(57)【要約】  空調機用室外機の寿命ポイントと診断時の余寿命を把握することを特徴とする診断部品及び診断部品の製造方法、並びに診断方法である。空気調和機用の亜鉛犠牲層付アルミニウム扁平管の一部を切削し、アルミニウム芯材を露出させ、亜鉛犠牲材とアルミニウム芯材とを組み合わせた亜鉛犠牲層付アルミニウム材を用いる。切削面芯材の所定領域が亜鉛犠牲層防食範囲から外れた時点を寿命ポイントとする。その寿命ポイントまでの余寿命を亜鉛犠牲層腐食深さの時間依存性データベースから診断する。切削面を基準面としその基準面からの高さを亜鉛犠牲層残存部とし、亜鉛犠牲層腐食深さを測る。
2017199569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムを含む材料を用いた被診断材料の耐食状況を診断するための耐食性診断器において、
前記材料を用いた芯材層と、
前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層とを備えることを特徴とする耐食性診断器。
【請求項２】
前記芯材層は、板状部材であり、
前記板状部材は、一面上に、前記犠牲層に覆われる被覆部位と前記犠牲層に覆われない露出部位とを備えることを特徴とする請求項１に記載の耐食性診断器。
【請求項３】
前記犠牲層の前記耐食状況を検出する検出部と、
前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、
前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の耐食性診断器。
【請求項４】
前記パラメータは、前記犠牲層の断面における腐食面積と関連付けてあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐食性診断器。
【請求項５】
前記パラメータは、前記犠牲層の断面における腐食深さと関連付けてあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐食性診断器。
【請求項６】
前記パラメータは、腐食による前記犠牲層の重量変化と関連付けてあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐食性診断器。
【請求項７】
アルミニウムを含む材料を用いた伝熱管で熱交換を行う熱交換器において、
前記伝熱管の耐食状況を診断するための耐食性診断器を備え、
前記耐食性診断器は、
前記材料を用いた芯材層と、
前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性の低い犠牲層とを備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
アルミニウムを含む材料を用いた熱交換器を使用して空気調和を行う空気調和機において、
前記熱交換器の耐食状況を診断するための耐食性診断器を備え、
前記耐食性診断器は、
前記材料を用いた芯材層と、
前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層とを備えることを特徴とする空気調和機。
【請求項９】
アルミニウムを含む材料を用いた被診断材料の耐食状況を診断するための耐食性診断器の製造方法において、
前記材料を用いた芯材層を準備する準備工程と、
前記芯材層上に、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層を形成する形成工程とを含むことを特徴とする耐食性診断器の製造方法。
【請求項１０】
前記準備工程は、前記芯材層として板状部材を準備する工程を含み、
前記形成工程は、
前記芯材層の一面上に前記犠牲層の犠牲層材料を溶射する工程と、
前記一面に溶射されて前記犠牲層材料の一部を切除して露出させる工程とを含むことを特徴とする請求項９に記載の耐食性診断器の製造方法。
【請求項１１】
耐食性診断部品を構成する芯材層表面の局部腐食痕の検出から製品寿命到達の有無及び製品余寿命を診断する、耐食性診断器による診断方法。
【請求項１２】
前記耐食性診断部品を構成する前記芯材層表面のうち、製品寿命到達を示す防食設計範囲を定め、該防食設計範囲に局部腐食痕が出現した時点を製品寿命到達と診断する請求項１１に記載の耐食性診断器による診断方法。
【請求項１３】
前記耐食性診断部品を構成する前記芯材層表面の全域における局部腐食痕の出現様子を把握することにより製品余寿命を診断する、請求項１１に記載の耐食性診断器による診断方法。
【請求項１４】
耐食性診断部品を構成する亜鉛犠牲層の腐食進行度合いの把握により、製品寿命到達の有無及び製品余寿命を診断する、耐食性診断器による診断方法。
【請求項１５】
耐食性診断部品の芯材層と犠牲層の腐食状況を観察することにより、該部品を設置する設置環境の被診断部材に対する腐食性を診断する、耐食性診断器による診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実環境中でのアルミニウム熱交換器における耐食性寿命予測を可能とする耐食性診断器とそれを搭載したアルミニウム熱交換器、空気調和機、及びその製造方法並びに診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の熱交換器において、その伝熱管がアルミニウム製の場合、伝熱管において局部腐食が発生し、貫通孔形成に繋がる腐食による冷媒漏れが懸念される。そこで、伝熱管腐食の進展状況を把握することにより、未然に冷媒漏れに繋がる腐食を検知する技術が求められている。【０００３】
従来の腐食検知技術は、透明な基板に膜厚を連続的または段階的に変化させて形成した金属薄膜と生成される腐食生成物との色が違うことを利用して、金属薄膜上に生成した腐食生成物の厚さを求めることにより、腐食進行状態を診断する技術である（例えば特許文献１）。また、犠牲材−芯材組み合わせ部品において両材間に絶縁部材を挟み、イオン伝導パス形成時の両材間に流れる腐食電流を測定することにより、異種金属接触腐食による卑な金属（亜鉛犠牲層）の腐食進行を把握し、その余寿命を把握するものである（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０９０１６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の腐食モニタリング装置のモニタリングは表面の外観観察であるため、金属光沢の欠如や変色が埃などの異物の付着による場合と、腐食が関与している場合とを明確に判断できない。【０００６】
また、特許文献２の腐食電流の測定では、異種金属接触腐食による卑な金属の腐食進行把握、腐食寿命予測を可能にするものである。しかしながら、両材料の間に絶縁材料を新たに挟む必要があり、実機等被診断材料の部品の製造方法と設計が異なるばかりではなく、被診断材料と異なる仕様で部品が作られることから、被診断材料の腐食状態を再現できず、正確な寿命判断ができない。【０００７】
本発明に係る耐食性診断器及びその診断方法は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、部品に対して複雑な設計を求めずに実機環境におけるアルミニウム製品の腐食状態を観察し、その余寿命を診断するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る耐食性診断器は、アルミニウムを含む材料を用いた被診断材料の耐食状況を診断するための耐食性診断器において、前記材料を用いた芯材層と、前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層とを備え、犠牲層における腐食度合いを評価することにより耐食性が判定されるものである。犠牲層における腐食度合いを評価する一例として、例えば犠牲層における腐食深さが評価される。【０００９】
本発明の耐食性診断器及びその耐食性診断器を搭載した熱交換器及び空気調和機、並びにその耐食性診断器による診断方法は、被診断材料の犠牲層とアルミニウム芯材層を組み合わせて構成される犠牲層付アルミニウム材を被診断材料に併設することによって、犠牲層における腐食度合いから空調機用室外機の製品寿命到達の有無と診断時の余寿命を把握することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の耐食性診断器及びその耐食性診断器を搭載した熱交換器及び空気調和機、並びにその耐食性診断器による診断方法は、犠牲層付アルミニウム材における一部の犠牲層を深さ方向に切削し芯材層を露出させて製造する耐食性診断器であって、芯材層に出現した局部腐食痕から製品寿命到達可否を判断することができる。更に、犠牲層切削により露出した芯材層面と同じラインを基準線とし、その基準線を元に犠牲層腐食深さを把握することにより製品の余寿命を把握することができる。【００１１】
