JP4382825B2 - 冷蔵庫の冷気供給装置及びこれを利用した冷蔵庫 - Google Patents

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Description

本発明は冷蔵庫に関し、より詳しくは、蒸発器での熱交換を均一にして消費電力を低減できる冷蔵庫の冷気供給装置及びこれを利用した冷蔵庫に関する。
一般に、冷蔵庫は、その内部を分離壁により冷凍室と冷蔵室に区画して、冷凍室は飲食物などの貯蔵物を冷凍保管できるようにその内部温度を非常に低く維持し、冷蔵室は貯蔵物を冷凍することなくその新鮮さを維持する程度の低温に維持できるように構成された装置である。
以下、従来の冷蔵庫の冷気供給装置について図４及び図５を参照して説明する。
図４は従来の冷蔵庫に使用される冷気供給装置の内部構成を示す断面図であり、図５は図４のII−II線断面図である。
図４及び図５に示すように、従来の冷蔵庫１０においては、分離壁４０により区画された冷凍室２０及び冷蔵室３０を循環して冷却作用することによって高温化した冷気を流入させるための冷気流入口２４が、冷凍室２０の下部に形成される。
冷気流入口２４の上部には冷却作用によって高温化した冷気の熱交換のための蒸発器２３が設置され、蒸発器２３の一側には蒸発器カバー２３ａが設置され、蒸発器２３の上部には低温の冷気を送風するためのファン２２が設置される。ここで、ファン２２は、ガイド（図示せず）の内部に設置されてモータ２５により駆動される。
モータ２５は蒸発器カバー２３ａの上部に設置され、蒸発器カバー２３ａの上部には冷気をファン２２側に正確に送風するためのオリフィス２２ａが形成されるが、モータ２５とファン２２とはオリフィス２２ａを介して対向するように設置される。
ここで、蒸発器２３とファン２２は冷凍室２０にのみ設置され、冷蔵室３０には別途の蒸発器とファンが設置されない。
一方、ファン２２の上部には、低温化した冷気を冷凍室２０に供給するための冷気ダクト２１が形成され、冷気ダクト２１には、冷気を冷凍室２０の内部に供給するための冷気流出口２１ａが複数形成される。ここで、冷気ダクト２１は、冷凍室２０の後壁（図示せず）に沿って１つ設置される。
また、冷蔵室３０には、冷凍室２０に設置された冷気ダクト２１に連通するように形成された冷気ダクト３１が、冷蔵室３０の後壁（図示せず）に沿って１つ設置され、冷蔵室３０の冷気ダクト３１には、冷気を冷蔵室３０の内部に供給するための冷気流出口３１ａが複数形成される。
以下、このような構成を有する従来の冷蔵庫１０において、冷凍室２０及び冷蔵室３０に冷気が伝わる過程を説明する。
従来の冷蔵庫１０を作動させると、圧縮機（図示せず）が作動して蒸発器２３が冷たくなり、蒸発器２３の下部に備えられた冷気流入口２４から流入した高温化した冷気は、蒸発器カバー２３ａ内に設置された蒸発器２３を経て熱交換により低温化し、その低温化した冷気はオリフィス２２ａを介してファン２２に流入し、ファン２２により流出する冷気の大部分が冷凍室２０に設置された冷気ダクト２１及び冷気流出口２１ａを介して冷凍室２０に供給される。
一方、残りの冷気は、冷気連通口（図示せず）を介して冷蔵室３０に設置された冷気ダクト３１に流入し、冷気流出口３１ａを介して冷蔵室３０に供給される。
このような冷気の流動が繰り返されることによって冷凍室２０及び冷蔵室３０の内部が冷たくなる。
しかし、ファン２２として使用される遠心ファンは、その直径が蒸発器２３の幅より小さいため、蒸発器２３を通過した全ての冷気がファン２２の内部に流入するのではないので、蒸発器２３での熱交換が不均一になり、冷蔵庫１０の効率が低下するという問題があった。
一方、冷凍室２０又は冷蔵室３０のいずれか一方の庫内温度が設定温度を満足しないと、満足しない庫内温度を下げるために圧縮機及びファンを作動しなければならないため、不要な電力消費が発生するという問題があった。
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたもので、蒸発器での熱交換を均一にして効率を向上させることのできる冷蔵庫の冷気供給装置及びこれを利用した冷蔵庫を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、冷凍室と冷蔵室にそれぞれ冷気を供給して冷蔵庫の消費電力を低減することのできる冷蔵庫の冷気供給装置及びこれを利用した冷蔵庫を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、冷蔵庫の庫内容積を増加させることのできる冷蔵庫の冷気供給装置及びこれを利用した冷蔵庫を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、冷凍室に供給される冷気を生成する冷凍室用蒸発器と、冷蔵室に供給される冷気を生成する冷蔵室用蒸発器と、前記冷凍室用蒸発器により生成された冷気を前記冷凍室に送風する冷凍室用横流ファンと、前記冷蔵室用蒸発器により生成された冷気を前記冷蔵室に送風する冷蔵室用横流ファンと、前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンを駆動する駆動モータとを含む冷蔵庫の冷気供給装置を提供する。
