(57)【要約】【課題】スパイラルフィンチューブ型熱交換器の形状安定および熱交換ユニットの低コスト化を図る。【解決手段】熱交換ユニット１は、スパイラルフィンチューブ４を筒形状に立体巻き形成してなるスパイラルフィンチューブ型熱交換器５と、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の筒形状立体巻き部分を外側から覆うと共にスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の円筒形状の外周面となる部分と部分的に密着してスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の変形を防止する略筒形状のカバー６と、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５に強制的に気流を提供する送風手段７と、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５、送風手段７を配置する機械室外郭を形成する筐体８とから構成され、カバー６と筐体８を連結している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱管の外周面に伝熱用のフィンを螺旋状に巻き付けたスパイラルフィンチューブを筒形状に立体巻き形成してなるスパイラルフィンチューブ型熱交換器と、前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状立体巻き部分を外側から覆うと共に前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器と部分的に密着して前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器の変形を防止する略筒形状のカバーと、前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器に強制的に気流を提供する送風手段と、前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器、前記送風手段を配置する機械室外郭を形成する筐体とから構成され、前記カバーと前記筐体を連結したことを特徴とする熱交換ユニット。
【請求項２】
前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状の軸垂直方向投影形状は略円形である請求項１に記載の熱交換ユニット。
【請求項３】
前記カバーにおける前記送風手段による気流が横切る部位に開口部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換ユニット。
【請求項４】
前記開口部は、網目形状であることを特徴とする請求項３に記載の熱交換ユニット。
【請求項５】
前記カバーの構成材料に、高熱伝導性材料を用いたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項６】
前記カバーの筒形状の内径を、軸方向中央部から一端または両端にかけて、漸次的に小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項７】
前記カバーの内周面に、スパイラルフィンチューブ型熱交換器との接触面積を大きくするようにスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状立体巻きに合わせた螺旋状の溝を形成したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項８】
前記溝の形状を、フィン外周が形成する形状と略相似形としたことを特徴とする請求項７に記載の熱交換ユニット。
【請求項９】
前記カバーの筒形状の少なくとも一端の近傍に筒形状の内側に向かう突起部を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項１０】
前記カバーと前記筐体を、一体成型にて連結したことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の熱交換ユニット。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の熱交換ユニットを備えた冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱管と伝熱管の外周に螺旋状に巻き付けたフィンとからなるスパイラルフィンチューブ型熱交換器と送風手段とを備えた熱交換ユニット、および前述の熱交換ユニットを搭載した冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に冷蔵庫においては、食品等の収容物の収納が不可能な無効スペースは極力小さく、収納が可能な庫内の有効スペースが大きいことが望まれ、すべてが収納可能なスペースであることが理想である。
【０００３】
収容可能スペースという観点では、機械室は無効なスペースの最たるものであり、機械室の省スペース化、最適配置設計が有効スペースを創出するに際して課題として挙げられる。
【０００４】
冷蔵庫の機械室内に設置される部品の中で、特に熱交換器の大きさや形状は、機械室形状を左右する主要因の一つであり、形状設計自由度の高い熱交換器が求められている。
【０００５】
また、機械室の吸い込み口近辺は、ほこりがたまりやすく、ほこりにより熱交換器のフィンの目詰まりが発生し、熱交換能力が低下するという問題もあり、耐ほこり性に優れた熱交換器が求められている。
【０００６】
また近年、地球温暖化など環境問題との絡みから、冷蔵庫などに使用する冷媒として、地球温暖化係数の低いイソブタンやプロパンなどの可燃性冷媒を使用するケースが増えてきており、冷媒漏れにより発火の危険性のある可燃性冷媒においても安全を確保できる冷媒漏れに対する信頼性の高い熱交換器が求められている。
【０００７】
スパイラルフィンチューブ型熱交換器は、伝熱管の外周に帯状のフィンを螺旋状に巻き付けた構成のスパイラルフィンチューブを、平面状、立体状、筒形状等、種種の形状に成形して構成することで、形状を比較的自由に設定できることから、他の形態の熱交換器に比べて形状設計自由度の向上を図ることができる。
【０００８】
また、伝熱管の外周に帯状のフィンを螺旋状に巻き付けた構成であることから、ほこりが付着しにくく、耐ほこり性に優れている。また、伝熱管の接続部が出入り口部のみであることから、冷媒漏れに対する信頼性も高い。
【０００９】
以上のことから、設計自由度、耐ほこり性に優れ、信頼性の高いスパイラルフィンチューブ型熱交換器を備えた熱交換ユニットが多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図２７は、特許文献１に記載された従来の熱交換ユニットの斜視図である。
【００１１】
図２７に示すように、従来の熱交換ユニット１は、伝熱管２の外周に帯状のフィン３を螺旋状に巻き付けた構成のスパイラルフィンチューブ４を、蛇行状に屈曲するように曲げ加工されて立体形状に成形されているスパイラルフィンチューブ型熱交換器５と、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の形状の変形を防止する変形防止用固定具９と、熱交換に必要な空気をスパイラルフィンチューブ型熱交換器５に流入させる送風手段７と、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５、送風手段７を配置している機械室外郭を形成する筐
