JP3756311B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば家庭用・業務用冷蔵庫や低温ショーケースなどにおいて凝縮器などとして用いられる熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種熱交換器、特に冷蔵庫下部の機械室内に取り付けられて、冷媒回路の凝縮器として使用されるものとしては、例えば実開昭５８−１８６３８９号公報（Ｆ２５Ｄ１９／００）に示される如き、所謂ワイヤーフィン型の熱交換器が用いられていた。
【０００３】
係る熱交換器は蛇行状に屈曲した冷媒配管と、それに直交する向きに溶接固定された多数の放熱用ワイヤとから構成されている。しかしながら、係る熱交換器ではワイヤと冷媒配管との接触が点接触となるため、伝熱効率が悪く、熱交換性能も低いものとなる。
【０００４】
そこで、係るワイヤの代わりに板状のフィンやスパイラルフィンと称される螺旋状のフィンを冷媒配管に取り付けて伝熱面積を拡張し、熱交換性能を改善したものも開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば係る熱交換器が上述の如き冷蔵庫の機械室内に設置され、圧縮機など
と共に冷媒回路を構成する凝縮器として使用される場合、機械室内に導入された外気（空気：流体）とこれら熱交換器や圧縮機との熱交換を効率的に行わせるためには、外気をこれら熱交換器や圧縮機に円滑に導く必要がある。
【０００６】
そのため、従来では格別な風向板を設置して外気を案内したり、熱交換器のフィンの一部を変形させて当該熱交換器の内方に外気の一部を導入或いは乱流を作るなどの対処が採られていたが、前者の場合は部品点数が増大すると共に、後者の場合には熱交換器内への外気の導入しかできないなどの問題があった。
【０００７】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、空気などの流体を円滑に案内する機能を備えた熱交換器を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換器は、蛇行状の配管と、この配管の直管部に設けられ、当該直管部の長手方向に延在する薄板状のフィンとを備えており、このフィンは、配管の直径よりも幅広に構成されると共に、流体の流れ方向に対して指向されてこの流体を下流側に位置する機器に案内するものである。
【０００９】
本発明によれば、蛇行状の配管と、この配管の直管部に設けられ、当該直管部の長手方向に延在する薄板状のフィンとを備えた熱交換器において、このフィンを、配管の直径よりも幅広に構成し、流体の流れ方向に対して指向させたものであるので、熱交換器に流入した空気などの流体を、フィンの指向する方向の下流側の機器に円滑に案内することが可能となる。
【００１０】
これにより、格別な風向板などを用いること無く、流体を予定した流れ方向（例えば熱交換器より流体の下流側に配置したコンプレッサなどの方向）に円滑に案内することができるようになり、それによって、当該熱交換器と流体との熱交換や、熱交換器より流体の下流側に位置する機器（上記コンプレッサなど）と流体との熱交換を円滑且つ効率的に行わせることができるようになるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用する実施例としての家庭用冷蔵庫１の機械室２部分の側面図、図２は本発明の熱交換器としての凝縮器３の直管部１１Ａの斜視図、図３は同正面図、図４は同側面図である。
【００１２】
実施例の冷蔵庫１は、前面に開口する断熱箱体４より本体が構成されており、この断熱箱体４内には図示しない冷凍室や冷蔵室などが構成されると共に、この断熱箱体４の底面４Ａ下方には機械室２が構成されている。尚、前記冷凍室内には冷蔵庫１の冷却装置の図示しない冷却器が配設され、この冷却器と熱交換した冷気を冷凍室及び冷蔵室などに循環して所定の温度に冷却するものである。
