JP2015180851A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 銅製冷媒管に接続されるアルミニウム製冷媒管の腐食をより適切に防止することができる冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】 空気調和機１は、室外熱交換器２と室内熱交換器３とを備え、これらの熱交換器２，３間に設けた配管に沿って冷媒を通流させて冷凍サイクル４を構成するものであり、冷凍サイクル４の一部を構成してアルミニウム又はアルミニウム合金を含むアルミニウム製冷媒管と、冷凍サイクル４の他の一部を構成してアルミニウム製冷媒管に接続される銅又は銅合金を含む銅製冷媒管と、を備え、アルミニウム製冷媒管と銅製冷媒管との接続箇所付近Ｐ１，Ｐ２に、アルミニウム製冷媒管を上側に凸形状とした逆Ｕ字部、及び、前記銅製冷媒管を下側に凸形状としたＵ字部、のうち少なくとも一方が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換によって外部へ排熱する第１熱交換器と熱交換によって外部から吸熱する第２熱交換器とを備え、これら第１熱交換器及び第２熱交換器の間に設けた配管に沿って冷媒を通流させる冷凍サイクル装置に関する。

従来、冷凍サイクル装置として特に空気調和機では、室外熱交換器及び室内熱交換器の夫々の内部に配設される冷媒管、並びに、これらの熱交換器の間を接続する冷媒管として、銅又は銅合金で形成された管部材（銅製冷媒管）を使用することが主流である。しかしながら、軽量化や低コスト化といった要望から、近年では一部にアルミニウム又はアルミニウム合金で形成した管部材（アルミニウム製冷媒管）を使用することが提案されている（特許文献１参照）。

ところが、アルミニウムはイオン化傾向が比較的大きい材質であるため、銅などの異種金属との接触によって腐食（電食）が生じやすい。また、このような腐食は、アルミニウムと銅との直接的な接触で生じる他、銅イオンを含む水滴がアルミニウムに接触することによっても生じる。特に、空気調和機では、冷房運転時には室内熱交換器、暖房運転時には室外熱交換器の冷媒管内を低温の冷媒が通流するため、外気に含まれる水蒸気が結露して冷媒管に水滴が付着し、その水滴によってアルミニウムが腐食する可能性がある。そこで上記特許文献１では、アルミニウム製冷媒管と銅製冷媒管との接合部分を被覆する技術が提案されている。

特開２００５−９０７６１号公報

しかしながら、上記特許文献１の場合、新たな被覆部材が必要となり、低コスト化の要望に応えることが難しい。また、空気調和機などの冷凍サイクル装置を設置する現場での作業工程が増えてしまうと共に、適切に被覆しなければ、アルミニウム製冷媒管の腐食を防止することができない。更に、被覆部材の耐用年数を考慮しなければならないといった制約もある。

そこで本発明は、上述したような事情に鑑みて、銅製冷媒管に接続されるアルミニウム製冷媒管の腐食をより適切に防止することができる冷凍サイクル装置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装置は、熱交換によって外部へ排熱する第１熱交換器と熱交換によって外部から吸熱する第２熱交換器とを備え、これら第１熱交換器及び第２熱交換器の間に設けた配管に沿って冷媒を通流させて冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置であって、前記冷凍サイクルの一部を構成してアルミニウム又はアルミニウム合金を含むアルミニウム製冷媒管と、前記冷凍サイクルの他の一部を構成して前記アルミニウム製冷媒管に接続される銅又は銅合金を含む銅製冷媒管と、を備え、前記アルミニウム製冷媒管と前記銅製冷媒管との接続箇所付近に、前記アルミニウム製冷媒管を上側に凸形状とした逆Ｕ字部、及び、前記銅製冷媒管を下側に凸形状としたＵ字部、のうち少なくとも一方が設けられている。

