(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第1冷媒管及び前記複数の第2冷媒管は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の管状の第1心材(21)及び第2心材(31)と、前記第1心材及び前記第2心材に対して前記第1心材及び前記第2心材の外周面に形成されている第3犠牲陽極層(22,32)とを有する、
請求項1に記載の冷媒分流器。
前記本体は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の筒状の第1部材(43)と、前記第1部材が嵌入される凹部を持ち前記第1部材と同じ材質である第2部材(44)とを含み、前記第1部材が前記凹部に嵌め込まれる側とは反対側に前記第1面を持ち、前記第2部材が前記凹部とは反対側に前記第2面を持ち、前記第1部材が嵌め込まれた前記凹部の中に冷媒を分流する空間が形成されている、
請求項1または請求項2に記載の冷媒分流器。
前記第1板及び前記第2板は、それぞれ前記第1犠牲陽極層の側及び前記第2犠牲陽極層の側が前記第1面及び前記第2面に接合されるのを妨げるフールプルーフ構造(57,67)を有する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の冷媒分流器。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
そこで、本体の耐食性を向上させる方法として、例えば、本体に犠牲陽極部材を溶射によって付着させることが行われている。しかしながら、犠牲陽極層を溶射した場合には、溶射のムラなどによって耐食性にムラが生じる。
【0004】
本開示の課題は、冷媒分流器においてアルミニウム製またはアルミニウム合金製の本体の耐食性をムラなく向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第1観点の冷媒分流器は、冷媒が流れる第1冷媒管と、冷媒が流れる複数の第2冷媒管と、第1冷媒管が接続される第1面及び複数の第2冷媒管が接続される第2面を有し、第1冷媒管から流入する冷媒を複数の第2冷媒管に分流させる、または複数の第2冷媒管から流入する冷媒を第1冷媒管に合流させるアルミニウム製またはアルミニウム合金製の本体と、第1面に接合され、大気に曝される外面に、本体に対する第1犠牲陽極層を有する第1板と、第2面に接合され、大気に曝される外面に、本体に対する第2犠牲陽極層を有する第2板とを備える。
【0006】
このような構成の冷媒分流器では、第1板及び第2板の第1犠牲陽極層及び第2犠牲陽極層によって、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の本体の腐食をムラなく抑制することができる。
【0007】
第2観点の冷媒分流器は、第1観点の冷媒分流器であって、第1冷媒管及び複数の第2冷媒管が、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の管状の第1心材及び第2心材と、第1心材及び第2心材に対して第1心材及び第2心材の外周面に形成されている第3犠牲陽極層とを有する、ものである。このような構成の冷媒分流器では、第3犠牲陽極層によって第1冷媒管及び複数の第2冷媒管の耐食性が向上するだけでなく、本体近傍の第3犠牲陽極層の侵食が第1犠牲陽極層及び第2犠牲陽極層によって抑制されるので、第1冷媒管及び複数の第2冷媒管の耐食性のさらなる向上が容易になる。
【0008】
第3観点の冷媒分流器は、第1観点又は第2観点の冷媒分流器であって、本体が、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の筒状の第1部材と、第1部材が嵌入される凹部を持ち第1部材と同じ材質で形成されている第2部材とを含み、第1部材が凹部に嵌め込まれる側とは反対側に第1面を持ち、第2部材が凹部とは反対側に第2面を持ち、第1部材が嵌め込まれた凹部の中に冷媒を分流する空間が形成されている、ものである。このような構成の冷媒分流器では、第2部材の凹部の周囲の壁を厚くすることによって、第1犠牲陽極層及び第2犠牲陽極層によって延びる耐用年数に合わせて本体の第1面及び第2面以外の面の耐食性を容易に向上させることができる。
【0009】
第4観点の冷媒分流器は、第3観点の冷媒分流器であって、第1部材及び第2部材には、犠牲陽極層が形成されていない、ものである。このような構成の冷媒分流器では、犠牲陽極層が形成されていない、例えば容易に入手できるアルミニウムブロックまたはアルミニウム合金ブロックで本体を構成できるので、冷媒分流器を安価に提供できる。
【0010】
第5観点の冷媒分流器は、第3観点又は第4観点の冷媒分流器であって、第1部材及び第1板は、第1面に第1冷媒管の嵌入されている第1嵌入孔を持ち、第2部材及び第2板は、第2面に複数の第2冷媒管の嵌入されている複数の第2嵌入孔を持つ、ものである。このような構成の冷媒分流器では、第1冷媒管の周囲には第1板の第1犠牲陽極層が配置され、複数の第2冷媒管の周囲には第2板の第2犠牲陽極層が配置されるので、第1冷媒管のうちの第1嵌入孔に嵌入されている部分及び第2冷媒管のうちの第2嵌入孔に嵌入されている部分の耐食性を向上させることができ、組み立てが容易で耐食性に優れた冷媒分流器を提供することができる。
【0011】
