(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023000295
(43)【公開日】2023-01-04
(54)【発明の名称】製氷用熱交換器および製氷用熱交換器の製造方法
(51)【国際特許分類】
B21D 53/08 20060101AFI20221222BHJP
F25C 1/145 20180101ALI20221222BHJP
F25C 1/22 20180101ALI20221222BHJP
F28F 3/12 20060101ALN20221222BHJP
【ＦＩ】
B21D53/08 B
B21D53/08 D
F25C1/145 Z
F25C1/22 301B
F28F3/12 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021101034
(22)【出願日】2021-06-17
(71)【出願人】
【識別番号】000002004
【氏名又は名称】昭和電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(72)【発明者】
【氏名】原田 雄太
(57)【要約】
【課題】製造が容易な製氷用熱交換器を実現する。
【解決手段】製氷用熱交換器は、第１方向に延びる第１貫通孔が形成され、当該第１方向に沿う底面と、当該第１方向に沿い且つ当該底面から立ち上がる複数の第１仕切壁とを有する第１仕切部材と、前記第１仕切部材に対し前記第１方向の両側に配置され、当該第１仕切部材の前記底面および前記第１仕切壁に交差する第２仕切壁を有し、当該第１方向に貫通する第２貫通孔が形成された複数の第２仕切部材と、前記第１方向に延び、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔と前記第２仕切部材の前記第２貫通孔とに連続して通されるパイプとを備える。
【選択図】図３
【解決手段】製氷用熱交換器は、第１方向に延びる第１貫通孔が形成され、当該第１方向に沿う底面と、当該第１方向に沿い且つ当該底面から立ち上がる複数の第１仕切壁とを有する第１仕切部材と、前記第１仕切部材に対し前記第１方向の両側に配置され、当該第１仕切部材の前記底面および前記第１仕切壁に交差する第２仕切壁を有し、当該第１方向に貫通する第２貫通孔が形成された複数の第２仕切部材と、前記第１方向に延び、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔と前記第２仕切部材の前記第２貫通孔とに連続して通されるパイプとを備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向に延びる第１貫通孔が形成され、当該第１方向に沿う底面と、当該第１方向に沿い且つ当該底面から立ち上がる複数の第１仕切壁とを有する第１仕切部材と、
前記第１仕切部材に対し前記第１方向の両側に配置され、当該第１仕切部材の前記底面および前記第１仕切壁に交差する第２仕切壁を有し、当該第１方向に貫通する第２貫通孔が形成された複数の第２仕切部材と、
前記第１方向に延び、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔と前記第２仕切部材の前記第２貫通孔とに連続して通されるパイプと
を備える製氷用熱交換器。
前記第１仕切部材に対し前記第１方向の両側に配置され、当該第１仕切部材の前記底面および前記第１仕切壁に交差する第２仕切壁を有し、当該第１方向に貫通する第２貫通孔が形成された複数の第２仕切部材と、
前記第１方向に延び、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔と前記第２仕切部材の前記第２貫通孔とに連続して通されるパイプと
を備える製氷用熱交換器。
【請求項2】
前記第１仕切部材および前記第２仕切部材は、前記パイプの外周面と、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔の内周面との接触により、前記第１方向への移動が規制されていることを特徴とする請求項１に記載の製氷用熱交換器。
【請求項3】
前記第１仕切部材および／または前記第２仕切部材の表面には、耐食性を有する被膜が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の製氷用熱交換器。
【請求項4】
前記第２仕切部材は、前記第１仕切部材に隣接する面にろう材が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の製氷用熱交換器。
【請求項5】
前記第１仕切部材を複数有し、
複数の前記第１仕切部材は、前記第１方向に沿って押出加工された１つの部材を当該第１方向に交差する面で複数に切断することにより得られたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製氷用熱交換器。
複数の前記第１仕切部材は、前記第１方向に沿って押出加工された１つの部材を当該第１方向に交差する面で複数に切断することにより得られたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製氷用熱交換器。
【請求項6】
前記パイプは、内周面に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の製氷用熱交換器。
【請求項7】
