JP6559335B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

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Description

本発明は、結露の発生を防止することが可能な冷蔵庫に関する。
結露の発生を防止することが可能な従来の冷蔵庫としては、例えば、特許文献1〜3には、防露ヒータ又は圧縮機からのホットガスによって冷蔵庫における結露の発生を防止するものが開示されている。
特開2013−072595号公報 特開2014−020715号公報 特開2008−008552号公報
しかしながら、特許文献1〜3の冷蔵庫では、結露の防止を目的として圧縮機の運転又はヒータの通電を行う必要があるため、冷蔵庫における電力消費量を低減することが困難であるという課題があった。
本発明は、上述の課題を解決するためのものであり、結露の防止を目的とした圧縮機の運転又はヒータの通電を抑制し、電力消費量を低減することが可能な冷蔵庫を提供することを目的とする。
発明の冷蔵庫は、正面が開口した箱体と、前記箱体の内部の空間を仕切る仕切壁と、前記箱体と前記仕切壁とによって区画された貯蔵空間を開閉する貯蔵庫扉とを備え、前記貯蔵庫扉は、前記貯蔵庫扉の正面部を構成する扉外板と、前記貯蔵庫扉の側面部を構成する扉内板と、前記扉外板と前記扉内板との間に配置された第1ヒートパイプとを有する回転式の両開き扉であり、前記第1ヒートパイプの一端側となる第1末端部は、前記貯蔵庫扉の正面部側に配置されており、前記第1ヒートパイプの他端側となる第2末端部は、前記貯蔵庫扉の側面部側に配置されており、前記両開き扉の一方は、前記両開き扉の他方に接触して、前記両開き扉の間の間隙を密封する回転仕切体と、前記扉外板の側面部に前記回転仕切体を回転自在に連結するヒンジと、前記回転仕切体の内部において、前記回転仕切体の正面部側に配置された第2ヒートパイプとを有しており、前記第1ヒートパイプの第2末端部及び前記第2ヒートパイプの一端部は、前記ヒンジと接触している。
本発明の構成によれば、外気温度による温熱をヒートパイプを介して冷蔵庫の結露が生じやすい領域に供給し、結露を気化することができるため、結露の防止を目的とした圧縮機の運転又はヒータの通電を抑制できる。したがって、本発明の構成によれば、電力消費量を低減することが可能な冷蔵庫を提供することができる。
本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の外観構成の一例を示した概略的な斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の貯蔵庫10の構成の一例を示した概略的な斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷凍サイクル回路60の一例を概略的に示した冷媒回路図である。 図2の貯蔵庫10におけるヒートパイプ70の配置を示した概略図である。 図4に加えて、図4の一部を拡大して示した概略図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100の貯蔵庫10における、ヒートパイプ70の末端部の配置の一例を示した概略的な断面図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100において、ヒートパイプ70の第2末端部70bが凝縮パイプ62に接触している場合の圧縮機61の停止時の動作を示した概略図である。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100において、ヒートパイプ70の第2末端部70bが凝縮パイプ62に接触している場合の圧縮機61の駆動時の動作を示した概略図である。 本発明の実施の形態2に係る冷蔵庫100の貯蔵庫扉1の一例である、両開き扉2の冷蔵室左扉2aの外観構造を概略的に示した斜視図である。 本発明の実施の形態2に係る冷蔵庫100の貯蔵庫扉1の一例である、両開き扉2の内部構造を概略的に示した上面図である。 本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫100の両開き扉2の一部である、冷蔵室左扉2aの外観構造を概略的に示した斜視図である。 図11の冷蔵室左扉2aの外観構造を拡大して示した概略図である。
実施の形態1.
本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫100について説明する。図1は、本実施の形態1に係る冷蔵庫100の外観構成の一例を示した概略的な斜視図である。なお、以下の説明における冷蔵庫100の各々の構成部材同士の位置関係、例えば上下、左右、前後等の位置関係は、原則として、冷蔵庫100を使用可能な状態に設置したときの位置関係とする。また、図1を含む以下の図面では各構成部材の寸法の関係及び形状が、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付すか、あるいは符号を付すことを省略している。
図1に示されるように、冷蔵庫100は、最上部に回転式の両開き扉2として、冷蔵室左扉2a及び冷蔵室右扉2bを備えている。また、冷蔵室左扉2aの下方には製氷室扉3aが設けられ、冷蔵室右扉2bの下方には切替室扉3bが設けられている。製氷室扉3a及び切替室扉3bの下方には冷凍室扉3cが設けられ、冷凍室扉3cの下方には野菜室扉3dが設けられている。製氷室扉3a、切替室扉3b、冷凍室扉3c、及び野菜室扉3dは、引出式扉3として構成されている。両開き扉2及び引出式扉3は、冷蔵庫内部の保冷性能を維持できる貯蔵庫扉1を構成している。貯蔵庫扉1は、例えば、後述ずる図9及び図10で例示したように、貯蔵庫扉1、例えば冷蔵室左扉2aの正面部1a、すなわち冷蔵庫100の正面側の意匠面を構成する扉外板4aと、貯蔵庫扉1の側面部1b及び背面部1cを構成する扉内板4bとを備えている。貯蔵庫扉1では、例えば、扉外板4aをガラス等で構成し、扉内板4bをプラスチック樹脂等で構成することができる。また、貯蔵庫扉1は、扉外板4aと扉内板4bとの間に、真空断熱材、ウレタン樹脂等の断熱材4cを充填した構成にできる。
