JP2021071267A - プレート型冷媒配管、及び、冷凍装置 - Google Patents

プレート型冷媒配管、及び、冷凍装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021071267A
JP2021071267A JP2019199539A JP2019199539A JP2021071267A JP 2021071267 A JP2021071267 A JP 2021071267A JP 2019199539 A JP2019199539 A JP 2019199539A JP 2019199539 A JP2019199539 A JP 2019199539A JP 2021071267 A JP2021071267 A JP 2021071267A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
refrigerant
refrigerant pipe
pipe
flow path
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
Application number
JP2019199539A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7460881B2 (ja
Inventor
旭 大野
Akira Ono
旭 大野
史朗 小池
Shiro Koike
史朗 小池
正憲 神藤
Masanori Shindo
正憲 神藤
あゆみ 小牧
Ayumi Komaki
あゆみ 小牧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP2019199539A priority Critical patent/JP7460881B2/ja
Priority to EP20882348.4A priority patent/EP4053475B1/en
Priority to CN202080076472.9A priority patent/CN114630997A/zh
Priority to PCT/JP2020/034720 priority patent/WO2021084947A1/ja
Publication of JP2021071267A publication Critical patent/JP2021071267A/ja
Priority to US17/726,871 priority patent/US20220243852A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7460881B2 publication Critical patent/JP7460881B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L41/00Branching pipes; Joining pipes to walls
    • F16L41/02Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40Fluid line arrangements
    • F25B41/42Arrangements for diverging or converging flows, e.g. branch lines or junctions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/22Pipes composed of a plurality of segments
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L41/00Branching pipes; Joining pipes to walls
    • F16L41/001Branching pipes; Joining pipes to walls the wall being a pipe plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L41/00Branching pipes; Joining pipes to walls
    • F16L41/02Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted
    • F16L41/03Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted comprising junction pieces for four or more pipe members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40Fluid line arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/13Economisers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/01Geometry problems, e.g. for reducing size

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)

Abstract

【課題】プレート型冷媒配管に接続される少なくとも3本の他の冷媒配管を連通するための冷媒流路を短くし、2枚のプレートの接合面にかかる負荷を低減する。【解決手段】プレート型冷媒配管20は、第1プレート21と、第1プレート21に接合されかつ第1プレート21とともに冷媒流路Fを形成する第2プレート22とを備え、第1プレート21が、第1冷媒配管100Aが接続され冷媒流路Fと第1冷媒配管100Aとを連通させる第1接続部25Aを有し、第2プレート22が、第2冷媒配管100Bが接続され冷媒流路Fと第2冷媒配管100Bとを連通させる第2接続部25Bを有し、第1プレート21及び/又は第2プレート22が、第3冷媒配管100Cが接続され冷媒流路Fと第3冷媒配管100Cとを連通させる第3接続部25Cを有し、第1接続部25Aと第2接続部25Bとが、第1プレート21と第2プレート22との接合面Mに垂直な第1方向に重なる。【選択図】図8

