特許 7313857 フィンチューブ熱交換器およびそれを備えた輸送用冷凍装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-14

(45)【発行日】2023-07-25

(54)【発明の名称】フィンチューブ熱交換器およびそれを備えた輸送用冷凍装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 40/00 20060101AFI20230718BHJP

   F25D 11/00 20060101ALI20230718BHJP

   F25B 39/02 20060101ALI20230718BHJP

   F28F 9/013 20060101ALI20230718BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20230718BHJP

【ＦＩ】

F25B40/00 V

F25D11/00 101F

F25B39/02 F

F28F9/013 B

F25B1/00 331Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019063577

(22)【出願日】2019-03-28

(65)【公開番号】P2020165548

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2022-01-31

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】西井 智広

(72)【発明者】

【氏名】田中 孝史

【審査官】笹木 俊男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１８７２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７４８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２１０５０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ ３９／００ ～ ３９／０４

Ｆ２５Ｂ ４０／００ ～ ４０／０６

Ｆ２５Ｄ １１／００ ～ １６／００

Ｆ２５Ｄ ２７／００ ～ ３１／００

Ｆ２８Ｄ １／０４７

Ｆ２８Ｄ １／０５３

Ｆ２８Ｆ ９／０１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配列方向に沿って平行に配置される複数のプレートフィンと、前記プレートフィンに形成される挿入穴に挿入されるとともに流入口から流出口へ冷媒を流通させるチューブと、を有する熱交換部を備え、
前記熱交換部は、
前記冷媒と空気との熱交換を行う第１熱交換領域と、
前記空気と前記冷媒との熱交換量が前記第１熱交換領域よりも少なく、かつ隣接して流通する温度の異なる前記冷媒間の熱交換量が前記第１熱交換領域よりも多い第２熱交換領域と、を有し、
前記プレートフィンは、前記第１熱交換領域に配置される第１プレートフィンと、前記第２熱交換領域に配置されるとともに前記第１プレートフィンから分離した第２プレートフィンと、を有するフィンチューブ熱交換器。

【請求項2】

前記熱交換部は、
前記熱交換部に前記空気を流通させるファンと、
前記第２熱交換領域を取り囲むように配置され、前記ファンにより流通する前記空気の流通を遮断する遮風構造と、を備える請求項１に記載のフィンチューブ熱交換器。

【請求項3】

配列方向に沿って平行に配置される複数のプレートフィンと、前記プレートフィンに形成される挿入穴に挿入されるとともに流入口から流出口へ冷媒を流通させるチューブと、を有する熱交換部を備え、
前記熱交換部は、
前記冷媒と空気との熱交換を行う第１熱交換領域と、
前記空気と前記冷媒との熱交換量または前記冷媒同士の熱交換量が前記第１熱交換領域における熱交換量と異なる第２熱交換領域と、
前記熱交換部に前記空気を流通させるファンと、
前記第２熱交換領域を取り囲むように配置され、前記ファンにより流通する前記空気の流通を遮断する遮風構造と、を備え、
前記遮風構造は、前記第２熱交換領域を前記空気に対して断熱する断熱材により形成されているフィンチューブ熱交換器。

【請求項4】

前記プレートフィンは、前記第１熱交換領域に配置される第１プレートフィンと、前記第２熱交換領域に配置されるとともに前記第１プレートフィンから分離した第２プレートフィンと、を有する請求項３に記載のフィンチューブ熱交換器。

【請求項5】

前記チューブは、前記配列方向に沿って延びる複数の直線部と、前記直線部の両端のそれぞれに配置されるとともに隣接する前記直線部を接続する複数の折れ曲がり部と、を有し、
前記複数の直線部を挟んで配置されるとともに前記複数の直線部の両端を支持する一対の側板を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のフィンチューブ熱交換器。

【請求項6】

配列方向に沿って平行に配置される複数のプレートフィンと、前記プレートフィンに形成される挿入穴に挿入されるとともに流入口から流出口へ冷媒を流通させるチューブと、を有する熱交換部を備え、
前記熱交換部は、
前記冷媒と空気との熱交換を行う第１熱交換領域と、
前記空気と前記冷媒との熱交換量または前記冷媒同士の熱交換量が前記第１熱交換領域における熱交換量と異なる第２熱交換領域と、を有し、
前記チューブは、前記配列方向に沿って延びる複数の直線部と、前記直線部の両端のそれぞれに配置されるとともに隣接する前記直線部を接続する複数の折れ曲がり部と、を有し、
前記複数の直線部を挟んで配置されるとともに前記複数の直線部の両端を支持する一対の側板を備え、
前記第２熱交換領域は、前記流入口から流入する液相冷媒を流通させる第１の前記直線部と、前記流出口から流出する気相冷媒を流通させる第２の前記直線部と、を有し、
前記第１の直線部は、前記配列方向に直交する平面において、前記第２の直線部に挟まれる位置に配置されるフィンチューブ熱交換器。

