(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面側に機械室を有する冷蔵庫において、スパイラルフィンチューブ型凝縮器と、前記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ファンと、前記ファンの風下側に設置された圧縮機とを前記機械室内に納めるとともに、前記凝縮器の冷媒配管を小判型に螺旋巻きし、その螺旋巻きの中心を前記ファンの主軸と略直角（７０度＜α＜１１０度）になるように配置し、凝縮器の冷媒配管にフィンを巻き付ける際のフィンピッチをＡとし、前記凝縮器の螺旋巻きの中心方向に対して直角方向のフィン間隙間をＢとし、前記凝縮器の螺旋巻きの中心方向のフィン間隙間をＣとし、凝縮器と、前記凝縮器の周囲に形成された第１のバイパス風路の空間距離をＤとした場合に、その大きさがＡ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄとなるように配置したことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記凝縮器の冷媒配管にフィンを巻き付ける際のフィンピッチを３〜１０ｍｍとし、前記第１のバイパス風路の空間距離を前記凝縮器の高さの２０％以下にすることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
機械室内の風路をファンの風上側と風下側に区分するファンリングと、機械室の開口側に前記ファンリングと一体に取付け、凝縮器と前記ファンリングとの間に形成するバイパス風路の高さを規制するリブとを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、埃付着による放熱能力の低下を抑制しながら、効率よく放熱する凝縮器を搭載した冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギーの観点から、家庭用冷蔵庫においては筐体外郭の内側に貼り付けられて筐体外郭から自然空冷する凝縮器に加えて、ファンによって空冷する凝縮器が併用される。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。
【０００３】
そこで、省スペースや埃付着に配慮した凝縮器の設計が提案されている。特に、冷媒配管の外周に帯板からなるフィンを螺旋状に巻き付けたスパイラルフィンチューブ型凝縮器は、埃が付着しにくい上に比較的自由に形状を設定できることから、家庭用冷蔵庫などの狭い機械室内に設置して高い放熱能力を得るために利用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、図面を参照しながら従来の冷蔵庫に搭載される凝縮器とファンからなる熱交換ユニットを説明する。
【０００５】
図８は蛇行状に屈曲したスパイラルフィンチューブ型凝縮器を用いた従来の熱交換ユニットＡの正面図、図９は螺旋状に巻いたスパイラルフィンチューブ型凝縮器を用いた従来の熱交換ユニットＢの正面図である。
【０００６】
図８において、７１は熱交換ユニットＡ、７２は冷媒、７３は冷媒７２を流す冷媒配管、７４は冷媒配管７３の外周に巻き付けられたフィン、７５は冷媒配管７３を蛇行状に屈曲して立体構成した凝縮器、７６は凝縮器７５を冷却する空気、７７は空気７６を吸引するファン、７８はファン７７を駆動するモータである。
【０００７】
ここで、冷媒配管７３を蛇行状に屈曲して立体構成した凝縮器７５は、冷媒配管７３にフィン７４を巻き付け固定した後に、蛇行状に屈曲して成形している。従って、蛇行状に屈曲する際に治具を挿入する必要があり、冷媒配管７３の間隔はフィン７４の高さよりも大きく、フィン７４同志は接触しない。結果として、加工上の最小Ｒで蛇行状に屈曲しても、凝縮器７５の内部に大きな空間が生じる。
【０００８】
以上のように構成された従来の熱交換ユニットＡについて以下にその動作を説明する。
【０００９】
モータ７８によりファン７７を駆動することで空気７６がファン７７に吸引されて、凝縮器７５を構成するフィン７４が空冷される。この結果、冷媒配管７３内を流れる冷媒７２が冷却されて凝縮するものである。
【００１０】
このように、冷媒配管７３を蛇行状に屈曲して立体構成したスパイラルフィンチューブ型凝縮器７５は、一般に、冷媒配管７３にフィン７４を巻き付ける際のフィンピッチよりも、冷媒配管７３を蛇行状に屈曲する際に生じるフィン７４の間隔が大きいため、埃が付着しにくい反面、加工上の最小Ｒで決まる大きな空間が凝縮器７５の内部にほぼ均等に生じる。結果として、空気７６の流れを工夫しても単位体積当りの放熱能力を向上することが期待できない。
