JP2005326039A

JP2005326039A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2005326039A
Application number: JP2004142037A
Authority: JP
Inventors: Shuhei Sugimoto; 修平杉本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2005-11-24

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内空間を２分する凝縮器１４３を設け、送風機１４２により強制空冷する冷蔵庫１０１において、凝縮器１４３はフィン１５０を有するパイプ１５１をパイプ相互間に間隙を設けて重畳し、略筒状の内部空間１５３を形成し、内部空間１５３の開口部１５３ａは機械室背面カバー１４０ｂに近接対向し、もう一方は機械室１４０の機械室内壁１４０ａに近接対向して、開口部１５３ａ，ｂが閉塞される。これにより、凝縮器１４３への通風が促進され、凝縮器１４３の熱交換率が高くなり、放熱能力が増加するため、圧縮比が低減され、サイクル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（例えば、特許文献１参照）。

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１２は、従来の冷蔵庫の本体を示す正面図を示す。図１３は、図１２のＦ−Ｆ‘局部断面図を示す。図１４は、従来の冷蔵庫の機械室の正面図を示す。図１２から図１４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１３参照）。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、ドライヤー４５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１３参照）。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（特許文献１参照）。

また、他の従来例において、図１５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（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、限定された設置空間において放熱能力を高めようとパイプ５１の曲げ部８１のＲ寸法を極力小さく加工しようとするが、高度な加工技術が必要であったり、曲げ部８１への応力集中による疲労破壊等の問題から限界があり、パイプ相互間の隙間がやや大きくなる傾向があった。その結果、凝縮器４３に通風される風はこれらの隙間を通過してフィン５０およびパイプ５１との熱交換が充分に行われない。さらに送風機４２の空気流れ下流側に配設されているが、送風機４２から吐き出された空気は、通風抵抗の小さい凝縮器４３下部の無効空間へ流れこみ、凝縮器４３への通風が充分に行われない。

以上より、凝縮器の熱交換能力が低下することで凝縮温度は上昇し、冷凍サイクルの圧縮比が高くなり、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程度となった（図１５参照）。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、曲げ寸法が小さいコノ字やＬ字の配管構成を行った（図１４参照）。

この結果、輸送や冷蔵庫組立て時、曲げ部８１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すという課題を有していた。

また、図１４における従来の凝縮器４３のパイプ５１は、機械室４０の右から左への通風に対して、直角に対峙するパイプレイアウトとなる。そのため塵、埃を含んだ空気をパイプ表面に堆積し易くなり、長期に冷蔵庫を使用するにあたって放熱能力が著しく低下す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、長期における凝縮器４３の放熱能力を高くかつ冷蔵庫の消費電力を低く維持し、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、凝縮器の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、さらに前記機械室を風上側と風下側の空間に分離するよう設置する。

これにより、パイプ間相互の間隔を小さくすることができ、凝縮器の表面積を増加させるとともに、通風による熱交換率を高めることができ、凝縮器を通過する冷媒の温度を下げることができる。

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ことにより略筒状の内部空間を形成する。

これによって、輸送や冷蔵庫組立て時、曲げ部Ｒ寸法が大きくなり、曲げ部に発生する応力が小さくなる。

本発明の冷蔵庫は、機械室の容積を大きくすることなく、凝縮器の熱交換効率を高め、放熱能力及び冷却サイクルの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、機械室に設けられた凝縮器と、凝縮器を強制通風する送風機からなり、凝縮器は多数のフィンを有するパイプとパイプからなり、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、さらに凝縮器は、機械室を風上側と風下側の空間に分離するよう設置される。

これにより、送風機運転時に風上側の空間からパイプ相互間の間隙を介して内部空間へ流入し、次にパイプ相互間の間隙を介して風下側の空間へ吐出されるため、凝縮器、特に円周部全体への通風が行われ、放熱量が増加する。

さらにパイプ相互間の距離が従来の距離に比べ小さくなり、通風断面あたりの凝縮器表面積が大きくなるとともに、パイプ及びフィンへの通風量が従来より増加するため、凝縮器、特にパイプ相互間方向（円筒長手方向）の放熱量が増加する。

