JP4983548B2 - 配管接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、流体機械に取り付けられる配管の接続構造に関し、特に配管と継手管との接続に係るものである。

従来より、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られており、空気調和装置に広く適用されている。

例えば特許文献１に示すような、空気調和装置は、スクロール型圧縮機を有している。このスクロール型圧縮機は、渦巻き状のラップを備えた固定スクロール及び旋回スクロールで構成される圧縮機構と駆動機構とがケーシングの内部に設置されている。ケーシングには、流体を流入させる流入管が接続されている。また、ケーシングには、圧縮された流体を吐出させる吐出管が連通している。吐出管は、一端がケーシングの内部の上部に設置された圧縮機構に接続され、他端には、フレア加工された接続部が形成されている。

このスクロール型圧縮機では、流入管を通じてケーシングの内部に流体が流入されると、固定スクロールのラップと旋回スクロールのラップとが互いに噛み合わさり、上記旋回スクロールの公転により、作用室が両スクロールの中心に移動して容積が減少し、流体を圧縮している。
特開平２００７−８５２９７号公報 特開平０１−１０６９９０号公報

ところで、このような圧縮機には、図４に示すように、容量制御するための配管（d）が圧縮機構（b）に取り付けられたものがある。圧縮機（a）を製造する際は、この配管（d）が圧縮機構（b）に取り付けられた後、圧縮機構（b）を覆うケーシング（c）が圧縮機（a）に取り付けられる。このとき、ケーシング（c）には、配管（d）をケーシング（c）に接続するための継手管（e）が取り付けられている。従って、配管（d）を継手管（e）に貫通させた状態で継手管（e）の先端が小径となるよう加工するとともに、継手管（e）の先端と配管（d）との間に形成された隙間にロウ付けして継手管（e）と配管（d）とを接続させてケーシング（c）を密閉している。

しかしながら、図５に示すように、従来、このような配管（d）には、他の配管を接続するために、先端がフレア加工されて接続部（f）が形成されている。このため、配管（d）を継手管（e）に貫通させるためには、継手管（e）の内径Ｄは、配管（d）の先端に形成された接続部（f）の外径Ｃよりも大きくする必要がある。ところが、図６に示すように、継手管（e）の内径Ｄと配管（d）の外径Ａとの寸法差が大きくなるため、継手管（e）の先端を小径に加工する際、継手管（e）の加工量が多くなってしまう。この結果、継手管（e）の先端を過剰に加工してしまうため、継手管（e）の先端に割れや外形不良等の不具合が生じるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、配管を継手管に接続する際に、継手管の加工量を低減させることで、継手管に割れや外形不良等が生じるのを防止することにある。

第１の発明は、ケーシング（10）と、該ケーシング（10）の内部に配置された流体機構部（12）と、上記ケーシング（10）に一端が接続された継手管（18）と、上記流体機構部（12）に一端が接続され且つ継手管（18）を貫通して他端がケーシング（10）の外部に延びる配管（15）とを備え、上記継手管（18）の他端が配管（15）の外周部に接続するための小径部（18b）に形成された流体機械の配管接続構造を前提としている。上記配管（15）には、継手管（18）の小径部（18b）に対応する位置に該継手管（18）の内径より小径に形成された大径部（15c）が形成される一方、上記配管（15）の外端部には、該配管（15）の大径部（15c）よりも小径に形成された大径の接続部（15b）が形成されている。

上記第１の発明では、配管（15）は継手管（18）に貫通する。この状態で、継手管（18）の一端を配管（15）に接続するため小径に形成する。このとき、継手管（18）の小径部（18b）に対応する位置の配管（15）の大径部（15c）の外径Ｂを配管（15）の中間部（15a）の外径Ａよりも大きく形成する。このため、継手管（18）の内径Ｄと配管（15）の大径部（15c）の外径Ｂとの間に形成される隙間が狭くなる。

また、上記第１の発明では、配管（15）に形成された大径部（15c）の外径Ｂを、配管（15）の中間部（15a）の外径Ａよりも大きく、継手管（18）の内径Ｄよりも小さく形成する。

