(57)【要約】【課題】伝熱管（51）への結露の発生に起因する伝熱管（51）の腐食を防止して、伝熱管（51）の内部を流れる流体の漏れを抑える。【解決手段】伝熱管（51）のうち、蒸発器（25）の幅方向における伝熱フィン（55）の外側に配置されて伝熱管（51）が貫通する管板（57）の外側に位置する部分を覆う被覆部材（58,68）を設ける。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が流れる伝熱管（51）と、該伝熱管（51）に接合された伝熱フィン（55）とを備え、上記伝熱管（51）を流れる流体を空気と熱交換させる熱交換器であって、
上記熱交換器（25）の幅方向における上記伝熱フィン（55）の外側に配置されて上記伝熱管（51）が貫通する管板（57）と、
上記伝熱管（51）のうち上記熱交換器（25）の幅方向における上記管板（57）の外側に位置する部分を覆う被覆部材（58,68）とを備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１において、
上記被覆部材（58,68）は、発泡材であることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記被覆部材（58,68）は、上記伝熱管（51）に密着していることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
上記伝熱管（51）は、互いに平行に配置されてそれぞれが上記伝熱フィン（55）と接合され且つ上記管板（57）を貫通する複数の直管部（51a）と、上記直管部（51a）と一体のＵ字状に形成されて隣り合う直管部（51a）の端部を互いに接続する曲管部（51b）とを有し、
上記被覆部材（58,68）は、少なくとも上記伝熱管（51）の上記曲管部（51b）を覆うことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内部を流体が流れる伝熱管と、伝熱管に接合された伝熱フィンとを備え、伝熱管を流れる流体を空気と熱交換させる熱交換器が開示されている。この熱交換器の幅方向における伝熱フィンの外側には、伝熱管が貫通する管板が配置されている。そして、この熱交換器には、防腐食材料により構成される塗料が所謂カチオン電着塗装により塗布されている。このことにより、蟻の巣状腐食や応力腐食等の腐食を防止している。
【０００３】
また、内部に食物を収容しているコンテナ等の冷蔵冷凍庫には、食物が腐敗して発生するアンモニア、ギ酸、硫化水素等の腐食臭成分や、燻蒸に用いられた燻蒸剤といった腐食性ガスが存在する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１０１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、伝熱管のうち、管板の外側の部分は、伝熱フィンが配置されていないため、伝熱管のうち管板の内側の部分に比べて表面温度が低くなる。このため、伝熱管のうち管板の外側の部分には、結露が発生し易い。また、伝熱管のうち、管板の外側の部分は、熱交換器を通過する空気が当たらないため、長時間に亘って結露水で濡れた状態になることが多い。したがって、上記のような腐食性ガスが存在する環境下では、伝熱管のうち管板の外側の部分に結露水が付着し、この結露水に溶解した腐食性ガスによって伝熱管が腐食し、穴が開きガス漏れが発生するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝熱管への結露の発生に起因する伝熱管の腐食を防止して、伝熱管に穴が空くことを抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、内部を流体が流れる伝熱管（51）と、該伝熱管（51）に接合された伝熱フィン（55）とを備え、上記伝熱管（51）を流れる流体を空気と熱交換させる熱交換器を対象とする。そして、上記熱交換器（25）の幅方向における上記伝熱フィン（55）の外側に配置されて上記伝熱管（51）が貫通する管板（57）と、上記伝熱管（51）のうち上記熱交換器（25）の幅方向における上記管板（57）の外側に位置する部分を覆う被覆部材（58,68）とを備えることを特徴とする。
【０００８】
