(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流にほぼ直交するように配置された複数の直管部を有する冷媒管と該直管部に夫々所定の間隔で複数個ずつ固定されたフィンとで主構造部分を構成し、該フィンの主要部は該直管部にほぼ直交して、該主要部を該直管部が貫通するように該フィンが該直管部に固定されており、該空気流の通風方向を列方向、該通風方向と該直管部の管軸方向に直交する方向を段方向として、該直管部の列方向の列数が段方向の段数よりも多い該通風方向に偏平形状をなす熱交換器であって、
該フィンの該段方向の少なくとも一方の端辺に、該端辺を複数に区分して曲げ起された該通風方向にほぼ平行な面を有する片持ち状の複数の切り起こし片が形成されており、
該切り起こし片の該フィンの主要部に対する該直管部の管軸方向への曲げ起し角が、少なくとも同じ該フィンの隣り合う該切り起こし片で異なることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器の製造方法であって、
各フィンの対向する端辺の少なくとも一方に、該端辺にほぼ直交する複数の切れ目を形成する第１の工程と、
該フィンの挿入孔に冷媒管を挿入し、所定間隔で配置される複数の該フィンからなる所定個数のフィン群に区分して、該フィン夫々と該冷媒管とを固定する第２の工程と、
該冷媒管を該フィン群の間で曲げ加工して蛇行形状とし、該冷媒管の該曲げ加工による曲管部の間の互いに平行な部分を直管部として、該直管部の列数を段数よりも多い列方向に長い偏平な形状に形成する第３の工程と、
該フィンの該切れ目が形成されている該端辺に該直管部の管軸方向に治具を押し当てることなどにより、該切れ目間の小片部を該フィンの主要部の面に対して折り曲げ、前記片持ち状の切り起こし片を、同じ該フィンの隣り合う該切り起こし片で曲げ起し角が異なるように、形成する第４の工程と
からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項３】
空気流にほぼ直交するように配置された複数の直管部を有する冷媒管と該直管部に夫々所定の間隔で複数個ずつ固定されたフィンとで主構造部分を構成し、該フィンの主要部は該直管部にほぼ直交して、該主要部を該直管部が貫通するように該フィンが該直管部に固定されており、かつ同一の該直管部に固定されている複数の該フィンは順次連結部によって連結されて波形状のフィン群を形成し、該空気流の通風方向を列方向、該通風方向と該直管部の管軸方向に直交する方向を段方向として、該直管部の列方向の列数が段方向の段数よりも多い該通風方向に偏平形状をなす熱交換器であって、
該フィンの該段方向の少なくとも一方の端辺に、該通風方向にほぼ平行な面を有する複数の切り起こし片が形成されており、
かつ、該フィン間を連結する該連結部は、連結する２つの該フィンの対向する該切り起こし片を連結する小辺部からなり、
該切り起こし片の該フィンの主要部に対する該直管部の管軸方向への曲げ起こし角が、少なくとも同じ該フィンの隣り合う該切り起こし片で異なるとともに、少なくとも同じ該連結部での隣り合う該小辺部の該段方向の位置が異なることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項３に記載の熱交換器の製造方法であって、
複数のフィンが連結部で順次連結されてなる波形形状のフィン群を成形するとともに、各フィン夫々の対向する端辺の少なくとも一方に、該端辺にほぼ直交する複数の切れ目を形成し、かつ該切れ目に連続して該連結部に切れ目を形成する第１の工程と、
冷媒管を、その直管部の列数が段数よりも多い蛇行形状に成形する第２の工程と、
該冷媒管の直管部の列毎に、該フィン群を形成する該フィンの挿入孔に順次該冷媒管を挿入し、該フィン夫々と該冷媒管の直管部とを固定する第３の工程と、
該フィン群毎に、該連結部に治具を段方向に押し当てることにより、該連結部の該切れ目間の小片部を夫々異なる深さまで前記段方向に押し込み、該ファン毎に前記切り起こし片を形成する第４の工程と
からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項５】
空気流にほぼ直交するように配置された複数の直管部を有する冷媒管と該直管部に夫々所定の間隔で複数個ずつ固定されたフィンとで主構造部分を構成し、該フィンの主要部は該直管部にほぼ直交して、該主要部を該直管部が貫通するように該フィンが該直管部に固定されており、該空気流の通風方向を列方向、該通風方向と該直管部の管軸方向に直交する方向を段方向として、該直管部の列方向の列数が段方向の段数よりも多い該通風方向に偏平形状をなす熱交換器であって、
該フィンの該段方向の少なくとも一方の端辺に、該端辺を複数に区分して曲げ起された該通風方向にほぼ平行な面を有する片持ち状の複数の切り起こし片が形成されており、
該切り起こし片の該フィンの主要部に対する該直管部の管軸方向への曲げ起こし方向が、少なくとも同じ該フィンの隣り合う該切り起こし片で異なることを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項５に記載の熱交換器の製造方法であって、
各フィンの対向する端辺の少なくとも一方に、該端辺にほぼ直交する複数の切れ目を形成する第１の工程と、
冷媒管を、その直管部の列数が段数よりも多い蛇行形状に成形する第２の工程と、
所定間隔に配置された複数の該フィンの挿入孔に夫々冷媒管の直管部分を挿入し、該フィン夫々と該冷媒管の直管部分とを固定する第３の工程と、
該フィンの該切れ目が形成されている該端辺に該段方向に治具を押し当てることにより、該切れ目間の小片部の１つおきと他の１つおきとを、該ファンの主要部の面に対して該直管部の管軸方向の互いに反対側の向きに折り曲げ、前記片持ち状の切り起こし片を形成する第４の工程と
からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項７】
請求項１，３または５において、
前記フィンの主要部の中央部分に、前記フィンの主要部に対して前記直管部の管軸方向に曲げ起こされた片持ち状の複数の切り起こし片を前記通風方向に沿って設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
請求項７において、
前記フィンの主要部の中央部に設けられた前記切り起こし片の１つおきと他の１つおきとが、前記段方向に沿う互いに反対の向きに形成された小片部を曲げ起こしてなるものであることを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
請求項７において、
前記フィンの主要部の中央部に設けられた前記切り起こし片は、前記段方向に沿う一方の向きに形成された小片部と該小片部に前記段方向に対向して前記段方向に沿う他方の向きに形成された小片部とを曲げ起こしてなることを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
請求項７，８または９に記載の熱交換器の前記フィンの主要部の中央部に形成された前記切り起こし片の製造方法であって、
前記主要部の中央部に前記小片部を構成する切れ目が形成された前記フィンを前記冷媒管の直管部に固定した後、前記フィンの主要部の中央部の該切れ目が形成されている部分に、前記直管部の軸方向から平板状の治具を押し込むことにより、該切れ目で構成される該小片部を前記直管部の軸方向に折り曲げることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項１１】
空気流にほぼ直交するように配置された複数の直管部を有する冷媒管と該直管部に夫々所定の間隔で複数個ずつ固定されたフィンとで主構造部分を構成し、該フィンの主要部は該直管部にほぼ直交して、該主要部を該直管部が貫通するように該フィンが該直管部に固定されており、かつ同一の該直管部に固定されている複数の該フィンは順次連結部によって連結されて波形状のフィン群を形成し、該空気流の通風方向を列方向、該通風方向と該直管部の管軸方向に直交する方向を段方向として、該直管部の列方向の列数が段方向の段数よりも多い該通風方向に偏平形状をなし、該フィン群は該列方向に配列される複数の独立したフィン群であって、列方向に隣り合うフィン群の間で該フィンが該直管部の管軸方向にずらして配置される熱交換器の製造方法であって、
該列方向に連続した平板状の複数のフィンが連結部で順次連結されてなる波形状のフィン群を成形するとともに、該フィンに夫々列方向に分断するためのミシン目状の列間切れ目を所定個数形成する第１の工程と、
冷媒管を、その直管部の列数が段数よりも多い蛇行形状に成形する第２の工程と、
該冷媒管の直管部を該列方向に連続した複数のフィンからなる波形状のフィン群を形成する該フィンの挿入孔に順次挿入し、該フィン夫々と該直管部とを固定する第３の工程と、
該列方向に連続した複数のフィンからなる波形状のフィン群を該列間切れ目に沿って分断し、複数の独立したフィン群を形成する第４の工程と、
所定の該独立したフィン群を該直管部の管軸方向に変位させ、隣り合う該独立したフィン群でのフィンの位置を該直管部の管軸方向にずらす第５の工程と
からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項１２】
空気流にほぼ直交するように配置された複数の直管部を有する冷媒管と該直管部に夫々所定の間隔で複数個ずつ固定されたフィンとで主構造部分を構成し、該フィンの主要部は該直管部にほぼ直交して、該主要部を該直管部が貫通するように該フィンが該直管部に固定されており、該空気流の通風方向を列方向、該通風方向と該直管部の管軸方向に直交する方向を段方向として、該直管部の列方向の列数が段方向の段数よりも多い該通風方向に偏平形状をなし、該フィンは夫々該列方向に連続した互いに独立したフィンである熱交換器の製造方法であって、
該列方向に連続した複数のフィンが連結部で順次連結されてなる波形状のフィン群を成形するとともに、該連結部毎に、該連結部の長手方向に沿って、ミシン目状のフィン間切れ目を形成する第１の工程と、
冷媒管を、その直管部の列数が段数よりも多い蛇行形状に成形する第２の工程と、
該冷媒管の直管部を該フィン群を形成する該フィンの挿入孔に順次挿入し、該フィン夫々と該直管部とを固定する第３の工程と、
該連結部を、治具により、該フィン間切れ目に沿って切断する列方向に連続した複数のフィンからなる波形状のフィン群を該列間切れ目に沿って分断し、複数の独立したフィンを形成する第４の工程と
からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項１３】
請求項１または５記載の熱交換器の製造方法であって、
前記列方向に連続した複数のフィンが連結部で順次連結されてなる波形状のフィン群を成形するとともに、各フィン夫々の対向する端辺の少なくとも一方に、該端辺にほぼ垂直に複数の切り起こし片用の切れ目を形成するとともに、該切れ目に連続して該連結部に切り起こし片用の切れ目を形成し、かつ該連結部毎に、該連結部の長手方向に沿って、フィン間切れ目を形成し、さらに、該フィン毎に列方向に分断するためのミシン目状の列間切れ目を所定個数形成するする第１の工程と、
冷媒管を、その直管部の列数が段数よりも多い蛇行形状に成形する第２の工程と、
該冷媒管の直管部を該フィン群を形成する該フィンの挿入孔に順次挿入し、該フィン夫々と該直管部とを固定する第３の工程と、
該波形状のフィン群を該連結部の該フィン間切れ目とフィン間切れ目に沿って切断し、列方向及び該直管部の管軸方向に独立した複数のフィンを形成する第４の工程と、
形成されたフィン毎に、治具により、段方向の端辺に形成された該切り起こし片用の切れ目間の小片部を該フィンの主要部の面に対して所定角度折り曲げ、前記切り起こし片を形成する第５の工程と
からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項１４】
請求項１，３または５に記載の熱交換器、もしくは請求項１１，１２または１３に記載の製造方法で製造された熱交換器を用いたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項１５】
