JP5450462B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本願発明は冷蔵庫に関し、特に、冷蔵室と冷凍室とを左右方向に並べて備える冷蔵庫の冷却サイクルユニット関連技術に関する。

従来、冷蔵室と冷凍室とが縦方向に積み重ねられた状態で備えられる冷蔵庫が多い（例えば特許文献１参照）。このタイプの冷蔵庫の場合、冷却サイクルユニットを構成する圧縮機や凝縮器は、冷蔵庫の下部後方に左右方向に並べて配置される。この圧縮機と凝縮器との左右方向の位置関係は、上下方向に冷蔵室と冷凍室とが並べて配置される冷蔵庫では、凝縮器、及び、圧縮機と冷蔵室、または、冷凍室との位置関係が均等であるため、配管の容易さなどの条件で決められている。

一方昨今では、冷蔵室と冷凍室とが左右方向に並べて配置される冷蔵庫が登場している。このタイプの冷蔵庫の場合も、圧縮機と凝縮器とは冷蔵庫の下部後方に配置されるが、当該冷蔵庫の場合、圧縮機と凝縮器との左右方向の位置関係が重要と考えられている。すなわち、凝縮器の温度に比べ圧縮機の温度は比較的高温となるため、凝縮器を冷凍室の下方に配置し、圧縮機を冷蔵室の下方に配置することで、冷凍室の下方に配置される断熱材の厚さ方向の温度勾配を低く抑え、また、冷蔵室の下方に配置される断熱材の厚さ方向の温度勾配を低く抑えている。

また、いずれのタイプの冷蔵庫であっても、圧縮機と凝縮器とは高温になるため、圧縮機と凝縮器とは、大気に暴露され空気によって冷却されている。

特開２００３−４２６３６号公報

ところが、従来の冷蔵庫のように、圧縮機と凝縮器とを空気で冷却する場合、冷蔵庫を長年使用することによりこれらの表面にほこりが付着する。特に、凝縮器にほこりが溜まった場合、ほこりによって凝縮器が保温され、思うように冷媒を冷却することができず、冷却サイクルの能力が低下する傾向にある。また、冷蔵室と冷凍室とが左右方向に並べて配置されるタイプの冷蔵庫は、比較的大型であるため、容易に移動させることができず、冷蔵庫の下部背方に配置される凝縮器や圧縮機に付着したほこりを除去することも困難であるため、冷却サイクルの能力の低下を回復させることも困難であった。

そこで、本願発明の発明者らは、金属製の外箱を放熱板として利用することで、冷却サイクルの能力の低下を補完することができることを見いだし、この点について別途出願手続きを進めている。

そしてさらに、本願発明者は、外箱を放熱板として利用した場合に適した、冷却サイクルユニットを見いだすに至った。

本願発明は上記知見に基づきなされたものであり、冷蔵室と冷凍室とが左右方向に並べて配置されるタイプの冷蔵庫において、冷却サイクルの能力の低下を抑制しつつ冷却サイクルのエネルギー効率を上げて省エネルギーに寄与することのできる冷蔵庫の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本願発明にかかる冷蔵庫は、前面に開口部を有し冷蔵室を形成する第一箱体と、前面に開口部を有し冷凍室を形成する第二箱体と、左右方向に隣接して配置される前記第一箱体と前記第二箱体とを覆う金属製の外箱とを備える冷蔵庫であって、前記第二箱体の下方に配置される圧縮機と、前記圧縮機と接続され、前記第一箱体の下方に配置され、空気と直接熱交換をする第一凝縮器と、前記第一凝縮器と接続され、前記第一箱体と前記外箱との間に配置されて前記外箱を介して空気と熱交換する第二凝縮器と、前記第二凝縮器と接続され、冷媒を蒸発させる蒸発器とを備える。

これにより、第一凝縮器の近傍に第二凝縮器を配置することができ、第一凝縮器と第二凝縮器とを結ぶ管を短くすることが可能となる。従って、無駄な冷媒の流通を回避して冷却サイクルのエネルギー効率を向上させることが可能となる。

さらに、前記圧縮機と前記第一凝縮器との間に配置され、前記圧縮機と前記第一凝縮器とを冷却する空気流を発生させる送風機を備えることが好ましい。

これによって、第一凝縮器や圧縮機が配置される空間の空気を流すことができ冷却効果を高めることができる。従って、冷凍室の下方に圧縮機があっても、圧縮機の熱が冷凍室に及ぼす影響を低下させることができ、冷蔵庫全体のエネルギー効率を向上させることが可能となる。