押出加工により、押出方向に延びる貫通孔と、当該押出方向に沿う延伸面と、当該押出方向に沿い当該延伸面から立ち上がる立ち上がり面とが形成された押出部材を成形し、
前記押出部材を前記押出方向に交差する交差面で切断することで、前記貫通孔が切断され当該押出方向に延びる第１貫通孔と、前記延伸面が切断された底面と、前記立ち上がり面が切断された第１仕切壁とが形成された複数の第１仕切部材を作製し、
前記押出方向に並ぶ複数の前記第１仕切部材の間に、前記交差面に沿う第２仕切壁を有し当該押出方向に貫通する第２貫通孔が形成された板状の第２仕切部材を配置し、
前記押出方向に延びるパイプを、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔と前記第２仕切部材の前記第２貫通孔とに挿入する
製氷用熱交換器の製造方法。
前記押出部材を前記押出方向に交差する交差面で切断することで、前記貫通孔が切断され当該押出方向に延びる第１貫通孔と、前記延伸面が切断された底面と、前記立ち上がり面が切断された第１仕切壁とが形成された複数の第１仕切部材を作製し、
前記押出方向に並ぶ複数の前記第１仕切部材の間に、前記交差面に沿う第２仕切壁を有し当該押出方向に貫通する第２貫通孔が形成された板状の第２仕切部材を配置し、
前記押出方向に延びるパイプを、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔と前記第２仕切部材の前記第２貫通孔とに挿入する
製氷用熱交換器の製造方法。
【請求項8】
前記第１仕切部材の前記第１貫通孔および前記第２仕切部材の前記第２貫通孔に前記パイプを通した後、当該第１仕切部材および当該第２仕切部材の表面に耐食性塗料を塗布し、またはめっき処理を施すことにより被膜を形成することを特徴とする請求項７に記載の製氷用熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製氷用熱交換器および製氷用熱交換器の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来技術として、特許文献１には、冷却パイプが設けられた製氷機基盤と、仕切板が格子状に組み付けられた仕切部材とを有する製氷室が開示されている。この製氷室では、製氷機基盤と仕切部材との間に挟み込んだろう材を溶融させることで、製氷機基盤と仕切部材とをろう付けしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－１１８８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
冷媒が流通する冷媒流路を有する基板を備える製氷用熱交換器は、例えば、以下のように製造する。まず、プレス加工により冷媒流路が形成されたプレス板と平板状のベース板とをろう付けすることにより基板を作製し、続いて、この基板に対し仕切部材をろう付けする。この場合、製氷用熱交換器を製造するためにプレス加工工程やろう付け工程が必要となり、製氷用熱交換器の製造工程が複雑になりやすい。
本発明は、製造が容易な製氷用熱交換器を実現することを目的とする。
本発明は、製造が容易な製氷用熱交換器を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
かかる目的のもと、本発明が適用される製氷用熱交換器は、第１方向に延びる第１貫通孔が形成され、当該第１方向に沿う底面と、当該第１方向に沿い且つ当該底面から立ち上がる複数の第１仕切壁とを有する第１仕切部材と、前記第１仕切部材に対し前記第１方向の両側に配置され、当該第１仕切部材の前記底面および前記第１仕切壁に交差する第２仕切壁を有し、当該第１方向に貫通する第２貫通孔が形成された複数の第２仕切部材と、前記第１方向に延び、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔と前記第２仕切部材の前記第２貫通孔とに連続して通されるパイプとを備える製氷用熱交換器である。
ここで、前記第１仕切部材および前記第２仕切部材は、前記パイプの外周面と、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔の内周面との接触により、前記第１方向への移動が規制されていることを特徴とすることができる。
また、前記第１仕切部材および／または前記第２仕切部材の表面には、耐食性を有する被膜が形成されていることを特徴とすることができる。
また、前記第２仕切部材は、前記第１仕切部材に隣接する面にろう材が形成されていることを特徴とすることができる。
また、前記第１仕切部材を複数有し、複数の前記第１仕切部材は、前記第１方向に沿って押出加工された１つの部材を当該第１方向に交差する面で複数に切断することにより得られたものであることを特徴とすることができる。
また、前記パイプは、内周面に凹凸が形成されていることを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される製氷用熱交換器の製造方法は、押出加工により、押出方向に延びる貫通孔と、当該押出方向に沿う延伸面と、当該押出方向に沿い当該延伸面から立ち上がる立ち上がり面とが形成された押出部材を成形し、前記押出部材を前記押出方向に交差する交差面で切断することで、前記貫通孔が切断され当該押出方向に延びる第１貫通孔と、前記延伸面が切断された底面と、前記立ち上がり面が切断された第１仕切壁とが形成された複数の第１仕切部材を作製し、前記押出方向に並ぶ複数の前記第１仕切部材の間に、前記交差面に沿う第２仕切壁を有し当該押出方向に貫通する第２貫通孔が形成された板状の第２仕切部材を配置し、前記押出方向に延びるパイプを、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔と前記第２仕切部材の前記第２貫通孔とに挿入する製氷用熱交換器の製造方法である。
