JP2006343047A

JP2006343047A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2006343047A
Application number: JP2005170140A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Uchida; 佳秀内田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-09
Also published as: JP4473788B2; CN100516726C; CN1877232A

Abstract

【課題】冷媒圧縮機や放熱ファン、および凝縮器などの機械室内における配置関係や構造を改良することにより、機械室内の放熱効率を向上するとともに各要素部品をコンパクトに設置して機械室スペースを縮小し、その分庫内の収納容積を拡大することができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵庫本体１の背面下部に形成された機械室15と、この機械室内の幅方向の一方に寄せて設置された冷媒圧縮機12と、前記機械室の幅方向の他方側の背面壁に沿って配置した凝縮器13と、この凝縮器に対向して軸流が本体の前後方向になるように配置した放熱ファン18とからなり、前記放熱ファンは本体底部から吸引した空気を前記凝縮器と圧縮機に分流して送風するようにしたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷媒圧縮機や凝縮器などの配置構成を改良して機械室をコンパクト化した冷蔵庫に関する。

近年、一般の家庭用冷蔵庫の大形化は著しく、台所スペースの関係からも外形サイズは限界の状態である。そのため、さらに収納容積を拡大するための施策としては、真空断熱パネルなど断熱性能の高い材料によって断熱厚さを低減し、その分庫内容積を拡大したり、庫内外の部品レイアウトを改良してデッドスペースを低減するなど種々の方策が検討されている。

本件特許出願人においても、図８や図９に示すように、冷蔵庫本体（51）の背面下部に形成した機械室（55）内の幅方向の一方に冷媒圧縮機（52）を寄せて設置し、貯蔵室内を冷却する冷却器（59）を前記圧縮機（52）上方の庫内側で、且つ圧縮機とは幅方向の反対側に配置するとともに、凝縮器（53）を平板状にして本体の底面部に設置し、さらに、冷蔵庫の制御電源基板（57）を機械室（55）内の幅方向における圧縮機の他方の幅広空間に配置して冷却器（59）と圧縮機（52）、凝縮器（53）および制御電源基板（57）の配置関係や構造を変更することにより、冷却器（59）の熱的ロスを低減し、断熱効率を向上するとともに機械室（55）や凝縮器（53）の放熱効率を高めて省電力効果を得ることができる冷蔵庫を出願している（特許文献１参照）。
特開２００５−９８５５９公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、凝縮器（53）は冷蔵庫本体（51）の底面部に設置されているとともに放熱ファン（58）に対しては上流側に配置されていることから、凝縮器（53）を流通する空気流は吸い込み流のため風力が弱く放熱効率は低いものであった。したがって、所定の放熱量を得るためには凝縮器自体の容量を大きくする必要があり、占有スペースが大きくなるとともに部品コストが高くなる欠点があった。

また、放熱面積を拡大すべく平板状の凝縮器（53）を本体底面に配置した場合は、放熱ファン（58）に対する幅面積が大きいため、送風による熱交換しない部分が凝縮器（53）に生じることになり、さらに熱交換が不充分なことから該部分の雰囲気温度が高くなり、庫内への断熱性能が低下するという新たな問題があった。

一方、放熱ファン（58）は、機械室（55）内において、本体の幅方向に軸流となるように圧縮機（52）に隣接して設置されているため、放熱ファン（58）およびファンケーシング（60）の奥行きや高さ寸法が大きいことから機械室スペースの縮小に繋がらず、庫内の有効容積拡大への貢献度は低いものであった。

また、他の従来例としては、凝縮器を圧縮機や放熱ファンとともに機械室内に収納する構成が存在するが、この場合は、スペース上の制約から蒸発皿を圧縮機の上部などに設置しなければならないので機械室の高さ寸法が高くなり、依然として、機械室スペースの縮小には繋がらなかった。

