カパーストリーム 銅管広報ウェブマガジン

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カパーストリーム

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11Vol.

2014.04

Zoom UpCopper
冷 凍・空 調 用 の
冷 媒 銅 管

冷媒用銅管に求められる二つの“もっと！”に答えを銅管は、その優れた強度、耐食性、加工性、施工性などから、冷凍空調用冷凍・空調用の冷媒銅管の冷媒配管で幅広く採用されている。
しかし、地球温暖化対策により代替冷媒、また二酸化炭素などの自然冷媒へと転換されていく中で、二つの大きな課題に直面することになった。

その一つが、「 高圧力化への対応」だ。二酸化炭素などを冷媒に使用すると、従来よりも高圧力となる。そこで求められているのが「薄肉でも高圧力に適応できる高強度な銅管の開発」である。

もう一つの課題は「安全性」だ。空調用の冷媒配管には、結露などの問題をクリアするため、被覆銅管が使用されているが、この被覆材が可燃性であることは以前より問題視されていた。省エネ性の高いエコ機器への更新工事が次々と行われるいま「自己消火性を持つ難燃性被覆銅管」が注目されるようになってきた。

今回は、これらの課題に挑む二社を取材し、これから冷媒用銅管の可能性、方向性について考えてみたい。

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高圧力の自然冷媒（CO2）に適応する強さを被覆材を安全性の高いものへ

高強度銅 管

難 燃 性被覆銅管

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冷媒用銅管に求められる課題に答えを「高強度銅管」

株式会社
コベルコ マテリアル銅管

長年の研究成果が、お客様との二人三脚で結実

2004年、（ 株 ）神 戸 製 鋼 所と三菱マテリアル（株）の銅管部門が統合し（ 株 ）コベルコマテリアル銅 管が誕生した。両社が独自に培ってきた研究開発のノウハウを生かし、耐熱・耐圧強度や耐食性に優れた各種銅合金管を開発・提供している。

高圧化とコストの課題を同時に解決できる高強度な新しい銅合金を開発しました
冷凍空調業界では、長年、ルームエ添加した“高強度銅管”である。

アコン、パッケージエアコン、ショーケー

今 回 訪れた秦 野 工 場は、銅 合 金 管

ス、給湯器などの熱交換器や配管部材の開発・製造拠点だ。
ここでは、銅管のめの負担が増え、新材料を提案してもなどに、りん脱酸銅管を用いてきた。
し生産技術開発から、新しい銅合金管のなかなか実用化に向けた動きにはなりかし、1997年に議決された京都議定書開発、また各種技術開発・評価試験まませんでした」と土屋氏は振り返る。

で温室効果ガスの削減、抑制が義務づでを幅広く展開している。

それがなぜ “ 高 強 度 銅 管 ”に注目がけられると、使用する冷媒は、これまでお話を伺ったのは秦野工場 技術部のフロンからR410Aや二酸化炭素な長 兼 研 究 室 長の土 屋 昭 則 氏と、技 術「実は、お客様が高強度銅管を検討

どの代替冷媒や自然冷媒へ移行しはじ部 研究室主席研究員の渡辺雅人氏。

されるようになったのは、銅の値 段がめる。すると管内の高圧化が進み、耐圧高強度銅管は、いつ頃、開発されたの高くなったからです。高 圧な自然 冷 媒

強度を維持するためには、りん脱酸銅管だろうか。に対応するには、りん脱酸銅管だと厚の肉厚を厚くする必要がでてきた。そこ「2004年に（株）コベルコマテリア肉化を余儀なくされます。
ところが銅ので誕生したのが、すずやコバルトなどをル銅管が設立される以前から、三菱マ値 段が上がり、コストバランスが取れテリアル（株）と（株）神戸製鋼所

