JPH085196A

JPH085196A - 凝縮器およびその製造方法

Info

Publication number: JPH085196A
Application number: JP14033594A
Authority: JP
Inventors: Mitsutaka Shizutani; 光隆靜谷; Hiroshi Iwata; 博岩田; Mitsuo Sato; 美津男佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】単純な構造のために低コスト化・生産性の向
上及び再資源化が可能で、ほこりによる目詰まりが少な
いため熱交換性能の低下が少ないと共に高い、冷蔵庫用
の凝縮器とその製造方法を提供する。【構成】冷蔵庫１の機械室で、冷却空気を導くダクト
内に配置される凝縮器であって、冷却空気の流れ方向に
ほぼ直交しこの流れ方向に等ピッチで配列された複数の
直管部７と、直管部７の端部を順次につなぐベンド部８
とからなる複数の蛇行管９を、互いに当接あるいは間隔
をとって多段に重ねるように配置すると共に蛇行管９を
一段おきに冷却空気流れ方向に直管部７のピッチの半分
程度ずらして、直管部７を千鳥状に配置するようにして
凝縮器２を構成し、また凝縮器の製造方法は１本の冷媒
管を成形するだけの簡略な工程で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵庫用の強制冷却方
式の凝縮器、及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、中型以上の家庭用冷蔵庫における
冷媒冷却用の凝縮器は、従来のように箱体側面部や背面
部に内蔵され自然対流で冷却される形式とは違って、機
械室内に設置され、送風機により強制冷却される形式の
ものが多く採用されるようになっている。このような凝
縮器とそれを設置した機械室の例としては、特開平５−
１７２４５３号公報に示されたものが一般的である。こ
の場合、機械室は冷蔵庫本体の下奥部に形成され（冷蔵
庫本体の背面部や天井部に形成することもある）、機械
室内には通風方向に例えば凝縮器、送風機、圧縮機等の
順に主な機器が設けられ、そして凝縮器は送風機と連通
するダクト内に配置されている。圧縮機が運転されて機
械室の冷却が必要な場合には、送風機が連動して動作
し、外気を箱体の前面下部にあるダクトの入口から機械
室を通って箱体背面へ抜ける経路へと導入するので、外
気は高温の凝縮器と圧縮機に沿ってあるいは衝突するよ
うに流れて、それら機器を強制的に冷却する。なお圧縮
機をそれ程冷却する必要がない場合は外気流に直接さら
さずに自然対流方式で冷却することもある。

【０００３】このような構成で用いられる凝縮器として
は、外気流、即ち冷却空気の流れにほぼ直交する直管部
を通風方向に平面的に複数配列し、これら直管部とベン
ド部で連続的な一つの管路を形成する蛇行管を複数枚
（通常は２枚）ダクトの高さ方向に重ね、蛇行管どおし
および蛇行管とダクトの上下壁との間に間隔をとって配
置した凝縮器で、さらに各蛇行管を本体として、その上
下両面には冷却空気の流れ方向に沿って細線状のワイヤ
フィンを密なピッチで並行に配列されるように溶接等よ
り固定した構造をもつ、いわゆるワイヤコンデンサが一
般的である。ワイヤコンデンサは、最も一般的な熱交換
器構造であるクロスフィンチューブ型のもの（上記と同
様に配列する直管にそれに貫通される形で平板状フィン
が密に配列され固定されたもの）に比べて、フィンによ
る伝熱面積（熱交換器の外表面面積）の拡大効果や伝熱
促進作用等が同様に良好で、熱交換性能を同等近くまで
高めることができると共に、全体形状から偏平なスペー
スに設置しやすく必要風量が比較的小さいという特徴が
ある。

【０００４】しかしながら、このようなワイヤコンデン
サでは、凝縮器本体の製造工程は一般的に（１）各々の
蛇行管部分の成形、（２）管へのフィンの接合、（３）
蛇行管部分どおしの接合、（４）全体形状の仕上げ成形
という順序になる。従って、曲げ・捻り・切断等の成形
と溶接・ろう付け等の接合という種類の異なる加工が必
要であり、また細線状で扱いにくいフィンを含めた部品
の点数及びその接合個所が多くなることから工程が複雑
化し、凝縮器本体の製造コストを低く抑えることが難し
い。また、管とフィンからなる全体構造のうち、フィン
が細線状のワイヤフィンで比較的密に配列された構造
（通常、冷媒管の外径約５ｍｍ、蛇行管部分の直管部に
ついての管ピッチ３０〜４０ｍｍであるのに対し、ワイ
ヤフィンの外径約１．５ｍｍ、フィンピッチ４〜７ｍ
ｍ）であることから、長期間運転するうちに冷却空気に
浮遊して運ばれる綿ぼこり等（土や砂や油等のような表
面に吸着あるいは粘着する粒子状のほこりよりも引っか
かって残る繊維状の綿ぼこりが量的に多い）が目詰まり
（主に細線状のワイヤフィン部や突起状の管とワイヤフ
ィンの接合部に引っかかる形で蓄積される）しやすい傾
向が現れる。通常、ダクトや凝縮器にフィルタやほこり
除去機構を追加する等の対策はコスト増加や機械室構造
の複雑化及び除去機構自体の信頼性の点からとられない
ため、定期的な掃除がなされない場合（冷蔵庫の設計は
このような厳しい条件で性能が保証できるように行われ
る）にはほこりの目詰まりにより熱交換性能が次第に低
下し、それは最終的に冷蔵庫の消費電力量の増加等につ
ながることになる。

