TWI675172B - 墊圈及冷凍循環裝置 - Google Patents

Abstract

提供一種減少墊圈之面積，以持續提高密封性，可確保密封距離，墊圈之定位也變得容易之墊圈及使用墊圈之冷凍循環裝置。墊圈係一種墊圈，被配置於連接流通有流體之路徑之連接部上，由設有通過流通有流體之路徑之孔之板體所構成，其中，包括：定位部，被配置於孔的周圍，藉螺栓定位；以及冲壓部，被設於孔與定位部之間，貫穿板體；定位部係呈沿著螺栓外周的一部分之圓弧形。

Description

墊圈及冷凍循環裝置

本發明係關於一種被使用於流通流體之配管的連接部上之墊圈，且特別有關於一種墊圈之定位形狀及使用墊圈之冷凍循環裝置。

在先前技術中，例如構成冷凍循環裝置之壓縮機、油分離器、熱交換器等之構造元件，與連接這些之配管之接頭部，係在形成有法蘭的密封面上夾持墊圈，使法蘭藉螺栓及螺帽等鎖固，以防止流通在配管內部之冷媒漏洩。墊圈係較便宜且也可成形比較複雜之形狀，所以，被廣泛使用於冷凍循環裝置，或者，處理其他流體之機器(例如專利文獻1)。

〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本專利第4799763號公報

將抑制地球溫暖化當作目的之低GWP冷媒(HFO系冷媒)，很多都是微燃性者。因此，比起先前之R22、R134a、R404A、R407C等之不燃性冷媒，需要對於冷媒漏洩更加注意，有時被迫必須強化接頭部之密封性。又，因為修正之氟利昂法，冷凍循環裝置係不僅冷媒漏洩，滲油也列為簡易檢查項目，所以，接頭部密封性之強化，係成為在冷製造凍機器及空氣調和裝置上很重要之課題。

在這種狀況中，如專利文獻1所開示地，當欲變更墊圈之材質，以提高接頭部之密封性時，墊圈之耐冷媒性、耐油性、耐久性之驗證及評估係有必要，其伴隨著大量之勞力。在此，在提高接頭部之密封性時，做為不變更墊圈之材質，提高密封性之方法，有採取以下之手段。

(1)藉提高鎖固墊圈之螺栓之扭力，提高密封面壓。

(2)在與墊圈相對之法蘭面設置凸起，提高局部性密封面壓。

(3)減少墊圈之面積，提高密封面壓。

在此，所謂密封面壓，係以「密封面壓=螺栓之鎖固力總和/墊圈之面積」表示。

當選擇上述(1)時，藉螺栓尺寸及螺栓材質，螺栓之鎖固扭力係已經大概決定，無法極端地提高螺栓之鎖固力，所以，無法期望提高有效之密封面壓。又，藉提高鎖固扭力，被負載到螺栓上之應力也變大，所以，有變得在冷凍循環裝置等之運轉時，必須驗證螺栓是否疲勞破壞之課題。

當選擇上述(2)時，在凸起與墊圈之接觸部中，接觸面壓變高，可提高密封面壓。但是，有用於在接頭部的法蘭上設置凸起之加工費用增加之課題。又，當接頭部較小時，為了在法蘭設置凸起，必須加大法蘭本身。因此，有因為加大法蘭，而與他零件相干涉等之課題。

上述(3)係藉改變比較便宜且也可成形複雜形狀之墊圈之形狀，可提高密封面壓。但是，墊圈之面積與密封距離有一般之比例關係，當墊圈之面積變得較小時，密封距離變得較短，所以，雖然密封面壓變高，由於法蘭的密封面之精度，無法提高密封性，而有變得漏洩容易產生之課題。在此，所謂密封距離，係例如在被法蘭夾持之墊圈中，表示成為洩漏路徑之最小距離。密封距離係綜合性地考慮到法蘭的密封面之面粗度及平面度、墊圈之種類、配管內之壓力、密封面壓等以被設定者。又，為了提高密封面壓，當減少墊圈之面 積時，墊圈較小，墊圈本身之定位變得困難，所以，墊圈不被配置在正常之位置，而有密封性降低之課題。

