JP2020046173A - 室外機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＦＯ−１１２３を使用しても安全性を確保することができる室外機及び冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。【解決手段】室外機は、１，１，２−トリフルオロエチレンを含む混合冷媒が循環する冷凍サイクル装置に用いられる室外機であって、筐体と、混合冷媒が流れる冷媒配管と、送風機と、筐体に収納され、冷媒配管の一部を構成する配管を有し、送風機によって筐体の内部に吸い込まれた室外空気と、配管を流れる混合冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、を備え、室外熱交換器の配管には、曲がり部が形成され、曲がり部は、冷媒配管の他の部分よりも耐圧が低い破断誘導構造を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、１，１，２−トリフルオロエチレンを使用する冷凍サイクル装置の室外機、及び該室外機を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

近年、地球温暖化防止の観点より、温室効果ガスの削減が求められている。空気調和機等の冷凍サイクル装置に用いられている冷媒についても、地球温暖化係数（ＧＷＰ）のより低いものが検討されている。現在、空気調和機用として広く用いられているＲ４１０ＡのＧＷＰは２０８８と非常に大きい値である。近年導入され始めているジフルオロメタン（Ｒ３２）のＧＷＰも６７５とかなり大きい値になっている。

ＧＷＰの低い冷媒としては、二酸化炭素（Ｒ７４４：ＧＷＰ＝１）、アンモニア（Ｒ７１７：ＧＷＰ＝０）、プロパン（Ｒ２９０：ＧＷＰ＝６）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｙｆ：ＧＷＰ＝４）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｚｅ：ＧＷＰ＝６）等がある。

これらの低ＧＷＰ冷媒は、下記の課題があるため、一般的な空気調和機に適用することは困難である。
・Ｒ７４４：動作圧力が非常に高いため、耐圧確保の課題がある。また、臨界温度が３１℃と低いため、空気調和機用途での性能の確保が課題となる。
・Ｒ７１７：高毒性であるため、安全確保の課題がある。
・Ｒ２９０：強燃性であるため、安全確保の課題がある。
・Ｒ１２３４ｙｆ及びＲ１２３４ｚｅ：低動作圧で体積流量が大きくなるため、圧力損失増大による性能低下の課題がある。

上記の課題を解決する冷媒として、１，１，２−トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３）がある（例えば、特許文献１参照）。この冷媒には、特に、以下の利点がある。
・動作圧力が高く、冷媒の体積流量が小さいため、圧力損失が小さく、性能を確保しやすい。
・ＧＷＰが１未満であり、地球温暖化対策として優位性が高い。

国際公開第２０１２／１５７７６４号

Ａｎｄｒｅｗ Ｅ． Ｆｅｉｒｉｎｇ， Ｊｏｎ Ｄ． Ｈｕｌｂｕｒｔ， "Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｅｆｌａｇｒａｔｉｏｎ"， Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｎｅｗｓ （２２ Ｄｅｃ １９９７） Ｖｏｌ． ７５， Ｎｏ． ５１， ｐｐ． ６

ＨＦＯ−１１２３には、下記の課題がある。
（１）高温高圧の状態において、着火エネルギーが加わると、爆発が発生する（例えば、非特許文献１参照）。

このため、ＨＦＯ−１１２３を冷凍サイクル装置に適用するには、上記の課題を解決する必要がある。

上記の課題については、不均化反応の連鎖によって爆発が発生することが明らかになった。この現象が発生する条件は、下記の２点である。
（１ａ）冷凍サイクル装置（特に、圧縮機）の内部に着火エネルギー（高温部）が発生し、不均化反応が起こる。
（１ｂ）高温高圧の状態において、不均化反応が連鎖して拡散する。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、ＨＦＯ−１１２３を使用しても安全性を確保することができる室外機及び冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。

本発明に係る室外機は、１，１，２−トリフルオロエチレンを含む混合冷媒が循環する冷凍サイクル装置に用いられる室外機であって、筐体と、前記混合冷媒が流れる冷媒配管と、送風機と、前記筐体に収納され、前記冷媒配管の一部を構成する配管を有し、前記送風機によって前記筐体の内部に吸い込まれた室外空気と、前記配管を流れる前記混合冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、を備え、前記室外熱交換器の前記配管には、曲がり部が形成され、前記曲がり部は、前記冷媒配管の他の部分よりも耐圧が低い破断誘導構造を有するものである。
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、上述の室外機を備えたものである。

