JP2005195269A - 冷蔵庫 - Google Patents

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Abstract

【課題】省電力に関し、凝縮器の放熱能力を増加させ、冷却サイクルのＣＯＰを向上させることで、消費電力量が低い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】機械室１４０内の凝縮器１４３と、凝縮器１４３を通風する送風機１４２を設け、凝縮器１４３は多数のフィン１５０を有するパイプ１５１を相互間に間隙を設けて重畳して略筒状の内部空間１５２を形成したもので、略筒状の内部空間１５２の両端開口部の一方の開口部１５３ａに送風機１５２を対向させ、他方の開口部１５３ｂと内部空間１５２との通気抵抗をパイプ間の間隙と内部空間１５２との通気抵抗より大きくし、パイプ相互間の間隙を介し内部空間１５２と外部との通気が促進され凝縮器１４３が強制冷却されるため、凝縮器１４３の熱交換率が高くなり、凝縮器１４３の放熱能力が増加した結果、圧縮比が低減され、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫１０１の消費電力を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、強制的に冷却される凝縮器などの冷凍サイクルを備えた冷蔵庫に関するものである。
従来、凝縮器の大部分は冷蔵庫外箱内壁に配設され、外箱全体で放熱させるようにしていたが、近年、冷蔵庫の大容量化および設置スペース縮小の需要が高まるにつれて、外箱内壁の凝縮器だけでは放熱能力が不足する状況になった。このため前記した凝縮器に加え、冷蔵庫外側に確保された空間、いわゆる機械室内に凝縮器を配設し、さらに送風機により凝縮器を強制通風することにより放熱能力の向上を図っている。
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
図１７は、従来の冷蔵庫の本体を示す正面図を示す。図１８は、図１７のＡ−Ａ局部断面図を示す。図１９は、従来の冷蔵庫の機械室の正面図を示す。図１７から図１９に示すように、従来の冷蔵庫１は、冷蔵庫１の外壁を形成する外箱２と、冷蔵庫の庫内壁を形成する内箱３と、外箱２と内箱３の間に発泡充填させたウレタン断熱材４からなる断熱箱体５と、断熱箱体内５を仕切り壁６によって上下に区画し、それぞれに冷蔵室７および冷凍室８を形成している。凝縮器２０は、冷蔵庫１の外箱２の内表面に、たとえばアルミ泊等の熱伝導性接着テープ２１を用いて密着させ、外箱２も放熱体としての役割を担う（図１８参照）。更に冷蔵庫１の庫外後方下部に位置する機械室４０には、圧縮機４１、送風機４２、凝縮器４３、ドライヤ４４及びキャピラリー（図示せず）等の冷却サイクル部品がある。凝縮器４３は、放熱促進のためのフィン５０をパイプ５１に固着させ、パイプ５１を密集成型されている。そして機械室４０の側面から順に送風機４２、凝縮器４３、圧縮機４１と配置させる（図１９参照）。この結果、凝縮器４３は送風機４２の通風を受け、熱交換効率が高くなり、放熱能力が増加する冷蔵庫１を提供することを目的としている。（例えば、特許文献１参照）。
また、他の従来例において、図２０は、冷蔵庫１の機械室４０の斜視図であり、凝縮器４３は冷蔵庫底面の薄板空間に配設するべく直線部８０と曲げ部８１で構成されるため、放熱面積を稼ぎ放熱能力を増加させる冷蔵庫１を提供することを目的としている。（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−２５５０４８号公報 特開平７−１６７５４７号公報
しかしながら、上記従来の機械室４０にある凝縮器４３は、送風機４２の空気流れ下流側に配設されているが、送風機か４２ら吐き出された空気は、凝縮器４３下部の無効空間や、その他空気抵抗の小さい隙間などへ流れこみ、凝縮器４３への通風が充分行われないな。また凝縮器４３の上方部にある空気は、送風機４２の回転軸４２ａ方向に対し遠方に位置し、かつ凝縮器４３の配設により流れの抵抗が生じるため、空気の流速が低下し、部分的に空気が滞留してしまい熱交換量が低下する。さらに滞留によって、外部から機械室４０へ吸入される塵や埃は、密集設置された凝縮器４３のフィン５０やパイプ５１に付着、堆積して長期間の使用において放熱能力の低下が起こる。
以上より、凝縮温度は高く、圧縮比が高くなり、サイクルＣＯＰが低下した結果、冷蔵庫1の消費電力が増加するという課題を有していた。
また、従来の凝縮器４３は冷蔵庫１底面に配設するため、薄板状の空間に大量の凝縮器４３を配設する必要があった。そこで曲げ部８１のＲ寸法は、凝縮器４３の全長を長くするため、たとえばＲ１０ｍｍ程度と小さいものとなった（図２０参照）。また機械室４０に配設される凝縮器４３においても凝縮器長さを延長するため、Ｒ寸法が小さいコノ字やＬ字の配管構成を行った（図１９参照）。この結果、輸送や冷蔵庫組立て時、曲げ部に発生する応力が高くなり、パイプ折れや破損を引き起こし、最終的に冷媒が漏れるという課題を有していた。
本発明は従来の課題を解決するもので、機械室４０の容積を大きくすることなく、長期間使用における凝縮器４３の熱交換効率を高め、放熱能力及び冷却システムのＣＯＰを向上させ、冷蔵庫１の消費電力を低減できる冷蔵庫を提供することを目的とする。
