JP2023134888A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱量の低下を防止することが可能な冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷蔵庫本体の底部に設けられた機械室Ｑに、コンデンサ２１、圧縮機２２、蒸発皿２３、冷却用のプロペラファン２５およびプロペラファン２５を収容するファンケーシング２６を備え、プロペラファン２５により機械室Ｑの前面に設けた吸込口２７ａと吐出口２８ａから空気を吸排気してコンデンサ２１と圧縮機２２を冷却するように構成され、空気の流れ方向に沿って、吸込口２７ａが形成された吸込流路２７、圧縮機２２、プロペラファン２５およびファンケーシング２６、吐出口２８ａが形成された吐出流路２８が順番に配置されている。また、吸込流路２７内にはコンデンサ２１を備え、吐出流路２８内には蒸発皿２３を備える。また、ファンケーシング２６は、プロペラファン２５の下流に配置され、プロペラファン２５から吐出された空気の流れ方向を径方向に変換する。【選択図】図２

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。

特許文献１には、箱体の底面に、気流方向に沿ってコンデンサ、圧縮機、遠心ファンが並んで配置された機械室の放熱構造が記載されている。特許文献２には、箱体の圧縮機の後方に後部排出口を設ける構成が記載されている。

特開平９－３２４９７７号公報 実公昭６２－３４２２１号公報

ところで、配送ダクトの流路幅が狭いと、圧力損失の増大に伴う遠心ファンの風量の低下により、コンデンサの放熱量が低下する。反対にコンデンサ側の流路幅が配送ダクトの流路幅よりも小さいと、コンデンサの伝熱面積が低下することにより、コンデンサの放熱量が低下する。特許文献１に記載の従来技術では、コンデンサや配送ダクトの流路幅について言及されていないため、コンデンサや配送ダクトの寸法、配置によっては風路の圧力損失が増大し、風量が低下するおそれがある。

また、特許文献２に記載の技術では、後部排出口が設けられているため、この後部排出口から外気を取り込んでしまい、気流がコンデンサを通過しなくなり、放熱できなくなるおそれがある。

本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫本体の底部に設けられた機械室に、コンデンサ、圧縮機、蒸発皿、冷却用のプロペラファンおよび当該プロペラファンを収容するファンケーシングを備え、前記プロペラファンにより前記機械室の前面に設けた吸込口と吐出口から空気を吸排気して前記コンデンサと前記圧縮機を冷却するように構成され、空気の流れ方向に沿って、前記吸込口が形成された吸込流路、前記圧縮機、前記プロペラファンおよび前記ファンケーシング、前記吐出口が形成された吐出流路が順番に配置され、前記吸込流路内には前記コンデンサを、前記吐出流路内には前記蒸発皿を備え、前記ファンケーシングは、前記プロペラファンの下流に配置され、当該プロペラファンから軸方向に吐出された空気の流れ方向を径方向に変換する。

本実施形態の冷蔵庫の使用形態を示す斜視図である。 本実施形態の機械室の内部構造を示す斜視図である。 本実施形態の機械室の内部構造を示す平面図である。 本実施形態の冷蔵庫の冷凍サイクルの構造を示すブロック図である。 冷却ファンの斜視図である。 冷却ファンの縦断面図である。 ファンケーシングの形状を示す断面図である。 冷蔵庫をファンケーシングの位置で切断したときの断面図である。 機械室の内部構造を示す背面図である。 機械室内の部材の配置を示す構成図である。 吸込流路幅を吐出流路幅で除した値とコンデンサの放熱量との関係を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。ただし、本実施形態は、以下の内容に何ら制限されず、本発明の要旨を損なわない範囲内で任意に変更して実施可能である。また、以下では、図１に示す方向を基準として説明する。

図１は、本実施形態の冷蔵庫の使用形態を示す斜視図である。なお、以下では、冷蔵温度帯（例えば、１℃～６℃）の冷蔵室Ｒを備えた１ドアタイプのものを例に挙げて説明するが、冷蔵室と製氷室を備えた１ドアタイプの冷蔵庫であってもよく、冷蔵室と冷凍室を備えた２ドアタイプの冷蔵庫であってもよく、３ドア以上の冷蔵庫であってもよい。

図１に示すように、冷蔵庫１は、前方が開口した箱形状の冷蔵庫本体１０と、冷蔵庫本体１０の前面の開口を開閉する扉２０と、を備えている。また、冷蔵庫１は、ビルトイン式に対応したものにすることができ、前面が開放した収納箱１００内に収納されるようにして設置されてもよい。また、冷蔵庫本体１０は、上面部１１ａ、底面部１１ｂ、左側面部１１ｃ、右側面部１１ｄ、背面部１１ｅからなる外箱１１を有し、冷蔵庫１の外郭を構成している。また、冷蔵庫本体１０は、合成樹脂製の内箱１２を有している。この内箱１２と外箱１１との間には成形断熱材や真空断熱材としての断熱材Ｍ（図８参照）が充填されて断熱箱体を構成している。また、扉２０にも発泡ウレタンなどの断熱材が充填されて断熱扉を構成している。本実施例では、断熱材Ｍとして成形断熱材のみを使用しており、具体的には発泡スチロールを使用している。

収納箱１００は、前面を除いて、上面板１００ａ、底面板１００ｂ、左側面板１００ｃ、右側面板１００ｄ、背面板１００ｅを有している。また、上面板１００ａ、底面板１００ｂ、左側面板１００ｃ、右側面板１００ｄ、背面板１００ｅのいずれにも、内側と外側を貫通する孔は形成されていない。

