JP6449032B2 - 冷却器及びその製造方法並びにその冷却器を備えた冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫の内部を循環する空気を冷却するための冷却器及びその冷却器の製造方法並びにその冷却器を備えた冷蔵庫に関する。

従来、冷蔵庫に用いられる冷却器として、空気流に略直交するよう配列される伝熱管と、この伝熱管の外面に装着されて相互間に空気流路が形成されるよう所定の間隔で多数平行に並べられるフィンと、を有する冷却器が知られている（例えば、特許文献１）。

この種の冷却器は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器として用いられ、冷蔵庫の内部を循環する空気を冷却する。即ち、伝熱管の管壁及びフィンを介して、伝熱管の内部を流れる冷媒と伝熱管の外部を流れる空気との間で熱交換が行われ、冷媒の蒸発作用によって空気が冷却される。

その際、伝熱管の外面及びフィンの表面には、空気中の水分が冷却されることによって凝結して付着し、その水分が更に冷却されて霜が生成される。このようなフィン等への着霜は、空気の流動抵抗を増大させて風量を低下させると共に、フィン等の空気側の熱抵抗を増大させて熱交換を阻害し、冷却器の冷却効率を低下させる要因となる。そのため、この種の冷却器を備えた冷蔵庫では、冷却器のフィン等に付着した霜を融かして除去するために、電気加熱式のヒータ等の除霜手段を備えている。

特開平１１−２６４６３２号公報（第３頁、第１図）

しかしながら、従来技術の冷却器は、除霜運転を実施してフィン等に付着した霜を融かした後であってもフィン等の表面に水分が残留し、その水分が冷却運転再開後に再氷結して冷却効率を低下させるという問題点があった。

具体的には、冷却器の排水性能が悪いと、除霜運転によって融解した水分がフィン間にブリッジを形成するように残留して再氷結し、冷却器の空気流路を塞いでしまう。これにより、冷却器の冷却性能が著しく低下する。また、除霜運転を頻発するようになり、冷蔵庫の消費電力の増大を招くことになる。

特に、特許文献１に開示された熱交換器（冷却器）のように、空気の流れ方向にフィンが分断されている、いわゆる独立フィン型の冷却器においては、空気の流れが略垂直になるように冷却器を立設して用いる場合に、着霜及び再氷結による性能劣化が発生し易い。

図１５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して詳述する。図１５（Ａ）は、従来技術の独立フィン型の冷却器５２０のフィン５２２に水分が付着した状態を示す側面図であり、同図（Ｂ）は、同状態を示す斜視図である。独立フィン型の冷却器５２０は、伝熱管２１の段毎にフィン５２２が独立しているので、各段のフィン５２２の端辺によってフィン５２２表面付近の空気流の温度境界層が乱され、高い熱交換性能を発揮するという利点を有する。

しかしながら、除霜運転の際には、霜融解による水分Ｗが各段のフィン５２２の下端辺近傍に集まって、滴下せずに厚い膜状になって滞留し易い。そのため、空気の流れ（矢印Ｆ）に略直交する下端辺近傍に残留した水分Ｗが再氷結することによって、その近傍の空気流路が狭められ、若しくはブリッジが形成されて空気流路が塞がれて、熱交換性能が低下してしまう。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、除霜運転時の排水性能に優れ、着霜や再氷結による熱伝達の阻害を抑制して高い熱交換効率を維持することができる冷却器を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、排水性能に優れて高い熱交換効率を維持することができる冷却器を容易に製造する方法を提供することである。

また、本発明の他の目的は、除霜運転時の排水性能に優れる冷却器を備え、冷却器への着霜や再氷結による冷却性能の低下を抑えることができる省エネルギー性に優れる冷蔵庫を提供することである。

本発明の冷却器は、冷蔵庫の貯蔵室に供給される空気を冷却する冷却器であって、所定間隔で並設される複数枚のフィンと、前記フィンを貫通して多段多列に配設される伝熱管と、を有し、前記伝熱管の各段に設けられる前記フィンは、上下段で夫々独立しており、前記フィンの表面には、親水性処理が施されており、前記フィンの下端辺には、水平面に対して４度以上１０度未満の角度で傾斜する傾斜部が形成されることを特徴とする。

