(57)【要約】【課題】少ない部品点数の簡単な構造で、犠牲陽極が消耗したことをケーシングの外部から判別することができる水冷式熱交換器を提供する。【解決手段】水冷式熱交換器（１０）のケーシング（１１）の壁部（４０）には、ケーシング（１１）の外部と水室（Ｓ２，Ｓ３）との間を連通させる１つ又は複数の貫通孔（５０）が設けられている。犠牲陽極（３０）は、水室（Ｓ２，Ｓ３）内において壁部（４０）に直接固定されている。犠牲陽極（３０）の腐食前においては貫通孔（５０）における水室（Ｓ２，Ｓ３）側の開口（５０Ａ）が犠牲陽極（３０）によって塞がれている一方で、犠牲陽極（３０）の腐食の進行後には水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水が貫通孔（５０）内に進入して貫通孔（５０）における外側の開口（５０Ｂ）に至る。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒室（Ｓ１）と水室（Ｓ２，Ｓ３）とが区画形成されたケーシング（１１）と、前記水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水に接するように設けられた犠牲陽極（３０）とを備えた水冷式熱交換器であって、
前記ケーシング（１１）の壁部（４０）には、前記ケーシング（１１）の外部と前記水室（Ｓ２，Ｓ３）との間を連通させる１つ又は複数の貫通孔（５０）が設けられており、
前記犠牲陽極（３０）は、前記水室（Ｓ２，Ｓ３）内において前記壁部（４０）に直接固定されており、
前記犠牲陽極（３０）の腐食前においては前記貫通孔（５０）における前記水室（Ｓ２，Ｓ３）側の開口（５０Ａ）が前記犠牲陽極（３０）によって塞がれている一方で、前記犠牲陽極（３０）の腐食の進行後には前記水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水が前記貫通孔（５０）内に進入して前記貫通孔（５０）における外側の開口（５０Ｂ）に至るように構成されている水冷式熱交換器。
【請求項２】
前記壁部（４０）と前記犠牲陽極（３０）との間に介在するとともに、前記貫通孔（５０）における前記水室（Ｓ２，Ｓ３）側の前記開口（５０Ａ）の周りを囲むパッキン（６１）を備える、請求項１に記載の水冷式熱交換器。
【請求項３】
前記壁部（４０）及び前記犠牲陽極（３０）の少なくとも一方には、前記パッキン（６１）が配置される溝（３１，４４）が形成されている、請求項２に記載の水冷式熱交換器。
【請求項４】
前記パッキン（６１）は環形状を有し、
前記貫通孔（５０）における前記水室（Ｓ２，Ｓ３）側の開口（５０Ａ）は、前記パッキン（６１）の内側に位置し、
前記犠牲陽極（３０）は、前記パッキン（６１）の内側においてねじ（６２）で前記壁部（４０）に固定されている、請求項２又は３に記載の水冷式熱交換器。
【請求項５】
前記貫通孔（５０）における外側の前記開口（５０Ｂ）を覆う被覆部材（４３）を備え、
前記被覆部材（４３）は、前記貫通孔（５０）に進入した水を前記ケーシング（１１）の外部から目視可能なように透明又は半透明の部材によって形成されている、請求項１〜４の何れか１項に記載の水冷式熱交換器。
【請求項６】
前記被覆部材（４３）の内面には、前記貫通孔（５０）に連通するとともに外側に凹む凹部（４５）が設けられており、前記凹部（４５）は、前記貫通孔（５０）の内寸よりも大きな内寸を有している、請求項４又は５に記載の水冷式熱交換器。
【請求項７】
前記被覆部材（４３）は、前記貫通孔（５０）と前記ケーシング（１１）の外部とを連通する空気孔（４６）を有している、請求項４〜６の何れか１項に記載の水冷式熱交換器。
【請求項８】
前記貫通孔（５０）から前記ケーシング（１１）の外部に流出した水を受けるドレンパン（４７）を備える、請求項１〜７の何れか１項に記載の水冷式熱交換器。
【請求項９】
前記水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水が前記貫通孔（５０）に進入したことを検知するセンサ（４８）を備える、請求項１〜８の何れか１項に記載の水冷式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水冷式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶の空気調和装置等において水冷式のシェルアンドチューブ型の熱交換器が用いられている。船舶に設置された水冷式の熱交換器では、海水を導入して熱交換媒体として用いることが多い。そのため、海水によって熱交換器内部の金属が腐食してしまうおそれがあった。そこで、このような水冷式熱交換器では、内部に犠牲陽極を設け、犠牲陽極を先に酸化させることによって内部の金属の腐食を防止している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、この特許文献１における水冷式熱交換器では、ユーザーは、ケーシングの一部（例えば犠牲陽極を覆う蓋）を取り外して犠牲陽極の腐食度合い（消耗度合い）を確認する必要がある。
