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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-21
(45)【発行日】2024-03-29
(54)【発明の名称】冷蔵庫
(51)【国際特許分類】
   F25D 19/00 20060101AFI20240322BHJP
   F25D 21/14 20060101ALI20240322BHJP
   F25D 23/06 20060101ALI20240322BHJP
   F25D 23/02 20060101ALI20240322BHJP
【FI】
F25D19/00 550D
F25D21/14 U
F25D21/14 V
F25D23/06 G
F25D23/02 304A
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2021049614
(22)【出願日】2021-03-24
(65)【公開番号】P2022148085
(43)【公開日】2022-10-06
【審査請求日】2023-05-08
(73)【特許権者】
【識別番号】399048917
【氏名又は名称】日立グローバルライフソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉川 政志
(72)【発明者】
【氏名】小沼 智史
(72)【発明者】
【氏名】塩野 謙治
【審査官】西山 真二
(56)【参考文献】
【文献】実公昭62-34221(JP,Y2)
【文献】特開平09-324977(JP,A)
【文献】特開2005-009779(JP,A)
【文献】特開2002-162156(JP,A)
【文献】特開2002-295954(JP,A)
【文献】特開2007-007832(JP,A)
【文献】国際公開第2014/125843(WO,A1)
【文献】国際公開第2006/077677(WO,A1)
【文献】特開平11-094444(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F25D 19/00
F25D 21/14 - 23/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷蔵庫本体の底部に設けられた機械室に、コンデンサ、圧縮機、蒸発皿、電気品、冷却用の遠心ファンおよび当該遠心ファンを収容するファンケーシングを備え、
前記遠心ファンにより前記機械室の前面に設けた吸込口と吐出口から空気を吸排気して前記コンデンサと前記圧縮機を冷却するようにした冷蔵庫において、
空気の流れ方向に沿って、前記吸込口が形成された吸込流路、前記圧縮機、前記遠心ファンおよび前記ファンケーシング、前記吐出口が形成された吐出流路が順番に配置され、
前記吸込流路内に前記コンデンサを、前記吐出流路内に前記蒸発皿を備え
前記遠心ファンの回転軸は、前記前面と略平行になるように設置されている冷蔵庫。
【請求項2】
冷蔵庫本体の底部に設けられた機械室に、コンデンサ、圧縮機、蒸発皿、電気品、冷却用の遠心ファンおよび当該遠心ファンを収容するファンケーシングを備え、
前記遠心ファンにより前記機械室の前面に設けた吸込口と吐出口から空気を吸排気して前記コンデンサと前記圧縮機を冷却するようにした冷蔵庫において、
空気の流れ方向に沿って、前記吸込口が形成された吸込流路、前記圧縮機、前記遠心ファンおよび前記ファンケーシング、前記吐出口が形成された吐出流路が順番に配置され、
前記吸込流路内に前記コンデンサを、前記吐出流路内に前記蒸発皿を備え
前記蒸発皿と異なる他の蒸発皿をさらに備え、
前記他の蒸発皿は、前記吸込流路内に配置されるとともに、前記コンデンサの前記流れ方向の下流側に位置している冷蔵庫。
【請求項3】
前記吸込流路の幅を前記吐出流路の幅で除した値が1.0~2.0である請求項1または請求項2に記載の冷蔵庫。
【請求項4】
前記電気品は、前記ファンケーシングと前記冷蔵庫本体の壁面との間に設置される請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の冷蔵庫。
【請求項5】
前記冷蔵庫本体の外壁面および前記冷蔵庫本体を開閉する扉には、当該外壁面および当該扉を覆い隠すように板部材が取り付けられている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の冷蔵庫。
【請求項6】
前記吸込口および前記吐出口は、前記冷蔵庫本体の前面に向けて下るように傾斜する仕切板を備えている請求項5に記載の冷蔵庫。
【請求項7】
前記扉に取り付けられる前記板部材は、当該扉の前面を覆い隠す前面部と当該扉の周面の一部又は全部を覆い隠す周面部とを有する請求項5または請求項6に記載の冷蔵庫。
【請求項8】
前記周面部と前記冷蔵庫本体の外壁面を覆い隠す板部材との間に弾性部材を備える請求項7に記載の冷蔵庫。
【請求項9】
前記板部材は、前記冷蔵庫本体の底側には設けられておらず、
