(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コルゲート状に折り曲げたフィンエレメントにチューブ嵌め込み用の溝を設け、このチューブ嵌め込み用の溝にサーペンタイン状に曲げたチューブエレメントを嵌め込んで複数のコアエレメントを形成し、これら複数のコアエレメントを前記チューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせて形成したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
フィンエレメントの空気流入側フィンピッチが空気流出側フィンピッチよりも疎に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
フィンエレメントに設けられたチューブ嵌め込み用の溝の深さが交互に異なり、深さの異なる溝内に各チューブエレメントが嵌め込ま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】
複数のコアエレメントはチューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせられ、各コアエレメントの対向面には切り起こしが設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
フィンエレメントのフィン素材に、Ａｌ−Ｍｎ系の合金であって、Ｍｎを１．０〜１．５％またはさらにＭｇを０．８〜１．３％添加した合金を用いたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
フィンエレメントがアルミニウム製であり、冷媒チューブが銅製であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器を用いた冷蔵庫。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器を用いた冷凍サイクル。
【請求項９】
チューブ嵌め込み用の溝を有するコルゲート状に折り曲げた複数のフィンエレメントを並置すると共に、複数のフィンエレメントの前記チューブ嵌め込み用の各溝にチューブ折曲げ部を介して接続されるサーペンタイン状に曲げたチューブエレメントを嵌め込んでチューブ折曲げ部を介して接続される複数のコアエレメントを形成し、前記チューブ折曲げ部を折り曲げて複数のコアエレメントを前記チューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせて形成することを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫用エバポレータ等の冷凍サイクルで使用する熱交換器及びその製造方法に係り、特にコルゲート状に曲げたフィンに冷媒チューブを嵌め込むことにより形成される熱交換器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コルゲート状に曲げられた複数のコルゲートフィンにチューブ嵌め込み用の溝を設け、この複数のコルゲートフィンに冷媒チューブを嵌め込むことにより製造される熱交換器は知られている。この種の熱交換器を例えば冷蔵庫用エバポレータとして使用する場合、チューブ嵌め込み用の溝が外側に向くようにコルゲートフィンを二重に重ねた熱交換器を製造し、二重に重ねた熱交換器を冷蔵庫の背面の熱交換用空気の流路に収納するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱交換用空気の流路に熱交換器を設置する場合、この熱交換器を設置した後に前記流路を形成する庫壁内部にウレタン等の発泡材を注入するのが一般的である。このような場合にウレタン等の発泡材の発泡圧（外圧）に耐えられず、前記コルゲートフィン及び庫壁が変形するという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、発泡圧（外圧）が作用したとしてもコルゲートフィン及び庫壁の変形を抑制することができる熱交換器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、コルゲート状に折り曲げたフィンエレメントにチューブ嵌め込み用の溝を設け、このチューブ嵌め込み用の溝にサーペンタイン状に曲げたチューブエレメントを嵌め込んで複数のコアエレメントを形成し、これら複数のコアエレメントを前記チューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせて形成したことを特徴とするものである。この場合、フィンエレメントの空気流入側フィンピッチが空気流出側フィンピッチよりも疎に形成されていてもよい。また、フィンエレメントに設けられたチューブ嵌め込み用の溝の深さが交互に異なり、深さの異なる溝内に各チューブエレメントが嵌め込まれていてもよい。