また、本発明は従来の課題を解決するもので、放熱能力を低下することなく、凝縮器４３のパイプ折れ、破損等による冷媒もれを防止できる冷蔵庫１を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、凝縮器が多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成し、かつ内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には送風機を対向させ、他方の開口部と内部空間との通気抵抗をパイプ相互間の間隙と内部空間との通気抵抗より大きくする。
これによって、送風機運転時にパイプ相互間の間隙を介して内部空間と外部との通気が促進され凝縮器が強制冷却される。
また、本発明の冷蔵庫は、凝縮器が多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成し、かつ内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には前記送風機を対向させ、他方の開口部の一部あるいは全体を閉塞するカバーを設ける。
これによって、送風機運転時に空気は、開口部を介して通気することなく、パイプ相互間の間隙を介して内部空間と外部との通気が促進され凝縮器が強制冷却される。
また、本発明の冷蔵庫は、凝縮器が多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成し、かつ内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には前記送風機を対向させ、他方の開口部は、機械室の内壁に近接させる。
これによって、開口部の一部あるいは全体が略閉塞されたような空気抵抗の大きい状態となり、送風機運転時に空気は、開口部を介しては通気しにくく、大部分がパイプ相互間の間隙を介して内部空間と外部との通気が促進され凝縮器が強制冷却される。
本発明の冷蔵庫は、機械室の容積を大きくすることなく、長期間における凝縮器の熱交換効率を高め、放熱能力及び冷却システムのＣＯＰを向上させ、冷蔵庫の消費電力を低減できる。
また、本発明の冷蔵庫は、凝縮器が多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳するため、輸送時や組立て時の凝縮器のパイプ折れ、破損等による冷媒もれを抑制できる。さらに凝縮器成形工数が少なく、設備投資も少ないため、製造コストが安価になる。
請求項１に記載の発明は、冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した凝縮器と、前記凝縮器を強制冷却する送風機とを設け、前記凝縮器は多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成したものであり、前記略筒状の内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には前記送風機を対向させるとともに、他方の開口部と前記内部空間との通気抵抗を前記パイプ相互間の間隙と前記内部空間との通気抵抗より大きくすることにより、前記送風機の運転時に前記パイプ相互間の間隙を介して前記内部空間と外部との通気が促進され前記凝縮器が強制冷却されるため、凝縮器の熱交換率が高くなり、凝縮器の放熱能力が増加した結果、圧縮比が低減され、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
請求項２に記載の発明は、冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した凝縮器と、前記凝縮器を強制冷却する送風機とを設け、前記凝縮器は多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成したものであり、略筒状の前記内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には前記送風機を対向させるとともに、他方の開口部の一部あるいは全体を閉塞するカバーを設けたことにより、開口部を介した通気が行われず、略筒状の凝縮器側面部にでの通気が促進され、熱交換率が著しく高くなり、凝縮器の放熱能力が増加した結果、圧縮比が低減され、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
