CN111819378B - 垫片以及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够减小垫片的面积使密封性提高，并且确保密封距离，还能够容易地进行垫片的定位的，垫片以及使用了该垫片的制冷循环装置。垫片配置于连接供流体流通的路径的连接部，由设置有使供流体流通的路径通过的孔的板构成，在该垫片中，具备：定位部，其配置于孔的周围，通过螺栓进行定位；和冲裁部，其设置于孔与定位部之间，并贯通板，定位部为沿着螺栓的外周的一部分的圆弧形状。

Description

垫片以及制冷循环装置

技术领域

本发明涉及在供流体通过的配管的连接部中所使用的垫片，特别涉及垫片的定位形状以及使用了该垫片的制冷循环装置。

背景技术

在以往技术中，例如构成制冷循环装置的压缩机、油分离器、热交换器等构成要素和连接它们的配管的接头部在形成的凸缘的座面夹着垫片，并通过螺栓以及螺母等紧固凸缘，来防止在配管内部流动的制冷剂的泄漏。垫片由于价格低廉且还能够成形为比较复杂的形状，因此广泛使用在制冷循环装置或处理其他流体的设备中(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本专利第4799763号公报

以抑制全球变暖为目的的低GWP制冷剂(HFO系制冷剂)大多是微燃性的制冷剂。因此，与以往的R22、R134a、R404A以及R407C等不燃性制冷剂相比，需要注意制冷剂泄漏，有时迫切需要强化接头部的密封性。另外，根据修订的氟碳化合物法，对于制冷循环装置，不仅制冷剂泄漏被列为简易检查项目，而且油渗出也被列为简易检查项目，因此接头部的密封性的强化在制造制冷设备以及空调装置的方面也成为重要的课题。

在这样的状况下，如专利文献1所公开那样，在想要变更垫片的材质来提高接头部的密封性的情况下，需要垫片的耐制冷剂性、耐油性以及耐久性的验证和评估，伴随着大量的劳力。因此，在提高接头部的密封性时，作为不变更垫片的材质而提高密封性的方法，可采用接下来的方法。

(1)通过提高紧固垫片的螺栓的扭矩来增大密封面压力。

(2)在与垫片相对的凸缘面设置突起来增大局部的密封面压力。

(3)减小垫片的面积来增大密封面压力。

这里，密封面压力由“密封面压力＝螺栓的紧固力总和/垫片的面积”表示。

在选择了上述(1)的情况下，螺栓的紧固扭矩大致由螺栓尺寸以及螺栓材质决定，不能极端地增大螺栓的紧固力，因此无法期望有效的密封面压力的提高。另外，因紧固扭矩的提升，对螺栓施加的应力也变大，因此存在需要验证在制冷循环装置等的运转时螺栓是否疲劳破坏的课题。

在选择了上述(2)的情况下，在突起与垫片的接触部中，接触面压力升高，能够使密封面压力增大。然而，存在用于将突起设置于接头部的凸缘的加工费用增加的课题。另外，在接头部小的情况下，为了将突起设置于凸缘需要增大凸缘本身。因此，存在由于增大凸缘而干扰其他部件等的课题。

上述(3)通过变更价格比较低廉且还能够成形为复杂的形状的垫片的形状，能够增大密封面压力。然而，垫片的面积与密封距离通常成比例关系，若垫片的面积变小，则密封距离变短，因此存在虽然密封面压力变高，但由于凸缘的座面的精度，密封性无法得到提高，容易产生泄漏的课题。这里，密封距离是指例如在被夹在凸缘的垫片中，成为泄漏路径的最小距离。密封距离是综合地考虑凸缘的座面的表面粗糙度以及平面度、垫片的种类、配管内的压力、密封面压力等而设定的。另外，为了增大密封面压力而减小了垫片的面积的情况下，存在由于垫片变小，垫片本身的定位变得困难，因此垫片无法配置在正常的位置而导致密封性下降的课题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种减小垫片的面积使密封性提高，并且能够确保密封距离，还能够容易地进行垫片的定位的垫片以及使用了该垫片的制冷循环装置。

