JP6635147B2 - 閉鎖弁及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1に示されている閉鎖弁50,70は、空気調和装置10の熱源ユニット20に設置されている。空気調和装置10は、図1に示されているように、利用ユニット30と熱源ユニット20とが冷媒配管12,13で接続されて構成された冷媒回路11を含んでいる。冷媒回路11には、熱源ユニット20が備えている圧縮機21と四方弁22と熱源側熱交換器23と膨張弁24とアキュムレータ25と閉鎖弁50,70及び、利用ユニット30が備えている利用側熱交換器31が接続されている。この空気調和装置10は、冷媒回路11で実施される蒸気圧縮式冷凍サイクルにより、冷房運転及び暖房運転を選択的に行うことができる構成になっている。四方弁22は、冷房運転モードでは、実線で示された接続状態になり、暖房運転モードでは、破線で示された接続状態になる。閉鎖弁50には、熱源ユニット20の内部に向って延びる冷媒配管26が接続されている。図1に示されている冷媒配管26は、四方弁22まで延びている。また、閉鎖弁70には、熱源ユニット20の内部に向って延びる冷媒配管27が接続されている。図1に示されている冷媒配管27は、膨張弁24まで延びている。
冷房運転モードで運転されているときには、圧縮機21で圧縮されたガス冷媒が、四方弁22を通って熱源側熱交換器23に送られる。冷媒は、熱源側熱交換器23で空気に放熱し、膨張弁24で膨張して減圧され、閉鎖弁70及び冷媒配管13を通って利用側熱交換器31に送られる。膨張弁24から送られてきた低温低圧の冷媒は、利用側熱交換器31で熱交換を行って空気から熱を奪う。利用側熱交換器31で熱交換を終えたガス冷媒または気液二相状態の冷媒は、冷媒配管12、閉鎖弁50、四方弁22及びアキュムレータ25を通って圧縮機21に吸入される。利用側熱交換器31で熱を奪われた調和空気が利用ユニット30から例えば室内に吹出されることにより、室内の冷房が行われる。
暖房運転モードで運転されているときには、圧縮機21で圧縮されたガス冷媒が、四方弁22、閉鎖弁50及び冷媒配管12を通って利用側熱交換器31に送られる。冷媒は、利用側熱交換器31で空気と熱交換を行って空気に熱を与える。利用側熱交換器31で熱交換を終えた冷媒は、冷媒配管13及び閉鎖弁70を通って膨張弁24に送られる。膨張弁24で膨張して減圧された低温低圧の冷媒は、熱源側熱交換器23に送られ、熱源側熱交換器23で熱交換を行って空気から熱を得る。熱源側熱交換器23で熱交換を終えたガス冷媒または気液二相状態の冷媒は、四方弁22及びアキュムレータ25を通って圧縮機21に吸入される。利用側熱交換器31で熱を与えられた調和空気が利用ユニット30から例えば室内に吹出されることにより、室内の暖房が行われる。
熱源ユニット20が熱源側ファン28を備え、利用ユニット30が利用側ファン32を備えている。熱源側ファン28は、冷房運転モード及び暖房運転モードにおいて、熱源側熱交換器23での空気と冷媒との熱交換を促進するために、空気を熱源側熱交換器23に供給する。また、利用側ファン32は、冷房運転モード及び暖房運転モードにおいて、利用側熱交換器31での空気と冷媒との熱交換を促進するために、空気を利用側熱交換器31に供給する。
(2−1)熱源ユニット20
図3には、熱源ユニット20の一部部品が取り外されて、熱源ユニット20が分解された状態が示されている。図3において取り外されている部品は、右側板43及び閉鎖弁カバー90である。右側板43は、ケーシング40の一部である。
ケーシング40は、中空の箱体であり、直方体のように6つの面を持っている。つまり、ケーシング40を構成する各部材は、天面、前面、右側面、左側面、後面及び底面のいずれかに配置されている。ケーシング40の天面には天板41が配置され、前面には前板42が配置され、右側面から後面の一部に掛けて右側板43が配置され、左側面には左側板(図示せず)が配置され、後面の右側板43を除く部分に金網または吸込グリル(図示せず)が配置され、底面には底板45が配置されている。天板41、前板42、右側板43、左側板及び底板45は、安全性を高めるため金属製の部材で構成されるのが好ましく、例えば板金で形成されている。このケーシング40の中に、既に説明した圧縮機21、四方弁22、熱源側熱交換器23、膨張弁24及び熱源側ファン28が収納されている。