請求項３に記載の発明は、冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した凝縮器と、前記凝縮器を強制冷却する送風機とを設け、前記凝縮器は多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成したものであり、略筒状の前記内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には前記送風機を対向させるとともに、他方の開口部は、前記機械室の内壁に近接することにより、開口部の一部あるいは全体が空気抵抗の大きい状態で略閉塞されるたような構成となることにより、開口部を介した通気がほとんど行われず、略筒状の凝縮器側面部での通気が促進され、熱交換率が著しく高くなり、凝縮器の放熱能力が増加した結果、圧縮比が低減され、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。また、カバー等の閉塞手段を省くことでコストを低減でき、かつ同等放熱量における凝縮器の設置スペースを削減できる。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記機械室の空気は、前記凝縮器外部から略筒状の前記内部空間へ、前記パイプ間隙を介して通風流入し、前記送風機から吐出されることにより、略筒状の凝縮器側面部、特に送風機近傍部における熱交換率が著しく高くなり、凝縮器の放熱能力が増加した結果、圧縮比が低減され、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記機械室から前記送風機へ流入した空気は、略筒状の前記内部空間へ吐出され、前記パイプ間隙を介して前記凝縮器外部へ通風流出されることにより、放射上に吐き出され略筒状の凝縮器側面部全般にわたり通気される。これにより熱交換率が著しく高くなり、凝縮器の放熱能力が増加した結果、圧縮比が低減され、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、前記機械室の空気取入れ口が、前記送風機より略風上側に設置され、前記凝縮器周辺に整流ガイドを配設することにより、空気は前記凝縮器の円周方向に均一に通風され、前記凝縮器が強制冷却される。これにより、略筒状の凝縮器において、特に円周方向全域にわたり、熱交換率が著しく高くなり、凝縮器の放熱能力が増加した結果、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
請求項７に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、前記機械室の空気取入れ口が、前記送風機側と反対側の前記開口部より略風上側に設置されることにより、略筒状の凝縮器の円周方向及び長手方向全域にわたり、熱交換率が著しく高くなり、凝縮器の放熱能力が増加した結果、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明において、前記機械室へ流入する空気の一部または全体は、冷蔵庫下部に配設されたフィルタを通過し、冷蔵庫底面の吸入流路を介して、前記機械室の空気取入れ口より吸入されることにより、前記機械室への埃侵入を未然に防ぎ、凝縮器のフィン部およびパイプ部への埃付着を防止し、長期における放熱量低下を防止し、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の発明において、前記冷蔵庫底面に配設した吸入流路および吐出流路は、前記冷蔵庫の外気と前記機械室をそれぞれ連通することにより、冷蔵庫外部の空気は、前記吸入流路を介し前記機械室に吸引され、さらに前記機械室から、吐出流路を介して冷蔵庫外部へ吐き出されることにより、前記冷蔵庫背面に堆積する塵、埃等の機械室への侵入を未然に防止し、凝縮器のフィン部およびパイプ部への埃付着を防止し、長期における放熱量低下を防止し、冷蔵庫の消費電力を低く維持することができる。
請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の発明において、前記パイプ相互間の前記間隙が空気流れの略上流側に向かって拡大することにより、前記送風機の運転時に前記パイプ相互間の前記間隙を介して前記内部空間と外部との通気が全体的に促進され前記凝縮器が強制冷却されることにより、放熱能力が著しく増加し、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発明において、前記圧縮機の運転期間の全体あるいは一部について、前記送風機を運転させる制御手段を備えたことにより、放熱性能を増加させて凝縮圧力を低下させる。その結果、システムＣＯＰを高く維持し、冷蔵庫の消費電力を低く維持することができる。
請求項１２に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発明において、前記圧縮機の運転期間中、前記冷蔵庫の外気温度が所定温度以上の場合、前記送風機を運転させる制御手段を備えたことにより、庫内の温度上昇に適宜対応し、庫内温度を常時一定温度に維持する。その結果、食品の鮮度を長期間維持することができる。
請求項１３に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発明において、前記圧縮機の運転期間中、前記冷蔵庫の外気温度が所定温度未満の場合、前記送風機を停止させる制御手段を備えたことにより、凝縮圧力が低下して冷媒循環量の減少を抑制することができ、所定の冷凍能力が確保できる。
