JP2006343077A

JP2006343077A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2006343077A
Application number: JP2005171692A
Authority: JP
Inventors: Isahiro Yoshioka; 功博吉岡
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2006-12-21

Abstract

【課題】冷媒圧縮機や放熱ファン、および凝縮器などの機械室内における配置構造を改良するとともに放熱ファンによる送風方向を可変することにより、機械室内の放熱効率を向上と同時に各要素部品をコンパクトに設置して機械室スペースを縮小し、その分庫内の収納容積を拡大するとともに、所定時間毎に凝縮器などに付着した埃を吹き飛ばしで清掃を容易にすることができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵庫本体１の背面下部に形成された機械室15と、この機械室内の幅方向の一方に寄せて設置された冷媒圧縮機12と、前記機械室の幅方向の他方側の背面壁に沿って配置した凝縮器13と、この凝縮器に対向して軸流が本体の前後方向になるように配置した放熱ファン18とからなり、前記放熱ファンは本体底部から吸引した空気を前記凝縮器と圧縮機側に送風するとともに、所定の時間が経過した際には逆回転させるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷媒圧縮機や凝縮器などの配置構成を改良して機械室をコンパクト化した冷蔵庫に関する。

近年、一般の家庭用冷蔵庫の大形化は著しく、台所スペースの関係からも外形サイズは限界の状態である。そのため、さらに収納容積を拡大するための施策としては、真空断熱パネルなど断熱性能の高い材料によって断熱厚さを低減し、その分庫内容積を拡大したり、庫内外の部品レイアウトを改良してデッドスペースを低減するなど種々の方策が検討されている。

本件特許出願人においても、図10や図11に示すように、冷蔵庫本体（51）の背面下部に形成した機械室（55）内の幅方向の一方に冷媒圧縮機（52）を寄せて設置し、貯蔵室内を冷却する冷却器（59）を前記圧縮機（52）上方の庫内側で、且つ圧縮機とは幅方向の反対側に配置するとともに、凝縮器（53）を平板状にして本体の底面部に設置し、さらに、冷蔵庫の制御電源基板（57）を機械室（55）内の幅方向における圧縮機の他方の幅広空間に配置して冷却器（59）と圧縮機（52）、凝縮器（53）および制御電源基板（57）の配置関係や構造を変更することにより、冷却器（59）の熱的ロスを低減し、断熱効率を向上するとともに機械室（55）や凝縮器（53）の放熱効率を高めて省電力効果を得ることができる冷蔵庫を出願している（特許文献１参照）。
特開２００５−９８５５９公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、放熱面積を拡大すべく平板状の凝縮器（53）を本体底面のほぼ全面に亙って配置されているが、放熱ファン（58）に対する幅面積が大きいため、送風によっても熱交換しない部分が凝縮器（53）に生じることになる。さらに熱交換が不充分なことから該部分の雰囲気温度が高くなって庫内への断熱性能が低下するという問題があり、また、凝縮器自体の容積が大きいことから、占有スペースが大きくなるとともに部品コストが高くなる欠点があった。

一方、放熱ファン（58）は、機械室（55）内において、本体の幅方向に軸流となるように圧縮機（52）に隣接して設置されているため、放熱ファン（58）およびファンケーシング（60）の奥行きや高さ寸法が大きいことから機械室スペースの縮小に繋がらず、庫内の有効容積拡大への貢献度は低いものであった。

他の従来例としては、凝縮器を圧縮機や放熱ファンとともに機械室内に収納する構成が存在するが、この場合は、スペース上の制約から蒸発皿を圧縮機の上部などに設置しなければならないので機械室の高さ寸法が高くなり、依然として、機械室スペースの縮小には繋がらなかった。

また、冷蔵庫本体の底面や機械室内に設置された凝縮器に付着した埃は、放熱性能への影響が大きいため使用者サイドでの清掃を要請しているが、該当場所が狭いことから清掃しにくく、且つ煩雑であり、長期間清掃されない場合は堆積した埃によって空気の流通が遮断され、熱交換が阻害されることで冷凍力が著しく低下する問題があった。

