JP7035615B2 - 配管の継手カバー - Google Patents

Description

この発明は、配管の継手カバーに関するものである。

空気調和装置の室内ユニットのケーシングの内部に収容され、可燃性の冷媒が流通する熱交換器を有する室内配管と、室内配管の周囲に設けられた断熱部材（断熱材）と、室内配管の端部と室外から配設される連絡配管とを接続する継手部材と、継手部材が収容される収容空間を形成するカバー部材（配管の継手カバー）と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－０１１７７２号公報

しかしながら、特許文献１に示されるような配管の継手カバーにおいては、室内配管と当該室内配管の周囲に設けられる断熱材との間に隙間が形成される可能性がある。このため、継手カバーの内側の継手部分で冷媒漏洩が発生した場合に、漏洩した冷媒が室内配管と断熱材との間の狭い隙間を通って、室内側の断熱材端部まで到達し、室内に高速で噴出するおそれがある。

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ある。その目的は、継手部分で冷媒漏洩が発生した場合に、漏洩した冷媒が室内配管と断熱材との間を通って室内側へと噴出することを抑制できる配管の継手カバーを得ることにある。

この発明に係る配管の継手カバーは、室外に設置される室外熱交換器と室内に設置される室内熱交換器とを接続する冷媒配管の継手部分を覆う継手カバーであって、カバー本体と、前記カバー本体に設けられ、前記継手部分よりも前記室内熱交換器側の前記冷媒配管を、前記冷媒配管の外周を被覆する断熱材の外側から締め付ける締結部と、を備え、前記締結部は、内径が前記断熱材の外径より大きい第１の状態と、内径が前記断熱材の外径より小さい第２の状態とをとり得、前記第２の状態の前記締結部により前記断熱材の外側から締め付けることで、前記断熱材を変形させて、前記断熱材と前記冷媒配管との間が気密に塞がれる。

この発明に係る配管の継手カバーによれば、継手部分で冷媒漏洩が発生した場合に、漏洩した冷媒が室内配管と断熱材との間を通って室内側へと噴出することを抑制できるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る配管の継手カバーが適用される空気調和機が備える冷媒回路の構成概略を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る配管の継手カバーが適用される空気調和機の全体構成を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る配管の継手カバーの構成を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る配管の継手カバーの構成を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る配管の継手カバーの上面図である。 この発明の実施の形態１に係る配管の継手カバーが備える締結部の内部構成を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る配管の継手カバーが備える締結部の内部構成を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る配管の継手カバーが備える締結部による締結を拡大した断面図である。 この発明の実施の形態２に係る配管の継手カバーの上面図である。 この発明の実施の形態２に係る配管の継手カバーの上面図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

実施の形態１．
図１から図８は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は配管の継手カバーが適用される空気調和機が備える冷媒回路の構成概略を示す図、図２は配管の継手カバーが適用される空気調和機の全体構成を模式的に示す断面図、図３は配管の継手カバーの構成を模式的に示す斜視図、図４は配管の継手カバーの構成を模式的に示す断面図、図５は配管の継手カバーの上面図、図６及び図７は配管の継手カバーが備える締結部の内部構成を説明する図、図８は配管の継手カバーが備える締結部による締結を拡大した断面図である。

この発明の実施の形態１に係る配管の継手カバーは、空気調和機の冷媒配管の継手部分を覆うものである。この実施の形態に係る配管の継手カバーが適用される空気調和機は、図１に示すように、室内機１及び室外機２を備えている。室内機１は、空気調和の対象となる室の内部に設置される。室外機２は、当該室の外部に設置される。室内機１は、室内熱交換器３及び室内ファン５を備えている。室外機２は、室外熱交換器４及び室外ファン６を備えている。室内機１と室外機２とは冷媒配管１０で接続されている。冷媒配管１０は、室内熱交換器３と室外熱交換器４との間で循環して設けられている。冷媒配管１０内には冷媒が封入されている。

