JP4117482B2 - 油分離器 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機に用いる油分離器の構造に関するものである。

従来、冷媒を圧縮する圧縮機に用いられる油分離器として特許文献１に記載されているような遠心式の油分離器が知られている。

図９は従来の油分離器１００の構成を示すものである。油分離器１００は、冷媒吐出路１０２に接続された内筒１１０と、内筒１１０と同軸上に配置され、内筒１１０よりも径が大きく、軸長の長い外筒１２０から構成される２重円筒構造となっている。

内筒１１０の外周面１１１と外筒１２０の内周面１２１との間は、内周面１２１を外径、外周面１１１を内径とする円筒状の流路からなる旋回流分離部１３０となっており、図示しない圧縮機の圧縮室から吐出された冷媒は、冷媒流入口１３１から旋回流分離部１３０に流入して旋回流Ａを巻き起こす（図１０参照）。

尚、図１０は図９中破線Ｂ−Ｂ’で切った断面を矢印Ｃの方向から見た断面図である。

旋回流分離部１３０では、旋回流Ａの遠心力で冷媒中の潤滑油が外筒１２０の内周面１２１側に移動して分離する。

そして、分離した潤滑油は外筒１２０の底部１２２に溜まり、外筒１２０に設けられた油流出孔１２３から外筒１２０の外部に設けられた貯油室１０３に排出される。

外筒１２０内において、内筒１１０の下方（内筒１１０と軸方向に隣接する空間）は旋回流反転室１４０となっており、旋回流分離部１３０で潤滑油が分離した冷媒の旋回流Ａは、旋回流反転室１４０でその向きを反転させ、内筒１１０下端から内筒１１０の内部へと流入し、内筒１１０の上端に接続された吐出路１０２を通って図示しない圧縮機の吐出管から吐出される。

ところで、上記のような遠心式の油分離器では、吐出ガスの旋回流Ａの流れを旋回流反転室１４０で反転させる際に底部１２２に溜まった潤滑油を巻き上げて吐出路１０２に運んでしまうのを防ぐため、旋回流反転室１４０の軸長Ｌを長く取る必要があった。

しかしながら、油分離器１００の搭載スペース上、旋回流反転室１４０の軸長Ｌは短いほうが良い。
特開２００３−１３８５８号公報

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、旋回流反転室の軸長が短く、小型化することが可能な油分離器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するにあたり、請求項１に記載の発明は、圧縮された吐出ガスが旋回流を巻き起こすことによって吐出ガス中の潤滑油を分離する油分離器であって、吐出ガスが流入し、旋回流を巻き起こす旋回流分離部（１３０）と、旋回流の向きを変更し、外部へと通じる入口（１１２）へと旋回流を導く旋回流反転室（１４０）とを有し、旋回流反転室（１４０）の流路断面の幅が、旋回流分離部（１３０）の流路外径よりも大きいことを特徴とする。

これにより、旋回流反転室（１４０）内では、旋回流分離部（１３０）内に比べて旋回流の旋回半径が大きくなるので、旋回流の流速が低下し、潤滑油を巻き上げることが少なくなる。

よって、潤滑油の巻き上げを防止するために旋回流反転室（１４０）の軸長を長く取る必要がなくなり、旋回流反転室（１４０）の軸長を短くすることができ、油分離器を小型化することが可能となる。

また、請求項１に記載の発明は、旋回流分離部（１３０）は、外部へと通じる入口（１１２）が端部に設けられた内筒（１１０）と、内筒（１１０）と同軸上に配置され、内筒（１１０）よりも径が大きく、軸方向に長い外筒（１２０）の間に設けられ、旋回流反転室（１４０）は、外筒（１２０）の内部に設けられている事を特徴とする。

ところで、旋回流分離部（１３０）での旋回流は、乱れの少ない流れであることが望ましく（乱れが強いと径方向の速度成分が強く潤滑油の分離特性が悪くなる）、かつ流速が速いほど遠心力が強く、潤滑油の分離特性が良い。

