JP2013096679A - ドレン水排水構造および空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異臭を発生させることなく、バイパス風の発生やドレンパンからの溢水の発生を抑えることができるドレン水排水構造を得る。
【解決手段】ドレン水排水構造は、ドレンパンと、ドレンパンのドレン水受け止め面に設置され、ボルト３０によって着脱自在に接合される第１板材１０および第２板材２０から形成された板金製の取付板３と、取付板３のドレン水受け止め面と熱交換器の下面との間に設置された非金属体４と、を有し、第１板材１０は断面略Ｌ字状であって、第１フランジ部１１に第１フランジ切欠部が、第１垂直部１２に第１板材切欠部が、第１水平部１３にドレン水通過孔１３ａがそれぞれ形成され、第２板材２０は断面略Ｌ字状であって、第２フランジ部２１に第２フランジ切欠部２１ａが、第２垂直部２２に第２板材切欠部２２ａが、それぞれ形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明はドレン水排水構造および空調装置、特に、車両等の移動体に好適な空調装置および該空調装置に設置されるドレン水排水構造に関するものである。

従来、空調装置（調和空気を供給する空気調和機に同じ）は、冷凍サイクルを実行するための機器と該機器を連結する冷媒配管を有し、空調される空間（例えば、室内）に設置された熱交換器において、冷媒が保有する冷熱または温熱が当該空間の空気に受け渡されるものである。
例えば、車両等に搭載される空調装置（以降、「車両用空調装置」と称す）の場合、圧縮機、室外熱交換器および膨張手段等を有する室外機（以降、「室外側」と呼ぶ）と、熱交換器および室内送風機等を有する室内機（以降、「室内側」と呼ぶ）とが一体となった集中形が一般的である。
そして、室内側を冷房する「冷房運転時」には、室内送風機の運転により室内（車内に同じ）の空気（以降、「室内空気」と呼ぶ）を室内機内に取り込み、フィルターで室内空気中の塵埃を除去した後、熱交換器において室内空気を冷却し、室内に冷風を供給している。そうすると、熱交換器において冷やされた室内空気の温度が、露点温度以下となり、熱交換器に結露（以降、「ドレン水」と呼ぶ）が発生することがあるため、熱交換器の下部にドレン水を受け止めるためのドレンパンが設置されている。また、ドレンパンに受け止められたドレン水は、ドレンパンの壁面に取り付けられた排水管によって室内機の外に排出している。

ところで、車両用空調装置の場合、車両の発進停止の際に、ドレンパンに溜まったドレン水が一方向に流れ、溢水するおそれがあるため、ドレン水が移動できる連通孔を有する波抑制板をドレンパンに立設する発明（例えば、特許文献１参照）や、ドレンパンに凹凸を形成する発明（例えば、特許文献２参照）が開示されている。
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された発明は、ドレンパンと熱交換器との間（ドレンパンの底面やドレンパンに形成された凸部の頂点と熱交換器の放熱板の下縁との間等）に隙間があるため、かかる隙間を経由して室内空気が流れることから（以降、かかる室内空気を「バイパス風」と呼ぶ）、以下のような不具合があった。

（あ）室内送風機が熱交換器の下流側に配置された場合、室内送風機には、熱交換器を通過して冷やされた室内空気と、熱交換器を通過しないため、冷やされていないバイパス風との両方が吸い込まれる。すなわち、冷やされた室内空気によって温度が下がっている室内送風機に、水蒸気を多く含んでいるバイパス風が当ると、バイパス風は冷やされて結露（ドレン水）が発生し、かかるドレン水が室内に飛散する。
（い）また、長期間の使用により熱交換器（特に、前面）にゴミが付着すると、熱交換器に室内空気が流れ難くなるため、より抵抗の少ない空間（熱交換器とドレンパンとの隙間）を室内空気が流れようとする。そうすると、かかる隙間を流れる際のドレン水の風速が増加するため、ドレンパンに溜まっているドレン水がはねあげられて室内送風機に吸引され、やがて、室内に飛散する。
そこで、バイパス風の発生を防止するため、熱交換器とドレンパンとの隙間にシールパッキンを設置した車両用空調装置が流通している。

