(57)【要約】【課題】チューブの直管部での熱交換量を向上させることができるフィンアンドチューブ型の熱交換器を提供する。【解決手段】段方向に並んだ複数の直管部を有する第１チューブと、前記第１チューブの各段の直管部に対してそれぞれ貫通させて設けられた複数の第１フィン群と、を具備する第１熱交換体と、直管部を有する第２チューブと、前記第２チューブの直管部に対して貫通させて設けられた第２フィン群と、を具備する第２熱交換体と、を備え、前記第１熱交換体が、少なくとも１組の直管部にそれぞれに設けられた各第１フィン群の間を段方向に離間させて形成された第１空隙部をさらに備え、前記第１チューブの直管部と前記第２チューブの直管部とが並行となるように、前記第２熱交換体の直管部に設けられた各第２フィンが前記第１熱交換体の第１空隙部内に対して挿入され、前記第１チューブの直管部と前記第２チューブの直管部とが、段方向に直交する方向である列方向に対して所定シフト量だけずらして配置した。【選択図】図２
2020101318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
段方向に並んだ複数の直管部を有する第１チューブと、前記第１チューブの各段の直管部に対してそれぞれ貫通させて設けられた複数の第１フィン群と、を具備する第１熱交換体と、
直管部を有する第２チューブと、前記第２チューブの直管部に対して貫通させて設けられた第２フィン群と、を具備する第２熱交換体と、を備え、
前記第１熱交換体が、
少なくとも１組の直管部にそれぞれに設けられた各第１フィン群の間を段方向に離間させて形成された第１空隙部をさらに備え、
前記第１チューブの直管部と前記第２チューブの直管部とが並行となるように、前記第２熱交換体の直管部に設けられた第２フィン群が前記第１熱交換体の第１空隙部内に対して挿入され、
前記第１チューブの直管部と前記第２チューブの直管部とが、段方向に直交する方向である列方向に対して所定シフト量だけずらして配置されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
段方向に並んだ複数の直管部と、隣接する段の直管部同士を連結する連結管部と、を有する第１チューブと、前記第１チューブの各段の直管部に対してそれぞれ貫通させて設けられた複数の第１フィン群と、を具備する第１熱交換体と、
段方向に並んだ複数の直管部と、隣接する段の直管部同士を連結する連結管部と、を有する第２チューブと、前記第２チューブの各段の直管部に対して貫通させて設けられた第２フィン群と、を具備する第２熱交換体と、を備え、
前記第１熱交換体が、
少なくとも１組の直管部にそれぞれに設けられた各第１フィン群の間を段方向に離間させて形成された第１空隙部をさらに備え、
前記第１チューブの直管部と前記第２チューブの直管部とが並行となるように、前記第２熱交換体の直管部に設けられた第２フィン群が前記第１熱交換体の第１空隙部内に対して挿入され、
前記第１チューブの連結管部が前記第１フィン群から直管部の延びる方向に対して突出している第１突出量が、前記第２チューブの連結管部が前記第２フィン群から直管部の延びる方向に対して突出している第２突出量と、異なっていることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
前記第１チューブの複数の直管部が、各段において所定のチューブ間距離だけ離して列方向にも並べて設けられており、
前記所定シフト量が、前記第１チューブの直径以上前記チューブ間距離以下に設定されている請求項１又は２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第２熱交換体が、前記第２チューブが段方向に並んだ複数の直管部を有し、前記第２フィン群が各段の直管部に対してそれぞれ貫通させて設けられており、
前記第１熱交換体の各段に設けられた第１フィン群、及び、前記第２熱交換体の各段に設けられた第２フィン群が、それぞれ段方向に離間して独立している請求項３記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１フィン群を形成するフィンの面板部、及び、前記第２フィン群を形成するフィンの面板部が列方向を長手方向とする概略長方形状をなしており、
前記熱交換器をフィンの面板部に対して垂直な方向から見た場合に、
各段において列方向に並んだ前記第１チューブの一対の直管部が、前記第１フィン群を形成するフィンの長手方向の一端側に偏るように貫通しており、
