WO2015029409A1 - 冷蔵庫 - Google Patents

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WO2015029409A1
WO2015029409A1 PCT/JP2014/004348 JP2014004348W WO2015029409A1 WO 2015029409 A1 WO2015029409 A1 WO 2015029409A1 JP 2014004348 W JP2014004348 W JP 2014004348W WO 2015029409 A1 WO2015029409 A1 WO 2015029409A1
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WO
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cooler
refrigerator
compartment
freezer compartment
air passage
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/004348
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English (en)
French (fr)
Inventor
秀男 西畠
濱田 和幸
克則 堀井
西村 晃一
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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Publication date
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    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
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    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
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    • F25D17/04Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/06Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
    • F25D17/062Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation in household refrigerators
    • F25D17/065Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation in household refrigerators with compartments at different temperatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
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    • F28F2245/00Coatings; Surface treatments
    • F28F2245/04Coatings; Surface treatments hydrophobic

Definitions

  • This invention relates to the refrigerator provided with the evaporator with a high energy-saving effect.
  • the defrosting operation method includes, for example, a hot gas method in which the flow of the refrigerant in the refrigeration cycle is switched to heat the evaporator from the inside, and a heater method in which the heater provided in the vicinity of the evaporator is heated from the outside.
  • a hot gas method in which the flow of the refrigerant in the refrigeration cycle is switched to heat the evaporator from the inside
  • a heater method in which the heater provided in the vicinity of the evaporator is heated from the outside.
  • This drainage technology of the evaporator is to clean the evaporator surface and then anodize it to create a film having a plurality of fine holes on the surface and to perform a heat treatment that stabilizes the fine holes without sealing them. .
  • the hydrophilicity of the surface is increased and the draining performance is improved (for example, see Patent Document 1).
  • This invention solves the said subject and provides the refrigerator provided with the cooler which can acquire the stable draining performance over a long period of time.
  • the refrigerator of the present invention includes a storage chamber partitioned by a heat insulating wall, a cooler in which refrigerant pipes penetrating the fins are stacked in the vertical direction, and a cooling chamber that houses the cooler.
  • a blower that blows cool air from the cooling chamber to the storage chamber and a storage chamber return air passage that returns the cool air from the storage chamber to the cooling chamber are provided.
  • the minimum pitch between the fins was 5 mm or less, and the surface of the cooler was subjected to water repellent treatment.
  • the dehumidified cold air flows through the minimum pitch portion of the cooler, the growth of frost in the minimum pitch portion can be minimized. Therefore, an increase in ventilation resistance can be minimized, and a decrease in cooling performance due to a reduction in the air volume can be suppressed. Therefore, the refrigerator which can ensure the stable cooling performance can be provided.
  • the refrigerator of the present invention has a reduced defrosting time and can reduce power consumption. Therefore, at the time of re-cooling operation, it is possible to suppress a decrease in cooling performance due to a reduction in air volume. Therefore, stable cooling performance can be ensured.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a refrigerator in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the cooling chamber of the refrigerator in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of the cooling chamber of the refrigerator in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of the plate fins of the refrigerator cooler in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a refrigerator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the cooling chamber of the refrigerator in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of the cooling chamber of the refrigerator in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of the plate fin of the refrigerator cooler in the embodiment of the present invention.
  • the heat insulating box 31 of the refrigerator 30 is composed of an outer box 32 mainly using a steel plate and an inner box 33 formed of a resin such as ABS (Acrylonitrile, Butadiene, Stylene). .
  • the inside of the heat insulation box 31 is filled with a foam heat insulating material 34 such as hard urethane foam as a heat insulating material.
  • the heat insulating box 31 is insulated from the surroundings by the heat insulating material.
  • the heat insulation box 31 is divided into a plurality of storage rooms.
  • a refrigerator compartment 35 is arranged at the top, a vegetable compartment 36 is arranged below the refrigerator compartment 35, and a freezer compartment 37 is arranged at the bottom.
  • a refrigerator door 38 is supported at the front opening of the refrigerator compartment 35 so as to be freely opened and closed.
  • a vegetable compartment door 39 is supported at the front opening of the vegetable compartment 36 so as to be freely opened and closed.
  • a freezer compartment door 40 is supported at the front opening of the freezer compartment 37 so as to be freely opened and closed.
  • the refrigerator compartment 35 is normally set to 1 ° C. to 5 ° C. with a lower limit of the temperature at which it does not freeze for refrigerated storage.
  • the vegetable room 36 is set to 3 to 8 ° C.
  • the freezer compartment 37 is set to a freezing temperature zone, and is usually set to ⁇ 22 ° C. to ⁇ 15 ° C. for frozen storage. However, for example, ⁇ 30 ° C. or ⁇ It may be set to 25 ° C.
  • the vegetable compartment 36 and the freezing compartment 37 are partitioned vertically by a first partition wall 41 which is a partition wall.
  • the refrigerator compartment 35 and the vegetable compartment 36 are vertically partitioned by a second partition wall 42 that is a partition wall.
  • a cooling chamber 43 that generates cold air is provided on the back surface of the freezing chamber 37, and a cooler 44 is provided inside the cooling chamber 43.
  • the surface of the cooler 44 is coated with a surface treatment material that improves both the functions of water repellency and slip (slip). Thereby, the sliding property of water is improved (the friction coefficient is lowered), and at the end of defrosting, the cross-linking phenomenon due to residual water droplets is unlikely to occur between the fins.
  • the cooling chamber 43 is thermally insulated from the freezer compartment 37 by a vertical partition wall 45.
  • a blower 46 that forcibly blows the generated cold air is provided above the cooler 44.
  • a defrost heater 47 that defrosts frost and ice adhering to the cooler 44 is provided.
  • a drain pan 48 for receiving defrosted water generated during defrosting is provided.
  • a drain tube 49 penetrating from the deepest part of the drain pan 48 to the outside of the warehouse is provided.
  • an evaporating dish 50 is provided outside the refrigerator downstream of the drain tube 49.
  • the defrost heater 47 is specifically a glass tube heater made of glass.
  • the defrost heater 47 employs a double glass tube heater in which double glass tubes are formed for explosion protection.
  • the drain pan 48 constitutes a part of the bottom surface and the back surface of the cooling chamber 43.
  • the bottom surface of the cooling chamber 43 is configured such that the connection portion with the drain tube 49 is the lowest in order to collect the defrost water in the drain tube 49.
  • the bottom surface of the cooling chamber 43 is farthest from the defrost heater 47 (distance L) at the connection portion with the drain tube 49.
  • the back surface of the cooling chamber 43 rises to a height that exceeds the height at which the amount of water stored in the drain pan 48 can be secured, and the angle formed between the bottom surface and the back surface is a gently curved surface.
  • the vertical partition wall 45 includes a front partition wall 45 a that forms the outer shell of the freezing chamber 37 and a rear partition wall 45 b that forms the outer shell of the cooling chamber 43.
  • a space between the front partition wall 45a and the rear partition wall 45b is a distribution air passage 51 that branches cold air toward each storage chamber.
  • the front partition wall 45a has a freezer compartment discharge port 52 below, and communicates the distribution air passage 51 and the freezer compartment 37.
  • the front partition wall 45a further has a freezer compartment return air passage 53 projecting to the freezer compartment 37 side.
  • the freezer compartment return air passage 53 introduces the return cold air of the freezer compartment 37 into the cooling chamber 43 from an inlet 53 a provided in front of the freezer compartment return air passage 53.
  • the distribution air passage 51 is also connected to a high temperature discharge air passage 54 provided in the first partition wall 41. Further, the high temperature discharge air passage 54 is connected to the refrigerator compartment 35 and the vegetable compartment 36.
  • the rear partition wall 45 b has a blower 46 on the upper side and a rib 55 that partitions the freezer return air passage 53 and the cooling chamber 43 on the lower side.
  • a region surrounded by the rib 55 and the drain pan 48 is a freezer compartment inlet 56.
  • the freezer compartment inlet 56 communicates the freezer compartment return air passage 53 and the cooling chamber 43.
