JP2012078022A - 熱交換装置及びこれを用いた冷却庫 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加や加工工数の増加を抑えるとともに、生産性の高い熱交換装置を提供する。
【解決手段】低温の冷媒が流れ、少なくとも１箇所が曲げられた低温配管６と、内部に高温の冷媒が流れ、少なくとも中間部分で低温配管６と接触固定された２本の高温配管４１、４２とを有しており、２本の高温配管４１、４２は、低温配管６の曲げ方向と交差する方向に且つ低温配管６を挟んで対称となるように並んで配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、内部を冷媒が通過する熱交換装置及びこの熱交換装置を用いた冷蔵庫、冷凍庫等の冷却庫に関するものである。

冷蔵（冷凍）庫等の冷却庫は、冷却装置として、圧縮式冷凍機を備えているものが多い。前記蒸気圧縮式冷凍機は、圧縮機で圧縮され凝縮器で液化された冷媒の流量を絞る絞り器として、キャピラリー管を備えているものがある。前記冷媒は前記キャピラリー管で減圧され気化して、蒸発器に流入する。前記低温の冷媒は前記蒸発器の周囲の空気と熱交換し、前記蒸発器の周囲の空気を冷却する。前記蒸発器を出た冷媒はサクションパイプを通り前記圧縮機に流入する。

前記圧縮式冷凍機において、冷凍サイクルの効率を向上させるために、抵抗の異なる（内径及び／又は長さの異なる）２本のキャピラリー管と、切り替え弁とを備え、前記キャピラリー管を選択することで冷凍能力を調整しているものが実用化されている。前記圧縮式冷凍機では、前記２本のキャピラリー管が合流する部分では、前記２本のキャピラリー管を挿入して１本の配管にまとめるための合流部材が用いられている（例えば、特許３０７６５２２号公報、実用新案３１１８０３３号公報、特開２００９−１６８１９６号公報等）。

前記キャピラリー管には高温の冷媒が、前記サクションパイプには低温の冷媒がそれぞれ流れており、それぞれに流れる冷媒間で熱交換することで前記圧縮式冷凍機の冷凍サイクルの効率を上げることが可能である。また、前記サクションパイプを流動する冷媒の温度を上げることで、前記サクションパイプの着霜を抑制する効果もある。そして、１本のサクションパイプに２本のキャピラリー管を接触させる（特開２００２−３７２３１９号公報等参照）

特許３０７６５２２号公報 実用新案３１１８０３３号公報 特開２００９-１６８１９６号公報 特開２００２−３７２３１９号公報

前記キャピラリー管と前記サクションパイプとはそれぞれを流れる冷媒の熱交換の効果を高めるためある程度の接触長さが必要である。前記冷却庫は、内部の容量を大きくするため、前記圧縮式冷凍機の設置場所を大きく取ることができない。そこで、前記キャピラリー管及び前記サクションパイプを曲げて蛇行させている。このような前記キャピラリー管及び前記サクションパイプの曲げは、前記キャピラリー管と前記サクションパイプとを接触固定した後になされる。

特開２００２−３７２３１９号公報に記載の発明のように２本のキャピラリー管をサクションパイプに接触させているものの場合、前記キャピラリー管及び前記サクションパイプの曲げ方向によっては、前記キャピラリー管が前記サクションパイプにめり込んだり、前記キャピラリー管がつぶれたりしやすく、加工が難しい。また、このような不具合が発生しないように、前記キャピラリー管と前記サクションパイプとを別々に曲げ加工し、ロウ付けする方法も考えられるが、曲げ加工の回数が増えるとともに、前記キャピラリー管と前記サクションパイプとの曲げ部分の曲率を精度良くあわせる必要があり、加工に手間と時間がかかる。

