JP7292775B1 - 冷媒用断熱構造の設置方法と冷媒用多層管 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、断熱材とホースとの間に気体の層を介在させることで断熱効果を持たせつつ、その気体の層において結露の発生を防止する冷媒用断熱構造の設置方法を提供する。【解決手段】冷媒用配管に係る冷媒用断熱構造の設置方法であって、柔軟性を備えた冷媒用ホース部に、それを筒状に覆うように断熱材を装着する工程と、前記冷媒用ホース部の外周面と前記断熱材の内周面との間に形成される隙間に窒素ガスを注入する工程と、前記断熱材の両端部において前記冷媒用ホース部と前記断熱材とを接着剤により接着させ、前記隙間に残留した窒素ガスを封止する工程と、を有する。【選択図】図９

Description

本発明は、冷媒ホースの断熱構造に関する。

冷却装置は冷媒の状態を制御することで、冷却機能を制御する。そのため、効率的な装置制御のために、冷媒が周囲環境の温度の影響を可能な限り受けないことが重要である。
冷却装置で冷媒の経路とするための配管には、金属管やゴムを主材料とするホースが用いられることが多い。断熱効果を配管に持たせるための方法として、金属管であれば断熱材を被せる方法、ホースであれば断熱効果を有する材料を用いて多層構造とする方法などがある。
例えば特許文献１では、断熱材として、例えばエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を材料とした発泡層をホースの周りに配置することで断熱効果を高めている。
特許文献２では、ホースの周りを例えばシリコーンゴムを材料とした円筒状のホースカバーによって断熱効果を高めている。
特許文献３では、管本体の周りに多層の被覆材を設け、複合管を構成し、全体として断熱効果を高めている。

特開２００８－０８２４７６号 特開２００８－００１０４４号 特開２００８－２５６０１５号

これら発明は、ホースを覆う部材自体が断熱機能を備えるとともに、その部材とホースとの間に空気の層を作ることによって、断熱効果を高めている。
しかし、環境にやさしい自然冷媒への転換が行われる中、例えば二酸化炭素を冷媒として用いた場合には、氷点下－４０℃～－１０℃の液化二酸化炭素が冷媒として配管内を流れる。そのような使用環境ではホースの外周面には結露が生じやすく、ホースの周りに空気の層を作り断熱効果を実現する場合にもその空気の層に含まれる水蒸気から結露が生じ得る。
ホースにゴムが使用されている場合には結露によりそのゴムを劣化させ、また空気よりも熱伝導率の高い水によってホースが覆われることで断熱効果を低減させることにもつながり得る。
仮に空気の層を作ることを意図せず断熱材をホースに接触させて覆う場合であっても、ホースの外周表面は粗いことで、断熱材とホースとの間に空気の層ができ、それにより結露が生じ得る。

他方、配管に鋼管などの金属管を用いる場合には、筒状のウレタン等の断熱材を金属管に密着させるように装着し、断熱効果を持たせることが一般に行われている。
金属管は表面が粗くないために金属管と断熱材が密着するため、そこに結露が生じにくく、断熱材により金属管を結露から守ることができる。
しかし金属管による配管は、金属管同士の接続部には溶接を必要とし、配管作業の労力が大きく、火気使用による危険性もあり、また配管溶接技術者の数も不足しており、直管を輸送する運送業者も十分ではない、等のデメリットがある。

金属管の欠点がなく、かつ柔軟性があることで現場に合わせた配管工事を行いやすいホースを用いて、冷媒用の配管することを前提に、上記の問題点を解決したホースが望まれる。