本発明は、犠牲層が形成されたアルミニウムを含む芯材層を備えた耐食性診断器であるため、熱交換器用アルミニウム伝熱管における局部腐食を早期かつ正確に検知することができる。従って、熱交換器からの冷媒漏れを未然に抑制することができる。【００１２】
また、空気調和機用室外機に搭載するアルミニウム熱交換器においては、腐食状況を診断したい金属が母材に対して電気化学的に卑な金属でより優先的に腐食することによりその母材を保護する犠牲層を有しており、その犠牲層の腐食進行状態を診断したい場合がある。この場合、診断対象となる犠牲層の腐食進行が異種金属である母材の影響を受けることを考慮しなければならないが、上述の特許文献１の腐食モニタリング装置では単一金属での腐食進行しか検知できない。更に別の課題として、特許文献１の腐食モニタリングにおいては、モニタリング対象の被診断材料部品とは別の異なる部品を新たに使用するために、部品に対して複雑な設計が要求される上に被診断材料の腐食形態を正確に再現することができず、診断の精度が低下してしまう。【００１３】
これに対し、本発明によれば、被診断材料の構成材料を用いた部品を被診断材料に置くことから、製造工程／コスト増を抑えつつ、実環境での製品寿命を診断できる。また、本発明によれば、防食設計範囲を規定して局部腐食を現場で見ることが可能なので、製品寿命ポイントを正確に把握できる。更に本発明の構成の耐食性診断器によれば、基準線設計により初期亜鉛犠牲層領域を決定できるため、腐食進行による減肉を正確に把握できる。従って、時間経過に伴う犠牲層腐食進展を把握し、余寿命を正確に診断できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る耐食性診部品の外観と断面を示す概略図である。
【図２】腐食進行時の亜鉛犠牲層付アルミニウム材における各反応を説明するためのモデル図である。
【図３】初期設計時から製品寿命ポイントまでの耐食性診断部品の表面変化の各段階を示す図である。
【図４】耐食性診断部品の断面において、基準線、亜鉛犠牲層残存部及び亜鉛犠牲層腐食深さを説明するためのイメージ図である。
【図５】時間経過に伴う耐食性診断部品の腐食進行について、芯材層表面と亜鉛犠牲層深さをそれぞれに対応させてまとめた図である。
【図６】複合サイクル試験の試験条件を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る耐食性診断器の機能ブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る熱交換器コアにおけるフィン材被覆部の冷媒配管及び冷媒配管剥き出し部を説明するための熱交換器のコア断面図（モデル図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明における空気調和機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面においては各構成部材の大きさは実際の装置とは異なる場合がある。
【００１６】
実施の形態１．
＜耐食性診断器の構成及びその目的について＞
空調調和装置用アルミニウム熱交換器の伝熱管材料としてアルミニウム合金が使用される。そして、その表層にアルミニウム−亜鉛合金層からなる亜鉛犠牲層を形成させた亜鉛犠牲層付アルミニウム材を適用することにより防食設計としている。すなわち、亜鉛犠牲層が芯材のアルミニウム合金よりも電位的に卑なために優先的に腐食され、アルミニウム材における腐食形態として局部腐食を抑制し、表層方向へ進行する全面腐食に制御することでアルミニウム熱交換器としての耐食性を向上させている。
【００１７】
また、この亜鉛犠牲層で表面が覆われたアルミニウム伝熱管において、その一部で亜鉛犠牲層が剥がれてしまう部分、もしくは元からアルミニウム合金が剥き出しになっている部分に対してもこの亜鉛犠牲層の優先腐食により保護されるため、アルミニウム熱交換器の耐食性を向上させている。すなわち、この亜鉛犠牲層付アルミニウム材の耐食性がアルミニウム熱交換器及びそれを搭載した空気調和機の製品寿命に大きく影響する。本実施の形態１に係る耐食性診断器ではこの亜鉛犠牲層付アルミニウム材の耐食性を判断することによって、アルミニウム熱交換器及びそれを搭載した空気調和機の製品寿命を把握することを目的とする。
【００１８】
図７は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。図７に示すように、空気調和機２００は、圧縮機２０１と、マフラー２０２と、四方弁２０３と、室外熱交換器１００と、毛細管２０５と、ストレーナ２０６と、電子制御式膨張弁２０７と、ストップバルブ２０８ａと、ストップバルブ２０８ｂと、室内熱交換器２０９と、補助マフラー２１０とを、冷媒配管２０４により接続して構成される冷媒回路を備えている。
【００１９】
空気調和機２００の室内熱交換器２０９を有する室内機には、外気、室内、冷媒等の各温度に基づいて、圧縮機２０１、電子制御式膨張弁２０７等のアクチュエータ類の制御を司る制御部２１１が設けられている。四方弁２０３は、冷房と暖房の冷凍サイクルを切り替える弁であり、制御部２１１によって制御される。
【００２０】
次に、図７を参照して、空気調和機２００の冷房運転時の動作例について説明する。制御部２１１によって四方弁２０３が冷房運転に切り替えられた場合には、冷媒が圧縮機２０１により圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、四方弁２０３を介して室外熱交換器１００に流入する。室外熱交換器１００に流入した高温高圧のガス冷媒は、室外熱交換器１００を通過する室外空気と熱交換（放熱）され、高圧の液冷媒となって流出する。室外熱交換器１００から流出した高圧の液冷媒は、毛細管２０５及び電子制御式膨張弁２０７で減圧され、低圧の気液二相の冷媒となり、室内熱交換器２０９に流入する。室内熱交換器２０９に流入した気液二相の冷媒は、室内熱交換器２０９を通過する室内空気と熱交換され、室内空気を冷却して低温低圧のガス冷媒となって圧縮機２０１に吸入される。
【００２１】
次に、図７を参照して空気調和機２００の暖房運転時の動作例について説明する。制御部２１１によって四方弁２０３が暖房運転に切り替えられた場合には、冷媒は、上記と同様に圧縮機２０１により圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、四方弁２０３を介して室内熱交換器２０９に流入する。室内熱交換器２０９に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器２０９を通過する室内空気と熱交換され、室内空気を暖めて高圧の液冷媒となる。室内熱交換器２０９から流出した高圧の液冷媒は、電子制御式膨張弁２０７及び毛細管２０５で減圧され、低圧の気液二相の冷媒となり、室外熱交換器１００に流入する。室外熱交換器１００に流入した低圧の気液二相の冷媒は、室外熱交換器１００を通過する室外空気と熱交換され、低温低圧のガス冷媒となって圧縮機２０１に吸入される。
【００２２】
図８は、本発明の実施の形態１に係る耐食性診断器の機能ブロック図である。耐食性診断器３００は、撮影部３１２と、検出部３１３と、記憶部３１４と、データ比較部３１５と、報知部／表示部３１６と、制御部２１１とを備えている。撮影部３１２は、例えばデジタルカメラ若しくはテレビカメラ等の撮影手段である。制御部２１１からの制御信号に基づいて、撮影部３１２により、後述する耐食性診断部品の表面が撮影される。撮影部３１２により撮影された耐食性診断部品の表面の画像データは、検出部３１３に入力される。検出部３１３では、制御部２１１からの制御信号に基づいて、撮影部３１２から出力された画像データを撮影Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換することによりデジタルの画像信号を得て画像を解析する。検出部３１３で解析された画像データは、データ比較部３１５及び記憶部３１４へ出力される。記憶部３１４には、検出部３１３から出力された画像データに基づいて、耐食状況を示すパラメータが記憶される。データ比較部３１５は、画像を比較するための、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなる論理演算手段である。データ比較部３１５では、検出部３１３から出力された画像データと、これまで記憶部３１４に記憶され蓄積されている画像データとが比較される。報知部／表示部３１６は、例えば運転パネル若しくは操作パネルであり、データ比較部３１５による比較結果が報知される。このような耐食性診断器が上述の空気調和機２００に搭載される。