冷蔵庫１を収納箱１００に収納することで、上面部１１ａが上面板１００ａの内壁面に接し、左側面部１１ｃが左側面板１００ｃの内壁面に接し、右側面部１１ｄが右側面板１００ｄの内壁面に接し、背面部１１ｅが背面板１００ｅの内壁面に接する。なお、上面部１１ａ、左側面部１１ｃ、右側面部１１ｄ、背面部１１ｅそれぞれを別体とし、冷蔵庫１の外面それぞれに着脱するようにしてもよい。

また、冷蔵庫本体１０の底面には、高さや傾きを調整するための脚部１３，１３が設けられている。これにより、底面部１１ｂと底面板１００ｂとの間には調整用の若干の隙間が形成されている。なお、本実施形態では、脚部１３を備えた場合を例に挙げて説明したが、車輪（ローラ）や、車輪と脚部との組み合わせであってもよく、適宜変更することができる。

このように、冷蔵庫１を収納箱１００に、前面の開口から挿入して収納することで、冷蔵庫１の上面部１１ａ、左側面部１１ｃ、右側面部１１ｄ、背面部１１ｅがほぼ隙間なく収納箱１００に収納される。

図２は、本実施形態の機械室の内部構造を示す斜視図である。
図２に示すように、冷蔵庫１（図１参照）の底面側には、機械室Ｑが設けられている。この機械室Ｑは、前後方向の手前側が扁平な空間となるように形成され、奥側（背面側）が手前側よりも高さが高い空間となるように形成されている。

機械室Ｑには、コンデンサ２１、圧縮機２２、蒸発皿２３、電気品を収納した基板ケース２４、プロペラファン２５、ファンケーシング２６、吸込流路２７、吐出流路２８が設けられている。また、コンデンサ２１、圧縮機２２、減圧器（キャピラリチューブ）４３（図４参照）、冷却器３１（図４参照）によって冷凍サイクルが構成されている。

コンデンサ２１は、圧縮機２２から吐出した高温・高圧の冷媒を凝縮する凝縮器（放熱器）として機能するものである。また、コンデンサ２１は、冷媒管２１ａとフィン２１ｂとが組み合わされて構成されている。また、コンデンサ２１は、冷蔵庫１の下部に位置するとともに前後方向の中央よりも手前側に位置している。

圧縮機２２は、圧縮要素と電動要素とを密閉容器内に上下に配置して構成されたいわゆるレシプロ圧縮機である。電動要素は、密閉容器内の下側に配置され、ステータ及びロータを含んで構成されている。圧縮要素は、シリンダ内にピストンを往復動させることで冷媒を圧縮するクランクシャフトと、このクランクシャフトを支持する軸受などを備えて構成されている。ピストンは左右方向に往復動するように据付けられており、一方、プロペラファン２５は回転軸が左右方向となるように据付けられている。また、圧縮機２２は前後寸法よりも左右寸法が長い。また、プロペラファン２５は、正面視において縦長となるように配置されている。

また、圧縮機２２は、機械室Ｑの背面側の高さのある空間内に位置している。また、圧縮機２２は、吸込流路２７と前後方向に重なる位置に配置されている。

蒸発皿２３は、除霜時に発生した除霜水ＤＷ（図１０参照）を溜める皿状の容器であり、機械室Ｑに設けられたプロペラファン２５による通風等の作用により除霜水ＤＷが蒸発するようになっている。

基板ケース２４は、冷蔵庫１を制御する制御基板（不図示）が収容され、庫内の温度に基づいて圧縮機２２のモータ回転速度、プロペラファン２５のモータ回転速度を制御する。また、基板ケース２４に収容される制御基板（不図示）が縦置きに配置され、正面視において基板ケース２４が縦長になるように構成されている。

プロペラファン２５は、圧縮機２２と対向する位置に配置され、回転軸２５ｇ（図５参照）の方向から吸い込んでファンケーシング２６に向けて吹き出すように構成されている。

ファンケーシング２６は、プロペラファン２５の下流（後流）に配置される略有底円筒状のケースである。また、ファンケーシング２６は、プロペラファン２５を収容している。また、ファンケーシング２６は、プロペラファン２５の軸方向の一面側に吸込口２６ｓ（図６参照）が形成され、下部に吹出口２６ｔ（図６参照）が形成されている。

プロペラファン２５とファンケーシング２６とが組み合わされた冷却ファン５０（冷却手段）は、圧縮機２２と同様に、機械室Ｑの背面側の高さのある空間内に左右に並んで配置されている。また、冷却ファン５０は、吐出流路２８と前後方向に重なる位置に配置されている。

吸込流路２７は、冷蔵庫１の外部から吸い込んだ空気が流れるダクト形状のものであり、断面視矩形状の扁平な流路を有している。また、吸込流路２７には、冷蔵庫本体１０（図１参照）の前面に吸込口２７ａが形成されている。この吸込口２７ａには、機械室Ｑ内に塵埃などの異物が入り込むのを防止するフィルタ部材２７ｂ（図１０参照）が取り付けられている。

吐出流路２８は、機械室Ｑに吸い込んだ空気を冷蔵庫１の外部に排出するダクト形状のものであり、断面視矩形状の流路を有している。また、吐出流路２８には、冷蔵庫本体１０（図１参照）の前面側に、吸込口２７ａと左右方向に並んで吐出口２８ａが形成されている。また、吐出流路２８と吸込流路２７との間には、仕切り２９が設けられている。

また、図２に示す実施形態では、吸込流路２７の幅は、吐出流路２８の幅よりも大きく形成されている。なお、吸込流路２７の高さと吐出流路２８の高さは、ほぼ同じになるように構成されている。

