JP2006343079A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧縮機や凝縮器の効果的な放熱構成を採用することにより、機械室や本体底面における放熱ファンや凝縮器など冷凍サイクル部品の配置スペースを削減してコンパクト化し、冷蔵庫本体の外形サイズを大きくしないで庫内の収納容積を拡大することができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】 断熱箱からなる本体１の背面下部における幅方向の一方に寄せて凹成形した機械室15と、この機械室内に設置した冷凍サイクル中に冷媒を吐出する圧縮機12と、この圧縮機内のオイル中に下端を浸漬して閉ループ状をなしその上端を外箱後板２ａを介して本体天井部まで延出して外箱天板２ｂに配設したサーモサイホン21と、前記本体天井部の外箱天板に設置した凝縮器13とを有し、前記サーモサイホンおよび凝縮器に送風して冷却する放熱ファン29を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図２

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、台所の据え付けスペースや使用者が収納取り出し可能な高さ位置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７や図８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（49）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（58）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（49）と圧縮機（52）、凝縮器（53）および制御電源基板（58）の配置関係や構造を変更することにより、冷却器（49）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、凝縮器（53）は冷蔵庫本体（51）の底面部に設置されており、所定の放熱量を得るためには凝縮器（53）自体の容量を大きくする必要があり、冷蔵庫本体（51）の全幅に亙り所定の厚み寸法で設置することから占有スペースが大きくなってその分庫内収納容積を減ずるとともに材料コストが高くなる欠点があった。

また、機械室（55）には前記圧縮機（52）とともに本体前面下部から吸い込んだ外気を凝縮器（53）を介して圧縮機（52）に送風する放熱ファン（59）を設置しており、この放熱ファン（59）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（59）およびファンケーシング（60）の奥行きや高さ寸法が大きく冷蔵庫の全幅に亙ってスペースが必要な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。

また、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、この場合も、機械室のスペースは冷蔵庫本体の全幅に亙る設置が必要であり、依然として、機械室スペースの縮小には繋がらなかった。

本発明は上記点を考慮してなされたものであり、圧縮機や凝縮器の効果的な放熱構成を採用することにより、機械室や本体底面における放熱ファンや凝縮器など冷凍サイクル部品の配置スペースを削減してコンパクト化し、冷蔵庫本体の外形サイズを大きくしないで庫内の収納容積を拡大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、断熱箱からなる本体の背面下部における幅方向の一方に寄せて凹成形した機械室と、この機械室内に設置した冷凍サイクル中に冷媒を吐出する圧縮機と、この圧縮機内のオイル中に下端を浸漬して閉ループ状をなしその上端を外箱後板を介して本体天井部まで延出して外箱天板に配設したサーモサイホンと、前記本体天井部の外箱天板に設置した凝縮器とを有し、前記サーモサイホンおよび凝縮器に送風して冷却する放熱ファンを設けたことを特徴とするものである。

上記構成によって、機械室などのスペースをコンパクト化することができ、本体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、凝縮器や放熱ファンなどの占有スペースの大きな部品を外箱天井部に配置することで、貯蔵品に対する収納や取り出しの使い勝手を損なうことなく、圧縮機を含めて効率的に冷却し、良好な放熱効果を得ることができる。

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に背部からの斜視図を示す冷蔵庫本体（１）は、薄鋼板で形成した外箱（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、図３に示すように、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）の背面下部における幅方向の一方に寄せて凹成形した機械室（15）に設置されており、本体底面に設けたコンプ台（16）上にクッション体を介して取り付けられている。

しかして、前記圧縮機（12）には、閉ループ状をなして下端を圧縮機ケース内の潤滑オイル中に浸漬し、その上端を熱伝導が良好になるように圧縮機（12）に対応する上部の外箱後板（２ａ）の断熱材側に密着させて配設し、本体（１）天井部の外箱天板（２ｂ）まで延出させた環状管（21ａ）からなるサーモサイホン（21）を設けている。

サーモサイホン（21）を形成する閉ループの環状管（21ａ）は、管内を真空引きして内部圧力を１ｋＰａ以下にするとともに、前記冷凍サイクル中の冷媒と同物質とした、例えば、炭化水素系冷媒などの作動流体を総内容積の１０〜７０容量％封入しており、前記作動流体の相変化による潜熱を利用して熱輸送をおこなうものであり、圧縮機（12）の熱を本体上方に輸送して外気中に放熱するように循環し、圧縮機（12）中のオイルを冷却する。

