JP6491902B2 - 冷媒回収充填用オイルセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、主として、家庭用クーラー、エアコン、冷蔵庫、自動車用クーラー等（以下、「車両等の被回収機器」という。）において、コンプレッサから吐出されるオイルが混合した冷媒（「被処理冷媒」という。）から、前記オイルを分離するための冷媒回収充填用オイルセパレータに関するものである。

従来、クーラー等の被回収機器の冷媒に混在するオイルを分離するオイルセパレータが広く普及している。オイルセパレータの分離機構として、容器本体内に濾過部材をモーターで回転させることで遠心分離を行う機構を備えたいわゆる遠心分離方式のオイルセパレータがある。

このような遠心分離方式のオイルセパレータを示すものとして、例えば、水冷サイクルのコンプレッサの吐出側に設置され、コンプレッサから吐出された冷媒ガスからコンプレッサ用オイルを分離するオイルセパレータにおいて、冷媒ガスの流入口、冷媒ガスの流出口及びオイル戻し口を有する本体ケースと、この本体ケース内に回転自在に設置された回転体と、この回転体内に設置されたオイル分離用濾過部材と、前記回転体を回転させるモーターを備え、前記流入口から回転体内に流入した冷媒ガスにモーターによる回転力を与えて、冷媒ガスからコンプレッサ用オイルを分離することを特徴とするオイルセパレータが公知である（例えば、特許文献１参照。）。

また遠心分離機構を備えない構成（以下、「非遠心分離方式」という。）のオイルセパレータとして、例えば、シェル内に流入させた冷媒に含まれるオイルを捕捉するためのフィルタエレメントを備え、前記フィルタエレメントの入側にオイル分離手段を設け、前記フィルタエレメントの外側から冷媒を流入させ、前記オイル分離手段を通過させ、当該オイル分離手段がフィルタエレメントの内側に設けられた多孔パイプであるオイルセパレータが公知である（例えば、特許文献２参照。）。また、上記特許文献２に係る構成によれば、フィルタとして、焼結フィルタを用いることができる旨が開示されている。

一方、本出願人が先にした発明であって、オイルを含む冷媒から前記オイルを分離して凝縮器により液体冷媒として回収ボンベに回収し、再生した液体冷媒を被回収装置に充填する冷媒回収充填装置に使用するオイルと液体冷媒を加熱手段で分離する、車両等の空調設備における冷媒回収充填用オイルセパレータであって、中空胴部の上下を天端板と底端板で閉塞した蒸発用気化室を本体とし、前記天端板の下部に位置し内部周囲及び天端板との間に通路空間を確保して隔壁を設けるとともに、中心管が液体冷媒回収通路となり、外管が冷媒回収時に被回収冷媒を回収する回収通路となる熱交換用二重管を、溜まりを招かないように縦中心周りに螺旋形に形成して蒸発用気化室内に設け、該熱交換用二重管における外管の上端には、該外管の上端を閉塞するとともに中心管が貫通する浮動弁を設け、前記蒸発用気化室の底端板には、一端が被回収機器との連結側となる通路とオイルドレンへの通路とに分岐する通路に通じ、他端がオイル排出と冷媒流入とを兼ねる導入口として蒸発用気化室内に開口し、且つ該導入口と前記熱交換用二重管の外管で形成される回収通路とのいずれかに流通路を変更する切換機能弁を具備する第一管継手と、前記熱交換用二重管の中心管の下部に配管されて液体冷媒の流出口となる第四管継手を貫設するとともに、底端板の底面には蒸発用気化室を加熱する底部ヒーターと、底部の温度調節手段とを設け、前記蒸発用気化室の上部又は前記天端板には、一端が蒸発用気化室の内部で開口し他端が二方向の選択的な流通路の変更が可能な開閉弁を具備する第二管継手と、一端が前記熱交換用二重管の中心管の上部に配管され他端がニ方向の流通路を具備する第三管継手を設け、前記浮動弁は、外管の上端を開閉可能な弁体と、該弁体を受ける弁受け部材と、前記弁体上に設けられる錘とからなり、弁体の上昇により外管の上端を開放することを特徴とする被回収機器の冷媒回収充填用オイルセパレータ（例えば、特許文献３参照。）が公知である。

特開昭５１−４７６４２号公報 特開２００６−２９６８４号公報 特開２００５−０２４１６７号公報

上記特許文献１に記載される遠心分離方式のオイルセパレータは、その遠心分離作用によって、オイルの分離処理速度を向上させる点で利点を有する。
しかしながら、遠心分離動作にともない、可動部分である可動軸部等からの冷媒ガスの漏れ、振動、騒音の発生、耐久性の低下が生じやすい本質的な欠点がある。また、前記可動部分を構成するために製造コストが上昇する欠点がある。
また一方で、オイルセパレータは、その設置等の観点から、軽量、コンパクトに形成されることが望ましい。

