81が連通しており、この吐出室81にオイルセパレータ101の吸入管25の一端が接続されている。そして、この吸入管25の他端が、オイルセパレータ101の分離部13に設けられた冷媒流入口23に接続されている。分離部13は、有底筒状の分離筒17を有している。この分離筒17の上部開口には冷媒吐出部19が設けられている。この冷媒吐出部19は、分離筒17の上部開口に嵌合する大径部(上部開口部)19aとこの大径部19aの下部に形成された小径の円筒である分離パイプ19bとを有している。 The fixed scroll 71 and the movable scroll 69 each have a spiral groove, and a plurality of working chambers 77 formed by the engagement of the grooves reduce the volume, thereby reducing the outermost circumference of the spiral groove of the fixed scroll 71. The refrigerant supplied to the suction chamber communicating with the side is compressed. A discharge chamber 81 communicates with the working chamber 77 of the compression mechanism 57 via a discharge port 79, and one end of the suction pipe 25 of the oil separator 101 is connected to the discharge chamber 81. The other end of the suction pipe 25 is connected to a refrigerant inlet 23 provided in the separation part 13 of the oil separator 101. The separation unit 13 has a bottomed cylindrical separation cylinder 17. A refrigerant discharge part 19 is provided in the upper opening of the separation cylinder 17. The refrigerant discharge portion 19 includes a large diameter portion (upper opening portion) 19a that fits into the upper opening of the separation cylinder 17, and a separation pipe 19b that is a small diameter cylinder formed below the large diameter portion 19a. ing.
固定スクロール71の下側にはオイル戻し通路83が形成され、このオイル戻し通路83の一端には送油管33が接続されている。このオイル戻し通路83の他端は、固定スクロール71と可動スクロール69との摺動界面に通じており、さらにそこから潤滑の必要な他の可動部分に至る複数のオイルの通路が形成されている。また、送油管33の一端は貯油部85の底部に設けられた送油口87に接続されている。貯油部85の貯油容器89は、第3ハウジング63と第4ハウジング91とから形成されている。 An oil return passage 83 is formed below the fixed scroll 71, and an oil feed pipe 33 is connected to one end of the oil return passage 83. The other end of the oil return passage 83 communicates with the sliding interface between the fixed scroll 71 and the movable scroll 69, and a plurality of oil passages are formed from there to other movable portions that need lubrication. . One end of the oil feeding pipe 33 is connected to an oil feeding port 87 provided at the bottom of the oil storage part 85. The oil storage container 89 of the oil storage unit 85 is formed of a third housing 63 and a fourth housing 91.
圧縮機構部57に隣接する吐出室81から流入管25を通して供給された冷媒を、分離部13の環状空間21で旋回させてオイル1を分離し、冷媒を冷媒吐出部19から外部の冷媒回路に送り出す一方で、オイル1を、分離筒17の底壁部17aに設けられた連通穴17bから、貯油室93に流下させる。貯油室93に貯留したオイルは送油口87から送油管33を通してオイル戻し通路83に戻され、固定及び回転スクロールの摺動面等の摺動部に供給される。 The refrigerant supplied through the inflow pipe 25 from the discharge chamber 81 adjacent to the compression mechanism unit 57 is swirled in the annular space 21 of the separation unit 13 to separate the oil 1, and the refrigerant is transferred from the refrigerant discharge unit 19 to the external refrigerant circuit. On the other hand, the oil 1 is caused to flow down to the oil storage chamber 93 from the communication hole 17 b provided in the bottom wall portion 17 a of the separation cylinder 17. The oil stored in the oil storage chamber 93 is returned from the oil supply port 87 to the oil return passage 83 through the oil supply pipe 33 and supplied to a sliding portion such as a sliding surface of the fixed and rotary scroll.
特許文献1のような従来の遠心分離筒方式には、次のような問題点が発生する。
図2(a)は、従来の遠心分離筒方式の正面断面図であり、(b)は、A−A線に関する横断面図であり、(c)は、従来の遠心分離筒方式において、オイル1の壁面付着を説明する説明図である。図2(a)〜(c)に示すように、分離筒17に対しオフセットされた流入口23より流入するオイル1と冷媒は、旋回流となり密度の高いオイル1は遠心力により分離筒内壁17’へ付着しつつ旋回しながら下方へ落下し、密度の軽い冷媒が分離パイプ内径へターンしオイルと冷媒が分離される構成となる。
The conventional centrifugal cylinder system as in Patent Document 1 has the following problems.