特開平１１−１７１０１３号公報（第５−７頁、図１） 実開昭６１−４３５１２号公報（第１頁、第２図）

しかしながら、前記流通している車両用空調装置は、バイパス風の発生を防止すると共に、熱交換器を形成する放熱板（アルミニューム製）とドレンパン（ステンレス鋼製）との金属接触を回避することができるものの、以下のような問題があった。
（イ）シールパッキンは、ドレンパンに溜まったドレン水（水分）が熱交換器に付着した塵埃との両方に反応して異臭を放つことがある。特に、シールパッキンには独立気泡のモノが採用されているため、経年劣化により表面が脆くなることで水を含み易くなると考えられるから、かかる含まれた水が反応する。
（ロ）冷房運転時には、ドレン水が連続的に発生するため、シールパッキンがドレン水に完全に浸された状態（水没した状態）になることから、臭いが水封されるものの、ドレン水が発生しない送風運転時等には、シールパッキンがドレン水に完全に浸された状態（水没した状態）にならないことから、シールパッキンのドレン水から露出した部分から異臭が室内に吹き出す事象が散見されている。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、異臭を発生させることなく、バイパス風の発生やドレンパンからの溢水の発生を抑えることができるドレン水排水構造およびドレン水排水構造が設置された空調装置を得ることを目的とする。

本発明に係るドレン水排水構造は、冷凍サイクルの一部を実行する熱交換器の下方に配置され、前記熱交換器において生じたドレン水を受け止めると共に、該受け止めたドレン水を排出するためのドレン水排出孔が形成されたドレンパンと、該ドレンパンのドレン水受け止め面に設置される板金製の取付板と、該取付板に設置され、前記熱交換器に当接する非金属体とを有することを特徴とする。

本発明は、ドレンパンのドレン水受け止め面と熱交換器との隙間に、板金製の取付板と該取付板に設置された非金属体が設置されているから、バイパス風の発生を抑えることができ、非金属体が設置されているから、ドレンパン（例えば、ステンレス鋼板製）と熱交換器の放熱板（例えば、アルミニューム製）とが金属接触することがない。
そして、ドレン水に浸漬される範囲が主に板金製の取付部であるから、異臭の発生を防止することができる。

実施の形態１に係るドレン水排水構造の設置状態を示す正面視の断面図。 図１に示すドレン水排水構造の正面視の断面を斜め方向から見た斜視図。 図１に示すドレン水排水構造を説明する平面図。 図１に示すドレン水排水構造を説明する側面図。 図１に示すドレン水排水構造を説明する正面視の断面図。 図１に示すドレン水排水構造を説明する正面視の断面を斜め方向から見た変形例を示す斜視図。 本発明の実施の形態２に係る空調装置の構成を模式的に示す構成図。

［実施の形態１］
図１〜図６は本発明の実施の形態１に係るドレン水排水構造を説明するものであって、図１は設置状態を模式的に示す正面視の断面図、図２は正面視の断面を斜め方向から見た斜視図、図３は平面図、図４は側面図、図５は正面視の断面図（図５の（ａ）は図３のＡ−Ａ断面、図５の（ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面、図５の（ｃ）は図３のＣ−Ｃ断面）、図６は正面視の断面を斜め方向から見た変形例を示す斜視図である。なお、各図は模式的に描いたものであって、各部材の形状や大きさは図示する形態に限定するものではない（特に、部材の厚さ（板厚）は誇張して厚く描いている）。また、各図において同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。

（ドレン水排水構造）
図１において、ドレン水排水構造１００は、冷凍サイクルの一部を実行する熱交換器１の下方に配置された熱交換器１において生じたドレン水を受け止めるドレンパン２と、ドレンパン２のドレン水受け止め面（上面）２ａに設置された板金製の取付板３と、取付板３と熱交換器１の下面（正確には、熱交換器１を形成する放熱板の下縁）１ａとの間に設置された非金属体４と、を有している。
このとき、ドレンパン２の側壁２ｂには、受け止めたドレン水を排出するためのドレン水排出孔２ｃが形成され、ドレン水排出孔２ｃにはドレン水排出管５が設置されている。