上記特許文献２に係るオイルセパレータによれば、前記特許文献１に開示する遠心分離方式のオイルセパレータにみられる遠心分離動作に伴う可動部分である可動軸部等からの冷媒ガスの漏れ、振動、騒音の発生や耐久性の低下を抑制し、また、前記可動部分を構成するための製造コストを要しない点においては好ましいといえる。また、比較的コンパクトに形成される点でも利点がある。
また、当該特許文献２に例示される焼結フィルタにも使用可能な多孔質焼結金属は、耐久性（具体的には、耐熱性、耐圧性、耐衝撃性等）に優れ、強度が高いことにより、長期間の使用に耐え得る点において利用価値がある。

しかし、多孔質焼結金属フィルタを用いる場合には、それのみで十分な濾過機能を得ることは困難である。また、冷媒ガスの流れが速ければ、油膜は吸着せず、はじけて飛散すること（バブリック現象）によって、十分な分離性能を発揮できないこともある。
このような事情から、その後工程に配置されるアドソーバ（吸着器）によって補助する必要がある。

また、上記騒音等の抑制に関しては、特許文献２に開示されるものであっても一定の効果が得られるが、更に抑制できるのであれば好ましい。

一方で、上記特許文献２は被処理冷媒をヘリウムとするものである。特に前記した車両用の空調装置に用いる冷媒、例えばＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ等のような代替フロンは、温度、圧力等の環境条件が大きく異なるため、ヘリウム用のオイルセパレータには適さない。
即ち、通常、代替フロンを冷媒として用いる場合には、液体冷媒を気化して、回収機の吸入側へ当該気化した冷媒を送るのであるが、冷媒が気化するときに、オイルセパレータの底部の液体冷媒が、気化熱によって当該オイルセパレータ内のガス温度を下げ、この結果、容器の下部が凍結を起こす。また、これに伴って、オイル及び冷媒の回収効率は低下する。

この点について、特許文献３に係る発明は、被処理冷媒の温度を下げないようにするために、ヒーターによって加温し、これを制御する構成を備えている。
しかしながら当該構造によれば、構造が複雑化し、併せて稼働コストが上昇するという欠点がある。

本願発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、車両等の空調設備に対応可能であり、且つ、非遠心分離方式のオイルセパレータであって、耐熱性、耐圧性、耐衝撃性、強度において優れた多孔質焼結金属を用いたオイルセパレータを前提とし、吸着器による補助を行うことなく、コンパクトであり、且つ十分なオイル分離性能、回収効率を発揮でき、且つ、製造コスト、稼働コストをより低廉化できるオイルセパレータの提供を、発明が解決しようとする課題とする。

また本発明は、上記課題に加え、騒音等がより低減可能となる冷媒回収充填用オイルセパレータの提供を、発明が解決しようとする課題とする。

本発明は、車両等の被回収機器に用いる非遠心分離方式の冷媒回収充填用オイルセパレータであって、ミスト状オイルを含有する高温高圧気体である被処理冷媒を導入するための被処理冷媒導入部と、中央筒部を構成に含むオイル分離部とを備え、
当該オイル分離部は、前記被処理冷媒導入部から当該被処理冷媒を拡散させる多孔質焼結金属からなり前記中央筒部に格納される金属製拡散部と、前記中央筒部に形成され前記金属製拡散部から前記被処理冷媒を吐出するための吐出部と、該吐出部の外部に設けられるフィルタ部とを備え、前記吐出部と前記金属製拡散部との間に第二拡散空間を形成し、且つ、前記吐出部は外側を下方とした傾斜穴であることを特徴とする冷媒回収充填用オイルセパレータを、上記課題を解決するための手段とする。

また本発明は、上記基本発明の構成を前提として、前記オイルセパレータのオイル分離部の上方に、第二オイル分離部を備え、当該第二オイル分離部は、処理済み冷媒を外部へ導出するための通路と該通路の入口開口を被覆する第二フィルタ部とを有することを特徴とする冷媒回収充填用オイルセパレータを、上記課題を解決するための手段とする。

また本発明は、上記基本発明の構成を前提として、前記オイルセパレータの上部となる蓋部側に被処理冷媒を導入する前記被処理冷媒導入部を備え、上部側から前記中央筒部内の金属製拡散部へ被処理冷媒を導入する構成としたことを特徴とする冷媒回収充填用オイルセパレータを、上記課題を解決するための手段とする。

本請求項１に係る発明によれば、可動部分である可動軸部等からの冷媒ガスの漏れ等が生じ難い非遠心分離方式のオイルセパレータであって、被処理冷媒を導入するための被処理冷媒導入部と、中央筒部を構成に含むオイル分離部とを備え、当該オイル分離部は、前記被処理冷媒導入部から当該被処理冷媒を拡散させる多孔質焼結金属からなり前記中央筒部に格納される金属製拡散部と、前記中央筒部に形成され前記金属製拡散部から前記被処理冷媒を吐出するための吐出部と、該吐出部の外部に設けられるフィルタ部とを備えたことから、前記金属製拡散部によって耐久性と強度が確保され、且つ、被処理冷媒が被処理冷媒導入部から金属製拡散部へ移動する際に、当該被処理冷媒が分散し、圧力が低下することによって、被処理冷媒の移動速度を低下させ、騒音を低減させるとともに、オイルの分離性能を高めることができる。