第6観点の冷媒分流器は、第1観点から第5観点のいずれかの冷媒分流器であって、第1板及び第2板が、それぞれ第1犠牲陽極層の側及び第2犠牲陽極層の側が第1面及び第2面に接合されるのを妨げるフールプルーフ構造を有する、ものである。このような構成の冷媒分流器では、第1犠牲陽極層が第1面に接合されたり、第2犠牲陽極層が第2面に接合されたりする組み立ての誤りをフールプルーフ構造によって防止でき、組み立ての誤りによって耐食性が付与されないまたは耐食性が低くなるという不具合を防止することができる。
【0012】
第7観点の冷媒分流器は、第1観点から第6観点のいずれかの冷媒分流器であって、第1板が、第1犠牲陽極層よりも電気化学的に貴な第1板状心材を有し、第1犠牲陽極層が第1板状心材の上に直接形成されており、第2板が、第2犠牲陽極層よりも電気化学的に貴な第2板状心材を有し、第2犠牲陽極層が第2板状心材の上に直接形成されている、ものである。このような構成の冷媒分流器では、第1犠牲陽極層が形成されている第1板の第1板状心材及び第2犠牲陽極層が形成されている第2板の第2板状心材が電気化学的な電位が第1犠牲陽極層よりも高いので、本体を防食しつつ第1板及び第2板の腐食速度を低下させることができる。
【0013】
第8観点の冷媒分流器は、第7観点の冷媒分流器であって、本体が、アルミニウム合金製であり、第1板状心材及び第2板状心材が、本体と同じ材質からなる、ものである。
【0014】
このような構成の冷媒分流器では、第1犠牲陽極層が形成されている第1板の第1板状心材及び第2犠牲陽極層が形成されている第2板の第2板状心材が本体と同じ材質であることにより、第1板状心材、第2板状心材及び本体を単一材質の1つの部品とみなしてシンプルに耐食性に係る耐用年数を予測することができる。
【0015】
第9観点の冷媒分流器は、第1観点から第8観点のいずれかの冷媒分流器であって、第1板と第1面との接合部分にろう材を有し、第2板と第2面との接合部分にろう材を有する、ものである。このような構成の冷媒分流器では、ろう材によって第1板と本体との間及び第2板と本体との間の全面の良好な接合を確保でき、例えば接合されない部分の隙間により本体、第1板状心材及び第2板状心材の表面積が増加することによって防食面積が増加するのを抑制することができ、第1犠牲陽極層及び第2犠牲陽極層による防食効果を効率化することができる。
【0016】
第10観点の空気調和機は、第1観点から第9観点のいずれかの冷媒分流器を備えるものである。
【0017】
このような構成の空気調和機では、冷媒分流器の第1板及び第2板の第1犠牲陽極層及び第2犠牲陽極層によって、冷媒分流器のアルミニウム製またはアルミニウム合金製の本体の腐食をムラなく抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
(1)全体構成
図1に示されているように、冷媒分流器10は、例えば空気調和機が備える熱源側の熱交換器1に適用される。空気調和機は、図示省略されているが、例えば、熱源側の熱交換器1以外にも蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うために熱源側の熱交換器1と対をなす利用側の熱交換器、熱源側の熱交換器1と利用側の熱交換器に流れる冷媒を循環させる圧縮機、冷媒の流れを切り換える四方弁及び熱交換器1に流れる気流を発生する送風ファンなどを備える。空気調和機は、例えば冷房運転と暖房運転とを切り換えて行えるように構成されており、熱交換器1の中を流れる冷媒の向きは、冷房運転時と暖房運転時で反対になる。なお、ここでは、冷媒が、蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、実質的に気体状態の冷媒からなるガス冷媒、実質的に液体状態の冷媒からなる液冷媒、及び気体の状態と液体の状態の冷媒が入り混じっている気液二相状態の冷媒に変化する場合を例に挙げて説明する。また、以下の冷媒分流器10の説明においては、主に熱交換器1が蒸発器として用いられる場合を例として説明する。このような場合には、後述する第1冷媒管20が冷媒流入管となり、第2冷媒管30が冷媒流出管となる。
【0020】
熱交換器1の熱交換部3は、アルミニウム合金製の伝熱管である複数の扁平管と、アルミニウム合金製の複数の伝熱フィンとを含んでいる。熱交換部3において、複数の扁平管は、風上側と風下側の2列に配置されるとともに、各列の中で複数段に配置されている。伝熱フィンも風上側と風下側の2列に配置にされている。各列の複数の伝熱フィンは、扁平管の長手方向に沿って間隔を空けて並べられており、各伝熱フィンには複数段の扁平管が接合されている。
【0021】
風上側の複数の扁平管の一端と風下側の複数の扁平管の一端とが連結ヘッダ4によって連結されている。この連結ヘッダ4で、風上側の扁平管と風下側の扁平管を流れる冷媒が折り返される。風下側の複数の扁平管の他端は、アルミニウム合金製の第1ヘッダ集合管5に接続されており、風上側の複数の扁平管の他端は、アルミニウム合金製の第2ヘッダ集合管6に接続されている。第1ヘッダ集合管5は、アルミニウム合金製のガス集合管7に接続されている。第1ヘッダ集合管5及びガス集合管7には、専らガス冷媒が流れる。
【0022】
冷媒分流器10は、第2ヘッダ集合管6から延びるアルミニウム合金製の複数の枝管である第2冷媒管30に接続されている。第2冷媒管30から第2ヘッダ集合管6に冷媒が流出するのは、例えば、空気調和機の暖房運転時に、熱交換器1が蒸発器として機能しているときである。以下では、冷媒分流器10については、熱交換器1が蒸発器として機能して、液冷媒が冷媒分流器10で分流される場合について説明する。しかし、この冷媒分流器10は、熱交換器1が凝縮器として機能する冷房運転時には、複数の第2冷媒管30から冷媒が流入する合流器としても機能する。例えば熱交換器1が凝縮器として用いられるなどして、冷媒分流器10が合流器として機能する場合には、第1冷媒管20が冷媒流出管となり、第2冷媒管30が冷媒流入管となる。その場合には、後述する本体40は、複数の第2冷媒管30から流入する冷媒を第1冷媒管20に合流させる。
