JP2011102596A - Pipe joint structure, and heat exchanger - Google Patents
Pipe joint structure, and heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011102596A JP2011102596A JP2009256686A JP2009256686A JP2011102596A JP 2011102596 A JP2011102596 A JP 2011102596A JP 2009256686 A JP2009256686 A JP 2009256686A JP 2009256686 A JP2009256686 A JP 2009256686A JP 2011102596 A JP2011102596 A JP 2011102596A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- main pipe
- joint
- joint structure
- joint portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクル装置などに用いられる配管継手構造に関するものであり、特に二酸化炭素等の高圧冷媒を用いる、耐圧が必要とされる熱交換器に関する。 The present invention relates to a pipe joint structure used in a refrigeration cycle apparatus and the like, and more particularly, to a heat exchanger using a high-pressure refrigerant such as carbon dioxide and requiring high pressure resistance.
冷凍サイクル装置などの熱交換器に冷媒として二酸化炭素を用いる場合には、従来のフロン等に比べて著しく配管内部の冷媒圧力が高くなる。このため、配管継手部などの構造上問題となりうる部位は耐圧の観点から、特に高耐圧の設計が必要である。そこで、このような高い内圧に耐え得る配管継手構造として、例えば特許文献1では、継手部における主管の内圧負荷による変形量を抑制すべく、主管と直交状の枝管の中心線上でしかも主管の外周の少なくとも半円弧部に、それに沿って半円弧リング状に形成された補強リブを溶着する配管継手構造を提案している。
また、特許文献2では、ヘッダーパイプのチューブ挿入孔が設けられている部分で、ヘッダーパイプの応力が集中する箇所との距離を短くする方向へ外壁を変形させる配管継手構造を提案している。
When carbon dioxide is used as a refrigerant in a heat exchanger such as a refrigeration cycle apparatus, the refrigerant pressure inside the pipe is significantly higher than that of conventional chlorofluorocarbons. For this reason, the part which may become a problem on structure, such as a pipe joint part, needs a design of especially high pressure | voltage resistance from a viewpoint of pressure | voltage resistance. Therefore, as a pipe joint structure that can withstand such a high internal pressure, for example, in
Further,
特許文献1のような補強リブを溶着する配管継手構造は、耐圧性に優れた構成であるが、主管の変形量が非常に大きい場合、主管に溶着されている補強リブが破損、もしくは剥離してしまうことが懸念される。
このような事態を避けるには、補強リブの肉厚を十分に大きくすることも考えられるが、それによって主管の重量、さらには、熱交換器などの冷凍サイクル装置の重量が大きくなり、軽量化の要請に反するものとなる。また、主管の肉厚を大きくすれば、それだけ主管が大きいものとなり、省スペース化の要請にも反する。
The pipe joint structure in which the reinforcing ribs are welded as in
In order to avoid such a situation, it is conceivable to increase the thickness of the reinforcing rib sufficiently, but this increases the weight of the main pipe and further the weight of the refrigeration cycle device such as a heat exchanger, thereby reducing the weight. It will be against the request. In addition, if the thickness of the main pipe is increased, the main pipe becomes larger, which is contrary to the demand for space saving.
また、特許文献2に開示される配管継手構造では、ヘッダーパイプの外壁を変形させることにより、媒体通路の断面を半円弧状に形成するものであるが、長手方向の形状による剛性を高耐圧に耐えうるようにするには十分とはいえない。加えて、ヘッダーパイプと冷媒配管との接続構造もしくは接続具が特別なものとなり、コスト高となる。
Moreover, in the pipe joint structure disclosed in
本発明は、上記のような従来技術の課題に鑑み、冷媒圧力が高い二酸化炭素等が通過する配管継手部の耐圧強度を確保すること、さらには配管の軽量化や省スペース化を満足することを課題としている。 The present invention, in view of the problems of the prior art as described above, ensures the pressure-resistant strength of the pipe joint portion through which carbon dioxide or the like having a high refrigerant pressure passes, and further satisfies the weight reduction and space saving of the pipe. Is an issue.