以上より、凝縮器の全体放熱量が増加し、凝縮器を通過する冷媒温度は著しく低下する。その結果，サイクルの圧縮比が低減され、サイクル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、パイプは、機械室の通風の向きに対して、パイプは対向せず斜めに配設される。これにより、通風される空気中の塵や埃は、パイプ表面を滑りながら通過し，付着しにくくなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、機械室は、機械室ベースと、機械室内壁と、機械室背面カバーにより空間構成され、凝縮器の内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部は機械室ベースに近接対向し、もう一方の開口部は機械室内壁に近接対向して、開口部の一部あるいは全体が閉塞される。

これにより、両端の開口部は、隙間がほとんどない状態で、閉塞されるため、通風抵抗が高くなり、機械室を流れる空気は開口部を介して内部空間へほとんど通風しない。

その代わりに、空気は凝縮器のパイプ相互間（円筒長手部）を介して内部空間へ通気が促進される。

以上より、パイプおよびフィン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、サイクル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冷蔵庫の部品で併用することにより、コストを低減でき、かつ凝縮器設置スペースを削減できる。

また、凝縮器のパイプ間隙は、機械室正面から可視化できるため、凝縮器を機械室へ組み付けた後、パイプ相互間の間隙を確認し、規定の隙間に微調整することが可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項１もしくは請求項２に記載の発明において、略筒状の内部空間の中心軸が略鉛直方向になるよう設置される。

これにより、送風機運転時、開口部は閉塞されているため、開口部を通過する通風量が減少する代わりに、パイプ相互間の間隙を通風する。この時パイプ相互間の間隙が均等に保持されているため、これらの間隙における通風抵抗は均等になることから、凝縮器の間隙全域にわたり、外部から内部空間、また内部空間から外部への通気が促進され、凝縮器が強制的に冷却される。

以上より、凝縮器の熱交換率が著しく高くなり、凝縮器の放熱能力が増加する。その結果、圧縮比が低減され、サイクル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、パイプ間隙は機械室正面から可視化できるため、凝縮器を機械室へ組み付けた後、パイプ相互間の間隙を確認し、均等隙間に微調整することが可能である。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、凝縮器の内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部は機械室背面カバーに近接対向し、もう一方の開口部は機械室内壁に近接対向して、開口部の一部あるいは全体が閉塞される。

また、凝縮器は、ほぼ水平方向に設置されるため、パイプにかかる自重もほぼ均等である。よって、凝縮器を機械室へ挿入する際に、パイプ相互間の間隙を組み付け前に固定すれば組み付け後の隙間もほぼ同一となり放熱性能が確保できる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、略筒状の内部空間の中心軸が冷蔵庫の略前後水平方向になるよう設置される。

また、凝縮器は、ほぼ水平方向に設置されるため、パイプにかかる自重もほぼ均等である。よって、凝縮器を機械室へ挿入する際に、パイプ相互間の間隙を組み付け前に均等固定すれば、組み付け後の隙間もほぼ同一となり放熱性能が確保できる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器の内部空間の両端開口部の一部あるいは全体を閉塞するカバーを設ける。

これにより、送風機運転時、開口部は閉塞されているため、機械室から両開口部を介して内部空間へ通過する通風量が減少する代わりに、パイプ相互間の間隙を通風する。

その結果、パイプ相互間の間隙における通風量は、カバーを設置しない場合に比べさらに増加する。

以上より、凝縮器の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、サイクル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６のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器のパイプを固定する嵌合部材を、凝縮器と、機械室背面カバーもしくは機械室ベースもしくは機械室内壁の間に配設する。

これにより、凝縮器本体と冷蔵庫を固定されるとともに、凝縮器と機械室（機械室背面カバー、機械室ベース、機械室内壁）の間隙を埋めるため、間隙における通風抵抗が高くなる。

以上より、凝縮器と機械室の間隙を通過する通風量は減少し、代わりに凝縮器のパイプ間隙を通風する。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、サイクル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、勘合部材により凝縮器を組み付けるため、凝縮器固定時間が短縮される。さらに圧縮機から伝達される振動を嵌合部材により吸収し，かつこれにともなう騒音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、凝縮器と、機械室内壁または機械室ベースまたは機械室背面カバーの間隙に緩衝材を設置して、凝縮器を定着させる。

