JP4701909B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機を天面後方に載置した冷蔵庫に関するものである。

近年、冷蔵庫は地球環境保護の観点から更なる省エネルギー化が進むとともに、小さく置けて大きく使える、いわば省スペースで大容量、さらにその使い勝手や収納性の向上が求められている。

従来技術には、小さく置けて大きくつかえる冷蔵庫を実現するために、凝縮器としての配管を断熱箱体の内部に配置させることで、収納容積に影響を与えないスペースをうまく活用する形態がある（例えば、特許文献１参照）。

図１４は、従来の冷蔵庫の縦断面図を示すものであり、図１５は、従来の冷蔵庫の斜視図を示すものである。

図１４、図１５で示すように、冷蔵庫本体１は外箱２と、内箱３と、これら両者間に充填された発泡断熱材４等で構成され、同本体１の底部に機械室８を設け、同機械室８内に圧縮機９と、同圧縮機９から発生する熱を放熱する送風機１０を配設し、機械室８の後面をカバー１５により被っていた。

また、内箱３内背面に冷却器室５を設け、同冷却器室５内に冷気を生成する冷却器６と、生成した冷気を強制循環する送風機７を配設し、圧縮機９の吐出側と冷却器６の入口との間に凝縮器を兼ねた放熱パイプ１１、キャピラリチューブを順次直列に接続して構成した高圧側配管を接続し、冷却器６の出口と圧縮機９の吸入側との間に、前記キャピラリチューブを添設するサクションパイプを直列に接続して構成した低圧側配管を接続している。なお、前記凝縮器を兼ねた放熱パイプ１１は、冷蔵庫本体１背面の発泡断熱材４の中に埋設されている。

図１６はその冷凍サイクルを図に表したものであり、圧縮機９、放熱パイプ１１、キャピラリチューブ１２、冷却器６がサクションパイプ１３によって順次連結され環状の閉回路を形成されている。

上記構成において、冷却器６を通過した冷媒が圧縮機９において圧縮され、高温、高圧のガス状冷媒となる。このガス状冷媒が放熱パイプ１１により放熱し、中温、高圧の液状冷媒となる。続いて、この液状冷媒はキャピラリチューブ１２により減圧された後、冷却器６を通過しながら蒸発し、低温、低圧の冷媒ガスとなり、各区画室における熱交換機能を成している。この後、冷媒はガス状態で再び圧縮機９に吸入されることにより冷凍サイクルを完了するよう構成されている。
特開２００２−３６４９７５号公報

しかしながら、上記従来の構成では、圧縮機を収納する機械室８が冷蔵庫本体の底面後方に位置するため、最下段の貯蔵室の収納容積が小さく、また最上段の貯蔵室に手の届かない収納空間ができてしまうので、必ずしも収納性が良いというものではなかった。

また、底面後方に設置する圧縮機は、通常設置される背壁との隙間がほとんどない状態になると、圧縮機の排熱がうまくできなくて、非常に熱がこもりやすいという課題を有していた。

また、冷蔵庫本体の背面側に凝縮器としての放熱パイプを配置しているので、一般的に冷蔵庫を設置する際に背面側の壁には隙間なく設置されることが多いことから、放熱が阻害され、しいては庫内側へ熱が侵入してくるといった課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、背伸びしても届かない無効スペースである最上段の貯蔵室の天面後方に圧縮機を載置するもので、最下段の貯蔵室の収納容積の増大、収納性を高めるとともに、比較的開放されやすい天面に位置する圧縮機の放熱を促進し、凝縮器としての放熱パイプの放熱を効率よく、かつ合理的に行える冷凍サイクルを形成した冷蔵庫を提供することを目的とする。

断熱箱体と、前記断熱箱体の天面後方に天面よりも一段低く構成された凹部と、前記断熱箱体に備えられた圧縮機と凝縮器と蒸発器と、そのそれぞれを繋ぐ配管とを順に備えて一連の冷媒流路を形成した冷凍サイクルを備えた冷蔵庫において、前記凹部に圧縮機を収納するとともに、前記配管は少なくとも断熱箱体の前面及び側面に配置されるものである。

本発明の冷蔵庫は、背伸びしても届かない無効スペースである最上段の貯蔵室の天面後方に圧縮機を設置するもので、最下段の貯蔵室の収納容積の増大、収納性を高めるとともに、比較的開放されやすい天面に位置する圧縮機の放熱を促進し、凝縮器としての冷媒配管の放熱を効率よく、かつ合理的に行える冷凍サイクルを形成することができる。

