WO2013084433A1 - 空気調和機の熱交換器 - Google Patents

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Abstract

　アルミニウム製の第１管部材４２と、銅製の第２管部材４３とを互いに接合した異種金属接合管４０，４１と、異種金属接合管４０，４１の周囲を被覆する被覆部材４８とを備え、第１管部材４２の外周面上には、防食作用を有する筒状の犠牲防食層４６が設けられ、第１管部材４２の外周面において、被覆部材４８により被覆されている部位には、犠牲防食層４６の欠如により第１管部材の外周面が露出した非防食部４７が筒状に形成され、非防食部４７と被覆部材４８とが接触するように構成する。

Description

空気調和機の熱交換器
　本発明は、冷房運転又は暖房運転を切り換えて実行可能な空気調和機用の熱交換器に関し、特に、室内熱交換器と室外熱交換器との間を接続する冷媒管と、熱交換器の内部に配設される冷媒管との接合部の構造に関する。
　従来、室外熱交換器及び室内熱交換器の夫々の内部に配設される冷媒管（以下、伝熱管という）として、並びに、室外熱交換器と室内熱交換器との間を接続する冷媒管（以下、外部配管という）として、銅製又は銅合金製（以下、「Ｃｕ製」という）の管部材を使用することが一般的である。
　しかしながら、近年、軽量化や低コスト化といった要望から、伝熱管としてアルミニウム製又はアルミニウム合金製（以下、「Ａｌ製」という）の管部材を使用することが提案されている。この場合、伝熱管と外部配管との接合部が異種金属で構成されることになる。ここで、アルミニウムは、銅に対して電気的に卑な金属である。このため、Ａｌ製の伝熱管が優先的に腐食し、冷媒漏れ等が発生するおそれがある。
　この冷媒漏れ等の発生を抑える方法としては、特許文献１（特開２００５－９０７６１号公報）及び特許文献２（特開２００５－１６９３７号公報）に開示されたものがある。
　特許文献１には、Ａｌ製の伝熱管とＣｕ製の外部配管との接合部を、筒状の被覆部材により被覆した構成が開示されている。
　また、特許文献２には、Ａｌ製の管部材の防食性を向上させるための方法が提案されている。例えば、当該管部材の外周面上に、アルミニウム又はアルミニウム合金より電気的に卑な亜鉛を溶射して亜鉛拡散層（犠牲防食層）を設ける方法や、当該管部材より電気的に卑な金属（亜鉛など）を含有するクラッド層を設ける方法などが開示されている。
特開２００５－９０７６１号公報 特開２００５－１６９３７号公報
　ところで、前記特許文献２に開示された防食手段は、管部材の外周壁が腐食して貫通孔が形成されると当該貫通孔から内部の流体が漏洩するため、このような貫通孔が形成されるのを防止しようとするものである。しかしながら、管部材の内部を流れる冷媒の漏洩ルートは、外周壁に形成される貫通孔だけに限られない。例えば、犠牲防食層が外周面に形成された管部材を他の管部材の内側に嵌合させた場合、その嵌合箇所の犠牲防食層が経年腐食によって消失して、管部材と他の管部材との間に隙間が形成される。この隙間に外部から水分が浸入すると、腐食がさらに進行する。その結果、嵌合箇所の近傍で冷媒の漏洩が発生する。
　また、特許文献１に開示されたＡｌ製の伝熱管とＣｕ製の外部配管との接合部を筒状の被覆部材で被覆した構成において、Ａｌ製の伝熱管の外周面上に犠牲防食層を設けた場合には、犠牲防食層の被覆部材に被覆されていない部分に孔食等の腐食を生じる。その後、この腐食は、犠牲防食層の被覆部材で被覆された部分にも拡大する。その結果、被覆部材とＡｌ製の伝熱管との間に隙間が形成される。
　前記隙間には、水分や、腐食成分、腐食により生じた腐食生成物が滞留しやすい。このため、犠牲防食層の腐食がさらに進行する。前記隙間がＡｌ製の伝熱管とＣｕ製の外部配管との接合部まで到達したとき、異種の金属が接触することに起因する電食（局部電池の形成による孔食）が発生する。
