JP2008164221A

JP2008164221A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2008164221A
Application number: JP2006354298A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kakita; 恭史柿田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】圧縮機及び冷却システム部品からの騒音を省スペースで静音化する。
【解決手段】第二の天面部２６と断熱箱体１の側壁４２と外壁背面１２とによって凹部１０を形成し、凹部１０に圧縮機１６を配設した冷蔵庫において、外壁背面１２は背面を凹凸状にするか又は風路用スペーサを用いる事で外壁背面１２の内部に圧縮機冷却用風路９０ａを構成し、圧縮機冷却用風路９０ａは吸込み風路１００ａ及び吐出風路１０１ａにて形成されている。吸込み風路１００ａ用の吸込み口１０２ａ及び吐出風路１０１ａ用の吐出口１０３ａは外壁背面１２に設置することによって、圧縮機１６より発生した騒音を機械室３３より、吸込み風路１００ａ及び吐出風路１０１ａへと伝搬し、冷蔵庫の下部にある吸込み口１０２ａ及び吐出口１０３ａから外界へ放出し、前方方向の冷蔵庫使用者への音の伝播が阻止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は圧縮機を天面部に積載した冷蔵庫に関するものである。

近年、冷蔵庫は地球環境保護の観点から更なる省エネルギー化が進むとともに、その使い勝手や収納性の向上が求められている。

従来のこの種の冷蔵庫は、最下部に配設された貯蔵室の収納容積のアップを図る目的のために、断熱箱体の貯蔵室内最上部の後背部が下がるように窪ませた凹部を設け、その凹部に冷凍サイクルの構成機器を収納するという方法がとられていた（例えば、特許文献１参照）。

図９は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の構成を示すものである。

図９に示すように、断熱箱体１は、上から順に、冷蔵室２、冷凍室３、野菜室４を有し、冷蔵室２の前面開口には、冷蔵室回転扉５を設けている。また、断熱箱体１の中央から下方部に位置する冷凍室３と野菜室４は収納性と使い勝手を考慮して、簡易に取り出しが行える引出しタイプの冷凍室引出し扉６と野菜室引出し扉７を設けてある。冷蔵室２の庫内には複数の収納棚８が設けられており、冷凍室３と野菜室４には上面開口形状の収納容器９が取り付けてある。この収納容器９は図示しない前後方向のレールに、ローラで前後方向へ移動可能に支持されている。

断熱箱体１に設けた凹部１０は、外箱上面１１と外箱背面１２に渡る天面後背部を冷蔵室２の最上部の後背部が下がるように窪ませた箇所である。凹部１０はその左右が断熱箱体１の左右壁にて塞がれ上方および背方に開放しており、この凹部１０の開放部は、上板１３とこれにほぼ直角な背板１４とからなる凹部カバー１５にて覆われている。また、凹部カバー１５はネジなどにて断熱箱体１に取り外し可能に固定されている。

冷凍サイクルの構成機器である圧縮機１６と凝縮器１７は機械室ファン１８と共に凹部１０内に収まるように配設され、凹部カバー１５にて覆われている。また、凹部カバー１５の上板１３と背板１４には、放熱のために複数の通風孔が設けられている。

また、冷凍サイクルの構成機器である蒸発器２０は冷凍室３の後背部に冷却ファン２１と共に配設されており、最下部の貯蔵室である野菜室４は奥行き深く構成してある。

これにより、断熱箱体１の背面下部に圧縮機や凝縮器を収納するものと比較して、野菜室４の内容積を大きく、深く構成できる。
特開２００１−９９５５２号公報

しかしながら、上記従来の構成では、圧縮機を天面に配設するために、音源が耳に近づき、圧縮機冷却のための天面及び背面の穴を通じ音が大きく聞こえることが問題となっている。

また、機械室の省スペース化のため機械室が小さくなり、遮音性が悪化している。

さらにまた、冷凍サイクル構成部品であるドライヤや流路制御弁などの配置によって複数の音源が混在し、音がより大きく聞こえる。

さらにまた、圧縮機や凝縮器の大きさだけでなく、接続配管の取りまわしや、冷凍サイクル構成部品であるドライヤや流路制御弁などの配置、配管溶接部の直線部長さ確保など配管振動や組立作業性などを考慮した構成をとると非常に大きな空間が必要で、小体積での防音が問題となっている。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、機械室の内容積を変えず、冷蔵庫の全高寸法を著しく大きくすることなく、静音化を図る冷蔵庫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、前面に扉を備えた貯蔵室が上下に複数配置された箱形本体を有する冷蔵庫において、前記本体の上壁及び背壁に渡る上壁後隅部を前記最上部の貯蔵室の上壁後部が下がるように窪ませた凹所を設け、前記凹所に圧縮機を収納し、前記圧縮機を冷却するために前記背壁に風路を形成するものである。

