WO2022219750A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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refrigeration cycle
refrigerant
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康太 水野
蒼生 吉田
荘太郎 菅原
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三菱電機株式会社
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    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/04—Coatings characterised by the materials used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigeration cycle device.
  • Patent Literature 1 discloses a refrigeration cycle device in which a portion of a refrigerant passage whose temperature rises during brazing is coated with an antirust coating film.
  • the refrigerant piping especially the brazed portion, is prone to sulfidation corrosion. If the strength of the piping decreases due to corrosion, refrigerant leakage may occur.
  • the present disclosure has been made to solve the above-described problems, and aims to provide a refrigeration cycle device that is advantageous in terms of improving durability in an environment where sulfide gas exists.
  • the refrigeration cycle device of the present disclosure includes a first refrigerant pipe, a second refrigerant pipe, a brazing material that joins the end of the first refrigerant pipe to the end of the second refrigerant pipe, and covering the exposed part of the brazing material, A first coating made of a corrosion inhibitor and a first coating layer overlying the outer surface of the first coating.
  • FIG. 1 is a diagram showing a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1;
  • FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing part of a refrigerant flow path of a refrigerant circuit of the refrigeration cycle device according to Embodiment 1;
  • Figure 1 shows 1,2,3-benzotriazole.
  • FIG. 4 shows N,N-bis(2-ethylhexyl)-4-methyl-1H-benzotriazole-1-methanamine.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing part of a refrigerant flow path of a refrigerant circuit of a refrigeration cycle device according to Embodiment 2;
  • FIG. 1 is a diagram showing a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment includes a compressor 2 that compresses refrigerant, a condenser 3 that condenses the high-pressure refrigerant compressed by the compressor 2, and a condenser 3.
  • An expansion valve 4 for decompressing and expanding a high-pressure refrigerant, an evaporator 5 for evaporating the low-pressure refrigerant decompressed by the expansion valve 4, and a refrigerant pipe 6 are provided.
  • the compressor 2, the condenser 3, the expansion valve 4, and the evaporator 5 are connected via a refrigerant pipe 6 to form an annular refrigerant circuit.
  • the low-pressure refrigerant gas flowing out of the evaporator 5 is sucked into the compressor 2 and circulates through the refrigerant circuit again.
  • the refrigerant in the present disclosure is not particularly limited, and may be, for example, carbon dioxide, ammonia, propane, isobutane, freon such as HFC, HFO-1123, or HFO-1234yf.
  • the condenser 3 corresponds to a heat exchanger that exchanges heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 and a first fluid having a temperature lower than that of the high-pressure refrigerant.
  • the first fluid can be, for example, a gas, such as outdoor or indoor air, or a liquid, such as water or other liquid heat carrier.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 may include a first fluid actuator (not shown) such as a pump or blower for flowing the first fluid to the condenser 3 .
  • the expansion valve 4 decompresses and expands the high-pressure refrigerant into low-pressure refrigerant.
  • the expansion valve 4 may have a structure capable of adjusting the degree of opening of the refrigerant passage.
  • the low-pressure refrigerant that has passed through the expansion valve 4 is in a gas-liquid two-phase state.
  • the evaporator 5 corresponds to a heat exchanger that exchanges heat between the low-pressure refrigerant decompressed by the expansion valve 4 and a second fluid having a higher temperature than the low-pressure refrigerant.
  • the refrigerant in the evaporator 5 evaporates by absorbing the heat of the second fluid.
  • the second fluid may be, for example, a gas, such as outdoor or indoor air, or a liquid, such as water or other liquid heat carrier.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 may include a second fluid actuator (not shown) such as a blower or pump for flowing the second fluid to the evaporator 5 .
  • the refrigeration cycle device 1 may be used for the purpose of heating the first fluid with the condenser 3 and may be used for the purpose of cooling the second fluid with the evaporator 5 .
  • the refrigerating cycle device 1 may be used in, for example, a cooling device, a heating device, a dehumidifying device, an air conditioning device, a hot water supply device, and the like.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing part of the refrigerant flow path of the refrigerant circuit of the refrigeration cycle device 1 according to Embodiment 1.
  • the refrigeration cycle device 1 includes a first refrigerant pipe 7 , a second refrigerant pipe 8 , and an end portion 7 a of the first refrigerant pipe 7 joined to an end portion 8 a of the second refrigerant pipe 8 .
  • FIG. 2 corresponds to a diagram cut along a plane including the central axis of the first refrigerant pipe 7 and the central axis of the second refrigerant pipe 8 .
  • the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 may constitute any part of the refrigerant circuit.
  • the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 may constitute part of the condenser 3 or part of the evaporator 5 .
  • the heat exchanger constituting the condenser 3 or the evaporator 5 has a hairpin-shaped pipe and a U-shaped pipe joint
  • either the first refrigerant pipe 7 or the second refrigerant pipe 8 Either one of the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 may correspond to a U-shaped pipe joint.
  • the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 may constitute a connecting portion between the refrigerant pipe 6 and the compressor 2 , the condenser 3 , the expansion valve 4 , or the evaporator 5 .
