JP2011158176A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】限られた空間に冷蔵庫を設置する場合、機械室から排出された高温の空気が滞留して、機械室に吸入する空気温度が上昇するという問題を解消することを目的とする。
【解決手段】空冷凝縮器１４と圧縮機１６を空冷する第１のファン１５とは別に、空冷凝縮器１４に外気を供給する第２のファン２０を有するものである。これによって、空冷凝縮器１４吸入する空気温度の上昇を抑制して効率よく放熱することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、凝縮器と圧縮機をファンによって空冷する冷蔵庫において、吸入する空気温度の上昇を抑制して効率よく放熱する冷蔵庫に関するものである。

家庭用冷蔵庫においてはファンによって空冷する凝縮器が使用される。しかしながら、家庭用冷蔵庫では省スペースの観点から、凝縮器本体や風路の大きさが制約されるとともに、室内の埃が付着するなどによって風路が閉塞される懸念が生じる。

そこで、省スパースや埃付着に配慮した機械室の設計が提案されている。

以下、図面を参照しながら従来の冷蔵庫を説明する。

図５は従来の冷蔵庫の機械室の横断面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図、図７は図５のＢ−Ｂ線断面図である。

図５〜図７において、５１は冷蔵庫、５２は機械室、５３は凝縮器、５４はファン、５５は圧縮機であり、冷蔵庫５１の下部にある機械室５２に風上から順に凝縮器５３とファン５４、圧縮機５５が配置されている。また、５６は機械室５２に空気を取り入れる空気吸入口、５７は機械室５２内で熱交換した空気を排出する空気吐出口、５８は空気吸入口５６の近傍と空気吐出口５７の近傍とを連通する連通口である。

以上のように構成された従来の冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。

ファン５４を駆動することによって、空気吸入口５６から冷蔵庫５１の下部及び前面の外気を吸入して凝縮器５３を空冷した後、ファン５４を介して熱交換した空気を圧縮機５５に供給して空冷し、空気吐出口５７から機械室５２の外へ排出する。また、空気吸入口５６が埃付着によって閉塞した場合でも、連通口５８を介して、凝縮器５３からファン５４、圧縮機５５と空気循環が生じて、空冷作用を維持することができる。

特開２００２−２９５９５４号公報

しかしながら、従来の構成では、空気吸入口５６と空気吐出口５７が近傍にあるため、空気吐出口５７から排出された温度の高い空気と外気を混合して空気吸入口５６から取り入れることとなり、結果として機械室５２に吸入する空気の温度が高く、凝縮器５３と圧縮機５５を効率よく空冷することができない。同様に、連通口５８を介して高い温度の空気を循環させても十分な放熱能力を維持することが難しい。このように、家庭用冷蔵庫においては省スペースの観点から、空気吸入口５６と空気吐出口５７との距離を確保することが難しいため、吸入する空気温度の上昇を抑制するという課題を有していた。特に、システムキッチンなどの限られた空間に冷蔵庫を設置する場合、扉開閉を行う前面以外の筐体外郭は壁に近接した状態となるため、筐体周辺に高温の空気が籠り易く、吸入する空気温度の上昇はより顕著となる。

本発明は、従来の課題を解決するもので、簡単な構成で吸入する空気温度の上昇を抑制して効率よく放熱する冷蔵庫を提供することを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、送風回路の主たる駆動源となる第１のファンとは別に、凝縮器に外気を供給する第２のファンを有するものである。これによって、吸入する空気温度の上昇を抑制して効率よく放熱することができる。

本発明の冷蔵庫は、吸入する空気温度の上昇を抑制して効率よく放熱することができ、ファンや凝縮器の小型化が図れるとともに、凝縮温度を低減することで省エネが図れる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の機械室の縦断面図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の上部機械室カバーを外した斜視図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の制御パターンを示す図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の天面ダクトを装着した斜視図 従来の冷蔵庫の機械室の横断面図 図５のＡ−Ａ線断面図 図５のＢ−Ｂ線断面図

