JP2003075087A - 冷凍冷蔵庫 - Google Patents
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Abstract
冷却器及び冷蔵庫を提供する。 【解決手段】プレートフィンチューブ型の冷却器で、空
気流れ方向と垂直な方向に、伝熱フィンをオフセットさ
せて、また幅の異なる伝熱フィンを使用して形成したバ
イパス風路を備え、かつ伝熱フィンに直交するように設
けられた冷媒伝熱管を備え、空気の流れ方向に沿って複
数段、及び空気の流れ方向に対して複数列の冷媒伝熱管
が配置された冷却器において、冷媒伝熱管の後流部に複
数個の穴を設け、冷却器下部の一部が着霜によって閉塞
しても、冷却器内で空気の横方向(フィンに直交方向)の
移動を可能として着霜時の冷却能力(着霜耐力)を改善
し、更に前縁部が増加することで熱交換性能を改善する
ことを可能とした。
Description
って冷気を庫内に強制循環させる冷蔵庫において、冷却
器の熱交換性能に係わる構造に関する。
はエアコン用の熱交換器における発明であり熱交換性能
の向上を目的としてスリット即ち切り起こしを設けたも
のである。
フィンに穴をあけることで熱源である冷媒伝熱管からフ
ィンの前縁(穴の縁)までの距離を短くして熱伝達効率
を改善を図った発明である。
庫用の熱交換器または冷却器における発明であり、冷却
器両外部に設置されたバイパス風路から冷却器に流入し
てくる空気の流れに対してほぼ垂直にフィン表面に切り
起こしを設置して熱交換効率の改善を図ったものであ
る。
交換器または冷却器における発明であり、冷却器外部の
片側のみにバイパス風路を設置したもので、このバイパ
ス風路から流入してくる空気の流れに対してほぼ垂直に
フィン表面に切り起こしを設置して熱交換効率の改善を
図ったものである。
正面図、図24は本体中央部の従来の縦断面図、図25
は従来の冷却器8の側面図、および図24は正面から見
た従来の冷却器8の周囲に対する空気の流れの様子、図
27は従来の冷却器8の斜視図を示す。図24、25に
おいて、1は冷蔵庫本体、2は内箱、3、4、5は、庫
内を中仕切り6、7で上下に仕切って形成された冷凍
室、冷蔵室、切替室の各部屋であり、8は内箱2内部に
固定された冷却器、9は切替室5と冷凍室3の背面と冷
却器8を設置した冷却器室10とを仕切るファングリ
ル、11は内箱2内で冷却器8をその内部に固定した冷
却器室10の中央上部に配置したファン、12は冷凍室
3への冷気吹出口、13は冷凍室3からの冷気吸込口、
14は冷蔵室4への冷気吹出口、15は中仕切7内を通
って冷却器室10に空気を吸込ませる吸込ダクト、16
は冷却器室10の冷却器8下方に設置した霜取ヒータで
ある。図23において、17は冷媒を収納する配管であ
るヘッダ、22は切替室5に設置された霜取サーミス
タ、23は切替室5への冷気吹出口、24は切替室5か
らの冷気吸込口である。
ブ型の冷却器であり、冷媒伝熱管8a、広幅フィン8
b、狭幅フィン8cにて構成され、冷媒伝熱管8a外径
6.35mm、広幅フィン8b縦220mm×幅75m
m、狭幅フィン8c縦196mm×幅50mmで、フィ
ン厚さはともに0.2mmである。またフィンピッチは
6mmで各フィンが交互に多数枚設置されている。ま
た、冷媒伝熱管8aは空気の流れ方向に対して3列に配
置され、空気の流れ方向に沿って10段設置されてい
る。本冷却器8は、冷媒伝熱管8aに直交させて、広幅
フィン8b、狭幅フィン8cを交互に配置しており、広
幅フィン8bと狭幅フィン8cの幅方向両外側部で構成
されるバイパス風路19を備えている。フィンの配置お
よび幅により、幅は冷却器前後方向(図25の左右方
向)12.5mm×横は冷却器左右方向(図24の紙面
方向)12mmのバイパス風路19が冷却器の前後(冷
蔵庫の奥行き方向)に形成されている。
ィンを図24における冷却器8の前後方向にオフセット
して交互に配置させることで、冷却器の前後方向の両サ
イドにバイパス風路を交互に形成させたものである。こ
のフィンの寸法は縦220mm×幅62.5mm、フィ
ン厚さ0.2mmであり、ピッチが6mmで1枚ごとフ
ィンの横幅の中心線を12.5mm交互にオフセットさ
