JP2009236153A - 吸収式冷凍サイクルの継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低コストで使用することができる継手構造を提供することを課題とする。
【解決手段】吸収式冷凍サイクル１０の冷媒又は吸収溶液を流す流路の継手構造において、この継手構造に用いられるガスケット２７は、通孔３１を囲み２つの継手部材２３、２６で挟まれているときには弾性変形して接合面２２、２５を押す突条部３２を有していることを特徴とする。
【効果】突条部３２が接合面２２、２５を押すことにより、流体の漏れを防ぐことができる。突条部３２を設けたガスケットを用いれば流体の漏れを防ぐことができ、突条部３２は、金属板をプレスする等安価な手段を用いて設けることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸収式冷凍サイクルの冷媒又は吸収溶液の流路の継手構造に関する。

吸収式冷凍サイクルを構成する構成器具は、管路を用いて接続される。管路と構成器具との接続は、溶接やろう付けにより行われることがある。
しかし、溶接やろう付けは、作業に時間がかかるので量産に適さない。
そこで、量産に適した手法としてガスケットを用いた継手構造の採用が考えられる。

金属ガスケットを用いた継手構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平４−６０２８０号公報（第３頁）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図９は従来の技術の基本構成を説明する図であり、継手構造に用いられる金属ガスケット１００は、リング状に構成された基部１０１と、この基部１０１の上下面に構成された溝１０２、１０２と、この溝１０２、１０２に嵌込まれたシール部材１０３、１０３とからなる。

図１０は従来の継手構造を説明する図であり、上下のフランジ１０４、１０５に刃部１０６、１０７が各々形成されている。そして、ボルト１０９にナット１１１を螺合させると、刃部１０６、１０７がシール部材１０３に食い込む。

ところで、このような継手構造では、上下のフランジ１０４、１０５に刃部１０６、１０７を設ける必要がある。このような刃部１０６、１０７を有するフランジ１０４、１０５は高価であり、このような継手構造を用いるには製造費用が嵩む。

低コストで製造することができる継手構造の提供が望まれる。

本発明は、低コストで使用することができる継手構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、吸収式冷凍サイクルの冷媒又は吸収溶液の流路の継手構造において、
この継手構造は、２つの継手部材と、これらの２つの継手部材で挟まれるガスケットと、前記２つの継手部材を連結するボルトとからなり、
前記２つの継手部材の接合面は平坦面とされ、
前記ガスケットは、前記冷媒又は吸収溶液を通過させる通孔と、この通孔を囲み前記２つの継手部材で挟まれているときに弾性変形して前記接合面を押す突条部と、この突条部より外側に配置され前記ボルトを通過させるボルト孔と、を有していることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、ボルトは、一端に雄ねじが形成されている円柱部と、この円柱部の他端に一体形成されたボルト頭と、このボルト頭の近傍で且つ円柱部に設けられボルトが所定の締付トルクで締付けられると破綻する脆弱部と、この脆弱部より雄ねじ寄りで且つ円柱部に設けられ２つの継手部材の一方の外面に係止められる鍔部とからなることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、２つの継手部材で挟まれているときに弾性変形して接合面を押す突条部が配置される。突条部が接合面を押すことにより、流体の漏れを防ぐことができる。突条部を設けたガスケットを用いれば流体の漏れを防ぐことができ、突条部を有するガスケットは、金属板をプレスするなど安価に製造することができる。即ち、低コストで製造することができる継手構造ということができる。

請求項２に係る発明では、ボルトに脆弱部が設けられており、ボルト頭を所定のトルクで締付けると、脆弱部で破綻する。即ち、このボルトは所定のトルクで締付けられたこととなる。
一般にボルトの締付けはトルクレンチで行うが、本発明によればトルクレンチを用いないでトルク管理ができる。

トルクレンチを準備することや、トルクレンチをセットする必要がないので、ボルトの締付け作業が容易になる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る吸収式冷凍サイクルを説明する図であり、吸収式冷凍サイクル１０は、高圧にされた冷媒（例えば、トリフルオロエタノール（ＴＦＥ）等のふっ化アルコール）を膨張させ低圧にする膨張弁１１と、この膨張弁１１で低圧にされた冷媒に外部（例えば車内）の熱を吸収させ蒸発させる蒸発器１２と、この蒸発器１２で生成された冷媒蒸気を吸収溶液（例えば、吸収剤としてのジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ誘導体）を含む溶液）に吸収させる吸収器１３と、この吸収器１３の吸収溶液がポンプ１４により供給される熱交換器１５と、熱交換器１５から供給される吸収溶液をヒータ等の外部から受ける熱により加熱し冷媒を蒸発させ高温高圧の冷媒を生成する再生器１６と、この再生器１６により高温高圧にされた冷媒の保有熱を大気（例えば車外の空気）へ放出させる凝縮器１７と、から構成される。

