JP2018025373A - 冷蔵庫用熱交換器及び冷蔵庫 - Google Patents

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Abstract

【課題】冷蔵庫用熱交換器において、熱交換効率を向上させる伝熱フィンを提供する。【解決手段】列状に対向配置させた複数の伝熱フィン２０が風上側から風下側に多段に配置された冷蔵庫用熱交換器１００において、伝熱フィンが、風上側端部は折り曲げられることなく、風下側端部が当該伝熱フィンの上段に位置する伝熱フィンに向かって折り曲げられているようにした。折り曲げられている部分に沿って流れた空気は、下流側の上段に位置する伝熱フィンに対して斜めに流れ込むので、上段の伝熱フィンにおける前縁に当たりやすく、前縁効果による熱交換効率の向上を図れる。【選択図】図１０

Description

本発明は、冷蔵庫用熱交換器及びこの熱交換器を用いた冷蔵庫に関するものである。
冷蔵庫に用いられる熱交換器としては、特許文献１に示すように、内部を冷媒が流れる伝熱管と、この伝熱管に沿って列状に設けられた多数の伝熱フィンとを有し、列状の前記伝熱フィンを風上側から風下側に多段に設けたものがある。
この熱交換器において、各伝熱フィンは、互いに対向配置された本体部と、本体部の風上側端部及び風下側端部から互いに平行になるように折り曲げられた傾斜部とを有している。この構成により、風上側の傾斜部から本体部に、或いは、本体部から風下側の傾斜部に空気が流れ込む際に流れを乱れさせ、これにより伝熱フィンと空気との間の熱交換効率を向上させようとしている。
ここで、上述した構成において、互いに隣り合う上下の段に位置する伝熱フィンに着目すると、空気は下段の伝熱フィンにおける風下側の傾斜部に沿って流れたあと、上段の伝熱フィンにおける風上側の傾斜部に沿って流れ、その後上段の伝熱フィンにおける本体部によって流れ方向が変わる。
ところが、風上側の傾斜部と風下側の傾斜部とが互いに平行になるように形成されているので、空気は本体部に到達する前に、下段の伝熱フィンにおける風下側の傾斜部と上段の伝熱フィンにおける風上側の傾斜部とに沿って同じ向きに流れることになり、その間に温度境界層が発達してしまう。そうすると、本体部で空気の流れ方向を変えたとしても、発達してしまった温度境界層を効果的に崩すことはできず、実際には熱交換効率の向上はさほど促進されていない。
特開２０１４−１５９８８４号公報
そこで本願発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、従来よりも熱交換効率を向上させることを課題とするものである。
すなわち、本発明に係る冷蔵庫用熱交換器は、列状に対向配置させた複数の伝熱フィンが風上側から風下側に多段に配置された冷蔵庫用熱交換器において、前記伝熱フィンが、風上側端部は折り曲げられることなく、風下側端部が当該伝熱フィンの上段に位置する伝熱フィンに向かって折り曲げられていることを特徴とするものである。
なお、ここでいう「折り曲げられている」とは、屈曲させた状態のみならず、湾曲させた状態に含まれる概念である。
このような冷蔵庫用熱交換器であれば、伝熱フィンの風上側端部は折り曲げられることなく、風下側端部が当該伝熱フィンの上段に位置する伝熱フィンに向かって折り曲げられているので、空気は下段の伝熱フィンの折り曲げられた部分に沿って流れたあと、温度境界層の発達が僅かなうちに上段の伝熱フィンによって流れ方向が変わる。
これにより、上段の伝熱フィンによって温度境界層を効果的に崩すことができるようになり、従来よりも熱交換効率の向上させることができる。
そのうえ、折り曲げられている部分に沿って流れた空気は、上段に位置する伝熱フィンに対して斜めに流れ込むので、上段の伝熱フィンにおける前縁に当たりやすく、前縁効果による熱交換効率の向上を図れる。
すなわち、上述した構成によれば、乱流による熱交換効率の向上と、前縁効果による熱交換効率の向上との両方の効果を一挙に得ることができる。
具体的な実施態様としては、前記伝熱フィンが、風上側に位置する本体部と、前記本体部の風下側端部から折り曲げられた折曲部とを有しており、前記折曲部が、前記本体部に対して５度以上２０度以下の角度で折り曲げられていることが好ましい。なお、具体的な実験データについては、後述する。
熱交換効率を向上させつつ、伝熱フィン間に生じる水滴のブリッジを抑制するためには、風上側における前記伝熱フィンが、所定の第１フィンピッチで配置されるとともに、風下側における複数段の前記伝熱フィンが、前記第１フィンピッチよりも小さい所定の第２フィンピッチで配置されており、前記第２フィンピッチで配置されている前記伝熱フィンのうち互いに隣り合う上下の段に配置されている前記伝熱フィンにおいて、上段の伝熱フィンの風上側端部と下段の伝熱フィンの風下側端部とが、列方向に所定距離オフセットされていることが好ましい。