【００２３】
＜アルミニウム熱交換器用伝熱管に用いる亜鉛犠牲層付アルミニウム材＞
上述のように、アルミニウム熱交換器用伝熱管に用いる亜鉛犠牲層付アルミニウム材は、まず、アルミニウムを含む材料を用いた芯材層として板状部材を準備し、次いで、この芯材層に、耐食性が芯材層より低い犠牲層を形成することにより製造される。具体的には、芯材にアルミニウム合金（例えばアルミニウム−マンガン合金）を用い、その表層にアルミニウム−亜鉛合金を配置して構成される。
【００２４】
亜鉛犠牲層付アルミニウム材として、アルミニウムクラッド材もしくは亜鉛溶射アルミニウム材が使用される。アルミニウムクラッド材は、芯材のアルミニウム−マンガン合金材と表層のアルミニウム−亜鉛合金材とを併せて圧延と熱処理を施すことによりクラッド化させて製造される。亜鉛溶射アルミニウム材は、金属亜鉛をアルミニウム芯材に溶射し熱処理によりその亜鉛成分を芯材に拡散させて製造される。
【００２５】
熱交換器の伝熱管として円管を用いる場合は、アルミニウムクラッド材と亜鉛溶射アルミニウム材、共に適用が可能である。
【００２６】
一方、断面形状が扁平で外郭に平坦部を有し、内部に複数の冷媒流路をもつ扁平形状伝熱管(以降、扁平管とする)とフィン材を組み合わせたフィンチューブ型熱交換器が用いられることがある。熱交換器の伝熱管に扁平管を用いることにより、円管を用いた熱交換器と比較して、冷媒に接触する管内面積を大きくとることができ、更に通風抵抗を小さくできるという利点がある。この扁平管を伝熱管に用いる場合は、その形状の複雑さからアルミニウムクラッド材を適用することが困難なため、亜鉛溶射アルミニウム材を適用している。
【００２７】
亜鉛溶射アルミニウム材の製法において、円筒状、あるいは扁平形状の伝熱管に対して亜鉛溶射ノズルが両側二方向に設置される場合、溶融した亜鉛が伝熱管の表裏から溶射されるため、その横側に亜鉛未溶射部分が形成されてしまうが、この未溶射部分に対して溶射部分が防食機能を発揮するため、二方向ノズルでの溶射方式が採用されているのが現状である。そして、溶射する亜鉛目付量と熱処理による拡散度合い（濃度分布）により芯材層に対する亜鉛犠牲層の防食機能が決まることから、製品寿命に応じた亜鉛犠牲層設計が施される。
【００２８】
本出願の耐食性診断器３００が備える耐食性診断部品は特に、亜鉛犠牲層付アルミニウム材における剥き出しになったアルミニウム芯材に対する亜鉛犠牲層の防食機能の有無を診断する際に有効であることから、本実施の形態１では、上記製法からアルミニウム芯材の剥き出し部分が形成される亜鉛溶射アルミニウム材について採り上げる。
【００２９】
＜耐食性診断部品概要＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る耐食性診断器３００が備える耐食性診断部品１の外観と断面を示す概略図である。図１中、（ａ）は耐食性診断部品１の外観を示し、（ｂ）は耐食性診断部品１の断面を示している。本実施の形態１に係る耐食性診断部品１に用いる素材として、熱交換器の伝熱管に用いる亜鉛溶射アルミニウム材を使用する。この亜鉛溶射アルミニウム材は、アルミニウム材の表面に対して一様に溶射された金属亜鉛を熱処理させることにより、アルミニウム材の芯材方向に拡散する。この拡散によりアルミニウム−亜鉛合金がアルミニウム材の表面に形成される。表層から金属亜鉛が拡散しているため、最表層の亜鉛濃度が最も高く、芯材方向に進むほどその濃度が減少する濃度勾配を持った所定厚のアルミニウム−亜鉛合金層となる。
【００３０】
このような亜鉛溶射アルミニウム材に対して、表面の一部を図１（ｂ）に示すように深さ方向に切削し、アルミニウム−亜鉛合金からなる部分である亜鉛犠牲層２と、亜鉛を含まないアルミニウム合金（例えばアルミニウム−マンガン合金）からなる部分である芯材層３とに分ける。切削する深さについては亜鉛が拡散している領域を全て除去できる長さとすることによって、上記の亜鉛犠牲層２と芯材層３の区別を明確にする。また、亜鉛犠牲層２の領域と芯材層３の領域の境界線、及びその境界線における芯材層面の高さを０とする基準線を設けておく。これらの境界線及び基準線の機能／働きについては後述する。  
【００３１】
＜耐食性診断部品における腐食進行について＞
本実施の形態１に係る図１に示す耐食性診断部品１における腐食進行を説明する。図２は、腐食進行時の亜鉛犠牲層付アルミニウム材における各反応を説明するためのモデル図である。亜鉛犠牲層付アルミニウム材では、自身が持つポテンシャルについて異なる二つの金属材料が組み合わさった構成、ここではアルミニウム−亜鉛合金材（亜鉛犠牲層２）とアルミニウム−マンガン合金材（芯材層３）が電気的に接触された構成と見ることができる。ここでこの材料に液絡４が形成された場合、亜鉛犠牲層２はより電位が低く、酸化反応の進むアノードとして、芯材層３はより電位が高く還元反応の進むカソードとして機能する。具体的にはアノード側では式（１）に示すアルミニウム−亜鉛合金の酸化反応が進行する。
【００３２】
【数１】
2017199569.tif 000003
【００３３】
一方、カソード側では式（２）に示す酸素の還元反応が進行する。
【００３４】
【数２】
2017199569.tif 000004
【００３５】
式（１）に示す酸化反応及び式（２）に示す還元反応が、図２に示すように電子の移動を伴って進行するため、この電子の移動が届かない領域ではアルミニウム合金（例えばアルミニウム−マンガン合金）からなる芯材層３で酸素の還元反応は進行せず、芯材単体の腐食反応が進行してしまう。この電子の移動が届くか否かの境界を「芯材層に対する亜鉛犠牲層の防食範囲」もしくは単に「防食範囲」と呼ぶ。この防食範囲は耐食性診断部品１における製品寿命に大きく影響するものである。製品寿命と防食範囲の相関については後述する。
【００３６】
アルミニウム−亜鉛合金からなる亜鉛犠牲層２、及びアルミニウム合金（例えばアルミニウム−マンガン合金）からなる芯材層３におけるそれぞれの腐食形態については特長がある。亜鉛犠牲層２が腐食することにより防食範囲内にある芯材層３の腐食は抑制され、防食範囲外にある芯材層３の腐食は進行する。
【００３７】
亜鉛犠牲層２での腐食についてはアルミニウムに亜鉛が添加されているために、アルミニウム合金の特長である表面の耐食性不動態被膜の耐食性が脆弱化され、全面腐食の形態をとる。その腐食は、亜鉛濃度に対応した腐食速度で進行するため、表層から一様にその濃度が減少していく亜鉛犠牲層２では表層から一様に深さ方向に所定の速度で進行する。時間に対する深さ方向への腐食進行については所定時間における亜鉛犠牲層２の断面を観察することにより把握が可能である。
【００３８】
一方、芯材層３では、防食範囲内では上述のように防食され腐食は進行しないが、防食範囲外では腐食が進行し、その形態については同じく耐食性不動態被膜の影響で局部的に被膜が破壊されるいわゆる「局部腐食」が進行する。この局部腐食の出現については表面観察で局部腐食痕として把握が可能である。
【００３９】
＜亜鉛犠牲層付アルミニウム材を使用した熱交換器及び室外機の製品寿命＞
芯材層３の中で亜鉛犠牲層２の防食範囲外に生じてしまった局部腐食については、一旦不動態被膜が腐食因子付着等により破壊されて腐食が進行すると芯材内部にて任意に進行する。特に不動態被膜はアルミ酸化物で構成されているためにアルミニウム芯材よりも電位が高く、従って不動態被膜と芯材で局部電池を形成し、電位の低い芯材側への腐食が促進される。また、不動態被膜の表面では酸素が存在し、芯材内部では酸素が欠乏するいわゆる酸素濃淡電池が形成され、同じく芯材側への腐食が促進される。従って、アルミニウム伝熱管において、局部腐食が発生するとその腐食進行については制御できず、貫通孔形成から冷媒漏れに繋がり、結果として熱交換器の故障となるため、局部腐食発生を製品寿命ポイントとすることが製品の信頼性を確保するために安全な設計と考えられる。
【００４０】
