(57)【要約】【課題】圧力損失を低減させるようにした熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器としての凝縮器ＣＤは、冷却用空気の流通方向と直交する上下方向に並んで配置された第１熱交換部４０と第２熱交換部４５とを備える。第１熱交換部４０および第２熱交換部４５は、第１冷媒循環管２１Ａから分岐して並列に設けられたパイパス冷媒管５１および該バイパス冷媒管５１の外周面に密着して設けられた放熱板５２からなるスパイラルフィンチューブ５０で構成されている。第１熱交換部４０と第２熱交換部４５とは、各スパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２が離間するように配置されている。また、第１熱交換部４０と第２熱交換部４５とは、放熱板５２により第１支持部材６３および第２支持部材６４で保持される。【選択図】図１
2013170802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷媒が流通し、冷媒循環管(21A)から分岐して並列に設けられた複数のバイパス冷媒管(51)と、該バイパス冷媒管(51)の外周面に密着して設けられた放熱板(52)とを備え、前記各バイパス冷媒管(51)毎に、該バイパス冷媒管(51)を蛇行形成して構成された複数の熱交換部(40,45)が設けられた熱交換器において、
前記複数の熱交換部(40,45)は、冷却用空気の流通方向と直交する方向に並んで配置され、
前記放熱板(52)は、各熱交換部(40,45)毎に独立すると共に、複数の熱交換部(40,45)は、放熱板(52)を離間して配置され、
前記複数の熱交換部(40,45)は、前記放熱板(52)を支持する支持部(63,64)で保持されるよう構成した
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記放熱板(52)は、前記バイパス冷媒管(51)の外面から径方向外方へ延出すると共に、バイパス冷媒管(51)の外周面に該バイパス冷媒管(51)の冷媒流通方向へ螺旋状に延在するよう取付けられた請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記各バイパス冷媒管(51)は、冷媒の入口側より出口側の高さ位置が低く、かつ水平または下方へ延在するよう蛇行形成される請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記支持部(63,64)は、前記放熱板(52)より熱伝導率が低い素材から形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の熱交換器(CD)を冷凍機構(20)の凝縮器として備えた製氷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷媒循環回路に接続されて分岐した複数のバイパス冷媒管および各バイパス冷媒管の外周面に密着して設けられた放熱板を備えた熱交換器と、前記熱交換器を備えた製氷機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷蔵庫や製氷機等における冷凍機構としては、気体の冷媒を圧縮機で圧縮し、熱交換器としての凝縮器で冷却して圧力が高い液体の冷媒とし、膨張弁で圧力を下げた後、蒸発器で気化させて気化熱で熱を奪い取るものが採用されている。前記凝縮器は、冷媒が内部を流通し、熱伝導性に優れた銅管等からなる冷媒管と、熱伝導率の高いアルミ素材等から形成され、前記冷媒管の外周に設けられて該冷媒管の熱交換を促進する板状の放熱板とからなる熱交換部を備えている。そして凝縮器は、冷媒管を蛇行形成することで、熱交換部がコンパクトに形成されている。また凝縮器は、該凝縮器の入口側と出口側との圧力損失を低減するため、複数に分岐させた各バイパス冷媒管を並列に接続して、各バイパス冷媒管毎に構成された複数の熱交換部を備えたものも実用化されている(特許文献１、２)。複数のバイパス冷媒管を並列接続して構成された凝縮器では、１本の冷媒管で冷媒を凝縮する場合と比べると、各バイパス冷媒管の入口と出口との圧力損失を小さくできるから、凝縮器全体では圧力損失を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０１９０７号公報
【特許文献１】特開平１０−２６７４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記特許文献１に開示の熱交換器では、上下に分岐された伝熱管(冷媒管)および複数のフィン(放熱板)から構成された熱交換器が開示されているが、該特許文献１の熱交換器では分岐された各伝熱管に各フィンが接触している。このため、例えば各伝熱管に温度差が生じた場合には、温度が高い伝熱管の熱がフィンを介して温度が低い伝熱管へ伝達され易いから、放熱量が不均一になって各伝熱管毎の凝縮能力に差が生じて効率が低下する。また、特許文献１に開示の熱交換器および特許文献２に開示の熱交換器では、何れも伝熱管の途中に、下から上方へ立ち上がる管部を有している。このような構成の伝熱管では、内部を流通する冷媒が前記立ち上がる管部を通過する際に重力の影響を受けるから、伝熱管の入口と出口との圧力損失が増大する問題が生じる。
【０００５】
また、特許文献１または特許文献２に開示の熱交換器を、冷凍機構における凝縮器として備えた製氷機では、該熱交換器における冷媒の凝縮効率が低下するので製氷部の冷却効率が低下し、該製氷部の氷塊の製氷効率が低下する問題がある。
【０００６】
すなわち本発明は、従来の技術に係る熱交換器に内在する前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、圧力損失を低減させるようにした熱交換器と、この熱交換器を備えた製氷機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】
