JP6611528B2

JP6611528B2 - 空気調和機およびその製造方法

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Publication number: JP6611528B2
Application number: JP2015178003A
Authority: JP
Inventors: 匠弥平田; 勉井本; 亮一高藤
Original assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Current assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2035-09-09
Also published as: CN106524332A; JP2017053547A

Description

本発明は、伝熱管にアルミニウム管を用いた空気調和機およびその製造方法に関する。

空気調和機（空調機、エアコンディショナー）は、冷房、暖房、除湿、加湿、空気の浄化などの空気調和の目的を果たすために必要な機械器具を若干のケーシングにまとめたユニットである。多くの場合、空気調和機は、複数のフィンと、フィンを貫通する複数の伝熱管とを有する熱交換器を備えて構成されている。このうち、伝熱管は、フィンを貫通しており、熱交換媒体の流路が直線的（ストレート）に形成されている直管部と、直管部と直管部の間に設けられ、所定の曲率をもって熱交換媒体の流れる方向が１８０°反転するように湾曲させた湾曲部とを有している。

なお、湾曲部には、長尺の直管の一部をＵ字形にヘアピン曲げ加工することで湾曲させたものと（本明細書においてこのようにして形成された湾曲部を「ヘアピン湾曲部」といい、ヘアピン湾曲部を有する伝熱管を「ヘアピン管」という。）、異なる二つのヘアピン管の端部同士をＵ字形の管（所謂Ｕベンド管）で連結して形成させたものとがある。
空気調和機の用途によっても異なるが、ヘアピン管（直管部とヘアピン湾曲部）およびＵベンド管は、銅（Ｃｕ）やＣｕ合金を用いて形成されることが多い。なお、近年ではこれらの構成品をアルミニウム（Ａｌ）やＡｌ合金を用いて形成されることが多くなってきた。

前記した熱交換器は、室外機内と室内機内にそれぞれ配置されている。このうち、室外機内に配置される熱交換器は水や塩分などが付着することがあるため、図６に示すように、特に湾曲部６３３の外周面において外側となる表面６３８ａに腐食が発生し易いという問題がある。なお、図６は、従来の空気調和機における伝熱管の湾曲部の構成を示す一部拡大図である。

そこで、このような腐食を防止する発明が、例えば、特許文献１に提案されている。具体的に、特許文献１には、内部に熱交換媒体を通す銅管を折り返してなる複数の折り返し部分を有する熱交換器を備える熱交換装置の銅管の防食方法であって、前記熱交換器の複数の折り返し部分に対して発泡樹脂を吹き付けて固化させることにより、折り返し部分の腐食を防止する熱交換装置の銅管の防食方法が提案されている。

特開２０１５−１７７４５号公報

前記したように近年では伝熱管をＡｌやＡｌ合金で形成することが多くなってきた。ＡｌやＡｌ合金で形成した伝熱管は、ＣｕやＣｕ合金で形成した伝熱管と比較して屋外環境での耐食性に劣る傾向にある。伝熱管が腐食によって薄肉化してしまい、貫通すると、空気調和機が機能しなくなるだけでなく、熱交換媒体が外部に漏れる可能性がある。

特許文献１で提案されている発明には、発泡樹脂による被覆に少しでも欠陥があれば伝熱管と発泡樹脂の間に水や塩分などが長期に渡って滞留するため、却って腐食が進行してしまうおそれがある。

本発明は前記状況に鑑みてなされたものであり、伝熱管の腐食を長期的に抑制することのできる空気調和機およびその製造方法を提供することを課題とする。

本発明に係る空気調和機は、複数のフィンと、前記フィンを貫通する複数の伝熱管と、を有する熱交換器を備え、前記伝熱管は、所定の曲率をもって湾曲した湾曲部を有しており、前記湾曲部は、湾曲している外周面の外側の表面の少なくとも一部に、前記一部以外の表面の自然電位よりも自然電位の低い低自然電位部を有しており、前記伝熱管がアルミニウムまたはアルミニウム合金製であると共に、前記伝熱管は、銅または銅合金製の配管と接合しており、前記伝熱管と前記配管の接合部が、前記伝熱管の自然電位よりも低い自然電位を有する第２のテープ状材料で被覆されており、前記第２のテープ状材料は、前記接合部において、前記伝熱管側の前記第２のテープ状材料を越えて前記伝熱管が露出している部分から、前記配管側の前記第２のテープ状材料を越えて前記配管が露出している部分まで防水性の被覆材で被覆されており、かつ、前記防水性の被覆材は、前記配管を被覆する寸法よりも前記伝熱管を被覆する寸法が短い。

