WO2010090288A1 - 冷凍サイクル用容器と冷凍サイクル装置 - Google Patents

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哲巳 中谷
眞美 岩永
育訓 市川
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    • B23K2103/22Ferrous alloys and copper or alloys thereof

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration cycle container that includes a refrigeration cycle container together with a refrigeration cycle container, such as an accumulator, a refrigerant tank, and an oil separator, and a refrigeration cycle container.
  • a refrigeration cycle container such as an accumulator, a refrigerant tank, and an oil separator
  • brazing is a joining method in which a brazing material melted into a gap (0.05 to 0.1 mm) between a pair of heated joint parts is poured using a capillary phenomenon. As a result, a thin alloy layer is formed by diffusion reaction between the joint metal and the brazing material, and joint parts are joined to each other.
  • the pipe connection structure of the compressor which includes a compressor that compresses the refrigerant, an accumulator (a refrigeration cycle container) that stores the refrigerant, and a suction pipe that connects the compressor and the accumulator and guides the refrigerant
  • a technique for connecting parts together by brazing or welding is disclosed (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-360476).
  • Brazing used in the invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-360476 is difficult to mechanize as compared with welding, and relies heavily on the manual work and skill of the operator. Therefore, in the case of a container for a refrigeration cycle with many brazing points, it takes a lot of time and affects the man-hours.
  • the base material and the wire are heated, and copper, which is the main component of the wire, is melted in an inert gas atmosphere, and this is introduced into the gap between the base materials to be brazed.
  • This type of welding method is characterized in that it generates less spatter and is excellent in appearance.
  • the present invention has been made on the basis of the above circumstances.
  • the purpose of the present invention is to reduce labor and work by adopting an optimum means other than brazing when joining the refrigerant pipe to the container body.
  • An object of the present invention is to provide a container for a refrigeration cycle that shortens the time and contributes to cost reduction.
  • an object of the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus that is provided with the above-described refrigeration cycle container and can be improved in reliability by constituting a refrigeration cycle.
  • the container for refrigeration cycle and the refrigeration cycle apparatus of the present invention are configured as follows.
  • ⁇ A refrigerant pipe is joined to the container body by MIG (metal inert gas) brazing. Further, the refrigeration cycle apparatus configures a refrigeration cycle by connecting a compressor, a condenser, an expansion device, an evaporator, and the refrigeration cycle container described above via a refrigerant pipe.
  • MIG metal inert gas
  • FIG. 1 is a front view of a refrigeration cycle container according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a joint structure between the upper end plate of the container body and the refrigerant pipe constituting the container for the refrigeration cycle.
  • FIG. 3A is an explanatory view showing a process of processing the upper end plate.
  • FIG. 3B is an explanatory view showing a process of processing the upper end plate.
  • FIG. 3C is an explanatory diagram showing a process of processing the upper end plate.
  • FIG. 4 is a front view of the refrigeration cycle container according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a joint structure between a container main body and a refrigerant pipe constituting the container for the refrigeration cycle.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing a joint structure between the container body and the refrigerant pipe.
  • FIG. 6A is a front view showing a container for a refrigeration cycle according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a side view showing the refrigeration cycle container.
  • FIG. 7 is a front view showing a refrigeration cycle container according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing a joint structure between a container body and a refrigerant pipe according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a plan view showing a joint structure between a container body and a refrigerant pipe according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a front view showing a container for a refrigeration cycle according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a side view showing the refrigeration cycle container.
  • FIG. 7 is a front view showing a refrigeration cycle container according to
  • FIG. 9A is a plan view showing a joint structure between a container body and a refrigerant pipe according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view showing a joint structure between a container body and a refrigerant pipe according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of the refrigeration cycle of the refrigeration cycle apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a refrigeration cycle of a refrigeration cycle apparatus, for example, an air conditioner.
  • reference numeral 1 denotes a compressor that compresses the sucked refrigerant into a high-temperature and high-pressure gas refrigerant and discharges it to the refrigerant pipe P.
  • the condenser 2 is communicated with the refrigerant pipe P to condense the guided gas refrigerant and convert it into a liquid refrigerant.
  • the expansion valve 3 which is an expansion device is communicated with the condenser 2 through a refrigerant pipe P to adiabatically expand the led liquid refrigerant. Further, an evaporator 4 is communicated with the expansion valve 3 via a refrigerant pipe P to evaporate the refrigerant, and the latent heat of vaporization at this time is taken from the heat exchange air and changed into cold air. That is, a freezing (cooling) action is obtained.
  • the accumulator 5 communicates with the evaporator 4 via a refrigerant pipe P to separate the introduced evaporated refrigerant into a gas and liquid. Only the separated gas refrigerant is sucked into the compressor 1 through the refrigerant pipe P, and the above-described refrigeration cycle is repeated again. By providing the accumulator 5, liquid compressor is not sucked by the compressor 1, and liquid compression is prevented.
  • an oil separator, a liquid tank, etc. (not shown) are also used, and together with the accumulator 5 are collectively referred to as a “refrigeration cycle container R”.
  • a refrigeration cycle container R an oil separator, a liquid tank, etc. (not shown) are also used, and together with the accumulator 5 are collectively referred to as a “refrigeration cycle container R”.
