(57)【要約】【課題】熱交換効率を高め、塵埃等の積層を防止し、装着作業が容易なスパイラルチューブを用いた熱交換器を提供する。【解決手段】配管２を螺旋状に巻回して略筒状のユニット体３を形成する。該ユニット体３の外側に径の大きなユニット体３を複数巻きに延長巻回して筒形熱交換体１０を構成する。該筒形熱交換体１０の巻回中心部が前記熱交換用ファンＦの回転軸Ｆ１の延長線上に沿うように配設する。ユニット体３は、螺旋状に巻回された配管２周囲のフィン１が相互に係合する。筒形熱交換体１０は、隣接するユニット体３相互のフィン１が互いに係合する。【選択図】図１
2005155934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が流通する配管の周囲に熱良導性のフィンを螺旋状に捲回固定したスパイラルチューブと、該スパイラルチューブの周囲に外気を導入せしめる熱交換用ファンとを用いた熱交換器において、配管を螺旋状に巻回して略筒状のユニット体を形成すると共に、該ユニット体の外側に径の大きなユニット体を複数巻きに延長巻回して筒形熱交換体を構成し、該筒形熱交換体の巻回中心部が前記熱交換用ファンの回転軸の延長線上に沿うように配設されたことを特徴とするスパイラルチューブを用いた熱交換器。
【請求項２】
前記ユニット体は、隣接するスパイラルチューブのフィンが相互に係合するように巻回され、前記筒形熱交換体は、隣接するユニット体相互のフィンが互いに係合するように巻回された請求項１記載のスパイラルチューブを用いた熱交換器。
【請求項３】
前記筒形熱交換体において、前記熱交換用ファンによる風量の多い位置に設置されるユニット体のフィン螺旋ピッチを密にして捲回固定した請求項１又は２記載のスパイラルチューブを用いた熱交換器。
【請求項４】
前記筒形熱交換体は単体のユニット体で構成される請求項１記載のスパイラルチューブを用いた熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば冷蔵庫等、冷凍サイクル用の熱交換器として使用するのに好適なスパイラルチューブを用いた熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、冷蔵庫の凝縮器などに用いられる熱交換器には、ワイヤーフィン型の熱交換器やプレートフィンチューブ型熱交換器、スパイラルフィンチューブ型熱交換器が使用されている。この中で、スパイラルフィンチューブ型熱交換器は、他の熱交換器に比べて熱交換効率が高いことから、より多く使用されている。
【０００３】
特許文献１に記載されているスパイラルフィンチューブ型熱交換器は、蛇行状に屈曲された配管の周囲に熱良導性フィンを螺旋状に捲回固定し、空気流入側に位置するフィンの螺旋ピッチを、空気流出側に比較して疎としたものである。このように構成することで、塵埃等による目詰まりが生じ難くなるというものである。
【０００４】
一方、スパイラルフィンチューブ型熱交換器において、スパイラルフィンチューブを固定する部材が必要になっている。すなわち、従来のスパイラルフィンチューブは、例えば冷蔵庫や低温ショーケースなどの固定する位置に予め固定具を装着し、この固定具にスパイラルフィンチューブの要所を複数箇所固定するものである。
【０００５】
引用文献２に記載されたスパイラルフィンチューブ熱交換器の固定装置は、冷媒管に対し垂直方向に設置され、スパイラルフィンを挟み込むように下固定具の切欠き部に上固定具の爪を勘合するとともに、ネジにより固定する構造としたものである。この固定装置によると、スパイラルフィンチューブを容易に固定できると共に、スパイラルフィンチューブの外れや振動を防止できるものになっている。
【特許文献１】特開平９−２９２１８８号公報
【特許文献２】特開２００２−１４７９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のスパイラルフィンチューブ型熱交換器は、一般にスパイラルフィンチューブを底面に沿って配設するフラットタイプや、圧縮機の横に配設されるタワータイプなどがある。これら従来のスパイラルフィンチューブ型熱交換器は、フラットタイプや、タワータイプなどに限らず、いずれも外気を取り入れて熱交換器のフィン周囲に対流せしめることで熱交換するものである。ところが、取り入れた外気の多くは熱交換器から離れた位置で対流し、僅かな外気のみが熱交換に使用されるので、効率的な熱交換はできなかった。
【０００７】
例えば、フラットタイプでは、底面等に装着した固定装置にスパイラルフィンチューブを固定するものになっている。その為、スパイラルフィンチューブの片面は、固定面に近接して配設されるので、このスパイラルフィンの固定面側が、固定面から離れた反対側と比べて熱交換効率が落ちることが知られている。そこで、熱交換用ファンを用いて外気を強制的に導入することも行われるが、スパイラルフィンの固定面側まで効果的に冷却することが困難になり、熱交換効率を十分に高めることができなかった。
