JP2009257636A - 熱交換器及びこの熱交換器を搭載した冷凍冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】着霜による目詰まりを防止する効果が高く冷却性能も高い熱交換器、及びこの熱交換器を搭載した冷凍冷蔵庫を得る。
【解決手段】所定間隔で積層された複数のフィン４とフィン４を積層方向に貫通した管５とを備えた熱交換器１であって、フィン４は、積層方向と垂直な方向であり空気流れ方向である列方向、及び積層方向及び列方向と垂直な方向である段方向にそれぞれ複数並設され、段方向に隣接するフィン４の間に段方向隙間ｘが形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は熱交換器及びこの熱交換器を搭載した冷凍冷蔵庫に関するものである。

冷凍冷蔵庫の消費電力量を低減するため、着霜による目詰まりを防止する効果が高く、冷却性能も高い熱交換器が望まれている。このような要望を実現するために、従来から様々な熱交換器が提案されており、例えば「１は冷凍冷蔵庫用の蒸発器としての熱交換器本体を示しており、左右のエンドプレート２，３間に多数並列されたフィン４ｐ，４ｑ，４ｒとこれらエンドプレート２，３、フィン４ｐ，４ｑ，４ｒに直交するように貫通された冷媒管５よりなる。上記フィン４ｐ，４ｑ，４ｒは空気の流れ方向（矢印で示す。）に対して各列ｐ，ｑ，ｒ単位に若干の間隔ｌを隔てて独立されており、空気の流入側より流出側に向かって順次疎から密になる様配列されている。」（例えば特許文献１参照）というものが提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載の熱交換器は、空気流入側のフィンを疎にしすぎると、熱交換器が備えるフィン全体としての伝熱面積が減り、熱交換器の冷却性能が落ちてしまうという問題点があった。
この問題点を解決するため、例えば「５は冷蔵庫用蒸発器で、第１蒸発器６と第２蒸発器７とよりなり、これらは長手方向に並置されている。第１蒸発器６と第２蒸発器７は共に蛇行状パイプ６ａ・７ａに小片のフィン６ｂ・７ｂを多数交叉させて形成したものである。第２蒸発器７のフィン幅は気流流入側が狭く設定しておる。８は冷気ダクトで、冷気循環通路を構成し、蒸発器５を収納している。冷気ダクト８は第１蒸発器６の途中に段部８ａを形成して第１蒸発器６の側面からも冷気流入するようになっている。而して、冷気は矢印のように流入して蒸発器５と熱交換するが、その入口側に霜が発生する。第１蒸発器６および第２蒸発器７は入口側からの冷気流入は阻害され、段部８ａを有する側面およびフィン幅の狭い部分から冷気が流入し霜が発生する。このようにして第１蒸発器６および第２蒸発器７に熱交換効率を均一化することができる。」（例えば特許文献２参照）という熱交換器が提案されている。
また、例えば、「８は通風路で、フィン１の空気流入方向中央部近傍に、空気流入側方向に沿って矩形状の切り欠きにより形成され、冷凍用熱交換器前半部に霜が付着しても、通風量を確保する。」（例えば特許文献３参照）という熱交換器が提案されている。

実公昭６１−４３１１３号公報（第１頁、図１） 特開昭６０−０１６２７８号公報（第２頁、図３） 特許第３０４０１９８号公報（段落０００９、図１）

熱交換器に着霜していない場合、特許文献２に記載の熱交換器を流れる空気は、フィン間よりも空気流れを遮るものが少ないバイパス風路（段部８ａ）を通って流れやすい。しかしながら、熱交換器の側部側に設けられたバイパス風路を流れる空気は片側しかフィンと接していないので、十分に冷却されないまま循環してしまう空気が発生する。このため、冷却に有効な風量が減り、熱交換器の冷却性能が落ちてしまうという問題点があった。

また、特許文献３に記載の熱交換器は、フィンに切り欠きを設けることにより、熱交換器内を流れる風量は確保できるが、熱交換器が備えるフィン全体としての伝熱面積が減り、熱交換器の冷却性能が落ちてしまうという問題点があった。

本発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、着霜による目詰まりを防止する効果が高く冷却性能も高い熱交換器、及びこの熱交換器を搭載した冷凍冷蔵庫を得ることを目的とする。

