JP4762266B2 - Heat exchanger and refrigerator-freezer equipped with this heat exchanger - Google Patents
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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。 The present invention relates to a heat exchanger and a refrigerator-freezer equipped with the heat exchanger.
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。
In order to reduce the power consumption of the refrigerator-freezer, a heat exchanger that has a high effect of preventing clogging due to frost formation and a high cooling performance is desired. In order to realize such a demand, various heat exchangers have been conventionally proposed. For example, “1 indicates a heat exchanger main body as an evaporator for a refrigerator-freezer, A plurality of fins 4p, 4q, and 4r arranged in parallel between 3 and the
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。
However, in the heat exchanger described in
In order to solve this problem, for example, “5 is an evaporator for a refrigerator, which includes a
Further, for example, “8 is an air passage, which is formed in the vicinity of the center portion of the
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。
When the heat exchanger is not frosted, the air flowing through the heat exchanger described in
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。
Moreover, although the heat exchanger of
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and obtains a heat exchanger that is highly effective in preventing clogging due to frost formation and has high cooling performance, and a refrigerator-freezer equipped with this heat exchanger. For the purpose.
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、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、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小さく形成されており、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ものである。 The heat exchanger according to the present invention is a heat exchanger comprising a plurality of fins laminated at a predetermined interval and a heat transfer tube penetrating the fins in the lamination direction, wherein the fins are in a direction perpendicular to the lamination direction. by and column direction is the direction of air flow, and are each of a plurality juxtaposed in the column direction is a stacking direction and a column direction perpendicular to the direction, stage direction gap is formed between the fins adjacent the column direction, the air flow The stepwise gap of the fin located on the downstream side is formed smaller than the stepwise gap of the fin located on the upstream side of the air flow, and the stepwise gap is a width in the stepwise direction of the fin. It is formed by adjusting .
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。 Moreover, the refrigerator-freezer which concerns on this invention mounts said heat exchanger.
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。また、空気流れ下流側に位置するフィンの段方向隙間が、空気流れ上流側に位置するフィンの段方向隙間に比べて小さく形成されているので、熱交換器内は、空気流れ上流側から空気流れ下流側まで均一に着霜する。また、フィンの段方向の幅を調整することにより段方向隙間を形成しているので、熱交換器の幅を統一でき、熱交換器の設置が容易になる。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。
According to the present invention, since the gap in the step direction is formed between the fins adjacent in the step direction, the effect of preventing clogging due to frost formation is improved. The air that has flowed into the heat exchanger easily flows through the gap in the step direction with little pressure loss, so that it can come into contact with the fins on both sides, increasing the effective air volume and improving the refrigeration performance of the heat exchanger. Moreover, since the front edge part of a fin increases by arrange | positioning a several fin in a row direction, the cooling performance of a heat exchanger improves. For this reason, it is possible to suppress the decrease in the cooling performance of the heat exchanger caused by the reduction in the heat transfer area of the fin, which is caused by forming the stepwise gap. In addition, since the fin gap in the fins located on the downstream side of the air flow is formed smaller than the fin gap in the fins located on the upstream side of the air flow, the heat exchanger has air from the upstream side of the air flow. Uniform frost formation on the downstream side of the flow. Further, since the stepwise gap is formed by adjusting the width of the fin in the step direction, the width of the heat exchanger can be unified, and the installation of the heat exchanger becomes easy. Therefore, it is possible to obtain a heat exchanger having a high effect of preventing clogging due to frost formation and a high cooling performance, and a refrigerator-freezer equipped with this heat exchanger.
