(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィン素材に送り孔を形成してこの送り孔には間欠移送手段のピンを係合し、この間欠移送手段を用いて前記フィン素材を間欠的に供給し、このフィン素材にチューブ嵌合用の嵌合溝を形成するとともに、このフィン素材をコルゲート状に折曲げ形成し、前記送り孔はコルゲート状に折曲げたフィンの前記嵌合溝の存在しない側の頂面に配置し、前記嵌合溝にはチューブを嵌合したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
フィン素材に送り孔を形成してこの送り孔には間欠移送手段のピンを係合し、この間欠移送手段を用いて前記フィン素材を間欠的に供給し、このフィン素材にチューブ嵌合用の嵌合溝を形成するとともに、このフィン素材をコルゲート状に折曲げ形成し、前記送り孔はスリット状に形成し、このスリット状の送り孔はコルゲート状に折曲げたフィンの山及び／又は谷の頂面、或いは前記フィンの側面に配置し、前記嵌合溝にはチューブを嵌合したことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
冷蔵庫の底部に嵌合溝の開口を上向きにして略水平に配置された状態で、熱交換器の上面には平坦な載置面が形成され、この平坦な載置面上には、冷蔵庫のアルミニウム製の蒸発皿が載置されることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
コルゲートフィンに、Ａｌ−Ｍｎ系の合金であってＭｎを１．０〜１．５％、またはさらに、Ｍｇを０．８〜１．３％添加した合金を用いたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
冷蔵庫の底部に略水平に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の熱交換器を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項７】
フィン素材をコルゲート状に折曲げてフィンを形成し、このフィンに形成されるチューブ嵌合用の嵌合溝にチューブを嵌合して製造される熱交換器の製造方法において、
コルゲート状に折曲げたフィンの前記嵌合溝の存在しない側の頂面に配置される送り孔を前記フィン素材に形成する過程と、
このフィン素材に形成された送り孔に間欠移送手段のピンを係合する過程と、
この間欠移送手段を用いて前記フィン素材を間欠的に供給し、前記フィン素材をコルゲート状に折曲げ形成する過程と、
を備えたことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項８】
フィン素材をコルゲート状に折曲げてフィンを形成し、このフィンに形成されるチューブ嵌合用の嵌合溝にチューブを嵌合して製造される熱交換器の製造方法において、
コルゲート状に折曲げたフィンの山及び／又は谷の頂面、或いは前記フィンの側面に配置されるスリット状の送り孔を前記フィン素材に形成する過程と、
このフィン素材に形成された送り孔に間欠移送手段のピンを係合する過程と、
この間欠移送手段を用いて前記フィン素材を間欠的に供給し、前記フィン素材をコルゲート状に折曲げ形成する過程と、
を備えたことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば冷蔵庫用コンデンサ等に用いられる熱交換器およびその製造方法並びに冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷蔵庫やショーケースなどの冷凍機械に使用されるコンデンサ、エバポレータ等の熱交換器としては、コルゲートフィンのチューブ嵌合溝にチューブを嵌合することにより製造されるタイプの熱交換器が知られている。
【０００３】
この種のタイプの熱交換器は、ロール状に巻かれたフィン素材を送り出しながら、チューブ嵌合溝を形成するとともに、上下一対の金型を用いてフィン素材をコルゲート状に折り曲げて嵌合溝を有するコルゲートフィンを形成する。一方で、銅製パイプ状のチューブ素材をサーペンタイン状に曲げてチューブを形成し、このチューブを前述のコルゲートフィンの嵌合溝の上にあてがい、ついで、押し込み治具を用いてチューブを嵌合溝内に押し込むことにより製造される。
