JP7164286B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、冷蔵庫に関する。
冷蔵庫は、コンプレッサやコンデンサを有する冷凍サイクルを備えている。そして、従来では、これらコンプレッサやコンデンサは、いわゆる機械室内に設置されていた(例えば特許文献1参照)。
特開2014-238219号公報
しかしながら、近年では、真空断熱材の採用等によって断熱性能が向上していることから、壁部を薄くすることで貯蔵室の大型化が図られており、そのような貯蔵室の大型化に伴って、機械室の小型化が求められている。その結果、体積が大きいコンデンサを機械室内に配置する事が困難になりつつある。
また、機械室に収容するためにコンデンサ自体を小型化すると、コンデンサ単体では放熱量を稼ぐことが困難となり、別途放熱パイプが必要となるが、従来のように例えば銅管等の放熱パイプを設けるためには、例えば真空断熱材に大きく溝を設ける必要があり、断熱性能の低下および真空断熱材の強度が低下するおそれがある。
そこで、貯蔵室を大型化することができるとともに、放熱パイプからの放熱を改善することで省エネを図ることができる冷蔵庫を提供する。
実施形態の冷蔵庫は、外箱と、外箱との間に空間を存して配置される内箱と、冷凍サイクルを構成するコンデンサと、コンデンサに接続され、内部に冷媒の流路となる中空部を複数有する偏平状に形成されている放熱パイプと、を備える。
実施形態の冷蔵庫を模式的に示す図 真空断熱材を模式的に示す図 コンデンサを模式的に示す図 放熱パイプの断面を模式的に示す図 放熱パイプの配設態様を模式的に示す図 第2実施形態における他のコンデンサを模式的に示す図その1 他のコンデンサを模式的に示す図その2 他のコンデンサを模式的に示す図その3 他のコンデンサを模式的に示す図その4 他のコンデンサを模式的に示す図その5 他のコンデンサを模式的に示す図その6 他のコンデンサを模式的に示す図その6 放熱パイプの他の接続例を模式的に示す図その1 放熱パイプの他の接続例を模式的に示す図その2 放熱パイプの他の接続例を模式的に示す図その3 サブコンデンサの配置態様を模式的に示す図 コンデンサとファンとの位置関係を模式的に示す図その1 コンデンサとファンとの位置関係を模式的に示す図その2 コンデンサとファンとの位置関係を模式的に示す図その3 第3実施形態の冷蔵庫を模式的に示す図 本体内に設けられている機械室を模式的に示す図 構造例Aにおけるコンデンサの構造を模式的に示す図 構造例Aにおける冷媒の流れを模式的に示す図 構造例Aにおける接続管の取り付け態様を模式的に示す図 構造例Bにおけるコンデンサの構造を模式的に示す図 構造例Bにおける冷媒の流れを模式的に示す図 構造例Bにおける接続管の取り付け態様を模式的に示す図 構造例Cにおけるコンデンサの構造を模式的に示す図 構造例Cにおける冷媒の流れを模式的に示す図 構造例Cにおける接続管の取り付け態様を模式的に示す図 構造例Dにおけるコンデンサの構造を模式的に示す図 コンデンサの設置向きを模式的に示す図 設置例Aにおける機械室内の部品配置例を模式的に示す図 設置例Aにおけるコンデンサの設置向きの一例を模式的に示す図 設置例Bにおける機械室内の部品配置例を模式的に示す図 設置例Bにおけるコンデンサの設置向きの一例を模式的に示す図 設置例Cにおける機械室内の部品配置例を模式的に示す図 設置例Cにおけるコンデンサの設置向きの一例を模式的に示す図 設置例Dにおける機械室内の部品配置例を模式的に示す図 設置例Dにおけるコンデンサの設置向きの一例を模式的に示す図 その他の実施形態における冷却ファンとコンデンサとの設置例を模式的に示す図 コンデンサの他の構造を模式的に示す図 除霜水を滴下する際のコンデンサの設置向きの一例を模式的に示す図 機械室の他の配置例を模式的に示す図
以下、複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について、図1から図5を参照しながら説明する。
図1に示すように、冷蔵庫1は、概ね縦長の長方形に形成されている外箱2と、外箱2の内部に、当該外箱2との間に空間を存した状態で重なるように収容されている内箱3(図2も参照)とを備えている。
また、冷蔵庫1は、その下部側且つ背面側に、外箱2と内箱3との間の空間により形成された下部機械室4を有している。また、冷蔵庫1は、その天井側且つ背面側に、外箱2と内箱3との間の空間により形成された上部機械室5を有している。また、冷蔵庫1は、図示は省略するが、周知のように冷蔵室や冷凍室等の1つ以上の貯蔵室を有している。本実施形態では、下部機械室4の前方に冷凍室が設けられ、上部機械室5の前方に冷蔵室が設けられている。以下、図1に矢印にて示す向きを、上下方向、左右方向および前後方向として説明する。
この冷蔵庫1には、図2に示すように、外箱2と内箱3との間の空間に真空断熱材6が設けられている。真空断熱材6は、詳細な説明は省略するが、芯材をフィルムで被覆し、被覆の内部を減圧することにより高い断熱性能を誇る断熱部材である。この真空断熱材6は、図示は省略するが接着剤や両面テープ等により外箱2の内面に接着されている。また、真空断熱材6には、後述する放熱パイプ10が配設される浅い溝部6aが設けられている。
また、外箱2と内箱3との間には、真空断熱材6を除いた空間に発泡断熱材16(図5参照)が充填されている。なお、図2では、説明の簡略化のために内箱3の左右、背面、底部に配される真空断熱材6のみを図示しているが、天井側に真空断熱材6を設けてもよい。また、例えば左右の壁部側には発泡断熱材16を充填せずに真空断熱材6のみを設ける構成等であってもよい。
下部機械室4には、図1に示すようにコンプレッサ7が配置されている。また、上部機械室5には、コンプレッサ7に接続されているコンデンサ8と、コンデンサ8を冷却するファン9とが配置されている。これらコンプレッサ7、コンデンサ8、および図示しないエバポレータ等により、いわゆる冷凍サイクルが構成されている。なお、下部機械室4および上部機械室5内にはコンプレッサ7やコンデンサ8以外の機械部品等も配置されている。
コンデンサ8は、図3に示すように、中空円筒状の2つのヘッダ11、各ヘッダ11間を繋ぐ複数の偏平管12、偏平管12間に波状に設けられている金属材料等により形成されているフィン13、および各ヘッダ11にそれぞれ設けられている接続管14を有しており、概ねその外形が薄い直方体状に形成されている。各偏平管12は、それぞれ内部に複数の冷媒流路が形成されている。
コンデンサ8は、矢印Fにて示す冷媒の流れにおいて上流側となる図示左方側の入口のヘッダ11から、冷媒の流れにおいて下流側となる図示右方側の出口のヘッダ11に向かって、各偏平管12の内部を冷媒がそれぞれ流れることになる。つまり、コンデンサ8は、いわゆる並行式のマルチフロー型のものである。このコンデンサ8は、本実施形態では軸流型のファン9によって放熱が促されている。このとき、ファン9は、コンデンサ8の本体部に概ね並行となるように、つまりは、ファン9からの送風が本体部を効率よく当たるように配置されている。
コンデンサ8の入口および出口には、図1に示すように放熱パイプ10が接続されている。なお、図1では図示を省略しているが、放熱パイプ10は、接続管14を介して接続されている。また、放熱パイプ10を設ける位置やその経路は、図1に示したものに限定されない。
この放熱パイプ10は、図4に示すように、その外形が偏平状に形成されているとともに、内部に複数の中空部10aが形成されており、この中空部10aを冷媒が流れることになる。つまり、放熱パイプ10は、コンデンサ8の偏平管12と類似した構造となっている。なお、放熱パイプ10に設けられている中空部10aの数や形状は、図4に示したものに限定されない。この放熱パイプ10は、図5に示すように、外箱2の内面に当接した状態で、真空断熱材6の溝部6a内に収容されている。
さて、このような構成の冷蔵庫1の場合、コンデンサ8は、偏平管12内に複数の冷媒流路を有していることから、1本の冷媒流路が設けられている従来のフィン13チューブ型のものに比べると、内部を流れる冷媒と偏平管12との接触面積が大きくなる。その結果、冷媒の熱は、偏平管12に効率よく伝わるようになる。また、各偏平管12には金属材料により形成されているフィン13が接触した状態で設けられているため、偏平管12の熱は、フィン13に効率よく伝わることになる。
そして、コンデンサ8に設けられているフィン13は、偏平管12間に波状に形成されていることから、表面積が大きなものとなっており、ファン9からの送風によって効率よく放熱つまりは熱交換を行うことができる。このため、マルチフロー型のコンデンサ8は、内部を流れる冷媒の熱をフィン13まで効率よく伝えることができる、その熱を大きな表面積を活かして放熱するため、従来のフィン13チューブ型のものよりも放熱効率が高くなっている。
