(57)【要約】【課題】蒸発器への着霜量を低減して、冷却効率の低下を抑制し、省電力化した冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷蔵あるいは冷凍温度帯に設定される貯蔵室１０６内に設置され、表面に発生した凝縮水を表面から飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜を有する蒸発器１１１と、蒸発器１１１で冷却された冷気を送風する送風ファン１１２と、を備えた冷蔵庫１００において、送風ファン１１２の送風方向を重力方向成分を有する方向へ送風することで、凝縮水の自重と同じ方向成分を有するため蒸発器１１１表面からの凝縮水の飛散を促進すると共に、低風量や皮膜が劣化した場合にも安定的に蒸発器１１１表面から凝縮水の飛散させることができ、蒸発器１１１への着霜量を低減して、冷却効率の低下を抑制し、省電力化した冷蔵庫を提供することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵室内に設置され、表面に発生した凝縮水を前記表面から飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜を有する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された冷気を前記貯蔵室内に送風する送風ファンと、を備えた冷蔵庫において、前記送風ファンは重力方向へ送風することを特徴とした冷蔵庫。
【請求項２】
貯蔵室内に設置され、表面に発生した凝縮水を前記表面から飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜を有する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された冷気を前記貯蔵室内に送風する送風ファンと、を備えた冷蔵庫において、前記送風ファンは重力方向成分を有する方向へ送風することを特徴とした冷蔵庫。
【請求項３】
前記蒸発器の表面に水接触角が１６０度以上の超撥水膜を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記送風ファンを蒸発器より上方に配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記送風ファンを蒸発器より下方に配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記貯蔵室内を冷蔵温度帯としたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記貯蔵室内を冷凍温度帯としたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省エネ効果の高い蒸発器および送風ファンを備えた冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫の消費電力量は一般家庭における電気機器の中でも上位を占めていることは良く知られている。これは、他の電気機器とは異なり、通常２４時間連続的に通電されているからである。よって、一般家庭における省電力化（省エネルギー化）のためには、冷蔵庫の省電力化が求められている。
【０００３】
一般的な冷蔵庫において、扉の開閉時などに冷蔵庫周辺の高温多湿な空気が庫内に流入する。その多湿の空気が庫内を循環し、蒸発器を通過する際に空気中の水蒸気が蒸発器表面で凝縮し、隣接する凝縮水同士が合体などして成長し、過冷却状態を経てその凝縮水が氷結し、その氷結部を核として針状に霜が成長し、霜層を形成して行く。いわゆる着霜現象である。蒸発器表面に着霜するにつれて空気の通風抵抗が増え、風量が低下し、冷却能力が低下して規定の冷却性能が維持できなくなる。したがって、着霜時の蒸発器能力（冷却能力）を如何に確保するかが冷蔵庫の省エネ設計の観点からは重要であり、着霜による冷却能力の低下を抑制することができれば省電力化を図ることができる。
【０００４】
図６は、従来の冷蔵庫の一実施例を示す縦断面図である。
【０００５】
図６において、冷蔵庫箱体１は、冷蔵室２、野菜室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５を形成し、それぞれの前面には開閉できる扉が設けられている。
【０００６】
野菜室３および冷蔵室２の背面に形成された蒸発器室２２には、冷蔵室用蒸発器７ａが配置されると共に、その上方に冷蔵室用の送風ファン８ａが設けられている。また、蒸発器室２２の上方には、冷気流路２１が連通して形成されている。
【０００７】
冷蔵室蒸発器２２で冷却された冷気は、送風ファン８ａにより、矢印に示すように冷気流路２１内を通って冷蔵室２に吹き出され、冷蔵室２及び野菜室３を循環冷却した後、蒸発器７ａの下部に流入する。この時、冷気が蒸発器７ａを通過する方向は重力方向と反対方向（鉛直上向き方向）である。
【０００８】
また、蒸発器７ａの表面には、露点以下の温度下で結露させた場合、表面に発生する凝縮水を表面から飛散させることが可能な皮膜を施してある。これにより、蒸発器表面から凝縮水を飛散させて蒸発器７ａへの着霜量を低減でき、消費電力量の低減を図っている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２４８９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来の冷蔵庫の構成では、着霜低減による省電力化を図るために改善の余地がある。
【００１１】
実際、凝縮水は送風の力によって蒸発器表面から飛散することが多い。従来の方法では、送風ファンの風量が十分大きい場合には送風による剥離力が大きいため凝縮水が蒸発器表面から飛散すると考えられるが、省エネ運転時など送風ファンの風量が小さい場合には送風による剥離力が小さくなり、重力と反対方向の送風のため凝縮水の自重の影響により剥離し難くなり飛散せずに蒸発器表面に留まる可能性がある。さらに、蒸発器表面の皮膜が経年劣化した場合には、送風ファンの風量が大きい場合でも同様の事象が発生する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、貯蔵室内に設置され、表面に発生した凝縮水を前記表面から飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜を有する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された冷気を前記貯蔵室内に送風する送風ファンと、を備えた冷蔵庫において、前記送風ファンの送風方向を重力方向、あるいは重力方向成分を有する方向へ送風するものである。