【００１３】
ここで、前記機械室２の天井となる断熱箱体４の底面４Ａは、前端部において水平状態であり、そこから後方に傾斜しながら上昇し、再び水平となる形状を呈している。また、機械室２の前後は開放され、前部が流体としての空気（外気）の取入口７Ａ、後部が外気の排出口７Ｂとされている。
【００１４】
そして、係る機械室２内に前記冷却器と共に冷却装置を構成するコンプレッサ８と本発明の熱交換器としての凝縮器３が設置されている。この場合、コンプレッサ８は天井が高くなる機械室２の後端部に上下に所定の寸法を有して設置されると共に、その前方に凝縮器３が設置されている。
【００１５】
この凝縮器３は図２〜図４に示す如く、複数の直管部１１Ａ・・と、隣接する直管部１１Ａ、１１Ａの端部間を連通する図示しないベンド部とから蛇行状に構成された冷媒配管（配管）１１と、この冷媒配管１１の前記直管部１１Ａの外面に取り付けられたフィン部材１２（フィン）などから構成されている。
【００１６】
冷媒配管１１は何れも蛇行状に連続する例えば二つのユニットＣ１、Ｃ２から構成されており、一方のユニットＣ１は機械室２の底部に略水平に配置され、機械室２の前端部からコンプレッサ８の脚部直前まで渡っており、他方のユニットＣ２は底面４Ａの傾斜部分の下側において、最も前側が一列、その後が上下二列、コンプレッサ８の直前に位置する最も後側が上下三列と云うように後方に行くにつれて徐々に高くなるように配置されている。そして、各ユニットは相互に連通され、冷媒の入口側は前記コンプレッサ８に、出口側は図示しないフレームパイプに接続されている。
【００１７】
他方、前記フィン部材１２は、直管部１１Ａを挟んで上下に重合された第一のフィン部材１６及び第二のフィン部材１７とから構成されている。第一のフィン部材１６及び第二のフィン部材１７は、冷媒配管１１の直径よりも幅広の薄板細長形状の例えば鉄板から構成されており、その長さは直管部１１Ａの長さと略同等とされている。
【００１８】
また、第一及び第二のフィン部材１６、１７の中央部は直管部１１Ａの外径と略同等の内径の半円筒部１６Ａ、１７Ａとされ、これら半円筒部１６Ａ、１７Ａが対向して円筒形状を構成し、直管部１１Ａの外面を挟んだ状態で直管部１１Ａに交熱的に溶接固定されると共に、各半円筒部１６Ａ、１７Ａの両側は平板部１６Ｂ、１７Ｂとされ、これら平板部１６Ａ、１７Ａが重合され、相互に溶接固定されて平板フィン１８を形成している。そして、この平板フィン１８は直管部１１Ａの長手方向に延在している。
【００１９】
更に、各半円筒部１６Ａ、１７Ａには長手方向に所定の間隔で複数の切込１９・・・が形成され、各切込１９を半円筒部１６Ａ、１７Ａの半径方向外側に折曲して立ち上げることにより、立ち上げフィン２１・・・が形成されている。
【００２０】
尚、機械室２の底部に位置するユニットＣ１の冷媒配管１１の第二のフィン部材１７には立ち上げフィン２１は形成されていない。また、平板フィン１８は何れも水平方向に指向している。
【００２１】
他方、ユニットＣ２の冷媒配管１１の平板フィン１８は、何れも前側が低く、後側が高くなるように傾斜している。即ち、ユニットＣ２のうちの下部に位置する冷媒配管１１（前後に三列）の平板フィン１８は、後方のコンプレッサ８の上下方向の中央部に指向されると共に、その上側の冷媒配管１１（前後に二列）の平板フィン１８はコンプレッサ８の上端部に指向され、最上部の冷媒配管１１の平板フィン１８はコンプレッサ８の上方の底面４Ａに指向されている。
【００２２】
以上の構成でコンプレッサ８が駆動されると、コンプレッサ８から高温高圧のガス冷媒が吐出され、凝縮器３の冷媒配管１１に流入して管壁及び前記フィン部材１２を介して放熱し、凝縮液化される。その後、冷媒は図示しない減圧装置（キャピラリチューブなど）にて減圧された後、前記冷却器に流入して蒸発し、冷却作用を発揮する。
