JP3857902B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒配管の表面に熱交換用フィンを配置した蒸発器を取り付けて成る冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種家庭用冷蔵庫は、例えば特開平８−３３８６８１号公報（Ｆ２５Ｄ２３／００）に示される如く、鋼板製の外箱と硬質樹脂製の内箱間に発泡ポリウレタンなどの発泡断熱材を現場発泡方式にて充填した断熱箱体から構成されており、この断熱箱体内（庫内）を複数に区画することにより、冷凍室や冷蔵室、野菜室などを構成している。そして、冷凍室の後方には蒸発器を設置して、この蒸発器により冷却された冷気を各室に循環することにより、それぞれ所定の温度に冷却している。
【０００３】
また、断熱箱体の下部には機械室が構成され、この機械室内には冷凍サイクルを構成する圧縮機や凝縮器熱、及び、これらを空冷するための送風機などが設置されている。そして、圧縮機が運転されている間、前記送風機も運転され、圧縮機及び凝縮器に通風して空冷する構成とされていた。
【０００４】
また、前記蒸発器としては、冷媒配管の表面に熱交換用フィンを設けた縦方向に長い熱交換器を採用している。ところで、冷蔵庫としては、上から冷蔵室、野菜室、冷凍室を配したものが一般的である。この一般的な冷蔵庫では、蒸発器は冷凍室の後方の冷却室に配置されるので一般である。しかし、前述したように、冷蔵庫の下部には機械室が配置されるため、冷凍室後方だけでは容量が足りず、この冷却室が野菜室後方にも延在してしまう。このため、野菜室の後方が冷えすぎる畏れがあった。また、これを防止するため、野菜室後方と冷却室との断熱壁を分厚くしたり、野菜室後方に伝熱ヒーターを配置していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このため、縦方向の長さを短くし、冷蔵庫の奥向き方向の長さを長くした蒸発器を採用して、冷却室を冷凍室の後方のみとすることが考えられる。理想的には、奥向き方向の長さを長くした場合でも、蒸発器に戻ってくる冷気が、一様に蒸発器に流れ込むように冷蔵庫を設計できればよい。しかし、実際には、蒸発器の前方と後方では、流れる冷気量に差が生じてしまう。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、一様に冷気が蒸発器に戻る冷蔵庫ではなく、一様に冷気が蒸発器に戻らなくても、冷却効率が良い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、冷媒配管の長さ方向に複数の熱交換用フィンを間隔をおいて取り付けた蒸発器を備え、該蒸発器の下方より戻り冷気を上方に通過させる冷蔵庫において、蒸発器内を通過する冷気量が前方より後方に偏るようにすると共に冷媒がこの前方より後方に流れるように冷媒配管を蛇行させ、かつ前方側の熱交換用フィンのピッチを大きくし、後方側の熱交換用フィンのピッチを小さくしたことを特徴とする冷蔵庫である。請求項１に記載の発明によれば、戻り冷気に偏流が生じても後方側の蒸発器では、冷気量が多く、かつ管内熱交換伝達率が高く、この領域での蒸発器の熱交換用フィンのピッチを小さくしてこの領域の熱交換効率が高められる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、冷蔵用温度帯室用の冷蔵用蒸発器と、冷凍用温度帯室用の冷凍用蒸発器とを備え、冷凍用温度帯室用の冷凍用蒸発器が請求項１に記載の蒸発器であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫である。