JP2014048029A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍サイクルにおける減圧器の冷媒流通方向上流側の過冷却域の冷媒が流通する配管が加熱されることを防止して、蒸発器に導かれる冷媒の放熱、凝縮に係る効率を向上させることが可能な冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵庫１は圧縮機２１、コンデンサ（凝縮器）２２、減圧器２７及び蒸発器２８を構成要素として含む冷凍サイクル２０と、発生させた空気流によりコンデンサ２２における冷媒の放熱、凝縮を促進する凝縮器ファン１２とを備え、減圧器２７の冷媒流通方向上流側の過冷却域の冷媒が流通する配管である過冷却域配管２０ａを、コンデンサ２２の空気流が当たる部分である補助凝縮器２３に対して空気流通方向上流側に配置している。
【選択図】図２

Description

本発明は冷蔵庫に関する。

冷蔵庫の冷凍サイクルにおいて、圧縮機から吐出される高圧高温の冷媒は凝縮器、減圧器（キャピラリーチューブ等）を経て放熱、減圧されて蒸発器へと送り込まれる。冷媒は蒸発器で蒸発して周囲の空気から熱を奪うことで庫内を冷却する。このような従来の冷蔵庫が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載された従来の冷蔵庫は本体筐体の背面に設けた機械室に凝縮器とファンとを備えている。ファンは発生させた空気流を機械室内の凝縮器に当て、凝縮器を流通する冷媒の放熱、冷却を促進している。これにより、蒸発器に導かれる冷媒の放熱、凝縮に係る効率を高めている。

特開平８−２８５４３９号公報 特許第３５５０５５２号公報 特開２０１１−５８６９１号公報

ここで、上記のような従来の冷蔵庫において、減圧器の冷媒流通方向上流側の過冷却域の冷媒が流通する配管を凝縮器に空気流を当てるファンの近傍に配置することがある。凝縮器の空気流通方向下流側の空気は凝縮器の放熱により冷媒の凝縮温度より高い温度を有することが多い。これにより、その空気が当たると冷凍サイクルにおける過冷却域の冷媒が加熱されてしまう可能性が高い。したがって、冷蔵庫の冷却性能が低下する虞があるといった問題があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、冷凍サイクルにおける減圧器の冷媒流通方向上流側の過冷却域の冷媒が流通する配管が加熱されることを防止して、蒸発器に導かれる冷媒の放熱、凝縮に係る効率を向上させることが可能な冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器及び蒸発器を構成要素として含む冷凍サイクルと、発生させた空気流により前記凝縮器における冷媒の放熱、凝縮を促進する凝縮器ファンとを備えた冷蔵庫において、前記減圧器の冷媒流通方向上流側の過冷却域の冷媒が流通する配管を、前記凝縮器の前記空気流が当たる部分に対して空気流通方向上流側に配置したことを特徴としている。

この構成によれば、冷凍サイクルにおける過冷却域の冷媒が流通する配管は凝縮器の空気流が当たる部分に対して空気流通方向上流側の空気に晒される。したがって、その配管を流通する過冷却域の冷媒は凝縮器ファンが発生させる空気流による凝縮器の放熱の影響を受けることがない。すなわち、冷凍サイクルにおける過冷却域の冷媒が加熱されることはない。

また、上記構成の冷蔵庫において、過冷却域の冷媒が流通する前記配管を前記凝縮器ファンの空気流通方向上流側に配置したことを特徴としている。

凝縮器ファンには、例えば軸流ファンのようにその回転駆動力を回転軸部の部分に設けたモータから得るファンを用いることがある。そこで、この構成によれば、配管を流通する過冷却域の冷媒は凝縮器ファンが発生させる空気流による凝縮器の放熱の影響を受けないことに加えて、凝縮器ファンのモータ自体の発熱の影響も受けることがない。したがって、冷凍サイクルにおける過冷却域の冷媒が加熱されることが一層抑制される。

また、上記構成の冷蔵庫において、前記圧縮機、前記凝縮器ファン、前記凝縮器の前記空気流が当たる部分及び過冷却域の冷媒が流通する前記配管が配置された機械室を備えることを特徴としている。

この構成によれは、機械室において配管を流通する過冷却域の冷媒は凝縮器ファンが発生させる空気流による凝縮器の放熱の影響を受けることがない。したがって、機械室において冷凍サイクルの過冷却域の冷媒が加熱されることはない。