そこで、請求項１に記載の発明は、外筒（１２０）は、圧縮された吐出ガスが流入する流入口（１３１）を有し、旋回流分離部（１３０）において、流入口（１３１）から旋回流反転室（１４０）に至るまで、外筒（１２０）の内径が徐々に小さくなり、旋回流反転室（１４０）に至ると外筒（１２０）の内径が再び大きくなっていることを特徴とする。

これにより、旋回流分離部（１３０）において、旋回流の旋回半径が縮小し、流速が早くなるとともに流れが整流される。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、外筒（１２０）には底部が設けられており、外筒（１２０）の側壁には底部から所定距離離れた位置に孔（１２３）が設けられていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、吐出ガスが流入し、旋回流を巻き起こす旋回流分離部（１３０）と、旋回流の向きを変更し、外部へと通じる入口（１１２）へと旋回流を導く旋回流反転室（１４０）とを備え、旋回流によって吐出ガス中の潤滑油を分離する油分離器であって、外部へと通じる入口（１１２）が端部に設けられた内筒（１１０）と、内筒（１１０）の外側に配置され、一端が円筒状（１２４）で、他端が略球面状（１２５）を成す外筒（１２０）とを備え、内筒（１１０）は、円筒状の部位（１２４）の内部に配置され、外筒（１２０）は、円筒状の部位（１２４）に、圧縮された吐出ガスが流入する流入口（１３１）を有し、旋回流分離部（１３０）は、内筒（１１０）の外周面（１１１）と、外筒（１２０）の円筒状の部位（１２４）の内周面（１２１）との間に形成され、旋回流反転室（１４０）は、外筒（１２０）の球面状の部位（１２５）に設けられ、旋回流反転室（１４０）の流路断面の最大幅が、旋回流分離部（１３０）の流路外径よりも大きいことを特徴とする。

これにより、旋回流反転室（１４０）の内部形状に角が無いため、旋回流反転室（１４０）から内筒（１１０）の入口（１１２）に流れ込む旋回流に乱れが生じにくく、旋回流反転室（１４０）に溜まった潤滑油を巻き上げることが少なくなる。

ところで、旋回流反転室（１４０）で向きを変更した旋回流は、内筒（１１０）の下端に設けられた入口（１１２）に流入する際に、流路面積が急激に小さくなるため、圧力損失が発生する。

そこで、請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、内筒（１１０）は、内筒（１１０）の端部に設けられた入口（１１２）近傍の径が、内筒（１１０）の他の部位に比べて大きくなっていることを特徴とする。

これにより、旋回流反転室（１４０）から内筒（１１０）内部に至る流路の流路面積が急激に小さくなることが無いため、上記圧力損失を低減することが可能である。

尚、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（参考例）
以下、後述する本発明の第１実施形態を説明するための参考例を図１ないし図２を用いて説明する。尚、上記従来の構成と共通の箇所には同様の符号を付してある。

（参考例の構成）
図１は本参考例の油分離器１００が適用される圧縮機１の断面図である。

圧縮機１は、上部に冷媒吸入管２と、側壁の下部に冷媒吐出管３とが接続され、上下方向に延びる回転軸５を備えたハウジング４の内部に上から順に、モーター６、ミドルハウジング９、旋回スクロール７、固定スクロール８、オイルセパレータ１００、ブロック１５が配置されたものである。

冷媒吸入管２は、図示しない冷凍サイクルの蒸発器に繋がる低圧側の冷媒配管が接続されるものであり、ハウジング４の上端から突出している。

冷媒吐出管３は、図示しない冷凍サイクルの凝縮器に繋がる高圧側の冷媒配管が接続されるものであり、ハウジング４の側壁の下部から突出している。

回転軸５は、ミドルハウジング９に設けられた軸受５ｂと、モーター６の上部に設けられる軸受５Ｃによって回動自在に保持され、その下端に軸心に対して所定量だけ偏心したクランク部５ａが形成されている。