これにより、凝縮器と機械室（機械室背面カバー、機械室ベース、機械室内壁）の間隙を埋めるため、間隙における通風抵抗が高くなる。

また、隙間を柔軟な緩衝材により適宜埋め尽くすため、圧縮機から伝達される振動を緩衝材により吸収し，かつこれにともなう騒音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、凝縮器の風下側に圧縮機が配設され、送風機の運転時に圧縮機が強制冷却される。

これにより、圧縮機自体の温度低下により、吸込冷媒ガスの温度も低下し、体積効率および圧縮機ＣＯＰが向上した結果、サイクル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、フィンは略帯状薄板形状で、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。

これにより、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、サイクル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、圧縮機と凝縮器は連通し、圧縮機から吐出された冷媒は、前記凝縮器を介してドライヤーへ移送される。

これにより、冷蔵庫外箱内壁に設置された凝縮器を必要とせず、その結果、庫内への侵入熱量がないことから冷蔵庫の運転率が低下し、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵庫の外箱内壁に接着固定した第２凝縮器は凝縮器と連通する。

これにより、冷媒は凝縮器から第２凝縮器へ移送され冷却されるため、放熱面積が増加し、放熱性能を増加させて凝縮圧力を低下させる。

以上より、サイクル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１３に記載の発明は、請求項１から１２のいずれか一項に記載の発明において、機械室の空気取入れ口が、凝縮器より略風上側で、機械室背面カバーと機械室の機械室内壁と機械室ベースの一部あるいは全体に設置される。

これにより、凝縮器全域にわたって通風されることが可能となり、その結果、放熱性能が増加し、冷蔵庫の消費電力を低く維持することができる。

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は同実施の形態による冷蔵庫の図１におけるＡ−Ａ´要部断面図、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図１におけるＣ−Ｃ´要部断面図、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ー１１３と、冷凍室１０８の温度を検知する冷凍室センサー１１４と、冷蔵室１０７への冷気を調整する冷蔵室ダンパー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、冷却器を通風させるファン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。

機械室１４０は、機械室内壁１４０ａと機械室背面カバー１４０ｂと機械室ベース１４０ｃにより空間形成され、圧縮機１４１と、機械室１４０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ーチューブ１４４の一部およびドライヤー１４５等の冷却サイクル部品等を構成している。

また、凝縮器１４３は機械室の一部空間を占有した結果、機械室１４０を上流側と下流側空間に２分した。そして、凝縮器１４３の下流側に送風機１４２、さらに下流側に圧縮機１４１を配置するよう、実施例では、機械室１４０の右側から順に凝縮器１４３、送風機１４２、圧縮機１４１を直線状に配置する（図１参照）。

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螺旋状に成形する。このとき、パイプ相互間距離をほぼ均等に保持できるよう、パイプ１５１は、機械室１４０の天面にある機械室内壁１４０ａ及び機械室ベース１４０ｃに固定された嵌合部材１５２へ圧入固定される。

また凝縮器１４３は、筒形状の内部空間１５３を形成し、この筒状内部空間１５３の両端開口部のうち、一端開口部１５３ａは、機械室背面カバー１４０ｂと近接対向し両者間の隙間は微小であり、またもう一方の開口部１５３ｂも、機械室１４０の奥側で鉛直に形成された機械室内壁１４０ａと近接対向し両者間の隙間は微小である。さらに両端開口部において、円筒状のカバー１５４は両開口スペースを埋めるよう配設固定する。

また機械室に流入する空気は、機械室内壁１４０ａと機械室背面カバー１４０ｂと機械室ベース１４０ｃにそれぞれ吸込み口１５５を設けることにより冷蔵庫外部より吸入され、機械室１４０から流出する空気は、機械室背面カバー１４０ｂに吐出口１５６を設けて冷蔵庫外部へ吐き出される。

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。

まず、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において圧縮された高温高圧ガスは、機械室１４０に配設された凝縮器１４３へ運ばれ熱交換するが、この時ガスは、凝縮器１４３外部の空気等により、熱交換して液化する。さらに液化した冷媒はドライヤー１４５を通過し、キャピラリーチューブ１４４にて減圧され、冷却器１１６に流入し、冷却器１１６周辺の庫内空気との熱交換により庫内を冷却するとともに、冷媒自身は昇温し、最終的にガス化され再び圧縮器１４１へ戻る。

