JP6879408B1 - 圧力容器及び冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】、入口配管及び出口配管の少なくとも一方をステンレス製とした場合に、従来と同様の方法で容器本体と接続することができる圧力容器を提供する。【解決手段】冷媒回路4に設けられた圧力容器であって、鉄製の容器本体60と、容器本体60に冷媒を流入させる入口配管と、容器本体60から冷媒を流出させる出口配管とを有し、入口配管及び出口配管の少なくとも一方の配管50は、ステンレスからなる第1部分51と、銅を主成分とする材料からなる第2部分52と、第1部分51と第2部分52とを接続するろう付け部53と、を有し、第1部分51の、一方の配管50の管軸心方向における一方側の端部51aが容器本体60の外部に配置され、第1部分51の管軸心方向における他方側の端部51bが第2部分52に接続され、第2部分52が容器本体60に接続されている。【選択図】図4
Description
本開示は、圧力容器及び冷凍装置に関する。
冷凍サイクル運転を行う空気調和機は、圧縮機、アキュムレータ、レシーバなどの圧力容器と、各圧力容器に接続される冷媒配管とを有する冷媒回路を備えている。下記特許文献1には、曲げなどの加工性や熱伝導性が良好な銅製の冷媒配管に代えて、より安価なステンレス製の冷媒配管を用いることが開示されている。
冷媒回路に設けられる圧力容器は、容器本体と、容器本体内に冷媒を流入させる入口配管と、容器本体外へ冷媒を流出させる出口配管とを有している。一般に、容器本体は鉄製であり、入口配管及び出口配管は銅製であるが、特許文献1記載の冷媒配管と同様に、コスト面等を考慮して入口配管及び出口配管をステンレス製とすることが考えられる。
しかし、入口配管及び出口配管をステンレス製にすると、入口配管及び出口配管と鉄製の容器本体との接続を従来と同様の方法で行うことができない可能性がある。
本開示は、入口配管及び出口配管の少なくとも一方をステンレス製とした場合に、従来と同様の方法で容器本体と接続することができる圧力容器及び冷凍装置を提供することを目的とする。
(1)本開示の圧力容器は、冷媒回路に設けられた圧力容器であって、
鉄製の容器本体と、前記容器本体に冷媒を流入させる入口配管と、前記容器本体から冷媒を流出させる出口配管とを有し、
前記入口配管及び前記出口配管のうち少なくとも一方の配管は、ステンレスからなる第1部分と、銅を主成分とする材料からなる第2部分と、前記第1部分と前記第2部分とを接続するろう付け部と、を有し、
前記第1部分の、前記一方の配管の管軸心方向における一方側の端部が前記容器本体の外部に配置され、
前記第1の部分の、前記管軸心方向における他方側の端部が前記第2部分に接続され、
前記第2部分が前記容器本体に接続されている、圧力容器。
鉄製の容器本体と、前記容器本体に冷媒を流入させる入口配管と、前記容器本体から冷媒を流出させる出口配管とを有し、
前記入口配管及び前記出口配管のうち少なくとも一方の配管は、ステンレスからなる第1部分と、銅を主成分とする材料からなる第2部分と、前記第1部分と前記第2部分とを接続するろう付け部と、を有し、
前記第1部分の、前記一方の配管の管軸心方向における一方側の端部が前記容器本体の外部に配置され、
前記第1の部分の、前記管軸心方向における他方側の端部が前記第2部分に接続され、
前記第2部分が前記容器本体に接続されている、圧力容器。
以上の構成によれば、入口配管及び/又は出口配管がステンレスからなる第1部分と、銅を主成分とする材料からなる第2部分とを有し、第2部分が容器本体に接続されるので、入口配管及び/又は出口配管が銅製である従来技術と同様の方法で、第2部分を容器本体に接続することができる。
(2)好ましくは、前記第1部分の外周面と前記第2部分の内周面とが接続され、
前記第2部分における前記管軸心方向の前記他方側の端面が、前記第1部分における前記管軸心方向の前記他方側の端面と同一平面上に配置されるか、又は、前記第1部分の前記端面よりも前記管軸心方向の前記他方側に突出している。
この構成によれば、第1部分が第2部分よりも管軸心方向の他方側へ突出しないので、全体として入口配管及び/又は出口配管を小型化することができる。
前記第2部分における前記管軸心方向の前記他方側の端面が、前記第1部分における前記管軸心方向の前記他方側の端面と同一平面上に配置されるか、又は、前記第1部分の前記端面よりも前記管軸心方向の前記他方側に突出している。
この構成によれば、第1部分が第2部分よりも管軸心方向の他方側へ突出しないので、全体として入口配管及び/又は出口配管を小型化することができる。
(3)好ましくは、前記第2部分における前記管軸心方向の前記他方側の端部に、他の第2配管が接続される。
(4)好ましくは、前記容器本体が、鉄製の継手管を有し、
前記継手管に、前記第2部分が接続されている。
前記継手管に、前記第2部分が接続されている。
(5)好ましくは、前記継手管における前記管軸心方向の前記一方側の端部に前記第2部分が接続され、
前記継手管における前記管軸心方向の前記他方側の端部に他の第3配管が接続される。
このような構成により、入口配管及び/又は出口配管と、容器本体の内部に配置される第3配管とを継手管を介して相互に接続することができる。
前記継手管における前記管軸心方向の前記他方側の端部に他の第3配管が接続される。
このような構成により、入口配管及び/又は出口配管と、容器本体の内部に配置される第3配管とを継手管を介して相互に接続することができる。
(6)好ましくは、前記第2部分における前記管軸心方向の前記他方側の端面が、前記第1部分における前記管軸心方向の前記他方側の端面よりも前記管軸心方向の他方側に突出している。