【0023】
冷媒分流器10は、
図2及び
図3に示されているように、第1冷媒管20と、複数の第2冷媒管30と、本体40と、第1板50と、第2板60とを備えている。
図2には、組み立てられた冷媒分流器10の断面が示されている。
図3には、冷媒分流器10の組み立て前の状態が示されている。
【0024】
第1冷媒管20には、冷媒分流器10に流入する冷媒が流れる。流入する冷媒の流れが、
図2において矢印Ar1で示されている。複数の第2冷媒管30には、冷媒分流器10から流出する冷媒が流れる。流出する冷媒の流れが、
図2において矢印Ar2で示されている。本体40は、第1冷媒管20が接続される第1面41と、複数の第2冷媒管30が接続される第2面42とを有する。本体40は、第1冷媒管20から複数の第2冷媒管30に冷媒を分流する。この冷媒分流器10に10本の第2冷媒管30が接続されており、流入した冷媒が10等分されて10本の第2冷媒管30を通って流出する。ここでは、第1冷媒管20が1本だけ接続されている場合について説明しているが、第1冷媒管20は複数本であってもよい。また、第2冷媒管30の本数は、10本に限られるものではなく、第1冷媒管20の本数よりも多ければよい。また、複数の第2冷媒管30において均等に分流されるように設計することは必須ではなく、それぞれに流れる冷媒の流量が異なるように設計されてもよい。
【0025】
第1板50の一方主面51は、本体40の第1面41に接合されている。第2板60の一方主面61は、本体40の第2面42に接合されている。第1板50の他方主面52は、大気に曝される外面であって、この他方主面52に本体40に対する第1犠牲陽極層54を有している。第2板60の他方主面62は、大気に曝される外面であって、この他方主面62に本体40に対する第2犠牲陽極層64を有している。
【0026】
本体40は、アルミニウム合金からなる。本体40に用いられるアルミニウム合金としては、例えば、マンガン(Mn)が添加されたアルミニウム合金(Al‐Mn系アルミニウム合金)がある。Al‐Mn系アルミニウム合金としては、例えば、日本工業規格(例えばJISH4040)で規定されている合金番号3000番台のアルミニウム合金がある。本体40に対する第1犠牲陽極層54は、本体40よりも電気化学的に卑な層である。換言すると、本体40は、電気化学的に第1犠牲陽極層54よりも貴な金属で構成されている。さらに別の言い方をするならば、本体40は、電気化学的な電位が第1犠牲陽極層54よりも高い金属で構成されている、ということである。また、本体40に対する第2犠牲陽極層64は、本体40よりも電気化学的に卑な層である。例えば、本体40の第1面41の側に結露水または雨水などが付着した場合、電気化学的に卑な第1犠牲陽極層54が、アルミニウム合金製の本体40よりもイオン化傾向が大きいので、第1犠牲陽極層54の近傍の本体40に水が付着しても第1犠牲陽極層54から本体40に電子が供給されて腐食が防がれる。第1犠牲陽極層54から電子を本体40に供給するために、第1犠牲陽極層54と本体40とは電気的に接続されている。同様に、第2面42の側でも、第2犠牲陽極層64の犠牲陽極効果によって本体40の腐食が防止される。
【0027】
(2)詳細構成
(2−1)本体40
本体40は、第1部材43と、第2部材44とを含んでいる。腐食防止の観点からは、第1部材43と第2部材44とが同じ材質であることが好ましい。ここで、第1部材43及び第2部材44は、同じアルミニウム合金であるAl‐Mn系アルミニウム合金からなる。第1部材43は、円柱状の部材に第1穴45が形成された構成を有し、第2部材44は、有天円筒状の部材の天面に複数の第2穴47が形成された構成を有する。この第2部材44は、凹部46を持っており、この凹部46に第1部材43が嵌め込まれている。
【0028】
本体40の第1部材43と第2部材44には、犠牲陽極層が形成されていない。言い換えると、第1部材43及び第2部材44は、単一のAl‐Mn系アルミニウム合金からなる部材である。
【0029】
凹部46は、凹部46の浅部に形成されている大径の円形開口部46bと、円形開口部46bに続いて凹部46の深部に形成されている小径の円形開口部46aとからなっている。円形開口部46a,46bの中心軸は、第2部材44の中心軸と一致する。大径の円形開口部46bは、その直径が第1部材43の外径と同じかまたは僅かに大きく、第1部材43が嵌合される箇所になっている。従って、第2部材44に第1部材43が嵌合された状態で、小径の円形開口部46aは、冷媒を分流する空間SPとなる。第1部材43の外面が第2部材44の凹部46と接触する箇所において、例えばリング状に加工されたろう材であるリングろう材または第1部材43の外周面にクラッドされたろう材によって炉中ろう付けが行われる。リングろう材及びクラッドされるろう材は、例えばアルミニウム合金からなる。この炉中ろう付けによって、第1部材43と第2部材44とが気密に接合される。
【0030】
第1部材43には、第1部材43の中心軸に一致する中心軸を持つ円柱状の第1穴45が形成されている。第1穴45は、第1面41に近い場所に形成されている大径の円形開口部45bと、円形開口部45bに続いて第1面41から遠い場所に形成されている小径の円形開口部45aとを持っている。大径の円形開口部45bには、円筒状の第1冷媒管20が嵌入される。冷媒分流器10に流入する冷媒は、第1冷媒管20から円形開口部45aを通って、分流が行われる空間SPである円形開口部46aに流れ込む。
【0031】