次に、圧縮機１４１運転時の凝縮器１４３における熱交換について詳細を説明すると、圧縮機１４１の運転に伴ない送風機１４２も運転を開始する。これにより空間連通する冷蔵庫１０１外部の空気の圧力が、送風機１４２吸込み近傍に比べ相対的に高くなる。その結果、庫外の空気は、機械室１４０の機械室内壁１４０ａと機械室背面カバー１４０ｂと機械室ベース１４０ｃにそれぞれ設けた吸入口１５５を介して機械室１４０の前後（機械室前面から後方部）方向全域に流入し、凝縮器側へ移動する。

また、機械室ベース１４０ｃおよび機械室内壁１４０ａ天面は勘合部材１５２、また機械室背面カバー１４０ｂおよび機械室内壁１４０ａ後方面は筒状のカバー１５４によって開口空間を塞ぐため通風抵抗が高くなり、これらの隙間からの通風量はほとんどなくなる。その代わりに、機械室１４０へ流入した空気は、凝縮器１４３本体へ流れる。

このとき、凝縮器のパイプ相互間の間隔は、従来の凝縮器の間隔に比べ狭く、またパイプ間隔は均等であることから、通風抵抗もほぼ同等となる。

よって、パイプ１５１相互の間隙を凝縮器パイプ全域にわたり通過して内部空間１５３へ流入される。この際、空気と冷媒の熱交換が促進され熱交換量が増加する。

さらに、内部空間１５３へ流入した空気は、送風機１４２へ向うが、上述した凝縮器１４３への流入ケースと同じく、通風抵抗が小さく、ほぼ均等な通風抵抗となるパイプ相互間の間隙から凝縮器１４３外部へ流出する。この際、空気と冷媒の熱交換が促進され熱交換量が増加する。

微視的にみれば、パイプ１５１およびフィン１５０は、従来より多くの通風量が得られるため、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、空気と冷媒の熱伝達率が大きくなり、熱交換量は著しく増加する。

また、家庭用冷蔵庫においては、一般的に冷蔵庫１０１の外箱１０２と内箱１０３の間に凝縮器２０を設けることがあるが、本実施の形態においては、外箱１０２より庫内側には凝縮器２０がないことから、庫外から冷蔵庫１０１内へ侵入する熱量が激減し、庫内温度を長時間維持することが可能となり、運転時間が大幅に削減できる。

以上のことから、凝縮器における冷媒温度は大幅に低下するため、冷凍サイクルの圧縮比は減少して、サイクルＣＯＰが増加する。同時に運転率も低下することから、最終的に消費電力を大幅に低減することができる。実機試験結果では、冷蔵庫周囲温度２５℃で、ドライヤー平均温度（圧縮機運転時）が３５℃から３２℃、運転率も５５％から５１％へ低下し、約５ｋＷｈ／年程度まで冷蔵庫の消費電力を低減することができ、大きな冷蔵庫省エネ効果が得られた。

また、送風機１４２から吐出される空気は、圧縮機１４１へ直接通風され、圧縮機１４１本体を冷却する。これにより、圧縮機１４１内部の冷媒ガス温度を下げることにより、比体積を小さくできるため体積効率が高くなり、圧縮器１４１の高性能化が可能となる。

また、吐出圧力の上昇を抑えることができるので、圧縮機内部の温度を低下させることができ、高温によるオイルの劣化やそれに伴う摺動部の異常摩耗を未然に防止する。さらに圧縮機１４１が高温となることにより、発生するモ−ター効率低下やモ−ター劣化も抑制でき、圧縮機１４１の性能および信頼性を確保できる。

また、凝縮器自体は、パイプ１５１表面にフィン１５０を螺旋状に固着させるため、熱伝導性を向上させた。さらにパイプ１５１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１５１を巻きつける。これにより、従来のコノ字やＬ字の曲げＲに対して、Ｒ寸法を大きくできる凝縮器１４３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パイプ曲がりや折損が発生する危険性を未然に防止することができる。