この構成によれば、継手管によって接続される第2部分と第3配管との間に隙間が形成され難くなり、当該隙間への冷媒の入り込み等を抑制することができる。
この構成によれば、継手管によって接続される第2部分と第3配管との間に隙間が形成され難くなり、当該隙間への冷媒の入り込み等を抑制することができる。
(7)好ましくは、前記第2部分が、前記容器本体の内部へ向けて延びる部分を有する。
このような構成によって、容器本体の内部に配置される内部配管を、第2部分を延長することによって構成することができ、配管の部品数を低減することができる。
このような構成によって、容器本体の内部に配置される内部配管を、第2部分を延長することによって構成することができ、配管の部品数を低減することができる。
(8)好ましくは、前記第1部分が、前記管軸心方向の前記他方側の端部に外径が縮小された小径部を有し、
前記小径部の外周面が、前記第2部分の内周面に接続される。
このような構成によって、第1部分の小径部を第2部分に挿入し、小径部の基端部近傍に第2部分の端部を接触させることで、第1部分と第2部分との管軸心方向における位置決めを行うことができる。
前記小径部の外周面が、前記第2部分の内周面に接続される。
このような構成によって、第1部分の小径部を第2部分に挿入し、小径部の基端部近傍に第2部分の端部を接触させることで、第1部分と第2部分との管軸心方向における位置決めを行うことができる。
(9)好ましくは、前記第1部分が、前記容器本体と管径方向に重なる部分を有する。
この構成によれば、第2部分よりも強度の高い第1部分が容器本体と管径方向に重なることによって容器本体と入口配管及び/又は出口配管との接続強度を高めることができる。
この構成によれば、第2部分よりも強度の高い第1部分が容器本体と管径方向に重なることによって容器本体と入口配管及び/又は出口配管との接続強度を高めることができる。
(10)好ましくは、前記第1部分における前記管軸心方向の前記一方側の端部に、銅を主成分とする材料からなるめっき、又は、銅を主成分とする材料からなる管が設けられる。
この構成によれば、ステンレスからなる第1部分の端部に、銅製の冷媒配管を安価なろう材を用いて容易に接続することができる。
この構成によれば、ステンレスからなる第1部分の端部に、銅製の冷媒配管を安価なろう材を用いて容易に接続することができる。
(11)本開示の冷凍装置は、上記(1)〜(10)のいずれか1つに記載された圧力容器を有する。
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。
[第1の実施形態]
以下、図面を参照して本開示の実施の形態を説明する。
図1は、本開示の第1の実施形態に係る圧力容器を備えた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装置であり、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。
[第1の実施形態]
以下、図面を参照して本開示の実施の形態を説明する。
図1は、本開示の第1の実施形態に係る圧力容器を備えた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装置であり、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、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行う冷媒回路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、要素部品として、室内熱交換器11、圧縮機12、マフラー13、室外熱交換器14、膨張機構15、アキュムレータ16、及び四路切換弁(切換機構)17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。冷媒配管10は、液配管10Lとガス配管10Gとを含む。液配管10Lとガス配管10Gとには、それぞれ液閉鎖弁18Lとガス閉鎖弁18Gとが設けられている。
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、マフラー13、室外熱交換器14、膨張機構15、アキュムレータ16、及び四路切換弁17は、室外機2に設けられている。圧縮機12は、入口配管から吸入した冷媒を圧縮して出口配管から吐出するものである。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。
マフラー13は、圧縮機12から吐出された冷媒の圧力脈動を抑制する。なお、圧縮機12の出口配管と四路切換弁17との間には、マフラー13に代えて又は加えて、油分離器が設けられていてもよい。油分離器は、圧縮機12から吐出された潤滑油及び冷媒の混合流体から潤滑油を分離するものである。
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。空気調和装置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。
(圧力容器の具体例)
図2は、本開示の第1の実施形態に係る圧力容器の一例を示す正面図(一部断面図)である。図3は、圧力容器の他の例を示す斜視図である。
図2に示す圧力容器は、アキュムレータ16である。このアキュムレータ16は、容器本体21と、入口配管22と、出口配管23とを有する。容器本体21は、アキュムレータ16の主要部をなす部分であり、内部に冷媒を収容可能である。容器本体21は、円筒形状に形成された胴部21aと、胴部21aの長手方向の両端部を塞ぐ2つの蓋部21b,21cとを有している。