請求項１に記載の発明は、断熱箱体と、前記断熱箱体の天面後方に天面よりも一段低く構成された凹部と、前記断熱箱体に備えられた圧縮機と凝縮器と蒸発器と、そのそれぞれを繋ぐ配管とを順に備えて一連の冷媒流路を形成した冷凍サイクルを備えた冷蔵庫において、前記凹部に圧縮機を収納するとともに、前記凹部の空間内の空気を循環させるための放熱ファンを前記圧縮機と所定の間隔をとって横並びに配置し、前記配管は少なくとも断熱箱体の前面及び側面に配置され、また前記配管は前記断熱箱体の外箱を形成する前記側面と前記天面に熱伝導性のある放熱促進手段によって前記外箱に貼り付けて固定され、前記圧縮機から吐出した冷媒は、断熱材内の前記天面の配管を通って一方の前記側面の配管を通り、前記前面の配管を通った後、他方の前記側面の配管を通って、前記断熱材外の前記凹部に接続される前記冷媒流路に導かれ、前記側面の配管は前記側面の後方で前記前面よりも前記凹部よりに貼り付けられることにより、背伸びしても届かない無効スペースである最上段の貯蔵室の天面後方に圧縮機を設置するもので、最下段の貯蔵室の収納容積の増大、収納性を高めるとともに、比較的開放されやすい天面に位置する圧縮機の放熱を促進し、凝縮器としての冷媒配管の放熱を効率よく、かつ合理的に行える冷凍サイクルを形成することができる。また、冷媒配管を前面に配置することで、放熱を促進するとともに貯蔵室の冷気により冷却される前面開口の結露を防止するための手段としても利用できる。また、冷媒配管を側面に配置することで、外箱へ熱伝導させて放熱を促進させることができるとともに、断熱箱体の側面の断熱壁は治具などの抜き勾配が存在し、後方側の壁厚が厚くなるので貯蔵室内への熱侵入を抑制できる。

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、前記凹部内に配置し、前記圧縮機で圧縮された高温高圧の冷媒の温度を低下させる螺旋状配管の温度低減手段を接続したことにより、放熱ファンが運転している間は常に外気を取り入れ、また小さいスペースで配管の表面積を格段に増加させているので、圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒を、断熱箱体内の配管に入る前に所定の温度まで下げることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記凝縮器は前記断熱箱体の底面付近に設けられことにより、上下に冷凍サイクルの構成部品を分割することで、圧縮機及び凝縮器が配置される収納空間の構成部品が減少し、風路が簡素化されるので、風量の増加による放熱能力の促進が可能となる。また、それぞれの収納空間をコンパクトにすることができるので、結果的に貯蔵室の収納容積の増大につながり収納性を高めることが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記蒸発器に付着した霜を除霜する除霜装置と、溶けた霜を貯留するための蒸発皿とを備え、前記凝縮器の一部を前記蒸発皿の内部を経由するよう配置されたものであり、圧縮機という熱源のない底面で放熱する凝縮器の一部を蒸発皿内の水温を上昇させる熱源として利用することができ蒸発能力を向上できるとともに、凝縮器を除霜した比較的低温の水で冷却することができるので、放熱を促進できるメリットも兼ね備える。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記圧縮機と前記凝縮器を繋ぐ配管は、前記断熱箱体の側面に配置され、かつ外箱と内箱の間に配置されることにより、圧縮機と凝縮器を繋ぐ配管として利用することができ、かつ外箱へ熱伝導させて放熱することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記圧縮機と前記凝縮器を繋ぐ配管は、前記断熱箱体の背面に配置され、かつ外箱背板と内箱との間に配置されることにより、背面を構成する外箱の内側表面に予め配管を貼り付けておき、背面と配管と一体化しておくことができ、この場合凹部５０との緩衝もなく簡単にはめ込むことができるので、作業性を飛躍的に向上できる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、前記配管は、少なくとも圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器に至るまでを繋ぐ第一冷媒配管と、凝縮器と減圧器を繋ぐ第二冷媒配管とで構成され、前記第一冷媒配管と第二冷媒配管は前記断熱箱体の外箱と内箱との間に配置され、前記第一冷媒配管の入口側と前記第二冷媒配管の出口側は、前記凹部内にあることにより、凹部を形成する部品を外箱に取り付ける際に配管が同じ方向から突出しているので、一定方向で挿入することで配管の傷付防止や作業バラツキを防止できる。また凹部内での配管溶接箇所を増加させることができるので、作業性を向上できる。

以下、本発明による冷蔵庫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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は同実施の形態における冷蔵庫の冷媒配管構成を示す図であり、図４は同実施の形態における冷蔵庫の高圧配管の配置構成を示す図であり、図５は同実施の形態における冷蔵庫の冷媒配管構成を示す図であり、図６は同実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の凹部正面図であり、図７は同実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の凹部上面図であり、図８は同実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の底面分解構成図であり、図９は同実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の背面構成図であり、図１０は同実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の凹部構成図を示すものである。

図１から図１０において、冷蔵庫本体３０は複数の断熱区画に区分されている断熱箱体３１と各断熱区画に設けられた扉にて構成されている。断熱箱体３１はＡＢＳなどの樹脂体を真空成型した内箱３２とプリコート鋼板などの金属材料を用いた外箱３３とで構成された空間に発泡断熱材３４を注入してなる断熱壁を備えている。発泡断熱材３４はたとえば硬質ウレタンフォームやフェノールフォームやスチレンフォームなどが用いられる。発泡材としてはハイドロカーボン系のシクロペンタンを用いると、温暖化防止の観点でさらによい。

断熱箱体３１は、複数の貯蔵室を形成し、上から冷蔵室４０、製氷室４１、切替室４２、野菜室４３、冷凍室４４の構成となっていて、各貯蔵室を区画する複数の仕切壁４５を備え上から４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄである。例えば、仕切壁４５ｄは断熱された壁であり、野菜室４３と冷凍室４４を区画するものである。各断熱区画の前面開口は各仕切壁と断熱箱体３１の前面の縁部１０１により区画され、それぞれの前面開口には断熱扉が図示しないガスケットを介して設けられる。上から冷蔵室扉４０ａ、製氷室扉４１ａ、切替室扉４２ａ、野菜室扉４３ａ、冷凍室扉４４ａである。

