JP6089377B2

JP6089377B2 - 銅管と鋼管との新型複合管、その製造方法、応用及び溶接構造体

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Publication number: JP6089377B2
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Authority: JP
Inventors: シーヨンボ−
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Filing date: 2015-07-29
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Description

本発明は、溶接技術分野に関し、特に銅管と鋼管との新型複合管、その製造方法、応用及び溶接構造体に関する。

社会の発展及び国の省エネ・コスト削減政策の推進につれて、様々な業界において、資源の節約及びエネルギー消費の削減を行っている。冷却・冷凍業において、可塑性及び強度が良好な貴金属である銅は、従来の主な原材料として生産・加工が行われてきた。この数年間の業界の発展過程において、多くの科学技術者達が様々な代替材料を用いて研究を行ってきた。従って、一定の強度且つ可塑性加工性能を有する材料は、業界、ひいては国家の発展に確実に有益であり、且つ差し迫った肝心なことであることが認識できた。

冷却・冷凍分野の製品においては、銅管の接続を用いることが常に必要であり、接続の方式としては、通常トーチろう付けが採用される。例えば、現在の圧縮機液体貯留器における排気管は、赤銅の銅エルボを採用して、冷凍圧縮機の吸気管と接続される。赤銅エルボは、空調管路システムの溶接が便利であるために、多くの銅材料を消費しなければならない。従って、銅資源の消費を低下させ、コストを削減するために、トーチろう付けに適合し且つ銅材料の消費を節約可能な複合新材料の研究開発が必要である。

業界内の実践において、銅と銅との溶接効果を奏するために、鋼管の表面に銅めっき処理を行う方法は既に行われている。しかし、当該銅めっき処理した鋼製品は、銅管とのトーチろう付けが行われる場合に、溶接後にめっきが剥がれる現象が発生する。剥がれためっきは、空調管路システムに侵入し、その結果、管路システムが塞がり、圧縮機の運転が止まってしまう。また、鋼製品の銅めっき処理方法は、排気ガス及び廃水を発生しやすく、エコではない。従って、この技術は、応用において大きな課題が残されている。

上記問題を解決するために、特許文献１は、銅と鋼との溶接方法及び応用を公開した。銅管と鋼管とは、ＴＩＧ（ＴｕｎｇｓｔｅｎＩｎｅｒｔＧａｓ）溶接によって突合せ溶接される。当該銅管及びこのビードは、両方とも空調システムにおける受圧及び振動作業に関与しているため、強度及び気密性に対する要求が高く、製品が長期に使用される過程において、当該ビードが、疲労によって断裂しやすい。従って、銅鋼突合せ管の実際の応用も大きな制限を受ける。

中国特許出願２０１４１０６０３２７９２

本発明は、従来技術における銅管と鋼管との溶接効果が劣り且つ実際の応用に大きな制限が存在するという問題を解決することができる、新型複合管、その製造方法、応用及び溶接構造体を提供する。

上記目的を実現すべく、本発明は、鋼管と銅管とを備える新型複合管を提供する。前記新型複合管の軸方向の一方から他方に向かって、前記鋼管は、第一端部、中間部及び第二端部を有し、前記銅管は、第一端部及び第二端部を有する。前記銅管の前記軸方向に沿った長さは、前記鋼管の前記軸方向に沿った長さより小さい。前記銅管の全部が、前記鋼管に嵌合されており、前記銅管の前記第一端部及び前記第二端部の両方が、前記鋼管の前記中間部に位置している。前記銅管の前記第一端部の端面から前記鋼管の前記第一端部の端面までの前記軸方向に沿った距離は、１０ミリメートルより小さい。前記銅管と前記鋼管とは、母材を溶融する方式によって溶接されている。

本発明に係る実施形態では、前記銅管の全部が、前記鋼管の外部に嵌合されており、前記銅管の前記第一端部と前記鋼管の前記第一端部とが溶接され、又は、前記銅管の前記第二端部と前記鋼管の前記中間部とが溶接され、又は、前記銅管の前記第一端部と前記鋼管の前記中間部とが溶接されている。

本発明に係る実施形態では、前記銅管の全部が、前記鋼管の内部に嵌合されており、前記銅管の前記第一端部と前記鋼管の前記第一端部とが溶接され、又は、前記銅管の前記第一端部と前記鋼管の前記中間部とが溶接されている。