再生器１６内で加熱され冷媒が蒸発した吸収溶液は、熱交換器１５に向かい、熱交換器１５で保有熱を吸収器１３からの吸収溶液に放出し、吸収器１３に戻る。
例えば、膨張弁１１と管路２０との接続部は、継手構造２１とされている。この継手構造の詳細を以下に説明する。

図２は本発明に係る継手構造の断面図であり、継手構造２１は、管路２０の先端に配置され接合面２２が平坦面である継手部材（例えば、フランジ）２３と、膨張弁１１に配置され接合面２５が平坦面である継手部材（例えば、ボス）２６と、これらの継手部材２３、２６に挟まれるガスケット２７と、継手部材２３、２６及びガスケット２７を締付けるボルト２８、２８とからなる。
ボルト２８は、トルクレンチを用いて所定のトルクで締付けることが望ましい。

図３は本発明に係るガスケットの平面図であり、ガスケット２７は、冷媒又は吸収溶液を通過させる通孔３１と、この通孔３１を囲うように配置され図面奥から手前へ突出する突条部３２と、この突条部３２より外側に配置される複数のボルト孔３３とから構成される。
ガスケット２７は、いわゆる角形ガスケットであるが、丸形ガスケットや小判形ガスケットであってもよい。加えて、ガスケット２７は、ＳＵＳ３０１Ｈ等のステンレス材料を用いた金属ガスケットであることが望ましい。

図４は図３の４−４線断面図であり、突条部３２はへの字形に構成される。ガスケット２７の両面には、図示しないアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等のシール材が設けられる。シール材が設けられることにより、シール性が向上する。

シール材には、アクリロニトリルブタジエンゴムの他、クロロプレンゴム、シリコンゴム、エチレン−プロピレンゴム、天然ゴム、スチレンゴムのうち、少なくとも１種類のエラストマーを用いることができる。エラストマー以外にも錫めっき又は銀めっき等の金属めっきを施すことによってもシール性を向上させることができる。
即ち、シール性を向上させることができるものであればシール材の原料は限定されない。

以上の構成からなる吸収式冷凍サイクルの継手構造の作用を以下に説明する。
図５は本発明に係る継手構造の作用を説明する図であり、（ａ）に示されるように、突条部３２の頂部Ｐ１は、継手部材２３、２６に接続されない状態では図面左側に突出している。突条部３２の裾部をＰ２、Ｐ３とする。

このような状態から図２に示されるようにボルト（図２ボルト２８）を締める。ボルトを締めると、図５（ｂ）に示されるように継手部材２３、２６とガスケット２７の突条部３２が密着する。このとき、突条部３２の弾性力によりＰ１では接合面２２から受ける力に抗して矢印（１）で示すように左向きの力が掛かり、Ｐ２及びＰ３では接合面２５から受ける力に抗して矢印（２）で示すように右向きの力が掛かる。この矢印（１）及び矢印（２）で示される力により、継手構造２１はシールされる。

突条部３２が接合面２２、２５を押すことにより、流体の漏れを防ぐことができる。突条部３２を設けたガスケット２７を用いれば流体の漏れを防ぐことができ、突条部３２は、金属板をプレスする等安価な手段を用いて設けることができる。即ち、低コストで製造することができる継手構造ということができる。

ボルトを緩めると、（ａ）に示されるように突条部３２は弾力により元の形状に戻る。この継手構造によれば、ガスケット２７を再び使用することができ、経済的である。

以下に本発明に係る継手構造の別実施例を説明する。
図６は図２の別実施例図であり、図２と共通要素は符号を流用して、詳細な説明は省略する。図２のボルト２８に代え、脆弱部を有するボルト４１を用いた。

（ａ）に示されるように、ボルト４１は、一端に雄ねじが形成されている円柱部４２と、この円柱部４２の他端に一体形成されたボルト頭４３と、このボルト頭４３の近傍で且つ円柱部４２に設けられる脆弱部４４と、この脆弱部４４より雄ねじ寄りで且つ円柱部４２に設けられ継手部材２３の外面４５に係止められる鍔部４６とからなる。

