JP2019070465A - 冷蔵庫 - Google Patents

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Abstract

【課題】貯蔵室の容積の低下を招くことなく十分なコンデンサの放熱性能を確保することができる冷蔵庫を提案する。【解決手段】実施形態の冷蔵庫1は、冷凍サイクルを備えた冷蔵庫であって、冷凍サイクルに用いるコンデンサ3を、冷媒の流れにおいて上流側に設けられている第1コンデンサ3Aと、冷媒の流れにおいて第1コンデンサよりも下流側に設けられている第2コンデンサ3Bとにより構成した。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、冷蔵庫に関する。
従来、冷蔵庫に設けられている冷凍サイクルを構成するコンデンサの放熱性能を向上させるために、コンデンサのサイズを大きくして熱交換性能を向上させることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平8−68587号公報
このようなコンデンサは、一般的に、冷蔵庫内に設けられている機械室に配置されるものの、貯蔵室の容積を低下させないために機械室の例えば奥行きを拡大できない等、機械室内で利用可能な配置スペースに制約がある場合には、コンデンサのサイズを単純に大きくすることができないことがある。また、コンデンサのサイズを空気の流れ方向に沿って大きくした場合には、コンデンサの一部つまりは空気の流れにおける上流側でしか熱交換が行われず、十分に放熱性能を向上させることができないおそれがある。
そこで、貯蔵室の容積の低下を招くことなく十分なコンデンサの放熱性能を確保することができる冷蔵庫を提案する。
実施形態の冷蔵庫は、冷凍サイクルを備えた冷蔵庫であって、冷凍サイクルに用いるコンデンサを、冷媒の流れにおいて上流側に設けられている第1コンデンサと、冷媒の流れにおいて前記第1コンデンサよりも下流側に設けられている第2コンデンサとにより構成したことを特徴とする。
第1実施形態の冷蔵庫およびコンデンサの配置態様を模式的に示す図 コンデンサの他の配置態様を模式的に示す図 第2実施形態のコンデンサを模式的に示す図 扁平管の構造を模式的に示す図 他のコンデンサを模式的に示す図 第3実施形態のコンデンサを模式的に示す図 他のコンデンサを模式的に示す図その1 他のコンデンサを模式的に示す図その2 機械室内におけるコンデンサの配置態様を模式的に示す図その1 機械室内におけるコンデンサの配置態様を模式的に示す図その2 機械室内におけるコンデンサの配置態様を模式的に示す図その3 機械室内におけるコンデンサの配置態様を模式的に示す図その4 機械室内におけるコンデンサの配置態様を模式的に示す図その5
以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に共通する部位には同一符号を付して説明する。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について、図1および図2を参照しながら説明する。図1に示す冷蔵庫1は、コンプレッサ2、コンデンサ3、および図示しないエバポレータの順に接続されたいわゆる冷凍サイクルを備えている。なお、冷凍サイクルの構成自体は周知であるので詳細な説明は省略する。
冷凍サイクルは、図示しない制御部によって制御されており、冷凍サイクルが稼動することによって冷気が生成され、その冷気が庫内で循環することにより各貯蔵室4が冷却される。この冷凍サイクルを構成するコンプレッサ2およびコンデンサ3は、冷蔵庫1内の下部背面側に設けられている機械室5に配置されている。
冷蔵庫1には、周知のように前面が開口した矩形箱状の本体内に、例えば冷蔵温度帯の冷蔵室や野菜室、あるいは冷凍温度帯の製氷室や冷凍室等の複数の貯蔵室4が設けられている。このうち、図1には、断熱仕切り6によって仕切られた図示上方となる機械室5の前方側の貯蔵室4を示しているが、冷蔵庫1には、紙面に垂直手前側となる機械室5の上方側に位置する貯蔵室4も設けられている。なお、機械室5が冷蔵庫1の背面上部側に設けられている場合には、機械室5の前方および下方に貯蔵室4が位置することになる。