せて配置されている。このように配置することで冷却器
前後に幅12.5mm×横12mmのバイパス風路が設
置されることになる。
側の冷媒伝熱管8aから流入し、冷却器8下部にて折り
返し、冷蔵庫奥側の冷媒伝熱管8aへと流出していく。
また、霜取サーミスタ22は冷却器8に接続されたヘッ
ダ17に取り付けられる。
路を持っている。バイパス風路とは、冷却器8への着霜
による性能低下を低減させるものである。通常、冷蔵室
4や切替室5の扉の開閉、または庫内食品負荷などによ
り加湿された空気は冷却器8で冷却され、その水分が霜
となって冷却器に付着する。その霜は1日1回を目安に
冷却器8下に設置された霜取ヒータ16によって加熱さ
れ除霜される。霜取が行われる間に冷却器に霜が付着し
ていくので冷却器8の周辺内即ち冷媒伝熱管8a、広幅
フィン8b、狭幅フィン8cの周囲を流れる空気量が減
少していき、果ては性能低下、庫内冷却不足に至る。
却器8外に設置することで、冷却器8に霜が付着しても
そのバイパス風路に空気が流れていくことで性能が確保
され、庫内の冷却に支障をきたすことがなくなる。
ス風路を持ち、内箱2およびファングリル9にバイパス
風路を設置する必要がなく冷却器室8の省スペース化が
図れ、ひいては内容積が拡大するメリットが得られる。
ように構成され、冷却器8で冷却された冷気はファン1
1の駆動により一部が冷凍室冷気吹出口12から冷凍室
3に送り出され冷気吸込口13から冷却器室10に戻さ
れ、残りが冷気吹出口14から冷蔵室4へ、冷気吹出口
23から切替室5へそれぞれ送り出され、それぞれの吸
込ダクト15、冷気吸込口24から冷却器室10に戻さ
れる強制循環をしている。
は冷却器8の前中央上部に、また、冷蔵室戻りダクト1
4を左右で挟むような形で冷凍室3からの冷気吸込口1
3、さらに冷蔵庫正面から見て冷却器8の右側面下部に
切替室5からの冷気吸込口24が設置されている。
のように構成されているが、空気を強制循環させるファ
ンは通常冷却器の中央上部に設置されており、冷蔵室か
らの戻り空気ダクトが冷却器の前中央下部に設置されて
いる。
が高く、冷却器中央下部では着霜による目詰まりが生じ
やすい。冷却器中央下部で目詰まりしてしまうと冷却器
中央部には空気が流れなくなり、大きな抵抗となるため
ファンの風量低下、また冷却器中央部に空気が流れなく
なることから熱交換面積が減少することによる庫内冷却
不足となってしまう恐れがある。
は偏着霜と称す、により冷却器の異常加熱、もしくは、
偏着霜により霜取が不完全に行われて残霜が発生し、そ
の霜が解けず慢性的な庫内冷却不足になる。これは偏着
霜により、霜取時の冷却器の温度が着霜の多い箇所とそ
うでない箇所で温度の差が大きくなり、ヘッダに取り付
けられた霜取サーミスタの検出する温度が着霜の多い箇
所の温度と異なってくるためである。例えば、ヘッダ周
辺部に多く着霜した場合にはヘッダ周辺部以外へ不要に
加熱するために異常加熱となり、ヘッダ周辺部に少なく
着霜した場合には霜取動作の早期停止というような相反
する現象を引き起こす。また霜取時間の増加による庫内
温度の上昇を引き起こす恐れがある。
場合には、切替室の戻りダクト付近の冷却器(右下部)
において着霜しやすく、着霜量が多ければ上記のような
ことが起こり得る。
に、多着霜時においても性能が落ちないようにする(冷
却器が閉塞しても空気が流れる)ためのバイパス風路を
設置する必要がある。
バイパス風路で性能は確保されるが、バイパス風路が塞
がれるほどの着霜量、600cc以上の霜が冷却器中央
下部周辺に付着しているような場合には、霜の付着した
部位の風下側となる冷却器上部において空気が流れない
ため熱交換が行われなくなり、たとえば熱交換量は熱交
換面積減少に伴い約2/3となってしまい、庫内冷却不
足を引き起こす。
なされたもので、冷却器における偏着霜、圧力損失を減
少させ、着霜に対して耐力がある(着霜しても庫内冷却
に問題のない)、熱交換性能が良好な冷却器及び冷蔵庫
を提供することを目的とする。
庫は、狭幅フィンおよび広幅フィンに対して直交する冷
媒伝熱管の空気流の下流に上記冷媒伝熱管の切り起こし
または穴を設けた伝熱フィンを設けた冷却器を備えたも
のである。