従って、本実施の形態１に係る耐食性診断部品１においては、「亜鉛犠牲層２の芯材層３に対する防食範囲外の領域に局部腐食が発現した時点」を製品寿命ポイントとする。具体的には、熱交換器に使用される亜鉛溶射アルミニウム扁平管の場合、扁平部の表裏に挟まれた「コーナー部」において、亜鉛が溶射されていない未溶射部となり初期設計時からアルミニウム合金（例えばアルミニウム−マンガン合金）からなる芯材層３が露出している。すなわち、このコーナー部は耐食性について最も不利な部分であり、経時変化と共に亜鉛犠牲層２が徐々に消失すると、この部分に局部腐食が最初に出現すると考えられる。従って、このコーナー部に局部腐食が出現した時点を製品寿命ポイントとする。
【００４１】
＜防食範囲の減少に伴う製品寿命の到達と診断部品による検出＞
亜鉛犠牲層付アルミニウム材を伝熱管に適用したアルミニウム熱交換器及び室外機は、その運転すなわち時間経過と共に腐食進行に伴う製品劣化が進み、最後には製品寿命に至る。亜鉛犠牲層付アルミニウム材において腐食が進行すると亜鉛犠牲層ではアルミニウム−亜鉛合金がその表層から腐食により消失し、亜鉛犠牲層における亜鉛濃度が徐々に減少する。亜鉛濃度が減少したアルミニウム−亜鉛合金はその電位が高くなるために芯材層との電位差が小さくなる。すなわち、アノード−カソード両材間における電子移動が減衰し、芯材層における亜鉛犠牲層の防食範囲が減少する。亜鉛溶射アルミニウム扁平管において芯材層の露出している部分に対して所定期間を経て腐食により消失した扁平部の亜鉛犠牲層の防食機能が消失すると局部腐食が発生し、製品寿命ポイントとなる。すなわち、亜鉛犠牲層の防食範囲は芯材層露出領域以上に設計する必要がある。従って、耐食性診断部品１においても熱交換器用伝熱管に用いる亜鉛溶射アルミニウム材の芯材層３の領域、もしくは安全率を見積もってそれ以上の領域を防食範囲に設計すれば、耐食性診断部品１としての信頼性確保が可能である。そして、耐食性診断部品１におけるこの「防食設計範囲」に局部腐食が出現した時点を把握することにより製品寿命到達ポイントを検出することができる。
【００４２】
図３は、初期設計時から製品寿命ポイントまでの耐食性診断部品の表面変化の各段階を示す図である。図３中、（ａ）は初期設計時の段階を示し、（ｄ）は製品寿命ポイントの段階を示し、（ｂ）及び（ｃ）は初期設計時の段階から製品寿命ポイントの段階へ移行する途中の段階を示している。図３において色塗り部分の亜鉛犠牲層２の濃淡は亜鉛濃度に対応し、色が濃いほど亜鉛濃度が高いことを示す。また、黒点は局部腐食痕５である。
【００４３】
図３（ａ）の初期設計時の段階は室外機の運転前であり、芯材層３の領域の防食設計範囲６の内外いずれにおいても局部腐食は発生していない。運転経過に伴い（ｂ）、（ｃ）の段階へと進むと、防食設計範囲６の外において、亜鉛犠牲層２の領域からは最も離れた場所から芯材層３領域に向かって順にその数を増やしながら、局部腐食が出現する。そして（ｄ）段階に進むと、防食設計範囲６の外のみならず防食設計範囲６の内部にも局部腐食が出現する。これは、被診断材料の熱交換器用伝熱管に使用される亜鉛溶射アルミニウム材においても、その未溶射部である芯材層の剥き出し部分に同様の局部腐食が出現し、その後はより卑なアルミニウム合金内部への腐食が急速に進展し、貫通孔形成に至るためと考えられる。この防食設計範囲６内の局部腐食出現を検知する方法が製品寿命診断方法であり、局部腐食出現を報知する方法等の詳細について実施の形態４にて説明する。
【００４４】
＜耐食性診断部品による製品余寿命の診断＞
亜鉛犠牲層２の腐食進行に伴い芯材層３に対する亜鉛犠牲層２の防食範囲が減少し、芯材層３における防食設計範囲６の外側で発生した局部腐食が時間経過と共に防食設計範囲６内に発生し、製品寿命到達ポイントとなる。この腐食進行機構を利用することにより、製品寿命到達ポイントまでの耐食性診断部品１の芯材層３における局部腐食発生様子（出現様子）と耐食性診断部品１の亜鉛犠牲層２の腐食進行との相関を把握し、それにより耐食性診断部品１の観察による製品余寿命の診断が可能となる。ここでは耐食性診断部品１による製品余寿命の診断について説明する。
【００４５】
耐食性診断部品１の腐食進行のうち、芯材層３については上記＜防食範囲の減少に伴う製品寿命の到達と診断部品による検出＞で説明したように、その表面について観察すればよい。亜鉛犠牲層２については、表層から深さ方向に腐食が進行するが、腐食生成物が表層に残る、もしくは脱落することがあり、腐食深さについて測定が困難になることが多い。ここで、上述の芯材層３の表面の基準線の考え方を適用する。図４は、耐食性診断部品の断面において、基準線、亜鉛犠牲層残存部及び亜鉛犠牲層腐食深さを説明するためのイメージ図である。芯材層表面高さを０としておくと、初期設計時の亜鉛犠牲層２の厚さｄ１は、耐食性診断部品１の製造方法から芯材層３領域形成時の切削深さとすることができる。基準線７は、防食設計範囲６内にある基準点７ａから水平方向に延長させた線であり、基準線７及び基準点７ａはそれぞれ芯材層表面高さと同じく高さ０となる。この基準点７ａは亜鉛犠牲層２による防食を最も確実に受ける部分である。すなわち、防食設計範囲６内にある基準点７ａは製品寿命到達まで腐食することはなく、結果として腐食による変化は生じないと考えられる。
【００４６】
従って、運転経過に伴い亜鉛犠牲層２が腐食して消失したときの亜鉛犠牲層腐食領域８と亜鉛犠牲層残存領域９に注目すると、基準線７から始まる亜鉛犠牲層残存領域９の高さｄ２がそのまま残存厚さとなり、亜鉛犠牲層腐食領域８の腐食深さｄについて、以下の式（３）の関係が成り立つ。このようにして運転経過に伴う亜鉛犠牲層腐食深さを把握することが可能である。
【００４７】
【数３】
2017199569.tif 000005
【００４８】
図５は、時間経過に伴う耐食性診断部品の腐食進行について、芯材層表面と亜鉛犠牲層深さをそれぞれに対応させてまとめた図である。図５の左側において、芯材層３については、表面に出現した局部腐食痕５を図３と同様（ａ）〜（ｄ）に時系列で示している。また、亜鉛犠牲層２については、亜鉛犠牲層２と芯材層３との境界線から亜鉛犠牲層２側に向かっての変位に対する腐食深さを時系列でまとめている。図５の右側のグラフは、亜鉛犠牲層２における腐食深さ（深さ方向の浸食度）を断面観察により把握しプロットしたものである。
【００４９】
運転初期の図５（ａ）の段階では、芯材層３の表面に局部腐食痕５はなく、亜鉛犠牲層２における顕著な腐食もないため、右側のグラフに示すように、深さ方向の浸食度は任意の位置においてほぼ０である。運転時間の経過に伴い図５（ｂ）、（ｃ）の段階に進むと、芯材層３では、防食設計範囲６外の領域において境界線から離れた場所から局部腐食が進行し、局部腐食痕５となって芯材層３表面に出現する。亜鉛犠牲層２では時間の経過に伴い表層から全面にわたる腐食が深さ方向に進行している。右側のグラフには、（ｂ）及び（ｃ）のそれぞれの段階における亜鉛犠牲層２における腐食深さが示されている。
【００５０】
更に運転時間が経過して図５（ｄ）の段階に進むと、腐食により亜鉛犠牲層２が消失して芯材層３に対する防食機能が低下するために、防食範囲が減少して芯材層３の防食設計範囲６内に局部腐食が進展する。この局部腐食進展についても表面観察によって局部腐食痕５として検出が可能であり、局部腐食出現時点を上述のように製品寿命ポイントと設定できる。図５の右側には、この製品寿命ポイントにおける亜鉛犠牲層２断面を観察して把握される腐食深さが示されている。
【００５１】
以上により、各運転時間に応じた芯材層３表面の局部腐食痕５の出現と亜鉛犠牲層２の腐食深さの進展との相関を予め把握しておき、例えば図５に示す運転時間−亜鉛犠牲層２腐食深さの経時変化のような腐食データ表等として取得しておくとよい。この腐食データ表を基に耐食性診断部品１の腐食状況と比較対照することにより、製品寿命到達の可否と余寿命診断が可能となる。例えば、メンテナンスメーカーが、例えば熱交換器の伝熱管に取り付けた耐食性診断部品１について、熱交換器の任意の運転時間経過後に、もしくは定期的に耐食性診断部品１を表面観察することにより、防食設計範囲６内に局部腐食痕５を確認したときが部品を取り付けた熱交換器及び室外機の製品寿命に到達したと判断できる。また、製品寿命に到達していないことを確認してから、耐食性診断部品１を持ち帰ってその亜鉛犠牲層２の腐食深さを調査し、取得しておいた腐食データ表と比較対照することにより、製品寿命ポイントである図５（ｄ）の段階までの期間（余寿命）を診断できる。従って、上記の図５（ｂ）及び（ｃ）の段階については、そのデータを取得する時間ポイントが多いほどより精度の高い耐食性診断部品１とすることができる。以上、本実施の形態１では、「その場でメンテナンスメーカーによる芯材層の目視観察」と「持ち帰って耐食性診断部品１の腐食深さ調査」により、それぞれ製品寿命到達可否と余寿命の診断を可能にする。なお、製品寿命到達可否及び余寿命の診断方法あるいは報知方法の詳細について実施の形態４にて説明する。