また、冷蔵庫本体１０は、コンデンサ２１、圧縮機２２、蒸発皿２３、基板ケース２４、プロペラファン２５、ファンケーシング２６を支持するベース４０を備えている。このベース４０は、底面を構成する底板部４０ａと、底板部４０ａの左右両端部において上方に延びて外側に折れ曲がる縁部４０ｂ，４０ｂと、底板部４０ａの後端部において上方に向けて延びる縁部４０ｃと、を有している。

図３は、本実施形態の機械室の内部構造を示す平面図である。なお、図３では、プロペラファン２５、ファンケーシング２６および基板ケース２４の図示を省略している。
図３に示すように、吸込流路２７には、前記したようにコンデンサ２１が配置されている。コンデンサ２１は、冷媒管２１ａが左右方向に延びて、左右両端において折り返して蛇行するように構成されている。また、冷媒管２１ａは、左右方向に並んで配置された複数のフィン２１ｂを貫通するように構成されている。この冷媒管２１ａには、圧縮機２２からの高温・高圧の冷媒が導入される。なお、圧縮機２２から吐出された冷媒は、冷媒管２１ａの点Ｐの位置、つまり吸込気流の流れ方向の下流側から導入される。

機械室Ｑの入口である吸込流路２７の吸込口２７ａには、吸込グリル２７ｃ（図１０参照）が設けられている。この吸込グリル２７ｃは、金属製または樹脂製であり、吸込口２７ａに嵌め込まれている。また、機械室Ｑの出口である吐出流路２８の吐出口２８ａにも同様にして吐出グリル２８ｃ（図１０参照）が設けられている。

また、左右に並んで配置される吸込流路２７と吐出流路２８との間には仕切り２９が設けられている。これにより、吸込流路２７から吸い込まれた空気は、機械室Ｑの背面側に配置された圧縮機２２、そして冷却ファン５０（図２参照）を通り、吐出流路２８を通って吐出口２８ａから吐出するようになっている。

また、コンデンサ２１は、後方に位置する圧縮機２２の近傍まで配置されている。また、コンデンサ２１は、前側に空気が導入される入口部Ｅ１が形成され、後側に空気が排出される出口部Ｅ２が形成されている。また、コンデンサ２１の左右方向の幅は、圧縮機２２の左右方向の幅よりも大きく形成されている。また、コンデンサ２１の前後方向の投影上に圧縮機２２が位置するように構成されている。また、圧縮機２２の幅方向の全体がコンデンサ２１の出口部Ｅ２の投影上に位置している。なお、コンデンサ２１の長さＬ（コンデンサ長さ）とは、冷媒管２１ａを含めてフィン２１ｂの前端から後端までの長さを意味する。

蒸発皿２３は、吐出流路２８に配置され、ベース４０の後端と前端との全体に渡って形成されている。また、蒸発皿２３は、仕切り２９とベース４０の右端の縁部４０ｂとの全体に渡って形成されている。このようにすることで、蒸発皿２３の除霜水を溜める容積を多く確保できる。

図４は、本実施形態の冷蔵庫の冷凍サイクルの構造を示すブロック図である。
図４に示すように、冷蔵庫１は、コンデンサ２１、圧縮機２２、冷却器（ＥＶＰ：エバポレータ）３１、減圧器４３に加えて、放熱部４１、冷媒に含まれる水分を取り除くためのドライヤ４２、減圧器４３との間で熱交換を行うサクションパイプ（Ｓパイプ）４４を備えている。放熱部４１は、外箱１１（図１参照）の表面の内側に設けられる管状のものである。また、放熱部４１は、左側面部１１ｃ（図１参照）に設けられる放熱管４１ａと、背面部１１ｅに設けられる放熱管４１ｂと、右側面部１１ｄに設けられる放熱管４１ｃと、前面部に設けられる放熱管４１ｄと、底面部１１ｂに設けられる放熱管４１ｅと、を有している。圧縮機２２から吐出された冷媒は、コンデンサ２１、放熱部４１を通って放熱（凝縮）され、ドライヤ４２、減圧器４３、冷却器３１、サクションパイプ４４を通って圧縮機２２に戻る。また、冷却器３１は、機械室Ｑの上方の背面に設けられた冷却室に収容されている。また、減圧器４３は、その一部が機械室Ｑに設けられている。

このようにして、冷却器３１によって冷蔵庫１を冷却するが、このときの冷却する力は、放熱する力によって決まる。つまり、圧縮機２２から減圧器４３の前までの放熱サイクルでの放熱エネルギ量を多く確保できることで、冷却能力も多く確保できる。通常、庫内の冷却は一定であり、放熱量を多くかせぐことで、圧縮機２２の回転速度を落とすことができ、その結果として消費電力を下げることが可能になる。そこで、放熱サイクルには圧縮機２２が含まれているので、圧縮機２２に風を当てて冷却することが重要になる。

図５は、冷却ファンの斜視図である。なお、図５は、空気が導入されるプロペラファン２５側から見た状態である。
図５に示すように、冷却ファン５０は、プロペラファン２５とファンケーシング２６とが組み合わされて構成されている。

プロペラファン２５は、一般的な構造を有するものであり、モータが内蔵された軸部２５ａと、軸部２５ａの周面に固定された３枚の羽根２５ｂと、軸部２５ａを固定して支持するフレーム部２５ｃと、を有している。また、プロペラファン２５は、太矢印で示すように、プロペラファン２５を軸方向から見たときに反時計回り方向に回転するようになっている。これにより、圧縮機２２（図２参照）からの空気が、左側から吸い込まれ、右側のファンケーシング２６に向けて吹き出されるようになっている。