  • Each of the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 is made of metal.
  • Each of the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 may be made of copper or a copper alloy, for example.
  • the end portion 7a of the first refrigerant pipe 7 is joined to the end portion 8a of the second refrigerant pipe 8 by brazing using a brazing filler metal 9 .
  • the brazing material 9 may be, for example, one having a melting point of 450°C or higher, which is used in hard brazing.
  • the end portion 7a of the first refrigerant pipe 7 is positioned inside the end portion 8a of the second refrigerant pipe 8.
  • the outer diameter of the end portion 7a of the first refrigerant pipe 7 is equal to or less than the inner diameter of the end portion 8a of the second refrigerant pipe 8 .
  • the brazing material 9 is filled between the outer peripheral surface of the end portion 7 a of the first refrigerant pipe 7 and the inner peripheral surface of the end portion 8 a of the second refrigerant pipe 8 .
  • the portion where the end portion 7a of the first refrigerant pipe 7 is positioned inside the end portion 8a of the second refrigerant pipe 8 is referred to as an "overlapping portion 14".
  • the exposed portion 9a is a portion of the brazing filler metal 9 that is exposed from the opening of the end portion 8a of the second refrigerant pipe 8 .
  • the exposed portion 9a has a surface perpendicular to the central axis of the second refrigerant pipe 8 at the terminal position of the end portion 8a.
  • the exposed portion 9a is not limited to such an example, and may protrude out of the second refrigerant pipe 8 from the opening of the end portion 8a, for example.
  • the exposed portion 9 a may have a surface that is inclined with respect to the central axis of the second refrigerant pipe 8 .
  • the first coating 10 formed on the surface of the exposed portion 9a of the brazing material 9 is made of a corrosion inhibitor.
  • the first film 10 has the effect of protecting the surface of the exposed portion 9a of the brazing filler metal 9 .
  • a corrosion inhibitor is a substance that inhibits corrosion of metal forming the first refrigerant pipe 7 , the second refrigerant pipe 8 , and the brazing filler metal 9 .
  • Corrosion inhibitors in the present disclosure are also referred to as metal deactivators or rust inhibitors.
  • the corrosion inhibitor in the present disclosure may be a benzotriazole-based compound.
  • Benzotriazole compounds are particularly highly reactive with copper. Therefore, when the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 are made of copper or a copper alloy, a particularly excellent corrosion inhibiting effect can be obtained.
  • benzotriazole-based compounds include, for example, 1,2,3-benzotriazole shown in FIG. 3, or N,N-bis(2-ethylhexyl)-4-methyl-1H-benzotriazole shown in FIG. Particular preference is given to using -1-methanamine.
  • the corrosion inhibitor in the present disclosure is not limited to the above examples, and may be, for example, a tolyltriazole-based compound or a merkatobenzothiazole-based compound.
  • the first coating 10 may correspond to a molecular coating composed of molecules in which the metal forming the first refrigerant pipe 7, the second refrigerant pipe 8, or the brazing filler metal 9 is combined with a corrosion inhibitor.
  • the first coating layer 11 is a layer formed by coating the surface of the first film 10 with paint.
  • the thickness of the first coating layer 11 is thicker than the thickness of the first coating 10 .
  • the paint of the first coating layer 11 may be, for example, an antirust paint such as an epoxy resin paint, a tar epoxy resin paint, an acrylic resin paint, or an alkylsilicate resin paint.
  • the refrigeration cycle device 1 may be used in an environment where sulfide gas such as hydrogen sulfide or sulfur dioxide exists in the air.
  • sulfide gas such as hydrogen sulfide or sulfur dioxide exists in the air.
  • the brazed portion of the refrigerant pipe in particular, is susceptible to sulfidation corrosion.
  • the brazed portion by the brazing material 9 can reliably prevent sulfidation corrosion.
  • the first coating 10 has the effect of protecting the brazing filler metal 9 from sulfide gas.
  • the first film 10 prevents the brazing filler metal 9 from coming into contact with the sulfide gas, so that the sulfurization corrosion of the brazing filler metal 9 can be reliably prevented.
  • the first coating layer 11 has a function of protecting the first coating 10 . By covering the first coating 10 with the first coating layer 11 thicker than the first coating 10, the first coating 10 can be reliably protected over a long period of time. Since the first coating 10 is thin, if there is no first coating layer 11, the first coating 10 may be partially damaged over time, and the corrosion inhibiting effect may gradually decrease.
  • the sulfidation corrosion of the brazed portion by the brazing material 9 can be reliably prevented for a long period of time. can be prevented. Therefore, the durability of the refrigerating cycle device 1 is improved, the occurrence of refrigerant leakage can be reliably prevented for a long period of time, and the life of the refrigerating cycle device 1 can be extended.