【００５２】
＜耐食性診断部品による製品寿命評価（実施例）＞
本実施の形態１に係る耐食性診断部品１を被診断材料に搭載し、その機能について検証した。耐食性診断部品１として、熱交換器に使用される亜鉛溶射アルミニウム扁平管を使用する。この扁平管は扁平部に亜鉛が溶射されるため、その両側となるＲ部分が未溶射部であり、亜鉛犠牲層に隣り合わせた芯材層に相当する。本実施例では、その材料肉厚が５００μｍ、扁平部幅が１０ｍｍ、Ｒ部分幅が４ｍｍ、溶射部分の最表面亜鉛濃度が１０ｗｔ％、アルミニウム亜鉛合金層深さが５０μｍの亜鉛溶射アルミニウム扁平管を使用した。この亜鉛溶射アルミニウム扁平管を長さ方向５０ｍｍで切断し、そのうち２５ｍｍに対して表層から１２０μｍ深さ方向にフライス加工によって切削した。扁平部に溶射された金属亜鉛は熱処理により深さ方向だけでなくＲ部分にも一部拡散する。切削加工では扁平部の亜鉛犠牲層を削除することができるが隣り合わせたＲ部分に拡散した亜鉛犠牲層は削除できない。このＲ部分に拡散した亜鉛犠牲層を削除するため、Ｒ部分そのものも削除して耐食性診断部品１とした。未溶射部分であるＲ部分の幅がその直径に相当するため、その距離が６．２８ｍｍである未溶射部に対して、両側の亜鉛犠牲層２がその腐食を抑制する。すなわち本実施例での耐食性診断部品１の防食設計範囲６を３．１４ｍｍとすればよい。本方法により作製した耐食性診断部品１を用いれば被診断材料である熱交換器の伝熱管と同じ材料を使用しているため、熱交換器を搭載した室外機の製品寿命を正確に診断することが可能である。
【００５３】
室外機筐体内熱交換器に併設したこの耐食性診断部品１に対して、塩害地域における実機腐食形態を再現する加速試験として複合サイクル試験を実施した。図６は、複合サイクル試験の試験条件を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０において耐食性診断部品１に塩水の噴霧処理を行う。噴霧処理は、噴霧塩水として食塩濃度５重量％の水溶液を使用し、噴霧時間２時間、湿度１００％ＲＨの条件で実行する。次いで、ステップＳ１１において耐食性診断部品１の乾燥処理を行う。乾燥処理は、乾燥温度６０℃、乾燥時間４時間、湿度３０％ＲＨの条件で実行する。次いで、ステップＳ１２において耐食性診断部品１に湿潤処理を行う。湿潤処理は、湿潤温度５０℃、湿潤時間２時間、湿度９５％ＲＨの条件で実行する。そして、ステップＳ１３において規定時間に到達したかをチェックし、規定時間に到達していなければステップＳ１０〜Ｓ１２の処理を繰り返す。ステップＳ１３において規定時間に到達したことが確認されたら複合サイクル試験は終了する。規定時間は２０００時間に設定した。この複合サイクル試験における耐食性診断部品１の腐食状況をモニターしながら製品余寿命及び製品寿命到達ポイントを診断した。耐食性診断部品１のモニターする周期としては２５０時間とし、防食設計範囲６内に局部腐食が出現する製品寿命到達時点まで測定を継続した。
【００５４】
運転経過に伴う耐食性診断部品１の腐食状況を観察した結果、室外機の運転を開始してから２５０時間経過後、芯材層３の防食設計範囲６外に局部腐食痕５が発生している様子を確認した。この局部腐食が出現しているサンプルについて亜鉛犠牲層２と芯材層３の境界線からの変位に対する亜鉛犠牲層２の腐食深さを調査し、そのデータを取得しておいた。また、室外機の運転開始後、５００時間経過した場合、７５０時間経過した場合、１０００時間経過した場合、１２５０時間経過した場合についても同様に耐食性診断部品１を観察した結果、芯材層３の防食設計範囲６外において、局部腐食痕５が芯材層３の端部から境界線に向かって拡がっていく様子を確認した。
【００５５】
また、亜鉛犠牲層２については表層から深さ方向に腐食が進行している様子を確認した。そして、室外機の運転開始後１５００時間で耐食性診断部品１を観察した結果、芯材層３表面の防食設計範囲６内に局部腐食痕５が出現している様子を検出した。更に、そのときの亜鉛犠牲層２を調査した結果、腐食によりほぼ全面にわたって亜鉛犠牲層２が消失している様子を確認した。亜鉛犠牲層２が消失し、芯材層３に対する防食機能が消失したことから防食設計範囲６内に局部腐食が進行したと考えられる。同じく、運転時間が１５００時間経過した熱交換器を観察した結果、伝熱管の亜鉛未溶射部に局部腐食が出現しており、耐食性診断部品１が被診断材料の製品寿命を正確に診断できることを検証した。
【００５６】
以上から、運転を開始してから１５００時間が本実施例における熱交換器及び室外機の製品寿命であると判断される。そして、例えば本複合サイクル試験が、ある環境でのアルミニウム熱交換器及び室外機の腐食に対して所定の加速倍率で進行することが把握できている場合、その加速倍率に基づいた製品寿命を推定することができる。また、予め複合サイクル試験により作成した耐食性診断部品１の腐食データ表を基に、途中経過を調べたときの亜鉛犠牲層２の腐食深さから、余寿命を算出することが可能である。
【００５７】
実施の形態２．
実施の形態１に係る耐食性診断部品１では、時間経過に伴う亜鉛犠牲層２の腐食進行を把握するために、その断面から各変位に対する腐食深さを指標として測定し、腐食データ表とした。本実施の形態２に係る耐食性診断部品１を用いた診断方法では、亜鉛犠牲層２の腐食度合いを評価する一例として、断面観察による亜鉛犠牲層２の腐食深さ測定とは別の、亜鉛犠牲層２の腐食進行の指標の測定方法あるいは把握方法、具体的には耐食性診断部品１の詳細調査による亜鉛犠牲層２の腐食量測定、あるいは焦点深度法による腐食深さ検出を検討した。
【００５８】
＜腐食量評価による腐食データ表の作成＞
運転経過に伴う亜鉛犠牲層２の腐食量の変化を把握するために、以下の２つの方法を検討する。第１の方法は、所定断面における腐食領域面積の評価により亜鉛犠牲層２の腐食量を把握する方法である。亜鉛犠牲層２の腐食は全面腐食が深さ方向に進展するため、所定断面を設定し、その断面における腐食領域面積を把握することで全体の腐食量に変換することが可能と考えられる。所定断面において、腐食部分と非腐食部分の割合を二値化等により把握しておけば、全体の亜鉛犠牲層２から腐食している亜鉛犠牲層腐食領域８を導出することが可能である。従って、結果として、運転経過に伴う耐食性診断部品１における亜鉛犠牲層２の腐食量を体積として把握することが可能である。
【００５９】
第２の方法は、重量測定により亜鉛犠牲層２の腐食量を把握する方法である。運転経過前後にける耐食性診断部品１の重量変化から亜鉛犠牲層２の腐食量把握が可能である。運転経過に伴う芯材層３における腐食は、局部腐食から芯材方向に貫通孔が形成され冷媒漏れに至るという点で製品寿命を支配するものであるが、腐食量そのものについてはμｍオーダーであって、亜鉛犠牲層２の腐食量に比べて少量である。従って、耐食性診断部品１の重量変化を測定することで亜鉛犠牲層２の腐食量とみて差し支えなく、本実施の形態２に係る第２の診断方法では、耐食性診断部品１の重量測定による腐食量の把握を適用する。運転経過に伴う腐食進行で腐食生成物が部品に堆積しているため、重量測定の際には除去する必要がある。除去方法としてはＪＩＳＺ２３７１規格にある「化学的腐食生成物除去方法」あるいはブラシ等による機械的除去などが適している。これらの方法によって腐食生成物を除去した耐食性診断部品１の重量を運転後に測定し、予め運転前に測定しておいた耐食性診断部品１のサンプル重量と比較することにより、運転経過に伴う亜鉛犠牲層２の腐食量変化を把握することが可能である。
【００６０】
＜焦点深度法による腐食深さ検出＞
実施の形態１に係る耐食性診断部品１による診断方法では、亜鉛犠牲層２の腐食深さを把握するためにその断面を観察し、変位に対する腐食深さを調査した。本実施の形態２では、耐食性診断部品１の亜鉛犠牲層２の腐食深さを焦点深度法により検出することを検討した。亜鉛犠牲層２の腐食深さを検出するにあたって、上述の腐食量を把握する方法と同様に腐食生成物を除去する。腐食生成物を除去した耐食性診断部品１に対して、焦点深度法によりその腐食深さを測定した。この方法によれば、亜鉛犠牲層２と芯材層３の境界から各変位における腐食深さを連続的に調査することが可能であり、しかも簡便に調査できることから本診断方法にあたっては有用な手段である。
【００６１】
実施の形態３．
