JP2007187348A - 冷凍サイクル用のシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｏリングのはみ出しを防止し、且つガス透過量を抑えることができる冷凍サイクル用のシール構造を提供することを目的とする。
【解決手段】第１の配管継手１と第２の配管継手２を互いに挿入し、その挿入された結合部に形成された空隙部３にＯリング４とバックアップリング５を重ねて設けてそれら配管継手１，２の結合部をシールする冷凍サイクル用のシール構造において、前記バックアップリング５に延在部５Ｂを設け、その延在部５Ｂを、前記空隙部３のうち漏れ出口側に近い隙間部３Ａに密着配置させたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル用のシール構造に関し、詳細には、冷凍サイクルに用いられる配管継手同士の接続に使用されるシール技術に関する。

例えば、二酸化炭素を冷媒として使用した冷凍サイクルにおいては、冷媒圧力がフロンガスを使用した場合の圧力よりも１０倍以上となるため、配管継手に装着されるゴム材製のＯリングなどのシール部からの冷媒の透過漏れが大きくなる。

特に、二酸化炭素を使用することにより過大な押圧力がＯリングに掛かることで、継手結合部に形成される大気側の隙間にＯリングの一部がはみ出して損傷し、その損傷部から漏れが生じる。

このガス漏れを防止するために、バックアップリングをＯリングに重ねて設けることでシール性能を高める技術が知られている（例えば、特許文献１など参照）。
特開２００５−４２８１５号公報（第３頁、第１２図および第１３図など参照）

しかしながら、バックアップリングをＯリングに重ねて配置することでＯリングのはみ出しは防止できるが、透過漏れを充分に抑制することは困難な状況にある。

そこで、本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、Ｏリングのはみ出しを防止し、且つガス透過量を抑えることができる冷凍サイクル用のシール構造を提供することを目的とする。

本発明は、第１の配管継手と第２の配管継手を互いに挿入し、その挿入された結合部に形成された空隙部にＯリングとバックアップリングを重ねて設けてそれら配管継手の結合部をシールする冷凍サイクル用のシール構造において、前記バックアップリングに延在部を設け、その延在部を、前記空隙部のうち漏れ出口側の隙間部に密着配置させたことを特徴としている。

前記バックアップリングの延在部には、前記隙間部に密着するテーパ面を形成することが好ましい。

本発明によれば、Ｏリングに重ねて設けたバックアップリングに延在部を設け、その延在部を漏れ出口側の隙間部に密着配置させたので、延在部が設けられた分、冷媒ガスの透過距離が長くなるため、ガス透過量を抑えることができる。したがって、本発明によれば、Ｏリングのはみ出しをバックアップリングで防止することができることに加えて、バックアップリングを透過し漏れる冷媒ガスの漏れを有効に抑制することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本実施形態の冷凍サイクル用のシール構造部分を示す断面図、図２は図１のシール構造部分を分解して示す断面図、図３は従来構造のシール構造部分を示す断面図、図４はバックアップリングの寸法関係を示す図である。

本実施形態の冷凍サイクル用のシール構造は、図１及び図２に示すように、第１の配管継手１と第２の配管継手２を互いに挿入し、その挿入された結合部に形成された空隙部３にＯリング４とバックアップリング５を重ねて設けてそれら配管継手１，２の結合部をシールするように構成されている。

第１の配管継手１は、所定の直径とされた円筒形状をなすチューブ管本体１Ａと、そのチューブ管本体１Ａの先端部に後述する第２の配管継手２の先端結合部を挿入させてＯリング４及びバックアップリング５を配置させる空隙部３を形成する先端結合部１Ｂとから構成されている。

先端結合部１Ｂは、チューブ管本体１Ａよりも直径を大とした拡径部とされ、その内部空間６には、第２の配管継手２の先端結合部を挿入させるようになっている。また、前記チューブ管本体１Ａとの連結側における先端結合部１Ｂの段差面７には、後述するＯリング４が密着するようになっている。

第２の配管継手２は、第１の配管継手１の先端結合部１Ｂと同一直径とされた円筒形状のチューブ管本体２Ａと、そのチューブ管本体２Ａよりも若干小径の第１先端結合部２Ｂと、その第１先端結合部２Ｂよりも小径で且つ第１の配管継手１のチューブ管本体１Ａ内に挿入される第２先端結合部２Ｃとから構成されている。

前記チューブ管本体２Ａと第１先端結合部２Ｂ間の段差面８には、第１の配管継手１における先端結合部１Ｂの先端面９が接触若しくは若干の隙間を空けて対向する。この段差面８と先端面９との対向部分が、大気と連通する冷媒流れ出口側となる。また、第１先端結合部２Ｂと第２先端結合部２Ｃ間の段差面１０には、Ｏリング４に重ねて配置されるバックアップリング５が接触する。

Ｏリング４は、第２の配管継手２の第２先端結合部２Ｃの周面に装着され、一側面４ａを前記した第１の配管継手１の段差面７に密着させ、他端面４ｂをバックアップリング５に密着させる。かかるＯリング４には、例えばＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン三元共重合体）、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）、ＩＩＲ（ブチルゴム）などの従来この種に使用される材料からなるものが使用される。