図2は、本実施の形態1に係る冷蔵庫100の貯蔵庫10の構成の一例を示した概略的な斜視図である。図2に示したように、貯蔵庫10は、冷蔵庫100の外郭を構成する鋼板製の外箱15aと、冷蔵庫100の内壁を構成する樹脂製の内箱15bと、外箱15aと内箱15bとの間に充填された真空断熱材、ウレタン樹脂等の断熱材15cを有し、正面が開口した断熱性の箱体15を備えている。
貯蔵庫10は、箱体15の内部空間を仕切る断熱性の仕切壁20が複数枚設けられおり、仕切壁20によって仕切られた複数の貯蔵空間30が区画されている。仕切壁20の内部は、真空断熱材、ウレタン樹脂等の断熱材で充填されている。図2では、貯蔵庫10は、4つの仕切壁20、すなわち、第1の仕切壁22と、第2の仕切壁24と、第3の仕切壁26と、第4の仕切壁28とを備えている。第1の仕切壁22で仕切られた空間の上方には、貯蔵空間30の一例である冷蔵室30aが区画され、冷蔵室左扉2a及び冷蔵室右扉2bの回転動作により、冷蔵室30aが開閉される。第2の仕切壁24は、第1の仕切壁22の下方に配置されている。第1の仕切壁22と第2の仕切壁24との間の空間は、第1の仕切壁22と第2の仕切壁24との間を連結する第3の仕切壁26により更に区画される。第3の仕切壁26で仕切られた左側の空間には、貯蔵空間30の一例である製氷室30bが区画され、製氷室扉3aの押し引きにより製氷室30bが開閉される。第3の仕切壁26で仕切られた左側の空間には、貯蔵空間30の一例である切替室30cが区画され、切替室扉3bの押し引きにより切替室30cが開閉される。第4の仕切壁28は、第2の仕切壁24の下方に配置されている。第2の仕切壁24及び第4の仕切壁28で仕切られた、第2の仕切壁24と第4の仕切壁28との間の空間には、貯蔵空間30の一例である冷凍室30dが区画され、冷凍室扉3cの押し引きにより冷凍室30dが開閉される。第4の仕切壁28で仕切られた空間の下方には、貯蔵空間30の一例である野菜室30eが区画され、野菜室扉3dの押し引きにより野菜室30eが開閉される。なお、図2を含む以下の図面では図示しないが、貯蔵空間30の内部には、食品等の被貯蔵物を収容する容器が配置されている。
貯蔵庫10の正面側は、貯蔵庫扉1の開閉により外気と接触する面積が増加するため、貯蔵空間30内部に供給される冷気温度と外気温度との温度差により結露し、着霜が生じやすくなる。特に、仕切壁20の正面部20aは、貯蔵庫扉1同士の間隙を介して外気と常時接触する部位があるため、結露又は着霜が生じやすくなる。具体的には、第1の仕切壁22の正面部22aは、両開き扉2と製氷室扉3aとの間の間隙、及び両開き扉2と切替室扉3bとの間の間隙を介して外気と常時接触する部位があるため、結露又は着霜が生じやすくなる。また、第2の仕切壁24の正面部24aは、製氷室扉3aと冷凍室扉3cとの間の間隙、及び切替室扉3bと冷凍室扉3cとの間の間隙を介して外気と常時接触する部位があるため、結露又は着霜が生じやすくなる。また、第3の仕切壁26の正面部26aは、製氷室扉3aと切替室扉3bとの間の間隙を介して外気と常時接触する部位があるため、結露又は着霜が生じやすくなる。また、第4の仕切壁28の正面部28aは、冷凍室扉3cと野菜室扉3dとの間の間隙を介して外気と常時接触する部位があるため、結露又は着霜が生じやすくなる。図2においては、貯蔵庫10の正面側のうち、外気と常時接触するため結露又は着霜が生じやすくなる領域は、結露発生領域35として破線で概略的に囲って示している。
次に、貯蔵庫10に配置される温度センサ40及び湿度センサ45について説明する。
箱体15には、外気の温度を検知する温度センサ40及び外気の湿度を検知する湿度センサ45が設けられている。温度センサ40及び湿度センサ45は、例えば、図2に示したように箱体15の上面部に配置される。温度センサ40の材料としては、例えば、サーミスタ等の半導体材料又は測温抵抗体等の金属材料が用いられる。湿度センサ45の材料としては、例えば、アンモニウム塩などの添加物を含んだ感湿性高分子を用いた高分子抵抗式若しくは高分子容量式の半導体センサ、又は多孔質酸化アルミを用いた酸化アルミ容量式の半導体センサ等が用いられる。
温度センサ40及び湿度センサ45で検知した温度情報又は湿度情報は、有線通信又は無線通信により、冷蔵庫100の全体の動作を制御する制御部50に送信される。制御部50は、温度センサ40及び湿度センサ45で検知した温度情報又は湿度情報に基づいて、図3で後述する冷凍サイクル回路60の動作、例えば、圧縮機61の運転周波数及び減圧装置64の開度等を調整する。冷蔵庫100では、冷凍サイクル回路60の動作の調整により、貯蔵空間30に冷熱を供給する冷房運転、又は結露発生領域35等にホットガスを供給する除霜運転の動作が制御される。
制御部50は、専用のハードウェア、又は中央演算装置、メモリ等を備えたマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットとして構成される。制御部50は、例えば埋込型の制御回路基板として構成し、箱体15の外箱15aと内箱15bとの間に配置できる。なお、図2を含む以下の図面においては、制御部50の内部構造については図示していない。
制御部50が専用のハードウェアとして構成される場合、制御部50は、例えば、単一回路、複合回路、ASIC、FPGA、又はこれらを組み合わせて構成できる。制御部50は、各々の制御処理を個々のハードウェアで実現できるように構成してもよいし、各々の制御処理を一つのハードウェアで行うように構成してもよい。なお、「ASIC」は特定用途向け集積回路の略称であり、「FPGA」はフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。