本発明に係る課題は、断熱材とホースとの間に気体の層を介在させることで断熱効果を持たせつつ、その気体の層において結露の発生を防止する冷媒用断熱構造の設置方法を提供することにある。またその冷媒用断熱構造を備えた冷媒用多層管を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明は以下の構成を有する。
１）本発明の態様は、
冷媒用配管に係る冷媒用断熱構造の設置方法であって、
柔軟性を備えた冷媒用ホースを備える冷媒用ホース部に、それを筒状に覆うように断熱材を装着する工程と、
前記冷媒用ホース部の外周面と前記断熱材の内周面との間に形成される隙間に窒素ガスを注入する工程と、
前記断熱材の両端部において前記冷媒用ホース部と前記断熱材とを接着剤により接着させ、前記隙間に残留した窒素ガスを封止する工程と、を有することを特徴とする。
２）上記態様において、
前記冷媒用ホース部が備える継手により前記冷媒用ホース同士を連結し、前記冷媒用ホース部を所定の長さにする工程と、
前記断熱材を装着する工程において、前記冷媒用ホース部を覆う長さにするために隣接する断熱材同士の接触面を接着剤により接着させることで前記断熱材同士を連結する工程と、をさらに有することを特徴とする。
３）上記態様において、
少なくとも一部の前記継手において前記断熱材の内面と前記継手を接着剤により接着する工程と、をさらに有することを特徴とする。
４）上記態様において、
前記冷媒用ホース部の外周面と嵌合するホース用孔を備えかつ外径が前記断熱材の外径よりも小さいリングであって、前記リングの第１平面から空洞である前記リングの内部まで貫通した第１開口と、前記リングの前記内部から第１平面と対向する第２平面まで貫通した複数の第２開口とを備える前記リングに前記冷媒用ホース部を挿通しながら、前記リングを前記断熱材の一端側に押し込む工程と、をさらに有し、
前記窒素ガスが、前記第１開口から注入されることで前記内部を通り、前記第２開口を介して前記隙間に注入されること、を特徴とする。
５）上記態様において、
前記冷媒用ホース部が、前記冷媒として二酸化炭素を用いることに耐える耐圧性及び耐低温性を備えることを特徴とする。
６）本発明の別の態様は、
冷却装置において冷媒が循環する冷媒用多層管であって、
柔軟性を備えた冷媒用ホースを備える冷媒用ホース部と、
前記冷媒用ホース部を筒状に覆うように装着された断熱材と、
前記断熱材の両端部において前記冷媒用ホース部と前記断熱材とを接着剤により接着させた接着部とを有し、
窒素ガスが前記冷媒用ホース部の外周面と前記断熱材の内周面との間の隙間に封入されていることを特徴とする。
７）上記態様において、
前記冷媒用ホース部がその端部に継手を備えることを特徴とする。
８）上記態様において、
少なくとも一部の前記継手において前記断熱材の内面と前記継手とが接着剤により接着されていることを特徴とする。
９）上記態様において、
前記冷媒用ホース部が、前記冷媒として二酸化炭素を用いることに耐える耐圧性及び耐低温性を備えることを特徴とする。

本発明に係る冷媒用断熱構造は、冷媒の経路における断熱効果を高めつつ、結露の発生を防止することができる。

図１は、本発明に係る冷媒用断熱構造ないしそれを備える冷媒用多層管が設置される冷却装置に係る例示的な概略構成図である。 図２は、設置された本発明に係る冷媒用断熱構造の外観概略図である。（ａ）は直線的に設置された場合の概略斜視図であり、（ｂ）はＵ字に屈曲させて設置した場合の概略平面図である。 図３は、断熱材で冷媒用ホース部を筒状に覆った状態を示す概略側面図である。 図４（ａ）は、図３の領域Ｓ１につき冷媒用ホース部が延在する方向に冷媒用多層管を切断した概略断面図である。（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面図である。（ｃ）は（ａ）の領域Ｓ２を拡大した概略断面図である。（ｄ）は冷媒用ホース部表面と断熱材が接触部分を有する場合における（ａ）に対応する概略側面図である。（ｅ）は（ｄ）のＢ－Ｂ断面図である。（ｆ）は（ｄ）の領域Ｓ３を拡大した概略断面図である。 図５（ａ）は、本発明に係る冷媒用断熱構造ないしそれを備える冷媒用多層管の継手周辺の概略分解図である。（ｂ）は、継手に関する別の変形例を示す。 図６（ａ）～（ｄ）は、冷媒用多層管の作製工程を順に説明した概略側面図である。 図７（ａ）～（ｄ）は、冷媒用多層管に係るユニットの連結を説明した概略側面図である。 図８は、本発明に係る冷媒用断熱構造の隙間に窒素ガスを注入する際に用いるリングを説明する図である。（ａ）は、リングを用いて窒素ガスを注入する際の図４（ａ）と同じ視点で視た概略断面図である。（ｂ）は、本発明に係る冷媒用断熱構造の一端にリングを装着した様子を示す概略斜視図である。（ｃ）は、窒素ガスを注入する一方の面が見える角度から視たリングの概略斜視図である。（ｄ）は、一方の面と対向する面が見える角度から視たリングの概略斜視図である。 （ａ）～（ｅ）は、本発明に係る冷媒用断熱構造の設置方法を順に説明するための概略側面図である。（ｆ）は、隙間に注入された窒素ガスを封止するための接着部を示すために、（ｄ）における領域Ｓ４を拡大した概略図である。 （ａ）～（ｄ）は断熱材が背割れ構造となっているときの設置態様を示す概略斜視図である。 図１１は、冷媒用多層管の変形例に関する概略側面図である。（ａ）は継手を備えた例を示し、（ｂ）は継手を備えない例を示す。

本発明は、冷却装置で用いる冷媒用配管に係る冷媒用断熱構造の設置方法と、その冷媒用断熱構造を備えた冷媒用多層管に関する。
本発明における冷媒用断熱構造とは、冷媒の経路としてのホースと断熱機能及び結露防止機能に係る構造を指す。冷媒用多層管は、冷媒用断熱構造を備えるように作製された管を指す。

