JP6102873B2

JP6102873B2 - 配管接続構造

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Publication number: JP6102873B2
Application number: JP2014195360A
Authority: JP
Inventors: 前田　晃; 晃前田; 隆雄駒井; 充川島; 康巨鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2034-09-25
Also published as: JP2016065614A

Description

この発明は、配管接続構造に関するものである。

従来における配管接続構造においては、クーラー、冷蔵庫その他の冷凍装置に設けられた冷媒回路の銅管（配管）の接続箇所に用いられるものであって、継手本体と、継手本体に螺合されるフレアナットとを有しており、これら継手本体及びフレアナットには、ともにテーパ面が形成され、これらテーパ面相互の間に、端部がフレア状とされたフレア管のフレア部を挟持することで、気密性を保持するフレア管継手が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、圧縮機等から構成され、可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、この冷凍サイクルの運転電流を検出する電流検出器と、圧縮機の運転を制御する制御回路と、この制御回路に設けられ、家電機器設置室内が爆発等の危険を生じる可能性を有す一定以上の漏洩速度を持つ可燃性冷媒の漏洩を、検出した時間当たりの運転電流減少量を実験等から得られた基準値と比較することにより検知する冷媒漏洩検知手段と、を備えた可燃性冷媒使用の家電機器も従来において知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３９５５９７３号公報特許第３７０８４０５号公報

しかしながら、特許文献１に示された従来における配管接続構造においては、何らかの原因により継手部分の締結が緩んで冷媒の漏洩が発生した場合、この冷媒の漏洩の発生に気付くことが困難である場合がある。

また、特許文献２に示された従来の冷媒漏洩検知手段は、電流検出器により検出した冷凍サイクルの運転電流の時間当たりの減少量に基づいて冷媒漏洩を検知するため、冷凍サイクルの運転時のみでしか冷媒漏洩を検知することができない。また、冷媒漏洩の検知に電力が必要であって、通電されていなければ冷媒漏洩を検知することができない。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、何らかの原因により継手部分の締結が緩んで冷媒の漏洩が発生したことを、冷凍サイクルの運転状態及び通電状態によらず、周囲に気付かせることができる配管接続構造を得るものである。

この発明に係る配管接続構造においては、冷媒が封入された冷媒配管同士を接続する配管接続構造であって、一端に前記冷媒配管の一方が接続され、他端にオスねじ部が形成され、前記オスねじ部の先端にテーパ状の先端面部が形成された継手本体と、一端に前記冷媒配管の他方が接続され、他端にフレア状のフレア部が形成され、前記フレア部のフレア内面部が前記先端面部と密着可能なフレア管と、前記オスねじ部に対応したメスねじ部、前記フレア管が通される主貫通孔及び前記主貫通孔に通された前記フレア管の前記フレア部のフレア外面部と当接可能なナット内面部が形成されたフレアナットと、を備え、前記フレアナットには、前記ナット内面部より前記メスねじ部とは反対側の前記主貫通孔の内壁面部と前記フレアナットの外側とを貫通する副貫通孔が形成され、前記フレアナットは、前記フレアナットの外側における前記副貫通孔の開口部に設けられ、前記副貫通孔を通過した前記冷媒の気流により音を発生する発音部を備えた構成とする。

あるいは、この発明に係る配管接続構造においては、冷媒が封入された冷媒配管同士を接続する配管接続構造であって、一端に前記冷媒配管の一方が接続され、他端にオスねじ部が形成され、前記オスねじ部の先端にテーパ状の先端面部が形成された継手本体と、一端に前記冷媒配管の他方が接続され、他端にフレア状のフレア部が形成され、前記フレア部のフレア内面部が前記先端面部と密着可能なフレア管と、前記オスねじ部に対応したメスねじ部、前記フレア管が通される主貫通孔及び前記主貫通孔に通された前記フレア管の前記フレア部のフレア外面部と当接可能なナット内面部が形成されたフレアナットと、を備え、前記フレアナットには、前記フレアナットの内部に形成された発音空間と、前記ナット内面部より前記メスねじ部とは反対側の前記主貫通孔の内壁面部に設けられ、前記発音空間に通じる導入口と、前記発音空間の内部と前記フレアナットの外側とを貫通する排出孔と、が形成され、前記フレアナットは、前記導入口から前記発音空間内に導入された前記冷媒の気流により音を発生する構成とする。