【請求項7】

前記第１熱交換領域から気相冷媒が流出する気相出口部と、前記第２熱交換領域へ気相冷媒が流入する気相入口部とが同一の前記側板により支持されており、
前記気相出口部が前記気相入口部に接続されている請求項５または請求項６に記載のフィンチューブ熱交換器。

【請求項8】

前記第２熱交換領域から液相冷媒が流出する液相出口部と、前記第１熱交換領域へ液相冷媒が流入する液相入口部とが膨張弁を介して接続されている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のフィンチューブ熱交換器。

【請求項9】

前記第１熱交換領域と前記第２熱交換領域は、前記配列方向に直交する方向の異なる位置に配置されており、
前記第１熱交換領域は、前記配列方向に直交する方向において前記空気の単位時間当たりの流通量が最大となる位置に配置されている請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のフィンチューブ熱交換器。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のフィンチューブ熱交換器を備え、
前記空気は、車両の保冷庫の内部空気であり、
前記熱交換部の前記第１熱交換領域は、蒸発器として機能し、前記冷媒と前記内部空気との熱交換を行って前記内部空気を冷却する輸送用冷凍装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィンチューブ熱交換器およびそれを備えた輸送用冷凍装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、輸送用冷凍装置において、熱交換性能を向上させるために、保冷庫の外部に配置された庫外熱交換器で凝縮された冷媒と保冷庫の内部に配置される庫内熱交換器で気化された冷媒との熱交換を行う熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される熱交換器は、二重管式熱交換器であり、凝縮された冷媒を内管に流通させ、内管を流通する冷媒と対向するように外管に気化された冷媒を流通させ、凝縮された冷媒を気化された冷媒で冷却する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－３９５９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の二重管式熱交換器を用いる場合、二重管構造の熱交換器を専用に設計する必要があり、多くの設計工数を要するとともに製造コストが大幅に増大してしまう。また、庫内の空気を冷却する蒸発器とは異なる位置に二重管式熱交換器を設置し、二重管式熱交換器で冷却された冷媒を蒸発器へ導くための配管等が必要となるため、輸送用冷凍装置を小型化することが困難である。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、設計工数や製造コストを大幅に増大させることなく小型化を実現し、かつ熱交換性能を向上させたフィンチューブ熱交換器およびそれを備えた輸送用冷凍装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のフィンチューブ熱交換器は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係るフィンチューブ熱交換器は、配列方向に沿って平行に配置される複数のプレートフィンと、前記プレートフィンに形成される挿入穴に挿入されるとともに流入口から流出口へ冷媒を流通させるチューブと、を有する熱交換部を備え、前記熱交換部は、前記冷媒と空気との熱交換を行う第１熱交換領域と、前記空気と前記冷媒との熱交換量が前記第１熱交換領域よりも少なく、かつ隣接して流通する温度の異なる前記冷媒間の熱交換量が前記第１熱交換領域よりも多い第２熱交換領域と、を有し、前記プレートフィンは、前記第１熱交換領域に配置される第１プレートフィンと、前記第２熱交換領域に配置されるとともに前記第１プレートフィンから分離した第２プレートフィンと、を有する。

【0007】

本発明の一態様に係るフィンチューブ熱交換器によれば、複数のプレートフィンとプレートフィンに形成される挿入穴に挿入されるチューブとを有するフィンチューブ式の熱交換部を備え、この熱交換部が、空気と冷媒との熱交換量または冷媒同士の熱交換量が異なる第１熱交換領域と第２熱交換領域とを有する。空気と冷媒との熱交換量または冷媒同士の熱交換量が異なる２種類の熱交換領域をフィンチューブ式の熱交換部が有するため、それぞれ独立した熱交換部とする場合に比べ、設計工数や製造コストを大幅に増大させることなく小型化を実現することができる。

【0008】

本発明の一態様に係るフィンチューブ熱交換器において、前記第２熱交換領域は、前記空気と前記冷媒との熱交換量が前記第１熱交換領域よりも少なく、かつ隣接して流通する温度の異なる前記冷媒間の熱交換量が前記第１熱交換領域よりも多くてもよい。第１熱交換領域では冷媒と空気との熱交換が主たる熱交換として行われ、第２熱交換領域では温度の異なる冷媒管の熱交換が主たる熱交換として行われる。このような２種類の熱交換をフィンチューブ式の熱交換部により行うため、それぞれ独立した熱交換部とする場合に比べ、設計工数や製造コストを大幅に増大させることなく小型化を実現することができる。また、隣接して流通する温度の異なる冷媒間の熱交換量が第１熱交換領域よりも多い第２熱交換領域を設けることにより、熱交換性能を向上させることができる。