【０００４】
特許文献２には、船舶用防食ボルト警報装置が開示されている。この警報装置は、防食ボルトと、警報コントローラとを備える。防食ボルトは、船舶用凝縮器のカバーに据え付けられる。防食ボルトは、継ぎ手ナット、継ぎ手、仕切りボルト及び防食ブロックを含む。防食ブロック、ボルト、継ぎ手及び継ぎ手ナットには、相互につながる第一、第二、第三及び第四の漏れ穴が設けられている。第四の漏れ穴は水圧コントローラに連接され、水圧コントローラは警報コントローラに連接されている。この特許文献２の警報装置では、防食ブロックの腐食を警報コントローラが検知することによって適当な時期に防食ボルトを交換するように注意喚起することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４３１００号公報
【特許文献２】中国特許出願公開第１０２０３２６５２号明細書
【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、特許文献２に開示されている警報装置では、防食ボルトの防食ブロックは、防食ボルトの仕切りボルトを介してケーシングの蓋に固定されている。具体的には、仕切りボルトがケーシングの蓋に設けられた開口部に取り付けられ、この仕切りボルトの内側に防食ブロックが取り付けられ、仕切りボルトの外側に防食ボルトの継ぎ手ナット及び継ぎ手が取り付けられている。このように特許文献２の警報装置では、防食ブロック以外にも仕切りボルト、継ぎ手ナット及び継ぎ手が必要であるので、構造が複雑になり、部品点数が多くなるという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、少ない部品点数の簡単な構造で、犠牲陽極が消耗したことをケーシングの外部から判別することができる水冷式熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の水冷式熱交換器は、冷媒室（Ｓ１）と水室（Ｓ２，Ｓ３）とが区画形成されたケーシング（１１）と、前記水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水に接するように設けられた犠牲陽極（３０）とを備えた熱交換器である。前記ケーシング（１１）の壁部（４０）には、前記ケーシング（１１）の外部と前記水室（Ｓ２，Ｓ３）との間を連通させる１つ又は複数の貫通孔（５０）が設けられている。前記犠牲陽極（３０）は、前記水室（Ｓ２，Ｓ３）内において前記壁部（４０）に直接固定されている。前記犠牲陽極（３０）の腐食前においては前記貫通孔（５０）における前記水室（Ｓ２，Ｓ３）側の開口（５０Ａ）が前記犠牲陽極（３０）によって塞がれている一方で、前記犠牲陽極（３０）の腐食の進行後には前記水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水が前記貫通孔（５０）内に進入して前記貫通孔（５０）における外側の開口（５０Ｂ）に至るように構成されている。
【０００９】
この構成では、ケーシング（１１）の壁部（４０）に設けられた貫通孔（５０）における水室（Ｓ２，Ｓ３）側の開口（５０Ａ）は、腐食前の犠牲陽極（３０）によって塞がれている一方で、犠牲陽極（３０）の腐食の進行後には、水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水が貫通孔（５０）内に進入して貫通孔（５０）における外側の開口（５０Ｂ）に至る。このように貫通孔（５０）における外側の開口（５０Ｂ）に至った水をユーザーによる目視、センサによる検知などの手段によって把握することにより、犠牲陽極（３０）が消耗したことをケーシング（１１）の外部から判別することができる。しかも、この構成では、犠牲陽極（３０）は、水室（Ｓ２，Ｓ３）内において壁部（４０）に直接固定されているので、例えば特許文献２の警報装置のように部品点数が多くなることもない。よって、この構成では、少ない部品点数の簡単な構造で、犠牲陽極（３０）が消耗したことをケーシング（１１）の外部から判別することができる。
【００１０】
前記水冷式熱交換器は、前記壁部（４０）と前記犠牲陽極（３０）との間に介在するとともに、前記貫通孔（５０）における前記水室（Ｓ２，Ｓ３）側の前記開口（５０Ａ）の周りを囲むパッキン（６１）を備えているのが好ましい。この構成では、貫通孔（５０）における水室（Ｓ２，Ｓ３）側の開口（５０Ａ）の周りがパッキン（６１）によって囲まれているので、例えば、犠牲陽極（３０）の腐食が進行する前に水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水が壁部（４０）と犠牲陽極（３０）との間に入り込んで貫通孔（５０）内に進入するのを抑制できる。
【００１１】