図2は、本開示の第1の実施形態に係る圧力容器の一例を示す正面図(一部断面図)である。図3は、圧力容器の他の例を示す斜視図である。
図2に示す圧力容器は、アキュムレータ16である。このアキュムレータ16は、容器本体21と、入口配管22と、出口配管23とを有する。容器本体21は、アキュムレータ16の主要部をなす部分であり、内部に冷媒を収容可能である。容器本体21は、円筒形状に形成された胴部21aと、胴部21aの長手方向の両端部を塞ぐ2つの蓋部21b,21cとを有している。
なお、本明細書では、入口配管22や出口配管23などの配管について、当該配管の横断面の中心を通る軸心に沿った方向を「管軸心方向」ともいう。管軸心方向に直交する配管の径方向を「管径方向」ともいう。配管における管軸心方向の一方側の端部又は端面を、「一端部」又は「一端面」ともいい、管軸心方向の他方側の端部又は端面を、「他端部」又は「他端面」ともいう。配管における管軸心方向の「一端部」及び「他端部」は、それぞれ配管における管軸心方向の端に位置する領域、例えば「一端面」及び「他端面」の近傍の領域をいい、管軸心方向に関して必ずしも「一端面」及び「他端面」を含んでいなくてもよい。
入口配管22は、容器本体21の上部(上側の蓋部21b)に設けられている。入口配管22は、その管軸心方向の一端部(上端部)が容器本体21から突出している。入口配管22の一端部は、冷媒配管10を介して四路切換弁17(図1参照)に接続される。入口配管22の管軸心方向の他端部(下端部)は、容器本体21の内部に配置されている。
出口配管23は、容器本体21の上部(上側の蓋部21b)において、入口配管22に隣接して配置されている。出口配管23は、管軸心方向の一端部(上端部)が容器本体21から突出している。出口配管23の一端部は、冷媒配管10を介して圧縮機12(図1参照)に接続される。出口配管23の管軸心方向の他端部(下端部)は、容器本体21内に配置されている。
アキュムレータ16は、容器本体21の内部に配置された2つの内部配管24,25を有する。一方の内部配管24は、入口配管22の他端部から下方に延びている。他方の内部配管25は、出口配管23の他端部から下方に延び、容器本体21の下部において上方へU字状に折り返され、容器本体21の上部側まで延びている。
図3に示す圧力容器は、圧縮機12である。圧縮機12は、容器本体27と、入口配管28と、出口配管29と、インジェクション配管30とを有する。容器本体27は、圧縮機12の主要部をなす部分であり、内部に冷媒を収容可能である。容器本体27の内部には、モータ、圧縮機構等が収容されている。容器本体27は、円筒形状に形成された胴部27aと、胴部27aの長手方向の両端部を塞ぐ蓋部27b,27cとを有する。
入口配管28は、容器本体27の上部(上側の蓋部27b)に設けられている。入口配管28の管軸心方向の一端部(上端部)は、容器本体27から突出している。入口配管28の一端部は、冷媒配管10を介してアキュムレータ16(図1参照)に接続される。入口配管28の管軸心方向の他端部は、容器本体27内に配置されている。
出口配管29は、容器本体27の上下方向の中途部(胴部27a)に設けられている。出口配管29の管軸心方向の一端部は、容器本体27から突出している。出口配管29の一端部は、冷媒配管10を介してマフラー13(図1参照)に接続される。出口配管29の管軸心方向の他端部は、容器本体27内に配置されている。
インジェクション配管30は、容器本体27の上部(上側の蓋部27b)に設けられている。インジェクション配管30は、図示しない過冷却器等から中間圧冷媒を容器本体27内に流入させるものである。したがって、インジェクション配管30は、入口配管28の一種である。インジェクション配管30の管軸心方向の一端部は、容器本体27から突出している。インジェクション配管30の管軸方向の他端部は、容器本体27の内部に配置されている。
アキュムレータ16及び圧縮機12等の圧力容器における入口配管22,28(インジェクション配管30を含む)及び出口配管23,29は、以下に説明するような構造を有している。なお、以下の説明においては、入口配管22,28,30及び出口配管23,29を総称して、「第1配管」といい、符号50を付す。容器本体21,27には、アキュムレータ16や圧縮機12等の区別なく、符号60を付す。
図4は、圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
容器本体60は、鉄製である。容器本体60には、第1配管50を挿入する開口61が形成されている。この開口61は、容器本体60の内部側に向けて筒形状に折り曲げられた筒部62の内周面によって構成されている。筒部62は、容器本体60の外部側に向けて筒形状に折り曲げられたものであってもよい。例えば、筒部62は、バーリング加工によって形成されていてもよい。
容器本体60は、鉄製である。容器本体60には、第1配管50を挿入する開口61が形成されている。この開口61は、容器本体60の内部側に向けて筒形状に折り曲げられた筒部62の内周面によって構成されている。筒部62は、容器本体60の外部側に向けて筒形状に折り曲げられたものであってもよい。例えば、筒部62は、バーリング加工によって形成されていてもよい。
第1配管50は、第1部分51と、第2部分52とを有する。第1部分51は、ステンレス製である。第1部分51は、例えばSUS304、SUS304L、SUS436L、SUS430等により形成されている。第1部分51における管軸心方向の一端部51aは、容器本体60の外部に配置されている。第1部分51における管軸心方向の他端部51bは、少なくとも一部が容器本体60の内部に配置され、第2部分52に接続されている。