このような構成とすることにより、アルミニウム製冷媒管に逆Ｕ字部を設けた場合にあっては、銅製冷媒管に付着した水分がアルミニウム製冷媒管へと移動するのを抑制できるのに加えて、アルミニウム製冷媒管の表面で結露した水分を、銅製冷媒管側へ排水することができる。また、銅製冷媒管にＵ字部を設けた場合にあっては、銅製冷媒管に付着した水分をトラップし、アルミニウム製冷媒管へ移動するのを抑制できるのに加え、Ｕ字部の最下部に水分を集約させ、下方に滴下させることができる。

また、前記アルミニウム製冷媒管は、前記第１熱交換器内に配設されており、該アルミニウム製冷媒管と前記銅製冷媒管との接続箇所付近に、前記逆Ｕ字部又は前記Ｕ字部が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、第１熱交換器に配設されたアルミニウム製冷媒管の出入り口部分の腐食を適切に抑制することができる。更に、熱交換器の近傍には圧縮機や室外ファンが設けられるため、上記のように熱交換器近傍に逆Ｕ字部又はＵ字部を設けて冷媒管に冗長性をもたせることにより、これらの駆動により生じる振動を減衰させ、冷凍サイクルを形成する管路全体に伝搬するのを抑制することができる。

また、前記アルミニウム製冷媒管は、前記第１熱交換器の上側と下側とで前記銅製冷媒管に接続されており、上側の接続箇所付近では、前記銅製冷媒管に前記Ｕ字部が設けられ、下側の接続箇所付近では、前記アルミニウム製冷媒管に前記逆Ｕ字部が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、逆Ｕ字部又はＵ字部が第１熱交換器の上端及び下端から更に上方又は下方へと突出することがなく、全体寸法の大型化を抑制することができる。

また、上側の前記Ｕ字部を通る鉛直線に対し、下側の前記アルミニウム製冷媒管と前記銅製冷媒管との接続箇所は、水平方向にオフセットして位置するようにしてもよい。このような構成とすることにより、上側のＵ字部の最下部から滴下した水分が、下側のアルミニウム製冷媒管に付着するのを防止することができる。

また、前記冷凍サイクル上に配設されて、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間を通流する冷媒の圧力を降圧させる膨張弁を更に備え、該膨張弁は、前記第１熱交換器との間を連通するアルミニウム製冷媒管に接続される銅製冷媒管を有し、前記膨張弁が有する前記銅製冷媒管と前記アルミニウム製冷媒管との接続箇所付近に、前記逆Ｕ字部又は前記Ｕ字部が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、膨張弁の銅製冷媒管に接続されるアルミニウム製冷媒管の腐食を適切に抑制することができる。

また、前記冷凍サイクル上に配設されて、低温低圧の冷媒を圧縮して昇温高温化する圧縮機と、前記冷凍サイクル上の冷媒の通流方向を切り換える四方弁と、を更に備え、前記四方弁は、冷房運転時に前記圧縮機からの冷媒が流入するポートに、前記圧縮機との間を連通するアルミニウム製冷媒管に接続される前記銅製冷媒管が用いられており、前記四方弁が有する前記銅製冷媒管と前記アルミニウム製冷媒管との接続箇所付近に、前記逆Ｕ字部又は前記Ｕ字部が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、四方弁の銅製冷媒管に接続されるアルミニウム製冷媒管の腐食を適切に抑制することができる。

また、前記逆Ｕ字部は、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成された管部材で構成され、該管部材の一端には、銅又は銅合金で形成された直管状の管部材が共晶接合されていてもよい。このような構成とすることにより、予め逆Ｕ字状に加工され且つ共晶結合部分を有する管部材を、相手部材に対して製造現場や修理現場等で接続すればよいので、現場での作業が容易になる。

また、前記Ｕ字部は、銅又は銅合金で形成された管部材で構成され、該管部材の一端には、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成された直管状の管部材が共晶接合されていてもよい。このような構成とすることにより、上記と同様、予めＵ字状に加工され且つ共晶結合部分を有する管部材を、相手部材に対して製造現場や修理現場等で接続すればよいので、現場での作業が容易になる。