本発明に係る空気調和機の製造方法は、複数のフィンと、前記フィンを貫通する複数の伝熱管と、を有する熱交換器を備え、前記伝熱管は、所定の曲率をもって湾曲した湾曲部を有しており、前記湾曲部は、湾曲している外周面の外側の表面の少なくとも一部に、前記一部以外の表面の自然電位よりも自然電位の低い低自然電位部を有しており、前記伝熱管がアルミニウムまたはアルミニウム合金製であると共に、前記伝熱管は、銅または銅合金製の配管と接合している空気調和機を製造する方法であり、前記湾曲部における外周面の外側の表面の少なくとも一部に、前記一部以外の表面の自然電位よりも自然電位の低い低自然電位部を形成する低自然電位部形成工程を含み、前記伝熱管と前記配管の接合部に、前記伝熱管の自然電位よりも低い自然電位を有する第２のテープ状材料を被覆する工程と、前記第２のテープ状材料を防水性の被覆材で被覆する工程と、をさらに含み、前記防水性の被覆材は、前記接合部において、前記伝熱管側の前記第２のテープ状材料を越えて前記伝熱管が露出している部分から、前記配管側の前記第２のテープ状材料を越えて前記配管が露出している部分まで被覆し、かつ、前記防水性の被覆材は、前記配管を被覆する寸法よりも前記伝熱管を被覆する寸法が短い。

本発明に係る空気調和機は、伝熱管の腐食を長期的に抑制することができる。
本発明に係る空気調和機の製造方法は、伝熱管の腐食を長期的に抑制することのできる空気調和機を製造することができる。

空気調和機の全体的な構成を示す構成図である。空気調和機の構成品である室外機の構成を示す分解図である。室外機内に配置される室外熱交換器の構成を示す斜視図である。室外熱交換器の要部拡大図である。冷媒配管と伝熱管の接合部の一態様を示す断面図である。冷媒配管と伝熱管の接合部の一態様を示す断面図である。冷媒配管と伝熱管の接合部の一態様を示す断面図である。冷媒配管と伝熱管の接合部の一態様を示す断面図である。従来の空気調和機における伝熱管の湾曲部の構成を示す一部拡大図である。冷媒配管と伝熱管の接合部の従来例を示す断面図である。冷媒配管と伝熱管の接合部の従来例を示す断面図である。

以下、適宜図面を参照して本発明に係る空気調和機およびその製造方法について詳細に説明する。
＜空気調和機の全体的な構成および動作＞
はじめに、図１を参照して空気調和機の全体的な構成および動作を説明する。なお、図１は、空気調和機の全体的な構成を説明する構成図である。
図１に示すように、空気調和機１０は、大きく分けて室外機２０と室内機３０で構成されている。室外機２０と室内機３０は熱交換媒体が通流する配管４０で接続されている。なお、熱交換媒体は、冷却媒体や冷媒などと呼称されることがあり、前記配管４０は冷媒配管と呼称されることがある。以下、本明細書において熱交換媒体を冷媒と呼称し、前記配管４０を冷媒配管４０と呼称する。

室外機２０内には、圧縮機２１、四方弁２２、熱交換器２３、膨張弁２４、室外ファン２５などが設置されている。なお、室外機２０に設置されている熱交換器２３は室外熱交換器と呼称されることが多いので、以下の説明では室外熱交換器２３という。
圧縮機２１、四方弁２２、室外熱交換器２３および膨張弁２４は、前記した冷媒配管４０で順次接続されている。室外ファン２５は、室外の空気を室外機２０の背面側から吸い込み、室外熱交換器２３を通過させた後に、当該室外ファン２５を介して室外機２０の正面側から排出できるように、室外熱交換器２３と隣接して設置されている。

また、室内機３０内には、熱交換器３１、室内ファン３３などが設置されている。なお、室内機３０に設置されている熱交換器３１は室内熱交換器と呼称されることが多いので、以下の説明では室内熱交換器３１という。なお、前記した膨張弁２４は室内機３０内に設置されていてもよい。膨張弁２４と室内熱交換器３１は、前記した冷媒配管４０で順次接続されている。室内機３０内において、室内ファン３３は、室内熱交換器３１を介して室内機３０外から室内の空気を取り入れた後、当該室内ファン３３を介して前記取り入れた室内の空気を室内機３０外に排出、つまり、室内に送風できるように設置されている。

このような構成の空気調和機１０は、次のように動作して暖房運転および冷房運転を行う。
暖房運転を行う場合、室外機２０の圧縮機２１で圧縮されたガス状態の冷媒が四方弁２２および冷媒配管４０を通流して室内熱交換器３１に流れる。
そして、室内ファン３３で発生させた気流で室内の空気と室内熱交換器３１内の冷媒との間で熱交換を行い、室内の空気に熱を放出する。このとき、冷媒はガス状態から凝縮して液状態に変化する。
液状態となった冷媒は、膨張弁２４および冷媒配管４０を通流して室外熱交換器２３に流れる。液状態となった冷媒は、室外熱交換器２３内において室外ファン２５で発生させた気流で室外の空気から熱を吸収し、熱交換を行う。このとき、冷媒は液状態から蒸発してガス状態となり、冷媒配管４０および四方弁２２を通流して再び圧縮機２１に流れる。

冷房運転を行う場合、室外機２０の四方弁２２を切り替えることで冷媒の流れる方向を暖房運転と逆にする。
つまり、室外機２０の圧縮機２１で圧縮されたガス状態の冷媒が四方弁２２および冷媒配管４０を通流して室外熱交換器２３に流れる。
そして、室外ファン２５で発生させた気流で室外の空気と室外熱交換器２３内の冷媒との間で熱交換を行い、室外の空気に熱を放出する。このとき、冷媒はガス状態から凝縮して液状態に変化する。
液状態となった冷媒は、膨張弁２４および冷媒配管４０を通流して室内熱交換器３１に流れる。液状態となった冷媒は、室内熱交換器３１内において室内ファン３３で発生させた気流で室内の空気から熱を吸収し、熱交換を行う。このとき、冷媒は液状態から蒸発してガス状態となり、冷媒配管４０および四方弁２２を通流して再び圧縮機２１に流れる。なお、室内熱交換器３１で冷やされた空気は室内ファン３３によって室内に放出される。

