JP2017150766A

JP2017150766A - 凝縮器及び冷蔵庫

Info

Publication number: JP2017150766A
Application number: JP2016034742A
Authority: JP
Inventors: 仁高瀬; Hitoshi Takase
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-08-31

Abstract

【課題】フィンの隙間に対する埃の堆積を抑制する、あるいは、埃が堆積してしまったとしても従来と比較して熱交換性能能の低下を遅らせることができ、長期信頼性を確保することができる凝縮器を提供する。【解決手段】熱交換器と、前記熱交換器の一部を覆うカバーと、を備え、前記熱交換器が、所定間隔をあけてそれぞれが設けられた複数のフィンと、前記複数のフィンを貫通するように設けられ、内部に冷媒が流れるチューブと、前記複数のフィンの外縁により形成され、互いに対向する一対の面板部と、前記複数のフィンの外縁により前記面板部と交差するように形成され、互いに対向する一対の端面部と、を具備し、前記熱交換器が、少なくとも使用開始時において前記一対の面板部間を空気流が通過するように配置されており、前記カバーが、前記一対の端面部の少なくとも一方について、その一部を覆うとともにその他の部分を開放するように設けた。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば冷蔵庫に用いられる凝縮器に関するものである。

冷蔵庫に設置される凝縮器は、圧縮機等とともに機械室のような限られた密閉空間内に配置されることが多い。例えば、特許文献１に示されるように機械室内に配置された凝縮器は、多数のフィンからなる概略直方体状に形成された熱交換器を備え、この熱交換器の面板部を通過するように空気流が形成される。また、前記熱交換器の天面側端面部と底面側端面部はカバーにより全て覆うようにして前記面板部からのみ空気が流入するように構成されている。そして、前記熱交換器は前記カバーに嵌めこまれることにより固定され、前記カバーが前記機械室を構成する隔壁に取り付けられる。

ところで、冷蔵庫は食品等を収容するための庫内の内部容積をできる限り大きくすることが望まれている。このため、冷凍サイクルを構成するための凝縮器等の部材や凝縮器が収容される機械室の外形寸法は小さくする必要がある。このような大きさに関する制限があるために、庫内を十分に冷やすことができる冷凍能力を確保することは困難な場合がある。

凝縮器自体を小さくしつつ、その熱交換効率を高めて必要な冷凍能力を確保するには、凝縮器を構成する複数のフィンの設置間隔を狭くし、フィンの設置密度を大きくして、熱交換に寄与するフィンの表面積を大きくすることが考えられる。

しかしながら、このような方法ではフィンピッチが非常に狭くなるため、長期間使用していると埃がその隙間を塞いでしまい、徐々に熱交換性能が劣化するという問題がある。このような問題は冷蔵庫の凝縮器のように構造や使用環境の制約から熱交換器の掃除をすることが難しい場合に特に顕著となる。

特開２００８―２９８３８２号公報

そこで、本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、フィンの隙間に対する埃の堆積を抑制する、あるいは、埃が堆積してしまったとしても従来と比較して熱交換性能能の低下を遅らせることができ、長期信頼性を確保することができる凝縮器を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る凝縮器は、熱交換器と、前記熱交換器の一部を覆うカバーと、を備え、前記熱交換器が、所定間隔をあけてそれぞれが設けられた複数のフィンと、前記複数のフィンを貫通するように設けられ、内部に冷媒が流れるチューブと、前記複数のフィンの外縁により形成され、互いに対向する一対の面板部と、前記複数のフィンの外縁により前記面板部と交差するように形成され、互いに対向する一対の端面部と、を具備し、前記熱交換器が、少なくとも使用開始時において前記一対の面板部間を空気流が通過するように配置されており、前記カバーが、前記一対の端面部の少なくとも一方について、その一部を覆うとともにその他の部分を開放するように設けられていることを特徴とする。

このようなものであれば、前記一対の面板部を通過する空気流により面板部における前記フィン同士の隙間に埃が堆積して、前記面板部から空気が通りにくくなったとしても、前記一対の端面部において前記カバーに覆われておらず開放されている部分から空気流が前記熱交換器の内部へ流入することができる。

