(57)【要約】【課題】振動緩衝性の高い熱交換器、及びかかる熱交換器を搭載した低振動・低騒音の冷却庫を提供する。【解決手段】スターリング冷凍機２１の低温ヘッド２３に低温側循環回路４０が接続される。低温側循環回路４０は、低温ヘッド２３に熱接続された低温側凝縮器４１と、冷却庫１の庫内に配置された低温側蒸発器４２と、それらを接続する液相配管４３Ｌ及び気相配管４３Ｇを含む。低温側蒸発器４２は、直線部分と湾曲形状の方向転換部分が交互に連続する蛇行形状に冷媒パイプ５０を曲げ、直線部分にフィン５３を形成したものである。入口側直線部分５１ａには液相配管４３Ｌが接続され、出口側直線部分５１ｂには気相配管４３Ｇが接続される。入口側直線部分５１ａと出口側直線部分５１ｂは側板５４ａから先が固定部に硬く拘束されておらず、振動緩衝部として機能する。【選択図】図２
2008286463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線部分と湾曲形状の方向転換部分を交互に連続させた蛇行形状の冷媒パイプの前記直線部分にフィンを形成し、前記冷媒パイプの両端部分をなす直線部分のうち、入口側直線部分には冷媒流入パイプの一端を接続し、出口側直線部分には冷媒流出パイプの一端を接続してなる熱交換器において、
前記入口側直線部分と出口側直線部分に振動緩衝機能を持たせたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記入口側直線部分と出口側直線部分は、他の直線部分から切り離されたフィンを備えるとともに、それらの一端が接続する前記方向転換部分、または当該方向転換部分を支持する側板から先は、固定部に硬く拘束されていないことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記入口側直線部分と前記冷媒流入パイプ、及び前記出口側直線部分と前記冷媒流出パイプは、それぞれほぼ直角をなすように接続されてい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】
前記入口側直線部分は下部、前記出口側直線部分は上部に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記冷媒流入パイプの他端と前記冷媒流出パイプの他端は、スターリング冷凍機に設けられた熱交換器に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記冷媒流入パイプと冷媒流出パイプは、前記スターリング冷凍機の軸線と平行する方向に延びることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器を搭載したことを特徴とする冷却庫。
【請求項８】
請求項５または６に記載の熱交換器とスターリング冷凍機を搭載したことを特徴とする冷却庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器及びこれを搭載した冷却庫に関する。「冷却庫」とは、本明細書においては、被冷却物である食品その他の物品の温度を下げる装置全般を指す概念であり、「冷蔵庫」「冷凍庫」「冷凍冷蔵庫」「保冷庫」「ショーケース」「自動販売機」といった商品としての名称を問わない。
【背景技術】
【０００２】
冷却庫の熱交換器には、アルミニウムや銅、あるいはこれらの合金など、熱伝導の良い金属からなる冷媒パイプを蛇行させ、この蛇行パイプに多数のフィンを形成したものが一般的に用いられる。
【０００３】
近年、冷却庫の冷熱源としてスターリング冷凍機が用いられることが多くなっている。スターリング冷凍機には、地球温暖化係数の高いＨＦＣ（Hydro-fluorocarbon）系の冷媒でなく、ヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス等、地球環境に悪影響を与えないガスを作動流体として使用できるという特徴がある。またコンプレッサ型冷凍機では達成できない極低温レベルの冷熱を発生できるものであり、この特徴を生かした製品開発が進められている。スターリング冷凍機を搭載した冷却庫の例を特許文献１−３に見ることができる。