したがって、従来のフィン13チューブ型と同じ放熱量とするならば、コンデンサ8を小型化することができる。つまり、コンデンサ8を収容するのに必要なスペースを少なくすること、換言すると、貯蔵室の大型化を図ることができる。
また、コンデンサ8は、放熱に利用可能な表面積が大きいことから、風量が相対的に低いファン9、つまりは、比較的小型のファン9であっても高い放熱効率を得ることができる。このため、ファン9の小型化を図ることもできる。つまり、放熱性能が向上したことにより、放熱のために消費する電力を低減でき、省エネを図ることができる。
コンデンサ8は、冷蔵庫1の天井側且つ背面側の上部機械室5に設けられている。冷蔵庫1の天井側且つ背面側は、冷蔵庫1の大きさにもよるものの、ユーザの手が届きにくい位置であり、デッドスペースになり易い。そのため、冷蔵庫1の天井側且つ背面側に上部機械室5を設け、その上部機械室5にコンデンサ8を配置することにより、デッドスペースを有効活用することができる。
また、コンデンサ8を上部機械室5に配置したことにより、下部機械室4のスペースを節約でき、下部機械室4を小型化することができる。これにより、貯蔵室つまりは本実施形態では下部機械室4の前方に設けられている冷凍室を大型化することができる。
また、放熱パイプ10は、その外形が偏平状に形成されていることから、円筒状のものと比べると外箱2の内面との接触面積が増大しているとともに、溝部6aの深さも小さくなっている。これにより、真空断熱材6の強度低下を低減することができる。
また、放熱パイプ10を外箱2と真空断熱材6との間に配置することから、貯蔵室へのヒートリークを低減することができる。
また、放熱パイプ10は、コンデンサ8の放熱性能が高いことから、従来よりも必要となる長さを短くすることができる。したがって原価コストだけでなく、製造時の作業コストを低減することができる。
また、放熱パイプ10は、外箱2と内箱3との間の空間に外箱2の内面に沿って配設され、コンプレッサ7からコンデンサ8までを接続している。これにより、相対的に温度が高い冷媒が冷蔵庫1の表面内側を流れることで、温度で冷蔵庫1の表面を暖めることができる。つまり、コンデンサ8からの放熱を防露に利用することができ、冷蔵庫1の表面での結露の発生を抑制することができる。
このように、外箱2と、外箱2との間に空間を存して配置される内箱3と、冷媒が流れる流路が複数形成されている偏平管12を有するマルチフロー型のコンデンサ8と、コンデンサ8に接続され、内部に冷媒の流路となる中空部10aを複数有する偏平状に形成されている放熱パイプ10と、を備える冷蔵庫1によれば、機械室を小型化することができることから貯蔵室と大型化できるとともに、放熱パイプ10からの放熱を改善することで省エネを図ることができる。
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、図6から図19を参照しながら説明する。第2実施形態は、第1実施形態で示したコンデンサ8の他の形状等を説明する。
コンデンサ8は、第1実施形態で示したマルチフロー型のものに限らず、従来と同様のフィンチューブ型のものを使用することができる。
また、コンデンサ8は、図6に示すように、入口と出口の接続管14が同一のヘッダ11に設けられている折り返し型のコンデンサ8を採用できる。この場合、ヘッダ11は、接続管14の間に仕切り部が設けられており、図示上部側となる入口の接続管14から流入した冷媒が、他方のヘッダ11で折り返されて図示下部側となる出口の接続管14から流出する構成となっている。このような折り返し型のコンデンサ8を採用した場合であっても、コンデンサ8の放熱性能を向上させることができることから、第1実施形態と同様に、機械室を小型化することができるとともに、放熱パイプ10からの放熱を改善することで省エネを図ることができる。
また、図7に示すように、入口から出口までを1本の偏平管12を蛇行させて接続した蛇行式のコンデンサ8を採用できる。この場合、ヘッダ11を、図7に示すように概ね直方体状の本体部の同一辺側に設けてもよいし、図8に示すように概ね直方体状の本体部の対角側に設けてもよい。このような蛇行式のコンデンサ8を採用した場合であっても、コンデンサ8の放熱性能を向上させることができることから、第1実施形態と同様に、機械室を小型化することができるとともに、放熱パイプ10からの放熱を改善することで省エネを図ることができる。
また、図9に示すように、並行式のコンデンサ8において、例えば入口側のヘッダ11を斜めに形成し、各偏平管12の長さを変えることで、傾斜状の辺を含む全体として概ね台形状の外形に形成したものを採用できる。また、図10に示すように、折り返し型のコンデンサ8において、入口側となるヘッダ11と出口側となるヘッダ11とを分離して、段差状の外形に形成したものを採用できる。また、図11に示すように蛇行式のコンデンサ8において、偏平管12のターン長を変えることで段差状の外形に形成したものを採用できる。
また、図12に示すように、蛇行式のコンデンサ8において、ターン長を徐々に変えることで傾斜状の辺を含む概ね台形状の外形に形成しものを採用できる。また、コンデンサ8は、傾斜状の辺と段差状の辺の双方を有する形状にもできるし、例えば図7に示す蛇行式のコンデンサ8において、配管等を避けるために中間部に凹部を設けたような形状に形成したものも採用できる。
このように本体部が矩形以外のコンデンサ8を採用することにより、例えば下部機械室4の斜面に沿った形状となることで配置の自由度が向上し、スペースを有効活用することができる。これにより、無駄なスペースが無くなり、機械室の小型化つまりは貯蔵室の大型化を図ることができる。
また、図13に示すように、蛇行式のコンデンサ8における偏平管12と、放熱パイプ10とを一体に形成できる。つまり、放熱パイプ10を蛇行させることにより、放熱パイプ10の一部を蛇行式のコンデンサ8として用いてもよい。このような構成により、コンデンサ8の入口から出口までが同配管つまりは内部の流路が同形状となり、圧力損失を低減できる。この場合、なお、第1実施形態のように接続管14を介して放熱パイプ10を接続する場合には、製造性や作業性を向上させることができる。
また、図14に示すように、放熱パイプ10を、分岐させてもよい。これにより、放熱パイプ10を冷蔵庫1の表面内側に広く配設することができ、冷蔵庫1の壁面全体をつかって放熱することが可能となり、放熱性能の向上および防露性能の向上を見込むことができる。この場合、冷媒が気体状のコンデンサ8の入口側で分岐させることで、冷媒の流れを妨げないようにすることができる。勿論、放熱パイプ10を分岐させるのは入口側に限らず、出口側に接続される放熱パイプ10を分岐させてもよい。
また、放熱パイプ10を分岐させるのではなく、図15に示すように、ヘッダ11に複数の放熱パイプ10を接続するようにできる。このような構成によっても、放熱パイプ10を冷蔵庫1の表面内側に広く配設することができ、冷蔵庫1の壁面全体をつかって放熱することが可能となり、放熱性能の向上および防露性能の向上を見込むことができる。これは、並行式のコンデンサ8についても同様である。
また、図18に示すように、上部機械室5に配置されているコンデンサ8よりも放熱能力が小さいサブコンデンサ20を下部機械室4に配置し、コンプレッサ7とサブコンデンサ20の入口とを接続し、サブコンデンサ20の出口と一方の放熱パイプ10とを接続し、その放熱パイプ10とコンデンサ8の入口とを接続し、コンデンサ8の出口と他方の放熱パイプ10とを接続するようにできる。これにより、コンプレッサ7から流出した比較的高温の冷媒は、まずサブコンデンサ20にてある程度冷やされた後、放熱パイプ10によって冷蔵庫1の表面内部を流れることになる。したがって、貯蔵室内へのヒートリークを低減することができる。また、サブコンデンサ20は小型でよいので、不必要に下部機械室4が大きくなることを防止できる。
コンデンサ8は、図17に示すように、符号8aにて示す本体部を複数、例えば2個有するものを用いてもよい。このコンデンサ8の場合、並列式のものであり、その偏平管12は、幅方向にいわゆるエッジワイズ曲げされている。そして、コンデンサ8は、偏平管12の屈曲部分の前後に、フィン13を有する本体部8aをそれぞれ有している。このようなコンデンサ8の場合、相対的に低温となる出口側(図示下方側)の本体部8aから、相対的に高温となる入口側(図示上方側)の本体部8aに向かって送風されるようにファン9を配置することで、つまりは、冷媒の入口側がファン9によって形成される送風経路の下流側に位置するように配置することで、放熱性能が低下することを抑制できる。
