JPWO2018173283A1 - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

冷蔵庫（１）は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機を駆動するインバータと、インバータの力率を改善するためのリアクタ（１３）と、圧縮機によって圧縮された後に液体になった冷媒を気化させる冷却器と、冷却器において発生する水を受けるドリップトレイ（７）と、ドリップトレイ（７）からの水を蓄えるドレンパンと、ドリップトレイ（７）からドレンパンへの水の通路であるドレンパイプ（９）と、ドレンパイプ（９）に取り付けられた放熱板（１４）とを有し、リアクタ（１３）は、放熱板（１４）に取り付けられている。

Description

本発明は、間接冷却式の冷蔵庫に関する。

冷蔵庫は、冷却器に付着した霜を取り除く際に冷却器において発生する水をドリップトレイにより受ける。ドリップトレイによって受けられた水は、ドレンパイプを介してドレンパンに蓄えられる。ドレンパンに蓄えられた水は、例えば冷蔵庫の機械室の熱によって蒸発する。水がドレンパイプを流れる際、水の一部はドレンパイプに残る。冷蔵庫は、霜を取り除く動作が終了すると冷却運転を行うので、冷却運転においてドレンパイプは冷却される。冷蔵庫の外部の温度が比較的高ければドレンパイプに残った水は蒸発するが、冷蔵庫の外部の温度が比較的低ければドレンパイプに残った水は凍る。ドレンパイプに残った水が凍ることが繰り返されると、氷が成長してドレンパイプは氷によって塞がれる。ドレンパイプが氷によって塞がれると、ドリップトレイにより受けられた水はドリップトレイからあふれ、冷蔵庫が設置されている床が濡れる。

従来、ヒータをドレンパイプに巻き付けて、ヒータでドレンパイプを加熱することによって、ドレンパイプが氷によって塞がれることを防止する技術が提案されている。従来、冷蔵冷凍ショーケースの制御基板内の温度が上昇することを抑制するために、蛇行して配置された耐熱チューブにドレン水の一部を流すことで、制御基板内の温度を下げる技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２５２６９１号公報

しかしながら、上述のヒータでドレンパイプを加熱する技術では、ドレンパイプが氷によって塞がれることを防止することができるものの、冷蔵庫の本来の機能である冷却機能を実現するために必要でないヒータが必要となる。特許文献１に記載されている技術を冷蔵庫に適用しても、ドレンパイプが氷によって塞がれることを防止することは困難である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、冷却機能を実現するために必要な部品によりドレンパイプが氷によって塞がれることを抑制する冷蔵庫を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る冷蔵庫は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を駆動するインバータと、前記インバータの力率を改善するためのリアクタと、前記圧縮機によって圧縮された後に液体になった前記冷媒を気化させる冷却器と、前記冷却器において発生する水を受けるドリップトレイと、前記ドリップトレイからの水を蓄えるドレンパンと、前記ドリップトレイから前記ドレンパンへの水の通路であるドレンパイプと、前記ドレンパイプに取り付けられた放熱板とを有する。前記リアクタは、前記放熱板に取り付けられている。

本発明に係る冷蔵庫は、冷却機能を実現するために必要な部品によりドレンパイプが氷によって塞がれることを抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る冷蔵庫のひとつの断面を模式して示す図 実施の形態１に係る冷蔵庫の一部の構成を模式して示すひとつの図 実施の形態１に係る冷蔵庫の一部の構成を模式して示す別のひとつの図 実施の形態１に係る冷蔵庫が有するドレンパイプ、リアクタ及び放熱板を模式して示す図 実施の形態２に係る冷蔵庫のひとつの断面を模式して示す図 実施の形態２に係る冷蔵庫の一部の構成を模式して示す図 実施の形態３に係る冷蔵庫の一部の構成を模式して示す図 実施の形態４に係る冷蔵庫の一部の構成を模式して示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る冷蔵庫を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
まず、実施の形態１に係る冷蔵庫１の構成を説明する。図１は、実施の形態１に係る冷蔵庫１のひとつの断面を模式して示す図である。冷蔵庫１は以下に説明する通り複数の構成要素を有している。図１では、冷蔵庫１が有する複数の構成要素の各々を容易に理解させるために、冷蔵庫１が有する複数の構成要素の一部にはハッチングが加えられていない。