請求項１４に記載の発明は、請求項１から１３のいずれか一項に記載の発明において、前記フィンは略帯状薄板形状で、前記パイプに対して略垂直に配設され、かつ螺旋状に圧着させることにより、熱伝導性を向上させたため、通風される空気とフィンの熱交換が促進され、放熱能力が更に増加し、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の機械室まわりの平面図、図２は同実施の形態の冷蔵庫の機械室の正面図、図３は同実施の形態による冷蔵庫の図１におけるＢ−Ｂ'要部断面図、図４は同実施の形態による冷蔵庫の凝縮器周辺の概略図、図５は同実施の形態による冷蔵庫の風路構成図、図６は同実施の形態による冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
図１から図６より、実施の形態１の冷蔵庫１０１は、前方に開口する鋼板製の外箱１０２、硬質樹脂製の内箱１０３、外箱１０２と内箱１０３間に発泡充填されたウレタン断熱材１０４からなる断熱箱体（図示せず）と、庫内仕切り壁１０６により区分けされた冷蔵室１０７および冷凍室１０８と、冷蔵室ドア１１０および冷凍室ドア１１１と断熱箱体をシールするガスケット（図示せず）と、冷蔵室１０７の温度を検知する冷蔵室センサ１１３と、冷凍室１０８の温度を検知する冷凍室センサ１１４と、冷蔵室１０７への冷気を調整する冷蔵室ダンパ１１５と、冷蔵庫１０１の冷凍サイクルを構成する冷凍室１０８背面に配置された冷却器１１６と、冷却器を通風するファン１１７と、冷蔵庫１０１外部の背面下部に設けられた機械室１４０からなる。
さらに、この機械室１４０には、圧縮機１４１と、空気を通風する送風機１４２と、凝縮器１４３と、減圧器であるキャピラリチューブ（図示せず）の一部およびドライヤ（図示せず）等の冷却サイクル部品等があるが、送風機１４２下流側に圧縮機１４１を配置するよう、この実施の形態では、機械室１４０側面から順に凝縮器１４３、送風機１４２、圧縮機１４１を配置する。
凝縮器１４３は、帯状で薄板形状のフィン１５０とパイプ１５１からなり、フィン１５０を直管状のパイプ１５１の中心軸に対してほぼ垂直になるよう配設され、かつ螺旋状に圧着させながら固着する。さらにこのフィン１５０付きパイプ１５１をパイプ１５１相互間に間隙を設けながら重畳するよう、すなわち多重に重なる螺旋状に成形する。
このとき成形される間隙は、空気流れの上流側へ行くに従い拡大するよう成形する。これにより筒形状の内部空間１５２が形成されるが、この筒状内部空間１５２の両端開口部の一端開口部１５３ａは、機械室１４０内を分割する仕切り壁１５４内にねじ等により組みつけた送風機１４２を対向させるように、仕切り壁１５４に設けたサポート１５５に凝縮器１４３を挿入固定する。他方の開口部１５３ｂは、筒状のカバー１５６を内部空間１５２外周に沿って軽圧入し、開口部１５３ｂ全体を閉塞する。
また、機械室１４０の空気取入れ口１５７ａは筒状のカバー１５６よりも空気流れの上流側で、かつ筒状内部空間１５２の中心軸線延長方向に位置するように整流板１５８が設けられている。また、機械室１４０は、外箱１０２と、圧縮機１４１を固定するベース１５９と、機械室カバー１６０により空間を構成している。この機械室カバー１６０には背面吸入口１６２と空気の吐き出し口１６１が設けられている。また、冷蔵庫前面下部の空気は前面吸入口１６３より機械室１４０へ吸入される。
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。
冷凍サイクルにおける冷媒の流れを説明すると、圧縮機１４１において圧縮され高温高圧ガスになった冷媒は、機械室１４０に配設された凝縮器１４３を通過し、庫内に設けられた凝縮器２０へ向かう。この際冷媒ガスは、凝縮器１４３の外部の空気等により冷却、熱交換して液相へ状態変化していく。さらに液化した冷媒はキャピラリチューブで減圧されて、冷却器１１６に流入し冷却器１１６周辺の庫内の空気との熱交換により庫内を冷却する。最終的に冷媒は、加熱されガス化して再び圧縮器１４１へ戻る。
送風機１４２運転時の凝縮器１４３における熱交換について詳細説明すると、圧縮機１４１の運転に伴い送風機１４２も運転を開始する。これにより空間連通する冷蔵庫１０１外部の空気の圧力は、送風機１４２近傍に比べ相対的に高くなることから、庫外の空気は、前面吸入口１６３及び背面吸入口１６２から空気取り入れ口１５７、凝縮器１４３の順に通過して送風機１４２へ流入される。この機械室１４０における空気の流れに関して、空気取入れ口１５７から一端、送風機１４２の回転軸と平行に進行し、カバー１５６中心部近傍まで進む。但し、カバー１５６の通気抵抗が大きいため、カバー１５６中心から放射上かつ送風機１４２側へ吸引されながら拡散する。次にカバー１５６外周まで到達した空気は、凝縮器１４３がない場合、送風機１４２までの直線方向に進行するが、凝縮器１４３の設置すなわちパイプ１５１間に間隙を設け通気抵抗を低くする構成をとっているため、空気はパイプ１５１間を通過する。
さらに本実施の形態では、パイプ１５１間の間隙を空気流れの上流側に向かって拡大しているため、上流側において大きい通風抵抗を低減し、筒状の内部空間１５２の長手方向全域にわたり通風抵抗を均一化させ、全域にわたり通風させている。
このとき、パイプ１５１およびパイプ１５１に圧着したフィン１５０は通風されるため、パイプ１５１およびフィン１５０周辺の乱流現象が促進され温度境界層を薄くできる。その結果、熱交換量は増加、圧縮比が減少してサイクルＣＯＰが増加する。そして最終的に消費電力を低減することができる。