本発明に係る熱交換器は、所定間隔で積層された複数のフィンと該フィンを積層方向に貫通した伝熱管とを備えた熱交換器であって、前記フィンは、積層方向と垂直な方向であり空気流れ方向である列方向、及び積層方向及び列方向と垂直な方向である段方向にそれぞれ複数並設され、段方向に隣接する前記フィンの間に段方向隙間が形成されているものである。

また、本発明に係る冷凍冷蔵庫は、上記の熱交換器を搭載したものである。

本発明によれば、段方向に隣接するフィンの間に段方向隙間を形成しているので、着霜による目詰まりの防止効果が向上する。熱交換器に流入した空気は、圧力損失が少ない段方向隙間を流れやすくなるので、両側でフィンと接することができ、有効風量が増加して熱交換器の冷凍性能も向上する。また、列方向に複数のフィンが配設されることによりフィンの前縁部が増すため、熱交換器の冷却性能が向上する。このため、段方向隙間を形成したことによって起こる、フィンの伝熱面積減少に伴う熱交換器の冷却性能の減少を抑制できる。したがって、着霜による目詰まりの防止効果が高く冷却性能も高い熱交換器、及びこの熱交換器を搭載した冷凍冷蔵庫を得ることができる。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の外観斜視図であり、図２は図１のＤ−Ｄ’断面図である。また、図３及び図４は、それぞれ図２のＥ−Ｅ’断面図及び図２のＦ−Ｆ’断面図である。図３には、冷凍冷蔵庫５０に搭載された冷凍サイクルも示している。なお、図３において凝縮器１３及び絞り装置１４の設置位置は示していないが、例えば冷凍冷蔵庫５０の背面部等の任意の位置に設置可能である。これら図１〜図４を用いて、冷凍冷蔵庫５０の説明をする。

冷凍冷蔵庫５０は、温度帯室として、冷蔵室１００、冷凍室２００、野菜室３００、切替室４００及び製氷室５００が設けられている。冷蔵室１００は冷凍冷蔵庫５０の最上部に設けられ、冷蔵室１００の下方には切替室４００及び製氷室５００が並んで設けられている。これら切替室４００及び製氷室５００の下方には野菜室３００が設けられ、野菜室３００の下方には冷凍室２００が設けられている。切替室４００は、冷凍温度帯（約-１２〜-２２℃）と冷蔵温度帯（約０〜５℃）とに室内温度が切り替え可能となっている。例えば、冷凍冷蔵庫５０が全容量４５０Ｌクラスの冷凍冷蔵庫であるとすると、各温度帯室の容量は、冷蔵室１００が２４０Ｌ、冷凍室２００が８０Ｌ、野菜室３００が９０Ｌ程度である。

冷凍冷蔵庫５０の筐体は、例えば鋼板製の外箱と合成樹脂製の内箱からなり、これら両者間には断熱材等が充填されている。そして、この筐体内を断熱材等で区切ることにより、各温度帯室が構成されている。

冷蔵室１００、野菜室３００、切替室４００及び製氷室５００の背面側には、これら各温度帯室の背面壁となる仕切壁６が設けられている。そして、仕切壁６と筐体の背面壁７との間には風路２０が形成されている。野菜室３００の背面側と対向する範囲の風路２０には、熱交換器１が設けられている（以下、熱交換器１が設けられている範囲の風路２０を冷却室８という）。また、風路２０には、熱交換器１の上部に送風機１１が設けられている。

各温度帯室には、熱交換器１で冷却された空気が各温度帯室へ流入するための流入口と、この空気が各温度帯室から流出するための流出口が設けられている。図２に示すように、冷蔵室１００の背面側には、流入口１０１と流出口１０２が設けられている。冷凍室２００の背面側には、流入口２０１ａ，２０１ｂと流出口２０２ａ，２０２ｂが設けられている。野菜室３００の背面側には、流入口３０１と流出口３０２が設けられている。切替室４００の背面側には、流入口４０１と流出口４０２が設けられている。製氷室５００の背面側には、流入口５０１と流出口５０２が設けられている。