また、本発明の冷却器は、前記冷蔵庫に取り付けられる状態において、前記傾斜部が前方から後方に向かって下降するよう傾斜することを特徴とする。

また、本発明の冷却器の製造方法は、冷蔵庫の貯蔵室に供給される空気を冷却する冷却器の製造方法であって、貫通孔が形成される複数枚のフィンと、伝熱管と、を準備する工程と、前記貫通孔に前記伝熱管を挿通させて、前記伝熱管の延在方向に複数枚の前記フィンを所定間隔で並列してなる複数のフィン群を所定の間隔をおいて配列する工程と、前記伝熱管の内部に拡管具を挿通させて前記伝熱管を拡管し、前記伝熱管と前記フィンとを固定する工程と、前記伝熱管の隣り合う２つの前記フィン群の間を夫々曲げて、前記伝熱管を蛇行状に形成する工程と、を具備し、前記フィンを準備する工程では、前記フィンの表面に親水性処理を施し、且つ前記貫通孔を前記フィン１枚に対して２箇所以上一直線上に並べて形成すると共に、前記貫通孔の配列方向に沿った前記フィンの端辺に前記貫通孔の配列方向に対して４度以上１０度未満の角度で傾斜する傾斜部を形成し、前記フィン群を配列する工程では、隣り合う２つの前記フィン群において前記傾斜部の向きが逆になるよう前記フィンを表裏反転して配置し、前記伝熱管を蛇行状に形成する工程では、前記貫通孔の配列方向に対して垂直方向に前記伝熱管を曲げることを特徴とする。

また、本発明の冷蔵庫は、貯蔵室と、前記貯蔵室の奥に形成されて前記貯蔵室につながる冷却室と、前記冷却室と前記貯蔵室との間で空気を循環させる送風機と、を有し、前記冷却室の内部に、上記何れかの発明に係る冷却器を備えることを特徴とする。

本発明の冷却器によれば、伝熱管の各段に設けられるフィンは、上下段で夫々独立しており、前記フィンの表面には、親水性処理が施されており、前記フィンの下端辺には、水平面に対して傾斜する傾斜部が形成される。これにより、冷却器の排水性能が高められ、着霜や除霜後の水分の再氷結が抑制され、冷却器の熱交換性能を好適に維持することができる。

具体的には、前記フィンの表面に親水性処理を施すことにより、フィンの表面の水濡れ性が高められて、フィンの表面に付着する水分が下方に流れ易くなる。即ち、冷却器の排水性能が高められる。これにより、フィンの表面に形成される水膜の厚みが薄くなり、フィンの表面への着霜量が減り、着霜による熱抵抗の増大を抑制することができる。

そして、フィンの表面に親水性処理を施し、且つフィンの下端辺に傾斜部を形成することにより、フィンの下部に集まった水分を下端辺に沿って流して、冷却器の側方（前方若しくは後方）へと効率良く排出することができる。これにより、フィンの下端辺近傍に集まった水分が再氷結することによる冷却性能の低下を抑制することができる。

特に、フィンの表面に親水性処理を施し、且つフィンの下端辺に傾斜部を形成しているので、それらの相乗効果により、傾斜部の傾斜角度を小さく抑えつつ優れた排水性能を発揮することができる。これにより、冷却器の大型化を避け、冷蔵庫の収納容積を大きく確保することができる。

また、本発明の冷却器によれば、前記傾斜部は、水平面に対して４度以上１５度未満の角度で傾斜する。このようにフィンの表面に親水性処理を施し、且つ傾斜部の傾斜角度を４度以上１５度未満とすることにより、フィンの排水性能を向上させると共に、冷却器の占有容積を小さく抑えることができる。これにより、冷蔵庫の収納容積を大きく確保しつつ冷却器の熱交換効率を高く維持することができる。

また、本発明の冷却器によれば、冷却器が冷蔵庫に取り付けられる状態において、前記傾斜部は、前方から後方に向かって下降するよう傾斜する。そのため、フィンに付着した水分は、傾斜部に沿って流れて冷却器の後方へと排出される。その結果、冷却器から滴下する水分は、冷却器で熱交換される空気の流れに当たり難くなり、凍結し難い。これにより、除霜後の再氷結による冷却性能の低下を抑制することができる。

また、本発明の冷却器の製造方法によれば、貫通孔が形成される複数枚のフィンと、伝熱管と、を準備する工程と、前記貫通孔に前記伝熱管を挿通させて、前記伝熱管の延在方向に複数枚の前記フィンを所定間隔で並列してなる複数のフィン群を所定の間隔をおいて配列する工程と、前記伝熱管の内部に拡管具を挿通させて前記伝熱管を拡管し、前記伝熱管と前記フィンとを固定する工程と、前記伝熱管の隣り合う２つの前記フィン群の間を夫々曲げて、前記伝熱管を蛇行状に形成する工程と、を具備し、前記フィンを準備する工程では、前記フィンの表面に親水性処理を施し、且つ前記貫通孔を前記フィン１枚に対して２箇所以上一直線上に並べて形成すると共に、前記貫通孔の配列方向に沿った前記フィンの端辺に前記貫通孔の配列方向に対して所定の角度で傾斜する傾斜部を形成し、前記フィン群を配列する工程では、隣り合う２つの前記フィン群において前記傾斜部の向きが逆になるよう前記フィンを表裏反転して配置し、前記伝熱管を蛇行状に形成する工程では、前記貫通孔の配列方向に対して垂直方向に前記伝熱管を曲げる。これにより、排水性能に優れて高い熱交換効率を維持することができる冷却器を容易に製造することができる。