このように、送風ファンとして横流ファンを使用して、蒸発器から発生した冷気を垂直方向に均一に横流ファンに流入させることにより、冷気の流動効率を向上させ、蒸発器に流入した高温化した冷気と蒸発器間の熱交換効率を向上させることができる。
ここで、前記駆動モータは、前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンを同時に駆動するように構成することにより、前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンの駆動モータに必要な生産又は製造コストを低減して、冷蔵庫全体の生産コストを低減することができ、駆動モータの消費電力を低減することができる。
一方、前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンをそれぞれの駆動モータで駆動するように構成することにより、前記冷凍室用横流ファンと前記冷蔵室用横流ファンとの運転時間などを自由に調節することもできる。
また、前記冷凍室用横流ファンの幅は前記冷凍室用蒸発器の幅と同一にし、前記冷蔵室用横流ファンの幅は前記冷蔵室用蒸発器の幅と同一にすることにより、前記蒸発器から発生した冷気を損失なく横流ファンに流入させることができる。
また、前記駆動モータは、前記冷凍室と前記冷蔵室を区画する分離壁の内部に設置される。このように、前記分離壁の内部に前記駆動モータを設置することにより、前記駆動モータの設置に必要な空間を減らすことができ、前記冷蔵庫の庫内容積を増加させることができる。
ここで、前記駆動モータは、固定子の外側に装着された回転子により回転軸が回転する外転型モータであることが効果的である。前記外転型モータは、内転型モータに比べてモータ全体の高さが低いため分離壁内部への設置が容易であり、内転型モータに比べて駆動力が大きいため複数の送風ファンの駆動に適している。
前記冷蔵庫の冷気供給装置は、前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンをそれぞれ収容するガイドと、前記ガイドに連結されて冷気を供給するダクトとをさらに含むことができる。ここで、前記ダクトは、前記冷凍室及び前記冷蔵室それぞれの側面エッジに沿って複数設置されることが好ましい。
一方、本発明は、冷凍室と、分離壁により前記冷凍室と区画された冷蔵室と、前記冷凍室に供給される冷気を生成するための冷凍室用蒸発器と、前記冷蔵室に供給される冷気を生成するための冷蔵室用蒸発器と、前記冷凍室用蒸発器により発生した冷気を前記冷凍室に送風する冷凍室用横流ファンと、前記冷蔵室用蒸発器により発生した冷気を前記冷蔵室に送風する冷蔵室用横流ファンと、前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンを駆動する駆動モータとを含む冷蔵庫を提供する。
ここで、前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンは、１つの駆動モータにより同時に駆動することもでき、それぞれの駆動モータにより駆動することもできる。
前述したような本発明の目的と特徴は、後述する発明の詳細な説明及び図面によりさらに明確になるであろう。
本発明による冷蔵庫の冷気供給装置及びこれを利用した冷蔵庫は、１つの駆動モータで冷凍室用横流ファン及び冷蔵室用横流ファンを駆動することにより、駆動モータを追加する必要がなくなり、これに必要な生産又は維持コストを低減でき、駆動モータの消費電力を減らすことができるという効果がある。
また、本発明による冷蔵庫の冷気供給装置及びこれを利用した冷蔵庫は、駆動モータを冷凍室と冷蔵室との間、すなわち、冷凍室と冷蔵室を区画する分離壁の内部に設置することにより、駆動モータの設置に必要な空間を減らし、冷蔵庫の庫内容積を広げることができるという効果がある。
さらに、本発明による冷蔵庫の冷気供給装置及びこれを利用した冷蔵庫は、横流ファンにより蒸発器から発生した冷気の流動を均一にしてダクトの内部に全て流入させることにより、蒸発器での熱交換効率を向上させることができるという効果がある。