本発明に係る室外機を用いて冷凍サイクル装置を構成することにより、混合冷媒の圧力が異常上昇した場合、破断誘導構造部分で配管が破断するため、混合冷媒を配管外部に放出することができる。このため、１，１，２−トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３）の不均化反応が連鎖反応として拡散することを防止でき、不均化反応による爆発を防止できる。
また、本発明に係る室外機は、破断誘導構造を曲がり部に備えているので、小規模で飛散物が無い又は少ない状態で破断誘導構造を破断させることができる。さらに、本発明に係る室外機は、破断誘導構造と筐体の外部との間に板を備えているので、破断箇所から吹き出した混合冷媒が室外機の外部に噴出することも防止できる。
したがって、本発明に係る室外機を用いて冷凍サイクル装置を構成することにより、ＨＦＯ−１１２３を使用しても安全性を確保することができる冷凍サイクル装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る室外機を備えた冷凍サイクル装置の回路図である。 本発明の実施の形態１に係る室外熱交換器を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る室外機を上方から示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係るＵベントを示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係る室外熱交換器の曲がり部を示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る室外熱交換器の曲がり部を示す断面図である。 本発明の実施の形態５に係るＵベントを示す側面図である。 本発明の実施の形態６に係る室外機を備えた冷凍サイクル装置の回路図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る室外機を備えた冷凍サイクル装置の回路図である。
本実施の形態１において、冷凍サイクル装置１００は、空気調和機である。なお、冷凍サイクル装置１００が空気調和機以外の機器（例えば、ヒートポンプサイクル装置）であっても、本実施の形態１に係る室外機１１０を適用することができる。

冷凍サイクル装置１００は、冷媒が循環する冷媒回路５０を備える。冷媒回路５０は、圧縮機１、流路切替装置２、室外熱交換器１０、膨張弁３、及び室内熱交換器４が冷媒配管で接続されて構成されている。

圧縮機１は、吸入口から吸入した低圧のガス冷媒を圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出口１ａから吐出するものである。なお、本実施の形態１に係る圧縮機１は、吸入口に、液冷媒とガス冷媒とを分離する吸入マフラ１ｂが設けられている。流路切替装置２は、例えば四方弁であり、圧縮機１の吐出口１ａと冷媒配管で接続されている。流路切替装置２は、圧縮機１から吐出された高圧ガス冷媒の流入先を室外熱交換器１０又は室内熱交換器４に切り替えるものである。

室外熱交換器１０は、冷房時には凝縮器として動作し、圧縮機１により圧縮された冷媒を放熱させるものである。また、室外熱交換器１０は、暖房時には蒸発器として動作し、室外空気と膨張弁３で膨張した冷媒との間で熱交換を行って冷媒を加熱するものである。本実施の形態１に係る室外熱交換器１０は、例えばフィンチューブ型熱交換器であり、次のような構成となっている。

図２は、本発明の実施の形態１に係る室外熱交換器を示す側面図である。
室外熱交換器１０は、規定間隔を開けて並設された複数のフィン１１と、規定間隔を開けて並設され、フィン１１を貫通する複数の伝熱管１２とを有する。また、室外熱交換器１０は、２つの伝熱管１２を接続する曲がり部１３を有する。例えば、曲がり部１３は、１本の配管をヘアピン状に曲げることにより、２つの伝熱管１２と一体で形成される。また例えば、曲がり部１３は、伝熱管１２とは別体のＵベント１３ａで構成される場合もある。Ｕベント１３ａは、２つの伝熱管１２とロウ付けにより接続される。

再び図１に着目すると、膨張弁３は、凝縮器で放熱した冷媒を、つまり膨張弁３に流入した冷媒を膨張させるものである。室内熱交換器４は、暖房時には凝縮器として動作し、圧縮機１により圧縮された冷媒を放熱させるものである。また、室内熱交換器４は、冷房時には蒸発器として動作し、室内空気と膨張弁３で膨張した冷媒との間で熱交換を行って冷媒を加熱するものである。室内熱交換器４は、例えばフィンチューブ型熱交換器である。なお、冷凍サイクル装置１００が冷房又は暖房のうちの一方のみを行うものの場合、流路切替装置２は必要ない。

本実施の形態１において、冷媒回路５０を循環する冷媒としては、１，１，２−トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３）と、該ＨＦＯ−１１２３とは異なる他の冷媒とを混合した混合冷媒が使用される。

好適な冷媒として、ＨＦＯ−１１２３とジフルオロメタン（Ｒ３２）との混合冷媒を使用することができる。なお、前記他の冷媒として、Ｒ３２以外に、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｙｆ）、トランス−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ））、シス−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｚｅ（Ｚ））、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）、１，１，１，２，２−ペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）を用いてもよい。また、前記他の冷媒としてこれらの冷媒のうちの少なくとも２つを採用し、ＨＦＯ−１１２３と混合してもよい。

上述した冷媒回路５０の各構成は、室外機１１０又は室内機１２０に収納される。詳しくは、室内熱交換器４は、室内機１２０に収納されている。また、圧縮機１、流路切替装置２、室外熱交換器１０、及びこれらを接続する冷媒配管が、室外機１１０に収納されている。つまり、これらを接続する冷媒配管が、本発明における「室外機の筐体に収納された配管」となる。また、室外熱交換器１０を構成する伝熱管１２、曲がり部１３及びＵベント１３ａもまた、本発明における「室外機の筐体に収納された配管」となる。なお、膨張弁３は、室外機１１０又は室内機１２０に収納される。図１では、膨張弁３を室外機１１０に収納した例を示している。