熱管の直径に対する上記穴の直径の比率を2/3である
4mmとした冷却器を備えたものである。
熱管の空気の流れ方向に対して死水域となる位置におい
て切り起こしまたは穴を設けた伝熱フィンを備えたもの
である。
ィンまたは上記冷媒伝熱管に設ける穴の径を空気の流れ
方向で変化させた冷却器を備えたものである。
を穴の片側または両側に有した上記伝熱フィンを設けた
冷却器を備えたものである。
に対向した切り起こしを設けた冷却器を備えたものであ
る。
方向に対し相互にオフセット配置させた1以上複数個の
切り起こしを設けた冷却器を備えたものである。
方向に対して大きさを変化させた1以上複数の上記切り
起こしを設けた冷却器を備えたものである。
方向に対して設けた切り起こしの数を変化させた冷却器
を備えたものである。
状態の空気の流線に合わせた上記切り起こしを設けた冷
却器を備えたものである。
実施の形態を図面を用いて説明する。図1はこの発明の
冷却器を使用した冷蔵庫の正面図であり、図2は冷蔵庫
本体内部の縦断側面図、図3は図1、2の冷却器の側面
図および及び図4は正面から見た空気の流れの様子を示
した図である。
た冷蔵庫本体の構成を説明する。1は冷蔵庫本体、2は
内箱、3、4、5は、冷蔵庫本体1の庫内を中仕切6、
7で上下に仕切って形成された冷凍室、冷蔵室、切替
室、8は内箱2内部に固定された冷却器、9は切替室5
と冷凍室3の背面と冷却器8を設置した冷却器室10と
仕切るファングリル、11は内箱2内で冷却器8をその
内部に固定した冷却器室10の中央上部に配置したファ
ン、12は冷凍室3への冷気吹出口、13は冷凍室3か
らの冷気吸込口、14は冷蔵室4への冷気吹出口、15
は中仕切7内を通って冷却器室10にとを結ぶ穴を構成
する吸込ダクト、16は冷却器室8の下方に設置した霜
取ヒータ、17はヘッダ、23は切替室5への冷気吹出
口、24は切替室5からの冷気吸込口である。
流につき動作を説明する。内箱2内で冷却器8はその内
容する冷媒伝熱配管8a内部に冷媒を通して冷気を周囲
に伝達し、冷気はファン11により冷却器室10から冷
気吹出口23より切替室5へ図の矢印方向への空気の流
れを導き、同様に冷気吹出口14を介し冷蔵室4へ、冷
気吹出口12を介し冷凍室3へ送風される。逆に冷蔵室
4の空気は吸込ダクト15から中仕切7内を通って冷却
器室10に戻り、冷気吸込口13、22から各々切替室
5及び冷凍室3の空気は冷却器室10に戻る。冷却器室
10の温度はサーミスタで検知し、冷却され過ぎ着霜を
検知すると霜取ヒータ16によって暖められて除霜され
る。
る。図の冷却器8において、冷媒伝熱管8a、広幅フィ
ン8b、狭幅フィン8cにて構成され、寸法的には従来
のものと同様であり、冷媒伝熱管8a外径6.35m
m、広幅フィン8b縦220mm×幅75mm、狭幅フ
ィン8c縦196mm×幅50mmで、フィン厚さはと
もに0.2mmである。またフィンピッチは6mmで各
フィンが交互に設置されている。また、冷媒伝熱管8a
は空気の流れ方向に対して3列に配置され、空気の流れ
方向に沿って10段設置されている。本冷却器8は、冷
媒伝熱管8aに直交させて、広幅フィン8b、狭幅フィ
ン8cを交互に配置しており、広幅フィン8bと狭幅フ
ィン8cの幅方向両外側部で構成されるバイパス風路1
9を備えている。バイパス風路の寸法も従来のものと同
じく幅12.5mm×横12mmである。
する。本冷却器8は、広幅フィン8b、および狭幅フィ
ン8c上の、空気の流れ方向に沿って冷媒伝熱管8a後
方に直径4mmの円形の穴21を備えている。穴21の
中心位置は、本冷却器8では冷媒伝熱管8a後方4mm
の位置であり、従来の冷凍冷蔵庫において空気の流れの
場に対して流速=0である死水域となる領域である。従
来の冷凍冷蔵庫において冷媒伝熱管8a後方4mmの位
置では、冷蔵庫で使われる冷却器およびファンモータに
より発生する風の流れにおいて、冷媒伝熱管の空気の流
れに沿った方向で後流側の冷媒伝熱管の外周から冷媒伝
熱管の直径程度の距離までの範囲では空気の淀みの程度
が大きく熱伝達が悪くなっている。
ように広幅フィン8b、および狭幅フィン8cにフィン
厚さ方向に対して穴を設けている。冷却器室10におい
て図の下から上に冷却器8を通過した空気流を形成する
