JP2004233036A - 直冷式冷蔵庫及びその蒸発パイプ装着方法 - Google Patents

直冷式冷蔵庫及びその蒸発パイプ装着方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 冷媒の熱交換性能が高いために貯蔵室を速かに冷却させることができ、熱交換性能のバラツキを最小限に抑えた直冷式冷蔵庫を提供する。
【解決手段】 冷蔵庫の外形を形成する外部ケース５２と；前記外部ケース５２内に配置されて貯蔵室を形成する内部ケース５４と；前記内部ケース５４と外部ケース５２との間に充填された断熱材６４と；冷媒を圧縮させる圧縮器５６と；前記内部ケース５４に面接触するように配設されて冷媒が蒸発されながら前記内部ケース５４を冷却させる蒸発器６２Ａとを含めて構成されたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、直冷式冷蔵庫に関し、特に、貯蔵室が形成された内部ケースと蒸発器との接触面積を大きくして貯蔵室がより速かに冷却されるようにした直冷式冷蔵庫に関する。
一般に、冷蔵庫はその冷却方式によって２種類に分けられる。つまり、冷凍室または冷蔵室の貯蔵室を形成する内部ケースを蒸発器で直接冷却させて貯蔵室を冷却する直冷式冷蔵庫と、蒸発器との熱交換から発生した冷気を冷却ファンを使って貯蔵室に供給する間冷式冷蔵庫とに区分される。
普通の直冷式冷蔵庫は、図１３及び図１４に示すように、冷蔵庫の外形を形成する外部ケース２と、前記外部ケース２の内側に配設されて貯蔵室Ｆを形成する内部ケース４と、前記外部ケース２と内部ケース４との間に充填された断熱材６と、冷媒を圧縮させる圧縮器８と、前記圧縮器８を通過した高圧の冷媒ガスを液状に凝縮させる凝縮器１０と、前記凝縮器１０を通過した冷媒を減圧させる膨脹機構１２と、前記内部ケース４と熱交換されて貯蔵室Ｆを冷却する蒸発器１４と、を含めて構成される。
前記凝縮器１０は、伝熱板体１０ａと、該伝熱板体１０ａと線接触するように前記伝熱板体１０ａの一面に付着された凝縮パイプ１０ｂとから構成される。
前記蒸発器１４は、前記内部ケース４の外側面に取り付けられ、内部に冷媒Ｒが通過する中空の円形蒸発パイプからなる。
また、前記蒸発パイプ１４は、前記内部ケース４の外側面に上下に隔たるように巻かれ、前記内部ケース４に付着されるアルミニウムテープ１５に固定されて前記内部ケース４と線接触するように配置される。
しかし、従来技術に係る直冷式冷蔵庫は、中空の円形蒸発パイプ１４が前記内部ケース４に線接触するので内部ケース４の熱を前記蒸発パイプ１４を通過する冷媒Ｒに伝達するのに時間がかかるし、蒸発パイプ１４の一部分が前記内部ケース４と非接触することもあるので冷却性能のバラツキが大きくなり、且つ、前記蒸発パイプ１４が前記アルミニウムテープ１５に固定され、このアルミニウムテープ１５が内部ケース４に付着されるので、前記蒸発パイプ１４が堅固に装着されず、外部衝撃などにより蒸発パイプ１４と内部ケース４との接触不良が起こり易いという問題点がある。
一方、図１５は、一般の直冷式冷蔵庫における蒸発器の他の例を示す断面図であり、ここでは、２つの伝熱金属体３０、３２の間に冷媒が通過する冷媒流路３６が形成される部位以外は接着材４０を塗布した後２つの伝熱金属体３０、３２を付着し、前記接着材４０で付着しなかった部位に高圧空気を注入すると、その部位が拡張されながら冷媒流路３６が形成される。
しかし、この直冷式冷蔵庫の蒸発器は、高圧空気による拡張度合いが均一でないために冷媒流路３６の一側で冷媒による詰まりまたは圧力降下などが起こる恐れがある。
本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、冷媒の熱交換性能が高いために貯蔵室を速かに冷却させることができ、熱交換性能のバラツキを最小限に抑えられた直冷式冷蔵庫を提供することにその目的がある。
