CN115003971A

CN115003971A - 制冷剂配管

Info

Publication number: CN115003971A
Application number: CN202080094620.XA
Authority: CN
Inventors: 滨馆润一; 神藤正宪; 叶浩
Original assignee: Fuso Industrial Co ltd; Daikin Industries Ltd
Current assignee: Fuso Industrial Co ltd; Daikin Industries Ltd
Priority date: 2020-01-27
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2022-09-02
Also published as: EP4098389B1; JP6940080B2; US20220349501A1; WO2021153043A1; AU2020426274A1; EP4098389A1; JP2021116971A; EP4098389A4; AU2020426274B2

Abstract

构成冷冻装置的制冷剂回路的制冷剂配管包括：不锈钢制的配管主体(21)；以及用于连接其他制冷剂配管(23)的铜制或铜合金制的连接管(22)，连接管(22)连接于配管主体(21)的管轴方向的端部的外周面，连接管(22)的管轴方向的整体与配管主体(21)在管径方向上重叠。

Description

制冷剂配管

技术领域

本公开涉及一种制冷剂配管。

背景技术

专利文献1公开了一种制冷剂配管的接合方法，为了将铝制的管与铜制的管接合而将不锈钢制的管夹设在两者之间。在该接合方法中，通过炉中钎焊的方式进行不锈钢制的管与铜制的管的接合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-645号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

若如专利文献1记载的技术那样通过炉中钎焊将不锈钢制的管与铜制的管接合，那么，铜制的管可能因暴露于炉内的高温环境而导致强度降低。

本公开的目的是提供一种制冷剂配管，在具有不锈钢制的配管主体和铜制或铜合金制的连接管的制冷剂配管中，即使在由于连接管暴露于高温而导致连接管的强度降低的情况下，也能够弥补连接管的强度降低。

解决技术问题所采用的技术方案

(1)本公开是构成冷冻装置的制冷剂回路的制冷剂配管，其中，包括：

不锈钢制的配管主体；以及

用于连接其他制冷剂配管的铜制或铜合金制的连接管，

所述连接管连接于所述配管主体的管轴方向的端部的外周面，

所述连接管的管轴方向的整体与所述配管主体在管径方向上重叠。

根据具有上述结构的制冷剂配管，由于铜制或铜合金制的连接管的管轴方向的整体与不锈钢制的配管主体在管径方向上重叠，因此，例如，即使在由于对两者进行炉中钎焊而导致连接管暴露于高温，进而使得连接管的强度降低的情况下，也能够通过配管主体支承连接管而弥补连接管的强度降低。

(2)优选，所述配管主体从所述连接管向管轴方向的两侧突出。

通过上述结构，能够可靠地使连接管的管轴方向的整体在管径方向上与配管主体重叠。

(3)优选，所述配管主体具有定位部，所述定位部进行所述连接管在管轴方向上的定位。

通过上述结构，能够容易地将连接管定位在配管主体的合适位置。

(4)优选，所述配管主体具有小径部、台阶部以及大径部，所述小径部构成所述端部，所述台阶部与所述小径部连续地设置，且所述台阶部的外径从所述小径部向管径方向的外侧扩大，所述大径部与所述台阶部连续地设置，且所述大径部的外径比所述小径部的外径大，

所述定位部由所述台阶部构成。

根据该结构，通过使配管主体的直径变化，能够形成定位部。

(5)优选，所述连接管的外径与所述大径部的外径相同。

通过上述结构，在分别将其他制冷剂配管连接至具有连接管的本公开的制冷剂配管和不具有连接管、小径部以及台阶部的制冷剂配管(仅具有大径部的制冷剂配管)的情况下，能够将该其他制冷剂配管的内径设为相同。因此，能够使用于使其他制冷剂配管的内径扩大或缩小的夹具等共用化。