また、圧縮式冷凍機では、前記キャピラリー管は前記蒸発器の入口側配管に、前記サクションパイプ側の配管に接合される。上述したような、２本のキャピラリー管を備えている場合、特許３０７６５２２号公報、実用新案３１１８０３３号公報、特開２００９−１６８１９６号公報等に記載されているような合流部材を用いて前記２本のキャピラリー管をまとめており、部品点数が増える。また、合流部材を用いる場合、少なくとも３箇所（２本のキャピラリー管及び合流後の配管と合流部材との接合部）ロウ付けしなくてはならず、それだけ、製造に手間と時間がかかる。また、前記合流部材を取り付けるために前記冷却庫内にスペースを設ける必要があり、前記合流部材を配置する場所によっては、前記合流部材における冷媒の漏れ等を確認することが難しい場合もある。

そこで本発明は、２つのキャピラリー管を１つの蒸発器に接続する構造を有する熱交換装置であって、部品点数の増加や加工工数の増加を抑えるとともに、生産性の高い熱交換装置及びこの熱交換装置を用いた冷却庫を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、低温の冷媒が流れ、少なくとも１箇所が曲げられた低温配管と、内部に高温の冷媒が流れ、少なくとも中間部分で前記低温配管と接触固定された２本の高温配管とを有しており、前記２本の高温配管は、前記低温配管の曲げ方向と交差する方向に且つ前記低温配管を挟んで対称となるように並んで配置されていることを特徴とする。

この構成によると、前記２本の高温配管を前記低温配管に接触固定した状態で前記低温配管の曲げ加工を行うとき、前記２本の高温配管と前記低温配管の曲げ部分での曲率を適切に調整することができるので、前記高温配管が外れたり、つぶれたり、前記低温配管にめり込んだりする不具合を低減することができる。

上記構成において、前記２本の高温配管は少なくとも接触固定されている部分が、前記低温配管の曲げ方向と直交する方向に配置されている場合、前記２本の高温配管と１本の低温配管との曲率を同じにすることができ、前記高温配管が外れたり、つぶれたり、前記低温配管にめり込んだりする不具合を最も効果的に抑えることができる。

上記構成において、前記２本の高温配管は管の内径又は長さの少なくとも一方が異なる配管である。

上記構成において、前記低温配管は蒸発器と圧縮機とを接続するサクションパイプであり、前記２本の高温配管は凝縮器と前記蒸発器との間に配置されるキャピラリー管であって、前記２本のキャピラリー管は、冷媒回路に置いて平行に形成された配管であり、前記２本のキャピラリー管は、前記蒸発器の入口側配管にまとめて挿入、ロウ付け固定されている。

この構成によると、前記２本のキャピラリー管と前記入口側配管とをまとめて加熱しロウを流し込むことでロウ付けすることができるので、加工にかかる時間を短縮することが可能である。また、前記サクションパイプと前記キャピラリー管とが近接して配置される構成となるので、前記サクションパイプと前記出口側配管、前記キャピラリー管と前記入口側配管とを連続して接続でき、それだけ製造時間を短縮することが可能である。

上記構成において、前記２本のキャピラリー管の両端部は前記サクションパイプと分離されており、前記２本のキャピラリー管の少なくとも前記蒸発器の前記入口側配管に挿入固定される側の端部は、焼鈍されている。

この構成によると、前記２本のキャピラリー管の前記入口側配管への取り回しの自由度が高くなるので、作業効率が上がる。

上記構成において、前記蒸発器の入口側配管の管部は、前記２本のキャピラリー管を並べて挿入できる形状を有している。このこうせいによると、前記２本のキャピラリー管をまとめて、前記入口側配管に挿入することができるので、作業の効率が高くなる。

上記構成において、前記２本のキャピラリー管の前記入口側配管に挿入固定される端部が、固定部材で束ねられている。前記固定部材として、リングロー、テープ、リボン等を挙げることができる。このように、前記キャピラリー管の前記入口側配管に挿入される部分を束ね、前記入口側配管に挿入することで、先端がわれにくく、前記キャピラリー管の前記入口側配管への挿入作業が容易になる。なお、前記リングローとして、前記２本のキャピラリー管を囲む円形のものや、一部が開口しているＣ形状のものであってもよい。

上記構成において、前記入口側配管の管部が、前記蒸発器を設置位置に設置したとき、前記２本のキャピラリー管を水平方向に並べることができる形状である。この構成によると、前記２本のキャピラリー管と前記入口側配管の大きな隙間が上下に形成されるので、この隙間にロウを流し込みやすく、また、ロウの流れ込み度合いの確認もやりやすい。

