JP6927357B1

JP6927357B1 - 遠心分離式の油分離器

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Publication number: JP6927357B1
Application number: JP2020063010A
Authority: JP
Inventors: 井上　貴司; 貴司井上; 純幸植村
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-08-25
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: EP4112934A1; JP2021161916A; CN115298438A; EP4112934A4; US11806730B2; US20230018165A1; WO2021199749A1; EP4112934B1

Abstract

【課題】曲がり管を容易に成形できる遠心分離式の油分離器を提供する。【解決手段】曲がり管（70）は、胴部（53）の周方向に沿うように延びるとともに胴部（53）から径方向外方に膨出する外壁部（71）と、外壁部（71）に沿うように延びるとともに外壁部（71）の径方向内側の開放部分を塞ぐ内壁部（72）とを含む。外壁部（71）と内壁部（72）とが、別部材で構成される。【選択図】図６

Description

本発明は、遠心分離式の油分離器に関する。

特許文献１には、圧縮機に取り付けられる遠心分離式の油分離器が開示されている。油分離器には、圧縮機から吐出された流体を油分離器本体に送るための曲がり管が設けられる。曲がり管は、同じ部材で構成された外壁部と内壁部とを有する。内壁部は、曲がり管と油分離器本体とに共用される（特許文献１の図４を参照）。

特許第６５９７７４４号明細書

特許文献１の曲がり管は、外壁部と内壁部とが鋳造などによって一体に成形される。この構成では、曲がり管を成形する際、曲がり管の内部流路に対応する形状の中子が必要になる。ところが、曲がり管の成形時において、中子は、曲がり管の流入口及び流出口に対応する部分でしか支えることができない。このため、中子を安定して支えることができず、油分離器の製造が困難であった。

本開示の目的は、曲がり管を容易に成形できる遠心分離式の油分離器を提供することである。

第１の態様は、筒状の胴部（53）を有する油分離器本体（50）と、
前記胴部（53）を周方向に囲むように該胴部（53）の外周側に設けられ、油を含んだ流体を前記油分離器本体（50）の内部に導入する曲がり管（70）とを備え、
前記曲がり管（70）は、
前記胴部（53）の周方向に沿うように延びるとともに前記胴部（53）から径方向外方に膨出する外壁部（71）と、
前記外壁部（71）に沿うように延びるとともに該外壁部（71）の径方向内側の開放部分を塞ぐ内壁部（72）とを含み、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）とが、別部材で構成される
遠心分離器の油分離器である。

第１の態様では、曲がり管（70）の外壁部（71）と内壁部（72）とが別部材で構成される。このため、中子などを用いずとも、曲がり管（70）を成形できる。

第２の態様は、第１の態様において、
前記胴部（53）は、上側が開放され、
前記油分離器本体（50）は、前記胴部（53）の上側の開放部（53b）を塞ぐ上蓋（61）を有し、
前記内壁部（72）と前記上蓋（61）とが一体の部材で構成される。

第２の態様では、内壁部（72）と上蓋（61）とを１つの部品として成形できる。

第３の態様は、第２の態様において、
前記油分離器本体（50）は、前記胴部（53）の内部に配置される内筒（62）を有し、
前記内壁部（72）、前記上蓋（61）、及び前記内筒（62）が一体の部材で構成される。

第３の態様では、内壁部（72）、上蓋（61）、及び内筒（62）を１つの部品として成形できる。

第４の態様は、第１の態様において、
前記油分離器本体（50）は、前記胴部（53）の内部に配置される内筒（62）を有し、
前記内壁部（72）及び前記内筒（62）が一体の部材で構成される。

第４の態様では、内壁部（72）及び内筒（62）を１つの部品として成形できる。

第５の態様は、第１〜第４のいずれか１つの態様において、
前記内壁部（72）には、前記曲がり管（70）の流出口を構成する穴（73）が形成され、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）の周方向の相対的な位置を決める位置決め機構（80）をさらに備えている。

第５の態様では、位置決め機構（80）が、外壁部（71）と内壁部（72）との周方向の相対的な位置を決めることで、内壁部（72）の穴（73）が周方向にずれてしまうことを抑制できる。このため、曲がり管（70）の流出口（73）を所望の位置に配置できる。

第６の態様は、第２又は第３の態様において、
前記内壁部（72）には、前記曲がり管（70）の流出口を構成する穴（73）が形成され、
前記外壁部（71）と前記胴部（53）とが一体の部材で構成され、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）の周方向の相対的な位置を決める位置決め機構（80）をさらに備え、
前記位置決め機構（80）は、
前記上蓋（61）の外周面に形成される第１平面部（81）と、
前記胴部（53）に形成され、前記第１平面部（81）に対向する第２平面部（82a）を有する突起部（82）とを含んでいる。

第６の態様では、上蓋（61）の第１平面部（81）と、胴部（53）の突起部（82）の第２平面部（82a）とを対向する位置に合わせることで、外壁部（71）と内壁部（72）との周方向の相対的な位置を決めることができる。

第７の態様は、第２又は第３の態様において、
前記内壁部（72）には、前記曲がり管（70）の流出口を構成する穴（73）が形成され、
前記外壁部（71）と前記胴部（53）とが一体の部材で構成され、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）の周方向の相対的な位置を決める位置決め機構（80）をさらに備え、
前記位置決め機構（80）は、
前記上蓋（61）の外周縁部に周方向に異なる間隔で配列される複数の蓋側締結穴（83）と、
前記胴部（53）における前記蓋側締結穴（83）に対応する位置に形成される複数の胴部側締結穴（84）とを含んでいる。

第７の態様では、上蓋（61）の複数の蓋側締結穴（83）と、胴部（53）の複数の胴部側締結穴（84）とのそれぞれの間隔を不均一とすることで、外壁部（71）と内壁部（72）との周方向の相対的な位置を決めることができる。