前記冷蔵庫本体の底には車輪が設けられている請求項5から請求項8のいずれか1項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、箱体の底面に、気流方向に沿ってコンデンサ、圧縮機、遠心ファンが並んで配置された機械室の放熱構造が記載されている。特許文献2には、箱体の圧縮機の後方に後部排出口を設ける構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平9-324977号公報
【文献】実公昭62-34221号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、配送ダクトの流路幅が狭いと、圧力損失の増大に伴う遠心ファンの風量の低下により、コンデンサの放熱量が低下する。反対にコンデンサ側の流路幅が配送ダクトの流路幅よりも小さいと、コンデンサの伝熱面積が低下することにより、コンデンサの放熱量が低下する。特許文献1に記載の従来技術では、コンデンサや配送ダクトの流路幅について言及されていないため、コンデンサや配送ダクトの寸法、配置によっては風路の圧力損失が増大し、風量が低下するおそれがある。
【0005】
また、特許文献2に記載の技術では、後部排出口が設けられているため、この後部排出口から外気を取り込んでしまい、気流がコンデンサを通過しなくなり、放熱できなくなるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫本体の底部に設けられた機械室に、コンデンサ、圧縮機、蒸発皿、電気品、冷却用の遠心ファンおよび当該遠心ファンを収容するファンケーシングを備え、前記遠心ファンにより前記機械室の前面に設けた吸込口と吐出口から空気を吸排気して前記コンデンサと前記圧縮機を冷却するようにした冷蔵庫において、空気の流れ方向に沿って、前記吸込口が形成された吸込流路、前記圧縮機、前記遠心ファンおよび前記ファンケーシング、前記吐出口が形成された吐出流路が順番に配置され、前記吸込流路内に前記コンデンサを、前記吐出流路内に前記蒸発皿を備え、前記遠心ファンの回転軸は、前記前面と略平行になるように設置されている。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】第1実施形態の冷蔵庫の使用形態を示す斜視図である。
図2】第1実施形態の機械室の内部構造を示す透視斜視図である。
図3】第1実施形態の機械室の内部構造を示す平面図である。
図4】第1実施形態の冷蔵庫を蒸発皿の位置で切断したときの縦断面図である。
図5】吸込流路幅を吐出流路幅で除した値とコンデンサの放熱量との関係を示すグラフである。
図6】第2実施形態の冷蔵庫の機械室の内部構造を示す平面図である。
図7】第3実施形態の冷蔵庫を示す分解斜視図である。
図8】第3実施形態の冷蔵庫を示す平面図である。
図9】第4実施形態の冷蔵庫を吐出口側で切断したときの縦断面図である。
図10】第4実施形態の冷蔵庫を吸込口側で切断したときの縦断面図である。
図11】第5実施形態の冷蔵庫を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明を実施するための形態(本実施形態)を説明する。ただし、本実施形態は、以下の内容に何ら制限されず、本発明の要旨を損なわない範囲内で任意に変更して実施可能である。また、以下では、図1に示す方向を基準として説明する。
【0009】
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の冷蔵庫の使用形態を示す斜視図である。なお、以下では、冷蔵温度帯(例えば、1℃~6℃)の冷蔵室Rを備えた1ドアタイプのものを例に挙げて説明するが、冷蔵室と製氷室を備えた1ドアタイプの冷蔵庫であってもよく、冷蔵室と冷凍室を備えた2ドアタイプの冷蔵庫であってもよく、3ドア以上の冷蔵庫であってもよい。
【0010】
図1に示すように、冷蔵庫1Aは、前方が開口した箱形状の冷蔵庫本体10と、冷蔵庫本体10の前面の開口を開閉する扉20と、を備えている。また、冷蔵庫1Aは、ビルトイン式に対応したものであり、前面が開放した収納箱100内に収納されるようにして設置される。また、冷蔵庫本体10は、上面部11a、底面部11b、左側面部11c、右側面部11d、背面部11eからなる外箱11を有し、冷蔵庫1Aの外郭を構成している。また、冷蔵庫本体10は、合成樹脂製の内箱12を有している。この内箱12と外箱11との間には発泡ウレタンなどの断熱材が充填されて断熱箱体を構成している。また、扉20にも発泡ウレタンなどの断熱材が充填されて断熱扉を構成している。
【0011】
収納箱100は、前面を除いて、上面板100a、底面板100b、左側面板100c、右側面板100d、背面板100eを有している。また、上面板100a、底面板100b、左側面板100c、右側面板100d、背面板100eのいずれにも、内側と外側を貫通する孔は形成されていない。
【0012】
冷蔵庫1Aを収納箱100に収納することで、上面部11aが上面板100aの内壁面に接し、左側面部11cが左側面板100cの内壁面に接し、右側面部11dが右側面板100dの内壁面に接し、背面部11eが背面板100eの内壁面に接する。
【0013】
また、冷蔵庫本体10の底面には、高さや傾きを調整するための脚部13,13が設けられている。これにより、底面部11bと底面板100bとの間には調整用の若干の隙間が形成されている。なお、第1実施形態では、脚部13を備えた場合を例に挙げて説明したが、車輪(ローラ)や、車輪と脚部との組み合わせであってもよく、適宜変更することができる。