そして、前記多孔質焼結金属を主要なフィルタとして使用するのではなく、多孔質焼結金属からなる金属製拡散部として用いることで、被処理冷媒の圧力を低減させた状態とし、吐出部からフィルタ部へ前記冷媒が送られることで、当該フィルタ部で一旦捕集されたオイルが冷媒の圧力によって再度冷媒中に飛散することが低減され、更に分離性能を高めることができる。

また前記金属製拡散部材を当該多孔質焼結金属からなるものとしたことで、前記高温の被処理冷媒によって耐久性と強度が確保されることに加え、当該金属製拡散部材が加温されることによって、圧力の低下に伴う被処理冷媒の液化、ミスト化を抑制できるため、被処理冷媒の回収時間の短縮が行えるとともに、円滑なオイル分離性能を高めることができる。更に、ヒーター及びヒーターの温度制御手段を備えずに処理を行うことが出来るため、製造コスト及び稼働コストをより低廉化することができる。

また、上記多孔質焼結金属からなる金属製拡散部を有する構成を前提として、前記吐出部と当該金属製拡散部との間に筒状の第二拡散空間を形成したことから、当該金属製拡散部を通過した被処理冷媒が当該筒状の第二拡散空間に導出されるため、被処理冷媒の拡散をより進行させ、被処理冷媒が吐出部へ送られる前に、その移動速度を更に緩和できる。

また、前記吐出部が外側を下方とした傾斜穴である構成としたことによって、吐出部内の表面積及び吐出部内の空間を増加させ、前記被処理冷媒の移動速度の緩和を連続的に緩和できる。更に、吐出部内の表面積及び吐出部内の空間を増加させたことが、前記金属製拡散部を透過して放出される被処理冷媒との接触表面積を増加させることとなり、当該接触によってフィルタ部に付着して凝縮したオイルを下方へ案内するから、被処理冷媒中のミスト状オイルの分離性能を向上できる。

また本請求項２に係る発明によれば、上記発明の構成を前提として、前記オイルセパレータのオイル分離部の上方に、第二オイル分離部を備え、当該第二オイル分離部は、処理済み冷媒を外部へ導出するための通路と該通路の入口開口を被覆する第二フィルタ部とを有する冷媒回収充填用オイルセパレータとしたことから、フィルタ部で一旦捕集され、冷媒の圧力によって再度冷媒中に飛散したオイルを更に第二オイル分離部の第二フィルタ部でオイルを吸着捕集することによって、被処理冷媒から当該オイルを分離し、高効率で再生された処理済み冷媒を第二フィルタ及びその後に連続する通路を経て、外部へ導出することができる。

また本請求項３に係る発明によれば、前記請求項１に係る発明を前提として、前記オイルセパレータの上部となる蓋部側に被処理冷媒を導入する前記被処理冷媒導入部を備え、上部側から前記中央筒部内の金属製拡散部へ被処理冷媒を導入する構成としたから、高温高圧の当該被処理冷媒の導入に伴って、前記中央筒部若しくは金属製拡散部のうち上部側が特に加温が良好な状態となり、被処理冷媒が当該中央筒部を通過する際のオイルの液化若しくはミスト化が低減され、被処理冷媒の流れの抵抗が小さくなり、オイルの除去効率が良好となる。

本発明の実施例１に係るオイルセパレータを示す縦断面図である。 第一オイル分離部における被処理冷媒の流れを示す図１の一部拡大説明図である。 本発明の実施例２に係るオイルセパレータを示す縦断面図である。 第一オイル分離部における被処理冷媒の流れを示す図３の一部拡大説明図である。

以下に本発明の実施例に係る冷媒回収充填用オイルセパレータＳについて説明する。尚、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。

本発明の実施例１に係る冷媒回収充填用オイルセパレータＳは、図１及び図２に示すように、容器本体１の底部３にオイルを含有する冷媒ガスを導入する底部導入通路３０ａを備えている。
また、容器本体１の底部側面には、分離したオイルを排出するためのオイル排出部６を備えている。前記容器本体１の上部となる蓋部２には、オイル分離後の冷媒を導出するための導出通路５０を備えている。容器本体１内には、中央筒体１０と、該中央筒体の中央部を含んで設けられる第一オイル分離部ｓ１、及び前記中央筒体の上方に設けられる第二オイル分離部ｓ２を備えている。

前記容器本体１は、底部３を構成する底部材３０と、蓋部２を構成する蓋部材２０との間に筒状の容器側壁１ａを設けた構成である。容器側壁１ａの下端は前記底部材３０に形成されシール部材３３が内装された容器嵌合溝３１に差し込まれている。容器側壁１ａの上端は前記蓋部材２０に形成されシール部材２３が内装された容器嵌合溝２１に差し込まれている。

前記蓋部材２０は、中央に表裏面を貫通する蓋部材中央螺子穴２２を有している。蓋部材中央螺子穴２２には、オイルを分離した後の冷媒（以下、「処理済み冷媒」）を導出するための冷媒導出部材５を螺合し固着してある。

冷媒導出部材５は、冷媒を導出するための開口を有する蓋部取付部材５ａと、該蓋部取付部材５ａと固着し容器本体１内から冷媒を導入する開口を有する連結部材５ｂと、当該蓋部取付部材５ａの下部及び連結部材５ｂの上部を被覆して設けられるフィルタ部（第二フェルト１２ｂ）とを備える。

