本實用新型的實施例涉及一種離心分離式油分離器及使用其的冷凍循環(huán)裝置。

背景技術(shù)：

空氣調(diào)節(jié)裝置、冷凍機等中所使用的冷凍循環(huán)裝置中，為了分離自壓縮機噴出的氣相制冷劑中所含的冷凍機油，而使用油分離器。作為所述油分離器，已知有如下的離心分離式的油分離器：制冷劑流入管的前端部在油分離器的內(nèi)部朝向內(nèi)壁面屈曲，在自制冷劑流入管流入至油分離器的氣相制冷劑中產(chǎn)生旋流，利用此時的離心力將冷凍機油分離。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2014-159919號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[實用新型要解決的課題]

關(guān)于現(xiàn)有的油分離器，制冷劑流入管的前端部在油分離器的內(nèi)部朝向內(nèi)壁面屈曲，因此存在氣相制冷劑沖撞容器主體的內(nèi)壁面而難以形成沿著切線方向(圓周方向)的旋流的問題。

本實用新型要解決的課題在于提供一種容易形成旋流而提高冷凍機油的分離率的離心分離式油分離器及使用其的冷凍循環(huán)裝置。

[解決課題的技術(shù)手段]

為了達成所述課題，本實施例的離心分離式油分離器包括設(shè)于圓筒狀的油分離器主體側(cè)面的管臺。包括經(jīng)由所述管臺而插入所述油分離器主體的制冷劑流入管。所述制冷劑流入管，在所述油分離器內(nèi)部側(cè)自所述管臺內(nèi)部向水平方向彎曲。

另外，本實施例的離心分離式油分離器的所述管臺具有自所述油分離器主體的側(cè)面突出地設(shè)置且供所述制冷劑流入管插入的流入管插入孔、以及直徑自所述流入管插入孔向所述油分離器主體側(cè)擴大的錐部。

另外，關(guān)于本實施例的離心分離式油分離器，在所述油分離器主體內(nèi)部包括具有油滴下孔的分隔板、以及自所述油分離器主體流出氣相制冷劑的制冷劑流出管，所述分隔板的油滴下孔的孔徑構(gòu)成為小于所述制冷劑流出管端部的內(nèi)徑。