以下、本発明による冷蔵庫の冷気供給装置及びこれを利用した冷蔵庫の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による冷蔵庫の冷気供給装置の内部構成を示す断面図であり、図２は本発明の他の実施形態による冷蔵庫の冷気供給装置の内部構成を示す断面図であり、図３は本発明の一実施形態による横流ファンの構成を示す断面図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態による冷蔵庫１００の冷気供給装置は、分離壁４００により区画された冷凍室２００及び冷蔵室３００にそれぞれ設置されて冷気を発生する冷凍室用蒸発器２３０及び冷蔵室用蒸発器３３０と、冷凍室用蒸発器２３０及び冷蔵室用蒸発器３３０から発生した冷気を送風する冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００と、冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００を同時に駆動する駆動モータ５００と、冷凍室用蒸発器２３０及び冷蔵室用蒸発器３３０から発生した冷気を冷凍室２００及び冷蔵室３００に分配するための第１ダクト２１０及び第２ダクト３１０とを含む。
冷凍室用蒸発器２３０及び冷蔵室用蒸発器３３０は蒸発器カバー（図５の２３ａ参照）内に設置され、冷凍室用蒸発器２３０及び冷蔵室用蒸発器３３０の下部には、冷凍室２００又は冷蔵室３００の内部を循環して冷却作用することによって高温化した冷気を流入させるための冷気流入口２４０、３４０がそれぞれ形成されている。
ここで、冷凍室２００と冷蔵室３００が要求する冷凍又は冷蔵能力が異なるため、冷凍室用蒸発器２３０の幅Ｗ１と冷蔵室用蒸発器３３０の幅Ｗ２とを異なる幅に設計することが効果的である。
冷凍室用蒸発器２３０の上部には冷凍室用横流ファン６００が設置され、冷蔵室用蒸発器３３０の上部には冷蔵室用横流ファン７００が設置される。
また、冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００は、冷気の流動方向の上流側に設置することもできる。これは、蒸発器２３０、３３０から発生した冷気をダクト２１０、３１０の内部により多く流入させるためである。
ここで、冷凍室２００の冷気供給装置と冷蔵室３００の冷気供給装置とは同一の構成を有するので、以下、図３を参照して冷凍室２００の冷気供給装置についてのみ詳細に説明する。
図３に示すように、冷凍室用横流ファン６００はガイド６２０の内部に設置され、ガイド６２０の下部は冷凍室用蒸発器２３０の上部に連通するように構成され、ガイド６２０の上部は第１ダクト２１０に連結される。
冷凍室用横流ファン６００には複数のブレード６１１が形成されており、冷凍室用横流ファン６００の幅Ｗ３は、冷気流入口２４０又は冷凍室用蒸発器２３０の幅Ｗ１と同一である。このように、冷凍室用横流ファン６００の幅Ｗ３を冷凍室用蒸発器２３０の幅Ｗ１と同一に形成することにより、冷気が冷凍室用横流ファン６００に流入しないことによる冷気の流動損失を防止し、蒸発器での熱交換を均一にすることができる。
このように、冷凍室用横流ファン６００を使用して冷気を送風することにより、冷気の流動損失なく垂直方向（図３の矢印方向）に冷気を送風することができる。
図１に示すように、冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００は、１つの駆動モータ５００により駆動される。駆動モータ５００の中心には、回転軸５１０が両側に突出するように装着されており、回転軸５１０の両端部には、冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００がそれぞれ連結される。
すなわち、冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００は、１つの共通した駆動モータ５００により駆動される。これにより、駆動モータ５００に必要な生産コスト又は維持コストを低減することができ、消費電力を低減することができる。
駆動モータ５００は冷凍室２００と冷蔵室３００との間に設置されるが、これは、駆動モータ５００の設置に必要な空間を減らすことにより冷蔵庫１００の庫内容積を増加させるためである。
一般に、冷凍室２００と冷蔵室３００とは分離壁４００により空間的に区画されるが、無駄な空間である分離壁４００の内部に駆動モータ５００を設置することにより、駆動モータ５００を設置するための別途の空間を必要としないため、冷蔵庫１００の庫内容積を増加させることができる。