(6)优选，所述连接管通过第一钎料钎焊于所述配管主体的所述端部，

所述第一钎料的熔点比第二钎料的熔点高，所述第二钎料用于将其他制冷剂配管钎焊于所述连接管。

通过上述结构，能够抑制第一钎料由于在将其他制冷剂配管钎焊至连接管时的热量而熔化。

(7)优选，所述连接管设置于所述配管主体的两端部。

附图说明

图1是包括第一实施方式的制冷剂配管的冷冻装置的概略性结构图。

图2是制冷剂配管的剖视图。

图3是图2的A部分的放大剖视图。

图4是表示将制冷剂配管的配管主体与连接管钎焊前的状态的剖视图。

图5是第二实施方式的制冷剂配管的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本公开的实施方式进行详细说明。

[第一实施方式]

[冷冻装置的整体结构]

冷冻装置1例如是对室内的温度、湿度进行调节的空气调节装置，包括设置于室外的室外机2以及设置于室内的室内机3。室外机2与室内机3通过制冷剂配管10相互连接。

冷冻装置1包括进行蒸气压缩式冷冻循环的制冷剂回路4。制冷剂回路4包括多个要素部件和对多个要素部件进行连接的制冷剂配管10。作为要素部件，制冷剂回路4包括室内热交换器11、压缩机12、消音器13、室外热交换器14、膨胀机构15、储罐16、四通换向阀17以及截止阀18L、18G等，这些要素部件通过制冷剂配管10连接。制冷剂配管10包括液体配管10L和气体配管10G。在液体配管10L以及气体配管10G分别设置有截止阀18L、18G。

室内热交换器11设置于室内机3，并使制冷剂与室内空气之间进行热交换。作为室内热交换器11，例如，能够采用交叉翅片型的翅片管式热交换器或微通道型热交换器等。在室内热交换器11附近设置有室内风扇(省略图示)，所述室内风扇用于将室内空气送往室内热交换器11，并将调节空气送至室内。

压缩机12、消音器13、室外热交换器14、膨胀机构15、储罐16、四通换向阀17以及截止阀18L、18G设置于室外机2。压缩机12对从吸入管吸入的制冷剂进行压缩并将其从喷出管喷出。作为压缩机12，例如，能够采用涡旋式压缩机等各种压缩机。

消音器13抑制从压缩机12喷出的制冷剂的压力脉动。另外，作为消音器13的替代或者除了消音器13以外，在压缩机12的喷出管与四通换向阀17之间还可设置有油分离器。油分离器从自压缩机12喷出的润滑油以及制冷剂的混合流体中分离出润滑油。

室外热交换器14使制冷剂与室外空气之间进行热交换。室外热交换器14例如能够采用交叉翅片型的翅片管式热交换器或微通道型热交换器等。在室外热交换器14的附近设置有用于将室外空气朝室外热交换器14输送的室外风扇。

膨胀机构15在制冷剂回路4的制冷剂配管10中配设在室外热交换器14与室内热交换器11之间，使流入的制冷剂膨胀并且使其减压至规定的压力。作为膨胀机构15，例如能够采用开度可变的电子膨胀阀或毛细管。

储罐16在制冷剂回路4中配设在压缩机12的吸入端口与四通换向阀17之间，对流入的制冷剂进行气液分离。在储罐16中分离后的气体制冷剂被吸入压缩机12。

四通换向阀17能够进行图1中实线所示的第一状态和虚线所示的第二状态的切换。当空气调节装置1进行制冷运转时，四通换向阀17被切换至第一状态，当进行制热运转时，四通换向阀17被切换至第二状态。

[制冷剂配管的结构]

图2是制冷剂配管10A的剖视图。

在前述的要素部件中的至少一个要素部件连接有图2所示的制冷剂配管10A。制冷剂配管10A具有配管主体21和连接管22。配管主体21和连接管22具有相同的轴心O。在下述说明中，也将沿着轴心O的方向称为“管轴方向”。也将以轴心O为中心的径向称为“管径方向”。