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。
1 is an external perspective view of the refrigerator-freezer according to
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。
The refrigerator-
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。
The housing of the refrigerator-
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。
On the back side of the
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。
Each temperature zone chamber is provided with an inlet for allowing the air cooled by the
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。
Among these inlets and outlets, the
(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。
(Refrigeration cycle operation and internal air flow)
Next, the operation of the refrigeration cycle mounted on the refrigerator-
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。
First, operation | movement of the refrigerating cycle mounted in the refrigerator-
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。
Then, the air flow in the refrigerator-
As shown in FIG. 4, a part of the air cooled by the
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。
As shown in FIG. 2, the air that has flowed into the
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。
The air that has flowed into the freezing
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。
Next, the details of the
FIG. 5 is a front view of the heat exchanger according to the first embodiment (viewed from the
In addition, the arrow shown in a figure is an air flow direction, 2 is an air flow upstream side, 3 becomes an air flow downstream side. In FIG. 5, area A is a range that does not face
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。
The
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。
In the first embodiment, the
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。
As shown in FIG. 5, the fin pitch p has the largest fin pitch p between the
Note that the fin pitch p does not have to be gradually reduced from the air flow
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。
As shown in FIG. 6, a stepwise gap x is formed between the
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。
Note that the stepwise gap x does not need to be sequentially reduced from the airflow
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。
In the first embodiment, the row gap between the
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。
Further, in the first embodiment, the stepwise width y of the
(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。
(Operation)
Next, the operation of the
The air that has flowed into the
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。
Further, in the first embodiment, the stepwise gap x is the largest in the stepwise gap x between the
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。
When the distance between the
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。
Moreover, since the front edge part of the
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。
Since the
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。
In the first embodiment, the stepwise gap x is the largest in the stepwise gap x between the
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。
Moreover, since the front edge part of the
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。
Moreover, since the refrigerator-
Here, the operation rate of the compressor is (compressor operation time) / (compressor operation time and stop time).
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。
In the first embodiment, the stepwise gaps x formed in the same row are the same. However, the stepwise gap x of the area B through which the hot and humid air that has passed through the
FIG. 8 is a side sectional view (area B) showing another example of the heat exchanger according to the first embodiment. Similar to the area A (FIG. 6), a stepwise gap x is formed between the
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。
The air returning from the
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。 Further, as shown in FIG. 9, even if the fin pitch p formed in the area B is made larger than the fin pitch p formed in the area A of the same row, the frost formation can be made uniform and the cooling performance can be maintained. it can.
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。
In the first embodiment, each fin group has the same configuration, but the configuration may be changed for each fin group.
In the second embodiment, items that are not particularly described are the same as those in the first embodiment, and the same functions and configurations are described using the same reference numerals.
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。
FIG. 10 is a plan sectional view of the heat exchanger according to the second embodiment. The fin pitch p between the
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。
By comprising in this way, the air which flowed in into the
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。
In the first embodiment and the second embodiment, the
In
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。
FIG. 11 is a side cross-sectional view of the heat exchanger according to the third embodiment. The
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。
In the
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。
Moreover, since the front edge part of the
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。
Moreover, compared with the case where the plurality of
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。
Moreover, since the refrigerator-
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。
In the third embodiment, as in the first embodiment, the
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。
FIG. 12 is a side sectional view (area B) showing another example of the heat exchanger according to the third embodiment. Similar to the area A (FIG. 11), a
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。
The air returning from the
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。
Similarly to the first embodiment, the size of the
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。
FIG. 13 is a side sectional view showing another example of the heat exchanger according to the third embodiment. The width w and depth d of the
In the third embodiment, the size of the
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。
In this way, the
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。
In the third embodiment, the shape of the
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。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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、
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、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小さく形成されており、
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熱交換器。 A heat exchanger comprising a plurality of fins laminated at a predetermined interval and a heat transfer tube penetrating the fins in the lamination direction,
The fin is
Plurally arranged in a row direction that is a direction perpendicular to the stacking direction and the air flow direction, and a step direction that is a direction perpendicular to the stacking direction and the row direction,
A stepwise gap is formed between the fins adjacent in the stepwise direction ,
The stepwise gap of the fin located on the air flow downstream side is formed smaller than the stepwise gap of the fin located on the air flow upstream side,
The stepwise gap is formed by adjusting the stepwise width of the fin .
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又は請求項2に記載の熱交換器。 A fin group consisting of the fins stacked in a row at a predetermined interval and arranged in a row direction,
In the same row, the stacking interval of the fins in the fin group excluding the fin group on both outer sides in the step direction is larger than the stacking interval of the fins in the fin group on both outer sides in the step direction. The heat exchanger according to claim 1 or 2 .
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4に記載の冷凍冷蔵庫。 An outlet is provided through which air that flows through at least one of the refrigerator compartment and the vegetable compartment flows out,
The heat exchanger is provided on the downstream side of the air flow of the outlet,
The stepwise gap of the fin located in a range facing the outflow port in the stacking direction is
5. The refrigerator-freezer according to claim 4 , wherein the gap is larger than the gap in the step direction of the fins in the same row located in a range not facing the outlet in the stacking direction.
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4又は請求項5に記載の冷凍冷蔵庫。 The stacking interval of the fins located in a range facing the outlet in the stacking direction is
6. The refrigerator-freezer according to claim 4 , wherein the refrigerator interval is larger than a stacking interval of the fins in the same row located in a range not facing the outlet in the stacking direction.
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