ず、薄肉でも高圧に適応できる銅合金の両社でそれぞれ銅合金の開発に着目されるようになったのです。特には進められていました。強度や耐エコキュートが二酸化炭素を冷媒に採熱、耐孔食性などの用途に応じた用するようになった頃から、銅合金へ銅合金も完成していたのです。しの問い合わせが多くなり、我々も新しかし、これまで銅 管の分 野では、い銅合金の提案がしやすくなってきま新しい材 料を適用した経 験もなした」と渡辺氏。それでも、従来の材料く、また評価方法も確立されていから新しい材料へとシフトするのは、そないため、お客様も評価実施のたう簡単なことではなかった。

（株）コベルコ マテリアル銅管 （株）
コベルコ マテリアル銅管秦野工場 技術部長 兼
秦野工場 研究室 主席研究員
研究室長 土屋 昭則氏
博士（工学） 渡辺 雅人氏集まるようになったのだろう。

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冷媒用銅管に求められる課題に答えを「高強度銅管」

お客様のご協力があってこそ、製品化することができました「いままでずっとりん脱酸銅を使用し「それを可能にできたのは、新しい物てきたお客様は、そのノウハウもしっかに挑戦していこう、より良いものに変えりと蓄積されています。それをゼロにしていこうという意欲的なお客様がいらて新材料に切り替えるには、採用に値っしゃったことでした。何度もお話を伺する強い裏付けが必要でした。銅合金

いながら、数値を出して検討いただき、がりん脱酸銅と比較して、いかに優れさらにどういった条件が必要なのか宿ているかを理解いただくようにしなけ

題を出していただき、それをひとつ一つればなりません。
しかし、その数値を出解決していきました」。

す基準・条件は、お客様のご協力がな

こうしていままで規格になかった材ければ整えることができなかったので料に対するお客様の信頼を、ひとつ一す」と二人は話す。

つ積み重ねていった。

LOOK!

高強度銅管の規格化と法令化を実現「 冷 凍 空 調 業 界が 、長 年 使 用し続けてきたりん脱 酸 銅から新しい 高 強 度 銅 管 へ の 転 換 を 容易にするには、材料の規格化・法令化による汎用材料化を急がなければならない」。そこで日本伸銅 協 会 を中 心 に銅 管 業 界 は 一致団結し、この問題解決を推進。

強 度や耐 食 性などの評 価 数 字を出

さらに、それを後押ししたのが、2009

したくても、お客様での設計条件や加年の高強度銅管のJIS規格化と2012

工条件は様々である。
ろう付けひとつと年の高圧ガス保安法への登録である。っても加熱する温度は一定ではない。

「このおかげで 大 型 機 器 への 採 用もとにかく新しい銅合金の信頼性を固め実現できました」と土屋氏。
「 JIS規格なければ、製品化することはできない。

があるので小 型の家 庭用機 器にも安それには、使用する側から、どういった心して採用いただけるようになり、今後条件で数字を出してほしいかをリサーの普 及の追い風となっています」と渡チする必要があった。

辺氏も話す。

2009年7月、りん脱酸銅と丹銅の間に「高強度銅」という新たな名 称を設け、高 強 度 銅 管 3 種をJIS H 3300に登録した（2012年にもう一種類を追加登録）。さらに2012年7月には、大型機器に適用される高圧ガス保安法にも登 録し、冷 凍 空 調 業 界で高 強度銅管が広く採用されるための環境を整備している。

かつてのライバルと力を合わせ多様化するニーズに対応できるラインアップを二人は、2004年に（株）
コベルコ マ

様々なニーズに応えられる銅合金をラもりです。しかし、その製品化は私たちテリアル銅 管が設 立されるまで、それインアップできています。私たちは、なだけの力だけでは不可能です。お客様

ぞれの会 社で銅 合 金の開 発を進めてにをどう加えれば、どのような特性を引との二 人 三 脚でこそ、より満 足いただ

きたライバルでもあった。

き出せるかのノウハウを蓄積していまける製品化が可能となります。ぜひ多「互いに追いつ追われつの開発競争すので、今後もお客様のご要望にマッくのお客 様にお試しいただき、ご意 見を繰り広げてきましたが、そのお陰でチした新しい銅合金を開発していくつをお聞かせいただければと思います」。