【0009】

本発明の一態様に係るフィンチューブ熱交換器においては、前記熱交換部は、前記熱交換部に前記空気を流通させるファンと、前記第２熱交換領域を取り囲むように配置され、前記ファンにより流通する前記空気の流通を遮断する遮風構造と、を備える構成としてもよい。
ファンを用いて強制的に熱交換部に空気を流通させることにより、第１熱交換領域における冷媒と空気との熱交換効率を向上させることができる。また、遮風構造により第２熱交換領域への空気の流通を遮断することにより、第２熱交換領域における温度の異なる冷媒間の熱交換効率を向上させることができる。

【0010】

本発明の一態様に係るフィンチューブ熱交換器は、配列方向に沿って平行に配置される複数のプレートフィンと、前記プレートフィンに形成される挿入穴に挿入されるとともに流入口から流出口へ冷媒を流通させるチューブと、を有する熱交換部を備え、前記熱交換部は、前記冷媒と空気との熱交換を行う第１熱交換領域と、前記空気と前記冷媒との熱交換量または前記冷媒同士の熱交換量が前記第１熱交換領域における熱交換量と異なる第２熱交換領域と、前記熱交換部に前記空気を流通させるファンと、前記第２熱交換領域を取り囲むように配置され、前記ファンにより流通する前記空気の流通を遮断する遮風構造と、を備え、前記遮風構造は、前記第２熱交換領域を前記空気に対して断熱する断熱材により形成されている。
遮風構造が空気を断熱する断熱材により形成されるため、空気の熱が第２熱交換領域に伝達されて温度の異なる冷媒間の熱交換効率が低下する不具合を抑制することができる。

【0011】

本発明の一態様に係るフィンチューブ熱交換器において、前記プレートフィンは、前記第１熱交換領域に配置される第１プレートフィンと、前記第２熱交換領域に配置されるとともに前記第１プレートフィンから分離した第２プレートフィンと、を有してもよい。
第１熱交換領域に配置される第１プレートフィンと第２熱交換領域に配置される第２プレートフィンが分離しているため、第１プレートフィンと第２プレートフィンの間で熱伝達が発生することによる熱交換効率の低下を抑制することができる。

【0012】

本発明の一態様に係るフィンチューブ熱交換器において、前記チューブは、前記配列方向に沿って延びる複数の直線部と、前記直線部の両端のそれぞれに配置されるとともに隣接する前記直線部を接続する複数の折れ曲がり部と、を有し、前記複数の直線部を挟んで配置されるとともに前記複数の直線部の両端を支持する一対の側板を備える構成としてもよい。
配列方向に沿って延びる複数の直線部の両端が一対の側板により支持されるため、第１熱交換領域の直線部と第２熱交換領域の直線部の双方が共通の側板により支持されることとなる。そのため、冷媒と空気との熱交換を行う第１熱交換領域と、温度の異なる冷媒間の熱交換を行う第２熱交換領域とをそれぞれ独立した熱交換部とする場合に比べ、チューブを支持する構造体を共通化して、設計工数や製造コストを低減することができる。

【0013】

本発明の一態様に係るフィンチューブ熱交換器は、配列方向に沿って平行に配置される複数のプレートフィンと、前記プレートフィンに形成される挿入穴に挿入されるとともに流入口から流出口へ冷媒を流通させるチューブと、を有する熱交換部を備え、前記熱交換部は、前記冷媒と空気との熱交換を行う第１熱交換領域と、前記空気と前記冷媒との熱交換量または前記冷媒同士の熱交換量が前記第１熱交換領域における熱交換量と異なる第２熱交換領域と、を有し、前記チューブは、前記配列方向に沿って延びる複数の直線部と、前記直線部の両端のそれぞれに配置されるとともに隣接する前記直線部を接続する複数の折れ曲がり部と、を有し、前記複数の直線部を挟んで配置されるとともに前記複数の直線部の両端を支持する一対の側板を備え、前記第２熱交換領域は、前記流入口から流入する液相冷媒を流通させる第１前記直線部と、前記流出口から流出する気相冷媒を流通させる第２の前記直線部と、を有し、前記第１の直線部は、前記配列方向に直交する平面において、前記第２の直線部に挟まれる位置に配置される。
第１の直線部には高温の液相冷媒が流通し、第２の直線部には低温の気相冷媒が流通する。配列方向に直交する平面において第１の直線部を第２の直線部に挟まれる位置に配置することで、配列方向に沿って流通する高温の液相冷媒が低温の気相冷媒により冷却し、冷媒間の熱交換効率が向上する。