本発明に係る配管継手構造は、第1の管に第2の管を分岐状に接続する配管継手構造であって、前記第1の管の継手部の外径寸法が、前記第1の管の継手部以外の部分の外径寸法よりも小さくなるように、形成されているものである。 The pipe joint structure according to the present invention is a pipe joint structure in which a second pipe is connected in a branched manner to a first pipe, and the outer diameter of the joint portion of the first pipe is the first pipe. It is formed so that it may become smaller than the outer diameter dimension of parts other than this joint part.
本発明によれば、冷凍サイクル装置などに用いられる、特に二酸化炭素等を冷媒とする、耐圧が必要とされる配管継手構造にあって、第1の管の継手部の外径寸法が、その継手部以外の部分の外径寸法よりも小さくなるように形成するものであるので、第1の管の長手方向の形状が剛性向上効果をもたらし、さらに第1の管の継手部の変形量を低減させることができるので、第2の管との接続口を押し広げる力(開口力)、つまり応力自体を小さくするため、耐圧強度を向上させることができる。 According to the present invention, there is a pipe joint structure that is used in a refrigeration cycle apparatus or the like, in particular, uses carbon dioxide or the like as a refrigerant and requires pressure resistance, and the outer diameter of the joint portion of the first pipe is Since it is formed so as to be smaller than the outer diameter of the portion other than the joint portion, the shape in the longitudinal direction of the first tube brings about an effect of improving rigidity, and further, the deformation amount of the joint portion of the first tube is reduced. Since the pressure can be reduced, the pressure (strength) that pushes the connection port with the second pipe (opening force), that is, the stress itself is reduced, so that the pressure strength can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る配管継手構造を示す斜視図で、図2は、図1に示す主管1を略側面から見た図である。また、図3は、図2に示す主管1の継手部をA−Aで切断した断面を拡大して示す拡大断面図で、図4は、主管1の継手部以外の部分をB−Bで切断した断面を拡大して示す拡大断面図である。なお、以下の説明では、前記第1の管を「主管」、前記第2の管を「枝管」として説明する。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものを示す。
FIG. 1 is a perspective view showing a pipe joint structure according to
内部を二酸化炭素などの高圧冷媒等が流通する冷媒通路4を有する主管1には、外周面に挿入孔3(接続口)の穴が設けてあり、この挿入孔3に分岐管である枝管2を差し込む構造となっている。そして、主管1と挿入孔3に差し込まれた枝管2とは、ロウ付けあるいは溶接などで接合がなされている。なお、図1には、図2に示す主管1の挿入孔3に枝管2が差し込まれている配管継手の構造を示し、主管1および枝管2の各配管は熱伝導性の良い材質、例えば、アルミ合金、銅、またはステンレスなどで構成される。
A
挿入孔3の形状は、図示のように扁平な形状もしくは長穴の形状に限らず、円形などでもよい。枝管2の接続端部の外形に合わせた形状とする。また、主管1に対する枝管2の挿入方向(接続方向)も直交方向に限られるものではなく、枝管2を主管1の管軸に対し直角以外の任意の角度で接続することができる。
The shape of the
本実施の形態では、図3に示す継手部5における主管1の外径寸法d1が、図4に示す継手部5以外の部分における主管1の外径寸法d2よりも小さくなるように(d1<d2)、主管1の継手部5の外側断面が円形となるように加工されている。すなわち、継手部5には、環状凹部6が設けられ、その一部が挿入孔3によって切除(開口)された欠円状(Cの字状)となっている。主管1の外周部に環状凹部6を設けることによって、主管1の継手部5は、断面の外径が継手部以外の部分の断面径よりも縮径された円形となっている。なお、環状凹部6は複数設けることもできるが、1つでも十分に剛性向上効果を発揮する。また、挿入孔3の中心部の変形量を抑制するために、環状凹部6は挿入孔3の中心部に略一致するように設けることが好ましい。