第1部分51の他端部51bには、外径が小さく形成された小径部51cが、段差部51dを介して形成されている。第1部分51の一端部51aには、外径が大きく形成された大径部51eが段差部51fを介して形成されている。この大径部51eの内周面には、銅を主成分とする材料からなるめっき51gが施されている。このめっき51gには、銅を主成分とする材料からなる冷媒配管20がりん銅ろう等によってろう付けされる。
第2部分52は、銅製又は銅合金製であり、銅を主成分とする材料からなる。第2部分52は、円筒形状に形成されている。第2部分52の内周には、第1部分51の小径部51cが挿入されている。第2部分52の内周面と第1部分51の小径部51cの外周面とは、管径方向に対向している。第2部分52の内周面と第1部分51の小径部51cの外周面とは、ろう付けされている。したがって、第2部分52の内周面と小径部51cの外周面との間には、ろう材によって構成されるろう付け部53が設けられる。
第2部分52は、小径部51cの基端部に位置する段差部51dによって、第1部分51に対する管軸心方向の一方側への移動が制限され、位置決めされている。第2部分52における管軸心方向の他端面52b1は、第1部分51における管軸心方向の他端面51b1よりも、管軸心方向の他方側(図4における下側)に配置されている。
第2部分52は、容器本体60の筒部62内に挿入され、筒部62に固定されている。具体的に、第2部分52の外周面と容器本体60の筒部62の内周面とは、管径方向に対向して配置されている。第2部分52の外周面と筒部62の内周面とはろう付けされている。したがって、第2部分52の外周面と筒部62の内周面との間にはろう材によって構成されるろう付け部54が設けられる。
第2部分52と筒部62とは、真鍮ろうを用いたろう付けで接続される。このろう付けは、例えば、バーナーろう付けにより行われる。バーナーろう付けは、「炉中ろう付け」とは異なり、手作業やバーナーを備えたろう付け設備等により行われる。
従来の圧力容器は、銅製の入口配管及び出口配管(以下、「入口配管等」ともいう)が鉄製の容器本体60に対して真鍮ろうによってろう付けされていた。仮に、入口配管等の全体をステンレスにより形成すると、当該入口配管等を鉄製の容器本体60と接続するために、真鍮ろうよりも高価な銀ろうを用いる必要がある。本実施形態では、第1配管50の第1部分51はステンレス製であるが、第2部分52が銅を主成分とする材料(銅又は銅合金)であり、この第2部分52が容器本体60に接続されている。したがって、従来の圧力容器と同様に、ステンレス製の第1部分51を含む第1配管50を、真鍮ろうを用いたろう付けによって容器本体60に接続することができる。
第2部分52における管軸心方向の一端面52a1は、容器本体60の筒部62における管軸心方向の一端部よりも、管軸心方向の一方側(図4における上側)に配置されている。第2部分52の管軸心方向の他端面52b1は、容器本体60の筒部62における管軸心方向の他端面62b1よりも、管軸心方向の他方側(図4における下側)に配置されている。したがって、第2部分52は、筒部62から管軸心方向の両側に突出している。
第1部分51の管軸心方向の他端面51b1は、容器本体60の筒部62における管軸心方向の他端面62b1よりも、管軸心方向の他方側(図4における下側)に配置されている。第1部分51の小径部51cは、容器本体60の筒部62と管径方向に重なるように配置されている。具体的に、第1部51分の小径部51cは、容器本体60の筒部62の管軸心方向の長さL1全体と管径方向に重なっている。
第1配管50の第1部分51と第2部分52とは、炉中ろう付けによって接続され、炉内の高温環境に置かれる。そのため、銅製の第2部分52は、銅の結晶粒が粗大化されることによって強度が低下するおそれがある。本実施形態では、ステンレス製の第1部分51と鉄製の容器本体60とが管径方向に重なるように配置されているので、容器本体60と第1配管50との接続部分においては、第2部分52が単独で存在することがなく、第2部分52は、容器本体60と第1部分51との少なくとも一方と管径方向に重なっている。そのため、第2部分52の強度低下が、容器本体60と第1部分51とによって補われている。
第1部分51の他端面51b1は、第2部分52の他端面52b1よりも管軸方向の一方側に配置されている。そのため、第1部分51の他端面51b1が第2部分52の他端面52b1よりも管軸方向の他方側に配置される場合、言い換えると、第1部分51の他端部51bが第2部分52の他端部52bよりも管軸方向の他方側に突出している場合に比べて、第1配管50全体の長さを小さくすることができる。そのため、第1部分51と第2部分52とを炉中ろう付けする際に、同時に炉内に投入することができる第1配管50の数量を多くすることができ、第1配管50の生産効率を向上させることができる。ただし、第1部分51の他端面51b1と第2部分52の他端面52b1とは、同一平面上に配置されていてもよい。
以上のような作用効果は奏しないが、第2部分52は、その他端面52b1が第1部分51の他端面51b1よりも管軸心方向の一方側(図4における上側)に配置された状態で、第1部分51の他端部51bに設けられていてもよい。
[第2の実施形態]
図5は、第2の実施形態に係る圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