  • refrigeration cycle container R a joining structure between the refrigeration cycle container R and the refrigerant pipe P will be described.
  • FIG. 1 is a front view of a refrigeration cycle container Ra according to a first embodiment.
  • the refrigeration cycle container Ra includes a container body 10 provided with a separation plate 10a therein, a first refrigerant pipe P1 joined to the upper end of the container body 10, and one end joined to the bottom surface of the container body 10 and the other end. Is formed to rise inside the container body 10, one end is joined to the second refrigerant pipe P ⁇ b> 2 via the bottom surface of the container body 10, and the other end is substantially U-shaped outside the container body 10. It comprises a bent third refrigerant pipe P3.
  • the first refrigerant pipe P1 is connected to the evaporator 4, and the refrigerant evaporated here is guided into the container body 10 through the first refrigerant pipe P1.
  • a separation plate 10a is provided inside the container body 10 that faces the opening end of the first refrigerant pipe P1, and the vaporized refrigerant passes through the separator plate 10a to be separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant accumulates in the bottom of the container body 10, and the gas refrigerant is sucked from the open end of the second refrigerant pipe P2 and led to the third refrigerant pipe P3, and further sucked into the compressor 1 and compressed.
  • the liquid refrigerant accumulated at the inner bottom of the container body 10 evaporates as time elapses or under the influence of the temperature of the external air, becomes a gas refrigerant, and is sucked from the open end of the second refrigerant pipe P2.
  • the container body 10 includes a cylindrical lens barrel 11 having upper and lower ends opened and a separation plate 10a fitted in the upper end, and an upper end opening of the lens barrel 11.
  • the upper end plate 12 is welded so as to be closed, and the lower end plate 13 is welded so as to close the lower end opening of the barrel 11.
  • a plurality of support legs 14 are attached to the peripheral surface of the lower end plate 13 with a predetermined interval by welding. All the components of the container body 10 are made of iron, and the entire peripheral surface including the support legs 14 is painted.
  • a copper pipe is used for the first refrigerant pipe P1.
  • coolant pipe P1 with respect to the upper end plate 12 which comprises the container main body 10 is as showing in FIG.
  • a mounting hole H is provided in the central portion of the upper end plate 12, and the lower end portion of the first refrigerant pipe P1 is inserted and temporarily held therein. In this state, the peripheral surface of the first refrigerant pipe P1 and the peripheral portion of the mounting hole H are processed by MIG brazing Y.
  • brazing material used for MIG brazing Y is mainly composed of copper and the brazing material itself serves as an electrode, it is also called “consumable electrode type arc brazing”. In other words, brazing is performed by arc heat, and there is a relatively low distortion and pinhole generation due to local heating, and the processing speed is high.
  • the processing sequence as the refrigeration cycle container Ra is such that when the upper end plate 12 is in a single state before the upper end plate 12 is joined to the end tube 11, the first refrigerant pipe P1 is attached to the upper end plate 12 by MIG brazing Y. Join.
  • the second refrigerant pipe P2 may be an iron pipe, but the third refrigerant pipe P3 is a copper pipe.
  • the second refrigerant pipe P2 and the third refrigerant pipe P3 are joined to the lower end plate 13 by MIG brazing Y.
  • the second refrigerant pipe P2 and the lower end plate 13 are joined by MIG brazing Y, and then one end of the third refrigerant pipe P3 is connected to the end of the lower end plate 13 and the second refrigerant pipe P2. And is joined by MIG brazing Y.
  • the upper end plate 12 joined with the first refrigerant pipe P1 is welded to the upper end portion of the lens barrel 11, and the upper end opening of the lens barrel 11 is closed.
  • the lower end plate 13 in which the second refrigerant pipe P2 and the third refrigerant pipe P3 are joined is welded to the lower end portion of the lens barrel 11, and the lower end opening of the lens barrel 11 is closed. Therefore, the container body 10 is assembled.
  • the processing time required for joining at one location is about 40 seconds for silver brazing and about 10 seconds for MIG brazing Y.
  • the cost of the brazing material is 27 thousand yen for silver brazing per kilogram (at the time of filing), and the copper brazing material used for the MIG brazing Y can be purchased for 5,000 yen (same as above).
  • MIG brazing Y has many advantages over silver brazing, and therefore, the labor required for joining the container body 10 and the refrigerant pipes P1 to P3 can be reduced and the processing time can be shortened. Can contribute to cost reduction.
  • FIG. 3A, FIG. 3B, and FIG. 3C are diagrams for explaining the manufacturing sequence of the upper end plate 12 constituting the container body 11 and the joining of the first refrigerant pipe P1. Although not particularly illustrated, the same applies to the joining of the lower end plate 13 and the second refrigerant pipe P2.
  • a rectangular plate body D is prepared in plan view, and a mounting hole H is provided at the center.
  • a rectangular plate D provided with a mounting hole H at the center is formed into a semicircular cross section by drawing. The peripheral end portion is aligned at the same position to form a substantially bowl-shaped upper end plate 12.
  • the mounting hole H provided earlier has a cross-sectional taper shape in which the outer surface side diameter of the upper end plate 12 is larger than the inner surface side diameter.
  • This is a cross-sectional shape that is inevitably formed by drawing a rectangular plate D having a predetermined plate thickness, and when the first refrigerant pipe P1 is inserted, a mounting hole on the outer surface side of the upper end plate 12 A certain amount of gap is generated from the H periphery.