＜室外機および室外熱交換器の構成および動作＞
次に、図２の分解図を参照して空気調和機１０の構成品である室外機２０の構成および動作を説明し、図３の斜視図および図４の要部拡大図を参照して室外機２０内に配置される室外熱交換器２３の構成を説明する。

図２に示すように、室外機２０の筐体２６は、ベース２６ａ、正面板２６ｂ、天板２６ｃ、右側面板２６ｄ、左側面板２６ｅで構成されている。筐体２６を構成するこれらの構成品はいずれも鋼板に塗装を施したものを用いるのが好ましい。

室外機２０の内部は仕切り板２０１によって送風室２０２と機械室２０３に分けられている。この仕切り板２０１の上部には室外機２０の制御を行うための機器を内蔵する電機箱２０４が配置されている。
送風室２０２に、室外熱交換器２３、室外ファン２５およびモータ支持材（図示せず）が配置されており、機械室２０３に、圧縮機２１、四方弁２２（図２には図示せず）および膨張弁２４（図２には図示せず）が配置されている。
室外の空気は、室外ファン２５によって、室外機２０の背面側から吸い込まれ、室外熱交換器２３を通過する際に冷媒と熱交換を行い、室外機２０の正面板２６ｂから排出される。

図３に示すように、室外熱交換器２３は、一部を緩やかな円弧状に湾曲させた平面視略Ｌ字状としているがこれに限定されるものではない。例えば、室外熱交換器２３は、湾曲させた部分を設けない平面視略Ｉ字状とすることもできるし、緩やかな円弧状に湾曲させた部分を２つ設けた平面視略Ｕ字状とすることもできる。

室外熱交換器２３は、図３および図４に示すように、複数のフィン２３１と、複数の伝熱管２３２とを備えている。伝熱管２３２は、前記した複数のフィン２３１を貫通するとともに、図３および図４には図示しない冷媒配管４０（図１参照）と連結されており、冷媒が伝熱管２３２の内部を通流することができる。
なお、伝熱管２３２は、所定の曲率をもって冷媒の流通方向が１８０°反転するように湾曲させた湾曲部２３３を有するとともに、湾曲部２３３と連通する直管形状の直管部２３４を有している。

図４に示すように、本発明における湾曲部２３３として、ヘアピン管２３５のヘアピン湾曲部２３６が挙げられる。また、本発明における湾曲部２３３として、Ｕベンド管２３７が挙げられる。
ヘアピン管２３５（直管部２３４とヘアピン湾曲部２３６）およびＵベンド管２３７は、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌおよびＡｌ合金の中から選択される任意の材料を用いて形成することができる。

ここで、ＡｌやＡｌ合金で形成した伝熱管２３２のうち、特に湾曲部２３３に腐食が発生し易い理由について説明する。
まず、材質的に、ＡｌやＡｌ合金で形成した伝熱管２３２は、ＣｕやＣｕ合金で形成した伝熱管２３２と比較して屋外環境での耐食性に劣っていることが挙げられる。また、ヘアピン湾曲部２３６およびＵベンド管２３７はいずれも曲げ加工によって形成されるため、湾曲している外側の肉厚が薄くなったり、目に見えない微細な傷が生じたりすることが挙げられる。

そこで、ＡｌやＡｌ合金で形成した伝熱管２３２の耐食性をＣｕやＣｕ合金で形成した伝熱管２３２と同程度とする一つの手法として、例えば、フィン２３１を伝熱管２３２よりも自然電位の低いＡｌやＡｌ合金で形成するなどの対策がとられている。これにより、フィン２３１による犠牲防食効果が得られ、伝熱管２３２の腐食を長期的に抑制することを可能としている。

ここで、「犠牲防食」とは、電気的およびイオン的に接続された状態で腐食環境に置かれた場合において、電位の低い金属材料の腐食を促進させるかわりに、電位の高い金属材料が電位の低い金属材料によって防食されることをいう。しかしながら、このような犠牲防食効果は伝熱管２３２とフィン２３１の間に電気的およびイオン的な接続がないと得ることができない。Ｃｕ、Ａｌ両者とも電気伝導度が高い材料であり、電気的な接続は容易に達成できるが、屋外環境において高いイオン伝導度を持つ水が金属表面に付着する可能性は低いため、イオン的な接続が可能な長さ（防食有効距離）は非常に短い(数ｍｍ程度)。これに対し、湾曲部２３３は、一般的に、犠牲防食材であるフィン２３１との距離が数ｍｍ以上となっているため、フィン２３１による犠牲防食効果を得ることができない。従って、湾曲部２３３の湾曲している外周面の外側に腐食が発生し易いものとなっている。