図１では、本発明に係る冷媒用断熱構造１ないしそれを備える冷媒用多層管９が設置される冷却装置として、例示的にヒートポンプ式の冷却装置を概略構成図として示した。この冷却装置は、膨張弁１４と蒸発器１５とを備える室内機１１と、圧縮機１２と凝縮器１３とを備える室外機１０を有し、その室内機１１と室外機１０の間の配管に本発明に係る冷媒用断熱構造１ないし冷媒用断熱構造１を備えた冷媒用多層管９が設置される。図１の冷却装置は、冷媒として二酸化炭素を使用することが想定され、ＣＯ_２受液器（ＣＯ_２レシーバー）１７を備える。また液冷媒が圧縮機に入り込むことを防ぐ液分離器１６を備える。

図２（ａ）は、直線的に設置された本発明に係る冷媒用断熱構造の外観概略図である。
本発明に係る冷媒用断熱構造１、及びそれを備えた冷媒用多層管９は、冷媒用ホース部２、断熱材３、断熱材３と冷媒用ホース部２の間に形成される隙間６を基本的な構成要素とする。冷媒用ホース部２は、冷媒用ホース２Ａを備える。また、図２に示すように、冷媒用ホース部２が、その端部に継手４を備えていてもよい。継手４は、冷媒用ホース２Ａ同士を連結し、冷媒用ホース部２全体が配管に必要な所定の長さとなるように用いられる。
冷媒用ホース部２と図１における室外機１０又は室内機１１との接続は、室外機１０又は室内機１１の接続部の形状に適合する継手によって行ってもよい。

近年、フロン系冷媒ではなく環境にやさしい自然冷媒への転換が進んできており、特に冷蔵、冷凍設備では、二酸化炭素を冷媒として用いることが多い。本発明に係る冷媒用断熱構造１又は冷媒用多層管９は、冷媒として二酸化炭素のみを対象とするものではないが、二酸化炭素を用いることが好適である。二酸化炭素冷媒は無臭、無毒であり、相対的に高いエネルギー効率を実現できる。また単位体積当たりの運ぶ熱量が高いため、配管径を小さくできるため、冷媒用ホース部２、ひいては冷媒用断熱構造１又は冷媒用多層管９の径を小さくすることができる。径が小さいことで配管に係る設置作業も容易になる。

冷媒用ホース部２、なかんずく冷媒用ホース２Ａは、耐圧性、耐低温性、及び柔軟性を備えることが求められる。
冷媒としての二酸化炭素が高圧下で使用されるため、冷媒用ホース２Ａはその圧力に耐えられることが求められる。また、二酸化炭素を用いた冷媒の配管には、－１０℃から－４０℃の液化二酸化炭素が流れるため、冷媒用ホース２Ａはその低温に劣化せずに耐えられることが求められる。そして鋼管等の金属管を用いない冷媒用ホース２Ａは柔軟性を備えることで屈曲を許容し、設置現場に合わせた柔軟な設置が可能になる。これが設置作業の労力低減に寄与する。

耐圧性、耐低温性、及び柔軟性を備え、冷媒の経路として機能するものであれば、冷媒用ホース２Ａの材料に限定はないが、主な材料として合成ゴムを想定する。この冷媒用ホース２Ａ自体に断熱効果があってもよい。
主な材料がゴムであることで、金属管のように切断によって溶接が必要となることもない。この点も設置作業の労力を大幅に低減させる。

冷媒用ホース部２が隣接する冷媒用ホース２Ａ同士を連結するための継手４を備えていてもよい。 図５（ａ）（ｂ）では、冷媒用断熱構造ないしそれを備える冷媒用多層管の継手周辺の概略分解図を例示的に示す。
継手４は、隣接する冷媒用ホース２Ａ同士を連結し、内部を通る冷媒を漏らすことなく通過させることが求められる。さらに、冷媒用ホース部２の一部として、断熱材３によって筒状に覆われる部分でもあるため、継手４全体に渡る外径は可能な限り冷媒用ホース部２の外径に近いことが好ましい。これらの要求を充足する継手４であれば、構造に主だった制約はない。

図５（ａ）（ｂ）に例示する継手４は、冷媒用ホース２Ａを継手に差し込み重複部分で圧着されることにより固定される。継手４を介する冷媒用ホース２Ａの連結は、例えばねじ式により固く連結される。
継手４の冷媒用ホース２Ａへの固定は、例えばエポキシ系接着剤等の接着剤を併用してもよい。
図５（ａ）では冷媒用ホース部２が、オスメス形状の区別がある継手４を備える例を示す。図５（ｂ）では、ねじ山を具備する取付金具３７を介すことで、全ての継手４がそのねじ山と係合する溝を具備した同一形状となっている変形例を示す。この継手の形状に関する変形例により、冷媒用ホース部２の方向を気にすることなく、冷媒用ホース２Ａ同士を連結することができる。
これらの継手によって、冷媒用ホース２Ａ同士の連結だけでなく、冷却装置に係る室外機ないし室内機と接続してもよい。