【０００７】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の熱交換器は、内部に冷媒が流通し、冷媒循環管から分岐して並列に設けられた複数のバイパス冷媒管と、該バイパス冷媒管の外周面に密着して設けられた放熱板とを備え、前記各バイパス冷媒管毎に、該バイパス冷媒管を蛇行形成して構成された複数の熱交換部が設けられた熱交換器において、
前記複数の熱交換部は、冷却用空気の流通方向と直交する方向に並んで配置され、
前記放熱板は、各熱交換部毎に独立すると共に、複数の熱交換部は、放熱板を離間して配置され、
前記複数の熱交換部は、前記放熱板を支持する支持部で保持されるよう構成したことを要旨とする。
【０００８】
従って、請求項１に係る発明によれば、複数の熱交換部を冷却用空気の流通方向と交差する方向に並べて配置したので、各々の熱交換部を冷却用空気が均等に通過するようになって該熱交換部が均等に冷却されるから、各熱交換部の入口側と出口側との圧力損失の差を最小限に抑えることができる。放熱板が各熱交換部毎に独立して接触していないから、各熱交換部に温度差が生じたとしても、温度が高い熱交換部の熱が放熱板を介して温度が低い熱交換部へ伝達されることが防止され、各熱交換部毎の放熱可能な熱量に大きな差が生じることがないから冷媒の凝縮効率が向上する。また、複数の熱交換部が放熱板を支持する支持部で保持されているので、各バイパス冷媒管に温度差が生じたとしても、温度が高い熱交換部のバイパス冷媒管の熱が温度が低い熱交換部のバイパス冷媒管へ伝達されることが防止され、各熱交換部毎の放熱可能な熱量に差が生ずることによる冷媒の凝縮効率の低下を抑えることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明では、前記放熱板は、前記バイパス冷媒管の外面から径方向外方へ延出すると共に、バイパス冷媒管の外周面に該バイパス冷媒管の冷媒流通方向へ螺旋状に延在するよう取付けられたことを要旨とする。
従って、請求項２に係る発明によれば、放熱板がバイパス冷媒管の外周面に該バイパス冷媒管の冷媒流通方向へ螺旋状に延在するように取付けられているから、該バイパス冷媒管は放熱板を取付けた状態で曲げ変形や折曲げ変形が可能であり、熱交換部におけるバイパス冷媒管の配設形態の自由度が高められる。
【００１０】
請求項３に係る発明では、前記各バイパス冷媒管は、冷媒の入口側より出口側の高さ位置が低く、かつ水平または下方へ延在するよう蛇行形成されることを要旨とする。
従って、請求項３に係る発明によれば、バイパス冷媒管内で液化した冷媒が、該バイパス冷媒管内を出口側から入口側へ逆流したり該バイパス冷媒管内に滞留することがなく、該冷媒の逆流や滞留を原因とした凝縮器の圧力損失の増大を防止し得る。
【００１１】
請求項４に係る発明では、前記支持部は、前記放熱板より熱伝導率が低い素材から形成されていることを要旨とする。
従って、請求項４に係る発明によれば、熱交換部を、放熱板より熱伝導率が低い支持部で保持するので、各熱交換部のバイパス冷媒管に温度差が生じたとしても、温度が高い熱交換部のバイパス冷媒管の熱が支持部を介して温度が低い熱交換部のバイパス冷媒管へ伝達され難い。
【００１２】
また、前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項５に係る発明の製氷機は、請求項１〜４の何れか一項に記載の熱交換器を冷凍機構の凝縮器として備えたことを要旨とする。
従って、請求項５に係る発明によれば、凝縮器における入口側と出口側との圧力損失が最小限に抑えられるから冷媒の凝縮効率が向上し、よって氷塊の製氷効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る熱交換器によれば、圧力損失を低減させることができる。
別の発明に係る製氷機によれば、冷凍機構における冷媒の凝縮効率が高められ、製氷効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例の熱交換器を示す斜視図である。
【図２】実施例の熱交換器の正面図である。
【図３】実施例の熱交換器の側面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】熱交換部を構成するスパイラルフィンチューブの部分斜視図である。
【図６】(ａ)は、スパイラルフィンチューブを保持する固定手段の斜視図であり、(ｂ)は、固定手段を構成する保持部材および支持部材を分離させて示す斜視図である。
【図７】実施例の熱交換器を冷凍機構の凝縮器とした製氷機を、一部省略して示す右側断面図である。
【図８】実施例の熱交換器を凝縮器として備える冷凍機構の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明に係る熱交換器および該熱交換器を備えた製氷機につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。実施例では、製氷機に設けられる冷凍機構を構成する凝縮器として使用される熱交換器を例に挙げて説明する。なお実施例では、図７に示すように、凝縮器が製氷機に設置された状態において、該製氷機の前後方向を「前後方向」、該製氷機の左右方向を「左右方向」、該製氷機の上下方向を「上下方向」と指称する。
【実施例】
【００１６】