また、ＡｌやＡｌ合金で形成した伝熱管２３２の耐食性をＣｕやＣｕ合金で形成した伝熱管２３２と同程度とする他の手法として、例えば、ＡｌやＡｌ合金で形成した伝熱管２３２の外層として、溶射やクラッド等により亜鉛（Ｚｎ）製、Ｚｎ合金製、Ｚｎを含むＡｌ合金製の犠牲防食層（図示せず）が形成されることが多い。

このような犠牲防食層の自然電位は、Ｚｎの添加により母材（例えば、心材）のＡｌやＡｌ合金の自然電位よりも低くなっている。金属の腐食は自然電位の低い金属から優先的に進むことから、犠牲防食層の存在により母材のＡｌやＡｌ合金の腐食を防ぐことができ、結果としてＡｌやＡｌ合金で形成した伝熱管２３２の腐食を防ぐことができる。しかしながら、湾曲部２３３は曲げ加工により肉厚が薄くなるので、これにより犠牲防食層の肉厚も減少する。そのため、湾曲部２３３は、伝熱管２３２において湾曲していない部位と比べると耐食性が低くなり易い傾向にある（つまり、腐食が発生し易いものとなっている）。

＜低自然電位部＞
そこで、本発明に係る空気調和機１０では、伝熱管２３２の腐食、特に湾曲部２３３の腐食を長期的に抑制するため、図４に示すように、Ｕ字状を呈する湾曲部２３３において湾曲している外周面の外側の表面２３８ａの少なくとも一部に、前記一部以外の表面２３８ｂの自然電位よりも自然電位の低い低自然電位部２３９を有することとしている。
このようにすると、低自然電位部２３９と湾曲部２３３の間で電気的およびイオン的な接続が形成されるので、湾曲部２３３に対して低自然電位部２３９による犠牲防食効果を得ることができる。なお、本発明において、「自然電位」とは、０．１ｍｏｌ／ＬのＮａＣｌ水溶液中における自然電位をいう。

低自然電位部２３９の自然電位は、伝熱管２３２の自然電位よりも１０〜１５０ｍＶ低いことが好ましい。低自然電位部２３９と伝熱管２３２の自然電位差をこの範囲とすると、自然電位差があまり大きくないので低自然電位部２３９の消耗を抑えることができる。その結果、湾曲部２３３の腐食をより長期的に抑制することができる。なお、伝熱管２３２の自然電位は、伝熱管２３２の表面に溶射等により犠牲防食層等が形成されている場合は当該犠牲防食層等を含む自然電位となり、このような犠牲防食層等がない場合は、伝熱管２３２の母材（心材）の自然電位となる。

低自然電位部２３９としては、例えば、前記Ｕ字状を呈する湾曲部２３３の湾曲している外周面の外側の表面２３８ａの少なくとも一部に、伝熱管２３２の自然電位よりも低い自然電位を有する第１のテープ状材料を固定することが挙げられる。なお、「テープ状材料」とは、一定の幅寸法と長さ寸法を持つ帯状のものをいう。

このような第１のテープ状材料としては、例えば、Ｚｎ、Ｚｎ合金、およびＺｎを含むＡｌ合金のうちの少なくとも一種を原料とする帯状の金属箔を挙げることができる。
また、第１のテープ状材料は、例えば、Ｚｎ、Ｚｎ合金、およびＺｎを含むＡｌ合金のうちの少なくとも一種の粉状体若しくは粒状体を、紙、布、樹脂、ガラス繊維などの基材に含んでいるものを挙げることができる。ここで、本明細書における粒状体とは、例えば、粒径が５０μｍから１ｍｍ程度の固体粒子または凝集体をいい、粉状体とは５０μｍ未満の固体粒子または凝集体をいうが、テープ状材料に含ませることができるなどの所定の作用を奏することができれば特に制限なく使用することができる。つまり、粉状体と粒状体を同時に使用することができる（換言すると、粒径や平均粒子径などに関係なく粒径が１ｍｍ程度以下の固体粒子または凝集体を使用することができる）。
前記したいずれの態様によっても低自然電位部２３９を具現することができ、湾曲部２３３の腐食を長期的に抑制することができる。

第１のテープ状材料を用いる場合、当該第１のテープ状材料の自然電位は、伝熱管２３２の自然電位よりも１０〜１５０ｍＶ低いことが好ましい。第１のテープ状材料と伝熱管２３２の自然電位差をこの範囲とすると、自然電位差があまり大きくないので第１のテープ状材料の消耗を抑えることができる。その結果、湾曲部２３３の腐食をより長期的に抑制することができる。

伝熱管２３２の湾曲部２３３への第１のテープ状材料の固定は、湾曲部２３３に第１のテープ状材料を当接した後、当該第１のテープ状材料の上から金属製または樹脂製の固定用バンドを巻き付けることによって行うことができる。また、伝熱管２３２の湾曲部２３３への第１のテープ状材料の固定は、第１のテープ状材料の一方の面に粘着剤を塗布しておき、当該接着剤によって貼り付けることによっても行うことができる。粘着剤は、第１のテープ状材料を伝熱管２３２に貼り付けることができれば特に限定されるものではなく、どのようなものも用いることができる。なお、後述するように、第１のテープ状材料を粘着剤で貼り付けた後に加熱工程を行う場合は、加熱装置の損傷防止を図るため、加熱により硫黄（Ｓ）などが発生しないものを選択するのが好ましい。また、粘着剤で第１のテープ状材料を伝熱管２３２に貼り付ける場合は、テープの接触性や電気伝導性を保つために、伝熱管２３２の貼り付け予定箇所をやすりなどで削り、表面の酸化皮膜を予め取り除くことが好ましい。