本発明に係る実施形態では、前記銅管と前記鋼管との嵌合エリアにおいて、前記銅管の円周方向に、複数の貫通溝又は複数の貫通孔が分布している。

本発明に係る実施形態において、前記鋼管は、炭素鋼管又はステンレス鋼管である。

さらに、本発明は、新型複合管の製造方法を提供する。

本発明に係る製造方法は、銅管と鋼管との新型複合管の製造方法であって、前記新型複合管の軸方向の一方から他方に向かって、前記鋼管は、第一端部、中間部及び第二端部を有し、前記銅管は、第一端部及び第二端部を有し、前記銅管の前記軸方向に沿った長さは、前記鋼管の前記軸方向に沿った長さより小さく、前記銅管と、前記鋼管とを組み立て、前記銅管の全部を、前記鋼管に嵌合させて、前記銅管の前記第一端部及び前記第二端部を、両方とも前記鋼管の前記中間部に位置させ、前記銅管の前記第一端部の端面から前記鋼管の前記第一端部の端面までの前記軸方向に沿った距離を、１０ミリメートルより小さくし、母材を溶融する方式を採用して、前記銅管と前記鋼管とを溶接する。

本発明に係る実施形態では、ＴＩＧ（ＴｕｎｇｓｔｅｎＩｎｅｒｔＧａｓ）溶接、プラズマ溶接、擬イオン溶接、レーザー溶接、フラッシュ溶接、抵抗溶接及び高周波溶接のいずれか一つを採用して、前記銅管と前記鋼管とを溶接する。

本発明に係る実施形態では、前記銅管と前記鋼管とを溶接する際に、加熱部の先端を、
前記銅管の前記第一端部の端面よりも前記軸方向の他方側に偏らせて配置し、前記先端から前記銅管の前記第一端部の端面までの前記軸方向に沿った距離を、０．０１ミリメートル〜１．５ミリメートルとする。

本発明に係る実施形態では、前記銅管と前記鋼管とを溶接する際に溶接箇所にシールドガスを供給するための気体保護装置を取り付ける。
本発明に係る実施形態では、前記銅管と前記鋼管とを溶接する際に、溶接ワイヤを添加し、前記銅管と前記鋼管とを溶接箇所において相互に溶融させることで液状の溶融池を形成し、前記溶融池によって前記溶接ワイヤを溶解させる。

本発明に係る新型複合管は、冷凍圧縮機の吸気管内管、冷凍圧縮機の吸気管外管、冷凍圧縮機の排気管、圧縮機液体貯留器の吸気管又は液体貯留器の排気管、空調用消音器用上配管、気液分離器用配管又は油気分離器用配管、空調用遮断弁の配管、空調器の配管、空調器のパイプ部品、空調器の接続管、空調用電磁四方切換弁の上配管又は空調用電子膨張弁の上配管に応用される。

本発明に係る新型複合管の製造方法は、冷凍圧縮機の吸気管内管、冷凍圧縮機の吸気管外管、冷凍圧縮機の排気管、圧縮機液体貯留器の吸気管又は液体貯留器の排気管、空調用消音器用上配管、気液分離器用配管又は油気分離器用配管、空調用遮断弁の配管、空調器の配管、空調器のパイプ部品、空調器の接続管、空調用電磁四方切換弁の上配管又は空調用電子膨張弁の上配管を溶接するのに応用可能である。

本発明は、２本の前記新型複合管を備える溶接構造体をさらに提供する。１本の前記新型複合管においては、前記銅管の全部が、前記鋼管の外部に嵌合されており、もう１本の前記新型複合管においては、前記銅管の全部が、前記鋼管の内部に嵌合されている。前記２本の新型複合管は、前記銅管同士が対向するように嵌合され、且つ、前記銅管同士が溶接されている。

本発明は、１本の前記新型複合管と、１本の鋼質コンポーネントとを備える溶接構造体をさらに提供する。前記新型複合管と前記鋼質コンポーネントとは嵌合され、前記鋼質コンポーネントと前記新型複合管の前記銅管とは互いに対向し且つ溶接されている。

