(57)【要約】【課題】  流路面積が丸形状から四角形状に変化する場合等においても、熱交換器に流入する流速を一様にすることが可能となり、熱交換器の温度効率を向上させることができる空気サイクル冷凍ユニットを提供する。【解決手段】  放熱用熱交換器または再生熱交換器に、熱交換器本体と導入ダクト１９とを設け、この導入ダクト１９に、熱交換器本体の流入口の流入方向に対して直角方向に開口してブロワ流路に接続されるダクト入口２６を設け、導入ダクト１９内に、前記流入口への流れを同流入口の流路断面の全体に対して均一化する整流板２０を設け、熱交換器本体に流入する流速を一様にする。【選択図】      図１１
2009174786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサおよび膨張タービンを通る冷媒経路に介在した複数または一つの熱交換器を備え、空気を冷媒とし、空調または冷凍する空気サイクル冷凍ユニットにおいて、
前記冷媒経路におけるいずれかの熱交換器に、
前記冷媒となる空気の流路である冷媒空気流路と他の熱媒体流路とを有する熱交換器本体と、
この熱交換器本体における、前記他の熱媒体流路の流入口の経路上流に続く導入ダクトとを設け、
この導入ダクトに、
前記流入口の流入方向に対して直角方向に開口して前記他の熱媒体流路に接続されるダクト入口を設け、前記導入ダクト内における前記ダクト入口の後段に、前記流入口への流れを同流入口の流路断面の全体に対して均一化する整流板を設けた空気サイクル冷凍ユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記整流板は、導入ダクト内の上流に配置された第１の整流板と、この導入ダクト内の下流に配置された第２の整流板とを有する空気サイクル冷凍ユニット。
【請求項３】
請求項２において、第１の整流板は、導入ダクトに支持されるベース板と、このベース板および導入ダクトに支持される整流板本体とを有し、この整流板本体は、ベース板および導入ダクトに対し回動可能に構成される空気サイクル冷凍ユニット。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、
第２の整流板は、
導入ダクト内の上流の流れをこの流れ方向に対して斜め方向に変化させる傾斜整流板体と、
この傾斜整流板体に設けられ、この傾斜整流板体により斜め方向に変化させた流れを、熱交換器本体の前記流入口の流入方向と同一方向に変化させる流入方向整流板部とを含む空気サイクル冷凍ユニット。
【請求項５】
請求項４において、第２の整流板は複数の流入方向整流板部を有し、これら流入方向整流板部は、傾斜整流板体の表面部に間座を介して配置されている空気サイクル冷凍ユニット。
【請求項６】
請求項５において、前記間座は、導入ダクト内の下流の流入方向整流板部に配置される間座厚さよりも、上流の流入方向整流板部に配置される間座厚さの方が厚くなる空気サイクル冷凍ユニット。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、前記間座は、中空の円筒形状である空気サイクル冷凍ユニット。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記コンプレッサおよび膨張タービンは、共通の主軸に取り付けられ、上記主軸が転がり軸受および磁気軸受並びに主軸回転駆動用のモータを有するモータ一体型磁気軸受装置で支持されたコンプレッサ・タービンユニットである空気サイクル冷凍ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷媒として空気が用いられ、冷凍倉庫や零度以下の低温室や空調等に利用される空気サイクル冷凍ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気を冷媒として用いる空気サイクル冷凍ユニットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。コンテナ用の空気サイクル冷凍ユニットにおいて、冷凍能力に大きく寄与する熱交換器の温度効率を向上させる方法として、熱交換器の熱交換面を長くする方法がある。一方、コンテナ用空気サイクル冷凍ユニットを形成する場合、コンテナへの収納スペースの制約が生じる。
