油分离器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种油分离器，能够在出口配管的入口提高润滑油的分离效率。油分离器（30）将与制冷剂一起流动的润滑油从制冷剂分离，该油分离器（30）具有：容器主体（31）；入口配管（22），其与容器主体（31）的上部圆筒部（31b）连接；以及出口配管（23），其以一端位于容器主体（31）的内部的方式与容器主体（31）的上部盖（31a）连接。在出口配管（23）的一端设有面积大于出口配管（23）的一端附近的流路截面积的开口（23c），该开口（23c）朝向相对于出口配管（23）的一端附近的流路延伸的方向而倾斜的方向。
【专利说明】油分离器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油分离器。
【背景技术】
[0002]过去，在冷冻装置中，为了将伴同制冷剂而流动的润滑油从制冷剂分离，而采用压缩机等和油分离器。
[0003]关于这种油分离器，例如提出了专利文献I (日本特开2005 - 180808号公报)记载的示例，其通过使用于供制冷剂流出的出口配管的入口附近的直径随着朝向端部而逐渐增大，来降低压力损失。
[0004]在此，在油分离器中要求高效地进行润滑油从制冷剂的分离。
[0005]可是，在上述的专利文献I (日本特开2005 - 180808号公报)记载的油分离器中，虽然通过对出口配管的入口的“附近”扩大直径，能够降低制冷剂和润滑油的流速，提高润滑油的分离效率，但是对于出口配管的“入口”，不能说是做到了确保足够的面积。
[0006]【现有技术文献】
[0007]【专利文献】
[0008]【专利文献I】日本特开2005- 180808号公报实用新型内容
[0009]本实用新型正是鉴于上述情况而提出的，本实用新型的课题是提供一种油分离器，能够在出口配管的入口提高润滑油的分离效率。
[0010]第一方面的油分离器用于将与制冷剂一起流动的润滑油从制冷剂分离，该油分离器具有:容器；入口配管，其与容器连接；以及出口配管，其以一端位于容器的内部的方式与容器连接。在出口配管的一端设有面积大于出口配管的一端附近的流路截面积的开口，该开口朝向相对于出口配管的一端附近的流路延伸的方向而倾斜的方向。
[0011]另外，这里，出口配管的一端附近的“流路截面积”，是指出口配管的一端附近的与制冷剂的主流动方向垂直的截面的面积。
[0012]并且，出口配管的形状没有特殊限定，例如可以是圆筒形，也可以是椭圆形。
[0013]另外，这里，在油分离器的出口配管的一端设置的开口的朝向可以是铅直下方，也可以是斜下方。
[0014]在该油分离器中，出口配管的一端的开口被设置成，不是朝向出口配管的一端附近的流路延伸的方向，而是朝向相对于出口配管的一端附近的流路延伸的方向而倾斜的方向。因此，与开口朝向出口配管的一端附近的流路延伸的方向的情况相比，能够扩大出口配管的开口的面积。因此，能够有效地降低在出口配管的一端的开口附近处的润滑油的流速，使润滑油不易伴同制冷剂的流动。
[0015]第二方面的油分离器是根据第一方面所述的油分离器，在出口配管的一端设置的开口朝向斜下方。出口配管中开口的下端的缘部分为收集润滑油的收集部分。[0016]在该油分离器中，由于出口配管的开口朝向斜下方，因而其开口的缘部在铅直方向上不是位于相同的高度，其开口的缘部处于相对于铅直方向而倾斜的姿势。因此，在出口配管的开口附近，因流速降低而在出口配管的开口的缘部被捕集的润滑油，汇集在出口配管的开口的缘部中倾斜的下端部分。因此，在出口配管的开口的下端的缘部，润滑油的油滴的尺寸增大，因而能够借助自重而落向下方，不易伴同流入出口配管的制冷剂的流动。
[0017]第三方面的油分离器是根据第一或者第二方面所述的油分离器，出口配管在位于容器的内部的部分中具有扩管部分，该扩管部分的流路截面积随着朝向出口配管的一端侧而增大。在出口配管的一端设置的开口被设置成，其面积大于扩管部分的流路截面积，且该开口朝向相对于扩管部分延伸的方向而倾斜的方向。