したがって、前記熱交換器に埃が堆積した状態であっても前記熱交換器を通過する空気流の流量の低下を抑制することができ、熱交換性能の低下を遅らせることが可能となる。

さらに、前記カバーは前記端面部の一部を覆うことで閉塞しているので、空気流の入口が制限される分だけ流速を速くして、埃が堆積した状態でも前記熱交換器の内部へ空気流を導きやすくできる。

前記面板部に対して埃が堆積したとしても空気流が前記面板部から前記端面部へと滑らかに迂回して流れるようにして、前記熱交換器内に十分な空気流が流れるようにするには、前記熱交換器が、概略直方体状に形成され、前記一対の面板部が水平方向を向くとともに前記一対の面板部が上下方向を向くように配置されており、前記一対の面板部が、少なくとも使用開始時において前記熱交換器へ流入する入口となる入口側面板部と、前記熱交換器へ流入した空気流が外部へと流出する出口となる出口側面板部とからなり、前記カバーが前記一対の端面部の少なくとも一方について前記出口側面板部を塞ぐように設けられていればよい。また、このようなものであれば、前記一対の端面部において開放されている部分から前記入口側面板部に堆積した埃を底面側の端面部から下方へと落とすことができる。したがって、埃の詰まりを自動的に低減することもできる。

埃の堆積を抑制しつつ、熱交換量についても大きくできるようにするには、前記カバーが、前記一対の端面部において使用開始時における空気流の流れる方向に対して一部を覆うように設けられていればよい。例えば、埃の堆積の抑制効果と熱交換量を両立させた具体的な構成例としては、前記一対の端面部において厚み方向のほぼ半分を覆うように設けたものが挙げられる。特に前記熱交換器の空気流出側を覆うようにするのが好ましい。

前記熱交換器を機械室内において配置した場合に、前記機械室を通過する空気流のほぼ全てが前記熱交換器に通るようにでき、かつ、前記一対の端面部の一部を閉塞することによる埃の抑制効果をさらに高められるようにするには、前記熱交換器が、機械室内に配置されており、前記カバーと前記機械室を構成する隔壁との間を塞ぐように形成されたヒレをさらに具備するものであればよい。

熱交換器を通過しない空気流がほとんど存在しないようにするには、前記熱交換器と前記機械室を構成する隔壁との間がシール材により密閉されていればよい。

前記入口側面板部に堆積した埃が自然に下方に落ちやすくするとともに、前記入口面板部に埃が堆積した場合でも各端面部から空気流が流入するようにして熱交換量を大きくできるようにするには、前記一対の端面部が、天面側端面部と、底面側端面部とからなり、前記カバーが前記熱交換器を前記底面側端面部の少なくとも一部が前記機械室を構成する隔壁から離間するように支持するように構成されていればよい。

前記カバーにより前記熱交換器の支持構造と、埃の堆積による熱交換量の低下を抑制する構造を同時に実現できるようにするには、前記カバーが、前記接触部が前記熱交換器と嵌合するように形成されたものであればよい。

前記凝縮器の組立性を良くしつつ、前記熱交換器に流入する空気流を設計値通りに安定させやすくするには、前記カバーが前記熱交換器を通過する空気流を形成するファンを支持するケーシングと一体化されていればよい。

本発明に係る凝縮器を備えた冷蔵庫であれば、前記熱交換器に埃が堆積したとしても貯期間にわたって熱交換量の低下を抑制できるので、冷蔵庫としての長期信頼性を実現できる。

このように本発明に係る凝縮器であれば、前記一対の端面部の少なくとも一部を前記カバーで覆うとともにその他の部分については開放するようにしているので、埃の堆積により例えば前記面板部から空気流が流入しにくくなった場合でも前記一対の端面部から空気流を迂回させて前記熱交換器内へ流入させることができる。また、前記一対の端面部の少なくとも一部が閉塞されているので絞りとして作用することで空気流の流速が速くなるので、埃の堆積により前記面板部から空気流が流入しにくくなっても十分な量の空気流を前記熱交換器内へと流入させ、熱交換量の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る凝縮器が冷蔵庫の機械室内に配置された状態を示す模式的斜視図。同実施形態における凝縮器を上面側から見た場合を示す模式図。同実施形態におけるカバーに取り付けられた状態の熱交換器を示す模式的斜視図。同実施形態におけるカバーに取り付けられた状態の熱交換器について別の角度から見た場合を示す模式的斜視図。同実施形態におけるカバーに取り付けられた状態の熱交換器について入口側面板部から見た場合を示す模式的斜視図。同実施形態における面板部に埃が堆積した場合の空気の流れを示す模式図。同実施形態の凝縮器について熱交換器の端面部を閉塞する大きさを変化させた場合について示す模式的斜視図。本発明の別の実施形態に係る凝縮器のカバー及びファンのケーシングを示す模式的斜視図。本発明のさらに別の実施形態に係る凝縮器のカバーを示す模式的斜視図。

