(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
広幅フィン及び該広幅フィンより短い狭幅フィンを交互に積層し、これら広幅フィンと狭幅フィンの両外側部の間にバイパス風路が形成された積層フィンと、
該積層フィンに直交して、前記一方の側のバイパス風路及び該バイパス風路の内側に空気の流れ方向に所定の間隔で冷媒伝熱管を交互に配設した第１の冷媒伝熱系と、
前記積層フィンに直交して、前記他方の側のバイパス風路及び該バイパス風路の内側に設けた一対の冷媒伝熱管と、前記バイパス風路の内側に設けた一対の冷媒伝熱管とを空気の流れ方向に所定の間隔で交互に配設した第２の冷媒伝熱系とを有し、
前記第１、第２の冷媒伝熱系を接続して前記第１の冷媒伝熱系から第２の冷媒伝熱系に冷媒を流すように構成したことを特徴とする冷却器。
【請求項２】
第２の冷媒伝熱系を、他方の側のバイパス風路の広幅フィンと、該広幅フィン及び狭幅フィンの積層部とに第１の冷媒伝熱系の広幅フィン及び狭幅フィンの積層部に設けた冷媒伝熱管と同じ高さ位置に設けた一対の冷媒伝熱管と、前記広幅フィン及び狭幅フィンの積層部に前記第１の冷媒伝熱系のバイパス風路に設けた冷媒伝熱管と同じ高さ位置でかつ前記一対の冷媒伝熱管と同じ間隔で設けた一対の冷媒伝熱管とを空気の流れ方向に交互に配設し、最下位の冷媒伝熱管を前記第１の冷媒伝熱系の最下位の冷媒伝熱管と接続したことを特徴とする請求項１記載の冷却器。
【請求項３】
冷媒を、第１の冷媒伝熱系の上部から流入させ、最下部で折り返して第２の冷媒伝熱系の上部から流出させることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却器。
【請求項４】
第１、第２の冷媒伝熱系の下部２段の冷媒伝熱管をそれぞれ上下２列に配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷却器。
【請求項５】
バイパス風路に配設された冷媒伝熱管に隣接する狭幅フィンの側縁部に切欠き部を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷却器。
【請求項６】
切欠き部を、バイパス風路に配設された冷媒伝熱管を中心とするほぼ半円状に形成したことを特徴とする請求項５記載の冷却器。
【請求項７】
切欠き部を、バイパス風路に配設された冷媒伝熱管の中心より空気の流れ方向の上流側にややずらせた点を中心とするほぼ半円状に形成したことを特徴とする請求項５記載の冷却器。
【請求項８】
切欠き部を、空気の流れ方向の下流側を半円状、上流側を半楕円状に形成したことを特徴とする請求項５記載の冷却器。
【請求項９】
切欠き部を、空気の流れ方向の上流側では大きく、下流側では小さく形成したことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の冷却器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の冷却器を備えたことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【請求項１１】
内箱若しくはファングリルと冷却器との間、又は内箱及びファングリルと冷却器との間に外部バイパス風路を設け、該外部バイパス風路の終点を前記冷却器のバイパス風路に配設した冷媒伝熱管の間に形成したことを特徴とする請求項１０記載の冷凍冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンによって冷気を庫内に強制循環させる冷却器及びこれを備えた冷凍冷蔵庫に係り、より詳しくは、熱交換量を増加させて熱交換性能を向上させることのできる冷却器及びこれを備えた冷凍冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は従来の冷凍冷蔵庫の本体中央部の縦断面図、図１３は図１２の冷却器の模式的斜視図、図１４は図１３の概略平面図、図１５は図１３の右側面図である。図に示すように、冷凍冷蔵庫の冷却器４０は、高さ方向の寸法が長い広幅フィン４１と、高さ方向の寸法が短い狭幅フィン４２とを、交互に平行にかつ空気の流れ方向の出口側（上端部）において同一平面状に配設し、積層フィンを構成している。そして、広幅フィン４１と狭幅フィン４２の幅方向の両外側部には、これらの幅方向の寸法の差によって、バイパス風路４３が形成されている。
【０００３】
冷媒伝熱管４４は積層フィンの面に直交して貫設され、狭幅フィン４２の幅方向の側縁部４２ａ，４２ｂより外側に逸脱することなく、同一高さ位置で幅方向に２列になるようにして上下方向に千鳥状で蛇行した状態に配設してある。そして、冷媒が、冷凍冷蔵庫の前側（図１５の左側）の冷媒入口部４５から前側の冷媒伝熱管４４ａに入り、蛇行しつつ下方向に流れ、冷却器４０下部において折り返し、冷凍冷蔵庫の奥側（図１５の右側）の冷媒伝熱管４４ｂに入り、蛇行しつつ上方向に流れ、冷凍冷蔵庫の奥側の冷媒出口部４６から出て、霜取サーミスタが取り付けられたヘッダ４７を通過して流出するようになっている。
