(57)【要約】【課題】アルミニウム（以下、Ａｌと表示）製放熱フィンを貫通する銅製又はＡｌ製熱交換パイプの端部をＵベンド管で溶接して一連の冷媒通路を形成したものや、独立Ａｌ製プレートフィンを１本のＡｌ製パイプが貫通しこのパイプの複数箇所でＵ字状に屈曲して、プレートフィンが前後列に配置構成したものがある。前者はＵベンド管の溶接が必要であり、後者はパイプの入口部と出口部にフラッシュバットパイプを溶接する必要がある。プロパンやブタン等の炭化水素系の可燃性冷媒を使用する場合は、冷媒漏れが危険であり溶接箇所が多いことは問題である。本発明は溶接箇所を少なくした冷媒蒸発器を提供するものである。【解決手段】伝熱パイプは、１本の内面溝付き銅パイプが並列状に配置された薄板フィン列の外側でＵ字状に屈曲して薄板フィン列の少なくとも一側に沿った一連の蛇行状をなす冷媒通路を形成したことを特徴とする冷媒蒸発器。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を保って並列状に配置した多数の薄板フィンとこの薄板フィンのパイプ装着部に装着される冷媒を通す伝熱パイプとを備え、前記パイプ装着部は、前記薄板フィンの一側に開口して横断面が偏平状の前記伝熱パイプ部がその幅方向に挿入される入口通路と、この入口通路に連通して入口通路の幅よりも大きく広がったパイプ装着孔を備え、前記入口通路から前記パイプ装着孔に挿入される前記伝熱パイプを前記入口通路から挿入される押し圧治具によって前記パイプ装着孔に圧着する冷媒蒸発器であって、前記伝熱パイプは、１本の内面溝付き銅パイプが前記並列状に配置された薄板フィン列の外側でＵ字状に屈曲して前記薄板フィン列の一側に沿った一連の蛇行状をなす冷媒通路を形成したことを特徴とする冷媒蒸発器。
【請求項２】
前記パイプ装着部は前記薄板フィンの両側に設けられ、前記伝熱パイプは、１本の内面溝付き銅パイプであって、前記並列状に配置された薄板フィン列の外側にＵ字状屈曲部を形成して前記薄板フィンの両側に沿ってそれぞれ蛇行状に配置され、前記薄板フィンの一方の側に配置された蛇行状伝熱パイプ部分から他方の側に配置された蛇行状伝熱パイプ部分へ渡る渡り屈曲部を介して前記両蛇行状伝熱パイプ部分が連続して一連の冷媒通路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の冷媒蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫やその他の貯蔵庫等に用いられる冷凍回路の冷媒蒸発器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵庫やその他の貯蔵庫等に用いられる冷凍回路の冷媒蒸発器として、短冊状のアルミニウム製放熱フィンを複数本の銅製熱交換パイプ又はアルミニウム製熱交換パイプが貫通し、この熱交換パイプの端部をＵベンド管で溶接して一連の冷媒通路を形成したものと、短冊状のアルミニウム製放熱フィンを複数本のアルミニウム製熱交換パイプが貫通し、この熱交換パイプの端部をＵベンド管で溶接して一連の冷媒通路を形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、正方形状又はこれに近い長方形状のアルミニウム製プレートフィンをアルミニウム製パイプが貫通し、このパイプを複数箇所でＵ字状に屈曲して、プレートフィンが前後列に配置されるように構成した、所謂、独立フィン式のものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２０００−２３４８８５号公報（第２頁、図１、図７）
【特許文献２】
特開平２００１−１２４４８５号公報（第３頁、図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のものでは、各熱交換パイプが放熱フィンの中央部の孔を貫通しているため、この各熱交換パイプと放熱フィンとの接触を良好にするために、熱交換パイプ内に圧縮空気を注入するか押し込み棒を入れて熱交換パイプを拡管する装置が必要である。また、各熱交換パイプの端部をＵベンド管で溶接しているため、この溶接作業作業がかかることと、溶接部分から冷媒漏れが生じ易くなるという問題がある。また、この冷媒蒸発器を冷凍回路に接続するためには、各熱交換パイプの端部をＵベンド管で溶接して一連の冷媒通路を形成した熱交換パイプの入口部と出口部には、フラッシュバットパイプと称する銅パイプを溶接した後、入口部のフラッシュバットパイプには冷媒減圧作用のための銅製キャピラリチューブを溶接し、出口部のフラッシュバットパイプには圧縮機への銅製吸入パイプを溶接することとなる。