モーター６は、ハウジング４の内周面に対して固定されたステータコイル６ａと、ステータコイル６ａ内で回転するロータ６ｂとから構成された周知の電動機である。モーター６は、ステータコイル６ａが図示しない制御装置によって通電されることによって、回転軸５を回転駆動するものである。

ミドルハウジング９は、ハウジング４内に設置され、上述した軸受５ｂを保持すると共に、後述する旋回スクロール７の端板部７ａの背面との間に背圧室１１を形成するものである。

旋回スクロール７は、円板形状の端板部７ａと、端板部７ａから軸方向下側に突出するように形成された渦巻き型の羽根部７ｂと、端板部７ａの背面（軸方向上側）に形成されたボス部７ｃを有している。旋回スクロール７は、ボス部７ｃによって回転軸５のクランク部５ａと接続され、回転軸５の回転に伴って公転運動するものである。

固定スクロール８は、端板部８ａと、軸方向上側に突出するように形成された渦巻き型の羽根部８ｂとを備え、羽根部７ｂと羽根部８ｂとが噛合うと、羽根部７ｂと羽根部８ｂとの間に軸方向から見た時に三日月形に見える作動室１０が複数個形成される。

そして、回転軸５が回転し、旋回スクロール７が公転運動すると、旋回スクロール７の外周において作動室１０が吸入室１０ａに向かって開き、冷媒が作動室１０に流入する。次に作動室１０は、旋回スクロール７が公転する間に旋回スクロール７及び固定スクロール８の中心部に向かって縮小しながら移動し、冷媒を圧縮する。そして、作動室１０が旋回スクロール７及び固定スクロール８の中心部に至ると、圧縮された冷媒は固定スクロール８の端板部８ａの中心に設けられた吐出孔８ｃを通過して吐出室１４に吐出される。

背圧室１１は、ミドルハウジング９において、旋回スクロール７の端板部７ａの背面に接する部位に設けられた気密室であり、この気密室の内周側と外周側は、それぞれシールリング１２によってシールされている。背圧室１１は、圧力制御弁１３を介してオイルセパレータ１００で冷媒から分離した潤滑油が供給されるものであり、潤滑油の圧力によって旋回スクロール７を背面から軸方向に付勢することにより、圧縮圧力により旋回スクロール７に加わるスラスト方向の力を打ち消して旋回スクロール７の端板部７ａとミドルハウジング９の摺動損失を低減するものである。

オイルセパレータ１００は、ハウジング４内において、固定スクロール８の下方に配置されたブロック１５に設けられた穴によって構成される貯油室１０３内に配置され、内筒１１０と、外筒１２０とから構成される２重円筒構造の旋回流型油分離器である。オイルセパレータ１００は、圧縮冷媒流入路１０１によって吐出室１４に吐出された冷媒が導かれ、冷媒中の潤滑油を分離し、潤滑油が分離された冷媒を固定スクロール８の端板部８ａに設けられた冷媒吐出路１０２を通じて吐出管３まで導くものである。オイルセパレータ１００で分離された潤滑油は、貯油室１０３に蓄えられ、ブロック１５に設けられた潤滑油供給路１３ａを通じて圧力制御弁１３に送られる。尚、オイルセパレータ１００については後に図２を用いて詳細に説明する。

圧力制御弁１３は、潤滑油供給路１３ａから供給された潤滑油を、吸入室１０ａに接続された吸入圧導入路１３ｃから導入した圧力に応じて減圧するものであり、減圧された潤滑油の圧力を、背圧流出路１３ｂを通じて背圧室１１に伝える。