第2部材44には、第2部材44の中心軸に中心を持つ円周上に等間隔で配置された10個の第2穴47が形成されている。各第2穴47は、円筒状の第2部材44の中心軸に沿って延びている。各第2穴47は、第2面42に近い場所に形成されている大径の円形開口部47bと、円形開口部47bに続いて第2面42から遠い場所に形成されている小径の円形開口部47aとを持っている。大径の各円形開口部47bには、各第2冷媒管30が嵌入される。冷媒分流器10から流出する冷媒は、分流が行われる空間SPである円形開口部46aから各円形開口部47a及び各第2冷媒管30を通って流れ出す。
【0032】
本体40の円形開口部45bの深さ及び円形開口部47bの深さは、例えば6mm以上である。第2部材44の円形開口部46aの周囲の円筒壁46cの最も薄い部分の厚みt1は、冷媒分流器10の耐用年数にとって重要な要素の1つである。円筒壁46cの最も薄い部分の厚みt1は、例えば、SWAAT(Sea Water Acidified Test,ASTM G85-A3)を行った場合に、後に説明する第3犠牲陽極層22,32のうちの円形開口部45b,47bの中の部分が腐食されて無くなった時点でも、孔食が円筒壁46cの最も薄い部分を貫通しない厚みに設定される。厚みt1は、例えばSWAATの4900時間経過時点で円筒壁46cに生じる孔食の深さよりも大きくなるように設定されている。そのために、厚みt1は、3mm以上であることが好ましい。
【0033】
(2−2)第1冷媒管20
第1冷媒管20は、アルミニウム合金製の円管状の第1心材21と、第1心材21の外周面の全面に形成されている第3犠牲陽極層22とを有している。防食の観点から、第1心材21の材質は、本体40と同じ材質で構成されることが好ましい。ここでは、第1心材21がAl‐Mn系アルミニウム合金で形成されている。第3犠牲陽極層22に用いられるアルミニウム合金としては、例えば亜鉛(Zn)とマグネシウム(Mg)が添加されたアルミニウム合金(Al‐Zn‐Mg系アルミニウム合金)がある。Al‐Zn‐Mg系アルミニウム合金としては、例えばJISH4080で規定されている合金番号7000番台のアルミニウム合金がある。第1心材21の材質であるAl‐Mn系アルミニウム合金と、第3犠牲陽極層22の材質であるAl‐Zn‐Mg系アルミニウム合金とを比較すると、Al‐Mn系アルミニウム合金よりもAl‐Zn‐Mg系アルミニウム合金の方が卑な金属になるように設定されている。
【0034】
第3犠牲陽極層22は、第1冷媒管20の外周面の全面に形成されているクラッド層である。第3犠牲陽極層22が外周の全面にクラッドされた第1冷媒管20は、例えば、圧延接合により安価に得ることができる。このような圧延接合は、例えば熱間押出加工により行うことができる。第1冷媒管20は、本体40の円形開口部45bにそのまま嵌入される。例えば、第1冷媒管20が挿入される前に円形開口部45bの中に予め入れられていたリングろう材によって炉中ろう付けが行われ、第1冷媒管20が本体40に接合される。従って、第1冷媒管20の第3犠牲陽極層22が円形開口部45bの内周面に接合される。
【0035】
第3犠牲陽極層22が本体40の円形開口部45bの中にまで延びているので、第3犠牲陽極層22が無くなると本体40から冷媒が漏洩する損傷が発生する可能性が高くなる。円形開口部45bの中に入る部分の第3犠牲陽極層22を剥がして第1心材21と本体40とを直接接合すれば、円形開口部45bの中の第3犠牲陽極層22の腐食によって冷媒が漏洩し易くなるという不具合を防ぐことはできる。しかしながら、第3犠牲陽極層22を部分的に剥離させると剥離作業のコストによって第1冷媒管20が高価なものとなってしまう。そこで、この冷媒分流器10では、後に説明する第1板50の第1犠牲陽極層54が第3犠牲陽極層22の腐食を抑制することによって上述の不具合の発生を抑制している。
【0036】
(2−3)第2冷媒管30
各第2冷媒管30は、アルミニウム合金製の円管状の第2心材31と、第2心材31の外周面の全面に形成されている第3犠牲陽極層32とを有している。防食の観点から、第2心材31の材質は、本体40と同じ材質で構成されることが好ましい。ここでは、第2心材31がAl‐Mn系アルミニウム合金で形成されている。また、ここでは、第2冷媒管30の第3犠牲陽極層32は、第1冷媒管20の第3犠牲陽極層22と同じ材質で形成されている。各第2冷媒管30においても第1冷媒管20と同様に、第2心材31の材質と第3犠牲陽極層32の材質とを比較すると、第2心材31の材質よりも第3犠牲陽極層32の材質が卑な金属になるように設定されている。
【0037】
各第3犠牲陽極層32は、各第2冷媒管30の外周面の全面に形成されているクラッド層である。各第3犠牲陽極層32が外周の全面にクラッドされた第2冷媒管30は、例えば、圧延接合により安価に得ることができる。このような圧延接合は、例えば熱間押出加工により行うことができる。各第2冷媒管30は、本体40の各円形開口部47bにそのまま嵌入される。例えば、各第2冷媒管30が挿入される前に各円形開口部47bの中に予め入れられていたリングろう材によって炉中ろう付けが行われ、各第2冷媒管30が本体40に接合される。従って、第2冷媒管30の第3犠牲陽極層32が円形開口部47bの内周面に接合される。
【0038】
各第3犠牲陽極層32が本体40の各円形開口部47bの中にまで延びているので、各第3犠牲陽極層32が無くなると本体40から冷媒が漏洩する損傷が発生する可能性が高くなる。各円形開口部47bの中に入る部分の各第3犠牲陽極層32を剥がして第2心材31と本体40とを直接接合すれば、各円形開口部47bの中の各第3犠牲陽極層32の腐食によって冷媒が漏洩し易くなるという不具合を防ぐことはできる。しかしながら、各第3犠牲陽極層32を部分的に剥離させると剥離作業のコストによって第2冷媒管30が高価なものとなってしまう。そこで、この冷媒分流器10では、後に説明する第2板60の第2犠牲陽極層64が第3犠牲陽極層32の腐食を抑制することによって上述の不具合の発生を抑制している。
