JP2007224967A - Passage throttling member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流路絞り部材に関する。 The present invention relates to a flow path restricting member.
従来より、例えば車両用空調装置に用いられる温水回路中に配されたウォータバルブ付きの加熱用熱交換器(ヒータコア)などにおいて、高流量になるとバルブ前後の圧力差(差圧)により、低圧部分で温水より気泡が異音を伴って発生する現象、いわゆるキャビテーションが発生する。 Conventionally, for example, in a heat exchanger with a water valve (heater core) arranged in a hot water circuit used in a vehicle air conditioner, a low pressure portion is caused by a pressure difference (differential pressure) before and after the valve at a high flow rate. Therefore, a phenomenon in which bubbles are generated with abnormal noise from hot water, so-called cavitation occurs.
このようなキャビテーションの発生は、ヒータコアでの熱交換効率の低下をもたらすだけでなく、発生した異音が車室内乗員に不快感を与えるという問題がある。このキャビテーションを防止するために、ヒータコアの出口側と温水循環用のポンプとをつなぐヒータホース中にヒータホースの内径より小さい内径を有するカラー部材、すなわち絞りを取り付けて、このカラー部材によりヒータホース中の圧力低下を抑制、すなわち差圧を小さくしてキャビテーションの発生を防止するものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかし上記従来技術では、カラー部材は単なる円筒部材であるため、カラー部材をヒータホース内で温水流れにより動かないようにする必要があるが、そのような状態で配置するための挿入性が悪いという問題がある。また、温水回路機器の配置上の制約から、ヒータホースのストレート寸法が取れないときには、カラー部材をヒータホースの曲げの曲率を超えて挿入しなければならず、挿入が困難であるという問題がある。また、カラー部材がホースの曲がり部に、正常に配置されているかの目視検査が面倒であった。 However, in the above prior art, since the collar member is a simple cylindrical member, it is necessary to prevent the collar member from being moved by the hot water flow in the heater hose. However, the insertability for arranging in such a state is poor. There's a problem. In addition, due to restrictions on the arrangement of the hot water circuit device, when the straight dimension of the heater hose cannot be obtained, the collar member must be inserted beyond the bending curvature of the heater hose, which is difficult to insert. . In addition, it is troublesome to visually inspect whether the collar member is normally arranged at the bent portion of the hose.
本発明は、上記点に鑑み、液体流れ通路内でキャビテーションの発生を防止するために挿入される、作業性および組付性のよい絞り部材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a throttle member that is inserted in order to prevent the occurrence of cavitation in a liquid flow passage and has good workability and assembly.
上記目的を達成するため、本発明は、液体流れ通路内おいて差圧を形成する部位の下流側に配置される流体絞り部材(10、20、30)であって、円筒内壁(13、33)と円筒内壁の直径より大きい直径の円筒外壁(11、31)とを備えた円筒肉厚部(12、32)により構成され、液体流れ通路を構成するパイプ(4)の開口端部(4a、4b)よりパイプ(4)の内壁に円筒肉厚部(12、32)の円筒外壁(11、31)を嵌合するよう挿入配置されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a fluid throttle member (10, 20, 30) disposed on the downstream side of a portion that forms a differential pressure in a liquid flow passage, and includes a cylindrical inner wall (13, 33). ) And a cylindrical outer wall (11, 31) having a diameter larger than that of the inner wall of the cylinder, and an open end (4a) of the pipe (4) constituting the liquid flow passage. 4b), the cylindrical outer wall (11, 31) of the cylindrical thick part (12, 32) is inserted and arranged so as to fit into the inner wall of the pipe (4).
これにより、パイプ(4)の開口端部(4a、4b)よりパイプ(4)内に容易に流路絞り部材(10、20、30)を挿入することができる。なお、円筒肉厚部(12、32)の円筒軸方向の一方の端部に円筒外壁(11、31)よりも径方向外側に凸状に突起部(14、23、34)を形成し、この突起部をパイプ(4)の開口端部(4a、4b)と係合するよう配置することにより、流路絞り部材(10、20、30)を確実にパイプ(4)に係止させることができる。さらに、パイプの開口端部(4a、4b)に内径が広げられたバルジ部(15、43)を設けて、円筒肉厚部(12、32)の突起部(14、23、34)をバルジ部(15、43)と係合するように配置することができる。 Thereby, the flow path restricting member (10, 20, 30) can be easily inserted into the pipe (4) from the open end portions (4a, 4b) of the pipe (4). In addition, a protruding portion (14, 23, 34) is formed on one end of the cylindrical thick portion (12, 32) in the cylindrical axial direction so as to protrude radially outward from the cylindrical outer wall (11, 31), By disposing the protrusions so as to engage with the open ends (4a, 4b) of the pipe (4), the channel restricting members (10, 20, 30) can be securely locked to the pipe (4). Can do. Furthermore, the bulge part (15, 43) with the expanded inner diameter is provided at the opening end part (4a, 4b) of the pipe, and the protrusion part (14, 23, 34) of the cylindrical thick part (12, 32) is bulged. It can arrange | position so that it may engage with a part (15, 43).