2A is a front cross-sectional view of a conventional centrifuge cylinder system, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA, and FIG. It is explanatory drawing explaining the wall surface adhesion of 1. FIG. As shown in FIGS. 2A to 2C, the oil 1 and the refrigerant flowing in from the inlet 23 that is offset with respect to the separation cylinder 17 are swirled and the dense oil 1 is separated from the inner wall 17 of the separation cylinder 17 by centrifugal force. While falling while rotating while adhering to ', the refrigerant having a low density turns to the inner diameter of the separation pipe and the oil and the refrigerant are separated.
図3は、図2(a)の従来の遠心分離筒方式の流れの状態を解析した説明図である。三角形の大きさは流速を表し、矢印方向が流れの方向を表わしている。このシミュレーションに見られるように、分離パイプ19aの下端部近傍の、分離筒内壁17’における領域(以下、分離パイプ下端部領域K)においては強いターン流が発生しており、分離パイプ下端部領域Kの壁面に存在するオイルが、ターン流に巻きこまれることとなる(分離筒内壁17’に付着したオイルの巻上げが発生)。このため、分離効率がある程度以上になると、いくら遠心分離しても、壁面に存在するオイル1がターン流に巻きこまれて、それ以上には分離効率が向上しないという問題が発生する。すなわち、図2(c)に見られるように、分離パイプ下端部領域Kの壁面に存在するオイル量に、分離効率が左右されているのである。 FIG. 3 is an explanatory diagram analyzing the flow state of the conventional centrifugal cylinder system of FIG. The size of the triangle represents the flow velocity, and the arrow direction represents the direction of flow. As can be seen in this simulation, a strong turn flow is generated in the region (hereinafter referred to as separation pipe lower end region K) in the separation cylinder inner wall 17 'in the vicinity of the lower end portion of the separation pipe 19a. The oil present on the wall surface of K is entrained in the turn flow (the oil adhering to the separation cylinder inner wall 17 'is generated). For this reason, when the separation efficiency exceeds a certain level, no matter how much the centrifugal separation is performed, the oil 1 existing on the wall surface is caught in the turn flow, and the separation efficiency is not improved any more. That is, as seen in FIG. 2 (c), the separation efficiency depends on the amount of oil present on the wall surface of the separation pipe lower end region K.
上記問題に鑑みて、分離パイプと分離筒間のオイル量を減らすことが分離効率向上につながることを着想し、本発明は、分離筒を二重構造にしたオイルセパレータを提供するものである。 In view of the above problems, the present invention provides an oil separator in which the separation cylinder has a double structure, conceived that reducing the amount of oil between the separation pipe and the separation cylinder leads to improvement in separation efficiency.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、外部に冷媒を吐出する上部開口部(19a)、及び、円筒状空間部(20)を有する分離筒(17)と、前記上部開口部(19a)に連結されるとともに前記円筒状空間部(20)に配置された分離パイプ(19b)と、円筒状空間部内壁(17’)に連続して形成された内周分離筒(19c)とを具備する圧縮機用オイルセパレータであって、前記内周分離筒(19c)の外周面にはオイル流出空間(22)が設けられ、さらに、前記内周分離筒(19c)には、前記オイル流出空間(22)に連通する複数の連通孔(7)が設けられており、前記円筒状空間部内壁(17’)の接線方向に設置された流入口(23)から、オイルの混入された冷媒を流入させて、前記円筒状空間部内壁(17’)及び前記内周分離筒(19c)に沿って旋回させ、遠心力で前記内周分離筒(19c)に付着したオイルを、前記連通孔(7)から前記オイル流出空間(22)に流出させるとともに、オイルの分離された冷媒が前記分離パイプ(19b)内を通って前記上部開口部(19a)から外部に吐出させた圧縮機用オイルセパレータである。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 includes an upper opening (19a) for discharging refrigerant to the outside, a separation cylinder (17) having a cylindrical space (20), and the upper opening. A separation pipe (19b) connected to (19a) and disposed in the cylindrical space portion (20), and an inner peripheral separation tube (19c) formed continuously from the inner wall (17 ′) of the cylindrical space portion And an oil outflow space (22) is provided on the outer peripheral surface of the inner peripheral separation cylinder (19c), and the inner peripheral separation cylinder (19c) A plurality of communication holes (7) communicating with the oil outflow space (22) are provided, and oil is mixed from an inflow port (23) installed in a tangential direction of the inner wall (17 ') of the cylindrical space portion. The inside of the cylindrical space (1 ') And the oil that is swung along the inner peripheral separation cylinder (19c) and attached to the inner peripheral separation cylinder (19c) by centrifugal force flows out from the communication hole (7) into the oil outflow space (22). And an oil separator for a compressor in which the refrigerant from which oil has been separated is discharged from the upper opening (19a) through the separation pipe (19b).
