製冷劑分流器及製冷循環裝置製造方法
2023-09-20 10:25:10
製冷劑分流器及製冷循環裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種製冷劑分流器及製冷循環裝置，本發明的目的是，能夠不發生分流配管的堵塞和焊料的流入不足地實施穩定的釺焊，即使在暴露於苛刻的周圍環境的狀態下，也不會發生氣體從接合位置洩漏等的不良情況。製冷劑分流器具有插入並固定分流製冷劑配管的配管插入部、和凸出設置有多個所述配管插入部的分流器主體，其中，所述配管插入部具有壁厚厚的厚壁部和壁厚比所述厚壁部薄的薄壁部。
【專利說明】製冷劑分流器及製冷循環裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及製冷劑分流器及製冷循環裝置。
【背景技術】
[0002]以往，存在如下技術:在製冷循環中的蒸發器的製冷劑路徑的上遊側設置製冷劑分流器，使流入蒸發器的各路徑的製冷劑流量均勻化並使蒸發溫度保持一定。由分流器分配的氣液二相製冷劑被送到蒸發器的各流路，但在未均勻分配的情況下，在一部分的流路中，成為由製冷劑的蒸發不完全所導致的液體回流運轉狀態，處於循環量多的流路的鋁翅片的溫度降低得比其他流路的鋁翅片低，所以產生結霜多等問題。因此，製冷劑分流的均勻化是重要的。
[0003]作為現有技術，圖5示出了製冷劑分流器的截面。在以往的分配器中，分流製冷劑配管的插入部作為整體呈相同壁厚的形狀。在利用焊槍預加熱分流器並使其充分預加熱後，利用焊條對其與製冷劑配管實施釺焊，此時，由於以往的分流器的插入部的壁厚是均勻的，所以預加熱溫度也大致均勻。圖5示出了過度預加熱的情況，焊料19到達分流製冷劑配管的連接部的下端，有可能封閉或局部封閉分流製冷劑配管的製冷劑流路。封閉製冷劑流路時，分配的製冷劑不向一部分的製冷劑配管流動。
[0004]圖6同樣地是以往的製冷劑分流器的截面圖，但與上述相反地示出了預加熱不足的情況。焊料19僅在分流器和分流製冷劑配管連接的上部流動，成為不到達下端的狀態。這樣的接合狀況下，因設備的微小振動或腐蝕性氣體對焊料的攻擊，存在製冷劑迴路和外氣導通並且製冷劑氣體向大氣洩漏的可能性。
[0005]【現有技術文獻】
[0006]【專利文獻】
[0007]【專利文獻I】日本特開平5-340649號公報
[0008]如上所述，焊接連接分流器和分流製冷劑配管時，首先，加熱分流器，充分地加熱後，使焊料流入連接部分，但過度加熱時，焊料過度地流入配管和分流器的間隙，可能發生流路封閉。相反地，在未實施充分的加熱的狀態下，焊料流入連接部分時，沒有足夠的焊料浸透分流器和分流製冷劑配管，存在導致接合不充分的問題。
【發明內容】
[0009]本發明是為了解決上述問題而做出的，其目的是提供一種製冷劑分流器及製冷循環裝置，能夠不發生分流配管的堵塞或焊料的流入不足地實施穩定的釺焊。
[0010]本發明的製冷劑分流器具有插入並固定分流製冷劑配管的配管插入部、和凸出設置有多個所述配管插入部的分流器主體，其中，所述配管插入部具有壁厚厚的厚壁部和壁厚比所述厚壁部薄的薄壁部。
[0011]發明的效果
[0012]根據本發明的製冷劑分流器，通過使將分流製冷劑配管插入分流器的配管插入部的一部分的壁厚變薄，熱容量變小，在分流器的加熱時，能夠集中地加熱希望焊料流入的薄壁部分。另外，關於不希望流入焊料的部位，由於壁厚設定得厚，所以與薄壁部相比，熱容量大，難以被加熱。因此，能夠使焊料僅流入集中地被加熱的薄壁部。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是表示實施方式的製冷劑分流器的結構的截面圖。
[0014]圖2A是實施方式的製冷劑分流器的俯視圖。