また、本発明の冷却器の製造方法によれば、前記傾斜部は、前記貫通孔の配列方向に対して４度以上１５度未満の角度で傾斜するよう形成される。これにより、占有容積が小さく排水性能に優れる冷却器を容易に加工することができる。

また、本発明の冷蔵庫によれば、貯蔵室と、前記貯蔵室の奥に形成されて前記貯蔵室につながる冷却室と、前記冷却室と前記貯蔵室との間で空気を循環させる送風機と、を有し、前記冷却室の内部に、上記何れかの発明に係る冷却器を備える。これにより、冷却器への着霜や再氷結による冷却性能の低下を抑え、冷蔵庫の省エネルギー化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外観図である。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の冷却器近傍の概略構造を示す側面断面図（図１に示すＡ−Ａ線断面図）である。 本発明の実施形態に係る冷却器の概略構造を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る冷却器のフィンに付着した水分の流れを示す（Ａ）側面図、（Ｂ）斜視図である。 本発明の実施形態に係る冷却器のフィンの配列を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る冷却器の排水性能についての試験結果を示すグラフである。 （Ａ）従来技術の冷却器、（Ｂ）本発明の実施形態に係る冷却器を対比して示す側面図である。 本発明の実施形態に係る冷却器の製造方法におけるフィンに伝熱管を挿通させてフィン群を配列する工程を示す（Ａ）斜視図、（Ｂ）側面図である。 本発明の実施形態に係る冷却器の製造方法における伝熱管を拡管してフィンを固定する工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る冷却器の製造方法における伝熱管を夫々曲げて蛇行状に形成する工程を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る冷却器の概略構造を示す側面図である。 本発明の他の実施形態に係る冷却器の概略構造を示す側面図である。 本発明の他の実施形態に係る冷却器の概略構造を示す側面図である。 本発明の他の実施形態に係る冷蔵庫の冷却器近傍の概略構造を示す側面断面図（図１に示すＡ−Ａ線断面図に相当）である。 従来技術の冷却器のフィンに水分が付着した状態を示す（Ａ）側面図、（Ｂ）斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る冷蔵庫を図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る冷蔵庫１の概略構造を示す正面外観図である。図１に示すように、冷蔵庫１は、断熱箱体２を備え、該断熱箱体２の内部に食品等を貯蔵する貯蔵室を形成している。貯蔵室の内部は、保存温度や用途に応じて複数の収納室３〜７に区分されている。最上段が冷蔵室３、その下段左側が製氷室４で右側が上段冷凍室５、更にその下段が下段冷凍室６、最下段が野菜室７である。なお、製氷室４、上段冷凍室５及び下段冷凍室６は、何れも冷凍温度域の収納室であり、以下の説明では適宜、これらをまとめて冷凍室４〜６と称する。

断熱箱体２の前面は開口しており、前記各収納室３〜７に対応する前記開口には、各々断熱扉８〜１２が開閉自在に設けられている。断熱扉８ａ、８ｂは、冷蔵室３の前面を分割して塞ぐもので、断熱扉８ａの左上下部及び断熱扉８ｂの右上下部が断熱箱体２に回転自在に支持されている。また、断熱扉９〜１２は、冷蔵庫１の前方に引出自在に、断熱箱体２に支持されている。

図２は、冷蔵庫１の冷却器２０近傍の概略構造を示す側面断面図であり、図１に示すＡ−Ａ線断面を表している。なお、図２において、庫内を循環する冷気の流れを実線矢印で示している。

図２に示すように、断熱箱体２は、前面に開口部を有する鋼板製の外箱２ａと、該外箱２ａの内側に間隙を持たせて配設され、前面に開口部を有する合成樹脂製の内箱２ｂと、前記外箱２ａと内箱２ｂとの間隙に充填発泡される発泡ポリウレタン製の断熱材２ｃと、から構成されている。なお、図１に示す各断熱扉８〜１２も、断熱箱体２と同様の断熱構造を採用している。