【０００４】
フィン素材の送り手段としては、フィン素材に送り孔を形成し、この送り孔に間欠移送手段のピンを係合して、この間欠移送手段を用いて前記フィン素材を加工工程に連続的に送り出すことが提案される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、従来の一般的な方法では、送り孔をフィン素材の隅部に形成し、熱交換器を製造する過程では、この送り孔が製品に現れないように、送り孔を形成した部位を、切断除去する等の方法が採用される。しかしながら、従来のこの方法では、送り孔を形成した部分の切断工程が一工程増えるし、切断除去する分だけフィン素材の歩留まりが悪くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する問題点を解消し、送り孔を有効に利用して、切断除去の一工程を省略でき、しかもフィン素材の歩留まりを向上させることのできる熱交換器およびその製造方法並びに冷蔵庫を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、フィン素材に送り孔を形成してこの送り孔には間欠移送手段のピンを係合し、この間欠移送手段を用いて前記フィン素材を間欠的に供給し、このフィン素材にチューブ嵌合用の嵌合溝を形成するとともに、このフィン素材をコルゲート状に折曲げ形成し、前記送り孔はコルゲート状に折曲げたフィンの前記嵌合溝の存在しない側の頂面に配置し、前記嵌合溝にはチューブを嵌合したことを特徴とするものである。
【０００８】
コルゲートフィンの頂面に送り孔を設けるとした場合に、嵌合溝を設ける側の頂面に送り孔を設けたのでは、その頂面側のフィンの強度が著しく低下してしまう。送り孔を有効利用する場合、送り孔をどの位置に設けるかは、大きな問題になるが、この発明では送り孔を、嵌合溝の存在しない側の頂面に配置することにしたので、コルゲートフィンの強度を低下させることなく、当該送り孔を有効利用することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、フィン素材に送り孔を形成してこの送り孔には間欠移送手段のピンを係合し、この間欠移送手段を用いて前記フィン素材を間欠的に供給し、このフィン素材にチューブ嵌合用の嵌合溝を形成するとともに、このフィン素材をコルゲート状に折曲げ形成し、前記送り孔はスリット状に形成し、このスリット状の送り孔はコルゲート状に折曲げたフィンの山及び／又は谷の頂面、或いは前記フィンの側面に配置し、前記嵌合溝にはチューブを嵌合したことを特徴とするものである。
【００１０】
この発明によれば、送り孔はスリット状に形成され、このスリット状の送り孔はコルゲート状に折曲げたフィンの山及び／又は谷の頂面、或いはフィンの側面に配置されるので、この熱交換器を設置するに際しては、空気の流れ方向が一方向に限定されないので、設置の自由度が大きくなるし、空気の流れが乱流になるので、熱交換の効率を向上させることができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のものにおいて、冷蔵庫の底部に嵌合溝の開口を上向きにして略水平に配置された状態で、熱交換器の上面には平坦な載置面が形成され、この平坦な載置面上には、冷蔵庫のアルミニウム製の蒸発皿が載置されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のものにおいて、コルゲートフィンに、Ａｌ−Ｍｎ系の合金であってＭｎを１．０〜１．５％、またはさらに、Ｍｇを０．８〜１．３％添加した合金を用いたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のものにおいて、冷蔵庫の底部に略水平に配置されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の熱交換器を備えたことを特徴とする冷蔵庫である。
