(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機酸を含む環境下に設置される空調設備用熱交換器であって、
銅製の内管にアルミニウム製の外管を被覆した二重管により構成された伝熱管を備え、前記内管の肉厚を、冷媒の場合に０．６ｍｍ、冷水又はブラインの場合に０．４５ｍｍ又は０．５ｍｍとすると共に、前記外管の肉厚を、冷媒の場合と冷水又はブラインの場合のいずれの場合も０．８２５ｍｍとすることを特徴とする空調設備用熱交換器。
【請求項２】
前記伝熱管の端部に接合される継手管を備え、該継手管は、前記外管を除去されると共に拡径された前記伝熱管の内管の端部に接合される銅管により構成され、前記伝熱管の端部の前記外管と前記内管の間には接着剤が充填され、前記内管の端部の外面及び前記継手管の外面には特殊塗装により耐食処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の空調設備用熱交換器。
【請求項３】
前伝熱管の端部に接合される継手管を備え、該継手管は、前記伝熱管の外管の端部に接合されるアルミニウム管により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の空調設備用熱交換器。
【請求項４】
前記伝熱管の外面に並設される多数のフィンを備え、該フィンはアルミニウム製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の空調設備用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調設備に設けられる熱交換器に関し、特に、有機酸を含む環境下に設置される空調設備用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空調設備に設けられる熱交換器の伝熱管には銅管が使用されている（例えば、特許文献１又は２参照）。
【０００３】
しかしながら、生薬、酢、納豆等の食品工場やフィルム保管倉庫等などでは、空調設備の熱交換器の伝熱管に使用している銅管が短期間で腐食して漏洩する事例が度々報告されている。このような銅管の腐食事例は、酢酸、カルボン酸、ギ酸などの有機酸を含む環境下で発生する蟻の巣状腐食であることが、その腐食形態や環境測定の結果等によって確認されている。
【０００４】
そのため、このような有機酸を含む環境下に設置される空調設備の熱交換器では、耐食性の高いステンレス管が伝熱管として採用されるケースが多い（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０３４２８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２０２５１号公報
【特許文献３】特開２００５−２５６１４８号公報（特に、段落００１８の記載）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記したようにステンレス管を伝熱管に採用した空調設備用熱交換器の場合、銅管と比較してステンレス管の熱伝導率が悪いため、熱交換器の列数を増加させないと、銅管を使用した熱交換器と同等の伝熱性能を達成することができない。そのため、熱交換器が大型化するという問題がある。
【０００７】
また、伝熱管にステンレス管を採用した熱交換器は、導入時のイニシャルコストが、伝熱管に銅管を使用した熱交換器の約５倍にもなるといった試算もなされている。
【０００８】
さらに、通常、伝熱管にはアルミニウム製のフィンが設けられるが、有機酸を含む環境下においてステンレス管にアルミニウム製のフィンが接触すると、異種金属接触腐食の影響でアルミニウム製のフィンの腐食が、一般的な空調設備が設置される環境と比べて、５倍程度まで加速されることが実験で確認されている。
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、有機酸を含む環境下において、熱交換器の耐食性の向上及び小型化を図ると共に、コストの低減化を図ることのできる空調設備用熱交換器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するため、本発明は、有機酸を含む環境下に設置される空調設備用熱交換器であって、銅製の内管にアルミニウム製の外管を被覆した二重管により構成された伝熱管を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この特徴を備えることにより、有機酸を含む環境下において、伝熱管の耐食性を高めることができ、熱交換器の小型化及びコストの低減化を図ることができる。
【００１２】
本発明に係る空調設備用熱交換器は、前記伝熱管の端部に接合される継手管を備え、該継手管は、前記外管を除去されると共に拡径された前記伝熱管の内管の端部に接合される銅管により構成され、前記伝熱管の端部の前記外管と前記内管の間には接着剤が充填され、前記内管の端部の外面及び前記継手管の外面には特殊塗装により耐食処理が施されていることを特徴とする。
【００１３】
