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
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Abstract
【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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (15)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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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