JP2014240726A - 冷媒分配器、冷媒分配器を備えた冷却器、冷却器を備えた冷却装置、及び、冷媒分配器の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装槽内の電着塗料に冷却器を浸漬できない場合であっても、分流管接続口と分流管との接続部の防食処理を確実に実施することができる冷媒分配器を得る。【解決手段】冷媒分配器１０は、冷媒流入管６が接続される流入管接続口と、流入管接続口と連通し、冷媒流入管６から冷媒が流入する内部空間と、内部空間と連通し、内部空間内の冷媒が流出する分流管７が接続される複数の分流管接続口１４と、が形成された本体部１１を備え、本体部１１の外面部に、複数の分流管接続口１４を囲む少なくとも１つの壁部１５を突設して、分流管接続口１４と分流管７との接続部をコーティングするコーティング材１７が充填される凹部１６を形成したものである。【選択図】図３

Description

本発明は、冷媒分配器、冷媒分配器を備えた冷却器、冷却器を備えた冷却装置、及び、冷媒分配器の組立方法に関するものである。

従来より、冷媒流入側に冷媒分配器を設けた冷却器を備え、冷媒分配器によって冷却器内の複数の流路に冷媒を分流して流す冷却装置が提案されている。このような冷却装置に用いられる冷媒分配器は、例えば、冷媒流入管が接続される流入管接続口と、該流入管接続口と連通し、冷媒流入管から冷媒が流入する内部空間と、該内部空間と連通し、該内部空間内の冷媒が流出する分流管が接続される複数の分流管接続口とが形成された本体部を備えている。また、冷媒流入管は、流入管接続口に挿入された後に本体部とろう付けされ、分流管は、分流管接続口に挿入された後に本体部とろう付けされる（例えば、特許文献１参照）。

また、食品工場を冷却する冷却装置、及び、食品を貯蔵する庫内を冷却する冷却装置（冷蔵庫等）においては、冷却器が腐食性雰囲気に曝されることとなるため、冷却器が腐食してしまうという問題点が発生する。このため、上記冷媒分配器を含めた冷却器を塗料槽内の電着塗料に浸漬し、当該冷却器にカチオン電着塗装等の防食処理を施す技術も、従来より提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−３４０６４９号公報 特開２００３−１３８３９９号公報

冷却器が大形になると、塗装槽内の電着塗料に冷却器を浸漬できず、カチオン電着塗装を冷却器に施すことができない場合がある。このような場合、従来は、冷媒分配器の本体部に形成された分流管接続口と分流管とのろう付部（接続部）にエポキシ樹脂系塗料を刷毛塗りして、腐食の進行が早い当該ろう付部の腐食の抑制を図っている。

しかしながら、刷毛塗りはカチオン電着塗装に比べ密着性が低い。つまり、刷毛塗りによって上記ろう付部に塗装を施した場合、冷却装置の運転中に、冷却器への霜の付着（雰囲気中の水分の氷結）、及び、冷却器の霜取（氷結した水分の融解）が繰り返されることで、塗膜が膨張及び収縮して剥がれ易くなってしまう。このため、剥がれた塗膜と母材との隙間に水が滞留することで、上記ろう付部の腐食が進行してしまうという問題点があった。また、刷毛塗りは塗膜の均一性が悪いため、塗りムラ及び塗り残しが発生し、当該部分から腐食が進行してしまうことも課題であった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、塗装槽内の電着塗料に冷却器を浸漬できない場合であっても、分流管接続口と分流管との接続部の防食処理を確実に実施することができる冷媒分配器を得ることを第１の目的とする。
また、本発明は、本発明に係る冷媒分配器を備えた冷却器、当該冷却器を備えた冷却装置、及び、本発明に係る冷媒分配器の組立方法を提供することを第２の目的とする。