Description

本開示は、プレート型冷媒配管、及び、冷凍装置に関する。
蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる冷媒回路を有する冷凍装置では、冷媒が流れる冷媒配管を1つのユニットにまとめ、冷媒回路の小型化を図ることが知られている。例えば、特許文献1には、2枚のプレートを接合し、両プレートの間に複数の冷媒流路を形成することによってユニット化したプレート型冷媒配管が開示されている。
特許文献1記載のプレート型冷媒配管には、3本以上の複数の他の冷媒配管が接続され、これらの他の冷媒配管がプレート型冷媒配管の冷媒流路で連通されている。具体的に、複数の他の冷媒配管は、それぞれが別々の冷媒流路に接続されており、これらの冷媒流路同士を互いに交差させることによって複数の他の冷媒配管が互いに連通されている。
特開平7−198229号公報
特許文献1記載のプレート型冷媒配管のように、複数の他の冷媒配管を連通させるためにプレート型冷媒配管に互いに交差する複数の冷媒流路を形成すると、冷媒流路全体の長さが長くなる。冷媒流路の長さが長くなるほどプレート型冷媒配管の冷媒から受ける荷重が大きくなるため、2枚のプレートの接合面にかかる負荷が大きくなり、プレート型冷媒配管の耐久性が低下する可能性がある。
本開示は、プレート型冷媒配管に接続される少なくとも3本の他の冷媒配管を連通するための冷媒流路を短くし、2枚のプレートの接合面にかかる負荷を低減することを目的とする。
(1) 本開示のプレート型冷媒配管は、
第1プレートと、
前記第1プレートに接合されかつ前記第1プレートとともに冷媒流路を形成する第2プレートと、を備え、
前記第1プレートが、第1冷媒配管が接続され前記冷媒流路と前記第1冷媒配管とを連通させる第1接続部を有し、
前記第2プレートが、第2冷媒配管が接続され前記冷媒流路と前記第2冷媒配管とを連通させる第2接続部を有し、
前記第1プレート及び/又は前記第2プレートが、第3冷媒配管が接続され前記冷媒流路と前記第3冷媒配管とを連通させる第3接続部を有し、
前記第1接続部と前記第2接続部とが、前記第1プレートと前記第2プレートとの接合面に垂直な第1方向に重なっている。
以上のような構成によって、第1〜第3冷媒配管をこれらの間に配置された1本の冷媒流路で連通させることができ、当該冷媒流路を短くし、2枚のプレートの接合面にかかる負荷を低減することができる。
(2) 好ましくは、前記第1接続部及び前記第2接続部が、前記冷媒流路の一端部に設けられ、
前記第3接続部が、前記冷媒流路の他端部に設けられている。
(3) 好ましくは、前記第1接続部が、前記第1冷媒配管が接続される第1開口を有し、
前記第2接続部が、前記第2冷媒配管が接続される第2開口を有し、
前記第1開口と前記第2開口とが前記第1方向に重なっている。
このような構成によって、第1冷媒配管と第2冷媒配管との間の冷媒の流れを円滑にすることができる。
(4) 好ましくは、前記第1開口と前記第2開口との径が異なる。
このような構成によって、異なる径の第1冷媒配管と第2冷媒配管とを冷媒流路で連通させることができる。
(5) 好ましくは、前記第1接続部が、前記第1方向に沿って配置される第1円筒部を有し、
前記第2接続部が、前記第1方向に沿って配置される第2円筒部を有し、
前記第1円筒部の内周壁が前記第1開口を定義し、
前記第2円筒部の内周壁が前記第2開口を定義している。
このような構成によって、第1冷媒配管と第1接続部との接合長さ、及び、第2冷媒配管と第2接続部との接合長さを長くし、両者を強固に接続することができる。
(6) 好ましくは、前記第1方向から見た前記第1接続部の外周縁の形状と、前記第1方向から見た前記第2接続部の外周縁の形状とが、同一である。
このような構成によって、第1接続部及び第2接続部に冷媒の圧力がかかった場合に、第1、第2プレートを引き剥がす方向の力がプレート型冷媒配管に作用するのを抑制することができる。
(7) 好ましくは、前記第1プレート及び前記第2プレートが、前記第1接続部及び前記第2接続部と前記第3接続部との間に配置され前記冷媒流路を形成する配管本体を備え、
前記配管本体が前記第1方向から見て直線状に延びている。
このような構成によって、第1冷媒配管及び第2冷媒配管と、第3冷媒配管との間で、冷媒流路を最短に形成することができる。
(8) 好ましくは、前記第1プレート及び前記第2プレートが、前記第1接続部及び前記第2接続部と前記第3接続部との間に配置され前記冷媒流路を形成する配管本体を備え、
前記配管本体内の冷媒流路の横断面積が、前記第1冷媒配管、前記第2冷媒配管、及び前記第3冷媒配管の冷媒流路の横断面積のうち最大の横断面積と同一か又はそれよりも大きい。
(9) 好ましくは、前記第1プレート及び前記第2プレートが、前記第1接続部及び前記第2接続部と前記第3接続部との間に配置され前記冷媒流路を形成する配管本体を備え、
前記配管本体内の冷媒流路の横断面積が、前記第1冷媒配管、前記第2冷媒配管、及び前記第3冷媒配管の冷媒流路の横断面積のうち最小の横断面積よりも大きい。
(10) 好ましくは、前記第1プレート及び前記第2プレートが、前記第1接続部及び前記第2接続部と前記第3接続部との間に配置され前記冷媒流路を形成する配管本体を備え、
前記第1接続部が前記接合面よりも第1プレート側へ膨出する第1膨出部を有し、前記第2接続部が前記接合面よりも第2プレート側へ膨出する第2膨出部を有し、前記第3接続部が前記接合面よりも当該第3接続部が形成された第1プレート側及び/又は第2プレート側へ膨出する第3膨出部を有し、
前記配管本体との接続部分において、前記第1膨出部、第2膨出部、及び前記第3膨出部の少なくとも一つの前記接合面からの前記第1方向の高さが、前記配管本体の長手方向の中間部における前記接合面からの前記第1方向の高さと異なっており、
前記配管本体の長手方向の端部には、前記高さが異なる膨出部に向けて前記第1方向に傾斜する傾斜部が設けられている。
このような構成によって、配管本体と、第1〜第3接続部との接続部分における第1方向の断面変化を緩やかにし、冷媒の圧力損失を低減することができる。
(11) 好ましくは、前記第1プレート及び前記第2プレートが、前記第1接続部及び前記第2接続部と前記第3接続部との間に配置され前記冷媒流路を形成する配管本体を備え、
前記配管本体が、前記第1プレート及び/又は前記第2プレートに形成され前記冷媒流路の横断面における形状が円弧である凹溝を有し、
前記凹溝の前記円弧の中心が、前記接合面よりも当該凹溝側に位置している。
この構成によれば、配管本体を流れる冷媒の圧力が凹溝の内面にかかった場合に、第1プレートと第2プレートとを引き剥がす方向の力がプレート型冷媒配管に作用するのを抑制することができる。
(12) 本開示の冷凍装置は、上記(1)〜(11)のいずれか1つに記載されたプレート型冷媒配管を備えている。
本開示の実施形態における冷凍装置の概略的な構成図である。 実施形態に係るプレート型冷媒配管の正面図である。 実施形態に係るプレート型冷媒配管の背面図である。 実施形態に係るプレート型冷媒配管の側面図である。 図2におけるA−A線断面図である。 図2におけるB−B線断面図である。 図2におけるC−C線断面図である。 図2におけるD−D線断面図である。 図2におけるE−E線断面図である。 プレート型冷媒配管の接続部と継手管との接合前の状態を示す断面図である。 配管本体の比較例を示す断面図である。 接続部及び閉鎖部の比較例を示す断面図である。 配管本体の変形例を示す断面図である。 接続部の変形例を示す断面図である。
以下、添付図面を参照しつつ、本開示の実施形態を詳細に説明する。
[冷凍装置の全体構成]
図1は、本開示の実施形態における冷凍装置の概略的な構成図である。
冷凍装置1は、例えば室内の温度や湿度を調整する空気調和機であり、室外に設置される室外機2と、室内に設置される室内機3とを備えている。室外機2と室内機3とは、冷媒配管10によって互いに接続されている。
冷凍装置1は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路4を備えている。冷媒回路4は、複数の要素部品と、複数の要素部品を接続する冷媒配管10とを備えている。冷媒回路4は、室内熱交換器11、圧縮機12、過冷却器13、室外熱交換器14、膨張機構15、アキュムレータ16、四路切換弁17、閉鎖弁18L,18G等を備えており、これらが冷媒配管10によって接続されている。
室内熱交換器11は、室内機3に設けられ、冷媒と室内空気との間で熱交換を行う。室内熱交換器11としては、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器又はマイクロチャネル式熱交換器等を採用することができる。室内熱交換器11の近傍には、室内空気を室内熱交換器11へ送風し、調和空気を室内に送るための室内ファン(図示省略)が設けられている。
圧縮機12、過冷却器13、室外熱交換器14、膨張機構15、アキュムレータ16、四路切換弁17、及び閉鎖弁18L,18Gは、室外機2に設けられている。圧縮機12は、吸入管から吸入した冷媒を圧縮して吐出管から吐出する。圧縮機12としては、例えば、スクロール圧縮機等の種々の圧縮機を採用することができる。
室外熱交換器14は、冷媒と室外空気との間で熱交換を行う。室外熱交換器14は、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器又はマイクロチャネル式熱交換器等を採用することができる。室外熱交換器14の近傍には、室外空気を室外熱交換器14へ送風するための室外ファンが設けられている。
膨張機構15は、冷媒回路4の冷媒配管10において室外熱交換器14と室内熱交換器11との間に配設され、流入した冷媒を膨張させて、所定の圧力に減圧させる。膨張機構15として、例えば開度可変の電子膨張弁、又はキャピラリーチューブを採用することができる。
アキュムレータ16は、冷媒回路4において圧縮機12の吸入ポートと四路切換弁17との間に配設され、流入した冷媒を気液分離する。アキュムレータ16で分離されたガス冷媒は、圧縮機12に吸入される。
四路切換弁17は、図1において実線で示す第1の状態と、破線で示す第2の状態とに切換可能である。空気調和機1が冷房運転を行うときには、四路切換弁17は第1の状態に切り換えられ、暖房運転を行うときには、四路切換弁17は第2の状態に切り換えられる。
過冷却器13は、室外熱交換器14で凝縮された冷媒を過冷却する。過冷却器13は、第1流路13aと第2流路13bとを有する。第1流路13aの一端には、室外熱交換器14からの冷媒配管10aが接続される。第1流路13aの他端には、膨張機構15へ繋がる冷媒配管10bが接続される。第2流路13bの一端には、冷媒配管10aから分岐する冷媒配管10cが接続される。この冷媒配管10cには、膨張弁19が設けられている。第2流路13bの他端には、アキュムレータ16に繋がる冷媒配管10dが接続されている。この冷媒配管10dからさらに冷媒配管10eが分岐し、この冷媒配管10eは、圧縮機12の中間インジェクションポートに接続される。過冷却器13は、室外熱交換器14から第1流路13aへ流れる高圧の液冷媒と、膨張弁19で減圧され第2流路13bを流れる低圧の気液二相冷媒との間で熱交換を行う。
空気調和機1が冷房運転を行う場合、室外熱交換器14が冷媒の放熱器(凝縮器)として機能し、室内熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する。圧縮機12から吐出された冷媒は室外熱交換器14で凝縮し、過冷却器13でさらに冷却される。その後、冷媒は、膨張機構15で減圧されたのち室内熱交換器11で蒸発し、アキュムレータ16を経て圧縮機12に吸入される。冷媒配管10cから過冷却器13の第2流路13bを通過した冷媒は、冷媒配管10dからアキュムレータ16に流入し圧縮機12に吸入される経路と、冷媒配管10eから圧縮機12の中間インジェクションポートに吸入される経路とに分岐する。
空気調和機1が暖房運転を行う場合、室外熱交換器14が冷媒の蒸発器として機能し、室内熱交換器11が冷媒の放熱器(凝縮器)として機能する。圧縮機12から吐出された冷媒は室内熱交換器11で凝縮し、その後、膨張機構15で減圧されたのち室外熱交換器14で蒸発し、圧縮機12に吸入される。
[冷媒配管の構成]
図2は、実施形態に係るプレート型冷媒配管を示す正面図である。図3は、実施形態に係るプレート型冷媒配管の背面図である。図4は、実施形態に係るプレート型冷媒配管の側面図である。
本実施形態の冷媒配管10は、その一部が図2〜図4に示すようなプレート型冷媒配管20により構成されている。例えば、図1における冷媒回路4のA部、B部、及びC部のように、冷媒が合流又は分岐する部分にプレート型冷媒配管20が用いられている。プレート型冷媒配管20は、2枚の第1プレート21及び第2プレート22を貼り合わせることによって、冷媒が流れる複数の配管部20A〜20Dをユニット化したものである。
一般に、空気調和機に用いられる冷媒配管は、銅製のものが多いが、銅製の冷媒配管は高価であり、価格の変動も大きい。本実施形態のプレート型冷媒配管20に用いられる第1プレート21及び第2プレート22は、ステンレス製の板材である。そのため、銅製の冷媒配管に比べて安価に製造することができる。第1プレート21及び第2プレート22は、例えば、SUS304、SUS304L、SUS436L、SUS430等により形成されている。ステンレスとは、炭素を1.2%以下、クロムを10.5%以上含む鋼である。
本実施形態のプレート型冷媒配管20は、複数の配管部20A〜20Dを有している。各配管部20A〜20Dは、冷媒の流れ方向に長く形成されている。各配管部20A〜20Dは、それぞれ配管本体24、接続部25、閉鎖部26を有する。配管本体24、接続部25、及び閉鎖部26の内部には、冷媒流路Fが形成されている。配管本体24、接続部25、及び閉鎖部26は、第1プレート21及び第2プレート22の一部をプレス加工で凹ませることによって形成されている。以下の説明において、配管部20A〜20D及び冷媒流路Fの長手方向に直交する方向の断面を「横断面」という。