第８の態様は、第１〜第７のいずれか１つの態様において、
前記外壁部（71）と前記胴部（53）とが一体の部材で構成される。

第８の態様では、外壁部（71）と胴部（53）とを一体の部材とすることで、外壁部（71）と胴部（53）とを１つの部品として成形できる。

第９の態様は、第１〜第８のいずれか１つの態様において、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）との間の隙間（G）は、油分離器本体（50）の内部と連通する。

第９の態様では、曲がり管（70）を流れる流体が、外壁部（71）と内壁部（72）との間の隙間（G）を流れたとしても、この流体は油分離器本体（50）の内部に流出する。曲がり管（70）では、遠心力によって分離した油が外壁部（71）側において凝集する。このため、外壁部（71）と内壁部（72）との隙間（G）を流体が漏れたとしても、この流体中に含まれる油量は少ない。よって、仮に隙間（G）を通じて流体が油分離器本体（50）内に漏れたとしても、油分離器本体（50）内で油が再びミスト化することはほとんどない。

第１０の態様は、第８又は第９の態様において、
前記外壁部（71）と前記胴部（53）の連続部のうち前記油分離器本体（50）の内部に面する部分には、凹部（74）が形成され、
前記凹部（74）は、上側に開放面を有し、且つ前記胴部（53）に沿って周方向に延び、
前記内壁部（72）の下部が、前記凹部（74）に嵌まる。

第１０の態様では、内壁部（72）の下部が凹部（74）に嵌まることで、外壁部（71）と内壁部（72）との間の接触面積を増大できる。

図１は、実施形態に係る圧縮機ユニットの概略構成を示す縦断面図である。図２は、油分離器を分解した斜視図である。図２は、カバー部を正面側から視た状態を表す。図３は、図４のIII-III線断面図である。図４は、実施形態に係る油分離器の上面図である。図５は、図３のV-V線断面図である。図６は、図４の要部の拡大図である。図７は、内壁部の流出口が内部流路の下流側にずれた状態を表す、図５に相当する図である。図８は、内壁部の流出口が内部流路の上流側にずれた状態を表す、図５に相当する図である。図９は、変形例に係る上蓋の上面図である。図１０は、変形例に係る上蓋が外された状態の外筒の上面図である。図１１は、その他の実施形態に係る油分離器の概略の縦断面図である。図１２は、その他の実施形態に係る油分離器の概略の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、以下に説明する各実施形態、変形例、その他の例等の各構成は、本発明を実施可能な範囲において、組み合わせたり、一部を置換したりできる。

《実施形態》
実施形態に係る圧縮機ユニット（U）は、圧縮機（10）と油分離器（30）とを有する。油分離器（30）は、圧縮機（10）に取り付けられる。圧縮機ユニット（U）は、冷凍装置の冷媒回路に接続される。冷媒回路には、冷媒が充填される。冷媒は、本開示の流体に対応する。冷媒回路は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。具体的には、圧縮機で圧縮された冷媒が、放熱器で放熱する。放熱した冷媒は、減圧部で減圧される。減圧部で減圧された冷媒は、蒸発器で蒸発する。蒸発器で蒸発した冷媒は、圧縮機に吸入される。冷媒中には、圧縮機（10）の摺動部を潤滑する潤滑油（以下、油という）が含まれる。

〈圧縮機〉
圧縮機（10）は、冷媒を圧縮する。圧縮機（10）は、低圧のガス冷媒を吸入し、このガス冷媒を圧縮する。圧縮機（10）は、圧縮した後の高圧のガス冷媒を吐出する。図１に示すように、圧縮機（10）は、スクリュー圧縮機である。圧縮機（10）は、１つのスクリューロータ（22）を有するシングルスクリュー型である。圧縮機（10）は、１つのゲートロータ（23）を有する１ゲート型である。圧縮機（10）は、ケーシング（11）、電動機（15）、駆動軸（18）、及び圧縮機構（20）を備えている。

〈ケーシング〉
ケーシング（11）は、横長の筒状に形成される。ケーシング（11）の内部には、低圧室（L）と高圧室（H）とが形成される。低圧室（L）は、圧縮機構（20）に吸入される低圧のガス冷媒が流れる流路を構成する。高圧室（H）は、圧縮機構（20）から吐出された高圧のガス冷媒が流れる流路を構成する。

ケーシング（11）の長手方向の一端には、吸入カバー（12）が取り付けられる。ケーシング（11）の長手方向の他端には、開口部（11a）が形成される。開口部（11a）は、ケーシング（11）のうち高圧室（H）が形成される高圧側に設けられる。開口部（11a）には、油分離器（30）のカバー部（31）が取り付けられる。ケーシング（11）内の底部には、油が貯留される油室（14）が形成される。

〈電動機〉
電動機（15）は、ケーシング（11）に収容される。電動機（15）は、ステータ（16）とロータ（17）とを有する。ステータ（16）は、ケーシング（11）の内壁に固定される。ロータ（17）は、ステータ（16）の内部に配置される。ロータ（17）の内部には駆動軸（18）が固定される。

〈駆動軸〉
駆動軸（18）は、電動機（15）と圧縮機構（20）とを連結する。駆動軸（18）は、ケーシング（11）の長手方向に沿って延びる。駆動軸（18）は、略水平方向に延びる。駆動軸（18）は、複数の軸受け（19）によって回転可能に支持される。軸受け（19）は、ベアリングフォルダ（図示省略）を介してケーシング（11）に固定される。