[0018]在该油分离器中，由于在出口配管设有扩管部分，因而能够进一步降低想要流入出口配管的内部的制冷剂和润滑油的流速。而且，出口配管的开口以在其扩管部分的端部倾斜的方式设置。因此，出口配管的开口能够借助基于扩管的面积增大效果、和基于倾斜的面积增大效果这两种面积增大效果，确保面积比较大。
[0019]因此，能够进一步提高润滑油从制冷剂的分离效率，更有效地抑制润滑油向油分离器的外部流出。
[0020]实用新型效果
[0021]在第一方面的油分离器中，能够有效地降低在出口配管的一端的开口附近处的润滑油的流速，使润滑油不易伴同制冷剂的流动。
[0022]在第二方面的油分离器中，能够借助自重而落向下方，从而不易伴同流入出口配管的制冷剂的流动。
[0023]在第三方面的油分离器中，能够进一步提高润滑油从制冷剂的分离效率，更有效地抑制润滑油向油分离器的外部流出。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是一个实施方式的空调装置的概略结构图。
[0025]图2是油分离器的概略外观结构图。
[0026]图3是油分离器的俯视概略结构图。
[0027]图4是内部出口配管的下端附近的概略结构图。
[0028]图5是另一个实施方式(5-1)的油分离器的俯视概略结构图。
[0029]标号说明
[0030]I空调装置；22入口配管；22c弯曲部；23出口配管；23a内部出口配管；23b扩管部；23c开口 ；23x开口缘部(收集部分)；28贮存器；29回油管；30油分离器；31容器主体(容器);31a上部盖；31b上部圆筒部；31c中间扩径部；31d下部圆筒部；31e下部盖；223出口配管；223a内部出口配管；223c开口 ；223x开口缘部(收集部分)。
【具体实施方式】
[0031]下面，参照附图列举采用了本实用新型的一个实施方式的油分离器的空调装置I来进行说明。
[0032]图1是表示空调装置I的制冷剂回路10的制冷剂回路图。[0033]( I)空调装置I的概略结构
[0034]空调装置I通过制冷剂配管将作为热源侧装置的室外单元2和作为利用侧装置的室内单元4连接起来，对配置有利用侧装置的空间进行空气调和。该空调装置I具有制冷剂回路10、各种传感器和控制部70。
[0035]制冷剂回路10通过将贮存器28、压缩机21、油分离器30、回油管29、四路切换阀24、室外热交换器25、室外膨胀阀27、第I制冷剂连接配管6、室内热交换器51、和第2制冷剂连接配管7等连接起来而构成。
[0036]在室外单元2中收纳有贮存器28、压缩机21、油分离器30、回油管29、四路切换阀24、室外热交换器25、室外膨胀阀27、室外风扇26、和室外控制部72等。
[0037]在室内单元4中收纳有室内热交换器51、室内风扇52、室内温度传感器53、和室内控制部74等。
[0038]室外单元2和室内单元4通过第I制冷剂连接配管6和第2制冷剂连接配管7被连接起来。
[0039]四路切换阀24能够切换制冷运转循环和制热运转循环。在图1中，用实线表示进行制冷运转时的连接状态，用虚线表示进行制热运转时的连接状态。在制冷运转时，室外热交换器25作为制冷剂的冷却器发挥作用，室内热交换器51作为制冷剂的加热器发挥作用。在制热运转时，室内热交换器51作为制冷剂的冷却器发挥作用，室外热交换器25作为制冷剂的加热器发挥作用。
[0040]室内单元4中的室内温度传感器53配置在室内空气的吸入口侧，检测室内单元4从室内取入并通过室内热交换器51前的温度(即室内温度)。
[0041]控制部70通过用通信线70a将如下要素连接起来而构成:室外控制部72，其配置在室外单元2内，控制室外单元2的设备；室内控制部74，其配置在室内单元4内，控制室内单元4的设备；控制器71，其接收来自用户的各种设定输入并进行各种显示输出；以及各种传感器。该控制部70进行以空调装置I为对象的各种控制。