  • the first coating layer 11 is preferably made of paint to which a corrosion inhibitor is added. If the first coating layer 11 does not contain a corrosion inhibitor, the thickness of the first coating 10 may decrease or the first coating 10 may be partially damaged due to deterioration over time. On the other hand, if the first coating layer 11 made of a paint to which a corrosion inhibitor is added is provided, the corrosion inhibitor in the first coating layer 11 migrates to the first coating 10, The first coating 10 can be regenerated before the first coating 10 deteriorates over time. Therefore, sulfidation corrosion of the brazed portion by the brazing filler metal 9 can be reliably prevented for a longer period of time. When a corrosion inhibitor is added to the paint, its concentration is preferably 0.1 wt % to 5 wt %, for example.
  • the corrosion inhibitor for the first coating layer 11 is preferably the same substance as the corrosion inhibitor for the first coating 10 .
  • the corrosion inhibitor of the first coating 10 is 1,2,3-benzotriazole
  • the corrosion inhibitor of the first coating layer 11 is also preferably 1,2,3-benzotriazole.
  • the corrosion inhibitor for coating 10 is N,N-bis(2-ethylhexyl)-4-methyl-1H-benzotriazole-1-methanamine
  • the corrosion inhibitor for first coating layer 11 is also N,N-bis(2-ethylhexyl)-4-methyl-1H-benzotriazole-1-methanamine. (2-Ethylhexyl)-4-methyl-1H-benzotriazole-1-methanamine is preferred. By doing so, the regeneration of the first coating 10 can be further promoted.
  • the corrosion inhibitor for the first coating layer 11 may be a substance different from the corrosion inhibitor for the first coating 10 .
  • the corrosion inhibitor in the first coating 10 is 1,2,3-benzotriazole and the corrosion inhibitor in the first coating layer 11 is N,N-bis(2-ethylhexyl)-4-methyl-1H- It may be benzotriazole-1-methanamine and vice versa.
  • the refrigeration cycle device 1 in the present embodiment further includes a second coating 12 that covers the outer surface of the first refrigerant pipe 7 and the outer surface of the second refrigerant pipe 8 .
  • the second coating 12 is made of a corrosion inhibitor. By providing the second coating 12, corrosion of the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 can be prevented more reliably.
  • the second coating 12 may have the same configuration as the first coating 10 .
  • the corrosion inhibitor for second coating 12 may be the same material as the corrosion inhibitor for first coating 10 .
  • the second coating 12 may be formed together with the first coating 10 . Since the second coating 12 is thin, the second coating 12 does not interfere with heat exchange between the outer surfaces of the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 and the fluid. Therefore, even when the second coating 12 is provided, the heat exchange efficiency of the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 can be prevented from being lowered.
  • aqueous solution of a corrosion inhibitor dissolved in pure water is prepared.
  • concentration of the aqueous solution for example, 0.25 wt % is preferable in the case of 1,2,3-benzotriazole, and 1,2,3-benzotriazole, N,N-bis(2-ethylhexyl)-4-methyl 1 wt% is preferred in the case of -1H-benzotriazole-1-methanamine.
  • first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 brazed with the brazing material 9 are immersed in the aqueous solution.
  • the immersion time may be, for example, about 2 to 3 minutes.
  • the first coating 10 and the second coating 12 are formed.
  • the first coating 10 and the second coating 12 may deteriorate when exposed to high temperatures during brazing. In contrast, by forming the first coating 10 and the second coating 12 after brazing, it is possible to reliably prevent the first coating 10 and the second coating 12 from deteriorating due to heat.
  • the method of forming the first coating 10 and the second coating 12 is not limited to the above examples.
  • a method of immersing the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 brazed with the brazing material 9 in a solution of a corrosion inhibitor dissolved in an oily solvent may be used.
  • the refrigerating cycle device 1 in the present embodiment further includes a second coating layer 13 that partially covers the outer surface of the second coating 12 .
  • the second coating layer 13 is a layer formed by coating the surface of the second coating 12 with a coating.
  • the paint for the second coating layer 13 may be the same as the paint for the first coating layer 11 .
  • One end of the second coating layer 13 is connected to one end of the first coating layer 11 .
  • the second coating layer 13 may be formed together with the first coating layer 11 .
  • the second coating layer 13 has the function of protecting the second coating 12 .
  • the second coating layer 13 By covering the second coating layer 12 with the second coating layer 13 that is thicker than the second coating 12, the second coating 12 can be reliably protected over a long period of time.
  • the area covered with the second coating layer 13 has lower heat exchange efficiency than the area not covered with the coating layer.
  • the second coating layer 13 covers only a partial range of the outer surface of the second coating 12 .
  • the remaining area of the outer surface of the second coating 12 is exposed without being covered with the paint layer. In this way, by providing the second coating layer 13 only on a partial range of the outer surface of the second coating 12, the heat exchange efficiency of the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 by the second coating layer 13 can certainly reduce the decrease in
  • the second coating layer 13 covers the second coating 12 on the outer surface of the second refrigerant pipe 8 at the overlapping portion 14 .
  • the second coating layer 13 does not cover the second coating 12 on the outer surface of the first refrigerant pipe 7 . That is, the second coating 12 on the outer surface of the first refrigerant pipe 7 is exposed without being covered with the coating layer. With such a configuration, it is possible to reliably prevent a decrease in the heat exchange efficiency of the first refrigerant pipe 7 .