〈圧縮機構〉
圧縮機構（20）は、１つのシリンダ部（21）と、１つのスクリューロータ（22）と、１つのゲートロータ（23）とを有する。

シリンダ部（21）は、ケーシング（11）の内部に形成される。スクリューロータ（22）は、シリンダ部（21）の内側に配置される。スクリューロータ（22）は、駆動軸（18）に固定される。スクリューロータ（22）の外周面には、螺旋状の複数（本例では３つ）のスクリュー溝（24）が形成される。スクリューロータ（22）の歯先の外周面は、シリンダ部（21）に囲まれる。スクリューロータ（22）の軸方向の一端側は、低圧室（L）に面する。スクリューロータ（22）の軸方向の他端側は、高圧室（H）に面する。

ゲートロータ（23）は、ゲートロータ室（25）に収容される。ゲートロータ（23）は、放射状に配置された複数のゲート（23a）を有する。ゲートロータ（23）のゲート（23a）は、シリンダ部（21）の一部を貫通し、スクリュー溝（24）と噛み合う。圧縮機構（20）には、吸入口と、圧縮室とが形成される。吸入口は、スクリュー溝（24）のうち低圧室（L）に開口する部分である。圧縮室は、シリンダ部（21）の内周面と、スクリュー溝（24）と、ゲート（23a）との間に形成される。圧縮機構（20）では、圧縮室で圧縮された冷媒が、吐出口を通じて高圧室（H）へ吐出される。

圧縮機構（20）は、スライドバルブ機構（図示省略）を有する。スライドバルブ機構は、圧縮室と吐出ポートとを連通するタイミングを調節する。スライドバルブ機構は、駆動軸（18）の軸心方向に沿って前後に進退するスライド部材（スライドバルブ）を含む。スライド部材の一部は、高圧室（H）に位置する。

〈油分離器〉
油分離器（30）について説明する。なお、以下の説明において、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」に関する語句は、原則として、図２に示すカバー部（31）を正面から視た場合を基準とする。

油分離器（30）は、遠心力により冷媒から油を分離する遠心分離式である。油分離器（30）は、圧縮機構（20）から吐出された冷媒中から油を分離する。油分離器（30）は、カバー部（31）と、筒状の油分離器本体（50）と、曲がり管（70）とを備える。

〈カバー部〉
図１〜図６を参照しながらカバー部（31）について説明する。

カバー部（31）は、圧縮機（10）の吐出側の開口部（11a）に取り付けられる。カバー部（31）は、圧縮機（10）の高圧室（H）を塞ぐ。カバー部（31）の上下の高さは、左右の幅よりも大きい。カバー部（31）は、カバー本体（32）と、フランジ部（33）とを有する。カバー本体（32）は、前側が開放された中空状に形成される。フランジ部（33）は、カバー本体（32）の前端に設けられる。フランジ部（33）は、上下に縦長の枠状に形成される。フランジ部（33）は、締結部材を介してケーシング（11）の開口部（11a）に固定される。

フランジ部（33）は、第１フランジ部（33a）と第２フランジ部（33b）とを含む。第１フランジ部（33a）は、フランジ部（33）の上部から中間部に亘って形成される。第２フランジ部（33b）は、フランジ部（33）の下部に形成される。第１フランジ部（33a）は、正面視において、逆Ｕ字状に形成される。厳密には、第１フランジ部（33a）は、正面視において、縦長の矩形部の下辺が切除された形状をしている。第２フランジ部（33b）は、正面視において、Ｕ字状に形成される。厳密には、第２フランジ部（33b）は、正面視において円弧状に形成される。

カバー部（31）は、仕切壁（34）を有する。仕切壁（34）は、フランジ部（33）の下部に設けられる。仕切壁（34）は、第１フランジ部（33a）と第２フランジ部（33b）との境界部分に位置する。仕切壁（34）は、フランジ部（33）の左右の両端に亘るように水平方向に延びる。仕切壁（34）は、カバー部（31）の内部を油溜空間（35）と吐出空間（36）とに仕切っている。

油溜空間（35）は、仕切壁（34）の下方に位置する。油溜空間（35）は、第２フランジ部（33b）の内側に位置する。図１に示すように、油溜空間（35）は、ケーシング（11）内の油室（14）に対応する高さ位置にある。油溜空間（35）には、油分離器（30）で分離された油が溜まる。

吐出空間（36）は、仕切壁（34）の上方に位置する。吐出空間（36）は、第１フランジ部（33a）の内側に位置する。吐出空間（36）は、ケーシング（11）内の高圧室（H）に対応する高さ位置にある。吐出空間（36）には、圧縮機構（20）で吐出された高圧のガス冷媒が流入する。

図２及び図３に示すように、吐出空間（36）は、隔壁部（37）によって、複数の空間に仕切られている。本実施形態のカバー部（31）には、３行×３列の合計９つの空間が形成される。これらの空間のうち、最も上側且つ最も左側の空間は、吐出流路（38）を構成している。吐出流路（38）は、曲がり管（70）に連通する。残りの８つの空間は、分割空間（S）に対応する。

〈油分離器本体の概要〉
図２〜図６を参照しながら油分離器本体（50）について説明する。

油分離器本体（50）は、筒状に形成される。厳密には、油分離器本体（50）は、中空円筒状に形成される。油分離器本体（50）の内部には、冷媒中から油を遠心力によって分離するための分離空間（51）が形成される。分離空間（51）には、曲がり管（70）を流れた冷媒が流入する。油分離器本体（50）は、外筒（52）と蓋部材（60）とを有する。

〈外筒〉
図２及び図３に示すように、外筒（52）は、上側が下方した有底筒状に形成される。外筒（52）は、筒状の胴部（53）と、胴部（53）の下側に形成される底部（54）とを含む。厳密には、外筒（52）は、曲がり管（70）の外壁部（71）を有する。

胴部（53）の上端には、環状の周縁部（53a）が形成される。周縁部（53a）の内側には上側に向かって開放する開放部（53b）が形成される。周縁部（53a）には、複数の胴部側締結穴（84）が形成される。複数の胴部側締結穴（84）は、周縁部（53a）を胴部（53）の軸方向に貫通している。複数の胴部側締結穴（84）は、胴部（53）の周方向に等間隔おきに配列される。