複数のコアエレメントはチューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせられ、各コアエレメントの対向面には切り起こしが設けられていてもよい。フィンエレメントのフィン素材に、Ａｌ−Ｍｎ系の合金であって、Ｍｎを１．０〜１．５％またはさらにＭｇを０．８〜１．３％添加した合金を用いてもよい。フィンエレメントがアルミニウム製であり、冷媒チューブが銅製であってもよい。請求項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器を用いた冷蔵庫でもよい。請求項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器を用いた冷凍サイクルでもよい。
【０００６】
この発明によれば、例えば熱交換用の空気の流路に熱交換器を設置したときに、その流路を形成する壁面に対して与える力学的な負荷が均等になり、且つ接触面積が広くなるため、庫壁からの圧力に対する強度が向上する。
【０００７】
請求項２記載の発明は、チューブ嵌め込み用の溝を有するコルゲート状に折り曲げた複数のフィンエレメントを並置すると共に、複数のフィンエレメントの前記チューブ嵌め込み用の各溝にチューブ折曲げ部を介して接続されるサーペンタイン状に曲げたチューブエレメントを嵌め込んでチューブ折曲げ部を介して接続される複数のコアエレメントを形成し、前記チューブ折曲げ部を折り曲げて複数のコアエレメントを前記チューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせて形成することを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、例えば熱交換用の空気の流路に熱交換器を設置したときに、その流路を形成する壁面に対して与える力学的な負荷が均等になり、且つ接触面積が広くなるため、庫壁からの圧力に対する強度が向上する。
【０００９】
また、この発明によれば、先ずチューブ折曲げ部を介して接続される複数のコアエレメントが形成され、次にチューブ折曲げ部を折り曲げるだけで、チューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように複数のコアエレメントが重ね合わせられるので、この熱交換器の製造は容易に行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。尚、この明細書において、以下「アルミニウム」の語は「純アルミニウム」のほかに「アルミニウム合金」を含むものとする。
【００１１】
図１Ａ及びＢは本発明の一実施形態による熱交換器（以下「エバポレータ」という。）の正面及び側面をそれぞれ示している。このエバポレータ１は、先ずコルゲート状に折り曲げたフィンエレメント３Ａ，３Ｂにチューブ嵌め込み用の溝７Ａ，７Ｂを設け、次にチューブ嵌め込み用の各溝７Ａ，７Ｂにサーペンタイン状に曲げたチューブエレメント５Ａ，５Ｂを嵌め込んで複数のコアエレメント２Ａ，２Ｂを形成し、複数のコアエレメント２Ａ，２Ｂをチューブ嵌め込み用の溝７Ａ，７Ｂが内側に向くように間隙Ｌをあけて重ね合わせて形成される。
【００１２】
各フィンエレメント３Ａ，３Ｂにおいては、図１Ａに示すように空気流入側フィンピッチが空気流出側フィンピッチよりも疎に形成される。一般にこの種のエバポレータ１に着霜する場合には空気流入側に着霜し易いことが知られる。着霜するとフィンピッチ間にいわゆるブリッジが形成されるので熱交換用空気の通りが悪くなり熱交換効率が低下する。従って空気流入側のフィンピッチを疎に形成することにより上記ブリッジの形成が阻止される。
【００１３】
チューブ嵌め込み用の溝７Ａ，７Ｂは交互に深さが異なり、この深さの異なる溝７Ａ，７Ｂ内に前記各チューブエレメント５Ａ，５Ｂは嵌め込まれる。これによれば、熱交換用空気の通り道に各チューブエレメント５Ａ，５Ｂが千鳥状に突出するので、エバポレータ１の熱交換効率は向上する。
【００１４】
複数のコアエレメント２Ａ，２Ｂはチューブ嵌め込み用の溝７Ａ，７Ｂが内側に向くように重ね合わせられるが、各コアエレメント２Ａ，２Ｂの対向面には切り起こし９（図５）が設けられる。この切り起こし９によって空気が案内され、各チューブエレメント５Ａ，５Ｂには積極的に空気が当てられる。
【００１５】
尚、この実施形態ではフィンの強度を高めるためにフィンエレメント３Ａのフィン素材に、例えばＡｌ−Ｍｎ系の合金（Ｍｎを１．０〜１．５％またはさらにＭｇを０．８〜１．３％添加した合金）が用いられる。
【００１６】
次に、熱交換器の製造手順を説明する。図２Ａ〜Ｃは本発明の一実施形態による熱交換器の製造手順を説明する概略図である。
【００１７】
まず図２Ａを参照してフィンエレメントは一枚のアルミニウム製板材をコルゲート状に折り曲げることにより形成される。即ち、ロール状に巻かれたフィン素材１１を、間欠移送手段（図示せず）を用いて一定の速度で間欠的に送り出しながら、金型（図示せず）を用いてチューブ嵌め込み用の溝７及びフィンピッチを疎にするための溝１３を形成するとともに上下一対の金型１５及び１７を用いてフィン素材１１をコルゲート状に折り曲げる（図２Ａ）。