上記構成による圧縮機（12）の放熱量について概略説明する。今例えば、圧縮機（12）の直径を１６０ｍｍとし、圧縮機表面の平均熱伝達率を１５Ｗ／Ｋ・ｍ^２ 、圧縮機温度を９０℃、周囲空気温度を４５℃とすると、必要とする圧縮機の放熱量は５４Ｗとなる。これに対して、上記サーモサイホン（21）構成によると、背面の放熱面積は、０．１５ｍ×１．５ｍで、熱伝達率は７Ｗ／Ｋ・ｍ^２ 、サーモサイホン放熱部の温度は７０℃となる。そして周囲温度を３５℃とすると、その放熱量は５５Ｗとなり、従来の放熱ファンを用いた場合とほぼ同等の放熱量が確保できるものである。

なお、サーモサイホンの環状管（21ａ）を配設した後板（２ａ）の側部には、所定の幅寸法で上下方向に亙り、後板面に対して所定角度で前部方向に傾斜する傾斜面（２ｃ）を形成している。この構成により、冷蔵庫背面が台所の壁面などに押し付けて据え付けられても、所定の空間を確保することができ、必要な放熱性能を得ることができる。また、特に図示しないが、前記圧縮機（12）の上部には前記冷蔵や冷凍用冷却器（８）（９）を除霜した際に発生する除霜水を受ける蒸発皿を配置しており、圧縮機（12）の熱量により自動的に除霜水を蒸発させるようにしている。

凝縮器（13）は、蛇行させた冷媒管に多数のワイヤなどの放熱フィンを溶接した板状体を複数段に積層したものであり、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）からの冷媒は本体（１）における前面開口部の周縁に配設した防露パイプ（14）を経て流路切替弁（17）で流路が切り替えられ、減圧管である冷蔵冷凍それぞれの毛細管（18）（19）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。

なお、前記防露パイプ（14）は、冷蔵庫本体の各貯蔵室（５）（６）（７）の前面開口部の周縁に延設されており、冷媒管を放熱させるとともにその熱伝導によって開口部の温度を上昇させ、該部分の露付きを防止する加熱体として利用しているものである。

凝縮器（13）は、前記冷蔵庫本体（１）の天井部を形成する外箱天板（２ｂ）における前記サーモサイホン（21）を配設した部分の他方側の天板（２ｂ）上に設置しており、この外箱天板（２ｂ）上をダクトカバー（22）で覆うことで放熱ダクトを形成し、ダクト内はダクトカバー（22）に形成した仕切壁（25）によって吸込みダクト（23）と排気ダクト（24）に区分している。

そして、凝縮器（13）を配置した吸込みダクト（23）の本体前面側には吸込み口（26）を、サーモサイホン（21）を設置した排気ダクト（24）側の前面には排気口（27）を設け、これらを冷蔵庫本体（１）の前面上部において隣接して配置している。

また、外箱天板（２ｂ）上の吸込みダクト（23）には、前記吸込み口（26）から前記凝縮器（13）への空気流と平行に、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などを搭載したプリント配線基板からなる電子制御基板部（28）を併置しており、前記仕切壁（25）の後端側には放熱ファン（29）を設置している。

放熱ファン（29）は、前記凝縮器（13）を設置した冷蔵庫前面上部側の吸込み口（26）から吸込みダクト（23）内に外気を吸い込んで凝縮器（13）および電子制御基板部（28）を冷却し、次いで、仕切壁（25）を経由してサーモサイホン（21）側の排気ダクト（24）に吹き出し、前記吸込み口（26）に隣接する排気口（27）から冷蔵庫前方に排出するようにしている。

この放熱ファン（29）は、前記のように送風されるが、放熱ダクト（23）（24）内における前記各部品を冷却するための風量を確保するには、凝縮器（13）の厚み寸法より大きい、例えば、直径８０ｍｍ以上のファン径を必要とすることから、本実施構成では、前記仕切壁（25）の後部におけるサーモサイホン（21）側の外箱天板（２ｂ）を所定寸法、例えば、３０ｍｍ程度落とし込んだ凹陥部（30）を形成し、この凹陥部（30）内に放熱ファン（29）を設置するようにして冷蔵庫全体の高さ寸法が高くなることを抑えている。

