JP4741522B2 - 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、冷蔵室に流入する冷気の風量を冷凍室と独立して自由に調節できる冷蔵庫に関する。
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、従来の冷蔵庫について図7を参照して説明する。
図7は従来の冷蔵庫の冷気流路の内部構成を示す断面図である。
図7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温度が高くなっ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、冷却作用後に温度が高くなった冷気と熱交換するための蒸発器23が設置され、蒸発器23の上部には、蒸発器23を経て低温になった冷気を送風するためのファン22が設置される。
また、ファン22の駆動により冷気が冷気ダクト21を介して冷凍室20及び冷蔵室30に供給される際、冷気を冷凍室20の冷気ダクト21が備えられた方向に案内するためにガイド(図示せず)が提供され、ファン22は前記ガイドの内部に設置される。
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、蒸発器23を経て低温になった冷気を冷凍室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、冷却作用後に冷気流入口24から流入した温度が高くなった冷気は、蒸発器23との熱交換により低温になり、その低温の冷気は、モータ(図示せず)により駆動されるファン22により冷凍室20の内部を循環する。
すなわち、蒸発器23の下部に備えられた冷気流入口24から流入した温度が高くなった冷気は、蒸発器23を経て熱交換により低温になり、その低温の冷気はオリフィス(図示せず)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)から冷蔵室30に設置された冷気ダクト31に流入し、冷気流出口31aから冷蔵室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、このような従来の冷蔵庫10は、蒸発器23とファン22が冷凍室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ため、冷蔵室30に流入する冷気の風量を冷凍室20と独立して自由に調節できないという問題があった。
一方、冷凍室20の冷却と冷蔵室30の冷却とが独立して行われず、冷凍室20に供給された冷気の一部が冷蔵室30に供給されるため、冷凍室20と冷蔵室30に収納される飲食物の匂いが互いに干渉するという問題があった。
また、蒸発器23から発生した冷気は、ファン22によりその一部が冷凍室20に流入し、残りの一部が冷蔵室30に流入するため、冷蔵室30に流入する冷気の風量が冷凍室20に流入する冷気の風量より少なくて冷蔵室30の冷却速度が遅くなり、これにより、冷蔵庫10内部の温度偏差が大きくなるという問題もあった。
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、設定温度を満足する方も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。
さらに、冷気ダクト21、31が冷凍室20及び冷蔵室30にそれぞれ1つずつ設置されており、冷気ダクト21、31に形成される冷気流出口21a、31aの数及び大きさを多様化することができず、これにより、特別な目的の冷蔵ボックスを多数設置することができない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、冷蔵室に流入する冷気の風量を冷凍室と独立して自由に調節できる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、冷凍室の冷気の風量と冷蔵室の冷気の風量とを独立して調節することにより不要な電力消費を減らすことのできる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、冷蔵室の冷却速度が遅くなることを防止して冷蔵庫内部の温度偏差を減らすことのできる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、冷気流出口の数及び大きさを多様化できる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、冷凍室及び冷蔵室にそれぞれ設置された蒸発器と、前記冷凍室及び前記冷蔵室にそれぞれ設置されて前記蒸発器から発生した冷気を送風するファンと、前記冷凍室及び前記冷蔵室の少なくとも一方に複数設置され、前記ファンにより送風される冷気を前記冷凍室及び前記冷蔵室に供給する冷気ダクトとを含む冷蔵庫を提供する。