本発明は、１本の前記新型複合管と、１本の銅質コンポーネントとを備える溶接構造体をさらに提供する。前記新型複合管と前記銅質コンポーネントとは嵌合され、前記銅質コンポーネントと前記新型複合管の前記銅管とは互いに対向し且つ溶接されている。

上述した技術的解決手段からわかるように、本発明の実施形態において、銅管の全部が鋼管に嵌合されている。当該構造は、鋼管を主体とする複合コンポーネント製品であり、その全体の強度は、単一の銅管製品の強度より遥かに大きい。当該複合管は、空調管路における銅製接続管とのトーチろう付けが行われる際に、銅と銅との間の溶接、又は、銅と鋼との間の溶接が行われる。そのため、溶接工程において何らかの調整や変更を加える必要がなく、完全に同様の効果が得られる。銅管の役割は、溶接条件を改善し、成熟した溶接技術を有する銅と鋼との溶接及び銅と銅との溶接を実現することである。同時に、当該複合管は、鋼管と銅管とを溶接する際に、２種類の溶接母材が相互に溶融して液状の溶融池を形成し、冷却後にビードが形成される。トーチろう付けの温度は、通常８００℃以下であり、銅材の融点（１０８３℃）より遥かに低い。従って、複合管と空調システムにおける他の配管接続口とが溶接される場合に、トーチろう付けが行われるとき、複合管内における銅と鋼との間のビードには、炎の加熱による溶解や漏えいの問題が発生することはない。

さらに、本発明に係る新型複合管における銅と鋼との間のビードは、継続的な使用において、銅と鋼との接続機能を果たすだけであり、溶接の強度及び気密性に対する確かな要求は大幅に低減する。従って、実際の使用において、信頼性がより高くなり、代替性も大幅に拡大する。

本発明の実施形態１における新型複合管の構成概略図である。図１に示す新型複合管と、空調管路との接続概略図である。図１に示す新型複合管が冷凍圧縮機の排気管に応用された構成概略図である。冷凍圧縮機の排気管の拡大概略図である。（ａ）は、図１に示す新型複合管が気液分離器に応用された構成概略図である。（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ箇所の拡大概略図である。（ａ）は、図１に示す新型複合管が液体貯留器の吸気管に応用された構成概略図である。（ｂ）は、図６（ａ）におけるＢ箇所の拡大概略図である。図１に示す新型複合管が溶接される際の構成概略図である。本発明の実施形態２における新型複合管の構成概略図である。図８に示す新型複合管と、空調管路との接続概略図である。（ａ）は、図８に示す新型複合管が圧縮機液体貯留器の排気管に応用された構成概略図である。（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＣ箇所の拡大概略図である。（ａ）は、本発明の実施形態３における新型複合管の構成概略図である。（ｂ）は、図１１（ａ）に示す新型複合管と、銅質コンポーネントとによって形成された溶接構造体の構成概略図である。（ｃ）は、図１１（ａ）に示す新型複合管と、鋼質コンポーネントとによって形成された溶接構造体の構成概略図である。（ｄ）は、図１１（ａ）に示す新型複合管と、もう一つの新型複合管とによって形成された溶接構造体の構成概略図である。図１１（ａ）に示す新型複合管が冷凍圧縮機の排気管に応用された構成概略図である。

本発明に係る上記した内容及び他の目的、特徴並びに利点をより理解しやすくするために、以下、図面を参照しつつ、好適な実施形態について詳細に説明する。

実施形態１
図１に示すように、実施形態１に係おける新型複合管は、銅管１と鋼管２とを備える。鋼管２は、第一端部２１、第二端部２２及び中間部２３を有する。銅管１は、第一端部１１及び第二端部１２を有する。銅管１の長さは、鋼管２の長さより小さい。銅管１の全部が、鋼管２に嵌合されている。銅管１の第一端部１１の端面から鋼管２の第一端部２１の端面までの距離Ｄ１は、１０ミリメートルより小さい。銅管１の第二端部１２は、鋼管２の中間部２３に位置する。銅管１と鋼管２とは、溶接されている。

