JP2014013111A

JP2014013111A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2014013111A
Application number: JP2012150698A
Authority: JP
Inventors: Tsuneyoshi Cho; 張　　恒良
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2014-01-23

Abstract

【課題】消費電力を削減できる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷媒の流通により冷凍サイクルを運転する圧縮機１０と、冷凍サイクルの高温部の少なくとも一部を構成して冷媒が流通する第１冷媒管２２と第２冷媒管２３との間に配される機械室凝縮器２０と、機械室凝縮器２０を冷却する機械室送風機２５とを機械室６内に設置した冷蔵庫１において、機械室凝縮器２０が複数の冷媒の細通路２１ａを並設した扁平なマイクロチューブ２１により形成され、マイクロチューブ２１が細通路２１ａの並設方向を第１冷媒管２２が延びる軸方向に一致して第１冷媒管２２の周りに渦巻状に配されるとともに外周端で第２冷媒管２３に接続され、機械室凝縮器２０の軸方向の端面に機械室送風機２５が対向する。
【選択図】図３

Description

本発明は、機械室内に凝縮器を配置した冷蔵庫に関する。

従来の冷蔵庫は特許文献１、２に開示されている。特許文献１に記載される冷蔵庫は貯蔵室を形成する断熱箱体の下方に機械室が設けられる。機械室内には圧縮機、機械室送風機及び凝縮器が配される。圧縮機は冷媒を流通させて冷凍サイクルを運転する。凝縮器は冷凍サイクルの高温部に配され、蛇行する冷媒管に薄板状の多数のフィンを固着して形成される。機械室送風機により発生する気流はフィン間を通過して凝縮器と熱交換を行った後、圧縮機を冷却する。気流との熱交換によって凝縮器内の冷媒が凝縮される。

特許文献２に記載される冷蔵庫も同様に、断熱箱体の下方に機械室が設けられ、機械室内には圧縮機、機械室送風機及び凝縮器が配される。凝縮器は冷媒管に帯状のフィンを螺旋状に固着し、冷媒管を所定の軸方向に延びる螺旋状に配して形成される。これにより、凝縮器の内部に筒状の内部空間が形成される。

機械室送風機は凝縮器の軸方向の一端に面して配され、凝縮器の軸方向の他端はカバーにより遮蔽される。機械室送風機により発生する気流はカバーで遮蔽され、凝縮器の外周側から冷媒管の軸方向の間隙を介して内部空間に流入する。この時、気流はフィンを介して凝縮器と熱交換を行った後、軸方向に流通して圧縮機を冷却する。カバーにより凝縮器の中心部に流入する気流が低減され、気流とフィンとを確実に接触させることができる。

特許第３５５０５５２号公報（第４頁〜第１０頁、第６図）特開２００６−１３８４９４号公報（第５頁〜第１１頁、第７図）

しかしながら、上記特許文献１に記載の冷蔵庫によると、薄板状に形成されたフィン間を気流が流通するため、気流に含まれる塵埃がフィンに引っかかりやすくなる。このため、フィン間に塵埃が堆積して目詰まりし、凝縮器の熱交換効率が低下する。従って、冷蔵庫の冷却効率が低下して消費電力が大きくなる問題があった。

また、上記特許文献２に記載の冷蔵庫によると、凝縮器の端面にカバーが配されるため、気流の流通抵抗が大きくなる。従って、機械室送風機の送風効率が低下し、冷蔵庫の消費電力が大きくなる問題があった。