このように構成することにより、前記冷凍室及び前記冷蔵室にそれぞれ設置された蒸発器及びファンにより、冷気を前記冷凍室及び前記冷蔵室の少なくとも一方に供給できるようになり、前記冷蔵室に流入する冷気の風量を前記冷凍室と独立して自由に調節することができ、前記冷蔵室に流入する冷気の風量が増加するので前記冷蔵庫内部の温度偏差を減らすことができる。
前記冷蔵庫は、前記複数の冷気ダクトに連通する複数の案内管路が備えられたガイドをさらに含み、前記ガイドの内部には前記ファンが設置される。これにより、前記複数の冷気ダクトの内部に冷気を円滑に送風することができ、冷気の流動損失を最小化すると共にファン効率を向上させることができる。
一方、前記ファンはモータと一体に形成することができる。特に、モータをファンのハブの内部に挿入してこれらモータとファンを一体に形成した外転型モータを使用することにより、これらモータとファン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。
また、前記ファンとしてはターボファンを使用することもできる。一般に冷蔵庫に使用される遠心ファンを使用するのでなく、ターボファンを使用することにより、ファン効率を向上させることができ、複数の冷気ダクトに冷気を均一に供給することができる。
また、ターボファンを使用する場合、別途のガイドを備えることなく、ターボファンを内部に収容するシュラウドのオリフィスの入口と冷気ダクトの入口だけで冷気流路を構成することができ、冷蔵庫の生産コストを低減することができる。
一方、前記冷気ダクトは、前記冷凍室及び前記冷蔵室の少なくとも一方の側壁面に沿って設置されることが効果的である。詳細には、前記冷凍室及び前記冷蔵室の少なくとも一方の側壁面と後壁面が交わるエッジに沿って前記冷気ダクトを複数設置することにより、前記冷凍室及び前記冷蔵室の内部に冷気を均一に流入させることができ、前記冷蔵庫の効率を向上させることができ、前記冷気ダクトの数が増加するので冷気流出口の数と大きさも多様化することができる。
また、前記冷気ダクトは、前記冷凍室及び前記冷蔵室の側壁面のエッジだけでなく、後壁面に設置することもできる。これは、前記冷気ダクトの数を増加させて前記冷気ダクトに形成される冷気流出口の数を増加させ、かつ大きさを多様化するためである。さらに、多様な目的の冷蔵ボックスを多数設置するためである。
そして、上記の目的を達成するために、本発明は、冷凍室及び冷蔵室にそれぞれ設置された蒸発器と、前記蒸発器の上部にそれぞれ設置されて冷気を送風するターボファンと、前記ターボファンのハブの内部に装着されて前記ターボファンを駆動する外転型モータと、前記ターボファンを内部に収容し、冷気を前記ターボファンに流入させるためのオリフィスが形成されたシュラウドと、前記シュラウドに連結されて前記冷凍室及び前記冷蔵室にそれぞれ複数形成され、前記冷凍室及び前記冷蔵室に冷気を吐出する複数の冷気流出口を備えた冷気ダクトとを含む冷蔵庫を提供する。
さらに、上記の目的を達成するために、本発明は、冷凍室及び冷蔵室にそれぞれ設置された蒸発器と、前記蒸発器の上部にそれぞれ設置されて冷気を送風する遠心ファンと、前記遠心ファンを駆動するモータと、前記遠心ファンを内部に収容し、所定曲率を有する複数の案内管路を備えたガイドと、前記案内管路に連結されて前記冷凍室及び前記冷蔵室にそれぞれ複数形成され、前記冷凍室及び前記冷蔵室に冷気を吐出する複数の冷気流出口を備えた冷気ダクトとを含む冷蔵庫を提供する。
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は、冷凍室とは別途に冷蔵室にも蒸発器及びファンを設置することにより、冷蔵室に流入する冷気の風量を冷凍室と独立して自由に調節して、冷蔵室の冷却速度を向上させる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は、冷気ダクトを冷凍室及び冷蔵室にそれぞれ複数設置して冷凍室の冷気流路と冷蔵室の冷気流路とを分離することにより、冷凍室と冷蔵室に収納された飲食物の匂いが互いに干渉することを防止できるという効果がある。
さらに、本発明による冷蔵庫は、ファンを冷凍室及び冷蔵室にそれぞれ設置して庫内温度を満足する方のファンを停止させることにより、消費電力を低減できるという効果がある。
さらに、本発明による冷蔵庫は、冷蔵室の内部に流入する風量を増加させることができ、区域毎に均一な冷気を分配することにより冷蔵庫内部の温度偏差を減らす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は、複数の冷気ダクトを冷凍室及び冷蔵室のそれぞれに設置することにより、冷気流出口の数を増加させたり大きさを多様化することができ、多様な目的の冷蔵ボックスを多数設置できるという効果がある。