本発明における鋼管及び銅管は、両方とも、一定の壁厚を有し、且つ、中空の管状部材である。鋼管及び銅管の横断面の形状は、円リング、楕円リング、又は、ほかの弧状曲線から形成されたリングであってよい。鋼管は、液体貯留器の吸気管、液体貯留器の排気管などの部品であってよい。銅管の第一端部１１の端面から鋼管の第一端部２１の端面までの距離は、銅管の軸方向に沿った距離を指す。鋼管の中間部２３は、鋼管の第一端部２１と第二端部２２との間の部分を指す。

実施形態１において、鋼管の第一端部２１内には、銅管１がライニングされ、銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１とは、溶接されている。溶接する前に、銅管の第一端部１１の端面と鋼管の第一端部２１の端面とが平らに揃うように設定しておく。当該設定によって、溶接後のビードが完全に銅管の第一端部１１の端面及び鋼管の第一端部２１の端面を被覆し、良好な溶接効果が得られる。しかし、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、銅管の第一端部１１の端面から鋼管の第一端部２１の端面までの距離は、１０ミリメートルより小さい範囲内のほかの数値であってよい。

実施形態１において、溶接を行う際に、銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１とは、相互に溶融して液状の溶融池を形成し、冷却後ビードを形成し、それによって、銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１とが溶接される。ビードは、銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１とが溶接後に形成した結合部分である。しかし、本発明は、銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１との溶接の方式に対して限定をしない。別の実施形態において、溶接の際に、溶接ワイヤを添加してもよい。この場合、銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１とが相互に溶融して液状の溶融池を形成し、溶融池によって溶接ワイヤが溶解する。母材が溶解した上で、溶接ワイヤを添加して溶接することによって、より充分なビードを獲得することができ、ビードの接続強度も増大する。

本発明に係る新型複合管は、鋼管を主体とする複合管であり、複合管全体の強度は、壁厚が比較的大きい鋼管２によって確定される。一方、溶接の困難度を低下させ、溶接の品質を向上させるために、銅管１は、空調管路における銅製接続管などの銅質コンポーネントと溶接される際に、同種類の材質の溶接を実現する機能を果たすだけであり、耐圧及び受圧の機能は果たさない。従って、本発明に係る新型複合管において、銅管１は、薄壁であり、その壁厚は２ミリメートルである。銅管１の壁厚は、０．４ミリメートルであることが好ましい。しかし、本発明はこれに限定されない。銅管の壁厚が大幅に減少することによって、銅材料の使用コストが大幅に削減される。また、銅管１と鋼管２との間の嵌合構造によって、複合管に対する剛性の要件が確保され、長期使用によって生じた疲労や断裂などの問題を回避することができる。

銅管１と鋼管２との間の接続強度をさらに増強するために、実施形態１における銅管１と鋼管２との嵌合エリアにおいて、銅管１の円周方向に、複数の貫通孔１３が分布するように設ける。しかし、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、銅管１の円周方向に、複数の貫通溝が分布している。

嵌合エリアにおいて銅管の円周方向に分布している貫通孔１３を介して、本発明に係る新型複合管及び空調管路における銅質部品にトーチろう付けを行う際に、ろうが銅質部品と銅管１との間の隙間に沿って、貫通孔１３に浸透し且つ貫通孔１３を充填する。貫通孔１３内のろうによって、銅管と鋼管との間の接続強度がより一層増大する。銅管１の軸方向に、複数の貫通孔１３が均等に分布することが好ましい。しかし、本発明はこれに限定されない。

実施形態１において、鋼管２は、ステンレス鋼管である。しかし、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、鋼管２は、炭素鋼であってもよい。

対応的に、実施形態１は、新型複合管を製造するための製造方法（溶接構成図は図７を参照）をさらに提供する。当該製造方法は、以下を含む。

まず、銅管と鋼管との２種類の溶接母材を組み立て、長さが鋼管の長さより小さい銅管１を鋼管２内にライニングし、銅管の第一端部１１の端面から鋼管の第一端部２１の端面までの距離Ｄ１を、１０ミリメートルより小さくし、銅管の第二端部１２を、鋼管の中間部２３に位置させる。

母材を溶融する方式を採用して銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１とを溶接する。

実施形態１では、溶接する前に、銅管の第一端部１１の端面と鋼管の第一端部２１の端面とが平らに揃うように設定する。すなわち、銅管の第一端部１１の端面から鋼管の第一
端部２１の端面までの距離を、ゼロとする。しかし、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、銅管の第一端部１１の端面から鋼管の第一端部２１の端面までの距離は、１０ミリメートルより小さい範囲内のほかの数値であってよい。