また、室外機１１０と室内機１２０とは、冷媒回路５０に設けられた開閉弁５５によって、接続及び分離が可能になっている。つまり、室外機１１０及び室内機１２０は、それぞれを設置箇所に設置した後に、開閉弁５５で接続可能となっている。例えば、室外機１１０に混合冷媒を封入し、開閉弁５５を閉じた状態で、該室外機１１０を設置箇所に設置する。また、室内機１２０を設置箇所に設置する。その後、開閉弁５５で室外機１１０と室内機１２０とを接続し、開閉弁５５を開く。これにより、冷媒回路５０内を混合冷媒が循環できるようになり、冷凍サイクル装置１００が使用可能となる。

図３は、本発明の実施の形態１に係る室外機を上方から示す断面図である。
以下、図３を用いて、室外機１１０に収納されている各構成の具体的な配置について説明する。

室外機１１０は、鋼板等の板で形成された略直方体の筐体１１１を備えている。この筐体１１１の内部は、鋼板等の板である仕切板１１２により、機械室１１３と送風室１１４とに仕切られている。換言すると、筐体１１１は、機械室１１３及び送風室１１４を備えている。また、送風室１１４には、背面部及び左側面部に吸込口１１４ａが形成されており、前面部に吹出口１１４ｂが形成されている。

送風室１１４には、フィン１１が吸込口１１４ａと対向するように、室外熱交換器１０が収納されている。また、送風室１１４には、吹出口１１４ｂと対向して、例えばプロペラファンである送風機２０が設けられている。すなわち、送風機２０が駆動することにより、吸込口１１４ａから送風室１１４内に室外空気が吸い込まれ、吹出口１１４ｂから吹き出される構成となっている。そして、送風室１１４内に吸い込まれる空気は、室外熱交換器１０を通過する際、室外熱交換器１０を流れる混合冷媒と熱交換する。

ここで、室外熱交換器１０の曲がり部１３は、吸込口１１４ａと対向しない位置に配置されている。詳しくは、図２で示したように、室外熱交換器１０の両端部には、曲がり部１３が形成されている。一方の端部の曲がり部１３は、送風室１１４の左側面部に形成された吸込口１１４ａよりも前方に配置されている。つまり、本実施の形態１に係る室外機１１０は、当該曲がり部１３と室外機１１０の筐体１１１の外部との間に、送風室１１４の左側面部の前側部分を構成する板１１１ｄと、送風室１１４の前面部の左側部分を構成する板１１１ｅとを備えている。また、他方の端部の曲がり部１３は、機械室１１３に収納されている。つまり、本実施の形態１に係る室外機１１０は、当該曲がり部１３と室外機１１０の筐体１１１の外部との間に、機械室１１３を構成する板１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃと仕切板１１２とを備えている。なお、本実施の形態１においては、機械室１１３に収納されている側の曲がり部１３を、Ｕベント１３ａとしている。

また、機械室１１３には、圧縮機１及び流路切替装置２等も収納されている。

上述のように構成された冷凍サイクル装置１００を運転した場合、冷媒回路５０を循環する混合冷媒は、圧縮機１の吐出口１ａから膨張弁３の流入口までの混合冷媒が高圧側となり、膨張弁３の流出口から圧縮機１の吸入口までの混合冷媒が低圧側となる。本実施の形態１においては、混合冷媒中のＨＦＯ−１１２３の比率が、１ｗｔ％以上で３５ｗｔ％以下となっている。このような混合冷媒の場合、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力は、ＨＦＯ−１１２３とは異なる他の冷媒の種類にかかわらず、略４ＭＰａ以下となる。

ここで、冷凍サイクル装置１００が例えば以下のような状態になった場合、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇する場合がある。
（１）室外熱交換器１０が凝縮器として動作している状態において、送風機２０が停止した場合、室外熱交換器１０内を流れる高温高圧のガス冷媒が凝縮できず、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇する。
（２）室外熱交換器１０が凝縮器として動作している状態において、室外機１１０の吸込口１１４ａ又は吹出口１１４ｂの近傍に物が置かれた場合、送風室１１４を通過する室外空気の量が減少するため、室外熱交換器１０内を流れる高温高圧のガス冷媒が凝縮できず、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇する。
（３）開閉弁５５を開き忘れた状態で冷凍サイクル装置１００の運転を開始した結果、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇する。
（４）経年劣化等によって冷媒回路５０内が詰まり、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇する。