　この電食は、主として銅又は銅合金に対して電気的に卑なＡｌ製の伝熱管に発生し、水分が浸入し続ける限り進行する。その結果、短期間でＡｌ製の伝熱管とＣｕ製の外部配管との接合部に、管内外を連通する貫通孔が形成され、冷媒漏れ等の不良が発生する。
　本発明の目的は、前記従来の課題を解決することにあって、異種金属の接合部における腐食の進行を抑えることができる空気調和機の熱交換器を提供することにある。
　本発明に係る空気調和機の熱交換器は、冷房運転又は暖房運転を切り換えて実行可能な空気調和機に備えられ、冷房運転時に外部へ排熱する熱交換器であって、
　アルミニウム製又はアルミニウム合金製の第１管部材と、銅製又は銅合金製の第２管部材とを互いに接合した異種金属接合管と、
　前記異種金属接合管の周囲を被覆する筒状の被覆部材と、
　を備え、
　前記第１管部材の外周面上には、防食作用を有する犠牲防食層が設けられ、
　前記第１管部材において前記被覆部材により被覆されている部位には、前記犠牲防食層の欠如により第１管部材の外周面が露出した非防食部が筒状に形成され、前記非防食部と前記被覆部材とが接触するように構成されている。
　本発明に係る空気調和機の熱交換器によれば、犠牲防食層の腐食が被覆部材の内側まで進行した場合であっても、非防食部と被覆部材とが接触していることにより、第１管部材と第２管部材との接合部に水分及び腐食成分が浸入することを抑制することができる。これにより、腐食の進行を抑えることができる。
　本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和機の熱交換器の構成を示す模式図であり、 図２は、図１の室外熱交換器が備える冷媒管の配管形態を示す模式図であり、 図３は、図１の室外熱交換器の構成を模式的に示す斜視図であり、 図４は、図１の室外熱交換器が備える異種金属接合管の拡大断面図であり、 図５は、図４に示す異種金属接合管の第１変形例を示す拡大断面図であり、 図６は、図４に示す異種金属接合管における腐食の進行状況を示す模式図であり、 図７は、比較例に係る異種金属接合管における腐食の進行状況を示す模式図であり、 図８Ａは、図４に示す異種金属接合管の第２変形例を示す拡大断面図であり、 図８Ｂは、図４に示す異種金属接合管の第３変形例を示す拡大断面図であり、 図９は、図４に示す異種金属接合管の第４変形例を示す拡大断面図であり、 図１０は、図４に示す異種金属接合管の第５変形例を示す拡大断面図であり、 図１１は、図４に示す異種金属接合管の第６変形例を示す拡大断面図であり、 図１２は、図４に示す異種金属接合管の第７変形例を示す拡大断面図である。
　本発明に係る空気調和機の熱交換器は、冷房運転又は暖房運転を切り換えて実行可能な空気調和機に備えられ、冷房運転時に外部へ排熱する熱交換器であって、
　アルミニウム製又はアルミニウム合金製の第１管部材と、銅製又は銅合金製の第２管部材とを互いに接合した異種金属接合管と、
　前記異種金属接合管の周囲を被覆する筒状の被覆部材と、
　を備え、
　前記第１管部材の外周面上には、防食作用を有する犠牲防食層が設けられ、
　前記第１管部材において前記被覆部材により被覆されている部位には、前記犠牲防食層の欠如により第１管部材の外周面が露出した非防食部が筒状に形成され、前記非防食部と前記被覆部材とが接触するように構成されている。
　この構成によれば、犠牲防食層の腐食が被覆部材の内側まで進行した場合であっても、非防食部と被覆部材とが接触していることにより、第１管部材と第２管部材との接合部に水分及び腐食成分が浸入することを抑制することができる。これにより、腐食の進行を抑えることができる。
　なお、前記非防食部に隣接する前記犠牲防食層の端部の断面形状は、面取り形状又はＲ形状にすることが好ましい。この構成によれば、被覆部材と非防食部との密着性を向上させることができる。その結果、第１管部材と第２管部材との接合部に水分及び腐食成分が浸入することをさらに抑制することができ、腐食の進行をより一層抑えることができる。