冷蔵室３と、その下段に位置する冷凍室４〜６との間は、断熱仕切壁３２によって仕切られている。また、冷凍室４〜６内部の製氷室４と上段冷凍室５との間は、仕切壁（図面に表れない）によって仕切られている。製氷室４及び上段冷凍室５と、その下段に設けられる下段冷凍室６とは、冷気が流通自在に連通している。そして、冷凍室４〜６と野菜室７との間は、断熱仕切壁３３によって区分けされている。

冷凍室４〜６の奥側には、合成樹脂製の仕切部材１５で区画されて、供給風路１４が形成されている。供給風路１４は、冷却器２０で冷却された冷気を流す風路であり、貯蔵室の各収納室３〜７に連通している。なお、供給風路１４に、夫々の収納室３〜７に供給する冷気の流量を制御して各収納室３〜７内部の温度を適切に維持するためのダンパ（風路開閉器）を設けても良い。

内箱２ｂ内部の供給風路１４の更に奥側には、合成樹脂製の仕切体１６で区分けされて冷却室１３が設けられる。冷却室１３上部の仕切体１６には、冷却室１３と供給風路１４とをつなぐ開口１３ａが形成されており、開口１３ａには、貯蔵室の各収納室３〜７に冷気を供給して冷却室１３と貯蔵室との間で空気を循環させるための送風機１７が配設されている。

冷却室１３の下部には、貯蔵室からの帰還冷気を冷却室１３の内部へと吸入する開口１３ｂが形成されている。開口１３ｂは、冷凍室４〜６の背面下部に形成される戻り口につながると共に、図示しない帰還風路を介して冷蔵室３及び野菜室７につながっている。

冷却室１３の内部には、循環する空気を冷却するための冷却器２０（蒸発器）が配置されている。冷却器２０は、図示しない圧縮器、放熱器及び膨張弁（キャピラリーチューブ）に冷媒配管を介して接続されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクル回路を構成するものである。なお、本実施形態に係る冷蔵庫１では、前記冷凍サイクルの冷媒として、イソブタン（Ｒ６００ａ）を用いている。

冷却室１３の後方壁を構成する内箱２ｂには、冷却器２０の下部近傍に対応する位置に、後方に向かって凹む凹部３４が形成されている。また、冷却室１３の前方壁を構成する仕切体１６には、冷却器２０の下部近傍に対応する位置に、前方に向かって凹む凹部３５が形成されている。

凹部３４及び凹部３５は、冷却器２０の下部近傍の着霜量が多くなった場合、空気をバイパスさせる流路となる。即ち、冷却器２０の下部は、水分の流下によって、上部に比べて着霜量が多くなる傾向にあるので、凹部３４及び凹部３５を設けることにより、着霜によって空気の流れが阻害されることを抑制することができる。これにより、冷却器２０における高い熱交換効率を維持することができる。

冷却室１３の内部の冷却器２０の下方には、冷却器２０に付着した霜を融かすための除霜ヒータ１８が設けられる。除霜ヒータ１８は、例えば、電気加熱式のヒータ等である。除霜ヒータ１８の上方には、冷却器２０からの水分が直接的に除霜ヒータ１８に滴下することを防止するためのヒータカバー３１が設けられる。

図３は、冷却器２０の概略構造を示す側面図である。図３に示すように、冷却器２０は、多段多列に配設される伝熱管２１を有し、伝熱管２１は、所定の間隔で並設される複数枚のフィン２２を貫通して設けられる。伝熱管２１は、例えば、アルミニウム合金管であり、フィン２２は、例えば、アルミニウム合金製の板材から形成される。なお、伝熱管２１の段数及び列数は、図３の例に限定されるものではない。

伝熱管２１の各段に設けられるフィン２２は、上下段で夫々独立している。これにより、各段のフィン２２の上下端辺によってフィン２２表面付近の空気流の温度境界層が乱されるので、冷却器２０は、高い熱交換性能を発揮する。

フィン２２の表面には、親水性処理が施されている。具体的には、フィン２２の表面には、例えば、珪酸ナトリウム等を主成分とするシリカ系被膜や各種親水性樹脂からなる樹脂系被膜等が形成される。これにより、フィン２２の水濡れ性が向上し、フィン２２の表面に付着する水分が下方に流れ易くなる。その結果、フィン２２の表面に形成される水膜の厚みが薄くなり、フィン２２の表面への着霜量が減り、着霜による熱抵抗の増大を抑制することができる。

フィン２２の下端辺には、水平面に対して傾斜する傾斜部２３が形成される。具体的には、傾斜部２３は、前方から後方に向かって下降するよう、水平面に対して所定の角度θで傾斜する。フィン２２の表面に親水性処理を施し、且つフィン２２の下端辺に傾斜部２３を設けることにより、それらの相乗効果によって、冷却器２０の排水性能を高めることができる。

