特許 6207430 オイルセパレータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6207430

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】オイルセパレータ

(51)【国際特許分類】

   F25B 43/02 20060101AFI20170925BHJP

   F25B 9/14 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   F25B43/02 M

   F25B43/02 A

   F25B43/02 Z

   F25B9/14 530Z

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-45007(P2014-45007)

(22)【出願日】2014年3月7日

(65)【公開番号】特開2015-169381(P2015-169381A)

(43)【公開日】2015年9月28日

【審査請求日】2016年8月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】幾島 悠喜

【審査官】 伊藤 紀史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２４３３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２１９５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９２３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２９６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２８１２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１２４３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１１７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２３２８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−１３４４６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０４−１０３５７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１３−５０６１０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ ４３／０２

Ｆ２５Ｂ ９／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オイルセパレータであって、
冷媒ガスに含まれるオイルを分離するフィルタエレメントと、
前記フィルタエレメントが分離したオイルを蓄えるオイル吸収体と、
前記オイル吸収体が蓄えているオイルの量に関連する指標を検出する検出部とを備え、
前記オイルセパレータは、
前記オイル吸収体によって、前記オイルセパレータの外部から冷媒ガスが流入する上部領域と、分離したオイルを前記オイルセパレータの外部に排出させる下部領域とに隔てられ、
前記検出部は、
前記上部領域の圧力を検出する第１圧力計と、
前記下部領域の圧力を検出する第２圧力計と、
前記第１圧力計が検出した圧力と前記第２圧力計が検出した圧力との差圧を、前記指標として取得する差圧取得部とを備えることを特徴とするオイルセパレータ。

【請求項2】

冷媒ガスに含まれるオイルを分離するフィルタエレメントと、
前記フィルタエレメントが分離したオイルを蓄えるオイル吸収体と、
前記オイル吸収体が蓄えているオイルの量に関連する指標を検出する検出部と、
前記オイル吸収体を支持し、前記オイル吸収体から流出するオイルを流す開口部が設けられた支持部とを備え、
前記支持部に設けられた開口部は、前記支持部のうち、前記オイル吸収体と接触する領域に設けられ、
前記検出部は、前記支持部が前記オイル吸収体の荷重に起因して変形した変形量を前記指標として検出することを特徴とするオイルセパレータ。

【請求項3】

前記検出部は、前記支持部の歪みを検出する歪みゲージを備え、前記支持部の歪みを前記指標として検出することを特徴とする請求項２に記載のオイルセパレータ。

【請求項4】

前記支持部に接続された弾性部材をさらに備え、
前記検出部は、前記弾性部材の変形量を前記指標として検出することを特徴とする請求項２に記載のオイルセパレータ。

【請求項5】

前記オイル吸収体は、スポンジ状部材であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のオイルセパレータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はオイルセパレータに関し、特に圧縮機で用いられるオイルセパレータに関する。

【背景技術】

【0002】

ギフォード・マクマホン式（ＧＭ）冷凍機、パルスチューブ冷凍機、スターリング冷凍機、およびソルベー冷凍機等の極低温冷凍機は、冷却対象物を、１００Ｋ（ケルビン）程度の低温から４Ｋの極低温までの範囲で冷却することができる。そのような冷凍機は、超伝導磁石や検出器等の冷却、クライオポンプ等に用いられている。冷凍機には、冷凍機において冷媒ガスとして使用されるヘリウムガスを圧縮するための圧縮機が付随する。

【0003】

圧縮機の中には、冷媒ガスの圧縮熱による発熱を冷却したり、圧縮機を潤滑したりするためにオイルを用いるものが存在する。このような圧縮機は、圧縮機内に適切な量のオイルが存在することが良好な動作をするために必要となる。

【0004】

圧縮機内のオイル量を検出する技術のひとつとして、圧縮機内のオイルセパレータの油面高をフロートスイッチを用いて検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−２１１７６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

冷凍機の動作中、オイルは圧縮機内のいくつかの装置の間を循環するため、オイルセパレータの油面は、循環するオイルや装置の振動のために揺れる。これにより、油面高を正確に計測するのが難しく、オイルセパレータ内のオイル量を精度よく計測する技術が求められている。