  • the mounting hole H has a tapered cross section.
  • a conspicuous gap is formed on the outer surface side of the upper end plate 12 between the refrigerant pipe P1 and the periphery of the mounting hole H.
  • the brazing material of MIG brazing Y can easily enter the gap, so that the bonding strength between the upper end plate 12 and the first refrigerant pipe P1 is increased.
  • the iron material is selected for the barrel 11, the upper end plate 12, and the lower end plate 13 constituting the container body 10.
  • the present invention is not limited to this.
  • the refrigerant pipes P1 to P3 made of copper pipes are joined to the container body 10 by MIG brazing Y. There is no change in using a copper-based material as the brazing material, and the refrigerant pipes P1 to P3 can be firmly joined to the container body 10.
  • FIG. 4 is a front view of the refrigeration cycle container Rb in the second embodiment. Although the overall height and diameter of the container main body 10 are different from those described above with reference to FIG.
  • the refrigerant pipe is joined by two connecting refrigerant pipes P4 and P5 protruding upward from the upper end plate 12 constituting the container body 10 and MIG brazing Y through the connecting refrigerant pipes P4 and P5 and the upper end plate 12.
  • the U-shaped refrigerant pipe P ⁇ b> 6 is accommodated in the container body 10.
  • the connecting refrigerant pipes P4 and P5 are copper pipes
  • the U-shaped refrigerant pipe P6 is an iron pipe. That is, the refrigerant pipe connected to the outside from the container main body 10 is a copper material, and the U-shaped refrigerant pipe P6 accommodated in the container main body 10 is the same iron material as the container main body 10.
  • the iron material is used only for the U-shaped refrigerant pipe P6, but this refrigerant pipe P6 is housed inside the container body 10 and does not come into contact with external air, so that rust is hardly generated. By using inexpensive iron, it contributes to cost reduction. Naturally, there is no functional problem as the refrigeration cycle container Rb.
  • FIG. 5A or FIG. 5B In order to join the two upper and lower refrigerant pipes P through the container body 10, a joining structure as shown in FIG. 5A or FIG. 5B is used.
  • FIG. 5A the end portion of the upper refrigerant pipe Pa made of a copper pipe is inserted into the mounting hole H from the upper part of the container body 10. And the upper side refrigerant
  • a brazing material mainly composed of copper is used, strong bonding can be obtained in a short time.
  • the opening end of the lower refrigerant pipe Pb made of an iron pipe is applied so as to face the mounting hole H from the lower side of the container main body 10, and the lower refrigerant pipe Pb and the container main body 10 are joined by welding U. .
  • the joining process is in two stages.
  • the lower side refrigerant pipe Pb which is an iron pipe
  • the container body 10 made of an iron material are usually welded U. That's okay. Since the inside of the completed container body 10 is free of oxygen, rust is unlikely to occur in the lower refrigerant pipe Pb.
  • FIG. 5B shows another example of the joint structure.
  • the opening end of the lower refrigerant pipe Pd is inserted into the mounting hole H from the lower part of the container body 10 and protrudes to the upper surface side of the container body 10 to some extent. This state is temporarily held and the opening end of the upper refrigerant pipe Pc is opposed to the opening end of the lower refrigerant pipe Pd from the upper part of the container body 10.
  • the MIG brazing Y is performed simultaneously on the container body 10 and the upper end side refrigerant pipe Pc end portion and the lower side refrigerant pipe Pd end portion. As a joining process, only one step is required, and MIG brazing Y can ensure airtightness. And it remains unchanged that rust hardly occurs in the lower refrigerant pipe Pd inside the container body 10.
  • FIG. 6 shows a horizontal refrigeration cycle container Rc as a third embodiment of the present invention.
  • a plurality (at least two) of refrigerant pipes P are joined together by MIG brazing Y at intervals L along the axial direction of the horizontally placed container body 10A.
  • the interval L must be set to about 150 mm or more.
  • the MIG brazing Y can be automated. Specifically, a torch for holding the brazing material is necessary, and MIG brazing Y is performed while moving the torch along the periphery of the refrigerant pipe P.
  • the second refrigerant pipe P and the second refrigerant pipe P are close to each other in order to perform the MIG brazing Y.
  • the MIG brazing Y of the second refrigerant pipe P cannot be performed.
  • FIG. 7 is a front view of a refrigeration cycle container according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the container body 10B is formed by joining the upper end plate 12 and the lower end plate 13 directly by welding. That is, the container main body 10B is configured without using the lens barrel 11 shown in FIG. 1, but there is no problem even if the lens barrel 11 is interposed between the upper and lower end plate 12 and 13.
  • a stainless steel wire (SUS wire) 15 is wound around a joint portion between the upper end plate 12 and the lower end plate 13 constituting the container body 10B, and welding is performed from above the stainless steel wire 15.
  • the joint portion is covered with a stainless material having an anticorrosive effect, and at least the repair coating on the joint portion becomes unnecessary.
  • FIG. 8A and 8B are views for explaining a joining means according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a sectional view of the upper end plate 12 and
  • FIG. 8B is a plan view thereof.