以下、本発明による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は本発明の第1実施形態による冷蔵庫の冷気流路の構成を示す断面図であり、図2Aは図1のIII −III 線に沿った縦断面図であり、図2Bは図2Aに示す冷蔵庫の冷気流路の内部構成を示す断面図であり、図3は図1のIV−IV線に沿った横断面図であり、図4は本発明の第1実施形態による外転型モータとターボファンの結合関係を示す断面図であり、図5は本発明の第1実施形態による冷蔵庫のガイドの内部構成を示す断面図であり、図6は本発明の第2実施形態による冷蔵庫の冷凍室の冷気流路の内部構成を示す断面図である。
図1及び図2に示すように、本発明の第1実施形態による冷蔵庫100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蒸発器230、330と、冷凍室200及び冷蔵室300にそれぞれ設置されて蒸発器230、330から発生した冷気を送風するファン220、320と、それぞれのファン220、320を収容するガイド290、390と、ファン220、320をそれぞれ駆動させるためのモータ250、350と、冷気を冷凍室200に流入させるための冷凍室冷気ダクト270及び冷気を冷蔵室300に流入させるための冷蔵室冷気ダクト370とを含む。
ここで、冷凍室200及び冷蔵室300は1つずつに限定されるものではなく、必要に応じてその数を多様に変化させることができる。この場合、蒸発器230、330は、冷凍室200及び冷蔵室300の数に応じてそれぞれ設置されることが好ましい。
冷凍室200の冷気流路構造と冷蔵室300の冷気流路構造とは同一であるので、説明の便宜上、以下、冷凍室200の冷気流路構造について詳細に説明する。
冷凍室200を循環して冷却作用することによって温度が高くなった冷気は冷気流入口240に流入し、その流入した冷気と熱交換してこれを低温の冷気にする蒸発器230の上部又は冷気の流動方向の上流側に冷気を送風するためのファン220が設置され、ファン220の一方の側にファン220を駆動させるためのモータ250が設置される。
ファン220は、複数のブレードが形成された遠心ファンから構成され、ファン220により送風される冷気を冷気ダクト270に案内するためのガイド290の内部に設置される。ここで、ガイド290は、冷気を冷凍室200に供給するための冷気ダクト270に連通するように形成される。
図4に示すように、ファン220は、遠心ファンの代わりにターボファン221から構成することもできる。ターボファン221を使用した場合は、多くの風量を発生させて圧縮比を高めることができるので、ファン効率が向上する。
また、ターボファン221を使用した場合は、ガイド290を備えることなく冷気流路を構成できるという利点がある。すなわち、ターボファン221を内部に収容するシュラウド260に形成されたオリフィス261の入口と冷気ダクト270の入口だけで冷気流路を構成することができる。ここで、オリフィス261は、冷気を正確にファン220側に流入させる作用をする。
このように構成することにより、ファン220により送風される冷気を案内するガイド290を備えることなく、冷気入口であるオリフィス261の入口と冷気出口である冷気ダクト270の冷気流出口271だけで、冷気を冷気ダクト270に案内することができる。
ターボファン221を使用した場合、シュラウド260の一端は冷気ダクト270に連結される。
また、ターボファン221のハブ221aの内部にモータ251を挿入して、ターボファン221とモータ251を一体に形成することにより、冷凍室200の庫内容積を増加させることができる。
特に、回転子が固定子の外側に位置する外転型モータ251を使用した場合、外転型モータの高さが内転型モータの高さよりも相対的に低いので、ターボファン221のハブ221aに挿入されても大きな空間を占めないため、庫内容積を増加させることができる。図4において点線の矢印は冷気の流れを示す。
一方、冷気ダクト270は複数設置されるが、図3に示すように、冷凍室200の側壁面400、410と後壁面110が交わるエッジに沿って複数設置することもでき、冷凍室200の側壁面410に沿って複数設置することもできる。
冷気ダクト270には、冷気を冷凍室200の内部に均一に供給するための複数の冷気流出口271が形成される。
ここで、冷気ダクト270は、冷凍室200の左側壁面410に沿って形成される冷気ダクト270aと、右側壁面400(分離壁)に沿って形成される冷気ダクト270bとから構成される。
ガイド290には、複数の冷気ダクト270b、270aに連通する複数の案内管路291、292が形成される。