また、上述のように、混合冷媒に含まれるＨＦＯ−１１２３は、高温高圧の状態において不均化反応が連鎖して拡散する。このため、例えば圧縮機１内の着火源（モータ、該モータに電力供給する配線等）等からＨＦＯ−１１２３に着火すると、ＨＦＯ−１１２３の不均化反応が連鎖反応として拡散し、不均化反応による爆発が発生することが懸念される。

そこで、本実施の形態１に係る室外機１１０は、室外熱交換器１０の曲がり部１３に、冷媒回路５０を構成する配管の他の部分よりも耐圧が低い破断誘導構造３０を備えている。具体的には、本実施の形態１に係る破断誘導構造３０は、次のような構成となっている。なお、以下では、Ｕベント１３ａに破断誘導構造３０を備える例について説明する。

図４は、本発明の実施の形態１に係るＵベントを示す側面図である。なお、図４は、一部を断面として示している。
図４に示すように、本実施の形態１に係る破断誘導構造３０は、切り欠き３１を有する切り欠き構造となっている。この切り欠き３１は、配管の外周に、例えば全周において形成されている。これにより、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇した際、破断誘導構造３０が破断するため、混合冷媒を配管外部に放出することができ、冷媒回路５０中の圧力を開放することができる。このため、ＨＦＯ−１１２３の不均化反応が連鎖反応として拡散することを防止でき、不均化反応による爆発を防止できる。

また、本実施の形態１においては、曲がり部１３であるＵベント１３ａが破断する構成としているので、破断を小規模にでき、飛散物が無い又は少ない状態にすることもできる。ここで、当該効果を詳しく説明するにあたり、Ｕベント１３ａを図４に示す状態で観察することとする。すなわち、便宜上、Ｕベント１３ａの上側端部に接続された伝熱管１２を伝熱管１２ａと称し、Ｕベント１３ａの下側端部に接続された伝熱管１２を伝熱管１２ｂと称し、Ｕベント１３ａにおける切り欠き３１よりも上側となる部分を上部分１３ａ１と称し、Ｕベント１３ａにおける切り欠き３１よりも下側となる部分を下部分１３ａ２と称することとする。

切り欠き３１が破断した際、切り欠き３１から吹き出す混合冷媒の勢いにより、Ｕベント１３ａの上部分１３ａ１には、上方へ押し上げられる力が作用する。この力は、上部分１３ａ１に接続された伝熱管１２ａにも作用する。しかしながら、直線状配管である伝熱管１２ａの反力により、上部分１３ａ１は下方へ押し下げられる。同様に、切り欠き３１が破断した際、切り欠き３１から吹き出す混合冷媒の勢いにより、Ｕベント１３ａの下部分１３ａ２には、下方へ押し下げられる力が作用する。この力は、下部分１３ａ２に接続された伝熱管１２ｂにも作用する。しかしながら、直線状配管である伝熱管１２ｂの反力により、下部分１３ａ２は上方へ押し上げられる。このため、切り欠き３１が破断した際、Ｕベント１３ａの上部分１３ａ１及び下部分１３ａ２の移動が小さくなり、Ｕベント１３ａの破断を小さくすることができる。また、Ｕベント１３ａの上部分１３ａ１及び下部分１３ａ２の移動が小さくなることにより、上部分１３ａ１及び下部分１３ａ２が近傍の部品と干渉することを抑制できるので、飛散物が無い又は少ない状態にすることもできる。

さらに、本実施の形態１においては、Ｕベント１３ａを、機械室１１３に収納している。つまり、切り欠き３１を備えたＵベント１３ａと室外機１１０の筐体１１１の外部との間に、機械室１１３を構成する板１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃと仕切板１１２とを備えている。このため、破断箇所である切り欠き３１から吹き出した混合冷媒が室外機１１０の外部に噴出することも防止できる。

したがって、本実施の形態１に係る室外機１１０を用いて冷凍サイクル装置１００を構成することにより、ＨＦＯ−１１２３を使用しても安全性を確保することができる冷凍サイクル装置１００を得ることができる。

なお、切り欠き３１は、Ｕベント１３ａを貫通せず、Ｕベント１３ａにおける切り欠き３１が形成されていない箇所の肉厚の３０％以上の深さとすることが好ましい。換言すると、Ｕベント１３ａにおける切り欠き３１が形成されていない箇所の肉厚をｔ、切り欠き３１の深さをｄとすると、０．３ｔ≦ｄ＜ｔとすることが好ましい。このように切り欠き３１の深さを設定することにより、耐圧差が明確となり、破断誘導構造３０を他の配管部分よりも確実に早く破断させることができる。