請求項１４において、
使用温度域が異なる複数の貯蔵室を有し、
前記熱交換器を１個用い、該各貯蔵室に冷気を送り込む蒸発器としたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項１６】
請求項１４において、
使用温度域が異なる複数の貯蔵室を有し、
前記熱交換器を２個用い、その一方を該貯蔵室の少なくとも１つに冷気を送り込む蒸発器とし、他方を他の残りの貯蔵室に冷気を送り込む蒸発器としたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項１７】
請求項１３，１４または１５において、
庫内の背面側に、前記熱交換器が配置されて冷気が下方から上方に流れるようにした蒸発器ダクトを設け、
該熱交換器の該冷気の流れ方向での少なくとも前半の一部に、該蒸発器ダクトの壁面と該熱交換器の側面との間に該冷気を迂回させるための隙間を設け、
該隙間内での該冷気の流れ方向に直交する方向にかつ該蒸発器ダクトの壁面に沿って、該蒸発器ダクトの壁面から該熱交換器の側面にほぼ接するまで突出し、該冷気の流れ方向に伸延する薄板状のダクト突起部を複数平行して設けたことを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍空調用の強制対流型熱交換器とその製造法とこの熱交換器を備えた冷蔵庫とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵庫や空調機などの冷凍空調機器に用いられる強制対流型の熱交換器としては、クロスフィン式のフィンアンドチューブ型のものが最も一般的であって、使用される熱交換器の大半を占めている。これは、内部に冷媒が流れる伝熱管としての冷媒管が、直線状の互いに平行な複数の直管部と、これら直管部を順次連結して１つの管にする曲管部とからなるように蛇行状に形成され、空気が流れるように比較的密な所定の間隔（フィンピッチ）で配列されたほぼ平板状の主要部分を有する所定個数のフィンが直管部に貫通されるようにして、夫々の直管部にフィンが固定された主構造部分を有するものである。かかる構成の熱交換器は、直管部が空気流の流れ方向（通風方向）にほぼ直交するように、配置される。
【０００３】
一般的な熱交換器においては、冷媒と冷媒管との間の熱伝達率より冷媒管と空気との間の熱交換率が低い。そこで、上記のような構成のフィンアンドチューブ型熱交換器では、冷媒管にフィンを設けることにより、空気側の伝熱面積を大幅に拡大して、その結果、空気側の熱伝達率が大幅に高められて全体として熱交換性能が高くされている。
【０００４】
一般に、家庭用の冷蔵庫などでは、熱交換器として、その設置スペースや送風機の風量などの制限から、冷媒管の直管部の通風方向についての配列数（以下、この方向を列方向といい、この方向についての直管部の配列数を列数という）がこの列方向と直管部の管軸方向とに直交する方向（以下、これを段方向という）の直管部の配列数（以下、段数という）よりも多くて、通風方向の上流側から見た前面の面積は小さいが、通風方向に長くて偏平な全体形状としたものが多く用いられている。
【０００５】
このように、直管部の列数を段数よりも多くした偏平な熱交換器は、上記のように、冷媒管が蛇行状の形状をなし、夫々の直管部にフィンが所定個数ずつ固定された構造をなしている。これらフィンと冷媒管の直管部との間の固定法としては、夫々のフィンに冷媒管の外径よりもやや大径の挿入孔を設けてその挿入孔に冷媒管を貫通させ、しかる後、この冷媒管の内部にこの冷媒管の内径よりも大きい外径で先細の治具（ダイス）を挿入することにより、あるいは冷媒管をその内側を加圧したり、その管軸方向に圧縮したりなどすることにより、冷媒管の管径を拡大してフィンを固定する、いわゆる機械拡管の方法や、夫々のフィンに冷媒管の外径とほぼ同径の挿入孔を設けてその挿入孔に冷媒管を貫通させ、あるいはさらに冷媒管を偏平化したり、管挿入時に曲げておいた固定用小片を戻して冷媒管を挿入孔に押し付けたりなどしてフィンを固定する、いわゆる非拡管の方法とがある。
【０００６】
また、このように直管部の列数を段数よりも多くした偏平な熱交換器の製造法としては、例えば、特開平４−２７９２３４号公報などに記載されるように、最初に直管状の冷媒管の各直管部となる部分にフィン群を順に固定し、しかる後、フィンが固定された状態の冷媒管を、直管部となる部分の間を曲げることにより、蛇行管に曲げて熱交換器に仕上げる方法（これを、以下、製造方法▲１▼という）と、例えば、特開昭５９−２１７４６５号公報や特開平４−１９０９３９号公報，特開平６−１５３９４号公報などに記載されるように、予め蛇行管に加工された冷媒管と分割・成形済みのフィンとを組み合わせて固定する方法（以下、製造方法▲２▼という）とがある。
【０００７】
上記の製造法▲１▼では、冷媒管を直管の状態でフィンと固定することができるので、機械拡管が主に採用され（但し、特開平４−２７９２３４号公報に記載の従来例は、非拡管によるものである）、機械拡管の場合には、冷媒管とフィンとの接触性が良好であって、それによる熱交換器性能の低下が少ないという利点がある。しかしながら、この製造法▲１▼では、冷媒管を列毎に曲げる前の長い状態の直管（冷蔵庫用蒸発器の場合には、２〜４ｍ）に各列毎に１枚ずつに分割された枚数の多いフィンを貫通させて固定することになるので、製作性は製造法▲２▼よりも低くなる。
【０００８】
一方、上記の製造法▲２▼では、冷媒管が予め蛇行管となっているので、フィンとの固定方法は非拡管によることになり、冷媒管とフィンとの接触性は上記の製造法▲１▼で機械拡管を用いたものよりも低くなるが、蛇行状に成形したコンパクトな冷媒管とこれとは別に成形されたフィンとを固定するという小規模で簡略化された工程が主工程となるので、製作性が良好という利点がある。
【０００９】
なお、以下では、上記のような実際の熱交換器での適用状況に合わせて、上記製造方法▲１▼を機械拡管による製造法といい、上記製造方法▲２▼を非拡管による製造法ということにする。
【００１０】
以上のような熱交換器に対して高性能化を図るために、従来では、製造法▲１▼，▲２▼のいずれによって製造された熱交換器でも、フィンや冷媒管の形状・配置を工夫による構造の改良が行なわれている。そのうちの冷媒管による高性能化手法は、千鳥管列化や管ピッチ縮小などと種類も少なく、性能向上は、本発明の発明者等の測定結果や公表データによると、１０数％と大きい例もあるが、構造変更の大きさや工程の追加・複雑化による製作性の低下も大きいことから、採用例は限られている。
【００１１】
一方、フィンに関しては、形状・配置の加工が比較的容易でかつ熱交換器の構造の変更はほとんど必要としないため、フィンによる高性能化手法の種類は多く、また、これらを組み合わせるなどして広く採用される傾向にある。
【００１２】
フィンによる高性能化手法の１つの例としては、フィンの表面形状を工夫するものであり、例えば、特開昭６１−２７２５９３号公報に示されるようなスリットフィン化や、例えば、特開昭５７−１２００９３号公報や特開昭６０−２３５９９５号公報，特開平１０−８９８７３号公報などに示されるような切り起こし片の設置によるものがある。
【００１３】
これらの例のうち、特開昭６１−２７２５９３号公報に示されるようなスリットフィン化は、通風方向から見て、輪郭が台形をなす橋が架かったような形状をなす複数の曲げ起こし片をフィンの表面から突出させたものであり、その突出方向は、フィンの表面に対し、交互に異ならせたり、一方向にしたりする。この曲げ起こし片の表面はフィンの表面とは異なる場所にあるため、空気流が当たり易く、フィン全体としては、空気流の境界層を薄くして熱交換性能を高くするという前縁効果と呼ばれる効果を利用している。
【００１４】
また、切り起こし片の設置によるものは、フィンの表面に予めコの字状（フィン端部以外の場合）あるいはＬ字状（フィン端部の場合）の切れ目を設け、この切れ目で囲まれた部分をフィンの表面に対してほぼ直角に折り曲げて切り起こし片とするものであって、切り起こし片を空気流に平行になるように形成した場合には、上記の前縁効果により、また、切り起こし片を空気流に対して直交あるいは傾斜するように形成した場合には、空気流の乱れ増大効果により、夫々性能向上を図るものである。
【００１５】
このような手法による性能向上は採用する仕様によって増減するが、本発明の発明者等の測定データによると、上記のスリットフィン化では、性能向上が１０数％と大きく、切り起こし片の設置では、性能向上が５〜１０％と小さいか、あるいは中程度の大きさであった。
【００１６】
フィンによる高性能化手法の他の例としては、フィン全体の形状・配置を工夫するものである。これは、フィンを列方向に１個所以上あるいは列毎に分割するとともに、列方向の前後に配列されるフィンを直管部の管軸方向にずらすという独立フィン化や、フィンを直管部の管軸方向に並べられた複数の平板形状とする平板フィン化などがある。
【００１７】
これらのうち、独立フィン化による高性能化は、上記のスリットフィン化と同様に、前縁効果を利用するものであるが、冷蔵庫用の蒸発器について記載された「National  Technical  Report」Vol.30  No.5（1984年）pp.738−744に示されるように、各列で分割した仕様では、列方向に分割のない連続フィンに比べて、性能向上が１５〜２０％と大きなものとなる。また、列方向の分割が少ない仕様の独立フィンであれば、性能向上は目減りするので中程度となる。
【００１８】
一方、平板フィン化による高性能化は、特に、熱交換器の前面の霜詰まりによる性能低下の起こり易い冷蔵庫用の蒸発器に対して有効である。それは、フィンとしては、直管部の管軸方向に連続した波形形状の方がフィンが細分化されずに製造が簡略化できるのであるが、偏平な熱交換器の中でも冷蔵庫用の蒸発器では、フィンの段方向両端部と風路壁との間に隙間（これをサイドステージという）を設け、熱交換器の段方向の側面からも空気流が流入するようにして、着霜時の性能低下を少なくする構成をとるので、上記の波形フィンよりも平板フィンの方がサイドステージによる効果が現われ易く、性能向上につながるためである。平板フィン化による性能向上は、着霜状態での評価が必要であって、参考となるデータは見当たらないが、中程度の大きさと考えられる。
【００１９】
しかしながら、以上のようなフィンによる高性能化手法を、性能向上の大きさだけからでなく、性能向上を「効果」とし、改良構造とするための工程の追加・複雑化による製作性の低下を「費用」とした費用対効果（費用に対する効果）の見方で評価してみると、次のように、いずれの手法も費用対効果は高いとはいえない。
【００２０】
例えば、スリットフィン化や多数の微細な切り起こし片の設置の場合、それらのフィン表面への形成は、フィンを冷媒管に固定した後では無理であって、その固定前に行なっておく必要がある。フィンと冷媒管とを固定する主工程では、機械拡管・非拡管を問わず、フィンの挿入孔周辺の変形やたわみを抑えながら、フィンピッチを保つために、挿入孔周辺とその近傍に治具を挟み込むことになるので、予めスリットフィンなどの突起が形成されたフィンの場合には、引っかかりや強度低下での切れなどの製作性の問題が生ずるし、挟み込む治具に当たる部分を避けた範囲にしかスリットフィンなどを形成できないことも不利になる。従って、性能向上が、上記のように、大きいかあるいは中程度であっても、以上のように製作性の低下が大きいので、費用対効果は普通か低いということになる。
【００２１】
また、切り起こし片を大きくしてその個数を低減する場合には、フィン表面に切れ目はあるが、突出していないので、ほぼ通常と同様にフィンと冷媒管とを固定することができ、さらに、切れ目部分を曲げ起こす治具を直管部の管軸方向に熱交換器の側方から挿入するようにして、切り起こし片を形成することができる。このようにすることにより、製作性の低下は中程度ですむが、大形の切り起こし片では、前縁効果を利用する形状のものでは、表面をあまり微細に分割できないので、性能向上は小さくなり、また、乱れ増大効果を利用する形状のものでも、切り起こし片の大形化に伴って性能向上が頭打ちになる反面、通風損失の急増のよる風量低下を招くので、結局、性能向上は小さくなる。従って、この場合には、性能向上は小さいのに対して製作性の低下は中程度であるから、費用対効果は低いことになる。