各段において列方向に並んだ前記第２チューブの一対の直管部が、前記第２フィンを形成するフィンの長手方向の他端側に偏って貫通している請求項４記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１フィン群を形成するフィンの面板部に対して垂直な方向から見た場合において、
列方向に並んだ前記第１チューブの一対の直管部の中間位置が、前記第１フィン群を形成するフィンの短手方向に伸びる中心線を基準として前記第１チューブの直径の１／２以上前記チューブ間距離の１／２以下だけ前記第１フィン群を形成する長手方向の一端側に偏っている請求項５記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第２フィン群を形成するフィンの面板部に対して垂直な方向から見た場合において、
列方向に並んだ前記第２チューブの一対の直管部の中間位置が、前記第２フィン群を形成するフィンの短手方向に伸びる中心線を基準として前記第２チューブの直径の１／２以上前記チューブ間距離の１／２以下だけ前記第２フィン群を形成するフィンの長手方向の他端側に偏っている請求項５又は６記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィンアンドチューブ型の熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば家庭用冷蔵庫に用いられるフィンアンドチューブ型の熱交換器は、庫内容積を大きくするために熱交換効率を出来る限り保ちながら、コンパクト化することが求められている。
【０００３】
このようなフィンアンドチューブ型の熱交換器には、Ｕ字状に形成されたチューブを曲げて蛇行状にすることで、複数段の直管部が形成されたものがある（特許文献１参照）。このものは、曲げる前の状態のＵ字状のチューブに対して、複数のフィンを貫通させて所定間隔ごとにフィン群を形成する。その後、チューブにおいてフィン群が形成されていない部分を曲げてフィン群同士が近接させることで、概略直方体状の熱交換器に形成される。
【０００４】
ところで、このように形成された熱交換器では、各段におけるチューブの直管部は段方向に対して一列に重なって並んでしまう。このため、熱交換器に対して段方向に空気が流入する場合、１段目に配置された直管部に空気流が遮られるので、次の２段目に配置されている直管部では十分に空気と冷媒との間で熱交換することができていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許６３０２２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は上述したような問題に鑑みてなされたものであり、チューブの直管部での熱交換量を向上させることができるフィンアンドチューブ型の熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、段方向に並んだ複数の直管部を有する第１チューブと、前記第１チューブの各段の直管部に対してそれぞれ貫通させて設けられた第１フィン群と、を具備する第１熱交換体と、直管部を有する第２チューブと、前記第２チューブの直管部に対して貫通させて設けられた第２フィン群と、を具備する第２熱交換体と、を備え、前記第１熱交換体が、少なくとも１組の直管部にそれぞれに設けられた各第１フィン群の間を段方向に離間させて形成された第１空隙部をさらに備え、前記第１チューブの直管部と前記第２チューブの直管部とが並行となるように、前記第２熱交換体の直管部に設けられた前記第２フィン群が前記第１熱交換体の第１空隙部内に対して挿入され、前記第１チューブの直管部と前記第２チューブの直管部とが、段方向に直交する方向である列方向に対して所定シフト量だけずらして配置されていることを特徴とする。
【０００８】
このようなものであれば、前記第１熱交換体の第１空隙部内に対して別個に形成された前記第２積層体を挿入することで、前記第１熱交換体において前記第１フィン群が存在していない領域を補完して熱交換器を構成することができる。このため、前記第１熱交換体を構成する前記第１チューブ直管部と、前記第２熱交換体を構成する前記第２チューブの直管部をそれぞれ列方向に対して所定シフト量だけずらすことが容易にできる。
【０００９】
また、前記第１熱交換体と前記第２熱交換体との間では、各直管部が段方向に対しては重ならないようにできるので、チューブ表面と空気との熱交換効率を従来よりも高くできる。
【００１０】