本発明は上記点を考慮してなされたものであり、冷媒圧縮機や放熱ファン、および凝縮器などの機械室内における配置関係や構造を改良することにより、機械室内の放熱効率を向上するとともに各要素部品をコンパクトに設置して機械室スペースを縮小し、その分庫内の収納容積を拡大することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫本体の背面下部に形成された機械室と、この機械室内の幅方向の一方に寄せて設置された冷媒圧縮機と、前記機械室の幅方向の他方側の背面壁に沿って配置した凝縮器と、この凝縮器に対向して軸流が本体の前後方向になるように配置した放熱ファンとからなり、前記放熱ファンは本体底部から吸引した空気を前記凝縮器と圧縮機に分流して送風するようにしたことを特徴とするものである。

上記要素部品の効率的配置構成によって、機械室スペースのコンパクト化とともに圧縮機や凝縮器の放熱効率を向上することができ、外形サイズに対する庫内収納容積を拡大して容積効率の高い冷蔵庫を得ることができる。

以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１に縦断面図、図２に背部からの機械室部分の斜視図を示す冷蔵庫本体（１）は、外箱（２）の内面に断熱壁（３）を介して設けた内箱（４）により貯蔵空間を形成し、仕切壁により冷蔵室（５）や野菜室（６）、冷凍室（７）など複数の貯蔵室に区分している。

各貯蔵室は、冷蔵空間や冷凍空間毎に配置した冷蔵用冷却器（８）や冷凍用冷却器（９）およびファン（10）（11）によってそれぞれ所定の設定温度に冷却保持されるものであり、各冷却器（８）（９）は、圧縮機（12）や凝縮器（13）などからなる冷凍サイクルの運転によって冷媒を供給される。

冷凍サイクル中の圧縮機（12）は、冷蔵庫本体（１）の背面下部に形成した機械室（15）に設置されており、本体の幅方向に亙って設けたコンプ台（16）上にクッション体を介して取り付けられている。

凝縮器（13）は、圧縮機（12）からの高温高圧の冷媒ガスを受けて放熱させ凝縮させるものであって、凝縮器（13）からの冷媒は減圧管である毛細管を経由して各貯蔵室内の冷蔵用冷却器（８）あるいは冷凍用冷却器（９）に供給され、蒸発することで貯蔵室内を所定の空気温度に冷却するものであり、蛇行形成した冷媒管の両面に放熱フィンとしてのワイヤを溶着して平板状としたものを３層に重ね合わせ、前記機械室（15）の背部に立設させている。

しかして、機械室（15）は、図３に要部の縦断面図、図４に下方の圧縮機（12）部分の横断面図で示すように、本体の背面下部に冷凍室（７）側に突出する段部（17）を形成し、この段部（17）によって、幅方向に亙る所定の奥行きと高さ寸法を有する空間を形成するようにしており、機械室（15）空間の幅方向の一方に寄せて前記冷媒圧縮機（12）を設置し、圧縮機から他方の幅広空間側を放熱ダクトとして外気を機械室（15）内に導入する放熱ファン（18）および前記凝縮器（13）、除霜水を蒸発させる蒸発皿（19）などを設置している。

前記放熱ファン（18）は、前記段部（17）との間に若干の間隙を形成し、周縁を機械室（15）の上下面に、左右部分を前記段部（17）に当接するように設置して機械室（15）内と外部とを区画したファンケーシング（20）のベルマウスに取り付けられており、軸流が機械室（15）の前後方向となるように配置されている。

この放熱ファン（18）を取り付けたファンケーシング（20）の下端前方のコンプ台（16）には、ファンケーシング（20）幅に亙って複数の開口からなる外気の吸込み口（21）を穿設している。

放熱ファン（18）の後方には、前記３層で平板状の凝縮器（13）を対向して配置しており、凝縮器（13）はその下端を放熱ファン（18）に対向させ、上部は機械室（15）より上方まで延出して外箱後板（２ａ）に形成した凹部（22）に沿うように立設させている。

前記機械室（15）の背部は、図５の斜視図で示すように、カバー体（23）で覆われており、このカバー体（23）は前記凝縮器（13）の上端部まで覆うように配設して上端の外箱後板（２ａ）との間に開口を形成し、凝縮器（13）を立設した後板の凹部（22）とカバー体（23）で形成されるダクト（24）に連なる空気流出口Ａ（25）を形成している。