冷蔵庫１は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮機２を駆動するインバータ３と、インバータ３が搭載される制御基板４と、インバータ３の力率を改善するためのリアクタとを有する。リアクタは、図１には示されていない。リアクタは、図示されていない交流ラインに接続されている。リアクタは、図示されていない交流電源から冷蔵庫１に供給される電流の力率を改善する機能も有する。冷蔵庫１は、圧縮機２によって圧縮された後に液体になった冷媒を気化させる冷却器５を更に有する。

冷蔵庫１は、圧縮機２及び冷却器５に加えて図示されていない凝縮器及び膨張機構を有している。膨張機構の一例は、膨張弁又はキャピラリチューブである。冷媒は圧縮機２によって圧縮されることにより高温かつ高圧の気体になり、圧縮機２からの気体の冷媒は凝縮器において冷却されて低温かつ高圧の気体になる。凝縮器からの気体の冷媒は膨張機構において低温かつ低圧の液体となり、膨張機構からの液体の冷媒は冷却器５において気化して低温かつ低圧の気体になる。圧縮機２は、冷却器５からの冷媒を圧縮する。このように、冷凍サイクルにおける冷媒は圧縮機２、凝縮器、膨張機構及び冷却器５をこの順に循環して流れ、冷媒の状態は変化する。

冷蔵庫１は、冷却器５に付着した霜に熱を加えるヒータ６と、ヒータ６による加熱によって取り除かれた霜をもとに冷却器５において発生する水を受けるドリップトレイ７と、ドリップトレイ７からの水を蓄えるドレンパン８と、ドリップトレイ７からドレンパン８への水の通路であるドレンパイプ９とを更に有する。ヒータ６は、冷蔵庫１が適切に設置された場合に冷却器５の下方に位置する。冷蔵庫１が適切に設置された場合とは、圧縮機２が鉛直下方側に位置して制御基板４が鉛直上方側に位置する状態で冷蔵庫１が設置された場合である。

ドリップトレイ７は、冷蔵庫１が適切に設置された場合にヒータ６の下方に位置する。ドレンパン８は、冷蔵庫１が適切に設置された場合にドリップトレイ７の下方に位置する。ドレンパイプ９は、冷蔵庫１が適切に設置された場合にドリップトレイ７の下方であってドレンパン８の上方に位置する。冷蔵庫１は、冷蔵庫１の内部の冷気を循環させるファンモータ１０を更に有する。ファンモータ１０は、ファンとファンを駆動するモータとが一体になったものである。

図２は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の一部の構成を模式して示すひとつの図である。上述の通り、冷蔵庫１は、ドリップトレイ７からドレンパン８への水の通路であるドレンパイプ９を有する。ドレンパイプ９のドレンパン８の側の端部には、弁１１が設けられている。冷蔵庫１は、冷媒の通路である配管１２を更に有する。

ヒータ６による加熱によって取り除かれた霜をもとに冷却器５において発生する水は、ドリップトレイ７によって受けられた後、ドレンパイプ９を通る。冷却器５において発生した水がドレンパイプ９を通る際、当該水の重みで弁１１は開き、当該水はドレンパン８に蓄えられる。ドレンパン８に蓄えられた水は、圧縮機２の熱と配管１２の熱との一方又は双方によって気化し、蒸発する。

図２に示す通り、冷蔵庫１は、インバータ３の力率を改善するためのリアクタ１３を有する。リアクタ１３は、図示されていない交流電源から冷蔵庫１に供給される電流の力率を改善する機能も有する。図３は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の一部の構成を模式して示す別のひとつの図である。冷蔵庫１は、ドレンパイプ９に取り付けられた放熱板１４を更に有する。放熱板１４は、熱を伝達させる。放熱板１４は、例えばアルミニウムで形成されている。リアクタ１３は、放熱板１４に取り付けられている。図４は、実施の形態１に係る冷蔵庫１が有するドレンパイプ９、リアクタ１３及び放熱板１４を模式して示す図である。図４に示す通り、放熱板１４の一方の端部１４ａはドレンパイプ９に巻き付けられてドレンパイプ９に取り付けられている。

実施の形態１の具体例では、第１のボルト１５ａと図示されていない第１のナットとの第１の組と、第２のボルト１５ｂと図示されていない第２のナットとの第２の組とによって、リアクタ１３は放熱板１４に取り付けられている。冷蔵庫１が運転する際、リアクタ１３に電流が常時流れるので、リアクタ１３では熱が発生し、発生した熱は、熱を伝達させる放熱板１４によってドレンパイプ９に伝達される。すなわち、リアクタ１３において発生した熱はドレンパイプ９に加えられる。