差圧を形成する部位、すなわち、キャビテーションが発生する可能性のある部位の下流側であれば、流路絞り部材(10、20、30)をパイプ(4)の液流流入側である流入部開口(4a)でも、あるいは液流流出側である流出部開口(4b)でもいずれに配置しても良い。 If it is the downstream side of the part where the differential pressure is formed, that is, the part where cavitation may occur, the inflow part which is the liquid flow inflow side of the pipe (4) is connected to the flow restrictor (10, 20, 30). Either the opening (4a) or the outflow portion opening (4b) on the liquid flow outflow side may be disposed.
また、円筒肉厚部(12)の円筒軸の一方の端部は、円筒外壁(11)の直径より大きい直径を備え、かつ、周方向にスリット部(22)を介して隔てられた複数の拡開部(21)を形成することにより、この拡開部(21)がばね部材としてパイプ(4)の内壁を押し付けることにより、流路絞り部材(20)を確実にパイプ(4)に係止させることができる。 Further, one end of the cylindrical shaft of the cylindrical thick part (12) has a diameter larger than the diameter of the cylindrical outer wall (11), and a plurality of parts separated in the circumferential direction via the slit part (22). By forming the expanded portion (21), the expanded portion (21) presses the inner wall of the pipe (4) as a spring member, so that the flow path restricting member (20) is securely engaged with the pipe (4). Can be stopped.
あるいは、円筒肉厚部(32)の円筒軸の一方の端部は、パイプ(4)と接続される他のパイプ(40)の内壁に挿入される挿入部(35)が円筒軸に沿って形成され、円筒肉厚部(32)と挿入部(35)との間には円筒肉厚部(32)の円筒外壁(31)の直径より大きい直径の突起部(34)が設けられ、突起部(34)をパイプ(4)と他のパイプ(40)とのそれぞれの端部により挟むように流体流れ通路内に配置することができる。 Alternatively, one end portion of the cylindrical shaft of the cylindrical thick portion (32) has an insertion portion (35) inserted into the inner wall of another pipe (40) connected to the pipe (4) along the cylindrical axis. A projection (34) having a diameter larger than the diameter of the cylindrical outer wall (31) of the cylindrical thick part (32) is provided between the cylindrical thick part (32) and the insertion part (35). The part (34) can be arranged in the fluid flow passage so as to be sandwiched between the ends of the pipe (4) and the other pipe (40).
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態の流路絞り部材が用いられる温水回路を示す図である。この温水回路は、エンジン冷却水(温水)をエンジン8と加熱用熱交換器であるヒータコア1との間で循環させるものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a hot water circuit in which the flow path restricting member of this embodiment is used. This hot water circuit circulates engine cooling water (hot water) between the engine 8 and the heater core 1 which is a heat exchanger for heating.