本發明之目的係在於提供一種減少墊圈之面積，以持續提高密封性，可確保密封距離，墊圈之定位也很容易之墊圈及使用該墊圈之冷凍循環裝置。

本發明之墊圈係一種墊圈，被配置於連接流通有流體之路徑之連接部上，由設有通過流通有前述流體之前述路徑之孔之板體所構成，其中，包括：定位部，被配置於前述孔的周圍，藉螺栓定位；以及冲壓部，被設於前述孔與前述定位部之間，貫穿前述板體；前述定位部係呈沿著前述螺栓外周的一部分之圓弧形。

本發明之墊圈係一種墊圈，被配置於連接流通有流體之路徑之連接部上，由設有通過流通有前述流體之前述路徑之孔之板體所構成，其中，包括：定位部，被配置於前述孔的周圍，藉螺栓定位；以及連繫部，連繫前述孔與前述定位部之間；前述定位部係呈沿著前述螺栓外周之圓弧形，前述板體之面積，係小於前述板體所接觸之前述連接部的表面。

當依據本發明時，不改變接頭部之形狀及大小地，可提高密封面壓，可提高在內部流通有可燃性流體之路徑的接頭部之密封性，所以，可提高機器之安全性。又，藉便宜之墊圈，可有效地提高接頭部之密封性，所以，在確保安全性時，可抑制成本。

4‧‧‧壓縮機

5‧‧‧油分離器

10‧‧‧墊圈

10A‧‧‧墊圈

10B‧‧‧墊圈

11‧‧‧氣孔

12‧‧‧墊圈外周

12A‧‧‧墊圈外周

13‧‧‧定位部

14‧‧‧冲壓部

15‧‧‧連繫部

90‧‧‧控制裝置

91‧‧‧變頻裝置

100‧‧‧冷凍循環裝置

102‧‧‧螺桿壓縮機

104‧‧‧冷凝器

105‧‧‧膨脹閥

106‧‧‧蒸發器

107‧‧‧接合部

108‧‧‧螺栓

108a‧‧‧螺栓

108b‧‧‧螺栓

110‧‧‧墊圈

113‧‧‧螺栓孔

115‧‧‧部分

210‧‧‧墊圈

210A‧‧‧墊圈

213‧‧‧定位部

214‧‧‧冲壓部

214A‧‧‧冲壓部

215‧‧‧部分

310‧‧‧墊圈

313‧‧‧定位部

第1圖係表示包括第1實施形態墊圈之冷凍循環裝置之構造之圖。

第2圖係被安裝於第1實施形態冷凍循環裝置的壓縮機上之電磁閥與壓縮機之接合部的墊圈之俯視圖。

第3圖係做為第1實施形態墊圈之比較例之墊圈之俯視圖。

第4圖係做為第1實施形態墊圈之變形例之墊圈之俯視圖。

第5圖係適用第4圖墊圈之壓縮機之外觀圖。

第6圖係做為第1實施形態墊圈變形例之墊圈之俯視圖。

第7圖係第2實施形態墊圈之俯視圖。

第8圖係做為第2實施形態墊圈之變形例之墊圈之俯視圖。

第9圖係被安裝於第3實施形態冷凍循環裝置的螺桿壓縮機上之電磁閥與螺桿壓縮機之接合部的墊圈之俯視圖。

第1實施形態.

以下，參照圖面，說明第1實施形態。在此，在以下之圖面中，賦予同一編號者，係同一或相當者，在以下所述之實施形態之全文中，係為共通。又，專利說明書全文所示之構造元件之形態，只不過係例示，本發明並不侷限於此。尤其，構造元件之組合，並不僅侷限於各實施形態中之組合，可使其他實施形態所述之構造元件，適宜地適用到另一實施形態。而且，關於壓力之高低，係並非特別以與絕對性數值之關係，決定高低者，在系統、裝置等中之狀態、動作等之中，其係當作相對性地決定者。又，關於以下標區別等之複數同種之機器等，當無須特別區別或特定時，有時省略下標等以記載之。