第1実施形態では軸流式のファン9をコンデンサ8と概ね平行に配置した例を示したが、図18に示すように、遠心式のファン9を採用できる。遠心式のファン9の場合、ファン9からは、矢印Bにて示すように、周方向に広がる送風が行われる。このため、ファン9に対するコンデンサ8の配置位置の自由度が高まる。また、複数のコンデンサ8を配置する必要がある場合であっても、1つのファン9で複数のコンデンサ8に送風することができる。
また、図19に示すように、本体部をファン9の外形に沿ったアーチ状等の曲面状に形成することにより、ファン9からの送風を効率的に利用することができる。このとき、コンデンサ8の本体部をファン9の周方向に沿った形状とすることにより、本体部の長さを長くすることができ、高さを相対的に小さくすることができる。また、遠心式のファン9を複数重ねて配置することで、例えば図2等に示したような高さのあるコンデンサ8に対しても、本体部の全面に対して送風することができる。
第1実施形態では放熱パイプ10を真空断熱材6の溝部6aに収容する構成を示したが、真空断熱材6に溝部6aを設けず、真空断熱材6によって放熱パイプ10を外箱2の内面に押し付ける構造にできる。これにより、真空断熱材6に溝部6aを設ける必要が無くなり、強度が低下するおそれを一層低減することができる。
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、図20から図44を参照しながら説明する。第2実施形態は、第1実施形態で示したコンデンサ8の他の形状等を説明する。
図20に示すように、冷蔵庫101は、その本体102が概ね長方形に形成されている。この本体102は、背板103、左側板104、右側板105、天板106および底板107(図21参照)を有し、前面が開口している。本体102の前面の開口は、扉110a(図21参照)によって開閉される。これら背板103、左側板104、右側板105、天板106および底板107は、図示は省略するが、例えば真空断熱パネルや発泡ポリウレタンあるいはそれらを併用した構造となっており、貯蔵室110(図21参照)と冷蔵庫101の外部との間を断熱する構造となっている。
以下、本明細書では、図20に示すように、冷蔵庫101を設置した状態において重力に沿った向きを上下方向、冷蔵庫101を正面からみた状態において左側板104から右側板105への向きを左右方向、扉110aから背板103側への向きを前後方向と称して説明する。
本体102内の下部には、機械室108が設けられている。そして、背板103、左側板104、右側板105および底板107は、機械室108に対応する位置に、機械室108内に連通する開口部109が形成されている。各開口部109は、冷却ファン120(図21参照)が作動したとき、機械室108内に外部から空気を吸い込む吸気口、あるいは機械室108内から外部に空気を排出する排気口として機能する。開口部109が吸気口として機能するか排気口として機能するかは、機械室108内における冷却ファン120の位置によって定まる。なお、開口部109は、単なるスリットでもよいし、ルーバ状等に加工されていてもよいし、防塵フィルタ等が設けられていてもよい。
機械室108内には、図21に示すように、コンプレッサ111、コンデンサ112、冷却ファン120等が設置されている。これらコンプレッサ111およびコンデンサ112は、図示しないエバポレータとともに、冷凍サイクル121を構成している。この機械室108内には、図示は省略するが、コンプレッサ111、コンデンサ112、冷却ファン120以外の他の部品も設置されている。また、当然のことながら、コンプレッサ111、コンデンサ112、冷却ファン120等を含む冷蔵庫101の全体を制御する制御部も、本体102内に設けられている。また、コンデンサ112は、図示は省略するが、第1実施形態で示した放熱パイプ10等に接続されている。
機械室108の前方には、例えば野菜室等の貯蔵室110が設けられており、引き出し式の扉110aによって開閉される。また、機械室108の上方には、例えば冷凍室等の貯蔵室110が設けられており、引き出し式の扉110aによって開閉される。また、図示は省略するが、本体102内の上方には例えば冷蔵室等の貯蔵室110が設けられており、例えば回動式の扉110aによって開閉される。これら機械室108と各貯蔵室110との間は、コンプレッサ111やコンデンサ112が発熱することから、断熱仕切壁110bによって仕切られている。
本実施形態では、機械室108内に設置するコンデンサ112として、いわゆるマルチフロー型のものを採用している。マルチフロー型のコンデンサ112は、詳細は後述するが、図22等に示すようにヘッダ113間を偏平管14が接続されており、その偏平管114内に複数の流路が並行に設けられた構成となっている。以下、この構成を、便宜的に平行式と称する。また、マルチフロー型のコンデンサ112は、図23等に示すようにヘッダ113間を蛇行する1本の偏平管114で接続した構成のものもある。以下、この構成を、便宜的に蛇行式と称する。また、各偏平管114の間には、放熱フィン115が設けられている。
次に上記した構成の作用について説明する。
例えば図21から想像できるように、本体102の大型化を招くことなく収納量を拡大するためには、つまりは、貯蔵室110を高容積化するためには、機械室108を相対的に小型化することが望ましい。ただし、機械室108を小型化すると、機械室108の容積が減ることから、十分な放熱量を確保できる大きな部品を設置することができなくなる。
これに対して、本実施形態では、マルチフロー型のコンデンサ112を採用している。マルチフロー型のコンデンサ112は、小型であっても大きな表面積を有することから、まず、十分な放熱量を確保することができるとともに、小型化された機械室108内にも設置することができる。
ところで、コンデンサ112を設置する場合には、留意すべき点が複数存在する。例えば、機械室108内には上記したように他の部品も設置されているため、コンデンサ112の配置場所が他の部品の位置や開口部109の位置等によって制限されることがある。また、特に冷蔵庫101の場合には冷蔵室や冷凍室等の貯蔵室110が設けられているため、貯蔵室110への発熱の影響を抑制する必要がある。また、実際の製造行程においては、後述する配管117(図23等参照)との接続の容易さ等も考慮する必要がある。
つまり、冷蔵庫101に対してマルチフロー型のコンデンサ112を設置する場合には、単にコンデンサ112が小型であればよいというだけでなく、その設置場所や設置する向きに創意工夫が必要となる。以下、まず、コンデンサ112の複数の構造(構造例A~D)を説明し、その後、構造例A~Dでの好適な設置例(設置例A~D)について説明する。
<構造例A:平行式で、冷媒の流れが一方向の構造>
平行式であって冷媒の流れが一方向の構造である構造例Aについて、図22から図24を参照しながら説明する。以下、この構造例Aのコンデンサ112について、サフィックス「A」を修して便宜的にコンデンサ112Aと称する。なお、後述する各構造例も同様であるが、各構造例において共通の説明をする場合には、サフィックスを付さずに説明する。
図22に示すように、コンデンサ112Aは、2つの円筒状のヘッダ113間に、複数の偏平管114が並行に設けられている。各偏平管114は、その内部に複数の流路が形成されており、各流路は、各ヘッダ113に連通している。このため、偏平管114内では、冷媒が並行して流れることになる。このような構造によって、マルチフロー型あるはパラレルフロー型と称されている。
さて、入口側となる一方のヘッダ113に流入した冷媒は、偏平管114内を流れ、出口側となる他方のヘッダ113に到達する。このとき、例えば薄い金属板を波状に形成することにより各偏平管114の間に設けられている放熱フィン115は、各偏平管114と接触していることから、各偏平管114の熱を放出する。以下、各偏平管114と放熱フィン115とが配置されている部位を、便宜的に本体部112aと称する。この本体部112aは、全体として、その外縁が概ね薄い直方体状になっているとみなすことができる。
以下、本体部112aの幅方向、つまりは、図22においては一方のヘッダ113から他方のヘッダ113への向きをX軸と称する。また、本体部112aの高さ方向、つまりは、図22においは円筒状のヘッダ113が延びている向きをY軸と称する。また、本体部112aの厚み方向、つまりは、X軸およびY軸にそれぞれ直交する向きをZ軸と称する。また、図22においてX軸、Y軸およびZ軸を示す矢印の向きを正方向とし、本体部112aを基準として正方向には「+」を付し、その逆向きとなる負方向には「-」を付して説明する。
各ヘッダ113には、それぞれ接続管116が設けられている。この接続管116は、配管117(図24参照)との接続を行うために設けられており、ヘッダ113に対して強固に接続されている一方、放熱パイプ10等の外部の配管117と接続される側は、例えば湾曲や屈曲が可能なパイプ状に形成されており、例えばロウ付けによって配管117と接続される。以下、冷媒の入口側の接続管116を便宜的に入口側接続管116aと称し、冷媒の出口側の接続管116を便宜的に出口側接続管116bと称する。この場合、入口側接続管116aの向きは概ねX-方向であり、出口側接続管116bの向きは概ねX+方向となっている。