また、上記第１の発明では、配管（15）の外端部に大径の接続部（15b）の外径Ｃを、配管（15）の中間部（15a）の外径Ａよりも大きく形成する。他の配管は、接続部（15b）を介して配管（15）に接続する。

また、上記第１の発明では、配管（15）に形成された大径部（15c）の外径Ｂを、配管（15）の中間部（15a）の外径Ａよりも大きく、継手管（18）の内径Ｄよりも小さく形成する一方、配管（15）の接続部（15b）の外径Ｃは、配管（15）の大径部（15c）の外径Ｂよりも小さく形成する。

本発明によれば、配管（15）には、配管（15）の中間部（15a）の外径Ａよりも大きい大径部（15c）が形成されている。この大径部（15c）は、継手管（18）の一端に形成された小径部（18b）に対応した位置に形成されている。つまり、継手管（18）の内径Ｄと配管（15）の大径部（15c）の外径Ｂとの間に形成される隙間が狭くなるため、継手管（18）の一端に小径部（18b）を形成する際の加工量を低減させることができる。この結果、継手管（18）を過剰に加工して小径部（18b）を形成することがないため、継手管（18）に割れや外形不良が生じるのを確実に防止することができる。

また、上記第１の発明によれば、配管（15）に形成された大径部（15c）の外径Ｂは、配管（15）の中間部（15a）の外径Ａよりも大きく、継手管（18）の内径Ｄよりも小さく形成されている。これにより、継手管（18）の内径Ｄと配管（15）の大径部（15c）の外径Ｂとの間に形成される隙間が狭くなるため、継手管（18）の一端に小径部（18b）を形成する際の加工量を低減させることができる。この結果、継手管（18）を過剰に加工して小径部（18b）を形成することがないため、継手管（18）に割れや外形不良が生じるのを確実に防止することができる。

また、上記第１の発明によれば、配管（15）の外端部には、大径に形成された接続部（15b）が設けられている。これにより、配管（15）の外端部に、接続部（15b）を介して他の配管を接続させることができる。

また、上記第１の発明によれば、配管（15）の外端部に形成された接続部（15b）の外径Ｃは、配管（15）の中間部（15a）の外径Ａよりも大きく、配管（15）に形成された大径部（15c）の外径Ｂよりも小さく形成されている。このため、継手管（18）の内径Ｄと大径部（15c）の外径Ｂとの間に形成される隙間が狭くなるため、継手管（18）の一端に小径部（18b）を形成する際の加工量を低減させることができる。この結果、継手管（18）を過剰に加工して小径部（18b）を形成することがないため、継手管（18）に割れや外形不良が生じるのを確実に防止することができる。また、配管（15）の外端部に形成された接続部（15b）の外径Ｃは、配管（15）に形成された大径部（15c）の外径Ｂよりも小さく形成されているため、継手管（18）の内径Ｄよりも小さく形成されている。このため、接続部（15b）及び大径部（15c）が形成された配管（15）を継手管（18）に挿通させることができる。これにより、配管（15）が流体機構部（12）に接続された状態でケーシング（10）を取り付けることができるため、流体機械（1）の組立性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態は、スクロール圧縮機に本発明を適用したものである。このスクロール圧縮機（1）は、例えば、流体である冷媒を用いた冷媒回路を備えた冷凍装置に適用される。

図１に示すように、本実施形態のスクロール圧縮機（1）は、ケーシング（10）が備えられ、該ケーシング（10）の内部には、駆動機構部（11）とスクロール型の圧縮機構部（12）とが設置され構成されている。

上記ケーシング（10）は、縦長で円筒形の密閉容器に形成され、内部は、高圧に圧縮された冷媒が存在する高圧空間（16）に形成されている。上記ケーシング（10）は、円筒状に形成されたケーシング胴部（10a）と、該ケーシング胴部（10a）の上部に取り付けられるケーシングトップ（10b）と、ケーシング胴部（10a）の下部に取り付けられるケーシングボトム（10c）とで構成されている。