在上述制冷剂配管10A的端部连接有其他制冷剂配管23。其他制冷剂配管23可以是从压缩机12这样的要素部件突出且构成要素部件的一部分的制冷剂配管，也可以是配置在要素部件间的单纯的制冷剂配管。本实施方式的其他制冷剂配管23是铜制的。本说明书中的“铜”是含有99.9％以上的重量的作为主成分的铜的“纯铜”。

配管主体21和连接管22是由不同的构件构成的。

配管主体21构成制冷剂配管10A的大部分。配管主体21是不锈钢制的配管，例如由SUS304、SUS304L、SUS436L、SUS430等形成。

配管主体21具有在管轴方向上排列的大径部21a、台阶部21b、小径部21c。在图2所示的例子中，在配管主体21的两端部配置有小径部21c。台阶部21b与小径部21c连续地设置。台阶部21b的外径从小径部21c朝向管径方向的外侧逐渐变大。台阶部21b在管轴方向上被小径部21c和大径部21a夹着。大径部21a与台阶部21b连续地设置。大径部21a的外径大于小径部21c的外径。

在配管主体21中，通过使具有外径D1的管的管轴方向的端部在管径方向上缩小，从而形成小径部21c和台阶部21b，将管径未缩小的管的大部分设为大径部21a。

与其他制冷剂配管23相同地，连接管22是铜制的。连接管22是具有恒定的外径以及内径的直管。连接管22的管轴方向的长度比配管主体21的管轴方向的长度短。具体而言，连接管22的管轴方向的长度比配管主体21的小径部21c的管轴方向的长度短。连接管22的内径比小径部21c的外径略大。

在连接管22的管径方向的内侧插入有配管主体21的小径部21c。连接管22的内周面与小径部21c的外周面在管径方向上对置地配置。连接管22的内周面与小径部21c的外周面通过第一钎料B1钎焊在一起。另外，在图2以及下文说明的图3、图5中，为了便于理解地表示钎焊部分，第一钎料B1的管径方向的厚度被夸大地示出。后述第二钎料B2也同样如此。

图3是图2的A部分的放大剖视图。

连接管22的内周面与小径部21c的外周面通过“炉中钎焊”的方式连接。这样做的理由如下。

首先，由于配管主体21的材料即不锈钢在表面形成有钝态保护膜(氧化保护膜)，因此，对于通过火炬钎焊等手工作业的方式进行钎焊(以下，也称为“手工钎焊”)而言，需要助焊剂来去除氧化保护膜。由于制冷剂在闭合回路即制冷剂回路4中流动，因此，若在制冷剂配管10A内残留有助焊剂，那么，助焊剂会混入制冷剂，可能会对制冷剂自身以及制冷剂所流入的要素部件(例如，压缩机12)的性能造成不良影响。因此，在钎焊后去除助焊剂的作业是必须的。

配管主体21的材料即不锈钢在受热的情况下会产生被称为敏化的脆化。敏化是指下述现象：铬与不锈钢中的碳结合并在晶界沉淀而形成铬成分含量低的部分，从而导致耐腐蚀性等降低。对于上述敏化而言，其容易发生的温度区域以及加热时间是已知的。

炉中钎焊是在连续炉等的内部且在规定的气体环境、例如能去除氧化保护膜的氢气体环境中进行钎焊的手法。因此，能够在不使用助焊剂的情况下进行不锈钢的钎焊。因此，也不需要钎焊后去除助焊剂的作业。关于炉中钎焊，能够容易地管理钎焊温度和钎焊时间，因此，能够以能抑制敏化发生的温度以及时间进行钎焊。另外，由于将碳量比SUS304的碳量少的SUS304L用作配管主体21，因此，也能够抑制配管主体21的敏化。

如图3所示，配管主体21从连接管22的两端在管轴方向上突出。配管主体21的小径部21c在与台阶部21b相反一侧的端部具有从连接管22突出的突出部21d。连接管22的以L1示出的管轴方向的长度整体与配管主体21在管径方向上重叠。