ため冷却器8上部にファン11が設置されている。
を説明する。図4に示すように広幅フィン8b、および
狭幅フィン8cに穴をあけることにより空気の流れが発
生し冷却器8内で空気の横(フィン厚さ方向)移動が可
能となる。冷却器8上部に設置されるファン11の位置
によらず、冷却器8での空気抵抗が低減される。また、
穴があることにより、冷却器8の下部の一部が着霜によ
って閉塞してもその他の部分から穴を通ってフィンに直
交する方向に空気が流れていき、閉塞した部分の上部に
空気が流れることが可能となり、庫内の冷却に必要な熱
交換量が保てる。着霜時において穴がバイパス風路の役
目を果たしている。また、穴21をあけることで、冷却
器8全体で風の流れに接触を開始するフィンの前縁部が
増加することになり、フィンでの熱伝達が促進されるこ
とからこの穴縁での着霜が増え、冷却器8全体的に均一
に着霜するようになり着霜耐力は改善され偏着霜は減少
する。
ルミ製のフィンの腐食を防止するために塗装が施される
が、塗装する際に塞がれない程度の大きさであり、か
つ、冷蔵庫の実使用においておよそ1日1回の霜取のサ
イクルにて霜によって塞がれない程度の大きさから、本
冷却器8では直径4mmとしている。
角形や三角形なども考えられるが、面積減少による性能
低下を考慮すれば、四角形の場合は2辺が5mm以上、三
角形の場合は底辺が5mm以上、高さが5mm以上のも
のは好ましくない。換言すれば、上記穴の差し渡しの寸
法、即ち上記穴の最大寸法が5mm以上のものは好まし
くない。ただし、穴を切り起こす場合はこの限りでな
い。
そのものは減少するが、前縁効果や圧損低下による風量
の増加により、冷却器8としての熱交換量は従来のもの
と比較して約8%向上し、冷蔵庫の消費電力量において
は約2%の低減が可能となる。本発明の冷却器及び従来
の冷却器の性能の比較を表1、これらの冷却器を実装し
た場合の消費電力量の比較を表2に示す。
いた冷却器の着霜量と冷却器、冷凍室、冷蔵室、入力の
関係を実測した結果である。着霜量が多くなるにつれて
熱交換量が減少するため、冷却器の温度は下がり各部屋
の温度は上昇する傾向にある。また熱交換しない分仕事
をしていないため圧縮機への供給電力も下がり、冷蔵庫
の消費電力量も下がる。本発明の冷却器と従来の冷却器
を比較して、多着霜時においても冷蔵庫内の各部屋の温
度が低いことから本冷却器の方が優れている。
施の形態に係る仕様の異なる冷却器の側面図である。図
7もこの発明の実施の形態に係る別仕様の冷却器の図で
あり広幅フィン8bまたは狭幅フィン8cへ設ける穴2
1が装着位置で異なるため正面及び側面図を示してあ
る。
用いて図3と仕様の異なる冷却器8の構成を説明する。
図3と冷却器8に対して同様な配置に穴21が開いてい
るが、図の左右方向に相当する冷却器8の前後方向(冷
蔵庫奥行き方向)で穴径が異なり、冷却器8前側の穴径
を奥側の穴径より大きくしたものである。
動作を説明する。冷蔵庫本体内での冷却器8及び周囲の
空気の流れを見た場合、冷蔵室の戻りダクト15から左
側に対して湿度が高い空気が流入して内箱2に沿って上
昇していくため、冷却器8の左側の空気に対して空気の
含有水分量が多い右側の方が比較的着霜量が多い。
くすることで前縁効果のある伝熱面積を抑えて過度の着
霜を防止しており、また左側の穴径を大きくすることで
前縁効果のある伝熱面積を増やし右側より比較的熱伝達
を促進させて、冷却器8全体で平均的に能力を出すこと
を可能としている。
えることで、冷却器8内での偏着霜を改善し冷蔵庫の冷
却不良も防止できる。
用いて図3、6とは仕様の異なる冷却器8の構成を説明
する。図では図3と同様な穴21が開いているが、冷却
器8の左右方向で穴径が異なり、切替室の戻りダクト1
8付近のフィンの穴径を小さくしたものである。
近年の冷蔵庫では、切替室の温度帯として−18℃(冷
凍室設定)から+6℃(野菜室設定)まで、使用者の好
みに応じて温度が切りかえられるようになっており、特
に+3℃(冷蔵室設定)以上で使用する際には、高温多
湿の食品が切替室に投入されることがある。
けでなく切替室の冷気吸込口24付近の冷却器8のフィ
ンには多量の霜が成長することがある。
伝熱管8aの上流部は湿度の高い空気が当たる側であり
