JP2008096082A - 冷凍サイクルの配管継手構造、圧縮機及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒配管の接続を他の部品を用いずに冷媒配管のみで行なうとともに、接続部分のろう付け強度を確保し、接続作業の効率化と交換作業の容易化を実現可能にした冷凍サイクルの配管継手構造を提供する。
【解決手段】ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクルの配管継手構造であって、冷媒配管である吐出側配管１１６の端部を、冷媒配管である高圧側配管１０９の端部に嵌合するように縮管加工したことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、配管と配管とを接続する冷凍サイクルの配管継手構造、圧縮機及び冷凍装置に関し、特に圧縮機等の交換作業を容易に実現可能にした冷凍サイクルの配管継手構造、圧縮機及び冷凍装置に関するものである。

近年、脱フロン化の流れを受けて自然冷媒を用いた冷凍サイクル装置の開発が盛んに進められている。中でも、二酸化炭素（ＣＯ₂ ）を冷媒とした冷凍サイクル装置の普及は年々増加傾向にある。また、その用途も家庭用給湯を目的としたヒートポンプ式給湯機を始め、カーエアコンや空気調和装置、冷凍機、冷蔵庫等に広がりつつある。二酸化炭素は、オゾン破壊係数が０、地球温暖化係数が１という特性を有しており、二酸化炭素を冷媒として用いれば環境への負荷を小さくできるという利点がある。

ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒は、オゾン破壊係数が０、地球温暖化係数が１０００〜２０００という特性を有していることからも、二酸化炭素がいかに環境への負荷が小さいかが容易に理解できる。また、二酸化炭素は、毒性が無く、可燃性も無いという点で安全性に優れている。さらに、二酸化炭素は、入手が容易であり、比較的安価であるという利点も有している。ただし、二酸化炭素を冷媒として用いる場合には、フロンガスを用いた場合よりも高い圧力で冷凍サイクル内を循環させることが必要である。たとえば、ＨＦＣ冷媒の一つであるＲ４１０冷媒では４ＭＰａ程度の圧力が必要であるのに対し、二酸化炭素では１２ＭＰａ程度の高い圧力が必要である。

一般的に、二酸化炭素を冷媒として用いた熱源機（室外機や室外ユニット等）においても、ＨＦＣ冷媒を用いた熱源機と同様に、各冷凍機器（圧縮機や放熱器、膨張弁、凝縮器等）間を接続するために冷媒配管が用いられており、冷媒配管と各冷凍機器との接続や冷媒配管同士の接続には、配管継手構造が用いられている。したがって、二酸化炭素冷媒を導通する冷媒配管は、耐圧強度を考慮した設計が必要となってくる。さらに言えば、配管継手構造にも、耐圧強度を考慮した設計が必要となってくる。

その対策として、各冷凍機器や冷媒配管の肉厚を増加させることが多い。ただし、各冷凍機器や冷凍装置の肉厚を増加させるためには、それらを製造する上での課題が少なからず生じる。また、各冷凍機器や冷媒配管の肉厚を増加させるとともに、冷媒配管と各冷凍機器との接続部分や冷媒配管同士の接続部分から冷媒が漏洩してしまうのを防止する対策も要求される。

そのようなものとして、「圧縮式冷凍サイクルに利用され、冷媒を流通する一方の管体と他方の管体とを連結する管継手において、前記双方の管体には、互いに圧接される金属製の着座面をそれぞれ設けるとともに、前記着座面の外周には、可撓性を有する密封リングを装着した」管継手が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この管継手は、可撓性を有する密封リングを装着して冷媒の漏洩を防止している。

また、「アルミニウム製の第一冷媒管と銅製の第二冷媒管とを接続する冷媒管接続構造において、銅製の第二冷媒管にアルミニウム製の第三冷媒管を共晶結合によって接合し、アルミニウム製のジョイントの一端にアルミニウム製の第一冷媒管を嵌合させて接合すると共に、前記ジョイントの他端にアルミニウム製の第三冷媒管を嵌合させて接合した」冷媒管接続構造が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。この冷媒管接続構造は、銅とアルミニウムとを共晶結合することによって簡単かつ効果的に接続可能としている。

さらに、「冷凍サイクルの冷媒流路を接続する雄側継手と雌側継手を有するものであり、前記雄側継手には円筒状に形成された嵌合凸部と、この嵌合凸部に嵌められた受圧部材としてのバックアップリングと、このバックアップリングよりも先端側の隣に嵌められたシール部材としてのＯリングとを有し、前記雌側継手には前記嵌合凸部、前記バックアップリング、および前記Ｏリングを嵌入する円筒状の嵌合凹部を有しており、この嵌合凹部内に前記嵌合凸部部分を嵌め合わせて前記冷媒流路を接続すると共に冷媒が外部へ漏れるのを防止する冷凍サイクル用配管継手において、前記嵌合凸部の前記バックアップリング装着部より先端側を、前記バックアップリングの内径以下の径にすると共に、前記バックアップリングに円周方向に切れ目のないエンドレスタイプのバックアップリングを用いた」冷凍サイクル用配管継手が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。この冷凍サイクル用配管継手は、バックアップリングを用いて冷媒シール性を向上させている。

また、「ネジ付きボアとボアの周囲に延びる環状バルブシートを有するバルブ本体であって、該ボアを通り抜ける全ての流体が該バルブシートを横断するように、当該バルブ本体が構成され、且つ、該バルブシートが位置決めされてなるバルブ本体と、該ボア内に配置され、該バルブ本体と螺合されて、該バルブシートと共にポリマー・金属密封を形成するねじり開放バルブであって、該ねじり開放バルブが閉鎖されたときに該ポリマー・金属密封が、該ボア及び流路を通って流れるすべての流体の流れを実質的に阻止する開放バルブと、を有し、該バルブ本体は、更に該ボアの周囲に配置されたクイック接続肩部を有する」空調機器保守用管継手が提案されている（たとえば、特許文献４参照）。この空調機器保守用管継手は、ポリマー及び金属密封で流体の流れを阻止している。

さらに、「吸入した流体を圧縮して吐出する圧縮機構部が収納されるとともに、内部に吸入される前記流体もしくは吐出される前記流体を流通する容器と、前記容器の外側に突設され、前記流体を外部のサイクルに循環するためにシステム配管が接続されて、内部を前記吸入される流体もしくは前記吐出される流体が流通する流通部材とを備える圧縮機において、前記流通部材は、前記容器の外面に立設するように接合された略直線状の容器接合配管部材を有し、前記システム配管は、前記流通部材に対し、前記容器接合配管部材の軸線方向の略延在範囲内において前記軸線に交差する方向から接続する」圧縮機が提案されている（たとえば、特許文献５参照）。この圧縮機は、吐出パイプの突設によって圧縮機の大型化を抑制している。

特開２００２−２２０７４号公報（第３頁、第３図） 特開２００３−１３９４４２号公報（第３頁、第３図） 特開２００５−４２８１５号公報（第５頁、第２図） 特開２００６−５０６５９８号公報（第７頁、第１図） 特開２００４−３３２６６７号公報（第７頁、第２図）

特許文献１〜４に記載されている技術では、冷媒配管と各冷凍機器との接続部分や冷媒配管同士の接続部分から冷媒が漏洩してしまうのを防止する対策として、密封リングや共晶結合、バックアップリング、ポリマー及び金属密封を用いてシール性を向上させている。しかしながら、冷媒配管と各冷凍機器との接続や冷媒配管同士の接続をろう付けによって行なった方が品質的には安定している。

また、特許文献５に記載のされている圧縮機では、その配管の接続部構造がソケット構造の形態をとっているため、ソケットという別部品を製作しなければならない。つまり、ソケットを製作するために要する手間及びコストが余計に増加してしまうという問題があった。そこで、冷媒配管と各冷凍機器との接続や冷媒配管同士の接続をろう付けで行ない安定性を高くするとともに、その作業に要する手間及びコストを低減することが望まれている。

冷媒配管と各冷凍機器との接続や冷媒配管同士の接続をろう付けで行なう場合にも留意しなければならないことがある。肉厚を増加させた各冷凍機器や冷媒配管をろう付けで接続するので、そのろう付け作業に要する時間が、従来のろう付け作業に要する時間に比べて、各冷凍機器や冷媒配管が厚肉になる分、加熱に余計な時間がかかってしまうということがある。そうすると、冷凍装置の設置作業や保守作業に要する手間を多く要することになり、作業効率が悪くなってしまう。

また、このような長時間の加熱は、加熱が不必要な周囲の部材にまで影響を及ぼしかねない。特に、電気部品等が周囲に配設されている場合には、より加熱に対する注意が必要となってくる。さらに、低外気温度環境でのろう付け作業や大口径配管による厚肉形状に対してのろう付け作業では、加熱が不均一になりやすいといったことにも留意しなければならない。それは、加熱が不均一になってしまうと、ろう材の回りが不十分となり、ろう付部分からの冷媒漏洩がおこる可能性があるからである。

冷媒配管のろう付不良は、熱源機の製造時に生じる可能性はあるが、熱源機が設置されている場所での冷媒配管の交換サービス（修理や保守作業）時に生じる可能性の方が高い。それは、冷媒配管の交換サービスが必要な場合は、状況（熱源機の設置場所や設置環境等）に応じて、難条件でのろう付け作業が要求されることが多くなるからである。したがって、熱源機の製造時に比べて、ろう付け品質の確保がより一層難しくなるために、ろう付け不良が生じる確率が高くなるのである。

また、肉厚な冷媒配管を構成する部材も特殊な厚さが要求されるため、現在のところ入手性が比較的悪いといった背景もある。さらに、このような厚肉な部材に対応した加工工具も充実していないのが現状である。特に、業務用の熱源機においては、それが設置された場所でのろう付作業が必須となっている。それは、熱源機が設置された場所で圧縮機等の交換サービスが行なわれることが一般的だからである。そこで、上述したような状況を考慮しつつ、ろう付品質を確保しやすい冷媒配管の接続を検討することが重要となっている。