次に、実施の形態１に係る冷蔵庫１の動作を説明する。冷蔵庫１が運転する際、制御基板４及びリアクタ１３の各々に、電流が常時流れる。電流が常時流れるので、制御基板４及びリアクタ１３の各々では、熱が常時発生する。冷蔵庫１が冷却運転を行う場合、圧縮機２が運転し、冷却器５は冷媒の冷凍サイクルにより冷却される。例えば、冷却器５はマイナス３０℃からマイナス４０℃までの範囲の温度に冷却される。

冷却運転が継続すると、冷却器５の周囲の空気が冷やされ、霜が冷却器５に付着する。冷却器５の全体が霜で覆われると、ファンモータ１０が運転しても冷気は循環しなくなり、冷蔵庫１の内部は冷えなくなる。冷蔵庫１の内部が冷えない状態を回避するため、冷却器５に付着した霜の量が増加すると、ヒータ６への通電が行われ、ヒータ６は冷却器５に付着した霜に熱を加える。ヒータ６による加熱によって霜は溶けるので、冷却器５に付着した霜は取り除かれる。ヒータ６による加熱により冷却器５に付着した霜が取り除かれる際、霜が冷却器５に付着することと、冷蔵庫１の内部の温度が上昇することとを抑制するために、圧縮機２及びファンモータ１０は運転を停止する。

ヒータ６による加熱によって取り除かれた霜をもとに冷却器５において発生した水は、ドリップトレイ７によって受けられた後、ドレンパイプ９を通り、ドレンパン８に蓄えられる。ドレンパン８に蓄えられた水は、圧縮機２の熱と配管１２の熱との一方又は双方によって気化し、蒸発する。

ところで、冷却器５において発生した水は、ドレンパイプ９に残ることがある。冬においては、冷蔵庫１の周囲の温度が比較的低いので、ドレンパイプ９に残った水は、ファンモータ１０の運転によって昇華しきれずにドレンパイプ９に残り続ける。冷蔵庫１の扉が比較的長時間にわたって開いている場合と、当該扉が比較的高い頻度で開閉される場合とにおいても、冷却器５に付着する霜の量が増加するので、ヒータ６による加熱によって発生する水の量が増加し、水はドレンパイプ９に残りやすくなる。

冷却器５に付着した霜を取り除く動作が繰り返されることによって、ドレンパイプ９に残った水は、最初に生成された氷を核に成長し、やがてドレンパイプ９の内部は氷によって塞がれる。ドレンパイプ９の内部が氷によって塞がれると、ドリップトレイ７により受けられた水はドレンパイプ９を通ることができずにドリップトレイ７からあふれ、冷蔵庫１が設置されている床が濡れる。従来、ドレンパイプ９の内部が氷によって塞がれることを抑制するために、ヒータがドレンパイプ９に巻き付けられている。

実施の形態１では、上述の通り、冷蔵庫１は、熱を発生するリアクタ１３と、リアクタ１３が取り付けられた放熱板１４とを有する。放熱板１４は、ドレンパイプ９に取り付けられている。リアクタ１３において発生した熱は、放熱板１４を介してドレンパイプ９に伝達される。つまり、リアクタ１３において発生した熱はドレンパイプ９に加えられる。そのため、ドレンパイプ９の内部に残った水は氷にならない。つまり、冷蔵庫１は、ドレンパイプ９を加熱するヒータを有することなく、リアクタ１３において発生した熱を用いてドレンパイプ９の内部が氷によって塞がれることを抑制することができる。

更に言うと、冬においても、冷蔵庫１の扉が比較的長時間にわたって開いていても、当該扉が比較的高い頻度で開閉されても、冷却機能を実現するために必要なリアクタ１３において発生した熱がドレンパイプ９に加えられるので、ドレンパイプ９の内部は氷によって塞がれることが抑制される。その結果、冷蔵庫１は、冷蔵庫１が設置されている床が濡れることを抑制することができる。

すなわち、冷蔵庫１は、冷却機能を実現するために必要な部品であるリアクタ１３によりドレンパイプ９が氷によって塞がれることを抑制することができる。

加えて、リアクタ１３において発生した熱が放熱板１４を介してドレンパイプ９に伝達されるので、リアクタ１３の熱が放散し、リアクタ１３の温度が高くなりすぎることが抑制され、リアクタ１３の抵抗値は比較的低くなる。その結果、冷蔵庫１に係る消費電力が大きくなることが抑制される。すなわち、冷蔵庫１は、冷蔵庫１に係る消費電力が大きくなることを抑制することができる。