この機械室5に配置されているコンプレッサ2およびコンデンサ3は、冷却ファン7を駆動することによってそれぞれ冷却される。つまり、コンプレッサ2、コンデンサ3、および冷却ファン7は、空気の流れ方向に沿うように配置されている。なお、例えば図1における図示左方向が空気の流れ方向であるとすると、空気の流れにおける上流側からコンデンサ3、冷却ファン7、コンプレッサ2の順に並べて配置することもできるし、冷却ファン7、コンデンサ3、コンプレッサ2の順に並べて配置することもできる。
また、機械室5には、図示下方側となる冷蔵庫1の背面に、外気の導入口となる背面開口部8が形成されている。また、機械室5には、図示右方側となる冷蔵庫1の側面に、外気の導入口となる側面開口部9が形成されている。そして、冷却ファン7を駆動した際には、これら背面開口部8および側面開口部9から外気が機械室5内に導入されることで、コンプレッサ2およびコンデンサ3が冷却される。
さて、コンデンサ3の放熱性能を向上させるためには、コンデンサ3のサイズを大きくすることが考えられる。しかし、上記したように機械室5の前方および上方あるいは下方には貯蔵室4が位置しているため、冷蔵庫1の前後方向および上下方向に向けて機械室5を大きくすると、貯蔵室4の容積の低下を招いてしまう。以下、冷蔵庫1の前後方向における機械室5の大きさを便宜的に奥行きとも称し、上下方向における機械室5の大きさを便宜的に高さと称し、左右方向における機械室5の大きさを幅と称する。
そのため、単純に考えれば、貯蔵室4の容積の低下を防ぎつつコンデンサ3のサイズを大きくするためには、コンデンサ3を機械室5の幅方向、つまりは、本実施形態における空気の流れ方向に沿って大きくする必要がある。しかし、その場合には、空気の流れにおいて上流側となるコンデンサ3の一部でしか熱交換が行われず、十分な放熱性能を確保できなかったり、放熱性能を向上させたりすることができないおそれがある。
そこで、冷蔵庫1では、以下のようにして、貯蔵室4の容積の低下を招くことなく十分なコンデンサ3の放熱性能を確保している。
本実施形態の場合、コンデンサ3は、第1コンデンサ3Aおよび第2コンデンサ3Bの2つにより構成されている。これら第1コンデンサ3Aおよび第2コンデンサ3Bは図示しない配管によって接続されており、それぞれの内部を冷媒が流れている。
つまり、本実施形態では、コンデンサ3のサイズを大きくするのではなく、コンデンサ3を第1コンデンサ3Aと第2コンデンサ3Bとにより構成し、放熱性能に寄与する部位の大きさつまりは空気に接触する伝熱面積を増加させている。
また、第1コンデンサ3Aと第2コンデンサ3Bとを物理的に分離したことにより、第1コンデンサ3Aおよび第2コンデンサ3Bを、機械室5内の異なる位置に配置することが可能となる。具体的には、第1コンデンサ3Aは、従来のようにコンプレッサ2の側方に位置するように配置されている。
一方、第2コンデンサ3Bは、本実施形態では背面開口部8の近傍に設けられている。このとき、第2コンデンサ3Bは、背面開口部8と同程度あるいはそれ以上の大きさに形成されており、背面開口部8の全体を覆う状態で配置されている。
この場合、第1コンデンサ3Aは、空気の流れにおいて第2コンデンサ3Bの下流側つまりは風下側に位置することになる。また、第1コンデンサ3Aは、側面開口部9から導入された空気と、第2コンデンサ3Bを通過した空気とが混合した空気が通過することになる一方、第2コンデンサ3Bは、背面開口部8から導入された空気が通過することになる。
つまり、本実施形態の場合、第1コンデンサ3Aおよび第2コンデンサ3Bは、それぞれ異なる空気の流れの中に配置されている。そのため、コンデンサ3の「第1」および「第2」の記載は、必ずしもコンデンサ3が物理的に2つに分離されていることだけを意味するのではなく、各コンデンサ3が異なる空気の流れの中に配置されている状態も意味している。
さて、コンデンサ3は、気体状の冷媒を凝縮して液体状にすることから、冷媒の入口側のほうが出口側よりも高温になる。そして、本実施形態では、第1コンデンサ3Aは冷媒の流れにおいて第2コンデンサ3Bよりも上流側に設けられており、第2コンデンサ3Bは冷媒の流れにおいて第1コンデンサ3Aよりも下流側に設けられている。