ここで、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔および前記第２仕切部材の前記第２貫通孔に前記パイプを通した後、当該第１仕切部材および当該第２仕切部材の表面に耐食性塗料を塗布し、またはめっき処理を施すことにより被膜を形成することを特徴とすることができる。
ここで、前記第１仕切部材および前記第２仕切部材は、前記パイプの外周面と、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔の内周面との接触により、前記第１方向への移動が規制されていることを特徴とすることができる。
また、前記第１仕切部材および／または前記第２仕切部材の表面には、耐食性を有する被膜が形成されていることを特徴とすることができる。
また、前記第２仕切部材は、前記第１仕切部材に隣接する面にろう材が形成されていることを特徴とすることができる。
また、前記第１仕切部材を複数有し、複数の前記第１仕切部材は、前記第１方向に沿って押出加工された１つの部材を当該第１方向に交差する面で複数に切断することにより得られたものであることを特徴とすることができる。
また、前記パイプは、内周面に凹凸が形成されていることを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される製氷用熱交換器の製造方法は、押出加工により、押出方向に延びる貫通孔と、当該押出方向に沿う延伸面と、当該押出方向に沿い当該延伸面から立ち上がる立ち上がり面とが形成された押出部材を成形し、前記押出部材を前記押出方向に交差する交差面で切断することで、前記貫通孔が切断され当該押出方向に延びる第１貫通孔と、前記延伸面が切断された底面と、前記立ち上がり面が切断された第１仕切壁とが形成された複数の第１仕切部材を作製し、前記押出方向に並ぶ複数の前記第１仕切部材の間に、前記交差面に沿う第２仕切壁を有し当該押出方向に貫通する第２貫通孔が形成された板状の第２仕切部材を配置し、前記押出方向に延びるパイプを、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔と前記第２仕切部材の前記第２貫通孔とに挿入する製氷用熱交換器の製造方法である。
ここで、前記第１仕切部材の前記第１貫通孔および前記第２仕切部材の前記第２貫通孔に前記パイプを通した後、当該第１仕切部材および当該第２仕切部材の表面に耐食性塗料を塗布し、またはめっき処理を施すことにより被膜を形成することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、製造が容易な製氷用熱交換器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本実施の形態が適用される製氷用熱交換器の斜視図である。
【図2】本実施の形態が適用される製氷用熱交換器の斜視図である。
【図3】製氷用熱交換器を構成する部品を分解した図である。
【図6】製氷用熱交換器の製造手順の一例を示したフローチャートである。
【図7】（ａ）～（ｂ）は、製氷用熱交換器の製造において、第１仕切部材を作製する手順を示した図である。
【図8】従来の製氷用熱交換器の構成の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２は、本実施の形態が適用される製氷用熱交換器１の斜視図である。図２は、図１の製氷用熱交換器１を、Ｚ方向を軸として１８０度回転させた図に対応する。図３は、製氷用熱交換器１を構成する部品を分解した図である。図４は、図１に示した製氷用熱交換器１をＩＶ－ＩＶ部から下方向に延びる面（ＹＺ面）で切断した断面図である。図５は、図４に示した製氷用熱交換器１をＶ－Ｖ部で切断した断面図である。以下の説明では、各図の上下方向であるＺ方向を、製氷用熱交換器１の上下方向または単に上下方向と表記する場合がある。
図１および図２は、本実施の形態が適用される製氷用熱交換器１の斜視図である。図２は、図１の製氷用熱交換器１を、Ｚ方向を軸として１８０度回転させた図に対応する。図３は、製氷用熱交換器１を構成する部品を分解した図である。図４は、図１に示した製氷用熱交換器１をＩＶ－ＩＶ部から下方向に延びる面（ＹＺ面）で切断した断面図である。図５は、図４に示した製氷用熱交換器１をＶ－Ｖ部で切断した断面図である。以下の説明では、各図の上下方向であるＺ方向を、製氷用熱交換器１の上下方向または単に上下方向と表記する場合がある。
【0009】
（製氷用熱交換器１）
製氷用熱交換器１は、方眼状に仕切られた複数（この例では１６個）の製氷空間Ｓを有し、製氷空間Ｓ内に投入された水と後述する冷媒流路４を流通する冷媒との間で熱交換して、製氷空間Ｓ内の水を氷結させる（製氷する）ために用いられる。
製氷用熱交換器１は、製氷空間Ｓを形成する複数（この例では４個）の第１仕切部材２を備えている。また、製氷用熱交換器１は、第１仕切部材２とともに製氷空間Ｓを形成する複数（この例では５個）の第２仕切部材３を備えている。さらに、製氷用熱交換器１は、製氷空間Ｓに投入された水を冷却するための冷媒が流通する冷媒流路４を備えている。