【０００６】
特に環境保護のために用いられるプロパンやブタン等の炭化水素系の冷媒を使用する蒸発器にあっては、これらの冷媒が可燃性であることからして冷媒漏れは危険であり、そのために特許文献１のもののように冷媒通路の溶接箇所が多いことは問題である。
【０００７】
また特許文献２のものは、特許文献１同様に、熱交換パイプの入口部と出口部には、フラッシュバットパイプと称する銅パイプを溶接した後、入口部のフラッシュバットパイプには冷媒減圧作用のための銅製キャピラリチューブを溶接し、出口部のフラッシュバットパイプには圧縮機への銅製吸入パイプを溶接することとなる。特許文献１のものに比してＵベンド管を使用しないので溶接箇所は少ないが、上記のようにプロパンやブタン等の炭化水素系の冷媒を使用する蒸発器にあっては、溶接箇所が多く問題である。また、プレートフィンの枚数が多く必要となり、プレートフィンとアルミニウム製パイプとの接触を向上させるために、特許文献１のものと同様にパイプを拡管する方法が必要である。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みて、溶接箇所を少なくするために上記のようなフラッシュバットパイプとＵベンド管を使用しない構成とし、更に、短辺に対して長辺がかなり長いフィンの使用によって前記特許文献２に比してフィンの枚数が少ない構成とし、そのために、前記従来技術のものとは異なる製造方法によって製造される冷媒蒸発器を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷媒蒸発器は、間隔を保って並列状に配置した多数の薄板フィンとこの薄板フィンのパイプ装着部に装着される冷媒を通す伝熱パイプとを備え、前記パイプ装着部は、前記薄板フィンの一側に開口して横断面が偏平状の前記伝熱パイプ部がその幅方向に挿入される入口通路と、この入口通路に連通して入口通路の幅よりも大きく広がったパイプ装着孔を備え、前記入口通路から前記パイプ装着孔に挿入される前記伝熱パイプを前記入口通路から挿入される押し圧治具によって前記パイプ装着孔に圧着する冷媒蒸発器であって、前記伝熱パイプは、１本の内面溝付き銅パイプが前記並列状に配置された薄板フィン列の外側でＵ字状に屈曲して前記薄板フィン列の一側に沿った一連の蛇行状をなす冷媒通路を形成したことを特徴とする。
【００１０】
これは、直線状パイプの端部をＵベンド管で接続したり、入口部と出口部にフラッシュバットパイプを溶接する方式ではないので、溶接箇所が少なくなって冷媒漏れの原因箇所が少なくなり、環境保護のために用いられるプロパンやブタン等の炭化水素系の冷媒を使用する蒸発器に採用して効果がある。
【００１１】
また、本発明の冷媒蒸発器は、前記パイプ装着部が前記薄板フィンの両側に設けられ、前記伝熱パイプは、１本の内面溝付き銅パイプであって、前記並列状に配置された薄板フィン列の外側にＵ字状屈曲部を形成して前記薄板フィンの両側に沿ってそれぞれ蛇行状に配置され、前記薄板フィンの一方の側に配置された蛇行状伝熱パイプ部分から他方の側に配置された蛇行状伝熱パイプ部分へ渡る渡り屈曲部を介して前記両蛇行状伝熱パイプ部分が連続して一連の冷媒通路を形成したことを特徴とする。
【００１２】
これによって、薄板フィンの両側に蛇行状伝熱パイプ部分が配置されるため、熱交換効果が向上し、しかもこの薄板フィンの両側に配置される蛇行状伝熱パイプ部分が連続して一連の冷媒通路を形成するため、直線状パイプの端部をＵベンド管で溶接したり、入口部と出口部にフラッシュバットパイプを溶接する方式ではないので、溶接箇所が少なく冷媒漏れの原因箇所が少ないので、環境保護のために用いられるプロパンやブタン等の炭化水素系の冷媒を使用する蒸発器に採用して効果がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。各図は本発明の実施形態を示しており、図１は本発明冷媒蒸発器の薄板フィンと伝熱パイプとの関係を示す斜視図、図２は本発明冷媒蒸発器の断面図、図３は本発明冷媒蒸発器の伝熱パイプの断面図、図４は本発明冷媒蒸発器の伝熱パイプの展開図、図５は本発明冷媒蒸発器の製造方法説明図、図６は本発明冷媒蒸発器の薄板フィンとそれをセットする治具の斜視図、図７は伝熱パイプの偏平部分が薄板フィンの装着部に挿入された状態の説明図、図８は伝熱パイプの偏平部分を薄板フィンの装着部に押し圧した状態の説明図である。