本発明にかかる室外熱交換器１００の冷媒配管における耐食信頼性については、大気腐食の腐食因子である飛来塩分の付着量が多い部位ほど不利となり、冷媒配管の腐食が進行しやすい。従って、空気調和機について精度の高い、信頼性の高い寿命診断をするためには、耐食信頼性に最も不利な部分の腐食状況を把握するとよい。本実施の形態３にかかる診断方法では、耐食性診断部品１を被診断材料に設置する際、その位置を耐食信頼性に最も不利な部分に配置することでより精度の高い、信頼性の高い寿命診断を可能とする。ここでは耐食性診断部品１の設置位置の制御による寿命診断の精度向上、信頼性向上について記載する。
【００６２】
上述のように、アルミニウムを含む材料で構成される冷媒配管の腐食因子である飛来塩分の付着量によって空気調和機の製品寿命が決まるため、室外熱交換器を構成する冷媒配管のうち飛来塩分量の多いところに耐食性診断部品を設置する。本実施の形態３に使用する冷媒配管は亜鉛溶射アルミニウム扁平管を使用し、扁平管にアルミニウムフィン材を接触させて伝熱性能を向上させている。このフィン材が接触していない部分については亜鉛溶射アルミニウム扁平管表面が剥き出しになっており、飛来塩分の付着量がフィン材の接触している管表面と比較して多い。従って、他部位よりも耐食信頼性について不利となり、早く腐食が進行することから、この剥き出し部分を設置箇所として選定するとよい。
図９は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器コアにおけるフィン材被覆部の冷媒配管及び冷媒配管剥き出し部を説明するための熱交換器のコア断面図（モデル図）である。すなわち、図９は、本実施の形態３に係る亜鉛溶射アルミニウム扁平管４１１とアルミニウムフィン材４１２を適用した熱交換器コア４００における管表面剥き出し部分４１３とフィン接触部分４１４を示すモデル図である。管表面剥き出し部分４１３においては亜鉛溶射アルミニウム扁平管４１１の表面がアルミニウムフィン材４１２に覆われておらず、飛来塩分がより多く付着する。この部位に耐食性診断部品を設置した場合に、被診断材料と同じ構成の耐食性診断部品の腐食進行が冷媒配管の他部位のアルミニウム材よりも速く、熱交換器全体の腐食について高い信頼性をもって把握できることから、設置場所として管表面剥き出し部分４１３が適していると考えられる。
【００６３】
また、室外機運転時の筐体内の風の流れについて注目する。筐体の中で最も風速の大きい部位に耐食性診断部品を配置すると、部品に対する腐食因子である飛来塩分の到達頻度が高くなるため、室外機を構成するアルミニウム材の中で耐食性診断部品の腐食進行が最も速くなると考えられる。従って、例えば前述のような管表面剥き出し部分に耐食性診断部品を設置できない場合は、室外機筐体内において最も風速の大きい部位に設置すると熱交換器全体の腐食について高い信頼性をもって把握できる。
【００６４】
実施の形態４．
実施の形態１から３にかかる本発明では、耐食性診断器の構成とその製造方法、更に耐食性診断器を搭載した室外機の製品寿命及び余寿命の判断方法の原理について主に記載した。この原理に基づいて室外機の製品寿命及び余寿命を診断すればよい。その診断方法について、「人」が実行する一例、「機械」が実行する一例を記載する。
【００６５】
実施の形態３では耐食性診断部品１の設置位置について説明したが、設置した部品について実際にメンテナンスメーカー等の「人」が対応する場合について説明する。製品寿命到達有無を診断するためには、前述のように診断部品の芯材層表面における局部腐食痕５を確認する必要があり、目視で確認する方法が有効である。目視で確認する際に診断部品を室外機より取出す、あるいは取出さずに診断部品芯材層表面を観察できるように、診断部品に対して鏡や撮影機器等を撮影部や検出部として設計する。この鏡や撮影機器を使って「人」が診断部品芯材層表面を観察することにより製品寿命到達有無を診断し、冷媒配管及びそれらを搭載した熱交換器の交換・修復等の室外機メンテナンスを実施すればよい。製品余寿命を診断するためには、同じく前述のように診断部品の犠牲層断面における腐食進行を確認する必要があり、診断部品を持ち帰って調べる方法が有効である。調査方法については、実施の形態１あるいは２にかかる本発明の耐食性診断部品の診断方法の項で詳細を記載しており、「人」が記載の通り実行すればよいので、ここでは説明を省略する。
【００６６】
次に「機械」が対応する場合について説明する。室外機の製品寿命到達は、耐食性診断部品１の芯材層３表面における局部腐食痕５の発生であり、芯材層３を形成するアルミニウム材表面においてそのアルミニウムと色、形状の異なる腐食生成物が形成されることから、色もしくは形状等で構成される画像での判別が可能である。ついては、実施の形態１にかかる耐食性診断器３００の機能ブロック図である図８に示される撮影部３１２及び検出部３１３の組み合わせについては色もしくは形状等で構成される画像の変化を認識するハードウェアであればよい。ハードウエアとして、例えば、ラインスキャンカメラ、３次元画像処理システム、あるいは画像判別センサ、等を使用すればよい。これらの撮影部３１２及び検出部３１３の組合せハードウェアによって、耐食性診断部品１の芯材層３における局部腐食痕５の出現を随時監視しておき、防食設計範囲６内に出現した際に、図８に示す機能ブロック図に基づき各ハードウェアによる製品寿命到達有無の診断が目視等「人」の作業・判断を用いることなく対応可能となる。耐食性診断部品１の芯材層３における防食設計範囲６を広くすることによって安全側への防食設計となり、この防食設計を施した耐食性診断部品での製品寿命を診断することができれば、冷媒配管における局部腐食による冷媒漏れを引き起こす前に耐食性診断部品と被診断材料を搭載した室外機の交換が可能となり、未然に不具合等を防ぐことができる。その結果、信頼性の高い空調機を提供することができる。また、予め製品寿命到達までの耐食性診断部品１の芯材層３全域における局部腐食痕５の出現の経時変化を把握しておけば、診断時における同じく芯材層３全域における局部腐食痕５の出現を認識しその経時変化テーブルと比較することによって、目視等人の作業・判断を用いることなく製品余寿命の診断が対応可能となる。
【００６７】
実施の形態５．
実施の形態１から４にかかる耐食性診断器３００を用いることにより、室外機としての製品寿命到達有無及び余寿命の診断、すなわち被診断材料の耐食状況を診断している。一方、この耐食性診断器３００は製品の製品寿命到達有無と余寿命の診断すなわち製品信頼性を把握するだけでなく、室外機設置環境における大気中の腐食性物質の有無と室外機を構成するアルミニウム材耐食性への影響度を把握することが可能である。本実施の形態５にかかる耐食性診断器の診断方法では、設置環境の腐食性を診断する方法について記載する。
【００６８】
従来、室外機を構成するアルミニウム材耐食性への影響を把握していない地域に設置する場合については、既に環境調査等で把握している腐食性物質の有無等からその設置環境の腐食性を判断して空調機用室外機の防食設計を施していた。上記のような地域において本実施の形態５にかかる耐食性診断器３００あるいは耐食性診断部品１単体を設置することで、室外機を構成するアルミニウム材耐食性への影響を正確に把握する。具体的には、室外機据付時に耐食性診断器３００あるいは耐食性診断部品１を室外機内部に併設しておき、空調機の運転開始後、定期的にこれらの腐食状況を調査する。耐食性診断器３００を搭載している場合、中に組み込まれている耐食性診断部品１の芯材層３全域における局部腐食痕５の発生様子を耐食性診断器３００により把握し、例えば標準地域等アルミニウム材に対する腐食性を把握している地域における耐食性診断部品１の芯材層３における同じく局部腐食痕５の発生様子を予め記憶部３１４に取得しておき、その取得データと新たな設置環境のそれとデータ比較部３１５において比較照合すれば、その標準地域よりもその設置環境の腐食性が大きいか小さいかを診断することが可能となる。更に、耐食性診断部品１を持ち帰り、その亜鉛犠牲層２における腐食進行度合いを把握し、上記と同じく標準地域等において予め記憶部３１４に取得しておいた腐食データとデータ比較部３１５において比較照合すれば、設置環境の腐食性をより精度高く診断することが可能である。
【００６９】
なお、上記の各実施の形態の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。
【符号の説明】
【００７０】