  • the area of the freezer compartment inlet 56 is configured to be larger than the area of the inlet 53a. Further, in the longitudinal section passing through the center of the drain tube 49, the distance L between the defrost heater 47 and the drain tube 49 is configured to be larger than the height H of the freezer compartment inlet 56 in the same longitudinal section. Yes.
  • the bottom surface of the freezing chamber return air passage 53 is constituted by a part of the drain pan 48 and the bottom surface of the cooling chamber 43.
  • the drain pan 48 starts from the lower end of the inlet 53 a, passes through the lower end of the freezing chamber suction port 56, tilts downward to the drain tube 49, and then gradually turns upward to connect to the back of the cooling chamber 43. ing.
  • a high temperature return air passage 57 is disposed on the side surface of the cooler 44.
  • the high temperature return air passage 57 passes through the first partition wall 41 and the second partition wall 42 and communicates with the vegetable compartment 36 and the refrigerator compartment 35, respectively.
  • the cold air that has cooled the refrigerator compartment 35 and the vegetable compartment 36 merges in the high temperature return air passage 57.
  • the high temperature return air passage 57 includes a high temperature suction port 58 that communicates with the cooling chamber 43 below.
  • the high temperature suction port 58 is provided in the vicinity of the lower end of the cooler 44 and is provided at a position higher than the freezer compartment suction port 56.
  • the cooler 44 includes a refrigerant tube 201 in which a refrigerant flows and a plurality of plate fins 202 arranged at predetermined intervals.
  • the refrigerant tube 201 is a single tube made of aluminum or aluminum alloy, and the straight tube portion and the bent tube portion are continuous, and a plurality of refrigerant tubes 201 are arranged in the row (left and right) direction X and the step (up and down) direction Y.
  • the refrigerant tube 201 forms a single refrigerant flow path without using a connecting pipe that forms a curved pipe portion.
  • the straight pipe portion of the refrigerant tube 201 is in close contact with the plate fin 202 by the curved pipe portion of the refrigerant tube 201 passing through the long hole 203 formed in the plate fin 202.
  • the long hole 203 has a rectangular portion and a circular arc portion, and has a long hole shape in which the circular arc portions are continuously formed on both short sides of the rectangular portion. Further, the arc portion is provided with an edge-formed arc portion collar 203a for tightly fixing to the straight tube portion of the refrigerant tube 201. Also on both sides in the longitudinal direction of the rectangular portion, a rectangular portion collar 203b which is edged and formed substantially vertically is provided.
  • the cooler 44 is installed such that the rectangular collar 203b is inclined downward toward the back of the refrigerator.
  • the fin pitch of the central portion 100 through which the dry air passing through the freezer compartment 37 from the freezer compartment 37 through the freezer compartment return air passage 53 and returning in the direction of the block arrow “a” is the fastest and the absolute humidity is low. 5 mm.
  • positioned in the side part of the center part 100 of the cooler 44 is comparatively slow. Therefore, the fin pitch of the side portion 101 through which wet air having high absolute humidity passes is mainly 10 mm so as to be larger than the fin pitch of the central portion 100.
  • the fin pitch at the uppermost stage of the cooler 44 that is the most downstream in the cool air flow of the cooler 44 is 4 mm, and this portion is the minimum pitch portion 102. That is, the minimum pitch portion 102 is a portion through which dry air having the lowest absolute humidity passes and the amount of frost formation is less, downstream of the central portion 100 through which the return cold air from the freezer compartment 37 passes.
  • the fin pitch of the minimum pitch portion 102 is 4 mm, but it may be 5 mm or less.
  • the surface of the refrigerant pipe and fin of the cooler 44 is coated with a surface treatment material that improves both functions of water repellency and slip (slip). Thereby, the sliding property of water is improved (coefficient of friction is reduced). Even in the minimum pitch portion 102 in which the fin pitch of the uppermost step portion of the cooler 44 is 4 mm, water droplets attached to the lower portion of the fin are prevented from bridging with adjacent fins when the cooler 44 is defrosted.
  • the fin pitch at the lowermost stage of the cooler 44 upstream of the central portion 100 where the fin pitch is mainly 5 mm is widened by partially thinning out the fins compared to the central portion 100. Thereby, the uneven frost of the frost to the lowest stage is prevented.
  • a partial space is provided between the cooler 44 and the rear partition wall 45b to form a bypass air passage, thereby further preventing uneven frost on the cooler 44.
  • a part of the cool air generated by the cooler 44 in the cooling chamber 43 is forcibly blown forward by the blower 46 in the distribution air passage 51.
  • the freezer compartment 37 is cooled by the cold air discharged from the freezer compartment discharge port 52. This cold air is guided to the lower part of the cooler 44 through the freezer compartment inlet 56 through the freezer compartment return air passage 53 provided at the lower part of the vertical partition wall 45.
  • the cool air guided to the lower part of the cooler 44 is heat-exchanged by the cooler 44 to generate fresh cool air again, and is forced to be blown forward by the blower 46 in the distribution air passage 51. Repeat the above cycle.
  • the freezer compartment 37 is cooled to an appropriate temperature by the control of the freezer sensor (not shown).
  • the cold air discharged upward in the distribution air passage 51 is discharged to the refrigerator compartment 35 and the vegetable compartment 36 through the high temperature discharge air passage 54 in the first partition wall 41.
  • the circulated cold air becomes the air in the refrigerator compartment 35 and the vegetable compartment 36 and the humid air contained in the stored items.
  • These air passes through the high temperature return air passage 57, is led from the high temperature suction port 58 to the lower part of the cooler 44, and is subjected to heat exchange and dehumidification in the cooler 44. Then, fresh cool air is forcibly blown upward in the distribution air passage 51 by the blower again.
  • the refrigerator compartment 35 and the vegetable compartment 36 are cooled to the set temperature by forcibly circulating the cool air by the blower 46 even at a position away from the cooler 44.
  • the cooling room 43 includes the return cold air from the freezing room 37, Two of the high temperature return cold air from the refrigerator compartment 35 and the vegetable compartment 36 will flow simultaneously.
  • the return cold air from the freezing room 37 passes through the freezing room return air passage 53 from the entrance 53a and enters the cooling room 43 from the freezing room suction port 56.
  • the high temperature return cold air from the refrigerator compartment 35 and the vegetable room 36 passes through the high temperature return air passage 57 and enters the cooling chamber 43 from the high temperature suction port 58.
  • the freezer compartment suction port 56 is located below the entrance 53 a, the return cold air from the freezer compartment 37 flows downward along the drain pan 48 constituting the bottom surface of the freezer compartment return air passage 53 to the cooling chamber 43. Flows in. Further, since the distance L between the defrost heater 47 and the drain pan 48 and the distance B between the rear surface of the cooling chamber 43 are larger than the height of the freezer inlet 56, the return cold air from the freezer 37 It flows under the wide defrost heater 47. The return cold air from the freezing chamber 37 thereafter flows as it is through the bottom surface of the cooling chamber 43, changes direction according to the shape of the drain pan 48, and flows upward along the back surface of the cooling chamber 43.
  • the high-temperature return cold air from the refrigerator compartment 35 and the vegetable compartment 36 flows downward in the high-temperature return air passage 57, but is turned sideways on the lower surface of the high-temperature return air passage 57 and is installed on the side surface of the cooling chamber 43. It flows into the cooling chamber 43 from the suction port 58.
  • the high temperature return cold air that has come out of the high temperature suction port 58 merges with the return cold air from the freezer compartment 37 that has risen along the back surface of the cooling chamber 43.
  • the high-temperature return cold air is pushed by the return cold air from the upward freezing chamber 37, smoothly turns upward, and can enter the cooler 44 together with the return cold air from the freezing chamber 37. Accordingly, since the two cold airs of the return cold air from the freezer compartment 37 and the high temperature return cold air do not interfere with each other, the heat exchange amount of the cooler 44 can be increased by increasing the air volume of the two cold airs.
  • the merged cold air enters the cooler 44 mainly from the vertically upward component from the back side of the cooler 44.