  • the upper end plate 12 and the refrigerant pipe P are at normal temperature at the start of the operation, and are not heated, so it is difficult to join them. If it ends with incomplete joining, the refrigerant gas tends to leak from this part, and the reliability is lacking.
  • the brazing material is applied to a part that is spaced apart from the peripheral surface of the refrigerant pipe P and heated. So-called preheating is performed, and the temperature rise of the upper end plate 12 is awaited.
  • FIGS. 9A and 9B are views for explaining the joining means according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A is a plan view of the lower end plate 13 and
  • FIG. 9B is a cross-sectional view.
  • the opening end of the refrigerant pipe P is inserted into the mounting hole H provided in the lower end plate 13 and the opening end of the refrigerant pipe P is protruded to the inner surface side of the lower end plate 13 to some extent. Temporarily holding this state, the opening end portion peripheral surface of the refrigerant pipe P protruding from the inner surface side of the lower end plate 13 is MIG brazed to the lower end plate 13 to join the lower end plate 13 and the refrigerant pipe P.
  • the lower end plate 13 is joined to the end tube 11 or the upper end plate 12 to constitute the container body 10 and completed as the container R for the refrigeration cycle. Then, it is subjected to a leak inspection for inspecting whether or not there is a leak from the joint portion.
  • the length of the straight portion along the axial direction of the refrigerant pipe P joined to the lower end plate 13 is very short, and there is also one that is bent in a substantially L shape without a sufficient distance from the lower end plate 13. is there.
  • a copper-aluminum-based brazing material is used for MIG brazing between the container body and the refrigerant pipe.
  • the present invention it is possible to obtain a container for a refrigeration cycle that contributes to cost reduction by reducing the labor required for joining the container body and the refrigerant pipe and shortening the processing time. Furthermore, according to the present invention, there is obtained a refrigeration cycle apparatus provided with the above refrigeration cycle container and capable of improving reliability.

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Abstract

 容器本体に冷媒パイプを接合する際に、作業手間の軽減化と、作業時間の短縮化を図り、コスト低減に寄与するため、冷凍サイクル用容器(R)は、メタルイナートガスブレージング(Y)により、容器本体(10)に冷媒パイプ(P)を接合してなる。冷凍サイクル装置は、圧縮機(1)と、凝縮器(2)と、膨張弁(3)と、蒸発器(4)及び上記冷凍サイクル用容器(R)を、冷媒パイプ(P)を介して連通し冷凍サイクルを構成することにより、信頼性を向上する。