１  耐食性診断部品、２  亜鉛犠牲層、３  アルミニウム芯材層、４  液絡、５  局部腐食痕、６  防食設計範囲、７  基準線、７ａ  基準点、８  亜鉛犠牲層腐食領域、９  亜鉛犠牲層残存領域、１００  室外熱交換器、２００  空気調和機、２０１  圧縮機、２０２  マフラー、２０３  四方弁、２０４  冷媒配管、２０５  毛細管、２０６  ストレーナ、２０７  電子制御式膨張弁、２０８ａ  ストップバルブ、２０８ｂ  ストップバルブ、２０９  室内熱交換器、２１０  補助マフラー、２１１  制御部、３００  耐食性診断器、３１２  撮影部、３１３  検出部、３１４  記憶部、３１５  データ比較部、３１６  報知部／表示部、４００  熱交換器コア、４１１  亜鉛溶射アルミニウム扁平管、４１２  アルミニウムフィン材、４１３  管表面剥き出し部分、４１４  フィン接触部分。
【図１】
2017199569.tif 000006
【図２】
2017199569.tif 000007
【図３】
2017199569.tif 000008
【図４】
2017199569.tif 000009
【図５】
2017199569.tif 000010
【図６】
2017199569.tif 000011
【図７】
2017199569.tif 000012
【図８】
2017199569.tif 000013
【図９】
2017199569.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月13日(2017.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る耐食性診断器は、アルミニウムを含む材料を用いた被診断材料の耐食状況を診断するための耐食性診断器において、前記材料を用いた芯材層と、前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層と、前記犠牲層の前記耐食状況を検出する検出部と、前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備え、犠牲層における腐食度合いを評価することにより耐食性が判定されるものである。犠牲層における腐食度合いを評価する一例として、例えば犠牲層における腐食深さが評価される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の耐食性診断器及びその耐食性診断器を搭載した熱交換器及び空気調和機、並びにその耐食性診断器による診断方法は、被診断材料の犠牲層とアルミニウム芯材層を組み合わせて構成される犠牲層付アルミニウム材を被診断材料に併設することによって、犠牲層における腐食度合いから空調機用室外機の製品寿命到達の有無と診断時の余寿命を把握するものであり、前記耐食性診断器は、前記犠牲層と、前記芯材層と、前記犠牲層の耐食状況を検出する検出部と、前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【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】
アルミニウムを含む材料を用いた被診断材料の耐食状況を診断するための耐食性診断器において、
前記材料を用いた芯材層と、
前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層と、
前記犠牲層の前記耐食状況を検出する検出部と、
前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、
前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えることを特徴とする耐食性診断器。
【請求項２】
前記芯材層は、板状部材であり、
前記板状部材は、一面上に、前記犠牲層に覆われる被覆部位と前記犠牲層に覆われない露出部位とを備えることを特徴とする請求項１に記載の耐食性診断器。
【請求項３】
前記パラメータは、前記犠牲層の断面における腐食面積と関連付けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食性診断器。
【請求項４】
前記パラメータは、前記犠牲層の断面における腐食深さと関連付けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食性診断器。
【請求項５】
前記パラメータは、腐食による前記犠牲層の重量変化と関連付けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食性診断器。
【請求項６】
アルミニウムを含む材料を用いた伝熱管で熱交換を行う熱交換器において、
前記伝熱管の耐食状況を診断するための耐食性診断器を備え、
前記耐食性診断器は、
前記材料を用いた芯材層と、
前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性の低い犠牲層と、
前記犠牲層の前記耐食状況を検出する検出部と、
前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、
前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
アルミニウムを含む材料を用いた熱交換器を使用して空気調和を行う空気調和機において、
前記熱交換器の耐食状況を診断するための耐食性診断器を備え、
前記耐食性診断器は、
前記材料を用いた芯材層と、
前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層と、
前記犠牲層の前記耐食状況を検出する検出部と、
前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、
前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えることを特徴とする空気調和機。
【請求項８】
アルミニウムを含む材料を用いた被診断材料の耐食状況を診断するための耐食性診断器の製造方法において、
前記耐食性診断器は、前記材料を用いた芯材層と、前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層と、前記犠牲層の前記耐食状況を検出する検出部と、前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えており、
前記製造方法は、
前記芯材層を準備する準備工程と、
前記芯材層上に前記犠牲層を形成する形成工程とを含むことを特徴とする耐食性診断器の製造方法。
【請求項９】
前記準備工程は、前記芯材層として板状部材を準備する工程を含み、
前記形成工程は、
前記芯材層の一面上に前記犠牲層の犠牲層材料を溶射する工程と、
前記一面に溶射されて前記犠牲層材料の一部を切除して露出させる工程とを含むことを特徴とする請求項８に記載の耐食性診断器の製造方法。
【請求項１０】
耐食性診断部品を構成する芯材層の表面の局部腐食痕の検出から製品寿命到達の有無及び製品余寿命を診断する、耐食性診断器による診断方法であって、
前記耐食性診断器は、前記芯材層と、前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層と、前記犠牲層の耐食状況を検出する検出部と、前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えている、診断方法。
【請求項１１】
前記耐食性診断部品を構成する前記芯材層の前記表面のうち、製品寿命到達を示す防食設計範囲を定め、該防食設計範囲に局部腐食痕が出現した時点を製品寿命到達と診断する請求項１０に記載の耐食性診断器による診断方法。
【請求項１２】
前記耐食性診断部品を構成する前記芯材層の前記表面の全域における局部腐食痕の出現様子を把握することにより製品余寿命を診断する、請求項１０に記載の耐食性診断器による診断方法。
【請求項１３】
耐食性診断部品を構成する亜鉛犠牲層の腐食進行度合いの把握により、製品寿命到達の有無及び製品余寿命を診断する、耐食性診断器による診断方法であって、
前記耐食性診断器は、アルミニウムを含む材料を用いた芯材層と、前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い前記亜鉛犠牲層と、前記亜鉛犠牲層の耐食状況を検出する検出部と、前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えている、診断方法。
【請求項１４】