【0007】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、オイルセパレータ内のオイル量を精度よく推定することができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のある態様のオイルセパレータは、冷媒ガスに含まれるオイルを分離するフィルタエレメントと、フィルタエレメントが分離したオイルを蓄えるオイル吸収体と、オイル吸収体が蓄えているオイルの量に関連する指標を検出する検出部とを備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、オイルセパレータ内のオイル量に関連する指標を精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態に係る蓄冷器式冷凍機用の圧縮機の内部構成を模式的に示す図である。

【図2】本発明の実施の形態に係るオイルセパレータの内部構成の一例を模式的に示す図である。

【図3】図３（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る保持部の外観を模式的に示す図である。

【図4】本発明の実施の形態に係るオイルセパレータの内部構成の別の例を模式的に示す図である。

【図5】図５（ａ）−（ｃ）は、オイル吸収体の重量と、支持部の歪みとの関係を模式的に示す図である。

【図6】実施の形態に係るオイルセパレータの内部構成のさらに別の例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

【0012】

図１を参照し、本発明の第１の実施の形態に係るオイルセパレータを備えた蓄冷器式冷凍機用圧縮機について説明する。また、実施の形態では、蓄冷器式冷凍機としてギフォード・マクマホン（Gifford-McMahon; GM）式冷凍機（以下、「ＧＭ冷凍機」という。）を用いた例について説明する。ＧＭ冷凍機は冷媒ガスとしてヘリウムガスを使用する。

【0013】

図１は、本発明の実施の形態に係る蓄冷器式冷凍機用の圧縮機１０の内部構成を模式的に示す図である。

【0014】

圧縮機１０は、圧縮カプセル１１、水冷式熱交換器１２、高圧配管１３、低圧配管１４、オイルセパレータ１５、アドソーバ１６、ストレージタンク１７、およびバイパス機構１８を含む。圧縮機１０は、高圧フレキシブル配管２２と低圧フレキシブル配管２３とによりＧＭ冷凍機３０と接続される。圧縮機１０は、ＧＭ冷凍機３０から低圧フレキシブル配管２３を介して戻ってくる低圧のヘリウムガスを圧縮カプセル１１で昇圧し、高圧フレキシブル配管２２を介して再びＧＭ冷凍機３０に供給する。

【0015】

ＧＭ冷凍機３０から戻ってくるヘリウムガスは、低圧フレキシブル配管２３を介して先ずストレージタンク１７に流入する。ストレージタンク１７は、戻ってくるヘリウムガスに含まれる脈動を除去する。ストレージタンク１７は比較的大きな容量を有しているため、ヘリウムガスをストレージタンク１７内に導入することにより脈動を軽減または除去することができる。

【0016】

ストレージタンク１７で脈動が軽減または除去されたヘリウムガスは、低圧配管１４に導出される。低圧配管１４は圧縮カプセル１１に接続されており、よってストレージタンク１７において脈動が軽減または除去されたヘリウムガスは圧縮カプセル１１に供給される。

【0017】

圧縮カプセル１１は、例えばスクロール方式あるいはロータリ式のポンプであり、低圧配管１４のヘリウムガスを圧縮して昇圧する。圧縮カプセル１１は、昇圧されたヘリウムガスを高圧配管１３Ａ（１３）に送り出す。ヘリウムガスは圧縮カプセル１１で昇圧される際、圧縮カプセル１１内のオイルが若干混入した状態で高圧配管１３Ａ（１３）に送り出される。

【0018】

なお、高圧配管１３は、圧縮機１０からＧＭ冷凍機３０へ冷媒ガスが流れる冷媒ガス流路に相当する。

【0019】

圧縮カプセル１１は、オイルを用いて冷却を行う構成とされている。このため、オイルを循環させるオイル冷却配管３３は、水冷式熱交換器１２に含まれるオイル熱交換部２６に接続される。また、オイル冷却配管３３には、内部を流れるオイル流量を制御するオリフィス３２が設けられている。

【0020】

水冷式熱交換器１２は、冷却水配管２５に冷却水が循環するよう構成されている。水冷式熱交換器１２は、圧縮カプセル１１におけるヘリウムガスの圧縮の際に発生する熱（以下、「圧縮熱」という。）を圧縮機１０の外部へ放出するための熱交換を実現する。水冷式熱交換器１２は、オイル冷却配管３３を流れるオイルの冷却処理を行うオイル熱交換部２６と、昇圧されたヘリウムガスを冷却するガス熱交換部２７と、を有している。