このようなコンデンサ112Aの場合、図23に簡略化して示すように、入口側接続管116aから流入した冷媒は、入口側接続管116aが設けられているヘッダ113から矢印Fにて示すように他方のヘッダ113に向けて各偏平管114内を流れ、出口側接続管116bから流出する。つまり、コンデンサ112Aの場合、冷媒の流れは一方向である。このとき、冷媒は、入口側接続管116aに流入する際には気体状であり、コンデンサ112によって凝縮されることで、出口側接続管116bから流出する際には液体状になる。
このため、コンデンサ112は、入口側となるヘッダ113の温度が相対的に高く、出口側となるヘッダ113の温度が相対的に低くなっている。また、偏平管114は、入口側の温度が最も高く、出口側に近づくにつれて温度が低下していく。つまり、ヘッダ113を含めて、コンデンサ112の本体部112aは、温度の分布が生じている。
さて、設置場所や設置する向きによる制限を考えない場合、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bは、その向きの自由度が比較的高いと考えられる。具体的には、図24に実線および破線にて示すように、入口側接続管116aは、本体部112aに対してX-方向、Y+方向、Z+方向、Z-方向等、様々な向きに設けることができる。同様に、出口側接続管116bは、本体部112aに対してX+方向、Y+方向、Z+方向、Z-方向等、様々な向きに設けることができる。
なお、図示は省略するが、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bは、必ずしもこれらの方向つまりは各軸に対して厳密に直交あるいは並行となっている必要はなく、多少傾いていてもよいし、各軸に対して大きく斜めになっていてもよい。また、図24に示す領域Rに出口側接続管116bを設けることができるものの、この場合、入口と出口とが近いため、全ての偏平管114に均等に冷媒が流れなくなる可能性があるため、コンデンサ112Aの場合には、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bは、可能な限り対角に設けることが望ましい。
ただし、各接続管116に接続される配管117は、コンデンサ112の近くでは接続管116の向きに応じたものになる。そのため、例えば図24のように入口側接続管116aがX-方向に延びて設けられ、出口側接続管116bがX+方向に延びて設けられている場合、配管117がX方向から接続されるため、配管117を含む大きさを考えた場合、コンデンサ112Aを設置する際に必要となる実際の設置スペースは、X方向つまり本体部112aの幅方向にある程度必要となる。
同様に、入口側接続管116aが例えばZ+方向に延びて設けられている場合には、設置スペースは、Z方向つまり本体部112aの厚み方向にある程度必要となる。すなわち、設置スペースは、各接続管116の向きによって制限される。
<構造例B:平行式で、冷媒の流れが二方向の構造>
平行式であって冷媒の流れが二方向の構造である構造例Bについて、図25から図27を参照しながら説明する。
図25に示すように、コンデンサ112Bは、基本的な構造はコンデンサ112Aと共通であり、2つの円筒状のヘッダ113間に、複数の偏平管114が並行に設けられている。各偏平管114は、その内部に複数の流路が形成されており、各流路は、各ヘッダ113に連通している。このため、偏平管114内では、冷媒が並行して流れることになる。また、各偏平管114の間には、放熱フィン115が設けられている。
ただし、コンデンサ112Bの場合、一方のヘッダ113は、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bの双方が設けられており、これら入口側接続管116aおよび出口側接続管116bの間に封止部13aが設けられている。この封止部13aは、円筒状のヘッダ113の内部を封止している。つまり、封止部13aは、1本のヘッダ113の内部を2つの範囲に区切っている。また、封止部13aは、入口側となる偏平管114の数を相対的に多くし、出口側となる偏平管114の数を相対的に少なくする。これは、入口側では冷媒が気体状であるため体積が大きく、出口側では凝縮されて液体状になるため体積が少なくなるためである。これにより、効率を向上させることができる。
このようなコンデンサ112Bの場合、図26に簡略化して示すように、入口側接続管116aから流入した気体状の冷媒は、矢印Fにて示すように、封止部13aよりも入口側接続管116a側に位置する各偏平管114内を他方のヘッダ113に向けて流れた後、他方のヘッダ113内を通り、封止部13aよりも出口側接続管116b側に位置する各偏平管114内を逆方向に流れた後、出口側接続管116bから流出する。つまり、コンデンサ112Bの場合、冷媒の流れは二方向となる。
このコンデンサ112Bの場合も、設置場所や設置する向きによる制限を考えなければ入口側接続管116aおよび出口側接続管116bの向きの自由度は比較的高くなる。具体的には、図27に実線および破線にて示すように、入口側接続管116aは、本体部112aに対してX-方向、Y+方向、Z+方向、Z-方向等、様々な向きに設けることができる。同様に、出口側接続管116bは、本体部112aに対してX-方向、Y+方向、Z+方向、Z-方向等、様々な向きに設けることができる。
このコンデンサ112Bの場合も、各接続管116に接続される配管117はコンデンサ112の近くでは接続管116の向きに応じたものになるため、設置スペースは、各接続管116の向きによって制限されることになる。なお、図示は省略するが、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bは、多少傾いていてもよいし、各軸に対して大きく斜めになっていてもよい。
<構造例C:蛇行式で、ヘッダを同一側に設けた構造>
蛇行式であってヘッダ113を同一側に設けた構造、つまりは、冷媒の入口と出口とを本体部112aに対して同じ側に配置した構造例Cについて、図28から図30を参照しながら説明する。
図28に示すように、コンデンサ112Cは、2つの比較的小型の円筒状のヘッダ113間に、1本の偏平管114が蛇行して設けられている。この偏平管114は、その内部に複数の流路が形成されており、各流路は、各ヘッダ113に連通している。このため、偏平管114内では、冷媒が並行して流れることになる。また折り返されている偏平管114の間には、放熱フィン115が設けられている。また、コンデンサ112Cの場合、入口側のヘッダ113および出口側のヘッダ113は、本体部112aに対して同じ側に位置して設けられている。
このようなコンデンサ112Cの場合、図29に簡略化して示すように、入口側接続管116aから流入した気体状の冷媒は、矢印Fにて示すように、偏平管114内を他方のヘッダ113に向けて流れ、出口側接続管116bから流出する。なお、ヘッダ113の向きは、図28のように偏平管114に垂直な向き以外にも、偏平管114に水平な向きや同軸となる向き等も考えられるが、コンデンサ112Cの場合には比較的ヘッダ113自体が小さいため、スペースの問題は、接続管116の向きが主たる要因になると考えられる。
このコンデンサ112Cの場合も、設置場所や設置する向きによる制限を考えなければ、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bの向きの自由度は比較的高くなる。具体的には、図30に実線および破線にて示すように、入口側接続管116aは、本体部112aに対してZ+方向、X-方向、Y+方向、Y-方向、Z+方向等、様々な向きに設けることができる。同様に、出口側接続管116bは、本体部112aに対してZ+方向、X-方向、Y+方向、Y-方向、Z+方向等、様々な向きに設けることができる。
このコンデンサ112Cの場合も、各接続管116に接続される配管117はコンデンサ112の近くでは接続管116の向きに応じたものになるため、設置スペースは、各接続管116の向きによって制限されることになる。なお、図示は省略するが、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bは、多少傾いていてもよいし、各軸に対して大きく斜めになっていてもよい。
<構造例C:蛇行式で、ヘッダを対角側に設けた構造>
蛇行式であってヘッダ113を対角側に設けた構造、つまりは、冷媒の入口と出口とを本体部112aに対して対角線上に配置した構造例Dについて、図31を参照しながら説明する。