閉鎖弁カバー90は、閉鎖弁50,70を覆うカバーである。閉鎖弁カバー90は右側板43に取り付けられる。閉鎖弁カバー90は、右側板43に取り付けられた状態で、開口部43a,43bを覆うように構成されている。閉鎖弁50,70がケーシング40の開口部43aから突出するため、閉鎖弁50,70に接触しないように、閉鎖弁カバー90のうちの外側に膨らんだ膨出部90aが閉鎖弁50,70の近傍に配置されている。そして、閉鎖弁カバー90と右側板43との間には、閉鎖弁50,70に接続されている冷媒配管12,13を引き出すための開口部(図示せず)が設けられている。なお、図3に示されている冷媒配管12,13の外周には、それぞれ断熱筒12a,13aが取り付けられている。
図4には、閉鎖弁取付板46を前方右斜め上から見たときの閉鎖弁取付板46の外観が示されている。閉鎖弁取付板46は、平坦部46a、膨出部46b、凹部46c及びリブ46dを有する。平坦部46aは、閉鎖弁取付板46がケーシング40に取り付けられた状態において、右側板43の鉛直面に沿う平板状の部分である。この平坦部46aの少なくとも一部が右側板43と重なることで、右側板43の開口部43aを閉鎖弁取付板46によって不要な隙間を生じさせることなく塞ぐことができる。
(2−2−1)閉鎖弁50
図5には、閉鎖弁50の断面形状が示されている。図6には、閉鎖弁50の外観が示されている。図7と図8は、閉鎖弁50の中の弁体51の移動を説明するための図面である。図7と図8が弁体51の移動を説明するものであるため、図7と図8には、図6に比べて閉鎖弁50の構造が簡略化して記載されている。図5から図8に示されている座標軸のZ軸の+方向(Z(+))が熱源ユニット20の内側から外側に向う方向であり、逆に−方向(Z(−))が熱源ユニット20の外側から内側に向う方向である。閉鎖弁50が熱源ユニット20の右側面に取り付けられているので、Z軸は、右側面に垂直な軸になる。X軸の+方向が閉鎖弁50から冷媒配管12に向う方向であり、ここでは、熱源ユニット20の前から後ろに向う方向である。また、Y軸の+方向が熱源ユニット20の下から上に向う方向である。
図9に示されているように、閉鎖弁70も、閉鎖弁50と同様に、ろう付けされた複数の部品から弁本体75が構成されている。閉鎖弁70は、閉鎖弁50と異なり、サービスポートを有していない。しかしながら、サービスポート部58に対応する箇所以外は、閉鎖弁70が閉鎖弁50に対応する構成を有している。そこで、ここでは、閉鎖弁70の構成要素と閉鎖弁50の構成要素の対応関係を説明することで、閉鎖弁70の説明の一部を省く。
既に説明しているが、閉鎖弁50,70の製造工程の流れの一例について、図10を用いて説明する。真鍮部品である第1部品56,76の切削加工(ステップS1)と、ステンレス部品である第2部品57,77の加工(ステップS2)と、板金部品である閉鎖弁取付板46のプレス加工(ステップS3)とは互いに並行に進めてもよく、また順次行ってもよい。
(3−1)変形例1A
上記実施形態では、第2部品57に支持部57bが含まれていたが、図11に示されているように、上記実施形態の第2部品57を、第2部品157に第2部品157とは別の第3部品159を組み合わせて構成するようにしてもよい。第3部品159に支持部57bが含まれる。第2部品57と第2部品157では、支持部57bの箇所を一体にしているか別体としているかの相違だけで、図11に示されている閉鎖弁50において、上記実施形態と同一符号が付されている他の部分は上記実施形態の閉鎖弁50と同一の構成要素である。
上記実施形態では、第1部品56,76の外周が、六角形である場合を例に挙げて説明している。これは、フレアナット60,80で冷媒配管12,13を第1部品56,76に締結する際に、締結のトルクで第1部品56,76が第2部品57,77,157に対して回転するのを防止する回り止めの役割を果たしている。第1部品56,76の外周が円形の場合、締結のトルクが第1部品56,76の接合部(接合面BS1)にかかり、接合部が破壊するリスクがある。例えば、第1部品56,76の外周が六角形の場合、締結のトルクを第2部品57,77,157で受けることができ、接合部(接合面BS1)の破壊が発生し難くなる。このような回り止めの役割を果たす形状は、六角形には限られず、他の多角形であってもよい。また、回り止めの役割を果たす形状はオーバル形またはオーバル形もしくは円形を直線で切り取った形であってもよい。オーバル形には、楕円形、長円形及び卵型が少なくとも含まれる。また、オーバル形もしくは円形を直線で切り取った形とは、例えば半円形のように、直線と曲線とが組み合わさった形状である。