請求項１に記載の発明は、空冷凝縮器と、前記空冷凝縮器の風下側に設置され、送風回路の主たる駆動源となる第１のファンと、前記第１のファンの風下側に設置された圧縮機とを有する風路構成において、前記空冷凝縮器の風上側に設置され、前記空冷凝縮器に外気を供給する第２のファンを有することを特徴とする冷蔵庫であるので、熱交換して温度が高くなった排出空気を空冷凝縮器が再び吸入することを抑制して効率よく放熱することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、空冷凝縮器を通過せずに、第１のファンに直接吸引される外気が通過するバイパス風路を有することを特徴とする冷蔵庫であるので、埃付着によって空冷凝縮器が閉塞した場合でも、バイパス風路を介して吸入する外気によって圧縮機を冷却することができ、圧縮機の耐久性を確保することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１あるいは２に記載の発明において、背面上部に、空冷凝縮器と、第１のファンと、圧縮機とを設置したトップマウント方式の冷蔵庫において、背面下部に設けた第２のファンと、背面コーナー部に形成され、前記第２のファンの吐出側と前記空冷凝縮器の吸入側を連通する連通風路とを有することを特徴とする冷蔵庫であるので、下方から外気を供給するとともに、冷蔵庫上部が開放空間である場合には、熱交換して温度が高くなった排出空気を上方に排出することで、空冷凝縮器が再び吸入することを抑制して効率よく放熱することができるとともに、システムキッチンなどの限られた空間に冷蔵庫を設置する場合でも、比較的温度の低い冷蔵庫底面付近の外気を空冷凝縮器に供給することができ、効率よく放熱することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、第２のファンが形成する送風回路内に設置され、庫内の除霜水を貯留する蒸発皿を有することを特徴とする冷蔵庫であるので、蒸発皿内の除霜水を蒸発促進する送風装置を兼用するとともに、除霜水の蒸発によって外気よりも温度が低下した空気を空冷凝縮器に供給することができ、効率よく放熱することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３あるいは４に記載の発明において、所定外気温以上において、圧縮機と連動して第２のファンを駆動するとともに、所定外気温未満においては、圧縮機運転中に第２のファンを停止することを特徴とする冷蔵庫であるので、空冷凝縮器と圧縮機の温度上昇が特に問題となる高外気温時には第２のファンを駆動して効率よく冷却するとともに、空冷凝縮器と圧縮機の温度上昇が特に問題とならない低外気温時には第２のファンを停止して省エネを図ることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵庫の天面に設けられ冷蔵庫の前面から給排気する天面ダクトを有することを特徴とする冷蔵庫であるので、システムキッチンなどの限られた空間に冷蔵庫を設置する場合において、吐出風路と吸入風路との距離を確保することで、比較的温度の高い吐出空気と冷蔵庫天面付近の外気とが混合することを防ぎ、空冷凝縮器に比較的温度の低い外気を供給することができ、効率よく放熱することができる。

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が、従来例と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。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。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の機械室の縦断面図を示したものである。図１において、１１は冷蔵庫、１２は冷蔵庫１１の筐体、１３は筐体１２の背面上部に設置された上部機械室、１４は空冷凝縮器、１５は第１のファン、１６は圧縮機である。上部機械室１３には、風上から順に空冷凝縮器１４、第１のファン１５、圧縮機１６が設置されており、第１のファン１５を駆動することにより空冷凝縮器１４と圧縮機１６が空冷される。

ここで、第１のファン１５はファンリング１７に取り付けられ、ファンリング１７は上部機械室１３内の風路を第１のファン１５の風上側と風下側に区分している。また、空冷凝縮器１４の上部には、空冷凝縮器１４を通過せずに第１のファン１５に直接吸引される外気が通過するバイパス風路１８を形成している。なお、バイパス風路１８は空冷凝縮器１４が埃付着などによって閉塞した場合に、外気を直接第１のファン１５に供給するものであり、空冷凝縮器１４の高さの３％〜１５％程度の高さに相当する５〜１５ｍｍの空間が望ましい。バイパス風路１８の高さが５ｍｍ（３％）未満では空冷凝縮器１４が完全に閉塞した場合に風量低下が著しく、バイパス風路１８の高さが１５ｍｍ（１５％）より高いと空冷凝縮器１４を通過する風量が低下して十分な放熱能力が得られない。

また、１９は筐体１２の背面下部に設置された下部機械室、２０は第２のファン、２１は庫内（図示せず）の除霜水を貯留する蒸発皿、２２は筐体１２の背面コーナー部に設けられた連通風路である。下部機械室１９には、風上から順に第２のファン２０、蒸発皿２１が設置されており、第２のファン２０を駆動することにより、筐体１２の下部付近の外気を吸入して蒸発皿２１に貯留された除霜水の蒸発を促進するとともに、蒸発皿２１と連通風路２２を介して空冷凝縮器１４に除霜水の蒸発により冷却された外気を供給する。このように、第２のファン２０が空冷凝縮器１４を冷却する機能と蒸発皿２１に溜まった除霜水を蒸発促進する機能とを兼用して有することにより、簡易な構成で除霜水の蒸発により外気よりも温度が低下した空気を空冷凝縮器に供給することができ、上部機械室１３において効率よく放熱をすることができる。

なお、上部機械室１３に主要な発熱源となる圧縮機１６と空冷凝縮器１４を配置したため、第２のファン２０が吸入する筐体１２の下部付近の外気は、筐体１２の上方の外気よ
りも比較的低い温度となるので、下部機械室１９には主要な発熱源を設けないことが望ましいが、第２のファン２０の蒸発促進効果だけでは蒸発皿２１内の除霜水が十分蒸発できない場合は、空冷凝縮器１４よりも十分能力の小さい放熱器（図示せず）を蒸発皿２１内に配置してもよい。