体８と、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５と筐体８と連結固定する連結用固定具１０とから構成されている。
【００１２】
そして、送風手段７により、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５に空気が流入され、フィン２を介して、空気と伝熱管３内を流動する冷媒を強制的に熱交換させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−１５３５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の熱交換ユニット１は、前述のように構造であるため、熱交換ユニット１の製造過程での、変形防止用固定具９を組付ける前のスパイラルフィンチューブ型熱交換器５単体の状態において、あらかじめ曲げ加工によって、平面、または立体に形成した形状が、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力負荷により変形してしまうという課題を有している。
【００１５】
変形が生じると、その後の工程で変形修正工程が必要になり、ロスに繋がる上に、場合によっては、伝熱管２にも応力が負荷され冷媒漏れに対する信頼性が低下するという事態を誘発する可能性もある。
【００１６】
また、単体では形状が安定しないスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の変形を防止する変形防止用固定具９、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５と筐体８とを連結固定する連結用固定具１０等の補助部材が必要となり、部品点数が増え、熱交換ユニット１組立工数が増えることから、熱交換ユニット１の製造コストが増えるという課題を有している。
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するもので、スパイラルフィンチューブ型熱交換器を用いた熱交換ユニットの製造コストを削減し、熱交換ユニット、または、その熱交換ユニットを搭載した冷蔵庫の低コスト化を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明は、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状立体巻き部分を外側から覆うと共に前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器と部分的に密着して前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器の変形を防止する略筒形状のカバーを設け、前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器を配置する機械室外郭を形成する筐体と前記カバーとを連結したのである。
【００１９】
上記の構成において、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状立体巻き部分を外側から覆うと共に前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器と部分的に密着して前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器の変形を防止する略筒形状のカバーを設けたので、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状に立体巻き形成された形状は、カバーにより固定されている。
【００２０】
そのため、熱交換ユニット製造過程において、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力が負荷されたとしても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の立体巻き加工形状は確保される。
【００２１】
これにより、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の変形を防止するための別部品として変形防止用固定具を設ける必要が無く、部品点数の削減を図り、部材コストの低減に繋がる。
【００２２】
また、立体巻き加工形状がカバーによって変形しないように抑制されているため、熱交換ユニットの製造工程において、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の立体巻き加工形状変形を修正するロス工程を削減することができ、熱交換ユニットの製造コスト低減に繋がる。
【００２３】
また、カバーにより、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状に立体巻き形成された形状は、保持され、かつ、カバーは筐体と連結されることから、スパイラルフィンチューブ型熱交換器と筐体を固定するための連結用固定具を、別部材として設ける必要がなくなる。これにより、連結用固定具の削減を図ることができるので、部材コストの低減に繋がる。
【００２４】
また、カバーの形状設定次第で、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状を自由に設定することができるため、スパイラルフィンチューブ形熱交換器の形状自由度が向上し、熱交換効率が向上するように熱交換ユニットの形状を最適に設計しやすくなる。
【００２５】
したがって、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の成型形状安定化、固定具等の補助部品点数削減、熱交換ユニット組立工数の削減、熱交換効率向上を図ることができ、熱交換ユニットの製造コスト低減に繋がる。また、この熱交換ユニットを冷蔵庫に搭載することで、冷蔵庫の低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の成型形状安定化、固定具等の補助部品点数削減、熱交換ユニット組立工数の削減、熱交換効率向上を図ることができ、熱交換ユニットの製造コスト低減に繋がる。また、この熱交換ユニットを冷蔵庫に搭載することで、冷蔵庫の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換ユニットの斜視図
【図２】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向を横方向とすると共に筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向に気流が流れるように送風手段を配置した変形例を示す斜視図
【図３】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向を横方向とすると共に筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向とは垂直な方向に気流が流れるように送風手段を配置した変形例を示す斜視図
【図４】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器のスパイラルフィンチューブの部分正面図
【図５】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの一例を示す正面図および平面図
【図６】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの他の例を示す正面図および平面図