これら、流入口及び流出口のうち、冷蔵室１００の流出口１０２と野菜室３００の流入口３０１とは、切り替え室４００の背面裏側に設けられた背面風路２１で連通している。この背面風路２１には、野菜室３００の背面表側に設けられた風路２２の一端が連通接続されている。風路２２の他端は、風路２０への戻り口２３と接続されており、この風路２２には野菜室３００の流出口３０２が設けられている。また、切替室４００の流出口４０２と冷凍室２００の流出口２０２ａとは図示しない風路によって連通しており、製氷室５００の流出口５０２と冷凍室２００の流出口２０２ｂとは図示しない風路によって連通している。

（冷凍サイクル動作及び庫内空気流れ）
次に、冷凍冷蔵庫５０に搭載された冷凍サイクルの動作、及び冷凍冷蔵庫５０内の空気流れについて説明する。

まず、冷凍冷蔵庫５０に搭載された冷凍サイクルの動作について説明する。図３に示すように、冷凍冷蔵庫５０に搭載された冷凍サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機１２、冷媒が凝縮する凝縮器１３、冷媒を減圧する絞り装置１４、及び冷媒が蒸発する熱交換器１（蒸発器）を順次配管接続して構成されている。圧縮機１２で圧縮された高温高圧のガス状冷媒は、凝縮器１３に流入する。そして、凝縮器１３周辺の空気へ放熱しながら凝縮液化し、高圧液状冷媒となる。凝縮器１３を出た高圧液状冷媒は絞り装置１４へ流入する。そして、高圧液状冷媒は絞り装置１４で絞られて膨張（減圧）し、低温低圧の気液二相状態になる。絞り装置１４を出た低温低圧の気液二相冷媒は熱交換器１に流入する。そして、冷凍冷蔵庫５０内部の空気から吸熱して、低温低圧の蒸気状冷媒となる。すなわち、冷凍冷蔵庫５０内部の空気を冷却する。熱交換器１を出た低温低圧の蒸気状冷媒は、圧縮機１２に流入し、圧縮される。

続いて、冷凍冷蔵庫５０内の空気流れについて説明する。
図４に示すように、熱交換器１によって冷却された空気の一部は、風路２０を通って流入口１０１から冷蔵室１００に流入する。また、熱交換器１によって冷却された空気の一部は、図３に示すように、風路２０を通って流入口５０１から製氷室５００に流入する。同様に、熱交換器１によって冷却された空気の一部は、風路２０を通って流入口４０１から切替室４００に流入する。また、熱交換器１によって冷却された空気の一部は、図示しない風路を通って流入口２０１ａ，２０１ｂから冷凍室２００に流入する。

図２に示すように、冷蔵室１００に流入した空気は、流出口１０２から背面風路２１に流入する。そして、この空気の一部は流入口３０１から野菜室３００に流入し、流出口３０２から流出する。一方、冷蔵室１００に流入した空気の残りは風路２２に流入する。そして、流出口３０２から流入した空気と合流し、戻り口２３から冷却室８の空気流れ上流側に流入する。この戻り口２３から流入する空気は、冷蔵室１００や野菜室３００を通過してくるので、高温多湿な空気となっている。

冷凍室２００に流入した空気は、流入口２０１ａ，２０１ｂから流出し、切替室４００及び製氷室５００のそれぞれから流出した空気と合流して、冷却室８の空気流れ上流に流入する。この空気は、低温なため湿度が低い。

次に、熱交換器１の詳細について説明する。
図５は、本実施の形態１に係る熱交換器の正面図（図２において野菜室３００側から見た図）である。また、図６は図５の側面断面図である。ここで、熱交換器１の説明にあたり、図５以降の図面座標を次のように定義する。フィン４の積層方向、すなわち図５における紙面水平方向を積層方向とする。空気流れと平行な方向、すなわち図５における紙面垂直方向を列方向とする。積層方向及び列方向と垂直な方向、すなわち図５における紙面直交方向を段方向とする。
なお、図中に示す矢印は空気の流れ方向であり、２が空気流れ上流側、３が空気流れ下流側となる。また、図５において、エリアＡは積層方向において戻り口２３と対向しない範囲であり、エリアＢは積層方向において戻り口２３と対向する範囲である。