【０００５】また、ほこりが目詰まりしやすいという理
由から、フィンピッチを小さくしたり冷却空気の風速を
大きくするような性能向上のための改良設計は制限され
るため、複雑な構造の割には凝縮器の熱交換性能をあま
り高めることができないことになる。さらに、冷媒管と
フィンとを接合した一体構造のため、冷蔵庫が不要にな
った場合に凝縮器本体等を取り出して他の冷蔵庫の部品
として再生する再資源化の可能性は、蛇行管部分を最小
単位とする処理となって同一・同等機種への転用に限ら
れるというようにあまり高くない。

【０００６】このようなワイヤコンデンサの欠点を部分
的に改良する構造として、特開平４−３３５９８０号公
報には、ダクトの上下壁を波形壁にすることにより冷却
空気の流れを上下に蛇行させ、冷却空気の流れが凝縮器
を複数回横切るようにして熱交換性能を高めるものが示
されている。この改良形のワイヤコンデンサでは、蛇行
管どおしの中間や蛇行管とダクトの上下壁との間を流れ
る冷却空気の一部が凝縮器にあまり接触せずに素通りし
てしまうという通常のワイヤコンデンサの欠点が改善さ
れるため、熱交換性能がある程度高められる可能性があ
る。しかしながら、通常のものに比べてほこりの目詰ま
りが発生しやすくなるために、既に述べたように長期間
運転後に性能低下することや構造・運転条件が制約され
て高性能化が制限されること等の欠点はかえって助長さ
れ、実質的な性能面での改良は少なくなると考えられ
る。また、再資源化の可能性も従来のものと同様にあま
り高くないと考えられる。

【０００７】また、従来の凝縮器本体の製造コスト面で
の問題点として述べたように、この改良形のワイヤコン
デンサの本体の製造では、成形と接合という種類の異な
る加工が必要で、細線状で扱いにくいフィンを含めた部
品点数及びその接合個所が多いという複雑な工程を経る
ので、凝縮器本体の生産性をあまり高められないという
問題点もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
冷蔵庫用の強制冷却方式の凝縮器であるワイヤコンデン
サには、ほこりにより目詰まりしやすい構造であるため
に性能が低下しやすいこと、また目詰まりしやすい構造
・運転条件への制約から熱交換性能をあまり高められな
いこと、さらに構造が複雑であるためにそれだけ製造工
程が多くなって低コスト化、生産性の向上および再資源
化が難しいこと等の問題があった。

【０００９】本発明の第１の目的は、単純な構造のため
に低コスト化、生産性の向上及び再資源化が可能で、か
つ、ほこりの目詰まりが少ないために、熱交換性能の低
下が少ないと共に従来より高い凝縮器を提供することに
ある。また本発明の第２の目的は上記の本発明の凝縮器
を製造する方法を提供することにある。

【００１０】

【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、本発明の凝縮器は、冷蔵庫の機械室に設置さ
れ、送風機により取り入れられる冷却空気を導くダクト
内に配置される凝縮器であって、冷却空気の流れ方向に
ほぼ直交しこの流れ方向に等ピッチで平行に配列された
複数の直管部と、互いに隣合う直管部の端部を順次につ
なぐベンド部とからなる複数の蛇行管を、多段にかつこ
れら蛇行管を一段おきに冷却空気流れの方向に直管部の
ピッチの半分程度ずらして配置し、かつ複数の蛇行管で
一つの管路を形成するように連続させて構成したことを
特徴としている。

【００１１】そして上記凝縮器においては、隣合う段に
配置された蛇行管を近接させ、当接させたものが好まし
い。またベンド部として、半円形状のもの、あるいは中
心角が１８０°を超える円弧形状で直管部と滑らかにつ
ながり、隣合うベンド部が互いに近接する形状のものを
適宜選択するとよい。さらに、ベンド部は、中心角が１
８０°を超える円弧形状でかつ直管部と滑らかにつなが
り、隣合うベンド部の一方が直管部の軸方向で蛇行管の
中心側にずれて、かつこれら２つのベンド部が互いに近
接してベンド部を冷却空気の流れ方向に千鳥状に並ぶよ
うにしたものを用いてもよい。

【００１２】上記第２の目的を達成するために、本発明
の第１の凝縮器の製造方法は、上記本発明の凝縮器を製
造する方法として、等ピッチで平行に配列された複数の
直管部と、互いに隣合う直管部の端部を順次につなぐベ
ンド部とからなる複数の蛇行管を、多段にかつ蛇行管を
一段おきに冷却空気の流れ方向に直管部のピッチの半分
程度ずらして配置し、かつ全蛇行管で一つの管路を形成
するように連続させて構成する凝縮器を製造する方法で
あって、１本の直線状の冷媒管を、蛇行管の一段分の管
の長さで順次折り返して曲げ、蛇行管の段数と同数の直
線部分を平行に配列した長尺蛇行管形状の中間加工材を
つくる第１の工程と、この中間加工材を、各直線部分に
より形成される面を折たたむようにして順次に直管部を
つなぐベンド部を成形して多段の蛇行管をまとめてつく
る第２の工程と、蛇行管の互いの間隔を狭めるように押
圧すると共に一段おきに蛇行管を、その蛇行管が作る平
面と平行にかつ直管部の軸に直交する方向に直管部のピ
ッチの半分程度ずらすように成形する第３の工程とから
構成することを特徴としている。

