流体用开闭阀和使用它的空气调节机
阅读：1025发布：2020-08-30
专利汇可以提供流体用开闭阀和使用它的空气调节机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供 流体 用开闭 阀 和使用它的空气调节机。由铅的含有量为1000ppm以下且含有0.8％以上的Sn的 黄 铜 合金 形成流体用开闭阀，将该流体用开闭阀设置于在空气调节机等中使用的制冷剂回路中。该流体用开闭阀插入安装于制冷剂配管而使用，由此即使是曝露于 氨 多的大气且 温度 比大气高而容易与氨反应的环境，也能够防止应 力 腐蚀 破裂，而且能够减小环境负荷。可以还含有1.6％以上的Bi。，下面是流体用开闭阀和使用它的空气调节机专利的具体信息内容。
1.一种空气调节机，其特征在于：
使用HFC类制冷剂、或具有碳的双键的氢氟类制冷剂的单一制冷剂、或者将它们作为主要成分且全球变暖潜势为5以上750以下的混合制冷剂，
具有流体用开闭阀，该流体用开闭阀插入安装于制冷剂配管，在温度比大气高的环境下使用，由黄铜合金形成，所述黄铜合金的铅的含有量为1000ppm以下且所述黄铜合金含有
0.8％以上的Sn，所述混合制冷剂在所述流体用开闭阀中流动。
2.如权利要求1所述的空气调节机，其特征在于：
所述流体用开闭阀由还含有1.6％以上的Bi的黄铜合金形成。
3.一种空气调节机，其特征在于：
使用HFC类制冷剂、或具有碳的双键的氢氟类制冷剂的单一制冷剂、或者将它们作为主要成分且全球变暖潜势为5以上750以下的混合制冷剂，
具有流体用开闭阀，该流体用开闭阀插入安装于制冷剂配管，在温度比大气高的环境下使用，由黄铜合金形成，所述黄铜合金的铅的含有量为1000ppm以下且所述黄铜合金含有Si，所述混合制冷剂在所述流体用开闭阀中流动。
流体用开闭阀和使用它的空气调节机
技术领域
[0001] 本发明涉及插入安装于制冷循环的制冷剂配管的二通阀、三通阀等流体用开闭阀，特别涉及能够减少环境负荷的流体用开闭阀和使用它的空气调节机。
背景技术
[0002] 一般来说，使用制冷循环的设备例如空气调节机通过用制冷剂配管连接室内机和室外机而构成，在该制冷剂配管中设置有为了在配管连接后进行空气吹扫(air purge)和制冷剂封入而具有检修口(service port)的三通阀(例如参照专利文献1)。
[0003] 图7表示专利文献1记载的空气调节机。该空气调节机通过将室外机100和室内机101用制冷剂配管103a、103b连接而构成，在该制冷剂配管103a、103b的连接部插入安装有二通阀104和三通阀105。使该三通阀105的检修口106开闭而进行配管连接后的空气吹扫和制冷剂封入。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：日本特开2009-250274号公报
发明内容
[0007] 现有的空气调节机具有能够利用三通阀105不使制冷剂泄漏地进行空气吹扫，能够不会由于制冷剂泄漏而对环境造成负荷地进行施工的优点。
[0008] 但是，二通阀104和三通阀105的形状复杂且需要高精度，因此使用加工性好的材料构成，现状是由含铅的黄铜合金形成。该黄铜合金的耐蚀性、被削性、机械性质等特性优异，因此是适合用于复杂且精度高的流体用开闭阀的材料，但由于含铅而存在流体用开闭阀成为对环境负荷大的部件的问题。
[0009] 于是，为了抑制环境负荷，考虑使该流体用开闭阀为铅含有量是1000ppm以下的实质上无铅的黄铜合金制成的流体用开闭阀。
[0012] 此外，插入安装于制冷剂配管而使用的二通阀或三通阀等流体用开闭阀由于在内部流动的制冷剂而导致其温度为60℃左右，比大气高很多，结果导致对于与氨的反应的灵敏度高，由于该点也容易发生应力腐蚀破裂，在该特殊且严酷的使用条件下使用。
[0013] 于是本发明考虑该问题，为了推进无铅化，提供在实用水平上防止应力腐蚀破裂的实质上无铅的流体用开闭阀和使用它的空气调节机。