本発明の一実施形態に係る凝縮器１００及び前記凝縮器１００を用いた冷蔵庫について図１乃至図８を参照しながら説明する。

本実施形態の凝縮器１００は、図１及び図２に示すように冷蔵庫において圧縮機２やプロペラファン３等とともに機械室１内に配置してある。

前記機械室１は概略直方体状の隔壁１１により外部と仕切られており、前記機械室１の一方の端面である入口側端面１２から空気流が導入され、他方の端面である出口側端面１３から凝縮器１００を通過した空気流が導出されるように構成してある。

前記凝縮器１００は、図３乃至図５に示すように概略扁平直方体状に形成された熱交換器４と、前記熱交換器４の一部を閉塞するとともに当該熱交換器４を前記機械室１内の所定位置に指示するカバー５とを備えている。

この熱交換器４は、その一対の面板部４１、４２が前記機械室１の長手方向に対して交差するように配置してあり、前記プロペラファン３により少なくとも使用開始時には入口側面板部４１から出口側面板部４２へと空気流が流れていくように構成してある。

より具体的には前記熱交換器４は、所定間隔ごとに設けられる複数のフィンと、前記複数のフィンを貫通するように設けられ、内部に冷媒が流れるチューブとからなる。すなわち、前記熱交換器４はいわゆるフィンアンドチューブ型のものである。

前記フィンの設置間隔であるフィンピッチは空気調和装置用のものと比較して狭く設定してあり、例えば５ｍｍごとに設けてある。前記フィンは概略長方形状の薄板状のアルミで形成してあり、長手方向が上下方向を向き、短手方向が機械室１の奥行き方向を向くように並べて設けてある。

前記チューブは図５に示すように機械室１の横幅方向に水平の延びる部分と曲管部分とが交互に形成されてつづら折り状にしてある。前記曲管部分は前記熱交換器４において側面部分から一部露出するようにしてある。

前記熱交換器４は、前記フィンの外縁により前記機械室１の奥行き方向に対向し合う一対の面板部４１、４２と、前記機械室１の上下方向に対向し合う一対の端面部４３、４４とが形成してある。

前記一対の面板部４１、４２は、前述したように空気流が流入する入口側面板部４１と、前記熱交換器４内へ流入した空気流が流出する出口側面板部４１、４２とからなる。前記出口側面板部４２に隣接させて前記プロペラファン３がその軸方向が出口側面板部４１、４２に対して垂直となるように設けてある。

前記一対の端面部４３、４４はその一部が前記カバー５により覆われず、空気の流入側を開放させてある。

前記カバー５は、前記熱交換器４の一対の面板部４１、４２とほぼ同じ面積の四角形の開口を有する環状の部材である。このカバー５は前記熱交換器４の一対の端面部４３、４４に対して嵌め合わせることにより前記熱交換器４が固定できるようにしてある。

すなわち、前記カバー５は、図３乃至図５に示すように少なくとも前記熱交換器４の一対の端面部４３、４４と接触する接触部５１を形成してある。

前記接触部５１は、前記熱交換器４の一対の端面部４３、４４及び一対の側面部において空気流出側と嵌め合うように形成されたリブである。この接触部５１は前記一対の端面部４３、４４と接触する部分が他の部分よりも前記熱交換器４の厚み方向へ突出させてある。そして、前記カバー５に前記熱交換器４が取り付けられた状態において前記接触部５１により前記一対の端面部４３、４４において奥行き方向に沿って見た場合に出口側面板部４１、４２側の半分が全て覆われるように長方形状の遮蔽部分上下に２つ形成してある。すなわち、前記接触部５１は前記一対の端面部４３、４４の全てを閉塞するのではなく、流出側の一部分のみを覆いその他の部分は開放するようにしてあり、前記一対の端面部４３、４４から空気流が流入できる面積を前記端面部４３、４４のほぼ流入側の半分に限定するようにしてある。