案内管路291、292は、複数の冷気ダクト270b、270aに連通しており、冷気の流動損失を防止して消費電力を低減し、ファン効率を向上できるように設計する。
図5に示すように、ガイド290は、ファン220の回転により送風される冷気をファン220の一方及び他方に分配し、各冷気ダクト270a、270bに移送できるように形成される。
ここで、ガイド290は、ファン220の回転中心を通る水平線から一方の所定角度に位置する第1開始点Aからファン220の回転方向に所定曲率で延設されて、冷凍室200の右側壁面400に沿って形成された冷気ダクト270bに連通する第1案内管路291と、ファン220の回転中心を通る水平線から他方の所定角度に位置する第2開始点Bからファン220の回転方向に所定曲率で延設されて、冷凍室200の左側壁面410に沿って形成された冷気ダクト270aに連通する第2案内管路292とを含む。
第1案内管路291及び第2案内管路292は、蒸発器230の下部に設置された冷気流入口240から流入して蒸発器230との熱交換により低温になった冷気を、ファン220の駆動により、冷凍室200の左側壁面410に沿って形成された冷気ダクト270a及び冷凍室200の右側壁面400に沿って形成された冷気ダクト270bに供給できるように、冷気ダクト270a、270bの一端に連通して設置される。
前述のように、冷気ダクト270a、270bを複数設置することにより、冷気ダクト270a、270bに形成される冷気流出口271、281の数、位置、又は大きさを多様化することができる。
また、ファン220の駆動により送風される冷気が第1案内管路291及び第2案内管路292を介してより円滑に流動できるように、第1案内管路291及び第2案内管路292は、ファン220の回転方向と対応する方向に所定曲率を有し、ガイド290と一体に形成されることが好ましい。
ここで、第1開始点Aは、ファン220の回転中心を通る水平線からファン220の回転方向の反対方向に45゜〜55゜の地点に位置することが好ましく、第2開始点Bは、ファン220の回転中心を通る水平線からファン220の回転方向の反対方向に15゜〜25゜の地点に位置することが好ましい。
すなわち、第1開始点Aと第2開始点Bとは、ファン220の回転中心を通る水平線を基準に反対側に位置する。
図5において、符号Wはファン220の回転方向を示し、θ1は第1開始点Aとファン220の回転中心を通る水平線間の角度を示し、θ2は第2開始点Bとファン220の回転中心を通る水平線間の角度を示し、Dはファン220の直径を示し、dはガイド290とファン220間の最小間隙を示す。
案内管路291、292の各開始点A、Bの角度によって冷気の流動損失が異なるが、冷気の流動損失が大きい場合は、同一の冷凍又は冷蔵能力を発揮するためにより多くの冷気を供給しなければならず、ファンをより多く駆動するため消費電力が増加する。
また、本発明の第1実施形態による冷蔵庫を構成するファン220とガイド290間の最小間隙dは、ファン220の直径Dの4%〜6%の範囲内になるように構成されることが好ましい。ファン220とガイド290間の間隙が小さ過ぎると冷気が円滑に送風されないため消費電力が増加し、ファン220とガイド290間の間隙が大き過ぎると適正な圧縮比を得ることができない。
一方、本発明の第2実施形態による冷蔵庫100は、図6に示すように、冷凍室200の後壁面110に沿って設置された冷気ダクト270cをさらに含む。
冷凍室200の後壁面110に沿って設置された冷気ダクト270cに連通するように、ガイド290にも第3案内管路293が形成される。このように構成することにより、冷気流出口271の数及び大きさをさらに多様化することができる。
ここで、冷気ダクト270は、冷凍室200の左右側壁面410、400及び後壁面110に沿って設置できるだけでなく、必要な位置にさらに設置することもできる。
以下、前述した本発明の第2実施形態による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)が作動して蒸発器230が冷たくなる。このとき、蒸発器230の下部に形成された冷気流入口240から流入した温度が高くなった冷気は、蒸発器230との熱交換により低温になり、その低温の冷気はファン220に流入する。
ファン220はモータ250に連結されて駆動され、ファン220を通過した冷気は、ファン220の外部に設置されたガイド290の案内管路291、292を介して冷気ダクト270に案内される。
ここで、第1案内管路291を通過した冷気は、これに連通する冷凍室200の右側壁面400に沿って形成された冷気ダクト270bに流入し、第2案内管路292を通過した冷気は、これに連通する冷凍室200の左側壁面410に沿って形成された冷気ダクト270aに流入する。また、第3案内管路293を通過した冷気は、これに連通する冷凍室200の後壁面110に沿って設置された冷気ダクト270cに流入する。