分離壁４００の内部に駆動モータ５００を設置するため、駆動モータ５００の高さ又は厚さは分離壁４００の幅より小さくしなければならず、さらに、分離壁４００はその幅が十分に大きくない。このような構造上の制約により、駆動モータ５００としては外転型モータ（図示せず）を使用することが効果的である。
前記外転型モータは、固定子が内側に位置して該固定子の外側に回転子が位置する構造のモータであって、回転子に回転軸が締結されて回転子により回転軸が回転するようになっている。前記外転型モータは、内転型モータに比べてモータの全体高さ又は厚さが小さい反面、直径を大きくすることができるため、十分な駆動力を発揮することができる。
従って、本発明の一実施形態のように、２つの横流ファン６００、７００を同時に駆動する駆動モータ５００を分離壁４００の内部に設置するためには、駆動モータ５００として外転型モータを使用することが好ましい。
一方、図２に示す本発明の他の実施形態のように、冷凍室用横流ファン６００を駆動する駆動モータ５００ａと、冷蔵室用横流ファン７００を駆動する駆動モータ５００ｂとをそれぞれ設置することもできる。
このように構成することにより、冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００に流入する冷気の損失を減らすと共に、冷凍室２００又は冷蔵室３００に必要な冷却能力によって、冷凍室用横流ファン６００と冷蔵室用横流ファン７００の駆動時間などを変えることができる。これにより、冷凍室２００又は冷蔵室３００のうち冷気が不足した方の横流ファンのみを駆動することができ、既に冷気が十分に供給された方の横流ファンは駆動しないため、不要な消費電力を減らすことができる。
冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００から流出した冷気は、第１ダクト２１０及び第２ダクト３１０の内部にそれぞれ流入する。第１ダクト２１０及び第２ダクト３１０は、冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００それぞれのガイド６２０に連結されている。
また、第１ダクト２１０及び第２ダクト３１０には、複数の冷気流出口２１１、３１１がそれぞれ形成される。
ここで、第１ダクト２１０及び第２ダクト３１０は薄く、広く、かつ長く形成され、冷凍室２００及び冷蔵室３００それぞれの側面エッジに沿って複数設置される。これにより、冷蔵庫１００の庫内容積を広げることができるだけでなく、冷凍室２００及び冷蔵室３００の両側面から冷気を均一に供給することができる。
図中、符号Ｗ４は冷蔵室３００に設置される横流ファンの幅を示し、ωは横流ファンの回転方向を示す。
以下、前述した本発明の一実施形態による冷気供給装置を備えた冷蔵庫の作用を詳細に説明する。
ユーザが冷蔵庫に電源を接続すると、圧縮機（図示せず）が作動して冷凍室用蒸発器２３０及び冷蔵室用蒸発器３３０が冷たくなる。ここで、冷凍室用蒸発器２３０及び冷蔵室用蒸発器３３０の下部にそれぞれ形成された冷気流入口２４０、３４０から流入した、冷却作用によって高温化した冷気は、冷凍室用蒸発器２３０及び冷蔵室用蒸発器３３０と熱交換して低温化し、その低温化した冷気は冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００に流入する。冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００は、１つの駆動モータ５００に装着された回転軸５１０の両端部に連結されて駆動される。
ここで、冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００を使用し、冷凍室用蒸発器２３０及び冷蔵室用蒸発器３３０の幅Ｗ１、Ｗ２と冷凍室用横流ファン６００及び冷蔵室用横流ファン７００の長さＷ３、Ｗ４とを同一に形成することにより、冷凍室用蒸発器２３０及び冷蔵室用蒸発器３３０を通過した冷気は流動損失なく全て第１ダクト２１０及び第２ダクト３１０に流入することができる。
第１ダクト２１０及び第２ダクト３１０に流入した冷気は、第１ダクト２１０及び第２ダクト３１０に形成された複数の冷気流出口２１１、３１１を介して冷凍室２００又は冷蔵室３００に供給され、保管されている貯蔵物などを均一に冷凍又は冷蔵する。
以上、本発明は、図面に示す実施形態を参照して説明したが、これは例示にすぎず、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び他の実施形態が可能であることは自明である。従って、本発明の権利範囲は、添付した特許請求の範囲の技術的思想により決定されるべきである。
