(57)【要約】      （修正有）【課題】付加的な部材を用いることなく、振動によって配管接続部分にかかる応力を低減させることができる冷媒配管を提供する。【解決手段】冷凍装置を構成する要素部品に接続され、内部に冷媒が流れる冷媒配管８ｂ。ステンレス製の第１の部分と、ステンレスよりもヤング率が小さい材質からなる第２の部分とで構成される。複数の第１の部分を有しており、一の第１の部分と、他の第１の部分との間に第２の部分が配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍装置（Ａ）を構成する要素部品に接続され、内部に冷媒が流れる冷媒配管（８）であって、
ステンレス製の第１の部分と、ステンレスよりもヤング率が小さい材質からなる第２の部分とで構成され、
複数の第１の部分を有しており、一の第１の部分と、他の第１の部分との間に第２の部分が配置されている、冷媒配管（８）。
【請求項２】
前記冷媒配管（８）は曲げ部（２０）を有しており、当該曲げ部（２０）の少なくとも一部が前記第２の部分である、請求項１に記載の冷媒配管（８）。  
【請求項３】
前記第２の部分が蛇腹構造（３０）を有している、請求項１又は請求項２に記載の冷媒配管（８）。
【請求項４】
前記第２の部分が銅製又は銅合金製である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷媒配管（８）。  
【請求項５】
前記要素部品が圧縮機（４）である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷媒配管（８）。
【請求項６】
複数の要素部品により構成されており、請求項１〜５のいずれかに記載の冷媒配管（８）が当該複数の要素部品の一の要素部品に接続されている、冷凍装置（Ａ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は冷媒配管及び冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
剛性が高いステンレス管を冷凍装置の冷媒配管に用いると、振動の課題がある。具体的に、圧縮機を運転させたときに発生する振動によって、ステンレス管のうち、要素部品との接続部分に応力が集中して当該接続部分が損傷する恐れがある。
【０００３】
冷媒配管の振動を抑制するために、振動吸収材を用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載のユニットでは、冷媒配管の宙吊り部分に巻き付けられた合成ゴム等からなる振動吸収材の一端が、圧縮機が取り付けられる筐体に付着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０７５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載のユニットでは、冷媒配管の振動を抑制するために、振動吸収材という付加的な部材を用いる必要があり、部品点数が多くなる。
【０００６】
本開示は、付加的な部材を用いることなく、振動によって配管接続部分にかかる応力を低減させることができる冷媒配管及び冷凍装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の冷媒配管は、
（１）冷凍装置を構成する要素部品に接続され、内部に冷媒が流れる冷媒配管であって、
ステンレス製の第１の部分と、ステンレスよりもヤング率が小さい材質からなる第２の部分とで構成され、
複数の第１の部分を有しており、一の第１の部分と、他の第１の部分との間に第２の部分が配置されている。
【０００８】
本開示の冷媒配管は、ステンレス製の第１の部分と、ステンレスよりもヤング率が小さい材質からなる第２の部分とで構成されている。また、複数の第１の部分を有しており、一の第１の部分と、他の第１の部分との間に第２の部分が配置されている。冷媒配管の一部を、ステンレスよりもヤング率が小さく、したがって剛性が低い材質からなる第２の部分とし、且つ、一の第１の部分と他の第１の部分との間に第２の部分を配置することで、当該冷媒配管の振動を抑制し、当該振動によって配管接続部分にかかる応力を低減させることができる。この場合、配管接続部分にかかる応力を低減させるための付加的な部材を用いることなく冷媒配管だけで応力を低減させるので、部品点数が増加することはない。
【０００９】
なお、本明細書において「要素部品」とは、冷凍装置を構成する機器又は部品であって、冷媒配管により他の機器又は部品と接続されるものであり、圧縮機、熱交換器、油分離器、アキュムレータ、レシーバ、切換弁、膨張機構、閉鎖弁等を例示することができる。要素部品は、それ自体の重量が大きかったり、当該要素部品を収容するケーシングに固定されていたりすると、当該要素部品に接続されている冷媒配管にとって固定端になる場合がある。この場合、冷媒配管が振動すると、この冷媒配管のうち要素部品に接続される部分（配管接続部分）に前述したような応力が集中する恐れがある。
また、本明細書において「ステンレス」とは、クロム（Ｃｒ）の含有率が１０．５ｗｔ％以上、炭素（Ｃ）の含有率が１．２ｗｔ％以下である鋼のことであり、ステンレス鋼と同義である。