冷媒配管１０内に封入される冷媒は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の小さいものを用いることが地球環境保護上の観点からいって望ましい。また、冷媒配管１０内に封入される冷媒は可燃性である。この冷媒は空気よりも平均分子量が大きい。すなわち、冷媒は、空気よりも密度が大きく、大気圧下で空気より重い。したがって、冷媒は、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。

このような冷媒として、具体的に例えば、テトラフルオロプロペン（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２：ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２：Ｒ３２）、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）、二酸化炭素（ＣＯ２：Ｒ７４４）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。

室内熱交換器３と室外熱交換器４との間における冷媒の循環経路の一側の冷媒配管１０には、四方弁９を介して圧縮機７が設けられている。圧縮機７は、供給された冷媒を圧縮して当該冷媒の圧力及び温度を高める機器である。圧縮機７は、例えば、ロータリ圧縮機、あるいは、スクロール圧縮機等を用いることができる。また、同循環経路の他側の冷媒配管１０には、ＬＥＶ８が設けられている。ＬＥＶ８は、リニア電子膨張弁（Ｌｉｎｅａｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｖａｌｖｅ）である。ＬＥＶ８は、流入した冷媒を膨張させ、当該冷媒の圧力及び温度を低下させる。四方弁９、圧縮機７及びＬＥＶ８は、室外機２に設けられる。

室内機１側の冷媒配管１０と室外機２側の冷媒配管１０とは、金属等からなる継手具を介して接続されている。具体的には、室内機１の冷媒配管１０には室内側配管継手部１１が設けられている。また、室外機２の冷媒配管１０には室外側配管継手部１２が設けられている。室内側配管継手部１１と室外側配管継手部１２との間には、接続用の冷媒配管１０が接続される。

室内側配管継手部１１と室外側配管継手部１２との間の冷媒配管１０を介して、室内機１側の冷媒配管１０と室外機２側の冷媒配管１０とが接続されて冷媒の循環経路が形成される。そして、冷媒配管１０により形成された冷媒の循環経路と、当該循環経路上に冷媒配管１０により接続された、室内熱交換器３、室外熱交換器４、四方弁９、圧縮機７及びＬＥＶ８とにより、冷凍サイクル（冷媒回路）が構成される。

このようにして構成された冷凍サイクルは、室内熱交換器３及び室外熱交換器４のそれぞれにおいて冷媒と空気の間で熱交換を行うことにより、室内機１と室外機２との間で熱を移動させるヒートポンプとして働く。この際、四方弁９を切り換えることにより、冷凍サイクルにおける冷媒の循環方向を反転させて冷房運転と暖房運転とを切り換えることができる。

図２に示すように、室内機１は、建屋の壁部２０の室内側に設置される。また、室外機２は、建屋の壁部２０の室外側に設置される。壁部２０には、貫通孔２１が形成されている。冷媒配管１０は、この貫通孔２１内を通されて、壁部２０を挟んで設置された室内機１と室外機２とを接続している。また、冷媒配管１０内の冷媒と外気との間での熱交換を抑制するため、冷媒配管１０の外周は断熱材１３で被覆されている。なお、同図に示す構成例では、貫通孔２１内に室内側配管継手部１１が配置されている。

図３に示すように、室内側配管継手部１１は、室内側冷媒配管１０ａと室外側冷媒配管１０ｂとを接続している。室内側冷媒配管１０ａは、室内機１へと繋がる冷媒配管１０である。室外側冷媒配管１０ｂは、室外機２へと繋がる冷媒配管１０である。なお、より正確には、室外側冷媒配管１０ｂは室外側配管継手部１２を介して室外機２に繋がっている。

室内側配管継手部１１は、室内機側配管継手１１ａと室外機側配管継手１１ｂとを備えている。室内機側配管継手１１ａは、室内側冷媒配管１０ａの端部に取り付けられている。室外機側配管継手１１ｂは、室外側冷媒配管１０ｂの端部に取り付けられている。