熱交換器の熱交換面の長さを長くし、且つコンテナの収納スペースに納めるために、配管から熱交換器に流路変更するダクト長さを短くする必要がある。
【特許文献１】特許第２６２３２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記ダクト長さを短くした結果、配管からダクトへの噴出し口が熱交換器の流入方向に対して直角の方向になり、さらに流路面積は丸形状から四角形状に面積比２００倍相当に変化する。このため、熱交換器に流入する流れの流速を一様に形成することが困難となり、流れの不均一が熱交換器の温度効率低下の一因となっているといった問題があった。
【０００４】
図１５乃至図１７は、従来技術を説明する図である。
従来技術のものでは、熱交換器の流入面に対して同じ方向から空気が流入し、丸型の噴出し口１の下流側に配置された、中空の孔を有する円錐形状の障害物２が、噴出し後の流れを放射状に広げることにより、熱交換器３に流入する均一な流れを形成している。ただし、この場合であっても、例えば流路面積の変化によっては、熱交換器３に流入する流れが不均一となる場合がある。
【０００５】
この発明の目的は、流路面積が丸形状から四角形状に変化する場合等においても、熱交換器に流入する流速を一様にすることが可能となり、熱交換器の温度効率を向上させることができる空気サイクル冷凍ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の空気サイクル冷凍ユニットは、コンプレッサおよび膨張タービンを通る冷媒経路に介在した複数または一つの熱交換器を備え、空気を冷媒とし、空調または冷凍する空気サイクル冷凍ユニットにおいて、
前記冷媒経路におけるいずれかの熱交換器に、前記冷媒となる空気の流路である冷媒空気流路と他の熱媒体流路とを有する熱交換器本体と、この熱交換器本体における、前記他の熱媒体流路の流入口の経路上流に続く導入ダクトとを設け、
この導入ダクトに、前記流入口の流入方向に対して直角方向に開口して前記他の熱媒体流路に接続されるダクト入口を設け、前記導入ダクト内における前記ダクト入口の後段に、前記流入口への流れを同流入口の流路断面の全体に対して均一化する整流板を設けたものである。
【０００７】
この構成によると、前記熱交換器に、熱交換器本体と導入ダクトとを設け、また、この導入ダクト内におけるダクト入口の後段に、熱交換器本体の前記流入口への流れを同流入口の流路断面の全体に対して均一化する整流板を設けたため、熱交換器に流入する流速を一様にすることが可能となり、熱交換器の温度効率を向上させることができる。例えば、導入ダクトのダクト長さが短く、流路面積が丸形状から四角形状に変化する場合等においても、熱交換器本体に流入する流速を一様にすることができる。これにより、熱交換器の温度効率を向上させることができる。収納スペースの制約が生じる空気サイクル冷凍ユニットにおいて、このような熱交換器本体および導入ダクトを採用し得る。したがって、空気サイクル冷凍ユニットの汎用性を高めると共に、熱交換器の温度効率を向上させることができる。また、導入ダクトにダクト入口を設け、このダクト入口は前記直角方向に開口して前記他の熱媒体流路に接続されるため、導入ダクトを大きくすることなく、流路を長く得て、整流板による流速一様化の効果を十分に得ることができる。
【０００８】
前記整流板は、導入ダクト内の上流に配置された第１の整流板と、この導入ダクト内の下流に配置された第２の整流板とを有するものであっても良い。この場合、第１の整流板により導入ダクトの幅方向に略均一に媒体を拡散させた後、第２の整流板により流速を一様にすることが可能となる。ダクト入口がスペース上の制約により、導入ダクトの上面における幅方向一方に偏って設けられる場合があるが、このような場合であっても前記第１の整流板を設けたため、媒体を導入ダクトの幅方向に略均一に拡散させ得る。
【０００９】
第１の整流板は、導入ダクトに支持されるベース板と、このベース板および導入ダクトに支持される整流板本体とを有し、この整流板本体は、ベース板および導入ダクトに対し回動可能に構成されるものであっても良い。
整流板本体の両側縁部の上端を二点支持したうえで、この整流板本体の下端を前記二点支持した軸回りに回動させ得る。この場合において、前記二点支持した軸を中心とする円弧状の回動用溝をベース板に予め形成し、この回動用溝に沿って整流板本体の下端を回動つまり角変位させるようにしても良い。