  • the second coating layer 13 does not cover the area of the second coating 12 on the outer surface of the second refrigerant pipe 8 excluding the overlapping portion 14 . That is, of the second coating 12 on the outer surface of the second refrigerant pipe 8, the area of the second coating 12 excluding the overlapping portion 14 is exposed without being covered with the coating layer. With such a configuration, it is possible to reliably prevent deterioration in the heat exchange efficiency of the second refrigerant pipe 8 .
  • the second coating layer 13 is preferably made of paint to which a corrosion inhibitor is added. If a second coating layer 13 made of a paint with added corrosion inhibitors is provided, the corrosion inhibitors in the second coating layer 13 are transferred to the second coating 12 covered by the second coating layer 13. By transferring, the second coating 12 can be regenerated before the second coating 12 deteriorates over time. Therefore, sulfidation corrosion of the brazed portion by the brazing filler metal 9 can be reliably prevented for a longer period of time.
  • the corrosion inhibitor for the second coating layer 13 is preferably the same material as the corrosion inhibitor for the second coating 12 .
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view schematically showing part of the refrigerant flow path of the refrigerant circuit of the refrigeration cycle device 1 according to Embodiment 2. As shown in FIG.
  • the refrigeration cycle device 1 includes a first refrigerant pipe 7 , a second refrigerant pipe 8 , and an end portion 7 a of the first refrigerant pipe 7 is connected to an end portion of the second refrigerant pipe 8 .
  • a brazing material 9 joined to the brazing material 8a, a first coat 10 covering the exposed portion 9a of the brazing material 9, and a first coating layer 11 covering the outer surface of the first coat 10 are provided.
  • the refrigerating cycle device 1 according to Embodiment 2 differs from Embodiment 1 in that the second coating layer 13 is not provided. That is, the second coating 12 on the outer surface of the second refrigerant pipe 8 in the overlapping portion 14 is exposed without being covered with the second coating layer 13 .
  • the entire second coating 12 on the outer surface of the first refrigerant pipe 7 is exposed without being covered with the coating layer, and the second coating 12 on the outer surface of the second refrigerant pipe 8 is exposed.
