JP2007309633A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の冷気ダクトにも適用できる最適のスクロールガイドを提供することにより、ファンから吐出される冷気の流動損失を減らして消費電力を低減できる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵庫は、蒸発器により発生した冷気を冷凍室又は冷蔵室に送風するファンと、前記ファンから吐出された冷気を二方向に吐出させるスクロールガイドと、前記スクロールガイドの二方向に形成されて前記スクロールガイドからの冷気を案内する案内管路と、前記案内管路に連結されて冷気を前記冷凍室又は前記冷蔵室に供給する冷気ダクトとを含む。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は冷蔵庫に関し、より詳しくは、複数の冷気ダクトを使用する冷蔵庫のファン効率を向上できるスクロールガイドを備えた冷蔵庫に関する。

一般に、冷蔵庫は、その内部を分離壁により冷凍室と冷蔵室に区画して、冷凍室は飲食物などの貯蔵物を冷凍保管できるようにその内部温度を非常に低く維持し、冷蔵室は貯蔵物を冷凍することなくその新鮮さを維持する程度の低温に維持できるように構成された装置である。

以下、従来の冷蔵庫について図６を参照して説明する。

図６は従来の冷蔵庫の冷気流路の内部構成を示す断面図である。

図６に示すように、従来の冷蔵庫１０においては、分離壁４０により区画された冷凍室２０及び冷蔵室３０を循環して冷却作用することによって温度が高くなった冷気を流入させるための冷気流入口２４が、冷凍室２０の下部に形成される。

冷気流入口２４の上部には、温度が高くなった冷気と熱交換してこれを低温の冷気にするための蒸発器２３が設置され、蒸発器２３の上部には、低温の冷気を送風するためのファン２２が設置される。

ここで、蒸発器２３とファン２２は冷凍室２０にのみ設置され、冷蔵室３０には別途の蒸発器とファンが設置されない。

ファン２２は、スクロールガイド（図示せず）の内部に設置され、モータ（図示せず）により駆動されて冷気を冷気ダクト２１に送風する。

ここで、前記スクロールガイドには、冷気を冷気ダクト２１に案内するための単一の案内管路（図示せず）が形成される。すなわち、冷凍室２０に設置される冷気ダクト２１が冷気を一方向に案内する単一の冷気ダクトであるので、単一の冷気ダクト２１の入口側にのみ冷気を案内するように、前記スクロールガイドにも単一の案内管路が形成される。

一方、ファン２２の上部には、蒸発器２３を経て低温になった冷気を冷凍室２０に供給するための冷気ダクト２１が形成され、冷気ダクト２１には、冷気を冷凍室２０の内部に吐出するための冷気流出口２１ａが複数形成される。ここで、冷気ダクト２１は、冷凍室２０の後壁（図示せず）に沿って１つ設置される。

また、冷蔵室３０には、冷凍室２０に設置された冷気ダクト２１に連通するように形成された冷気ダクト３１が、冷蔵室３０の後壁（図示せず）に沿って１つ設置され、冷蔵室３０の冷気ダクト３１には、冷気を冷蔵室３０の内部に吐出するための冷気流出口３１ａが複数形成される。

以下、このように構成された従来の冷蔵庫１０の作動を説明する。

従来の冷蔵庫１０を作動させると、圧縮機（図示せず）が作動して蒸発器２３が冷たくなり、蒸発器２３の下部に備えられた冷気流入口２４から流入した温度が高くなった冷気は、蒸発器２３を経て蒸発器２３との熱交換により低温になり、その低温の冷気はファン２２に流入し、ファン２２により流出する冷気の大部分が冷凍室２０に設置された冷気ダクト２１及び冷気流出口２１ａを介して冷凍室２０に供給される。

一方、残りの冷気は、冷気連通口（図示せず）から冷蔵室３０に設置された冷気ダクト３１に流入し、冷気流出口３１ａから冷蔵室３０に供給される。

このような冷気の流動が繰り返されることによって冷凍室２０及び冷蔵室３０の内部が冷たくなる。

しかし、冷蔵庫１０又はファン２２の効率を向上させ、独立冷却を行うためには、冷凍室２０及び冷蔵室３０の両側壁に冷気ダクトをそれぞれ設置して二方向から冷気を供給することが要求されるため、冷凍室２０及び冷蔵室３０内の両側壁に複数の冷気ダクトが設置された場合にも適用できる案内管路が形成されたスクロールガイドを必要とする。

