JP5620736B2 - Refrigerant tank and its header - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍サイクルを循環する冷媒等を気液分離して貯留するアキュムレータやレシーバタンク等の冷媒タンク及びそのヘッダに関する。 The present invention relates to a refrigerant tank such as an accumulator or a receiver tank that separates and stores a refrigerant or the like circulating in a refrigeration cycle and a header thereof.
冷凍サイクルを循環する冷媒等を気液分離して貯留するため、アキュムレータやレシーバタンク等の冷媒タンクが用いられる。例えば、特許文献1には、図6に示すように、冷媒流出孔44が設けられた有底円筒状の胴体42と、冷媒流入孔45が設けられた有蓋円筒状のヘッダ43とを備え、ヘッダ43の内部に、冷媒流入孔45から流入した冷媒を気液分離する分離部46が形成されたアキュムレータ41が記載されている。
Refrigerant tanks such as accumulators and receiver tanks are used to separate and store refrigerant and the like circulating in the refrigeration cycle. For example, as shown in FIG. 6,
図6及び図7に示すように、分離部46は、下方に開口し、冷媒流入孔45と連通する円柱状凹部47と、円柱状凹部47と同心状に配置された筒状壁48とから構成される。円柱状凹部47に流入した冷媒は、円柱状凹部47の周面に沿って旋回し、遠心力の作用により、密度の高い液相冷媒及びオイルと、密度の低い気相冷媒とに分離される。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
また、図6に示すように、胴体42の内部には、気液分離後の気相冷媒を冷媒流出孔44に導く冷媒出口管49が配置され、冷媒出口管49の底部には、胴体42の底に溜まったオイルを冷媒出口管49内に導くためのオイル戻し孔50が穿設される。
As shown in FIG. 6, a
アキュムレータ41のヘッダ43において、円柱状凹部47の内部で適切に旋回流を生じさせるには、図7に示すように、冷媒流入孔45の流路長をある程度長くするのが望ましいが、冷媒流入孔45の流路長を長くした場合、円柱状凹部47の径D2を狭めざるを得なくなる。その結果、円柱状凹部47に流入した冷媒の旋回径が小さくなり、遠心力が不足して気液分離性が低下するという問題が生じる。
In order for the
また、例えば、円柱状凹部47を切削加工によって製造する場合、ヘッダ43の側壁部43aを肉厚に形成して高剛性とし、切削時の応力による変形を防止する必要があるが、この処置は、上述の円柱状凹部47の縮径化だけでなく、ヘッダ43の重量を増大させることにも繋がり、望ましくない。
In addition, for example, when the
さらに、円柱状凹部47のみならず、ヘッダ43の全体を切削加工によって製造する場合には、多大な手間を要するのに加え、加工時間が長期化し易く、製造コストが増大するという問題が生じる。
Further, when manufacturing not only the columnar recess 47 but the
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、冷媒の旋回径を拡大させて気液分離性を高め、また、製造コストの低減や軽量化を図ることが可能な冷媒タンク等を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the above-described conventional technology, and is intended to increase the gas-liquid separation property by enlarging the swirling diameter of the refrigerant, and to reduce the manufacturing cost and weight. It is an object of the present invention to provide a refrigerant tank or the like that can be used.
上記目的を達成するため、本発明の冷媒タンクのヘッダは、外周面が上面視矩形状に形成されており、かつ内周面が下方に開口する円形状に形成されており、平坦な側面の一つに、前記内周面に向けて開口する冷媒流入孔が形成してあり、該冷媒流入孔から流入した冷媒を前記円形内周面に沿って旋回させて気液分離することを特徴とする。 To achieve the above object, the header of the coolant tank of the present invention, the outer peripheral surface is formed in a top view a rectangular shape, and the inner peripheral surface is formed in a circular shape opening downward, flat side One of them is formed with a refrigerant inflow hole that opens toward the inner peripheral surface , and the refrigerant flowing from the refrigerant inflow hole is swung along the circular inner peripheral surface to separate the gas and liquid. And
そして、本発明によれば、ヘッダの外周面を上面視矩形状とし、平坦な側面の一つを利用して冷媒流入孔を設けるため、円形内周面の径を大きく確保することができる。このため、冷媒の旋回径を大きくすることができ、気液分離性を向上させることが可能になる。 Then, according to the present invention, the outer peripheral surface of the header and top view a rectangular shape, for providing a refrigerant inflow hole by using one of the flat sides, it is possible to secure a large diameter of the circle shaped circumference . For this reason, the turning diameter of the refrigerant can be increased, and the gas-liquid separation property can be improved .