家庭用の熱源機（主に、空気調和装置やヒートポンプ給湯機の室外機）の設置場所は、たとえば一戸建ての場合は庭先であったり、マンションの場合はベランダや専用スペースであったりすることが多い。また、熱源機自体の大きさも比較的小さいことから、持ち運びも容易である。したがって、圧縮機や冷媒配管の交換サービスが必要な場合であっても、製品そのものを交換することにより、ろう付け作業を設置場所で行う必要はなく、製造業者にて実施するため、容易である。

それに対し、業務用の熱源機の設置場所は、たとえばビルの地下機械室や、屋上スペース、施設の裏側等のように様々である。つまり、いずれに設置されたとしても容易に移動できないような場所に設置されていることが多いのである。また、熱源機自体の大きさも大型化しており、製品そのものを交換することなど、費用や手間がかかり、実質できない。したがって、圧縮機や冷媒配管の交換サービスが必要な場合に、ろう付け作業の条件が難条件となることが多いのである。

また、業務用の熱源機の場合は、故障が発生したときに誘発される二次的被害が家庭用の熱源機よりも大きい。したがって、万一故障が発生したときであっても、二次的被害の拡大を防止するために迅速な対応が求められる。

以上のことから、業務用の熱源機の場合は、製造業者へ持ち込んで交換する対応では、迅速な対応はできない。したがって、熱源機が設置された場所で交換サービスをより簡易に実行することが望まれているのである。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、接続部分のろう付け強度を確保し、接続作業の効率化と交換作業の容易化を実現可能にした冷凍サイクルの配管継手構造を提供することを目的とする。

本発明に係る冷凍サイクルの配管継手構造は、ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクルの配管継手構造であって、端部が縮管加工された一方の冷媒配管における前記端部を、他方の冷媒配管の端部に嵌合させたことを特徴とする。

本発明に係る冷凍サイクルの配管継手構造は、ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクルの配管継手構造であって、一方の冷媒配管における端部の外周面を薄肉化して雄側配管差し込み部を形成し、他方の冷媒配管における端部の内周面を薄肉化して雌側配管差し込み部を形成し、前記雄側配管差し込み部と前記雌側配管差し込み部とを嵌合させたことを特徴とする。

本発明に係る冷凍サイクルの配管継手構造は、ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクルの配管継手構造であって、冷媒配管の外径よりも小さい外径の１本あるいは複数本の細管で前記冷媒配管を接続したことを特徴とする。

本発明に係る圧縮機は、ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクル内の圧縮機であって、前記冷媒を吐出する吐出側配管及び前記冷媒を吸入する吸入側配管を少なくとも２本以上ずつ備えたことを特徴とする。

本発明に係る冷凍サイクルの配管継手構造は、ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクルの配管継手構造であって、端部が縮管加工された一方の冷媒配管における前記端部を、他方の冷媒配管の端部に嵌合させたので、ＣＯ₂ 冷媒の特徴である圧力損失によるＣＯＰの低下が少ないということを利用して、冷凍サイクルの運転効率をさほど低減することなく、圧縮機等の交換サービスの作業効率を上げることができる。また、冷媒配管の端部を縮管加工するので、ろう付け作業を容易に行なうことができる。

本発明に係る冷凍サイクルの配管継手構造は、ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクルの配管継手構造であって、一方の冷媒配管における端部の外周面を薄肉化して雄側配管差し込み部を形成し、他方の冷媒配管における端部の内周面を薄肉化して雌側配管差し込み部を形成し、前記雄側配管差し込み部と前記雌側配管差し込み部とを嵌合させたので、接続部分の肉厚が薄くなることから、加熱・昇温しやすくなり、ろう材が回りやすくなる。したがって、圧縮機等の交換サービスが容易に実現でき、品質を確保しやすい。

本発明に係る冷凍サイクルの配管継手構造は、ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクルの配管継手構造であって、冷媒配管の外径よりも小さい外径の１本あるいは複数本の細管で前記冷媒配管を接続したので、細管の切断及びろう付け作業が容易に実現できる。したがって、圧縮機等の交換作業の効率化を図ることが可能になる。

本発明に係る圧縮機は、ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクル内の圧縮機であって、前記冷媒を吐出する吐出側配管及び前記冷媒を吸入する吸入側配管を少なくとも２本以上ずつ備えたので、冷媒配管の外径を予め小さくしておくことができ、圧縮機の交換サービスが容易に実現できる。また、冷媒配管の切断及びろう付け作業が容易に実現できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱源機１００の全体構成を示す概略構成図である。図１に基づいて、熱源機１００の基本的な構成について説明する。この熱源機１００は、冷凍装置（空気調和装置やヒートポンプ給湯機、加湿器、調湿装置等）の熱源装置として機能するようになっている。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、冷媒の圧縮後の圧力が臨界圧力を超えるような超臨界冷凍サイクルに適用されることを前提として、二酸化炭素（ＣＯ₂ ）を冷媒として使用している。

熱源機１００は、筐体１０１内に圧縮機１０５等の冷凍機器類を搭載して構成されている。筐体１０１の上部には、空気を吹き出すための吹出口１０２が設けられており、側面上側には、空気を取り込むための吸引口１０３が設けられている。また、筐体１０１の内部には、圧縮機１０５や図示省略の凝縮側熱交換器（室外熱交換器）、その他の制御機器を収容する機械室１０４が設けられている。圧縮機１０５には、冷媒を導通させる吐出側配管１１６及び吸入側配管１１７が接続されている。吐出側配管１１６は、圧縮機１０５で圧縮された冷媒を導通するものである。吸入側配管１１７は、圧縮機１０５に吸入される冷媒を導通するものである。

図２は、熱源機１００が搭載される冷凍装置の冷凍サイクルを示す冷媒回路図である。図２に基づいて、冷凍装置の冷凍サイクルについて説明する。冷凍装置は、冷凍サイクル内を冷媒を循環させて、冷凍運転や、冷房運転、暖房運転を行なうものである。この冷凍装置は、熱源機１００を備えており、空気調和装置（ルームエアコンやパッケージエアコン等）やヒートポンプ給湯機、加湿器、調湿装置、冷蔵庫等と幅広く利用することができるようになっている。

冷凍装置は、圧縮機１０５、凝縮側熱交換器１０８、二重管熱交換器１１４、膨張弁１１０及び放熱側熱交換器１１３（室内熱交換器）が冷媒配管１５０で接続されて構成されている。上述したように、圧縮機１０５及び凝縮側熱交換器１０８は熱源機１００（室外ユニット）に搭載されている。また、膨張弁１１０と、放熱側熱交換器１１３と、二重管熱交換器１１４とは、室内ユニットに内蔵されている。なお、二重管熱交換器１１４を熱源機１００に搭載してもよい。

冷媒を循環させる冷媒配管１５０は、図１で説明した吐出側配管１１６と吸入側配管１１７の他に、高圧状態の冷媒を導通させる高圧側配管１０９と、低圧状態の冷媒を導通させる低圧側配管１１２とで構成されている。なお、吐出側配管１１６と高圧側配管１０９とを一体として構成してもよく、吸入側配管１１７と低圧側配管１１２とを一体として構成してもよい。また、凝縮側熱交換器１０８の近傍には、凝縮側熱交換器１０８に空気を供給するためのファン等の図示省略の送風機が設けられている。さらに、放熱側熱交換器１１３の近傍には、熱交換された空気を送風するためのファン等の図示省略の送風機が設けられている。

圧縮機１０５は、吸入側配管１１７を導通する冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。凝縮側熱交換器１０８は、冷媒と空気との間で熱交換を行なって冷媒を凝縮液化するものである。二重管熱交換器１１４は、凝縮側熱交換器１０８から流出した冷媒と放熱側熱交換器１１３から流出した冷媒とで熱交換するものである。つまり、二重管熱交換器１１４は、冷媒同士で熱交換させることによって冷媒に蓄えられている熱を十分活用し、冷凍サイクルの能力を向上するようになっているのである。

絞り装置である膨張弁１１０は、冷媒を減圧して膨張させるものであり、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。放熱側熱交換器１１３は、冷媒と空気との熱交換によって、その冷媒を蒸発ガス化するものである。なお、放熱側熱交換器１１３の近傍に設けられている送風機は、空気を取り込むと共に、放熱側熱交換器１１３で熱交換して冷却された空気を冷却対象域（室内や冷蔵庫内、冷凍庫内等）に供給するものである。なお、圧縮機１０５の回転数や、膨張弁１１０の開度の制御は、図示省略の制御装置が行なうようになっている。

ここで、冷凍装置の動作について簡単に説明する。圧縮機１０５で圧縮された高温・高圧の冷媒は、凝縮側熱交換器１０８に流入する。この凝縮側熱交換器１０８で外気に熱を放出しながら凝縮液化し低温・高圧の冷媒になる。この冷媒は、二重管熱交換器１１４で放熱して更に温度が低下した状態になる。その後、二重管熱交換器１１４から流出した冷媒は、膨張弁１１０に流入する。膨張弁１１０に流入した冷媒は、膨張弁１１０で減圧されて低温・低圧の冷媒となる。

この低温・低圧の冷媒は、放熱側熱交換器１１３に流入し、図示省略の送風機によって供給される空気から吸熱して蒸発した高温・低圧の冷媒となる。放熱側熱交換器１１３から流出した冷媒は、二重管熱交換器１１４に流入し、凝縮側熱交換器１０８から流出した低温・高圧の冷媒によって更に加熱されて高温・低圧の冷媒となる。この高温・低圧の冷媒が圧縮機１０５に吸引されることで冷媒が循環し冷凍サイクルが形成されるようになっている。