[0014] 本发明由铅的含有量为1000ppm以下、且含有0.8％以上的Sn的黄铜合金形成流体用开闭阀。
[0015] 该流体用开闭阀插入安装于制冷剂配管而使用，由此即使是曝露于氨较多的大气中且温度比大气高而容易与氨发生反应的环境，也能够防止应力腐蚀破裂。
[0017] 图1是本发明的第1实施方式的空气调节机的制冷剂回路图。
[0018] 图2A是表示本发明的第1实施方式的空气调节机的室外机的外观的正面图。
[0019] 图2B是将本发明的第1实施方式的空气调节机的室外机的配管罩的一部分截断而表示的侧面图。
[0020] 图3是表示本发明的第1实施方式的空气调节机的三通阀的截面图。
[0021] 图4是表示本发明的第1实施方式的空气调节机的三通阀的分解截面图。
[0022] 图5是表示本发明的试验品的试验状态的立体图。
[0023] 图6是表示本发明的第2实施方式的空气调节机的二通阀的截面图。
[0024] 图7是现有的空气调节机的制冷剂回路图。
具体实施方式
[0025] 下面，参照附图说明本发明的实施方式。另外，本发明并不限定于这些实施方式。
[0026] (第1实施方式)
[0027] 图1是本发明的第1实施方式的空气调节机的制冷剂回路图。图2A是表示本发明的第1实施方式的空气调节机的室外机的外观的正面图。图2B是将本发明的第1实施方式的空气调节机的室外机的配管罩的一部分截断而表示的侧面图。图3是表示本发明的第1实施方式的空气调节机的三通阀的截面图。图4是表示本发明的第1实施方式的空气调节机的三通阀的分解截面图。
[0028] 图1中，本实施方式的空气调节机包括室外机5，该室外机5具有压缩制冷剂的压缩机1、切换供冷供暖运转时的制冷剂回路的四通阀2、使制冷剂与外部空气的热量进行交换的室外热交换器3和将制冷剂减压的减压器4。此外包括室内机7，该室内机7具有使制冷剂和室内空气的热量进行交换的室内热交换器6。还包括连接室内机7和室外机5的液体连接配管8和气体连接配管9。在室外机5的与气体连接配管9的连接口和四通阀2之间的配管设置有第1流体用开闭阀10，在与液体连接配管8的连接口和减压器4之间的配管设置有第2流体用开闭阀11。
[0029] 此外，本实施方式的空气调节机构成将压缩机1、四通阀2、室外热交换器3、减压器4、第2流体用开闭阀11、液体连接配管8、室内热交换器6、气体连接配管9和第1流体用开闭阀10用配管连接成环状而成的制冷剂回路。
[0030] 第1流体用开闭阀10由进行配管连接后的空气吹扫和制冷剂封入的三通阀构成，第2流体用开闭阀11由二通阀构成。第1流体用开闭阀10和第2流体用开闭阀11均如图2所示在室外机5的侧面露出地设置。第1流体用开闭阀10和第2流体用开闭阀11均被配管罩5a覆盖，但多是在接近地面等的位置曝露于大气的环境。第1流体用开闭阀10和第2流体用开闭阀11均使用黄铜合金通过锻造而形成。
[0031] 此外，在构成本实施方式的空气调节机的制冷剂回路中使用的制冷剂以四氟丙烯或三氟丙烯以基础成分。使用将二氟甲烷或五氟乙烷或四氟乙烷，以使全球变暖潜势为5以上、750以下的方式、优选以使全球变暖潜势为350以下、进一步优选使全球变暖潜势为150以下的方式，分别混合2种成分或混合3种成分而得的环境负荷小的氢氟烯烃制冷剂。具体的说，使用R32等HFC类制冷剂、HFO-1234yf等具有碳的双键的氢氟类制冷剂的单一制冷剂或将它们作为主要成分的混合制冷剂。
[0032] 在供冷运转时，将四通阀2切换为使压缩机1的排出侧和室外热交换器3连通。由此，被压缩机1压缩后的制冷剂成为高温高压的制冷剂，通过四通阀2向室外热交换器3输送。在室外热交换器3与外部空气热交换而散热，成为高压的液体制冷剂，向减压器4输送。在减压器4被减压而成为低温低压的二相制冷剂，通过第2流体用开闭阀11、液体连接配管8向室内机7输送。在室内机7中，制冷剂进入室内热交换器6与室内空气进行热交换而吸热，蒸发气化后成为低温的气体制冷剂。此时室内空气被冷却，使室内成为供冷。进而，制冷剂通过气体连接配管9回到室外机5，经由第1流体用开闭阀10、四通阀2回到压缩机1。