請求項７に記載の発明は、フィン素材をコルゲート状に折曲げてフィンを形成し、このフィンに形成されるチューブ嵌合用の嵌合溝にチューブを嵌合して製造される熱交換器の製造方法において、コルゲート状に折曲げたフィンの前記嵌合溝の存在しない側の頂面に配置される送り孔を前記フィン素材に形成する過程と、このフィン素材に形成された送り孔に間欠移送手段のピンを係合する過程と、この間欠移送手段を用いて前記フィン素材を間欠的に供給し、前記フィン素材をコルゲート状に折曲げ形成する過程と、を備えたことを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、フィン素材をコルゲート状に折曲げてフィンを形成し、このフィンに形成されるチューブ嵌合用の嵌合溝にチューブを嵌合して製造される熱交換器の製造方法において、コルゲート状に折曲げたフィンの山及び／又は谷の頂面、或いは前記フィンの側面に配置されるスリット状の送り孔を前記フィン素材に形成する過程と、このフィン素材に形成された送り孔に間欠移送手段のピンを係合する過程と、この間欠移送手段を用いて前記フィン素材を間欠的に供給し、前記フィン素材をコルゲート状に折曲げ形成する過程と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による熱交換器およびその製造方法並びに冷蔵庫の一実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、この明細書において、以下「アルミニウム」の語は「純アルミニウム」のほかに「アルミニウム合金」を含むものとする。
【００１２】
図１は本実施の形態にかかる熱交換器を用いた冷蔵庫を示す。図１において、符号１はコンプレッサを示している。このコンプレッサ１の吐出口には第一のパイプコンデンサ１０ａを介してコルゲートフィン・チューブ式の熱交換器３が接続され、この熱交換器３は冷蔵庫の底部に略水平に配置されている。この熱交換器３の出口には第二のパイプコンデンサ１０ｂを介して冷蔵庫の背壁埋設式コンデンサ１０ｃが接続され、この背壁埋設式コンデンサ１０ｃの出口には第三のパイプコンデンサ１０ｄを介してアキュムレータ５が接続されている。このアキュムレータ５の出口には銅製のキャピラリーチューブ７が接続され、このキャピラリーチューブ７の出口にはアルミニウム製のエバポレータ９が接続されている。このエバポレータ９の出口にはアキュムレータ１１が接続されている。このアキュムレータ１１にはパイプ１３が接続され、このパイプ１３はコンプレッサ１の吸込口に接続されている。
【００１３】
アルミニウム製のエバポレータ９はサーペンタイン状に曲げたチューブ９ａの直線部に短冊状の複数のアルミニウム製フィン９ｂを止着したものであり、プレートフィン・チューブ式の熱交換器と呼称される。
【００１４】
この実施の形態によれば、熱交換器３に特徴を有する。
【００１５】
この熱交換器３はコルゲートフィン・チューブ式の熱交換器であり、コルゲートフィン３ａは一枚のアルミニウム製板材をコルゲート状に折り曲げることにより形成される。この熱交換器３の製造工程を概略説明すると、図２に示すように、まず、ロール状に巻かれたフィン素材３１（図２ａ）を、後述する間欠移送手段を用いて一定の速度で間欠的に送り出しながら、図示を省略した金型を用いて、チューブ嵌合溝３５（図２ｂ）を形成するとともに、上下一対の金型３３、３４（図２ｂ）を用いて、フィン素材３１をコルゲート状に折り曲げて嵌合溝３５を有するコルゲートフィン３ａを形成する（図２ｃ）。
【００１６】
一方で、銅製パイプ状のチューブ素材３６（図２ｄ）をサーペンタイン状に曲げてチューブ３７を形成し（図２ｅ）、このチューブ３７を、図２ｃの工程で製造したコルゲートフィン３ａの嵌合溝３５の上にあてがう（図２ｆ）。
【００１７】
ついで、押し込み治具３８（図２ｇ）を用いて、チューブ３７を嵌合溝３５内に押し込み、チューブ３７の嵌合が終了した後には、チューブ３７の一部３７ａ、３７ｂを部分的に折り曲げて熱交換器３を形成する（図２ｈ）。
【００１８】
このように形成された熱交換器３は、図１に示すように、冷蔵庫の底部に前記嵌合溝３５の開口を上向きにして略水平に配置される。略水平に配置された状態で、熱交換器３の上面には平坦な載置面３９が形成され、この平坦な載置面３９上には、冷蔵庫のアルミニウム製の蒸発皿１５が載置される。
【００１９】