本発明に係る冷媒分配器は、冷媒流入管が接続される流入管接続口と、前記流入管接続口と連通し、前記冷媒流入管から冷媒が流入する内部空間と、前記内部空間と連通し、該内部空間内の冷媒が流出する分流管が接続される複数の分流管接続口と、が形成された本体部を備え、前記本体部の外面部に、複数の前記分流管接続口を囲む少なくとも１つの壁部を突設して、前記分流管接続口と前記分流管との接続部をコーティングするコーティング材が充填される凹部を形成したものである。

本発明は、冷媒分配器の本体部の外面部に、複数の分流管接続口を囲む少なくとも１つの壁部を突設して、分流管接続口と分流管との接続部をコーティングするコーティング材が充填される凹部を形成している。このため、本発明は、当該凹部にコーティング材を充填することにより、分流管接続口と分流管との接続部を確実にコーティングでき、塗装槽内の電着塗料に冷却器を浸漬できない場合であっても、分流管接続口と分流管との接続部の防食処理を確実に実施することができる。

本発明の実施の形態１に係る冷却装置の外観斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る冷却装置の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る冷媒分配器を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る冷媒分配器を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る冷媒分配器を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る冷媒分配器を示す組立斜視図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る冷媒分配器、冷却器及び冷却装置を、図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態１では、食品工場等の冷却空間の天面に取り付けられ、該冷却空間内を冷却する冷却装置に本発明を採用した例について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る冷却装置の外観斜視図である。また、図２は、この冷却装置の冷凍サイクル回路を説明するための冷媒回路図である。なお、図１では、冷却装置１００内の構造の理解を容易とするため、筐体１０１の側面部（図１の手前側）を開放して示している。

本実施の形態１に係る冷却装置１００は、例えば略直方体形状の筐体１０１を備えている。この筐体１０１の内部には、冷却器４が設けられている。また、筐体１０１には、一側面部（図１の左側面）に吸込口が形成されている。そして、該吸込口と冷却器４との間となる位置には、冷却空間内の空気を該吸込口から吸い込んで冷却器４に供給する送風機９が設けられている。
なお、筐体１０１における吸込口が形成された側面部と対向する側面部（図１において右側面部となる位置）には、冷却器４で冷却された空気を冷却空間へ吹き出すための吹出口が形成されている。また、本実施の形態１では、該吸込口に、ファンガード９ａが取り付けられている。

また、冷却装置１００の筐体１０１の内部には、冷媒を膨張する膨張弁３、該膨張弁３で膨張した冷媒を分流する（複数の流路に分ける）冷媒分配器１０が設けられている。これら膨張弁３及び冷媒分配器１０は、以下の図２に示すように、冷媒配管（後述の冷媒配管５、冷媒流入管６、分流管７及び冷媒配管８等）で接続されて、冷却器４と共に冷凍サイクル回路を構成している。

図２は、本発明の実施の形態１に係る冷却装置の冷媒回路図である。
図２に示すように、圧縮機１、凝縮器２、膨張弁３、冷媒分配器１０及び冷却器４が冷媒配管で接続されて、冷凍サイクル回路を構成している。詳しくは、圧縮機１は、筐体１０１の外部に設けられており、低温低圧のガス冷媒を吸入し、この吸入した冷媒を高温高圧のガス冷媒に圧縮して吐出するものである。凝縮器２は、圧縮機１と同様に筐体１０１の外部に設けられており、圧縮機１の吐出口と冷媒配管で接続されている。この凝縮器２は、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒を、室外空気等と熱交換させて凝縮させて低温高圧の液状冷媒とするものである。膨張弁３は、図１にも示すように、冷媒配管５を介して凝縮器２の冷媒流出口と接続されており、凝縮器２から流出した低温低圧の冷媒を、膨張させて低温低圧の気液二相冷媒にするものである。

冷媒分配器１０は、図１にも示すように、冷媒流入口（後述の流入管接続口１３）が冷媒流入管６と接続されており、複数の冷媒流出口（後述の分流管接続口１４）が分流管７と接続されている。この冷媒分配器１０は、膨張弁３から流出した低温低圧の気液二相冷媒を、ガス冷媒と液状冷媒との比が略均等となるように複数の分流管７へ分配するものである。
なお、冷媒分配器１０の詳細構成については後述する。