また、フレーム部２５ｃは、羽根２５ｂの外周に円筒形状の通気路２５ｄが形成されている。通気路２５ｄは、軸方向（左右方向）の一端側が圧縮機２２（図２参照）を向き、他端がファンケーシング２６側を向くように開口している。プロペラファン２５の回転軸２５ｇは、冷蔵庫本体１０の前面１０ｓ（図１参照）と略平行になるようにして設置されている。ここでの前面１０ｓとは、筐体の前面であり、冷蔵庫本体１０（図１参照）の扉２０のパッキン（不図示）が吸着される平坦な面を意味している。

ファンケーシング２６は、略円筒状に形成され、フレーム部２５ｃに向いて形成される背面部２６ａと、背面部２６ａの外周縁から右側（プロペラファン２５から軸方向に向けて離れる方向に延びる外周面部２６ｂと、この外周面部２６ｂの開口を塞ぐ蓋部２６ｃと、を有している。

背面部２６ａは、プロペラファン２５の通気路２５ｄの直径よりも大径になるように構成されている。また、背面部２６ａは、フレーム部２５ｃの上部および後部から円弧状に突出した形状を有している。

図６は、冷却ファンの縦断面図である。
図６に示すように、ファンケーシング２６は、プロペラファン２５の出口側の一部が収納されるように構成されている。また、ファンケーシング２６の背面部２６ａの位置に、羽根２５ｂの前端が位置するように、プロペラファン２５がファンケーシング２６に収納されている。

また、ファンケーシング２６は、下端部に空気が吹き出す吹出口２６ｔが形成されている。この吹出口２６ｔは、外周面部２６ｂの左右方向の幅全体に形成されている。また、吹出口２６ｔは、上下方向の高さがプロペラファン２５のフレーム部２５ｃの下端とほぼ一致するように構成されている。

また、ファンケーシング２６の蓋部２６ｃは、外周面部２６ｂに嵌合して固定されている。また、蓋部２６ｃには、プロペラファン２５の軸部２５ａに向けて突出する突出部２６ｅが形成されている。また、蓋部２６ｃは、突出部２６ｅを除く部分は、平坦な面になるように構成されている。

この突出部２６ｅの先端は、軸部２５ａと接触しない近傍まで延びている。また、突出部２６ｅの直径は、軸部２５ａの直径と略一致する寸法になるように構成されている。また、外周面部２６ｂの左右方向の幅Ｗ１は、プロペラファン２５の左右方向の幅Ｗ２よりも長く形成されている。

図７は、ファンケーシングの形状を示す断面図である。なお、図７は、蓋部２６ｃの位置で切断して軸方向から見た状態である。
図７に示すように、ファンケーシング２６の外周面部２６ｂは、上部にプロペラファン２５のフレーム部２５ｃから上方に突出する円弧部２６ｂ１と、後部にフレーム部２５ｃから後方に突出する円弧部２６ｂ２と、を有する。また、外周面部２６ｂは、前部に上下方向に直線状に延びる直線部２６ｂ３を有する。また、外周面部２６ｂは、下端に羽根２５ｂの直径よりも前後方向に長い吹出口２６ｔが形成されている。

また、円弧部２６ｂ１が形成される背面部２６ａには、略矩形状の連通口２６ａ１が形成されている。この連通口２６ａ１は、図７の軸部２５ａの軸方向から見たときに、円形状の通気路２５ｄの全体が当該連通口２６ａ１内に位置している。また、プロペラファン２５は、羽根２５ｂの後流側に、軸部２５ａをフレーム部２５ｃに支持する複数の支持部２５ｆが形成されている。

また、ファンケーシング２６の外周面部２６ｂは、軸部２５ａの回転中心Ｏと前方に位置する直線部２６ｂ３との距離（径方向の寸法）をｒ１とし、回転中心Ｏと前寄り上方に位置する円弧部２６ｂ１との距離（径方向の寸法）をｒ２とする。また、外周面部２６ｂは、回転中心Ｏと後寄り上方に位置する円弧部２６ｂ１との距離（径方向の寸法）をｒ３とし、回転中心Ｏと後方に位置する円弧部２６ｂ２との距離（径方向の寸法）をｒ４とする。また、外周面部２６ｂは、回転中心Ｏと下寄り後方に位置する円弧部２６ｂ２との距離（径方向の寸法）をｒ５とする。このときの各距離の関係は、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３＜ｒ４＜ｒ５となる。また、ファンケーシング２６内では、プロペラファン２５から吐出された空気は、太矢印で示す方向に流れるようになっている。つまり、ファンケーシング２６は、上流側から下流側に向けて距離（径方向の寸法）ｒ１～ｒ５が拡大するようになっている。

なお、本実施形態では、ファンケーシング２６に直線部２６ｂ３が形成された場合を例に挙げて説明したが、直線部２６ｂ３が他の円弧部２６ｂ１，２６ｂ２と同様に円弧状に形成されていてもよい。この場合には、吹出口２６ｔの開口の前端と回転中心Ｏとを結ぶ距離（径方向の寸法）が最も短くなり、時計回り方向に向けて径方向の寸法が拡大するように構成される。

ところで、プロペラファンの特徴として、吸込部の圧力損失が小さい場合、広い空間から空気が吸えるので、空気を径方向から吸って、軸方向に吐く流れになる。しかし、冷蔵庫１の機械室Ｑのような吸込部が狭い空間でプロペラファンを用いた場合、軸方向から空気が吸われることになるので、プロペラファンから吐出した空気は、径方向に向けて吐く流れになる。また、プロペラファンの羽根の形状が斜めになっているので、回転することで空気を押し出して流すようになる。このため、機械室のような吸込側の圧力損失がある程度大きい場合、吸った空気がファンの形状に沿って上側に押し出されることになる。そこで、本実施形態では、空気が吐出される方向に向けて、径方向に行くにしたがって徐々に径が拡大していく形状にすることで、流速が増速しないようにできるので、圧力損失を最小化しつつ、垂直方向に空気を曲げることが可能になる。