進而，本實施例的冷凍循環(huán)裝置是使用所述離心分離式油分離器而構(gòu)成。

由此，可提供一種容易形成旋流而提高冷凍機油的分離率的離心分離式油分離器及使用其的冷凍循環(huán)裝置。

附圖說明

圖1是表示設(shè)有一實施例的離心分離式油分離器的空氣調(diào)節(jié)裝置的室外單元的整體構(gòu)成的制冷劑回路圖；

圖2是表示所述實施例的離心分離式油分離器的剖面概略圖；

圖3(a)是表示所述實施例的離心分離式油分離器的制冷劑流入管的正視圖，圖3(b)是表示所述實施例的離心分離式油分離器的制冷劑流入管的平面圖；

圖4是表示所述實施例的離心分離式油分離器的制冷劑流入管的插入部的剖面概略圖；

圖5(a)是表示所述實施例的離心分離式油分離器的管臺的平面圖，圖5(b)是表示所述實施例的離心分離式油分離器的管臺的剖面圖；

圖6(a)是表示所述實施例的離心分離式油分離器的制冷劑流入管的插入位置的圖，圖6(b)是與圖6(a)加以比較的圖。

附圖標(biāo)記說明：

1：油分離器；

2：容器；

3：制冷劑流入管；

4：制冷劑流出管；

5：第一油排出管；

6：第二油排出管；

7：分離室；

8：儲油室；

21：容器主體；

21a：開口部；

22：底板；

23：上蓋；

24：分隔板；

24a：油滴下孔；

31：第一直管部；

31a：接頭部；

32：第一彎曲部；

33：第二直管部；

34：第二彎曲部；

34a：彎曲開始部；

34b：彎曲結(jié)束部；

35：第三直管部；

35a：制冷劑出口；

35b：前端部；

41：制冷劑吸入口；

42：接頭部；

50：管臺；

50a：外側(cè)端面；

50b：內(nèi)側(cè)端面；

51：流入管插入孔；

52：錐部；

100：空氣調(diào)節(jié)裝置；

101：室外機；

102a～102d：室內(nèi)機；

103a～103c：壓縮機；

104：制冷劑管；

105a～105f：節(jié)流裝置；

106：四通閥；

107：室外熱交換器；

108：室外膨脹閥；

109：液體罐；

110、121a～121d：液體管連接部；

111、124a～124d：氣體管連接部；

112：蓄能器；

122a～122d：室內(nèi)膨脹閥；

123a～123d：室內(nèi)熱交換器；

130a～130c：出油管；

131：油集合管；

132a～132c：止逆閥；

133：旁通管；

140：油引導(dǎo)管；

141：分配器；

151：第一返油管；

152：第二返油管；

153：電磁開閉閥；

155a～155c：回油管；

d：孔徑；

D：內(nèi)徑；

G：設(shè)置面；

O：容器的中心；

O1：垂直線；

O2：延長線；

Pg：氣體管；

P1：液體管；

θ1、θ2、θ3a、θ3b：角度。

具體實施方式

以下，對用以實施實用新型的實施例加以說明。參照圖1至圖6(a)、圖6(b)對一實施例的離心分離式油分離器加以說明。以下，將離心分離式油分離器簡稱為油分離器。圖1示出了表示設(shè)有第一實施例的油分離器的空氣調(diào)節(jié)裝置的室外單元的整體構(gòu)成的制冷劑回路圖。再者，空氣調(diào)節(jié)裝置為冷凍循環(huán)裝置的一例，作為冷凍循環(huán)裝置，除了空氣調(diào)節(jié)裝置以外，還有冷卻器(chiller)或熱水器等。

所述空氣調(diào)節(jié)裝置100例如利用連通管(液體管P1、氣體管Pg)將1臺室外機101與多臺(此處為4臺)室內(nèi)機102a～室內(nèi)機102d加以連接。室外機101包括3臺壓縮機103a～壓縮機103c。在壓縮機103a～壓縮機103c的噴出側(cè)分別設(shè)有止逆閥，經(jīng)由制冷劑管104而依次連接有油分離器1、四通閥106、室外熱交換器107、室外膨脹閥108、液體罐109、液體管連接部110。在液體管連接部110連接有作為將室外機101與室內(nèi)機102a～室內(nèi)機102d連接的連通管的液體管P1的一端。液體管P1的另一端分支為多個并且連接于室內(nèi)機102a～室內(nèi)機102d的液體管連接部121a～液體管連接部121d。各室內(nèi)機102中，依次連接有液體管連接部121a～液體管連接部121d、室內(nèi)膨脹閥122a～室內(nèi)膨脹閥122d、室內(nèi)熱交換器123a～室內(nèi)熱交換器123d、氣體管連接部124a～氣體管連接部124d。在氣體管連接部124a～氣體管連接部124d連接有作為將室外機101與室內(nèi)機102a～室內(nèi)機102d連接的連通管的氣體管Pg的一端，且氣體管Pg的另一端側(cè)集合為一根而連接于室外機101的氣體管連接部111。室外機101中，在氣體管連接部111經(jīng)由四通閥106、蓄能器(accumulator)112而連接有壓縮機103a～壓縮機103c的吸入口。如以上般，構(gòu)成空氣調(diào)節(jié)裝置100的冷凍循環(huán)的主回路。并且，附圖標(biāo)記125為安裝于室外機的風(fēng)扇，且附圖標(biāo)記126a～126d為安裝于室內(nèi)機的風(fēng)扇。

在室外機101，除了主回路以外，還設(shè)有用以使經(jīng)油分離器1分離的冷凍機油回返至壓縮機103a～壓縮機103c的回路及在壓縮機103a～壓縮機103c之間使冷凍機油平衡的回路(以下，匯總稱為均油回路)。以下，對均油回路加以說明。

在壓縮機103a～壓縮機103c的殼體側(cè)面中的規(guī)定的高度位置分別連接有出油管130a～出油管130c的一端，所述出油管130a～出油管130c的另一端連接于油集合管131。在出油管130a～出油管130c設(shè)有止逆閥132a～止逆閥132c與節(jié)流裝置105a～節(jié)流裝置105c。在油集合管131的一端部連接有自高壓側(cè)的制冷劑管104分支的旁通管133，在所述旁通管133設(shè)有節(jié)流裝置105d。在油集合管131的另一端部連接有油引導(dǎo)管140。油引導(dǎo)管140連接于后述分配器141的流入口。在油分離器1的底部連接有第一返油管151，在油分離器1的側(cè)部連接有第二返油管152。在所述第一返油管151設(shè)有節(jié)流裝置105e與電磁開閉閥153，且連接于油引導(dǎo)管140與分配器141之間。在第二返油管152設(shè)有節(jié)流裝置105f，且連接于油集合管131。關(guān)于分配器141，在內(nèi)部分支地設(shè)有三個流路，且與三個流出口連通。在分配器141的三個流出口分別連接有回油管155a～回油管155c的一端?；赜凸?55a～回油管155c的另一端分別連接于壓縮機103a～壓縮機103c的吸入管。