【0014】
このように、冷蔵庫1Aを収納箱100に、前面の開口から挿入して収納することで、冷蔵庫1Aの上面部11a、左側面部11c、右側面部11d、背面部11eがほぼ隙間なく収納箱100に収納される。
【0015】
図2は、第1実施形態の機械室の内部構造を示す透視斜視図である。
図2に示すように、冷蔵庫1A(図1参照)の底面側には、機械室Qが設けられている。この機械室Qは、前後方向の手前側が扁平の空間となるように形成され、奥側(背面側)が手前側よりも高さが高い空間となるように形成されている。
【0016】
機械室Qには、コンデンサ21、圧縮機22、蒸発皿23、電気品24(図3参照)、冷却ファン25、吸込流路27、吐出流路28が設けられている。また、コンデンサ21、圧縮機22、図示しない減圧器(キャピラリチューブ)、冷却器31(図4参照)によって冷凍サイクルが構成されている。冷却ファン25は、遠心ファン25aと、この遠心ファン25aを収容するファンケーシング25bとによって構成されている。
【0017】
コンデンサ21は、圧縮機22から吐出した高温・高圧の冷媒を凝縮する凝縮器(放熱器)として機能するものである。また、コンデンサ21は、冷媒管21a(図3参照)とフィン21b(図3参照)とが組み合わされて構成されている。
【0018】
圧縮機22は、圧縮要素と電動要素とを密閉容器内に上下に配置して構成されたいわゆるレシプロ圧縮機である。電動要素は、密閉容器内の下側に配置され、ステータ及びロータを含んで構成されている。圧縮要素は、シリンダ内にピストンを往復動させることで冷媒を圧縮するクランクシャフトと、このクランクシャフトを支持する軸受などを備えて構成されている。ピストンは左右方向に往復動するように据付けられており、一方、遠心ファン25aは回転軸が左右方向となるように据付けられている。また、圧縮機22は前後寸法よりも左右寸法が長く、冷却ファン25は左右寸法よりも前後寸法が長い。
【0019】
また、圧縮機22は、機械室Qの背面側の高さのある空間内に位置している。また、圧縮機22は、吸込流路27と前後方向に重なる位置に配置されている。
【0020】
蒸発皿23は、除霜時に発生した除霜水DW(図3参照)を溜める皿状の容器であり、機械室Qに設けられた冷却ファン25による通風等の作用により除霜水DWが蒸発するようになっている。
【0021】
電気品24は、冷蔵庫1Aを制御する制御基板であり、庫内の温度に基づいて圧縮機22のモータ回転速度、冷却ファン25のモータ回転速度を制御する。
【0022】
遠心ファン25aは、回転軸25g(図3参照)の中心側から吸い込んで遠心方向(径方向)に吹き出す羽根車である。ここでの遠心ファン25aとは、回転する部品であるファンのみを意味している。
【0023】
ファンケーシング25bは、遠心ファン25aを収納する略有底円筒状のケースである。また、ファンケーシング25bは、遠心ファン25aの軸方向の一面側に吸気口25b1(図3参照)が形成され、遠心ファン25aの周方向に排出口25b2が形成されている。
【0024】
遠心ファン25aとファンケーシング25bとが組み合わされた冷却ファン25は、機械室Qの背面側の高さのある空間内に配置されている。また、冷却ファン25は、吐出流路28と前後方向に重なる位置に配置されている。
【0025】
吸込流路27は、冷蔵庫1Aの外部から吸い込んだ空気が流れるダクト形状のものであり、断面視矩形状の扁平な流路を有している。また、吸込流路27には、冷蔵庫本体1の前面に吸込口27aが形成されている。この吸込口27aには、機械室Q内に塵埃などの異物が入り込むのを防止するフィルタ部材27b(図3参照)が取り付けられている。
【0026】
吐出流路28は、機械室Qに吸い込んだ空気を冷蔵庫1Aの外部に排出するダクト形状のものであり、断面視矩形状の流路を有している。また、吐出流路28には、冷蔵庫本体1の前面側に、吸込口27aと左右方向に並んで吐出口28aが形成されている。
【0027】
また、図2に示す実施形態では、吸込流路27の幅は、吐出流路28の幅よりも大きく形成されている。なお、吸込流路27の高さと吐出流路28の高さは、ほぼ同じになるように構成されている。
【0028】
図3は、第1実施形態の機械室の内部構造を示す平面図である。
図3に示すように、吸込流路27には、前記したようにコンデンサ21が配置されている。コンデンサ21は、冷媒管21aが左右方向に延びて、左右両端において折り返して蛇行するように構成されている。また、冷媒管21aは、左右方向に並んで配置された複数のフィン21bを貫通するように構成されている。この冷媒管21aには、圧縮機22からの高温・高圧の冷媒が導入される。なお、図示していないが、圧縮機22から吐出された冷媒は、冷媒管21aの点Pの位置、つまり吸込気流の流れ方向の下流側から導入される。
【0029】
機械室Qの入口である吸込流路27の吸込口27aには、吸込グリル27cが設けられている。この吸込グリル27cは、金属製または樹脂製であり、吸込口27aに嵌め込まれている。また、機械室Qの出口である吐出流路28の吐出口28aにも同様にして吐出グリル28cが設けられている。