胴部（53）の前側部分は、カバー部（31）と一体に形成される。胴部（53）には、油流出孔（55）が形成される。油流出孔（55）は、胴部（53）の前側部分の下端に形成される。油流出孔（55）は、外筒（52）の底面と同じ高さ位置にある。油流出孔（55）は、分離空間（51）と油溜空間（35）とを連通する。分離空間（51）の油は、油流出孔（55）を通じて油溜空間（35）に流出する。

底部（54）には、油戻し流路（56）が形成される。油戻し流路（56）は、油溜空間（35）の油を圧縮機（10）の所定の潤滑部など供給するための流路である。油戻し流路（56）は、第１流路（56a）、第２流路（56b）、及び第３流路（56c）を含む。油戻し流路（56）では、その上流側から下流側に向かって順に、第１流路（56a）、第２流路（56b）、及び第３流路（56c）が順に接続される。

第１流路（56a）の流入端は、油溜空間（35）に開口する。第１流路（56a）の流出端は、第２流路（56b）に開口する。第２流路（56b）の外径は、第１流路（56a）及び第３流路（56c）の外径よりも大きい。第２流路（56b）には、油中の不純物を捕捉する捕捉部材（57）が設けられる。捕捉部材（57）は、例えば有底筒状のメッシュ部材で構成される。捕捉部材（57）の前側の開口端は、第３流路（56c）の流入口を囲んでいる。捕捉部材（57）により、不純物が捕捉された油は、第３流路（56c）を経由して所定の摺動部へ供給される。

〈蓋部材〉
図２〜図６に示すように、蓋部材（60）は、外筒（52）の上部に設けられる。蓋部材（60）は、上蓋（61）及び内筒（62）を有する。蓋部材（60）は、曲がり管（70）の内壁部（72）をさらに有する。内壁部（72）は、曲がり管（70）の一部を構成する。

上蓋（61）は、胴部（53）の上側の開放部（53b）を塞ぐ。上蓋（61）は、略円板状に形成される。上蓋（61）の外周縁部には、複数の蓋側締結穴（83）が形成される。複数の蓋側締結穴（83）は、上蓋（61）の外周縁部を上蓋（61）の軸方向に貫通している。複数の蓋側締結穴（83）は、上蓋（61）の周方向に等間隔おきに配列される。

上蓋（61）と胴部（53）とは、ボルトなどの複数の締結部材によって結合される。各締結部材は、複数の蓋側締結穴（83）と、複数の胴部側締結穴（84）とにそれぞれ挿通される。

内筒（62）は、上下が開放する円筒状に形成される。内筒（62）は、上蓋（61）の中央部に設けられる。内筒（62）は、上蓋（61）から下方に向かって突出する。内筒（62）は、外筒（52）の上部に対応する高さ位置にある。言い換えると、内筒（62）は、外筒（52）の上側の略半分に対応する高さ位置にある。外筒（52）と内筒（62）との間には、円筒空間（63）が形成される。円筒空間（63）は、分離空間（51）の一部を構成する。円筒空間（63）では、特に冷媒の旋回流が形成され易い。

内筒（62）の内部には、分離空間（51）と吐出管（図示省略）とを連通させる流出路（64）が形成される。吐出管は、冷媒回路に接続される。

上蓋（61）、内筒（62）、及び外筒（52）の軸心は互いに略一致している。図３は、これらの軸心を一点鎖線Ｌとして表している。

〈曲がり管の概要〉
図２〜図６を参照しながら曲がり管（70）について説明する。

曲がり管（70）は、油を含んだ高圧の冷媒を油分離器本体（50）に導入する。曲がり管（70）は、油分離器本体（50）の胴部（53）を周方向に囲むように配置される。曲がり管（70）は、その全体に亘って高さ位置が等しい。言い換えると、本実施形態の曲がり管（70）は、上下方向において傾斜していない。曲がり管（70）は、旋回流に沿った方向に湾曲する。図５は、旋回流の方向を一点鎖線の矢印Ｒで表している。曲がり管（70）は、円筒空間（63）に対応する高さ位置にある。曲がり管（70）の内部には、曲がり管（70）に沿って湾曲する内部流路（70a）が形成される。図５に示すように、曲がり管（70）の内部流路（70a）の流入端は、フランジ部（33）の吐出流路（38）に連通する。曲がり管（70）の内部流路（70a）の流出端は、内壁部（72）に形成された流出口（73）に連通する。流出口（73）は、内部流路（70a）と分離空間（51）とを連通する。

−圧縮機の運転動作−
図１を参照しながら圧縮機（10）の運転動作について説明する。

電動機（15）が駆動軸（18）を駆動すると、スクリューロータ（22）が回転する。スクリューロータ（22）の回転に伴いゲートロータ（23）が回転する。その結果、圧縮機構（20）では、吸入行程、圧縮行程、及び吐出行程が順に繰り返し行われる。

１）吸入行程
圧縮機構（20）では、低圧室（L）に連通するスクリュー溝（24）の容積が拡大する。このことに伴い低圧室（L）の低圧ガスが吸入口を通じてスクリュー溝（24）に吸入される。

２）圧縮行程
スクリューロータ（22）がさらに回転すると、スクリュー溝（24）がゲートロータ（23）によって区画され、スクリュー溝（24）内に圧縮室が形成される。ゲートロータ（23）の回転に伴い圧縮室の容積が縮小することで、圧縮室の冷媒が圧縮される。