また、パイプは、パイプ相互間に間隙を設けて重畳するため、機械室の通風の向き（左から右）に対して、パイプは対向せず斜めに配設される。

これにより、通風される空気中の塵や埃は、パイプ表面を滑りながら通過し，付着しにくくなるので、長期にわたる放熱性能を確保できる。

また、凝縮器は、ほぼ水平方向に設置されるため、パイプにかかる自重もほぼ均等である。よって、凝縮器を機械室へ挿入する際に、パイプ相互間の間隙を組み付け前に固定しておけば、組み付け後の隙間もほぼ同一となり放熱性能が確保できる。

なお、送風機を本実施例では、凝縮器１４３の下流側に配設したが、凝縮器１４３の上流側に配設しても同等風量が得られるため、同様の効果が得られる。

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。

なお、本実施例の機械室１４０を冷蔵庫１０１背面下部にしたが、冷蔵庫１０１背面で上述した冷却デバイスを設置する所定の空間が確保されれば、任意の場所に設置可能であり、その際、放熱性能は確保でき、消費電力は大幅に低減できる。

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、機械室に設けられた凝縮器と、凝縮器を強制通風する送風機からなり、凝縮器は多数のフィンを有するパイプとパイプからなり、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、さらに凝縮器は、機械室を風上側と風下側の空間に分離するよう設置される。これにより、送風機運転時に風上側の空間からパイプ相互間の間隙を介して内部空間へ流入し、次にパイプ相互間の間隙を介して風下側の空間へ吐出されるため、凝縮器、特に円周部全体への通風が行われ、さらにパイプ相互間の距離が従来の距離に比べ小さくなり、通風断面あたりの凝縮器表面積が大きくなるとともに、パイプ及びフィンへの通風量が従来より増加するため、凝縮器、特にパイプ相互間方向（円筒長手方向）の放熱量が増加する。以上の結果、凝縮器の全体放熱量が増加し、凝縮器を通過する冷媒温度は著しく低下すし、サイクルの圧縮比が低減され、サイクル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７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８は同実施の形態による冷蔵庫の図７におけるＤ−Ｄ´要部断面図、図９は同実施の形態による冷蔵庫の図７におけるＥ−Ｅ’要部断面図、図１０は同実施の形態による冷蔵庫の風路構成図、図１１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７から図１１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（図示せず）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ー２１３と、冷凍室２０８の温度を検知する冷凍室センサー２１４と、冷蔵室２０７への冷気を調整する冷蔵室ダンパー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、冷却器を通風させるファン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。

機械室２４０は、機械室内壁２４０ａと機械室背面カバー２４０ｂと機械室ベース２４０ｃにより空間形成され、圧縮機２４１と、機械室２４０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ーチューブ２４４の一部およびドライヤー２４５等の冷却サイクル部品等を構成している。

また、凝縮器２４３は機械室の一部空間を占有した結果、機械室２４０を上流側と下流側空間に２分した。そして、凝縮器２４３の下流側に送風機２４２、さらに下流側に圧縮機２４１を配置するよう、実施例では、機械室２４０の右側から順に凝縮器２４３、送風機２４２、圧縮機２４１を直線状に配置する。

凝縮器２４３は、帯状で薄板形状のフィン２５０とパイプ２５１からなり、フィン２５０を直管状のパイプ２５１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。このとき、パイプ２５１間距離を保持できるように、パイプ２５１は、機械室２４０の奥側で鉛直に形成された機械室内壁２４０ａ及び機械室背面カバー２４０ｂに接着された嵌合部材２５２へ圧入固定される。

また凝縮器２４３は、筒形状の内部空間２５３を形成し、この筒状内部空間２５３の両端開口部のうち、一端開口部２５３ａは、機械室ベース２４０ｃと近接対向し両者間の隙間は小さい。またもう一方の開口部２５３ｂも、機械室２４０の天面の機械室内壁２４０ａと近接対向し両者間の隙間は小さい。さらに両端開口部において、略円筒状の緩衝材２５４は凝縮器２４３の端面と機械室２４０の上記隙間を埋めるよう配設する。