したがって、本発明に係る熱交換器は従来と同等の熱交換能力を発揮しつつ、コンパクトに構成することが可能となる。
【００１１】
第１熱交換体と第２熱交換体を組み合わせて多段のフィン群を備えた熱交換器を形成する際の組み立て性をよくするには、段方向に並んだ複数の直管部と、隣接する段の直管部同士を連結する連結管部と、を有する第１チューブと、前記第１チューブの各段の直管部に対してそれぞれ貫通させて設けられた複数の第１フィン群と、を具備する第１熱交換体と、段方向に並んだ複数の直管部と、隣接する段の直管部同士を連結する連結管部と、を有する第２チューブと、前記第２チューブの各段の直管部に対して貫通させて設けられた第２フィン群と、を具備する第２熱交換体と、を備え、前記第１熱交換体が、少なくとも１組の直管部にそれぞれに設けられた各第１フィン群の間を段方向に離間させて形成された第１空隙部をさらに備え、前記第１チューブの直管部と前記第２チューブの直管部とが並行となるように、前記第２熱交換体の直管部に設けられた第２フィン群が前記第１熱交換体の第１空隙部内に対して挿入され、前記第１チューブの連結管部が前記第１フィン群から直管部の延びる方向に対して突出している第１突出量が、前記第２チューブの連結管部が前記第２フィン群から直管部の延びる方向に対して突出している第２突出量と、異なっていることを特徴とするものであればよい。このようなものであれば、前記第１熱交換体、及び、前記第２熱交換体の連結管部同士が干渉することや、連結管部がフィン群に対して干渉することを防ぎ、容易に組み立てる事が可能となる。
【００１２】
前記第１熱交換体の直管部と前記第２熱交換体の直管部が段方向に対して重ならないようにして、熱交換効率を向上できる具体的な構成例としては、前記第１チューブの複数の直管部が、各段において所定のチューブ間距離だけ離して列方向にも並べて設けられており、前記所定シフト量が、前記第１チューブの直径以上前記チューブ間距離以下に設定されているものが挙げられる。
【００１３】
曲げ加工が施される前のチューブにフィンを予め貫通させておき、その後チューブを曲げていくだけで、概略直方体形状の熱交換器を形成できるようにして、ろうづけ等の手間を最小限にできるようにするには、前記第２熱交換体が、前記第２チューブが段方向に並んだ複数の直管部を有し、前記第２フィン群が各段の直管部に対してそれぞれ貫通させて設けられており、前記第１熱交換体の各段に設けられた第１フィン群、及び、前記第２熱交換体の各段に設けられた第２フィン群が、それぞれ段方向に離間して独立していればよい。
【００１４】
前記第１熱交換体に対して前記第２熱交換体を組み合わせた状態で、それぞれの直管部が列方向に対してずらすことができるとともに、熱交換器として全体の厚みを均一にできるようにするには、前記第１フィン群を形成するフィンの面板部、及び、前記第２フィン群を形成するフィンの面板部が列方向を長手方向とする概略長方形状をなしており、前記熱交換器をフィンの面板部に対して垂直な方向から見た場合に、各段において列方向に並んだ前記第１チューブの一対の直管部が、前記第１フィン群を形成するフィンの長手方向の一端側に偏るように貫通しており、各段において列方向に並んだ前記第２チューブの一対の直管部が、前記第２フィンを形成するフィンの長手方向の他端側に偏って貫通していればよい。
【００１５】
列方向に対して各直管部が重なっている部分を最小化し、熱交換効率が従来よりも高くできる配置範囲としては、前記第１フィンをその面板部に対して垂直な方向から見た場合において、列方向に並んだ前記第１チューブの一対の直管部の中間位置が、前記第１フィン群を形成するフィンの短手方向に伸びる中心線を基準として前記第１チューブの直径の１／２以上前記チューブ間距離の１／２以下だけ前記第１フィンの長手方向の一端側に偏っているものが挙げられる。
【００１６】
同様に前記第２フィンをその面板部に対して垂直な方向から見た場合において、列方向に並んだ前記第２チューブの一対の直管部の中間位置が、前記第２フィン群を形成するフィンの短手方向に伸びる中心線を基準として前記第２チューブの直径の１／２以上前記チューブ間距離の１／２以下だけ前記第２フィンの長手方向の他端側に偏っていれば、熱交換器としての厚みを一定にしつつ、熱交換効率を従来よりも高くすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