バックアップリング５は、第２の配管継手２の第１先端結合部２Ｂと第２先端結合部２Ｃに掛けてその周面に装着され、一側面５ａをＯリング４に密着させ、他側面５ｂを前記段差面１０に密着させる。かかるバックアップリング５は、第２先端結合部２Ｃに装着される円筒形状の本体部５Ａと、第１先端結合部２Ｂに装着される延在部５Ｂとからなる。

前記延在部５Ｂは、第１の配管継手１の先端結合部１Ｂと、第２の配管継手２の第１及び第２先端結合部２Ｂ、２Ｃとで囲まれる空隙部３のうち、大気と連通する漏れ出口側に近い空間スペースの狭い隙間部３Ａ（先端結合部１Ｂと第１先端結合部２Ｂ間の隙間部）に挿入されて密着配置される。

バックアップリング５には、例えばＰＴＦＥ（テトラフルオロエチレン）などが使用される。

このように構成された冷凍サイクル用のシール構造では、冷媒ガスが図１中矢印Ｘで示す第２の配管継手２から第１の配管継手１に流れるとした場合、その冷媒ガスが二酸化炭素であるときには、Ｏリング４にフロンを冷媒ガスとしたときに比べて１０倍以上もの圧力が掛かることになる。そこで、Ｏリング４にバックアップリング５を重ねて配置することで、当該Ｏリング４の変形を抑えて損傷を回避する。

特に、本実施形態では、前記Ｏリング４とバックアップリング５が配置される空隙部３の漏れ出口側に近い隙間部３Ａに、図３で示す従来構造のバックアップリング５の幅Ｗに対して０．５Ｗ以上の幅とした延在部５Ｂを設けることで、この延在部５Ｂによって該バックアップリング５を透過して外部へと冷媒ガスが漏れるのを抑制することができる。つまり、本実施形態では、冷媒ガスが透過する透過距離Ｌを、従来構造のバックアップリング５の１．５倍以上としているので、冷媒ガスの漏れを防止することができる。冷媒ガスの漏れは、前記透過距離Ｌが長ければ長い程、ガス漏れが少なくなることが判っている。したがって、本実施形態によれば、バックアップリング５によってＯリング４のはみ出しを防止することができると共に、ガス透過量を抑えることができる。

バックアップリング５の寸法は、具体的には図４に示すように、本体部５Ａの幅（Ｗ１）２ｍｍ、厚さ（Ｔ１）１．４ｍｍに対して延在部５Ｂは幅（Ｗ２）１ｍｍ、厚さ（Ｔ２）０．０７５ｍｍとされており、この構造で十分にガス透過量を抑えることができた。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。

図５はバックアップリング５に形成した延在部５Ｂの各種変形例を示す要部拡大断面図である。

図５（Ａ）では、延在部５Ｂの断面形状を矩形状としている。図５（Ｂ）〜（Ｅ）では、延在部５Ｂの断面形状を略矩形状とすると共に第１の配管継手１の先端結合部１Ｂまたは第２の配管継手２の第１先端結合部２Ｂの何れか一方或いは両方の内壁面と対面する面にテーパ面１１を形成している。かかるテーパ面１１を形成することで、配管継手内の内圧が上がり延在部５Ｂが延在する方向に押される程、その延在部５Ｂが隙間部３Ａの内壁面に密着することからシール性がより一層向上する。このテーパ面１１を形成した場合には、図６に示すように、第２配管継手２の第１先端結合部２Ｂを隙間部３Ａが段差面８側に行くほど細くなるような傾斜構造にすることによってテーパ面１１により密着するようになる。

図５（Ｅ），（Ｆ）では、図１の隙間部３Ａの形状がこの図とは異なる場合の延在部５Ｂの断面形状を示している。この例の場合でも同様、延在部５Ｂにテーパ面１１を形成しているので、シール性を高めることができる。

本実施形態の冷凍サイクル用のシール構造部分を示す断面図である。 図１のシール構造部分を分解して示す断面図である。 従来構造のシール構造部分を示す断面図である。 バックアップリングの寸法関係を示す図である。 バックアップリングに形成した延在部の各種変形例を示す要部拡大断面図である。 第２配管継手の第１先端結合部に傾斜を設けてバックアップリング延在部のテーパ面に密着させた例を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１…第１の配管継手
１Ａ…チューブ管本体
１Ｂ…先端結合部（第１の配管継手の先端結合部）
２…第２の配管継手
２Ｂ…第１先端結合部（第２の配管継手の第１先端結合部）
２Ｃ…第２先端結合部（第２の配管継手の第２先端結合部）
３…空隙部
３Ａ…隙間部
４…Ｏリング
５…バックアップリング
５Ｂ…延在部（バックアップリングの延在部）
１１…テーパ面（延在部に形成されたテーパ面）

Claims (1)

1. 第１の配管継手（１）と第２の配管継手（２）を互いに挿入し、その挿入された結合部に形成された空隙部（３）にＯリング（４）とバックアップリング（５）を重ねて設けてそれら配管継手（１，２）の結合部をシールする冷凍サイクル用のシール構造において、
   前記バックアップリング（５）に延在部（５Ｂ）を設け、その延在部（５Ｂ）を、前記空隙部（３）のうち漏れ出口側に近い隙間部（３Ａ）に密着配置させた
   ことを特徴とする冷凍サイクル用のシール構造。

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