JP2009030864A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷蔵庫において、蒸発皿の除霜水の蒸発性能及び圧縮機の放熱性能を確保しつつ、機械室を小形化して冷蔵庫の収納容積を大きくすること。
【解決手段】冷蔵庫８は、機械室１６を形成した冷蔵庫本体８ａと、機械室１６の内部を第１の空間１６ａと第２の空間１６ｂとに区画する仕切り１９と、プロペラファン２１及びファンモータ２２からなり、第１の空間１６ａから空気を吸込んで第２の空間１６ｂへ吹出す送風装置２０と、第２の空間１６ａに配置された圧縮機１と、圧縮機１の上に配置された蒸発皿２３とを備える。ファンモータ２２をプロペラファン２１及び仕切り１９より圧縮機側に突出させてファンモータ２２の外周から外方に空気を吹出すように送風装置２０を設け、蒸発皿２３の上面開口への通風路の入口部３０をファンモータ２２の外周外方に設けてファンモータ２２の外周から外方に吹出される空気を取入れる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷蔵庫に係り、特に機械室内に除霜水を蒸発させるための蒸発皿を設置した

従来の冷蔵庫としては、特開２０００−１１１２３５号公報（特許文献１）に示されたものがある。この冷蔵庫は、背面の底部に左右に延びる機械室を形成した冷蔵庫本体と、機械室の内部を左右に第１の空間と第２の空間とに区画する仕切りと、第１の空間から空気を吸込んで第２の空間へ吹出すプロペラファンを有する送風装置と、第２の空間に配置された圧縮機と、冷却器の除霜水を溜めて蒸発させる蒸発皿とを備えて構成されている。

この蒸発皿は、圧縮機の上部外面と略一致する底面凹部と、第２の空間の天井面に対向する上面開口と、プロペラファンから吐出される風を取入れる通風路とを有して、圧縮機の上に配置されている。この通風路の入口部は、プロペラファンの吐出面の中心部近くまで大きく延長され、プロペラファンから軸方向に吐出された風を強制的に上方へ分流して蒸発皿の上面開口へ導くように設けられている。

特開２０００−１１１２３５号公報

最近の家庭用冷蔵庫では、設置スペースをそのままにし、内容積を大きくした大容量冷蔵庫が主流となってきている。従って、上述した特許文献１の冷蔵庫において、機械室の高さをさらに低くし、庫内の貯蔵室の収納容量を大きくすることが望まれる。

しかし、機械室の高さを低くしようとすると、蒸発皿の高さを低くして蒸発皿の容量を小さくする必要がある。この場合、例えば夏期に頻繁に扉開閉が行われ、冷却器の霜付きが多くなって除霜水量が多くなった際でも、蒸発皿に溜まった除霜水が溢れることなく蒸発するようにしなければならない。

この特許文献１の冷蔵庫では、蒸発皿の除霜水の蒸発を促進するために、蒸発皿の上面開口への通風路の入口部をプロペラファンの吐出面の中心部まで大きく延ばし、軸方向に吐出された風を強制的に上方へ分流して蒸発皿の上面開口へ導くようにしている。しかし、係る通風路を設けた場合、この通風路が大きな通風抵抗となってプロペラファンの流量が低下し、蒸発皿の除霜水の蒸発の十分な促進が図れないと共に、圧縮機の放熱量の減少による冷却効率の低下を招いて消費電力が増加してしまうという問題が生ずる。

本発明の目的は、蒸発皿の除霜水の蒸発性能及び圧縮機の放熱性能を確保しつつ、機械室を小形化して冷蔵庫の収納容積を大きくすることができる冷蔵庫を提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明は、背面の底部に左右に延びる機械室を形成した冷蔵庫本体と、前記機械室の内部を左右に第１の空間と第２の空間とに区画する仕切りと、プロペラファン及びファンモータからなり、前記仕切りの中央部に配置されて前記第１の空間から空気を吸込んで前記第２の空間へ吹出す送風装置と、前記第２の空間に前記送風装置と左右に並ぶように配置された圧縮機と、前記圧縮機の上部外面と略一致する底面凹部及び前記第２の空間の天井面に対向する上面開口を有して前記圧縮機の上に配置され、冷却器の除霜水を溜めて蒸発させる蒸発皿と、を備えた冷蔵庫において、前記ファンモータを前記プロペラファン及び前記仕切りより前記圧縮機側に突出させて前記ファンモータの外周から外方に空気を吹出すように前記送風装置を設け、前記蒸発皿の上面開口への通風路の入口部を前記ファンモータの外周外方に設けて前記ファンモータの外周から外方に吹出される空気を取入れるようにしたことにある。

係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記蒸発皿の上面開口と前記仕切りとを一体に形成し、前記蒸発皿と前記仕切りとの間に開口部を設けて前記入口部としたこと。
（２）前記蒸発皿と前記仕切りとを別体とし、前記蒸発皿と前記仕切りとの間に開口部を設けて前記入口部としたこと。
（３）前記蒸発皿の上面開口と前記第２に空間の天井面との間に形成される空気流通路に前記第２に空間の天井面側から突出して空気の流れ乱す突起部を設けたこと。
（４）前記蒸発皿の上面側と機械室の天井面との間に形成される通風路を下流側に延長した部分の機械室のカバーに排気口を設けたこと。

係る本発明の冷蔵庫によれば、蒸発皿の除霜水の蒸発性能及び圧縮機の放熱性能を確保しつつ、機械室を小形化して冷蔵庫の収納容積を大きくすることができる

以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の冷蔵庫を図１から図７を用いて説明する。

まず、本実施形態の冷蔵庫８の全体に関して図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態の冷蔵庫８を断面して冷凍サイクルと共に示す図である。

冷蔵庫８は、上から順に冷蔵室９、冷凍室１０、１１、野菜室１２を設けている。これらの貯蔵室９〜１２は冷蔵庫本体８ａ及び冷蔵庫扉８ｂにより構成される。冷蔵庫本体８ａはその背面の底部に左右に延びる機械室１６を形成している。この機械室１６は、背面に設けられた機械室カバー１５及び底面に設けられた機械室ベース２５によって外部と閉鎖された空間を形成している。機械室カバー１５の両端部に、機械室吸込口及び機械室吐出口が設けられている。

冷蔵庫８には、庫内を冷却するための冷凍サイクルが組み込まれている。冷凍サイクルは、圧縮機１、凝縮器２、絞りで構成される減圧装置３、冷却器４を冷媒配管によって順次接続して構成されている。

圧縮機１及び凝縮器２は機械室１６内の左右に位置して配置されている。冷却器４は、冷凍室１０、１１の背面の冷却器室１３内に設置されている。庫内ファン５は、冷却器室１３内に配置され、冷却器４により冷却された冷気を庫内の各貯蔵室９〜１２に供給して冷却する。この庫内ファン５からの冷気は、庫内ファン５の下流側に設けられたダンパー６の開閉によって、冷蔵室風路７あるいは冷凍室風路１３に導かれて冷蔵室９あるいは冷凍室１０、１１に供給される。野菜室１２は、冷蔵室９に供給される冷気の一部を導入することにより冷却される。

ダンパー６が開の場合、冷蔵室風路７、冷却室１３を通過して複数設けられた冷蔵室吐出口あるいは冷凍室吐出口から冷気が供給され、冷蔵室９、野菜室１２、そして冷凍室１０、１１が同時に冷却される。冷蔵室９を冷却した冷気は、冷蔵室戻りダクトを経由して冷却器４に戻され、また冷凍室１０、１１を冷却した空気は、冷凍室戻り口（冷凍室戻り空気流入部）１４を経由して冷却器４に戻される。また、冷凍室１０、１１を単独で冷却する場合は、ダンパー６を閉にして冷気を冷凍室風路１３に導いて冷却することができる。この場合、冷却器４に戻ってくる冷気は冷凍室戻り口１４からのみとなる。

次に、図２及び図３を参照しながら、機械室１６及びこれに収納される機器について説明する。図２は図１の冷蔵庫８の機械室１６の内部を示す背面図、図３は図１の冷蔵庫８の機械室１６の内部を示す平面図である。なお、図２及び図３は機械室カバー１５が外された状態で示されている。

機械室１６には、仕切り１９、送風装置２０、凝縮器２、圧縮機１、及び蒸発皿２３が収納されている。

仕切り１９は、機械室１６の内部を第１の空間（吸込み側空間）１６ａと第２の空間（吐出側空間）１６ｂとに左右に区画している。この仕切り１９は、外周縁が機械室１６を構成する壁面形状と合致する形状を有し、中央部に通風穴を有している。

送風装置２０は、プロペラファン２１とファンモータ２２とからなっており、仕切り１９の中央部の通風穴に配置されて第１の空間１６ａから空気を吸込んで第２の空間１６ｂへ吹出すように設置されている。送風装置２０は仕切り１９に支持されている。なお、符号５０は吸込み側空気を示す。

プロペラファン２１は、安価であるため、機械室１６の通風用として従来から広く用いられている。このプロペラファン２１は仕切り１９より第１の空間１６ａ側に突出して設置されている。ファンモータ２２はプロペラファン２１を回転駆動するものであり、プロペラファン２１及び仕切り１９より第２の空間１６ｂ側に突出して設置されている。そして、送風装置２０は、プロペラファン２１を回転することにより、ファンモータ２２の外周から外方に空気を吹出すようになっている。

凝縮器２は、クロスフィンチューブ型熱交換器で構成され、プロペラファン２１の吸込み側である第１の空間１６ａの内部に配置されている。

圧縮機１は、送風装置２０と左右に並ぶように配置され、プロペラファン２１の吐出側である第２の空間１６ｂのほぼ中央部に設置されている。圧縮機１は、機械室ベース２５に伝達する振動の減衰のために台座２６を介して機械室ベース２５に載置されている。なお、凝縮器２及び仕切り１９も機械室ベース２５に載置されている。

冷却器４の除霜水を溜めて蒸発させるための蒸発皿２３は、圧縮機１の上に圧縮機１より大きな平面面積を有して配置され、固定部２７ａ、２７ｂにより冷蔵庫本体８ａに固定されている。

また、蒸発皿２３は、圧縮機１の上部外面１ａと略一致する底面凹部２３と、第２の空間１６ｂの天井面に対向する上面開口２３ｂとを有しており、その上面開口２３ｂへの通風路の入口部３０をファンモータ２２の外周外方に設け、ファンモータ２２の外周から外方に吹出される空気を取入れるようにしている。

さらには、蒸発皿２３は仕切り１９と一体になっており、ファン２０で発生した空気流を蒸発皿２３の上面と機械室天井面２４とで形成される通風路に導くため、ファンモータ２２の外周外方に開口部で形成された入口部３０を設けてある。蒸発皿２３の上面の空気流と接する水面を拡大するために、蒸発皿２３にはリブ３２を設けてあり、区画３１と区画３３に分割されて除霜水が溜まるようになっている。圧縮機１と蒸発皿２３の間には、隙間を設けて空気が流れるようになっており、これにより圧縮機１の上部からも空気中への放熱が行われる。

次に、図４から図７を参照しながら、プロペラファン２１の動作について説明する。図４はプロペラファンの流量に対する静圧の特性図、図５は図４の動作点Ａにおける吐出空気の流れを模式的に示す図、図６は図４の動作点Ｂにおける吐出空気の流れを模式的に示す図、図７は図２における蒸発皿２３と機械室天井面２４との間の空気の流れを模式的に示す図である。

プロペラファン２１で発生させる空気流の役割は、主に、蒸発皿２３に溜まる除霜水の蒸発を促進すること、凝縮器２の放熱を促進すること、圧縮機１の放熱を促進すること、などである。

蒸発皿２３における機械室１６の水面面積を拡大することは困難であるため、蒸発皿２３の除霜水の蒸発性能を向上するには、除霜水水面近傍を通過する空気の風速を上げることが有効であり、対象とする機械室１６に設置したプロペラファン２１の動作点を考慮した構成とすることが重要である。

プロペラファン２１は、設置場所である機械室１６における抵抗曲線（流量と静圧の関係）と、ファン単体の静圧流量特性曲線との交点（すなわち、動作点）で決まる風量と静圧が得られる。庫内容積拡大のために機械室１６を小型化すると、機械室１６内の通風抵抗が大きくなるため、図４に示すように、設計当初の抵抗曲線Ａ（実線）が抵抗曲線Ｂ（破線）に変化し、風量はそれぞれＱ_ＡからＱ_Ｂに減少する。

ここで、設計点として与えられた動作点Ａにおけるプロペラファン２１の吐出空気流４６は、図６に示すように、ファン正面に向かって軸方向に平行に流出される。なお、図５及び図６における符号５０はプロペラファン２１の入口空気の流れを示す。一方、機械室１６の通風抵抗が大きい動作点Ｂにおけるプロペラファン２１の吐出空気流４７は、図６に示すように、その多くがファン外周方向に向かって吐出される。

そこで、本実施形態では、図６に示すような運転状能況下でプロペラファン２１を使用する場合を考慮して、前述したように、ファンモータ２２をプロペラファン２１及び仕切り１９より第２の空間１６ｂ側に突出して設置し、ファンモータ２２の外周から外方に空気を吹出すと共に、蒸発皿２３の上面開口２３ｂへの通風路の入口部３０をファンモータ２２の外周外方に設け、ファンモータ２２の外周から外方に吹出される空気をこの入口部３０から取入れるようにしている。

係る本実施形態の構成によれば、入口部３０がプロペラファン２１の吐出空気流に対して従来例のように大きな通風抵抗とならず、プロペラファン２１の吐出流量の低減を防止でき、蒸発皿２３及び圧縮機１への空気供給量を増大できる。従って、除霜水の蒸発の促進が図れると共に、圧縮機１の温度を低くして消費電力の低減が図れる。

入口部３０を通過した空気は、機械室天井面２４に衝突した後、蒸発皿２３と機械室天上面２４の間を向きを変えながら通過するため、蒸発皿水面付近の蒸発が促進される。即ち、図７に示されるように、入口部３０を通過したファン吐出空気４７は、機械室天井面２４に一旦衝突して向きを変え、機械室天井面２４と蒸発皿２３の水面との間で衝突が繰り返されることにより、水面からの蒸発が促進される。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の冷蔵庫について図８から図１０を用いて説明する。図８は本発明の第２実施形態の冷蔵庫８の機械室１６の内部を示す平面図、図９は図８における蒸発皿２３と機械室天井面２４との間の空気の流れを模式的に示す図、図１０は図８における仕切り部分を示す図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第２実施形態では、蒸発皿２３と仕切り１９とが別体に構成されている。蒸発皿２３と仕切り１９とを結合させた状態で入口部３０が形成されるように、蒸発皿２３に切欠き４９を設けてある。この入口部３０は、切欠き４９と機械室背壁面１７とにより形成され、第１実施形態の入口部３０よりも前後方向の幅が短くなっている。これによって、圧縮機１を冷却するためのファン吐出空気の流量を増加している。

蒸発皿２３と仕切り１９との結合部には、蒸発皿２３に溝３４が設けられ、仕切り１９に突起部３５が設けられている。突起部３５を溝３４に嵌め込み、蒸発皿２３と仕切り１９とを結合させている。入口部３０を通過したファン吐出空気４７は、機械室天井面２４に一旦衝突され、その後に蒸発皿２３の上面と機械室天井面２４との間に形成される空間を流れる。蒸発皿２３の上面側の機械室天井面２４に突起４８が設けられている。これによって、蒸発皿２３の上面と機械室天井面２４の間に形成される空間を空気が流れる際にその空気流が攪拌されることとなり、で蒸発皿２３の水面蒸発が促進される。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の冷蔵庫について図１１から図１３を用いて説明する。この第３実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

図１１はこの第３実施形態の冷蔵庫８の背面下部を示す図である。なお、機械室カバー１５の内側にある機械室１６内部の機器類（圧縮機１、蒸発皿２３、送風装置２０、凝縮器２）は点線で示してある。

機械室カバー１５に設けたスリット流入部４０、４１、及び機械室ベース２５に設けた流入部４４から機械室１６の内部に外気が取り込まれる。機械室１６の内部では、凝縮器２を通過する際に冷媒側から空気側に熱が放出され、その後、仕切り１９を通過して吐出空気４７はファンモータ２２の外周外方に放出される。これらの構成は、第１実施形態と同じである。

第３実施形態では、蒸発皿２３の上面と機械室天井面２４との間に形成される隙間の水平延長方向の下流側の機械室カバー１５にスリット流出部４２を設けている。これによって、入口部３０を通過した空気は、蒸発皿２３の上面と機械室天井面２４との隙間を通過し易くなると共に、機械室１６からスムーズに流出できるようになるので、蒸発皿２３の蒸発性能が向上する。

また、スリット流出部４２の下方部には、機械室ベース２５の表画付近を通過する空気をスムーズに流出させるために、第１実施形態と同様に送風装置２０の中心よりも下側の機械室カバー１５にスリット流出部４３を設けてある。従って、圧縮機１の周辺部（蒸発皿２３と圧縮機１の上部との間も含む）を通過する空気速度が速くなるので、放熱効率が高くなり省エネ運転が可能になる。なお、スリット流出部４２と４３を結合させて１つの流出部としても機能を損なうことはない。さらには、機械室ベース２５にも空気の吐出口４５が設けられている。

図１２は蒸発皿上面と機械察天井面の隙間における風速の特性図、図１３は圧縮機上部付近の風速の特性図である。図１２及び図１３において、いずれも実線が本発明の構造、点線が従来構造の風速であり、横軸はファン印加電圧、縦軸は風速を示す。横軸はファン印加電圧値を大きくすると、プロペラファン２１の回転数が大きくなり、それに応じて風速も速くなる。図１２及び図１３に示すように、本発明の講造は、従来構造に比べて同一ファン印加電圧に対して風速が速くなっていることが分かる。例えば、ファン印加電圧２．５Ｖでは、蒸発皿２３の上面と機械室天井面２４との隙間部の風速は約０．２５ｍ／ｓから約１．２ｍ／ｓになり、蒸発量が約２倍になることが予想される。また、同時に圧縮機上部付近の風速も速くなるので、圧縮機吐出冷媒ガス温度も下がり省エネ効果も期待できる。なお、蒸発皿２３の上面と機械室天井面２４との隙間の風速増加による、圧縮機下部の機械室ベース２５付近の風速への影響は小さい。

本発明の第１実施形態の冷蔵庫８を断面して冷凍サイクルと共に示す図である。 図１の冷蔵庫の機械室の内部を示す背面図である。 図１の冷蔵庫の機械室の内部を示す平面図である。 プロペラファンの流量に対する静圧の特性図である。 図４の動作点Ａにおける吐出空気の流れを模式的に示す図である。 図４の動作点Ｂにおける吐出空気の流れを模式的に示す図である。 図２における蒸発皿と機械室天井面との間の空気の流れを模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態の冷蔵庫の機械室の内部を示す平面図である。 図８における蒸発皿と機械室天井面との間の空気の流れを模式的に示す図である。 図８における仕切り部分を示す図である。 本発明の第３実施形態の冷蔵庫の背面下部を示す図である。 蒸発皿上面と機械察天井面の隙間における風速の特性図である。 圧縮機上部付近の風速の特性図である。

符号の説明

１…圧縮機、２…凝縮器、３…減圧装置（絞り）、４…冷却器、５…庫内ファン、６…ダンパー、７…冷蔵室冷気風路、８…冷蔵庫、８ａ…冷蔵庫本体、８ｂ…冷蔵庫扉、９…冷蔵室、１０、１１…冷凍室、１２…野菜室、１３…冷凍室風路、１４…冷凍室戻り口、１５…機械室カバー、１６…機械室、１６ａ…第１の空間、１６ｂ…第２の空間、１７…機械室側壁面、１９…仕切り、２０…送風装置、２１…プロペラファン、２２…ファンモータ、２３…蒸発皿、２４…機械室天井面、２５…機械室ベース、２６…台座、２７ａ、２７ｂ…固定部、３０…開口部、３１、３３…区画、３２…リブ、３４…溝、３５…突起、４２…スリット吐出口、４３…スリット吐出口、４４…吸込口、４５…吐出口、４６、４７…吐出空気流、４８…突起、４９…切欠き、５０…吸込み側空気。

Claims (5)

1. 背面の底部に左右に延びる機械室を形成した冷蔵庫本体と、
   前記機械室の内部を左右に第１の空間と第２の空間とに区画する仕切りと、
   プロペラファン及びファンモータからなり、前記仕切りの中央部に配置されて前記第１の空間から空気を吸込んで前記第２の空間へ吹出す送風装置と、
   前記第２の空間に前記送風装置と左右に並ぶように配置された圧縮機と、
   前記圧縮機の上部外面と略一致する底面凹部及び前記第２の空間の天井面に対向する上面開口を有して前記圧縮機の上に配置され、冷却器の除霜水を溜めて蒸発させる蒸発皿と、を備えた冷蔵庫において、
   前記ファンモータを前記プロペラファン及び前記仕切りより前記圧縮機側に突出させて前記ファンモータの外周から外方に空気を吹出すように前記送風装置を設け、
   前記蒸発皿の上面開口への通風路の入口部を前記ファンモータの外周外方に設けて前記ファンモータの外周から外方に吹出される空気を取入れるようにした
   ことを特徴とする冷蔵庫。
2. 請求項１において、前記蒸発皿の上面開口と前記仕切りとを一体に形成し、前記蒸発皿と前記仕切りとの間に開口部を設けて前記入口部としたことを特徴とする冷蔵庫。
3. 請求項１において、前記蒸発皿と前記仕切りとを別体とし、前記蒸発皿と前記仕切りとの間に開口部を設けて前記入口部としたことを特徴とする冷蔵庫。
4. 請求項１において、前記蒸発皿の上面開口と前記第２に空間の天井面との間に形成される空気流通路に前記第２に空間の天井面側から突出して空気の流れ乱す突起部を設けたことを特徴とする冷蔵庫。
5. 請求項１において、前記蒸発皿の上面側と機械室の天井面との間に形成される通風路を下流側に延長した部分の機械室のカバーに排気口を設けたことを特徴とする冷蔵庫。

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