一般的に、業務用途の冷凍装置の使用年数は、家庭用途の冷凍装置の使用年数と比べて長いことが多い。そのために、通常、冷凍機器類の配置は、部品の交換を前提とした配置になっていることが多い。その冷凍機器類の中でも特に圧縮機１０５や膨張弁１１０等は、他の冷凍機器類に比べて修理や交換する頻度が高い。そこで、定期的なメンテナンス（点検作業や保守作業、修理・交換作業）の必要性が高く、冷凍装置の設置場所で修理がしやすいような配置とするのが一般的となっている。

圧縮機１０５の交換作業を例に簡単に説明する。
図３は、熱源機１００に搭載される圧縮機１０５の一例を示す側面図である。図３に示すように、圧縮機１０５は、吐出側配管１１６と吸入側配管１１７とが予め接続されている状態で供給されるものとする。また、吐出側配管１１６及び吸入側配管１１７の端部（つまり、吐出側配管１１６の高圧側配管１０９との接続部分、吸入側配管１１７の低圧側配管１１２との接続部分）は、縮管加工されている。

冷凍装置の運転中において、圧縮機１０５に何らかの不具合が生じたような場合には、圧縮機１０５の点検を行なった上で、修理・交換作業が実施される。圧縮機１０５の交換が必要であるとされた場合は、まず熱源機１００内の機械室１０４を開けて冷凍サイクル内の冷媒を抜く作業が行われる。つまり、圧縮機１０５の交換作業は、冷媒配管１５０内から冷媒を抜き出すことから始められる。

冷媒配管１５０内から冷媒が抜けたことを確認できたら、冷媒配管１５０を任意の位置で切断し圧縮機１０５を冷凍サイクルから取り外す。そして、圧縮機１０５を、固定されているベース板２０８から外して熱源機１００からおろす。なお、冷媒配管１５０の切断箇所を特に限定するものではない。たとえば、業務用の熱源機１００は、上述したように様々な場所に設置されるので、冷媒配管１５０の切断箇所も熱源機１００の設置場所に応じて決定すればよい。

次に、熱源機１００側の冷媒配管の切断部分（高圧側配管１０９の切断部分及び低圧側配管１１２の切断部分）は、接続される交換予定の圧縮機１０５、つまり図３に示す圧縮機１０５の吐出側配管１１６の縮管部分及び吸入側配管１１７の縮管部分の位置に対応するように調整される。また、熱源機１００側の冷媒配管の切断部分の長さや位置を調整するとともに、ばり取り加工を行なって圧縮機１０５を接続できるような状態にする。そして、新たな圧縮機１０５を熱源機１００に搭載する。

ここで、実施の形態１の特徴部分である配管継手構造について説明する。図４は、吐出側配管１１６と高圧側配管１０９とを接続する前の状態を説明するための説明図である。図５は、吐出側配管１１６と高圧側配管１０９とを接続した状態を説明するための説明図である。図４及び図５に基づいて、吐出側配管１１６と高圧側配管１０９との接続、つまり配管継手構造について説明する。なお、図４及び図５では、吐出側配管１１６と高圧側配管１０９とを接続する場合を例に説明するが、吸入側配管１１７と低圧側配管１１２とを接続する場合も同様である。

上述したように、吐出側配管１１６の端部は、縮管加工されている。すなわち、配管継手構造の一方の冷媒配管（たとえば、吐出側配管１１６）の端部の外径が他方の冷媒配管（たとえば、高圧側配管１０９）の端部の内径よりも小さくなっており、一方の冷媒配管が他方の冷媒配管に嵌合しているのである（図５参照）。そして、吐出側配管１１６の端部を、高圧側配管１０９の内部に嵌め込むようにして吐出側配管１１６と高圧側配管１０９とを接続する。したがって、冷媒配管同士の接続を他の部品を用いずに冷媒配管のみで行なうことができるようになっている。また、冷媒配管のみで接続できるので、接続作業の効率化と圧縮機１０５の交換作業の容易化を実現可能にしている。

圧縮機１０５を熱源機１００に搭載した後、吐出側配管１１６と高圧側配管１０９との接続分のろう付作業を実施する。ろう付けとは、金属同士を接合する溶接の一例である。したがって、ろう付け作業に用いるろう材（合金）２０９は、吐出側配管１１６及び高圧側配管１０９を構成する材料よりも融点の低いものであればよく、特に種類を限定するものではない。ろう付け作業を実施することにより、吐出側配管１１６と高圧側配管１０９とを隙間なく接続することが可能になる。その後、冷媒配管１５０内の真空引きを行ない、冷媒を充填することで圧縮機１０５の交換作業が完了となる。

この実施の形態１によれば、吐出側配管１１６及び吸入側配管１１７の端部が予め縮管加工されているために、従来のソケット等の継手を用いずに冷媒配管同士を接続することが可能となる。したがって、ろう付箇所を減らすことができ、作業量及びろう付不良箇所を低減することができる。また、交換対象の供給部品（ここでは、圧縮機１０５）にも配管（ここでは、吐出側配管１１６及び吸入側配管１１７）が既についている一体構造であるならば、別途配管の手配も必要なく、配管の入手性の問題も解決する。

さらに、熱源機１００側での必要な作業は、吐出側配管１１６と高圧側配管１０９との切断（または切り離し）、吸入側配管１１７と低圧側配管１１２との切断（または切り離し）及びばり取り加工のみで済み、従来のツールでの対応が可能となる。すなわち、圧縮機１０５には予め縮管加工された吐出側配管１１６及び吸入側配管１１７が接続されているので、交換前の配管状態にかかわらず、容易に新たな圧縮機１０５に交換することができるのである。特に、業務用の熱源機１００の場合に有効である。

吐出側配管１１６及び吸入側配管１１７の端部は、縮管加工されているので小口径で薄肉厚となる。したがって、その端部の高圧側配管１０９及び低圧側配管１１２への接続部分、つまりはまり込み部分の重なり合った肉厚が、従来のものに比べて薄くすることができる。換言すると、一方の冷媒配管（吐出側配管１１６や吸入側配管１１７）において、他方の冷媒配管（高圧側配管１０９や低圧側配管１１２）の内部に入る部分の肉厚が他方の冷媒配管の内部に入らない部分の肉厚より薄いのである。これによって、接続部分の熱容量が低下し、接続部分が昇温されやすくなる。また、接続部分の温度むらも減少し、ろう材の回り具合も改善され、ろう付不良の発生率の低減につながる。

なお、吐出側配管１１６及び吸入側配管１１７の端部の冷媒流路断面積は、小さくなっていることから、そこを通る冷媒は圧力損失を起こしやすい傾向となる。しかしながら、ＣＯ₂を冷媒として用いれば、ＣＯ₂は液相と気相との密度差が他の冷媒に比べて小さいために、圧力損失を起こしにくくすることができる。また、ＣＯ₂ は運転圧力のスケールに対しての圧力損失の絶対量が少ないために、冷凍サイクルの性能への影響が少ないという特徴も有している。

すなわち、ＣＯ₂ を冷媒として使用することと、吐出側配管１１６及び吸入側配管１１７の端部を縮管加工することで、吐出側配管１１６と高圧側配管１０９との接続部分及び吸入側配管１１７と低圧側配管１１２との接続部分での圧力損失を小さくすることが可能である。換言すると、縮管加工することによって圧力損失が生じるが、ＣＯ₂ を冷媒として使用することによって冷凍サイクルの性能の低下を低減することができる。したがって、圧縮機１０５の交換サービスの作業効率を上げつつ、冷凍サイクルの能力低下を防止している。

図６は、圧力損失を説明するための説明図である。図６に基づいて、圧縮機１０５前後の吐出側配管１１６及び吸入側配管１１７の縮管加工で接続を行った場合、縮管部と拡大部分との形状に伴って発生する圧力損失について説明する。図６では、縦軸が圧力を、横軸がエンタルピーをそれぞれ示している。なお、ＣＯ₂ を冷媒として使用した２１１場合と、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合とを比較して説明するものとする。図６において、吐出側配管１１６（高圧側配管１０９）側の圧力損失を（ａ）、吸入側配管１１７（低圧側配管１１２）側の圧力損失を（ｂ）にそれぞれ示している。

図６に示すように、（ａ）と（ｂ）との圧力損失分だけ圧縮機１０５の入力を上げる必要がある。まず、高圧側配管１０９（吐出側配管１１６）の内径を算出する。計算条件は、蒸発能力（冷凍能力）が３０ｋＷ、ＣＯＰ（成績係数）が５．０、配管長さが１ｍである場合を想定している。そうすると、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合には、高圧側配管内径が８．２ｍｍ、圧力損失が１１０ｋＰａとなり、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合には、高圧側配管内径が１０．８ｍｍ、圧力損失が５５ｋＰａとなった。

次に、低圧側配管１１２（吸入側配管１１７）の内径を算出する。計算条件は、高圧側配管１０９の場合と同様である。そうすると、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合には、低圧側配管内径が１１．０ｍｍ、圧力損失が４８ｋＰａとなり、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合には、高圧側配管内径が１７．７ｍｍ、圧力損失が１５ｋＰａとなった。つまり、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合には、高圧側でも低圧側でも圧力損失は大きいが、配管内径を小さくすることができるということがわかったのである。なお、ここで算出した配管内径を同一ＣＯＰを得るための基準内径とする。

図７は、圧力損失とＣＯＰとの関係を説明するための説明図である。図７に基づいて、圧力損失量を増加させた場合のＣＯＰの低下度合いを、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合と、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合とを比較しながら説明する。図７で示す（１）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用したときの低圧側配管１１２を、（２）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用したときの低圧側配管１１２を、（３）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用したときの高圧側配管１０９を、（４）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用したときの高圧側配管１０９をそれぞれ示している。また、図７では、縦軸がＣＯＰを、横軸が配管圧損量（ｋＰａ）をそれぞれ示している。