【0014】

上記構成のフィンチューブ熱交換器においては、前記第１熱交換領域から気相冷媒が流出する気相出口部と、前記第２熱交換領域へ気相冷媒が流入する気相入口部とが同一の前記側板により支持されており、前記気相出口部が前記気相入口部に接続されていてもよい。
気相出口部と気相入口部とが同一の側板により支持されているため、気相出口部と気相入口部を接続する配管を短くし、かつ気相出口部と気相入口部を容易に接続することができる。

【0015】

本発明の一態様に係るフィンチューブ熱交換器においては、前記第２熱交換領域から液相冷媒が流出する液相出口部と、前記第１熱交換領域へ液相冷媒が流入する液相入口部とが膨張弁を介して接続されていてもよい。
第２熱交換領域で低温の気相冷媒との熱交換より冷却された液相冷媒を膨張弁により膨張させて低温低圧の液相冷媒とすることにより、第１熱交換領域において液相の冷媒を適切に気化させて空気を冷却することができる。

【0016】

本発明の一態様に係るフィンチューブ熱交換器において、前記第１熱交換領域と前記第２熱交換領域は、前記配列方向に直交する方向の異なる位置に配置されており、前記第１熱交換領域は、前記配列方向に直交する方向おいて前記空気の単位時間当たりの流通量が最大となる位置に配置されていてもよい。
配列方向において空気の単位時間当たりの流通量が最大となる位置に第１熱交換領域が配置されるため、第１熱交換領域における空気と冷媒との熱交換効率が向上する。また、第２熱交換領域が配列方向において空気の単位時間当たりの流通量が最大となる位置には配置されないため、第２熱交換領域における空気と冷媒との熱交換が抑制され、冷媒間の熱交換効率が向上する。

【0017】

本発明の一態様に係る輸送用冷凍装置は、上記のいずれかのフィンチューブ熱交換器を備え、前記空気は、車両の保冷庫の内部空気であり、前記熱交換部の前記第１熱交換領域は、蒸発器として機能し、前記冷媒と前記内部空気との熱交換を行って前記内部空気を冷却する。
本発明の一態様に係る輸送用冷凍装置によれば、冷媒と空気との熱交換と、温度の異なる冷媒間の熱交換との２種類の熱交換をフィンチューブ式の熱交換部により行うため、それぞれ独立した熱交換部とする場合に比べ、設計工数や製造コストを大幅に増大させることなく小型化を実現することができる。また、隣接して流通する温度の異なる冷媒間の熱交換量が前記第１熱交換領域よりも多い第２熱交換領域を設けることにより、熱交換性能を向上させることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、設計工数や製造コストを大幅に増大させることなく小型化を実現し、かつ熱交換性能を向上させたフィンチューブ熱交換器およびそれを備えた輸送用冷凍装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る陸上輸送用冷凍装置が搭載されるトラックを示す概略構成図である。

【図2】図１に示す陸上輸送用冷凍装置の縦断面図である。

【図3】図１に示す陸上輸送用冷凍装置の冷媒回路を示す図である。

【図4】図２に示す庫内熱交換器の庫内熱交換部を上方からみた平面図である。

【図5】庫内熱交換部を図４のＡ方向からみた図である。

【図6】図４に示す庫内熱交換部のＢ－Ｂ矢視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に、本発明の一実施形態に係る陸上輸送用冷凍装置１００について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る陸上輸送用冷凍装置１００が搭載されるトラック１を示す概略構成図である。

【0021】

図１に示すように、トラック（車両）１は、トラック１に搭載される陸上輸送用冷凍装置１００と、陸上輸送用冷凍装置１００が前壁上部に取り付けられる保冷庫２と、トラック１の乗員が乗り込むキャビン３と、キャビン３の下方に配置されるとともにトラック１を走行させる駆動源となるエンジン４とを備える。エンジン４は、エンジン４の側壁等に設置される圧縮機３０に駆動力を与えることが可能となっている。

【0022】

トラック１は、キャビン３の後部シャーシに保冷庫２が搭載された構成となっている。保冷庫２は、断熱構造の箱体により構成され、後面または側面に荷物搬出入用扉（図示略）を備えている。保冷庫２は、荷物搬出入用扉を閉じることにより、内部空間が外気から遮断された密閉状態となる。

【0023】

陸上輸送用冷凍装置１００は、冷媒と保冷庫２の内部空気との熱交換を行って保冷庫２の内部を冷却する冷却運転を実行する装置である。陸上輸送用冷凍装置１００は、後述する庫内熱交換器（熱交換部）１０と庫外熱交換器２０とが一体化された装置であり、保冷庫２の前壁２ａの上部に一部がキャビン３の上方に出っ張るように設置されている。

【0024】

陸上輸送用冷凍装置１００は、図２の断面図に示すように、冷媒と保冷庫２の内部空気との熱交換を行う庫内熱交換器１０と、冷媒と外気との熱交換を行うとともに保冷庫２の前壁２ａの上部に取り付けられた庫外熱交換器２０と、を備える。