また機械室２４０に流入する空気は、機械室内壁２４０ａと機械室背面カバー２４０ｂと機械室ベース２４０ｃにそれぞれ吸込み口２５５を設けることで外部より吸入され、機械室２４０から流出する空気は、機械室背面カバー２４０ｂに吐出口２５６を設けて冷蔵庫外部へ吐き出される。

まず、冷凍サイクルにおける冷媒の流れを説明すると、圧縮機２４１において圧縮された高温高圧ガスは、機械室２４０に配設された凝縮器２４３へ運ばれ熱交換するが、この時ガスは、凝縮器２４３外部の空気等により冷却、熱交換して液化していく。さらに、本実施例では第２凝縮器２６０を凝縮器２４３に連通したことから、さらに凝縮作用が促進される。

そして次に、液化した冷媒はドライヤー２４５を通過し、キャピラリーチューブ２４４にて減圧され、冷却器２１６に流入し、冷却器２１６周辺の庫内空気との熱交換により庫内を冷却するとともに、冷媒自身は昇温して、最終的にガス化され再び圧縮器２４１へ戻る。

次に、圧縮機２４１運転時の凝縮器２４３における熱交換について詳細説明すると、圧縮機２４１の運転に伴い送風機２４２も運転を開始する。これにより空間連通する冷蔵庫２０１外部の空気の圧力は、送風機２４２吸込み近傍に比べ相対的に高くなる。その結果、庫外の空気は、機械室２４０の機械室内壁２４０ａと機械室背面カバー２４０ｂと機械室ベース２４０ｃに設けた吸入口２５５を介して機械室２４０の前後方向（機械室前面から後方部）方向全域に流入し、凝縮器側へ移動する。

また、機械室ベース２４０ｃおよび機械室内壁２４０ａ天面は、筒状の緩衝材２５４、機械室背面カバー２４０ｂおよび機械室内壁２４０ａ後方面は勘合部材２５２によって空間を塞ぐため、通風抵抗が高くなり、これらの隙間から通風量はほとんどなくなる。その代わりに、機械室２４０へ流入した空気は、凝縮器２４３本体へ流れる。

よって、パイプ２５１相互の間隙を凝縮器パイプ全域にわたり通過して内部空間２５３へ流入される。この際、空気と冷媒の熱交換が促進され熱交換量が増加する。

さらに、内部空間２５３へ流入した空気は、送風機２４２へ向うが、上述した凝縮器２４３への流入ケースと同じく、通風抵抗が小さく、ほぼ均等な通風抵抗となるパイプ相互間の間隙から凝縮器２４３外部へ流出する。この際、空気と冷媒の熱交換が促進され熱交換量が増加する。

微視的にみれば、パイプ２５１およびフィン２５０は、従来より多くの通風量が得られるため、パイプ２５１およびフィン２５０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、空気と冷媒の熱伝達率が大きくなり、熱交換量は著しく増加する。

さらに冷蔵庫２０１内に第２凝縮器２６０があることから、外部から冷蔵庫２０１内へ侵入する熱量を減らしつつ、冷蔵庫ドア周辺で発生する結露を防止することができる。

以上より、凝縮器における冷媒温度は大幅に低下するため、冷凍サイクルの圧縮比は減少して、サイクルＣＯＰが増加する。同時に侵入熱量も減少し運転率も低下することから、最終的に消費電力を大幅に低減することができる。

また、緩衝材２５４により凝縮器２４３を固定することで、圧縮機２４１から伝達される振動を減衰させるとともに、冷蔵庫２０１の騒音を低減できる。

また、凝縮器２４３のパイプ２５１間隙は、機械室２４０正面から可視化できるため、凝縮器２４３を機械室２４０へ組み付けた後、パイプ２５１相互間の間隙を確認し、規定の隙間に微調整することが可能である。

なお，本実施例において断熱箱体２０５としてウレタンを用いたが，例えば熱伝導率が０．００１５Ｗ／ｍＫの真空断熱材を断熱箱体２０５の一部あるいは全体に配置することで侵入熱量は大幅に低下し、消費電力の低減が可能となる。