それぞれの用途に合わせて選べる「高強度銅管ラインアップ」
名称機能特長高強度性

微量なCoを添加、析出硬化による強度アップ

KHRT

耐 熱・高強度性

Snの固溶強化による耐熱強度の向上

HRS35LT

耐 熱・高強度性

Coの析出硬化による耐熱強度アップ

MA5J(JISH3300C1565)(JISH3300C5010)(JISH3300C1862)

高強度銅使用による重量低減例 （りん脱酸銅管との比較）

Heat exchanger
for ACR

Connection
piping

１０～２０％

１5～３０％

Muffler,
Accumulator

Furnace brazingheat exchanger

１5～4０％

20～３０％

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冷媒用銅管に求められる課題に答えを「難燃性被覆銅管」

因幡電機産業株式会社

つくる側、使う側の両方に安全、安心な被覆銅管を

因幡電機産業（株）は、電設資材事業、産業機器事業、そして自社製品 事 業の3つの柱で事 業を展 開している。難燃性被覆銅管は、家庭から業務用の空調機器用の冷媒配管で、自社製品事業の自社ブランド＝「INABA DENKO（因幡電工）」として開発・販売されている。

20年以上前より、燃えにくい被覆材の安全性を提案してきました
平 成 2 5 年 、国 土 交 通 省は「 公 共 建隆課長と技術管理課の石川慶一主事「例えば、家庭で使う空調冷媒用の築工事標準仕様書」の中で、空調設備にお話を伺った。

被覆銅管は、家の壁を貫いて、室内機などで使用する冷 媒用の断 熱 材 被 覆「そもそも空調用の冷媒配管に被覆と室 外 機をつないでいます。もしも隣銅管（以下、被覆銅管）に、「 難燃性」の銅管が使用される前は、銅管の表面に家が火事になった時、いくら耐火性の指定を行った。

グラスウールなどの断熱材を巻いて使壁を使用していても、被覆銅管が導火

今 回 、取 材した因 幡 電 機 産 業 株 式用していました。
しかし、冷たい冷媒が線となり、室内に火が入り込んで類焼会 社は、冷 媒 用の被 覆 銅 管で業 界を管内を通るためグラスウールなどの構してしまう恐れがあります。室 外 機にリードし続けている会社であり、長年、造の断熱材では、内部結露のトラブル放火されて大火事になったという報告

難 燃 性 被 覆 銅 管の必 要 性を唱えてきが発生することも。それを改善しようともあります」。

た 企 業でもある。難 燃 性 被 覆 銅 管と独立気泡構造で吸水や吸湿がほどん

は、どういったものなのか。技術開発セどないポリエチレンフォームが使われ様の危険性が指摘されている。

ンター 技術部 技術支援課の佐川昌るようになったのです。しかし、ポリエ「ビルやオフィスなどでは、さらに施チレンフォームは、原料が石油で工する際の問題点があります。業務用あり、かつ空気を含ませた発泡材の 太い 冷 媒 被 覆 銅 管 は 長くても4 mであることから、燃えやすいというで、施工する際にはろう付けで配管し難 点があります。我々は、従 来のていきます。
この時、バーナーを使いま可燃性のポリエチレンフォームのすが、万が一被覆材に引火してしまう