前記蒸発器は、前記第二凝縮器と接続され、前記第一箱体の背部に配置される第一蒸発器と、前記第一蒸発器と直列に接続され、前記第二箱体の背部に配置される第二蒸発器とを備え、当該冷蔵庫はさらに、前記第一蒸発器を介さず、前記第二凝縮器と前記第二蒸発器とを接続するバイパス管と、前記第二凝縮器から前記第一蒸発器に冷媒を供給するか前記第二凝縮器から直接第二蒸発器に冷媒を供給するかを選択する切替弁とを備えることが好ましい。

これにより、第二蒸発器を稼働させた状態において第一蒸発器の稼働と停止とを切り替えることが可能となる。従って、比較的低温を要求される冷却室を冷却するために長時間稼働する第二蒸発器に引きずられて第一蒸発器を稼働させる必要が無くなり、冷媒を効率よく活用して高いエネルギー効率を獲得することが可能となる。

また、前記切替弁は、前記送風機に対し第一凝縮器が配置されている側に配置されることが好ましい。

これによれば、切替弁が比較的温度が低い第一凝縮器の領域に存在するため、冷却サイクルの能力に悪影響を及ぼしにくい。なお、切替弁は、メンテナンスなどをする必要が有るため、大気に暴露させておくことが適しており、切替弁は、第一凝縮器が存在する領域に配置することが適している。

さらに、水道と接続され水道水の当該冷蔵庫への供給と水道水の遮断とを選択するバルブを有する水冷却装置を備え、前記バルブは、前記送風機に対し第一凝縮器が配置されている側に配置されることが好ましい。

これにより、水道水を冷蔵庫内方に引き込み当該水道水を冷却して供給する水冷却装置の水の流れを制御するバルブが比較的温度が低い第一凝縮器の領域に存在するため、水の冷却能力の低下を抑制することが可能となる。なお、バルブは、メンテナンスなどをする必要が有るため、大気に暴露させておくことが適しており、バルブは、第一凝縮器が存在する領域に配置することが適している。

また、前記送風機が発生させる空気流の向きは、前記第二凝縮器から前記圧縮機に向かう方向であることが好ましい。

これによれば、低温側から高温側へ空気の流れを作ることができ、第一凝縮器や圧縮機の冷却効率を向上させることが可能となる。また、切替弁やバルブに対し圧縮機の熱が伝わることを抑制し、冷却サイクルの能力や水の冷却能力の低下を回避することが可能となる。

さらに、冷却サイクルにより発生する除霜水を貯留し、蒸発させる蒸発皿であって、前記第二箱体と前記圧縮機との間に配置され、前記圧縮機の上面から側面にわたって接触する凹部を備える蒸発皿を備えることが好ましい。

これによれば、比較的高温となる圧縮機と第二箱体との間に蒸発皿という部材を介在配置することができ、圧縮機の熱による第二箱体内の影響を低減することが可能となる。しかも、蒸発皿は、蒸発器の表面で発生するような除霜水を気化させる皿であり、気化熱により圧縮機の熱を奪って第二箱体内への影響を低減することが可能となる。

さらに、前記圧縮機と前記第一凝縮器との間に配置され、前記圧縮機と前記第一凝縮器とを冷却する空気流を発生させる送風機を備え、前記蒸発皿は、前記圧縮機の上方に流れる空気流を前記圧縮機に案内する傾斜部を備えることが好ましい。

これにより、送風機による圧縮機の冷却効率を向上させることができ、第二箱体内への影響を低減できると共に、冷却サイクルのエネルギー効率を向上させることが可能となる。

前記蒸発器は、前記第二凝縮器と接続され、前記第一箱体の背部に配置される第一蒸発器と、前記第一蒸発器と接続され、前記第二箱体の背部に配置される第二蒸発器とを備え、当該冷蔵庫はさらに、前記第一蒸発器から発生する除霜水を前記蒸発皿にまで案内する案内水路を備えることが好ましい。

これにより、より多くの水を蒸発皿に集中させることができ、水の気化量が増加して気化によって圧縮機から奪う熱の量を増加させることが可能となる。

また、前記圧縮機の高さは、前記第一凝縮器の高さよりも低い方が好ましい。

これによれば、圧縮機と第二箱体との距離が広くなり、第二箱体内へ伝わる圧縮機の熱を低減させることが可能となる。また、当該圧縮機と第二箱体との間の空間に容易に蒸発皿を配置することができ、案内水路の配置なども容易に行うことが可能となる。