【００１３】また、本発明の第２の凝縮器の製造方法
は、上記の第１の製造方法により製造する凝縮器の別の
製造方法であって、１本の直線状の冷却管を順次折り返
して曲げ、一つ折り返し点と次の折り返し点との距離が
蛇行管の一段分の管の長さとし、折り返しの部分を、隣
合う折り返しの部分が互いに干渉しないように螺旋状で
あると共に中心角が１８０°を超える円弧形状に成形し
て、蛇行管の段数と同数の直線部分を近接させて配列し
た長尺蛇行管でなる中間加工材をつくる第１の工程と、
この中間加工材を、各直線部分により形成される面を折
たたむようにして順次に直管部をつなぐベンド部を成形
して多段の蛇行管をまとめてつくる第２の工程と、蛇行
管を一段おきに、蛇行管のつくる平面と平行にかつ直管
部の軸に直交する方向に直管部のピッチの半分程度ずら
すように成形する第３の工程とから構成することを特徴
としている。

【００１４】

【作用】上記のような本発明の冷蔵庫用の凝縮器構造と
することで、従来の凝縮器であるワイヤコンデンサの欠
点は次のように改善される。

【００１５】本発明の凝縮器は、複数の蛇行管は一段お
きに、直管部に直交する方向に直管部のピッチの半分程
度ずらして配置されているので、管断面方向からみて直
管部がほぼ千鳥状配列となるように複数の蛇行管が当接
あるいは間隔をとって重なるという、いわゆる管群（管
配列として碁盤目状もとれるが後出のほこりによる目詰
まりや熱交換性能の点から千鳥状に限った）の構造をも
っている。従来の凝縮器のようにフィンをもつ構造では
なく、管のみで構成される単純な構造であり、フィンの
接合が不要になると共にフィンがないことで部品点数が
大幅に減って工程が簡略化される。このため、たとえ本
発明の凝縮器で蛇行管部分の枚数が従来のものの２〜３
倍が必要となっても、最終的な凝縮器の製造コストを低
くすることが可能となる。

【００１６】また、本発明の凝縮器は、従来の凝縮器の
ワイヤフィンに比べて外径及びピッチがかなり大きい冷
媒管の管群（管外径と蛇行管の直管部の列の管ピッチは
従来と同程度でよい）で構成でき、従来の凝縮器にあっ
たワイヤフィン部や管とワイヤフィンの接合部が全くな
い。これらの部分には冷却空気中に多いと考えられる繊
維長の短い綿ぼこり（ワイヤフィンの外径以上のもの）
が付着するが、本発明の凝縮器は、ワイヤフィンがない
ので、ほこりによる目詰まりは少なくなる。また、ワイ
ヤフィン部分以外でも冷媒管の周囲や冷媒管どおしの隙
間に繊維長の長い綿ぼこり（管外径や管どおしの隙間以
上のもの）が付着する可能性もある。しかしながら、管
外面では、管外径以上の繊維長の綿ぼこりが冷却空気中
にそれ程多くない（一般に繊維長の短いもの程多いと考
えられる）こと及び冷媒管表面が滑らかなことから、ほ
こりの付着量は従来よりも大幅に少ないと考えられる。
一方、管と管との隙間では、冷媒管の管群はダクトの高
さ方向に蛇行管どおしを当接あるいは近接させるものの
冷却空気の流れ方向に直管部がほぼ千鳥状になるように
配列するため、ダクトの高さ方向には管外径の１倍以
上、冷却空気の流れ方向斜めに隣接する冷媒管を結ぶ方
向には通常のＵ字形のベンド部形状の場合には管外径の
ほぼ１．７倍以上（蛇行管の管ピッチ、即ちベンド部の
管中心でとった曲げ直径は成形性から管外径の５倍以上
とされるため）となり、それ程狭くならない。冷媒管を
またぐようにこのような隙間に引っかかる綿ぼこりとし
ては繊維長が上記の隙間の値より管外径だけ長い必要が
少なくともあるため、基本的に冷媒管どおしの隙間へは
冷媒管の周囲よりもほこりの付着は少ないと考えられ
る。以上から、本発明の凝縮器では従来のものよりほこ
りによる目詰まりが少なくなるので、長期運転後の熱交
換性能の低下を小さくすることができる。