製氷用熱交換器１は、方眼状に仕切られた複数（この例では１６個）の製氷空間Ｓを有し、製氷空間Ｓ内に投入された水と後述する冷媒流路４を流通する冷媒との間で熱交換して、製氷空間Ｓ内の水を氷結させる（製氷する）ために用いられる。
製氷用熱交換器１は、製氷空間Ｓを形成する複数（この例では４個）の第１仕切部材２を備えている。また、製氷用熱交換器１は、第１仕切部材２とともに製氷空間Ｓを形成する複数（この例では５個）の第２仕切部材３を備えている。さらに、製氷用熱交換器１は、製氷空間Ｓに投入された水を冷却するための冷媒が流通する冷媒流路４を備えている。
【0010】
図１および図２に示すように、本実施の形態の製氷用熱交換器１では、複数の第１仕切部材２と複数の第２仕切部材３とが交互に並んで配置されている。付言すると、この例では、予め定めた方向に並ぶ第２仕切部材３同士の間に、第１仕切部材２がそれぞれ配置されている。以下の説明では、製氷用熱交換器１において第１仕切部材２と第２仕切部材３とが並ぶ方向を、Ｘ方向と表記する場合がある。
そして、製氷用熱交換器１には、第１仕切部材２の後述する第１仕切壁２１および底面２２と、第２仕切部材３の後述する第２仕切壁３１とにより囲まれる複数の製氷空間Ｓが形成されている。図１に示す製氷用熱交換器１では、それぞれが直方体状の形状を有する製氷空間Ｓが、Ｘ方向およびＸ方向に直交するＹ方向に４列ずつ、合計１６個形成されている。なお、本実施の形態では、Ｘ方向が第１方向に対応し、Ｙ方向が第２方向に対応する。
そして、製氷用熱交換器１には、第１仕切部材２の後述する第１仕切壁２１および底面２２と、第２仕切部材３の後述する第２仕切壁３１とにより囲まれる複数の製氷空間Ｓが形成されている。図１に示す製氷用熱交換器１では、それぞれが直方体状の形状を有する製氷空間Ｓが、Ｘ方向およびＸ方向に直交するＹ方向に４列ずつ、合計１６個形成されている。なお、本実施の形態では、Ｘ方向が第１方向に対応し、Ｙ方向が第２方向に対応する。
【0011】
（第１仕切部材２）
第１仕切部材２は、Ｙ方向に長尺のブロック状の形状を有している。第１仕切部材２は、Ｘ方向およびＹ方向に沿う底面２２と、それぞれがＸ方向に沿い且つ底面２２からＺ方向（上方向）に立ち上がる複数（この例では５個）の第１仕切壁２１とを備えている。付言すると、第１仕切壁２１は、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状の形状を有しており、底面２２上において、Ｙ方向に等間隔に並んでいる。この例では、隣接する第１仕切壁２１同士の間隔は、底面２２のＸ方向の幅と略等しい。
第１仕切部材２は、Ｙ方向に長尺のブロック状の形状を有している。第１仕切部材２は、Ｘ方向およびＹ方向に沿う底面２２と、それぞれがＸ方向に沿い且つ底面２２からＺ方向（上方向）に立ち上がる複数（この例では５個）の第１仕切壁２１とを備えている。付言すると、第１仕切壁２１は、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状の形状を有しており、底面２２上において、Ｙ方向に等間隔に並んでいる。この例では、隣接する第１仕切壁２１同士の間隔は、底面２２のＸ方向の幅と略等しい。
【0012】
また、第１仕切部材２は、底面２２の下方に連続する直方体状の形状を有し、冷媒流路４を支持し、冷媒流路４を通過する冷媒によって冷却される第１冷却部２３を備えている。さらに、第１仕切部材２には、第１冷却部２３をＸ方向に貫通する複数の第１貫通孔２５が形成されている。
複数の第１貫通孔２５は、第１冷却部２３において、Ｙ方向に等間隔に並んでいる。より具体的には、それぞれの第１貫通孔２５は、第１冷却部２３において、隣接する第１仕切壁２１同士の間に対応する位置に設けられている。付言すると、それぞれの第１貫通孔２５は、製氷用熱交換器１のそれぞれの製氷空間Ｓに対向するように形成されている。
複数の第１貫通孔２５は、第１冷却部２３において、Ｙ方向に等間隔に並んでいる。より具体的には、それぞれの第１貫通孔２５は、第１冷却部２３において、隣接する第１仕切壁２１同士の間に対応する位置に設けられている。付言すると、それぞれの第１貫通孔２５は、製氷用熱交換器１のそれぞれの製氷空間Ｓに対向するように形成されている。
【0013】
第１貫通孔２５の内径は、冷媒流路４の後述するヘアピンパイプ４１（直管部４ａ）の外径と略等しく形成されている。そして、第１貫通孔２５にヘアピンパイプ４１が挿入された状態では、第１貫通孔２５の内周面とへアピンパイプ４１の直管部４ａの外周面とが接触している。これにより、製氷用熱交換器１では、冷媒流路４に対する第１仕切部材２のＸ方向への移動が規制されている。
【0014】
詳細については後述するが、第１仕切部材２は、Ｘ方向を押出方向とした押出加工により得られる。第１仕切部材２の材質としては、押出加工が可能な金属であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることができる。
【0015】
（第２仕切部材３）
第２仕切部材３は、Ｙ方向およびＺ方向に沿う板状の形状を有している。本実施の形態では、第２仕切部材３の厚みは、第１仕切部材２の第１仕切壁２１の厚みよりも小さい。