【図７】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーのさらに別の例を示す正面図および平面図
【図８】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状の一例を示す正面図および平面図
【図９】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状の他の例を示す正面図および平面図
【図１０】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状のさらに別の例を示す正面図および平面図
【図１１】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの筒形状の構成形態の一例を示す斜視図
【図１２】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの筒形状の構成形態の他の例を示す斜視図
【図１３】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの筒形状の構成形態のさらに別の例を示す斜視図
【図１４】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの筒形状の構成形態の別のもう一つの例を示す斜視図
【図１５】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーと筐体の連結構造の一例を示す正面図
【図１６】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーと筐体の連結構造の他の例を示す正面図
【図１７】同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーと筐体を一体化した変形例を示す斜視図
【図１８】本発明の実施の形態２における熱交換ユニットに用いたカバーの一例を示す断面図および平面図
【図１９】同実施の形態の熱交換ユニットに用いたカバーの他の例を示す断面図および平面図
【図２０】同実施の形態の熱交換ユニットに用いたカバーのさらに別の例を示す断面図および平面図
【図２１】同実施の形態の熱交換ユニットに用いた突起部を有するカバーの一例を示す断面図および平面図
【図２２】同実施の形態の熱交換ユニットに用いた突起部を有するカバーの他の例を示す断面図および平面図
【図２３】同実施の形態の熱交換ユニットに用いた突起部を有するカバーのさらに別の例を示す断面図および平面図
【図２４】本発明の実施の形態３における熱交換ユニットに用いた開口部を有するカバーの一例を示す正面図および平面図
【図２５】同実施の形態の熱交換ユニットに用いた開口部を有するカバーの他の例を示す正面図および平面図
【図２６】同実施の形態の熱交換ユニットの斜視図
【図２７】従来例における熱交換ユニットの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
第１の発明は、伝熱管の外周面に伝熱用のフィンを螺旋状に巻き付けたスパイラルフィンチューブを筒形状に立体巻き形成してなるスパイラルフィンチューブ型熱交換器と、前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状立体巻き部分を外側から覆うと共に前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器と部分的に密着して前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器の変形を防止する略筒形状のカバーと、前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器に強制的に気流を提供する送風手段と、前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器、前記送風手段を配置する機械室外郭を形成する筐体とから構成され、前記カバーと前記筐体を連結したことを特徴とする熱交換ユニットである。
【００２９】
上記の構成において、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状立体巻き部分を外側から覆うと共に前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器と部分的に密着して前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器の変形を防止する略筒形状のカバーを設けたので、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状に立体巻き形成された形状は、カバーにより固
定されている。
【００３０】
そのため、熱交換ユニット製造過程において、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力が負荷されたとしても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の立体巻き加工形状は確保される。
【００３１】
これにより、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の変形を防止するための別部品として変形防止用固定具を設ける必要が無く、部品点数の削減を図り、部材コストの低減に繋がる。
【００３２】
また、立体巻き加工形状がカバーによって変形しないように抑制されているため、熱交換ユニットの製造工程において、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の立体巻き加工形状変形を修正するロス工程を削減することができ、熱交換ユニットの製造コスト低減に繋がる。
【００３３】
また、カバーにより、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状に立体巻き形成された形状は、保持され、かつ、カバーは筐体と連結されることから、スパイラルフィンチューブ型熱交換器と筐体を固定するための連結用固定具を、別部材として設ける必要がなくなる。これにより、連結用固定具の削減を図ることができるので、部材コストの低減に繋がる。
【００３４】
また、カバーの形状設定次第で、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状を自由に設定することができるため、スパイラルフィンチューブ形熱交換器の形状自由度が向上し、熱交換効率が向上するように熱交換ユニットの形状を最適に設計しやすくなる。
【００３５】
したがって、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の成型形状安定化、固定具等の補助部品点数削減、熱交換ユニット組立工数の削減、熱交換効率向上を図ることができ、熱交換ユニットの製造コスト低減に繋がる。また、この熱交換ユニットを冷蔵庫に搭載することで、冷蔵庫の低コスト化を図ることができる。
【００３６】
第２の発明は、第１の発明において、前記スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状の軸垂直方向投影形状を、略円形にしたものである。
【００３７】
これにより、カバーの形状を簡素化することができるため部材コストの低減を図ることができる。また、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状立体巻き加工工程の単純化を図ることも可能となり、加工工程を容易にすることができ、加工コストの低減を図ることができる。