【００２２】
また、独立フィン化は、上記の機械拡管による製造法では、直管状の冷媒管に各列毎のフィン群を固定して冷媒管を蛇行管に曲げるという工程をとり、上記の非拡管による製造法では、予め列方向に分割済みのフィンに蛇行管状の冷媒管を貫通させて固定する工程をとることになる。そして、機械拡管による製造法では、列方向に長い偏平な熱交換器を機械拡管で製造することが製作性の低さ（複数の冷媒管を曲管部で接合することなどが必要）のため、実用的ではなくなっているので、厳密な意味での製作性の比較基準はない。
【００２３】
そこで、実用性のある非拡管による同様な独立フィンの熱交換器との比較に置き換えてみると、性能向上は、機械拡管と非拡管との接触性による差となり、発明者等の測定データによると、１０数％と大きいが、製作性の低下も機械拡管と非拡管とでは大きいので、最終的な費用対効果は普通となる。また、非拡管による製造法では、列方向の分割が増えるにつれて、性能向上も製作性の低下も同じように増大するので、費用対効果も普通である。
【００２４】
さらに、平板フィン化では、機械拡管・非拡管のいずれを用いる熱交換器の製造法においても、直管部の管軸方向に分割する前の波形フィンに比べて、扱うフィンの個数が１０〜数１０倍となるため、製作性の低下は中程度と小となり、一方で、波形フィンに比べた性能向上は、既に述べたように、中程度とみなせるので、この場合の費用対効果も普通であるといえる。
【００２５】
一方、既に述べたように、以上のような直管部の列数が段数よりも多くて通風方向に長い偏平な全体形状を持つ熱交換器は、設置スペースや風量などの点から、家庭用の冷蔵庫などで広く用いられている。冷蔵庫では、省電力化や構成機器の小型化の促進により、内容積効率を向上させることが常に要求されるが、その要求に対応するには、熱交換器の熱交換性能を向上させることが必要となる。しかしながら、これまでに述べてきたように、従来の高性能化の手法では、費用対効果の高いものがなく、また、蒸発器のように、熱交換性能の向上とともに、耐着霜性能の保持が要求される場合にも、これに対応できるものはほとんど見当らないのが現状である。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の冷凍空調用の強制対流型の熱交換器のうち、特に、直管部の列数が段数より多くて通風方向に長い偏平な全体形状を有する熱交換器に対して、フィンや冷媒管の形状・配置を工夫して構造を改良することにより高性能化を図かっても、これによって得られる性能向上が、工程の追加・複雑化による製作性の低下などに起因するコストの増大に対して、充分に大きなものものではなかった。
【００２７】
本発明の第１の目的は、かかる問題を解消し、工程の追加・複雑化による製作性の低下に比べて充分な大きさの性能向上が得られるようにした冷凍空調用の、特に、直管部の列数が段数よりも多くて通風方向に長い偏平な全体形状を有する熱交換器とその製造方法を提供することにある。
【００２８】
また、本発明の第２の目的は、かかる偏平な熱交換器を適正に製造する方法を提供することにある。
【００２９】
また、本発明の第３の目的は、省電力化を促進し、内容積効率を高めることができるようにした冷蔵庫を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明による第１の熱交換器は、空気流にほぼ直交するように配置された複数の直管部を有する冷媒管と該直管部に夫々所定の間隔で複数個ずつ固定されたフィンとで主構造部分を構成し、該フィンの主要部は該直管部にほぼ直交して、該主要部を該直管部が貫通するように該フィンが該直管部に固定されており、該空気流の通風方向を列方向、該通風方向と該直管部の管軸方向に直交する方向を段方向として、該直管部の列方向の列数が段方向の段数よりも多い該通風方向に偏平形状をなす熱交換器であって、該フィンの該段方向の少なくとも一方の端辺に、該端辺を複数に区分して曲げ起された該通風方向にほぼ平行な面を有する片持ち状の複数の切り起こし片が形成されており、該切り起こし片の該フィンの主要部に対する該直管部の管軸方向への曲げ起こし角が、少なくとも同じ該フィンの隣り合う該切り起こし片で異なるようにした構成とするものである。
【００３１】
また、本発明による第２の熱交換器は、空気流にほぼ直交するように配置された複数の直管部を有する冷媒管と該直管部に夫々所定の間隔で複数個ずつ固定されたフィンとで主構造部分を構成し、該フィンの主要部は該直管部にほぼ直交して、該主要部を該直管部が貫通するように該フィンが該直管部に固定されており、かつ同一の該直管部に固定されている複数の該フィンは順次連結部によって連結されて波形状のフィン群を形成し、該空気流の通風方向を列方向、該通風方向と該直管部の管軸方向に直交する方向を段方向として、該直管部の列方向の列数が段方向の段数よりも多い該通風方向に偏平形状をなす熱交換器であって、該フィンの該段方向の少なくとも一方の端辺に、該通風方向にほぼ平行な面を有する複数の切り起こし片が形成されており、かつ、該フィン間を連結する該連結部は、連結する２つの該フィンの対向する該切り起こし片を連結する小片部からなり、該切り起こし片の該フィンの主要部に対する該直管部の管軸方向への曲げ起し角が、少なくとも同じ該フィンの隣り合う該切り起こし片で異なるとともに、少なくとも同じ該連結部での隣り合う該小片部の該段方向の位置が異なるようにした構成とするものである。
【００３２】
さらに、本発明による第３の熱交換器は、空気流にほぼ直交するように配置された複数の直管部を有する冷媒管と該直管部に夫々所定の間隔で複数個ずつ固定されたフィンとで主構造部分を構成し、該フィンの主要部は該直管部にほぼ直交して、該主要部を該直管部が貫通するように該フィンが該直管部に固定されており、該空気流の通風方向を列方向、該通風方向と該直管部の管軸方向に直交する方向を段方向として、該直管部の列方向の列数が段方向の段数よりも多い該通風方向に偏平形状をなす熱交換器であって、該フィンの該段方向の少なくとも一方の端辺に、該端辺を複数に区分して曲げ起された該通風方向にほぼ平行な面を有する片持ち状の複数の切り起こし片が形成されており、該切り起こし片の該フィンの主要部に対する該直管部の管軸方向への曲げ起し方向が、少なくとも同じ該フィンの隣り合う該切り起こし片で異なるようにした構成とするものである。
【００３３】
さらに、本発明による第４の熱交換器は、上記の本発明による第１〜第３の熱交換器であって、フィンの主要部の中央部分に、フィンの主要部に対して冷媒管の直管部の管軸方向に折り曲げられた片持ち状の複数の切り起こし片を通風方向に沿って設けた構成とするものである。
【００３４】
上記第２の目的を達成するために、本発明による熱交換器の第１の製造方法は、上記本発明による第１の熱交換器の製造方法であって、各フィンの対向する端辺の少なくとも一方に、該端辺にほぼ直交する複数の切れ目を形成する第１の工程と、該フィンの挿入孔に冷媒管を挿入し、所定間隔で配置される複数の該フィンからなる所定個数のフィン群に区分して、該フィン夫々と該冷媒管とを固定する第２の工程と、該冷媒管を該フィン群の間で曲げ加工して蛇行形状とし、該冷媒管の該曲げ加工による曲管部の間の互いに平行な部分を直管部として、該直管部の列数を段数よりも多い列方向に長い偏平な形状に形成する第３の工程と、該フィンの該切れ目が形成されている該端辺に該直管部の管軸方向に治具を押し当てることなどにより、該切れ目間の小片部を該フィンの主要部の面に対して折り曲げ、前記片持ち状の切り起こし片を、同じ該フィンの隣り合う該切り起こし片で曲げ起し角が異なるように、形成する第４の工程とからなるものである。
【００３５】
また、本発明による熱交換器の第２の製造方法は、上記本発明による第２の熱交換器の製造方法であって、複数のフィンが連結部で順次連結されてなる波形形状のフィン群を成形するとともに、各フィン夫々の対向する端辺の少なくとも一方に、該端辺にほぼ直交する複数の切れ目を形成するとともに、該切れ目に連続して該連結部に切れ目を形成する第１の工程と、冷媒管を、その直管部の列数が段数よりも多い蛇行形状に成形する第２の工程と、該冷媒管の直管部の列毎に、該フィン群を形成する該フィンの挿入孔に順次該冷媒管を挿入し、該フィン夫々と該冷媒管の直管部とを固定する第３の工程と、該フィン群毎に、該連結部に治具を段方向に押し当てることにより、該連結部の該切れ目間の小片部を夫々異なる深さまで前記段方向に押し込み、該ファン毎に前記切り起こし片を形成する第４の工程とからなるものである。
【００３６】
さらに、本発明による熱交換器の第３の製造方法は、上記本発明による第３の熱交換器の製造方法であって、各フィンの対向する端辺の少なくとも一方に、該端辺にほぼ垂直に複数の切れ目を形成する第１の工程と、冷媒管を、その直管部の列数が段数よりも多い蛇行形状に成形する第２の工程と、所定間隔に配置された複数の該フィンの挿入孔に夫々冷媒管の直管部分を挿入し、該フィン夫々と該冷媒管の直管部分とを固定する第３の工程と、該フィンの該切れ目が形成されている該端辺に該段方向に治具を押し当てることにより、該切れ目間の小片部の１つおきと他の１つおきとを、該ファンの主要部の面に対して該直管部の管軸方向の互いに反対側の向きに折り曲げ、前記片持ち状の切り起こし片を形成する第４の工程とからなるものである。
【００３７】
さらに、本発明による熱交換器の第４の製造方法は、上記本発明による第４の熱交換器でのフィンの主要部の中央部に形成された前記切り起こし片の製造方法であって、該主要部の中央部に小片部を構成する切れ目が形成されたフィンを冷媒管の直管部に固定した後、フィンの主要部の中央部のこれら切れ目が形成されている部分に直管部の軸方向から平板状の治具を押し込むことにより、これら切れ目で構成される小片部を直管部の軸方向に折り曲げるようにするものである。
【００３８】
さらに、本発明による熱交換器の第５の製造方法は、空気流にほぼ直交するように配置された複数の直管部を有する冷媒管と該直管部に夫々所定の間隔で複数個ずつ固定されたフィンとで主構造部分を構成し、該フィンの主要部は該直管部にほぼ直交して、該主要部を該直管部が貫通するように該フィンが該直管部に固定されており、かつ同一の該直管部に固定されている複数の該フィンは順次連結部によって連結されて波形状のフィン群を形成し、該空気流の通風方向を列方向、該通風方向と該直管部の管軸方向に直交する方向を段方向として、該直管部の列方向の列数が段方向の段数よりも多い該通風方向に偏平形状をなし、該フィン群は該列方向に配列される複数の独立したフィン群であって、列方向に隣り合うフィン群の間で該フィンが該直管部の管軸方向にずらして配置される熱交換器の製造方法であって、該列方向に連続した形状の複数のフィンが連結部で順次連結されてなる波形状のフィン群を成形するとともに、該フィンに夫々列方向に分断するためのミシン目状の列間切れ目を所定個数形成する第１の工程と、冷媒管をその直管部の列数が段数よりも多い蛇行形状に成形する第２の工程と、該冷媒管の直管部を該列方向に連続した複数のフィンからなる波形状のフィン群を形成する該フィンの挿入孔に順次挿入し、該フィン夫々と該直管部とを固定する第３の工程と、該列方向に連続した複数のフィンからなる波形状のフィン群を該列間切れ目に沿って分断し、複数の独立したフィン群を形成する第４の工程と、所定の該独立したフィン群を該直管部の管軸方向に変位させ、隣り合う該独立したフィン群でのフィンの位置を該直管部の管軸方向にずらす第５の工程とからなるものである。
【００３９】