【０００４】
また、冷却器４０のバイパス風路４３部分の広幅フィン４１には、風路偏向のために、複数の切起し片４８が設けてある。これは、空気の流れ方向に対する高さ位置が冷媒伝熱管４４と同じで、かつ、広幅フィン４１の両側部において、広幅フィン４１の幅方向の側縁部４１ａと冷媒伝熱管４４との距離が広い側に設けたもので、空気の流れに抵抗するように同一方向に折り曲げられ、バイパス風路４３に流れる空気を冷却器４０の中央部に導き、冷却器４０における熱伝達を促進させるようにしてある。
【０００５】
上記のような冷却器４０を備えた冷凍冷蔵庫によれば、バイパス風路４３に流れる空気は切起し片４８によって冷却器４０の中央部に導かれ、冷媒伝熱管４４を流れる冷媒によって冷却される。冷却された空気は、ファン４９によって、一部が冷却器室５０の冷気吹出口５１から冷凍室５２に送り出され、冷気吸込口５３から冷却器室５０に戻され、残りが、冷却器室５０の吹出しダクト５４から冷蔵室５５へ送り出され、野菜室５６内の吸込みダクト５７から冷却器室５０に戻される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成した冷凍冷蔵庫の冷却器４０によれば、冷却器４０のバイパス風路４３に流れる空気を冷却器４０の中央部に導くために切起し片４８を設けたが、熱伝達効果はあまり大きくなく、冷却器４０の熱交換性能は必ずしも良好ではなかった。
【０００７】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、熱交換量を増加させ、熱交換性能が良好な冷却器及び冷凍冷蔵庫を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る冷却器は、広幅フィン及びこの広幅フィンより短い狭幅フィンを交互に積層し、これら広幅フィンと狭幅フィンの両外側部の間にバイパス風路が形成された積層フィンと、積層フィンに直交して、一方の側のバイパス風路及びバイパス風路の内側に空気の流れ方向に所定の間隔で冷媒伝熱管を交互に配設した第１の冷媒伝熱系と、積層フィンに直交して、他方の側のバイパス風路及びバイパス風路の内側に設けた一対の冷媒伝熱管と、バイパス風路の内側に設けた一対の冷媒伝熱管とを空気の流れ方向に所定の間隔で交互に配設した第２の冷媒伝熱系とを有し、第１、第２の冷媒伝熱系を接続して第１の冷媒伝熱系から第２の冷媒伝熱系に冷媒を流すように構成したものである。
【０００９】
また、第２の冷媒伝熱系を、他方の側のバイパス風路の広幅フィンと、広幅フィン及び狭幅フィンの積層部とに第１の冷媒伝熱系の広幅フィン及び狭幅フィンの積層部に設けた冷媒伝熱管と同じ高さ位置に設けた一対の冷媒伝熱管と、広幅フィン及び狭幅フィンの積層部に第１の冷媒伝熱系のバイパス風路に設けた冷媒伝熱管と同じ高さ位置でかつ一対の冷媒伝熱管と同じ間隔で設けた一対の冷媒伝熱管とを空気の流れ方向に交互に配設し、最下位の冷媒伝熱管を第１の冷媒伝熱系の最下位の冷媒伝熱管と接続した。
【００１０】
さらに、冷媒を、第１の冷媒伝熱系の上部から流入させ、最下部で折り返して第２の冷媒伝熱系の上部から流出させるようにした。
また、第１、第２の冷媒伝熱系の下部２段の冷媒伝熱管をそれぞれ上下２列に配設した。
さらに、バイパス風路に配設された冷媒伝熱管に隣接する狭幅フィンの側縁部に切欠き部を設けた。
また、切欠き部を、バイパス風路に配設された冷媒伝熱管を中心とするほぼ半円状に形成した。
【００１１】
また、切欠き部を、バイパス風路に配設された冷媒伝熱管の中心より空気の流れ方向の上流側にややずらせた点を中心とするほぼ半円状に形成した。
さらに、切欠き部を、空気の流れ方向の下流側を半円状、上流側を半楕円状に形成した。
また、切欠き部を、空気の流れ方向の上流側では大きく、下流側では小さく形成した。
【００１２】
さらに、本発明に係る冷凍冷蔵庫は、上記のいずれかに記載の冷却器を備えたものである。
また、内箱若しくはファングリルと冷却器との間、又は内箱及びファングリルと冷却器との間に外部バイパス風路を設け、外部バイパス風路の終点を冷却器のバイパス風路に配設した冷媒伝熱管の間に形成した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１の縦断面図である。図において、１は冷凍冷蔵庫の本体、２は内箱、３，４は冷凍冷蔵庫の庫内を上下に仕切る上部中仕切壁及び下部中仕切壁、５，６，７は上部中仕切壁３及び下部中仕切壁４で仕切られた冷凍室、冷蔵室及び野菜室、８，９，１０は冷凍室５、冷蔵室６、野菜室７の前面に開閉自在に取り付けた冷凍室扉、冷蔵室扉及び野菜室扉である。
【００１４】
１１は冷凍室５の奥側、すなわち背面壁１２側に設けた冷却器室、１３は冷凍室５と冷却器室１１を仕切るファングリル、１４は冷却器室１１内に配設された冷媒伝熱管１５を備えた冷却器、１６は冷媒伝熱管１５の冷媒の出口側に設けた霜取サーミスタを取り付けたヘッダである。