蓋部取付部材５ａは、下端から上端へ貫通する前記導出通路５０を備えている。
また、蓋部取付部材５ａの下端側には前記連結部材５ｂと固着するための雌螺子部を備え、上端には外部の配管と連結可能となる雄螺子部を備えている。また長手方向の中央部近傍には蓋部材２０に当接可能な鍔部５６を備えている。鍔部５６に近接する基端側の周面にはシール保持溝５１を設け、環状のシール部材５２を取着してある。

連結部材５ｂは、先端側に前記蓋部取付部材５ａの雌螺子と螺合可能な雄螺子となる上端側連結部５５を備え、長手方向中央位置を他の部分よりも大径となる大径部５７を備える。
大径部５７の下面は、前記中央筒部１０の上端に対する保持面とする。また当該大径部５７の側周面を後記のフィルタ部（第一フェルト１２ａ）との当接面としている。そして連結部材５ｂは、処理済み冷媒を導入するための処理済み冷媒導出用通路５８を有している。また連結部材５ｂの下端には、後述する金属製拡散部材１１の上端を保持するための保持部５４を備えている。
当該処理済み冷媒導出用通路５８は、連結部材５ｂの長手中央の周面四方に形成された各側面穴５３から軸中心に向けて連続し、当該連結部材５ｂの軸中心位置で連結し、当該連結位置から上端の開口へ連続している。

底部材３０の上面の中央には、表裏面を貫通する底板導入通路３０ａを備える。当該底板導入通路３０ａの内周面には、底部材中央螺子穴３２を備える。また、当該底部材中央螺子穴３２の周囲には排出前の分離したオイルを貯留するオイル貯留部３４を備えている。
更にオイル貯留部３４から連続して貯留したオイルを外部へ排出するための底部材オイル排出通路３０ｂを備えている。底部材オイル排出通路３０ｂの出口側となる内周面には雌螺子を形成し、オイル排出通路６ａを有するオイル排出部６の雄螺子と螺合することで、底部３にオイル排出部６を取付けた構成としている。

また、前記底部材中央螺子穴３２のうち軸方向中央より下側までの位置には、被処理冷媒を当該オイルセパレータＳ内に導入するための固定部側導入通路４０ａを有する固定部材４０を、取付板７の貫通穴に通した状態で、当該取付板７の上下から固定ナット４１で挟持固定することで、固定部４を構成している。

そして、前記連結部材５ｂと底部材３０との間には、前記中央筒部１０を設けている。
当該中央筒部１０は、その下端側に、前記底部材３０の底部材中央螺子穴３２における軸方向中央より上側までの位置に対して螺合可能な雄螺子部を備えている。
また、当該中央筒部１０の内部のうち軸中央より下端位置までは前記固定部４の固定部側導入通路４０ａと同一の内径を有する筒部導入通路１０ａを備えている。
当該中央筒部１０の内部のうち軸中央位置から上方へ当該導筒部入通路１０ａよりも拡径した第一拡散空間１０ｂを形成し、当該箇所に以下に示す第一オイル分離部ｓ１を備えた構成としている。

特に図２に示すように、第一オイル分離部ｓ１は、多孔質焼結金属で形成される金属製拡散部材１１と、該金属製拡散部材１１の外側に当該中央筒部１０の周壁を貫通する吐出部となる複数の傾斜穴１０ｃと、当該中央筒部１０の外周側に複数回捲回される帯状の前記第一フェルト１２ａと、該第一フェルト１２ａを固定するための固定用線材１４と、スペーサ１９を備える。
前記中央筒部１０の上部内周には雌螺子を形成してある。また中央筒部１０の上部外周には、第二オイル分離部ｓ２を構成するための上端側止輪５９ａを設けてある。
また、第一フェルト１２ａは不織布によって構成されており、被処理冷媒中のミスト状オイルを含浸吸着するフィルタ部として機能するものである。
金属製拡散部材１１は、前記中央筒部内に格納され、当該金属製拡散部材１１の内側には第一拡散空間１０ｂが位置し、当該金属製拡散部材１１の外面と当該第一拡散空間１０ｂを構成する中央筒部１０の内面（即ち、傾斜穴１０ｃの内側開口が形成される面）との間には、筒状の第二拡散空間１６が形成される。

前記金属製拡散部材１１は、金属製粒子の焼結体によって筒体として構成されている。
本実施例における焼結体を構成する金属製粒子は黄銅としている。当該金属製粒子間には不規則に多数の孔が形成されている。当該金属製拡散部材１１は前記連結部材５ｂの保持部５４とスペーサ１９によって挟持固定される。

前記第一フェルト１２ａと固定用線材１４の位置ずれを防止するために、当該第一フェルト１２ａ及び固定用線材１４の下端側の下方、上端側の上方の夫々に金属製の止輪１５を設けてある。
上端側の止輪１５の上方に隣接して鍔部１３を設けてある。鍔部１３の上部には更に金属製の止輪１３ａを設けてある。鍔部１３はこれらの止輪１５、１３ａによって挟持固定される。