本実施形態の第1配管50は、例えば、図2に示すアキュムレータ16の入口配管22及び内部配管24に適用されるものである。図5の第1配管50の第2部分52は、図4に示す第1配管50の第2部分52よりも容器本体60の内部へ向けて延長されている。言い換えると、容器本体60から外部に突出する第1配管50が、容器本体60の内部配管も兼ねている。したがって、本実施形態では、第1配管50に別の内部配管を接続する場合に比べて圧力容器の構成要素を少なくすることができ、部品数の削減やコストの低減を図ることが可能となる。その他の第1配管50の構成は、第1の実施形態と同じである。
図5は、第2の実施形態に係る圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
本実施形態の第1配管50は、例えば、図2に示すアキュムレータ16の入口配管22及び内部配管24に適用されるものである。図5の第1配管50の第2部分52は、図4に示す第1配管50の第2部分52よりも容器本体60の内部へ向けて延長されている。言い換えると、容器本体60から外部に突出する第1配管50が、容器本体60の内部配管も兼ねている。したがって、本実施形態では、第1配管50に別の内部配管を接続する場合に比べて圧力容器の構成要素を少なくすることができ、部品数の削減やコストの低減を図ることが可能となる。その他の第1配管50の構成は、第1の実施形態と同じである。
[第3の実施形態]
図6は、第3の実施形態に係る圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
本実施形態の第1配管50は、例えば、図2に示すアキュムレータ16の出口配管23及び内部配管25に適用されるものである。図6の第2部分52の管軸心方向の他端部52bには、他の配管(第2配管)55が接続されている。この第2配管55の管軸心方向の一端部55aには、外径が拡大された大径部55bが段差部55cを介して形成されている。第2部分52の管軸心方向の他端部52bは、第2配管55の大径部55bの内側に挿入されている。第2部分52の外周面と大径部55bの内周面とは管径方向に対向している。第2部分52の外周面と大径部55bの内周面とは、ろう付けされている。したがって、第2部分52の外周面と大径部55bの内周面との間には、ろう材によって構成されるろう付け部56が設けられる。
図6は、第3の実施形態に係る圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
本実施形態の第1配管50は、例えば、図2に示すアキュムレータ16の出口配管23及び内部配管25に適用されるものである。図6の第2部分52の管軸心方向の他端部52bには、他の配管(第2配管)55が接続されている。この第2配管55の管軸心方向の一端部55aには、外径が拡大された大径部55bが段差部55cを介して形成されている。第2部分52の管軸心方向の他端部52bは、第2配管55の大径部55bの内側に挿入されている。第2部分52の外周面と大径部55bの内周面とは管径方向に対向している。第2部分52の外周面と大径部55bの内周面とは、ろう付けされている。したがって、第2部分52の外周面と大径部55bの内周面との間には、ろう材によって構成されるろう付け部56が設けられる。
第2配管55は、例えば、鉄製である。そのため、銅を主成分とする材料からなる第2部分52に第2配管55を真鍮ろうを用いたバーナーろう付け等により接続することができる。図2に示すように、容器本体21の内部配管25は、U字状に折り曲げられた形状に形成されているので、出口配管23と一体に構成されていたとすると、実質的に容器本体21に取り付けることができなくなる。そのため、本実施形態では、図6に示すように、容器本体60の内部配管を、第1配管50とは別体の第2配管55で構成することによって、容器本体60(図2における上側の蓋部21b)の外側から容器本体60に第1配管50を取り付け、容器本体60(図2における上側の蓋部21b)の内側から容器本体60に第2配管55を容易に取り付けることが可能となる。
第2配管55は、鉄以外に、銅を主成分とする材料により形成されていてもよい。この場合、第2部分52に対して第2配管55をバーナーろう付け等により容易に接続することができる。第2配管55は、上記以外に、アルミニウム、アルミニウム合金、又はステンレスにより形成されていてもよい。ただし、第2配管55を、鉄により構成することで、圧力容器をより安価に製作することができる。
[第4の実施形態]
図7は、第4の実施形態に係る圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
本実施形態の圧力容器は、容器本体60が、本体部64と継手管65とを有している。本体部64と継手管65とは鉄製である。本体部64は、容器本体60の主要部をなす部分であり、内部に冷媒を収容可能である。本体部64は、内部側へ向けて屈曲する筒部64aを有する。筒部64aの内周面は、開口64bを構成している。
図7は、第4の実施形態に係る圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
本実施形態の圧力容器は、容器本体60が、本体部64と継手管65とを有している。本体部64と継手管65とは鉄製である。本体部64は、容器本体60の主要部をなす部分であり、内部に冷媒を収容可能である。本体部64は、内部側へ向けて屈曲する筒部64aを有する。筒部64aの内周面は、開口64bを構成している。
継手管65は、容器本体60に第1配管50を取り付けるための部分である。継手管65は、円筒形状に形成されている。継手管65は、筒部64a内に挿入されている。継手管65の外周面は、筒部64aの内周面に対向している。継手管65は、筒部64aに溶接により取り付けられている。継手管65は、本体部64の内部側へ延びており、容器本体60の内部配管を構成している。