【0039】
(2−4)第1板50
第1板50は、本体40と接合される前においては
図4に示されているように、一方主面51と他方主面52とを有している。第1板50は、本体40と接合される前においては、本体40と同じ材質からなる第1板状心材53と、第1板状心材53の上に直接形成されて一方主面51に配置されている第1犠牲陽極層54と、他方主面52の全面に形成されているろう材層55とを有している。第1板状心材53の両面に配置されている第1犠牲陽極層54とろう材層55は、例えば圧延接合によって第1板状心材53にクラッドされている。第1板50の厚みは、例えば1mm〜2mmである。この第1板50の一方主面51が大気に曝され、他方主面52が本体40の第1面41に接合される。
【0040】
第1板状心材53の材質は、本体40と同じ材質で構成されることが好ましい。ここでは、第1板状心材53がAl‐Mn系アルミニウム合金で形成されている。第1犠牲陽極層54は、例えばAl‐Zn‐Mg系アルミニウム合金で形成されている。第1板状心材53の材質であるAl‐Mn系アルミニウム合金と、第1犠牲陽極層54の材質とを比較すると、本体40及び第1板状心材53の材質よりも第1犠牲陽極層54の材質の方が卑な金属になるように設定されている。換言すると、第1板状心材53は、第1犠牲陽極層54よりも電気化学的に貴な金属で構成されている。さらに別の言い方をするならば、第1板状心材53は、電気化学的な電位が第1犠牲陽極層54よりも高い、ということである。良好な犠牲陽極効果を得るには、第1犠牲陽極層54の表面と本体40及び第1板状心材53との電気化学的な電位差が100mV以上であることが好ましい。また、第1犠牲陽極層54は、第3犠牲陽極層22と同じ材質で形成されている。第1板状心材53の材質よりも第1犠牲陽極層54の材質の方が卑な金属になるように設定されることで、本体40と第1板状心材53との界面での腐食も抑制される。
【0041】
ろう材層55の材質は、アルミニウム合金であることが好ましい。ろう材層55は、例えば、シリコン(Si)が添加されたアルミニウム合金(Al‐Si系アルミニウム合金)からなる。Al‐Si系アルミニウム合金としては、例えばJISH4000で規定されている合金番号4000番台のアルミニウム合金がある。
【0042】
第1板50には、第1冷媒管20が嵌入される開口部56が形成されている。開口部56の中心軸は、第1穴45の中心軸と実質的に一致する。開口部56の直径は、第1穴45の円形開口部45bの直径と同じかそれよりも大きくなるように設定されている。本体40の第1部材43の円形開口部45bと第1板50の開口部56は、第1冷媒管20が嵌入される第1嵌入孔を構成する。第1板50の第1犠牲陽極層54による円形開口部45bの中の第3犠牲陽極層22の腐食を抑制する効果を得るには、開口部56の直径が小さく、第1板50が第1冷媒管20に接触している方が好ましい。しかし、第1板50が第1冷媒管20に接触していなくても第1板50が第1冷媒管20の近傍にあれば、第3犠牲陽極層22の腐食を抑制する効果を得ることはできる場合がある。開口部56の直径が、円形開口部45bの直径より例えば数ミリ程度大きくても第3犠牲陽極層22の腐食を抑制する効果を十分に得ることができる。
【0043】
第1板50は、第1犠牲陽極層54の側が本体40の第1面41に接合されるのを妨げるフールプルーフ構造を有する。この第1板50は、フールプルーフ構造として、第1犠牲陽極層54の側に突出した突起57を持っている。このような突起57があることにより、第1板50を本体40の第1面41に接合するときに、第1犠牲陽極層54の側を第1面41の方に取り付けようとすると、第1面41に突起57が突き当たり、第1板50が本体40から浮き上がって第1犠牲陽極層54の側が本体40の第1面41に接合されるのを妨げる。ここでフールプルーフ構造とは、作業者が第1板50及び/または第2板60の表裏を誤って取り付けたときに、接合できなくする構造、または誤った接合であることを作業者に知らせる構造である。
【0044】
(2−5)第2板60
第2板60は、本体40と接合される前においては
図5に示されているように、一方主面61と他方主面62とを有している。第2板60は、本体40と接合される前においては、本体40と同じ材質からなる第2板状心材63と、第2板状心材63の上に直接形成されて一方主面61に配置されている第2犠牲陽極層64と、他方主面62の全面に形成されているろう材層65とを有している。第2板状心材63の両面に配置されている第2犠牲陽極層64とろう材層65は、例えば圧延接合によって第2板状心材63にクラッドされている。第2板60の厚みは、例えば1mm〜2mmである。この第2板60の一方主面61が大気に曝され、他方主面62が本体40の第2面42に接合される。
【0045】