この発明に係る配管接続構造においては、何らかの原因により継手部分の締結が緩んで冷媒の漏洩が発生したことを、冷凍サイクルの運転状態及び通電状態によらず、周囲に気付かせることができるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る配管接続構造の全体構成を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る配管接続構造の継手本体を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る配管接続構造のフレア管を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る配管接続構造のフレアナットを示す断面図及び正面図である。この発明の実施の形態１に係る配管接続構造の締結前の状態を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る配管接続構造の締結後の状態を示す断面図及び正面図である。この発明の実施の形態１に係る配管接続構造の締結が緩んだ状態を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係るフレアナットが備える発音部の第１の例を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係るフレアナットが備える発音部の第２の例を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係るフレアナットが備える発音部の上面図及び断面図である。この発明の実施の形態１に係るフレアナットが備える発音部の各寸法を決定する際に用いる装置の構成を説明する図である。図１１に示す装置を用いて得られる冷媒の漏洩速度と最高濃度との関係の一例を示す図である。この発明の実施の形態２に係る配管接続構造の全体構成を示す断面図である。

この発明を添付の図面に従い説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。

実施の形態１．
図１から図１２は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は配管接続構造の全体構成を示す断面図、図２は配管接続構造の継手本体を示す断面図、図３は配管接続構造のフレア管を示す断面図、図４は配管接続構造のフレアナットを示す断面図及び正面図、図５は配管接続構造の締結前の状態を示す断面図、図６は配管接続構造の締結後の状態を示す断面図及び正面図、図７は配管接続構造の締結が緩んだ状態を示す断面図、図８はフレアナットが備える発音部の第１の例を示す断面図、図９はフレアナットが備える発音部の第２の例を示す断面図、図１０はフレアナットが備える発音部の上面図及び断面図、図１１はフレアナットが備える発音部の各寸法を決定する際に用いる装置の構成を説明する図、図１２は図１１に示す装置を用いて得られる冷媒の漏洩速度と最高濃度との関係の一例を示す図である。

図１に示すように、配管接続構造は、継手本体１０、フレア管２０及びフレアナット３０を備えている。
図２に継手本体１０を示す。継手本体１０は、基部１１に継手部１２が固定されて形成されている。継手部１２は円筒状の部材である。継手部１２と基部１１との中心軸に沿って、本体貫通孔１３が形成されている。継手部１２の外周には、オスねじ部１４が形成されている。このオスねじ部１４は継手本体１０の一端に設けられる。オスねじ部１４の反基部１１側の端部には、先端面部１５が形成されている。先端面部１５は、端部に近づくにつれて次第に径が狭まるテーパ状を呈する。

図３にフレア管２０を示す。フレア管２０は中空円筒状の部材である。フレア管２０の一端には、フレア部２１が形成されている。フレア部２１は、端部に近づくにつれ次第に径が広がるフレア状を呈する。フレア部２１は、フレア管２０の内周面から続くフレア内面部２２と、フレア管２０の外周面から続くフレア外面部２３とを有する。フレア部２１のフレア内面部２２は、継手本体１０の先端面部１５と密着可能な形状に形成されている。

図４にフレアナット３０を示す。フレアナット３０は、外形が六角柱状を呈する部材である。フレアナット３０の内周には、メスねじ部３１が形成されている。このメスねじ部３１は、継手本体１０のオスねじ部１４と対応している。すなわち、フレアナット３０のメスねじ部３１を継手本体１０のオスねじ部１４に合わせて、継手本体１０に対してフレアナット３０を回転させることにより、ねじ作用で継手本体１０にフレアナット３０を締結させることができる。

フレアナット３０の六角柱状の外形は、継手本体１０に対してフレアナット３０を回転させる際に、レンチ、スパナ等の工具を用いることができるようにするためのものである。メスねじ部３１は、フレアナット３０の一端側に寄せて配置されている。

フレアナット３０には、主貫通孔３２が形成されている。主貫通孔３２は、フレアナット３０の他端側に設けられている。また、主貫通孔３２は、フレアナット３０の中心軸に沿って配置されている。主貫通孔３２の内径は、フレア管２０の外径に合わせて調整されている。すなわち、フレアナット３０の主貫通孔３２内には、フレア管２０のフレア部２１以外の部分を挿し通すことが可能になっている。

フレアナット３０の内面における、主貫通孔３２の外縁からメスねじ部３１までの領域には、ナット内面部３３が形成されている。ナット内面部３３は、主貫通孔３２に通されたフレア管２０のフレア部２１のフレア外面部２３と当接可能な形状に形成されている。

フレアナット３０には、主貫通孔３２の内壁面部３２ａとフレアナット３０の外側とを貫通する副貫通孔３４が形成されている。ここでは、フレアナット３０の外側における副貫通孔３４の開口は、フレアナット３０の外側面部に形成されている。そして、フレアナット３０の外側における副貫通孔３４の開口部には、発音部４０が取り付けられている。前述したように当該開口部はフレアナット３０の外側面部に形成されていることから、発音部４０も、フレアナット３０の外側面部に取り付けられる。発音部４０は、副貫通孔３４を通過した気流により音を発生する機構よりなる。