本発明は上記点を考慮してなされたものであり、冷媒圧縮機や放熱ファン、および凝縮器などの機械室内における配置構造を改良するとともに放熱ファンによる送風方向を可変することにより、機械室内の放熱効率を向上と同時に各要素部品をコンパクトに設置して機械室スペースを縮小し、その分庫内の収納容積を拡大するとともに、所定時間毎に凝縮器などに付着した埃を吹き飛ばしで清掃を容易にすることができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫本体の背面下部に形成された機械室と、この機械室内の幅方向の一方に寄せて設置された冷媒圧縮機と、前記機械室の幅方向の他方側の背面壁に沿って配置した凝縮器と、この凝縮器に対向して軸流が本体の前後方向になるように配置した放熱ファンとからなり、前記放熱ファンは本体底部から吸引した空気を前記凝縮器と圧縮機側に送風するとともに、所定の時間が経過した際には逆回転させるようにしたことを特徴とするものである。

上記要素部品の効率的配置構成によって、機械室スペースのコンパクト化とともに圧縮機や凝縮器の放熱効率を向上することができ、外形サイズに対する庫内収納容積を拡大して容積効率の高い冷蔵庫を得ることができるとともに、凝縮器などに付着した埃を所定期間経過後に自動的、あるいは任意のタイミングで吹き飛ばして放熱空気の流通を確保し、冷凍力の低下を防止することができる。

以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１に縦断面図、図２に背部からの機械室部分の斜視図を示す冷蔵庫本体（１）は、外箱（２）の内面に断熱壁（３）を介して設けた内箱（４）により貯蔵空間を形成し、仕切壁により冷蔵室（５）や野菜室（６）、冷凍室（７）など複数の貯蔵室に区分している。

各貯蔵室は、冷蔵空間や冷凍空間毎に配置した冷蔵用冷却器（８）や冷凍用冷却器（９）およびファン（10）（11）によってそれぞれ所定の設定温度に冷却保持されるものであり、各冷却器（８）（９）は、圧縮機（12）や凝縮器（13）などからなる冷凍サイクルの運転によって冷媒を供給される。

冷凍サイクル中の圧縮機（12）は、冷蔵庫本体（１）の背面下部に形成した機械室（15）に設置されており、本体の幅方向に亙って設けたコンプ台（16）上にクッション体を介して取り付けられている。

凝縮器（13）は、圧縮機（12）からの高温高圧の冷媒ガスを受けて放熱させ凝縮させるものであって、凝縮器（13）からの冷媒は減圧管である毛細管を経由して各貯蔵室内の冷蔵用冷却器（８）あるいは冷凍用冷却器（９）に供給され、蒸発することで貯蔵室内を所定の空気温度に冷却するものであり、前記機械室（15）の背部に立設させている。

しかして、機械室（15）は、図３に要部の縦断面図、図４に下方の圧縮機（12）部分の横断面図で示すように、本体の背面下部に冷凍室（７）側に突出する段部（17）を形成し、この段部（17）によって、幅方向に亙る所定の奥行きと高さ寸法を有する空間を形成するようにしており、機械室（15）空間の幅方向の一方に寄せて前記冷媒圧縮機（12）を設置し、圧縮機から他方の幅広空間側を放熱ダクトとして外気を機械室（15）内に導入する放熱ファン（18）および前記凝縮器（13）、除霜水を蒸発させる蒸発皿（19）などを設置している。

前記放熱ファン（18）は、前記段部（17）との間に若干の間隙を形成し、周縁を機械室（15）の上下面に、左右部分を前記段部（17）に当接するように設置して機械室（15）内と外部とを区画したファンケーシング（20）のベルマウスに取り付けられており、軸流が機械室（15）の前後方向となるように配置されている。