【0021】

オイル熱交換部２６は、オイルが流れるオイル冷却配管３３の一部２６Ａと、冷却水が流れる第１冷却水配管３４とを備え、それらの配管の間で熱交換が行われるよう構成される。圧縮カプセル１１からオイル冷却配管３３へ排出されるオイルは圧縮熱により高温となっている。そのような高温のオイルがオイル熱交換部２６を通過すると、熱交換によりオイルの熱が冷却水に移送され、オイル熱交換部２６を出るオイルの温度はオイル熱交換部２６に入るオイルの温度よりも低くなる。すなわち、圧縮熱はオイル冷却配管３３を流れるオイルを介して冷却水に移送され、外部に排出される。

【0022】

ガス熱交換部２７は、高圧のヘリウムガスが流れる高圧配管１３Ａの一部２７Ａと、冷却水が流れる第２冷却水配管３６と、を有する。ガス熱交換部２７において、オイル熱交換部２６と同様に、圧縮熱は高圧配管１３Ａ（１３）内を流れるヘリウムガスを介して冷却水に移送され、外部に排出される。

【0023】

第１冷却水配管３４と第２冷却水配管３６とは直列に接続される。第１冷却水配管３４の一端は水冷式熱交換器１２の冷却水受け入れポート１２Ａとして機能する。第１冷却水配管３４の他端は第２冷却水配管３６の一端と接続される。第２冷却水配管３６の他端は水冷式熱交換器１２の冷却水排出ポート１２Ｂとして機能する。

【0024】

圧縮カプセル１１で昇圧され、ガス熱交換部２７で冷却されたヘリウムガスは、高圧配管１３Ａ（１３）を介してオイルセパレータ１５に供給される。オイルセパレータ１５ではヘリウムガスに含まれるオイルが分離されると共に、オイルに含まれる不純物や塵埃も除去される。オイルセパレータ１５が分離したオイルは、オイルセパレータ１５に一時的に蓄えられる。なお、オイルセパレータ１５の詳細は後述する。

【0025】

オイルセパレータ１５でオイル除去が行われたヘリウムガスは、高圧配管１３Ｂ（１３）を介してアドソーバ１６に送られる。アドソーバ１６は例えば活性炭等を含み、ヘリウムガスに含まれる特に気化したオイル成分を吸着して除去する。そして、アドソーバ１６において気化したオイル成分が除去されると、ヘリウムガスは高圧フレキシブル配管２２に導出され、これによりＧＭ冷凍機３０に供給される。

【0026】

バイパス機構１８は、バイパス配管１９、高圧側圧力検出装置２０、およびバイパス弁２１を有する。バイパス配管１９は、高圧配管１３Ｂと低圧配管１４とを連通する配管である。高圧側圧力検出装置２０は、高圧配管１３Ｂ内のヘリウムガスの圧力（以下、「高圧側圧力」という。）を検出する。バイパス弁２１は、バイパス配管１９を開閉する電動弁装置である。また、バイパス弁２１は常閉弁とされているが、高圧側圧力検出装置２０により駆動制御される構成とされている。

【0027】

具体的には、高圧側圧力検出装置２０がオイルセパレータ１５からアドソーバ１６に至るヘリウムガスの圧力（すなわち、高圧側圧力）が既定圧力以上になったことを検出した際、バイパス弁２１は高圧側圧力検出装置２０に駆動されて開弁される構成とされている。これにより、既定圧力以上のヘリウムガスがＧＭ冷凍機３０に供給される可能性が低減される。

【0028】

オイル戻り配管２４は、高圧側がオイルセパレータ１５に接続されており、低圧側が低圧配管１４に接続されている。また、オイル戻り配管２４の途中には、オイルセパレータ１５で分離されたオイルに含まれる塵埃を除去するフィルタ２８と、オイルの戻り量を制御するオリフィス２９が設けられている。

【0029】

このように、圧縮カプセル１１で用いられるオイルの一部は高圧配管１３Ａ（１３）を介してオイルセパレータ１５に運ばれ、オイル戻り配管２４を介して再び圧縮カプセル１１に戻る。すなわち、圧縮カプセル１１で用いられるオイルは、圧縮機１０内において圧縮カプセル１１、高圧配管１３Ａ（１３）、オイルセパレータ１５、およびオイル戻り配管２４を通る循環経路を循環する。さらに、循環経路を通るオイルの一部はアドソーバ１６で除去され、循環経路の外部に出る。