エンジン8からの温水は、入口側ヒータホース5および入口側ヒータホース5と接続された入口側ヒータパイプ3によりヒータコア入口1aに導かれ、ヒータコア1内を通る。ヒータコア1内の温水は、ヒータコア出口1bより出口側ヒータパイプ4および出口側ヒータパイプ4に接続された出口側ヒータホース6を介して、吸引用のポンプ7により吸引されエンジン8へ戻される。
Hot water from the engine 8 is guided to the
ヒータコア1には、ヒータコア入口1aよりヒータコア1内に流入する温水流量を調節するウォータバルブ2が設けられている。本実施形態におけるウォータバルブ2は、弁としての流量コントローラ2aを備えている。流量コントローラ2aは、入口側の入口通路2bと出口側のメイン通路2cとバイパス通路2dとを備えている。入口通路2bは入口側ヒータパイプ3に接続され、メイン通路2cはヒータコア入口1aに接続されている。また、バイパス通路2dは、ヒータコア出口1bと出口側ヒータパイプ4とを接続する出口通路2eの途中に接続されている。
The heater core 1 is provided with a water valve 2 for adjusting the flow rate of hot water flowing into the heater core 1 from the
流量コントローラ2aは、図示しない制御ECUからの制御信号により、流量調節用の小孔(図示せず)の回転位置が、メイン通路1a側ないしバイパス通路2d側へ制御されることにより、ヒータコア1内に流れ込む流量を100%(Max Hot時)ないし0%(Max Cool時)の流量比で調整される。
The
ここで、Max Cool時の液流状態について説明する。Max Cool時には、メイン通路2cへの流量が0%、バイパス通路2dへの流量が100%となる。エンジン8の回転数が高い場合、ポンプ7の回転数も高くなり、したがってヒータパイプ3、4を流れる液流量も高くなる。このとき、流量コントローラ2aからバイパス通路2dに流れ込む液流は、流量コントローラ2a内の小孔で絞られて圧力が大きく低下するため、弁である流量コントローラ2aの上流側の入口通路2bと下流側のバイパス通路2dとの間の圧力差が大きくなって、バイパス通路2d内にキャビテーションが発生する。なお図1には、バイパス通路2d内でキャビテーションにより発生した気泡2fが模式的に描かれている。
Here, the liquid flow state during Max Cool will be described. At Max Cool, the flow rate to the
このような、キャビテーションの発生を防止するために、本第1実施形態では、図2に示すように流路絞り部材10を用いる。図2(a)は第1実施形態の流路絞り部材10の断面図、(b)は(a)のA矢視図、(c)は出口側ヒータパイプの流出部開口4bに流路絞り部材10が装着されている状態を示す断面図である。
In order to prevent the occurrence of such cavitation, in the first embodiment, a flow
流路絞り部材10は、エチレンプロピレンゴム(EPDM)により形成された円筒肉厚部12を備えている。円筒肉厚部12の円筒外壁11の直径は嵌合するヒータパイプ4の内径よりわずかに小さく設定される。円筒肉厚部12の円筒内壁13の直径は円筒外壁11の直径より小さく設定されている。この外壁直径と内壁直径との比の2乗が、ヒータパイプ4の管路面積と円筒肉厚部12の管路面積との比になる。この比は、予め、ウォータバルブ2に流れる最大流量に応じたキャビテーション防止に必要な絞り面積が適宜算出されて決定される。
The flow
円筒肉厚部12の円筒軸の一方の端部には、円筒外壁11より径方向外側に凸状に形成された突起部14が、周方向にわたって設けられている。この円筒肉厚部12の他方の端部が出口側ヒータパイプ4の流出部開口4bより、図2(c)の紙面左方向へ挿入される。このとき、円筒肉厚部12の円筒外壁11直径はヒータパイプ4の内径より小さいため、流路絞り部材10はヒータパイプ4内に容易に挿入され、緩い嵌合が可能である。
At one end portion of the cylindrical shaft of the cylindrical
一方、出口側ヒータパイプ4の流出部開口端部4bには内径が広げられたバルジ部15が設けられている。流路絞り部材10の突起部14がこのバルジ部と係合することにより、ヒータパイプ4内に嵌合した流路絞り部材10の位置固定が行われ、ヒータパイプ4内の液流(図中矢印で示される)によるパイプ内の移動が防止される。
On the other hand, a
さらに、この流路絞り部材10が挿入された出口側ヒータパイプ4は、出口側ヒータホース6内に圧入され、出口側ヒータホース6の外周がクリップなどの固定具(図示せず)により固定されるので、流路絞り部材10の出口側ヒータパイプ4内における位置決め固定はより確実になる。
Further, the outlet
このように、円筒肉厚部12を備えた流路絞り部材10を、大きな差圧が発生するウォータバルブ2の下流側の出口側ヒータパイプ4の流出部開口端部4bよりヒータパイプ4内に配置するので、ウォータバルブ2における圧力低下を抑制、すなわち弁前後の差圧を小さくすることができ、キャビテーションの発生を防止することができる。
In this manner, the flow
また、流路絞り部材10の出口側ヒータパイプ4内への挿入作業は容易であり、また、挿入後の確認作業も突起部14がバルジ部15に係合していることを簡単に目視検査することができる。
In addition, it is easy to insert the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態の流路絞り部材について図3を用いて説明する。図3(a)は第2実施形態の流路絞り部材20の断面図、(b)は(a)のA矢視図、(c)は出口側ヒータパイプの流出部開口4bに流路絞り部材20が装着されている状態を示す断面図である。
(Second Embodiment)
A flow path restricting member according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3A is a cross-sectional view of the flow
第2実施形態においても、上記第1実施形態と同様の出口側ヒータパイプ4の流出部開口端部4bに、流路絞り部材20を装着する点は同じである。以下、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