これによって、圧縮機から発生される高域周波数音や機械室内にある、ドライヤや流路制御弁や配管などから発生される低域周波数から中域周波数音を冷蔵庫使用者の耳の位置から遠ざけることができる。

本発明の冷蔵庫は、圧縮機から発生される高域音に加え、冷凍サイクル構成部品であるドライヤや流路制御弁や配管などから発生される低域から中域音までも防音することができる。

請求項１に記載の発明は、前面に扉を備えた貯蔵室が上下に複数配置された箱形本体を有する冷蔵庫において、前記本体の上壁及び背壁に渡る上壁後隅部を前記最上部の貯蔵室の上壁後部が下がるように窪ませた凹所を設け、前記凹所に圧縮機を収納し、前記圧縮機を冷却するために前記背壁に風路を形成するものであり、圧縮機から発生される高域周波数音や機械室内にある、ドライヤや流路制御弁や配管などから発生される低域周波数から中域周波数音を冷蔵庫使用者の耳の位置から遠ざけることができる。

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、前記風路を前記本体背壁の側部に配置することにより、断熱性能への影響を抑えながら、より効率的に機械室からの騒音を抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記風路内に突部を形成することにより、吸音面積の拡大により、さらに騒音を小さくすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記風路内に拡大空間を形成することにより、吸音面積を拡大し、さらに騒音を小さくすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記風路から分岐した閉空間を形成することにより、風路の大きさと関係なく騒音の吸音面積を拡大でき、騒音を低減できる。

請求項６に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記風路を分岐させた分岐風路を形成することにより、騒音の吸音面積を拡大でき、騒音を低減できる。

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における冷蔵庫の概略断面図を示すものであり、図２は概略背面及び風路構成図を示すものであり、図３及び図４は騒音の経路図を示すものである。

図１及び図２において、例えば硬質発泡ウレタンなどの断熱材で周囲と断熱して構成されている断熱箱体１は複数の断熱区画に区分されており、上から冷蔵室２、引出しタイプの野菜室４と冷凍室３の構成となっている。各断熱区画にはそれぞれ断熱扉がガスケット２２を介して設けられている。上から冷蔵室回転扉５、野菜室引出し扉７、冷凍室引出し扉６である。

冷蔵室回転扉５には扉ポケット２３が収納スペースとして設けられており、庫内には複数の収納棚８が設けられてある。また冷蔵室２の最下部には引出し可能な貯蔵ケース２４が設けてある。

冷蔵室２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１〜５℃で設定されている。また、貯蔵ケース２４は肉魚などの保鮮性向上のため比較的低めの温度、たとえば−３〜１℃で設定される。野菜室４は冷蔵室２と同等もしくは若干高い温度設定の２〜７℃とすることが多い。低温にするほど葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。

冷凍室３は冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−３０℃や−２５℃の低温で設定されることもある。

断熱箱体１の天部は第一の天面部２５と、背面側で第一の天面部２５より低い位置に設けた第二の天面部２６とで構成されている。

また断熱箱体１の背面は外壁背面１２と前記最上部の貯蔵室との仕切りである断熱板２７によって構成されており、第二の天面部２６と断熱箱体１の側壁４２と外壁背面１２とによって凹部１０を形成している。

また、外壁背面１２は背面を凹凸状にするか又は風路用スペーサを用いる事で外壁背面１２の内部に圧縮機冷却用風路９０ａを構成し、圧縮機冷却用風路９０ａは吸込み風路１００ａ及び吐出風路１０１ａにて形成されている。吸込み風路１００ａ用の吸込み口１０２ａ及び吐出風路１０１ａ用の吐出口１０３ａは外壁背面１２に設置され、背面方向を向いている。

凹部１０である第二の天面部２６には吸音材４１ａが配設されている。

また凹部１０である断熱箱体１の側面４２には接着剤４０にて吸音材４１ｂが配設されている。

また凹部１０である断熱板２７には接着剤４０にて吸音材４１ｃが配設されている。

この凹部１０の開放部は、上板１３とこれにほぼ直角な背板１４とからなる凹部カバー１５にて覆われている。また凹部カバー１５は一枚の板を曲げて直角にしても良く、天面部を上板１３とし、背面部を背板１４とする。