冷却室８に設けられた熱交換１は、フィン４及び伝熱管である管５等から構成されている。例えば平板形状のフィン４は、フィンピッチｐの間隔で積層方向に積層されている。また、積層されたフィン４は列方向に７列並設されている（以下、必要があるときはこれらをフィン群と呼ぶ）。そして、このフィン群は段方向に３段並設されている。また、フィン４のそれぞれには、例えばアルミニウム製の管５が、その端部で蛇行状に折り曲げられながら積層方向に貫通している。管５をアルミニウム製とすることにより、銅管よりも材料費を下げることができる。アルミニウムは溶接が困難なので、あらかじめ管５にフィン４を通してから管５を曲げ加工して図５のような熱交換器１の形状にする。管内に流す冷媒がＲ６００ａ等のように可燃性な場合、溶接部が少ないほうが冷媒漏洩の危険が減り安全性が増す。

なお、本実施の形態１では、フィン４を平板形状としているが、熱交換性能を向上させるため、例えば波形等の形状としてもよい。フィン４にスリット等を形成してもよい。また、本実施の形態１では、１つのフィン４における管５の貫通箇所は１箇所であるが、１つのフィン４に対して、複数箇所に管５が貫通していてもよい。

図５に示すように、フィンピッチｐは、空気流れ上流側２に位置するフィン４間のフィンピッチｐが一番大きくなっており、空気流れ下流側３に向かうにつれて、順次フィンピッチｐが小さくなっている。
なお、フィンピッチｐは空気流れ上流側２から空気流れ下流側３にかけて順次小さくなっている必要はなく、空気流れ上流側２に位置するフィン４間のフィンピッチｐよりも、空気流れ下流側３に位置するフィン４間のフィンピッチｐの方が大きくなっている範囲があってもよい。フィンピッチｐは、空気流れの上流側下流側にかかわらず、一定の大きさでもよい。

図６に示すように、段方向に隣接するフィン４の間には段方向隙間ｘが形成されている。この段方向隙間ｘは、空気流れ上流側２に位置するフィン４間の段方向隙間ｘが一番大きくなっており、空気流れ下流側３に向かうにつれて、順次段方向隙間ｘが小さくなっている。この段方向隙間ｘの大きさは、フィン４の段方向幅ｙを列ごとに変えて調整している。このように熱交換器１を構成することにより、熱交換器１の幅ｚが統一できるので熱交換器１の設置が容易になる。このとき、段方向の両外側に設けられたフィン群のフィン４と仕切壁６及び背面壁７とは接するように配設する。

なお、段方向隙間ｘは空気流れ上流側２から空気流れ下流側３にかけて順次小さくなっている必要はなく、空気流れ上流側２に位置するフィン４間の段方向隙間ｘよりも、空気流れ下流側３に位置するフィン４間の段方向隙間ｘの方が大きくなっている範囲があってもよい。段方向隙間ｘは、空気流れの上流側下流側にかかわらず、一定の大きさでもよい。

また、本実施の形態１では、列方向に隣接するフィン４間の列方向隙間は一定となっているが、空気流れ上流側２に位置するフィン４間の列方向隙間を大きくし、空気流れ下流側３に向かうにつれて、順次列方向隙間を小さくしてもよい。

また、本実施の形態１ではフィン４の段方向幅ｙを列ごとに調整して段方向隙間ｘを形成したが、図７に示すように、フィン４の段方向幅ｙを統一し、フィン４の段方向の並設間隔を調整することにより段方向隙間ｘを形成してもよい。このように構成することにより、熱交換器１の製造時にフィン４を大きさごとに並びわける必要がなくなり生産性が向上する。このときも、段方向の両外側に設けられたフィン群のフィン４と仕切壁６及び背面壁７とは接するように配設する。

（動作）
次に、熱交換器１の動作について説明する。
空気流れ上流側２から熱交換器１に流入した空気は、空気中の水分が熱交換器１のフィン４や管５によって冷やされて霜になる。このとき、空気流れ下流側３の空気と比べ、空気流れ上流側２の空気の方が水分を多く含むため着霜しやすい。通常は、この空気流れ上流側２の着霜によって風路が塞がれてしまい、熱交換器１は空気を冷却できなくなってしまう。しかしながら、本実施の形態１の熱交換器１は、段方向に隣接しているフィン４間に段方向隙間ｘを形成しているので、空気流れ上流側２に着霜しても風路が確保している。