次に、以上のように構成された継手本体１０、フレア管２０及びフレアナット３０を用いて行う冷媒配管同士の接続について説明する。接続される冷媒配管内には冷媒ガスが封入されている。冷媒配管内に封入される冷媒ガスは、可燃性（より正確には微燃性）のガスである。また、この冷媒ガスは空気よりも平均分子量が大きく（空気に対する比重が１よりも大きく）、空気中では重力方向の下方へと沈んでいく性質を持っている。

この冷媒として、具体的に例えば、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２：Ｒ３２）、テトラフルオロプロペン（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２：ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、プロパン（Ｒ２９０）、プロピレン（Ｒ１２７０）、エタン（Ｒ１７０）、ブタン（Ｒ６００）、イソブタン（Ｒ６００ａ）、１．１．１．２−テトラフルオロエタン（Ｃ２Ｈ２Ｆ４：Ｒ１３４ａ）、ペンタフルオロエタン（Ｃ２ＨＦ５：Ｒ１２５）、１．３．３．３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＣＦ３−ＣＨ＝ＣＨＦ：ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）等の中から選ばれる１つ以上の冷媒からなる（混合）冷媒を用いることができる。ここでは、冷媒配管内には、冷媒としてＲ３２（ジフルオロメタン：ＣＨ２Ｆ２）が封入されているとして説明を続ける。

まず、図５に示すように、フレアナット３０にフレア管２０を通す。この際、フレア管２０のフレア部２１以外の部分を、フレアナット３０の内側から外側へと通す。このようにすることで、フレア管２０のフレア部２１は、フレアナット３０の内側に配置される。

そして、この状態で、継手本体１０のオスねじ部１４にフレアナット３０のメスねじ部３１を合わせて、継手本体１０に対してフレアナット３０を決められた方向（例えば時計回り）に回転させる。すると、オスねじ部１４とメスねじ部３１のねじ作用により、フレア部２１が先端面部１５とナット内面部３３との間に挟まれた状態で、先端面部１５とナット内面部３３との間の距離が接近していく。

そして、フレアナット３０を継手本体１０に対し十分にきつく締めることで、図６に示す状態となる。この図６に示すフレアナット３０が継手本体１０に締結された状態では、ナット内面部３３がフレア外面部２３に当接している。そして、ナット内面部３３がフレア部２１を先端面部１５の方へと押し付けることで、フレア内面部２２が先端面部１５と気密に密着される。なお、この状態においては、フレアナット３０の主貫通孔３２の内壁面部３２ａは、フレア管２０の外周面と対向している。

継手本体１０の反オスねじ部１４側の端部には、前述した冷媒が封入された冷媒配管の一方が接続される。また、フレア管２０の反フレア部２１側の端部には、前述した冷媒が封入された冷媒配管の他方が接続される。

図６に示す継手本体１０、フレア管２０及びフレアナット３０を用いて冷媒配管同士が接続された状態においては、先端面部１５とフレア内面部２２とが気密に密着されることで、継手本体１０の本体貫通孔１３とフレア管２０とが接続されている。したがって、一方の冷媒配管から継手本体１０の本体貫通孔１３とフレア管２０を経由して他方の冷媒配管までが、一続きに気密に繋がる。このため、一方の冷媒配管から他方の冷媒配管まで、封入された冷媒が継手の接続部分で漏洩することなく流れることができる。

このようにして接続されたフレアナット３０と継手本体１０との締結状態が何らかの事情で緩んでしまった場合について、図７を参照しながら説明する。フレアナット３０と継手本体１０との締結状態が緩むと、ナット内面部３３がフレア部２１を先端面部１５へと押し付ける力が弱まる。

このため、まず、フレア内面部２２と先端面部１５との密着性が低下し、本体貫通孔１３及びフレア管２０の内部を流れる冷媒の圧力により、フレア内面部２２と先端面部１５との気密が破られる。フレア内面部２２と先端面部１５との気密が破られると、本体貫通孔１３及びフレア管２０の内部を流れる冷媒は、フレア内面部２２と先端面部１５との間に形成された隙間からフレアナット３０の内部空間内へと流入する。