前記水冷式熱交換器において、前記壁部（４０）及び前記犠牲陽極（３０）の少なくとも一方には、前記パッキン（６１）が配置される溝（３１，４４）が形成されているのが好ましい。この構成では、壁部（４０）及び犠牲陽極（３０）の少なくとも一方に形成された溝（３１，４４）にパッキン（６１）が配置されるので、パッキン（６１）の位置決めを容易にでき、また、パッキン（６１）の位置ずれを防止できる。
【００１２】
具体的には、前記パッキン（６１）は環形状を有し、前記貫通孔（５０）における前記水室（Ｓ２，Ｓ３）側の開口（５０Ａ）は、前記パッキン（６１）の内側に位置し、前記犠牲陽極（３０）は、前記パッキン（６１）の内側においてねじで前記壁部（４０）に固定される形態を例示することができる。
【００１３】
前記水冷式熱交換器は、前記貫通孔（５０）における外側の開口（５０Ｂ）を覆う被覆部材（４３）を備え、前記被覆部材（４３）は、前記貫通孔（５０）に進入した水を前記ケーシング（１１）の外部から目視可能なように透明又は半透明の部材によって形成されていてもよい。この構成では、貫通孔（５０）における外側の開口（５０Ｂ）を覆う被覆部材（４３）を備えているので、貫通孔（５０）に流入して貫通孔（５０）における外側の開口（５０Ｂ）に到達した水がケーシング（１１）の外部に漏れ出すのを抑制することができる。また、この構成では、被覆部材（４３）は、透明又は半透明の部材によって形成されているので、貫通孔（５０）に流入して貫通孔（５０）における外側の開口（５０Ｂ）に到達した水を、被覆部材（４３）を通して目視することができる。これにより、犠牲陽極（３０）の腐食の進行を視認することができる。
【００１４】
前記水冷式熱交換器において、前記被覆部材（４３）の内面には、前記貫通孔（５０）に連通するとともに外側に凹む凹部（４５）が設けられており、前記凹部（４５）は、前記貫通孔（５０）の内寸よりも大きな内寸を有しているのが好ましい。この構成では、被覆部材（４３）の凹部（４５）に多くの水を収容することができるので、被覆部材（４３）の凹部（４５）に保持された水を目視しやすくなる。
【００１５】
前記水冷式熱交換器において、前記被覆部材（４３）は、前記貫通孔（５０）と前記ケーシング（１１）の外部とを連通する空気孔（４６）を有しているのが好ましい。この構成では、空気孔（４６）を通じて被覆部材（４３）よりも内側の空気がケーシング（１１）の外部に流出することが可能になるので、水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水が貫通孔（５０）に流入しやすくなる。
【００１６】
前記水冷式熱交換器は、前記貫通孔（５０）から前記ケーシング（１１）の外部に流出した水を受けるドレンパン（４７）を備えているのが好ましい。この構成では、ドレンパン（４７）が貫通孔（５０）からケーシング（１１）の外部に流出した水を受けることができる。
【００１７】
前記水冷式熱交換器は、前記水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水が前記貫通孔（５０）に進入したことを検知するセンサ（４８）を備えているのが好ましい。この構成では、水室（Ｓ２，Ｓ３）内の水が貫通孔（５０）に進入したことをセンサ（４８）によって正確に検知することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、犠牲陽極が消耗したことを簡単な構造で外部から容易に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る水冷式熱交換器を示す平面図であり、内部構造を説明するために一部分を破断させて描いている。
【図２】前記水冷式熱交換器における前蓋付近を拡大した断面図である。
【図３】前記水冷式熱交換器における後蓋付近を拡大した断面図である。
【図４】（Ａ）は、前蓋及び後蓋に設けられた犠牲陽極の付近を拡大した断面図であり、（Ｂ）は、前蓋及び後蓋に設けられた犠牲陽極の付近を拡大した側面図である。これらの図は、犠牲陽極の腐食が進行する前の状態を示している。
【図５】（Ａ）は、前蓋及び後蓋に設けられた犠牲陽極の付近を拡大した断面図であり、（Ｂ）は、前蓋及び後蓋に設けられた犠牲陽極の付近を拡大した側面図である。これらの図は、犠牲陽極の腐食が進行した後の状態を示している。
【図６】（Ａ）は、前記水冷式熱交換器の変形例１を示す断面図であり、（Ｂ）は、前記水冷式熱交換器の変形例２を示す断面図である。
【図７】前記水冷式熱交換器の変形例３を示す断面図である。
【図８】前記水冷式熱交換器の変形例４を示す断面図である。
【図９】前記水冷式熱交換器の変形例５を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る水冷式熱交換器１０について図面に基づいて詳細に説明する。説明に際し、図１の右側を「前」とし、図１の左側を「後」とする。本実施形態の水冷式熱交換器１０は、空気調和装置などの冷凍装置（例えば船舶用の空気調和装置）の凝縮器又は蒸発器として用いられ、導入された海水と冷媒との間で熱交換するためのものであるが、船舶以外の用途の空気調和機などの冷凍装置に用いることもできる。
