JP2004116886A - Refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、それぞれ異なる温度域で冷却可能な複数の貯蔵室を有する冷蔵庫に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の冷蔵庫においては、冷却器の上方にファン装置が配置され、冷却器で冷却された冷気はファン装置によって冷蔵庫本体に循環される。例えば冷却器で冷却された冷気は冷凍室用送風路を通り、冷凍室に送風される、また、冷凍室用風路を通った一部の冷気は冷蔵室へと送風され、冷蔵室を冷却する。野菜室は冷蔵室の戻り冷気を冷蔵室用帰還風路を介して循環させ、冷却される。そして野菜室用帰還風路を通って冷却器に戻される(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11―325691号公報(第7頁、図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の冷蔵庫では、冷却器の下流に送風機が配置され、送風機のモータもこの冷却器下流の風路に配置されていた。この配置では、送風機のモータの排熱はすべて冷却器から冷凍室や冷蔵室などの貯蔵室へ向かう途中の冷気に放熱される。
このため、送風機を通過後の冷気温度は通過前よりも上昇してしまう。従って冷却器で生成する冷気は各貯蔵室へ送る冷気より送風機のモータ排熱による温度上昇分だけ低い温度に冷却する必要がある。即ち、冷却器の負荷が高くなり冷蔵庫の省エネルギー化を妨げるという問題点があった。また、冷却器の温度を下げることで冷却器に霜が付着し易くなる。霜が付着すると冷却器の性能が低下し、さらに冷却器の通風抵抗を増加させることになり、冷蔵庫の省エネルギー化を妨げる。また、冷却器を除霜するためのヒータを有する場合にはヒータへの入力が必要となり、冷蔵庫の省エネルギー化を妨げるなどの問題点があった。
【0005】
また、冷蔵庫の風路構成は複雑であるため、送風機は風量に対して高い圧力上昇を必要とする。高い圧力上昇を得るためには遠心送風機のように吸込み側から吹出し側に向かって流路半径位置が広くなる流れを形成する必要がある。ここで羽根車の回転によって送風機の回転軸に垂直な面に交わる流れが生じるのであるが、ここで流路半径位置とは、送風機の回転軸に垂直な面において、生じた流れのうちの主な流れが交わる半径位置を示すものであり、吸込み側から吹出し側に向かって流路半径位置が広くなる流れとは、吸込み側から吹出し側に向かって、流線が回転軸から離れていく流れを形成するということである。吸込み側から吹出し側に向かって半径方向に広がる流れにより、遠心作用による静圧上昇が得られる。しかし従来の冷蔵庫では送風機のモータが羽根車の上流側に近接して位置しているために、モータと回転軸と羽根車の隙間から冷気を吸込まなければならない。即ち、吸込み側の流路半径位置が小さい領域から十分に冷気を吸込むことができず、十分な圧力上昇を得ることができなかった。このため、送風機の送風性能が低下し、必要風量を得るために多くの入力が必要になり冷蔵庫の省エネルギー化を妨げるという問題点があった。
【0006】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、送風機のモータの排熱によって負荷が増加するのを軽減し、省エネルギー性を高めることができる冷蔵庫を得ることを目的としている。また、送風機のモータの排熱を利用して、省エネルギー性を高めることができる冷蔵庫を得ることを目的としている。また、送風機の圧力上昇を高くすることで、冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる冷蔵庫を得ることを目的としている。また、ヒータの使用を低減して省エネルギー性及び信頼性の高い冷蔵庫を得ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係る冷蔵庫は、冷気を生成する冷却器と、異なる温度域で冷却可能な複数の貯蔵室と、モータで回転駆動される羽根車により冷却器で生成した冷気を貯蔵室に送る送風機と、を備え、モータの排熱を、冷却器から貯蔵室のうちの温度域の最も低い貯蔵室へ直接送られる冷気の風路を除く空間に放出するように構成したものである。
【0008】
また、この発明の請求項2に係る冷蔵庫は、冷気を生成する冷却器と、異なる温度域で冷却可能な複数の貯蔵室と、モータで回転駆動される羽根車により冷却器で生成した冷気を貯蔵室に送る送風機と、を備え、羽根車を冷却器から貯蔵室へ冷気を送る風路内に配置すると共に、送風機のモータを冷却器から貯蔵室へ冷気を送る風路外に配置し、羽根車を配置した空間とモータを配置した空間とを分離したものである。
【0009】
また、この発明の請求項3に係る冷蔵庫は、送風機のモータの排熱を温度域の高い貯蔵室に放出するように構成したものである。
【0010】
また、この発明の請求項4に係る冷蔵庫は、送風機のモータを羽根車の吹出し側に配置したものである。
【0011】
また、この発明の請求項5に係る冷蔵庫は、羽根車の吹出し側端部を、羽根車の周囲に設けたベルマウスの吹出し側端部よりも吹出し側に突出させたものである。
【0012】
また、この発明の請求項6に係る冷蔵庫では、貯蔵室の中で温度域の高い少なくとも1つの貯蔵室を、その貯蔵室内に冷却器で生成した冷気を循環させず、その貯蔵室に隣接する他の貯蔵室または貯蔵室壁からの伝熱によって、貯蔵室内を冷却するように構成したものである。
【0013】
また、この発明の請求項7に係る冷蔵庫では、冷却器を、冷凍サイクルを構成する蒸発器とし、冷凍サイクルを循環する冷媒を可燃性物質としたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における冷蔵庫を示す正面図、図2は縦断面図である。図2では向かって左側が正面となっている。図1、図2において、冷蔵庫本体1は、複数の貯蔵室、例えば冷蔵室2、冷凍室3、野菜室4、冷凍室5の4つの貯蔵室を有し、それぞれ異なる温度域で冷却可能である。冷却器6は貯蔵室2〜5の背面または側面に配置され、冷蔵庫本体1の奥行寸法または幅寸法を小さくするために、上下方向に長くなるように構成している。ここでは例えば冷蔵庫の奥行き寸法が大きくならないように、冷却器6は貯蔵室2〜5の背面に縦置きに配置する。