この放熱ファン（18）を取り付けたファンケーシング（20）の下端前方のコンプ台（16）には、ファンケーシング（20）幅に亙って複数の開口からなる外気の吸込み口（21）を穿設している。放熱ファン（18）の後方には、前記複数層の平板状に形成した凝縮器（13）を配置しており、凝縮器（13）はその下端を放熱ファン（18）に対向させ、上部は機械室（15）より上方まで延出して外箱後板（２ａ）に形成した凹部（22）に沿うように立設させている。

凝縮器（13）は、図５に示すように、複数層に蛇行形成した冷媒パイプ（13ａ）の間に鋼板などの良熱伝導体で形成したエアガイド板（13ｂ）を介在させて溶着することで平板状としたものであり、前記エアガイド板（13ｂ）には、冷媒パイプ（13ａ）に沿った空気流通口となる開口（13ｃ）を切り起こして形成するとともに、この切り起こし片を板体の両側に傾斜配設させて風向ガイド片（13ｄ）とし、放熱ファン（18）からの空気流を矢印のように上方に導いて冷媒パイプ（13ａ）の熱交換動作を助長すると同時にエアガイド板（13ｂ）自らも熱伝導体であることから放熱板として作用するものである。

このとき、前記凝縮器（13）への放熱ファン（18）の送風において、送風の上流側と凝縮器（13）内の冷媒流の下流側とが近接するように対応させ、順次送風の下流側と凝縮器の冷媒流の上流側とを熱交換させるようにしている。つまり、蛇行形成した冷媒パイプ（13ａ）を２層に配置した場合は、放熱ファン（18）に近い方に比較的温度の低い冷媒パイプ（13ａ）内冷媒流の下流側が位置するように配置させることによって、より効果的な冷却性能を得ることができるものであり、また、上下位置についても高温冷媒側を高い位置になるように配置するとよい。

なお、凝縮器構成としては、上記に限らず、蛇行冷媒パイプの両面に放熱ワイヤを溶着した周知のワイヤコンデンサを複数層に重ね合わせたものを立設するようにしてもよく、また、これら双方を組み合わせて配設するようにしてもよい。

前記機械室（15）の背部は、図６の斜視図で示すように、カバー体（23）で覆われており、このカバー体（23）は前記凝縮器（13）の上端部まで覆うように配設して上端の外箱後板（２ａ）との間に開口を形成し、凝縮器（13）を立設した後板の凹部（22）とカバー体（23）で形成されるダクト（24）に連なる空気流出口Ａ（25）を形成している。

このとき、背部に立設した凝縮器（13）の幅方向の中心位置に対して放熱ファン（18）の中心位置は近傍の外箱側板側に寄せるとともに、カバー体（23）の形状によって放熱ファン（18）から吹き出された空気流が冷蔵庫本体幅のやや中心方向に向かって流れるように配置させている。

そして、前記放熱ファン（18）と凝縮器（13）の下方におけるコンプ台（16）上には、冷却器（８）（９）からの除霜水を受けて蒸発処理する蒸発皿（19）を配置している。この蒸発皿（19）は内部に前記圧縮機（12）からの吐出パイプ（26）を延設して水中に浸漬させ、高温の冷媒熱により除霜水を蒸発させるように構成するとともに、内面の背面側の底部が前部より高くなるよう段差（19ａ）を設けている。この段差（19ａ）部の近傍には、仕切堰（19ｂ）を設けて皿内部を複数の容器部に分割し、通常は背面側の浅底の容器内に除霜水を貯留して集中的に蒸発させ、除霜水が大量になった場合は、背面側から仕切堰（19ｂ）をオーバーフローさせて前部側へ流入させることで、想定される最大除霜水量に対応した貯留容量を保持している。

