(57)【要約】  【課題】熱交換器の効率に関し、埃やゴミの付着による能力低下が少なく、小型の熱交換器を備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。  【解決手段】冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室５と、機械室５内に収容した熱交換器７と、熱交換器７を強制冷却する送風機８とを設け、熱交換器７はパイプ９とパイプ９に略直交方向に貫通するフィン１０とを備え、パイプ９は送風機８による風の流れ方向に略直交するように配置され、フィン１０は送風機８による風の流れ方向に略並行に備えられると共に、送風機８による風の流れの上流側の形状が、送風機８による風の流れ方向を長手方向とした楕円弧であることにより、フィン１０への埃やゴミの付着を防ぐと共にフィン１０の表面積を大きくでき、小型で能力の高い熱交換器とすることができ、冷蔵庫を小型化できると共に、消費電力の低い冷蔵庫を提供することができる。【選択図】図２
2006029620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した熱交換器と、前記熱交換器を強制冷却する送風機とを設け、前記熱交換器はパイプと、前記パイプが略直交方向に貫通するフィンとを備え、前記パイプは前記送風機による風の流れ方向に略直交するように配置され、前記フィンは前記送風機による風の流れ方向に略平行に備えられると共に、前記送風機による風の流れの上流側の形状が、前記送風機による風の流れ方向を長手方向とした楕円弧である冷蔵庫。
【請求項２】
送風機による風の流れ方向と水平方向に前記熱交換器を複数個備えた請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
熱交換器を液体塗料により塗装した請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
熱交換器に塗装する液体塗料を黒色とした請求項３に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
送風機を前記送風機による風の流れに対して熱交換器よりも下流側に設けた請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
フィン列の最外部にパイプが貫通するエンドプレートを備えた請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
送風機による風の風路の一部をエンドプレートにより構成したことを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。
【請求項８】
冷媒として可燃性ガスを用いた請求項１から７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項９】
スリットは送風機による風の流れ方向に対して垂直方向の長さをパイプの直径とほぼ同じとし、風の流れ方向の長さを隣接する前記パイプの外側の距離以上とし、あらかじめ蛇行させた１本の前記パイプを前記スリットに挿入することにより作成した熱交換器を用いた請求項８に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埃やゴミが付着しにくいと共に熱交換効率の高い熱交換器を用いた冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護への意識が高まる中、冷蔵庫業界においては急速な省エネ化が進められている。
【０００３】
冷蔵庫の省エネ化技術としては、断熱箱体の断熱強化、インバーター圧縮機をはじめとした最適制御、冷凍サイクル各デバイスの高効率化があげられる。
【０００４】
中でも冷凍サイクルのデバイスの一つである熱交換器の高効率化の手法として、空気冷却式熱交換器の埃付着に対する能力劣化防止技術が利用されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
【０００６】
図７は、従来の冷蔵庫の熱交換器の斜視図である。図７に示すように、従来の熱交換器１は、中空形状のパイプ本体２と、このパイプ本体２の一部が平板形状に外表面に一体的に形成されたフィン部３とからなり、フィン部３はパイプ本体２に沿って螺旋状に設けられている。
【０００７】
以上のように構成された熱交換器について、以下その動作を説明する。
【０００８】
冷蔵庫運転中、熱交換器１は、送風機（図示せず）による風で冷却され、パイプ本体２内を流れる高温高圧のガス冷媒を冷却し液化する。
【０００９】
この時、通常のフィンチューブ熱交換器においては、送風機の吐出した風に埃やゴミが含まれていると、熱交換器のフィン部などの突起部分に付着し、熱交換効率を低下させるだけでなく、付着した埃やゴミによりフィンとフィンの間が閉塞し、熱交換器を風が流れなくなり、熱交換量が極端に低下する恐れがある。