第１の発明では、伝熱管（51）のうち熱交換器（25）の幅方向における上記管板（57）の外側に位置する部分が被覆部材（58,68）に覆われているので、この被覆部材（58,68）に覆われた部分は被覆部材（58,68）の外側の空気から遮断され、結露しにくくなる。また、熱交換器（25）の周りに腐食性ガスが存在する場合でも、被覆部材（58,68）に覆われた部分は腐食性ガスから遮断されることになる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、上記被覆部材（58）は、発泡材であることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明では、伝熱管（51）から被覆部材（58）の表面に伝わる熱を断熱することができる。このため、伝熱管（51）の温度が低い場合でも被覆部材（58）の表面に結露が発生しにくくなる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記被覆部材（58）は、上記伝熱管（51）に密着していることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明では、被覆部材（58）に覆われた部分の表面に空気中の水蒸気が接触しない。このため、被覆部材（58）に覆われた部分に結露が発生しにくくなる。
【００１３】
第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれか１つにおいて、上記伝熱管（51）は、互いに平行に配置されてそれぞれが上記伝熱フィン（55）と接合され且つ上記管板（57）を貫通する複数の直管部（51a）と、上記直管部（51a）と一体のＵ字状に形成されて隣り合う直管部（51a）の端部を互いに接続する曲管部（51b）とを有し、上記被覆部材（58,68）は、少なくとも上記伝熱管（51）の上記曲管部（51b）を覆うことを特徴とする。
【００１４】
第４の発明では、曲管部（51b）の肉厚が直管部（51a）の肉厚に比べて薄い場合、曲管部（51b）は穴が開きやすい部分となる。この部分に被覆部材（58,68）が設けられているので、伝熱管（51）に穴が開くことを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、被覆部材（58,68）に覆われた部分に水分が付着しにくくなる。また、腐食性ガスは被覆部材（58,68）の内側には存在しない。したがって、伝熱管（51）の腐食を防止して、伝熱管（51）内を流れる流体の漏れを抑えることができる。
【００１６】
上記第２の発明では、伝熱管（51）の周りに付着する水分を減らすことができる。
【００１７】
上記第３の発明では、伝熱管（51）に水分が付着しにくくなり、さらに伝熱管（51）に穴が開くことを抑えることができる。
【００１８】
上記第４の発明では、伝熱管（51）の腐食による、伝熱管（51）内を流れる流体の漏れを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るコンテナ用冷凍装置を庫外側から見た斜視図である。
【図２】図２は、コンテナ用冷凍装置の構成を示す側面断面図である。
【図３】図３は、ケーシングを庫内側から見たときの斜視図である。
【図４】図４は、蒸発器を正面から見た正面図である。
【図５】図５は、曲管部の周辺を示す蒸発器の部分縦断面図である。
【図６】図６は、実施形態の変形例の図５相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態および変形例は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２１】
本実施形態のコンテナ用冷凍装置（10）は、海上輸送等に用いられ、食物等を収容するコンテナ（C）内の冷蔵又は冷凍を行うものである。
【００２２】
コンテナ用冷凍装置（10）は、その側方の一端が開放された箱状のコンテナ（C）の開口端を塞ぐように配設される。また、コンテナ用冷凍装置（10）は、図示しない冷媒回路を備えている。すなわち、コンテナ用冷凍装置（10）は、冷媒回路の冷凍サイクルを利用してコンテナ（C）の庫内の空気を冷却するように構成されている。
【００２３】