第1配管50の第2部分52は、継手管65に接続されている。具体的に、第2部分52の外周面は、継手管65の内周面に対向して配置されている。第2部分52の外周面は、継手管65の内周面に真鍮ろう等によってろう付けされている。したがって、第2部分52の外周面と継手管65の内周面との間にはろう付け部54が設けられる。第1配管50の第1部分51は、継手管65と管径方向に重複する位置に配置されている。その他の第1配管50の構成は、第1の実施形態と同様である。
本実施形態では、容器本体60の本体部64と継手管65とが溶接によって強固に接続されている。そのため、容量(馬力)の大きい圧縮機のように高い耐圧性能が求められる圧力容器に好適に本実施形態を適用することができる。
[第5の実施形態]
図8は、第5の実施形態に係る圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
本実施形態では、第4の実施形態と同様に、容器本体60が、本体部64と継手管65とを有している。継手管65の管軸心方向の一端部には、第1配管50の第2部分52が接続されている。継手管65の管軸心方向の他端部には、他の配管(第3配管)70が接続されている。
図8は、第5の実施形態に係る圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
本実施形態では、第4の実施形態と同様に、容器本体60が、本体部64と継手管65とを有している。継手管65の管軸心方向の一端部には、第1配管50の第2部分52が接続されている。継手管65の管軸心方向の他端部には、他の配管(第3配管)70が接続されている。
第3配管70は、例えば銅を主成分とする材料(銅又は銅合金)からなる。第3配管70の外周面と継手管65の内周面とは管径方向に対向している。第3配管70の外周面と継手管65の内周面とは、真鍮ろう等によりろう付けされている。第3配管70の外周面と継手管65の内周面との間には、ろう付け部57が設けられている。第3配管70は、銅以外の材質、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、又はアルミニウム合金であってもよい。
継手管65の内周面には、径方向内方に突出する突起65aが形成されている。この突起65aは、継手管65の内周面の全周に連続して形成されている。継手管65に挿入される第1配管50の第2部分52の管軸方向の他端面52b1は、突起65aに接触している。これにより、継手管65に対する第1配管50の管軸方向の位置決めがなされている。
継手管65に挿入される第3配管70の管軸方向の一端面70b1は、突起65aに接触している。これにより、継手管65に対する第3配管70の管軸方向の位置決めがなされている。
第1配管50の第2部分52の管軸心方向の他端面52b1は、第1部分51の管軸心方向の他端面51b1よりも管軸心方向の他方側に配置されている。そのため、第2部分52の他端面52b1を突起65aに確実に接触させることができる。また、第2部分52と第3配管70との管軸方向の間に隙間を生じさせないようにすることができる。仮に、第1部分51の他端面51b1が第2部分52の他端面52b1よりも管軸心方向の他方側に配置されていた場合、第1部分51の外周面と継手管65の内周面との管径方向の間に第2部分52が介在しない空間が形成される場合があり、この空間に冷媒が入り込み、異音の発生等の原因となる可能性がある。本実施形態の圧力容器は、このような不都合を回避することができる。
なお、本実施形態において、突起65aは、継手管65の内周面の全周に形成されていなくてもよく、周方向の1個所又は周方向に間隔をあけた複数箇所に形成されていてもよい。
[第6の実施形態]
図9は、第6の実施形態に係る圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
本実施形態では、第4の実施形態と同様に、容器本体60が、本体部64と継手管65とを有している。継手管65には、第1配管50の第2部分52が接続されている。継手管65は、第1部分66と、第2部分67とを有する。継手管65の第1部分66は、円筒形状に形成されている。第1部分66は、本体部64の筒部64aの内側に挿入されている。第1部分66は、筒部64aに溶接により接合されている。
図9は、第6の実施形態に係る圧力容器の容器本体と配管との接続部を拡大して示す断面図である。
本実施形態では、第4の実施形態と同様に、容器本体60が、本体部64と継手管65とを有している。継手管65には、第1配管50の第2部分52が接続されている。継手管65は、第1部分66と、第2部分67とを有する。継手管65の第1部分66は、円筒形状に形成されている。第1部分66は、本体部64の筒部64aの内側に挿入されている。第1部分66は、筒部64aに溶接により接合されている。
継手管65の第2部分67は、円筒形状に形成されている。第2部分67は、継手管65の第1部分66から管軸方向の両側に突出している。継手管65の第1部分66と第2部分67とは、ろう付け又は溶接によって接続されている。第2部分67の管軸心方向の一端部には、外径が拡大された大径部67aが段差部67bを介して形成されている。この大径部67aの内側に、第1配管50の第2部分52が挿入されている。大径部67aの内周面と第1配管50の第2部分52の外周面とは、ろう付け又は溶接によって接続されている。
