JP2023157696A - 排気ユニット、冷凍機ユニット、及び保冷用車両 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスによって周囲を汚損する可能性が低減された排気ユニット、冷凍機ユニット、及び保冷用車両を提供する。【解決手段】排気ユニットは、排気ガスを上方に向かって排出する排気口を有する排気管と、排気管を外側から覆うとともに、内部に空間が形成され、上方を向く面に排気出口が形成されたダクトボックスと、排気口の上方に間隔をあけて配置され、排気口を覆うカバー部と、ダクトボックス内の空間を、排気管が位置する第一領域と、第一領域に連通するとともに排気出口が位置する第二領域とに区画する仕切板と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、排気ユニット、冷凍機ユニット、及び保冷用車両に関する。

貨物を低温状態で輸送するための保冷用車両には、車両の駆動用エンジンとは別に設けられた専用のエンジンで駆動される冷凍機ユニットが設けられている。エンジンから発生する排気ガスは、排気管を通じて外部に排出される。排気管には、雨水が浸入した場合にこれを排出するための装置が取り付けられることが一般的である。

この種の装置の具体例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。下記特許文献１には、縦管と横管とを有する第一の管と、第二の縦管と第二の横管とを有する第二の管と、を備える排気管が開示されている。第二の横管の径は、第一の管の横管よりも径が大きい。また、第二の横管の内側に第一の横管が挿入されている。第二の縦管の上端から雨水が侵入すると、第二の横管と第一の横管との間の隙間から当該雨水が外部に排出されるとされている。

特開２００３－３１４２７６号公報

しかしながら、上記の構成では、雨水を排出できる一方で、排気ガスの流れに雨水がぶつかることで、排気管の出口から煤を含んだ水分が周囲に飛散する虞がある。これにより、周囲の装置や設備が汚損してしまう。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、排気ガスによって周囲を汚損する可能性が低減された排気ユニット、冷凍機ユニット、及び保冷用車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係る排気ユニットは、排気ガスを上方に向かって排出する排気口を有する排気管と、該排気管を外側から覆うとともに、内部に空間が形成され、上方を向く面に排気出口が形成されたダクトボックスと、前記排気口の上方に間隔をあけて配置され、該排気口を覆うカバー部と、前記ダクトボックス内の前記空間を、前記排気管が位置する第一領域と、該第一領域に連通するとともに前記排気出口が位置する第二領域とに区画する仕切板と、を備える。

本開示に係る冷凍機ユニットは、上記の排気ユニットと、前記排気管を流通する排気ガスを発生させるエンジンと、該エンジンによって駆動される冷凍機本体と、を備える。

本開示に係る保冷用車両は、貨物を収容するトレーラ本体と、前記トレーラ本体の壁面に設けられ、前記トレーラ本体内を冷却する上記の冷凍機ユニットと、を備える。

本開示によれば、排気ガスによって周囲を汚損する可能性が低減された排気ユニット、冷凍機ユニット、及び保冷用車両を提供することができる。

本開示の実施形態に係る保冷用車両の構成を示す模式図である。 本開示の実施形態に係る冷凍機ユニットの構成を示す模式図である。 本開示の実施形態に係る排気ユニットの構成を示す断面図である。

以下、本開示の実施形態に係る保冷用車両１、冷凍機ユニット２、及び排気ユニット３について、図１から図３を参照して説明する。

（保冷用車両の構成）
図１に示すように、本実施形態の保冷用車両１は、トラクタ１０と、トレーラ１１と、冷凍機ユニット２と、を備える。トラクタ１０は、運転席であるキャブ１２を有する。トラクタ１０は、トレーラ１１を牽引する。以下の説明では、トラクタ１０から見てトレーラ１１が位置する側を後側と呼び、その反対側を前側と呼ぶ。また、これら前側と後側をつなぐ方向を前後方向と呼ぶ。トラクタ１０の下部には複数の車輪が設けられている。不図示のエンジンによって駆動されることで、トラクタ１０は前後方向に移動することが可能である。

トレーラ１１は、トレーラ本体１３と、シャーシ１４と、を有する。トレーラ本体１３は、シャーシ１４によって下方から支持された箱型の容器である。トレーラ本体１３は、前後方向に長く延びて直方状をなすコンテナである。トレーラ本体１３の内部には、保冷が必要な貨物（図示せず）を収容する空間が形成されている。

