JPS61107069A - 冷凍装置の可溶栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低融点合金が装着された冷凍装置の可溶栓に
関する。

〔従来の技術〕

従来第３図に示す如く、自動車エンジンの駆動力を電磁
クラッチ３ａを介して伝達され、冷媒を圧縮するを圧縮
機３、高温高圧に圧縮されたガス冷媒を空気冷却によっ
て凝縮させる凝縮器４、凝縮された冷媒を気液２相に分
離するレシーバ２、液冷ＩＪ’／；を減圧膨張させて霧
状にする温度作動式膨張弁６および霧状冷媒を蒸発さセ
て周囲空気を冷ノ、ｌする蒸発器５か、冷媒配管７，９
．１０，１１にまって接続され、冷媒が矢印の如く循環
し、冷浦す−ｒクルを形成する自動車用の冷凍装置が知
られ°（いる。この冷凍装置は、例えば、周知のように
蒸発器５にて冷却された空気を車室内に送りごみ中室内
の冷房を行なうのに使用される。

、二の第３図に示す冷凍装置には、通常安全のため、低
Ｍ１点合金が装着された可蓄栓ｌが取（＝ｔ　＋ＪらＪ
１゛（いイ）。すなわち可溶栓１は冷凍装置のレシーバ
２　（７）土部に、その一端を該冷凍装置中の冷媒回路
Ｇ、二面するように取付けられ、該冷凍装置内の冷聾の
ｔ話度が異常に上昇した場合に、その熱により前記低融
点合金１ａが溶融し冷媒回路内の冷媒が人気中に放出さ
れ、該冷媒回路内の圧力を低下さ一！邊、と＋　４’、
・ｖになっている。前記可溶栓１は前述のレシーバ２の
上部以り１、ｉｌ’ｌｉ圧倒冷媒回路す式ｓ′わち凝縮
器４の出「−１部か、凝縮器４とレシーバ２の接続配管
７か、又ｋｌレシーバ２．！：膨張弁６とのＩ８続配管
９のいづれかにもｌｌｌ７付けられて、冷媒回路内の異
常圧力上昇を防止している。

第２図に従来使用されている可溶栓１の構造を示す。可
溶栓１のボディ１ａは黄銅製であり、冷媒回路２ａと大
気とを連通ずる孔１Ｃが穿設されている。孔１Ｃ内には
低融点合金１ｂが鋳込まれている。このボディ１ａはそ
の先端に形成したねじ部１ｄによって冷媒洩れ防ｉＦ用
のゴム製０リング８を介してレシーバ２に螺着されてい
る。

ところで現在、可溶栓は日本冷凍空調工業会の車両用空
調装置の運用基準で、溶融温度を１１０℃以下にするこ
とが規定されている。そこで従来使用されている溶融金
属としては融点が１００〜１１０℃のものを使用してい
る。具体的には、低融点合、金は、錫−ビスマスー鉛の
３元合金を使用する場合、その成分比率は例えば、錫４
％（重量％以下同じ）、ビスマス５１．５％、鉛４４．
５％より構成されている。この場合、合金の融点を決定
するのに最も重要な比重を占めるものが錫であり、錫の
含有率が４％の合金を使用した場合、合金のｂ１橿Ｎ！
、［＋　０６〜１０８°Ｃとなる。

−・般に冷凍装置が正常状態では、高圧冷媒回路 合、例えば凝縮器４を冷却する送風機が異常停止すると
い・）不具合が牛しると、冷媒の圧力（温度）が、合金
の融点（１０７℃）より異常に高くなり、合金ζ」熔融
し、ン名媒は大気に開放される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

Ｕ７かし７、冷凍装置が正常に作動している場合で７）
、ｉ！’ｆ＋圧倒冷媒の温度が１００℃近くまで−１−
昇する、二とがある。すなわち、自動車用の冷凍装置の
場合、冷媒を圧縮する圧縮機は、前述のとおり自動車エ
ンシンによって駆動される。したがって、自９Ｊ＋車エ
ンジンが高速回転しているにもかかわらず自動車の速度
が小さい登板時などでは、圧縮機のｆｊＬカが高ｌトリ
、冷媒の吐出量が増加し、高圧側の冷稈用力は上Ｗする
。（７かし、速度が小さいために、ラシ〕〜−タ近傍に
設υられた凝縮器４において冷媒が十分空気冷却されず
、したがって、高１［：側冷媒の温度４Ｊ：　Ｉ　Ｏ０
℃まで上昇してしまう。

よってこの状態が長く続けば、合金は軟化し、冷媒洩れ
が発生する。

このような不具合を防止するためには、錫の含有量を減
らし、合金の融点を高くすればよいが、前述のとおり、
合金の融点は１１０℃以下に規定されているという問題
がある。

そこで、本発明は、合金の融点を１００℃〜１１０℃の
間に保ち、しかも融点近傍での耐久性（洩れにくさ）を
向上させることを、解決すべき技術的課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明は、上記技術的課題を達成するために、
冷凍装置の高圧冷媒回路と大気とを連通ずる孔の途中に
、錫−ビスマス−鉛系からなる３元低融点合金を密封状
態に装着した冷凍装置の可溶栓において、前記低融点合
金は６．５〜９％の錫を含有するという技術手段を採用
する。

〔作　用〕

一般に、錫−ビスマス−鉛系からなる３元合金において
、合金の融点を解決するのに最も大きな要因となるのが
３．易の含有率であり、錫の比率を太き（すれば融点が
低くなり、逆に錫のＩｔ率を小さくすれぽＭ・１１点が
＋ｌ’ｌｉ　くなることが知られている。この、Ｖうな
低融点合金を冷凍装置の可溶栓に装着した場合、冷媒の
洩れに対する耐久性は合金の融点に依存すると嵩えられ
る。すなわち、融点が低下すれば、ある温度状況にお＆
Ｊる冷媒の洩れに対する耐久性しＩ低下すると考えられ
る。