図７から明らかなように、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合に対し、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合の方が圧力損失に対するＣＯＰの低下具合が低いことがわかる。また、実施の形態１の係る配管継手構造を設けた場合において、ＣＯＰの低下率を１０％以内（ＣＯＰ４．５以上）に抑えたいときは、高圧側配管１０９のみの加工ならばＣＯ₂ 冷媒では許容圧損量が６００ｋＰａ（図７で示す（Ｘ））、Ｒ４１０Ａ冷媒では許容圧損量が３００ｋＰａ（図７で示す（Ｙ））までにする必要があることがわかる。

次に、高圧側配管１０９及び低圧側配管１１２の縮管加工の許容限界を基準内径（高圧側配管１０９及び低圧側配管１１２）に基づく流路断面積比と配管圧損量との関係に基づいて説明する。図８は、高圧側配管１０９の流路断面積比と配管圧損量との関係を説明するための説明図である。図９は、低圧側配管１１２の流路断面積比と配管圧損量との関係を説明するための説明図である。図８及び図９で示す流路断面積比は、実施の形態１に係る配管継手構造の特徴部分である縮管加工の目安にすることができる。なお、縮管加工による圧力損失は、形状による圧力損失を配管の等価配管長さに置き換え、ＣＯＰ低下率を１０％以内の範囲を許容可能なものとして算出した場合を例に説明する。また、計算条件は、図６で示した通りである。

まず、図８に基づいて、高圧側配管１０９の流路断面積比と配管圧損量との関係について説明する。この図８には、高圧側配管１０９の配管長さを１ｍから３ｍまで変化させたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を示している。図８では、左側縦軸が図６で算出した流路断面積をＡ’、それより小さい内径をとった配管（縮管加工した配管）の流路断面積をＡとした流路断面積比（Ａ／Ａ’）を、横軸が配管圧損量（ｋＰａ）をそれぞれ示している。なお、図８には、配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）も併せて示している。

図８で示す（ア）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを１．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（イ）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを１．５ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（ウ）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを２．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（エ）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを３．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係をそれぞれ示している。

図８で示す（カ）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを１．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（キ）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを１．５ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（ク）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを２．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（ケ）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを３．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係をそれぞれ示している。

また、図８で示す（Ａ）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合の高圧側配管１０９における配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）を、（Ｂ）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合の高圧側配管１０９における配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）をそれぞれ示している。さらに、図８で示す（ａ）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合の高圧側配管１０９の縮管許容可能ラインを、（ｂ）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合の高圧側配管１０９の縮管許容可能ラインをそれぞれ示している。なお、図８の右側縦軸には、配管圧損量とＣＯＰとの結果を併記するためにＣＯＰを示している。

このような条件で高圧側配管１０９の許容流路断面積比を求める場合、まず、急縮小及び急拡大の形状に伴う圧力損失の等価長さを、基準内径Ｄの１００倍として算出するようにした。そうすると、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合には、高圧側配管１０９の配管内径が８．２ｍｍ×１００＝８２０ｍｍ（０．８ｍ）となり、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合には、高圧側配管１０９の配管内径が１０．８ｍｍ×１００＝１０８０ｍｍ（１．１ｍ）となる。

このようにして算出した結果から、許容可能なＣＯＰの低下率に基づいて高圧側配管１０９の望ましい流路断面積比を求めることができる。たとえば、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、ＣＯＰ低下率を１０％以内を許容可能な範囲（図８で示す許容可能ライン（ａ））であるとすると、高圧側配管１０９の流路断面積比は、図８（ア）〜（エ）で示すように約０．４５までならば縮管可能な範囲となることがわかる。つまり、縮管加工された高圧側配管１０９の流路断面積は、縮管加工されていない高圧側配管１０９または吐出側配管１１６の流路断面積に対して０．４５となる割合を限界として設定すればよいのである。

この流路断面積比０．４５を、内径比に変えると約０．６７となり、高圧側配管１０９の基準内径８．２ｍｍを５．５ｍｍまで縮管できる計算となる。つまり、縮管加工された高圧側配管１０９の配管内径は、縮管加工されていない高圧側配管１０９または吐出側配管１１６における配管内径に対して０．６７となる割合を限界として設定すればよいのである。なお、低圧側配管１１２については後述する。

一方、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、ＣＯＰ低下率を１０％以内を許容可能な範囲（図８で示す許容可能ライン（ｂ））であるとすると、高圧側配管１０９の流路断面積比は、図８（カ）〜（ケ）で示すように約０．５５までならば縮管可能な範囲となることがわかる。流路断面積比０．５５を、内径比に変えると約０．７４となり、高圧側配管１０９の基準内径１０．８ｍｍを８．０ｍｍまで縮管できる計算となる。以上のことからわかるように、同一のＣＯＰ低下率を基準とすると、Ｒ４１０Ａ冷媒よりもＣＯ₂ 冷媒の方が約１０％程度の縮管加工を可能にしている。

次に、図９に基づいて、低圧側配管１１２の流路断面積比と配管圧損量との関係について説明する。この図９には、低圧側配管１１２の配管長さを１ｍから３ｍまで変化させたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を示している。図９では、左側縦軸が図６で算出した流路断面積をＡ’、それより小さい内径をとった配管（縮管加工した配管）の流路断面積をＡとした流路断面積比（Ａ／Ａ’）を、横軸が配管圧損量（ｋＰａ）をそれぞれ示している。なお、図９には、配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）も併せて示している。

図９で示す（ア’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを１．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（イ’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを１．５ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（ウ’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを２．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（エ’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを３．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係をそれぞれ示している。

図９で示す（カ’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを１．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（キ’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを１．５ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（ク’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを２．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（ケ’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを３．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係をそれぞれ示している。

また、図９で示す（Ａ’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合の低圧側配管１１２における配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）を、（Ｂ’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合の低圧側配管１１２における配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）をそれぞれ示している。さらに、図９で示す（ａ’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合の低圧側配管１１２の縮管許容可能ラインを、（ｂ’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合の低圧側配管１１２の縮管許容可能ラインをそれぞれ示している。なお、図９の右側縦軸には、配管圧損量とＣＯＰとの結果を併記するためにＣＯＰを示している。

このような条件で低圧側配管１１２の許容流路断面積比を求める場合、まず、急縮小及び急拡大の形状に伴う圧力損失の等価長さを、基準内径Ｄの１００倍として算出するようにした。そうすると、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合には、低圧側配管１１２の配管内径が１１．２ｍｍ×１００＝１１２０ｍｍ（１．１ｍ）となり、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合には、高圧側配管１０９の配管内径が１７．７ｍｍ×１００＝１７７０ｍｍ（１．８ｍ）となる。

このようにして算出した結果から、許容可能なＣＯＰの低下率に基づいて低圧側配管１１２の望ましい流路断面積比を求めることができる。たとえば、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、ＣＯＰ低下率を１０％以内を許容可能な範囲（図９で示す許容可能ライン（ａ’））であるとすると、低圧側配管１１２の流路断面積比は、図９（ア’）〜（エ’）で示すように約０．５までならば縮管可能な範囲となることがわかる。つまり、縮管加工された低圧側配管１１２の流路断面積は、縮管加工されていない低圧側配管１１２または吸入側配管１１７の流路断面積に対して０．５となる割合を限界として設定すればよいのである。

この流路断面積比０．５を、内径比に変えると約０．７１となり、低圧側配管１１２の基準内径１１．２ｍｍを８．０ｍｍまで縮管できる計算となる。つまり、縮管加工された高圧側配管１０９の配管内径は、縮管加工されていない高圧側配管１０９または吐出側配管１１６における配管内径に対して０．６７となる割合を限界として設定すればよいのである。したがって、縮管加工された高圧側配管１０９及び低圧側配管１１２の流路断面積は、縮管加工されていない高圧側配管１０９または低圧側配管１１２の流路断面積に対して０．４５となる割合を限界として設定するとよい。

一方、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、ＣＯＰ低下率を１０％以内を許容可能な範囲（図９で示す許容可能ライン（ｂ’））であるとすると、低圧側配管１１２の流路断面積比は、図９（カ’）〜（ケ’）で示すように約０．７までならば縮管可能な範囲となることがわかる。この流路断面積比０．７を、内径比に変えると約０．８４となり、低圧側配管１１２の基準内径１７．７ｍｍを１４．９ｍｍまで縮管できる計算となる。以上のことからわかるように、同一のＣＯＰ低下率を基準とすると、Ｒ４１０Ａ冷媒よりもＣＯ₂ 冷媒の方が約１０％程度の縮管加工を可能にしている。

すなわち、ＣＯ₂ 冷媒の場合、Ｒ４１０Ａ冷媒と比較して高圧側配管１０９及び低圧側配管１１２のそれぞれを約１０％程度まで縮管加工可能なのである。これは、ＣＯ₂ 冷媒は、他のＨＦＣ系の冷媒と比べて圧力損失の影響が少ないということである。したがって、高圧側配管１０９及び低圧側配管１１２を縮管加工したとしても、冷凍サイクルの性能に重大な影響を及ぼさない配管継手構造を実現することができる。なお、これらの各寸法をここで説明した値に限定するものではなく、圧縮機１０５の性能、大きさ及び用途等の条件で設定すればよい。

この実施の形態１では、吐出側配管１１６及び吸入側配管１１７の端部（つまり、吐出側配管１１６の高圧側配管１０９との接続部分、吸入側配管１１７の低圧側配管１１２との接続部分）が縮管加工されている場合を例に説明したが、高圧側配管１０９及び低圧側配管１１２の端部（つまり、高圧側配管１０９の吐出側配管１１６との接続部分、低圧側配管１１２の吸入側配管１１７との接続部分）が縮管加工されていてもよい。