【００１７】さらに、ほこりによる目詰まりが少ないこ
とから、本発明の凝縮器では従来の凝縮器よりも高風速
条件で使用することが可能で、その結果として単純な構
造ながら熱交換性能を従来のものと同等以上にまで高め
ることができる。それを確認するために発明者らが行っ
た、典型的な仕様の従来及び本発明の凝縮器についての
実験結果を紹介する。実験には、従来の凝縮器であるワ
イヤコンデンサとして、「管外径４.７６ｍｍ、管ピッ
チ４０ｍｍ、通風方向の列数８、蛇行管の幅（両端のベ
ンド部の管中心距離）４８０ｍｍ、フィン外径１.６ｍ
ｍ、フィンピッチ６.５ｍｍ」のワイヤフィン付きの蛇
行管２枚を、互いにダクトの高さ方向に１３ｍｍ離すと
共に通風方向に半分の管ピッチ分だけずらした凝縮器本
体（外表面面積０.４９ｍ²）を、内面寸法が「幅４８５
ｍｍ、高さ３６ｍｍ」のダクトの幅・高さ方向の中央に
配置した構造のもの（実用化されている仕様にほぼ近い
もの）を用いた。また本発明の凝縮器としては、ワイヤ
フィンのない上記と同一仕様の蛇行管５枚を互いに当接
させた凝縮器（外表面面積０.３２ｍ²）を、内面寸法が
「幅４８５ｍｍ、高さ３１ｍｍ」のダクトの幅・高さ方
向の中央に配置した構造のものを用いた。本発明の凝縮
器は、従来のようにフィンで外表面面積の拡大ができな
い分を蛇行管の枚数増加で補うと共に、ほこりの目詰ま
りの可能性が少ない分だけダクトの高さを低めて高風速
化し、千鳥状管配列とした管群効果による高い熱伝達率
を得て、全体の熱交換性能が従来のものを上回るように
意図した仕様となっている。

【００１８】実験の第１段階では、上記の各凝縮器を同
じ冷蔵庫の下奥部に組み込んだ状態での実風量値を測定
し、実験の第２段階では凝縮器本体とダクトを冷蔵庫か
ら分離した単体条件で上記の実風量条件にして凝縮器単
独の熱交換性能を測定した。このように２段階にしたの
は、後半を組込み条件で行うと他の要素部品からの放熱
や空気流速の不均一等の影響で交換熱量の精度良い測定
が難しいためである。実験により測定した両凝縮器の熱
交換性能を図１０に示す。図の横軸はダクトの前面風速
であり、縦軸は冷却空気と凝縮器の温度差を同等にした
場合の放熱量である。各凝縮器の前面風速は送風機が同
一でもダクトの細部形状や前面・背面のカバー形状等の
影響である程度増減するが、冷蔵庫の使用風速の範囲内
で従来のワイヤコンデンサの最高風速と本発明の凝縮器
の最低風速での放熱量を比べても、本発明の凝縮器の方
が上回っており、上記の仕様の凝縮器どおしでは本発明
の凝縮器の方が従来のものより熱交換性能がかなり高い
といえる。以上は両凝縮器の典型的な仕様での比較結果
であるが、異なる仕様の場合でも従来のものに対し本発
明の凝縮器の仕様を適正に設定すれば、本発明の凝縮器
の熱交換性能を従来のものと同等以上に高めることがで
きると考えられる。

【００１９】また、本発明の凝縮器は冷媒管を成形した
だけの構造でフィン等が接合されていないため、不要に
なった場合は一旦冷媒管を引き延ばすか一部分の形状を
手直しすることによって新たに異なる機種の仕様のもの
に成形することが容易にでき、構造が単純なため熱交換
器としての性能の劣化（クロスフィンチューブ型の熱交
換器では管とフィンの接触熱抵抗増加で現れやすい）も
ほとんどないという長所をもつ。従って本発明の凝縮器
は再資源化の可能性が非常に高いといえる。

【００２０】本発明の凝縮器の最も一般的な製造方法と
しては、「各々の蛇行管部分の成形→蛇行管部分どおし
の接合→全体形状の仕上げ成形」というような従来のワ
イヤコンデの場合からフィンの接合を除いた工程が考え
られる。このような製造方法では部品点数・接合個所が
減って全体として簡略化されるものの、まだ成形と接合
という種類の異なる加工が必要であり、生産性がまだ高
められているとはいえない。この点を改善した生産性の
高い凝縮器の製造方法としては、本発明の第１および第
２の凝縮器の製造方法がある。これらの製造方法によれ
ば、１本の冷媒管から曲げ・捻り・切断等の成形だけと
いう非常に簡略な工程のみで凝縮器が製造可能となる。
従って、本発明の凝縮器の製造方法では、従来の凝縮器
であるワイヤコンデの製造方法ばかりでなく、上記の本
発明の凝縮器の一般的な製造方法をも大きく上回って、
生産性を高くすることができる。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の具体的な実施例を図面を用い
て説明する。図１は本発明の第１の実施例である凝縮器
を備えた冷蔵庫の機械室周辺の破断側面図、図２はその
機械室に設けた凝縮器の平面図、図３は図２のＡ矢視方
向からみた凝縮器の管配置を示す説明図である。

【００２２】図１に示すように、冷蔵庫１は本体の下奥
部に機械室を備え、機械室内には凝縮器２と送風機３と
圧縮機４が設けられ、箱体前面から送風機３により外気
を冷却空気５として導入し、凝縮器２、圧縮機４の順に
冷却するように構成されている。凝縮器２の上下左右の
面を包み込むダクト６（凝縮器３の上下面とは多少の間
隔をとる）は、その下流側に設置された送風機３に連通
するように冷却空気５の流路を形成している。