【００１１】
また、図９において、８１は熱交換ユニットＢ、８２は冷媒、８３は冷媒８２を流す冷媒配管、８４は冷媒配管８３の外周に巻き付けられたフィン、８５は冷媒配管８３を螺旋状に巻いて立体構成した凝縮器、８６は凝縮器８５を冷却する空気、８７は空気８６を吸引するファン、８８はファン８７を駆動するモータである。
【００１２】
ここで、冷媒配管８３を螺旋状に巻いて略円筒形に立体構成した凝縮器８５は、冷媒配管８３にフィン８４を巻き付け固定した後に、螺旋状に巻いて成形している。従って、フィン８５同志が接触する程度に冷媒配管８３を接近させて成形している。一方、凝縮器８５の円筒形の中心には大きな空間が生じる。
【００１３】
以上のように構成された従来の熱交換ユニットＢについて以下にその動作を説明する。
【００１４】
モータ８８によりファン８７を駆動することで空気８６がファン８７に吸引されて、凝縮器８５を構成するフィン８４が空冷される。この結果、冷媒配管８３内を流れる冷媒８２が冷却されて凝縮するものである。
【００１５】
このように、冷媒配管８３を螺旋状に巻いて略円筒形に立体構成したスパイラルフィンチューブ型凝縮器８５は、一般に、冷媒配管８３にフィン８４を巻き付ける際のフィンピッチよりも、冷媒配管８３を螺旋状に巻いて形成する際に生じるフィン８４の間隔を狭めることができる反面、円筒形の中心に大きな空間が生じる。このため、モータ８８の回転軸と凝縮器８５の円筒形の中心方向を略同一にするとともに、凝縮器８５に対してファン８７の反対側から空気が流れ込まないように周囲の風路を工夫して用いられる。結果として、図８に示したように、凝縮器８５の円筒形の外周全体からファン８７に向かって空気８６が流入するようにして利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−３０００９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、熱交換ユニットＢで示した従来の構成では、外部の冷却空気が一方向から流入する場合、凝縮器８５の円筒形の外周側に外部から均一に冷却空気を流入させることが困難であり、その放熱能力を十分に生かすことができなかった。例えば、前面以外は壁に囲われて設置されることが多い家庭用冷蔵庫では、冷蔵庫の下部あるいは上部の空間から背面側にある機械室に外部の冷却空気を導入する。この場合、冷却空気が一方向から流入するため、凝縮器８５の円筒形の外周側全体に大きな空間を設けて均一に冷却空気を流入させる必要があり、その周囲空間を含めた省スペース化を実現することが大きな課題となる。
【００１８】
また、一般に熱交換ユニットと同一風路内に圧縮機を設置して同時に冷却する設計が用いられるが、熱交換ユニットＢで示した従来の構成では、フィン８４に埃が付着した場合に風量が極端に低下するため、凝縮器８５だけでなく圧縮機の放熱能力も同時に損なわれる。この場合、異常高温により圧縮機の耐久性が低下する可能性がある。従って、フィン８４に埃が付着した時に風量低下を抑制することが大きな課題となる。
【００１９】
一方、熱交換ユニットＡで示した従来の構成では、フィン７４に埃が付着した場合でも蛇行状に屈曲する際に生じるフィン７４の間隔が大きく風量低下が抑制されるので、熱交換ユニットと同一風路内に設置された圧縮機の冷却が損なわれることがない。しかしながら、冷媒配管７３を蛇行状に屈曲して立体構成したスパイラルフィンチューブ型凝縮器７５は、加工上の最小Ｒで決まる大きな空間が凝縮器７５の内部にほぼ均等に生じるので、単位体積当りの放熱能力を向上して凝縮器７５を小型化することが大きな課題となる。
【００２０】
本発明は、従来の課題を解決するもので、簡単な構成で凝縮器およびその周辺空間の省スペース化と、凝縮器への埃付着時の風量低下の抑制を両立する冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、スパイラルフィンチューブ型凝縮器の冷媒配管を小判型に螺旋巻きし、冷却空気の主たる侵入方向に対して略直角（７０度＜α＜１１０度）に配向するものである。これによって、冷却空気の主たる侵入方向のフィン間距離を適度に調整することができ、埃が付着しにくい程度にフィン間距離をより小さくすることで凝縮器の放熱効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の冷蔵庫は、凝縮器への埃付着時の風量低下を抑制しながら、凝縮器の放熱効率を向上することができ、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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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
