(57)【要約】【課題】蒸発器として作用する場合に生ずる熱交換器の結露に対し、その結露水を受けるためのドレン皿に溜まった水が熱交換器に浸漬することによる金属腐食を抑制し、熱交換能力の低下を防止できる熱交換器のドレン構造を提供すること。【解決手段】蛇行状に延設された冷媒通路管２２１と、冷媒通路管２２１と同一の金属材料から構成されて成り、冷媒通路管２２１における上流側部位と下流側部位との相互間に熱的に接続され、かつ冷媒通路管２２１を通過する冷媒と自身の周囲を通過する流体とを熱交換させるコルゲートフィン２２４とを備えた熱交換器２２において、熱交換器２２が蒸発器として作用する際に生ずるドレン水（結露水）５０を貯留するドレン皿３０に熱交換器２２の材料よりも腐食電位の低い金属板３３を載置させることで、熱交換器２２が浸漬しても、腐食電位の低い金属板３３の犠牲腐食作用、局所電池作用により、熱交換器２２自身の金属腐食を防止する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の流路を構成し、かつ蛇行状に延設された冷媒通路管と、
前記冷媒通路管と同一のアルミニウム材から構成されて成り、前記冷媒通路管における上流側部位と下流側部位との相互間に熱的に接続され、かつ該冷媒通路管を通過する冷媒と自身の周囲を通過する流体とを熱交換させるフィン部材と
を備えた熱交換器において、
前記熱交換器が蒸発器として用いられる場合に前記熱交換器より生ずるドレン水（結露水）を受けるためのドレン皿を有し、
該ドレン皿に前記熱交換器を構成するアルミニウム材よりも腐食電位の低い金属板を載置したことを特徴とする熱交換器のドレン構造。
【請求項２】
前記熱交換器のドレン構造において、前記ドレン皿に載置した金属板は、亜鉛板であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のドレン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器のドレン構造に関し、より詳細には自動販売機における冷凍サイクルやヒートポンプサイクル等を構成する熱交換器のドレン構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を販売する自動販売機では、自動販売機本体である本体キャビネットの機械室（庫外）に冷凍サイクルやヒートポンプサイクル等の構成機器である熱交換器が設けられている。
【０００３】
また、自動販売機は通常、設置場所の制約を設けていないことから自動販売機内部で発生する前記ドレン水（結露水）は自動販売機内で処理しており、ドレン水（結露水）を受けるためのドレン受け部を自動販売機内部に設けている。そのため自動販売機本体である本体キャビネットの機械室（庫外）に配される前記熱交換器から生ずる前記ドレン水（結露水）を受けるため、前記熱交換器の下方域にドレン水受け皿を設け、前記熱交換器をドレン水受け皿の上部へ載置している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、熱交換器のドレン水（結露水）を熱交換器の下方域に設けたドレンパンで受け、さらにドレンパンに連通部を設けて圧縮機の下端部に設けた圧縮機浸漬パンへ導入することで、庫外熱交換器への浸漬を防止しつつ、圧縮機の冷却用に利用しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１２４３８４号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７１４７号公報
【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、上述した特許文献１のように、熱交換器をドレン水受け皿の上部に載置させた場合、ドレン水受け皿に溜まったドレン水（結露水）が熱交換器に浸漬してしまい、熱交換器の金属腐食を惹起する恐れがある。また、上述した特許文献２のように、熱交換器のドレン水（結露水）を熱交換器の下方域に設けたドレンパンで受け、さらにドレンパンに連通部を設けて圧縮機の下端部に設けた圧縮機浸漬パンへ導入するためには、ドレンパン、および圧縮機浸漬パン連通部の密閉性確保、連通部、圧縮機浸漬パン追加など、コストアップの要因となってしまう。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、前記熱交換器が蒸発器として用いられる場合において、前記熱交換器の下方域に前記ドレン水（結露水）が浸漬しても前記熱交換器の金属腐食を防止できるとともに、貯留されたドレン水（結露水）を排水するための連通部や貯留部を設けることなく、熱交換器の金属腐食を防止できる低コストのドレン構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る熱交換器は、冷媒の流路を構成し、かつ蛇行状に延設された冷媒通路管と、前記冷媒通路管と同一のアルミニウム材から構成されて成り、前記冷媒通路管における上流側部位と下流側部位との相互間に熱的に接続され、かつ該冷媒通路管を通過する冷媒と自身の周囲を通過する流体とを熱交換