断熱材３は、冷媒用ホース部２の断熱、ひいては冷媒が周囲環境の温度の影響を受けないようにすることを目的とするため、その観点から材料が選定される。また冷媒用断熱構造１又は冷媒用多層管９全体としての柔軟性を確保するために柔軟性が求められる。後述の窒素ガス注入のためのリングを嵌め込める程度の柔軟性がある材料であることが好適である。
さらに、後述の窒素ガス等の不活性ガスを実質的に透過させない材料であることが望ましい。
こうした点を充足すれば、断熱材３を構成する素材に限定はないが、例えばゴム材料、特に独立気泡構造のゴム材料とすることができる。例えば特殊エラストマー（ＥＰＤＭ合成ゴム系）であるエアロフレックス（Ａｅｒｏｆｌｅｘ：登録商標）が好適である。

断熱材３は、冷媒用ホース部２を筒状に覆うため、図２（ａ）に示すように、それ自体が筒状柱体である。断熱材の内側に冷媒用ホース部２を差し込むことで、断熱材３が冷媒用ホース部２を筒状に覆う。

最終的に筒状に覆うことができればよいため、図１０（ａ）（ｂ）で示すように、断熱材３は、冷媒用ホース部２が延在する方向に切れ目が入ることで背割れした形状であってもよい。この場合、その切れ目から冷媒用ホース部２を入れ込み、断熱材３を冷媒用ホース部２に巻き付けるようにし、対向する背割れ面７同士を接着剤で接着させることで、断熱材３が筒状柱体となり、冷媒用ホース部２を筒状に覆うことができる。
さらには、図１０（ｃ）（ｄ）の示すように、断熱材３が、半分に切断され、初期状態において、１つの断熱材が２つの部材に分かれていてもよい。この場合２つの部材で冷媒用ホース部２を挟むようにして、２か所の対向する切断面８同士を接着させることで、断熱材３が筒状柱体となり、冷媒用ホース部２を筒状に覆うことができる。
背割れ面７や切断面８で使用される接着剤は、断熱材３の材料の接着に適しており、かつ後で断熱材３内部に封止される窒素ガスを漏出させないものである必要がある。
背割れや切断のない筒状の断熱材３であれば、その中に冷媒用ホース部２を挿通させて冷媒用ホース部２を覆うことになる。

図２及び図３に示すように、冷媒用ホース部２と断熱材３との間には隙間６が形成される。そのために、冷媒用ホース部２の外径と断熱材３の内径が選定される。その隙間６には不活性ガス、特に窒素ガスが注入される。これは水分を含む空気を追い出すためでもあり、また窒素ガスをその隙間６に封止するためでもある。

隙間６に窒素ガスを注入し、冷媒用断熱構造１に熱伝導率の低い気体の層を介在させることで、断熱効果を生じさせる。空気ではなく窒素ガスである理由は、空気であると空気中に含まれる水分によって結露が生じやすいためである。特に低温の冷媒が流れる冷媒用ホース部２においては結露の防止は重要となる。結露によって例えばゴムの冷媒用ホース部２であればゴムを劣化させることにつながり、熱伝導率が気体よりも相対的に高い液体が冷媒用ホース部２に付着することで断熱効果が減殺され得るためである。
ガス注入の上記目的を達することが可能な限り、注入する不活性ガスとして窒素に限定するものではないが、窒素は不活性ガスであり、仮に冷媒用多層管から漏れた場合でも人体に無害であり、仮に冷媒用ホース部２から二酸化炭素が漏れた場合でも化学反応が生じない点で有利である。

隙間６は、図４（ｂ）の視点において明確に視認できるよう形成されてもよいが、冷媒用ホース部２の外周面と断熱材３の内周面に接触が生じていてもよい。冷媒用ホース部２の外周面と断熱材３の内周面が近接する程、注入する窒素ガスが相対的に少量で済む。他方で隙間６の層が厚いほど断熱効果は高い。

断熱材３と冷媒用ホース２Ａが部分的に接触するように、冷媒用ホース２Ａの外径と断熱材３の内径を選定した場合において、特に、冷媒用ホース２Ａの外周面の表面が粗い場合には、図４（ｄ）～（ｆ）のような断面図となる。窒素ガスが隙間６の全体に行き渡ることが好ましいため、その通り道が確保されている必要がある。冷媒用断熱構造１の一方側から窒素ガスを注入した場合を仮定すると、図４（ｄ）、図４（ｆ）では一見、窒素ガスの通り道がないように見えるが、図４（ｅ）の視点において、図示するように隙間６が形成され、図４（ｄ）の視点で左右に窒素ガスが通り抜ける通り道は確保されている。

冷媒用断熱構造１の設置方法について以下で説明する。
図３では、断熱材３によって冷媒用ホース部２を筒状に覆った状態を概略側面図により示す。冷媒用ホース部２が継手４を備えるか否かに関わらず、冷媒用ホース部２全体が断熱材３で覆われるように設置されることが好適である。
配管が最終的にそのような状態となるように、適宜、冷媒用ホース２Ａの切断や、冷媒用ホース２Ａの継手４による連結や、断熱材３の切断や、断熱材３の連結が必要となり得る。

冷媒用ホース部２の長さが不足する場合には継手４で別の冷媒用ホース部２と連結していく。反対に冷媒用ホース部２が長い場合には冷媒用ホース２Ａを切断して調節する。金属管ではない冷媒用ホース２Ａの切断は容易で、切断部分の溶接も不要であり、継手４を設けるだけでよい。