霜が成長しやすいため、この位置でフィンに穴を設置し
てもすぐに穴が塞がってしまう。しかし、流れる空気は
冷媒伝熱管8aの後流に流れる空気は冷媒伝熱管8aで湿
度が除かれているため比較的霜が成長し難い。
24の設置される側の穴径を逆側に対して小さくし、熱
伝達を抑えることで着霜による目詰まりを防止してい
る。
を用いて構成を説明する。図8は冷却器8において図3
と同様な位置に穴21が開いているが、冷却器8の上下
方向で穴径が異なり、冷却器8の上部に対して下部の穴
径を小さくしたものである。
明する。従来の冷凍冷蔵庫では、冷却器8の上にファン
11が設置される場合には、冷却器8下部から冷気吸込
口13等から冷凍庫3等からの戻り空気として湿度の高
い空気が侵入して来るので冷却器8下部から着霜し、一
方冷却器8の上部では空中の水分が霜となって除かれて
おり冷却器への着霜が少なく、冷却器8の上下で偏着霜
することがある。
し熱伝達を抑えて過度の着霜を抑え、上部では下部に比
べて穴径を大きくすることによって熱伝達を促進させ、
冷却器8内で着霜を均一化を行います。
を用いて構成を説明する。図8も実施の形態1と同様な
位置に穴21が開いているが、冷却器8の上下方向で穴
径が異なり、冷却器8の上部に対して下部の穴径を小さ
くしたものである。
器8を通過後の各風路での空気の流れを示している。図
9を用いて冷却器8と周囲の風路の構成を説明する。図
で冷蔵室4と切替室5間の中仕切7に開けられた上記吸
込みダクト15はファングリル9と冷却器室10の間の
空間に設けた風路で冷却器室10と結ばれており、冷却
器8とファン11は冷却器室10に固定されている。
器8を通過後の各風路での空気の流れを示している。図
9の冷却器8及び本体内部の断面図を用いて動作を説明
する。図において、冷蔵庫本体内での冷却器8及び周囲
の空気の流れを見た場合、冷蔵室の戻りダクト15から
湿度の高い空気が流入して内箱2に沿って上昇していき
冷却器8の左側に対して湿度が高い空気がより右側を移
動するので、冷却器着霜量が多い。
態に係り上記と別仕様でそれぞれ別仕様である冷却器に
おける中央部の拡大図である。
成を説明する。上記冷却器8は上記の図3と同様な配置
で形状が異なる四角形の穴が開いているが、穴の片方の
端が空気の流れ方向に沿った方向で切り起こされてい
る。
冷却器8の製作時、穴21全面を打ち抜いて廃材とする
場合に比較して、切起こし20とすることでスクラップ
が減少し、また、切り起こした部分もその切り起こし2
1による前縁効果が得られるため、穴21のみの場合よ
りも熱伝達が促進される。
た部分にも着霜するようになるため、より全体的に着霜
するようになり、偏着霜は減少する。
成を説明する。図の冷却器8は上記の図3と同様な配置
で形状が異なる穴を有し、上記穴に対し右縁に設けられ
た切り起こしの切り起こす角度αは通常なら60°から
90°の間の値である。
図のように切り起こす高さを高くとってななめに起こす
ことで、図10に比較して更に切起こし高さを大きくと
り前縁効果を拡大することも可能である。
した図である。図は上記図11と全く構成は同様であ
る。
空気の流れがよどむ死水域の概略を示している。穴21
に対して空気の流れの下流域で空気の流れがよどんでい
る領域をフィン平面上で示した。図3、6,7、8での
穴21はこの死水域の領域に設けたものである。また、
穴21を設ける設けることで図の紙面に垂直な方向への
空気の流れを可能とする。
記と別仕様の冷却器8の中央部の拡大図である。
を用いて構成を説明する。図で、冷却器8は、図3と同
様な四角形の穴21が開いているが、穴21の両端が空
気の流れ方向に沿った方向で切り起こされている。
で、冷却器8に設けられた穴はその左右両縁に切起こし
12を設けたことで、前縁効果のある伝熱面積の増加が
容易となり、冷却器8の性能改善が可能となる。
熱管8aの周囲では空気流速が比較的速い冷媒伝熱管8a
の側方に設置することで、更なる熱伝達向上が可能とな
る。
切起こし冶具にて切起こし20を立てる際に、冶具がま
っすぐに進み、冶具挿入性もよい。
拡大図である。
図における冷却器8は、上記図13と同様な位置に設け
られた四角形でなく台形とした穴21を有し、穴21の