１７はファングリル１３の上部に設けられ冷却器室１１から冷凍室５へ冷気を吹き出すための冷気吹出口、１８はファングリル１３の下部に設けられ冷凍室５から冷却器室１１に冷気を吸い込むための冷気吸込口である。
１９は冷却器室１１の冷気吹出口１７の背後に配設したファン、２０は冷却器室１１の冷却器１４の下部に配設した霜取ヒータである。
２１は冷却器室１１から冷蔵室６に冷気を吹出すため背面壁１２に設けた吹出しダクト、２２は野菜室７から冷却器室１１に空気を吸込ませるため下部中仕切壁４に設けた吸い込みダクトである。
【００１５】
図２は本発明に係る冷却器の模式的斜視図、図３はその側面図、図４は図３の概略平面図である。なお、以下の説明では、図３の左側を冷凍冷蔵庫の前側（冷凍冷蔵庫の扉側）、右側を冷凍冷蔵庫の奥側（冷凍冷蔵庫の背面壁側）という。冷却器１４は、空気の流れ方向の下流側（以下、単に下流側という）、すなわち、高さ方向が長く、かつ空気の流れ方向と直角方向である幅方向が広い広幅フィン２３と、高さ方向と幅方向が広幅フィン２３より狭い狭幅フィン２４とを、下流側、すなわち高さ方向の上部においてそれらの上縁部２３ａ，２４ａを同一平面上に配設し、空気の流れ方向の上流側（以下、単に上流側という）、すなわち高さ方向の下部および幅方向の両側部において広幅フィン２３と狭幅フィン２４の各下縁部２３ｂ，２４ｂおよび各側縁部（第１の側縁部２３ｃと２４ｃ及び第２の側縁部２３ｄと２４ｄ）を面方向にずらして、それらの面と直角方向（図の前後方向）に交互に、平行かつ等間隔で積層して積層フィンを構成したものである。
【００１６】
２５はバイパス風路で、第１のバイパス風路２５ａ（冷凍冷蔵庫の前側）と第２のバイパス風路２５ｂ（冷凍冷蔵庫の奥側）とからなり、広幅フィン２３と狭幅フィン２４の幅方向の寸法の差によって形成されたもので、図３に示すように、広幅フィン２３の幅方向の両外側部が狭幅フィン２４の幅方向の両外側部よりも幅方向に突出していることによって、広幅フィン２３と狭幅フィン２４の幅方向の両外側部の間に形成されている。
【００１７】
１５は冷媒伝熱管で、積層フィンの積層面にほぼ直交して貫設され、積層方向の両端部で折れ曲って方向を変え、全体として空気の流れ方向に沿って蛇行して配列されている。そして、冷凍冷蔵庫の前側に配設された直線部とその両端のＵ字部とからなる蛇行形状の第１の冷媒伝熱系２６と、冷凍冷蔵庫の奥側に配設された直線部とその両端のＵ字部からなる蛇行形状の第２の冷媒伝熱系２７とからなり、これらの第１、第２の冷媒伝熱系２６，２７は冷却器１４の上流側の最下部で接続され、第１の冷媒伝熱系２６の下流側の最上部の冷媒入口部２８で冷媒入口管２９に接続し、第２の冷媒伝熱系２７の下流側の最上部の冷媒出口部３０で冷媒出口管３１に接続する。
【００１８】
次に、第１、第２の冷媒伝熱系２６，２７の配列を図３を用いて詳述する。まず、第１の冷媒伝熱系２６について説明すると、空気流の下流側の最上段に位置する冷媒伝熱管は、広幅フィン２３と狭幅フィン２４の積層部（以下、バイパス風路の内側という）の面を貫通する冷媒伝熱管Ａと、第１のバイパス風路２５ａに位置して広幅フィン２３のみを貫通する冷媒伝熱管Ｂとからなり、これらは空気の流れ方向に対して同一の高さ位置に配設されている。そして、冷媒伝熱管Ａは積層フィンの一方の端面側（図３の手前側）で冷媒入口管２９の冷媒入口部２８と接続され、積層フィンの他方の端面側（図３の奥側）で冷媒伝熱管ＢとＵ字状につながっている。
【００１９】
また、冷媒伝熱管Ｂの上流側、すなわち、冷媒伝熱管Ｂの下部に位置する冷媒伝熱管Ｃは、バイパス風路２５ａに近接して、このバイパス風路２５ａの内側において広幅フィン２３と狭幅フィン２４の積層部を貫通する。そして、積層フィンの一方の端面側で隣接上部に位置する冷媒伝熱管ＢとＵ字状につながっている。
さらに、冷媒伝熱管Ｃの下部に位置する冷媒伝熱管Ｄは、冷媒伝熱管Ｂと同様に、第１のバイパス風路２５に位置する広幅フィン２３のみを貫通し、積層フィンの他方の端面で、隣接上部に位置する冷媒伝熱管ＣとＵ字状につながっている。
また、冷媒伝熱管Ｄの下部に位置する冷媒伝熱管Ｅは、バイパス風路２５ａの内側において、広幅フィン２３と狭幅フィン２４の積層部を貫通する。そして、積層フィンの一方の端面側で隣接上部に位置する冷媒伝熱管ＤとＵ字状につながっている。
【００２０】
以下、同様にして、冷媒伝熱管Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋが、バイパス風路２５ａとその内側の積層部とに交互に貫設されて積層フィンの端面側でＵ字状に連結され、上部から下部方向に、等ピッチで千鳥状に蛇行しつつ配列して行く。
なお、第１の冷媒伝熱系２６の最下段の冷媒伝熱管Ｋは、狭幅フィン２４の下縁部２４ｂよりも空気の流れ方向の上流側、すなわち下部側に位置しているために、狭幅フィン２４の第１の外縁部２４ｃよりも内側にあるにもかかわらず、広幅フィン２３のみを貫通している。