吐出部として機能する前記複数の傾斜穴１０ｃは、中央筒部１０の周壁の内側に上方となる開口、外側に下方となる開口を形成し、当該周壁を貫通する傾斜した貫通穴として構成している。当該複数の傾斜穴１０ｃと前記筒状の第二拡散空間１６とは連続した空間を形成する。

第二オイル分離部ｓ２は、上端側止輪５９ａ上に輪状輪郭の載置板５９ｂを載置し、その上に配置した前記第二フェルト１２ｂにより、前記蓋部取付部材５ａの下部及び連結部材５ｂの上部を捲回被覆し、当該第二フェルト１２ｂの外側から固定用線材１４を捲回し、連結部材５ｂの上部に固定してなる。前記第二フェルト１２ｂの上端は、蓋体の下面に当接してある。第二オイル分離部は、第一オイル分離部を通過した後に、未だ除去できていないオイルを含有する被処理冷媒を、第二フェルト１２ｂの外側から内側へ通過させ、当該含有されたオイルを吸着させ、オイル分離後の処理済み冷媒を、前記連結部材５ｂの処理済み冷媒導出用通路５８へ導出するものである。

以上の構成により、本実施例１に係るオイルセパレータＳは以下に示すように機能する。
先ず、コンプレッサから高温高圧の被処理冷媒が圧送され、固定部４の固定部側導入通路４０ａを介して本実施例１に係るオイルセパレータＳの下部に配置される底部導入通路３０ａから導入される。

導入された被処理冷媒は、上方へ向けて中央筒部１０の筒部導入通路１０ａを通り、第一拡散空間１０ｂへ移動する。第一拡散空間へ導入された被処理冷媒は拡散し、当該被処理冷媒の圧力が下がることで移動速度が減少する。この移動速度の減少に伴って、バブリック現象が阻止される。また、併せて騒音が低減されることとなる。
第一拡散空間１０ｂにおいて被処理冷媒は金属製拡散部材１１に接触し、外側へ移動する。

圧送された被処理冷媒は金属製拡散部材１１との接触によって、当該金属製拡散部材１１は加温される。被処理冷媒は連続的に導入されるため、金属製拡散部材１１の温度は昇温若しくは保温状態が保たれる。当該昇温若しくは保温の効果により冷媒の凝縮が抑制される。

ここで金属製拡散部材１１は金属製粒子間には不規則に多数の空隙が形成された多孔性を備えていることから、被処理冷媒は不整流となり、更に拡散される。この際に、金属製拡散部材１１の多数の空隙に対して不整流が拡散して通過することで、個々の空隙に対して被処理冷媒が円滑に流れることとなり、全体として、当該被処理冷媒と当該金属製粒子との接触を良好とすることができる。

そして当該金属製粒子に対して被処理冷媒中のオイルが吸着することで、フィルタ部への導入前にも被処理冷媒から一部のオイルを分離できる。

金属製拡散部材１１を通過した被処理冷媒は前記筒状の第二拡散空間１６に導入される。
被処理冷媒は当該第二拡散空間１６に導入されることによって、被処理冷媒は更に拡散し、当該被処理冷媒の圧力が下がることで、その移動速度が減少する。

そして、被処理冷媒は中央筒部１０の内面と接触する。当該内面への接触によって付着したオイルは複数の傾斜穴１０ｃへ流出される。これによって、オイルの分離性能を向上させる。このようにして当該空間内へ流出させたオイルは第一フェルト１２ａに含浸されることとなる。
また、前記第二拡散空間１６から連続する前記傾斜穴１０ｃは周壁を貫通する傾斜穴として構成しているので、当該傾斜穴１０ｃ内の表面積及び空間を大きくして前記金属製拡散部材１１から放出される冷媒との接触面積を増加させるとともに、当該接触によって付着したオイルを下方へ案内する。

第一フェルト１２ａに含浸したオイルによって、その後に圧送される冷媒中のオイル分子は、先に当該第一フェルト１２ａに捕捉されオイルとともに凝集して容易に液化し、当該中央筒部１０を伝ってオイル貯留部３４へ流入する。

また第一フェルト１２ａを通過した冷媒には、当該第一フェルト１２ａでは捕捉できなかったオイルが混在している。第一フェルト１２ａを通過した冷媒が鍔部１３に接触することにより、当該冷媒中に混在するオイルが付着、凝縮し、当該鍔部１３の下端から落下し、オイル貯留部３４へ流入する。
また、従来のオイルセパレータと同様に、一部のミスト状となったオイルは冷媒ガスとの比重の差によって、オイルセパレータＳ内の各部に付着したオイルは落下する作用も併せて得られる。

前記処理中の冷媒のうち容器側壁１ａの内面と当該鍔部１３との間隙を通過した冷媒は、第二オイル分離部ｓ２へ導入される。この時点における冷媒には、一旦捕集されたオイルであって被処理冷媒の圧力によって再度処理済み冷媒中に飛散したものが若干ながら含まれている。第二オイル分離部ｓ２は、当該オイル分子を吸着することによって、除去する。

当該第二オイル分離部ｓ２の第二フェルト１２ｂにオイル分子が含浸し、更にその後に圧送されるオイル分子は、第一オイル分離部ｓ１と同様に、先に第二フェルト１２ｂに捕捉されオイルとともに容易に凝縮し、当該中央筒部１０若しくは鍔部１３を伝ってオイル貯留部３４へ流入する。