配管本体24は、筒形状に形成されている。配管本体24は、冷媒の流れ方向に長く形成され、冷媒流路Fの主要部を構成する。接続部25は、配管本体24の端部に設けられる。接続部25は、配管部20A〜20Dに他の冷媒配管を接続するための部分である。閉鎖部26も、配管本体24の端部に設けられる。閉鎖部26は、配管本体24の端部において所定の方向(後述する第1方向)への冷媒の流れを止める。
プレート型冷媒配管20は、配管本体24、接続部25、及び閉鎖部26以外に接合部27を有している。接合部27は、第1プレート21と第2プレート22とが直接的に接合される部分であり、平坦な板形状に形成される。
図2〜図4に示すように、第1プレート21は、平坦な形状に形成された第1平板部31を有する。第2プレート22は、平坦な形状に形成された第2平板部32を有する。第1平板部31の外周縁形状と第2平板部32の外周縁形状とは同一である。第1平板部31と第2平板部32とは、重ね合わされた状態でろう付けによって互いに接合されている。
図2に示すように、第1平板部31には、複数の第1位置合わせ部21aが形成されている。図3に示すように、第2平板部32には、複数の第2位置合わせ部22aが形成されている。第1位置合わせ部21aと、第2位置合わせ部22aとは、同一の径を有する孔である。第1位置合わせ部21aと第2位置合わせ部22aとは、第1平板部と第2平板部32とを重ね合わせたときに互いに位置が一致し、連通する。
したがって、第1平板部31と第2平板部32をろう付けによって接合するとき、第1位置合わせ部21aと第2位置合わせ部22aとに棒等の治具を挿入することによって、第1平板部31と第2平板部32とを互いに位置合わせすることができる。なお、第1位置決め部21aと第2位置決め部22aとは、孔に限定されるものではなく、一方に形成された凸部と、他方に形成され前記凸部が嵌合する凹部又は孔とによって構成されていてもよい。
図4に示すように、第1平板部31と第2平板部32とを接合することによって、前述した接合部27が構成されている。以下の説明において、第1平板部31と第2平板部32とが接触し接合されている面を「接合面M」ともいう。この接合面Mに垂直な方向を「第1方向」ともいう。接合面Mに沿い配管部20A〜20Dの長手方向に直交する方向を「第2方向」ともいう。
本実施形態のプレート型冷媒配管20には、次の3つのパターンの配管部20A〜20Dが設けられている。
(1)プレート型冷媒配管20の第1プレート21側及び第2プレート22側の一方において、配管本体24の両端に接続部25が設けられ、第1プレート21側及び第2プレート22側の他方において、配管本体24の一端に接続部25が、他端に閉鎖部26が設けられた第1パターンの配管部20A,20B。
(2)プレート型冷媒配管20の第1プレート21側において、配管本体24の一端に閉鎖部26が、他端に接続部25が設けられ、プレート型冷媒配管20の第2プレート22側において、配管本体24の一端に接続部25が、他端に閉鎖部26が設けられ、第1方向において、接続部25と閉鎖部26とが対向して配置された第2パターンの配管部20C。
(3)上記(1)又は(2)の配管本体24の長手方向の途中に、接続部25及び/又は閉鎖部26が設けられた第3パターンの配管部20D。
以下、各パターンにおける配管部20A〜20Dについて説明する。
[第1パターンの配管部]
図5は、図2におけるA−A線断面図である。この図5には、特に、第1パターンの配管部20Aが示されている。
(配管本体24の構成)
配管本体24は、第1プレート21に形成された第1凹溝34と第1湾曲部35とを有する。配管本体24(冷媒流路F)横断面において、第1凹溝34の形状は、円弧に形成されている。より具体的には、第1凹溝34の形状は、半円に形成されている。第1凹溝34の半円の中心O1は、第1方向において接合面Mよりも第1プレート21側(図5における上側)に位置している。言い換えると、第1凹溝34の半円の中心O1は、第1方向において接合面Mよりも第1凹溝34が凹む側に位置している。
第1湾曲部35は、第1凹溝34と第1平板部31との間に配置されている。第1湾曲部35は、第1平板部31(接合面M)から第1凹溝34の端部に向けて第1方向に立ち上がるように湾曲している。本実施形態の第1湾曲部35は、約90°に湾曲する円弧形状に形成されている。第1湾曲部35の第1凹溝34側の端部と第1凹溝34の端部とは滑らかに接続されている。したがって、両者の接続位置において、第1湾曲部35の接線と第1凹溝34の接線とは一致している(両接線を符号Lで示す)。これらの接線Lは、接合面Mに対して垂直に配置されている。ただし、これらの接線Lは、接合面Mに垂直な方向に対して傾斜していてもよい。
配管本体24は、第2プレート22に形成された第2凹溝36と第2湾曲部37とを有する。配管本体24の横断面において、第2凹溝36の形状は、円弧に形成されている。より具体的には、第2凹溝36の形状は、半円に形成されている。第2凹溝36の半円の中心O2は、第2プレート22側(図5における下側)に位置している。言い換えると、第2凹溝36の半円の中心O2は、第1方向において接合面Mよりも第2凹溝36が凹む側に位置している。
第2湾曲部37は、第2凹溝36と第2平板部32との間に配置されている。第2湾曲部37は、第2平板部32(接合面M)から第2凹溝36の端部に向けて第1方向に立ち上がるように湾曲している。本実施形態の第2湾曲部37は、約90°に湾曲する円弧形状に形成されている。第2湾曲部37の第2凹溝36側の端部と第2凹溝36の端部とは滑らかに接続されている。したがって、両者の接続位置において、第2湾曲部37の接線と第2凹溝36の接線とは一致している(両接線を符号Lで示す)。これらの接線Lは、接合面Mに対して垂直に配置されている。ただし、これらの接線Lは、接合面Mに垂直な方向に対して傾斜していてもよい。
第1凹溝34と第2凹溝36とは、同一の形状である。したがって、横断面における第1凹溝34の円弧形状の曲率半径と、第2凹溝36の円弧形状の曲率半径とは同一である。第1湾曲部35と第2湾曲部37とは、同一の形状である。したがって、第1湾曲部35の曲率半径と、第2湾曲部37の曲率半径とは、同一である。第1凹溝34及び第1湾曲部35と、第2凹溝36及び第2湾曲部37とは、第2方向における位置が一致している。
図11は、配管本体の比較例を示す断面図である。
この配管本体124は、第1プレート121に形成された第1凹溝134及び第1湾曲部135と、第2プレート122に形成された第2凹溝136及び第2湾曲部137とからなる。第1凹溝134及び第2凹溝136の円弧の中心O1は、接合面M上にある。そのため、第1方向における配管本体124の内部の寸法a1は、第1凹溝134及び第2凹溝136の内面(冷媒流路F側の面)の半径の2倍の寸法となる。第1凹溝134及び第2凹溝136のみをみると、配管本体24内の冷媒流路Fは、横断面が略真円となる。しかし、接合面Mに沿う方向における配管本体24の内部の実質的な寸法a2は、湾曲部135,137を含む寸法となるため、第1凹溝134及び第2凹溝136の内面の半径の2倍よりも大きい寸法となる。
配管本体124内の冷媒流路Fを冷媒が流れると、冷媒からの圧力は、配管本体124の横断面を真円に近づけるように作用する。図11に示す比較例の配管本体124は、第1方向における寸法a1よりも第2方向における寸法a2の方が大きいため、配管本体124をより第1方向に拡げようとする力が付与される。この力は、第1プレート121及び第2プレート122を引き剥がす方向に作用するため、第1プレート121と第2プレート122との接合面Mにかかる負荷が大きくなり、耐久性に悪影響を及ぼすおそれがある。
本実施形態の場合、図5に示すように、第1方向における配管本体24の内部の寸法a1は、第1凹溝34及び第2凹溝36の内面(冷媒流路F側の面)の半径の2倍に対して、第1方向における第1湾曲部35及び第2湾曲部37の各高さを足し合わせた寸法となる。また、第2方向における配管本体24の内部の寸法a2も、第1凹溝34及び第2凹溝36の内面の半径の2倍に対して、第2方向における第1湾曲部35及び第2湾曲部37の各寸法を足し合わせた寸法となる。両寸法a1,a2はほぼ同一であるため、配管本体24内の冷媒流路Fを冷媒が流れると、図11に示す比較例よりも、配管本体24を第1方向に拡げようとする力は小さくなる。むしろ湾曲部35,37を除いた冷媒流路Fの主要部の第2方向の寸法a3よりも第1方向の寸法a1の方が大きいので、配管本体24を第2方向へ拡げようとする力が大きくなる。そのため、第1プレート21と第2プレート22とを引き剥がそうとする力が相対的に小さくなり、プレート型冷媒配管20の耐久性を向上させることができる。
他の配管部24B〜24Dにおける配管本体24も、以上に説明した配管部20Aの配管本体24と、同一の構成を有している。
(接続部25の構成)
図6は、図2におけるB−B線断面図である。第1パターンの配管部20Aの一端部には、接続部25と閉鎖部26とが設けられている。
接続部25は、配管部20Aに他の冷媒配管100を接続するために設けられている。図6に示す例では、接続部25は、第1プレート21に形成されている。接続部25は、第1方向において接合面Mよりも第1プレート21側へ凹む凹部により構成されている。接続部25は、第1平板部31から略第1方向に湾曲して立ち上がる外周壁41と、外周壁41の先端に配置され、接合面Mに略平行に配置された頂面部42とを有する。プレート型冷媒配管20を外部側から見ると、外周壁41及び頂面部42は、接合面Mよりも第1プレート21側へ膨出する膨出部を構成している。
図2に示すように、接続部25は、第1方向から見て円形状に形成されている。具体的に、外周壁41と第1平板部31との境界部分である接続部25の外周縁25aの形状が円形状に形成されている。頂面部42の外周縁の形状も円形状に形成されている。
図6に示すように、頂面部42の円形状の中心には、円筒部43が形成されている。円筒部43は、第1方向に沿った円筒形状に形成されている。円筒部43は、第1方向において接合面Mから離れる方向へ向けて頂面部42から突出している。円筒部43の筒内には、開口43aが形成されている。この開口43aは、後述するように、他の冷媒配管100を接続するために用いられる。以下の説明において、第1方向における円筒部43の両端部のうち、頂面部42に接続され接合面Mにより近い側の端部を「基端部43c」ともいい、接合面Mからより離れた側の端部を「先端部43d」ともいう。先端部43dにおける円筒部43の端面を「先端面43b」ともいう。
円筒部43には、継手管50が取り付けられている。この継手管50は、第1プレート21及び第2プレート22の材料であるステンレスとは異なる材料からなる。継手管50は、他の冷媒配管100と同一の材料により形成されている。例えば、継手管50は、銅製である。継手管50は、筒形状に形成されている。継手管50は、円筒部43の筒内に挿入されている。継手管50の内部には、他の冷媒配管100が挿入される。継手管50の内周面と、他の冷媒配管100の外周面(被接続面)とはろう付けにより接合される。他の冷媒配管100は、継手管50と同じ銅製であるが、継手管50と接触する部分(被接続面)のみが銅製で、他の部分がステンレス等の他の素材であってもよい。
継手管50の第1方向(管軸方向)の長さは、円筒部43の第1方向の長さよりも長い。継手管50は、円筒部43の先端部43dよりもプレート型冷媒配管20の外部側へ突出している。具体的に、継手管50は、第1方向において円筒部43の先端面43bより接合面Mから離れる方向に突出している。継手管50は、第1方向において円筒部43の基端部43cよりも接合面M側へ突出している。
円筒部43から外部側へ突出する継手管50の先端部には、先端側ほど内径が大きくなるように折り曲げられた拡径部53が設けられている。拡径部53は、継手管50内へ他の冷媒配管100を挿入する際のガイドとなる。拡径部53は、継手管50の内周面と他の冷媒配管100の外周面とをろう付けする際に、両者の間にろう材を流入させやすくすることができる。
継手管50は、円筒部43にろう付けによって接合されている。具体的に、継手管50の外周面と円筒部43の内周面との隙間にろう材が流し込まれることによって、継手管50の外周面と円筒部43の内周面とが接合されている。継手管50と円筒部43とは、炉中ろう付けによって接合される。円筒部43と継手管50とを炉中ろう付けするのは、次の理由による。
円筒部43(第1プレート21)の材料であるステンレスは、表面に不動態皮膜(酸化皮膜)が形成されているので、トーチろう付け等の手作業によるろう付け(以下、「手ろう付け」ともいう)を行うには、酸化皮膜を除去するフラックスが必要となる。冷媒は、閉回路である冷媒回路4中を流れるため、プレート型冷媒配管20内にフラックスが残存していると、冷媒にフラックスが混入し、冷媒自身や冷媒が流入する要素部品の性能に悪影響を与える可能性がある。このため、ろう付け後にフラックスを除去する作業が必須となる。
ステンレスは、熱が加わることによって鋭敏化と呼ばれる脆化が生じる。鋭敏化とは、ステンレス中の炭素にクロムが結合し、粒界にクロムが析出することでクロム成分の低い部分が生成され、耐食性等が低下する現象である。この鋭敏化は、発生しやすい温度域やその熱の付与時間が知られている。
炉中ろう付けは、連続炉等の内部において所定のガス雰囲気、例えば、酸化皮膜を除去することができる水素ガス雰囲気中でろう付けを行う手法である。そのため、フラックスを用いることなくステンレスのろう付けを行うことが可能となる。ろう付け後にフラックスを除去する作業も不要となる。炉中ろう付けは、ろう付け温度やろう付け時間の管理を容易に行うことができるので、鋭敏化の発生を抑制し得る温度及び時間でろう付けを行うことが可能となる。第1プレート21として、SUS304よりも炭素量の少ないSUS304Lを用いることによって、第1プレート21の鋭敏化を抑制することもできる。継手管50と円筒部43との炉中ろう付けの具体的態様については後述する。