【００２１】
［水冷式熱交換器の全体構造］
図１に示すように、本実施形態に係る水冷式熱交換器１０は、所謂シェルアンドチューブ型の熱交換器である。水冷式熱交換器１０は、密閉型の円筒形のケーシング１１（シェル１１）と、ケーシング１１の内部に設けられた複数の伝熱管１２（チューブ１２）とを備えている。熱交換器１０は、支持台１３に固定され、例えばケーシング１１の軸方向（長手方向）が水平方向に延びるように横向きに設置されている。
【００２２】
図１、図２及び図３に示すように、ケーシング１１は、円筒状の胴部１１ａと、胴部１１ａの一端に設けられた前蓋１１ｂと、胴部１１ａの他端に設けられた後蓋１１ｃとを備えている。
【００２３】
胴部１１ａの一端は、円板状の前管板２１によって覆われている。一方、胴部１１ａの他端は、円板状の後管板２２によって覆われている。これらの前管板２１及び後管板２２が設けられていることによって、ケーシング１１の内部は、胴部１１ａと両管板２１，２２によって囲まれた冷媒室Ｓ１と、前蓋１１ｂと前管板２１とによって囲まれた前側水室Ｓ２と、後蓋１１ｃと後管板２２とによって囲まれた後側水室Ｓ３とに区画されている。
【００２４】
胴部１１ａの上部であって長手方向の中央部には、冷媒の導入管１５の一端が接続されている。一方、胴部１１ａの下部であって長手方向の中央部と両端部とのそれぞれの間には、冷媒の導出連絡管１６の一端部と他端部とがそれぞれ接続されている。導出連絡管１６の中央部には、導出管１７の一端が接続されている。導入管１５及び導出管１７は、冷媒室Ｓ１に連通している。図示を省略するが、導入管１５と導出管１７の他端は、空気調和装置等の冷凍装置の冷媒回路に接続されている。
【００２５】
前蓋１１ｂの下部には、水の流入管１９が接続されている。一方、前蓋１１ｂの上部には、水の流出管１８が接続されている。また、前蓋１１ｂの内面には、仕切板１１ｄが形成されている。仕切板１１ｄは、前側水室Ｓ２を、流入管１９側の入口水室Ｓ２２と流出管１８側の出口水室Ｓ２１とに仕切っている。つまり、流入管１９の一端は入口水室Ｓ２２において開口し、流出管１８の一端は出口水室Ｓ２１において開口している。
【００２６】
冷媒室Ｓ１には、複数の伝熱管１２が胴部１１ａの軸方向に延びるように設けられている。複数の伝熱管１２は、前端が前管板２１に支持される一方、後端が後管板２２に支持されるように、両管板２１，２２に挿入されている。具体的には、前管板２１及び後管板２２には複数の貫通孔が形成されており、複数の伝熱管１２の両端部は、前管板２１及び後管板２２の複数の貫通孔にそれぞれ挿入されている。なお、複数の伝熱管１２の前端は前側水室Ｓ２の入口水室Ｓ２２又は出口水室Ｓ２１において開口し、後端は後側水室Ｓ３において開口している。
【００２７】
このような構成により、入口水室Ｓ２２、後側水室Ｓ３及び出口水室Ｓ２１は、複数の伝熱管１２によって連通されることになる。つまり、冷媒室Ｓ１の下半分に配された伝熱管１２によって入口水室Ｓ２２と後側水室Ｓ３とが連通され、冷媒室Ｓ１の上半分に配された伝熱管１２によって後側水室Ｓ３と出口水室Ｓ２１とが連通されている。そして、これら３つの水室Ｓ３，Ｓ２１，Ｓ２２と複数の伝熱管１２とによって複数の水流路が形成されている。
【００２８】
本実施形態では、ケーシング１１、伝熱管１２、前管板２１及び後管板２２は、例えば鉄や銅（黄銅、青銅など）によって形成されているが、これに限られない。
【００２９】
水冷式熱交換器１０には、水流路を構成する金属の腐食を防止するために犠牲陽極３０が設けられている。水流路を構成する金属としては、管板２１，２２、伝熱管１２、前蓋１１ｂ、後蓋１１ｃなどを例示することができる。
【００３０】
本実施形態では、犠牲陽極３０は、例えば亜鉛によって形成されている。しかし、犠牲陽極３０の材質は亜鉛に限らず、水流路を構成する金属（本実施形態では鉄、銅など）よりも酸化しやすい金属（イオン化傾向の高い金属）であればよい。
【００３１】
本実施形態では、犠牲陽極３０は、少なくとも一つの水室に設けられている。具体的に、犠牲陽極３０は、例えば前側水室Ｓ２及び後側水室Ｓ３の少なくとも一方に設けられている。犠牲陽極３０は、各水室Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３に設けられていてもよい。図１〜図３に示す実施形態では、前側水室Ｓ２に複数の犠牲陽極３０（具体的には２つの犠牲陽極３０）が設けられており、後側水室Ｓ３に複数の犠牲陽極３０（具体的には２つの犠牲陽極３０）が設けられている。各犠牲陽極３０は、ケーシング１１の壁部の一部を構成する前蓋１１ｂ及び後蓋１１ｃに直接取り付けられている。
【００３２】
［水冷式熱交換器の動作］