【０００４】
スターリング冷凍機の放熱や吸熱には、ループ型サーモサイフォンが用いられることが多い。ループ型サーモサイフォンは冷媒の相変化を利用して熱を輸送するものであり、熱輸送効率が高い。特許文献２の冷却庫もループ型サーモサイフォンを備えている。
【特許文献１】特開２００５−２４９２１７号公報
【特許文献２】特開２００５−１５６０１１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５７２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スターリング冷凍機は、内部でピストンとディスプレーサが高速往復運動するため、不可避的に振動を伴う。その振動が冷媒パイプを経て熱交換器に伝わると、熱交換器を介して冷却庫の筐体に振動が伝わり、「箱鳴り」が生じる。また冷媒パイプが破損する懸念が生まれる。
【０００６】
冷媒パイプの振動を緩衝する手だてとして、冷媒パイプを湾曲させて遊びを持たせることも考えられるが、このようにすると冷媒の流動抵抗が増すため、強制循環手段を持たない自然循環方式では冷媒の循環が悪くなり、極端な場合は冷媒の循環が停止することすら考えられる。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、熱交換器自体を振動緩衝性の高いものとすることを目的とする。またこのような熱交換器を搭載した低振動・低騒音の冷却庫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】
（１）上記目的を達成するために本発明は、直線部分と湾曲形状の方向転換部分を交互に連続させた蛇行形状の冷媒パイプの前記直線部分にフィンを形成し、前記冷媒パイプの両端部分をなす直線部分のうち、入口側直線部分には冷媒流入パイプの一端を接続し、出口側直線部分には冷媒流出パイプの一端を接続してなる熱交換器において、前記入口側直線部分と出口側直線部分に振動緩衝機能を持たせたことを特徴としている。
【０００９】
この構成によると、熱交換器の入口側直線部分と出口側直線部分が振動緩衝部として機能し、冷媒流入パイプと冷媒流出パイプから伝わる振動を、熱交換器の中心部分に伝播する前に緩衝するので、熱交換器から冷却庫筐体への振動伝達が少なくなり、筐体からの騒音発生が抑制される。
【００１０】
また入口側直線部分と出口側直線部分が振動緩衝部として機能することにより、入口側直線部分と冷媒流入パイプの接続部、及び出口側直線部分と冷媒流出パイプの接続部への応力集中がなくなり、その部分が疲労破壊しにくくなる。そのため、冷媒の漏洩を懸念することなく、冷媒による熱輸送を長期にわたり安定して行うことができる。
【００１１】
さらに、振動緩衝専用の冷媒パイプを熱交換器の外に設ける構造でないので、冷媒配管系の全長が徒に延長されず、流動抵抗の増加を抑えることができる。
【００１２】
（２）また本発明は、上記構成の熱交換器において、前記入口側直線部分と出口側直線部分は、他の直線部分から切り離されたフィンを備えるとともに、それらの一端が接続する前記方向転換部分、または当該方向転換部分を支持する側板から先は、固定部に硬く拘束されていないことを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、入口側直線部分と出口側直線部分のたわみ得るスパンが長くなり、冷媒流入パイプと冷媒流出パイプの振動ストロークが長くても、振動を十分緩衝することができる。
【００１４】
（３）また本発明は、上記構成の熱交換器において、前記入口側直線部分と前記冷媒流入パイプ、及び前記出口側直線部分と前記冷媒流出パイプは、それぞれほぼ直角をなすように接続されていることを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、冷媒流入パイプと冷媒流出パイプのパイプ軸線方向の振動を、入口側直線部分と出口側直線部分のたわみで効果的に緩衝することができる。
【００１６】
（４）また本発明は、上記構成の熱交換器において、前記入口側直線部分は下部、前記出口側直線部分は上部に配置されていることを特徴としている。