さらに、本実施の形態１では、この段方向隙間ｘは、空気流れ上流側２に位置するフィン４間の段方向隙間ｘが一番大きくなっており、空気流れ下流側３に向かうにつれて、順次段方向隙間ｘが小さくなっている。このため、冷却物が少ない空気流れ上流側２は霜が出来にくく、熱交換器１内は、空気流れ上流側２から空気流れ下流側３まで均一に着霜する。

段方向の両外側に設けられたフィン群のフィン４と仕切壁６及び背面壁７との距離が空いていると、空気はこの間を流れやすくなり、熱交換器の側壁に設けられた従来のバイパス風路と同様になってしまう。しかしながら、本実施の形態１では、段方向の両外側に設けられたフィン群のフィン４と仕切壁６及び背面壁７とは接するように配置されている。このため、熱交換器１内の空気は段方向隙間ｘに流れやすくなる。バイパス風路を流れる空気は熱交換器の側面を流れていたが、段方向隙間ｘを流れる空気は熱交換器１内を流れるため、バイパス風路を通るより有効風量が増える。バイパス風路を流れる空気は片側しかフィンと接していないので十分に冷却されないまま循環してしまう空気が発生したが、段方向隙間ｘを流れる空気は両側でフィンと接するため冷凍能力向上する。

また、列方向に複数のフィン４が配設されることによりフィン４の前縁部が増すため、熱交換器内に形成される温度境界層がフィン４ごとに分断され熱交換器１の冷却性能が向上する。

このように構成された熱交換器１は、段方向に隣接しているフィン４間に段方向隙間ｘを形成しているので、空気流れ上流側２に着霜しても風路が確保され、着霜による目詰まりを防止することができる。また、熱交換器１に流入した空気は、圧力損失が少ない段方向隙間ｘを流れやすく、両側でフィン４と接するので、有効風量が増加して熱交換器１の冷凍性能が向上する。

また、本実施の形態１では、この段方向隙間ｘは、空気流れ上流側２に位置するフィン４間の段方向隙間ｘが一番大きくなっており、空気流れ下流側３に向かうにつれて、順次段方向隙間ｘが小さくなっている。このため、冷却物が少ない空気流れ上流側２は霜が出来にくく、熱交換器１内は、空気流れ上流側２から空気流れ下流側３まで均一に着霜する。したがって、着霜による目詰まりを防止するとともに、さらに冷却性能が向上する。

また、列方向に複数のフィン４が配設されることによりフィン４の前縁部が増すため、熱交換器内に形成される温度境界層がフィン４ごとに分断され熱交換器１の冷却性能が向上する。このため、段方向隙間ｘを形成したことによって起こる、フィン４の伝熱面積減少に伴う熱交換器１の冷却性能の減少を抑制できる。

また、このように構成された冷凍冷蔵庫５０は、着霜による目詰まりを防止する効果が高く、冷却性能が高い熱交換器１を搭載しているので、庫内温度の低下が早まり圧縮機の運転時間が短くなるため運転率が下がる。冷凍冷蔵庫５０の消費電力量は圧縮機１２の電力がほとんどを占めるので、圧縮機１２の運転率を下げることで省エネになる。また、運転率が下がれば圧縮機１２の寿命が延びるので、冷凍冷蔵庫５０を長期使用可能になる。
ここで圧縮機の運転率とは、（圧縮機の運転時間）／（圧縮機の運転時間と停止時間の和）である。

なお、本実施の形態１では、同一列に形成された段方向隙間ｘを同じにしたが、冷蔵室１００や野菜室３００を通過してきた高温多湿の空気が流れるエリアＢの段方向隙間ｘを、エリアＡの段方向隙間ｘよりも大きくしてもよい。
図８は、本実施の形態１に係る熱交換器の別の一例を示す側面断面図（エリアＢ）である。エリアＡ（図６）と同様に、段方向に隣接するフィン４の間には段方向隙間ｘが形成されている。この段方向隙間ｘは、空気流れ上流側２に位置するフィン４間の段方向隙間ｘが一番大きくなっており、空気流れ下流側３に向かうにつれて、順次段方向隙間ｘが小さくなっている。