また、フレアナット３０と継手本体１０との締結状態が緩んでナット内面部３３がフレア部２１を先端面部１５へと押し付ける力が弱まると、フレア外面部２３とナット内面部３３とが当接しなくなる。すると、フレアナット３０の内部空間は、フレア外面部２３とナット内面部３３との間を通じて、主貫通孔３２の内壁面部３２ａとフレア管２０の外周面との間の空間に繋がる。

したがって、フレア内面部２２と先端面部１５との間に形成された隙間からフレアナット３０の内部空間内へと流入した冷媒は、主貫通孔３２の内壁面部３２ａとフレア管２０の外周面との間の空間へと流れる。ここで、内壁面部３２ａには、副貫通孔３４の一端側の開口が形成されている。したがって、主貫通孔３２の内壁面部３２ａとフレア管２０の外周面との間の空間へと流れた冷媒の大部分は、当該開口から副貫通孔３４内へと流入する。そして、副貫通孔３４内へと流入した冷媒は、副貫通孔３４の他端側の開口、すなわち、フレアナット３０の外側面に形成された副貫通孔３４の開口から排出される。

この際、前述したように、フレアナット３０の外側面に形成された副貫通孔３４の開口部には、発音部４０が取り付けられている。この発音部４０は、副貫通孔３４を通過した冷媒の気流により音を発生する機構よりなる。このように、不測の事態により継手部分の締結が緩んでしまった場合、当該継手部分から漏洩する冷媒は、副貫通孔３４により発音部４０を通過するように導かれる。そして、発音部４０を通過する際の冷媒の気流により発音部４０が音を発生することで、冷媒の漏洩が発生したことを周囲の人間が気付くことが可能となる。

次に、図８から図１０を参照しながら、発音部４０の構成について説明する。図８に示すのは、発音部４０の構成の第１の例である。発音部４０は、略中空円板形状を呈する。発音部４０の内部には、発音空間４１が形成されている。また、略円板形状の上面及び底面のうちの、一方には導入口４２、他方には排出口４３が形成されている。発音空間４１は、これらの導入口４２及び排出口４３のそれぞれを通じて、発音部４０の外部と通じている。

導入口４２は、副貫通孔３４を通過した冷媒の気流を発音空間４１に導入するためのものである。このため、図４から図７等に示すように、発音部４０の導入口４２は、フレアナット３０の外側面に形成された副貫通孔３４の開口と対向するように配置されている。こうして、副貫通孔３４の内部から発音空間４１までが導入口４２を介して一続きになっている。また、排出口４３は、発音空間４１に導入された冷媒の気流を外部へと排出するためのものである。

副貫通孔３４を通り導入口４２から発音空間４１内に導入された冷媒の気流は、図８に示すように、発音空間４１内でカルマン渦を形成する。このカルマン渦により発音空間４１内の空気が振動し、この空気の振動が発音空間４１（共鳴室）で発音部４０の本体と共鳴して、発音部４０は大きな音を発生する。このような笛の原理により、発音部４０は、導入口４２から導入された冷媒の気流が、発音空間４１内でカルマン渦を生成することにより音を発生する。

次に、図９に示すのは、発音部４０の構成の第２の例である。この第２の例においても、第１の例と同様に、発音部４０は、発音空間４１、導入口４２及び排出口４３が形成された略中空円板形状を呈する。

この第２の例においては、発音空間４１内に転動体４４が収納されている。転動体４４は、例えば、コルク玉、プラスチック等の樹脂球、あるいは金属球等からなる。転動体４４は、発音空間４１内を自由に動き回ることができるようになっている。ただし、転動体４４が導入口４２及び排出口４３から発音空間４１の外へと出てしまうことがないように、転動体４４は、導入口４２及び排出口４３よりは大きくなっている。

副貫通孔３４を通った冷媒の気流が導入口４２から発音空間４１内に導入されると、発音空間４１内の冷媒の気流により転動体４４が動かされ、転動体４４は発音空間４１内を激しく動き回る。すると、転動体４４が発音空間４１の内壁に幾度となく衝突し、この衝突により発音部４０は大きな音を発生する。

なお、このような転動体４４を前述したカルマン渦により発音する第１の例により構成した発音部４０の発音空間４１内に収納するようにしてもよい。このようにすることで、カルマン渦による空気の振動との共鳴を利用した音の発生の効果と、転動体４４の衝突による音の発生の効果とを相乗的に得ることができる。

以上の例のように構成された発音部４０の主に寸法について図１０を参照しながらさらに説明する。発音部４０を構成する材料としては、例えば銅又はアルミニウム等の金属、あるいは、プラスチック等の樹脂等を用いることができる。信頼性の観点からは、比較的機械的強度が高く、かつ、経年劣化の小さい材料が好ましい。また、工作精度の観点からは、金型を用いて成型することが望ましいが、これに限定されない。