本発明は、消費電力を削減できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機にて圧縮された高圧冷媒を冷却する凝縮部と、前記凝縮部から流出した高圧冷媒を絞る減圧装置と、前記減圧装置から流出した液相冷媒を蒸発させる蒸発器とを備える冷凍サイクルを搭載してキャビネットにより覆われた冷蔵庫において、
前記凝縮部は、周囲空気の自然対流による放熱を行う自然対流凝縮部と、周囲空気の強制対流による放熱を行う強制対流凝縮部とを有し、
前記自然対流凝縮部を前記キャビネットに取り付け、前記強制対流凝縮部を形成する機械室凝縮器及び前記機械室凝縮器を冷却する機械室送風機を前記キャビネットに設けた機械室内に設置し、
前記機械室凝縮器を、複数の冷媒の細通路を並設した扁平なマイクロチューブより形成して第１冷媒管と第２冷媒管との間に配置し、前記マイクロチューブが前記細通路の並設方向を第１冷媒管が延びる軸方向に一致して第１冷媒管の周りに渦巻状に配されるとともに、前記マイクロチューブの外周端を第２冷媒管に接続し、前記機械室凝縮器の軸方向の端面に前記機械室送風機が対向することを特徴としている。

この構成によると、圧縮機の駆動によって冷凍サイクルが運転される。圧縮機で圧縮された高温の冷媒は自然対流凝縮部及び強制対流凝縮部を有する凝縮部を流通する。自然対流凝縮部を流通する高温の冷媒は冷蔵庫の周囲空気の自然対流により熱交換し、凝縮して冷却される。また、高温の冷媒は強制対流凝縮部を形成する機械室凝縮器の例えば中心部に配される第１冷媒管、機械室凝縮器を形成するマイクロチューブの細通路、機械室凝縮器の外周部に配される第２冷媒管の順に流通する。機械室送風機の駆動によって機械室内に強制対流が生じる。機械室内の気流は渦巻状のマイクロチューブの径方向の間隙を流通して熱交換し、冷媒が凝縮して冷却される。第２冷媒管、機械室凝縮器、第１冷媒管の順に冷媒が流通してもよい。凝縮部を流出した高圧冷媒は減圧装置により絞られて膨張する。減圧装置を流出した液相冷媒は蒸発器で冷蔵庫内を流通する冷気との熱交換によって蒸発し、圧縮機に戻る。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記マイクロチューブの径方向の間隙を５〜１５ｍｍにしたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記機械室凝縮器が軸方向に並設した複数の前記マイクロチューブを有することを特徴としている。この構成によると、例えば、第１冷媒管を流通する冷媒は軸方向に並設した複数のマイクロチューブに分岐し、第２冷媒管で合流する。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記機械室凝縮器と前記機械室送風機との距離を軸方向に並設した各前記マイクロチューブ間の距離よりも小さくしたことを特徴としている。この構成によると、機械室凝縮器と機械室送風機との隙間から径方向内側に流入する気流が低減される。これにより、機械室凝縮器の機械室送風機から離れた端面及び各マイクロチューブ間から機械室凝縮器の内側に流入する気流を多くすることができる。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記機械室送風機の排気側に前記圧縮機を配置し、前記機械室送風機の径が前記機械室凝縮器の最大径よりも大きいことを特徴としている。この構成によると、機械室送風機の周部を通過する低温の気流によって圧縮機に導かれる気流が降温される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、径方向に隣接した前記マイクロチューブを連結する放射状のリブを設けたことを特徴としている。

また本発明は、冷媒の流通により冷凍サイクルを運転する圧縮機と、前記冷凍サイクルの高温部の少なくとも一部を構成して冷媒が流通する第１冷媒管と第２冷媒管との間に配される機械室凝縮器と、前記機械室凝縮器を冷却する機械室送風機とを機械室内に設置した冷蔵庫において、前記機械室凝縮器が複数の冷媒の細通路を並設した扁平なマイクロチューブにより形成され、前記マイクロチューブが前記細通路の並設方向を第１冷媒管が延びる軸方向に一致して第１冷媒管の周りに渦巻状に配されるとともに外周端で第２冷媒管に接続され、前記機械室凝縮器の軸方向の端面に前記機械室送風機が対向することを特徴としている。

この構成によると、圧縮機の駆動によって冷凍サイクルが運転される。高温の冷媒は例えば、機械室凝縮器の中心部に配される第１冷媒管、機械室凝縮器を形成するマイクロチューブの細通路、機械室凝縮器の外周部に配される第２冷媒管の順に流通する。機械室送風機の駆動によって機械室に流入する気流は渦巻状のマイクロチューブの径方向の間隙を流通して熱交換し、冷媒が凝縮される。第２冷媒管、機械室凝縮器、第１冷媒管の順に冷媒が流通してもよい。