【００１０】
（２）前記（１）の冷媒配管において、前記冷媒配管は曲げ部を有しており、当該曲げ部の少なくとも一部が前記第２の部分であることが望ましい。冷媒配管の曲げ部の少なくとも一部をヤング率が小さい第２の部分とすることで効果的に振動を抑制して配管接続部分にかかる応力を低減させることができる。なお、本明細書において「曲げ部」とは、配管の管軸の方向が曲がっている部分のことをいう。
【００１１】
（３）前記（１）又は（２）の冷媒配管において、前記第２の部分が蛇腹構造を有していることが望ましい。この場合、第２の部分を蛇腹構造を有するものとすることでより効果的に振動を抑制して配管接続部分にかかる応力を低減させることができる。
【００１２】
（４）前記（１）〜（３）の冷媒配管において、前記第２の部分を銅製又は銅合金製とすることができる。この場合、第２の部分を銅製又は銅合金製とすることで冷媒配管の振動を抑制して配管接続部分にかかる応力を低減させることができる。  
【００１３】
（５）前記（１）〜（４）の冷媒配管において、前記要素部品を圧縮機とすることができる。この場合、圧縮機の運転時に発生する振動による冷媒配管の振動を抑制して配管接続部分にかかる応力を低減させることができる。
【００１４】
（６）本開示の冷凍装置は、複数の要素部品により構成されており、前記（１）〜（５）のいずれかの冷媒配管が、当該複数の要素部品の一の要素部品に接続されている。
【００１５】
本開示の冷凍装置では、当該冷凍装置を構成する要素部品に接続される冷媒配管の一部を、ステンレスよりもヤング率が小さく、したがって剛性が低い材質からなる第２の部分とし、且つ、一の第１の部分と他の第１の部分との間に第２の部分を配置することで、当該冷媒配管の振動を抑制して配管接続部分にかかる応力を低減させることができる。この場合、応力を低減させるための付加的な部材を用いることなく冷媒配管だけで応力を低減させるので、部品点数が増加することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の冷凍装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】本開示の冷媒配管の第１実施形態の斜視説明図である。
【図３】図２に示される冷媒配管のコーナー部の説明図である。
【図４】本開示の冷媒配管の第２実施形態の斜視説明図である。
【図５】本開示の冷媒配管の第３実施形態の斜視説明図である。
【図６】本開示の冷媒配管の第４実施形態の説明図である。
【図７】要素機器である閉鎖弁の一例の正面説明図である。
【図８】図７に示される閉鎖弁の側面説明図である。
【図９】本開示の冷媒配管の第５実施形態の説明図である。
【図１０】本開示の冷媒配管の第６実施形態の説明図である。
【図１１】本開示の冷媒配管の第１変形例の説明図である。
【図１２】本開示の冷媒配管の第２変形例の説明図である。
【図１３】振動によって配管端部に生じる応力の解析に用いた配管モデルの説明図である。
【図１４】図１３に示される配管モデルを用いた応力の解析例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しつつ、本開示の冷媒配管及び冷凍装置を詳細に説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１８】
〔空気調和機〕
図１は、本開示の一実施形態に係る冷凍装置である空気調和機Ａの概略構成図である。空気調和機Ａは、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって被空調室内の温度を調整する。空気調和機Ａは、室内機１と、室外機２と、これらの間にわたって設けられた冷媒回路３とを備えている。
【００１９】
冷媒回路３は、冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒を生成する圧縮機４と、室内熱交換器５と、冷媒を減圧する電子膨張弁６と、室外熱交換器７と、これらを順次接続する冷媒配管８とを備えている。室内機１及び室外機２には、それぞれ室内熱交換器５及び室外熱交換器７に送風する室内ファン９及び室外ファン１０が設けられている。
【００２０】
圧縮機４は、低圧ガス冷媒を圧縮して高圧ガス冷媒を吐出する。圧縮機４は、吸入口４ａと吐出口４ｂとを有する。低圧ガス冷媒は、吸入口４ａから吸入される。高圧ガス冷媒は、吐出口４ｂから矢印Ｄの方向に吐出される。
【００２１】
本実施形態では、圧縮機４の吸入側の冷媒配管８ａにアキュムレータ１１が設けられており、圧縮機４の吐出側の冷媒配管８ｂに油分離器１２が設けられている。油分離器１２で分離された油は、弁１４が配設された油戻し管１５を経由して圧縮機４の吸入側の冷媒配管８ａに戻される。
【００２２】
圧縮機４、室内熱交換器５、電子膨張弁６、室外熱交換器７、アキュムレータ１１、油分離器１２、並びに後述する四路切換弁、ガス閉鎖弁及び液閉鎖弁は、空気調和機Ａを構成する機器又は部品であって、冷媒配管８により他の機器又は部品と接続される要素部品である。
【００２３】