また、送風機１４２まで到達した空気は、圧縮機１４１へ吐き出され、圧縮機１４１本体を冷却するため、吐出圧力の上昇を抑えることができ、オイルの劣化や摺動部の異常摩耗を未然に防止する。また圧縮機１４１高温によるモータ効率低下やモータ劣化も抑制でき、圧縮機１４１の性能および信頼性を確保できる。
また、螺旋状にフィンを固着させたパイプ自身を螺旋状に成形するため、円筒形状の成型冶具の外周に沿わせながらパイプを巻きつける。これにより、従来のコノ字やＬ字の曲げＲ（曲率半径）に対して、大きなＲ（曲率半径）にて凝縮器を成形することができ、輸送時や冷蔵庫組立て時などにおいて外部応力がかかったときに金属疲労等による折損が発生し、冷媒漏れの危険を未然に防止することができる。
なお、図７は同実施の別の形態による冷蔵庫１０１の機械室１４０まわりの平面図であり、空気吸い込み口に対して凝縮機１４３および送風機１４２の配置が同様であることから、凝縮器１４３における通風特性も同じ現象になり、放熱性能も高く、消費電力を低減することができる。
なお、凝縮器１４３のフィン１５０とパイプ１５１を圧着固定したが、さらに放熱性塗料を塗布することにより、フィン１５０とパイプ１５１の接着面積を増加させ、かつ放熱性の高い塗料により、高い放熱性能を増加させることができる。
以上のように、本実施の形態においては、冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した凝縮器と、前記凝縮器を強制冷却する送風機とを設け、前記凝縮器は多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成したものであり、略筒状の前記内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には前記送風機を対向させるとともに、他方の開口部の一部あるいは全体を閉塞するカバーを設けたことにより、開口部を介した通気が行われず、略筒状の凝縮器側面全体おける通気が促進され、熱交換率が著しく高くなり、凝縮器の放熱能力が増加した結果、圧縮比が低減され、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
（実施の形態２）
図８は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の機械室まわりの平面図、図９は同実施の形態の冷蔵庫の機械室の正面図、図１０は実施の形態による冷蔵庫の図８におけるＣ−Ｃ‘部断面図、図１１は実施の形態による冷蔵庫の凝縮器周辺の概略図、図１２は実施の形態による冷蔵庫の風路構成図である。
図８から図１２より、実施の形態２の冷蔵庫２０１は、前方に開口する鋼板製の外箱２０２、硬質樹脂製の内箱２０３、外箱２０２と内箱２０３間に発泡充填されたウレタン断熱材２０４からなる断熱箱体２０５と、庫内仕切り壁２０６により区分けされた冷蔵室２０７および冷凍室２０８と、冷蔵室ドア２１０および冷凍室ドア２１１と断熱箱体２０５をシールするガスケット（図示せず）と、冷蔵室２０７の温度を検知する冷蔵室センサ２１３と、冷凍室２０８の温度を検知する冷凍室センサ２１４と、冷蔵室２０７への冷気を調整する冷蔵室ダンパ２１５と、冷蔵庫２０１の冷凍サイクルを構成する冷凍室２０８背面に配置された冷却器２１６と、冷却器を通風するファン２１７と、冷蔵庫２０１外部の背面下部に設けられた機械室２４０からなる。
さらに、この機械室２４０には、圧縮機２４１と、空気を通風する送風機２４２と、凝縮器２４３と、減圧器であるキャピラリチューブ（図示せず）の一部およびドライヤ（図示せず）等の冷却サイクル部品等があるが、送風機２４２下流側に圧縮機２４１を配置するよう、実施の形態では、機械室２４０側面から順に凝縮器２４３、送風機２４２、圧縮機２４１を配置する。
凝縮器２４３は、実施の形態１と同様、フィン２５０付きパイプ２５１をパイプ２５１相互間に間隙を設けながら重畳するよう螺旋状に成形する。これにより筒形状の内部空間２５２が形成されるが、この筒状内部空間２５２の両端開口部の一端開口部２５３ａは、機械室２４０内を分割する仕切り壁２５４内にねじ等により組みつけた送風機２４２を対向させるように、凝縮器２４３を囲む整流ガイド２５５によりねじ固定する。他方の開口部２５３ｂは、機械室２４０の内壁２５６に近接しほぼ密着するよう配設され、開口部２５３ｂを略閉塞する。また、空気取入れ口２５７は送風機２４２より風上側で機械室２４０の後方下部に設置される。凝縮器２４３周辺に設けた整流ガイド２５５は、空気取入れ口近傍部では通風流路２５５ａの断面積が小さく、遠方に行くに従い通風流路２５５ａの断面積が大きくなるよう形成される。
また、機械室２４０は、外箱２０２と、圧縮機２４１を固定するベース２５９と、機械室カバー２６０により空間を構成している。この機械室カバー２６０には空気吐き出し口２６１が設けられている。さらに、冷蔵庫前面下部の空気は前面吸入口２６３より機械室２４０へ吸入される。
また、庫外の天面に外気温センサ２７０が設置され、庫内の冷蔵室センサ２１３および冷凍室センサ２１４とともに、送風機２４２運転を駆動する制御手段２７１を設けている。
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。ここで、冷蔵庫の概略及び構成、冷却サイクルの動作については実施の形態１と同じ部分に関してその詳細な説明は省略する。