以上のことから、本実施の形態においては、凝縮器の内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部は機械室ベースに近接対向し、もう一方の開口部は機械室内壁に近接対向して、開口部の一部あるいは全体が閉塞される。これにより、両端の開口部は、隙間がほとんどない状態で、閉塞されるため、通風抵抗が高くなり、機械室を流れる空気は開口部を介して内部空間へほとんど通風しない。その代わりに、空気は凝縮器のパイプ相互間（円筒長手部）を介して内部空間へ通気が促進される。したがって、パイプおよびフィン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、サイクル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冷蔵庫の部品で併用することにより、コストを低減でき、かつ凝縮器設置スペースを削減できる。

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、放熱能力及び冷却サイクルの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図１におけるＡ−Ａ´要部断面図図１におけるＢ−Ｂ´要部断面図図１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を説明する機械室まわりの平面図図１におけるＤ−Ｄ´要部断面図図１におけるＥ−Ｅ´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従来の冷蔵庫の本体を示す正面図図１２のＦ−Ｆ´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冷蔵庫
１４０，２４０機械室
１４０ａ，２４０ａ機械室内壁
１４０ｂ，２４０ｂ機械室背面カバー
１４０ｃ，２４０ｃ機械室ベース
１４１，２４１圧縮機
１４２，２４２送風機
１４３，２４３凝縮器
１５０，２５０フィン
１５１，２５１パイプ
１５２，２５２勘合部材
１５３，２５３内部空間
１５３ａ，２５３ａ，１５３ｂ，２５３ｂ開口部
１５４カバー
１５５，２５５吸入口
２５４緩衝材
２６０第２凝縮器

Claims

冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室に設けられた凝縮器と、前記凝縮器を強制通風する送風機からなり、前記凝縮器は多数のフィンを有するパイプからなり、前記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、さらに前記凝縮器は、前記機械室を風上側と風下側の空間に分離するよう設置され、前記送風機の運転時に前記風上側の空間から前記パイプ相互間の間隙を介して前記内部空間へ流入し、さらに前記パイプ相互間の間隙を介して前記風下側の空間へ吐出されることにより前記凝縮器が強制冷却される冷蔵庫。
前記機械室は、機械室ベースと、機械室内壁と、機械室背面カバーにより空間構成され、前記凝縮器の前記内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部は前記機械室ベースに近接対向し、もう一方の開口部は前記機械室の機械室内壁に近接対向して、開口部の一部あるいは全体が閉塞される請求項１に記載の冷蔵庫。
前記凝縮器は、前記略筒状の内部空間の中心軸が略鉛直方向になるよう設置される請求項１または２に記載の冷蔵庫。
前記凝縮器の前記内部空間の両端開口部のうち、一方の開口部は機械室背面カバーに近接対向し、もう一方の開口部は前記機械室の機械室内壁に近接対向して、開口部の一部あるいは全体が閉塞される請求項１に記載の冷蔵庫。
前記凝縮器は、前記略筒状の内部空間の中心軸が前記冷蔵庫の略前後水平方向になるよう設置される請求項４に記載の冷蔵庫。
前記凝縮器の前記内部空間の両端開口部の一部あるいは全体を閉塞するカバーを設けた請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記凝縮器の前記パイプを固定する嵌合部材を、前記凝縮器と、前記機械室背面カバーもしくは機械室ベースもしくは機械室内壁の間に配設する請求項１から６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記凝縮器と、前記機械室内壁または前記機械室ベースまたは前記機械室背面カバーの間隙に緩衝材を設置して、前記凝縮器を定着させる請求項１から７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記凝縮器の風下側に圧縮機が配設され、前記送風機の運転時に前記圧縮機が強制冷却される請求項１から８のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記圧縮機と前記凝縮器は連通し、前記圧縮機から吐出された冷媒は、前記凝縮器へ移送され冷却される請求項１から１０のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
冷蔵庫の外箱内壁に接着固定した第２凝縮器は前記凝縮器と連通し、冷媒は前記凝縮器から前記第２凝縮器へ移送され冷却される請求項１から１１のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記機械室の空気取入れ口が、前記凝縮器より略風上側で、機械室背面カバーと機械室内壁と機械室ベースの一部あるいは全体に設置される請求項１から１２のいずれか一項に記載の冷蔵庫。