繼而，對空氣調(diào)節(jié)裝置100中所使用的油分離器1加以說明。如圖2所示，油分離器1包括油分離器主體(以下，稱為容器2)、制冷劑流入管3、制冷劑流出管4、第一油排出管5及第二油排出管6。另外，容器2是以在水平的設(shè)置面G上立起的姿勢安裝。

容器2是由圓筒狀的容器主體21、將容器主體21的下端開口部阻塞的底板22、以及將容器主體21的上端開口部阻塞的上蓋23所構(gòu)成。底板22及上蓋23各自具有彎曲為球面狀的形狀，并且利用例如熔接等方法而固定于容器主體21。

在容器2的內(nèi)部，在高度方向的中間部設(shè)有漏斗狀的分隔板24。容器2的內(nèi)部由分隔板24而被分隔為上下兩室，并且經(jīng)由設(shè)于分隔板24的中央部的孔徑d的油滴下孔24a而連通。在較所述分隔板24更靠上方處形成有分離室7，在較分隔板24更靠下方處形成有儲油室8。本實施例中，分隔板24為朝向位于中央的油滴下孔24a下凹的漏斗形狀。然而，只要油滴下孔24a位于分隔板24的下部即可，因此分隔板24也可設(shè)為大致半球體形狀或大致圓錐形狀。

在容器2的分離室7側(cè)，包括制冷劑流入管3、以及制冷劑流出管4。制冷劑流入管3貫穿容器主體21而插入分離室7。

如圖3(a)、圖3(b)所示，制冷劑流入管3具有呈L字狀彎折的形狀，且一體地包括第一直管部31、第一彎曲部32、第二直管部33、第二彎曲部34及第三直管部35。再者，圖3(a)是制冷劑流入管3的正視圖，圖3(b)是制冷劑流入管3的平面圖。

第一直管部31以與穿過容器2的中心O的垂直線O1平行的方式立起。第一直管部31的上端部形成有口徑經(jīng)擴張的接頭部31a。在所述接頭部31a連接有自壓縮機103a～壓縮機103c的噴出側(cè)延伸的制冷劑管104的一端。

如圖2～圖4所示，第二直管部33利用第一彎曲部32而相對于第一直管部31與水平方向呈大致直角地彎折，且與容器主體21正交。

在第二直管部33的沿著軸方向的中間部，利用釬焊等方法而接合有圓柱狀的管臺50。管臺50插入設(shè)于容器主體21的開口部21a，并且利用熔接等方法將所述管臺50的外周面固定于容器主體21。因此，制冷劑流入管3經(jīng)由管臺50而固定于容器主體。

如由圖3(b)可知般，第三直管部35利用第二彎曲部34而相對于第二直管部33以約50度的彎曲角度(θ1)在橫方向上彎折。此處，將第二彎曲部34的彎曲開始部設(shè)為34a，將彎曲結(jié)束部設(shè)為34b。所述彎曲方向在自制冷劑流入方向觀察時為左方向。另外，第三直管部35以前端相對于其軸方向傾斜約40度的斜切角度(θ2)被切割，而開口有橢圓形狀的制冷劑出口35a。將所述制冷劑出口35a設(shè)為與第二直管部33的制冷劑流路剖面大致平行。換言之，制冷劑出口35a與和第二直管部33的軸方向的延長線O2正交的方向大致平行。此處，將第二彎曲部34的彎曲角度θ1設(shè)為40度～60度的范圍、將第三直管部35的斜切角度θ2設(shè)為30度～50度的范圍，并以彎曲角度θ1與斜切角度θ2合計為90度的方式進行設(shè)定，由此將制冷劑出口35a設(shè)為與和第二直管部33的軸方向延長線O2正交的方向大致平行。如此，通過設(shè)定制冷劑出口35a的方向，可使氣相制冷劑在容器主體21內(nèi)順利地流出。再者，為了容易地進行第二彎曲部34的彎曲加工或第三直管部35的斜切加工，理想的是彎曲角度θ1為40度～60度，斜切角度θ2為50度～30度。