上記ケーシング胴部（10a）は、上端面及び下端面が開口された円筒状に形成されている。ケーシング胴部（10a）の側面部には、ケーシング胴部（10a）の内部から外部に連通する継手管（14a）が取り付けられ、該継手管（14a）には、高圧に圧縮された冷媒を吐出するための吐出管（14）が挿通され、該吐出管（14）は、ケーシング胴部（10a）の内部に開口している。また、ケーシング胴部（10a）の側面部において、上記継手管（14a）と反対の位置には、電力を供給するためのターミナル（25）が取り付けられると共に、該ターミナル（25）を覆うターミナルカバー（25a）が取り付けられている。

上記ケーシングトップ（10b）は、碗状に形成され、ケーシング胴部（10a）の上端面を覆うように取り付けられている。ケーシングトップ（10b）の上面部には、吸入管（13）が挿通される継手管（13a）と、連絡配管（15）が挿通される継手管（18）とが取り付けられている。上記吸入管（13）は、一端が圧縮機構部（12）に接続され、低圧の冷媒を供給するよう構成されている一方、上記連絡配管（15）は、一端が後述するアンロード機構部（39）に接続され、容量制御が可能となるように構成されている。

上記ケーシングボトム（10c）は、碗状に形成され、ケーシング胴部（10a）の下端面を覆うように取り付けられる。また、ケーシングボトム（10c）の底部には、潤滑油が貯留されている油溜り（26）が形成されている。駆動機構部（11）の下端部には、油溜り（26）に浸漬された遠心式の油ポンプ（27）が設けられている。油ポンプ（27）は、駆動機構部（11）の回転により油溜り（26）の潤滑油を汲み上げるように構成されている。この油ポンプ（27）は、給油通路を通じて圧縮機構部（12）の摺動部に潤滑油を供給するように構成されている。

上記ケーシング（10）の内部には、上部にスクロール型の圧縮機構部（12）が配置され、該圧縮機構部（12）の下側には、上部主軸受（32）がケーシング胴部（10a）に圧入されている。また、ケーシング（10）の内部には、下部に圧縮機構部（12）を駆動させるための駆動機構部（11）が配置され、該駆動機構部（11）の下側には、下部主軸受（22）がケーシング胴部（10a）に溶接されている。

上記駆動機構部（11）は、モータ（24）と、該モータ（24）に連結されたクランク軸（21）とで構成されている。上記モータ（24）は、ケーシング胴部（10a）に固定された環状のステータ（24a）と、上記ステータ（24a）の内周側に装着されたロータ（24b）とを備えている。上記ロータ（24b）には、クランク軸（21）が連結されている。このクランク軸（21）は、上部主軸受（32）の上部軸受け（33）と、下部主軸受（22）の下部軸受け（23）とによって回転可能に支持されている。

上記圧縮機構部（12）は、上部主軸受（32）に固定される固定スクロール（30）と、該固定スクロール（30）に対して偏心回転運動をする旋回スクロール（31）を有している。

上記固定スクロール（30）は、固定側の鏡板（30b）と、この固定側の鏡板（30b）に一体的に形成された渦巻き状の固定側ラップ（30a）とを有している。上記固定スクロール（30）は、固定側の鏡板（30b）の外周部に形成されたフランジ部（30c）において上部主軸受（32）にボルトで固定されている。

上記旋回スクロール（31）は、旋回側の鏡板（31b）と、この旋回側の鏡板（31b）に一体的に形成された渦巻き状の旋回側ラップ（31a）とを有している。

上記固定側ラップ（30a）と旋回側ラップ（31a）とは、互いに噛み合っている。固定側の鏡板（30b）と旋回側の鏡板（31b）との間には、両ラップの接触部の間が圧縮室として構成されている。この圧縮室は、旋回スクロール（31）が公転するに伴って、両ラップ間の容積が拡大する際に冷媒を注入し、該容積が収縮する際に冷媒を圧縮するように構成されている。

上記固定スクロール（30）には、その外周側に、図示はしないが、冷媒を供給するための吸入口が形成され、該吸入口には、吸入管（13）の一端が接続されている。尚、上記吸入口には、冷媒の逆流を防止するための逆止弁が備えられている。