【００３８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記カバーにおける前記送風手段による気流が横切る部位に開口部を設けたものである。
【００３９】
これにより、カバーがスパイラルフィンチューブ型熱交換器を通過する気流を遮ることなく、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の熱交換部にムラなく気流を提供することが可能となり、熱交換を促進し、熱交換効率の向上を図ることができる。
【００４０】
したがって、スパイラルフィンチューブ型熱交換器への材料投入量を削減することができ、コスト低減を図ることができる。
【００４１】
第４の発明は、第３の発明における前記開口部を、網目形状にしたものである。
【００４２】
上記の構成において、カバーにおける前記送風手段による気流が横切る部位に設ける開口部を網目形状とすることにより、通風抵抗を低減できることに加えて、気流に混入しているほこりがスパイラルフィンチューブ型熱交換器に侵入しフィン部分が目詰まりするのを防止することができる。
【００４３】
そのため、メンテナンス時にカバーの網目形状部分に付着したほこりを除去さえすれば、スパイラルフィンチューブ型熱交換器を清浄に保つことができる。
【００４４】
これにより、ほこり堆積による性能の経時劣化を緩和することができるとともに、別部品としてほこりフィルターを設ける必要が無いため、部品点数および組立工数を低減することができる。
【００４５】
第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明において、前記カバーの構成材料に、高熱伝導性材料を用いたものである。
【００４６】
上記の構成において、カバーは熱伝導性に優れているため、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の熱交換を助長することができ、熱交換ユニットの熱交換能力が向上し、効率の向上を図ることができる。
【００４７】
これにより、スパイラルフィンチューブ型熱交換器への材料投入量を削減することもでき、コスト低減を図ることもできる。
【００４８】
第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明において、前記カバーの筒形状の内径を、軸方向中央部から一端または両端にかけて、漸次的に小さくしたものである。
【００４９】
上記の構成において、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の外周部に密着固定されている筒形状のカバーは、軸方向中央部から一端または両端にかけて、漸次的に小さくしているため、カバーに密着しているスパイラルフィンチューブ型熱交換器は筒形状の軸方向中央部側に寄せられる状態となり、別部材として固定具を要することなく、スパイラルフィンチューブ型熱交換器をカバーに確実に密着固定することができる。
【００５０】
これによって、熱交換ユニット製造過程において、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力が負荷されたとしても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器とカバーが分離してしまうことを防止し、かつスパイラルフィンチューブ型熱交換器の立体巻き加工形状は確保される。
【００５１】
これにより、形状変形防止具の削減による部材コスト低減を図ることができる。また、筒形状立体巻き加工形状の安定化、カバーとスパイラルフィンチューブ型熱交換器の分離防止を図ることができ、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の取り扱い作業性向上による製造工程の効率化を図ることができる。
【００５２】
第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明において、前記カバーの内周面に、スパイラルフィンチューブ型熱交換器との接触面積を大きくするようにスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒形状立体巻きに合わせた螺旋状の溝を形成したものである。
【００５３】
上記の構成において、カバーの内周面に形成された螺旋状の溝に、スパイラルフィンチューブを配置することにより、螺旋状の溝がストッパーの役割を果たし、別部材として固定具を要することなく、スパイラルフィンチューブ型熱交換器をカバーに確実に密着固定することができる。
【００５４】
これによって、熱交換ユニット製造過程において、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力が負荷されたとしても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の立体巻き加工形状は確保される。
【００５５】
これにより、形状変形防止具の削減による部材コスト低減を図ることができる。また、筒形状立体巻き加工形状の安定化、カバーとスパイラルフィンチューブ型熱交換器の分離防止を図ることができ、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の取り扱い作業性向上による製造工程の効率化を図ることができ、製造コストの低減に繋がる。
【００５６】
第８の発明は、第７の発明において、前記溝の形状を、フィン外周が形成する形状と略相似形としたものである。
【００５７】
上記の構成において、溝形状とフィン外周が形成する形状が略相似形であるため、溝とスパイラルフィンチューブ型熱交換器の嵌合を良好にすることができ、溝がストッパーの役割を果たし別部材として固定具を要することなく、スパイラルフィンチューブ型熱交換器をカバーに確実に密着固定することができる。
【００５８】
これによって、熱交換ユニット製造過程において、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力が負荷されたとしても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の立体巻き加工形状は確保される。
【００５９】
また、フィン外周と溝の凹部が沿うように接触しているため、スパイラルフィンチューブをカバーで包含し筒状立体形状を形成する際や、取り扱い時に外力が負荷された場合においても、フィン折れ曲がり等の変形を緩和することができる。
【００６０】
これにより、形状変形防止具の削減による部材コスト低減を図ることができる。また、筒形状立体巻き加工形状の安定化、カバーとスパイラルフィンチューブ型熱交換器の分離防止を図ることができ、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の取り扱い作業性向上による製造工程の効率化を図ることができる。
【００６１】
第９の発明は、第１から第８のいずれかの発明において、前記カバーの筒形状の少なくとも一端の近傍に筒形状の内側に向かう突起部を有するものである。
【００６２】
上記の構成においては、突起部がストッパーの役割を果たすため、別部材として固定具を要することなく、スパイラルフィンチューブ型熱交換器をカバーに確実に密着固定することができる。
【００６３】
これによって、熱交換ユニット製造過程において、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力が負荷されたとしても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の立体巻き加工形状は確保される。
【００６４】