本発明の他の目的は、蒸発パイプが堅固に固定される直冷式冷蔵庫の蒸発器取付方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明に係る直冷式冷蔵庫は、冷蔵庫の外形を形成する外部ケースと；前記外部ケース内に配設されて貯蔵室を形成する内部ケースと；前記内部ケースと外部ケースとの間に充填された断熱材と；冷媒を圧縮させる圧縮器と；前記内部ケースに面接触するように設けられ、冷媒が蒸発されながら前記内部ケースを冷却させる蒸発器と；を含めて構成されたことを特徴とする。
また、本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ取付方法は、蒸発パイプに、内部ケースと面接触される面接触部を形成する第１段階と；前記蒸発パイプの面接触部に接着材を付着する第２段階と；前記蒸発パイプの面接触部が前記内部ケースに接合されるように前記蒸発パイプを内部ケースに密着させる第３段階と；を含めて構成されたことを特徴とする。
また、本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ取付方法は、蒸発パイプに内部ケースと面接触される面接触部を形成する第１段階と；前記蒸発パイプの面接触部に、接着材が塗布された離型テープを貼り付ける第２段階と；前記蒸発パイプから離型テープを外して接着材が露出されるようにした状態で、前記蒸発パイプの面接触部が前記内部ケースに接合されるように前記蒸発パイプを内部ケースに密着させる第３段階と；を含めて構成されたことを特徴とする。
本発明に係る直冷式冷蔵庫は、貯蔵室が形成された内部ケースと、該内部ケースを冷却させる蒸発器が面接触されるため、内部ケースの熱を前記内部ケースと蒸発器が面接触される部分を通じて迅速に放出し、その結果、冷媒の熱交換性能が高くなり貯蔵室を迅速に冷却させることができる利点がある。
また、本発明に係る蒸発器は、内部ケースと面接触されるので、蒸発器の部分的な非接触を防止することができ、貯蔵室内部の温度バラツキが最小限に抑えられる利点がある。
また、本発明に係る直冷式冷蔵庫は、伝熱板体と、伝熱板体と面接触される面接触部が形成された凝縮パイプからなる凝縮器をさらに含むので、冷媒の熱交換性能が高くなり、貯蔵室を迅速に冷却させることができる利点がある。
また、本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ取付方法は、蒸発パイプに内部ケースと面接触される面接触部を形成した後、蒸発パイプの面接触部に接着材を付着し、蒸発パイプの面接触部が内部ケースに接合されるように蒸発パイプを内部ケースに密着させるので、貯蔵室内部の温度バラツキが最小限に抑えられ、蒸発パイプを内部ケースに堅固に固定させることができる。
また、本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ取付方法は、蒸発パイプに内部ケースと面接触される面接触部を形成した後、蒸発パイプの面接触部に、接着材が塗布された離型テープを貼り付けた状態で蒸発パイプを搬送または保管し、蒸発パイプの装着前に前記離テープを前記蒸発パイプから外して接着材が露出されるようにした状態で、前記蒸発パイプの面接触部が内部ケースに接合されるように蒸発パイプを内部ケースに密着させるので、前記蒸発パイプの搬送または保管が容易で、貯蔵室内部の温度バラツキが最小限に抑えられ、且つ、前記蒸発パイプを内部ケースに堅固に固定させることができる。