図３は圧力制御弁１３の構成を示すものである。圧力制御弁１３は、蓋部１３ｎと、上側ハウジング１３ｏと、下側ハウジング１３ｐとから構成されており、内部にピストン部１３ｈと、第１コイルバネ１３ｉと、ロッド１３ｋと、ボール弁部１３ｌと、第２コイルバネ１３ｍとが設けられている。

蓋部１３ｎは、側面にネジ溝を有し、上面から下面まで貫通する孔である吸入圧導入ポート１３ｆが設けられた板状の部材である。

上側ハウジング１３ｏは、上部に蓋部１３ｎと嵌合する嵌合部を形成し、中部に円筒状のシリンダ−部１３ｇを形成し、下部にシリンダー部１３ｇよりも内径の小さい絞り部１３ｊを形成する円筒状の部材である。尚、シリンダー部１３ｇの側壁の下部には、外周面から内周面まで貫通する孔である背圧流出ポート１３ｅが設けられており、絞り部１３ｊの下半分は、外径が一回り小さくなり、内径が上から下にむかって広がるテーパ面１３ｑを形成する。そして絞り部１３ｊの下半分の側面はネジ溝を有している。

下側ハウジング１３ｐは、底部１３ｒを有する円筒形の部材である。尚、上端の内径が、一段広くなり、内周面に絞り部１３ｊのネジ溝と嵌合する嵌合部を形成し、底部１３ｒには、上面から下面まで貫通する孔である潤滑油流入ポート１３ｄが設けられている。

潤滑油供給路１３ａは、貯油室１０３に蓄えられた潤滑油を圧力制御弁１３に導くものであり、底部１３ｒに設けられた潤滑油入口ポート１３ｄに接続される。この潤滑油供給路１３ａは、後述するブロック１５に設けられている。

吸入圧導入路１３ｃは、吸入室１０ａの圧力を圧力制御弁１３に導くためのものであり、蓋部１３ｒの上部に設けられた吸入圧導入ポート１３ｆに接続される。この吸入圧導入路１３ｃは固定スクロール８の端板部８ａを貫通し、吸入室１０ａに接続されている。

背圧流出路１３ｂは、圧力制御弁１３で減圧された潤滑油の圧力を背圧室１１に伝えるものであり、ブロック１５、固定スクロール８、ミドルハウジング９を貫通して、シリンダー部１３ｇの側壁に設けられた背圧流出ポート１３ｅに接続される。

シリンダー部１３ｇは、上側ハウジング１３ｏの上部に形成された吸入圧導入ポート１３ｆから吸入圧が導入される部位である。

ピストン部１３ｈは、シリンダー部１３ｇ内を上下に移動するシリンダー部１３ｇの内周と同形状の板状の部材であり、下面にシリンダー部１３ｇの軸方向に突出するロッド１３ｋが接続されている。尚、ロッド１３ｋはピストン部１３ｈと一体に上下に移動する。

第１コイルバネ１３ｉは、シリンダ−部１３ｇ内に配置され、ピストン部１３ｈを下方向に付勢するコイル状のバネである。

絞り部１３ｊは、潤滑油供給路１３ａから下側ハウジング１３ｐ内に供給された潤滑油を減圧するためのものであり、ピストン部１３ｈが上下運動すると、ロッド１３ｋの下端に接続されたボール部１３ｌと、テーパ面１３ｒとの隙間の大きさが変わることによって、下側ハウジング１３ｐ内に供給された潤滑油を減圧する特性が変化する。

第２コイルバネ１３ｍは、下側ハウジング１３ｐ内に設置され、ボール弁部１３ｌを上方向に付勢するコイル状のバネである。尚、第２コイルバネ１３ｍがボール弁部１３ｌを上方向に付勢する力は、第１コイルバネ１３ｉがピストン部１３ｈを下方向に付勢する力に比べて小さく設定されている。この第２コイルバネ１３ｍによって、ボール弁部１３ｌは、テーパ面１３ｑと所定隙間を隔てて配置されている。