断熱材３についても切断することで長さを調節することができる。反対に冷媒用ホース部２を筒状に覆うために、断熱材３の長さが足りないときは隣接する断熱材３の接着面３０（図９（ｂ）参照）を接着剤で接着させ、断熱材３同士を連結することができる。
ここで使用される接着剤は、断熱材３の材料の接着に適しており、かつ後で断熱材３内部に封止される窒素ガスを漏出させないものである必要がある。

図９を用いて、冷媒用断熱構造１の設置方法を説明する。
説明の簡単のために、図９のラインＥまで冷媒用ホース部２を断熱材３で覆うと仮定する。
図９（ａ）のように冷媒用ホース部２を挿通させた断熱材３をラインＥまで、矢印方向に移動させる。

さらに冷媒用ホース部２を断熱材３で覆うために、冷媒用ホース部２を挿通させた別の断熱材３へと矢印方向に移動させ（図９（ｂ））、隣接する断熱材３同士が接する接着面３０同士を接着剤で接着する（図９（ｃ））。接着面３０同士のみを接着するため、接着面と同一平面上の断面において、それぞれの断熱材３と冷媒用ホース部２の間に形成される隙間６が空間として連通する。図３に示す例であれば、図面上は３つの断熱材３に、冷媒用ホース部２を挿通した状態を示しており、冷媒用ホース部２が継手４を備えている場合であっても、隙間６は図面の視点において右側から左側まで断熱材３の内側でつながっており、空間的に連通する。

さらにこの隙間６への窒素ガスの注入を効率的に行うために、リング２０を使用する（図９（ｂ））。
このリング２０は、図８（ｃ）に示すように筒状柱体であり、図８（ａ）で示すようにリング２０の内部２９が中空となっている。図８（ｃ）の視点で視ることのできる第１平面２６から中空であるリング２０の内部２９まで貫通孔である第１開口２４が備わる。そして、内部２９から第１平面２６と対向する第２平面２７まで貫通した複数の第２開口２５が備わる。
図８（ｃ）の矢印で示すようにパイプ２２が第１開口２４へと差し込まれ、窒素ガスがパイプを介して内部２９へと入り、その内部２９から第２開口２５へと出ていき、隙間６へと注入される。
リング２０は、冷媒用ホース部２を通すために中央部を貫通する孔であるホース用孔２８が備わる（図８（ｃ））。隙間６に注入した窒素ガスが、ホース用孔２８を介して漏出しないように、ホース用孔２８と冷媒用ホース部２の外周面とが嵌合する必要がある。

図８（ｄ）では、第２開口２５がホース用孔２８と同軸の環状に分布して開口しているが、これに限定されない。ただし、隙間６に窒素ガスが効率的に注入されるように、第２平面上で均等に分布した複数の孔が開口していることが好ましい。

窒素ガスの流れは図８（ａ）の矢印で示すように、バルブ２１の制御によって窒素ガスの流入量が制御され、パイプ２２を介してリング２０の第１開口２４からリング２０の内部２９へと入り、内部２９で広がった窒素ガスは第２開口２５を介して隙間６へと注入される。

また、図８（ａ）で示すように、リング２０は、冷媒用ホース部２０に挿通されながら断熱材３の一端側の隙間６に押し込まれるため、外径が少なくとも断熱材３の外径よりも小さくなければならない。押し込みを容易にするために、断熱材３の一端側に切り欠きを設けてもよいが、押し込まれた状態で、断熱材３とリング２０の間から隙間６に注入された窒素ガスが漏出しないようにしなければならない。断熱材３の柔軟性が十分であれば切り欠きを設ける必要はない。リング２０が押し込まれて設置された状態を図８（ｂ）の概略斜視図にて示す。

リング２０は隙間６への窒素ガスの注入を効率的に行うための部材であるため、この目的が達せられる限り、上記の構造に限定するものではないが、１つの注入口から、多数の出口によって隙間６へとガスが注入されることが好ましい。また注入にあたっての圧力でリング２０が押し込まれた隙間６から取り外れることがない程度にリング２０が隙間に圧入された状態となることが好ましい。その押し込まれた状態でリング２０と断熱材３又は冷媒用ホース部２との間から窒素ガスが漏出しないことが望まれる。

図９（ｃ）のように、リング２０を図面の視点で右側から断熱材３の一端へと押し込む。バルブ２１により窒素ガス流入量を調整しつつパイプ２２を第１開口に差し込み、窒素ガスの注入を開始する。
図９（ｃ）に示すように、それぞれの断熱材３と冷媒用ホース部２の間に形成される隙間６が空間として連通しているため、リング２０を介して注入された窒素ガスは、図面の視点において左側に抜けていく。これにより隙間６に溜まった空気を排出することができる。