  • the whole of is exposed without being covered with a layer of paint. Therefore, the heat exchange efficiency of the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 is improved as compared with the first embodiment.
  • the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 are less likely to corrode than the brazing filler metal 9 . Therefore, even without a coating layer, only the second coating 12 can reliably suppress corrosion over a long period of time.
  • the range of the coating layer that can cause a decrease in the heat exchange efficiency of the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 is limited to the first coating layer 11, which is the minimum necessary range. By doing so, it becomes possible to further increase the heat exchange efficiency of the first refrigerant pipe 7 and the second refrigerant pipe 8 while reliably suppressing corrosion of the brazed portion.

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Abstract

本開示は、硫化ガスが存在する環境での耐久性を向上する上で有利になる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。本開示による冷凍サイクル装置は、第一冷媒管と、第二冷媒管と、第一冷媒管の端部を第二冷媒管の端部に接合したろう材と、ろう材の露出部を覆い、腐食抑制剤で作られた第一被膜と、第一被膜の外面を覆う第一塗装層とを備える。第一塗装層は、腐食抑制剤が添加された塗料で作られていてもよい。第一塗装層の腐食抑制剤は、第一被膜の腐食抑制剤と同じ物質でもよい。

Description

冷凍サイクル装置
　本開示は、冷凍サイクル装置に関する。
　下記特許文献１には、冷媒流路のろう付け時の昇温部分を防錆塗膜で被覆した冷凍サイクル装置が開示されている。
日本特開２００８－２０２８１３号公報
　例えばゴム工場などで、硫化水素あるいは二酸化硫黄のような硫化ガスが存在する環境において冷凍サイクル装置が使用された場合に、冷媒配管の、特にろう付け部が、硫化腐食しやすい。腐食によって配管強度が低下すれば、冷媒漏れが起きる可能性がある。
　本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、硫化ガスが存在する環境での耐久性を向上する上で有利になる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
　本開示の冷凍サイクル装置は、第一冷媒管と、第二冷媒管と、第一冷媒管の端部を第二冷媒管の端部に接合したろう材と、ろう材の露出部を覆い、腐食抑制剤で作られた第一被膜と、第一被膜の外面を覆う第一塗装層と、を備えるものである。
　本開示によれば、硫化ガスが存在する環境での耐久性を向上する上で有利になる冷凍サイクル装置を提供することが可能となる。
実施の形態１による冷凍サイクル装置を示す図である。 実施の形態１による冷凍サイクル装置が有する冷媒回路の冷媒流路の一部を模式的に示す縦断面図である。 １，２，３－ベンゾトリアゾールを示す図である。 Ｎ，Ｎ－ビス（２－エチルヘキシル）－４－メチル－１Ｈ－ベンゾトリアゾール－１－メタンアミンを示す図である。 実施の形態２による冷凍サイクル装置が有する冷媒回路の冷媒流路の一部を模式的に示す縦断面図である。
　以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、説明を簡略化または省略する。なお、本開示で角度に言及した場合において、和が３６０度となる優角と劣角とがあるときには原則として劣角の角度を指すものとし、和が１８０度となる鋭角と鈍角とがある場合には原則として鋭角の角度を指すものとする。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１による冷凍サイクル装置を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の冷凍サイクル装置１は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮機２により圧縮された高圧冷媒を凝縮させる凝縮器３と、凝縮器３を通過した高圧冷媒を減圧及び膨張させる膨張弁４と、膨張弁４により減圧された低圧冷媒を蒸発させる蒸発器５と、冷媒配管６とを備えている。圧縮機２、凝縮器３、膨張弁４、及び蒸発器５は、冷媒配管６を介して接続されることで、環状の冷媒回路を形成している。蒸発器５から流出する低圧冷媒ガスは、圧縮機２に吸入され、再び冷媒回路を循環する。
　本開示における冷媒は、特に限定されないが、例えば、二酸化炭素、アンモニア、プロパン、イソブタン、ＨＦＣなどのフロン、ＨＦＯ－１１２３、ＨＦＯ－１２３４ｙｆのいずれかでもよい。