つまり、コンデンサ3は、第1コンデンサ3A側のほうが相対的に第2コンデンサ3B側よりも温度が高くなる。そのため、相対的に低温である第2コンデンサ3Bを風上側に配置することにより、第2コンデンサ3Bを通過した空気の温度上昇を抑えることができる。
そして、第2コンデンサ3Bを通過した空気の温度上昇を抑えれば、相対的に高温である第1コンデンサ3Aと、その第1コンデンサ3Aを通過する空気との温度差を相対的に大きくすることが可能となり、温度差を相対的に大きくなれば、第1コンデンサ3Aの放熱を促すことができる。これにより、第1コンデンサ3Aの放熱性能を向上させることができる。換言すると、第1コンデンサ3Aを風上側に設けてしまうと、第2コンデンサ3Bと空気との温度差が小さくなり、熱交換性能が大きく低下するおそれがある。
また、第1コンデンサ3Aを通過する空気は、第2コンデンサ3Bを通過して温度が上昇した空気と、側面開口部9からの外気とが混合していることから、第1コンデンサ3Aと第1コンデンサ3Aを通過する空気との温度差をさらに大きくすることができ、第1コンデンサ3Aからの放熱を一層促すことができる。
以上説明した冷蔵庫1によれば、次のような効果を得ることができる。
冷蔵庫1は、冷凍サイクルを備えており、その冷凍サイクルに用いるコンデンサ3を、冷媒の流れにおいて上流側に設けられている第1コンデンサ3Aと、冷媒の流れにおいて第1コンデンサ3Aよりも下流側に設けられている第2コンデンサ3Bとにより構成されている。
これにより、熱交換に寄与する面積を増加させることができる。また、物理的に2つの第1コンデンサ3Aと第2コンデンサ3Bとを設けることにより、機械室5内の配置スペースを有効に活用することができる。したがって、貯蔵室4の容積の低下を招くことなく十分なコンデンサ3の放熱性能を確保することができる。
また、冷蔵庫1では、第1コンデンサ3Aは、冷却ファン7によって形成される空気の流れにおいて第2コンデンサ3Bよりも下流側に設けられている。コンデンサ3の場合、冷媒の下流側のほうが相対的に低温となるため、第2コンデンサ3Bを通過した空気は、第1コンデンサ3Aを通過した空気よりも温度が相対的に低くなる。そのため、第1コンデンサ3Aと空気との温度差を確保でき、第1コンデンサ3Aにおける熱交換つまりは放熱を促すことができる。
また、冷蔵庫1では、第1コンデンサ3Aには第2コンデンサ3Bを通過した空気と第2コンデンサ3Bを通過した空気とは別経路で流入した空気とが混合した空気が通過する。これにより、第2コンデンサ3Bを通過することにより上昇した空気の温度を下降させることができ、相対的に低温の空気が第1コンデンサ3Aを通過することから、第1コンデンサ3Aと空気との温度差が相対的に大きくなり、第1コンデンサ3Aにおける熱交換を促すことができる。
また、冷蔵庫1では、第2コンデンサ3Bは、冷蔵庫1の背面に設けられて外気の導入口となる背面開口部8、または、冷蔵庫1の側面に設けられて外気の導入口となる側面開口部9に位置して設けられている。これにより、第2コンデンサ3Bには直接的に外気が通過することになり、第2コンデンサ3Bにおける放熱を促すことができる。
実施形態では第2コンデンサ3Bを背面開口部8の近傍に配置した構成を示したが、図2に示すように、第2コンデンサ3Bを側面開口部9の近傍に配置した構成であっても、貯蔵室4の容積の低下を招くことなく十分なコンデンサ3の放熱性能を確保することができる等、上記した各種の効果を得ることができる。
この場合、背面開口部8の開口面積が側面開口部9の開口面積よりも大きい場合において、第2コンデンサ3Bを背面開口部8の近傍に設けた場合には、第1コンデンサ3Aを第2コンデンサ3Bよりも熱交換性能を低くすることができる。これは、他の吸込み口に対し開口面積が大きい開口部側に第2コンデンサ3Bを設けた場合には、第1コンデンサ3Aよりも第2コンデンサ3Bの放熱性能を高くした方が熱交換の効率がよいためである。