【００１０】
これに対して従来の熱交換器１は、フィン部３に突起など、埃やゴミが引っ掛かる部分が無いのでフィン部３に埃が付着することはない。
【００１１】
従って、埃の付着により熱交換器１の熱交換量が減少することはない。
【特許文献１】特開２００３−１２１０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら上記従来の構成では、フィン部３に埃を付着させないためにフィン部３は螺旋状の円形となっており、通常のフィンチューブ熱交換器に比べてフィン部３の表面積が小さくなり、その分熱交換量も小さくなっていたため、冷蔵庫の消費電力量が増加し、熱交換能力を増加させるために機器が大型化する恐れがあった。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、フィンに埃やゴミの付着を防ぐと共にフィン部の表面積を大きくすることにより、小型で能力の高い熱交換器を備えた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】
【００１４】
上記従来の課題を解決するために、冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した熱交換器と、前記熱交換器を強制冷却する送風機とを設け、前記熱交換器はパイプと、前記パイプが略直交方向に貫通するフィンとを備え、前記パイプは前記送風機による風の流れ方向に略直交するように配置され、前記フィンは前記送風機による風の流れ方向に略平行に備えられると共に、前記送風機による風の流れの上流側の形状が、前記送風機による風の流れ方向を長手方向とした楕円弧としたものである。
【００１５】
これによって、フィン部への埃やゴミの付着を防止すると共にフィン部の表面積を大きくして熱交換器の能力を高くすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の冷蔵庫は、フィンへの埃やゴミの付着を防ぐと共にフィンの表面積を大きくでき、小型で能力の高い熱交換器とすることができ、冷蔵庫を小型化できると共に、消費電力の低い冷蔵庫を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、冷蔵庫本体の庫外の一画に形成した機械室と、前記機械室内に収容した熱交換器と、前記熱交換器を強制冷却する送風機とを設け、前記熱交換器はパイプと、前記パイプが略直交方向に貫通するフィンとを備え、前記パイプは前記送風機による風の流れ方向に略直交するように配置され、前記フィンは前記送風機による風の流れ方向に略平行に備えられると共に、前記送風機による風の流れの上流側の形状が、前記送風機による風の流れ方向を長手方向とした楕円弧としたことにより、送風機による風に埃やゴミが含まれていても、フィンの風上側が楕円形となっており、埃やゴミが引っ掛かることはなく、フィンの表面積を大きくできるので、埃やゴミによる能力低下が少なく、能力が高く、小型の熱交換器を備えた冷蔵庫を実現することができる。また、熱交換器を配置している冷蔵庫の機械室を小さくすることができ、小型で設置スペースの小さい冷蔵庫とすることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、送風機による風の流れ方向と水平方向に前記熱交換器を複数個備えたことにより、埃やゴミは複数の熱交換器の間を通りフィンに付着することはなく、フィンの表面積を大きくできるので、埃やゴミによる能力低下がより少なく、能力が高く、小型の熱交換器を備えた冷蔵庫を実現することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、熱交換器を液体塗料により塗装したことにより、パイプとフィンの接合部分に埃やゴミが引っ掛かることはなく、フィンへの埃やゴミの付着を防止すると共に、パイプとフィンの接触面積が増加し、埃やゴミによる能力低下がより少なく、より能力が高く、小型の熱交換器を備えた冷蔵庫を実現することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、熱交換器に塗装する液体塗料を黒色としたことにより、熱の輻射効果により熱交換器の熱交換効率が高くなり、より能力が高く、小型の熱交換器を備えた冷蔵庫を実現することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、送風機を前記送風機による風の流れに対して熱交換器よりも下流側に設けたことにより、送風機による風は熱交換器全体を流れ、熱交換器全体が効率よく使われ、より効率が高く、小型の熱交換器を備えた冷蔵庫を実現することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