冷却器４は、例えばフィンチューブ型の熱交換器であり、冷媒が通る流路を複数備えている。そして、これらの各流路には、図１にも示すように前記の分流管７が接続されている。冷却器４は、分流管７のそれぞれから各流路に流入した冷媒によって冷却空間の空気（送風機９から供給された空気）を冷却するものである。冷却空間の空気を冷却した冷媒は、低温低圧のガス冷媒となり、冷媒配管８を通って圧縮機１に吸入される。

上述のように構成された冷却装置１００の筐体１０１は、例えば、取付金具１０１ａに冷却空間の天面に設けられた取付ボルトを通し、取付ボルトに取付金具１０１ａをナット締めすることで冷却空間の天面に取り付けられる。

（冷媒分配器１０の詳細構成）
続いて、本実施の形態１に係る冷媒分配器１０の詳細構成について説明する。

図３は、本発明の実施の形態１に係る冷媒分配器を示す斜視図である。また、図４は、この冷媒分配器を示す断面図である。
本実施の形態１に係る冷媒分配器１０は、例えば円筒状に形成された本体部１１を備えている。この本体部１１には、冷媒流入管６が接続される流入管接続口１３と、流入管接続口１３と連通し、冷媒流入管６から冷媒が流入する内部空間１２と、内部空間１２と連通し、分流管７が接続される複数の分流管接続口１４とが、形成されている。つまり、冷媒流入管６及び流入管接続口１３から内部空間１２へ流入した気液二相状態の冷媒（膨張弁３から流出した冷媒）は、内部空間１２に吐出された際にガス冷媒と液状冷媒とが混合され、ガス冷媒と液状冷媒との比が略均等となって、各分流管接続口１４（つまり、各分流管７）へ流出する構成となっている。

詳しくは、本実施の形態１に係る本体部１１は、本体部１１の下部を構成する第１本体部１１ａと、本体部１１の上部を構成する第２本体部１１ｂとを備えている。
第１本体部１１ａは、略円筒形状をしており、軸心方向に貫通する貫通穴が形成されている。この貫通穴の下端部に、流入管接続口１３が形成されている。冷媒流入管６は、その一端が流入管接続口１３に挿入されて、ろう付け等によって接続される。

第２本体部１１ｂは、第１本体部１１ａよりも外径が若干大きな略円筒形状をしており、下端部には略円筒状の空間が形成されている。また、当該略円筒状の空間の上部は、略円錐状の空間となっている。略円筒状の空間の下部に第１本体部１１ａが挿入されて、例えばろう付け等によって第１本体部１１ａと第２本体部１１ｂとが接続されることにより、上記の略円筒形状の空間の一部及び上記の略円錐形状の空間が内部空間１２となる。

また、第２本体部１１ｂには、上端部から内部空間１２に貫通する複数の貫通孔が形成されている。これら貫通孔は、第２本体部１１ｂの軸心を中心とする同心円上に、略等間隔で形成されている。そして、これらの貫通孔のそれぞれの上端部に、分流管接続口１４が形成されている。分流管７は、その一端が分流管接続口１４に挿入されて、ろう付け等によって接続される。

さらに、第２本体部１１ｂの上端部（つまり外面部）には、その上端縁上に壁部１５が形成されている。つまり、第２本体部１１ｂの上端部には、全ての分流管接続口１４を囲むように１つの壁部１５が形成されている。この壁部１５は、分流管接続口１４の上端部、つまり、分流管接続口１４と分流管７との接続部よりも高い位置まで延設されている。これにより、壁部１５の内側には、凹部１６が形成されることとなる。この凹部１６には、コーティング材１７が充填されている。したがって、分流管接続口１４と分流管７とを例えばろう付け等によって接続した後、凹部１６にコーティング材１７を充填することにより、分流管接続口１４と分流管７との接続部は、コーティング材１７によってコーティングされることとなる。

