JP7477775B2 - 冷媒配管、及び、冷凍装置 - Google Patents
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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第1配管本体と、前記第1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第1接続部とを有し、
前記第2配管が、ステンレスからなる第2配管本体と、前記第2配管本体の管軸方向の端部に設けられかつ前記第1接続部と同一材料からなる第2接続部とを有し、
前記第1接続部と前記第2接続部とが接続される。
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第1配管本体と、前記第1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第1接続部とを有し、
前記第2配管が、ステンレスからなる第2配管本体と、前記第2配管本体の管軸方向の端部に設けられかつ前記第1接続部と主成分が同一の材料からなる第2接続部とを有し、
前記第1接続部と前記第2接続部とが接続される。
このように第1接続部と第2接続部とが、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、第1接続部と第2接続部とを、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、ステンレスからなる第1配管本体と第2配管本体とが管径方向に重複することによって、冷媒配管は、ステンレスからなる第1配管本体又は第2配管本体が管軸方向に連続して存在することとなり、冷媒配管の強度を高めることができる。
前記一方の接続部と当該一方の接続部が設けられた一方の配管本体とが第1ろう材により接続され、
前記一方の接続部と前記他方の接続部とが第2ろう材により接続され、
前記第1ろう材が、前記第2ろう材よりも高い融点を有する。
前記大径部の内周面に、前記第1接続部又は前記第2接続部が設けられる。
前記小径部の外周面に、前記第1接続部又は前記第2接続部が設けられる。
このような構成によって、一方の配管を小型化し、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。
この構成によれば、ステンレス製の配管本体に、ステンレスとは異なる材料の他の配管を介してセンサ等の機能部品を容易に接続することができる。
前記第1配管本体又は前記第2配管本体が、前記切換機構に接続される。
上記(1)~(14)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、第1配管本体21aと、第1接続部21bとを有する。
第1配管本体21aは、ステンレス製である。第1配管本体21aは、例えば、SUS304、SUS304L、SUS436L、SUS430等により形成されている。
第1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、第1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の管軸方向の一端部(下端部)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2配管本体22aと、第2接続部22bとを有する。
図17は、四路切換弁と冷媒配管とを一体化した弁ユニットを示す正面図である。
四路切換弁17は、外殻を構成する弁本体17aと、弁本体17aの内部に収容された弁体等を有する。弁本体17aは、ステンレスにより形成されている。
具体的に、図18は、図17に示す弁ユニットUを、要素部品Xとしての圧縮機12と、アキュムレータ16とに接続した状態を示している。圧縮機12の吐出管12aは、第5冷媒配管10A5の第2配管22により構成されている。この第2配管22に、弁ユニットUのマフラー13に接続された第5冷媒配管10A5の第1配管21が接続されている。したがって、圧縮機12は、第5冷媒配管10A5、マフラー13、及び第4冷媒配管10Bを介して四路切換弁17に接続されている。
アキュムレータ16の流出管16bと、圧縮機12の吸入管12bとは、第6冷媒配管10A6により接続される。第6冷媒配管10A6は、弁ユニットUには含まれていないが、図2及び図3を参照して説明した本実施形態の冷媒配管である。アキュムレータ16の流出管16bと、圧縮機12の吸入管12bとは、いずれも第6冷媒配管10A6の第2配管22を構成している。第6冷媒配管10A6の第1配管21の両端部が、それぞれ第2配管22に手作業によるろう付けで接続される。
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、第1配管本体21aと第1接続管21bとをろう付けするには、まず、第1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第1接続管21bを嵌め、第1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。第1配管本体21aを上側、第1接続管21bを下側にした状態で、第1配管本体21a及び第1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の外周面と第1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、第1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の第1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の第1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、第1配管本体21aの内側に挿入されている。第1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の第1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の第1接続管21bは、第1配管本体21aとの重なり量R1よりも、第1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、第1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、管軸方向の途中に第1接続管21bが単独で存在する領域R4を有している。
図12は、第5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拡大して示す断面図である。
本実施形態の冷媒配管10Aは、第2配管22の第2接続部22bの構造が第1の実施形態とは異なる。第2接続部22bは、第2配管本体22aの第2大径部22a2の内周面及び先端面(図12における上端面)と、第2段差部22a3の内周面とに施されたメッキ層からなる。つまり、本実施形態は、第2接続部22bが、第2大径部22a2の先端面を覆う部分22b1を有している点で、第1の実施形態と異なっている。
図13は、第6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2配管22の構成が、第1の実施形態とは異なっている。第2配管22は、第1の実施形態と同様に、第2配管本体22aと、第2接続部22bとからなっている。しかし、第2接続部22bは、第2配管本体22aの一端部だけでなく、第2配管本体22aの外面全体に施されたメッキ層により構成されている。
なお、第2接続部22bは、第2配管本体22aの第2大径部22a2及び第2段差部22a3の内周面及び外周面にメッキ層を施すことによって構成されていてもよい。
図14は、第7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の第1接続部21bが、第1配管本体21aの端部に施されたメッキ層である。第2配管22の第2接続部22bは、第2配管本体22aの端部に取り付けられた管(第2接続管22b)である。第1配管本体21a及び第2配管本体22aは、ともにステンレス製である。第1接続部21bと第2接続管22bとは、ともに銅製である。
