(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム製の第一冷媒管と銅製の第二冷媒管とを接続する冷媒管接続構造において、
銅製の第二冷媒管にアルミニウム製の第三冷媒管を共晶結合によって接合し、アルミニウム製のジョイントの一端にアルミニウム製の第一冷媒管を嵌合させて接合すると共に、前記ジョイントの他端にアルミニウム製の第三冷媒管を嵌合させて接合したことを特徴とする冷媒管接続構造。
【請求項２】
第三冷媒管の外周にアルミニウム製の第四冷媒管を備えたことを特徴とする請求項１記載の冷媒管接続構造。
【請求項３】
第一冷媒管が外形扁平のアルミニウム製の多穴冷媒管であることを特徴とする請求項１または２記載の冷媒管接続構造。
【請求項４】
熱交換器から延びるアルミニウム製の第一冷媒管に銅製の第二冷媒管を接続してなる熱交換器において、
銅製の第二冷媒管にアルミニウム製の第三冷媒管を共晶結合によって接合し、アルミニウム製のジョイントの一端にアルミニウム製の第一冷媒管を嵌合させて接合すると共に、前記ジョイントの他端にアルミニウム製の第三冷媒管を嵌合させて接合したことを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
圧縮機から延びるアルミニウム製の第一冷媒管に銅製の第二冷媒管を接続してなる圧縮機において、
銅製の第二冷媒管にアルミニウム製の第三冷媒管を共晶結合によって接合し、アルミニウム製のジョイントの一端にアルミニウム製の第一冷媒管を嵌合させて接合すると共に、前記ジョイントの他端にアルミニウム製の第三冷媒管を嵌合させて接合したことを特徴とする圧縮機。
【請求項６】
アキュームレータから延びるアルミニウム製の第一冷媒管に銅製の第二冷媒管を接続してなるアキュームレータにおいて、
銅製の第二冷媒管にアルミニウム製の第三冷媒管を共晶結合によって接合し、アルミニウム製のジョイントの一端にアルミニウム製の第一冷媒管を嵌合させて接合すると共に、前記ジョイントの他端にアルミニウム製の第三冷媒管を嵌合させて接合したことを特徴とするアキュームレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム製の冷媒管と銅製の冷媒管とを接続する冷媒管接続構造及びこれを用いた熱交換器、圧縮機並びにアキュームレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アキュームレータ、圧縮機、ガスクーラ、減圧装置および蒸発器を有する冷凍サイクルを備え、このガスクーラで加熱した水を貯湯タンクに貯えて、給湯可能に構成したヒートポンプ給湯機が知られている。この種のものでは、例えば、ガスクーラにおいて、冷媒を流すアルミニウム製の冷媒管を螺旋状に巻くと共に、水を流す銅製の水管を螺旋状に巻いて、これらを交互に重ね合わせて、全体として螺旋状に形成したものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成によると、冷凍サイクルを構成する冷媒管は、一般に、銅製の丸チューブの冷媒管であるため、この銅製の冷媒管と、ガスクーラを構成するアルミニウム製の冷媒管とを接続しなければならない。
【０００４】
一方、熱交換器、圧縮機並びにアキュームレータ等にあっても、これらからアルミニウム製の冷媒管が延びている場合、このアルミニウム製の冷媒管に対し、銅製の冷媒管を接続しなければならない。
【０００５】
しかし、従来、アルミニウム製の冷媒管と銅製の冷媒管とを簡単に、効果的に接続する接続構造は提案されていない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、アルミニウム製の冷媒管と、銅製の冷媒管とを簡単に、効果的に接続することができる、冷媒管接続構造及びこれを用いた熱交換器、圧縮機並びにアキュームレータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、アルミニウム製の第一冷媒管と銅製の第二冷媒管とを接続する冷媒管接続構造において、銅製の第二冷媒管にアルミニウム製の第三冷媒管を共晶結合によって接合し、アルミニウム製のジョイントの一端にアルミニウム製の第一冷媒管を嵌合させて接合すると共に、前記ジョイントの他端にアルミニウム製の第三冷媒管を嵌合させて接合したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、第三冷媒管の外周にアルミニウム製の第四冷媒管を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