CN103917837A - 冰箱 - Google Patents

Abstract

在具有冷藏室及冷冻室的冰箱中，具有：冷却器(15)，其具有供制冷剂通过的传热管及多个并列的翅片，与来自冷冻室的空气通过的部分相比，对于来自冷藏室的空气通过的部分，扩大翅片间距和/或减少翅片片数，并且使其位于更靠箱外侧，来自冷冻室及冷藏室的空气与制冷剂进行热交换而冷却；循环风扇(16)，使空气在箱内和冷却器之间循环；专用风扇(17)，将冷却器(15)所冷却的空气输送到冷藏室。

Description

冰箱

技术领域

本发明涉及一种冰箱。尤其是涉及一种进行利用了蒸气压缩式制冷循环的冷却运转的冰箱。

背景技术

以往，在冰箱中，例如有利用蒸气压缩式制冷循环构成制冷剂回路并使冰箱内的空气循环来冷却食品等被冷却物的冰箱。在制冷剂回路中，具有利用例如制冷剂的蒸发来冷却冰箱内的空气的冷却器。这里，冷却器是例如具有供制冷剂通过的多个传热管和用于扩大传热面积的多个板状的翅片的换热器。

这里，冰箱的冷却器在冷却冰箱内的空气时，表面温度降低到-30℃附近。因此，冰箱内的空气所含有的水蒸气在冷却器表面成为霜并附着(着霜)。由于霜附着，冷却器的翅片之间的空间变窄，发生堵塞等，通风阻力增加。因此，存在冰箱的冷却性能降低，消耗电力增加的问题。因此，在冰箱中，为了除去冷却器的霜，定期地进行除霜运转(除霜)。在除霜运转中，需要除霜加热器等多余的输入电力，从而存在次数越多消耗电力越增加的问题。

为解决这些问题，提出了用于减少除霜次数的冰箱等。例如提出了如下冰箱，在冷冻室和蔬菜室的背面设置冷却室，将冷却器跨过冷冻室和蔬菜室地设置，分割从冷藏室返回来的空气和从冷冻室返回来的空气向冷却器的流入口。通过分割流入口，使霜同样地附着在冷却器上，能够防止冷却器的堵塞(例如，参照专利文献1)。

另外，提出了一种冰箱，设置有分别专用地冷却冷藏空间及冷冻空间的冷冻用及冷藏用的冷却器、和用于使空气在各冷却空间和各冷却器之间循环的冷冻用及冷藏用的风扇。在该冰箱中，将设置在各空间的背部上的冷却器以至少一部分沿前后方向重叠的方式接近地配置，由此减少主体外的隔热层的厚度(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4375220号(图2)

专利文献2:日本专利第4488966号(图2)

例如，在上述专利文献1记载的冰箱中，能够使向冷却器的着霜同样地进行。但是，将冷却器设置在冷冻室和蔬菜室之间，并将冷冻室返回风路设置在冷却器中央。因此，从冷冻室返回冷却器的空气在冷却器内通过的传热面积减少，存在不能充分地冷却的问题。

另外，例如在专利文献2记载的冰箱中，能够使隔热层的厚度减少。但是，由于具有冷藏用和冷冻用的冷却器，所以冰箱中的风路的容积增加，箱内容积相应地减少。另外，存在成本变高的问题。

因此，本发明的目的是得到高效率的冰箱，实现降低成本的同时，防止由着霜导致的堵塞。

发明内容

本发明是为解决上述问题而研发的，在具有冷藏室及冷冻室的冰箱中，具有：冷却器，其具有供制冷剂通过的传热管及多个并列的翅片，与来自冷冻室的空气通过的部分相比，对于来自冷藏室的空气通过的部分，扩大翅片间距和/或减少翅片片数，并且使来自冷藏室的空气通过的部分位于更靠箱外侧，来自冷冻室及冷藏室的空气与制冷剂进行热交换而冷却；循环风扇，使空气在室内和冷却器之间循环；专用风扇，将冷却器冷却的空气输送到冷藏室。