第2板状心材63の材質は、本体40と同じ材質で構成されることが好ましい。ここでは、第2板状心材63がAl‐Mn系アルミニウム合金で形成されている。第2犠牲陽極層64は、例えばAl‐Zn‐Mg系アルミニウム合金で形成されている。第2板状心材63の材質であるAl‐Mn系アルミニウム合金と、第2犠牲陽極層64の材質とを比較すると、第2板状心材63の材質よりも第2犠牲陽極層64の材質の方が卑な金属になるように設定されている。換言すると、第2板状心材63は、第2犠牲陽極層64よりも電気化学的に貴な金属で構成されている。さらに別の言い方をするならば、本体40及び第2板状心材63は、電気化学的な電位が第2犠牲陽極層64よりも高い、ということである。良好な犠牲陽極効果を得るには、第2犠牲陽極層64の表面と本体40及び第2板状心材63との電気化学的な電位差が100mV以上であることが好ましい。また、この第2犠牲陽極層64は、第3犠牲陽極層32と同じ材質で形成されている。第2板状心材63の材質よりも第2犠牲陽極層64の材質の方が卑な金属になるように設定されることで、本体40と第2板状心材63との界面での腐食も抑制される。
【0046】
ろう材層65の材質は、アルミニウム合金であることが好ましい。ろう材層65は、例えば、シリコン(Si)が添加されたアルミニウム合金(Al‐Si系アルミニウム合金)からなる。Al‐Si系アルミニウム合金としては、例えばJISH4000で規定されている合金番号4000番台のアルミニウム合金がある。
【0047】
第2板60には、10本の第2冷媒管30が嵌入される複数の開口部66が形成されている。各開口部66の中心軸は、各第2穴47の中心軸と実質的に一致する。各開口部66の直径は、各第2穴47の円形開口部47bの直径と同じかそれよりも大きくなるように設定されている。本体40の第2部材44の各円形開口部47bと第2板60の各開口部66は、各第2冷媒管30が嵌入される第2嵌入孔を構成する。第2板60の第2犠牲陽極層64による円形開口部47bの中の第3犠牲陽極層32の腐食を抑制する効果を得るには、開口部66の直径が小さく、第2板60が第2冷媒管30に接触している方が好ましい。しかし、第2板60が第2冷媒管30に接触していなくても第2板60が第2冷媒管30の近傍にあれば、第3犠牲陽極層32の腐食を抑制する効果を得ることはできる場合がある。開口部66の直径が、円形開口部47bの直径よりも例えば数ミリ程度大きくても第3犠牲陽極層32の腐食を抑制する効果を十分に得ることができる。
【0048】
第2板60は、第2犠牲陽極層64の側が本体40の第2面42に接合されるのを妨げるフールプルーフ構造を有する。この第2板60は、フールプルーフ構造として、第2犠牲陽極層64の側に突出した突起67を持っている。このような突起67があることにより、第2板60を本体40の第2面42に接合するときに、第2犠牲陽極層64の側を第2面42の方に取り付けようとすると、第2面42に突起67が突き当たり、第2板60が本体40から浮き上がって第2犠牲陽極層64の側が本体40の第2面42に接合されるのを妨げる。
【0049】
(3)特徴
(3−1)
本体40の第1面41には第1板50が接合され、本体40の第2面42には第2板60が接合されている。そして、第1板50は、大気に曝される外面である一方主面51に第1犠牲陽極層54を有しており、第2板60は、大気に曝される外面である一方主面61に第2犠牲陽極層64を有している。ここで、本体40に対する第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64とは、本体40よりも電気化学的に卑な層であることを意味する。つまり、冷媒分流器10の腐食が発生する環境下においては、第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64から本体40に電子が供給され、本体40よりも第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64が先に腐食して本体40の腐食を抑制する犠牲陽極効果を、第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64が発揮する。
【0050】
第1板50及び第2板60に層状に設けられている第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64は、溶射などと異なり、アルミニウム合金製の冷媒分流器10の耐用年数に応じて容易に所望の層厚に設定できるので、第1板50及び第2板60によって耐食性を向上させたい所望の箇所について、設定されている耐用年数に渡ってムラなく本体40の腐食を抑制することができる。
【0051】
(3−2)
第1冷媒管20の第1心材21及び第2冷媒管30の第2心材31がアルミニウム合金製であるが、これら第1心材21及び第2心材31の腐食が第3犠牲陽極層22,32によって抑制されている。これら第3犠牲陽極層22,32は、第1心材21及び第2心材31だけでなく、アルミニウム合金製の本体40の影響も受ける。もし、冷媒分流器10が第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64を有していなければ、第3犠牲陽極層22,32のうちの本体40の近傍の箇所が本体40から遠い他の箇所に比べて速く侵食される可能性が高くなる。特に、円形開口部45b,47bの中の第3犠牲陽極層22,32の侵食が速く進むと、円形開口部45b,47bと第1心材21及び第2心材31との間に生じる隙間によって冷媒が漏洩するリスクが高くなる。このような本体40の近傍の第3犠牲陽極層22,32の侵食が第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64によって抑制されるので、第1冷媒管20及び複数の第2冷媒管30の耐食性が向上する。
【0052】
(3−3)