図７および図８に示すように、実施例に係る熱交換器としての凝縮器ＣＤは、強制空冷タイプであって、製氷機ＩＭにおける筐体１０の内部上方に画成された機械室１１に、固定手段６０を介して縦向きに設置される。この凝縮器ＣＤは、機械室１１の前面を覆うフロントパネル１３に近接して該機械室１１内の前側に配置され、該凝縮器ＣＤの後側には凝縮器ファンＦＭが配設されている。これにより、凝縮器ファンＦＭが回転駆動することで、フロントパネル１３の通気孔(図示せず)を介して機外から取り込まれた冷却用空気が、凝縮器ＣＤを前側から後側へ通過するよう構成されている。なお、冷凍機構２０における圧縮機ＣＭは、機械室１１において凝縮器ファンＦＭの後側に配置されている。冷凍機構２０は、圧縮機ＣＭと凝縮器ＣＤとが第１冷媒循環管２１Ａで接続され、凝縮器ＣＤと減圧手段である膨張弁Ｖとが第２冷媒循環管２１Ｂで接続され、膨張弁Ｖと製氷室１２内に配設された製氷機構１４に配設される蒸発器ＥＶとが第３冷媒循環管２１Ｃで接続されると共に、蒸発器ＥＶと圧縮機ＣＭとが第４冷媒循環管２１Ｄで接続されて冷媒循環回路を構成している。すなわち凝縮器ＣＤは、冷媒の循環方向において、圧縮機ＣＭの下流側で膨張弁Ｖの上流側に配置され、圧縮機ＣＭから送り込まれた気化冷媒を空気と熱交換して液化させ、液化冷媒を膨張弁へ送出する。
【００１７】
前記凝縮器ＣＤは、図１〜図３に示すように、２系統の熱交換部(以降「第１熱交換部４０」および「第２熱交換部４５」という)を備えている。第１熱交換部４０および第２熱交換部４５は、圧縮機ＣＭに接続された第１冷媒循環管２１Ａの下流側に設けられた第１分岐部２４に、各冷媒導入管２５,２５が接続されることで２つに分岐されると共に、膨張弁Ｖに接続された第２冷媒循環管２１Ｂの上流側に設けられた第１合流部２８に、各冷媒導出管２９,２９が接続されることで１つに合流するよう並列に接続されている。
【００１８】
第１熱交換部４０および第２熱交換部４５は、前記凝縮器ファンＦＭの回転駆動に基づく空気流通方向(前後方向)に対して直交する方向において並列となる関係(実施例では上下の関係)で配置され、第１熱交換部４０の真上に第２熱交換部４５が位置している。また、凝縮器ファンＦＭは、凝縮器ＣＤの高さと略同じ直径のものが、該凝縮器ＣＤの左右方向中央に駆動回転軸が位置するように設置されている。これにより、凝縮器ファンＦＭを回転駆動した際には、フロントパネル１３の通気孔から取り込まれた同じ温度の冷却用空気が、第１熱交換部４０および第２熱交換部４５の夫々に均等に通過するよう構成されている。
【００１９】
前記第１熱交換部４０は、図１〜図４に示すように、更に２系統の熱交換部(以降「第１前熱交換部４１」および「第１後熱交換部４２」という)を備えている。第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２は、前記第１分岐部２４に接続された冷媒導入管２５の下流側に設けられた第２分岐部２６に各々のバイパス冷媒管５１,５１が接続されることで２つに分岐されると共に、前記第１合流部２８に接続された冷媒導出管２９の上流側に設けられた第２合流部３０に各々のバイパス冷媒管５１,５１が接続されることで１つに合流するよう並列に接続されている。そして、第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２は、前記凝縮器ファンＦＭの回転駆動に基づく空気流通方向である前後方向において並列となる関係(実施例では前後の関係)で配置され、第１前熱交換部４１の後側に第１後熱交換部４２が位置している。
【００２０】
前記第２熱交換部４５は、図１および図４に示すように、更に２系統の熱交換部(以降「第２前熱交換部４６」および「第２後熱交換部４７」という)を備えている。第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７は、前記第１分岐部２４に接続された冷媒導入管２５の下流側に設けられた第３分岐部２７に各々のバイパス冷媒管５１,５１が接続されることで２つに分岐されると共に、前記第１合流部２８に接続された冷媒導出管２９の上流側に設けられた第３合流部３１に各々のバイパス冷媒管５１,５１が接続されることで１つに合流するよう並列に接続されている。そして、第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７は、前記凝縮器ファンＦＭの回転駆動に基づく空気流通方向である前後方向において並列となる関係(実施例では前後の関係)で配置され、第２前熱交換部４６の後側に第２後熱交換部４７が位置している。また、第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６が第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１の真上に位置し、第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７が第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２の真上に位置している。
【００２１】
前記第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２、第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７は、図４および図５に示すように、基本的な構成が同じ所謂スパイラルフィンチューブ５０から形成されている。このスパイラルフィンチューブ５０は、内部に冷媒が流通する前記バイパス冷媒管５１と、このバイパス冷媒管５１の外周面から該バイパス冷媒管５１の径方向へ延出すると共に、該バイパス冷媒管５１の冷媒流通方向へ螺旋状に配設された放熱板５２とから構成されている。
【００２２】
各バイパス冷媒管５１は、例えば熱伝導性に優れた銅製の円筒状のパイプであり、適宜部位で曲げ変形や折曲げ変形が可能である。また、放熱板５２は、例えば熱伝導性に優れたアルミニウムを材質とする薄肉の帯状部材である。この放熱板５２は、図５に示すように、長手方向の両端に位置する固定片５２Ａと、両固定片５２Ａ間に位置してバイパス冷媒管５１にスパイラル状に巻き付けられる巻回部５２Ｂとを備えており、該巻回部５２Ｂは放熱板５２の厚み方向へ凹凸する蛇腹状に形成されている。すなわち放熱板５２は、バイパス冷媒管５１に巻付けて装着する際に、巻回部５２Ｂの該バイパス冷媒管５１側が厚み方向へ交互に変形して蛇腹状になることで、長手方向に潰れながらスパイラル状に変形して該バイパス冷媒管５１へ巻付けることが可能となっている。