本願発明によれば、冷蔵庫としての能力の維持、向上を図りながら、省エネルギーに寄与しうる冷蔵庫を提供することが可能となる。

図１は、冷蔵庫の外観を示す斜視図である。 図２は、第三扉と第四扉とが開けられた冷蔵庫の外観を示す斜視図である。 図３は、第一扉と第二扉とが開けられた冷蔵庫の外観を示す斜視図である。 図４は、第一扉と第二扉とが省略された冷蔵庫の外観を示す斜視図である。 図５は、冷却サイクルユニットを模式的に示す図である。 図６は、冷却サイクルユニットの構成機器を冷蔵庫に取り付けられた状態で模式的に示す斜視図である。 図７は、冷蔵庫の下部背方を冷蔵庫の背方から示す斜視図である。 図８は、蒸発皿を示す斜視図である。 図９は、圧縮機への蒸発皿の取り付け状態を断面で示す斜視図である。 図１０は、冷蔵庫の背方から一部を透視した状態で下部背方を示す斜視図である。

次に、本願発明に係る冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（実施の形態１）
図１は、冷蔵庫の外観を示す斜視図である。

図２は、第三扉と第四扉とが開けられた冷蔵庫の外観を示す斜視図である。

冷蔵庫１００は、内方に貯蔵する貯蔵品を冷蔵、または、冷凍して保管する装置であり、箱本体１５０と、第一扉１１１と、第二扉１２１と、第三扉１１２と、貫通孔１１３と、第四扉１２２とを備えている。また、冷蔵庫１００は、高さ、幅、奥行きの内、高さが最も長い矩形の箱体である。

第一扉１１１は、箱本体１５０に向かって右側の開口部分を開閉自在に塞ぐ扉である。本実施の形態の場合、第一扉１１１は、箱本体１５０の右側の壁の前方に上下方向に延びる回動軸を中心として回動するように、ヒンジ（図示せず）によって箱本体１５０に取り付けられている。また、第一扉１１１は、上下方向に長い長方形であり、冷蔵庫１００の上部から下部にわたって配置され、第一扉１１１の右端縁部に前記回動軸が通っている。

第二扉１２１は、箱本体１５０に向かって左側の開口部分を開閉自在に塞ぐ扉である。本実施の形態の場合、第二扉１２１は、箱本体１５０の左側の壁の前方に上下方向に延びる回動軸を中心として回動するように、ヒンジ（図示せず）によって箱本体１５０に取り付けられている。また、第二扉１２１は、上下方向に長い長方形であり、冷蔵庫１００の上部から下部にわたって配置され、第二扉１２１の左端縁部に前記回動軸が通っている。

貫通孔１１３は、第一扉１１１を厚さ方向に貫通する孔である。貫通孔１１３は、第一扉１１１を開けることなく、第一扉１１１の後方に貯蔵されている貯蔵物を取り出し、また、第一扉１１１の後方に貯蔵するために貯蔵物を差し入れるための孔である。

第三扉１１２は、貫通孔１１３を開閉自在に塞ぐ扉である。本実施の形態の場合、第三扉１１２は、貫通孔１１３の下端縁に左右方向に延びる回動軸を中心として回動するように、ヒンジ（図示せず）によって第一扉１１１に取り付けられている。また、第三扉１１２は、前方から見た場合ほぼ正方形であり（角は丸められている）、第三扉１１２の下端縁部に前記回動軸が通っている。

第四扉１２２は、水道と接続され冷蔵庫１００の内方へ供給される水道水を冷蔵庫１００が備える冷却サイクルユニット１１０によって冷却する水冷却装置１１４の供給口１２３を開閉自在に塞ぐ扉である。

図３は、第一扉と第二扉とが開けられた冷蔵庫の外観を示す斜視図である。

図４は、第一扉と第二扉とが省略された冷蔵庫の外観を示す斜視図である。

なお、図３には、冷蔵庫１００に貯蔵される貯蔵品Ａも記載されている。

これらの図に示すように、冷蔵庫１００は、第一箱体１５１と、第二箱体１５２と、外箱１５６とを備えている。

第一箱体１５１は、前面に開口部を有し冷蔵室を形成する上下方向に長い断熱性能を備えた箱体である。本実施の形態の場合、第一箱体１５１は、冷蔵庫１００の上下方向全体にわたり冷蔵庫１００の右側に配置されている。なお、冷蔵室とは、０℃以上の温度帯に庫内温度を維持する部屋で、特に野菜など高湿保存する場合は、冷蔵室内に引出しケースを構成して冷蔵室内を循環する冷気が直接野菜に当たらないように区画した部屋を内部に設けて保管する部屋である。