上記固定側の鏡板（30b）の上部には、凹部（34）が形成され、該凹部（34）を覆うチャンバカバー（37）とともに吐出空間（36）が形成されている。また、上記固定側の鏡板（30b）の中央には、上記圧縮室と連通する吐出口（35）が形成され、上記吐出空間（36）に開口している。吐出された冷媒は、圧縮機構部（12）に形成された連絡通路（図示なし）を通じて高圧空間（16）に流入され、吐出管（14）からケーシング（10）の外部に吐出される。

上記固定側の鏡板（30b）の外周部には、開口部（39d）が形成され、該開口部（39d）には、圧縮途中の圧縮室の冷媒を圧縮機構部（12）内にバイパスさせるためのアンロード機構部（39）が設けられている。

上記アンロード機構部（39）は、圧縮室と連通する冷媒通路（39a）と、該冷媒通路（39a）の内部を上下方向に移動可能に形成されたピストン（39b）と、該ピストン（39b）を開方向（上方向）に押圧するバネ（39c）と、該冷媒通路（39a）の終端に接続された連絡配管（15）とで構成されている。

上記冷媒通路（39a）は、固定側の鏡板（30b）に形成された孔部が、該固定側の鏡板（30b）の外周側に形成された開口部（39d）と連通されて構成されると共に、上記ピストン（39b）が上下方向に移動するシリンダを形成している。

上記連絡配管（15）は、一端が冷媒通路（39a）に接続され、上記継手管（18）に挿通されケーシング（10）の外部に延びて形成されている。図２に示すように、この連絡配管（15）は、本発明の特徴とするものであり、その両端に亘って形成される中間部（15a）と、該中間部（15a）の先端に形成される接続部（15b）と、中間部（15a）に形成される大径部（15c）とで構成されている。

上記中間部（15a）は、連絡配管（15）の本体を構成しており、横断面が均一な筒状に形成され、配管径Ａは、φ９．４４〜９．６０に形成されている。また、上記大径部（15c）は、縦長の筒状に形成され、中間部（15a）に連続している。大径部（15c）の外径Ｂは、中間部（15a）の外径Ａよりも大きく形成され、その外径Ｂは、φ１２．８０〜１３．４０に形成されている。

上記接続部（15b）は、中間部（15a）の先端側に連続して形成され、中間部（15a）の先端に向かうに連れてその外径を拡大させるようなフレア状に形成され、接続部（15b）の先端部の外径Ｃは、φ１１．１４〜１１．７０に形成されている。

上記継手管（18）は、その両端に亘って形成される継手部（18a）と、該継手部（18a）の先端側に連続して形成される小径部（18b）とで構成されている。上記継手部（18a）は、継手管（18）の本体を構成しており、横断面が均一な筒状に形成されている。継手管（18）の内径Ｄは、連絡配管（15）の大径部（15c）の外径Ｂよりも大きく形成され、内径Ｄは、φ１６．１９〜１６．６１に形成されている。この継手管（18）は、連絡配管（15）が挿通されるよう構成されている。上記小径部（18b）は、継手部（18a）の端部と連続して形成されると共に、連絡配管（15）の大径部（15c）の位置に対応して形成されている。図３に示すように、連絡配管（15）を接続する際は、継手部（18a）の先端を、その端部に向かうに連れて内径を縮小させるように加工（絞り加工）して小径部（18b）を形成すると共に、該小径部（18b）の内壁と、連絡配管（15）の大径部（15c）の外壁との間に形成された隙間にロウ付けされることで、継手管（18）と連絡配管（15）とを接続している。