[0033] 在供暖运转时，将四通阀2切换成使压缩机1的排出侧和第1流体用开闭阀10连通。由此，被压缩机1压缩后的制冷剂成为高温高压的制冷剂，通过四通阀2、第1流体用开闭阀
10、气体连接配管9向室内机7输送。高温高压的制冷剂进入室内热交换器6，在室内热交换器6与室内空气热交换而散热，被冷却而成为高压的液体制冷剂。此时，室内空气被加热，使室内成为供暖。之后，制冷剂通过液体连接配管8输送至第2流体用开闭阀11、减压器4，在减压器4被减压而成为低温低压的二相制冷剂，输送至室外热交换器3与外部空气进行热交换而蒸发气化，经由四通阀2回到压缩机1。
10、气体连接配管9向室内机7输送。高温高压的制冷剂进入室内热交换器6，在室内热交换器6与室内空气热交换而散热，被冷却而成为高压的液体制冷剂。此时，室内空气被加热，使室内成为供暖。之后，制冷剂通过液体连接配管8输送至第2流体用开闭阀11、减压器4，在减压器4被减压而成为低温低压的二相制冷剂，输送至室外热交换器3与外部空气进行热交换而蒸发气化，经由四通阀2回到压缩机1。
[0034] 接着使用图3、图4，说明在本实施方式的空气调节机中使用的作为一个流体用开闭阀的第1流体用开闭阀10的结构。
[0036] 在室内配管侧端口22经由锻压螺母27连接着与室内热交换器6连接的气体连接配管9，在室外配管侧端口23经由焊剂焊接有铜管28，在铜管28同样连接有来自室外热交换器3侧的配管29(参照图1的制冷剂回路图)。
[0037] 在检修口24插入有阀芯30，螺纹接合着检修口盖31。通常被密封，但在空气调节机的设置时，从该检修口24进行抽真空。
[0038] 在阀棒接受部26螺纹接合着阀棒盖32，防止尘埃从外部侵入阀棒接受部26内。阀棒接受部26内的阀棒25如图4所示一体地具有外螺纹部25a、六角扳手用插入孔25b、插入安装有O形环25c的槽部25d。阀棒25的外螺纹部25a与设置于阀棒接受部26的内螺纹部26a螺纹接合，在六角扳手用插入孔25b插入六角扳手(未图示)后进行旋转操作从而使阀棒25进退，能够使室外配管侧端口阀座23a开闭。
[0039] 具有上述结构的三通阀的阀主体21如上所述使用黄铜合金通过锻造而形成，该黄铜合金使用铅的含有量为1000ppm以下的无铅黄铜合金。
[0040] 上述铅的含有量为1000ppm以下的无铅黄铜合金如在背景技术中说明的那样，构成开闭阀的黄铜合金与大气中含有的氨发生反应而发生应力腐蚀破裂。
[0041] 于是，在本实施方式中，开闭阀由铅的含有量为1000ppm以下、且含有比0.220％多(不包括0.220％)的Sn，优选还含有比1.320％多(不包括1.320％)的Bi的无铅黄铜合金形成。
[0042] 表1表示为了评价由该无铅黄铜合金形成的三通阀的应力腐蚀破裂而进行的氨应力腐蚀破裂试验的结果。
[0043] 试验如下：如图5所示在放入14％的氨水的干燥器内的氨水上方配置通气板，在其上放置后述的试验品，使该试验品曝露于氨气氛中，放置72小时后，取出用硝酸液清洗，目视观察。观察的结果是，表1的“评价”栏中对于没有裂缝的试验品表示“○”，对存在裂缝的试验品表示“×”。另外，氨水的上表面与通气板的距离t约为100mm，试验品是与氨水不接触的状态。
[0044] 此外，试验品是图3所示的三通阀，室内配管侧端口22、检修口24、阀棒接受部26的各部分尺寸和紧固力矩如表2所示。
[0045] 【表1】
[0046]
[0047] 【表2】
[0048]
[0049] 另外，作为应力腐蚀破裂的部位，紧固力矩大的室内配管侧端口22部分和锻压螺母27处于最严酷的条件，因此以该室内配管侧端口22部分和锻压螺母27的结果进行评价。
[0050] 根据该试验结果，即使是铅的含有量为1000ppm以下的无铅黄铜合金，只要是含有的Sn为比0.7％多的0.8％以上、优选含有1.050％以上的黄铜合金，则能够防止应力腐蚀破裂。