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の第１実施例による直冷式冷蔵庫は、図１ないし図２に示すように、冷蔵庫の外形を形成する外部ケース５２と、該外部ケース５２内に配設されて貯蔵室Ｆを形成する内部ケース５４と、冷媒を圧縮させる圧縮器５６と、該圧縮器５６を通過した高圧の冷媒ガスを液状に凝縮させる凝縮器５８と、該凝縮器５８を通過した冷媒を減圧させる膨脹機構６１と、該膨脹機構６１を通過した冷媒が蒸発されながら前記内部ケース５４と熱交換されて内部ケース５４を冷却させる蒸発器６２Ａと、前記外部ケース５２と内部ケース５４との間に充填された断熱材６４と、前記内部ケース５４の温度を感知する温度センサー６６と、該温度センサー６６で感知された温度に基づいて前記圧縮器５６を制御する制御部７０と、を含めて構成される。
前記凝縮器５８は、図３に示すように、伝熱板体５９と、該伝熱板体５９と面接触される面接触部Ｓ１が形成されて前記伝熱板体５９の一面に付着され、内部に冷媒Ｒが通過する凝縮パイプ６０と、から構成される。
前記伝熱板体５９には周辺空気への放熱が容易となるように開口孔５９ａが形成される。
前記凝縮パイプ６０は、両側面部６０ａ、６０ｂが平板型の板体部からなり、上側面部６０ｃ及び下側面部６０ｄが曲線形状になっているが、これら両側面部６０ａ、６０ｂのうち一側の板体部６０ｂが前記伝熱板体５９と面接触する面接触部Ｓ１となって冷媒の熱が図３の矢印で示すように面接触部Ｓ１を通じて伝熱板体５９に伝達される。
前記凝縮パイプ６０は、ジグザグ状に折り曲げ、別途のジグや接着材Ｔなどにより前記伝熱板体５９の一面に取り付けられる。
前記蒸発器６２Ａは、図４に示すように、前記内部ケース５４の外側面に上下方向に隔たって巻かれ、前記内部ケース５４と接する部位に前記内部ケース５４と面接触する平板型の面接触部Ｓ２が形成され、内部に冷媒Ｒが通過する蒸発パイプ６２から構成される。
前記蒸発パイプ６２は、前記内部ケース５４の外側面に接着材Ｔにより直接取り付けられ、前記断熱材６４により包まれる。
前記蒸発パイプ６２は、前記面接触部Ｓ２が前記蒸発パイプ６２の長手方向に形成される。
前記蒸発パイプ６２は、両側面部６２ａ、６２ｂが平板型の板体部からなり、上側面部６２ｃ及び下側面部６２ｄが曲線形状になっているが、これら両側面部６２ａ、６２ｂのうち一側の板体部６２ａが前記内部ケース５４と面接触する面接触部Ｓ２となって前記内部ケース５４の熱が図４の矢印で示すように面接触部Ｓ２を通じて冷媒Ｒに伝達される。
前記温度センサー６６は、図１に示すように、合成樹脂から製造された伝熱部材６７と、前記伝熱部材６７の一側に接触されて伝熱部材６７の温度に基づいた信号を前記制御部７０に出力するサーミスタ６８と、から構成される。
前記制御部７０は、前記温度センサー６６で感知された温度値が第１所定値(例えば５℃)以上である場合、前記圧縮器５６をオンにし、第２所定値(例えば、−３０℃)以下である場合には圧縮器５６をオフにする。
未説明符号７２は、前記貯蔵室Ｆを開閉するドアである。
次に、このように構成された本発明の冷蔵庫の動作について説明する。
まず、前記内部ケース５４の熱は、前記温度センサー６６と内部ケース５４が接触された部分を通じて温度センサー６６に伝達され、前記温度センサー６６はその温度を測定して前記制御部７０にその測定温度に基づいた信号を送る。
この信号を受信した前記制御部７０は、内部ケース５４の温度が第１所定の値(例えば、５℃)以上であると判断されたら前記圧縮器５６が駆動されるようにオン信号を出力する。
前記圧縮器５８がオンになると、前記圧縮器５６により圧縮された冷媒Ｒは高温高圧の蒸気状態に前記凝縮器５８の凝縮パイプ６０を通過し、続いて前記伝熱板体５９と面接触された面接触部Ｓ１を通じて伝熱板体５９に図３の矢印で示すように熱を放出しながら常温高圧の液体状態に凝縮される。
この時、図３の矢印のように伝達される前記冷媒Ｒの熱は、前記伝熱板体５９と凝縮パイプ６０との接触面積が広いために速かに伝熱板体５９に伝達される。