また、図４より上部位置の該当部分の横断面図を図７で示すように、前記凝縮器（13）に隣接する圧縮機（12）の上方に位置する後板の凹部（22）には、冷蔵庫の運転を制御する電源回路やインバータスイッチング回路、モーターコントロール回路、整流回路などを搭載したプリント配線基板（27）を外箱後板（２ａ）に沿うように配置し、その外表面をカバー体（23）で覆っている。カバー体（23）の内面側における凝縮器（13）と配線基板（27）との間には、上下に亙る仕切リブ（23ａ）を突設し、放熱ファン（18）からの空気流を左右に分流した上方への一部を前記仕切リブ（23ａ）の下端からプリント配線基板（27）部分に流入させ、これを冷却するように作用させている。

前記プリント配線基板（27）は、従来は冷蔵庫本体（１）の天井部や背面上方部に設置されており、機械室（15）に配設した電気部品と束線で接続する必要があるとともに、接続間距離が長くなるほど断熱壁（３）内などのおける束線処理が煩雑になり、作業工数が増加し束線コストも高くなる欠点があったが、上記構成によれば、前記凝縮器（13）の側部の無効空間を有効に活用できるとともに効果的な放熱ができるので、電子部品の信頼性が向上し、基板（27）上における放熱板の削減など、コスト低減や配線基板の小型化が可能になる。また、プリント配線基板（27）の配設位置は、電気部品の多い機械室（15）に近接する部位となるので、束線の長さを短くしてコストダウンすることができ、且つ、断熱壁中に配設する必要がないので製造工数を削減でき、ウレタンフォーム断熱材（３）への吸湿による劣化も防ぐことができるものである。

機械室（15）内の各部品や凝縮器（13）、プリント配線基板（27）は以上のように配置されており、前記放熱ファン（18）の回転時には、前記図３や図４の矢印で示すように、冷蔵庫前方の外気を本体の底部を介して前記吸込み口（21）から吸引し、ベルマウス部から機械室（15）内に吹き出すようにしている。

放熱ファン（18）によって機械室（15）内に吹き出された空気は、軸流に沿って後方に送流されるが、カバー体（23）に衝接して一部は、図３中の矢印にように、上方に導かれて後板の凹部（22）とカバー体（23）で形成されるダクト（24）内に流入し、ファンから直接吹き出される速い風速と低温な外気温により凝縮器（13）と熱交換してこれを冷却するものであり、図６にも示すように、カバー体（23）上端の空気流出口Ａ（25）から外部に流出する。特に、上記凝縮器（13）は、従来の構成による大きな表面積で熱交換ができない箇所を生じる場合と相違して、速い風速による大きな熱交換風量が得られ、凝縮器（13）自体のコンパクト化をもはかることができる。

同時に、吹き出し空気の一部はカバー体（23）に衝接することで本体幅の中心方向に分流され、圧縮機（12）と熱交換して放熱した後、カバー体（23）の側方に穿設した空気流出口Ｂ（28）から外部に流出する。この場合の空気流もファン（18）からの吹き出し空気であるため風速も速く、空気温度も従来に比し未だ熱交換していないことから低温であり冷却効果は大きいものであり、圧縮機（12）および凝縮器（13）の放熱効率を高めることができ、効果的な冷凍運転により消費電力を低減するとともに、分流された空気流の一部によりプリント配線基板（27）の冷却も効果的におこなうことができる。

このとき、放熱ファン（18）の回転軸は機械室（15）の前後方向に一致させており、従来の機械室の幅方向に沿わせた構成に対して、ファン径を含めたケーシング寸法が奥行き寸法に影響を与えることがないので放熱ファン（18）設置のための奥行き寸法を浅くすることができ、機械室（15）容積を大きく削減することができる。

また、蒸発皿（19）に対しては、圧縮機（12）と凝縮器（13）側への双方の空気がその上部を流れるものであり、前記皿内部に配設した吐出パイプ（26）の熱、および圧縮機や凝縮器による機械室（15）内の高温雰囲気と相俟って効果的に除霜水の蒸発作用をおこなうようにしている。
なお、放熱ファン（18）への外気の進入通路となるファンケーシング（20）下方の蒸発皿（19）と対向する位置には、小孔（20ａ）を穿設している。この小孔（20ａ）は、冷蔵庫本体（１）の底部から放熱ファン（18）の下流側に吹き出した空気の一部を負圧により吸い込み、放熱ファン（18）をショートサーキットさせることで蒸発皿（19）の上部に空気の流れを生じさせ、蒸発作用を促進するものである。