また、第一及び第二の天面部２５、２６の上方には上板１３がビスなどで取外し可能に設けられており、接着剤４０にて吸音材４１ｄが配設されている。また、上板１３は、圧縮機１６及び凝縮器１７冷却用の風穴（図示せず）が開けられていても良いが、無いほうが望ましい。

また、外壁背面１２の上方部である、凹部１０の背面部には背板１４がビスなどで取外し可能に設けられており、接着剤４０にて吸音材４１ｅが配設されている。また、背板１４は、圧縮機１６及び凝縮器１７冷却用の風穴（図示せず）が開けられていても良いが、無いほうが望ましい。

なお、吸音材４１ａ〜４１ｅは多孔質ウレタンフォーム及び繊維材で作られていることが望ましい。

冷凍サイクルは圧縮機１６と凝縮器１７とキャピラリなどの減圧器３０と水分除去を行うドライヤ３１と蒸発器２０とを環状に接続して構成されている。凝縮器１７と蒸発器２０は機械室ファン１８と冷却ファン２１とで強制対流熱交換させている。特に区画構成や温度設定の構成に応じて複数の蒸発器を使い分ける場合、電動三方弁などの流路制御手段が用いられる。

また、凝縮器１７は強制対流方式のものに加えて、断熱箱体の周囲鋼板を利用して自然放熱するための配管や、各室断熱扉体間の仕切りに配設して防滴防止を行うための配管を組み合わせてもよい。

冷凍サイクルの構成部品である圧縮機１６は第二の天面部の上方空間に設けた凹部１０に備えられており、凝縮器１７はワイヤータイプやフィンコイルタイプやスパイラルフィンタイプなどの薄型構成で第二の天面部の上方空間に設けた凹部１０に配設してある。

機械室ファン１８は凹部１０で圧縮機１６と凝縮器１７の間に並べて配置してあり、外壁背面１２の内部に設けた吸込み風路１００ａ及び吐出風路１０１ａにより凝縮器１７と圧縮機１６を強制的に空冷する。このとき圧縮機１６の熱影響を受けて凝縮器１７の能力が低下しないように風の流れが凝縮器１７から圧縮機１６へとなるように風路は構成されている。またドライヤ３１は凹部１０に配設されており、再加熱によるフラッシュガスの発生などを考慮して、温度影響の低い個所や、フレッシュエアが導入される個所に設けられるのが望ましい。

また、冷凍サイクルの構成機器である蒸発器２０は冷却ファン２１と共に、中段に位置する野菜室４の背面部に設けられている。これにより最下段の貯蔵室である冷凍室３の内容積と奥行きを最大限に大きくすることが可能である。

なお、中段の野菜室４と最下段の冷凍室３は逆の構成となれば、野菜室の内容積と奥行きを最大限に大きくすることが可能となる。

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、冷凍サイクルの動作について説明する。庫内の設定された温度に応じて制御基板（図示せず）からの信号により冷凍サイクルが動作して冷却運転が行われる。まず圧縮機１６の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器１７にて放熱して凝縮液化し、キャピラリ３０に至る。

その後、キャピラリ３０ではサクションライン３５と熱交換しながら減圧されて低温低圧の液冷媒となって蒸発器２０に至る。

冷却ファン２１の動作により、庫内の空気と熱交換されて蒸発器２０内の冷媒は蒸発気化する。低温の冷気を図示しないダンパなどで分配することで各室の冷却を行う。また複数の蒸発器を用いる場合は流路制御手段により必要な蒸発器へ冷媒が供給される。蒸発器２０を出た冷媒はサクションライン３５を経て圧縮機１６へと吸い込まれる。

低温の庫内各室の温度が十分に設定温度以下となったら、圧縮機１６の運転は停止される。

圧縮機１６の運転中において、図３及び図４に示すように圧縮機１６より発生した騒音は、一部は凹部カバー１５を通過し、外界へ放出されるが、大半は凹部カバー１５によって反射し、機械室３３より、吸込み風路１００ａ及び吐出風路１０１ａへと伝搬し、冷蔵庫の下部にある吸込み口１０２ａ及び吐出口１０３ａから外界へ放出されることによって、前方方向の冷蔵庫使用者への音の伝播が阻止できる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の概略背面及び風路構成図を示すものである。