請求項２に記載の発明によれば、冷凍用温度帯室用の冷凍用蒸発器の熱交換用フィンのピッチが所定の関係に設定されており、蒸発器に流入される戻り冷気は効率的に冷却され、この冷気が冷凍用温度帯室に供給される。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、後方下部に機械室を備え、かつ最下段に冷凍用温度帯室を備え、この冷凍用温度帯室の後方に請求項１または請求項２に記載の蒸発器を設けた冷却室を備え、この冷却室は冷蔵用温度帯室に延在していないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫である。請求項３に記載の発明によれば、冷凍用温度帯室の後方に設けられ、前記蒸発器を備えた冷却室では、戻り冷気に偏流が生じても後方側の蒸発器では、冷気量が多く、かつ管内熱交換伝達率が高く、この領域での蒸発器の熱交換用フィンのピッチを小さくしてこの領域の熱交換効率が高められると共に冷蔵用温度帯室用が冷すぎることもない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は、本発明の冷蔵庫の正面図、図２は、本発明の冷蔵庫の縦断側面図、図３は、本発明の冷蔵庫における蒸発器の要部斜視図、図４は、本発明の冷蔵庫における蒸発器の冷媒配管と熱交換用フィンの配置例を示す要部正面図、図５は、本発明の冷蔵庫における蒸発器の冷媒配管と熱交換用フィンの配置例を示す側面図、図６は、本発明の冷蔵庫の蒸発器の管内における熱交換効率を示すグラフ、図７は、本発明の冷蔵庫の蒸発器の冷媒配管と熱交換用フィンの他の配置例を示す説明図である。
【００１３】
冷蔵庫１は鋼板製の外箱と、ＡＢＳなどの硬質樹脂製の内箱間に発泡ポリウレタン等の断熱材を現場発泡方式にて充填して成る前面開口の断熱箱体２から構成されている。この断熱箱体２の庫内は、断熱箱体２と一体に構成された断熱壁から成る仕切壁２Ａにより上下に区画されており、更に仕切壁２Ａの上方の断熱箱体２内は上仕切部材２Ｂにて上下に区画されている。
【００１４】
そして、この上仕切部材２Ｂの上方を冷蔵室３、上仕切部材２Ｂと仕切壁２Ａ間を野菜室４としている。更に、仕切壁２Ａの下方の断熱箱体２の開口縁は下仕切部材２Ｃにて上下に区画され、この下仕切部材２Ｃの下側が冷凍室７とされている。また、仕切壁２Ａと下仕切部材２Ｃの間は、更に左右に区画され、向かって左側を製氷室５、右側をセレクト室６とされている。
【００１５】
上記冷蔵室３の前面開口は回動自在の断熱扉９によって開閉自在に閉塞されると共に、冷蔵室３及び野菜室４は、上面開口の容器３Ａ、４Ａを備えている。また、野菜室４及び冷凍室４は、引き出し式の断熱扉１０、１３によりそれぞれ開閉自在に閉塞されている。また、製氷室５も、上面開口の容器を備えた引き出し式の断熱扉１１により開閉自在に閉塞され、前記セレクト室６も同様の引き出し式の断熱扉１２により開閉自在に閉塞されている。また、製氷室５には図示していない自動製氷機が設置されている。
【００１６】
また、製氷室５及びセレクト室６の奥方から冷凍室７の上部奥方は仕切板１６及び蒸発器前板１７にて前後に区画され、蒸発器前板１７の後側に冷却室１８が区画形成されており、この冷却室１８内に冷凍室用蒸発器１９が設けられている。この冷凍室用蒸発器１９の上側には冷凍室用送風機２０が設けられており、冷凍室用蒸発器１９の下側にはドレン受け２１が形成されている。
【００１７】
そして、仕切板１６の上部には製氷室吐出口やセレクト室吐出口などが形成され、ほぼ中央部には冷凍室吐出口７Ａが形成されると共に、仕切板１６の下部側には冷凍室吸込口７Ｂが形成されている。尚、図示しないセレクト室吐出口はセレクト室６の温度に基づいて流路を開閉する図示しないモータダンパーが取り付けられている。