另外，如圖4所示，第三直管部35以其前端部35b在分離室7內(nèi)靠近容器主體21的內(nèi)周面的方式設(shè)置。

繼而，對管臺50加以說明。如圖2、圖5(a)、圖5(b)所示，管臺50為直徑與容器主體21的開口部21a大致相同的圓柱形狀的構(gòu)件。進而構(gòu)成為管臺50的軸方向的長度尺寸短于第二直管部33，管臺50的外徑大于制冷劑流入管3的外徑。再者，圖5(a)表示自安裝于容器主體21的一側(cè)觀察時的管臺50，圖5(b)表示管臺50的剖面概略。

管臺50自成為容器2的外側(cè)的外側(cè)端面50a至軸方向的中間部設(shè)有流入管插入孔51。另外，管臺50設(shè)有與流入管插入孔51相連且內(nèi)徑朝向成為容器2的內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)端面50b擴大的錐部52。通過設(shè)置所述錐部52，可減小管臺50內(nèi)部中的無效區(qū)(dead space)。再者，錐部52的形狀也可設(shè)為沿著第二彎曲部34的喇叭狀。

管臺50的內(nèi)側(cè)端面50b側(cè)插入容器主體21的開口部21a。此時，管臺50是以內(nèi)側(cè)端面50b與容器主體21的內(nèi)壁面齊平的方式插入。

管臺50是以其大部分自容器主體21向外側(cè)突出的方式安裝。如圖4所示，容器主體21的內(nèi)部與錐部52連通，并且錐部52的大半位于較容器主體21的內(nèi)周面更靠外側(cè)處。

繼而，對于制冷劑流出管4加以說明。如圖2所示，制冷劑流出管4以沿著穿過容器2的中心的垂直線O1的方式自分隔板24的上面朝向分離室7的上部筆直地豎起。在制冷劑流出管4的下端部朝向分隔板24而開口有制冷劑吸入口41。

制冷劑流出管4貫穿容器2的上蓋23而向容器2外突出，且在上端部形成有口徑經(jīng)擴張的接頭部42。接頭部42朝向容器2的上方開口。在所述接頭部42連接有與四通閥106連接的制冷劑管104的一端。

如圖2所示，在容器2的儲油室8側(cè)設(shè)有第一油排出管5與第二油排出管6。第一油排出管5的一端連接于容器2的底板22的下表面。第一油排出管5的另一端連接有圖1所示的第一返油管151。第二油排出管6的一端連接于容器2的儲油室8的上部且容器主體21的側(cè)部。第二油排出管6的另一端連接有圖1所示的第二返油管152。

繼而，對所述油分離器1的動作加以說明。包含自壓縮機103a～壓縮機103c噴出的冷凍機油的氣相制冷劑經(jīng)由制冷劑管104及制冷劑流入管3而流入至油分離器1的內(nèi)部。自制冷劑流入管3流入至油分離器1內(nèi)的氣相制冷劑以一邊沿著容器主體21的內(nèi)壁面回旋一邊朝向制冷劑流出管4的制冷劑吸入口41下降的方式流動。即，氣相制冷劑在分離室7內(nèi)以描繪螺旋的方式流動。另一方面，關(guān)于氣相制冷劑中所含的冷凍機油，密度高于氣相制冷劑，因此利用由所述旋流產(chǎn)生的離心力而向徑向側(cè)飛散，并附著于容器主體21的內(nèi)壁而自氣相制冷劑分離。

自氣相制冷劑分離且附著于容器主體21的內(nèi)壁的冷凍機油利用自重而順著內(nèi)壁下降。下降后的冷凍機油立即由分隔板24收集，并通過分隔板24的油滴下孔24a而積存于容器2的下部的儲油室8。而且，積存于儲油室8內(nèi)的冷凍機油自設(shè)于油分離器1的側(cè)部的第二油排出管6被導(dǎo)出至油分離器1的外部，并經(jīng)過第一返油管152、油引導(dǎo)管140、分配器14及回油管155a～回油管155c而返回至壓縮機103a～壓縮機103c的吸入口。在壓縮機103a～103c中，若檢測到冷凍機油不足，則打開第一返油管151的電磁開閉閥153，由此，自連接于油分離器1的底部的第一油排出管5排出積存于儲油室8的冷凍機油，并強制使冷凍機油返回至壓縮機103a～103c。

另一方面，經(jīng)油分離器1的分離室7分離了冷凍機油的氣相制冷劑自制冷劑流出管4被導(dǎo)出至油分離器1的外部，并被向四通閥106供給。制冷劑流出管4的軸方向與穿過容器2的中心的垂直線O1處于同一線上，且處于沿著油分離器1的內(nèi)壁面形成的旋流的中央。因此，制冷劑流出管4難以吸入因離心力而飛散的冷凍機油，僅容易吸入氣相制冷劑。