【００２３】凝縮器２は、図２に示すように、冷却空気
の流れ方向にほぼ直交し、流れ方向に所定のピッチで配
列する複数の直管部７と、それぞれの直管部７の端から
折り返してその直管部の隣りの直管部７の端とをつなぐ
ベンド部８とからなり、直管部７とベンド管部８が交互
につながって連続な管路を平面的に形成する蛇行管９か
ら構成されている。そしてベンド部８は中心角が１８０
°の円弧すなわち半円形である。この実施例では、凝縮
器２は、蛇行管９を図１に見るように５段に配置して有
し、かつ１段おきに蛇行管９を冷却空気の流れ方向に、
直管部７のピッチの半分程度ずらして配置している。そ
してこれら５つの蛇行管９は一つの管路を形成するよう
に連続してつながっている。この凝縮器２の直管部７の
配列を縦断面でみると、図３に示すように、管が千鳥状
に配列されている。また上下に隣合う２つの蛇行管９は
互いに接するように配置されている。ただし、これら２
つの蛇行管９を多少の間隔をあけて配置してもよい。

【００２４】従って、作用の項で説明したように単純な
構造で製造工程が簡略化されるために低コスト化・生産
性の向上及び再資源化が可能であり、ほこりの目詰まり
が少ない構造のために性能低下が小さく、また同様の理
由から高風速で使用可能となるために、単純な構造なが
ら熱交換性能が従来と同等以上に高いという特徴をもつ
冷蔵庫用の凝縮器を実現することができる。

【００２５】図４は、本発明の凝縮器の第２の実施例の
平面図である。本実施例の凝縮器２は、蛇行管９の両端
のベンド部８が中心角１８０°を超えるほぼ円弧形状で
あり、これが直管部７と滑らかに接続されたヘアピン形
状をなしている。このようにベンド部８をヘアピン形状
にすることにより、直管部７の、冷却空気５の流れ方向
のピッチ（管ピッチと略す）をより縮小できる。即ち、
ベンド部８の曲げ直径は成形性から管外径の５倍以上と
されているので、ベンド部８が半円形の場合には、管ピ
ッチは曲げ直径と同じで管外径の５倍となるが、ベンド
部８をヘアピン形にして最も管ピッチを縮小した場合
（ヘアピン形のベンド部の管側面どおしが接触する状
態）には、図５に示すように、管ピッチは管外径の３倍
（管外径の６倍の幅となるベンド部の最外周間が最小管
ピッチの２倍に相当するため）になる。

【００２６】一般に、凝縮器２の大きさは同一のまま蛇
行管９における管ピッチを縮小して管列数をｍ倍にした
（管ピッチは１／ｍに比例）場合の熱交換性能を定量的
に検討するために、伝熱工学資料（改訂第３版）第４０
頁から第４２頁に示された、円管群の乱流熱伝達での熱
伝達率と圧力損失の評価式を適用してみる。熱伝達率と
圧力損失の評価式はそれぞれ次に示す式（１）,（２）
である。なお、実際の冷蔵庫用凝縮器の使用条件では、
このレイレルズ数が評価式の適用範囲より小さいが、既
に作用の項で紹介した実験から使用条件付近での各種パ
ラメ−タへの依存性はほぼ評価式どおりであることを確
認している。

【００２７】

【数１】

【００２８】

【数２】

【００２９】上記のように管ピッチを縮小して管列数を
ｍ倍にした場合、蛇行管９の各列の外表面面積はｍ＝１
の場合とほぼ同じ（ベンド部８は縮小前に比べ同径ない
しやや小径のヘアピン形になるが、直管部７も含めた管
の長さはほぼ同じのため）のまま管列数が増えるので、
凝縮器２全体の外表面面積は管列数の増加率ｍに比例し
て増加する。さらに、単位温度差・単位外表面面積当り
の熱交換性能である管外表面の熱伝達率（厳密には熱通
過率だが、前記の熱伝達率がかなり近い値をもつのでこ
れで評価する）は、まず管ピッチが小さく空気流の流動
状態が影響を受けることで変化する。この影響は式
（１）の係数ＣＨに現われ、この係数は文献中の図か
ら、千鳥状管配列で本発明の凝縮器の仕様付近では管ピ
ッチの半減で１０％程度増加するので、熱伝達率は上記
の倍率ｍの０．１５乗の割合でやや増加することにな
る。また同時に熱伝達率は、管列数の増加で空気流の圧
力損失は増える傾向をもち送風機が同一のままなら空気
流量が減少することによっても変化する。この影響は、
式（２）において空気の最大速度の２乗と管列数との積
に比例する圧力損失が変わらないことから、最大速度は
ｍの−０．５乗に比例して減少する（係数Ｃｆは本発明
の凝縮器の仕様付近ではほぼ一定であり、また評価の簡
略化のため管ピッチの縮小が極端でなく冷媒管の最小隙
間がダクトの高さ方向の値となる場合に限定した）こと
と、式（１）から熱伝達率は最大速度に比例するレイノ
ルズ数の０．６乗に従って変化する（係数ψは文献中の
図から７列以上でほぼ１で影響は無視できる）ことから
評価され、熱伝達率は管列数の倍率ｍの−０．５×０．
６＝−０．３乗の割合でやや減少することになる。