冷媒配管８には四路切換弁１３、ガス閉鎖弁１６、及び液閉鎖弁１７が設けられている。四路切換弁１３を切り換えることによって冷媒の流れを反転させ、圧縮機４から吐出される冷媒を室外熱交換器７と室内熱交換器５とに切り換えて供給し、冷房運転と暖房運転とを切り換えることが可能となっている。
【００２４】
ガス閉鎖弁１６及び液閉鎖弁１７は、冷媒の経路を開放又は閉鎖するためのものである。開放と閉鎖は、例えば手動により行われる。ガス閉鎖弁１６及び液閉鎖弁１７は、例えば空気調和機Ａの設置時において、室外機２に封入された冷媒が外部に漏洩しないようにするために閉鎖される。一方、ガス閉鎖弁１６及び液閉鎖弁１７は、空気調和機Ａの使用時においては開放される。
【００２５】
空気調和機Ａの暖房運転時には、四路切換弁１３を実線のように切り換えることによって、冷媒を実線の矢印で示す方向に流す。これにより、圧縮機４から矢印Ｄの方向に吐出された高圧ガス冷媒は、油分離器１２及び四路切換弁１３を通過した後、開放されたガス閉鎖弁１６を通過して、室内熱交換器５に入る。高圧ガス冷媒は、当該室内熱交換器５で高圧液冷媒になる過程で放熱する。高圧液冷媒は、開放された液閉鎖弁１７を経て電子膨張弁６に達し、当該電子膨張弁６で減圧される。減圧された冷媒は、室外熱交換器７に到達し、当該室外熱交換器７で吸熱し、低圧ガス冷媒になる。低圧ガス冷媒は、四路切換弁１３及びアキュムレータ１１を経て圧縮機４に吸入される。暖房運転時には、室内熱交換器５は放熱器として機能し、室外熱交換器７は吸熱機として機能する。
【００２６】
一方、冷房運転時には、四路切換弁１３を点線のように切り換えることによって冷媒の流れを反転させ、点線の矢印で示す方向に冷媒を流す。これにより、圧縮機４から矢印Ｄの方向に吐出された高圧ガス冷媒は、油分離器１２及び四路切換弁１３を通過した後、室外熱交換器７に入る。高圧ガス冷媒は、当該室外熱交換器７で高圧液冷媒になる過程で放熱する。高圧液冷媒は、電子膨張弁６に達し、当該電子膨張弁６で減圧される。減圧された冷媒は、開放された液閉鎖弁１７を経て室内熱交換器５に到達し、当該室内熱交換器５で吸熱し、低圧ガス冷媒になる。低圧ガス冷媒は、開放されたガス閉鎖弁１６、四路切換弁１３及びアキュムレータ１１を経て圧縮機４に吸入される。冷房運転時には、室内熱交換器５は吸熱器として機能し、室外熱交換器７は放熱機として機能する。
【００２７】
〔冷媒配管〕
本実施形態に係る冷媒配管８は、空気調和機Ａを構成する要素部品に接続される。具体的に、図１に示される実施形態では、例えば冷媒配管８ａの一端はアキュムレータ１１に接続され、他端は圧縮機４に接続される。換言すれば、冷媒配管８ａは、空気調和機Ａを構成する一の要素部品であるアキュムレータ１１と、他の要素部品である圧縮機４とを接続する。また、冷媒配管８ｂの一端は圧縮機４に接続され、他端は油分離器１２に接続される。換言すれば、冷媒配管８ｂは、空気調和機Ａを構成する一の要素部品である圧縮機４と、他の要素部品である油分離器１２とを接続する。
【００２８】
冷媒配管８の少なくとも一部は、ステンレス製の第１の部分と、ステンレスよりもヤング率が小さい材質からなる第２の部分とで構成される。換言すれば、空気調和機Ａにおいて要素部品に接続されるすべての冷媒配管を第１の部分と第２の部分とで構成することもできるし、また、一部の冷媒配管だけを第１の部分と第２の部分とで構成することもできる。
【００２９】
第１の部分の材質であるステンレスのヤング率（ＧＰａ）は、その種類（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等）により異なるが２００程度であり、剛性が高い。かかるステンレスよりもヤング率が小さい第２の部分の材質として、特に限定されないが、例えば銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金等を用いることができる。これらの材質のうち、加工や成形が容易であることから、銅又は銅合金を用いることが望ましい。銅（無酸素銅）及びアルミニウム（純アルミニウム）のヤング率は、それぞれ１１７及び６９であり、ステンレスのヤング率よりも小さい。したがって、ステンレスに比べて剛性が低い。
【００３０】
図２は、本開示の第１実施形態に係る冷媒配管８ｂの斜視説明図である。冷媒配管８ｂは圧縮機４と油分離器１２とを接続する。冷媒配管８ｂの一端Ｅｄ（図２において下側の端部）は圧縮機４の吐出口（図示せず）に接続され、他端Ｅｕ（図２において上側の端部）は油分離器１２の接続口（図示せず）に接続される。
【００３１】
冷媒配管８ｂは、４つの直管部ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４と、３つのコーナー部ｂ１，ｂ２、ｂ３とを有している。直管部ｓ１と直管部ｓ２との間にコーナー部ｂ１が配置され、直管部ｓ２と直管部ｓ３との間にコーナー部ｂ２が配置され、直管部ｓ３と直管部ｓ４との間にコーナー部ｂ３が配置される。３つのコーナー部ｂ１、ｂ２、ｂ３の曲げ角度はいずれも９０°である。
【００３２】