トレーラ本体１３における前側を向く壁面（前壁１５）には、冷凍機ユニット２が固定されている。冷凍機ユニット２の構成については後述する。シャーシ１４は、トレーラ本体１３の下面に設けられている。シャーシ１４は、前後方向に延びている。シャーシ１４の下部には複数の車輪が設けられいる。トラクタ１０にけん引されることで、トレーラ１１は前後方向に移動することが可能である。

（冷凍機ユニットの構成）
図２に示すように、冷凍機ユニット２は、ケーシング２０と、冷凍サイクル２１と、エンジン発電機２２（エンジン）と、排気ユニット３と、を備えている。

詳しくは図示しないが、冷凍サイクル２１は、圧縮機と、蒸発器と、膨張弁と、凝縮器と、を主に備えている。圧縮機は冷媒を圧縮する。蒸発器は、圧縮された冷媒とトレーラ本体１３内の空気とを熱交換させる熱交換器である。膨張弁は、熱交換を経て高温となった冷媒の圧力を下げる。凝縮器は、冷媒を外気と熱交換させる熱交換器である。以上の冷媒の流れが連続的に生じることで、トレーラ本体１３内の温度が低下する（冷却される）。

上記の圧縮機は、エンジン発電機２２で発生した電力を用いて駆動される。エンジン発電機２２は、トラクタ１０のエンジンとは別に設けられた専用の装置である。エンジン発電機２２は、例えば軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。したがって、エンジン発電機２２を駆動すると、排気ガスが発生する。この排気ガスは、排気ユニット３を通じて外部に放出される。

（排気ユニットの構成）
図３に示すように、排気ユニット３は、排気管３０と、ダクトボックス３１と、カバー部３２と、仕切板３３と、邪魔板３４と、パネル３５と、ドレンパイプ３６と、ガード部３７と、を有する。

排気管３０は、上下方向に延びる管であり、その上側の端部は、排気ガスを上方に向かって排出する排気口３８とされている。

ダクトボックス３１は、排気管３０を外側から覆う箱状をなしている。ダクトボックス３１内には排気ガスが流れるための空間が形成されている。ダクトボックス３１は、上側に位置する上側壁面４１と、下側に位置する下側壁面４２と、これら上側壁面４１と下側壁面４２とを上下方向に接続する一対の側壁面４３と、不図示の前壁面、及び後壁面と、によって直方体状に形成されている。

ダクトボックス３１の上側壁面４１には、当該上側壁面４１から下方に向かって延びる仕切板３３が設けられている。仕切板３３は、ダクトボックス３１内の空間を、排気管３０が位置する側である第一領域５１と、排気出口６０（後述）が位置する側である第二領域５２とに区画している。仕切板３３の下側の端部は、下側壁面４２に対して上下方向に間隔をあけて対向している。この間隔は、排気ガスが流通するための連通路５３とされている。

仕切板３３は、前側から見て、上側壁面４１の左側に偏った位置に配置されている。これにより、第二領域５２の容積は、第一領域５１の容積よりも大きくなっている。

上側壁面４１における第二領域５２側には、排気ガスを外部に排出するための排気出口６０が形成されている。排気出口６０には、ガード部３７が取り付けられている。ガード部３７は、格子状、又はメッシュ状をなしている。ガード部３７は、雪や異物のダクトボックス３１内への侵入を防ぐために設けられている。

ダクトボックス３１の上側壁面４１のうち、第一領域５１側の部分は、カバー部３２とされている。カバー部３２は、排気管３０の排気口３８に対して上方から間隔をあけて対向している。カバー部３２は、排気口３８から排出された排気ガスの流れ方向を変えるため、及び、排気管内に凝縮した水をトラップするために設けられている。