冷媒は、第二オイル分離部ｓ２によって更にそのオイル含有率が低下し、導出通路５０を介して冷媒導出部材５から導出される。以上の処理によって、本実施例１に係るオイルセパレータＳにより被処理冷媒からオイルを分離することができる。

以上に示した本発明の実施例１に係るオイルセパレータにおいては、圧縮機から吐出された高温高圧の被処理冷媒を下部の入口から導入することで、当該高温高圧ガスの熱によって、オイルセパレータ内部の底部が一番温度は高くなり、温度は上部へ上がるため、内部温度はムラなく概ね均等に高い状態とすることができる。また、被処理冷媒からの伝熱によって底部の温度を高くすることで、ヒーター等を用いないものとすることができ、稼働コストの低廉化に資することができる。また、ヒーターを用いない状態においても、回収時間を早めることができ、回収効率を高めることができる。

次に本発明の実施例２に係るオイルセパレータＳについて説明する。
本実施例２に係るオイルセパレータＳは、主として、前記実施例１に係るオイルセパレータＳが第一オイル分離部ｓ１、第二オイル分離部ｓ２を備えているのに対して、第一オイル分離部ｓ１を備えるものの第二オイル分離部ｓ２を備えない点において相違する。

本実施例２に係るオイルセパレータＳは、主として、実施例１に係るオイルセパレータＳが底部３側からコンプレッサによって圧送された冷媒を導入する被処理冷媒導入部（実施例１における固定部４）を有するのに対して、蓋部２側からコンプレッサによって圧送された冷媒を導入する被処理冷媒導入部（実施例２における固定部４）を有する点において相違する。

このため、本実施例２に係るオイルセパレータＳは、前記したように第二オイル分離部ｓ２を備えないものの、蓋部２側からコンプレッサによって圧送された高温高圧の冷媒を導入することで、特に中央筒部の上部側の加温性が良好となる。この結果、当該中央筒部を通過する際のオイルの液化若しくはミスト化が低減され、被処理冷媒の流れの抵抗が小さくなり、オイルの除去効率が良好となる。
尚、金属製拡散部の種類、形状、吐出部の大きさ、傾斜角度、設置数、その他各部の形状等によって、本実施例２に係る第一オイル分離部ｓ１のオイル分離効率を高めることができる。

本実施例２に係るオイルセパレータＳの容器本体１は、図１及び図２に示すように、底部３を構成する底部材３０と、蓋部２を構成する蓋部材２０との間に筒状の容器側壁１ａを設けた構成である。容器側壁１ａの下端は前記底部材３０に形成されシール部材３３が内装された容器嵌合溝３１に差し込まれている。容器側壁１ａの上端は前記蓋部材２０に形成されシール部材２３が内装された容器嵌合溝２１に差し込まれている。

蓋部材２０は、上下方向へ貫通する蓋部材中央螺子穴２２を中央に有している。蓋部材中央螺子穴２２は被処理冷媒を導入する蓋側導入通路２０ｂを構成する。また、蓋部材２０の下面から側面に通じる導出通路２０ｃを備えている。当該導出通路２０ｃは、オイル分離後の冷媒を導出するためのものである。導出通路２０ｃには雌螺子穴を設けてあり、冷媒導出部材５を螺合接続した構成としてある。

被処理冷媒導入部となる固定部４の固定部側導入通路４０ａは、外周面に雄螺子を形成してある。被処理冷媒導入部を取付板７の貫通穴に通した状態で、当該取付板７の上下から固定ナット４１で挟持固定することで、被処理冷媒導入部を取付板７に固定した構成としている。
固定部４の下端の雄螺子と蓋部材２０の前記蓋部材中央螺子穴２２を螺合させることで、蓋部材２０と固定部４が連結される。

また、容器本体１の底部材３０の底面には分離したオイルを排出するためのオイル排出部６を備えている。底部材３０の上面には分離後のオイルを排出部６のオイル排出通路６ａへ導入するための凹部６ｂを形成してある。

底部３側の前記オイル排出部６と蓋部材２０における雌螺子穴との間に中央筒部１０が配置される。
本実施例２における中央筒部１０はその内部上方側に筒部導入通路１０ａを有している。筒部導入通路１０ａの下方に連続して拡径した第一拡散空間１０ｂを設けてある。

本実施例２における第一オイル分離部ｓ１は、上記実施例１における第一オイル分離部ｓ１と共通する。即ち、第一オイル分離部ｓ１は、焼結黄銅で形成される金属製拡散部材１１と、該金属製拡散部材１１の外側に当該中央筒部１０の周壁を貫通する複数の傾斜穴１０ｃと、当該中央筒部１０の外周側に捲回されるフェルト１２ｃと、該フェルト１２ｃを固定するための固定用線材１４と、スペーサ１９を備える。
フェルト１２ｃはフィルタ部として機能する。また、実施例１と同様に、金属製拡散部材１１の外面と中央筒部１０の内面との間に筒状の第二拡散空間１６を形成している。また、前記フェルト１２ｃと固定用線材１４の位置ずれを防止するために、当該フェルト１２ｃ及び固定用線材１４の下端側の下方、上端側の上方の夫々に金属製の止輪１５を設けてある。