また、ファンケーシング２６には、プロペラファン２５の後流に空気の温度を検出する温度センサ５１が設けられている。この温度センサ５１は、背面部２６ａの裏面（内側）に位置している。また、温度センサ５１は、空気の流れ方向（図７の回転方向の矢印参照）の下流側（吹出口２６ｔに近い側）に位置している。このように、プロペラファン２５の後流に配置する、つまり加熱体の最下流に配置することで、空気の高温検知が容易になる。これにより、温度を検知することで、吐出口２８ａから高温の空気が吐出されるのを抑制するように制御するなどが可能になる。

図８は、冷蔵庫をファンケーシングの位置で切断したときの断面図である。なお、図８では、プロペラファン２５から吐出された空気の流れを太矢印で示している。
図８に示すように、冷蔵庫１は、冷蔵室Ｒの背面に、送風カバー１４の背面側に形成された冷却室３０に、冷気を生成する冷却器３１、除霜時に冷却器３１などに付着した霜を融かすヒータ（不図示）、冷却器３１から落下する除霜水を受ける樋３３、冷却器３１で生成された冷気を冷蔵室Ｒに送り込む送風ファン（不図示）などが設けられている。

また、機械室Ｑの背面側は、孔が形成されていない背面カバー６０によって覆われている。また、機械室Ｑの上面側と前面側は、底面部１１ｂによって覆われている。また、機械室Ｑの底面側は、底板部４０ａによって覆われている。また、機械室Ｑの左右側面側は、左側面部１１ｃ（図１参照）と右側面部１１ｄ（図１参照）によって覆われている。つまり、機械室Ｑは、吸込口２７ａ（図１参照）と吐出口２８ａ（図１参照）を除いて密閉された状態である。

また、樋３３に集められた除霜水は、ドレン管３５を介して蒸発皿２３に送られるようになっている。ドレン管３５は、冷却室３０から機械室Ｑに向けて断熱材Ｍを貫通し、蒸発皿２３の上部まで延びている。また、蒸発皿２３は、ファンケーシング２６の下端（冷蔵庫１の後端）から冷蔵庫１の前端までの長さとなる領域に形成されている。

蒸発皿２３は、圧縮機２２（図２参照）の上側ではなく、冷却ファン５０の下側を含む場所に位置している。ドレン管３５から排出された除霜水（ドレン水）は、蒸発皿２３に貯溜される。冷却ファン５０の吹出口２６ｔから吹き出された空気は、蒸発皿２３に貯溜された除霜水と接しながら前方に流れる。この場合、吸込流路２７（図２参照）に吸い込まれた空気は、コンデンサ２１を通過することで暖められ、圧縮機２２の表面に接触しながら通過することでさらに暖められる。このため、蒸発皿２３の除霜水を効果的に蒸発させることができる。

また、蒸発皿２３を前方に向けて流れる空気は、吐出口２８ａから冷蔵庫１の外部に排出される。ところで、蒸発皿２３には、除霜した水を溜めるために蒸発皿２３の前端において底面から上方に起立した壁２３ａが形成される。この壁２３ａが設けられていると、壁２３ａと底面部１１ｂとの隙間が狭くなり、圧力損失が増加する。そこで、本実施形態では、壁２３ａが位置する底面部１１ｂに凹形状の窪み１１ｂ１を設けている。これにより、壁２３ａと底面部１１ｂとの隙間が拡大され、吐出口２８ａの圧力損失を低下させつつ、蒸発皿２３の水量を確保することができる。

図９は、機械室の内部構造を示す背面図である。なお、図９は、機械室Ｑの背面に設けられる背面カバーを取り外した状態を示している。
図９に示すように、プロペラファン２５が縦置きに配置され、プロペラファン２５の回転軸２５ｇ（図５参照）が左右方向に向いている。また、ファンケーシング２６が縦置きに配置され、外周面部２６ｂの上端が機械室Ｑの天井に近い位置まで延びている。また、基板ケース２４が縦置きに配置され、ファンケーシング２６に近接して配置されている。このように、プロペラファン２５、ファンケーシング２６および基板ケース２４は、左右方向に沿って並んで配置されている。このように、プロペラファン２５、ファンケーシング２６および基板ケース２４をすべて縦置きに並べて配置することで、狭い機械室Ｑ内にコンパクトに配置することが可能になる。

基板ケース２４は、ファンケーシング２６の蓋部２６ｃと、右側面部１１ｄとの間の空間に位置している。また、基板ケース２４は、蒸発皿２３の上部に位置している。このような位置に基板ケース２４を配置することで、基板ケース２４から発生する熱によって蒸発皿２３の除霜水を温めることができ、蒸発皿２３の除霜水の蒸発をさらに促進することができる。

また、基板ケース２４は、機械室Ｑから基板ケース２４をまるごと外すことができるようになっている。機械室Ｑの背面カバー６０（図８参照）を外すことで、背面側から基板ケース２４を外すことができ、メンテナンス性を向上できる。

また、減圧器４３は、圧縮機２２に対して冷却ファン５０とは左右方向の反対側に位置している。換言すると、減圧器４３は、空気の流れに対して圧縮機２２の上流側に位置している。これにより、圧縮機２２によって加熱された空気は、冷却ファン５０に向けて流れるので、減圧器４３が積極的に加熱されることがなくなる。