一対の側壁面４３のうち、第一領域５１側の側壁面４３の内側には、邪魔板３４が取り付けられている。邪魔板３４は、第一部材３４ａと、第二部材３４ｂと、を有する。第一部材３４ａは、側壁面４３から側方に向かって延びるとともに、下側壁面４２に対して上下方向に間隔をあけて対向する板状をなしている。第一部材３４ａと下側壁面４２との間の離間距離は、第一部材３４ａと上側壁面４１との間の離間距離よりも小さい。つまり、第一部材３４ａは、下側壁面４２に近接した位置に配置されている。また、第一部材３４ａには、排気管３０が挿通される挿通孔７０が形成されている。

第二部材３４ｂは、第一部材３４ａに対して着脱可能に接続されている。第二部材３４ｂは、第一部材３４ａよりも上方、又は下方に位置している。つまり、第一部材３４ａと第二部材３４ｂとは上下方向に互いにずれて配置されている。第二部材３４ｂは、第一部材３４ａと同様に、下側壁面４２に対して上下方向に間隔をあけて対向する板状をなしている。また、この第二部材３４ｂは、後述するパネル３５に一体に固定されている。

ダクトボックス３１の前面には、当該ダクトボックス３１内部を点検・修理等するための開口部８０が形成されている。開口部８０は、第二領域５２を臨むことができる位置に形成されている。この開口部８０には、当該開口部８０全域を覆うパネル３５が着脱可能に取り付けられている。パネル３５の裏面、つまりダクトボックス３１内部を向く面には、上述した邪魔板３４の第二部材３４ｂが取り付けられている。したがって、パネル３５を取り外すと、第一部材３４ａとの結合が解除されて、第二部材３４ｂもパネル３５とともに取り外される。

下側壁面４２における第二領域５２側には、ドレンパイプ３６が設けられている。ドレンパイプ３６は、下側壁面４２を貫通する管である。ドレンパイプ３６は、ダクトボックス３１内に溜まった水分を外部に放出するために設けられている。ドレンパイプ３６の上側の端部は、下側壁面４２よりも上方に位置している。つまり、ダクトボックス３１内に溜まる水の液面高さの最高位置は、図３中の二点鎖線で示すように、ドレンパイプ３６の突出高さとなる。

（作用効果）
次いで、上記の冷凍機ユニット２、及び排気ユニット３の動作について説明する。冷凍機ユニット２を駆動するためには、まずエンジン発電機２２を駆動する。エンジン発電機２２が駆動されることで電力が発生する。この電力によって冷凍サイクル２１の圧縮機が駆動する。圧縮機が駆動することで、冷媒が冷凍サイクル２１の各装置を順に流通し、トレーラ本体１３内の温度が低下する。

ここで、エンジン発電機２２を駆動する際には、煤を含む排気ガスが発生する。排気ガスは、排気管３０を通じて排出される。排気管３０には、雨水が浸入した場合にこれを排出するための装置が取り付けられることが一般的である。他方、従来の装置では、雨水を排出できる一方で、排気ガスの流れに雨水がぶつかることで、排気管３０の出口から煤を含んだ水分が周囲に飛散する虞があった。これにより、周囲の装置や設備が汚損してしまうという課題があった。そこで、本実施形態に係る排気ユニット３は上述の各構成を採っている。

上記構成によれば、排気管３０の排気口３８から排出されてダクトボックス３１内に流れ込んだ排気ガスは、カバー部３２にぶつかって第一領域５１内を下方に向かって流通する。その後、仕切板３３の連通路５３を通じて第二領域５２に流れる。この時、カバー部３２に衝突して流れ方向が変化することで、第二領域５２に流れ込む排気ガスの流速は、第一領域５１内での流速に比べて低くなっている。このため、ダクトボックス３１の排気出口６０から外部に排出される際に、雨水（雨滴）が排気ガスの流れに接触しても、衝突する際のエネルギーが小さいため、水しぶきが周囲に飛散する可能性を低減することができる。特に、排気ガスには煤が含まれていることから、排気ガスに雨滴が触れると煤によって黒く汚れた水しぶきが生じやすい。上記構成によれば、このような汚れた水しぶきが生じにくいことから、周囲の装置や設備を汚損してしまう可能性を低減することが可能となる。

また、上記構成によれば、カバー部３２は、ダクトボックス３１の上側壁面４１の一部によって形成されている。つまり、ダクトボックス３１の上側壁面４１の一部をカバー部３２として機能させることができる。これにより、カバー部３２を別の部品として構成した場合に比べて、部品点数の削減を図ることができるとともに、装置の小型化も実現することができる。