如前文所述，若通过炉中钎焊将连接管22连接至配管主体21，则连接管22被置于炉内的高温环境下。由此，连接管22可能会因铜的晶粒粗化而导致强度降低。因此，若假设连接管22从配管主体21的端部突出，那么，在运输制冷剂配管、组装空气调节装置等时强度降低的连接管22碰撞到周围物体的情况下，连接管22变形的可能性变高。在本实施方式中，由于配置成连接管22的管轴方向的整体与配管主体21在管径方向上重叠，因此，强度降低的连接管22不会以单独的形式存在。因此，能够通过配管主体21来弥补连接管22的强度降低。

虽然配管主体21的小径部21c具有从连接管22突出的突出部21d，但是，若假设在没有设置这样的突出部21d的情况下使配管主体21(小径部21c)的管轴方向的端面与连接管22的管轴方向的端面一致并连接，那么，由于制造误差，连接管22会比配管主体21的端面突出，存在发生前述的连接管2的变形问题的可能性。在本实施方式中，通过在配管主体21的端部设置突出部21d，能够使强度可能降低的连接管22可靠地与配管主体21在管径方向上重叠。

如图3所示，其他制冷剂配管23在以L2示出的管轴方向的范围与连接管22在管径方向上重叠，还与配管主体21重叠。因此，在该范围L2，连接管22的强度降低也通过其他制冷剂配管23得到弥补。

配管主体21的突出部21d的突出量L3小于连接管22的管轴方向的长度L1。突出量L3例如可设为1mm以上3mm以下。

连接管22与其他制冷剂配管23通过第二钎料B2钎焊在一起。上述钎焊是通过火炬钎焊(燃烧器钎焊)等手工作业进行的钎焊。配管主体21的连接管22与其他制冷剂配管23均是铜制的，因此，能够使用磷铜钎料等廉价钎料并容易地通过钎焊的方式进行连接。

第二钎料B2使用熔点比第一钎料B1的熔点低的钎料。例如，第一钎料B1使用熔点为1000℃以上的钎料，例如使用磷青铜钎料等，第二钎料B2使用熔点为700℃～850℃的钎料，例如使用磷铜钎料等。因此，当通过第二钎料B2将其他制冷剂配管23钎焊至连接管22时，能够抑制第一钎料B1熔化。此外，例如，当为了进行要素部件的更换等而从制冷剂配管10A拆除其他制冷剂配管23时，以高于第二钎料B2的熔点且低于第一钎料B1的熔点的温度对连接管22与其他制冷剂配管23的连接部分进行加热。由此，在不使第一钎料B1熔化的情况下仅使第二钎料B2熔化，能够从连接管22拆除其他制冷剂配管23。由于在制冷剂配管10A的配管主体21就这样连接有连接管22，因此，能够相对于连接管22连接新的其他制冷剂配管23。

如图2所示，配管主体21的大径部21a的外径D1与连接管22的外径D2大致相同。因此，能够相对于本实施方式的制冷剂配管10A和不包括连接管22的一般制冷剂配管(不包括小径部21c和台阶部21b而仅包括大径部21a的制冷剂配管)分别连接内径相同的其他制冷剂配管23。因此，能够使用于使其他制冷剂配管23的内径扩大或缩小的夹具等共用化。若将大径部21a的内径与其他制冷配管23的内径设为相同，则能够减小在制冷剂配管10A中流动的制冷剂的压力变动。

图4是表示将制冷剂配管10A的配管主体21与连接管22钎焊前的状态的剖视图。

如图4的(a)所示，对于将配管主体21与连接管22钎焊而言，首先，将构成第一钎料B1的环钎料Ba嵌至配管主体21的小径部21c的管径方向的外侧。接着，将连接管22嵌至小径部21c的管径方向的外侧，在连接管22与台阶部21b之间夹入环钎料Ba。在该状态下，通过将配管主体21以及连接管22投入高温的炉内而使环钎料Ba熔化，使得第一钎料B1如箭头a所示的那样流入小径部21c的外周面与连接管22的内周面的间隙。