【００１０】
第２の整流板は、導入ダクト内の上流の流れをこの流れ方向に対して斜め方向に変化させる傾斜整流板体と、この傾斜整流板体に設けられ、この傾斜整流板体により斜め方向に変化させた流れを、熱交換器本体の前記流入口の流入方向と同一方向に変化させる流入方向整流板部とを含むものであっても良い。
このように傾斜整流板体と流入方向整流板部とを組み合わせて第２の整流板を容易に構成することができる。一枚の板体を曲げ加工、機械加工して第２の整流板を形成するよりも、製造コストの低減を図ることができる。
【００１１】
第２の整流板は複数の流入方向整流板部を有し、これら流入方向整流板部は、傾斜整流板体の表面部に間座を介して配置されていても良い。間座の厚みつまり傾斜整流板体の表面部からの間座の突出高さを任意に調整することができ、これにより、複数の流入方向整流板部の間隔を簡単に調整することができる。このように熱交換器本体に流入する流速を一様にすることができる。
【００１２】
この発明において、前記間座は、導入ダクト内の下流の流入方向整流板部に配置される間座厚さよりも、上流の流入方向整流板部に配置される間座厚さの方が厚くなるようにしても良い。これにより、隣接する流入方向整流板部の間隔を容易に調整することが可能となる。この場合、傾斜整流板体、流入方向整流板部の寸法、姿勢等を変更して隣接する流入方向整流板部の間隔を調整するよりも、製造コストの低減を図り汎用性を高めることができる。
前記間座は、中空の円筒形状であっても良い。例えばパイプ材を切断する等して種々の厚さの間座を用意することができる。
前記コンプレッサおよび膨張タービンは、共通の主軸に取り付けられ、上記主軸が転がり軸受および磁気軸受並びに主軸回転駆動用のモータを有するモータ一体型磁気軸受装置で支持されたコンプレッサ・タービンユニットであっても良い。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の空気サイクル冷凍ユニットは、コンプレッサおよび膨張タービンを通る冷媒経路に介在した複数または一つの熱交換器を備え、空気を冷媒とし、空調または冷凍する空気サイクル冷凍ユニットにおいて、
前記冷媒経路におけるいずれかの熱交換器に、前記冷媒となる空気の流路である冷媒空気流路と他の熱媒体流路とを有する熱交換器本体と、この熱交換器本体における、前記他の熱媒体流路の流入口の経路上流に続く導入ダクトとを設け、
この導入ダクトに、前記流入口の流入方向に対して直角方向に開口して前記他の熱媒体流路に接続されるダクト入口を設け、前記導入ダクト内における前記ダクト入口の後段に、前記流入口への流れを同流入口の流路断面の全体に対して均一化する整流板を設けたため、流路面積が丸形状から四角形状に変化する場合等においても、熱交換器に流入する流速を一様にすることが可能となり、熱交換器の温度効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の一実施形態を図１ないし図１４と共に説明する。
この発明の実施形態に係る空気サイクル冷凍ユニットは、コンテナ用冷凍庫等の被冷却部の空気を直接に冷媒として冷却する装置であり、コンテナの一部にユニット全体が格納されている。先ず、空気サイクル冷凍ユニットの全体構成について説明し、次に、本願特有の熱交換器の要部構成について説明する。
【００１５】
図１に示すように、この空気サイクル冷凍ユニットは、被冷却部Ｒにそれぞれ開口した空気の庫内吸込み口Ｎａから庫内噴出口Ｎｂに至る冷媒経路１０を有している。図１、図４に示すように、この冷媒経路１０に、例えば、コンプレッサ・タービンユニット１１のコンプレッサ１１ａ、放熱用熱交換器１２、再生熱交換器１３、コンプレッサ・タービンユニット１１の膨張タービン１１ｂが順に設けられている。
前記被冷却部Ｒの出口から冷媒経路１０の取入口に空気が流入する。前記取入口に流入した空気は、再生熱交換器１３により、冷媒経路１０中の空気の冷却に使用され、昇温する。この空気はコンプレッサ・タービンユニット１１のコンプレッサ１１ａにより圧縮され、この圧縮により昇温した状態で、放熱用熱交換器１２により冷却される。この冷却された空気は、コンプレッサ・タービンユニット１１のモータの冷却に供された後、再生熱交換器１３で冷却される。その後、コンプレッサ・タービンユニット１１の膨張タービン１１ｂにより断熱膨張され、冷却されて庫内噴出口Ｎｂから被冷却部Ｒの入口に噴出される。