【００１４】
図に基づき本発明の冷媒蒸発器について説明する。図において、冷媒蒸発器１は、間隔を保って並列状に配置した多数の薄板フィン２と、この薄板フィン２のパイプ装着部４に装着される冷媒を通す伝熱パイプ３とを備える。薄板フィン２はアルミニウム製であり、短辺に対して長辺がかなり長い形状である。一つの形態として、短辺が３．５ｍｍ、長辺が１２．５ｍｍである。薄板フィン２はアルミニウム製以外に、熱伝導の良好な材料で構成することもできる。
【００１５】
パイプ装着部４は、図示の形態では薄板フィン２の両側に開口して設けられているが、薄板フィン２の少なくとも一側に開口して設けられたものでよい。パイプ装着部４の形状は、入口通路６とこの入口通路に連通して入口通路６の幅よりも大きく広がったパイプ装着孔７を備える。入口通路６は狭い直線状の通路を形成し、その入口５は外方に広がっている。パイプ装着孔７の周囲には、伝熱パイプ３との接触面積を大きくするために、薄板フィン２の一方の面に直角に１ｍｍ程度の幅の鍔を形成している。
【００１６】
伝熱パイプ３は、冷媒が通る内部壁には複数の溝１０を形成した銅製であり、実施形態のものの外径は８ｍｍであり、蛇行状に曲げ易い材質を採用している。溝１０は伝熱パイプ３の軸方向に直線状又は螺旋状に延びた形状である。伝熱パイプ３は、図４に示すように、断面が円形状の１本の内面溝付き銅パイプを略左右対称形状又は非対称形状に蛇行状に折り曲げて蛇行状伝熱パイプ部分３Ａ、３Ｂを形成し、この蛇行状伝熱パイプ部分３Ａと３Ｂとに渡る部分３Ｃを折り曲げて蛇行状伝熱パイプ部分３Ａ、３Ｂが重なり合う状態に形成する。この蛇行状伝熱パイプ部分３Ａと３Ｂの直線状部分３Ｄは図５及び図７のように横断面が楕円形状又は長円形状になるように相対向する側を押し潰して偏平形状とする。この偏平形状とする加工は、図４のような蛇行状の加工の前または後のいずれでもよい。
【００１７】
パイプ装着部４と伝熱パイプ３の関係は、伝熱パイプ３の直線状部分３Ｄの楕円形状又は長円形状の短径の長さが、パイプ装着部４の入口通路６の通路幅よりも若干小さい寸法関係であり、入口通路６を直線状部分３Ｄが通過し易くなっている。
【００１８】
１２は、各薄板フィン２がその平面を向かい合わせた状態で一列に並ぶようにスリット１１を形成した治具であり、多数の薄板フィン２は、治具１２のスリット１１に差し込んだ状態で保持される。治具１２の厚さＴ１は、薄板フィン２の両側に形成したパイプ装着部４相互の間隔Ｔ２と同一である。１４は加圧装置１３に備える加圧治具であり、蛇行状伝熱パイプ部分３Ａ、３Ｂの直線状部分３Ｄに対向する位置に押し圧突起部１５を備える。
【００１９】
上記のように偏平形状とし蛇行状伝熱パイプ部分３Ａ、３Ｂが重なり合う状態に折り曲げられた伝熱パイプ３は、図５のように、多数の薄板フィン２が装着された治具１２を蛇行状伝熱パイプ部分３Ａ、３Ｂが挟むように配置して加圧治具１４、１４間にセットする。そして、パイプ装着部４に直線状部分３Ｄが対向した状態において、加圧治具１４によって直線状部分３Ｄをパイプ装着部４に押し込む。直線状部分３Ｄの短径の長さとパイプ装着部４の入口通路６の幅は上記の寸法関係であるため、この押し込みによって直線状部分３Ｄは、図７のように偏平のままパイプ装着部４の円形状のパイプ装着孔７に到達する。この状態から更に加圧治具１４によって直線状部分３Ｄを押し圧することによって、図８のように直線状部分３Ｄが円形状に復元して、パイプ装着部４の円形状のパイプ装着孔７に密着するようになる。この方法は、一端開口のパイプ装着部４へ伝熱パイプ３を押し圧装着するので、カチコミ式とも称する。
【００２０】
このようにして構成された蒸発器１の一つの形態は、１本の内面溝付き銅パイプの伝熱パイプ３が薄板フィン２の列の一側に沿った一連の蛇行状をなす冷媒通路を形成した蒸発器であり、また他の形態は、１本の内面溝付き銅パイプの伝熱パイプ３が薄板フィン２の列の両側に沿った一連の蛇行状をなす冷媒通路を形成した蒸発器である。
【００２１】
前者の形態の伝熱パイプ３は、１本の内面溝付き銅パイプが、並列状に配置された薄板フィン２の列の外側において、直線状部分３Ｄ相互をＵ字状に屈曲した屈曲部３Ｇによって連続し、薄板フィン２の列の一側に沿った一連の蛇行状をなす冷媒通路を形成したものである。これは、図１及び図２のものにおいて、蛇行状伝熱パイプ部分３Ａ又は３Ｂの何れかが形成された蒸発器である。
【００２２】