【００２３】
前述のように構成されたスパイラルフィンチューブ５０は、バイパス冷媒管５１に放熱板５２を装着した状態において、冷媒流通方向の適宜位置で該バイパス冷媒管５１の曲げ変形が可能となっている。これによりスパイラルフィンチューブ５０は、図２〜図４に示すように、該バイパス冷媒管５１の冷媒流通方向において直列に配置される複数(実施例では９個)の直線部分５３と、各直線部分５３の間に位置する複数(実施例では８個)の円弧状の曲線部分５４とを備えている。
【００２４】
第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２を構成する各スパイラルフィンチューブ５０は、図２〜図４に示すように、各直線部分５３が左右方向へ水平または略水平に延在するように配置されると共に、バイパス冷媒管５１における最上流側に位置する直線部分５３が最も上方に位置し、以降下流側に位置する直線部分５３が上流側に位置する直線部分５３より下方に位置する状態に配置されている。また、曲線部分５４は、バイパス冷媒管５１の上流側から奇数番目に位置する直線部分５３(５３Ａ)の下流側に位置する該曲線部分５４(５４Ａ)は、下流に向かうにつれて所要角度(実施例では約４５°)で後下方へ傾斜した状態に延在し、バイパス冷媒管５１の上流側から偶数番目に位置する直線部分５３(５３Ｂ)の下流側に位置する該曲線部分５４(５４Ｂ)は、下流に向かうにつれて所要角度(実施例では約４５°)で前下方へ傾斜した状態に延在している。そして、第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２を構成する各スパイラルフィンチューブ５０は、図３および図４に示すように、バイパス冷媒管５１の上流側から奇数番目の各直線部分５３(５３Ａ)は垂直方向に間隔をおいて整列配置されると共に、上流側から偶数番目の各直線部分５３(５３Ｂ)は、奇数番目の直線部分５３(５３Ａ)より後方の位置で垂直方向に間隔をおいて整列配置され、各奇数番目の直線部分５３(５３Ａ)間に形成された隙間Ｓ１の後側に位置している。すなわち、第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２を構成する各スパイラルフィンチューブ５０は、側方から見るとジグザグ状に形成されている。
【００２５】
前記第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２を構成する各スパイラルフィンチューブ５０は、図３および図４に示すように、隣接する各直線部分５３の外周に位置する各放熱板５２との間に隙間が画成された状態に形成されている。従って、隣接する直線部分５３に位置する放熱板５２が互いに接触していないから、隣接する一方の直線部分５３に位置する放熱板５２と他方の直線部分５３に位置する放熱板５２との間での直接的な熱伝達が防止される。また、第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２と第１後熱交換部４２を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２との間にも隙間が画成されており、第１前熱交換部４１と第１後熱交換部４２との間での直接的な熱伝達が防止される。
【００２６】
第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７を構成する各スパイラルフィンチューブ５０は、図２〜図４に示すように、各直線部分５３が左右方向へ水平または略水平に延在するように配置されると共に、バイパス冷媒管５１における最上流側に位置する直線部分５３が最も上方に位置し、以降下流側に位置する直線部分５３が上流側に位置する直線部分５３より下方に位置する状態に配置されている。また、曲線部分５４は、バイパス冷媒管５１の上流側から奇数番目に位置する直線部分５３(５３Ａ)の下流側に位置する該曲線部分５４(５４Ａ)は、下流に向かうにつれて所要角度(実施例では約４５°)で前下方へ傾斜した状態に延在し、バイパス冷媒管５１の上流側から偶数番目に位置する直線部分５３(５３Ｂ)の下流側に位置する該曲線部分５４(５４Ｂ)は、下流に向かうにつれて所要角度(実施例では約４５°)で後下方へ傾斜した状態に延在している。そして、第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７を構成する各スパイラルフィンチューブ５０は、図３および図４に示すように、バイパス冷媒管５１の上流側から奇数番目の各直線部分５３(５３Ａ)は垂直方向に間隔をおいて整列配置されると共に、上流側から偶数番目の各直線部分５３(５３Ｂ)は、奇数番目の直線部分５３(５３Ａ)より前方の位置で垂直方向に間隔をおいて整列配置され、各奇数番目の直線部分５３(５３Ａ)は、上下に隣接する各偶数番目の直線部分５３(５３Ｂ)間に形成された隙間Ｓ２の後側に位置している。すなわち、第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７を構成する各スパイラルフィンチューブ５０は、側方から見るとジグザグ状に形成されている。
【００２７】
前記第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７を構成する各スパイラルフィンチューブ５０は、図３および図４に示すように、隣接する各直線部分５３の外周に位置する各放熱板５２との間に隙間が画成された状態に形成されている。従って、隣接する直線部分５３に位置する放熱板５２が互いに接触していないから、隣接する一方の直線部分５３に位置する放熱板５２と他方の直線部分５３に位置する放熱板５２との間での直接的な熱伝達が防止される。また、第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２と第２後熱交換部４７を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２との間にも隙間が画成されており、第２前熱交換部４６と第２後熱交換部４７との間での直接的な熱伝達が防止される。