　また、前記非防食部と前記被覆部材との接触部に対して、前記第１管部材と前記第２管部材との接合部から遠ざかる側の位置で隣接する前記犠牲防食層の端部の断面形状のみを、面取り形状又はＲ形状にすることが好ましい。この構成によれば、腐食が進行してくる側の被覆部材と非防食部との密着性を向上させることができるため、防食性を高めることができる。また、面取り形状又はＲ形状に加工するコストを低減することができる。
　また、前記非防食部と前記犠牲防食層とは、前記第１管部材の軸方向において、交互に、それぞれ複数設けられることが好ましい。この構成によれば、被覆部材が複数箇所で非防食部と接触することになり、腐食の進行をより一層抑えることができる。
　以下、本発明の実施形態に係る空気調和機の熱交換器について、図面を参照しつつ説明する。
（実施形態）
　図１は、本発明の実施形態に係る空気調和機の熱交換器の構成を示す模式図である。図１に示すように、空気調和機１は、室内機１Ａと、室外機１Ｂとを備えている。
　室内機１Ａには、冷房運転時に外部へ排熱する第１熱交換器の一例である室外熱交換器２が設けられている。室外熱交換器２の近傍には、モータ５によって回転駆動されるファン７が設けられている。ファン７は、モータ５によって回転駆動されることにより気流を発生させ、当該気流を室外熱交換器２に供給するように設けられている。
　室外機１Ｂには、外気から吸熱する第２熱交換器の一例である室内熱交換器３が設けられている。室内熱交換器３の近傍には、モータ６によって回転駆動されるファン８が設けられている。ファン８は、モータ６によって回転駆動されることにより気流を発生させ、当該気流を室外熱交換器２に供給するように設けられている。
　また、空気調和機１は、冷房運転時及び暖房運転時において冷媒が流れる環状の経路である冷凍サイクル４を備えている。冷凍サイクル４は、冷媒管４ａ～４ｋ，４ｍと、室内機液側接続部１０と、三方弁１１と、四方弁１２と、圧縮機１３と、膨張弁１４と、二方弁１５と、室内機接続部１６とで構成されている。冷媒管４ａ，４ｂ，４ｍと室内機液側接続部１０と室内機接続部１６とは、室内機１Ｂに設けられている。冷媒管４ｄ～４ｊと三方弁１１と四方弁１２と圧縮機１３と膨張弁１４と二方弁１５とは、室外機１Ａに設けられている。
　なお、図１に示す実線矢印は、空気調和機１の冷房運転時において冷凍サイクル４内を冷媒が流れる方向を示している。以下では、説明の便宜のため、空気調和機１の冷房運転時における冷媒の流れ方向（すなわち、実線矢印の方向）を基準として、「上流」及び「下流」という表現を用いる。なお、図１に示す点線矢印は、空気調和機１の暖房運転時において冷媒サイクル４内を冷媒が流れる方向を示している。
　図１に示すように、冷媒管４ａは、室内熱交換器３の内部に設けられている。冷媒管４ａの下流端は、冷媒管４ｂの上流端に接続されている。冷媒管４ｂの下流端は、室内機液側接続部１０（冷房運転時における下流側の接続部）を介して冷媒管４ｃの上流端に接続されている。冷媒管４ｃの下流端は、三方弁１１を介して冷媒管４ｄの上流端に接続されている。
　冷媒管４ｄの下流端は、四方弁１２の第１ポート１２ａに接続されている。四方弁１２は、冷房運転時に第１ポート１２ａと連通する第２ポート１２ｂを備えている。この第２ポート１２ｂには、冷媒管４ｅの上流端が接続されている。冷媒管４ｅの下流端は、圧縮機１３に接続されている。
　圧縮機１３は、冷房運転時においては室内熱交換器３から室外熱交換器２へ向かう低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧化し、暖房運転時においては室外熱交換器２から室内熱交換器３へ向かう低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧化するものである。なお、図示していないが、圧縮機１３の手前（上流側）には、通常アキュムレータが接続される。このアキュムレータにより、冷媒の気液分離を行い、液冷媒が圧縮機１３に戻らないようにしている。