さらに、本発明による熱交換器の第６の製造方法は、空気流にほぼ直交するように配置された複数の直管部を有する冷媒管と該直管部に夫々所定の間隔で複数個ずつ固定されたフィンとで主構造部分を構成し、該フィンの主要部は該直管部にほぼ直交して、該主要部を該直管部が貫通するように該フィンが該直管部に固定されており、該空気流の通風方向を列方向、該通風方向と該直管部の管軸方向に直交する方向を段方向として、該直管部の列方向の列数が段方向の段数よりも多い該通風方向に偏平形状をなし、該フィンは夫々該列方向に連続した互いに独立したフィンである熱交換器の製造方法であって、該列方向に連続した複数のフィンが連結部で順次連結されてなる波形状のフィン群を成形するとともに、該連結部毎に、該連結部の長手方向に沿って、ミシン目状のフィン間切れ目を形成する第１の工程と、冷媒管をその直管部の列数が段数よりも多い蛇行形状に成形する第２の工程と、該冷媒管の直管部を該フィン群を形成する該フィンの挿入孔に順次挿入し該フィン夫々と該直管部とを固定する第３の工程と、該連結部を、治具により、該フィン間切れ目に沿って切断する列方向に連続した複数のフィンからなる波形状のフィン群を該列間切れ目に沿って分断し、複数の独立したフィンを形成する第４の工程とからなるものである。
【００４０】
さらに、本発明による熱交換器の第７の製造方法は、上記の本発明による第１，第３の熱交換器の製造方法であって、列方向に連続した複数のフィンが連結部で順次連結されてなる波形状のフィン群を成形するとともに、各フィン夫々の対向する端辺の少なくとも一方に、該端辺にほぼ垂直に複数の切り起こし片用の切れ目を形成するとともに、該切れ目に連続して該連結部に切り起こし片用の切れ目を形成し、かつ該連結部毎に、該連結部の長手方向に沿って、フィン間切れ目を形成し、さらに、該フィン毎に列方向に分断するためのミシン目状の列間切れ目を所定個数形成するする第１の工程と、冷媒管を、その直管部の列数が段数よりも多い蛇行形状に成形する第２の工程と、該冷媒管の直管部を該フィン群を形成する該フィンの挿入孔に順次挿入し該フィン夫々と該直管部とを固定する第３の工程と、該波形状のフィン群を該連結部の該フィン間切れ目とフィン間切れ目に沿って切断し、列方向及び該直管部の管軸方向に独立した複数のフィンを形成する第４の工程と、形成されたフィン毎に、治具により、段方向の端辺に形成された該切り起こし片用の切れ目間の小片部を該フィンの主要部の面に対して所定角度折り曲げ、前記切り起こし片を形成する第５の工程とからなるものである。
【００４１】
上記第３の目的を達成するために、本発明による冷蔵庫は、上記本発明による第１〜第４の熱交換器、もしくは上記の本発明による熱交換器の第５〜第７の製造方法で製造した熱交換器を１または２以上用いた構成とするものである。
【００４２】
そして、本発明によるかかる冷蔵庫は、使用温度域の異なる貯蔵室用に２以上の蒸発器を備えた構成をなしている場合、そのうちの１以上の蒸発器を上記の本発明による熱交換器としてもよい。また、本発明によるかかる冷蔵庫において、上記の本発明による熱交換器が蒸発器として設置される蒸発器ダクト内を冷気が下方から上方に流れ、該蒸発器ダクトの少なくとも前半の一部分にダクト壁とこの蒸発器の側面との間に冷気を迂回する隙間を持つ構成とし、さらに、この隙間内に、ダクト壁から蒸発器の側面にほぼ接する高さまで突出し、かつ蒸発器ダクトの上下方向に伸延するダクト突起部を複数個、蒸発器の幅方向に互いに平行して設けた構成とするものである。
【００４３】
上記の本発明による第１の熱交換器は、冷媒管の直管部の列数が段数より多い偏平なクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器であって、フィンの段方向の一方あるいは両方の端辺やフィンの主要部の中間部分に、通風方向にほぼ平行な面を有する複数の片持ち状の切り起こし片を、夫々の先端が互いに直管部の管軸方向にずらすようにして形成するものである。先に説明した従来の切り起こし片を設置の熱交換器に比べ、曲げ起こす角度を一定値（ほぼ直角）とせずに隣り合う切り起こし片どおしで異ならせるようにし（曲げ角度は０°から切り起こし片先端が直管部の管軸方向に隣り合フィンに接触しない範囲の角度まで）、かつそれらの設置範囲をフィンと冷媒管とを固定する治具の邪魔にならないフィンの段方向の端辺と冷媒管の中間部として、切り起こし片の設置面積を広くできるようにしている。設置面積が拡大できることとともに、切り起こし片を狭幅の細長い形状にして少しずつずらすことにより、前縁効果が増大化し、従来の前縁効果を利用した切り起こし片よりも性能向上を格段に大きなものとすることができる。また、同様に、従来のスリットフィンでは、切り起こし量が小さく、しかも１つあるいは２つおきに同じ切り起こし量となって性能向上の目減りがあるが（元のフィン表面の境界層や上流側のフィン小片の後流に覆われて、下流側のフィン小片の熱交換量が減少するため）、本発明による熱交換器では、切り起こし量が大きく、しかも、切り起こし量を多種類に異ならせることができるので、スリットフィンよりも前縁効果、従って、性能を大幅に向上させることができる。本願の発明者等の実験では、２段７列の冷蔵庫用蒸発器（平板・独立フィン）において、各フィンの段方向の両端辺の３０％の面積（フィン表面全体に対する比）に同じ幅のスリットフィン（高さ１．６ｍｍ）とした場合と本発明による切り起こし片（先端の高さ０〜５ｍｍ）とした場合とでは、スリットフィンによる性能向上が６％であったのに対し、本発明による切り起こし片では、２５％の性能向上が得られた。このように、本発明による切り起こし片では、性能向上は非常に大きいものである。
【００４４】
以上のことは、上記の本発明による第２，第３の熱交換器についても同様である。
【００４５】
一方、製作性の面を考えてみると、次のようになる。
即ち、切り起こし片の位置がフィンの段方向の端辺に、さらには、フィン主要部の中間部の範囲内であれば、切り起こし片に対応する切れ目（片持ち状の切り起こし片に対応させた、端辺にほぼ直交するように向かう直線状や、中間部での櫛歯状あるいは矩形波状などにしたもの）を前工程で加工してからフィンと冷媒管の固定を行ない、後工程として、直管部の管軸方向などに治具を移動，挿入させて切れ目による小片部を曲げ起こすことにより、切り起こし片の形成が可能である。これは、従来の大形の切り起こし片の形成作業と場合と同程度であり、製作性の低下は中程度と考えられる。
【００４６】
以上のことは、上記の本発明による第２，第３の熱交換器の製造方法についても同様である。
【００４７】
以上のように、本発明による第１〜第４の熱交換器におけるような切り起こし片を形成することにより、大幅な性能向上を実現しつつ、製作性の低下を中程度に留めることができるので、費用対効果が非常に高くなり、効率的な高性能化が実現できることになる。
【００４８】
なお、この本発明による第１の熱交換器の切り起こし片は、特開昭６１−１０５１００号公報などに示されたようなスパインフィン熱交換器と呼ばれる、巻きフィンチューブ型熱交換器（冷媒管に螺旋状に板状ないしＵ字断面状のフィンを巻き付ける構造のもの）において、フィンが放射状に広がった細長い小片群の形状となっているものとフィン形状が類似している。しかしながら、巻きフィンチューブ型熱交換器は、クロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器とは製造法・構造が異なるとともに、冷凍空調用の列数が段数より多い偏平な熱交換器としては、性能やコスト面で優位性がなく、採用も限られており、その細長い小片群からなる本発明による熱交換器での切り起こし片も、成形法や詳細な形状の点で差異がある。従って、本発明による第１の熱交換器とスパインフィン熱交換器とは、基本的に全く異なるものである。
【００４９】
上記の本発明による熱交換器の第５の製造方法は、列数が段数より多い偏平なクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器の製造方法であって、フィンと冷媒管との固定前では、フィンが全列あるいは幾つかの列どおしが連続した形状であるとともに、列方向に分割するためのミシン目状の列間切れ目が形成されており、冷媒管との固定後に、冷媒管の蛇行管形状の小変形などによって連続した平板形状のフィンをこの列間切れ目に沿って切断するとともに、分断されて列方向に区分されたフィンを互いに直管部の管軸方向にずらすようにし、最終的に列方向に分割され直管部の管軸方向にもずらされた独立フィン形状とするものである。上記従来の技術で説明したように、列方向に連続した形状のフィンを有する熱交換器は、非拡管によってフィンと冷媒管とを固定し、しかも、連続フィンでは、フィンが大形で少数になるので扱い易くなり、製作性は良好である。これに対し、本発明による熱交換器の第５の製造方法では、予め列方向に列間切れ目を加工したフィンを主工程で冷媒管と固定することになるが、上記の本発明による第１の熱交換器でも説明したように、切れ目によってフィンと冷媒管との固定に支障が引き起こすことない。主工程後、フィンと冷媒管とが熱交換器として一体になった状態のまま、冷媒管の蛇行管形状を、ミシン目状の列間切れ目で引き離されてずらされるように、若干変形させるなどにより、比較的容易に列間切れ目での切断とその前後で直管部の管軸方向へのずれを与えて独立フィンとすることができ、連続フィンの場合より性能が大幅に向上させることができる。従って、非拡管による製造法で列方向に連続フィン形状とした熱交換器に比べ、連続フィンから独立フィンになって前縁効果が利用できるので、性能が大幅に向上し、また、一方では、主工程前の列管切れ目の形成加工と主工程後の冷媒管の蛇行管形状の小変形などによる加工が追加されるだけであって、製作性の低下は中程度である。
【００５０】
従って、本発明による熱交換器の第５の製造方法によって製造された熱交換器は、連続フィンのものを独立フィンの構造に変えることにより、性能を大幅に向上させながら製作性の低下を中程度に留めることができるので、費用対効果が高く、効率的な高性能化を実現できる。
【００５１】
上記の本発明による熱交換器の第６の製造方法は、列数が段数より多い偏平なクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器の製造方法であって、フィンと冷媒管との固定前では、直管部の管軸方向に全体あるいは一部分が順次フィンが連結部で連結された波形状のフィン群をなすとともに、夫々の連結部に通風方向に沿ったミシン目状のフィン間切れ目が設けられており、フィンと冷媒管との固定後、各連結部をフィン間切れ目に沿ってカッターなどの治具を用いるなどして切断・成形することにより、最終的に直管部の管軸方向に分割された平板状の独立フィンとするものである。本発明によるこの第６の製造方法によって製造された熱交換器は、上記従来の技術での説明から明らかなように、直管部の管軸方向に連続した波形状のフィン群の構成とするよりも直管部の管軸方向に独立した平板状のフィンの方が、サイドステージの効果が現れ易いことから、中程度の性能向上が得られる。また、本発明によるこの第６の製造方法では、予めフィン間切れ目を加工したフィンを主工程で冷媒管と固定することになるが、先に説明した上記本発明による製造方法と同様、フィン間切れ目はフィンと冷媒管との固定作業に支障を引き起こすことない。主工程の後では、フィンと冷媒管が熱交換器として一体になった状態のまま、フィンの夫々のフィン間切れ目にカッターなどの治具を通風方向に沿って押し当てるなどすることにより、比較的容易にフィン間切れ目に沿う切断と押し広げる方向への成形を与えて平板フィンとすることができる。この後加工でのフィン間の切断や切断後の成形は一方向への治具の移動だけでよいので、上記の本発明による熱交換器の第５の製造方法よりも、後加工は簡単になる。従って、直管部の管軸方向に連続した波形状のフィン群を用いた熱交換器に比べ、性能向上は中程度であるが、共に比較的簡単な主工程の前の列方向切れ目の加工と主工程の後のフィン間の切断・成形が追加になるだけなので、製作性の低下は小さいものとなる。
【００５２】
従って、本発明による熱交換器の第６の製造方法は、波形状のフィンを直管部の管軸方向に分離した平板状のフィンに変えることにより、製作性の低下は小さく留めることができ、製造される熱交換器の性能向上が中程度であるので、費用対効果の高く、効率的に高性能化された熱交換器を得ることができる。
【００５３】