したがって、ドレンパン２のドレン水受け止め面（上面）２ａと熱交換器１の下面１ａとの間が略閉塞される（正確には、後記する切欠による孔が形成されている）ため、バイパス風の発生が防止される。
また、ドレンパン２および取付板３はステンレス鋼板によって、熱交換器１を形成する放熱板はアルミニュームによって、それぞれ形成しても、取付板３と熱交換器１との間に非金属体４が配置されているため、両者が金属接触することはない。
なお、非金属体４を形成する材料は限定されるものではないが、吸水性のないクロロプレンゴム（ＣＲゴム）やウレタン等の合成樹脂あるいはセラミックス等にしておけば、含浸したドレン水に起因する異臭の発生を防止することができる。

図２〜図５において、取付板３は、第１板材１０（左下がりの斜線を付す）と、第２板材２０（右下がりの斜線を付す）と、第１板材１０と第２板材とはボルト３０によって着脱自在に接合され、第１板材１０には非金属体４（複斜線を付す）が設置されている。

（第１取付板）
図２〜図３において、第１板材１０は、第１フランジ部１１が形成された断面略Ｌ字状であって、第１フランジ部１１に平行な第１水平部１３と、第１フランジ部１１と第１水平部１３とを連結する第１垂直部１２とを有し、ステンレス鋼板を曲げ加工して形成されている。
そして、第１フランジ部１１には、所定長さの第１フランジ切欠部１１ａが形成されると共に、第１フランジ切欠部１１ａに連続して第１垂直部１２に所定高さの第１板材切欠部１２ａが形成されている。また、第１水平部１３には、ドレン水が通過自在なドレン水通過孔１３ａが形成されている。さらに、第１水平部１３の第１垂直部１２とは反対の側縁の近くに、第１ネジ１４が形成されている。
なお、第１フランジ切欠部１１ａおよび第１板材切欠部１２ａと、ドレン水通過孔１３ａとの形成方法は限定するものではなく、ファインブランキング等の打ち抜き加工（本発明において「パンチング加工」と称している）であっても、カッターやドリルによる機械加工であってもよい。

（第２取付板）
一方、第２板材２０は、第２フランジ部２１が形成された断面略Ｌ字状であって、第２フランジ部２１に平行な第２水平部２３と、第２フランジ部２１と第２水平部２３とを連結する第２垂直部２２とを有し、ステンレス鋼板を曲げ加工して形成されている。
そして、第２フランジ部２１には、所定長さの第２フランジ切欠部２１ａが形成されると共に、第２フランジ切欠部２１ａに連続して第２垂直部２２に所定高さの第２板材切欠部２２ａが形成されている。さらに、第２水平部２３の第２垂直部２２に近い側縁の近くに、第２ネジ孔２４が形成されている。
なお、第１フランジ切欠部１１ａおよび第１板材切欠部１２ａと、第２ネジ孔２４との形成方法は限定するものではなく、ファインブランキング等の打ち抜き加工（本発明において「パンチング加工」と称している）であっても、カッターやドリルによる機械加工であってもよい。

（取付板の組み立て）
そして、第１フランジ部１１はドレン水受け止め面２ａに載置され、さらに、第１フランジ部１１の側縁の一部はドレン水受け止め面２ａにスポット溶接６（図１参照）によって固定されている。一方、第２フランジ部２１はドレン水受け止め面２ａに載置され、第１水平部１３の一部と第２水平部２３の一部とは重なるように当接し、第２ネジ孔２４を貫通し、第１ネジ１４に螺合しているボルト３０によって、第１板材１０に設置されている。
すなわち、ドレン水受け止め面２ａと第１板材１０と第２板材２０とによって断面矩形状の空間７（図１参照）が形成されている。
また、ボルト３０を取り外すことによって、第２板材２０をドレンパン２から撤去することが可能になる。したがって、第２板材２０を個別に清掃することや、第２板材２０が撤去された後の隙間を経由して、ドレン水受け止め面２ａと、第１垂直部１２および第１水平部１３の空間７側の面とを清掃することが可能になる。