[0015]圖2B是實施方式的製冷劑分流器的俯視圖。
[0016]圖2C是實施方式的製冷劑分流器的俯視圖。
[0017]圖3是採用了實施方式的製冷劑分流器的製冷循環裝置的迴路圖。
[0018]圖4是表示實施方式的製冷劑分流器的釺焊的截面圖。
[0019]圖5是表示在以往的製冷劑分流器中，在過熱狀態下釺焊的狀態的截面圖。
[0020]圖6是表示在以往的製冷劑分流器中，在加熱不足狀態下釺焊的狀態的截面圖。
【具體實施方式】
[0021]以下，基於【專利附圖】
【附圖說明】本發明的實施方式。此外，本發明不被以下說明的實施方式限定。另外，在以下的附圖中，各構成部件的大小關係有時與實際情況不同。
[0022]實施方式
[0023]圖1是表示本發明的實施方式的製冷劑分流器的結構的截面圖。另外，圖2A?圖2C是從連接分流製冷劑配管的一側觀察製冷劑分流器的俯視圖。
[0024]製冷劑分流器大致由分流器主體I和用於使製冷劑的分流均勻化的噴管3構成。在分流器主體I中設置有多個與分流用的分流製冷劑配管11連接的配管插入部2。配管插入部2開設有供分流製冷劑配管11插入的插入孔12，並且從分流器主體I以凸狀立起地形成。另外，配管插入部2呈圓筒形狀，由壁厚厚的厚壁部7和壁厚薄的薄壁部5構成。厚壁部7凸出地設置在分流器主體I上，薄壁部5與厚壁部7連接地設置。厚壁部7和薄壁部5由縮徑部8平滑地連接。
[0025]在配管插入部2上開設有將分流製冷劑配管11插入插入孔12的開口部10，在插入孔12的底部形成有與插入的分流製冷劑配管11抵接的製冷劑配管抵接部9。
[0026]配管插入部2的薄壁部5和厚壁部7可以考慮採用例如圖2A?圖2C所示的各種形狀。圖2A示出了將2個配管插入部2凸出設置在分流器主體I上的形狀，圖2B示出了將3個配管插入部2以等邊三角形凸出設置在分流器主體I上的結構，另外，圖2C示出了將多個開口部10以圓形配置在配管插入部2的薄壁部5中的結構，所述配管插入部2為中心呈圓柱狀中空的圓筒型。
[0027]此外，分流製冷劑配管11 一般分支為2?24條左右。
[0028]另一方面，噴管3被釺焊在分流器主體I上。此時，在噴管3和分流器主體I之間形成有分流器內部空間6。另外，在噴管3上釺焊連接有供製冷劑流入的入口配管4。
[0029]分流器主體I和噴管3的材質可以使用黃銅、在黃銅的表面鍍銅的材料或銅、鋁等。另外，分流製冷劑配管11使用銅配管。此外，配管部基本上使用銅配管，但也可以使用鋁管等其他的金屬配管。
[0030]此外，在圖1、2中，在配管插入部2的整個周面上設置有薄壁部5及厚壁部7，但也可以僅在分流器主體I的外周部設置薄壁部。尤其是，在分流數少的分流器中，為了使分流器小型化而使成本降低，存在不能在分流器主體I的內周側確保足夠的尺寸的情況，所以，可以僅在外周面上實施改變壁厚的加工。另外，薄壁部5的尺寸L2被設定成分流配管的插入深度整體L (開口部10和製冷劑配管抵接部9之間的長度)的50?70%左右。通過這樣設定，在預加熱時，能夠充分地確保分配器的薄壁部5及厚壁部7的溫度差，能夠最恰當地使焊料浸透。
[0031]這裡，對具有本發明的製冷劑分流器的製冷循環的作用進行說明。
[0032]圖3表示採用了本發明的製冷劑分流器的製冷循環裝置的迴路圖。
[0033]從壓縮機15排出的高溫高壓的氣體製冷劑在冷凝器16中冷凝並成為高壓液體製冷劑。使該高壓液體製冷劑在膨脹閥17中減壓膨脹。該氣液二相狀態的製冷劑被供給到製冷劑分流器的入口配管4。被供給到入口配管4的氣液二相製冷劑經由噴管3和分流器主體I的分流器內部空間6並被均等地分配，流入分流製冷劑配管11，以氣液二相狀態被供給到蒸發器18。而且，在蒸發器18中蒸發而氣化的製冷劑被壓縮機15吸入。