ところで、断熱材Ｍとして使用している発泡スチロールは、冷蔵庫の断熱材として広く使用されている発泡ウレタンに比して耐熱温度が低く、６０～８０℃程度、例えば７５℃であり、この温度に達すると熱変形が著しく、形状を維持できないことがある。一方で圧縮機２２から吐出されたガス冷媒は、環境温度が高温（例えば４０℃など）で、冷蔵庫庫内へ食品や飲料などが投入された場合など、負荷条件によっては耐熱温度以上、例えば９０℃以上の高温となることがある。このため、断熱材Ｍの信頼性の観点から、冷蔵庫１は、圧縮機２２から吐出された冷媒が、断熱材Ｍに沿って這わされている冷媒配管としての放熱部４１より上流に、機械室Ｑ内のコンデンサ２１を通り、コンデンサ２１中で冷媒が二相域となるまで温度を低下させる構成としている。

具体的な冷媒としては、例えばイソブタンを挙げることができる。これにより断熱材Ｍが比較的耐熱温度が低い発泡スチロール（ポリスチレン）であっても、冷蔵庫１の信頼性を確保できる。より具体的には、環境温度を測定する外気温度センサ（不図示）を備えており、高温の条件下では、プロペラファン２５を駆動させて又は回転数を上げて、積極的にコンデンサ２１中で冷媒を低温化させる。さらに、温度センサ５１が高温時（例えば５０℃）の際は、プロペラファン２５を駆動させる、プロペラファン２５を駆動させて又は回転数を上げて、積極的にコンデンサ２１中で冷媒を低温化させる。また、外気温度センサと温度センサ５１がともに高温の場合は、さらにプロペラファン２５の回転数を上げることができる。さらに、コンデンサ２１出口に別の温度センサを配置し、予め設定した耐熱温度以上の場合、プロペラファン２５の回転数を上げたり、圧縮機２２の減速や停止を実行することができる。

図１０は、機械室内の部材の配置を示す構成図である。なお、図１０は、説明の便宜上、各部材を模式的に示している。
図１０に示すように、冷却ファン５０は、吹出口２６ｔが吐出流路２８と接続されている。すなわち、吹出口２６ｔから吐出された空気がすべて吐出流路２８に導入されるように、冷却ファン５０と吐出流路２８との間に風路が形成されている。冷却ファン５０の吹出口２６ｔから吐出された空気は、ほぼそのままの向きで（向きを変えることなく）、吐出流路２８に導入されるようになっている。

吐出流路２８に配置された蒸発皿２３は、吐出流路２８の領域の略全体に位置している。また、蒸発皿２３は、前後左右の全体に縁部を有し、除霜水ＤＷを溜めることができるようになっている。このように、本実施形態では、蒸発皿２３を吐出流路２８の全体に位置するように配置することで、扁平な吐出流路２８において除霜水ＤＷを溜める容積を十分に確保できる。また、蒸発皿２３は、前後方向の長さが、コンデンサ２１の長さＬよりも長く形成されている。

このように構成された機械室Ｑの内部構造では、冷却ファン５０が作動することで、吸込口２６ｓに向けて空気Ｆ３が吸気されるとともに、吹出口２６ｔから空気Ｆ４が排出される。これにより、冷蔵庫１の外側の空気Ｆ１が吸込口２７ａから吸い込まれ、フィルタ部材２７ｂを通って、コンデンサ２１のフィン２１ｂ間を通過する。コンデンサ２１では、冷媒管２１ａを通る冷媒と空気との間で熱交換が行われ、コンデンサ２１が放熱（凝縮）される。コンデンサ２１を通過した空気は、圧縮機２２を通ることで、圧縮機２２を冷却する。冷却ファン５０から吐出された空気Ｆ４は、蒸発皿２３上を通過して、除霜水ＤＷを蒸発させる。蒸発皿２３を通過した空気Ｆ２は、吐出口２８ａから冷蔵庫１の前面１０ｓ（図１参照）から外部に吐出される。

ところで、機械室幅Ｗｄ（機械室Ｑの幅）の固定の条件下において、吸込流路幅Ｗｉ（吸込流路２７の幅）が吐出流路幅Ｗｏ（吐出流路２８の幅）よりも大幅に大きい場合、コンデンサ２１の伝熱面積は増大するものの、蒸発皿２３における圧力損失の増大に伴う冷却ファン５０の風量の低下により、コンデンサ２１の放熱量が低下する場合がある。反対に吸込流路幅Ｗｉが吐出流路幅Ｗｏよりも大幅に小さい場合には、コンデンサ２１による圧力損失の増加とコンデンサ２１の伝熱面積の低下により、コンデンサ２１の放熱量が低下する。したがって、冷蔵庫本体１０の前面１０ｓに吸排気口（吸込口２７ａおよび吐出口２８ａ）を備える構成において、放熱量の低下を抑制するためには、吸込流路幅Ｗｉと吐出流路幅Ｗｏの割合を適正化する必要が生じる。

図１１は、吸込流路幅を吐出流路幅で除した値とコンデンサの放熱量との関係を示すグラフである。
図１１に示すように、グラフの横軸は、吸込流路幅Ｗｉを吐出流路幅Ｗｏで除した（割った）ものである。吸込流路幅Ｗｉは、吸込流路２７の左右方向の幅である（図１０参照）。吐出流路幅Ｗｏは、吐出流路２８の左右方向の幅である（図１０参照）。なお、吸込流路２７の高さと吐出流路２８の高さは互いに同じ高さに設定されている。グラフの縦軸は、コンデンサ２１の放熱量（Ｗ）を示している。また、図１１では、コンデンサ２１の長さＬ（図１０参照）を、吸込流路幅Ｗｉで除した（割った）値（Ｌ／Ｗｉ）を２パターン設定した場合について検討を行った。また、図１１では、一方のＬ／Ｗｉを０．４４とした場合について黒四角でプロットして直線（破線）で結んだものを示し、もう一方のＬ／Ｗｉを０．７４とした場合について黒三角でプロットして直線（実線）で結んだものを示した。