【００２１】
次に、第２の冷媒伝熱系２７について説明する。第２の冷媒伝熱系２７の最上段には、冷媒伝熱管ａが、第１の冷媒伝熱系２６の最上部に位置する冷媒伝熱管Ａ，Ｂと同じ高さ位置に配設され、バイパス風路２５ｂの内側で、かつバイパス風路２５ｂに近接して広幅フィン２３と狭幅フィン２４の積層部を貫通する。そして、冷媒伝熱管ａは、積層フィンの一方の端面側で冷媒出口管３１の冷媒出口部３０に接続されている。
【００２２】
また、冷媒伝熱管ａの下部に位置する冷媒伝熱管ｂ，ｃは、第１の冷媒伝熱系２６の二段目に位置する冷媒伝熱管Ｃと同じ高さ位置に２列に対となって配設され、冷媒伝熱管ｂはバイパス風路２５ｂに位置する広幅フィン２３のみを貫通し、冷媒伝熱管ｃはバイパス風路２５ｂの内側において広幅フィン２３と狭幅フィン２４の積層部を貫通する。そして、冷媒伝熱管ｂは、積層フィンの他方の端面側で冷媒伝熱管ａとつながっており、もう一方の冷媒伝熱管ｃは、積層フィンの一方の端面側で伝熱管ｂとＵ字状につながっている。
【００２３】
さらに、冷媒伝熱管ｂ，ｃの下部に位置する冷媒伝熱管ｄ，ｅは、第１の冷媒伝熱系２６の三段目に位置する冷媒伝熱管Ｄと同じ高さ位置に２列に対となって配設され、これらの冷媒伝熱管ｄ，ｅは、共に、バイパス風路２５ｂの内側において広幅フィン２３と狭幅フィン２４の積層部を貫通する。この場合、一方の冷媒伝熱管ｅは狭幅フィン２４の第２の外縁部２４ｄの近傍に位置し、他方の冷媒伝熱管ｄはそれよりも内側に位置する。なお、冷媒伝熱管ｄと冷媒伝熱管ｅの間隔は、その上部に位置する冷媒伝熱管ｂと冷媒伝熱管ｃとの間隔に等しく配設してある。そして、冷媒伝熱管ｄは積層フィンの他方の端面側で冷媒伝熱管ｃとＵ字状につながり、冷媒伝熱管ｄと冷媒伝熱管ｅは積層フィンの一方の端面側でＵ字状につながっている。
【００２４】
また、冷媒伝熱管ｄ，ｅの下部に位置する冷媒伝熱管ｆ，ｇは、第１の冷媒伝熱系２６の四段目に位置する冷媒伝熱管Ｅと同じ高さ位置に２列に対となって配設され、伝熱管ｆはバイパス風路２５ｂに位置する広幅フィン２３のみを貫通し、冷媒伝熱管ｇはバイパス風路２５ｂの内側で広幅フィン２３と狭幅フィン２４の積層部を貫通する。なお、冷媒伝熱管ｆと冷媒伝熱管ｇの間隔は、その上部に位置する冷媒伝熱管ｂと冷媒伝熱管ｃ、及び冷媒伝熱管ｄと冷媒伝熱管ｅの間隔に等しく配設してある。そして、冷媒伝熱管ｆは積層フィンの他方の端面側で冷媒伝熱管ｅとＵ字状につながり、冷媒伝熱管ｆと冷媒伝熱管ｇは積層フィンの一方の端面側でＵ字状につながっている。
【００２５】
以下、同様にして、冷媒伝熱管ｈ，ｉ、冷媒伝熱管ｊ，ｋ、冷媒伝熱管ｌ，ｍ、冷媒伝熱管ｎ，ｏ、冷媒伝熱管ｐ，ｑ、冷媒伝熱管ｒ，ｓというように、同じ高さ位置で２列が一対となって、各対の冷媒伝熱管ごとに幅方向の位置を交互にずらしながら、等ピッチで、空気の流れ方向に蛇行状に配列していく。
なお、第２の冷媒伝熱系２７の最下段の冷媒伝熱管ｒ，ｓと最下段より二段目の冷媒伝熱管ｐ，ｑは、狭幅フィン２４の下縁部２４ｂよりも下側に位置しているために、狭幅フィン２４の第２の側縁部２４ｃよりも内側にあるにもかかわらず、広幅フィン２３のみを貫通している。
【００２６】
そして、第１の冷媒伝熱系２６と第２の冷媒伝熱系２７は、その最下段における積層フィンの他方の端面で、第１の冷媒伝熱系２６の冷媒伝熱管Ｋが、第２の冷媒伝熱系２７の冷媒伝熱管ｓと、Ｕ字状につながっている。
このようにして、冷媒伝熱管は、同じ高さ位置において、冷凍冷蔵庫の奥側の第２の冷媒伝熱系２７側の冷媒の通路を２列とし、冷凍冷蔵庫の前側の第１の冷媒伝熱系２６の冷媒の通路を１列としているが、これは、冷却器１４に沿って流れる空気の流れが、冷却器室１１内の冷蔵庫奥側の方が手前側に比較して流速が大きく、冷却器１４内の冷媒を冷却器１４内で安定して蒸発させることができるために、冷蔵庫奥側の冷媒伝熱管の通路数を増やして、これを冷媒流出側に配設したものである。
【００２７】
こうして、冷媒は冷蔵庫の前側上部の冷媒入口管２９から冷媒入口部２８を通って第１の冷媒伝熱系２６に流入し、第１の冷媒伝熱系２６内を積層方向に移動しつつ下方向に向けて蛇行して移動し、最下部で折り返し、冷蔵庫奥側の第２の冷媒伝熱系２７内を積層方向に移動しつつ上方向に向けて蛇行して移動し、冷媒出口部３０より冷媒出口管３１に流出し、霜取サーミスタの取り付けられたヘッダ１６を通って、流出するようにしてある。
【００２８】
上記のように構成した冷凍冷蔵庫の作用を説明する。冷凍冷蔵庫の冷却器１４で冷却された冷気は、ファン１９によって強制循環され、一部が冷却器室１１からその上部の冷気吹出口１７を通って冷凍室５に送り出され、冷凍室５内の空気を冷却後、冷気吸込口１８を通って冷却器室１１に戻され、残りが吹出しダクト２１を通って冷蔵室６へ送り出され、野菜室７内の吸込みダクト２２から冷却器室１１に戻される。
【００２９】