【００１７】
この構成によると、液体の形で熱交換器の下部から流入した冷媒が熱交換器の内部で気化し、気体となって上部から流出するので、冷媒の流れがスムーズである。
【００１８】
（５）また本発明は、上記構成の熱交換器において、前記冷媒流入パイプの他端と前記冷媒流出パイプの他端は、スターリング冷凍機に設けられた熱交換器に接続されていることを特徴としている。
【００１９】
この構成によると、冷媒流入パイプと冷媒流出パイプを通じて伝わるスターリング冷凍機の振動を熱交換器で緩衝できる。
【００２０】
（６）また本発明は、上記構成の熱交換器において、前記冷媒流入パイプと冷媒流出パイプは、前記スターリング冷凍機の軸線と平行する方向に延びることを特徴としている。
【００２１】
スターリング冷凍機は、内部でピストンとディスプレーサが軸線方向に高速往復運動を行うため、軸線方向に強い振動が発生する。この振動が冷媒流入パイプと冷媒流出パイプに対し、パイプ軸線方向と直角の方向でなく、パイプ軸線方向に伝えられるので、冷媒流入パイプと冷媒流出パイプが横ぶれして周囲の物体に当たることが少ない。そして冷媒流入パイプと冷媒流出パイプを通じて伝わるスターリング冷凍機の振動は、熱交換器で効果的に緩衝される。
【００２２】
（７）また本発明は、上記構成の熱交換器を搭載した冷却庫であることを特徴としている。
【００２３】
この構成によると、熱交換器に伝えられる振動が熱交換器から冷却庫の筐体に伝わることを少なくし、運転音の低い冷却庫を得ることができる。
【００２４】
（８）また本発明は、上記構成の熱交換器とスターリング冷凍機を搭載した冷却庫であることを特徴としている。
【００２５】
この構成によると、熱交換器に伝えられるスターリング冷凍機の振動が熱交換器から冷却庫の筐体に伝わることを少なくし、運転音の低い冷却庫を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、熱交換器の入口側直線部分と出口側直線部分が比較的自由にたわみ得る振動緩衝部として機能し、冷媒流入パイプと冷媒流出パイプから伝わる振動を緩衝するので、熱交換器から冷却庫筐体への振動伝達が少なくなり、筐体からの騒音発生が抑制される。また入口側直線部分と冷媒流入パイプの接続部、及び出口側直線部分と冷媒流出パイプの接続部への応力集中がなくなり、その部分が疲労破壊しにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下本発明の実施形態を図１−３に基づき説明する。図１は一部断面した冷却庫の側面図、図２は冷却システムの概略構成図、図３はスターリング冷凍機の側面図である。
【００２８】
冷却庫１は冷凍冷蔵庫であり、断熱筐体１０の内部に図示しない冷凍室と冷蔵室を区画している。断熱筐体１０の前面開口は断熱扉１１で閉ざされる。
【００２９】
断熱筐体１０の後部にはスターリング冷却システム２０が設置される。スターリング冷却システム２０の中心的存在がスターリング冷凍機２１である。スターリング冷凍機２１は逆スターリングサイクルにより温熱と冷熱を発生するものであり、温熱は廃熱として主として高温ヘッド２２（図３参照）から取り出され、冷熱は低温ヘッド２３から取り出される。
【００３０】
スターリング冷凍機２１の内部にはディスプレーサ、ピストン、ピストンを駆動するリニアモータなどの構成要素が配置され、外部形状は軸線を備えた回転体形状となっている。スターリング冷凍機２１は、高温ヘッド２２が上、低温ヘッド２３が下となるように、軸線を垂直に立てた状態で配置される。前記リニアモータを内蔵する動力部２４は高温ヘッド２２のさらに上に位置する。
【００３１】
高温ヘッド２２から温熱を取り出して放熱するのは高温側循環回路３０である。高温側循環回路３０には二次冷媒として水（水溶液を含む）あるいは炭化水素系の冷媒が封入されている。なお「二次冷媒」とは、スターリング冷凍機２１の内部の作動媒体を「一次冷媒」、スターリング冷凍機２１の外部で熱輸送に用いられる作動媒体を「二次冷媒」と定義することによる。
【００３２】