【００１６】
図１、図２に示すように、コンプレッサ・タービンユニット１１は、モータ一体型磁気軸受装置を備え、このモータ一体型磁気軸受装置では、モータ冷却用の油流路ＭＲ、油循環用ポンプ１５、油冷却用熱交換器１４および油冷却用ファン１６等を備えている。図２に示すように、前記モータ一体型磁気軸受装置は、主軸ＳＨをラジアル方向に対し複数の転がり軸受Ｂ１，Ｂ２で支持し、主軸ＳＨにかかるアキシアル負荷と軸受予圧のどちらか一方または両方を、それぞれ磁気軸受となる電磁石ＤＭと永久磁石ＰＭとにより支持すると共に、主軸ＳＨを回転駆動するモータＭ１を設けたものである。
【００１７】
このコンプレッサ・タービンユニット１１は、例えば、コンプレッサ１１ａおよび膨張タービン１１ｂ内の空気により主軸ＳＨに作用するアキシアル負荷を検出するセンサＳ１と、このセンサＳ１の出力に応じて電磁石ＤＭによる支承力を制御するコントローラ１７とを有する。このコントローラ１７に設けられる磁気軸受用コントローラ１７Ｂにより、センサＳ１の出力に応じて電磁石ＤＭによる支承力が制御される。ただし、コントローラ１７の制御対象は、この電磁石ＤＭによる支承力だけに必ずしも限定されるものではない。例えば、前記モータＭ１の回転数をコントローラ１７のモータコントローラ１７Ｍにより制御することが可能である。
【００１８】
主軸ＳＨを支承する軸受Ｂ１，Ｂ２は、転がり軸受であって、アキシアル方向位置の規制機能を有するものであり、例えば深溝玉軸受が用いられる。深溝玉軸受の場合、両方向のスラスト支持機能を有し、内外輪のアキシアル方向位置を中立位置に戻す作用を持つ。これら２個の軸受Ｂ１，Ｂ２は、それぞれスピンドルハウジングＨＳにおけるコンプレッサ翼車１１ａａおよびタービン翼車１１ｂａの近傍に配置されている。軸受Ｂ２は、スピンドルハウジングＨＳ内に嵌合した軸受ハウジング内に嵌合している。
【００１９】
主軸ＳＨは、中央部の大径部ＳＨｂと、両端部の小径部ＳＨｃとを有する段付き軸とされている。両側の軸受Ｂ１，Ｂ２は、その内輪が小径部ＳＨｃに圧入状態に嵌合し、片方の幅面が大径部ＳＨｂと小径部ＳＨｃ間の段差面に係合する。
スピンドルハウジングＨＳにおける両側の軸受Ｂ１，Ｂ２よりも各翼車１１ａａ，１１ｂａ側の部分は、内径面が主軸ＳＨに近接する径に形成され、この内径面に非接触シールＳＬ１，ＳＬ２が形成されている。非接触シールＳＬ１，ＳＬ２は、スピンドルハウジングＨＳの内径面に複数の円周溝を軸方向に並べて形成したラビリンスシールとされている。
【００２０】
熱交換器の要部構成について説明する。
本実施形態では、図３に示すように、前記冷媒経路１０における熱交換器のうち前記放熱用熱交換器１２に、熱交換器本体１８と導入ダクト１９とを設け、この導入ダクト１９に後述する整流板２０（図１１）を設けている。ただし、前記再生熱交換器１３に熱交換器本体１８と導入ダクト１９とを設け、この導入ダクト１９にも整流板２０を設けても良い。
【００２１】
熱交換器本体１８は、冷媒となる空気の流路である冷媒空気流路と、他の熱媒体流路とを有する。図３乃至図６に示すように、高温側入口ＨＩから熱交換器本体１８の長手方向一端１８ａに導入された冷媒となる空気は、長手方向他端１８ｂ側に進みこの熱交換器本体１８の低温側出口ＣＯから排出された後、コンプレッサ・タービンユニット１１のモータＭ１の冷却に供される。熱交換器本体１８内において、冷媒となる空気は、図７に示す熱交換器本体１８の幅方向一定間隔おきに配設された複数の仕切板ＳＰに沿って流れる。低温側出口ＣＯには、直方体形状の筒体ＴＫを介して、略円筒形状の噴出用部材２１が熱交換器本体１８の上面から所定距離突出するように付設されている。この噴出用部材２１の先端にフランジ部２１ａが一体形成され、このフランジ部２１ａが配管接続される。
【００２２】
図５、図６に示すように、低温側入口ＣＩから熱交換器本体１８の長手方向他端１８ｂに導入された他の熱媒体つまりブロワ２２（図４）入力による空気は、長手方向一端１８ａ側に進みこの熱交換器本体１８の高温側出口ＨＯから大気開放される。高温側出口ＨＯにも、直方体形状の筒体ＴＫを介して、略円筒形状の噴出用部材２３が熱交換器本体１８の上面から所定距離突出するように付設されている。この噴出用部材２３の先端にフランジ部２３ａが一体形成され、このフランジ部２３ａが配管接続される。
【００２３】