发明的效果

根据本发明，扩大供来自冷藏室的空气通过的部分的翅片间距和/或减少翅片片数，所以能够减轻由向冰箱的冷却器的着霜导致的通风阻力，另外，能够实现除霜次数的减少、除霜时间的缩短等，因此能够得到高效率的冰箱。另外，来自冷藏室的空气与来自冷冻室的空气相比温度高，所以通过使来自冷藏室的空气通过的部分位于箱外侧，能够减小与外部空气的温度差，减少由外部空气产生的热侵入。因此，能够提高冷却性能，并能够降低消耗电力。而且，通过由1个冷却器实现，能够减少冷却器所占的容积，实现箱内容积的扩大。

附图说明

图1是用于说明表示本发明的实施方式1的冰箱的外观及构造的图。

图2是表示冰箱中的制冷剂回路的结构的图。

图3是表示以往的冰箱中的蒸发器31附近的概要结构的图。

图4是表示通过蒸发器31时的冷冻室返回空气37的温度变化的图。

图5是表示本发明的实施方式1的冷却器15的图。

图6是表示本发明的实施方式1的冷却器15的配置的图。

图7是表示本发明的实施方式2的冷却器15的图。

图8是表示除霜加热器61的配置等的图。

具体实施方式

实施方式1

以下，使用附图说明本发明的实施方式。

图1是用于说明本发明的实施方式1的冰箱的外观及构造的图。图1(a)是从冰箱的门部12侧(前面侧)观察的外观图，图1(b)是用于说明冰箱的内部的剖视图。在冰箱中，通过门部12、隔热壁13密闭箱内11等，由此能够实施与箱外(外部空气)的隔热。

这里，冰箱的箱内11具有多个隔间(室)。在本实施方式中，具有冷藏室和冷冻室。冷藏室是例如使室内空气成为约4℃来冷却(冷藏)食品等(被冷却物)的隔间。另外，冷冻室是使室内空气成为约-18℃来冷却(冷冻)食品等的隔间。这里，在图1中记载了具有冷藏室和冷冻室的冰箱，但除此以外，对于具有蔬菜室、制冰室等的冰箱，也能够发挥以下所述的效果。

在本实施方式的冰箱中，循环风扇16使箱内11(冷冻室、冷藏室)的空气通过冷却器15并再次输送到箱内11。另外，专用风扇17是用于与循环风扇16一起将冷却器15所冷却的空气向冷藏室输送的冷藏室专用的风扇。通过具有专用风扇17，能够独立地调整在冷却器15与冰箱之间循环的空气中的风量。这里，图1所示的专用风扇17采用了用于冷却冷藏室的专用风扇，但是在例如具有其他隔间(室)的情况下，不仅限于冷藏室，还能够作为例如用于冷却位于比冷冻室靠上侧的隔间的风扇使用。

而且，本实施方式的冰箱利用蒸气压缩式制冷循环，例如，进行弥补因冰箱的门部12的开闭或经由隔热壁13的来自外部空气的热侵入这样的冷却运转，维持箱内11的冷冻室、冷藏室中的箱内温度。

图2是表示本实施方式的冰箱中的制冷剂回路的结构的图。在图2中，连接压缩机14、配管组21、膨胀机构22及冷却器15而构成制冷剂回路。这里，作为在制冷剂回路中循环的制冷剂，使用例如异丁烷等。

压缩机14吸入制冷剂，将其压缩成为高温高压的状态并排出。另外，配管组21被埋设于隔热壁13。配管组21作为冷凝器发挥功能，使制冷剂散热并冷凝液化。膨胀机构22对通过的制冷剂进行减压而使其膨胀。例如由毛细管(Capillary tube)等构成。

另外，冷却器15通过与空气23的热交换而使制冷剂蒸发气化。本实施方式的冷却器15例如是翅片管型的换热器，由板状的面平行地并列设置的多个翅片、和沿其并列设置方向贯穿各翅片的传热管构成。在制冷剂回路中循环的制冷剂在传热管内通过。关于冷却器15的结构等在后面进一步说明。