（ドレン水）
熱交換器１において発生したドレン水は、熱交換器１から下方に落下し、ドレン水通過孔１３ａが経由して空間７に溜まると共に、第１フランジ切欠部１１ａおよび第１板材切欠部１２ａと、第２フランジ切欠部２１ａおよび第２板材切欠部２２ａとの両方または一方を経由して、空間７の外に流れ出し、ドレン水排出管５に流れ込む。
図２〜図４において、矩形状のドレン水通過孔１３ａを示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、円形や楕円形（長円）であってもよく、それぞれの配置は方眼状であっても、千鳥状であってもよい。
また、第１板材切欠部１２ａおよび第２板材切欠部２２ａの大きさ（長さおよび高さ）は、熱交換器１の容量（冷却能力）やこれを通過する室内空気の量によって適宜決定される設計的事項である。このとき、ドレン水の発生量（空気７における溜まり量）が少ない場合にバイパス風の発生を抑えるために、第１板材切欠部１２ａおよび第２板材切欠部２２ａの高さを低くすることが望ましい。
そして、ドレン水の発生量が少ない場合と多い場合の両方に対応するためには、第１板材１０の第１垂直部１２および第２板材２０の第２垂直部２２の剛性が保証される範囲で、第１板材切欠部１２ａおよび第２板材切欠部２２ａの数量を増すか、長さを大きくして、高さを低く抑えることが好ましい。

（変形例）
図６において、ドレン水排水構造２００は、ドレン水排水構造２００における取付板３を取付板８に変更したものに同じである。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。

（第１板材）
取付板８を形成する第１板材４０は、第１板材１０のドレン水通過孔１３ａの内縁の一部に、ドレン水受け止め面２ａ側に折り曲げられた折曲片１５が形成さたものに相当している。すなわち、矩形状のドレン水通過孔１３ａを形成する際、１片を残して３片を切断し、略コ字状に打ち抜かれた部分を折り曲げている。
したがって、ドレン水排水構造１００と同様に、バイパス風の発生が防止され、取付板８と熱交換器１との金属接触が防止され、さらに、異臭の発生を防止することができると共に、折曲片１５が空間７に溜まってドレン水の移動を抑制する。
すなわち、車両等が発進停止する際に、空間７に溜まっているドレン水に一方向に向かう慣性力が作用した場合であっても、折曲片１５に邪魔されてドレン水の移動が抑制されるため、ドレン水の溢水をさらに防止することができる。

［実施の形態２］
図７は本発明の実施の形態２に係る空調装置の構成を模式的に示す構成図である。
図７において、空調装置３００は、冷媒を圧縮する圧縮機３０１と、圧縮機３０１において圧縮された冷媒と熱交換（冷媒の保有する温熱を放出）する室外熱交換器３０２と、室外熱交換器３０２を通過して冷媒を膨張（断熱膨張）させる膨張手段３０３と、膨張手段３０３において膨張した冷媒と熱交換（冷媒の保有する冷熱を放出）する室内熱交換器３０４と、圧縮機３０１の出側と室外熱交換器３０２と膨張手段３０３と室内熱交換器３０４と 圧縮機３０１の入側とを準じ接続する冷媒配管３０５と、を有し、冷凍サイクルを実行するものである。

そして、室内熱交換器３０４はドレン水排水構造１００（実施の形態１）に設置されている。したがって、バイパス風の発生が防止されるから、熱効率の低下が防止され、省エネ運転に寄与する。また、異臭の発生が防止されるから、室内を快適空間に維持することができる。
なお、ドレン水排水構造１００に代えて、ドレン水排水構造２００（変形例）を用いてもよい。また、室内空気を吸引または吹き出す室内ファン（図示しない）を、室内熱交換器３０４に対向して設置したり、室外空気を吸引または吹き出す室外ファン（図示しない）を、室外熱交換器３０２に対向して設置したりしてもよい。
さらに、冷媒配管３０５に三方弁や分岐配管を設置して、冷媒の流れ方向を変更し、室内熱交換器３０４および室外熱交換器３０２の両方がドレン水排水構造１００（実施の形態１）に設置されるようにしてもよい。