図９は図６のＩＸ−ＩＸ線断面図であり、図１０は図６のＸ−Ｘ線断面図である。図６〜図１０に示すように、熱交換器本体１８内には、矢符Ａで示すブロワ入力による空気の流路と、冷媒経路１０の一部を成す矢符Ｂで示す流路とが設けられている。
図６、図９に示すように、熱交換器本体１８内において、長手方向他端１８ｂから所定距離Ｌ３離隔した位置Ｐ１まで、矢符Ａで示すブロワ入力による空気の流路だけが形成されており、冷媒経路１０の一部を成す流路は形成されていない。図９、図１０に示すように、前記矢符Ａの流路は、長手方向他端１８ｂから位置Ｐ１まで大口径で続き、この位置Ｐ１から複数の仕切板ＳＰによって隔てられた隔壁１８ｃに連通している。この隔壁１８ｃは、長手方向一端１８ａから所定距離Ｌ４離隔した位置Ｐ２まで設けられている。各隔壁１８ｃには、図１０に示す側面視波形状つまり凹部と凸部とが上下方向に連なるフィンｆａと、図９に示す平面視波形状つまり凹部と凸部とが左右方向に連なるフィンｆｂとが介在している。フィンｆａは、位置Ｐ１から長手方向一端１８ａ付近の図６に示す斜線ＡＬ１まで続く。フィンｆｂは、斜線ＡＬ１から筒体ＴＫの直下の熱交換器本体１８の上端まで続く。
したがって、ブロワ２２および導入ダクト１９を経て熱交換器本体１８内に流入した空気は、長手方向他端１８ｂから一定間隔おきの隔壁１８ｃに導入され、図６の右方向、上方向に順次進む。この空気は図６右側の筒体ＴＫにおいて合流した後、略円筒形状の噴出用部材２３に進む。
【００２４】
図６、図９に示すように、熱交換器本体１８内において、長手方向一端１８ａから所定距離Ｌ４離隔した位置Ｐ２まで、矢符Ｂで示す冷媒経路１０の一部を成す流路だけが形成されており、ブロワ入力による空気の流路は形成されていない。図９、図１０に示すように、前記矢符Ｂの流路は、長手方向一端１８ａから位置Ｐ２まで大口径で続き、この位置Ｐ２から複数の仕切板ＳＰによって隔てられた隔壁１８ｄに連通している。各隔壁１８ｄには、図１０に示す側面視波形状つまり凹部と凸部とが上下方向に連なるフィンｆｃと、図９に示す平面視波形状つまり凹部と凸部とが左右方向に連なるフィンｆｄとが介在している。フィンｆｃは、位置Ｐ２から長手方向他端１８ｂ付近の図６に示す斜線ＡＬ２まで続く。フィンｆｄは、斜線ＡＬ２から筒体ＴＫの直下の熱交換器本体１８の上端まで続く。したがって、コンプレッサ１１ａおよび導入ダクト１９を経て熱交換器本体１８内に流入した空気は、長手方向一端１８ａから一定間隔おきの隔壁１８ｄに導入され、図６の左方向、上方向に順次進む。この空気は図６左側の筒体ＴＫにおいて合流した後、略円筒形状の噴出用部材２１に進む。
【００２５】
図３、図６、図７に示すように、熱交換器本体１８の長手方向一端１８ａおよび他端１８ｂに、導入ダクト１９，１９が接続されている。図３において、長手方向一端１８ａの導入ダクト１９を省略している。これら導入ダクト１９，１９は対称構造であるので、図３に示す熱交換器本体１８の長手方向他端１８ｂに接続される導入ダクト１９について詳細に説明し、長手方向一端１８ａに接続される導入ダクト１９についてはその説明を省略する。
【００２６】
この導入ダクト１９は、熱交換器本体１８における他の熱媒体流路の流入口の経路上流に続くダクトである。導入ダクト１９には、熱交換器本体１８の長手方向他端１８ｂに付設されるフランジ２４に、複数のボルト等を介して接続される噴出口２５を設けている。この導入ダクト１９は、図１１に示すように、前記他の熱媒体流路における流入口の流入方向に対して直角方向に開口している。
【００２７】
図１１、図１２に示すように、導入ダクト１９は略矩形状に形成され、この略矩形状の導入ダクト上面１９ａに、他の熱媒体流路に接続されるダクト入口２６が付設されている。このダクト入口２６の軸方向Ｌ１が、熱交換器本体１８の長手方向に直交するように配設されている。また、図１２に示すように、このダクト入口２６はスペース上の制約により、例えば導入ダクト上面１９ａの幅方向一方、図１２では右側に偏って設けられている。
【００２８】
導入ダクト１９内には、熱交換器本体１８の流入口への流れを同流入口の流路断面２７（図７）の全体に対して均一化する整流板２０を設けている。この整流板２０は、導入ダクト１９内の上流に配置された第１の整流板２８と、この導入ダクト１９内の下流に配置された第２の整流板２９とを有する。