  • a portion of the cool air that has entered flows along the rectangular collar 203 b of the cooler 44 and is guided to the front surface of the cooler 44.
  • the downward inclination angle of the rectangular collar 203b is 30 degrees with respect to the vertical direction
  • a part of the merged cold air mainly composed of the vertical upward component is moved to the front of the cooler 44 along the rectangular collar 203b. It is induced.
  • the pressure loss at this time can be minimized. Thereby, since cool air can pass through the whole cooler 44 and heat exchange amount can be increased, cooling capacity can be improved.
  • the refrigerator 30 needs to cool the freezer compartment 37 having the largest temperature difference from the outside temperature among the three storage rooms. For this reason, it is necessary to circulate the cold air only to the freezer compartment 37 by opening and closing the high temperature discharge air passage 54 with an on-off valve (not shown). When the cool air discharged from the blower 46 circulates only in the freezer compartment 37, only the return cool air from the freezer compartment 37 flows into the cooler chamber 43.
  • the return cold air from the freezer compartment 37 passes through the freezer return air passage 53 from the entrance 53a to the cooler chamber 43 through the freezer return air passage 53 in the same manner as when the cold air circulates in all the storage rooms. enter. Then, the return cold air from the freezer compartment 37 passes under the defrost heater 47 and enters the cooler 44 from the back surface along the drain pan 48. The cool air that has entered the cooler 44 flows along the rectangular collar 203 b of the cooler 44 and is guided to the front surface of the cooler 44. Therefore, the return cold air from the freezer compartment 37 can flow diagonally in the cooler 44, and the heat exchange distance can be increased. And since the return cold air from the freezer compartment 37 can pass the whole cooler 44, the amount of heat exchange can be increased and the cooling capacity can be improved.
  • the suction port installed in front of the cooling chamber 43 is only the freezing chamber suction port 56, the width of the freezing chamber suction port 56 can be expanded to the same as the width of the cooler 44. Therefore, even when the cold air is circulating only in the freezer compartment 37, the entire cooler 44 can be used, and the cooling capacity can be further improved.
  • freezer compartment suction port 56 is larger than the inlet 53a of the freezer compartment return air passage 53, the pressure loss here can be suppressed, and the air volume can be further increased.
  • the surface of the refrigerant pipe and fin of the cooler 44 is coated with a surface treatment material that improves both the functions of water repellency and slip (slip).
  • a surface treatment material that improves both the functions of water repellency and slip (slip).
  • the sliding property of water is improved (friction coefficient is reduced).
  • the water droplets adhering to the lower fins are not bridged with the adjacent fins even in the minimum pitch portion 102 in which the fin pitch of the uppermost portion of the cooler 44 is 4 mm. I am doing so. Therefore, sliding of water ice containing frost is promoted during the defrosting operation, and the amount of residual water droplets is reduced as compared with the conventional case.
  • the pull-down operation is started continuously, and the time until the temperature of the freezer room air reaches ⁇ 20 ° C. is shortened by about 20% compared to the conventional case, enabling an efficient cooling operation.
  • the degree of air temperature rise in the freezer compartment 37 during the defrosting operation can be suppressed by shortening the defrosting operation time, the internal temperature at the time of starting the pull-down operation also contributes to being lower. ing.
  • the fin pitch of the uppermost part of the cooler 44 which is the most downstream in the cool air flow of the cooler 44, is 4 mm.
  • This uppermost portion is referred to as the minimum pitch portion 102. That is, the minimum pitch portion 102 is a portion where dry air having the lowest absolute humidity passes and has a smaller amount of frost formation downstream of the central portion 100 through which the return cold air from the freezer compartment 37 passes. Cold air flows. Thereby, the growth of the frost in the minimum pitch part 102 is suppressed to the minimum. Therefore, the increase in ventilation resistance can be suppressed to the minimum, and the deterioration of the cooling performance due to the reduction of the air volume can be suppressed. Therefore, stable cooling performance can be ensured.
  • positioned at the side part of the center part 100 of the cooler 44 the wind speed is comparatively slow, absolute humidity is high, and the humid air passes is made into the center. It is mainly 10 mm so as to be larger than the fin pitch of the portion 100. That is, the fin pitch in the vicinity of the refrigerating chamber return air passage outlet in the cool air flow of the cooler 44 is set larger than the fin pitch in the vicinity of the freezer compartment return air passage outlet. Therefore, the return cold air from the refrigerator compartment with higher absolute humidity is dehumidified by the cooler 44, and frost grows on the cooler surface.
  • the freezer compartment return air passage outlet is disposed in the center portion in the front view of the cooler 44, and the refrigerating chamber return air passage exit is disposed in the side portion in the front view of the cooler 44.
  • the fin pitch of the cooler 44 is the center.
  • the side part is set larger than the part. Therefore, the return cold air from the refrigerator compartment having a higher absolute humidity causes frost to grow on the side of the cooler 44 having a larger fin pitch.
  • the return cold air from the freezer compartment with smaller absolute humidity grows frost in the center of the cooler 44 with a smaller fin pitch. Thereby, the increase in ventilation resistance due to the growth of frost on the surface of the cooler can be minimized, and the decrease in cooling performance due to the reduction in the air volume can be suppressed. Therefore, stable cooling performance can be ensured.
  • the fin pitch of the central portion 100 through which the dry air having a low absolute humidity passes through the freezer compartment 37 through the freezer return air passage 53 and returns in the direction of the block arrow a is mainly 5 mm.
  • the fin pitch of the side part 101 which returns from the refrigerator compartment 35 and the vegetable compartment 36 through which the humid air with high absolute humidity passes is mainly 10 mm.
  • the dry pitch with the lowest absolute humidity passes, and the fin pitch of the uppermost stage part of the cooler 44 with the least amount of frost formation is set to 4 mm pitch, and it is set as the minimum pitch part 102.
  • the surface of the cooler 44 is subjected to water repellent treatment so that water droplets attached to the lower portion of the fin do not cross-link with the adjacent fin.
  • the refrigerator of the present embodiment can be configured as follows.
  • the cooler 44 includes the following refrigerant tubes 201 and plate fins 202.
  • the refrigerant tube 201 is bent in a meandering manner at a predetermined pitch such that a straight pipe portion and a curved pipe portion are continuous and a plurality of rows and stages are formed in a zigzag manner.
  • the plate fin 202 is provided with a plurality of long holes 203 formed on the plate surface downward in the back surface. In the cooler 44, a plurality of plate fins 202 are arranged with a space therebetween, and the refrigerant tube 201 is passed through the long hole 203.
  • the cooler 44 is provided with a rectangular collar 203b that is formed by cutting and raising both sides of the long hole 203 in the longitudinal direction of the rectangular portion of the plate fin 202 with respect to the surface of the plate fin 202 to generate cold air.
  • the blower 46 forcibly circulates the cold air generated by the cooler 44.
  • the defrost heater 47 is provided below the cooler 44 and melts frost and ice.
  • the cooling chamber 43 stores a cooler 44, a blower 46, and a defrost heater 47.
  • the freezer compartment 37 includes a cooling chamber 43 on the back surface. At least one refrigerator compartment 35 is different from the freezer compartment 37 in the temperature zone.
  • the freezer compartment suction port 56 introduces the low temperature return cold air from the freezer compartment 37 into the cooler chamber 43.
  • the freezer compartment suction port 56 is provided on the front surface of the cooling chamber 43, and the high temperature suction port 58 is provided on the back surface of the cooling chamber 43.
  • the freezer compartment inlet 56 is positioned below the high temperature inlet 58.
  • the cooler 44 is installed such that the rectangular collar 203b is inclined downward toward the back of the refrigerator.
  • the merged cold air mainly enters the vertically upward component from the back side of the cooler 44.
  • a portion of the cool air that has entered flows along the rectangular collar 203 b of the cooler 44 and is guided to the front surface of the cooler 44.
  • the amount of heat exchange can be increased by allowing the cool air to pass through the entire cooler 44. Therefore, the cooling capacity can be improved.