また、上記構成の冷蔵庫において、前記凝縮器は前記空気流が当たる部分に配置された複数の放熱板を備える補助凝縮器を含むことを特徴としている。

この構成によれば、補助凝縮器において流通する冷媒の放熱、凝縮が一層促進される。すなわち、補助凝縮器の空気流通方向下流側の空気が比較的高温になるが、過冷却域の冷媒が流通する配管が補助凝縮器の空気流通方向上流側に配置されるので、その配管を流通する過冷却域の冷媒は補助凝縮器の放熱の影響を受けることがない。

また、上記構成の冷蔵庫において、前記冷凍サイクルは過冷却域の冷媒が流通する前記配管の一部に冷媒流通方向の単位長さ当たりの容積が前記配管より大きい機能部材を含むことを特徴としている。

上記構成の機能部材、例えば冷媒から水分を除去するドライヤや冷媒から異物を除去するストレーナなどは凝縮器ファンが発生させる空気流が当たる表面積や内部の冷媒の容量が通常の配管より大きくなる。すなわち、機能部材を流通する冷媒は空気流が有する熱の影響を比較的受け易い。そこで、上記過冷却域の冷媒が流通する配管の構成によれば、それら機能部材を流通する過冷却域の冷媒は凝縮器ファンが発生させる空気流による凝縮器の放熱の影響を受けることがない。したがって、冷凍サイクルにおけるそれら機能部材を流通する過冷却域の冷媒が加熱されることが防止される。

本発明の構成によれば、冷凍サイクルにおける減圧器の冷媒流通方向上流側の過冷却域の冷媒が流通する配管が加熱されることを防止して、蒸発器に導かれる冷媒の放熱、凝縮に係る効率を向上させることが可能な冷蔵庫を提供することができる。

本発明の実施形態の冷蔵庫の垂直断面側面図である。 本発明の実施形態の冷蔵庫の機械室の外観斜視図である。 本発明の実施形態の冷蔵庫の冷凍サイクルの概略斜視図である。 本発明の実施形態の冷蔵庫の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づき説明する。

最初に、本発明の実施形態の冷蔵庫について、図１〜図４を用いてその構造と動作を説明する。図１は冷蔵庫の垂直断面側面図、図２は冷蔵庫の機械室の外観斜視図、図３は冷蔵庫の冷凍サイクルの概略斜視図、図４は冷蔵庫の構成を示すブロック図である。なお、図１における左方が冷蔵庫の前面側であり、右方が冷蔵庫の背面側である。

冷蔵庫１は、図１に示すように断熱構造の本体筐体２を備える。本体筐体２はその内部に食品等の貯蔵室として上方から順に冷蔵室３、上側冷凍室４、下側冷凍室５及び野菜室６を備える。冷蔵室３と上側冷凍室４との間は仕切り部７によって仕切られ、上側冷凍室４と下側冷凍室５との間は仕切り部８によって仕切られ、下側冷凍室５と野菜室６との間は仕切り部９によって仕切られる。

冷蔵室３の前面の開口部３ａは断熱構造の回動式の扉３ｂによって開閉される。上側冷凍室４の前面の開口部４ａは断熱構造の引き出し式の扉４ｂによって開閉される。下側冷凍室５の前面の開口部５ａは断熱構造の引き出し式の扉５ｂによって開閉される。野菜室６の前面の開口部６ａは断熱構造の引き出し式の扉６ｂによって開閉される。なお、扉４ｂ、扉５ｂ及び扉６ｂの背面側には上面を開口した略箱形状をなし、樹脂成型により形成された収納ケース（図示せず）が取り付けられる。

扉４ｂと上側冷凍室４内部の側壁との間、扉５ｂと下側冷凍室５内部の側壁との間、及び扉６ｂと野菜室６内部の側壁との間には前後方向に延びて摺動する案内部（図示せず）が各々設けられている。これにより、扉４ｂ及びその収納ケースと、扉５ｂ及びその収納ケースと、扉６ｂ及びその収納ケースとはそれぞれ一体的に各開口部を通して前後にスムーズにスライドさせて出し入れすることができる。

本体筐体２の背面下部には、図１及び図２に示す機械室１０が形成される。機械室１０には、図３に示す冷凍サイクル２０の構成要素である圧縮機２１、補助凝縮器２３及びドライヤ２６が配置される。また、機械室１０には蒸発皿１１及び凝縮器ファン１２が配置される。なお、機械室１０の詳細な構成は後述する。