　圧縮機１３には、冷媒管４ｆの上流端が接続されている。冷媒管４ｆの下流端は、四方弁１２の第３ポート１２ｃに接続されている。また、四方弁１２は、冷房運転時に第３のポート１２ｃと連通する第４ポート１２ｄを備えている。この第４ポート１２ｄには、冷媒管４ｇの上流端が接続されている。冷媒管４ｇの下流端は、室外熱交換器２の内部に設けられた冷媒管４ｈの上流端に接続されている。冷媒管４ｈの下流端は、冷媒管４ｉの上流端に接続されている。冷媒管４ｈの下流端は、膨張弁１４に接続されている。
　膨張弁１４は、冷房運転時においては室外熱交換器２から室内熱交換器３へ向かう冷媒を降圧し、暖房運転時においては室内熱交換器３から室外熱交換器２へ向かう冷媒を降圧するものである。
　膨張弁１４には、冷媒管４ｊの上流端が接続されている。冷媒管４ｊの下流端は、二方弁１５の一方のポートに接続されている。二方弁１５の他方のポートには、冷媒管４ｋの上流端が接続されている。冷媒管４ｋの下流端は、室内機接続部１６（冷房運転時における上流側の接続部）に接続されている。室内機接続部１６には、冷媒管４ｍの上流端が接続されている。冷媒管４ｍの下流端は、上述した室内熱交換器３内の冷媒管４ａの上流端に接続されている。
　以上のようにして、冷凍サイクル４の周回経路が構成されている。なお、冷凍サイクル４の構成は、上述した構成に限定されず、他の公知の構成を採用してもよい。また、このような空気調和機１による冷房運転及び暖房運転時の動作については公知であるため、ここではその説明を省略する。
　図２は、図１の室外熱交換器２が備える冷媒管４ｈの配管形態を示す模式図である。また、図３は、室外熱交換器２の構成を模式的に示す斜視図である。以下、図２及び図３を参照して、室外熱交換器２付近の冷媒管４ｇ～４ｉの配管形態について説明する。
　図２に示すように、室外熱交換器２が備える冷媒管４ｈは、複数本（本実施形態では４本）の伝熱管２１～２４を備えている。各伝熱管２１～２４は蛇行形状に構成されている。より具体的には、各伝熱管２１～２４は、略水平方向へ直線状に延在する複数本の直管２５を互いに並列に配置し、各直管２５の端部同士をＵ字形状のベンド管２６で接続することにより、蛇行形状に構成されている。
　各伝熱管２１～２４は、下方から上方に向けて伝熱管２１、伝熱管２２、伝熱管２３、伝熱管２４の順に配置されている。各伝熱管２１～２４の上流端は、集合管３０に接続されている。伝熱管２２の上流端は、伝熱管２１の上流端の上方近傍に位置している。伝熱管２４の上流端は、伝熱管２３の上流端の上方近傍に位置している。
　集合管３０は、分岐部３１～３４と、集合部３５とを有している。各分岐部３１～３４は、略水平方向に延在し、且つ、上下方向に並列に配置されている。各分岐部３１～３４の下流端（分岐端部）は、各伝熱管２１～２４の上流端と接続されている。すなわち、分岐部３１は伝熱管２１に、分岐部３２は伝熱管２２に、分岐部３３は伝熱管２３に、分岐部３４は伝熱管２４に、夫々接続されている。
　集合部３５は、上下方向に延在する鉛直部分３５ａと、略水平方向に延在する水平部分３５ｂとを有している。各分岐部３１～３３の上流端は、鉛直部分３５ａに接続されている。また、分岐部３４の上流端は、鉛直部分３５ａの下流端に接続されている。水平部分３５ｂは、その下流端が鉛直部分３５ａの上流端につながっている。水平部分３５ｂの上流端（集合端部）は、異種金属接合管４１を介して冷媒管（外部配管ともいう）４ｇの下流端に接続されている。