[0051] 由此，即使是插入安装于制冷剂配管而使用的二通阀、三通阀等流体用开闭阀、即曝露于氨多的大气且温度比大气高而容易与氨发生反应的流体用开闭阀，也能够防止应力腐蚀破裂。
[0052] 此外，在本实施方式所示的使R32等HFC类制冷剂、HFO-1234yf等具有碳的双键的氢氟类制冷剂的单一制冷剂或以它们为主要成分的全球变暖潜势低的制冷剂的空气调节机中，压缩机的制冷剂压缩压高。因此，即使受到比现有的使用例如410A制冷剂的空气调节机中使用的流体用开闭阀高的压缩应力，也能够有效防止应力腐蚀破裂。由此，通过上述低全球变暖潜势制冷剂的采用和无铅黄铜合金制成的流体用开闭阀的使用，能够大幅减轻环境负荷。
[0053] 另外，当含有过多的Sn时，在铸造品内部产生气孔，导致切削加工性下降或延伸性下降，因此可以为2.5％以下，优选为2.0％以下(Sn：0.220％(不包括0.220％)～2.5％)。
[0054] 此外，Bi比1.320％多(不包括1.320％)，优选为1.890％以上即可。该Bi具有提高切削性的特性，因此通过含有它能够抑制由于采用无铅黄铜合金而发生的切削等加工性的劣化。由此能够提高具有多个端口且在其端口内外周形成螺纹的流体用开闭阀的生产性，从而优选。当该Bi含有过多时，导致拉伸强度、延伸性下降，因此优选低于2.120％(Bi：1.320％(不包括1.320％)～低于2.120％)。
[0055] 另外，在上述试验中使用的无铅黄铜合金，如表1所示Cu为58.300％～61.720％、Sn为0.220％～1.050％、Bi为1.320％(不包括1.320％)～低于2.120％、剩余部分为Zn和杂质。但是，从加工性等观点出发，Cu可以比59.500％(不包括59.500％)多，直到66.00％(Cu：59.500％(不包括59.500％)～66.00％)。
[0056] (第2实施方式)
[0057] 本发明的第2实施方式表示使铅的含有量为1000ppm以下来抑制应力腐蚀破裂的无铅黄铜合金制成的流体用开放阀的其它例子。
[0058] 该流体用开闭阀的无铅黄铜合金中铅的含有量为1000ppm以下，由含有Si、优选含有0.001％以上的Si、更优选含有3.060％以上的Si的黄铜合金形成流体用开闭阀。
[0059] 表3表示用于评价由该无铅黄铜合金形成的三通阀的应力腐蚀破裂而进行的氨应力腐蚀破裂试验的结果。
[0060] 试验如下：与第1实施方式同样在放入14％的氨水的干燥器内的配置通气板，在其上放置后述的试验品，使该试验品曝露于氨气氛中，放置72小时后，取出用硝酸液清洗，目视观察。观察的结果是，表3的“评价”栏中对于没有裂缝的试验品表示“○”，对存在裂缝的试验品表示“×”。另外，氨水的上表面与中板的距离t约为100mm，试验品是与氨水不接触的状态。
[0061] 此外，试验品是图3所示的三通阀，室内配管侧端口22、检修口24、阀棒接受部26各部分的尺寸和紧固力矩如第1实施方式中说明的表2所示。
[0062] 【表3】
[0063]
[0064] 另外，在该实施方式中，作为应力腐蚀破裂的部位，紧固力矩大的室内配管侧端口22部分和锻压螺母27处于最严酷的条件，因此以该室内配管侧端口22部分和锻压螺母27的结果进行评价。
[0065] 根据该试验结果，即使是铅的含有量为1000ppm以下的无铅黄铜合金，只要是含有的Si为0.001％以上、更优选含有的Si为3.060％以上的黄铜合金，则Si改善耐应力腐蚀破裂性，因此能够防止应力腐蚀破裂。另外，上述Si改善耐应力腐蚀破裂性而且改善被削性，但当为4.0％以上时，不能够得到与其相应的被削性改善效果，因此优选低于4.0％(Si：0.001％～低于4.0％)。
[0066] 由此，与第1实施方式同样，即使是插入安装于制冷剂配管而使用的流体用开闭阀，即曝露于氨多的大气且温度比大气高而容易与氨发生反应的流体用开闭阀，也能够防止应力腐蚀破裂。