冷凍サイクル２０は、図３に示すように圧縮機２１、コンデンサ（凝縮器）２２、補助凝縮器２３、結露防止パイプ２４、切替弁２５、ドライヤ２６、減圧器２７、蒸発器（冷却器）２８及びサクションパイプ２９を構成要素として含む。なお、図３の配管に近接して描画した矢印が冷媒の流通方向を示す。

圧縮機２１は前述のように機械室１０に配置され、冷蔵庫１の各貯蔵室内を冷却するための冷媒を圧縮する。

コンデンサ（凝縮器）２２は高温の冷媒を凝縮させる機能を有する。コンデンサ２２は本体筐体２の背面、上面、右側面、左側面といった放熱、凝縮し易い箇所に設けられる。コンデンサ２２は本体筐体２の背面でバックコンデンサ２２Ｂとなり、左右の側面でサイドコンデンサ２２Ｌ、２２Ｒとなる。コンデンサ２２の途中であって機械室１０には補助凝縮器２３が配置される。

結露防止パイプ２４は三方弁からなる切替弁２５を介してコンデンサ２２の途中から分岐する。結露防止パイプ２４は本体筐体２の要所の結露を防止するためのものであって、ここでは冷蔵庫１の前面の各開口部に相当する間口の結露を防止するために設けられる。すなわち、結露防止パイプ２４は冷蔵庫１の間口部分、特にその間口部分の下側であって上側冷凍室４の開口部４ａ及び下側冷凍室５の開口部５ａの周囲に配置される。切替弁２５から分岐するコンデンサ２２の他方はバイパスコンデンサ２２Ｐとなる。

ドライヤ２６は冷媒に含まれる水分の凍結の発生を防止するため、冷媒から水分を除去する。減圧器２７は例えば毛細管で構成されたキャピラリーチューブ等からなり、圧力差を利用して冷媒を急激に膨張、減圧させる。なお、減圧器２７の冷媒流通方向上流側の過冷却域の冷媒が流通する配管を過冷却域配管２０ａと称し、過冷却域配管２０ａの一部としてドライヤ２６が含まれる。

蒸発器（冷却器）２８は、図１に示すように冷蔵庫１の庫内に配置される。減圧器２７から送られてきた冷媒が蒸発器２８から熱を奪い、さらに蒸発器２８がその周囲の空気から熱を奪うことにより庫内を冷却する。蒸発器２８はサクションパイプ２９を介して圧縮機２１と接続される。

本体筐体２の庫内の後部、すなわち冷蔵室３、上側冷凍室４及び下側冷凍室５の奥側の壁部の前面側には、庫内を上下に貫通するダクト１４が形設される。蒸発器２８はダクト１４の中に配置される。ダクト１４は循環気流吸込口と循環気流吹出口とを有する（ともに図示せず）。また、ダクト１４の内部にはダクト１４の内部及び庫内に対して循環気流を発生させるための庫内ファン１５が配置される。

庫内の蒸発器２８の近傍には蒸発器温度検出部１６が設けられる（図１では図示せず、図４参照）。蒸発器温度検出部１６は蒸発器２８の着霜とその解消に係る温度を検出する。蒸発器２８の下方には除霜手段である蒸発器ヒータ１７が配置される。蒸発器ヒータ１７はガラス管ヒータ等で構成され、蒸発器２８の表面に付着した霜を熱により溶融して除去する。蒸発器ヒータ１７の下方であって機械室１０には除霜水を受ける蒸発皿１１が設けられる。蒸発皿１１に貯留される除霜水は圧縮機１やコンデンサ２２が発生する熱を受けて蒸発され、凝縮器ファン１２が発生する気流の一部を受けてその蒸発が助長される。

冷蔵庫１はその全体の動作制御を行うために、本体筐体２に図４に示す制御部３０を収容している。制御部３０は図示しない演算部や記憶部等を備え、記憶部等に記憶、入力されたプログラム、データに基づき圧縮機２１や庫内ファン１５、凝縮器ファン１２などを制御し、庫内温度が予め設定された目標値に達するように冷凍サイクル２０を運転させる。この運転にあたって、制御部３０は蒸発器温度検出部１６から得られる蒸発器２８の着霜に関する温度情報に基づいて蒸発器ヒータ１７を制御する。

圧縮機２１や庫内ファン１５を駆動して冷凍サイクル２０が稼働すると、庫内において貯蔵室の空気が循環気流吸込口からダクト１４の内部に吸い込まれる。吸い込まれた空気は蒸発器２８の周囲を通る間に冷却されて冷気となる。冷気は循環気流吹出口などを通じて貯蔵室である冷蔵室３、上側冷凍室４、下側冷凍室５及び野菜室６に送り込まれる。冷蔵室３、上側冷凍室４、下側冷凍室５及び野菜室６に送り込まれた空気は図示しない戻りダクトを通じて循環気流吸込口に戻される。