さらに、冷蔵庫１は、ドレンパイプ９を加熱するヒータを有さない。そのため、冷蔵庫１に係るコストは、ドレンパイプ９を加熱するヒータを有する冷蔵庫に係るコストよりも低くなる。

なお、複数のリアクタ１３の各々には放熱性について個体差があるので、複数の冷蔵庫１の各々において、リアクタ１３の熱を比較的均一に伝達させるために、リアクタ１３はドレンパイプ９に直接取り付けられておらず放熱板１４に取り付けられており、放熱板１４がドレンパイプ９に取り付けられている。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る冷蔵庫１Ａのひとつの断面を模式して示す図である。図５においても、冷蔵庫１Ａが有する複数の構成要素の各々を容易に理解させるために、冷蔵庫１Ａが有する複数の構成要素の一部にはハッチングが加えられていない。冷蔵庫１Ａは、放熱板１４、第１のボルト１５ａ及び第２のボルト１５ｂを除いて、実施の形態１に係る冷蔵庫１が有する構成要素を有する。実施の形態２では、実施の形態１と相違する部分を主に説明する。

図６は、実施の形態２に係る冷蔵庫１Ａの一部の構成を模式して示す図である。冷蔵庫１Ａは、リアクタ１３が収められる容器１６を更に有する。容器１６は、リアクタ１３が濡れることを抑制する。容器１６の一部は、開放されている。リアクタ１３は容器１６に収められている。容器１６は、図示されていない部材によりドレンパン８に取り付けられている。冷蔵庫１Ａでは、リアクタ１３はドレンパン８に接している。

実施の形態１において説明した通り、冷蔵庫１Ａの運転中において、リアクタ１３は熱を常時発生する。リアクタ１３がドレンパン８に接しているので、リアクタ１３において発生した熱はドレンパン８に伝達される。つまり、リアクタ１３において発生した熱はドレンパン８に加えられる。そのため、ドレンパン８に蓄えられた水は、比較的早く蒸発する。更に言うと、例えば冷蔵庫１Ａの扉が比較的長時間にわたって開いていて比較的多くの霜が冷却器５に付着し、当該霜がヒータ６の加熱によって溶かされて比較的大量の水がドレンパン８に入ることになっても、ドレンパン８に蓄えられた水は、比較的早く蒸発する。そのため、冷蔵庫１Ａが設置されている床が濡れることは抑制される。

すなわち、冷蔵庫１Ａは、冷却機能を実現するために必要な部品であるリアクタ１３により冷蔵庫１Ａが設置されている床が濡れることを抑制することができる。

加えて、リアクタ１３において発生した熱がドレンパン８に伝達されるので、リアクタ１３の熱が放散し、リアクタ１３の温度が高くなりすぎることが抑制され、リアクタ１３の抵抗値は比較的低くなる。その結果、冷蔵庫１Ａに係る消費電力が大きくなることが抑制される。すなわち、冷蔵庫１Ａは、冷蔵庫１Ａに係る消費電力が大きくなることを抑制することができる。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る冷蔵庫１Ｂの一部の構成を模式して示す図である。冷蔵庫１Ｂは、実施の形態１に係る冷蔵庫１が有する構成要素を有する。実施の形態３では、実施の形態１と相違する部分を主に説明する。

実施の形態１に係る冷蔵庫１ではリアクタ１３が放熱板１４に取り付けられているが、冷蔵庫１Ｂでは、リアクタ１３ではなく制御基板４が放熱板１４に取り付けられている。つまり、実施の形態３では、制御基板４は、図１に示される場所とは異なる場所に位置していて、放熱板１４に取り付けられている。実施の形態３の具体例では、第３のボルト１７ａと図示されていない第３のナットとの第３の組と、第４のボルト１７ｂと図示されていない第４のナットとの第４の組とによって、制御基板４は放熱板１４に取り付けられている。

冷蔵庫１Ｂが運転する際、制御基板４に電流が常時流れるので、制御基板４では熱が常時発生する。制御基板４において発生した熱は、放熱板１４を介してドレンパイプ９に伝達される。つまり、制御基板４において発生した熱はドレンパイプ９に加えられる。そのため、ドレンパイプ９の内部に残った水は氷にならない。