潤滑油入口ポート１３ｆから高圧の潤滑油が流入すると、潤滑油の圧力はボール弁部１３ｌとテーパ面１３ｑとの隙間および絞り部１３ｊを通過して減圧された後にピストン部１３ｈを上方向に移動させようとする。また、シリンダー部１３ｇは、吸入圧導入ポート１３ｆから導入した吸入圧となっており、この吸入圧と、第１コイルバネ１３ｉの弾性力とでピストン部１３ｈを下方向に移動させようとする。

ピストン部１３ｈが上方向に移動すると、ピストン部１３ｈの下面に接続されたロッド１３ｋが上方向に引き上げられ、ロッド１３ｋの下端に接続されたボール弁部１３ｌと、テーパ面１３ｑとの隙間が小さくなり、潤滑油はより減圧される。潤滑油が減圧されるとピストン１３ｈを上方向に移動させようとする圧力が減少する。

このように、圧力制御弁１３は、ピストン部１３ｈを上方向に移動させようとする圧力と、下方向に移動させようとする圧力がつりあうように潤滑油の圧力を制御している。

この結果、制御された潤滑油圧力は吸入圧よりもほぼ一定値高い圧力に維持される。そしてこの圧力は第１コイルバネ１３ｉの力により調整することが可能である。

一方、好ましい潤滑油の圧力は、旋回スクロール７に加わる圧縮圧力により発生するスラスト力を丁度打ち消すに足る背圧圧力であるが、この圧力は吸入圧力よりもほぼ一定値高い圧力であることが分っている。これらの理由により背圧形成用潤滑油の圧力は前述の如くの特性を有する制御弁で制御されるのが好ましい。

ブロック１５は鉄またはアルミなどの金属によって構成されハウジング４内部の下端部に配置される部材であり、貯油室１０３、圧力制御弁１３、潤滑油供給路１３ａ、背圧流出路１３ｂ、吸入圧導入路１３ｃとが設けられている。

以下、図２を用いて本発明の油分離器であるオイルセパレータ１００についてさらに詳述する。

オイルセパレータ１００は、冷媒吐出路１０２に接続された内筒１１０と、内筒１１０と同軸上に配置され、内筒１１０よりも径が大きく、軸長の長い外筒１２０から構成される２重円筒構造となっている。尚、内筒１１０及び外筒１２０は、貯油室１０３の中に配置されている。

内筒１１０は、上端が固定スクロール８の端板部８ａの背面に設けられた冷媒吐出路１０２に接続され、下端が開口した円筒状の部材である。

冷媒吐出路１０２は、固定スクロール８の端板部８ａ内に設けられ、冷媒吐出管３に接続されており、オイルセパレータ１００で潤滑油を分離した冷媒を冷媒吐出管３に導くためのものである。

外筒１２０は、上端が固定スクロール８の端板部８ａの背面に固定されるとともに、下端には底部１２２を有する円筒状の部材である。

外筒１２０の内壁の上部には冷媒流入口１３１が設けられている。この冷媒流入口１３１には、圧縮冷媒流入路１０１が外筒１２０の接線方向から接続されている。

また、外筒１２０の側壁の下方には複数個の油流し孔１２３が設けられている。尚、油流し孔１２３は、外筒１２０の内部と貯油室１０３とを連通する孔である。

内筒１１０の外周面１１１と外筒１２０の内周面１２１との間は、外筒１２０の内周面１２１を外径、内筒１１０の外周面１１１を内径とする円筒状（本参考例では螺旋状）の流路である旋回流分離部１３０となっており、外筒１２０の内部において、内筒１１０の下方は旋回流反転室１４０となっている。

尚、外筒１２０の径は、旋回流分離部１３０を成す上部の径（図２中Ｃで示される径）に比べて、旋回流反転室１４０を成す下部の径（図２中Ｄで示される径）の方が大きくなくなるように、徐々に大きくなっている。言い換えると、旋回流反転室１４０の流路断面の最大幅は、旋回流分離部１３０の流路外径（外筒１２０の上部の内径）よりも大きくなっている。