  • the freezer compartment intake port 56 is further downward, so that the distance that the freezer return cold air passes through the cooler 44 is increased. And since it passes the whole cooler 44, the amount of heat exchange can be increased. Therefore, the cooling capacity can be further improved.
  • the drain pan 48 constituting the bottom surface of the cooling chamber 43 has a shape inclined downward from the freezing chamber suction port 56 to the drain tube 49.
  • the freezer return cold air can flow along the drain pan 48 and then rise along the back surface. Accordingly, in the front of the high temperature suction port 58, the speed of the freezer return cold air is upward, and the freezer return cold air and the high temperature return cold air can smoothly merge. Therefore, the air volume can be increased and the cooling capacity can be improved.
  • the freezer compartment suction port 56 is provided with a freezer compartment return air passage 53 on the upstream side.
  • the entrance 53 a of the freezer return air passage 53 is located above the freezer compartment suction port 56.
  • the freezer return cold air flows downward into the cooling chamber 43 at the freezer inlet 56.
  • freezing room return cold air becomes easy to flow along the drain pan 48, and can suppress interference with low temperature return cold air, making pressure loss smaller.
  • the area of the inlet 53a of the freezer return air passage 53 is smaller than the area of the freezer compartment suction port 56, pressure loss at the freezer compartment suction port 56 can be further reduced.
  • the cooling chamber 43 is provided with a defrost heater 47 for melting frost and ice below the cooler 44.
  • the distance L between the defrost heater 47 and the drain pan 48 and the distance B between the rear surface of the cooling chamber 43 are larger than the freezer compartment suction port 56. For this reason, the cold air returning from the freezer compartment flows under the defrost heater 47 having a large space. Thereafter, the pressure loss can be kept small even when the cooling chamber 43 flows as it is, changes the direction according to the shape of the drain pan 48, and flows upward on the rear surface of the cooling chamber 43. Accordingly, the air volume can be increased and the distance passing through the cooler can be increased. Therefore, the cooling capacity can be improved.
  • the cooling room 43 provided on the back surface of the freezer room 37 is also located in the middle stage.
  • the return air passage from the refrigerator compartment 35 and the return air passage from the vegetable compartment 36 are configured to communicate with the cooling chamber 43 independently of each other. Therefore, the return air path from the refrigerator compartment 35 has the same form as the present embodiment.
  • the return air passage from the vegetable compartment 36 is disposed at a position facing the return air passage from the refrigerator compartment 35 in the left-right direction.
  • the fin pitch on the side of the cooler 44 corresponding to the return air path from the vegetable compartment 36 may be mainly 10 mm, similarly to the return air path from the refrigerator compartment 35. desirable.
  • the frost formation to the cooler 44 can be made uniform.
  • the defrosting time can be shortened and the power consumption can be reduced. Therefore, stable cooling performance can be ensured.
  • the refrigerator 30 stores the storage chamber partitioned by the heat insulating wall, the cooler 44 in which the refrigerant pipes 201 penetrating the fins 202 are stacked in the vertical direction, and the cooler 44. And a cooling chamber 43.
  • a blower 46 that blows cool air from the cooling chamber 43 to the storage chamber and a storage chamber return air passage that returns the cool air from the storage chamber to the cooling chamber 43 are provided.
  • the minimum pitch between the fins 202 is 5 mm or less, and the surface of the cooler 44 is subjected to water repellent treatment.
  • the minimum pitch portion 102 at which the pitch between the fins 202 of the cooler 44 is minimized is provided at the most downstream portion in the cool air flow of the cooler 44.