銅製の継手管50は、炉中ろう付けのために炉内の高温に晒されると、結晶粒が粗大化し強度が低下する可能性がある。本実施形態では、継手管50内に挿入された他の冷媒配管100が、円筒部43と管径方向に重なっている。これにより、継手管50は、冷媒流路F内に突出する部分を除き、円筒部43及び/又は他の冷媒配管100と管径方向に重なっている。そのため、炉中ろう付けに伴う継手管50の強度低下が、円筒部43及び/又は他の冷媒配管100で補われている。
接続部25には、第1方向に沿って延びる円筒部43が設けられているので、第1方向における接続部25と他の冷媒配管100との接合長さ(重複長さ)を可及的に長くすることができる。そのため、接続部25と他の冷媒配管100とを強固に接続することができる。
継手管50の外周面には、第1突起51が設けられている。この第1突起51は、継手管50の外周面の全周にわたって連続している。第1突起51は、円筒部43の先端面43bに接触している。第1突起51は、円筒部43の先端面43bからの継手管50の突出量を設定している。第1突起51は、円筒部43の基端部43cからの継手管50の突出量も設定している。第1突起51は、円筒部43に対する継手管50の管軸方向の位置決めを行う第1位置決め機構を構成する。第1突起51は、継手管50の外周面における周方向の一部に設けられていてもよい。第1突起51は、継手管50の外周面において周方向に間隔をあけて複数個所に形成されていてもよい。
第1位置決め機構は、前述した拡径部53のように、継手管50の外径及び内径を拡げることによって構成されていてもよい。第1位置決め機構は、拡径部53そのものによって構成されていてもよい。この場合、拡径部53を円筒部43の先端面43bに接触させることによって、円筒部43に対する継手管50の管軸方向の位置決めを行うことができる。
継手管50の内周面には、第2突起52が設けられている。この第2突起52は、継手管50の内周面の全周にわたって連続している。第2突起52は、継手管50内に挿入された他の冷媒配管100の、継手管50内への挿入量を設定している。この第2突起52によって、継手管50に対する他の冷媒配管100の挿入が不十分になることを抑制することができ、他の冷媒配管100と円筒部43との第1方向の重なり代を確保することができる。第2突起52は、継手管50に対する他の冷媒配管100の管軸方向の位置決めを行う第2位置決め機構を構成している。第2位置決め機構は、継手管50の接合面M側の端部の外径及び内径を縮小させることによって構成されていてもよい。
継手管50と他の冷媒配管100とは、手作業によるろう付けで接合される。継手管50と他の冷媒配管100とはともに銅製であるため、りん銅ろう等の安価なろう材を用いて容易にろう付けにより接続することができる。継手管50は、円筒部43の基端部43cよりも冷媒流路Fの内部側へ突出しているので、継手管50の内周面と他の冷媒配管100の外周面との隙間に流入したろう材が図6における下方に流れたとしても、当該ろう材が接続部25の頂面部42や外周壁41の内面に到ることはほとんどなく、これらにろう材が付着して残存してしまうのを抑制することができる。継手管50の内周面に第2突起52が設けられているので、継手管50の内周面と他の冷媒配管100の外周面との間を下方に流れるろう材は第2突起52によって堰き止められ、より下方へ流れるのを抑制することができる。
図6に示すように、接続部25の横断面における流路幅b1は、図5に示す配管本体24の第1凹溝34の横断面における流路幅a3より大きく形成されている。接続部25の横断面における流路幅b1は、配管本体24の横断面における流路幅a2よりも大きく形成されている。そのため、配管部20Aに他の冷媒配管100を接続し、冷媒流路Fと他の冷媒配管100とを連通させるための構造を容易に形成することができる。逆に、第1凹溝34の横断面における流路幅a3、及び、配管本体24の横断面における流路幅a2は、接続部25の横断面における流路幅b1よりも小さいため、冷媒から圧力を受ける面積を小さくすることができる。そのため、第1凹溝34の内面が冷媒から受ける荷重を小さくすることができ、第1プレート21と第2プレート22とを引き剥がそうとする力をより低減することができる。
(閉鎖部26の構成)
図6に示す例では、閉鎖部26は、第2プレート22に形成されている。この閉鎖部26は、冷媒流路Fの端部に配置され、第1方向において接合面Mよりも第2プレート22側への冷媒の流れを止める。閉鎖部26は、第1方向において接合面Mよりも第2プレート22側へ凹む凹部により構成されている。閉鎖部26は、球形状に形成されている。したがって、閉鎖部26は、横断面において円弧形状に形成されている。図3に示すように、第1方向から見て、閉鎖部26と第2平板部32との境界である外周縁26aは、円形状に形成されている。
図6に示すように、閉鎖部26の球形状の中心O3は、接合面Mよりも第1プレート21側に位置している。言い換えると、閉鎖部26の球形状の中心O3は、接合面Mよりも閉鎖部26が凹む側とは反対側に位置している。接合面Mからの閉鎖部26の高さh2は、図5に示すように、配管本体24における第2凹溝36の接合面Mからの高さh1と同一である。接合面Mからの閉鎖部26の内面の高さ(閉鎖部26の深さ)も、接合面Mからの第2凹溝36の内面の高さ(第2凹溝36の深さ)と同一である。
第1方向から見た閉鎖部26の外周縁26aの形状(図3参照)は、第1方向から見た接続部25の外周縁25aの形状(図2参照)と同一である。閉鎖部26と接続部25とは第1方向に対向して配置されている。閉鎖部26の外周縁26aと接続部25の外周縁25aとは、接合面Mに沿う方向の位置が一致している。言い換えると、閉鎖部26の外周縁26aと接続部25の外周縁25aとは、第1方向において重なっている。
図12は、接続部及び閉鎖部の比較例を示す断面図である。図12に示す比較例では、閉鎖部126における外周縁の形状が、接続部125における外周縁の形状よりも小さい円形状に形成されている。閉鎖部126と接続部125との間の冷媒流路Fを冷媒が流れると、冷媒からの圧力が接続部125及び閉鎖部126の内面にかかる。このとき、閉鎖部126の周囲に配置された第2平板部132が冷媒流路F内で大きく露出しているため、冷媒からの圧力は、白抜き矢印で示すように、第2平板部132に対して垂直な第1方向にかかる。この圧力により、プレート型冷媒配管120には、第1プレート121と第2プレート122とを引き剥がそうとする力が付与されるため、プレート型冷媒配管120の耐久性に悪影響を与える。
本実施形態では、第1方向から見た閉鎖部26の外周縁26aの形状と接続部25の外周縁25aの形状とが同一であるため、図12に示す比較例と比べて冷媒流路Fを流れる冷媒から受ける第1方向の力が小さくなる。したがって、プレート型冷媒配管20の耐久性を向上させることができる。
図6に示す閉鎖部26の横断面における流路幅c1は、図5に示す配管本体24の第2凹溝36の横断面における流路幅a3よりも大きく形成されている。閉鎖部26の横断面における流路幅c1は、配管本体24の横断面における流路幅a2よりも大きく形成されている。このように閉鎖部26の横断面における流路幅c1が大きくなると冷媒から圧力を受ける面積が大きくなり、第1プレート21と第2プレート22との接合面Mにかかる負荷も大きくなる。しかしながら、閉鎖部26は、第1方向から見た外周縁26aの大部分において第1プレート21と第2プレート22とが接合されているため、流路幅c1を大きくしたとしても耐圧強度を十分に確保することができる。
図7は、図2におけるC−C線断面図である。
第1パターンの配管部20Aの他端部には、2つの接続部25が設けられている。一方の接続部25(以下、第1接続部25Aともいう)は第1プレート21に設けられ、他方の接続部25(以下、第2接続部25Bともいう)は、第2プレート22に設けられている。第1、第2接続部25A,25Bは、図6を参照して説明した接続部25(以下、第3接続部25Cともいう)と同様に、外周壁41、頂面部42、円筒部43、及び継手管50を有する。第1接続部25A及び第2接続部25Bは、第3接続部25Cに対して、第1方向から見た外周縁25aの円形状の大きさ、円筒部43及び継手管50の内外径の大きさ等の寸法が異なるが、基本的な構成は同一である。特に、外周壁41、頂面部42、円筒部43、及び継手管50の第1方向における寸法(接合面Mからの高さ寸法)は、全ての接続部25において共通している。第1接続部25Aにおける膨出部(外周壁41及び頂面部42)を第1膨出部ともいい、第2接続部25Bにおける膨出部(外周壁41及び頂面部42)を第2膨出部ともいい、第3接続部25Cにおける膨出部(外周壁41及び頂面部42)を第3膨出部ともいう。
図7に示すように、第1接続部25Aと、第2接続部25Bとは、第1方向に重なって配置されている。図2に示すように第1方向から見た第1接続部25Aにおける外周縁25aの形状と、図3に示すように第1方向から見た第2接続部25Bにおける外周縁25aの形状とは同一である。第1接続部25Aの外周縁25aと第2接続部25Bの外周縁25aとは、接合面Mに沿う方向の位置が一致している。言い換えると、第1接続部25Aの外周縁25aと第2接続部25Bの外周縁25aとは、第1方向において重なっている。第1接続部25Aにおける円筒部(第1円筒部)43の内周壁によって定義される開口(第1開口)43a1と、第2接続部25Bにおける円筒部(第2円筒部)43の内周壁によって定義される開口(第2開口)43a2は、第1方向に重なっている。具体的に、第1接続部25Aにおける第1円筒部43の軸心C1と、第2接続部25Bにおける第2円筒部43の軸心C2とは一致している。同様に、第1接続部25Aの継手管50の軸心C1と、第2接続部25Bの継手管50の軸心C2とも一致している。
図8は、図2におけるD−D線断面図である。
第1パターンの配管部20Aは、一端部に第1接続部25Aと第2接続部25Bとを備え、他端部に第3接続部25Cと閉鎖部26とを備えている。そのため、例えば、第3接続部25Cに接続された他の冷媒配管100(以下、第3冷媒配管100Cともいう)から配管部20Aに流入した冷媒は、配管本体24を流れて第1接続部25Aに接続された他の冷媒配管100(以下、第1冷媒配管100Aともいう)と第2接続部25Bに接続された他の冷媒配管100(以下、第2冷媒配管100Bともいう)とに分岐して排出される。
したがって、第1冷媒配管100A、第2冷媒配管100B、及び第3冷媒配管100Cを1本の冷媒流路Fで連通させることができる。そのため、例えば、各冷媒配管100A,100B,100Cをそれぞれ別々の冷媒流路Fに接続し、これらの冷媒流路Fを互いに交差させて連通させる場合に比べて、冷媒流路Fを短くすることができる。プレート型冷媒配管20においては、冷媒流路Fが長くなるほど、冷媒から受ける荷重が大きくなり、第1プレート21と第2プレート22との接合面Mにかかる負荷が大きくなる。そのため、本実施形態のように、1本の冷媒流路Fの一端に第1及び第2接続部25A,25Bを設け、当該冷媒流路Fの他端に第3接続部25Cを設けることによって接合面Mにかかる負荷を低減することができる。
また、第1接続部25A及び第2接続部25Bと、第3接続部25Cとの間の配管本体24は、第1方向から見て直線状に形成されている。そのため、第1接続部25A及び第2接続部25Bと、第3接続部25Cとの間の冷媒流路Fを最短にすることができ、前述したような接合面Mにかかる負荷をより軽減することができる。
配管本体24における冷媒流路Fの横断面積は、第2接続部25Bに接続される第2冷媒配管100Bの冷媒流路の横断面積、及び、第3接続部25Cに接続される第3冷媒配管100Cの冷媒流路の横断面積よりも大きい。そのため、第2冷媒配管100B若しくは第3冷媒配管100Cから配管本体24に流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。
配管本体24における冷媒流路Fの横断面積は、第1接続部25Aに接続される第1冷媒配管100Aの冷媒流路の横断面積と略同一である。そのため、配管本体24から第1冷媒配管100Aに流れる冷媒、及び、第1冷媒配管100Aから配管本体24に流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。配管本体24における冷媒流路Fの横断面積は、第1冷媒配管100Aの冷媒流路の横断面積より大きくてもよい。
以上より、配管本体24における冷媒流路Fの横断面積は、第1冷媒配管100A、第2冷媒配管100B、及び第3冷媒配管100Cの冷媒流路の横断面積のうち最大の横断面積と同一か又はそれよりも大きい。配管本体24内の冷媒流路Fの横断面積は、第1冷媒配管100A、第2冷媒配管100B、及び第3冷媒配管100Cの冷媒流路の横断面積のうち最小の横断面積よりも大きい。
図8に示すように、第1方向における配管本体24の長手方向の中間部の接合面Mからの高さh1は、第1方向における第1〜第3接続部25A〜25Cの頂面部42(第1〜第3膨出部の頂面)の接合面Mからの高さh3よりも高くなっている。配管本体24の端部には、第1〜第3接続部25A〜25Cの頂面部42に向けて接合面Mからの高さが徐々に低くなるような傾斜部24aが形成されている。このような傾斜部24aが形成されることによって、第1方向における配管本体24と各接続部25A〜25Cとの間の冷媒流路Fの断面積の変化を小さくし、配管本体24と各接続部25A〜25Cとの間の冷媒流路Fを流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。図8では、全ての接続部25A〜25Cと配管本体24の中間部との高さh1、h3が異なっているが、いずれかの接続部25A〜25Cの頂面部42の高さh3と配管本体24の長手方向の中間部の高さh1とが、同一であってもよい。
