JP6439144B2 - 油分離器および油分離器を製造する製造方法 - Google Patents
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Description
A2=π(D2/2)2−π(D3/2)2 ・・・(式2)
A3=π(D3/2)2 ・・・(式3)
また、導入管13からの冷媒の導入量をQ(m3/s)とし、導入管13の中心軸の高さから導出管14の入口の高さまでの空間内で、冷媒が下方にのみ流れると仮定すると、以下の式が成り立つ。
図4に示すような段差により発生する圧力損失ΔPsは、以下の式で見積もることができる。
ここで、面積A3は面積A1、A2に比べて小さく、冷媒の流れに大きな影響を及ぼさないため、式5では導出管14の存在を無視している。
(D1−D2)/D1≦0.5 ・・・(式6)
とすること、別の表現を用いれば、
2≦D1/(D1−D2) ・・・(式7)
とすることが望ましい。
D1/(D1−D2)≦18 ・・・(式8)
の関係を満たすことが望ましい。
容積Volを一定にすることは、油分離器10の材料コストがほぼ一定になることを意味する。以下では、この関係の導出について説明する。
ここで、h1、h2はそれぞれ、第1分離部11における導入管13の中心軸から段差の表面16までの高さ、第2分離部12の高さであり、λは管摩擦係数である。
={h1/D1×(1/A1)2+h2/D2×(1/A2)2}
/{h1/D1×(1/A1)2+h2/D2×(1/A2)2}’ ・・・(式11)
ここで、{h1/D1×(1/A1)2+h2/D2×(1/A2)2}’は、D1が0.067mの場合の{h1/D1×(1/A1)2+h2/D2×(1/A2)2}の値である。また、A1、A2は、前述の式1、式2により算出される。なお、油分離器10の容積Volは一定であるため、以下の関係を満足する。
上記のような関係を用いて圧力損失比ΔPt/ΔPt’を算出した結果が図9に示すものである。図9をみると、D1が約0.060(m)以下である場合に、圧力損失比が急激に増大することがわかる。圧力損失比が大きくなると、冷媒を循環させるため、より吐出能力の高い圧縮機が必要になり、好ましくない。
また、図10は、油分離率比と第1分離部11の内径D1との間の関係を示す図である。油分離率比とは、D1が0.067mの場合の油分離率SO’に対する油分離率SOの比SO/SO’である。油分離器10のモデルは、図9の場合と同じものである。また、油分離率は、図6の場合と同じ手法を用いて数値実験により求めた。
式13、式14により、式9の関係が得られる。
11 第1分離部
12 第2分離部
13 導入管
13a 導入管の管軸
14 導出管
15 排出管
16 段差の表面
Claims (5)
- 冷凍機油を含有する冷媒から該冷凍機油を分離する油分離器であって、
前記冷媒が旋回可能な第1の内部空間を有する円筒状の第1分離部と、
前記第1分離部の下方に配置され、該第1分離部から流出した冷媒が旋回可能な第2の内部空間を有する円筒状の第2分離部と、
前記第1分離部内の内壁面に向けて前記冷媒を流出させ、前記第1の内部空間において前記冷媒の旋回流を生じさせる導入管と、
前記冷凍機油が分離された冷媒を導出する導出管と、
前記冷媒から分離された冷凍機油を、前記第2の内部空間から排出する排出管と、を備え、
前記第2分離部は、前記第1分離部の内壁面と前記第2分離部の内壁面上端とを連結して段差を形成する表面を有し、該表面と前記第1分離部の内壁面との間のなす角度が90度以下であり、かつ、該表面と前記第2分離部の内壁面との間のなす角度が90度以下であり、
前記第1分離部内に、前記第2分離部が挿入されており、前記第2分離部の上端面が前記表面とされた、油分離器。 - 前記第1分離部の内径をD1、前記第2分離部の内径をD2とした場合に、D1>D2の関係を満足する、請求項1記載の油分離器。
- 前記第1分離部の内径をD1、前記第2分離部の内径をD2とした場合に、
2≦D1/(D1−D2)≦18
の関係を満足する、請求項1または請求項2記載の油分離器。 - 前記油分離機の中心を通る断面図において、前記導出管の入口は、前記第2分離部内に設置される、請求項1ないし請求項3のいずれか一に記載の油分離器。
- 冷凍機油を含有する冷媒から該冷凍機油を分離する油分離器を製造する製造方法であって、
前記油分離器は、
前記冷媒が旋回可能な第1の内部空間を有する円筒状の第1分離部と、
前記第1分離部の下方に配置され、該第1分離部から流出した冷媒が旋回可能な第2の内部空間を有する円筒状の第2分離部と、
前記第1分離部内の内壁面に向かって前記冷媒を流出させ、前記第1の内部空間において前記冷媒の旋回流を生じさせる導入管と、
前記冷凍機油が分離された冷媒を導出する導出管と、
前記冷媒から分離された冷凍機油を、前記第2の内部空間から排出する排出管と、を備え、
前記第2分離部は、前記第1分離部の内壁面と前記第2分離部の内壁面上端とを連結して段差を形成する表面を有し、該表面と前記第1分離部の内壁面との間のなす角度が90度以下であり、かつ、該表面と前記第2分離部の内壁面との間のなす角度が90度以下であり、
前記第1分離部内に、前記第2分離部を挿入し、該第2分離部の上端面を前記表面とすることにより前記油分離器を製造する製造方法。
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