その後、前記凝縮器５８により凝縮された冷媒Ｒは、膨脹機構６１を通りながら減圧された後、前記蒸発パイプ６２を通過しながら内部ケース５４の熱を吸収し蒸発され、前記圧縮器５６に循環される。
このような冷媒の圧縮と凝縮と膨脹と蒸発が進行される間、前記内部ケース５４は前記蒸発パイプ６２を通過する冷媒に放熱されて冷却され、前記貯蔵室Ｆの内部は前記貯蔵室Ｆ内の空気、前記内部ケース５４の伝導、及び前記貯蔵室Ｆ内の自然対流により冷却される。
前記のような内部ケース５４及び貯蔵室Ｆの冷却が進行される間、前記内部ケース５４の熱は、図４の矢印で示すように前記内部ケース５４と面接触される面接触部Ｓ２を通じて前記蒸発パイプ６２に速かに伝達され、前記蒸発パイプ６２の熱は内部の冷媒Ｒに速かに伝達される。
そして、前記のような内部ケース５４及び貯蔵室Ｆの冷却が進行される間、前記内部ケース５４の熱は前記温度センサー６６と内部ケース５４とが接触された部分を通じて温度センサー６６に伝達され、前記温度センサー６６はその温度を測定して前記制御部７０にその測定温度に基づいた信号を送る。
前記信号を受信した前記制御部７０は、前記内部ケース５４の温度が第２所定の値(例えば、−３０℃)以下であると判断されたら前記圧縮器５６の駆動が停止するように圧縮器５６にオフ信号を出力する。
前記圧縮器５６がオフになり時間が経過すると、前記圧縮器５６には低温の冷媒が通過しなくなり、貯蔵室Ｆの内部空気は断熱材６４とドア７２から浸透される熱により次第に昇温されて所定の値(例えば、−３０℃)以下に過冷されなくなる。
その後、前記冷蔵庫は、前記温度センサー６６で感知された温度値にしたがって前記圧縮器５６のオン/オフを繰り返す。
本発明の第２実施例による冷蔵庫における凝縮器を図５に示す。
図５に示した凝縮器８０は、伝熱板体８１と、四角形状に形成されて４つの側面部８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄのうち一側面部８２ｂが前記伝熱板体８１と面接触され、内部に冷媒Ｒが通過する凝縮パイプ８２と、から構成される。
すなわち、前記凝縮器８０では、前記凝縮パイプ８２の一側面部８２ｂが前記伝熱板体８１と面接触する面接触部Ｓ１となる。
本発明の第３実施例による冷蔵庫における凝縮器を図６に示す。
図６に示した凝縮器９０は、伝熱板体９１と、一側面部９２ａが平板型の板体部からなって前記伝熱板体９１と面接触し、前記一側面部９２ａの上端及び下端をつなぐ部分９２ｂが曲線形状になっており、内部に冷媒Ｒが通過する凝縮パイプ９２と、を含めて構成される。
つまり、前記凝縮器９０は、前記凝縮パイプ９２の一側面部９２ａが前記伝熱板体９１と面接触する面接触部Ｓ１となる。
本発明の第４実施例による冷蔵庫における蒸発器を図７に示す。
図７に示した蒸発器は、四角形状に形成されて４つの側面部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄのうち一側面部１００ａが内部ケース５４と面接触し、内部に冷媒Ｒが通過する蒸発パイプ１００を含めて構成される。
つまり、前記蒸発器は、前記蒸発パイプ１００の一側面部１００ａが前記内部ケース５４と面接触する面接触部Ｓ２となり、前記一側面部１００ａ以外の３つの側面部１００ｂ、１００ｃ、１００ｄが断熱材６４により包まれる。
本発明の第５実施例による冷蔵庫における蒸発器を図８に示す。
図８に示した蒸発器は、一側面部１１０ａが平板型の板体部からなって内部ケース５４と面接触され、前記一側面部１１０ａの上端及び下端をつなぐ部分１１０ｂが曲線形状になっており、内部に冷媒Ｒが通過する蒸発パイプ１１０が形成されてなる。
すなわち、本実施例の蒸発器は、前記蒸発パイプ１１０の一側面部１１０ａが前記内部ケース５４と面接触する面接触部Ｓ２となり、前記一側面部１１０ａ以外の曲面部１１０ｂが断熱材６４により包まれる。