冷蔵室１００や野菜室３００から戻ってくる空気は３〜１０℃程度と高温になっており、食品の水分を多く含んで温度が高くなっているため、冷凍室２００からの戻り空気に比べて熱交換器１で着霜しやすい。このため、エリアＢに形成された段方向隙間ｘは、同一列のエリアＡに形成された段方向隙間ｘよりも大きくなっている。このように着霜しやすいエリアＢの段方向隙間ｘを大きくすることにより、より熱交換器１内に均一に着霜させることができるので、熱交換器１の冷却性能を保つことができる。また、フィン４の数が削減するので、熱交換器１及び冷凍冷蔵庫５０の減量化が可能となる。

また、図９に示すように、エリアＢに形成されたフィンピッチｐを同一列のエリアＡに形成されたフィンピッチｐよりも大きくすることでも、着霜を均一化して冷却性能を保つことができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、各フィン群は同一の構成となっていたが、フィン群ごとに構成を変更してもよい。
なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図１０は、実施の形態２に係る熱交換器の平面断面図である。段方向の両外側に位置するフィン群に設けられたフィン４間のフィンピッチｐと比べて、段方向中央部に位置するフィン群に設けられたフィン４間のフィンピッチｐが大きくなっている。

このように構成することにより、熱交換器１に流入した空気は、圧力損失が少ない段方向中央部のフィン群を流れやすくなる。このため、バイパス風路を熱交換器の側部側に設けた従来の熱交換器と比べ、有効風量が増加する。また、熱交換器１の中央部付近に空間が増えることにより、霜は下流側まで均一につきやすくなるので、目詰まりを防止することができる。

実施の形態３．
実施の形態１及び実施の形態２では、段方向に隣接するフィン４間に段方向隙間ｘを形成することにより、着霜による目詰まりを防止する効果が高く、冷却性能が高い熱交換器１を得た。段方向隙間ｘに変えて、フィン４に切り欠きを形成しても、着霜による目詰まりを防止する効果が高く、冷却性能が高い熱交換器１を得ることが可能である。
なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１及び実施の形態２と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図１１は、本実施の形態３に係る熱交換器の側面断面図である。冷却室８に設けられた熱交換１は、フィン４及び伝熱管である管５等から構成されている。例えば平板形状のフィン４は、列方向に７列並設されている。これら各フィン４には、空気流れ上流側２に切り欠き１０が形成されている。また、フィン４のそれぞれには、例えばアルミニウム製の管５が、その端部で蛇行状に折り曲げられながら積層方向に貫通している。

このように構成された熱交換器１は、フィン４間の空気流れ上流側２に切り欠き１０が形成されているので、空気流れ上流側２に着霜しても風路が確保され、着霜による目詰まりを防止することができる。また、熱交換器１に流入した空気は、圧力損失が少ない切り欠き１０を流れやすく、両側でフィン４と接するので、有効風量が増加して熱交換器１の冷凍性能が向上する。

また、列方向に複数のフィン４が配設されることによりフィン４の前縁部が増すため、熱交換器内に形成される温度境界層がフィン４ごとに分断され熱交換器１の冷却性能が向上する。このため、切り欠き１０を形成したことによって起こる、フィン４の伝熱面積減少に伴う熱交換器１の冷却性能の減少を抑制できる。

また、段方向に複数のフィン４を配設する場合（実施の形態１及び実施の形態２）と比べて、製造工程においてフィン４を並べる工程を削減することができる。また、フィン４に管５を貫通後、管５の曲げ加工を行う際、管５は段方向に固定されているので、複数の管５を同時に曲げ加工できる。このため、熱交換器１の生産性が向上する。

また、このように構成された冷凍冷蔵庫５０は、着霜による目詰まりを防止する効果が高く、冷却性能が高い熱交換器１を搭載しているので、庫内温度の低下が早まり圧縮機の運転時間が短くなるため運転率が下がる。冷凍冷蔵庫５０の消費電力量は圧縮機１２の電力がほとんどを占めるので、圧縮機１２の運転率を下げることで省エネになる。また、運転率が下がれば圧縮機１２の寿命が延びるので、冷凍冷蔵庫５０を長期使用可能になる。