このように本発明に係る熱交換器によれば、段方向に対して並べて設けられる複数のチューブの直管部について、列方向にずらすことが容易にできる。このため、段方向に沿って空気が流れる際に最初の段にある直管部と交差するだけでなく、それ以降の段にある直管部に対しても空気流が交差するようにできる。したがって、冷媒の流れるチューブ自体に空気流が直接接触できる機会を増やすことができるので、従来よりも熱交換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態における熱交換器を示す模式的斜視図。
【図２】同実施形態における熱交換器の側面を示す模式図。
【図３】同実施形態における熱交換器を構成する第１熱交換体及び第２熱交換体を示す模式図。
【図４】同実施形態における第１熱交換体に曲げ加工が施される前の状態を示す模式図。
【図５】同実施形態における第２熱交換体に曲げ加工が施される前の状態を示す模式図。
【図６】同実施形態における熱交換器の組み立てを示す模式図。
【図７】従来の熱交換器と同実施形態における熱交換器のＣＦＤ解析結果の比較。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態における熱交換器１００について各図を参照しながら説明する。
【００２０】
本実施形態の熱交換器１００は、例えば冷蔵庫の蒸発器として用いられるものであり、図１及び図２に示すように概略扁平直方体形状をなすものである。この熱交換器１００は、複数のフィンが並べて設けられたフィン群がそれぞれ独立した状態で７段積層されたものである。この熱交換器１００に対して、空気流は熱交換器１００の最下段である１段目のフィン群から流入する。そして空気流は、図１及び図２における上側に向かって流れて、各段のフィン群を通過し、最終的に７段目のフィン群から外部へと流出する。
【００２１】
この熱交換器１００は、冷媒が流通するチューブが２本用いられており、それぞれのチューブに対してフィンを貫通して形成された２つの熱交換体を組み合わせて構成されている。この熱交換器１００は、図３（ａ）に示す熱交換器１００における１段目、２段目、５段目、６段目のフィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆを構成する第１熱交換体１と、図３（ｂ）に示す第２チューブ２１を具備し、熱交換器１００における３段目、４段目、７段目のフィン群２ｃ、２ｄ、２ｇを構成する第２熱交換体２と、を備えている。
【００２２】
各部について詳述する。
【００２３】
第１熱交換体１は、図３（ａ）に示すように蛇行状をなすように曲げられた第１チューブ１１と、第１チューブ１１に対して貫通するように設けられた複数の第１フィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆとを備えたものである。以下では、図１、図２、図３（ａ）、図４を参照しながら説明する。ここで、図４は図３（ａ）に示す状態の第１熱交換体１となるように曲げ加工を施す前の状態を示すものである。なお、図４では第１フィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆについては長手方向に対して中間省略して記載しており、各第１フィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆ間で第１チューブ１１がむき出しとなっている部分の長さの比率のみを正確に記載している。
【００２４】
図３（ａ）に示す第１チューブ１１は、熱交換器１００における１、２、５、６段目のフィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆを形成する部位として、段方向Ｙに並んだ４組の直管部Ｓが形成されるようにＵ字管が曲げられたものである。すなわち、元々Ｕ字管であった第１チューブ１１は、蛇行状に曲げられることによって、４組の直管部Ｓが熱交換器１００の段方向Ｙに並んだ状態に変形される。加えて、このような曲げ加工が施されているので、各段の１組の直管部Ｓは、段方向Ｙに対して直交する方向である列方向Ｙに対して並んだ状態となる。
【００２５】
また、蛇行状に曲げることにより形成される第１チューブ１１の連結管部Ｂはある段を通過した冷媒を次の段へと供給する役割を果たす。本実施形態の第１熱交換体１では例えば熱交換器１００の６段目に端面に開口する第１チューブ１１の一方のポートＰ１１から冷媒が流入し、６段目、５段目、２段目、１段目と冷媒が蛇行状に流れる。その後、逆順で冷媒が流れて最終的に６段目にあるもう一方の第１チューブ１１のポートＰ１２から外部へと流出する。図１、図３（ａ）、図６に示すように連結管部Ｂは第１フィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆ同士が隣接して部分を連結する場合と、第１空隙部１３が形成されている部分を連結する場合とで直管部Ｂの延びている方向Ｚに対する突出量が異ならせてある。具体的には、第１空隙部１３の間を接続する連結管部Ｂは他のものと比較して第１チューブ１１の直径分以上外側へ突出させてある。