図１及び図２に示すように、コンテナ用冷凍装置（10）は、有底筒状に形成されたコンテナ（C）の開口端面を塞ぐように周縁部がコンテナ（C）に取り付けられるケーシング（11）を備えている。このケーシング（11）の下部は、コンテナ（C）の庫内側に向かって膨出するように形成されていて、これにより、ケーシング（11）の下部の庫外には凹部（11a）が形成される。すなわち、ケーシング（11）の下部の庫外側には庫外収納空間（S1）が、ケーシング（11）の上部の庫内側には庫内収納空間（S2）が、それぞれ形成されている。
【００２４】
ケーシング（11）は、図２に示すように、庫外側に位置する庫外ケーシング（12）と、庫内側に位置する庫内ケーシング（13）とを備えている。庫外ケーシング（12）及び庫内ケーシング（13）は、金属製のアルミニウム合金によって構成されている。
【００２５】
庫外ケーシング（12）は、コンテナ（C）の開口端面を塞ぐようにコンテナ（C）の開口部に取り付けられる。庫外ケーシング（12）は、下部が庫内側へ膨出するように形成されている。
【００２６】
庫内ケーシング（13）は、庫外ケーシング（12）に沿うように形成されていて、庫外ケーシング（12）に対応して庫内側へ膨出している。庫外ケーシング（12）と庫内ケーシング（13）との間の空間には、断熱材（14）が設けられている。
【００２７】
ケーシング（11）の庫内側には、仕切板（48）が配設されている。この仕切板（48）によって、コンテナ（C）の庫内と庫内収納空間（S2）とが区画されている。なお、仕切板（48）は、コンテナ（C）の内面に対し、その上下に隙間が設けられるように配設されている。
【００２８】
庫外収納空間（S1）内には、圧縮機（21）、凝縮器（23）、庫外ファン（24）、庫外モータ（45）が設けられている。圧縮機（21）及び凝縮器（23）は、図示しない冷媒回路に接続されている。庫外ファン（24）は、庫外モータ（45）によって回転し、庫外の空気を庫外収納空間（S1）内へ誘引して凝縮器（23）へ送るものである。凝縮器（23）では、この庫外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。
【００２９】
庫内収納空間（S2）には、ケーシング（11）の庫内側の上部に熱交換器としての蒸発器（25）及び送風ユニット（30）が設けられている。この蒸発器（25）も、凝縮器（23）と同様、図示しない冷媒回路に接続されている。蒸発器（25）の具体的な構成については後述する。
【００３０】
送風ユニット（30）は、ファンハウジング（31）と、庫内ファン（26）と、庫内モータ（46）とを備えている。庫内ファン（26）は、庫内モータ（46）によって回転駆動し、コンテナ（C）の庫内の空気を仕切板（48）の上側の隙間から誘引して蒸発器（25）へ送るものである。送風ユニット（30）と蒸発器（25）との間には、隔壁（15）が設けられている。この隔壁（15）は、矩形状の板部材が、庫内側の端部が上方に向うように折り曲げられた部材である。また、隔壁（15）の中央部（庫内ファンの下側）には矩形状の開口（15a）が形成されている。すなわち、蒸発器（25）の幅方向（図３の左右方向）における管板（57）（詳しくは後述する）の外側は、上部が隔壁（15）に覆われている。そして、庫内ファン（26）から送られる風は、管板（57）の外側に送風されず、開口（15a）を通って蒸発器（25）へ送られる。その後、この蒸発器（25）において冷媒との間で熱交換が行われた庫内空気は、庫内ファン（26）によって、仕切板（48）の下側の隙間から庫内側へ戻される。
【００３１】
また庫内収納空間（S2）の上部には、ケーシング（11）の幅方向に延びる支持板（50）が設けられている。支持板（50）は、庫内ファン（26）により庫内空気が蒸発器（25）に対して上方から下方に向かって流れるように、蒸発器（25）の上方で送風ユニット（30）を保持するように構成されている。
【００３２】
サイドステー（40）は、ケーシング（11）の幅方向両端側に立設し、庫内側に膨出したケーシング（11）下部に接続されている。蒸発器（25）は、その幅方向両端部がサイドステー（40）で支持されるとともに、幅方向中央部が枠支持部材（43）で支持されている。なお、枠支持部材（43）は、断面略コの字状に形成された柱状部材であり、ケーシング（11）下部の庫内側の幅方向中央部分に上下方向に延びるように設けられている。
【００３３】
ケーシング（11）には、図１に示すように、その上側寄りの位置に開口する開口孔（27）が幅方向に並んで２つ配置されている。開口孔（27）には、メンテナンス時に開閉可能な開閉扉（28）が取り付けられている。また、ケーシング（11）の庫外収納空間（S1）内には、庫外ファン（24）と隣接する位置に電装品ボックス（29）が配設されている。