また、本発明は、冷媒タンクであって、上端が開口する有底筒状の胴体と、該胴体の開口を封止する上記いずれかに記載のヘッダとを備えたことを特徴とする。本発明によれば、気液分離性を高めたり、製造コストの低減や軽量化を図った冷媒タンクを提供することが可能になる。 Moreover, the present invention is a refrigerant tank comprising a bottomed cylindrical body having an upper end opened, and the header according to any one of the above that seals the opening of the body. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the refrigerant | coolant tank which aimed at improving gas-liquid separability, reducing the manufacturing cost, and reducing the weight.
以上のように、本発明によれば、冷媒の旋回径を拡大させて気液分離性を高め、また、製造コストの低減や軽量化を図ることが可能になる。 As described above, according to the present invention, it is possible to increase the gas-liquid separation property by enlarging the swirling diameter of the refrigerant, and to reduce the manufacturing cost and weight.
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下においては、本発明にかかる冷媒タンクをアキュムレータに適用した場合を例にとって説明する。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, a case where the refrigerant tank according to the present invention is applied to an accumulator will be described as an example.
図1〜図4は、本発明にかかる冷媒タンクの一実施の形態としてのアキュムレータを示し、このアキュムレータ1は、タンク本体2と、タンク本体2内に配置されたアウターパイプ5、インナーパイプ6及びバッグ7等の内機部品等で構成される。
1 to 4 show an accumulator as an embodiment of a refrigerant tank according to the present invention. The
図1に示すように、タンク本体2は、上端が開口した有底円筒状の胴体3と、溶接部10を介して胴体3と溶接接合され、胴体3の開口端を封止するヘッダ4とから構成される。これら胴体3及びヘッダ4は、いずれもアルミニウム合金等の金属によって形成される。
As shown in FIG. 1, the
図1(a)に示すように、ヘッダ4は、円筒状かつ天井付きの側壁部4aと、その外周に一体形成された直角状の4つの角部11a〜11dとを備え、上面視略矩形状に形成される。図1(a)及び図3に示すように、角部11aには、ヘッダ4の側面に開口する冷媒流入孔8と、アキュムレータ1を冷凍サイクルユニットにねじ止めするための取付孔12aとが穿設される。
As shown in FIG. 1A, the
尚、残りの3つの角部11b〜11dには何も設けられないが、これらは、ヘッダ4の外側形状(具体的には、後述のヘッダ母体31の形状)を単純化(略直方体化)し、ヘッダ4の冷間鍛造を容易化するために備えられる。また、ヘッダ4の上面は、図1及び図3に示すように、ヘッダ4の中心Oで交わる十字領域13が最も高く(図1(a)、(b)参照)、四隅に近付くほど曲線状に凹んで高さが低くなる(図3参照)ように形成される。
Note that nothing is provided in the remaining three
図1及び図2に示すように、ヘッダ4の側壁部4aの内部は、下方に開口し、側周面に冷媒流入孔8が連通する円柱状凹部15とされる。この円柱状凹部15は、冷媒流入孔8からの混合冷媒(気相分と液相分が混在した冷媒)を周面に沿って旋回させ、遠心力の作用により、密度の高い液相冷媒及びコンプレッサオイル(以下、「オイル」という)と、密度の低い気相冷媒とに分離するために備えられる。円柱状凹部15の中央部には、気液分離前の冷媒がアウターパイプ5に流入するのを防止する筒状壁16が設けられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the inside of the