第２仕切部材３は、第１仕切部材２の第１仕切壁２１および底面２２と交差し、第１仕切壁２１および底面２２とともに製氷空間Ｓを囲む第２仕切壁３１を備えている。付言すると、本実施の形態の製氷用熱交換器１を上方から見た場合、第１仕切部材２の第１仕切壁２１と第２仕切部材３の第２仕切壁３１とは、格子状に配置されている。
第２仕切部材３は、Ｙ方向およびＺ方向に沿う板状の形状を有している。本実施の形態では、第２仕切部材３の厚みは、第１仕切部材２の第１仕切壁２１の厚みよりも小さい。
第２仕切部材３は、第１仕切部材２の第１仕切壁２１および底面２２と交差し、第１仕切壁２１および底面２２とともに製氷空間Ｓを囲む第２仕切壁３１を備えている。付言すると、本実施の形態の製氷用熱交換器１を上方から見た場合、第１仕切部材２の第１仕切壁２１と第２仕切部材３の第２仕切壁３１とは、格子状に配置されている。
【0016】
また、第２仕切部材３は、第２仕切壁３１から下方へ延び、冷媒流路４を支持し、冷媒流路４を通過する冷媒によって冷却される第２冷却部３３を備えている。さらに、第２仕切部材３には、第２冷却部３３をＸ方向に貫通する複数の第２貫通孔３５が形成されている。
複数の第２貫通孔３５は、第２冷却部３３において、Ｙ方向に等間隔に並んでいる。複数の第２貫通孔３５同士の間隔は、第１仕切部材２に形成される複数の第１貫通孔２５同士の間隔と等しくなっている。付言すると、本実施の形態では、第１仕切部材２の第１貫通孔２５と第２仕切部材３の第２貫通孔３５とは、製氷用熱交換器１におけるＹ方向の位置が等しくなっている。これにより、製氷用熱交換器１では、第１仕切部材２のそれぞれの第１貫通孔２５と第２仕切部材３のそれぞれの第２貫通孔３５とが、Ｘ方向に連続している。
複数の第２貫通孔３５は、第２冷却部３３において、Ｙ方向に等間隔に並んでいる。複数の第２貫通孔３５同士の間隔は、第１仕切部材２に形成される複数の第１貫通孔２５同士の間隔と等しくなっている。付言すると、本実施の形態では、第１仕切部材２の第１貫通孔２５と第２仕切部材３の第２貫通孔３５とは、製氷用熱交換器１におけるＹ方向の位置が等しくなっている。これにより、製氷用熱交換器１では、第１仕切部材２のそれぞれの第１貫通孔２５と第２仕切部材３のそれぞれの第２貫通孔３５とが、Ｘ方向に連続している。
【0017】
第２貫通孔３５の内径は、第１仕切部材２の第１貫通孔２５の内径と略等しく形成されている。また、第２貫通孔３５の内径は、冷媒流路４の後述するヘアピンパイプ４１（直管部４ａ）の外径と略等しく形成されている。そして、第２貫通孔３５にヘアピンパイプ４１が挿入された状態では、第２貫通孔３５の内周面とへアピンパイプ４１の直管部４ａの外周面とが接触している。これにより、製氷用熱交換器１では、冷媒流路４に対する第２仕切部材３のＸ方向への移動が規制されている。
【0018】
第２仕切部材３は、例えば、プレス加工により成形された板金からなる。第２仕切部材３の材質は、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼を用いることができる。
【0019】
（冷媒流路４）
冷媒流路４は、第１仕切部材２の第１貫通孔２５と第２仕切部材３の第２貫通孔３５とに連続して通され、内部に冷媒が流通する流路を備える。冷媒流路４は、Ｘ方向に延びる直管部４ａと、隣接する直管部４ａ同士を接続する曲管部４ｂとが交互に形成されており、全体として一端４ｃから他端４ｄに連続する蛇行形状を有する。製氷用熱交換器１では、冷媒流路４の一端４ｃから他端４ｄに冷媒が流通することで、製氷空間Ｓに投入された水が、第１仕切部材２および第２仕切部材３を介して冷却される。
冷媒流路４は、第１仕切部材２の第１貫通孔２５と第２仕切部材３の第２貫通孔３５とに連続して通され、内部に冷媒が流通する流路を備える。冷媒流路４は、Ｘ方向に延びる直管部４ａと、隣接する直管部４ａ同士を接続する曲管部４ｂとが交互に形成されており、全体として一端４ｃから他端４ｄに連続する蛇行形状を有する。製氷用熱交換器１では、冷媒流路４の一端４ｃから他端４ｄに冷媒が流通することで、製氷空間Ｓに投入された水が、第１仕切部材２および第２仕切部材３を介して冷却される。
【0020】
図３に示すように、冷媒流路４は、２つの直管部４ａが曲管部４ｂにより接続された２つのヘアピンパイプ４１と、曲管部４ｂからなる継ぎ手４３とを備えている。そして、冷媒流路４は、２つのヘアピンパイプ４１が第１仕切部材２の第１貫通孔２５および第２仕切部材３の第２貫通孔３５に挿入された状態で、２つのヘアピンパイプ４１の端部に継ぎ手４３が接合されることで構成されている。なお、ヘアピンパイプ４１がパイプの一例である。
【0021】
また、図４に示すように、ヘアピンパイプ４１の直管部４ａの内周面には、Ｘ方向に沿って延び冷媒の流路に対向する凹凸４ｅが形成されている。これにより、冷媒流路４では、凹凸４ｅが形成されない場合と比べて、冷媒流路４を流通する冷媒に接触する直管部４ａの表面積が大きくなっている。この結果、冷媒流路４を流通する冷媒による冷却効率が向上する。
なお、図４に示す例では、凹凸４ｅは、直管部４ａにおける下側に形成されているが、これに限られるものではなく、例えば、直管部４ａの内周面の全周に亘って形成されていてもよい。また、図４に示す例では、全ての直管部４ａに凹凸４ｅが形成されているが、これに限られるものではなく、凹凸４ｅが形成されていない直管部４ａが存在してもよい。
なお、図４に示す例では、凹凸４ｅは、直管部４ａにおける下側に形成されているが、これに限られるものではなく、例えば、直管部４ａの内周面の全周に亘って形成されていてもよい。また、図４に示す例では、全ての直管部４ａに凹凸４ｅが形成されているが、これに限られるものではなく、凹凸４ｅが形成されていない直管部４ａが存在してもよい。