【0030】
また、左右に並んで配置される吸込流路27と吐出流路28との間には仕切り29が設けられている。これにより、吸込流路27から吸い込まれた空気は、機械室Qの背面側に配置された圧縮機22と冷却ファン25を通り、吐出流路28を通って吐出口28aから吐出するようになっている。
【0031】
また、コンデンサ21は、吸込流路27の前後方向の長さよりも短く形成され、圧縮機22に対して前後方向に離間して配置されている。なお、コンデンサ21の長さ(コンデンサ長さL)とは、冷媒管21aを含めてフィン21bの前端から後端までの長さを意味する。
【0032】
冷却ファン25は、ファンケーシング25bの吸気口25b1が圧縮機22を向くように開口し、排出口25b2が吐出流路28を向くように開口している。遠心ファン25aの回転軸25gは、前面10s(図1参照)と略平行になるように設置されている。ここでの前面10sとは、筐体の前面であり、冷蔵庫本体10(図1参照)の扉20のパッキン(不図示)が吸着される平坦な面を意味している。
【0033】
また、冷却ファン25は、排出口25b2が吐出流路28と接続されている。すなわち、排出口25b2から吐出された空気がすべて吐出流路28に導入されるように、冷却ファン25と吐出流路28との間に風路が形成されている。冷却ファン25の排出口25b2から吐出された空気は、そのままの向きで(向きを変えることなく)、吐出流路28に導入されるようになっている。前後方向において排出口25b2の前端は、仕切り29の後端に略同一位置又はこれよりも前方に設けることができる。
【0034】
電気品24は、ファンケーシング25bの吸気口25b1とは軸方向の反対側の背面25b3と、右側面部11dとの間の空間に位置している。このような位置に電気品24を配置することで、コンデンサ21および圧縮機22を通過して暖められた空気が電気品24に接触しないようになっている。
【0035】
吐出流路28に配置された蒸発皿23は、吐出流路28の領域の略全体に位置している。また、蒸発皿23は、前後左右の全体に縁部を有し、除霜水DWを溜めることができるようになっている。このように、本実施形態では、蒸発皿23を吐出流路28の全体に位置するように配置することで、扁平な吐出流路28において除霜水DWを溜める容積を十分に確保できる。また、蒸発皿23は、前後方向の長さが、コンデンサ21の長さLよりも長く形成されている。
【0036】
このように構成された機械室Qの内部構造では、冷却ファン25が作動することで、吸気口25b1に向けて空気F3が吸気されるとともに、排出口25b2から空気F4が排出される。これにより、冷蔵庫1Aの外側の空気F1が吸込口27aから吸い込まれ、フィルタ部材27bを通って、コンデンサ21のフィン21b間を通過する。コンデンサ21では、冷媒管21aを通る冷媒と空気との間で熱交換が行われ、コンデンサ21が放熱(凝縮)される。コンデンサ21を通過した空気は、圧縮機22を通ることで、圧縮機22を冷却する。冷却ファン25から吐出された空気F4は、蒸発皿23上を通過して、除霜水DWを蒸発させる。蒸発皿23を通過した空気F2は、吐出口28aから冷蔵庫1Aの前面10s(図1参照)から外部に吐出される。
【0037】
図4は、第1実施形態の冷蔵庫を蒸発皿の位置で切断したときの縦断面図である。
図4に示すように、冷蔵庫1Aは、冷蔵室Rの背面に、送風カバー14と背面部11eとの間に形成された冷却室30に、冷気を生成する冷却器31、除霜時に冷却器31などに付着した霜を融かすヒータ32、冷却器31から落下する除霜水DWを受ける樋33、冷却器31で生成された冷気を冷蔵室Rに送り込む送風ファン34などが設けられている。
【0038】
また、機械室Qの背面側は、背面部11eによって覆われている。機械室Qの底面側は、底面部11bによって覆われている。また、機械室Qの左右側面側は、左側面部11c(図1参照)と右側面部11d(図1参照)によって覆われている。つまり、機械室Qは、吸込口27a(図1参照)と吐出口28a(図1参照)を除いて密閉された状態である。
【0039】
また、樋33に集められた除霜水DWは、ドレン管35を介して蒸発皿23に送られるようになっている。ドレン管35は、冷却室30から機械室Qに向けて貫通し、蒸発皿23の上部まで延びている。
【0040】
蒸発皿23は、圧縮機22(図2参照)の上部ではなく、底面部11b上に位置している。ドレン管35から排出された除霜水DW(ドレン水)は、蒸発皿23に貯溜される。冷却ファン25の排出口25b2(図3参照)から吐出された空気は、蒸発皿23に貯溜された除霜水DWと接しながら前方に流れる。この場合、吸込流路27(図3参照)に吸い込まれた空気は、コンデンサ21を通過することで暖められ、圧縮機22の表面に接触しながら通過することでさらに暖められる。このため、蒸発皿23の除霜水DWを効果的に蒸発させることができる。
【0041】
また、冷蔵庫本体10の断熱層には、結露防止用の冷媒管21c,21d,21e,21fが通っている。冷蔵庫1Aを冷凍温度帯で使用する場合には、このような冷媒管21c~21fが必要になる。なお、冷蔵庫1Aを冷蔵温度帯で使用する場合には、これらの冷媒管21c~21fを設けなくてもよい。
【0042】
