(57)【要約】【課題】空調機や給湯機等に用いられるユニット型の熱交換器において、大型化をまねかず伝熱部の伝熱面積を拡大でき、熱交換性能を向上可能にする。【解決手段】一実施形態に係る空冷式熱交換ユニットは、側面に空気取込口が形成され、上面に空気流出口が形成されたハウジングと、前記空気取込口から流入し、前記空気流出口から流出する空気流を形成するための送風機と、前記ハウジングの内部に前記空気取込口が形成されたハウジング面に対して交差する方向に設けられ、熱交換媒体流路及び空気が流通可能な隙間が形成されたパネル状の熱交換器と、を備え、前記ハウジングの内部に前記空気取込口から前記ハウジングの内部に流入した前記空気流が前記パネル状熱交換器の前記隙間を通って前記空気流出口から流出する空気流路が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の側面に空気取込口が形成され、上面に空気流出口が形成されたハウジングと、
前記空気取込口から流入し、前記空気流出口から流出する空気流を形成するための送風機と、
前記ハウジングの内部に前記空気取込口が形成されたハウジング面に対して交差する方向に設けられ、熱交換媒体流路及び空気が流通可能な隙間が形成されたパネル状熱交換器と、
を備え、
前記一つ以上の側面以外の前記ハウジングの側面と前記パネル状熱交換器とに間に前記パネル状熱交換器の延在方向に沿って空気流路が形成され、前記空気取込口から前記空気流路に流入した前記空気流が前記パネル状熱交換器を通り抜けて前記隙間を通って前記空気流出口から流出するように構成されていることを特徴とする空冷式熱交換ユニット。
【請求項２】
下方が順次接近し上方が順次離れるようにＶ字形に配置された一対の前記パネル状熱交換器と、
前記一対の前記パネル状熱交換器との間を遮蔽する一対の側面パネルと、
を有し、上方が開放された熱交換ケースを備えることを特徴とする請求項１に記載の空冷式熱交換ユニット。
【請求項３】
前記送風機は前記空気流出口に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の空冷式熱交換ユニット。
【請求項４】
複数の前記熱交換ケースが、前記熱交換ケースの各々の前記一対の側面パネルが同じ向きに並ぶように並列に配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載の空冷式熱交換ユニット。
【請求項５】
前記一対の側面パネルの少なくとも一方は前記熱交換ケースに着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の空冷式熱交換ユニット。
【請求項６】
前記パネル状熱交換器の上端に前記パネル状熱交換器の長手方向に沿って配置され、前記パネル状熱交換器の前記熱交換媒体流路に熱交換媒体を供給する入口ヘッダパイプと、
前記パネル状熱交換器の下端に前記パネル状熱交換器の長手方向に沿って配置され、前記パネル状熱交換器の前記熱交換媒体流路から熱交換媒体が排出される出口ヘッダパイプと、
を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の空冷式熱交換ユニット。
【請求項７】
前記複数の前記熱交換ケースの各々に前記入口ヘッダパイプ及び前記出口ヘッダパイプが設けられ、
前記複数の前記熱交換ケースの上端で前記入口ヘッダパイプの一端側に、前記複数の前記熱交換ケースが配置される方向に沿って設けられ、前記入口ヘッダパイプが接続される入口ヘッダと、
前記複数の前記熱交換ケースの下端で前記出口ヘッダパイプの一端側に、前記複数の前記熱交換ケースが配置される方向に沿って設けられ、前記出口ヘッダパイプが接続される出口ヘッダと、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の空冷式熱交換ユニット。
【請求項８】
前記パネル状熱交換器は、
互いに隙間を有して並列に配置され、各々に複数の前記熱交換媒体流路が並列に形成された複数の板状熱交換体と、
前記隙間に配置され隣り合う前記板状熱交換体間に配置された放熱フィンと、
を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の空冷式熱交換ユニット。
【請求項９】
前記パネル状熱交換器は前記一対の側面パネルに電気的絶縁材を介して取り付けられることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の空冷式熱交換ユニット。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の空冷式熱交換ユニットと、
前記空冷式熱交換ユニットの下方に設けられ、前記空冷式熱交換ユニットが凝縮器として組み込まれる冷凍サイクル構成機器と、
を備えることを特徴とするクーラユニット。
【請求項１１】