【０００８】
しかも、スパイラルフィンの固定面側は風の流れが悪いので、このスパイラルフィンと固定面との間に塵埃等が詰まり易い状態になっている。したがって、特許文献１の如く、空気流入側に位置するスパイラルフィンの螺旋ピッチを、空気流出側に比較して疎とすることで、スパイラルフィン相互間に塵埃が詰まり難くすることは可能でも、このスパイラルフィンチューブの固定面側と固定面との間に詰まる塵埃を少なくすることは困難であった。
【０００９】
一方、従来のスパイラルフィンチューブ型熱交換器は、チューブの内部を熱媒体が循環するので、しっかりと固定しないとスパイラルフィンチューブの振動によって破損が生じたり、耳障りな振動音が発生する虞もあった。そこで、特許文献２に記載された固定装置等を用いて固定しているが、この種の固定装置では、固定装置に予め多数の固定具を装着しておき、この固定具にスパイラルフィンチューブの要所を複数箇所に亘って固定する作業になっている。そのため、この固定具自体が外気の流れの妨げになり、固定具の周辺に塵埃がより多く溜まる不都合がある。しかも、固定個所の数が多いので、スパイラルフィンチューブの装着作業に極めて多くの手間を要するものになっている。
【００１０】
そこで本発明は上述の課題を解消すべく創出されたもので、熱交換効率を高め、塵埃等の積層を防止し、装着作業が容易なスパイラルチューブを用いた熱交換器の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上術の課題を解決するため、本発明の第１の手段は、熱媒体が流通する配管２の周囲に熱良導性のフィン１を螺旋状に捲回固定したスパイラルチューブと、該スパイラルチューブの周囲に外気を導入せしめる熱交換用ファンＦとを用いた熱交換器において、配管２を螺旋状に巻回して略筒状のユニット体３を形成すると共に、該ユニット体３の外側に径の大きなユニット体３を複数巻きに延長巻回して筒形熱交換体１０を構成し、該筒形熱交換体１０の巻回中心部が前記熱交換用ファンＦの回転軸Ｆ１の延長線上に沿うように配設されたことにある。
【００１２】
第２の手段において、前記ユニット体３は、隣接するスパイラルチューブのフィン１が相互に係合するように巻回され、前記筒形熱交換体１０は、隣接するユニット体３相互のフィン１が互いに係合するように巻回されている。
【００１３】
第３の手段は、前記筒形熱交換体１０において、前記熱交換用ファンＦによる風量の多い位置に設置されるユニット体３のフィン螺旋ピッチを密にして捲回固定する。
【００１４】
第４の手段において、前記筒形熱交換体１０は単体のユニット体３で構成されるものである。
【００１５】
本発明によると、スパイラルフィンチューブを用いてユニット体３や筒形熱交換体１０を構成することで、熱交換効率を高め、装着作業を容易にすることに成功したものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１によると、複数のユニット体３で構成した筒形熱交換体１０の巻回中心部を熱交換用ファンＦの回転軸Ｆ１の延長線上に沿うように配設したことにより、各ユニット体３の全てのフィン１は、熱交換用ファンＦによって導入される外気で極めて効率良く冷却されるものである。また、スパイラルフィンチューブの要所を固定具等で固定する必要もないので、この固定具等に塵埃が詰まる虞を解消した。しかも、筒形熱交換体１０のフィン１は、冷却用ファンＦにより強制的に流通する風の流れの中に位置するので、フィン１周辺に塵埃が詰まり難くなっている。
【００１７】
また、請求項２により、ユニット体３や筒形熱交換体１０のフィン１が互いに係合するように巻回固定されているので、特にスパイラルフィンチューブを固定する固定具等を用いなくても、巻回状態が確実に固定される。この結果、従来のように、多数の固定具にスパイラルフィンチューブの要所を複数箇所に亘って固定する作業などは一切不要になり、スパイラルフィンチューブの装着作業を極めて簡略化することが可能になった。
【００１８】
更に、請求項３により、前記熱交換用ファンＦによる風量の多い位置に設置されるユニット体３のフィン螺旋ピッチを密にすることで、熱交換効率をより高めることができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の筒形熱交換体１０により、特に小型の熱交換器に使用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る熱交換器によると、ユニット体３の外側に径の大きなユニット体３を複数巻きに延長巻回して筒形熱交換体１０を構成し、該筒形熱交換体１０の巻回中心部が前記熱交換用ファンＦの回転軸Ｆ１の延長線上に沿うように配設し、隣接する各フィン１相互が係合し合って筒形熱交換体１０の形状を維持するものである。