この特徴を備えることにより、有機酸を含む環境下において、伝熱管及び継手管の耐食性を高めることができ、熱交換器の小型化及びコストの低減化をさらに図ることができる。
【００１４】
本発明に係る空調設備用熱交換器は、前伝熱管の端部に接合される継手管を備え、該継手管は、前記伝熱管の外管の端部に接合されるアルミニウム管により構成されていることを特徴とする。
【００１５】
この特徴を備えることにより、有機酸を含む環境下において、伝熱管及び継手管の耐食性を高めることができ、熱交換器の小型化及びコストの低減化をさらに図ることができる。
【００１６】
本発明に係る空調設備用熱交換器は、前記伝熱管の外面に並設される多数のフィンを備え、該フィンはアルミニウム製であることを特徴とする。
【００１７】
この特徴を備えることにより、有機酸を含む環境下において、伝熱管とフィンとの間での異種金属接触腐食の進行を防止することができ、熱交換器の耐久性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、有機酸を含む環境下において、熱交換器の耐食性の向上及び小型化を図ると共に、コストの低減化を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態に係る空調設備用熱交換器を示す平面図である。
【図２】本発明の第１及び第２の実施形態に係る空調設備用熱交換器の伝熱管を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る空調設備用熱交換器において伝熱管と継手管との接合方法を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る空調設備用熱交換器において伝熱管と継手管との接合方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る空調設備用熱交換器について説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る空調設備用熱交換器をプレートフィンコイルに適用した場合について例示して説明する。
【００２１】
先ず、図１〜図３を参照しつつ、本発明の第１の実施形態に係る空調設備用熱交換器について説明する。ここで、図１は本発明の第１の実施形態に係る空調設備用熱交換器を示す平面図、図２は本発明の第１の実施形態に係る空調設備用熱交換器の伝熱管を示す斜視図、図３は本発明の第１の実施形態に係る空調設備用熱交換器において伝熱管と継手管との接合方法を示す断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係る空調設備用熱交換器１０は、直線状に形成された
長尺の伝熱管１１と、伝熱管１１の両端部に接合される継手管１２と、伝熱管１１の外面
に並設される多数のフィン１３と、により構成される伝熱コイル１４を備えている。
【００２３】
伝熱管１１は、図２及び図３に示されているように、円筒形状の銅製の内管１７に円筒形状のアルミニウム製の外管１８を被覆した二重管（クラッド管）により構成されている。
【００２４】
内管１７と外管１８の管径及び肉厚は、管内通過流量や管内圧力等の条件を満たすように決定される。具体的には、伝熱管１１が管内圧力に耐え得ることと、伝熱管１１に対するフィン１３の取り付け作業が従来技術の拡管及び圧入方法で可能であることと、外管１８のアルミニウムが全面溶出するのに１５年以上掛かることの少なくとも３つの条件を満たす組合せの中から試作の上、決定される。本実施形態では、これらの条件を満たす組合せの中から、例えばパッケージ空調機用として、Ｒ４１０Ａの冷媒を使用する場合、内管１７の管径を１５．６５ｍｍ、内管１７の肉厚を０．６ｍｍ、外管１８の管径を１７．３ｍｍ、外管１８の肉厚を０．８２５ｍｍとそれぞれ決定した。また、冷水又はブラインを使用する場合は、内管１７の肉厚を０．４５ｍｍ又は０．５ｍｍに変更して対応する。
【００２５】
継手管１２は、Ｕ字状に曲成された短尺の銅管により構成されている。
【００２６】
フィン１３は、アルミニウム製の細長矩形状の薄板により構成されており、フィン１３には伝熱管１１が貫通可能な多数の穴（図示省略）が穿設されている。
【００２７】
このような構成を備えた空調設備用熱交換器１０を製造する場合、まず、従来の公知な拡管及び圧入方法により、フィン１３の前記穴に伝熱管１１を挿入し、伝熱管１１の外面に多数のフィン１３を並設させる。
【００２８】
次いで、図３に示されているように、継手管１２を接合する各伝熱管１１の両端部の外管１８を除去し、内管１７の端部１７ａを露出させ、この端部１７ａを拡径する。そして、外管１８を除去した際に捲れ等により生じた内管１７と外管１８との間の隙間には、グルースティック等の接着剤１５（例えば、エチレン・メチル・メタアクリレート系ホットメルト接着剤や弾性接着剤）を充填する。
【００２９】
次いで、継手管１２の両端部１２ａをそれぞれ隣接する伝熱管１１の内管１７の端部１７ａに挿着し、継手管１２と内管１７の銅管同士をろう付け接合する。その後、継手管１２の外面、内管１７の端部１７ａの外面、及びグルースティック１５の充填部分に、それぞれ、特殊塗装によって耐食処理を施す。なお、この場合の特殊塗装は、例えば「パワー防錆ＥＰ１０００」や「チョイスコート」等のエポキシ樹脂塗料や、粉体樹脂コーティング（ケン化ＥＶＡ）等によるものが好ましい。