しかして、本発明においては、前記放熱ファン（18）の運転時間が数ヶ月、あるいは１年程度経過した際には、タイマーなどでこれを検出し、その回転方向を数１０分間逆転させるようにしている。放熱ファン（18）をこのように制御することにより、送風による風のながれは図８の矢印のように変わり、長期に亙る放熱運転により凝縮器（13）のパイプ（13ａ）やカバー体（23）の空気流出口Ａ（25）、あるいは同Ｂ（28）、ファンケーシング（20）にベルマウス部分などに風上の方向に延びて堆積する、いわゆるエビの尻尾状の埃を空気の逆流により付着部分より引き剥がして吹き飛ばすことができ、埃による機械室（15）内や凝縮器（13）の目詰まり現象を解消することができる。

吹き飛ばされた埃は、上記構成の場合、冷蔵庫本体（１）の前面下方に吹き出されるので、通常の家庭用掃除機により容易に吸引して除去することができるものであり、目詰まりが解消して放熱のための空気流通が良好になった凝縮器（13）などは、熱交換作用が良好に回復し、使用者による都度の煩雑な清掃をおこなうことなくメンテナンスフリーで冷凍力を保持することができる。

なお、通常の冷却運転時における放熱用空気の流れを上記実施例とは逆、すなわち、放熱ファン（18）を上記とは逆向きに設置して、背面の凝縮器（13）側や圧縮機（12）側から吸い込み、熱交換した後の空気を外箱底面の前記吸込み口（21）から室内に流出させるようにし、所定期間経過後のファン逆転時には、吸込み口（21）から吸い込んだ外気を凝縮器（13）および圧縮機（12）側に吹き出して埃を吹き飛ばすようにしてもよく、上記いずれの場合も、放熱ファン（18）の逆転までの所定時間は、任意に設定することができるとともに、使用者側で任意の時期に任意の時間逆回転させることができるようにしてもよい。

また、他の実施例の機械室構成を、同一部分に同一符号を附した図９に示すように、ファンケーシング（20）に機械室（15）内を幅方向に区分するように仕切部（31）を形成し、通常の放熱ファン（18）の回転では、室内空気を圧縮機（12）側の底面や背部のカバー体（23）の吸込み口（32）から吸い込み、圧縮機（12）を冷却した後、凝縮器（13）に吹き出すようにする。そして、所定期間経過後に放熱ファン（18）を逆転した際には、空気流出口（25）から外気を吸い込み、放熱ファン（18）により圧縮機（12）方向に吹き出し、これを冷却してから前記吸込み口（32）から外部に流出するように形成することで、前記実施例と同様に凝縮器（13）や空気の流出入開口（25）（32）に付着した埃を吹き飛ばし目詰まりを防止するようにしてもよい。

上記各実施例構成によって、機械室（15）内における圧縮機（12）、凝縮器（13）、放熱ファン（18）、蒸発皿（19）およびプリント配線基板（27）や各冷凍サイクルの配管は放熱効率を含め効果的に配置することができるため、機械室（15）自体をコンパクト化して従来に比し容積を縮小することができ、その分庫内の収納容積を拡大することができるものである。さらに、上記各実施例によれば、従来、平板状の凝縮器を設置するために設けていた本体の底面空間をなくすことができるため、冷蔵庫本体（１）の底面を形成する外箱底板の位置を従来の凝縮器設置高さ分だけ下げることができ、これにともなって、従来の内箱底面位置も、外箱底板の下方への突出寸法分が下がることになり、下降分の容積を収納容積として拡大することができる
また、放熱ファン（18）を所定の運転期間経過後に自動的、あるいは任意に逆回転させることにより、凝縮器（13）などに付着した埃を吹き飛ばして機械室（15）内における放熱空気の流通を確保し、冷凍力の低下を防止することができる。