図５において、断熱箱体１の天部は第一の天面部２５と、背面側で第一の天面部２５より低い位置に設けた第二の天面部２６とで構成されている。

また、側壁４２は側面を凹凸状にするか又は風路用スペーサを用いる事で側壁４２の内部に圧縮機冷却用風路９０ｂを構成し、圧縮機冷却用風路９０ｂは吸込み風路１００ｂ及び吐出風路１０１ｂにて形成されている。吸込み風路１００ｂ用の吸込み口１０２ｂ及び吐出風路１０１ｂ用の吐出口１０３ｂは側壁４２に設置され、側面方向を向いている。

また、吸込み風路１００ｂ及び吐出風路１０１ｂは、どちらか一方を実施の形態１で示した吸込み風路１００ａ及び吐出風路１０１ａとしても良い。

圧縮機１６の運転中において、圧縮機１６より発生した騒音は、一部は凹部カバー１５を通過し、外界へ放出されるが、大半は凹部カバー１５によって反射し、機械室３３より、吸込み風路１００ｂ及び吐出風路１０１ｂへと伝搬し、冷蔵庫の下部にある吸込み口１０２ｂ及び吐出口１０３ｂから外界へ放出されることによって、前方方向の冷蔵庫使用者への音の伝播が阻止できる。また、風は吸込み口１０２ｂ及び吐出口１０３ｂの側面から吸込み、吐出され、冷蔵庫の背面の設置条件に影響せず、設置寸法を小さくできる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の概略背面及び風路構成図を示すものである。

図６において、圧縮機冷却用風路９０内に設置面より面積が大きくなる防音ピース９１が配設してある。防音ピース９１は吸音性の高い、多孔質ウレタンフォーム等の吸音材や遮音性に優れた鋼材が望ましい。

また、圧縮機冷却用風路９０内には風路面積を拡大した拡大空間９２を有し、拡大空間の全長Ｌは圧縮機から発生する中域から高域の音を抑制するため１０ｍｍから３５０ｍｍ程度が望ましい。

また、拡大空間への出入り口の関係は直線の位置になくても良く、風路は拡大や縮小しても良い。

また、拡大空間直前の風路の断面積Ｓｈに対し、拡大空間の断面積Ｓｄの面積比ｍ（Ｓｄ／Ｓｈ）は１０以下で効果が大きく、冷蔵庫の寸法を小さくするため３から５程度が望ましい。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その作用を説明する。

圧縮機１６の運転中において、圧縮機１６より発生した騒音は、一部は凹部カバー１５を通過し、外界へ放出されるが、大半は凹部カバー１５によって反射し、機械室３３より、吸込み風路１００及び吐出風路１０１へと伝搬し、冷蔵庫の下部にある吸込み口１０２及び吐出口１０３へと向かうが、風路内に配設された防音ピース９１により、反射することで機械室３３へ戻り、また防音ピース９１により吸音されることで、外界へ放出されるまでに減衰する。また、拡大空間９２に伝搬された音は、下式（１）に示される様に減衰される。

減衰量＝１０ｌｏｇ１０｛１＋１／４（ｍ−１／ｍ）２ｓｉｎ２ｋＬ｝…（１）
上式のｋは円周率の２倍を波長で除したもので、Ｌが半波長の整数倍になれば効果が最大となるので、常温で音速が３４０ｍであると想定し、全長Ｌが８５ｍｍと設計することで、２ｋＨｚ前後の音を減衰でき、さらに、４ｋＨｚ、６ｋＨｚ、８ｋＨｚのような整数倍の周波数帯も減衰できる。また音源の周波数にあわせ、全長Ｌの長さを変えることで周波数を狙い設計することで、減衰効果を最大にできる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫の概略背面及び風路構成図を示すものである。

図７において、圧縮機冷却用風路９０から分岐した分岐ダクト９４を通じ、閉空間９３が配設してある。閉空間９３内には多孔質ウレタンフォーム等の吸音材がある方が望ましい。

閉空間９３は共鳴作用によって低域から中域の騒音を減衰でき、１００Ｈｚから１ｋＨｚの音を低減しやくするため、分岐ダクト９４の断面積Ｓは１から４００ｍｍ^２で、長さｈは１から５ｍｍ、閉空間９３の体積Ｖは３から３０００ｃｍ^３の範囲で選択することが望ましい。閉空間９３の形は球形、直方体などの形状にはこだわらないが、球型が体積効率がよく、望ましい。