ところで、機械室幅Wd(機械室Qの幅)の固定の条件下において、吸込流路幅Wi(吸込流路27の幅)が吐出流路幅Wo(吐出流路28の幅)よりも大幅に大きい場合、コンデンサ21の伝熱面積は増大するものの、蒸発皿23における圧力損失の増大に伴う冷却ファン25の風量の低下により、コンデンサ21の放熱量が低下する場合がある。反対に吸込流路幅Wiが吐出流路幅Woよりも大幅に小さい場合には、コンデンサ21による圧力損失の増加とコンデンサ21の伝熱面積の低下により、コンデンサ21の放熱量が低下する。したがって、冷蔵庫本体10の前面10sに吸排気口(吸込口27aおよび吐出口28a)を備える構成において、放熱量の低下を抑制するためには、吸込流路幅Wiと吐出流路幅Woの割合を適正化する必要が生じる。
【0043】
図5は、吸込流路幅を吐出流路幅で除した値とコンデンサの放熱量との関係を示すグラフである。
図5に示すように、グラフの横軸は、吸込流路幅Wiを吐出流路幅Woで除した(割った)ものである。吸込流路幅Wiは、吸込流路27の左右方向の幅である(図3参照)。吐出流路幅Woは、吐出流路28の左右方向の幅である(図3参照)。なお、吸込流路27の高さと吐出流路28の高さは互いに同じ高さに設定されている。グラフの縦軸は、コンデンサ21の放熱量(W)を示している。また、図5では、コンデンサ21の長さL(図3参照)を、吸込流路幅Wiで除した(割った)値(L/Wi)を2パターン設定した場合について検討を行った。また、図5では、一方のL/Wiを0.44とした場合について黒四角でプロットして直線(破線)で結んだものを示し、もう一方のL/Wiを0.74とした場合について黒三角でプロットして直線(実線)で結んだものを示した。
【0044】
図5に示すグラフは、機械室Qの幅(以下、機械室幅Wd)が固定の条件下において、吸込流路幅Wiとコンデンサ長さLをパラメータとして熱流体解析を行うことにより、コンデンサ21の放熱量を計算した結果である。なお、吐出流路幅Woは、(機械室幅Wd-吸込流路幅Wi-仕切り幅Ws)によって決まる。
【0045】
図5の破線のグラフで示すように、L/Wiを0.44とした場合、Wi/Woが1.0以上2.0以下(1.0~2.0)の範囲内において、コンデンサ21の放熱量が最大となることが確認された。また、図5の実線のグラフで示すように、L/Wiを0.74とした場合、Wi/Woが1.0以上2.0以下(1.0~2.0)の範囲内において、コンデンサ21の放熱量が最大となることが確認された。一方、Wi/Woが1.0未満の場合と、Wi/Woが2.0を超える場合、コンデンサ21の放熱量が、Wi/Woが1.0~2.0の場合よりも低下することが確認された。
【0046】
このように、Wi/Woを1.0~2.0にすることで、コンデンサ21の放熱量をほぼ最大にすることができ、冷蔵室R(図4参照)の冷却を効率的に行うことが可能になる。また、コンデンサ21の長さLを変えた場合でも、コンデンサ21の放熱量が最大となるのは、Wi/Woが1.0~2.0の範囲である。
【0047】
ちなみに、Wiが大きい場合(Wi/Wo=3.6)、吸込グリル27c、フィルタ部材27b、コンデンサ21を通過する空気の流速が低下するため、吸込流路27内の圧力損失は低下する。また、コンデンサ21の伝熱面積が大きくなるので、コンデンサ21の放熱量は増加する。一方、吐出流路28内では蒸発皿23、吐出グリル28cを通過する空気の流速が増加するため、圧力損失は増加する。機械室Q全体の圧力損失を考えた場合、吐出流路28内における圧力損失の増加の影響が大きく、流量が低下し、コンデンサ21の放熱量は低下する。
【0048】
また、Wiが小さい場合(Wi/Wo=0.7)、コンデンサ21の伝熱面積が小さくなることと、吸込流路27内の吸込グリル27c、フィルタ部材27b、コンデンサ21の圧力損失増加の影響が大きくなり流量が低下することで、コンデンサ21の放熱量は低下する。
【0049】
このようなことから、吐出流路28に対して吸込流路27では、コンデンサ21やフィルタ部材27bの影響により通風抵抗が大きくなるため、Wi/Woを1.0~2.0としている。これにより、吸込流路27内および吐出流路28内の圧力損失の急増を抑制しつつ、コンデンサ21の伝熱面積を確保することが可能となり、放熱量を最大化することができる。
【0050】
すなわち、コンデンサ21の放熱量を増大するには、単にWiを大きくとることで達成できるようにも予想されるところ、確かに、Wi/Woが0から上昇して概ね1.0に達するまでは放熱効率が上昇するものの、そこから伸びは鈍化し、Wi/Woが概ね2.0を境に、むしろ放熱効率はやや低下し始めてしまう。このため、本実施例ではWi/Woの上限値を2.0とし、下限を1.0又はこれより大きくする。一方、L/Wiは、ほとんど性能差を与えないため、Lを短くとることができる。本実施例では、L/Wiを0.44以上0.74以下としている。
【0051】