さらに、上記構成によれば、仕切板３３が上側壁面４１から下方に向かって延び、その下方の端部と下側壁面４２との間には連通路５３としての間隙が形成されている。これにより、ダストボックス内における排気ガスの流れる経路の長さが長くなるとともに経路形状が複雑化する。つまり、ダストボックス内の排気ガスの流路がラビリンス状となる。その結果、当該流路を流れる際の排気ガスの流れに圧力損失が生じる。したがって、排気出口６０から排出される排気ガスの流速をさらに低く抑えることができる。

加えて、上記構成によれば、第二流路の容積が第一領域５１の容積よりも大きいことから、第一領域５１を経て当該第二領域５２に流入した排気ガスの静圧が上昇し、動圧が低下する。つまり、第二領域５２ではディフューザ効果が生じる。これにより、第二領域５２を経てダクトボックス３１の排気出口６０から排出される排気ガスの流速をより一層低く抑えることができる。

また、上記構成によれば、邪魔板３４が第二領域５２に設けられていることから、排気出口６０から浸入した雨水は下側壁面４２にぶつからずに、邪魔板３４に阻害される。これにより、ダクトボックス３１内に雨水や、排気ガスに含まれる水分から生じた凝縮水が溜まっている場合であっても、当該貯まった水分に雨滴が直接衝突することを防ぐことができる。その結果、煤を含む汚れた水しぶきが生じてしまう可能性をさらに低減することができる。さらに、邪魔板３４が設けられていることによって、カバー部３２にぶつかって方向を変えた排気ガスの流れが、ダストボックス３１内に溜まった水分に直接衝突することを防ぐこともできる。これにより、煤を含む汚れた水しぶきが生じてしまう可能性をさらに低減することができる。

さらに、上記構成によれば、ダクトボックス３１に形成された開口部８０を通じて、ダクトボックス３１内の点検や修理を容易に行うことができる。また、邪魔板３４がパネル３５に一体に取り付けられていることから、当該パネル３５を取り外すことで、邪魔板３４を同時に取り外すことができる。これにより、ダクトボックス３１内部へのアクセスがより容易となる。そのため、メンテナンス時に、各部品を交換したり、ダクトボックス３１下部に溜まった水分や汚れを容易に取り除いたりすることができる。

加えて、上記構成によれば、ドレンパイプ３６を通じてダクトボックス３１内に溜まった水分を外部に排出することができる。また、ドレンパイプ３６の上側の端部が下側壁面４２よりも上方に位置していることから、一定程度の水分が溜まるまではドレンパイプ３６を通じた排水が行われない。つまり、ドレンパイプ３６から常態的に汚れた水が排出され続ける可能性を回避することができる。これにより、汚れた水によって周囲の装置や設備が常態的に汚損されてしまう可能性を低減することが可能となる。

また、上記構成によれば、排気出口６０がメッシュ状、又は格子状のガード部３７によって覆われていることから、排気ガスは流通させる一方で、雪や異物がダクトボックス３１内に侵入することを防ぐことができる。これにより、排気ユニット３内部を清浄な状態で維持できるとともに、エンジン発電機２２の運転に影響が及ぶ可能性を回避することが可能となる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記のエンジン発電機２２は、ディーゼルエンジンに限られず、ガソリンエンジンであってもよい。また、図３の例では、前側から見て排気管３０、及び第一領域５１が左側に位置し、排気出口６０、及び第二領域５２が右側に位置している構成について説明した。しかしながら、これら各部の構成が左右反対になっていてもよい。

＜付記＞
各実施形態に記載の排気ユニット３、冷凍機ユニット２、及び保冷用車両１は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る排気ユニット３は、排気ガスを上方に向かって排出する排気口３８を有する排気管３０と、該排気管３０を外側から覆うとともに、内部に空間が形成され、上方を向く面に排気出口６０が形成されたダクトボックス３１と、前記排気口３８の上方に間隔をあけて配置され、該排気口３８を覆うカバー部３２と、前記ダクトボックス３１内の前記空間を、前記排気管３０が位置する第一領域５１と、該第一領域５１に連通するとともに前記排気出口６０が位置する第二領域５２とに区画する仕切板３３と、を備える。

