JP3370964B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
却器の構造と配置構成に関するものである。
制対流方式のものが主流を占めており、冷却器として冷
媒管に多数のフィンを熱伝導的に取り付けたフィンチュ
ーブ型のものが多用されている。
特開平7−324853号公報に示されているものがあ
る。以下、図面を参照しながら従来の冷蔵庫について説
明する。
図6は、従来の冷蔵庫の冷却室の正面図である。図7
は、従来の冷蔵庫の冷却器を示す正面図である。図8
は、従来の冷蔵庫の冷却器を構成する配管断面図であ
る。
2は本体1の下部に形成した機械室である。この機械室
2内には冷凍サイクルの一部を構成するコンプレッサ3
があり、コンプレッサ3の上部に位置して、除霜水を受
けて蒸発させるための蒸発皿4が本体1の背面にビス等
で固定されている。
室5が形成され、下側には冷凍室6が形成されている。
7は冷凍室6の後方に備えられた冷却器であり、ほぼ冷
凍室6の全幅に亘って形成されている。8は冷却器7の
上方に備えられた送風機である。
た冷媒管であり、10は空気流入方向に対して多数並列
に配列されたフィンであり、空気流入側から流出側へ疎
から密に配列されている。
滑な面を形成されている。
却性能を向上させるためには冷却器7を冷凍室6の後方
にほぼ全幅で配置し、また冷却器7を構成する冷媒管9
の内壁管11を流れる冷媒の熱伝導率を向上させるため
にフィン10の配置が検討され、送風機8によって冷却
器7を通過する風速をある程度確保すること等の手段で
必要な熱交換能力が確保されてきた。
来の構成では、冷却器7を冷凍室6の後方にほぼ全幅で
配置する必要があるため、圧縮機3より上部に冷却器7
を配置することになり、機械室2内には圧縮機3を設置
するスペース以外の幅方向の空間が無効空間となって庫
内容量を大きく取ることができず、容積効率の低下を招
く原因となっていた。
ので、その第1の目的は冷却器の配置構成を工夫するこ
とにより庫内容積効率の高い冷蔵庫を提供することであ
る。
由度を持たせるために、熱交換効率を高めた冷蔵庫を提
供することである。
に、本発明の冷蔵庫は、フィンチューブ型の冷却器の冷
媒管の内面に管長方向に連続した多数の溝を形成し、圧
縮機とこの冷却器を、断熱壁を隔てて横方向に並べて配
置したのである。
り、冷却器を小型化して圧縮機と横方向に並設し、庫内
容積効率を高めることができる。
は、圧縮機,凝縮器,冷却器よりなる冷凍サイクルを備
え、前記冷却器を冷媒管とフィンにより構成されるフィ
ンチューブ型の冷却器であって、前記冷媒管の内面に管
長方向に連続した多数の溝を形成した冷却器とし、前記
凝縮器を冷蔵庫本体の底部に配置し、前記冷却器の下方
に蒸発水蒸発用の蒸発皿を配置して、前記圧縮機から前
記凝縮器に至る間の凝縮配管により前記蒸発皿の除霜水
を蒸発させ、前記圧縮機と前記冷却器を前記冷蔵庫本体
の下部貯蔵室の後方に断熱壁を隔てて横方向に並べて配
置したものであり、多数の溝により管内面の伝熱面積と
冷媒との熱伝達係数が増大して冷却器の熱交換量が増加
する。
の発明において、冷蔵庫本体の下部後方に圧縮機と冷却
器を左右方向に並べて配置し、冷却器の横幅寸法は冷蔵
庫本体の横幅寸法の略半幅以下としたものであり、冷却
器の冷却能力と機械室内の放熱空間を維持しながら冷凍
サイクル部品の実装効率や冷蔵庫本体の安定性が高ま
る。
請求項2に記載の発明において、内面が平滑なものに対
して冷媒管の内表面積比率を140%以上で200%以
下の範囲となるように形成した冷却器を備えたものであ
り、熱交換能力の向上率が大きくとれ、圧縮機と横並び
できる小型冷却器を実現する上で冷凍サイクルや送風
機、ダクトなどを含めた冷却システム設計の自由度が大
きくなる。
面を参照しながら説明する。
面図である。図2は本発明の実施例による冷蔵庫の正面
図である。図3は実施例の冷却器配管の断面図である。
あり、鋼板製の外箱21と樹脂製の内箱22との間に断
熱材23を発泡充填して形成した断熱壁24により構成
される。25は冷蔵庫本体20の内部を上下に区画する
