(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の流路を構成する冷媒通路管と、
前記冷媒通路管に熱的に接続可能となる態様で配設され、該冷媒通路管を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を促進させるフィン部材と
を備えた熱交換器において、
前記フィン部材は、表面に複数の切起部が形成され、かつ互いに隣接する切起部の間には切欠部が形成されるものであり、切起部の迎角θは２０°〜２９°であるとともに、互いに隣接する切起部間における該フィン部材の表面方向に沿った距離δＬが、前記切起部における最大高さをａ、前記フィン部材の厚みをｔとした場合に下記の関係式を満足することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
（式）δＬ＞（２ａ＋ｔ）・ｔａｎθ（但し、２０°≦θ≦２９°）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、より詳細には、自動販売機等において商品を冷却等するのに用いられる冷凍サイクルを構成する蒸発器等の熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を販売する自動販売機では、自動販売機本体である本体キャビネットの商品収容庫の内部（庫内）に冷凍サイクルの構成機器である蒸発器等の熱交換器が設けられている。
【０００３】
このような蒸発器３４は、図８に示すように、冷媒の流路が複数並設された扁平な冷媒通路管３４１が蛇行する態様で形成され、これら冷媒通路管３４１の入口側には入口側ヘッダ３４２が、冷媒通路管３４１の出口側には出口側ヘッダ３４３が接続してある。そして、これら冷媒通路管３４１に熱的に接続する態様で複数のフィン部材３４４が立設してある。
【０００４】
フィン部材３４４は、冷媒通路管３４１を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する商品収容庫の内部空気との熱交換を促進させるためのもので、伝熱性能を向上させるべく、図９に示すように表面に複数の切起部３４４１が形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７０９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、自動販売機において適用される蒸発器（熱交換器）においては、フィン部材３４４等の表面が氷点下となり、霜が付着してしまう着霜という現象が生ずる。そのため、必要に応じて付着した霜を除去するための除霜運転を行っているが、隣接する切起部３４４１間の離間距離が十分に確保できていないと、最短距離も十分に確保されず、隣接する切起部３４４１間に水滴が跨ってしまう、いわゆるブリッジという現象が生じてしまう。このような水滴のブリッジが生じてしまうと、該切起部３４４１の縁部での熱交換が良好に行われず、結果として伝熱性能が向上を図ることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、互いに隣接する切起部間での水滴のブリッジが生ずることを抑制し、伝熱性能の向上を図ることができる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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る熱交換器は、冷媒の流路を構成する冷媒通路管と、前記冷媒通路管に熱的に接続可能となる態様で配設され、該冷媒通路管を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を促進させるフィン部材とを備えた熱交換器において、前記フィン部材は、表面に複数の切起部が形成され、かつ互いに隣接する切起部の間には切欠部が形成されるものであり、切起部の迎角θは２０°〜２９°であるとともに、互いに隣接する切起部間における該フィン部材の表面方向に沿った距離δＬが、前記切起部における最大高さをａ、前記フィン部材の厚みをｔとした場合に下記の関係式を満足することを特徴とする。
（式）δＬ＞（２ａ＋ｔ）・ｔａｎθ（但し、２０°≦θ≦２９°）
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フィン部材は、表面に複数の切起部が形成されてなるとともに、互いに隣接する切起部の間には切欠部が形成されてなるので、互いに隣接する切起部間の離間距離を確保している。これにより互いに隣接する切起部間に水滴のブリッジの発生を抑制し、これにより伝達性能の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である熱交換器が蒸発器として適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示す断面側面図である。
【図３】図３は、図２に示した蒸発器（本発明の実施の形態である熱交換器）を示す斜視図である。
【図４】図４は、図２に示した蒸発器（本発明の実施の形態である熱交換器）の要部を模式的に示す模式図である。