また、後者の形態の伝熱パイプ３は、図１及び図２に示すように、１本の内面溝付き銅パイプであって、並列状に配置された薄板フィン２の列の外側にＵ字状屈曲部３Ｇを形成して薄板フィン２の両側に沿ってそれぞれ蛇行状伝熱パイプ部分３Ａ、３Ｂが配置され、薄板フィン２の一方の側に配置された蛇行状伝熱パイプ部分３Ａから他方の側に配置された蛇行状伝熱パイプ部分３Ｂへ渡る渡り屈曲部３Ｃを介して両蛇行状伝熱パイプ部分３Ａ、３Ｂが連続して一連の冷媒通路を形成した構成である。
【００２３】
このようにして、製造された蒸発器１は、冷凍回路との接続や蒸発器が配置される冷蔵庫等の構造の関係から、その伝熱パイプ３の入口パイプ部３Ｅと出口パイプ部３Ｆの位置が決まる。実施形態では、上記後者の形態の蒸発器において、入口パイプ部３Ｅと出口パイプ部３Ｆは、蒸発器１の薄板フィン２の短辺側に配置された状態を示している。そして、この入口パイプ部３Ｅには銅製のキャピラリチューブが溶接され、出口パイプ部３Ｆには圧縮機への銅製吸入パイプが溶接されて冷凍回路を構成する。
【００２４】
もし、伝熱パイプ部３をアルミニウム製とした場合には、伝熱パイプ３の入口パイプ部３Ｅと出口パイプ部３Ｆには、それぞれ銅製のフラッシュバットパイプを溶接してから、入口パイプ部３Ｅには銅製のキャピラリチューブを溶接し、出口パイプ部３Ｆには圧縮機への銅製吸入パイプを溶接する必要が生じる。しかし本発明では、多数のアルミニウム製薄板フィン２のパイプ装着部４には、１本の内面溝付き銅パイプの伝熱パイプ部３を設けたものであるため、外付けされるキャピラリチューブと圧縮機への吸入パイプを除き、蒸発器１そのものでは伝熱パイプ部３には溶接箇所がない。可燃性であるプロパンやブタン等の炭化水素系の冷媒を使用する蒸発器にあっては、溶接箇所が多いことに危惧するが、本発明では、その問題も解決する。
【００２５】
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の形態の蒸発器に適用でき、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り種種の変更が考えられ、それに係る種種の実施形態を包含するものである。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、伝熱パイプの直線状パイプ部の端部をＵベンド管で溶接する方式ではなく、また伝熱パイプの入口パイプ部と出口パイプ部にそれぞれ銅製のフラッシュバットパイプを溶接する必要がないので、溶接箇所が少なくなって冷媒漏れの原因箇所が少なくなり、環境保護のために用いられるプロパンやブタン等の炭化水素系の冷媒を使用する蒸発器に採用して効果がある。
【００２７】
請求項２の発明では、薄板フィンの両側に蛇行状伝熱パイプ部分が配置されるため、熱交換効果が向上し、しかもこの薄板フィンの両側に配置される蛇行状伝熱パイプ部分が連続して一連の冷媒通路を形成するため、直線状パイプの端部をＵベンド管で溶接したり、入口部と出口部にフラッシュバットパイプを溶接する方式ではないので、溶接箇所が少なく冷媒漏れの原因箇所が少ないので、環境保護のために用いられるプロパンやブタン等の炭化水素系の冷媒を使用する蒸発器に採用して効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明冷媒蒸発器の薄板フィンと伝熱パイプとの関係を示す斜視図である。
【図２】本発明冷媒蒸発器の断面図である。
【図３】本発明冷媒蒸発器の伝熱パイプの断面図である。
【図４】本発明冷媒蒸発器の伝熱パイプの展開図である。
【図５】本発明冷媒蒸発器の製造方法説明図である。
【図６】本発明冷媒蒸発器の薄板フィンとそれをセットする治具の斜視図である。
【図７】本発明伝熱パイプの偏平部分が薄板フィンの装着部に挿入された状態の説明図である。
【図８】本発明伝熱パイプの偏平部分を薄板フィンの装着部に押し圧した状態の説明図である。
【符号の説明】
１・・・蒸発器
２・・・薄板フィン
３・・・伝熱パイプ
３Ａ、３Ｂ・・・蛇行状伝熱パイプ部分
３Ｃ・・・渡り屈曲部
３Ｄ・・・偏平状伝熱パイプの直線状部分
３Ｅ・・・伝熱パイプの入口パイプ部
３Ｆ・・・伝熱パイプの出口パイプ部
３Ｇ・・・Ｕ字状屈曲部
４・・・パイプ装着部
５・・・入口
６・・・入口通路
７・・・パイプ装着孔
１０・・・溝
【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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