フィン２２の上端辺は、下端辺に対応する形状である。即ち、フィン２２の上端辺は、下端辺の傾斜部２３と同様に、水平面に対して所定の角度θで傾斜し、略直線状に形成される。つまり、フィン２２は、略平行四辺形状の形態をなす。これにより、フィン２２の面積を広く確保できるので、冷却器２０の熱交換性能を高めることができる。

なお、フィン２２の上端辺を下端辺の傾斜部２３に対応する形状とせずに、例えば、略水平に形成することもできる。また、下端辺の傾斜部２３は、略直線状に限定されるものではなく、所定の角度θの範囲内で傾斜するよう曲線状に形成されても良い。

図４（Ａ）は、冷却器２０のフィン２２に付着した水分の流れを示す側面図であり、同図（Ｂ）は、同状態を示す斜視図である。

図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、親水性処理が施されたフィン２２の表面に付着した水分若しくは除霜運転によって霜が融かされた結果生ずる水分Ｗは、フィン２２の表面に沿って下方に流れる。そして、水分Ｗは、フィン２２の下端辺の傾斜部２３に沿って後方へと流れ、下方に滴下される。

このように、本実施形態に係る冷却器２０は、フィン２２の表面に親水性処理を施し、且つフィン２２の下端辺に傾斜部２３を形成することにより、フィン２２の下部に集まった水分を冷却器２０の後方へと効率良く排出することができる。これにより、フィン２２の下端辺近傍に集まった水分Ｗの再氷結や再氷結水への更なる着霜が抑制され、冷却器２０の熱交換性能を好適に維持することができる。

ここで、傾斜部２３は、前方から後方に向かって下降するよう傾斜するので、フィン２２に付着した水分Ｗは、傾斜部に沿って流れて冷却器２０の後方へと排出される。そのため、冷却器２０から滴下する水分Ｗは、冷却器２０で熱交換される空気の流れに当たり難くなり、凍結し難い。これにより、除霜後の再氷結による冷却性能の低下を抑制することができる。

図５は、冷却器２０のフィン２２の配列を示す正面図である。図５に示すように、フィン２２は、直上段及び直下段の伝熱管２１に装着されるフィン２２に対して、伝熱管２１の延在方向に位置をずらして配列される。具体的には、フィン２２は、空気の流れ方向（矢印Ｆ）に千鳥状に配列される。

このようにフィン２２を千鳥状に配列することにより、フィン２２の下端辺近傍に集まる水分Ｗ（図４参照）は、下方のフィン２２に流れ落ちないで、傾斜部２３（図４参照）に沿って後方に流れ易くなる。これにより、各段において水分を効率良く後方に排出することができ、水分が冷却器２０の下部に集中することを抑制することができる。また、フィン２２を千鳥状に配列することにより、フィン２２の表面近傍の空気流れを乱して熱伝達率を高めることができる。

図６は、冷却器２０の排水性能についての試験結果を示すグラフである。具体的には、親水性処理の条件及び傾斜部２３の角度θが異なる複数の冷却器２０について、冷却器２０を水に浸して取り出した際、冷却器２０に保持される水分の量を計測した結果である。

図６に示すように、親水性処理を施していない無処理の冷却器２０における保持水量４７は、傾斜部２３の水平面に対する傾き角度θを変えても変化が小さい。即ち、フィン２２に親水性処理を施さない場合には、特に、角度θが１５度以下の領域において、フィン２２の下端辺に傾斜部２３を形成することによる排水性向上の効果は期待できない。

これに対し、高親水性処理を施した冷却器２０における保持水量４５及び低親水性処理を施した冷却器２０における保持水量４６は、傾斜部２３の角度θを約３度から４度に変化させることにより急激に低下することが分かる。

つまり、フィン２２の表面に親水性処理を施し、且つフィン２２の下端辺に傾斜部２３を形成することにより、それらの相乗効果によって、冷却器２０の排水性能を高めることができる。ここで、傾斜部２３の角度θは、４度以上が好適であり、更に好ましくは５度以上が良い。傾斜部２３の角度θが４度未満では、フィン２２の下端辺の水分は、傾斜部２３に沿って流れにくい。

図７（Ａ）は、従来技術の冷却器５２０を示す側面図であり、同図（Ｂ）は、本実施形態に係る冷却器２０を示す側面図である。

図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フィン２２の下端辺に水平面に対して所定の角度θで傾斜する傾斜部２３を設けると、冷却器２０の高さｈ１は、従来技術の冷却器５２０の高さｈ０に比較して高くなる。そして、傾斜部２３が傾斜する角度θを大きくするに従って、冷却器２０の高さｈ１は、高くなる。即ち、冷却器２０の占有容積が大きくなる。例えば、角度θを１５度とした場合、冷却器２０の占有容積は、従来技術の冷却器５２０を基準として約１０％増大する。このことは、貯蔵室の有効な収納容積を狭める要因となり、好ましくない。