図31に示すように、コンデンサ112Dは、概ねコンデンサ112Cと共通するものの、2つ円筒状のヘッダ113が、本体部112aに対して対角となる位置に設けられている。
このコンデンサ112Cの場合も、設置場所や設置する向きによる制限を考えなければ、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bの向きの自由度は比較的高くなる。具体的には、入口側接続管116aは、本体部112aに対してZ+方向、X-方向、Y+方向、Y-方向、Z-方向等、様々な向きに設けることができる。同様に、出口側接続管116bは、本体部112aに対してZ+方向、X+方向、Y+方向、Z-方向等、様々な向きに設けることができる。
このコンデンサ112Dの場合も、各接続管116に接続される配管117はコンデンサ112の近くでは接続管116の向きに応じたものになるため、設置スペースは、各接続管116の向きによって制限されることになる。なお、図示は省略するが、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bは、多少傾いていてもよいし、各軸に対して大きく斜めになっていてもよい。
さて、上記した構造例A~Dに示すコンデンサ112は、その設置する向きも様々ある。例えば、コンデンサ112Aの場合であれば、図32(a)に示すように、本体部112aの高さ方向を重力方向に沿って設置する状態、つまりは、ヘッダ113が重力方向に沿うとともに、偏平管114が設置面に水平となる状態が考えられる。なお、図32では、接続管116の図示は省略している。
また、図32(b)に示すように、本体部112aの幅方向を重力方向に沿って設置する状態、つまりは、ヘッダ113が設置面に水平となるとともに、偏平管114が重力方向に沿う状態が考えられる。また、図32(c)に示すように本体部112aの厚み方向を重力方向に沿って設置する状態や、図32(d)に示すように本体部112aの厚み方向を重力方向に対して斜めに設置する状態等が考えられる。なお、図示は書略するが、ヘッダ113を重力方向に対して斜めに設置する状態(図39参照)も考えられる。
<設置例A>
以下、設置例Aについて、図33および図34を参照しながら説明する。
図33は、設置例Aを示すものであり、機械室108を上方から見た状態を模式的に示している。この設置例Aでは、コンデンサ112は、本体部112aが、機械室108の前方の貯蔵室110に対して概ね並行となるように設置されている。この場合、底板107に設けられている開口部109から外気を吸い込んでコンデンサ112を冷却した後、コンプレッサ111を冷却しながら左側板104に設けられている開口部109から排気することになる。
まず、上記したように機械室108の前方および上方には貯蔵室110が設けられているため、コンデンサ112からの放熱がそれらの貯蔵室110に与える影響が少ないほうが望ましい。この場合、機械室108の前方側の貯蔵室110までの距離は同じであるため、機械室108の上部側の貯蔵室110(図21参照)に対する影響を考慮することが考えられる。
また、コンデンサ112は、上記したように気体状の冷媒を液体状に凝縮するため、出口側接続管116bが下方に位置するほうが望ましい。また、コンデンサ112の図示右方側には右側板105が存在していることから、コンデンサ112の右側のスペースを確保することは難しい。また、機械室108を小型化するためには、コンデンサ112の上方へのスペースが大きくなることは好ましくない。
これらの留意点に鑑みた場合、例えばコンデンサ112Aであれば、図34(a)に示すように、ヘッダ113が重力方向に沿うように設置し、本体部112aの図示右側のヘッダ113に入口側接続管116aをZ+方向(紙面に垂直な手前側)に延びるように設け、図示左側のヘッダ113に出口側接続管116bを実線にて示すZ+方向あるいは破線にて示すX-方向(図示左方側)に延びるように設けることが好ましい。なお、図34は、図33の矢印XVからみた状態を模式的に示している。
このような状態で設置することにより、ヘッダ113を上下に配置する場合(図32(b)参照)と比べて、機械室108の上部側の貯蔵室110に対する発熱の影響を抑制することができる。また、比較的温度が高くなる入口側が外部側に配置されるため、貯蔵室110だけでなく機械室108内の他の部品に対する発熱の影響をより抑えることができる。
また、入口側接続管116aを上方側に配置し、出口側接続管116bを下方側に配置しているので、気体状から液体状に遷移する冷媒の流れが重力によって妨げられることもない。また、図33におけるコンデンサ112の図示下方側には比較的スペースが存在するため、設置スペースを確保しやすく、且つ、配管117を接続することが容易となる。すなわち、コンデンサ112Aの場合、この図34(a)に示すような配置が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Bであれば、図34(b)に示すように、ヘッダ113が重力方向に沿うように設置し、図示右側のヘッダ113に入口側接続管116aをZ+方向に延びるように設けるとともに、封止部13aを挟んで下方側に出口側接続管116bをZ+方向に延びるように設けることが望ましい。
このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、設置スペースを確保されることから配管117を容易に接続することができる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Bの場合、この図34(b)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Cであれば、図34(c)に示すように、各ヘッダ113が右側板105側に位置するように設置し、本体部112aの図示右側上部のヘッダ113に入口側接続管116aをZ+方向に延びるように設け、本体部112aの図示右側下部のヘッダ113に入口側接続管116aをZ+方向に延びるように設けるとよい。
このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、設置スペースを確保されることから配管117を容易に接続することができる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Cの場合、この図34(c)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Dであれば、図34(d)に示すように、ヘッダ113が右側板105側とそれに対角する側になるように設置し、本体部112aの図示右側上部のヘッダ113に入口側接続管116aをZ+方向に延びるように設けるとともに、本体部112aの図示左側下部のヘッダ113に出口側接続管116bをZ+方向に延びるように設けるとよい。
このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、設置スペースを確保されることから配管117を容易に接続することができる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Cの場合、この図34(b)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
<設置例B>
以下、設置例Bについて、図35および図36を参照しながら説明する。
図35は、設置例Bを示すものであり、機械室108を上方から見た状態を模式的に示している。この設置例Bでは、コンデンサ112は、本体部112aが、機械室108の前方の貯蔵室110に対して概ね垂直となるように設置されている。この場合、底板107および右側板105に設けられている開口部109から外気を吸い込んでコンデンサ112を冷却した後、コンプレッサ111を冷却しながら左側板104に設けられている開口部109から排気することになる。
この場合、コンデンサ112の入口側を、機械室108の前方側の貯蔵室110から離間させる方が発熱による影響は少なくなると考えられる。また、コンデンサ112の図示下方側には背板103が存在していることから、コンデンサ112の図示下方側には設置スペースの確保が難しくなると考えられる。
これらの留意点に鑑みた場合、例えばコンデンサ112Aであれば、図36(a)に示すように、ヘッダ113が重力方向に沿うように、且つ、入口側のヘッダ113が図示手前側(図35における図示下方側)となるように設置し、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bを、実線にて示すようにZ+方向(図示右方側)あるいは破線にて示すZ-方向(図示左方側)に延びるように設けことが好ましい。なお、図36は、図35の矢印XVIIからみた状態を模式的に示しているとともに、図36(a)ではヘッダ113の向きを破線にて模式的に示している。また、ヘッダ113が図示手前側か奥側かを示すために、接続管116が破線にて示すヘッダ113に接続されている態様にて模式的に示している。
