JP2021121762A - 冷媒配管、及び、冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
Description
冷凍装置の冷媒回路を構成する冷媒配管であって、
第1配管と、第2配管とを備え、
前記第1配管が、ステンレスからなる配管本体と、前記配管本体の管軸方向の端部に設けられかつステンレスとは異なる材料からなる接続管とを有し、
前記接続管が、前記配管本体の前記端部から管軸方向へ突出する突出部を有し、
前記第2配管が、前記接続管と同一材料からなり、管軸方向の端部に配置された第2大径部と、前記第2大径部よりも径が小さい第2小径部と、前記第2大径部と前記第2小径部との間に配置された段差部と、を備えており、
前記接続管が、前記第2大径部に挿入され、
前記突出部が、前記段差部に接触し、
前記接続管の外周面が前記第2大径部の内周面に接続される。
冷凍装置の冷媒回路を構成する冷媒配管であって、
第1配管と、第2配管とを備え、
前記第1配管が、ステンレスからなる配管本体と、前記配管本体の管軸方向の端部に設けられかつステンレスとは異なる材料からなる接続管とを有し、
前記接続管が、前記配管本体の前記端部から管軸方向へ突出する突出部を有し、
前記第2配管が、前記接続管と主成分が同一の材料からなり、管軸方向の端部に配置された第2大径部と、前記第2大径部よりも径が小さい第2小径部と、前記第2大径部と前記第2小径部との間に配置された段差部と、を備えており、
前記接続管が、前記第2大径部に挿入され、
前記突出部が、前記段差部に接触し、
前記接続管の外周面が前記第2大径部の内周面に接続される。
このように接続部と第2配管とが、主成分が同一の異なる材料からなる場合にも、第1配管と第2配管とを容易に接続することができる。
この構成によれば、接続管と第2配管とを、安価なろう材を用いて簡単にろう付けで接続することができる。
この構成によれば、第1配管において、ステンレス製の配管本体とステンレス以外の材料製の接続管とは、配管本体の酸化皮膜の除去のために、例えば水素還元環境にした炉中ろう付け等によって高温環境下で接続することができる。しかし、銅等のステンレス以外の材料が高温環境に晒されると、強度低下するおそれがある。そのため、ステンレスからなる配管本体と第2配管とを管径方向に重複させることによって、冷媒配管には、強度が低下した接続管が単独で存在することがなくなり、接続管の強度低下を配管本体と第2配管とで補うことができる。
冷凍装置の製造工程において、ろう付けによる冷媒配管の接続や冷媒配管の折り曲げ等を行う際に、治具を用いて冷媒配管を固定したり保持したりすることがある。上記構成のように、第1配管の第1大径部と、第2配管の第2小径部とを同一の外径とすることによって、両者を共通する治具を用いて固定等することが可能となり、製造作業を容易に行うことができる。
このような構成によって、冷媒配管内を流れる冷媒の圧力変動を抑制することができる。
このような構成によって、第2配管の第2大径部の内周面と第1配管の接続管の外周面との間にろう材を流し込みやすくし、第1配管と第2配管との接続を容易にすることができる。
このような構成によって、第1配管を小型化し、その配管本体に接続部を設ける作業等を容易に行うことができる。
上記(1)〜(12)のいずれか1つに記載の冷媒配管と、
冷媒回路を構成し、前記冷媒配管が接続される要素部品と、を備えている。
[第1の実施形態]
[冷凍装置の全体構成]
以下、図面を参照して本開示の実施の形態を説明する。
図1は、第1の実施形態に係る冷媒配管を備えた冷凍装置の概略的な構成図である。
冷凍装置1は、例えば室内の温度や湿度を調整する空気調和装置であり、室外に設置される室外機2と、室内に設置される室内機3とを備えている。室外機2と室内機3とは、冷媒配管10によって互いに接続されている。
図2は、冷媒配管の第1配管と第2配管との接続部分を示す断面図である。
前述した複数の要素部品のうち、少なくとも1つの要素部品Xには、図2に示す冷媒配管10Aが接続されている。冷媒配管10Aは、第1配管21と第2配管22とを有する。第1配管21及び第2配管22は、同一の軸心Oを有する。本実施形態では、軸心Oが上下方向(鉛直方向)に向けて配置されている。以下の説明において、軸心Oに沿った方向を「管軸方向」ともいう。軸心Oを中心とする径方向を「管径方向」ともいう。
第1配管21は、配管本体21aと、接続管21bとを有する。配管本体21aと接続管21bとは、別部材である。
配管本体21aは、ステンレス製である。配管本体21aは、例えば、SUS304、SUS304L、SUS436L、SUS430等により形成されている。
接続管21bの内周面と、第1小径部21a1の外周面とは、「炉中ろう付け」によって接続されている。これは、次の理由による。