ボルト４１を締めていき、所定の締付トルクに達すると、（ｂ）に示されるように、脆弱部４４が破綻し、ボルト頭（（ａ）に示されるボルト頭４３）が外れたボルト４７となる。ボルト頭が外されると、スパナなどの通常の工具ではボルトを廻すことができず、専用の特殊な工具を用いなければ取り外せない継ぎ手とすることができる。このような継手は、永久継手と呼ばれる。永久継手であれば、不用意にボルトが廻されることがなく、継手の信頼性が高まる。
このため、鍔部４６は円形状とすることが望ましい。

また、ボルト頭を所定のトルクで締付けると、脆弱部で破綻する。即ち、このボルトは所定のトルクで締付けられたこととなる。
一般にボルトの締付けはトルクレンチで行うが、本発明によればトルクレンチを用いないでトルク管理ができる。
トルクレンチを準備することや、トルクレンチをセットする必要がないので、ボルトの締付け作業が容易になる。

図７は図４の別実施例図であり、突条部３２の形状をへの字形から１のテーパ面４８を有するテーパ形に変えた。即ち、通孔３１が盛り上がったような形状にした。

図８は図４の別実施例の作用を説明する図であり、（ａ）に示されるように、継手部材２３、２６に接続されない場合には、突条部３２の一端Ｐ４は図面左側に突出している。突条部３２の他端をＰ５とする。

このような状態から図２に示されるようにボルト（図２ボルト２８）を締める。ボルトを締めると、図８（ｂ）に示されるように継手部材２３、２６とガスケット２７の突条部３２が密接する。このとき、突条部３２の弾性力によりＰ４では接合面２２から受ける力に抗して矢印（３）で示すように左向きの力が掛かり、Ｐ５では接合面２５から受ける力に抗して矢印（４）で示すように右向きの力が掛かる。

この矢印（３）及び矢印（４）で示される力により、継手構造２１はシールされる。即ち、突条部３２をテーパ形に構成した場合であっても継手構造２１をシールすることができる。
また、突条部３２をテーパ形に構成した場合であっても、ボルトを緩めると、（ａ）に示されるように突条部３２は弾力により元の形状に戻る。

尚、本発明に係る継手構造は、実施の形態では膨張弁に適用したが、その他の構成器具と管路との接続に適用することは差し支えない。

本発明の吸収式冷凍サイクルの継手構造は、構成器具と管路とのシールに好適である。

本発明に係る吸収式冷凍サイクルを説明する図である。 本発明に係る継手構造の断面図である。 本発明に係るガスケットの平面図である。 図３の４−４線断面図である。 本発明に係る継手構造の作用を説明する図である。 図２の別実施例図である。 図４の別実施例図である。 図４の別実施例の作用を説明する図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。 従来の継手構造を説明する図である。

符号の説明

１０…吸収式冷凍サイクル、１１…膨張弁、２０…管路、２１…継手構造、２２、２５…接合面、２３、２６…継手部材、２７…ガスケット、２８、４１、４７…ボルト、３１…通孔、３２…突条部、３３…ボルト孔、４２…円柱部、４３…ボルト頭、４４…脆弱部、４５…外面、４６…鍔部。

Claims (2)

1. 吸収式冷凍サイクルの冷媒又は吸収溶液の流路の継手構造において、
   この継手構造は、２つの継手部材と、これらの２つの継手部材で挟まれるガスケットと、前記２つの継手部材を連結するボルトとからなり、
   前記２つの継手部材の接合面は平坦面とされ、
   前記ガスケットは、前記冷媒又は吸収溶液を通過させる通孔と、この通孔を囲み前記２つの継手部材で挟まれているときに弾性変形して前記接合面を押す突条部と、この突条部より外側に配置され前記ボルトを通過させるボルト孔と、を有していることを特徴とする吸収式冷凍サイクルの継手構造。
2. 前記ボルトは、一端に雄ねじが形成されている円柱部と、この円柱部の他端に一体形成されたボルト頭と、このボルト頭の近傍で且つ前記円柱部に設けられボルトが所定の締付トルクで締付けられると破綻する脆弱部と、この脆弱部より前記雄ねじ寄りで且つ前記円柱部に設けられ前記２つの継手部材の一方の外面に係止められる鍔部とからなることを特徴とする請求項１記載の吸収式冷凍サイクルの継手構造。

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