JP4344349B2 - 船舶用空気調整設備 - Google Patents

Description

本発明は、塩害の影響を受けにくく長寿命で、かつ設備コストが安い船舶用空気調整設備に関する。

空気調整設備（air conditioner ：いわゆる「エアコン」）には大きく分けて以下の４つの方式がある。１）温度調整した温冷風を各部屋に接続されたダクトを介して搬送する「空気方式」。２）温度調整した温冷水を各部屋に設けられたターミナルユニットへ搬送する「水方式」、３）機械室で調整した一次空気を各部屋へ搬送し、その搬送によって室内空気を誘引して温冷水の熱源を通して、一次空気と共に各部屋に搬送する「空気・水方式」。４）冷媒を循環させて室内空気をこの冷媒により調整する「冷媒方式」。

上記の１）〜４）は陸上の建築設備としての空気調整設備の方式であり、船舶設備としては、１）の「空気方式」と２）の「水方式」と４）の「冷媒方式」が専ら利用されている。１）の「空気方式」や４）の「冷媒方式」が利用されているのは、陸上の建築設備としてポピュラーであると共に、普及品であるがゆえに、大きさなどの種類が多く、設備コストが極めて安いためである。２）の「水方式」は、船舶用ということで海水を利用できるからである。

なお、本願明細書での先行技術文献の開示は省略する。その理由は次の通りである。空気調整設備の上記した１）〜４）の各方式は周知技術である。また、船舶用空気調整設備の技術分野において、いわゆる室外機における圧縮機（後述）と空冷コンデンサ（後述）を分離してそれぞれを船舶上の適所に配置する点について関連する先行技術文献を見つけることが出来なかった。

しかしながら、陸上の建築設備としての空気調整設備は、２）の「水方式」以外は、船舶に利用するには次の問題がある。すなわち、船舶用ということになると、どうしても海水飛沫を浴びたり、潮風を受けることになる。このとき、通常の場合、いわゆる塩害によって外部に露出した機器がすぐに錆びたりして故障が生じる。

上記に拘わらず、１）の「空気方式」や４）の「冷媒方式」を船舶用に利用していた理由は、２，３年で塩害により故障が生じたとしても、外部に露出した機器、すなわち室外機を取り替えるだけで良く、この点だけの交換ならば十分にコストを抑えることができるからである。

例えば「冷媒方式」では、陸上用と同じで、各部屋に室内機を、この室内機へ循環させる冷媒を液化又は気化する圧縮機と、この圧縮機の熱交換を行う空冷コンデンサとを一体的に有する室外機を船外（船室など船内に対する外部という意味）に配置する。したがって、塩害腐食を受けやすいのは当然に室外機ということになる。

上記した室外機を長期に亘って使用しようとすれば当然に塩害腐食を受けにくくする必要があり、室外機のほとんどの金属部材を例えばチタン、ステンレス、といった材質に変更することになるから、その分だけコストアップを余儀なくされる。そのように材質変更をせずとも、２，３年で塩害によって故障するが汎用的でかつコストの安い陸上用の室外機をまとめて定期的に交換する方がトータルコストを抑えられるのである。

一方、２）の「水方式」は、船舶用のものにおいては予め「海水」を利用することが前提とされているから、塩害被害を最小限に止める工夫も施されているが、その分だけ当然に陸上用の「空気方式」や「冷媒方式」に較べると設備コストが高く、かつ温冷水を循環させているので対応温度幅が狭くかつ即効性に乏しいと共に、各部屋毎に細かい温度設定ができないという欠点がある。

本発明が解決しようとする問題点は、「水方式」では塩害腐食を受けにくいが設備コストが高いうえに各部屋ごとに細かく温度調整ができず、また、「空気方式」や「冷媒方式」では塩害により室外機がすぐに故障してしまう点を解消することにある。

本発明の船舶用空気調整設備は、空気を吸引して熱交換を行って排出する吸排気ユニットを各部屋に設け、温度調整用の冷媒を液化又は気化するための圧縮機を船内に配置し、圧縮機の冷媒を循環させて熱交換を行う空冷コンデンサを船外に船内の空気を排出する排気口に接続して設けた。また、本発明の船舶用空気調整設備は、前記において、空冷コンデンサをフードで覆うようにした。