本実施の形態の制御手段について、冷凍室２０８及び冷蔵室２０７の冷却において説明する。まず冷凍室２０８の冷却について説明する。冷凍室２０８が外気からの侵入熱および冷蔵室ドア２１０、冷凍室ドア２１１の開閉などにより、庫内温度が上昇して冷凍室センサ２１４が起動温度以上になった場合に、圧縮機２４１が起動し冷却が開始される。
次に冷蔵室２０７の冷却について説明する。冷凍室２０８と同様に、庫内温度が上昇して冷蔵室センサ２１４温度が起動温度以上になった場合に、冷蔵室ダンパ２１５が開き、圧縮機２４１の運転が開始される。冷却器２１６の冷気がファン２１７により冷蔵室２０１内に流入して庫内空気温度が冷却されて、冷蔵室センサ２１３温度が停止温度以下になり、かつ冷凍室センサ２１４温度が停止温度以下の場合に圧縮機２４１の運転が停止する。また冷蔵室２０７と冷却器２１６間の風路にある冷蔵室ダンパ２１５は、冷蔵室２０７温度が停止温度以下で全閉し、仮に冷凍室２０８の温度が停止温度以上で圧縮機２４１の運転が継続しても、冷蔵室２０７温度がこの時点の温度よりも低下しないようにして、凍結を防止している。
本実施の形態の制御手段２７１は、圧縮機２４１起動時に外気温度が高い、例えば１０℃以上ならば、送風機２４２を起動し、逆に外気温度が低い、例えば１０℃未満ならば送風機２４２を停止するという制御であり、これは低外気温度の場合、凝縮圧力が蒸発圧力に比べ著しく低下するため、凝縮圧力と蒸発圧力の圧力差が減少し、キャピラリー（図示せず）において冷媒循環量が絞られ減少する。この結果、充分な蒸発性能が確保できず冷却不足による庫内温度の上昇が発生する。そこで、圧縮機２４１運転中において、送風機２４２運転を停止することにより、凝縮圧力すなわち凝縮温度を高く維持させ、冷媒循環量不足を補い、最終的に冷凍能力を確保できる。
次に、送風機２４２運転時の凝縮器２４３における熱交換について詳細に説明すると、機械室２４０における空気の流れに関して、空気取入れ口２５７から凝縮器２４３の筒状側面へ進行し、整流ガイド２５５近傍まで進む。ここで整流ガイド２５５の空気取り入れ口２５７近傍において、通気抵抗が大きいため、空気取り入れ口２５７近傍から整流ガイド２５５外周に沿って、筒状円周方向に拡散される。そして通気抵抗が小さくなった空気取り入れ口２５７から遠方の通風流路２５５ａから内部の凝縮器２４３へ流入する。そして円周方向に均一に通風された空気は、凝縮器２４３のパイプ２５１間を通過する。このとき、パイプ２５１およびパイプ２５１に圧着したフィン２５０の熱交換量が増加し、圧縮比が減少してサイクルＣＯＰが増加する。そして最終的に消費電力を低減することができる。
また、凝縮器２４３の開口部２５３ｂを略閉塞するため、機械室２４０の内壁２５６を用いることにより、閉塞手段であるカバー等のコスト削減が可能になり、また同等放熱量において設置スペースの削減が可能となる。
以上のように、本実施の形態においては、冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した凝縮器と、前記凝縮器を強制冷却する送風機とを設け、前記凝縮器は多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成したものであり、略筒状の前記内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には前記送風機を対向させるとともに、他方の開口部は、前記機械室の内壁に近接させることにより、空気抵抗が大きくなり開口部を介した通気が積極的には行われず、略筒状の凝縮器側面部においての通気が促進され、熱交換率が著しく高くなり、凝縮器の放熱能力が増加した結果、圧縮比が低減され、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。また、カバー等の閉塞手段を省くことでコストを低減でき、かつ同等放熱量における凝縮器の設置スペースを削減できる。
なお、開口部２５３ｂは、機械室２４０の内壁２５６に近接しほぼ密着するよう配設され、開口部２５３ｂを略閉塞するものとしたが、振動伝達等の理由で開口部２５３ｂは、内壁２５６に敢えて密着させないことも多い。この場合は、開口部２５３ｂからの空気吸入抵抗が凝縮器のパイプ２５２相互間の空気吸入抵抗に対して十分に大きくて、パイプ２５２相互間からの空気吸入が促進されるような内壁２５６との距離関係に開口部２５３ｂを配置すれば所期の目的は達せられる。
（実施の形態３）
図１３は本発明の実施の形態３における冷蔵庫の機械室まわりの平面図、図１４は同実施の形態の冷蔵庫の機械室の正面図、図１５は同実施の形態による冷蔵庫の凝縮器周辺の概略図、図１６は同実施の形態による冷蔵庫の風路構成図である。
図１３から図１６より、実施の形態３の冷蔵庫３０１は、前方に開口する鋼板製の外箱１０２、硬質樹脂製の内箱１０３、外箱１０２と内箱１０３間に発泡充填されたウレタン断熱材１０４からなる断熱箱体１０５と、庫内仕切り壁１０６により区分けされた冷蔵室３０７および冷凍室３０８と、冷蔵室ドア３１０および冷凍室ドア３１１と断熱箱体１０５をシールするガスケット（図示せず）と、冷蔵室３０７の温度を検知する冷蔵室センサ３１３と、冷凍室３０８の温度を検知する冷凍室センサ３１４と、冷蔵室３０７への冷気を調整する冷蔵室ダンパ３１５と、冷蔵庫３０１の冷凍サイクルを構成する冷凍室３０８背面に配置された冷却器３１６と、冷却器を通風するファン３１７と、冷蔵庫３０１外部の背面下部に設けられた機械室３４０からなる。