本発明によれば、銅製冷媒管に接続されるアルミニウム製冷媒管の腐食をより適切に防止することができる冷凍サイクル装置を提供することができる。

本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の一種である空気調和機の構成を示す模式図である。 室外熱交換器の近傍に設けられた逆Ｕ字部及びＵ字部を説明するための模式図である。 図２に示すＵ字管及び逆Ｕ字管を拡大して示す模式的正面図であり、（ａ）はＵ字管を示し、（ｂ）は逆Ｕ字管を示している。 図１に示された四方弁近傍のポイントに設けられた逆Ｕ字部を説明するための模式図である。 図１に示された膨張弁近傍のポイントに設けられた逆Ｕ字部を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の一種である空気調和機について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係る空気調和機の構成を示す模式図である。この図１に示すように空気調和機１は、冷房運転時に外部へ排熱する第１熱交換器２（以下、「室外熱交換器２」）と、外気から吸熱する第２熱交換器３（以下、「室内熱交換器３」）と、これらの熱交換器２，３を含んで構成される冷凍サイクル４とを備えている。また、これら室外熱交換器２及び室内熱交換器３の近傍には、それぞれモータ５，６によって駆動するファン７，８が設けられており、ファン７，８の回転駆動により発生する気流が、熱交換器２，３を経て流れるようになっている。

なお、以下の説明では便宜上、「上流」及び「下流」という表現を用いるが、これらは、空気調和機１を冷房運転したときに周回経路４での冷媒の流れにおける「上流」及び「下流」を意味するものとする。そして、図１に示す周回経路４に沿って付された矢印は、冷房運転時に冷媒が「上流」から「下流」へ流れる向きを示している。また、付言しておくと、暖房運転をしたときの冷媒の流れは、冷房運転のときの冷媒の流れと逆向きになり、破線で示す通りである。

図１に示すように、室内熱交換器３内には冷凍サイクル４の一部を構成する冷媒管４ａが備えられており、その下流端からは冷媒管４ｂが延設されて室内機接続部１０（室内熱交換器３から見て、冷房運時における下流側の接続部）に接続されている。この室内機接続部１０からは別の冷媒管４ｃが延設され、その下流端には三方弁１１を介して冷媒管４ｄが接続され、その下流端は四方弁１２の第１ポートに接続されている。四方弁１２において、冷房運転時に第１ポートと連通する第２ポートからは冷媒管４ｅが延設され、その下流端は圧縮機１３に接続されている。この圧縮機１３は、冷房運転時においては室内熱交換器３から室外熱交換器２へ向かう低温低圧の冷媒を圧縮して昇圧高温化し、暖房運転時において室外熱交換器２から室内熱交換器３へ向かう低温低圧の冷媒を圧縮して昇圧高温化するものである。なお、図示していないが、圧縮機１３の手前には通常アキュームレータが接続され、冷媒の気液分離を行い液冷媒が圧縮機１３に戻らないようにしている。

また、圧縮機１３からは別の冷媒管４ｆが延設され、その下流端は、四方弁１２の第３ポートに接続されている。四方弁１２において、冷房運転時に第３のポートと連通する残りの第４ポートからは冷媒管４ｇが延設されており、その下流端は室外熱交換器２内に備えられた冷媒管４ｈの上流端に接続されている。この室外熱交換器２内の冷媒管４ｈの下流端からは別の冷媒管４ｉが延設され、その下流端は、膨張弁１４に接続されている。この膨張弁１４は、冷房運転時においては室外熱交換器２から室内熱交換器３へ向かう冷媒を降圧し、暖房運転時においては室内熱交換器３から室外熱交換器２へ向かう冷媒を降圧するものである。

膨張弁１４からは別の冷媒管４ｊが延設されており、その下流端は二方弁１５の一方のポートに接続されている。この二方弁１５の他方のポートからは冷媒管４ｋが延設され、その下流端は室内機接続部１６（室内熱交換器３から見て、冷房運転時における上流側の接続部）に接続されている。そして、この室内機接続部１６からは別の冷媒管４ｍが延設され、その下流端は、上述した室内熱交換器３内の冷媒管４ａの上流端に接続されている。