させるフィン部材とを備えた熱交換器のドレン構造において、前記熱交換器が蒸発器として用いられる場合に前記熱交換器より生ずるドレン水（結露水）を受けるためのドレン皿を有し、該ドレン皿に前記熱交換器を構成するアルミニウム材よりも腐食電位の低い金属板を載置したことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る前記熱交換器の前記ドレン皿に載置した前記金属板は、腐食電位の低い亜鉛板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、前記熱交換器が蒸発器として用いられる場合において、前記熱交換器から生じたドレン水（結露水）を受けるためのドレン皿に、前記熱交換器の材料よりも腐食電位の低い金属板（例えば亜鉛板）を載置したことにより、前記熱交換器が、前記ドレン皿に溜まった前記ドレン水（結露水）に浸漬しても、前記ドレン皿に載置している腐食電位の低い前記金属板（例えば亜鉛板）による犠牲腐食作用、前記金属板（例えば亜鉛板）が先に腐食して電子を放出し、前記熱交換器のアルミニウム材へ電子供給することで、アルミニウム材の電子放出を妨げる局所電池作用により、前記熱交換器を構成するアルミニウム材の金属腐食を防止することができる。またそれにより、前記熱交換器の金属腐食による冷媒通路管からの冷媒洩れなどによる熱交換器能力の低下、冷却不良を防止することができる。
【００１１】
さらに、ドレン皿に前記熱交換器を構成するアルミニウム材よりも腐食電位の低い金属板を載置するという簡便な方法で前記熱交換器の金属腐食を防止できるため、ドレン構造の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である熱交換器が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た正面図である。
【図２】図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示す側面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態である熱交換器とドレン皿の配置図を示し、図３（ａ）がその斜視図、図３（ｂ）がドレン皿を取り外した状態を示す分解図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態であるドレン皿に金属板を載置した状態を示す概略正面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態である熱交換器の冷媒通路管の断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態であるドレン皿に金属板を載置した概略図であり、３つの載置パターン例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る熱交換器の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態である熱交換器が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット１を備えている。
【００１５】
本体キャビネット１は、前面が開口した直方状の形態を成すものである。この本体キャビネット１には、その内部に例えば２つの断熱仕切板２によって仕切られた３つの独立した商品収容庫３が左右に並んだ態様で設けてある。この商品収容庫３は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのもので、断熱構造を有している。
【００１６】
図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示す断面側面図である。かかる図２に示すように、本体キャビネット１の前面には、外扉４及び内扉５が設けてある。外扉４は、本体キャビネット１の前面開口を開閉するためのものであり、内扉５は、商品収容庫３の前面を開閉するためのものである。この内扉５は、上下に分割してあり、上側の扉５ａは商品を補充する際に開閉するものである。
【００１７】
上記商品収容庫３には、商品収納ラック６、搬出機構７及び搬出シュータ８が設けてある。商品収納ラック６は、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。搬出機構７は、商品収納ラック６の下部に設けてあり、この商品収納ラック６に収納された商品群の最下位にある商品を１つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ８は、搬出機構７から搬出された商品を外扉４に設けられた商品取出口４ａに導くためのものである。
【００１８】
そして搬出シュータ８の下方域には庫内熱交換器２４が配設してある。庫内熱交換器２４は、背面ダクトＤの前面側に配設してある。この庫内熱交換器２４は、機械室９に配設された圧縮機２１、熱交換器２２及び膨張機構２３と冷媒配管２５を通じて接続されて冷媒回路２０を形成している。ここで、圧縮機２１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態（高温高圧冷媒）にして吐出口より吐出するものである。膨張機構２３は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