これにより、内周分離筒に設けられた連通孔により、内周分離筒の内壁に付着したオイルをオイル流出空間へ流出させることができる。そして、内周分離筒の内壁に付着したオイルが、ターン流に巻きこまれて外部に放出されるオイル流出量を減ずることができ、分離効率を著しく向上させることができる。 Thereby, the oil adhering to the inner wall of the inner peripheral separation cylinder can be discharged to the oil outflow space by the communication hole provided in the inner peripheral separation cylinder. And the oil adhering to the inner wall of the inner peripheral separation cylinder can be reduced in the amount of oil spilled around the turn flow and discharged to the outside, and the separation efficiency can be remarkably improved.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、少なくとも、前記分離パイプ(19b)の下端部に対応する内周分離筒(19c)の部位より前記流入口(23)側に、前記連通孔(7)が複数設けられていることを特徴とする。これにより、内周分離筒の内壁に付着したオイルを効率よく、オイル流出空間に流出させることができる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, at least the communication hole is located closer to the inlet (23) than the inner peripheral separation cylinder (19c) corresponding to the lower end of the separation pipe (19b). A plurality of (7) are provided. Thereby, the oil adhering to the inner wall of the inner peripheral separation cylinder can be efficiently discharged to the oil outflow space.
請求項3の発明は、請求項2の発明において、複数設けられた前記連通孔(7)の総面積が、前記流入口(23)の通路断面積より小さいことを特徴とする。これにより、冷媒ガスが、オイル流出空間に吐出して、内周分離筒の内壁に付着したオイルの流出を妨げないようにすることができる。 The invention of claim 3 is characterized in that, in the invention of claim 2, a total area of the plurality of communication holes (7) provided is smaller than a passage sectional area of the inflow port (23). Thereby, it is possible to prevent the refrigerant gas from being discharged into the oil outflow space and preventing the oil from adhering to the inner wall of the inner peripheral separation cylinder from flowing out.
請求項4の発明は、請求項3の発明において、複数設けられた前記連通孔(7)の総面積が、前記分離パイプ(19b)と前記内周分離筒(19c)との間の環状空間(21)の通路断面積(流下方向断面)に対して、面積割合で0より大きく、0.35より小さいことを特徴とする。これにより、冷媒ガスがオイル流出空間に多く流入することなく、オイルのみを流入させることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the total area of the plurality of communicating holes (7) is an annular space between the separation pipe (19b) and the inner peripheral separation cylinder (19c). With respect to the passage cross-sectional area (flow direction cross section) of (21), the area ratio is larger than 0 and smaller than 0.35. Thereby, only oil can be made to flow in without much refrigerant gas flowing into oil outflow space.
請求項5の発明は、請求項1から4のいずれか1項記載の発明の圧縮機用オイルセパレータを具備する圧縮機である。請求項1と同様の効果が生じる。 A fifth aspect of the present invention is a compressor comprising the compressor oil separator according to any one of the first to fourth aspects. The same effect as in claim 1 is produced.
請求項6の発明は、請求項5に記載の圧縮機において、CO2冷媒を使用することを特徴とする。CO2冷媒を使用した圧縮機において、オイルセパレータで遠心分離を充分に行うことができ、オイル分離効率を向上させることができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the compressor according to the fifth aspect, a CO 2 refrigerant is used. In a compressor using a CO2 refrigerant, centrifugal separation can be sufficiently performed with an oil separator, and oil separation efficiency can be improved.