また、傾斜部２３を形成することにより、伝熱管２１の上方若しくは下方のフィン高さｘ１は、従来技術の冷却器５２０のフィン高さｘ０に比較して高くなる。そして、フィン高さｘ１は、傾斜部２３の角度θを大きくすればするほど高くなる。これにより、フィン効率が低下し、冷却器２０の熱交換効率が低下してしまう。

以上の観点から、冷却器２０の大型化を抑制し、冷蔵庫１の収納容積を大きく確保すると共に、フィン効率の低下を抑えて高い熱交換効率を発揮させるために、傾斜部２３の水平面に対する傾斜の角度θは、１５度未満であることが好ましい。より好ましくは、角度θは、１０度未満が良い。

本実施形態に係る冷却器２０では、フィン２２の表面に親水性処理を施し、且つフィン２２の下端辺に形成される傾斜部２３の角度θを水平面に対して４度以上１５度未満としている。更に好ましくは、傾斜部２３の角度θを５度以上１０度未満としても良い。これにより、フィン２２の排水性能を向上させると共に、冷却器２０の占有容積を小さく抑えることができる。その結果、冷蔵庫１の収納容積を大きく確保しつつ冷却器２０の熱交換効率を高く維持することができる。

次に、図８ないし図１０を参照して、冷却器２０の製造方法について詳細に説明する。図８（Ａ）は、冷却器２０の製造方法におけるフィン２２に伝熱管２１を挿通させてフィン群２５を配列する工程を示す斜視図であり、同図（Ｂ）は、同工程におけるフィン群２５を示す側面図である。

冷却器２０の製造方法では、先ず、複数枚のフィン２２と、伝熱管２１と、を準備する。フィン２２を準備する工程では、フィン２２の表面に親水性処理が施される。例えば、フィン２２の素材として、その表面に親水性塗料等によって親水性の被膜が形成された、いわゆるプレコート材を用いることができる。

また、フィン２２を準備する工程では、フィン２２に、伝熱管２１を挿通させる貫通孔２４が形成される。図８（Ｂ）に示すように、１枚のフィン２２に対して、伝熱管２１の列数の相当する数の貫通孔２４が形成され、それら貫通孔２４は、一直線上に並べられて形成される。

貫通孔２４の配列方向に沿ったフィン２２の端辺には、貫通孔２４の配列方向に対して所定の角度θで傾斜する傾斜部２３が形成される。傾斜部２３は、フィン２２の上下の少なくとも一方の端辺、即ち、冷却器２０が完成した際に下方となる端辺に形成される。なお、フィン２２の上端辺及び下端辺を共に傾斜部２３に相当する形状として、フィン２２を略平行四辺形状に形成しても良い。

ここで、傾斜部２３は、貫通孔２４の配列方向に対して４度以上１５度未満の角度θで傾斜するよう形成される。更に好ましくは、傾斜部２３の角度θは、貫通孔２４の配列方向に対して５度以上１０度未満である。これにより、占有容積が小さく、優れた排水性能を発揮する冷却器２０を製造することができる。

伝熱管２１を準備する工程では、伝熱管２１の列数に相当する本数の略直線状の伝熱管２１を準備する。なお、２列分に相当する伝熱管２１として、一端が略Ｕ字状に曲げられたヘアピン状の管を利用することも可能である。

そして、フィン群２５を配列する工程では、図８（Ａ）に示すように、貫通孔２４に伝熱管２１を挿通させて、伝熱管２１の延在方向に複数枚のフィン２２を所定間隔で並列してなる複数のフィン群２５を所定の間隔をおいて配列する。

ここで、隣り合う２つのフィン群２５において、傾斜部２３の向きが逆になるようフィン２２を上下方向に表裏反転して配置する。具体的には、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フィン群２５ａを構成するフィン２２の傾斜部２３は、下方を向けられ、フィン群２５ａに隣接するフィン群２５ｂを構成するフィン２２の傾斜部２３は、上方に向けられる。また、フィン群２５ａを構成するフィン２２の傾斜部２３と、フィン群２５ａに隣接するフィン群２５ｂを構成するフィン２２の傾斜部２３とは、互いに逆方向に傾斜する。

図９は、冷却器２０の製造方法における伝熱管２１を拡管してフィン２２を固定する工程を示す図である。フィン群２５を配列した後に、図９に示すように、伝熱管２１の内部に拡管具としてのマンドレル４０（芯金）を挿通し、伝熱管２１を拡管する。