また、複数の冷気ダクトに適用できるように複数の案内管路が形成されたスクロールガイドにおいて、最上の冷却又は冷蔵効率を発揮するためのスクロールガイドの案内管路の最適設計が要求され、ファンとスクロールガイド間の最小間隙によって冷気の流動損失が異なるので、これに対する最適設計が要求される。

本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたもので、ファンから吐出される冷気の流動損失を最小化できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、ファン効率を向上できるスクロールガイドを備えた冷蔵庫を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、蒸発器により発生した冷気を冷凍室又は冷蔵室に送風するファンと、前記ファンから吐出された冷気を二方向に吐出させるスクロールガイドと、前記スクロールガイドの二方向に形成されて前記スクロールガイドからの冷気を案内する案内管路と、前記案内管路に連結されて冷気を前記冷凍室又は前記冷蔵室に供給する複数の冷気ダクトとを含む冷蔵庫を提供する。ここで、前記複数の冷気ダクトは、前記複数の案内管路にそれぞれ連通するように形成される。

このように構成することにより、前記冷凍室又は前記冷蔵室に形成された複数の冷気ダクトの内部に冷気を効果的に案内することができ、冷気の流動損失を最小化すると共にファン効率を向上させることができる。

ここで、前記案内管路は、前記スクロールガイドの二方向に形成され、前記ファンの回転中心を通る水平線から一方の所定角度に位置する第１開始点から前記ファンの回転方向に所定曲率で延設されて前記冷気ダクトに連通する第１案内管路と、前記ファンの回転中心を通る水平線から他方の所定角度に位置する第２開始点から前記ファンの回転方向に所定曲率で延設されて前記冷気ダクトに連通する第２案内管路とを含む。

一方、前記第１開始点は、前記ファンの回転中心を通る水平線から前記ファンの回転方向の反対方向に４５゜〜５５゜の地点に位置し、前記第２開始点は、前記ファンの回転中心を通る水平線から前記ファンの回転方向の反対方向に１５゜〜２５゜の地点に位置するように設計する。

また、前記ファンと前記スクロールガイド間の最小間隙は、前記ファンの直径の４％〜６％の値を有するように設計する。

一方、本発明による冷蔵庫は、蒸発器により発生した冷気を冷凍室又は冷蔵室に送風するファンと、前記ファンから吐出された冷気を吐出させるスクロールガイドと、前記スクロールガイドに形成されて前記スクロールガイドからの冷気を案内する案内管路と、前記案内管路に連結されて冷気を前記冷凍室又は前記冷蔵室に供給する冷気ダクトとを含むこともできる。

ここで、前記案内管路は少なくとも１つ形成され、前記冷気ダクトは、前記案内管路に連結された部分の反対側部分が分岐している。

このように構成することにより、前記スクロールガイドでの冷気の流動損失を減らしてファン効率を向上させることができ、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。

前述したような本発明の目的と特徴は、後述する発明の詳細な説明及び図面によりさらに明確になるであろう。

本発明による冷蔵庫は、冷凍室又は冷蔵室の両側壁に沿って冷気ダクトが形成された場合に適用できるように、ファンのスクロールガイドに複数の案内管路を形成することにより、ファンから吐出される冷気の流動損失を最小化すると共にファン効率を向上させることができるという効果がある。

また、本発明による冷蔵庫は、ファンから吐出される冷気の流動を冷凍室又は冷蔵室の左右両側壁に形成された複数の冷気ダクトに分配するスクロールガイドの設計において、スクロールガイドの主要設計因子の値を最適化することにより、高性能を発揮して消費電力を低減することができるという効果がある。

以下、本発明による冷蔵庫の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１Ａは本発明の一実施形態による冷蔵庫の冷凍室の冷気流路を示す側断面図であり、図１Ｂは図１Ａに示す冷蔵庫の冷凍室の冷気流路の内部構成を示す正断面図であり、図２は本発明の一実施形態による冷蔵庫のスクロールガイドの内部構成を示す断面図であり、図３は図２のｄ／Ｄによる消費電力の変化の実験データを示すグラフであり、図４は図２のθ１による消費電力の変化の実験データを示すグラフであり、図５は図２のθ２による消費電力の変化の実験データを示すグラフである。