本発明によると、機械室凝縮器を渦巻状のマイクロチューブにより形成したので、薄板状のフィンを必要とせず、塵埃による目詰まりを低減して冷却効率を向上することができる。また、機械室凝縮器の軸方向に気流が通過するため圧力損失が小さく、機械室送風機の送風効率を向上することができる。従って、冷蔵庫の消費電力を削減することができる。更に、機械室送風機に対向した熱交換面積の大きい機械室凝縮器を省スペースで形成することができる。

本発明の実施形態の冷蔵庫を示す側面断面図本発明の実施形態の冷蔵庫の機械室を背面から見た斜視図本発明の実施形態の冷蔵庫の機械室凝縮器及び機械室送風機の背面から見た断面図本発明の実施形態の冷蔵庫の機械室凝縮器の側面断面図図３のＨ部詳細図

＜第１実施形態＞
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態の冷蔵庫を示す側面断面図である。冷蔵庫１は断熱箱体を有したキャビネット２により覆われ、キャビネット２の上方から順に冷蔵室３、冷凍室４、野菜室５が設けられる。冷蔵室３は貯蔵物を冷蔵保存し、冷凍室４は貯蔵物を冷凍保存する。野菜室５は冷蔵室３よりも高温に維持され、野菜等の貯蔵物を冷蔵保存する。

冷蔵室３は一端を枢支される回動式の扉３ａによって開閉される。冷凍室４及び野菜室５はそれぞれ収納ケース（不図示）と一体に形成される引出式の扉４ａ、５ａによって開閉される。

冷凍室４及び冷蔵室３の背面にはダンパ１５を介して連通する第１、第２冷気通路７、８が設けられる。第１冷気通路７には蒸発器１１及び冷気送風機１２が配され、冷凍室４に臨む吐出口７ａ及び戻り口（不図示）が開口する。第２冷気通路８には冷蔵室３に臨む吐出口８ａが開口する。また、冷蔵室３と野菜室５とを連通させる連通路（不図示）が設けられる。野菜室５には冷気を蒸発器１１に戻す戻り通路（不図示）が導出される。

キャビネット２内の野菜室５後方には機械室６が設けられ、機械室６内には冷凍サイクルを運転する圧縮機１０が設置される。圧縮機１０には冷媒が流通する冷媒管（不図示）を介して凝縮部（不図示）、キャピラリチューブ（不図示）、蒸発器１１が順に接続され、圧縮機１０に戻る。

凝縮部は冷凍サイクルの高温部を構成し、周囲空気の自然対流により放熱して冷媒を冷却する自然対流凝縮部と、周囲空気の強制対流により放熱して冷媒を冷却する強制対流凝縮部とを有している。これにより、冷媒の放熱量を大きくすることができ、冷凍サイクルの成績係数を向上することができる。自然対流凝縮部はキャビネット２の背面、側面または天面に取り付けられる放熱パイプ（不図示）により形成される。強制対流凝縮部は機械室６内に配される機械室凝縮器２０（図２参照）により形成される。

圧縮機１０の駆動により冷凍サイクルが運転され、圧縮機１０により圧縮された高温高圧の冷媒は自然対流凝縮部及び強制対流凝縮部から成る凝縮部で放熱しながら凝縮し、冷媒を冷却する。高温の冷媒はキャピラリチューブ（減圧装置）で絞られて膨張して低温低圧となり、蒸発器１１に送られる。蒸発器１１に流入する液相冷媒は第１冷気通路７を流通する空気と熱交換し、吸熱しながら蒸発して低温のガス冷媒となって圧縮機１０に送られる。これにより、冷媒が循環して冷凍サイクルが運転され、蒸発器１１と熱交換した気流によって冷気が生成される。

冷気送風機１２を駆動すると第１冷気通路７に空気が流通する。この時、ダンパ１５を開くと第２冷気通路８に冷気が流通する。第１冷気通路７及び第２冷気通路８を流通する冷気はそれぞれ吐出口７ａ、８ａを介して冷凍室４及び冷蔵室３に吐出される。