次に、断熱箱体３１の各貯蔵室について説明する。

冷蔵室４０は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１〜５℃で設定されている。貯蔵室内は上方を圧縮機５２を収納するための凹部５０が突出して形成され、食品などを整理して収納するための複数の棚７０を設け、冷蔵室扉４０ａの内側にはペットボトルなどの飲料を収納できる複数のポケット７１を設けている。最下段には肉魚などの保鮮性向上のための貯蔵ケース７２を設け比較的低めの温度、たとえば−３〜１℃で設定されている。

製氷室４１は、氷を生成して貯留するために通常−２２〜−１８℃で設定される。庫内は氷を生成するための製氷皿を備えた製氷機構７３を設けていて、出来た氷を貯留する貯氷容器７４を収容し、レール（図示せず）などで手前に引き出せるよう構成されている。

切替室４２は、例えば約３℃に設定された冷蔵室、約１℃に設定されたチルド室、約−１℃から約−３℃に設定されたパーシャル室、約−７℃に設定されたソフト冷凍室、約−１８℃に設定された冷凍室として切り替えて利用される。

野菜室４３は、冷蔵室４０と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃とすることが一般的で、低温にすれほど葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。庫内は野菜などの食品を整理して収納できる野菜室容器７５を収容し、レール（図示せず）などで手前に引き出せるよう構成されている。

冷凍室４４は、冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−３０や−２５℃の低温で設定されることもある。庫内は食品を整理して収納できる冷凍室容器７６を収容し、レール（図示せず）などで手前に引き出せるよう構成されている。

野菜室４３と冷凍室４４の背面に冷却室８０が設けられ、冷却室８０は断熱性を有する仕切壁４５ｅで野菜室４３及び冷凍室４４を仕切っている。また、野菜室４３と冷凍室４４は断熱性を有する仕切壁４５ｄで仕切られている。

冷却室８０には、庫内の空気を熱交換させて冷気に変換する蒸発器８３と、各貯蔵室に冷気を送るための冷却ファン８４をその上方に位置させ、冷却時に蒸発器８３に付着する霜を除霜するためのヒータなどで構成された除霜装置８５が備えられている。また、除霜された水を貯留するための蒸発皿８６は、断熱箱体３１の底面に配置されるよう構成されている。

このような冷蔵庫には、図３のように冷凍サイクルが設けられ、圧縮機５２内に封入された冷媒が冷凍サイクルを循環するよう構成される。以下、その冷凍サイクルについて説明する。

冷凍サイクルは、その全てが密閉空間で構成され、封入された冷媒を圧縮し冷凍サイクルへ高温高圧の冷媒を送り出す圧縮機５２、冷媒を放熱し中温高圧に凝縮液化させる凝縮器９１、液化冷媒を減圧させる減圧装置１１０、冷媒を蒸発させて冷熱を発生させる蒸発器８３などから構成されて、それぞれが冷媒配管９４により接続されている。

ここで圧縮機５２は、断熱箱体３１の天面部に背面側を一段低い段差状に窪ませた凹部５０に載置される。凹部５０は外箱３３によって形成された左右壁で囲われていて、断熱箱体３１の上方及び背方を開口するよう構成され、その開口はカバー９５で覆われている。また、凹部５０の空間内の空気を循環させるための放熱ファン９６を圧縮機５２と所定の間隔をとって、その側方へ横並びにして載置し、圧縮機５２に風を当てるような流れで循環し放熱を促進するよう配置されている。

凝縮器９１は、断熱箱体３１の底面付近の前方に配置し、後方には除霜された水を貯留するための蒸発皿８６を配置構成している。凝縮器９１と蒸発皿８６の両部品は冷蔵庫本体３０の内容積向上のため、高さを抑え小型で高効率なものを採用している。凝縮器９１は代表的なものとしてスパラルフィンチューブ方式があり、断熱箱体３１の底面に凝縮器ダクト９９とともに底面に固定され、凝縮器９１の放熱、あるいは蒸発皿８６に貯留される水の蒸発を促進するためのファン９８を設置している。また、凝縮器９１は冷媒の放熱として以外にも、一部蒸発皿８６の内部を経由することで蒸発皿８６内の水の温度を上昇させるための熱源としての浸漬パイプ９７を構成することもできる。

蒸発器８３は前述したように、最下段の冷凍室４４、その上方の野菜室４３の後方に跨るように配置されていて、代表的なものではフィン＆チューブ式があり、圧縮機５２よりも低い位置に配置されることになる。

次に上述した圧縮機５２、凝縮器９１、蒸発器８３などを接続するための冷媒配管９４について説明する。

冷媒配管９４は、代表的なものとして加工しやすくかつ安価な銅管を用いることが多く、その他の手段では鉄管やアルミ管などを用いる場合もある。

図４に示すように、冷媒配管９４は、断熱箱体３１の側面と前面に配置されており、第一冷媒配管９４ａ、第二冷媒配管９４ｂ、第三冷媒配管９４ｃで構成されている。まず左側面に位置する第一冷媒配管９４ａは、凹部５０の圧縮機５２から吐出された冷媒を凝縮器９１に送るためのものであり、断熱箱体３１の天面から側面を通過して凝縮器９１を接続する配管である。また、断熱箱体３１の外箱３３と内箱３２の間に位置し外箱３３に当接するよう配置され、その一部はアルミテープなどの放熱促進手段１００のように熱伝導性のよい部材にて外箱３３に貼り付けるよう固定されている。その後に発泡断熱材３４を充填し外箱３３に、さらに密着当接されるよう構成している。