制御部50がマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットとして構成される場合、制御部50が実行する制御処理は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアは、制御プログラムとして記述される。メモリは、制御プログラムを格納する制御部50の記憶部として構成される。メモリは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、EEPROM等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリとして構成できる。中央演算装置は、メモリに格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、制御処理を実現する演算部として構成される。なお、中央演算装置は「CPU」と略称される。また、中央演算装置は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、又はプロセッサとも称される。
また、制御部50は、制御処理の一部を専用のハードウェアで実現し、残余の制御処理をマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットで実現するように構成してもよい。
次に、本実施の形態1に係る冷蔵庫100で用いられる冷凍サイクル回路60について図3を用いて説明する。
図3は、本実施の形態1に係る冷蔵庫100の冷凍サイクル回路60の一例を概略的に示した冷媒回路図である。冷凍サイクル回路60は、圧縮機61、凝縮パイプ62、凝縮器63、減圧装置64、及び蒸発器65が、冷媒配管66で接続され、冷媒配管66の内部を冷媒が循環する冷媒回路である。なお、冷蔵庫100の冷凍サイクル回路60は、圧縮機61、凝縮器63、減圧装置64、蒸発器65、及び冷媒配管66は、冷凍サイクル回路60の最小構成要素である。
圧縮機61は、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する流体機械である。圧縮機61は、例えばレシプロ圧縮機、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機等として構成される。また、圧縮機61は、縦置型圧縮機として構成しても、横置型圧縮機として構成してもよい。図3を含む以下の図面では図示しないが、圧縮機61は、例えば、冷蔵庫100の底面の背面側に設けられた機械室に収容される。
凝縮パイプ62は、凝縮パイプ62の内部を流れる高温高圧のガス冷媒と、凝縮パイプ62の外部に供給される低温の媒体との間で熱交換を行う熱交換器として構成される。冷蔵庫100においては、凝縮パイプ62は、例えば仕切壁20の正面部20aの側に埋め込まれて配置される。凝縮パイプ62を仕切壁20の正面部20aの側に埋め込むことにより、冷蔵庫100においては、凝縮パイプ62の内部を流れる高温高圧のガス冷媒と、仕切壁20の正面部20aに着霜又は結露した水滴との間で熱交換が行われる。仕切壁20の正面部20aに着霜又は結露した水滴は、凝縮パイプ62の内部を流れる高温高圧のガス冷媒との熱交換により、融解又は気化される。なお、凝縮パイプ62は、凝縮パイプ62の外表面に複数のフィンを設けることにより、熱交換面積を拡大し、熱交換効率を向上させることができる。また、冷蔵庫100においては、凝縮パイプ62は「防露パイプ」と称される場合がある。また、図3においては、凝縮パイプ62は、凝縮器63と直列に配管接続されているが、並列に配管接続してもよい。
凝縮器63は、凝縮器63の内部を流れる高温高圧のガス冷媒と、凝縮器63に供給される低温の媒体との間で熱交換を行う熱交換器として構成される。凝縮器63は、例えば、貯蔵庫10の側面部10a又は背面部10bの側の箱体15の外箱15aと内箱15bとの間に配置され、鋼板製の外箱15aを介して外気との間で熱交換を行うように構成できる。なお、凝縮器63は、例えばクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器として構成し、外気との熱交換を直接的に行うことができるように構成してもよい。冷蔵庫100においては、凝縮器63は「放熱器」と称される場合がある。
減圧装置64は、例えば、高圧液冷媒を膨張及び減圧させる、多段階又は連続的に開度を調節可能なリニア電子膨張弁等の膨張弁として構成できる。減圧装置64は、例えば、冷蔵庫100の底面の背面側に設けられた機械室に収容される。なお、冷蔵庫100においては、減圧装置64は、膨張弁等のアクチュエータとして構成する代わりに、キャピラリチューブとして構成してもよい。また、冷蔵庫100においては、リニア電子膨張弁は「LEV」と略称される場合がある。
蒸発器65は、蒸発器65の内部を流れる低温低圧の二相冷媒と、蒸発器65に供給される高温の空気との間で熱交換を行う空冷式熱交換器として構成できる。蒸発器65は、例えばクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器として構成でき、蒸発器65の内部を流れる低温低圧の二相冷媒と、蒸発器65を通過する高温の空気との間で熱交換を行うように構成される。
蒸発器65は、図3を含む以下の図面では図示しないが、例えば、冷蔵庫100の底面の背面側に設けられた蒸発器室にファンとともに収容される。蒸発器室は機械室とは別個に設けられ、蒸発器65と高温の空気との間の熱交換により、貯蔵空間30を冷却する冷気が生成される。蒸発器室で生成された冷気は、ファンによって貯蔵空間30に循環される。
蒸発器65での熱交換によって、空気中の水分が蒸発器65において着霜する。蒸発器65における着霜は、蒸発器65の性能を維持するために、例えば電気ヒータ等を用いて定期的に融解され、例えば冷蔵庫100の底部に設けた蒸発皿に除霜水として貯留される。蒸発皿に貯留された除霜水は、例えば、凝縮器63で加熱して蒸発させることにより、水蒸気として冷蔵庫100の外に放出される。なお、図3を含む以下の図面においては、蒸発器室、ファン、電気ヒータ、及び蒸発皿は図示していない。