【図２】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
【図３】本発明の実施の形態１における凝縮器周辺の斜視図
【図４】本発明の実施の形態１における凝縮器周辺の断面図
【図５】本発明の実施の形態１と比較例における凝縮器の放熱能力の時系列変化を示す模式図
【図６】本発明の実施の形態１と比較例における第１のファンの風量の時系列変化を示す模式図
【図７】本発明の実施の形態２における凝縮器周辺の断面図
【図８】従来の熱交換ユニットＡの正面図
【図９】従来の熱交換ユニットＢの正面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
請求項１に記載の発明は、背面側に機械室を有する冷蔵庫において、スパイラルフィンチューブ型凝縮器と、前記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ファンと、前記ファンの風下側に設置された圧縮機とを前記機械室内に納めるとともに、前記凝縮器の冷媒配管を小判型に螺旋巻きし、その螺旋巻きの中心を前記ファンの主軸と略直角（７０度＜α＜１１０度）になるように配置し、凝縮器の冷媒配管にフィンを巻き付ける際のフィンピッチをＡとし、前記凝縮器の螺旋巻きの中心方向に対して直角方向のフィン間隙間をＢとし、前記凝縮器の螺旋巻きの中心方向のフィン間隙間をＣとし、凝縮器
と、前記凝縮器の周囲に形成された第１のバイパス風路の空間距離をＤとした場合に、その大きさがＡ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄとなるように配置したことを特徴とする冷蔵庫であるので、背面側に位置する機械室の上部あるいは下部から侵入する冷却空気を前記凝縮器の側面に導いて効率よく放熱することができる。また、凝縮器内を通過する空気の主流方向のフィン間隙間Ｂを最小曲げＲによって決まるフィン間隙間Ｃよりも小さくすることで、放熱効率を高めることができるとともに、フィンに埃が付着した場合でも、フィン間隙間Ｂを介して吸入する空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。
【００２６】
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、前記凝縮器の冷媒配管にフィンを巻き付ける際のフィンピッチを３〜１０ｍｍとし、前記第１のバイパス風路の空間距離を前記凝縮器の高さの２０％以下にすることを特徴とする冷蔵庫であるので、第１のバイパス風路を通過する空気量を規制することで凝縮器の放熱効率を高めるとともに、埃付着によって凝縮器が閉塞した場合でも、第１のバイパス風路を介して吸入する空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。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、機械室内の風路をファンの風上側と風下側に区分するファンリングと、機械室の開口側に前記ファンリングと一体に取付け、凝縮器と前記ファンリングとの間に形成するバイパス風路の高さを規制するリブとを備えたことを特徴とする冷蔵庫であるので、バイパス風路の高さを規制することにより凝縮器の放熱能力と埃付着性能をバランスよく調整することができるとともに、ファンリングの機械室の開口側を介してファンの風上側から風下側に空気がショートサーキットすることを抑制して凝縮器の放熱能力を向上することができる。
【００２８】
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。
【００２９】
（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冷蔵庫上部の空気１７を吸引することで、凝縮器１４と圧縮機１６が空冷される。
【００３０】