旋回流分離部１３０は、冷媒流入口１３１より冷媒と潤滑油が外筒１２０の接線方向に流入し、旋回流Ａを巻き起こす部位である。

この旋回流分離部１３０では、旋回流Ａの遠心力で吐出ガス中の潤滑油が外筒１２０の内周面１２１側に移動して冷媒と潤滑油が分離する。

そして、分離した潤滑油は、内周面１２１を伝わって底部１２２に溜まり、底部１２２近傍の円周方向に設けられた油流出孔１２３から貯油室１０３に排出される。

旋回流反転室１４０は、旋回流分離部１３０によって潤滑油が分離された冷媒の旋回流の流れを変更し、冷媒吐出路１０２へと通じる入口１１２へと導くものである。

（本参考例の効果）
以上のように、本参考例では、外筒１２０の径が、旋回流分離部１３０を成す上部の径（図２中Ｃで示される径）に比べて、旋回流反転室１４０を成す下部の径（図２中Ｄで示される径）の方が大きくなっている。

これにより、旋回流反転室１４０内では、旋回流分離部１３０内に比べて旋回流Ａの旋回半径が大きくなる。旋回半径が大きくなると、旋回流Ａの流速が低下し、底部１２２に溜まった潤滑油を巻き上げることが少なくなる。

よって、潤滑油の巻き上げを防止するために旋回流反転室１４０の軸長Ｌを長く取る必要がなくなり、旋回流反転室の軸長を短くすることができ、オイルセパレータ１００を小型化することが可能となる。

（第１実施形態）
次に本発明の第１実施形態を図４を用いて説明する。尚、上述した参考例と同じ部位には同様の符号を付けた。

上述した参考例では、外筒１２０の径を、旋回流分離部１３０を成す上部の径に比べて、旋回流反転室１４０を成す下部の径の方が大きくなるようにしたが、本実施形態では外筒１２０の径を、旋回流分離部１３０において、冷媒流入口１３１から冷媒が流入する位置から旋回流反転室１４０に至るまで上から下に徐々に小さくなるようにし、その後旋回流反転室１４０に至ると上から下に徐々に大きくなるようにした。

図４は第１実施形態におけるオイルセパレータ１００の断面を示す図であり、外筒１２０の径は、旋回流分離部１３０の径が徐々に小さくなっている。具体的には、旋回流分離部１３０上部の径Ｄ１に比べて旋回流分離部１３０下部の径Ｄ２が小さくなっている。そして、旋回流反転室１４０に至ると、外筒１２０の径Ｃは徐々に大きくなっている。

（本実施形態の効果）
本実施形態でも、上述した参考例と同様、旋回流反転室１４０内で旋回流分離部１３０内に比べて旋回流Ａの旋回半径が大きくなので、旋回流Ａの流速が低下し、底部１２２に溜まった潤滑油を巻き上げることが少なくなる。

ところで、旋回流分離部１３０での旋回流Ａは、乱れの少ない流れであることが望ましく（乱れが強いと径方向の速度成分が強く潤滑油の分離特性が悪くなる）、かつ流速が速いほど遠心力が強く分離特性が良い。

本実施形態では、旋回流分離部１３０において、冷媒流入口１３１から冷媒が流入する位置から旋回流反転室１４０に至るまで徐々に小さくなるので、旋回流Ａの流路が縮小し、流速が早くなるとともに流れが整流される。よって、旋回流分離部１３０において優れた分離特性を発揮する。