なお、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、高温多湿の空気が流れるエリアＢに設けられたフィン４の切り欠き１０を、エリアＡに設けられたフィン４の切り欠き１０よりも大きくしてもよい。

図１２は、本実施の形態３に係る熱交換器の別の一例を示す側面断面図（エリアＢ）である。エリアＡ（図１１）と同様に、フィン４の間には、空気流れ上流側２に切り欠き１０が形成されている。このエリアＢに形成された切り欠き１０の幅ｗは、エリアＡに形成された切り欠き１０の幅ｗよりも大きくなっている。本実施の形態３では切り欠き１０の幅ｗによって切り欠き１０の大きさを調整したが、切り欠き１０の深さｄによって切り欠き１０の大きさを調整してもよい。切り欠き１０の幅ｗと切り欠き１０の深さｄの双方によって切り欠き１０の大きさを調整してもよい。なお、切り欠き１０の深さｄが、本発明における切り欠きの列方向の幅に相当する。

冷蔵室１００や野菜室３００から戻ってくる空気は３〜１０℃程度と高温になっており、食品の水分を多く含んで温度が高くなっているため、冷凍室２００からの戻り空気に比べて熱交換器１で着霜しやすい。このため、エリアＢに設けられたフィン４の切り欠き１０は、同一列のエリアＡに設けられたフィン４の切り欠き１０よりも大きくなっている。このように着霜しやすいエリアＢの切り欠き１０を大きくすることにより、より熱交換器１内に均一に着霜させることができるので、熱交換器１の冷却性能を保つことができる。

また、実施の形態１と同様に、空気流れ上流側２に位置するフィン４に形成された切り欠き１０の大きさを大きくし、空気流れ下流側３に向かうにつれて、順次切り欠き１０の大きさを小さくしてもよい。

図１３は、本実施の形態３に係る熱交換器の別の一例を示す側面断面図である。空気流れ上流側２側に位置するフィン４に形成された切り欠き１０の幅ｗ及び深さｄが一番大きくなっており、空気流れ下流側３に向かうにつれて、順次切り欠き１０の幅ｗ及び深さｄが小さくなっている。
なお、本実施の形態３では切り欠き１０の幅ｗ及び深さｄの双方によって切り欠き１０の大きさを調整したが、切り欠き１０の深さｗによって切り欠き１０の大きさを調整してもよい。切り欠き１０の深さｄによって切り欠き１０の大きさを調整してもよい。切り欠き１０の大きさは空気流れ上流側２から空気流れ下流側３にかけて順次小さくなっている必要はなく、空気流れ上流側２に位置するフィン４の切り欠き１０の大きさよりも、空気流れ下流側３に位置するフィン４の切り欠き１０の大きさの方が大きくなっている範囲があってもよい。

このように、着霜しやすい空気流れ上流側２の切り欠き１０を大きく、着霜しづらい空気流れ下流側３の切り欠き１０を小さくすることにより、熱交換器１内は、空気流れ上流側２から空気流れ下流側３まで均一に着霜する。したがって、着霜による目詰まりを防止するとともに、さらに冷却性能が向上する。

なお、本実施の形態３では、切り欠き１０の形状は略矩形状となっていたが、種々の形状が可能である。また、空気流れ上流側２に設けられていなくてもよい。例えば、フィン４に穴を形成して、切り欠き１０としてもよい。このようにすることにより、熱交換器１の生産中や運搬中にフィン４が折れ曲がることを防止し、熱交換器１の性能のバラツキを抑えることが可能となる。

実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の外観斜視図である。 図１のＤ−Ｄ’断面図である。 図２のＥ−Ｅ’断面図である。 図２のＦ−Ｆ’断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器の正面図である。 図５の側面断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器の別の一例を示す側面断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器の別の一例を示す側面断面図（エリアＢ）である。 実施の形態１に係る熱交換器の別の一例の正面図である。 実施の形態２に係る熱交換器の平面断面図である。 実施の形態３に係る熱交換器の側面断面図である。 実施の形態３に係る熱交換器の別の一例を示す側面断面図（エリアＢ）である。 実施の形態３に係る熱交換器の別の一例を示す側面断面図である。