このとき、背部に立設した凝縮器（13）の幅方向の中心位置に対して放熱ファン（18）の中心位置は近傍の外箱側板側に寄せるとともに、カバー体（23）の形状によって放熱ファン（18）から吹き出された空気流が冷蔵庫本体幅のやや中心方向に向かって流れるように配置させている。

そして、前記放熱ファン（18）と凝縮器（13）の下方におけるコンプ台（16）上には、冷却器（８）（９）からの除霜水を受けて蒸発処理する蒸発皿（19）を配置している。この蒸発皿（19）は内部に前記圧縮機（12）からの吐出パイプ（26）を延設して水中に浸漬させ、高温の冷媒熱により除霜水を蒸発させるように構成するとともに、内面の背面側の底部が前部より高くなるよう段差（19ａ）を設けている。この段差（19ａ）部の近傍には、仕切堰（19ｂ）を設けて皿内部を複数の容器部に分割し、通常は背面側の浅底の容器内に除霜水を貯留して集中的に蒸発させ、除霜水が大量になった場合は、背面側から仕切堰（19ｂ）をオーバーフローさせて前部側へ流入させることで、想定される最大除霜水量に対応した貯留容量を保持している。

また、図４より上部位置の該当部分の横断面図を図６で示すように、前記凝縮器（13）に隣接する圧縮機（12）の上方に位置する後板の凹部（22）には、冷蔵庫の運転を制御する電源回路やインバータスイッチング回路、モーターコントロール回路、整流回路などを搭載したプリント配線基板（27）を外箱後板（２ａ）に沿うように配置し、その外表面をカバー体（23）で覆っている。カバー体（23）の内面側における凝縮器（13）と配線基板（27）との間には、上下に亙る仕切リブ（23ａ）を突設し、放熱ファン（18）からの空気流を左右に分流した上方への一部を前記仕切リブ（23ａ）の下端からプリント配線基板（27）部分に流入させ、これを冷却するように作用させている。

前記プリント配線基板（27）は、従来は冷蔵庫本体（１）の天井部や背面上方部に設置されており、機械室（15）に配設した電気部品と束線で接続する必要があるとともに、接続間距離が長くなるほど断熱壁（３）内などのおける束線処理が煩雑になり、作業工数が増加し束線コストも高くなる欠点があったが、上記構成によれば、前記凝縮器（13）の側部の無効空間を有効に活用できるとともに効果的な放熱ができるので、電子部品の信頼性が向上し、基板（27）上における放熱板の削減など、コスト低減や配線基板の小型化が可能になる。また、プリント配線基板（27）の配設位置は、電気部品の多い機械室（15）に近接する部位となるので、束線の長さを短くしてコストダウンすることができ、且つ、断熱壁中に配設する必要がないので製造工数を削減でき、ウレタンフォーム断熱材（３）への吸湿による劣化も防ぐことができるものである。

機械室（15）内の各部品や凝縮器（13）、プリント配線基板（27）は以上のように配置されており、前記放熱ファン（18）の回転時には、前記図３や図４の矢印で示すように、冷蔵庫前方の外気を本体の底部を介して前記吸込み口（21）から吸引し、ベルマウス部から機械室（15）内に吹き出すようにしている。

放熱ファン（18）によって機械室（15）内に吹き出された空気は、軸流に沿って後方に送流されるが、カバー体（23）に衝接して一部は、図３中の矢印にように、上方に導かれて後板の凹部（22）とカバー体（23）で形成されるダクト（24）内に流入し、ファンから直接吹き出される速い風速と低温な外気温により凝縮器（13）と熱交換してこれを冷却するものであり、図６にも示すように、カバー体（23）上端の空気流出口Ａ（25）から外部に流出する。特に、上記凝縮器（13）は、従来の放熱ファンの吸い込み側に配置した構成による風力不足と大きな表面積で熱交換ができない箇所を生じる場合と相違して、速い風速による大きな熱交換風量が得られ、凝縮器（13）自体のコンパクト化をもはかることができる。