第二箱体１５２は、前面に開口部を有し冷凍室を形成する上下方向に長い断熱性能を備えた箱体である。本実施の形態の場合、第二箱体１５２は、冷蔵庫１００の上下方向全体にわたり冷蔵庫の左側に配置されている。なお、冷凍室とは、マイナス１８℃前後の冷蔵室の温度よりも低い室温を維持し、冷凍食品などの貯蔵品を保管する部屋である。

外箱１５６は、左右方向に隣接して配置される第一箱体１５１と第二箱体１５２とを覆う金属板である。

ここで、本実施の形態における箱本体１５０は、次のようにして製造される。すなわち、区画壁１５３で隔てる冷蔵室と冷凍室とが内箱１５７によってそれぞれ独立に樹脂による一体成型で製造される。内箱１５７の外側に内箱１５７と所定の間隔を隔てて内箱１５７を覆うように外箱を配置する。前記区画壁１５３の内部も、外箱１５６と内箱１５７との間にある隙間と連通する隙間が設けられている。外箱１５６と内箱１５７との間に設けられた隙間や区画壁１５３の隙間に、例えば硬質ウレタンフォームなどを充填発泡させて断熱材とする。以上により箱本体１５０が製造される。

従って、本実施の形態においては、第一箱体１５１と第二箱体１５２とが隣接する壁は不可分一体となっており、第一箱体１５１と第二箱体１５２とが区画壁１５３を壁部として共有するものとなっている。

次に、冷蔵庫１００に設けられる冷却サイクルユニット、及び、その他の要素について説明する。

図５は、冷却サイクルユニットを模式的に示す図である。

図６は、冷却サイクルユニットの構成機器を冷蔵庫に取り付けられた状態で模式的に示す斜視図である。

図７は、冷蔵庫の下部背方を冷蔵庫の背方から示す斜視図である。

冷却サイクルユニット１１０は、凝縮器１０２で熱を放出し、蒸発器１０３で熱を吸収することで、一方の空間から他方の空間へ強制的に熱を移動させる機能を有するものであり、蒸発器１０３が冷蔵庫１００の内方を冷やす位置に配置され、凝縮器１０２が冷蔵庫１００の外方の機械室に配置されることで、冷蔵庫１００の内方を冷却することが可能となっている。これらの図に示すように、冷蔵庫１００が採用する冷却サイクルユニットは、圧縮機１０１（Compressor）と、凝縮器１０２（Condenser）と、蒸発器１０３（Evaporator）とを備える装置であり、冷媒の経路となる冷媒戻り配管１０４で前記機器を環状に接続し、冷媒を循環させることで冷却サイクルを実現している。本実施の形態の場合、冷蔵庫１００はさらに、バイパス管１０５を備え、機械室１２０には切替弁１０６と、バルブ１０７と、蒸発皿１４０と、送風機１４１とを備えている。

圧縮機１０１は、冷媒戻り配管１０４内に流通する気体状の冷媒を圧縮し、冷媒の圧力を高める装置である。圧縮機１０１は、冷蔵庫１００の下部背方に存在する機械室１２０の内部に配置されており、冷凍室である第二箱体１５２の下方に配置されている。圧縮機１０１は、インシュレータ１１５を解して機械室１２０に取り付けられており、圧縮機１０１の振動が冷蔵庫１００に伝わりにくい状態で取り付けられている。なお、本実施の形態の場合、インシュレータ１１５を考慮しても、圧縮機１０１の上面は、第一凝縮器１２４の上面よりも低い位置にある。

凝縮器１０２は、圧力が高められた気体状の冷媒の熱を大気中に放熱して冷媒を冷やし、冷媒を圧力の高い液体状の冷媒にする装置である。本実施の形態の場合、凝縮器１０２は、第一凝縮器１２４と、第二凝縮器１２５と、第三凝縮器１２６とで構成されている。

第一凝縮器１２４は、空気と直接熱交換をする主凝縮器である。第一凝縮器１２４は、冷蔵室である第一箱体１５１の下方に配置され、空気に暴露した状態で冷蔵庫１００の背方下部に存在する機械室１２０の内部に配置されている。実施の形態では、主凝縮器は配管にアルミなどの良熱伝導性材料にて形成された薄板の放熱フィンをらせん状に巻きつけたスパイラルフィンコイル仕様であり、配管を複数回蛇行して折り曲げて構成している。