ここでは、一例として、金型を作製し、この金型を用いて熱硬化性樹脂で発音部４０を作製したとする。図１０に示すように、発音部４０の外形は、半径Ｒ［ｍｍ］×高さＨ［ｍｍ］の略円柱型である。そして、発音部４０は、中空で内部に発音空間４１が形成されている。発音空間４１の壁部の肉厚はｔ［ｍｍ］とする。また、導入口４２の内半径はｒ１［ｍｍ］、排出口４３の内半径はｒ２［ｍｍ］とする。

なお、ここでは、導入口４２及び排出口４３が形成されている略円柱型の上面及び底面は、中心にいくほど外側へと突出する滑らかな凸形状となっている。そして、このとき高さ方向（冷媒流入面に対して垂直方向）の平行面の間隔をｈ１［ｍｍ］とする。

これらの寸法（Ｒ、ｒ１、ｒ２、Ｈ、ｈ１及びｔ）を適宜に調整することで、発音部４０が音を発生するために必要な冷媒の気流の条件（流速、圧力又は流量等）を所望のものとすることができる。逆にいえば、副貫通孔３４を通過して導入口４２から発音空間４１内に流入する冷媒の気流が予め定められた所望の条件を満たしている場合に、発音部４０が音を発生するように各寸法（Ｒ、ｒ１、ｒ２、Ｈ、ｈ１及びｔ）が調整される。なお、これらの寸法（Ｒ、ｒ１、ｒ２、Ｈ、ｈ１及びｔ）以外の部分の寸法は、多少不正確であっても、発音部４０の発音性能に大きな影響はない。

次に、図１１及び図１２を参照しながら、副貫通孔３４を通過して導入口４２から発音空間４１内に流入する冷媒の流速が予め定められた一定速度（以外、「速度閾値」という）以上である場合に、発音部４０が音を発生するよう設定する際における、当該速度閾値の決定方法の一例を説明する。

図１１に、速度閾値を決定するための装置の構成を示す。速度閾値を決定するためには、この発明に係る配管接続構造が用いられる冷媒回路装置（例えば、空気調和機等）の想定使用条件（例えば、冷媒回路に充填された冷媒量、空気調和機等が設置される部屋の床面積及び床上高等）と、冷媒配管に封入される冷媒の種類をまず決める必要がある。

そして、想定使用条件に合わせた床面積Ａ［ｍ＾２（平方メートル）］、高さｈ［ｍ］の密閉空間５０を用意する。ここでは、例えば、Ａ＝７７．４２５［ｍ＾２］（＝４．５畳）、ｈ＝２．２［ｍ］とする。密閉空間５０は、例えば、十分な強度を有するＣ型アルミフレームで枠を作り、そこに厚さ５．５ｍｍのベニア板をはめ、隙間をシリコン系の接着剤で埋めること等により作製することが可能である。

密閉空間５０内の中央部には、センサ５１が設置されている。ここでは、例えば、床上５０［ｍｍ］、１５０［ｍｍ］、５００［ｍｍ］、１０００［ｍｍ］、１５００［ｍｍ］及び３０００［ｍｍ］の位置に、それぞれセンサ５１を取り付けたスタンドが設置されているとする。センサ５１は冷媒濃度を直接的又は間接的に測定可能なもの（例えば、漏洩を想定する冷媒（ここではＲ３２）に対応したガス濃度センサ又は酸素センサが好ましいが、これに限定されない）を用いる。

密閉空間５０の外部には、冷媒ボンベ５２が設置されている。冷媒ボンベ５２には、漏洩を想定する冷媒（ここではＲ３２）が充填されている。冷媒ボンベ５２は、台秤５３上に置かれており、冷媒ボンベ５２の重さの変化量から、冷媒ボンベ５２からの冷媒の流出量を把握することができるようになっている。なお、冷媒ボンベ５２は、冷媒を安定的に一定速度で流出させるものの方が較正が容易である。このため、冷媒ボンベ５２は、サイフォン式ボンベが望ましい。

冷媒ボンベ５２は、毛細管５４に接続されている。毛細管５４の少なくとも先端は密閉空間５０の内部にある。このようにして、冷媒ボンベ５２の冷媒を密閉空間５０内へと一定の漏洩速度で流すことができる。この際の漏洩速度は、毛細管５４の先端の穴径及び長さを変えることにより調整することが可能である（具体的に例えば、穴径３［ｍｍ］、長さ１５０［ｍｍ］の毛細管５４を冷媒ボンベ５２に接続した場合、冷媒Ｒ３２の漏洩速度は、約４０［ｋｇ／ｈ］程度となることを確認した）。