実施の形態２．
実施の形態２に係る配管継手構造について説明する。図１０は、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続部分の加工例を説明するための説明図である。図１０に基づいて、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続、つまり配管継手構造について説明する。なお、この実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。また、圧縮機の交換が必要な場合を想定し、圧縮機を熱源機から下ろすところまでは実施の形態１と同様であるので説明を省略するものとする。

図１０に示すように、この実施の形態２では、実施の形態１と比較して、配管継手構造、つまり高圧側配管１０９ａの端部及び吐出側配管１１６ａの端部の構造が異なっているのである。図１０では、同径の厚肉の配管同士（吐出側配管１１６ａ及び高圧側配管１０９ａ）の接続を例に示している。吐出側配管１１６ａの端部を接続部雄側として加工し、高圧側配管１０９ａの端部を接続部雌側として加工して配管継手構造を形成するようにしている。

まず、吐出側配管１１６ａの端部の加工について説明する。吐出側配管１１６ａの端部の外径を切削加工またはこの吐出側配管１１６ａの成型時の加工で除去して薄肉化する。つまり、吐出側配管１１６ａの端部の削除部分３０３を除去して薄肉化することで、この吐出側配管１１６ａの端部を凸形状（吐出側配管１１６ａの外径に比べて端部の外径を小さくした形状）とした雄側配管差し込み部３０６を形成しているのである。換言すると、継手部分（配管継手構造）の一方の冷媒配管（吐出側配管１１６ａ）において、内径は同一であるとともに、他方の冷媒配管（高圧側配管１０９ａ）に嵌合する部分である雄側配管差し込み部３０６の外径は雄側配管差し込み部３０６以外の外径よりも小さいものとなっているのである。

また、雄側配管差し込み部３０６と吐出側配管１１６ａとの境界部分は、傾斜面を有するように除去して雄側配管面取り部分３０５を形成している。つまり、雄側配管差し込み部３０６を形成する吐出側配管１１６ａにおいて、吐出側配管１１６ａの薄肉化する部分（削除部分３０３）と、薄肉化しない部分との境界部分に傾斜面である雄側配管面取り部分３０５を形成したのである。この雄側配管面取り部分３０５を形成することで、ろう付け作業の効率化を図っている。換言すると、一方の冷媒配管（吐出側配管１１６ａ）において、雄側差し込み部３０６の外周面と雄側差し込み部３０６以外の外周面とをつなぐ面が管の動径方向に対して斜めとなって雄側配管面取り部分３０５を形成しているのである。

次に、高圧側配管１０９ａの端部の加工について説明する。高圧側配管１０９ａの端部の内径を切削加工またはこの高圧側配管１０９ａの成型時の加工で除去して薄肉化する。つまり、高圧側配管１０９ａの端部の削除部分３０４を除去して薄肉化することで、この高圧側配管１０９ａの端部を凹形状（高圧側配管１０９ａの内径に比べて端部の内径を大きくした形状）とした雌側配管差し込み部３０８を形成しているのである。つまり、雌側配管差し込み部３０８は、雄側配管差し込み部３０６の形状に対応した形状に形成され、雄側配管差し込み部３０６を挿入可能になっているのである。
換言すると、継手部分の他方の冷媒配管（高圧側配管１０９ａ）において、外径は同一であるとともに、一方の冷媒配管（吐出側配管１１６ａ）が嵌合される部分である雌側配管差し込み部３０８の内径は雌側配管差し込み部３０８以外の内径よりも大きいものとなっているのである。

ここでは、雄側配管差し込み部３０６及び雌側配管差し込み部３０８の肉厚は、元の吐出側配管１１６ａ及び高圧側配管１０９ａの肉厚の半分程度としている。なお、雄側配管差し込み部３０６及び雌側配管差し込み部３０８を形成した後であっても吐出側配管１１６ａ及び高圧側配管１０９ａの冷媒流路断面積は一定となっている。また、吐出側配管１１６ａの端部の加工時において、雄側配管面取り部分３０５に突起部を形成しておくと、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの嵌り込み深さを一定にでき、管理しやすくなるとともに、ろう材を全体に回りやすくすることができる（図１５参照）。

雄側配管差し込み部３０６及び雌側配管差し込み部３０８の配管方向の長さは、これらが確実に接続できるように調整して決定するとよい。また、雄側配管差し込み部３０６及び雌側配管差し込み部３０８の肉厚は、吐出側配管１１６ａ及び高圧側配管１０９ａの肉厚さに基づいて調整して決定するとよい。さらに、削除部分３０３及び削除部分３０４は、切削加工や配管成型時の加工で除去する場合に限定するものではなく、削除部分３０３０及び削除部分３０４を除去できる加工であればよい。

図１１は、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続前の状態を説明するための説明図である。図１２は、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとを接続した状態を説明するための説明図である。図１１及び図１２に基づいて、雄側配管差し込み部３０６が形成された吐出側配管１１６ａと雌側配管差し込み部３０８が形成された高圧側配管１０９ａとの接続について説明する。図１０で示したように、吐出側配管１１６ａの端部には、雄側配管差し込み部３０６が形成されており、高圧側配管１０９ａの端部には、雌側配管差し込み部３０８が形成されている。

雄側配管差し込み部３０６と雌側配管差し込み部３０８とは、相互に対応するように形成されているので、雄側配管差し込み部３０６と雌側配管差し込み部３０８とが嵌合して吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとが接続するのである。それから、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続部分をろう付けする。すなわち、冷媒配管同士の接続を他の部品を用いずに冷媒配管のみで行なうことができるようになっている。また、冷媒配管のみで接続できるので、接続作業の効率化と圧縮機１０５の交換作業の容易化を実現可能にしている。

図１３は、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続部分の拡大した状態を示す説明図である。図１３に基づいて、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続部分に形成される隙間３１０について説明する。雄側配管差し込み部３０６には、傾斜面を有する雄側配管面取り部分３０５が形成されており、高圧側配管１０９ａの端部は冷媒流路断面に対して水平面となっているために、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとを接続すると、雄側配管面取り部分３０５と高圧側配管１０９ａの端部との間に隙間３１０ができることになる。この隙間３１０にろう材を流し込み、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続を確実にする。

図１４は、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続部分をろう付けした状態を説明するための説明図である。図１４に基づいて、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続部分のろう付けについて説明する。図１３で説明したように、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続部分には、隙間３１０が形成されている。この隙間３１０は、ろう付け作業におけるろう材２０９ａの回り具合を補助する機能を果たすようになっている。

ろう材２０９ａは、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続部分、つまり雄側配管面取り部分３０５と高圧側配管１０９ａの端部との間全体に回るように流し込まれるようにするとよい。また、ろう材２０９ａは、吐出側配管１１６ａ及び高圧側配管１０９ａの外面と平らとなる程度に流し込まれるようにするとよい。このろう材２０９ａは、吐出側配管１１６ａ及び高圧側配管１０９ａを構成する材料よりも融点の低いものであればよく、特に種類を限定するものではない。

この実施の形態２では、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの接続部分は、ろう材によってもとの吐出側配管１１６ａ及び高圧側配管１０９ａと同等の厚さとなるため、加熱しやすくなる。また、加熱の不均一も少なくなることから、ろう材が均一に回りやすくなり、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとを確実に接続できるとともに、その接続部分の強度確保につながる。さらに、吐出側配管１１６ａの端部及び高圧側配管１０９ａの端部の双方に加工が必要となるが、冷媒流路を縮管加工することがないので圧力損失を更に低減できる。

吐出側配管１１６ａは、たとえば外径１９．０５ｍｍ、肉厚４．０ｍｍとした仕様で構成するとよい。そして、隙間３１０に０．２ｍｍ程度確保し、吐出側配管１１６ａの削除部分３０３の配管方向長さと高圧側配管１０９ａの削除部分３０４の配管方向長さを２．１ｍｍとして加工するとよい。また、雄側配管差し込み部３０６の配管方向長さは、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとを接続しても、ろう材２０９ａの入る隙間３１０が形成されるように３．０〜４．０ｍｍ程度の余裕をとった長さとするとよい。

一方、高圧側配管１０９ａの削除部分３０４を切り穴加工にし、切り穴深さをろう付けに必要な最適な隙間と深さとなるように調整した構造にするとよい。こうすることによって、接続部分の熱容量が低下し、接続部分が均一に加熱されやすくなる。また、接続部分の温度むらも減少し、ろう材２０９ａの回り具合も改善され、ろう付不良の発生率の低減につながる。さらに、雄側配管面取り部分３０５を形成することによって、ろう材を確実に接続部分に流し込むことができる。なお、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとを接続する場合を例に説明したが、吸入側配管１１７と低圧側配管１１２とを接続する場合も同様に接続できる。

図１５は、雄側配管差し込み部３０６の一例を示す側面図である。図１６は、雄側配管差し込み部３０６を上側から見た上面図である。図１５及び図１６に基づいて、吐出側配管１１６ａの端部に形成する雄側配管差し込み部３０６の一例について説明する。図１０で示したように、雄側配管差し込み部３０６の冷媒出口側の反対側端部には、雄側配管面取り部分３０５が形成されている。つまり、冷媒流路断面に対して傾斜面を有するように雄側配管面取り部分３０５が形成されているのである。

ここでは、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの嵌り込み長さを調整し確実に接続できるように、雄側配管面取り部分３０５に突起部３１２を形成するようにした。つまり、一方の冷媒配管（吐出側配管１１６ａ）における突起部３１２から雄側配管差し込み部３０６を有する冷媒配管（吐出側配管１１６ａ）の端部までの長さは、他方の冷媒配管（高圧側配管１０９ａ）における雌側配管差し込み部３０８の長さよりも短いように形成しているのである。したがって、雄側配管差し込み部３０６を雌側配管差し込み部３０８に接続すると、雄側配管面取り部分３０５に形成した突起部３１２が、高圧側配管１０９ａの切断部分に引っかかり、雄側配管差し込み部３０６がそれ以上雌側配管差し込み部３０８側に入り込まないのである。また、突起部３１２の形状や大きさを調整することで、吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの嵌り込み長さを設定することができる。