上記構成によれば、排気管３０から排出された排気ガスは、カバー部３２にぶつかって第一領域５１内を流通した後、仕切板３３を越えて第二領域５２に流れる。この時、排気ガスの流速が低くなっている。このため、排気出口６０から外部に排出される際に、雨水が排気ガスの流れに接触しても周囲に飛散する可能性を低減することができる。

（２）第２の態様に係る排気ユニット３は、（１）の排気ユニット３であって、前記カバー部３２は、前記ダクトボックス３１の上側壁面４１の一部によって形成されている。

上記構成によれば、ダクトボックス３１の上側壁面４１の一部をカバー部３２として機能させることができる。これにより、部品点数の削減と、装置の小型化とを実現することができる。

（３）第３の態様に係る排気ユニット３は、（１）又は（２）の排気ユニット３であって、前記仕切板３３は、前記ダクトボックス３１の上側壁面４１から下方に向かって延び、該仕切板３３の下方の端部は、前記ダクトボックス３１の下側壁面４２との間に間隔をあけて対向している。

上記構成によれば、仕切板３３が上側壁面４１から下方に向かって延び、その下方の端部と下側壁面４２との間には間隙が形成されている。これにより、ダストボックス内における排気ガスの流れる経路の長さが長くなるとともに経路形状が複雑化する。その結果、流れに圧力損失が生じて、排気出口６０から排出される排気ガスの流速をさらに小さく抑えることができる。

（４）第４の態様に係る排気ユニット３は、（１）から（３）のいずれか一態様に係る排気ユニット３であって、前記第二領域５２の容積は、前記第一領域５１の容積よりも大きい。

上記構成によれば、第二流路の容積が第一領域５１の容積よりも大きいことから、当該第二領域５２に流入した排気ガスの静圧が上昇し、動圧が低下する。これにより、排気出口６０から排出される排気ガスの流速をより一層小さく抑えることができる。

（５）第５の態様に係る排気ユニット３は、（１）から（４）のいずれか一態様に係る排気ユニット３であって、前記第二領域５２に設けられ、前記ダクトボックス３１の下側壁面４２に間隔をあけて対向するように配置された邪魔板３４をさらに備える。

上記構成によれば、邪魔板３４が第二領域５２に設けられていることから、排気出口６０から浸入した雨水は下側壁面４２にぶつからずに、邪魔板３４に阻害される。これにより、ダクトボックス３１内に雨水や凝縮水が溜まっている場合であっても、当該貯まった水分に雨水が直接衝突して煤を含む汚れた水しぶきが生じてしまう可能性を低減することができる。さらに、邪魔板３４が設けられていることによって、カバー部３２にぶつかって方向を変えた排気ガスの流れが、ダストボックス３１内に溜まった水分に直接衝突することを防ぐこともできる。これにより、煤を含む汚れた水しぶきが生じてしまう可能性をさらに低減することができる。

（６）第６の態様に係る排気ユニット３は、（５）の排気ユニット３であって、前記ダクトボックス３１には前記第二領域５２を臨む開口部８０が形成され、該開口部８０を覆うパネル３５をさらに備え、前記邪魔板３４は、前記パネル３５に取り付けられている。

上記構成によれば、開口部８０を通じて、ダクトボックス３１内の点検や修理を容易に行うことができる。また、邪魔板３４がパネル３５に取り付けられていることから、当該パネル３５を取り外すことで、邪魔板３４を同時に取り外すことができる。これにより、ダクトボックス３１下部に溜まった水分や汚れを容易に取り除くことができる。

（７）第７の態様に係る排気ユニット３は、（１）から（６）のいずれか一態様に係る排気ユニット３であって、前記ダクトボックス３１の下側壁面４２を貫通するドレンパイプ３６をさらに備え、該ドレンパイプ３６の上側の端部は、前記下側壁面４２よりも上方に位置している。

上記構成によれば、ドレンパイプ３６を通じてダクトボックス３１内に溜まった水分を外部に排出することができる。また、ドレンパイプ３６の上側の端部が下側壁面４２よりも上方に位置していることから、一定程度の水分が溜まるまではドレンパイプ３６を通じた排水が行われない。つまり、ドレンパイプ３６から常態的に汚れた水が排出され続ける可能性を回避することができる。