上位構成において、前記入口側配管の管部先端の開口には、先端に向かって外側に開いたテーパーが形成されている。このとき、前記テーパーとして、前記蒸発器を設置場所に設置したとき、下側の斜面長さが他の部分に比べて長いものを挙げることができる。

本発明によると、２つのキャピラリー管を１つの蒸発器に接続することで、部品点数の増加や加工工数の増加を抑えるとともに、生産性の高い熱交換装置及びこの熱交換装置を用いた冷却庫を提供することができる。

本発明にかかる熱交換装置を備えた圧縮式冷凍機及び冷却庫の概略図である。 蒸発器の一例の斜視図である。 本発明にかかる熱交換パイプの斜視図である。 図３に示す熱交換パイプの断面図である。 図２に示す蒸発器のＶ部分の拡大斜視図である。 図５に示す蒸発器の入口側配管の矢印側から見た斜視図である。 図５に示す入口側配管の軸と沿う方向に切断した断面図である。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明にかかる蒸発器を備えた圧縮式冷凍機及び冷却庫の概略図である。図１に示すように、冷却庫は、断熱箱体の内部に冷蔵領域である冷蔵室Ｒ１と、冷凍領域である冷凍室Ｒ２とを備えている。また、冷却庫Ｒｆには、冷蔵室Ｒ１、冷凍室Ｒ２の内部を冷却する圧縮式冷凍機Ａが備えられている。圧縮式冷凍機Ａは、圧縮機１、凝縮器２、切替弁３及び熱交換装置を備え、内部に冷媒が封入された冷凍サイクルである。そして、本発明にかかる熱交換装置は、第１キャピラリー管４１、第２キャピラリー管４２、蒸発器５及びサクションパイプ６とを含む。

冷却庫Ｒｆでは、冷蔵室Ｒ１と冷凍室Ｒ２とは断熱体で仕切られている。冷蔵室Ｒ１と冷凍室Ｒ２との間を仕切る断熱体には、冷蔵室Ｒ１と冷凍室Ｒ２との間で空気を流動させるためのダクト（不図示）が形成されている。後述するが、蒸発器５は冷凍室Ｒ２だけに配置されるものであり、圧縮式冷凍機Ａは冷凍室Ｒ２を冷却する。冷却庫Ｒｆでは、ダクトを介して冷凍室Ｒ２の冷気を冷蔵室Ｒ１に送ることで、冷蔵室Ｒ１を冷却する構成となっている。そして、蒸発器５と熱交換した冷気を冷凍室Ｒ２の内部に循環させるためのファン（不図示）及びダクトを介して冷凍室Ｒ２の冷気を冷蔵室Ｒ１に送るファン（不図示）が取り付けられている。

まず、圧縮式冷凍機Ａについて説明する。圧縮機１は冷媒を圧縮し、凝縮器２に送る電動機である。圧縮機１は冷却庫Ｒｆの断熱箱体の外部に配置されている。凝縮器２は圧縮機１より送られてきた冷媒を冷却し凝縮する。圧縮式冷凍機Ａでは、凝縮器２は冷却庫Ｒｆの断熱箱体の外部に引き回された配管で構成されており、この配管を通過するときに冷媒の熱を冷却庫Ｒｆの外部に排出する。なお、凝縮器２の構成としてはこれに限定されるものではなく、一般的に良く用いられる空冷式又は水冷式の熱交換器を利用したものであってもよい。また、凝縮器２は熱交換効率を高めるため、熱伝導率の高い銅等の金属で形成されている。なお、銅に限定されるものではなく、アルミニウム（合金）等、導電性が高い金属を採用することができる。