高温側循環回路３０は二次冷媒を自然循環させるサーモサイフォン循環回路であり、高温ヘッド２２に対し互いの間で熱を授受する状態、すなわち熱接続された状態で装着された高温側蒸発器３１と、スターリング冷凍機２１の上に配置された高温側凝縮器３２と、高温側蒸発器３１と高温側凝縮器３２とを接続する二次冷媒配管３３を含む。高温側蒸発器３１は温熱吸熱用の熱交換器、高温側凝縮器３２は温熱放熱用の熱交換器として機能する。
【００３３】
高温側蒸発器３１は銅や銅合金、アルミニウムなど熱伝導の良い金属を中空のリング状に成形したものであり、高温ヘッド２２の外周面に嵌合し、高温ヘッド２２に熱接続される。高温側蒸発器３１の側面からは二次冷媒配管３３が導出される。
【００３４】
二次冷媒配管３３は、高温ヘッド２２の温熱を奪って高温側蒸発器３１内で蒸発することにより気体となった二次冷媒を高温側凝縮器３２に送る気相配管３３Ｇと、高温側凝縮器３２で温熱を放熱することにより凝縮して液体となった二次冷媒を高温側蒸発器３１に戻す液相配管３３Ｌとに分かれている。気相配管３３Ｇと液相配管３３Ｌは高温側蒸発器３１の側面から導出された後、上に向かって延び、スターリング冷凍機２１の上方で高温側凝縮器３２に接続される。
【００３５】
高温側循環回路３０には、高温側蒸発器３１と高温側凝縮器３２の高度差と、液相配管３３Ｌにある液体と気相配管３３Ｇにある気体との比重差によって圧力差が生じる。この圧力差で二次冷媒は外部動力を用いることなく循環し、高温ヘッド２２の温熱を高温側凝縮器３２に輸送する。
【００３６】
高温側凝縮器３２は、銅や銅合金といった熱伝導の良い金属材料からなるパイプを折り曲げ、これに、同じく熱伝導の良い金属材料からなる多数のフィンを取り付けたフィン−チューブ構造である。高温側凝縮器３２には強制空冷用の送風機３４が組み合わせられる。
【００３７】
低温ヘッド２３には低温側循環回路４０が熱接続される。低温側循環回路４０には二次冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）などの自然冷媒を封入する。低温側循環回路４０は、低温ヘッド２３に対し熱接続された状態で装着された低温側凝縮器４１と、断熱筐体１０内に設置された低温側蒸発器４２と、低温側凝縮器４１と低温側蒸発器４２とを接続する二次冷媒配管４３を含む。低温側凝縮器４１は冷熱吸熱用の熱交換器、低温側蒸発器４２は冷熱放熱用の熱交換器として機能する。
【００３８】
低温側凝縮器４１は銅や銅合金、アルミニウムなど熱伝導の良い金属を中空のリング状に成形したものであり、低温ヘッド２３の外周面に嵌合し、低温ヘッド２３に熱接続される。低温側凝縮器４１の側面からは二次冷媒配管４３が導出される。
【００３９】
二次冷媒配管４３は、低温ヘッド２３の冷熱を奪って低温側凝縮器４１で凝縮することにより液体となった二次冷媒を低温側蒸発器４２に流下させる液相配管４３Ｌと、低温側蒸発器４２で冷熱を放熱することにより蒸発して気体となった二次冷媒を低温側凝縮器４１に戻す気相配管４３Ｇとに分かれている。液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇは低温側凝縮器４１の側面から導出された後、下方に延びて断熱筐体１０の内部に入り、低温側蒸発器４２に接続される。
【００４０】
低温側循環回路４０には、低温側凝縮器４１と低温側蒸発器４２の高度差と、液相配管４３Ｌにある液体と気相配管４３Ｇにある気体との比重差によって圧力差が生じる。この圧力差で二次冷媒は外部動力を用いることなく循環し、低温ヘッド２３の温熱を低温側蒸発器４２に輸送する。
【００４１】
低温側蒸発器４２も高温側凝縮器３２と同様、銅や銅合金といった熱伝導の良い金属材料からなるパイプを折り曲げたうえで熱伝導の良い金属材料からなる多数のフィンを取り付けたフィン−チューブ構造である。低温側蒸発器４２の構造は後で詳しく説明する。
【００４２】
スターリング冷却システム２０は、次のようにして冷却庫１に搭載される。
【００４３】
断熱筐体１０の上面と背面の角に凹部を形成する。この凹部が機械室１２となる。機械室１２は、スターリング冷凍機２１、高温側蒸発器３１、高温側凝縮器３２、二次冷媒配管３３、送風機３４、低温側凝縮器４１と、二次冷媒配管４３の一部を収容する。収容すべき要素を全て収容した後、機械室１２の上面開口と背面開口は適宜の通風グリルで閉ざされる。