第1圖係表示包括第1實施形態墊圈10之冷凍循環裝置100之構造之圖。冷凍循環裝置100之一例，係使螺桿壓縮機102、冷凝器104、膨脹閥105、及蒸發器106以配管連接者。以下，螺桿壓縮機係當作構成冷凍循環裝置100的 冷媒迴路之機器，將吸入、壓縮及吐出之流體當作冷媒及油做說明。

在第1圖中，螺桿壓縮機102係成為在內部具有油分離器5之構造，但是，油分離器5也可以另外設置。又，油分離器5係採取除霧器方式、旋風分離器方式等之種種方式。又，不問構成螺桿壓縮機之壓縮機4之種類，其可採取單螺桿壓縮機、雙螺桿壓縮機、渦卷壓縮機及往復式壓縮機等之形式。又，雖然例舉變頻器驅動之壓縮機4做說明，但是，也可以係定速之壓縮機。

變頻裝置91係依據指示之頻率，控制往螺桿壓縮機102之電力供給，又，控制螺桿壓縮機102之驅動頻率者。螺桿壓縮機102係以自電力供給源(未圖示)，透過變頻裝置91被供給之電力所驅動。冷凝器104係冷卻螺桿壓縮機102所吐出之高溫高壓氣體狀之氣體冷媒，冷凝之。又，發揮做為減壓裝置之功能之膨脹閥105，係減壓自冷凝器104流出之液體冷媒，膨脹之。蒸發器106係蒸發通過膨脹閥105後之冷媒。而且，冷凍循環裝置100還包括控制裝置90。控制裝置90係控制變頻裝置91之頻率、膨脹閥105之開度等，傳送訊號到各機器以控制者。

墊圈10可使用於構成冷凍循環裝置100之配管的接頭部、及螺桿壓縮機102的外部輪廓零件的接合部107。尤其，很容易產生自接頭部及接合部107洩漏冷媒或滲油等失靈情形之部位，很多係相對較小零件的接合面。而且，總稱接頭部及接合部107為連接部。在較小之零件中，鎖固連接部的密封面之螺栓之尺寸較小，鎖固連接部之力量較小。而且，因為為了提高密封面壓，當欲減少墊圈10之面積時，無法滿足地確保密封距離。而且，接頭部係連接配管們，或者，被設於連接配管與構成冷凍循環裝置100之各元件之部分上。接頭部之構造，係例如在配管的端部形成法蘭，對接法蘭們以藉螺栓及螺帽鎖固之。墊圈10係被夾持在法蘭的密封面之間，抑制流通在配管內部之冷媒等流體之漏洩及滲油者。

第2圖係被安裝於第1實施形態冷凍循環裝置100的螺桿壓縮機102上之電磁閥與螺桿壓縮機102之接合部107的墊圈10之俯視圖。墊圈10係一塊板體，以金屬及樹脂等材質構成。又，墊圈10係包括在中央部通過氣體冷媒之兩個氣孔11。氣孔11係被形成，使得確保自氣孔11至墊圈外周12之距離，亦即，確保做為自氣孔11至與外氣相通之最短距離之密封距離。又，墊圈10係具有在電磁閥與螺桿壓縮機102之接合部107中，用於定位之定位部13。定位部13係在構成墊圈10之板體形狀之外周部，被配置於對稱性之位置。又，定位部13係被形成為圓弧形，成為沿著鎖固接合部107之螺栓的外周面。

在定位部13與氣孔11之間，形成有冲壓部14。冲壓部14係貫穿構成墊圈10之板體以形成，其係用於藉減少墊圈10之面積，提高密封面壓者。但是，在先前，也存在有僅設置冲壓部14，無法確保既定密封面壓之情形。在此，於第1實施形態之墊圈10中，並非在墊圈10開設通過螺栓之孔，而係在構成墊圈10之板體的外周，於氣孔11側形成半圓形之凹部。