第二凝縮器１２５は、第一箱体１５１の外側の側壁と外箱１５６との間で、外箱１５６裏面に密着させて蛇行状態で配置されており、金属製の外箱１５６を介して空気と熱交換する補助凝縮器である。なお、第二凝縮器１２５と第一箱体１５１の内方との間には断熱材があるため、第二凝縮器１２５から発生する熱は、第一箱体１５１の内方に影響しにくいものとなっている。また、第一箱体１５１の内方は比較的温度の高い冷蔵室であるため、第二凝縮器１２５と第一箱体１５１内方との熱勾配が低く、熱が伝わりにくいものとなっている。

第三凝縮器１２６は、第二箱体１５２の開口部の周縁に配置される補助凝縮器であり、放熱によって冷媒を冷やすと共に第二箱体１５２の開口部の周縁を昇温して結露を防止する機能も併せ持っている。

以上のように凝縮器１０２を構成すると、ほこりなどが堆積することによって大気中に暴露している第一凝縮器１２４の能力が低下した場合でも、第二凝縮器１２５が凝縮器１０２としての能力を補完するため、冷却サイクルユニット１１０の能力を確保するためにメンテナンスを必要とすることなく長期にわたって維持することが可能となる。

また、冷凍室の開口部の結露を防止することができるため、着霜による第二扉１２１の密閉性の低下を防止することができ、冷蔵庫１００のエネルギー効率を向上、または、維持することが可能となる。

蒸発器１０３は、内部で冷媒を蒸発させ周りに存在する空気などが有する熱を吸収する装置である。本実施の形態の場合、蒸発器１０３は、接続管１０８で直列に接続される第一蒸発器１３１と第二蒸発器１３２とで構成されている。接続管１０８は第一箱体１５１の背面と第二箱体１５２の背面を貫通して断熱材内を通り、蒸発器は接続管１０８の両端部に接続している。

第一蒸発器１３１は、第三凝縮器１２６と直列に接続され第一箱体１５１の背部に設けられる蒸発器であり、第一箱体１５１の内方を冷却する役割を担っている。なお、冷蔵室高さと冷凍室高さが同じサイドバイサイド型冷蔵庫では、冷凍室を万遍なく約マイナス１８℃に冷却するために冷凍室内の高さ方向に第二蒸発器１３２を配置するのに対して、冷蔵室を約０〜６℃程度に冷凍室と比較して高温に冷却する第一蒸発器１３１は、第二蒸発器１３２と比較して、冷蔵室内の高さ方向に高く配置せず、冷蔵室の奥行き方向の庫内容積を大きく確保するために、第二蒸発器１３２よりは小型となっている。

第二蒸発器１３２は、第一蒸発器１３１と直列に接続され、第二箱体１５２の背部に設けられる蒸発器であり、第二箱体１５２の内方を冷却する役割を担っている。なお、第二蒸発器１３２は、冷凍室を冷却するものであるため、第一蒸発器１３１よりは大型となっている。

本実施の形態の場合、第一蒸発器１３１、第二蒸発器１３２ともに、フィンアンドチューブ式の熱交換機が用いられているが、本願発明はこれに限定されるわけではなく、コルゲートフィンと扁平管とが採用される熱交換機など任意の熱交換機を適用することができる。

第一蒸発器１３１と第二蒸発器１３２ともに配管は複数回蛇行して折り曲げられ、蒸発器の上部に冷媒流入の入口と出口が配置されるように構成されている。

以上のように、第一箱体１５１（冷蔵室）を冷却するための第一蒸発器１３１と、第二箱体１５２（冷凍室）を冷却するための第二蒸発器１３２とを別体として備えることで、それぞれの設定温度帯に適した冷却を行うことが可能となる。

特に、本実施の形態のような縦に長い冷凍室を備える場合、冷凍室の上下方向の温度差を少なくするためには、十分な冷却能力を備えた蒸発器を備える必要がある。しかし、このような蒸発器が冷蔵室の背部にあると、冷蔵室が過度に冷却されるおそれがあり、冷蔵室と蒸発器とを十分に断熱する必要がある。この場合断熱材により冷蔵室の容量が圧迫される。そこで、本願発明のように、第一箱体１５１（冷蔵室）の背部に冷蔵室の冷却に適した第一蒸発器１３１を設け、第二箱体１５２（冷凍室）の背部に冷凍室を均一に冷却するのに適した第二蒸発器１３２を設けることで、冷蔵室の容量アップを図ることが可能となる。