【0015】
送風機7は羽根車7aと羽根車7aを回転駆動する送風機モータ7bを有するが、羽根車7aの部分は冷却器6の上方に配置し、送風機モ―タ7bの部分は羽根車7aの下流側、即ち吹出し側に設置する。特にこの構成では送風機モータ7bを例えば野菜室4内の空間に配置し、羽根車7aと送風機モータ7bの間を分離壁13によって熱的に分離している。即ち、分離壁13によって、羽根車7aは冷却器6、冷凍室3,5、冷蔵室2につながる風路9a、9bに配置され、送風機モータ7bは野菜室4に配置されてその排熱が野菜室4へ放出されるように構成される。ここで分離壁13は特別に追加した部材ではなく、野菜室4の背面の仕切部材を兼ねて構成している。
【0016】
また、例えば冷却器6は冷凍サイクルを構成する蒸発器であり、例えば冷媒としてイソブタンを充填し、圧縮機8、凝縮器(図示せず)、減圧手段(図示せず)、冷却器6を冷媒配管によって順に接続し、冷凍サイクルを構成している。図示していない冷媒配管等は、冷蔵庫本体1の側面や背面、天井面、底面などの隙間に配置されている。ここで、冷却器6は圧縮機8を含む冷凍サイクルの蒸発工程部に相当する。凝縮工程部は冷蔵庫底面に設置した凝縮器や本体表面に接するように埋設された凝縮パイプが相当する。ここで冷媒として用いたイソブタンは炭化水素(HC)系の冷媒であり、地球温暖化係数が小さく、環境保全の点から好ましい冷媒である。このHC系冷媒は可燃性物質であり、この実施の形態ではヒータ使用の低減などにより信頼性を向上している。
【0017】
冷却器6で生成した冷気は、送風機7によって風路9a、9b、9c、9dを通って、各貯蔵室2〜5に送られる。各貯蔵室の温度域は、例えば冷蔵室2を3℃程度、冷凍室3をー18℃程度、野菜室4を5℃程度、冷凍室5をー18℃程度としている。即ち、野菜室4が一番温度域が高い貯蔵室であり、冷凍室3、5が、一番温度域が低い貯蔵室である。
また、野菜室4は他の貯蔵室に比べ冷蔵庫の外部の温度に近く、更に背面に冷却や上下に設置される冷凍室からの伝熱のために冷却負荷が小さい。野菜室4に貯蔵される野菜は温度が低くなりすぎると内部に含まれる水分が凍ったりするので、加熱制御が必要であり、貯蔵室ヒータ、例えば野菜室ヒータ10a、10bによって冷えすぎないように制御される。また、冷却器ヒータ12は冷却器6に付着した霜を融解するものである。
【0018】
次に動作について説明する。圧縮機8を運転することにより冷凍サイクルが動作し、蒸発器に相当する冷却器6内を流れる冷媒の温度が下がる。冷却器6の周囲の空気は、冷却器6で温度の下がった冷媒と熱交換することで、冷気となる。
図2の矢印に示すように冷却器6で冷却された冷気は送風機7によって冷蔵庫本体1に循環される。冷却器6で生成された冷気の一部は冷凍室送風路9aを通り冷凍室5へ搬送される。また冷却器6で生成された冷気の一部は冷凍室送風路9bを通り冷凍室3へ搬送される。また冷却器6で生成された冷気の一部は冷凍室送風路9bと冷蔵室送風路9cを通り冷蔵室2へ搬送される。冷蔵室2へ搬送された冷気は更に野菜室送風路9dを通り野菜室4へ搬送される。各貯蔵室2〜5からは冷却器6が設けられている空間への戻り風路(図示せず)があり、貯蔵室2〜5や貯蔵室に収納される食品または物質を冷やした後の冷気が再び冷却器6の設けられている空間へ戻る。
【0019】
冷蔵庫全体の冷却負荷に対する冷却能力の制御は圧縮機8の周波数や送風機7の回転数を変化させることによって行われる。また、各貯蔵室2〜5は異なる温度域で冷却可能であり、各貯蔵室2〜5の温度の調節は風路に設置されたダンパ(図示せず)を開閉して各貯蔵室2〜5へ送風される冷気の量を変化させることによって行われる。例えば冷凍室3は約−18℃と記述したが、ダンパの調節により他の温度域の貯蔵室として使用することもできる。
【0020】
また、冷却器6にて空気が冷却される際に空気中に含まれる水分が昇華し霜として冷却器6へ付着する。霜が付着した冷却器6は、伝熱性能の低下をもたらすと共に気流の通風抵抗が増加するので、冷蔵庫の省エネルギー性能を低下させる。そのために冷却器6に霜が付き過ぎないように、冷却器ヒータ12を加熱して冷却器6に付着した霜を溶かす制御が行われる。
【0021】
図2の構成では、送風機モータ7bの排熱を野菜室4へ放熱しているために、冷却器6で生成された冷気の温度がモータ7bの排熱で上昇することなく貯蔵室、特に最低の温度域に設定された冷凍室3、5へ送ることができる。そのために冷却器6の温度を冷凍室3、5の温度域に近い温度とすることができる。従来は冷気のモータ7bの排熱による温度上昇分だけ冷却器6の温度を低くする必要があったのに比べ、この実施の形態では、冷却器6の負荷を軽減し冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる。
また、冷却器6の温度が高くなることにより冷却器6への着霜が減り、冷却器6の冷却性能を高く維持したまま運転できるようになることでも、冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる。さらに、冷却器6の着霜を低減できることで、冷却器ヒータ12の運転を低減でき、通風抵抗の増加を低減できるなど、省エネルギー性の向上を図ることができる。また、除霜負荷を低減させる運転をすることができるので、冷却器ヒータ12を容量の小さいものにすることができる。
冷却器ヒータ12の入力や動作時間を低減することで、冷凍サイクルの冷媒にイソブタンなどのHC系冷媒のような可燃性物質を用いた場合の信頼性を高めることができる。
【0022】
またこの実施の形態では、冷却器6を、冷凍サイクルを構成する蒸発器としており、送風機7の風量を増加して冷凍サイクルの効率改善を図るように制御することがある。この場合に、送風機のモータ7bの排熱が冷蔵庫の冷凍サイクルの負荷になる程度が軽減されており、送風機のモータ7bの入力も軽減されているので、冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる。
【0023】