【００２６】
また、図３（ａ）及び図４に示すように、第１チューブ１１に対して各第１フィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆを貫通させている間隔は一定ではなく、第１チューブ１１の中間部においてその間隔を広くしている。このため、曲げられた後の図３（ａ）に示すように熱交換器１００における２段目となる直管部Ｓと熱交換器１００における５段目となる直管部Ｓとの間は、それぞれの直管部Ｓに設けられた第１フィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆが他の部分よりも大きく離間した第１空隙部１３が形成される。言い換えると第１熱交換体１は、第１空隙部１３を形成することにより、熱交換器１００の３段目と４段目について飛ばした部分的な熱交換器１００を形成している。
【００２７】
次に第１フィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆに対して第１チューブ１１が貫通している場所について説明する。図１、図２、及び、図４に示すように第１フィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆを形成する各フィンの面板部の形状は概略長方形状をなし、フィンの短手方向は熱交換器１００の段方向Ｙを向き、フィンの長手方向は熱交換器１００の列方向Ｙを向くように配置される。図２に示すように熱交換器１００をフィンの面板部に対して垂直な方向から見た場合、１段目、２段目、５段目、６段目の各段において第１チューブ１１の１組の直管部Ｓは、図１、図２、及び、図４における左手側である一端側に偏って配置されている。言い換えると、各段における１組の直管部Ｓの列方向Ｙに対する中心位置は、フィンの中心位置に対してずらしてある。
【００２８】
より具体的には、第１フィン群１ａ、１ｂ、１ｅ、１ｆを形成するフィンの面板部に対して垂直な方向から見た場合において、列方向Ｙに並んだ前記第１チューブ１１の一対の直管部Ｓの中間位置が、前記第１フィンの短手方向に伸びる中心線を基準として前記第１チューブ１１の直径の１／２以上前記チューブ間距離の１／２以下だけ前記第１フィンの長手方向の一端側に偏らせている。
【００２９】
第２熱交換体２は、図３（ｂ）に示すように蛇行状をなすように曲げられた第２チューブ２１と、第２チューブ２１に対して貫通するように設けられた複数の第２フィン群２ｃ、２ｄ、２ｇとを備えたものである。以下では、図１、図２、図３（ｂ）、及び、図５を参照しながら説明する。ここで、図５は図３（ｂ）に示す状態の第２熱交換体２となるように曲げ加工を施す前の状態を示すものである。なお、図５では第２フィン群２ｃ、２ｄ、２ｇの長さについては中間省略して記載しており、各第２フィン群２ｃ、２ｄ、２ｇ間で第２チューブ２１がむき出し担っている部分の長さの比率のみを正確に記載している。
【００３０】
図３（ｂ）に示す第２熱交換体２の第２チューブ２１は、熱交換器１００における３、４、７段目のフィン群２ｃ、２ｄ、２ｇを形成する部位として、段方向Ｙに並んだ３組の直管部Ｓが形成されるようにＵ字管が曲げられたものである。すなわち、元々Ｕ字管であった第２チューブ２１は、蛇行状に曲げられることによって、３組の直管部Ｓが熱交換器１００の段方向Ｙに並んだ状態に変形される。加えて、このような曲げ加工が施されているので、列方向Ｙに対して各段には直管部Ｓが１組配置される。
【００３１】
また、蛇行状に曲げることにより形成される第２チューブ２１の連結管部Ｂはある段を通過した冷媒を次の段へと供給する役割を果たす。本実施形態の第２熱交換体２では、例えば熱交換器１００の７段目に端面に開口する第２チューブ２１の一方のポートＰ２１から冷媒が流入し、４段目、３段目と冷媒が蛇行状に流れる。その後、逆順で冷媒が流れて最終的に７段目にあるもう一方の第２チューブ２１のポートＰ２２から外部へと流出する。このように、本実施形態の熱交換器１００は第１熱交換体１と第２熱交換体２のそれぞれが冷媒の主配管に対して並列に接続された状態で用いられる。なお、第１熱交換体１の第１チューブ１１の開口と第２熱交換体２の第２チューブ２１の開口に対して配管し、第１熱交換体１を通過した冷媒が第２熱交換体２を通過するように主配管に対して直列接続されるようにしてもよい。