【0030】

図２は、実施の形態に係るオイルセパレータ１５の内部構成の一例を模式的に示す図である。図２に示すオイルセパレータ１５は、オイルセパレータ本体４１、フィルタエレメント４２、オイル吸収体４３、支持部４４、および検出部５０を備える。

【0031】

オイルセパレータ本体４１は円筒形状の容器である。オイルセパレータ本体４１は、フィルタエレメント４２、オイル吸収体４３、および支持部４４を収容する。フィルタエレメント４２は、高圧配管１３Ａを通過したヘリウムガスに含まれるオイルを分離すると共に、オイルに含まれる不純物や塵埃も除去する。フィルタエレメント４２が分離したオイルは、フィルタエレメント４２の下部に配置されているオイル吸収体４３によって吸収され、一時的に蓄えられる。

【0032】

オイル吸収体４３は、多孔質の素材からなるスポンジ状部材である。オイル吸収体４３は支持部４４によって支持される。支持部４４は、オイル吸収体４３をオイルセパレータ本体４１の中間に保持するとともに、オイル吸収体４３から徐々に流出するオイルを流す開口部が設けられている。オイル吸収体４３に蓄えられたオイルは、オイルセパレータ本体４１の下部に接続されたオイル戻り配管２４を介して、圧縮カプセル１１に戻される。

【0033】

図２に示すように、オイルセパレータ本体４１は、オイル吸収体４３によって、オイルセパレータ本体４１の外部から冷媒ガスが流入する上部領域４７ａと、分離したオイルをオイルセパレータ本体４１の外部に排出させる下部領域４７ｂとに隔てられる。上部領域４７ａは高圧のヘリウムガスが流れる高圧配管１３Ａと接続されており、下部領域４７ｂはオイル戻り配管２４を介して低圧配管１４と接続されている。このため、上部領域４７ａの圧力は下部領域４７ｂの圧力よりも高くなり、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間には圧力差が生じる。

【0034】

オイル吸収体４３は多孔質であるため、オイル吸収体４３がオイルを吸収すると孔部分がオイルで満たされる。このため、オイル吸収体４３がオイルを吸収する量が増えるほど、上部領域４７ａから下部領域４７ｂに向かう気体の流路が狭まる。上部領域４７ａから下部領域４７ｂに向かう気体の流路が狭まると下部領域４７ｂの圧力は低下し、結果として上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間の差圧が大きくなる。すなわち、オイル吸収体４３が吸収したオイルの量と、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間の差圧とは相関関係がある。上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間の差圧は、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量に関連する指標となりうる。

【0035】

図２に示すオイルセパレータ１５における検出部５０は、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間の差圧をオイル吸収体４３が蓄えているオイルの量に関連する指標して取得する。これを実現するために、検出部５０は第１圧力計４５ａ、第２圧力計４５ｂ、および差圧取得部４６を備える。

【0036】

第１圧力計４５ａは、オイルセパレータ本体４１内の上部領域４７ａの圧力を検出する。また第２圧力計４５ｂは、オイルセパレータ本体４１内の下部領域４７ｂの圧力を検出する。差圧取得部４６は、第１圧力計４５ａが検出した圧力と、第２圧力計４５ｂが検出した圧力との差圧を取得する。これにより、検出部５０は、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間の差圧をオイル吸収体４３が蓄えているオイルの量に関連する指標して取得することができる。

【0037】

ここで、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間の差圧と、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量との関連性を高めるためには、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとがオイル吸収体４３を介してのみ連通することが好ましい。これを実現するために、オイル吸収体４３を保持する支持部４４に設けられた開口部は、支持部４４のうち、オイル吸収体４３と接触する領域に設けられている。

【0038】

図３（ａ）−（ｂ）は、実施の形態に係る支持部４４の外観を模式的に示す図である。上述したように、オイルセパレータ本体４１は円筒形状の容器である。支持部４４は、オイルセパレータ本体４１の内部に隙間なく嵌まるように、円形の形状をしている。支持部４４は、その外周がオイルセパレータ本体４１に固定されている。

【0039】

図３（ａ）に示す支持部４４は、中央部に開口部４８がひとつ設けられている。図３（ａ）において破線で示す領域は、支持部４４のうちオイル吸収体４３と接触する領域を示しいている。図３（ａ）に示すように、開口部４８はオイル吸収体４３と接触する領域の内側に位置する。これにより、オイルセパレータ本体４１内部で支持部４４を用いてオイル吸収体４３を保持すると、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとがオイル吸収体４３を介してのみ連通する。これにより、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間の差圧と、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量との関連性を高めることができる。