ここで、連通風路２２は筐体１２の背面の縦辺を切り欠いたものであり、システムキッチンなどの限られた空間に冷蔵庫１１を設置して、冷蔵庫１１の背面と側面が壁に近接した場合に、下部機械室１９と上部機械室１３を連通する風路となるものである。この時、冷蔵庫１１の上方から吸入された外気と連通風路２２から吸入された外気の両方が上部機械室１３内を通過しながら、主要な発熱源となる圧縮機１６と空冷凝縮器１４とを空冷する。

ここで、連通風路２２の風路断面積は、吸入側背面グリル３３の風路となる部分の断面積の総和と略同一の大きさで設けられている。これにより、上部機械室内に連通風路２２を空気が適切に吸入される。

また、第１のファン１５と第２のファン２０との風量の割合を変えることにより、さらに効率的に放熱をすることが可能となる。ここで、第１のファン１５に対する第２のファン２０の風量の相対値は２５〜１００％に設定することが望ましい。２５〜１００％に設定することにより、下方からの空気を効率的に上方に供給することができ、より大きな放熱の効果が得られる。なお、第１のファン１５に対する第２のファン２０の風量の相対値を２５％以下とした場合には、第２のファン２０による冷却効果がほとんど得られず、第１のファン１５に対する第２のファン２０の風量の相対値を１００％以上とした場合には、第１のファン１５よりも多くの風量を第２のファン２０から供給したとしても、上部機械室１３には一定以上の外気は吸入されないため、１００％に相当する冷却効果以上の冷却効果は得られない。結果として、第２のファン２０の電力量が増大するだけとなる。

また、第２のファン２０の風量の相対値を８０〜１００％にすれば、さらに大きな冷却効果を得ることができる。第２のファン２０の風量の相対値を８０〜１００％とすることにより、吸入側天面グリル３２からの吸入量を減少させることによって、上部機械室１３から上方に排出した高温の排気がほとんど上部機械室１３に吸入されることがなくなる。従って、上部機械室１３から上方に排出した高温の排気の影響をほとんどなくすことができ、上部機械室１３に吸入される空気の温度を低下させることができる。

図２は同実施の形態１における冷蔵庫の上部機械室カバーを外した斜視図である。図２において、３１は上部機械室カバー、３２は上部機械室カバー３１に設けられ冷蔵庫１１の上方から外気を吸入する吸入側天面グリル、３３は上部機械室カバー３１に設けられ連通風路２２から外気を吸入する吸入側背面グリル、３４は冷蔵庫１１の上方へ排気する吐出側グリルである。ここで、吸入側背面グリル３３は、連通風路２２の上方において、筐体１２の壁面から凹んだ形状とすることで、冷蔵庫１１の背面や側面が壁に近接した場合でも連通風路２２と連通することができる。この結果、前記したように、システムキッチンなどの限られた空間に冷蔵庫１１を設置した場合に、吸入側背面グリル３３を介して連通風路２２から外気を吸入することで上部機械室１３から上方に排出した高温の排気の影響を顕著に抑制することができる。

以上のように構成された本発明の実施の形態１における冷蔵庫について、以下その動作を説明する。

図３は同実施の形態１における冷蔵庫の制御パターンを示す図である。図３に示したように、第１のファン１５は外気温度によらず圧縮機１６の駆動に連動して駆動するように
制御する。一方、第２のファン２０は基準値Ｔ以上の外気温度では圧縮機１６の駆動に連動して駆動するとともに、基準値Ｔより低い外気温度では停止するように制御する。

圧縮機１６の仕事量が増大する基準値Ｔ以上の外気温度においては、特に、システムキッチンなどの限られた空間に冷蔵庫１１を設置して冷蔵庫１１の上方に壁が近接する場合には、上部機械室１３から上方に排出された高温の空気が筐体１２の上部周辺に高温の空気が籠り易く、吸入側天面グリル３２を介して冷蔵庫１１の上方から吸入する空気温度の上昇はより顕著となる。これに対し第２のファン２０を圧縮機１６の駆動に連動して駆動することで、吸入側背面グリル３３を介して連通風路２２から比較的低い温度の外気を吸入して、筐体１２の周辺に滞留する高温の空気の影響を顕著に抑制することができる。この結果、吸入する空気温度の上昇を抑制して効率よく放熱することができ、第１のファン１５や空冷凝縮器１４の小型化が図れるとともに、凝縮温度を低減することで省エネが図れる。なお、基準値Ｔは圧縮機１６の仕事量が増大する夏季の室内温度に合わせて、２０〜３０℃に設定することが望ましい。