以上のように構成された装置を用いて、例えば、漏洩速度が１［ｋｇ／ｈ］、１０［ｋｇ／ｈ］及び４０［ｋｇ／ｈ］で冷媒Ｒ３２が漏洩するように毛細管５４のサイズを調整し、想定する規定量（例えば１．２［ｋｇ］）の冷媒Ｒ３２を密閉空間５０内に漏洩させる。そして、この際において、規定量の冷媒の漏洩が完了した後、センサ５１による冷媒濃度の測定値がピークを示した後、濃度が低下に転じるまでセンサ５１による冷媒濃度の測定を続ける。

以上の実験による測定が完了したら、測定結果に基づいて速度閾値を決定する。まず、前述したようにセンサ５１は複数設けられているため、これらのセンサ５１のうちどのセンサ５１の測定値を用いるかを決める。例えば、予め測定値を用いるセンサ５１を決めておいてもよい。この場合には、測定値を用いるセンサ５１以外のセンサ５１は初めから設置しておかなくともよい。あるいは、例えば、センサ５１の測定値がピークを示した時の最高値を複数のセンサ５１について比較し、この最高値が最も高かったセンサ５１の測定値を用いるようにしてもよい。ここでは、例えば、床上１５０［ｍｍ］の位置に設置されたセンサ５１の測定値を用いることにする。

そして、冷媒Ｒ３２の漏洩速度と、センサ５１の測定値がピークを示した時の最高値との関係を求め、この関係から速度閾値を決定する。図１２に示すのは、冷媒Ｒ３２の漏洩速度を横軸にとり、センサ５１の測定値がピークを示した時の最高値を縦軸にとった場合のグラフの一例である。ここでは、冷媒Ｒ３２の漏洩速度を３つの値に変化させて測定を行ったため、図１２にプロットされる測定値の数は３つである。そして、このプロットされた３点を通るように多項式近似により曲線を求めることで、図１２のような冷媒Ｒ３２の漏洩速度と、センサ５１の測定値がピークを示した時の最高値との関係を求めることができる。

このような関係（近似曲線）に基づいて、漏洩した冷媒の濃度の最高値が、当該冷媒の燃焼下限濃度（ＬＦＬ）となるときの冷媒の漏洩速度を求める。そして、これに安全率を考慮して速度閾値を決定する。具体的に例えば、冷媒がＲ３２である場合には、ＬＦＬとして１４．４［ｖｏｌ％］が使われることが一般的である。ただし、Ｒ３２のＬＦＬとして他の値、例えば１２．４［ｖｏｌ％］等を用いてもよい。なお、過去に種々の条件により実験を行って必要なデータの蓄積がある場合には、シミュレーションにより速度閾値を決定することも可能である。

以上のようにして、速度閾値を決定した後（例えば０．５［ｋｇ／ｈ］等）、当該決定した速度閾値以上の流速で冷媒が発音部４０の導入口４２から発音空間４１内に吹き込んだ場合に、発音部４０が音を発生するように図１０の各寸法（Ｒ、ｒ１、ｒ２、Ｈ、ｈ１及びｔ）を調整する。

以上のように構成された、冷媒が封入された冷媒配管同士を接続する配管接続構造は、一端に冷媒配管の一方が接続され、他端にオスねじ部１４が形成され、オスねじ部１４の先端にテーパ状の先端面部１５が形成された継手本体１０と、一端に冷媒配管の他方が接続され、他端にフレア状のフレア部２１が形成され、フレア部２１のフレア内面部２２が先端面部１５と密着可能なフレア管２０と、オスねじ部１４に対応したメスねじ部３１、フレア管２０が通される主貫通孔３２及び主貫通孔３２に通されたフレア管２０のフレア部２１のフレア外面部２３と当接可能なナット内面部３３が形成されたフレアナット３０と、を備えている。

そして、フレアナット３０には、主貫通孔３２の内壁面部３２ａとフレアナット３０の外側とを貫通する副貫通孔３４が形成され、フレアナット３０は、フレアナット３０の外側における副貫通孔３４の開口部に設けられ、副貫通孔３４を通過した冷媒の気流により音を発生する発音部４０を備えている。

このため、何らかの原因により継手部分の締結が緩んで冷媒の漏洩が発生したことを、精度よくかつ迅速に検知して音により発報することが可能であって、冷凍サイクルの運転状態及び通電状態によらず、周囲に気付かせることができる。