また本実施例２に係るオイルセパレータＳの中央筒部１０は、上下二箇所に鍔部１３を有する。ここで、上側の鍔部１３を上側鍔部１３、下側の鍔部１３を下側鍔部１３とする。
下側鍔部１３は中央筒部１０の金属製拡散部材１１の下端側に配置される。下側鍔部１３の内側縁部をその上から前記止輪１５、下から鍔部用止輪１７によって挟持して固定する。
上側鍔部１３は、当該中央筒部１０の上端側に配置される。上端側の接続部１８と鍔部用止輪１７で上側鍔部１３の基端を挟持固定する。

以上の構成により、本実施例２に係るオイルセパレータＳは以下に示すように機能する。
先ず、コンプレッサから高温高圧の被処理冷媒が圧送され、本実施例２に係るオイルセパレータＳの固定部４の固定部側導入通路４０ａから蓋部導入通路２０ｂへ導入される。

導入された被処理冷媒は、上方から中央筒部１０の筒部導入通路１０ａを通り、第一拡散空間１０ｂへ移動する。この段階での処理は実施例１と共通する。即ち、第一拡散空間へ導入された被処理冷媒は拡散し、当該被処理冷媒の圧力が下がることで移動速度が減少する。実施例１と同様に、この移動速度の減少に伴って、バブリック現象が阻止され、併せて騒音が低減されることとなる。

圧送された被処理冷媒は金属製拡散部材１１との接触によって、当該金属製拡散部材１１は加温される。被処理冷媒は連続的に導入されるため、金属製拡散部材１１の温度は昇温若しくは保温状態が保たれる。当該昇温若しくは保温の効果により冷媒の液化が抑制される。
また、金属製拡散部材１１内を被処理冷媒が通過することで、当該被処理冷媒は更に拡散され、その移動速度が減少する。

そして、実施例１と同様に、金属製拡散部材１１を通過した被処理冷媒は前記筒状の第二拡散空間１６に導入され、更に拡散が進行する。筒状の第二拡散空間１６を形成したことで、前記金属製拡散部材１１から放出される冷媒が中央筒部１０の内面と接触し、当該内面への接触によって付着したオイルを下方若しくは複数の傾斜穴１０ｃへ流出させることでオイルを分離することで、当該オイルの分離性能を向上させることができる。
その後、被処理冷媒は中央筒部１０の内面と接触する。当該内面への接触によって付着したオイルは複数の傾斜穴１０ｃへ流出される。これによって、オイルの分離性能を向上させる。このようにして当該空間内へ流出させたオイルはフェルト１２ｃに含浸される。

圧送された被処理冷媒と金属製拡散部材１１との接触によって、当該被処理冷媒中のオイルの一部が、当該金属製拡散部材１１の外側から複数の前記傾斜穴１０ｃを通り、フェルト１２ｃに含浸される。

また、前記傾斜穴１０ｃは斜め下方へ向けて形成することで、当該傾斜穴１０ｃ内の表面積及び空間を大きくして前記金属製拡散部材１１から放出される冷媒との接触面積を増加させるとともに、当該接触によって付着したオイルを下方へ案内する機能を有する。

フェルト１２ｃに含浸したオイルによって、その後に圧送される冷媒中のオイル分子は、先にフェルト１２ｃに捕捉されオイルとともに凝集して容易に液化し、当該中央筒部１０を伝って凹部６ｂへ流入する。

またフェルト１２ｃを通過した冷媒には、当該フェルト１２ｃにより捕捉できなかったオイルが混在している。フェルト１２ｃを通過した冷媒が鍔部１３に接触することにより、当該冷媒中に混在するオイルが付着、凝集し、当該鍔部１３の下端から落下し、凹部６ｂへ流入する。
凹部６ｂに流入し分離されたオイルは、オイル排出通路６ａから排出される。
以上の処理によって、本実施例２に係るオイルセパレータＳにより、被処理冷媒からオイルを分離することができる。

以上に本発明の実施例１、２について夫々示したが、本発明は上記実施例１、２に示した構成に限定されるものではなく、例えば、鍔部１３は必須ではなく設けない構成であってもよいし、上記実施例よりも増加させることもできる。

また、本実施例１、２においては、いずれも第一拡散空間１０ｂ、多孔質焼結金属からなる金属製拡散部材１１、第二拡散空間１６を備えているが、本発明は少なくとも多孔質焼結金属からなる金属製拡散部を備えていればよく、必ずしも第二拡散空間を有しないものとすることもできる。
一方で、当該金属製拡散部材１１に加えて第二拡散空間１６を更に備えることによっては、当該金属製拡散部１１を通過した被処理冷媒が当該第二拡散空間１６に導出されるため、当該被処理冷媒の拡散をより進行させ、被処理冷媒が吐出部へ送られる前に、その移動速度を更に緩和できるため、フェルト１２ｃへの衝突速度を低減させてオイルの再飛散を低減し、併せてオイルの捕獲効果を高め、当該オイルの分離性能を向上させることができる。