このような状態で設置することにより、機械室108の前方側および上方側の各貯蔵室110への発熱の影響を抑制しつつ、比較的温度が高くなる入口側が背板103側に配置されるため、貯蔵室110だけでなく機械室108内の他の部品に対する発熱の影響をより抑えることができる。また、入口側接続管116aを上方側に配置し、出口側接続管116bを下方側に配置しているので、気体状から液体状に遷移する冷媒の流れが重力によって妨げられることもない。
この場合、冷却ファン120を、入口側接続管116aと出口側接続管116bとによって形成されるスペース(S)、つまりは、本体部112aから突出する入口側接続管116aおよび出口側接続管116bの長さ未満の範囲に設けている。なお、冷却ファン120がスペース(S)に納まる大きさであることは勿論である。
これにより、省スペース化を図ることができる。また、図35におけるコンデンサ112の図示右方側には比較的スペースが存在するため、設置スペースを確保しやすく、且つ、配管117を接続することが容易となる。また、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bをZ-方向(図示左方側)に延びるように設けた場合には、冷却ファン120をそちら側、つまりは、本体部112aの図示左方側に設けるとよい。すなわち、コンデンサ112Aの場合、この図36(a)に示すような配置が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Bであれば、図36(b)に示すように、ヘッダ113が重力方向に沿うように設置し、図示手前側となるヘッダ113に、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bを実線にて示すようにZ+方向(図示右方側)あるいは破線にて示すZ-方向(図示左方側)に延びるように設けることが好ましい。
このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、設置スペースを確保されることから配管117を容易に接続することができ、省スペース化が可能となる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Bの場合、この図36(b)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Cであれば、図36(c)に示すように、各ヘッダ113が背板103側に位置するように設置し、本体部112aの図示上部のヘッダ113に入口側接続管116aを、また、本体部112aの図示下方のヘッダ113に出口側接続管116bを、実線にて示すZ+方向あるいは破線にて示すZ-方向(図示左方側)に延びるように設けることが好ましい。
このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、設置スペースを確保されることから配管117を容易に接続することができ、省スペース化が可能となる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Cの場合、この図36(c)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Dであれば、図36(d)に示すように、入口側のヘッダ113を背板103側、出口側のヘッダ113をその対角側に位置するように設置し、本体部112aの図示上部のヘッダ113に入口側接続管116aを、また、本体部112aの図示下方のヘッダ113に出口側接続管116bを、実線にて示すZ+方向あるいは破線にて示すZ-方向(図示左方側)に延びるように設けることが好ましい。
このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、設置スペースを確保されることから配管117を容易に接続することができ、省スペース化が可能となる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Dの場合、この図36(d)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
<設置例C>
以下、設置例Cについて、図37および図38を参照しながら説明する。
図37は、設置例Cを示すものであり、機械室108を上方から見た状態を模式的に示している。この設置例Cでは、コンデンサ112は、本体部112aが、底板107に対して平行となるように設置されている。この場合、底板107に設けられている開口部109から外気を吸い込んでコンデンサ112を冷却した後、コンプレッサ111を冷却しながら左側板104や背板103に設けられている開口部109から排気することになる。
この場合、機械室108の前方側の貯蔵室110に比較的近いため、コンデンサ112の入口側をできるだけ離間させる方が発熱による影響は少なくなると考えられる。また、コンデンサ112の図示上方側には断熱仕切壁110bが存在していることから、コンデンサ112の図示上方側には設置スペースの確保が難しくなると考えられる。
これらの留意点に鑑みた場合、例えばコンデンサ112Aであれば、図38(a)に示すように、ヘッダ113が重力方向に概ね垂直となるように、且つ、入口側のヘッダ113が図示手前側(図36における図示下方側)となるように設置し、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bを、実線にて示すようにZ+方向(図示上方側)に延びるように設けことが好ましい。なお、図38は、図37の矢印XIXからみた状態を模式的に示しているとともに、図38(a)ではヘッダ113の向きを破線にて模式的に示している。また、ヘッダ113が図示手前側か奥側かを示すために、接続管116が破線にて示すヘッダ113に接続されている態様にて模式的に示している。
このような状態で設置することにより、機械室108の前方側の貯蔵室110への発熱の影響を抑制することができる。また、相対的に温度が高くなる入口側のヘッダ113を冷却した空気は外部に排気されていくため、機械室108内の他の部品に対する発熱の影響をより抑えることができる。この場合、冷媒の流れを促すために、入口側接続管116aが設けられているヘッダ113を、出口側接続管116bが設けられているヘッダ113よりも若干上方に傾けてもよい(図32(d)参照)。
また、冷却ファン120を、入口側接続管116aと出口側接続管116bとによって形成されるスペース(S)に設けている。これにより、省スペース化を図ることができる。また、コンデンサ112の上方からであれば、配管117の接続が容易になると考えられる。すなわち、コンデンサ112Aの場合、この図38(a)に示すような配置が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Bであれば、図38(b)に示すように、ヘッダ113を重力方向に沿うように設置し、図示手前側となるヘッダ113に、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bを、Z+方向に延びるように設けることが好ましい。このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、設置スペースを確保されることから配管117を容易に接続することができ、省スペース化が可能となる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Bの場合、この図38(b)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Cであれば、図38(c)に示すように、本体部112aの図示右方つまりは貯蔵室110から離間した側となるヘッダ113に入口側接続管116aを、また、本体部112aの図示左方つまりは貯蔵室110に近い側となるヘッダ113に出口側接続管116bを、Z+方向に延びるように設けることが好ましい。
このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、設置スペースを確保されることから配管117を容易に接続することができ、省スペース化が可能となる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Cの場合、この図38(c)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Dであれば、図38(d)に示すように、本体部112aの図示手前側つまりは貯蔵室110から離間した側となるヘッダ113に入口側接続管116aおよび出口側接続管116bを、Z+方向に延びるように設けることが好ましい。このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、設置スペースを確保されることから配管117を容易に接続することができ、省スペース化が可能となる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Dの場合、この図38(d)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
<設置例D>
以下、設置例Dについて、図39および図40を参照しながら説明する。
図39は、設置例Dを示すものであり、機械室108を側方から見た状態を模式的に示している。この設置例Dでは、コンデンサ112は、本体部112aが、断熱仕切壁110bの傾斜部分に沿うように、概ね断熱仕切壁110bの上端に近い側に設置されている。また、図示は省略するが、コンデンサ112は、右側板105に近い側に設置されているものとする。この場合、底板107に設けられている開口部109から外気を吸い込んでコンデンサ112を冷却することになる。
この場合、コンデンサ112は、ヘッダ113と機械室108の前方の貯蔵室110との距離が一定となる一方、ヘッダ113と機械室108の上部の貯蔵室110との距離は、ヘッダ113の位置により異なる。そのため、このような設置の場合、ヘッダ113を下方に設けることで、貯蔵室110への発熱による影響を抑えることができると考えられる。その一方で、入口側のヘッダ113を図示下方側つまりは重力方向における下方側に配置すると、冷媒の流れを阻害するおそれがある。
これらの留意点に鑑みた場合、例えばコンデンサ112Aであれば、図40(a)に示すように、ヘッダ113が断熱仕切壁110bに沿うように配置するとともに、本体部112aの図示右方であって側板に近い側のヘッダ113に入口側接続管116aをZ+方向(概ね、図示手前側)に延びるように設け、本体部112aの図示左方側のヘッダ113に出口側接続管116bを、実線にて示すZ+方向(概ね、図示手前側)あるいは破線にて示すX-方向(図示左方)に延びるように設けることが好ましい。なお、図40は、冷蔵庫101の背面側からみた状態を模式的に示している。
このような状態で設置することにより、機械室108の上方側の貯蔵室110への発熱の影響を抑制することができる。このとき、コンデンサ112Aを側方から視たとすると、その状態は概ね図38(a)のようになり、冷却ファン120が入口側接続管116aと出口側接続管116bとによって形成されるスペース(S)に配置されることになる。これにより、省スペース化を図ることができる。すなわち、コンデンサ112Aの場合、この図40(a)に示すような配置が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Bであれば、図40(b)に示すように、ヘッダ113が断熱仕切壁110bに沿うように設置し、図示右方側となるヘッダ113に、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bを、Z+方向に延びるように設けることが好ましい。また、この場合も、冷却ファン120を、入口側接続管116aおよび出口側接続管116bによって形成されるスペース(S)に配置することが好ましい。
このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、設置スペースを確保されることから配管117を容易に接続することができ、省スペース化が可能となる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Bの場合、この図40(b)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Cであれば、図40(c)に示すように、本体部112aの図示右方となるヘッダ113に入口側接続管116aを、また、本体部112aの図示左方となるヘッダ113に出口側接続管116bを、Z+方向に延びるように設けることが好ましい。このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、省スペース化が可能となる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Cの場合、この図40(c)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
また、例えばコンデンサ112Dであれば、図40(d)に示すように、本体部112aの図示右方となるヘッダ113に入口側接続管116aをZ+方向に延びるように設け、本体部112aの図示右方となるヘッダ113に出口側接続管116bを実線にてしめすZ+方向あるいは破線にて示すX-方向(図示左方側)に延びるように設けることが好ましい。
このような状態で設置することにより、コンデンサ112からの発熱による貯蔵室110への影響を抑えつつ、冷媒の流れを妨げることなく、省スペース化が可能となる等、上記したコンデンサ112Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、コンデンサ112Dの場合、この図40(d)に示すような設置向きおよび構造が好適であると考えられる。
なお、設置例Dではコンデンサ112が右側板105に近い状態を想定したが、コンデンサ112が左側板104に近い状態の場合には、上記した各例とは逆の考え方で入口側接続管116aおよび出口側接続管116bの向きを設定すればよい。
このように、本実施形態の冷蔵庫101は、機械室108での設置位置に応じて、異なる構造のコンデンサ112を採用する。
以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
冷蔵庫101は、偏平状に形成され、その内部に冷媒が流れる流路が複数形成されている偏平管114と、偏平管114への冷媒の入口または出口となるヘッダ113と、を有するマルチフロー型のコンデンサ112を用いて冷凍サイクル121の熱交換を行う。これにより、マルチフロー型のコンデンサ112は、小型且つ高性能であるため、小型化された機械室108内に設置することができる。したがって、必要な放熱量を機械室108内に設置したコンデンサ112によって確保することができる。
また、マルチフロー型のコンデンサ112は、同体積のものと比べておよそ2~3倍の放熱効果が期待できるため、構造を簡略化することができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。また、貯蔵庫へのヒートリークが低減され、省エネにも貢献できる。
コンデンサ112は、偏平管114が延びている向きが当該冷蔵庫101の設置面に対して水平となるように配置してもよいし、偏平管114が延びている向きが設置面に対して垂直となるように配置されていてもよいし、本体部112aが設置面に対して水平になるように配置されていてもよいし、本体部112aが設置面に対して傾斜するように配置されていてもよい。つまり、コンデンサ112は、機械室108の形状や、機械室108内の他の部品との兼ね合いにより、その設置向きを設定することができる。これにより、設置の自由度を向上させることができる。
コンデンサ112は、設置された状態において、上部側から冷媒が流入する。これにより、凝縮されて液体状になった冷媒が重力によって下方に移動することから、冷媒を効率よく液化させること、つまりは、冷凍サイクル121の性能を向上させることができる。
コンデンサ112は、冷媒の入口側が、貯蔵室110から離間する向きに配置されている。これにより、コンデンサ112からの発熱によって貯蔵室110あるいは断熱仕切壁110bが暖められることを抑制でき、ヒートリークを低減することができる。
コンデンサ112は、冷蔵庫101の本体102内に設けられている機械室108に配置されている。機械室108には、コンプレッサ111を冷却するための開口部109が設けられており、外気の導入および排出がし易くなっている。このため、コンデンサ112を機械室108に設けることにより、コンデンサ112の冷却、ならびに、コンデンサ112を冷却して加熱された空気の排出を効率よく行うことができる。
コンデンサ112は、冷媒の入口または出口であって、偏平管114が配置されている本体部112aをから突出する長さに形成されている接続管116を有している。そして、このコンデンサ112を冷却する冷却ファン120は、本体部112aの外形よりも小さく、且つ、接続管116の突出長さよりも薄く形成されており、本体部112aと接続管116の先端との間に形成されるスペース(S。空間)内に配置されている。