なお、以上のように構成された発音部４０を備えたフレアナット３０を、冷媒配管の終端末部に取り付けるようにしてもよい。具体的に例えば、空気調和機の室内機及び室外機との間の冷媒配管を取り外し、それぞれの一方ずつを運搬するような場合に、室内機と室外機とを接続する冷媒配管を取り外した後の継手部分に、キャップとして発音部４０を備えたフレアナット３０を取り付ける。

このような配管の終端末構造においても、以上で説明した本発明の配管接続構造と同様の効果を奏することができる。

実施の形態２．
図１３は、この発明の実施の形態２に係るもので、配管接続構造の全体構成を示す断面図である。
この実施の形態２は、前述した実施の形態１の発音部の機能をフレアナットに一体として備えるようにしたものである。

すなわち、図１３に示すように、フレアナット３０には、主貫通孔３２の内壁面部３２ａとフレアナット３０の外側とを貫通する副貫通孔３４が形成されている。ここでは、フレアナット３０の外側における副貫通孔３４の開口は、フレアナット３０の外側面部に形成されている。

そして、フレアナット３０の外側における副貫通孔３４の開口には、フレアナット３０の外側面側から蓋体３５が係合されている。蓋体３５は、例えば、ねじ蓋としてもよいし、栓としてもよい。この蓋体３５により、フレアナット３０の外側における副貫通孔３４の開口は、蓋体３５により気密に密閉される。このようにして、フレアナット３０の内部には、副貫通孔３４の一部として発音空間４１が形成される。

副貫通孔３４の内壁面部３２ａにおける開口は、発音空間４１へと通じる導入口４２となる。また、フレアナット３０には、発音空間４１の内部とフレアナット３０の外側とを貫通する排出孔３６が形成されている。

発音空間４１の内部には、転動体４４が収納されている。転動体４４は、例えば、コルク玉、プラスチック等の樹脂球、あるいは金属球等からなる。転動体４４は、発音空間４１内を自由に動き回ることができるようになっている。ただし、転動体４４は、排出孔３６の孔径よりは大きくなっている。
なお、他の構成については実施の形態１と同様であって、その詳細説明は省略する。

以上のように構成された配管接続構造において、フレアナット３０と継手本体１０との締結状態が緩むと、ナット内面部３３がフレア部２１を先端面部１５へと押し付ける力が弱まる。このため、まず、フレア内面部２２と先端面部１５との密着性が低下し、本体貫通孔１３及びフレア管２０の内部を流れる冷媒の圧力により、フレア内面部２２と先端面部１５との気密が破られる。フレア内面部２２と先端面部１５との気密が破られると、本体貫通孔１３及びフレア管２０の内部を流れる冷媒は、フレア内面部２２と先端面部１５との間に形成された隙間からフレアナット３０の内部空間内へと流入する。

したがって、フレア内面部２２と先端面部１５との間に形成された隙間からフレアナット３０の内部空間内へと流入した冷媒は、主貫通孔３２の内壁面部３２ａとフレア管２０の外周面との間の空間へと流れる。ここで、内壁面部３２ａには、発音空間４１の導入口４２が形成されている。したがって、主貫通孔３２の内壁面部３２ａとフレア管２０の外周面との間の空間へと流れた冷媒の大部分は、導入口４２から発音空間４１内へと流入する。

冷媒の気流が導入口４２から発音空間４１内に導入されると、発音空間４１内の冷媒の気流により転動体４４が動かされ、転動体４４は発音空間４１内を激しく動き回る。すると、転動体４４が発音空間４１の内壁に幾度となく衝突し、この衝突によりフレアナット３０は大きな音を発生する。また、発音空間４１内の冷媒は、排出孔３６を通ってフレアナット３０の発音空間４１の外へと排出される。

このように、不測の事態により継手部分の締結が緩んでしまった場合、当該継手部分から漏洩する冷媒は、フレアナット３０に形成された発音空間４１内を通過するように導かれる。そして、発音空間４１内を通過する際の冷媒の気流によりフレアナット３０が音を発生することで、冷媒の漏洩が発生したことを周囲の人間が気付くことが可能となる。

以上のように構成された、冷媒が封入された冷媒配管同士を接続する配管接続構造も、実施の形態１と同じく（例えば、図１から図４に示すように）、一端に冷媒配管の一方が接続され、他端にオスねじ部１４が形成され、オスねじ部１４の先端にテーパ状の先端面部１５が形成された継手本体１０と、一端に冷媒配管の他方が接続され、他端にフレア状のフレア部２１が形成され、フレア部２１のフレア内面部２２が先端面部１５と密着可能なフレア管２０と、オスねじ部１４に対応したメスねじ部３１、フレア管２０が通される主貫通孔３２及び主貫通孔３２に通されたフレア管２０のフレア部２１のフレア外面部２３と当接可能なナット内面部３３が形成されたフレアナット３０と、を備えている。