このようにして、冷媒管４ａ〜４ｋ，４ｍによって冷凍サイクル４が構成されており、この冷凍サイクル４によって、室内熱交換器３，四方弁１２，圧縮機１３，室外熱交換器３，膨張弁１４などが接続されている。また、上述した構成のうち、冷媒の流れに沿って三方弁１１から二方弁１５に至るまでの構成物（即ち、四方弁１２，圧縮機１３，室外熱交換器２，膨張弁１４を含む）によって、本実施の形態に係る空気調和機１の室外機１Ａが構成されている。また、冷媒の流れに沿って室内機接続部１６から室内機接続部１０へ至るまでの構成物（即ち、室内熱交換器３を含む）によって、空気調和機１の室内機１Ｂが構成されている。

なお、上述した各構成自体は何れも公知のものを採用することができる。また、このような空気調和機１による冷房運転及び暖房運転時の動作については公知であるため、ここではその説明を省略する。

ところで、本実施の形態に係る空気調和機１は、冷凍サイクル４を形成する冷媒管の適所に、逆Ｕ字部又はＵ字部が設けられている。具体的には、図１にて破線の丸形状で示したポイントＰ１〜Ｐ４のうち、一又は複数の箇所に、逆Ｕ字部及びＵ字部が設けられている。このうちポイントＰ１は、室外熱交換器２が備える冷媒管４ｈとその上流側の冷媒管４ｇとの接続箇所付近を示している。ポイントＰ２は、室外熱交換器２が備える冷媒管４ｈとその下流側の冷媒管４ｉとの接続箇所付近を示している。ポイントＰ３は、圧縮機１３から延設された冷媒管４ｆと四方弁１２の第３ポートとの接続箇所付近を示している。そして、ポイントＰ４は、室外熱交換器２から延設された冷媒管４ｉと膨張弁１４との接続箇所付近を示している。以下ではこれらのポイントＰ１〜Ｐ４に設けられた逆Ｕ字部及びＵ字部について詳述する。

図２は、ポイントＰ１，Ｐ２に設けられた逆Ｕ字部及びＵ字部を説明するための模式図である。この図２に示すように、室外熱交換器２は、縦長の略直方体形状を成しており、その鉛直側面の上部からは、冷媒管４ｈの上流端４ｈ−１が略水平方向へ所定寸法だけ突出し、下部からは、冷媒管４ｈの下流端４ｈ−２が略水平方向へ所定寸法だけ突出している。そして、冷媒管４ｈの上流端４ｈ−１にはＵ字管２１を介して冷媒管４ｇの下流端が接続され、冷媒管４ｈの下流端４ｈ−２には逆Ｕ字管２２を介して冷媒管４ｉの上流端が接続されている。

なお、図２に示す例では、冷媒管４ｈの上流端４ｈ−１に比べて冷媒管４ｇの下流端は上方に位置しており、冷媒管４ｈの下流端４ｈ−２に比べて冷媒管４ｉの上流端も上方に位置している。また、図２では、この冷媒管４ｈとして、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されたアルミニウム冷媒管を採用したものを示しており、図２を参照した以下の説明では、冷媒管４ｈを「アルミニウム製冷媒管４ｈ」と称する。また、同様に図２に示す例では、上述した冷媒管４ｇ，４ｉとして、銅又は銅合金で形成された銅製冷媒管を採用したものを示しており、図２を参照した以下の説明では、これらの冷媒管４ｇ，４ｉを夫々「銅製冷媒管４ｇ」、「銅製冷媒管４ｉ」と称する。更に、説明の便宜上、図２に示すように、室外熱交換器２の主面が向けられた方向を前後方向とする。