また、図1に示すように、ヘッダ4の上部には、インナーパイプ6と連通し、上方に開口する冷媒流出孔9と、アキュムレータ1を冷凍サイクルユニットにねじ止めするための取付孔12bとが穿設される。
As shown in FIG. 1, an upper portion of the
図1(b)に示すように、胴体3の内部には、気液分離された気相冷媒が流入するアウターパイプ5と、アウターパイプ5に流入した気相冷媒を冷媒流出孔9に導くインナーパイプ6とが配置される。
As shown in FIG. 1 (b), inside the
アウターパイプ5は、合成樹脂からなり、上端部5aが開口した状態で胴体3に接合される。図1(b)及び図4に示すように、アウターパイプ5の略中間部の外周面には、金属や樹脂からなる網21がインサート成形された上面視環状のストレーナ22が一体に形成され、ストレーナ22と胴体3の底面との間には、乾燥剤(吸湿剤)7aを内包したバッグ7が収装される。
The
また、アウターパイプ5の下部内周面には、上面視十字状に配置され、インナーパイプ6の外周面と当接するパイプリブ23a〜23dが一体に形成される。さらに、図1(b)に示すように、アウターパイプ5の底部には、胴体3の底に溜まったオイルをインナーパイプ6内に導くオイル戻し孔24が穿設される。
Further, pipe ribs 23 a to 23 d that are arranged in a cross shape in a top view and come into contact with the outer peripheral surface of the
インナーパイプ6は、アルミニウム合金等の金属からなり、下端部6aが開口するとともに、上端部6bがヘッダ4の冷媒流出孔9に連結される。また、インナーパイプ6の下部は、アウターパイプ5の内周面に凸設されたパイプリブ23a〜23dの内側に嵌入され、これにより、インナーパイプ6が安定して保持される。
The
次に、上記構成を有するアキュムレータ1の動作について、図1及び図2を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、アキュムレータ1を冷凍サイクルの蒸発器と圧縮機との間に配置し、蒸発器からの冷媒に含まれる水分を除去してガス冷媒を生成し、これを圧縮機へ戻す場合を例にとって説明する。
Next, the operation of the
蒸発器から冷媒が排出されると、接続配管(不図示)を通じてアキュムレータ1に搬送される。アキュムレータ1に到達した冷媒は、ヘッダ4の冷媒流入孔8に流入し、円柱状凹部15内に向かって流れる。円柱状凹部15内に流入した冷媒は、円柱状凹部15の周面に沿って旋回し、遠心力の作用により、密度の高い液相冷媒及びオイルと、密度の低い気相冷媒(ガス冷媒)とに分離される。
When the refrigerant is discharged from the evaporator, it is conveyed to the
ここで、アキュムレータ1においては、図1(a)及び図2に示すように、ヘッダ4に設けた角部11aを利用して冷媒流入孔8を設けるため、冷媒流入孔8の流路長をある程度長くしつつ、円柱状凹部15の径D1を大きく確保することができる。このため、円柱状凹部15に流入した冷媒の旋回径を大きくすることができ、気液分離性を向上させることが可能になる。
Here, in the
図1(b)に示すように、気液分離後の液相冷媒及びオイルは、自重により胴体3内を下降し、胴体3の底部に貯留される。その過程で、液相冷媒とオイルとの分離が進み、オイルは液相冷媒の下方に溜まる。また、液相冷媒及びオイルは、胴体3内を下降する際にストレーナ22及びバッグ7を通過し、ストレーナ22によって異物が除去されるとともに、バッグ7内の乾燥剤7aによって水分の一部が吸湿される。
As shown in FIG. 1 (b), the liquid-phase refrigerant and oil after the gas-liquid separation descend in the
一方、気液分離後の気相冷媒は、筒状壁16の内側を通ってアウターパイプ5に流入し、アウターパイプ5内を下降する。その後、アウターパイプ5の底部で折り返されてインナーパイプ6に流入し、インナーパイプ6内を上昇して冷媒流出孔9に導かれる。このとき、オイル戻し孔24を通じて、胴体3の底に溜まったオイルが吸引され、気相冷媒とともに冷媒流出孔9に導かれる。そして、オイルを含んだ気相冷媒は、冷媒流出孔9から排出され、接続配管(不図示)を通じて圧縮機に搬送される。