被 覆銅管について、20年以上前と大変危険です。特に改修工事などでから安全性の付加を提案してきまは狭い場所での作業となるので、よりした」。

危険性が増します。だからこそ我々は、因幡電機産業（株）
技術開発センター
技術部 技術支援課課長 佐川 昌隆氏

因幡電機産業（株）
技術開発センター
技術部 技術管理課
主事 石川 慶一氏

可燃性の被覆銅管を使うと、どのような問題が想定されるのだろう。

これは、ビルなどの空調設備でも同難燃性被覆銅管を採用いただけるようにとアプローチしてきました」。

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冷媒用銅管に求められる課題に答えを「難燃性被覆銅管」

コスト面の課題をクリア、難燃性被覆銅管をこれからの冷媒用配管のスタンダードに難燃性被覆銅管の最大の特長とは？

うのが実情でした。
しかし、現在は量産「ポリエチレンフォームをベースに難効果もあり、従来品とほぼ同等の価格燃剤を配合しているので、もしも被覆材で提供できるようになっています」。に着火しても延焼しない、自己消火でき安全性・施工性・価格のすべてで満る性能を持っていることです（下図）。

足できる製 品 化を実 現した因 幡 電 機

従来の被覆銅管の保温性、耐熱性、産業（株）。今後、難燃性被覆銅管を標低吸湿性、曲げ加工や切断などの加工準化させていくためにはなにが大切なのしやすさなどはそのまま活かし、さらのだろうか。にこの難燃性をプラスできています」。

「国土交通省の指定により、新築の公それでもなかなか難 燃 性 被 覆 銅 管共施設には難燃性被覆銅管が使用されが普及できていなかった理由は、どこますが、安全・安心を大切に考え、ぜひにあるのだろうか。

民間のビルの空調設備や家庭用にも標「一番の理由は、コストです。難燃被準採用していただきたいと思います。

LOOK!

公共建築工事は難燃性被覆銅管に限定

平成25年4月より「国 土交通

省公共建築工事標準仕様書」において、銅 管や保 温 材の厚み以外に「難燃性」も規定される旨が加わった。公 共 建 築 物の空 調 冷媒の配管が、難燃性被覆銅管に指定されたことで、今後は次第に民間施設もその方向に進んでいくと予測される。

また、既 設の空 調 設 備を新たなエコ機器に更新する工事の際には、配 管も安 全 性を重 視した難燃性被覆銅管に変えることが望ましいとの考えが、業界内で広がりはじめている。

覆 材は、ポリエチレンフォームに難 燃

また、更新工事の際にも、空調機器剤を配合して製造するのですが、材料だけではなく冷 媒 配 管も難 燃 性 被 覆コストが上がるだけでなく生産効率も銅管に変えていただけるようにと、アプ空調機器を新しく変えても、配管はそ落ちてしまい、従来の可燃性の被覆材ローチしています。これは、先ほどお話のままといったケースが多くみられまに比べて割 高になっていました。そもしした施工時の火のトラブルを防ぐこす。いくら銅管が腐食に強く、耐久性にそも従来の被覆銅管は、保温性、低吸とが一番の理由ですが、他にも銅管そ優れているとはいえ、20年、30年その湿性などで高い評価を得ていたため、のもののトラブルも未然に防ぐといっまま使い続けるというのは不 安です。

あえて高い素材に変えたくはないといた意味合いもあります。更新工事では、配管はまっすぐな所だけではありませんから、高温や低温の冷媒が通ること自己消火性能を証明「自社垂直燃焼試験」
端部の銅管を露出させた状態でバーナーで30秒間加熱した後、で伸び縮みによるストレスが曲げられた箇所に長年蓄積されていきます。事故があれば、施工責任を問われるかも保温材に5秒間着炎して放置。

しれませんので、万全を期すために、配（銅管サイズφ12.70mm・保温材厚10mm）管の更新も検討いただきたいと説明しています。
私たちは、“空調設備を使う側、施工する側”両者がしっかりと安全性を確保できるように、難燃性被覆銅管が空従来
被覆銅管

難 燃 性被覆銅管

従
来
被覆銅管

難 燃 性
被覆銅管

調用冷媒配管のスタンダードになっていくように、頑張っていきたいと考えています」。

銅管広報ウェブマガジン カパーストリーム ● VOL.11［2014 年 4 月配信］
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銅管広報委員会 （協力 ： ICA）