第2部材44の凹部46の周囲の円筒壁46cの壁の厚みt1が厚くなるほど、円筒壁46cに生じる孔食に起因して冷媒の漏洩が発生するまでの期間が長くなる。そして、本体40の第1面41及び第2面42の腐食が第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64で抑制され、腐食の観点で見たときの耐用年数は第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64によって延ばすことができる。従って、第2部材44の凹部46の周囲の円筒壁46cを厚くすることによって、第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64によって延びる箇所の耐用年数に合わせて本体40の全体の耐食性を容易に向上させることができる。
【0053】
(3−4)
本体40のアルミニウム合金製の第1部材43及び第2部材44には犠牲陽極層が形成されていない。つまり、アルミニウム合金製のブロック、例えばアルミニウム合金からなる棒状部材を切削加工して第1部材43及び第2部材44を形成することができる。容易に入手できるアルミニウムブロックまたはアルミニウム合金ブロックで本体40を構成できるということは、第1部材43及び第2部材44に犠牲陽極層が直接形成されている部材を加工する場合に比べて、安価に冷媒分流器10を提供できることにつながる。
【0054】
(3−5)
第1部材43の円形開口部45bと第1板50の開口部56からなる第1嵌入孔に、第3犠牲陽極層22が外周面に形成されている第1冷媒管20をそのまま嵌入するようにしたことで組み立て易さを向上させるとともに、第3犠牲陽極層22の腐食の抑制を第1犠牲陽極層54により行って耐食性を保たせることができる。同様に、第2部材44の円形開口部47bと第2板60の開口部66からなる第2嵌入孔に、第3犠牲陽極層32が外周面に形成されている第2冷媒管30をそのまま嵌入するようにしたことで組み立て易さを向上させるとともに、第3犠牲陽極層32の腐食の抑制を第2犠牲陽極層64により行って耐食性を保たせることができる。その結果、組み立てが容易で耐食性に優れた冷媒分流器10を提供することができる。
【0055】
(3−6)
上記実施形態では、第1板50の突起57及び第2板60の突起67がフールプルーフ構造である。突起57,67は、第1犠牲陽極層54が第1面41に接合されたり、第2犠牲陽極層64が第2面42に接合されたりする組み立ての誤りを防止する。これら突起57,67は、組み立ての誤りによって耐食性が付与されないまたは耐食性が低くなるという不具合を防止している。
【0056】
(3−7)
第1板50の第1板状心材53が第1犠牲陽極層54よりも電気化学的に貴であり、第2板60の第2板状心材63が第2犠牲陽極層64よりも電気化学的に貴であるので、本体40を防食しつつ第1板50及び第2板60の腐食速度を低下させることができる。
【0057】
(3−8)
第1板50及び第2板60は、本体40と同じ材質であるAl-Mn系アルミニウム合金からなる第1板状心材53及び第2板状心材63を有している。このように、第1板50及び第2板60が本体40と同じ材質のアルミニウム合金であることにより、第1板50及び第2板60が本体40と異なる材質で構成される場合に比べて、第1板状心材53及び第2板状心材63の上に直接形成された第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64による腐食抑制の作用が複雑にならない。つまり、第1板状心材53、第2板状心材63及び本体40を単一材質の1つの部品とみなしてシンプルに耐食性に係る耐用年数を予測することができる。
【0058】
(3−9)
第1板50と第1面41との接合部分及び第2板60と第2面42との接合部分に、上記実施形態ではAl‐Si系アルミニウム合金からなるろう材を有している。このろう材によって第1板50と本体40との間及び第2板60と本体40との間の全面の良好な接合を確保でき、例えば接合されない部分の隙間により本体40、第1板状心材53及び第2板状心材63の表面積が増加することによって防食面積が増加するのを抑制することができ、第1犠牲陽極54層及び第2犠牲陽極層64による防食効果を効率化することができる。
【0059】
(4)変形例
(4−1)変形例1A
上記実施形態では、本体40がアルミニウム合金である場合について説明したが、本体40はアルミニウムで形成されてもよい。アルミニウム製の本体40に対する第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64は、アルミニウムよりも卑な金属からなる。アルミニウムとしては、例えば、JISH4040で規定されている合金番号1000番台のアルミニウムがある。このようなアルミニウム製の本体に対しても、Al‐Zn‐Mg系アルミニウム合金からなる層を第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64として用いることができる。同様に、熱交換部3、連結ヘッダ4、第1ヘッダ集合管5、第2ヘッダ集合管6、第1冷媒管20の第1心材21及び第2冷媒管30の第2心材31は、アルミニウムからなるものであってもよい。アルミニウム製の第1心材21及び第2心材31に対する第3犠牲陽極層22,32は、アルミニウムよりも電気化学的に卑な金属からなる。
【0060】
(4−2)変形例1B
上記実施形態では、本体40の第1面41及び第2面42が平面であることから、第1板50及び第2板60も平板である。しかし、第1板50及び第2板60は、平板に限られるものではなく、例えば第1面41及び第2面42が曲面である場合には、第1面41及び第2面42に合わせて第1板50及び第2板60を湾曲させてもよい。また、第1面41に1枚の第1板50を接合し、第2面42に1枚の第2板60を接合する場合について説明したが、第1板50及び第2板60は複数に分割されていてもよい。また、本体40の円筒状の側面にまで、犠牲陽極層が形成された板を接合してもよい。