３）吐出行程
スクリューロータ（22）がさらに回転すると、圧縮室が吐出口と連通する。圧縮室の冷媒は吐出口を通じて高圧室（H）に吐出される。

以上の３つの行程が順に繰り返し行われることで、圧縮機構（20）から高圧室（H）へ冷媒が周期的に吐出される。

−油分離器の作用−
図３及び図５を参照しながら油分離器の作用について説明する。

高圧室（H）に吐出された冷媒は、フランジ部（33）内の高圧空間（S）へ送られ、吐出流路（38）を通じて曲がり管（70）に流入する。曲がり管（70）は、胴部（53）を周方向に囲むように湾曲する。このため、内部流路（70a）を流れる冷媒中に含まれる油に遠心力が作用する。この結果、冷媒中から油が分離する。冷媒から分離した油は外壁部（71）の内面上に移動する。外壁部（71）の内面上では、分離された微細な油が凝集する。

曲がり管（70）は、外筒（52）よりも径方向外方に位置する。このため、曲がり管（70）の内部流路（70a）では、分離空間（51）と比べて、油に作用する遠心力が大きくなる。これにより、曲がり管（70）では、油の分離効果を促進できる。

曲がり管（70）を流出した冷媒及び油は、流出口（73）を通じて外筒（52）内の分離空間（51）に流入する。曲がり管（70）で凝集した油は、分離空間（51）の底に溜まる。冷媒中に残った微細な油は、分離空間（51）において、遠心力によって冷媒中から分離される。

以上のようにして冷媒が分離された冷媒は、内筒（62）の流出路（64）を経由して吐出管に流出する。吐出管を流出した冷媒は、冷媒回路を流れ、冷凍サイクルに利用される。

〈曲がり管及びその周辺構造の詳細〉
図２〜図６を参照しながら、曲がり管（70）及びその周辺構造の詳細を説明する。

曲がり管（70）は、外壁部（71）と内壁部（72）とを含む。油分離器本体（50）は、凹部（74）、シール部材（65）、及び位置決め機構（80）を有する。

〈外壁部〉
外壁部（71）は、胴部（53）の周方向に沿うように延びる。外壁部（71）は、胴部（53）から該胴部（53）の径方向外方に膨出する。外壁部（71）のうち内部流路（70a）に面する内面は、Ａ断面から視て、前側が開放された略Ｕ字状に形成される。ここで、Ａ断面は、曲がり管（70）の管軸方向に直角な断面である。言い換えると、Ａ断面は、図２の紙面方向に直角な断面である。

図６に示すように、外壁部（71）と胴部（53）とは、一体に構成される。外壁部（71）は、胴部（53）の上部に一体に形成される。外筒（52）に蓋部材（60）が取り付けられていない状態では、外壁部（71）の内面が外筒（52）の内部に面する。

〈内壁部〉
内壁部（72）は、外壁部（71）に沿って胴部（53）の周方向に延びる。内壁部（72）は、外壁部（71）の径方向内側の開放部分を閉塞する。内壁部（72）のうち内部流路（70a）に面する内面は、Ａ断面視において、上下に延びる平面状に形成される。

外壁部（71）と内壁部（72）とは、別部材で構成される。内壁部（72）と上蓋（61）とは、一体に構成される。より詳細には、内壁部（72）と上蓋（61）と内筒（62）とが一体に構成される。内壁部（72）は、上蓋（61）の外縁寄りの部分から下方に延びる。

図５に示すように、内壁部（72）には、流出口（73）が形成される。流出口（73）は、曲がり管（70）の流出端に対応する位置にある。流出口（73）は、本開示の穴に対応する。流出口（73）は、曲がり管（70）の周方向に延びる長円、あるいは楕円形状に形成される。

〈凹部〉
図２及び図６に示すように、外壁部（71）の下部と胴部（53）の連続部のうち、油分離器本体（50）の内側の部分には、凹部（74）が形成される。具体的には、凹部（74）は、曲がり管（70）の内部流路（70a）の下面（70b）と、胴部（53）の内周面（53c）との連続部に形成される。

凹部（74）は、上側に開口面を有する。凹部（74）は、さらに内周側に開口面を有する。凹部（74）は、胴部（53）に沿って周方向に延びる。凹部（74）は、上面視において、円環状に形成される。凹部（74）は、内側の内周面を有さない段差状に形成される。凹部（74）には、内部流路（70a）の下面（70b）から下方に延びる環状の段差面が形成される。蓋部材（60）が外筒（52）に取り付けられた状態では、内壁部（72）の下部が凹部（74）に嵌まる。この状態では、凹部（74）の段差面と、内壁部（72）の下端の外周面とが接触する。加えて、凹部（74）の底面と、内壁部（72）の下面とが接触する。これにより、外壁部（71）と内壁部（72）との間の隙間（G）の接触面積（シール面積ともいえる）を拡大できる。

〈シール部材〉
図６に示すように、上蓋（61）の外周縁部の下面と、胴部（53）の周縁部（53a）の上面との間には、シール部材（65）が設けられる。シール部材（65）は、周縁部（53a）の上端面の全周に亘って形成される。シール部材（65）は、例えば環状のパッキン、あるいはＯリングで構成される。シール部材（65）は、曲がり管（70）の内部流路（70a）の流体が、胴部（53）と上蓋（61）との間の隙間を通じて、油分離器本体（50）の外部へ流出することを抑制している。

〈位置決め機構〉
図２及び図４に示すように、油分離器本体（50）は、位置決め機構（80）を有する。位置決め機構（80）は、外壁部（71）と内壁部（72）の周方向の相対位置を決める。具体的には、図５に示すように、位置決め機構（80）は、内壁部（72）の流出口（73）が、曲がり管（70）の終端（75）に対応する位置になるように、内壁部（72）と外壁部（71）との相対的な位置を決める。

図２及び図４に示すように、位置決め機構（80）は、第１平面部（81）と、突起部（82）とを含む。第１平面部（81）は、上蓋（61）の外周面に形成される。突起部（82）は、胴部（53）に形成される。