また、第１のファン１５はファンリング１８に取り付けられ、ファンリング１８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、凝縮器１４の上部および下部には、凝縮器１４を通過せずに第１のファン１５に直接吸引される空気１７が通過する第１のバイパス風路１９を形成している。そして、この第１のバイパス風路１９の高さを凝縮器１４の高さの約１２％に規制するために、ファンリング１８にリブ２０を設けている。また、同時に、ファンリング１８にリブ２０を設けることで、ファンリング１８と周囲部品との隙間を介して吐出側から吸入側へショートサーキットする空気の漏れ量を抑制することができる。
【００３１】
なお、第１のバイパス風路１９は凝縮器１４が埃付着などによって閉塞した場合に、空気を直接第１のファン１５に供給するものであり、第１のバイパス風路１９の高さは凝縮器１４のフィンピッチよりも大きく、凝縮器１４の高さの２０％以下、望ましくは凝縮器１４の高さの１０〜１５％が良い。第１のバイパス風路１９の高さが凝縮器１４のフィンピッチよりも小さいと第１のバイパス風路１９が先に閉塞してその効果が得られず、第１のバイパス風路１９の高さが凝縮器１４の高さの２０％より高いと凝縮器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。
【００３２】
また、２１は筐体１２の背面下部に設置された下部機械室、２２は第２のファン、２３は庫内（図示せず）の除霜水を貯留する蒸発皿、２４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２１には、風上から順に第２のファン２２、蒸発皿２３が設置されており、第２のファン２２を駆動することにより、筐体１２の下部付近の空気１７を吸引して蒸発皿２３に貯留された除霜水の蒸発を促進するとともに、蒸発皿２３と連通風路２４を介して凝縮器１４に除霜水の蒸発により冷却された空気を供給する。このように、第２のファン２２が凝縮器１４を冷却する機能と蒸発皿２３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。
【００３３】
なお、上部機械室１３に主要な発熱源となる圧縮機１６と凝縮器１４を配置したため、第２のファン２２が吸入する筐体１２の下部付近の空気１７は、筐体１２の上方の空気よりも比較的低い温度となるので、下部機械室２１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２２の蒸発促進効果だけでは蒸発皿２３内の除霜水が十分蒸発できない場合は、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２３内に配置してもよい。
【００３４】
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の上方から空気１７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２４から空気１７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２４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２４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２４から空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。
【００３５】
図３は本発明の実施の形態１における凝縮器周辺の斜視図、図４は本発明の実施の形態１における凝縮器周辺の断面図である。図３および図４において、４１は冷媒配管、４２は冷媒配管に巻き付けられた帯板状のフィン、４３は冷媒配管４１内を流れる冷媒、４４は第１のファンを駆動するモータである。ここで、凝縮器１４は、フィンピッチＡを５ｍｍとして管外径約６ｍｍの冷媒配管４１に幅８ｍｍの帯板状のフィン４２を巻き付け固定した後に、小判型に螺旋巻きしてなるスパイラルフィンチューブ型凝縮器であり、螺旋巻きの中心方向をモータ４４の軸方向に対して略直角（７０度＜α＜１１０度）に配置している。ここで、凝縮器１４を小判型に螺旋巻きにしているのは、円筒型に螺旋巻きするのに比べて、空気１７の主流が流れる方向に扁平させると無効体積が減少するとともに、フィン４２が流れ方向に配向して放熱能力が高まるためである。
【００３６】