[0042]另外，在空调装置I中使用的制冷剂和冷冻机油的组合没有特殊限定，例如，在制冷剂是R410A的情况下，冷冻机油可以采用醚类合成油(例如FVC68D)，在制冷剂是R134a的情况下，冷冻机油可以采用醚类合成油(例如FVC46D)，在制冷剂是R404A的情况下，冷冻机油可以采用醚类合成油(例如FVC50K)，还可以将它们组合起来用作混合制冷剂且并用相容性良好的冷冻机油。另外，在以上的各种组合中，当在油分离器30的容器主体31内将冷冻机油和制冷剂分离时，优选使冷冻机油位于制冷剂的下侧(冷冻机油的比重大于制冷剂)。
[0043](2)油分离器30的结构及形态
[0044]图2表示油分离器30的概略外观结构图。图3表示油分离器30的俯视概略结构图。图4表示内部出口配管23a的下端附近的概略结构图。另外，在图2中用虚线表示容器主体31的内部的形状和壁厚。
[0045]油分离器30用于从由压缩机21排出的、润滑油和制冷剂混合存在的流体中将润滑油分离出来，该油分离器30主要具有:容器主体31 ;入口配管22，其从容器主体31朝向压缩机21的排出侧延伸出来；以及出口配管23，其从容器主体31朝向四路切换阀24侧延伸出来。
[0046]容器主体31构成为，从铅直上方朝向下方依次具有上部盖3la、上部圆筒部31b、中间扩径部31c、下部圆筒部31d和下部盖31e。容器主体31是压力容器，其材质和壁厚构成为满足规定的基准。上部圆筒部31b是筒状部件，与后述的入口配管22连接。下部圆筒部31d是轴向处于铅直方向的筒状部件，并且构成为内径大于上部圆筒部31b。并且，下部圆筒部31d构成为其铅直方向上的长度比上部圆筒部31b的铅直方向上的长度长。上部圆筒部31b的下端部分通过中间扩径部31c而与下部圆筒部31d的上端部分平滑地连接。该中间扩径部31c构成为其内径随着朝向铅直方向下方而扩大。上部圆筒部31b的上端部分被上部盖31a覆盖。在上部盖31a的上端部分设有沿铅直方向贯通的开口，以便使后述的出口配管23通过。下部圆筒部31d的下端部分被下部盖31e覆盖。在下部盖31e的下端部分设有沿铅直方向贯通的开口，以便使回油管29通过。
[0047]回油管29通过圆筒状的固定部件29p被焊接固定于下部盖31e，该固定部件29p设于下部盖31e的开口的内侧，而且在回油管29的径向外侧。从油分离器30的下部盖31e延伸出来的回油管29连接于贮存器28和压缩机21之间，以便使在容器主体31中被分离出来并汇集于下方的润滑油返回到压缩机21的下游侧。
[0048]入口配管22的一端与压缩机21的排出侧的配管连接，另一端与上部圆筒部31b连接。入口配管22和上部圆筒部31b构成为，沿水平方向延伸的入口配管22连接于上部圆筒部31b的上方部分。另外，入口配管22与上部圆筒部31b的连接位置位于比出口配管23的内部出口配管23a的下端的开口靠上方的位置。在此，如图3的俯视剖视图所示，入口配管22和上部圆筒部31b通过圆筒状的固定部件22p被焊接固定，该固定部件22p设于在上部圆筒部31b的侧面设置的开口的内侧，而且在入口配管22的径向外侧。在此，如图3所示，入口配管22中处于容器主体31的内侧的部分即内部入口配管22a连接于偏离上部圆筒部31b的轴心的位置，内部入口配管22a的末端部分以与上部圆筒部31b的内周平滑连接的方式位于上部圆筒部31b的内周的切线方向。即，内部入口配管22a的末端附近的内周中的靠上部圆筒部31b的径向外侧的部分，以平滑地沿着上部圆筒部31b的内周面的方式与上部圆筒部31b的内周面连接。另外，内部入口配管22a是圆筒形状的配管。并且，入口配管22中与压缩机21的排出侧连接、而且位于容器主体31的外侧的外部入口配管22b，同样也是圆筒形状的配管，其内径与内部入口配管22a相同。并且，在外部入口配管22b中弯曲部22c侧的相反侧的端部设有扩管部22q，该扩管部22q用于与从压缩机21的排出侧延伸出来的配管连接。该内部入口配管22a和外部入口配管22b以在铅直方向的高度位置大致相同的方式设置，并通过在水平面上大约弯曲90度的弯曲部22c而连接起来。因此，从压缩机21的排出侧排出的制冷剂在即将流入容器主体31之前，其流动方向大幅度拐弯。