また、主管1の継手部5が曲面で形成されているため、加工部とそれ以外の部分で、応力集中部などの構造上の問題となる箇所を形成せず、耐圧強度を確保できる構造となっている。
In the present embodiment, the outer diameter dimension d 1 of the
In addition, since the
上記構成において、主管1の冷媒通路4を通る高圧冷媒により、主管1の内面には、冷媒圧力が均等に作用する。この際、枝管挿入孔3を押し広げようとする力(開口力という)が作用することになるが、主管1の継手部5の外径を図1のように小さく加工することで、主管1の継手部5において、主管1の長手方向の形状が剛性向上効果をもたらし、環状凹部が形成されていない従来の配管継手構造と比べて、主管1の継手部5の変形量を低減させることができるので、挿入孔3を押し広げる力(開口力)、つまり応力自体を低減させることができる。このため、主管1の継手部の外径が変形しない従来の主管に比べて、主管の強度が相対的に高められており、従来よりも耐久性に優れた継手部の構造が可能となる。
In the above configuration, the refrigerant pressure acts evenly on the inner surface of the
さらに、主管1の継手部の外径を小さくすることができるので、省スペース化を図ることができると共に、余計な補強部材を取り付けることもないので、主管1の重量が増加する不都合もなくなる。さらに、主管1の継手部のみの外径を小さくするため、設計において後加工が可能となり、設計自由度向上にもつながり、加工性向上も期待できる。
また、主管1の端部は円形断面となっているため、冷媒配管との接続も従来の接続具を用いて安価に、しかも容易かつ確実に行うことができる。
Furthermore, since the outer diameter of the joint portion of the
Further, since the end portion of the
実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2を示すものであり、図2に示す主管1の継手部5のA−A拡大断面図である。この例では、主管1の継手部5の外側断面が縮小された四角形となっている。この場合、外径を小さくする方向へ外壁を加工する際、平板ポンチなどでプレスすることによって四角形に形成することができるため、上記の形状を加工するのが簡単であり、加工性が良い。なお、ここでの外径寸法は四角形の辺の長さを示す。
このような主管1の継手部5の構成であっても、主管1の長手方向の形状が剛性向上効果を発揮できるので、実施の形態1とほぼ同様な効果が得られる。
FIG. 5 shows the second embodiment of the present invention and is an AA enlarged sectional view of the
Even with such a configuration of the
実施の形態3.
図6は、本発明の実施の形態3を示すものであり、図2に示す主管1の継手部5のA−A拡大断面図である。この例では、主管1の継手部5の枝管挿入方向の内径寸法d3を、これと直交する方向の内径寸法d4よりも小さく加工することによって(d3<d4)、挿入孔3の枝管挿入方向と垂直方向の応力をより低減させることができ、さらなる耐圧強度を確保できる継手部の補強構造となっている。
FIG. 6 shows the third embodiment of the present invention and is an AA enlarged cross-sectional view of the
ここで、上記の枝管挿入方向というのは、枝管2が主管1に直交する場合を指し、90度以外の角度で接続される場合は、挿入孔3の中心部を通り主管1の管軸に垂直な方向の内径寸法d3がこれと直交する方向(すなわち、主管1の管軸方向)の内径寸法d4よりも小さくなるように加工する趣旨である。
Here, the above-mentioned branch pipe insertion direction refers to a case where the
なお、主管1の継手部5における断面形状の外径寸法d1は、実施の形態1と同様に、主管1の継手部以外の部分の外径寸法d2よりも小さくなるように形成されている。したがって、本例では、主管1の継手部5における断面形状は、短径の内径がd3、長径の内径がd4、外径がd1となる楕円形に形成されている。
The outer diameter dimension d 1 of the cross-sectional shape of the
実施の形態4.
図7は、本発明の実施の形態4を示す主管1の概略側面図である。ここでは、主管1の継手部5において、主管1の外周部に、冷媒の流れ方向に沿って傾斜状に縮径した環状凹部6を設ける。そして、挿入孔3の中心部における主管1の内径寸法減少率が、冷媒が流れる上流部に比べて下流部を大きくなるように加工することによって、圧損を低減させることができる。
なお、主管1の内径寸法減少率=[1−(加工後の内径寸法)/(加工前の内径寸法)]×100(%)で求められる。
FIG. 7 is a schematic side view of the
In addition, it is calculated | required by the internal-diameter dimension reduction | decrease rate of the
実施の形態5.