【実施例】
【００２１】
次に、図面に基いて本発明の実施例を詳細に説明する。本発明は、スパイラルチューブを何重にも巻回した筒形熱交換体１０と、外気を強制的に導入して熱交換率を高める熱交換用ファンＦとを使用するものである（図１照）
【００２２】
筒形熱交換体１０は、巻き付け径が異なる大小複数のユニット体３で構成される（図２、図３参照）。このユニット体３は、スパイラルチューブを螺旋状に巻回して略筒状に形成した部材で、ユニット体３の外側に径の大きなユニット体３を複数巻きに延長巻回して筒形熱交換体１０を構成する（図３参照）。スパイラルチューブは、熱媒体が流通する配管２の周囲に放熱用のフィン１を螺旋状に捲回固定したものである（図４参照）。
【００２３】
スパイラルチューブを巻回してユニット体３を形成する際に、隣接するスパイラルチューブのフィン１が互いに係合するように巻回することで、特に固定部材等を用いずにユニット体３を形成することができる（図２参照）。更に、ユニット体３を延長してより大径のユニット体３を形成する際には、隣接するユニット体３のフィン１相互も係合するように巻き付ける。この結果、何重にも巻かれた各ユニット体３は互いに係合された状態になり、全く固定部材等を使用せずに筒形熱交換体１０の形状が維持されるものである。このとき、実験ではユニット体３を三重に巻き付けた筒形熱交換体１０が最も効率の良い熱交換率を高めることがてきた。また、筒形熱交換体１０におけるユニット体３の数は、設置機材や設置場所などにより、ユニット体３の数を任意に変更することが可能であり、単体のユニット体３を筒形熱交換体１０として使用することも可能である。
【００２４】
ユニット体３のフィン１の螺旋ピッチは、通常均一のピッチで捲回しているが、内側に位置するユニット体３のフィン１螺旋ピッチを密に捲回固定し、外側に位置するユニット体３のフィン１螺旋ピッチを疎として捲回固定することができる。また、この反対の設定、すなわち外側を密にして内側を疎にすることも可能である。このようにフィン１螺旋ピッチを変更するのは、冷却用ファンＦの性能により、導入される外気の風量が異なる場合に変更する。すなわち、外気の風量が回転軸Ｆ１部分に集中する場合は、内側ユニット体３の螺旋ピッチを密に設定し、外気の風量が筒形熱交換体１０の周囲部分に集中する場合は、外側ユニット体３の螺旋ピッチを密に設定するものである。
【００２５】
次に、このように構成した筒形熱交換体１０の巻回中心部が前記熱交換用ファンＦの回転軸Ｆ１の延長線上に沿うように、筒形熱交換体１０と熱交換用ファンＦとを配設する（図１参照）。図示の筒形熱交換体１０は、熱交換用ファンＦとの位置を固定するため、支持枠２０に装着している。該支持枠２０は、筒形熱交換体１０の両端部に配設する一対の固定枠２１と、支持枠２０−連結する連結軸２２とからなり、一方の固定枠２１を熱交換用ファンＦ装着用の枠体Ｆ２に連結したものである。
【００２６】
この状態で熱交換用ファンＦが回転すると、導入された外気が筒形熱交換体１０のフィン１に沿って流動した後に、熱交換用ファンＦによって強制的に排気されるので、極めて効率の良い熱交換が可能になるものである（図１参照）。図示の筒形熱交換体１０において、熱媒体の流れは、外側のユニット体３から内側のユニット体３に移動するようにしているが、図示例に限定されるものではない。
【００２７】
以上、本発明の好適な実施例として冷蔵庫の熱交換器として説明したが、他の用途に使用できることは言うまでもなく、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内における種々の設計変更は自由に行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の筒形熱交換体を示す要部正面図である。
【図３】本発明の筒形熱交換体を示す概略斜視図である。
【図４】本発明のスパイラルチューブを示す要部側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｆ  熱交換用ファン
Ｆ１  回転軸
Ｆ２  枠体
１  フィン
２  配管
１０  筒形熱交換体
２０  支持枠
２１  固定枠
２２  連結軸
【図１】
2005155934.tif 000003
【図２】
2005155934.tif 000004
【図３】
2005155934.tif 000005
【図４】
2005155934.tif 000006