切替弁３は凝縮器２からの冷媒を第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２のいずれか一方もしくは両方に流動させるための電磁弁である。切替弁３は冷蔵室Ｒ１及び（又は）冷凍室Ｒ２の内部温度、圧縮機１の回転数等をもとに切替動作を行うように構成されている。切替弁３も凝縮器２同様、冷却庫Ｒｆの断熱箱体の外部に配置されている。また、切替弁３は、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２の両方への冷媒の流動を封鎖する機能も備えている。圧縮機１が停止しているとき、切替弁３を操作し、凝縮器２からの冷媒の流出を抑制することで、凝縮器２側の冷媒圧力の低下を抑え、圧縮式冷凍機Ａを省エネルギ化することが可能である。

第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２は、凝縮器２からの配管よりも小さな内径を有する銅管であり、凝縮器２からの冷媒の圧力を下げる絞り器である。第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２から出る冷媒は拡散され蒸発する。なお、第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２は異なる内径を有している。このように、第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２との内径が異なることで、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２は抵抗が異なる。なお、圧縮式冷凍機Ａではキャピラリー管の内径の差で抵抗を調整しているが、同じ内径の管を用い、長さで抵抗を調整してもよいし、内径及び長さを調整するようにしてもよい。

第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２はまとめられて、蒸発器５の入口側配管５１に直接接続されている。つまり、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２は、断熱箱体の外側に配置されている切替弁３と、冷凍室Ｒ２の内部（断熱箱体の内部）に配置されている蒸発器５とを接続する配管であり、断熱箱体を横断している。なお、第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を流通する冷媒は温度が高く、冷蔵室Ｒ１、冷凍室Ｒ２に熱が伝わらないように、そして、凝縮器２からの熱で加熱されないように、切替弁３との接続する端部及び蒸発器５と接続する端部以外の部分が、断熱箱体の断熱層の内部に形成された空間である断熱部に配置されている。

蒸発器５は内部を流通する冷媒が外部の空気と熱交換し外部の空気を冷却する熱交換器であり、冷凍室Ｒ２の内部に配置される。図２は蒸発器の一例の斜視図である。図２に示すように、蒸発器５は熱交換部５０と、熱交換部５０に冷媒を流入させる入口側配管５１と、熱交換部５０の冷媒が排出される出口側配管５２とを備えている。熱交換部５０は蛇行する配管と、互いに平行に配置され配管が貫通した複数枚のフィンとを備えている。なお、配管は直線部分と曲線部分とを有しており、熱交換部５０では直線部分でフィンを貫通している。フィンによって熱交換部５０の表面積が大きくなり、冷媒による冷却効果が高められる。

蒸発器５の出口側配管５２にはサクションパイプ６が接続されている。サクションパイプ６は蒸発器５と圧縮機１とを接続する配管である。サクションパイプ６を流れる冷媒と第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を流れる冷媒とで熱交換を行う。なお、サクションパイプ６は、内部を流れる冷媒と第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を流れる冷媒とで熱交換を行うことから、銅、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属（ここでは、銅管）で形成されている。また、サクションパイプ６も第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２と同様に断熱箱体に形成されている断熱部に配置されている。サクションパイプ６の断熱部から圧縮機１までの部分では、断熱箱体の断熱層の外部に配置される。サクションパイプ６を流れる冷媒が第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を流れる冷媒と熱交換をすることで暖められるので、サクションパイプ６も暖められ、サクションパイプ６の断熱層の外側に配置されている部分に霜や露が付着するのを抑制することができる。

次に圧縮式冷凍機の動作について説明する。冷媒は圧縮機１で圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、凝縮器２に流入する。高温高圧の冷媒ガスは凝縮器２の内部を流動するときに、外部の空気と熱交換することで凝縮液化する。凝縮液化された冷媒は、切替弁３が切替動作されることで、第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２のいずれかに流入する。

冷媒は第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２で減圧される。なお、第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２とは抵抗が異なっており、圧縮機１の回転数によって第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２のいずれか適切な方が選択されるようになっている。また、圧縮機１の回転数はそのままで第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を選択することで、蒸発器５における冷媒の蒸発温度を調整することも可能である。また、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２は低温の冷媒が流れるサクションパイプ６と接触しているので、第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を流れる高温の冷媒は冷却される。これにより、蒸発器５における冷却力を高めることができる。