またこの実施の形態では、野菜室ヒータ10a、10bによる加熱制御が必要な野菜室4へモータ7bの排熱を放出しているために、野菜室ヒータ10a、10bの入力を低くすることができる。野菜室ヒータ10a、10bに用いられる必要な電力を低減して、冷蔵庫の省エネルギー性及び可燃性冷媒を用いた場合の信頼性をさらに高めることができる。
なお、送風機モータ7bの排熱を放出する貯蔵室は、温度域が5℃程度に設定している野菜室4に限るものではなく、他の温度域が高い貯蔵室、例えば温度域が3℃程度に設定している冷蔵室2に放出してもよい。複数の貯蔵室2〜5のうちで一番温度域の低い貯蔵室3、5を除く貯蔵室2、4にモータ7bの排熱を放出する構成にすれば、従来の構成のように冷却器6から貯蔵室2〜5に循環する冷気に放熱する構成よりも省エネルギー性を向上することができる。
【0024】
さらに、送風機モータ7bの排熱を放出する空間は冷蔵庫の貯蔵室2〜5に限るものではない。例えば、モータ7bの排熱を各貯蔵室2〜5から冷却器6へ流れる戻り回路など、冷却器6から貯蔵室2〜5へ冷気を送る風路外に放出する構成にすればよい。また、モータ7bの排熱を例えば図2の風路9cや風路9dなどに放出してもよい。冷却器6から貯蔵室2〜5のうちの温度域の最も低い貯蔵室、ここでは冷凍室3、5へ直接送られる冷気の風路9b、9aを除く空間に放出する構成であれば、程度の差はあるが、従来よりも省エネルギー性を向上することができる。
【0025】
また冷蔵庫内に冷気を循環させるための風路は、冷蔵庫本体の大きさを大きくしないために断面積の小さい風路であり、また複雑な構成となるために、送風機7には高い静圧特性が必要となる。図3はこの実施の形態における送風機7の部分を拡大して示す断面図である。羽根車7aの周囲には外周と所定の間隔を開けてベルマウス11が形成され、吹出し側の風路を形成している。図中の矢印は、吸込み側から吹出し側への冷気の流れを示している。また、7cは羽根車のハブであり、このハブ7cの周囲に複数の羽根が固定されている。ハブ7cの中心が回転軸となるシャフト7dに接続される。
【0026】
図3の構成では、羽根車7aの下流側、即ち吹出し側に送風機モータ7bを配置した。この場合、吸込み側の半径の小さい部分からの吸込み流れを充分に確保でき、矢印で示すような流れが得られる。即ち、羽根車7aの吸込み側の半径位置が小さく、吹出し側の半径位置が大きくなるような、半径方向へ広がる流れを得ることができる。この半径方向へ広がる流れとすることで、遠心作用による静圧上昇を得ることができる。その結果、モータ入力を低減しても、冷蔵庫の庫内に冷気を循環させるために必要な静圧を得ることができ、冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる。また、モータ入力を低減できることで、モータ7bの排熱も低減されるので、その点からも冷蔵庫の省エネルギー性を向上することができる。
【0027】
図3の送風機7では、羽根車7aの回転中心であるハブ7cを吸込み側の径と吹出し側の径で同じとしたが、図4に示すように構成してもよい。図4では、羽根車7aのハブ7cの形状を吸込み側よりも吹出し側の径が大きくなる形状とし、上流から下流に向かって滑らかな傾斜を構成している。例えば角度θを90度〜130度程度傾けると、羽根車7aの吸込み側の半径位置が小さく、吹出し側の半径位置が大きくなる半径方向へ広がる流れを、スムーズに得ることができる。図3に示す構成よりも、さらに半径方向へ広がる流れとすることで、遠心作用による静圧上昇を得ることができる。
【0028】
また、ベルマウス11と羽根車7aの吹出し側端部の相対位置を、吹出し側端部がベルマウス11よりも吹出し側に突出するように設定する。図4ではdだけ、例えば図4の断面図において、羽根車7aの円周位置での長さが4、5cm程度の場合、1〜2cm程度突出するように構成している。このように構成することで、送風機7による吸込み側から吹出し側への遠心流れが更に得やすくなり、モータ入力を下げる効果を高めることができる。羽根車7aをベルマウス11よりも吹出し側に突出させる長さは、経験的に羽根車7aの円周位置での長さの1/3程度が好ましい。
【0029】
図5は送風機7の取り付け部の別の構成例を示す。図3、4では分離壁13を設けて羽根車7aを設けた空間と送風機モータ7bを設けた空間とを分離したが、この構成では分離壁13を設けてはいない。例えば野菜室を構成する仕切部材の途中に送風機モータ7bをはめ込んで固定し、モータ7bの羽根車7a側の面に、ウレタンなどの断熱材14を設ける。このように構成しても、羽根車7aを設けた空間と送風機モータ7bを設けた空間とを熱的に分離でき、モータ7bの排熱を羽根車7aが配置されている空間に放出することはない。さらにこの様に構成すれば、ハブ7cとモータ7bを接続するシャフト7dを分離壁13の幅だけ長くする必要がなく、モータ7bの回転駆動力を安定して羽根車7aに伝えることができる。
【0030】
以上述べたように、この実施の形態によれば、以下のような効果を奏する。
ア) 送風機モータ7bの排熱を、冷却器6から貯蔵室2〜5のうちの温度域の最も低い貯蔵室3、5へ直接送られる冷気の風路9a、9bを除く空間に放出するように構成したので、省エネルギー性を向上できる冷蔵庫が得られる。
イ) 羽根車7aを冷却器6から貯蔵室2〜5へ冷気を送る風路9a,9b内に配置すると共に、送風機モータ7bを冷却器6から貯蔵室2〜5へ冷気を送る風路9a、9b外に配置し、羽根車7aを配置した空間とモータ7bを配置した空間とを分離した。これにより、送風機モータ7bの排熱が冷蔵庫の冷凍サイクルの負荷になる程度が低減されると共に、送風機モータ7bの入力も低減され、冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる。
ウ) 送風機モータ7bの排熱を温度域の高い野菜室4に放出するように構成したので、排熱を利用して温度制御のための野菜室ヒータ10a、10bの入力を低減できる。
エ) 羽根車7aを配置した空間と送風機モータ7bを配置した空間とを分離壁13で分離したことにより、モータ7bの排熱が冷却器6で生成された冷気に放出されるのを確実に防止でき、冷蔵庫の省エネルギー性を確実に高めることができる。
オ) 送風機モータ7bを羽根車7aの吹出し側に配置したので、遠心力による静圧上昇が得られ、モータ7bの入力を低減できる。