　凝縮器３は、圧縮機２から吐出された高圧冷媒と、この高圧冷媒よりも温度の低い第一流体との間で熱を交換する熱交換器に相当する。凝縮器３にて、第一流体は、高圧冷媒によって加熱されることで温度が上昇する。第一流体は、例えば、室外または室内の空気のような気体でもよいし、水または他の液状熱媒体のような液体でもよい。冷凍サイクル装置１は、第一流体を凝縮器３へ流すための、例えばポンプまたは送風機のような第一流体アクチュエータ（図示省略）を備えていてもよい。
　膨張弁４は、高圧冷媒を減圧及び膨張させて低圧冷媒にする。膨張弁４は、冷媒通路の開度を調整可能な構造を有していてもよい。膨張弁４を通過した低圧冷媒は、気液二相の状態となる。
　蒸発器５は、膨張弁４により減圧された低圧冷媒と、この低圧冷媒よりも温度の高い第二流体との間で熱を交換する熱交換器に相当する。蒸発器５内の冷媒は、第二流体の熱を吸収することによって蒸発する。第二流体は、例えば、室外または室内の空気のような気体でもよいし、水または他の液状熱媒体のような液体でもよい。冷凍サイクル装置１は、第二流体を蒸発器５へ流すための、例えば送風機またはポンプのような第二流体アクチュエータ（図示省略）を備えていてもよい。
　冷凍サイクル装置１は、凝縮器３によって第一流体を加熱する目的で使用されてもよいし、蒸発器５によって第二流体を冷却する目的で使用されてもよい。冷凍サイクル装置１は、例えば、冷房装置、暖房装置、除湿装置、空気調和装置、給湯装置などにおいて利用されるものでもよい。
　図２は、実施の形態１による冷凍サイクル装置１が有する冷媒回路の冷媒流路の一部を模式的に示す縦断面図である。図２に示すように、冷凍サイクル装置１は、第一冷媒管７と、第二冷媒管８と、第一冷媒管７の端部７ａを第二冷媒管８の端部８ａに接合したろう材９と、ろう材９の露出部９ａを覆う第一被膜１０と、第一被膜１０の外面を覆う第一塗装層１１とを備える。なお、図２は、第一冷媒管７の中心軸及び第二冷媒管８の中心軸を含む平面で切断した図に相当する。
　第一冷媒管７及び第二冷媒管８は、冷媒回路のどの部分を構成するものでもよい。例えば、第一冷媒管７及び第二冷媒管８は、凝縮器３の一部あるいは蒸発器５の一部を構成するものでもよい。例えば、凝縮器３あるいは蒸発器５を構成する熱交換器が、ヘアピン状配管と、Ｕ字状管継手とを有する場合において、第一冷媒管７及び第二冷媒管８のいずれか一方がヘアピン状配管に相当し、第一冷媒管７及び第二冷媒管８のいずれか他方がＵ字状管継手に相当してもよい。あるいは、第一冷媒管７及び第二冷媒管８は、冷媒配管６と、圧縮機２、凝縮器３、膨張弁４、または蒸発器５との接続部分を構成するものでもよい。
　第一冷媒管７及び第二冷媒管８のそれぞれは、金属で作られている。第一冷媒管７及び第二冷媒管８のそれぞれは、例えば、銅または銅合金で作られていてもよい。第一冷媒管７の端部７ａは、第二冷媒管８の端部８ａに対して、ろう材９を用いたろう付けにより接合されている。
　ろう材９は、例えば、硬ろう付けで使用される、４５０℃以上の溶融点を持つものでもよい。ろう材９として、例えば、銀ろう、金ろう、黄銅ろう、真鍮ろう、ニッケルろう、アルミニウムろうなどを用いてもよい。
　図示の例では、第一冷媒管７の端部７ａが第二冷媒管８の端部８ａの内側に位置する。第一冷媒管７の端部７ａの外径は、第二冷媒管８の端部８ａの内径以下である。ろう材９は、第一冷媒管７の端部７ａの外周面と、第二冷媒管８の端部８ａの内周面との間に充填されている。以下の説明では、第一冷媒管７の端部７ａが第二冷媒管８の端部８ａの内側に位置する個所を「重なり部分１４」と称する。
　露出部９ａは、ろう材９のうち、第二冷媒管８の端部８ａの開口から露出した部分である。図示の例において、露出部９ａは、端部８ａの末端の位置において、第二冷媒管８の中心軸に対して垂直な表面を有している。このような例に限らず、露出部９ａは、例えば、端部８ａの開口から第二冷媒管８の外へ出ていてもよい。また、露出部９ａは、第二冷媒管８の中心軸に対して傾斜した表面を有していてもよい。
　ろう材９の露出部９ａの表面に形成された第一被膜１０は、腐食抑制剤で作られている。第一被膜１０は、ろう材９の露出部９ａの表面を保護する作用を有する。本開示において、腐食抑制剤とは、第一冷媒管７、第二冷媒管８、及びろう材９を形成する金属の腐食を抑制する物質である。本開示における腐食抑制剤は、金属不活性剤、あるいは、防錆剤とも呼ばれる。
　本開示における腐食抑制剤は、ベンゾトリアゾール系化合物でもよい。ベンゾトリアゾール系化合物は、特に、銅との反応性が高い。このため、第一冷媒管７及び第二冷媒管８が銅または銅合金で作られている場合に、特に優れた腐食抑制作用が得られる。
　本開示において、ベンゾトリアゾール系化合物として、例えば、図３に示す１，２，３－ベンゾトリアゾール、または、図４に示すＮ，Ｎ－ビス（２－エチルヘキシル）－４－メチル－１Ｈ－ベンゾトリアゾール－１－メタンアミンを用いることが特に好ましい。
　本開示における腐食抑制剤は、上記の例に限定されるものではなく、例えば、トリルトリアゾール系化合物でもよいし、メルカトベンゾチアゾール系化合物でもよい。
　第一被膜１０は、第一冷媒管７、第二冷媒管８、またはろう材９を形成する金属と、腐食抑制剤とが化合した分子からなる分子被膜に相当するものでもよい。
　第一塗装層１１は、第一被膜１０の表面に塗料を塗ることにより形成された層である。第一塗装層１１の厚さは、第一被膜１０の膜厚よりも厚い。第一塗装層１１の塗料は、例えば、エポキシ樹脂系塗料、タールエポキシ樹脂系塗料、アクリル樹脂系塗料、アルキルシリケート樹脂系塗料などの、防錆塗料でもよい。
　例えばゴム工場などで、硫化水素あるいは二酸化硫黄のような硫化ガスが空気中に存在する環境において冷凍サイクル装置１が使用される場合がある。従来、そのような場合に、冷媒配管の特にろう付け部が硫化腐食しやすいという課題がある。これに対し、本実施の形態であれば、腐食抑制剤で作られた第一被膜１０と、第一被膜１０を覆う第一塗装層１１とを備えたことで、ろう材９によるろう付け部が硫化腐食することを確実に防止できる。