在本实施方式的冰箱中，通过一个冷却器15冷却从箱内11(冷冻室、冷藏室内)流入的空气23，维持冷冻室、冷藏室的各自的箱内温度等。空气23是通过循环风扇16、专用风扇17的驱动从箱内11(冷藏室、冷冻室)流入冷却器15的空气。通过了冷却器15之后，再次被输送到箱内11(冷藏室、冷冻室)。这里，在本实施方式的冰箱中，为使从冷藏室流入的空气(以下称为冷藏室返回空气)和从冷冻室流入的空气(以下称为冷冻室返回空气)通过冷却器15的不同的部分，至少从箱内11流入空气的风路分开。

以下，基于循环的制冷剂的流动说明冰箱的冷却运转时的制冷剂回路中的设备的动作等。压缩机14吸入制冷剂，将其压缩成为高温高压的状态并排出。被压缩了的制冷剂向配管组21流动，在配管组21内散热而成为液体制冷剂。液体制冷剂向膨胀机构22流动，在膨胀机构22中减压、膨胀，成为气液二相的制冷剂。气液二相的制冷剂在冷却器15中通过循环风扇16、专用风扇17的旋转与从箱内11流入的空气23进行热交换。通过冷却器15内的热交换，气液二相的制冷剂从空气23吸热而蒸发气化。压缩机14再次吸入成为了气体的制冷剂并进行排出。

另一方面，被制冷剂吸热而温度降低了的空气23通过循环风扇16、专用风扇17再次被输送到箱内11，对箱内11进行冷却。

这里，在如上所述地构成的冰箱中，在流入冷却器15的空气23中，在冷藏室返回空气和冷冻室返回空气中，空气流入状态(空气温湿度)大不相同。这是因为，冷藏室的设定温度为约4℃，而冷冻室为约-18℃。另外，与冷冻室相比，冷藏室的容积大，随之，表面积也大，因此来自外部空气的热侵入量多。而且，冷藏室的门部12的开闭次数等多，箱内11的外部空气侵入的量也比冷冻室多。

发明者们测量了冷冻室返回空气及冷藏室返回空气的温度Tin及湿度φin，得到以下的结果。

(冷藏室返回空气)Tin＝5℃φin＝80％

(冷冻室返回空气)Tin＝-15℃φin＝60％

基于以上的结果和来自各室的返回空气的风量，算出流入冷却器15的空气23的水分量中的冷藏室返回空气、冷冻室返回空气贡献的比例。由其结果可知，空气23中的冷藏室返回空气具有冷冻室返回空气的7倍以上的量的水分。由此，可以说冷却器15着霜的主要原因是冷藏室返回空气。

图3是表示以往的冰箱中的蒸发器31附近的概要结构的图。在图3中，蒸发器31作为冷却器发挥功能。另外，返回风路32成为冷藏室返回空气36的风路。另外，除霜用加热器33在进行蒸发器31的除霜时，成为加热冷却器15的加热机构。露水接收盘34例如在进行除霜时接收从冷却器15滴下的露水等。引导板35引导冷藏室返回空气36，并通过开口部35a将其向冷却器15送出。冷藏室返回空气36是如上所述地从冷藏室流入的空气。另外，冷冻室返回空气37是从冷冻室流入的空气。

图4是表示通过冷却器15时的冷冻室返回空气37的温度变化的图。随着向图4(a)所示的X方向(朝向冷却器15的流出口的方向)前进，如图4(b)所示，冷冻室返回空气37的温度越来越接近蒸发器31的温度。而且，冷冻室返回空气37在蒸发器31的流出口附近，成为大致与蒸发器31相同的温度。