この熱交換器３にプレートフィン・チューブ式の熱交換器（例えば、上記エバポレータ９）を使用した場合には、仮に熱交換器３の上面に蒸発皿１５を載置したとしても、蒸発皿１５との接触面積が少な過ぎるために、十分な放熱面積がとれず、蒸発皿１５に集められるドレン水の蒸発は促進されない。しかも、薄いプレートフィンの端縁上に、重量の重いドレン水を貯留するための蒸発皿１５を載置することになるので、十分なフィン強度が保たれない。
【００２０】
この実施の形態によれば、蒸発皿１５は平坦な載置面３９上に載置されることになるので、十分な接触面積が保たれる。従って、十分な放熱面積がとれ、アルミニウム製の蒸発皿１５は、熱交換器３の放熱により常に加熱されるので、蒸発皿１５に集められるドレン水の蒸発は促進される。
【００２１】
しかも、コルゲートフィン３ａは、図１に示すように、コルゲート状に折り曲げられているので、断面係数は高くなり、フィンの強度は強くなるので、その上に蒸発皿１５を載置したとしても、十分な強度が保たれる。このコルゲートフィン３ａの強度を一層高めるためには、前述のフィン素材３１に、例えばＡｌＭｎ系の合金（Ｍｎを１．０〜１．５％、またはさらに、Ｍｇを０．８〜１．３％添加した合金）を用いることが望ましい。
【００２２】
また、コルゲートフィン・チューブ式の熱交換器３を使用しているので、プレートフィン・チューブ式の熱交換器を使用する場合に比べて、コンプレッサ１の振動等に起因するフィンの緩みが抑制される。
【００２３】
図１を参照して、冷蔵庫の動作を説明する。
【００２４】
コンプレッサ１から吐出される高温・高圧の冷媒は、第一のパイプコンデンサ１０ａを通じて、コルゲートフィン・チューブ式の熱交換器３に流入し、この熱交換器３を流れる過程において凝縮されて大気中に放熱する。この放熱により蒸発皿１５は加熱され、ドレン水の蒸発は促進される。この熱交換器３を経た冷媒は、第二のパイプコンデンサ１０ｂを通じて、冷蔵庫の背壁埋設式コンデンサ１０ｃに流入し、この間でも更に凝縮される。背壁埋設式コンデンサ１０ｃを経た冷媒は、第三のパイプコンデンサ１０ｄ、およびアキュムレータ５を介して、キャピラリーチューブ７に流入し、ここで減圧されてアルミニウム製のエバポレータ９に流入する。
【００２５】
エバポレータ９に流入した冷媒は、エバポレータ９で蒸発されて吸熱し、これにより冷蔵庫内は冷却される。エバポレータ９を経た冷媒はアキュムレータ１１、およびパイプ１３を通じてコンプレッサ１の吸込口に戻される。
【００２６】
この実施の形態によれば、前述した熱交換器３は、コルゲートフィン・チューブ式の熱交換器であるので、従来形式のコンデンサと比較して、熱交換性能が大きく向上することが判明した。
【００２７】
これによれば、熱交換器３の小形化が図れるので、熱交換器３を冷蔵庫の底部にまとめて配置することができる。
【００２８】
つぎに、ロール状に巻かれたフィン素材３１（図２ａ）を一定の速度で送り出すための間欠移送手段について図３を参照して説明する。
【００２９】
図３は、コルゲートフィン３ａの製造装置を示し、この製造装置は上型２０１と下型２０３とにより構成されている。
【００３０】
上型２０１にはフィン素材３１の折曲げ用の金型３３が固定され、下型２０３には同じくフィン素材３１の折曲げ用金型３４が固定されている。また、下型２０３には間欠移送手段を構成するピン１０１が設けられ、このピン１０１は後述するようにフィン素材３１を一定速度で送り出し自在に形成されている。
【００３１】
この製造装置の動作を説明すると、上型２０１は図示を省略したカムの動作により全体が上下動するようになっている。上型２０１が下降する時にはピン１０１は矢印ａの方向に後退し、上型２０１が最下点に達した時にはピン１０１はフィン素材３１の円形状の送り孔１００（図４）に進入し、上型２０１が上昇するときにはピン１０１は矢印ｂの方向に前進して、フィン素材３１を一定の速度で前方（矢印ｂの方向）に送り出すように構成されている。
【００３２】
送り孔１００は、上型２０１が最下点に達した時に、ピン１０１よりも上流側に位置する、上型２０１に固定された金型（図示せず）を用いて形成される。この送り孔１００には、前述したように、ピン１０１が挿入され、このピン１０１により、フィン素材３１が前方に引き出されるので、この送り孔１００とピン１０１とはいわゆる間欠移送手段を構成する。
【００３３】