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol attached | subjected above is an example which shows a corresponding relationship with the specific embodiment as described in embodiment mentioned later.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。従来技術に対する各実施態様の同一構成の部分には、同様に同一の符号を付してその説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. About each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure, and the description is abbreviate | omitted. Parts having the same configuration in each embodiment with respect to the prior art are similarly denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本発明の一実施形態のオイルセパレータも、特許文献1と同様の冷媒圧縮機に取り付けられたものである。本発明の一実施形態のオイルセパレータは、特許文献1の冷媒圧縮機に適用を限定されるものではなく、スクロール型圧縮機のみならず、その他の形式の圧縮機(ローリングピストン型、スライドベーン型、往復動型)のオイルセパレータに広く適用しても良い。本発明の一実施形態のオイルセパレータは、横型に限らず縦型の配置の圧縮機であっても良い。貯油部85は、密閉容器53の内部に限らず、外部に設置したタイプに適用しても良い。なお、本発明の一実施形態のオイルセパレータは、CO2冷媒を用いた圧縮機に適用されるオイルセパレータにおいて、分離効率の向上が著しいが、それ以外の冷媒を使用した場合にあっても、分離効率が向上する。 An oil separator according to an embodiment of the present invention is also attached to a refrigerant compressor similar to that of Patent Document 1. The oil separator according to an embodiment of the present invention is not limited to the refrigerant compressor disclosed in Patent Document 1, and is not limited to a scroll compressor, but may be other types of compressors (rolling piston type, slide vane type). The reciprocating type oil separator may be widely applied. The oil separator according to an embodiment of the present invention is not limited to a horizontal type, and may be a compressor having a vertical type. The oil storage part 85 is not limited to the inside of the sealed container 53 but may be applied to a type installed outside. The oil separator according to one embodiment of the present invention is significantly improved in separation efficiency in an oil separator applied to a compressor using a CO2 refrigerant. However, even when other refrigerants are used, the oil separator is separated. Efficiency is improved.
以下、本発明の一実施形態のオイルセパレータが、特許文献1と同様の冷媒圧縮機に取り付けられたものとして、説明する。
図4(a)は、本発明の一実施形態のオイルセパレータを示す断面図であり、(b)は、(a)のB−B線に関する横断面図であり、(c)は、内周分離筒19cの斜視図である。
Hereinafter, the oil separator of one embodiment of the present invention will be described as being attached to a refrigerant compressor similar to that of Patent Document 1.
4A is a cross-sectional view showing an oil separator according to an embodiment of the present invention, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4A, and FIG. It is a perspective view of the separation cylinder 19c.
分離筒17は、外部に冷媒を吐出する上部開口部19aと、円筒状空間部20とから構成されている。分離筒17の、上部開口部19aと円筒状空間部20とを区画する仕切り部17’’には、分離パイプ19bの上端が嵌合して固定されており、分離パイプ19bの下端側が、図4(a)に示すように、円筒状空間部20内に突出するように設置されている。円筒状空間部20の中心軸と、分離パイプ19bの中心軸は一致している。なお、上部開口部19aと分離パイプ19bは、図1のように縮径管で構成しても良い。
円筒状空間部内壁17’に連続して内周分離筒19cが設置され、内周分離筒19cの外周面にはオイル流出空間22が設けられている。分離パイプ19bの外周面と、円筒状空間部内壁17’及び内周分離筒19cとの間には、環状空間21が形成されている。
The separation cylinder 17 includes an upper opening 19 a that discharges the refrigerant to the outside and a cylindrical space 20. The upper end of the separation pipe 19b is fitted and fixed to the partition portion 17 '' that partitions the upper opening 19a and the cylindrical space portion 20 of the separation cylinder 17, and the lower end side of the separation pipe 19b is illustrated in FIG. As shown to 4 (a), it installs in the cylindrical space part 20 so that it may protrude. The central axis of the cylindrical space portion 20 and the central axis of the separation pipe 19b coincide. In addition, you may comprise the upper opening part 19a and the isolation | separation pipe 19b with a reduced diameter pipe | tube like FIG.
An inner peripheral separation cylinder 19c is installed continuously to the cylindrical space inner wall 17 ', and an oil outflow space 22 is provided on the outer peripheral surface of the inner peripheral separation cylinder 19c. An annular space 21 is formed between the outer peripheral surface of the separation pipe 19b and the cylindrical space portion inner wall 17 ′ and the inner peripheral separation cylinder 19c.
圧縮機構部57の吐出口79から圧縮されて高圧になった冷媒が、吸入管25を介して、流入口23から、分離筒17の円筒状空間部20に流入する。分離筒17に対しオフセットされた流入口23より流入するオイル1と冷媒は、環状空間21で旋回して旋回流となり密度の高いオイル1は遠心力により円筒状空間部内壁17’へ付着しつつ旋回しながら下方へ落下し、密度の軽い冷媒が分離パイプ19bの内径へターンしオイルと冷媒が分離される。オイル1の分離された冷媒は、分離パイプ19b内を通って、上部開口部19aから、外部の冷媒回路に送り出される。 The high-pressure refrigerant compressed from the discharge port 79 of the compression mechanism 57 flows into the cylindrical space 20 of the separation cylinder 17 from the inlet 23 via the suction pipe 25. The oil 1 and the refrigerant flowing from the inlet 23 that is offset with respect to the separation cylinder 17 are swirled in the annular space 21 to become a swirling flow, and the dense oil 1 is attached to the inner wall 17 ′ of the cylindrical space portion by centrifugal force. While turning, it falls downward, and the low-density refrigerant turns to the inner diameter of the separation pipe 19b to separate the oil and the refrigerant. The refrigerant from which the oil 1 has been separated passes through the separation pipe 19b and is sent out from the upper opening 19a to an external refrigerant circuit.