【００３４】
−蒸発器−
熱交換器としての蒸発器（25）は、上記冷媒回路を流れる流体としての冷媒と空気とを熱交換させることで冷媒を蒸発させる。この蒸発器（25）は、図１に示すように、送風ユニット（30）の近傍に設けられている。つまり、蒸発器（25）では、上記送風ユニット（30）によって送られた空気と冷媒とが熱交換を行う。蒸発器（25）において熱交換した空気は、仕切板（48）の下側の隙間を通って庫内に送風される。
【００３５】
蒸発器（25）は、いわゆるクロスフィンアンドチューブ型の熱交換器である。この蒸発器（25）は、図４に示すように、伝熱管（51）、Ｕ字管（52）、伝熱フィン（55）、管板（57）、及び被覆部材（58）を備えている。また、蒸発器（25）には、防腐食材料により構成される塗料がカチオン電着塗装やクリア塗装等により塗布されている。
【００３６】
伝熱管（51）は、円形断面の銅管である。伝熱管（51）は、直管部（51a）と曲管部（51b）とを有しており、真っ直ぐな状態の管を塑性変形させることによって、ヘアピン状に形成されている。直管部（51a）は、互いに平行に配置されてそれぞれが伝熱フィン（55）及び管板（57）を貫通している。曲管部（51b）は、蒸発器（25）の幅方向の一端（図４の右側）に形成されている。よって、曲管部（51b）は、直管部（51a）と一体のＵ字状に形成されて、隣り合う直管部（51a）の一端部を互いに接続している。そして、伝熱管（51）の内部には、冷媒が流れている。
【００３７】
Ｕ字管（52）は、円形断面の銅管の継手部材である。Ｕ字管（52）は、両端部が隣り合う伝熱管（51）の他端部同士にろう付けにより接続されている。このため、複数の伝熱管（51）によって連続した一本の冷媒流路が形成されている。
【００３８】
蒸発器（25）には、複数の伝熱管（51）からなる冷媒流路が複数形成されている。図示しないが、蒸発器（25）では、各冷媒流路の一端に、各冷媒流路の冷媒を分配するための分流器が接続されている。また、各冷媒流路の他端に、各冷媒流路を通過した冷媒を合流させるためのガスヘッダが接続されている。
【００３９】
伝熱フィン（55）は、例えばアルミニウムの薄板によって形成されている。それぞれの伝熱フィン（55）には、伝熱管（51）が貫通する複数の貫通孔が形成されている。各伝熱フィン（55）は、それぞれの貫通孔に伝熱管（51）が貫通した状態で伝熱管（51）と接合され、伝熱管（51）の伸長方向に沿って所定間隔ごとに並べて配置されている。そして、上記送風ユニット（30）によって送られた空気は、各伝熱フィン（55）の間を通って、伝熱管（51）内を流れる冷媒と熱交換を行う。
【００４０】
管板（57）は、伝熱フィン（55）と平行に且つ、蒸発器（25）の幅方向（図４の左右方向）における伝熱フィン（55）の外側にそれぞれ設けられた板状の部材である。管板（57）には、伝熱管（51）を通すための複数の貫通孔が設けられている。上記曲管部（51b）及びＵ字管（52）は、蒸発器（25）の幅方向における管板（57）の外側に位置している。
【００４１】
図４及び図５に示すように、被覆部材（58）は伝熱管（51）及びＵ字管（52）のうち管板の外側に位置する部分全体の表面と接するように覆っている。すなわち、被覆部材（58）は、直管部（51a）の両端部と曲管部（51b）及びＵ字管（52）の全体とを、被覆部材（58）の外側の空気から遮断するように覆っている。
【００４２】
被覆部材（58）は、例えばウレタンフォーム等の独立発泡型の発泡材からなる。被覆部材（58）は、発泡材を伝熱管（51）及びＵ字管（52）のうち蒸発器（25）の幅方向における管板（57）の外側に位置する部分に吹き付けることによって形成されるのが好ましい。被覆部材（58）は、伝熱管（51）及びＵ字管（52）の表面と密着し、曲管部（51b）の表面全体を被覆している。また、被覆部材（58）として、独立発泡型の発泡材の他にシリコン等を用いることができる。すなわち、被覆部材（58）の材質は特に限定されない。
【００４３】
また、被覆部材（58）は、伝熱管（51）及びＵ字管（52）のうち、管板（57）の外側部分全体を覆っていた。しかし、伝熱管（51）のうち、曲管部（51b）が形成されている側の端部のみを覆うようにしてもよい。
【００４４】