このような構成であれば、風上側よりも風下側のフィンピッチを小さくして熱交換効率を向上させながらも、風下側において互いに隣り合う上下の段に配置された伝熱フィンを列方向に所定距離オフセットさせているので、列方向に隣り合う伝熱フィンの間に生じ得るブリッジは、その下段の伝熱フィンに表面張力により引き寄せられる。これにより、熱交換効率を向上させつつ、ブリッジを抑制することができる。
前記第２フィンピッチで配置されている前記伝熱フィンのうち互いに隣り合う上下の段に配置されている前記伝熱フィンにおいて、上段の伝熱フィンの風上側端部と下段の伝熱フィンの風下側端部とが、上下方向に沿って１ｍｍ未満離間していることが好ましい。
このようにすれば、互いに隣り合う上下の段に配置された伝熱フィンの間に生じ得るブリッジを抑制することができる。これにより、同列の互いに隣り合う伝熱フィンの間、及び、互いに隣り合う上下段の伝熱フィンの間の両方においてブリッジを抑制することができる。なお、具体的な実験データについては後述する。
また、本発明に係る冷蔵庫用熱交換器は、列状に対向配置させた複数の伝熱フィンが風上側から風下側に多段に配置された冷蔵庫用熱交換器において、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィンが、列方向又は伝熱フィンの平面視における幅方向に所定距離オフセットされていることを特徴とするものである。
このように構成された冷蔵庫用熱交換器であれば、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィンを列方向又は幅方向に所定距離オフセットしているので、空気が風上側の伝熱フィンから風下側の伝熱フィンに流れ込む際にその流れが乱れる。これにより、風上側の伝熱フィンに沿って空気が流れる際に発達した温度境界層を、風下側の伝熱フィンに空気が流れ込む前に崩すことができ、熱交換効率を向上させることができる。
温度境界層をより効果的に崩すためには、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィンが、前記列方向に所定の第１距離オフセットするとともに、前記幅方向に所定の第２距離オフセットされていることが好ましい。
風上側における前記伝熱フィンが、所定の第１フィンピッチで配置されるとともに、風下側における複数段の前記伝熱フィンが、前記第１フィンピッチよりも小さい所定の第２フィンピッチで配置されていることが好ましい。
このような構成であれば、風上側よりも風下側のフィンピッチを小さくしているので、より熱交換効率を向上させることができる。
具体的な実施態様としては、前記第２フィンピッチで配置されている前記伝熱フィンのうち互いに隣り合う上下の段に配置されている前記伝熱フィンが、前記列方向又は前記幅方向に所定距離オフセットされているものが挙げられる。
ところで、伝熱フィンの幅方向一端部から伝熱フィンを貫通する伝熱管までの長さは、伝熱フィンを幅方向にオフセットさせるほど長くなる。このことから、幅方向のオフセット距離を長くし過ぎると伝熱管の熱が伝熱フィンの幅方向一端部まで伝わりにくくなり、幅方向一端部における熱交換効率が低減する。
そこで、伝熱フィンの熱交換効率を担保するためには、前記幅方向のオフセット距離が、前記伝熱フィンの高さ寸法の１／２以下であることが好ましい。
また、本発明に係る冷蔵庫は、上述した冷蔵庫用熱交換器を用いたものであり、このような冷蔵庫であれば、上述した作用効果を得ることができる。
このように構成した本発明によれば、従来よりも熱交換効率を向上させることができる。
第１実施形態における冷蔵庫用熱交換器を模式的に示す図。 同実施形態の冷蔵庫用熱交換器を部分的に示す図。 同実施形態のフィンピッチ及び離間距離を説明する図。 同実施形態のオフセットの有無とブリッジとの相関を示す実験データ。 同実施形態の離間距離とブリッジとの相関を示す実験データ。 同実施形態の伝熱フィンを模式的に示す図。 同実施形態の表面加工の有無とブリッジとの相関を示す実験データ。 第１実施形態の変形例における伝熱フィンを模式的に示す図。 第１実施形態の変形例における伝熱フィンを模式的に示す図。 第２実施形態における伝熱フィンを模式的に示す図。 第２実施形態における伝熱フィンの効果を示す実験データ。 第２実施形態の変形例における伝熱フィンを模式的に示す図。 第３実施形態における伝熱フィンを模式的に示す図。 第３実施形態における伝熱フィンの切起部を模式的に示す図。 第３実施形態の変形例における伝熱フィンを模式的に示す図。 第３実施形態の変形例における伝熱フィンを模式的に示す図。 第４実施形態の冷蔵庫用熱交換器を部分的に示す図。 第４実施形態における伝熱フィンを模式的に示す図。 第４実施形態の変形例における伝熱フィンを模式的に示す図。 第４実施形態の変形例における伝熱フィンを模式的に示す図。 第４実施形態の変形例における伝熱フィンを模式的に示す図。
＜第１実施形態＞