逆に、第2コンデンサ3Bを側面開口部9の近傍に設けた場合には、第1コンデンサ3Aを第2コンデンサ3Bよりも熱交換性能を高くすることができる。これは、他の吸込み口に対し開口面積が小さい開口部側に第2コンデンサ3Bを設けた場合には、第2コンデンサ3Bよりも第1コンデンサ3Aの放熱性能を高くする方が熱交換の効率がよいためである。
また、実施形態では背面開口部8と側面開口部9とを設けた冷蔵庫1を示したが、背面開口部8または側面開口部9のいずれか一方が設けられている構成であってもよい。その場合、第2コンデンサ3Bは、設けられた開口部の近傍に配置されることになる。
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について図3から図5を参照しながら説明する。この第2実施形態では、第1実施形態で用いられるコンデンサ3の具体的な構造について説明する。
第1実施形態では、単にコンデンサ3と説明したが、冷蔵庫1に設けられるコンデンサ3としては、冷媒が流れるチューブの外側にフィンが設けられたいわゆるフィンチューブ型のものが広く一般的に利用されている。
また、近年では、図3に示すように、扁平管10、放熱フィン11、および冷媒の出入口となるヘッダ12を有し、扁平管10の内部に図4に示すように冷媒が流れる流路10aが複数形成されているマルチフロー型のものも利用されつつある。また、マルチフロー型のコンデンサ3には、図3に示すようにヘッダ12間に複数の扁平管10を配設した並行式のものと、図5に示すように1本の扁平管10を蛇行させた蛇行式のものとがある。
このようなマルチフロー型のコンデンサ3は、一方のヘッダ12から扁平管10に流入した冷媒が凝縮して他方のヘッダ12から流出する。また、放熱フィン11は、いわゆるコルゲートフィンで波状に形成されており、各頂点が扁平管10の表面に接続されている。このため、放熱フィン11と扁平管10との間が伝熱可能となっており、熱交換に寄与する面積が増加した構造となっている。なお、図3および図5では三角形状の放熱フィン11を例示しているが、矩形状や台形状あるいは滑らかな曲面状とすることもできる。
さて、冷蔵庫1に採用するコンデンサ3としては、フィンチューブ型のもの、マルチフロー型のもの、さらには、それらを組み合わせたものを採用することができる。具体的には、第1コンデンサ3Aおよび第2コンデンサ3Bにマルチフロー型のものを採用することができるし、例えば第1コンデンサ3Aにはマルチフロー型のものを採用し、第2コンデンサ3Bにはフィンチューブ型のものを採用することができる。
このような構成によっても、第1実施形態と同様に、貯蔵室4の容積の低下を招くことなく十分なコンデンサ3の放熱性能を確保することができる。
さらに、マルチフロー型のコンデンサ3は、同一性能であればフィンチューブ型のものよりも小型化することができ、逆に、同一サイズであればフィンチューブ型のものよりも放熱性能を大きく向上させることができる。そのため、コンプレッサ2の近傍に配置される第1コンデンサ3Aにマルチフロー型のものを採用することでコンプレッサ2の近傍における省スペース化を実現でき、作業性の改善を図ることができる。
また、第1コンデンサ3Aだけでなく第2コンデンサ3Bもマルチフロー型のものを採用することにより、機械室5内の限られたスペースを有効活用することができる。この場合、小型化することにより、フィンチューブ型のものでは配置が困難であったスペースにも配置が可能になれば、デッドスペースを削減できることから、機械室5の小型化ひいては貯蔵室4の大型化を図ることもできる。
勿論、スペースに十分な余裕があったり、放熱性能が十分に確保できていたりするのであれば、第1コンデンサ3Aを第2コンデンサ3Bよりも熱交換性能を高くしたり、逆に、第2コンデンサ3Bを第1コンデンサ3Aよりも熱交換性能が高くしたりする等、機械室5の構造や必要な放熱量等により使い分けすることができる。これにより、製造性の向上や製造コストの削減を図ることができる。
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、図6から図13を参照しながら説明する。第3実施形態では、コンデンサ3の他の構造例、そのコンデンサ3の他の配置態様例、および、機械室5の他の構成例について説明する。