すなわち、冷蔵庫１Ｂは、冷却機能を実現するために必要な部品である制御基板４によりドレンパイプ９が氷によって塞がれることを抑制することができる。

なお、制御基板４には圧縮機２を駆動するための素子が搭載されている場合があり、その場合、制御基板４において発生した熱は当該素子が発生する熱を含む。

実施の形態４．
図８は、実施の形態４に係る冷蔵庫１Ｃの一部の構成を模式して示す図である。冷蔵庫１Ｃは、実施の形態２に係る冷蔵庫１Ａが有する構成要素を有する。実施の形態４では、実施の形態２と相違する部分を主に説明する。

実施の形態２に係る冷蔵庫１Ａではリアクタ１３が容器１６に収められているが、冷蔵庫１Ｃでは、リアクタ１３ではなく制御基板４が容器１６に収められている。つまり、実施の形態４では、制御基板４は、図１に示される場所とは異なる場所に位置していて、容器１６に収められている。制御基板４は、ドレンパン８に接している。

冷蔵庫１Ｃが運転する際、制御基板４に電流が常時流れるので、制御基板４では熱が常時発生する。制御基板４がドレンパン８に接しているので、制御基板４において発生した熱はドレンパン８に伝達される。つまり、制御基板４において発生した熱はドレンパン８に加えられる。そのため、ドレンパン８に蓄えられた水は、比較的早く蒸発する。

更に言うと、例えば冷蔵庫１Ｃの扉が比較的長時間にわたって開いていて比較的多くの霜が冷却器５に付着し、当該霜がヒータ６による加熱によって溶かされて比較的大量の水がドレンパン８に入ることになっても、ドレンパン８に蓄えられた水は、比較的早く蒸発する。そのため、冷蔵庫１Ｃが設置されている床が濡れることは抑制される。

すなわち、冷蔵庫１Ｃは、冷却機能を実現するために必要な部品である制御基板４により冷蔵庫１Ｃが設置されている床が濡れることを抑制することができる。

なお、冷蔵庫１Ｂ及び冷蔵庫１Ｃでは、リアクタの位置は限定されない。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 冷蔵庫、２ 圧縮機、３ インバータ、４ 制御基板、５ 冷却器、６ ヒータ、７ ドリップトレイ、８ ドレンパン、９ ドレンパイプ、１０ ファンモータ、１１ 弁、１２ 配管、１３ リアクタ、１４ 放熱板、１６ 容器。

Claims (4)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機を駆動するインバータと、
   前記インバータの力率を改善するためのリアクタと、
   前記圧縮機によって圧縮された後に液体になった前記冷媒を気化させる冷却器と、
   前記冷却器において発生する水を受けるドリップトレイと、
   前記ドリップトレイからの水を蓄えるドレンパンと、
   前記ドリップトレイから前記ドレンパンへの水の通路であるドレンパイプと、
   前記ドレンパイプに取り付けられた放熱板とを備え、
   前記リアクタは、前記放熱板に取り付けられている
   ことを特徴とする冷蔵庫。
2. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機を駆動するインバータと、
   前記インバータの力率を改善するためのリアクタと、
   前記圧縮機によって圧縮された後に液体になった前記冷媒を気化させる冷却器と、
   前記冷却器において発生する水を受けるドリップトレイと、
   前記ドリップトレイからの水を蓄えるドレンパンと、
   前記ドリップトレイから前記ドレンパンへの水の通路であるドレンパイプとを備え、
   前記リアクタは、前記ドレンパンに接している
   ことを特徴とする冷蔵庫。
3. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機を駆動するインバータを含む制御基板と、
   前記圧縮機によって圧縮された後に液体になった前記冷媒を気化させる冷却器と、
   前記冷却器において発生する水を受けるドリップトレイと、
   前記ドリップトレイからの水を蓄えるドレンパンと、
   前記ドリップトレイから前記ドレンパンへの水の通路であるドレンパイプと、
   前記ドレンパイプに取り付けられた放熱板とを備え、
   前記制御基板は、前記放熱板に取り付けられている
   ことを特徴とする冷蔵庫。
4. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機を駆動するインバータを含む制御基板と、
   前記圧縮機によって圧縮された後に液体になった前記冷媒を気化させる冷却器と、
   前記冷却器において発生する水を受けるドリップトレイと、
   前記ドリップトレイからの水を蓄えるドレンパンと、
   前記ドリップトレイから前記ドレンパンへの水の通路であるドレンパイプとを備え、
   前記制御基板は、前記ドレンパンに接している
   ことを特徴とする冷蔵庫。

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