以下に本発明に係る冷蔵庫用熱交換器の第１実施形態について説明する。
本実施形態の冷蔵庫用熱交換器１００は、例えば冷蔵室や冷凍室などを備えた冷蔵庫に用いられるものであり、圧縮機や凝縮器などとともに冷凍回路を構成して、各室に送り込む空気を冷却する蒸発器として機能するものである。
以下では、説明の便宜上、冷蔵庫用熱交換器１００を蒸発器１００ともいう。
本実施形態では、前記蒸発器１００の上方にファンを設けて、各室からを冷却した空気を前記蒸発器１００に送り込むとともに、この蒸発器１００によって冷却された空気を再び各室に送り込むようにしている。なお、ファンの場所は、適宜変更して構わない。
具体的にこの蒸発器１００は、図１に示すように、伝熱管１０と、伝熱管１０に設けられた多数の伝熱フィン２０とを具備する、いわゆるフィンアンドチューブタイプのものである。
前記伝熱管１０は、内部に冷媒が流れて、この冷媒と空気との間で熱交換するものであり、ここでは、曲げ加工して蛇行状に形成された蛇行状配管である。この伝熱管１０は、内部を流れる低温の冷媒が、風下側（上方）から風上側（下方）に蛇行しながら流れたあと、再び蛇行しながら風上側（下方）から風下側（上方）に向かって流れるように配置されている。
なお、空気との間で熱交換された冷媒は、蒸発器１００と圧縮機との間に介在するアキュムレータＡによって液冷媒とガス冷媒とに分離されて、ガス冷媒が圧縮機に吸入される。
前記伝熱フィン２０は、蒸発器１００における熱交換面積を増やすためのものであり、前記伝熱管１０が貫通するように設けられた熱伝導性を有する薄板部材である。
ここでは、複数の伝熱フィン２０が、前記伝熱管１０の直管部分に沿って互いに略平行な状態で列状に配置されており、これらの列状の伝熱フィン２０が、風上側から風下側に多段に設けられている。
より詳細に説明すると、複数の伝熱フィン２０は、風上側よりも風下側のフィンピッチが狭くなるように配置されており、本実施形態では、風上側の下段領域ＳＬ（ここでは、９段目から１２段目）、風上側の上段領域ＳＨ（ここでは、１段目から４段目）、及びこれらの間の中段領域ＳＭ（ここでは、５段目から８段目）において、それぞれ第１フィンピッチＰＬ、第２フィンピッチＰＨ、第３フィンピッチＰＭで等間隔に配置されている。
なお、ここでいうフィンピッチとは、１つの伝熱フィン２０の一方側の面から、その隣の伝熱フィン２０の前記一方側の面までの距離である。
具体的には、第１フィンピッチＰＬは例えば１０ｍｍ〜１５ｍｍであり、第２フィンピッチＰＨは第１フィンピッチＰＬよりも小さく例えば５ｍｍ〜７．５ｍｍであり、第３フィンピッチＰＭはこれらの中間の７．５ｍｍ〜１０ｍｍである。
そして、本実施形態の蒸発器１００は、図３に示すように、第２フィンピッチＰＨで伝熱フィン２０が配置されている複数段において、互いに隣り合う上下の段に配置された伝熱フィン２０が、列方向に所定距離オフセットされている。
言い換えれば、上段領域ＳＨにおいて、上下方向に隣り合う伝熱フィン２０が、上下方向から視て互いに重なり合わないように配置されている。
本実施形態では、オフセット距離Ｘを第２フィンピッチＰＨの半分になるように設定してある。言い換えれば、上段領域ＳＨにおける１つの段に設けられた各伝熱フィン２０は、上下方向から視て、その上段において列方向に隣り合う２つの伝熱フィン２０の中間に位置するように配置されている。つまり、上段領域ＳＨにおいて、ｋ段目の各伝熱フィン２０が、上下方向から視て、ｋ−１段目において列方向に互いに隣り合う伝熱フィン２０の中間に位置するようにしている。
なお、下段領域ＳＬでは、上下方向に隣り合う伝熱フィン２０の間が霜により目詰まりすることを避けるべく、これらの伝熱フィン２０を列方向にオフセットしていない。
また、ここでは、中段領域ＳＭに配置されている伝熱フィン２０は、上述した上段領域ＳＨと同様に列方向にオフセットさせているが、これらの伝熱フィン２０は列方向にオフセットさせないようにしても良いし、オフセット距離は適宜変更して構わない。
ここで、上段領域ＳＨに配置されている伝熱フィン２０を上述したようにオフセットさせた場合と、オフセットさせない場合とを比較した実験データを図４に示す。
この実験結果から、オフセットをさせることにより、列方向に隣り合う伝熱フィン２０の間におけるブリッジ（以下、同列フィン間ブリッジという）が抑制されていることが分かる。これは、列方向に隣り合う伝熱フィン２０の間に生じる水滴が、その下段の伝熱フィン２０の上端に表面張力によって引き寄せられて流れ落ちていくからである。
一方、上述したようにオフセットさせることにより、互いに隣り合う上下の段に配置された伝熱フィン２０の間にブリッジが発生することが懸念される（以下、上下フィン間ブリッジという）。
そこで、第２フィンピッチＰＨで伝熱フィン２０が配置されている複数段、すなわち上段領域ＳＨにおける複数段において、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィン２０の上下方向に沿った離間距離Ｚと上下フィン間ブリッジとの相関を示す実験データを図５に示す。