図３は、Ｕ字管２１及び逆Ｕ字管２２を拡大して示す模式的正面図であり、（ａ）はＵ字管２１を示し、（ｂ）は逆Ｕ字管２２を示している。この図３（ａ）に示すように、アルミニウム製冷媒管４ｈの上流端４ｈ−１と銅製冷媒管４ｇの下流端とを接続するＵ字管２１は、下側に凸形状を成している。より詳しく説明すると、Ｕ字管２１は、下側に凸形状を成すＵ字部分２１ａを有し、その一方の端部からは略水平方向へ下流側延設部２１ｂが延設され、他方の端部からは逆向きの略水平方向へ上流側延設部２１ｃが延設されている。これらＵ字部分２１ａ、下流側延設部２１ｂ、及び上流側延設部２１ｃは、銅又は銅合金により形成された銅製冷媒管を成している。また、下流側延設部２１ｂの端部には、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成された短寸直管部材２１ｄが共晶接合されている。

このようなＵ字管２１は、図２に示すように、その短寸直管部材２１ｄの開口端が、アルミニウム製冷媒管４ｈの上流端４ｈ−１に「ろう付け」により接続され、上流側延設部２１ｃの開口端が、銅製冷媒管４ｇの下流端に「ろう付け」により接続されている。

このような構成により、銅又は銅合金で形成されたＵ字管２１のＵ字部分２１ａにて、水分をトラップでき、アルミニウム製冷媒管４ｈへその水分が移動するのを防止することができる。また、Ｕ字管２１には予めアルミニウム又はアルミニウム合金で形成された短寸直管部材２１ｄを接合しているため、Ｕ字管２１と銅製冷媒管４ｇとの接続作業はいうまでもなく、Ｕ字管２１とアルミニウム製冷媒管４ｈとの接続作業も現場において容易に行える。

一方、図３（ｂ）に示すように、アルミニウム製冷媒管４ｈの下流端４ｈ−２と銅製冷媒管４ｉの上流端とを接続する逆Ｕ字管２２は、上側に凸形状を成している。より詳しく説明すると、逆Ｕ字管２２は、上側に凸形状を成す逆Ｕ字部分２２ａを有し、その一方の端部からは略水平方向へ下流側延設部２２ｂが延設され、他方の端部からは逆向きの略水平方向へ上流側延設部２２ｃが延設されている。これら逆Ｕ字部分２２ａ、下流側延設部２２ｂ、及び上流側延設部２２ｃは、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されたアルミニウム製冷媒管を成している。また、下流側延設部２２ｂの端部には、銅又は銅合金で形成された短寸直管部材２２ｄが共晶接合されている。

このような逆Ｕ字管２２は、図２に示すように、その短寸直管部材２２ｄの開口端が、銅製冷媒管４ｉの上流端に「ろう付け」により接続され、上流側延設部２２ｃの開口端が、アルミニウム製冷媒管４ｈの下流端４ｈ−２に「ろう付け」により接続されている。

このような構成により、銅製冷媒管４ｉから、上側へ凸形状を成すアルミニウム又はアルミニウム合金で形成された逆Ｕ字部分２２ａへ水分が移動するのを防止することができる。また、逆Ｕ字部分２２ａに付着した水分については、銅製冷媒管４ｉ側へと移動させることができる。更に、逆Ｕ字管２２には予め銅又は銅合金で形成された短寸直管部材２２ｄを接合しているため、逆Ｕ字管２２とアルミニウム製冷媒管４ｈとの接続作業はいうまでもなく、逆Ｕ字管２２と銅製冷媒管４ｉとの接続作業も現場において容易に行える。

ここで、冷媒管の接続部にＵ字管又は逆Ｕ字管を設けようとすると、空間的な制約が生じ場合がある。例えば、図２の場合について言えば、空間的な制約によって、上側の接続部（即ち、上流端４ｈ−１）には上側に凸形状を成す逆Ｕ字管を設けることが難しく、下側の接続部（即ち、下流端４ｈ−２）には下側に凸形状を成すＵ字管を設けることが難しい。従って、それぞれ図２に示すようにＵ字管及び逆Ｕ字管を用いるといった使い分けが必要である。