これにより、形状変形防止具の削減による部材コスト低減を図ることができる。また、筒形状立体巻き加工形状の安定化、カバーとスパイラルフィンチューブ型熱交換器の分離防止を図ることができ、スパイラルフィンチューブ型熱交換器の取り扱い作業性向上による製造工程の効率化を図ることができる。
【００６５】
第１０の発明は、第１から第９のいずれかの発明において、前記カバーと前記筐体を、一体成型にて連結したものである。
【００６６】
上記の構成において、カバーと筐体は予め一体成型としているため、別部材として連結用固定具を要することなく、カバーを介して、スパイラルフィンチューブ型熱交換器と筐体を連結することができる。
【００６７】
これにより、連結用固定具の削減による部材コスト低減を図ることができ、熱交換ユニットとしてのコスト低減を図ることができる。
【００６８】
第１１の発明は、第１から第１０のいずれかの発明の熱交換ユニットを冷蔵庫に備えるものである。
【００６９】
これにより、前述の作用による熱交換ユニットを搭載しているため、冷蔵庫としての製造コスト低減を図ることができる。
【００７０】
また、第３から第５の発明の熱交換ユニットを冷蔵庫に備えた場合は、熱交換ユニットの熱交換効率向上を図ることができるため、冷蔵庫としての消費電力削減等の省エネに寄与することができる。
【００７１】
また、第６から第８の発明の熱交換ユニットを冷蔵庫に備えた場合は、スパイラルフィンチューブ型熱交換器は筐体と連結されたカバーに強固に密着固定かつ包含されているため、冷蔵庫運転時において発生する振動が負荷された場合においても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器が単体で共振することなく、騒音防止、振動負荷によるフィンの弛み等の品質劣化を防止することができる。
【００７２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００７３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における熱交換ユニットの斜視図、図２は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向を横方向とすると共に筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向に気流が流れるように送風手段を配置した変形例を示す斜視図、図３は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向を横方向とすると共に筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向とは垂直な方向に気流が流れるように送風手段を配置した変形例を示す斜視図である。
【００７４】
また、図４は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器のスパイラルフィンチューブの部分正面図、図５は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの一例を示す正面図および平面図、図６は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの他の例を示す正面図および平面図、図７は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーのさらに別の例を示す正面図および平面図である。
【００７５】
また、図８は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状の一例を示す正面図および平面図、図９は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状の他の例を示す正面図および平面図、図１０は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるスパイラルフィンチューブ型熱交換器の筒状立体巻き形状のさらに別の例を示す正面図および平面図である。
【００７６】
また、図１１は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの筒形状の構成形態の一例を示す斜視図、図１２は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの筒形状の構成
形態の他の例を示す斜視図、図１３は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの筒形状の構成形態のさらに別の例を示す斜視図、図１４は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーの筒形状の構成形態の別のもう一つの例を示す斜視図である。
【００７７】
また、図１５は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーと筐体の連結構造の一例を示す正面図、図１６は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーと筐体の連結構造の他の例を示す正面図、図１７は同実施の形態の熱交換ユニットにおけるカバーと筐体を一体化した変形例を示す斜視図である。
【００７８】
図１に示すように、本発明の実施の形態１の熱交換ユニット１は、伝熱管３の外周面に帯状の伝熱用のフィン２を螺旋状に巻き付けたスパイラルフィンチューブ４を円筒形状に立体巻き形成してなるスパイラルフィンチューブ型熱交換器５と、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の円筒形状立体巻き部分を外側から覆うと共にスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の円筒形状の外周面となる部分と部分的に密着してスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の変形を防止する略円筒形状のカバー６と、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５に強制的に気流を提供する送風手段７と、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５、送風手段７を配置する機械室外郭を形成する筐体８とから構成される。
【００７９】
また、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５は、円筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向を上下方向として通風孔が形成された機械室の角部に近接して配置される。また、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の円筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向とは垂直な方向に気流が流れ、機械室の角部の通風孔と送風手段７との間にスパイラルフィンチューブ型熱交換器５が位置するように送風手段７を配置し、円筒形状のカバー６の下端と筐体８を連結している。
【００８０】
以上のように、構成された本実施の形態の熱交換ユニット１において、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５は、筐体８に連結されたカバー６と密着し、送風手段７により強制的に発生する気流が提供されることにより、空気と管内流体との熱交換を促進するものである。
【００８１】