冷媒配管８ｂでは、最も圧縮機４側のコーナー部ｂ１が銅製の第２の部分であり、残りの部分である直管部ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４と、２つのコーナー部ｂ２、ｂ３とがステンレス製の第１の部分である。冷媒配管８ｂは複数の第１の部分を有しており、一の第１の部分である直管部ｓ１と、他の第１の部分である直管部ｓ２との間に第２の部分であるコーナー部ｂ１が配置されている。コーナー部ｂ１は、図３に示されるように、中央に位置する曲げ部２０と、当該曲げ部２０の両端に位置する直管２１とで構成されている。各直管２１の端部には拡径部２１ａが形成されている。コーナー部ｂ１と隣接する直管部ｓ１及び直管部ｓ２の各端部が拡径部２１ａ内に挿入されてろう付けや溶接等により当該コーナー部ｂ１に接続される。なお、コーナー部ｂ１と隣接する直管部ｓ１及び直管部ｓ２の各端部に拡径部（図示せず）を形成し、この拡径部にコーナー部ｂ１の端部を挿入してろう付けや溶接等により当該コーナー部ｂ１を当該直管部ｓ１及び直管部ｓ２の各端部に接続することもできる。
【００３３】
図４は、本開示の第２実施形態に係る冷媒配管８ｃの斜視説明図である。冷媒配管８ｃは圧縮機４と油分離器１２とを接続する。冷媒配管８ｃの一端Ｅｄ（図４において下側の端部）は圧縮機４の吐出口（図示せず）に接続され、他端Ｅｕ（図４において上側の端部）は油分離器１２の接続口（図示せず）に接続される。
【００３４】
冷媒配管８ｃが、図２に示される冷媒配管８ｂと異なる点は、冷媒配管８ｂが３つのコーナー部を有するのに対し、冷媒配管８ｃは４つのコーナー部を有することである。冷媒配管８ｃは、５つの直管部ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４、ｓ５と、４つのコーナー部ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４とを有している。直管部ｓ１と直管部ｓ２との間にコーナー部ｂ１が配置され、直管部ｓ２と直管部ｓ３との間にコーナー部ｂ２が配置され、直管部ｓ３と直管部ｓ４との間にコーナー部ｂ３が配置され、直管部ｓ４と直管部ｓ５との間にコーナー部ｂ４が配置される。４つのコーナー部ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４の曲げ角度はいずれも９０°である。
【００３５】
冷媒配管８ｃでは、最も油分離器１２側のコーナー部ｂ４が銅製の第２の部分であり、残りの部分である直管部ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４、ｓ４と、３つのコーナー部ｂ１、ｂ２、ｂ３とがステンレス製の第１の部分である。冷媒配管８ｃは複数の第１の部分を有しており、一の第１の部分である直管部ｓ４と、他の第１の部分である直管部ｓ５との間に第２の部分であるコーナー部ｂ４が配置されている。コーナー部ｂ４の詳細な構成は、図３に示されるものと同じであり、中央に位置する曲げ部と、当該曲げ部の両端に位置する直管とで構成されている。
【００３６】
図５は、本開示の第３実施形態に係る冷媒配管８ｄの斜視説明図である。冷媒配管８ｄは圧縮機４と油分離器１２とを接続する。冷媒配管８ｄの一端Ｅｄ（図５において下側の端部）は圧縮機４の吐出口（図示せず）に接続され、他端Ｅｕ（図５において上側の端部）は油分離器１２の接続口（図示せず）に接続される。冷媒配管８ｄは、４つの直管部ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４と、３つのコーナー部ｂ１、ｂ２、ｂ３とを有している。
【００３７】
冷媒配管８ｄが、図２に示される冷媒配管８ｂと異なる点は、冷媒配管８ｂでは３つのコーナー部のうちの１つのコーナー部ｂ１が第２の部分とされ、残りの部分が第１の部分であるのに対して、冷媒配管８ｄでは４つの直管部のうちの１つの直管部ｓ３が第２の部分とされ、残りの部分が第１の部分であることである。冷媒配管８ｄは複数の第１の部分を有しており、一の第１の部分であるコーナー部ｂ２と、他の第１の部分であるコーナー部ｂ３との間に第２の部分である直管部ｓ３が配置されている。また、冷媒配管８ｄにおける第２の部分である直管部ｓ３は、蛇腹構造３０を有している。第２の部分を蛇腹構造３０を有するものとすることで、より効果的に振動を抑制して配管接続部分にかかる応力を低減させることができる。
【００３８】
直管部ｓ３の端部には拡径部３１が形成されている。直管部ｓ３と隣接するコーナー部ｂ２及びコーナー部ｂ３の各端部が拡径部３１内に挿入されてろう付けや溶接等により当該直管部ｓ３に接続される。なお、直管部ｓ３と隣接する曲げ部ｂ２及び曲げ部ｂ３の各端部に拡径部（図示せず）を形成し、この拡径部に直管部ｓ３の端部を挿入してろう付けや溶接等により当該直管部ｓ３を当該曲げ部ｂ２及び曲げ部ｂ３の各端部に接続することもできる。
【００３９】
図６は、本開示の第４実施形態に係る冷媒配管８ｅの斜視説明図である。冷媒配管８ｅは、要素部品４０の一部である銅製の接続管４１に接続される銅製の接続端部４２と、この接続端部４２に接続される残りの部分４３とを備えており、当該残りの部分４３がステンレス製の第１の部分と銅製の第２の部分とで構成されている。残りの部分４３のうち、接続端部４２に接続される部分はステンレス製である。接続端部４２は、継手の形態を有しており、一端４２ａは接続管４１に形成された拡径部４１ａに挿入される。また、接続端部４２の他端には拡径部４２ｂが形成されており、この拡径部４２ｂに前記残りの部分４３の端部４３ａが挿入される。なお、接続管４１に代えて、要素部品４０の開口（図示せず）の周縁に設けられたフランジ状又は鍔状の短円筒体から成る接続口を用いることもできる。この接続口も要素部品の一部を構成する。