なお、図２に示すように、上述した下側の逆Ｕ字管２２及びアルミニウム製冷媒管４ｈの下流端４ｈ−２は、上側のＵ字管２１のＵ字部分２１ａを通る鉛直線Ｌに対して、水平方向（図２では前方）に所定距離Ｄだけオフセットして位置するように構成されている。これにより、上側のＵ字管２１のＵ字部分２１ａから水滴が落下した場合であっても、その水滴が下側の逆Ｕ字管２２及びアルミニウム製冷媒管４ｈに付着するのを防止することができる。

なお、このオフセットの態様としては、図２のように前後方向にオフセットさせることで上記のような効果を奏するのはもちろん、左右方向にオフセットさせても良く、その場合であっても下側の逆Ｕ字管２２及びアルミニウム製冷媒管４ｈに水滴が落下して付着するのを防止できる。このように左右方向にオフセットさせる場合、少なくとも上側のＵ字管２１のＵ字部分２１ａが、下側の逆Ｕ字管２２の共晶接合部分よりも室外熱交換器２から離れる位置までずらすことで、水分が落下して逆Ｕ字管２２及びアルミニウム製冷媒管４ｈに付着することを防止できる。

図４は、図１に示された四方弁１２近傍のポイントＰ３に設けられた逆Ｕ字部を説明するための模式図である。この図４に示すように、四方弁１２は、軸芯を水平方向にして設けられた弁収容部１２０と、該弁収容部１２０から下方へ延設されて冷媒管４ｄ，４ｅ，４ｇに接続された管状の第１ポート１２１，第２ポート１２２，第４ポート１２４と、弁収容部１２０から上方へ延設されて冷媒管４ｆに接続された管状の第３ポート１２３とを有している。そして、暖房及び冷房の運転の切換に際して、四方弁１２が切換られる。即ち、冷房運転時にはポート１２１，１２２間とポート１２３，１２４間とを夫々連通させることで、冷媒管４ｄ，４ｅ間と冷媒管４ｆ，４ｇ間とを夫々連通する。他方、暖房運転時にはポート１２１，１２３間とポート１２２，１２４間とを夫々連通させることで、冷媒管４ｄ，４ｆ間と冷媒管４ｅ，４ｇ間とを夫々連通する。

なお、図４に示す例では、このような四方弁１２のうち、少なくとも第３ポート１２３は銅又は銅合金により形成された管部材（銅製冷媒管）で構成されている。

一方、図４に示す逆Ｕ字管２３は、上側に凸形状を成す逆Ｕ字部分２３ａを有し、その両方の端部、即ち、下流側端部２３ｂ及び上流側端部２３ｃは夫々下方へ向けて略同一長だけ延設されている。これら逆Ｕ字部分２３ａ、下流側端部２３ｂ、及び上流側端部２３ｃは、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されたアルミニウム製冷媒管を成している。そして、下流側端部２３ｂには、銅又は銅合金で形成された短寸直管部材２３ｄが共晶結合されている。なお、共晶結合とは共晶反応を利用した材料の接合方法であり、母材どうしを密着させ、母材の融点以下の温度で加圧し、接合面に生じる原子の拡散を利用して接合するもので、異種金属を強固に接合することができる。

このような逆Ｕ字管２３は、図４に示すように、その短寸直管部材２３ｄの開口端が、四方弁１２の銅又は銅合金で形成された第３ポート１２３の上流端に「ろう付け」により接続されている。また、逆Ｕ字管２３の上流側端部２３ｃは、図４に示す例においてアルミニウム又はアルミニウム合金で形成された冷媒管４ｆ（アルミニウム製冷媒管）の下流端に「ろう付け」により接続されている。

このような構成により、四方弁１２の第３ポート１２３に水分が付着した場合には、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成された逆Ｕ字管２３及びこれに接続された冷媒管４ｆへと移動するのを防止することができる。また、Ｕ字部分２３ａに付着した水分については、四方弁１２の第３ポート１２３側へと移動させることができる。更に、逆Ｕ字管２３には予め銅又は銅合金で形成された短寸直管部材２３ｄを接合しているため、逆Ｕ字管２３とアルミニウム又はアルミニウム合金で形成された冷媒管４ｆとの接続作業はいうまでもなく、逆Ｕ字管２３と銅又は銅合金で形成された四方弁１２の第３ポート１２３との接続作業も現場において容易に行える。