流入管１９を介して入口水室Ｓ２２には、水（例えば海水）が供給される。入口水室Ｓ２２に流入した水は、入口水室Ｓ２２において開口する伝熱管１２（図１における下半分の伝熱管）の内部を通って後側水室Ｓ３に至る。後側水室Ｓ３に流入した水は、流動方向を１８０°転換し、前端が出口水室Ｓ２１において開口する伝熱管１２（図１における上半分の伝熱管）を通って出口水室Ｓ２１に至る。そして、出口水室Ｓ２１に流入した水は、流出管１８から排出される。
【００３３】
一方、冷媒室Ｓ１には、導入管１５を介して冷媒回路の冷媒が導入される。冷媒室Ｓ１に導入された冷媒は、複数の伝熱管１２の外側を上層部から下層部へと流れる。このとき、伝熱管１２の外側を流れる冷媒は、伝熱管１２の内部を流れる水と熱交換を行う。そして、冷媒室Ｓ１の下層部に至った冷媒は、導出連絡管１６に流入し、導出管１７から排出される。
【００３４】
水冷式熱交換器１０では、水室Ｓ２１，Ｓ３，Ｓ２２及び伝熱管１２によって形成される水流路に犠牲陽極３０が設けられている。これにより、この水流路では、例えば鉄製、銅製などのケーシング１１、伝熱管１２、前管板２１及び後管板２２よりも、イオン化傾向の高い例えば亜鉛製の犠牲陽極３０が先に腐食する。これにより、ケーシング１１、伝熱管１２、前管板２１及び後管板２２の腐食が防止されることとなる。
【００３５】
［導水構造］
図４（Ａ）は、蓋（前蓋１１ｂ，後蓋１１ｃ）に設けられた犠牲陽極３０の付近を拡大した断面図であり、図４（Ｂ）は、蓋（前蓋１１ｂ，後蓋１１ｃ）に設けられた犠牲陽極３０の付近を拡大した側面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）を方向Ｄに見たときの図である。これらの図は、犠牲陽極３０の腐食が進行する前の状態を示している。
【００３６】
図１〜図４に示すように、ケーシング１１の壁部の一部を構成する前蓋１１ｂは、犠牲陽極３０を取り付ける取付部４０を有し、同様に、ケーシング１１の壁部の一部を構成する後蓋１１ｃは、犠牲陽極３０を取り付ける取付部４０を有する。前蓋１１ｂの取付部４０には、ケーシング１１の外部と前側水室Ｓ２との間を連通させる１つ又は複数の貫通孔５０が設けられている。後蓋１１ｃの取付部４０には、ケーシング１１の外部と後側水室Ｓ３との間を連通させる１つ又は複数の貫通孔５０が設けられている。
【００３７】
犠牲陽極３０の腐食前においては貫通孔５０における水室側（水室Ｓ２側，水室Ｓ３側）の開口５０Ａは、犠牲陽極３０によって塞がれている。その一方で、犠牲陽極３０の腐食の進行後には水室（水室Ｓ２，水室Ｓ３）内の水は、貫通孔５０内に進入して貫通孔５０における外側の開口５０Ｂに至る。
【００３８】
各取付部４０は、内側台座部４１と、外側台座部４２とを有する。内側台座部４１は、その周囲よりも水室側（ケーシング１１の内側）に突出している部分である。外側台座部４２は、その周囲よりもケーシング１１の外側に突出している部分である。本実施形態では、内側台座部４１及び外側台座部４２は、蓋を構成する他の部分と同じ材料で一体成形された部分である。各貫通孔５０は、内側台座部４１及び外側台座部４２を貫通するように設けられている。なお、内側台座部４１及び外側台座部４２の一方又は両方を省略することもできる。
【００３９】
前側水室Ｓ２内において、犠牲陽極３０は前蓋１１ｂの内側台座部４１に直接固定されており、後側水室Ｓ３内において、犠牲陽極３０は後蓋１１ｃの内側台座部４１に直接固定されている。本実施形態では、犠牲陽極３０は、蓋の内側台座部４１に対してねじ６２で固定されているが、これに限られず、他の固定手段によって固定されていてもよい。
【００４０】
本実施形態では、蓋の内側台座部４１と犠牲陽極３０との間にはパッキン６１（シール部材６１）が設けられている。パッキン６１は、貫通孔５０における水室Ｓ２，Ｓ３側の開口５０Ａの周りを囲むように設けられている。具体的に、パッキン６１は環形状を有する。貫通孔５０における水室（Ｓ２，Ｓ３）側の開口５０Ａは、パッキン６１の内側に位置し、犠牲陽極３０は、パッキンの内側においてねじ６２で内側台座部４１に固定されている。
【００４１】
内側台座部４１は端面４０１を有する。本実施形態では、内側台座部４１の端面４０１は平面であり、これに対向する犠牲陽極３０の端面３０１も平面である。これらの端面３０１，４２の間には上述したパッキン６１が配置されている。これにより、内側台座部４１と犠牲陽極３０との間が水密に維持される。なお、端面３０１，４０１は、これらの間が水密となる構成であれば、必ずしも平面である必要はない。
【００４２】
また、図４（Ａ）に示すように、パッキン６１における孔の内周面は、貫通孔５０の開口５０Ａが設けられている位置よりも径方向外側に位置している。そして、パッキン６１の厚みは、内側台座部４１の端面４０１と犠牲陽極３０の端面３０１との間に隙間Ｇが形成されるように調節されている。このような隙間Ｇが形成されていることにより、図５に示すような腐食が進行したときに、水室の水が隙間Ｇに流入することができる。隙間Ｇに流入した水は、隙間Ｇによって貫通孔５０の開口５０Ａに案内される。
【００４３】