なお、ここでいう離間距離Ｚは、１つの伝熱フィン２０の下端から、その１つ下段にある伝熱フィン２０の上端までの距離である。
この実験データから、オフセットさせた状態において、離間距離Ｚが１ｍｍ未満であれば、上下フィン間ブリッジを抑制できることが分かる。もちろん、図５に示すように、離間距離Ｚを大きくすれば（例えば３ｍｍ以上）上下フィン間ブリッジを抑制することができるが、この場合は、図４に示すように、同列フィン間ブリッジが発生してしまい好ましくない。
以上の実験結果から、第２フィンピッチＰＨで伝熱フィン２０が配置されている複数段において、互いに隣り合う上下の段に配置された伝熱フィン２０を、列方向に第２フィンピッチＰＬの半分オフセットさせるとともに、離間距離Ｚを１ｍｍ未満にすることにより、上下フィン間ブリッジ及び同列フィン間ブリッジの両方を抑制することができる。
次に、各伝熱フィン２０について説明する。
各伝熱フィン２０は、図６に示すように、伝熱管１０がガタなく嵌め込まれる貫通穴２１が形成されたものであり、ここでは、各段に設けられた２列の伝熱管１０が一対の貫通穴２１をそれぞれ貫通するようにしている。
ここでは、各伝熱フィン２０は矩形状をなすものであるが、その形状は楕円や正方形など種々変更して構わない。
そして、本実施形態では、上述した第２フィンピッチＰＨで配置されている伝熱フィン２０、すなわち上段領域ＳＨに配置されている伝熱フィン２０が、その伝熱フィン２０の上段に配置されている伝熱フィン２０に付着した水滴を引き寄せるための表面加工が施されている。
なお、中段領域ＳＭ及び下段領域ＳＬに配置されている伝熱フィン２０には、上述した表面加工を必ずしも施す必要はないが、ここでは伝熱フィン２０の管理を容易にすべく、上段領域ＳＨ、中段領域ＳＭ、及び下段領域ＳＬに配置されている全ての伝熱フィン２０に上述した表面加工を施してある。
より具体的に説明すると、各伝熱フィン２０は、少なくとも周縁部に表面張力によって水滴を引き寄せる荒れ部２２が形成されており、本実施形態では、図６に示すように、表面及び裏面の全面に前記荒れ部２２を形成してある。
この荒れ部２２は、例えばＨａｉｒ Ｌｉｎｅ加工により所定の粗度又は所定の幅を有した重力方向と平行な縦筋などが好ましい。具体的な加工手段としては、例えば表面及び裏面を圧延加工したり、やすりで削ったり、サンドブラストするなどの手段が挙げられる。
ここで、上述した荒れ部２２の有無とブリッジとの相関を示す実験データを図７に示す。
この実験結果から、伝熱フィン２０に前記荒れ部２２を形成することにより、上下フィン間ブリッジが抑制されていることが分かる。
このように構成された蒸発器１００であれば、風上側よりも風下側のフィンピッチを小さくして熱交換効率を向上させつつ、上段領域ＳＨの伝熱フィン２０を第２フィンピッチの半分列方向にオフセットするとともに、離間距離Ｚを１ｍｍ未満にしているので、上下フィン間ブリッジ及び同列フィン間ブリッジの両方を抑制することができる。
そのうえ、伝熱フィン２０の表面及び裏面に荒れ部２２を形成してあるので、上下フィン間ブリッジをより確実に抑制することができる。
また、伝熱フィン２０の全面に荒れ部２２を形成しているので、例えば圧延加工により荒れ部２２を形成する場合は、伝熱フィン２０の一部に荒れ部２２を形成する場合に比べて、経済的に有利となる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、上段領域、下段領域、及び中段領域にそれぞれ４段ずつ伝熱フィンを配置させていたが、段数は前記実施形態に限定されず、例えば下段領域を１段にしても良いし、中段領域を設けなくても良い。もちろん、４段以上の領域を設けても構わない。
また、前記実施形態では、オフセット距離を上段領域のフィンピッチの半分にしていたが、このオフセット距離は適宜変更しても構わない。
さらに、前記実施形態では、伝熱フィンの表面及び裏面の全面に荒れ部を形成していたが、表面又は裏面の一方に荒れ部を形成しても良い。
また、必ずしも伝熱フィンの全面に荒れ部を形成してある必要はなく、例えばマスクなどにより、伝熱フィンの少なくとも周縁部に荒れ部を形成してあれば良い。具体的には、図８に示すように、荒れ部２２は、上辺部及び下辺部の一端から他端に亘って、外縁から内側に所定距離形成された実施態様が挙げられる。
なお、上辺部及び下辺部に加えて、側辺部に荒れ部を形成しても良いし、上辺部のみに荒れ部を形成してあっても良い。
そのうえ、図８に示す態様では、荒れ部が上辺部及び下辺部における一端から他端に亘って形成されていたが、荒れ部は、上辺部及び下辺部の例えば中央などの一部に形成してあっても構わない。
加えて、前記実施形態では、伝熱フィンは、圧延加工などによって施された荒れ部を有していたが、図９に示すように、伝熱フィン２０は、例えば機械加工などによって周縁部に形成された多数のスリット２３を有したものであっても良い。