冷気ダクト270a、270b、270cに流入した冷気は、それぞれの冷気ダクト270a、270b、270cに形成された複数の冷気流出口271から吐出されて冷凍室200の内部に均一に供給され、冷凍室200に保管されている飲食物などを均一に冷凍させる。
以上、冷凍室200の冷気流路構造について説明したが、冷蔵室300の冷気流路構造も同様に構成することができる。ただし、冷凍室200に形成される冷気ダクト270の数と冷蔵室300に形成される冷気ダクト370の数とは異なる数にすることができる。
また、複数の冷気ダクト270は、冷凍室200と冷蔵室300の両方に設置することもでき、冷凍室200又は冷蔵室300のいずれか一方に設置することもできる。
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、当業者であれば、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。
本発明の第1実施形態による冷蔵庫の冷気流路の構成を示す断面図である。 図1のIII −III 線に沿った縦断面図である。 図2Aに示す冷蔵庫の冷気流路の内部構成を示す正断面図である。 図1のIV−IV線に沿った横断面図である。 本発明の第1実施形態による外転型モータとターボファンの結合関係を示す断面図である。 本発明の第1実施形態による冷蔵庫のガイドの内部構成を示す断面図である。 本発明の第2実施形態による冷蔵庫の冷凍室の冷気流路の内部構成を示す断面図である。 従来の冷蔵庫の冷気流路の内部構成を示す断面図である。
符号の説明
100 冷蔵庫
200 冷凍室
220 ファン
221 ターボファン
230 蒸発器
240 冷気流入口
250 モータ
260 シュラウド
261 オリフィス
270 冷気ダクト
271 冷気流入口
290 ガイド

Claims (9)

  1. 冷凍室及び冷蔵室にそれぞれ設置された蒸発器と、
    前記冷凍室及び前記冷蔵室にそれぞれ設置され、前記蒸発器から発生した冷気を送風し、吸収された冷気を半径方向外側に吐出するファンと、
    前記冷凍室及び前記冷蔵室の少なくとも一方に複数設置され、前記ファンにより送風される冷気を前記冷凍室及び前記冷蔵室に供給する冷気ダクトと、
    前記ファンを内部に収容し、前記複数の冷気ダクトに連通する複数の案内管路を備えたガイドとを含み、
    前記複数の案内管路の流入口が前記ファンの外周部を分けて囲むように配置されることを特徴とする冷蔵庫。
  2. 前記ファンが、該ファンを駆動する外転型モータと一体に形成されることを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  3. 前記ファンがターボファンであることを特徴とする請求項2に記載の冷蔵庫。
  4. 前記ファンが遠心ファンであることを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  5. 前記冷気ダクトが、前記冷凍室及び前記冷蔵室の少なくとも一方の側壁面に沿って設置されることを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  6. 前記冷気ダクトが、前記冷凍室及び前記冷蔵室の少なくとも一方の側壁面と後壁面が交わるエッジに沿って形成されることを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  7. 前記冷凍室及び前記冷蔵室の少なくとも一方の後壁面に沿って形成された冷気ダクトをさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の冷蔵庫。
  8. 前記冷気ダクトに前記冷凍室及び前記冷蔵室に冷気を吐出する複数の冷気流出口が形成され、前記冷凍室に設置された冷気ダクトの数と前記冷蔵室に設置された冷気ダクトの数とが異なることを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  9. 冷凍室及び冷蔵室にそれぞれ設置された蒸発器と、
    前記蒸発器の上部にそれぞれ設置されて冷気を送風する遠心ファンと、
    前記遠心ファンを駆動するモータと、
    前記遠心ファンを内部に収容し、所定曲率を有する複数の案内管路を備えたガイドと、
    前記案内管路に連結されて前記冷凍室及び前記冷蔵室にそれぞれ複数形成され、前記冷凍室及び前記冷蔵室に冷気を吐出する複数の冷気流出口を備えた冷気ダクトとを含み、
    前記複数の案内管路の流入口が前記遠心ファンの外周部を分けて囲むように配置されることを特徴とする冷蔵庫。
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