これにより、コンデンサ112を設置する際に必ず必要となる空間内に冷却ファン120を設置することができ、省スペース化を図ることができる。
また、マルチフロー型のコンデンサ112は、上記したように小型且つ高性能であるとともに、比較的少ない風量でも効果的に熱交換できるため、本体部112aと接続管116によって形成されるスペース(S)内に納まるような冷却ファン120であっても十分に冷却することができる。
(その他の実施形態)
本発明は、上記した実施形態にて例示したものに限定されることなく、その範囲を逸脱しない範囲で任意に例えば以下のように変形あるいは拡張することができる。
第3実施形態では冷却ファン120により1つのコンデンサ112を冷却する例を示したが、例えば図41に示すように1つの冷却ファン120で2以上の複数のコンデンサ112を冷却する構成としてもよい。この場合、例えば図41(a)に示すように、冷却ファン120の送風面に対してコンデンサ112を斜めに配置し、矢印Yに示すように冷却ファン120からの送風が各コンデンサ112に当たるようにしてもよい。また、図41(b)に示すように、送風面にコンデンサ112を重なるように配置し、冷却ファン120からの送風が各コンデンサ112に当たるようにしてもよい。また、図41(c)に示すように、送風面に複数のコンデンサ112を並べて配置してもよい。
このように複数のコンデンサ112を設けることで、冷凍サイクル121の能力の向上を図ることができるとともに、1つの冷却ファン120で複数のコンデンサ112を冷却することで、省スペース化を図ることができる。この場合、並列式あるは蛇行式をそれぞれ設けてもよいし、混在させてもよい。
第3実施形態では1つの本体部112aを有するコンデンサ112を例示したが、例えば図42に示すように本体部112aを複数有するコンデンサ112を用いてもよい。これにより、コンデンサ112の過度の大型化を招くことなく、冷凍サイクル121の能力の向上を図ることができる。これらによって、コンデンサ112の表面積を稼ぐこと、あるいは、コンデンサ112を薄型化することができ、コンデンサ112が占めるスペースを小さくすることができる。また、放熱効率もことができる。
なお、図42では2つの本体部112aを示しているが、3以上の本体部112aを有していてもよい。また、図42のように折り重なるのではなく、本体部112a同士に角度を設けてもよい。また、複数の本体部112aは、直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。
第3実施形態では冷却ファン120によりコンデンサ112を冷却する例を示したが、例えば図43に示すように、除霜水(W)をコンデンサ112の上方から滴下する構成としてもよい。なお、除霜水は、図示しない冷却器に付着した霜を溶かした時に発生する水である。これにより、除霜水によってコンデンサ112を効率よく冷却することができる。
このとき、偏平管114が重力方向に沿うようにコンデンサ112の向きを設定すれば、除霜水が偏平管114を伝って重力によって流下することが促進され放熱フィン115に冷却水が溜まらずに効率よく冷却することができる。
この場合、本体部112aに正面から、つまりは第3実施形態で言うZ軸の方向から除霜水を滴下する構成としてもよい。また、除霜水(W)を常時滴下する構成としてもよいし、定期的に除霜水(W)を滴下する構成としてもよい。これにより、埃等による放熱フィン115の目詰まりを防止することができる。
第3実施形態で例示した冷蔵庫101の構成は一例であり、貯蔵室110の数が異なっていたり、最下部に冷凍室が設けられている等、その機能や配置が異なっていたりしてもよい。また、例えば図21等は模式的に構成や構造を示しており、例えばコンプレッサ111やコンデン、冷却ファン120や開口部109等は、その大きさや設置場所等が必ずしも図示した通りの関係で無くてもよい。
また、図44に示すように、機械室108を本体102内の上部に設けた冷蔵庫101であってもよい。つまり、機械室108の形状や本体102内における配置は、実施形態で例示したものに限定されない。この図44の場合、コンデンサ112を、入口側となるヘッダ113を上部部、出口側になるヘッダ113を下部に向け、左側板104側から見た場合に概ね図36(a)に示した設置向きとなるようにすることにより、貯蔵室110への影響を抑えることができるとともに、省スペース化を図ることができる。
各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
図面中、1は冷蔵庫、2は外箱、3は内箱、4は下部機械室、5は上部機械室、6は真空断熱材、7はコンプレッサ、8はコンデンサ、9はファン、10は放熱パイプ、10aは中空部、11はヘッダ、12は偏平管、20はサブコンデンサ、101は冷蔵庫、108は機械室、110は貯蔵室、111はコンプレッサ、112、112A、112B、112C、112Dはコンデンサ、112aは本体部、113はヘッダ、114は偏平管、116は接続管、116aは入口側接続管(接続管)、116bは出口側接続管(接続管)、117は配管、120は冷却ファン、121は冷凍サイクルを示す。

Claims (10)

  1. 外箱と、
    前記外箱との間に空間を存して配置される内箱と、
    冷凍サイクルを構成するコンデンサと、
    前記コンデンサに接続され、内部に冷媒の流路となる中空部を複数有する偏平状に形成されている放熱パイプと、
    前記コンデンサに対して送風するファンと、を備え、
    前記コンデンサは、冷媒が流れる流路が複数形成されている偏平管を有するマルチフロー型であり、機械室の底板に設けられていて外気を吸い込む開口部に対応する位置において前記底板に対して平行となるように設置されているとともに、冷媒の入口側および出口側にそれぞれヘッダを有し、相対的に温度が高くなる入口側の前記ヘッダが貯蔵室から離間した側となるように配置されており、
    前記ファンは、前記コンデンサと平行となるように配置されており、
    前記放熱パイプは、前記コンデンサを流れる冷媒の流路となる冷蔵庫。
  2. 前記放熱パイプは、前記ヘッダを介して前記コンデンサに接続されている請求項1記載の冷蔵庫。
  3. 前記外箱と内箱との間に設けられている真空断熱材を備え、
    前記放熱パイプは、前記真空断熱材と前記外箱との間に設けられている請求項1または2記載の冷蔵庫。
  4. 前記放熱パイプは、前記コンデンサから複数に分岐して設けられている請求項1から3のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  5. 前記コンデンサは、冷媒が流れる流路が複数形成されている偏平管を有するマルチフロー型であり、前記偏平管が幅方向に折り返された折り返し式のものであり、冷媒の入口側が前記ファンによって形成される送風経路の下流側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  6. 前記ファンは、遠心式である請求項1から5のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  7. 前記放熱パイプは、前記外箱と前記内箱との間の空間に前記外箱の内面に沿って配設され、
    前記コンデンサからの放熱を防露に利用する請求項1から6のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  8. 前記コンデンサは、冷媒が流れる流路が複数形成されている偏平管を有するマルチフロー型であり、前記偏平管が厚み方向に折り曲げられて蛇行している蛇行式のものであり、当該偏平管のターン長を変えることにより、段差状、傾斜状、または段差と傾斜の双方を含む形状に形成されている請求項1から7のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  9. 前記コンデンサは、冷媒が流れる流路が複数形成されている偏平管を有するマルチフロー型であり、複数の前記偏平管が並行に配置されている並行式のものであり、当該偏平管の長さを変えることにより、段差状、傾斜状、または段差と傾斜の双方を含む形状に形成されている請求項1から7のいずれか一項記載の冷蔵庫。
  10. 前記コンデンサよりも放熱能力が小さいサブコンデンサを備え、
    前記放熱パイプは、前記サブコンデンサと前記コンデンサとの間を接続している請求項1から9のいずれか一項記載の冷蔵庫。
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