なお、ここでは第３ポート１２３を例に説明したが、もちろんその他のポートについても同様に本発明を適用することが可能である。

図５は、図１に示された膨張弁１４近傍のポイントＰ４に設けられた逆Ｕ字部を説明するための模式図である。この図５に示すように、膨張弁１４は、軸芯を水平方向にして設けられた弁収容部１４０と、該弁収容部１４０から略水平方向へ延設された管状の第１ポート１４１と、下方へ延設された管状の第２ポート１４２とを有している。なお、図５に示す例では、このような膨張弁１４のうち、少なくとも第１ポート１４１は銅又は銅合金により形成された管部材（銅製冷媒管）で構成されている。

一方、図５に示す逆Ｕ字管２４は、上側に凸形状を成すＵ字部分２４ａを有し、その両方の端部、即ち、下流側端部２４ｂ及び上流側端部２４ｃは、夫々下方へ向けて、且つ下流側端部２４ｂよりも上流側端部２４ｃの方がより下方へ至るように延設されている。これらＵ字部分２４ａ、下流側端部２４ｂ、及び上流側端部２４ｃは、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成されたアルミニウム製冷媒管を成している。そして、下流側端部２４ｂには、銅又は銅合金で形成されたＬ字型管部材２４ｄが有する上向きに開口する端部が共晶接合されている。

このような逆Ｕ字管２４は、図５に示すように、そのＬ字型管部材２４ｄが有する水平方向に開口する端部が、膨張弁１４の銅又は銅合金で形成された第１ポート１４１の上流端に「ろう付け」により接続されている。また、逆Ｕ字管２４の上流側端部２４ｃは、図５に示す例においてアルミニウム又はアルミニウム合金で形成された冷媒管４ｉ（アルミニウム製冷媒管）の下流端に「ろう付け」により接続されている。

このような構成により、膨張弁１４の第１ポート１４１に付着した水分が、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成された逆Ｕ字管２４及びこれに接続された冷媒管４ｉへと移動するのを防止することができる。また、Ｕ字部分２４ａに付着した水分については、膨張弁１４の第１ポート１４１側へと移動させることができる。更に、逆Ｕ字管２４には予め銅又は銅合金で形成されたＬ字型直管部材２４ｄを接合しているため、逆Ｕ字管２４とアルミニウム又はアルミニウム合金で形成された冷媒管４ｉとの接続作業はいうまでもなく、逆Ｕ字管２４と銅又は銅合金で形成された膨張弁１４の第１ポート１４１との接続作業も現場において容易に行える。

なお、逆Ｕ字管２４の下流側端部２４ｂを、図３（ａ）を用いて説明した逆Ｕ字管２２の下流側延設部２２ｂのように水平方向へ転向させ、その先に、Ｌ字型直管部材２４ｄに換えて短寸直管部材２２ｄを共晶接合するようにしてもよい。また、上述した説明では、Ｕ字管２１、逆Ｕ字管２２，２３，２４において、アルミニウム又はアルミニウム合金から成る管部材と、銅又は銅合金から成る管部材とを「共晶接合」した構成を例示したが、これらの管部材同士の接合態様はこれに限られず、他の接合態様を採用してもよい。例えば、フラッシュバットと呼ばれる局所的に大電流を流して接合する方法や、塗装、ロウ付け、熱収縮チューブ等を利用しても良いし、これらの組合せであっても良い。また、本実施の形態では図１に示したＰ１〜Ｐ４の４つのポイントにＵ字部又は逆Ｕ字部を設けることを説明したが、アルミニウム又はアルミニウム合金から成る管部材と、銅又は銅合金から成る管部材との接続箇所であれば、その他の箇所にも適用することができる。