第3圖係當作第1實施形態墊圈10之比較例之墊圈110之俯視圖。墊圈110之相當於第1實施形態墊圈10的定位部13之部分之構造不同。墊圈110係設有通過用於鎖固接合部107之螺栓之螺栓孔113，通過螺栓到螺栓孔113以定位之。螺栓孔113係構成使得通過螺栓，所以，其形成為包圍螺栓外周全部之樣子。亦即，僅設有螺栓孔113外側的部分115之部分，墊圈110係相對於第1實施形態之墊圈10而言，面積變得較大。因此，比較例之墊圈110，係承受接合部107被螺栓鎖固時之負載之面積較大，僅此部分，其密封面壓係小於第1實施形態之墊圈10。

做成如墊圈110地設置螺栓孔113之構成，係很廣泛且一般。但是，第1實施形態之墊圈10，係與比較例之墊圈110不同，定位部13不成為包圍螺栓外周全部之形狀。定位部13係成為氣孔11相對於接合部107之流體之流通路 徑而言，位置對合之程度之最小限度之形狀，所以，可使墊圈10之面積為最小限度。又，第1實施形態之墊圈10，係相對於比較例之墊圈110而言，密封距離也不會減少，所以，如果係同等之螺栓鎖固力時，可更加提高密封性能。而且，自墊圈開始之冷媒洩漏及滲油之路徑係存在兩個。第1個係在法蘭與墊圈面之間，第2個係滲透墊圈之間者。此兩個洩漏路徑，係藉提高密封面壓，可抑制洩漏。

接著，說明第1實施形態墊圈10之變形例。

第4圖係做為第1實施形態墊圈10之變形例之墊圈10A之俯視圖。第5圖係適用第4圖墊圈10A之螺桿壓縮機102之外觀圖。墊圈10A係被使用於構成例如第5圖所示之螺桿壓縮機102的外部輪廓之零件的接合部107。

墊圈10A係為了不使螺桿壓縮機102內部的冷媒或油，漏洩到外部而被使用，在墊圈10A的中央部開設有氣孔11，包圍其周圍以配置有定位部13。墊圈10A的氣孔11係被形成為大於第1實施形態之墊圈10的氣孔11。因此，在接合部107為了確保密封面壓，設有多數之螺栓。墊圈10A係配置有定位部13，使得相對於被設於接合部107上之六處之螺栓而言可定位。

墊圈10A的定位部13，係與墊圈10同樣地，在墊圈10A的墊圈外周12A連續形成。定位部13係配合螺栓108的外周以成圓弧形，其位於螺栓108與氣孔11之間。而且，定位部13係在將氣孔11當作中心之圓周上，等間隔設有六處。因此，不僅在第4圖所示之螺栓108a之位置定位墊圈10A，也可以藉螺栓108b之配置定位墊圈10A。

第6圖係做為第1實施形態墊圈10之變形例之墊圈10B之俯視圖。墊圈10B係與墊圈10同樣地，被使用於被安裝於冷凍循環裝置100的螺桿壓縮機102上之電磁閥與螺桿壓縮機102之接合部107。

墊圈10B係與墊圈10同樣地，設有兩個氣孔11及定位部13。亦 即，定位部13係在墊圈10之形狀之外周部，被配置於對稱性之位置，形成圓弧形，成為沿著鎖固接合部107之螺栓的外周面的一部分。

但是，墊圈10B係冲壓部14不被形成於構成墊圈10B之板體的外周部內側。墊圈10係板體的外周在內側被大幅地削減，其包括設有兩個氣孔11之部分與定位部13間之連繫部15。連繫部15係被配置在連結兩個氣孔11間之中央與定位部13之假想線上。藉此構成，墊圈10B係被形成為小於與前述墊圈10B接觸之接合部107的表面，可更加提高密封面壓。

第2實施形態.