[0034]接下來，對將分流製冷劑配管11釺焊在本發明的製冷劑分流器上時的工序進行說明。
[0035]圖4是示意地表示釺焊連接分流器主體I的配管插入部2和分流製冷劑配管11的情況的截面圖。在通過釺焊連接分流器主體I的配管插入部2和分流製冷劑配管11時，首先，通過焊槍13加熱配管插入部2而充分地預加熱。預加熱溫度一般大致加熱到焊料的液相溫度和固相溫度的中間溫度左右。充分地預加熱後，使焊條14熔融並從分流製冷劑配管11及開口部10的間隙流入，實施釺焊連接。
[0036]在本實施方式的製冷劑分流器的結構中，為了使焊料流入，採用使分流器主體I和分流製冷劑配管11的連接部位即配管插入部2的壁厚僅在尺寸上薄壁化的構造，由此，即使在通過焊槍13均勻地加熱的情況下，熱容量也不同，所以薄壁部5的預加熱溫度變高，厚壁部7的預加熱溫度變低。一般來說，適於釺焊的溫度是730度?840度左右的範圍，但在將薄壁部5的預加熱溫度預加熱到800度左右的情況下，厚壁部7的溫度成為小於730度的溫度。
[0037]通過採用這樣的溫度分布，在釺焊時能夠使焊料僅浸透薄壁部5。由於能夠使焊料僅浸透薄壁部5，不會發生以往的分流器中發生的過度加熱導致的焊料堵塞的問題或因加熱不足導致的焊料流入不足的問題，能夠穩定地進行生產。對於一般的作業者來說，也能夠進行熟練的作業者實施的作業來進行製造，因此能夠同時實現製造能力的擴大及製造成本的降低，並且，能夠防止由焊料的堵塞導致的製冷劑分流偏差、和由流入不足導致的製冷劑洩漏。
[0038]以下，對所使用的焊料的成分進行說明。
[0039]連接分流器主體I和分流製冷劑配管11的焊料使用含有10重量％以上的Zn成分的材料，由此，在分流器主體I和分流製冷劑配管11的釺焊邊界部形成Cu-P-Zn層，因此能夠防止局部腐蝕的發生。利用不含Zn的焊料進行釺焊的情況下，僅形成Cu-P層，P成分劣化，由此，在組織內形成空洞，產生腐蝕。尤其在硫磺環境下，該效果非常大。因此，通過使用不受周圍環境(腐蝕性氣體)影響的焊料，能夠預先防止氣體洩漏，能夠防止保存在冰箱內部的食品或藥品受損。另外，能夠防止氟利昂氣體向大氣的排放，有利於地球的環境保護。
[0040]此外，在採用添加了 Zn的焊料的情況下，一般以黃銅焊料或銀焊料為代表，但採用黃銅焊料的情況下，液相溫度超過900度，所以不適於與銅管連接。相反地，在採用銀焊料的情況下，液相溫度低到640度?770度左右，並且浸透性非常高。由於浸透性變高，所以一般情況下焊料過度地流入分流器主體I和分流製冷劑配管11之間，發生堵塞的可能性聞。
[0041]接下來，對將分流製冷劑配管11插入分流器主體I的配管插入部2的深度進行說明。
[0042]通過將分流製冷劑配管11插入到插入孔12中的深度L確保為1mm以上，能夠確保與厚壁部7的接觸長度L1為4mm，與薄壁部5的接觸長度L2為6mm。例如在分流配管的配管直徑為Φ6.35mm的情況下,高壓氣體安全保障法例示基準規定的最低插入深度為6_以上，成為能夠以與薄壁部5的接觸長度使焊料可靠地流入6mm以上的尺寸。通過這樣地確保足夠的焊料流入尺寸，不會發生焊料的流入不足，能夠穩定地生產分流器。
[0043]接下來，對將分流製冷劑配管11插入插入孔12時的間隙的間隙尺寸(配管餘隙)進行說明。
[0044]通過使插入孔12的內壁面和分流製冷劑配管11的外壁面的全周的間隙尺寸(配管餘隙)為0.05mm以上0.1mm以下，能夠吸收加工精度的偏差，並良好地確保焊料的浸透。配管餘隙小於0.05mm時，將分流製冷劑配管11插入到插入孔12中時，會發生不能插入到製冷劑配管抵接部9的情況。另外，上述的高壓氣體安全保障法例示基準將分流製冷劑配管直徑為Φ6.35mm的情況下的最低餘隙限定為0.05mm,所以，也能夠滿足該基準。另外,配管餘隙過小時，在分流製冷劑配管11和插入孔12之間形成沒有間隙的部分，存在焊料沒有以目標量浸透的可能性。