なお、蒸発器65は、例えばプレート型熱交換器として構成してもよい。蒸発器65をプレート型熱交換器として構成する場合は、蒸発器65を各々の貯蔵空間30に配置することにより、蒸発器65に供給される貯蔵空間30の内部の空気と蒸発器65の内部を流れる低温低圧の二相冷媒との間で熱交換を行うことができる。貯蔵空間30の内部の空気と低温低圧の二相冷媒との間での熱交換により、貯蔵空間30の内部に冷熱が供給される。また、冷凍サイクル回路60は、複数の蒸発器65を並列に配置した構成としてもよい。また、冷蔵庫100においては、蒸発器65は「冷却器」、「気化器」と称される場合がある。
次に、冷凍サイクル回路60の動作について説明する。図3では、冷媒の流れる方向を矢印で示している。
圧縮機61から吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮パイプ62へ流入する。凝縮パイプ62に流入した高温高圧のガス冷媒は、仕切壁20の正面部20aに着霜又は結露した水滴に熱を放出することによって熱交換され、凝縮器63に流入する。凝縮器63に流入した冷媒は、凝縮器63において外気に熱を放出することによって熱交換され、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、減圧装置64に流入する。減圧装置64に流入した高圧の液冷媒は、膨張及び減圧されて低温低圧の二相冷媒となる。低温低圧の二相冷媒は、蒸発器65に流入する。蒸発器65においては、低温低圧の二相冷媒は、蒸発器65に供給される高温の空気から熱を吸収し、蒸発して乾き度の高い二相冷媒又は低温低圧のガス冷媒となる。蒸発器65から流出した乾き度の高い二相冷媒又は低温低圧のガス冷媒は圧縮機61に吸入される。圧縮機61に吸入された冷媒は圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり圧縮機61から吐出される。冷凍サイクル回路60では以上のサイクルが繰り返される。
なお、冷凍サイクル回路60では、蒸発器65と圧縮機61との間を連結する冷媒配管66にアキュムレータを配置することができる。冷凍サイクル回路60にアキュムレータを配置することによって、蒸発器65から流出した冷媒から液相成分を分離することができる。また、冷凍サイクル回路60は、上述の構成要素の他に、受液器、油分離器、電磁弁、流量調整弁等を備えていてもよい。
次に、本実施の形態1に係る冷蔵庫100の貯蔵庫10に配置されるヒートパイプ70について図4及び図5を用いて説明する。図4は、図2の貯蔵庫10におけるヒートパイプ70の配置を示した概略図である。図5は、図4に加えて、図4の一部を拡大して示した概略図である。
ヒートパイプ70は、ヒートパイプ70の外郭を構成する密閉容器と、密閉容器の内壁面から密閉容器の管径の中心方向に延在するウイックと称される毛細管構造とを備える管状の熱伝導部材である。密閉容器の内部には、少量の液体の作動媒体が真空密封されて収容されている。
ヒートパイプ70においては、ヒートパイプ70の一端側である第1末端部70aに外気温度による温熱が供給されると、密閉容器の内部に封入された作動媒体が気体となって、第1末端部70aから、ヒートパイプ70の他端側である第2末端部70bに移動する。次いで、第2末端部70bにおいて冷熱が供給されると、気体となった作動媒体は凝縮して液体となる。第2末端部70bにおいて凝縮した液体の作動媒体は、毛細管構造の毛管力で第2末端部70bから第1末端部70aに移動する。第1末端部70aにおいては、液体の作動媒体に温熱が供給され、密閉容器の内部に封入された作動媒体が気体となって、第1末端部70aから、第2末端部70bに移動する。ヒートパイプ70においては、第1末端部70aと第2末端部70bとの間の温度差によって以上のサイクルが繰り返される。すなわち、ヒートパイプ70においては、ヒートパイプ70第1末端部70aと第2末端部70bとの間の温度差により、作動媒体の相変化を連続的に生じさせることによって、密閉容器の内部で作動媒体を移動させ、熱を移動させることができる。
なお、ヒートパイプ70においては、水又はブライン等の液体、アルコール等の揮発性の液体、又は代替フロン等の作動媒体を用いることができる。また、ヒートパイプ70の密閉容器は、例えば、鉄、アルミニウム、銅、黄銅、若しくはステンレス製のもの、またこれらの材質を組み合わせたものとすることができる。ヒートパイプ70の毛細管構造は、銅製のものとすることができる。また、ヒートパイプ70の密閉容器は円管形状のものであってもよいし、扁平管形状のものであってもよい。また、ヒートパイプ70の密閉容器の外表面は、均一面としてもよいし、波状面等の凹凸面として熱伝導効率を向上させたものとしてもよい。また、ヒートパイプ70の一端側である第1末端部70aは、加熱部、蒸発部、高温部等と称され、ヒートパイプ70の他端側である第2末端部70bは、冷却部、凝縮部、低温部等と称される。
本実施の形態1に係る冷蔵庫100においては、ヒートパイプ70の一端側である第1末端部70aは、外箱15aと内箱15bとの間において、外箱15a側に配置されている。例えば、ヒートパイプ70の第1末端部70aは、外箱15aに接触させることができる。また、ヒートパイプ70の他端側である第2末端部70bは、結露発生領域35等の貯蔵庫10の正面部20a側に配置されている。例えば、図4及び図5で例示したように、ヒートパイプ70の第2末端部70bは、仕切壁20の正面部20aに接触させることができる。上述の構成により、ヒートパイプ70は、貯蔵庫10の正面側に外気温度による温熱を供給し、貯蔵庫10の正面側の着霜又は結露を融解又は気化させることができる。