まず、配管本体21aの材料であるステンレスは、表面に不動態皮膜(酸化皮膜)が形成されているので、トーチろう付け等の手作業によるろう付け(以下、「手ろう付け」ともいう)を行うには、酸化皮膜を除去するフラックスが必要となる。冷媒は、閉回路である冷媒回路4中を流れるため、冷媒配管10A内にフラックスが残存していると、冷媒にフラックスが混入し、冷媒自身や冷媒が流入する要素部品X(例えば、圧縮機12)の性能に悪影響を与える可能性がある。このため、ろう付け後にフラックスを除去する作業が必須となる。
第2配管22は、図2及び図3に示すように、第1配管21の管軸方向の一端に接続されている。第2配管22は、圧縮機12のような要素部品Xから突出し、要素部品Xの一部を構成するとともに、冷媒配管10Aの一部を構成している。本実施形態の第2配管22は、第1配管21の配管本体21aとは異なる材料であって、接続管21bと同一の材料により形成されている。本実施形態の第2配管22は、銅製である。
図4は、第2の実施形態に係る冷媒配管の第1配管と第2配管との接続部分を示す断面図である。
本実施形態の冷媒配管10Aは、第1配管21及び第2配管22に加え、第3配管23を有している。第3配管23は、第1配管21及び第2配管22と同一の軸心Oを有する。
本実施形態において、配管本体21aと接続管21bとをろう付けするには、まず、配管本体21aの第1小径部21a1の管径方向の外側に、第1ろう材B1となるリングろうBaを嵌める。次いで、第1小径部21a1の管径方向の外側に接続管21bを嵌め、接続管21bと第1段差部21a3との間にリングろうBaを挟み込む。配管本体21aを上側、接続管21bを下側にした状態で、配管本体21a及び接続管21bを高温の炉内に投入することによってリングろうBaを溶かし、矢印aで示すように、第1小径部21a1の外周面と接続管21bの内周面との隙間に第1ろう材B1を流し込む。
図6は、配管本体の変形例を示す断面図である。
図6に示す変形例では、第1配管21の配管本体21aに形成された第1大径部21a2の内側に第3配管23の端部23aが挿入され、第1大径部21a2と第3配管23とが溶接によって接続されている。
図7(a)に示す例では、第1配管21の配管本体21aが一定の外径を有する直管により構成されている。これに対して、第3配管23は、第3小径部23a1と、第3大径部23a2と、第3段差部23a3とを有している。第3小径部23a1は、第3配管23の端部に配置され、配管本体21aの内側に挿入されている。配管本体21aと第3配管23とは、管軸方向の1箇所Y4で全周溶接されている。この溶接は、第3小径部23a1の管軸方向の範囲全体で行われている。
図10は、第3の実施形態に係る冷媒配管の第1配管と第2配管との接続部分を示す断面図である。
本実施形態の冷媒配管10Aは、第1配管21の構造が第1実施形態とは異なる。第1配管21の配管本体21aは、内径及び外径Dが一定であり、第1実施形態のような第1大径部、第1小径部、及び第1段差部を備えていない。
図11は、第4の実施形態に係る冷媒配管の第1配管と第2配管との接続部分を示す断面図である。
本実施形態の冷媒配管10Aは、第1配管21の構造が第1実施形態とは異なる。第1配管21の接続管21bは、配管本体21aとの重なり量R1よりも、配管本体21aから突出する突出部21b1の管軸方向の突出量T1の方が大きい。突出部21b1の突出量T1は、接続管21bと第2配管22との管軸方向の重なり量R2よりも大きい。したがって、本実施形態の冷媒配管10Aは、管軸方向の途中に接続管21bが単独で存在する領域R4を有している。
以上に説明した各実施形態では、第1配管21の接続管21bと第2配管22とが銅製とされていた。しかし、これらは銅製に限らず、適宜変更することが可能である。例えば、第1配管21の接続管21bと第2配管22とは、銅合金とすることができる。銅合金は、主成分としての銅に他の金属又は非金属を加えて、銅の性質を改善した合金である。銅合金は、銅と同様に、フラックス処理等が不要であり、ろう付けしやすい部材である。銅合金としては、例えば、銅を98重量%以上含むものが採用される。より好ましくは、銅合金として、銅を99重量%以上含むものが採用される。
(1)上記各実施形態の冷媒配管10Aは、第1配管21と、第2配管22とを備えている。第1配管21は、ステンレスからなる配管本体21aと、配管本体21aの管軸方向の端部に設けられかつステンレスとは異なる材料からなる接続管21bとを有する。接続管21bは、配管本体21aの端部から管軸方向へ突出する突出部21b1を有する。第2配管22は、前記接続管21bと同一材料からなる。第2配管22は、管軸方向の端部に配置された第2大径部22aと、第2大径部22aよりも径が小さい第2小径部22bと、第2大径部22aと第2小径部22bとの間に配置された第2段差部22cと、を備えている。接続管21bは、第2大径部22aに挿入されている。突出部21b1は、第2段差部22cに接触している。接続管21bの外周面は、第2大径部22aの内周面に接続されている。