この場合は、スリットは例えば所定の間隔で形成されていても良いし、不規則な間隔で形成されていても構わない。
さらに加えて、前記実施形態のように、上段領域や中段領域において、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィンを、列方向にオフセットすることなく、各伝熱フィンに前記実施形態の表面加工を施しても良い。
このような構成であれば、前記実施形態よりも効果は小さくなろうが、ブリッジを抑制しつつ、各伝熱フィンの取付作業を簡素化することができる。
さらに加えて、伝熱フィンには、必ずしも前記実施形態の表面加工を施す必要はなく、表面加工を施さなければ、コストの増大を招くことなくブリッジを抑制することができる。
＜第２実施形態＞
次に本発明に係る冷蔵庫用熱交換器の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の冷蔵庫用熱交換器は、前記第１実施形態とは、伝熱フィンの構成が異なる。以下、第２実施形態における伝熱フィンの詳細な構成について説明する。
本実施形態の伝熱フィン２０は、図１０に示すように、平板状をなすものであり、風上側端部は折り曲がることなく、風下側端部が当該伝熱フィン２０の上段に位置する何れかの伝熱フィン２０に向かって折り曲がっている。
より具体的に説明すると、各伝熱フィン２０は、風上側に位置する本体部２４と、前記本体部２４の風下側端部２４１から折り曲げられた折曲部２５とを有している。
本体部２４は、平板状をなすものである。ここでは、列方向に互いに隣り合う伝熱フィン２０の本体部２４は、所定のフィンピッチＰ離間しており、互いに隣り合う上下の段に位置する伝熱フィン２０の本体部２４は、上下方向から視て重なり合っている。つまり、ここでは、列方向に配置された伝熱フィン２０は所定のフィンピッチＰで等間隔に配置されており、互いに隣り合う上下の段に配置された伝熱フィン２０は列方向にオフセットされていない。
折曲部２５は、本体部２４の風下側端部２４１からＲ曲加工により屈曲させたものであり、その延伸方向と本体部２４の延伸方向との成す角度θ（以下、曲げ角度θともいう）が５度以上２０度以下となるように折り曲げられている。
ここでは、各伝熱フィン２０の折曲部２５は、いずれも同じ曲げ角度θで折り曲げられており、折曲部２５の先端２５１、すなわち伝熱フィン２０の上端（最も風下側の部分）が、その上段において互いに隣り合う伝熱フィン２０の略中間に位置するように折り曲げられている。また、折曲部２５の先端２５１と上段に位置する伝熱フィン２０の下端との離間距離Ｚは、前記第１実施形態と同様に、１ｍｍ未満に設定されている。
ここで、折曲部２５の曲げ角度θと圧力損失ΔＰとの相関、及び、折曲部２５の曲げ角度θと伝熱量Ｑとの相関を示す実験データを図１１に示す。
この実験データから分かるように、曲げ角度θを０度から大きくすると圧力損失ΔＰは徐々に増大する。一方、伝熱量Ｑは、曲げ角度θを０度から大きくすると１５度までは増大して約３．５％の熱交換効率の改善が確認されるが、それ以上ではほとんど増大していない。
このことから、流れ込む空気の風速が比較的小さい冷蔵庫用の蒸発器では、伝熱量Ｑを大きくしつつ、圧力損失ΔＰをできるだけ抑えるためには、曲げ角度θを５度以上１５度以下にすることが好ましい。
このように構成された蒸発器１００であれば、伝熱フィン２０の風上側端部は折り曲げられることなく、風下側端部が当該伝熱フィン２０の上段に位置する伝熱フィン２０に向かって折り曲げられているので、空気は下段の伝熱フィン２０の折曲部２５に沿って流れたあと、温度境界層の発達が僅かなうちに上段の伝熱フィン２０の本体部２４によって流れ方向が変わる。
これにより、上段の伝熱フィン２０によって温度境界層を効果的に崩すことができるようになり、従来よりも熱交換効率の向上させることができる。
そのうえ、折曲部２５に沿って流れた空気は、上段に位置する伝熱フィン２０の本体部２４に対して斜めに流れ込むので、上段の伝熱フィン２０の前縁に当たりやすく、前縁効果による熱交換効率の向上を図れる。
すなわち、上述した構成によれば、乱流による熱交換効率の向上と、前縁効果による熱交換効率の向上との両方の効果を一挙に得ることができる。
さらに、伝熱フィン２０は、風下側端部のみが折り曲げられているので、製造工程を容易にすることができる。
加えて、折曲部２５の先端２５１がその上段において互いに隣り合う伝熱フィン２０の略中間に位置するとともに、折曲部２５の先端２５１と上段に位置する伝熱フィン２０の下端との離間距離Ｚを１ｍｍ未満に設定しているので、前記第１実施形態と同様に、上下フィン間ブリッジ及び同列フィン間ブリッジの両方を抑制することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、互いに隣り合う上下の段に配置された伝熱フィン２０は、前記実施形態では列方向にオフセットされていないが、図１２に示すように、列方向にオフセットさせても良い。