一方、本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発器装着方法の第１実施例が図９に示されており、本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発器の装着前の拡大断面図が図１０に図示されている。
まず、図９及び図１０に示すように、第１段階(Ｓ１)では、蒸発パイプ６２の一側面部６２ａに内部ケース５４と面接触される面接触部を形成する。
つまり、前記第１段階では中空の円形蒸発パイプ６２を両側からプレシングしたり、両側及び上下からプレシングする。
第２段階(Ｓ２)では、前記第１段階で形成された面接触部に接着材Ｔを付着する。
第３段階(Ｓ３)では、前記第２段階で接着材Ｔが付着された直後、蒸発パイプ６２の面接触部が内部ケース５４に接合されるように蒸発パイプ６２を内部ケース５４に密着させながら内部ケース５４の外側面に巻く。
これにより、前記蒸発パイプ６２は、面接触部が内部ケース５４と面接触された状態で内部ケース５４に堅固に固定される。
一方、本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発器装着方法の第２実施例が図１１に示されており、本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発器装着前の拡大断面図が図１２に示されている。
図１１及び図１２に示すように、第１段階(Ｓ１１)は、蒸発パイプ６２に内部ケース５４と面接触される面接触部６２ａを形成する。
つまり、前記第１段階では中空の円形蒸発パイプ６２を両側からプレシングしたり両側及び上下からプレシングする。
第２段階(Ｓ１２)は、前記第１段階の後に蒸発パイプ６２の面接触部６２ａに、接着材Ｔが塗布された離型テープＵを貼り付ける。
ここで、前記離型テープＵは、その着脱が容易となるように離型紙や合成樹脂フィルムからなることが好ましい。
その後、前記蒸発パイプ６２は、前記接着材Ｔが塗布された離型テープＵが貼り付けられた状態で搬送または保管される。
第３段階(Ｓ１３)は、前記蒸発パイプ６２から離型テープＵを外して接着材Ｔが露出されるようにした後、前記蒸発パイプ６２の面接触部が内部ケース５４に接合されるように蒸発パイプ６２を内部ケース５４に密着させながら内部ケース５４の外側面に巻く。
これにより、前記蒸発パイプ６２は、面接触部６２ａが内部ケース５４と面接触された状態で内部ケース５４に堅固に固定される。
本発明に係る直冷式冷蔵庫の第１実施例のサイクルを示すブロック図である。 本発明に係る直冷式冷蔵庫の第１実施例を示す内部構成図である。 図２に示したＢ部分の拡大図である。 図２に示したＣ部分の拡大図である。 本発明の第２実施例による直冷式冷蔵庫の主要部構成を示す断面図である。 本発明の第３実施例による直冷式冷蔵庫の主要部構成を示す断面図である。 本発明の第４実施例による直冷式冷蔵庫の主要部構成を示す断面図である。 本発明の第５実施例による直冷式冷蔵庫の主要部構成を示す断面図である。 本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ装着方法の第１実施例を示す順序図である。 本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ装着前の拡大断面図である。 本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ装着方法の第２実施例を示す順序図である。 本発明に係る直冷式冷蔵庫の蒸発パイプの装着前の拡大断面図である。 一般的な直冷式冷蔵庫の一例を示す内部構成図である。 図１３に示したＡ部分の拡大図である。 一般の直冷式冷蔵庫の蒸発器の他の例を示す断面図である。
符号の説明
５２…外部ケース
５４…内部ケース
５６…圧縮器
５８，８０，９０…凝縮器
５９…伝熱板体