分離筒17は、従来の遠心分離筒方式とは、次の点で構造上相違している。
円筒状空間部内壁17’に連続して、内周分離筒19cが設置されており、内周分離筒19cの背後には、円筒状のオイル流出空間22が設けられている。内周分離筒19cには、分離パイプ下端部領域Kにおいて、連通孔7が複数個設けられている。図4(a)に示すように、一例として、分離パイプ19bの下端より上側に90°間隔4方向の穴を2列、分離パイプ下端よりやや下側に1列を配した。
The separation cylinder 17 is structurally different from the conventional centrifugal separation cylinder system in the following points.
An inner peripheral separation cylinder 19c is provided continuously to the inner wall 17 ′ of the cylindrical space portion, and a cylindrical oil outflow space 22 is provided behind the inner peripheral separation cylinder 19c. The inner peripheral separation cylinder 19c is provided with a plurality of communication holes 7 in the lower end region K of the separation pipe. As shown in FIG. 4 (a), as an example, two rows of holes at 90 ° intervals in four directions are arranged above the lower end of the separation pipe 19b, and one row is arranged slightly below the lower end of the separation pipe.
連通孔7の大きさ、数については、孔が大きく、数が多ければオイルのみならず、冷媒ガスも流入するため、少なくとも、分離パイプ19bの下端より上側における連通孔7総面積は、流入口通路面積S以下とするとよい。これにより、冷媒ガスがオイル流出空間22に余り多く流入しないようにすることができる。連通孔7は孔としたが、スリットのような形状でも良く、孔、スリットの配置は千鳥状としても良い。少なくとも、分離パイプ19bの下端部に対応する内周分離筒19cの部位より流入口23側に、連通孔7が複数設けられている。
さらに、連通孔7の総面積と分離効率との関係を実験的調査から、連通孔7の総面積が環状空間21の軸方向下向きの流路断面積に対して、面積割合で0より大きく、0.35より小さい場合に分離効率が向上され、面積割合でおよそ0.2程度で最も効果が大きい(図5参照)。この範囲内であれば、冷媒ガスがオイル流出空間22に多く流入することなく、オイルのみを流入させることができるために効果が得られる。
As for the size and number of the communication holes 7, since not only oil but also refrigerant gas flows in if the number is large and the number is large, at least the total area of the communication holes 7 above the lower end of the separation pipe 19b is the inflow port. The passage area S or less is good. Thereby, it is possible to prevent the refrigerant gas from flowing into the oil outflow space 22 too much. Although the communication hole 7 is a hole, it may have a slit-like shape, and the holes and slits may be arranged in a staggered pattern. At least a plurality of communication holes 7 are provided on the inflow port 23 side from the portion of the inner peripheral separation cylinder 19c corresponding to the lower end portion of the separation pipe 19b.
Furthermore, from an experimental investigation of the relationship between the total area of the communication holes 7 and the separation efficiency, the total area of the communication holes 7 is larger than 0 in area ratio with respect to the axially downward channel cross-sectional area of the annular space 21, When it is smaller than 0.35, the separation efficiency is improved, and the effect is greatest when the area ratio is about 0.2 (see FIG. 5). Within this range, an effect is obtained because only the oil can flow in without causing a large amount of refrigerant gas to flow into the oil outflow space 22.
本発明の一実施形態のオイルセパレータによる分離は次のようにして行われる。
流入口23より、流入する冷媒とオイルは、分離パイプ19bと内周分離筒19cの間の環状空間21を旋回し、オイルは内周分離筒19cの内壁へ遠心力により付着する。すると、内周分離筒19cに設けられた連通孔7より、遠心力の作用により外側のオイル流出空間22へオイルは流出する。旋回流が流入口23から分離パイプ下端領域Kへ到達する時点では、連通孔7による流出作用により、内周分離筒19cの壁面に付着したオイル量は、連通孔7が無い場合に比べて減少する。連通孔7による流出作用は、旋回流の遠心力による作用によって助長されている。
したがって、内周分離筒19cの内壁に付着したオイルが、ターン流に巻きこまれ、分離パイプ19b内を通って、上部開口部19aから外部に吐出するオイル流出量を減ずることができ、分離効率を著しく向上させることができる。
Separation by the oil separator according to one embodiment of the present invention is performed as follows.