本发明的垫片配置于连接供流体流通的路径的连接部，由设置有使供上述流体流通的上述路径通过的孔的板构成，具备：定位部，其配置于上述孔的周围，通过螺栓进行定位；和冲裁部，其设置于上述孔与上述定位部之间，并贯通上述板，上述定位部为沿着上述螺栓的外周的一部分的圆弧形状。

本发明的垫片配置于连接供流体流通的路径的连接部，由设置有使供上述流体流通的上述路径通过的孔的板构成，具备：定位部，其配置于上述孔的周围，通过螺栓进行定位；和连结部，其连接上述孔与上述定位部之间，上述定位部为沿着上述螺栓的外周的圆弧形状，上述板的面积小于该板所接触的上述连接部的面。

根据本发明，不变更接头部的形状以及大小就能增大密封面压力，从而能够提高供可燃性的流体在内部流通的路径的接头部的密封性，因此能够提高设备的安全性。另外，通过廉价的垫片能够有效地提高接头部的密封性，因此能够在确保安全性时抑制成本。

附图说明

图1是表示具备实施方式1所涉及的垫片的制冷循环装置的结构的图。

图2是安装于实施方式1的制冷循环装置的压缩机的电磁阀与压缩机的接合部的垫片的俯视图。

图3是实施方式1所涉及的垫片的比较例即垫片的俯视图。

图4是实施方式1所涉及的垫片的变形例即垫片的俯视图。

图5是应用图4的垫片的压缩机的外观图。

图6是实施方式1所涉及的垫片的变形例即垫片的俯视图。

图7是实施方式2所涉及的垫片的俯视图。

图8是实施方式2所涉及的垫片的变形例即垫片的俯视图。

图9是安装于实施方式3的制冷循环装置的螺杆压缩机的电磁阀与螺杆压缩机的接合部的垫片的俯视图。

具体实施方式

实施方式1

以下，参照附图对实施方式1进行说明。这里，在以下的附图中，标注相同的附图标记的部分是相同或与其相当的部分，在以下所记载的实施方式的全文中通用。另外，说明书全文中示出的构成要素的方式只不过是例示，并不局限于这些记载。特别是构成要素的组合并不仅限定于各实施方式中的组合，还能够将其他实施方式所记载的构成要素适当应用于另外的实施方式。而且，关于压力的高低，并不是特别根据与绝对值的关系来确定高低，而是在系统、装置等中的状态、动作等中相对地确定。另外，针对用下标进行区分等的多个同类设备，在不需要特别区分或特定的情况下，有时省略下标等来进行记载。

图1是表示具备实施方式1所涉及的垫片10的制冷循环装置100的结构的图。制冷循环装置100作为一个例子通过配管连接螺杆压缩机102、冷凝器104、膨胀阀105以及蒸发器106。以下，对如下情况进行说明：螺杆压缩机为构成制冷循环装置100的制冷剂回路的设备，且吸入、压缩以及排出的流体为制冷剂以及油。

在图1中，螺杆压缩机102为在内部具有油分离器5的构造，但油分离器5也可以在别处放置。另外，油分离器5可采用除雾器方式、旋风分离器方式等各种方式。另外，构成螺杆压缩机的压缩机4的种类不限，能够采用单螺杆压缩机、双螺杆压缩机、涡旋压缩机、以及往复压缩机等形式。另外，虽然以逆变器驱动的压缩机4为例进行说明，但也可以为恒定速度的压缩机。