次に第１実施形態の変形例を図５及び図６を用いて説明する。

図５で示す変形例は、第１実施形態において、油流出孔１２３が、底部１２２から所定距離離Ｅだけ上側に離れた位置に設けられている。

底部１２２に溜まる潤滑油は、旋回流Ａの影響によって外筒１２０の内周面１２１をある程度這い上がる。このため、油流出孔１２３は外筒１２０の下端部に設けられる必要はなく、底部１２２から所定距離Ｅだけ上側に設けてもよい。これにより、貯油室１０３に蓄えられた潤滑油の量が多くなっても油流出孔１２３を通じて外筒１２０内に流れ込むことがなく、貯油室１０３により多くの潤滑油を貯めることが可能となる。

また、図６で示す変形例は、第１実施形態において、内筒１１０下端部の入口１１２近傍の径が上から下に向かって徐々に大きくなっている。

旋回流反転室１４０で向きを変更した旋回流Ａは、内筒１１０の入口１１２に流入する際に、流路面積が急激に小さくなるため、圧力損失が発生する。図６に示す変形例は、この圧力損失を低減するために、内筒１１０の入口１１２近傍の径を、上から下に向かって大きくなるようにしたものである。

これにより、旋回流反転室１４０から内筒１１０内部に至る流路の流路面積が急激に小さくなることが無いため、上記圧力損失を低減することが可能である。

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を、図７を用いて説明する。尚、上述した参考例と同じ部位には同様の符号を付けた。

第２の実施形態の外筒１２０は、上半分が円筒状（図７中の符号１２４で指し示す部位）で、下半分が球面状（図７中の符号１２５で指し示す部位）である。旋回流分離部１３０は、内筒１１０の外周面１１１と、外筒１２０の円筒状の部位（１２４）の内周面１２１との間に形成されている。また、旋回流反転室１４０は、外筒１２０の球面状の部位（１２５）の内周面１２１によって形成されている。

また、本実施形態においても、旋回流反転室１４０の流路断面の最大幅が、旋回流分離部１３０の内径よりも大きくなるように、外筒１２０の球面状の部位１２４の最大幅Ｃが、円筒状の部位１２５の内径Ｄよりも大きくなっている。

尚、油流出孔１２３は、旋回流反転室１４０の球面状の部位１２４の幅が最大となる位置に設けられている。また、第１実施形態と同様、旋回流分離部１３０をなす円筒状の部位１２４の内径は、上から下に向かって徐々に小さくなっている。

本実施形態によると、旋回流反転室１４０が球面状をなしているので、旋回流反転室１４０内の流路に角が無いため、旋回流反転室１４０から入口１１２に流れ込む旋回流Ａに乱れが生じにくく、旋回流反転室１４０に溜まった潤滑油を巻き上げることが少なくなる。よって旋回流反転室１４０の軸長を短くすることが可能であり、全体形状を小型化することが可能である。

また、外筒１２０の下半分が球面状をなしているので、内周面１２１を潤滑油が這い上がる高さが高くなる。よって油流出孔１２３をより高い位置に設置することができ、第１ないし第２実施形態に比べて貯油室１０３の貯油量の増大させることができる。

次に第２実施形態の変形例を図８を用いて説明する。

図８（ａ）は第２実施形態を倒立配置したものである。オイルセパレータを倒立して配置した場合、図９に示すような従来の２重円筒状のオイルセパレータでは、分離した潤滑油を安定して貯める部位が無いため倒立配置は不可能である。

しかし、本発明によれば、旋回流分離部１３０から旋回流反転室１４０に至るまでに外筒１２０の径が広がっており、外筒１２０が広がった部分１２６に潤滑油を貯めることができ、油流出孔１２３を上記外筒１２０が広がった部分１２６に設けることで、オイルセパレータとして十分な機能を発揮することが可能である。

図８（ｂ）は第２実施形態を横置き配置したものである。旋回流反転室１４０に残存する旋回流により、潤滑油は旋回流反転室１４０の球面状の部位１２５の最大径部分に多く集ってくる。よって最大径の部分に油流出孔１２３を設けることで、横置き配置してもオイルセパレータとして十分な機能を発揮することが可能である。