前述した間欠移送手段を用いて、フィン素材３１を送り出す限り、このような送り孔１００はフィン素材３１の表面に必ず形成される。この実施の形態によれば、送り孔１００は以下のように有効利用される。
【００３４】
図４に示すように、送り孔１００は、フィン素材３１がコルゲート状に曲げられたときに、チューブ嵌合溝３５の存在しない側のコルゲートフィン３ａの頂面１０４に位置する。チューブ嵌合溝３５の設けられる側は、切り欠かれる分だけフィン強度が弱くなるのは必然であるが、これに加えて送り孔１００までもがチューブ嵌合溝３５の設けられる側に形成されると、更にフィン強度が弱くなる。この実施の形態によれば、有効利用される送り孔１００は、チューブ嵌合溝３５の存在しない側の頂面１０４に形成されるので、その分だけフィン強度の低下を抑制することができる。また、空気の入り側に例えば塵埃等が詰まった場合でも、送り孔１００があいているので、いわゆるバイパス空気を熱交換器に流すことができる等の効果を奏する。
【００３５】
図５は別の実施の形態を示している。
【００３６】
この場合の送り孔は以下のように有効利用される。間欠移送手段（間欠移送手段）を構成する複数の送り孔２００は、横長のスリット状に形成されており、この横長のスリット状の送り孔２００は、コルゲートフィン３ａの山及び／又は谷の頂面２０４，２０５に形成されている。
【００３７】
この実施の形態によれば、横長のスリット状の送り孔２００がコルゲートフィン３ａの山及び／又は谷の頂面２０４，２０５に形成されるので、熱交換用の空気を、矢印Ａ及びＢの両方向に流すことができる。従って、矢印Ａ方向にしか空気を流すことができなかった、従来のものに比べて、空気の流れに制限を受けることがなくなるので、熱交換器の設置条件が大幅に緩和される。
【００３８】
図６は更に別の実施の形態を示している。
【００３９】
この場合の送り孔は以下のように有効利用される。間欠移送手段間欠移送手段を構成する複数の送り孔３００は、縦長のスリット状に形成されており、この縦長のスリット状の送り孔３００は、コルゲートフィン３ａの側面３０４に形成されている。これによれば、送り孔３００が側面３０４に形成されるので、熱交換用の空気は送り孔３００を通じても流れるので、空気の流れは乱流になるので、熱交換効率を向上させることができる。
【００４０】
以上の実施の形態によれば、送り孔１００，２００，３００はフィン素材３１の適切な位置に形成されるので、本来であればコルゲートフィン３ａの製造後には不要になるはずの送り孔が有効利用される。また、送り孔の存在によりフィン素材３１の強度が低下するなどの問題は解消される。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フィン素材の適切な位置に送り孔が形成されるので、この送り孔は有効利用される。
【００４２】
例えば、コルゲートフィンの強度の低下は抑制されるし、空気の流れ方向が一方向に限定されないので、熱交換器の設置の自由度が大きくなるし、空気の流れが乱流になるので、熱交換の効率が向上する等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷蔵庫の冷媒回路図である。
【図２】ａ〜ｈは、それぞれ熱交換器の製造工程を示す斜視図である。
【図３】コルゲートフィンの製造装置（間欠移送手段を含む）を示す図である。
【図４】別の実施の形態を示す図である。
【図５】別の実施の形態を示す図である。
【図６】更に別の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１  コンプレッサ
３  コンデンサ
３ａ  コルゲートフィン
５，１１  アキュムレータ
７  キャピラリーチューブ
９  エバポレータ
１５  蒸発皿
３３，３４  金型
３５  嵌合溝
３７  チューブ
１００,２００，３００  送り孔
【図１】
0003725941.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003725941.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003725941.tif 000006
【図６】
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