另外，制冷劑流出管4的下端部、即制冷劑吸入口41位于較制冷劑流入管3的制冷劑出口35a更靠下方處，因此，氣相制冷劑的旋流容易形成向下的流體、螺旋狀的流體。

另外，如圖4、圖6(a)所示，構(gòu)成為分隔板24的油滴下孔24a的孔徑d小于流出氣相制冷劑的制冷劑流出管4端部的制冷劑吸入口41的內(nèi)徑(口徑)D。通過如此構(gòu)成，可防止因氣相制冷劑的旋流而擾亂儲油室8內(nèi)的冷凍機油的油面、或冷凍機油自儲油室8向分離室7逆流的情況。因此，可使經(jīng)分離室7分離的冷凍機油順利地流動至分隔板24下部的儲油室8。

根據(jù)所述本實施例，氣相制冷劑容易形成旋流，因此可提供一種提高了油的分離率的離心分離式油分離器。

具體而言，如圖4、圖6(a)所示，本實施例中，在管臺50的錐部52配置有制冷劑流入管3的第二彎曲部34的彎曲開始部34a，因此制冷劑流入管3的前端部35b離開容器2的中心O而被配置于靠近容器主體21的開口部21a的位置。根據(jù)所述構(gòu)成，氣相制冷劑相對于容器主體21的內(nèi)壁面流入的角度θ 3a變小。由此，氣相制冷劑以沿著容器主體21的圓壁面的方式順滑地流動，容易形成旋流，因此可產(chǎn)生冷凍機油的分離所必需的離心力。此處，θ 3a為第三直管部35的軸方向、和所述軸方向的延長線與容器主體21的內(nèi)壁面相切的點中的切線方向所成的角度。另一方面，如用以與圖6(a)加以比較的圖6(b)所示，在未設(shè)置管臺50而在容器主體21的內(nèi)部配置制冷劑流入管3的第二彎曲部的彎曲開始部34a的情況下，制冷劑流入管3的前端部35b靠近容器主體21的中心O而配置于遠離容器主體21的開口部21a的位置。根據(jù)所述構(gòu)成，氣相制冷劑相對于容器主體21的內(nèi)壁面流入的角度θ3b大于圖6(a)的角度θ 3a，氣相制冷劑以沖撞內(nèi)壁面的方式流入，因此氣相制冷劑難以以沿著容器主體21的圓壁面的方式順滑地流動。

繼而，對管臺50及制冷劑流入管3的組裝順序加以說明。最初，準(zhǔn)備預(yù)先形成有第一直管部31、第一彎曲部32及第二直管部33的L字狀的制冷劑流入管3，并使所述第二直管部33插通至管臺50的流入管插入孔51(圖5(a)、圖5(b))。接著，通過對制冷劑流入管3的第二直管部33的前端部進行彎曲加工而形成第二彎曲部34及第三直管部35。此處，第二彎曲部34的彎曲角度θ 1如上所述為約50度。其后，將第三直管部35以相對于其軸方向傾斜θ 2、約40度的角度切割，而形成橢圓形狀的制冷劑出口35a。繼而，將管臺50的內(nèi)側(cè)端面50b插入容器主體21的開口部21a，并將管臺50熔接于容器主體21。由此，將管臺50固定于容器主體21。其后，利用夾具對制冷劑流入管3進行定位。通過所述定位，如圖4所示，第二彎曲部34的彎曲開始部34a位于管臺50的錐部52內(nèi)且第三直管部35的前端部35b與容器主體21的內(nèi)壁面幾乎無間隙地靠近。進而，利用釬焊等方法將制冷劑流入管3的第二直管部33與管臺50的外側(cè)端面50a接合。由此，將制冷劑流入管3固定于管臺50。

根據(jù)以上所說明的實施例，可提供一種容易形成旋流而提高了冷凍機油的分離率的離心分離式油分離器及使用其的冷凍循環(huán)裝置。

對本實用新型的實施例進行了說明，但這些實施例為以例示的形式進行提示的形態(tài)，并不意圖限定實用新型的范圍。這些實施例可以其他多種形態(tài)實施，可在不脫離實用新型的主旨的范圍內(nèi)進行各種省略、置換、變更。與包含于實用新型的范圍或主旨中同樣地，所述實施例或其變形包含于權(quán)利要求書所記載的實用新型及其均等的范圍內(nèi)。