また、本実施の形態１のように混合冷媒中のＨＦＯ−１１２３の比率が３５ｗｔ％以下となっている場合、破断誘導構造３０が１０ＭＰａ〜１５ＭＰａで破断する構成とすることが好ましい。詳しくは、圧縮機１のモータの巻線及び該モータに電力供給する配線を被覆する樹脂は、一般的に、２３０℃〜２５０℃程度の耐熱性を有する。このため、当該樹脂が溶けて巻線又は配線が露出する温度は、約３００℃と想定される。そこで、発明者らは、３００℃の環境下において、ＨＦＯ−１１２３の比率が３５ｗｔ％以下の混合冷媒を用いた場合、どの程度の圧力でＨＦＯ−１１２３の不均化反応が連鎖反応として拡散するのかを検証した。検証の結果、１５ＭＰａよりも高圧になると、ＨＦＯ−１１２３の不均化反応が連鎖反応として拡散することがわかった。また、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が上述のように異常上昇する場合、当該高圧側の圧力が１０ＭＰａ近傍まで上昇する場合があることもわかった。したがって、本実施の形態１のように混合冷媒中のＨＦＯ−１１２３の比率が３５ｗｔ％以下となっている場合、破断誘導構造３０が１０ＭＰａ〜１５ＭＰａで破断する構成とすることが好ましい。

また、本実施の形態１では、室外熱交換器１０の曲がり部１３のうち、機械室１１３に収納された曲がり部１３に破断誘導構造３０である切り欠き３１を設けた。これに限らず、送風室１１４に配置された曲がり部１３に切り欠き３１を設けてもよい。当該曲がり部１３と室外機１１０の筐体１１１の外部との間には、上述のように、送風室１１４の左側面部の前側部分を構成する板１１１ｄと、送風室１１４の前面部の左側部分を構成する板１１１ｅとを備えている。このため、機械室１１３に収納された曲がり部１３に切り欠き３１を設けても、切り欠き３１から吹き出した混合冷媒が室外機１１０の外部に噴出することを防止できる。ただし、送風室１１４には、吸込口１１４ａ及び吹出口１１４ｂといった大きな開口部が形成されている。一方、機械室１１３には、このような大きな開口部がない。このため、機械室１１３に収納された曲がり部１３に切り欠き３１を設けた方が、切り欠き３１から吹き出した混合冷媒が室外機１１０の外部に噴出することをより防止できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、破断誘導構造３０として切り欠き構造を採用した。しかしながら、破断誘導構造３０の構造は、切り欠き構造に限定されるものではなく、例えば次のような構造としてもよい。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図５は、本発明の実施の形態２に係る室外熱交換器の曲がり部を示す断面図である。なお、図５（Ａ）は、後述する薄肉部３２の断面を示している。図５（Ｂ）は、曲がり部１３における薄肉部３２以外の箇所の断面を示している。
本実施の形態２に係る室外熱交換器１０の曲がり部１３の一部には、該曲がり部１３の他の箇所よりも肉厚の薄い薄肉部３２が形成されている。そして、本実施の形態２では、該薄肉部３２を破断誘導構造３０としている。換言すると、本実施の形態２に係る破断誘導構造３０は、薄肉構造となっている。

薄肉部３２の耐圧は、曲がり部１３における薄肉部３２以外の箇所の耐圧よりも低くなる。したがって、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇した際、薄肉部３２が破断するため、混合冷媒を配管外部に放出することができ、冷媒回路５０中の圧力を開放することができる。このため、薄肉部３２を破断誘導構造３０とした場合でも、ＨＦＯ−１１２３の不均化反応が連鎖反応として拡散することを防止でき、不均化反応による爆発を防止できる。

ここで、薄肉部３２は、薄肉化率を７０％以下にすることが好ましい。薄肉化率は、薄肉部３２の肉厚をｔ３、曲がり部１３における薄肉部３２以外の箇所の肉厚をｔ４とした場合、ｔ３／ｔ４で定義するものとする。つまり、薄肉部３２は、ｔ３／ｔ４≦０．７とすることが好ましい。このように薄肉部３２の薄肉化率を設定することにより、耐圧差が明確となり、破断誘導構造３０を他の配管部分よりも確実に早く破断させることができる。薄肉部３２の薄肉化率の下限値は、破断誘導構造３０が破断する圧力の下限値に応じて、適宜決定すればよい。

なお、本実施の形態２では、曲がり部１３を断面視した場合、配管の全周に渡って肉厚を薄くし、配管の全周に渡って薄肉部３２を形成した。しかしながら、これに限らず、曲がり部１３を断面視した場合、全周のうちの一部の肉厚を薄くし、当該部分を薄肉部３２としてもよい。

また、本実施の形態２で示した破断誘導構造３０の構造と、実施の形態１で示した破断誘導構造３０の構造とを組み合わせても、勿論よい。つまり、薄肉部３２に切り欠き３１を形成し、破断誘導構造３０としてもよい。実施の形態１，２に示した構造を組み合わせて破断誘導構造３０を構成することにより、破断誘導構造３０をより狙い値に近い圧力で破断させることができ、破断誘導構造３０が破断する圧力範囲の幅を小さくすることができる。すなわち、冷凍サイクル装置１００の運転をより安定させることができる。