From the inflow port 23, inflowing refrigerant and oil swirl in the annular space 21 between the separation pipe 19b and the inner circumferential separation cylinder 19c, and the oil adheres to the inner wall of the inner circumferential separation cylinder 19c by centrifugal force. Then, oil flows out from the communication hole 7 provided in the inner peripheral separation cylinder 19c to the outer oil outflow space 22 by the action of centrifugal force. At the time when the swirling flow reaches the lower end region K of the separation pipe from the inlet 23, the amount of oil adhering to the wall surface of the inner peripheral separation cylinder 19c is reduced as compared with the case without the communication hole 7 due to the outflow action by the communication hole 7. To do. The outflow action by the communication hole 7 is promoted by the action of the centrifugal flow centrifugal force.
Therefore, the oil attached to the inner wall of the inner peripheral separation cylinder 19c is wound in the turn flow, and the amount of oil flowing out from the upper opening 19a through the separation pipe 19b can be reduced. It can be significantly improved.
その後、オイル流出空間22から円筒状空間部20の底部17aに向けて落下し、底部17aに滞留した後、導出口17bから貯油部93に流下する。
なお、分離パイプを省略し簡素化を図った遠心分離式オイルセパレータも公知であるが、その場合でも本発明の概念は当然適用可能であり、適切な位置(ターン流が発生する位置の少なくとも上流)連通穴を設置すれば、同様の効果が得られることは同様である。
Thereafter, the oil falls from the oil outflow space 22 toward the bottom portion 17a of the cylindrical space portion 20, stays in the bottom portion 17a, and then flows down from the outlet port 17b to the oil storage portion 93.
A centrifugal oil separator that omits the separation pipe and is simplified is also known, but even in that case, the concept of the present invention is naturally applicable, and at an appropriate position (at least upstream of the position where the turn flow is generated). ) If the communication hole is installed, the same effect can be obtained.
7 連通孔
17’ 円筒状空間部内壁
19a 上部開口部
19b 分離パイプ
19c 内周分離筒
20 円筒状空間部
21 環状空間
22 オイル流出空間
23 流入口
7 communication hole 17 'cylindrical wall inner wall 19a upper opening 19b separation pipe 19c inner circumference separation cylinder 20 cylindrical space 21 annular space 22 oil outflow space 23 inlet
Claims (6)
前記内周分離筒(19c)の外周面にはオイル流出空間(22)が設けられ、さらに、前記内周分離筒(19c)には、前記オイル流出空間(22)に連通する複数の連通孔(7)が設けられており、
前記円筒状空間部内壁(17’)の接線方向に設置された流入口(23)から、オイルの混入された冷媒を流入させて、前記円筒状空間部内壁(17’)及び前記内周分離筒(19c)に沿って旋回させ、遠心力で前記内周分離筒(19c)に付着したオイルを、前記連通孔(7)から前記オイル流出空間(22)に流出させるとともに、オイルの分離された冷媒が前記分離パイプ(19b)内を通って前記上部開口部(19a)から外部に吐出させた圧縮機用オイルセパレータ。 An upper opening (19a) that discharges the refrigerant to the outside, a separation cylinder (17) having a cylindrical space (20), and the cylindrical space (20) connected to the upper opening (19a). An oil separator for a compressor comprising a separation pipe (19b) disposed in the inner space (17 ') and an inner peripheral separation cylinder (19c) formed continuously on the inner wall (17') of the cylindrical space,
An oil outflow space (22) is provided on an outer peripheral surface of the inner peripheral separation cylinder (19c), and a plurality of communication holes communicating with the oil outflow space (22) are provided in the inner peripheral separation cylinder (19c). (7) is provided,
From the inlet (23) installed in the tangential direction of the cylindrical space inner wall (17 '), an oil-mixed refrigerant is introduced to separate the cylindrical space inner wall (17') and the inner circumference. The oil swirled along the cylinder (19c) and attached to the inner circumferential separation cylinder (19c) by centrifugal force is allowed to flow out from the communication hole (7) to the oil outflow space (22) and the oil is separated. An oil separator for a compressor in which the refrigerant passes through the separation pipe (19b) and is discharged to the outside from the upper opening (19a).
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