図2に示すように、第1パターンの他の配管部20Bは、前述した配管部20Aと寸法の違いはあるが、基本的な構成は同じである。
[第2パターンの配管部]
図9は、図2におけるE−E線断面図である。
図9に示すように、第2パターンの配管部20Cは、第1プレート21において、配管本体24の一端部には接続部25が設けられ、他端には閉鎖部26が設けられている。第2プレート22において、配管本体24の一端部には閉鎖部26が設けられ、他端部には接続部25が設けられている。したがって、配管本体24の一端部及び他端部のそれぞれにおいて、接続部25と閉鎖部26とが第1方向に対向して配置されている。
各接続部25及び各閉鎖部26は、第1パターンで説明した接続部25及び閉鎖部26と寸法の違いはあるが、基本的な構成は同じである。
[第3パターンの配管部]
図2及び図3に示すように、第3パターンの配管部20Dは、配管本体24が長手方向の途中の2箇所20D1,20D2で屈曲している。この配管本体24の一端部において、第1プレート21側に接続部25、第2プレート22側にも接続部25が設けられ、両接続部25が第1方向に対向して配置されている。配管本体24の他端部において、第1プレート21側に閉鎖部26、第2プレート22側に接続部25が設けられ、接続部25及び閉鎖部26が第1方向に対向して配置されている。配管本体24の途中20D1には、第1プレート21側に接続部25、第2プレート22側に閉鎖部26が設けられ、接続部25及び閉鎖部26が第1方向に対向して配置されている。配管本体24の途中の他の箇所20D2には、第1プレート21側に閉鎖部26、第2プレート22側に接続部25が設けられ、閉鎖部26及び接続部25が第1方向に対向して配置されている。以上の接続部25及び閉鎖部26は、図6に示す接続部25及び閉鎖部26と寸法の違いはあるが、基本的な構成は同じである。
[接続部25と継手管50との接合方法]
図10は、プレート型冷媒配管20の接続部25と継手管50との接合前の状態を示す断面図である。
第1プレート21と第2プレート22との接合、及び、接続部25の円筒部43と継手管50との接合は、炉中ろう付けにより行われる。第1プレート21と第2プレート22と2つの継手管50とは、仮組された状態で連続炉のコンベア60上に投入される。このとき、第1プレート21と第2プレート22との間には図示しないろう材がセットされ、接続部25と継手管50との間には円環状のろう材(リングろう)α1,α2がセットされている。
具体的に、第1プレート21、第2プレート、及び継手管50は、次のような手順で炉中ろう付けされる。
(1)下側に配置される第2プレート22の接続部25の円筒部43に継手管50を挿入し、ろう材α2をセットする工程;
(2)第2プレート22と第1プレート21との間にろう材を位置づけた状態で、第2プレート22上に第1プレート21を重ね合わせる工程;
(3)第1プレート21における接続部25の円筒部43にろう材α1をセットし、円筒部43に継手管50を挿入する工程;及び
(4)以上の工程で仮組された第1プレート21、第2プレート、及び継手管50を炉内に投入し、炉中ろう付けする工程。
なお、上記(2)の工程では、図2及び図3に示すように、第1プレート21の第1平板部31に形成された第1位置合わせ部21aと第2プレート22の第2平板部32に形成された第2位置合わせ部22aとに治具を挿入し、第1平板部31と第2平板部32との位置合わせが行われる。
上側に配置される第1プレート21の接続部25では、継手管50の外周面に位置づけられたリングろうα1が円筒部43の先端面43bと継手管50の第1突起51との間に挟まれた状態でセットされる。継手管50は、円筒部43の先端面43bよりも第1方向に突出しているので、継手管50の外周面にリングろうα1を容易にセットすることができる。
下側に配置される第2プレート22の接続部25では、円筒部43の基端部43cよりも接合面M側に突出する継手管50の外周面に位置づけられたリングろうα2が円筒部43の基端部43c上にセットされている。継手管50は、円筒部43の基端部43cよりも接合面M側に突出しているので、外周面にリングろうα2をセットすることができる。円筒部43の基端部43cよりも接合面M側へ継手管50の端部が突出しているので、継手管50の外周面にセットされたリングろうα2が継手管50の内周面側へ流れてしまうことがない。
図4に示すように、第1プレート21と第2プレート22との接合面Mから、各プレート21,22に取り付けられた継手管50までの高さHは一定である。そのため、図10に示したように、一方のプレート22に仮組された継手管50を下側にした状態で、プレート型冷媒配管をコンベア60上に安定して載置することができる。
[配管本体の変形例]
図13は、配管本体24の変形例を示す断面図である。
図13(a)に示す配管本体24は、横断面において、第1プレート21に形成された第1凹溝34と第1湾曲部35との間に、第1方向に沿って直線状に配置された直線部38を有している。配管本体24は、第2プレート22に形成された第2凹溝36と第2湾曲部37との間に、第1方向に沿って直線状に配置された直線部39を有している。そのため、配管本体24内の冷媒流路Fの第1方向に沿った寸法a1は、接合面Mに沿った寸法a2よりも大きい。そのため、配管本体24内の冷媒流路Fを流れる冷媒の圧力によって配管本体24を真円形状に近づけるような力がかかったとしても、その力は主として接合面Mに沿う方向の力となるため、第1プレート21と第2プレート22とを引き剥がすような力がプレート型冷媒配管20に作用するのを抑制することができる。
図13(b)に示す配管本体24は、横断面において、第1プレート21に形成された第1凹溝34と第1湾曲部35が、図5に示す実施形態と同一形状であるが、第2プレート22に形成された凹溝236及び湾曲部237が上記実施形態とは異なっている。この凹溝236の円弧の中心O4は、図11に示した比較例と同様に接合面M上にある。このような配管本体24であっても、第1プレート21に形成された第1凹溝34は、上記実施形態と同様であるため、図11に示す比較例と比べれば、第1プレート21と第2プレート22とを引き剥がすような力がプレート型冷媒配管20に作用し難くなる。したがって、第1プレート21と第2プレート22との接合面にかかる負荷を軽減し、プレート型冷媒配管20の耐久性を高めることができる。
図13(c)に示す配管本体24は、横断面において、第1プレート21に形成された第1凹溝34と第1湾曲部35は、図5に示す実施形態と同一形状であるが、第2プレート22には、凹溝及び湾曲部が形成されず、第2平板部32から連続する平板形状に形成されたものである。この場合、例えば、図11に示す第1プレート21に形成した凹溝134及び湾曲部135と、図13(c)の第2プレート22とを組み合わせて形成した配管本体と比較して、第1プレート21と第2プレート22とを引き剥がす方向の力は抑制される。したがって、第1プレート21と第2プレート22との接合面にかかる負荷を軽減し、プレート型冷媒配管20の耐久性を高めることができる。
[接続部の変形例]
図14は、接続部の変形例を示す断面図である。
図14に示す接続部(第3接続部)25Dは、接合面Mに沿う方向に開口44が形成され、この開口44に継手管50が取り付けられている。開口44は、第1プレート21及び第2プレート22の外周縁に配置されている。開口44に取り付けられた継手管50には、他の冷媒配管100Dが挿入され、ろう付けされている。図14に示す例においても、第1接続部25A、第2接続部25B、及び第3接続部25Dは、1本の冷媒流路Fによって連通される。
[その他の実施形態]
以上に説明した各実施形態では、プレート型冷媒配管20の継手管50と、他の冷媒配管100とが銅製とされていた。しかし、これらは銅製に限らず、適宜変更することが可能である。例えば、継手管50と他の冷媒配管100とは、銅合金製とすることができる。銅合金は、主成分である銅に他の金属または非金属を加えて、銅の性質を改善した合金である。銅合金は、銅と同様に、フラックス処理等が不要であり、ろう付けしやすい部材である。銅合金としては、例えば、銅を57重量%以上含むものが採用される。具体的に、銅合金としては、黄銅、又は、青銅等を採用することができる。
継手管50と他の冷媒配管100とは、アルミニウム又はアルミニウム合金とすることができる。アルミニウム合金は、主成分であるアルミニウムに他の金属または非金属を加えて、アルミニウムの性質を改善した合金である。アルミニウム合金としては、例えば、アルミニウムを90重量%以上含むものが採用される。
銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金は、いずれも冷媒回路を形成する冷媒配管として多く適用されているので、これらの材質で継手管50を形成することによって、汎用性の高い冷媒配管を製作することができる。
本開示において、プレート型冷媒配管20の継手管50と、他の冷媒配管100とは、同一の材料から形成されているが、この「同一の材料」とは、主成分となる金属が同一であることをいう。したがって、「同一の材料」とは、継手管50と他の冷媒配管100とが、共に銅製又は銅合金製である場合のほか、継手管50と他の冷媒配管100との一方が銅製で、他方が銅合金製である場合も含む。同様に、「同一の材料」とは、継手管50と他の冷媒配管100とが、共にアルミニウム製又はアルミニウム合金製である場合のほか、継手管50と他の冷媒配管100との一方がアルミニウム製で、他方がアルミニウム合金製である場合も含む。
継手管50は、接続部25における円筒部43の外周面に取り付けられてもよい。この場合、冷媒配管100は、継手管50の外周面に取り付けられる。第1突起51は、継手管50の内周面に設けることができ、第2突起52は、継手管50の外周面に設けることができる。
継手管50は、円筒部43の基端部43cよりも接合面M側へ突出していなくてもよい。この場合、第1突起51を円筒部43の内周面に形成し、継手管50の接合面Mの端面を第1突起51に接触させることで継手管50の管軸方向の位置決めをしてもよい。
図8において、第3接続部25Cは、第2プレート22側に設けられていてもよい。第3接続部23Cは、第1プレート21と第2プレート22との双方に設けられていてもよい。
図8において、配管本体24内の冷媒流路Fの横断面積は、第2冷媒配管100B、及び第3冷媒配管100Cの冷媒流路の横断面積よりも大きく、第1冷媒配管100Aの冷媒流路の横断面積と略同一である。これに代えて、配管本体24内の冷媒流路Fの横断面積は、第2冷媒配管100B及び第3冷媒配管100Cの冷媒流路の横断面積と略同一又はこれらより小さく、第1冷媒配管100Aの冷媒流路の横断面積より小さくてもよい。
図7において、第1接続部25Aと第2接続部25Bとは、少なくとも一部が第1方向に重なっていればよい。同様に、第1接続部25Aにおける円筒部43の第1開口43a1と、第2接続部25Bにおける円筒部43の第2開口43a2とは、少なくとも一部が第1方向に重なっていればよい。第1開口43a1の軸心C1と、第2開口43a2の軸心C2とは、互いに一致せずに位置ずれしていてもよい。
上記実施形態のプレート型冷媒配管20には、複数の配管部20A〜20Dが形成されていたが、いずれか1つの配管部のみが設けられていてもよい。また、プレート型冷媒配管20には、前述した第1パターン、第2パターン、及び第3パターンの配管部のうち、いずれか1つ又は2つのパターンの配管部のみが設けられていてもよい。プレート型冷媒配管20には、第1〜第3パターン以外の配管部が設けられていてもよい。
[実施形態の作用効果]
(1) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20は、第1プレート21と、第1プレート21に接合されかつ第1プレート21とともに冷媒流路Fを形成する第2プレート22とを備える。図8に示すように、第1プレート21は、第1冷媒配管100Aが接続され冷媒流路Fと第1冷媒配管100Aとを連通させる第1接続部25Aを有する。第2プレート22は、第2冷媒配管100Bが接続され冷媒流路Fと第2冷媒配管100Bとを連通させる第2接続部25Bを有する。第1プレート21は、第3冷媒配管100Cが接続され冷媒流路Fと第3冷媒配管100Cとを連通させる第3接続部25Cを有する。第1接続部25Aと第2接続部25Bとは、第1プレート21と第2プレート22との接合面Mに垂直な第1方向に重なっている。
以上のような構成によって、第1〜第3冷媒配管100A〜100Cをこれらの間に配置された1本の冷媒流路Fで連通させることができ、当該冷媒流路Fを短くし、第1、第2プレート22の接合面Mにかかる負荷を低減することができる。
(2) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、第1接続部25Aが、第1冷媒配管100Aが接続される第1開口43a1を有し、第2接続部25Bが、第2冷媒配管100Bが接続される第2開口43a2を有している。第1開口43a1と第2開口43a2とは、第1方向に重なっている。そのため、第1冷媒配管100Aと第2冷媒配管100Bとの間の冷媒の流れを円滑にすることができる。
(3) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、第1開口43a1と第2開口43a2との径が異なっている。そのため、異なる径を有する第1冷媒配管100Aと第2冷媒配管100Bとを冷媒流路Fで連通させることができる。
(4) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、第1接続部25Aが、第1方向に沿って配置される第1円筒部43を有し、第1円筒部43の内周壁が第1開口43a1を定義している。第2接続部25Bは、第1方向に沿って配置される第2円筒部43を有し、第2円筒部43の内周壁が第2開口43a2を定義している。そのため、第1冷媒配管100Aと第1接続部25A(円筒部43)との接合長さ、及び、第2冷媒配管100Bと第2接続部25B(円筒部43)との接合長さを長くし、両者を強固に接続することができる。