なお、上記実施例では、機械室（15）内におけるレイアウトととして、圧縮機（12）を背面からみて左側に寄せて設置し、凝縮器（13）などを他側に配置したが、左右一が逆でもよいことはいうまでもなく、また、庫内における貯蔵室の配置についても実施例に限るものではない。

本発明によれば、機械室をコンパクトにして庫内容積を大きくした冷蔵庫に利用することができる。

本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。図１の冷蔵庫の機械室を背面方向からみた斜視図である。図２における機械室部分の拡大縦断面図である。図２における機械室の圧縮機部分の横断面図である。図３における凝縮器形態を示す概略縦断面図である。図２の機械室部分にカバー体を取り付けた状態を示す斜視図である。図２におけるプリント配線基板部分の横断面図である。図３に対して放熱ファン逆転時の空気流を示す縦断面図である。本発明の他の実施例を示す機械室の圧縮機部分の横断面図である。従来の冷蔵庫の機械室を示す背面図である。図10の縦断面図である。

符号の説明

１冷蔵庫本体２外箱２ａ後板
２ｂ底面３、３ａ断熱壁４内箱
４ａ内箱底面７冷凍室８、９冷却器
12 圧縮機 13 凝縮器 13ａ冷媒パイプ
13ｂエアガイド板 13ｃ開口 13ｄ風向ガイド片
15 機械室 16 コンプ台 17 段部
18 放熱ファン 19 蒸発皿 19ａ段差
19ｂ仕切堰 20 ファンケーシング 20ａ小孔
21 吸込み口 22 凹部 23 カバー体
23ａ仕切リブ 24 ダクト 25 空気流出口Ａ
26 吐出パイプ 27 プリント配線基板 28 空気流出口Ｂ
29 前足 30 突出部 31 仕切部
32 吸込み口

Claims

冷蔵庫本体の背面下部に形成された機械室と、この機械室内の幅方向の一方に寄せて設置された冷媒圧縮機と、前記機械室の幅方向の他方側の背面壁に沿って配置した凝縮器と、この凝縮器に対向して軸流が本体の前後方向になるように配置した放熱ファンとからなり、前記放熱ファンは本体底部から吸引した空気を前記凝縮器と圧縮機側に送風するとともに、所定の時間が経過した際には逆回転させるようにしたことを特徴とする冷蔵庫。
冷蔵庫本体の背面下部に形成された機械室と、この機械室内の幅方向の一方に寄せて設置された冷媒圧縮機と、前記機械室の幅方向の他方側の背面壁に沿って配置した凝縮器と、この凝縮器に対向して軸流が本体の前後方向になるように配置した放熱ファンとからなり、前記放熱ファンは前記圧縮機および凝縮器側の本体周壁から吸引した空気を本体底部に送風するとともに、所定の時間が経過した際には逆回転させるようにしたことを特徴とする冷蔵庫。
冷蔵庫本体の背面下部に形成された機械室と、この機械室内の幅方向の一方に寄せて設置された冷媒圧縮機と、前記機械室の幅方向の他方側の背面壁に沿って配置した凝縮器と、この凝縮器に対向して軸流が本体の前後方向になるように配置した放熱ファンとからなり、前記放熱ファンは前記圧縮機側の本体周壁から吸引した空気を圧縮機を介して前記凝縮器側に送風するとともに、所定の時間が経過した際には逆回転させるようにしたことを特徴とする冷蔵庫。
放熱ファンは、数ヶ月から１年間に１回程度の間隔で数１０分間逆転させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷蔵庫。
凝縮器への放熱ファンの送風において、送風の上流側と凝縮器内冷媒流の下流側とを近接対応させ、順次送風の下流側と凝縮器の冷媒流の上流側とを熱交換させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷蔵庫。