次に、前面に位置する第二冷媒配管９４ｂは、凝縮器９１で放熱した冷媒をさらに放熱させるための配管であり、断熱箱体３１の前面開口に側面の前端を折り曲げて成形し、側面と連通してなる縁部１０１に沿って、その縁部１０１のほぼ全周に渡って敷設され、縁部１０１の内箱３２側に位置し前面開口側と当接するよう配置される。より縁部１０１と密着させるために熱伝導性の良い樹脂などを直接注入して固定する方法もある。また、第二冷媒配管９４ｂは断熱箱体３１を温度帯の異なる複数の貯蔵室に区画する複数の仕切壁の前方面にも構成し、この場合は前述した縁部１０１の右側に配設される第二冷媒配管９４ｂを仕切壁の高さ位置で、仕切壁側に曲げ加工を設けて仕切壁の前方のほぼ全幅を通し、縁部１０１の左側の手前付近にＵ曲げ部を設けて仕切壁の前方で上下往復するように配設し縁部１０１の右側へ戻るよう配設する。このように、他の仕切壁も前述と同様に構成することで、縁部１０１と仕切壁を配設する第ニ冷媒配管９４ｂは断熱箱体３１の前面開口を一筆書きで配置構成されることになる。

一方、右側面に位置する第三冷媒配管９４ｃは、凝縮器９１及び第ニ冷媒配管９４ｂで凝縮液化した冷媒を断熱箱体３１の右側面から天面を通り、凹部５０の天面側に再び戻すためのものであり、前述した第一冷媒配管９４ａと同じように、アルミテープなどの放熱促進手段１００により外箱３３の内側表面に貼り付けるよう構成されている。ここで、第一冷媒配管９４ａと第三冷媒配管９４ｃとの貼り付け位置は、できる限り外箱３３の側面後方に貼り付けることが望ましい。なぜなら、通常断熱箱体３１の側面の断熱壁は治具などの抜き勾配が存在し、後方側の壁厚が厚くなるので貯蔵室内への熱侵入が少なくなるという利点を有するためである。

前述したような冷媒配管９４は、図５に示すように、通常、外箱３３を形成するプリコート鋼板などの金属材を平板の状態で、側面に位置する第一冷媒配管９４ａ、第三冷媒配管９４ｃを所定の位置に設置し、必要な箇所にアルミテープなどの放熱促進部材１００を貼り付けて固定しておき、その後、外箱３３を第一冷媒配管９４ａと第三冷媒配管９４ｃとともに所定の折り曲げ線１０２で折り曲げて、外箱３３の天面、側面を構成する方法をとる。なお、前面に位置する第二冷媒配管９４ｂも前述と同様にして折り曲げて構成する方法もある。

減圧装置１１０は、放熱して凝縮液化された高圧の冷媒を、減圧して蒸発器８３へ送るためのものであり、断熱箱体３１の背面板３５と内箱３２の背面との間でどちらにも当接しないよう発泡断熱材３４に覆われるよう配置構成される。減圧装置１１０は、一般的に管径の小さいものを使用することが多く冷蔵庫では約０．５ｍｍ〜１ｍｍ（管内径）を使用することが多い。その他に冷媒の流量を自由に制御できる冷媒流量制御弁や、膨張弁を用いて減圧しても構わない。また、減圧装置１１０に至る前に、冷媒配管９４内のゴミや金属粉等を圧縮機５２へ戻さないための図示しないフィルターや、システム内の水分を吸着する図示しない吸着部材などを備えたドライヤ１１１を冷凍システム内に設け、凹部５０に収納され圧縮機５２の風上側である放熱ファン９６周辺に配置構成している。

吸入配管１１２は、蒸発器８３で気化した冷媒を圧縮機５２へと戻すためのものであり、断熱箱体３１の背面板３５と、内箱３２背面との間に配置され、背面板３５と内箱３２の背面とのどちらにも当接しないよう発泡断熱材３４に覆われるよう構成される。

また、吐出配管１１３は、凹部５０内に圧縮機５２と第一冷媒配管９４ａとを接続するものであり、吐出配管１１３は通常直線的に最短距離でもって配置されるが、今回は圧縮機５２で圧縮された高温高圧の冷媒を、第一冷媒配管９４ａへ直接入れずに所定の温度まで低下させるため、螺旋状に巻付けるなどして所定の長さを取る温度低減手段１１４を設けているとともに、圧縮機５２よりも風上側に配置構成されている。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その作用について説明する。

まず、圧縮機５２を断熱箱体３１の天面後方の凹部５０に載置して最下方の貯蔵室である冷凍室４４の後方領域には配置せず、冷却室８０を冷凍室４４とその上方の野菜室４３の背面に配置し、蒸発器８３と冷却ファン８４を概ね冷凍室４４と野菜室４３の高さ範囲内で設け、蒸発器８３を高さ方向に延長させ奥行き寸法を短縮することにより、冷却室８０の厚みを薄くして庫内容積として寄与しない無効スペースを減少し、野菜室４３、冷凍室４４の収納容積を増大し収納性を高めることができる。また断熱箱体３１の天面後方の凹部５０は使用者が手の届き難い、いわば無効スペースに近い空間であったため、その箇所に圧縮機５２を位置させることは極めて冷蔵庫本体３０の内容積をうまく活用できることになる。さらに野菜室４３、冷凍室４４を引出し式の貯蔵室としているので、野菜室容器７５、冷凍室容器７６の奥に収納された食品なども楽に出し入れできて使い勝手の向上も図れる。