実施形態１では、ＴＩＧ（ＴｕｎｇｓｔｅｎＩｎｅｒｔＧａｓ）溶接の方式を採用して、銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１とを溶接する。しかし、本発明はこれに限定されない。別の実施形態では、プラズマ溶接、擬イオン溶接、レーザー溶接、フラッ
シュ溶接、抵抗溶接及び高周波溶接のいずれか一つの溶接方法を採用して溶接を行う。

実際の溶接において、鋼の融点が銅の融点より大きいにもかかわらず、銅材料の熱伝導率は、鋼の熱伝導率の６倍である。銅管と鋼管との相互の溶融を実現するために、溶接を行う際に、加熱部（トーチのタングステン棒）の中心は、銅管の端面を基準面にして銅管側に偏り、偏り距離Ｄ２は、０．０１ミリメートル〜１．５ミリメートルである。距離Ｄ２は、０．２ミリメートル〜０．３ミリメートルの間であることが好ましい。このとき、溶接後に形成された結晶粒の直径は小さく、良好な溶接効果及び溶接強度を有する。

溶接の過程においてビードに気孔が発生するのを回避するために、実施形態１では、ＴＩＧ（ＴｕｎｇｓｔｅｎＩｎｅｒｔＧａｓ）溶接の際に加熱部（トーチのタングステン棒）を不活性気体で保護するほか、溶接箇所にシールドガスを供給する気体保護装置３を設けている。これによって、空気又は他の気体を有効に遮断することができ、溶接中における気孔の発生を回避することができる。実施形態１において、シールドガスは、不活性気体である。しかし、本発明はこれに限定されない。

本発明に係る新型複合管は、冷凍圧縮機冷凍圧縮機の吸気管内管、冷凍圧縮機の吸気管外管、冷凍圧縮機の排気管、圧縮機液体貯留器の吸気管又は液体貯留器の排気管、空調用消音器用上配管、気液分離器用配管又は油気分離器用配管、空調用遮断弁の配管、空調器の配管、空調器のパイプ部品、空調器の接続管、空調用電磁四方切換弁の上配管又は空調用電子膨張弁の上配管に応用可能である。

対応的に、本発明に係る新型複合管の製造方法も、冷凍圧縮機の吸気管内管、冷凍圧縮機の吸気管外管、冷凍圧縮機の排気管、圧縮機液体貯留器の吸気管又は液体貯留器の排気管、空調用消音器用上配管、気液分離器用配管又は油気分離器用配管、空調用遮断弁の配管、空調器の配管、空調器のパイプ部品、空調器の接続管、空調用電磁四方切換弁の上配管又は空調用電子膨張弁の上配管を溶接するのに応用可能である。

図２は、実施形態１に係る新型複合管と、空調管路内の銅質コンポーネントとの溶接構造体の概略図を示す。このとき、空調管路における銅質コンポーネント１００が、新型複合管における銅管１の内部に嵌合されている。図３は、図１に示す新型複合管が冷凍圧縮機の排気管に応用された構成概略図である。図４は、図３に示す冷凍圧縮機の排気管の拡大概略図である。図５（ａ）は、図１に示す新型複合管が気液分離器に応用された構成概略図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ箇所の拡大概略図である。図６（ａ）は、図１に示す新型複合管が液体貯留器の吸気管に応用された構成概略図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＢ箇所の拡大概略図である。

図３及び図４を例として、詳細に説明する。

空調分野において、冷凍圧縮機の排気管は、空調管路における銅質コンポーネントと溶接する必要がある。様々な金属の溶接を実現するために、従来の方法では、冷凍圧縮機の排気管の上端は、銅管であり、下端は、鉄管であり、中間には、両方を接続するための鋼製スリーブが配置される。三者の接続方式は、トーチろう付けである。このような構造において、銅製接続管は、空調のシステム作業に関与し、高い耐圧能力及び受圧能力を有することが要求される。従って、銅製接続管の壁厚は大きくなければならず、銅の消費量が大きい。銅は貴金属であるため、従来の冷凍圧縮機の排気管のコストが高い。