【００２８】
更に、図３および図４に示すように、第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０と第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０とは、隣接する各直線部分５３の外周に位置する各放熱板５２との間に隙間が画成された状態に形成されている。また、第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２を構成するスパイラルフィンチューブ５０と第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７を構成するスパイラルフィンチューブ５０とは、隣接する各直線部分５３の外周に位置する各放熱板５２との間に隙間が画成された状態に形成されている。従って、第１熱交換部４０と第２熱交換部４５との間での直接的な熱伝達も防止される。
【００２９】
なお、実施例の凝縮器ＣＤは、前述したように、第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２と、第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７が曲げ変形や折曲げ変形等の成形性に優れたスパイラルフィンチューブ５０を使用することで、細径(例えば、内径が４．５〜５．０ｍｍ程度)のバイパス冷媒管５１が採用可能となっている。従って、４系統の各スパイラルフィンチューブ５０におけるバイパス冷媒管５１の細径化により、凝縮器ＣＤにおける冷媒が流通する内部容積が小さくなることで、冷凍機構２０を循環する冷媒量を抑えることができるから、例えばプロパン(Ｒ２９０)やイソブタン(Ｒ６００ａ)等のＨＣ(ハイドロカーボン)等の可燃性の冷媒を使用することが可能となっている。
【００３０】
固定手段６０は、図１、図２〜図４および図６に示すように、第１熱交換部４０および第２熱交換部４５を一組として保持し、両熱交換部４０,４５の上下左右の外周を囲むように配置されている。固定手段６０は、第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１および第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６の各直線部分５３を保持する第１支持部材(支持部)６３と、第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２および第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７の各直線部分５３を保持する第２支持部材(支持部)６４と、第１支持部材６３が取付けられる第１保持部材６１と、第２支持部材６４が取付けられると共に第１保持部材６１に連結される第２保持部材６２とを備えている。なお、実施例の凝縮器ＣＤでは、同一に構成されて左右方向に離間した２つの固定手段６０,６０を備えており、ここでは同一の符号で支持する。
【００３１】
支持部としての第１支持部材６３および第２支持部材６４は、同一形状に形成されたもので、第２支持部材６４は第１支持部材６３に対して上下逆向きにして使用されている。第１支持部材６３および第２支持部材６４は、上下に長尺に形成された基部６５と、この基部６５から立設された複数(実施例では９組)の対をなす把持部６６とからなる。各把持部６６は、上下方向へ等間隔に設けられており、第１熱交換部４０および第２熱交換部４５を構成する前記スパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２を上下から抱持可能に湾曲形成された一対の把持片６６Ａ,６６Ａを備えている。このような第１支持部材６３および第２支持部材６４は、前記放熱板５２より熱伝導率が低いポリプロピレン等の合成樹脂を材質とし、基部６５および各把持部６６の把持片６６Ａ,６６Ａが一体的に形成されている。前記合成樹脂は適度の弾力性を有し、各把持部６６の把持片６６Ａ,６６Ａは、接離方向(上下方向)への弾性変形が可能となっている。また、基部６５の把持部６６が設けられた側の反対側の外面には、該基部６５の長手方向に所要間隔に離間した複数(実施例では３個)の係止フック６７が形成されている。
【００３２】
第１保持部材６１は、図４および図６に示すように、凝縮器ＣＤの前側に位置して上下方向へ細長く延在する第１保持部６１Ａと、この第１保持部６１Ａの上端から後方へ延出して凝縮器ＣＤに上側に位置する第２保持部６１Ｂと、第１保持部６１Ａの下端から後方へ延出して凝縮器ＣＤの下側に位置する第３保持部６１Ｃとを備え、側方から見て略「コ」字形に形成されている。前記第１保持部６１Ａには、上下方向に離間して複数(実施例では３個)の第１係止開口６８が、該第１保持部６１Ａの厚み方向に貫通形成されている。各第１係止開口６８は、第１支持部材６３に設けた各係止フック６７に各々整合する位置に、第１保持部６１Ａの長手方向へ延在する一端部に開口した状態で形成されており、該係止フック６７が側方から挿入係止され得るようになっている。従って、第１支持部材６３は、各係止フック６７を対応する第１係止開口６８に側方から係止させることで、第１保持部６１Ａの後側に、各把持部６６を後方へ指向させた状態で取付保持されるようになっている。
【００３３】
