JP2548283B2 - 三方ベンド - Google Patents

三方ベンド

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空調機器や冷凍機器等の冷凍サイクルにおい
て、冷媒を分流するための三方ベンドに関するものであ
る。
従来の技術 近年、冷凍システムのマルチ化及び熱交換器の伝熱管
細径化に伴う複数回路化等に対応するために冷媒分流器
が多用されてきており、その重要度が増している。その
中でも、冷媒分流器として、コンパクトで配管の一部と
して使え、また低コストであるということから三方ベン
ドが多用されている。三方ベンドには、その成形方法か
ら、一方の管に孔を設けその孔に合わせて他方の管を接
合する接合成形品と略直状管から押し出し成形する一体
成形品とに分けられるが、近年では、コスト面と熱交換
器配管時の取り扱いの容易さから一体成形品が主流を占
める。
以下、図面を参照しながら上述した従来の一体成形三
方ベンドについて説明を行う。
第7図から第13図まで、従来の一体成形三方ベンドの
成形過程について示し、第14図は三方ベンドの熱交換器
への使用例を示し、第15図は三方ベンドを用いた熱交換
器を冷凍サイクル運転させた際の三方ベンド内部を通過
する冷媒を説明するための図である。
第7図から第13図において、1は略直状管、2は略直
状管1内部に封入される鉛棒、3a,3bは略直状管1の管
径に合わせて凹部を略T字状に加工した金型、P1,P2
加工方向を示す。また第14図において、8は三方ベン
ド、9はV字状ベンド、10はフィン、11は熱交換器冷媒
入口管、12は熱交換器冷媒出口管、13は端板を示す。
鉛棒2を封入された略直状管1は、金型3a,3bをP1
向に加圧することによって金型3内部に固定させた後、
略直状管1の軸方向P2に加圧を行う。略直状管1は第8
図から第10図に示すような金型内部の形状に沿って略T
字状管4となる。第11図にこの加工により成形された略
T字状管4を示す。略T字状管4において、成形によっ
て押し出され突出した管部5の端部6は封止状態となっ
たままであり、管端6を切断することによって略T字状
管4内部の流動物2′を取り除くとともに、三方の管部
を貫通させる。次に三方が貫通した略T次状管4を曲げ
成形した後、三方の管部の長さを所定の長さとなるよう
修正加工を施し、第13図に示す三方ベンド8となる。
第13図において、7aは三方のうち流入側管部を、そし
て7b,7cは流出側管部を示す。この三方ベンドは第14図
に示すように熱交換器の配管の一部として用いることが
できるため、大きなスペースを要することなく熱交換器
を複数回路化することができる。
以上のように構成された三方ベンドについて以下第15
図を用いてその動作を説明する。
第15図において、14は冷媒を示し、14aは冷媒中の気
相部、14bは液相部を示す。また15は熱交換器におい
て、三方ベンドと接合する接合管を示し、16は三方ベン
ドと接合管15とを溶着させるロー材、17は重力方向を示
す。接合管15内を流れる冷媒14は気相部14aと液相部14b
との二流相となって三方ベンド流入側管部7aに流入し、
二つの流出側管部7b,7cから流出していくことになる。
発明が解決しようとする課題 熱交換器内部を流動する冷媒は蒸発ないし凝縮を行い
ながら気液が両存し、分離した形で流れる。熱交換器に
取り付けた三方ベンド内部について同様である。その
際、第15図に示すように、三方ベンド8の流出側管部7
b,7cが重力方向17に対して上下に位置するよう取り付け
られ、重力の影響によって上方側の流出側管部7bに比重
の小さい気相部14a、下方側の流出側管部7cに比重の大
きい液相部14bが流れるため、冷媒分流比率(質量比
率)が片寄るという現象が起こる。また、流出側管部7
b,7cを水平になるよう設置し重力の影響がないようにし
ても、分岐部内壁面への流れの付着現象により、液相部
14bはどちらか一方に偏流しがちである。この流れの付
着現象は冷媒乾き度や冷媒循環量の影響を受けるため、
三方ベンドの熱交換器への取り付け位置,冷凍システム