なお、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５とカバー６と送風手段７の配置は、図２に示すように、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の円筒状立体巻き形状の円筒の中心軸方向を横方向とすると共に円筒状立体巻き形状の筒の中心軸方向に気流が流れるように送風手段７を配置したり、図３に示すように、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の円筒状立体巻き形状の円筒の中心軸方向を横方向とすると共に円筒状立体巻き形状の円筒の中心軸方向とは垂直な方向に気流が流れるように送風手段７を配置しても構わない。
【００８２】
つまり、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５と送風手段７の位置関係は、熱交換ユニット１を構成するその他の部材、また熱交換ユニット１が搭載される冷蔵庫を含む設計事情、熱交換の効率化等、様々な要素を考慮し、総合的に最適化を図るべきであり、図１から図３に示された配置に限られるものではない。
【００８３】
図４に示すように、円筒形状に立体巻き形状のスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の構成要素であるスパイラルフィンチューブ４は、伝熱管３の外周面に帯状の伝熱用のフィン２を所定のピッチで螺旋状に巻き付けることにより構成されている。
【００８４】
スパイラルフィンチューブ型熱交換器５としての、熱交換性能、コストパフォーマンス、耐食性、相手型配管との接続工法を考慮した場合、フィン２はアルミニウム系材料、伝熱管３は銅系材料で構成することが、汎用性があり一般的であるが、例えば、フィン２および伝熱管３とも鉄系材料で構成する、または、アルミニウム系材料で構成する等、構成
材料選択肢は限定されるものではない。
【００８５】
また、カバー６の形状は、図５に示す円筒状の他に、例えば、図６に示す長円筒状、図７に示す角を丸くした二等辺三角筒状等、任意の筒形状としてもよく、カバー６の形状を図５に示す形状にした場合は、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の形状は、図５に示すカバー６の形状に合わせて、図８に示す円筒状立体巻き形状となる。
【００８６】
同様に、カバー６の形状を図６に示す形状にした場合は、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の形状は、図６に示すカバー６の形状に合わせて、図９に示す長円筒状立体巻き形状となり、カバー６の形状を図７に示す形状にした場合は、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の形状は、図７に示すカバー６の形状に合わせて、図１０に示す角を丸くした二等辺三角筒状立体巻き形状となる。
【００８７】
つまり、カバー６の形状を、図５、図６、図７のように設定することにより、図８、図９、図１０に示すようにスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の筒状立体巻き形状を設定することができ、熱交換ユニット１を構成するその他の部材との緩衝、送風手段７が発生する気流通過経路との位置関係、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５を配置するスペース、また熱交換ユニット１が搭載される冷蔵庫を含む設計事情等様々な要素を考慮し、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の形状の最適化を図ることができる。
【００８８】
また、カバー６の筒形状の構成は、図１１に示すように筒形状全体を一体で構成する（完全な筒状にする）の他に、図１２に示すように筒形状の一部分に筒形状軸と平行方向の切り込みを設ける（一つの部材を丸めて端部同士が繋がっていない略筒状にする）、図１３に示すように筒形状を筒形状軸方向と略平行方向に分断し構成する（二つの部材を半円状に丸めて端部同士が繋がっていない略筒状にする）、図１４に示すように筒形状を筒形状軸方向と略垂直方向に分断し構成する（同径の筒状の半分の長さの二つのカバー６を筒の中心軸方向につなげる）等々が考えられる。
【００８９】
このように、カバー６が包含するスパイラルフィンチューブ型熱交換器５が構成する筒形状や、配管引き回し、熱交換ユニット１のレイアウト等を考慮し、最適形態を選定することにより、特に熱交換ユニット１の組立作業性の面で効率化が図れ、製造コストを低減することができる。
【００９０】
また、カバー６と筐体８の連結構造は、例えば、図１５に示すように差込式嵌合タイプ、図１６に示すようにネジ式嵌合タイプというように、別部材として連結用固定具を要することなく連結可能な方式とすることで、別部材の材料コストを削減することができる。
【００９１】
また、図１７に示すように、カバー６と筐体８を予め一体成型で構成することも可能である。この場合、カバー６と筐体８はあらかじめ一体化されていることから連結する工程が不要であり、図１５、図１６に示す構成に比べて、更なる製造コストの低減を図ることができる。
【００９２】
以上説明したように本実施の形態の熱交換ユニット１は、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の筒形状立体巻き部分を少なくとも外側から覆うと共にスパイラルフィンチューブ型熱交換器５と部分的に密着してスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の変形を防止する略筒形状のカバー６を設けたので、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の筒形状に立体巻き形成された形状は、カバー６により固定されている。
【００９３】
そのため、熱交換ユニット１の製造過程において、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力が負荷されたとしても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の立体
巻き加工形状は確保される。
【００９４】
これにより、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の変形を防止するための別部品として変形防止用固定具を設ける必要が無く、部品点数の削減を図り、部材コストの低減に繋がる。
【００９５】
また、立体巻き加工形状がカバー６によって変形しないように抑制されているため、熱交換ユニット１の製造工程において、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の立体巻き加工形状変形を修正するロス工程を削減することができ、熱交換ユニット１の製造コスト低減に繋がる。
【００９６】
また、カバー６により、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の筒形状に立体巻き形成された形状は、保持され、かつ、カバー６は筐体８と連結されることから、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５と筐体８を固定するための連結用固定具を、別部材として設ける必要がなくなる。これにより、連結用固定具の削減を図ることができるので、部材コストの低減に繋がる。
【００９７】