前記冷凍サイクル構成機器は前記ハウジング内の下部領域に配置されることを特徴とする請求項１０に記載のクーラユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、空冷式熱交換ユニット及びこの空冷式熱交換ユニットを備えたクーラユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の空調や給湯を行うユニット型の空調機器や給湯機器が知られている。
上記装置において、冷凍サイクルやヒートポンプサイクルを構成する機器の一部として凝縮器が用いられる。凝縮器には水冷式と空冷式とがあるが、空冷式凝縮器として用いられる熱交換器の場合、従来の機器では、ハウジング表面に形成された空気取込口に面して伝熱部が配置されるのが一般的である（例えば特許文献１）。
特許文献２には、空調や給湯等に用いられるユニット型機器を複数台並べて配置したときに熱交換器を通過する空気の速度分布の悪化を防止し、かつ保守・点検時の作業性を良くするために、ユニット本体を中央部分がくびれた鼓形としたユニット型機器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８６１５７号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたユニット型の冷凍機器や給湯機器は、熱交換器の伝熱部がハウジング表面に面して配置されているため、伝熱部の伝熱面積はハウジング表面の面積の制約を受ける。伝熱面積を増やすためにはユニットを大型化せざるを得ない。また、伝熱部がハウジング表面に面しているため、飛石などによって傷が付きやすく、傷付きによって伝熱部の腐食が進行するおそれがある。
特許文献２に開示されたユニット型機器は、ユニット本体の表面に面して伝熱部が配置されているため、一台単独で用いるときは、特許文献１と同様の問題が生じる。
【０００５】
少なくとも一実施形態は、上記課題に鑑み、空調機や給湯機等に用いられるユニット型の熱交換器において、大型化をまねかず伝熱部の伝熱面積を拡大でき、熱交換性能を向上可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る空冷式熱交換ユニットは、
一つ以上の側面に空気取込口及び上面に空気流出口が形成されたハウジングと、
前記空気取込口から流入し、前記空気流出口から流出する空気流を形成するための送風機と、
前記ハウジングの内部に前記空気取込口が形成されたハウジング面に対して交差する方向に設けられ、熱交換媒体流路及び空気が流通可能な隙間が形成されたパネル状の熱交換器と、
を備え、
前記一つ以上の側面以外の前記ハウジングの側面と前記パネル状熱交換器とに間に前記パネル状熱交換器の延在方向に沿って空気流路が形成され、前記空気取込口から前記空気流路に流入した前記空気流が前記パネル状熱交換器を通り抜けて前記隙間を通って前記空気流出口から流出するように構成されている。
【０００７】
なお、本明細書で上記「側面」とは、ハウジングの上面及び底面を除くハウジングのすべての外面を含む。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、上記パネル状熱交換器は、ハウジングの内部に上記空気取込口が形成されたハウジング面に対して交差する方向に設けられるため、ハウジングの外表面の面積の制約を受けずにパネル状熱交換器の枚数及び伝熱面積を増加できる。従って、ユニット本体の大型化をまねかず熱交換性能を向上できる。
また、ハウジングの内部に上記空気流路が形成されることで、パネル状熱交換器を通過する空気流量を確保できるため、熱交換性能を得ることができる。
また、飛来する飛石などの障害物がハウジングに当たっても、パネル状熱交換器はハウジングの表面に面して配置されていないため損傷を受けない。従って、損傷に起因した腐食を防止できる。
【０００９】
（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
下方が順次接近し上方が順次離れるようにＶ字形に配置された一対の前記パネル状熱交換器と、
前記一対の前記パネル状熱交換器との間を遮蔽する一対の側面パネルと、
を有し、上方が開放された熱交換ケースを備える。
上記（２）の構成によれば、空気取込口から流入した空気が上記パネル状熱交換器を通り抜け、熱交換ケースの上部開放部からハウジング上面に形成された空気流出口に流れる圧損の少ない空気流路を形成できる。これによって、パネル状熱交換器を通過する空気流量を増加できるため、熱交換媒体との熱交換性能を向上できる。
また、一対のパネル状熱交換器をＶ字形に配置することで熱交換ケース１個当たりの伝熱部の伝熱面積を増やすことができる。
【００１０】
（３）一実施形態では、前記構成（１）又は（２）において、
前記送風機は前記空気流出口に設けられる。