【００１８】
この実施形態ではフィンエレメント３Ａ，３Ｂは二個形成されこれらは図示のようにチューブ嵌め込み用の溝７Ａ，７Ｂを上にして並置される（図２Ｂ）。
【００１９】
次に、銅製の冷媒チューブ５を準備する。この冷媒チューブ５は一本の長い銅製のチューブを加工したものであり、冷媒チューブ５はチューブ折曲げ部５Ｃの両側にサーペンタイン状に曲げたチューブエレメント５Ａ，５Ｂを備えて構成される。サーペンタイン状に曲げたチューブエレメント５Ａ，５Ｂは二個のフィンエレメント３Ａ，３Ｂのチューブ嵌め込み用の溝７Ａ，７Ｂにそれぞれ押し込み治具（図示せず）を用いて嵌め込まれる。これによれば、ほぼ等しい形状をした二個のコアエレメント２Ａ，２Ｂが形成される（図２Ｃ）
図３はチューブ嵌め込み用の溝７Ａ，７Ｂにチューブエレメント５Ａ，５Ｂを嵌め込んだ状態を示す平面図である。
【００２０】
最後の工程では、チューブ折曲げ部５Ｃを基準として、例えば図中右側のコアエレメント２Ｂを持ち上げるように、即ちコアエレメント２Ａ及び２Ｂのそれぞれのチューブ嵌め込み用の溝７Ａ，７Ｂが対向するように間隙Ｌ（図１）をあけて折り曲げて図１に示すエバポレータ１が形成される。
【００２１】
このエバポレータ１は、図４に示すように冷蔵庫の背面内部にある熱交換用空気の流路１００に設置される。この流路１００は庫壁２３により囲われるが、一般に庫壁２３の内部にはウレタン等の発泡材が注入される。注入された発泡材が発泡すればエバポレータ１に対して発泡圧がかかる。従来であればチューブ嵌め込み用の溝７が庫壁２３に対向するので、仮に発泡圧が作用するとフィンエレメント３Ａ，３Ｂ及び庫壁２３に変形が生じる等の不都合がある。
【００２２】
この実施形態によれば、コアエレメント２Ａ，２Ｂのそれぞれのチューブ嵌め込み用の溝７は対向し、従来のように庫壁２３には対向しないので庫壁２３に対して与える力学的な負荷は均等であり且つ庫壁２３への接触面積は広いので、庫壁２３の圧力に対する強度は向上し、仮に発泡圧が作用したとしてもフィンエレメント３Ａ，３Ｂ及び庫壁２３の変形は抑制される。
【００２３】
コアエレメント２Ａ，２Ｂは前述のように溝７Ａ，７Ｂが内側に向くように間隙Ｌ（図１）をあけて重ね合わせられる。従って、チューブ折曲げ部５Ｃのスプリングバック等によりコアエレメント２Ａ，２Ｂは庫壁２３へ圧接される。これによれば、コアエレメント２Ａ，２Ｂと庫壁２３との間を通る空気はほとんどなくなり、全ての空気はフィンエレメント３Ａ，３Ｂに安定的に導かれるので、熱交換効率を向上させることができる。
【００２４】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば二個のコアエレメント２Ａ，２Ｂを重ね合わせる例について説明したが本発明はチューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせる限り、三個以上のコアエレメントを重ね合わせるものにも適用が可能である。また切り起こし９の形状はこれに限定されない。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１〜８に記載の発明によれば、チューブ嵌め込み用の溝が内側に向くように重ね合わせたので、例えば熱交換用の空気の流路に設置する場合、庫壁圧力（発泡圧）に起因するコルゲートフィン及び庫壁の変形は抑制される。
請求項９に記載の発明によれば、上記発明の効果に加えて、本熱交換器を簡単に製造できる等の効果を奏する。
【００２６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、本熱交換器を簡単に製造できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａ及びＢは本発明の一実施形態による熱交換器の正面及び側面をそれぞれ示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による熱交換器の製造手順を説明する概略図である。
【図３】コアエレメントを重ね合わせる前の熱交換器の平面図である。
【図４】冷蔵庫の庫壁内部に設置された熱交換器を示す図である。
【図５】コアエレメントを重ね合わせる前の熱交換器の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  エバポレータ（熱交換器）
２Ａ及び２Ｂ  コアエレメント
３Ａ及び３Ｂ  フィンエレメント
５Ａ及び５Ｂ  チューブエレメント
７Ａ及び７Ｂ  チューブ嵌め込み用の溝
９  切り起こし
【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】
0003890115.tif 000006