の設定状態によって冷媒分流比率が異なる。また、三方
ベンド8外面形状は金型3で管理できるものの、内面形
状は成形加工時に鉛を用いているため、加工精度が悪
い。そのため、三方ベンド8内壁面の粗さや流入側管部
7aと流出側管部7b,7cとの接続曲面25のバラツキが大き
く、流れの付着現象が個々の製品で大きく異なった傾向
を示す。以上のように、従来の三方ベンドでは、重力に
対する取り付け角度,冷媒循環量,冷媒乾き度等の使用
状況の違いや内面形状のバラツキによって冷媒分流比率
が異なり、商品としての熱交換器の特性がバラツクとい
う課題を有していた。
本発明は上記課題に鑑み、使用状況,加工精度の影響
によって、冷媒分流比率が変わらない安定した三方ベン
ドを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の三方ベンドは、両
端を流出側管部とし、その流出側管部の略中央部より押
し出し一体成形をした流入側管部より構成され、流入側
管部にオリフィス状の部分を設けたものである。
作用 本発明は上記した構成によって、冷媒の気液2相流が
オリフィスによって絞られ、気液が混合されるとともに
気液混合流の流速が高まり、分岐部内壁面への流れの付
着が起こらないものである。
実 施 例 以下本発明の第1の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。
第1図,第2図は本発明の第1の実施例における三方
ベンドを示すもので、第2図は第1図のA−A′断面図
である。第1図,第2図において、17aは三方ベンドの
流入側管部、17b,17cは流出側管部、18は流入側管部の
管端に設けた所定径の孔を示す。第3図は本発明の一実
施例における三方ベンド作成過程の略T字状管の断面図
を示す。この三方ベンドは第3図に示すように、三方ベ
ンド作成過程の一本の略直状管1を成形し、略T字状管
4にした際の管端が封止状態の突出管5を流入側管17a
とし、その突出管5の封止状態管端6に所定径の孔18を
開けた後、曲げ成形を行ない、三方ベンドとしたもので
ある。
以上のように構成された三方ベンドについて、以下そ
の動作を説明する。
第4図は、冷凍サイクル運転時の三方ベンド内を通過
する冷媒を示す。19は冷媒、19aは冷媒中気相部、19bは
冷媒中液相部、20は熱交換器において三方ベンドと接合
する接合管、21は三方ベンドと接合管20とを溶着させる
ロー材、22は重力方向を示す。
冷凍サイクル運転時において、接合管20内部を流れる
冷媒19は気相部19aと液相部19bとの二相流となって三方
ベンドに流入側管部17aの管端に設けた孔18より流入す
る。その際、流入側管部17aに設けられた孔18はオリフ
ィスの働きをし、孔18を通過した冷媒19は、分離してい
た気液が再混合されるとともに流速が増すため、重力の
影響を受けにくくなり、また、分岐部内壁面への流れの
付着が起こらなくなり、内面形状のバラツキの影響も受
けることがない。
以上のように本実施例によれば、内部に流動性の良い
金属や液体を封入した一本の略直状管を略T字状金型内
で両管端を加圧し、一旦、略T字状管に一体加工した
後、その突出管の封止状態管端にオリフィスとなる所定
径の孔を開け曲げ成形を行なった三方ベンドにより重力
に対する取り付け角度,冷媒循環量,冷媒乾き度等の使
用状況の違い、内面形状のバラツキにかかわらず、冷媒
分流比率を安定させることができる。
以下、本発明の他の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。
第5図,第6図は本発明の他の実施例における三方ベ
ンドを示すもので、第6図は第5図のB−B′断面図で
ある。第5図,第6図において、23aは三方ベンドの流
入側管部、23b,23cは流出側管部、24は流入側管部23aの
管端に設けた所定径の孔を示す。この三方ベンドは孔24
を第1の実施例と同様に略T字状管4の封止状態の管端
6に設けた後、成形加工したものである。第1の実施例
と異なるのは、その成形加工時に管端に孔を設けた管部
を流入管部とし、その流入側管部23aを直状にして、二