また、本実施の形態１では、以下の理由により、コーティング材１７としてシリコン系コーティング材を用いている。
シリコン系コーティング材は、吸水性がないため、分流管接続口１４と分流管７との接続部（ろう付部）へ酸素、水分及び腐食性成分が到達することを防止できる。このため、分流管接続口１４と分流管７との接続部（ろう付部）における防食効果がさらに向上する。冷却装置１００の冷媒分配器１０（より詳しくは、分流管接続口１４と分流管７との接続部）は、冷却運転時には低温の冷媒によって冷却され、除霜運転時には高温の冷媒によって加熱されることとなる。しかしながら、シリコン系コーティング材は、使用温度範囲が「−５０℃〜＋２００℃」と幅広いため、このような冷却装置１００に適用するには好適である。さらに、シリコン系コーティング材は、固形になっても弾性があるため、冷却器４への霜の付着（雰囲気中の水分の氷結）、及び、冷却器４の霜取（氷結した水分の融解）が繰り返されることで発生する塗膜の膨張及び収縮に対しても強い。このため、母材、つまり、分流管接続口１４及び分流管７とシリコン系コーティング材との間に隙間が発生せず、水や腐食物の浸入をさらに防ぐことができる。

なお、コーティング材１７としてシリコン系コーティング材を用いる場合は、コーティング材１７が細部まで行き渡るように、硬化前の粘度が比較的低く、かつ深部硬化性の良い２液縮合型のものが適している。例えば、コーティング材１７としてシリコン系コーティング材を用いる場合、信越化学工業社のＫＥ−２００Ｆ（効果前の粘度（主剤の粘度）が２．０［Ｐａ・ｓ］）等が好適である。

以上、本実施のように構成された冷媒分配器１０を冷却器４に採用することにより、つまり、冷却装置１００に採用することにより、凹部１６にコーティング材１７を充填することで、分流管接続口１４と分流管７との接続部を確実にコーティングできる。このため、塗装槽内の電着塗料に冷媒分配器１０を含む冷却器４を浸漬できない場合であっても、分流管接続口１４と分流管７との接続部の防食処理を確実に実施することができる。

なお、本実施の形態１では、分流管接続口１４と分流管７との接続部を１つの壁部１５で覆ったが、これはあくまでも一例である。例えば、分流管接続口１４と分流管７との接続部のそれぞれの周りを、それぞれ異なる壁部１５で覆い、それぞれの壁部１５の内側に形成された凹部１６にコーティング材１７を充填してもよい。また例えば、分流管接続口１４と分流管７との接続部の１つ又は複数を覆う壁部１５を設け（例えば、接続部が６つの場合、２つの接続部を覆う壁部１５を３つ設け）、これら壁部１５の内側に形成された凹部１６にコーティング材１７を充填してもよい。

また、本実施の形態１では、冷媒分配器１０と分流管７とを異なる構成として扱ったが、本体部１１に分流管７を接続したものを冷媒分配器１０として扱ってもよい。

また、本実施の形態１では、食品工場等の冷却空間の天面に取り付けられる冷却装置１００を例に本発明を実施したが、庫内を冷却する冷蔵庫、居住空間等の空気を冷却する空調装置等、その他の冷却装置に本発明に係る冷媒分配器１０を採用しても勿論よい。