【0022】
また、図５に示すように、冷媒流路４は、直管部４ａの外径が、第１仕切部材２の第１貫通孔２５の内径および第２仕切部材３の第２貫通孔３５の内径と略等しい。そして、製氷用熱交換器１では、冷媒流路４の直管部４ａの外周面と、第１仕切部材２の第１貫通孔２５の内周面とが接触している。同様に、冷媒流路４の直管部４ａの外周面と、第２仕切部材３の第２貫通孔３５の内周面とが接触している。これにより、製氷用熱交換器１では、冷媒流路４に対する第１仕切部材２および第２仕切部材３のＸ方向への移動が規制され、第１仕切部材２と第２仕切部材３との間に隙間ができることが抑制される。また、冷媒流路４に対して第１仕切部材２および第２仕切部材３の移動を規制するために、ろう付け等を行うことが不要となり、製氷用熱交換器１の構成を簡易にすることができる。
【0023】
（被膜）
本実施の形態の製氷用熱交換器１は、第１仕切部材２および第２仕切部材３の外表面に、耐食性を有する被膜が形成されている。被膜は、例えば、耐食性塗料の塗布、またはめっき処理により形成することができる。
製氷用熱交換器１では、第１仕切部材２および第２仕切部材３の外表面に被膜が形成されることで、第１仕切部材２および第２仕切部材３の耐食性が向上する。また、第１仕切部材２および第２仕切部材３の外表面に被膜が形成されることで、第１仕切部材２と第２仕切部材３との間に存在する隙間を封止することができる。
本実施の形態の製氷用熱交換器１は、第１仕切部材２および第２仕切部材３の外表面に、耐食性を有する被膜が形成されている。被膜は、例えば、耐食性塗料の塗布、またはめっき処理により形成することができる。
製氷用熱交換器１では、第１仕切部材２および第２仕切部材３の外表面に被膜が形成されることで、第１仕切部材２および第２仕切部材３の耐食性が向上する。また、第１仕切部材２および第２仕切部材３の外表面に被膜が形成されることで、第１仕切部材２と第２仕切部材３との間に存在する隙間を封止することができる。
【0024】
被膜としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、メラミン樹脂等の樹脂や、錫、ニッケル、コバルト等の金属からなる被膜を用いることができる。
また、被膜の厚さは、５μｍ～８０μｍ程度とすることができる。
また、被膜の厚さは、５μｍ～８０μｍ程度とすることができる。
【0025】
（使用方法）
本実施の形態の製氷用熱交換器１は、例えば、所謂セル方式の製氷機に用いることができる。
具体的には、製氷用熱交換器１は、セル方式の製氷機において、製氷空間Ｓの開口が水の噴射口に向くように配置される。そして、製氷用熱交換器１において氷を生成する（製氷する）場合には、冷媒流路４に冷媒が供給され、第１仕切部材２および第２仕切部材３が冷却される。また、噴射口から製氷空間Ｓに水が投入され、この水が第１仕切部材２および第２仕切部材３に接触することで冷却されて徐々に氷結する。これにより、それぞれの製氷空間Ｓに、直方体状の氷が生成される。その後、冷媒流路４に所定の温度に暖められた冷媒が供給され、製氷空間Ｓに生成された氷の表面が溶融して、製氷用熱交換器１から氷が取り外される。
本実施の形態の製氷用熱交換器１は、例えば、所謂セル方式の製氷機に用いることができる。
具体的には、製氷用熱交換器１は、セル方式の製氷機において、製氷空間Ｓの開口が水の噴射口に向くように配置される。そして、製氷用熱交換器１において氷を生成する（製氷する）場合には、冷媒流路４に冷媒が供給され、第１仕切部材２および第２仕切部材３が冷却される。また、噴射口から製氷空間Ｓに水が投入され、この水が第１仕切部材２および第２仕切部材３に接触することで冷却されて徐々に氷結する。これにより、それぞれの製氷空間Ｓに、直方体状の氷が生成される。その後、冷媒流路４に所定の温度に暖められた冷媒が供給され、製氷空間Ｓに生成された氷の表面が溶融して、製氷用熱交換器１から氷が取り外される。
【0026】
（製造方法）
図６は、製氷用熱交換器１の製造手順の一例を示したフローチャートである。また、図７（ａ）～（ｂ）は、製氷用熱交換器１の製造において、第１仕切部材２を作製する手順を示した図である。
続いて、図６、図７（ａ）～（ｂ）および上述した図３等を用いて、本実施の形態の製氷用熱交換器１の製造方法について説明する。
図６は、製氷用熱交換器１の製造手順の一例を示したフローチャートである。また、図７（ａ）～（ｂ）は、製氷用熱交換器１の製造において、第１仕切部材２を作製する手順を示した図である。
続いて、図６、図７（ａ）～（ｂ）および上述した図３等を用いて、本実施の形態の製氷用熱交換器１の製造方法について説明する。
【0027】
まず、押出加工により、第１仕切部材２の元となる押出部材１０を成形する（ステップ１０１）。具体的には、Ｘ方向を押出方向として、材料となる金属を予め定めた形状を有する金型から押し出すことにより、押出部材１０を成形する。
押出部材１０のＸ方向の長さは、第１仕切部材２よりも長く成形される。この例では、押出部材１０のＸ方向の長さは、第１仕切部材２のＸ方向の長さのおよそ４倍となっている。
押出部材１０のＸ方向の長さは、第１仕切部材２よりも長く成形される。この例では、押出部材１０のＸ方向の長さは、第１仕切部材２のＸ方向の長さのおよそ４倍となっている。
【0028】