上記（３）の構成によれば、送風機を空気流出口に設けることで、送風機をハウジング内部での空気流形成にじゃまにならずに配置できる。
【００１１】
（４）一実施形態では、前記（２）又は（３）の構成において、
複数の前記熱交換ケースが、前記熱交換ケースの各々の前記一対の側面パネルが同じ向きに並ぶように並列に配置される。
上記（４）の構成によれば、複数の熱交換ケースを設けることで、パネル状熱交換器の伝熱部の伝熱面積を増加できると共に、ハウジング内に複数の熱交換ケースが、側面パネルが同じ向きに並ぶように並列に配置されるため、複数の熱交換ケースをコンパクトにまとめて配置でき、これによって、ハウジングの容積の増加を抑制できる。
また、空気取込口から複数の熱交換ケースに流入する空気は、熱交換ケース毎に同一方向へ並列に流れる層流となるため、乱流成分が少ない空気流となる。これによって、パネル状熱交換器を通過する空気流の流量を増加でき、熱交換媒体との熱交換効率を向上できる。
【００１２】
（５）一実施形態では、前記（２）〜（４）の何れかの構成において、
前記一対の側面パネルの少なくとも一方は前記熱交換ケースに着脱可能に取り付けられる。
上記（５）の構成によれば、保守点検時や清掃時に上記側面パネルを取り外すことで、熱交換ケース内の保守点検や清掃が容易になる。
【００１３】
（６）一実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記パネル状熱交換器の上端に前記パネル状熱交換器の長手方向に沿って配置され、前記パネル状熱交換器の前記熱交換媒体流路に熱交換媒体を供給する入口ヘッダパイプと、
前記パネル状熱交換器の下端に前記パネル状熱交換器の長手方向に沿って配置され、前記パネル状熱交換器の前記熱交換媒体流路から熱交換媒体が排出される出口ヘッダパイプと、
を備える。
【００１４】
上記（６）の構成によれば、パネル状熱交換器の上端に配置された入口ヘッダパイプからパネル状熱交換器の下端に配置された出口ヘッダパイプに対し、ヘッド差を利用して熱交換媒体を下降させることができる。これによって、伝熱面積を有効に利用でき、低コスト化できる。
また、入口ヘッダパイプ及び出口ヘッダパイプをパネル状熱交換器の上端又は下端でパネル状熱交換器の長手方向に沿って配置することにより、複数の熱交換ケースが、熱交換ケースの各々の側面パネルが同じ向きに並ぶように並列に配置される場合、熱交換ケースの間で入口ヘッダパイプ及び出口ヘッダパイプを干渉させずに配置できる。これによって、複数の熱交換ケースの配置スペースを低減でき、ハウジング容積を低減できる。
【００１５】
（７）一実施形態では、前記（６）の構成において、
前記複数の前記熱交換ケースの各々に前記入口ヘッダパイプ及び前記出口ヘッダパイプが設けられ、
前記複数の前記熱交換ケースの上端で前記入口ヘッダパイプの一端側に、前記複数の前記熱交換ケースが配置される方向に沿って設けられ、前記入口ヘッダパイプが接続される入口ヘッダと、
前記複数の前記熱交換ケースの下端で前記出口ヘッダパイプの一端側に、前記複数の前記熱交換ケースが配置される方向に沿って設けられ、前記出口ヘッダパイプが接続される出口ヘッダと、
を備える。
【００１６】
熱交換媒体は上記入口ヘッダから複数の熱交換ケースの入口ヘッダパイプに供給され、パネル状熱交換器で空気流と熱交換した後の熱交換媒体は出口ヘッダパイプを経て上記出口ヘッダに流出する。
上記（７）の構成によれば、複数の熱交換ケースが、熱交換ケースの各々の側面パネルが同じ向きに並ぶように並列に配置される場合、上記入口ヘッダ及び上記出口ヘッダを複数の熱交換ケースの近傍にコンパクトに配置できる。
【００１７】
（８）一実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記パネル状熱交換器は、
互いに隙間を有して並列に配置され、各々に複数の前記熱交換媒体流路が並列に形成された複数の板状熱交換体と、
前記隙間に配置され隣り合う前記板状熱交換体間に介装された放熱フィンと、
を有する。
上記（８）の構成によれば、上記複数の板状熱交換体の各々に、いわゆる「マイクロチャンネル」と称される複数の微細な熱交換媒体流路を形成できる。これによって、空気と熱交換媒体との熱交換効率を大幅に向上できる。
【００１８】
（９）一実施形態では、前記（１）〜（８）の何れかの構成において、
前記パネル状熱交換器は前記一対の側面パネルに電気的絶縁材を介して取り付けられる。
パネル状熱交換器と側面パネルとが互いに異種材料で構成される場合、一方に電蝕が起こる場合がある。例えば、パネル状熱交換器が軽量で熱伝達係数が大きいアルミ系材料で構成され、側面パネルが高強度な鉄系材料で構成される場合、これらが接触すると、パネル状熱交換器が電蝕で損傷するおそれがある。
上記（９）の構成によれば、そこで、パネル状熱交換器と側面パネルとの間に電気的絶縁材を配置することで、パネル状熱交換器の損傷を抑制できる。
【００１９】