左右両縁において切り起こし20を設けたものである。
切起こし20に当たった空気は図13での空気の流れに
比較して更に図14の左右方向に拡散して進むため店冷
媒伝熱管8a後方の空気が淀む地域に流れるようにする
ことが可能で、冷媒伝熱管8a後方近傍の熱伝達の悪い
所の改善が図れ、冷却器8内での均一な熱交換が可能と
なる。
の拡大図である。
この冷却器8は、図13と広幅フィン8b、狭幅フィン
8cに対する穴21と同様な位置に四角形の穴21が開
いているが、穴の上端を空気の流れる方向に対して30
°程度に切り起こしている。
図において、切起こし20下端の前縁効果により熱伝達
を促進させつつ、穴の上端に空気の流れを紙面の奥向き
に変える方向で切り起こされているために冷却器8内で
の空気の横移動即ちフィン厚さ方向の空気の移動が容易
となる。
拡大図である。
図16に示す上記冷却器8は、図10、図11、図13
の切起こし20を空気の流れ方向に対して縦に2個並べ
たものである。
図において、切起こし20が空気の流れ方向に2個並ぶ
ことで前縁効果による熱伝達面積が1個の場合よりも大
きくなり、さらに冷却器8の性能改善が図れる。
り起こしの長さと同じか同程度とすることで、切起こし
20の前縁効果が十分得られる。
には同一位置に切り起こし20を設けた冷却器8の中央
部拡大図である。
図17のように各切起こし20を空気の流れに直角方向
に数mmオフセットさせて設置している。
空気の流れ方向に隣接したそれぞれの切り起こし20は
空気の流れに直角方向に数mmオフセットされているた
め、切り起こし20によって発生する温度境界層がずれ
て、図16よりさらに熱交換性能が増加する。
らに効果が得られるが、冷蔵庫の冷却器として使用する
場合にはファン10による風量が比較的少ないため2個
程度あれば十分な効果が得られる。
こし20仕様を変えた冷却器8中央部の拡大図である。
この冷却器8は図10での切起こし20の仕様に対して
冷却器8で着霜の多い図18の下部では切起こし高さを
低く、着霜の少ない図18の上部では切起こし20の高
さを高く設置したものである。
前縁効果のある熱伝達面積が変化し、切起こし高さの高
い方が熱伝達が大きくなるためその分だけ着霜量も多く
なるから、切起こし20の高さを着霜の多い図18の下
部で低くして着霜量を減らし、着霜の少ない図18の上
部では切起こし20の高さを高くして着霜を増やして冷
却器8全体で着霜量を均一化するものである。
においては切起こし20を設置せず、穴21のみを設け
ることによって、穴21による前縁効果のみに熱伝達性
能改善を求め、切起こし20を廃止する事でも性能改善
が可能である。
部拡大図である。
この冷却器8は図13の切起こし20を、冷却器8の着
霜の多い部位は切起こし20の数を少なく、少ない部位
には切起こし20の数を多く設置したものである。
切起こし20の個数を着霜の多い図19の下部で少なく
して着霜量を減らし、着霜の少ない図19の上部では切
起こし20の個数を多くして着霜を増やして冷却器8全
体で着霜量を均一化するものである。 また、2個以上
の切起こし20が並ぶ個所は、各切起こし20がオフセ
ットして設置されるとさらに熱伝達が向上する。
の冷却器中央部拡大図である。
図において、冷却器8は図13の穴及び切起こし20を
冷媒伝熱管8aの近傍で空気流れの後方に設置したもの
である。
空気の流れに対して冷媒伝熱管8a後方は空気の淀む死
水域となっており、この位置に穴および切起こし20を
設置して前縁効果により熱伝達を促進させることで冷却
器8の性能向上が図れる。
図の冷却器8は、空気の流れに対して冷媒伝熱管8a後
方の空気の淀む死水域の位置に穴および切起こし20を
設置したものである。
図20での構成に対する動作と同様に、空気の淀む死水
域の位置に穴および切起こし20を設置することにより
前縁効果による熱伝達を促進させると共に、更に本図に
示した切起こし20では冷媒伝熱管8a側方で速度が速
い空気を死水域に取り込むことで、さらに熱伝達が促進
される。
拡大図である。
この冷却器8は図13の切起こし20の向きを図9の実
際の冷却器内での空気の流れに沿って流線が一致するよ
うそれぞれに角度を付けたものである。