のものにおいて、第一冷媒管が外形扁平のアルミニウム製の多穴冷媒管であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、熱交換器から延びるアルミニウム製の第一冷媒管に銅製の第二冷媒管を接続してなる熱交換器において、銅製の第二冷媒管にアルミニウム製の第三冷媒管を共晶結合によって接合し、アルミニウム製のジョイントの一端にアルミニウム製の第一冷媒管を嵌合させて接合すると共に、ジョイントの他端にアルミニウム製の第三冷媒管を嵌合させて接合したことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、圧縮機から延びるアルミニウム製の第一冷媒管に銅製の第二冷媒管を接続してなる圧縮機において、銅製の第二冷媒管にアルミニウム製の第三冷媒管を共晶結合によって接合し、アルミニウム製のジョイントの一端にアルミニウム製の第一冷媒管を嵌合させて接合すると共に、前記ジョイントの他端にアルミニウム製の第三冷媒管を嵌合させて接合したことを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、アキュームレータから延びるアルミニウム製の第一冷媒管に銅製の第二冷媒管を接続してなるアキュームレータにおいて、銅製の第二冷媒管にアルミニウム製の第三冷媒管を共晶結合によって接合し、アルミニウム製のジョイントの一端にアルミニウム製の第一冷媒管を嵌合させて接合すると共に、前記ジョイントの他端にアルミニウム製の第三冷媒管を嵌合させて接合したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、二段圧縮型ロータリー式圧縮機を使用したヒートポンプ給湯機を示している。１は圧縮機を示し、この圧縮機１には、冷媒配管を介して、ガスクーラ（高圧側熱交換器）３、減圧装置（膨張弁）５、蒸発器（低圧側熱交換器）７が順に接続されて、冷凍サイクルが構成されている。１１はアキュームレータである。この冷凍サイクルにはＣＯ2冷媒が使用される。ＣＯ2冷媒はオゾン破壊係数が０で、地球温暖化係数が１であるため、環境への負荷が小さく、毒性、可燃性がなく安全で安価である。このＣＯ2冷媒を使用した場合、冷凍サイクルの高圧側が超臨界となる遷臨界サイクル（Transcritical Cycle）になるため、ヒートポンプ式給湯装置における給湯のように、水の昇温幅が大きい加熱プロセスでは高い成績係数（ＣＯＰ）を期待することができる。
【００１５】
しかし、その反面、冷媒を高圧に圧縮しなければならず、圧縮機１には、内部中間圧二段圧縮型の圧縮機が採用されている。
【００１６】
この圧縮機１は、図示は省略したが、シェルケースの内部に電動機部と、この電動機部により駆動される圧縮部とを有している。この圧縮部は二段圧縮の構成を有し、一段目の圧縮部と、二段目の圧縮部とからなる。一段目の圧縮部の吸込みポートＡから吸い込まれた冷媒は、この圧縮部で中間圧Ｐ１に圧縮された後、一旦、吐出ポートからシェルケース内に吐出され、このシェルケース内を経た後、二段目の圧縮部の吸込みポートに導かれ、この二段目の圧縮部で高圧Ｐ２に圧縮されて吐出ポートＢから吐出される。
【００１７】
上記ガスクーラ３は、ＣＯ2冷媒が流れる冷媒コイル９と、水が流れる水コイル１０とからなり、この水コイル１０は水配管を介して貯湯タンク１５に接続されている。水配管には循環ポンプ１７が接続され、この循環ポンプ１７が駆動されて、貯湯タンク１５の水がガスクーラ３を循環し、ここで加熱されて貯湯タンク１５に貯湯される。
【００１８】
この冷凍サイクルには、蒸発器７の除霜回路が設けられている。この除霜回路は、圧縮機１の吐出ポートＢからの高圧Ｐ２冷媒を、ガスクーラ３および減圧装置５をバイパスして蒸発器７に導く、除霜用電磁弁３１及びバイパス管３２を有した除霜回路３３と、圧縮機１の中間ポートＣからの中間圧Ｐ１冷媒を、同じく蒸発器７に導く、除霜用電磁弁３５及びバイパス管３６を有した除霜回路３７とを備えて構成される。
【００１９】
この除霜運転では、除霜用電磁弁３１或いは３５が開かれると共に、膨張弁５がほぼ全開にされる。
【００２０】
除霜運転が行われると、圧縮機１から吐出される高圧冷媒、或いは中間圧冷媒が、バイパス管３２或いは３６を介して、蒸発器７に直接送られ、この蒸発器７が加熱されて除霜される。
【００２１】
図２は、ガスクーラ３を示している。
【００２２】
このガスクーラ３は、冷媒を流すアルミニウム製の冷媒コイル（第一冷媒管）９を螺旋状に巻くと共に、水を流す銅製の水コイル１０を螺旋状に巻いて、これらを軸線方向に交互に重ね合わせ、支持部材としての第１支持リング９１、第２支持リング９２を上下に備えて、全体として螺旋状に形成される。冷媒コイル９は、外形扁平のアルミニウム製の多穴冷媒管である。