  • the storage room has a freezing room 37 and a refrigerating room 35, a refrigerating room return air passage 57 for returning cold air from the refrigerating room 35 to the cooling room 43, A freezer return air passage 53 for returning the cool air to the cooling chamber 43.
  • the pitch between the fins 202 in the vicinity of the refrigerator return air passage outlet in the cool air flow of the cooler 44 is set larger than the pitch between the fins 202 in the vicinity of the freezer return air passage outlet.
  • the refrigerator 30 of the present embodiment has the freezer compartment return air passage outlet disposed at the center portion in front view of the cooler 44 and the refrigerator compartment return air passage outlet disposed at the side portion in front view of the cooler 44 for cooling.
  • the pitch between the fins 202 of the vessel 44 is set to be larger at the side than at the center.
  • the return cold air from the refrigerator compartment with higher absolute humidity causes frost to grow on the side of the cooler having a larger pitch between the fins 202.
  • the return cold air from the freezer compartment having a lower absolute humidity grows frost in the substantially central portion of the cooler having a smaller pitch between the fins 202.
  • the increase in ventilation resistance due to the growth of frost on the surface of the cooler can be minimized, and the decrease in cooling performance due to the reduction in the air volume can be suppressed. Therefore, stable cooling performance can be ensured.
  • the power consumption can be reduced by shortening the defrosting time and ensuring a stable cooling operation even during the re-cooling operation. Therefore, the present invention can be applied to a cooling device that requires a defrosting unit, such as a household or commercial refrigerator.

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Abstract

冷蔵庫(30)であって、断熱壁で区画形成された貯蔵室と、フィンを貫通する冷媒管を上下方向に積層した冷却器(44)と、冷却器(44)を収納する冷却室(43)とを備える。また、冷却室(43)から貯蔵室に冷気を送風する送風機(46)と、貯蔵室からの冷気を冷却室(43)に戻す貯蔵室戻り風路とを備える。フィンの間の最小ピッチが5mm以下で、冷却器(44)の表面に撥水処理を施した。

Description

冷蔵庫
 本発明は、省エネルギー効果の高い蒸発器を備えた冷蔵庫に関する。
 冷蔵庫の消費電力量が、一般家庭における電気機器の中でも上位を占めていることは、良く知られている。これは、冷蔵庫が、他の電気機器とは異なり、通常24時間連続的に通電されているからである。よって、一般家庭における省電力化(省エネルギー化)のために、冷蔵庫の省電力化が求められている。
 一般的な冷蔵庫においては、扉の開閉時などに、冷蔵庫周辺の高温多湿な空気が冷蔵庫内に流入する。その高温多湿な空気が冷蔵庫内を循環する。空気が蒸発器を通過する際に、空気中の水蒸気が蒸発器表面で凝縮し、凝縮水が生成され、隣接する凝縮水同士が合体などして成長する。過冷却状態を経て、その凝縮水が氷結し、その氷結した水を核として針状に霜が成長し、霜層を形成して行く。いわゆる着霜現象である。蒸発器表面に水が着霜するにつれて、空気の通風抵抗が増え、風量が低下し、冷蔵庫の冷却能力が低下して、冷蔵庫の規定の冷却性能を維持できなくなる。
 このような冷却能力の低下を回避するために、定期的に除霜運転を行う。除霜運転の方式には、例えば、冷凍サイクルの冷媒の流れを切り替えて蒸発器を内部から加熱するホットガス方式や、蒸発器の近傍に設けたヒータによって外部から加熱するヒータ方式などがある。しかし、除霜運転中は、冷蔵庫が蒸発器としての本来の役割を果たさないため、極力除霜時間を短縮する必要がある。
 しかしながら、除霜時間を安易に短縮し、フィン表面に除霜水が残ったまま冷却運転を再開させると、次のような不都合が生じる。除霜水自体が通風抵抗になる。また、残った除霜水が起点となって早期に霜が発生することになり、結果的に除霜運転の間隔を短くする。従って、かえって電力消費を増やすことになる。そのためにも、水切り性が高い蒸発器は、除霜時間の短縮につながり、冷蔵庫の省電力化を図ることができる。
 この蒸発器の水切り性に関する技術は、蒸発器表面を洗浄後、陽極酸化処理をして、表面に複数の細穴を有する皮膜を作成し、細穴を封孔させずに安定させる熱処理を行う。これによって、表面の親水性を高めて、水切り性能を向上させている(例えば、特許文献1を参照)。
 しかしながら、上記の技術は、陽極酸化処理などによる表面性状の親水性化が非常に高価である。また、表面の親水性能が劣化した場合には、細穴内に除霜水が滞留し続けて、水切り性能が極端に低下する可能性がある。従って、長期にわたって安定した水切り性能を得ることができないという課題を有している。
特開2010-175131号公報
 本発明は上記課題を解決するものであり、長期にわたって安定した水切り性能を得ることができる冷却器を備えた、冷蔵庫を提供する。
 本発明の冷蔵庫は、断熱壁で区画形成された貯蔵室と、フィンを貫通する冷媒管を上下方向に積層した冷却器と、冷却器を収納する冷却室とを備える。また、冷却室から貯蔵室に冷気を送風する送風機と、貯蔵室からの冷気を冷却室に戻す貯蔵室戻り風路とを備える。フィンの間の最小ピッチが5mm以下で、冷却器の表面に撥水処理を施した。
 これにより、より除湿された冷気が冷却器の最小ピッチ部を流れるため、最小ピッチ部における霜の成長を最小に抑えることができる。従って、通風抵抗の増加を最小限に抑えられ、風量低減による冷却性能の低下を抑えることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる冷蔵庫を提供できる。
 本発明の冷蔵庫は、除霜時間が短縮され、消費電力量を低減させることができる。従って、再冷却運転時には、風量低減による冷却性能の低下を抑えることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる。
図1は、本発明の実施の形態における冷蔵庫の縦断面図である。 図2は、本発明の実施の形態における冷蔵庫の冷却室の側面図である。 図3は、本発明の実施の形態における冷蔵庫の冷却室の正面図である。 図4は、本発明の実施の形態における冷蔵庫の冷却器のプレートフィンの斜視図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
 図1は、本発明の実施の形態における冷蔵庫の縦断面図である。図2は、本発明の実施の形態における冷蔵庫の冷却室の側面図である。図3は、本発明の実施の形態における冷蔵庫の冷却室の正面図である。図4は本発明の実施の形態における冷蔵庫の冷却器のプレートフィンの斜視図である。
 図1から4において、冷蔵庫30の断熱箱体31は、主に鋼板を用いた外箱32と、ABS(Acrylonitrile、Butadiene、Styrene)などの樹脂で成型された内箱33とで構成されている。断熱箱体31の内部には、断熱材として、例えば硬質発泡ウレタンなどの発泡断熱材34が充填されている。断熱材により、断熱箱体31は周囲と断熱されている。断熱箱体31は、複数の貯蔵室に区分されている。