上記夫々の本発明による熱交換器の製造法は、上記夫々の本発明による熱交換器の特徴を保ちながら製作工程を具体化したものである。冷凍空調用の列数が段数より多い偏平なクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器の製造法に関する上記従来技術の説明や、上記夫々の本発明による熱交換器に関する説明から明らかなように、これらの本発明による熱交換器の製造法は夫々の本発明による熱交換器に対応した適正なものである。
【００５４】
上記夫々の本発明による熱交換器の改良構造どおしを、また、上記夫々の本発明による熱交換器の製造法の追加工程どおしを夫々組み合わせることにより、単独の場合よりも費用対効果の高く、効率的に高性能化された熱交換器や熱交換器の製造法が夫々得られることも明らかである。
【００５５】
本発明による冷蔵庫は、上記の本発明による熱交換器、あるいは上記の本発明による熱交換器の製造方法によって製造した熱交換器を備えた冷蔵庫であって、熱交換器の性能が従来のものよりも効果的に高められる。これにより、同一サイズの熱交換器では、熱交換量が増加するので、それを備えた冷蔵庫の省電力化が図られ、同一熱交換量とすると、熱交換器のサイズを小さくすることができて、冷蔵庫の内容積効率（貯蔵室の容積と冷蔵庫箱体の容積との比率）が向上する。
【００５６】
また、特開平１０ー２６７５０４号公報などに記載のような使用温度域が異なる貯蔵室用に２以上の蒸発器を備えた冷蔵庫では、１つの蒸発器で全ての貯蔵室を冷却する構成のものよりも蒸発器とそれに付随した部分の容積が多めになるので、冷蔵庫の内容積効率が低下し易い。しかしながら、蒸発器の１以上に上記の本発明による熱交換器を用いることにより、これが効果的に高性能化されているので、熱交換量を同一に保ちつつ、蒸発器本体を小型化できてこれに付随する部分も含めた容積を小さく抑えられ、冷蔵庫の内容積効率の低下を抑制できる。
【００５７】
さらに、一般に、高性能化された蒸発器では、着霜による熱交換性能の低下を抑制するために、蒸発器ダクトの少なくとも前半の一部分において、ダクト壁と蒸発器の側面との間に冷気を迂回させるための隙間を設けること（これをサイドステージという）が行なわれる。
【００５８】
蒸発器が上記の本発明による熱交換器である場合、フィンの段方向の少なくとも一方の端辺である蒸発器の側面に片持ち状の切り起こし片が形成されており、この切り起こし片の部分では、互いに隙間が狭いため、定期的な除霜後も水滴が残って除霜後の初期性能がやや低くなる可能性がある。その対策として、蒸発器ダクトでの冷気の迂回用の隙間にダクト壁から蒸発器の側面にほぼ接する高さまで突出し、かつ蒸発器ダクトの上下方向に伸延する形状のダクト突起部を蒸発器の幅方向（直管部の管軸方向）に複数並行させて形成するという手段が考えられる。これによると、除霜時には、蒸発器の側面の切り起こし片の部分の水滴がこれらダクト突起部を伝わって下方に導かれて排除されることになり、切り起こし片付近に残る水分が低減し、除霜後の初期性能の低下を防止することができる。また、ダクト突起部がこのような形状であると、隙間による冷気の迂回作用（蒸発器への着霜範囲を広げる）が阻害されることがないので、本来の耐着霜性能を保つ効果を低下させることもない。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明による熱交換器の第１の実施形態を示す斜視図であって、１は熱交換器、２はフィン、３は冷媒管、３ａは冷媒管３の曲管部、４は空気流、５，６は切り起こし辺、７ａ，７ｂは挿入孔である。
また、図２は図１の曲管部３ａ側からみた側面図、図３（ａ），（ｂ）は図１における切り起こし片５，６の上面図である。
【００６０】
図１及び図２において、冷媒管３は、フィン２が固定された直管部（図示せず）とこれら直管部を順次連結する曲管部３ａとにより、蛇行状に形成された１つの管からなっており、直管部は白抜き矢印で示す空気流４の流れ方向、即ち、通風方向に対してほぼ直交するように配列されている。ここで、この通風方向を列方向Ａ、この列方向Ａと直管部の管軸方向とに垂直な方向を段方向Ｂとすると、この熱交換器１では、これら列方向，段方向に直管部が配列されているが、列方向の直管部の配列数（列数）が段方向の直管部の配列数（段数）よりも多く（ここでは、列数＝５，段数＝２としている）、空気流４の上流側からみた前面は横長の形状をなしており、従って、この熱交換器１は、全体として、列方向Ａに長い偏平形状をなしている。
【００６１】
フィン２は、その厚さが、例えば、０．１２〜０．１５ｍｍ程度のアルミ板などからなる平板フィン形状をなし、かつ直管部の列毎に別々となっており、かかるフィン２が直管部に複数個ずつ所定の間隔（例えば、５ｍｍ程度）で固定されている。矢印Ｃ方向にフィン２が配列されている部分が冷媒管３の直管部であり、この矢印Ｃは直管部の管軸方向を示している。従って、この熱交換器１のフィン２は、独立フィン形状であって、平板フィン形状である（これを、平板・独立フィン形状という）。直管部に固定されているフィン２の表面は、空気流４の通風方向にほぼ平行である。また、段方向Ｂに配列される直管部には、同じフィン２が固定されており、ここでは、段方向Ｂに離れて設けられている２つの挿入孔７ａ，７ｂに夫々冷媒管３の直管部が挿入されていることにより、フィン２と直管部とが固定されている。従って、この熱交換器１では、機械拡管によって直管部とフィン２との固定がなされている。
【００６２】
冷媒管３は、その内部に冷媒が流されて伝熱管として作用し、この冷媒と空気流４との間で効率良く熱交換を行なわせるために、フィン２を設けて伝熱面積を大きくしているものであるが、この熱交換器１では、各フィン２に片持ち状の切り起こし片５，６を設けることにより、さらに熱交換効率を高めるものである。この切り起こし片５，６は、例えば、長さが１０〜１５ｍｍ、幅が、例えば、１．５〜３．０ｍｍ程度である。他の実施形態でのフィン２についても、これと同等である。
【００６３】
即ち、各フィン２の段方向Ｂに対向する（つまり、列方向に平行な）２つの端辺に複数の切り起こし片５が設けられている。これら切り起こし片５は、この端辺部分をそれに垂直な複数の細長い片に区分されて折り曲げられたものであって、夫々の切り起こし片５の折り曲げ角を異ならせることにより、図３に示すように、これら切り起こし片５の先端５ａが列方向Ａに沿う直線８からずれた曲線上に位置し、従って、直管部の管軸方向Ｃに互いにずれた位置に配置されるようにしている。ここでは、列方向Ａに配列されているフィン２の全てについてみると、これらの切り起こし片５の先端部５ａが、全体として、順次波を描くようにずらされているものとしている。
【００６４】
また、各フィン２の挿入孔７ａ，７ｂ間にも、片持ち状の切り起こし片６が設けられている。この切り起こし片６は、図２に示すように、折り曲げ部が上向きの切り起こし片６ａと下向きの切り起こし片６ｂとが交互に配列されてなり、これら切り起こし片６ａ，６ｂの折り曲げ方向は同方向である。
【００６５】
なお、図１では、フィン２の面に対する切り起こし片５の折り曲げ方向と切り起こし片６の折り曲げ方向とを互いに反対方向としているが、同方向としてもよい。直管部の管軸方向Ｃでのフィン２の間隔は、フィン２の切り起こし片５，６が隣りのフィン２あるいはその切り起こし片５，６と当接しない程度に設定されるが、同じフィン２の切り起こし片５，６の折り曲げ方向を同じ方向とする場合には、それらの曲げ角にもよるが、互いに反対の方向にした場合に比べ、同じ直管部でのフィン２の間隔を狭くすることができる。
【００６６】
このように、フィン２の面からずれた面を有する切り起こし片５，６を設けることにより、フィン２間を流れる空気流４が直接これら切り起こし片５，６に当たることになり、このような切り起こし片５，６を設けない場合に比べて前縁効果により、熱交換性能が大幅に向上することになる。また、このような切り起こし片５，６は、後述するように、冷媒管３とフィン２とを固定する主工程後、簡単な方法で形成することができ、切り起こし片５，６を設けたことによる製作性の低下を中程度に抑えることができる。従って、この熱交換器の第１の実施形態では、費用対効果が大幅に向上することになる。
【００６７】
図４は本発明による熱交換器の第２の実施形態を示す斜視図であって、９は連結部であり、図１に対応する部分には、同一符号をつけて重複する説明を省略する。
また、図５は図４の冷媒管３の曲管部３ａ側からみた側面図である。
【００６８】
図４及び図５において、冷媒管３については、図１に示した熱交換器１の実施形態と同様であるが、冷媒管３の直管部（図示せず）に固定される（即ち、直管部の管軸方向Ｃに配列される）複数のフィン２は、互いに分離されたものではなく、連結部９を介して順次連結されている。即ち、各フィン２は、その段方向Ｂの一方の端辺が一方側に隣り合うフィン２の対向する端辺と連結部９によって連結され、また、このフィン２の段方向Ｂの他方の端辺が他方側に隣り合うフィン２の対向する端辺と連結部によって連接されている。従って、このように連結部９でフィン２が順次連結されてなる形状は、１枚の原料の帯板を順次折り曲げて形成した概略波状をなしている。これを直管部の管軸方向に連続した波形フィン形状を有するという。なお、連結部９の幅、従って、この連接部９で連結される平板フィン形状のフィン２の間隔は、例えば、５ｍｍ程度である。
【００６９】
ここで、図面上左端部の第１列の２段の直管部に対しては同一のフィン２が固定されるが、第２列以降では、２列２段の計４個の直管部に同一フィン２が固定される。従って、この熱交換器１も、フィン２は１列または２列毎に分割された独立フィン形状である。
【００７０】
また、各フィン２には、曲管部３ａで連列された２つの直管部を挿入できる挿入孔７が設けられている。第１列に対するフィン２には、段方向Ｂに配列されて曲管部３ａで連結される２つの直管部が挿入可能な段方向Ｂに長い挿入孔７ａが設けられ、この挿入孔７ａにこれら直管部が貫通して固定されている。また、第２列以降では、列方向Ａに配列されて曲管部３ａで連結される２つの直管部が挿入可能な挿入孔７ｂが段方向Ｂに２個設けられており、夫々の挿入孔７ｂに夫々２個ずつ直管部が貫通して固定されている。従って、この熱交換器１でのフィン２と冷媒管３との固定方法は、非拡管によるものであり、蛇行状の冷媒管３をこれら挿入孔７に貫通させて取り付けた後、この直管部のフィン２の両側近傍部分を治具で若干押しつぶすことなどにより、フィン２を直管部に固定している。
【００７１】
この熱交換器の第２の実施形態においては、図１で示した熱交換器１の第１の実施形態と同様、各フィン２の段方向Ｂの両端辺に切り起こし片５が設けられているが、さらに、この切り起こし片５は隣りのフィン２の対向する切り起こし片５と連結部９で連接されている。即ち、連結部９も切り起こし片５に対向して小区分されており、図６に示すように、各小区分９ａが隣り合うフィン２の対向する切り起こし片５を連結している。
【００７２】
以上の構成によると、図１に示した熱交換器１の第１の実施形態と同様、各切り起こし片５で前縁効果が得られるが、また、図５から明らかなように、連結部９での小区分９ａの高さをずらして成形することにより、各小区分９ａに空気流４が直接当たることになって、小区分９ａ毎に前縁効果をより大きくすることができる。この場合、図４に示すように、夫々のフィン２に段方向に長い挿入孔７ａ，７ｂが設けられるから、図１に示した熱交換器１の第１の実施形態におけるようなフィン２の中間部での切り起こし片６を設けることができないが、フィン２の端辺の切り起こし片５に加え、連結部９の小区分９ａでも前縁効果が得られるものであるから、図１に示した熱交換器１の第１の実施形態と同様に、高い熱交換性能が得られ、また、切り起こし片５や連結部９の小区間９ａは、後述するように、冷媒管３とフィン２とを固定する主工程後、簡単な方法で形成することができ、切り起こし片５や小区分９ａを設けたことによる製作性の低下を中程度に抑えることができる。従って、この熱交換器１の第２の実施形態でも、費用対効果が大幅に向上することになる。
【００７３】
図７は本発明による熱交換器の第３の実施形態を示す斜視図であって、３ｂは冷媒管３の直管部であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