しかし、本発明者等の研究によれば、上記合金の爾欠性
ム１１、必ずしも融点に依存しないことが判明し六二。

つまり、ある温度（１００℃）のもとで、錫の含有率を
変化させて、合金の耐久性を調べたところ、錫の含有率
が０〜５％の間では、錫の含有率を増加させると融点は
低下し、耐久性も低下するが、錫の含有率が５％を越え
ると、錫の含有率が増加するに従い、融点は低下するも
のの、耐久性は逆に急激に向上することがわかった。

そこで本発明者等は、錫の含有率が５％以上において、
合金の融点および耐久性を詳しく調べたところ、本発明
者等は、錫の含有率か６．５〜９％の間では、合金の耐
久性が従来に比べ飛躍的に向上することを知見した。

この理由闘゛、本発明者等によれば、錫の含有率の増加
に伴い、融点は低下するものの、その成分は錫、ビスマ
ス−鉛系の３元合金の共晶成分（錫１７％）に近つくた
め、合金の金属組織の緻密化が進み、３成分の金属の移
動が防止されるためであると推察される。

そこで、錫の含有率を６．５〜９％に選定することによ
り、合金の融点を１０３〜１０５℃に保ちつつ、冷媒温
度を１００℃に保ち、冷媒の圧力が３０気圧に保った状
態で、冷媒が洩れるまでの耐久時間を１５０〜３００時
間以上にすることができる。

〔発明の効果〕

したがって本発明によれば、可溶栓に装着された合金の
融点温度を適切な値に保ちつつ、融点温度近傍での冷媒
洩れまでの耐久性を飛躍的に向」二することができ、時
品の安全性を確保しつつ、不必要な冷凍装置の停止１−
を招く恐れが非常に小さくノ、１幻、冷凍装置の信頼性
を向上させるという効果が大きい。

ｒ実施例〕 １；ノ＋、本発明を図に示す実施例を用いて詳細に説１
リヒづるか、ｉｉＪ溶栓１の構造および取付は場所Ｌｌ
第２図および第３図に示す従来例と間しであるため説明
を省１１１！！Ｌ、低融点合金の組成について第３図を
用い−（具体的に説明する。第３図は錫の含有率に列−
１−るｉＩｉ＋／、Ｉ！高圧状態での可溶栓から冷媒洩
れを牛し７るまでの時間と低融点合金の融点の変化を示
し、曲線イおよびｒＩＩｔそれぞれ融点と洩れまでの時
間を小才。なお、洩れまでの時間６才、す体的にし、１
第２１ツ１乙こ示すＴ−ＩＪ溶栓］　：ｒｔ、　］　ｃ
にそれぞれ錫の含有率ノＷ　ｉ（る合金を鋳込Ｉｌ、ボ
ディ１ａを１００℃加熱し、冷媒回路２ａｌＩＩＩＩか
ら３０気圧の圧力を加えた場合、冷媒の洩れが発生ずる
までの時間である。なお、実際に洩れまでの時間及び融
点の測定を行−４−のは、錫の含有率が３．４．５．５
゜６．７．　８．９．１０％の場合である。この場合ビ
スマスの含有率は、合金製造の際に、溶融１−７た状態
から凝固させる際に体積収縮を防くためにごきるだけ多
い方が望ましいが、ヒスマスのバ■が多すぎると、合金
がもろくなり合金を可溶栓Ｈ７’）４’ｌ。

ＩＣに鋳込む際に細線状に加Ｔするごとが困娼ｔになる
ため、通富５２％程度とする。なお本実施例では、ビス
マスの比率を５１．５％に固定しまた状態で、錫の比率
を３〜１０％に変化させた。従って、残りの含有率が鉛
の含有率となる。たとえば錫８％の場合、ヒスマスは５
１．５％であるから、残りの鉛の比率は４０．５％とな
る。

従来の合金の組成は、例えば鉛４％、ビスマス５１．５
％、鉛４４．５％であり、第１図を参照すると従来合金
の融点は１０７〜１０８℃であり、洩れまでの時間は１
００時間であるが、本発明によれば、錫の含有率を６．
５〜９％に選定しているため、融点は１０５〜１０３℃
であり、従来に比べわずか１〜５℃低下しているだけで
あり、実質−１二可溶栓の性能に影響はない。しかし、
洩れまでの時間は、本発明によれば１６０〜３００時間
に達し、従来の１００時間に比べ飛躍的に向上し７てい
る。特に錫の含有率が８％の場合、洩れまでの時間は、
３００時間となり従来の３倍近く増大している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の低融点合金の錫の含有率を変化させ
た時の融点、及び高温高圧状態での可溶栓から冷媒の洩
れが生しるまでの時間の変化を示す特性図、第２図は、
可溶栓のＩＴＩｔ付構造全構造断面図、第３図は、冷凍
４トイクル図である。 １・・・可溶栓、１Ｃ・・・孔、１ｂ・・・低融点合金
、２・・・レシーバ、３・・・圧縮機、４・・凝縮器、
５・・・蒸発器、６・・・温度作動式膨張弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 冷凍装置の高圧冷媒回路と大気とを連通する孔の途中に
   、錫−ビスマス−鉛系からなる３元低融点合金を密封状
   態に装着した冷凍装置の可溶栓において、 前記低融点合金は、６．５〜９％の錫を含有することを
   特徴とする冷凍装置の可溶栓。