送風機１４１は、空気の流れを作ることのできる装置であり、本実施の形態の場合、軸流ファンが採用されている。また、送風機１４１は、機械室１２０の内部であって第一凝縮器１２４と圧縮機１０１との間に起立上に配置されている。送風機１４１は、第一凝縮器１２４から圧縮機１０１に向かう空気の流れを作ることができる向きに配置されている。

これにより、空気が第一凝縮器１２４から圧縮機１０１に向かい、つまり、低温側から高温側に向かって流れるため、圧縮機１０１の熱が、第一凝縮器１２４や切替弁１０６やバルブ１０７に与える影響を可及的に低減することが可能となる。また、軸流ファンは厚さを薄くすることができるため、機械室１２０の狭いスペース内にも納めることが可能である。

切替弁１０６は、第三凝縮器１２６から第一蒸発器１３１に冷媒を供給するか、第三凝縮器１２６から直接第二蒸発器１３２に冷媒を供給するかを選択する三方弁であり、圧縮機１０１や凝縮器１０２と同じ空間に配置している。

切替弁１０６は、冷蔵庫１００の組立やメンテナンスなどのために機械室１２０の内部に配置されている。本実施の形態の場合、切替弁１０６は、送風機１４１が創出する空気の流れに対し第一凝縮器１２４よりも上流に配置されている。つまり、切替弁１０６の上流には熱を放出する機器が存在せず、機械室１２０中でも最も低温と考えられる位置に切替弁１０６は取り付けられている。

これは、第一蒸発器１３１または第二蒸発器１３２に流入する直前の冷媒の流路を切替弁１０６が切り替えるためであり、第一凝縮器１２４や圧縮機１０１の熱の影響を受けにくいため、冷却サイクルユニット１１０の能力の低減を抑止しつつ、冷蔵庫１００の組立やメンテナンスの容易性を確保することが可能となっている。

切替弁１０６の下流側には第一蒸発器１３１に接続される第一毛細管１６０と第二蒸発器１３２に接続される第二毛細管１６１とが切り替え可能に接続されている。

バルブ１０７は、水道と接続され水道水の冷蔵庫１００への供給と水道水の遮断とを選択する弁である。バルブ１０７は、冷蔵庫１００の組立やメンテナンスなどのために機械室１２０の内部に配置されている。本実施の形態の場合、バルブ１０７は、送風機１４１が創出する空気の流れに対し第一凝縮器１２４よりも上流に配置されている。つまり、バルブ１０７の上流には熱を放出する機器が存在せず、機械室１２０中でも最も低温と考えられる位置にバルブ１０７は取り付けられている。

バルブ１０７は、水冷却装置１１４を構成する装置である。ここで、水冷却装置１１４は、水道管１１６と接続される装置であり、第一蒸発器１３１で冷却された水道水を供給口１２３が供給したり、自動製氷器（図示せず）に水を供給するための装置である。

バイパス管１０５は、切替弁１０６と第二毛細管１６１との間に接続され、第三凝縮器１２６と第二蒸発器１３２とを切替弁１０６を介して直接接続する管である。ここで、直接接続とは、冷媒を第一蒸発器１３１を経て第二蒸発器１３２に導入するのではなく、切替弁１０６から第一蒸発器１３１を迂回して直接第二蒸発器１３２に冷媒を導入することを示す。

切替弁１０６と第二毛細管１６１との間に管を繋ぐバイパス管１０５を設けたが、切替弁１０６に直接第二毛細管１６１を接続してもよい。

冷蔵庫１００の冷却サイクルユニット１１０に採用される冷媒は、特に限定されるものではないが、例えば、炭化水素系の冷媒を例示することができる。

ここで、炭化水素系の冷媒とは、例えばプロパンやイソブタンである。これらはハイドロクロロフルオロカーボンやハイドロフルオロカーボンに比べて地球温暖化への影響が極めて少ないため好ましい。

以上のように、冷蔵室を冷却する第一蒸発器１３１の下流に冷凍室を冷却する第二蒸発器１３２を直列に接続し、さらに切替弁１０６によって冷媒流路を切替えて下流側の第二蒸発器１３２のみに冷媒を流せる冷却サイクルを構成することで、冷蔵室と冷凍室とが設定温度に冷却されていない場合は、両方の蒸発器に冷媒が流れるように切替弁１０６を切替えて冷却サイクルを制御し、冷蔵室が設定温度に達した場合は、冷蔵室を冷却する第一蒸発器１３１に冷媒が流れないように切替弁１０６を切替えて冷凍室のみを冷却する第二蒸発器１３２のみに冷媒が流れる冷却サイクルを制御することが可能となる。