【0040】

図３（ｂ）は、支持部４４に設けられた開口部の別の例を示す図である。図３（ｂ）に示す支持部４４は、図３（ａ）に示す支持部４４と異なり、複数の開口部４８を備える。しかしながら、図３（ｂ）に示す支持部４４においても、図３（ａ）に示す支持部４４と同様に、複数の開口部４８はいずれもオイル吸収体４３と接触する領域の内側に位置する。このため、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとがオイル吸収体４３を介してのみ連通し、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間の差圧とオイル吸収体４３が蓄えているオイルの量との関連性を高めることができる。図３（ａ）および図３（ｂ）に示す支持部４４は、例えばパンチングメタルを用いて実現できる。

【0041】

なお、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量と、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間の差圧との関係は、オイル吸収体４３の材質および大きさ、オイルの性質、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの容積等によって変化しうる。予めオイル吸収体４３が蓄えているオイルの量と、上部領域４７ａと下部領域４７ｂとの間の差圧との対応関係を実験によって求めておき、検出部５０内の図示しない記憶領域に格納してもよい。これにより、差圧取得部４６が求めた差圧から、オイル吸収体４３が蓄えているオイル量を精度よく推定することができる。

【0042】

図４は、実施の形態に係るオイルセパレータ１５の内部構成の別の例を模式的に示す図である。図４に示すオイルセパレータ１５も、図２に示すオイルセパレータ１５と同様に、オイルセパレータ本体４１、フィルタエレメント４２、オイル吸収体４３、支持部４４、および検出部５０を備える。しかしながら、図４に示すオイルセパレータ１５においては、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量に関連する指標の取得原理が、図４に示すオイルセパレータ１５と異なる。

【0043】

オイル吸収体４３がオイルを吸収すると、当然ながら、オイル吸収体４３の重量は吸収したオイルの重量の分だけ増加する。オイル吸収体４３の重量が増加すると、その増加量に伴ってオイル吸収体４３を保持する支持部４４も変形する。

【0044】

図５（ａ）−（ｃ）は、オイル吸収体４３の重量と、支持部４４の歪みとの関係を模式的に示す図である。より具体的に、図５（ａ）は、オイル吸収体４３がオイルを吸収していないときの支持部４４の形状を示す。図５（ｂ）は、オイル吸収体４３がオイルを吸収しているときの支持部４４の形状を示す。図５（ｃ）は、オイル吸収体４３が図５（ｂ）に示す例よりも多量のオイルを吸収しているときの支持部４４の形状を示す。

【0045】

実施の形態に係るオイル吸収体４３はスポンジ状部材であり、比較的軽量である。一方、支持部４４はパンチングメタル等の薄い金属版である。このため、図５（ａ）に示すように、オイル吸収体４３がオイルを吸収していないときは、支持部４４はオイル吸収体４３の重量では実質的に歪まず、オイルセパレータ本体４１の長軸に対して垂直な面を維持する。

【0046】

オイル吸収体４３がオイルを吸収するにしたがって、オイル吸収体４３の重量が増加する。これにより、オイル吸収体を保持する支持部４４はオイル吸収体４３の荷重によって歪みが生じる。図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、オイル吸収体４３の重量が増加するほど支持部４４の歪みが大きくなり、支持部４４の歪み量とオイル吸収体４３の重量とは相関関係がある。すなわち、支持部４４の歪み量は、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量に関連する指標となりうる。

【0047】

そこで検出部５０は、支持部４４がオイル吸収体４３の荷重に起因して変形した変形量を、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量に関連する指標として検出する。より具体的には、検出部５０は支持部４４の歪みを検出する歪みゲージ４９を備え、支持部４４の歪みをオイル吸収体４３が蓄えているオイルの量に関連する指標として検出する。

【0048】

図４に示すように、歪みゲージ４９は、支持部４４の面のうちオイル吸収体４３と接触する面と反対側の面に備えられている。ここで歪みゲージ４９の中央部は、歪みゲージ４９の側部と比較して、オイル吸収体４３の荷重が増えたときの歪み量が大きい。このため、歪みゲージ４９は支持部４４の中央付近に備えることが好ましい。歪み量の変動が大きい方が、より精度の高い計測ができるからである。図示はしないが、歪みゲージ４９は、支持部４４の外周のうち、オイルセパレータ本体４１に固定されている位置の近傍に備えられてもよい。オイル吸収体４３の荷重が増えたときに支持部４４に生じる歪みは、オイルセパレータ本体４１と固定されている位置の近傍でも大きくなるからである。