実施の形態３．
破断誘導構造３０の構造は、実施の形態１，２に限定されるものではなく、例えば次のような構造としてもよい。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図６は、本発明の実施の形態３に係る室外熱交換器の曲がり部を示す断面図である。なお、図６（Ａ）は、後述する扁平部３３の断面を示している。図６（Ｂ）は、曲がり部１３における扁平部３３以外の箇所の断面を示している。
本実施の形態３に係る室外熱交換器１０の曲がり部１３の一部は、外周部の断面が略楕円形状となった扁平部３３となっている。また、曲がり部１３における扁平部３３以外の箇所は、円管状に形成されており、外周部の断面が円状になっている。そして、本実施の形態３では、該扁平部３３を破断誘導構造３０としている。換言すると、本実施の形態３に係る破断誘導構造３０は、扁平構造となっている。

扁平部３３の耐圧は、曲がり部１３における扁平部３３以外の箇所である円管部分の耐圧よりも低くなる。したがって、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇した際、扁平部３３が破断するため、混合冷媒を配管外部に放出することができ、冷媒回路５０中の圧力を開放することができる。このため、扁平部３３を破断誘導構造３０とした場合でも、ＨＦＯ−１１２３の不均化反応が連鎖反応として拡散することを防止でき、不均化反応による爆発を防止できる。

ここで、扁平部３３は、扁平率を１０％以上にすることが好ましい。扁平率は、扁平部３３の外周部の断面における長半径をｄ１、扁平部３３の外周部の断面における短半径をｄ２、曲がり部１３における扁平部３３以外の箇所の外周部の断面の直径をｄ３とした場合、（ｄ１−ｄ２）／ｄ３で定義するものとする。つまり、扁平部３３は、（ｄ１−ｄ２）／ｄ３≧０．１とすることが好ましい。このように扁平部３３の扁平率を設定することにより、耐圧差が明確となり、破断誘導構造３０を他の配管部分よりも確実に早く破断させることができる。扁平部３３の扁平率の上限値は、破断誘導構造３０が破断する圧力の下限値に応じて、適宜決定すればよい。

なお、曲がり部１３全体を扁平部３３としてもよい。当該曲がり部１３の耐圧が冷媒回路５０を構成する配管の他の部分よりも低くなる。したがって、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇した際、扁平部３３である曲がり部１３が破断して、混合冷媒を配管外部に放出することができ、冷媒回路５０中の圧力を開放することができる。このため、曲がり部１３全体を扁平部３３とした場合でも、ＨＦＯ−１１２３の不均化反応が連鎖反応として拡散することを防止でき、不均化反応による爆発を防止できる。曲がり部１３全体を扁平部３３とする場合も、扁平率を１０％以上にすることが好ましい。扁平率は、ｄ３＝（ｄ１＋ｄ２）／２と近似することにより、（ｄ１−ｄ２）／｛（ｄ１＋ｄ２）／２｝で定義することができる。

また、本実施の形態３で示した破断誘導構造３０の構造と、実施の形態１，２で示した破断誘導構造３０の構造とを組み合わせても、勿論よい。例えば、扁平部３３に薄肉部３２及び切り欠き３１のうちの少なくとも一方を形成し、破断誘導構造３０としてもよい。実施の形態１〜実施の形態３に示した構造を組み合わせて破断誘導構造３０を構成することにより、破断誘導構造３０をより狙い値に近い圧力で破断させることができ、破断誘導構造３０が破断する圧力範囲の幅を小さくすることができる。すなわち、冷凍サイクル装置１００の運転をより安定させることができる。

実施の形態４．
破断誘導構造３０の構造は、実施の形態１〜実施の形態３に限定されるものではなく、例えば次のような構造としてもよい。なお、本実施の形態４において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

本実施の形態４に係る室外熱交換器１０の曲がり部１３は、金属製である。そして、本実施の形態４に係る室外熱交換器１０の曲がり部１３は、その一部に、該曲がり部の他の箇所よりも結晶の粒径が大きくなった粗大部が形成されている。曲がり部１３の一部を加熱することにより、他の箇所よりも結晶の粒径が大きくなり、粗大部を形成することができる。そして、本実施の形態４では、該粗大部を破断誘導構造３０としている。換言すると、本実施の形態４に係る破断誘導構造３０は、結晶粗大構造となっている。

粗大部の耐圧は、曲がり部１３における粗大部以外の箇所の耐圧よりも低くなる。したがって、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇した際、粗大部が破断するため、混合冷媒を配管外部に放出することができ、冷媒回路５０中の圧力を開放することができる。このため、粗大部を破断誘導構造３０とした場合でも、ＨＦＯ−１１２３の不均化反応が連鎖反応として拡散することを防止でき、不均化反応による爆発を防止できる。