　第一被膜１０は、硫化ガスからろう材９を保護する作用を有する。ろう材９が硫化ガスに接することを第一被膜１０が阻止することで、ろう材９の硫化腐食を確実に防止できる。第一塗装層１１は、第一被膜１０を保護する作用を有する。第一被膜１０よりも厚い第一塗装層１１が第一被膜１０を覆うことで、第一被膜１０を長期間にわたって確実に保護することができる。第一被膜１０は薄いので、仮に第一塗装層１１がないとすると、経年により、第一被膜１０が部分的に損傷したりして、腐食抑制効果が徐々に低下する可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、第一被膜１０と第一塗装層１１との双方を設けたことで、ろう材９によるろう付け部が硫化腐食することを、長期間にわたって、確実に防止できる。それゆえ、冷凍サイクル装置１の耐久性が向上し、冷媒漏れが起きることを長期間にわたって確実に防止でき、冷凍サイクル装置１の寿命を長くすることが可能となる。
　第一塗装層１１は、腐食抑制剤が添加された塗料で作られていることが好ましい。第一塗装層１１が腐食抑制剤を含有しない場合には、経年劣化によって、第一被膜１０の膜厚が減少したり、第一被膜１０が部分的に損傷したりする可能性がある。これに対し、腐食抑制剤が添加された塗料で作られた第一塗装層１１が備えられていれば、第一塗装層１１内の腐食抑制剤が第一被膜１０に移行することで、第一被膜１０が経年劣化する前に第一被膜１０を再生することができる。それゆえ、ろう材９によるろう付け部が硫化腐食することを、さらに長い期間にわたって、確実に防止できる。なお、塗料に腐食抑制剤を添加する場合、その濃度は、例えば、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％が好ましい。
　第一塗装層１１の腐食抑制剤は、第一被膜１０の腐食抑制剤と同じ物質であることが好ましい。例えば、第一被膜１０の腐食抑制剤が１，２，３－ベンゾトリアゾールである場合には第一塗装層１１の腐食抑制剤も１，２，３－ベンゾトリアゾールであることが好ましく、第一被膜１０の腐食抑制剤がＮ，Ｎ－ビス（２－エチルヘキシル）－４－メチル－１Ｈ－ベンゾトリアゾール－１－メタンアミンである場合には第一塗装層１１の腐食抑制剤もＮ，Ｎ－ビス（２－エチルヘキシル）－４－メチル－１Ｈ－ベンゾトリアゾール－１－メタンアミンであることが好ましい。そのようにすることで、第一被膜１０の再生をさらに促進することができる。
　ただし、本開示では、第一塗装層１１の腐食抑制剤は、第一被膜１０の腐食抑制剤と異なる物質でもよい。例えば、第一被膜１０の腐食抑制剤が１，２，３－ベンゾトリアゾールであって、第一塗装層１１の腐食抑制剤がＮ，Ｎ－ビス（２－エチルヘキシル）－４－メチル－１Ｈ－ベンゾトリアゾール－１－メタンアミンであってもよいし、その逆でもよい。
　本実施の形態における冷凍サイクル装置１は、第一冷媒管７の外面及び第二冷媒管８の外面を覆う第二被膜１２をさらに備える。第二被膜１２は、腐食抑制剤で作られている。第二被膜１２を設けることで、第一冷媒管７及び第二冷媒管８の腐食をより確実に防止できる。第二被膜１２は、第一被膜１０と同様の構成でもよい。第二被膜１２の腐食抑制剤は、第一被膜１０の腐食抑制剤と同じ物質でもよい。第二被膜１２は、第一被膜１０と一緒に形成されたものでもよい。第二被膜１２は薄いので、第一冷媒管７の外面及び第二冷媒管８の外面と、流体との間の熱交換を第二被膜１２が妨げることがない。それゆえ、第二被膜１２を設けた場合でも、第一冷媒管７及び第二冷媒管８の熱交換効率の低下を防止できる。
　第一被膜１０及び第二被膜１２を一緒に形成する方法の例を以下に説明する。腐食抑制剤を純水に溶解した水溶液を用意する。水溶液の濃度としては、例えば、１，２，３－ベンゾトリアゾールの場合には０．２５ｗｔ％が好ましく、１，２，３－ベンゾトリアゾール、Ｎ，Ｎ－ビス（２－エチルヘキシル）－４－メチル－１Ｈ－ベンゾトリアゾール－１－メタンアミンの場合には１ｗｔ％が好ましい。第一冷媒管７と第二冷媒管８とをろう材９によりろう付けした後に、それらを上記水溶液に浸漬する。すなわち、ろう材９によりろう付けされた状態の第一冷媒管７及び第二冷媒管８を、上記水溶液に浸漬する。浸漬時間は、例えば、２分間から３分間程度でもよい。これにより、第一被膜１０及び第二被膜１２が形成される。
　第一被膜１０及び第二被膜１２は、ろう付け時の高温にさらされると劣化する可能性がある。これに対し、ろう付けした後に第一被膜１０及び第二被膜１２を形成することで、第一被膜１０及び第二被膜１２が熱で劣化することを確実に防止できる。
　第一被膜１０及び第二被膜１２を形成する方法は、上記の例に限定されない。例えば、油性の溶媒に腐食抑制剤を溶解した溶液に、ろう材９によりろう付けされた状態の第一冷媒管７及び第二冷媒管８を浸漬する方法でもよい。
　本実施の形態における冷凍サイクル装置１は、第二被膜１２の外面のうちの一部の範囲を覆う第二塗装層１３をさらに備える。第二塗装層１３は、第二被膜１２の表面に塗料を塗ることにより形成された層である。第二塗装層１３の塗料は、第一塗装層１１の塗料と同じものでもよい。第二塗装層１３の一端は、第一塗装層１１の一端につながっている。第二塗装層１３は、第一塗装層１１と一緒に形成されたものでもよい。
　第二塗装層１３は、第二被膜１２を保護する作用を有する。第二被膜１２よりも厚い第二塗装層１３が第二被膜１２を覆うことで、第二被膜１２を長期間にわたって確実に保護することができる。
　第二塗装層１３に覆われた領域は、塗装層に覆われていない領域に比べて、熱交換効率が低下する。第二塗装層１３は、第二被膜１２の外面のうちの一部の範囲だけを覆っている。第二被膜１２の外面のうち残りの範囲は、塗装層で覆われずに、露出している。このように、第二被膜１２の外面のうちの一部の範囲だけに第二塗装層１３を設けることで、第二塗装層１３による第一冷媒管７及び第二冷媒管８の熱交換効率の低下を確実に軽減できる。