（１０）少なくとも一実施形態に係るクーラユニットは、
前記（１）〜（９）の何れかの構成を有する空冷式熱交換ユニットと、
前記空冷式熱交換ユニットの下方に設けられ、前記空冷式熱交換ユニットが凝縮器として組み込まれる冷凍サイクル構成機器と、
を備える。
上記（１０）の構成によれば、上記構成のパネル状熱交換器を備えるため、ハウジングの外表面の面積の制約を受けずにパネル状熱交換器の枚数及び面積を増減できる。従って、ユニット本体の大型化をまねかず熱交換性能を向上できる。
また、ハウジングの内部に上記空気流路が形成されることで、パネル状熱交換器を通過する空気流量を確保できるため、熱交換性能を得ることができる。
また、飛来する飛石などの障害物がハウジングに当たっても、パネル状熱交換器はハウジングの内部に配置されるため、飛石などによる損傷を抑制できると共に、従って、損傷傷に起因した腐食の進行を抑制できる。
【００２０】
（１１）一実施形態では、前記（１０）の構成において、
前記冷凍サイクル構成機器は前記ハウジング内の下部領域に配置される。
上記（１１）の構成によれば、パネル状熱交換器及び冷凍サイクル構成機器を単一のハウジングに収容することで、クーラユニットをコンパクト化できる。また、冷凍サイクル構成機器をハウジング内の下部領域に配置することで、パネル状熱交換器への空気の取り込みを阻害することなく冷凍サイクル構成機器を配置できる。
【発明の効果】
【００２１】
幾つかの実施形態によれば、空冷式熱交換ユニット及びクーラユニットの大型化をまねかず、パネル状熱交換器の伝熱面積を拡大できるため、熱交換性能を向上できると共に、飛来する飛石などの障害物から該伝熱部を守り、該伝熱部の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係るクーラユニットの斜視図である。
【図２】一実施形態に係るクーラユニットの斜視図である。
【図３】一実施形態に係る熱交換ケースの斜視図である。
【図４】一実施形態に係る熱交換ケースの斜視図である。
【図５】一実施形態に係る熱交換ケースの斜視図であり、（Ａ）は組立後を示し、（Ｂ）は一部解体後を示し、（Ｃ）は解体後を示す。
【図６】一実施形態に係るパネル状熱交換器の正面図である。
【図７】一実施形態に係る板状熱交換体の断面図である。
【図８】一実施形態に係る冷凍サイクル構成機器の系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２４】
図１及び図２に示すように、一実施形態に係るクーラユニット１０は、空冷式熱交換ユニット１２と空冷式熱交換ユニット１２の下方に設けられた冷凍サイクル構成機器１４とを備える。空冷式熱交換ユニット１２は冷凍サイクル構成機器１４に凝縮器として組み込まれる。
空冷式熱交換ユニット１２はハウジング１６を備え、ハウジング１６は、空気取込口１８（１８ａ）を有する正面（通風口面）１６ａと空気取込口１８（１８ｂ）を有する背面（通風口面）１６ｃ、及び空気流出口２０を有する上面（通風口面）１６ｂを含む。
さらに、ハウジング１６の内部に、空気取込口１８（１８ａ、１８ｂ）が形成されたハウジング面１６ａ及び１６ｃに対して交差する方向にパネル状熱交換器２４が設けられる。パネル状熱交換器２４は、図６及び図７に示すように、熱交換媒体流路６４及び空気が流通可能な隙間ｃが形成されている。
【００２５】
正面１６ａ及び背面１６ｃ以外のハウジング側面は遮蔽され、この遮蔽された側面とパネル状熱交換器２４との間にパネル状熱交換器２４の延在方向に沿って空気流路Ｆａが形成される。こうして、送風機２２によって空気取込口１８からハウジング１６の内部に流入した空気が空気流路Ｆａを通り、パネル状熱交換器２４に形成された隙間ｃを経て空気流出口２０から流出する空気流が形成される。
【００２６】
上記構成によれば、パネル状熱交換器２４は、ハウジング１６の内部に空気取込口１８が形成された正面１６ａ及び背面１６ｃに対して交差する方向に設けられるため、ハウジング１６の外表面の面積の制約を受けずにパネル状熱交換器２４の枚数及び伝熱面積を増やすことができる。従って、ハウジング１６の大型化をまねかず熱交換性能を向上できる。
また、ハウジング１６の内部に空気流路Ｆａが形成されることで、パネル状熱交換器２４を通過する空気流量を確保できるため、熱交換媒体との熱交換性能を得ることができる。
また、飛来する飛石などの障害物がハウジング１６に当たっても、パネル状熱交換器２４はハウジング１６の内部に配置されるため、飛石などによる損傷を抑制でき、従って、損傷に起因した腐食の進行を抑制できる。
【００２７】
一実施形態では、パネル状熱交換器２４は上下方向及び水平方向に対して傾斜した角度で配置される。これによって、空気流路Ｆａの形成が容易になる。