【００４０】
冷媒配管と要素部品とが同じ銅製の場合、ろう付等の溶接により両者の接続を容易に行うことができる。しかし、ステンレス製の配管部分を銅製の要素部品に溶接で接続する場合、ステンレスの鋭敏化防止のための厳密な温度管理やフラックス除去管理が必要となり、銅製部品同士の接続に比べて接続が困難になる可能性がある。本実施形態では、冷媒配管８ｅの端部に銅製の接手から成る接続端部４２を設けることで、冷媒配管８ｅの振動を抑制するとともに、当該冷媒配管８ｅと要素部品４０との接続をろう付け等の従来の方法で容易に行うことができる。前記残りの部分４３と接続端部４２との接続は、前述した温度管理が比較的容易である炉中ろう付けで行うことができる。
【００４１】
図７及び図８は、それぞれガス閉鎖弁１６の一例の正面説明図及び側面説明図である。図７及び図８に示されるガス閉鎖弁１６は、比較的小出力（例えば、６ＨＰ以下）の圧縮機４を備えた室外機２のガス閉鎖弁の一例である。前記のように、かかるガス閉鎖弁１６及び液閉鎖弁１７も本開示における要素部品である。また、本開示の冷媒配管は、第１〜３実施形態に係る冷媒配管のように、冷凍装置を構成する室外機２内に配設される要素部品である圧縮機４と、同じく室外機２内に配設される要素部品である油分離器１２とを接続するものだけでなく、室外機２の要素部品であるガス閉鎖弁１６又は液閉鎖弁１７と、冷凍装置を構成する室内機１の要素部品であるガス閉鎖弁又は液閉鎖弁（図示せず）とを接続するものも含まれる。
【００４２】
ガス閉鎖弁１６は、室外機２内に配置された状態において上部にサービスポート５０を有しており、下部に後述する冷媒配管が接続される連結配管接続部５１を有している。連結配管接続部５１は、フレアナット５２を備えている。また、ガス閉鎖弁１６は、前側（機外を向く側）に閉鎖弁の開閉を行う弁棒（図示せず）を覆う閉鎖弁蓋５３を有しており、後側に四路切換弁１３につながる冷媒配管５４が接続される連結配管接続部５５を有している。
【００４３】
図９は、本開示の第５実施形態に係る冷媒配管８ｆの説明図である。この冷媒配管８ｆは、比較的小出力（例えば、６ＨＰ以下）の圧縮機４を備えた室外機２のガス閉鎖弁１６の連結配管接続部５１に接続される配管の一例である。最もガス閉鎖弁１６に近い配管６０はステンレス製であり、その一端（ガス閉鎖弁１６側の端部）にはフレア加工が施されて拡径されている。このフレア加工された端部がフレアナット５２によりガス閉鎖弁１６の連結配管接続部５１の端部（図示せず）に接続されている。配管６０の他端にはフレア加工が施されている。配管６０の他端は、銅合金である真鍮製のフレア継手６２を介して銅製の配管６１の一端（図９において上方の端部）に接続されている。配管６１の一端には、フレア加工が施されており、フレア継手６２に接続されている。配管６１の他端は、銅製のコーナー部ｂ５の一方の直管部６３の端部に形成された拡径部６３ａ内に挿入されて、ろう付けや溶接等により当該コーナー部ｂ５に接続されている。コーナー部ｂ５の他方の直管部６４の端部にも拡径部６４ａが形成されており、この拡径部６４ａ内にコーナー部ｂ５に接続される銅製の配管６５の一端が挿入されて、ろう付けや溶接等により当該コーナー部ｂ５に接続されている。配管６５の他端（コーナー部ｂ５に接続される側と反対側の端部）にはフレア加工が施されている。配管６５の他端は、銅合金である真鍮製のフレア継手６７を介してステンレス製の配管６６の一端に接続されている。配管６６の一端にはフレア加工が施されており、フレア継手６７に接続されている。
冷媒配管８ｆでは、第１の部分であるステンレス製の配管６０と配管６６との間に第２の部分である真鍮製のフレア継手６２、銅製の配管６１、銅製のコーナー部ｂ５、銅製の配管６５、及び真鍮製のフレア継手６７が配置されている。なお、配管６６から、図示しない室内機のガス閉鎖弁に至る冷媒配管において、直管部をステンレス製の配管とし、曲げ部を銅製の配管とすることができる。曲げ部をステンレスよりもヤング率の小さい銅製の配管とすることで、振動を抑制することができる。また、銅管は可撓性が高く曲げやすいことから、現場での配管作業の作業性を向上させることができる。
【００４４】
図１０は、本開示の第６実施形態に係る冷媒配管８ｇの説明図である。この冷媒配管８ｇは、比較的大出力（例えば、８ＨＰ以上）の圧縮機４を備えた室外機２のガス閉鎖弁１６の連結配管接続部５１に接続される配管の一例である。この場合、ガス閉鎖弁１６の連結配管接続部５１には、図８に示されるようなフレアナットは設けられておらず、代わりに予め工場等で銅製の接続ポート７０が溶接等により固定されており、この接続ポート７０の先端開口７０ａは図示しない銅製キャップにより閉止されている。図１０におけるガス閉鎖弁１６には、二点鎖線で表記される部分が含まれる。現場にて、接続ポート７０の先端開口７０ａにろう付けで固着されているキャップを加熱により取り外し、キャップが取り外された当該接続ポート７０の先端開口７０ａに銅製の接続管７１の一端をろう付けにより固定する。接続管７１は、両端に拡径部７１ａ、７１ｂを有しており、一方の拡径部７１ａ内に前記先端開口７０ａ側の接続ポート７０の端部が挿入される。