本実施形態では、内側台座部４１には、パッキン６１が配置される溝４４が形成されている。溝４４は、パッキン６１の形状に沿った環形状を有する。パッキン６１の一部は溝４４に嵌まり込んでいる。
【００４４】
本実施形態では、貫通孔５０の外側の開口は、被覆部材４３によって塞がれているが、これに限られず、図６（Ａ），（Ｂ）、図７及び図８に示す変形例のように被覆部材４３を省略することもできる。被覆部材４３は、透明又は半透明の部材によって形成されており、貫通孔５０に進入した水をケーシング１１の外部から目視することができる。本実施形態では、被覆部材４３は、例えばガラス、合成樹脂などの材料によって形成された板状の部材であるが、これに限られない。被覆部材４３は、例えばねじ止め、接着剤などの固定手段によって取付部４０に固定されている。
【００４５】
被覆部材４３の内面には、貫通孔５０に連通するとともに外側に凹む凹部４５が設けられており、凹部４５は、貫通孔５０の内寸よりも大きな内寸を有している。具体的に、凹部４５の上下方向の内寸は、貫通孔５０の内寸（内径）よりも大きい。本実施形態では、凹部４５の内径は、貫通孔５０の内径よりも大きい。
【００４６】
本実施形態では、凹部４５の底部４５１は、貫通孔５０の底部５０１よりも低い位置に設けられている。この場合には、貫通孔５０を流れてくる水は、凹部４５に流入した後、再び貫通孔５０に逆流しにくくなる。これにより、犠牲陽極３０の腐食が進行して一旦水が凹部４５に流入した後は、目視する時期にかかわらず、犠牲陽極３０の腐食を把握することができる。
【００４７】
被覆部材４３は、貫通孔５０とケーシング１１の外部とを連通する空気孔４６を有している。したがって、水室Ｓ２，Ｓ３内の水が貫通孔５０に流入しやすくなる。空気孔４６は、凹部４５の底部４５１よりも上方に設けられている。したがって、空気孔４６が凹部４５の底部４５１と同じ高さに設けられている場合に比べて、凹部４５に流入した水が空気孔４６からケーシング１１の外部に流出しにくくなる。なお、本実施形態では、空気孔４６は、被覆部材４３の側部に形成されているが、これに限られず、例えば被覆部材４３の上部に形成されていてもよい。
【００４８】
図５（Ａ）は、蓋（前蓋１１ｂ，後蓋１１ｃ）に設けられた犠牲陽極３０の付近を拡大した断面図であり、図５（Ｂ）は、蓋（前蓋１１ｂ，後蓋１１ｃ）に設けられた犠牲陽極３０の付近を拡大した側面図である。これらの図は、犠牲陽極３０の腐食が進行した後の状態を示している。図５に示すように犠牲陽極３０が消耗すると、取付部４０の貫通孔５０が水室Ｓ２又は水室Ｓ３と連通する。これにより、水室Ｓ２，Ｓ３内の水Ｗは、一点鎖線の矢印で示すように隙間Ｇに流入し、この隙間Ｇに案内されて貫通孔５０の開口５０Ａに到達し、貫通孔５０内に流入する。貫通孔５０内に流入した水Ｗは、貫通孔５０に案内されて外側の開口５０Ｂから貫通孔５０外に流出する。流出した水Ｗは、凹部４５に流入し、凹部４５内に溜まる。そして、水冷式熱交換器１０の点検などを行うユーザーは、貫通孔５０から流出した水Ｗ（凹部４５内に溜まった水Ｗ）を、被覆部材４３を通じてケーシング１１の外部から視認することができる。なお、水室Ｓ２，Ｓ３内の水が貫通孔５０に流入するときには、被覆部材４３の凹部４５内の空気の一部は、空気孔４６を通じてケーシング１１の外部に流出する。
【００４９】
［実施形態のまとめ］
本実施形態では、ケーシング１１の壁部（具体的には取付部４０）に設けられた貫通孔５０における水室Ｓ２，Ｓ３側の開口５０Ａは、腐食前の犠牲陽極３０によって塞がれている一方で、犠牲陽極３０の腐食の進行後には、水室Ｓ２，Ｓ３内の水が貫通孔５０内に進入して貫通孔５０における外側の開口５０Ｂに至る。このように貫通孔５０における外側の開口５０Ｂに至った水をユーザーによる目視、センサによる検知などの手段によって把握することにより、犠牲陽極３０が消耗したことをケーシング１１の外部から判別することができる。しかも、本実施形態では、犠牲陽極３０は、水室Ｓ２，Ｓ３内において壁部（具体的には取付部４０）に直接固定されているので、例えば特許文献２の警報装置のように部品点数が多くなることもない。よって、本実施形態では、少ない部品点数の簡単な構造で、犠牲陽極３０が消耗したことをケーシング１１の外部から判別することができる。
【００５０】
本実施形態では、壁部（具体的には取付部４０）と犠牲陽極３０との間に介在するとともに、貫通孔５０における水室Ｓ２，Ｓ３側の開口５０Ａの周りを囲むパッキン６１を備えている。この構成では、貫通孔５０における水室Ｓ２，Ｓ３側の開口５０Ａの周りがパッキン６１によって囲まれているので、例えば、犠牲陽極３０の腐食が進行する前に水室Ｓ２，Ｓ３内の水が壁部（具体的には取付部４０）と犠牲陽極３０との間に入り込んで貫通孔５０内に進入するのを抑制できる。
【００５１】