第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２で減圧された冷媒は、低温低圧状態で蒸発器５に流入する。なお、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２は蒸発器５の入口側配管５１に接続されており、第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２のいずれを通過した冷媒も入口側配管５１から蒸発器５に流入する。

蒸発器５に流入した冷媒は急激な圧力差によって気化する。冷媒は気化することで低温の冷媒ガスとして、蒸発器５の熱交換部５０を流通する。このとき、熱交換部５０を流通するときに冷凍室Ｒ２の内部の空気と熱交換し、冷凍室Ｒ２を冷却する。熱交換部５０を流通した冷媒は熱交換により温度を上げ、出口側配管５２からサクションパイプ６に流入する。サクションパイプ６は第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２と接触しており、サクションパイプ６を流通する低温の冷媒は第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を流通する高温の冷媒と熱交換することで加熱され適度な冷媒ガスとなって圧縮機１に吸入される。

サクションパイプ６は冷凍室Ｒ２（断熱箱体）の内部に配置された蒸発器５の出口側配管５２と、断熱箱体の外部に配置された圧縮機１とを接続する配管であり、断熱箱体の断熱層を横断する。なお、後述しているように、サクションパイプ６の内部を流れる冷媒と第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を流れる冷媒とで熱交換を行う。

そのため、サクションパイプ６は第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２と断熱部の内部で接触するように配置されている。なお、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とサクションパイプ６とは表面で熱交換可能なように接着固定されており、熱交換パイプＨｐを構成している。なお、サクションパイプ６は銅、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属（ここでは、銅管）で形成されていることが好ましい。また、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とサクションパイプ６との固定方法として、はんだ付けで固定する方法を採用できる。また、これ以外にも、第１キャピラリー管４１、第２キャピラリー管４２及びサクションパイプ６への弊害のすくない固定方法を広く採用することが可能である。

次に、本発明の要部である熱交換パイプについて図面を参照して説明する。図３は本発明にかかる熱交換パイプの平面図であり、図４は図３に示す熱交換パイプの断面図である。図４に示すように、熱交換パイプＨｐは、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２と、サクションパイプ６との外周面が接触している。第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２はサクションパイプ６よりも外径及び内径が小さな管体である。

さらに詳しく説明すると、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２は一方の端部が切替弁３に、他方の端部が蒸発器５の入口側配管５１に接続される。また、サクションパイプ６は一方の端部が圧縮機１に他方の端部が蒸発器５の出口側配管５２に接続される。このことから、熱交換パイプＨｐでは、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２の中間部とサクションパイプ６の中間部が断熱部の内部に配置されているとともに、ロウ付けにて接触固定されている。換言すると、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２の両端部は、サクションパイプ６から分離されて形成されている。

熱交換パイプＨｐでは、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とサクションパイプ６とが接触している部分で、第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を流通する高温の冷媒とサクションパイプ６を流れる低温の冷媒との間で熱交換が行われる。すなわち、第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を流通する冷媒は冷やされ、蒸発器５で蒸発するときの蒸発温度が低くなり、圧縮式冷凍機のサイクル効率を高めている。逆に、サクションパイプ６を流通する低温の冷媒は第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を流通する高温の冷媒と熱交換することで加熱され、運転に適切な温度の冷媒ガスとなって圧縮機１に吸入される。また、サクションパイプ６の圧縮機１に接続部に近い部分は断熱部の外部に配置されているが、冷媒が温められていることで空気中の水分がサクションパイプ６の表面に霜として付着しにくい。

しかしながら、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とサクションパイプ６との接触部分の長さが短いと、熱交換量が少なく、上述の効果が小さい。そこで、熱交換パイプＨｐでは、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とサクションパイプ６との接触固定されている部分を、蛇行させ、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とサクションパイプ６との接触長さを長くしている。

このようにして、第１キャピラリー管４１又は第２キャピラリー管４２を流れる冷媒と、サクションパイプ６を流れる冷媒との熱交換量を増やしている。熱交換量を増加させることで、上述した効果を大きくすることが可能である。なお、熱交換パイプＨｐでは、２箇所曲げられた形状を有しているが、これに限定されるものではなく、曲げ数、形状は熱交換パイプＨｐの設置場所によって適宜設計されるものである。