第２保持部材６２は、図４および図６に示すように、凝縮器ＣＤの後側に位置して上下方向へ細長く延在する第４保持部６２Ａと、この第４保持部６２Ａの上端から後方へ延出して第１保持部材６１の第２保持部６１Ｂの後端部にネジ等により固定される第１取付部６２Ｂと、第４保持部６２Ａの下端から方向へ延出した第１保持部材６１の第３保持部６１Ｃの後端部にネジ等により固定される第２取付部６２Ｃとを備えている。前記第４保持部６２Ａには、上下方向に離間して複数(実施例では３個)の第２係止開口６９が、該第４保持部６２Ａの厚み方向に貫通形成されている。各第２係止開口６９は、第２支持部材６４に設けた各係止フック６７に各々整合する位置に、第４保持部６２Ａの長手方向へ延在する一端部に開口した状態に形成されており、該係止フック６７が側方から挿入係止され得るようになっている。従って、第２支持部材６４は、各係止フック６７を対応する第２係止開口６９に側方から係止させることで、第４保持部６２Ａの前側に、各把持部６６を前方へ指向させた状態で取付保持されるようになっている。
【００３４】
前記固定手段６０の第１保持部材６１の各把持部６６および第２保持部材６２の各把持部６６に保持された第１熱交換部４０の各スパイラルフィンチューブ５０,５０および第２熱交換部４５の各スパイラルフィンチューブ５０,５０は、図２および図３に示すように、直線部分５３が左右方向へ水平または略水平に延在していると共に、各曲線部分５４は上流側から下流側に向かうにつれて下方傾斜している。すなわち、各スパイラルフィンチューブ５０は、第２分岐部２６または第３分岐部２７に接続されたバイパス冷媒管５１の入口側から、第２合流部３０または第３合流部３１に接続された出口側に向けて水平または下方傾斜した部分だけであり、少なくとも入口から出口までの途中に上方へ延在する部分は全くない。従って、第１熱交換部４０および第２熱交換部４５を構成する各スパイラルフィンチューブ５０は、バイパス冷媒管５１内で凝縮されて液化した冷媒が、該バイパス冷媒管５１内を入口側へ逆流したり、該バイパス冷媒管５１内に滞留することが防止されるように構成されている。
【００３５】
(実施例の作用)
次に、実施例に係る凝縮器ＣＤの作用について説明する。製氷機ＩＭは、冷凍機構２０の運転を開始すると、圧縮機ＣＭが作動すると共に凝縮器ファンＦＭが回転駆動する。これにより、冷凍機構２０では、圧縮機ＣＭにおいて気化冷媒が圧縮されて高温・高圧の気化冷媒となって第１冷媒循環管２１Ａへ送り出される。第１冷媒循環管２１Ａ内へ流入した気化冷媒は、第１分岐部２４において、第１熱交換部４０に連結される冷媒導入管２５および第２熱交換部４５に連結される冷媒導入管２５の各々に分岐して流入する。第１熱交換部４０側の冷媒導入管２５に流入した気化冷媒は、更に第２分岐部２６において、第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０のバイパス冷媒管５１および第１後熱交換部４２を構成するスパイラルフィンチューブ５０のバイパス冷媒管５１の各々に分岐して流入する。一方、第２熱交換部４５側の冷媒導入管２５に流入した気化冷媒は、更に第３分岐部２７において、第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０のバイパス冷媒管５１および第２後熱交換部４７を構成するスパイラルフィンチューブ５０のバイパス冷媒管５１の各々に分岐して流入する。すなわち、圧縮機ＣＭで圧縮された気化冷媒は、第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２、第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７の合計４系統に均等に分岐される。
【００３６】
また、図７および図８に示すように、冷凍機構２０の作動による凝縮器ファンＦＭの回転駆動により、フロントパネル１３の通気孔から機械室１１内に取り込まれた冷却用空気は、凝縮器ＣＤの前面全体から、該凝縮器ＣＤの第１熱交換部４０を構成する各スパイラルフィンチューブ５０の間および第２熱交換部４５を構成する各スパイラルフィンチューブ５０の間を通過して後側へ通過するようになる。この際に冷却用空気は、先ず第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０のバイパス冷媒管５１および放熱板５２と、第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０のバイパス冷媒管５１および放熱板５２に夫々接触して熱交換するようになる。ここで、第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０に接触する冷却用空気および第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０に接触する冷却用空気は温度が同じであるから、第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０および第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０は、該冷却用空気が均等に接触することで同等に冷却される。
【００３７】
そして、第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０に接触して該スパイラルフィンチューブ５０と熱交換した冷却用空気は、次いで第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２を構成するスパイラルフィンチューブ５０のバイパス冷媒管５１および放熱板５２と接触して熱交換する。また、第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０に接触して該スパイラルフィンチューブ５０と熱交換した冷却用空気は、次いで第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７を構成するスパイラルフィンチューブ５０のバイパス冷媒管５１および放熱板５２に接触して熱交換するようになる。ここで、第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０に接触後の冷却用空気と第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０に接触後の冷却用空気とは何れも温度が略同じであるから、第１後熱交換部４２を構成するスパイラルフィンチューブ５０および第２後熱交換部４７を構成するスパイラルフィンチューブ５０は、該冷却用空気が均等に接触することで同等に冷却される。