また、図８は図７の冷媒管３の曲管部３ａ側からみた側面図である。
【００７４】
図７及び図８において、冷媒管３は先の熱交換器１の第１，第２の実施形態の場合と同様である。これに対し、各フィン２は平板フィン形状をなし、かつ列方向Ａに一体となった連続フィン形状をなしている（これを、以下、平板・連続フィン形状という）。かかるフィン２が複数枚直管部３ｂの管軸方向Ｃに所定の間隔で配列されており、夫々のフィン２に冷媒管３の直管部が固定されている。
【００７５】
各フィン２には、冷媒管３の直管部３ｂの第１列に対しては、段方向Ｂに配列される２つの直管部３ｂが貫通する細長い挿入孔７ａが設けられ、第２列以降に対しては、列方向Ｂに配列される第ｉ列（但し、ｉ＝２，３，……）の直管部３ｂと第（ｉ＋１）列の直管部３ｂとが貫通する列方向Ａに細長い挿入孔７ｂが２つずつ段方向Ｂに設けられ、かかる挿入孔７ｂに第ｉ列の直管部３ｂと第（ｉ＋１）列の直管部３ｂとが貫通して固定されている。従って、この熱交換器１の第３の実施形態では、図４に示した熱交換器１の第２の実施形態と同様、フィン２と冷媒管３の直管部３ｂとの固定は非拡管によるものである。
【００７６】
各フィン２の段方向Ｂの両端辺には、その全体にわたって段方向Ｂに突出した切り起こし片５が形成されている。この切り起こし片５は、フィン２の面に対する折り曲げ方向が１つおきに交互に異なるものであり、これら切り起こし片５の先端は、図９に示すように、列方向Ａに沿う直線に対し、交互に反対側に位置し、千鳥足状に配列されたものとなる。
【００７７】
この熱交換器１の第３の実施形態においては、隣り合う切り起こし片５が直管部の管軸方向Ｃに充分離れているので、同じ列方向Ａに沿う直線上に配列される１つおきの切り起こし片５間の間隔が１つの切り起こし片５の幅分と大きいため、全ての切り起こし片５に空気流４が効果的に当たることになり、このため、各切り起こし片５で効果的な前縁効果が得られることになる。従って、高い熱交換性能が得られ、また、後述するように、かかる切り起こし片５も、先の実施形態と同様、フィン２と冷媒管３とを固定する主工程後に簡単な作業でもって形成することができるから、切り起こし片５に対する製作性の低下は中程度であり、従って、高い費用対効果が得られることになる。
【００７８】
なお、以上の熱交換器の各実施形態においては、フィン２の段方向Ｂの両端辺に切り起こし片５を設けたものであるが、これらの端辺のいずれか一方に設けるようにしてもよい。
【００７９】
また、図１に示した熱交換器１の第１の実施形態におけるフィン２の端辺の切り起こし片５を、図７に示した熱交換器１の第３の実施形態における切り起こし片５のように、その先端が千鳥足状に折り曲げて形成するようにしてもよいし、また、図７に示した熱交換器１の第３の実施形態におけるフィン２の端辺の切り起こし片５を、図１に示した熱交換器１の第１の実施形態における切り起こし片５のように、その先端が波状となるように折り曲げて形成するようにしてもよい。
【００８０】
さらに、図４，図７に示した熱交換器の実施形態においても、図１に示した熱交換器の第１の実施形態のように、冷媒管３の直管部の第２列以降の曲管部３ａに切り起こし片６を設けるようにしてもよい。
【００８１】
図１０は本発明による熱交換器の製造方法の第１の実施形態の全工程を示す図であって、１０，１１は切れ目であり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００８２】
この製造方法の第１の実施形態は、図１に示した熱交換器の第１の実施形態の製造方法の全工程であって、機械拡管でフィンと冷媒管との固定を行なうものとし、以下、この実施形態について説明する。
【００８３】
この製造方法の実施形態は、図示する工程▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼からなっている。  工程▲１▼：まず、直管状の冷媒管３と平板フィン形状のフィン２とを成形する。この冷媒管３は、その中央部が曲げられることにより、平行に２つの直管部分３Ａ，３Ｂからなるものとする。一方、フィン２については、その中央部に段方向Ｂに配列された挿入孔７ａ，７ｂを形成するとともに、段方向Ｂの両端辺に、この端辺に垂直に所定の間隔で直線状の切れ目１０を設け、さらに、挿入孔７ａ，７ｂ間に折線状に繰り返す切れ目１１を設ける。なお、これら挿入孔７ａ，７ｂや切れ目１０，１１は、帯板を剪断してフィン２を得るときに、同時に形成するようにすることができる。
工程▲２▼：各フィン２の挿入孔７ａ，７ｂに冷媒管３の直管部分３Ａ，３Ｂを挿入し、夫々の直管部分３Ａ，３Ｂに治具を挿入してこれら直管部３Ａ，３Ｂの外径を拡げ、機械拡管によって各フィン２と冷媒管３とを固定する。この場合、フィン２は各列毎にまとめてフィン群としている。同じ列のフィン群では、フィン２を所定の間隔（例えば、５ｍｍ以上の間隔）に配列する。
工程▲３▼：各列のフィン群の間で直管部分３Ａ，３Ｂを曲げ加工し、冷媒管３を直管部３ｂと曲管部３ａとが繰り返す蛇行形状に成形する。この場合、異なる列間では、フィン２が同一平面上に揃うようにする。
工程▲４▼：各フィン２の段方向Ｂの両端辺に設けた切れ目１０，１１による小片部を治具によって曲げ加工し、切り起こし片５，６を成形する。
【００８４】
以上の工程のうち、工程▲１▼〜▲３▼（但し、切れ目１０，１１を設ける工程を除く）が熱交換器１の製造のための主工程であって、従来と同様の工程をなすものであるが、この製造方法の第１の実施形態では、工程▲１▼において、フィン２の成形の段階にフィン２に切り起こし片５，６を成形するための切れ目１０，１１を加工するための前工程（実際には、従来の工程▲１▼と同時に行なうが、この従来の工程▲１▼と区別のために、前工程という）が追加され、また、主工程の後に、フィン２への切り起こし片５，６の成形という後工程▲４▼が追加されている。
【００８５】
以上の追加工程のうち、上記の前工程は、原材料の帯板から平板フィン形状のフィンを剪断加工などで成形する際に、同時に切れ目１０，１１を形成することになるので、剪断加工などの治具や型などにかかる切れ目１０，１１の形成のための形状変更を加えればよいだけでよく、製作性は従来と格別変わるところはない。一方、後工程▲４▼は、新たな追加となるが、フィン２の両端辺の切り起こし片５と中間部の切り起こし片６は夫々、フィン２と冷媒管３とを固定した後、後述するように、これら切れ目１０，１１の部分で直管部３ｂの管軸方向Ｃに治具を移動・挿入させるだけで成形することができ、切り起こし片５の設置範囲がフィン２の段方向Ｂの両端辺と（直管部の配列が２段以上の場合の）フィン２の中間部の曲管部３ａの間との広い面積であっても、製作性の低下は、それほど大きくなく、中程度ですむものである。
【００８６】
図１１は本発明による熱交換器の製造法の第２の実施形態の全工程を示す図であって、１２は切れ目であり、図４に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００８７】
この製造方法の第２の実施形態は、フィンを独立フィン形状で波形フィン形状（以下、波形・独立フィン形状という）とする図４に示した熱交換器の第２の実施形態の製造方法の全工程であって、非拡管でフィンと冷媒管との固定を行なうものとし、以下、この実施形態について説明する。
【００８８】
この製造方法の実施形態は、図示する工程▲１▼，▲２▼，▲３▼からなっている。
工程▲１▼：まず、冷媒管３を蛇行形状に成形し、また、フィン２を波形・独立フィン形状に成形する。この場合、各フィン２の段方向Ｂの両端辺及びフィン２の連結部９に切れ目１２も形成される。
工程▲２▼：冷媒管３をフィン２の挿入孔７ａ，７ｂに挿入し、冷媒管３のフィン２の両側部分を治具などで変形させることにより、非拡管によるフィン２と冷媒管３との固定を行なう。
工程▲３▼：各フィン２の段方向Ｂの両端辺に設けた切れ目１２による小片部の部分を治具によって曲げ加工し、切り起こし片５を成形する。
【００８９】
以上の工程のうち、工程▲１▼，▲２▼（但し、切れ目１２を設ける工程を除く）が熱交換器１の製造のための主工程であって、従来と同様の工程をなすものであるが、この製造方法の第２の実施形態では、工程▲１▼において、フィン２に切り起こし片辺５のための切れ目１２を形成するための前工程が、また、主工程▲１▼，▲２▼の後に、フィン２の切り起こし片５を成形するという後工程▲３▼が追加となっている。これら追加工程のうち、上記前工程は原材料の帯板から列方向に分割された波形フィン形状を成形する際に、同時に切れ目１２を形成することになるので、フィン成形のための治具や型などに切れ目１２の形成のための構造変更を加えればよいだけであり、製作性は従来の製造方法とあまり変わらない。また、新たに追加される後工程▲３▼では、フィン２の両端辺の切り起こし片５は、フィン２と冷媒管３との固定後、後述する示すように、切れ目１２による小片部で治具を段方向Ｂに上下移動させることにより、加工が可能である。従って、この後工程▲４▼を追加しても、製作性の低下は、それほど大きくなく、中程度ですむことになる。
【００９０】
なお、図７で示した熱交換器の第３の実施形態の製造方法も図１１に示した実施形態と同様であり、フィン２が連続フィン形状である点、及び後工程▲３▼が異なるだけである。
【００９１】
図１２は図１０の後工程  での切り起こし片５の成形方法の一具体例を示す図であって、２ａは小片部、１３は治具、１３ａは突出面であり、図１０に対応する部分には同一符号をつけている。
【００９２】
同図（ａ）において、治具１３は波状に曲面をなす突出面１３ａを有しており、図示の場合、この突出面１３ａを下方に向け、この突出面１３ａの突出部分がフィン２の端辺の切れ目１０が設けられている部分に当接する高さに設定した後、この治具１３を直管部３ｂの管軸方向Ｃに移動させる。これにより、この切れ目１０による小片部２ａは治具１３の突出面１３ａの突出部分によって折り曲げられるが、夫々の小片部２ａの曲げ角はこれに当たる突出面１３ａでの突出量に応じて異なり、従って、図１２（ｂ）に示すように、曲げ角が順次異なる切り起こし片５が形成される。
【００９３】
図１３は図１１の後工程▲３▼の一具体例を示す図であって、９ａは小片部、１４は治具、１４ａは突出面であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけている。
【００９４】
同図（ａ）において、治具１３は階段状に突出した面をなし、フィン２を連結する連結部９の幅よりも幅広の突出面１４ａを有しており、また、この突出面１４ａの各階段面は、フィン２の切れ目１２による小片部２ａを連結する連結部９の小片部９ａと夫々対応するように形成されている。
【００９５】
かかる構成の治具１４を、その突出面１４ａを連結部９に対向させ、かつこの突出面１４ａの夫々の階段面が連結部の小片部９ａに１つずつ対向するように、初期位置を設定し、しかる後、この治具１４を段方向Ｂに移動させて連結部９に押しつける。これにより、フィン２の小片部２ａが折り曲げられるが、突出面１４ａの突出量が大きい部分で押しつけられる小片部２ａ程折れ曲がり角が大きくなり、図１３（ｂ）に示すように、順次曲げ角が異なる切り起こし片５とこれに応じて連結部９の凹み量が異なる小片部９ａが得られることになる。
【００９６】
図１４は図７で示した熱交換器の第３の実施形態の製造方法における切り起こし片５の成形方法の一具体例を示す図であって、１５，１６は軸、１５ａ，１６ａは突起であり、前出部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００９７】
同図（ａ）において、治具１５は、フィン２の端辺に設けられた切れ目１０による小片部２ａの個数の１／２の個数の櫛歯状の突起１５ａが設けられており、これら突起１５ａの間隔は小片部２ａの幅の２倍に、また、これら突起１５ａの厚みは小片部２ａの幅未満に夫々設定されている。かかる構成の治具１４を、突起部１５ａが直管部３ｂの管軸方向Ｃに対向するように、初期設定し、しかる後、この治具１５を管軸方向Ｃに移動させることにより、その突起１５ａでもって１つおきの小片部２ａが所定の角度折り曲げられる。