一実施形態では、複数のパネル状熱交換器２４は正面１６ａ及び背面１６ｃに対して交差する方向に設けられ、かつ上下方向及び水平方向に対して傾斜した角度で互いに間隔を有して配置される。これによって、各パネル状熱交換器２４を通り抜ける空気流が並列な層流となり、空気流の乱れが抑制されるので、熱交換媒体との熱交換効率が向上する。
【００２８】
一実施形態では、図１及び図２に示すように、空冷式熱交換ユニット１２はハウジング１６内の上部領域に配置され、冷凍サイクル構成機器１４はハウジング１６内の下部領域に配置される。そして、空冷式熱交換ユニット１２の位置に合わせて、正面１６ａ及び背面１６ｃの上部領域に空気取込口１８（１８ａ、１８ｂ）が形成される。
このように、空冷式熱交換ユニット１２及び冷凍サイクル構成機器１４を単一のハウジング１６に収容することで、クーラユニット１０をコンパクト化できる。また、冷凍サイクル構成機器１４をハウジング１６内の下部領域に配置することで、パネル状熱交換器２４への空気の取り込みを阻害することなく冷凍サイクル構成機器１４を配置できる。
【００２９】
一実施形態では、ハウジング１６は直方体の形状を有している。ハウジング１６を直方体の形状とすることで、パネル状熱交換器２４を空気取込口１８に対して交差する方向に沿って配置するのが容易になる。
一実施形態では、図１に示すように、ハウジング内の下部領域で、正面１６ａに面して、冷凍サイクル構成機器１４の作動を制御する制御盤３０が設けられる。さらに、正面１６ａの下部領域に開口３２が設けられ、この開口３２に制御盤３０の表示部３４が外側から視認可能なように配置される。
【００３０】
一実施形態では、図３及び図４に示すように、熱交換ケース２６を備える。熱交換ケース２６は一対のパネル状熱交換器２４と一対の側面パネル２８とを含む。一対のパネル状熱交換器２４は下方が順次接近し上方が順次離れるようにＶ字形に配置される。一対の側面パネル２８は一対のパネル状熱交換器２４、２４の間を遮蔽するように配置される。
空気取込口１８から流入した空気流ａは熱交換ケース２６を形成するパネル状熱交換器２４に形成された隙間ｃを通り抜け、熱交換ケース２６の上部開放部ｏから上面１６ｂに形成された空気流出口２０に至る圧損の少ない空気流路をハウジング１６の内部に形成できる。
【００３１】
熱交換ケース２６の内部空間Ｓｉは空気流出口２０が形成された上面１６ｂに向かって徐々に拡大される三角形断面の形状となるため、内部空間Ｓｉに流入する空気流の圧損を抑えることができる。従って、パネル状熱交換器２４を通過する空気流量を増加できるため、熱交換媒体との熱交換効率を向上できる。
また、一対のパネル状熱交換器２４をＶ字形に配置することで、熱交換ケース２６の１個当たりの伝熱部の伝熱面積を増加できる。
【００３２】
一実施形態では、図１及び図２に示すように、送風機２２は空気流出口２０に設けられる。送風機２２を空気流出口２０に設けることで、送風機２２をハウジング内部での空気流形成にじゃまにならずに配置できる。
一実施形態では、上面１６ｂに送風機２２が収容される円筒形のフード３６が設けられ、フード３６に格子３８が設けられる。また、空気取込口１８にも格子３８が設けられる。格子３８を設けることで、鳥などの飛来物の侵入を抑制できる。  
【００３３】
例示的な実施形態では、冷凍サイクル構成機器１４を循環する冷媒がＮＨ３であり、パネル状熱交換器２４は防錆処理が施される。冷媒としてＮＨ３を使用する場合、パネル状熱交換器２４の腐食によってＮＨ３がパネル状熱交換器２４から漏れるのを防止する必要がある。
そこで、パネル状熱交換器２４を防錆処理することで、パネル状熱交換器２４の腐食の進行を抑制でき、ＮＨ３の漏れを防止できる。例えば、パネル状熱交換器２４の材質をＡｌ材とし、パネル状熱交換器２４の表面を防錆処理した後、防錆コーティング処理を行うことで、パネル状熱交換器２４の腐食を抑制する。
【００３４】
一実施形態では、図３及び図４に示すように、複数の熱交換ケース２６は、複数の熱交換ケース２６の各々の一対の側面パネル２８が同じ向きに並ぶように並列に配置される。
これによって、複数の熱交換ケース２６を設けることで、パネル状熱交換器２４の伝熱部の伝熱面積を増加できると共に、ハウジング１６の内部に複数の熱交換ケース２６をコンパクトにまとめて配置できるため、ハウジング１６の容積の増加を抑制できる。
また、空気取込口１８から流入し各熱交換ケース２６に流入する空気は、熱交換ケース毎に同一方向へ並列に流れる層流となるため、乱流成分が少ない空気流となる。これによって、パネル状熱交換器２４を通過する空気流の流量を増加でき、熱交換媒体との熱交換効率を向上できる。
【００３５】
一実施形態では、図３及び図４に示すように、複数のパネル状熱交換器２４は、その上端及び下端で直線形状の支持フレーム４０及び４２に水平方向に沿って並列に結合される。
一実施形態では、複数のパネル状熱交換器２４の上端でパネル状熱交換器２４の両端側に一対の支持フレーム４０が平行して設けられ、各パネル状熱交換器２４の一対の側面パネル２８の上端が、ボルトなどの結合具によって一対の支持フレーム４０に取り付けられる。