第１平面部（81）は、上蓋（61）の外周面を平坦状に切除した部分である。第１平面部（81）は、上蓋（61）の外周面のうち右端の部分に形成される。第１平面部（81）は、流出口（73）の上方に位置する。第１平面部（81）と流出口（73）とは、上蓋（61）の軸方向において互いに重なる。言い換えると、第１平面部（81）と流出口（73）とは、蓋部材（60）において、周方向の角度位置が互いに等しい。

突起部（82）は、胴部（53）の開放部（53b）の外縁に配置される。突起部（82）は、曲がり管（70）の終端（75）（図５を参照）の上方に位置する。突起部（82）と終端（75）とは、胴部（53）軸方向において互いに重なる。言い換えると、突起部（82）と終端（75）とは、胴部（53）において、周方向の角度位置が互いに等しい。

突起部（82）は、直方体状に形成される。突起部（82）は、周縁部（53a）の接線方向に延びている。突起部（82）のうち、軸心R側を向く面には第２平面部（82a）が形成される。蓋部材（60）が胴部（53）に正しい角度位置で取り付けられた状態では、第２平面部（82a）が、第１平面部（81）と対向する位置になる。蓋部材（60）が胴部（53）に誤った角度位置で取り付けられる場合、上蓋（61）の外周面と突起部（82）とが互いに干渉する。

位置決め機構（80）により、流出口（73）と、曲がり管（70）の終端（75）とが胴部（53）の周方向にずれてしまうことを抑制できる。この課題について以下に詳細に説明する。

図７に示すように、作業者が、蓋部材（60）を外筒（52）に誤った角度位置で取り付けたことにより、流出口（73）が、曲がり管（70）の終端（75）よりも内部流路（70a）の下流側にずれてしまったとする。この場合、曲がり管（70）の内部流路（70a）と分離空間（51）とが、内壁部（72）により遮断されてしまう。よって、曲がり管（70）から分離空間（51）へ冷媒を導入できない。

図８に示すように、作業者が、蓋部材（60）を外筒（52）に誤った角度位置で取り付けたことにより、流出口（73）が、曲がり管（70）の終端（75）よりも内部流路（70a）の上流側にずれてしまったとする。この場合、曲がり管（70）の内部流路（70a）の中途部が、流出口（73）を介して分離空間（51）と連通する。このため、曲がり管（70）において、遠心力により冷媒中の油を十分に分離できない。

このように、作業者が蓋部材（60）を誤った角度位置で外筒（52）に取り付けると、油分離器（30）の機能が損なわれてしまう。

これに対し、本実施形態の蓋部材（60）は、第１平面部（81）と、突起部（82）の第２平面部（82a）とが対向する位置でしか、外筒（52）に取り付けることができない。この状態では、図５に示すように、穴（73）が曲がり管（70）の終端（75）に対応する位置となる。従って、作業者が蓋部材（60）を外筒（52）に誤った角度位置で取り付けることを防止でき、油分離器（30）の機能を確実に発揮できる。

〈油分離器の成型〉
油分離器（30）は、主として第１部材と第２部材との２部品により構成される。第１部材は、カバー部（31）、胴部（53）、底部（54）、及び外壁部（71）を含む。第１部材は、鋳型によって成型される鋳造物で構成される。第２部材は、上蓋（61）、内筒（62）、及び内壁部（72）を含む。第２部材は、鋳型によって成型される鋳造物で構成される。

第１部材と第２部材の製造時においては、曲がり管（70）が、外壁部（71）を含む第１部材と、内壁部（72）を含む第２部材とに分割される。このため、曲がり管（70）の内部流路（70a）に対応する中子などの部材を用いずとも、曲がり管（70）を成型できる。このため、油分離器（30）を容易に製造できる。

−実施形態の効果−
曲がり管（70）の外壁部（71）と内壁部（72）とが別部材で構成される。このため、中子を用いずとも曲がり管（70）を鋳造により成形できる。従って、油分離器（30）を容易に製造できる。

内壁部（72）と上蓋（61）とが一体の部材で構成されるので、油分離器（30）の製造工数及び製造コストを削減できる。加えて、油分離器（30）の部品点数を削減できる。

内壁部（72）と上蓋（61）と内筒（62）とが一体の部材で構成されるので、油分離器（30）の製造工数及び製造コストをさらに削減できる。加えて、油分離器（30）の部品点数をさらに削減できる。

油分離器（30）は、外壁部（71）と内壁部（72）の周方向の相対的な位置を決める位置決め機構（80）を備える。このため、図７及び図８に示すように、曲がり管（70）の流出口（73）と、外壁部（71）との位置がずれてしまうことを確実に防止できる。従って、油分離器（30）に機能が損なわれることを確実に防止でき、油分離器（30）の信頼性を向上できる。

位置決め機構（80）は、上蓋（61）に設けた第１平面部（81）と、胴部（53）に設けた第２平面部（82a）とを含む突起部（82）有する。第１平面部（81）と第２平面部（82a）とを対向する位置とすることで、油分離器（30）の誤った組み付けを確実に防止できる。

外壁部（71）と胴部（53）とが一体の部材で構成されるので、油分離器（30）の製造工数及び製造コストを削減できる。加えて、油分離器（30）の部品点数を削減できる。

外壁部（71）と内壁部（72）との間の隙間（G）は、油分離器本体（50）の内部と連通する。このため、曲がり管（70）の内部流路（70a）の冷媒が隙間（G）に漏れたとしても、この流体を分離空間（51）へ流出させることができる。なお、曲がり管（70）と分離空間（51）の圧力は略等しいため、冷媒及び油が隙間（G）から分離空間（51）へ漏れる量は多くはない。

