JP5061493B2 - ドレンパン - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器から生成するドレン水を回収するドレンパンに関するものである。

庫内を冷却する冷凍機や、室内の空調を行う空調機では、熱交換器の表面で生成した凝縮水を回収するためのドレンパンが使用されている。

特許文献１の空調機には、この種のドレンパンが開示されている。このドレンパンは、例えばスチレン系やアクリロニトリル系の発泡樹脂材料を成形することによって製造されている。ドレンパンは、その底部に位置する底板と、該底板の周囲を囲む周壁とを有し、上側が開放された扁平な容器状に形成されている。ドレンパンは、熱交換器（蒸発器）の下側に配置されている。熱交換器の表面で生成した凝縮水が滴下すると、この凝縮水がドレン水としてドレンパン内に回収される。ドレンパン内に回収されたドレン水は、例えばドレン水排水口へ流出し、ドレン配管等を経由して空調機の系外へ排出される。
特開２００３−１２０９５２号公報

ところで、このようなドレンパンでは、熱交換器の表面に付着した霜が剥がれ落ちてドレンパン内に回収されることがある。このため、ドレンパン内には、その底板の近傍に霜を融解させるためのドレンパンヒータを設けることがある。従って、この種のドレンパンでは、ドレンパンヒータの設置スペースを確保するために、底板と熱交換器との間に高さ方向における所定の間隔を空ける必要がある。また、このドレンパンヒータを設けない場合にも、熱交換器の下端部がドレン水に浸かるとドレン水の凍結を招く恐れがあるため、底板と熱交換器との間に有る程度の距離を確保する必要がある。

そこで、例えば図８に示すように、特許文献１のようなドレンパン（80）では、その周壁（82）の内側全周に亘って段差部（82a）が形成されている。この構成により、熱交換器ユニット（90）を段差部（82a）の上面に設置することで、熱交換器ユニット（90）の位置決めを行いながら、ドレンパン（80）の底板（81）と熱交換器ユニット（90）の間に適当な間隔を空けることができる。その結果、このドレンパン（80）では、上記ドレンパンヒータ等の設置スペースを確保することができ、また、熱交換器ユニット（90）の下端部がドレン水に浸かってしまうのを回避できる。

一方、このようにドレンパン（80）の周壁（82）に段差部（82a）を形成すると、ドレンパン（80）の樹脂加工に要する樹脂量が多くなり、このドレンパン（80）の製造コストの増大を招いてしまう。また、このようにして樹脂が厚くなると、樹脂加工時において、液状の樹脂材料を硬化させるまでの冷却工程の時間も長くなり、ドレンパン（80）の製造効率の低下を招いてしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的少ない樹脂量で、ドレンパンの底板と熱交換器の距離を確保することができるドレンパンを提供することである。

第１の発明は、底板（41）と、該底板（41）の周囲を囲む周壁（42）とを有し、熱交換器ユニット（50）の下側に配置される樹脂製のドレンパンを前提としている。そして、このドレンパンは、上記底板（41）及び周壁（42）と一体に形成されて該周壁（42）から内側に向かって延びる複数のリブ（43）を備え、上記熱交換器ユニット（50）は、熱交換器本体（32）と、該熱交換器本体（32）の外側に固定される複数本の支持部材（51）とを有し、上記複数のリブ（43）の上側に上記支持部材（51）が設置され、上記底板（41）は、周壁（42c,42d）に沿って斜め下方に傾斜しており、上記リブ（43a,43b）は、上記底板（41）の傾斜方向下側に向かって斜めに延びているを特徴とするものである。

第１の発明では、例えば冷蔵庫内や室内等を冷却する熱交換器ユニット（50）の下側にドレンパンが設けられる。このドレンパンは、底板（41）と周壁（42）とを有し、その上方が開放された容器状に形成される。また、ドレンパンは、樹脂加工によって一体形成される。熱交換器ユニット（50）から生成した凝縮水は、該熱交換器ユニット（50）の表面から滴下し、ドレン水としてドレンパン内に回収される。