６０…凝縮パイプ
６１…膨脹機構
６２，１００，１１０…蒸発パイプ
６２Ａ…蒸発器
６３…アルミニウムテープ
６４…断熱材
６６…温度センサー
６７…伝熱部材
６８…サーミスタ
７０…制御部
Ｆ…貯蔵室
Ｒ…冷媒
Ｓ１，Ｓ２…面接触部
Ｔ…接着材
Ｕ…離型テープ

Claims (12)

  1. 冷蔵庫の外形を形成する外部ケースと；
    前記外部ケース内に配設されて貯蔵室を形成する内部ケースと；
    前記内部ケースと外部ケースとの間に充填された断熱材と；
    冷媒を圧縮させる圧縮器と；
    前記内部ケースに面接触するように設けられ、冷媒が蒸発されながら前記内部ケースを冷却させる蒸発器と；を含めて構成されたことを特徴とする直冷式冷蔵庫。
  2. 前記蒸発器は、前記内部ケースの外側面に巻かれ、前記内部ケースと接合される部分に前記面接触部が形成された蒸発パイプであることを特徴とする請求項１に記載の直冷式冷蔵庫。
  3. 前記蒸発パイプは、両側面部が平板型の板体部からなり、上側面部及び下側面部が曲線形状になっていることを特徴とする請求項２に記載の直冷式冷蔵庫。
  4. 前記蒸発パイプは、四角形状に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の直冷式冷蔵庫。
  5. 前記直冷式冷蔵庫は、伝熱板体と、前記伝熱板体と面接触される面接触部が形成された凝縮パイプとから構成された凝縮器をさらに含めて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の直冷式冷蔵庫。
  6. 前記凝縮パイプは、両側面部が平板型の板体部からなり、上側面部及び下側面部が曲線形状になっていることを特徴とする請求項５に記載の直冷式冷蔵庫。
  7. 前記凝縮パイプは、四角形状に形成されたことを特徴とする請求項５に記載の冷蔵庫。
  8. 前記直冷式冷蔵庫は、前記内部ケースに接触する温度センサーと；前記温度センサーで感知された温度に基づいて圧縮器を制御する制御部と；を含めて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の直冷式冷蔵庫。
  9. 蒸発パイプに、内部ケースと面接触される面接触部を形成する第１段階と；
    前記蒸発パイプの面接触部に接着材を付着する第２段階と；
    前記蒸発パイプの面接触部が前記内部ケースに接合されるように前記蒸発パイプを内部ケースに密着させる第３段階と；を含めて構成されたことを特徴とする直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ取付方法。
  10. 前記第１段階は、中空の円形蒸発パイプを両側からプレシングして前記面接触部を形成することを特徴とする請求項９に記載の直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ取付方法。
  11. 蒸発パイプに内部ケースと面接触される面接触部を形成する第１段階と；
    前記蒸発パイプの面接触部に、接着材が塗布された離型テープを貼り付ける第２段階と；
    前記蒸発パイプから離型テープを外して接着材が露出されるようにした状態で、前記蒸発パイプの面接触部が前記内部ケースに接合されるように前記蒸発パイプを内部ケースに密着させる第３段階と；を含めて構成されたことを特徴とする直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ取付方法。
  12. 前記第１段階は、中空の円形蒸発パイプを両側からプレシングして前記面接触部を形成することを特徴とする請求項１１に記載の直冷式冷蔵庫の蒸発パイプ取付方法。
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