吐出口７ａから吐出された冷気は冷凍室４内を流通し、冷凍室４から熱を奪った冷気が第１冷気通路７内の蒸発器１１に戻される。吐出口８ａから吐出された冷気は冷蔵室３内を流通し、連通路を介して野菜室５に吐出されて野菜室５を流通する。冷蔵室３及び野菜室５から熱を奪った冷気は第１冷気通路７内の蒸発器１１に戻される。

図２は機械室６を背面から見た斜視図を示している。機械室６の両側壁６ａには通気孔６ｂが開口し、略中央部には機械室６内を左右に仕切る仕切壁６ｃが立設する。仕切壁６ｃには開口部６ｄが開口し、開口部６ｄには軸流ファンから成る機械室送風機２５が配される。機械室送風機２５の駆動によって一方の通気孔６ｂから外気が機械室６内に流入し、他方の通気孔６ｂから排気される。

仕切壁６ｃの右方（背面から見て左方）には機械室送風機２５の排気側に面して圧縮機１０が配される。仕切壁６ｃの左方（背面から見て右方）には機械室送風機２５の吸気側に面して機械室凝縮器２０が配される。

図３は機械室送風機２５及び機械室凝縮器２０を背面から見た断面図を示し、図４は機械室凝縮器２０の側面断面図を示している。また、図５は図３のＨ部詳細図を示している。機械室凝縮器２０は左右方向に延びた冷媒管２２、２３（第１、第２冷媒管）の間に設けられ、複数のマイクロチューブ２１により形成される。

マイクロチューブ２１は冷媒が流通する複数の細通路２１ａを並設した扁平状に形成される。そして、マイクロチューブ２１は細通路２１ａの並設方向を冷媒管２２が延びる軸方向に一致させて一端を接続した冷媒管２２の周りに径を漸次大きくした渦巻状に配される。マイクロチューブ２１の外周側の端部は冷媒管２３に接続される。

これにより、機械室凝縮器２０の軸方向に垂直な断面形状を対向する機械室送風機２５の外形形状と略一致する略円形に形成される。このため、機械室送風機２５に対向して熱交換面積の大きい機械室凝縮器２０を省スペースで形成することができる。尚、機械室凝縮器２０の軸方向に垂直な断面形状は機械室送風機２５の外形形状と略一致する略楕円形状でもよい。

複数のマイクロチューブ２１は冷媒管２２、２３間に並列に配され、軸方向に並設される。これにより、内周側の冷媒管２２から機械室凝縮器２０に流入する冷媒は各マイクロチューブ２１に分岐し、各マイクロチューブ２１の細通路２１ａを流通する。各マイクロチューブ２１を流通して機械室凝縮器２０から流出した冷媒は外周側の冷媒管２３で合流する。冷媒が外周側の冷媒管２３から機械室凝縮器２０に流入して内周側の冷媒管２２に流出してもよい。

マイクロチューブ２１の外形は軸方向の両端を曲面に形成される。このため、後述するように機械室凝縮器２０を軸方向に流通する気流に含まれる塵埃がマイクロチューブ２１に引っかかりにくい。これにより、マイクロチューブ２１の径方向の間隙に堆積する塵埃を低減することができる。

この時、マイクロチューブ２１の径方向の間隙を５〜１５ｍｍに形成すると望ましい。該間隙を５ｍｍよりも大きくすることにより、塵埃の堆積が少なく気流の流通抵抗が低い機械室凝縮器２０を実現することができる。該間隙を１５ｍｍよりも小さくすることにより、熱交換面積の大きい機械室凝縮器２０を実現することができる。マイクロチューブ２１の径方向の間隙を７〜８ｍｍに形成すると、熱交換面積が十分大きく塵埃の堆積が十分少ない機械室凝縮器２０を実現できるためより望ましい。