本発明の一実施形態による冷蔵庫の冷気供給装置の内部構成を示す断面図である。 本発明の他の実施形態による冷蔵庫の冷気供給装置の内部構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態による横流ファンの構成を示す断面図である。 従来の冷蔵庫に使用される冷気供給装置の内部構成を示す断面図である。 図４のII−II線断面図である。
符号の説明
１００ 冷蔵庫
２００ 冷凍室
２１０，３１０ ダクト
２３０ 冷凍室用蒸発器
３００ 冷蔵室
３３０ 冷蔵室用蒸発器
４００ 分離壁
５００ 駆動モータ
６００ 冷凍室用横流ファン
６１１ ブレード
６２０ ガイド
７００ 冷蔵室用横流ファン

Claims (9)

  1. 冷凍室に供給される冷気を生成する冷凍室用蒸発器と、
    冷蔵室に供給される冷気を生成する冷蔵室用蒸発器と、
    前記冷凍室用蒸発器により生成された冷気を前記冷凍室に送風する冷凍室用横流ファンと、
    前記冷蔵室用蒸発器により生成された冷気を前記冷蔵室に送風する冷蔵室用横流ファンと、
    前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンを駆動する駆動モータとを含み、
    前記冷凍室用横流ファンの幅が前記冷凍室用蒸発器の幅と同一であり、
    前記冷蔵室用横流ファンの幅が前記冷蔵室用蒸発器の幅と同一であり、
    前記駆動モータが、前記冷凍室と前記冷蔵室を区画する分離壁に設置されていることを特徴とする冷蔵庫の冷気供給装置。
  2. 前記駆動モータが、前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンを同時に駆動することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫の冷気供給装置。
  3. 前記冷凍室用横流ファンの幅よりも大きい幅を有する冷凍室用ダクトと、
    前記冷蔵室用横流ファンの幅よりも大きい幅を有する冷蔵室用ダクトと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫の冷気供給装置。
  4. 前記駆動モータが外転型モータであることを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫の冷気供給装置。
  5. 前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンをそれぞれ収容するガイドと、
    前記ガイドに連結されて冷気を供給するダクトと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫の冷気供給装置。
  6. 前記ダクトが、前記冷凍室及び前記冷蔵室それぞれの側面エッジに沿って複数設置されることを特徴とする請求項５に記載の冷蔵庫の冷気供給装置。
  7. 冷凍室と、
    分離壁により前記冷凍室と区画された冷蔵室と、
    前記冷凍室に供給される冷気を生成するための冷凍室用蒸発器と、
    前記冷蔵室に供給される冷気を生成するための冷蔵室用蒸発器と、
    前記冷凍室用蒸発器により発生した冷気を前記冷凍室に送風する冷凍室用横流ファンと、
    前記冷蔵室用蒸発器により発生した冷気を前記冷蔵室に送風する冷蔵室用横流ファンと、
    前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンを駆動する駆動モータとを含み、
    前記冷凍室用横流ファンの幅が前記冷凍室用蒸発器の幅と同一であり、
    前記冷蔵室用横流ファンの幅が前記冷蔵室用蒸発器の幅と同一であり、
    前記駆動モータが、前記冷凍室と前記冷蔵室を区画する分離壁に設置されていることを特徴とする冷蔵庫。
  8. 前記駆動モータが、前記冷凍室用横流ファン及び前記冷蔵室用横流ファンを同時に駆動することを特徴とする請求項７に記載の冷蔵庫。
  9. 前記冷凍室用横流ファンの幅よりも大きい幅を有する冷凍室用ダクトと、
    前記冷蔵室用横流ファンの幅よりも大きい幅を有する冷蔵室用ダクトと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の冷蔵庫。
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