また、旋回流の発生方法も、旋回流を発生されることが可能であれば、どのようなものであってもよい。

本発明の実施形態を説明するための参考例において、油分離器１００が適用される圧縮機１の断面図である。 参考例におけるオイルセパレータ１００の構成を示す断面図である。 圧力制御弁１３の構成をしめすものである。 第１実施形態におけるオイルセパレータ１００の構成を示す断面図である。 第１実施形態の変形例を示す断面図である。 第１実施形態の変形例を示す断面図である。 第２実施形態におけるオイルセパレータ１００の構成を示す断面図である。 第２実施形態の変形例を示す断面図である。 従来のオイルセパレータの構成を示す断面図である。 旋回流の発生する原理を示す図である。

符号の説明

１００…オイルセパレータ、１１０…内筒、１２０…外筒、１２２…底部、１２３…油流出孔、１３０…旋回流分離部、１４０…旋回流反転室、１４…吐出室。

Claims (4)

1. 圧縮された吐出ガスが旋回流を巻き起こすことによって前記吐出ガス中の潤滑油を分離する油分離器であって、
   前記吐出ガスが流入し、前記旋回流を巻き起こす旋回流分離部（１３０）と、
   前記旋回流の向きを変更し、外部へと通じる入口（１１２）へと旋回流を導く旋回流反転室（１４０）とを有し、
   前記旋回流反転室（１４０）の流路断面の最大幅が、前記旋回流分離部（１３０）の流路外径よりも大きく、
   前記旋回流分離部（１３０）は、前記外部へと通じる入口（１１２）が端部に設けられた内筒（１１０）と、前記内筒（１１０）と同軸上に配置され、前記内筒（１１０）よりも径が大きく、軸方向に長い外筒（１２０）の間に設けられ、
   前記旋回流反転室（１４０）は、前記外筒（１２０）の内部に設けられており、
   前記外筒（１２０）は、圧縮された吐出ガスが流入する流入口（１３１）を有し、
   前記旋回流分離部（１３０）において、前記流入口（１３１）から前記旋回流反転室（１４０）に至るまで、前記外筒（１２０）の内径が徐々に小さくなり、前記旋回流反転室（１４０）に至ると前記外筒（１２０）の内径が再び大きくなっていることを特徴とする油分離器。
2. 前記外筒（１２０）には底部が設けられており、前記外筒（１２０）の側壁には前記底部から所定距離離れた位置に孔（１２３）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の油分離器。
3. 吐出ガスが流入し、旋回流を巻き起こす旋回流分離部（１３０）と、前記旋回流の向きを変更し、外部へと通じる入口（１１２）へと前記旋回流を導く旋回流反転室（１４０）とを備え、前記旋回流によって前記吐出ガス中の潤滑油を分離する油分離器であって、
   前記外部へと通じる入口（１１２）が端部に設けられた内筒（１１０）と、
   前記内筒（１１０）の外側に配置され、一端が円筒状（１２４）で、他端が略球面状（１２５）を成す外筒（１２０）とを備え、
   前記内筒（１１０）は、前記円筒状の部位（１２４）の内部に配置され、
   前記外筒（１２０）は、前記円筒状の部位（１２４）に、圧縮された吐出ガスが流入する流入口（１３１）を有し、
   前記旋回流分離部（１３０）は、前記内筒（１１０）の外周面（１１１）と、前記外筒（１２０）の前記円筒状の部位（１２４）の内周面（１２１）との間に形成され、
   前記旋回流反転室（１４０）は、前記外筒（１２０）の前記球面状の部位（１２５）に設けられ、
   前記旋回流反転室（１４０）の流路断面の最大幅が、前記旋回流分離部（１３０）の流路外径よりも大きいことを特徴とする油分離器。
4. 前記内筒（１１０）は、前記内筒（１１０）の端部に設けられた前記入口（１１２）近傍の径が、前記内筒（１１０）の他の部位に比べて大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の油分離器。