[0045]餘隙尺寸超過0.1mm的情況下，存在不能將分流製冷劑配管11垂直地插入分流器主體I的可能性。當不能垂直地插入分流製冷劑配管11時，插入孔12和分流製冷劑配管11的配管餘隙產生窄和寬的偏差。在配管餘隙寬的位置，沒有流入足夠的焊料，容易發生虛焊(氣泡)。在配管餘隙窄的位置，不能使焊料浸透到作為目標的插入深度。通過確保適當的配管餘隙，一般的作業者也能夠進行熟練的作業者實施的作業來進行製造，所以能夠同時實現製造能力的增大及製造成本的降低，並且，能夠防止由焊料堵塞導致的製冷劑分流偏差、和由焊料的流入不足導致的製冷劑洩漏。
[0046]另外，近年來，為了追求節能、防止臭氧層破壞以及防止地球變暖，傾向於採用R41OA、R404A、R32、CO2這樣的高密度的製冷劑。因此，高壓壓力、低壓壓力比以往的HCFC製冷劑高，所以，釺焊精度的提高對防止氣體洩漏帶來大的影響。本發明通過合理的製冷劑配管的插入深度、配管餘隙及配管插入部的壁厚形狀的改變，即使不是熟練的作業者，也能夠實施穩定的釺焊，帶來生產能力的提高和製造成本的降低。
[0047]附圖標記的說明
[0048]I分流器主體，2配管插入部，3噴管，4入口配管，5薄壁部，6分流器內部空間，7厚壁部，8縮徑部，9製冷劑配管抵接部，10開口部，11分流製冷劑配管，12插入孔，13焊槍，14焊條，15壓縮機，16冷凝器，17膨脹閥，18蒸發器，19焊料。
【權利要求】
1.一種製冷劑分流器，具有:將分流製冷劑配管插入並固定分流製冷劑配管的配管插入部；凸出設置有多個所述配管插入部的分流器主體，其特徵在於， 所述配管插入部具有壁厚厚的厚壁部和壁厚比所述厚壁部薄的薄壁部。
2.如權利要求1所述的製冷劑分流器，其特徵在於，所述厚壁部凸出設置在所述分流器主體上，所述薄壁部與所述厚壁部連接地設置。
3.如權利要求1所述的製冷劑分流器，其特徵在於，所述薄壁部成為圓筒形狀。
4.如權利要求2所述的製冷劑分流器，其特徵在於，所述薄壁部成為圓筒形狀。
5.如權利要求1?4中任一項所述的製冷劑分流器，其特徵在於， 所述配管插入部具有插入所述分流製冷劑配管的插入孔，所述插入孔的一端具有開口部，並且另一端形成有與插入的分流製冷劑配管抵接的製冷劑配管抵接部，所述開口部和所述製冷劑配管抵接部的長度為1mm以上。
6.如權利要求1?4中任一項所述的製冷劑分流器，其特徵在於， 所述配管插入部具有插入所述分流製冷劑配管的插入孔，所述插入孔的一端具有開口部，並且另一端形成有與插入的分流製冷劑配管抵接的製冷劑配管抵接部，在製冷劑配管向所述插入孔插入的方向上，所述薄壁部的長度相對於所述開口部和所述製冷劑配管抵接部之間的長度，為50%以上70%以下。
7.如權利要求1?4中任一項所述的製冷劑分流器，其特徵在於，連接所述分流器主體和所述分流製冷劑配管的焊料含有10重量％以上的Zn。
8.如權利要求1?4中任一項所述的製冷劑分流器，其特徵在於，所述配管插入部的內壁面和所述分流製冷劑配管的外壁面之間的間隙尺寸為0.05_以上、0.1mm以下。
9.一種製冷循環裝置，其特徵在於，將所述權利要求1?4中任一項所述的製冷劑分流器配置在製冷劑流路中的蒸發器的上遊。
10.如權利要求9所述的製冷循環裝置，其特徵在於，製冷劑採用R410A、CO2,R404A、R32中的I個。
【文檔編號】F25B41/00GK104236178SQ201310496953
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年6月14日
【發明者】藤本肇, 中村紳, 松浦考倫 申請人:三菱電機株式會社