この際、冷媒は、図３に示すように、冷蔵庫の前側に位置する冷媒入口管２９から第１の冷媒伝熱系２６の上部の冷媒入口部２８を通って冷媒伝熱管Ａ内に流入し、冷媒伝熱管Ａ内を積層方向（図面の垂直方向）に移動してＵ字部で折り返し、冷媒伝熱管Ｂ内を先と逆の積層方向に移動して再びＵ字部で折り返し、これを繰り返しながら、空気の流れ方向に対して逆方向、すなわち、冷却器の下部方向に向かって蛇行しつつ流れる。
【００３０】
そして、第１の冷媒伝熱系２６の最下部の冷媒伝熱管Ｋを積層方向に移動した後、Ｕ字部で折り返し、冷蔵庫の奥側に位置する第２の冷媒伝熱系２７の最下部の冷媒伝熱管ｓに移動し、伝熱管ｓ内を積層方向に移動してＵ字部で折り返し、再度、同じ高さ位置にある伝熱管ｒ内を先と逆の積層方向に移動してＵ字部で折り返し、伝熱管ｑに移動し、これを繰り返しながら、第２の冷媒伝熱系２７を空気の流れ方向と同方向、すなわち、冷却器の上部方向に向かって蛇行しつつ流れ、第２の冷媒伝熱系２７上部の冷媒出口部３０から冷媒出口管３１に流れて、ヘッダを通って流出する。
なお、冷却器１４に沿って流れる空気は、冷却器１４内における冷蔵庫の奥側の方が前側に比較して流速が大きく、冷却器１４内の冷媒を冷却器１４内で安定して蒸発させることができる。
【００３１】
本実施の形態によれば、バイパス風路に位置する広幅フィンを折り曲げて形成した従来の切起し片に代えて、第１、第２のバイパス風路２５ａ，２５ｂに第１、第２の冷媒伝熱系２６，２７の一部が位置するようにして配設したので、従来の切起し片を用いた冷却器よりも熱伝達性能が向上し、かつ、バイパス風路２５に流れる空気を冷媒伝熱管が密集している冷却器１４の中央にも導くことができる。このため、冷却器１４としての熱交換量は従来のものと比較して約１０％向上し、冷凍冷蔵庫の消費電力量においては約３％低減した。
【００３２】
本実施の形態の冷却器１４を使用した場合の冷凍冷蔵庫の性能を、従来のものと比較した結果を、表１，表２に示す。表１，表２から明らかなように、本発明によれば、熱交換量が大きくなるので冷却室温度及び冷凍室温度の差が縮まり、冷凍冷蔵庫の熱交換量（Ｗ）を大幅に向上させることができる。
【００３３】
【表１】
0003871012.tif 000002
【００３４】
【表２】
0003871012.tif 000003
【００３５】
本実施の形態によれば、冷却器１４のバイパス風路２５における熱伝達を効果的に促進させ、かつ、バイパス風路２５に流れる空気を冷却器１４中央に効率的に導入することができる。
【００３６】
［実施の形態２］
図５は本発明の実施の形態２の要部の縦断面図で、冷凍冷蔵庫の背面壁１２とファングリル１３によって形成される外部バイパス風路を示したものである。なお、図３と同一部分には同じ符号を付し、説明を省略する。３２ａは冷凍冷蔵庫のファングリル１３に形成した外部バイパス風路を構成する前側バイパス風路で、冷却器１４の前側に形成され、また、３２ｂは冷凍冷蔵庫の背面壁１２に形成した外部バイパス風路を構成する奥側バイパス風路で、冷却器１４の奥側に形成されている。そして、前側バイパス風路３２ａは、冷却器１４の空気流の上流側から下流側に徐々に狭まるテーパー状に形成され、その最下流部におけるαを風路終点部とし、奥側バイパス風路３２ｂは、冷却器１４の空気流の上流側から下流側に一定の距離だけ冷却器１４の第２の側縁部２４ｄと平行になるように形成したのち、急峻なテーパーによりその最下流部におけるβを風路終点部としたものである。
【００３７】
そして、風路終点部αを、冷却器１４の第１のバイパス風路２５ａに設置された第１の冷媒伝熱系２６の例えば冷媒伝熱管Ｄと冷媒伝熱管Ｆの間に位置させ、また、風路終点部βを、第２のバイパス風路２５ｂに設置された第２の冷媒伝熱系２７の例えば冷媒伝熱管ｆと冷媒伝熱管ｊの間に位置させるようにしたものである。
【００３８】
このようにして設けた外部バイパス風路３２によって、第１の冷媒伝熱系２６の冷媒伝熱管Ｄ，Ｆまたは第２の冷媒伝熱系２７の冷媒伝熱管ｆ，ｊなどに着霜しても、前側バイパス風路３２ａ、奥側バイパス風路３２ｂの上端部が閉塞されるまでの時間が延び、大きい着霜耐力を有することになる。なお、この外部バイパス風路３２は前側バイパス風路３２ａと奥側バイパス風路３２ｂの両者を設けてもよく、あるいは、いずれか一方のみを設けてもよい。
その他の構成、作用、効果は、実施の形態１で示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。
【００３９】
［実施の形態３］
図６は本発明の実施の形態３を示す側面図である。本実施の形態は、冷却器１４の第１、第２の冷媒伝熱系２６，２７の配列を、最下段付近で、一部、変えたものである。なお、実施の形態１で示した部分と同一部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