【００３０】以上のことから、ベンド部８をヘアピン形
にして管ピッチを縮小し凝縮器２の大きさは同一のまま
管列数を増加させることにより、外表面面積と熱伝達率
の積で表される実質的な熱交換性能（冷却空気と凝縮器
との単位温度差当たりの放熱量で評価されるもの、図１
０参照）を管列数の倍率ｍの１＋０．１５−０．３＝
０．８５乗というかなりの割合で高めることができる。
もし、管ピッチの縮小を極端に進めて冷媒管の最小隙間
が通風方向斜めに隣接する冷媒管どおしの値となる場合
には、実質的な熱交換性能の向上率は緩やかになる（向
上率は上記の管列数の倍率ｍの０．８５乗より小さめに
なる）が、性能向上となることに変わりはない。

【００３１】以上のように、第２の実施例の凝縮器は、
第１の実施例以上に性能向上できるが、凝縮器２の基本
構造は第１の実施例と同等である（管ピッチの縮小によ
り冷媒管の最小隙間は通風方向斜めに隣接する冷媒管を
結ぶ方向の値である管外径の０．８倍以上と狭くなる
が、両方の冷媒管にまたぐようにこの隙間に引っかかる
ほこりの繊維長は最短で１．８倍が必要であって冷媒管
周囲に引っかかる場合より長いので、この部分のほこり
の目詰まりが特に問題にならないとは考えられる）か
ら、既に述べたような本発明の第１の実施例の凝縮器が
従来のものに比べてもつ特徴は、第２の実施例の凝縮器
でも同様に実現できると考えられる。

【００３２】図６は、本発明の凝縮器の第３の実施例の
平面図である。この実施例の凝縮器は、蛇行管９の両端
のベンド部８を第２の実施例のものと同様にヘアピン形
にすると共に、ベンド部８の曲率中心１０を蛇行管９の
幅方向に交互にずらすことによって、第２の実施例より
蛇行管９における管ピッチを縮小できる。このような構
造により管ピッチを最小にした場合（蛇行管９の幅方向
に突出したベンド部８につながる直管部７の側面と、蛇
行管９の幅方向に凹んだベンド部８の側面が接触する状
態）には、図７に示すように、管ピッチは管外径の２．
３３倍（凹んだベンド部の最外周の両側に管外径の半分
を加えた幅が管外径の７倍であり、最小管ピッチの３倍
に相当するため）まで小さくなる。従って第２の実施例
で述べたのと同様な理由で、この第３の実施例では第２
の実施例の場合以上に凝縮器の熱交換性能を高められる
と共に、第１の実施例の凝縮器が従来のものに比べても
つ特徴（管ピッチの縮小により冷媒管の最小隙間は通風
方向斜めに隣接する冷媒管を結ぶ方向の値である管外径
の０．５４倍となるが、第２の実施例と同様の理由でこ
の部分のほこりの目詰まりは特に問題にならないと考え
られる）も同様に実現できると考えられる。

【００３３】以上の各実施例は、機械室が冷蔵庫本体の
下奥部に形成され、送風機が凝縮器よりも通風方向の下
流側に置かれ、圧縮機が強制冷却される中型以上の家庭
用冷蔵庫で最も一般的な構成に統一して説明したが、凝
縮器自体の構造や機能が発明の趣旨からはずれない限
り、機械室が冷蔵庫本体の別の部分に形成されたり、凝
縮器が単一でなく複数設置されたり、凝縮器・送風機・
圧縮機等の設置順序が異なっていたり、またあるいは圧
縮機の強制冷却を行わないというような考えられる範囲
の上記の例とは別の構成の場合であっても、本発明の凝
縮器は適用可能である。また各実施例では、蛇行管が５
段の場合を示したが、段数が異なる場合でもよいのは勿
論である。

【００３４】図８は、凝縮器の第１の製造方法として、
図２に示す第１の実施例の凝縮器を製造する工程を示す
ものである。（１）まず１本の直線状の冷却管１１を、
蛇行管９の一段分の管の長さで順次折り返して曲げ、折
り返し部分１３を介して蛇行管９の段数と同数の５つの
直線部分１２を平行に配列した長尺蛇行管からなる中間
加工材１４をつくり、（２）次に中間加工材１４を、各
直線部分１２により形成される面を折たたむようにして
順次に直管部７に続くベンド部８を成形して５段の蛇行
管９を一度にまとめてつくり、（３）最後に５段の蛇行
管９の互いの間隔を狭めるように押圧すると共に、一段
おき、すなわち第２、４段の蛇行管９を、蛇行管９のつ
くる面と平行に、かつ直管部７の軸に直交する方向に直
管部７のピッチの半分程度ずらすように折り返し部分１
３を成形して仕上げる。かくして、図３に示すように直
管部が千鳥状配列となる凝縮器が得られる。この実施例
では、蛇行管９が５段の場合を示したが、段数が異なる
場合でもよいのは勿論である。

【００３５】第１の製造方法では、（１）と（２）の工
程で成形する蛇行管のベンド部がＵ字形の形状であるた
め、通常の曲げ加工機でも修正や特殊設定等をすること
なく成形でき、２番目の工程で複数枚の蛇行管９をまと
めて同時成形する等の工夫を取り入れることで効率良く
加工できる。最後の工程では単純な曲げでなく捻り成形
も必要となるが、成形個所が基本的に中間加工材１４の
折り返し部分１３だけと少ないことで加工の難易度はそ
れ程高くない。