本実施形態では、継手管65が、第1部分66と第2部分67とを有しているので、例えば、第2部分67の外周面の形状が複雑で本体部64の開口64bとの形状に適合しない場合などに有効である。
[その他の実施形態]
上記実施形態では、圧力容器としてアキュムレータ16及び圧縮機12を例示したが、圧力容器は、これらに限定されるものではなく、マフラー13(図1参照)、油分離器、レシーバ等であってもよい。レシーバは、余剰の冷媒を溜めるものであり、室外熱交換器14と液閉鎖弁18Lとの間の液配管10Lに設けられる。
上記実施形態では、圧力容器としてアキュムレータ16及び圧縮機12を例示したが、圧力容器は、これらに限定されるものではなく、マフラー13(図1参照)、油分離器、レシーバ等であってもよい。レシーバは、余剰の冷媒を溜めるものであり、室外熱交換器14と液閉鎖弁18Lとの間の液配管10Lに設けられる。
[実施形態の作用効果]
(1)上記各実施形態の圧力容器は、図2及び図3に示すように、鉄製の容器本体21,27と、前記容器本体21,27に冷媒を流入させる入口配管22,28と、容器本体21,27から冷媒を流出させる出口配管23,29とを有している。入口配管22,28及び出口配管23,29の少なくとも一方の配管である第1配管50は、例えば図4に示すように、ステンレスからなる第1部分51と、銅を主成分とする材料からなる第2部分52と、第1部分51と第2部分52とを接続するろう付け部53とを有する。第1配管50の管軸心方向における第1部分51の一端部51aは、容器本体60の外部に配置されている。第1配管50の管軸心方向における第1部分51の他端部51bは、第2部分52に接続されている。第2部分52は、容器本体60に接続されている。
(1)上記各実施形態の圧力容器は、図2及び図3に示すように、鉄製の容器本体21,27と、前記容器本体21,27に冷媒を流入させる入口配管22,28と、容器本体21,27から冷媒を流出させる出口配管23,29とを有している。入口配管22,28及び出口配管23,29の少なくとも一方の配管である第1配管50は、例えば図4に示すように、ステンレスからなる第1部分51と、銅を主成分とする材料からなる第2部分52と、第1部分51と第2部分52とを接続するろう付け部53とを有する。第1配管50の管軸心方向における第1部分51の一端部51aは、容器本体60の外部に配置されている。第1配管50の管軸心方向における第1部分51の他端部51bは、第2部分52に接続されている。第2部分52は、容器本体60に接続されている。
以上の構成によれば、第1配管50(入口配管22,28及び/又は出口配管23,29)がステンレスからなる第1部分51と、銅を主成分とする材料からなる第2部分52とを有し、第2部分52が容器本体60に接続されるので、第1配管50が銅製である従来技術と同様の方法で、第2部分52を容器本体60に接続することができる。したがって、第1配管50の大部分を安価なステンレスで構成しながら、第1配管50を容器本体60への接続を従来と同様に容易に接続することができる。
(2)上記各実施形態では、第1配管50の第1部分51の外周面と第2部分52の内周面とが接続され、第2部分52における管軸心方向の他端面52b1が、第1部分51における管軸心方向の他端面51b1と同一平面上に配置されるか、又は、第1部分51の他端面51b1よりも管軸心方向の他方側に突出している。そのため、第1部分51が第2部分52よりも管軸心方向の他方側へ突出しないので、全体として第1配管50を小型化することができ、第1部分51と第2部分52とを炉中ろう付けする場合には、同時にろう付けすることができる数量を増大することができ、生産効率を高めることができる。
(3)上記第3の実施形態(図6参照)では、第1配管50の第2部分52における管軸心方向の他端部52bに、他の第2配管55が接続される。そのため、第2配管55が例えばU字形状に折れ曲がっていたとしても、容器本体60の内部に容易に配置することができる。
(4)上記第4〜第6の実施形態(図7〜図9参照)の容器本体60が、鉄製の継手管65を有し、継手管65に、第2部分52が接続されている。このように容器本体60が鉄製の継手管65を有していることによって、容器本体60の主要部分(本体部64)に対して配管部分(継手管65)を強固に接続することができ、耐圧性能を高めたうえで、第1配管50との接続も容易に行うことができる。
(5)上記第5の実施形態(図8参照)において、継手管65における管軸心方向の一端部に第2部分52が接続され、継手管65における管軸心方向の他端部に他の第3配管70が接続される。そのため、第1配管50と、容器本体60の内部に配置される第3配管70とを継手管65を介して相互に接続することができる。
(6)上記第5の実施形態(図8参照)において、第1配管50の第2部分52における管軸心方向の他端面52b1は、第1配管50の第1部分51における管軸心方向の他端面51b1よりも管軸心方向の他方側に突出している。そのため、継手管65によって接続される第2部分52と第3配管70との間に隙間が形成され難くなり、当該隙間への冷媒の入り込み等を抑制することができる。
(7)上記第2の実施形態(図5参照)において、第1配管50の第2部分52は、容器本体60の内部へ向けて延びる部分を有する。そのため、容器本体60の内部に配置される内部配管を、第2部分52を延長することによって構成することができ、当該内部配管を第1配管50とは別の配管によって構成する場合と比べて、第1配管50の部品数を低減することができる。
(8)上記各実施形態において、第1配管50の第1部分51は、管軸心方向の他端部に外径が縮小された小径部51cを有し、小径部51cの外周面が、第1配管50の第2部分52の内周面に接続される。そのため、第1部分51の小径部51cを第2部分52に挿入し、小径部51cの基端部を第2部分52の端部に接触させることで、第1部分51と第2部分52との管軸心方向における位置決めを行うことができる。