また、カバー６の形状設定次第で、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の筒状立体巻き形状を自由に設定することができるため、スパイラルフィンチューブ形熱交換器５の形状自由度が向上し、熱交換効率が向上するように熱交換ユニット１の形状を最適に設計しやすくなる。
【００９８】
したがって、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の成型形状安定化、固定具等の補助部品点数削減、熱交換ユニット１組立工数の削減、熱交換効率向上を図ることができ、熱交換ユニット１の製造コスト低減に繋がる。また、この熱交換ユニット１を冷蔵庫に搭載することで、冷蔵庫の低コスト化を図ることができる。
【００９９】
また、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の筒状立体巻き形状の軸垂直方向投影形状を、略円形にした場合は、カバー６の形状を簡素化することができるため部材コストの低減を図ることができる。また、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の筒形状立体巻き加工工程の単純化を図ることも可能となり、加工工程を容易にすることができ、加工コストの低減を図ることができる。
【０１００】
また、カバー６と筐体８を予め一体成型で構成した場合は、別部材として連結用固定具を要することなく、カバー６を介して、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５と筐体８を連結することができる。
【０１０１】
これにより、連結用固定具の削減による部材コスト低減を図ることができ、熱交換ユニット１としてのコスト低減を図ることができる。
【０１０２】
（実施の形態２）
図１８は本発明の実施の形態２における熱交換ユニットに用いたカバーの一例を示す断面図および平面図、図１９は同実施の形態の熱交換ユニットに用いたカバーの他の例を示す断面図および平面図、図２０は同実施の形態の熱交換ユニットに用いたカバーのさらに別の例を示す断面図および平面図である。
【０１０３】
また、図２１は同実施の形態の熱交換ユニットに用いた突起部を有するカバーの一例を示す断面図および平面図、図２２は実施の形態の熱交換ユニットに用いた突起部を有するカバーの他の例を示す断面図および平面図、図２３は同実施の形態の熱交換ユニットに用いた突起部を有するカバーのさらに別の例を示す断面図および平面図である。
【０１０４】
本実施の形態と実施の形態１との、相違点は、カバー６の形状であり、その他の構成および作用については、実施の形態１のものと同様であるので、説明を省略する。以下図面に従い、カバー６の形状による作用を説明する。
【０１０５】
図１８は、カバー６の筒形状の内径を、中心軸方向中央部から両端にかけて、漸次的に小さくした例を示している。こうすることにより、カバー６外周に密着しているスパイラルフィンチューブ型熱交換器５は、自動的に筒形状の軸方向中央部側に寄せられる状態となり、別部材として固定具を要することなく、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５をカバー６に確実に密着固定することができる。
【０１０６】
また、図１９は、カバー６の筒形状の内径を、中心軸方向中央部から一端にかけて、漸次的に小さくした例を示している。この場合は中心軸方向中央部と同じ内径の他端側に筐体８の壁面部等を配置し封止することにより、図１８に示す例と同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
上記の構成において、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の外周部に密着固定されている筒形状のカバー６は、軸方向中央部から一端または両端にかけて、内径を漸次的に小さくしているため、カバー６に密着しているスパイラルフィンチューブ型熱交換器５は筒形状の軸方向中央部側に寄せられる状態となり、別部材として固定具を要することなく、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５を、カバー６に確実に密着固定することができる。
【０１０８】
これによって、熱交換ユニット１製造過程において、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力が負荷されたとしても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５とカバー６が分離してしまうことを防止し、かつスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の立体巻き加工形状は確保される。
【０１０９】
これにより、形状変形防止具の削減による部材コスト低減を図ることができる。また、筒形状立体巻き加工形状の安定化、カバー６とスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の分離防止を図ることができ、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の取り扱い作業性向上による製造工程の効率化を図ることができる。
【０１１０】
また、図２０に示す例は、カバー６の内周面に、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５との接触面積を大きくするようにスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の筒形状立体巻きに合わせた螺旋状の溝６ａを形成したものであり、溝６ａの形状を、フィン２の外周が形成する形状と略相似形としている。
【０１１１】
上記の構成において、溝６ａの形状とフィン２の外周が形成する形状が略相似形であるため、溝６ａとスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の嵌合を良好にすることができ、カバー６の内周面に形成されたフィン２の外周が形成する形状と略相似形の螺旋状の溝６ａに、スパイラルフィンチューブ４を配置することにより、螺旋状の溝６ａがストッパーの役割を果たし、別部材として固定具を要することなく、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５をカバー６に確実に密着固定することができる。
【０１１２】
これによって、熱交換ユニット１製造過程において、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力が負荷されたとしても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の立体巻き加工形状は確保される。
【０１１３】
また、フィン２の外周と溝６ａの凹部が沿うように接触しているため、スパイラルフィ
ンチューブ４をカバー６で包含し筒状立体形状を形成する際や、取り扱い時に外力が負荷された場合においても、フィン２の折れ曲がり等の変形を緩和することができる。
【０１１４】
これにより、形状変形防止具の削減による部材コスト低減を図ることができる。また、筒形状立体巻き加工形状の安定化、カバー６とスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の分離防止を図ることができ、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の取り扱い作業性向上による製造工程の効率化を図ることができ、製造コストの低減に繋がる。
【０１１５】