[0067] 另外，在上述试验中使用的无铅黄铜合金，根据表3可知Cu为59.060％～75.170％、Si为0.001％以上(换言之至少含有Si)～3.060％以上、剩余部分为Zn和杂质，如果Si为3.060％以上则Cu的含有量可以到79％，优选到75.170％(Cu：59.060％(不包括
59.060％)～79％)。
59.060％)～79％)。
[0068] (第3实施方式)
[0069] 图6表示本发明的第3实施方式的流体用开闭阀，该流体用开闭阀是二通阀。该二通阀包括室内配管侧端口42、室外配管侧端口43和螺纹接合着阀棒45的阀棒接受部46。
[0070] 在室内配管侧端口42经由锻压螺母47连接着与室内热交换器6连接的液体连接配管8，在室外配管侧端口43经由焊剂焊接有铜管(未图示)，在该铜管同样连接着来自室外热交换器3侧的配管29a(参照图1的制冷剂回路图)。
[0071] 该二通阀以构成它的黄铜合金为第1实施方式中说明的无铅黄铜合金或第2实施方式中说明的无铅黄铜合金的方式形成。
[0072] 由此，能够达到与第1实施方式或第2实施方式同样的作用效果。
[0073] 以上，对于本发明的流体用开闭阀和使用它的空气调节机使用上述实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。即，此次公开的实施方式是一个例子，并不具有限制性。即，本发明的范围并不是由上述说明内容表示而由权利要求范围表示，也包括与权利要求范围同等的意味和范围内的所有变更。
[0075] 如以上说明的那样，本发明中由铅的含有量为1000ppm以下且含有0.8％以上的Sn的黄铜合金形成流体用开闭阀。
[0076] 由此，该流体用开闭阀插入安装于制冷剂配管而使用，由此即使是曝露于氨多的大气且温度比大气高而容易与氨反应的环境，也能够防止应力腐蚀破裂。
[0077] 此外，本发明可以由进而含有1.6％以上的Bi的黄铜合金形成。
[0078] 由此，作为无铅黄铜合金，也能够利用Bi维持良好的加工性。
[0079] 此外，本发明可以由铅的含有量为1000ppm以下、含有比0.001％多的Si的黄铜合金形成流体用开闭阀。
[0080] 由此，该流体用开闭阀插入安装于制冷剂配管而使用，由此即使是曝露于氨多的大气且温度比大气高而容易与氨反应的环境，也能够防止应力腐蚀破裂。
[0081] 此外，本发明可以是设置有上述本发明的流体用开闭阀的任意个的空气调节机。
[0082] 由此，能够防止流体用开闭阀的应力腐蚀破裂，不使流体用开闭阀和使用它的空气调节机的可靠性下降地减小环境负荷。
[0083] 产业上的可利用性
[0084] 本发明能够提供虽然采用无铅黄铜合金但不会发生应力腐蚀破裂的流体用开闭阀和使用它的空气调节机。因此，包括流体用开闭阀、空气调节机，能够不使装载制冷循环的设备的可靠性下降地减小环境负荷，能够利用于具有制冷剂配管的各种设备。
[0085] 附图标记说明
[0086] 1 压缩机
[0087] 2 四通阀
[0088] 3 室外热交换器
[0089] 4 减压器
[0090] 5、100 室外机
[0091] 6 室内热交换器
[0092] 7、101 室内机
[0093] 8 液体连接配管
[0094] 9 气体连接配管
[0095] 10 第1流体用开闭阀(流体用开闭阀)
[0096] 11 第2流体用开闭阀(流体用开闭阀)
[0097] 21 阀主体
[0098] 22、42 室内配管侧端口
[0099] 23、43 室外配管侧端口
[0100] 24、106 检修口
[0101] 25、45 阀棒
[0102] 26、46 阀棒接受部
[0103] 27、47 锻压螺母
[0104] 28 铜管
[0105] 29、29a 配管
[0106] 30 阀芯
[0107] 31 检修口盖
[0108] 32、52 阀棒盖。
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