【００４４】
機械室１２の中ほどの高さに支持棚１３が設けられる。スターリング冷凍機２１は、動力部２４の中央付近に固定したフランジ２５をゴムのような振動吸収体２６を介して支持棚１３に載置し、宙づりになる形で支持される。フランジ２５と支持棚１３とは、フランジ２５が位置ずれしたり、支持棚１３から脱落したりすることのないよう、適宜の連結手段で連結される。連結手段としてはボルト、ナット、ワッシャなど周知の機械要素を用いることができる。
【００４５】
低温側凝縮器４１の側面から導出された二次冷媒配管４３の液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇは、途中多少の曲がりはあるものの、ほぼスターリング冷凍機２１の軸線と平行する方向に延びる。そして断熱筐体１０の水平断熱壁１４を通り抜けて庫内に入り、庫内に形成された蒸発器室１５に配置された低温側蒸発器４２に接続される。
【００４６】
水平断熱壁１４には液相配管４３Ｌを通す貫通穴１６ａと気相配管４３Ｇを通す貫通穴１６ｂが形成されている。貫通穴１６ａの内径は液相配管４３Ｌの外径より相当程度大きく、貫通穴１６ｂの内径は気相配管４３の外径より相当程度大きい。このため、貫通穴１６ａの内面と液相配管４３Ｌの外面との接触、また貫通穴１６ｂの内面と気相配管４３Ｇの外面との接触が避けられるようになっている。
【００４７】
図１に示すように、低温側凝縮器４１と低温側蒸発器４２の位置は水平方向にずれている。このずれを吸収するため、液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇは貫通穴１６ａ、１６ｂの上部近くと下部近くで屈曲し、貫通穴１６ａ、１６ｂも屈曲形状となっている。
【００４８】
貫通穴１６ａ、１６ｂの形成は次のようにして行うことができる。すなわち水平断熱壁
１４の外殻を上下に貫通するように所定の内径のパイプを配置しておいて、その外殻内で樹脂（ウレタン）を発泡させるのである。液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇをパイプに通した状態で発泡処理を行うことができる。
【００４９】
液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇに対しそれぞれ独立の貫通穴を設けるのでなく、共通の貫通穴に液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇを通す構成とすることもできる。
【００５０】
低温側凝縮器４１と、そこから導出された二次冷媒配管４３は、断熱部材１７ａ、１７ｂで包まれる。断熱部材１７ａと水平断熱壁１４の間に挟まれた断熱部材１７ｂは弾力に富む材料からなり、貫通穴１６ａ、１６ｂに対してはシール部材としての機能を果たし、
庫内からの冷気の漏洩（逆に言えば庫内への暖気の侵入）を防ぐ。断熱部材１７ｂが弾力に富むため、液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇがスターリング冷凍機２１と一緒になって振動することが妨げられない。
【００５１】
貫通穴１６ａ、１６ｂの下方の出口は弾力性に富む材料からなるシール部材１８で閉ざされる。このため貫通穴１６ａ、１６ｂに庫内の冷気が侵入せず、貫通穴１６ａ、１６ｂの内部で液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇの表面に霜が付くことはない。もっとも低温側蒸発器４２には図示しない除霜ヒータが設けられており、除霜ヒータの熱が液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇにも伝わって霜が溶かされることから、場合によってはシール部材１８を省くこともできる。
【００５２】
続いて低温側蒸発器４２の詳細構造を図２に基づき説明する。
【００５３】