ただし、断熱箱体の天面後方の凹部５０を極力小さく形成し、最上方の冷蔵室４０の庫内側への突出代を極力小さくしなければ、冷蔵室４０の庫内が視覚的にも圧迫感や閉塞感を感じるものになってしまう。

したがって、冷蔵庫本体３０の底面に冷凍サイクルの凝縮器９１を配置して、凹部５０には圧縮機５２を冷却する放熱ファンのみを配置し放熱を促進することが必要となり、この場合、凹部５０の容積及び排熱風路を小さく形成し、冷蔵室４０への庫内への突出代を抑制することができる。

特に、近年、使用者の使用頻度や鮮度管理のしやすさ、人間工学的な使い勝手の観点などから、使用頻度の最も高い冷蔵室４０を使用者の前面で見開いて出し入れできる上段位置に、重量物の出し入れもありかつ健康志向で日常的に鮮度管理もしたい野菜室４３を使いやすい中段に、そして長期間出し入れしないストック品などもありかつ取り扱い時の落下などへの配慮も必要な冷凍室４４を最下段にレイアウトした冷蔵庫が主流になっているが、このレイアウトにおいて圧縮機５２を含めた機械室の配置で最下段の冷凍室４４の収納容量を十分に確保できないのが欠点であったが、本実施の形態によると最下段の冷凍室４４の奥行きを野菜室４３と同様に拡大することができて、しかも室内の空間形状も複雑な形状とならず大きめの収納物も合理的に収納できて収納性を高めることができ、長期冷凍保存のストック食品のほか弁当や惣菜用など短期冷凍保存のフロー食品の増加による冷凍食品の利用頻度の増加にも十分に対応できる利便性の高い冷蔵庫を提供できる。

これらの収納容量，収納性に関わる効果は、冷凍室４４，野菜室４３が引き出し式の貯蔵室でなくても享受できるものであるが、引き出し式の貯蔵室であればさらにその効用は大きい。すなわち、引き出し用のレール長さをほぼ同等のものとすることにより冷凍室容器７６の引き出し代と野菜室容器７５の引き出し代をほぼ同等に合わせることが可能となり、使用者が日常、両室の収納容器を引き出して引き出し代が異なることに対して違和感を覚えることがなく、また、引き出された収納容器の形状も双方がほぼ直方体状のシンプルな形状で揃えることができ、引き出したときの統一感があって冷蔵庫の商品品位としても高いものとなる。

次に、冷凍サイクルの動作に関しては、庫内の設定された温度に応じて制御基板（図示せず）からの信号により冷凍サイクルが動作して冷却運転が行なわれる。圧縮機５２の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凹部５０内に配置された吐出配管１１３、第一冷媒配管９４ａを経由し、凝縮器９１及び第二冷媒配管９４ｂにて放熱して中温高圧の冷媒に凝縮液化し、第三冷媒配管９４ｃを経由して減圧装置９２により減圧されて低温低圧の液冷媒となって蒸発器８３に至る。

冷却ファン８４の動作により、各貯蔵室内の空気と熱交換されて蒸発器８３内の冷媒は蒸発気化し、低温の冷気を図示しないダンパ装置などで供給制御することで、各貯蔵室の設定された所定の温度を維持できるよう冷却を行う。蒸発器８３を出た冷媒は吸入配管１１２を経て圧縮機５２へと吸い込まれる。

ここで、圧縮機５２は上方の凹部５０に、凝縮器９１は底面に配置し、それぞれを放熱するための放熱ファン９６とファン９８を設けることで、従来、主であった凝縮器を冷却した空気でもって圧縮機を冷却するという直列配置から、圧縮機５２及び凝縮器９１を放熱するための風路を上下に分割し並列配置し、風路構成を簡略化することで風路の小型化を可能とし、かつ放熱能力を向上できるので凝縮器９１を小型化し冷蔵庫本体３０の無効スペースを減少させることができる。

本実施の形態の圧縮機５２は、凹部５０をできる限り小さく形成することで、冷蔵室４０への前方及び下方への突出を抑え、最上段の棚７０とほぼ同一の高さに抑えることで、手の届く位置の収納容積を減少させることなく、実際に使用する際に何ら問題なく収納性を高めることができ、かつ、凹部５０を幅方向に細長く形成し、放熱ファン９６を幅方向に風が流れるよう構成することで、一つの四角い筒状のダクトにすることができ、圧縮機５２の放熱に対して効率良く、かつ合理的な風路を構成することができる。

次に、凝縮器９１及び断熱箱体３１の底面近傍に関しては、貯蔵室にとって無効スペースともいえる断熱箱体３１の底面に凝縮器９１を配置し、ファン９８でもって外気と熱交換させることで放熱能力を向上させることができる。また、凝縮器９１の一部を蒸発皿８６内に貯留される水と接触するように経由させる浸漬パイプ９７を設けることで、水の温度を上昇させる熱源として、また凝縮器９１の一部としての効果を同時に得ることができる。