由此可知，只要冷冻室返回空气37的风量、蒸发器31的温度一定，则根据蒸发器31的大小(通过蒸发器31的距离)，就能够决定冷冻室返回空气37在蒸发器31出口处的温度。而且，若蒸发器31的大小相同，则在使冷冻室返回空气37从冷却器15的中途流入的情况下，由于通过距离减少，所以在冷冻室返回空气37的冷却器31的流出口处，温度不会充分地降低，存在冷却能力不足的可能性。

图5是表示本发明的实施方式1的冷却器15的图。图5(a)表示本实施方式1的冷却器15的立体图。另外，图5(b)表示冷却器15的俯视图，图5(c)表示从冷却器15的箱内侧观察的主视图。例如如图5(b)所示那样，本实施方式的冷却器15设置有扩大了从箱内侧观察的背面侧(箱外侧)的翅片间距并减少了翅片片数的区域。而且，使水分量多的冷藏室返回空气通过该区域，能够减轻由霜导致的堵塞。这里，在图5中，使翅片间距和翅片片数双方变化，但仅使任意一方(扩大翅片间距或减少翅片片数)变化就能够发挥减轻堵塞的效果。另外，虽然没有特别限定，但扩大翅片间距等的部分和没有扩大的部分中的风路(容积)的比率例如为1：2(冷藏室返回空气的流量少)。

这里，在本实施方式的冰箱中，如上所述，为能够尽可能地降低冷冻室返回空气的温度，使冷冻室返回空气和冷藏室返回空气通过冷却器15的距离相同。由此，防止冷冻室返回空气的冷却能力不足。另外，如上所述，在冷却器15中，冷藏室返回空气通过的路径(风路)形成在从箱内侧(前面侧)观察冰箱时成为背面侧的、接近箱外侧的区域。其理由是为了减少来自外部空气的热侵入量。例如，如图1所示，冷却器15和外部空气被隔热壁13隔热。一般来说，隔热壁13使用了发泡聚氨酯、真空隔热材料。而且，来自外部空气的热侵入量Q能够用下式(1)表示。这里，A表示面积，K表示由隔热壁13的构造决定的热通过率，ΔT表示冷却器15和外部空气的温度差。

Q＝A·K·ΔT…(1)

根据式(1)，为减少外部空气向箱内11的热侵入量，优选减小温度差ΔT，若外部空气一定，则冷却器15的温度越高，越能够降低热侵入量。如上所述，在冷藏室返回空气和冷冻室返回空气中，冷冻室返回空气这一方低了约20℃，冷冻室返回空气通过箱外侧时，与外部空气的温度差ΔT变大。因此，在本实施方式中，在冷却器15中，冷藏室返回空气通过箱外侧。例如，外部空气为30℃时，冷藏室返回空气通过冷却器15的箱外侧，由此，热侵入量能够减少45％。在不需要使空气在冷却器15与冷藏室之间循环的情况下，为使冷冻室返回空气流入例如扩大了冷却器15的翅片间距等的区域部分，也可以在冷却器15的空气流入侧设置风门来进行切换。

图6是表示本发明的实施方式1的冷却器15的配置的图。图6(a)是表示从冰箱的正面侧观察时的配置的图。图6(b)是从冰箱的上面侧观察时的配置的图。如图6所示，冷藏室返回口18相对于冷却器15垂直地设置于冷却器15的前表面，冷藏室返回空气从冷却器15下部流入冷却器15的背面。另一方面，冷冻室返回口(未图示)从冷却器15的下部向上地设置，冷冻室返回空气流入冷却器15前面。

由此可知，根据实施方式1的冰箱，在冷却器15中，由于扩大了冷藏室返回空气通过的部分的翅片间距、或者减少了翅片片数，所以能够减轻由附着在翅片上的霜导致的堵塞，并能够抑制由霜导致的通风阻力的增加。另外，通过使冷藏室返回空气的流动路径成为冷却器15的箱外侧，能够减小与外部空气的温度差，并能够减少来自外部空气的热侵入量。由此能够获得高效率的冰箱。