なお、本実施の形態４で示した破断誘導構造３０の構造と、実施の形態１〜実施の形態３で示した破断誘導構造３０の構造とを組み合わせても、勿論よい。例えば、粗大部に、扁平部３３、薄肉部３２及び切り欠き３１のうちの少なくとも１つを形成し、破断誘導構造３０としてもよい。実施の形態１〜実施の形態４に示した構造を組み合わせて破断誘導構造３０を構成することにより、破断誘導構造３０をより狙い値に近い圧力で破断させることができ、破断誘導構造３０が破断する圧力範囲の幅を小さくすることができる。すなわち、冷凍サイクル装置１００の運転をより安定させることができる。

実施の形態５．
Ｕベント１３ａに破断誘導構造３０を設ける場合、例えば次のような構造としてもよい。なお、本実施の形態５において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図７は、本発明の実施の形態５に係るＵベントを示す側面図である。
本実施の形態５に係るＵベント１３ａの例えば両端部には、該端部を押し広げた拡管部３４が形成されている。そして、拡管部３４に伝熱管１２を挿入した状態で、伝熱管１２と拡管部３４とをロウ付けし、伝熱管１２とＵベント１３ａを接続している。そして、本実施の形態５では、該拡管部３４を破断誘導構造３０としている。

Ｕベント１３ａの両端部を押し広げて拡管部３４を形成した場合、拡管部３４の肉厚が、曲がり部１３における拡管部３４以外の箇所の肉厚よりも薄くなる。このため、拡管部３４の耐圧は、曲がり部１３における拡管部３４以外の箇所の耐圧よりも低くなる。したがって、冷媒回路５０中の混合冷媒の高圧側の圧力が異常上昇した際、拡管部３４が破断するため、混合冷媒を配管外部に放出することができ、冷媒回路５０中の圧力を開放することができる。このため、拡管部３４を破断誘導構造３０とした場合でも、ＨＦＯ−１１２３の不均化反応が連鎖反応として拡散することを防止でき、不均化反応による爆発を防止できる。詳しくは、拡管部３４の端部は、伝熱管１２が挿入されているため、二重管構造となっている。このため、二重管構造となっていない拡管部３４の根本部分（図７のＺ部分）で、拡管部３４は破断する。

ここで、拡管部３４は、薄肉化率を７０％以下にすることが好ましい。薄肉化率は、拡管部３４の肉厚をｔ１、曲がり部１３における拡管部３４以外の箇所の肉厚をｔ２とした場合、ｔ１／ｔ２で定義するものとする。つまり、拡管部３４は、ｔ１／ｔ２≦０．７とすることが好ましい。このように拡管部３４の薄肉化率を設定することにより、耐圧差が明確となり、破断誘導構造３０を他の配管部分よりも確実に早く破断させることができる。拡管部３４の薄肉化率の下限値は、破断誘導構造３０が破断する圧力の下限値に応じて、適宜決定すればよい。

なお、本実施の形態５で示した破断誘導構造３０の構造と、実施の形態１〜実施の形態４で示した破断誘導構造３０の構造とを組み合わせても、勿論よい。例えば、拡管部３４に、粗大部、扁平部３３、薄肉部３２及び切り欠き３１のうちの少なくとも１つを形成し、破断誘導構造３０としてもよい。実施の形態１〜実施の形態５に示した構造を組み合わせて破断誘導構造３０を構成することにより、破断誘導構造３０をより狙い値に近い圧力で破断させることができ、破断誘導構造３０が破断する圧力範囲の幅を小さくすることができる。すなわち、冷凍サイクル装置１００の運転をより安定させることができる。

実施の形態６．
本発明に係る破断誘導構造３０が設けられる箇所は、室外熱交換器１０の曲がり部１３に限定されるものではない。例えば、次のような箇所に破断誘導構造３０を設けてもよい。なお、本実施の形態６において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態５のいずれかと同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図８は、本発明の実施の形態６に係る室外機を備えた冷凍サイクル装置の回路図である。
本実施の形態６に係る室外機１１０は、圧縮機１の吐出口１ａと流路切替装置２とを接続する冷媒配管に、つまり圧縮機１の吐出口１ａと流路切替装置２との間に、曲がり部６を備えている。上述のように、圧縮機１の吐出口１ａと流路切替装置２とを接続する冷媒配管は、本発明における「室外機の筐体に収納された配管」となる。また、図３からわかるように、圧縮機１及び流路切替装置２は機械室１１３に設けられているため、圧縮機１と流路切替装置２との接続箇所に設けられた曲がり部６もまた、機械室１１３に設けられている。つまり、曲がり部６と室外機１１０の筐体１１１の外部との間に、機械室１１３を構成する板１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃと仕切板１１２とを備えている。