 複数の貯蔵室には、最上部に冷蔵室35が、その冷蔵室35の下に野菜室36が、そして最下部に冷凍室37が配置されている。
 冷蔵室35の前面開口部には、冷蔵室ドア38が開閉自在に支持されている。野菜室36の前面開口部には、野菜室ドア39が開閉自在に支持されている。冷凍室37の前面開口部には、冷凍室ドア40が開閉自在に支持されている。
 冷蔵室35は、冷蔵保存のために、凍らない温度を下限に、通常1℃~5℃に設定されている。野菜室36は、3~8℃に設定されている。冷凍室37は、冷凍温度帯に設定されており、冷凍保存のために通常-22℃~-15℃に設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、例えば、-30℃や-25℃に設定されることもある。
 また、仕切壁である第一区画壁41によって、野菜室36と冷凍室37とは、上下に区画されている。仕切壁である第二区画壁42によって、冷蔵室35と野菜室36とは、上下に区画されている。
 また、冷凍室37の背面には、冷気を生成する冷却室43が設けられ、冷却室43内部には、冷却器44が設けられている。冷却器44の表面には、撥水性とスリップ性(すべり性)の両機能を向上させる表面処理材料がコーティングされている。これにより、水の滑落特性を向上(摩擦係数を低下)させ、除霜終了時に、フィンの間に、残水滴による架橋現象が発生しにくいようにしている。冷却室43は、縦区画壁45によって、冷凍室37と断熱区画されている。冷却器44の上方に、生成された冷気を強制的に送風する送風機46が、設けられている。冷却器44の下方に、冷却器44に付着した霜や氷を除霜する除霜ヒータ47が、設けられている。その下には、除霜時に生じる除霜水を受けるためのドレンパン48が、設けられている。その下には、ドレンパン48の最深部から庫外に貫通するドレンチューブ49が、設けられている。その下には、ドレンチューブ49の下流側の冷蔵庫外に、蒸発皿50が、設けられている。
 除霜ヒータ47は、具体的にはガラス製のガラス管ヒータである。特に冷媒が炭化水素系冷媒ガスである場合、除霜ヒータ47には、防爆対応として、ガラス管が2重に形成された、2重ガラス管ヒータが、採用されている。
 ドレンパン48は、冷却室43の底面および背面の一部を構成している。冷却室43の底面は、除霜水をドレンチューブ49に集めるために、ドレンチューブ49との接続部が最も低くなるよう構成されている。冷却室43の底面は、ドレンチューブ49との接続部において、除霜ヒータ47から最も離れる(距離L)ことになる。冷却室43の背面は、ドレンパン48の貯水量が確保できる高さを超える高さまで立ち上がっており、底面と背面とのなす角は、緩やかな曲面で構成されている。
 縦区画壁45は、冷凍室37の外殻をなす前区画壁45aと、冷却室43の外殻をなす後区画壁45bとから構成される。前区画壁45aと後区画壁45bとの間の空間は、各貯蔵室に向けて冷気を分岐させる分配風路51である。
 前区画壁45aは、下方に冷凍室吐出口52を有し、分配風路51と冷凍室37とを連通している。前区画壁45aは、さらに下方には、冷凍室37側へ突出した冷凍室戻り風路53を有する。冷凍室戻り風路53は、冷凍室戻り風路53前面に設けられた入り口53aから、冷却室43へ、冷凍室37の戻り冷気を導入する。
 分配風路51はまた、第一区画壁41内に設けられた高温吐出風路54に接続している。さらに、高温吐出風路54は、冷蔵室35および野菜室36と接続している。
 後区画壁45bは、上方に送風機46を有し、下方に冷凍室戻り風路53と冷却室43とを区画するリブ55を有する。冷凍室戻り風路53のうち、リブ55とドレンパン48とにより囲まれた領域が冷凍室吸込み口56である。冷凍室吸込み口56は、冷凍室戻り風路53と冷却室43とを連通する。
 冷凍室吸込み口56の面積は、入り口53aの面積よりも大きくなるように構成されている。また、ドレンチューブ49の中心を通る縦断面において、除霜ヒータ47とドレンチューブ49との距離Lは、同じ縦断面での冷凍室吸込み口56の高さHよりも大きくなるように構成されている。
 冷凍室戻り風路53の底面は、ドレンパン48の一部により冷却室43の底面と続いて構成されている。ドレンパン48は、入り口53aの下端より始まり、冷凍室吸込み口56下端を通り、ドレンチューブ49まで下向きに傾斜し、その後緩やかに上向きの傾斜に転じ、冷却室43の背面へと繋がる形状を有している。
 冷却器44の側面に、高温戻り風路57が、配置されている。高温戻り風路57は、第一区画壁41および第二区画壁42を通り、野菜室36と冷蔵室35とにそれぞれ連通している。冷蔵室35と野菜室36を冷却した冷気が、高温戻り風路57内で合流する。高温戻り風路57は、下方に冷却室43と連通する高温吸込み口58を備える。高温吸込み口58は、冷却器44の下端近傍に設けられ、冷凍室吸込み口56よりも高い位置に設けられる。
 冷却器44は、内部を冷媒が流動する冷媒チューブ201と、所定間隔毎に配置された複数のプレートフィン202を備えている。
 冷媒チューブ201は、アルミニウム製あるいはアルミニウム合金製の一本の管体を、直管部と曲管部が連続し、列(左右)方向Xおよび段(上下)方向Yにおいて、複数となるように、蛇行状に曲げ加工されたサーペンタインチューブである。冷媒チューブ201は、曲管部を形成する接続管を用いることなく、一本の冷媒流路を形成している。
 そして、プレートフィン202に形成された長孔203を、冷媒チューブ201の曲管部が、貫通することにより、冷媒チューブ201の直管部が、プレートフィン202と密着した構成となっている。
 長孔203は、矩形部と円弧部とを有し、矩形部の両側短辺に円弧部がそれぞれ連続して形成された、長穴状をしている。また、円弧部には、冷媒チューブ201の直管部と密着固定するための、縁立成形された円弧部カラー203aが、設けられている。矩形部長手方向の両側辺にも、略垂直に縁立成形された矩形部カラー203bが設けられている。
 冷却室43において、矩形部カラー203bが、冷蔵庫背面に向かって下方に傾斜するように、冷却器44が、設置されている。
 また、図3において、冷凍室37から冷凍室戻り風路53を通過して、ブロック矢印a方向に戻る風速が最も速く、絶対湿度が低い乾燥空気が通過する中央部100のフィンピッチを、主に5mmとしている。
 また、冷却器44の中央部100の側部に配置した、冷蔵室35及び野菜室36から戻る風速が、比較的遅い。よって、絶対湿度が高い湿潤空気が通過する側部101のフィンピッチを、中央部100のフィンピッチより大きくなるように主に10mmとしている。
 そして、冷却器44の冷気の流れにおける最下流となる冷却器44の最上段部のフィンピッチを4mmとし、この部分を、最小ピッチ部102としている。すなわち、最小ピッチ部102は、冷凍室37からの戻り冷気が通過する、中央部100の下流で、最も絶対湿度が低い乾燥空気が通過し、着霜量がより少ない部分である。ここで、最小ピッチ部102のフィンピッチを4mmとしたが、5mm以下であればよい。
 そして、冷却器44の冷媒管およびフィンの表面には、撥水性とスリップ性(すべり性)の両機能を向上させる表面処理材料がコーティングされている。これにより、水の滑落特性を向上(摩擦係数を低下)させている。冷却器44の最上段部のフィンピッチを4mmピッチとした最小ピッチ部102においても、冷却器44の除霜時に、フィン下部に付着した水滴が、隣り合うフィンと架橋しないようにしている。
 なお、フィンピッチを主に5mmとしている中央部100より上流となる、冷却器44最下段のフィンピッチは、中央部100に比べ、部分的にフィンを間引くことにより、広がっている。これにより、最下段への霜の偏着霜を防止している。
 また、冷却器44と後区画壁45bとの間に、部分的に空間を設けて、バイパス風路を形成することで、さらに冷却器44の偏着霜を防止している。
 以上のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作、作用を説明する。
 冷却室43の冷却器44で生成された冷気の一部は、送風機46によって、分配風路51内前方へ強制的に送風される。冷凍室37は冷凍室吐出口52から吐出された冷気によって冷却される。この冷気は、縦区画壁45の下部に設けられた冷凍室戻り風路53を介して、冷凍室吸込み口56より冷却器44の下部に導かれる。冷却器44の下部に導かれた冷気は、冷却器44で熱交換されて、再び新鮮な冷気が生成され、送風機46によって、分配風路51内前方へ強制的に送風される。以上の循環を繰返す。このように、冷凍室37は、冷凍室センサー(図示しない)の制御によって、適温に冷却される。
 また、分配風路51内上方に吐出された冷気は、第一区画壁41内の高温吐出風路54を経て、冷蔵室35や野菜室36に吐出される。循環した冷気は、冷蔵室35や野菜室36内の空気や貯蔵物に含まれる湿気を帯びた空気となる。これらの空気は、高温戻り風路57を通り、高温吸込み口58から冷却器44の下部に導かれて、冷却器44で熱交換および除湿される。そして、新鮮な冷気が再び送風機によって、分配風路51内上方に強制的に送風される。
 これによって、冷蔵室35や野菜室36は、冷却器44から離れた位置にあっても、送風機46によって冷気を強制的に循環させることで、設定温度に冷却される。
 ここで、送風機46から吐出された冷気が、冷蔵室35、野菜室36、冷凍室37の全ての貯蔵室を循環しているとき、冷却室43には、冷凍室37からの戻り冷気と、冷蔵室35および野菜室36からの高温戻り冷気の2つが同時に流れ込むことになる。
 冷凍室37からの戻り冷気は、入り口53aから冷凍室戻り風路53を通り、冷凍室吸込み口56から冷却室43へ入る。冷蔵室35および野菜室36からの高温戻り冷気は、高温戻り風路57を通り、高温吸込み口58から冷却室43へ入る。