なお、圧縮機１６が可変速圧縮機の場合、圧縮機１６の能力に合わせて、第１のファン１５と第２のファン２０の速度を可変してもよい。圧縮機１６が最大能力となる場合には、第１のファン１５と第２のファン２０の風量を最大になるように制御すれば、放熱能力を確保することができる。一方、圧縮機１６が最大能力でない場合には、第１のファン１５と第２のファン２０との風量を抑制して制御することで、駆動電力を抑制することができ省エネを図ることができる。

圧縮機１６の仕事量が少ない基準値Ｔ未満の外気温度においては、第２のファン２０を停止して駆動電力の削減を図ることができる。なお、第２のファン２０を常に停止すると蒸発皿２１内の除霜水が十分蒸発できない場合には、圧縮機１６の停止中に、第２のファン２０を所定時間だけ駆動してもよい。

このように、空冷凝縮器と圧縮機の温度上昇が特に問題となる高外気温時には第２のファンを駆動して効率よく冷却するとともに、空冷凝縮器と圧縮機の温度上昇が特に問題とならない低外気温時には第２のファンを停止して省エネを図ることができる。

図４は同実施の形態１における冷蔵庫の天面ダクトを装着した斜視図である。システムキッチンなどの限られた空間に冷蔵庫１１を設置して、特に筐体１２の上方周辺に高温の空気が籠り易い場合には、図４に示すように、天面ダクト４０を装着することができる。天面ダクト４０は吐出側グリル３４の上方と冷蔵庫１１の前面を連通するものであり、上部機械室１３から前方に高温の空気を排出することで、筐体１２の上方周辺に高温の空気が籠ることを防止するものである。この結果、第１のファン１５に対する第２のファン２０の風量の相対値の下限値が１０％と小さい場合でも、上部機械室１３から排出した高温の排気の影響をほとんど無くすことができる。

なお、天面ダクト４０と同様に吸入側天面グリル３２の上方と冷蔵庫１１の前面を連通するダクトを設けて、冷蔵庫１１の前面から吸入側天面グリル３２を介して外気を吸入することで、上部機械室１３から排出した高温の排気の影響を抑制してもよい。ただし、冷蔵庫１１の前面から外気を吸入する場合には、吸入部の入口付近に付着する埃が外観上好ましくないので、吸入部を冷蔵庫１１の前面から見えないように配置することが望ましい。

このように、天面ダクト４０を、吐出風路と吸入風路との距離を確保するように構成することで、比較的温度の高い吐出空気と冷蔵庫天面付近の外気とが混合することを防ぎ、空冷凝縮器に比較的温度の低い外気を供給することができ、効率よく放熱をすることがで
きる。

以上のように、本発明の冷蔵庫は、送風回路の主たる駆動源となる第１のファンとは別に、凝縮器に外気を供給する第２のファンを有するものである。これによって、吸入する空気温度の上昇を抑制して効率よく放熱することができる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、凝縮器と圧縮機をファンによって空冷する冷蔵庫において、吸入する空気温度の上昇を抑制して効率よく放熱することができるので、自動販売機など他の冷凍冷蔵応用商品にも適用できる。

１１ 冷蔵庫
１２ 筐体
１３ 上部機械室
１４ 空冷凝縮器
１５ 第１のファン
１６ 圧縮機
１８ バイパス風路
１９ 下部機械室
２０ 第２のファン
２２ 連通風路

Claims (6)

1. 空冷凝縮器と、前記空冷凝縮器の風下側に設置され、送風回路の主たる駆動源となる第１のファンと、前記第１のファンの風下側に設置された圧縮機とを有する風路構成において、前記空冷凝縮器の風上側に設置され、前記空冷凝縮器に外気を供給する第２のファンを有することを特徴とする冷蔵庫。
2. 空冷凝縮器を通過せずに、第１のファンに直接吸引される外気が通過するバイパス風路を有することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 背面上部に、空冷凝縮器と、第１のファンと、圧縮機とを設置したトップマウント方式の冷蔵庫において、背面下部に設けた第２のファンと、背面コーナー部に形成され、前記第２のファンの吐出側と前記空冷凝縮器の吸入側を連通する連通風路とを有することを特徴とする請求項１あるいは２記載の冷蔵庫。
4. 第２のファンが形成する送風回路内に設置され、庫内の除霜水を貯留する蒸発皿を有することを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫。
5. 所定外気温以上において、圧縮機と連動して第２のファンを駆動するとともに、所定外気温未満においては、圧縮機運転中に第２のファンを停止することを特徴とする請求項３あるいは４記載の冷蔵庫。
6. 冷蔵庫の天面に設けられ、冷蔵庫の前面から給排気する天面ダクトを有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項記載の冷蔵庫。