【0025】

図２に示すように、庫内熱交換器１０は、冷媒と保冷庫２の内部空気との熱交換を行う庫内熱交換部１１と、庫内熱交換部１１の下端１１ａから上端１１ｂに向けて内部空気を流通させるファン１２と、庫内熱交換部１１およびファン１２が配置される熱交換空間Ｓ１を外部空間Ｓ２から遮断するカバー部材１３と、カバー部材１３の内部に取り付けられる断熱材１４と、を有する。図２中に矢印で示すように、庫内熱交換器１０は、保冷庫２の内部空気を前壁２ａに設けられた吸入口２ｂから吸入し、前壁２ａに設けられた排出口２ｃから排出することにより、冷媒と内部空気との熱交換を行う。

【0026】

図２に示すように、庫外熱交換器２０は、冷媒と外気との熱交換を行う庫外熱交換部２１と、庫外熱交換部２１の前方側端部２１ａから後方側端部２１ｂに向けて外気を流通させるファン２２と、庫外熱交換部２１を覆うように形成されるカバー部材２３と、カバー部材２３と、を有する。図２中に矢印で示すように、庫外熱交換器２０は、カバー部材２３に設けられた複数の開口部２３ａから外気をカバー部材２３の内部へ導入し、カバー部材２３に設けられた排出口２３ｂから排出することにより、冷媒と外気との熱交換を行う。

【0027】

図３は、陸上輸送用冷凍装置１００の冷媒回路５０を示す図である。冷媒回路５０は、庫内熱交換器１０と、庫外熱交換器２０と、圧縮機３０とを冷媒チューブ１１ｅにより接続した回路である。庫内熱交換器１０の庫内熱交換部１１は、第１熱交換領域１１Ａと、第２熱交換領域１１Ｂと、膨張弁１１Ｃとを有する。

【0028】

陸上輸送用冷凍装置１００は、圧縮機３０で圧縮された液相冷媒を庫外熱交換器２０の庫外熱交換部２１へ導いて庫外熱交換器２０をコンデンサ（凝縮器）として機能させる。また、陸上輸送用冷凍装置１００は、庫外熱交換器２０で放熱した高温の液相冷媒を庫内熱交換部１１の第２熱交換領域１１Ｂへ導き、蒸発器として機能する第１熱交換領域１１Ａから導かれる冷温の気相冷媒により冷却する。

【0029】

陸上輸送用冷凍装置１００は、第２熱交換領域１１Ｂで冷却された液相冷媒を膨張弁１１Ｃへ導いて断熱膨張させ、低温低圧の液相冷媒とする。陸上輸送用冷凍装置１００は、低温低圧の液相冷媒を庫内熱交換器１０の第１熱交換領域１１Ａへ導いて第１熱交換領域１１Ａをエバポレータ（蒸発器）として機能させる。第１熱交換領域１１Ａで気化した気相の冷媒は第２熱交換領域１１Ｂで高温の液相冷媒を冷却し、圧縮機３０へ導かれる。

【0030】

陸上輸送用冷凍装置１００は、以上のようにして庫内熱交換器１０の第１熱交換領域１１Ａをエバポレータとして機能させ、保冷庫２の内部空気を冷却する。
次に、庫内熱交換器１０について、図面を参照して詳細に説明する。

【0031】

図４は、図２に示す庫内熱交換器１０の庫内熱交換部１１を上方からみた平面図である。図４では、図２のカバー部材１３および断熱材１４の図示を省略している。図４では、ファン１２を仮想線により示している。図４に示す軸線Ｘは、トラック１の車幅方向と一致し、かつ水平に延びる方向である。図５は、庫内熱交換部１１を図４のＡ方向からみた図である。図６は、図４に示す庫内熱交換部１１のＢ－Ｂ矢視断面図である。

【0032】

図４に示すように、庫内熱交換部１１は、主として冷媒と保冷庫２の内部空気との熱交換を行う第１熱交換領域１１Ａと、主として隣接して流通する温度の異なる冷媒間の熱交換を行う第２熱交換領域１１Ｂとを有する。図４に示すように、第１熱交換領域１１Ａと第２熱交換領域１１Ｂは，配列方向である軸線Ｘに直交する方向（トラック１の車長方向）の異なる位置に配置されている。

【0033】

第２熱交換領域１１Ｂは、図３に示すように、第１熱交換領域１１Ａへ流入する前の高温の液相冷媒と、第１熱交換領域１１Ａから導かれる冷温の気相冷媒との熱交換を行う領域である。第２熱交換領域１１Ｂを流通する高温の液相冷媒は、第１熱交換領域１１Ａを流通する冷媒よりも高温である。そして、第２熱交換領域１１Ｂにおける液相冷媒と気相冷媒の熱交換量は、第１熱交換領域１１Ａにおける冷媒間の熱交換量よりも大きくなるように設定されている。