室内機側配管継手１１ａと室外機側配管継手１１ｂとは、相互に嵌合する雄型部材と雌型部材により構成されている。すなわち、室内機側配管継手１１ａ及び室外機側配管継手１１ｂの一方は雄型部材で、他方は雌型部材である。室内側配管継手部１１は、具体的に例えば、配管の端部を円錐状の凸部と凹部とにそれぞれ加工して圧縮密着させるフレア継手である。なお、室内側配管継手部１１はフレア継手に限られない。他に例えば、室内側配管継手部１１として、ねじ込み構造又はフランジ構造等による継手を用いてもよい。

図３及び図４に示すように、室内側配管継手部１１は、継手カバー１００で覆われている。すなわち、継手カバー１００は、室外に設置される室外熱交換器４と室内に設置される室内熱交換器３とを接続する冷媒配管１０の継手部分の１つである室内側配管継手部１１を覆っている。

継手カバー１００は、カバー本体１０１を備えている。カバー本体１０１は、例えば中空な円柱状を呈する。ただし、カバー本体１０１の形状は円柱状に限られない。カバー本体１０１の形状は、他に例えば、三角柱、四角柱等の角柱状、又は、球状等でもよい。カバー本体１０１の内部空間には、室内側配管継手部１１が収容される。

カバー本体１０１には、締結部１１０が設けられている。締結部１１０は、室内側冷媒配管１０ａを締め付ける部分である。すなわち、締結部１１０は、室内側配管継手部１１よりも室内熱交換器３側の冷媒配管１０を締め付けている。この際、締結部１１０は、室内側冷媒配管１０ａの外周を被覆する断熱材１３の外側から室内側冷媒配管１０ａを締め付ける。

また、図４に示すように、カバー本体１０１には、接続部１２０が設けられている。接続部１２０は、室外側冷媒配管１０ｂの外周を被覆する断熱材１３に接続される。室外側冷媒配管１０ｂと断熱材１３との間には、隙間が形成されている。室外側冷媒配管１０ｂと断熱材１３との隙間と、カバー本体１０１の内部空間とは、接続部１２０を介して通じている。なお、この接続部１２０においては、カバー本体１０１と断熱材１３とは気密性を保って接続される。

次に、図５から図７も参照しながら、継手カバー１００の締結部１１０の構成についてさらに説明する。締結部１１０は、第１の状態と第２の状態とをとり得る。第１の状態は、締結部１１０の内径が断熱材１３の外径より大きい状態である。第２の状態は、締結部１１０の内径が断熱材１３の外径より小さい状態である。さらに言えば、第２の状態は、締結部１１０の内径が、断熱材１３の外径より小さく、かつ、室内側冷媒配管１０ａの外径より大きい状態である。

この実施の形態で説明する構成例では、このような第１の状態と第２の状態とをとり得る締結部１１０を実現するため、締結部１１０は絞り機構を備えている。絞り機構は円環状である。そして、絞り機構はその内径が可変である。締結部１１０が備える絞り機構の構成例について、次に説明する。

締結部１１０は、複数の金属羽根１１１、手動ねじ１１２及び歯車１１３を備えている。カバー本体１０１の締結部１１０側の面には、円形の開口が形成されている。金属羽根１１１のそれぞれは、先細りな羽根形状を呈する。

各金属羽根１１１は、環状に並べられ、カバー本体１０１の前述した開口の中心側に先細った側を向けた状態でカバー本体１０１に取り付けられている。各金属羽根１１１は、冷媒配管１０及び隣り合う金属羽根１１１に沿うように滑らかな流線型をしている。それぞれの金属羽根１１１は、取付軸１１８を介してカバー本体１０１に取り付けられている。それぞれの金属羽根１１１は、取付軸１１８を中心にしてカバー本体１０１に対して両方向に回転可能である。隣合う金属羽根１１１同士は、常に隙間無く接した状態で回転する。