第１の整流板２８は、前記ダクト入口２６の直ぐ下方に配置される。図１１乃至図１４に示すように、この第１の整流板２８は２乃至６枚設けられ、各第１の整流板２８は、ベース板３０と、整流板本体３１とを有する。ただし第１の整流板２８は必ずしも２乃至６枚に限定されるものではない。例えば、７枚以上とすることも可能である。また、第１の整流板２８を整流板本体３１のみから成るものを含む構成にしても良い。この場合にも本実施形態と同様の作用、効果を奏する。
【００２９】
ベース板３０は、図１４（Ａ）に示すように、正面視略扇形状に形成されて、導入ダクト１９の内壁面１９ｂ（図１１）に着脱可能に取付けられる。このベース板３０の略扇形状の要部３０ａは、整流板本体３１を回動させる支点となる。整流板本体３１は、図１３（Ｂ）に示すように矩形板状に形成され、ベース板３０および導入ダクト１９に対し回動可能に構成される。この整流板本体３１の両側縁部３１ａ，３１ｂの上端をピン等を介して二点支持している。つまり、整流板本体３１の一側縁部３１ａをピン等を介してベース板３０の要部３０ａに回動可能に支持すると共に、整流板本体３１の他側縁部３１ｂを、ピン等を介して導入ダクト１９の内壁面１９ｂに回動可能に支持している。なお、整流板本体３１の両側縁部３１ａ，３１ｂには、整流板本体３１にベース板３０を固定するための雌ねじつまりタップ３１ｔが形成されている。
【００３０】
図１４（Ａ）に示すように、ベース板３０には、前記二点支持した軸Ｌ２を中心とする円弧状の回動用溝３０ｂが形成され、この回動用溝３０ｂに沿って整流板本体３１の下端を摺動させ得る。よって、整流板本体３１は、二点支持した軸Ｌ２を中心としてこの整流板本体３１の下端を回動つまり角変位させるようになっている。整流板本体３１の下端のうち、ベース板３０の回動用溝３０ｂに臨む部分は、この回動用溝３０ｂの形状に対応する形状に形成されている。この代替手段として例えば、整流板本体３１の下端のうち、ベース板３０の回動用溝３０ｂに臨む部分にピンを付設し、このピンを回動用溝３０ｂに沿って摺動させるようにしても良い。
以上説明したように、整流板本体３１は三点支持され、三点のうち二点が回動支点となり、残り一点が回動用溝３０ｂに沿った変位点となる。整流板本体３１を任意に回動させて、媒体の流れを変化させ得る。前述の通り、図１２に示すように、ダクト入口２６が導入ダクト上面１９ａの右側に偏って設けられているが、第１の整流板２８を設けたため、媒体を導入ダクト１９の幅方向ｄ１に略均一に拡散させ得る。
【００３１】
図１１、図１２に示すように、第２の整流板２９は、本例では二枚の傾斜整流板体３２と、七枚の流入方向整流板部３３と、複数の間座３４とを有する。ただし、構成部材はこれらの数に限定されるものではない。
傾斜整流板体３２は、導入ダクト１９内の上流の流れをこの流れ方向に対して斜め方向に変化させる板体である。二枚の傾斜整流板体３２は図１１に示すように、所定距離離隔して平行に配設されている。各傾斜整流板体３２は、導入ダクト底面１９ｃに対し一定角度α（例えばα＝６０度）を成すように斜めに配置されている。また図１１左側の傾斜整流板体３２は、図１１右側の傾斜整流板体３２よりも表面部３２ａの面積が大きく形成されている。
【００３２】
各傾斜整流板体３２の一表面部３２ａに、間座３４を介して流入方向整流板部３３が配置される。間座３４は、所望のボルトの雄ねじを挿通する中空の円筒形状である。傾斜整流板体３２に複数の雌ねじが形成され、これら雌ねじに前記ボルトが螺合されている。このボルト螺合状態において、傾斜整流板体３２の雌ねじが形成された位置に間座端面が位置決めされて、ボルトがこの間座３４の貫通孔に挿通していると共に、ボルト頭部と間座上端面との間に、流入方向整流板部３３の一側縁部３３ａを挟持している。複数の流入方向整流板部３３は、所定間隔おきに平行で且つ導入ダクト底面１９ｃに対し平行となるように配置されている。また流入方向整流板部３３は、傾斜整流板体３２よりも薄肉板に形成される。
【００３３】
各傾斜整流板体３２における複数の間座３４は、導入ダクト１９内の下流の流入方向整流板部３３に配置される間座厚さｄ２よりも、上流の流入方向整流板部３３に配置される間座厚さｄ２の方が厚くなる。これにより、隣接する流入方向整流板部３３の間隔を容易に調整することが可能となる。この場合、傾斜整流板体３２、流入方向整流板部３３の寸法、姿勢等を変更して隣接する流入方向整流板部３３の間隔を調整するよりも、製造コストの低減を図り汎用性を高めることができる。この間座３４は、中空の円筒形状であるため、例えばパイプ材を切断する等して種々の厚さの間座を用意することができる。