Description

冷凍サイクル用容器と冷凍サイクル装置
 本発明は、アキュームレータ、冷媒タンク、オイルセパレータ等である冷凍サイクル用容器と、冷凍サイクル構成機器とともに冷凍サイクル用容器を備えて冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置に関する。
 周知なように、ろう付けとは、加熱した対の継手部品の隙間(0.05~0.1mm)に対して溶かしたろう材を毛細管現象を利用して流し込む接合方法である。その結果、継手金属とろう材との間に、拡散反応による薄い合金層が形成され、継手部品相互の接合が得られる。
 より完全なろう付けを行うためには、金属表面における酸化膜等の不純物の生成を防ぐとともに、金属表面と大気との接触を遮断し、ろう材の流れを良くする必要がある。そこで、継手金属にフラックスを塗布し、金属表面を活性化(ぬれ)させるとともに、ろう材の流れを良くするための最適温度の設定が必要となる。
 ところで、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を貯留するアキュームレータ(冷凍サイクル用容器)と、これら圧縮機とアキュームレータを接続し冷媒を導く吸入配管とを備えた圧縮機の配管接続構造において、前記構成部品相互をろう付けもしくは溶接により接続する技術が開示されている(例えば、特開2004-360476号公報参照)。
 特開2004-360476号公報の発明に用いられるろう付けは、溶接と比較して機械化が困難であり、作業者の手作業と熟練度に頼るところが大である。したがって、ろう付け箇所が多い冷凍サイクル用容器の場合は、非常に手間がかかり、工数に影響が出る。
 一方、例えば自動車関連機器や事務機器関連部品では、炭素鋼板や、亜鉛メッキ鋼板あるいはステンレス鋼板が用いられている。これらの鋼板相互を接合するのに、多くはMIG(メタルイナートガス)ブレージング法が行われている。
 このMIGブレージング法は、母材及びワイヤを加熱するとともに、不活性ガス雰囲気の中でワイヤの主成分である銅を溶融させ、これを母材間の間隙に流入させてブレージング(ろう付け)する方法である。この種の溶接法によれば、スパッタの発生が少なく、外観上も優れていることが特徴である。
 すなわち、母材の溶融がほとんど無く、母材の材質変化や熱変形の少ない接合が可能となるので、これを通常の銀ろう付け加工に代って冷凍サイクル用容器を構成する容器本体と冷媒パイプとの接合に応用する考えに至った。
 本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、容器本体に冷媒パイプを接合するにあたって、ろう付け以外の最適手段を採用することで、作業手間の軽減化と、作業時間の短縮化を図り、コスト低減に寄与する冷凍サイクル用容器を提供しようとするものである。
 さらに本発明の目的とするところは、上記冷凍サイクル用容器を備えて冷凍サイクルを構成することにより、信頼性の向上を得られる冷凍サイクル装置を提供しようとするものである。
 前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の冷凍サイクル用容器及び冷凍サイクル装置は次のように構成されている。
 MIG(メタルイナートガス)ブレージングにより、容器本体に冷媒パイプを接合する。また、冷凍サイクル装置は、圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器及び上記記載の冷凍サイクル用容器を、冷媒パイプを介して連通し冷凍サイクルを構成する。
図1は、本発明における第1の実施の形態に係る冷凍サイクル用容器の正面図である。 図2は、同冷凍サイクル用容器を構成する容器本体の上部鏡板と冷媒パイプとの接合構造を示す断面図である。 図3Aは、同上部鏡板の加工工程を示す説明図である。 図3Bは、同上部鏡板の加工工程を示す説明図である。 図3Cは、同上部鏡板の加工工程を示す説明図である。 図4は、本発明における第2の実施の形態に係る冷凍サイクル用容器の正面図である。 図5Aは、同冷凍サイクル用容器を構成する容器本体と冷媒パイプとの接合構造を示す断面図である。 図5Bは、同容器本体と冷媒パイプとの接合構造を示す断面図である。 図6Aは、本発明における第3の実施の形態に係る冷凍サイクル用容器を示す正面図である。 図6Bは、同冷凍サイクル用容器を示す側面図である。 図7は、本発明における第4の実施の形態に係る冷凍サイクル用容器を示す正面図である。 図8Aは、本発明における第5の実施の形態に係る容器本体と冷媒パイプとの接合構造を示す断面図である。 図8Bは、本発明における第5の実施の形態に係る容器本体と冷媒パイプとの接合構造を示す平面図である。 図9Aは、本発明における第6の実施の形態に係る容器本体と冷媒パイプとの接合構造を示す平面図である。 図9Bは、本発明における第6の実施の形態に係る容器本体と冷媒パイプとの接合構造を示す断面図である。 図10は、本発明における第7の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。
 以下、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて説明する。
 図10は、例えば空気調和機である、冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。
 図中1は、吸込んだ冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒となし、冷媒パイプPへ吐出する圧縮機である。この冷媒パイプPを介して凝縮器2が連通され、導かれてきたガス冷媒を凝縮して液冷媒に変える。