カ) 羽根車7aの吹出し側端部を、羽根車7aの周囲に設けたベルマウス11の吹出し側端部よりも吹出し側に突出させたので、より大きな静圧上昇が得られる。
キ) 羽根車のハブ7cを、吸込み側から吹出し側に向かって半径が広がるよりに傾斜させたので、遠心力が得られるスムーズな流れを形成でき、より大きな静圧上昇が得られる。
ク) 冷却器6を、冷凍サイクルを構成する蒸発器としたので、冷凍サイクル効率を高めることで、冷蔵庫の省エネルギー性を向上できる。
ケ) 冷却器6を構成する冷媒配管を、奥行きが短く、かつ高さが高くなるように構成して、貯蔵室2〜5の背面に縦置きにしたので、冷蔵庫本体1の奥行き寸法が大きくならず、貯蔵室2〜5も広い空間にできる。
コ) 送風機モータ7bの羽根車7a側の面に断熱材を設け、モータ7bの排熱が羽根車7a側に放出しないように構成したので、シャフト7dを長くすることなく、羽根車7aにモータ7aの回転駆動力を安定して伝えることができる。
サ) 冷却器ヒータ12への入力を小さくできるので、地球温暖化係数の小さい冷媒であるが、可燃性物質である冷媒を用いても、高い信頼性が得られ、地球環境を保護できる。
シ) 冷蔵庫は家庭用の冷蔵庫とし、一番温度域の高い貯蔵室を野菜室4、一番温度域の低い貯蔵室を冷凍室3、5としたので、家庭用の食品を貯蔵する冷凍冷蔵庫において、省エネルギー性を向上できる。
【0031】
実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2による冷蔵庫を示す縦断面図であり、向かって左側が冷蔵庫の正面である。図2と同一符号は同一または相当部分を示す。実施の形態1では風路9dが設けられており、冷蔵室2から野菜室4へ冷気を循環させて野菜室4を冷却する構成の冷蔵庫を示したが、この実施の形態は野菜室4へ冷気を循環させない構成の冷蔵庫を示すものである。即ち、風路9dを設けておらず、野菜室4から冷却器6への冷気の戻り風路も設けていない。
【0032】
図6に示す構成では、冷却される温度域が高い貯蔵室である野菜室4は、上下に冷凍室3、5、背面に冷却器6が配置されている。さらに、野菜室4の周囲の壁面と野菜室4の内壁面との間には、図示していないが、冷凍室3、5や冷蔵室2から冷却器6への戻り風路などの冷気風路が配設されている。即ち、野菜室4は、冷却器6で生成した冷気を循環させて冷却されるのではなく、隣接する他の貯蔵室3、5または貯蔵室壁からの伝熱および輻射熱によって冷却される。野菜室4はこの周囲からの冷却で十分冷やされることができる。逆に冷やされすぎると内部の野菜等が凍ったりするため、通常は加熱ヒータ10a、10bが設けられている。さらにここでは送風機モータ7bを野菜室4内に配設し、野菜室4にモータ7bの排熱を放出する構成としている。
【0033】
この場合も実施の形態1と同様、送風機モータ7bの排熱が風路9a、9b、9cに放熱されない構成なので、貯蔵室2、3、5へ送られる冷気温度の上昇を軽減でき、冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる。
さらに、野菜室4からの戻り風路を設けていないので、野菜室4に放熱された排熱が冷却器6を設置した空間に戻ることはない。即ち、野菜室4へ放熱されたモータ7bの排熱の一部は、例えば野菜室4のドアを開閉する際に庫外へ放出されることになる。従って、モータ7bの排熱による冷却負荷の増加はさらに軽減され、冷蔵庫の省エネルギー性を高める効果は、実施の形態1の場合よりも向上できる。
なお、モータ7bの排熱によって野菜室4の温度上昇は1〜2℃程度の僅かであると想定されるが、野菜室4の温度が希望の設定温度よりも高くなった場合には、野菜室4に隣接する貯蔵室3、5の温度を下げたり、貯蔵室壁の中を通っている風路を通る冷気の温度を下げるなどして制御すればよい。
【0034】
なお、上記では野菜室4に冷却器6による冷気を循環させない構成として省エネルギー性を向上させたが、野菜室4の代わりに温度域の比較的高い別の貯蔵室としてもよい。ただし、冷気を循環させないように構成した貯蔵室の近傍には、温度域の比較的低い貯蔵室、冷却器、温度域の比較的低い貯蔵室から冷却器6への戻り風路などの冷気風路、のうちの少なくともいずれかが配設されることが好ましい。冷気を循環させないように構成した貯蔵室は、隣接する他の貯蔵室または貯蔵室壁からの伝熱や輻射熱によって冷却される。
【0035】
また、温度域の比較的高い貯蔵室が複数ある場合に、送風機モータ7bからの排熱を放熱する貯蔵室と、冷却器6で生成した冷気を循環させずに隣接する貯蔵室または貯蔵室壁からの伝熱によって貯蔵室を冷却するようにした貯蔵室とが、同じものである必要はない。送風機モータ7bからの排熱を温度域の高い貯蔵室に放熱することにより、モータ7bの排熱が冷却器6の負荷となるのを防止でき、省エネルギー性を向上できる。また、冷却器6で生成した冷気を循環させずに隣接する貯蔵室または貯蔵室壁からの伝熱によって貯蔵室を冷却するように構成することで、温度域の高い貯蔵室からの比較的温度の高い戻り冷気が冷却器6の配置されている空間に戻ることがないので、冷却器6の負荷が高くなるのを防止できる。
【0036】
このように、この実施の形態では実施の形態1と同様、送風機モータ7bの排熱を風路9a、9b、9cに放熱せず、野菜室4に放出する構成なので、省エネルギー性を向上できる効果ア)〜エ)を奏する。
この構成に加えて、図3、4、5のいずれかに示した送風機7の構成を適用することにより、実施の形態1で述べた効果と同様の効果オ)〜キ)を奏する。
また、他の構成に関しても、実施の形態1と同様に適用でき、それぞれの効果ク)〜シ)を奏する。
【0037】
さらに、この実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
ス) 貯蔵室2〜5の中で温度域の高い少なくとも1つの貯蔵室、例えば野菜室4は、その野菜室4内に冷却器6で生成した冷気を循環させず、野菜室4に隣接する他の貯蔵室、例えば冷凍室3、5または貯蔵室壁からの伝熱によって、野菜室4内を冷却するように構成した。このため、冷却器6で生成した冷気を循環させていない貯蔵室の冷却負荷程度、冷却器6の冷却負荷を低減でき、省エネルギー性を向上できる。
【0038】
実施の形態3.