図３に示すように、本発明に係る新型複合管を冷凍圧縮機の排気管に応用する際には、鋼製接続管の上端に、新型複合管における鋼管の第二端部２２を突合せ溶接し、且つ、溶接箇所に鋼製スリーブを増設する。鋼製接続管と、新型複合管における鋼管の第二端部２
２と、鋼製スリーブとの三者の間は、同種類の金属溶接となり、例えば一回の炉内ろう付けを行うだけでよい。当該溶接技術は、非常に成熟しており、溶接後の品質が良好になる。鋼管の第一端部２１に銅管がライニングされることによって、銅管１は、同種類の金属の溶接を実現するために接続の機能を果たすだけであり、主体として空調のシステム作業（受圧及び耐圧作業は鋼管によって行う）に関与するものではなく、圧力を受けない又は極めて小さな圧力を受ける。従って、銅管として、例えば壁厚０．４ミリメートルの薄壁の銅管を採用してよい。銅管の壁厚が大幅に減少することによって、冷凍圧縮機の排気管の生産コストが大幅に削減される。

上記した分析からわかるように、本発明に係る新型複合管は、銅管１を増設することによって、同種類の金属の溶接が実現され、高い溶接品質が得られるとともに、製品の生産コストが大幅に削減される。従って、本発明に係る新型複合管が幅広く普及され且つ使用されることは確かであろう。

実施形態２
図８は、本発明の実施形態２における新型複合管の構成概略図である。図９は、図８に示す新型複合管と、空調管路との接続概略図である。このとき、空調管路における銅質コンポーネント１００が、新型複合管における銅管１の外部に嵌合されている。図１０（ａ）は、図８に示す新型複合管が圧縮機液体貯留器の排気管に応用された構成概略図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＣ箇所の拡大概略図である。

実施形態２は、実施形態１及びその変形例とほぼ同様であり、以下の点において実施形態１と相違する。銅管１と鋼管２との嵌合方式において、銅管１の全部が、鋼管２の外部に嵌合されている。銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１とが溶接され、又は銅管の第二端部１２と鋼管の中間部２３とが溶接されている。

実施形態２において、銅管の第一端部１１の端面と鋼管の第一端部２１の端面とを溶接する前に、銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１とが平らに揃うように設定しておく。しかし、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、銅管の第二端部１２と鋼管の中間部２３とだけを溶接してもよく、又は、より高い接続強度を有するために、銅管の第一端部１１と鋼管の第一端部２１とを溶接し、さらに銅管の第二端部１２と鋼管の中間部２３とを溶接してもよい。別の実施形態において、溶接する前に、銅管の第一端部１１の端面から鋼管の第一端部２１の端面までの距離Ｄ１は、１０ミリメートルより小さい範囲内のほかの数値であってよい。

実施形態２に係る新型複合管は、圧縮機液体貯留器の排気管に応用される。しかし、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、新型複合管及びその製造方法は、冷凍圧縮機の吸気管内管、冷凍圧縮機の吸気管外管、冷凍圧縮機の排気管、圧縮機液体貯留器の吸気管又は液体貯留器の排気管、空調用消音器用上配管、気液分離器用配管又は油気分離器用配管、空調用遮断弁の配管、空調器の配管、空調器のパイプ部品、空調器の接続管、空調用電磁四方切換弁の上配管、空調用電子膨張弁の上配管などの、他の部品に応用可能である。

実施形態３
実施形態３は、実施形態１及びその変形例とほぼ同様であり、以下の点において実施形態１と相違する。銅管１の全部が鋼管２の外部に嵌合されている点である。図１１（ａ）に示すように、銅管１の第一端部１１及び第二端部１２は、両方とも、鋼管２の中間部に位置している。銅管１及び鋼管２は、母材を溶融する方式によって溶接されている。具体的には、銅管１の第一端部１１と鋼管２の中間部とは、溶接され、且つ、銅管１の第二端部１２と鋼管２の中間部とは、溶接されている。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す新型複合管と、銅質コンポーネント１００とによって形成された溶接構造体の構成概略図である。銅質コンポーネント１００は、新型複合管の外部に嵌合され、且つ、新型複合管の銅管１と対向する。新型銅質コンポーネント１００と新型複合管における銅管１とを溶接し、銅と鋼との間の溶接を実現する。