図15は、第8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の第1接続部21bと、第2配管22の第2接続部22bとが、ともに管(第1接続管21b、第2接続管22b)である。第1配管本体21a及び第2配管本体22aは、ともにステンレス製である。第1接続管21bと第2接続管22bとは、ともに銅製である。
銅製の第1接続管21bと、銅製の第2接続管22bとは、第2ろう材B2によって手ろう付けで接続される。第1ろう材B1の融点は、第2ろう材B2の融点よりも高い。
図16は、第9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の第1接続部21bが、第1配管本体21aの端部に施されたメッキ層である。第2配管22の第2接続部22bは、第2配管本体22aの端部に施されたメッキ層である。
本実施形態では、第1,第2配管本体21a,22aに第1、第2接続部21b,22bを容易に設けることができる。
以上に説明した各実施形態では、第1配管21の第1接続部21bと第2配管22の第2接続部22b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接続部21bと第2接続部22b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または非金属を加えて、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とを備える。第1配管21は、ステンレスからなる第1配管本体21aと、第1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第1接続部21bとを有する。第2配管22は、ステンレスからなる第2配管本体22aと、第2配管本体22aの管軸方向の端部に設けられかつ第1接続部21bと同一材料からなる第2接続部22bとを有する。第1接続部21bと第2接続部22bとが、接続される。
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
10A :冷媒配管
10B :冷媒配管
17 :四路切換弁(切換機構)
21 :第1配管
21a :第1配管本体
21b :第1接続部(第1接続管)
22 :第2配管
22a :第2配管本体
22b :第2接続部(第2接続管)
23 :第3配管
31 :継手管
32 :冷媒配管
B1 :ろう材
B2 :ろう材
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第1配管本体(21a)と、前記第1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第1接続部(21b)とを有し、
前記第2配管(22)が、ステンレスからなる第2配管本体(22a)と、前記第2配管本体(22a)の管軸方向の端部に設けられかつ前記第1接続部(21b)と同一材料からなる第2接続部(22b)とを有し、
前記第1接続部(21b)と前記第2接続部(22b)とが接続され、
前記第1接続部(21b)及び前記第2接続部(22b)のうち一方の接続部が、銅又は銅合金からなる管であり、
前記第1接続部(21b)及び前記第2接続部(22b)のうち他方の接続部が、メッキ層であり、
前記一方の接続部と当該一方の接続部が設けられた一方の配管本体とが第1ろう材(B1)により接続され、
前記一方の接続部と、当該一方の接続部が設けられた一方の配管本体との双方が、他方の接続部が設けられた他方の配管本体と管径方向に重複して配置されている、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第1配管本体(21a)と、前記第1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第1接続部(21b)とを有し、
前記第2配管(22)が、ステンレスからなる第2配管本体(22a)と、前記第2配管本体(22a)の管軸方向の端部に設けられかつ前記第1接続部(21b)と主成分が同一の材料からなる第2接続部(22b)とを有し、
前記第1接続部(21b)と前記第2接続部(22b)とが接続され、
前記第1接続部(21b)及び前記第2接続部(22b)のうち一方の接続部が、銅又は銅合金からなる管であり、
前記第1接続部(21b)及び前記第2接続部(22b)のうち他方の接続部が、メッキ層であり、
前記一方の接続部と当該一方の接続部が設けられた一方の配管本体とが第1ろう材(B1)により接続され、
前記一方の接続部と、当該一方の接続部が設けられた一方の配管本体との双方が、他方の接続部が設けられた他方の配管本体と管径方向に重複して配置されている、冷媒配管。 - 前記第1接続部(21b)と前記第2接続部(22b)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。
- 前記第1接続部(21b)が、前記第1配管本体(21a)の前記端部に施されたメッキ層、又は、前記第1配管本体(21a)の前記端部に取り付けられた管である、請求項1~3のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 前記第2接続部(22b)が、前記第2配管本体(22a)の前記端部に施されたメッキ層、又は、前記第2配管本体(22a)の前記端部に取り付けられた管である、請求項1~4のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 前記一方の接続部と前記他方の接続部とが第2ろう材(B2)により接続され、
前記第1ろう材(B1)が、前記第2ろう材(B2)よりも高い融点を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の冷媒配管。 - 前記第1配管本体(21a)又は前記第2配管本体(22a)の前記端部には、当該配管本体の他の部分よりも径が大きい大径部(22a2)が設けられ、
前記大径部(22a2)の内周面に、前記第1接続部(21b)又は前記第2接続部(22b)が設けられる、請求項1~6のいずれか1項に記載の冷媒配管。 - 前記第1配管本体(21a)又は前記第2配管本体(22a)の前記端部には、当該配管本体の他の部分よりも径が小さい小径部(21a1)が設けられ、
前記小径部(21a1)の外周面に、前記第1接続部(21b)又は前記第2接続部(22b)が設けられる、請求項1~7のいずれか1項に記載の冷媒配管。 - 前記第1配管(21)及び前記第2配管(22)の一方の配管は、他方の配管と、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1~8のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 前記第1配管(21)及び前記第2配管(22)の少なくとも一方が、冷媒回路を構成する要素部品(X)に設けられている、請求項1~9のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 前記第1配管本体(21a)及び前記第2配管本体(22a)の少なくとも一方の外周面には、前記第1接続部(21b)及び前記第2接続部(22b)と主成分が同一の材料からなる継手管(31)が取り付けられ、前記継手管(31)に、前記継手管(31)と主成分が同一の材料からなる他の配管(32)が接続される、請求項1~10のいずれか1項に記載の冷媒配管。
- 前記冷凍装置(1)が、前記冷媒回路(4)における冷媒の流路を切り換える切換機構(17)を備え、
前記第1配管本体(21a)又は前記第2配管本体(22a)が、前記切換機構(17)に接続される、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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