第1実施形態でも説明したように、第1コンデンサ3Aおよび第2コンデンサ3Bは、必ずしも物理的に2つのものを利用する必要は無く、異なる空気の流れに対向可能な形状であればよい。
そのため、例えば図3に示した並行式のマルチフロー型のコンデンサ3を、図6に示すように概ねL字状に折り曲げ、L字の一辺を第1コンデンサ3Aとし、L字の他辺を第2コンデンサ3Bとすることもできる。この場合、図3に示したものを図示左右方向に延長したものを折り曲げることで、所望のL字状のコンデンサ3を形成することができる。なお、図6では、説明の簡略化のために放熱フィン11の図示を省略している。
あるいは、図7に示すように、1本の扁平管10を蛇行させた後、最外縁の扁平管10をそのまま延長した後に再度蛇行させ、最外縁の扁平管10を折り曲げすことにより図8に示すように概ねL字状とし、L字の一辺を第1コンデンサ3Aとし、L字の他辺を第2コンデンサ3Bとすることもできる。なお、図8では、説明の簡略化のために放熱フィン11の図示を省略している。
このような構成によっても、第1コンデンサ3Aおよび第2コンデンサ3Bを形成することができる。また、L字状に折り曲げることにより、複数のコンデンサ3を設ける場合と比べて配管を溶接する箇所を削減でき、製造工程を簡略化することができる。
そして、このコンデンサ3を、図9および図10に示すように第1コンデンサ3Aがコンプレッサ2の側方となり、第2コンデンサ3Bが背面開口部8の近傍となるように配置することにより、上記した第1実施形態と同様に、貯蔵室4の容積の低下を招くことなく十分なコンデンサ3の放熱性能を確保することができる。なお、図9、図10に示すヘッダ12の向きは一例であり、配管が容易となる向き、あるいは、コンデンサ3の外形から突出しない向きに設定することができる。
これらの場合、マルチフロー型のコンデンサ3は、上記したように同じ放熱性能であれば小型化が可能である。そのため、図9の場合には、例えば紙面に垂直方向となるコンデンサ3の高さを小さくすることにより、仮に機械室5の底面に他の構造物や配管が配設されていても、コンデンサ3を底面から若干浮かせること等により、背面開口部8からコンプレッサ2の側方まで連続的にコンデンサ3を配置することができると考えられる。
また、コンデンサ3の高さを小さくした場合、第2コンデンサ3Bが背面開口部8の全面を覆わない状態となることもあるが、その場合には、第2コンデンサ3Bで覆われていない部分をシール部材でシールすることで、空気が第2コンデンサ3Bに集中させることができ、第2コンデンサ3Bにおける放熱を促すことができる。
また、図示は省略するが、図7に示す蛇行式のコンデンサ3において第2コンデンサ3Bとなる側の蛇行回数を多くすることにより、背面開口部8の全面を覆う形状とすることもできる。また、図7に示す蛇行式のコンデンサ3において最外縁の扁平管10の部分をより長くすることにより、側面開口部9の近傍からコンプレッサ2の近傍まで延びるコンデンサ3とすることもできる。
あるいは、第2コンデンサ3Bが背面開口部8の全面を覆わない状態であっても、シール部材を設けない構成とすることもできる。この場合、第2コンデンサ3Bの上方あるいは下方をすり抜けた空気が第2コンデンサ3Bを通過した空気と合流して第1コンデンサ3Aを通過することになる。
そのため、第2コンデンサ3Bが背面開口部8の全面を覆わない場合には、側面開口部9を設けなくても、第1コンデンサ3Aに対して混合した空気を供給することができ、第1コンデンサ3Aを通過する空気の低温化つまりは第1コンデンサ3Aにおける放熱を促すことができる。
また、図11に示すように、L字状に形成したものを第2コンデンサ3Bとしてのみ用い、第1コンデンサ3Aを別途設ける構成とすることもできる。この場合、例えば機械室5の下部に底面開口部13を設けることで第1コンデンサ3Aと第2コンデンサ3Bとで異なる経路の空気が通過するように構成することができる。この場合、第2コンデンサBにて底面開口部13を覆うようにしたり、L字状の第2コンデンサ3Bにより底面開口部13と背面開口部8あるいは側面開口部9とを覆うようにしたりすることができる。