【００１９】
熱交換器２２及び庫内熱交換器２４は、冷媒回路２０における冷媒の循環方向によってその機能が異なるものである。熱交換器２２は、圧縮機２１から高温高圧冷媒が供給された場合には該冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する一方、膨張機構２３から断熱膨張された冷媒が供給された場合には該冷媒を蒸発させる蒸発器として機能するものである。
【００２０】
庫内熱交換器２４は、膨張機構２３から断熱膨張された冷媒が供給された場合には該冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する一方、圧縮機２１から高温高圧冷媒が供給された場合には該冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するものである。
【００２１】
これら冷媒回路２０で冷媒を一の方向に循環させることにより、すなわち圧縮機２１で圧縮された冷媒を熱交換器２２に供給して循環させることにより、圧縮機２１で圧縮された冷媒が熱交換器２２で凝縮され、その後に膨張機構２３で断熱膨張されて庫内熱交換器２４を通過する。冷媒が庫内熱交換器２４を通過する際に、該庫内熱交換器２４が配設された商品収容庫３の内部空気（庫内空気）との間で熱交換が行われて、自身が蒸発して内部空気を冷却する。蒸発した冷媒は圧縮機２１に吸引される。
【００２２】
冷却された内部空気は庫内送風ファンＦ１の駆動により商品収容庫３の内部を移動し、これにより該商品収容庫３の商品収納ラック６に収納された商品は所望の温度（例えば５℃）に冷却されることになる。
【００２３】
一方、上記冷媒回路２０で冷媒を他の方向に循環させることにより、すなわち圧縮機２１で圧縮された冷媒を庫内熱交換器２４に供給して循環させることにより、圧縮機２１で圧縮された冷媒が庫内熱交換器２４で凝縮され、その後に膨張機構２３で断熱膨張されて熱交換器２２を通過する。冷媒が庫内熱交換器２４を通過する際に、該庫内熱交換器２４が配設された商品収容庫３の内部空気（庫内空気）との間で熱交換が行われて、自身が凝縮して内部空気を加熱する。凝縮した冷媒は膨張機構２３に送出される。
【００２４】
加熱された内部空気は庫内送風ファンＦ１の駆動により商品収容庫３の内部を移動し、これにより該商品収容庫３の商品収納ラック６に収納された商品は所望の温度（例えば５５℃）に加熱されることになる。
【００２５】
図３（ａ）は、本発明の実施の形態である熱交換器２２とドレン皿３０の配置図を示した斜視図であり、冷凍回路２０を構成している熱交換器２２と接続される冷媒配管２５、圧縮機２１、および膨張機構２３は本図においては図示省略している。
【００２６】
ここでまず、本発明の実施の形態である熱交換器２２について説明する。ここで例示する熱交換器２２は、冷媒通路管２２１と、入口側ヘッダ２２２と、出口側ヘッダ２２３と、コルゲートフィン２２４とを備えて構成してある。
【００２７】
冷媒通路管２２１は、アルミニウム材の押し出し成形で加工され、複数の冷媒の流路となる冷媒通路２２１１（図５参照）が内部に並設された態様で開口した扁平状の管であり、左右に蛇行して形成してある。本実施の形態である冷媒通路管２２１は、複数（図３の例では２つ）設けてあって、それぞれが内部空気の流れる方向に沿って並ぶ態様で左右に蛇行して形成してある。
【００２８】
また、図４に示すように、熱交換器２２の入口側ヘッダ２２２（図４の例では２つ）は、冷媒通路管２２１の入口側端部に接続してあり、冷媒通路管２２１の各冷媒通路２２１１に連通する態様で設けてある。この入口側ヘッダ２２２は、膨張機構２３で断熱膨張され、かつ冷媒配管２５を通じて供給された冷媒を各冷媒通路２２１１に送出するためのものである。出口側ヘッダ２２３（図４の例では２つ）は、冷媒通路管２２１の出口側端部に接続してあり、冷媒通路管２２１の各冷媒通路２２１１に連通する態様で設けてある。この出口側ヘッダ２２３は、各冷媒通路２２１１を通過した冷媒を、すなわち熱交換を行って蒸発した冷媒を圧縮機２１に接続された冷媒配管２５に送出するためのものである。
【００２９】
コルゲートフィン２２４は、冷媒通路管２２１と同じアルミニウム材から形成されたものであり、波形状に屈曲されて形成してある。これらコルゲートフィン２２４は、自身の屈曲部外部２２４１をロウ付け等により冷媒通路管２２１における水平延在部位２２１２間に接合して配設してある。つまり、コルゲートフィン２２４は、波形状に屈曲されて形成され、かつ冷媒通路管２２１における上流側部位と下流側部位との相互間に屈曲部外部２２４１が熱的に接続されて配設してある。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態であるドレン皿３０について図３、図４を参照しながら説明する。図３（ａ）に示すように、熱交換器２２は、図１、図２に示す本体キャビネット１の機械室９の内部に収納されている取付台３２の上部に配されており、熱交換器２２の下方域にドレン皿３０が設けられている。