また実施例１において、第二オイル分離部ｓ２はフィルタ部として第二フェルト１２ｂを備えた構成としているが、本発明は当該構成に限定するものではなく、第二フェルト１２ｂに加え、又は当該第二フェルト１２ｂに代えて、第一オイル分離部ｓ１に用いた金属製拡散部材１１等を備えた構成とすることもできる。
また本発明においては、上記した各フェルトに限らず、フィルタ部として種々の公知のフィルタ部材を用いることもできる。

また本発明における金属製拡散部材１１は、焼結黄銅を用いたものとしているが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、焼結アルミニウム等とすることもできる。高温の被処理冷媒による加温ができる金属製のものであれば、焼結金属に限らず用いることができる。また、金属製拡散部材１１は、その焼結金属粒子の大きさ、間隔を自由に設定することができる。更に、金属製拡散部材の厚みを当該オイルセパレータＳ内で相対的に大きくとることで、金属製粒子の表面積を増加させ、当該被処理冷媒との接触面積を増加させ、オイルの分離効率を高めることができる。

尚、上記実施例１に示した構成においては、実施例２に示した被処理冷媒を上方から導入する構成と比較して、下方から被処理冷媒を導入することで、高温高圧の被処理冷媒による伝熱によって温度分布が下方から上方へ移動することによって、当該オイルセパレータＳは、全体として均一的な加温効果を得ることができる。

また上記実施例１、２はいずれも固定部４を被処理冷媒導入部としているが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、固定部４を冷媒導出側、オイル排出側とすることができる。即ち、当該オイルセパレータＳの設置に際して固定する箇所は、被処理冷媒導入部に限るものではなく、本発明は設計事項の範囲で認められる種々の変形例にも及ぶものである。

また上記実施例１、２の各部の構成については、上記実施例に開示した構成に限定されるものではなく、本発明は設計事項の範囲で認められる種々の変形例にも及ぶものである。

１ 容器本体
１ａ 容器側壁
１０ 中央筒部
１０ａ 筒部導入通路
１０ｂ 第一拡散空間
１０ｃ 傾斜穴
１１ 金属製拡散部材
１２ａ 第一フェルト（フィルタ部）
１２ｂ 第二フェルト（フィルタ部）
１２ｃ フェルト（フィルタ部）
１３ 鍔部（上側鍔部、下側鍔部）
１３ａ 止輪
１４ 固定用線材
１５ 止輪
１６ 第二拡散空間
１７ 鍔部用止輪
１８ 接続部
１９ スペーサ
２ 蓋部
２０ 蓋部材
２０ｂ 蓋部導入通路（実施例２）
２０ｃ 導出通路（実施例２）
２１ 容器嵌合溝
２２ 蓋部材中央螺子穴
２３ シール部材
３ 底部
３０ 底部材
３０ａ 底部導入通路
３０ｂ 底部材オイル排出通路
３１ 容器嵌合溝
３２ 底部材中央螺子穴
３３ シール部材
３４ オイル貯留部
４ 固定部
４０ 固定部材
４０ａ 固定部材導入通路
４１ 固定ナット
５ 冷媒導出部材
５ａ 蓋部取付部材
５ｂ 連結部材
５０ 導出通路
５１ シール保持溝
５２ シール部材
５３ 側面穴
５４ 保持部
５５ 上端側連結部
５６ 鍔部
５７ 大径部
５８ 処理済み冷媒導出用通路
５９ａ 上端側止輪
５９ｂ 載置板
６ オイル排出部
６ａ オイル排出通路
６ｂ 凹部
７ 取付板
Ａ 被処理冷媒導入方向を示す矢印
Ｂ 処理済み冷媒導出方向を示す矢印
Ｃ 分離後オイルの排出方向を示す矢印
Ｓ オイルセパレータ
ｓ１ 第一オイル分離部
ｓ２ 第二オイル分離部

Claims (3)

1. 車両等の被回収機器に用いる非遠心分離方式の冷媒回収充填用オイルセパレータであって、
   ミスト状オイルを含有する高温高圧気体である被処理冷媒を導入するための被処理冷媒導入部と、中央筒部を構成に含むオイル分離部とを備え、
   当該オイル分離部は、前記被処理冷媒導入部から当該被処理冷媒を拡散させる多孔質焼結金属からなり前記中央筒部に格納される金属製拡散部と、前記中央筒部に形成され前記金属製拡散部から前記被処理冷媒を吐出するための吐出部と、該吐出部の外部に設けられるフィルタ部とを備え、
   前記吐出部と前記金属製拡散部との間に第二拡散空間を形成し、且つ、前記吐出部は外側を下方とした傾斜穴であることを特徴とする冷媒回収充填用オイルセパレータ。
2. 前記オイルセパレータのオイル分離部の上方に、第二オイル分離部を備え、当該第二オイル分離部は、処理済み冷媒を外部へ導出するための通路と該通路の入口開口を被覆する第二フィルタ部とを有することを特徴とする請求項１記載の冷媒回収充填用オイルセパレータ。
3. 前記オイルセパレータの上部となる蓋部側に被処理冷媒を導入する前記被処理冷媒導入部を備え、上部側から前記中央筒部内の金属製拡散部へ被処理冷媒を導入する構成としたことを特徴とする請求項１記載の冷媒回収充填用オイルセパレータ。

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