更に、アルミニウム製冷媒管及び銅製冷媒管を接続する場合だけでなく、イオン化傾向が相対的に大きく腐食しやすい材質から成る管部材と、相対的に小さい材質から成る管部材とを接続する場合にも、本発明思想を適用することができる。この場合、イオン化傾向が相対的に大きい管部材を上述したアルミニウム製冷媒管に見立て、イオン化傾向が相対的に小さい管部材を上述した銅製冷媒管に見立てて、それぞれ構成すればよい。

本発明は、銅製冷媒管に接続されるアルミニウム製冷媒管の腐食をより適切に防止することができる冷凍サイクル装置を提供することができる。

１ 空気調和機
２ 第１熱交換器（室外熱交換器）
３ 第２熱交換器（室内熱交換器）
４ 周回経路
４ｇ 冷媒管（銅製冷媒管）
４ｈ 冷媒管（アルミニウム製冷媒管）
４ｉ 冷媒管（銅製冷媒管）
１２ 四方弁
１３ 圧縮機
１４ 膨張弁
２１ Ｕ字管（Ｕ字部）
２２ 逆Ｕ字管（逆Ｕ字部）
２３ 逆Ｕ字管（逆Ｕ字部）
２３ 逆Ｕ字管（逆Ｕ字部）

Claims (7)

1. 第１熱交換器と第２熱交換器とを備え、これら第１熱交換器及び第２熱交換器の間に設けた配管に沿って冷媒を通流させて冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置であって、
   前記冷凍サイクルの一部を構成してアルミニウム又はアルミニウム合金を含むアルミニウム製冷媒管と、前記冷凍サイクルの他の一部を構成して前記アルミニウム製冷媒管に接続される銅又は銅合金を含む銅製冷媒管と、を備え、
   前記アルミニウム製冷媒管は、前記第１熱交換器に配設されており、外部に接続する一端は前記第１熱交換器から突出し、
   前記アルミニウム製冷媒管と前記第１熱交換器の外に設けられた前記銅製冷媒管との接続箇所付近に、前記第１熱交換器との接続部とは反対側の端部に前記銅製冷媒管を水平方向に延設した延設部を備えて前記銅製冷媒管を下側に凸形状としたＵ字部が設けられ、
   前記Ｕ字部は、前記延設部が、前記第１熱交換器との接続部より上方に設けられていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記アルミニウム製冷媒管は、前記第１熱交換器の上側と下側とで前記銅製冷媒管に接続されており、上側の接続箇所付近では、前記銅製冷媒管に前記Ｕ字部が設けられ、下側の接続箇所付近では、前記アルミニウム製冷媒管を上側に凸形状とした逆Ｕ字部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 上側の前記Ｕ字部を通る鉛直線に対し、下側の前記アルミニウム製冷媒管と前記銅製冷媒管との接続箇所は、水平方向にオフセットして位置していることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記冷凍サイクル上に配設されて、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間を通流する冷媒の圧力を降圧させる膨張弁を更に備え、
   該膨張弁は、前記第１熱交換器との間を連通するアルミニウム製冷媒管に接続される銅製冷媒管を有し、前記膨張弁が有する前記銅製冷媒管と前記アルミニウム製冷媒管との接続箇所付近に、前記逆Ｕ字部又は前記Ｕ字部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記冷凍サイクル上に配設されて、低温低圧の冷媒を圧縮して昇圧高温化する圧縮機と、前記冷凍サイクル上の冷媒の通流方向を切り換える四方弁と、を更に備え、
   前記四方弁は、冷房運転時に前記圧縮機からの気化した冷媒が流入するポートに、前記圧縮機との間を連通するアルミニウム製冷媒管に接続される前記銅製冷媒管が用いられており、前記四方弁が有する前記銅製冷媒管と前記アルミニウム製冷媒管との接続箇所付近に、前記逆Ｕ字部又は前記Ｕ字部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記逆Ｕ字部は、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成された管部材で構成され、該管部材の一端には、銅又は銅合金で形成された直管状の管部材が共晶接合されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記Ｕ字部は、銅又は銅合金で形成された管部材で構成され、該管部材の一端には、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成された直管状の管部材が共晶接合されていることを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の冷凍サイクル装置。

Images