このときのオフセット距離Ｘは、例えば、曲げ角度θを５度以上２０度以下にしたうえで、互いに隣り合う上下の段に配置された伝熱フィン２０を列方向にオフセットさせることで、折曲部２５の先端２５１がその上段において互いに隣り合う伝熱フィン２０の略中間に位置するように設定されていることが好ましい。
また、前記実施形態では、各伝熱フィンの曲げ角度がいずれも同じ角度になるように設定されていたが、一部の伝熱フィンの曲げ角度が、その他の伝熱フィンの曲げ角度と異なる値に設定されていても構わない。
さらに、前記実施形態の折曲部は、本体部から屈曲したものであったが、本体部から湾曲したものであっても良い。
＜第３実施形態＞
次に本発明に係る冷蔵庫用熱交換器の第３実施形態について説明する。
第３実施形態の冷蔵庫用熱交換器は、前記各実施形態とは、伝熱フィンの構成が異なる。以下、第３実施形態における伝熱フィンの詳細な構成について説明する。
本実施形態の伝熱フィン２０は、図１３に示すように、平板状をなすものであり、列方向に対向する伝熱フィン２０に向かって切り起こされた切起部２６を有している。ここでは、各伝熱フィン２０の左右両側に一対の切起部２６を設けており、それぞれの切起部２６は各伝熱フィン２０から同じ向きに切り起こされている。
これらの切起部２６、伝熱フィン２０の左右両辺を切り欠いて起こすことで形成されており、その高さ寸法Ｌ、すなわち切起部２０の基端部から先端部までの寸法Ｌは、伝熱フィン２０のフィンピッチよりも小さく、切起部２６が列方向に隣り合う伝熱フィン２０に干渉しないようにしている。
各切起部２６は、図１４に示すように、その面板部２６１が空気の流れ方向と平行に、すなわち上下方向と平行に形成されており、ここでは前記面板部２６１が伝熱フィン２０の面板部２０１から垂直に起立している。切起部２６の面板部２６１は、伝熱フィン２０の面板部２０１に対して必ずしも垂直である必要はなく、伝熱フィン２０の面板部２０１に対して傾いていても構わない。
本実施形態の切起部２６は、上辺（風下側の辺）及び下辺（風上側の辺）それぞれが複数の凹凸形状をなしている。より具体的には、切起部２６の上辺及び下辺は、三角形状の凹凸が複数形成された鋸歯形状をなしている。なお、上辺には凹凸を設けることなく、下辺のみを複数の凹凸形状にしても良い。
このように構成された蒸発器１００であれば、伝熱フィン２０が切起部２６を有しているので、前縁効果を増大させることができ、熱交換性能の向上を図れる。
また、切起部２６の下辺が鋸歯形状をなしているので、前縁効果をより大きくすることができる。
さらに、切起部２６の上辺が、下辺同様に鋸歯形状をなしているので、伝熱フィン２０の取りつけ時に上下の向きを気にすることなく、作業を進めていくことができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、切起部２６は、図１５（ａ）に示すように、上辺及び下辺が台形などの四角形状の凹凸が複数形成された形状をなすものであっても良い。
また、切起部２６の数は前記実施形態に限られず、例えば図１５（ｂ）に示すように４つの切起部２６を設けるなど、適宜変更して構わない。
さらに、前縁効果を増大させるべく、図１６（ａ）に示すように、切起部２６を基端部から先端部に向かって複数回折り曲げても良い。
そのうえ、図１６（ｂ）に示すように、切起部２６は、伝熱フィン２０の上辺（風下側の辺）や下辺（風上側の辺）を切り欠いて起こすことで形成されていても良い。
＜第４実施形態＞
次に本発明に係る冷蔵庫用熱交換器（以下、蒸発器ともいう）の第４実施形態について説明する。
第４実施形態の蒸発器１００は、前記第１実施形態とは、伝熱フィン２０のオフセットさせる方向が異なる。具体的には、前記第１実施形態では、伝熱フィン２０を列方向にオフセットさせていたが、第４実施形態では、図１７に示すように、伝熱フィン２０を少なくとも伝熱フィン２０の平面視における幅方向にオフセットさせている。
なお、ここでいう幅方向とは、列方向に直交し、且つ、上下方向（空気の流れ方向）に直交する方向である。
以下、第４実施形態における伝熱フィン２０の詳細な構成について説明する。
伝熱フィン２０は、前記第１実施形態と同様、蒸発器１００における熱交換面積を増やすためのものであり、図１７に示すように、一対の伝熱管１０が貫通するように設けられた熱伝導性を有する薄板部材である。なお、一対の伝熱管１０は、伝熱フィン２０の平面視において、幅方向に沿って離間して設けられている。
この伝熱フィン２０は、伝熱管１０の管軸方向に沿って互いに略平行な状態で列状に配置されており、これらの列状の伝熱フィン２０が、風上側から風下側に多段に設けられている。なお、これらの伝熱フィン２０は、第１実施形態と同様に、風上側よりも風下側のフィンピッチが狭くなるように、すなわち風上側における伝熱フィン２０が、所定の第１フィンピッチで配置されるとともに、風下側における複数段の伝熱フィン２０が、第１フィンピッチよりも小さい所定の第２フィンピッチで配置されている。