(5) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、第1方向から見た第1接続部25Aの外周縁25aの形状と、第1方向から見た第2接続部25Bの外周縁25aの形状とが同一である。そのため、第1接続部25A及び第2接続部25Bに冷媒の圧力がかかった場合に、第1プレート21と第2プレート22とを引き剥がす方向の力がプレート型冷媒配管20に作用するのを抑制することができる。
(6) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、第1プレート21及び第2プレート22が、第1接続部25A及び第2接続部25Bと第3接続部25Cとの間に配置され冷媒流路Fを形成する配管本体24を備え、この配管本体24は、第1方向から見て直線状に延びている。そのため、第1冷媒配管100A及び第2冷媒配管100Bと、第3冷媒配管100Cとの間で、冷媒流路Fを最短に形成することができる。
(7) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、配管本体24内の冷媒流路Fの横断面積が、第1冷媒配管100A、第2冷媒配管100B、及び第3冷媒配管100Cの冷媒流路のうち最大の横断面積と同一か又はそれよりも大きい。このような構成によって、配管本体24の冷媒流路Fを流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。
(8) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、配管本体24内の冷媒流路Fの横断面積が、第1冷媒配管100A、第2冷媒配管100B、及び第3冷媒配管100Cの冷媒流路の横断面積のうち最小の横断面積よりも大きい。このような構成によって、配管本体24の冷媒流路Fを流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。
(9) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図8に示すように、配管本体24との接続部分における第1接続部25Aの第1膨出部41,42、第2接続部25Bの第2膨出部41,42、及び第3接続部25Cの第3膨出部41,42の少なくとも一つの第1方向の高さh3が、配管本体24の長手方向の中間部における第1方向の高さh1と異なっており、配管本体24の長手方向の端部には、高さが異なる膨出部41,42に向けて第1方向に傾斜する傾斜部24aが設けられている。そのため、配管本体24と、高さが異なる接続部25との間を流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。
(10) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図5に示すように、第1プレート21が、冷媒流路Fの少なくとも一部を形成する第1凹溝34を有している。冷媒流路Fの横断面における第1凹溝34の形状は、円弧であり、その円弧の中心は、第1プレート21と第2プレート22との接合面Mよりも第1プレート21側に位置している。そのため、冷媒流路Fを流れる冷媒の圧力が凹溝の内面にかかった場合に、第1プレート21と第2プレート22とを引き剥がす方向の力がプレート型冷媒配管20に作用するのを抑制することができる。
(11) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図5に示すように、第1プレート21が、冷媒流路Fの横断面において接合面Mから第1凹溝34の両端に向けて湾曲し、冷媒流路Fの少なくとも一部を形成する第1湾曲部35をさらに有する。第1湾曲部35における第1凹溝34側の端部の接線Lと、第1凹溝34の端部の接線とが、互いに一致している。そのため、第1凹溝34と第1湾曲部35とを滑らかに接続することができる。
(12) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図5に示すように、冷媒流路Fの横断面において、第1凹溝34と第1湾曲部35とが直接接続されている。そのため、第1凹溝34の横断面形状を半円に近づけることができる。
(13) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図5に示すように、第2プレート22が、冷媒流路Fの少なくとも一部を形成する第2凹溝36を有し、第2凹溝36と第1凹溝34とが1つの冷媒流路F(F)を形成している。第2凹溝36は、冷媒流路Fの横断面において第1凹溝34と同一形状を有する。そのため、冷媒流路Fを流れる冷媒の圧力によって、冷媒流路Fの横断面形状を真円に近づけるような力がかかったとしても、第1プレート21と第2プレート22とを引き剥がす方向の力がプレート型冷媒配管20に作用するのを抑制することができる。
(14) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図8に示すように、第1プレート21が、冷媒の流れ方向における第1凹溝34の端部に配置される閉鎖部26を有する。接合面Mに垂直な方向における閉鎖部26の接合面Mからの高さh1は、接合面Mに垂直な方向における接合面Mからの第1凹溝34の高さと同一である。同様に、図9に示すように、第2プレート22は、冷媒の流れ方向における第2凹溝36の端部に配置され接合面Mよりも第2プレート22側で冷媒流路Fを閉鎖する閉鎖部26を有する。この閉鎖部26の接合面Mからの高さは、接合面Mからの第2凹溝36の高さと同一である。第1、第2凹溝36と閉鎖部26との間の高さ方向の形状変化を小さくすることができ、内部を流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。
(15) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図8に示すように、第1プレート21が、冷媒の流れ方向における第1凹溝34の端部に配置されかつ他の冷媒配管100が接続される接続部25を有する。第2プレート22も、冷媒の流れ方向における第2凹溝36の端部に配置されかつ他の冷媒配管100が接続される接続部25を有する。図5に示すように、第1凹溝34及び第2凹溝36の横断面における接合面Mに沿う方向の流路幅a3は、第1接続部25A及び第2接続部25Bの横断面における接合面Mに沿う方向の流路幅b1よりも小さい。そのため、第1、第2接続部25Bは横断面における流路幅を大きくして他の冷媒配管100を接続しやすくし、第1、第2凹溝36は、接続部25よりも横断面における流路幅a3を小さくして冷媒から圧力を受ける面積を小さくすることができる。
(16) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図2及び図3に示すように、第1方向から見た接続部25の外周縁25aの形状と、第1方向から見た閉鎖部26の外周縁26aの形状とが同一である。そのため、対向して配置された接続部25と閉鎖部26との内面に冷媒の圧力がかかった場合に、第1、第2プレート22を引き剥がす方向の力がプレート型冷媒配管20に作用し難くすることができる。
(17) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20は、図6及び図7に示すように、ステンレス製の第1プレート21及び/又は第2プレート22に取り付けられかつ他の冷媒配管100が接続される継手管50を備えている。継手管50は、他の冷媒配管100の被接続面(外周面)と同一の材料であってステンレス以外の材料からなる。そのため、継手管50と他の冷媒配管100との接続をろう付けにより容易に行うことができる。
(18) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図6及び図7に示すように、他の冷媒配管100の被接続面(外周面)及び継手管50が、銅製又は銅合金製である。そのため、他の冷媒配管100と継手管50とのろう付けを安価なろう材を用いて容易に行うことができる。
(19) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図6及び図7に示すように、第1プレート21及び/又は第2プレート22が、円筒形状に形成された円筒部43を有し、円筒部43の内周面又は外周面に継手管50が接合される。そのため、第1プレート21及び/又は第2プレート22と継手管50との接合長さを確保して、両者を強固に接続することができる。
(20) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図6及び図7に示すように、接続部25の円筒部43の内周面と継手管50の外周面とが接合され、継手管50の管軸方向において、継手管50は、円筒部43よりも長く形成され、円筒部43から接合面Mに向けて突出している。これにより、図10を参照して説明したように、円筒部43と継手管50とのろう付けを容易に行うことができる。
(21) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、図6及び図7に示すように、継手管50の管軸方向において、継手管50は、円筒部43よりも長く形成され、円筒部43の先端部43dから外部に突出している。そのため、図10を参照して説明したように、円筒部43と継手管50とのろう付け、及び、継手管50と他の冷媒配管100とのろう付けを容易に行うことができる。
(22) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、継手管50の外周面又は内周面には、円筒部43の軸方向の端部に接触し円筒部43に対する継手管50の管軸方向の位置を設定する第1突起(第1位置決め機構)51が形成されている。そのため、円筒部43に対する継手管50の位置決めを正確に行うことができる。
(23) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、継手管50の内周面又は外周面には、他の冷媒配管100の管軸方向の端部を接触させて継手管50に対する他の冷媒配管100の管軸方向の位置を設定する第2突起(第2位置決め機構)52が形成されている。そのため、継手管50に対する他の冷媒配管100の位置決めを正確に行うことができる。
(24) 上記実施形態のプレート型冷媒配管20においては、第1プレート21及び/又は第2プレート22と継手管50とが、炉中ろう付けにより接続される。そのため、ステンレス製の第1プレート21及び/又は第2プレート22と、ステンレス以外の材料からなる継手管50とのろう付けを容易に行うことができる。
(25) 上記実施形態の冷凍装置1は、図6及び図7に示すように、他の冷媒配管100が、円筒部43と管径方向に重なっている。そのため、炉中ろう付けによる継手管50の強度低下を円筒部43と冷媒配管100とで補うことができる。
なお、本開示は、以上の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
21 :第1プレート
22 :第2プレート
24 :配管本体
25A :第1接続部
25B :第2接続部
25C :第3接続部
25a :外周縁
34 :第1凹溝
36 :第2凹溝
43 :円筒部(第1円筒部、第2円筒部)
43a1 :第1開口
43a2 :第2開口
100A :第1冷媒配管
100B :第2冷媒配管
100C :第3冷媒配管
F :冷媒流路
M :接合面
図2に示すように、第1平板部31には、複数の第1位置合わせ部21aが形成されている。図3に示すように、第2平板部32には、複数の第2位置合わせ部22aが形成されている。第1位置合わせ部21aと、第2位置合わせ部22aとは、同一の径を有する孔である。第1位置合わせ部21aと第2位置合わせ部22aとは、第1平板部31と第2平板部32とを重ね合わせたときに互いに位置が一致し、連通する。
したがって、第1平板部31と第2平板部32をろう付けによって接合するとき、第1位置合わせ部21aと第2位置合わせ部22aとに棒等の治具を挿入することによって、第1平板部31と第2平板部32とを互いに位置合わせすることができる。なお、第1位置合わせ部21aと第2位置合わせ部22aとは、孔に限定されるものではなく、一方に形成された凸部と、他方に形成され前記凸部が嵌合する凹部又は孔とによって構成されていてもよい。
(配管本体24の構成)
配管本体24は、第1プレート21に形成された第1凹溝34と第1湾曲部35とを有する。配管本体24(冷媒流路F)横断面において、第1凹溝34の形状は、円弧に形成されている。より具体的には、第1凹溝34の形状は、半円に形成されている。第1凹溝34の半円の中心O1は、第1方向において接合面Mよりも第1プレート21側(図5における上側)に位置している。言い換えると、第1凹溝34の半円の中心O1は、第1方向において接合面Mよりも第1凹溝34が凹む側に位置している。
具体的に、第1プレート21、第2プレート22、及び継手管50は、次のような手順で炉中ろう付けされる。
(1)下側に配置される第2プレート22の接続部25の円筒部43に継手管50を挿入し、ろう材α2をセットする工程;
(2)第2プレート22と第1プレート21との間にろう材を位置づけた状態で、第2プレート22上に第1プレート21を重ね合わせる工程;
(3)第1プレート21における接続部25の円筒部43にろう材α1をセットし、円筒部43に継手管50を挿入する工程;及び
(4)以上の工程で仮組された第1プレート21、第2プレート22、及び継手管50を炉内に投入し、炉中ろう付けする工程。
継手管50は、円筒部43の基端部43cよりも接合面M側へ突出していなくてもよい。この場合、第1突起51を円筒部43の内周面に形成し、継手管50の接合面Mの端面を第1突起51に接触させることで継手管50の管軸方向の位置決めをしてもよい。