【００３１】
かかるドレン皿３０は、冷媒通路管２２１、並びにコルゲートフィン２２４から滴下したドレン水（結露水）５０を受けるためのものであり、熱交換器２２の幅、奥行よりも大きなサイズで形成され、水分腐食の恐れがない樹脂等で形成されている。
【００３２】
またドレン皿３０は、熱交換器２２から生じたドレン水（結露水）５０が確実にドレン皿３０の内部に滴下する位置に配置され、運搬時や振動などにより容易に外れたり、ドレン水（結露水）５０の滴下位置からずれて、ドレン皿３０の外部へドレン水（結露水）５０がこぼれることが無いように左右２ヶ所の固定ネジ３１により取付台３２に固定されている。また、取付台３２は、ドレン皿３０が熱交換器２２の下方域に水平に載置可能な平面部３２２を有するとともに、前方が開口され、下方へ向けて漸次傾斜した絞り部３２１を有している。これにより、熱交換器２２とその下方域に配されたドレン皿３０の鉛直方向の配置スペースを大きくとることができる。
【００３３】
さらに、図３（ｂ）に示すように、ドレン皿３０は熱交換器２２が、冷媒配管２５、圧縮機２１、および膨張機構２３などと一体的に組み付けられた状態においても、取付台３２に設けられた前方が開口された絞り部３２１に向けて前方より挿入し、左右２ヶ所の固定ネジ３１により取付台３２に固定することができる。
【００３４】
ここでドレン皿３０には、図３（ｂ）、図４に示すように、本発明の実施の形態である金属板３３が載置されている。この金属板３３は、本発明の実施の形態である熱交換器２２を形成しているアルミニウム材に比べて、腐食電位の低い金属材料であり、例えば亜鉛板である。そのため、熱交換器２２を蒸発器として使用するサイクル（運転時間）が長くなり、ドレン皿３０に貯留されたドレン水（結露水）５０が、熱交換器２２の下方域に浸漬する異常事態が生じた場合においても、ドレン皿３０に載置されている金属板３３が熱交換器２２を形成しているアルミニウム材に比べて腐食電位の低い金属材料であるため、ドレン皿３０に貯留されたドレン水（結露水）５０に対し、金属板３３自身の犠牲腐食作用が働くとともに、腐食電位の低い金属板３３が先に腐食して電子を放出することによりアルミニウム材に電子を供給し、電子放出を妨げる局所電池作用により、アルミニウム材で形成された熱交換器２２の金属腐食を防止することができる。
【００３５】
図６は、ドレン皿３０に金属板３３を載置した状態を示し、３つの載置パターンを示している。本発明の実施の形態である金属板３３は、その中の（パターン１）を示しているが、これら３つの載置パターンのみに限定されるものではなく、水分による金属腐食に対し、異種金属間で犠牲腐食作用、局所電池作用が働くように載置すれば良い。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態である熱交換器２２のドレン皿３０によれば、自動販売機に使用される熱交換器２２が蒸発器として用いられる場合において、熱交換器２２から発生するドレン水（結露水）５０に対し、熱交換器２２を構成する冷媒通路管２２１、コルゲートフィン２２４を形成するアルミニウム材よりも腐食電位の低い金属板３３をドレン皿３０に載置したことにより、その金属板３３の犠牲腐食作用と、電解腐食による電子放出を妨げる局所電池作用により、熱交換器２２が浸漬した場合においても、熱交換器２２の金属腐食を防止することができる。そのため熱交換器２２の金属腐食による冷媒通路管２２１からの冷媒洩れなどによる熱交換器能力の低下、冷却不良防止を図ることができる。
【００３７】
また、熱交換器２２が蒸発器として用いられる場合において生ずるドレン水（結露水）５０を受けるためのドレン皿３０を、熱交換器２２の下方域に設け、腐食電位の低い金属板３３をドレン皿３０に載置するという簡便な方法で、熱交換器２２の金属腐食を防止することができるため、低コストのドレン構造を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明に係る熱交換器のドレン構造は、商品を加熱等する際に、熱交換器が蒸発器として作用する冷媒回路（ヒートポンプ回路等）に有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１  本体キャビネット
３  商品収容庫
４  外扉
９  機械室
２０  冷媒回路
２１  圧縮機
２２  熱交換器
２２１  冷媒通路管
２２１１  冷媒通路
２２１２  水平延在部位
２２２  入口側ヘッダ
２２３  出口側ヘッダ
２２４  コルゲートフィン
２２４１  屈曲部外部
２３  膨張機構
２４  庫内熱交換器
２５  冷媒配管
３０  ドレン皿
３２  取付台
３３  金属板
５０  ドレン水（結露水）
【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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