ＫＡは第１の冷媒伝熱系２６の最下段に位置する冷媒伝熱管で、その位置は実施の形態１で示した最下段の冷媒伝熱管Ｋと同じである。また、ＪＡは第１の冷媒伝熱系２６の下から二段目に位置する冷媒伝熱管で、その高さ位置は実施の形態１で示した冷媒伝熱管Ｊと同じであるが、その幅方向の位置が、第２の冷媒伝熱系２７の幅方向の最も内側に位置する冷媒伝熱管ｄ，ｈ，ｌを上下に結ぶ線上に位置するように配設したものである。
【００４０】
ｓａは第２の冷媒伝熱系２７の最下段に位置する冷媒伝熱管で、実施の形態１で示した第２の冷媒伝熱系２７の最下段内側に位置する冷媒伝熱管ｓと同じ位置に配設され、一方、実施の形態２で示した最下段の幅方向の外側に位置する冷媒伝熱管ｒは、本実施の形態では省略されている。また、ｑａは第２の冷媒伝熱系２７の下より２段目に位置する冷媒伝熱管で、実施の形態１で示した第２の冷媒伝熱系２７の下より二段目の内側に位置する冷媒伝熱管ｑと同じ位置に配設され、一方、実施の形態１で示した下より二段目の幅方向の内側に位置する冷媒伝熱管ｐは、本実施の形態では省略されている。
そして、冷媒は、冷却器１４の下部では、第１の冷媒伝熱系２６の冷媒伝熱管Ｉ，ＪＡ，ＫＡを通って、第２の冷媒系２７の伝熱管ｓａに流れ、ここから冷媒伝熱管ｑａ，ｏに流れるようにしてある。
【００４１】
冷却器１４の下部２段分の冷媒伝熱管ＪＡ，ＫＡ及び冷媒伝熱管ｓａ，ｑａは、それぞれの段において、各１列の第１、第２の冷媒伝熱系２６，２７が幅方向に計２列の配列になっており、そこから上は、それぞれの段において、実施の形態１の場合と同じく、幅方向に計３列の配列になっている。
これは、冷却器１４の下部での着霜を考慮し、内箱２の背面壁１２やファングリル１３などに実施の形態２で示したような外部バイパス風路３２をスペース的に設置しにくい場合に、下部２段分の冷媒伝熱管の一部を省略するようにしたものである。
こうして、実施の形態１に示す下部２段の冷媒伝熱管の一部を省略した本実施の形態の冷却器１４の熱交換性能と、実施の形態１の冷却器１４の熱交換性能とを比較しても大差なく、ほぼ同等な省エネルギー効果が得られる。
その他の作用、効果は、実施の形態１で示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。
【００４２】
［実施の形態４］
図７は本発明の実施の形態４の要部を示す縦断面図である。本実施の形態は、冷却器１４の狭幅フィン２４に切欠き部を設けたものである。３３は狭幅フィン２４の第１、第２の側縁部２４ｃ，２４ｄに設けたほぼ半円形状の切欠き部である。この切欠き部３３は、広幅フィン２３のみの積層部からなるバイパス風路２５を貫通する冷媒伝熱管（第１の冷媒伝熱系２６では冷媒伝熱管Ｄ，Ｆ，Ｈなど、第２の冷媒伝熱系２７では冷媒伝熱管ｆ，ｊなど）が位置する高さ位置を基準として、これらの各冷媒伝熱管が位置する側における狭幅フィン２４の第１、第２の側縁部２４ｃ，２４ｄに設けたものであって、これらの各冷媒伝熱管を中心としてほぼ半円形状をなすように切欠いたものである。
【００４３】
この切欠き部３３は、バイパス風路２５に配設された冷媒伝熱管から等距離にある冷媒伝熱管（例えば、伝熱管Ｆに対して等距離にある各冷媒伝熱管Ｅ，ｈ，Ｇ、あるいは、冷媒伝熱管ｊに対して等距離にある各冷媒伝熱管ｉ，ｋ，ｍ）を結ぶ線のそれぞれの中点を通る半円形状をなすようにするのが望ましい。
このようにして、狭幅フィン２４の第１、第２の側縁部２４ｃ，２４ｄを切欠いてほぼ半円形の切欠き部３３を設けることにより、この切欠き部３３に対応する位置にあるバイパス風路２５に設置された冷媒伝熱管と狭幅フィン２４とが、着霜により目詰まりするまでの時間を伸ばすことができるようになり、かつ狭幅フィン２４を切欠いた部分で前縁効果が得られ、着霜耐力、熱交換性能が向上する。
【００４４】
［実施の形態５］
図８は本発明の実施の形態５の要部を示す縦断面図である。実施の形態４では、バイパス風路２５を貫通する冷媒伝熱管の高さ位置に、この高さ位置を基準としてほぼ半円形状の切欠き部３３を設けたが、本実施の形態では、半円形状の切欠き部の高さ位置を先の基準となる高さ位置よりもやや下方（空気の流れ方向の上流側）にずらしたものである。
【００４５】
３３は半円形状の切欠き部で、その基準となる高さ位置ｔを、バイパス風路２５を貫通する冷媒伝熱管が位置する高さ位置からやや下方（空気の流れ方向の上流側）にずらしてある。例えば、冷媒伝熱管の直径を約６ｍｍとすると、基準となる高さ位置ｔを、第１のバイパス風路２５ａを貫通する冷媒伝熱管Ｆの中心より、２ｍｍ〜５ｍｍだけ下方にずらしたものである。
こうすると、着霜は、冷却器１４に流れる空気が当る冷媒伝熱管の下面から起こるので、切欠き部３３の高さ位置を下方にずらすことによって、着霜に対して効果的に対処することができる。
その他の構成、作用、効果は、実施の形態４に示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。
【００４６】
［実施の形態６］