また、図４に示すように径方向に隣接したマイクロチューブ２１を連結する放射状のリブ２４を設けてもよい。これにより、渦巻状に形成したマイクロチューブ２１の弾性による変形を防止し、マイクロチューブ２１の所望の径方向の間隙を保持することができる。尚、マイクロチューブ２１の形状が保持できればリブ２４を省いてもよい。

仕切壁６ｃの開口部６ｄに配される機械室送風機２５は機械室凝縮器２０と軸方向を一致し、機械室凝縮器２０の軸方向の端面に機械室送風機２５が対向して配される。開口部６ｄの内面によって仕切板６の左方（背面から見た右方）の空気を機械室送風機２５に導くオリフィスが形成される。

機械室送風機２５の駆動により仕切板６の左方（背面から見た右方）の空気は機械室凝縮器２０の一端から機械室送風機２５に向かってマイクロチューブ２１の径方向の間隙を軸方向に流通する。これにより、機械室凝縮器２０が気流と熱交換し、冷媒が凝縮される。そして、機械室凝縮器２０を通過した気流によって圧縮機１０が冷却される。

この時、機械室凝縮器２０と機械室送風機２５（羽根２５ａの先端）との距離Ｓ１が軸方向に並設した各マイクロチューブ２１間の距離Ｓ２よりも小さくなっている。このため、機械室凝縮器２０と機械室送風機２５との隙間から径方向内側に流入する気流が低減される。これにより、機械室凝縮器２０の機械室送風機２５から離れた端面及び各マイクロチューブ２１間から機械室凝縮器２０の内側に流入する気流を多くすることができる。従って、機械室凝縮器２０による熱交換量を増加させることができる。

また、機械室送風機２５の径Ｄ１は機械室凝縮器２０の最大径Ｄ２よりも大きく形成される。このため、機械室送風機２５の周部を通過して圧縮機１０に導かれる気流は機械室凝縮器２０の外側を通るため、機械室凝縮器２０を通過した気流よりも低温となる。これにより、圧縮機１０に導かれる気流を降温して圧縮機１０をより冷却することができる。

上記構成の冷蔵庫１において、圧縮機１０の駆動により冷凍サイクルが運転されると、冷気送風機１２及び機械室送風機２５が駆動される。機械室送風機２５の駆動により機械室凝縮器２０が強制対流により放熱するとともに放熱パイプ（不図示）が自然対流により放熱し、蒸発器１１で吸熱して冷気が生成される。

蒸発器１１により生成された冷気は第１冷気通路７を流通して吐出口７ａから冷凍室４に吐出される。冷凍室４に吐出された冷気は冷凍室４内を流通し、下部の戻り口（不図示）から流出して蒸発器１１に戻される。これにより、冷凍室４内の貯蔵物が冷却される。

ダンパ１５が開かれると第２冷気通路８を冷気が流通し、吐出口８ａから冷蔵室３に吐出される。冷蔵室３に吐出された冷気は冷蔵室３内を流通し、連通路（不図示）を介して野菜室５に吐出される。野菜室５を流通した冷気は戻り通路を介して蒸発器１１に戻される。これにより、冷蔵室３及び野菜室５内の貯蔵物が冷却される。

本実施形態によると、機械室凝縮器２０を渦巻状のマイクロチューブ２１により形成したので、薄板状のフィンを必要とせず、塵埃による目詰まりを低減して冷却効率を向上することができる。また、機械室凝縮器２０の軸方向に気流が通過するため圧力損失が小さく、機械室送風機２５の送風効率を向上することができる。従って、冷蔵庫１の消費電力を削減することができる。更に、機械室凝縮器２０の軸方向に垂直な断面形状を機械室送風機２５の外形形状と略一致する形状に形成することができる。このため、機械室送風機２５に対向して熱交換面積の大きい機械室凝縮器２０を省スペースで形成することができる。

また、マイクロチューブ２１の径方向の間隙を５〜１５ｍｍにしたので、機械室凝縮器２０の塵埃の堆積を少なく気流の流通抵抗を低くできるとともに熱交換面積を大きくすることができる。