【００２３】
このとき、コンプレッサ８はモーターの発生する熱、機械部品の摩擦によって発生する熱により高温となる。また、凝縮器３の冷媒配管１１の壁面及びフィン部材１２からは高温冷媒からの熱が発散される。また、機械室２の取入口７Ａは排出口７Ｂよりも低い位置にある関係上、冷蔵庫１前方の空気（外気）が取入口７Ａから機械室２内に流入し、排出
口７Ｂから後方に流出する流れが発生する。
【００２４】
この場合、凝縮器３のユニットＣ２のフィン部材１２は、前述の如く前側が低く後側が高くなるように傾斜され、それぞれがコンプレッサ８の中央部及び上部に向けて指向されているので、取入口７Ａから機械室２内に入った空気（風）は、各フィン部材１２に案内され、図５に示す如くコンプレッサ８の上下略全域に渡って吹き付けるかたちとなる。
【００２５】
これにより、格別な風向板などを設けること無くコンプレッサ８の周囲全体に風の流れを形成し、熱交換を行わせて円滑且つ効率的に冷却することが可能となる。勿論、フィン部材１２の存在によって凝縮器３自体と空気との熱交換も円滑且つ効率的に行われるようになる。
【００２６】
尚、実施例では機械室２内を自然に空気（外気）が流通するものに適用したが、それに限らず、送風機を設けて機械室２内に強制的に外気を導入する方式を採れば、尚一層本発明は有効となる。また、実施例では家庭用冷蔵庫の機械室内に設置された凝縮器に本発明を適用したが、それに限らず、低温ショーケースや業務用冷蔵庫、空気調和機などの凝縮器、或いは、冷却器（家庭用冷蔵庫を含む）にも本発明は有効である。
【００２７】
また、流体として実施例では空気を適用したが、それに限らず、水冷式の熱交換器の場合の如く、水などの液体を冷却流体として用いるものにも本発明は有効である。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、蛇行状の配管と、この配管の直管部に設けられ、当該直管部の長手方向に延在する薄板状のフィンとを備えた熱交換器において、このフィンを、配管の直径よりも幅広に構成し、流体の流れ方向に対して指向させたものであるので、熱交換器に流入した空気などの流体を、フィンの指向する方向に円滑に案内することが可能となる。
【００２９】
これにより、格別な風向板などを用いること無く、流体を予定した流れ方向（例えば熱交換器より流体の下流側に配置したコンプレッサなどの方向）に円滑に案内することができるようになり、それによって、当該熱交換器と流体との熱交換や、熱交換器より流体の下流側に位置する機器（上記コンプレッサなど）と流体との熱交換を円滑且つ効率的に行わせることができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用する実施例としての家庭用冷蔵庫の機械室部分の側面図である。
【図２】 本発明の熱交換器としての凝縮器の直管部の斜視図である。
【図３】 本発明の熱交換器としての凝縮器の直管部の正面図である。
【図４】 本発明の熱交換器としての凝縮器の直管部の側面図である。
【図５】 本発明の実施例の家庭用冷蔵庫の機械室内の空気の流れを説明する図である。
【符号の説明】
１ 冷蔵庫
２ 機械室
３ 凝縮器（熱交換器）
４ 断熱箱体
７Ａ 取入口
７Ｂ 排出口
８ 下流側に位置する機器（コンプレッサ）
１１ 冷媒配管
１１Ａ 直管部
１２ フィン部材
１８ フィン部

Claims (1)

1. 蛇行状の配管と、この配管の直管部に設けられ、当該直管部の長手方向に延在する薄板状のフィンとを備え、このフィンは、前記配管の直径よりも幅広に構成されると共に、流体の流れ方向に対して指向されてこの流体を下流側に位置する機器に案内することを特徴とする熱交換器。

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