図7はこの発明の実施の形態3による冷蔵庫を示す縦断面図であり、向かって左側が冷蔵庫の正面である。図2と同一符号は同一または相当部分を示す。
この実施の形態では、送風機モータ7bが設けられた側の空間は、冷蔵庫本体1の外へ連なる空間であり、送風機モータ7bの排熱は主に冷蔵庫本体1の庫外へ放出される。
【0039】
送風機モータ7bの排熱を庫外へ主に放熱しているため、冷却器6で冷やされた冷気の温度がモータ7bの排熱で上昇することなく貯蔵室2〜5に送ることができる。このため、冷却器6の温度を従来に比較して高く、冷凍室3、5の温度域に近い温度とすることができる。その結果、モータ7bの排熱が冷却器6の負荷を上昇させるのを防止し、冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる。また、冷却器6の温度が高くなることにより冷却器6への着霜が減り、冷却器6の冷却性能を高く維持したまま運転できるようになり、冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる。
【0040】
また、例えば、貯蔵室2〜5のいずれも温度域が低く設定されているような冷蔵庫の場合、モータ7bの排熱を貯蔵室2〜5や冷気の風路に放出すると、冷却器6の負荷を高めることになる。これに対し、庫外にモータ7bの排熱を放出することで、排熱による負荷上昇を確実に防止し、冷蔵庫の省エネルギー性を向上できる。
【0041】
また、冷蔵庫内に気流を循環させるための風路は、冷蔵庫本体の大きさを大きくしないために断面積の小さい風路となるために、送風機には高い静圧特性が必要となる。この実施の形態では、モータ7bを庫外に配置したため、従来モータ7bを配置していた空間の一部を風路にできる。送風機モータ7bと送風機の羽根車7aを支えるハブ7cとを連結するシャフト7dの長さを、モータ7bの回転駆動力が安定して羽根車7aに伝わる範囲で長くして、羽根車7aとモータ7bとの間に空間を構成する。羽根車7aの上流側にはモータ7bが近接して配置されていないので、吸込側の半径の小さい部分からの吸込流れを確保できて、羽根車7aの流入側の半径位置が小さく流出側の半径位置が大きくなる半径方向へ広がる流れを得やすい。この半径方向へ広がる流れは遠心作用による静圧上昇を得ることができる。その結果、冷蔵庫の庫内に冷気を循環させるために必要なモータ入力を低減して冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる。
また、モータ入力を低減できることでモータ7bの排熱も低減されるので、その点からも冷蔵庫の省エネルギー性を高めることができる。
【0042】
また、図4において、モータ7bと羽根車7aとの位置は、冷気の流れ方向に対して逆になるが、羽根車7aとベルマウス11との関係は同様のことが言える。即ち、羽根車7aの吹出し側端部を、羽根車7aの周囲に設けたベルマウス11の吹出し側端部よりも吹出し側に突出させれば、より大きな静圧上昇を図ることができる。
【0043】
以上の様に、この実施の形態では、排熱が冷却器6で生成される冷気に放出されないので、実施の形態1、2と同様、冷蔵庫の省エネルギー性を向上できる効果ア)、イ)、エ)を奏する。また、羽根車7aの吹出し側端部をベルマウス11の吹出し側端部よりも吹出し側に突出させる構成を適用することにより、実施の形態1で述べた効果と同様の効果カ)を奏する。
また、他の構成に関しても、実施の形態1、実施の形態2と同様に適用でき、それぞれの効果ク)、ケ)、サ)、シ)、ス)を奏する。
さらに、以下の効果を奏する。
セ) 庫外にモータ7bの排熱を放出することで、排熱による負荷上昇を確実に防止し、冷蔵庫の省エネルギー性を向上できる。
【0044】
なお、実施の形態1〜実施の形態3では、冷却器6を1つ備えたものについて説明したが、複数の冷却器を備えていてもよい。また、複数の冷却器のそれぞれに送風機を備えた場合には、複数の送風機の排熱を野菜室4に放熱して、ヒータ10a、10bの入力を低減するようにしてもよいし、複数の送風機の排熱を別々の貯蔵室、例えば野菜室と冷蔵室や、野菜室と冷蔵庫外に放熱するように構成してもよい。複数の冷却器のそれぞれの近くに送風機を備えた場合、複数のモータの排熱に対して、実施の形態1または実施の形態2を適用すれば省エネルギー性の高い冷蔵庫が得られる。
【0045】
また、実施の形態1〜実施の形態3では、送風機7を冷却器6に近傍に配置した構成としたが、送風機7で冷蔵庫内の冷気を循環させることができる構成であれば、冷却器6の近傍に配置されていなくてもよい。また、冷却器6の位置、貯蔵室2〜5の配置や風路9a,9b,9c,9dなどは、どのように配置されていてもよい。
【0046】
また、実施の形態1〜実施の形態3では、家庭用冷凍冷蔵庫について説明したが、これに限るものではなく、業務用の冷蔵庫や、食品を保存するだけでなく部品や薬品を複数の温度域に冷却する貯蔵室を有する冷蔵庫などにも適用できる。
その場合、送風機のモータの排熱は、複数の温度域のうちの比較的高い温度域に冷却する貯蔵室に放熱するように構成すればよい。
【0047】
冷却器6は冷凍サイクルを構成するものであり、その冷凍サイクルを循環する冷媒には、以下のようなものが考えられる。
オゾン層破壊係数が低いフロン系冷媒としては、R410A、R407C、R404A、R507AなどのHFC系冷媒でもよい。
また、地球温暖化防止の観点から地球温暖化係数が小さいHFC系冷媒であるR32、R152a、またはR32/R134aなどの混合冷媒であってもよい。また、イソブタン、プロパン、イソブタンとプロパンとの混合物などのHC系冷媒や、アンモニア、二酸化炭素、水、空気などの自然系冷媒、およびそれらの混合物であれば、地球環境を保全でき、好ましい。特に実施の形態1〜3に述べたように、冷却器6の温度を低下させる必要性を低減するので、冷却器6の周囲に付く霜を除去する場合でも冷却器ヒータ12への入力が低減でき、可燃性を示すHC系冷媒や、アンモニアなどを使用しても、信頼性を向上できる。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明によれば、冷気を生成する冷却器と、異なる温度域で冷却可能な複数の貯蔵室と、モータで回転駆動される羽根車により前記冷却器で生成した冷気を前記貯蔵室に送る送風機と、を備え、前記モータの排熱を、前記冷却器から前記貯蔵室のうちの温度域の最も低い貯蔵室へ直接送られる冷気の風路を除く空間に放出するように構成したことにより、送風機モータの排熱による冷却器の負荷の増加を軽減し、省エネルギー性を向上できる冷蔵庫が得られる。