本発明による冷凍室と冷蔵室とのスクロールガイド及び冷気ダクトの構成は同一であるので、説明の便宜のために、以下、冷凍室２００のスクロールガイド２９０及び冷気ダクト２７０、２８０について詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態による冷蔵庫（図６の符号１０参照）は、分離壁（図６の符号４０参照）により区画された冷凍室２００に設置されて冷気を発生する蒸発器２３０と、蒸発器２３０から発生した冷気を送風するファン２２０と、ファン２２０を内部に収容して冷気を案内するスクロールガイド２９０と、ファン２２０を駆動させるためのモータ２５０と、冷気を冷凍室２００に流入させるための複数の冷気ダクト２７０、２８０とを含む。

冷凍室２００を循環して冷却作用することによって温度が高くなった冷気と熱交換してこれを低温の冷気にするために設置された蒸発器２３０の上部又は冷気の流動方向の上流側に冷気を送風するためのファン２２０が設置され、ファン２２０の一側にファン２２０を駆動させるためのモータ２５０が設置される。

ファン２２０は、複数のブレードが形成された遠心ファンから構成され、ファン２２０により送風される冷気を冷気ダクト２７０、２８０に案内するためのスクロールガイド２９０の内部に設置される。

ファン２２０を覆ってその内部に収容するスクロールガイド２９０は、冷気を冷凍室２００に供給する冷気ダクト２７０、２８０に連結される。

冷気ダクト２７０、２８０は複数形成され、冷凍室２００の側壁面に沿って冷凍室２００の両側に形成されることが好ましいが、３つ以上形成することもできる。

冷気ダクト２７０、２８０には、冷気を冷凍室２００の内部に均一に供給するための複数の冷気流出口２７１、２８１が形成される。

スクロールガイド２９０には、冷気ダクト２７０、２８０に連結される案内管路２９１、２９２が形成されている。すなわち、スクロールガイド２９０の案内管路２９１、２９２は、冷凍室２００の両側壁面に沿って設置された冷気ダクト２７０、２８０に連通するように、スクロールガイド２９０の二方向に２つ形成される。これにより、冷気の流動損失を防止して消費電力を低減することでファン効率を向上させることができる。

冷気ダクト２７０、２８０が３つ以上形成された場合、冷気ダクト２７０、２８０に連結される案内管路２９１、２９２も同数形成される。

以下、スクロールガイド２９０の案内管路２９１、２９２の構成について図２を参照して説明する。

図２に示すように、スクロールガイド２９０には、ファン２２０の回転により送風される冷気をファン２２０の一方及び他方に分配し、各冷気ダクト２７０、２８０に案内できるように、案内管路２９１、２９２が形成される。

案内管路２９１、２９２は、ファン２２０の回転中心を通る水平線から一方の所定角度に位置する第１開始点Ａからファン２２０の回転方向に所定曲率で延設されて、冷凍室２００の右側壁面に沿って形成された冷気ダクト２８０に連通する第１案内管路２９１と、ファン２２０の回転中心を通る水平線から他方の所定角度に位置する第２開始点Ｂからファン２２０の回転方向に所定曲率で延設されて、冷凍室２００の左側壁面に沿って形成された冷気ダクト２７０に連通する第２案内管路２９２とを含む。

第１案内管路２９１及び第２案内管路２９２は、蒸発器２３０と熱交換して低温になった冷気を、ファン２２０の駆動により、冷凍室２００の右側壁面に沿って形成された冷気ダクト２８０及び冷凍室２００の左側壁面に沿って形成された冷気ダクト２７０に流入させることができるように、冷気ダクト２８０、２７０の一端に連通するように形成される。

また、ファン２２０の駆動により送風される冷気が第１案内管路２９１及び第２案内管路２９２を介してより円滑に流動できるように、第１案内管路２９１及び第２案内管路２９２は、ファン２２０の回転方向と対応する方向に所定曲率を有し、スクロールガイド２９０と一体に形成されることが好ましい。

ここで、第１開始点Ａは、ファン２２０の回転中心を通る水平線からファン２２０の回転方向の反対方向に４５゜〜５５゜の地点に位置することが好ましく、第２開始点Ｂは、ファン２２０の回転中心を通る水平線からファン２２０の回転方向の反対方向に１５゜〜２５゜の地点に位置することが好ましい。