【００３４】
以上説明した空気サイクル冷凍ユニットによれば、放熱用熱交換器１２に、熱交換器本体１８と導入ダクト１９とを設け、この導入ダクト１９に、熱交換器本体３１のブロア２２流入口の流入方向に対して直角方向に開口してブロワ流路に接続されるダクト入口２６を設け、導入ダクト１９内に前記ブロア２２流入口の流路断面２７の全体に対して均一化する整流板２０を設けたため、この放熱用熱交換器１２に流入する流速を一様にすることが可能となり、熱交換器の温度効率を向上させることができる。
【００３５】
本例のように、スペース上の制約により導入ダクト１９のダクト長さが短く、流路面積が、ダクト入口２６の丸形状から、熱交換器本体１８の流入口の四角形状に変化する場合においても、熱交換器に流入する流速を一様にすることができる。これにより、熱交換器の温度効率を向上させることができる。収納スペースの制約が生じる空気サイクル冷凍ユニットにおいて、このような熱交換器本体１８および導入ダクト１９を採用し得る。したがって、空気サイクル冷凍ユニットの汎用性を高めると共に、熱交換器の温度効率を向上させることができる。
ダクト入口２６は、熱交換器本体１８のブロア２２流入口の流入方向に対して直角方向に開口して他の熱媒体流路に接続されるため、導入ダクト１９を大きくすることなく、流路を長く得て、整流板２０による流速一様化の効果を十分に得ることができる。
【００３６】
導入ダクト１９内の上流に配置された第１の整流板２８により、導入ダクト１９の幅方向に略均一に媒体を拡散させた後、第２の整流板２９により流速を一様にすることが可能となる。ダクト入口２６はスペース上の制約により、例えば導入ダクト上面１９ａの幅方向一方、図１２では右側に偏って設けられているが、このような場合であっても前記第１の整流板２８を設けたため、媒体を導入ダクト１９の幅方向ｄ１に略均一に拡散させ得る。
【００３７】
第２の整流板２９は、導入ダクト１９内の上流の流れをこの流れ方向に対して斜め方向に変化させる傾斜整流板体３２と、この傾斜整流板体３２に設けられ、この傾斜整流板体３２により斜め方向に変化させた流れを、熱交換器本体１８の前記流入口の流入方向と同一方向に変化させる流入方向整流板部３３とを含むものである。このように傾斜整流板体３２と流入方向整流板部３３とを組み合わせて第２の整流板２９を容易に構成することができる。一枚の板体を曲げ加工、機械加工して第２の整流板を形成するよりも、製造コストの低減を図ることができる。
【００３８】
第２の整流板２９は複数の流入方向整流板部３３を有し、これら流入方向整流板部３３は、整流板体３２の一表面部３２ａに間座３４を介して配置されている。間座３４の厚さｄ２つまり傾斜整流板体３２の一表面部３２ａからの間座３４の突出高さを任意に調整することができ、これにより、複数の流入方向整流板部３３の間隔を簡単に調整することができる。このように熱交換器に流入する流速を一様にすることができる。
間座３４は、導入ダクト１９内の下流の流入方向整流板部３３に配置される間座厚さｄ２よりも、上流の流入方向整流板部３３に配置される間座厚さｄ２の方が厚くなるようにしている。これにより、隣接する流入方向整流板部３３の間隔を容易に調整することが可能となる。この場合、傾斜整流板体３２、流入方向整流板部３３の寸法、姿勢等を変更して隣接する流入方向整流板部３３の間隔を調整するよりも、製造コストの低減を図り汎用性を高めることができる。間座３４は、中空の円筒形状であるため、例えばパイプ材を切断する等して種々の厚さｄ２の間座３４を用意することができる。
【００３９】
この発明の他の実施形態について説明する。
以下の説明において、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００４０】
この発明の他の実施形態において、図４に示す再生熱交換器１３に熱交換器本体１８と導入ダクト１９とを設け、この導入ダクト１９に整流板２０を設け、放熱用熱交換器には従来例で説明したような公知の熱交換器を採用することも可能である。この場合において、図４、図５に示すように、再生熱交換器１３の導入ダクト１９の低温側入口ＣＩから導入された空気は、前記熱交換器本体１８の長手方向他端１８ｂに導入されて長手方向一端１８ａ側に進みこの熱交換器本体１８の高温側出口ＨＯから排出され、コンプレッサ・タービンユニット１１のコンプレッサ１１ａに導入される。