、フィン列の最外部にパイプが貫通するエンドプレートを備えたことにより、熱交換器のパイプは振動により動くことが無く、フィンの接触による騒音の無い熱交換器を備えた冷蔵庫を実現することができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、送風機による風の風路の一部をエンドプレートにより構成したことにより、送風機による風は全て熱交換機内を流れ、少ない風量でも大きな熱交換量とすることができ、送風機の入力を小さくすることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、冷媒として可燃性ガスを用いたことにより、小型の熱交換器によりシステム内容積が小さくでき、可燃性ガスの封入量を少なくすることができるため、漏洩したガスによる着火の危険性を低くすることができ、安全性の高い冷蔵庫とすることができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、スリットは送風機による風の流れ方向に対して垂直方向の長さをパイプの直径とほぼ同じとし、風の流れ方向の長さを隣同士のパイプの外側の距離以上とし、あらかじめ蛇行させた１本のパイプをスリットに挿入することにより作成した熱交換器を用いたことにより、パイプの溶接箇所を減らすことができ、溶接箇所からの可燃性冷媒が漏れる危険性が低くなり、より安全性の高い冷蔵庫とすることができる。
【００２６】
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。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。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の熱交換器の斜視図である。図２は同実施の形態の冷蔵庫の熱交換器のエンドプレートを取り付ける前の斜視図である。図３は同実施の形態の冷蔵庫の熱交換器のフィンの平面図である。図４は同実施の形態の冷蔵庫の熱交換器のフィンとパイプの接合部の拡大図である。図５は同実施の形態の冷蔵庫の縦断面図である。図６は同実施の形態の冷蔵庫の機械室の平面図である。
【００２８】
図１から図６において、４は冷蔵庫であり、内部に冷媒を可燃性冷媒とする冷凍システム（図示せず）を備え、下部に設けた機械室５に冷凍システムの構成部品である圧縮機６、熱交換器７、送風機８を収納する。
【００２９】
熱交換器７は蛇行したパイプ９と送風機８による風に対して風上側が楕円形状の複数のフィン１０とからなり、フィン１０に開けたスリット１１にパイプ９を挿入し、フィン１０のパイプ９の長手方向に対して外側にはエンドプレート１２が設けられている。
【００３０】
送風機８は風の流れに対して熱交換器よりも風下側に配置されており、２枚のエンドプレート１２と機械室５の底面１３及び天面１４に囲まれた領域を吸い込み側風路１５としている。
【００３１】
また、熱交換器７は黒色の液体塗料１６で塗装されており、パイプ９とフィン１０の接合部でのバリなどは無くなめらかにつながっている。
【００３２】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。
【００３３】
冷蔵庫運転中、圧縮機６で圧縮された高温、高圧のガス冷媒は、熱交換器７に流れ込み、送風機８の風により液化、冷却される。
【００３４】
熱交換器７で冷却された低温、高圧の気液２相冷媒は、減圧手段（図示せず）により減圧され低温、低圧の気液２相冷媒となる。
【００３５】
減圧手段で減圧された低温、低圧の気液２相冷媒は、蒸発器（図示せず）で庫内の空気との温度差により蒸発し、蒸発気化熱により庫内を冷却した後再び圧縮機６に吸い込まれる。
【００３６】
ここでもし、送風機８による風に埃やゴミが含まれていたとすると、その埃は突起物やバリ、角部に引っ掛かり、徐々に堆積していく。
【００３７】
しかしながら、本実施の形態の冷蔵庫においては、フィン１０の風上側は楕円形状となっていると共に、パイプ１本ごとに独立したフィンを持った従来の熱交換器に比べ、風の流れ方向のフィンが一体であるため、フィン１０の表面積を大きくすることができ、埃やゴミが引っ掛かることがないと共に、風の流れ方向のフィン１０のすき間が無いことからフィン１０の表面積が大きくなり、熱交換器を小型化することができる。
【００３８】
また、本実施の形態においては、送風機８による風の流れとパイプ９の長手方向に垂直な方向のフィン１０同士の隙間を開けているので、もし送風機８による風に埃やゴミが含まれていたとしても、埃やゴミはフィン１０とフィン１０の間を流れ、フィン１０に付着することがない。
【００３９】