また、冷蔵庫1が除霜機能を備えている場合には、図12に示すように、機械室5内に、空気の流れにおいて第2コンデンサ3Bの下流側の位置に除霜水を貯留する皿部材14を配置することができる。この場合、皿部材14には第2コンデンサ3Bを通過することで外気よりも高温となった空気が通過するので、貯留された除霜水の蒸発を促すことができる。
また、コンデンサ3は、上記したL字状以外にも、図13に示すように若干屈曲させた概ねV字状にすることもできる。この場合、第1コンデンサ3Aを屈曲したマルチフロー型のものとすることにより、第2コンデンサ3よりも厚みを薄く形成することができる。これは、上記した第1実施形態の場合も同様である。これにより、機械室5内の他の構造物等と干渉したり接触したりすることを低減できる。また、V字状の図示上方側の辺には側面開口部9からの空気が流れるようにし、V字状の図示下方側の辺には背面開口部8からの空気が流れるように第1コンデンサ3Aの大きさやV字の角度を設定することができる。
(その他の実施形態)
各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
図面中、1は冷蔵庫、3はコンデンサ、3Aは第1コンデンサ(コンデンサ)、3Bは第2コンデンサ(コンデンサ)、5は機械室、7は冷却ファン、8は背面開口部(開口部)、9は側面開口部(開口部)、10は扁平管、10aは流路、13は底面開口部(開口部)を示す。

Claims (10)

  1. 冷凍サイクルを備えた冷蔵庫であって、
    前記冷凍サイクルに用いるコンデンサを、冷媒の流れにおいて上流側に設けられている第1コンデンサと、冷媒の流れにおいて前記第1コンデンサよりも下流側に設けられている第2コンデンサとにより構成したことを特徴とする冷蔵庫。
  2. 前記第1コンデンサには、前記第2コンデンサを通過した空気と、前記第2コンデンサを通過した空気とは別経路で流入した空気とが混合した空気が通過することを特徴とする請求項1記載の冷蔵庫。
  3. 前記第1コンデンサは、冷却ファンによって形成される空気の流れにおいて、前記第2コンデンサよりも下流側に設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の冷蔵庫。
  4. 前記第2コンデンサは、当該冷蔵庫に設けられて外気の導入口となる開口部に位置して設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  5. 前記第1コンデンサは、前記第2コンデンサよりも熱交換性能が高いことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  6. 前記第2コンデンサは、前記第1コンデンサよりも熱交換性能が高いことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  7. 前記コンデンサは、冷媒が流れるチューブの外側にフィンを設けたフィンチューブ型、または、冷媒が流れる流路が内部に複数形成されている扁平管を有するマルチフロー型のものであることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  8. 前記コンデンサは、空気の流れの下流側に冷媒の入口が位置するように設けられていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  9. 1つの前記コンデンサを異なる空気の流れに対向するように屈曲させることにより前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサを構成したことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  10. 前記第1コンデンサは、屈曲させた1つの本体部を有するものであり、
    前記第2コンデンサは、屈曲していない本体部を有するものであることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項記載の冷蔵庫。
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