ここで、本発明のドレンパンには、底板（41）及び周壁（42）と一体的に複数のリブ（43）が形成される。各リブ（43）は、周壁（42）から内側に向かって延びるように形成される。そして、熱交換器ユニット（50）は、各リブ（43）に跨るようにして、該各リブ（43）の上面に設置される。つまり、本発明では、これらの各リブ（43）が、熱交換器ユニット（50）の高さ方向における位置決め部材として機能する。その結果、熱交換器ユニット（50）と底板（41）の間には、高さ方向に適当な距離が確保される。

第１の発明のドレンパンは、その底板（41）が周壁（42c,42d）に沿って斜め下方に傾斜している。このため、ドレンパン内に回収されたドレン水は、底板（41）を伝ってその下端側に流下する。この底板（41）の下端側に貯まったドレン水は、例えばドレン水排出口からドレンパンの外部へ排出される。一方、底板（41）の傾斜方向に延びる周壁（42c,42d）には、リブ（43a,43b）が設けられる。このリブ（43a,43b）は、底板（41）の傾斜方向下側、即ちドレン水の流出側に向かって斜めに延びている。このため、このリブ（43a,43b）が仮に底板（41）の上端側に向かって斜めに延びている場合、底板（41）に沿って流下するドレン水が周壁（42c,42d）とリブ（43a,43b）の間に溜まり込んでしまう恐れがあるのに対し、本発明では、リブ（43a,43b）がドレン水の流出側に傾いているので、s周壁（42c,42d）とリブ（43a,43b）の間にドレン水が貯まってしまうことを確実に回避できる。

本発明のドレンパンでは、その底板（41）及び周壁（42）と一体的な複数のリブ（43）を形成し、各リブ（43）の上面に熱交換器ユニット（50）を設置するようにしている。このため、例えば図８に示す従来のドレンパンよりも少ない樹脂量でドレンパンを製造しながら、熱交換器ユニット（50）と底板（41）の間に高さ方向の適当な間隔を空けることができる。従って、このような樹脂量の低減に伴い、ドレンパンの製造コストの低減化、及びドレンパンの製造時間の短縮化を図ることができる。

また、図８に示す従来例のドレンパン（80）では、周壁（82）に段差部（82a）を形成しているので、周壁（82）の下部の厚みが全周に亘って厚くなることになる。このため、従来のもので熱交換器ユニット（90）が冷却動作を行う際には、周壁（82）の下部において、その内側の温度が外側の温度よりも極端に低くなってしまう。その結果、従来例の周壁（82）では、その厚さ方向の温度差に伴って、周壁（82）が全周に亘って内側に撓みやすいという問題があった。

一方、本発明では、周壁（42）の内側に局所的にリブ（43）を一体形成しているだけであるので、周壁（42）の厚さ方向の温度差は従来のものよりも小さくなる。その結果、本発明によれば、従来例と比較して周壁（42）の熱変形を抑制することができ、周壁（42）が内側に撓んでしまうのを効果的に回避できる。更に、各リブ（43）は、底板（41）と一体に形成されて周壁（42）を内側から支持する補強部材として機能するので、周壁（42）の内側への撓みを一層確実に回避することができる。

第１の発明では、周壁（42c,42d）に形成されるリブ（43a,43b）をドレン水の流出側に傾かせ、ドレン水が周壁（42c,42d）とリブ（43）の間に貯まらないようにしている。このため、ドレン水を確実にドレンパンの外部へ排出することができる。その結果、ドレン水の溜まり込みに伴う、悪臭やスライム等の発生を未然に回避することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施形態に係るドレンパン（40）は、食品や切り花等が保管される大型の冷蔵庫内を冷却する冷凍装置（1）に使用されるものである。図１に示すように、冷凍装置（1）は、冷蔵庫の天井面（Ｘ）に嵌め込まれる、いわゆる天井置き型の冷凍装置を構成している。

<冷凍装置の全体構成>
図１に示すように、冷凍装置（1）は、天井面（Ｘ）に嵌め込まれる基板（5）の上側に庫外ユニット（20）が、該基板（5）の下側に庫内ユニット（30）がそれぞれ設けられている。