図6は、本実施の形態1に係る冷蔵庫100の貯蔵庫10における、ヒートパイプ70の末端部の配置の一例を示した概略的な断面図である。図6では、例として、外箱15aと内箱15bとの間に配置された第1末端部70aが示されており、第1末端部70aが受ける力の方向が矢印で示されている。図6に示したように、外箱15aと内箱15bとの間に真空断熱材、ウレタン樹脂等の断熱材15cを充填することによって、第1末端部70aは外箱15aの方向に断熱材15cの充填による力が印加される。断熱材15cの充填による力が印加されることにより、第1末端部70aは外箱15aに接触して配置される。第1末端部70aを外箱15aに接触して配置することにより、第1末端部70aと外箱15aとの間の熱抵抗を低減することができる。
なお、第1末端部70aが外箱15aに接触して配置された状態は、第1末端部70aと外箱15aとの間に、例えば銅板等の別体の熱伝導部材を介在させた状態を含むものとする。
同様に、第2末端部70bにおいても、仕切壁20の内部に真空断熱材、ウレタン樹脂等の断熱材を充填することにより、第2末端部70bは、仕切壁20の正面部20aに接触して配置される。第2末端部70bを仕切壁20の正面部20aに接触して配置することにより、第2末端部70bと仕切壁20の正面部20aとの間の熱抵抗を低減することができる。なお、第2末端部70bは、仕切壁20の正面部20aとの間に別体の銅板等の熱伝導部材を介在させて仕切壁20の正面部20aと密着させるように構成してもよい。
なお、第2末端部70bが仕切壁20の正面部20aに接触して配置された状態は、第2末端部70bと仕切壁20の正面部20aとの間に、例えば銅板等の別体の熱伝導部材を介在させた状態を含むものとする。
また、本実施の形態1に係る冷蔵庫100においては、ヒートパイプ70の第2末端部70bを仕切壁20の内部に配置された凝縮パイプ62に接触して配置するように構成できる。図7は、本実施の形態1に係る冷蔵庫100において、ヒートパイプ70の第2末端部70bが凝縮パイプ62に接触している場合の圧縮機61の停止時の動作を示した概略図である。図8は、本実施の形態1に係る冷蔵庫100において、ヒートパイプ70の第2末端部70bが凝縮パイプ62に接触している場合の圧縮機61の駆動時の動作を示した概略図である。図7及び図8においては、ヒートパイプ70における温熱の移動方向が矢印にて示されている。
図7の圧縮機61の停止時においては、凝縮パイプ62には圧縮機61からのホットガスが供給されないため、仕切壁20の正面部20aの仕切壁温度T1は、外箱15aの温度、すなわち外気温度T2よりも低くなる。したがって、ヒートパイプ70の第1末端部70aに外気温度T2による温熱が供給されると、密閉容器の内部に封入された作動媒体が気体となって、第1末端部70aから、ヒートパイプ70の第2末端部70bに移動する。外気温度T2による温熱がヒートパイプ70の第2末端部70bに移動すると、仕切壁20の正面部20aに温熱が供給されるため、仕切壁20の正面部20aの着霜又は結露を融解又は気化することができる。
一方、図8の圧縮機61の駆動時においては、凝縮パイプ62には圧縮機61からのホットガスが供給されるため、仕切壁20の正面部20aの着霜又は結露を融解又は気化することができる。したがって、ヒートパイプ70の第2末端部70bを仕切壁20の内部に配置された凝縮パイプ62に接触して配置することによっても、圧縮機61が駆動しているか否かにかかわらず、仕切壁20の正面部20aの着霜又は結露を融解又は気化することができる。
また、圧縮機61の駆動時においては、圧縮機61からのホットガスの供給により、仕切壁20の正面部20aの仕切壁温度T1は、外箱15aの温度、すなわち外気温度T2よりも高くなる。したがって、圧縮機61の駆動時においては、ヒートパイプ70の第2末端部70bにホットガスによる温熱が供給されると、密閉容器の内部に封入された作動媒体が気体となって、第2末端部70bから、ヒートパイプ70の第1末端部70aに移動する。ホットガスによる温熱がヒートパイプ70の第1末端部70aに移動すると、気体となった作動媒体から温熱が外箱15aを介して外部に放出される。したがって、ヒートパイプ70の第2末端部70bを仕切壁20の内部に配置された凝縮パイプ62に接触して配置することにより、ヒートパイプ70による凝縮パイプ62からの熱放出が促進され、凝縮パイプ62における熱交換効率を上昇させることができるため、冷凍サイクル回路60の成績係数を上昇させることができる。
なお、ヒートパイプ70の第2末端部70bが凝縮パイプ62に接触して配置された状態は、第2末端部70bと凝縮パイプ62との間に、例えば銅板等の別体の熱伝導部材を介在させた状態を含むものとする。
以上に説明したとおり、冷蔵庫100は、外箱15aと内箱15bとを有し正面が開口した箱体15と、箱体15の内部の空間である貯蔵空間30を仕切る仕切壁20とを有する貯蔵庫10と、貯蔵庫10に冷熱を供給する冷凍サイクル回路60と、貯蔵庫10に設けられたヒートパイプ70とを備え、ヒートパイプ70の一端側となる第1末端部70aは、外箱15aと内箱15bとの間において、外箱15a側に配置されており、ヒートパイプ70の他端側となる第2末端部70bは、仕切壁20の内部において、仕切壁20の正面部20a側に配置されている。
冷蔵庫100では、ヒートパイプ70は貯蔵庫10に配置されており、第1末端部70aは、外気温度と同等の温度となる外箱15a側に配置され、ヒートパイプ70の第2末端部70bは、結露が生じやすい仕切壁20の正面部20a側に配置されている。したがって、本発明の構成によれば、外気温度による温熱をヒートパイプを介して冷蔵庫100の結露が生じやすい領域に供給し、結露を気化することができる。したがって、本構成によれば、結露の防止を目的とした圧縮機61の運転等を抑制できるため、電力消費量を低減することが可能な冷蔵庫100を提供することができる。
特に、外気温度が15℃以下となる低外気環境下においては、外気の湿度が高くなると、貯蔵庫10の正面側、特に結露発生領域35に着霜又は結露が生じやすくなる。しかしながら、低外気環境下においては、貯蔵空間30に冷熱を供給する圧縮機61の運転は長時間停止されるため、着霜又は結露を防止するために圧縮機61を運転すると余剰な電力が消費されることとなる。したがって、従来技術の冷蔵庫においては、結露防止とエネルギー量削減との両立を図ることが困難であった。