ここで、本実施形態の蒸発器１００は、図１８に示すように、伝熱フィン２０の平面視において、伝熱フィン２０の幅方向の中心線Ｌ１（以下、第１中心線Ｌ１という）と、伝熱フィン２０を貫通する一対の伝熱管１０の中心線Ｌ２（以下、第２中心線Ｌ２という）とが所定距離ΔＬ離れるように構成された伝熱フィン２０を、複数備えている。
具体的には、図１８に示すように、第１中心線Ｌ１が第２中心線Ｌ２よりも幅方向一方側（右側）に位置する伝熱フィン２０（以下、第１伝熱フィン２０Ａという）と、第１中心線Ｌ１が第２中心線Ｌ２よりも幅方向他方側（左側）に位置する伝熱フィン２０（以下、第２伝熱フィン２０Ｂという）が設けられている。なお、第１中心線Ｌ１と第２中心線Ｌ２との離間距離ΔＬは、各伝熱フィン２０において互いに等しい距離としているが、例えば第１伝熱フィン２０Ａと第２伝熱フィン２０Ｂとで異なる距離にするなど、各伝熱フィン２０における離間距離ΔＬは適宜変更して構わない。
然して、本実施形態では、図１７及び図１８に示すように、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィン２０が、幅方向に所定距離Ｙオフセットされている。
ここでは、少なくとも上述した第２フィンピッチで配置されている風下側の伝熱フィン２０のうち互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィン２０を幅方向に所定距離Ｙオフセットさせている。
具体的には図１７に示すように、風下側の伝熱フィン２０において、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィン２０のうち、例えば上段に位置する伝熱フィン２０の全てを第１伝熱フィン２０Ａとし、下段に位置する伝熱フィン２０の全てを第２伝熱フィン２０Ｂとしている。
これにより、上下の段に配置されている伝熱フィン２０のオフセット距離Ｙは、第１中心線Ｌ１と第２中心線Ｌ２との離間距離ΔＬの２倍となる。
ところで、例えば第１伝熱フィン２０Ａにおいて、離間距離ΔＬを長くすると、右側の伝熱管１０から第１伝熱フィン２０Ａの右端部までの距離が長くなり、この右端部での熱交換が行われにくくなって第１伝熱フィン２０Ａの熱交換効率が低減する。このことは、第２伝熱フィン２０Ｂにおいても共通していえることである。
そこで、前記離間距離ΔＬが所定値以下になるようにしてあり、その一例としてオフセット距離Ｙが伝熱フィン２０の上下方向に沿った高さ寸法の１／２以下になるように、離間距離ΔＬが設定されている。
このように構成された蒸発器１００であれば、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィン２０を幅方向に沿って所定距離Ｙオフセットさせているので、空気が風上側の伝熱フィンから風下側の伝熱フィン２０に流れ込む際にその流れが乱れる。これにより、風上側の伝熱フィン２０に沿って空気が流れる際に発達した温度境界層を、風下側の伝熱フィン２０に空気が流れ込む前に崩すことができ、熱交換効率を向上させることができる。
また、オフセット距離Ｙが伝熱フィン２０の上下方向に沿った高さ寸法の１／２以下になるように、離間距離ΔＬが設定しているので、伝熱フィン２０を幅方向にオフセットさせつつ、伝熱フィン２０の熱交換効率を担保することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィン２０のうち、上段に位置する伝熱フィン２０の全てを第１伝熱フィン２０Ａとし、下段に位置する伝熱フィン２０の全てを第２伝熱フィン２０Ｂとしていたが、必ずしも全てを第１伝熱フィン２０Ａや第２伝熱フィン２０Ｂとする必要はなく、例えば上段に位置する伝熱フィン２０の一部を第１伝熱フィン２０Ａとし、下段に位置する伝熱フィン２０の一部を第２伝熱フィン２０Ｂとしても良い。
より具体的には、図１９に示すように、例えば上段に位置する伝熱フィン２０を列方向に沿って１つ置きに第１伝熱フィン２０Ａとし、下段に位置する伝熱フィン２０を列方向に沿って１つ置きに第２伝熱フィン２０Ｂとする構成が挙げられる。
また、前記実施形態では、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィン２０のうち、上段に位置する伝熱フィン２０を第１伝熱フィン２０Ａとし、下段に位置する伝熱フィン２０を第２伝熱フィン２０Ｂとしていたが、図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば下段に位置する伝熱フィン２０は、第１中心線Ｌ１と第２中心線Ｌ２とを一致させたものとしても良い。この場合、上段に位置する伝熱フィン２０は、第１伝熱フィン２０Ａとしても良いし、第２伝熱フィン２０Ｂとしても良い。