庫外ユニット（20）は、天井裏空間に位置している。庫外ユニット（20）は、圧縮機（21）、庫外熱交換器（22）、庫外ファン（23）、及びアキュムレータ（24）を備えている。圧縮機（21）は、密閉状の筒型のケーシング内に圧縮機構（図示せず）が収納されている。圧縮機（21）は、いわゆる高圧ドーム型のスクロール圧縮機で構成されている。つまり、圧縮機（21）のケーシング内は、圧縮機構の吐出冷媒で満たされている。また、圧縮機（21）は、円筒状の横置き型の圧縮機を構成している。つまり、圧縮機（21）は、そのケーシングの長手方向（軸方向）が水平方向となる姿勢で設置されている。庫外熱交換器（22）は、いわゆるフィン・アンド・チューブ式の熱交換器で構成されている。庫外ファン（23）は、天井裏空間の庫外空気を庫外熱交換器（22）に通過させる。アキュムレータ（24）は、気液二相の冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離し、ガス冷媒を圧縮機（21）の吸入側に送るものである。このアキュムレータ（24）は、その長手方向が水平方向となる横置き型のアキュムレータで構成されている。

庫内ユニット（30）は、冷蔵庫の庫内空間に位置している。庫内ユニット（30）は、前面パネル（31）、庫内熱交換器（32）、及び庫内ファン（33）を備えている。前面パネル（31）は、庫内ユニット（30）の下端部に設けられ、詳細は後述する支持部材（51）を介して基板（5）と連結している。前面パネル（31）には、その下側に吸込口（34）が形成されている。また、前面パネル（31）と基板（5）との間には、側方に開口する吹出口（35）が形成されている。庫内熱交換器（32）は、いわゆるフィン・アンド・チューブ式の熱交換器で構成されている。また、庫内熱交換器（32）は、水平方向においてＵの字状に湾曲して形成されている。庫内ファン（33）は、吸込口（34）の内部に配置されている。庫内ファン（33）は、庫内空気を吸込口（34）から庫内ユニット（30）内に導入し、この庫内空気を庫内熱交換器（32）に通過させる。また、前面パネル（31）の上側には、庫内熱交換器（32）から生成する凝縮水を回収するドレンパン（40）が前面パネル（31）と一体的に形成されている。このドレンパン（40）の詳細構造については後述するものとする。

図２に示すように、冷凍装置（1）では、圧縮機（21）、庫外熱交換器（22）、アキュムレータ（24）、及び庫内熱交換器（32）が冷媒配管によって順に接続されて閉回路となっている。そして、この閉回路は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を構成している。また、この冷媒回路（10）では、庫外熱交換器（22）と庫内熱交換器（32）の間の冷媒配管に膨張弁（25）が接続されている。

<ドレンパンの構成>
本発明に係るドレンパン（40）は、上記庫内熱交換器（32）から発生する凝縮水をドレン水として回収するものである。このドレンパン（40）は、樹脂材料で構成されており、上述の前面パネル（31）と一体的に樹脂加工によって製造される。図３及び図４に示すように、ドレンパン（40）は、底板（41）と、該底板（41）の周囲を囲む周壁（42）とを有している。

上記底板（41）は、後側（図３及び図４における右側）の略半分が矩形状に形成される一方、前側（図３及び図４における左側）の略半分が半円形状に形成されている。底板（41）の後側寄りには、上方に突出する円形状の凸部（41a）が形成されており、その凸部（41a）の内部には、上述した吸込口（34）が形成されている。

また、底板（41）は、その前方側から後方側に亘って斜め下方に傾斜している。つまり、ドレンパン（40）内に滴下したドレン水は、底板（41）の後側（下端側）に流下していく。また、底板（41）の下端部には、底板（41）の傾斜方向と直交する方向に延びる溝部（41b）が形成されている。この溝部（41b）の長手方向の中間位置には、ドレン水排出口（41c）が形成されている。このドレン水排出口（41c）には、ドレン水を冷凍装置（1）の系外に送るためのドレン配管（45）が接続されている。