 前記凝縮器2には冷媒パイプPを介して膨張装置である膨張弁3が連通されていて、導かれてきた液冷媒を断熱膨張させる。さらに、膨張弁3には冷媒パイプPを介して蒸発器4が連通されていて、冷媒を蒸発させ、このときの蒸発潜熱を熱交換空気から奪って冷気に変える。すなわち、冷凍(冷房)作用が得られる。
 前記蒸発器4には冷媒パイプPを介してアキュームレータ5が連通し、導かれてきた蒸発冷媒を気液分離する。分離されたガス冷媒のみが冷媒パイプPを介して圧縮機1に吸込まれ、再び上述の冷凍サイクルが繰り返される。アキュームレータ5を備えることで、圧縮機1にて液冷媒を吸込むことが無く、液圧縮が防止される。
 なお、この冷凍サイクルには図示しないオイルセパレータや、リキッドタンクなども用いられていて、前記アキュームレータ5とともに総称して、「冷凍サイクル用容器R」と呼ぶ。以下、冷凍サイクル用容器Rと冷媒パイプPとの接合構造について説明する。
 図1は、第1の実施の形態に係る冷凍サイクル用容器Raの正面図である。
 この冷凍サイクル用容器Raは、内部に分離板10aを備えた容器本体10と、容器本体10上端部に接合される第1の冷媒パイプP1と、一端が容器本体10底面部に接合され他端が容器本体10内部に立ち上がり形成される第2の冷媒パイプP2と、一端が容器本体10底面部を介して第2の冷媒パイプP2に接合され他端が容器本体10外部に略U字状に曲成される第3の冷媒パイプP3とから構成される。
 冷凍サイクル構成上は、第1の冷媒パイプP1が上記蒸発器4に接続され、ここで蒸発した冷媒が第1の冷媒パイプP1を介して容器本体10内に導かれる。第1の冷媒パイプP1開口端と対向する容器本体10内部に分離板10aが設けられていて、蒸発冷媒が通過することでガス冷媒と液冷媒に分離される。
 液冷媒は容器本体10内底部に溜り、ガス冷媒は第2の冷媒パイプP2の開口端から吸込まれて第3の冷媒パイプP3に導かれ、さらに圧縮機1に吸込まれて圧縮される。容器本体10内底部に溜まった液冷媒は時間の経過とともに、あるいは外部空気の温度影響を受けて蒸発し、ガス冷媒となって第2の冷媒パイプP2の開口端から吸込まれる。
 冷凍サイクル用容器Raの構成についてなお説明すると、前記容器本体10は、上下端部が開口され上端に分離板10aが嵌め込まれた円筒状の鏡筒11と、この鏡筒11の上端開口部を閉塞するよう溶接される上部鏡板12と、前記鏡筒11の下端開口部を閉塞するよう溶接される下部鏡板13とから構成される。
 さらに、下部鏡板13の周面に所定間隔を存して複数の支持脚14が溶接加工により取付けられている。このような容器本体10の構成部品は全て鉄材が用いられていて、支持脚14を含む全周面が塗装される。
 第1の冷媒パイプP1は、銅パイプが用いられる。容器本体10を構成する上部鏡板12に対する第1の冷媒パイプP1の接合構造は、図2に示すようになっている。
 上部鏡板12の中心部に取付け用孔Hが設けられ、ここに第1の冷媒パイプP1の下端部が挿入され、仮保持される。そして、この状態で第1の冷媒パイプP1周面と取付け用孔Hの周部に対してMIGブレージングYによる加工が施される。
 MIGブレージングYに用いられるろう材は銅を主成分としていて、ろう材自体が電極となるので、「消耗電極式のアークろう付け」とも呼ばれている。すなわち、アーク熱によってろう付けするものであり、局部加熱のために歪やピンホールの発生が比較的少なく、加工速度が速い特徴を有する。
 冷凍サイクル用容器Raとしての加工順序は、上部鏡板12を鏡筒11に接合する以前の、上部鏡板12が単独状態にあるときに、第1の冷媒パイプP1を上部鏡板12にMIGブレージングYにより接合する。
 第2の冷媒パイプP2は鉄パイプであってもよいが、第3の冷媒パイプP3は銅パイプが用いられる。下部鏡板13を鏡筒11に接合する以前の、下部鏡板13が単独状態にあるときに、第2の冷媒パイプP2及び第3の冷媒パイプP3を下部鏡板13にMIGブレージングYにより接合する。
 なお説明すると、はじめに、第2の冷媒パイプP2と下部鏡板13とをMIGブレージングYにより接合し、そのあと、第3の冷媒パイプP3の一端部を下部鏡板13と第2の冷媒パイプP2端部との接合部に当てて、MIGブレージングYにより接合する。
 さらに、第1の冷媒パイプP1を接合した上部鏡板12を鏡筒11の上端部に溶接加工して、鏡筒11の上端開口部を閉塞する。次に、第2の冷媒パイプP2と第3の冷媒パイプP3を接合した下部鏡板13を鏡筒11の下端部に溶接加工して、鏡筒11の下端開口部を閉塞する。したがって、容器本体10の組立てがなされる。
 例えば、上部鏡板12に対して第1の冷媒パイプP1を接続するのに、従来のように銀ろう付けする場合と、本発明で説明したようにMIGブレージングYする場合とを、比較してみる。
 1箇所の接合に要する加工時間は、銀ろう付けでは約40秒が必要であり、MIGブレージングYでは約10秒で済む。ろう材のコストは、1キロあたり、銀ろうが27千円(出願当時)であり、MIGブレージングYに用いる銅のろう材は5千円(同)で購入できる。
 実際の作業は、銀ろう付けでは作業者(人手)による作業とならざるを得ないが、MIGブレージングYでは自動化が容易である。さらに、前後の処理として、銀ろう付けではフラックス+湯洗処理工程が必要であるが、MIGブレージングYでは前後の処理が不要である。
 このようにして、MIGブレージングYは銀ろう付けと比較して有利な点が多々あり、よって容器本体10と冷媒パイプP1~P3との接合に要する手間の軽減化と、加工時間の短縮化を図ることができて、コスト低減に寄与する。
 図3A,図3B,図3Cは、容器本体11を構成する上部鏡板12の製作順序と、第1の冷媒パイプP1の接合を説明する図である。特に図示していないが、下部鏡板13と第2の冷媒パイプP2との接合も同様である。
 はじめ図3Aに示すように、平面視で矩形状の板体Dを用意し、この中心部に取付け用孔Hを設ける。次に図3Bに示すように、中心部に取付け用孔Hを設けた矩形状板体Dを絞り加工により断面半円状に形成する。周端部は同一位置に揃えて、略椀状の上部鏡板12を形成する。