【００３０】
上記したように本発明の第１の実施形態に係る空調設備用熱交換器１０によれば、伝熱管１１の外管１８とフィン１３の両方に耐食性に優れたアルミニウム管が使用され、継手管１２の外面や伝熱管１１との接合部分に特殊塗装によって耐食処理が施されている。したがって、空調設備用熱交換器１０は、有機酸を含む環境下に設置された場合であっても、腐食し難く、伝熱管１１とフィン１３との間では、同じ金属同士なので、異種金属接触腐食が発生せず、耐久性を高めることができる。
【００３１】
また、本発明の第１の実施形態に係る空調設備用熱交換器１０は、伝熱管１１に銅管とアルミニウム管の二重管を使用すると共にアルミニウム製のフィン１３を使用することで、銅製の伝熱管にアルミニウム製のフィンを取り付けた従来の熱交換器と同等の伝熱性能を達成することができるため、熱交換器の小型軽量化を図ることができる。
【００３２】
また、本発明の第１の実施形態に係る空調設備用熱交換器１０は、伝熱管にステンレス管を採用した熱交換器と比べて、導入時のイニシャルコストを大幅に削減することができ、コストの低減化を図ることができる。
【００３３】
次に、図１、図２及び図４を参照しつつ、本発明の第２の実施形態に係る空調設備用熱交換器２０について説明する。ここで、図１は本発明の第２の実施形態に係る空調設備用熱交換器を示す平面図、図２は本発明の第２の実施形態に係る空調設備用熱交換器の伝熱部を示す斜視図、図４は本発明の第２の実施形態に係る空調設備用熱交換器において伝熱管と継手管との接合方法を示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、上記した本発明の第１の実施形態に係る空調設備用熱交換器１０と同等の構成については、図中、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
本実施形態に係る空調設備用熱交換器２０は、銅製の内管１７にアルミニウム製の外管１８を被覆した二重管（クラッド管）により構成される伝熱管１１と、伝熱管１１の端部に接合される継手管２２と、伝熱管１１の外面に並設される多数のアルミニウム製のフィン１３と、により構成される伝熱コイル２４を備えている。
【００３５】
継手管２２は、Ｕ字状に曲成された短尺のアルミニウム管により構成されている。継手管２２の両端部２２ａは拡径されており、伝熱管１１の外管１８の端部１８ａに冠着可能となっている。
【００３６】
このような構成を備えた空調設備用熱交換器２０を製造する場合、まず、従来の公知な拡管及び圧入方法により、伝熱管１１の外面に多数のフィン１３を並設させる。その後、図４に示されているように、継手管２２の両端部２２ａをそれぞれ隣接する伝熱管１１の外管１８の端部１８ａに冠着し、継手管２２と外管１８のアルミニウム管同士をろう付け接合する。
【００３７】
上記したように本発明の第２の実施形態に係る空調設備用熱交換器２０によれば、伝熱管１１の外管１８とフィン１３及び継手管２２のそれぞれに耐食性に優れたアルミニウム管が使用されている。したがって、空調設備用熱交換器２０は、有機酸を含む環境下に設置された場合であっても、腐食し難く、伝熱管１１とフィン１３との間では、同じ金属同士なので、異種金属接触腐食が発生せず、耐久性を高めることができる。
【００３８】
また、本発明の第２の実施形態に係る空調設備用熱交換器２０は、伝熱管１１に銅管とアルミニウム管の二重管を使用すると共にアルミニウム製のフィン１３を使用することで、銅製の伝熱管にアルミニウム製のフィンを取り付けた従来の熱交換器と同等の伝熱性能を達成することができるため、熱交換器の小型軽量化を図ることができる。
【００３９】
また、本発明の第２の実施形態に係る空調設備用熱交換器２０は、伝熱管にステンレス管を採用した熱交換器と比べて、導入時のイニシャルコストを大幅に削減することができ、コストの低減化を図ることができる。
【００４０】
なお、上記した第１及び第２の実施形態では、本発明をプレートフィンコイルに適用した場合について説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明はプレートフィンコイル以外の空調設備用熱交換器にも適用可能であることは言う迄もない。
【００４１】
また、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る空調設備用熱交換器における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１０    空調設備用熱交換器
１１    伝熱管
１２    継手管
１３    フィン
１５    接着剤
１７    内管
１８    外管
２０    空調設備用熱交換器
２２    継手管
【図１】
0006005612.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006005612.tif 000004
【図４】
0006005612.tif 000005