さらに、この機械室３４０には、圧縮機３４１と、空気を通風する送風機３４２と、凝縮器３４３と、減圧器であるキャピラリチューブ（図示せず）の一部およびドライヤ（図示せず）等の冷却サイクル部品等があるが、機械室３４０側面から順に送風機３４２、凝縮器３４３、圧縮機３４１を配置する。
凝縮器３４３は、実施の形態１と同様、フィン３５０付きパイプ３５１をパイプ３５１相互間に間隙を設けながら重畳するよう螺旋状に成形する。これにより筒形状の内部空間３５２が形成されるが、この筒状内部空間３５２の両端開口部の一端開口部３５３ａは、機械室３４０内を分割する仕切り壁３５４内にねじ等により組みつけた送風機３４２を対向させるように、仕切り壁３５４に設けたサポート３５５に凝縮器３４３を挿入固定する。他方の開口部３５３ｂは、筒状のカバー３５６を筒状の内部空間３５２外周に沿って軽圧入し、開口部３５３ｂ全体を閉塞する。
空気取入れ口３５７は機械室３４０後方下部に位置する。また、冷蔵庫底面に配設した吸入流路３５８ａおよび吐出流路３５８ｂは、冷蔵庫の外気と機械室３４０をそれぞれ連通するよう冷蔵庫３０１底部にダクト３５９を設け、緩衝テープ等で流路を分離している。機械室３４０は、外箱３０２と圧縮機３４１を固定するベース３５９と、機械室カバー３６０により空間を構成している。尚、冷蔵庫外部からの吸入は、前面吸入口３６３において吸入され、またフィルタ３６４も設置されている。逆に冷蔵庫外部への吐出は、前面吐出口３６５において吐出され、両者はいずれも冷蔵庫下部に設置されている。
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。
運転時の凝縮器３４３における熱交換について詳細に説明すると、圧縮機３４１の運転とともに送風機３４２も運転を開始する。これにともない空間連通する冷蔵庫３０１外部の空気の圧力は、送風機３４２近傍に比べ相対的に高くなることから、冷蔵庫３０１外部の空気は、前面吸入口３６３のフィルタ３６４を通過し、吸入流路３５８ａを介して空気取入れ口３５７から送風機３４２へ吸入される。
この機械室３４０内における空気の流れに関して、空気取入れ口３５７から送風機３４２へ流れ込み、吐き出された空気は、筒状の内部空間３５２を放射状に拡散し、凝縮器３４３のパイプ３５１全域にわたり通過する。
このとき、パイプ３５１およびパイプ３５１に圧着したフィン３５０は通風され、熱交換量が増加し、圧縮比が減少してサイクルＣＯＰが増加する。そして最終的に消費電力を低減することができる。
また、冷蔵庫外部の空気は、フィルタ３６４、吸入流路３５８ａを介し空気取入れ口３５７から機械室３４０へ吸引され、さらに送風機３４２から吐き出された空気は、吐き出し口３６１から吐出流路３５８ｂを介して前面吐出口３６５より冷蔵庫外部へ吐き出される。これにより外部の埃や塵を含んだ空気は、フィルタにより遮断され、またその他の経路からの侵入はないことから、凝縮器３４３への埃、塵の付着はなくなり、長期間における放熱性能を確保できる、すなわち消費電力の削減を長期間維持することができる。
なお、本実施の形態では、フィルタ３６４を冷蔵庫前面下部に配置したが、空気取入れ口３５７に設置しても同様の効果が得られる。
以上のように、本実施の形態においては、前記凝縮器周辺の空気が、前記送風機から流入し、前記略筒状の内部空間側面の前記パイプ間隙から前記凝縮器外部へ吐き出されることにより、空気は放射上に吐き出され略筒状の凝縮器側面部全般にわたり通気される。これにより熱交換率が著しく高くなり、凝縮器の放熱能力が増加した結果、圧縮比が低減され、システムＣＯＰが高くなり、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、機械室の容積を大きくすることなく、凝縮器の熱交換効率を高め、放熱能力及び冷却システムのＣＯＰを向上させ、冷蔵庫の消費電力を低減でき、輸送時や組立て時の凝縮器のパイプ折れ、破損等による冷媒もれを抑制できる。さらに凝縮器成形工数が少なく、設備投資も少ないため、製造コストが安価になるので、冷凍空調機器全般の消費電力低減の用途にも適用できる。
本発明による冷蔵庫の実施の形態１を説明する機械室まわりの平面図 本発明による冷蔵庫の実施の形態１を説明する機械室の正面図 本発明による冷蔵庫の実施の形態１を説明する図１におけるＢ−Ｂ'要部断面図 本発明による冷蔵庫の実施の形態１を説明する凝縮器周辺の概略図 本発明による冷蔵庫の実施の形態１を説明する風路構成図 本発明による冷蔵庫の実施の形態１を説明する冷凍サイクル図 本発明による冷蔵庫の実施の形態１を説明する別の機械室まわりの平面図 本発明による冷蔵庫の実施の形態２を説明する機械室まわりの平面図 本発明による冷蔵庫の実施の形態２を説明する機械室の正面図 本発明による冷蔵庫の実施の形態２を説明する図８におけるＣ−Ｃ'要部断面図 本発明による冷蔵庫の実施の形態２を説明する凝縮器周辺の概略図 本発明による冷蔵庫の実施の形態２を説明する風路構成図 本発明による冷蔵庫の実施の形態３を説明する機械室まわりの平面図 本発明による冷蔵庫の実施の形態３を説明する機械室の正面図 本発明による冷蔵庫の実施の形態３を説明する凝縮器周辺の概略図 本発明による冷蔵庫の実施の形態３を説明する風路構成図 従来の冷蔵庫の本体を示す正面図 従来の冷蔵庫の図１７のＡ−Ａ局部断面図 従来の冷蔵庫の機械室の正面図 従来の別の冷蔵庫の機械室の斜視図