マンドレル４０の先端には、伝熱管２１の素管内径よりも径の大きいビュレット４１（拡管玉）が装着されており、伝熱管２１の内部にビュレット４１を通過させることにより、伝熱管２１の径が拡大される。これにより、伝熱管２１の外径面とフィン２２の貫通孔２４とが固定される。

図１０は、冷却器２０の製造方法における伝熱管２１を夫々曲げて蛇行状に形成する工程を示す図である。図１０に示すように、伝熱管２１の隣り合う２つのフィン群２５の間を夫々曲げて、伝熱管２１を蛇行状（サーペンタイン状）に形成する。

伝熱管２１を蛇行状に形成する工程では、フィン２２に形成された貫通孔２４（図８参照）の配列方向に対して略垂直方向に伝熱管２１を曲げる。そのため、伝熱管２１の曲げ加工を容易に行うことができる。

そして、必要に応じて伝熱管２１を支えるための図示しない管板（サポート金具）等を取り付け、所定の冷媒パスを形成するように伝熱管２１の端部にＵベンド管等をロー付けし、冷却器２０が完成する。

このように、本実施形態に係る冷却器２０の製造方法によれば、占有容積が小さく排水性能に優れて高い熱交換効率を維持することができる冷却器２０を容易に製造することができる。

次に、図１１ないし図１４を参照して、本発明の他の実施形態について詳細に説明する。なお、図１１ないし図１４において、既に説明した実施形態と同一若しくは同様の作用、効果を奏する構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１１は、他の実施形態に係る冷却器１２０の概略構造を示す側面図である。図１１に示すように、冷却器１２０のフィン１２２には、その下端辺に傾斜の向きが異なる傾斜部１２３ａ及び傾斜部１２３ｂが形成される。

具体的には、フィン１２２の下端辺の前方側には、後方から前方に向かって下降するよう所定の角度θで傾斜する傾斜部１２３ａが形成され、下端辺の後方側には、前方から後方に向かって下降するよう所定の角度θで傾斜する傾斜部１２３ｂが形成される。換言すれば、フィン１２２の下端辺は、略山形状に形成される。

これにより、伝熱管２１を夫々のフィン１２２の上下方向の略中央に配置することが可能となり、伝熱管２１の上下のフィン高さｘを略同じ寸法にできるので、フィン効率を高め、冷却性能を向上させることができる。

また、優れた排水性能により、フィン１２２に付着した水分を冷却器１２０の前方及び後方に効率良く排出し、水分の再氷結及び着霜による空気抵抗の増大を抑止することができる。

図１２は、他の実施形態に係る冷却器２２０の概略構造を示す側面図である。図１２に示すように、冷却器２２０のフィン２２２には、その下端辺に傾斜の向きが異なる傾斜部２２３ａ及び傾斜部２２３ｂが形成される。

具体的には、フィン２２２の下端辺の前方側には、前方から後方に向かって下降するよう所定の角度θで傾斜する傾斜部２２３ａが形成され、下端辺の後方側には、後方から前方に向かって下降するよう所定の角度θで傾斜する傾斜部２２３ｂが形成される。換言すれば、フィン２２２の下端辺は、略Ｖ字形状に形成される。

これにより、伝熱管２１の上下のフィン高さｘを略同じ寸法にしてフィン効率を高めることができる。また、各段のフィン２２２に付着した水分を傾斜部２２３ａと傾斜部２２３ｂとの交点一か所に集めることができるので、水分を効率良く滴下させて、フィン２２２の下端辺に残留する水分の量を減少させることができる。

図１３は、他の実施形態に係る冷却器３２０の概略構造を示す側面図である。図１３に示すように、冷却器３２０では、各段の伝熱管２１について、その配列方向を水平面に対して所定の角度θで傾斜させている。即ち、各段の伝熱管２１の配列方向は、フィン３２２の下端辺の傾斜部３２３と平行になっている。

これにより、伝熱管２１をフィン３２２の上下方向の略中央に配置することが可能となり、伝熱管２１の上下のフィン高さｘを同じ寸法にできるので、フィン効率を高め、冷却性能を向上させることができる。

なお、上記構成から明らかなように、冷却器３２０の製造方法におけるフィン３２２を準備する工程では、伝熱管２１を挿通させる貫通孔３２４の配列方向に対して平行に傾斜部３２３が形成される。

そして、冷却器３２０の製造方法における伝熱管２１を夫々曲げて蛇行状に形成する工程では、フィン３２２に形成された貫通孔３２４の配列方向に対して略垂直方向から所定の角度θで傾けた方向に伝熱管２１を曲げる。これにより、伝熱管２１の曲げ加工を容易に行うことができ、冷却器３２０を容易に製造することができる。