しかしながら、冷蔵庫100では、ヒートパイプ70によって結露発生領域35に発生した着霜又は結露を融解又は気化することができるため、低外気環境下における、着霜又は結露を防止するための圧縮機61の運転を抑制することができる。したがって、本構成によれば、低外気環境下において、結露の防止を目的とした圧縮機61の運転等を抑制できるため、低外気環境下においても電力消費量を低減することが可能な冷蔵庫100を提供することができる。
また、冷蔵庫100においては、ヒートパイプ70の第1末端部70aを外箱15aに接触させることができる。また、冷蔵庫100においては、ヒートパイプ70の第2末端部70bを仕切壁20の正面部20aに接触させることができる。上述の構成によれば、ヒートパイプ70の第1末端部70aと外箱15aとの間、又はヒートパイプ70の第2末端部70bと仕切壁20の正面部20aとの間の熱抵抗を低減することができる。
また、冷蔵庫100は、仕切壁20の内部に配置され、冷凍サイクル回路60に配管接続された凝縮パイプ62を更に備え、第2末端部70bは、凝縮パイプ62に接触して配置される構成にできる。上述の構成によれば、結露発生領域35に発生した着霜又は結露を融解又は気化することができるとともに、ヒートパイプ70による凝縮パイプ62からの熱放出が促進され、凝縮パイプ62における熱交換効率を上昇させることができる。したがって、上述の構成によれば、冷凍サイクル回路60の成績係数を上昇させることができる。
なお、図示しないが、ヒートパイプ70の第2末端部70bには、ヒータを予備的に配置するように構成してもよい。上述の構成によれば、ヒータを予備的に配置した場合においてもヒータの通電を抑制することができる。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2では、冷蔵庫100の貯蔵庫扉1の内部に設けられた第1ヒートパイプ72について図9及び図10を用いて説明する。図9は、本実施の形態2に係る冷蔵庫100の貯蔵庫扉1の一例である、両開き扉2の冷蔵室左扉2aの外観構造を概略的に示した斜視図である。図10は、本実施の形態2に係る冷蔵庫100の貯蔵庫扉1の一例である、両開き扉2の内部構造を概略的に示した上面図である。なお、第1ヒートパイプ72の構造は、上述の実施の形態1のヒートパイプ70と同一であるため説明を省略する。また、本実施の形態2においては、貯蔵庫10はヒートパイプ70を設けた構造としてもよいし、ヒートパイプ70を設けない構造としてもよい。他の冷蔵庫100の構造については、貯蔵庫扉1の構造を除いて、上述の実施の形態1と同一であるため説明を省略する。
図9では、両開き扉2によって冷蔵室30aを閉止したときの冷蔵室左扉2aの外観構造が示されている。図9及び図10に示したように、冷蔵室左扉2aは、冷蔵室左扉2aの正面部1a、すなわち冷蔵庫100の正面側の意匠面を構成する扉外板4aと、貯蔵庫扉1の側面部1b及び背面部1cを構成する扉内板4bとを備えている。冷蔵室左扉2aでは、例えば、扉外板4aをガラス等で構成し、扉内板4bをプラスチック樹脂等で構成することができる。すなわち、貯蔵庫扉1においては、扉外板4aの熱伝導率は、扉内板4bの熱伝導率と異なるように構成でき、意匠面の美観を維持するとともに、冷蔵室30aの内部の冷熱を維持できるように構成できる。また、冷蔵室左扉2aは、扉外板4aと扉内板4bとの間に、真空断熱材、ウレタン樹脂等の断熱材4cを充填した構成にできる。
また、冷蔵室左扉2aは、冷蔵室右扉2bの背面部1cに接触して、両開き扉2の間の間隙を密封する回転仕切体80を備えている。回転仕切体80は、両開き扉2の間の間隙を密封することにより、冷蔵室30aからの冷熱の漏れ及び冷蔵室30aへの温熱の流入を防ぐものであり、冷蔵室左扉2aではなく、冷蔵室右扉2bに設けてもよい。
図9及び図10に示したように、本実施の形態2においては、第1ヒートパイプ72は、扉外板4aと扉内板4bとの間に配置されている。また、第1ヒートパイプ72の一端側となる第1末端部72aは、冷蔵室左扉2aの正面部1a側に配置されている。例えば、第1ヒートパイプ72の第1末端部72aは、冷蔵室左扉2aの正面部1aに接触させることができる。第1末端部72aでは、外気温度からの温熱が冷蔵室左扉2aの正面部1aを介して供給される。
また、第1ヒートパイプ72の他端側となる第2末端部72bは、冷蔵室左扉2aの側面部1b側に配置されている。例えば、第1ヒートパイプ72の第2末端部72bは、冷蔵室左扉2aの側面部1bに接触させることができる。冷蔵室左扉2aの側面部1bでは、例えば、扉外板4aの熱伝導率は、外気と接触する部位であり、特に、扉内板4bの熱伝導率と異なる場合には、着霜又は結露が発生する場合がある。第2末端部72bでは、外気温度による温熱を冷蔵室左扉2aの側面部1bに供給し、冷蔵室左扉2aの側面部1bの着霜又は結露を融解又は気化させることができる。
上述の構成により、第1ヒートパイプ72は、貯蔵庫10の正面側に外気温度による温熱を供給し、貯蔵庫10の正面側の着霜又は結露を融解又は気化させることができる。
また、本実施の形態2においては、上述の実施の形態1の図6の例と同様に、扉外板4aと扉内板4bとの間に、真空断熱材、ウレタン樹脂等の断熱材4cを充填することによって、第1末端部72aは、冷蔵室左扉2aの正面部1aの方向に断熱材4cの充填による力が印加される。断熱材4cの充填による力が印加されることにより、第1末端部72aは冷蔵室左扉2aの正面部1aに接触して配置される。第1末端部72aを冷蔵室左扉2aの正面部1aに接触して配置することにより、第1末端部72aと冷蔵室左扉2aの正面部1aとの間の熱抵抗を低減することができる。
また、第2末端部72bは、冷蔵室左扉2aの側面部1bの方向に断熱材4cの充填による力が印加される。断熱材4cの充填による力が印加されることにより、第2末端部72bは冷蔵室左扉2aの側面部1bに接触して配置される。第2末端部72bを冷蔵室左扉2aの側面部1bに接触して配置することにより、第2末端部72bと冷蔵室左扉2aの側面部1bとの間の熱抵抗を低減することができる。