図１１に示すグラフは、機械室Ｑの幅（以下、機械室幅Ｗｄ）が固定の条件下において、吸込流路幅Ｗｉとコンデンサ長さＬをパラメータとして熱流体解析を行うことにより、コンデンサ２１の放熱量を計算した結果である。なお、吐出流路幅Ｗｏは、（機械室幅Ｗｄ－吸込流路幅Ｗｉ－仕切り幅Ｗｓ）によって決まる。

図１１の破線のグラフで示すように、Ｌ／Ｗｉを０．４４とした場合、Ｗｉ／Ｗｏが１．０以上２．０以下（１．０～２．０）の範囲内において、コンデンサ２１の放熱量が最大となることが確認された。また、図１１の実線のグラフで示すように、Ｌ／Ｗｉを０．７４とした場合、Ｗｉ／Ｗｏが１．０以上２．０以下（１．０～２．０）の範囲内において、コンデンサ２１の放熱量が最大となることが確認された。一方、Ｗｉ／Ｗｏが１．０未満の場合と、Ｗｉ／Ｗｏが２．０を超える場合、コンデンサ２１の放熱量が、Ｗｉ／Ｗｏが１．０～２．０の場合よりも低下することが確認された。

このように、Ｗｉ／Ｗｏを１．０～２．０にすることで、コンデンサ２１の放熱量をほぼ最大にすることができ、冷蔵室Ｒ（図１参照）の冷却を効率的に行うことが可能になる。また、コンデンサ２１の長さＬを変えた場合でも、コンデンサ２１の放熱量が最大となるのは、Ｗｉ／Ｗｏが１．０～２．０の範囲である。

ちなみに、Ｗｉが大きい場合（Ｗｉ／Ｗｏ＝３．６)、吸込グリル２７ｃ、フィルタ部材２７ｂ、コンデンサ２１を通過する空気の流速が低下するため、吸込流路２７内の圧力損失は低下する。また、コンデンサ２１の伝熱面積が大きくなるので、コンデンサ２１の放熱量は増加する。一方、吐出流路２８内では蒸発皿２３、吐出グリル２８ｃを通過する空気の流速が増加するため、圧力損失は増加する。機械室Ｑ全体の圧力損失を考えた場合、吐出流路２８内における圧力損失の増加の影響が大きく、流量が低下し、コンデンサ２１の放熱量は低下する。

また、Ｗｉが小さい場合（Ｗｉ／Ｗｏ＝０．７）、コンデンサ２１の伝熱面積が小さくなることと、吸込流路２７内の吸込グリル２７ｃ、フィルタ部材２７ｂ、コンデンサ２１の圧力損失増加の影響が大きくなり流量が低下することで、コンデンサ２１の放熱量は低下する。

このようなことから、吐出流路２８に対して吸込流路２７では、コンデンサ２１やフィルタ部材２７ｂの影響により通風抵抗が大きくなるため、Ｗｉ／Ｗｏを１．０～２．０としている。これにより、吸込流路２７内および吐出流路２８内の圧力損失の急増を抑制しつつ、コンデンサ２１の伝熱面積を確保することが可能となり、放熱量を最大化することができる。

すなわち、コンデンサ２１の放熱量を増大するには、単にＷｉを大きくとることで達成できるようにも予想されるところ、確かに、Ｗｉ／Ｗｏが０から上昇して概ね１．０に達するまでは放熱効率が上昇するものの、そこから伸びは鈍化し、Ｗｉ／Ｗｏが概ね２．０を境に、むしろ放熱効率はやや低下し始めてしまう。このため、本実施例ではＷｉ／Ｗｏの上限値を２．０とし、下限を１．０又はこれより大きくする。一方、Ｌ／Ｗｉは、ほとんど性能差を与えないため、Ｌを短くとることができる。本実施例では、Ｌ／Ｗｉを０．４４以上０．７４以下としている。

以上説明したように、第１実施形態の冷蔵庫１は、冷蔵庫本体１０の底部に設けられた機械室Ｑに、コンデンサ２１、圧縮機２２、蒸発皿２３、冷却用のプロペラファン２５およびプロペラファン２５を収容するファンケーシング２６を備え、プロペラファン２５により機械室Ｑの前面１０ｓに設けた吸込口２７ａと吐出口２８ａから空気を吸排気してコンデンサ２１と圧縮機２２を冷却するように構成され、空気の流れ方向に沿って、吸込口２７ａが形成された吸込流路２７、圧縮機２２、プロペラファン２５およびファンケーシング２６、吐出口２８ａが形成された吐出流路２８が順番に配置されている。また、吸込流路２７内にはコンデンサ２１を備え、吐出流路２８内には蒸発皿２３を備える。また、ファンケーシング２６は、プロペラファン２５の下流に配置され、プロペラファン２５から吐出された空気の流れ方向を径方向に変換する。これによれば、冷蔵庫本体１０の周囲（上面部１１ａ、左側面部１１ｃ、右側面部１１ｄ、背面部１１ｅ）が壁面（収納箱１００）によって密着又は近接して覆われた状態において、吸込流路２７と吐出流路２８の圧力損失が急増することを抑制しつつ、コンデンサ２１の放熱面積を確保することができるため、放熱量の低下を防止できる。また、安価なプロペラファン２５を用いてターボファンとした場合と同等の性能を得ることができる。また、プロペラファン２５を用いることで冷却ファン５０を安価に構成することができる。

また、本実施形態において、ファンケーシング２６は、空気の流れ方向の上流側から下流側に向けて径方向の寸法（距離ｒ１～ｒ５）が拡大する。これによれば、圧力損失を最小化しつつプロペラファン２５を用いて風の流れを垂直に曲げることができる。