図９は本発明の実施の形態６の要部を示す縦断面図である。実施の形態４では、バイパス風路２５を貫通する冷媒伝熱管が位置する高さ位置に、この高さ位置を基準としてほぼ半円形状の切欠き部を設けたが、本実施の形態では、切欠き部の形状を半円形状でなく、基準となる高さ位置の上下で変えたものである。
３３は切欠き部で、基準となる高さ位置よりも上部（空気の流れ方向の下流側）は半円形状の切欠き部３３ａ、下部（空気の流れ方向の上流側）は半楕円形状の切欠き部３３ｂになるように形成したものである。
こうすると、着霜は、冷却器１４に流れる空気が当る冷媒伝熱管の下面から起こるので、切欠き部３３の下部を半楕円形状にすることによって、着霜に対して効果的に対処できる。
その他の構成、作用、効果は、実施の形態５と実質的に同様なので、説明を省略する。
【００４７】
［実施の形態７］
図１０は本発明の実施の形態７の縦断面図である。実施の形態４では、バイパス風路２５を貫通する伝熱管の高さ位置に、この高さ位置を基準としてほぼ半円形状の切欠き部３３を設けたが、本実施の形態では、切欠き部の大きさを冷却器１４の高さ方向によって変えたものである。
３３は半円形状の切欠き部で、冷却器１４下部（空気の流れ方向の上流側）の着霜量の多いところでは切欠き部３３の形状を大きくし、冷却器１４上部（空気の流れ方向の下流側）の着霜量の少ないところでは切欠き部３３の形状を小さくしたもので、冷却器１４の空気流の下流側に向けて半円形状の切欠き部３３の半径が徐々に小さくなるように配列したものである。
こうして、空気流の下流側に向けて冷却器１４の切欠き部３３の形状が徐々に小さくなるように配列したので、これらの切欠部３３によって、前縁効果、着霜耐力向上の適正化、平均化が図れる。なお、図には実施の形態４の切欠き部３３の形状を示してあるが、実施の形態５，６の切欠き部の形状であってもよい。
その他の構成、作用、効果は、実施の形態５と実質的に同様なので、説明を省略する。
【００４８】
［実施の形態８］
図１１は本発明の実施の形態８の縦断面図である。２９は冷媒入口管で、冷凍冷蔵庫の前側に配設され、冷媒入口部２８において第１の冷媒伝熱系２６の冷媒伝熱管Ａとつながっている。一方、３１は冷媒出口管で、冷凍冷蔵庫の奥側に配設され、冷媒出口部３０において第２の冷媒伝熱系２７の冷媒伝熱管ａとつながっている。１６は冷媒出口管３１の冷媒出口部３０の近傍に設けられたヘッダ、３４はヘッダ１６に設けた霜取サーミスタである。
その他の構成は、実施の形態１で示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。
【００４９】
上記のように構成した実施の形態８の作用を説明する。霜取時において、冷却器１４の下部に配設した霜取ヒータ２０によって、冷却器１４最下部の冷媒伝熱管Ｋ，ｓ，ｒが加熱されて、冷媒伝熱管Ｋ，ｓ，ｒ中の冷媒の温度が徐々に上昇する。このとき、冷却器１４前側の第１の冷媒伝熱系２６内の冷媒温度と、冷却器１４の奥側の第２の冷媒伝熱系２７内の冷媒温度は異なり、第２の冷媒伝熱系２７の方が配管数が多いために、単位時間あたりの温度上昇は、第１の冷媒伝熱系２６側よりも低くなる。このため、霜取中の冷却器室１１内において、第２の冷媒伝熱系２７と接続した冷媒出口管３１の冷媒出口部３０近傍に設けたヘッダ１６は、冷却器室１１の中で最も低い温度になっている。
【００５０】
したがって、ヘッダ１６に取り付けた霜取サーミスタ３４が、あらかじめ設定された完了温度に達するときには、冷却器１４及び冷却器室１１内の部品の各温度は霜取に十分な温度に達しており、霜取完了後の冷却器１４及び冷却器室１１内の残霜が確実に除去される。
その他の作用、効果については、実施の形態１と実質的に同様なので、説明を省略する。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る冷却器は、広幅フィン及びこの広幅フィンより短い狭幅フィンを交互に積層し、これら広幅フィンと狭幅フィンの両外側部の間にバイパス風路が形成された積層フィンと、積層フィンに直交して、一方の側のバイパス風路及びこのバイパス風路の内側に空気の流れ方向に所定の間隔で冷媒伝熱管を交互に配設した第１の冷媒伝熱系と、積層フィンに直交して、他方の側のバイパス風路及びバイパス風路の内側に設けた一対の冷媒伝熱管と、バイパス風路の内側に設けた一対の冷媒伝熱管とを空気の流れ方向に所定の間隔で交互に配設した第２の冷媒伝熱系とを有し、第１、第２の冷媒伝熱系を接続して第１の冷媒伝熱系から第２の冷媒伝熱系に冷媒を流すように構成したので、バイパス風路における熱伝達性能が改善され、かつ、バイパス風路内を流れる空気を、フィンの積層方向の間隔がバイパス風路よりも狭くて冷媒伝熱管が密集している冷却器の中央部に導くため、良好な熱交換量が得られる。
【００５２】