以上説明したように、第1実施形態の冷蔵庫1Aは、冷蔵庫本体10の底部に設けられた機械室Qに、コンデンサ21、圧縮機22、蒸発皿23、電気品24、冷却用の遠心ファン25aおよび遠心ファン25aを収容するファンケーシング25bを備え、遠心ファン25aにより機械室Qの前面10sに設けた吸込口27aと吐出口28aから空気を吸排気してコンデンサ21と圧縮機22を冷却するようにした冷蔵庫1Aにおいて、空気の流れ方向に沿って、吸込口27aが形成された吸込流路27、圧縮機22、遠心ファン25aおよびファンケーシング25b、吐出口28aが形成された吐出流路28が順番に配置されている。また、吸込流路27内にコンデンサ21を備え、吐出流路28内に蒸発皿23を備える(図3参照)。これによれば、冷蔵庫本体10の周囲(上面部11a、左側面部11c、右側面部11d、背面部11e)が壁面(収納箱100)によって密着又は近接して覆われた状態において、吸込流路27と吐出流路28の圧力損失が急増することを抑制しつつ、コンデンサ21の放熱面積を確保することができるため、放熱量の低下を防止できる。
【0052】
また、第1実施形態では、吸込流路27の幅を吐出流路28の幅で除した(割った)値(Wi/Wo)が1.0~2.0、好ましくは1.0超2.0以下である(図5参照)。これによれば、コンデンサ21の放熱量を最大にすることができ、冷蔵庫1Aの冷却効率を高めることができる。
【0053】
ところで、圧縮機22を通過した気流(空気)は、遠心ファン25aを備えたファンケーシング25bに吸い込まれる。そこで、第1実施形態では、遠心ファン25aの回転軸25gが前面10sと略平行になるように設置されている(図3参照)。これにより、ファンケーシング25bの内部でのみ気流の方向が変化し(F3→F4)、遠心ファン25aの下流の吐出流路28内で気流の方向が変化することによる圧力損失を低減することができる。また、遠心ファン25aの寸法は径方向よりも、回転軸25g方向に小さいため機械室Qの左右方向のコンパクト化に寄与する。
【0054】
また、電気品24が圧縮機22と背面部11e(壁面)との間に設置される場合を考える。この場合、電気品24が圧縮機22自体の放熱の影響を受けることに加え、コンデンサ21と圧縮機22を通過して温度上昇した気流が、電気品24付近を通過することで、電気品の温度が上昇し、故障に繋がるおそれがある。また、電気品24が圧縮機22と背面部11e(壁面)との間に設置されることで、気流の流路が狭まり、圧力損失が増大することが懸念される。そこで、第1実施形態では、電気品24がファンケーシング25bと冷蔵庫本体10の右側面部11d(壁面)との間に設置される(図3参照)。このように、電気品24をファンケーシング25bの背面25b3に配置することで、温度上昇した気流が直接に電気品24周辺を通過することがなくなり、高温気流による電気品24への熱害を防止することができる。
【0055】
さらに、電気品24をファンケーシング25b付近に設置することで、電気品24から放出された熱をファンケーシング25bに伝えることができ、空気がファンケーシング25bを通過する間に温度上昇する。これにより、ファンケーシング25b下流に設置される蒸発皿23に到達する空気の温度が上がり、除霜水DWの蒸発を促進する効果が得られる。
【0056】
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態の冷蔵庫の機械室の内部構造を示す平面図である。なお、第2実施形態は、第1実施形態に他の蒸発皿23Aを追加した以外、第1実施形態と同様である。
図6に示すように、第2実施形態の冷蔵庫1Bは、機械室Qに、蒸発皿23に加えて蒸発皿23A(他の蒸発皿)を備えている。この蒸発皿23Aは、吸込流路27内に配置されるとともに、空気の流れに対してコンデンサ21の後流側(下流側)に位置している。蒸発皿23Aは、蒸発皿23より小面積にしてもよい。
【0057】
ところで、使用環境や条件によって、冷蔵庫1B内で発生する除霜水が増加し、吐出流路28内の蒸発皿23だけでは、容積が足りなくなる場合がある。その際に、吸込流路27内のコンデンサ21周囲のスペースに蒸発皿23Aを追加配置することで必要容積を確保することが可能になる。
【0058】
また、コンデンサ21の下流側に蒸発皿23Aを配置する場合について考える。この場合、圧縮機22から吐出された冷媒がコンデンサ21の後側の冷媒パイプ(P点参照)を通り、前方に向けて蛇行しながら流れることで、コンデンサ21を通過した空気は温度上昇しており、蒸発皿23Aを通過する際の、水分の蒸発を促進することができる。また、コンデンサ21において一度上昇した空気温度は、蒸発皿23Aを通過する際に水と熱交換することで下がるため、空気と圧縮機22の温度差を大きく取ることができ、圧縮機22の放熱を促進することができる。
【0059】
なお、コンデンサ21の上流側に蒸発皿を配置する場合について考える。この場合、コンデンサ21の放熱による空気の温度上昇は得られないが、環境空気が蒸発皿内の水面付近を通過する際に水分を運び去る効果は得られる。そのため、ユーザが吸込流路27内の蒸発皿をメンテナンスできる構成としたい場合は、コンデンサ21の上流側に蒸発皿を配置してもよい。
【0060】
さらに、蒸発皿23A内に水分を保持する蒸散シートを配置することで、除霜水DWの蒸発面積を拡大することができる。蒸発面積が不足する場合は、蒸散シートを追加してもよい。
【0061】
(第3実施形態)
図7は、第3実施形態の冷蔵庫を示す分解斜視図である。図8は、第3実施形態の冷蔵庫を示す平面図である。