すなわち、ファン２２０の回転中心を通る水平線を基準に第１開始点Ａと第２開始点Ｂとは反対側に位置する。

図２において、符号Ｗはファン２２０の回転方向を示し、θ１は第１開始点Ａとファン２２０の回転中心を通る水平線間の角度を示し、θ２は第２開始点Ｂとファン２２０の回転中心を通る水平線間の角度を示す。

消費電力とθ１の関係及び消費電力とθ２の関係を図４及び図５に示す。

図４に示すように、消費電力は、θ１が５０゜のときに３．２ワットで最小であり、５０゜の前後ではそれより大きい。従って、θ１が４５゜〜５５゜のときに消費電力が相対的に小さいことが分かる。

同様に、図５から分かるように、θ２が１５゜〜２５゜のときに消費電力が相対的に小さい。

案内管路２９１、２９２の各開始点Ａ、Ｂの角度によって冷気の流動損失が異なるが、冷気の流動損失が大きい場合は、同一の冷凍又は冷蔵能力を発揮するためにより多くの冷気を供給しなければならず、このためにファンをより多く駆動するため消費電力が増加する。

また、本発明の一実施形態による冷蔵庫を構成するファン２２０とスクロールガイド２９０間の最小間隙は、ファン２２０の直径の４％〜６％の範囲内になるように構成されることが好ましい。

ファン２２０とスクロールガイド２９０間の間隙が小さ過ぎると冷気が円滑に送風されないため消費電力が増加し、ファン２２０とスクロールガイド２９０間の間隙が大き過ぎると適正な圧縮比を得ることができない。

図３は本発明の一実施形態による冷蔵庫を構成するファン２２０とスクロールガイド２９０間の最小間隙による消費電力の変化を示すグラフである。

ファン２２０の直径をＤとし、ファン２２０とスクロールガイド２９０間の最小間隙をｄとすると、図３に示すように、ファン２２０とスクロールガイド２９０間の最小間隙ｄがファン２２０の直径Ｄの５％のときに消費電力が３．２ワットで最小であり、５％の前後では消費電力がそれより大きい。

従って、ファン２２０とスクロールガイド２９０間の最小間隙ｄがファン２２０の直径Ｄの４％〜６％の範囲のときに消費電力が相対的に小さいことが分かる。

以上、スクロールガイド２９０の案内管路２９１、２９２が二方向に形成された構成について説明したが、案内管路は、少なくとも１つ形成することができ、案内管路に連結される冷気ダクトの反対側が分岐する構成によっても冷気を冷却空間に十分に供給できる。

すなわち、蒸発器２３０により発生した冷気を冷凍室２００又は冷蔵室３００に送風するファン２２０と、ファン２２０から吐出された冷気を吐出させるスクロールガイド２９０と、スクロールガイド２９０に形成されてスクロールガイド２９０からの冷気を案内する案内管路２９１と、案内管路２９１に連結されて冷気を冷凍室２００又は冷蔵室３００に供給する冷気ダクト２７０とを含む。

ここで、案内管路２９１は少なくとも１つ形成し、冷気ダクト２７０は、案内管路２９１に連結された部分の反対側部分が分岐するように構成することもできる。

以下、前述した本発明の一実施形態によるスクロールガイドを備えた冷蔵庫の作用を詳細に説明する。

ユーザが冷蔵庫に電源を接続すると、圧縮機（図示せず）が作動して蒸発器２３０が冷たくなる。このとき、蒸発器２３０の下部に形成された冷気流入口（図６の符号２４参照）から流入した冷気は、冷凍室２００を冷却させて温度が高くなった冷気であって、蒸発器２３０との熱交換により低温になり、その低温の冷気はファン２２０に流入する。ファン２２０はモータ２５０に連結されて駆動され、ファン２２０を通過した冷気は、ファン２２０の外部に設置されたスクロールガイド２９０の案内管路２９１、２９２を介して冷気ダクト２７０、２８０に案内される。

ここで、第１案内管路２９１を通過した冷気は、これに連通する冷凍室２００の右側壁面に沿って形成された冷気ダクト２８０に流入し、第２案内管路２９２を通過した冷気は、これに連通する冷凍室２００の左側壁面に沿って形成された冷気ダクト２７０に流入する。