冷凍サイクル２０の運転時、蒸発器温度検出部１６が検出する蒸発器２８の温度が予め設定した除霜開始温度に達すると、冷蔵庫１は蒸発器ヒータ１７を用いて蒸発器２８に対する除霜運転を開始する。そして、蒸発器２８の温度が予め設定した除霜終了温度に達すると、冷蔵庫１は蒸発器２８に対する除霜運転を終了する。

次に、冷蔵庫１の機械室１０の詳細な構成について、図２を主として用いて説明する。

前述のように、機械室１０には圧縮機２１、補助凝縮器２３、ドライヤ２６、蒸発皿１１及び凝縮器ファン１２が配置される。

凝縮器ファン１２は機械室１０の左右方向の略中央部に配置される。凝縮器ファン１２は例えば軸流ファンからなり、その回転駆動力を回転軸部の部分に設けたモータ（図示せず）から得る。凝縮器ファン１２が発生させる空気流は図２の右方から左方に向かって流通し、図２に描画した白抜き矢印がその空気流の流通方向を示す。

補助凝縮器２３は機械室１０の凝縮器ファン１２の図２における右側であって、凝縮器ファン１２に対して凝縮器ファン１２が発生させる空気流の流通方向上流側に配置される。補助凝縮器２３は、図２に示すように所定の間隔を設けて上下方向に並置された複数の平面視矩形をなす放熱板２３ａを備える。補助凝縮器２３は複数の放熱板２３ａの通風方向が凝縮器ファン１２が発生させる空気流の流通方向、すなわち図２の左右方向と一致するように設けられる。このように、コンデンサ２２は凝縮器ファン１２が発生させる空気流が当たる部分に配置された補助凝縮器２３を含む。

ドライヤ２６を含む過冷却域配管２０ａは機械室１０の補助凝縮器２３の図２における右側であって、補助凝縮器２３に対して凝縮器ファン１２が発生させる空気流の流通方向上流側に配置される。過冷却域配管２０ａの一部にはドライヤ２６のほか、冷媒から異物を除去するストレーナなどのような冷媒流通方向の単位長さ当たりの容積が過冷却域配管２０ａより大きい他の機能部材を含むことがある。

機械室１０のドライヤ２６及び過冷却域配管２０ａを設けた空間の図２における右側であって、本体筐体２の側壁には吸気口２ａが設けられる。吸気口２ａは本体筐体２の側壁の外側から内側まで貫通する複数の貫通孔で形成される。なお、機械室１０の内部を隔てて吸気口２ａと対向する本体筐体２の側壁、すなわち図２における左端の側壁には図示しない排気口が設けられる。排気口は本体筐体２の側壁の内側から外側まで貫通する複数の貫通孔で形成される。

このような構成の機械室１０に対して、凝縮器ファン１２を駆動すると、冷蔵庫１の外部の空気を吸気口２ａから機械室１０の内部に吸い込む。吸気口２ａから吸い込まれることで発生した空気流はドライヤ２６及び過冷却域配管２０ａを設けた空間を流通する。

ドライヤ２６及び過冷却域配管２０ａを設けた空間を流通した空気流はさらに下流に進み、補助凝縮器２３を流通する。補助凝縮器２３では複数の放熱板２３ａの間を空気が流通し、冷媒の放熱、凝縮が促進される。

補助凝縮器２３を流通した空気流はさらに下流に進み、凝縮器ファン１２に流入する。凝縮器ファン１２を通過した空気流は圧縮機２１を設けた空間を流通し、排気口から冷蔵庫１の外部に排出される。

上記のように、冷蔵庫１は減圧器２７の冷媒流通方向上流側の過冷却域の冷媒が流通する配管である過冷却域配管２０ａを、コンデンサ２２の空気流が当たる部分である補助凝縮器２３に対して空気流通方向上流側に配置している。これにより、冷凍サイクル２０における過冷却域配管２０ａは補助凝縮器２３に対して空気流通方向上流側の空気に晒される。したがって、過冷却域配管２０ａを流通する過冷却域の冷媒が、凝縮器ファン１２が発生させる空気流による補助凝縮器２３の放熱の影響を受けることを回避することができる。すなわち、冷凍サイクル２０における過冷却域の冷媒が加熱されることを防止することが可能である。