Claims (12)

  1. 第1プレート(21)と、
    前記第1プレート(21)に接合されかつ前記第1プレート(21)とともに冷媒流路(F)を形成する第2プレート(22)と、を備え、
    前記第1プレート(21)が、第1冷媒配管(100A)が接続され前記冷媒流路(F)と前記第1冷媒配管(100A)とを連通させる第1接続部(25A)を有し、
    前記第2プレート(22)が、第2冷媒配管(100B)が接続され前記冷媒流路(F)と前記第2冷媒配管(100B)とを連通させる第2接続部(25B)を有し、
    前記第1プレート(21)及び/又は前記第2プレート(22)が、第3冷媒配管(100C)が接続され前記冷媒流路(F)と前記第3冷媒配管(100C)とを連通させる第3接続部(25C)を有し、
    前記第1接続部(25A)と前記第2接続部(25B)とが、前記第1プレート(21)と前記第2プレート(22)との接合面(13)に垂直な第1方向に重なっている、プレート型冷媒配管。
  2. 前記第1接続部(25A)及び前記第2接続部(25B)が、前記冷媒流路(F)の一端部に設けられ、
    前記第3接続部(25C)が、前記冷媒流路(F)の他端部に設けられている、請求項1に記載のプレート型冷媒配管。
  3. 前記第1接続部(25A)が、前記第1冷媒配管(100A)が接続される第1開口(43a1)を有し、
    前記第2接続部(25B)が、前記第2冷媒配管(100B)が接続される第2開口(43a2)を有し、
    前記第1開口(43a1)と前記第2開口(43a2)とが前記第1方向に重なっている、請求項1又は2に記載のプレート型冷媒配管。
  4. 前記第1開口(43a1)と前記第2開口(43a2)との径が異なる、請求項3に記載のプレート型冷媒配管。
  5. 前記第1接続部(25A)が、前記第1方向に沿って配置される第1円筒部(43)を有し、
    前記第2接続部(25B)が、前記第1方向に沿って配置される第2円筒部(43)を有し、
    前記第1円筒部(43)の内周壁が前記第1開口(43a1)を定義し、
    前記第2円筒部(43)の内周壁が前記第2開口(43a2)を定義する、請求項3又は4に記載のプレート型冷媒配管。
  6. 前記第1方向から見た前記第1接続部(25A)の外周縁の形状と、前記第1方向から見た前記第2接続部(25B)の外周縁の形状とが、同一である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプレート型冷媒配管。
  7. 前記第1プレート(21)及び前記第2プレート(22)が、前記第1接続部(25A)及び前記第2接続部(25B)と前記第3接続部(25C)との間に配置され前記冷媒流路(F)を形成する配管本体(24)を備え、
    前記配管本体(24)が前記第1方向から見て直線状に延びている、請求項1〜6のいずれか1項に記載のプレート型冷媒配管。
  8. 前記第1プレート(21)及び前記第2プレート(22)が、前記第1接続部(25A)及び前記第2接続部(25B)と前記第3接続部(25C)との間に配置され前記冷媒流路(F)を形成する配管本体(24)を備え、
    前記配管本体(24)内の冷媒流路(F)の横断面積が、前記第1冷媒配管(100A)、前記第2冷媒配管(100B)、及び前記第3冷媒配管(100C)の冷媒流路の横断面積のうち最大の横断面積と同一か又はそれよりも大きい、請求項1〜7のいずれか1項に記載のプレート型冷媒配管。
  9. 前記第1プレート(21)及び前記第2プレート(22)が、前記第1接続部(25A)及び前記第2接続部(25B)と前記第3接続部(25C)との間に配置され前記冷媒流路(F)を形成する配管本体(24)を備え、
    前記配管本体(24)内の冷媒流路(F)の横断面積が、前記第1冷媒配管(100A)、前記第2冷媒配管(100B)、及び前記第3冷媒配管(100C)の冷媒流路の横断面積のうち最小の横断面積よりも大きい、請求項1〜8のいずれか1項に記載のプレート型冷媒配管。
  10. 前記第1プレート(21)及び前記第2プレート(22)が、前記第1接続部(25A)及び前記第2接続部(25B)と前記第3接続部(25C)との間に配置され前記冷媒流路(F)を形成する配管本体(24)を備え、
    前記第1接続部(25A)が前記接合面(13)よりも第1プレート(21)側へ膨出する第1膨出部(41,42)を有し、前記第2接続部(25B)が前記接合面(13)よりも第2プレート(22)側へ膨出する第2膨出部(41,42)を有し、前記第3接続部(25C)が前記接合面(13)よりも当該第3接続部(25C)が形成された第1プレート(21)側及び/又は第2プレート(22)側へ膨出する第3膨出部(41,42)を有し、
    前記配管本体(24)との接続部分において、前記第1膨出部(41,42)、第2膨出部(41,42)、及び前記第3膨出部(41,42)の少なくとも一つの前記接合面(M)からの前記第1方向の高さ(h3)が、前記配管本体(24)の長手方向の中間部における前記接合面(M)からの前記第1方向の高さ(h1)と異なっており、
    前記配管本体(24)の長手方向の端部には、前記高さが異なる膨出部(41,42)に向けて前記第1方向に傾斜する傾斜部(24a)が設けられている、請求項1〜9のいずれか1項に記載のプレート型冷媒配管。
  11. 前記第1プレート(21)及び前記第2プレート(22)が、前記第1接続部(25A)及び前記第2接続部(25B)と前記第3接続部(25C)との間に配置され前記冷媒流路(F)を形成する配管本体(24)を備え、
    前記配管本体(24)が、前記第1プレート(21)及び/又は前記第2プレート(22)に形成され前記冷媒流路(F)の横断面における形状が円弧である凹溝(34,36)を有し、
    前記凹溝(34,36)の前記円弧の中心(O1、O2)が、前記接合面(M)よりも当該凹溝(34,36)側に位置している、請求項1〜10のいずれか1項に記載のプレート型冷媒配管。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載されたプレート型冷媒配管(20)を備えている、冷凍装置。
JP2019199539A 2019-11-01 2019-11-01 プレート型冷媒配管、及び、冷凍装置 Active JP7460881B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019199539A JP7460881B2 (ja) 2019-11-01 2019-11-01 プレート型冷媒配管、及び、冷凍装置
EP20882348.4A EP4053475B1 (en) 2019-11-01 2020-09-14 Plate-type refrigerant piping and refrigeration device
CN202080076472.9A CN114630997A (zh) 2019-11-01 2020-09-14 板型制冷剂配管以及冷冻装置
PCT/JP2020/034720 WO2021084947A1 (ja) 2019-11-01 2020-09-14 プレート型冷媒配管、及び、冷凍装置
US17/726,871 US20220243852A1 (en) 2019-11-01 2022-04-22 Plate-type refrigerant pipe and refrigeration apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019199539A JP7460881B2 (ja) 2019-11-01 2019-11-01 プレート型冷媒配管、及び、冷凍装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021071267A true JP2021071267A (ja) 2021-05-06
JP7460881B2 JP7460881B2 (ja) 2024-04-03