断熱区画壁であり、上部に冷蔵貯蔵室26、下部に冷凍
貯蔵室27を区画形成している。
方に配置した冷凍サイクルの冷却器であり、29は冷却
器28の上部近傍に配置した強制通風用の送風機であ
る。30は冷却器28の下部に設けた除霜ヒーターであ
り、31は除霜ヒーター30で融解した冷却器28の除
霜水を断熱壁24を貫通して庫外に導出するための排水
管である。
に配置した機械室であり、内部に冷凍サイクルの圧縮機
33が配置されている。そして、圧縮機33は冷却器2
8と断熱壁24aを隔てて左右方向に並べて設けられて
いる。
の300l以上400l以下のクラスの代表モデルでは
冷却器28の横幅寸法は245mmで、冷蔵庫本体20の
横幅寸法は590mmで設計されている。また400l超
クラスでは代表モデルで冷却器28の横幅寸法は285
mmで、冷蔵庫本体20の横幅寸法は675mmで設計され
ている。
器の横幅寸法の割合は300l以上400l以下のクラ
スで41.5%、400l超クラスでは42.2%とな
り、概ね冷蔵庫本体の横幅の半幅以下に設計されてい
る。
縮器、34aは圧縮機33から凝縮器34に至る間の凝
縮配管である。また、35は冷却器28の下方に断熱壁
24bを隔てて設けられ、凝縮配管34aにより蒸発促
進される除霜水蒸発用の蒸発皿である。
4中に凹陥状に設けられ、冷蔵庫本体20の背面に開口
した電気部品収納部であり、内部に前記圧縮機33、送
風機37、除霜ヒーター30などの被制御部品を制御す
るための電子制御基板38が収納されている。
う機械室カバー、40は電気部品収納部36の背面開口
部を覆うカバーである。
形成し蛇行状に折り曲げられた冷媒管である。42は冷
媒管41の内面に管長方向に連続した多数の突条であ
り、各突条42間には略Vの字状の溝43が多数平行し
て形成されている。
径D=7mm、内径d=6.08mm、底肉厚t=0.25
mm、略Vの字状溝高さH=0.21mm、突条42の数N
=50、頂角α=40°としている。
8の場合(以後グルーブ管という)、従来の凹凸形状の
ない平滑な内面を有する配管(以後ベア管という)と仕
様比較すると(表1)で表される。
容積及び幅の異なる冷却器単品を表し、それぞれの配管
内に冷却水としてブラインを流し、冷却器の開口面積を
通過する風量を1.0m3/minとし、平均温度差を
16℃として熱交換能力(W)を導いている。なお、冷
却器は300l以上400l以下の冷蔵庫に適用される
ものを想定している。
の配置関係で一般的に用いられる幅広型の冷却器であ
り、冷却器Bは圧縮機33とは横方向に配置する目的で
冷却器外形容積を冷却器Aに対して約1/2(幅寸法は
約2/3)に小型化した場合の能力試験データを示して
いる。
1,2は冷媒管41の溝43の仕様を変え、管内表面積
を変化させた場合のデータを示すものである。本実施例
の場合はグルーブ管1に相当する。
いて、ベア管からグルーブ管にしたことによる熱交換能
力の向上比率を管内表面積の増加比率に対して示した特
性図である。
り熱交換能力が向上することは明らかであるが、冷却器
Bの方が冷却器Aよりも向上率が大きく、幅寸法を縮め
て開口面積を縮小して小型化した場合の方が内面の溝加
工の効果が大きいと言える。
的に冷却器を通過する風速が増大し、管内熱伝達量の増
加効果がより引き出されるものと考えられる。
と、管内表面積の比率に対する熱交換能力の比率は概ね
140%程度までは急激に向上しその後上昇カーブが緩
やかになって概ね200%程度以上ではほぼ飽和する特
性を有する。よって、特に開口面積を縮小して小型化し
た冷却器の採用をベースとする場合には、冷媒管の管内
表面積を従来のベア管に比べて概ね140%以上で20
0%以下の比率となるような溝加工設計を行うことが効
率的である。
に対して本実施例の冷却器Bのグルーブ管1の熱交換能
力比率は、ベア管のまま冷却器Bを設計した場合に比べ
て能力の取り戻しが可能となり、冷却器をほぼ50%に
小型化しながら能力は84%まで確保できる。
縮機33と横方向に並べて配置することを狙いとする場
合、上述の冷却器能力を是とし冷蔵庫としての冷却能力
の不足分は他の冷却システムの能力向上や断熱箱体の断