【0034】

後述するように、第２熱交換領域１１Ｂは、断熱材１１ｉにより取り囲まれており保冷庫２の内部空気が流通しないため、冷媒と空気との間で交換される熱量（エネルギー量）が少なく、それに対して温度差のある液相冷媒と気相冷媒との間で交換される熱量（エネルギー量）が多い。一方、第１熱交換領域１１Ａは、断熱材１１ｉにより取り囲まれておらず、内部空気が流通するため、冷媒と空気との間で交換される熱量（エネルギー量）が多く、それに対して内部を流通する冷媒同士で交換される熱量（エネルギー量）が少ない。

【0035】

なお、第２熱交換領域１１Ｂにおける液相冷媒と気相冷媒との間で交換される熱量（エネルギー量）を、第１熱交換領域１１Ａにおける冷媒間で交換される熱量（エネルギー量）よりも確実に多くするため、以下を行ってもよい。例えば、第１プレートフィン１１ｃＡの総接触表面積を、第２プレートフィン１１ｃＢの総接触表面積よりも大きくし、第１熱交換領域１１Ａにおける内部空気と冷媒との熱交換量を多くしてもよい。また、例えば、第１熱交換領域１１Ａに配置される直線部１１ｅＡの総接触表面積を、第２熱交換領域１１Ｂに配置される直線部１１ｅＡの総接触表面積よりも大きくし、第１熱交換領域１１Ａにおける内部空気と冷媒との熱交換量を多くしてもよい。

【0036】

また、例えば、第１熱交換領域１１Ａに配置される直線部１１ｅＡの長さの合計を、第２熱交換領域１１Ｂに配置される直線部１１ｅＡの長さの合計よりも大きくし、第１熱交換領域１１Ａにおける内部空気と冷媒との熱交換量を多くしてもよい。また、例えば、第１熱交換領域１１Ａに配置される直線部１１ｅＡの断面積を、第２熱交換領域１１Ｂに配置される直線部１１ｅＡの断面積よりも大きくし、第１熱交換領域１１Ａにおける内部空気と冷媒との熱交換量を多くしてもよい。

【0037】

また、図４に示すように、ファン１２が第１熱交換領域１１Ａの上方に配置されるため、軸線Ｘに直交する方向において、内部空気の単位時間あたりの流通量は、ファン１２の中心位置と略同じ位置で最大となる。したがって、第１熱交換領域１１Ａは、軸線Ｘに直交する方向において内部空気の単位時間当たりの流通量が最大となる位置に配置されている。

【0038】

図４および図６に示すように、第２熱交換領域１１Ｂには、第２熱交換領域１１Ｂに配置されるプレートフィン１１ｃおよび冷媒チューブ１１ｅを取り囲むように断熱材１１ｉが配置されている。図６に示すように、断熱材１１ｉは、第２熱交換領域１１Ｂに配置されるプレートフィン１１ｃおよび冷媒チューブ１１ｅの上下左右の全周を取り囲むように配置される。また、図４に示すように、断熱材１１ｉは、一対の側板１１ｈを連結するように配置される。

【0039】

断熱材１１ｉは、一対の側板１１ｈに挟まれる領域の全周を取り囲むため、ファン１２により送風される内部空気の流通を遮断する遮風構造として機能する。第２熱交換領域１１Ｂは、閉空間となっているため、ファン１２により送風される内部空気は第２熱交換領域１１Ｂを流通しない。

【0040】

第２熱交換領域１１Ｂでは、流入口１１ｆから流入する高温の液相冷媒と流出口１１ｇから流出する低温の気相冷媒との熱交換が主たる熱交換として行われる。そのため、第２熱交換領域１１Ｂにおいては、保冷庫２の内部空気と冷媒との熱交換量が第１熱交換領域１１Ａよりも少ない。また、断熱材１１ｉは、第２熱交換領域１１Ｂを保冷庫２の内部空気に対して断熱する。

【0041】

図４に示すように、庫内熱交換部１１は、複数のプレートフィン１１ｃと、冷媒チューブ１１ｅと、一対の側板１１ｈと、遮風構造として機能する断熱材１１ｉとを有するフィンチューブ式の熱交換部である。
プレートフィン１１ｃは、軸線Ｘと同方向である配列方向に沿って平行に配置される金属製（例えば、アルミニウム製）の板状部材である。図５に示すように、プレートフィン１１ｃには、冷媒チューブ１１ｅが挿入される複数の挿入穴１１ｄが形成されている。