そして、図１３に示すように、フレアナット３０には、フレアナット３０の内部に形成された発音空間４１と、主貫通孔３２の内壁面部３２ａに設けられ、発音空間４１に通じる導入口４２と、発音空間４１の内部とフレアナット３０の外側とを貫通する排出孔３６と、が形成され、フレアナット３０は、導入口４２から発音空間４１内に導入された冷媒の気流により音を発生する。

このため、実施の形態１と同様の効果を奏することができるのに加えて、冷媒の漏洩が発生した際に発音する機構をフレアナットと一体化して設けることができる。

また、さらに、フレアナットの発音空間を、主貫通孔の内壁面部とフレアナットの外側面とを貫通する副貫通孔に、フレアナットの外側面側から蓋体を係合することにより形成したことで、まず、フレアナットに副貫通孔と排出孔の２つの貫通孔を形成した上で蓋体を係合して発音空間を設けることができるため、製造が容易であり、修理及びリサイクル等の再利用も容易であるという効果がある。

１０継手本体、１１基部、１２継手部、１３本体貫通孔、１４オスねじ部、１５先端面部、２０フレア管、２１フレア部、２２フレア内面部、２３フレア外面部、３０フレアナット、３１メスねじ部、３２主貫通孔、３２ａ内壁面部、３３ナット内面部、３４副貫通孔、３５蓋体、３６排出孔、４０発音部、４１発音空間、４２導入口、４３排出口、４４転動体、５０密閉空間、５１センサ、５２冷媒ボンベ、５３台秤、５４毛細管

Claims

冷媒が封入された冷媒配管同士を接続する配管接続構造であって、
一端に前記冷媒配管の一方が接続され、他端にオスねじ部が形成され、前記オスねじ部の先端にテーパ状の先端面部が形成された継手本体と、
一端に前記冷媒配管の他方が接続され、他端にフレア状のフレア部が形成され、前記フレア部のフレア内面部が前記先端面部と密着可能なフレア管と、
前記オスねじ部に対応したメスねじ部、前記フレア管が通される主貫通孔及び前記主貫通孔に通された前記フレア管の前記フレア部のフレア外面部と当接可能なナット内面部が形成されたフレアナットと、を備え、
前記フレアナットには、前記ナット内面部より前記メスねじ部とは反対側の前記主貫通孔の内壁面部と前記フレアナットの外側とを貫通する副貫通孔が形成され、
前記フレアナットは、前記フレアナットの外側における前記副貫通孔の開口部に設けられ、前記副貫通孔を通過した前記冷媒の気流により音を発生する発音部を備えた配管接続構造。
前記発音部には、
前記発音部の内部に形成された発音空間と、
前記副貫通孔を通過した前記冷媒の気流を前記発音空間に導入する導入口と、
前記発音空間に導入された前記冷媒の気流を外部へと排出する排出口と、が形成された請求項１に記載の配管接続構造。
前記発音部は、前記導入口から導入された前記冷媒の気流が、前記発音空間内でカルマン渦を生成することにより音を発生する請求項２に記載の配管接続構造。
前記発音部の前記発音空間内に収納された転動体を備えた請求項２又は請求項３に記載の配管接続構造。
冷媒が封入された冷媒配管同士を接続する配管接続構造であって、
一端に前記冷媒配管の一方が接続され、他端にオスねじ部が形成され、前記オスねじ部の先端にテーパ状の先端面部が形成された継手本体と、
一端に前記冷媒配管の他方が接続され、他端にフレア状のフレア部が形成され、前記フレア部のフレア内面部が前記先端面部と密着可能なフレア管と、
前記オスねじ部に対応したメスねじ部、前記フレア管が通される主貫通孔及び前記主貫通孔に通された前記フレア管の前記フレア部のフレア外面部と当接可能なナット内面部が形成されたフレアナットと、を備え、
前記フレアナットには、
前記フレアナットの内部に形成された発音空間と、
前記ナット内面部より前記メスねじ部とは反対側の前記主貫通孔の内壁面部に設けられ、前記発音空間に通じる導入口と、
前記発音空間の内部と前記フレアナットの外側とを貫通する排出孔と、が形成され、
前記フレアナットは、前記導入口から前記発音空間内に導入された前記冷媒の気流により音を発生する配管接続構造。
前記発音空間は、前記主貫通孔の内壁面部と前記フレアナットの外側面とを貫通する副貫通孔に、前記フレアナットの外側面側から蓋体が係合されることにより形成される請求項５に記載の配管接続構造。