図8〜図10は、本発明の実施の形態5に係る熱交換器8の構成を示す図であり、図8は熱交換器8の斜視図、図9および図10は熱交換器8の断面図である。本実施の形態では、前記第1の管を「第1主管11と第2主管21」、前記第2の管を「第1枝管12と第2枝管22」として説明する。
図9に示すように、熱交換器8は、第1冷媒が流れる第1冷媒流路を有する扁平状の第1枝管12と、第2冷媒が流れる略長方形の第2冷媒流路を有する扁平状の第2枝管22と、第1枝管12の両端に接続された管状の第1主管11と、第2枝管の両端に接続された管状の第2主管21とを有する。なお、第1枝管12および第2枝管22は、熱交換器8の構成を示す断面図である図10に示すように、例えば6列の枝管で構成されている。
熱交換器8を構成する各管は、熱伝導性の良い材質、例えば、アルミ合金、銅およびステンレスなどで構成され、押し出し成形または引抜き成形することによって製造される。また、図10に示すように、第1主管11および第2主管21の円周側面には、それぞれ第1枝管11または第2枝管21の端部を差し込む挿入孔3が設けられており、第1枝管12と第1主管11、および第2枝管22と第2主管21とをそれぞれ接続する接合部10、20には、アルミ−シリコン系などのろう材を用いてロウ付けされる。
8-10 is a figure which shows the structure of the heat exchanger 8 which concerns on
As shown in FIG. 9, the heat exchanger 8 has a flat
Each tube constituting the heat exchanger 8 is made of a material having good thermal conductivity, for example, aluminum alloy, copper and stainless steel, and is manufactured by extrusion molding or pultrusion molding. As shown in FIG. 10, the insertion holes 3 into which the end portions of the first branch pipe 11 or the
第1主管11および第2主管21には、熱交換器8を搭載するヒートポンプ機器などの冷熱システムの冷媒回路に接続され、第1枝管12を流れる第1冷媒と、第2枝管22を流れる第2冷媒との間で熱交換する構成となっている。
ここで、第1主管11および第2主管21の継手部の外径寸法が、第1主管11および第2主管21の継手部以外の部分の外径寸法よりも小さくなるように、環状凹部6を形成することにより加工されているので、第1主管11および第2主管21の長手方向の形状が剛性向上効果をもたらし、環状凹部が形成されていない従来の配管継手構造と比べて、継手部の変形量を低減させることができるので、挿入孔3を押し広げる力(図9に矢印で示す開口力F)、つまり応力自体を小さくし、配管継手部、さらには、熱交換器8の耐圧強度を従来に比べて相対的に高めるようにして耐圧強度向上を図ることができる。
The first main pipe 11 and the second
Here, the
また、第1主管11および第2主管21の継手部の外径を小さくすることができるので、省スペース化を図ることができると共に、余計な補強部材を取り付けることもないので、第1主管11および第2主管21、さらには、熱交換器8の重量が増加する不都合もなくなる。さらに、第1主管11および第2主管21の継手部のみの外径を小さくするため、設計において後加工が可能となり、熱交換器8においての設計自由度向上にもつながり、加工性向上も期待できる。
Moreover, since the outer diameter of the joint part of the 1st main pipe 11 and the 2nd
なお、第1冷媒および第2冷媒には二酸化炭素等の高圧冷媒が用いられるが、例えば、第1冷媒に高圧冷媒、第2冷媒に第1冷媒に比べて圧力の低い低圧冷媒が用いられる場合には、第1主管11にのみ環状凹部6を設け、第2主管21には環状凹部を設けなくても良い。
Note that high-pressure refrigerant such as carbon dioxide is used for the first refrigerant and the second refrigerant. For example, a high-pressure refrigerant is used for the first refrigerant, and a low-pressure refrigerant having a lower pressure than the first refrigerant is used for the second refrigerant. In this case, the
1 主管(第1の管)、2 枝管(第2の管)、3 挿入孔(接続口)、4 冷媒通路、5 継手部、6 環状凹部、8 熱交換器、10 第1主管と第1枝管の接合部、11 第1主管、12 第1枝管、20 第2主管と第2枝管の接合部、21 第2主管、22 第2枝管。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1の管の継手部の外径寸法が、前記第1の管の継手部以外の部分の外径寸法よりも小さくなるように、形成されていることを特徴とする配管継手構造。 A pipe joint structure for connecting the second pipe to the first pipe in a branched shape,
A pipe joint structure, wherein an outer diameter dimension of a joint portion of the first pipe is formed to be smaller than an outer diameter dimension of a portion other than the joint portion of the first pipe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009256686A JP5430360B2 (en) | 2009-11-10 | 2009-11-10 | Piping joint structure and heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009256686A JP5430360B2 (en) | 2009-11-10 | 2009-11-10 | Piping joint structure and heat exchanger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011102596A true JP2011102596A (en) | 2011-05-26 |