熱交換パイプＨｐは、サクションパイプ６と第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とが固定された状態で、曲げ加工にて製造される。このとき、サクションパイプ６と第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２との曲率が異なると、第１キャピラリー管４１及び（又は）第２キャピラリー管４２が潰れてしまったり、第１キャピラリー管４１及び（又は）第２キャピラリー管４２がサクションパイプ６にめり込んでしまったり、或いは、第１キャピラリー管４１及び（又は）第２キャピラリー管４２とサクションパイプ６とが剥離してしまったりする。そこで、図４に示すように、熱交換パイプＨｐはサクションパイプ６の曲げ方向と交差する線状で、サクションパイプ６の中心を挟んで対称となるように第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２が取り付けられている。

このように、サクションパイプ６に第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を取り付けた状態で、曲げ加工をした場合、第１キャピラリー管４１、第２キャピラリー管４２及びサクションパイプ６の曲げ部の曲率が同じ又は略同じになる。これにより、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とサクションパイプ６との曲げによるずれが発生しにくく、第１キャピラリー管４１、第２キャピラリー管４２のつぶれや、サクションパイプ６にめり込む不具合が発生しにくい。このため、第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２はサクションパイプ６の曲げ方向と略直交する線上に中心がくるようにサクションパイプ６に取り付けられている。

なお、サクションパイプ６と第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２との曲率が一致した場合、変形差が発生しない。このことから、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２はサクションパイプ６の曲げ方向と直交する線上に中心がくるように配置されることが好ましい。また、このような複数の管を張り合わせた管体を曲げる方法としては、複数のローラで管を押して曲げる曲げ加工法を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、管体をつぶれないように、めり込まないように曲げることができる加工方法を広く採用することが可能である。

第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とサクションパイプ６とは異なる位置で異なる配管（入口側配管５１、出口側配管５２）と接続している。そして、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２のサクションパイプ６から分離している部分は、熱処理（焼鈍）されており、変形できるようになっている。

第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２の先端は、変形可能であることから、必要に応じ、サクションパイプ６から離れた位置でまとめることが可能である。また、まとめた第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を、届く範囲において、引き回すことが可能である。一方で、サクションパイプ６は熱処理されないので硬く、変形しにくい。また、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２のサクションパイプ６と接触ロウ付けされている部分も熱処理されておらず硬い。

次に、蒸発器５の冷凍室Ｒ２への取り付けについて説明する。冷却庫Ｒｆでは、蒸発器５が冷凍室Ｒ２に取り付けられる前に、熱交換パイプＨｐが断熱箱体の断熱部の内部に取り付けられている。このとき、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とサクションパイプ６の蒸発器５側の端部は、不図示の開口部より、冷凍室Ｒ２内に引き込まれている。上述しているように、サクションパイプ６の先端部は変形しにくく、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２の先端部は変形可能となっている。

このことから、サクションパイプ６が出口側配管５２を貫通するように蒸発器５を冷却室Ｒ２内に配置する。蒸発器５はサクションパイプ６が出口側配管５２に挿入された状態で、冷却庫Ｒｆの冷凍室Ｒ２内部に固定する。その後、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２をまとめ、蒸発器５の入口側配管５１に挿入する。第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２と入口側配管５１、サクションパイプ６と出口側配管５２とは隙間にロウを流し込み、ロウ付けすることで固定される。

第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２と入口側配管５１とのロウ付けについて図面を参照して説明する。図５は図２に示す蒸発器のＶ部分の拡大斜視図であり、図６は図５に示す蒸発器の入口側配管の矢印側から見た斜視図である。

サクションパイプ６が出口側配管５２に挿入されている蒸発器５は冷却室Ｒ２の内部に固定される。その後、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とをまとめた状態で、一緒に入口側配管５１に挿入する。入口側配管５１に挿入するときに取り回すとき、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２がねじれたり、引っ張られたりして、第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２の先端が離れてしまうことがある。先端が離れている状態では、入口側配管５１に挿入がやりにくい。