−運転動作−
次に、本実施形態のスクロール圧縮機（1）の運転動作について詳細に説明する。

まず、圧縮機（1）のモータ（24）を回転させると、この回転に伴ってクランク軸（21）が回転する。クランク軸（21）の回転は、上部軸受け（33）を介して旋回スクロール（31）に伝達され、旋回スクロール（31）が、クランク軸（21）の回転中心の周りで公転動作することで、固定スクロール（30）と旋回スクロール（31）との間に形成された圧縮室の容積が変化する。これにより、圧縮室では、上記容量変化に伴って、吸入口から低圧の冷媒が吸引されるとともに、該冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、吐出口（35）を通じてケーシング（10）の内部の高圧空間（16）へ吐出される。一方、圧縮機（1）がアンロード運転に切り換わると、アンロード機構部（39）は、ピストン（39b）を上方に移動させ、圧縮途中の冷媒を圧縮室内でバイパスさせる。これにより、圧縮機（1）の容量制御を行う。

−実施形態の効果−
上記本実施形態によれば、連絡配管（15）には大径部（15c）が形成されている。この大径部（15c）は、継手管（18）の端部に連続して形成された小径部（18b）に対応した位置に形成されると共に、大径部（15c）の外径Ｂは、配管の中間部（15a）の外径Ａよりも大きくなるよう形成されている。つまり、継手管（18）の内径Ｄと配管の大径部（15c）の外径Ｂとの間に形成される隙間が狭くなるため、継手管（18）の端部に小径部（18b）を形成する際の加工量を低減させることができる。また、連絡配管（15）の先端に接続部（15b）を形成したため、この接続部（15b）を介して他の配管を連絡配管（15）に接続させることができる。更に、接続部（15b）の外径Ｃは、継手管（18）の内径Ｄよりも小さくなるよう形成されている。このため、連絡配管（15）を継手管（18）に挿通させることができる。これにより、連絡配管（15）が圧縮機構部（12）に接続された状態で、ケーシングトップ（10b）をケーシング胴部（10a）に取り付けることができる。この結果、圧縮機（1）の製造時の組立性を向上させることができる。一方、接続部（15b）の先端の外径Ｃは、大径部（15c）の外径Ｂよりも小さくなるように形成されている。これにより、継手管（18）の内径Ｄと配管の大径部（15c）の外径Ｂとの間に形成される隙間が狭くなるため、継手管（18）の端部に小径部（18b）を形成する際の加工量を更に低減させることができる。これらの結果、継手管（18）を過剰に加工して小径部（18b）を形成することがないため、継手管（18）の先端に割れや外形不良が生じるのを確実に防止することができる。また、継手管（18）は、ケーシングトップ（10b）の上部に形成されているため、連絡配管（15）をケーシング（10）の上部から、ケーシング（10）の外部に延ばすことができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

本実施形態は、本発明をスクロール型の圧縮機（1）の連絡配管（15）に適用したが、本発明は、その他の各種の流体機構に接続される流体配管に対しても適用することができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、配管接続構造について有用である。

本実施形態に係るスクロール型の圧縮機を示す縦断面図である。 本実施形態に係る連絡配管と加工前の継手管とを示す概略縦断面図である。 本実施形態に係る連絡配管と加工後の継手管とを示す概略縦断面図である。 従来技術に係るスクロール型の圧縮機を示す概略縦断面図である。 従来技術に係る連絡配管と加工前の継手管とを示す概略縦断面図である。 従来技術に係る連絡配管と加工後の継手管とを示す概略縦断面図である。

１０ ケーシング
１２ 圧縮機構部
１５ 連絡配管
１５ｂ 接続部
１５ｃ 大径部
１８ 継手管
１８ａ 小径部

Claims (1)

1. ケーシング（10）と、該ケーシング（10）の内部に配置された流体機構部（12）と、上記ケーシング（10）に一端が接続された継手管（18）と、上記流体機構部（12）に一端が接続され且つ継手管（18）を貫通して他端がケーシング（10）の外部に延びる配管（15）とを備え、上記継手管（18）の他端が配管（15）の外周部に接続するための小径部（18b）に形成された流体機械の配管接続構造であって、
   上記配管（15）には、継手管（18）の小径部（18b）に対応する位置に該継手管（18）の内径より小径に形成された大径部（15c）が形成される一方、
   上記配管（15）の外端部には、該配管（15）の大径部（15c）よりも小径に形成された大径の接続部（15b）が形成されている
   ことを特徴とする流体機械の配管接続構造。

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