なお、凝縮器１４の両端の屈曲部を除くスパイラルフィンチューブの中央部分は、平行に配置することが望ましい。また、凝縮器１４の両端の屈曲部を除くスパイラルフィンチューブの中央部分における風上側の列と風下側の列は、空気１７の主流が流れる方向に重なり合わないようにずらした千鳥配列とすることが望ましい。千鳥配列とすることにより、風下側の列の放熱能力を高めることができる。
【００３７】
また、外径約２２ｍｍとなる凝縮器１４の螺旋巻きの中心に対して直角方向のフィン間隙間Ｂを約７ｍｍとし、凝縮器１４の螺旋巻きの中心方向のフィン間隙間Ｃを約１０ｍｍとしている。ここで、凝縮器１４の螺旋巻きの中心方向のフィン間隙間Ｃが約１０ｍｍと大きくなるのは、外径約２２ｍｍとなる凝縮器１４のスパイラルフィンチューブを小判型の端部で曲げ加工する際に必要な最小Ｒが約１６ｍｍとなるためである。
【００３８】
一般に、家庭用冷蔵庫に搭載するスパイラルフィンチューブ型凝縮器としては、フィンピッチＡを約５ｍｍとし、外径を１４〜２２ｍｍとするものが用いられる。フィンピッチＡを約５ｍｍとするのは、フィンピッチが小さすぎると埃付着の性能が劣り、フィンピッチが大きすぎると放熱能力が低下するため、３〜１０ｍｍが実用的な範囲となり、特に５ｍｍ程度が埃付着の性能と放熱能力のバランス上最適となるためである。同様に、外径を１４〜２２ｍｍとするのは、外径が小さすぎると放熱能力が低下し、外径が大きすぎると屈曲させた時に無効な空間が大きくなり省スペース化が実現できないため、１４〜２２ｍｍが実用的な範囲となるためである。また、外径を１４〜２２ｍｍとするスパイラルフィンチューブ型凝縮器を屈曲して立体配置する場合、曲げ加工する際に必要な最小Ｒが１１〜１６ｍｍ程度となることから、少なくとも８〜１０ｍｍのフィン間隙間が生じる。この結果、家庭用冷蔵庫に搭載するスパイラルフィンチューブ型凝縮器においては、屈曲させて構成する時にフィンピッチＡに比べて１．５〜２倍程度のフィン間隙間が生じることとなり、図７で示したような蛇行状に屈曲した従来のスパイラルフィンチューブ型凝縮器では無効な空間が大きくなるという問題を有していた。これに対して、実施の形態１における凝縮器１４においては、スパイラルフィンチューブ小判型に螺旋巻きすることにより、螺旋巻きの中心に対して直角方向のフィン間隙間Ｂを、曲げ加工する際に必要な最小Ｒによって決まる螺旋巻きの中心方向のフィン間隙間Ｃよりも小さくすることでこの問題を解決するものである。
【００３９】
また、第１のファン１５の周囲４辺の内、上部機械室１３が開口している上部と側面の２辺にファンリング１８のリブ２０を設けて、凝縮器１４の全高約１２４ｍｍに対して約１２％となる高さ約１５ｍｍの第１のバイパス風路１９を形成している。上部と側面の２辺は、上部機械室１３が開口しているためにファンリング１８の吐出側と吸入側をショートサーキットする空気の漏れ量が多く、この空気の漏れ量を抑制する点で特に有効である。なお、凝縮器１４が埃付着などによって閉塞した場合に、空気を直接第１のファン１５に供給する第１のバイパス風路１９は、ファンリング１８のリブ２０を設けた上部と側面の２辺に形成したが、第１のファン１５の周囲４辺の内、少なくとも１辺に形成すれば同様の効果が期待できる。
【００４０】
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。
【００４１】
第１のファン１５と第２のファン２２は圧縮機１６に連動して同時に駆動するように制御する。これによって、吸入側天面グリル３２を介して、冷蔵庫１１の筐体１２の背面上部から空気１７を吸引し、凝縮器１４と圧縮機１６を冷却するとともに、下部機械室２１および連通風路２４、吸入側背面グリル３３を介して、背面下部の空気１７を吸引することで、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。なお、外気温が比較的低い場合は、省エネルギー化のために第２のファン２２を停止して、第１のファン１５だけを圧縮機１６に連動して駆動してもよい。また、蒸発皿２３内の除霜水を蒸発させる能力を高めたい場合は、必要に応じて第２のファン２２を駆動してもよい。
【００４２】