【００９８】
次に、図１４（ｂ）において、治具１６は、その長手方向に沿う１つの櫛歯状の突起１６ａを有している。この軸１６を、フィン２の図１４（ａ）で説明した方法で折り曲げられた１つおきの小片部２ａの配列と他の１つおきの折り曲げられない小片部２ａの配列との間に突起１６ａの先端が沿うように、配置し、段方向Ｂに移動させる（図示では、押し下げる）。これにより、治具１６の突起１６ａでもって１つおきの小片部２ａと他の１つおきの小片部２ａとが互いに反対方向に所定の角度折り曲げられ、図１４（ｃ）に示すように、切り起こし片５が成形される。
【００９９】
図１５は図１０の後工程▲４▼での切り起こし片６の成形方法の一具体例を示す図であって、２ｂ，２ｃは小片部、１７は治具であり、図１０に対応する部分には同一符号をつけている。
【０１００】
同図（ａ）において、冷媒管３の直管部３ｂの間に、切れ目１１により、図面上上向きの小片部２ｂと下向きの小片部２ｃとが交互に形成されており、これら小片部２ｂ，２ｃが形成されている部分に平板状の治具１７を押し込むことにより、図１５（ｂ）に示すように、フィン２の面から所定角度一方向に折り曲げられた切り起こし片６が得られる。
【０１０１】
図１６は図１０の後工程▲４▼での切り起こし片６の成形方法の他の具体例を示す図であって、２ｄ，２ｅは小片部であり、図１０，図１５に対応する部分には同一符号をつけている。
【０１０２】
同図（ａ）において、冷媒管３の直管部３ｂの間に、切れ目１１により、図面上下向きの小片部２ｄと上向きの小片部２ｅとが同数互いに対向して形成されており、これら小片部２ｄ，２ｅが形成されている部分に平板状の治具１７を押し込むことにより、図１６（ｂ）に示すように、フィン２の面から一方向に折り曲げられた切り起こし片６が得られる。この場合の切り起こし片６は、その配列の中央部ほど曲げ角が大きくなり、従って、下向きの切り起こし片６も上向きの切り起こし片６も、それらの先端の配列が波状となる。従って、下向きの各切り起こし片６も上向きの各切り起こし片６も、空気流が充分に当たって前縁効果が効果的に得られることになる。
【０１０３】
以上のように、図１０，図１１に示した製造方法の上記後工程、即ち、切り起こし片５，６の成形工程が追加されても、これらの工程は非常に簡単なものであり、製作性の低下を中程度に留めることができる。そして、上記のように、かかる製造方法で得られる図１，図４，図７に示した熱交換器１は、熱交換効率が高くて性能が大幅に向上しているから、費用対効果が大幅に向上したものとなる。
【０１０４】
図１７は本発明による熱交換器の第３の実施形態とその製造方法を示す図であって、１８は列間切れ目であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【０１０５】
この熱交換器の第４の実施形態は、図４に示した熱交換器の第２の実施形態と同様に、同一の直管部に固定されている複数のフィン２が互いに連結部９で連結され、直管部の管軸方向に連続した波形フィン形状をなすものである。
【０１０６】
この製造方法の実施形態は、図１７に示すように、工程▲１▼，▲２▼，▲３▼からなっている。以下、夫々の工程について説明する。
工程▲１▼：まず、図１１に示した熱交換器の製造方法と同様、冷媒管３を蛇行状に成形し、また、波形フィン形状のフィン２を成形する。但し、この場合のフィン２は夫々、列方向に連続した平板フィン形状をなし、これらフィン２が互いに連結部９によって連結されているが、各フィン２に列毎に区分するミシン目状の列間切れ目１８が設けられている。
工程▲２▼：以上のように構成のフィン２の挿入孔７に冷媒管３を挿入し、しかる後、非拡管でこの冷媒管３とフィン２とを固定する。
工程▲３▼：次に、各フィン２を列間切れ目１８に沿って列毎に切断して列毎の独立フィン形状とし、かつ列毎にフィンの直管部３ｂの管軸方向Ｃの位置をずらして熱交換器１とする。
【０１０７】
このように製造された熱交換器１は、各列のフィン２に空気流が良好に当たることになるので、各列のフィン２で前縁効果が得られることになり、連続フィン形状のフィン２を用いた熱交換器に比べて熱交換性能が大幅に高まり、性能が向上する。また、製造に際しても、従来の主工程にミシン状の列間切れ目１８を入れる前工程と連続フィン形状のフィン２を列毎に分割して直管部の管軸方向Ｃに互いにずらす後工程を追加したものに過ぎず、前工程は連続フィン形状のフィン２の成形と同時に設けることができ、フィン２の成形のための治具や型に列間切れ目１８を形成するための構造を付加するだけでよいし、また、後工程は、後述するように、簡単な作業を必要とするだけであるから、製作性の低下は中程度に抑えられる。従って、この製造方法によって製造された熱交換器１も、費用効果の高く、効率的に高性能化されたものである。
【０１０８】
図１８は図１７に示した熱交換器の製造方法における工程▲３▼の一具体例を示す工程図であって、図１７に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【０１０９】
図１８（ａ）は図１７の工程▲２▼で得られた状態を示すものであって、かかる成形体において、直管部の管軸方向Ｃの一方側で直管部管を拡げるように列方向Ａに力Ｆ1を加えると、図１８（ｂ）に示すように、連続フィン形状の各フィンが列間切れ目１８で分断され、列毎の独立フィン形状のフィン２が形成される。しかる後、両端部の列に夫々反対方向の力Ｆ2 を加えることにより、図１８（ｃ）に示すように、列毎にフィン２が直管部の軸方向Ｃにずれた状態となる。
【０１１０】
図１９の本発明による熱交換器の製造法の第４の実施形態を示す工程図であって、１９はフィン間切れ目であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【０１１１】
この実施形態は、連続フィン形状のフィンの製造をさらに簡略化したものであって、図１９に示すように、工程▲１▼，▲２▼，▲３▼からなるものである。以下、各工程について説明する。
【０１１２】
工程▲１▼：この工程も、図１７に示した第３の実施形態の工程▲１▼と同様、蛇行状の冷媒管３と波形・連続フィン形状のフィン２を成形するものであるが、このフィン２には、連結部９に長手方向（列方向）に沿ってミシン目状のフィン間切れ目１９が設けられている。
工程▲２▼：これら冷媒管３とフィン２とは、非拡管で固定される。
工程▲３▼：しかる後、治具（図示せず）でもってフィン間切れ目１９に沿って切断し、平板・連続フィン形状のフィン２に分離する。
【０１１３】
図２０は図１９の工程▲３▼の一具体例を示す図であって、２０は治具であり、図１９に対応する部分には同一符号をつけている。
【０１１４】
図２０（ａ）に示すように、フィン間切れ目１９に沿って楔状断面の治具２０を押し通すことにより、図２０（ｂ）に示すように、平板フィン形状のフィン２に分離される。
【０１１５】
従来の熱交換器の製造方法において、波形・連続フィン形状のフィン２を冷媒管３に固定して熱交換器を製造する従来の熱交換器の製造方法は、上記の工程▲１▼，▲２▼からなるものである（但し、工程▲１▼において、上記のフィン間切れ目１９は設けられていない）。従って、製造される熱交換器は、波形・連続フィン形状のフィン２を備えたものとなる。
【０１１６】
これに対し、上記の熱交換器の製造方法の第４の実施形態は、上記工程▲１▼において、フィン間切れ目１９を設ける前工程と、非拡管による固定後にこのフィン間切れ目１９に切断する後工程▲３▼とが従来の製造方法をなす主工程に付加されたものとなる。しかし、この前工程は、連続フィン形状のフィン２の成形と同時に設けることができて、原材料の帯板から波形フィン形状のフィン２を成形するための治具や型に列間切れ目１８を形成するための構造を付加するだけでよいし、また、後工程は、後述するように、簡単な作業を必要とするだけであるから、製作性を小さく抑えることができるし、また、この製造方法で製造された熱交換器１も、フィン２が直管部の管軸方向Ｃに連続した波形フィン形状のままの熱交換器に比べ、性能向上を中程度とすることができる。従って、この熱交換器１は、費用効果の高く、効果的な高性能化が達成できることになる。
【０１１７】
また、平板フィン形状のフィン２を備えた熱交換器でありながら、これら平板フィン形状のフィン２が連結部９で連結された状態で冷媒管３との固定化がなされるので、平板フィン形状に分離されているフィン２を１枚ずつ冷媒管３に取り付けていって固定化する場合に比べ、作業が簡単となってフィン２間の間隔も連結部９の幅によって一意的に決められることになり、この点から製作性の低下を抑えることができる。
【０１１８】
図２１は本発明による熱交換器の製造法の第５の実施形態を示す工程図であって、図１１，図１７，図１９に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【０１１９】
この製造方法の第５の実施形態は、フィン２を平板・独立フィン形式とした図７に示した熱交換器１の製造方法であり、図２１に示すように、工程▲１▼，▲２▼，▲３▼からなっている。以下、各工程について説明する。
【０１２０】
工程▲１▼：冷媒管３を蛇行状に成形するとともに、フィン２を連結部９で順次連結した波形・連続フィン形状とし、さらに、図１１の工程▲１▼でのフィンと同様、各フィン２の端辺から連結部９を通して隣りのフィン２の端辺にわたって小片部１２を設けるとともに、図１９の工程▲１▼でのフィンと同様、各連結部９にその長さ方向に沿うフィン間切れ目１９が設けられている。
【０１２１】
工程▲２▼：次に、かかる冷媒管３と波形・連続フィン形状に連結されたフィン２とを非拡管で固定する。
【０１２２】
工程▲３▼：次に、図２０で説明したように、治具２０（図２０）を連結部９のフィン間切れ目１９に沿って押し通すことにより、平板・連続フィン形状のフィン２に分割し、しかる後、平板・連続フィン形状のフィン２毎に、例えば、図１４に示した方法を用いて切り起こし片５を成形し、最後に、例えば、図１８（ａ），（ｂ）に示す方法を用いて、平板・独立フィン形状のフィン２を得る。
【０１２３】
この熱交換器の製造法の第５の実施形態は、図１１に示した製造方法の第２の実施形態の一部と、図１７に示した製造方法の第３の実施形態の一部と、図１９に示した製造方法の第４の実施形態と、図１４に示した切り起こし片５の成形方法とを、それらの特徴を損なうことなく、組み合わせたものであり、これによって製造された熱交換器は、性能が著しく向上しながら製作性の低下は中程度ですみ、従って、費用対効果が大幅に向上した熱交換器が得られることになる。
【０１２４】
なお、以上の熱交換器の各実施形態では、冷媒管３の直管部３ｂの列数を５とし、段数を２としたが、これは単に一例として示したに過ぎず、列数が段数より大きくて、列方向に長い偏平の形状であれば、列数，段数とも上記の数値に限定されるものではない。
【０１２５】
図２２は本発明による冷蔵庫の第１の実施形態を示す縦断面図であって、２１は冷蔵庫、２２は冷蔵室、２３は野菜室、２４は冷凍室、２５は蒸発器ダクト、２６は蒸発器、２７はファン、２８は冷気、２９は機械室、３０は圧縮機、３１は凝縮器、３２ａ〜３２ｄはドアである。
この実施形態は、蒸発器を１つ備えたものである。
【０１２６】
同図において、この実施形態の冷蔵庫２１は、その内部に下側に冷凍室２４が、上側に冷蔵室２２が夫々設けられ、これら冷凍室２４と冷蔵室２２との間に野菜室２３が設けられており、この冷蔵庫２１の前面側には、冷蔵室２２用のドア３２ａ、野菜室２３用のドア３２ｂ、冷凍室２４用のドア３２ｃ，３２ｄが夫々設けられて、それらの貯蔵室２２〜２４での貯蔵物などの出し入れができるようにしている。
【０１２７】
野菜室２３と冷凍室２４よりも奥の背面側には、蒸発器ダクト２５が設けられており、その蒸発器ダクト２５内には、蒸発器２６とファン２７が設置されている。ここで、野菜室２３や冷凍室２４の奥行きを大きくして容積を大きくするために、蒸発器ダクト２５の奥行寸法を充分狭くし、その代り、前面（ドア３２ａ〜３２ｄ）側からみた幅寸法を大きくして、蒸発器ダクト２５を通る空気流の流量が大きくなるようにしている。このために、この蒸発器ダクト２５内に設置される蒸発器２６としては、厚みが薄い偏平形状の蒸発器が用いられなければならない。