なお、前記凹陥部（30）の形成により、該部分に対応する冷蔵室（５）の天井面の奥部壁面が貯蔵室内側に突出することになるが、元来、大型冷蔵庫における冷蔵室（５）内の最上段の奥部は手が届きにくく貯蔵品の出し入れが比較的困難な箇所であることから、突出部の存在によって多少空間が狭くなっても実質上の弊害はほとんどないものである。それゆえ、凹陥部（30）は、前記のように排気ダクト（24）側の外箱天板（２ｂ）後部のみでなく、外箱天板（２ｂ）の後部の幅全体に亙って落とし込むように凹陥部を形成してもよく、前記構成によれば、放熱ダクト（23）（24）内における空気の流れをより効果的におこなうことができる。

上記から理解されるように、本発明構成によれば、本体下部の機械室（15）に設置される部品は、主に圧縮機（12）のみで、他は冷凍サイクル配管の接合部や電気部品程度であることから、機械室（15）は、冷蔵庫本体（１）の背面下部に全幅に亙って設ける必要はなく、特に奥行きや高さ方向への設置寸法が大きくなる放熱ファンが存在しないことから、本体幅方向の一方に寄せて凹成形することで形成すればよく、その分庫内側の貯蔵品収納スペースを拡大することが可能となる。

そして、従来は、機械室や本体底部に設置されて比較的大きなスペースを占有していた凝縮器（13）や放熱ファン（29）、および電子制御基板部（28）を、本体天井部を形成する外箱天板（２ｂ）上の吸込みダクト（23）内に設置したものであり、まず、吸込み口（26）からダクト（23）内に流入させた外気で比較的発熱温度の低い電子制御基板部（28）と凝縮器（13）と熱交換してこれを冷却し、次いで、仕切壁（25）の後部に配置した放熱ファン（29）を介して排気ダクト（24）側に熱交換空気を流入させて比較的温度の高いサーモサイホンの環状管（21ａ）を配設した外箱天板（２ｂ）部を流下させ、これを冷却放熱して排気口（27）から排出するものである。

そのため、冷蔵庫本体（１）の周囲が壁体で囲まれた設置環境であっても、放熱作用が阻害されることなく効果的に圧縮機（12）や凝縮器（13）、電子制御基板部（28）の冷却をおこなうことができ、ビルトイン据え付けを可能にすることができる。

また、同一部分に同一符号を附した図４に示すように、電子制御基板部（28）を従来のように外箱後板（２ａ）部分などに設置し、凝縮器（13）のみを、外箱天板（２ｂ）上における吸込みダクト（23）内の全範囲に亙って配設するようにすれば、凝縮器（13）の放熱量を格段に増加させることができ、大型冷蔵庫など大きな放熱量を必要とするタイプにも充分対応させることができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。前記同様に符号を附した図５に示すように、本実施形態は、圧縮機（12）から外箱後板（２ａ）を上昇して配設されたサーモサイホン（21）の上端部を、放熱ファン（29）を配設した仕切壁（25）の吸込みダクト（23）側の天板（２ｂ）に凝縮器（13）や電子制御基板部（28）とともに併置したことを特徴としている。

これによって、放熱ファン（29）の吹き出し側には配設物がなくなるので、仕切壁（25）の位置を、放熱ダクト（23）（24）内を流れる必要風量が確保可能な位置まで、排気ダクト（24）側である矢印方向の二点鎖線で示す外箱天板（２ｂ）の側端まで移動させることができ、これによって、吸込み側のダクト（23）の幅寸法を大きくすることができるので、吸込みダクト（23）内に均一に外気を流入させることができ、熱交換効率の向上をはかることができる。

また、このとき、電子制御基板部（28）は、前記同様、従来のように外箱後板（２ａ）部分などに設置するとともに、図６に示すように、吸込みダクト（23）内に、サーモサイホン（21）と凝縮器（13）とを並列に設置することにより、温度の高いサーモサイホン（21）の放熱部分を直接低温の外気で冷却することが可能になり、圧縮機（12）の放熱を格段に向上させることができる。