　伝熱管２１は、その下流端が上流端よりも下方に位置するように設けられている。伝熱管２２は、その下流部が上流端よりも上方に位置するように設けられている。伝熱管２３は、その下流端が上流端よりも下方に位置するように設けられている。伝熱管２４は、その下流端が上流端よりも上方に位置するように設けられている。伝熱管２２の下流端は、伝熱管２３の下流端の上方近傍に位置している。
　各伝熱管２１～２４の下流端は、下流配管（集合管）２７に接続されている。下流配管２７は、分岐部５１～５４と、集合部５５とを有している。各分岐部５１～５４は、略水平方向に延在し、且つ、上下方向に並列に配置されている。各分岐部５１～５４の上流端（分岐端部）は、各伝熱管２１～２４の下流端と接続されている。すなわち、分岐部５１は伝熱管２１に、分岐部５２は伝熱管２２に、分岐部５３は伝熱管２３に、分岐部５４は伝熱管２４に、夫々接続されている。
　下流配管２７は、上下方向に延在する鉛直部分５５ａと、略水平方向に延在する水平部分５５ｂとを有している。各分岐部５１～５３の下流端は、鉛直部分５５ａに接続されている。また、分岐部５４の下流端は、鉛直部分５５ａの上流端に接続されている。水平部分５５ｂは、その上流端が鉛直部分５５ａの下流端につながっている。水平部分５５ｂは、水平部分３５ｂとほぼ同一高さに位置している。水平部分５５ｂの下流端（集合端部）は、異種金属接合管４０を介して冷媒管（外部配管ともいう）４ｉの上流端に接続されている。
　冷房運転時において、冷媒は、冷媒管４ｇ、異種金属接合管４１、集合管３０、各伝熱管２１～２４、下流配管２７、及び異種金属接合管４０を通じて、冷媒管（外部配管）４ｉへと流れる。冷媒は、各伝熱管２１～２４内を流れるとき、ファン７の回転により発生した気流により熱を奪われ、冷却される。
　冷媒管４ｇ，４ｉは、銅製又は銅合金製（以下、Ｃｕ製という）の配管である。集合管３０と伝熱管２１～２４（直管２５及びベンド管２６）と下流配管２７とは、アルミニウム（Ａｌ）製又はアルミニウム合金製（以下、Ａｌ製という）の配管である。異種金属接合管４０，４１は、Ａｌ製の第１管部材４２とＣｕ製の第２管部材４３とを共晶接合した直管状に構成されている。なお、図２では、Ｃｕ製の配管は白抜きで示し、Ａｌ製の配管は黒塗りで示している。また、各配管の接合箇所を判別し易いように、各接合箇所には配管に交差する細線を示している。
　本実施形態では、同種の金属から成る部材同士の接合箇所は、ロウ付けにより接合されている。例えば、異種金属接合管４０の第１管部材４２と集合管３０との接合箇所、異種金属接合管４１の第１管部材４２と下流配管２７との接合箇所、第２管部材４３と冷媒管４ｇとの接合箇所は、ロウ付けにより接合されている。
　一方、異種金属から成る部材同士を接合する箇所、即ち、冷媒管４ｇと集合管３０との接合箇所、及び、下流配管２７と冷媒管４ｉとの接合箇所には、上述したように異種金属接合管４０，４１が設けられている。
　次に、異種金属接合管４０，４１の構成、より具体的には、第１管部材４２と第２管部材４３との接合部の構成について説明する。
　図４は、異種金属接合管４０，４１の拡大断面図である。図４において、Ｃｕ製の第２管部材４３は、Ａｌ製の第１管部材４２の内側に嵌合されている。第２管部材４３の熱交換器側の端部は、テーパ状に形成されている。第２管部材４３のテーパ状の端部が第１管部材４２に圧入されたとき、当該端部の傾斜面４４は、第１管部材４２と面接触する。この圧入状態において、第１及び第２管部材４２，４３に電流が流されると、第１管部材４２と第２管部材４３との接触面が発熱してアルミニウムと銅の合金層が形成され、第１管部材４２と第２管部材４３とが共晶接合される。