【0049】
また、請求項2に記載の発明によれば、冷気を生成する冷却器と、異なる温度域で冷却可能な複数の貯蔵室と、モータで回転駆動される羽根車により前記冷却器で生成した冷気を前記貯蔵室に送る送風機と、を備え、前記羽根車を前記冷却器から前記貯蔵室へ前記冷気を送る風路内に配置すると共に、前記送風機のモータを前記冷却器から前記貯蔵室へ前記冷気を送る風路外に配置し、前記羽根車を配置した空間と前記モータを配置した空間とを分離したことにより、送風機モータの排熱による冷却器の負荷の増加を軽減し、省エネルギー性を向上できる冷蔵庫が得られる。
【0050】
また、請求項3記載の発明によれば、前記送風機のモータの排熱を温度域の高い貯蔵室に放出するように構成したことにより、送風機モータの排熱による冷却器の負荷の増加を軽減し、省エネルギー性を向上できる冷蔵庫が得られる。
【0051】
また、請求項4に記載の発明によれば、前記送風機のモータを前記羽根車の吹出し側に配置したことにより、遠心作用による静圧上昇を効果的に利用でき、省エネルギー性を向上できる冷蔵庫が得られる。
【0052】
また、請求項5に記載の発明によれば、前記羽根車の吹出し側端部を、前記羽根車の周囲に設けたベルマウスの前記吹出し側端部よりも前記吹出し側に突出させたことにより、遠心作用による静圧上昇をさらに効果的に利用でき、省エネルギー性を向上できる冷蔵庫が得られる。
【0053】
また、請求項6に記載の発明によれば、前記貯蔵室の中で温度域の高い少なくとも1つの貯蔵室を、その貯蔵室内に前記冷却器で生成した冷気を循環させず、その貯蔵室に隣接する他の貯蔵室または貯蔵室壁からの伝熱によって、貯蔵室内を冷却するように構成したことにより、冷却器の負荷を軽減し、省エネルギー性を向上できる冷蔵庫が得られる。
【0054】
また、請求項7に記載の発明によれば、前記冷却器は冷凍サイクルを構成するものであり、その冷凍サイクルを循環する冷媒は、可燃性物質であることにより、地球温暖化を防止でき、信頼性を向上できる冷蔵庫が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1における冷蔵庫を示す正面図である。
【図2】実施の形態1における冷蔵庫を示す縦断面図である。
【図3】実施の形態1における送風機を示す断面図である。
【図4】実施の形態1における送風機を示す断面図である。
【図5】実施の形態1における送風機を示す断面図である。
【図6】この発明の実施の形態2における冷蔵庫を示す縦断面図である。
【図7】この発明の実施の形態3における冷蔵庫を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 冷蔵庫本体、2〜5 貯蔵室、6 冷却器、7 送風機、7a 羽根車、7b 送風機モータ、7c ハブ、7d シャフト、9a、9b、9c、9d 風路、10a、10b 貯蔵室ヒータ、11 ベルマウス、12 冷却器ヒータ、13 分離壁、14 断熱材。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerator having a plurality of storage rooms that can be cooled in different temperature ranges.
[0002]
[Prior art]
In a conventional refrigerator, a fan device is disposed above a cooler, and cool air cooled by the cooler is circulated to the refrigerator body by the fan device. For example, the cool air cooled by the cooler passes through the air passage for the freezing room and is blown to the freezing room, and part of the cool air passing through the air passage for the freezing room is blown to the cold room to cool the cold room. I do. The vegetable compartment is cooled by circulating the return cold air from the refrigerator compartment through the return passage for the refrigerator compartment. Then, the water is returned to the cooler through the return passage for the vegetable compartment (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-325691 (
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional refrigerator, a blower is arranged downstream of a cooler, and a motor of the blower is also arranged in an air path downstream of the cooler. In this arrangement, all of the exhaust heat of the motor of the blower is radiated from the cooler to the cool air on the way to the storage room such as the freezing room or the refrigerator room.