上記周壁（42）は、後側周壁部（42a）と、前側周壁部（42b）と、一対の側方側周壁部（42c,42d）とが一体になって構成されている。後側周壁部（42a）は、底板（41）の後側に位置し、上述の溝部（41b）に沿うように真っ直ぐ延びている。前側周壁部（42b）は、底板（41）の前側に位置し、半円形状に湾曲した形状をしている。一対の側方側周壁部（42c,42d）は、後側周壁部（42a）と前側周壁部（42b）の間に位置し、底板（41）の傾斜方向、即ち前後方向に真っ直ぐ延びている。以上のようにして、ドレンパン（40）の内部には、周壁（42）の内側と上述の凸部（41a）の外側との間に、ドレン水が流れる流路が形成されている。

本発明の特徴として、ドレンパン（40）には、複数のリブ（43）が形成されている。具体的に、各側方側周壁部（42c,42d）には、２つのリブ（43a,43b）がそれぞれ形成される一方、前側周壁部（42b）の中間位置には、１つのリブ（43c）が形成されている。各リブ（43）は、樹脂加工時において、底板（41）及び周壁（42）と一体的に形成される。また、各リブ（43）は、周壁（42）から内側に向かって延び、且つ底板（41）から上方に延びる板状に形成されている。本実施形態における各リブ（43）は、その高さ方向が長手方向となり、周壁（42）から内側に延びる延伸方向が幅方向となっている。また、本実施形態では、周壁（42）と各リブ（43）とが略垂直となっている。更に、本実施形態では、各リブ（43）の高さ寸法が互いに同じ寸法に設定されている。

各リブ（43）は、上述の庫内熱交換器（32）を有する熱交換器ユニット（50）の位置決め部材として機能する。具体的に、この冷凍装置（1）の組立時には、図５に示すように、庫内熱交換器（32）の外側に上述の支持部材（51）が複数本固定されて熱交換器ユニット（50）が構成される。各支持部材（51）は、各リブ（43）に対応する位置に設けられている。即ち、これらの支持部材（51）は、側方側のリブ（43a,43b）にそれぞれ対応する４本の支持部材（51a,51b）と、前方側のリブ（43c）に対応する１本の支持部材（51c）とで構成されている。そして、熱交換器ユニット（50）の各支持部材（51）の下端部が、各リブ（43）の上面に設置される。また、各支持部材（51）の上端は、冷凍装置（1）の基板（5）に固定される。

また、側方側周壁部（42c,42d）の各リブ（43a,43b）に対応する支持部材（51a,51b）には、熱交換器ユニット（50）を水平な姿勢とするための高さ調節部材（52a,52b）が設けられる。即ち、ドレンパン（40）では、底板（41）が斜め下方向に傾いているため、各リブ（43）の上面高さは、底板（41）の前側に近づくにつれて低くなることになる。具体的に、各リブ（43）の上面高さは、リブ（43c）、リブ（43b）、リブ（43a）の順に低くなる。従って、このままの状態で、熱交換器ユニット（50）を各リブ（43a）の上面に設置すると、庫内熱交換器（32）が底板（41）と同じ向きに傾いてしまう。しかしながら、本実施形態では、前方側の支持部材（51c）に高さ調節部材を設けず、側方前側寄りのリブ（43b）に比較的高さ寸法の短い高さ調節部材（52b）を固定し、側方後側寄りのリブ（43a）に比較的高さ寸法の長い高さ調節部材（52a）を固定するようにしているため、庫内熱交換器（32）が水平な姿勢に保たれる。

以上のような姿勢で各リブ（43）に設置される熱交換器ユニット（50）は、固定部材（53）によってドレンパン（40）の周壁と固定される。具体的に、固定部材（53）は５本のビスから成り、そのうち４本の固定部材（53）が、各高さ調節部材（52a,52b）と側方側周壁部（42c,42d）とをそれぞれ締結する一方、残り１本の固定部材（53）は、支持部材（51c）と前側周壁部（42b）とを締結する。