[0049]出口配管23的一端与四路切换阀24侧的配管连接，另一端相对于容器主体31的上部盖31a沿铅直方向连接。出口配管23和上部盖31a通过圆筒状的固定部件23p被焊接固定，该固定部件23p设于在上部盖31a中沿铅直方向贯通设置的开口的内侧，而且在出口配管23的径向外侧。
[0050]出口配管23具有:内部出口配管23a，其从容器主体31的上部盖31a朝向容器主体31内部向铅直方向下方延伸；扩管部23b，其设于内部出口配管23a的下端。内部出口配管23a是沿铅直方向笔直地延伸的直管。内部出口配管23a的内径没有特殊限定，例如能够形成为容器主体31的上部圆筒部31b的内径的10%以上、50%以下。扩管部23b被设置成其上端与内部出口配管23a的下端连接，且该扩管部23b收纳在容器主体31的中间孔径部31c的上下方向的幅度内，且轴向处于铅直方向。扩管部23b构成为其内径大于内部出口配管23a的内径。扩管部23b的内径没有特殊限定，可以形成为内部出口配管23a的内径的1.2倍以上、2.0倍以下。这样，扩管部23b的内径大于内部出口配管23a的内径，因而构成为扩管部23b在水平面中的截面积大于内部出口配管23a在水平面中的截面积。扩管部23b如图4所示具有将下端倾斜切去而形成的开口 23c。该开口 23c以使扩管部23b的内部连通于下方的方式开口，其开口面的法线朝向斜下方。扩管部23b的下端部分即开口 23c的下端的开口缘部23x构成为具有规定的壁厚。另外，开口 23c的开口面相对于水平面的倾斜角度没有特殊限定，例如可以形成为30度以上、70度以下。
[0051](3)油分离器30中的润滑油从制冷剂的分离作用
[0052]在从压缩机21的排出侧排出的高压高温的气体状态的制冷剂中大多伴同有润滑油。
[0053]该制冷剂和润滑油混合形成的流体在从压缩机21排出后，一直流到入口配管22的近前。当该流体在入口配管22的弯曲部22c中拐弯时，比重及粘度不同的气体制冷剂和润滑油相互分离。具体地讲，当在入口配管22的弯曲部22c拐弯时被赋予离心力，气体制冷剂和润滑油中比重较大的一方被朝向外侧(弯曲部22c的内周的外侧)推压。
[0054]这样，在从气体制冷剂分离的状态下一直流到入口配管22中内部入口配管22a的出口的润滑油，借助流速以沿着容器主体31的上部圆筒部31b的内周面的方式被输送，而且借助自重并以沿着容器主体31的内周面的方式汇集在容器主体31的下方。
[0055]在此，构成出口配管23的下端的扩管部23b的开口 23c远离容器主体31的壁面而位于中间孔径部31c的轴心附近，因而沿着容器主体31的内周面而落下的润滑油不易伴同朝向出口配管23的扩管部23b的开口 23c的气体制冷剂。
[0056]而且，出口配管23构成为，下端的扩管部23b的内径被扩大为大于内部出口配管23a的内径，因而想要在出口配管23的扩管部23b的内部上升的气体制冷剂，即将通过比内部出口配管23a的内部宽的部分。因此，能够将其流速的上升抑制为较小程度。
[0057]另外，出口配管23构成为，在下端的扩管部23b设置的开口 23c的开口面的法线朝向斜下方，而非朝向铅直下方，因而相比构成为开口面的法线朝向铅直下方的情况，能够确保较大的开口面积。因此，想要在扩管部23b的开口 23c的内部通过并上升的气体制冷齐U，即将通过比扩管部23b的内部(与扩管部23b的轴向垂直的面的面积)更宽的部分。因此，能够更有效地将其流速的上升抑制为较小程度。
[0058]如上所述，想要通过出口配管23的开口 23c而被吸入的气体制冷剂的流速被抑制为较小流速，因而抑制润滑油伴同气体制冷剂在出口配管23内流动。因此，能够抑制润滑油从容器主体31流出到四路切换阀24侧。
[0059]并且，如上所述，被汇集于容器主体31的下方的润滑油通过回油管29再次返回到压缩机21中。
[0060](4)本实施方式的特征
[0061]在本实施方式的油分离器30中，出口配管23的开口 23c远离容器主体31的壁面而位于中间孔径部31c的轴心附近，因而沿着容器主体31内的内周面回转着下降的润滑油不易被吸入到出口配管23的开口 23c中。