また、機械室凝縮器２０が軸方向に並設した複数のマイクロチューブ２１を有するので、送風効率を低下させずに機械室凝縮器２０の熱交換量を容易に増加させることができる。

また、機械室凝縮器２０と機械室送風機２５との距離Ｓ１を各マイクロチューブ２１間の距離Ｓ２よりも小さくしたので、機械室凝縮器２０の機械室送風機２５から離れた端面及び各マイクロチューブ２１間から機械室凝縮器２０の内側に流入する気流を多くすることができる。従って、機械室凝縮器２０による熱交換量をより増加させることができる。

また、機械室送風機２５の排気側に圧縮機１０を配置し、機械室送風機２５の径Ｄ１が機械室凝縮器２０の最大径Ｄ２よりも大きいので、圧縮機１０に導かれる気流を降温して圧縮機１０をより冷却することができる。

また、径方向に隣接したマイクロチューブ２１を連結する放射状のリブ２４を設けたので渦巻状に形成したマイクロチューブ２１の弾性による変形を防止し、マイクロチューブ２１の所望の径方向の間隙を保持することができる。

本発明によると、機械室内に凝縮器を配置した冷蔵庫に利用することができる。

１冷蔵庫
２キャビネット
３冷蔵室
３ａ、４ａ、５ａ扉
４冷凍室
５野菜室
６機械室
６ｂ通気孔
６ｃ仕切壁
６ｄ開口部
７第１冷気通路
８第２冷気通路
１０圧縮機
１１蒸発器
１２冷気送風機
１５ダンパ
２０機械室凝縮器
２１マイクロチューブ
２１ａ細通路
２２、２３冷媒管
２５機械室送風機

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機にて圧縮された高圧冷媒を冷却する凝縮部と、前記凝縮器から流出した高圧冷媒を絞る減圧装置と、前記減圧装置から流出した液相冷媒を蒸発させる蒸発器とを備える冷凍サイクルを搭載してキャビネットにより覆われた冷蔵庫において、
前記凝縮部は、周囲空気の自然対流による放熱を行う自然対流凝縮部と、周囲空気の強制対流による放熱を行う強制対流凝縮部とを有し、
前記自然対流凝縮部を前記キャビネットに取り付け、前記強制対流凝縮部を形成する機械室凝縮器及び前記機械室凝縮器を冷却する機械室送風機を前記キャビネットに設けた機械室内に設置し、
前記機械室凝縮器を、複数の冷媒の細通路を並設した扁平なマイクロチューブより形成して第１冷媒管と第２冷媒管との間に配置し、前記マイクロチューブが前記細通路の並設方向を第１冷媒管が延びる軸方向に一致して第１冷媒管の周りに渦巻状に配されるとともに、前記マイクロチューブの外周端を第２冷媒管に接続し、前記機械室凝縮器の軸方向の端面に前記機械室送風機が対向することを特徴とする冷蔵庫。
前記マイクロチューブの径方向の間隙を５〜１５ｍｍにしたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記機械室凝縮器が軸方向に並設した複数の前記マイクロチューブを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
前記機械室凝縮器と前記機械室送風機との距離を軸方向に並設した各前記マイクロチューブの隙間の距離よりも小さくしたことを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
前記機械室送風機の排気側に前記圧縮機を配置し、前記機械室送風機の径が前記機械室凝縮器の最大径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。
径方向に隣接した前記マイクロチューブを連結する放射状のリブを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の冷蔵庫。
冷媒の流通により冷凍サイクルを運転する圧縮機と、前記冷凍サイクルの高温部の少なくとも一部を構成して冷媒が流通する第１冷媒管と第２冷媒管との間に配される機械室凝縮器と、前記機械室凝縮器を冷却する機械室送風機とを機械室内に設置した冷蔵庫において、前記機械室凝縮器が複数の冷媒の細通路を並設した扁平なマイクロチューブにより形成され、前記マイクロチューブが前記細通路の並設方向を第１冷媒管が延びる軸方向に一致して第１冷媒管の周りに渦巻状に配されるとともに外周端で第２冷媒管に接続され、前記機械室凝縮器の軸方向の端面に前記機械室送風機が対向することを特徴とする冷蔵庫。