上記実施形態では、冷媒配管26,27が閉鎖弁取付板46にろう付けされる場合について説明した。しかし、冷媒配管26,27は、弁本体55,75の第2部品57,77,157に直接接合されてもよい。冷媒配管26,27と第2部品57,77,157との接合は、例えばろう付けによって行われる。図12には、冷媒配管26が接合面BS3で第2部品57の嵌合部57dの中のテーパ部57tに接合されている状態が示されている。このような場合には、冷媒配管26,27と第2部品57,77,157との接合が終了した後に、第2部品57,77,157に閉鎖弁取付板46がろう付けされてもよく、また炉中ろう付けによって冷媒配管26,27と第2部品57,77,157との接合と同時に、閉鎖弁取付板46と第2部品57,77,157との接合が行われてもよい。冷媒配管26,27が弁本体55,75の第2部品57,77,157に直接接合される構成では、冷媒の漏洩が発生し難くなっている。
上記変形例1Cでは、冷媒配管26,27が弁本体55,75の第2部品57,77,157に直接接合される場合について説明したが、冷媒配管26,27が弁本体55,75の第1部品56,76に直接接合されてもよい。冷媒配管26,27と第1部品56,76との接合は、例えばろう付けによって行われる。図13には、冷媒配管26が接合面BS4で第1部品56に接合されている状態が示されている。このような場合には、冷媒配管26,27と第1部品56,76との接合が終了した後に、第1部品56,76に閉鎖弁取付板46がろう付けされてもよく、また炉中ろう付けによって冷媒配管26,27と第1部品56,76との接合と同時に、閉鎖弁取付板46と第1部品56,76との接合が行われてもよい。冷媒配管26,27が弁本体55,75に直接接合される構成では、冷媒の漏洩が発生しにくくなっている。冷媒配管26,27が弁本体55,75の第1部品56,76に直接接合される構成では、冷媒の漏洩が発生し難くなっている。特に、冷媒配管26,27が銅管である場合には、銅を含む第1部品56,76に接合されると、電蝕の問題が生じ難い。
(4−1)
以上説明した閉鎖弁50,70は、利用ユニット30へと延びる第1冷媒配管である冷媒配管12,13と熱源ユニット20の第2冷媒配管である冷媒配管26,27との間に接続された状態で冷媒配管12,13と冷媒配管26,27の間で冷媒を流通させる流路52,72を内部に有し、流路52,72の開閉を切り替えるように構成されている。このような閉鎖弁50,70においては、例えば図5及び図9に示されているように、第1部品56,76が、弁体51,71の移動通路53,73の一部を構成していて、第1部品56,76を第2部品57,77,157の内部に挿入した状態で、第1部品56,76が第2部品57,77,157に接合されている。第1部品56,76の手前から移動通路53,73を超えた奥まで挿入されているので、第1部品56,76に応力が加わっても、第1部品56,76と第2部品57,77,157の接合界面に加わる応力が減じられて壊れ難い構造になっている。そのため、第1部品56,76に、例えば、金属製の棒状部材の中心軸に沿って穴を開けるなどの加工を施した部品、または金属製の筒状部材に加工を施した部品を用いることができ、閉鎖弁50,70にコストを下げ易い構造を持たせることができている。
弁体51,71が第1位置P1に位置している状態において弁体51,71が閉鎖する空間、言い換えると弁座59,79が配置されている空間が第1部品56,76の内部に配置されている。そのため、第1部品56,76の中の弁体51,71の移動通路53,73と弁体51,71が閉鎖する空間とを第1部品56,76の中に造れるので、移動通路53,73の中心軸と流路52,72の中心軸を一致させ易く、言い換えると移動通路53,73の中心軸と弁座59,79の中心軸を一致させ易く、弁体51,71で十分な閉鎖ができる構造を製造し易くなる。