【０１２８】
先に図１〜図２１で説明した本発明による熱交換器１は、冷媒管３の直管部３ｂの段数を充分小さくし（上記の各実施形態では、段数＝２）、列数を充分大きくして列方向に長く偏平な形状としており、冷蔵庫２１の蒸発器２６として用いられるものである。かかる熱交換器１をこの蒸発器２６として使用する場合には、勿論、この蒸発器ダクト２５の横断面の寸法に合わせて段数や冷媒管３の直管部の長さなどが設定され、この熱交換器１の列方向Ａを冷蔵庫２１の高さ方向、段方向Ｂを蒸発器ダクト２５の奥行寸法方向、冷媒管３の直管部３ｂの管軸方向Ｃを蒸発器ダクト２５の幅方向に夫々一致させて設置される。
【０１２９】
蒸発器ダクト２５内の蒸発器２６よりも上方に、ファン２７が設けられており、このファン２７の駆動により、蒸発器ダクト２５の下方から空気流が吸い上げられて蒸発器２６を通る。この蒸発器２６によって氷点下以下のかなり低温に冷却された空気流、即ち、冷気２８は庫内の全ての貯蔵室２２〜２４に送りこまれ、そこで熱を吸収して再び蒸発器２６に戻ってくる。
【０１３０】
この冷蔵庫の第１の実施形態では、１つの蒸発器２６で使用温度域が異なる全ての貯蔵室２２〜２４を冷却するものであり、この場合には、使用温度域が氷点以上の冷蔵室２２や野菜室２３などへはこの冷気２８の全風量の一部（例えば、２０％）が、また、使用温度が氷点以下の冷凍室２４へは全風量の大部分が夫々送られる。
【０１３１】
この冷蔵庫の第１の実施形態によると、蒸発器２６として上記の本発明による熱交換器１を用いるものであるから、そのフィン２の段方向の両端辺に形成された切り起こし片５により、従来よりも効果的に熱交換性能が向上するので、同一サイズの蒸発器では、熱交換量が増加して冷蔵庫２１の省電力化が高まり、また、蒸発器２６の熱交換量を従来の蒸発器と同じにすると、蒸発器２６のサイズを小さくできて、冷蔵庫２１の内容積効率が向上することになる。
【０１３２】
なお、冷蔵庫２１の底部に機械室２９が設けられており、この機械室２９内に圧縮機３０や凝縮器３１が配置されている。このように冷蔵庫２１の底部に配置される凝縮器３１としては、庫内の容積を確保するために、より偏平な形状のものが好ましい。従って、このような凝縮器３１としても、先に説明した偏平な形状となる熱交換器１の実施形態が用いられる。
【０１３３】
図２３は本発明による冷蔵庫の第２の実施形態を示す縦断面図であって、２５ａ，２５ｂは蒸発器ダクト、２６ａ，２６ｂは蒸発器であり、図２２に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
この実施形態は、蒸発器を２つ備えたものである。
【０１３４】
同図において、冷凍室２４の奥の背面側に蒸発機ダクト２５が設けられ、この蒸発機ダクト２５ａ内に、先に図１〜図２１で説明した本発明による熱交換器１によりなる蒸発器２６ａとファン２７ａとが設置されており、これにより、蒸発器２６ａで得られる冷気２８ａが蒸発器ダクト２５ａと冷凍室２４との間を循環する。
【０１３５】
また、冷蔵室２２と野菜室２３の奥の背面側にも蒸発器ダクト２５ｂが設けられ、この蒸発器ダクト２５ｂ内にも、先に図１〜図２１で説明した本発明による熱交換器１によりなる蒸発器２６ｂとファン２７ｂとが設置されており、これにより、蒸発器２６ｂで得られる冷気２８ｂが蒸発器ダクト２５ａと冷蔵室２２と野菜室２３との間を循環する。
【０１３６】
この冷蔵庫の第２の実施形態によると、冷蔵室２２と野菜室２３との室内温度や冷気２８ｂの風量や冷凍室２４の室内温度や冷気２８ａの風量をある程度まで独立に設定でき、貯蔵室２２〜２４の温度変動の低減や冷蔵室２２などの乾燥の防止などの各貯蔵室２２〜２４に合わせた冷却が可能となる。
【０１３７】
ところで、この冷蔵庫の第２の実施形態によると、図２２で示した冷蔵庫の第１の実施形態に比べ、蒸発器の台数が多いため、その分の容積が増加して冷蔵庫の内容積効率の点で不利になる傾向がある。しかし、このような問題点も、図２２で示した冷蔵庫の第１の実施形態と同様に、夫々の蒸発器２６ａ，２６ｂのフィン２の段方向の両端辺に切り起こし片５が形成されてより効果的に高性能化されているので、従来の高性能化手法による場合よりも蒸発器を小型にでき、冷蔵庫の内容積効率の低下を小さくすることができる。
【０１３８】
図２４は本発明による冷蔵庫の第３の実施形態の要部を示す縦断面図であって、３３はダクト突起部、３４は除霜ヒータであり、図２２に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
また、図２５は図２４における蒸発ダクト２５の前半部分の一部を示す斜視図であって、３５はダクト壁であり、図２４に対応する部分には同一符号をつけている。
【０１３９】
この冷蔵庫の第３の実施形態は、図２２及び図２３に示した冷蔵庫の第１，第２の実施形態において、さらに、蒸発器ダクトへの対策で耐着霜性能の低下を防止するようにしたものである。ここでは、図２２の符号を用いているが、全体構成は図２２及び図２３に示した冷蔵庫と同様である。
【０１４０】
図２４及び図２５において、蒸発器２６は蒸発器ダクト２５内に設置され、冷気２８が、蒸発器ダクト２５の上方部に配置されたファン２６により、蒸発器ダクト２５内を下から上へ流れて蒸発器２６により熱交換する。一般に、蒸発器２６は、氷点以下のかなりの低温であるため、その上流側から次第に着霜して熱交換性能が低下してくる。
【０１４１】
これを防止するために、この冷蔵庫の第３の実施形態では、蒸発器ダクト２５の前半部分（即ち、下半分の部分）において、蒸発器ダクト２５のダクト壁３５と蒸発器２６の側面との間に隙間を設けたサイドステージとし、着霜範囲を、蒸発器２６の前面だけでなく、その側面にも広げて耐着霜性能の低下を遅らせるようにしている。また、蒸発器ダクト２５内の蒸発器２６よりも下方（上流側）に除霜ヒータ３４を設け、これに通電して霜を融かすようにしている。
【０１４２】
ところで、この冷蔵庫の第３の実施形態では、蒸発器２６は、高性能化するために、その側面に切り起こし片５が形成されているが、ファン２７を止めた状態で除霜ヒータ３４に定期的に通電して霜を融かすようにすると、切り起こし片５どおしの隙間の狭い部分に水滴が残り、再運転の際に、氷となって切り起こし片５の一部を覆うことになり、初期性能がやや低下する可能性がある。
【０１４３】
その対策として、この冷蔵庫の第３の実施形態では、さらに、蒸発器ダクト２５のサイドステージ部分に、ダクト壁３５に、そこから突出した蒸発器２６の側面（切り起こし片５の先端）にほぼ接する高さであって、かつ蒸発ダクト２５の上下方向に延在する形状のダクト突起部３３が蒸発器２６の幅方向に複数並べて形成されており、除霜後に蒸発器２６の側面の切り起こし辺５の部分に残った水滴がその近くのダクト突起部３３を伝わって下方に導かれ、排除され易いようにしている。また、ダクト突起部３３をこのような形状とすることにより、サイドステージによる冷気２８の蒸発器２６の側面側への迂回作用が阻害されることもないので、耐着霜性能を保つ効果が低減することもない。
【０１４４】
以上のように、図２２〜図２４に示した本発明による冷蔵庫の実施形態では、従来の高性能化手法による冷蔵庫に比べて、熱交換器の性能を効果的に高めることができるので、冷蔵庫の省電力化や内容積効率が大幅に向上する。
【０１４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、冷媒管の直管部の列数がその段数よりも多くて通風方向に長い偏平な全体形状となしながら、熱交換性能が大幅に向上した熱交換器を提供できる。
【０１４６】
また、本発明によれば、費用対効果が大幅に向上した熱交換器の製造方法を提供することができる。
【０１４７】
さらに、本発明によれば、上記の本発明による製造方法で製造されて上記の本発明による熱交換器を使用するものであるから、従来の熱交換器を用いた冷蔵庫に比べ、省電力化や内容積効率を大幅に向上した冷蔵庫を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱交換器の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示した熱交換器の第１の実施形態の側面図である。
【図３】図１に示した熱交換器の第１の実施形態での各切り起こし片の先端の位置関係を示す図である。
【図４】本発明による熱交換器の第２の実施形態を示す斜視図である。
【図５】図４に示した熱交換器の第２の実施形態の側面図である。
【図６】図４に示した熱交換器の第２の実施形態での連結部で連結された切り起こし部を示す図である。
【図７】本発明による熱交換器の第３の実施形態を示す斜視図である。
【図８】図７に示した熱交換器の第３の実施形態の側面図である。
【図９】図７に示した熱交換器の第３の実施形態での各切り起こし片の先端の位置関係を示す図である。
【図１０】本発明による熱交換器の製造方法の第１の実施形態を示す工程図である。
【図１１】本発明による熱交換器の製造方法の第２の実施形態を示す工程図である。
【図１２】図１０に示した熱交換器の製造方法の第１の実施形態での切り起こし片の形成工程の一具体例を示す斜視図である。
【図１３】図１１に示した熱交換器の製造方法の第２の実施形態での切り起こし片の形成工程の一具体例を示す斜視図である。
【図１４】図７に示した熱交換器の第３の実施形態の切り起こし片の形成方法の一具体例を示す斜視図である。
【図１５】図１に示した熱交換器の第１の実施形態でのフィン中心部での切り起こし片の形成方法の一具体例を示す斜視図である。
【図１６】図１に示した熱交換器の第１の実施形態でのフィン中心部での切り起こし片の形成方法の他の具体例を示す斜視図である。
【図１７】本発明による熱交換器の製造方法の第３の実施形態を示す工程図である。
【図１８】図１７に示した熱交換器の製造方法の第３の実施形態での工程  の一具体例を示す図である。
【図１９】本発明による熱交換器の製造方法の第４の実施形態を示す工程図である。
【図２０】図１９に示した熱交換器の製造方法の第４の実施形態での平板フィン形状への分離方法の一具体例を示す図である。
【図２１】本発明による熱交換器の製造方法の第５の実施形態を示す工程図である。
【図２２】本発明による冷蔵庫の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２３】本発明による冷蔵庫の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図２４】本発明による冷蔵庫の第３の実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図２５】図３におけるダクト突起部の一具体例を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１  熱交換器
２  フィン
２ａ〜２ｅ  小片部
３  冷媒管
３ａ  曲管部
３ｂ  直管部
３Ａ，３Ｂ  直管部分
４  空気流
５，６，６ａ，６ｂ  切り起こし片
５ａ  切り起こし片５の先端
７，７ａ，７ｂ  挿入孔
９  連結部
９ａ  小片部
１０〜１２  切れ目
１３  治具
１３ａ  突出面
１４  治具
１４ａ  突出面
１５  治具
１５ａ  突起
１６  治具
１６ａ  突起
１７  治具
１８  列間切れ目
１９  フィン間切れ目
２０  治具
２１  冷蔵庫
２２  冷蔵室
２３  野菜室
２４  冷凍室
２５，２５ａ，２５ｂ  蒸発器ダクト
２６，２６ａ，２６ｂ  蒸発器
２７，２７ａ，２７ｂ  ファン
２８，２８ａ，２８ｂ  冷気
２９  機械室
３０  圧縮機
３１  凝縮器
３２ａ〜３２ｄ  ドア
３３  ダクト突起部
３４  除霜ヒータ
３５  ダクト壁
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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