さらに、凝縮器９１を風上側に、蒸発皿８６を風下側に配置することで風上側の凝縮器９１はファンが運転しているときに常に外気を取り入れ放熱を促進するとともに、その放熱された若干温度の高い乾燥した空気を、風下側の蒸発皿８６の表面を通過させることで、前述した浸漬パイプ９７で水温を上げることとの相乗効果で飛躍的に蒸発能力を向上できる。

次に、本実施の形態の冷媒配管９４に関しては、冷媒配管９４を断熱箱体３１の外箱３３と内箱３２の間に配置することで、もともと断熱箱体３１の貯蔵室内外を断熱する発泡断熱材３４の箇所であり、いわば貯蔵室の収納容積に対しての無効スペースを利用して圧縮機５２、凝縮器９１、蒸発器８３とを接続することができるので、庫内の収納容積を減少することなく配管の構成ができる。

また、第一冷媒配管９４ａはアルミテープなどの放熱促進手段１００を介して外箱３３に貼り付けているので、通過する高温高圧の冷媒を外箱３３に効率良く熱伝導させ、貯蔵室側は発泡断熱材３４を充填しているので熱伝導はしにくく、より外箱３３への熱伝導を促進し、効率良くかつ合理的な放熱手段を構成することができる。また、第二冷媒配管９４ｂは前面開口の縁部１０１の貯蔵室側の前方に取り付けてあるため、上述の第一冷媒配管９４ａと同様の作用を得ることができる。一方、貯蔵室側からの冷気の熱伝導により縁部１０１や仕切壁４５の前方面は冷やされる傾向にあるが、第二冷媒配管９４ｂを縁部１０１や仕切壁４５の前方面に配置構成することで、その表面温度を高く維持することができるため結露や霜付きを防止することもできる。なお、仕切壁４５ｂのように配管の曲げ加工や配置構成のしにくい箇所などではヒータなどの熱源を用いることで、結露防止の効果はさほど変わらずに構成することも可能である。

また、第二冷媒配管９４ｂと第三冷媒配管９４ｃを接続する箇所を、断熱箱体３１の後方側にすれば、第一冷媒配管９４ａと第三冷媒配管９４ｃは左右対称にすることができ、この場合は部品の共用化とともに作業性の軽減を図ることも可能となる。

また、冷媒配管９４は、外箱３３をＵ曲げする前の平板の状態で所定の位置に設置し、折り曲げて天面及び左右両側面を構成することにより、冷媒配管９４を立体的に形成する必要かなく、平面的な部品で構成することができ安価になるメリットと、平面上で外箱に取り付けることができるので、作業性を飛躍的に向上することが可能となる。

また、凹部５０から出入りする第一冷媒配管９４ａと第三冷媒配管９４ｃを、断熱箱体３１の天面側のみにすることで、凹部５０を構成する部品を断熱箱体３１の後方より前方にはめ込む際に、冷媒配管９４を傷つけたり、折ったりせずに設置することができて、嵌め込み作業を効率よく、かつ簡便に行うことができる。また、圧縮機５２や吐出配管１１３やドライヤ１１１などを接続する際の溶接箇所を近傍に配置することによる冷媒配管９４の接続や溶接作業の効率化も図れる。

また、本実施の形態では、吐出配管１１３の配管を螺旋状にした温度低減手段１１４を設けて、放熱ファン９６の吸込み側に設けることで、放熱ファン９６が運転している間は常に外気を取り入れ、また小さいスペースで配管の表面積を格段に増加させているので、圧縮機５２から吐出される高温高圧の冷媒を、断熱箱体３１内の第一冷媒配管９４ａに入る前に所定の温度まで下げることができる。これにより、仮に使用者が断熱箱体３１の天面部に触れたときにでも火傷など高温に対する違和感を持つことがなく、また天面部に荷物を置いた場合でも温度が低いので荷物の変色や腐食することなく安心して使える冷蔵庫を提供できる。また、断熱箱体３１の表面温度も同様に低下することから、各貯蔵室内への熱の侵入を抑制でき消費電力量の低減にも繋がる。さらに、螺旋状の温度低減手段１１４により圧縮機５２の回転周波数から吐出配管１１３の共振点をずらすことで、断熱箱体３１への振動伝播を防止することが可能となる。

次に、減圧装置１１０と吸入配管１１２に関しては、キャピラリなどの減圧装置１１０と吸入配管１１２は、通常半田などの密着手段によって配管同士が接触するよう構成され、比較的温度の高い減圧装置１１０と比較的温度の低い吸入配管１１２を互いに熱交換させている。これは、減圧装置１１０はさらに温度を低くでき冷媒を確実に液化させ、冷凍能力を向上することができるとともに、吸入配管１１２は温度を高くすることで確実に気化させ、圧縮機５２の吸込圧力を上げて冷媒循環量を増加させることによる、効率の良い冷凍サイクルを構成することができる。また断熱箱体３１の背壁内に収納され、発泡断熱材３４で覆われて断熱されていることから、蒸発器８３で気化した低温の冷媒が配管内を通っている吸入配管１１２の接触による結露などの心配が無い。