続いて、図９（ｄ）に示すように、断熱材３の図面における左端部分につき、断熱材３の内周面と冷媒用ホース部２の外周面を接着剤により接着する。図９（ｆ）は図９（ｄ）の領域Ｓ４の概略断面図であるが、断熱材３の端部において断熱材３と冷媒用ホース部２の間が接着剤により接着され、接着部３３を形成する。断熱材３の柔軟性により、断熱材３全体の形状は維持される。
図９の視点の冷媒用断熱構造１を左側から視ると、環状の隙間６が接着剤により塞がり、環状の接着部３３が形成されていることが確認できる。
接着部３３の接着に使用される接着剤は、弾性材３の材料と冷媒用ホース２Ａ又は継手４の材料との接着に適し、隙間６に封止される窒素ガスを漏出させないものである必要がある。

この図面左側の隙間６が塞がった状態で、さらに窒素ガスを注入してもよい（図９（ｄ））。

その後、リング２０を取り外すと、断熱材３はその弾性力により元の形状に復帰する。続いて、図面における右端部分につき、断熱材３の内周面と冷媒用ホース部２の外周面を接着剤により接着する。これにより２つの断熱材３と冷媒用ホース部２との間の隙間６に注入された窒素ガスが封止される（図９（ｅ））。

断熱材３に冷媒用ホース部２を挿通し、それらの間に窒素ガスを注入できる程度の隙間６ができるのであれば、継手４の有無に関係なく、冷媒用ホース部２を断熱材３で覆うことができる。そして隣接する断熱材３同士は接着面３０を接着材で接着させることで連結することができる。作業効率や窒素ガス注入の効率等を考慮して、連結する断熱材３の個数を決定することができ、１つでもよい。連結されない１つの断熱材３ごと又は、連結された２つ以上の断熱材３ごとの両端部分では、接着部が設けられ、窒素ガスが隙間６内に封止される。

この冷媒用断熱構造１の設置において、少なくとも一部の継手４を残して、隙間６が形成される態様で断熱材３により冷媒用ホース部２を覆い、後からその継手４を別の断熱材３で覆ってもよい。
室外機１０又は室内機１１と接続されていない又は他の冷媒用ホース部２と連結されていない冷媒用ホース部２の自由端から断熱材３を通し、断熱材で覆われていない継手部分まで断熱材３を移動させることができない場合には、図１０（ａ）のように背割れした又は図１０（ｃ）のように切断された断熱材３を用いて、図１０（ｂ）又は図１０（ｄ）のように、継手４に巻き付けるようにして断熱材３で覆う。その際背割れ面７ないし切断面８は接着剤で接着し、筒状に覆うように断熱材３を装着する。

後からその継手４を別の断熱材３で覆う場合において、継手４部分に後から装着した断熱材３の内面とその継手４部分との間を接着剤で完全に接着し、隙間６が形成されないようにしてもよい。この継手４と断熱材３との間の接着された面を継手接着面３５とする。継手接着面３５により断熱材３と継手４との間に空気の層はなく、結露が生じることもない。
また後から継手４部分に装着した断熱材３と、その前に装着した断熱材３との間に間隙がないことが好ましい。それらの断熱材３が接する面を接着剤で接着してもよい。

なお、冷媒用断熱構造１の設置において、背割れした又は切断された断熱材３のみを冷媒用断熱構造１の設置において使用する場合には、室外機１０又は室内機１１に接続するなど、冷媒用ホース部２を設置し終えてから、断熱材３で冷媒用ホース部２を覆う作業に入ることもできる。すなわち断熱材３内側へ通すために接続又は連結されていない冷媒用ホース部２の自由端を残しておく必要はなくなる。

図６、図７を参照して、冷却装置において冷媒が循環する冷媒用多層管９について説明する。冷媒用多層管９は冷媒用断熱構造１を備える。
冷媒用多層管９は、図６（ｄ）のように、継手４を断熱材３の両側に断熱材３で覆わずに残し、１ユニットとする構成を備える。断熱材で覆われた部分は、これまでに説明した冷媒用断熱構造１になっている。
図７（ｄ）のように、複数の断熱材３が冷媒用ホース部２を覆い全体を１ユニットとする構成を備えていてもよい。この場合、複数の断熱材３の内側で隙間６が空間として連通していなくともよい。また両側の継手４に挟まれた部分の冷媒用ホース部２に継手４が介在していてもよい。

冷媒用多層管９は、継手４を必ず必要とするものではなく、例えば継手４を設けるために必要な冷媒用ホース２Ａの両端部分を断熱材３で覆わずに残した構成であってもよい。この場合もこの構成全体で１ユニットとする。

冷媒用多層管９の作製は、冷媒用断熱構造１の設置方法での説明と大部分が共通する。図６（ａ）のように冷媒用ホース部２を断熱材３で覆う。この図では冷媒用ホース部２に対して必要な断熱材３が１つのみで足りる例であるが、足りない場合には、複数の断熱材３を連結する必要がある。