【００３８】
第１熱交換部４０においては、第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２の各スパイラルフィンチューブ５０に流入した各々の気化冷媒は、該スパイラルフィンチューブ５０を通過する途中で凝縮されて液化冷媒となり、第２合流部３０で合流して冷媒導出管２９へ移動する。一方、第２熱交換部４５においては、第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７の各スパイラルフィンチューブ５０に流入した各々の気化冷媒は、該スパイラルフィンチューブ５０を通過する途中で凝縮されて液化冷媒となり、第３合流部３１で合流して冷媒導出管２９へ移動する。そして、第１熱交換部４０を通過した液化冷媒と第２熱交換部４５を通過して液化冷媒は、第１合流部２８を介して第２冷媒循環管２１Ｂ内で合流して膨張弁Ｖへ送出され、該膨張弁Ｖで減圧された後に蒸発器ＥＶに供給される。
【００３９】
実施例の凝縮器ＣＤでは、第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０と第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０とが、機械室１１内に機外から取り込まれた冷却用空気により同等に冷却されると共に、第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２を構成するスパイラルフィンチューブ５０と第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７を構成するスパイラルフィンチューブ５０とが同等に冷却される。これにより、第１熱交換部４０および第２熱交換部４５とは同等に冷却されるから、第１熱交換部４０における各スパイラルフィンチューブ５０内を通過する気化冷媒および第２熱交換部４５における各スパイラルフィンチューブ５０内を通過する気化冷媒は同等に凝縮されて液化冷媒となる。すなわち凝縮器ＣＤは、第１熱交換部４０の入口側および出口側の圧力損失と第２熱交換部４５の入口側および出口側の圧力損失とが同等となり、４系統の各熱交換部４１,４２,４６,４７間に圧力損失の差を最小限に抑えることができる。
【００４０】
また、実施例の凝縮器ＣＤは、第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１および第１後熱交換部４２を構成する各スパイラルフィンチューブ５０と、第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６および第２後熱交換部４７を構成する各スパイラルフィンチューブ５０とは、放熱板５２をバイパス冷媒管５１に取付けた状態で該バイパス冷媒管５１の曲げ成形を容易に行なうことができるから、各熱交換部における該バイパス冷媒管５１の延在態様の自由度が高い。これにより、第１熱交換部４０および第２熱交換部４５を構成する各スパイラルフィンチューブ５０のバイパス冷媒管５１は、何れも入口側より出口側の高さ位置を低くすると共に、入口と出口との間に上方に延在する部分がないように構成し得る。従って、各スパイラルフィンチューブ５０内で液化した冷媒が、バイパス冷媒管５１内を出口側から入口側へ逆流したり該バイパス冷媒管５１内に滞留することがないから、該冷媒の逆流や滞留を原因とした凝縮器ＣＤの圧力損失の増大も防止し得る。
【００４１】
そして、実施例の凝縮器ＣＤは、第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２と第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２とが、何れも独立して離間している接触する部分がないと共に、第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２と第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２とが、何れも独立して離間している接触する部分がない。このため、第１熱交換部４０の各スパイラルフィンチューブ５０と第２熱交換部４５各スパイラルフィンチューブ５０との間で温度差が生じたとしても、高温のスパイラルフィンチューブ５０の熱が低温のスパイラルフィンチューブ５０へ伝達することが防止され、各スパイラルフィンチューブ５０毎の放熱可能な熱量に大きな差が生じることがない。
【００４２】
また、第１熱交換部４０においては、第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２と第１後熱交換部４２を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２とが何れも離間して接触する部分がないから、両スパイラルフィンチューブ５０において温度差が生じたとしても、高温のスパイラルフィンチューブ５０の熱が低温のスパイラルフィンチューブ５０へ伝達することが防止され、各スパイラルフィンチューブ５０毎の放熱可能な熱量に大きな差が生じることがない。同様に、第２熱交換部４５においては、第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２と第２後熱交換部４７を構成するスパイラルフィンチューブ５０の放熱板５２とが何れも離間して接触する部分がないから、両スパイラルフィンチューブ５０において温度差が生じたとしても、高温のスパイラルフィンチューブ５０の熱が低温のスパイラルフィンチューブ５０へ伝達することが防止され、各スパイラルフィンチューブ５０毎の放熱可能な熱量に大きな差が生じることがない。