　図２の例では、第二塗装層１３は、重なり部分１４における第二冷媒管８の外面の第二被膜１２を覆っている。第二塗装層１３は、第一冷媒管７の外面の第二被膜１２を覆っていない。すなわち、第一冷媒管７の外面の第二被膜１２は、塗装層に覆われずに、露出している。このような構成であれば、第一冷媒管７の熱交換効率の低下を確実に防止できる。
　図２の例では、第二塗装層１３は、第二冷媒管８の外面の第二被膜１２のうち、重なり部分１４を除いた範囲の第二被膜１２を覆っていない。すなわち、第二冷媒管８の外面の第二被膜１２のうち、重なり部分１４を除いた範囲の第二被膜１２は、塗装層に覆われずに、露出している。このような構成であれば、第二冷媒管８の熱交換効率の低下を確実に防止できる。
　第二塗装層１３は、腐食抑制剤が添加された塗料で作られていることが好ましい。腐食抑制剤が添加された塗料で作られた第二塗装層１３が備えられていれば、第二塗装層１３内の腐食抑制剤が、第二塗装層１３に覆われた第二被膜１２に移行することで、当該第二被膜１２が経年劣化する前に当該第二被膜１２を再生することができる。それゆえ、ろう材９によるろう付け部が硫化腐食することを、さらに長い期間にわたって、確実に防止できる。第二塗装層１３の腐食抑制剤は、第二被膜１２の腐食抑制剤と同じ物質であることが好ましい。
実施の形態２．
　次に、図５を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通する説明を簡略化または省略する。また、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付す。図５は、実施の形態２による冷凍サイクル装置１が有する冷媒回路の冷媒流路の一部を模式的に示す縦断面図である。
　図５に示すように、実施の形態２による冷凍サイクル装置１は、第一冷媒管７と、第二冷媒管８と、第一冷媒管７の端部７ａを第二冷媒管８の端部８ａに接合したろう材９と、ろう材９の露出部９ａを覆う第一被膜１０と、第一被膜１０の外面を覆う第一塗装層１１とを備える。
　その一方で、実施の形態２による冷凍サイクル装置１は、第二塗装層１３を備えていない点において、実施の形態１と異なる。すなわち、重なり部分１４における第二冷媒管８の外面の第二被膜１２は、第二塗装層１３に覆われることなく、露出している。
　実施の形態２による冷凍サイクル装置１では、第一冷媒管７の外面の第二被膜１２の全体が塗装層で覆われずに露出しており、第二冷媒管８の外面の第二被膜１２の全体が塗装層で覆われずに露出している。それゆえ、第一冷媒管７及び第二冷媒管８の熱交換効率が、実施の形態１よりも向上する。第一冷媒管７及び第二冷媒管８は、ろう材９に比べて、腐食しにくい。このため、塗装層がなくても、第二被膜１２だけで、腐食を長期間にわたって、確実に抑制できる。
　本実施の形態であれば、第一冷媒管７及び第二冷媒管８の熱交換効率の低下の原因になりうる塗装層の範囲を、必要最小限の範囲である第一塗装層１１だけにしたことで、ろう付け部の腐食を確実に抑制しつつ、第一冷媒管７及び第二冷媒管８の熱交換効率をさらに高くすることが可能となる。
１　冷凍サイクル装置、　２　圧縮機、　３　凝縮器、　４　膨張弁、　５　蒸発器、　６　冷媒配管、　７　第一冷媒管、　７ａ　端部、　８　第二冷媒管、　８ａ　端部、　９　ろう材、　９ａ　露出部、　１０　第一被膜、　１１　第一塗装層、　１２　第二被膜、　１３　第二塗装層、　１４　重なり部分

Claims (9)

  1. 　第一冷媒管と、
    　第二冷媒管と、
    　前記第一冷媒管の端部を前記第二冷媒管の端部に接合したろう材と、
    　前記ろう材の露出部を覆い、腐食抑制剤で作られた第一被膜と、
    　前記第一被膜の外面を覆う第一塗装層と、
    　を備える冷凍サイクル装置。
  2. 　前記第一塗装層は、腐食抑制剤が添加された塗料で作られている請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　前記第一塗装層の前記腐食抑制剤は、前記第一被膜の前記腐食抑制剤と同じ物質である請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記第一冷媒管の外面及び前記第二冷媒管の外面を覆い、腐食抑制剤で作られた第二被膜をさらに備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記第二被膜の外面のうちの一部の範囲を覆う第二塗装層をさらに備える請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記第二塗装層は、腐食抑制剤が添加された塗料で作られている請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　前記第一冷媒管の前記端部が前記第二冷媒管の前記端部の内側に位置する重なり部分をさらに備え、
    　前記第二塗装層は、前記重なり部分における前記第二冷媒管の外面の前記第二被膜を覆い、
    　前記第一冷媒管の外面の前記第二被膜は、塗装層で覆われていない請求項５または請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 　前記第二冷媒管の外面の前記第二被膜のうち、前記重なり部分を除いた範囲の前記第二被膜は、塗装層で覆われていない請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
  9. 　前記第一冷媒管の外面及び前記第二冷媒管の外面は、塗装層で覆われていない請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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