以上のようにして熱交換器ユニット（50）の下側にドレンパン（40）が配置されると、熱交換器ユニット（50）は、各リブ（43）によってその高さ位置が位置決めされると同時に、ドレンパン（40）の底板（41）と熱交換器ユニット（50）の間には、各リブ（43）の高さに応じて高さ方向のスペースが確保されることになる。そして、この高さ方向のスペースには、庫内熱交換器（32）の表面に付着した霜が剥がれ落ちた際、この霜を融解するためのドレンパンヒータ（44）が配置される。

なお、上述のようにしてドレンパン（40）と熱交換器ユニット（50）とを組み合わせる際には、図５に示す熱交換器ユニット（50）を上下反転させた状態とし、同様に上下反転させた状態のドレンパン（40）を熱交換器ユニット（50）の上側に取り付けた後、ドレンパン（40）及び熱交換器ユニット（50）を上限反転して図５に示す状態としても良い。

−運転動作−
次に、本実施形態に係る冷凍装置（1）の運転動作について図１及び図２を参照しながら説明する。

冷凍装置（1）の運転時には、庫外ファン（23）、庫内ファン（33）、及び圧縮機（21）が運転状態となる。また、冷媒回路（10）では、膨張弁（25）の開度が適宜調節される。

圧縮機（21）から吐出された冷媒は、庫外熱交換器（22）を流れる。この庫外熱交換器（22）には、庫外ファン（23）が送風する庫外空気が流通している。従って、庫外熱交換器（22）では、冷媒が庫外空気へ放熱して凝縮する。庫外熱交換器（22）で凝縮した冷媒は、膨張弁（25）を通過する際に減圧されてから、庫内熱交換器（32）を流れる。

庫内熱交換器（32）には、庫内ファン（33）によって、吸込口（34）から庫内ユニット（30）内に取り込まれた庫内空気が流通している。従って、庫内熱交換器（32）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、庫内空気は所定温度まで冷却される。この庫内空気は、吹出口（35）から庫内ユニット（30）の外部へ排出され、庫内の冷却に利用される。

以上のような冷凍装置（1）の運転時には、庫内熱交換器（32）の周囲の空気が冷やされて凝縮し、庫内熱交換器（32）の表面で凝縮水が発生する。この凝縮水は、庫内熱交換器（32）の表面から滴下して上記ドレンパン（40）内に回収される。ドレンパン（40）内に回収されたドレン水は、図３に示すようにして、底板（41）の後側に向かって流下し、溝部（41b）内に流入する。溝部（41b）内のドレン水は、ドレン水排出口（41c）からドレン配管（45）内に入り込み、冷凍装置（1）の系外へ排出される。

また、庫内熱交換器（32）の表面の凝縮水が融点以下まで冷やされると、庫内熱交換器（32）の表面に霜が付着し、この霜が剥がれ落ちてドレンパン（40）内に回収されることになる。そこで、本実施形態のドレンパン（40）では、ドレンパンヒータ（44）内に高温の冷媒を流すことで、この冷媒の熱によって霜を融解させドレン水として排出できるようにしている。

−実施形態の効果−
上記実施形態では、図６に示すように、ドレンパン（40）の底板（41）及び周壁（42）と一体的に複数のリブ（43）を形成し、各リブ（43）の上面に熱交換器ユニット（50）を設置するようにしている。このため、例えば図８に示す従来のドレンパンよりも少ない樹脂量でドレンパン（40）を製造しながら、熱交換器ユニット（50）と底板（41）の間に高さ方向の適当な間隔を空けることができる。従って、このような樹脂量の低減に伴い、ドレンパン（40）の製造コストの低減、及び製造時間の短縮化を図ることができる。