つの流出側管部23c,23bを流入側管部23aとの接続部分を
中心にして略V字状に曲げた後、両先端を接合させるべ
き管のピッチに合うように略直角に同一方向に曲げたも
のである。
上記のように構成された三方ベンドについて以下その
動作を説明する。
この三方ベンドを熱交換器に使用した際の三方ベンド
内部を通過する冷媒の状態は第1の実施例と同様に流入
側管部23aの管端に設けた孔24がオリフィスの働きを
し、冷媒を再混合させるとともに流速を増すことができ
る。その際、第1の実施例のように、流入側管部が湾曲
していると孔から噴出する冷媒が、分岐部に達する前に
流入側管部内壁面に接触するため冷媒の一部が壁面に付
着するが本発明の三方ベンドでは、流入側管部23aを直
状にし、孔24から噴出する冷媒が直接分岐部にあたるよ
うにしているため、より分岐部内壁面への流れの付着が
起こりにくく、内面形状のバラツキの影響を受けること
がない。
また、孔24と分岐部との距離Lが、第1の実施例より
短くなるため、分岐部を通過する冷媒速度がより大き
く、重力の影響も受けにくい。
以上のように本実施例によれば、管端に所定径の孔を
設けた流入側管部を直状にして、2つの流出側管部を流
入側管部との接続部分を中心として略V字状に曲げた
後、両先端を接合させるべき管のピッチと合うように略
直角に同一方向に曲げた三方ベンドによって、重力に対
する取り付け角度,冷媒循環量,冷媒乾き度等の使用状
況の違い,内面形状のバラツキにかかわらず、さらに冷
媒分流比率を安定させることができる。
発明の効果 以上のように本発明は、内部に流動性の良い金属や液
体を封入した一本の略直状管を、略T字状金型内で両管
端を加圧し、一旦、略T字状管に一体加工し、曲げ成形
を行なう三方ベンドにおいて、その流入側管部にオリフ
ィス部を設けることにより、使用状況,加工精度の影響
を受けず、常に一定比率の分流比率を確保することがで
きる優れた三方ベンドを実現できるものである。また、
特に一本の略直状管から略T字状管を成形した際の管端
が封止状態の突出管を流入側管とし、突出管の封止状態
管端に所定径の孔を開け、オリフィスとする三方ベンド
は、材料費を増大させることなく、また、複雑な加工方
法を用いることなく、安価にその効果を得ることができ
る三方ベンドである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における三方ベンド斜視
図、第2図は第1図のA−A′断面図、第3図はオリフ
ィスを設けるため略T字状管の管端が封止状態の突出管
に孔を開けることを説明するための図、第4図は冷凍サ
イクル運転時に熱交換器に取り付けられた本発明の三方
ベンド内部を流動する冷媒の状態説明図、第5図は本発
明の他の実施例における三方ベンド斜視図、第6図は第
5図のB−B′断面図、第7図から第13図は従来の三方
ベンドの成形過程説明図、第14図は一実施例における三
方ベンドを配管の一部として用いた熱交換器斜視図、第
15図は冷凍サイクル運転時に熱交換器に取り付けられた
従来の三方ベンド内部を流動する冷媒の状態説明図であ
る。 17a……流入側管部、18……孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 宏明 大阪府東大阪市高井田本通3丁目22番地 松下冷機株式会社内 (72)発明者 井手 晋一 大阪府東大阪市高井田本通3丁目22番地 松下冷機株式会社内

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】両端を流出側管部とし、前記流出側管部の
    略中央部より押し出し一体成形をした流入側管部より構
    成され、前記流入側管部にオリフィス状の部分を設けた
    三方ベンド。
  2. 【請求項2】一体成形加工時の一本の略直状管から略T
    字状管を成形した際の封止された突出管端に孔を開け、
    流入側管部とした特許請求の範囲第1項記載の三方ベン
    ド。
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