また、閉空間９３によって減衰する周波数ｆは、分岐ダクト９４は断面積Ｓと長さｈ及び閉空間９３の体積Ｖ及び音速ｃとの関係によって決まり、下式（２）のようになる。

ｆ＝（ｃ／２π）×√（Ｓ／Ｖｈ）…（２）
この様に減衰できる音が特定されるため、複数の閉空間９３がある場合はそれぞれに大きさが違うことが望ましい。

圧縮機１６の運転中において、圧縮機１６より発生した騒音は、一部は凹部カバー１５を通過し、外界へ放出されるが、大半は凹部カバー１５によって反射し、機械室３３より、吸込み風路１００及び吐出風路１０１へと伝搬し、冷蔵庫の下部にある吸込み口１０２及び吐出口１０３へと向かうが、風路内の騒音の一部は分岐ダクト９４を通じ閉空間９３へと導かれ、閉空間の共鳴及び吸音作用により騒音が減衰され風路に戻り、外界へ放出される。また閉空間９３は風路と隔離されており、風路阻害を少なく、騒音を減衰できる。

（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５における概略背面及び圧縮機冷却用の風路構成図を示すものである。

図８において、分岐ダクト９５ａは圧縮機冷却用風路９０から分岐し、再び圧縮機冷却用風路９０に合流する様に配設されている。また、機械室から圧縮機冷却用風路９０への入口を複数にし、ひとつを分岐ダクト９５ｂとすることで、圧縮機冷却用風路９０へ合流する構造としても良い。

分岐ダクト９５と圧縮機冷却用風路９０は通路長の変化による音の干渉によって騒音を減衰でき、通路長によって減衰する周波数ｆは、分岐ダクト９５の長さａと分岐から合流までの圧縮機冷却用風路９０の長さｂと音速ｃとの関係によって決まり、下式（３）のようになる。

ｆ＝ｃ／２（ａ−ｂ）…（３）
本冷蔵庫では５００Ｈｚから８ｋＨｚの音を低減しやくするため、通路長の差は２０〜４００ｍｍになる様にする。

圧縮機１６の運転中において、圧縮機１６より発生した騒音は、一部は凹部カバー１５を通過し、外界へ放出されるが、大半は凹部カバー１５によって反射し、機械室３３より、吸込み風路１００及び吐出風路１０１へと伝搬し、冷蔵庫の下部にある吸込み口１０２及び吐出口１０３へと向かうが、風路内の騒音の一部は分岐ダクト９５を通じ通路長を変えて吸込み風路１００及び吐出風路１０１に合流することで、通路長の差による騒音の減衰ができる。また、分岐ダクト９５も風路となるため、圧縮機冷却用の風量を増加できるので、冷却ファン２１を低回転で運転し、静音化することができる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、最上部の貯蔵室の上壁後部が下がるように窪ませた凹所を設け、前記凹所に圧縮機を収納し、前記圧縮機を冷却するために背壁に風路を形成することで騒音を低減できるものであり、冷却機器全般の用途に適用できる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の概略断面図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の概略背面及び風路構成図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の機械室内騒音の経路図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の風路内騒音の経路図本発明の実施の形態２における冷蔵庫の概略背面及び風路構成図本発明の実施の形態３における冷蔵庫の概略背面及び風路構成図本発明の実施の形態４における冷蔵庫の概略背面及び風路構成図本発明の実施の形態５における冷蔵庫の概略背面及び風路構成図従来の冷蔵庫の概略断面図

符号の説明

１０凹部（凹所）
１６圧縮機
９１防音ピース
９２拡大空間
９３閉空間
９４分岐ダクト
９５，９５ａ，９５ｂ分岐ダクト
１００吸込み風路
１００ａ吸込み風路
１００ｂ吸込み風路
１０１吐出風路
１０１ａ吐出風路
１０１ｂ吐出風路
１０２吸込み口
１０２ａ吸込み口
１０２ｂ吸込み口
１０３吐出口
１０３ａ吐出口
１０３ｂ吐出口

Claims

前面に扉を備えた貯蔵室が上下に複数配置された箱形本体を有する冷蔵庫において、前記本体の上壁及び背壁に渡る上壁後隅部を前記最上部の貯蔵室の上壁後部が下がるように窪ませた凹所を設け、前記凹所に圧縮機を収納し、前記圧縮機を冷却するために前記背壁に風路を形成することを特徴とする冷蔵庫。
前記風路を前記本体背壁の側部に配置することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記風路内に突部を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
前記風路内に拡大空間を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
前記風路から分岐した閉空間を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
前記風路を分岐させた分岐風路を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。