【図５】図５は、図３及び図４に示したフィン部材の要部を拡大して示す拡大斜視図である。
【図６】図６は、図５に示したフィン部材の縦断面を模式的に示した説明図である。
【図７】図７は、図５に示したフィン部材の縦断面を模式的に示した説明図である。
【図８】図８は、従来の蒸発器を示す斜視図である。
【図９】図９は、図８に示したフィン部材の要部を拡大して示す拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る熱交換器の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態である熱交換器が蒸発器として適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット１を備えている。
【００１４】
本体キャビネット１は、前面が開口した直方状の形態を成すものである。この本体キャビネット１には、その内部に例えば２つの断熱仕切板２によって仕切られた３つの独立した商品収容庫３が左右に並んだ態様で設けてある。この商品収容庫３は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのもので、断熱構造を有している。
【００１５】
図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示す断面側面図である。かかる図２に示すように、本体キャビネット１の前面には、外扉４及び内扉５が設けてある。外扉４は、本体キャビネット１の前面開口を開閉するためのものであり、内扉５は、商品収容庫３の前面を開閉するためのものである。この内扉５は、上下に分割してあり、上側の扉５ａは商品を補充する際に開閉するものである。
【００１６】
上記商品収容庫３には、商品収納ラック６、搬出機構７及び搬出シュータ８が設けてある。商品収納ラック６は、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。搬出機構７は、商品収納ラック６の下部に設けてあり、この商品収納ラック６に収納された商品群の最下位にある商品を１つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ８は、搬出機構７から搬出された商品を外扉４に設けられた商品取出口４ａに導くためのものである。
【００１７】
そして搬出シュータ８の下方域には蒸発器２４及びヒータＨが配設してある。蒸発器２４は背面ダクトＤの前面側に配設してあり、機械室９に配設された圧縮機２１、凝縮器２２、膨張機構２３と冷媒配管２５を通じて順次接続されて冷凍サイクル２０を形成している。圧縮機２１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態（高温高圧冷媒）にして吐出口より吐出するものである。凝縮器２２は、通過する冷媒を凝縮させるものである。より詳細に説明すると、圧縮機２１で圧縮され、かつ吐出口から吐出されて冷媒配管２５を通じて送出された冷媒を周囲空気と熱交換させて凝縮させるものである。膨張機構２３は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
【００１８】
これら冷凍サイクル２０で冷媒を循環させることにより、圧縮機２１で圧縮された冷媒が凝縮器２２で凝縮され、その後に膨張機構２３で断熱膨張されて蒸発器２４を通過する。冷媒が蒸発器２４を通過する際に、該蒸発器２４が配設された商品収容庫３の内部空気との間で熱交換が行われて、自身が蒸発して内部空気を冷却する。蒸発した冷媒は圧縮機２１に吸引される。
【００１９】
冷却された内部空気は庫内送風ファンＦ１の駆動により商品収容庫３の内部を移動し、これにより該商品収容庫３の商品収納ラック６に収納された商品は所望の温度（例えば５℃）に冷却されることになる。
【００２０】
ヒータＨは、庫内送風ファンＦ１の前方域に配設してある。このヒータＨは通電状態となることにより周囲空気を加熱するものである。ヒータＨにより加熱された空気は、庫内送風ファンＦ１の駆動により商品収容庫３の内部を移動し、これにより該商品収容庫３の商品収納ラック６に収納された商品は所望の温度（例えば５５℃）に加熱されることになる。
【００２１】
図３及び図４は、それぞれ図２に示した蒸発器２４（本発明の実施の形態である熱交換器）を示すものであり、図３は斜視図であり、図４は蒸発器２４の要部を模式的に示す模式図である。ここで例示する蒸発器２４は、冷媒通路管２４１と、入口側ヘッダ２４２と、出口側ヘッダ２４３と、フィン部材２４４とを備えて構成してある。冷媒通路管２４１は、複数の冷媒の流路２４１ａが並設された扁平状の管であり、左右に蛇行して形成してある。図３及び図４に示す例では、２つの冷媒通路管２４１が同一の高さレベルで並ぶ態様で左右に蛇行して形成してある。
【００２２】
入口側ヘッダ２４２は、冷媒通路管２４１の上端に接続してあり、冷媒通路管２４１の各流路２４１ａに連通する態様で設けてある。この入口側ヘッダ２４２は、膨張機構２３で断熱膨張され、かつ冷媒配管２５を通じて供給された冷媒を各流路２４１ａに送出するためのものである。
【００２３】