また、粘着剤を含む場合も第１のテープ状材料と伝熱管２３２の自然電位差を前記した範囲とするのが好ましいことは言うまでもない。そのため、粘着剤は導電性を有していることを要する。導電性の粘着剤は、例えば、粘着剤中にＺｎ、Ｚｎ合金、およびＺｎを含むＡｌ合金のうちの少なくとも一種の粉状体若しくは粒状体を含ませることにより得ることができるが、これらに限定されるものではなく、公知のものを使用することができる。

なお、第１のテープ状材料の厚みは１ｍｍ以下であることが好ましい。このようにすると、付着した水によって伝熱管２３２と低自然電位部２３９のイオン的な接続が容易に行われるようになり、低自然電位部２３９による犠牲防食効果が得られ易い。

また、第１のテープ状材料を防水性の被覆材（図４において図示せず）で被覆するのが好ましい。このようにすると、低自然電位部２３９による犠牲防食効果を発揮させる前の相当長い期間、伝熱管２３２と低自然電位部２３９が水と接触するのを防止することができる。そして、腐食がある程度進んで被覆材と伝熱管２３２の間に隙間が生じ、この隙間に水が浸入したときにはじめて犠牲防食効果が得られるようにすることができる。従って、伝熱管２３２の腐食をさらに長期的に抑制することができる。なお、防水性の被覆材としては、例えば、ブチルゴム、エポキシ樹脂などが挙げられる。

＜異種金属接触腐食の防止＞
ところで、本発明に係る空気調和機１０を含め、現在の空気調和機においては、強度等の問題から冷媒配管４０の全てをＡｌまたはＡｌ合金製とするのは困難な状況である。例えば、圧縮機２１に繋がる冷媒配管４０にはＣｕまたはＣｕ合金製の冷媒配管４０が用いられることが多い。そのため、例えば、湾曲部２３３を有する伝熱管２３２をＡｌまたはＡｌ合金で形成すると、ＣｕまたはＣｕ合金製の冷媒配管４０との間で異種の金属が接触する状態となる。

ここで、図７Ａおよび図７Ｂは、冷媒配管と伝熱管の接合部の従来例を示す断面図である。なお、図７Ａは、伝熱管２３２Ａの先端部２３２Ａ１を拡径させ、冷媒配管４０Ｃの先端部４０Ｃ１を先端部２３２Ａ１に挿入したものである。また、図７Ｂは、伝熱管２３２Ａの先端部２３２Ａ１を拡径させ、冷媒配管４０Ｃの先端部４０Ｃ１を縮径し、先端部４０Ｃ１を先端部２３２Ａ１に挿入したものである。

図７Ａまたは図７Ｂに示すように、ＣｕやＣｕ合金で形成した冷媒配管４０Ｃと、ＡｌまたはＡｌ合金で形成した伝熱管２３２Ａとを接合させただけの接合部２４０においては、異種金属接触腐食が生じるという問題がある。なお、「異種金属接触腐食」とは、異なる種類の金属材料が電気的に接続され、腐食環境中で相互に影響し合って生じる腐食現象をいう。具体的には、電位の低い金属材料が電位の高い金属材料との接触により腐食が促進されることをいう。また、この場合、孔食が生じることもある。なお、「孔食」とは、金属表面に存在する金属を腐食環境から保護する働きを持つ不動体皮膜の一部が何らかの原因により破壊され、破壊された部分のみが局所的に金属の肉厚方向に進行するような腐食形態をいう。

しかしながら、本発明では、図５Ａに示すように、伝熱管２３２Ａの自然電位よりも低い自然電位を有する第２のテープ状材料２４３で冷媒配管４０Ｃと湾曲部２３３を有する伝熱管２３２Ａの接合部２４０を被覆している。このようにすることによって、伝熱管２３２Ａの腐食（具体的には、異種金属接触腐食）を長期的に抑制することができる。なお、第２のテープ状材料２４３は、前記した第１のテープ状材料と同じものを用いることができる。また、図５Ｂに示すように、第２のテープ状材料２４３を防水性の被覆材２４４で被覆するのが好ましい。このようにすると、接合部２４０による犠牲防食効果を発揮させる前の相当長い期間、伝熱管２３２Ａと接合部２４０が水と接触するのを防止することができる。そして、腐食がある程度進んで被覆材２４４と伝熱管２３２Ａの間に隙間が生じ、この隙間に水が浸入したときにはじめて犠牲防食効果が得られるようにすることができる。従って、伝熱管２３２Ａの腐食をさらに長期的に抑制することができる。なお、防水性の被覆材２４４としては、例えば、ブチルゴム、エポキシ樹脂などが挙げられる。