また、冷蔵庫１は回転軸部の部分にモータを設けた軸流ファンからなる凝縮器ファン１２を備えるとともに、過冷却域配管２０ａを凝縮器ファン１２の空気流通方向上流側に配置している。これにより、過冷却域配管２０ａを流通する過冷却域の冷媒が、凝縮器ファン１２が発生させる空気流による補助凝縮器２３の放熱の影響を受けないことに加えて、凝縮器ファン１２のモータ自体の発熱の影響も受けないようにすることができる。したがって、冷凍サイクル２０における過冷却域の冷媒が加熱されることを一層抑制することが可能である。

そして、冷蔵庫１は圧縮機２１、凝縮器ファン１２、補助凝縮器２３及び過冷却域配管２０ａが配置された機械室１０を備えている。これにより、機械室１０において過冷却域配管２０ａを流通する過冷却域の冷媒が、凝縮器ファン１２が発生させる空気流による補助凝縮器２３の放熱の影響を受けることを回避することができる。したがって、機械室１０において冷凍サイクル２０の過冷却域の冷媒が加熱されることを防止することが可能である。

さらに、上記のようにコンデンサ２２は凝縮器ファン１２が発生させる空気流が当たる部分に配置された複数の放熱板２３ａを備える補助凝縮器２３を含んでいるので、補助凝縮器２３において流通する冷媒の放熱、凝縮が一層促進される。すなわち、補助凝縮器２３の空気流通方向下流側の空気は比較的高温になるが、過冷却域配管２０ａが補助凝縮器２３の空気流通方向上流側に配置されるので、過冷却域配管２０ａを流通する過冷却域の冷媒が補助凝縮器２３の放熱の影響を受けることを防止することが可能である。

また、冷凍サイクル２０は過冷却域配管２０ａの一部に冷媒流通方向の単位長さ当たりの容積が過冷却域配管２０ａより大きい機能部材であるドライヤ２６を含んでいる。ドライヤ２６は凝縮器ファン１２が発生させる空気流が当たる表面積や内部の冷媒の容量が通常の配管である過冷却域配管２０ａより大きくなる。すなわち、ドライヤ２６を流通する冷媒は空気流が有する熱の影響を比較的受け易い。そこで、上記過冷却域配管２０ａの構成によれば、ドライヤ２６を流通する過冷却域の冷媒が、凝縮器ファン１２が発生させる空気流による補助凝縮器２３の放熱の影響を受けることを回避することができる。したがって、冷凍サイクル２０におけるドライヤ２６を流通する過冷却域の冷媒が加熱されることを防止することが可能である。

そして、本発明の上記実施形態の構成によれば、冷凍サイクル２０における減圧器２７の冷媒流通方向上流側の過冷却域の冷媒が流通する配管である過冷却域配管２０ａが加熱されることを防止して、蒸発器２８に導かれる冷媒の放熱、凝縮に係る効率を向上させることが可能な冷蔵庫１を提供することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は冷蔵庫において利用可能である。

１ 冷蔵庫
２ 本体筐体
２ａ 吸気口
１０ 機械室
１１ 蒸発皿
１２ 凝縮器ファン
２０ 冷凍サイクル
２０ａ 過冷却域配管（配管）
２１ 圧縮機
２２ コンデンサ（凝縮器）
２３ 補助凝縮器（凝縮器）
２３ａ 放熱板
２６ ドライヤ（機能部材）
２７ 減圧器
２８ 蒸発器
３０ 制御部

Claims (5)

1. 圧縮機、凝縮器、減圧器及び蒸発器を構成要素として含む冷凍サイクルと、発生させた空気流により前記凝縮器における冷媒の放熱、凝縮を促進する凝縮器ファンとを備えた冷蔵庫において、
   前記減圧器の冷媒流通方向上流側の過冷却域の冷媒が流通する配管を、前記凝縮器の前記空気流が当たる部分に対して空気流通方向上流側に配置したことを特徴とする冷蔵庫。
2. 過冷却域の冷媒が流通する前記配管を前記凝縮器ファンの空気流通方向上流側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記圧縮機、前記凝縮器ファン、前記凝縮器の前記空気流が当たる部分及び過冷却域の冷媒が流通する前記配管が配置された機械室を備え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。
4. 前記凝縮器は前記空気流が当たる部分に配置された複数の放熱板を備える補助凝縮器を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
5. 前記冷凍サイクルは過冷却域の冷媒が流通する前記配管の一部に冷媒流通方向の単位長さ当たりの容積が前記配管より大きい機能部材を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の冷蔵庫。

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