図7に示すように、第3実施形態の冷蔵庫1Cの収納箱100は、冷蔵庫本体10の外壁に取り付けることができる、上面側板部材111a、左面側板部材111c、右面側板部材111d、背面側板部材111eを備えて構成されている。また、収納箱100と好ましくはともに用いられる、冷蔵庫本体10を開閉する扉20に扉側板部材111fを備える。扉側板部材111fは、上述の第1,2実施形態において採用してもよい。上面側板部材111a、左面側板部材111c、右面側板部材111d、背面側板部材111eおよび扉側板部材111fは、例えば合成樹脂製のものである。このように、第3実施形態の冷蔵庫1Cでは、図1に示した収納箱100と異なり、底側の板部材が設けられていないものである。便宜上、収納箱100と扉側板部材111fの組合せを収納箱組120と呼称する。
【0062】
上面側板部材111aは、冷蔵庫本体10の上面全体を覆い隠す矩形状を呈している。左面側板部材111cは、冷蔵庫本体10の左側面全体を覆い隠す矩形状を呈している。右面側板部材111dは、冷蔵庫本体10の右側面全体を覆い隠す矩形状を呈している。背面側板部材111eは、冷蔵庫本体10の背面全体を覆い隠す矩形状を呈している。扉側板部材111fは、扉20の前面全体を覆い隠す矩形状を呈している。また、上面側板部材111a、左面側板部材111c、右面側板部材111d、背面側板部材111eおよび扉側板部材111fには、いずれにも貫通する孔(空気が通る孔)は形成されていない。各板部材111a,111c,111d,111eは一体形成されていてもよい。この場合、収納箱100は、冷蔵庫本体10に嵌合等で取付けられてもよいし、載置されて上面側板部材111aが上面部11aに支持される態様でもよい。このとき、収納箱100の下縁は、床面に接しない寸法にすることができる。
【0063】
図8に示すように、上面側板部材111aと左面側板部材111cとは、隙間なく組み付けられている。また、上面側板部材111aと右面側板部材111dとは、隙間なく組み付けられている。また、上面側板部材111aと背面側板部材111eとは、隙間無く組み付けられている。なお、図示していない部分についても、隣り合う左面側板部材111cと背面側板部材111eとの間や、隣り合う右面側板部材111dと背面側板部材111eとの間も隙間無く組み付けられている。これら板部材111a、111c~111fを組み付ける方法としては、冷蔵庫本体10の外壁面に嵌合する方法、磁石を用いて貼り付ける方法など適宜選択することができる。また、隣り合う上面側板部材111aと左面側板部材111cとを、隣り合う上面側板部材111aと右面側板部材111dとを、隣り合う上面側板部材111aと背面側板部材111eとを、嵌合、ねじ固定などで互いに固定する方法であってもよい。
【0064】
第3実施形態では、冷蔵庫本体10の外壁面(上面部11a、左側面部11c、右側面部11d、背面部11e)および冷蔵庫本体10を開閉する扉20には、当該外壁面および当該扉20を覆い隠すように板部材(上面側板部材111a、左面側板部材111c、右面側板部材111d、背面側板部材111eおよび扉側板部材111f)が取り付けられている。これによれば、冷蔵庫1Cの外観をユーザの好みに合わせてカスタマイズすることができる。例えば、各板部材の色合いや質感を統一して一体性あるデザインにすることができる。また、ユーザの冷蔵庫本体10の配置場所に応じて、例えばキッチンに置くのかリビングに置くのかといった選択に応じて、そのユーザの住環境に適したデザインとすることができる。特に、扉20が閉状態の場合に、冷蔵庫本体10の正面視において、扉側板部材111fの縁がそれぞれ、上面側板部材111a、左面側板部材111c、右面側板部材111dに重なるサイズに設定されていると、デザインの統一感を高めることができる。また、扉側板部材111fの下縁が扉20の下縁よりも下方に位置するようにしてもよい。
また、冷蔵庫本体10の上面、左右側面、背面および扉20を覆うことができるので、冷蔵庫1C内の断熱効果を向上することができる。
【0065】
なお、各板部材111a,111c~111fの内部に空気層からなる断熱層を設けてもよい。また、各板部材111a,111c~111fの内部に発泡ウレタンなどからなる断熱層を設けてもよい。これにより、冷蔵庫1C内の断熱効果をさらに向上できる。
【0066】
(第4実施形態)
図9は、第4実施形態の冷蔵庫を吐出側で切断したときの縦断面図である。図10は、第4実施形態の冷蔵庫を吐出側で切断したときの縦断面図である。
図9に示すように、第4実施形態の冷蔵庫1Dは、吐出グリル28dと、扉側板部材111gとを備えている。
【0067】
吐出グリル28dは、冷蔵庫本体10の前面10s(図1参照)に向けて下るように傾斜する仕切板28d1を備えている。仕切板28d1は、上下方向に間隔を空けて複数並んで配置されている。これにより、蒸発皿23を通過した空気が、床面Mに向けて下向きに吐出するようになり、吐出口28aからの空気の吐出が扉側板部材111gによって阻害されることがなくなる。
【0068】
また、扉20の前面に取り付けられる扉側板部材111gは、扉20の下端よりも下方に延びている。具体的には、吐出グリル28dの高さHの半分と前後方向において重なる高さに設定されている。
【0069】