１ 熱交換器、１ａ 熱交換器の下面、２ ドレンパン、２ａ ドレン水受け止め面、２ｂ ドレンパンの側壁、２ｃ ドレン水排出孔、３ 取付板、４ 非金属体、５ ドレン水排出管、６ スポット溶接、７ 空間、８ 取付板（変形例）、１０ 第１板材、１１ 第１フランジ部、１１ａ 第１フランジ切欠部、１２ 第１垂直部、１２ａ 第１板材切欠部、１３ 第１水平部、１３ａ ドレン水通過孔、１４ 第１ネジ、１５ 折曲片（変形例）、２０ 第２板材、２１ 第２フランジ部、２１ａ 第２フランジ切欠部、２２ 第２垂直部、２２ａ 第２板材切欠部、２３ 第２水平部、２４ 第２ネジ孔、３０ ボルト、４０ 第１板材（変形例）、１００ ドレン水排水構造（実施の形態１）、２００ ドレン水排水構造（変形例）、３００ 空調装置（実施の形態２）、３０１ 圧縮機、３０２ 室外熱交換器、３０３ 膨張手段、３０４ 室内熱交換器、３０５ 冷媒配管。

Claims (9)

1. 冷凍サイクルの一部を実行する熱交換器の下方に配置され、前記熱交換器において生じたドレン水を受け止めると共に、該受け止めたドレン水を排出するためのドレン水排出孔が形成されたドレンパンと、該ドレンパンのドレン水受け止め面に設置される板金製の取付板と、該取付板に設置され、前記熱交換器に当接する非金属体とを有することを特徴とするドレン水排水構造。
2. 前記取付板が、前記ドレンパンのドレン水受け止め面に接合される第１フランジ部が形成された断面略Ｌ字状の第１板材と、前記ドレンパンのドレン水受け止め面に載置される第２フランジ部が形成された断面略Ｌ字状の第２板材と、前記第１板材の前記第１フランジ部に平行な面の一部と前記第２板材の前記第２フランジ部に平行な面の一部との当接面において、前記第１板材と前記第２板材とを着脱自在に接合する接合手段と、によって形成されていることを特徴とする請求項１記載のドレン水排水構造。
3. 前記第１フランジ部には所定長さの第１フランジ切欠部が形成されると共に、該第１フランジ切欠部に連続して前記第１フランジ部に略垂直な面に所定高さの第１板材切欠部が形成され、前記第１板材の前記第１フランジ部に平行な面に、前記ドレン水が通過自在なドレン水通過孔が形成され、
   前記第２フランジ部には所定長さの第２フランジ切欠部が形成されると共に、該第２フランジ切欠部に連続して前記第２フランジ部に略垂直な面に所定高さの第２板材切欠部が形成されていることを特徴とする請求項２記載のドレン水排水構造。
4. 前記非金属体が、クロロプレンゴムによって形成された断面四角形の柱体であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のドレン水排水構造。
5. 前記ドレン水通過孔が、パンチング成形によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のドレン水排水構造。
6. 前記接合手段は、前記第１板材の前記第１フランジ部に平行な面に形成された第１ネジ孔と、前記第２板材の前記第２フランジ部に平行な面に形成された第２貫通孔と、前記第２貫通孔を貫通して前記第１ネジ孔に螺合するボルトと、によって形成されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のドレン水排水構造。
7. 前記接合手段は、前記第１板材の前記第１フランジ部に平行な面に形成された第１貫通孔と、該第１貫通孔の位置に固定されたナットと、前記第２板材の前記第２フランジ部に平行な面に形成された第２貫通孔と、前記第２貫通孔および前記第１貫通孔を貫通して前記ナットに螺合するボルトと、によって形成されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のドレン水排水構造。
8. 前記ドレン水通過孔の内縁の一部に、前記ドレンパンのドレン水受け止め面側に折り曲げられた折曲片が形成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のドレン水排水構造。
9. 冷媒を圧縮する圧縮機と、室外熱交換器と、膨張手段と、熱交換器と、これらを準じ接続する冷媒配管と、請求項１乃至８の何れか一項に記載のドレン水排水構造とを有することを特徴とする空調装置。

Images