また、図７（ａ）に示すように、押出部材１０は、Ｘ方向およびＹ方向に延び、底面２２（図３等参照）の元となる延伸面１２と、それぞれがＸ方向に沿い且つ延伸面１２からＺ方向（上方向）に立ち上がる第１仕切壁２１（図３等参照）の元となる複数（この例では５個）の立ち上がり面１１とを備えている。付言すると、立ち上がり面１１は、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状の形状を有しており、延伸面１２上において、Ｙ方向に等間隔に並んでいる。
さらに、押出部材１０は、延伸面１２の下方に連続する直方体状の形状を有し、第１冷却部２３（図３等参照）の元となるブロック部１３を備えている。さらにまた、押出部材１０には、ブロック部１３をＸ方向に貫通し、第１貫通孔２５（図３等参照）の元となる複数（この例では４個）の貫通孔１５が形成されている。
さらに、押出部材１０は、延伸面１２の下方に連続する直方体状の形状を有し、第１冷却部２３（図３等参照）の元となるブロック部１３を備えている。さらにまた、押出部材１０には、ブロック部１３をＸ方向に貫通し、第１貫通孔２５（図３等参照）の元となる複数（この例では４個）の貫通孔１５が形成されている。
【0029】
続いて、図７（ｂ）に示すように、得られた押出部材１０をＸ方向に垂直な面で切断することで、複数（この例では４個）の第１仕切部材２を作製する（ステップ１０２）。
具体的には、押出部材１０を切断することで、それぞれが、延伸面１２が切断された底面２２と、それぞれの立ち上がり面１１が切断された複数の第１仕切壁２１と、ブロック部１３が切断された第１冷却部２３とを有する複数の第１仕切部材２を作製する。また、得られた第１仕切部材２の第１冷却部２３には、それぞれの貫通孔１５が切断された複数の第１貫通孔２５が形成される。
具体的には、押出部材１０を切断することで、それぞれが、延伸面１２が切断された底面２２と、それぞれの立ち上がり面１１が切断された複数の第１仕切壁２１と、ブロック部１３が切断された第１冷却部２３とを有する複数の第１仕切部材２を作製する。また、得られた第１仕切部材２の第１冷却部２３には、それぞれの貫通孔１５が切断された複数の第１貫通孔２５が形成される。
【0030】
続いて、ステップ１０２で得られた複数の第１仕切部材２と、プレス加工等により得られた複数の第２仕切部材３とを、Ｘ方向に交互に配置する（ステップ１０３）。
このとき、隣接する第１仕切部材２の第１仕切壁２１と第２仕切部材３の第２仕切壁３１とが接触するように、第１仕切部材２および第２仕切部材３を配置する。また、第１仕切部材２に形成されたそれぞれの第１貫通孔２５と、第２仕切部材３に形成されたそれぞれの第２貫通孔３５とがＸ方向に連続するように、第１仕切部材２および第２仕切部材３を配置する。
このとき、隣接する第１仕切部材２の第１仕切壁２１と第２仕切部材３の第２仕切壁３１とが接触するように、第１仕切部材２および第２仕切部材３を配置する。また、第１仕切部材２に形成されたそれぞれの第１貫通孔２５と、第２仕切部材３に形成されたそれぞれの第２貫通孔３５とがＸ方向に連続するように、第１仕切部材２および第２仕切部材３を配置する。
【0031】
続いて、ステップ１０３で配置した第１仕切部材２の第１貫通孔２５および第２仕切部材３の第２貫通孔３５に対して、冷媒流路４を構成するヘアピンパイプ４１の直管部４ａをＸ方向に沿って挿入する（ステップ１０４）。第１貫通孔２５および第２貫通孔３５に対しヘアピンパイプ４１を挿入した状態では、ヘアピンパイプ４１（直管部４ａ）の先端は、Ｘ方向の下流側に位置する第２仕切部材３から突出した状態となっている。
なお、ステップ１０４においては、直管部４ａの外径が第１貫通孔２５および第２貫通孔３５の内径よりもわずかに小さいヘアピンパイプ４１を用いることが好ましい。これにより、第１貫通孔２５および第２貫通孔３５に対しヘアピンパイプ４１を挿入しやすくなる。
なお、ステップ１０４においては、直管部４ａの外径が第１貫通孔２５および第２貫通孔３５の内径よりもわずかに小さいヘアピンパイプ４１を用いることが好ましい。これにより、第１貫通孔２５および第２貫通孔３５に対しヘアピンパイプ４１を挿入しやすくなる。
【0032】
続いて、ステップ１０４において第１貫通孔２５および第２貫通孔３５に挿入したヘアピンパイプ４１の直管部４ａを拡管する（ステップ１０５）。具体的には、ヘアピンパイプ４１の直管部４ａを内側から外側へ押し拡げることで、直管部４ａの外径を大きくする。これにより、第１貫通孔２５および第２貫通孔３５の内周面に対して、直管部４ａの外周面を接触させる。
本実施の形態では、第１貫通孔２５および第２貫通孔３５に挿入したヘアピンパイプ４１（直管部４ａ）を拡管することで、第１貫通孔２５および第２貫通孔３５の内周面に対する直管部４ａの外周面の密着性を向上させることができる。これにより、冷媒流路４に対する第１仕切部材２および第２仕切部材３のＸ方向への移動が規制され、第１仕切部材２と第２仕切部材３との間に隙間ができることが抑制される。
本実施の形態では、第１貫通孔２５および第２貫通孔３５に挿入したヘアピンパイプ４１（直管部４ａ）を拡管することで、第１貫通孔２５および第２貫通孔３５の内周面に対する直管部４ａの外周面の密着性を向上させることができる。これにより、冷媒流路４に対する第１仕切部材２および第２仕切部材３のＸ方向への移動が規制され、第１仕切部材２と第２仕切部材３との間に隙間ができることが抑制される。
【0033】