この突起部３１２は、吐出側配管１１６ａの削除部分３０３の一部を残すようにして形成してもよく、雄側配管面取り部分３０５を形成した後に取り付けるようにして形成してもよい。突起部３１２を上から見ると、図１６に示すように四角形状となっている。また、この突起部３１２は、吐出側配管１１６ａを構成する材料と同じ材料で構成してもよく、違う材料で構成してもよい。図１５には、突起部３１２が一つだけ形成している場合を例に図示しているが、これに限定するものではなく、突起部３１２を複数形成してもよい。また、図１６には、突起部３１２が四角形状で形成されている場合を例に図示しているが、これに限定するものではなく、他の多角形状や円形状、多角形と円形との組み合わせ等の様々の形状で形成してもよい。

図１７は、雌側配管差し込み部３０８の一例を示す側面図である。図１８は、雌側配管差し込み部３０８を上側から見た上面図である。図１７及び図１８に基づいて、高圧側配管１０９ａの端部に形成する雌側配管差し込み部３０８の一例について説明する。図１５及び図１６で示したように、雄側配管差し込み部３０６の雄側配管面取り部分３０５には突起部３１２が形成されている。つまり、突起部３１２の形状や大きさで吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの嵌り込み長さを調整したものである。

それに加えて、図１７に示すように、この突起部３１２と嵌合するように雌側配管差し込み部３０８にくぼみ穴３１４を形成し、雌側配管差し込み部３０８側でも吐出側配管１１６ａと高圧側配管１０９ａとの嵌り込み長さを調整可能にした。このくぼみ穴３１４に突起部３１２が嵌合することによって、高圧側配管１０９ａと吐出側配管１１２ｂとの嵌り込み長さを調整し確実に接続できるようにしている。また、突起部３１２とくぼみ穴３１４とを形成することによって、雄側配管差し込み部３０６と雌側配管差し込み部３０８の嵌め込み長さを管理しやすくできる。さらに、吐出側配管１１２ｂまたは高圧側配管１０９ｂの接続方向も管理しやすくできる。

このくぼみ穴３１４は、高圧側配管１０９ａの削除部分３０４の一部を更に除去して形成してもよく、雌側配管差し込み部３０８を形成した後に除去するようにして形成してもよい。くぼみ穴３１４を上から見ると、図１４に示すように四角形状となっている。このくぼみ穴３１４は、突起部３１２の形状に対応した形状で構成するとよい。また、くぼみ穴３１４の個数も、突起部３１２の個数に応じて決定するとよい。

なお、実施の形態２では、吐出側配管１１６ａに雄側配管差し込み部３０６を、高圧側配管１０９ａに雌側配管差し込み部３０８をそれぞれ形成した場合を例に説明したが、吐出側配管１１６ａに雌側配管差し込み部３０８を、高圧側配管１０９ａに雄側配管差し込み部３０６をそれぞれ形成してもよい。また、吸入側配管と低圧側配管とでも同様に適用することができる。この実施の形態２で説明した突起部３１２及びくぼみ穴３１４を実施の形態１で説明した配管継手構造に適用してもよい。

実施の形態３．
図１９は、本発明の実施の形態３に係る熱源機１００ｂの全体構成を示す概略構成図である。図１９に基づいて、熱源機１００ｂの基本的な構成について説明する。この熱源機１００ｂは、冷凍装置（空気調和装置やヒートポンプ給湯機、加湿器、調湿装置等）の熱源装置として機能するようになっている。この実施の形態３では実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態１及び実施の形態２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

図１９に示すように、この実施の形態３では、実施の形態１及び実施の形態２と比較して、高圧側配管１０９ｂと吐出側配管１１６ｂとの接続部分、低圧側配管１１２ｂと吸入側配管１１７ｂとの接続部分に１本の細管、もしくは複数本の配管を並列配置する構造となっていることが異なっている。本実施の形態では、２本の細管での例として挙げている、吐出側配管１１６ｂ、吸入側配管１１７ｂ、高圧側配管１０９ｂ及び低圧側配管１１２ｂの端部が分割（図１９では２分割）された形状となっているの。つまり、配管継手構造で接続する２本の冷媒配管（吐出側配管１１６ｂと高圧側配管１０９ｂ、低圧側配管１１２ｂと吸入側配管１１７ｂ）を、これらの冷媒配管の外径よりも小さい外径でこれらの冷媒配管の厚みよりも薄い厚さの複数本の冷媒配管（細管）で接続して配管継手構造を構成しているのである。

圧縮機１０５ｂの交換作業を例に簡単に説明する。
図２０は、熱源機１００ｂに搭載される圧縮機１０５ｂの一例を示す側面図である。図２０に示すように、吐出側配管１１６ｂ、吸入側配管１１７ｂ、高圧側配管１０９ｂ及び低圧側配管１１２ｂの各端部、つまり吐出側配管１１６ｂと高圧側配管１０９ｂとの接続部分及び吸入側配管１１７ｂと低圧側配管１１２ｂとの接続部分は、二股に分かれた分配形状の配管継手構造となっている。

そして、吸入側配管１１７ｂの端部と低圧側配管１１２ｂの端部との間には、吸入側配管１１７ｂ及び低圧側配管１１２ｂの径よりも細い径の細管４０７が２本接続されるようになっている。また、吐出側配管１１６ｂの端部と高圧側配管１０９ｂの端部との間には、吸入側配管１１７ｂ及び低圧側配管１１２ｂの径よりも細い径の細管４０７と、細管４０７よりも長い細管４０８が２本接続されるようになっている。なお、この細管４０８は、一周円を描くような形状となっている。

図２１及び図２２は、実施の形態３に係る配管継手構造を拡大して示す説明図である。図２０で示したように、吐出側配管１１６ｂ、吸入側配管１１７ｂ、高圧側配管１０９ｂ及び低圧側配管１１２ｂの端部は二股に分かれた分配構造の継手形状になっている。吸入側配管１１７ｂと低圧側配管１１２ｂとは、図２１に示すように、吸入側配管１１７ｂの二股に分かれた端部のそれぞれに接続された細管４０７が低圧側配管１１２ｂの二股に分かれた端部のそれぞれに接続されるようになっている。

吐出側配管１１６ｂと高圧側配管１０９ｂとは、図２２に示すように、吐出側配管１１６ｂの二股に分かれた端部の一方に接続された細管４０７及び他方に接続された細管４０８が低圧側配管１１２ｂの二股に分かれた端部のそれぞれに接続されるようになっている。この実施の形態３では、吐出側配管１１６ｂ及び高圧側配管１０９ｂを細管４０７及び細管４０８の２本の配管で、吸入側配管１１７ｂ及び低圧側配管１１２ｂを２本の細管４０７でそれぞれ接続している場合を例に説明するが、これに限定するものではなく１本からの接続でも可能であり、たとえば図の通り３本以上の細管で接続してもよい（図２４参照）。

冷凍装置の運転中において、圧縮機１０５ｂに何らかの不具合が生じたような場合には、圧縮機１０５ｂの点検を行なった上で、修理・交換作業が実施される。圧縮機１０５ｂの交換が必要であるとされた場合は、まず熱源機１００ｂ内の機械室１０４を開けて冷凍サイクル内の冷媒を抜く作業が行われる。つまり、圧縮機１０５ｂの交換作業は、冷媒配管内から冷媒を抜き出すことから始められる。冷媒配管内から冷媒が抜けたことを確認できたら、冷媒配管を任意の位置で切断し圧縮機１０５ｂを冷凍サイクルから取り外す。

たとえば、細管４０７及び細管４０８を切断し、圧縮機１０５ｂを取り外すようにするとよい。つまり、圧縮機１０５ｂを交換する際は、まず細管４０７及び細管４０８をバーナ等で加熱し切断し、細管４０７及び細管４０８を抜くことで圧縮機１０５ｂを冷凍サイクルから取り外せばよいのである。こうすれば、熱源機１００ｂの設置場所に関わらずに容易に圧縮機１０５ｂを取り外すことができる。また、細管４０７及び細管４０８の外径は、吐出側配管１１６ｂ、吸入側配管１１７ｂ、高圧側配管１０９ｂ及び低圧側配管１１２ｂの外径よりも小さいために、ろう付け作業も容易に行なえることにもなる。

圧縮機１０５ｂは、実施の形態１及び実施の形態２と同様に吐出側配管１１６ｂ及び吸入側配管１１７ｂが接続された状態で供給される。なお、細管４０７及び細管４０８は、予め組み込まれた状態となっていてもよく、取り外した状態となっていてもよい。したがって、熱源機１００ｂの設置してある場所に応じて、細管４０７及び細管４０８の組み込みや取り外しを決定するとよい。そして、圧縮機１０５ｂを交換した後、ろう付作業を行う。

図２３は、細管４０７の接続箇所を説明するための説明図である。圧縮機１０５ｂを交換する際における細管４０７の切断は、たとえば図２３に示すような任意の箇所（接続箇所４１６及び接続箇所４１７）で行なうとよい。細管４０７を切断したら、新たな細管４０７と接続する。細管４０７や細管４０８は、吐出側配管１１６ｂ、吸入側配管１１７ｂ、高圧側配管１０９ｂ及び低圧側配管１１２ｂの外径よりも小さい外径なので、切断及びろう付け作業が容易にできる。