また、図８に示す従来例のドレンパン（80）では、周壁（82）に段差部（82a）を形成しているので、周壁（82）の下部の厚みが全周に亘って厚くなることになる。このため、従来のもので熱交換器ユニット（90）が冷却動作を行う際には、周壁（82）の下部において、その内側の温度が外側の温度よりも極端に低くなってしまう。その結果、従来例の周壁（82）では、その厚さ方向の温度差に伴って、周壁（82）が全周に亘って内側に撓みやすいという問題があった。

一方、上記実施形態のドレンパン（40）では、図６に示すように、周壁（42）の内側に局所的にリブ（43）を一体形成しているだけであるので、周壁（42）の厚さ方向の温度差は従来のものよりも小さくなる。その結果、従来例と比較して、周壁（42）の熱変形を抑制することができ、周壁（42）が内側に撓んでしまうのを効果的に回避できる。更に、各リブ（43）は、底板（41）と一体に形成されて周壁（42）を内側から支持する補強部材として機能するので、周壁（42）の内側への撓みを一層確実に回避することができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態において、側方側周壁部（42c,42d）に形成されるリブ（43a,43b）は、それぞれ側方側周壁部（42c,42d）と垂直となって内側に延びるように構成されている。しかしながら、例えば図７に示すように、側方側周壁部（42c,42d）に設けられるリブ（43a,43b）を底板（41）の下端側、つまりドレン水の流出側に向かって斜めに延びるように形成しても良い。この構成では、ドレンパン（40）に貯まったドレン水が側方側周壁部（42c,42d）に沿って底板（41）の下端側に流れる際、このドレン水が側方側周壁部（42c,42d）とリブ（43a,43b）の間に滞ってしまうのを確実に回避できる。従って、ドレン水の貯まり込みに伴い、ドレン水中で雑菌が繁殖したり、この雑菌の繁殖に起因して悪臭が発生したりするのを防止できる。

また、上記実施形態の各リブ（43）は、図７に示すように、その高さ方向が長手方向となり、内側に延びる延伸方向が幅方向となる板状に形成されている。しかしながら、各リブ（43）は、内側への延伸方向が長手方向となり、その高さ方向が幅方向となる板状であってもよい。このようにリブ（43）を成形すると、熱変形に伴い周壁（42）が内側に撓んでしまうのを各リブ（43）によって効果的に抑制することができる。

また、上記実施形態では、周壁（42）に５本のリブ（43）を形成しているが、これらのリブ（43）の位置及び数量はこれに限るものではなく、熱交換器ユニット（50）の大きさやドレンパン（40）の形状等に応じて自由に変更して良い。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、熱交換器から生成するドレン水を回収するドレンパンについて有用である。

実施形態に係るドレンパンが適用される冷凍装置の概略構成図である。 冷凍装置の冷媒回路の配管系統図である。 ドレンパンを上方から視た概略構成図である。 図３のドレンパンのＡ−Ａ断面図である。 熱交換器ユニットが組み込まれた状態のドレンパンの構成図である。 実施形態に係るドレンパンの概略斜視図である。 その他の実施形態に係るドレンパンを上方から視た概略構成図である。 従来例のドレンパンの概略斜視図である。

40 ドレンパン
41 底板
42 周壁
43 リブ
50 熱交換器ユニット
53 固定部材

Claims (2)

1. 底板（41）と、該底板（41）の周囲を囲む周壁（42）とを有し、熱交換器ユニット（50）の下側に配置される樹脂製のドレンパンであって、
   上記底板（41）及び周壁（42）と一体に形成されて該周壁（42）から内側に向かって延びる複数のリブ（43）を備え、
   上記熱交換器ユニット（50）は、熱交換器本体（32）と、該熱交換器本体（32）の外側に固定される複数本の支持部材（51）とを有し、
   上記複数のリブ（43）の上側に上記支持部材（51）が設置され、
   上記底板（41）は、周壁（42c,42d）に沿って斜め下方に傾斜しており、
   上記リブ（43a,43b）は、上記底板（41）の傾斜方向下側に向かって斜めに延びていることを特徴とするドレンパン。
2. 請求項１において、
   上記支持部材（51）と上記リブ（43）の間には、高さ調整部材（53）が設けられることを特徴とするドレンパン。

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