　なお、アルミニウムは、銅に対して電気的に卑な金属であるので、アルミニウムと銅との間で局部電池が形成された場合、アルミニウムが優先的に腐食する。このため、本実施形態においては、Ａｌ製の第１管部材４２をＣｕ製の第２管部材４３の外側に嵌合するようにしている。これにより、第１管部材４２と第２管部材４３との接触面から腐食が始まった場合、Ａｌ製の第１管部材４２が優先的に腐食するので、Ｃｕ製の第２管部材４３が腐食して管内外を連通する貫通孔が形成されるまでに、時間的な余裕を持たせることができる。なお、第１管部材４２と第２管部材４３との嵌合関係が逆の場合、すなわち、Ｃｕ製の第２管部材４３をＡｌ製の第１管部材４２の外側に嵌合するようにしている場合は、短期間でＡｌ製の第１管部材４２が腐食し、管内外を連通する貫通孔が形成されることになる。
　また、Ａｌ製の第１管部材４２の外周面４５には、筒状の犠牲防食層４６が設けられている。犠牲防食層４６としては、アルミニウム又はアルミニウム合金に対して電気的に卑な金属を用いることが好ましい。これにより、管表面に孔食等の腐食部位が生じでも、犠牲防食層４６が優先的に腐食して、Ａｌ製の第１管部材４２への直接的な腐食を抑制することができる。
　また、犠牲防食層４６は、例えば、アルミニウムより電気的に卑な亜鉛を含有させた合金で形成することができる。このような犠牲防食層４６は、例えば、管部材の外周面上に亜鉛を溶射し、熱拡散させることにより形成することができる。また、犠牲防食層４６は、例えば、管部材の外周面上に、亜鉛を含有したアルミニウム合金のクラッド層を設けることにより形成することができる。
　また、犠牲防食層４６は、第１管部材４２の外周面４５の全面に形成されるのではなく、一部が欠如するように設けられている。この犠牲防食層４６の欠如により第１管部材４２の外周面が露出した部分を非防食部４７という。非防食部４７は、第１管部材４２の外周面４５を一周するように筒状に形成されている。
　また、第１管部材４２と第２管部材４３との接合部の周囲には、筒状の被覆部材４８が設けられている。被覆部材４８は、第２管部材４３の一部、第１管部材４２と第２管部材４３との接合部、非防食部４７、及び犠牲防食層４６の一部を被覆するように設けられている。
　被覆部材４８としては、第１管部材４２及び第２管部材４３に密着させるためにゴム系又はエラストマー系の材質で、且つ所定温度に加熱すると一定の割合で収縮する熱収縮特性を有するチューブを用いることが好ましい。これにより、被覆部材４８と異種金属接合管４０，４１との接触面に、水、塩分、金属粉、ガス等の腐食促進物質が接触又は浸入することを防止することができる。
　被覆部材４８に熱収縮特性を有する部材を用いることで、管の表面形状に沿って被覆部材４８が密着するため、第１管部材４２に設けた非防食部４７に対しても被覆部材４８が密着する。
　なお、本実施形態では、Ａｌ製の第１管部材４２とＣｕ製の第２管部材４３とを共晶接合するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、Ａｌ製の第１管部材４２の端部を拡張して、当該第１管部材４３の内側にＣｕ製の第２管部材４３を挿入し、第１管部材４２と第２管部材４３とをアルミニウムロウ材でロウ付け接合するように構成してもよい。
　また、ロウ付け接合の場合、第１管部材４２と第２管部材４３との電位差を緩和するため、第１管部材４２と第２管部材４３との間に、電位がアルミニウムと銅との間にあるステンレス合金製の第３管部材を挿入してもよい。また、この場合、第１管部材４２と第３管部材とは、アルミニウムロウ付けにより接合してもよい。また、第２管部材４３と第３管部材管とは、銅ロウ付け又は銀ロウ付けにより接合してもよい。Ａｌ製の室外熱交換器２とＣｕ製の外部配管４ｇ、４ｉとが、気密性及び耐圧性を有するように接続することができる構成であれば良い。
　次に、図６を用いて、本実施形態の異種金属接合管４０，４１の防食作用について説明する。図６は、異種金属接合管４０，４１における腐食の進行状況を示す模式図である。
　図６に示すように、犠牲防食層４６の被覆部材４８に覆われていない部分に、海塩等の腐食成分と水分が付着すると、孔食が発生する（ＳＴＥＰ１）。