したがって、実施の形態１〜実施の形態５で示した室外熱交換器１０の曲がり部１３と同様に曲がり部６を形成し、該曲がり部６に実施の形態１〜実施の形態５で示した破断誘導構造３０を設けることにより、実施の形態１〜実施の形態５と同様の効果を得ることができる。

特に、本実施の形態６のように曲がり部６に破断誘導構造３０を設けることにより、以下のような効果を得ることもできる。すなわち、冷凍サイクル装置１００が暖房運転する場合、室外熱交換器１０は蒸発器として動作する。このため、実施の形態１〜実施の形態５のように室外熱交換器１０の曲がり部１３に破断誘導構造３０を設けた場合、暖房運転時、破断誘導構造３０は冷媒回路５０における低圧側に配置されることとなる。したがって、暖房運転時、破断誘導構造３０は動作つまり破断しないこととなる。一方、本実施の形態６のように圧縮機１の吐出口１ａと流路切替装置２との間に曲がり部６を設け、該曲がり部６に破断誘導構造３０を備えることにより、暖房運転時及び冷房運転時の双方において、破断誘導構造３０は冷媒回路５０における高圧側に配置されることとなる。このため、本実施の形態６のように破断誘導構造３０を備えることにより、暖房運転時及び冷房運転時の双方において破断誘導構造３０を動作させることができる。

１ 圧縮機、１ａ 吐出口、１ｂ 吸入マフラ、２ 流路切替装置、３ 膨張弁、４ 室内熱交換器、６ 曲がり部、１０ 室外熱交換器、１１ フィン、１２（１２ａ，１２ｂ） 伝熱管、１３ 曲がり部、１３ａ Ｕベント（曲がり部）、１３ａ１ 上部分、１３ａ２ 下部分、２０ 送風機、３０ 破断誘導構造、３１ 切り欠き、３２ 薄肉部、３３ 扁平部、３４ 拡管部、５０ 冷媒回路、５５ 開閉弁、１００ 冷凍サイクル装置、１１０ 室外機、１１１ 筐体、１１１ａ〜１１１ｅ 板、１１２ 仕切板、１１３ 機械室、１１４ 送風室、１１４ａ 吸込口、１１４ｂ 吹出口、１２０ 室内機。

Claims (12)

1. １，１，２−トリフルオロエチレンを含む混合冷媒が循環する冷凍サイクル装置に用いられる室外機であって、
   筐体と、
   前記混合冷媒が流れる冷媒配管と、
   送風機と、
   前記筐体に収納され、前記冷媒配管の一部を構成する配管を有し、前記送風機によって前記筐体の内部に吸い込まれた室外空気と、前記配管を流れる前記混合冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、
   を備え、
   前記室外熱交換器の前記配管には、曲がり部が形成され、
   前記曲がり部は、前記冷媒配管の他の部分よりも耐圧が低い破断誘導構造を有する室外機。
2. 前記破断誘導構造と前記筐体の外部との間に板を備えた請求項１に記載の室外機。
3. 前記筐体は、該筐体の外部から前記筐体の内部に前記室外空気を吸い込む吸込口を有し、
   前記曲がり部は、前記吸込口と対向しない位置に配置されている請求項１又は請求項２に記載の室外機。
4. 前記曲がり部は、前記室外熱交換器の端部に形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の室外機。
5. 前記室外熱交換器の前記配管は、前記曲がり部と、前記曲がり部の一端に接続された第１の直線状配管と、前記曲がり部の他端に接続された第２の直線状配管と、を有し、
   前記曲がり部は、前記第１の直線状配管および前記第２の直線状配管と一体で形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の室外機。
6. 前記室外熱交換器の前記配管は、前記曲がり部と、前記曲がり部の一端に接続された第１の直線状配管と、前記曲がり部の他端に接続された第２の直線状配管と、を有し、
   前記曲がり部は、前記第１の直線状配管および前記第２の直線状配管とは別体に形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の室外機。
7. 前記破断誘導構造は、前記配管の外周に形成された切り欠きである請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の室外機。
8. 前記曲がり部の一部に、該曲がり部の他の箇所よりも肉厚の薄い薄肉部が形成されており、
   前記破断誘導構造は、該薄肉部である請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の室外機。
9. 前記曲がり部に、外周部の断面が楕円形状の扁平部が形成されており、
   前記破断誘導構造は、該扁平部である請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の室外機。
10. 前記曲がり部は金属製であり、
    前記曲がり部の一部に、該曲がり部の他の箇所よりも結晶の粒径が大きい粗大部が形成されており、
    前記破断誘導構造は、該粗大部である請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の室外機。
11. 圧縮機と、
    該圧縮機の吐出口と前記配管で接続され、前記圧縮機から吐出された前記混合冷媒の流入先を切り替える流路切替装置と、
    を有し、
    前記圧縮機の前記吐出口と前記流路切替装置との間に前記曲がり部を備えた請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の室外機。
12. 請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の室外機を備えた冷凍サイクル装置。

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