また、細管４０７を切断して、この細管４０７で冷凍サイクルを接続する場合においては、細管４０７の接続箇所４１６や接続箇所４１７を細管４０７の長さ方向の異なる位置とするとよい。そうすれば、細管４０７の切断及び交換作業を容易に行なうことができる。なお、細管４０７の切断を図２３に示す接続箇所に限定するものではない。また、細管４０７をバーナ等で加熱して切断してもよく、刃物等で切断してもよい。なお、細管４０８も同様に切断することができる。

次に、基準内径（高圧側配管１０９ｂ及び低圧側配管１１２ｂ）の流路断面積比と配管圧損量との関係について説明する。図２４は、高圧側配管１０９ｂの流路断面積比と配管圧損量との関係を説明するための説明図である。図２５は、低圧側配管１１２ｂの流路断面積比と配管圧損量との関係を説明するための説明図である。図２４及び図２５で示す配管長さは、実施の形態３の特徴部分である細管構造による配管継手構造とした場合の配管長さの目安とすることができる。

まず、図２４に基づいて、高圧側配管１０９ｂの流路断面積比と配管圧損量との関係について説明する。この図２４には、高圧側配管１０９ｂの配管長さを１ｍから３ｍまで変化させたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を示している。図２４では、左側縦軸が図６で算出した流路断面積をＡ’、それより小さい内径をとった配管（細管４０７及び細管４０８）の流路断面積（細管の流路断面積の合計）をＡとした流路断面積比（Ａ／Ａ’）を、横軸が配管圧損量（ｋＰａ）をそれぞれ示している。なお、図２４には、配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）も併せて示している。

図２４で示す（あ）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを１．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（い）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを１．５ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（う）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを２．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（え）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを３．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係をそれぞれ示している。

図２４で示す（か）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを１．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（き）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを１．５ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（く）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを２．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（け）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを３．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係をそれぞれ示している。

また、図２４で示す（Ｃ）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合の高圧側配管１０９ｂにおける配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）を、（Ｄ）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合の高圧側配管１０９ｂにおける配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）をそれぞれ示している。なお、図２４の右側縦軸には、配管圧損量とＣＯＰとの結果を併記するためにＣＯＰを示している。

この結果から、許容可能なＣＯＰの低下率に基づいて高圧側配管１０９ｂの望ましい流路断面積比を求めることができる。なお、ここで求める流路断面積比は、高圧側配管１０９ｂの流路断面積と、細管４０７及び細管４０８の合計流路断面積との比である。つまり、流路断面積比に基づいて、細管４０７及び細管４０８の流路断面積を決定すればよいのである。更に言えば、求めた流路断面積比を満たす範囲であれば、細管４０７及び細管４０８を何本設けてもよいのである。

たとえば、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、ＣＯＰ低下率を１０％以内を許容可能な範囲（図２４で示す許容可能ライン）であるとすると、高圧側配管１０９ｂの流路断面積比は、図２４（あ）〜（え）で示すように約０．５までならば縮管可能な範囲となることがわかる。つまり、高圧側配管１０９ｂの流路断面積は、この高圧側配管１０９ｂの流路断面積に対して０．５となる割合を限界として設定すればよいのである。更に言えば、この割合に基づいて、細管４０７及び細管４０８の流路断面積を設定すればよい。

この流路断面積比０．５を、内径比に変えると約０．７となり、高圧側配管１０９ｂの基準内径８．２ｍｍを５．７ｍｍまで縮管できる計算となる。つまり、高圧側配管１０９ｂの配管内径は、この高圧側配管１０９ｂの配管内径に対して０．７となる割合を限界として設定すればよいのである。この値は、実施の形態１で説明したような縮管加工の場合に該当するものであり、実施の形態３の配管継手構造では求めた流路断面積比に基づいて各細管の内径を算出しなければならない。ただし、配管長さを１ｍとして計算した場合である。

次に、図２５に基づいて、低圧側配管１１２ｂの流路断面積比と配管圧損量との関係について説明する。この図２５には、低圧側配管１１２ｂの配管長さを１ｍから３ｍまで変化させたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を示している。図２５では、左側縦軸が図６で算出した流路断面積をＡ’、それより小さい内径をとった配管（細管４０７及び細管４０８）の流路断面積（細管流路断面積の合計）をＡとした流路断面積比（Ａ／Ａ’）を、横軸が配管圧損量（ｋＰａ）をそれぞれ示している。なお、図２５には、配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）も併せて示している。

図２５で示す（あ’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを１．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（い’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを１．５ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（う’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを２．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（え’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、配管長さを３．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係をそれぞれ示している。

図２５で示す（か’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを１．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（き’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを１．５ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（く’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを２．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係を、（け’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用し、配管長さを３．０ｍとしたときの流路断面積比と配管圧損量との関係をそれぞれ示している。

また、図２５で示す（Ｃ’）は、ＣＯ₂ を冷媒として使用した場合の低圧側配管１１２ｂにおける配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）を、（Ｄ’）は、Ｒ４１０Ａを冷媒として使用した場合の低圧側配管１１２における配管圧損量とＣＯＰとの結果（ΔＰ−ＣＯＰ）をそれぞれ示している。なお、図２５の右側縦軸には、配管圧損量とＣＯＰとの結果を併記するためにＣＯＰを示している。

この結果から、許容可能なＣＯＰの低下率に基づいて低圧側配管１１２ｂの望ましい流路断面積比を求めることができる。なお、ここで求める流路断面積比は、低圧側配管１１２ｂの流路断面積と、細管４０７及び細管４０８の合計流路断面積との比である。つまり、流路断面積比に基づいて、細管４０７及び細管４０８の流路断面積を決定すればよいのである。更に言えば、求めた流路断面積比を満たす範囲であれば、細管４０７及び細管４０８を何本設けてもよいのである。

たとえば、ＣＯ₂ を冷媒として使用し、ＣＯＰ低下率を１０％以内を許容可能な範囲（図２５で示す許容可能ライン）であるとすると、低圧側配管１１２ｂの流路断面積比は、図２５（あ’）〜（え’）で示すように約０．５までならば縮管可能な範囲となることがわかる。つまり、低圧側配管１１２ｂの流路断面積は、この低圧側配管１１２ｂの流路断面積に対して０．５となる割合を限界として設定すればよいのである。更に言えば、この割合に基づいて、細管４０７及び細管４０８の流路断面積を設定すればよい。

この流路断面積比０．５を、内径比に変えると約０．７となり、低圧側配管１１２ｂの基準内径１１．０２ｍｍを７．７ｍｍまで縮管できる計算となる。つまり、低圧側配管１１２ｂの配管内径は、この低圧側配管１１２ｂの配管内径に対して０．７となる割合を限界として設定すればよいのである。この値は、実施の形態１で説明したような縮管加工の場合に該当するものであり、実施の形態３の配管継手構造では求めた流路断面積比に基づいて各細管の内径を算出しなければならない。ただし、配管長さを１ｍとして計算した場合である。

図２６は、複数本の細管４１０で吐出側配管１１６ｂと高圧側配管１０９ｂとを接続した状態を示す説明図である。図２６に示すように、吐出側配管１１６ｂと高圧側配管１０９ｂとを複数本、つまり３本以上の細管４１０で接続してもよい。ここでは、吐出側配管１１６ｂ及び高圧側配管１０９ｂの配管途中で複数本の細管４１０を接続するようになっている。なお、図２０で示したように、吐出側配管１１６ｂ及び高圧側配管１０９ｂの端部を３つ以上に分割してもよい。また、吸入側配管１１７ｂと低圧側配管１１２ｂとの接続についても同様である。

図２６に示すように、複数本の細管４１０で吐出側配管１１６ｂと高圧側配管１０９ｂとを接続したり、吸入側配管１１７ｂと低圧側配管１１２ｂとを接続したりする場合であっても、上述した流路断面積比に基づいて細管４１０の内径及び流路断面積を決定するようになっている。したがって、複数本の細管４１０を使用した場合であっても、冷凍サイクルにの性能に影響を与えるほどＣＯＰを低下させないことが可能になる。

ここで示した細管４０７、細管４０８及び細管４１０は、それぞれが接続される配管よりも細いため、拡管も比較的行いやすい。また、肉厚も薄めになっていることから、細管４０７、細管４０８及び細管４１０の途中を切断し、拡管による接続の仕方でも、大口径の配管での接続より、ろう付けの品質を上げることができる。一方、細管４０７及び細管４０８のように長さの異なる細管の並列配置構造では、２本の配管を抜きやすくすることができる。

また、細管４０８の長さは、周期的に加圧されて細管４０７及び細管４０８内を流れるＣＯ₂ 冷媒（流体）の周期の波長の１／２λとなるように設定するとよい。このようにすれば、細管４０７及び細管４０８内を流れるＣＯ₂ 冷媒の流動音を抑制することが可能になる。なお、この実施の形態３では、細管４０７及び細管４０８が並列接続されている場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、細管４０７及び細管４０８が厳密に並列接続されていなくてもよい。

実施の形態４．
図２７は、本発明の実施の形態４に係る圧縮機１０５ｃの一例を示す側面図である。図２７に示すように、圧縮機１０５ｃは、２本の吐出側配管１１６ｃと吸入側配管１１７ｃとが予め接続されている状態で供給されるものとする。つまり、冷凍サイクルを構成する冷媒配管が予め複数本となっているのである。なお、この実施の形態４では実施の形態１〜実施の形態３との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態３と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

図１６〜図２０で説明した実施の形態３では、冷媒配管の途中、つまり配管継手構造を細管分割構造とした場合を例に説明したが、この実施の形態４では、冷媒配管全体を予め２つに分割している場合を例に示している。つまり、圧縮機１０５ｃに予め接続している吐出側配管１１６ｃ及び吸入側配管１１７ｃを初めから２本以上の並列構成としているのである。