また、図５Ｃに示すように、前記した第２のテープ状材料２４３よりも低い自然電位を持つ第３のテープ状材料２４５で第２のテープ状材料２４３を被覆するのが好ましい。このようにすると、より低い自然電位を持つ第３のテープ状材料２４５が第２のテープ状材料２４３よりも優先的に腐食が進むので、伝熱管２３２Ａの腐食をさらに長期的に抑制することができる。

なお、第２のテープ状材料２４３および第３のテープ状材料２４５を用いて接合部２４０を被覆する場合は、第２のテープ状材料２４３の自然電位が、伝熱管２３２Ａの自然電位よりも１０〜１００ｍＶ低くなるようにするのが好ましい。また、第３のテープ状材料２４５の自然電位が、第２のテープ状材料２４３の自然電位よりも１０〜１００ｍＶ低くなるようにするのが好ましい。ただし、第２のテープ状材料２４３を介した伝熱管２３２Ａの自然電位差と、第３のテープ状材料２４５の自然電位差との合計が２０〜１５０ｍＶとなるように調整するのが好ましい。より好ましくは、例えば、第２のテープ状材料２４３の自然電位が、伝熱管２３２Ａの自然電位よりも１０〜７５ｍＶ低くなるようにし、第３のテープ状材料２４５の自然電位が、第２のテープ状材料２４３の自然電位よりも１０〜７５ｍＶ低くなるようにすることが挙げられる。このようにすると、自然電位差が適切であるので伝熱管２３２Ａの腐食をさらにより長期的に抑制することができる。

伝熱管２３２Ａと第２のテープ状材料２４３の間の自然電位差、および第２のテープ状材料２４３と第３のテープ状材料２４５の間の自然電位差は、例えば、それぞれの構成品を形成している金属材料の化学組成やテープ状材料に含まれている金属材料の化学組成を適宜調節することによって容易に調整することができる。

図５Ｄに示すように、第２のテープ状材料２４３および第３のテープ状材料２４５を用いて接合部２４０を被覆する場合も第３のテープ状材料２４５を防水性の被覆材２４４で被覆するのが好ましい。理由は前記したとおりであるので省略する。

なお、図５Ｂおよび図５Ｄに示す例において、被覆材２４４は、ＡｌまたはＡｌ合金で形成した伝熱管２３２Ａを被覆する寸法Ｌ１を短くする（被覆面積を小さくする）のが好ましい。寸法Ｌ１は、例えば、２〜５ｍｍとするとよい。寸法Ｌ１をこの範囲とすると、防水性を得ることができる一方で、腐食が発生した場合には貫通や孔食に至る前に第２のテープ状材料２４３および第３のテープ状材料２４５による犠牲防食効果をそれぞれ得ることができる。そのため、伝熱管２３２Ａの腐食を長期的に抑制することができる。

また、被覆材２４４は、ＣｕまたはＣｕ合金で形成した冷媒配管４０Ｃを被覆する寸法Ｌ２を長くする（被覆面積を大きくする）のが好ましい。寸法Ｌ２は、例えば、１０〜２０ｍｍとするとよい。寸法Ｌ２がこの範囲であれば、防水性を得ることができる。なお、ＣｕまたはＣｕ合金で形成した冷媒配管４０Ｃの防食効果はもともと高いので、防水性を得ることができれば腐食環境になり難くなるため、伝熱管２３２Ａの腐食をさらに長期的に抑制することができる。

（低自然電位部の他の態様）
次に、低自然電位部２３９の他の態様について説明する。
低自然電位部２３９の他の態様としては、例えば図４に示す伝熱管２３２がＺｎを含有しているもの（例えば、Ｚｎを含むＡｌ合金製の伝熱管）であり、低自然電位部２３９におけるＺｎ濃度を前記一部以外の表面２３８ｂのＺｎ濃度よりも高くすることが挙げられる。低自然電位部２３９のＺｎ濃度と前記一部以外の表面２３８ｂのＺｎ濃度の関係をこのようにした場合も、低自然電位部２３９の自然電位が表面２３８ｂの自然電位よりも低くなるため犠牲防食効果を得ることができる。そのため、伝熱管２３２の腐食を長期的に抑制することができる。

低自然電位部２３９におけるＺｎ濃度を前記一部以外の表面２３８ｂのＺｎ濃度よりも高くする方法としては、後記するように、空気調和機の製造方法において加熱工程を行うことが挙げられる。

また、低自然電位部２３９の更なる他の態様として、例えば、Ｚｎ、Ｚｎ合金、またはＺｎを含むＡｌ合金を含んだ塗膜（図示せず）を形成することが挙げられる。このように、低自然電位部２３９を塗膜で形成すると剥がれ難くすることができるので、伝熱管２３２の腐食を長期的に抑制することが可能となる。また、塗膜の形成も容易であり、コストダウンを図ることもできる。なお、前記した金属は粉体状（粒子状）のものを用いるのが好ましい。