【００３２】
加えて、第２チューブ２１の連結管部Ｂも第１チューブ１１と同様に直管部Ｓの延びる方向Ｚに対する第２フィン群２ｃ、２ｄ、２ｇからの突出量が、第２空隙部２３を繋ぐ部分とその他の部分とで異ならせてある。具体的には、第２空隙部２３をつなぐ連結管部Ｂはその他の部分と比較して突出量を第２チューブの２１の直径以上大きく設定してある。このように構成されているので第１熱交換体１と第２熱交換体２を組み合わせて熱交換体１００を形成した場合、第１空隙部１３及び第２空隙部２３があった部分については挿入されている側のフィン群２ｃ、２ｄ、１ｅ、１ｆから突出している連結管部Ｂよりも挿入されている空隙部１３、２３の部分を接続する連結管部Ｂのほうが外側に突出する。このように構成されているので、第１熱交換体１と第２熱交換体２を組み合わせた際に、仮に直管部Ｓの位置が列方向Ｙに対して設計値からずれていたとしても、それぞれの連結管部Ｂが干渉するのを防ぐことができる。このため、組立時に干渉を考慮しなくてもよいので組み立て性をよいものにできる。
【００３３】
また、図３（ｂ）及び図５に示すように、第２チューブ２１に対して第２フィン群２ｃ、２ｄ、２ｇを貫通させている間隔は一定ではなく、第２チューブ２１の開口端側においてその間隔を広くしている。このため、曲げられた後の図３（ｂ）に示すように熱交換器１００における４段目の直管部Ｓと７段目の直管部Ｓとの間はそれぞれの直管部Ｓに設けられた第２フィン群２ｃ、２ｄ、２ｇが他の部分よりも大きく離間した第２空隙部２３が形成される。言い換えると第２熱交換体２は、第２空隙部２３が形成されることにより、熱交換器１００における５段目と６段目が飛ばした部分的な熱交換器１００を形成している。
【００３４】
次に第２フィン群２ｃ、２ｄ、２ｇに対して第２チューブ２１が貫通している場所について説明する。図１、図２、図３（ｂ）、及び、図５に示すように第２フィン群２ｃ、２ｄ、２ｇを形成する各フィンの面板部の形状は概略長方形状をなし、フィンの短手方向は熱交換器１００の段方向Ｙを向き、フィンの長手方向は熱交換器１００の列方向Ｙを向くように配置される。図２に示すように熱交換器１００をフィンの面板部に対して垂直な方向から見た場合、各段において第２チューブ２１の１組の直管部Ｓは、図１及び図３における右手側である一端側に偏って配置されている。言い換えると、各段における１組の直管部Ｓの列方向Ｙに対する中心位置は、フィンの中心位置に対してずらしてある。
【００３５】
より具体的には、前記第２フィン群２ｃ、２ｄ、２ｇを形成するフィンの面板部に対して垂直な方向から見た場合において、列方向Ｙに並んだ前記第２チューブ２１の一対の直管部Ｓの中間位置が、前記第２フィンの短手方向に伸びる中心線を基準として前記第２チューブ２１の直径の１／２以上前記チューブ間距離の１／２以下だけ前記第２フィンの長手方向の他端側に偏らせている。
【００３６】
ここで、第１熱交換体１、及び、第２熱交換体２はフィン群の設置数は異なっているが、図３乃至図５に示すように裏表の関係にあり、チューブの配管長を除いてその他の寸法は共通する部材で製造することが可能である。
【００３７】
上述してきたように形成された第１熱交換体１と第２熱交換体２は、図６に示すように第１熱交換体１の第１空隙部１３に対して第２熱交換体２において熱交換器１００の３段目４段目となる直管部Ｓ及び第２フィン群２ｃ、２ｄが挿入され、第２熱交換体２の第２空隙部２３に対して第１熱交換体１の熱交換器１００において５段目、６段目となる直管部Ｓ及び第１フィン群１ｅ、１ｆが挿入される。
【００３８】
このようにして第１熱交換体１と第２熱交換体２がそれぞれを組み合わされることで、図１、図２、及び、図６に示すように各段においてフィン群が独立した熱交換器１００が形成される。また、組み合わされた状態では図２に示すように第１熱交換体１の第１チューブ１１の各直管部Ｓと、第２熱交換体２の第２チューブ２１の各直管部Ｓはそれぞれ列方向Ｙに対して所定シフト量だけずらした状態にできる。
【００３９】
この所定シフト量は、図２に示すように各チューブの直径以上であり、かつ、各段における１組の直管部Ｓの列方向Ｙの離間距離であるチューブ間距離以下に設定されている。ここで、チューブ間距離は、列方向Ｙにおいて直管部Ｓの外表面間を結ぶ最も短い距離である。なお、本実施形態では図２に示すようにチューブ間距離はチューブの直径の２倍以上に設定されているとともに、所定シフト量はチューブ間距離の半分に設定されている。このため、本実施形態の熱交換器１００では２段ごとの周期で直管部Ｓが千鳥状に配置されている。