また、複数のパネル状熱交換器２４の下端でパネル状熱交換器２４の両端側に一対の支持フレーム４２が平行して設けられ、各パネル状熱交換器２４の一対の側面パネル２８の下端が、ボルトなどの結合具によって一対の支持フレーム４２に取り付けられる。
一実施形態では、支持フレーム４０及び４２はＬ形断面を有する直線形状のアングル材であり、これによって、複数の熱交換ケース２６の支持強度を高め、かつ支持構造をコンパクト化できる。
【００３６】
一実施形態では、図５に示すように、一対の側面パネル２８，２８の少なくとも一方は熱交換ケース２６に着脱可能に取り付けられる。
これによって、保守点検時や清掃時に側面パネル２８を取り外すことで、熱交換ケース内の保守点検や清掃が容易になる。
【００３７】
一実施形態では、図５に示すように、側面パネル２８は、開口を有する取付け枠４４と該開口を遮蔽する遮蔽板４６とで構成される。一実施形態では、取付け枠４４及び遮蔽板４６は三角形状を有する。遮蔽板４６は取付け枠４４にボルトなどの結合具で着脱可能に結合される。これによって、熱交換ケース２６の側面が開放可能になる。
【００３８】
一実施形態では、図３に示すように、パネル状熱交換器２４の上端にパネル状熱交換器２４の長手方向に沿って入口ヘッダパイプ４８が設けられ、パネル状熱交換器２４の下端にパネル状熱交換器２４に沿って出口ヘッダパイプ５０が設けられる。入口ヘッダパイプ４８からパネル状熱交換器２４の熱交換媒体流路６４に熱交換媒体が供給され、熱交換媒体はパネル状熱交換器２４で空気流と熱交換し、空気流によって冷却された熱交換媒体は出口ヘッダパイプ５０に流出する。
【００３９】
上記構成によれば、パネル状熱交換器２４の上端に配置された入口ヘッダパイプ４８からパネル状熱交換器２４の下端に配置された出口ヘッダパイプ５０に対し、ヘッド差を利用して熱交換媒体を下降させることができる。これによって、伝熱面積を有効に利用でき、低コスト化できる。
また、入口ヘッダパイプ４８及び出口ヘッダパイプ５０をパネル状熱交換器２４の上端又は下端でパネル状熱交換器２４の長手方向に沿って配置することにより、複数の熱交換ケース２６が、熱交換ケース２６の各々の側面パネル２８が同じ向きに並ぶように並列に配置される場合、熱交換ケース２６の間で入口ヘッダパイプ４８及び出口ヘッダパイプ５０を干渉させることなく互いの間隔を空けずに配置できる。これによって、複数の熱交換ケース２６が占める配置スペースを低減でき、ハウジング１６の容積をコンパクト化できる。
【００４０】
一実施形態では、図３に示すように、複数の熱交換ケース２６が並列に配置される場合、隣り合う熱交換ケース２６の入口ヘッダパイプ同士及び出口ヘッダパイプ同士は、夫々のパネル状熱交換器２４の上端で互いに隣接して平行に配置される。
これによって、入口ヘッダパイプ同士及び出口ヘッダパイプ同士が互いに干渉せずに配置できる。また、入口ヘッダパイプ４８及び出口ヘッダパイプ５０は曲がり部を形成する必要がないため、加工が容易になる。
【００４１】
一実施形態では、図３に示すように、複数の熱交換ケース２６が並列に配置され、各熱交換ケース２６の各々に入口ヘッダパイプ４８及び出口ヘッダパイプ５０が設けられる場合、複数の熱交換ケース２６の上端で入口ヘッダパイプ４８の一端側に、複数の熱交換ケース２６が配置される方向に沿って入口ヘッダ５２が設けられる。また、複数の熱交換ケース２６の下端で出口ヘッダパイプ５０の一端側に、複数の熱交換ケース２６が配置される方向に沿って出口ヘッダ５４が設けられる。
入口ヘッダ５２には複数の熱交換ケース２６の入口ヘッダパイプ４８が接続され、出口ヘッダ５４には複数の熱交換ケース２６の出口ヘッダパイプ５０が接続される。
【００４２】
熱交換媒体ｒは入口ヘッダ５２から複数の熱交換ケース２６の入口ヘッダパイプ４８に供給され、各パネル状熱交換器２４で空気流と熱交換した後の熱交換媒体ｒは出口ヘッダパイプ５０を経て出口ヘッダ５４に流出する。
上記構成によれば、複数の熱交換ケース２６が、熱交換ケース２６の各々の側面パネル２８が同じ向きに並ぶように並列に配置される場合、入口ヘッダ５２及び出口ヘッダ５４を複数の熱交換ケース２６の近傍にコンパクトに配置できる。
【００４３】
一実施形態では、図５に示すように、パネル状熱交換器２４は一対の側面パネル２８に電気的絶縁材５６を介して取り付けられる。
パネル状熱交換器２４と側面パネル２８とが互いに異種材料で構成される場合、一方に電蝕が起こる場合がある。例えば、パネル状熱交換器２４が軽量で熱伝達係数が大きいアルミ系材料で構成され、側面パネル２８が高強度な鉄系材料で構成される場合、これらが接触すると、パネル状熱交換器２４が電蝕で損傷するおそれがある。
上記構成によれば、パネル状熱交換器２４と側面パネル２８との間に電気的絶縁材５６を配置することで、パネル状熱交換器２４の損傷を抑制できる。
【００４４】