出口側ヘッダ２４３は、冷媒通路管２４１の下端に接続してあり、冷媒通路管２４１の各流路２４１ａに連通する態様で設けてある。この出口側ヘッダ２４３は、各流路２４１ａを通過した冷媒、すなわち熱交換を行って蒸発した冷媒を圧縮機２１に接続された冷媒配管２５に送出するためのものである。
【００２４】
フィン部材２４４は、冷媒通路管２４１における水平方向に延在する部分に熱的に接続する態様で立設してある。このフィン部材２４４は、冷媒通路管２４１を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する商品収容庫３の内部空気との熱交換を促進させるためのものである。
【００２５】
図５は、図３及び図４に示したフィン部材２４４の要部を拡大して示す拡大斜視図である。この図５に示すように、フィン部材２４４の表面には、複数の切起部（ルーバー）２４４１が、商品収容庫３の内部空気が通過する方向に沿って並んで形成されている。これら切起部２４４１は、それぞれ商品収容庫３の内部空気が通過する方向に対して直交し、かつフィン部材２４４の表面方向に沿って延在する稜線を有する山部２４４２と、商品収容庫３の内部空気が通過する方向に対して直交し、かつフィン部材２４４の表面方向に沿って延在する谷部２４４３とが一体となる態様で形成してある。
【００２６】
そして、互いに隣接する切起部２４４１の間には、切欠部２４４４が形成されており、これにより互いに隣接する切起部２４４１間の離間距離（δＬ）、すなわち互いに隣接する切起部２４４１間における該フィン部材２４４の表面方向に沿った距離を確保している。
【００２７】
図６は、図５に示したフィン部材２４４の縦断面を模式的に示した説明図である。この図６に示すように、互いに隣接する切起部２４４１間の離間距離δＬは、下記の関係式を満足するように切欠部２４４４が形成してある。
【００２８】
（式）δＬ＞（２ａ＋ｔ）・ｔａｎθ
ここで、δＬが互いに隣接する切起部２４４１間の離間距離、ａがフィン部材２４４の表面からの切起部２４４１の最大高さ、ｔがフィン部材２４４の厚み、θが迎角を示している。
【００２９】
このように互いに隣接する切起部２４４１間の離間距離δＬをδＬｃ、すなわち（２ａ＋ｔ）・ｔａｎθより大きくすることにより、互いに隣接する切起部２４４１間の最短距離Ｌｍを、切欠部２４４４が存在しない場合の互いに隣接する切起部間の最短距離、すなわち（２ａ＋ｔ）・ｃｏｓθよりも大きくすることができる。かかる最短距離Ｌｍを（２ａ＋ｔ）・ｃｏｓθよりも大きくすることができるので、図７に示すように、蒸発器２４の除霜運転を行うことにより生じた水滴Ｓの高さよりも大きくなり、結果的に、互いに隣接する切起部２４４１間に水滴Ｓが跨ってしまういわゆるブリッジが生ずる虞れがない。
【００３０】
また本実施の形態における熱交換器（蒸発器２４）においては、切起部２４４１の迎角θの大きさは、平均熱伝達率を十分に確保する観点から２０°〜２９°の大きさであることが好ましく、特に２２°〜２７°の大きさであることが好ましい。
【００３１】
以上説明したように本発明の実施の形態である熱交換器によれば、フィン部材２４４は、表面に複数の切起部２４４１が形成されてなるとともに、互いに隣接する切起部２４４１の間には切欠部２４４４が形成されてなるので、互いに隣接する切起部２４４１間の離間距離δＬを確保している。これにより互いに隣接する切起部２４４１間に水滴Ｓのブリッジが発生することを抑制し、これにより伝達性能の向上を図ることができる。
【００３２】
特に、互いに隣接する切起部２４４１間の離間距離δＬが上記の関係式を満足することにより、互いに隣接する切起部２４４１間の最短距離Ｌｍを（２ａ＋ｔ）・ｃｏｓθよりも大きくすることができるので、蒸発器２４の除霜運転を行うことにより生じて切起部２４４１に付着した水滴Ｓの高さよりも大きくなり、結果的に、互いに隣接する切起部２４４１間に水滴Ｓが跨ってしまうブリッジが生ずる虞れがない。よって、互いに隣接する切起部２４４１間での水滴Ｓのブリッジが生ずることを確実に抑制し、伝熱性能の向上を図ることができる。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。上述した実施の形態では、自動販売機の蒸発器２４として適用される熱交換器について説明したが、本発明は自動販売機の蒸発器２４に限られず、凝縮器２２に適用しても良いし、他の冷却装置に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明に係る熱交換器は、自動販売機等において商品を冷却等するのに用いられる冷凍サイクルを構成する蒸発器に有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１  本体キャビネット
３  商品収容庫
２４  蒸発器
２４１  冷媒通路管
２４２  入口側ヘッダ
２４３  出口側ヘッダ
２４４  フィン部材
２４１ａ  流路
２４４１  切起部
２４４２  山部
２４４３  谷部
２４４４  切欠部
Ｆ１  庫内送風ファン
Ｈ  ヒータ
Ｓ  水滴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005509830.tif 000010