また、冷却器３２０の他の製造方法として、フィン３２２の貫通孔３２４に伝熱管２１を挿通させてフィン群を配列する工程を行った後、貫通孔３２４の配列方向に対して垂直方向に伝熱管２１を曲げて伝熱管２１を蛇行状に形成する工程を行い、次に、各列の伝熱管２１を垂直方向にずらしてフィン３２２の下端辺を水平面に対して所定の角度θで傾斜させ、その後に、伝熱管２１の内部に液圧を加えて伝熱管２１を拡管する方法による伝熱管２１とフィン３２２とを固定する工程を実行しても良い。

図１４は、他の実施形態に係る冷蔵庫４０１の冷却器２０近傍の概略構造を示す側面断面図（図１に示すＡ−Ａ線断面図に相当）である。図１４に示すように、冷蔵庫４０１では、冷凍室４〜６と冷却室１３とを区画する仕切部材１５若しくは仕切体１６に、冷凍室４〜６と冷却室１３の冷却器２０の下部近傍とをつなぐ開口３６が形成される。

開口３６を設けることにより、着霜が多くなる傾向にある冷却器２０の下部近傍に、冷凍室４〜６から戻る空気を前面側から流すことができる。これにより、着霜が多い場合であっても空気の流量を確保して、着霜による冷却性能の低下を、より確実に抑制することができる。

以上、本発明の実施形態に係る冷却器及びその製造方法並びにその冷却器を備えた冷蔵庫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く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

１ 冷蔵庫
３ 冷蔵室
４ 製氷室（冷凍室）
５ 上段冷凍室（冷凍室）
６ 下段冷凍室（冷凍室）
７ 野菜室
１３ 冷却室
１４ 供給風路
１７ 送風機
２０、１２０、２２０、３２０ 冷却器
２１ 伝熱管
２２、１２２、２２２、３２２ フィン
２３、１２３ａ、１２３ｂ、２２３ａ、２２３ｂ、３２３ 傾斜部
２４、３２４ 貫通孔
２５、２５ａ、２５ｂ フィン群

Claims (4)

1. 冷蔵庫の貯蔵室に供給される空気を冷却する冷却器であって、
   所定間隔で並設される複数枚のフィンと、
   前記フィンを貫通して多段多列に配設される伝熱管と、を有し、
   前記伝熱管の各段に設けられる前記フィンは、上下段で夫々独立しており、
   前記フィンの表面には、親水性処理が施されており、
   前記フィンの下端辺には、水平面に対して４度以上１０度未満の角度で傾斜する傾斜部が形成されることを特徴とする冷却器。
2. 前記冷却器が前記冷蔵庫に取り付けられる状態において、前記傾斜部は、前方から後方に向かって下降するよう傾斜することを特徴とする請求項１に記載の冷却器。
3. 冷蔵庫の貯蔵室に供給される空気を冷却する冷却器の製造方法であって、
   貫通孔が形成される複数枚のフィンと、伝熱管と、を準備する工程と、
   前記貫通孔に前記伝熱管を挿通させて、前記伝熱管の延在方向に複数枚の前記フィンを所定間隔で並列してなる複数のフィン群を所定の間隔をおいて配列する工程と、
   前記伝熱管の内部に拡管具を挿通させて前記伝熱管を拡管し、前記伝熱管と前記フィンとを固定する工程と、
   前記伝熱管の隣り合う２つの前記フィン群の間を夫々曲げて、前記伝熱管を蛇行状に形成する工程と、を具備し、
   前記フィンを準備する工程では、前記フィンの表面に親水性処理を施し、且つ前記貫通孔を前記フィン１枚に対して２箇所以上一直線上に並べて形成すると共に、前記貫通孔の配列方向に沿った前記フィンの端辺に前記貫通孔の配列方向に対して４度以上１０度未満の角度で傾斜する傾斜部を形成し、
   前記フィン群を配列する工程では、隣り合う２つの前記フィン群において前記傾斜部の向きが逆になるよう前記フィンを表裏反転して配置し、
   前記伝熱管を蛇行状に形成する工程では、前記貫通孔の配列方向に対して垂直方向に前記伝熱管を曲げることを特徴とする冷却器の製造方法。
4. 貯蔵室と、
   前記貯蔵室の奥に形成されて前記貯蔵室につながる冷却室と、
   前記冷却室と前記貯蔵室との間で空気を循環させる送風機と、を有し、
   前記冷却室の内部に、請求項１または請求項２に記載の冷却器を備えることを特徴とする冷蔵庫。

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