さらに、図１に示すように、圧縮機（12）を閉ループの環状管（21ａ）により、サーモサイホン作用による熱輸送で冷却するようにしたので、凹成形した機械室（15）の開口部をカバー体（22）で閉塞するとともに圧縮機（12）の周囲を軟質スポンジなどの遮音材（31）、あるいは吸音材で覆い包むことにより、圧縮機（12）の駆動音が外部に漏れ出ることを抑制することができるものであり、放熱作用を阻害することなく冷蔵庫の静音化が可能となる。

上記構成によれば、冷凍サイクル運転にともなって高温部の放熱が必要となるが、それぞれの熱源温度が相違する圧縮機（12）や凝縮器（13）を、圧縮機（12）はサーモサイホン（21）による熱輸送放熱で冷却し、凝縮器（13）は外箱天板（２ｂ）部でのファン（29）による強制空冷で放熱させるようにしたことから、各放熱作用を効果的におこなうことができるとともに、機械室（15）には放熱ファンや凝縮器を設置しないことから、機械室スペースを大幅に縮減することができるものである。

なお、機械室（15）から取り出した放熱ファン（29）や凝縮器（13）は、本体天井部の外箱天板（２ｂ）上の通常使用者の手が比較的届きにくい高さに設置されることになるが、これらの冷凍サイクル部品やファンは、常時点検する必要はなくで数ヶ月に一度清掃や点検をおこなえばよいものであることから、日常の使い勝手の面での支障はほとんどないものである。

また、従来は本体（１）底面に配設していた凝縮器のスペースを削除できることから、外箱（２）の底板面の位置を、全幅および奥行き方向に亙って従来の凝縮器を設置していた高さ寸法分だけ下方に下げることができ、その分冷蔵庫本体（１）の外形サイズを大きくすることなく庫内の収納容量を拡大することができる。

さらに、従来は、外箱底面の下部に高温の凝縮器を設置していたことから、熱遮断のために内箱底面部との断熱厚さを大きくとる必要があったが、上記各実施例では、外箱底面下に高温部材が存在しないのでその分断熱厚を従来より薄くすることも可能であり、これによれば、さらに庫内側の容積を増加することができる。

そしてなお、機械室（15）内におけるレイアウトととして、前記説明では、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、左右が逆でもよいことはいうまでもなく、また、庫内における各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の冷蔵庫を背面方向からみた斜視図である。 図１における冷蔵庫の冷凍サイクルを示す概略図である。 図２構成の変形例を示す外箱上部の平面図である。 本発明の他の実施形態を示す外箱上部の平面図である。 図５構成の変形例を示す外箱上部の平面図である。 従来の冷蔵庫の機械室を示す背面図である。 図７の縦断面図である。

符号の説明

１ 冷蔵庫本体 ２ 外箱 ２ａ 外箱後板
２ｂ 外箱天板 ２ｃ 傾斜面 ３ 発泡断熱材
４ 内箱 ７ 冷凍室 ９ 冷却器
12 圧縮機 13 凝縮器 14 防露パイプ
15 機械室 21 サーモサイホン 21ａ 環状管
22 ダクトカバー 23 吸込みダクト 24 排気ダクト
25 仕切壁 26 吸込み口 27 排気口
28 電子制御基板部 29 放熱ファン 30 凹陥部
31 遮音材

Claims (6)

1. 断熱箱からなる本体の背面下部における幅方向の一方に寄せて凹成形した機械室と、この機械室内に設置した冷凍サイクル中に冷媒を吐出する圧縮機と、この圧縮機内のオイル中に下端を浸漬して閉ループ状をなしその上端を外箱後板を介して本体天井部まで延出して外箱天板に配設したサーモサイホンと、前記本体天井部の外箱天板に設置した凝縮器とを有し、前記サーモサイホンおよび凝縮器に送風して冷却する放熱ファンを設けたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 外箱天板におけるサーモサイホン配設部の他方側の天板上に仕切壁を介して凝縮器を設置し、前記仕切壁に放熱ファンを設置して前記凝縮器側からサーモサイホン側に送風するようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 外箱天板上には、凝縮器とともに電子制御基板部を併置したことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
4. 外箱天板におけるサーモサイホン配設部を、放熱ファンを配設した仕切壁の吸い込み側に凝縮器とともに併置したことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
5. 機械室内に設置した圧縮機の周囲を遮音材で囲んだことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
6. 外箱天板における放熱ファンの設置面は他の面に対して所定寸法落とし込んだことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
   

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