【0061】
(4−3)変形例1C
上記実施形態では、第1冷媒管20及び第2冷媒管30の第3犠牲陽極層22,32が互いに同じ材質で構成されている場合について説明した。しかし、第1冷媒管20と第2冷媒管30の第3犠牲陽極層32とが異なる材質で構成されていてもよい。第1冷媒管20の第3犠牲陽極層22は、第1心材21よりも電気化学的に卑な金属で形成されればよく、第2冷媒管30の第3犠牲陽極層32は、第2心材31よりも電気化学的に卑な金属で形成されればよい。
【0062】
また、上記実施形態では、第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64が第3犠牲陽極層22,32と同じ材質で形成されている場合について説明した。しかし、これらが異なる材質で形成されてもよく、例えば、アルミニウム合金で第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64並びに第3犠牲陽極層22,32が形成される場合に、合金に含まれるアルミニウム以外の金属の種類及び/または金属の配合比率を異ならせることで異なる材質としてもよい。例えば第1犠牲陽極層54は第3犠牲陽極層22よりも電気化学的に卑な材質で形成されてもよく、また第2犠牲陽極層64は第3犠牲陽極層32よりも電気化学的に卑な材質で形成されてもよい。
【0063】
(4−4)変形例1D
上記実施形態では、本体40、第1冷媒管20の第1心材21及び第2冷媒管30の第2心材31が互いに同じ材質で構成されている場合について説明した。しかし、これらが異なる材質で構成されていてもよい。例えば、アルミニウム合金で本体40、第1心材21及び第2心材31が形成される場合に、合金に含まれるアルミニウム以外の金属の種類及び/または金属の配合比率を異ならせることで、本体40、第1心材21及び第2心材31が互いに異なる材質で構成されていてもよい。
【0064】
(4−5)変形例1E
上記実施形態では、第1冷媒管20及び第2冷媒管30並びに第1心材21及び第2心材31が円管である場合について説明したが、第1冷媒管20及び第2冷媒管30並びに第1心材21及び第2心材31は円管以外の管状であってもよく、例えば冷媒の流れ方向に垂直なそれらの断面の形状が楕円形であってもよい。
【0065】
(4−6)変形例1F
上記実施形態では、本体40が第1部材43と第2部材44とで構成されている場合について説明した。しかし、本体40は、3つ以上の部材から構成されてもよく、また、1つの部材から構成されてもよい。
【0066】
(4−7)変形例1G
上記実施形態では、第3犠牲陽極層22,32が円形開口部45b,47bの中にまで挿入されている場合について説明した。しかし、第3犠牲陽極層22,32が円形開口部45b,47bの中にまで挿入されない構成であってもよく、例えば、第1冷媒管20及び第2冷媒管30のうちの円形開口部45b,47bの中に挿入される部分の第3犠牲陽極層22,32が削り取られていてもよく、その様な構成であっても、第1犠牲陽極層54及び第2犠牲陽極層64によって、本体40の腐食をムラなく抑制する効果を奏する。
【0067】
(4−8)変形例1H
上記実施形態では、第1板50が第1板状心材53と第1犠牲陽極層54とを含んで構成され、第2板60が第2板状心材63と第2犠牲陽極層64とを含んで構成されている場合について説明した。上述のような構成以外に、第1板50の第1板状心材53と第1犠牲陽極層54が単一材質の単一の層で構成され、第2板60の第2板状心材63と第2犠牲陽極層64が単一材質の単一の層で構成されている構成でも、円形開口部45b,47bの中にまで延びている第3犠牲陽極層22,32の腐食を防ぐように構成することができる。
【0068】
(4−9)変形例1I
上記実施形態では、フールプルーフ構造として、第1板50及び第2板60に形成された突起57,67について説明した。しかし、フールプルーフ構造は、これら突起57,67に限られるものではない。例えば、第1板50及び第2板60の一方主面51,61に刻印を施してもよい。「接合面」などの文字を刻印すれば、他方主面52,62を本体40の第1面41及び第2面42に誤って合わせれば、必然的に「接合面」などの文字が組み立て作業者の目に留まり、組み立ての誤りを防ぐことができる。また、本体40の第1面41及び第2面42を凸状の曲面とするとともに第1板50及び第2板60の一方主面51,61を凹状の曲面としてもよい。このようなフールプルーフ構造では、凸状の曲面である第1板50及び第2板60の他方主面52,62を、凸状の第1面41及び第2面42に合わせようとしても一致しないことから第1板50及び第2板60が浮き上がり、誤った組み立てが防止される。
【0069】
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
【解決手段】冷媒分流器10は、第1冷媒管20と複数の第2冷媒管30と本体40と第1板50と第2板60とを備えている。本体40は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製である。第1冷媒管20から複数の第2冷媒管30に冷媒を分流する本体40は、第1冷媒管20が接続される第1面41及び複数の第2冷媒管30が接続される第2面42を有している。第1板50は、第1面41に接合され、大気に曝される外面に、本体40に対する第1犠牲陽極層54を有する。第2板60は、第2面42に接合され、大気に曝される外面に、本体40に対する第2犠牲陽極層64を有する。