図で、冷却器8に設けられた穴はその左右両縁に切起こ
し12を設けたことで、前縁効果のある伝熱面積の増加
が容易となり、冷却器8の性能が改善される。更に角度
を空気の流れに合わせることで、風路抵抗が低減される
ためファンモータの負荷も減り風量不足が解消できる。
において固定されたファンと、上記ファンの形成する空
気流において複数の伝熱フィンを相互にオフセットさせ
るかまたは幅の異なる上記伝熱フィンを使用して形成し
たバイパス風路を有する冷却器と、上記冷却器に設けら
れ空気流に沿って1段以上の複数段および1列以上の複
数列の冷媒伝熱管と、上記冷媒伝熱管に直交しかつ上記
冷媒伝熱管と直交した位置から空気流の下流に切り起こ
しまたは穴を設けた伝熱フィンと、を備えたので、着霜
を冷却器全体に拡散し着霜での冷却器の閉塞を防止する
と共に、冷却器下部の一部が着霜によって閉塞しても、
冷却器内でフィンに直交方向での空気の移動を可能とし
て閉塞した部位の上部に空気が流れることで熱交換量が
保たれ、着霜時の冷却能力及び着霜耐力を改善し、さら
に前縁部が増加することで熱交換性能を改善することを
可能とした。
記冷媒伝熱管の直径に対する上記穴の直径の比率を2/
3である4mmと具体例で示したので、着霜を冷却器全
体に拡散し着霜での冷却器の閉塞を防止すると共に、冷
却器の一部が着霜によって閉塞しても冷却能力を改善
し、さらに前縁部が増加することで熱交換性能を改善す
ることを可能とした。
記伝熱フィンまたは上記冷媒伝熱管に設ける穴の径を空
気の流れ方向で変化させたので、着霜を冷却器全体に拡
散し着霜での冷却器の閉塞を防止すると共に、冷却器の
一部が着霜によって閉塞しても冷却能力を改善し、さら
に前縁部が増加することで熱交換性能を改善することを
可能とした。
熱フィンまたは上記冷媒伝熱管に設ける穴の径を空気の
流れ方向で変化させたことにより着霜を冷却器全体に拡
散し着霜での冷却器の閉塞を防止すると共に、冷却器に
設けた上記熱交換性能改善目的の穴の着霜による閉塞を
防いで冷却能力を改善し、さらに前縁部が増加すること
で熱交換性能を改善することを可能とした。
ィンに切り起こしを設けて着霜を冷却器全体に拡散し着
霜での冷却器の閉塞を防止すると共に、冷却器の一部が
着霜によって閉塞しても冷却能力を改善し、さらに前縁
部が増加することで熱交換性能を改善することを可能と
した。
気の流れに対抗した切起こしを設置して着霜を冷却器全
体に拡散し着霜での冷却器の閉塞を防止すると共に、冷
却器の一部が着霜によって閉塞しても冷却能力を改善
し、さらに前縁部が増加することで熱交換性能を改善す
ることを可能とした。
数個の切起こしをオフセットさせて配置させることで、
着霜を冷却器全体に拡散し着霜での冷却器の閉塞を防止
すると共に、冷却器の一部が着霜によって閉塞しても冷
却能力を改善し、さらに前縁部が増加することで熱交換
性能を改善することを可能としたさらに前縁効果のある
面積の増加が容易となり熱交換量が増加する。
り起こしの大きさを空気の流れ方向に対して変化させた
ので、着霜を冷却器全体に拡散し着霜での冷却器の閉塞
を防止すると共に、冷却器の一部が着霜によって閉塞し
ても冷却能力を改善し、さらに前縁部が増加することで
熱交換性能を改善することを可能とした。
起こしの数を空気の流れ方向に対して変化させたので、
着霜を冷却器全体に拡散し着霜での冷却器の閉塞を防止
すると共に、冷却器の一部が着霜によって閉塞しても冷
却能力を改善し、さらに前縁部が増加することで熱交換
性能を改善することを可能とした。
切り起こしを冷蔵庫実装状態の空気の流線に合わせて設
置したので、熱交換量を増加させることを可能とし、ま
た、着霜を冷却器全体に拡散し着霜での冷却器の閉塞を
防止すると共に、冷却器の一部が着霜によって閉塞して
も冷却能力を改善し、さらに前縁部が増加することで熱
交換性能を改善することを可能とした。
正面図である。
縦断側面図である。
様子を示す正面図である。
着霜量と庫内温度、冷却器温度、冷蔵庫入力との関係を
示した図である。
空気の流れを示した図である。
である。
である。
る。
である。
である。
る。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