【００１８】
他方、冷蔵室３の奥部には内箱の背面と間隔を存して背面断熱材２２が取り付けられており、この背面断熱材２２と内箱２とによって冷却室２３が区画形成され、この冷却室２３内に冷蔵室用蒸発器２４が設けられ、この冷蔵室用蒸発器２４上に冷蔵室用送風器２５が取り付けられ、連通路２６が設けられている。
【００１９】
冷凍室用蒸発器１９は、図３〜図５に示すように、冷媒配管２７に熱交換用フィン２８が配管の長さ方向に所定の間隔をおいて、多数配置されている。熱交換用フィン２８は、フィンピッチが大きい第１熱交換用フィン２８Ａと、フィンピッチが第１熱交換用フィン２８Ａと第２熱交換用フィン２８Ｂとからなるピッチが小さいフィンとからなる。。
【００２０】
冷凍室用蒸発器１９は、冷凍室７の空間部に対する冷凍室吸込口７Ｂを形成する案内部２９Ａと２９Ｂとを備えており、蒸発器前板１７に接する壁部３０と冷蔵庫内部の背面を構成する断熱箱体２に接する壁部３１との間に冷媒配管２７及び熱交換用フィン２８が配置されている。これらの冷媒配管２７と熱交換用フィン２８の下部には、冷気案内板３２とドレン水滴下防止用屋根３３が設けられ、このドレン水滴下防止用屋根３３の下方には、ガラス管ヒータ３４が取り付けられている。
【００２１】
冷凍室用蒸発器１９には、冷凍室用蒸発器１９に冷媒を供給する側にはキャピラリーチューブ３５が接続され、また、冷凍室用蒸発器１９内の冷媒を流出する側にヘッダー３６が接続されており、これらのキャピラリーチューブ３５、ヘッダー３６は、それぞれ機械室内の圧縮器２６Ａに接続されている。
【００２２】
圧縮機２６Ａで圧縮された冷媒は、ギャピラリーチューブ３５を介して、蒸発器１９内の冷媒配管２７に流入されるようになっている。図４に示すように、冷媒配管２７は、前方側では，水平方向に延設された後、上方から下方に湾曲（湾曲２７Ａ）して、水平方向に延設された後、再び上方から下方に湾曲（湾曲２７Ｂ）して、水平方向に延設されている。その後、最下方の冷媒配管２７は、図５に示すように、前方側から後方側に湾曲（湾曲２７Ｃ）されて水平方向に延設された後、下方から上方に湾曲して、水平方向に延設された後、再び下方から上方に湾曲（湾曲２７Ｄ）して、水平方向に延設されている。
【００２３】
また、同様にして、冷媒配管２７は、後方側では，前方側から後方側に湾曲した後、水平方向に延設された後、上方から下方に湾曲（湾曲２７Ｅ）して、水平方向に延設された後、再び上方から下方に湾曲して、水平方向に延設されている。その後、最下方の冷媒配管２７は、後方側に湾曲（湾曲２７Ｆ）されて水平方向に延設された後、下方から上方に湾曲して、水平方向に延設された後、再び下方から上方に湾曲（湾曲２７Ｇ）して、水平方向に延設されてヘッダー３６に接続されている。
【００２４】
この冷凍用蒸発器１９では、冷媒配管２７に対してピッチの大きい第１熱交換用フィン２８Ａが取り付けられ、湾曲２７Ｅ、２７Ｆ、２７Ｇを有する側の冷媒配管２７（後方側）には、第１熱交換用フィン２８Ａと第２熱交換用フィン２８Ｂ（図中、破線で示す）によってピッチが小さくされており、後方側の冷媒配管２７における熱交換用フィン２８のピッチは前方側の冷媒配管２７における熱交換用フィン２８のピッチの約１／２となっている。
【００２５】
次に機械室内の冷凍サイクルの冷媒回路を構成する圧縮器２６Ａが運転されると、送風器２０、２５が作動し、圧縮器２６Ａから吐出された冷媒は、キャピラリーチューブ３５を介して、蒸発器１９内の冷媒配管２７に流入される。冷媒配管２７では、冷凍室吸込口７Ｂから流入する戻り冷気は、冷媒配管２７及び熱交換用フィン２８によって冷却され、冷媒配管２７内の冷媒は、ヘッダー３６を経て圧縮器２６Ａに戻される。また、蒸発器２４が得られる冷気は、送風機２５を介して開口部１５から矢印Ｘで示すように野菜室４側に流入した後、冷却室２３に導入されて冷却される。