断熱材３の内側に冷媒用ホース部２を通した後は、それらの間に形成された隙間６に窒素ガスを注入し、溜まった空気を排気する（図６（ｂ））。図６（ｃ）のように窒素ガスを注入する側と反対側の一端部分について、断熱材内周面と冷媒用ホース部２の外周面を接着剤により接着する。その後にさらに窒素ガスを注入してもよい。
最後に断熱材の他端部分について、断熱材内周面と冷媒用ホース部２の外周面を接着剤により接着し、残留窒素ガスを隙間６内に封止する（図６（ｄ））。

継手４を備える冷媒用多層管９は、図７（ａ）及び図７（ｂ）で示すように、ユニット同士を継手４により接続できる。冷媒用多層管９自体を配管作業の現場に持ち込むことで、断熱材３で覆われた部分について、断熱材３の装着作業や、窒素ガスの封止作業を行わなくてよい点で有利である。

断熱材で覆われていない継手４については、図１０（ａ）のように背割れした又は図１０（ｃ）のように切断された断熱材３を用いて、図１０（ｂ）又は図１０（ｄ）のように巻き付けるようにして断熱材３により継手４を覆う。その際背割れ面７ないし切断面８は接着剤で接着し、筒状に覆うように断熱材３を装着する。

後から継手４に装着した断熱材３と、その前に装着した断熱材３との間には間隙がないことが好ましい。それらの断熱材３が接する接着面３０を接着剤で接着してもよい。
継手４部分に後から装着した断熱材３の内面とその継手４部分との間を接着剤で完全に接着し、隙間６が形成されないようにし、継手接着面３５を設けることが好ましい（図７（ｃ））。継手接着面３５により断熱材３と継手４との間に空気の層はなく、結露が生じることもない。

ユニットを結合し後から継手４に断熱材３を装着することで構成された図７（ｃ）の状態を新たに冷媒用多層管の１ユニットとみなすこともできる。

１ユニットとなる冷媒用ホース部２の端部に備わる継手４は、他のユニットとの接続のみならず、室外機１０や室内機１１等の冷却装置との接続に用いてもよい。その場合、例えば室内機１０等の鋼管の先と継手４との中継をするための取付金具を介することで、継手４と冷却装置との接続が可能となる。

図１１に示すように、冷却装置において冷媒が循環する冷媒用多層管９において、断熱材３の内周面と冷媒用ホース部２の外周面との間に隙間６が形成されないように、冷媒用ホース部２に断熱材３を筒状に密着して覆うように装着してもよい。
断熱材３の内周面と冷媒用ホース部２の外周面との間に接着剤を用いてもよいが、接着剤を用いない場合あっても、断熱材３の弾性力が、冷媒用ホース部２が延在する方向の中心軸に向かって生じるため、弾性体３と冷媒用ホース部２とが密着し、ずれが生じにくい状態となる。

図１１（ａ）では、冷媒用ホース部２が、冷媒用ホース２Ａと、図５（ｂ）に示す形状の継手４を備えている例を示す。取付金具３７を介して冷媒用多層管９に係る１ユニット同士が接続される。

図１１（ｂ）のように、冷媒用多層管９は、継手４を必ず必要とするものではなく、例えば継手４を設けるために必要な冷媒用ホース２Ａの両端部分を断熱材３で覆わずに残した構成であってもよい。この場合、この構成全体が１ユニットとなる。
継手４部分に後から断熱材３を覆うことができることや、各構成要素に関するその他の説明については、断熱材３の内周面と冷媒用ホース部２の外周面との間に隙間６が形成された冷媒用多層管９と共通するため、省略する。

本発明に係る冷媒用断熱構造１は、弾性体３及び冷媒用ホース部２が共に柔軟性を持ち、隙間６も窒素ガスの層であるため、構造全体を屈曲させることが可能である。冷媒用断熱構造１を備える冷媒用多層管９であっても同様である。例えば図２（ｂ）のように、Ｕ字形状に屈曲させることも可能である。一定の断熱効果を冷媒用断熱構造１にて発揮するために、ホース及び断熱材が一定の曲率を持って屈曲させる必要がある。最小曲げ半径は、冷媒用断熱構造１に係る外径等に依存する。

冷媒用断熱構造１の柔軟性によってではなく、冷媒用ホース部２の継手４によって配管の曲がりを作る場合には、上述した背割れした又は切断された断熱材３を用いて、その継手４を覆う。継手４と断熱材３の間に隙間６が形成されないようにその間を接着剤で接着させて継手接着面３５を設ける。これにより継手４と断熱材３の間に結露が生じることもない。

冷媒用ホース部２は例えば２０ｍ程度を１巻きとすることもでき、冷媒用ホース部２を巻いて運ぶことができる。鋼管は、一般にその運搬を考えると５ｍ前後の長さとなる。直管を輸送する運送業者が少ないため、運搬の負担が相対的に小さい冷媒用ホース部２を用いた本発明に係る冷媒用断熱構造１又は冷媒用多層管９は有利である。断熱材３の長さは例えば２ｍの規格品を納品することで運搬の負担は抑えられる。