ある。
の縦断側面図である。
た図である。
る。
る。
5 切替室、6 、7、中仕切、8 冷却器、9 ファング
リル、10 冷却器室、11 ファン、12 冷気吹出し
口、13 冷気吸込み口、14 吹出しダクト、15 吸
込みダクト、16 霜取ヒータ、17 ヘッダ、18 バ
イパス風路、19 バイパス風路、20切起し、21
穴、22 霜取サーミスタ、23 吹出しダクト、24吸
込みダクト。
Claims (10)
- 【請求項1】 冷蔵庫本体内の内箱において固定された
ファンと、上記ファンの形成する空気流において複数の
伝熱フィンを相互にオフセットさせるかまたは幅の異な
る上記伝熱フィンを使用して形成したバイパス風路を有
する冷却器と、上記冷却器に設けられ空気流に沿って1
段以上の複数段および1列以上の複数列の冷媒伝熱管
と、上記冷媒伝熱管に直交しかつ上記冷媒伝熱管と直交
した位置から空気流の下流に切り起こしまたは穴を設け
た伝熱フィンと、を備えたことを特徴とする冷凍冷蔵
庫。 - 【請求項2】 上記冷媒伝熱管の直径に対する上記穴寸
法の比率に関して、円形の上記穴では上記比率が2/3
である直径4mmとし、円形以外の上記穴では上記冷媒
伝熱管の直径に対する上記穴の最大寸法の比率が4/5
以下であり穴の最大寸法が5mm以下とする冷却器を備
えたことを特徴とする請求項1記載の冷凍冷蔵庫。 - 【請求項3】 上記冷媒伝熱管の空気の流れ方向に対し
て死水域となる位置において切り起こしまたは穴を設け
た伝熱フィンを備えたことを特徴とする請求項1または
請求項2のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。 - 【請求項4】 上記伝熱フィンまたは上記冷媒伝熱管に
設ける穴の径を空気の流れ方向で変化させた冷却器を備
えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか
に記載の冷凍冷蔵庫。 - 【請求項5】 切り起こしを穴の片側または両側に有し
た上記伝熱フィンを設けた冷却器を備えたことを特徴と
する請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の冷凍冷蔵
庫。 - 【請求項6】 空気の流れに対向した切り起こしを設け
た冷却器を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項
5のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。 - 【請求項7】 空気の流れ方向に対し相互にオフセット
配置させた1以上複数個の切り起こしを設けた冷却器を
備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれ
かに記載の冷凍冷蔵庫。 - 【請求項8】空気の流れ方向に対して大きさを変化させ
た1以上複数の上記切り起こしを設けた冷却器を備えた
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載の冷凍冷蔵庫。 - 【請求項9】 空気の流れ方向に対して設けた切り起こ
しの数を変化させた冷却器を備えたことを特徴とする請
求項1乃至請求項8のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。 - 【請求項10】 冷蔵庫実装状態の空気の流線に合わせ
た上記切り起こしを設けた冷却器を備えたことを特徴と
する請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の冷凍冷蔵
庫。
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-
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JP7136778B2 (ja) | 2016-08-31 | 2022-09-13 | ブレイズウェイ,インコーポレイテッド | 低レイノルズ数気流のためのフィン改善策 |
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