[0062]而且，出口配管23的开口 23c以使内径大于内部出口配管23a的扩管部23b斜着倾斜的方式设置，能够确保开口面积足够大。因此，能够将想要通过出口配管23的开口 23c的气体制冷剂的流速抑制为较小流速。
[0063]另外，出口配管23的开口 23c被设于容器主体31的中间扩径部31c的高度位置，因而从容器主体31的上部圆筒部31b流入并降下来的气体制冷剂的势头也减弱。
[0064]因此，能够将想要在出口配管23的开口 23c中上升的气体制冷剂的流速抑制为足够小，并抑制润滑油伴同气体制冷剂。
[0065]而且，通过以倾斜方式设置出口配管23的开口 23c，构成出口配管23的下端附近的开口缘部23x即使在从气体制冷剂分离的润滑油附着于出口配管23的外表面或内表面时，也能够使该润滑油顺着出口配管23的扩管部23b的表面而下降，并使油滴的表面张力发挥作用而汇集于下端的开口缘部23x的一处。因此，在开口缘部23x中能够使油滴的大小逐渐成长，并借助自重而落下到容器主体31的下端，而不会借助气体制冷剂的流动而被吸入到出口配管23内。
[0066]根据以上所述，能够抑制被分离后的润滑油再次与气体制冷剂混合，并通过出口配管23向油分离器30的外部流出，能够使润滑油在容器主体31的内周面上回转着落下而汇集于下方。
[0067]根据以上所述，能够抑制润滑油从容器主体31通过出口配管23流出到外部，能够使汇集于容器主体31的下方的润滑油通过回油管29再次返回到压缩机21中。
[0068](5)另一个实施方式
[0069](5-1)
[0070]在上述实施方式中，以内部出口配管23a的下端的开口 23c设于扩管部23b的情况为例进行了说明。
[0071]与此相对，例如也可以采用如图5所示的出口配管223，该出口配管223没有设置上述实施方式中的扩管部23b，而是构成为具有在内部出口配管223a的下端斜着倾斜设置的开口 223c。并且，与上述实施方式的开口缘部23x相同的开口缘部223x位于出口配管223的下端。
[0072]在这种情况下，在假设开口 223c的倾斜角度与上述实施方式相同的情况下，由于没有设置上述实施方式中的扩管部23b，因而开口 223c的开口面积相应地减小，但也可以如图5所示，通过设定比上述实施方式的开口 23c大的倾斜角度，确保开口 223c的开口面积足够大。
[0073]另外，在该另一个实施方式(5-1)的示例中，通过确保开口 223c的开口面积足够大，能够将通过的气体制冷剂的流速抑制为较小流速，使润滑油不易从油分离器30流出到外部。
【权利要求】
1.一种油分离器(30)，其用于将与制冷剂一起流动的润滑油从制冷剂分离，其特征在于， 该油分离器(30)具有: 容器(31)； 入口配管(22)，其与所述容器连接；以及 出口配管(23)，其以一端位于所述容器的内部的方式与所述容器连接， 在所述出口配管(23、223)的一端设有面积大于所述出口配管的一端附近的流路截面积的开口(23c、223c)，该开口朝向相对于所述出口配管的一端附近的流路延伸的方向而倾斜的方向。
2.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于， 在所述出口配管(23、223)的一端设置的开口(23c、223c)朝向斜下方， 所述出口配管中所述开口的下端的缘部分为收集润滑油的收集部分(23x、223x)。
3.根据权利要求1或2所述的油分离器，其特征在于， 所述出口配管(23)在位于所述容器的内部的部分中具有扩管部分(23b)，该扩管部分的流路截面积随着朝向所述出口配管的一端侧而增大， 在所述出口配管的一端设置的开口(23c)被设置成，其面积大于所述扩管部分(23b)的流路截面积，且该开口朝向相对于所述扩管部分延伸的方向而倾斜的方向。
【文档编号】F25B43/02GK203719278SQ201420058041
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月30日 优先权日:2013年2月5日
【发明者】岛崎数喜, 上田一郎 申请人:大金工业株式会社