この実施の形態４によれば、吐出側配管１１６ｃと高圧側配管１０９ｃとを実施の形態１で示した加工例（縮管加工）で接続したり、実施の形態２で示した加工例（薄肉加工）で接続したり、実施の形態３で示した加工例（細管分割構造）で接続したりできるようになっている。また、吸入側配管１１７ｃと低圧側配管１１２ｃとを同様に接続することもできる。つまり、冷媒配管を予め複数本に分割しているので、１本１本の外径を小さくすることができる。したがって、圧縮機１０５ｃの交換作業を容易に実現できる。また、接続箇所の重なり部分の肉厚も薄くなっていることから、ろう付作業が比較的行いやすい。さらに、特に特殊な工具も必要なく従来のツールの範囲内で、圧縮機１０５ｃの交換作業ができる。

実施の形態５．
図２８は、本発明の実施の形態５に係る圧縮機１０５ｄの取り付け状態を上側から見た上面図である。図２９は、圧縮機１０５ｄを側面から見た側面図である。図２８及び図２９に基づいて、実施の形態５に係る圧縮機１０５ｄの取り付け状態について説明する。この実施の形態５では実施の形態１〜実施の形態４との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態４と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

この実施の形態５では、圧縮機１０５ｄや図示省略のアキュムレータ等の比較的重量のある圧力容器（冷凍機器類）を着脱容易とした場合を例に説明するものとする。圧縮機１０５ｄの交換作業を例に簡単に説明する。図２８に示すように、圧縮機１０５ｄは、４本のボルト５０８を締め付けることで熱源機内に搭載されるようになっている。このボルト５０８を、圧縮機１０５ｄに設けられているボルト固定穴５０４に貫通させて圧縮機１０５ｄを固定するようになっている。

ボルト固定穴５０４は、半月形状に形成されている。圧縮機１０５ｄ、ボルト５０８を緩めることで持ち上げずに、所定の方向（図２９で示す矢印方向）にスライドしながら取り外すことができるようになっている。また、圧縮機１０５ｄに接続されている吐出側配管１１６ｄ及び吸入側配管１１７ｄの取り付け方向を、圧縮機１０５ｄをスライドさせる方向と同様の向きにしている。こうすることによって、圧縮機１０５ｄの取り外しの際に、吐出側配管１１６ｄ及び吸入側配管１１７ｄの干渉を無くすことができ、容易に取り外すことができる。

なお、実施の形態１〜実施の形態４でも、実施の形態４と同様な配置関係で構成するとよい。また、この実施の形態５に、実施の形態１〜実施の形態４で示した配管継手構造を適用するとよい。また、実施の形態１〜実施の形態５で説明した吐出側配管や吸入側配管、高圧側配管、低圧側配管、細管等の冷媒配管の構成材料を特に限定するものではない。たとえば、銅やステンレス、金属合金等で冷媒配管を構成するとよい。

実施の形態１に係る熱源機の全体構成を示す概略構成図である。 熱源機が搭載される冷凍装置の冷凍サイクルを示す冷媒回路図である。 熱源機に搭載される圧縮機の一例を示す側面図である。 吐出側配管と高圧側配管とを接続する前の状態を示す説明図である。 吐出側配管と高圧側配管とを接続した状態を示す説明図である。 圧力損失を説明するための説明図である。 圧力損失とＣＯＰとの関係を説明するための説明図である。 高圧側配管の流路断面積比と配管圧損量との関係を説明するための説明図である。 低圧側配管の流路断面積比と配管圧損量との関係を説明するための説明図である。 吐出側配管と高圧側配管との接続部分の加工例を示す説明図である。 吐出側配管と高圧側配管との接続前の状態を示す説明図である。 吐出側配管と高圧側配管とを接続した状態を示す説明図である。 吐出側配管と高圧側配管との接続部分の拡大した状態を示す説明図である。 吐出側配管と高圧側配管との接続部分をろう付けした状態を示す説明図である。 雄側配管差し込み部の一例を示す側面図である。 雄側配管差し込み部を上側から見た状態を示す上面図である。 雌側配管差し込み部の一例を示す側面図である。 雌側配管差し込み部を上側から見た状態を示す上面図である。 実施の形態３に係る熱源機の全体構成を示す概略構成図である。 熱源機に搭載される圧縮機の一例を示す側面図である。 実施の形態３に係る配管継手構造を拡大して示す説明図である。 実施の形態３に係る配管継手構造を拡大して示す説明図である。 配管の接続箇所を説明するための説明図である。 高圧側配管の流路断面積比と配管圧損量との関係を説明するための説明図である。 低圧側配管の流路断面積比と配管圧損量との関係を説明するための説明図である。 複数本の配管で吐出側配管と高圧側配管とを接続した状態を示す説明図である。 実施の形態４に係る圧縮機の一例を示す側面図である。 実施の形態５に係る圧縮機の取り付け状態を上側から見た上面図である。 圧縮機を側面から見た側面図である。

符号の説明

１００ 熱源機、１０１ 筐体、１０２ 吹出口、１０３ 吸引口、１０４ 機械室、１０５ 圧縮機、１０５ｂ 圧縮機、１０５ｃ 圧縮機、１０５ｄ 圧縮機、１０８ 凝縮側熱交換器、１０９ 高圧側配管、１０９ａ 高圧側配管、１０９ｂ 高圧側配管、１０９ｃ 高圧側配管、１１０ 膨張弁、 １１２ 低圧側配管、１１２ｂ 低圧側配管、１１２ｃ 低圧側配管、１１３ 放熱側熱交換器、１１４ 二重管熱交換器、１１６ 吐出側配管、１１６ａ 吐出側配管、１１６ｂ 吐出側配管、１１６ｃ 吐出側配管、１１６ｄ 吐出側配管、１１７ 吸入側配管、１１７ｂ 吸入側配管、１１７ｃ 吸入側配管、１１７ｄ 吸入側配管、１５０ 冷媒配管、３０３ 削除部分、３０４ 削除部分、３０５ 雄側配管面取り部分、３０６ 雄側配管差し込み部、３０８ 雌側配管差し込み部、３１０ 隙間、３１２ 突起部、３１３ くぼみ穴、４０７ 細管、４０８ 細管、４１０ 細管、４１６ 接続箇所、４１７ 接続箇所、５０４ 固定穴、５０８ ボルト。

Claims (16)

1. ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクルの配管継手構造であって、
   端部が縮管加工された一方の冷媒配管における前記端部を、他方の冷媒配管の端部に嵌合させた
   ことを特徴とする冷凍サイクルの配管継手構造。
2. 前記縮管加工された冷媒配管の端部は、
   その流路断面積が前記縮管加工されていない冷媒配管の流路断面積に対して０．４５となる割合を限界として縮管加工されたものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクルの配管継手構造。
3. 前記縮管加工された冷媒配管の端部は、
   その配管内径が前記縮管加工されていない冷媒配管における配管内径に対して０．６７となる割合を限界として縮管加工されたものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクルの配管継手構造。
4. ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクルの配管継手構造であって、
   一方の冷媒配管における端部の外周面を薄肉化して雄側配管差し込み部を形成し、
   他方の冷媒配管における端部の内周面を薄肉化して雌側配管差し込み部を形成し、
   前記雄側配管差し込み部と前記雌側配管差し込み部とを嵌合させた
   ことを特徴とする冷凍サイクルの配管継手構造。
5. 前記雄側配管差し込み部を形成する冷媒配管において、
   前記冷媒配管の薄肉化した部分と、前記冷媒配管の薄肉化していない部分との境界部分に傾斜面を形成した
   ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクルの配管継手構造。
6. 前記雄側配管差し込み部と前記雌側配管差し込み部との嵌り込み長さを調整するための突起部を前記傾斜面に少なくとも１つ以上形成した
   ことを特徴とする請求項５に記載の冷凍サイクルの配管継手構造。
7. 前記雌側配管差し込み部に前記突起部と嵌合するようなくぼみ穴を少なくとも１つ以上形成した
   ことを特徴とする請求項６に記載の冷凍サイクルの配管継手構造。
8. ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクルの配管継手構造であって、
   冷媒配管の外径よりも小さい外径の１本あるいは複数本の細管で前記冷媒配管を接続した
   ことを特徴とする冷凍サイクルの配管継手構造。
9. 前記複数本の細管で冷凍サイクルを接続する場合において、
   前記複数本の細管のそれぞれの接続箇所を長さ方向の異なる位置とした
   ことを特徴とする請求項８に記載の冷凍サイクルの配管継手構造。
10. 前記細管のうち少なくとも１本以上が、他の細管の長さと異なるようにした
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の冷凍サイクルの配管継手構造。
11. 前記細管のうち少なくとも１本以上の長さは、
    周期的に加圧されて前記細管内を流れる流体の前記周期の波長の１／２となるように設定した
    ことを特徴とする請求項１０に記載の冷凍サイクルの配管継手構造。
12. 前記細管の合計流路断面積は、
    前記冷媒配管の流路断面積に対して０．５となる割合を限界とした
    ことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の冷凍サイクルの配管継手構造。
13. ＣＯ₂ 冷媒を循環させる冷凍サイクル内の圧縮機であって、
    前記冷媒を吐出する吐出側配管及び前記冷媒を吸入する吸入側配管を少なくとも２本以上ずつ備えた
    ことを特徴とする圧縮機。
14. 前記請求項１３に記載の圧縮機を備えた
    ことを特徴とする冷凍装置。
15. 前記請求項１〜１２のいずれかに記載の冷凍サイクルの配管継手構造を備えた
    ことを特徴とする冷凍装置。
16. 前記請求項１〜１２のいずれかに記載の冷凍サイクルの配管継手構造を、前記請求項１３または１４に記載の圧縮機の前記吐出側配管及び前記吸入側配管に適用した
    ことを特徴とする冷凍装置。

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