熱性能の向上で補填することが考えられる。例えば、圧
縮機33や凝縮器34の能力向上や送風機29の送風量
増加による冷却器の熱交換能力向上などである。
並べて配置する場合の冷却器の幅寸法の設計余裕度は、
圧縮機33などを配置して適切な放熱設計が行えること
を前提とすれば冷蔵庫本体20の幅の略半幅以下であれ
ばよいことから、300l以上400l以下のクラスの
横幅寸法590mmに対して概ね295mm以下となる。
ら冷却器Bのグルーブ管1の幅寸法を245mmと約20
%拡大することで、圧縮機33と並設できる幅寸法範囲
を維持しながら当初の冷却器Aのベア管とほぼ同等の熱
交換能力を確保することができた。
2化には届かないが、2/3以下と大幅に小型化するこ
とができ、幅寸法即ち開口面積を抑えて冷却器通過風速
を高めることで多数の溝43を冷媒間41の内表面に付
加したグルーブ管の能力を引き出すことができた。
向に並べて配置するために冷却器を小型化しても必要な
冷却器の熱交換能力を確保することができ、冷蔵庫の冷
却能力に支障を来さず冷却システムの実装効率を飛躍的
に高め、庫内容積効率の極めて高い冷蔵庫を提供するこ
とができる。
に並べて冷蔵庫本体20の下部後方に配置することで冷
蔵庫の安定性も一層向上する。このことは特に、流通過
程や地震の多い日本の地域事情に鑑みて使用者にとって
安心感を与えるものとなり、近年の冷蔵庫の大型化と多
様化において、全高の高い冷蔵庫や奥行きの薄型の冷蔵
庫が増加しつつある背景において一層価値のあるものと
なる。
明は、圧縮機,凝縮器,冷却器よりなる冷凍サイクルを
備え、前記冷却器を冷媒管とフィンにより構成されるフ
ィンチューブ型の冷却器であって、前記冷媒管の内面に
管長方向に連続した多数の溝を形成した冷却器とし、前
記凝縮器を冷蔵庫本体の底部に配置し、前記冷却器の下
方に蒸発水蒸発用の蒸発皿を配置して、前記圧縮機から
前記凝縮器に至る間の凝縮配管により前記蒸発皿の除霜
水を蒸発させ、前記圧縮機と前記冷却器を前記冷蔵庫本
体の下部貯蔵室の後方に断熱壁を隔てて横方向に並べて
配置したので、幅方向に小型化された冷却器の熱交換能
力の確保が可能となり、冷蔵庫の冷却能力を維持しなが
ら庫内容積効率が極めて高く、安定性に優れた冷蔵庫を
提供することができる。
の発明において、冷蔵庫本体の下部後方に圧縮機と冷却
器を左右方向に並べて配置し、冷却器の横幅寸法は冷蔵
庫本体の横幅寸法の略半幅以下としたので、冷却器の通
過風速が増加して冷媒管内表面の溝加工の効果が一層引
き出され、必要な機械室内の放熱空間を維持しながら冷
却器の冷却能力を確保することができる。
請求項2に記載の発明において、内面が平滑なものに対
して冷媒管の内表面積比率を140%以上で200%以
下の範囲となるように形成した冷却器を備えたので、熱
交換能力の向上率が大きくとれ、圧縮機と横並びできる
小型冷却器を実現する上で効率的な冷却器設計ができ
る。
要部断面図
図
Claims (3)
- 【請求項1】 圧縮機,凝縮器,冷却器よりなる冷凍サ
イクルを備え、前記冷却器を冷媒管とフィンにより構成
されるフィンチューブ型の冷却器であって、前記冷媒管
の内面に管長方向に連続した多数の溝を形成した冷却器
とし、前記凝縮器を冷蔵庫本体の底部に配置し、前記冷
却器の下方に蒸発水蒸発用の蒸発皿を配置して、前記圧
縮機から前記凝縮器に至る間の凝縮配管により前記蒸発
皿の除霜水を蒸発させ、前記圧縮機と前記冷却器を前記
冷蔵庫本体の下部貯蔵室の後方に断熱壁を隔てて横方向
に並べて配置したことを特徴とする冷蔵庫。 - 【請求項2】 冷蔵庫本体の下部後方に圧縮機と冷却器
を左右方向に並べて配置し、冷却器の横幅寸法は冷蔵庫
本体の横幅寸法の略半幅以下としたことを特徴とする請
求項1に記載の冷蔵庫。 - 【請求項3】 内面が平滑なものに対して冷媒管の内表
面積比率を140%以上で200%以下の範囲となるよ
うに形成した冷却器を備えた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。
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