なお、第1末端部72aが冷蔵室左扉2aの正面部1aに接触して配置された状態は、第1末端部72aと冷蔵室左扉2aの正面部1aとの間に、例えば銅板等の別体の熱伝導部材を介在させた状態を含むものとする。また、第2末端部72bが冷蔵室左扉2aの側面部1bに接触して配置された状態は、第2末端部72bと冷蔵室左扉2aの側面部1bとの間に、例えば銅板等の別体の熱伝導部材を介在させた状態を含むものとする。
以上に説明したように、冷蔵庫100は、正面が開口した箱体15と、箱体15の内部の空間を仕切る仕切壁20と、箱体15と仕切壁20とによって区画された貯蔵空間30、例えば冷蔵室30aを開閉する貯蔵庫扉1、例えば両開き扉2の冷蔵室左扉2aとを備え、貯蔵庫扉1は、貯蔵庫扉1の正面部1aを構成する扉外板4aと、貯蔵庫扉1の側面部1bを構成する扉内板4bと、扉外板4aと扉内板4bとの間に配置された第1ヒートパイプ72とを有しており、第1ヒートパイプ72の一端側となる第1末端部72aは、貯蔵庫扉1の正面部1a側に配置されており、第1ヒートパイプ72の他端側となる第2末端部72bは、貯蔵庫扉1の側面部1b側に配置されている。
冷蔵庫100では、第1ヒートパイプ72の第1末端部70aは、外気温度と同等の温度となる貯蔵庫扉1の正面部1a側に配置され、第1ヒートパイプ72の第2末端部72bは、結露が生じやすい貯蔵庫扉1の側面部1b側に配置されている。したがって、本発明の構成によれば、外気温度による温熱を第1ヒートパイプ72を介して冷蔵庫100の結露が生じやすい貯蔵庫扉1の側面部1bに供給し、結露を気化することができる。第1ヒートパイプ72の第2末端部72bには、ヒータを予備的に配置するように構成することができるが、上述の構成によれば、ヒータを予備的に配置した場合においてもヒータの通電を抑制することができる。したがって、上述の構成によれば、結露の防止を目的としたヒータの通電等を抑制できるため、電力消費量を低減することが可能な冷蔵庫100を提供することができる。
また、冷蔵庫100においては、第1ヒートパイプ72の第1末端部72aを冷蔵室左扉2aの正面部1aに接触させることができる。また、冷蔵庫100においては、第1ヒートパイプ72の第2末端部72bを冷蔵室左扉2aの側面部1bに接触させることができる。上述の構成によれば、第1ヒートパイプ72の第1末端部72aと冷蔵室左扉2aの正面部1aとの間、又は第1ヒートパイプ72の第2末端部72bと冷蔵室左扉2aの側面部1bとの間の熱抵抗を低減することができる。
なお、本実施の形態2においては、冷蔵庫100の貯蔵庫扉1の一例として冷蔵室左扉2aに第1ヒートパイプ72を設けた構成を例示したが、冷蔵庫100の他の貯蔵庫扉1に第1ヒートパイプ72を設けた構成としても同様の効果が得られる。例えば、第1ヒートパイプ72は、両開き扉2である冷蔵室右扉2b、又は引出式扉3である製氷室扉3a、切替室扉3b、冷凍室扉3c、若しくは野菜室扉3dのいずれにも設けることができる。また、本実施の形態2においては、冷蔵庫100の冷蔵室30aを開閉する貯蔵庫扉1は、回転式の片開き扉であっても同様の効果が得られる。
実施の形態3.
本発明の実施の形態3では、冷蔵庫100の両開き扉2の回転仕切体80に設けられた第2ヒートパイプ74について図11及び図12を用いて説明する。図11は、本発明の実施の形態3に係る冷蔵庫100の両開き扉2の一部である、冷蔵室左扉2aの外観構造を概略的に示した斜視図である。図11では、両開き扉2によって冷蔵室30aを閉止したときの冷蔵室左扉2aの外観構造が示されている。図12は、図11の冷蔵室左扉2aの外観構造を拡大して示した概略図である。なお、第2ヒートパイプ74の構造は、上述の実施の形態のヒートパイプ70及び第1ヒートパイプ72と同一であるため説明を省略する。また、本実施の形態3においても、貯蔵庫10はヒートパイプ70を設けた構造としてもよいし、ヒートパイプ70を設けない構造としてもよい。本実施の形態3においては、他の冷蔵庫100の構造については、冷蔵庫100の両開き扉2の構造を除いて、上述の実施の形態1及び実施の形態2と同一であるため説明を省略する。
両開き扉2の回転仕切体80は、両開き扉2の冷蔵室左扉2a及び冷蔵室右扉2bのいずれか一方に設けることができる。図11及び図12においては、回転仕切体80を冷蔵室左扉2aに設けた例が示されている。上述の実施の形態2でも説明したとおり、回転仕切体80は、冷蔵室右扉2bの背面部1cに接触して、両開き扉2の間の間隙を密封する密閉部材である。回転仕切体80は、両開き扉2の間の間隙を密封することにより、冷蔵室30aからの冷熱の漏れ及び冷蔵室30aへの温熱の流入を防ぐものである。また、回転仕切体80の内部には、真空断熱材、ウレタン樹脂等の断熱材が充填されている。
回転仕切体80は、ヒンジ82によって冷蔵室左扉2aの側面部1bに回転自在に連結されている。ヒンジ82は例えば熱伝導率の高い銅製の蝶番として構成される。
冷蔵庫100においては、両開き扉2が閉止された状態から冷蔵室左扉2aが開放されると、回転仕切体80は、ヒンジ82を軸として冷蔵室左扉2aの背面部1cの方向に回転する。また、冷蔵室左扉2aが開放され、冷蔵室右扉2bが閉止された状態から閉止すると、回転仕切体80は、ヒンジ82を軸として冷蔵室左扉2aの側面部1bの方向に回転し、冷蔵室右扉2bの背面部1cに挿入される。回転仕切体80は、以上の動作を行うことにより、両開き扉2の間の間隙を密封することができる。
以降の説明においては、両開き扉2が閉止された状態において、両開き扉2の間の間隙に位置する面を正面部80aと称する。回転仕切体80の正面部80aは、外気と直接的に接触するため、冷蔵室30aの温度と外気温度との差異により着霜又は結露が発生する。
本実施の形態3においては、冷蔵室左扉2aは、回転仕切体80の内部において、回転仕切体80の正面部80a側に配置された第2ヒートパイプ74を有している。例えば、第2ヒートパイプ74は、回転仕切体80の正面部80aに接触させることができる。