水冷式熱交換器１０は、壁部（具体的には取付部４０）と犠牲陽極３０との間に介在する環状のパッキン６１を備えている。貫通孔５０における水室Ｓ２，Ｓ３側の開口５０Ａは、パッキン６１の内側に位置している。この構成では、例えば、犠牲陽極３０の腐食が進行する前に水室Ｓ２，Ｓ３内の水が壁部（具体的には取付部４０）と犠牲陽極３０との間に入り込んで貫通孔５０内に進入するという不具合が生じるのを抑制できる。そして、犠牲陽極３０の腐食がパッキンよりも内側まで進行したときには、水室Ｓ２，Ｓ３内の水が貫通孔５０に進入して犠牲陽極３０の腐食の進行が把握される。
【００５２】
本実施形態では、壁部（具体的には取付部４０）にはパッキン６１が配置される溝４４が形成されている。したがって、パッキン６１の位置決めを容易にでき、また、パッキン６１の位置ずれを防止できる。具体的には、パッキン６１は環形状を有し、貫通孔５０における水室Ｓ２，Ｓ３側の開口５０Ａは、パッキン６１の内側に位置し、犠牲陽極３０は、パッキン６１の内側においてねじ６２で壁部（具体的には取付部４０）に固定されている。
【００５３】
本実施形態では、水冷式熱交換器１０は、貫通孔５０における外側の開口５０Ｂを覆う被覆部材４３を備え、被覆部材４３は、貫通孔５０に進入した水をケーシング１１の外部から目視可能なように透明又は半透明の部材によって形成されている。したがって、貫通孔５０に流入して貫通孔５０における外側の開口５０Ｂに到達した水がケーシング１１の外部に漏れ出すのを抑制することができる。また、被覆部材４３は、透明又は半透明の部材によって形成されているので、貫通孔５０に流入して外側の開口５０Ｂに到達した水を、被覆部材４３を通して目視することができる。
【００５４】
本実施形態では、水冷式熱交換器１０において、被覆部材４３の内面には、貫通孔５０に連通するとともに外側に凹む凹部４５が設けられており、凹部４５は、貫通孔５０の内寸よりも大きな内寸を有している。したがって、被覆部材４３の凹部４５に多くの水を収容することができるので、被覆部材４３の凹部４５に保持された水を目視しやすくなる。
【００５５】
本実施形態では、被覆部材４３は、貫通孔５０とケーシング１１の外部とを連通する空気孔４６を有している。したがって、空気孔４６を通じて被覆部材４３よりも内側の空気がケーシング１１の外部に流出することが可能になるので、水室Ｓ２，Ｓ３内の水が貫通孔５０に流入しやすくなる。
【００５６】
［変形例１］
図６（Ａ）は、水冷式熱交換器１０の変形例１を示す断面図である。この変形例１の水冷式熱交換器１０は、図４に示すような被覆部材４３が設けられていない点で、図４に示す実施形態と異なっている。この変形例１では、犠牲陽極３０が消耗すると、水室Ｓ２，Ｓ３内の水が貫通孔５０内に流入し、この貫通孔５０に案内されて外側の開口５０Ｂから貫通孔５０外に流出する。そして、水冷式熱交換器１０の点検などを行うユーザーは、貫通孔５０から流出した水をケーシング１１の外部から視認することができる。
【００５７】
［変形例２］
図６（Ｂ）は、水冷式熱交換器１０の変形例２を示す断面図である。この変形例２の水冷式熱交換器１０は、ドレンパン４７を備えている点で、図６に示す変形例１と異なっている。ドレンパン４７は、貫通孔５０における外側の開口５０Ｂよりも下方であって、貫通孔５０の開口５０Ｂから流出して流下する水を受け入れることができる位置に設けられている。
【００５８】
この変形例２では、犠牲陽極３０が消耗すると、水室Ｓ２，Ｓ３内の水が貫通孔５０内に流入し、この貫通孔５０に案内されて外側の開口５０Ｂから貫通孔５０外に流出する。流出した水は、流下してドレンパン４７内に収容される。そして、水冷式熱交換器１０の点検などを行うユーザーは、貫通孔５０から流下する水をケーシング１１の外部から視認することができ、また、ドレンパン４７内に収容された水をケーシング１１の外部から視認することができる。
【００５９】
［変形例３］
図７は、水冷式熱交換器１０の変形例３を示す断面図である。この変形例３の水冷式熱交換器１０は、水検知センサ４８を備えている点で、図６に示す変形例１と異なっている。水検知センサ４８は、水室Ｓ２，Ｓ３内の水が貫通孔５０に進入したこと、具体的には、水室Ｓ２，Ｓ３内の水が貫通孔５０に進入して貫通孔５０の外側の開口５０Ｂに到達したことを検知することができるセンサである。このような水検知センサ４８としては、例えば温度センサ、湿度センサなどを挙げることができるが、これらに限られない。
【００６０】
この変形例３では、犠牲陽極３０が消耗すると、水室Ｓ２，Ｓ３内の水が貫通孔５０内に進入し、この貫通孔５０に案内されて外側の開口５０Ｂに到達する。水が貫通孔５０に進入したことや、水が貫通孔５０に進入して貫通孔５０の外側の開口５０Ｂに到達したことが水検知センサ４８によって検知されると、水冷式熱交換器１０の点検などを行うユーザーは、図略の報知手段によって犠牲陽極３０が消耗したことを認識することができる。報知手段としては、例えば、犠牲陽極３０が消耗したことを知らせる表示をすることができる図略の表示部、犠牲陽極３０が消耗したことを知らせる音を発する図略のスピーカーなどを挙げることができるが、これらに限られない。
【００６１】
［変形例４］