【００３６】上記第１の製造方法によれば、１本の冷媒
管１１から曲げ・捻り等の成形だけの簡略な工程で容易
かつ効率良く本発明の凝縮器を製造できるため、従来の
ワイヤコンデンサのように成形と接合という異なる種類
の加工を必要とすると共に部品点数や接合個所が多い製
造方法や、成形と接合による本発明の凝縮器の一般的な
製造方法に比して、高い生産性を達成できる。

【００３７】図９は、本発明の凝縮器の第２の製造方法
として、図２に示す凝縮器を製造する工程を示すもので
ある。まず（１）１本の直線状の冷却管１１を順次折り
返して曲げ、一つ折り返し点と次の折り返し点との距離
が蛇行管９一つを形成する管の長さとし、蛇行管９の段
数と同数の５つの直線部分１２を当接あるいは近接する
ように成形すると共に、直線部分１２どうしをつなぐ折
り返し部分１３を、隣合う折り返し部分１３が直線部分
１２の重なる方向に互いに干渉しないような螺旋状であ
ると共に中心角が１８０°を超える円弧形状で、かつ直
線部分１２と滑らかに接続するヘアピン形に成形し、
（２）次に中間加工材１４を、直線部分１２により形成
される面を折たたむようにして順次に直管部７に続くベ
ンド部８を成形して５段の蛇行管９をまとめてつくり、
（３）最後に５段の蛇行管９を一段おきに、すなわち第
２，４段目の蛇行管９を、蛇行管９のつくる面と平行
に、かつ直管部７の軸に直交する方向に直管部７のピッ
チの半分程度ずらして、図３に示すように直管部７が千
鳥状配列となるように成形して仕上げる。この実施例で
は、蛇行管９が５段の場合を示したが、段数が異なる場
合でもよいのは勿論である。

【００３８】第２の製造方法では、最初の工程で成形す
る中間加工材１４の折り返し部分１３を螺旋状のヘアピ
ン形とするために、最後の工程で直管部を千鳥状管配列
にする際に曲げだけでなく捻り成形が必要となるが、第
１の製造方法と同様に成形個所が少ないために加工の難
易度は高くならず、また中間加工材の直線部分１２や蛇
行管９が当接あるいは近接した状態であるため、途中の
工程での素材の扱いが容易になる。この第２の製造方法
でも、第１の製造方法と同様に成形だけの簡略な工程で
本発明の凝縮器が製造できるため、従来の凝縮器の製造
方法や本発明の凝縮器の一般的な製造方法を上回る高い
生産性を達成できる。

【００３９】以上第１、第２の製造方法では、図２に示
すようなベンド部８が半円形の凝縮器を扱ったが、図４
に示すようなベンド部８が中心角が１８０°を超える円
弧形状とする凝縮器、また図６に示すようなベンド部８
が中心角が１８０°を超える円弧形状でかつこのベンド
部８の曲率中心が千鳥状に配列する凝縮器も、各製造方
法の２番目の工程で、それぞれのベンド部８の形状に対
応して曲げ加工することにより、製造できることは当然
である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
凝縮器を、一本の冷媒管から成形された複数の蛇行管を
多段に近接させ、かつ蛇行管を一段おきにずらして直管
部が冷却空気の流れ方向に千鳥状に配置して構成したの
で、管だけからなる単純な構造のために低コスト化、生
産性の向上及び再資源化が可能で、構成部材間の隙間を
大きくとることができ、ほこりの目詰まりが少ないため
に熱交換性能の低下が少ないと共に従来より高められる
冷蔵庫用の凝縮器が実現できる。

【００４１】また、凝縮器において、直管部をつなぐベ
ンド部の形状を半円形から、中心角が１８０°を超える
円弧形状とすることにより直管部のピッチを小さくで
き、さらに、中心角を１８０°を超える円弧形状とする
と共にベンド部の曲率中心を千鳥状に配列することによ
り、直管部のピッチをさらに小さくできるので、直管部
の数や凝縮器の外表面面積を増加させて最終的に熱交換
性能を向上させることができる。

【００４２】さらに、本発明によれば、凝縮器が、１本
の冷媒管から曲げ、捻り、切断等の成形だけの簡略な工
程で製造でき、従来のワイヤコンデンサの場合のような
接合工程を必要せず、工程数、構成部品数も大幅に減少
するので、凝縮器の生産性を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の凝縮器の一実施例を備えた冷蔵庫の機
械室周辺の破断側面図である。