そして、時間経過とともに、凝縮器１４の冷媒配管４１の周辺から埃が付着し始めて徐々に凝縮器１４の放熱能力と第１のファン１５の風量が同時に低下していく。このとき、フィンピッチＡ＜フィン間隙間Ｂ＜フィン間隙間Ｃ＜第１のバイパス風路１９の高さＤの順に大きくなるように設計することで、冷媒配管４１の周囲、フィン間隙間Ｂ、第１のバイパス風路１９の順に埃が付着して風路阻害が生じる。この結果、凝縮器１４の放熱能力の低下に対して第１のファン１５の風量の低下が抑制されることで、第１のファン１５の下流側に位置する圧縮機１６の冷却作用が維持される。仮に、第１のバイパス風路１９の高さＤをフィン間隙間ＢやフィンピッチＡよりも小さく設計した場合、凝縮器１４の冷媒配管４１の周辺に埃が十分付着する前に第１のバイパス風路１９に埃が堆積して風路阻害が生じることとなる。この場合、凝縮器１４の冷媒配管４１による放熱能力がある程度維持された状態で第１のファン１５の風量が大きく減少し、結果として圧縮機１６の周囲に高温の空気が流入して冷却作用が大きく損なわれる。
【００４３】
次に、フィンピッチＡ、フィン間隙間Ｂ、第１のバイパス風路１９の高さＤの影響について、比較例を用いて詳細に説明する。図５は本発明の実施の形態１と比較例における凝縮器の放熱能力の時系列変化を示す模式図、図６は本発明の実施の形態１と比較例における第１のファンの風量の時系列変化を示す模式図、（表１）は本発明の実施の形態１と比較例における凝縮器仕様の違いを示す表である。
【００４４】
【表１】
0005423523.tif 000002
【００４５】
（表１）に示したように、仕様Ｐは本実施の形態１の凝縮器１４の仕様、仕様Ｑはフィン間隙間Ｂを１２ｍｍとし、フィン間隙間Ｃよりも大きくした比較例１、仕様Ｒはフィン間隙間Ｂを２ｍｍとし、フィンピッチＡよりも小さくした比較例２、仕様Ｓは第１のバイパス風路１９の高さＤを２５ｍｍとした比較例３、仕様Ｔは第１のバイパス風路１９の高さＤを５ｍｍとし、フィン間隙間Ｂよりも小さくした比較例４である。なお、比較例１〜４は凝縮器１４と同様に、フィンピッチＡを５ｍｍとして管外径約６ｍｍの冷媒配管４１に幅８ｍｍの帯板状のフィン４２を巻き付け固定した後に、小判型に螺旋巻きしてなるスパイラルフィンチューブ型凝縮器であり、フィン間隙間Ｂと第１のバイパス風路１９の高さＤを変化させたものである。
【００４６】
図５に示したように、フィン間隙間Ｂを２ｍｍとし、フィンピッチＡよりも小さくした仕様Ｒでは初期の放熱能力を高めることができるが、時間経過とともに風上側のフィン間隙間Ｂが閉塞して風下側のスパイラルフィンチューブの放熱能力が失われ、結果として埃付着による能力低下が著しく進行する。また、フィン間隙間Ｂを１２ｍｍとし、フィン間隙間Ｃよりも大きくした仕様Ｑと第１のバイパス風路１９の高さＤを２５ｍｍとした仕様Ｓは、仕様Ｐに比べてスパイラルフィンチューブを通過して熱交換する空気の割合が低下することで初期の放熱能力が低くなる。一方、第１のバイパス風路１９の高さＤを５ｍｍとし、フィン間隙間Ｂよりも小さくした仕様Ｔは、仕様Ｐに比べて若干高い初期の放熱能力が得られるが、時間経過とともに第１のバイパス風路１９への埃付着が顕著となり、凝縮器１４の周辺部からも埃が堆積して急激に放熱能力が低下する。
【００４７】
図６に示したように、第１のバイパス風路１９の高さＤを２ｍｍとし、フィンピッチＡよりも小さくした仕様Ｔは時間経過とともにスパイラルフィンチューブの表面に埃が付着して風路阻害が生じて急激に風量が低下する。また、第１のバイパス風路１９の高さＤを２５ｍｍとした仕様Ｓは第１のバイパス風路１９を通過する空気量が大きく時間経過に対する風量変化が小さい。一方、第１のバイパス風路１９の高さＤが同じ１５ｍｍである仕様Ｐおよび仕様Ｑ、仕様Ｒの風量変化は大差ない。
【００４８】
以上の結果より、以下の知見が得られる。時間経過に対する風量変化に対しては第１のバイパス風路１９の高さＤの影響が最も大きく、凝縮器１４よりも先に埃が付着しないように、フィン間隙間Ｂやフィン間隙間Ｃよりも大きく設計することが望ましい。また、第１のバイパス風路１９の高さＤが２５ｍｍ（凝縮器１４の高さの約２０％）になると初期能力の放熱能力の低下が顕著となるため、２５ｍｍ（凝縮器１４の高さの約２０％）以下が望ましい。
【００４９】
一方、フィン間隙間Ｂは小さくするほど凝縮器１４の初期の放熱能力が増加するが、フィンピッチＡよりも小さくすると埃付着による能力低下が顕著となるため、フィンピッチＡ＜フィン間隙間Ｂ＜フィン間隙間Ｃとなるように設計することが望ましい。
【００５０】
なお、本実施の形態１においては、フィンピッチＡを５ｍｍとして管外径約６ｍｍの冷媒配管４１に幅８ｍｍの帯板状のフィン４２を巻き付け固定したスパイラルフィンチューブ型凝縮器を用いたが、これは家庭用冷蔵庫に用いられるスパイラルフィンチューブ型凝縮器の代表的な仕様であり、フィンピッチＡを３〜１０ｍｍ、外径を１４〜２２ｍｍとする実用的な範囲のスパイラルフィンチューブ型凝縮器であれば同様な効果が期待できる。