实施方式2

图7是表示本发明的实施方式2的冷却器15的图。冷却器15在冰箱中的配置等与实施方式1的冰箱相同。图7的冷却器15具有与冷却器主体接触并直接进行加热的除霜加热器61。另外，在冷却器15中成为着霜的主要原因的冷藏室返回空气通过的位置的附近部分，大量配置除霜加热器61。图7(a)是实施方式2的冷却器15的立体图，图7(b)是实施方式2的冷却器15的俯视图，图7(c)是从实施方式2的冷却器15的冷冻室返回空气的流动面侧观察的图。

在该冷却器15中，如图7(b)所示，成为如下结构，即，设置有扩大了与冷冻室返回空气流动面相反的一侧的面上的翅片间距、且减少了翅片片数的区域。在本实施方式的冷却器15中，仅扩大翅片间距或仅减少翅片片数，也能够发挥减轻由霜导致的堵塞的效果。这里，关于实施方式2中的具有冷却器15的冰箱的构造、制冷剂回路等，与实施方式1相同，因此在本实施方式中，仅记载了与实施方式1的不同点。

图8是表示除霜加热器61的配置等的图。如图8所示，在本实施方式中，为进行除霜，设置从外部向冷却器15供给热的除霜加热器61。而且，在冷却器15的、扩大了翅片间距且翅片片数少的、冷藏室返回空气通过的区域中，大量地配置除霜加热器61。

如实施方式1说明的那样，冷藏室返回空气含有的水分量比冷冻室返回空气含有的水分量多，所以向翅片的着霜量在冷藏室返回空气通过的部分变多。因此，以能够重点加热冷藏室返回空气通过的区域的方式配置除霜加热器61。因此，与均等配置的情况相比，能够缩短除霜时间。另外，除霜时间变少，由此，能够抑制除霜中的箱内温度的上升。因此，能够获得高效率的冰箱。

工业实用性

通过利用本发明，能够提高冰箱的冷却性能，并能够获得高效率的冰箱。另外，通过除霜时间的缩短，能够降低消耗电力。

附图标记的说明

11 箱内，12 门部，13 隔热壁，14 压缩机，15 冷却器，16 循环风扇，17 专用风扇，18 冷藏室返回口，21 配管群，22 膨胀机构，23 空气，31 蒸发器，32 返回风路，33 除霜用加热器，34 露水接收盘，35引导板，35a 开口部，36 冷藏室返回空气，37 冷冻室返回空气，61除霜加热器。

Claims (6)

1.一种冰箱，具有冷藏室及冷冻室，其特征在于，具有：

冷却器，所述冷却器具有供制冷剂通过的传热管及多个并列的翅片，与来自所述冷冻室的空气通过的部分相比，对于来自所述冷藏室的空气通过的部分，扩大翅片间距和/或减少翅片片数，并且使来自所述冷藏室的空气通过的部分位于更靠箱外侧的位置，来自所述冷冻室及所述冷藏室的空气与所述制冷剂进行热交换而冷却；

循环风扇，所述循环风扇使空气在箱内和所述冷却器之间循环；

专用风扇，所述专用风扇将所述冷却器冷却了的空气输送到所述冷藏室。

2.如权利要求1所述的冰箱，其特征在于，

还具有用于进行所述冷却器的除霜的加热机构，

在所述冷却器中，与供来自所述冷冻室的空气通过的部分相比，所述加热机构向来自所述冷藏室的空气通过的部分更多地供给热。

3.如权利要求2所述的冰箱，其特征在于，所述加热机构与所述冷却器接触地配置。

4.如权利要求1～3中任一项所述的冰箱，其特征在于，

所述冷藏室位于所述冷冻室的上侧，

相比于所述冷冻室所在的位置，所述专用风扇位于上侧。

5.如权利要求2～4中任一项所述的冰箱，其特征在于，所述加热机构从所述冷却器的外部供给热。

6.如权利要求1～5中任一项所述的冰箱，其特征在于，所述冷却器以来自所述冷藏室的空气通过的部分比来自所述冷冻室的空气通过的部分窄的方式构成。