また、本実施形態において、ファンケーシング２６は、当該ファンケーシング２６の下端部に吹出口２６ｔが形成されている。これによれば、ファンケーシング２６の下側にも蒸発皿２３を配置することができ、蒸発皿２３に溜める水量を拡大することができる。

また、本実施形態において、ファンケーシング２６にはプロペラファン２５の後流に空気の温度を検出する温度センサ５１が設けられている。これによれば、高温になった空気を検知することができ、吐出口２８ａから高温の空気が吐出されるのを抑える制御が可能になる。また、温度センサ５１の上昇を検知することで、フィルタの詰まりを検出することができる。例えば、温度が閾値を超えた場合に詰まりを検知し、コントロールパネルや携帯端末に通知することができる。また、温度センサ５１と外気温度センサとを併用することで、より正確にフィルタの詰まりを検知することができる。また、温度センサ５１の温度が所定値以上になった場合、圧縮機２２をオフ、圧縮機２２の回転速度を低下、機械室Ｑのプロペラファン２５の回転速度を上昇などの制御を行うことができる。また、プロペラファン２５が異常停止した場合は、蒸発不足による水漏れを防止するために圧縮機２２を停止することができる。

また、本実施形態において、ファンケーシング２６は、プロペラファン２５の軸部２５ａに向けて突出する突出部２６ｅを有する。これによれば、空気が流れない所を無くすことができ、渦流れができるなどして無駄なエネルギが消費されるのを抑えることができる。

また、本実施形態において、空気の流れ方向に対して、圧縮機２２の上流側に、コンデンサ２１から吐出された冷媒を減圧する減圧器４３を配置した。これによれば、減圧器４３が加熱されるのを抑えることができるので、冷媒が加熱されて冷媒が流れにくくなることを抑制できる。

なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、ファンケーシング２６の径方向の長さを上流側から下流側に拡大した構成を示して説明したが、軸方向に向けて径が中心からの距離が拡大するように構成してもよい。これによっても、流速の増加を抑えることができる。

１ 冷蔵庫
１０ 冷蔵庫本体
１０ｓ 前面
１１ 外箱
１１ａ 上面部（外壁面）
１１ｂ 底面部
１１ｃ 左側面部
１１ｄ 右側面部
１１ｅ 背面部
１２ 内箱
２０ 扉
２１ コンデンサ
２２ 圧縮機
２３ 蒸発皿
２４ 基板ケース
２５ プロペラファン
２５ａ 軸部
２５ｇ 回転軸
２６ ファンケーシング
２６ａ 背面部
２６ｂ 外周面部
２６ｃ 蓋部
２６ｅ 突出部
２６ｓ 吸込口
２６ｔ 吹出口
２７ 吸込流路
２７ａ 吸込口
２８ 吐出流路
２８ａ 吐出口
２９ 仕切り
４３ 減圧器
５０ 冷却ファン
５１ 温度センサ
ＤＷ 除霜水
Ｑ 機械室
ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４，ｒ５ 距離（径方向の長さ）

Claims (9)

1. 冷蔵庫本体の底部に設けられた機械室に、コンデンサ、圧縮機、蒸発皿、冷却用のプロペラファンおよび当該プロペラファンを収容するファンケーシングを備え、
   前記プロペラファンにより前記機械室の前面に設けた吸込口と吐出口から空気を吸排気して前記コンデンサと前記圧縮機を冷却するように構成され、
   空気の流れ方向に沿って、前記吸込口が形成された吸込流路、前記圧縮機、前記プロペラファンおよび前記ファンケーシング、前記吐出口が形成された吐出流路が順番に配置され、
   前記吸込流路内には前記コンデンサを、前記吐出流路内には前記蒸発皿を備え、
   前記ファンケーシングは、前記プロペラファンの下流に配置され、当該プロペラファンから吐出された空気の流れ方向を径方向に変換する冷蔵庫。
2. 請求項１に記載の冷蔵庫において、
   前記ファンケーシングは、空気の流れ方向の上流側から下流側に向けて径方向の寸法が拡大する冷蔵庫。
3. 請求項１に記載の冷蔵庫において、
   前記ファンケーシングは、当該ファンケーシングの下端部に吹出口が形成されている冷蔵庫。
4. 請求項１に記載の冷蔵庫において、
   前記ファンケーシングには前記プロペラファンの後流に空気の温度を検出する温度センサが設けられている冷蔵庫。
5. 請求項１に記載の冷蔵庫において、
   前記ファンケーシングは、前記プロペラファンの軸部に向けて突出する突出部を有する冷蔵庫。
6. 請求項１に記載の冷蔵庫において、
   空気の流れ方向に対して、前記圧縮機の上流側に、前記コンデンサから吐出された冷媒を減圧する減圧器を配置する冷蔵庫。
7. 請求項１に記載の冷蔵庫において、
   前記コンデンサの左右方向の幅は、前記圧縮機の左右方向の幅よりも大きく形成され、
   前記コンデンサの前後方向の投影上に前記圧縮機が位置する冷蔵庫。
8. 請求項１に記載の冷蔵庫において、
   冷蔵庫を制御する制御基板を収容する基板ケースを備え、
   前記基板ケースは、縦置き、かつ、前記ファンケーシングに近接して配置され、
   前記プロペラファン、前記ファンケーシングおよび前記基板ケースは、左右方向に沿って並んで配置されている冷蔵庫。
9. 請求項６に記載の冷蔵庫において、
   前記減圧器は、前記圧縮機に対して前記プロペラファンとは左右方向の反対側に位置している冷蔵庫。

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