【００４０】
このような範囲に第１熱交換体１の直管部Ｓと第２熱交換体２の直管部Ｓを列方向Ｙにずらすことで、第１熱交換体１の直管部Ｓだけでなく、第２熱交換体２の直管部Ｓにも空気流を交差させ、各直管部Ｓでの熱交換を促進させることができる。この効果について段方向Ｙに対して各直管部Ｓが一列に重なって配置されている場合と、本実施形態のように各直管部Ｓが２段ずつ千鳥状に配置されている場合とでＣＦＤ解析結果を比較することで説明する。
【００４１】
従来の熱交換器では各直管部Ｓが段方向Ｙに一列に並んでいるため、１段目の直管部Ｓには空気流が衝突して熱交換量が大きくなるが、２段目以降では空気流は直管部Ｓの側面を通過してしまい、熱交換が発生しにくい。
【００４２】
これに対して、本実施形態の熱交換器１００であれば第１熱交換体１と第２熱交換体２の直管部Ｓが列方向Ｙに対してずれているので、１段目、３段目、５段目、７段目の直管部Ｓにおいて空気流を衝突させることができ、それぞれで熱交換量を大きくすることができる。この結果、従来と比較して熱交換量を４．２％向上させることができる。
【００４３】
このように本実施形態における熱交換器１００によれば、第１熱交換体１と第２熱交換体２をそれぞれの第１空隙部１３、第２空隙部２３に対して挿入して組み立てることで、それぞれの直管部Ｓを列方向Ｙに対してずらすことができる。
【００４４】
また第１熱交換体１と第２熱交換体２の直管部Ｓを列方向Ｙにずらすことができるので、図７のＣＦＤ解析結果に示すように直管部Ｓでの熱交換量を従来よりも大きくできる。この結果、同じ能力を発揮させるのであれば、熱交換器１００の容積を従来よりも小さくすることが可能となる。したがって、冷蔵庫であれば庫内容量をさらに増加させることができる。
【００４５】
また、第１熱交換体１及び第２熱交換体２は、２段飛ばしで空隙部１３、２３を形成しているので、図６に示すようにお互いを組み合わせる際に連結管部Ｂが互いに干渉しないようにできる。このため、組み合わせてから連結管部Ｂをろう付けする必要がなく、組み立て作業にかかるコストを抑えることができる。
【００４６】
その他の実施形態について説明する。
【００４７】
前記実施形態では、第１熱交換体と第２熱交換体とがそれぞれ異なる形状を成していたが、第１熱交換台と第２熱交換体が同じ形状を有していても良い。すなわち、第２熱交換体が熱交換器における３段目、４段目、７段目、８段目を構成するものであってもよい。この場合、第１チューブ及び第２チューブの開口部分が熱交換器においてそれぞれ別々の側面に露出することになるので、配管の取り回し等を有線するのであれば前記実施形態のように構成すれば良い。
【００４８】
また、熱交換器の段数については前記実施形態によりも多くてもよいし、少なくてもよい。例えば第１熱交換体が熱交換器における１段目、及び、３段目を構成し、第２熱交換体が熱交換器における２段目を構成するものであってもよい。
【００４９】
例えば第１チューブ及び第２チューブの連結管部についてろう付することを許容するのであれば、第１熱交換体及び第２熱交換体がそれぞれ１段飛ばしでフィン群を有し、その間に空隙部が形成されているものであってもよい。このようなものであれば、２つの熱交換体を組み合わせて、全ての直管部が空気流に対して交差するように配置することが可能となる。
【００５０】
フィン群を構成するフィンの形状については前記実施形態で示した物に限られない。例えばコルゲートフィンを用いてフィン群を構成してもよい。
【００５１】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形を行ってもよいし、各実施形態の一部同士を組み合わせても構わない。
【符号の説明】
【００５２】
１００・・・熱交換器
１    ・・・第１熱交換体
１１  ・・・第１チューブ
１３  ・・・第１空隙部
２    ・・・第２熱交換体
２１  ・・・第２チューブ
２３  ・・・第２空隙部
Ｓ    ・・・直管部
【図１】
2020101318.tif 000003
【図２】
2020101318.tif 000004
【図３】
2020101318.tif 000005
【図４】
2020101318.tif 000006
【図５】
2020101318.tif 000007
【図６】
2020101318.tif 000008
【図７】
2020101318.tif 000009