如此，通过在连接管22与台阶部21b之间夹入环钎料Ba，能够在将连接管22、配管主体21和环钎料Ba相对定位的状态下进行钎焊。因此，能够利用台阶部21b进行连接管22相对于配管主体21在管轴方向上的定位。在这方面，台阶部21b构成进行连接管22相对于配管主体21在管轴方向上的定位的定位部。

在图4的(b)所示的例子中，环钎料Ba嵌至配管主体21的突出部21d的管径方向的外侧。然后，在该状态下，通过将配管主体21以及连接管22投入高温的炉内而使环钎料熔化，使得第一钎料B1如箭头b所示的那样流入小径部2c的外周面与连接管22的内周面的间隙。在该情况下，连接管22也通过台阶部21b进行相对于配管主体21在管轴方向上的定位。

制冷剂配管10A的大部分由不锈钢制的配管主体21构成，与连接管22的材料即铜相比，该配管主体21更廉价且强度较高。因此，能够制造与整体铜制的制冷剂配管相比廉价且高强度的制冷剂配管10A。

[第二实施方式]

图5是第二实施方式的制冷剂配管的剖视图。

本实施方式的制冷剂配管10A的配管主体21的结构与第一实施方式的不同。配管主体21的内径以及外径D是恒定的，不包括第一实施方式那样的大径部、小径部以及台阶部。

在本实施方式的配管主体21的外周面的周向的多个部位(例如两个部位)设置有向管径方向的外侧突出的突起21e。突起21e的顶端比连接管22的内周面向管径方向的外侧突出。突起21e作为进行连接管22相对于配管主体21在管轴方向上的定位的定位部起作用。通过设置这样的突起21e，能够可靠地使配管主体21从连接管22的管轴方向的端部突出。突起21e也可设置于配管主体21的外周整周。

[其它实施方式]

在上文说明的各实施方式中，制冷剂配管10A的连接管22和其他制冷剂配管23被设为铜制的。然而，这些管并不限于铜制，也可设为铜合金制。铜合金是在作为主要成分的铜中添加其他金属或非金属而改善了铜的性质的合金。与铜相同地，铜合金是不需要进行助焊剂处理等，易于钎焊的构件。作为铜合金，例如，采用包括98％以上的重量的铜的合金。更优选，作为铜合金，采用包含99％以上的重量的铜的合金。

制冷剂配管10A的连接管22与其他制冷剂配管23只要是由主成分相同的材料形成即可。因此，对于连接管22和其他制冷剂配管23而言，除了两者是铜制的情况或两者是铜合金制的情况以外，还可以是一者为铜制而另一者为铜合金制。在连接管22和其他制冷剂配管23这两者是铜合金的情况下，这两者的主成分以外的其他成分可以彼此不同。也就是说，连接管22与其他制冷剂配管23也可由主成分相同并彼此不同的材料形成。在该情况下，也能够在不使用助焊剂的情况下对两者进行钎焊。

铜以及铜合金均大多用作构成要素部件的一部分的其他制冷剂配管23，因此，通过这些材质形成连接管22，能够制作通用性高的制冷剂配管10A。

[实施方式的作用效果]

(1)上述各实施方式的制冷剂配管10A包括不锈钢制的配管主体21、用于连接其他制冷剂配管23的铜制或铜合金制的连接管22。连接管22连接于配管主体21的管轴方向的端部的外周面。连接管22的管轴方向的整体与配管主体21在管径方向上重叠。因此，例如，即使在由于对配管主体21与连接管22进行炉中钎焊而导致连接管22暴露于高温，进而使得连接管22的强度降低的情况下，也能够通过配管主体21支承连接管22而弥补连接管22的强度降低。

(2)在上述各实施方式的制冷剂配管10A中，配管主体21从连接管22向管轴方向的两侧突出。因此，能够可靠地使连接管22的管轴方向的整体与配管主体21在管径方向上重叠。