また、第２の冷媒伝熱系を、他方の側のバイパス風路の広幅フィンと、広幅フィン及び狭幅フィンの積層部とに第１の冷媒伝熱系の広幅フィン及び狭幅フィンの積層部に設けた冷媒伝熱管と同じ高さ位置に設けた一対の冷媒伝熱管と、広幅フィン及び狭幅フィンの積層部に第１の冷媒伝熱系のバイパス風路に設けた冷媒伝熱管と同じ高さ位置でかつ一対の冷媒伝熱管と同じ間隔で設けた一対の冷媒伝熱管とを空気の流れ方向に交互に配設し、最下位の冷媒伝熱管を第１の冷媒伝熱系の最下位の冷媒伝熱管と接続したので、上記と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
さらに、冷媒を、第１の冷媒伝熱系の上部から流入させ、最下部で折り返して第２の冷媒伝熱系の上部から流出させるようにしたので、奥側の方が前側に比較して空気の流速が大きい冷却器室において、冷却器中の冷媒を冷却器内で安定して蒸発させることができる。
また、第１、第２の冷媒伝熱系の下部２段の冷媒伝熱管をそれぞれ上下２列に配設したので、外部バイパス風路を設置しにくい場合でも上記とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００５４】
さらに、バイパス風路に配設された冷媒伝熱管に隣接する狭幅フィンの側縁部に切欠き部を設けたので、バイパス風路に設置された冷媒伝熱管と狭幅フィンが着霜により目詰まりするまでの時間を延ばすことが可能となり、かつ、切欠いた部分での前縁効果が得られ、着霜耐力、熱交換性能を向上させることができる。
また、切欠き部を、バイパス風路に配設された冷媒伝熱管を中心とするほぼ半円状に形成したので、バイパス風路部に設置された冷媒伝熱管と狭幅フィンが着霜により目詰まりするまでの時間を延ばすことが可能となり、かつ、ほぼ半円状に切欠いた部分での前縁効果が得られ、着霜耐力、熱交換性能を向上させることができる。
【００５５】
さらに、切欠き部を、バイパス風路に配設された冷媒伝熱管の中心より空気の流れ方向の上流側にややずらせた点を中心とするほぼ半円状に形成したので、バイパス風路に設置された冷媒伝熱管において、バイパス風路を流れる空気が当る冷媒伝熱管下面から着霜していくのに対処でき、切欠いた部分の前縁効果を維持しつつ、さらに着霜耐力を向上させることができる。
また、切欠き部を、空気の流れ方向の下流側を半円状、上流側を半楕円状に形成したので、バイパス風路に設置された冷媒伝熱管において、バイパス部を流れる空気が当る冷媒伝熱管下面から着霜していくのに対処でき、切欠いた部分の前縁効果を維持しつつ、さらに着霜耐力を向上させることもできる。
さらに、切欠き部を、空気の流れ方向の上流側では大きく、下流側では小さく形成したので、冷却器下部のような着霜量の多いところでは大きく、上部のような着霜量の少ないところでは小さくなり、冷却器内での切欠きによる効果、すなわち前縁効果や着霜耐力向上の適正化、平均化を図ることができる
【００５６】
また、本発明に係る冷凍冷蔵庫は、上記いずれかの冷却器を備えているので、熱交換量を増加させ、熱交換性能が良好な冷凍冷蔵庫を得られる。
さらに、内箱若しくはファングリルと冷却器との間、又は内箱及びファングリルと冷却器との間に外部バイパス風路を設け、外部バイパス風路の終点を冷却器のバイパス風路に配設した冷媒伝熱管の間に形成したので、冷媒伝熱管に着霜してもバイパス風路上端部が閉塞されるまでの時間が延び、着霜耐力の大きいバイパス風路とすることができきる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の縦断面図である。
【図２】  図１の要部をなす冷却器の模式的斜視図である。
【図３】  図２の側面図である。
【図４】  図２の概略平面図である。
【図５】  本発明の実施の形態２の縦断面図である。
【図６】  本発明の実施の形態３の側面図である。
【図７】  本発明の実施の形態４の要部の側面図である。
【図８】  本発明の実施の形態５の要部の側面図である。
【図９】  本発明の実施の形態６の要部の側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態７の側面図である。
【図１１】  本発明の実施の形態８の縦断面である。
【図１２】  従来の冷凍冷蔵庫の要部の縦断面図である。
【図１３】  図１２の要部をなす冷却器の模式的斜視図である。
【図１４】  図１３の概略平面図である。
【図１５】  図１３の側面図である。
【符号の説明】
１  冷凍冷蔵庫の本体、２  内箱、１１  冷却器室、１２  背面壁、１３  ファングリル、１４  冷却器、１６  ヘッダ、２３  広幅フィン、２４  狭幅フィン、２５  バイパス風路、２６  第１の冷媒伝熱系、２７  第２の冷媒伝熱系、２８  冷媒入口部、３０  冷媒出口部、３２  外部バイパス風路、３３  切欠き部、Ａ〜Ｋ，ＪＡ，ＫＡ，ａ〜ｒ，ｑａ，ｓａ  冷媒伝熱管。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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