図10に示すように、第4実施形態の冷蔵庫1Dは、吸込グリル27dを備えている。この吸込グリル27dは、吐出グリル28dと同様に、冷蔵庫本体10の前面10s(図1参照)に向けて下るように傾斜する仕切板27d1を備えている。この仕切板27d1は、上下方向に間隔を空けて複数並んで配置されている。これにより、外気が、吸込口27aに対して床面M側から吸込グリル27dに向けて斜めに上昇するようにして吸い込まれる。
【0070】
ところで、冷蔵庫1Dの扉20に扉側板部材111gを取り付ける場合を考える。扉側板部材111gを外装部材として用いる場合、筐体前面(冷蔵庫1Dの正面)から水平方向に見たときに、吸込グリル27dと吐出グリル28dが可能なかぎり扉側板部材111gによって隠れることが望ましい。しかしながら、吸込グリル27dと吐出グリル28dをすべて扉側板部材111gで覆ってしまうと、吸込グリル27dと吐出グリル28dからの吸排気が困難になり放熱ができなくなる。
【0071】
そこで、第4実施形態では、吸込口27aおよび吐出口28aに筐体前面(前面10s)に向かって下るように傾斜する仕切板27d1,28d1を設けたものである。これにより、吸込口27aでは床面M付近から空気を取り込むようになり、吐出口28aでは空気が床面M方向に向けて吐出される。このため、水平方向(前後方向)から見て扉側板部材111gが吸込グリル27c、吐出グリル28dと一部において重なるように、具体的には吸込グリル27cと吐出グリル28cの半分程度が扉側板部材111gの下端部によって隠れるようになる。
【0072】
(第5実施形態)
図11は、第5実施形態の冷蔵庫を示す平面図である。
図11に示すように、第5実施形態の冷蔵庫1Eは、第3実施形態の扉側板部材111fに替えて扉側板部材111hを備えている。この扉側板部材111hは、扉20の前面20aの好ましくは全体を覆い隠す前面部111h1と、扉20の左側面(周面)20bの好ましくは全体を覆い隠す左側面部111h2と、扉20の右側面(周面)20cの好ましくは全体を覆い隠す右側面部111h3と、を有している。扉側板部材111hは、扉20の閉状態において、上及び左右の板部材111a,111c,111dの前端に接すると好ましい。寸法公差を吸収すべく、扉側板部材111hと上及び左右の板部材111a,111c,111dとの間に弾性部材を配してもよい。扉20の上側面(周面)の好ましくは全体を覆い隠す上側面部や、扉20の下側面(周面)の好ましくは全体を覆い隠す下側面部をさらに設けてもよい。上側面部や下側面部は、冷蔵庫本体10に対するユーザの視界を考慮して、すなわち冷蔵庫本体10の据付高さに応じて設けても設けなくてもよい。
【0073】
冷蔵庫1Eの扉20に扉側板部材111hを取り付ける場合、扉側板部材111hの扉20への取り付け方法を考える。例えば、扉側板部材111hを扉20に嵌め込むように設置することで、扉20自体に扉側板部材111hの固定部材を取り付ける必要がなくなる。また、扉20の左右方向の面まで左側面部111h2および右側面部111h3で覆われるため、デザイン性をより向上することができる。扉側板部材111hの一部を凹ませて、ユーザの手掛け部としてもよい。
【0074】
なお、冷蔵庫1Eでは、回転式の扉20を想定した場合について説明したが、引き出し式の扉を備えた冷蔵庫に適用してもよい。
【0075】
また、収納箱100の底側の板部材は、各実施形態において、支障のない範囲で設けてもよいし設けなくてもよい。なお、収納箱100の底側の板部材を設けずに、冷蔵庫本体10の底に車輪を設ければ、収納箱100や収納箱組を取り付けた状態で冷蔵庫を移動させることもできる。その他、各実施形態で掲げた構成は、支障のない範囲で互いに組合せたり一部を省略することができる。
【符号の説明】
【0076】
1A,1B,1C,1D,1E 冷蔵庫
10 冷蔵庫本体
10s 前面
11 外箱
11a 上面部(外壁面)
11b 底面部
11c 左側面部(外壁面)
11d 右側面部(壁面、外壁面)
11e 背面部(外壁面)
12 内箱
13 脚部
14 送風カバー
20 扉
20a 前面
20b 左側面(周面)
20c 右側面(周面)
21 コンデンサ
22 圧縮機
23 蒸発皿
23A 蒸発皿(他の蒸発皿)
24 電気品
25 冷却ファン
25a 遠心ファン
25b ファンケーシング
25b1 吸気口
25b2 排出口
25b3 背面
25g 回転軸
27 吸込流路
27a 吸込口
27b フィルタ部材
27c,27d 吸込グリル
28 吐出流路
28a 吐出口
28c,28d 吐出グリル
28d1 仕切板
29 仕切り
100 収納箱
100a 上面板
100b 底面板
100c 左側面板
100d 右側面板
100e 背面板
111a 上面側板部材(板部材)
111c 左面側板部材(板部材)
111d 右面側板部材(板部材)
111e 背面側板部材(板部材)
111f 扉側板部材(板部材)
111h1 前面部
111h2 左側面部(周面部)
111h3 右側面部(周面部)
120 収納箱組
DW 除霜水
L コンデンサ長さ
Q 機械室
Wd 機械室幅
Wi 吸込流路幅
Wo 吐出流路幅
Ws 仕切り
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11