符号の説明
１０１，２０１、３０１ 冷蔵庫
１４０，２４０，３４０ 機械室
１４２，２４２，３４２ 送風機
１４３，２４３，３４３ 凝縮器
１５０，２５０，３５０ フィン
１５１，２５１，３５１ パイプ
１５２、２５２，３５２ 内部空間
１５３ａ，２５３ａ，３５３ａ 開口部
１５３ｂ，２５３ｂ，３５３ｂ 開口部
１５６，３５６ カバー
１５７ａ，１５７ｂ、２５７，３５７ 空気取入れ口
２５５ 整流ガイド
２５５ａ 通風流路
２７１ 制御手段
３５８ａ 吸入流路
３５８ｂ 吐出流路
３６４ フィルタ

Claims (14)

  1. 冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した凝縮器と、前記凝縮器を強制冷却する送風機とを設け、前記凝縮器は多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成したものであり、前記略筒状の内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には前記送風機を対向させるとともに、他方の開口部と前記内部空間との通気抵抗を前記パイプ相互間の間隙と前記内部空間との通気抵抗より大きくすることにより、前記送風機の運転時に前記パイプ相互間の間隙を介して前記内部空間と外部との通気が促進され前記凝縮器が強制冷却される冷蔵庫。
  2. 冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した凝縮器と、前記凝縮器を強制冷却する送風機とを設け、前記凝縮器は多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成したものであり、略筒状の前記内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には前記送風機を対向させるとともに、他方の開口部の一部あるいは全体を閉塞するカバーを設けた冷蔵庫。
  3. 冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した凝縮器と、前記凝縮器を強制冷却する送風機とを設け、前記凝縮器は多数のフィンを有するパイプをパイプ相互間に間隙を設けて重畳することにより略筒状の内部空間を形成したものであり、略筒状の前記内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部には前記送風機を対向させるとともに、他方の開口部は、前記機械室の内壁に近接させた冷蔵庫。
  4. 前記機械室の空気は、前記凝縮器外部から略筒状の前記内部空間へ、前記パイプ間隙を介して通風流入し、前記送風機から吐出される請求項１から３に記載の冷蔵庫。
  5. 前記機械室から前記送風機へ流入した空気は、略筒状の前記内部空間へ吐出され、前記パイプ間隙を介して前記凝縮器外部へ通風流出される請求項１から３に記載の冷蔵庫。
  6. 前記機械室の空気取入れ口が、前記送風機より略風上側に設置され、凝縮器周辺に整流ガイドを配設することにより、空気は前記凝縮器の円周方向に均一に通風され、前記凝縮器が強制冷却される請求項１から４に記載の冷蔵庫。
  7. 前記機械室の空気取入れ口が、前記送風機側と反対側の前記開口部より略風上側に設置される請求項１から４に記載の冷蔵庫。
  8. 前記機械室へ流入する空気の一部または全体は、冷蔵庫下部に配設されたフィルタを通過し、冷蔵庫底面の吸入流路を介して、前記機械室の空気取入れ口より吸入される請求項１から７に記載の冷蔵庫。
  9. 前記冷蔵庫底面に配設した吸入流路および吐出流路は、前記冷蔵庫の外気と前記機械室をそれぞれ連通することにより、冷蔵庫外部の空気は、前記吸入流路を介し前記機械室に吸引され、さらに前記機械室から、吐出流路を介して冷蔵庫外部へ吐き出される請求項１から８に記載の冷蔵庫。
  10. 前記パイプ相互間の前記間隙が空気流れの略上流側に向かって拡大することにより、前記送風機の運転時に前記パイプ相互間の前記間隙を介して前記内部空間と外部との通気が全体的に促進され前記凝縮器が強制冷却される請求項１から９に記載の冷蔵庫。
  11. 前記圧縮機の運転期間の全体あるいは一部について、前記送風機を運転させる制御手段を備えた請求項１から１０に記載の冷蔵庫。
  12. 前記圧縮機の運転期間中、前記冷蔵庫の外気温度が所定温度以上の場合、前記送風機を運転させる制御手段を備えた請求項１から１０に記載の冷蔵庫。
  13. 前記圧縮機の運転期間中、前記冷蔵庫の外気温度が所定温度未満の場合、前記送風機を停止させる制御手段を備えた請求項１から１０に記載の冷蔵庫。
  14. 前記フィンは略帯状薄板形状で、前記パイプに対して略垂直に配設され、かつ螺旋状に圧着させることにより、熱伝導性を向上させた請求項１から１３に記載の冷蔵庫。
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