図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示す新型複合管と、鋼質コンポーネント２００とによって形成された溶接構造体の構成概略図である。鋼質コンポーネント２００は、新型複合管の外部に嵌合され、且つ、新型複合管の銅管１と対向する。新型鋼質コンポーネント２００と新型複合管における銅管１とを溶接し、銅と鋼との溶接を実現する。

図１１（ｄ）は、図１１（ａ）に示す新型複合管と、もう一つの新型複合管（図１における銅管の全部が鋼管の内部に嵌合された新型複合管）とによって形成された溶接構造体の構成概略図である。２本の新型複合管において、銅管同士が対向し且つ溶接されており、銅と銅との間の溶接が実現されている。

図１２は、図１１（ａ）に示す新型複合管が冷凍圧縮機の排気管に応用された構成概略図である。

上記した技術的解決手段からわかるように、本発明の実施形態において、銅管１と鋼管２とは嵌合されている。銅管の第一端部１１の端面から鋼管の第一端部２１の端面までの距離は、１０ミリメートルより小さい。当該構造は、鋼管を主体とする複合コンポーネント製品であり、その全体の強度は、単一の銅管製品の強度より遥かに大きい。銅管１の役割は、溶接条件を改善し、成熟した溶接技術を有する銅と鋼との溶接及び銅と銅との溶接を実現することである。当該複合管は、空調管路における銅製接続管とのトーチろう付けが行われる際に、銅と銅との間の溶接が行われる。そのため、溶接工程において何らかの調整や変更を加える必要がなく、完全に同様の効果が得られる。同時に、当該複合管は、鋼管と銅管とを溶接する際に、２種類の溶接母材が相互に溶融して液状の溶融池を形成し、冷却後にビードが形成される。トーチろう付けの温度は、通常８００℃以下であり、銅材の融点（１０８３℃）より遥かに低い。従って、複合管と空調システムにおける他の配管接続口とが溶接される場合に、トーチろう付けが行われるとき、複合管内における銅と鋼との間のビードには、炎の加熱による溶解や漏えいの問題が発生することはない。

上述した内容は、本発明に係る好適な実施形態にすぎず、本発明を限定するものではない。当業者は、本発明の精神及び原則の範囲内において、多少の修正及び変形を行うことができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲に記載されている保護範囲に準ずるべきである。