同時に、吹き出し空気の一部はカバー体（23）に衝接することで本体幅の中心方向に分流され、圧縮機（12）と熱交換して放熱した後、カバー体（23）の側方に穿設した空気流出口Ｂ（28）から外部に流出する。この場合の空気流もファン（18）からの吹き出し空気であるため風速も速く、空気温度も従来に比し未だ熱交換していないことから低温であり冷却効果は大きいものであり、圧縮機（12）および凝縮器（13）の放熱効率を高めることができ、効果的な冷凍運転により消費電力を低減するとともに、分流された空気流の一部によりプリント配線基板（27）の冷却も効果的におこなうことができる。

このとき、放熱ファン（18）の回転軸は機械室（15）の前後方向に一致させており、従来の機械室の幅方向に沿わせた構成に対して、ファン径を含めたケーシング寸法が奥行き寸法に影響を与えることがないので放熱ファン（18）設置のための奥行き寸法を浅くすることができ、機械室（15）容積を大きく削減することができる。

また、蒸発皿（19）に対しては、圧縮機（12）と凝縮器（13）側への双方の空気がその上部を流れるものであり、前記皿内部に配設した吐出パイプ（26）の熱、および圧縮機や凝縮器による機械室（15）内の高温雰囲気と相俟って効果的に除霜水の蒸発作用をおこなうようにしている。
なお、放熱ファン（18）への外気の進入通路となるファンケーシング（20）下方の蒸発皿（19）と対向する位置には、小孔（20ａ）を穿設している。この小孔（20ａ）は、冷蔵庫本体（１）の底部から放熱ファン（18）の下流側に吹き出した空気の一部を負圧により吸い込み、放熱ファン（18）をショートサーキットさせることで蒸発皿（19）の上部に空気の流れを生じさせ、蒸発作用を促進するものである。

そしてなお、前記凝縮器（13）に対する放熱ファン（18）の回転方向を数ヶ月、あるいは１年に一度程度の任意時期に逆転させるようにすれば、凝縮パイプやワイヤフィン上に付着した埃などを吹き飛ばして清掃できるとともに、凝縮器（18）の目詰まりを解消して熱交換効率を向上することができる。

上記構成によって、機械室（15）内における圧縮機（12）、凝縮器（13）、放熱ファン（18）、蒸発皿（19）およびプリント配線基板（27）や各冷凍サイクルの配管は放熱効率を含め効果的に配置することができるため、機械室自体をコンパクト化できて従来に比し容積を縮小することができ、その分庫内の収納容積を拡大することができるものである。そしてさらに、庫内の収納容積をより拡大することができる構成を説明する。図７は、冷蔵庫本体（１）を正面からみた最下方の冷凍室（７）部分の断面図であり、本発明構成によれば、従来、平板状の凝縮器を設置するために設けていた本体の底面空間をなくすことができるため、冷蔵庫本体（１）の底面を形成する外箱底板（２ｂ）の位置を従来の凝縮器設置高さ分だけ下方に下げたものである。

具体的には、冷蔵庫本体（１）の前部を支えて床面に当接する前足（29）の両側取り付けスペースを除いて、全幅および奥行きに亙って外箱底面（２ｂ）を下方に突出させたものであり、下方への突出長Ｄは、従来の凝縮器を配設した位置までであって、床面よりは床面の凹凸や放熱ファン（18）への吸い込み空気が流通するための適当な間隙を保持するようにしている。

この外箱底面の突出部（30）に対して冷凍室（７）を形成する内箱底面（４ａ）は所定厚さの断熱壁（３ａ）を介して設けられている。したがって、二点鎖線で示す従来の内箱底面（４ａ′）位置に対しては、外箱底板（２ａ）の突出部（30）の高さ寸法分が下降することになり、下降分の容積が収納容積として増加するものである。

さらに、従来は、外箱底面の下部に高温の凝縮器を設置していたことから内箱底面との断熱厚さを大きくとる必要があったが、上記実施例では、外箱底面（２ｂ）下に高温部材が存在しないのでその分断熱厚を薄くすることも可能であり、これによれば、さらに庫内側の容積を増加することができる。