　被覆部材４８の熱交換器側の端部と犠牲防食層４６との間には段差があるため、当該端部の近傍には腐食成分が滞留しやすい。このため、犠牲防食層４６の腐食が、被覆部材４８の内側まで進行する（ＳＴＥＰ２）。
　犠牲防食層４６の腐食が、非防食部４７と被覆部材４８との接触部まで進行すると、当該接触部により、外部配管側への水分等の移動が阻害され、腐食の進行が抑制される（ＳＴＥＰ３）。
　このため、外部配管側の犠牲防食層４６は残存することになる。その結果、第１管部材４２と第２管部材４３との接合部に水及び腐食成分が浸入することを抑えることができる。また、第１管部材４２と第２管部材４３との接合部に水及び腐食成分が浸入したとしても、犠牲防食層４６が優先して腐食することにより、第１管部材４２の腐食を抑えることができる。従って、長期にわたり防食機能を維持することができる。
　次に、図７を用いて、比較例に係る異種金属接合管の腐食の進行状況について説明する。図７は、比較例に係る異種金属接合管１４０における腐食の進行状況を示す模式図である。
　図７に示す比較例に係る異種金属接合管１４０は、非防食部４７を有さず、犠牲防食層４６が連続的に第１管部材４２の外周面４５上に設けられている点で、本実施形態に係る異種金属接合管４０，４１と異なる。
　図７に示すように、犠牲防食層４６の被覆部材４８に覆われていない部分に、海塩等の腐食成分と水分が付着すると、孔食が発生する（ＳＴＥＰ１１）。
　被覆部材４８の熱交換器側の端部と犠牲防食層４６との間には段差があるため、当該端部の近傍には腐食成分が滞留しやすい。このため、犠牲防食層４６の腐食が、被覆部材４８の内側まで進行する（ＳＴＥＰ１２）。
　この犠牲防食層４６の腐食は、第１貫部材４２と第２管部材４３との接合部にまで進行し、外部配管側の犠牲防食層４６の大部分又は全部を消失させる。その後、犠牲防食層４６が消失することにより形成された隙間を通じて、第１管部材４２と第２管部材４３との接合部に水分及び塩分等の腐食成分が浸入する。その結果し、当該接合部にて局部電池が形成され、電食が発生する（ＳＴＥＰ１３）。
　この電食により、第１管部材４２が腐食し、当該腐食が進行することにより、管内外を連通する貫通孔が形成される（ＳＴＥＰ１４）。
　以上のように、本実施形態に係る異種金属接合管４０，４１は、犠牲防食層４６の腐食が被覆部材４８の内側まで進行し、被覆部材４８と非防食部４７との接触部まで進行したとしても、当該接触部が犠牲防食層４６に対して電気的に貴な状態となるため、外部配管側への腐食の進行を抑制することができる。
　従って、腐食により第１管部材４２と被覆部材４８との間に生じた隙間を通じて、第１管部材４２と第２管部材４３との接合部へ水分等が移動することを阻害することができる。
　なお、前記実施形態では、図４に示すように、犠牲防食層４６を２分割するように非防食部４７を設けたが、本発明は、これに限定されない。例えば、図８Ａに示すように、犠牲防食層４６の外部配管側の端部から第１管部材４２と第２管部材４３との接合部まで延在するように、非防食部４７を設けてもよい。また、例えば、図８Ｂに示すように、犠牲防食層４６の外部配管側の端部から第２管部材４３の外部配管側の端部まで延在するように、非防食部４７を設けてもよい。非防食部４７は、第１管部材４２の外周面４５を一周するように筒状に設けられていればよい。
　また、前記実施形態では、図４に示すように、非防食部４７と隣接する犠牲防食層４６の端部の断面形状を矩形としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図９又は図１０に示すように、非防食部４７と隣接する犠牲防食層４６の端部の断面形状を、面取り形状（テーパ形状）又はＲ形状としてもよい。これにより、被覆部材４８と非防食部４７との密着性を向上させることができる。その結果、第１管部材４２と第２管部材４３との接合部に水分及び腐食成分が浸入することをさらに抑制することができ、腐食の進行をより一層抑えることができる。