複数の金属羽根１１１のうちの１つは主動金属羽根１１１ａである。主動金属羽根１１１ａ以外の金属羽根１１１は、従動金属羽根１１１ｂである。主動金属羽根１１１ａには、直線歯形のラックが設けられている。カバー本体１０１には、主動金属羽根１１１ａのラックと噛み合う歯車１１３が取り付けられている。歯車１１３の回転軸には手動ねじ１１２が固定されている。手動ねじ１１２の一部はカバー本体１０１の外に露出しており、作業者が手で回すことができる。

手動ねじ１１２を回すと歯車１１３が回転し、主動金属羽根１１１ａが回転する。主動金属羽根１１１ａが回転すると、主動金属羽根１１１ａに押されて従動金属羽根１１１ｂも主動金属羽根１１１ａと同方向に回転する。

例えば、図６及び図７に示すように、手動ねじ１１２を時計回りに回転させた場合、まず主動金属羽根１１１ａが取付軸１１８を中心に反時計回りに回転する。主動金属羽根１１１ａが回転すると、主動金属羽根１１１ａに隣接する従動金属羽根１１１ｂが隣の金属羽根１１１側面の流線型に沿って滑るように反時計回りに回転する。これにより、複数の金属羽根１１１が組み合わさって形成される円形開口の内径が小さくなる方向へ移動する。また、手動ねじ１１２を逆に反時計回りに回転させれば、内径が大きくなる方向へ移動する。このようにして、締結部１１０の内径を連続的に変化させることができる。

図６に示す状態では、締結部１１０の内径が断熱材１３の外径より大きい。すなわち、同図に示すのは、締結部１１０が前述した第１の状態である。図７に示す状態では、締結部１１０の内径が断熱材１３の外径と等しい。そして、図４及び図５に示す状態では、締結部１１０の内径が断熱材１３の外径より小さい。すなわち、図４及び図５に示すのは、締結部１１０が前述した第２の状態である。

以上のように構成された継手カバー１００を、室内側配管継手部１１に取り付ける際、まず、締結部１１０を前述した第１の状態にする。この状態では、締結部１１０の内径は、室内側冷媒配管１０ａを被覆する断熱材１３の外径より大きい。したがって、断熱材１３で被覆された室内側冷媒配管１０ａを締結部１１０の内側に容易に通すことができる。

次に、手動ねじ１１２を回して締結部１１０の内径を次第に小さくしていく。そして、締結部１１０を前述した第２の状態にする。この状態では、締結部１１０の内径は、室内側冷媒配管１０ａを被覆する断熱材１３の外径より小さい。したがって、室内側冷媒配管１０ａを、締結部１１０で断熱材１３の外側から均等に締め付けることができる。

ここで、室内側配管継手部１１よりも室外機２側と同じく、室内側冷媒配管１０ａと断熱材１３との間にも隙間が生じ得る。前述した第２の状態の締結部１１０により断熱材１３の外側から均等に締め付けることで、図４に示すように、断熱材１３を変形させて、断熱材１３を室内側冷媒配管１０ａに隙間なく密着させることができる。

室内側配管継手部１１で冷媒漏洩が発生した場合に、漏洩した冷媒はカバー本体１０１の内側に溜まる。締結部１１０と断熱材１３との間、及び、断熱材１３と室内側冷媒配管１０ａとの間は、それぞれ気密に塞がれている。したがって、室内側配管継手部１１で冷媒漏洩が発生した場合に、漏洩した冷媒が室内側冷媒配管１０ａと断熱材１３との間を通って室内側へと噴出することを抑制できる。