−実施形態１の効果−
ところで、コンテナ（C）内には、食物が腐敗して発生するアンモニア、ギ酸、硫化水素等の腐食臭成分や、燻蒸に用いられた燻蒸剤といった腐食性ガスが存在している場合がある。そのため、これらの腐食性ガスによる蒸発器（25）の腐食を抑える必要がある。
【００４５】
本実施形態によれば、管板（57）の外側の部分は、伝熱フィン（55）が配置されていないため、伝熱管（51）のうち管板（57）の内側の部分に比べて表面温度が低くなる。このため、伝熱管（51）のうち管板（57）の外側の部分には、結露が発生し易い。また、伝熱管（51）のうち、管板（57）の外側の部分は、蒸発器（25）を通過する空気が当たらないため、長時間に亘って結露水で濡れた状態になることが多い。本実施形態では、伝熱管（51）のうち蒸発器（25）の幅方向における上記管板（57）の外側に位置する部分が被覆部材（58）に覆われているので、この被覆部材（58）に覆われた部分は被覆部材（58）の外側の空気から遮断され、結露しにくくなる。また、蒸発器（25）の周りに腐食性ガスが存在する場合でも、被覆部材（58）に覆われた部分は腐食性ガスから遮断されることになる。したがって、被覆部材（58）に覆われた部分に水分が付着しにくくなると共に、腐食性ガスは被覆部材（58）の内側には存在しない。このため、伝熱管（51）の腐食を防止して、ガス漏れを抑えることができる。
【００４６】
また、被覆部材（58）は、発泡材なので、伝熱管（51）から被覆部材（58）の表面に伝わる熱を断熱することができる。このため、伝熱管（51）の温度が低い場合でも被覆部材（58）の表面に結露が発生しにくくなる。したがって、伝熱管（51）の周りに付着する水分を減らすことができる。
【００４７】
また、被覆部材（58）は、伝熱管（51）に密着しているので、被覆部材（58）に覆われた部分の表面に空気中の水蒸気が接触しない。このため、被覆部材（58）に覆われた部分に結露が発生しにくくなる。したがって、伝熱管（51）に水分が付着しにくくなり、さらに伝熱管（51）の腐食を防止して、ガス漏れを抑えることができる。
【００４８】
また、曲管部（51b）は、真っ直ぐな管を曲げることによって形成されるため、直管部（51a）に比べて肉厚が薄くなる。よって、曲管部（51b）は穴が開きやすい部分である。この部分に被覆部材（58）が設けられているので、伝熱管（51）に穴が開くことを防止することができる。したがって、伝熱管の腐食による冷媒漏れを抑えることができる。
【００４９】
−実施形態の変形例−
図６は本実施形態の変形例を示したものである。なお、以下の各実施形態の説明では、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略し、上記実施形態と異なる点を説明する。
【００５０】
図６に示すように、本変形例の被覆部材（68）は、管板（57）の外側の面全体を覆うカバー部材である。被覆部材（68）は、側方の一端が開放された箱状に、例えばアルミニウム合金の薄板で形成されている。そして、被覆部材（68）は、伝熱管（51）のうち、曲管部（51b）が設けられている側の管板（57）の外側部分全体を、被覆部材（68）の外側の空気から遮断するように隙間を空けて覆っている。
【００５１】
《その他の実施形態》
上記実施形態では、熱交換器として、海上輸送等に用いられるコンテナ用冷凍装置（10）に設けられている蒸発器を挙げたが、本発明はこれに限定されない。本発明の熱交換器は、業務用・家庭用冷蔵庫、業務用・家庭用冷凍冷蔵庫、ショーケース、オープンショーケース、プレハブ冷蔵庫、プレハブ冷凍庫等の各種冷凍冷蔵装置に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上説明したように、本発明は、冷凍冷蔵装置に用いられる熱交換器について有用である。
【符号の説明】
【００５３】
２５  蒸発器（熱交換器）
５１  伝熱管
５１ａ  直管部
５１ｂ  曲管部
５５  伝熱フィン
５７  管板
５８  被覆部材
６８  被覆部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019039605.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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