本発明に係る船舶用空気調整設備は、圧縮機を船内に配置しているので、この部分は塩害腐食を受けることがない。そして、空冷コンデンサは船外に配置するものの、船内の排気口に接続しているので、熱交換は船外の大気を吸い込んで行う必要がなくなるから、この点でも塩害の影響をかなり抑制できる。また、空冷コンデンサは、温度調整された船内空気を使って圧縮機の熱交換を行うので熱交換効率がよくなる。

さらに、船外に配置した空冷コンデンサが塩害の影響を受けるとしても、圧縮機を別体にしているので、圧縮機と空冷コンデンサを一体的に有した室外機全体を交換するよりはコストを抑えることができ、また、交換作業も極めて容易である。

また、空冷コンデンサをフードで覆った場合には、直接的な海水飛沫を浴びることを防止できるから、長寿命化が期待でき、交換サイクルを長くできるからさらにコストを抑えることができるようになる。

本発明の船舶用空気調整設備は、次の図１〜図３に示す態様により実施可能である。本例における本発明の船舶用空気調整設備は、空気調整設備として冷媒方式に属し、その中でも、各部屋のそれぞれで温度調整が可能ないわゆるマルチシステムについて説明する。

本発明の船舶用空気調整設備は、船舶Ｓにおいて、船内における例えばエンジン室や機械室などに圧縮機１を配置する。圧縮機１は、冷媒の液化（冷房時）と気化（暖房時）を行う圧縮機本体１Ａと、本発明の船舶用空気調整設備全体の制御を行う電装部品でなる制御部１Ｂとを有する。本発明の船舶用空気調整設備は、圧縮機１が船外に露出しない点で塩害被害を抑えるようにしている。

圧縮機１は、圧縮機本体１Ａによって発生した暖気を冷気に（冷房時）、冷気を暖気に（暖房時）、冷媒を循環させて熱交換するための空冷コンデンサ２との間に、送側と戻側がセットとされた配管Ｐ１が接続されている。

空冷コンデンサ２は、図２及び図３に示すように、船舶Ｓにおいて、船外であって船内の空気を排出する排気口Ｈに接続する位置に設けられる。空冷コンデンサ２は、圧縮機本体１Ａからの冷媒の熱を交換するための交換機２Ａと、この交換機２Ａの熱を放出するためのファン２Ｂを有している。

本発明の船舶用空気調整設備における空冷コンデンサ２は、圧縮機本体１Ａの熱交換を大気を吸い込むことにより行わない。この理由は、空冷コンデンサ２による熱交換を大気を吸い込んで行うと、潮風や海水飛沫までを吸い込んで熱交換機２Ａなど該空気コンデンサ２の内部機器全体が塩害の影響を受けて腐食や故障してしまうからである。

本発明の船舶用空気調整設備は、圧縮機１を船内に配置して塩害の影響を受けにくくすると共に、船外に配置せざるを得ない空冷コンデンサ２についても塩害の影響を受けにくくしている点で特徴がある。

つまり、空冷コンデンサ２は、船外に配置するが、排気口Ｈに接続して配置し、圧縮機１の熱交換を船内の排気を用いて行うので、少なくとも海水飛沫を吸い込んでしまうことがないから塩害の影響を少なくすることができ、また、当然にある程度温度調整がされている船室内の排気を用いるから、熱交換効率が高く、つまり冷暖房効率が高くなる。

なお、空冷コンデンサ２は、本例では船外に配置して排気口Ｈに直接的に接続している例を示しているが、船外であって排気口Ｈからダクトを介して間接的に接続していてもよく、船体区画に応じて接続状況は変更しても構わない。

また、本例においては空冷コンデンサ２は、フード３を設けている。図１及び図２において、空冷コンデンサ２は、船内における天井に設けた排気口Ｈと接続されており、排気口Ｈの開口面と平行に、上方向へ熱交換機２Ａ、ファン２Ｂが配置されている。

図１及び図２におけるフード３は、空冷コンデンサ２の上方を全面的に覆い、この上面の縁部を下方に垂下させている。すなわち、図１及び図２のフード３は、ファン２Ｂからの海水（飛沫）や雨水の侵入を防止するようにしている。

図３において、空冷コンデンサ２は、船内における壁面に設けた排気口Ｈと接続されており、排気口Ｈの開口面と平行に、図３の紙面左方向へ熱交換機２Ａ、ファン２Ｂが配置されている。

図３におけるフード３は、空冷コンデンサ２のファン２Ｂの吹き出し口が位置する側面部と上面を覆っており、図１及び図２と同様にファン２Ｂからの海水（飛沫）や雨水の侵入を防止するようにしている。