The second embodiment is also the same in that the flow
第2実施形態の流路絞り部材20は、ナイロン(NY)製材料により形成され、円筒肉厚部12と拡開部21とを備えている。円筒肉厚部12は上記第1実施形態と同様、円筒外壁11の直径が出口側ヒータパイプ4の内径よりわずかに小さく形成されているとともに、円筒内壁13の直径がキャビテーション防止に必要な円筒肉厚部12における絞りを形成できる程度に設定されている。
The flow
拡開部21は、円筒肉厚部12の円筒軸方向の端部において周方向に形成された突起部23より、円筒軸方向に形成された複数のスリット部22を介して周方向に複数設けられた板ばね部材である。拡開部21の外周径は、円筒軸方向において円筒肉厚部12の円筒外壁11の直径から徐々に大きくなるよう形成されている。これにより、拡開部21は突起部23の位置において径方向外側への弾性力を発生する。
A plurality of widened
第2実施形態の流路絞り部材20を出口側ヒータパイプ4内に装着する場合は、まず円筒肉厚部12の円筒外壁11を流出部開口端部4bよりヒータパイプ4内に緩く嵌合させ、さらに、拡開部21を径方向内側に撓ませながら、流路絞り部材20をヒータパイプ4内へ押し込む。その後、突起部23を流出部開口端部4bのバルジ部15と係合させることにより、拡開部23のバネ力により突起部23がバルジ部15に固定される。これにより、第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
When the flow
(第3実施形態)
次に、第3実施形態の流路絞り部材について図4を用いて説明する。図4(a)は第3実施形態の流路絞り部材30の断面図、(b)は(a)のA矢視図、(c)は出口側ヒータパイプ4の流出部開口4aに流路絞り部材30が装着されている状態を示す断面図である。なお図4(c)においても、流路管内における流れ方向は、矢印で示すように紙面左から右方向である。
(Third embodiment)
Next, the flow path restricting member of the third embodiment will be described with reference to FIG. 4A is a cross-sectional view of the flow
第3実施形態の流路絞り部材30は、ナイロン製材料により形成され、円筒肉厚部32と突起部34および挿入部35とを備えている。円筒肉厚部32は、上記第1および第2実施形態と同様、円筒外壁31の直径が出口側ヒータパイプ4の内径よりわずかに小さく形成されているとともに、円筒内壁33の直径がキャビテーション防止に必要な円筒肉厚部32における絞りを形成できる程度に設定されている。
The flow
さらに、第3実施形態の流路絞り部材30においては、突起部34に対して円筒肉厚部32の円筒軸方向の反対側には、挿入部35が形成されている。挿入部35は、円筒肉厚部32と同軸の管路36を形成し、外周部の直径は、出口側ヒータパイプ4の流入側開口端部4aと接続されるヒータコア出口側パイプ40の内径よりわずかに小さくなるよう形成されている。なお、挿入部35の管路36は、流路絞り部材30の端部に近づくにつれて内径が大きくなるように形成される。
Furthermore, in the flow
第3実施形態の流路絞り部材30は、ヒータコア1の出口通路2eにおいて、キャビテーションが発生する可能性のあるバイパス通路2dより下流側のヒータコア出口側パイプ40に装着される。ヒータコア出口側パイプ40は、一方の端(図示せず)がヒータコア1にその出口側管路としてろう付けされ、他方の端部には開口41より所定距離の位置にフランジ部42が設けられている。
The flow
ヒータコア出口側パイプ40の接続相手である、出口側ヒータパイプ4の流入部開口端部4aには、内径が2段階に広げられた2段バルジ部43と、その最端部にフランジ部44とが形成されている。
An inflow portion opening
第3実施形態の流路絞り部材30の管路中への装着は次のように行われる。まず、ヒータコア出口側パイプ40内に、流路絞り部材30の挿入部35を挿入する。この状態で、ヒータコア出口側パイプ40の開口41より露出している円筒肉厚部32の円筒外壁31と出口側ヒータパイプ4の流入部開口端部4aとを緩く嵌合させる。
The mounting of the flow
このように円筒外壁31をヒータパイプ4内に挿入するとき、流路絞り部材30のほぼ中央に設けられた突起部34は、ヒータコア出口側パイプ40の開口41と出口側ヒータパイプ4の流入部開口端部4aに設けられた2段バルジ部43とにより挟まれて、両パイプ4、40に対する位置が固定される。このとき、それぞれのフランジ部42、44は接触しており、軸方向に移動しないように図示しない固定具によりフランジ部42、44が固定される。
Thus, when the cylindrical
以上のように、第3実施形態の流路絞り部材30は、パイプとパイプとの接続部でも装着および目視検査が容易である。
As described above, the flow
(他の実施形態)
(1)上記第1および第2実施形態では、出口側ヒータパイプ4の流出部開口端部4bにバルジ部15を設けて、このバルジ部15と流路絞り部10、20に設けた突起部14を係合させて流路絞り部10、20の軸方向の移動を阻止する例を示したが、これに限らず、開口端部4bが円筒軸方向より直接、突起部14に当たって流路絞り部材10、20の移動を抑制してもよい。この場合、出口側ヒータパイプ4にバルジ部15を設けなくてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the first and second embodiments described above, the
(2)上記第1および第2実施形態では、流路絞り部材10、20は、出口側ヒータパイプ4の流出部開口端部4bに配置する例を示したが、流入側開口端部4aに配置しても、その上流側でのキャビテーションの発生を防止することができる。
(2) In the first and second embodiments, the
同様に、上記第3実施形態では、流路絞り部材30は、出口側ヒータパイプ4の流入部開口端部4aに配置する例を示したが、流出側開口端部4bに配置してもよい。
Similarly, in the third embodiment, the
1…ヒータコア、2…ウォータバルブ、2a…流量コントローラ、2c…メイン通路、