そして冷凍室も設定温度に達すれば圧縮機１０１の運転を停止する。これにより、第二蒸発器１３２への冷媒の導入を維持しながら、第一蒸発器１３１への冷媒の導入を選択することが可能となる。これにより、上下方向に長い第二箱体１５２（冷凍室）に温度ムラが発生しないように連続して第二蒸発器１３２を長時間稼働させた場合でも、第一箱体１５１（冷蔵室）に適した制御を第一蒸発器１３１に対して行うことが可能となる。

また、第一蒸発器１３１と第二蒸発器１３２とを左右方向に配置することができるため、第一蒸発器１３１と第二蒸発器１３２とを接続する接続管１０８の長さを短くすることができるので、切替弁１０６によって第一蒸発器１３１と第二蒸発器１３２の両方の蒸発器に冷媒を導入する場合、接続管１０８での冷却損失を低減することができ、第二蒸発器１３２の冷却効率を高めることが可能となり、可燃性冷媒の冷媒量を低減でき防爆性を向上できる。

また、第一蒸発器１３１を冷蔵室の下方に配置することで、第一蒸発器１３１と圧縮機を配置する機械室との距離が近くなり、万一、可燃性冷媒が第一蒸発器１３１の近傍から漏れた場合でも、可燃性冷媒は空気よりも比重が大きいので下方へ溜まり、さらに第一蒸発器１３１の除霜水を排水する排水管を通して圧縮機１０１を配置する機械室へ容易に導入することができ、機械室から庫外へ開放することができるので漏れた可燃性冷媒が庫内に滞留して濃度を高めるのを低減することができ防爆性を高めることができる。

第二蒸発器１３２から可燃性冷媒が漏れた場合も、上記と同様に、排水管を通して機械室内へ漏洩冷媒を排出することができ、庫内に漏洩冷媒が滞留するのを防止することができ防爆性を向上できる。

上記のように第一蒸発器１３１と第二蒸発器１３２をそれぞれ冷蔵室と冷凍室の下方に配置することで、両方の蒸発器１０３の下端部の高さが大体揃うように配置して機械室を通じて庫内から庫外への排出性を高めたが、第二蒸発器１３２より背の低い第一蒸発器１３１の位置を上方へ上げ、両方の蒸発器１０３の上端部の高さが大体揃うように配置してもよい。

これによって第一蒸発器１３１の冷媒出口部と第二蒸発器１３２の冷媒入口部とを接続する接続管１０８は第一蒸発器１３１と第二蒸発器１３２との間をほぼ水平に配管することができ、接続管１０８の配管距離を最短にすることができ、切替弁１０６を切替えて第一蒸発器１３１と第二蒸発器１３２に冷媒を流す場合、接続管１０８での冷却損失をさらに低減することができ、また可燃性冷媒の冷媒量をさらに低減することができる。

以上の構成の冷蔵庫１００を採用することにより、全体のエネルギー効率を高めることができ、省エネルギーに寄与することが可能となる。

図８は、蒸発皿を示す斜視図である。

図９は、圧縮機への蒸発皿の取り付け状態を断面で示す斜視図である。

蒸発皿１４０は、冷却サイクルユニット１１０（特に第一蒸発器１３１、第二蒸発器１３２）から集めた除霜水（結露水）を貯留し、蒸発させる容器であり、上方が開口した矩形の箱体である。蒸発皿１４０は、第二箱体１５２と圧縮機１０１との間に配置され、圧縮機１０１の上面から側面にわたって接触する凹部１４３を備える。また、蒸発皿１４０は、圧縮機１０１の上方に流れる空気流を圧縮機１０１に案内する傾斜部１４５を備えている。さらに、傾斜部１４５の中間部には、空気流を蒸発皿１４０の内方に導入し、蒸発皿１４０内の除霜水の蒸発を促進させるための導入孔１４７が設けられている。

これにより、蒸発皿１４０の傾斜部１４５によって、送風機１４１で作られた空気の流れの多くが圧縮機１０１の表面と接触し、圧縮機１０１を効率的に冷却することが可能となる。

図１０は、冷蔵庫の背方から一部を透視した状態で下部背方を示す斜視図である。

同図に示すように、冷蔵庫１００の内部には、第一蒸発器１３１から発生する除霜水を蒸発皿１４０にまで案内する管体である案内水路１３３が設けられている。また、第二蒸発器１３２から発生する除霜水を蒸発皿１４０にまで案内する管体である第二案内水路１３４も設けられている。