そこで、図５に示しているように、入口側配管５１に挿入する前に、リングロー４３で第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２をまとめて束ねる。リングロー４３で束ねることで第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２の先端が離れるのを抑制している。このことから、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２をきっちり入口側配管５１に挿入することが可能である。リングロー４３は図５に示すようにらせん状にねじられた構成のものであってもよく、リングロー４４のように端部をつき合わせて形成されたもの、リングロー４５のように一部が開口したＣ形状のものであってもよい。なお、リングロー４３、４４、４５は、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２と同じ銅で形成されているが、これに限定されるものではなく、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２をしっかり束ねることができるものであってもよい。また、リングローの代わりに、テープ等を用いて束ねるものであってもよい。

次に、入口側配管５１について詳しく説明する。入口側配管５１には、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２とが一緒に挿入される。そのため、図６に示しているように、入口側配管５１は開口５１０の形状が長円形状となっている。開口５１０の長円形状は第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を束ねて挿入したとき、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２が入口側配管５１の内壁を摺動する程度の大きさ及び形状を有するものである。

また、図２、図５、図６等に示しているように、入口側配管５１の開口５１０は第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２が左右（奥向き）に並ぶ長円形状となっている。束ねた第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を円滑に開口５１０に挿入するため、図６に示すように、入口側配管５１の開口５１０には、外側に向かって開くテーパー部５１１が形成されている。このテーパー部５１１が形成されていることで、束ねられた第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２の先端がテーパー５１１によって開口５１０の中心に導かれる。これにより、束ねられた第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を入口側配管５１に挿入する作業性が高くなる。

また、冷却庫Ｒｆは通常低温の冷凍室Ｒ２が冷蔵室Ｒ１よりも下に形成されており、蒸発器５が冷凍室Ｒ２に配置される。このような冷却庫Ｒｆを製造する場合、作業者は蒸発器５に情報からアクセスすることが多い。この場合、作業者は束ねた第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２は、上側から角度がついた状態で入口側配管５１の開口５１０に挿入される場合が多い。この場合においても、入口側配管５１の開口５１０にテーパー部１１が形成されていることで、束ねた第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を容易に開口５１０に挿入することが可能であり、作業性が高くなる。

入口側配管５１に第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を挿入した後、入口側配管５１と第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を加熱し、入口側配管５１と第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２との隙間に溶融されたロウを流し込むことでロウ付けする。ロウは第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２の接触部分と入口側配管５１との隙間に流し込まれる。その後、毛管現象によって、入口側は管５１と第１キャピラリー管４１との隙間、第２キャピラリー管４２との隙間に浸透していく。入口側配管５１にテーパー部５１１が形成されていることで、溶融したロウがテーパー部分に溜まりやすく、ロウ付け作業自体も容易になる。

また、入口側配管５１に第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を左右に並んで挿入する構成であるので、ロウ付け時、溶融したロウを流入させる第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２の接触部分と入口側配管５１との隙間が、上下に形成され、その隙間に溶融したロウを流し込むので、作業が容易である。また、作業者は、第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２の接触部分と入口側配管５１との隙間にロウがきっちり流入していることを確認することで、入口側配管５１と第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２がきっちり固定されているかの確認を行っている。この第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２の接触部分と入口側配管５１との隙間が上下に形成されているので、容易に確認を行うことができる。

なお、冷却庫Ｒｆにおいて、蒸発器５は冷凍室Ｒ２の壁部に近接して配置される。このことから、入口側配管５１、第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２の加熱に、全体を均一に加熱しやすいトーチを用いることは困難である。そこで、引火しない誘導加熱装置を用いて加熱する方法が採用されている。誘導加熱装置は入口側配管５１にコイルを近接させ、誘導による加熱を行っている。