第2實施形態之墊圈210，係變更相當於第1實施形態墊圈10的定位部13之部分者。在第2實施形態中，係以相對於第1實施形態而言之變更點為中心做說明。

第7圖係第2實施形態墊圈210之俯視圖。墊圈210也係與第1實施形態墊圈10相同地，被適用於被安裝於冷凍循環裝置100的螺桿壓縮機102上之電磁閥與螺桿壓縮機102之接合部107者。

墊圈210係與第1實施形態墊圈10同樣地，其係一塊板體，以金屬及樹脂等之材質所構成。又，墊圈210係在中央部包括通過氣體冷媒之兩個氣孔11。又，墊圈210係具有在接合部107中，用於定位之定位部213。定位部213係成為沿著相對於氣孔11而言較遠側之螺栓外周部的一部分之圓弧形。亦即，係成為螺栓位於定位部213與氣孔11間之位置關係。

又，定位部213係與冲壓部214的周緣連續形成。亦即，定位部213係與墊圈210的冲壓部214一體形成，藉冲壓部214的一部分與螺栓定位墊圈210。因此，墊圈210係在組裝時，為了被螺栓穿過，其係不易自接合部107的密封面脫落之構造，作業性被提高，所以，在作業困難之部位中，於連接配管時特別有效。

墊圈210係相對於第1實施形態墊圈10而言，僅螺栓外側之部分 215之部分，外形變得較大。但是，定位部213與冲壓部214係做成一體，所以，墊圈210之密封面積可與第1實施形態墊圈10為同等。又，藉墊圈210之形狀，有可能使冲壓部214大於第1實施形態之墊圈10，也更可提高密封性能。

接著，說明第2實施形態墊圈210A之變形例。

第8圖係做為第2實施形態墊圈210之變形例之墊圈210A之俯視圖。墊圈210A係被使用於例如構成第5圖所示之螺桿壓縮機102的外部輪廓之零件的接合部107。

墊圈210A係用於不使螺桿壓縮機102內部的冷媒或油，洩漏到外部，於墊圈10A的中央部開設有氣孔11，包圍其周圍以配置有定位部13。為了確保密封面壓，在接合部107設有多數之螺栓。墊圈210A係配置有定位部213，使得相對於被設於接合部107上之六處之螺栓而言可定位。

墊圈210A的定位部213，係與墊圈210同樣地，於墊圈10A的冲壓部214A周緣連續形成。定位部213之構造係配合螺栓108的外周，以成為圓弧形，在定位部213與氣孔11之間，配置有螺栓108。而且，定位部213係在將氣孔11當作中心之圓周上，等間隔設有六處。冲壓部214A係設有兩處，在冲壓部214A之一處設有三個定位部213。藉此構造，相對於墊圈210A而言，冲壓部214A之面積極力變得較大，所以，很容易提高由墊圈210A所做之密封性能。

墊圈210,210A係與第1實施形態墊圈10,10A相比較下，可加長密封距離。藉此，可更提高墊圈210,210A之密封性能。

第3實施形態.

第3實施形態之墊圈310，係變更過第1實施形態墊圈10的定位部13及外形形狀者。在第3實施形態中，係以相對於第1實施形態而言之變更點為中心做說明。

第9圖係第3實施形態冷凍循環裝置100的被安裝於螺桿壓縮機102上之電磁閥與螺桿壓縮機102之接合部107的墊圈310之俯視圖。墊圈310係變 更過第1實施形態墊圈10B的定位部13者。如第9圖所示，墊圈310的定位部313係被形成，使得包圍螺栓108外周的全周。藉此，墊圈310係在設置於接合部107後，變得不易自接合部107脫落，組立性提高。而且，第9圖中之虛線部，係表示接合部107之形狀。

Claims (3)

1. 一種墊圈，被配置於連接流通有流體之路徑之連接部上，由設有通過流通有前述流體之前述路徑之孔之板體所構成，其中，包括：定位部，被配置於前述孔之周圍，藉螺栓定位；以及冲壓部，被設於前述孔與前述定位部之間，貫穿前述板體，前述定位部係呈沿著前述螺栓外周的一部分之圓弧形；前述螺栓係位於前述定位部與前述孔之間；前述定位部係與前述冲壓部一體形成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之墊圈，其中，前述板體之面積，係小於前述板體所接觸之前述連接部的表面。
3. 一種冷凍循環裝置，包括如申請專利範圍第1或2項所述之墊圈，設置在流通有冷媒之前述路徑的前述連接部。