特に金属管との比較においては、冷媒用断熱構造１の設置又は冷媒用多層管９の作製及び設置に溶接が不要である点が有利である。火気による危険性もなく、防炎養生作業の必要もなく、溶接作業で排出される二酸化炭素の削減にもつながり、さらには昨今の配管溶接技術者の不足の観点からも有利である。
１巻きの長さを長くとれるため連結部分も少なくなり、連結も継手４を介すことで済むため、作業時間を短縮できる。
調整のために切断する場合も、溶接不要で、必要であれば継手４のみで済ますことができるため、設置時間、作製時間を短縮させることができる。
溶接が不要であることは、溶接工程ないし溶接箇所を考慮することなく、断熱材３を冷媒用ホース部２に装着することを可能にする。

本発明に係る冷媒用断熱構造の設置方法、冷媒用多層管等は、上述した例示形態又は図示した例示形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の要旨変更とならない範囲において、様々な材料、設置の順序、連結の態様、冷媒用ホース部及び断熱材の大きさ、断熱材による冷媒用ホース部の覆い方、断熱材の内周面と冷媒用ホース部の外周面との接触の程度、提供される装置、周知・慣用技術との組合せなど、種々の態様を包含するものである。

１ 冷媒用断熱構造
２ 冷媒用ホース部
２Ａ 冷媒用ホース
３ 断熱材
４ 継手
５ ホース内部
６ 隙間
７ 背割れ面
８ 切断面
９ 冷媒用多層管
１０ 室外機
１１ 室内機
１２ 圧縮機
１３ 凝縮器
１４ 膨張弁
１５ 蒸発器
１６ 液分離器
１７ ＣＯ２受液器
２０ リング
２１ バルブ
２２ パイプ
２４ 第１開口
２５ 第２開口
２６ 第１平面
２７ 第２平面
２８ ホース用孔
２９ 内部
３０ 接着面
３３ 接着部
３５ 継手接着面
３７ 取付金具
Ｓ 領域
Ｗ 幅
Ｅ ライン
Ｕ ユニット

Claims (10)

1. 冷媒用配管に係る冷媒用断熱構造の設置方法であって、
   柔軟性を備えた冷媒用ホースを備える冷媒用ホース部に、それを筒状に覆うように断熱材を装着する工程と、
   前記冷媒用ホース部の外周面と前記断熱材の内周面との間に形成される隙間に窒素ガスを注入する工程と、
   前記断熱材の両端部において前記冷媒用ホース部と前記断熱材とを接着剤により接着させ、前記隙間に残留した窒素ガスを封止する工程と、を有することを特徴とする設置方法。
2. 前記冷媒用ホース部が備える継手により前記冷媒用ホース同士を連結し、前記冷媒用ホース部を所定の長さにする工程と、
   前記断熱材を装着する工程において、前記冷媒用ホース部を覆う長さにするために隣接する断熱材同士の接触面を接着剤により接着させることで前記断熱材同士を連結する工程と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の設置方法。
3. 少なくとも一部の前記継手において前記断熱材の内面と前記継手を接着剤により接着する工程と、をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の設置方法。
4. 前記冷媒用ホース部の外周面と嵌合するホース用孔を備えかつ外径が前記断熱材の外径よりも小さいリングであって、前記リングの第１平面から空洞である前記リングの内部まで貫通した第１開口と、前記リングの前記内部から第１平面と対向する第２平面まで貫通した複数の第２開口とを備える前記リングに前記冷媒用ホース部を挿通しながら、前記リングを前記断熱材の一端側に押し込む工程と、をさらに有し、
   前記窒素ガスが、前記第１開口から注入されることで前記内部を通り、前記第２開口を介して前記隙間に注入されること、を特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の設置方法。
5. 前記冷媒用ホース部が、前記冷媒として二酸化炭素を用いることに耐える耐圧性及び耐低温性を備えることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の設置方法。
6. 前記冷媒用ホース部が、前記冷媒として二酸化炭素を用いることに耐える耐圧性及び耐低温性を備えることを特徴とする請求項４に記載の設置方法。
7. 冷却装置において冷媒が循環する冷媒用多層管であって、
   柔軟性を備えた冷媒用ホースを備える冷媒用ホース部と、
   前記冷媒用ホース部を筒状に覆うように装着された断熱材と、
   前記断熱材の両端部において前記冷媒用ホース部と前記断熱材とを接着剤により接着させた接着部とを有し、
   窒素ガスが前記冷媒用ホース部の外周面と前記断熱材の内周面との間の隙間に封入されていることを特徴とする冷媒用多層管。
8. 前記冷媒用ホース部がその端部に継手を備えることを特徴とする請求項７に記載の冷媒用多層管。
9. 少なくとも一部の前記継手において前記断熱材の内面と前記継手とが接着剤により接着されていることを特徴とする請求項８に記載の冷媒用多層管。
10. 前記冷媒用ホース部が、前記冷媒として二酸化炭素を用いることに耐える耐圧性及び耐低温性を備えることを特徴とする請求項７～９のいずれかに記載の冷媒用多層管。
    

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