また、前記熱交換器４の空気流の入口側は前記カバー５に対して空気流の入口側へ突出した状態で固定してある。そして前記一対の端面部４３、４４である天面側端面部４３と底面側端面部４４の入口側の半分はそれぞれ前記機械室１を形成する隔壁１１に対して所定距離離間した状態で保たれるようにしてある。

また、前記カバー５において前記底面側端面部４４を覆う部分には前記機械室１を形成する隔壁１１に対して固定するための取り付け部を設けてある。

前記カバー５の外側面側と周囲を取り囲む前記隔壁１１との間についてはシール材ＳＬが隙間を埋めるように設けてあり、前記機械室１内を通過する空気流が前記熱交換器４の内部を通過するようにしてある。

このように構成された凝縮器１００について前記カバー５が前記熱交換器４の前記一対の端面部４３、４４を空気流出側に対して半分を覆っていることによる効果について図６を参照しながら説明する。

図６は経年変化により前記熱交換器４の入口側面板部４１に埃ＤＳが堆積している状態での空気の流れを模式的に示すものである。図８に示されるように前記入口側面板部４１に埃ＤＳが堆積すると初期状態よりも前記入口側面板部４１から流入できる空気流の流量は少なくなるものの、前記一対の端面部４３、４４における空気流入側の半分は開放されているので空気が流入することができる。ここで、前記一対の端面部４３、４４の開放されている面積は前記入口側面板部４１よりも小さく、絞られているので空気の流速を速くして熱交換器４の内部へ空気流を流入させやすくすることができる。また、埃ＤＳが堆積するのはまず前記入口側面板部４１であり、当該入口側面板部４１が埃ＤＳによりほぼ閉塞された時点でも前記一対の端面部４３、４４の開放部分には埃ＤＳはそれほど堆積していない。これは使用開始時にはほとんどの空気流は面板部４１、４２を通過し、面板部４１、４２を通過しにくくなるに連れて前記一対の端面部４３、４４の開放部分を通過する空気流の流量が大きくなるからである。したがって、前記入口側面板部４１に埃ＤＳが堆積してもしばらくの間は前記一対の端面部４３、４４の空気流入側から十分な量の空気流が前記熱交換器４の内部へと供給されるので、従来よりも埃ＤＳの堆積による能力低下を遅らせることができ、長期の信頼性を確保する事が可能となる。

また、前記底面側端面部４４は前記隔壁１１と離間しているので、前記入口側面板部４１もしくは一対の端面部４３、４４の開放部分に埃ＤＳが堆積しても空気の流れや重力の作用により埃ＤＳの一部は下方へと自然と落ちていく。したがって、前記入口側面板部４１へ埃ＤＳが堆積し、完全に閉塞されるまでの時間を遅らせることができる。

次に前記一対の端面部４３、４４において空気流出側の半分を前記カバー５で覆うことによる熱交換性能への作用について説明する。

図７（ａ）は一対の端面部４３、４４について半分を閉塞している本実施形態を示し、図７（ｂ）は熱交換器４の一対の端面部４３、４４を全て開放している比較例１を示し、図７（ｃ）は熱交換器４の一対の端面部４３、４４をカバー５によって全て閉塞している比較例２を示す。

これらの３つの熱交換器４に対して同じ性能のプロペラファン３により空気流を発生させた場合の熱交換量を温水評価により測定した。結果は以下の表の通りである。

上記の比較結果から分かるように本実施形態のように前記一対の端面部４３、４４の半分を覆うほうが熱交換量を大きくでき、通風構造としても他の比較例１、２よりも優れていることが分かる。

次に本発明の別の実施形態について図８を参照しながら説明する。

前記実施形態では、プロペラファン３と熱交換器４は別々に取り付けられるものであったが、図９に示すようにプロペラファン３と熱交換器４を一体化してもよい。より具体的には、前記カバー５が前記熱交換器４を通過する空気流を形成する軸流ファンであるプロペラファン３を支持するケーシング３１と一体化してある。このようなものであれば、前記熱交換器４と前記プロペラファン３との配置関係を常に固定でき、理想的な空気流の流れを実現することができる。また、機械室１内を熱交換器４及びプロペラファン３を固定する工数も減らすことができる。