耐食性診断部品の芯材層と犠牲層の腐食状況を観察することにより、該部品を設置する設置環境の被診断部材に対する腐食性を診断する、耐食性診断器による診断方法であって、
前記耐食性診断器は、前記芯材層と、前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い前記犠牲層と、前記犠牲層の前記腐食状況を検出する検出部と、前記腐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えている、診断方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月2日(2017.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る耐食性診断器は、アルミニウムを含む材料を用いた被診断材料の耐食状況を診断するための耐食性診断器において、前記被診断材料とは別体であり、前記被診断材料と同様に前記材料を用いた芯材層と、前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層と、前記犠牲層の前記耐食状況を検出する検出部と、前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備え、犠牲層における腐食度合いを評価することにより耐食性が判定されるものである。犠牲層における腐食度合いを評価する一例として、例えば犠牲層における腐食深さが評価される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の耐食性診断器及びその耐食性診断器を搭載した熱交換器及び空気調和機、並びにその耐食性診断器による診断方法は、被診断材料とは別体であり、被診断材料の犠牲層と、被診断材料と同様のアルミニウム芯材層とを組み合わせて構成される犠牲層付アルミニウム材を被診断材料に併設することによって、犠牲層における腐食度合いから空調機用室外機の製品寿命到達の有無と診断時の余寿命を把握するものであり、前記耐食性診断器は、前記犠牲層と、前記芯材層と、前記犠牲層の耐食状況を検出する検出部と、前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【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】
アルミニウムを含む材料を用いた被診断材料の耐食状況を診断するための耐食性診断器において、
前記被診断材料とは別体であり、前記被診断材料と同様に前記材料を用いた芯材層と、
前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層と、
前記犠牲層の前記耐食状況を検出する検出部と、
前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、
前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えることを特徴とする耐食性診断器。
【請求項２】
前記芯材層は、板状部材であり、
前記板状部材は、一面上に、前記犠牲層に覆われる被覆部位と前記犠牲層に覆われない露出部位とを備え、
前記検出部は、前記露出部位を前記犠牲層近傍の防食設計範囲内と防食設計範囲外とに区分した場合の前記防食設計範囲外に出現した腐食ではなく前記防食設計範囲内に出現した腐食に基づいて前記耐食状況を検出することを特徴とする請求項１に記載の耐食性診断器。
【請求項３】
前記パラメータは、前記犠牲層の断面における腐食面積と関連付けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食性診断器。
【請求項４】
前記パラメータは、前記犠牲層の断面における腐食深さと関連付けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食性診断器。
【請求項５】
前記パラメータは、腐食による前記犠牲層の重量変化と関連付けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食性診断器。
【請求項６】
アルミニウムを含む材料を用いた伝熱管で熱交換を行う熱交換器において、
前記伝熱管の耐食状況を診断するための耐食性診断器を備え、
前記耐食性診断器は、
前記伝熱管とは別体であり、前記伝熱管と同様に前記材料を用いた芯材層と、
前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性の低い犠牲層と、
前記犠牲層の前記耐食状況を検出する検出部と、
前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、
前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
前記芯材層は、板状部材であり、
前記板状部材は、一面上に、前記犠牲層に覆われる被覆部位と前記犠牲層に覆われない露出部位とを備え、
前記検出部は、前記露出部位を前記犠牲層近傍の防食設計範囲内と防食設計範囲外とに区分した場合の前記防食設計範囲外に出現した腐食ではなく前記防食設計範囲内に出現した腐食に基づいて前記耐食状況を検出することを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
アルミニウムを含む材料を用いた熱交換器を使用して空気調和を行う空気調和機において、
前記熱交換器の耐食状況を診断するための耐食性診断器を備え、
前記耐食性診断器は、
前記熱交換器とは別体であり、前記熱交換器と同様に前記材料を用いた芯材層と、
前記芯材層と接触しており、前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層と、
前記犠牲層の前記耐食状況を検出する検出部と、
前記耐食状況を示すパラメータを記憶する記憶部と、
前記検出部の検出結果と前記記憶部が記憶する前記パラメータとの比較結果に関する報知を行う報知部とを備えることを特徴とする空気調和機。
【請求項９】
前記芯材層は、板状部材であり、
前記板状部材は、一面上に、前記犠牲層に覆われる被覆部位と前記犠牲層に覆われない露出部位とを備え、
前記検出部は、前記露出部位を前記犠牲層近傍の防食設計範囲内と防食設計範囲外とに区分した場合の前記防食設計範囲外に出現した腐食ではなく前記防食設計範囲内に出現した腐食に基づいて前記耐食状況を検出することを特徴とする請求項８に記載の空気調和機。
【請求項１０】
アルミニウムを含む材料を用いた被診断材料の耐食状況を診断するための耐食性診断器の製造方法において、
前記被診断材料とは別体であるが前記被診断材料と同様に前記材料を用いた芯材層を準備する準備工程と、
前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層を前記芯材層上に形成する形成工程と備えることを特徴とする耐食性診断器の製造方法。
【請求項１１】
前記準備工程は、前記芯材層として板状部材を準備する工程を含み、
前記形成工程は、
前記芯材層の一面上に前記犠牲層の犠牲層材料を溶射する工程と、
前記一面に溶射されて前記犠牲層材料の一部を切除して露出させる工程とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の耐食性診断器の製造方法。
【請求項１２】
耐食性診断部品を使用し、アルミニウムを含む材料を用いた製品の耐食状況を診断する方法であって、
前記製品とは別体であるが前記製品と同様に前記材料を用いた芯材層と前記芯材層上に形成され前記芯材層よりも耐食性が低い犠牲層とを有する板状の前記耐食性診断器に対し、前記犠牲層に覆われる被覆部位と前記犠牲層に覆われない露出部位とを有する一面における前記露出部位を前記犠牲層近傍の防食設計範囲内と防食設計範囲外とに区分した場合の前記防食設計範囲内に出現した腐食を検出する検出工程と、
前記防食設計範囲外に出現した腐食ではなく前記防食設計範囲内に出現した腐食に基づいて前記耐食状況を診断する診断工程とを備えている、耐食性診断器による診断方法。
【請求項１３】
前記耐食性診断部品を構成する前記芯材層の前記表面の全域における局部腐食痕の出現様子を把握することにより製品余寿命を診断する、請求項１２に記載の耐食性診断器による診断方法。
【国際調査報告】
2017199569.tif 000015
2017199569.tif 000016
2017199569.tif 000017
2017199569.tif 000018