続いて、Ｘ方向の下流側に位置する第２仕切部材３から突出したヘアピンパイプ４１の端部に、Ｕ字型の継ぎ手４３を、アルゴン溶接等の手段を用いて接合する（ステップ１０６）。これにより、一端４ｃ（図１参照）から他端４ｄ（図１参照）に連続する蛇行形状を有する冷媒流路４が得られる。
【0034】
続いて、第１仕切部材２および第２仕切部材３の外表面に対し、耐食性塗料を塗布し、またはめっき処理を施すことにより、被膜を形成する（ステップ１０７）。これにより、第１仕切部材２と第２仕切部材３との間に隙間が存在する場合であっても、被膜によってこの隙間が封止される。
以上の工程により、図１～図５に示す製氷用熱交換器１が得られる。
以上の工程により、図１～図５に示す製氷用熱交換器１が得られる。
【0035】
ところで、上述した例では、第１仕切部材２および第２仕切部材３の外表面に被膜を形成し、この被膜によって第１仕切部材２と第２仕切部材３との隙間を封止する構成とした。第１仕切部材２と第２仕切部材３との隙間を封止する構成としては、例えば、以下のものを採用してもよい。
すなわち、第２仕切部材３を、第１仕切部材２に対向する面にろう材からなる層が形成された所謂ブレージング材とする。そして、上述した製氷用熱交換器１の製造工程において、第１貫通孔２５および第２貫通孔３５にヘアピンパイプ４１を挿入した後（ステップ１０４）、所定の温度に加熱することで、第２仕切部材３のろう材を溶融させ、第２仕切部材３の表面に第１仕切部材２を付着させる。これにより、第１仕切部材２および第２仕切部材３の間が封止される。
すなわち、第２仕切部材３を、第１仕切部材２に対向する面にろう材からなる層が形成された所謂ブレージング材とする。そして、上述した製氷用熱交換器１の製造工程において、第１貫通孔２５および第２貫通孔３５にヘアピンパイプ４１を挿入した後（ステップ１０４）、所定の温度に加熱することで、第２仕切部材３のろう材を溶融させ、第２仕切部材３の表面に第１仕切部材２を付着させる。これにより、第１仕切部材２および第２仕切部材３の間が封止される。
【0036】
このように、第２仕切部材３をブレージング材とすることで、第１仕切部材２と第２仕切部材３との間を封止するために、第１仕切部材２および第２仕切部材３とは別にろう材を用いたり、ろう付け治具を用意したりする必要がない。言い換えると、製氷用熱交換器１の製造工程が複雑になることを抑制しながら、第１仕切部材２と第２仕切部材３とを封止することができる。
【0037】
（従来の製氷用熱交換器との対比）
図８は、従来の製氷用熱交換器９の構成の一例を説明する図であり、従来の製氷用熱交換器９を構成する部品を分解した図である。
図８に示すように、従来の製氷用熱交換器９は、格子状に形成された仕切板９１と、平板状のベース板９２と、プレス加工により成形され冷媒の流路に対応する溝９４が形成されたプレス板９３とが、この順に積層されて構成される。この製氷用熱交換器９では、仕切板９１とベース板９２との間、およびベース板９２とプレス板９３との間にろう材が挟み込まれてろう付けされている。そして、この製氷用熱交換器９では、仕切板９１とベース板９２とによって、氷を生成するための直方体状の空間が複数形成されるとともに、ベース板９２とプレス板９３の溝９４とによって冷媒の流路が形成される。
図８は、従来の製氷用熱交換器９の構成の一例を説明する図であり、従来の製氷用熱交換器９を構成する部品を分解した図である。
図８に示すように、従来の製氷用熱交換器９は、格子状に形成された仕切板９１と、平板状のベース板９２と、プレス加工により成形され冷媒の流路に対応する溝９４が形成されたプレス板９３とが、この順に積層されて構成される。この製氷用熱交換器９では、仕切板９１とベース板９２との間、およびベース板９２とプレス板９３との間にろう材が挟み込まれてろう付けされている。そして、この製氷用熱交換器９では、仕切板９１とベース板９２とによって、氷を生成するための直方体状の空間が複数形成されるとともに、ベース板９２とプレス板９３の溝９４とによって冷媒の流路が形成される。
【0038】
このように、従来の製氷用熱交換器９を製造するためには、プレス板９３を成形するための金型や、仕切板９１，ベース板９２およびプレス板９３をろう付けするためのろう付け治具等が必要となる。この結果、従来の製氷用熱交換器９は、製造工程が複雑になりやすい。
【0039】
これに対し、本実施の形態の製氷用熱交換器１では、上述したように、第１仕切部材２に設けられた第１貫通孔２５と第２仕切部材３に設けられた第２貫通孔３５とにヘアピンパイプ４１を連続して通すことで、第１仕切部材２と第２仕切部材３と冷媒流路４とを固定している。これにより、製氷用熱交換器１の製造では、製氷用熱交換器１の各部材を固定するためのろう材やろう付け治具が不要となる。この結果、従来の製氷用熱交換器９と比べて製造が容易な製氷用熱交換器１を実現することができる。
【0040】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない限りにおいては様々な変形や組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【0041】
１…製氷用熱交換器、２…第１仕切部材、３…第２仕切部材、４…冷媒流路、２１…第１仕切壁、２２…底面、２３…第１冷却部、２５…第１貫通孔、３１…第２仕切壁、３３…第２冷却部、３５…第２貫通孔、４１…ヘアピンパイプ、４３…継ぎ手
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