このような塗膜は、塗料を乾燥させることによって形成することができる。塗料は、一般的に、樹脂、添加剤および溶剤を含んでいる。
なお、樹脂としては、油脂類（例えば、大豆油、あまに油、サフラワー油、ひまし油など）、天然樹脂（例えば、ロジン、コパール、セラックなど）、加工樹脂（例えば、クロマン樹脂、石油樹脂など）、合成樹脂（例えば、アルキド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂など）、セルロース誘導体（例えば、ラッカー、アセチルセルロースなど）などを挙げることができる。
添加剤としては、例えば、可塑剤、分散剤、沈降防止剤、乳化剤、増粘剤、消泡剤、乾燥剤、たれ防止剤、帯電防止剤、導電剤、難燃剤などを挙げることができる。
溶剤としては、例えば、油、水、シンナー、アルコールなどを挙げることができる。
低自然電位部２３９となる塗膜を形成する塗料は、これらの成分と共に、Ｚｎ、Ｚｎ合金、またはＺｎを含むＡｌ合金を添加することができれば、どのようなものも用いることができる。なお、これらの金属は粉体状（粒子状）のものを用いるのが好ましい。

伝熱管２３２への塗料の塗布は、例えば、ハケ塗り、ローラー塗り、吹付塗装、エアレススプレー、ロールコーター、焼付け塗装、浸漬塗り、電着塗装、静電塗装などで行うことができる。塗料を塗布した後は、加熱や紫外線の照射、放置などの適宜の方法で硬化させることにより、塗膜を形成することができる。

＜空気調和機の製造方法＞
次に、本発明に係る空気調和機の製造方法について説明する。なお、空気調和機を製造する方法の殆どの工程は一般的な製造設備および製造条件によって行うことができる。

本製造方法は、図４に示す湾曲部２３３における外周面の外側の表面２３８ａの少なくとも一部に、前記一部以外の表面２３８ｂの自然電位よりも自然電位の低い低自然電位部２３９を形成する低自然電位部形成工程を含んでいる。
この低自然電位部形成工程としては、例えば、Ｚｎ、Ｚｎ合金、またはＺｎを含むＡｌ合金を添加したテープ状材料（例えば、前記した第１のテープ状材料）を固定するか、または、Ｚｎ、Ｚｎ合金、またはＺｎを含むＡｌ合金を添加した塗膜を形成して前記一部以外の表面２３８ｂの自然電位よりも自然電位の低い低自然電位部２３９を形成することが挙げられる。

低自然電位部形成工程における伝熱管２３２の湾曲部２３３へのテープ状材料の固定は、前記したように、湾曲部２３３にテープ状材料を当接した後、当該テープ状材料の上から前記した固定用バンドを巻き付けたり、テープ状材料の一方の面に粘着剤を塗布しておき、当該接着剤によって貼り付けたりすることによって行うことができる。

また、低自然電位部形成工程における伝熱管２３２の湾曲部２３３への塗膜の形成は、前記したように、湾曲部２３３に対し、ハケ塗り、ローラー塗り、吹付塗装、エアレススプレー、ロールコーター、焼付け塗装、浸漬塗り、電着塗装、静電塗装などによりＺｎ、Ｚｎ合金、またはＺｎを含むＡｌ合金を添加した塗料を塗布し、加熱等の適宜の方法で硬化させることによって行うことができる。

本製造方法は、低自然電位部形成工程後、さらに３００〜５５０℃で加熱し、テープ状材料に含まれているＺｎ元素、または、塗膜に含まれているＺｎ元素を湾曲部２３３における外周面の外側の表面２３８ａの少なくとも一部に拡散させて低自然電位部２３９におけるＺｎ濃度が、前記一部以外の表面２３８ｂのＺｎ濃度よりも高くする加熱工程を含んでいてもよい。

このようにすると、伝熱管２３２の表面にＺｎを拡散させて低自然電位部２３９を形成しているので、テープ状材料が剥がれたり、塗膜が剥がれたりすることによって低自然電位部２３９が損失してしまうという事態を回避することができる。そのため、より確実に且つより長期的に伝熱管２３２の腐食を抑制することが可能となる。

加熱工程における加熱処理は、例えば、電気ヒータやガスバーナーなどの加熱装置を用いて行うことができる。
加熱時間は、テープ状材料に含まれているＺｎ元素、または、塗膜に含まれているＺｎ元素を湾曲部２３３における外周面の外側の表面２３８ａの少なくとも一部に拡散させることができればよく、特に限定されるものではないが、例えば、１〜２０時間とすることが挙げられる。

以上、本発明の一実施形態に係る空気調和機およびその製造方法について詳細に説明したが本発明の主旨はこれに限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、室外熱交換器２３の伝熱管２３２を例示して説明したが、室内熱交換器３１の伝熱管の湾曲部（いずれも図示せず）に適用することができ、前記と同様の効果を奏することができる。また、例えば、図５Ａから図５Ｄにおいては、伝熱管２３２Ａの先端部２３２Ａ１を拡径させ、冷媒配管４０Ｃの先端部４０Ｃ１を先端部２３２Ａ１に挿入した例を例示して説明したが、伝熱管２３２Ａの先端部２３２Ａ１を拡径させ、冷媒配管４０Ｃの先端部４０Ｃ１を縮径し、先端部４０Ｃ１を先端部２３２Ａ１に挿入したもの（図７Ｂ参照）にも適用できることは言うまでもない。

また、前記した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、前記した各構成、機能、処理部、処理手段、制御手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