第1部品56,76の長手方向に対して垂直な断面の形状が多角形、オーバル形またはオーバル形もしくは円形を直線で切り取った形の形状である。このような形状を第1部品56,76が持っていることから、第1接続部56a,76aに第1冷媒配管である冷媒配管12,13を接続するときに第1部品56,76を長手方向の周りで回転しないように第1部品56,76を固定することができ、接合部(接合面BS1)の破壊が発生し難くなる。
閉鎖弁50,70は、移動通路53,73の第2部品57,77,157の部分から移動通路53,73の第1部品56,76の部分に続く連続的な切削加工により生じた切削面53P,73Pを移動通路53,73の内面に有している。その結果、第1部品56,76と第2部品57,77,157とを組み合わせたことに起因する段差が移動通路53.73の内面に生じないので、移動通路53,73内の第1部品56,76と第2部品57,77,157の境界に段差が生じた場合に発生する外部への冷媒の漏洩や閉鎖弁の閉鎖が不十分になる不具合を防止することができる。
閉鎖弁50,70は、第1部品56,76に弁座59,79を有している。そのため、例えば弁体51,71の移動通路53,73と弁座59,79とを同時に加工することができる。その結果、移動通路53,73と弁座59,79について高い寸法精度を容易に得ることができ、弁体51,71が第1位置P1に位置していて弁体51,71が弁座59,79に着座した状態で弁体51,71と弁座59,79が隙間なく密着できる閉鎖弁50,70を容易に製造することができる。
閉鎖弁50,70においては、支持部57b,77bが第2部品57,77に含まれていて弁体収容部57a,77aから支持部57b,77bまでがひとつの部品で構成されるので、弁体収容部57a,77aから支持部57b,77bまでの強度を高め易くなる。
弁体収容部57a,77aを含む第2部品57,77,157を構成する材料に鉄が含まれる一方、第1接続部56a,76aを含む第1部品56,76を構成する材料に銅が含まれているので、第2部品57,77,157の強度を第1部品56,76の強度よりも大きくし易く且つ第1接続部56a,76aの加工が行い易くなる。その結果、弁体収容部57a,77a及び第1接続部56a,76aから冷媒の漏れ難い閉鎖弁50,70を安価に提供することができる。なお、これら材料の強度は、JIS規格のZ2241に準拠した引張試験(円筒形のため、第11号試験片)により比較される。
図10を用いて説明した閉鎖弁50,70の製造方法では、第1部品56,76が弁体51,71の移動通路53,73の一部を構成していて、第1部品56,76を第2部品57,77,157の内部に挿入した状態で接合できることから、第1部品56,76に例えば金属製の棒状部材中心軸に沿って穴を開けるなどの加工を施した部品、または金属製の筒状部材に加工を施した部品を用いることができる。その結果、第1部品56,76を安価な部材で構成して、冷媒が漏れるリスクが低減された閉鎖弁50,70を安価に製造することができる。
12,13 冷媒配管(第1冷媒配管の例)
26,27 冷媒配管(第2冷媒配管の例)
20 熱源ユニット
30 利用ユニット
50,70 閉鎖弁
51,71 弁体
52,72 流路
53,73 移動通路
53P,73P 切削面
56,76 第1部品
56a,76a 第1接続部
57a,77a 弁体収容部
57b,77b 支持部
57d,77d 嵌合部
57,77,157 第2部品
59,79 弁座
Claims (7)
- 利用ユニット(30)へと延びる第1冷媒配管(12,13)と熱源ユニット(20)の第2冷媒配管(26,27)との間に接続された状態で前記第1冷媒配管と前記第2冷媒配管の間で冷媒を流通させる流路(52,72)を内部に有し、前記流路の開閉を切り替える閉鎖弁(50,70)であって、
前記流路を閉鎖する第1位置と前記流路を開放する第2位置との間を、移動通路(53,73)を通って移動できるように構成されている弁体(51,71)と、
前記第1冷媒配管に接続される第1接続部(56a,76a)を含む第1部品(56,76)と、