For this reason, the cold air temperature after passing through the blower is higher than before passing. Therefore, the cool air generated by the cooler needs to be cooled to a temperature lower than the cool air sent to each storage room by the temperature rise due to the exhaust heat of the motor of the blower. That is, there is a problem in that the load on the cooler is increased, which hinders energy saving of the refrigerator. In addition, by lowering the temperature of the cooler, frost easily adheres to the cooler. If the frost adheres, the performance of the cooler decreases, and the ventilation resistance of the cooler further increases, which hinders energy saving of the refrigerator. Further, when a heater for defrosting the cooler is provided, an input to the heater is required, and there is a problem that the energy saving of the refrigerator is prevented.
[0005]
In addition, since the configuration of the air path of the refrigerator is complicated, the blower needs a high pressure rise with respect to the air volume. In order to obtain a high pressure rise, it is necessary to form a flow in which the radial position of the flow path increases from the suction side to the discharge side as in a centrifugal blower. Here, the rotation of the impeller generates a flow that intersects a plane perpendicular to the rotation axis of the blower.Here, the radial position of the flow path means the main flow of the generated flow in the plane perpendicular to the rotation axis of the blower. The flow where the flow path radius position increases from the suction side to the blowout side is the flow where the streamline moves away from the rotation axis from the suction side to the blowout side. Is to form The flow that expands in the radial direction from the suction side to the blowout side can increase the static pressure due to the centrifugal action. However, in the conventional refrigerator, since the motor of the blower is located close to the upstream side of the impeller, it is necessary to suck cool air from a gap between the motor, the rotating shaft and the impeller. That is, cold air could not be sufficiently sucked in from the region where the flow path radial position on the suction side was small, and a sufficient pressure rise could not be obtained. For this reason, there is a problem in that the blowing performance of the blower is reduced, a large number of inputs are required to obtain a required air volume, and energy saving of the refrigerator is hindered.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to obtain a refrigerator capable of reducing an increase in load due to exhaust heat of a blower motor and improving energy saving. . Another object of the present invention is to obtain a refrigerator that can improve energy saving by utilizing exhaust heat of a motor of a blower. Another object of the present invention is to obtain a refrigerator that can increase the energy saving of the refrigerator by increasing the pressure of the blower. Another object of the present invention is to obtain a refrigerator with high energy saving and high reliability by reducing the use of a heater.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A refrigerator according to
[0008]
Further, the refrigerator according to
[0009]
The refrigerator according to
[0010]
Further, in the refrigerator according to
[0011]
Also, in the refrigerator according to
[0012]
In the refrigerator according to claim 6 of the present invention, at least one storage room having a high temperature range in the storage room is adjacent to the storage room without circulating cool air generated by the cooler in the storage room. The storage room is configured to be cooled by heat transfer from another storage room or the storage room wall.
[0013]
Further, in the refrigerator according to
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a front view showing a refrigerator according to
[0015]
The
[0016]
Further, for example, the cooler 6 is an evaporator constituting a refrigeration cycle. For example, the cooler 6 is filled with isobutane as a refrigerant, and the compressor 8, a condenser (not shown), a pressure reducing means (not shown), and the The refrigeration cycle is configured by connecting them sequentially with piping. Refrigerant pipes and the like (not shown) are arranged in gaps such as the side and back surfaces of the refrigerator
[0017]
The cool air generated by the cooler 6 is sent by the
In addition, the temperature of the
[0018]
Next, the operation will be described. By operating the compressor 8, the refrigeration cycle operates, and the temperature of the refrigerant flowing in the cooler 6 corresponding to the evaporator decreases. The air around the cooler 6 becomes cold air by exchanging heat with the cooled refrigerant in the cooler 6.
As shown by arrows in FIG. 2, the cool air cooled by the cooler 6 is circulated to the
[0019]
The control of the cooling capacity with respect to the cooling load of the entire refrigerator is performed by changing the frequency of the compressor 8 and the rotation speed of the
[0020]
Further, when the air is cooled by the cooler 6, the moisture contained in the air sublimates and adheres to the cooler 6 as frost. The cooler 6 to which the frost adheres lowers the heat transfer performance and increases the ventilation resistance of the airflow, thereby lowering the energy saving performance of the refrigerator. Therefore, control is performed to heat the
[0021]
In the configuration of FIG. 2, since the exhaust heat of the
In addition, as the temperature of the cooler 6 increases, frost formation on the cooler 6 is reduced, and the refrigerator can be operated while maintaining the cooling performance of the cooler 6 at a high level, so that the energy saving of the refrigerator can be improved. . Furthermore, since the frost formation of the cooler 6 can be reduced, the operation of the
By reducing the input and operating time of the
[0022]
Further, in this embodiment, the cooler 6 is an evaporator constituting a refrigeration cycle, and control may be performed so as to increase the air volume of the
[0023]
Further, in this embodiment, since the exhaust heat of the
In addition, the storage room which discharges the exhaust heat of the
[0024]
Further, the space for discharging the exhaust heat of the
[0025]
The air path for circulating cool air in the refrigerator has a small cross-sectional area in order not to increase the size of the refrigerator body, and has a high static pressure characteristic in the
[0026]
In the configuration of FIG. 3, the
[0027]
In the
[0028]
The relative position between the
[0029]
FIG. 5 shows another configuration example of the mounting portion of the
[0030]
As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
A) The exhaust heat of the
B) The impeller 7a is disposed in the
C) Since the exhaust heat of the
D) By separating the space in which the impeller 7a is arranged and the space in which the
E) Since the
F) Since the outlet side end of the impeller 7a protrudes more toward the outlet side than the outlet side end of the
G) Since the
H) Since the cooler 6 is an evaporator constituting a refrigeration cycle, the energy saving of the refrigerator can be improved by increasing the refrigeration cycle efficiency.