【００４５】
接続管７１の他端の拡径部７１ｂには、銅製の配管７２の一端（図１０において上方の端部）が挿入されて、ろう付けにより接続されている。配管７２の他端には、フレア加工が施されており、フレア継手７４を介してステンレス製の配管７３の一端（図１０において上方の端部）に接続されている。配管７３の一端にはフレア加工が施されており、フレア継手７４に接続されている。配管７３の他端には、フレア加工が施されており、フレア継手７６を介して銅製の配管７５の一端（図１０において上方の端部）に接続されている。配管７５の一端には、フレア加工が施されており、フレア継手７６に接続されている。配管７５の他端は、当該配管７５に隣接する銅製のコーナー部ｂ６の一方の直管部７７の端部に形成された拡径部７７ａ内に挿入されて、ろう付けや溶接等により当該コーナー部ｂ６に接続されている。コーナー部ｂ６の他方の直管部７８の端部にも拡径部７８ａが形成されており、この拡径部７８ａ内にコーナー部ｂ６に接続される銅製の配管７９の一端が挿入されて、ろう付けや溶接等により当該コーナー部ｂ６に接続されている。配管７９の他端には、フレア加工が施されており、フレア継手８１を介してステンレス製の配管８０の一端に接続されている。配管８０の一端にはフレア加工が施されており、フレア継手８１に接続されている。
冷媒配管８ｇでは、第１の部分であるステンレス製の配管７３と配管８０との間に第２の部分である真鍮製のフレア継手７６、銅製の配管７５、銅製のコーナー部ｂ６、銅製の配管７９及び真鍮製のフレア継手８１が配置されている。
【００４６】
〔配管端部に生じる応力解析例〕
圧縮機と油分離器とを接続する吐出配管（冷媒配管）を想定したステンレス配管モデルを作成し、その一部に銅管を使用した場合の応力低減効果を周波数応答解析により求めた。図７は解析に用いた配管モデルを示す。この配管モデルは、図２に示される冷媒配管８ｂと同様に、４つの直管部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と、３つのコーナー部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３とを有している。配管の外径は１９．１ｍｍとし、肉厚は０．８ｍｍとした。直管部の長さは１００ｍｍとした。各コーナー部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、図３に示される実施形態と同様に、中央に位置する曲げ部と、当該曲げ部の両端に位置する直管とで構成されている。各直管の長さは２５ｍｍであり、曲げ部の曲げ半径は３０ｍｍである。また、曲げ角度は９０°である。
【００４７】
配管材料の物性値を表１に示す。銅合金としては、銅を主成分とし、これに０．０１５〜０．０４０質量％のリンを混合した合金（リン脱酸銅：Ｃ１２２０）を想定した。
【００４８】
【表１】
2020109344.tif 000003
【００４９】
配管モデルでは、直管部Ｓ１の端部Ｅｄが圧縮機の吐出口に接続され、直管部Ｓ４の端部Ｅｕが油分離器の接続口（図示せず）に接続されるという想定である。したがって、直管部Ｓ４の端部Ｅｕを完全固定とし、直管部Ｓ１の端部Ｅｄに１Ｎの加振力を０〜２００Ｈｚの範囲で与えたときに固定端の近傍（端部Ｅｕから２０ｍｍの区間）に生じる応力を計算した。また、加振力がＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の場合について、それぞれ応力を計算し、得られる３つの応力を合成した。結果を図８に示す。
【００５０】
図８において横軸は加えた振動の周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は合成した応力（相当応力）（ＭＰａ）である。図８において、破線は配管材料をすべてステンレスとした場合、太い実線はコーナー部Ｂ１の材質を銅合金に置き換えた（残りの部分の材質はステンレス）場合、細い実線はコーナー部Ｂ２の材質を銅合金に置き換えた（残りの部分の材質はステンレス）場合、一点鎖線はコーナー部Ｂ３の材質を銅合金に置き換えた（残りの部分の材質はステンレス）場合を示している。
【００５１】
図８より、配管材料の一部を銅合金製の第２の部分とすることで配管の固定端近傍に生じる応力のピーク値が、配管の材質をすべてステンレスとする場合に比べて小さくなることがわかる。具体的に、コーナー部Ｂ２の材質を銅合金にした場合、配管の材質をすべてステンレスとする場合に比べて応力のピーク値が約２０％低下することがわかる。
【００５２】