また、前記外箱底板の突出部（30）の両側には、前足（29）を取り付ける凹部が形成されるが、この部分は本体底部の隅角部であり、元来最も断熱厚が厚い部分でもあるので、庫内側コーナーの曲面成形とも併せて隅角部の断熱厚は充分確保することができ、突出部（30）による内箱底面（４ａ）両側部への影響はほとんどなく、引き出し容器底面の形状変更を考慮する必要はない。

なお、上記実施例では、機械室（15）内におけるレイアウトととして、圧縮機（12）を背面からみて左側に寄せて設置し、凝縮器（13）などを他側に配置したが、左右一が逆でもよいことはいうまでもなく、また、庫内における貯蔵室の配置についても実施例に限るものではない。

本発明によれば、機械室をコンパクトにして庫内容積を大きくした冷蔵庫に利用することができる。

本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。図１の冷蔵庫の機械室を背面方向からみた斜視図である。図２における機械室部分の拡大縦断面図である。図２における機械室の圧縮機部分の横断面図である。図２の機械室部分にカバー体を取り付けた状態を示す斜視図である。図２におけるプリント配線基板部分の横断面図である。正面からみた冷凍室部分の断面図である。従来の冷蔵庫の機械室を示す背面図である。図８の縦断面図である。

符号の説明

１冷蔵庫本体２外箱２ａ後板
２ｂ底面３、３ａ断熱壁４内箱
４ａ内箱底面７冷凍室８、９冷却器
12 圧縮機 13 凝縮器 15 機械室
16 コンプ台 17 段部 18 放熱ファン
19 蒸発皿 19ａ段差 19ｂ仕切堰
20 ファンケーシング 20ａ小孔 21 吸込み口
22 凹部 23 カバー体 23ａ仕切リブ
24 ダクト 25 空気流出口Ａ 26 吐出パイプ
27 プリント配線基板 28 空気流出口Ｂ 29 前足
30 突出部

Claims

冷蔵庫本体の背面下部に形成された機械室と、この機械室内の幅方向の一方に寄せて設置された冷媒圧縮機と、前記機械室の幅方向の他方側の背面壁に沿って配置した凝縮器と、この凝縮器に対向して軸流が本体の前後方向になるように配置した放熱ファンとからなり、前記放熱ファンは本体底部から吸引した空気を前記凝縮器と圧縮機に分流して送風するようにしたことを特徴とする冷蔵庫。
凝縮器は複数段の平板状にして機械室上部の外箱後板と機械室の背面を覆うカバー体によって形成されたダクト内に立設させ、放熱ファンからの冷却風の一部は前記凝縮器と熱交換して上方へ流出するとともに、他の冷却風を圧縮機側に送風するようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
プリント配線基板を圧縮機上部の外箱後板に沿うように配置してカバー体で覆うとともに、放熱ファンからの冷却風の一部をプリント配線基板部分に流入させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
放熱ファンと凝縮器の下方に蒸発皿を配置したことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
放熱ファンのファンケーシング下方の蒸発皿と対向する位置に小孔を穿設し、冷蔵庫本体底部から放熱ファンの下流側に吹き出した空気の一部をショートサーキットさせて前記小孔を通過するようにしたことを特徴とする請求項４記載の冷蔵庫。
蒸発皿の内面を背面側の底部が前部より高くなるよう段差を設けるとともに、段差部近傍に仕切リブを設けて複数の容器部に分割し、通常は浅底の背面側の容器に除霜水を貯留して蒸発し、除霜水が大量の場合は背面側から前部側へオーバーフローさせるようにしたことを特徴とする請求項５記載の冷蔵庫。
冷蔵庫本体底部を形成する外箱底板を、両側壁の断熱厚さ相当幅の前足取り付けスペースを除いた位置から幅方向に亙り下方の冷蔵庫載置面に向かって所定長突出させ、この下方への突出面に断熱壁を介して内箱底面を位置させたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。