 図3Cに示すように、先に設けた取付け用孔Hは、上部鏡板12の外面側直径が内面側直径よりも大な断面テーパ状をなす。これは、所定の板厚を有する矩形状板体Dを絞り加工したことにより、必然的に形成される断面形状であり、第1の冷媒パイプP1を挿入すると上部鏡板12外面側の取付け用孔H周縁とある程度の隙間が生じる。
 すなわち、矩形状板体Dの段階で第1の冷媒パイプP1直径と同一直径の取付け用孔Hを設けても、矩形状板体Dを絞り加工して略椀状の上部鏡板12を形成することで、取付け用孔Hが断面テーパ状をなす。
 ここに第1の冷媒パイプP1を挿入すると、上部鏡板12の外面側に、冷媒パイプP1と取付け用孔H周縁とに目立つ程度の隙間が形成される。上記隙間にMIGブレージングYのろう材が入り易く、よって上部鏡板12と第1の冷媒パイプP1との接合強度が大になる。
 また、上記実施の形態では、容器本体10を構成する鏡筒11と上部鏡板12及び下部鏡板13ともに鉄材が選択されると説明したが、これに限定されるものではない。
 容器本体10の構成部材として、高耐食性メッキ鋼板を用いることにより、表面塗装が不用でありながら高い防錆効果が得られる。強度的には何らの遜色もなく、かつコストに影響することもない。
 そして、上記容器本体10に銅パイプからなる冷媒パイプP1~P3を、MIGブレージングYにより接合する。ろう材として、銅を主成分としたものを用いることには変りがなく、容器本体10に各冷媒パイプP1~P3を強固に接合できる。
 図4は、第2の実施の形態における冷凍サイクル用容器Rbの正面図である。容器本体10は先に図1で説明したものと全高及び直径が相違するが、構造的には同様であるので、特に説明は省略する。
 冷媒パイプは、容器本体10を構成する上部鏡板12から上部へ突出する2本の接続用冷媒パイプP4,P5と、これら接続用冷媒パイプP4,P5と上部鏡板12を介してMIGブレージングYにより接合され、容器本体10内部に収容されるU字状冷媒パイプP6からなる。
 ここでは、接続用冷媒パイプP4,P5が銅パイプを用いており、U字状冷媒パイプP6は鉄パイプを用いたことを特徴としている。すなわち、容器本体10から外部に接続される冷媒パイプは銅材であり、容器本体10内に収容されるU字状冷媒パイプP6は、容器本体10と同じ鉄材である。
 U字状冷媒パイプP6のみ鉄材を用いているが、この冷媒パイプP6は容器本体10内部に収容され、外部空気と接触しないから錆が発生し難い。廉価な鉄材を用いることで、コストの低減に寄与する。当然、冷凍サイクル用容器Rbとして機能的には何らの支障もない。
 容器本体10を介して上下2本の冷媒パイプPを接合するには、図5Aもしくは図5Bに示すような接合構造が用いられる。
 図5Aでは、容器本体10の上部から、取付け用孔Hに銅パイプからなる上部側冷媒パイプPaの端部を挿入する。そして、上部側冷媒パイプPaと鉄材からなる容器本体10とをMIGブレージングYにて接合する。ろう材として銅を主成分としたものを用いているから、短時間で強固な接合が得られる。
 そのあと、容器本体10の下部側から取付け用孔Hに対向するよう、鉄パイプからなる下部側冷媒パイプPbの開口端を当て、溶接Uにより下部側冷媒パイプPbと容器本体10とを接合する。
 このように接合工程として二段階になるが、MIGブレージングYを用いたことにより気密性を確保できるので、鉄パイプである下部側冷媒パイプPbと鉄材からなる容器本体10とは通常の溶接加工Uですむ。完成した容器本体10内部は酸素が無いため、下部側冷媒パイプPbに錆が発生し難い。
 図5Bは、接合構造の他の例を示す。
 容器本体10の下部から取付け用孔Hに下部側冷媒パイプPdの開口端部を挿入し、ある程度容器本体10の上面側に突出させる。この状態を仮保持して、容器本体10の上部から上部側冷媒パイプPcの開口端を下部側冷媒パイプPdの開口端に対向させる。
 そして、容器本体10と、上部側冷媒パイプPc端部及び、下部側冷媒パイプPd端部を同時にMIGブレージングYする。接合工程として一段階ですみ、MIGブレージングYで気密性を確保できる。そして、容器本体10内部の下部側冷媒パイプPdに錆が発生し難いのは変りがない。
 図6は、本発明における第3の実施の形態として、横置き型の冷凍サイクル用容器Rcを示している。
 ここでの冷凍サイクル用容器Rcでは、横置きされた容器本体10Aの軸方向に沿って複数(少なくとも2本)の冷媒パイプPが、互いに間隔Lを存してMIGブレージングYにより接合される。上記間隔Lは、150mm程度以上に設定しなければならない。
 すなわち、MIGブレージングYは、自動化が可能なことは前述したとおりである。具体的には、ろう材を保持するトーチが必要であり、このトーチを冷媒パイプPの周囲に沿って移動しながらMIGブレージングYを行う。
 したがって、1本目の冷媒パイプPをMIGブレージングYした後、2本目の冷媒パイプPをMIGブレージングYするのに、1本目の冷媒パイプPと2本目の冷媒パイプPとが接近した位置にあると、2本目の冷媒パイプPのMIGブレージングYができない。
 上述したように、互いの冷媒パイプPの間隔Lを150mm程度以上あけることで、2本目の冷媒パイプPのMIGブレージングYでのトーチに対する干渉を避けて、支障の無い加工をなすことができる。
 図7は、本発明における第4の実施の形態に係る冷凍サイクル用容器の正面図である。
 容器本体10Bに冷媒パイプPがMIGブレージングYにより接合されることは、ここでも変りがない。
 なお、前記容器本体10Bは、上部鏡板12と下部鏡板13とが直接、溶接加工により接合されてなる。すなわち、図1で示した鏡筒11を用いることなく容器本体10Bを構成しているが、上部鏡板12と下部鏡板13との間に鏡筒11を介在させても何らの支障も無い。
 要は、容器本体10Bを構成する上部鏡板12と下部鏡板13との接合部にステンレス系ワイヤ(SUSワイヤ)15を巻き付け、このステンレス系ワイヤ15の上から溶接加工をなすことを特徴とする。