このようにしておけば、運転中（空気調整設備の使用中）は、本発明における空冷コンデンサ２は船外の大気を吸い込まないうえに、ファン２Ｂにより船内の空気を排出するのみであるから、該空冷コンデンサ２が潮風を吸い込んでしまうことで塩害被害を受けることはほとんどなくなり、そのうえ、海水飛沫や雨水の浸入はフード３により防止されるから長寿命化が可能となる。

４は、圧縮機１から各部屋へ接続され、送側と戻側がセットとされた冷媒配管である。５は、圧縮機１から前記冷媒配管４を介して接続され、各部屋に設けられた吸排気ユニットとしての室内機である。室内機５は、各室内において室内空気を吸い込み、吸い込んだ空気の熱を冷媒の吸熱（冷房時）又は放熱（暖房時）によって調整して排気する。

以下、本発明に係る船舶用空気調整設備の効果を確認するために行った実施例について説明する。実験は、航行環境下において、本発明の船舶用空気調整設備（実施例）と従来の冷媒方式（比較例）とについて室外機がどちらが早く塩害腐食に起因する故障が発生するかを判断した。なお、採用した空気調整設備の規模はいずれも同じとし、比較例は室外機、実施例は空冷コンデンサ２について船外の同じ箇所に配置した（ただし、実施例については空冷コンデンサ２は船外であって排気口Ｈに接続されている）。

・実施例１は、図１及び図２に示した構成であり、フード３を省略した構成である。
・実施例２は、図１及び図２に示したフード３を含めた構成である。
・比較例は、従来の圧縮機と空冷コンデンサが一体とされた一般家屋用の室外機を有した構成である。

実験の結果、比較例が最も早く腐食が始まり、およそ１．５年程度で故障が発生した。実施例１は、比較例の故障発生時からさらに約３年程度経過した後に故障が発生した。実施例２は、実施例１の故障発生時からさらに約７年程度経過した後に故障が発生した。

なお、比較例の塩害腐食による故障は、空冷コンデンサにおける熱交換機や圧縮機のみならず、室外機全体に腐食が発生しており、部分的な部品交換ができる状態ではなかった。一方、実施例１及び実施例２は、空冷コンデンサ２という部分的な部位の故障であって、しかもその空冷コンデンサ２においてファン２Ｂの軸部分が腐食して異音が発生する程度であり、ファン２Ｂを部分的に取り替えれば済む程度の故障であった。

このことから、本発明の船舶用空気調整設備は、塩害による被害を大幅に抑制でき、かつ、仮に塩害によって故障が生じたとしても空冷コンデンサ２におけるファン２Ｂの極めて部分的な箇所で発生することが判った。

つまり、本発明の船舶用空気調整設備は、空気調整設備の船外露出部材（空冷コンデンサ２）そのものの長寿命化が図れると共に、仮に故障が生じてもその故障箇所の交換が部分的で良いので極めて短時間でかつ低コストで行えることが判明した。

上記では各部屋で風量や温度の調整が可能ないわゆるマルチシステムで説明したが、本発明の船舶用空気調整設備は、圧縮機１において温度調整した空気をダクトを介して各部屋に送り、各部屋においては風量調節のみ可能なダクト式システムにおいても利用可能であることは言うまでもない。

本発明の船舶用空気調整設備の全体構成を示す図である。 本発明の船舶用空気調整設備における空冷コンデンサ及びフードを示す図である。 本発明の船舶用空気調整設備における空冷コンデンサ及びフードの他の例を示す図である。

符号の説明

１ 圧縮機
１Ａ 圧縮機本体
１Ｂ 制御部
２ 空冷コンデンサ
２Ａ 熱交換機
２Ｂ ファン
３ フード
４ 冷媒配管
５ 室内機
Ｈ 排気口
Ｐ１ 配管
Ｓ 船舶

Claims (2)

1. 船舶用の空気調整設備であって、空気を吸引して熱交換を行って排出する吸排気ユニットを各部屋に設け、温度調整用の冷媒を液化又は気化するための圧縮機を船内に配置し、前記圧縮機の冷媒を循環させて熱交換を行う空冷コンデンサを船外に船内の空気を排出する排気口に接続して設けたことを特徴とする船舶用空気調整設備。
2. 空冷コンデンサをフードで覆っていることを特徴とする請求項１記載の船舶用空気調整設備。
   

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