また、図２１から図２３に示すように、カバー６の筒形状の少なくとも一端の近傍に筒形状の内側に向かう突起部６ｃを設けた場合は、突起部６ｃがストッパーの役割を果たすため、別部材として固定具を要することなく、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５をカバー６に確実に密着固定することができる。
【０１１６】
これによって、熱交換ユニット１の製造過程において、輸送時、梱包積載時の衝撃、その他取り扱い時の外力が負荷されたとしても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の立体巻き加工形状は確保される。
【０１１７】
これにより、形状変形防止具の削減による部材コスト低減を図ることができる。また、筒形状立体巻き加工形状の安定化、カバー６とスパイラルフィンチューブ型熱交換器５の分離防止を図ることができ、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の取り扱い作業性向上による製造工程の効率化を図ることができる。
【０１１８】
図２１に示す例では、突起部６ｃは、筒形状両端に配置することで、確実にスパイラルフィンチューブ型熱交換器５を固定することができるが、図２２に示すように筒形状一端のみに配置しても、図２３に示すように筒形状一端の近傍のみに配置してもよい。
【０１１９】
また、図２１に示すように、筒形状の全周に突起部６ｃを配置するとより確実にスパイラルフィンチューブ型熱交換器５を固定することができるが、図２２に示すように、筒形状周縁に部分的に突起部６ｃを配置するなど、コスト、組立作業性、熱交換器５に提供される気流経路等を考慮し最適化を図ることもできる。
【０１２０】
また、突起部６ｃの設置位置は、図２１、図２２に示すように、筒形状の軸方向端部に配置することでカバー６の材料コストを削減できるが、図２３に示すように筒形状軸方向の端部近傍に配置し、カバー６の壁面を突起部６ｃから突出させることで、その部分を筐体８との連結に使用することもできる。
【０１２１】
また、本実施の形態における熱交換ユニット１を搭載した冷蔵庫では、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５は筐体８と連結されたカバー６に強固に密着固定されているため、冷蔵庫運転時において発生する振動が負荷された場合においても、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５が単体で共振することなく、騒音防止、振動負荷によるフィン２と伝熱管３の弛み等の品質劣化を防止することができる。
【０１２２】
（実施の形態３）
図２４は本発明の実施の形態３における熱交換ユニットに用いた開口部を有するカバーの一例を示す正面図および平面図、図２５は同実施の形態の熱交換ユニットに用いた開口部を有するカバーの他の例を示す正面図および平面図、図２６は同実施の形態の熱交換ユニットの斜視図である。
【０１２３】
本実施の形態と実施の形態１，２との相違点は、カバー６の形状であり、その他の構成、作用については、実施の形態１，２のものと同様であるので、説明を省略する。
【０１２４】
図２４、図２６に示すように、カバー６における送風手段７による気流が横切る部位に開口部６ｂを設けている。
【０１２５】
これにより、カバー６がスパイラルフィンチューブ型熱交換器５を通過する気流を遮ることなく、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５の熱交換部にムラなく気流を提供することが可能となり、熱交換を促進し、熱交換効率の向上を図ることができる。
【０１２６】
したがって、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５への材料投入量を削減することができ、コスト低減を図ることができる。
【０１２７】
また、図２５に示すように、カバー６における送風手段７による気流が横切る部位に設ける開口部６ｂを網目形状とすることにより、通風抵抗を低減できることに加えて、気流に混入しているほこりがスパイラルフィンチューブ型熱交換器５に侵入しフィン２部分が目詰まりするのを防止することができる。
【０１２８】
そのため、メンテナンス時にカバーの網目形状部分に付着したほこりを除去さえすれば、スパイラルフィンチューブ型熱交換器５を清浄に保つことができ、ほこり堆積による熱交換能力の経時劣化を緩和し、熱交換ユニット１およびそれを搭載した冷蔵庫の消費電力低減を図ることができる。
【０１２９】
これにより、ほこり堆積による性能の経時劣化を緩和することができるとともに、別部品としてほこりフィルターを設ける必要が無いため、部品点数および組立工数を低減することができる。
【０１３０】
網目形状の構成手段としては、例えば、別部材として網目状表面を有する金属板を用意し開口部６ｂに配置する、筒形状表面に多数の格子穴を設けることで網目形状を構成する等が考えられるが、ほこり除去の目的を果たせれば特に限定しない。
【０１３１】
また、カバー６の材質は、例えば、材料コストを考慮し鉄鋼材料を選定する、形状自由度を考慮し樹脂材料を選定する、カバー６による更なる熱交換促進を目論んで、アルミや銅等の熱伝導性に優れた材料を選定するというように、目的に応じて必要な特性を有する材料を選定することで、コスト低減、設計自由度拡大、および性能向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明の熱交換ユニットは、別部材を要することなくスパイラルフィンチューブ型熱交換器の形状安定化および筐体との連結固定を図ることにより、熱交換ユニットの製造コストを低減することができるので、家庭用冷蔵庫をはじめ、業務用冷蔵庫、自動販売機等、その他、冷凍冷蔵システムを具備する広い産業分野に適用できるものである。
【符号の説明】
【０１３３】
１    熱交換ユニット
２    フィン
３    伝熱管
４    スパイラルフィンチューブ
５    スパイラルフィンチューブ型熱交換器
６    カバー
６ａ  溝
６ｂ  開口部
６ｃ  突起部
７    送風手段
８    筐体
【図１】
2012145249.tif 000003
【図２】
2012145249.tif 000004
【図３】
2012145249.tif 000005
【図４】
2012145249.tif 000006
【図５】
2012145249.tif 000007
【図６】
2012145249.tif 000008
【図７】
2012145249.tif 000009
【図８】
2012145249.tif 000010
【図９】
2012145249.tif 000011
【図１０】
2012145249.tif 000012
【図１１】
2012145249.tif 000013
【図１２】
2012145249.tif 000014
【図１３】
2012145249.tif 000015
【図１４】
2012145249.tif 000016
【図１５】
2012145249.tif 000017
【図１６】
2012145249.tif 000018
【図１７】
2012145249.tif 000019
【図１８】
2012145249.tif 000020
【図１９】
2012145249.tif 000021
【図２０】
2012145249.tif 000022
【図２１】
2012145249.tif 000023
【図２２】
2012145249.tif 000024
【図２３】
2012145249.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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