前記第2位置に位置している前記弁体を収容する弁体収容部(57a,77a)を含む第2部品(57,77,157)と
を備え、
前記第1部品と前記第2部品とが互いに接合されている別部品であって、前記第1部品が前記移動通路の一部を構成し、
前記第1部品と前記第2部品は、前記移動通路の前記第2部品の部分から前記移動通路の前記第1部品の部分に続く連続的な切削加工により生じた切削面(53P,73P)を前記移動通路の内面に有する、閉鎖弁(50,70)。 - 利用ユニット(30)へと延びる第1冷媒配管(12,13)と熱源ユニット(20)の第2冷媒配管(26,27)との間に接続された状態で前記第1冷媒配管と前記第2冷媒配管の間で冷媒を流通させる流路(52,72)を内部に有し、前記流路の開閉を切り替える閉鎖弁(50,70)であって、
前記流路を閉鎖する第1位置と前記流路を開放する第2位置との間を、移動通路(53,73)を通って移動できるように構成されている弁体(51,71)と、
前記第1冷媒配管に接続される第1接続部(56a,76a)を含む第1部品(56,76)と、
前記第2位置に位置している前記弁体を収容する弁体収容部(57a,77a)を含む第2部品(57,77,157)と
を備え、
前記第1部品と前記第2部品とが互いに接合されている別部品であって、前記第1部品が前記移動通路の一部を構成し、
前記第2部品(57,77)は、前記熱源ユニットに固定するための支持部(57b,77b)を含む、閉鎖弁(50,70)。 - 利用ユニット(30)へと延びる第1冷媒配管(12,13)と熱源ユニット(20)の第2冷媒配管(26,27)との間に接続された状態で前記第1冷媒配管と前記第2冷媒配管の間で冷媒を流通させる流路(52,72)を内部に有し、前記流路の開閉を切り替える閉鎖弁(50,70)であって、
前記流路を閉鎖する第1位置と前記流路を開放する第2位置との間を、移動通路(53,73)を通って移動できるように構成されている弁体(51,71)と、
前記第1冷媒配管に接続される第1接続部(56a,76a)を含む第1部品(56,76)と、
前記第2位置に位置している前記弁体を収容する弁体収容部(57a,77a)を含む第2部品(57,77,157)と
を備え、
前記第1部品と前記第2部品とが互いに接合されている別部品であって、前記第1部品が前記移動通路の一部を構成し、
前記弁体収容部が鉄を含む材料で構成され、前記第1接続部が銅を含む材料で構成されている、閉鎖弁(50,70)。 - 前記第1部品は、前記流路の一部を内部に含み、
前記弁体が前記第1位置に位置している状態において前記弁体が閉鎖する空間が前記第1部品の内部に配置されている、
請求項1から3のいずれか一項に記載の閉鎖弁(50,70)。 - 前記第1部品は、長手方向に対して垂直な断面の形状が多角形、オーバル形またはオーバル形もしくは円形を直線で切り取った形の形状を持つ、
請求項1から4のいずれか一項に記載の閉鎖弁(50,70)。 - 前記第1部品が、前記弁体が前記第1位置に位置するときに着座する弁座(59,79)を有する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の閉鎖弁。 - 利用ユニット(30)へと延びる第1冷媒配管(12,13)と熱源ユニット(20)の第2冷媒配管(26,27)との間に接続された状態で前記第1冷媒配管と前記第2冷媒配管の間で冷媒を流通させる流路(52,72)を内部に有し、前記流路を閉鎖する第1位置と前記流路を開放する第2位置との間を、移動通路を通って移動できるように構成されている弁体(51,71)を備える閉鎖弁(50,70)の製造方法であって、
前記第1冷媒配管に接続される第1接続部(56a,76a)を含む第1部品(56,76)を、前記第2位置に位置している前記弁体を収容する弁体収容部(57a,77a)を含む第2部品(57,77,157)に挿入し、または前記第2部品を前記第1部品に挿入し、
前記第1部品と前記第2部品を接合し、
前記第2部品から前記第1部品に続く連続的な切削加工により前記移動通路の内面を形成する、閉鎖弁の製造方法。
Priority Applications (4)
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