【００５１】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２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。なお、実施の形態２において実施の形態１と同じ部品に対しては同一番号を付して詳細な説明は省略する。図７において、１４は冷媒配管４１に帯板状のフィン４２を巻き付けてなるスパイラルフィンチューブ型凝縮器、１５はファンリング１８に固定され、モータ４４で駆動される第１のファン、１９はファンリング１８のリブ２０と凝縮器１４の間に設けた第１のバイパス風路、５０は凝縮器１４と下部機械室１３の床面との間に設けた第２のバイパス風路である。
【００５２】
ここで、第２のバイパス風路５０の高さＥは２５ｍｍ（凝縮器１４の高さの約２０％）とし、第１のバイパス風路の高さＤよりも大きくしている。これは、冷蔵庫１１が設置された状況では吸入側天面グリル３２から上部機械室１３に流入する空気１７が主流となることから、第１のファン１５のモータ４４の回転中心を隔てて吸入側天面グリル３２の反対側に位置する第２のバイパス風路５０に流入する空気１７の量が、第１のバイパス風路１９に流入する空気１７の量よりも少ないため、凝縮器１４の放熱能力に対する影響が小さいためである。これによって、第１のバイパス風路１９と第２のバイパス風路５０を合わせた風路面積を実施の形態１よりも大きく設計することができる。
【００５３】
以上のように構成された本発明の実施の形態２における冷蔵庫について、以下その動作を説明する。
【００５４】
第１のファン１５と第２のファン２２は圧縮機１６に連動して同時に駆動するように制御する。これによって、吸入側天面グリル３２を介して、冷蔵庫１１の筐体１２の背面上部から空気１７を吸引し、凝縮器１４と圧縮機１６を冷却するとともに、下部機械室２１および連通風路２４、吸入側背面グリル３３を介して、背面下部の空気１７を吸引することで、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。なお、外気温が比較的低い場合は、省エネルギー化のために第２のファン２２を停止して、第１のファン１５だけを圧縮機１６に連動して駆動してもよい。また、蒸発皿２３内の除霜水を蒸発させる能力を高めたい場合は、必要に応じて第２のファン２２を駆動してもよい。
【００５５】
そして、時間経過とともに、凝縮器１４の冷媒配管４１の周辺から埃が付着し始めて徐々に凝縮器１４の放熱能力と第１のファン１５の風量が同時に低下していく。このとき、フィンピッチＡ＜フィン間隙間Ｂ＜フィン間隙間Ｃ＜第１のバイパス風路１９の高さＤ＜第２のバイパス風路５０の高さＥの順に大きくなるように設計することで、冷媒配管４１の周囲、フィン間隙間Ｂ、第１のバイパス風路１９、第２のバイパス風路５０の順に埃が付着して風路阻害が生じる。この結果、凝縮器１４の放熱能力の低下に対して、第１のファン１５の風量の低下が実施の形態１よりもさらに抑制されることで、第１のファン１５の下流側に位置する圧縮機１６の冷却作用がより長く維持される。
【００５６】
以上のように、本発明の冷蔵庫は、凝縮器１４の冷媒配管４１を小判型に螺旋巻きし、空気１７の主たる侵入方向に対して略直角（７０度＜α＜１１０度）に配向するものである。これによって、空気１７の主たる侵入方向のフィン間距離を適度に調整することができ、埃が付着しにくい程度にフィン間隙間をより小さくすることで凝縮器の放熱効率を高めて省スペース化を実現するとともに、埃付着時の風量低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
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、凝縮器への埃付着時の風量低下を抑制しながら、凝縮器の放熱効率を向上することができ、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。
【符号の説明】
【００５８】
１１  冷蔵庫
１２  筐体
１３  上部機械室
１４  凝縮器
１５  第１のファン
１６  圧縮機
１７  空気
１９  第１のバイパス風路
４１  冷媒配管
４２  フィン
４３  冷媒
５０  第２のバイパス風路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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