【0049】

なお、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量と、支持部４４の歪み量との関係は、支持部４４の厚みや材質等によって変化しうる。予めオイル吸収体４３が蓄えているオイルの量と、支持部４４の歪み量との対応関係を実験によって求めておき、検出部５０内の図示しない記憶領域に格納してもよい。これにより、歪みゲージ４９が検出した支持部４４の歪み量から、オイル吸収体４３が蓄えているオイル量を精度よく推定することができる。

【0050】

図６は、実施の形態に係るオイルセパレータ１５の内部構成のさらに別の例を模式的に示す図である。図６に示すオイルセパレータ１５は、オイルセパレータ本体４１、フィルタエレメント４２、オイル吸収体４３、支持部４４、検出部５０、および弾性部材５１を備える。図６に示すオイルセパレータ１５は、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量に関連する指標の取得原理が、図２および図４に示すオイルセパレータ１５と異なる。

【0051】

図６に示すオイルセパレータ１５においては、支持部４４に弾性部材５１が接続されている。オイル吸収体４３は、支持部４４および弾性部材５１によって支持される。オイル吸収体４３がオイルを吸収して重量が増加すると、その荷重が弾性部材５１に加わり、弾性部材５１が弾性変形する。一般に弾性部材５１の変形量は弾性部材５１に加わる荷重に比例するため、弾性部材５１の変形量は、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量に関連する指標となりうる。

【0052】

そこで検出部５０は、オイル吸収体４３の荷重に起因して変形した弾性部材５１の変形量を、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量に関連する指標として検出する。このため検出部５０は、弾性部材５１の変形量を検出するために、弾性部材５１と連動する支持部４４の位置を検出する変位センサ５２を備える。変位センサ５２は、例えば磁気を利用した変位センサ等、既知の計測技術を用いて実現できる。

【0053】

なお、オイル吸収体４３が蓄えているオイルの量と、弾性部材５１の変形量との関係は、弾性部材５１のばね定数等によって変化しうる。予めオイル吸収体４３が蓄えているオイルの量と、弾性部材５１の変形量との対応関係を実験によって求めておき、検出部５０内の図示しない記憶領域に格納してもよい。これにより、変位センサ５２が検出した弾性部材５１の変形量から、オイル吸収体４３が蓄えているオイル量を精度よく推定することができる。

【0054】

以上説明したとおり、フィルタエレメント４２が分離したオイルはオイル吸収体４３に蓄えられる。オイル吸収体４３はスポンジ状の固体であるため、オイル溜まりのように揺れ動くことがない。したがって、オイル吸収体４３の重量やオイルセパレータ本体４１内の圧力等の物理量を安定して計測することができる。これにより、実施の形態に係るオイルセパレータ１５によれば、オイルセパレータ内のオイル量に関連する指標を精度よく計測することができる。

【0055】

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0056】

１０ 圧縮機、 １１ 圧縮カプセル、 １２ 水冷式熱交換器、 １３ 高圧配管、 １４ 低圧配管、 １５ オイルセパレータ、 １６ アドソーバ、 １７ ストレージタンク、 １８ バイパス機構、 １９ バイパス配管、 ２０ 高圧側圧力検出装置、 ２１ バイパス弁、 ２２ 高圧フレキシブル配管、 ２３ 低圧フレキシブル配管、 ２４ オイル戻り配管、 ２５ 冷却水配管、 ２６ オイル熱交換部、 ２７ ガス熱交換部、 ２８ フィルタ、 ２９ オリフィス、 ３０ ＧＭ冷凍機、 ３２ オリフィス、 ３３ オイル冷却配管、 ３４ 第１冷却水配管、 ３６ 第２冷却水配管、 ４１ オイルセパレータ本体、 ４２ フィルタエレメント、 ４３ オイル吸収体、 ４４ 支持部、 ４５ａ 第１圧力計、 ４５ｂ 第２圧力計、 ４６ 差圧取得部、 ４７ａ 上部領域、 ４７ｂ 下部領域、 ４８ 開口部、 ４９ 歪みゲージ、 ５０ 検出部、 ５１ 弾性部材、 ５２ 変位センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】