一実施形態では、電気的絶縁材５６は側面パネル２８の長さに相当する長さを有する板状の絶縁板で構成される。この絶縁板が取付け枠４４とパネル状熱交換器２４との間に介装されることで、パネル状熱交換器２４の電蝕を抑制できる。
【００４５】
一実施形態では、図５に示すように、パネル状熱交換器２４は１個当たり４本のボルト５９によって取付け枠４４に結合される。これによって、パネル状熱交換器２４を所望の姿勢で容易に固定できる。
【００４６】
一実施形態では、図５に示すように、一対の側面パネル２８、２８の底面に樹脂板６０が架設される。樹脂板６０は隣接して平行に配置される隣同士の熱交換ケース２６の出口ヘッダパイプ５０、５０の間に介装される。
出口ヘッダパイプ５０、５０の間に電気絶縁性を有する樹脂板６０を介装することで、出口ヘッダパイプ５０の電蝕を防止できる。
【００４７】
一実施形態では、図６及び図７に示すように、パネル状熱交換器２４は、互いに隙間ｃを有して並列に配置された複数の板状熱交換体６２を備える。各板状熱交換体６２には、図７に示すように、多数の熱交換媒体流路６４が並列に形成されている。板状熱交換体６２の間には隙間ｃが形成され、隙間ｃに板状熱交換体６２に接続された放熱フィン６６が設けられている。放熱フィン６６が配置されても隙間ｃには空気が通れる隙間が確保される。
上記構成によれば、複数の板状熱交換体６２の各々に、いわゆる「マイクロチャンネル」と称される複数の微細な熱交換媒体流路６４を形成できる。これによって、空気と熱交換媒体との熱交換効率を大幅に向上できる。
【００４８】
一実施形態では、図６に示すように、放熱フィン６６はコルゲートフィンである。これによって、板状熱交換体６２の放熱面積を増加できるため、空気流と熱交換媒体との熱交換効率を向上できる。
【００４９】
一実施形態では、図６に示すように、入口ヘッダパイプ４８はパネル状熱交換器２４の長手方向に沿って上端に固着され、出口ヘッダパイプ５０はパネル状熱交換器２４の長手方向に沿って配置され、パネル状熱交換器２４の下端に固着される。パネル状熱交換器２４の左右両縁には板状熱交換体６２及び入口ヘッダパイプ４８、出口ヘッダパイプ５０に固着された長細いフレーム６８を備える。
図５に示すように、パネル状熱交換器２４は、フレーム６８に形成されたボルト孔７０に挿入されるボルト５９によって側面パネル２８に取り付けられる。
上述のように、入口ヘッダパイプ４８及び出口ヘッダパイプ５０はパネル状熱交換器２４に固着されているので、入口ヘッダパイプ４８及び出口ヘッダパイプ５０を含むパネル状熱交換器２４をボルト５９のみで簡易に側面パネル２８に取り付けることができる。
【００５０】
一実施形態では、図６に示すように、入口ヘッダパイプ４８及び出口ヘッダパイプ５０は直管形状を有し、直管形状のまま入口ヘッダ５２及び出口ヘッダ５４に接続される。
従って、入口ヘッダパイプ４８及び出口ヘッダパイプ５０は曲げ加工を要しないため、低コストで加工できる。
【００５１】
図８は、一実施形態に係る冷凍サイクル構成機器１４を示す。この実施形態において、冷凍サイクル構成機器１４は、パネル状熱交換器２４が凝縮器として組み込まれるＮＨ３／ＣＯ２冷凍機を構成する。
図８において、ハウジング１６の内部に、ＮＨ３冷媒が循環する冷媒循環路７２に、圧縮機（例えばスクロール式圧縮機）７４、空冷式熱交換ユニット１２、レシーバタンク７６、蒸発器７８、膨張弁８０、８２、及び液ガス熱交換器８４等が設けられる。
【００５２】
圧縮機７４から吐出された高圧の熱交換媒体としての冷媒ガス（ＮＨ３ガス）は、入口ヘッダ５２及び入口ヘッダパイプ４８を経て複数の熱交換ケース２６のパネル状熱交換器２４に送られる。冷媒ガスは板状熱交換体６２に形成された熱交換媒体流路６４を流れる際に、パネル状熱交換器２４を通り抜ける空気流によって冷却されて液化される。液化された冷媒液（ＮＨ３液）は一旦レシーバタンク７６に貯留される。その後、冷媒液は液ガス熱交換器８４で蒸発器７８から戻る冷媒ガスを加熱した後、一部は冷媒流路７２ａを通り、膨張弁８２を経て減圧され、圧縮機７４から吐出される冷媒ガスの温度制御のために圧縮機７４に注入される。
一方、冷媒流路７２ａから分岐した冷媒流路７２ｂを通り蒸発器７８に向かう冷媒液は膨張弁８０を経て減圧され、蒸発器７８に送られ、蒸発器７８でＣＯ２流入管８６から送られるＣＯ２ガス（熱交換媒体）を冷却してＣＯ２ガスを液化する。液化したＣＯ２液はＣＯ２流出管８８を介して一旦レシーバタンク（不図示）に貯留された後利用先に送られる。
【００５３】
一実施形態では、図８に示すように、複数の熱交換ケース２６はハウジング１６内の上部領域に設けられ、正面１６ａ及び背面１６ｃの上部領域に設けられた空気取込口１８（１８ａ、１８ｂ）の内側に設けられる。また、蒸発器７８はハウジング１６内の上部領域で複数の熱交換ケース２６の隣りに配置される。