　また、図９及び図１０では、非防食部４７と隣接する熱交換器側の犠牲防食層４６の端部と、非防食部４７と隣接する外部配管側の犠牲防食層４６の端部の両方の断面形状を、面取り形状（テーパ形状）又はＲ形状としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１に示すように、非防食部４７と被覆部材４８との接触部に対して、第１管部材４２と第２管部材４３との接合部から遠ざかる側（熱交換器側）の位置で隣接する犠牲防食層４６の端部のみを、面取り形状又はＲ形状としてもよい。この場合、腐食が進行してくる側の被覆部材４８と非防食部４７との密着性を向上させることができるため、防食性を高めることができる。また、面取り形状又はＲ形状に加工する部位が半分になるため、加工コストを低減することができる。
　また、図１２に示すように、非防食部４７と犠牲防食層４６とは、第１管部材４２の軸方向において、交互に、それぞれ複数設けるようにしてもよい。これにより、被覆部材４８が複数箇所で非防食部４７と接触することになり、被覆部材４８と非防食部４７との接触面積のばらつきや、被覆部材４８の経年劣化による接触力の低下によるリスクを分散させることができる。その結果、腐食の進行をより一層抑えることができる。
　本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　２０１１年１２月９日に出願された日本国特許出願Ｎｏ．２０１１－２６９６８０号の明細書、図面、及び特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。
　本発明は、冷房運転又は暖房運転を切り換えて実行可能な空気調和機用の熱交換器、特に、当該熱交換器が備える冷媒管の接合構造に有用である。
　１　空気調和機
　２　室外熱交換器
　３　室内熱交換器
　４　冷凍サイクル
　２１～２４　伝熱管
　２７　下流配管（集合管）
　３０　集合管
　３１～３４　分岐部
　３５　集合部
　４０，４１　異種金属接合管
　４２　第１管部材
　４３　第２管部材
　４５　外周面
　４６　犠牲防食層
　４７　非防食部
　４８　被覆部材

Claims (4)

  1. 　冷房運転又は暖房運転を切り換えて実行可能な空気調和機に備えられ、冷房運転時に外部へ排熱する熱交換器であって、
    　アルミニウム製又はアルミニウム合金製の第１管部材と、銅製又は銅合金製の第２管部材とを互いに接合した異種金属接合管と、
    　前記異種金属接合管の周囲を被覆する筒状の被覆部材と、
    　を備え、
    　前記第１管部材の外周面上には、防食作用を有する筒状の犠牲防食層が設けられ、
    　前記第１管部材の外周面において前記被覆部材により被覆されている部位には、前記犠牲防食層の欠如により前記第１管部材の外周面が露出した非防食部が筒状に形成され、前記非防食部と前記被覆部材とが接触している、空気調和機の熱交換器。
  2. 　前記非防食部に隣接する前記犠牲防食層の端部の断面形状が、面取り形状又はＲ形状である、請求項１に記載の空気調和機の熱交換器。
  3. 　前記非防食部と前記被覆部材との接触部に対して、前記第１管部材と前記第２管部材との接合部から遠ざかる側の位置で隣接する前記犠牲防食層の端部の断面形状のみが、面取り形状又はＲ形状である、請求項１又は請求項２に記載の空気調和機の熱交換器。
  4. 　前記非防食部と前記犠牲防食層とは、前記第１管部材の軸方向において、交互に、それぞれ複数設けられている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の空気調和機の熱交換器。
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