Family

ID=75712838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019199539A Active JP7460881B2 (ja) 2019-11-01 2019-11-01 プレート型冷媒配管、及び、冷凍装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220243852A1 (ja)
EP (1) EP4053475B1 (ja)
JP (1) JP7460881B2 (ja)
CN (1) CN114630997A (ja)
WO (1) WO2021084947A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7488494B2 (ja) * 2022-02-14 2024-05-22 ダイキン工業株式会社 熱源ユニット

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50142570U (ja) * 1974-05-13 1975-11-25
US5354101A (en) * 1993-09-13 1994-10-11 General Motors Corporation Sealing washer block connection
JPH07198229A (ja) * 1993-12-30 1995-08-01 Izumi Giken:Kk ヒートポンプ式冷凍機の配管ユニット
JP3396770B2 (ja) * 1995-02-21 2003-04-14 株式会社日立製作所 空気調和機用一体形冷凍サイクル部品及び該部品を備えた空気調和機
JP3893634B2 (ja) * 1995-04-28 2007-03-14 株式会社日立製作所 プレート形冷媒流路とそれを使用する空気調和機
JPH09280778A (ja) * 1996-04-16 1997-10-31 Showa Alum Corp 積層型熱交換器
US6443502B1 (en) * 1999-04-22 2002-09-03 Denso Corporation Leakage restriction device for refrigeration cycle
JP2005037064A (ja) * 2003-07-16 2005-02-10 Daikin Ind Ltd 冷凍装置用プレート形配管系統部品及びその製造方法
JP2006132802A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Calsonic Kansei Corp 熱交換器用ヘッダタンク
JP2009024937A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Daikin Ind Ltd 冷媒分流室結合型膨張弁及びこれを用いた冷凍装置
ES2706986T3 (es) * 2012-03-28 2019-04-02 Alfa Laval Corp Ab Nuevo concepto de soldadura fuerte
JP6141744B2 (ja) * 2012-11-16 2017-06-07 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6087640B2 (ja) 2013-01-24 2017-03-01 株式会社ティラド 積層型熱交換器
US9556993B2 (en) * 2014-02-14 2017-01-31 Hanon Systems Block fitting for metal seal structures

Also Published As

Publication number Publication date
EP4053475A1 (en) 2022-09-07
JP7460881B2 (ja) 2024-04-03
EP4053475A4 (en) 2022-12-14
EP4053475B1 (en) 2024-05-29
WO2021084947A1 (ja) 2021-05-06
CN114630997A (zh) 2022-06-14
US20220243852A1 (en) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220243968A1 (en) Plate-type refrigerant pipe and refrigeration apparatus
CN101004339A (zh) 热交换器
WO2021084947A1 (ja) プレート型冷媒配管、及び、冷凍装置
US20220154856A1 (en) Refrigerant pipe and refrigeration apparatus
JP7477777B2 (ja) 冷媒配管、及び、冷凍装置
WO2021084946A1 (ja) プレート型冷媒配管、及び、冷凍装置
WO2021019960A1 (ja) 冷媒配管、及び、冷凍装置
JP6940080B2 (ja) 冷媒配管
US20220146161A1 (en) Refrigeration apparatus and refrigerant pipe of the same refrigeration apparatus
JP6950735B2 (ja) 冷凍装置及び当該冷凍装置の冷媒配管
WO2020138245A1 (ja) 冷媒配管、及び、空気調和装置
CN112424553A (zh) 热交换器和使用它的制冷系统

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201008

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220909

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230801

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230928

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231116

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: 20240220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240304

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7460881

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150