【0042】

図４および図６に示すように、プレートフィン１１ｃは、第１熱交換領域１１Ａに配置される第１プレートフィン１１ｃＡと、第２熱交換領域１１Ｂに配置される第２プレートフィン１１ｃＢと、を有する。図４および図６に示すように、第２プレートフィン１１ｃＢは、第１プレートフィン１１ｃＡとは連結されておらず、第１プレートフィン１１ｃＡから分離している。

【0043】

冷媒チューブ１１ｅは、庫外熱交換部２１に接続される流入口１１ｆから圧縮機３０に接続される流出口１１ｇへ冷媒を流通させる金属製の配管である。冷媒チューブ１１ｅは、隣接して流通する温度の異なる冷媒間の熱交換を促進するプレートフィン１１ｃの挿入穴１１ｄに挿入されている。

【0044】

図４に示すように、冷媒チューブ１１ｅは、軸線Ｘに沿って延びる複数の直線部１１ｅＡと、直線部１１ｅＡの軸線Ｘ方向の両端のそれぞれに配置される複数の折れ曲がり部１１ｅＢを有する。図４に示すように、折れ曲がり部１１ｅＢは、軸線Ｘに直交する方向に隣接する一対の直線部１１ｅＡを接続している。

【0045】

図６において、符号Ｃで示す領域に囲まれた直線部（第１の直線部）１１ｅＡは、流入口１１ｆから流入する液相冷媒を流通させる配管である。一方、図６において符号Ｃで示す領域で囲まれていない直線部（第２の直線部）１１ｅＡは、流出口１１ｇから流出する気相冷媒を流通させる配管である。図６に示すように、液相冷媒を流通させる直線部１１ｅＡは、軸線Ｘ方向（配列方向）に直交する平面において、気相冷媒を流通させる直線部（第２の直線部）１１ｅＡに挟まれる（囲まれる）位置に配置される。

【0046】

一対の側板１１ｈは、板状に形成される部材であり、複数の直線部１１ｅＡの軸線Ｘ方向の両端部を挟んで配置されるとともに複数の直線部１１ｅＡの両端を支持する構造体である。一対の側板１１ｈは、冷凍機のフレームを介してトラック１の本体に取り付けられている。

【0047】

図３に示す冷媒回路５０において、第１熱交換領域１１Ａから気相冷媒が流出する気相出口部１１ｊは、第２熱交換領域１１Ｂへ気相冷媒が流入する気相入口部１１ｋに接続されている。図４では図示を省略しているが、気相出口部１１ｊと気相入口部１１ｋは同一の側板１１ｈにより支持されるのが望ましい。気相出口部１１ｊと気相入口部１１ｋを同一の側板１１ｈにより支持することで、これらの配管を連結するための配管の長さを短くし、配管の連結を容易に行うことができる。

【0048】

図３に示す冷媒回路５０において、第２熱交換領域１１Ｂから液相冷媒が流出する液相出口部１１ｌは、第１熱交換領域１１Ａへ液相冷媒が流入する液相入口部１１ｍに接続されている。液相出口部１１ｌは、膨張弁１１Ｃを介して液相入口部１１ｍに接続されている。

【0049】

以上説明した本実施形態の庫内熱交換器１０が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のフィンチューブ式の庫内熱交換器１０によれば、複数のプレートフィン１１ｃとプレートフィン１１ｃに形成される挿入穴１１ｄに挿入される冷媒チューブ１１ｅとを有するフィンチューブ式の庫内熱交換部１１を備え、この庫内熱交換部１１の第１熱交換領域１１Ａで冷媒と空気との熱交換を行い、庫内熱交換部１１の第２熱交換領域１１Ｂで温度の異なる冷媒間の熱交換を行う。

【0050】

冷媒と空気との熱交換と、温度の異なる冷媒間の熱交換との２種類の熱交換をフィンチューブ式の庫内熱交換部１１により行うため、それぞれ独立した熱交換部とする場合に比べ、設計工数や製造コストを大幅に増大させることなく小型化を実現することができる。また、隣接して流通する温度の異なる冷媒間の熱交換量が第１熱交換領域１１Ａよりも多い第２熱交換領域１１Ｂを設けることにより、熱交換性能を向上させることができる。

【0051】

また、本実施形態の庫内熱交換器１０によれば、ファン１２を用いて強制的に庫内熱交換部１１に空気を流通させることにより、第１熱交換領域１１Ａにおける冷媒と空気との熱交換効率を向上させることができる。また、断熱材１１ｉを用いた遮風構造により第２熱交換領域１１Ｂへの内部空気の流通を遮断することにより、第２熱交換領域１１Ｂにおける温度の異なる冷媒間の熱交換効率を向上させることができる。

【0052】

また、本実施形態の庫内熱交換器１０によれば、遮風構造が空気を断熱する断熱材により形成されるため、空気の熱が第２熱交換領域に伝達されて温度の異なる冷媒間の熱交換効率が低下する不具合を抑制することができる。