本実施の形態3においては、上述の実施の形態1の図6の例と同様に、回転仕切体80の内部に、真空断熱材、ウレタン樹脂等の断熱材を充填することによって、第2ヒートパイプ74は、回転仕切体80の正面部80aの方向に断熱材の充填による力が印加される。断熱材の充填による力が印加されることにより、第2ヒートパイプ74は回転仕切体80の正面部80aに接触して配置される。第2ヒートパイプ74を回転仕切体80の正面部80aに接触して配置することにより、第2ヒートパイプ74と回転仕切体80の正面部80aとの間の熱抵抗を低減することができる。
また、第1ヒートパイプ72の第2末端部72b及び第2ヒートパイプ74の一端部74aは、ヒンジ82と接触している。
なお、第2ヒートパイプ74が回転仕切体80の正面部80aに接触して配置された状態は、第2ヒートパイプ74と回転仕切体80の正面部80aとの間に、例えば銅板等の別体の熱伝導部材を介在させた状態を含むものとする。また、第1ヒートパイプ72の第2末端部72b及び第2ヒートパイプ74の一端部74aは、ヒンジ82と接触した状態は、第1ヒートパイプ72の第2末端部72b及び第2ヒートパイプ74の一端部74aとヒンジ82との間に、例えば銅板等の別体の熱伝導部材を介在させた状態を含むものとする。
以上に説明したとおり、冷蔵庫100において、貯蔵庫扉1は、回転式の両開き扉2であり、両開き扉2の一方、例えば冷蔵室左扉2aは、両開き扉2の他方、例えば冷蔵室右扉2bに接触して、両開き扉2の間の間隙を密封する回転仕切体80と、扉外板4aの側面部1bに回転仕切体80を回転自在に連結するヒンジ82と、回転仕切体80の内部において、回転仕切体80の正面部80a側に配置された第2ヒートパイプ74とを有しており、第1ヒートパイプ72の第2末端部72b及び第2ヒートパイプ74の一端部74aは、ヒンジ82と接触している。
上述の構成によれば、第1ヒートパイプ72の第1末端部70aに供給された外気温度による温熱をヒンジ82を介して第2ヒートパイプ74に供給し、結露を気化することができる。第2ヒートパイプ74には、ヒータを予備的に配置するように構成することができるが、上述の構成によれば、ヒータを予備的に配置した場合においてもヒータの通電を抑制することができる。したがって、上述の構成によれば、結露の防止を目的としたヒータの通電等を抑制できるため、電力消費量を低減することが可能な冷蔵庫100を提供することができる。
また、冷蔵庫100においては、第2ヒートパイプ74を回転仕切体80の正面部80aに接触させることができる。上述の構成によれば、第2ヒートパイプ74と回転仕切体80の正面部80aとの間の熱抵抗を低減することができる。
その他の実施の形態.
本発明は、上述の実施の形態1に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、冷蔵庫100は、図1及び図2に示した構成のものに限られず、例えば、冷蔵室30aと冷凍室30dのみを有する構成としてもよい。
1 貯蔵庫扉、1a 正面部、1b 側面部、1c 背面部、2 両開き扉、2a 冷蔵室左扉、2b 冷蔵室右扉、3 引出式扉、3a 製氷室扉、3b 切替室扉、3c 冷凍室扉、3d 野菜室扉、4a 扉外板、4b 扉内板、4c 断熱材、10 貯蔵庫、10a 側面部、10b 背面部、15 箱体、15a 外箱、15b 内箱、15c 断熱材、20 仕切壁、20a 正面部、22 第1の仕切壁、22a 正面部、24 第2の仕切壁、24a 正面部、26 第3の仕切壁、26a 正面部、28 第4の仕切壁、28a 正面部、30 貯蔵空間、30a 冷蔵室、30b 製氷室、30c 切替室、30d 冷凍室、30e 野菜室、35 結露発生領域、40 温度センサ、45 湿度センサ、50 制御部、60 冷凍サイクル回路、61 圧縮機、62 凝縮パイプ、63 凝縮器、64 減圧装置、65 蒸発器、66 冷媒配管、70 ヒートパイプ、70a 第1末端部、70b 第2末端部、72 第1ヒートパイプ、72a 第1末端部、72b 第2末端部、74 第2ヒートパイプ、74a 一端部、80 回転仕切体、80a 正面部、82 ヒンジ、100 冷蔵庫。

Claims (5)

  1. 正面が開口した箱体と、
    前記箱体の内部の空間を仕切る仕切壁と、
    前記箱体と前記仕切壁とによって区画された貯蔵空間を開閉する貯蔵庫扉と
    を備え、
    前記貯蔵庫扉は、
    前記貯蔵庫扉の正面部を構成する扉外板と、
    前記貯蔵庫扉の側面部を構成する扉内板と、
    前記扉外板と前記扉内板との間に配置された第1ヒートパイプと
    を有する回転式の両開き扉であり、
    前記第1ヒートパイプの一端側となる第1末端部は、前記貯蔵庫扉の正面部側に配置されており、
    前記第1ヒートパイプの他端側となる第2末端部は、前記貯蔵庫扉の側面部側に配置されており、
    前記両開き扉の一方は、
    前記両開き扉の他方に接触して、前記両開き扉の間の間隙を密封する回転仕切体と、
    前記扉外板の側面部に前記回転仕切体を回転自在に連結するヒンジと、
    前記回転仕切体の内部において、前記回転仕切体の正面部側に配置された第2ヒートパイプと
    を有しており、
    前記第1ヒートパイプの第2末端部及び前記第2ヒートパイプの一端部は、前記ヒンジと接触している
    冷蔵庫。
  2. 前記第1末端部は、前記貯蔵庫扉の正面部に接触している
    請求項に記載の冷蔵庫。
  3. 前記第2末端部は、前記貯蔵庫扉の側面部に接触している
    請求項又はに記載の冷蔵庫。
  4. 前記扉外板の熱伝導率は、前記扉内板の熱伝導率と異なっている
    請求項のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
  5. 前記第2ヒートパイプは、前記回転仕切体の正面部に接触している
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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