低温側蒸発器４２は、銅や銅合金といった熱伝導の良い金属材料からなる冷媒パイプ５０を有する。冷媒パイプ５０は直線部分と湾曲形状の方向転換部分を交互に連続させ、蛇行形状としたものである。一番下の直線部分が入口側直線部分５１ａ、一番上の直線部分が出口側直線部分５１ｂで、その中間の４本の直線部分が中間直線部分５１ｃとなる。直線部分同士を湾曲形状の方向転換部分５２が連結する。なお直線部分の「直線」はそれほど厳密なものではなく、多少の曲がりやうねりは許容される。
【００５４】
各直線部分には熱伝導の良い金属材料からなるフィン５３が多数取り付けられる。フィン５３は直線部分毎に独立している。すなわち入口側直線部分５１ａのフィン５３は隣り合う中間直線部分５１ｃのフィン５３から切り離されており、出口側直線部分５１ｂのフィン５３も隣り合う中間直線部分５１ｃのフィン５３から切り離されている。中間直線部分５１ｃ同士の間でもフィン５３は切り離されている。
【００５５】
図２において左側に位置する３個の方向転換部分５２は垂直な側板５４ａに支持される。図２において右側に位置する２個の方向転換部分５２は垂直な側板５４ｂに支持される。側板５４ａ、５４ｂまたは方向転換部５２は、固定手段５５により断熱筐体１０に固定される。
【００５６】
入口側直線部分５１ａは、側板５４ａを出たその先で固定部、例えば断熱筐体１０に硬く固定されない。「硬く固定されない」とは、全く拘束を受けない状態の他、弾性体により変位可能に支持されている状態も含む概念である。同様に出口側直線部分５１ｂも、側板５４ａを出たその先で固定部に硬く固定されない。この構成により、入口側直線部分５１ａと出口側直線部分５１ｂは側板５４ａの右側でたわむことができ、振動緩衝部として機能する。
【００５７】
入口側直線部分５１ａには冷媒流入パイプの一端が接続され、出口側直線部分５１ｂには冷媒流出パイプの一端が接続される。冷媒流入パイプとなるのは液相配管４３Ｌであり、冷媒流出パイプとなるのは気相配管４３Ｇである。入口側直線部分５１ａと出口側直線部分５１ｂはほぼ水平に延びるが、側板５４ａから遠い方の端はほぼ直角に上方に曲げられている。この上方に曲げられた部分に、接続部５６ａ、５６ｂを介して液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇが接続される。
【００５８】
スターリング冷凍機２１を運転すると、低温側凝縮器４１の内部で二次冷媒が凝縮し、液化する。液体となった二次冷媒は液相配管４３Ｌを流下し、低温側蒸発器４２の最下部の入口側直線部分５１ａから低温側蒸発器４２に入る。二次冷媒は低温側蒸発器４２の内部を蛇行しながら上昇し、その過程で庫内空気に冷熱を与え、自身は庫内空気から温熱を吸収して気化する。気体となった二次冷媒は出口側直線部分５１ｂから気相配管４３Ｇに入り、気相配管４３Ｇを上昇して低温側凝縮器４１に戻る。このように液体の形で低温側蒸発器４２の下部から流入した二次冷媒が低温側蒸発器４２の内部で気化し、気体となって上部から流出するので、二次冷媒の流れがスムーズである。
【００５９】
運転中のスターリング冷凍機２１は振動する。その振動は軸線方向（本実施形態ではスターリング冷凍機２１が縦軸に配置されているので軸線方向すなわち上下方向である）において特に激しい。振動は高温側循環回路３０に伝わるが、高温側循環回路３０は基本的にスターリング冷凍機２１のみに支持され、スターリング冷凍機２１と一緒になって動くので、二次冷媒配管３３に応力集中が発生しにくく、亀裂や疲労破壊等の危険性は低い。
【００６０】
スターリング冷凍機２１の振動は低温側循環回路４０にも伝わり、スターリング冷凍機２１と共に振動し得るようになっている液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇは激しく振動する。振動は液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇの軸線方向に伝えられるので、液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇが横ぶれして周囲の物品に当たることが少ない。
【００６１】