On the other hand, the gas-phase refrigerant after the gas-liquid separation flows into the
次に、ヘッダ4の製造方法について、図5を中心に参照しながら説明する。
Next, a method for manufacturing the
先ず、図5(a)に示すように、下方に開口する円柱状凹部15と、円柱状凹部15の上面(底面)中央に立設された筒状壁16とを内部に有する略直方体状のヘッダ母体31を冷間鍛造によって形成する。
First, as shown in FIG. 5A, a substantially rectangular parallelepiped shape having a
次に、図5(b)に示すように、ヘッダ母体31の側面31aからの切削によって、円柱状凹部15に連通する水平孔33を穿孔し、冷媒流入孔8を形成する。また、側面31aからの切削により取付孔12a(図3参照)も形成する。次いで、図5(c)に示すように、ヘッダ母体31の上面31bからの切削によって、上下に貫通する鉛直孔34を穿孔し、冷媒流出孔9を形成する。この際、上面31bからの切削により取付孔12bも形成する。尚、冷媒流入孔8及び冷媒流出孔9の形成順序は、逆であってもよい。
Next, as shown in FIG. 5 (b), a
このように、ヘッダ4を冷間鍛造によって形成するため、ヘッダ4を製造する際の手間を軽減したり、加工時間を短縮することができ、製造コストを低減することが可能になる。尚、図5(a)に示すヘッダ母体31は、熱間鍛造によって形成することも可能であるが、その場合、加熱処理が不可欠となり、その分の手間やコストが避けられないため、冷間鍛造を用いる方が有効である。
As described above, since the
また、冷間鍛造によってヘッダ4を形成する場合、ヘッダ4の側壁部4a(図1及び図2参照)を薄肉とすることができ、その分、円柱状凹部15の径D1を拡大し易くなるのに加え、ヘッダ4の軽量化を図ることも可能になる。
Moreover, when forming the
尚、上記実施の形態においては、本発明にかかる冷媒タンクをアキュムレータに適用した場合を例にとって説明したが、本発明は、レシーバタンク等のアキュムレータ以外にも適用することが可能である。 In the above embodiment, the case where the refrigerant tank according to the present invention is applied to an accumulator has been described as an example. However, the present invention can also be applied to an accumulator other than a receiver tank or the like.
1 アキュムレータ
2 タンク本体
3 胴体
4 ヘッダ
4a 側壁部
5 アウターパイプ
5a 上端部
6 インナーパイプ
6a 下端部
6b 上端部
7 バッグ
7a 乾燥剤
8 冷媒流入孔
9 冷媒流出孔
10 溶接部
11(11a〜11d) 角部
12a、12b 取付孔
13 十字領域
15 円柱状凹部
16 筒状壁
21 網
22 ストレーナ
23(23a〜23d) パイプリブ
24 オイル戻し孔
31 ヘッダ母体
33 水平孔
34 鉛直孔
DESCRIPTION OF
Claims (2)
平坦な側面の一つに、前記内周面に向けて開口する冷媒流入孔が形成してあり、
該冷媒流入孔から流入した冷媒を前記円形内周面に沿って旋回させて気液分離することを特徴とする冷媒タンクのヘッダ。 The outer peripheral surface is formed in top view a rectangular shape and the inner peripheral surface is formed in a circular shape opening downward,
One of the flat side surfaces has a refrigerant inflow hole that opens toward the inner peripheral surface ,
A refrigerant tank header, wherein the refrigerant flowing from the refrigerant inflow hole is swirled along the circular inner peripheral surface for gas-liquid separation .
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