前述した実施形態では、空気調和機の一の要素部品と他の要素部品とを接続する冷媒配管が、ステンレス製の第１の部分と、ステンレスよりもヤング率が小さい材質である銅製の第２の部分とで構成されている。冷媒配管の一部を、ステンレスよりもヤング率が小さく、したがって剛性が低い材質である銅製の第２の部分とすることで、当該冷媒配管の振動を抑制して配管接続部分にかかる応力を低減させることができる。この場合、応力を低減させるための付加的な部材を用いることなく冷媒配管だけで応力を低減させるので、部品点数が増加することはない。冷媒配管に作用する振動としては、圧縮機を運転させたときに発生する振動以外に、例えば、空気調和機を輸送する際に当該空気調和機が受ける振動による振動も含まれる。前述した実施形態では、このような輸送時に発生する振動に起因して配管接続部分にかかる応力を低減させることもできる。
【００５３】
また、前述した実施形態では、圧縮機４と油分離器１２とを接続する冷媒配管８ｂにステンレスよりもヤング率が小さい材質である銅製の第２の部分が設けられている。このため、圧縮機４の駆動により生じる振動や音が、当該圧縮機４に冷媒配管８ｂにより接続される油分離器１２で増幅されるのを抑制することができる。
【００５４】
また、前述した実施形態では、冷媒配管の一部をステンレスよりもヤング率が小さい材質である銅製の第２の部分とすることで振動を抑制している。このため、従来の銅配管のように配管形状を複雑化する、例えばＵ字状に成形して振動を抑制する必要がなく省スペース化を図ることができる。
【００５５】
また、配管の曲げ部を銅製の第２の部分とすることで効果的に冷媒配管の振動を抑制して配管接続部分にかかる応力を低減させることができる。
また、図５に示される実施形態において、銅製の第２の部分（直管部ｓ３）は蛇腹構造３０を有している。このため、冷媒配管の振動をより効果的に抑制して配管接続部分にかかる応力を低減させることができる。
【００５６】
〔その他の変形例〕
本開示は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、要素部品に接続される冷媒配管を構成する複数のコーナー部及び直管部のうちの１つを第２の部分とし、残りを第１の部分としているが、２つ以上を第２の部分とすることもできる。冷媒配管におけるコーナー部及び直管部の数は適宜変更することができる。
【００５７】
また、前述した実施形態では、コーナー部を、中央に位置する曲げ部と、当該曲げ部の両端に位置する直管とで構成しているが、曲げ部だけでコーナー部を構成することもできる。
また、前述した実施形態では、曲げ部を含むコーナー部全体を第２の部分としているが、曲げ部の曲げ半径が大きい場合等においては、当該曲げ部の一部だけを第２の部分とすることもできる。曲げ部だけでコーナー部を構成する場合も、同様に、曲げ部全体を第２の部分としてもよいし、曲げ部の一部だけを第２の部分としてもよい。
また、前述した実施形態では、曲げ部の曲げ角度を９０°としているが、この曲げ角度は、冷媒配管が配置されるスペースや当該冷媒配管の周囲又は近傍に設けられる要素部品や他の冷媒配管等の位置を考慮して適宜変更することができる。
【００５８】
また、前述した実施形態では、配管と配管とを接続するために、ろう付けや溶接とともにフレア接手（第５〜６実施形態）を用いているが、かかる配管接続方法は、配管の材質や、作業性を含む現場環境等に応じて適宜選定することができ、例示した接続法に限定されるものではない。
【００５９】
また、前述した実施形態では、室内機と室外機とが別体となったセパレート型又はセパレートタイプの空気調和機を例示したが、本開示の冷凍装置である空気調和機はこれに限定されない。空気調和機の要素部品である圧縮機、凝縮器、蒸発器、ファン等が一体のケーシング内に収容されたタイプの空気調和機も本開示の冷凍装置に含まれる。
【００６０】
また、前述した実施形態では、銅製のコーナー部の両端の直管部に銅製の配管（図９における配管６１及び配管６５、並びに、図１０における配管７５及び配管７９）を接続しているが、前述した温度管理やフラックス除去管理を適切に行うことができる条件下（作業環境、作業者の熟練度などの条件が満たされる場合）では、銅製のコーナー部の両端の直管部にステンレス製の配管をろう付け等で接続することもできる。
図１３は、本開示の第１変形例を示しており、銅製のコーナー部ｂ７の両端の直管部９０，９１の拡径部９０ａ、９１ａ内に、それぞれステンレス製の配管９２，９３の端部が挿入されてろう付けや溶接等により当該コーナー部ｂ７に接続されている。なお、図１３において、図９に示される実施形態と同じ構成ないし要素には同じ符号を付し、簡単のため、それらについての説明は省略する。
【００６１】
図１４は、本開示の第２変形例を示しており、銅製のコーナー部ｂ８の両端の直管部９４，９５の拡径部９４ａ、９５ａ内に、それぞれステンレス製の配管９６，９７の端部が挿入されてろう付けや溶接等により当該コーナー部８ｉに接続されている。なお、図１４において、図１０に示される実施形態と同じ構成ないし要素には同じ符号を付し、簡単のため、それらについての説明は省略する。
【００６２】
なお、図１３に示される第１変形例において、配管９２、コーナー部ｂ７及び配管９３をアセンブリとして、前述した温度管理が比較的容易である炉中ろう付けで組み立て、このアセンブリを現場にて所定箇所に取り付けることも可能である。同様に、図１４に示される第２変形例において、配管９６、コーナー部ｂ８及び配管９７をアセンブリとして、前述した温度管理が比較的容易である炉中ろう付けで組み立て、このアセンブリを現場にて所定箇所に取り付けることも可能である。