逆变器装置91基于被指示的频率来控制向螺杆压缩机102的电力供给，还控制螺杆压缩机102的驱动频率。螺杆压缩机102由从电力供给源(未图示)经由逆变器装置91供给的电力驱动。冷凝器104冷却螺杆压缩机102所排出的高温高压气体状的气体制冷剂，而使其冷凝。另外，作为减压装置发挥作用的膨胀阀105使从冷凝器104流出的液体制冷剂减压，而使其膨胀。蒸发器106使通过了膨胀阀105的制冷剂蒸发。并且，制冷循环装置100还具备控制装置90。控制装置90控制逆变器装置91的频率、和膨胀阀105的开度等，向各设备发送信号并进行控制。

垫片10能够使用在构成制冷循环装置100的配管的接头部、以及螺杆压缩机102的外廓部件的接合部107中。特别是，容易发生来自接头部以及接合部107的制冷剂的泄漏、渗油之类的不良情况的部位大多是相对小的部件的接合面。此外，将接头部以及接合部107统称为连接部。在小的部件中，对连接部的座面进行紧固的螺栓的尺寸小，从而紧固连接部的力小。并且，若想要为了提高密封面压力而减小垫片10的面积，则不能满意地确保密封距离。此外，接头部连接配管彼此，或设置于将配管与构成制冷循环装置100的各构件连接的部分。接头部例如通过在配管的端部形成凸缘并且使凸缘彼此对接并通过螺栓以及螺母紧固而构成。垫片10夹在凸缘的座面之间，并抑制在配管内部流通的制冷剂等流体的泄漏以及油的渗出。

图2是安装于实施方式1的制冷循环装置100的螺杆压缩机102的电磁阀与螺杆压缩机102的接合部107的垫片10的俯视图。垫片10是一张板、且由金属以及树脂等材质构成。另外，垫片10在中央部具备供气体制冷剂通过的两个气孔11。气孔11以确保从气孔11到垫片外周12的距离、即确保从气孔11到与外部空气连通的最短距离亦即密封距离的方式形成。另外，垫片10具有定位部13，该定位部13用于在电磁阀与螺杆压缩机102的接合部107定位。定位部13在构成垫片10的板的形状的外周部配置于对称的位置。另外，定位部13形成为圆弧形状，并沿着紧固接合部107的螺栓的外周面而形成。

在定位部13与气孔11之间形成有冲裁部14。冲裁部14贯通构成垫片10的板而形成，用于通过减小垫片10的面积来增大密封面压力。但是，以往还存在仅通过设置冲裁部14不能够确保规定的密封面压力的情况。因此，在实施方式1的垫片10中，不是在垫片10开设供螺栓穿过的孔，而是在构成垫片10的板的外周在气孔11侧形成半圆形状的凹部。

图3是实施方式1所涉及的垫片10的比较例即垫片110的俯视图。对于垫片110而言，与实施方式1所涉及的垫片10的定位部13相当的部分的结构不同。垫片110设置有供用于紧固接合部107的螺栓穿过的螺孔113，向螺孔113穿过螺栓来进行定位。螺孔113由于构成为供螺栓穿过，因此形成为包围螺栓的整个外周。即，由于设置有螺孔113的外侧的部分115，因此垫片110的面积相对于实施方式1所涉及的垫片10相应地变宽。因此，比较例所涉及的垫片110受接合部107被螺栓紧固时的载荷的面积变宽，相应地密封面压力比实施方式1所涉及的垫片10低。

如垫片110那样构成为设置有螺孔113是非常普遍的。但是，实施方式1所涉及的垫片10与比较例所涉及的垫片110不同，没有形成为定位部13包围螺栓的整个外周的形状。定位部13由于气孔11形成为位置相对于接合部107的流体的流通路径一致的程度的最小限度的形状，因此能够将垫片10的面积设为最小限度。另外，实施方式1所涉及的垫片10由于相对于比较例所涉及的垫片110也没有减小密封距离，因此只要是同等的螺栓紧固力，就能够使密封性能进一步提高。此外，存在两个来自垫片的制冷剂泄漏、供油渗出的路径。一个在凸缘与垫片面之间，第二个是在垫片之间浸透。对于上述两个泄漏路径，通过增大密封面压力能够实现泄漏抑制。