また、室外側冷媒配管１０ｂと断熱材１３との隙間と、カバー本体１０１の内部空間とは、接続部１２０を介して通じている。このため、カバー本体１０１の内部空間に充満した漏洩冷媒は、室外側冷媒配管１０ｂと断熱材１３との隙間を通り、室外の大気中に排出することができる。したがって、冷媒漏洩時における継手カバー１００内の圧力上昇を抑制可能である。

さらに、この実施の形態では、締結部１１０は、円環状で内径が可変な絞り機構を備えている。このため、様々な異なる外径の断熱材１３に対して継手カバー１００を適用可能である。また、前述した第２の状態における締結部１１０の内径を調整できるため、断熱材１３と室内側冷媒配管１０ａとの気密性を向上し、経年劣化、冷媒配管１０の振動の影響による締結部１１０の緩みを防ぐことが可能である。

カバー本体１０１及び締結部１１０には、例えば、金属材料が用いられる。この際の、金属材料としては、例えば、鉄、スズ、アルミ、ニッケル、クロム、銅、亜鉛、銀等の単元素金属、又は、これらのうちの２種類以上による合金とすることが考えられる。また、カバー本体１０１及び締結部１１０の表面を、前述した単元素金属又は合金によりめっき加工を施してもよい。

なお、図８に示すようなシール材３０をさらに備えてもよい。シール材３０は、断熱材１３と室内側冷媒配管１０ａとの間に設けられる。そして、シール材３０は、締結部１１０が断熱材１３を締め付ける部分に配置される。シール材３０は、環状の弾性体からなる。その素材は、高分子材料、具体的に例えば、ゴム、シリコン樹脂等である。

締結部１１０を前述の第２の状態にして断熱材１３を外側から締め付けると、この締め付ける位置に合わせて配置したシール材３０は、断熱材１３と室内側冷媒配管１０ａとの間に挟まれて圧縮される。すると、シール材３０が弾性変形し、シール材３０と断熱材１３との接触面積、及び、シール材３０と室内側冷媒配管１０ａとの接触面積が増大する。このため、シール材３０と断熱材１３との間の気密性、及び、シール材３０と室内側冷媒配管１０ａとの間の気密性が増大し、室内側冷媒配管１０ａと断熱材１３との間の気密性をさらに向上できる。

なお、継手カバー１００に冷媒漏洩を検知するセンサを設けてもよい。この場合のセンサとしては、冷媒濃度を検知可能なセンサ又は継手カバー１００内の圧力を検知可能なセンサ等を用いることが考えられる。また、継手カバー１００又は空気調和機に係る他の箇所にセンサが冷媒漏洩を検知したことを報知する報知装置を設けてもよい。この場合、報知装置は、音を報知するスピーカ、光で報知するＬＥＤ等を備えるとよい。

実施の形態２．
図９及び図１０は、この発明の実施の形態２に係るもので、配管の継手カバーの上面図である。

この実施の形態２に係る配管の継手カバーは、前述した実施の形態１の構成における絞り機構に代えて、複数の円弧状部材を備えた締結部としてもよい。以下、この実施の形態２に係る配管の継手カバーについて、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

この発明の実施の形態２に係る配管の継手カバー１００においては、図９及び図１０に示すように、締結部１１０は複数の円弧状部材１１４を備えている。それぞれの円弧状部材１１４は、円環形が２以上に分割された円弧状（扇形）を呈する板状の部材である。ここで説明する構成例では、個々の円弧状部材１１４は、円環形を３等分して形成されている。

複数の円弧状部材１１４は、円環状に連結されている。すなわち、隣り合う円弧状部材１１４同士は、連結部１１５を介して連結されている。ただし、隣り合う円弧状部材１１４同士が連結されていない箇所が１箇所だけ存在する。当該箇所には、連結部１１５でなくフランジ部１１９が設けられている。フランジ部１１９は、隣り合う円弧状部材１１４の端部にそれぞれ設けられている。各フランジ部１１９には、貫通孔が形成されている。各フランジ部１１９同士は、フランジ部１１９の貫通孔に通された締結ねじ１１７、例えばボルトとナットにより締結される。それぞれの円弧状部材１１４は、隣接する円弧状部材１１４に対し連結部１１５を軸にして円環を開閉するように両方向に回転できる。