 このとき、入り口53aより冷凍室吸込み口56が下方にあることから、冷凍室37からの戻り冷気は、冷凍室戻り風路53の底面を構成するドレンパン48に沿って下向きに、冷却室43に流れ込む。さらに、冷凍室吸込み口56の高さよりも、除霜ヒータ47とドレンパン48との距離Lや、冷却室43の背面との距離Bが大きいために、冷凍室37からの戻り冷気は、空間の広い除霜ヒータ47の下へ流れ込む。冷凍室37からの戻り冷気は、その後はそのまま、冷却室43の底面を流れ、ドレンパン48の形状に従って方向転換し、冷却室43の背面に沿って上向きに流れる。
 冷蔵室35および野菜室36からの高温戻り冷気は、高温戻り風路57中を下向きに流れるが、高温戻り風路57の下面で横向きに方向転換し、冷却室43の側面に設置された高温吸込み口58から、冷却室43に流れ込む。
 高温吸込み口58から出てきた高温戻り冷気は、冷却室43の背面に沿って上ってきた冷凍室37からの戻り冷気と合流する。高温戻り冷気は、上向きの冷凍室37からの戻り冷気に押され、スムーズに上向きに方向転換し、冷凍室37からの戻り冷気と一緒に冷却器44へ突入することができる。従って、冷凍室37からの戻り冷気と高温戻り冷気の2つの冷気が干渉することがないため、2つの冷気の風量を増やすことで、冷却器44の熱交換量を増加させることができる。
 また、合流した冷気は、冷却器44の背面側より、鉛直上向き成分を主として、冷却器44へ突入する。突入した冷気の一部は、冷却器44の矩形部カラー203bに沿って流れ、冷却器44の前面へと誘導される。例えば、矩形部カラー203bの下方への傾斜角度を鉛直方向に対して30度とすると、鉛直上向き成分を主とする合流した冷気の一部が、矩形部カラー203bに沿って冷却器44前面へと誘導される。この際の圧力損失を最小限に抑制することができる。これにより、冷気が冷却器44全体を通過することで、熱交換量を増加させることができるため、冷却能力を向上することができる。
 冷蔵庫30は、3つの貯蔵室の中で、外気温との温度差が大きい冷凍室37を最も冷やす必要がある。このため、高温吐出風路54を開閉弁(図示せず)で開閉することで、冷凍室37のみに冷気を循環させる必要がある。送風機46から吐出された冷気が冷凍室37のみを循環しているとき、冷却室43には冷凍室37からの戻り冷気のみが流れ込むことになる。
 このときも、冷凍室37からの戻り冷気は、全貯蔵室に冷気が循環しているときと同様に、入り口53aから冷凍室戻り風路53を通り、冷凍室吸込み口56から冷却室43へ入る。そして、冷凍室37からの戻り冷気は、除霜ヒータ47の下を通り、ドレンパン48に沿って背面から冷却器44へ突入する。冷却器44へ突入した冷気は、冷却器44の矩形部カラー203bに沿って流れ、冷却器44の前面へと誘導される。従って、冷凍室37からの戻り冷気は、冷却器44内を対角線上に流れることができ、熱交換距離を長く取ることができる。かつ、冷凍室37からの戻り冷気は、冷却器44全体を通過することができるため、熱交換量を増加し、冷却能力を向上させることができる。
 さらに、冷却室43の前面に設置された吸込み口は、冷凍室吸込み口56のみであるため、冷凍室吸込み口56の幅を冷却器44の幅と同じまで広げることができる。従って、冷凍室37のみに冷気が循環しているときでも、冷却器44全体を使うことができ、冷却能力を更に向上させることができる。
 また、冷凍室吸込み口56は、冷凍室戻り風路53の入り口53aよりも大きいため、ここでの圧力損失も抑制することができ、さらに風量を増加させることができる。
 また、本実施の形態では、冷却器44の冷媒管およびフィンの表面には、撥水性とスリップ性(すべり性)の両機能を向上させる表面処理材料がコーティングされている。これにより、水の滑落特性を向上(摩擦係数を低下)させる。また、これにより、冷却器44の除霜時に、冷却器44の最上段部のフィンピッチを4mmピッチとした、最小ピッチ部102においても、フィン下部に付着した水滴が、隣り合うフィンと架橋しないようにしている。従って、除霜運転時に霜を含む水氷の滑落が促進され、従来に比べて残水滴量が少なくなる。これは、除霜運転中に融解水が毛細管現象により伝熱面に達した時点で、滑落特性により霜を含む水氷の状態で滑落させることができるためでもある。さらに、霜を含む水氷の状態で滑落させることで、除霜終了後の冷却器44の表面の残水量を減らすことが可能となる。これにより、従来に比べて除霜運転時間(ヒータ通電時間)を約10%短縮することができる。
 さらに、除霜運転終了後、連続してプルダウン運転を開始し、冷凍室内空気温度が-20℃に達するまでの時間は、従来に比べて約20%短縮され、効率的な冷却運転が可能となる。これは、除霜終了後、冷却器44の表面の除霜残水量が低減するため、残水滴による熱抵抗と通風抵抗を低減でき、従来より熱交換効率が向上するためと考えられる。さらに、除霜運転時間を短縮することにより、除霜運転中の冷凍室37内の空気温度上昇度合いも抑制できるため、プルダウン運転を開始する時点の庫内温度が、従来より低いことも寄与している。
 さらに、冷却器44の冷気の流れにおける最下流となる、冷却器44の最上段部のフィンピッチを、4mmピッチとする。この最上段部を、最小ピッチ部102と呼ぶ。すなわち、最小ピッチ部102は、冷凍室37からの戻り冷気が通過する中央部100の下流で、最も絶対湿度が低い乾燥空気が通過し、着霜量がより少ない部分であるので、より除湿された冷気が流れる。これにより、最小ピッチ部102における霜の成長は、最小限に抑えられる。従って、通風抵抗の増加は、最小限に抑えられ、風量低減による冷却性能の低下を、抑えることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる。
 また、冷却器44の中央部100の側部に配置した冷蔵室35及び野菜室36から戻る、風速が比較的遅く、絶対湿度が高い、湿潤空気が通過する側部101のフィンピッチを、中央部100のフィンピッチより大きくなるように、主に10mmとしている。すなわち、冷却器44の冷気の流れにおける、冷蔵室戻り風路出口近傍のフィンピッチを、冷凍室戻り風路出口近傍のフィンピッチより大きく設定している。従って、より絶対湿度が高い冷蔵室からの戻り冷気は、冷却器44にて除湿され、冷却器表面に霜が成長する。しかし、よりフィンピッチが大きいフィンの間を戻り冷気が流れるため、冷却器表面の霜の成長による通風抵抗の増加は最小限に抑えられ、風量低減による冷却性能の低下を抑えることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる。
 さらに、冷凍室戻り風路出口を、冷却器44の正面視で中央部に、冷蔵室戻り風路出口を、冷却器44の正面視で側部に配置し、冷却器44のフィンピッチは中央部より側部を大きく設定している。従って、より絶対湿度が高い冷蔵室からの戻り冷気は、よりフィンピッチが大きい冷却器44の側部に霜を成長させる。また、より絶対湿度の小さい冷凍室からの戻り冷気は、よりフィンピッチが小さい冷却器44の中央部に霜を成長させる。これにより、冷却器表面の霜の成長による通風抵抗の増加は最小限に抑えられ、風量低減による冷却性能の低下を抑えることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる。
 すなわち、冷凍室37から冷凍室戻り風路53を通過してブロック矢印a方向に戻る、絶対湿度が低めの乾燥空気が通過する中央部100のフィンピッチを、主に5mmとする。また、冷蔵室35及び野菜室36から戻る、絶対湿度が高めの湿潤空気が通過する側部101のフィンピッチを、主に10mmとする。また、最も絶対湿度が低い乾燥空気が通過し、着霜量がより少ない冷却器44の最上段部のフィンピッチを4mmピッチとし、最小ピッチ部102としている。また、フィン下部に付着した水滴が隣り合うフィンと架橋しないように、冷却器44の表面に撥水処理を施している。従って、除霜時に、冷却器44の表面の霜を含む水氷がより早く滑落し、冷却器表面の残水量を少なくすることができる。従って、除霜時間が短縮され、消費電力量を低減することができる。また、再冷却運転時には、除霜終了後の冷却器44への残水量が最小に抑えられる。これにより、通風抵抗は、最小限に抑えられ、風量低減による冷却性能の低下を、抑えることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる。
 また、本実施の形態の冷蔵庫は、以下のような構成も可能である。冷却器44は、次のような冷媒チューブ201とプレートフィン202とを備える。冷媒チューブ201は、直管部および曲管部が連続して、複数の列および段がジグザグに形成されるように、所定のピッチで蛇行状に曲げ加工されている。プレートフィン202は、背面下方に向かって形成した長孔203を、板面に複数設けている。また、冷却器44は、プレートフィン202を複数相互に間隔を有して配置し、長孔203に冷媒チューブ201を貫通させている。また、冷却器44は、プレートフィン202において、長孔203の矩形部長手方向の両側を、プレートフィン202面に対して切り起こした矩形部カラー203bを設け、冷気を生成する。送風機46は、冷却器44で生成された冷気を強制的に循環させる。除霜ヒータ47は、冷却器44下方に設けられており、霜や氷を融かす。冷却室43は、冷却器44、送風機46、および除霜ヒータ47を収める。冷凍室37は、冷却室43を背面に備える。少なくとも一つの冷蔵室35は、冷凍室37と温度帯が異なる。冷凍室吸込み口56は、冷凍室37からの低温戻り冷気を冷却室43へ導入する。冷凍室吸込み口56は、冷却室43前面に、高温吸込み口58は、冷却室43背面に設けられる。また、冷凍室吸込み口56は、高温吸込み口58よりも下方に位置する。これにより、後向きの速度が大きい冷凍室戻り冷気、と前向きの速度が大きい高温戻り冷気は、上下方向にずれることで相互干渉を抑制し、冷蔵庫内を循環する風量を大きくすることができる。従って、冷却能力を向上することができる。