接下来，对实施方式1所涉及的垫片10的变形例进行说明。

图4是作为实施方式1所涉及的垫片10的变形例的垫片10A的俯视图。图5是应用图4的垫片10A的螺杆压缩机102的外观图。垫片10A例如在构成图5所示的螺杆压缩机102的外廓的部件的接合部107使用。

垫片10A是为了使螺杆压缩机102的内部的制冷剂、油不向外部泄漏而使用，在垫片10A的中央部开设有气孔11，在包围其周围地配置有定位部13。垫片10A的气孔11形成为大于实施方式1的垫片10的气孔11。因此，为了确保密封面压力，在接合部107设置有多个螺栓。垫片10A配置有定位部13，以便能够相对于设置于接合部107的6处螺栓进行定位。

垫片10A的定位部13与垫片10同样地与垫片10A的垫片外周12连续地形成。对于定位部13而言，与螺栓108的外周一致地形成为圆弧形状，且位于螺栓108与气孔11之间。此外，定位部13在以气孔11为中心的圆周上等间隔地设置有6处。因此，不仅可以在图4所示的螺栓108a的位置对垫片10A进行定位，也可以通过螺栓108b的配置来定位垫片10A

图6是实施方式1所涉及的垫片10的变形例即垫片10B的俯视图。垫片10B与垫片10同样地在安装于制冷循环装置100的螺杆压缩机102的电磁阀与螺杆压缩机102的接合部107使用。

垫片10B与垫片10同样地设置有两个气孔11以及定位部13。即，定位部13在垫片10的形状的外周部配置于对称的位置并形成为圆弧形状，沿着紧固接合部107的螺栓的外周面的一部分而形成。

但是，垫片10B的冲裁部14不形成于构成垫片10B的板的外周部的内侧。对于垫片10而言，板的外周向内侧被大幅削减，并具备设置有两个气孔11的部分与定位部13之间的连结部15。连结部15配置于连接两个气孔11之间的中央和定位部13的假想线上。通过这样构成，垫片10B形成为小于与该垫片10B接触的接合部107的表面，从而能够进一步增大密封面压力。

实施方式2

实施方式2所涉及的垫片210变更了与实施方式1所涉及的垫片10的定位部13相当的部分。在实施方式2中，围绕相对于实施方式1的变更点进行说明。

图7是实施方式2所涉及的垫片210的俯视图。垫片210也与实施方式1所涉及的垫片10相同地在安装于制冷循环装置100的螺杆压缩机102的电磁阀与螺杆压缩机102的接合部107使用。

垫片210与实施方式1所涉及的垫片10同样地是一张板，且由金属以及树脂等材质构成。另外，垫片210在中央部具备供气体制冷剂通过的两个气孔11。另外，垫片210具有用于在接合部107进行定位的定位部213。定位部213沿着相对于气孔11远的一侧的螺栓外周部的一部分形成为圆弧形状。即，成为螺栓位于定位部213与气孔11之间的位置关系。

另外，定位部213与冲裁部214的周缘连续地形成。即，定位部213与垫片210的冲裁部214形成为一体，通过冲裁部214的一部分和螺栓进行垫片210的定位。因此，垫片210为在组装时穿过螺栓而难以从接合部107的座面脱落的构造，作业性提高，因此在作业困难的部位连接配管的情况下特别有效。

垫片210相对于实施方式1所涉及的垫片10，外形变大与螺栓的外侧的部分215对应的量。但是，由于将定位部213和冲裁部214形成为一体，所以垫片210的密封面积能够设为与实施方式1所涉及的垫片10相等。另外，根据垫片210的形状，存在能够使冲裁部214大于实施方式1的垫片10冲裁部的可能性，从而能够进一步增大密封性能。