Claims

銅管と鋼管との新型複合管であって、
前記新型複合管の軸方向の一方から他方に向かって、
前記鋼管は、第一端部、中間部及び第二端部を有し、
前記銅管は、第一端部及び第二端部を有し、
前記銅管の前記軸方向に沿った長さは、前記鋼管の前記軸方向に沿った長さより小さく、
前記銅管の全部が、前記鋼管に嵌合されており、前記銅管の前記第一端部及び前記第二端部の両方が、前記鋼管の前記中間部に位置し、前記銅管の前記第一端部の端面から前記鋼管の前記第一端部の端面までの前記軸方向に沿った距離は、１０ミリメートルより小さく、
前記銅管と前記鋼管とは、母材を溶融する方式によって溶接されていることを特徴とする新型複合管。
前記銅管の全部が、前記鋼管の外部に嵌合されており、前記銅管の前記第一端部と前記鋼管の前記第一端部とが溶接され、又は、前記銅管の前記第二端部と前記鋼管の前記中間部とが溶接され、又は、前記銅管の前記第一端部と前記鋼管の前記中間部とが溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の新型複合管。
前記銅管の全部が、前記鋼管の内部に嵌合されており、前記銅管の前記第一端部と前記鋼管の前記第一端部とが溶接され、又は、前記銅管の前記第一端部と前記鋼管の前記中間部とが溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の新型複合管。
前記銅管と前記鋼管との嵌合エリアにおいて、前記銅管の円周方向に、複数の貫通溝又は複数の貫通孔が分布していることを特徴とする請求項１に記載の新型複合管。
前記鋼管は、炭素鋼管又はステンレス鋼管であることを特徴とする請求項１に記載の新型複合管。
銅管と鋼管との新型複合管の製造方法であって、
前記新型複合管の軸方向の一方から他方に向かって、
前記鋼管は、第一端部、中間部及び第二端部を有し、
前記銅管は、第一端部及び第二端部を有し、
前記銅管の前記軸方向に沿った長さは、前記鋼管の前記軸方向に沿った長さより小さく、
前記銅管と、前記鋼管とを組み立て、
前記銅管の全部を、前記鋼管に嵌合させて、前記銅管の前記第一端部及び前記第二端部を、両方とも前記鋼管の前記中間部に位置させ、前記銅管の前記第一端部の端面から前記鋼管の前記第一端部の端面までの前記軸方向に沿った距離を、１０ミリメートルより小さくし、
母材を溶融する方式を採用して、前記銅管と前記鋼管とを溶接することを特徴とする新型複合管の製造方法。
ＴＩＧ（ＴｕｎｇｓｔｅｎＩｎｅｒｔＧａｓ）溶接、プラズマ溶接、擬イオン溶接、レーザー溶接、フラッシュ溶接、抵抗溶接及び高周波溶接のいずれか一つを採用して、前記銅管と前記鋼管とを溶接することを特徴とする請求項６に記載の新型複合管の製造方法。
前記銅管と前記鋼管とを溶接する際に、
加熱部の先端を、前記銅管の前記第一端部の端面よりも前記軸方向の他方側に偏らせて配置し、
前記先端から前記銅管の前記第一端部の端面までの前記軸方向に沿った距離を、０．０１ミリメートル〜１．５ミリメートルとすることを特徴とする請求項６に記載の新型複合管の製造方法。
前記銅管と前記鋼管とを溶接する際に溶接箇所にシールドガスを供給するための気体保護装置を取り付けることを特徴とする請求項６に記載の新型複合管の製造方法。
前記銅管と前記鋼管とを溶接する際に、溶接ワイヤを添加し、
前記銅管と前記鋼管とを溶接箇所において相互に溶融させることで液状の溶融池を形成し、前記溶融池によって前記溶接ワイヤを溶解させることを特徴とする請求項６に記載の新型複合管の製造方法。
冷凍圧縮機の吸気管内管、冷凍圧縮機の吸気管外管、冷凍圧縮機の排気管、圧縮機液体貯留器の吸気管又は液体貯留器の排気管、空調用消音器用上配管、気液分離器用配管又は油気分離器用配管、空調用遮断弁の配管、空調器の配管、空調器のパイプ部品、空調器の接続管、空調用電磁四方切換弁の上配管又は空調用電子膨張弁の上配管に応用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の新型複合管。
冷凍圧縮機の吸気管内管、冷凍圧縮機の吸気管外管、冷凍圧縮機の排気管、圧縮機液体貯留器の吸気管又は液体貯留器の排気管、空調用消音器用上配管、気液分離器用配管又は油気分離器用配管、空調用遮断弁の配管、空調器の配管、空調器のパイプ部品、空調器の接続管、空調用電磁四方切換弁の上配管又は空調用電子膨張弁の上配管を溶接するのに応用されることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の新型複合管の製造方法。
２本の請求項１〜５のいずれか１項に記載の新型複合管を備える溶接構造体であって、
１本の前記新型複合管においては、前記銅管の全部が、前記鋼管の外部に嵌合されており、
もう１本の前記新型複合管においては、前記銅管の全部が、前記鋼管の内部に嵌合されており、
前記２本の新型複合管は、前記銅管同士が対向するように嵌合され、且つ、前記銅管同士が溶接されていることを特徴とする溶接構造体。
１本の請求項１〜５のいずれか１項に記載の新型複合管と、１本の鋼質コンポーネントとを備える溶接構造体であって、
前記新型複合管と前記鋼質コンポーネントとは嵌合され、
前記鋼質コンポーネントと前記新型複合管の前記銅管とは互いに対向し且つ溶接されていることを特徴とする溶接構造体。
１本の請求項１〜５のいずれか１項に記載の新型複合管と、１本の銅質コンポーネントとを備える溶接構造体であって、
前記新型複合管と前記銅質コンポーネントとは嵌合され、
前記銅質コンポーネントと前記新型複合管の前記銅管とは互いに対向し且つ溶接されていることを特徴とする溶接構造体。