図９は、以上のように構成された締結部１１０が第１の状態のときを示している。すなわち、この状態においては、円弧状部材１１４同士の間に隙間があるものの、全体として締結部１１０の内径は、断熱材１３の外径より大きい。

図９の状態から締結ねじ１１７を締めると、図１０の状態になる。図１０は、締結部１１０が第２の状態のときを示している。すなわち、この状態においては、締結部１１０の内径は断熱材１３の外径より小さい。さらに言えば、この第２の状態では、締結部１１０の内径は、断熱材１３の外径より小さく、かつ、冷媒配管１０（室内側冷媒配管１０ａ）の外径より大きい。
他の構成については実施の形態１と同様であり、ここでは、その説明を省略する。

以上のように構成された配管の継手カバー１００も、実施の形態１と同様に締結部１１０は、内径が断熱材１３の外径より大きい第１の状態と、内径が断熱材１３の外径より小さい第２の状態とをとり得る。したがって、室内側配管継手部１１で冷媒漏洩が発生した場合に、漏洩した冷媒が室内側冷媒配管１０ａと断熱材１３との間を通って室内側へと噴出することを抑制できる。

なお、円弧状部材１１４同士の間には、シール部１１６が設けられている。このシール部１１６により、円弧状部材１１４同士の隙間を塞ぎ、締結部１１０における気密性を向上できる。

１ 室内機
２ 室外機
３ 室内熱交換器
４ 室外熱交換器
５ 室内ファン
６ 室外ファン
７ 圧縮機
８ ＬＥＶ
９ 四方弁
１０ 冷媒配管
１０ａ 室内側冷媒配管
１０ｂ 室外側冷媒配管
１１ 室内側配管継手部
１１ａ 室内機側配管継手
１１ｂ 室外機側配管継手
１２ 室外側配管継手部
１３ 断熱材
２０ 壁部
２１ 貫通孔
３０ シール材
１００ 継手カバー
１０１ カバー本体
１１０ 締結部
１１１ 金属羽根
１１１ａ 主動金属羽根
１１１ｂ 従動金属羽根
１１２ 手動ねじ
１１３ 歯車
１１４ 円弧状部材
１１５ 連結部
１１６ シール部
１１７ 締結ねじ
１１８ 取付軸
１１９ フランジ部
１２０ 接続部

Claims (5)

1. 室外に設置される室外熱交換器と室内に設置される室内熱交換器とを接続する冷媒配管の継手部分を覆う継手カバーであって、
   カバー本体と、
   前記カバー本体に設けられ、前記継手部分よりも前記室内熱交換器側の前記冷媒配管を、前記冷媒配管の外周を被覆する断熱材の外側から締め付ける締結部と、を備え、
   前記締結部は、内径が前記断熱材の外径より大きい第１の状態と、内径が前記断熱材の外径より小さい第２の状態とをとり得、
   前記第２の状態の前記締結部により前記断熱材の外側から締め付けることで、前記断熱材を変形させて、前記断熱材と前記冷媒配管との間が気密に塞がれる配管の継手カバー。
2. 前記締結部は、円環状で内径が可変な絞り機構を備えた請求項１に記載の配管の継手カバー。
3. 前記締結部は、複数の円弧状部材が円環状に連結されてなる請求項１に記載の配管の継手カバー。
4. 前記断熱材と前記冷媒配管との間に設けられ、前記締結部が前記断熱材を締め付ける部分に配置されたシール材をさらに備えた請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の配管の継手カバー。
5. 前記冷媒配管に封入される冷媒は、大気圧下で空気より重く、可燃性を有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の配管の継手カバー。

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