【００４３】
更に、実施例の凝縮器ＣＤは、第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１および第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６を構成する各スパイラルフィンチューブ５０が、該チューブ５０の放熱板５２より熱伝導率が低い部材である第１支持部材６３で保持されると共に、第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２および第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７を構成する各スパイラルフィンチューブ５０が、該チューブ５０の放熱板５２より熱伝導率が低い部材である第２支持部材６４で保持されている。このため、各スパイラルフィンチューブ５０毎に温度差が生じたとしても、第１支持部材６３または第２支持部材６４を介して高温のスパイラルフィンチューブ５０の熱が低温のスパイラルフィンチューブ５０のバイパス冷媒管５１へ直接伝達され難くなり、凝縮効率が低下することが防止される。
【００４４】
そして、実施例の凝縮器ＣＤが設けられた冷凍機構２０を備えた製氷機ＩＭは、該凝縮器ＣＤにおける入口側と出口側との圧力損失が最小限に抑えられるから冷媒の凝縮効率が向上し、よって製氷機構１４における氷塊の製氷効率の向上が図られる。しかも、第１熱交換部４０および第２熱交換部４５をスパイラルフィンチューブ５０により構成したから、冷凍機構２０における冷媒の使用量を抑えることができる。
【００４５】
〔変更例〕
本発明に係る熱交換器は、実施例のものに限られず種々の変更が可能である。
（１）第１熱交換部４０および第２熱交換部４５は、冷却用空気の流通方向と直交する方向に並んで配置されれば、実施例のように上下に配置されたものに限らず、左右方向(横方向)に並んで配置してもよい。
（２）第１熱交換部４０および第２熱交換部４５は、バイパス冷媒管５１に放熱板５２を螺旋状に巻付けて配設したスパイラルフィンチューブ５０から構成されたものに限らず、板状に形成された大型の放熱板に、バイパス冷媒管が複数回に亘って貫通しながら蛇行形成された形態のものであってもよい。
（３）各バイパス冷媒管５１の直線部分５３は、上流側から下流側に向かうにつれて徐々に下方に傾斜するように配設してもよい。
（４）実施例では、第１熱交換部４０および第２熱交換部４５の２系統に分岐する熱交換器を例示したが、３系統以上の熱交換部を各々並列に分岐すると共に、各熱交換部を冷却用空気の流通方向と直交する方向に並んで配置したものであってもよい。
（５）第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２と第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７との配設位置は、実施例の構成と逆にしてもよい。すなわち、第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２を第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６の後側に配置すると共に、第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７を第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１の後側に配置する。このような構成では、第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１を通過した冷却用空気が第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７を通過するようになると共に、第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６を通過した冷却用空気が第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２を通過するようになる。ここで、第１熱交換部４０の第１前熱交換部４１を構成するスパイラルフィンチューブ５０と熱交換後の冷却用空気と、第２熱交換部４５の第２前熱交換部４６を構成するスパイラルフィンチューブ５０と熱交換後の冷却用空気とは、略同一温度となっているから、第２熱交換部４５の第２後熱交換部４７と第１熱交換部４０の第１後熱交換部４２とは各々の冷却用空気により同等に冷却されるようになり、よって第１熱交換部４０と第２熱交換部４５とは同等に冷却されて実施例と同等の効果が得られる。
（６）第１支持部材６３および第２支持部材６４は、第１熱交換部４０を支持する部分と第２熱交換部４５を支持する部分とが分離した形態であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
２０ 冷凍機構，２１Ａ 第１冷媒循環管(冷媒循環管)，４０ 第１熱交換部(熱交換部)，
４５ 第２熱交換部(熱交換部)，５１ バイパス冷媒管，５２ 放熱板，
６３ 第１支持部材(支持部)，６４ 第２支持部材(支持部)，ＣＤ 凝縮器(熱交換器)
【図１】
2013170802.tif 000003
【図２】
2013170802.tif 000004
【図３】
2013170802.tif 000005
【図４】
2013170802.tif 000006
【図５】
2013170802.tif 000007
【図６】
2013170802.tif 000008
【図７】
2013170802.tif 000009
【図８】
2013170802.tif 000010