図８は、水冷式熱交換器１０の変形例４を示す断面図である。この変形例４の水冷式熱交換器１０は、バルブ４９を備えている点で、図６（Ａ）に示す変形例１と異なっている。バルブ４９は、開閉可能な流路を有し、この流路は、貫通孔５０の外側の開口５０Ｂに接続されている。バルブ４９が閉状態とされているときには、流路の端部４９Ａと貫通孔５０とは連通しないので、流路の端部４９Ａから水は流出しない。一方、バルブ４９が開状態とされると、流路の端部４９Ａと貫通孔５０とが連通する。したがって、犠牲陽極３０が消耗したときにバルブ４９が開状態とされると、水室Ｓ２，Ｓ３内の水は、貫通孔５０に案内されて外側の開口５０Ｂに到達し、バルブ４９の流路に流入し、流路の端部４９Ａからケーシング１１の外部に流出する。したがって、水冷式熱交換器１０の点検などを行うユーザーは、定期的にバルブ４９の開閉動作を行うことによって、犠牲陽極３０が消耗したことを認識することができる。
【００６２】
［変形例５］
図９は、水冷式熱交換器１０の変形例５を示す断面図である。この変形例５の水冷式熱交換器１０では、犠牲陽極３０にはパッキン６１が配置される溝３１が形成されている。溝３１は、パッキン６１の形状に沿った環形状を有する。パッキン６１の一部は溝３１に嵌まり込んでいる。
【００６３】
［他の変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
【００６４】
前記実施形態では、ケーシング１１の内部は、冷媒室Ｓ１と前側水室Ｓ２と後側水室Ｓ３とに区画形成されていたが、ケーシング１１は、冷媒室Ｓ１とこの冷媒室Ｓ１の前側にのみ水室Ｓ２１，Ｓ２２が区画形成されたものであってもよい。この場合には、入口水室Ｓ２２と出口水室Ｓ２１は、例えばＵ字形状の伝熱管によって接続される。
【００６５】
前記実施形態では、壁部（具体的には取付部４０）及び犠牲陽極３０の少なくとも一方にパッキン６１が配置される溝４４が形成されている場合を例示したが、これに限られず、溝４４を省略することもできる。
【００６６】
前記実施形態では、パッキン６１は環形状を有し、パッキン６１における孔の内周面は貫通孔５０の開口５０Ａが設けられている位置よりも径方向外側に位置し、パッキン６１の厚みは、内側台座部４１の端面４０１と犠牲陽極３０の端面３０１との間に隙間Ｇが形成されるように調節されているが、これに限られず、隙間Ｇは形成されていなくてもよい。この場合、パッキン６１は、例えば、貫通孔５０の開口５０Ａと同じ位置に開口５０Ａと同程度の貫通孔を有し、ねじ６２と同じ位置にねじ孔と同程度の貫通孔を有する形態が挙げられる。
【００６７】
前記実施形態では、被覆部材４３の内面には凹部４５が設けられており、凹部４５の内寸が貫通孔５０の内寸よりも大きい場合を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、凹部４５の内寸は貫通孔５０の内寸と同じであってもよく、また、凹部４５を省略することもできる。
【００６８】
前記実施形態では、被覆部材４３が空気孔４６を有している場合を例に挙げて説明したが、これに限られず、空気孔４６を省略することもできる。
【００６９】
前記実施形態では、ケーシング１１の壁部（具体的には取付部４０）には、複数の貫通孔５０が設けられている場合を例に挙げて説明したが、これに限られず、１つの貫通孔５０のみが設けられている形態であってもよい。
【００７０】
前記実施形態の水冷式熱交換器１０は、船舶の空気調和装置等に用いられ、海水を導入する水冷式の熱交換器において特に有用であるが、これ以外の用途に用いられる水冷式の熱交換器においても用いることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０  水冷式熱交換器
１１  ケーシング（シェル）
１１ａ  胴部
１１ｂ  前蓋
１１ｃ  後蓋
１１ｄ  仕切板
１２  伝熱管
３０  犠牲陽極
３０１  犠牲陽極の端面
３１  溝
４０  取付部
４０１  取付部の端面
４１  内側台座部
４２  外側台座部
４３  被覆部材
４４  溝
４５  凹部
４５１  凹部の底部
４６  空気孔
４７  ドレンパン
４８  水検知センサ
４９  バルブ
４９Ａ  バルブの流路の端部
５０  貫通孔
５０１  貫通孔の底部
５０Ａ  貫通孔における水室側の開口
５０Ｂ  貫通孔における外側の開口
６１  パッキン
Ｇ  隙間
Ｓ１  冷媒室
Ｓ２  前側水室
Ｓ２１  出口水室
Ｓ２２  入口水室
Ｓ３  後側水室
Ｗ  水
【図１】
2016017685.tif 000003
【図２】
2016017685.tif 000004
【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】
2016017685.tif 000009
【図８】
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【図９】
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