また、ハウジング１６内の下部領域には、熱交換ケース２６の下方に圧縮機７４が設けられ、圧縮機７４の隣りにレシーバタンク７６、液ガス熱交換器８４及び膨張弁８０、８２を含む計装機器が設けられる。
このように、蒸発器７８を上部領域に設け、ＣＯ２液を貯留するレシーバタンクとの間でヘッド差をもうけることで、蒸発器７８で液化したＣＯ２液を重力でレシーバタンクに送るサーモサイフォンサイクルを機能させることができる。これによって、蒸発器７８とレシーバタンク間を循環させるＣＯ２ポンプが不要になる。
【００５４】
例示的な実施形態では、図２に示すように、空気取込口１８を有するハウジング１６の側面の少なくとも一部において、空気取込口１８をパンチングメタル９０で覆うようにする。
これによって、飛来する飛石などの障害物や空気流ａに随伴するごみ等の侵入をパンチングメタル９０で阻止できると共に、ハウジング内部への熱交換のための空気流ａの流入を許容できるため、伝熱効果を低下させない。
【００５５】
図示した実施形態では、図２に示すように、背面１６ｃに形成された空気取込口１８（１８ｂ）の下部領域の一部をパンチングメタル９０で覆っている。
パンチングメタル９０はハウジング１６の内部を隠す装飾的機能を有すると共に、ハウジング１６の内部への空気流ａの流入を可能にしている。
【００５６】
また、図示した実施形態では、背面１６ｃ側においてハウジング１６の内部を上部領域と下部領域とに仕切るパンチングメタル９２を備える。パンチングメタル９２はパンチングメタル９０に一体に形成され、パンチングメタル９０とパンチングメタル９２とはＬ形断面を形成する。
パンチングメタル９２を設けることで、空気取込口１８から冷凍サイクル構成機器１４が設けられた機械室に飛石などの障害物が侵入するのを抑制できると共に、空気流ａが機械室に回り込むことを許容するため、ハウジング１６内への空気流ａの進入を促進できる。また、パンチングメタル９２は支持フレーム４２に固定され、出口ヘッダ５４を覆うように出口ヘッダ５４の上方に配置される。これによって、パンチングメタル９２によってＮＨ３冷媒が流れる出口ヘッダ５４を保護できる。
【００５７】
図示した実施形態では、図２に示すように、背面１６ｃの上部領域に２次冷媒として用いられるＣＯ２がハウジング１６内部の上部領域に設けられた蒸発器７８に流入するＣＯ２流入管８６及び蒸発器７８で液化したＣＯ２が流出するＣＯ２流出管８８が設けられる。
【００５８】
図示した実施形態では、図１及び図２に示すように、ハウジング１６の内部に熱交換ケース２６が設けられた上部領域と冷凍サイクル構成機器１４が設けられた下部領域との間付近に仕切り壁が存在しない。
これによって、空気取込口１８から流入した空気流ａはその後パネル状熱交換器２４の前面に上昇する流路を形成できる。そのため、パネル状熱交換器２４を通過する空気流量を確保でき、冷媒ガスの冷却効果を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
少なくとも一実施形態によれば、空調機や給湯機等に用いられるユニット型の熱交換器において、大型化をまねかず伝熱部の伝熱面積を拡大でき、熱交換性能を向上できる。また、伝熱部を外部から侵入した飛来物によって損傷を受けるのを抑制できるため、損傷に起因した伝熱部の腐食の進行を抑制できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０    クーラユニット
１２    空冷式熱交換ユニット
１４    冷凍サイクル構成機器
１６    ハウジング
１６ａ    正面
１６ｂ    上面
１６ｃ    背面
１８（１８ａ、１８ｂ）    空気取込口
２０    空気流出口
２２    送風機
２４    パネル状熱交換器
２６    熱交換ケース
２８    側面パネル
３０    制御盤
３２    開口
３４    表示部
３６    フード
３８    格子
４０、４２    支持フレーム
４４    取付け枠
４６    遮蔽板
４８    入口ヘッダパイプ
５０    出口ヘッダパイプ
５２    入口ヘッダ
５４    出口ヘッダ
５６    電気的絶縁材
５９    ボルト
６０    樹脂板
６２    板状熱交換体
６４    熱交換媒体流路
６６    放熱フィン
６８    フレーム
７０    ボルト孔
７２    冷媒循環路
７２ａ、７２ｂ    冷媒流路
７４    圧縮機
７６    レシーバタンク
７８    蒸発器
８０、８２    膨張弁
８４    液ガス熱交換器
８６    ＣＯ２流入管
８８    ＣＯ２流出管
９０、９２    パンチングメタル
Ｆａ    空気流路
Ｓｉ    内部空間
ａ      空気流
ｃ      隙間
ｒ      熱交換媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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