【００６３】
また、前述した実施形態では、第２の部分として曲げ部を例示しているが、本開示における第２の部分はこれに限定されず、例えばステンレス製の配管（第１の部分）の途中の分岐部分を銅又は銅合金製とし、当該分岐部分を第２の部分とすることもできる。
また、前述した第５及び第６実施形態では、室外機のガス閉鎖弁に接続される冷媒配管に本開示を適用しているが、本開示は、室外機の液閉鎖弁に接続される冷媒配管にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  ：  室内機
２  ：  室外機
３  ：  冷媒回路
４  ：  圧縮機
５  ：  室内熱交換器
６  ：  電子膨張弁
７  ：  室外熱交換器
８  ：  冷媒配管
９  ：  室内ファン
１０  ：  室外ファン
１１  ：  アキュムレータ
１２  ：  油分離器
１３  ：  四路切換弁
１４  ：  弁
１５  ：  油戻し管
１６  ：  ガス閉鎖弁
１７  ：  液閉鎖弁
２０  ：  曲げ部
２１  ：  直管
２１ａ：  拡径部
３０  ：  蛇腹構造
３１  ：  拡径部
４０  ：  要素部品
４１  ：  接続管
４１ａ：  拡径部
４２  ：  接続端部
４２ａ：  端部
４２ｂ：  ソケット部
４３  ：  残りの部分
４３ａ：  端部
５０  ：  サービスポート
５１  ：  連結配管接続部
５２  ：  フレアナット
５３  ：  閉鎖弁蓋
５４  ：  冷媒配管
５５  ：  連結配管接続部
６０  ：  ステンレス製の配管
６１  ：  銅製の配管
６２  ：  フレア継手
６３  ：  直管部
６４  ：  直管部
６５  ：  銅製の配管
６６  ：  ステンレス製の配管
６７  ：  フレア継手
７０  ：  接続ポート
７１  ：  接続管
７２  ：  銅製の配管
７３  ：  ステンレス製の配管
７４  ：  フレア継手
７５  ：  銅製の配管
７６  ：  フレア継手
７７  ：  直管部
７８  ：  直管部
７９  ：  銅製の配管
８０  ：  ステンレス製の配管
８１  ：  フレア継手
Ａ  ：  空気調和機（冷凍装置）
【図１】
2020109344.tif 000004
【図２】
2020109344.tif 000005
【図３】
2020109344.tif 000006
【図４】
2020109344.tif 000007
【図５】
2020109344.tif 000008
【図６】
2020109344.tif 000009
【図７】
2020109344.tif 000010
【図８】
2020109344.tif 000011
【図９】
2020109344.tif 000012
【図１０】
2020109344.tif 000013
【図１１】
2020109344.tif 000014
【図１２】
2020109344.tif 000015
【図１３】
2020109344.tif 000016
【図１４】
2020109344.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月31日(2020.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍装置（Ａ）を構成する要素部品に接続され、内部に冷媒が流れる冷媒配管（８）であって、
ステンレス製の第１の部分と、ステンレスよりもヤング率が小さい材質からなる第２の部分とで構成され、
複数の第１の部分を有しており、一の第１の部分と、他の第１の部分との間に第２の部分が配置されており、且つ、
第１の部分のうち、第２の部分と接続される端部と反対側の端部に接続される銅製の接続端部を備える、冷媒配管（８）。
【請求項２】
前記冷媒配管（８）は曲げ部（２０）を有しており、当該曲げ部（２０）の少なくとも一部が前記第２の部分である、請求項１に記載の冷媒配管（８）。  
【請求項３】
前記第２の部分が蛇腹構造（３０）を有している、請求項１又は請求項２に記載の冷媒配管（８）。
【請求項４】
前記第２の部分が銅製又は銅合金製である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷媒配管（８）。  
【請求項５】
前記要素部品が圧縮機（４）である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷媒配管（８）。
【請求項６】
複数の要素部品により構成されており、請求項１〜５のいずれかに記載の冷媒配管（８）が当該複数の要素部品の一の要素部品に接続されている、冷凍装置（Ａ）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本開示の冷媒配管は、
（１）冷凍装置を構成する要素部品に接続され、内部に冷媒が流れる冷媒配管であって、
ステンレス製の第１の部分と、ステンレスよりもヤング率が小さい材質からなる第２の部分とで構成され、
複数の第１の部分を有しており、一の第１の部分と、他の第１の部分との間に第２の部分が配置されており、且つ、
第１の部分のうち、第２の部分と接続される端部と反対側の端部に接続される銅製の接続端部を備える。