【0053】

また、本実施形態の庫内熱交換器１０によれば、第１熱交換領域１１Ａに配置される第１プレートフィン１１ｃＡと第２熱交換領域１１Ｂに配置される第２プレートフィン１１ｃＢが分離しているため、第１プレートフィン１１ｃＡと第２プレートフィン１１ｃＢの間で熱伝達が発生することによる熱交換効率の低下を抑制することができる。

【0054】

また、本実施形態の庫内熱交換器１０によれば、配列方向に沿って延びる複数の直線部１１ｅＡの両端が一対の側板１１ｈにより支持されるため、第１熱交換領域１１Ａの直線部１１ｅＡと第２熱交換領域１１Ｂの直線部１１ｅＡの双方が共通の側板１１ｈにより支持されることとなる。そのため、冷媒と空気との熱交換を行う第１熱交換領域１１Ａと、温度の異なる冷媒間の熱交換を行う第２熱交換領域１１Ｂとをそれぞれ独立した熱交換部とする場合に比べ、冷媒チューブ１１ｅを支持する構造体を共通化して、設計工数や製造コストを低減することができる。

【0055】

また、本実施形態の庫内熱交換器１０によれば、第１の直線部１１ｅＡには高温の液相冷媒が流通し、第２の直線部１１ｅＡには低温の気相冷媒が流通する。配列方向に直交する平面において第１の直線部１１ｅＡを第２の直線部１１ｅＡに挟まれる位置に配置することで、配列方向に沿って流通する高温の液相冷媒が低温の気相冷媒により冷却し、冷媒間の熱交換効率が向上する。

【0056】

また、本実施形態の庫内熱交換器１０によれば、気相出口部１１ｊと気相入口部１１ｋとが同一の側板１１ｈにより支持されているため、気相出口部１１ｊと気相入口部１１ｋを接続する配管を短くし、かつ気相出口部１１ｊと気相入口部１１ｋを容易に接続することができる。
また、本実施形態の庫内熱交換器１０によれば、第２熱交換領域１１Ｂで低温の気相冷媒との熱交換より冷却された液相冷媒を膨張弁１１Ｃにより膨張させて低温低圧の液相冷媒とすることにより、第１熱交換領域１１Ａにおいて液相の冷媒を適切に気化させて空気を冷却することができる。

【0057】

また、本実施形態の庫内熱交換器１０によれば、配列方向に直交する方向おいて空気の単位時間当たりの流通量が最大となる位置に第１熱交換領域１１Ａが配置されるため、第１熱交換領域１１Ａにおける空気と冷媒との熱交換効率が向上する。また、第２熱交換領域１１Ｂが配列方向に直交する方向おいて空気の単位時間当たりの流通量が最大となる位置には配置されないため、第２熱交換領域１１Ｂにおける空気と冷媒との熱交換が抑制され、冷媒間の熱交換効率が向上する。

【0058】

〔他の実施形態〕
以上の説明においては、第２熱交換領域１１Ｂよりも第１熱交換領域１１Ａの方が空気と冷媒との熱交換量が多く、かつ第１熱交換領域１１Ａよりも第２熱交換領域１１Ｂの方が冷媒同士の熱交換量が多いものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、庫内熱交換部１１として、第１熱交換領域１１Ａと第２熱交換領域１１Ｂとで、少なくとも空気と冷媒との熱交換量が異なるものを採用しても良い。また、例えば、庫内熱交換部１１として、第１熱交換領域１１Ａと第２熱交換領域１１Ｂとで、少なくとも温度の異なる冷媒同士の熱交換量が異なるものを採用しても良い。すなわち、庫内熱交換部１１として、第１熱交換領域１１Ａと第２熱交換領域１１Ｂとで、空気と冷媒との熱交換量または冷媒同士の熱交換量が異なるものを採用してもよい。

【符号の説明】

【0059】

１０ 庫内熱交換器（フィンチューブ熱交換器）
１１ 庫内熱交換部
１１Ａ 第１熱交換領域
１１Ｂ 第２熱交換領域
１１Ｃ 膨張弁
１１ｃ プレートフィン
１１ｃＡ 第１プレートフィン
１１ｃＢ 第２プレートフィン
１１ｄ 挿入穴
１１ｅ 冷媒チューブ
１１ｅＡ 直線部
１１ｅＢ 折れ曲がり部
１１ｆ 流入口
１１ｇ 流出口
１１ｈ 側板
１１ｉ 断熱材（遮風構造）
１１ｊ 気相出口部
１１ｋ 気相入口部
１１ｌ 液相出口部
１１ｍ 液相入口部
１２ ファン
１４ 断熱材
２０ 庫外熱交換器
２２ ファン
３０ 圧縮機
５０ 冷媒回路
１００ 陸上輸送用冷凍装置
Ｘ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】