符号の説明

１ 熱交換器（蒸発器）、２ 空気流れ上流側、３ 空気流れ下流側、４ フィン、５ 管、６ 仕切壁、７ 背面壁、８ 冷却室、１０ 切り欠き、１１ 送風機、１２ 圧縮機、１３ 凝縮器、１４ 絞り装置、２０ 風路、２１ 背面風路、２２ 風路、２３ 戻り口、５０ 冷凍冷蔵庫、１００ 冷蔵室、１０１ 流入口、１０２ 流出口、２００ 冷凍室、２０１ａ，２０１ｂ 流入口、２０２ａ，２０２ｂ 流出口、３００ 野菜室、３０１ 流入口、３０２ 流出口、４００ 切替室、４０１ 流入口、４０２ 流出口、５００ 製氷室、５０１ 流入口、５０２ 流出口、ｐ フィンピッチ、ｘ 段方向隙間、ｙ フィン４の段方向幅、ｚ 熱交換器１の段方向幅、ｗ 切り欠きの幅、ｄ 切り欠きの深さ。

Claims (15)

1. 所定間隔で積層された複数のフィンと該フィンを積層方向に貫通した伝熱管とを備えた熱交換器であって、
   前記フィンは、
   積層方向と垂直な方向であり空気流れ方向である列方向、及び積層方向及び列方向と垂直な方向である段方向にそれぞれ複数並設され、
   段方向に隣接する前記フィンの間に段方向隙間が形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 空気流れ上流側に位置する前記フィンの前記段方向隙間に比べて、
   空気流れ下流側に位置する前記フィンの前記段方向隙間は小さいことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記段方向隙間は、空気流れ上流側から空気流れ下流側にかけて順次小さくなっていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記段方向隙間は、前記フィンの段方向の幅を調整することにより形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 前記段方向隙間は、前記フィンの段方向の並設間隔を調整することにより形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
6. 所定間隔で積層され、列方向に複数並設された前記フィンからなるフィン群は、
   同一列において、段方向の両外側となる前記フィン群を除く前記フィン群における前記フィンの積層間隔が、段方向の両外側となる前記フィン群における前記フィンの積層間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器。
7. 所定間隔で積層された複数のフィンと該フィンを積層方向に貫通した伝熱管とを備えた熱交換器であって、
   前記フィンは、
   積層方向と垂直な方向であり空気流れ方向である列方向に複数並設され、
   前記フィンのそれぞれには切り欠きが形成されていることを特徴とする熱交換器。
8. 空気流れ上流側に位置する前記フィンに形成された前記切り欠きに比べて、
   空気流れ下流側に位置する前記フィンに形成された前記切り欠きは小さいことを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。
9. 前記切り欠きは、空気流れ上流側から空気流れ下流側にかけて順次小さくなっていることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。
10. 前記切り欠きは矩形状をしており、
    前記切り欠きの大きさは、
    前記切り欠きの列方向の幅及び前記切り欠きの段方向の幅のうち少なくとも一方により調整することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の熱交換器。
11. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器を搭載したことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
12. 冷蔵室及び野菜室の少なくとも一方を流れた空気が流出する流出口を設け、
    該流出口の空気流れ下流側に前記熱交換器を設け、
    積層方向において前記流出口と対向する範囲に位置する前記フィンの前記段方向隙間は、
    積層方向において前記流出口と対向しない範囲に位置する同一列の前記フィンの前記段方向隙間よりも大きいことを特徴とする請求項１１に記載の冷凍冷蔵庫。
13. 請求項７〜請求項１０のいずれか一項に記載の熱交換器を搭載したことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
14. 冷蔵室及び野菜室の少なくとも一方を流れた空気の流出口を設け、
    該流出口の空気流れ下流側に前記熱交換器を設け、
    積層方向において前記流出口と対向する範囲に位置する前記フィンの前記切り欠きは、
    積層方向において前記流出口と対向しない範囲に位置する同一列の前記フィンの前記切り欠きよりも大きいことを特徴とする請求項１３に記載の冷凍冷蔵庫。
15. 積層方向において前記流出口と対向する範囲に位置する前記フィンの積層間隔は、
    積層方向において前記流出口と対向しない範囲に位置する同一列の前記フィンの積層間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１１〜請求項１４のいずれか一項に記載の冷凍冷蔵庫。

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