【００２６】
図６は、冷媒配管２７に熱交換用フィン２８を均等でピッチが取り付けた蒸発器の場合の乾き度と管内熱伝達率との関係を示す。図６から明かなように、ギャピラリーチューブ３５側の冷媒配管入り口よりもヘッダー３６側の冷媒配管出口の管内熱伝達率が約２０〜３０％程度高くなっている。したがって、ヘッダー３６側の冷媒配管出口側では熱交換用フィンのピッチを小さくした方が蒸発器１９の熱交換効率を高くすることができる。
【００２７】
また、本発明において、冷媒配管における熱交換用フィンのピッチを小さくする領域は、前記した後方側の熱交換用フィンの領域に限らず、該蒸発器の下方より戻り冷気を上方に通過させる冷蔵庫において、蒸発器内を通過する冷気量が多い領域とすることもできる。
図７は、本発明の蒸発器の他の態様を示しており、冷気案内板１２の長さ、設置角度等より蒸発器１９の下方から上方に通過する冷気は偏流する。図中、矢印部分は冷気の流れの中心を示しており、この場合、破線で示す領域は、他の領域よりも冷気の通過量が多く、この領域の熱交換用フィンのピッチが他の領域の熱交換用フィンのピッチよりも小さくされている。
この蒸発器を備えた、冷蔵庫では冷気量が多い領域で熱交換用フィンのピッチが小さくされており、冷気量が多い領域で熱交換効率が高め，この蒸発器全体の熱交換効率を高めることができる。
【００２８】
前記のような図示の形態の冷蔵庫では、蒸発器に冷気が一様に戻らなくても冷却効率がよい。したがって、冷蔵庫の蒸発器に冷気が一様に戻るように設計する必要がなく、設計の制約が大幅に緩和される。
また、この図示の形態の冷蔵庫では、冷蔵室温度帯室用蒸発器と冷凍用温度帯室用蒸発器の２つの蒸発器を備え、本発明における蒸発器を縦方向の制約がある冷凍用温度帯室用蒸発器に採用している。これは、すべての温度帯室を１つの蒸発器で冷却する冷蔵庫に比べ、以下の点で優れている。
つまり、１つの蒸発器で冷却する冷蔵庫では、冷蔵室及び野菜室を巡った水分を含んだ冷気も本発明における蒸発器に戻るため、着霜量が多くなり、フィンピッチを密にした領域で目詰まりの畏れがある。このため、この目詰まりの対策が必要になる。これに対して図示の形態の冷蔵庫では、冷凍室を巡った水分の少ない冷気が本発明における蒸発器に戻るだけであるので、フィンピッチを密にした部分でも着霜による目詰まりの発生は問題になる程ではない。
【００２９】
後方側の熱交換用フィン２８のピッチは、前方側の冷媒配管２７における熱交換用フィン２８のピッチよりも小さくすることが必要であるが、後方側の冷媒配管２７における熱交換用フィン２８のピッチを余り小さくすると、蒸発器１９における圧力損失が生じやすくなるので、総合的な熱交換効率を考慮すると、後方側の冷媒配管２７における熱交換用フィン２８のピッチ／前方側の冷媒配管２７における熱交換用フィン２８のピッチは、１／１．２〜１／５が好ましく、より好ましくは１／２〜１／３である。また、冷気量が多い領域の熱交換用フィンのピッチと冷気量が少ない領域の熱交換用フィンのピッチとの関係も、ぼぼ前記とおりである。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、上記の発明の構成に加え、冷媒配管の長さ方向に複数の熱交換用フィンを間隔をおいて取り付けた蒸発器を備え、該蒸発器の下方より戻り冷気を上方に通過させる冷蔵庫において、蒸発器内を通過する冷気量が前方より後方に偏るようにすると共に冷媒がこの前方より後方に流れるように冷媒配管を蛇行させ、かつ前方側の熱交換用フィンのピッチを大きくし、後方側の熱交換用フィンのピッチを小さくしているので、後方側の蒸発器では、冷気量が多く、かつ管内熱交換伝達率が高く、この領域での蒸発器の熱交換用フィンのピッチを小さくしてこの領域の熱交換効率が高められ、蒸発器の容積をより小さくすることができる。