接下来，对实施方式2所涉及的垫片210A的变形例进行说明。

图8是实施方式2所涉及的垫片210的变形例即垫片210A的俯视图。垫片210A例如在构成图5所示的螺杆压缩机102的外廓的部件的接合部107使用。

垫片210A是为了使螺杆压缩机102的内部的制冷剂、油不向外部泄漏而使用，在垫片10A的中央部开设有气孔11，并包围该气孔11的周围地配置有定位部13。为了确保密封面压力，在接合部107设置有多个螺栓。垫片210A配置有定位部213，以便能够相对于设置在接合部107的6处螺栓进行定位。

垫片210A的定位部213与垫片210同样地与垫片10A的冲裁部214A的周缘连续地形成。定位部213与螺栓108的外周一致地形成为圆弧形状，以在定位部213与气孔11之间配置有螺栓108的方式构成。此外，定位部213在以气孔11为中心的圆周上等间隔地设置有6处。冲裁部214A设置有2处，在每一处的冲裁部214A设置有三个定位部213。通过这样构成，使冲裁部214A的面积相对于垫片210A尽可能增大，因此容易使垫片210A的密封性能提高。

垫片210、210A与实施方式1所涉及的垫片10、10A相比较能够加长密封距离。由此，能够使垫片210、210A的密封性能进一步提高。

实施方式3

实施方式3所涉及的垫片310是变更实施方式1所涉及的垫片10的定位部13以及外形形状而成的。在实施方式3中，围绕相对于实施方式1的变更点进行说明。

图9是安装于实施方式3的制冷循环装置100的螺杆压缩机102的电磁阀与螺杆压缩机102的接合部107的垫片310的俯视图。垫片310是变更实施方式1所涉及的垫片10B的定位部13而成的。如图9中所示的那样，垫片310的定位部313以包围螺栓108的整个外周的方式形成。由此，垫片310在设置于接合部107时难以从接合部107脱落，而提高组装性。此外，图9中的点线部表示接合部107的形状。

附图标记说明

4...压缩机；5...油分离器；10...垫片；10A...垫片；10B...垫片；11...气孔；12...垫片外周；12A...垫片外周；13...定位部；14...冲裁部；15...连结部；90...控制装置；91...逆变器装置；100...制冷循环装置；102...螺杆压缩机；104...冷凝器；105...膨胀阀；106...蒸发器；107...接合部；108...螺栓；108a...螺栓；108b...螺栓；110...垫片；113...螺孔；115...部分；210...垫片；210A...垫片；213...定位部；214...冲裁部；214A...冲裁部；215...部分；310...垫片；313...定位部。

Claims (4)

1.一种垫片，所述垫片配置于连接供流体流通的路径的连接部，由设置有使供所述流体流通的所述路径通过的孔的板构成，

其特征在于，

具备：

定位部，其配置于所述孔的周围，通过螺栓进行定位；和

冲裁部，其设置于所述孔与所述定位部之间，并贯通所述板，

所述孔和所述冲裁部分别独立地形成，

所述定位部与所述冲裁部的周缘连续地形成，所述定位部为沿着所述螺栓的外周的一部分的圆弧形状，所述螺栓位于所述定位部与所述孔之间，

所述冲裁部对所述板的位于比假想圆靠外侧的区域的一部分进行冲裁而形成，所述假想圆为将所述定位部的圆弧形状作为圆周的一部分包含的圆。

2.根据权利要求1所述的垫片，其中，

所述板的面积小于该板所接触的所述连接部的面。

3.一种垫片，所述垫片配置于连接供流体流通的路径的连接部，由设置有使供所述流体流通的所述路径通过的孔的板构成，

其特征在于，

具备：

定位部，其配置于所述孔的周围，通过螺栓进行定位；和

连结部，其连接所述孔和所述定位部之间，

所述定位部为沿所述螺栓的整个外周的圆形状，

所述板的面积小于该板所接触的所述连接部的面，

所述连结部仅配置于连接所述孔之间的中央与所述定位部的假想线上。

4.一种制冷循环装置，其中，

权利要求1～3中任一项所述的垫片具备于供制冷剂流通的所述路径的所述连接部。

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