このことからも、減圧装置１１０の入口側になるドライヤ１１１は上方凹部５０に配設する方が良く、仮に下方に配設すると減圧装置１１０と吸入配管１１２が熱交換をし難い構成になってしまうからである。また、ドライヤ１１１は凹部５０内で圧縮機５２よりも風上側におくことで、放熱された高圧冷媒を常に外気に接触させることができ、もし仮に圧縮機５２の風下側に位置させると放熱され液化した冷媒が再び加熱されて気化し、冷凍サイクルに不具合をきたす恐れがあるのに対し問題なく液化した冷媒を蒸発器８３に供給することが可能となる。

このように、圧縮機５２が冷凍室４４の後方に存在せず、断熱箱体３１の天面後方に配置されることで、貯蔵室の収納容積が必ずしも増加し収納性が高まるというわけではなく、凝縮器９１、蒸発器８３、冷媒配管９４の配置の仕方次第で、各貯蔵室内の収納容積を大きく減少させることになる可能性もある。本実施の形態では、上述したように凝縮器９１や蒸発皿８６を底面に低く形成し、蒸発器８３を冷凍室４４と野菜室４３の背面に、冷媒配管９４を断熱箱体３１の内箱３２と外箱３３との間に、吸入配管１１２や減圧装置１１０を断熱箱体３１の背壁に設置したので、全ての冷凍サイクル部品を収納に対して無効スペースとも言える箇所に配置したことによって収納容積を増大し、収納性を高めることが出来たと言える。

（実施の形態２）
図１１は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の高圧配管の配置構成を示す図であり、図１２は同実施の形態における冷蔵庫の冷媒配管構成を示す図である。なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

図１１、図１２に示すように、冷凍サイクルを構成する圧縮機５２、凝縮器９１、蒸発器８３を繋ぐ冷媒配管９４は、断熱箱体３１を構成する外箱３３と内箱３２の間に配置され、断熱箱体３１の側面及び前面のみで、冷媒を放熱させて凝縮させるものであり、第一冷媒配管９４ａと第二冷媒配管９４ｂを接続し、さらに第二冷媒配管９４ｂと第三冷媒配管９４ｃを接続するよう構成される。

以上のような構成においては、凝縮器９１が断熱箱体３１の底面に存在せず、放熱を促進するファン９８も必要でないことから、底面付近の構成を非常に簡素にすることができ、その分貯蔵室の収納容積の増大を図れる。また、凝縮器の配設作業や冷媒配管９４との接続による溶接作業などをする必要がないので、作業の軽減も図ることができる。一方、蒸発皿８６に貯留される水の温度を上昇させる手段がなくなるが、この場合はヒータなどの熱源を追加することで代用できる。

また、本実施の形態では、断熱箱体３１の側面、前面を形成する外箱３３を、実施の形態１で述べたように平板の状態で、第一冷媒配管９４ａ、第三冷媒配管９４ｃを所定の位置に設置し、必要な箇所にアルミテープなどの放熱促進手段１００を貼り付けて固定しておき、その後、冷媒配管９４とともに所定の折り曲げ線１０２で折り曲げる構成にすると、外箱３３のみで放熱させ冷媒を凝縮液化できる。また、第二冷媒配管９４ｂも外箱３３を折り曲げる前に配置しておけば、この場合第一冷媒配管９４ａ、第二冷媒配管９４ｂ、第三冷媒配管９４ｃを一つの配管として一部品で構成できる可能性もあることから、作業性が飛躍的に軽減できるメリットもでてくる。

また、第一冷媒配管９４ａ、第二冷媒配管９４ｂ、第三冷媒配管９４ｃは、外箱３３をＵ曲げする前の平板の状態で所定の位置に設置し、折り曲げて天面及び左右両側面を構成することも可能で、立体的な形での外箱３３へ設置するのではなく、平面上で取り付けることができるので、作業性を飛躍的に向上することが可能となる。さらに、第一冷媒配管９４ａ、第二冷媒配管９４ｂ、第三冷媒配管９４ｃを一部品で構成し、凹部５０を始点に環状配管にすることができ、その場合作業効率の向上と、外箱３３のみで放熱器を構成することが可能となるので、非常に安価で簡素化した配管構成を実現できる。

（実施の形態３）
図１３は本発明の実施の形態３における冷蔵庫の高圧配管の配置構成を示す図である。なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

図１３に示すように、冷凍サイクルを構成する圧縮機５２、凝縮器９１、蒸発器８３を繋ぐ冷媒配管９４は、断熱箱体３１を構成する外箱３３の背面板３５と内箱３２の間に配置され、中でも圧縮機５２と凝縮器９１を接続する配管を、背面板３５に密着するようにアルミテープのような放熱促進手段（図示せず）で貼り付けてから発泡断熱材３４を注入するよう構成されている。

本実施の形態の冷媒配管９４は、第四冷媒配管１２０、第二冷媒配管９４ｂ、第五冷媒配管１２１で構成され、第四冷媒配管１２０は前述したように圧縮機５２から吐出された冷媒を凝縮器９１に送るためのものであり、第五冷媒配管１２１は凝縮器９１及び第二冷媒配管９４ｂで放熱し凝縮液化した冷媒を再び凹部５０に戻し、減圧装置１１０に送るためのものである。