 通常の溶接加工では、その後、容器本体10Bを塗装する必要があるが、長期の使用に亘り錆が発生することが多い。そのため、溶接部分の塗装を厚くするように補修塗装をなしていて、手間がかかるうえに効果的に不安が残る。
 そこで、上述したようにステンレス系ワイヤ15を接合部に巻き付けたうえで、溶接加工をなす。このことにより、接合部分が防錆効果のあるステンレス材で覆われ、少なくとも接合部分に対する補修塗装が不要となる。
 図8A,図8Bは、本発明における第5の実施の形態に係る接合手段を説明する図であり、図8Aは上部鏡板12の断面図、図8Bはその平面図である。
 上部鏡板12に冷媒パイプPをMIGブレージングYするにあたって、作業開始時は上部鏡板12と冷媒パイプP相互が常温であり、高温化していないので接合し難い。不完全な接合で終ると、この部分から冷媒ガスがリークし易く、信頼性に欠けてしまう。
 そこで、MIGブレージングYの作業開始時は、冷媒パイプPの周面からある程度離間した部分にろう材を当てて加熱する。いわゆる予備加熱を行うこととなり、上部鏡板12の温度上昇を待つ。
 この状態を所定時間継続して、上部鏡板12の取付け用孔H周辺を充分に温度上昇させてから、冷媒パイプP周面をMIGブレージングYすることで、上部鏡板12に対する冷媒パイプPの確実な接合をなす。
 図9A,図9Bは、本発明における第6の実施の形態に係る接合手段を説明する図であり、図9Aは下部鏡板13の平面図、図9Bは断面図である。
 下部鏡板13に設けた取付け用孔Hに冷媒パイプPの開口端部を挿入するとともに、冷媒パイプPの開口端部をある程度、下部鏡板13の内面側に突出させる。この状態を仮保持して、下部鏡板13の内面側から突出する冷媒パイプPの開口端部周面を下部鏡板13にMIGブレージングYし、下部鏡板13と冷媒パイプPとを接合する。
 下部鏡板13を鏡筒11もしくは上部鏡板12に接合して容器本体10を構成し、冷凍サイクル用容器Rとして完成させる。そして、接合箇所から漏れがないかを検査するリーク検査にかける。
 リーク検査の結果、下部鏡板13と冷媒パイプPとの接合部から漏れがないことを確認できれば問題がない。上記接合部に漏れがあることを確認した場合は、下部鏡板13の外面側から冷媒パイプPの周面をMIGブレージングYして補修する。
 すなわち、通常の製作工程として、下部鏡板13の外面側から冷媒パイプPとMIGブレージングYしたうえで、リーク検査で漏れがあることを発見した場合を考える。このとき、既に下部鏡板13の外面側にはろう付けされたろうがあり、このうえから補修用のMIGブレージングYをなしても効果が弱い。
 上述したように、下部鏡板13の内面側から冷媒パイプPをMIGブレージングYしておけば、たとえリーク検査で漏れが発見された場合でも、下部鏡板13の外面側は何らの加工もなされていないので、補修が容易でかつ確実となる。
 また、下部鏡板13に接合される冷媒パイプPにおいて、この軸方向に沿う直状部分の長さが充分にあり、そこから略L字状に折曲していれば、下部鏡板13の外面側から冷媒パイプPをMIGブレージングYするのにさほど困難ではない。
 しかしながら、下部鏡板13に接合される冷媒パイプPの軸方向に沿う直状部分の長さがごく短く、下部鏡板13と充分な間隔のない状態で略L字状に折曲されているものもある。
 この場合は、下部鏡板13の外面側から完璧なMIGブレージングYをなすことは到底困難である。そこで、リーク検査にNGが出されないように下部鏡板13の内面側から完璧なMIGブレージングYを行うとよい。
 以上説明したように、容器本体と冷媒パイプとをMIGブレージングするのに、ワイヤであるろう材に銅-アルミニュウム系のものを使用する。
 ろう材として、銅-シリコン系のものも存在するが、実際に使用すると、ブレージング部分に穴やクラックが発生して気密構造が保てなかった。実験の結果、銅-アルミニゥム系(アルミブロンズ)を用いると、何らの問題もなく接合できた。
 なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
 本発明によれば、容器本体と冷媒パイプとの接合に要する手間の軽減と、加工時間の短縮化を図り、コスト低減に寄与する冷凍サイクル用容器が得られる。さらに本発明によれば、上記冷凍サイクル用容器を備えて、信頼性の向上を得られる冷凍サイクル装置が得ら

Claims (5)

  1.  容器本体と、
     この容器本体に、メタルイナートガスブレージングにより接合される冷媒パイプと、
    を具備することを特徴とする冷凍サイクル用容器。
  2.  前記容器本体は、高耐食性メッキ鋼板からなり、
     前記冷媒パイプは複数本接合されていて、
     そのうちの少なくとも一部は、銅パイプからなり、
     前記メタルイナートガスブレージングは、銅を主成分とするろう材が用いられる
    ことを特徴とする請求項1記載の冷凍サイクル用容器。
  3.  前記容器本体から外部に突出する冷媒パイプとして、銅パイプが用いられ、
     前記容器本体の内部に収容される冷媒パイプとして、鉄パイプが用いられる
    ことを特徴とする請求項2記載の冷凍サイクル用容器。
  4.  前記容器本体から外部に突出する銅パイプからなる冷媒パイプは、端部が容器本体を貫通してこの内面側に突出され、かつこの突出端部が容器本体の内面側からメタルイナートガスブレージングにより接合されることを特徴とする請求項2及び請求項3のいずれかに記載の冷凍サイクル用容器。
  5.  圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器と、上記請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の冷凍サイクル用容器とを冷媒パイプを介して連通し、冷凍サイクルを構成することを特徴とする冷凍サイクル装置。
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