(9)上記各実施形態において、第1配管50の第1部分51は、容器本体60と管径方向に重なる部分を有する。このように、第1配管50における第1部分51が容器本体60(筒部62又は継手管65)と管径方向に重なることによって第2部分52が単独で存在する部分がなくなり、容器本体60と第1配管50との接続強度を高めることができる。
(10)上記各実施形態において、第1配管50の第1部分51における管軸心方向の一端部には、銅を主成分とする材料からなるめっき、又は、銅を主成分とする材料からなる管が設けられる。そのため、ステンレスからなる第1部分51の端部に、銅製の冷媒配管を安価なろう材を用いて容易に接続することができる。
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すべての変更が含まれることが意図される。
1 :冷凍装置
4 :冷媒回路
21 :容器本体
22 :入口配管
23 :出口配管
27 :容器本体
28 :入口配管
29 :出口配管
30 :インジェクション配管
50 :第1配管
51 :第1部分
51a :一端部
51b :他端部
51b1 :他端面
51c :小径部
52 :第2部分
52b :他端部
52b1 :他端面
53 :ろう付け部
55 :第2配管
60 :容器本体
65 :継手管
70 :第3配管
4 :冷媒回路
21 :容器本体
22 :入口配管
23 :出口配管
27 :容器本体
28 :入口配管
29 :出口配管
30 :インジェクション配管
50 :第1配管
51 :第1部分
51a :一端部
51b :他端部
51b1 :他端面
51c :小径部
52 :第2部分
52b :他端部
52b1 :他端面
53 :ろう付け部
55 :第2配管
60 :容器本体
65 :継手管
70 :第3配管
Claims (11)
- 冷媒回路(4)に設けられた圧力容器であって、
鉄製の容器本体(60)と、前記容器本体(60)に冷媒を流入させる入口配管と、前記容器本体(60)から冷媒を流出させる出口配管とを有し、
前記入口配管及び前記出口配管のうち少なくとも一方の配管(50)は、ステンレスからなる第1部分(51)と、銅を主成分とする材料からなる第2部分(52)と、前記第1部分(51)と前記第2部分(52)とを接続するろう付け部(53)と、を有し、
前記第1部分(51)の、前記一方の配管(50)の管軸心方向における一方側の端部(51a)が前記容器本体(60)の外部に配置され、
前記第1部分(51)の前記管軸心方向における他方側の端部(51b)が前記第2部分(52)に接続され、
前記第2部分(52)が前記容器本体(60)に接続されている、圧力容器。 - 前記第1部分(51)の外周面と前記第2部分(52)の内周面とが接続され、
前記第2部分(52)における前記管軸心方向の前記他方側の端面(52b1)が、前記第1部分(51)における前記管軸心方向の前記他方側の端面(51b1)と同一平面上に配置されるか、又は、前記第1部分(51)の前記端面(51b1)よりも前記管軸心方向の前記他方側に突出している、請求項1に記載の圧力容器。 - 前記第2部分(52)における前記管軸心方向の前記他方側の端部(52b)に、他の第2配管(55)が接続される、請求項1又は2に記載の圧力容器。
- 前記容器本体(60)が、鉄製の継手管(65)を有し、
前記継手管(65)に、前記第2部分(52)が接続されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧力容器。 - 前記継手管(65)における前記管軸心方向の前記一方側の端部に前記第2部分(52)が接続され、
前記継手管(65)における前記管軸心方向の前記他方側の端部に他の第3配管(70)が接続される、請求項4に記載の圧力容器。 - 前記第2部分(52)における前記管軸心方向の前記他方側の端面(52b1)が、前記第1部分(51)における前記管軸心方向の前記他方側の端面(51b1)よりも前記管軸心方向の他方側に突出している、請求項5に記載の圧力容器。
- 前記第2部分(52)が、前記容器本体(60)の内部へ向けて延びる部分を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧力容器。
- 前記第1部分(51)が、前記管軸心方向の前記他方側の端部(51b)に外径が縮小された小径部(51c)を有し、
前記小径部(51c)の外周面が、前記第2部分(52)の内周面に接続される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧力容器。 - 前記第1部分(51)が、前記容器本体(60)と管径方向に重なる部分を有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の圧力容器。
- 前記第1部分(51)における前記管軸心方向の前記一方側の端部(51a)に、銅を主成分とする材料からなるめっき(51g)、又は、銅を主成分とする材料からなる管が設けられる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の圧力容器。
- 請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載された圧力容器を有する、冷凍装置。
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