これにより、第一蒸発器１３１や第二蒸発器１３２に取り付けられたヒーターにより蒸発器１０３に付着した霜を融かす除霜プロセスで発生する除霜水などが案内水路１３３や第二案内水路１３４を通過し、蒸発皿１４０の内方に除霜水を集中させることが可能となる。

以上の冷蔵庫１００によれば、冷却サイクルユニット１１０は、冷凍室を形成する第二箱体１５２の下方に圧縮機１０１が配置され、冷蔵室を形成する第一箱体１５１の下方に第一凝縮器１２４が配置され、第一箱体１５１の外側の側壁に第二凝縮器１２５が配置される。従って、これらを結ぶ配管を短くすることができるため冷却サイクルユニット１１０のエネルギー効率を向上させることが可能となる。また、冷蔵庫１００組立時においても配管が素直であるため、容易に組み立てることが可能となる。

また、機械室１２０に配置される第一凝縮器１２４よりも圧縮機１０１の高さが低いため、第二箱体１５２の容積を犠牲にすることなく第二箱体１５２と圧縮機１０１との間を十分に拡げることが可能となる。従って、圧縮機１０１から発せられる熱の第二箱体１５２への影響を抑えることが可能となる。さらに、第二箱体１５２と圧縮機１０１との間に空間が有るため、当該空間に蒸発皿１４０を配置することができる。これにより、圧縮機１０１の熱の影響をさらに抑えることが可能となる。

本願発明は、家庭用や業務用の冷蔵庫に利用可能であり、冷蔵室と冷凍室とが左右方向に隣接して配置される冷蔵庫に利用可能である。

１００ 冷蔵庫
１０１ 圧縮機
１０２ 凝縮器
１０３ 蒸発器
１０４ 冷媒戻り配管
１０５ バイパス管
１０６ 切替弁
１０７ バルブ
１０８ 接続管
１１０ 冷却サイクルユニット
１１１ 第一扉
１１２ 第三扉
１１３ 貫通孔
１１４ 水冷却装置
１１５ インシュレータ
１１６ 水道管
１２０ 機械室
１２１ 第二扉
１２２ 第四扉
１２３ 供給口
１２４ 第一凝縮器
１２５ 第二凝縮器
１２６ 第三凝縮器
１３１ 第一蒸発器
１３２ 第二蒸発器
１３３ 案内水路
１３４ 第二案内水路
１４０ 蒸発皿
１４１ 送風機
１４３ 凹部
１４５ 傾斜部
１４７ 導入孔
１５０ 箱本体
１５１ 第一箱体
１５２ 第二箱体
１５３ 区画壁
１５６ 外箱
１５７ 内箱
１６０ 第一毛細管
１６１ 第二毛細管

Claims (2)

1. 前面に開口部を有し冷蔵室を形成する第一箱体と、前面に開口部を有し冷凍室を形成する第二箱体と、左右方向に隣接して配置される前記第一箱体と前記第二箱体とを覆う金属製の外箱とを備える冷蔵庫であって、
   前記第二箱体の下方に配置される圧縮機と、
   前記圧縮機と接続され、前記第一箱体の下方に配置され、空気と直接熱交換をする第一凝縮器と、
   前記第一凝縮器と接続され、前記第一箱体と前記外箱との間に配置されて前記外箱を介して空気と熱交換する第二凝縮器と、
   前記第二凝縮器と接続され、冷媒を蒸発させる蒸発器と、
   前記蒸発器により発生する除霜水を貯留し、蒸発させる蒸発皿であって、前記第二箱体と前記圧縮機との間に配置され、前記圧縮機の上面から側面にわたって接触する凹部を備える蒸発皿と、
   前記圧縮機と前記第一凝縮器との間に配置され、前記第一凝縮器から前記圧縮機に向かう空気流を発生させる送風機とを備え、
   前記蒸発皿は、前記圧縮機の上方に流れる空気流を前記圧縮機に案内する傾斜部と、
   前記傾斜部の中間部に設けられ、前記空気流を前記蒸発皿の内方に導入し、前記蒸発皿内の除霜水の蒸発を促進させる導入孔とを備える
   冷蔵庫。
2. 前記蒸発器は、
   前記第二凝縮器と接続され、前記第一箱体の背部に配置される第一蒸発器と、
   前記第一蒸発器と接続され、前記第二箱体の背部に配置される第二蒸発器とを備え、
   当該冷蔵庫はさらに、
   前記第一蒸発器から発生する除霜水を前記蒸発皿にまで案内する案内水路
   を備える請求項１に記載の冷蔵庫。

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