 また、冷却室43において、矩形部カラー203bが冷蔵庫背面に向かって下方に傾斜するように、冷却器44が、設置される。これにより、合流した冷気は、冷却器44の背面側より、鉛直上向き成分を主として突入する。突入した冷気の一部は、冷却器44の矩形部カラー203bに沿って流れ、冷却器44の前面へと誘導される。これにより、冷気が冷却器44全体を通過することで、熱交換量を増加させることができる。従って、冷却能力を向上することができる。
 また、最も冷やす必要がある冷凍室37のみに冷気が循環している際も、冷凍室吸込み口56がより下方にあることで、冷凍室戻り冷気が冷却器44を通過する距離が長くなり、かつ、冷却器44全体を通過するため、熱交換量を増やすことができる。従って、更に冷却能力を向上させることができる。
 また、冷却室43の底面を構成するドレンパン48は、冷凍室吸込み口56からドレンチューブ49にかけて、下方に傾斜した形状を有する。これにより、冷凍室戻り冷気は、ドレンパン48に沿って下方へ流れた後、背面に沿って上昇することができる。従って、高温吸込み口58前方において、冷凍室戻り冷気の速度が上向きとなり、冷凍室戻り冷気と高温戻り冷気とがスムーズに合流できる。従って、より風量を増やし、冷却能力を向上させることができる。
 また、冷凍室吸込み口56は、上流側に冷凍室戻り風路53を備える。冷凍室戻り風路53の入り口53aは、冷凍室吸込み口56よりも上方に位置する。これにより、冷凍室吸込み口56において、冷凍室戻り冷気は、下向きに冷却室43に流れ込む。これにより、冷凍室戻り冷気は、よりドレンパン48に沿って流れ易くなり、より圧力損失を小さくしたまま、低温戻り冷気との干渉を抑制することができる。さらに、冷凍室戻り風路53の入り口53aの面積は、冷凍室吸込み口56の面積よりも小さいことにより、さらに、冷凍室吸込み口56での圧力損失を低減することができる。
 また、冷却室43は、冷却器44の下方、に霜や氷を溶かすための除霜ヒータ47を備える。冷凍室吸込み口56よりも、除霜ヒータ47とドレンパン48との距離Lや、冷却室43の背面との距離Bが大きい。このため、冷凍室戻り冷気は、空間の広い除霜ヒータ47の下へ流れ込む。その後は、そのまま冷却室43の底面を流れ、ドレンパン48の形状に従って方向転換し、冷却室43の背面を上向きに流れる際も、圧力損失を小さく抑えることができる。従って、風量を増やし、かつ、冷却器を通過する距離を長くできる。従って、冷却能力を向上させることができる。
 なお、本実施の形態では、上部から冷蔵室35、野菜室36、冷凍室37としたレイアウトで、冷凍室37の背面に冷却室43を備えた冷蔵庫で説明した。しかし、上部から冷蔵室35、冷凍室37、野菜室36としたレイアウトで、冷凍室37の背面に冷却室43を備えた冷蔵庫としてもよい。
 この場合、冷凍室37が中段に位置するため、冷凍室37の背面に備える冷却室43も中段に位置する。また、冷蔵室35からの戻り風路、および、野菜室36からの戻り風路は、それぞれ独立して冷却室43に連通する構成である。したがって、冷蔵室35からの戻り風路は、本実施の形態と同様の形態となる。しかし、野菜室36からの戻り風路は、冷蔵室35からの戻り風路に対して、左右方向で対向する位置に配置されることが、望ましい。このような構成の場合は、野菜室36からの戻り風路に対応した、冷却器44の側部のフィンピッチを、冷蔵室35からの戻り風路と同様に、主に10mmとすることが望ましい。これにより、冷却器44への着霜均一化を、図ることができる。また、上部から冷蔵室35、冷凍室37、野菜室36としたレイアウトにおいても、除霜時間が短縮され、消費電力量を低減させることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる。
 以上のように、本実施の形態の冷蔵庫30は、断熱壁で区画形成された貯蔵室と、フィン202を貫通する冷媒管201を上下方向に積層した冷却器44と、冷却器44を収納する冷却室43とを備える。冷却室43から貯蔵室に冷気を送風する送風機46と、貯蔵室からの冷気を冷却室43に戻す貯蔵室戻り風路とを備える。フィン202の間の最小ピッチが5mm以下で、冷却器44の表面に撥水処理が施されている。これにより、除霜時に冷却器44の表面の霜を含む水氷がより早く滑落し、冷却器44表面の残水量を少なくすることができるため、除霜時間が短縮され、消費電力量を低減させることができる。また、再冷却運転時には、除霜終了後の冷却器44への残水量を最小限に抑えられることから、通風抵抗の増加は最小限に抑えられ、風量低減による冷却性能の低下を抑えることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる冷蔵庫を提供できる。
 また、本実施の形態の冷蔵庫30は、冷却器44のフィン202の間のピッチが最小となる最小ピッチ部102が、冷却器44の冷気の流れにおける最下流となる部分に設けられている。これにより、より除湿された冷気が冷却器44の最小ピッチ部102を流れるため、最小ピッチ部102における霜の成長は最小限に抑えられる。従って、通風抵抗の増加は最小限に抑えられ、風量低減による冷却性能の低下を抑えることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる。
 また、本実施の形態の冷蔵庫30は、貯蔵室が冷凍室37と冷蔵室35とを有し、冷蔵室35からの冷気を冷却室43に戻す冷蔵室戻り風路57と、冷凍室からの冷気を冷却室43に戻す冷凍室戻り風路53と、を備える。また、冷却器44の冷気の流れにおける冷蔵室戻り風路出口近傍のフィン202の間のピッチを冷凍室戻り風路出口近傍のフィン202の間のピッチより大きく設定されている。これにより、冷却器44表面の霜の成長による通風抵抗の増加は最小限に抑えられ、風量低減による冷却性能の低下を抑えることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる。
 また、本実施の形態の冷蔵庫30は、冷凍室戻り風路出口を冷却器44の正面視で中央部に、冷蔵室戻り風路出口を冷却器44の正面視で側部に配置し、冷却器44のフィン202の間のピッチは中央部より側部を大きく設定されている。これにより、より絶対湿度が高い冷蔵室からの戻り冷気は、よりフィン202の間のピッチが大きい冷却器の側部に霜を成長させる。また、より絶対湿度の低い冷凍室からの戻り冷気は、よりフィン202の間のピッチが小さい冷却器の略中央部に霜を成長させる。これにより、冷却器表面の霜の成長による通風抵抗の増加は最小限に抑えられ、風量低減による冷却性能の低下を抑えることができる。従って、安定した冷却性能を確保することができる。
 以上のように、除霜時間を短縮し、再冷却運転時においても安定した冷却運転を確保することにより、消費電力量の低減を図ることができる。従って、家庭用又は業務用冷蔵庫などの、除霜部が必要な冷却機器に適用できる。
 30  冷蔵庫
 31  断熱箱体
 32  外箱
 33  内箱
 34  発泡断熱材
 35  冷蔵室
 36  野菜室
 37  冷凍室
 38  冷蔵室ドア
 39  野菜室ドア
 40  冷凍室ドア
 41  第一区画壁
 42  第二区画壁
 43  冷却室
 44  冷却器
 46  送風機
 47  除霜ヒータ
 48  ドレンパン
 49  ドレンチューブ
 50  蒸発皿
 51  分配風路
 52  冷凍室吐出口
 53  冷凍室戻り風路
 53a  入り口
 54  高温吐出風路
 55  リブ
 56  冷凍室吸込み口
 57  高温戻り風路
 58  高温吸込み口
 100  中央部
 101  側部
 102  最小ピッチ部
 201  冷媒チューブ
 202  プレートフィン
 203  長孔
 203a  円弧部カラー
 203b  矩形部カラー

Claims (4)

  1. 断熱壁で区画形成された貯蔵室と、
    フィンを貫通する冷媒管を上下方向に積層した冷却器と、
    前記冷却器を収納する冷却室と、
    前記冷却室から前記貯蔵室に冷気を送風する送風機と、
    前記貯蔵室からの冷気を前記冷却室に戻す貯蔵室戻り風路と、を備えた冷蔵庫において、
    前記フィンの間の最小ピッチが5mm以下で、
    前記冷却器の表面に撥水処理を施した冷蔵庫。
  2. 前記冷却器の前記フィンの間のピッチが最小となる最小ピッチ部は、前記冷却器の冷気の流れにおける最下流となる部分に施した請求項1に記載の冷蔵庫。
  3. 前記貯蔵室は冷凍室と冷蔵室とを有し、
    前記冷蔵室からの冷気を前記冷却室に戻す冷蔵室戻り風路と、
    前記冷凍室からの冷気を前記冷却室に戻す冷凍室戻り風路と、を備え、
    前記冷却器の冷気の流れにおける前記冷蔵室戻り風路出口近傍のフィンの間のピッチが、前記冷凍室戻り風路出口近傍のフィンの間のピッチより大きく設定されている請求項1または2に記載の冷蔵庫。
  4. 前記冷凍室戻り風路出口を前記冷却器の正面視で中央部に、
    前記冷蔵室戻り風路出口を前記冷却器の正面視で側部に配置し、
    前記冷却器の前記フィンの間の前記ピッチは中央部より側部を大きく設定されている請求項3に記載の冷蔵庫。
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