曲がり管（70）では、遠心力により分離された油が、外壁部（71）の内面において凝集し油膜状になる。このため、隙間（G）が形成される内壁部（72）付近を流れる冷媒中には、さほど油は含まれない。このため、内部流路（70a）で分離された油が、隙間（G）を通じて分離空間（51）へ漏れることはほとんどない。従って、曲がり管（70）における油の分離効果を十分に発揮できる。

外壁部（71）と内壁部（72）との間の隙間（G）は、油分離器本体（50）の外部と連通しない。このため、曲がり管（70）内の冷媒及び油が、油分離器本体（50）の外部へ漏れてしまうこともない。

図６に示すように、外壁部（71）と胴部（53）の連続部分の凹部（74）に内壁部（72）の下部が嵌まる。この嵌め合い構造により、外壁部（71）と内壁部（72）との間の隙間（G）のシール面積を拡大できる。

《実施形態の変形例》
図９及び図１０に示す変形例は、上述した実施形態と位置決め機構（80）の構成が異なる。位置決め機構（80）は、締結穴の間隔を不均一化する構造である。具体的には、位置決め機構（80）は、複数の蓋側締結穴（83）と、複数の胴部側締結穴（84）とを含む。蓋側締結穴（83）は、本開示の第１締結穴に対応する。胴部側締結穴（84）は、本開示の第２締結穴に対応する。

図９に示すように、複数の蓋側締結穴（83）は、上蓋（61）の外周縁部に周方向に異なる間隔で配列される。複数の蓋側締結穴（83）は、締結穴Ａ（83A）、締結穴Ｂ（83B）、及び締結穴Ｃ（83C）を含む。締結穴Ａ（83A）は、上蓋（61）の右端に位置する。締結穴Ｂ（83B）と締結穴Ｃ（83C）との間に締結穴Ａ（83A）が配置される。締結穴Ａ（83A）と、締結穴Ｂ（83B）との周方向の間隔をＰ１、締結穴Ａ（83A）と、締結穴Ｃ（83C）との周方向の間隔をＰ２とする。残りの蓋側締結穴（83）の各間隔をＰ３とする。本例では、Ｐ１とＰ２とが略等しい。Ｐ３は、Ｐ１及びＰ２よりも短い。締結穴Ａ（83A）は、内壁部（72）の流出口（73）に対応する位置にある。

図１０に示すように、複数の胴部側締結穴（84）は、胴部（53）の周縁部（53a）に周方向に異なる間隔で配列される。複数の胴部側締結穴（84）のそれぞれは、複数の蓋側締結穴（83）と胴部（53）の軸方向に重なる位置にある。複数の胴部側締結穴（84）は、締結穴Ｄ（84D）、締結穴Ｅ（84E）、及び締結穴Ｆ（84F）を含む。締結穴Ｄ（84D）は、胴部（53）の周縁部（53a）の右端に位置する。締結穴Ｅ（84E）と締結穴Ｆ（84F）との間に締結穴Ｄ（84D）が配置される。締結穴Ｄ（84D）と、締結穴Ｅ（84E）との周方向の間隔をＰ４、締結穴Ｄ（84D）と、締結穴Ｃ（83C）との周方向の間隔をＰ５とする。残りの蓋側締結穴（83）の各間隔をＰ６とする。本例では、Ｐ４とＰ５とが略等しい。Ｐ６は、Ｐ４及びＰ５よりも短い。締結穴Ｄ（84D）は、終端（75）に対応する位置にある。

複数の蓋側締結穴（83）及び複数の胴部側締結穴（84）に締結部材を挿通し、蓋部材（60）を胴部（53）に取り付ける。この状態では、図５に示すように、内壁部（72）の流出口（73）が、曲がり管（70）の終端（75）に対応する位置となる。

複数の蓋側締結穴（83）の間隔を不均一とし、複数の胴部側締結穴（84）の間隔を不均一とすると、蓋部材（60）が胴部（53）に誤った角度位置で取り付けられることがない。このため、図７及び図８に示すように、内壁部（72）の流出口（73）が終端（75）に対して周方向にずれることを確実に防止できる。

変形例の位置決め機構（80）は、他の部品等を設けずとも、外壁部（71）と内壁部（72）との周方向の相対的な位置を決めることができる。

《その他の実施形態》
図１１に模式的に示すように、内壁部（72）と上蓋（61）とが一体の部材で構成され、上蓋（61）と内筒（62）とが別部材で構成されてもよい。

図１２に模式的に示すように、内壁部（72）と内筒（62）とが一体の部材で構成され、上蓋（61）が、内壁部（72）及び内筒（62）と別部材で構成されてもよい。この構成では、内壁部（72）と内筒（62）とが、例えば１つ又は複数の連結部（76）を介して一体的に連結される。

外壁部（71）と上蓋（61）とが一体の部材で構成され、内壁部（72）と胴部（53）とが一体の部材で構成されてもよい。

本実施形態の凹部（74）は、段差状に形成される。しかし、凹部（74）は、胴部（53）に沿って周方向に延びる溝であってもよい。溝は、上面視において環状に形成される。

曲がり管（70）は、流入口（吐出流路（38））から流出口（73）に亘って高さ位置が徐々に変化してもよい。

圧縮機（10）は、２つのスクリューロータを有するツインスクリュー圧縮機であってもよい。圧縮機（10）は、１つのスクリューロータと、２つのゲートロータを有する２ゲート型のシングルスクリュー圧縮機であってもよい。

圧縮機（10）は、スクリュー式以外にも、ロータリ式、スイング式、スクロール式、ターボ式などであってもよい。

冷凍装置は、室内の空調を行う空気調和装置、庫内の空気を冷却する冷却器、ヒートポンプ式の給湯器などであってもよい。

本開示は、遠心分離式の油分離器について有用である。

３０油分離器
５０油分離器本体
５３胴部
６１上蓋
６２内筒
７０曲がり管
７１外壁部
７２内壁部
７３流出口（穴）
７４凹部
８０位置決め機構
８１第１平面部
８２突起部
８２ａ第２平面部
８３蓋側締結穴（第１締結穴）
８４胴部側締結穴（第２締結穴）