また、本実施の形態においては、送風機８による風の流れとパイプ９の長手方向に垂直な方向のフィン１０同士の隙間を５ｍｍ以上開けている。筆者らの実験により、フィン１０同士の隙間が５ｍｍ未満となると、運転時間と共に埃の堆積が大きくなってくることが判明している。従って、フィン１０同士の隙間を５ｍｍ以上開けたことにより、確実に埃やゴミの付着を防ぐことができる。
【００４０】
また、フィン１０の一部にスリット１１が開けられており、このスリット１１を通って風がパイプの長手方向に流れる。従って、送風機８による風はフィン１０によって方向が規制されることなく熱交換器全体を流れることができ、効率良く熱交換することができる。
【００４１】
また、熱交換器全体を黒色の液体塗料１６により塗装していることにより、パイプ９との接合部やフィン１０のスリット１１にバリがある場合も、バリの部分は粘度の小さい液体塗料により覆われるため、なめらかになり、埃やゴミが引っ掛かることはなく、埃やゴミの付着を防ぐことができるとともに、色が黒色のため熱の輻射が促進され、熱交換量も高くすることができる。
【００４２】
また、比較的風が均一に流れる送風機８の吸い込み側に熱交換器７を配置していると共に、エンドプレートと機械室５の底面１３及び天面１４により吸い込み側風路１５を構成しているため、送風機８による風は全て熱交換器７のフィン１０部を均一に流れる。これにより、少ない風量でも大きな熱交換量を得ることができ、同じ能力を出す場合にも送風機８の風量を低くすることができ、送風機８の消費電力量を低減することができる。
【００４３】
従って、消費電力が低く、埃やゴミの付着による消費電力量の低下も少ない冷蔵庫とすることができる。
【００４４】
また、エンドプレート１２によりパイプ９は全て固定されているため、パイプ９の振動によりフィン１０同士が接触して騒音が高くなることはない。
【００４５】
従って、騒音の低い冷蔵庫とすることができる。
【００４６】
また、冷媒として可燃性ガスを使用していると共に、１本のパイプ９により熱交換器７を構成している。ここで、本実施の形態においては、熱交換器７を小型化できることから、冷凍システムに封入する冷媒量を削減することができると共に、溶接箇所を減らすことができる。
【００４７】
従って、溶接箇所が少ないことにより冷媒である可燃性冷媒が漏れにくく、もし万が一漏れたとしても、熱交換器７が小型化できることから漏れる冷媒量を少なくすることができ、可燃性ガスによる爆発の危険性を低くすることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態においては送風機８による風の方向とパイプ９の長手方向に対して垂直な向きを鉛直上下方向として熱交換器７を配置したが、風の流れ方向に対して風上側にフィン１０の楕円形状側を向ければ、どのような向きで熱交換器７を配置しても埃やゴミに対して同様の効果が得られる。
【００４９】
また、本実施の形態においては熱交換器７を凝縮器として使用したが、蒸発器に使用すれば、霜に対して埃やゴミと同じ様な効果が得られる。
【００５０】
また、本実施の形態においてはフィン１０同士のパイプ９の長手方向のピッチを規定しなかったが、筆者らの実験によれば、５ｍｍ以上開けることで埃やゴミの付着しにくい熱交換器とすることができる。
【００５１】
また、本実施の形態においては機械室５の底面１３及び天面１４とフィン１０とのすき間は規定しなかったが、すき間を小さくすることによりすき間を無駄な風が流れることが無くなり、より熱交換器を小型化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかる熱交換器は、フィンの風の風下側を楕円形状とすることにより、埃の付着を防ぐことができるので、送風機により風を流し、フィン形状をなしたものならあらゆる機器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による冷蔵庫の熱交換器の実施の形態１の斜視図
【図２】同実施の形態の冷蔵庫の熱交換器のエンドプレートを取り付ける前の斜視図
【図３】同実施の形態の冷蔵庫の熱交換器のフィンの平面図
【図４】同実施の形態の冷蔵庫の熱交換器のフィンとパイプの接合部の拡大図
【図５】同実施の形態の冷蔵庫の縦断面図
【図６】同実施の形態の冷蔵庫の機械室の平面図
【図７】従来の冷蔵庫の熱交換器の斜視図
【符号の説明】
【００５４】
４    冷蔵庫
５    機械室
７    熱交換器
８    送風機
９    パイプ
１０  フィン
１１  スリット
１２  エンドプレート
１５  吸い込み側風路
１６  液体塗料
【図１】
2006029620.tif 000003
【図２】
2006029620.tif 000004
【図３】
2006029620.tif 000005
【図４】
2006029620.tif 000006
【図５】
2006029620.tif 000007
【図６】
2006029620.tif 000008
【図７】
2006029620.tif 000009