【図２】本発明の凝縮器の一実施例を備えた冷蔵庫の機
械室の破断平面図である。

【図３】図２のＡ矢視方向からみた凝縮器の管配置を示
す説明図である。

【図４】本発明の凝縮器の第２の実施例の平面図であ
る。

【図５】図４のＢ矢視方向からみた凝縮器の管配置を示
す説明図である。

【図６】本発明の凝縮器の第３の実施例の平面図であ
る。

【図７】図６のＣ矢視方向からみた凝縮器の管配置を示
す説明図である。

【図８】本発明の第１の凝縮器の製造方法を示す工程図
である。

【図９】本発明の第２の凝縮器の製造方法を示す工程図
である。

【図１０】本発明と従来の凝縮器の熱交換特性を比較し
た図である。

【符号の説明】

１冷蔵庫２凝縮器３送風機５冷却空気６ダクト７直管部８ベンド部９蛇行管１１冷媒管１２直線部分１３折り返し部分１４中間加工材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷蔵庫の機械室に設置され、送風機によ
り取り入れられる冷却空気を導くダクト内に配置される
凝縮器において、冷却空気の流れ方向にほぼ直交し該流
れ方向に等ピッチで配列された複数の直管部と、互いに
隣合う該直管部の端部を順次につなぐベンド部とからな
る複数の蛇行管を、多段にかつ該蛇行管を一段おきに冷
却空気の流れ方向に前記直管部のピッチの半分程度ずら
して配置し、かつ前記蛇行管を一つの管路を形成するよ
うに連続させて構成したことを特徴とする凝縮器。
【請求項２】隣合う段に配置された蛇行管を段方向に
当接させたことを特徴とする請求項１記載の凝縮器。
【請求項３】前記ベンド部は半円形状であることを特
徴とする請求項１または２記載の凝縮器。
【請求項４】前記ベンド部は中心角が１８０°を超え
る円弧形状で、かつ前記直管部と滑らかにつながり、隣
合うベンド部が互いに近接して配置されることを特徴と
する請求項１または２記載の凝縮器。
【請求項５】前記ベンド部は中心角が１８０°を超え
る円弧形状でかつ前記直管部と滑らかにつながり、隣合
う２つのベンド部の一方が直管部の軸方向で蛇行管の中
心側にずれてかつ該ベンド部が他方のベンド部につなが
る近い方の直管部と近接するようにして、ベンド部が冷
却空気の流れ方向に千鳥状に並ぶように配置されること
を特徴とする請求項１または２記載の凝縮器。
【請求項６】等ピッチで平行配列された複数の直管部
と、互いに隣合う該直管部の端部を順次につなぐベンド
部とからなる複数の蛇行管を、多段にかつ該蛇行管を一
段おきに冷却空気の流れ方向に前記直管部のピッチの半
分程度ずらして配置し、かつ前記蛇行管を一つの管路を
形成するように連続させて構成する凝縮器の製造方法に
おいて、１本の直線状の冷媒管を、前記蛇行管の一段分
の管の長さで順次折り返して曲げ、前記蛇行管の段数と
同数の直線部分を平行に配列した長尺蛇行管形状の中間
加工材をつくる第１の工程と、該中間加工材を、各直線
部分により形成される面を折たたむようにして順次に前
記直管部をつなぐベンド部を成形して多段の前記蛇行管
をまとめてつくる第２の工程と、前記蛇行管の互いの間
隔を狭めるように押圧すると共に一段おきに前記蛇行管
を前記蛇行管のつくる平面と平行でかつ前記直管部の軸
に直交する方向に該直管部のピッチの半分程度ずらすよ
うに成形する第３の工程とから構成することを特徴とす
る凝縮器の製造方法。
【請求項７】等ピッチで平行配列された複数の直管部
と、互いに隣合う該直管部の端部を順次につなぐベンド
部とからなる蛇行管の複数を、多段にかつ該蛇行管を一
段おきに冷却空気流れの方向に前記直管部のピッチの半
分だけずらして配置し、かつ前記蛇行管を一つの流路を
形成するように連続させて構成する凝縮器の製造方法に
おいて、１本の直線状の冷媒管を順次折り返して曲げ、
一つの折り返し点と次の折り返し点との距離が前記蛇行
管の一段分の管の長さとし、前記折り返しの部分を、隣
合う折り返し部分が互いに干渉しないように螺旋状であ
ると共に中心角が１８０°を超える円弧形状に成形し
て、前記蛇行管の段数と同数の直線部分を近接させて配
列した長尺蛇行管形状の中間加工材をつくる第１の工程
と、該中間加工材を、各直線部分により形成される面を
折たたむようにして順次に前記直管部をつなぐベンド部
を成形して多段の蛇行管をまとめてつくる第２の工程
と、前記蛇行管を一段おきに前記蛇行管のつくる平面と
平行にかつ前記直管部の軸に直交する方向に該直管部の
ピッチの半分程度ずらすように成形する第３の工程とか
ら構成することを特徴とする凝縮器の製造方法。
【請求項８】前記第２の工程でベンド部を半円形状に
成形することを特徴とする請求項６または７記載の凝縮
器の製造方法。
【請求項９】前記第２の工程でベンド部を中心角が１
８０°を超える円弧形状で、かつ前記直管部と滑らかに
つながり、隣合うベンド部が互いに近接するように成形
することを特徴とする請求項６または７記載の凝縮器の
製造方法。
【請求項１０】前記第２の工程でベンド部を中心角が
１８０°を超える円弧形状でかつ前記直管部と滑らかに
つながり、隣合う２つのベンド部の一方を直管部の軸方
向で蛇行管の中心側にずらしかつ該ベンド部を他方のベ
ンド部につながる近い方の直管部と近接させるようにし
て、ベンド部が冷却空気の流れ方向に千鳥状に並ぶよう
に成形することを特徴とする請求項６または７記載の凝
縮器の製造方法。