このような場合であっても、第1配管と第2配管とを容易に接続することができる。
4 :冷媒回路
10 :冷媒配管
10A :冷媒配管
12 :圧縮機
21 :第1配管
21a :配管本体
21a1 :第1小径部
21a2 :第1大径部
21a3 :第1段差部
21b :接続管
21b1 :突出部
22 :第2配管
22a :第2大径部
22b :第2小径部
23 :第3配管
D :外径
X :要素部品
Claims (13)
- 冷凍装置(1)の冷媒回路(4)を構成する冷媒配管であって、
第1配管(21)と、第2配管(22)とを備え、
前記第1配管(21)が、ステンレスからなる配管本体(21a)と、前記配管本体(21a)の管軸方向の端部に設けられかつステンレスとは異なる材料からなる接続管(21b)とを有し、
前記接続管(21b)が、前記配管本体(21a)の前記端部から管軸方向へ突出する突出部(21b1)を有し、
前記第2配管(22)が、前記接続管(21b)と同一材料からなり、管軸方向の端部に配置された第2大径部(22a)と、前記第2大径部(22a)よりも径が小さい第2小径部(22b)と、前記第2大径部(22a)と前記第2小径部(22b)との間に配置された段差部(22c)と、を備えており、
前記接続管(21b)が、前記第2大径部(22a)に挿入され、
前記突出部(21b1)が、前記段差部(22c)に接触し、
前記接続管(21b)の外周面が前記第2大径部(22a)の内周面に接続される、冷媒配管。 - 冷凍装置(1)の冷媒回路(4)を構成する冷媒配管であって、
第1配管(21)と、第2配管(22)とを備え、
前記第1配管(21)が、ステンレスからなる配管本体(21a)と、前記配管本体(21a)の管軸方向の端部に設けられかつステンレスとは異なる材料からなる接続管(21b)とを有し、
前記接続管(21b)が、前記配管本体(21a)の前記端部から管軸方向へ突出する突出部(21b1)を有し、
前記第2配管(22)が、前記接続管(21b)と主成分が同一の材料からなり、管軸方向の端部に配置された第2大径部(22a)と、前記第2大径部(22a)よりも径が小さい第2小径部(22b)と、前記第2大径部(22a)と前記第2小径部(22b)との間に配置された段差部(22c)と、を備えており、
前記接続管(21b)が、前記第2大径部(22a)に挿入され、
前記突出部(21b1)が、前記段差部(22c)に接触し、
前記接続管(21b)の外周面が前記第2大径部(22a)の内周面に接続される、冷媒配管。 - 前記接続管(21b)と前記第2配管(22)とが、主成分が同一の異なる材料からなる、請求項2に記載の冷媒配管。
- 前記接続管(21b)及び前記第2配管(22)のそれぞれが、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金のいずれかからなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 前記配管本体(21a)の前記端部と前記第2大径部(22a)とが、管径方向に重複して配置されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 前記配管本体(21a)が、第1小径部(21a1)と、この第1小径部(21a1)よりも径が大きい第1大径部(21a2)とを備え、前記接続管(21b)が、前記第1小径部(21a1)の外周面に設けられる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 前記第2配管(22)の前記第2小径部(22b)と、前記配管本体(21a)の前記第1大径部(21a2)とが、同一の外径(D)を有する、請求項6に記載の冷媒配管。
- 前記第2配管(22)の前記第2小径部(22b)と、前記配管本体(21a)の前記第1大径部(21a2)とが、同一の内径を有する、請求項6に記載の冷媒配管。
- 前記第2配管(22)の前記第2大径部(22a)の開口が上向きに配置されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 前記第2配管(22)が、冷媒回路(4)を構成する要素部品(X)に設けられる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 前記要素部品(X)が圧縮機である、請求項10に記載の冷媒配管。
- 前記第1配管(21)が、前記第2配管(22)と、ステンレス製の他の配管(23)とを接続する継手を構成している、請求項1〜11のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の冷媒配管(10A)と、
冷媒回路(4)を構成し、前記冷媒配管(10A)が接続される要素部品(X)と、を備えている、冷凍装置。
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