（８）第８の態様に係る排気ユニット３は、（１）から（７）のいずれか一態様に係る排気ユニット３であって、前記排気出口６０を覆うメッシュ状のガード部３７をさらに備える。

上記構成によれば、排気出口６０がガード部３７によって覆われていることから、雪や異物がダクトボックス３１内に侵入する可能性を低減することができる。

（９）第９の態様に係る冷凍機ユニット２は、（１）から（８）のいずれか一態様に係る排気ユニット３と、前記排気管３０を流通する排気ガスを発生させるエンジンと、該エンジンによって駆動される冷凍機本体と、を備える。

上記構成によれば、排気ガスに含まれる煤による周囲への汚損が低減された冷凍機ユニット２を提供することができる。

（１０）第１０の態様に係る保冷用車両１は、貨物を収容するトレーラ本体１３と、前記トレーラ本体１３の壁面に設けられ、前記トレーラ本体１３内を冷却する（９）の冷凍機ユニット２と、を備える。

上記構成によれば、排気ガスに含まれる煤による周囲への汚損が低減された保冷用車両１を提供することができる。

１…保冷用車両
２…冷凍機ユニット
３…排気ユニット
１０…トラクタ
１１…トレーラ
１２…キャブ
１３…トレーラ本体
１４…シャーシ
１５…前壁
２０…ケーシング
２１…冷凍サイクル
２２…エンジン発電機
３０…排気管
３１…ダクトボックス
３２…カバー部
３３…仕切板
３４…邪魔板
３４ａ…第一部材
３４ｂ…第二部材
３５…パネル
３６…ドレンパイプ
３７…ガード部
３８…排気口
４１…上側壁面
４２…下側壁面
４３…側壁面
５１…第一領域
５２…第二領域
５３…連通路
６０…排気出口
７０…挿通孔
８０…開口部

Claims (10)

1. 排気ガスを上方に向かって排出する排気口を有する排気管と、
   該排気管を外側から覆うとともに、内部に空間が形成され、上方を向く面に排気出口が形成されたダクトボックスと、
   前記排気口の上方に間隔をあけて配置され、該排気口を覆うカバー部と、
   前記ダクトボックス内の前記空間を、前記排気管が位置する第一領域と、該第一領域に連通するとともに前記排気出口が位置する第二領域とに区画する仕切板と、
   を備える排気ユニット。
2. 前記カバー部は、前記ダクトボックスの上側壁面の一部によって形成されている請求項１に記載の排気ユニット。
3. 前記仕切板は、前記ダクトボックスの上側壁面から下方に向かって延び、該仕切板の下方の端部は、前記ダクトボックスの下側壁面との間に間隔をあけて対向している請求項１又は２に記載の排気ユニット。
4. 前記第二領域の容積は、前記第一領域の容積よりも大きい請求項１に記載の排気ユニット。
5. 前記第二領域に設けられ、前記ダクトボックスの下側壁面に間隔をあけて対向するように配置された邪魔板をさらに備える請求項１に記載の排気ユニット。
6. 前記ダクトボックスには前記第二領域を臨む開口部が形成され、
   該開口部を覆うパネルをさらに備え、
   前記邪魔板は、前記パネルに取り付けられている請求項５に記載の排気ユニット。
7. 前記ダクトボックスの下側壁面を貫通するドレンパイプをさらに備え、
   該ドレンパイプの上側の端部は、前記下側壁面よりも上方に位置している請求項１に記載の排気ユニット。
8. 前記排気出口を覆うメッシュ状のガード部をさらに備える請求項１に記載の排気ユニット。
9. 請求項１に記載の排気ユニットと、
   前記排気管を流通する排気ガスを発生させるエンジンと、
   該エンジンによって駆動される冷凍機本体と、
   を備える冷凍機ユニット。
10. 貨物を収容するトレーラ本体と、
    前記トレーラ本体の壁面に設けられ、前記トレーラ本体内を冷却する請求項９に記載の冷凍機ユニットと、
    を備える保冷用車両。

Images