液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇの振動は入口側直線部分５１ａと出口側直線部分５１ｂに伝わる。入口側直線部分５１ａと出口側直線部分５１ｂにはその動きを強制的に止める要因がないので、液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇにほぼ直角に接続された入口側直線部分５１ａと出口側直線部分５１ｂは上下にたわみ、振動は効果的に緩衝される。これにより、低温側蒸発器４２への振動伝達、さらには低温側蒸発器４２から断熱筐体１０への振動伝達が低減し、断熱筐体１０からの騒音発生が抑制される。
【００６２】
入口側直線部分５１ａと出口側直線部分５１ｂが振動緩衝部として機能することにより、入口側直線部分５１ａと液相配管４３Ｌの接続部、及び出口側直線部分５１ｂと気相配管４３Ｇの接続部への応力集中がなくなり、その部分が疲労破壊しにくくなる。そのため、低温側循環回路４０において、二次冷媒の漏洩を懸念することなく、二次冷媒による熱輸送を長期にわたり安定して行うことができる。
【００６３】
また、振動緩衝専用の冷媒パイプを低温側蒸発器４２の外に設ける構造でないので、低温側循環回路４０の全長が徒に延長されず、流動抵抗の増加を抑えることができる。専用パイプを必要としないのでコストも低減される。
【００６４】
入口側直線部分５１ａと出口側直線部分５１ｂは、側板５４ａから先の全ての部分がたわみ得るので、たわみ得るスパンが長く、液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇの振動ストロークが長くても、振動を十分緩衝することができる。
【００６５】
側板５４ａ、５４ｂをなくし、方向転換部分５２と中間直線部分５１ｃで低温側蒸発器４２を断熱筐体１０に固定する構造とすることも可能である。この場合入口側直線部分５１ａと出口側直線部分５１ｂは、方向転換部分５２から先の部分が固定部に硬く固定されないこととし、たわみ得るスパンを長くとる。
【００６６】
加えて、実施形態の構造では、液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇも上下に屈曲部を有する形状であるため、その屈曲部のたわみにより上下方向の振動が緩衝される。また液相配管４７Ｌと気相配管４７Ｇは、それぞれ上部は弾力性に富む材料からなる断熱部材１７ｂにより支持され、下部は同じく弾力性に富む材料からなるシール部材１８で支持されるので、水平方向の振動が吸収される。これらが相まって、低温側蒸発器４２への振動伝達を一層低減できる。
【００６７】
液相配管４３Ｌと気相配管４３Ｇの上下の屈曲部間の形状は、必ずしも直線状であることを要しない。曲がっていたり、うねっていたりしていてもよく、あるいはそれらと直線の組み合わせであってもよい。但し、いかなる場合も、貫通穴１６ａ、１６ｂの内面との間隔は十分に保つものとする。
【００６８】
上記のような低温側蒸発器４２の構造は、コンプレッサ型冷凍機に組み合わせられる熱交換器にも応用可能である。
【００６９】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は家庭用又は業務用の冷却庫に搭載する熱交換器に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】一部断面した冷却庫の側面図
【図２】冷却システムの概略構成図
【図３】スターリング冷凍機の側面図
【符号の説明】
【００７２】
１    冷却庫
１０  断熱筐体
２０  スターリング冷却システム
２１  スターリング冷凍機
３０  高温側循環回路
４０  低温側循環回路
４１  低温側凝縮器（熱交換器）
４２  低温側蒸発器（熱交換器）
４３Ｌ  液相配管（冷媒流入パイプ）
４３Ｇ  気相配管（冷媒流出パイプ）
５１ａ  入口側直線部分
５１ｂ  出口側直線部分
５２  方向転換部分
５３  フィン
５４ａ、５４ｂ  側板
【図１】
2008286463.tif 000003
【図２】
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【図３】
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