実施の形態２．
実施の形態１では、冷媒分配器１０の本体部１１と壁部１５とを一体で形成したが、これらを別体で構成してもよい。例えば、冷却装置１００の大形化により分流管７の本数が増えてくると、分流管７同士、及び、分流管７と壁部１５との間の隙間が狭くなるため、分流管接続口１４と分流管７との接続作業（ろう付作業）が困難になってしまう。このような場合、本実施の形態２のように、冷媒分配器１０の本体部１１と壁部１５とを別体で形成すると好適である。
なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図５は、本発明の実施の形態２に係る冷媒分配器を示す分解斜視図である。また、図６は、この冷媒分配器を示す組立斜視図である。
図５に示すように、本実施の形態２に係る冷媒分配器１０は、本体部１１の上部（分流管接続口１４が形成された側の端部）に、下部（流入管接続口１３が形成された側の端部）から上部にかけて拡径した係合部１１ｃが設けられている。また、本実施の形態２に係る冷媒分配器１０は、ラッパ状（ベルマウス状）に形成され、両端部が開口した壁部形成部材１８も備えている。この壁部形成部材１８の内周面は、係合部１１ｃの外周面に対応した形状となっている。壁部形成部材１８の内周面を本体部１１の外周面に接触させて、両者を接続（例えば、嵌合やろう付け等）することにより、壁部形成部材１８における本体部１１の上端部から突出した部分が壁部１５となる。

このように構成された冷媒分配器１０は、次のように組み立てられる。
まず、本体部１１の上端部に形成された分流管接続口１４のそれぞれに分流管７の一端を挿入し、分流管接続口１４と分流管７とを例えばろう付けにより接続する。その後、図５の破線矢印の方向に壁部形成部材１８を移動させ、本体部１１の下端部を壁部形成部材１８に通す。そして、壁部形成部材１８の内周面を本体部１１の外周面に接触させて、両者を接続（例えば、嵌合やろう付け等）する。これにより、壁部形成部材１８の上端部が本体部１１の上端部から突出し、壁部１５が形成される。つまり、凹部１６が形成される。そして、凹部１６が形成された後、当該凹部１６にコーティング材１７を充填することにより、分流管接続口１４と分流管７との接続部をコーティングする。

なお、壁部形成部材１８及び本体部１１を嵌合等によって取り外し自在に接続した場合、凹部１６に充填されたコーティング材１７が硬化した後に、壁部形成部材１８を本体部１１から取り外してもよい。

以上、本実施の形態２のように構成された冷媒分配器１０においては、実施の形態１で示した効果に加え、分流管７同士、及び、分流管７と壁部１５との間の隙間が狭くなるような場合であっても、分流管接続口１４と分流管７との接続作業（ろう付作業）が容易になるという効果も得ることができる。

１ 圧縮機、２ 凝縮器、３ 膨張弁、４ 冷却器、５ 冷媒配管、６ 冷媒流入管、７ 分流管、８ 冷媒配管、９ 送風機、９ａ ファンガード、１０ 冷媒分配器、１１ 本体部、１１ａ 第１本体部、１１ｂ 第２本体部、１１ｃ 係合部、１２ 内部空間、１３ 流入管接続口、１４ 分流管接続口、１５ 壁部、１６ 凹部、１７ コーティング材、１８ 壁部形成部材、１００ 冷却装置、１０１ 筐体、１０１ａ 取付金具。

Claims (6)

1. 冷媒流入管が接続される流入管接続口と、
   前記流入管接続口と連通し、前記冷媒流入管から冷媒が流入する内部空間と、
   前記内部空間と連通し、該内部空間内の冷媒が流出する分流管が接続される複数の分流管接続口と、が形成された本体部を備え、
   前記本体部の外面部に、複数の前記分流管接続口を囲む少なくとも１つの壁部を突設して、前記分流管接続口と前記分流管との接続部をコーティングするコーティング材が充填される凹部を形成したことを特徴とする冷媒分配器。
2. 前記分流管接続口に接続された複数の前記分流管を備え、
   前記凹部にシリコン系コーティング材を充填して、前記分流管接続口と前記分流管との接続部をコーティングしたことを特徴とする請求項１に記載の冷媒分配器。
3. 前記壁部は、前記本体部と別体で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷媒分配器。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の冷媒分配器を備えたことを特徴とする冷却器。
5. 請求項４に記載の冷却器を備えたことを特徴とする冷却装置。
6. 請求項３に記載の冷媒分配器の組立方法であって、
   前記分流管接続口と前記分流管とを接続した後、
   前記本体部と前記壁部とを接続して、前記凹部を形成することを特徴とする冷媒分配器の組立方法。

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