上述の実施形態では入口側配管５１の開口５１０に形成されているテーパー部５１１は開口５１０の全周にわたって同じ長さの斜面を有するように形成されたものである。しかしながら、これに限定されるものではなく、図７に示すように、蒸発器５を冷却庫Ｒｆの内部に配置したとき、下側の斜面の長さが他の部分よりも長いテーパー部５１２を形成してもよい。なお、図７は本発明にかかる熱交換装置に用いられる入口側配管の断面図である。このように、下側のテーパー部５１２を大きく形成することで、同じ大きさのテーパー部５１１を備えたものに対して、束ねた第１キャピラリー管４１及び第２キャピラリー管４２を挿入する作業が容易になる。また、下側の斜面が大きくなるので、第１キャピラリー管４１と第２キャピラリー管４２との接触部と入口側配管５１との隙間が大きくなり、テーパー部５１２に溜まるロウの量が多くなる。これにより、第１キャピラリー管４１、第２キャピラリー管４２、入口側配管５１との隙間を確実に埋めることができる。

本発明の熱交換装置によると、キャピラリー管と入口側配管やサクションパイプと出口側配管とのロウ付け接合を、蒸発器を冷凍室に配置した後に行うので、ロウ付け部分が冷凍室の内部に配置されている。これにより、冷却庫を組み立てた後、冷媒を充填し、検査するときに、接合部における冷媒漏れの確認が容易であるとともに、冷媒漏れの修正が容易である効果も奏する。これにより、本発明の冷却庫では、歩留まりを高めることができるとともに、修理やメンテナンスも容易に行うことができる。

なお、以上の説明において、ロウ付けと称している接合方法は、溶融時の浸透性（流動性）が高い無銀リン銅ロウ（ＢＣｕＰ−２：ＪＩＳ）が用いられている。また、１本の太いパイプとそれに沿って配置される２本の細い管としてサクションパイプと２本のキャピラリー管を例に説明しているが、これに限定されるものではない。

本発明にかかる熱交換装置は、圧縮式冷凍装置における、凝縮器から圧縮機までの熱交換により内部を冷却する冷却装置として用いることが可能である。

Claims (12)

1. 低温の冷媒が流れ、少なくとも１箇所が曲げられた低温配管と、
   内部に高温の冷媒が流れ、少なくとも中間部分で前記低温配管と接触固定された２本の高温配管とを有しており、
   前記２本の高温配管は、前記低温配管の曲げ方向と交差する方向に且つ前記低温配管を挟んで対称となるように並んで配置されていることを特徴とする熱交換装置。
2. 前記２本の高温配管は少なくとも接触固定されている部分が、前記低温配管の曲げ方向と直交する方向に配置されている請求項１に記載の熱交換装置。
3. 前記２本の高温配管は管の内径又は長さの少なくとも一方が異なる配管である請求項１又は請求項２に記載の熱交換装置。
4. 前記低温配管は蒸発器と圧縮機との間に配置されるサクションパイプであり、
   前記２本の高温配管は凝縮器と前記蒸発器との間に配置されるキャピラリー管であって、
   前記２本のキャピラリー管は、冷媒回路に置いて平行に形成された配管であり、
   前記２本のキャピラリー管は、前記蒸発器の入口側配管にまとめて挿入、ロウ付け固定されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱交換装置。
5. 前記２本のキャピラリー管の両端部は前記サクションパイプと分離されており、
   前記２本のキャピラリー管の少なくとも前記蒸発器の前記入口側配管に挿入固定される側の端部は、焼鈍されている請求項４に記載の熱交換装置。
6. 前記蒸発器の入口側配管の管部は、前記２本のキャピラリー管を並べて挿入できる形状を有している請求項４に記載の熱交換装置。
7. 前記２本のキャピラリー管の前記蒸発器に挿入固定される端部は、固定部材で束ねられている請求項６に記載の熱交換装置。
8. 前記固定部材はリングローである請求項７に記載の熱交換装置。
9. 前記入口側配管の管部は、前記凝縮器を設置位置に設置したとき、前記２本のキャピラリー管を水平方向に並べることができる形状である請求項６から請求項８のいずれかに記載の熱交換装置。
10. 前記入口側配管の管部先端の開口には、先端に向かって外側に開いたテーパーが形成されている請求項４から請求項９のいずれかに記載の熱交換装置。
11. 前記テーパーは、前記蒸発器を設置場所に設置したとき、下側の斜面長さが他の部分に比べて長い請求項１０に記載の熱交換装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の熱交換装置を備えている冷却庫。

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