冷気ダクト２７０、２８０に流入した冷気は、冷気ダクト２７０、２８０に形成された複数の冷気流出口２７１、２８１から冷凍室２００の内部に均一に供給され、冷凍室２００に保管されている貯蔵品などを均一に冷凍させる。

以上、冷凍室２００について説明したが、冷蔵室（図６の符号３０参照）の場合も同様に構成することができる。

以上、本発明は、図面に示す実施形態を参照して説明したが、これは例示にすぎず、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び他の実施形態が可能であることは自明である。従って、本発明の権利範囲は、添付した特許請求の範囲の技術的思想により決定されるべきである。

本発明の一実施形態による冷蔵庫の冷凍室の冷気流路を示す側断面図である。 図１Ａに示す冷蔵庫の冷凍室の冷気流路の内部構成を示す正断面図である。 本発明の一実施形態による冷蔵庫のスクロールガイドの内部構成を示す断面図である。 図２のｄ／Ｄによる消費電力の変化の実験データを示すグラフである。 図２のθ１による消費電力の変化の実験データを示すグラフである。 図２のθ２による消費電力の変化の実験データを示すグラフである。 従来の冷蔵庫の冷気流路の内部構成を示す断面図である。

Claims (13)

1. 蒸発器により発生した冷気を冷凍室又は冷蔵室に送風するファンと、
   前記ファンから吐出された冷気を二方向に吐出させるスクロールガイドと、
   前記スクロールガイドの二方向に形成されて前記スクロールガイドからの冷気を案内する案内管路と、
   前記案内管路に連結されて冷気を前記冷凍室又は前記冷蔵室に供給する冷気ダクトと、
   を含むことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記案内管路は、
   前記ファンの回転中心を通る水平線から一方の所定角度に位置する前記スクロールガイドの第１開始点から前記ファンの回転方向に所定曲率で延設される第１案内管路と、
   前記ファンの回転中心を通る水平線から他方の所定角度に位置する前記スクロールガイドの第２開始点から前記ファンの回転方向に所定曲率で延設される第２案内管路と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記第１開始点が、前記ファンの回転中心を通る水平線から前記ファンの回転方向の反対方向に４５゜〜５５゜の地点に位置することを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記第２開始点が、前記ファンの回転中心を通る水平線から前記ファンの回転方向の反対方向に１５゜〜２５゜の地点に位置することを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
5. 前記ファンと前記スクロールガイド間の最小間隙が、前記ファンの直径の４％〜６％の値を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
6. 前記第１開始点と前記第２開始点とが、前記ファンの回転中心を通る水平線を基準に反対側に位置することを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
7. 前記案内管路及び前記冷気ダクトが、少なくとも２つ形成されることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
8. 前記冷気ダクトが、前記冷凍室又は前記冷蔵室の左右側壁に沿って形成されることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
9. 前記案内管路の個数が、前記冷気ダクトの個数と同一であることを特徴とする請求項７に記載の冷蔵庫。
10. 蒸発器により発生した冷気を冷凍室又は冷蔵室に送風するファンと、
    前記ファンから吐出された冷気を吐出させるスクロールガイドと、
    前記スクロールガイドに形成されて前記スクロールガイドからの冷気を案内する案内管路と、
    前記案内管路に連結されて冷気を前記冷凍室又は前記冷蔵室に供給する冷気ダクトと、
    を含むことを特徴とする冷蔵庫。
11. 前記案内管路が、少なくとも１つ形成されることを特徴とする請求項１０に記載の冷蔵庫。
12. 前記冷気ダクトが、前記案内管路に連結された部分の反対側部分が分岐していることを特徴とする請求項１１に記載の冷蔵庫。
13. 冷凍室又は冷蔵室の下部に設置されて冷気を生成する蒸発器と、
    前記蒸発器の上部に設置されて冷気を前記冷凍室及び前記冷蔵室に送風するファンと、
    前記ファンを収容し、前記ファンにより送風される冷気が二方向に吐出されるように前記ファンの回転方向に沿って所定曲率を有し、前記ファンの回転中心を通る水平線の反対側から延設される案内管路を備えたスクロールガイドと、
    前記案内管路に連結され、前記冷凍室及び前記冷蔵室の左右側壁に設置されて前記冷凍室及び前記冷蔵室に冷気を供給する冷気ダクトと、
    を含むことを特徴とする冷蔵庫。

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