【００２３】
さて、図１を参照して、冷凍サイクルを構成する冷媒管は、一般に、銅製の丸チューブ（第二冷媒管）であるため、この銅製の丸チューブと、外形扁平のアルミニウム製の多穴冷媒管である冷媒コイル９とを接続する。
【００２４】
本実施形態では、図３に示すように、アルミニウム製のジョイント４１が準備される。このジョイント４１には２つの連結穴４１Ａ，４１Ｂが一体的に形成されている。４３は銅製の丸チューブ（第二冷媒管）を示し、この丸チューブ４３は冷凍サイクルの冷媒管を構成する。
【００２５】
丸チューブ４３と冷媒コイル９とを接続するに先だって、まず、銅製の丸チューブ４３に対して異種金属のアルミニウム製の丸チューブ（第三冷媒管）４５を共晶結合４７によって接合する。
【００２６】
ついで、アルミニウム製のジョイント４１の一端の連結穴４１Ａにアルミニウム製の冷媒コイル（第一冷媒管）９を嵌合させてＴＩＧ溶接（或いはろう付け）５１により接合すると共に、ジョイント４１の他端の連結穴４１Ｂにアルミニウム製の丸チューブ（第三冷媒管）４５を嵌合させてＴＩＧ溶接（或いはろう付け）５３により接合する。この場合、アルミニウム同士であるため、ＴＩＧ溶接は容易である。ジョイント４１の各連結穴４１Ａ，４１Ｂの内側には、それぞれ位置決め用の段部が形成され、この段部に当接するまで各冷媒管を挿入して位置決めした後、ＴＩＧ溶接（或いはろう付け）５１，５３により接合するため、堅固な接合が可能になる。
【００２７】
必要に応じて、丸チューブ（第三冷媒管）４５の外周にアルミニウム製の丸チューブ（第四冷媒管）４９をかぶせ、丸チューブ４５，４９とジョイント４１の他端４１ＢとをＴＩＧ溶接５３により接合する。この丸チューブ４９は、丸チューブ４５の耐圧を外側から補強する。
【００２８】
本実施形態では、銅製の丸チューブ４３に異種金属のアルミニウム製の丸チューブ４５を共晶結合４７によって接合し、アルミニウム製の丸チューブ４５とアルミニウム製の多穴冷媒管である冷媒コイル９とをジョイント４１を用いて接合するため、ジョイント４１の部分ではアルミニウム同士の接合になり、容易に接合することができ、その結果、銅製の丸チューブ４３とアルミニウム製の冷媒コイル９との接合が可能になる。
【００２９】
また、アルミニウム製の丸チューブ４５だけでは、冷媒耐圧力が不足するものの、丸チューブ４９がその耐圧力を外側から補強するため、十分な冷媒耐圧力を維持することができる。
【００３０】
熱交換器７、圧縮機１並びにアキュームレータ１１等にあっても、これらからアルミニウム製の冷媒管が延びている場合、このアルミニウム製の冷媒管に対し、銅製の丸チューブ４３を接続しなければならない。この場合、銅製の丸チューブ４３に異種金属のアルミニウム製の丸チューブ４５を共晶結合４７によって接合して、上記構成によるジョイント４１を用いれば、上記実施形態と同様に、ジョイント４１の部分ではアルミニウム同士の接合になるため、容易に接合することができ、その結果、銅製の丸チューブ４３とアルミニウム製の冷媒コイルとを接合することができる。
【００３１】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明らかである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、銅製の第二冷媒管にアルミニウム製の第三冷媒管を共晶結合によって接合し、アルミニウム製のジョイントの一端にアルミニウム製の第一冷媒管を嵌合させて接合すると共に、ジョイントの他端にアルミニウム製の第三冷媒管を嵌合させて接合したため、銅製の冷媒管とアルミニウム製の冷媒管とを容易に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヒートポンプ給湯機の一実施形態を示す回路図である。
【図２】ガスクーラを示す斜視図である。
【図３】ジョイントを示す断面図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
３  ガスクーラ
５  減圧装置
７  蒸発器
９  冷媒コイル（第一冷媒管）
１０  水コイル
４１  ジョイント
４３  銅製の丸チューブ（第二冷媒管）
４５  アルミニウム製の丸チューブ（第三冷媒管）
４７  共晶結合
４９  アルミニウム製の丸チューブ（第四冷媒管）
【図１】
0003863755.tif 000002
【図２】
0003863755.tif 000003
【図３】
0003863755.tif 000004