F) The refrigerant pipe constituting the cooler 6 is configured so as to have a short depth and a high height, and is placed vertically on the back of the
G) A heat insulating material is provided on the surface of the
C) Since the input to the
B) The refrigerator is a household refrigerator, and the storage room with the highest temperature range is the
[0031]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a refrigerator according to
[0032]
In the configuration shown in FIG. 6, the
[0033]
In this case, similarly to the first embodiment, since the exhaust heat of the
Further, since no return air passage from the
The temperature rise in the
[0034]
In the above description, energy saving is improved by not circulating the cool air from the cooler 6 in the
[0035]
Further, when there are a plurality of storage rooms having a relatively high temperature range, the storage room that radiates the exhaust heat from the
[0036]
As described above, in the present embodiment, as in the first embodiment, since the exhaust heat of the
In addition to this configuration, by applying the configuration of the
Further, other configurations can be applied in the same manner as in the first embodiment, and the respective effects (1) to (4) are achieved.
[0037]
Further, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
S) At least one storage room having a high temperature range among the
[0038]
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a refrigerator according to
In this embodiment, the space provided with the
[0039]
Since the exhaust heat of the
[0040]
Further, for example, in the case of a refrigerator in which the temperature range of each of the
[0041]
In addition, since the air passage for circulating the air flow in the refrigerator has a small cross-sectional area in order not to increase the size of the refrigerator main body, a high static pressure characteristic is required for the blower. In this embodiment, since the
Further, since the exhaust heat of the
[0042]
Further, in FIG. 4, the positions of the
[0043]
As described above, in this embodiment, since the exhaust heat is not released to the cool air generated by the cooler 6, effects similar to those of the first and second embodiments can improve the energy saving of the refrigerator. D) is played. In addition, by applying a configuration in which the outlet side end of the impeller 7a projects more toward the outlet side than the outlet side end of the
In addition, the other configurations can be applied in the same manner as in the first and second embodiments, and the respective effects (1), (2), (3), (4), and (5) are achieved.
Further, the following effects are obtained.
C) By discharging the exhaust heat of the
[0044]
In the first to third embodiments, the case where one cooler 6 is provided has been described, but a plurality of coolers may be provided. In the case where a blower is provided in each of the plurality of coolers, the exhaust heat of the plurality of blowers may be radiated to the
[0045]
In the first to third embodiments, the
[0046]
In the first to third embodiments, the home refrigerator-freezer has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is not limited to a commercial refrigerator, and can store not only food but also parts and chemicals in a plurality of temperature ranges. The present invention can also be applied to a refrigerator having a storage room for cooling at a low temperature.
In that case, the exhaust heat of the blower motor may be radiated to a storage room that cools to a relatively high temperature range among the plurality of temperature ranges.
[0047]
The cooler 6 constitutes a refrigeration cycle, and the refrigerant circulating through the refrigeration cycle may be as follows.
HFC-based refrigerants such as R410A, R407C, R404A, and R507A may be used as the CFC-based refrigerant having a low ozone layer depletion coefficient.
Further, a mixed refrigerant such as R32, R152a, or R32 / R134a, which is an HFC-based refrigerant having a small global warming potential from the viewpoint of preventing global warming, may be used. Further, HC-based refrigerants such as isobutane, propane, a mixture of isobutane and propane, natural refrigerants such as ammonia, carbon dioxide, water, and air, and mixtures thereof are preferable because they can preserve the global environment. In particular, as described in the first to third embodiments, since the necessity of lowering the temperature of the cooler 6 is reduced, the input to the
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the cooler includes a cooler that generates cool air, a plurality of storage rooms that can be cooled in different temperature ranges, and an impeller that is rotationally driven by a motor. A blower for sending the cool air generated in the above to the storage room, excluding an air passage of the cool air that directly sends the exhaust heat of the motor from the cooler to the storage room having the lowest temperature range in the storage room. By being configured to discharge the air into the space, an increase in load on the cooler due to exhaust heat of the blower motor can be reduced, and a refrigerator that can improve energy saving can be obtained.
[0049]
According to the second aspect of the present invention, a cooler that generates cool air, a plurality of storage rooms that can be cooled in different temperature ranges, and cool air generated by the cooler by an impeller that is driven to rotate by a motor. A fan that sends the cold air from the cooler to the storage room, and a motor of the blower from the cooler to the storage room. By arranging it outside the air passage for sending cool air and separating the space in which the impeller is arranged and the space in which the motor is arranged, the increase in the load on the cooler due to the exhaust heat of the blower motor is reduced, and energy saving is achieved. An improved refrigerator is obtained.
[0050]
According to the third aspect of the present invention, since the exhaust heat of the blower motor is discharged to the storage room having a high temperature range, an increase in the load on the cooler due to the exhaust heat of the blower motor is reduced. And the refrigerator which can improve energy saving property is obtained.
[0051]
Further, according to the invention described in
[0052]
According to the invention as set forth in
[0053]
According to the invention as set forth in claim 6, at least one storage room having a high temperature range in the storage room does not circulate the cool air generated by the cooler in the storage room, Since the storage room is configured to be cooled by heat transfer from another storage room or the storage room wall adjacent thereto, a refrigerator capable of reducing the load on the cooler and improving energy saving can be obtained.
[0054]
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a refrigerator according to
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the refrigerator in the first embodiment.
FIG. 3 is a sectional view showing a blower according to the first embodiment.
FIG. 4 is a sectional view showing a blower according to the first embodiment.
FIG. 5 is a sectional view showing a blower according to the first embodiment.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a refrigerator according to
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a refrigerator according to
[Explanation of symbols]
1 refrigerator body, 2-5 storage room, 6 cooler, 7 blower, 7a impeller, 7b blower motor, 7c hub, 7d shaft, 9a, 9b, 9c, 9d air passage, 10a, 10b storage room heater, 11 bell Mouse, 12 cooler heater, 13 separation wall, 14 insulation.
Claims (7)
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Cited By (2)
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JP2015121384A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Refrigerator |
WO2018033968A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 三菱電機株式会社 | Refrigerator |
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2002
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