【００３４】
請求項２に記載の発明によれば、冷蔵用温度帯室用の冷蔵用蒸発器と、冷凍用温度帯室用の冷凍用蒸発器とを備え、前記蒸発器が冷凍用温度帯室用の冷凍用蒸発器であるので、冷凍用温度帯室用の冷凍用蒸発器の熱交換用フィンのピッチが所定の関係に設定されており、蒸発器に流入される戻り冷気は効率的に冷却され、この冷気が冷凍用温度帯室に供給される。
【００３５】
請求項３に記載の発明によれば、後方下部に機械室を備え、かつ最下段に冷凍用温度帯室を備え、この冷凍用温度帯室の後方に前記蒸発器を設けた冷却室を備え、この冷却室は冷蔵用温度帯室に延在していないので、冷凍用温度帯室の後方に設けられ、前記蒸発器を備えた冷却室では、戻り冷気に偏流が生じても後方側の蒸発器では、冷気量が多く、かつ管内熱交換伝達率が高く、この領域での蒸発器の熱交換用フィンのピッチを小さくしてこの領域の熱交換効率が高められると共に冷蔵用温度帯室用が冷すぎることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の冷蔵庫の正面図である。
【図２】 本発明の冷蔵庫の縦断側面図である。
【図３】 本発明の冷蔵庫における蒸発器の要部斜視図である。
【図４】 本発明の冷蔵庫における蒸発器の冷媒配管と熱交換用フィンの配置例を示す要部正面図である。
【図５】 本発明の冷蔵庫における蒸発器の冷媒配管と熱交換用フィンの配置例を示す側面図である。
【図６】 本発明の冷蔵庫の蒸発器における管内における熱交換効率を示すグラフである。
【図７】 本発明の冷蔵庫における蒸発器の冷媒配管と熱交換用フィンの他の配置例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 冷蔵庫
３ 冷蔵室
４ 野菜室
７ 冷凍室
１９ 冷凍室用蒸発器
２０ 冷凍室用送風機
２４ 冷蔵室用蒸発器
２５ 冷蔵室用送風器
２６Ａ 圧縮器
２７ 冷媒配管
２８Ａ 熱交換用フィン
２８Ｂ 熱交換用フィン
３０ 壁部
３１ 壁部
３２ 冷気案内板
３３ ドレン水滴下防止用屋根
３４ ガラス管ヒータ
３５ キャピラリーチューブ
３６ ヘッダー

Claims (3)

1. 冷媒配管の長さ方向に複数の熱交換用フィンを間隔をおいて取り付けた蒸発器を備え、該蒸発器の下方より戻り冷気を上方に通過させる冷蔵庫において、蒸発器内を通過する冷気量が前方より後方に偏るようにすると共に冷媒がこの前方より後方に流れるように冷媒配管を蛇行させ、かつ前方側の熱交換用フィンのピッチを大きくし、後方側の熱交換用フィンのピッチを小さくしたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 冷蔵用温度帯室用の冷蔵用蒸発器と、冷凍用温度帯室用の冷凍用蒸発器とを備え、冷凍用温度帯室用の冷凍用蒸発器が請求項１に記載の蒸発器であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 後方下部に機械室を備え、かつ最下段に冷凍用温度帯室を備え、この冷凍用温度帯室の後方に請求項１または請求項２に記載の蒸発器を設けた冷却室を備え、この冷却室は冷蔵用温度帯室に延在していない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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