以上のような構成においては、背面板３５の内側表面に予め放熱促進手段（図示せず）を介して貼り付けておき、断熱箱体３１の背面を構成するときには、背面板３５と冷媒配管１２０、１２１は一体化されているので、外箱３３を前述したように天面と側面を一部品で構成し、背面板３５をＵ字状になった天面と側面にはめ込むよう構成されているものに関しては、背面板３５に第四冷媒配管１２０及び第五冷媒配管１２１を放熱促進部材１００と一体化しておけば、凹部５０との緩衝もなく簡単にはめ込むことができるので、作業性を飛躍的に向上できる。

なお、断熱箱体３１の天面、側面をＵ曲げする手段で述べたが、一つの面が一部品で構成されるパネル式のものであっても、背面板３５に冷媒配管９４を貼り付ける、及び背面板３５を取り付ける作業性の向上では同様の効果を得ることができる。

また、背面板３５に貼り付ける冷媒配管９４を直接圧縮機へ接続するとさらに作業性の向上及びコストメリットも出てくる。例えば第四冷媒配管１２０に予め吐出配管１１３の形状をつくっておき、背面板３５をはめ込むと同時に、凹部５０内の所定の位置に第四冷媒配管１２０と一体で構成された吐出配管を配置できるため、一般的に背面板３５は凹部５０を形成した後で挿入することからできるものであって、構成する部品の削減やそれによる溶接箇所の削減、作業性の向上が図れる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、手の届かない位置である断熱箱体の天面凹部に圧縮機等の機能部品を収容することで、無効スペースを極力減少し、最下段の貯蔵室の収納容積を増大し冷蔵庫全体の収納性を高めるとともに、圧縮機が上方に位置する冷蔵庫での機能部品の配置及びそれらを繋ぐ配管の構成を、放熱、凝縮、蒸発といった冷凍サイクルの機能を効率良く、かつ合理的に行えることができるので、同様のレイアウトを有する他の冷却機器にも適用できる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図 図１のＡ−Ａ線断面図 同実施の形態における冷蔵庫の冷媒配管構成を示す図 同実施の形態における冷蔵庫の高圧配管の配置構成を示す図 同実施の形態における冷蔵庫の冷媒配管構成を示す図 同実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の凹部正面図 同実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の凹部上面図 同実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の底面分解構成図 同実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の背面構成図 同実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の凹部構成図 本発明の実施の形態２における冷蔵庫の高圧配管の配置構成を示す図 同実施の形態における冷蔵庫の冷媒配管構成を示す図 本発明の実施の形態３における冷蔵庫の高圧配管の配置構成を示す図 従来の冷蔵庫の縦断面図 従来の冷蔵庫の斜視図 従来の冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図

符号の説明

３１ 断熱箱体
３２ 内箱
３３ 外箱
３４ 発泡断熱材
３５ 背面板
５０ 凹部
５２ 圧縮機
８３ 蒸発器
８５ 除霜装置
８６ 蒸発皿
９１ 凝縮器
９４ 冷媒配管
９４ａ 第一冷媒配管
９４ｂ 第二冷媒配管
９４ｃ 第三冷媒配管
１１０ 減圧装置
１１２ 吸入配管
１１３ 吐出配管
１２０ 第四冷媒配管
１２１ 第五冷媒配管

Claims (7)

1. 断熱箱体と、前記断熱箱体の天面後方に天面よりも一段低く構成された凹部と、前記断熱箱体に備えられた圧縮機と凝縮器と蒸発器と、そのそれぞれを繋ぐ配管とを順に備えて一連の冷媒流路を形成した冷凍サイクルを備えた冷蔵庫において、前記凹部に圧縮機を収納するとともに、前記凹部の空間内の空気を循環させるための放熱ファンを前記圧縮機と所定の間隔をとって横並びに配置し、前記配管は少なくとも断熱箱体の前面及び側面に配置され、また前記配管は前記断熱箱体の外箱を形成する前記側面と前記天面に熱伝導性のある放熱促進手段によって前記外箱に貼り付けて固定され、前記圧縮機から吐出した冷媒は、断熱材内の前記天面の配管を通って一方の前記側面の配管を通り、前記前面の配管を通った後、他方の前記側面の配管を通って、前記断熱材外の前記凹部に接続される前記冷媒流路に導かれ、前記側面の配管は前記側面の後方で前記前面よりも前記凹部よりに貼り付けられることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記凹部内に配置し、前記圧縮機で圧縮された高温高圧の冷媒の温度を低下させる螺旋状配管の温度低減手段を接続したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記凝縮器は前記断熱箱体の底面付近に設けられることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
4. 前記蒸発器に付着した霜を除霜する除霜装置と、溶けた霜を貯留するための蒸発皿とを備え、前記凝縮器の一部を前記蒸発皿の内部を経由するよう配置されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記圧縮機と前記凝縮器を繋ぐ配管は、前記断熱箱体の側面に配置され、かつ外箱と内箱の間に配置されることを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
6. 前記圧縮機と前記凝縮器を繋ぐ配管は、前記断熱箱体の背面に配置され、かつ外箱背板と内箱との間に配置されることを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
7. 前記配管は、少なくとも圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器に至るまでを繋ぐ第一冷媒配管と、凝縮器と減圧器を繋ぐ第二冷媒配管とで構成され、前記第一冷媒配管と第二冷媒
   配管は前記断熱箱体の外箱と内箱との間に配置され、前記第一冷媒配管の入口側と前記第二冷媒配管の出口側は、前記凹部内にあることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

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