さらに、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０空気調和機
２３熱交換器（室外熱交換器）
２３１フィン
２３２、２３２Ａ伝熱管
２３３湾曲部
２３８ａ、２３８ｂ表面
２３９低自然電位部
２４０接合部
２４３第２のテープ状材料
２４４被覆材
２４５第３のテープ状材料
４０配管（冷媒配管）
４０Ｃ冷媒配管（配管）

Claims

複数のフィンと、前記フィンを貫通する複数の伝熱管と、を有する熱交換器を備え、
前記伝熱管は、所定の曲率をもって湾曲した湾曲部を有しており、
前記湾曲部は、湾曲している外周面の外側の表面の少なくとも一部に、前記一部以外の表面の自然電位よりも自然電位の低い低自然電位部を有しており、
前記伝熱管がアルミニウムまたはアルミニウム合金製であると共に、前記伝熱管は、銅または銅合金製の配管と接合しており、
前記伝熱管と前記配管の接合部が、前記伝熱管の自然電位よりも低い自然電位を有する第２のテープ状材料で被覆されており、
前記第２のテープ状材料は、前記接合部において、前記伝熱管側の前記第２のテープ状材料を越えて前記伝熱管が露出している部分から、前記配管側の前記第２のテープ状材料を越えて前記配管が露出している部分まで防水性の被覆材で被覆されており、かつ、前記防水性の被覆材は、前記配管を被覆する寸法よりも前記伝熱管を被覆する寸法が短いことを特徴とする空気調和機。
請求項１において、
前記低自然電位部の自然電位が、前記伝熱管の自然電位よりも１０〜１５０ｍＶ低いことを特徴とする空気調和機。
請求項１または請求項２において、
前記低自然電位部が、前記伝熱管の自然電位よりも低い自然電位を有する第１のテープ状材料または塗膜であることを特徴とする空気調和機。
請求項３において、
前記第１のテープ状材料が、
亜鉛、亜鉛合金、および亜鉛を含むアルミニウム合金のうちの少なくとも一種を原料とする帯状の金属箔であるか、または、
亜鉛、亜鉛合金、および亜鉛を含むアルミニウム合金のうちの少なくとも一種の粉状体若しくは粒状体を基材に含んでいることを特徴とする空気調和機。
請求項３または請求項４において、
前記第１のテープ状材料が導電性の粘着剤によって貼り付けられていることを特徴とする空気調和機。
請求項５において、
前記第２のテープ状材料と前記防水性の被覆材との間には、当該第２のテープ状材料よりも低い自然電位を持つ第３のテープ状材料が備えられていることを特徴とする空気調和機。
請求項６において、
前記第２のテープ状材料の自然電位が、前記伝熱管の自然電位よりも１０〜１００ｍＶ低く、
前記第３のテープ状材料の自然電位が、前記第２のテープ状材料の自然電位よりも１０〜１００ｍＶ低いことを特徴とする空気調和機。
請求項１において、
前記低自然電位部における亜鉛濃度が、前記一部以外の表面の亜鉛濃度よりも高いことを特徴とする空気調和機。
複数のフィンと、前記フィンを貫通する複数の伝熱管と、を有する熱交換器を備え、
前記伝熱管は、所定の曲率をもって湾曲した湾曲部を有しており、
前記湾曲部は、湾曲している外周面の外側の表面の少なくとも一部に、前記一部以外の表面の自然電位よりも自然電位の低い低自然電位部を有しており、
前記伝熱管がアルミニウムまたはアルミニウム合金製であると共に、前記伝熱管は、銅または銅合金製の配管と接合している空気調和機を製造する方法であり、
前記湾曲部における外周面の外側の表面の少なくとも一部に、前記一部以外の表面の自然電位よりも自然電位の低い低自然電位部を形成する低自然電位部形成工程を含み、
前記伝熱管と前記配管の接合部に、前記伝熱管の自然電位よりも低い自然電位を有する第２のテープ状材料を被覆する工程と、
前記第２のテープ状材料を防水性の被覆材で被覆する工程と、をさらに含み、
前記防水性の被覆材は、前記接合部において、前記伝熱管側の前記第２のテープ状材料を越えて前記伝熱管が露出している部分から、前記配管側の前記第２のテープ状材料を越えて前記配管が露出している部分まで被覆し、かつ、前記防水性の被覆材は、前記配管を被覆する寸法よりも前記伝熱管を被覆する寸法が短い
ことを特徴とする空気調和機の製造方法。
請求項９において、
前記低自然電位部形成工程が、亜鉛、亜鉛合金、または亜鉛を含むアルミニウム合金を含んだ第１のテープ状材料を固定するか、または、亜鉛、亜鉛合金、または亜鉛を含むアルミニウム合金を添加した塗膜を形成することを特徴とする空気調和機の製造方法。
請求項１０において、
前記低自然電位部形成工程後、さらに３００〜５５０℃で加熱し、前記第１のテープ状材料に含まれている亜鉛元素、または、前記塗膜に含まれている亜鉛元素を前記湾曲部における外周面の外側の表面の少なくとも一部に拡散させて前記低自然電位部における亜鉛濃度を前記一部以外の表面の亜鉛濃度よりも高くする加熱工程を含むことを特徴とする空気調和機の製造方法。