再生熱交換器１３の導入ダクト１９の高温側入口ＨＩから導入された空気は、前記熱交換器本体１８の長手方向一端１８ａに導入されて長手方向他端１８ｂ側に進みこの熱交換器本体１８の低温側出口ＣＯから排出され、膨張タービン１１ｂに導入される。
【００４１】
以上説明した他の実施形態によると、再生熱交換器１３の導入ダクト１９にも、前述の整流板２０を設けているため、この再生熱交換器１３に流入する流速を一様にすることが可能となり、熱交換器の温度効率を向上させることができる。
放熱用熱交換器１２および再生熱交換器１３に、整流板２０を含む導入ダクト１９、熱交換器本体１８を採用した場合、空気サイクル冷凍ユニット全体の熱交換器の温度効率をさらに向上させることができる。これにより空気サイクル冷凍ユニットの小形化を図り、汎用性を高めることが可能となる。
【００４２】
この発明のさらに他の実施形態において、熱交換器本体１８の長手方向一端だけに、図７に示す整流板２０を含む導入ダクト１９を設けても良い。この場合において、熱交換器本体１８の長手方向他端には、公知のダクトを設けることができる。
ダクト入口２６は導入ダクト上面１９の幅方向中間付近に設ける場合もあり得る。第１の整流板２０において、整流板本体３１を導入ダクト１９に対し回動不能に構成したものを適用しても良い。この場合、ベース板等を省略して部品点数を低減することができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
本実施形態では、空気サイクル冷凍ユニットを冷凍コンテナに適用しているが、冷凍コンテナだけに限定されるものではない。例えば、冷凍倉庫や零度以下の低温室や空調等に、この空気サイクル冷凍ユニットを適用しても良い。この場合においても、本実施形態と同容易の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の一実施形態に係る空気サイクル冷凍ユニットの系統図である。
【図２】同空気サイクル冷凍ユニットのコンプレッサ・タービンユニットの断面図である。
【図３】同空気サイクル冷凍ユニットの熱交換器本体および導入ダクトの外観を表す正面図である。
【図４】同空気サイクル冷凍ユニットの系統図における要部の一構成例である。
【図５】同空気サイクル冷凍ユニットの熱交換器の入出力関係を表す図である。
【図６】同熱交換器の構造を表す図である。
【図７】同熱交換器の側面図である。
【図８】同熱交換器の平面図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】図６のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】同導入ダクト正面の詳細構造を表す断面図である。
【図１２】同導入ダクトの要部を破断して表す側面図である。
【図１３】第１の整流板を表す図であり、図１３（Ａ）はベース板と整流板本体との関係を表す図、図１３（Ｂ）は整流板本体の支持点を示す正面図、図１３（Ｃ）は整流板本体の一側縁部を示す側面図である。
【図１４】同ベース板の要部を表し、図１４（Ａ）はベース板に、整流板本体の下端を角変位させる回動用溝を形成した形態を表す図、図１４（Ｂ）はベース板の側面図である。
【図１５】従来例の熱交換器本体とダクトとの関係を概略表す図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ線断面図である。
【図１７】図１５のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…冷媒経路
１１…コンプレッサ・タービンユニット
１１ａ…コンプレッサ
１１ｂ…膨張タービン
１２…放熱用熱交換器
１３…再生熱交換器
１８…熱交換器本体
１９…導入ダクト
２０…整流板
２６…ダクト入口
２８…第１の整流板
２９…第２の整流板
３０…ベース板
３１…整流板本体
３２…傾斜整流板体
３３…流入方向整流板部
３４…間座
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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