Claims

筒状の胴部（53）を有する油分離器本体（50）と、
前記胴部（53）を周方向に囲むように該胴部（53）の外周側に設けられ、油を含んだ流体を前記油分離器本体（50）の内部に導入する曲がり管（70）とを備え、
前記曲がり管（70）は、
前記胴部（53）の周方向に沿うように延びるとともに前記胴部（53）から径方向外方に膨出する外壁部（71）と、
前記外壁部（71）に沿うように延びるとともに該外壁部（71）の径方向内側の開放部分を塞ぐ内壁部（72）とを含み、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）とが、別部材で構成され、
前記胴部（53）は、上側が開放され、
前記油分離器本体（50）は、前記胴部（53）の上側の開放部（53b）を塞ぐ上蓋（61）を有し、
前記内壁部（72）と前記上蓋（61）とが一体の部材で構成され、
前記上蓋（61）と前記胴部（53）は、別部材で構成され、
前記上蓋（61）の外周縁部が、胴部（53）の周縁部（53a）の上側に配置されることで前記開放部（53b）が塞がる
ことを特徴とする遠心分離式の油分離器。
筒状の胴部（53）を有する油分離器本体（50）と、
前記胴部（53）を周方向に囲むように該胴部（53）の外周側に設けられ、油を含んだ流体を前記油分離器本体（50）の内部に導入する曲がり管（70）とを備え、
前記曲がり管（70）は、
前記胴部（53）の周方向に沿うように延びるとともに前記胴部（53）から径方向外方に膨出する外壁部（71）と、
前記外壁部（71）に沿うように延びるとともに該外壁部（71）の径方向内側の開放部分を塞ぐ内壁部（72）とを含み、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）とが、別部材で構成され、
前記胴部（53）は、上側が開放され、
前記油分離器本体（50）は、前記胴部（53）の上側の開放部（53b）を塞ぐ上蓋（61）を有し、
前記内壁部（72）と前記上蓋（61）とが一体の部材で構成され、
前記内壁部（72）には、前記曲がり管（70）の流出口を構成する穴（73）が形成され、
前記外壁部（71）と前記胴部（53）とが一体の部材で構成され、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）の周方向の相対的な位置を決める位置決め機構（80）をさらに備え、
前記位置決め機構（80）は、
前記上蓋（61）の外周面に形成される第１平面部（81）と、
前記胴部（53）に形成され、前記第１平面部（81）に対向する第２平面部（82a）を有する突起部（82）とを含んでいる
ことを特徴とする遠心分離式の油分離器。
筒状の胴部（53）を有する油分離器本体（50）と、
前記胴部（53）を周方向に囲むように該胴部（53）の外周側に設けられ、油を含んだ流体を前記油分離器本体（50）の内部に導入する曲がり管（70）とを備え、
前記曲がり管（70）は、
前記胴部（53）の周方向に沿うように延びるとともに前記胴部（53）から径方向外方に膨出する外壁部（71）と、
前記外壁部（71）に沿うように延びるとともに該外壁部（71）の径方向内側の開放部分を塞ぐ内壁部（72）とを含み、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）とが、別部材で構成され、
前記胴部（53）は、上側が開放され、
前記油分離器本体（50）は、前記胴部（53）の上側の開放部（53b）を塞ぐ上蓋（61）を有し、
前記内壁部（72）と前記上蓋（61）とが一体の部材で構成され、
前記内壁部（72）には、前記曲がり管（70）の流出口を構成する穴（73）が形成され、
前記外壁部（71）と前記胴部（53）とが一体の部材で構成され、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）の周方向の相対的な位置を決める位置決め機構（80）をさらに備え、
前記位置決め機構（80）は、
前記上蓋（61）の外周縁部に周方向に異なる間隔で配列される複数の蓋側締結穴（83）と、
前記胴部（53）における前記蓋側締結穴（83）に対応する位置に形成される複数の胴部側締結穴（84）とを含んでいる
ことを特徴とする遠心分離式の油分離器。
請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
前記油分離器本体（50）は、前記胴部（53）の内部に配置される内筒（62）を有し、
前記内壁部（72）、前記上蓋（61）、及び前記内筒（62）が一体の部材で構成される
ことを特徴とする遠心分離式の油分離器。
請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
前記油分離器本体（50）は、前記胴部（53）の内部に配置される内筒（62）を有し、
前記内壁部（72）及び前記内筒（62）が一体の部材で構成される
ことを特徴とする遠心分離式の油分離器。
請求項１において、
前記内壁部（72）には、前記曲がり管（70）の流出口を構成する穴（73）が形成され、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）の周方向の相対的な位置を決める位置決め機構（80）をさらに備えている
ことを特徴とする遠心分離式の油分離器。
請求項１〜６のいずれか１つにおいて、
前記外壁部（71）と前記胴部（53）とが一体の部材で構成される
ことを特徴とする遠心分離式の油分離器。
請求項１〜７のいずれか１つにおいて、
前記外壁部（71）と前記内壁部（72）との間の隙間（G）は、油分離器本体（50）の内部と連通する
ことを特徴とする遠心分離式の油分離器。
請求項７又は８において、
前記外壁部（71）と前記胴部（53）の連続部のうち前記油分離器本体（50）の内部に面する部分には、凹部（74）が形成され、
前記凹部（74）は、上側に開放面を有し、且つ前記胴部（53）に沿って周方向に延び、
前記内壁部（72）の下部が、前記凹部（74）に嵌まる
ことを特徴とする遠心分離式の油分離器。