JP5430360B2 JP5430360B2 (en) | 2014-02-26 |
Family
ID=44193009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009256686A Expired - Fee Related JP5430360B2 (en) | 2009-11-10 | 2009-11-10 | Piping joint structure and heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5430360B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0331068U (en) * | 1989-08-02 | 1991-03-26 | ||
JPH0634282A (en) * | 1992-06-30 | 1994-02-08 | Bernard J Wallis | Heat exchanger and manufacture thereof and header tube for heat exchanger and manufacture thereof |
JPH08136182A (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-31 | Toshiba Corp | Heat exchanger |
JP2007327664A (en) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Japan Climate Systems Corp | Heat exchanger |
-
2009
- 2009-11-10 JP JP2009256686A patent/JP5430360B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0331068U (en) * | 1989-08-02 | 1991-03-26 | ||
JPH0634282A (en) * | 1992-06-30 | 1994-02-08 | Bernard J Wallis | Heat exchanger and manufacture thereof and header tube for heat exchanger and manufacture thereof |
JPH08136182A (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-31 | Toshiba Corp | Heat exchanger |
JP2007327664A (en) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Japan Climate Systems Corp | Heat exchanger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5430360B2 (en) | 2014-02-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010185614A (en) | Flat pipe joint | |
JP2009138909A (en) | Pipe joint device | |
US10317147B2 (en) | Tank and heat exchanger | |
WO2011162170A1 (en) | Double tube for heat exchanger | |
JP5709733B2 (en) | Double pipe | |
JP2009041798A (en) | Heat exchanger | |
JP5430360B2 (en) | Piping joint structure and heat exchanger | |
WO2022156545A1 (en) | Gas collecting pipe assembly | |
CN216845766U (en) | Heat exchanger and air conditioning system with same | |
JP2011099620A (en) | Heat exchanger | |
KR101422074B1 (en) | Structure for fixing heat exchanger in outlet pipe | |
WO2013118762A1 (en) | Fin tube-type heat exchanger | |
WO2012017777A1 (en) | Double pipe for heat exchanger | |
JPWO2019130386A1 (en) | Heat exchanger manufacturing method and heat exchanger | |
JP2010203726A (en) | Heat exchanger and air conditioner | |
JP2007177848A (en) | Piping | |
JP5249818B2 (en) | Four-way selector valve | |
JP2011075154A (en) | Heat exchange unit | |
KR20160117376A (en) | Manufacturing method for heat exchanger with i-o pipe connecting member for heat exchanger | |
JP2003156291A (en) | Heat exchanger | |
JP2012163223A (en) | Pipe joint structure for heat exchanger | |
JP2009250600A (en) | Copper flat heat-transfer pipe | |
JP2014206246A (en) | Pipe joint structure and heat exchanger including the pipe joint structure | |
JP2010243078A (en) | Heat exchanger and its manufacturing method | |
JP2007187381A (en) | Heat exchanger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120802 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130917 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131018 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131203 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |