JP2011202858A

JP2011202858A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2011202858A
Application number: JP2010069652A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Sakai; 寿和境; Yasuki Hamano; 泰樹浜野; Hideo Nishibatake; 秀男西畠
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2011-10-13
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: JP5381849B2

Abstract

【課題】凝縮器をファンによって空冷する冷蔵庫において、排出された空気が再度吸気されるショートカットの防止と、凝縮器への埃付着時の風量低下の抑制を簡単な構成で両立する冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】スパイラルフィンチューブ型凝縮器２０の冷媒配管２５を小判型に螺旋巻きし、その冷媒配管２５の距離を風下側に向かって小さくなるように配置したものである。これによって、凝縮器２０全体の風路抵抗の増大を抑制しながら風上側と風下側の風路抵抗に差を付けることで、ショートカットを抑制して風上側の放熱能力を有効に利用するとともに、凝縮器２０の風下側の下方前縁部の面積を拡大して凝縮器への埃付着時の風量低下を抑制することができ、凝縮器２０の放熱能力向上が図れるとともに、凝縮温度を低減することで省エネが図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、凝縮器をファンによって空冷する冷蔵庫において、埃付着による放熱能力の低下を抑制しながら、効率よく放熱する凝縮器を搭載した冷蔵庫に関するものである。

省エネルギーの観点から、家庭用冷蔵庫においては筐体外郭の内側に貼り付けられて筐体外郭から自然空冷する凝縮器に加えて、ファンによって空冷する凝縮器が併用される。しかしながら、家庭用冷蔵庫では省スペースの観点から、凝縮器本体や風路の大きさが制約されるとともに、室内の埃が付着するなどによって風路が閉塞される懸念が生じる。

そこで、省スペースや埃付着に配慮した凝縮器の設計が提案されている。特に、冷媒配管の外周に帯板からなるフィンを螺旋状に巻き付けたスパイラルフィンチューブ型凝縮器は、埃が付着しにくい上に比較的自由に形状を設定できることから、家庭用冷蔵庫などの狭い機械室内に設置して高い放熱能力を得るために利用されている（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら従来の冷蔵庫を説明する。

図４は従来の冷蔵庫の下部機械室の縦断面図、図５は従来の冷蔵庫の下部機械室の横断面図である。

図４において、４０は冷蔵庫の下部機械室、４１は下部機械室４０の上面を形成する貯蔵室（図示せず）の断熱壁、４２は下部機械室の４０の底板、４３は下部機械室４０内に設置された凝縮器、４４は凝縮器４３を空冷するファン、４５は冷蔵庫の筐体を支える脚である。

ここで、凝縮器４３は冷媒配管４６に帯状のフィン４７を巻き付けたスパイラルフィンチューブからなり、冷媒配管４６を同一平面に蛇行状に屈曲して形成している。一般に、スパイラルフィンチューブからなる凝縮器４３の冷媒配管４６を同一平面に蛇行状に屈曲して形成する場合、冷媒配管４６の間隔が最小になるように最小曲げＲで屈曲している。そして、冷媒配管４６に帯状のフィン４７を巻き付ける際のフィン間距離（以下フィンピッチという）を風下側に向かって小さくなるように変化させている。

また、空冷ファン４４は下部機械室４０の背面側に設置され、底板４２に設けた複数の吸気口４８、および下部機械室４０の前面に設けた第２の吸気口４９から外部の空気を吸引して凝縮器４３を空冷する。そして、底板４２に設けた吸気口４８の個数を風下側に向かって小さくなるように変化させている。

図５において、５０は貯蔵室（図示せず）内の除霜水を貯留する蒸発皿、５１は蒸発皿内に貯留された水を加温する浸漬配管、５２は圧縮機、５３は排出口、５４は下部機械室４０を区分する隔壁である。

ここで、凝縮器４３を冷却しながら通過した空気は隔壁５４によって蒸発皿５０の上部に集められた後、ファン４４を通過して圧縮機５２を冷却して排出口５３から外部へ排出される。このとき、蒸発皿５０の周辺は凝縮器４３と熱交換して温められた空気によって乾燥することで蒸発皿５０に貯留された水の蒸発を促進する。

以上のように構成された従来の冷蔵庫について以下にその動作を説明する。

凝縮器４３の風上側のフィンピッチを大きくして、かつ吸気口４８の風上側の個数を大きくすることで、凝縮器４３の風上側の風路抵抗が減少するとともに、風下側の風路抵抗が相対的に増大することで、排出口５３から排出された空気が風下側の吸気口４８へショートカットすることが抑制される。この結果、ファン４４から遠い凝縮器４３の風上側の熱交換能力が有効に利用できる。

また、凝縮器４３と圧縮機５２を同一風路内に設置することで、凝縮器４３を冷却しながら通過した空気を用いて同時に圧縮機５２を冷却することができる。

このように、冷蔵庫の下部機械室４０のように高さの規制が厳しい場所に平面的に形成された凝縮器４３を冷却する場合、排出口５３から排出される比較的高温の空気が凝縮器４３の風下側の吸気口４８から再度吸気されるショートカットを抑制することが重要である。ショートカットが発生すると、凝縮器４３の放熱能力が著しく低下して消費電力量が増大するなどの問題が発生する。

特開平９−２９２１８８号公報

しかしながら、従来の冷蔵庫の構成では、凝縮器４３の風下側のフィンピッチを小さくするとともに、吸気口４８の数を減らすため、凝縮器４３の風下側の吸気口４８の近傍に埃が付着して吸気口４８が短時間に閉塞する問題があった。凝縮器４３の風下側の吸気口４８が閉塞すると、風上側から流入した空気は凝縮器４３と熱交換しながら温度上昇するため、凝縮器４３の凝縮温度が上昇して消費電力量が増大する原因となる。

また、従来の冷蔵庫の構成では、圧縮機５２を下部機械室４０に納めたため、下部機械室４０内の風路形状が歪められて風路抵抗が大きくなるとともに、圧縮機５２の排熱によって排出口５３から排出される空気の温度が上昇することで、吸気口４８から再度吸気されるショートカットが生じた際の吸入空気の温度上昇が大きくなる問題があった。

従って、下部機械室４０内の風路抵抗を抑制しながら、排出された空気が吸気口４８から再度吸気されるショートカットの影響を防止するとともに、凝縮器４３の風下側の埃付着による目詰まりを抑制することが課題であった。

本発明は、従来の課題を解決するもので、排出された空気が再度吸気されるショートカットの影響の防止と、凝縮器への埃付着時の風量低下の抑制を簡単な構成で両立する冷蔵庫を提供することを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、下部機械室を有する冷蔵庫において、スパイラルフィンチューブ型凝縮器と、前記凝縮器の風下側に設置され、送風回路の主たる駆動源となるファンと、前記凝縮器の風下側に設置された蒸発皿とを前記下部機械室内に納めるとともに、前記凝縮器の冷媒配管を小判型に螺旋巻きし、その冷媒配管の距離を風下側に向かって小さくなるように配置したことを特徴とするものである。これによって、凝縮器全体の風路抵抗の増大を抑制しながら風上側と風下側の風路抵抗に差を付けることで、ショートカットを抑制して風上側の放熱能力を有効に利用するとともに、凝縮器の風下側の下方前縁部の面積を拡大して凝縮器への埃付着時の風量低下を抑制することができる。

本発明の冷蔵庫は、排出された空気が再度吸気されるショートカットの影響を防止しながら、凝縮器への埃付着時の風量低下を抑制することができ、凝縮器の放熱能力向上が図れるとともに、凝縮温度を低減することで省エネが図れる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の背面の模式図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の下部機械室の横断面図従来の冷蔵庫の下部機械室の縦断面図従来の冷蔵庫の下部機械室の横断面図

請求項１に記載の発明は、下部機械室を有する冷蔵庫において、スパイラルフィンチューブ型凝縮器と、前記凝縮器の風下側に設置され、送風回路の主たる駆動源となるファンと、前記凝縮器の風下側に設置された蒸発皿とを前記下部機械室内に納めるとともに、前記凝縮器の冷媒配管を小判型に螺旋巻きし、その冷媒配管間の距離を風下側に向かって小さくなるように配置したことを特徴とする冷蔵庫であるので、凝縮器全体の風路抵抗の増大を抑制しながら風上側と風下側の風路抵抗に差を付けることで、ショートカットを抑制して風上側の放熱能力を有効に利用するとともに、凝縮器の風下側の下方前縁部の面積を拡大して凝縮器への埃付着時の風量低下を抑制することができる。

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、冷媒配管の配置で、高さ方向に螺旋巻きし、Ｕ字部の角度θを風下側に向かって大きくするように配置したことを特徴とする冷蔵庫であるので、高さ方向に限られた空間である下部機械室でフィンの密度を可変することができ、より凝縮器全体の風路抵抗の増大を抑制しながら風上側と風下側の風路抵抗に差を付けることができる。

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、下部機械室の上面と凝縮器の間に設けたバイパス風路を備え、凝縮器の風下側に向かってバイパス風路の高さを小さくしたことを特徴とする冷蔵庫であるので、凝縮器の風上側の風路抵抗を抑制することで、風上側の放熱能力をさらに向上することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、下部機械室内を凝縮器側と蒸発皿側に隔てる隔壁と、前記隔壁に取り付けられたファンと備え、前記隔壁を前記凝縮器の風下側上部まで延長し、前記凝縮器の上方にファンを設けたことを特徴とする冷蔵庫であるので、冷媒配管が最も密に配置された凝縮器の風下側の風の流れをより上方に向けることで、より多くの外部の空気を取り入れて風下側の放熱能力をさらに向上することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、圧縮機を冷蔵庫の背面上部に設置するとともに、冷蔵庫の背面中央部に下部機械室と圧縮機の周囲とを導通する連通風路を形成したことを特徴とする冷蔵庫であるので、下部機械室の風路形状を直線的にして風路抵抗を削減することができるとともに、大きな放熱源となる圧縮機を背面上方に設置することで、下部機械室から排出される空気の温度を低減して再度下部機械室に吸気された際のショートカットの影響を防止することができる。

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が、従来例と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。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における冷蔵庫の縦断面図、図２は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の背面の模式図、図３は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の下部機械室の横断面図である。

図１から図３において、１１は冷蔵庫、１２は冷蔵庫１１の筐体、１３は冷蔵庫１１の扉、１４は筐体１２を支える脚、１５は筐体１２の下部に設けられた下部機械室、１６は筐体１２の背面上部に設けられた上部機械室、１７は上部機械室１６内に納められた圧縮機、１８は筐体１２内部を冷却する冷却器である。

また、２０は下部機械室１５内に納められた凝縮器、２１は下部機械室１５を仕切る隔壁、２２は隔壁２１に取り付けられ凝縮器２０を空冷するファン、２３は下部機械室１５の背面側に納められた蒸発皿、２４は下部機械室１５の底板である。ここで、凝縮器２０は冷媒配管２５に帯状のフィン２６を巻き付けたスパイラルフィンチューブからなり、冷媒配管２５を小判型に螺旋巻きして形成している。そして、冷媒配管２５を小判型に螺旋巻きする際の冷媒配管間の距離（フィンピッチ）を風下側に向かって小さくなるように変化させている。

そして、冷媒配管の配置において、高さ方向にも螺旋巻きし、Ｕ字部の角度θを風下側に向かって大きくするように配置している。

また、２７は底板２４に設けられた複数の吸気口、２８は下部機械室１５の背面側に設けられた排出口、２９は凝縮器２０の風上側上部と下部機械室１５の上面との間に設けられたバイパス風路、３０は下部機械室１５の排出口２８と上部機械室１６を繋ぐ連通風路である。ここで、下部機械室１５は隔壁２１によって２室に分けられ、ファン２２の風上側に凝縮器２０、風下側に蒸発皿２３を収めている。

以上のように構成された本発明の実施の形態１における冷蔵庫について、以下その動作を説明する。

圧縮機１７の運転と連動して、ファン２２を駆動する。ファン２２の駆動によって、隔壁２１で仕切られた下部機械室１５の凝縮器２０側が負圧となり外部の空気を吸引し、蒸発皿２３側が正圧となり下部機械室１５内の空気を外部へ排出する。

このとき、底板２４に設けられた複数の吸気口２７からほぼ均等に下部機械室１５内に外部の空気を吸引する。これは、ファン２２の近傍となる凝縮器２０の風下側の冷媒配管２５間の距離を風上側よりも小さくなるように、また、冷媒配管の配置において、高さ方向に螺旋巻きし、Ｕ字部の角度θを風下側に向かって大きくするように配置して、風上側よりも大きな風路抵抗になるように設計しているためである。これによって、高さ方向に限られた空間である下部機械室１５でフィンの密度を可変することができ、凝縮器２０全体の風路抵抗の増大を抑制しながら風上側と風下側の風路抵抗に差を付けることで、ショートカットを抑制して風上側の放熱能力を有効に利用することができる。また、フィンピッチを詰めて風下側の風路抵抗を大きくすると、埃付着性能が低下して時間経過とともに埃詰りが顕著になるが、凝縮器２０のように風下側の冷媒配管２５の距離を風上側よりも小さくして配管本数を増やすと、下方前縁部の面積を拡大して凝縮器２０への埃付着時の風量低下を抑制することができる。

なお、凝縮器２０は冷媒配管２５の間隔を最小曲げＲで形成した時よりも小さくするために、冷媒配管２５を小判型に螺旋巻きして形成しているが、埃付着性能を確保するためには、隣り合った冷媒配管２５のフィン２６の間隔をフィンピッチよりも大きく保つことが望ましい。隣り合った冷媒配管２５のフィン２６の間隔をフィンピッチよりも小さくすると、隣り合った冷媒配管２５のフィン２６の隙間に埃が堆積することで、埃詰りが顕著に進行する。

同様に、バイパス風路２９を形成することによって、ファン２２から離れた凝縮器２０の風上側の風路抵抗を小さくして、底板２４に複数設けられた吸気口２７からほぼ均等に下部機械室１５内に外部の空気を吸引することができ、凝縮器２０の風上側の放熱能力を確保することができる。バイパス風路２９がない場合、凝縮器２０の風上側から流入した空気はすべて凝縮器２０の中を通過することで、その温度が相対的に上昇して、放熱能力が低下することとなる。

なお、凝縮器２０の風上側上部と下部機械室１５の上面との間に設けられたバイパス風路２９の高さは、フィンピッチの１〜３倍程度とすることが望ましい。バイパス風路２９の高さがフィンピッチと同等では十分な風量が得られず、フィンピッチの３倍以上では凝縮器２０の内部を通過する空気量が低下して放熱能力の向上効果が得られない。

また、隔壁２１を凝縮器２０の風下側上部まで延長して、ファン２２を凝縮器２０の風下側上方に設置することにより、凝縮器２０を通過する空気の流れをより上方に向けることができ、凝縮器２０全体の風路抵抗を削減するとともに、より高い放熱能力が得られる。

なお、隔壁２１とファン２２を蒸発皿２３の風下側に設置した場合、凝縮器２０とファン２２の位置が離れることで、凝縮器２０を通過する空気の流れが冷蔵庫１１の前面から背面へ水平方向に向かうこととなり、凝縮器２０の放熱能力が低下するとともに、蒸発皿２３が空気の流れを乱すことで大きな風路抵抗となり、下部機械室１５の風量全体が低下する要因となる。

次に、ファン２２から吹出された空気は蒸発皿２３内の貯留水の蒸発を促進しながら、排出口２８から排出される。そして、排出された空気は、連通風路３０を介して上部機械室１６に供給されて圧縮機１７を冷却した後、冷蔵庫１１の上部へ排出される。

このとき、圧縮機１７を背面上部に設置することで、従来の下部機械室内で風路形状が蛇行するものに比べて下部機械室１５内の風路形状を直線的に簡素化することができ、下部機械室１５の風路抵抗を削減できるとともに、下部機械室１５から排出される空気の温度を低減することができ、吸気口２７からが再度吸気された際のショートカットの影響を防止することができる。

なお、排出口２８から排出された高温の空気が再度吸気口２７から吸入されないように、排出口２８に排出空気を上方に向ける風向板を設けることが望ましい。同様に、排出口２８から吸気口２７の間で冷蔵庫１１と壁の隙間を塞ぐために、冷蔵庫１１の外郭に突起部を設けることが望ましい。

また、蒸発皿２３内の貯留水の蒸発を促進するために、従来の冷蔵庫と同様に冷媒配管２５の一部を蒸発皿２３内に配置して、貯留水と直接熱交換してもよい。

このように、冷蔵庫の下部機械室１５のように高さの規制が厳しい場所に平面的に形成された凝縮器２０を配置して、その放熱能力を最大限に利用するためには、冷蔵庫１１の底面側に形成された吸気口２７全体からできるだけ均等に冷却空気を流入させることと、排出口２８から排出された高温の空気を吸気口２７から再度吸入しないようにすることが重要である。

以上のように、本発明の冷蔵庫は、スパイラルフィンチューブ型凝縮器２０の冷媒配管２５を小判型に螺旋巻きし、その冷媒配管２５の距離を風下側に向かって小さくなるように配置したものである。これによって、凝縮器２０全体の風路抵抗の増大を抑制しながら風上側と風下側の風路抵抗に差を付けることで、ショートカットを抑制して風上側の放熱能力を有効に利用するとともに、凝縮器２０の風下側の下方前縁部の面積を拡大して凝縮器への埃付着時の風量低下を抑制することができ、凝縮器２０の放熱能力向上が図れるとともに、凝縮温度を低減することで省エネが図れる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、凝縮器をファンによって空冷する冷蔵庫において、凝縮器への埃付着時の風量低下を抑制しながら、凝縮器の放熱効率を向上することができ、凝縮器の小型化が図れるとともに、凝縮温度を低減することで省エネが図れるので、自動販売機など他の冷凍冷蔵応用商品にも適用できる。

１１冷蔵庫
１２筐体
１５下部機械室
１６上部機械室
２０凝縮器（スパイラルフィンチューブ型）
２１隔壁
２２ファン
２７吸気口
２８排出口
２９バイパス風路
３０連通風路

Claims

下部機械室を有する冷蔵庫において、スパイラルフィンチューブ型凝縮器と、前記凝縮器の風下側に設置され、送風回路の主たる駆動源となるファンと、前記凝縮器の風下側に設置された蒸発皿とを前記下部機械室内に納めるとともに、前記凝縮器の冷媒配管を小判型に螺旋巻きし、その冷媒配管間の距離を風下側に向かって小さくなるように配置したことを特徴とする冷蔵庫。
冷媒配管の配置において、高さ方向に螺旋巻きし、Ｕ字部の角度θを風下側に向かって大きくするように配置したことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
下部機械室の上面と凝縮器の間に設けたバイパス風路を備え、凝縮器の風下側に向かってバイパス風路の高さを小さくしたことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
下部機械室内を凝縮器側と蒸発皿側に隔てる隔壁と、前記隔壁に取り付けられたファンと備え、前記隔壁を前記凝縮器の風下側上部まで延長し、前記凝縮器の上方にファンを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の冷蔵庫。
圧縮機を冷蔵庫の背面上部に設置するとともに、冷蔵庫の背面中央部に下部機械室と圧縮機の周囲とを導通する連通風路を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の冷蔵庫。