(3)在上述各实施方式中，配管主体21具有定位部(台阶部21b、突起21e)，所述定位部进行连接管22在管轴方向上的定位。因此，能够容易地将连接管22定位在配管主体21的合适位置。

(4)在上述各实施方式中，配管主体21具有小径部21c、台阶部21b以及大径部21a，台阶部21b与小径部21c连续地设置，且台阶部21b的外径从小径部21c向管径方向的外侧扩大，大径部21a与台阶部21b连续地设置，且大径部21a的外径比小径部21c的外径大，定位部由台阶部21b构成。因此，通过使配管主体21的直径变化，能够形成定位部。

(5)在上述各实施方式中，连接管22的外径D2与大径部21a的外径D1相同。因此，在分别将其他制冷剂配管23连接至具有连接管22的制冷剂配管10A和不具有连接管、小径部以及台阶部的一般制冷剂配管(仅具有大径部的制冷剂配管)的情况下，能够将该其他制冷剂配管23的内径设为相同。因此，能够使用于使其他制冷剂配管23的内径扩大或缩小的夹具等共用化。

(6)在上述各实施方式中，连接管22通过第一钎料B1钎焊于配管主体21的端部。第一钎料B1的熔点比第二钎料B2的熔点高，所述第二钎料B2用于将其他制冷剂配管23钎焊于连接管22。因此，能够抑制第一钎料B1由于在将其他制冷剂配管23钎焊于连接管22时的热量而熔化。

另外，本公开不限定于上述示例，而是通过权利要求书示出，意在包含与权利要求书等同的含义及其范围内的所有改变。

符号说明

1：冷冻装置

4：制冷剂回路

10A：制冷剂配管

21：配管主体

21a：大径部

21b：台阶部(定位部)

21c：小径部

21e：突起(定位部)

22：连接管

23：其他制冷剂配管

B1：钎料

B2：钎料

D1：外径

D2：外径。

Claims

1.一种制冷剂配管，所述制冷剂配管构成冷冻装置的制冷剂回路，其特征在于，包括：

不锈钢制的配管主体(21)；以及

用于连接其他制冷剂配管(23)的铜制或铜合金制的连接管(22)，

所述连接管(22)连接于所述配管主体(21)的管轴方向的端部的外周面，

所述连接管(22)的管轴方向的整体与所述配管主体(21)在管径方向上重叠。

2.根据权利要求1所述的制冷剂配管，其特征在于，

所述配管主体(21)从所述连接管(22)向管轴方向的两侧突出。

3.根据权利要求1或2所述的制冷剂配管，其特征在于，

所述配管主体(21)具有定位部(21b、21e)，所述定位部(21b、21e)进行所述连接管(22)在管轴方向上的定位。

4.根据权利要求3所述的制冷剂配管，其特征在于，

所述配管主体(21)具有小径部(21c)、台阶部(21b)以及大径部(21a)，所述小径部(21c)构成所述端部，所述台阶部(21b)与所述小径部(21c)连续地设置，且所述台阶部(21b)的外径从所述小径部(21c)向管径方向的外侧扩大，所述大径部(21a)与所述台阶部(21b)连续地设置，且所述大径部(21a)的外径比所述小径部(21c)的外径大，

所述定位部由所述台阶部(21b)构成。

5.根据权利要求4所述的制冷剂配管，其特征在于，

所述连接管(22)的外径(D2)与所述大径部(21a)的外径(D1)相同。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制冷剂配管，其特征在于，

所述连接管(22)通过第一钎料(B1)钎焊于所述配管主体(21)的所述端部，

所述第一钎料(B1)的熔点比第二钎料(B2)的熔点高，所述第二钎料(B2)用于将其他制冷剂配管(23)钎焊于所述连接管(22)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的制冷剂配管，其特征在于，

所述连接管(22)设置于所述配管主体(21)的两端部。