その他の実施形態について説明する。

前記実施形態では、前記一対の端面部の両方を前記カバーで半分閉塞するように構成していたが、例えば一方の端面部のみを前記カバーの接触部で閉塞するようにしてもよい。また、前記端面部を覆う面積については前記実施形態に示したように半分に限定されるものではない。例えば、前記端面部の１／３等、少なくとも端面部の一部を閉塞するように前記カバーを構成してもよい。また、前記カバーの接触部が閉塞するのは端面部において空気流出側ではなく、空気流出側であってもよい。加えて、前記実施形態のように接触部を１枚の板状の形成するのではなく、複数の板状部を例えば等間隔又は不等間隔で並べ設けてもよい。

また、図９に示すように前記カバー５の周囲に例えばゴム製のヒレ５２を設けて、前記機械室１を構成する隔壁１１と前記カバー５の外周との間の隙間を塞ぐことができるように構成してもよい。また、本発明の凝縮器は冷蔵庫での使用に限られるものではなく、例えば空気調和装置等のその他の冷凍サイクル装置に用いても構わない。

その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の組み合わせや変形を行っても構わない。

１００・・・凝縮器
１・・・機械室
１１・・・隔壁
２・・・圧縮機
３・・・プロペラファン
４・・・熱交換器
４１・・・空気流入側の面板部
４２・・・空気流出側の面板部
４３・・・天面側端面部
４４・・・底面側端面部
５・・・カバー
５１・・・接触部
ＳＬ・・・シール材
ＤＳ・・・埃

Claims

熱交換器と、
前記熱交換器の一部を覆うカバーと、を備え、
前記熱交換器が、
所定間隔をあけてそれぞれが設けられた複数のフィンと、
前記複数のフィンを貫通するように設けられ、内部に冷媒が流れるチューブと、
前記複数のフィンの外縁により形成され、互いに対向する一対の面板部と、
前記複数のフィンの外縁により前記面板部と交差するように形成され、互いに対向する一対の端面部と、を具備し、
前記熱交換器が、少なくとも使用開始時において前記一対の面板部間を空気流が通過するように配置されており、
前記カバーが、前記一対の端面部の少なくとも一方について、その一部を覆うとともにその他の部分を開放するように設けられていることを特徴とする凝縮器。
前記熱交換器が、概略直方体状に形成され、前記一対の面板部が水平方向を向くとともに前記一対の面板部が上下方向を向くように配置されており、
前記一対の面板部が、少なくとも使用開始時において前記熱交換器へ流入する入口となる入口側面板部と、前記熱交換器へ流入した空気流が外部へと流出する出口となる出口側面板部とからなり、
前記カバーが前記一対の端面部の少なくとも一方について前記出口側面板部を塞ぐように設けられている請求項１記載の凝縮器。
前記カバーが、前記一対の端面部において使用開始時における空気流の流れる方向に対して一部を覆うように設けられている請求項２記載の凝縮器。
前記熱交換器が、機械室内に配置されており、
前記カバーと前記機械室を構成する隔壁との間を塞ぐように形成されたヒレをさらに具備する請求項１乃至３いずれかに記載の凝縮器。
前記熱交換器と前記機械室を構成する隔壁との間がシール材により密閉されている請求項１乃至４いずれかに記載の凝縮器。
前記一対の端面部が、天面側端面部と、底面側端面部とからなり、
前記カバーが前記熱交換器を前記底面側端面部の少なくとも一部が前記機械室を構成する隔壁から離間するように支持するように構成されている請求項４又は５記載の凝縮器。
前記カバーが、前記接触部が前記熱交換器と嵌合するように形成された請求項４乃至６いずれかに記載の凝縮器。
前記カバーが前記熱交換器を通過する空気流を形成する軸流ファンを支持するケーシングと一体化されている請求項１乃至７いずれかに記載の凝縮器。
請求項１乃至８いずれかに記載の凝縮器を備えた冷蔵庫。