さらに、前記実施形態では、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィン２０を幅方向にのみオフセットさせていたが、列方向と幅方向との両方向にオフセットさせても良い。
具体的には図２１に示すように、互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィン２０が、列方向に所定の第１距離Ｘオフセットするとともに、幅方向に所定の第２距離Ｙオフセットする構成が挙げられる。この場合、所定の第１距離Ｘと所定の第２距離Ｙとは互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。
その他、本発明は前記第１実施形態、前記第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
１００・・・冷蔵庫用熱交換器（蒸発器）
１０ ・・・伝熱管
２０ ・・・伝熱フィン
２２ ・・・荒れ部
ＰＬ ・・・第１フィンピッチ
ＰＨ ・・・第２フィンピッチ
Ｚ ・・・離間距離

Claims (12)

  1. 列状に対向配置させた複数の伝熱フィンが風上側から風下側に多段に配置された冷蔵庫用熱交換器において、
    前記伝熱フィンが、風上側端部は折り曲げられることなく、風下側端部が当該伝熱フィンの上段に位置する伝熱フィンに向かって折り曲げられていることを特徴とする冷蔵庫用熱交換器。
  2. 前記伝熱フィンが、風上側に位置する本体部と、前記本体部の風下側端部から折り曲げられた折曲部とを有しており、
    前記折曲部が、前記本体部に対して５度以上２０度以下の角度で折り曲げられていることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫用熱交換器。
  3. 風上側における前記伝熱フィンが、所定の第１フィンピッチで配置されるとともに、風下側における複数段の前記伝熱フィンが、前記第１フィンピッチよりも小さい所定の第２フィンピッチで配置されており、
    前記第２フィンピッチで配置されている前記伝熱フィンのうち互いに隣り合う上下の段に配置されている前記伝熱フィンにおいて、上段の伝熱フィンの風上側端部と下段の伝熱フィンの風下側端部とが、列方向に所定距離オフセットされていることを特徴とする請求項１又は２記載の冷蔵庫用熱交換器。
  4. 前記第２フィンピッチで配置されている前記伝熱フィンのうち互いに隣り合う上下の段に配置されている前記伝熱フィンにおいて、上段の伝熱フィンの風上側端部と下段の伝熱フィンの風下側端部とが、上下方向に沿って１ｍｍ未満離間していることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の冷蔵庫用熱交換器。
  5. 前記伝熱フィンが、当該伝熱フィンと列方向に対向する伝熱フィンに向かって切り起こされた切起部を有していることを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか一項に記載の冷蔵庫用熱交換器。
  6. 前記切起部の基端部から先端部までの高さ寸法が、列状に対向配置する前記伝熱フィンのフィンピッチよりも小さく、
    前記切起部の上辺と下辺の一方又は両方が、複数の凹凸形状をなしていることを特徴とする請求項５記載の冷蔵庫用熱交換器。
  7. 列状に対向配置させた複数の伝熱フィンが風上側から風下側に多段に配置された冷蔵庫用熱交換器において、
    互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィンが、列方向又は伝熱フィンの平面視における幅方向に所定距離オフセットされていることを特徴とする冷蔵庫用熱交換器。
  8. 互いに隣り合う上下の段に配置されている伝熱フィンが、前記列方向に所定の第１距離オフセットするとともに、前記幅方向に所定の第２距離オフセットされていることを特徴とする請求項７記載の冷蔵庫用熱交換器。
  9. 風上側における前記伝熱フィンが、所定の第１フィンピッチで配置されるとともに、風下側における複数段の前記伝熱フィンが、前記第１フィンピッチよりも小さい所定の第２フィンピッチで配置されていることを特徴とする請求項７又は８記載の冷蔵庫用熱交換機。
  10. 前記第２フィンピッチで配置されている前記伝熱フィンのうち互いに隣り合う上下の段に配置されている前記伝熱フィンが、前記列方向又は前記幅方向に所定距離オフセットされていることを特徴とする請求項７乃至９のうち何れか一項に記載の冷蔵庫用熱交換器。
  11. 前記幅方向のオフセット距離が、前記伝熱フィンの高さ寸法の１／２以下であることを特徴とする請求項７乃至１０のうち何れか一項に記載の冷蔵庫用熱交換器。
  12. 請求項１乃至１１のうち何れか一項に記載の冷蔵庫用熱交換器を用いた冷蔵庫。
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