2d…バイパス通路、4…出口側ヒータパイプ、4a…流入部開口端部、
4b…流出部開口端部、6…出口側ヒータホース、7…ポンプ、
10、20、30…流路絞り部材、12、32…円筒肉厚部、11、31…円筒外壁、
14、23、34…突起部、15、43…バルジ部、21…拡開部、22…スリット、
35…挿入部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heater core, 2 ... Water valve, 2a ... Flow rate controller, 2c ... Main passage,
2d ... Bypass passage, 4 ... Outlet side heater pipe, 4a ... Inlet opening end,
4b ... Outlet opening end, 6 ... Outlet heater hose, 7 ... Pump,
10, 20, 30 ... channel restricting member, 12, 32 ... cylindrical thick part, 11,31 ... cylindrical outer wall,
14, 23, 34 ... projection, 15, 43 ... bulge part, 21 ... widening part, 22 ... slit,
35 ... Insertion part.
Claims (9)
円筒内壁(13、33)と前記円筒内壁の直径より大きい直径の円筒外壁(11、31)とを備えた円筒肉厚部(12、32)により構成され、前記液体流れ通路を構成するパイプ(4)の開口端部(4a、4b)より前記パイプ(4)の内壁に前記円筒肉厚部(12、32)の円筒外壁(11、31)を嵌合するよう挿入配置されることを特徴とする流路絞り部材。 A fluid throttle member (10, 20, 30) disposed downstream of a portion forming a differential pressure in the liquid flow passage,
A pipe (12, 32) comprising a cylindrical inner wall (13, 33) and a cylindrical thick wall (12, 32) having a cylindrical outer wall (11, 31) having a diameter larger than the diameter of the cylindrical inner wall, and constituting the liquid flow passage ( It is inserted and arranged so that the cylindrical outer wall (11, 31) of the cylindrical thick part (12, 32) is fitted to the inner wall of the pipe (4) from the opening end (4a, 4b) of 4). A flow path restricting member.
前記突起部(34)が前記パイプ(4)と前記他のパイプ(40)とのそれぞれの端部により挟まれるように前記流体流れ通路内に配置されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の流路絞り部材。 One end of the cylindrical shaft of the cylindrical thick portion (32) has an insertion portion (35) inserted into the inner wall of another pipe (40) connected to the pipe (4) on the cylindrical shaft. And a projection (34) having a diameter larger than the diameter of the cylindrical outer wall (31) of the cylindrical thick part (32) between the cylindrical thick part (32) and the insertion part (35). Is provided,
The said protrusion (34) is arrange | positioned in the said fluid flow path so that it may be pinched | interposed by each edge part of the said pipe (4) and the said other pipe (40), The 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. The channel restricting member according to any one of the above.
前記円筒肉厚部(12、32)は、前記バイパス通路(2d)の下流側の前記出口側ヒータパイプ(4)内に配置されることを特徴とする請求項8に記載の流路絞り部材。
The liquid flow passage connected to the heat exchanger (1) includes a main passage (2c) flowing into the cooling water inlet (1a) and the outlet side heater pipe (not flowing into the cooling water inlet (1a)). 4) provided with a water valve (2) for switching the flow path with the bypass passage (2d) directly connected to
The flow path restricting member according to claim 8, wherein the cylindrical thick part (12, 32) is disposed in the outlet side heater pipe (4) on the downstream side of the bypass passage (2d). .
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