【００１３】
これにより、送風方向が凝縮水の自重と同じ方向成分を有するため、蒸発器表面からの凝縮水の飛散を促進することができ、安定的に蒸発器表面から凝縮水の飛散させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の冷蔵庫は、表面に発生した凝縮水を前記表面から飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜を有する蒸発器に対して、重力方向成分を有する方向へ送風することで、凝縮水の自重と同じ方向成分を有するため蒸発器表面からの凝縮水の飛散を促進すると共に、低風量や皮膜が劣化した場合にも安定的に蒸発器表面から凝縮水の飛散させることができ、蒸発器への着霜量を低減して、冷却効率の低下を抑制し、省電力化した冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】着霜過程の説明図
【図２】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図
【図３】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の要部貯蔵室の基本構造の縦断面図
【図４】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の縦断面図
【図５】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の要部貯蔵室の基本構造の縦断面図
【図６】従来の冷蔵庫の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、貯蔵室内に設置され、表面に発生した凝縮水を前記表面から飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜を有する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された冷気を前記貯蔵室内に送風する送風ファンと、を備えた冷蔵庫において、前記送風ファンは重力方向へ送風するものであり、これにより凝縮水の自重と同じ方向成分を有するため前記蒸発器表面からの凝縮水の飛散を促進すると共に、低風量や皮膜が劣化した場合にも安定的に前記蒸発器表面から凝縮水の飛散させることができ、前記蒸発器への着霜量を低減して、冷却効率の低下を抑制し、省電力化した冷蔵庫を提供することができる。
【００１７】
第２の発明は、貯蔵室内に設置され、表面に発生した凝縮水を前記表面から飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜を有する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された冷気を前記貯蔵室内に送風する送風ファンと、を備えた冷蔵庫において、前記送風ファンは重力方向成分を有する方向へ送風するものであり、送風ファンの送風方向は重力方向と完全に一致せずとも、重力方向成分を有すれば飛散促進効果を得ることができる。
【００１８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記蒸発器の表面に水接触角が１６０度以上の超撥水膜を備えたものであり、より確実に蒸発器表面からの凝縮水飛散効果を高めることができる。
【００１９】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、前記送風ファンを蒸発器より上方に配置したものであり、飛散した凝縮水の影響を送風ファンが受けにくく、送風ファンの配置構成の自由度を高めることができる。
【００２０】
第５の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、前記送風ファンを蒸発器より下方に配置したものであり、送風ファンの送風方向の自由度を高めることができる。
【００２１】
第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明において、前記貯蔵室内を冷蔵温度帯としたものであり、氷や霜の影響を受けにくい環境において、より確実に蒸発器表面からの凝縮水飛散効果を高めることができる。
【００２２】
第７の発明は、第１から第５のいずれかの発明において、前記貯蔵室内を冷凍温度帯としたものであり、氷や霜の影響を受ける環境においても、より確実に蒸発器表面からの凝縮水飛散効果を高めることができる。
【００２３】
以下、本実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態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。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、着霜過程の説明図である。図２は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図である。図３は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の機械室と隣接する貯蔵室の基本構造の縦断面図である。
【００２５】
まず、図１において着霜過程について説明する。
【００２６】
空気は、冷却面（蒸発器表面）で冷やされ、露点（飽和温度）以下にまで冷却されると冷却面に凝縮水滴として析出して付着する。冷却面に凝縮水滴が生成されると、それが核となり成長して大きくなる。その際、凝縮水滴は冷却面上のいたる所に任意に発生する（〔Ａ〕）。凝縮水滴が成長し、隣接する凝縮水滴同士が接触する程度の大きさになると、凝縮水滴同士が合体して大きな凝縮水滴となる（〔Ｂ〕）。凝縮水滴は更に冷却面で冷却されると凝固して氷結し、その氷結部から針状に霜が生成され、霜層が形成されていく（〔Ｃ〕）。
【００２７】
一旦、凝縮水滴が氷結してしまうと霜の成長を抑制することは困難であるため、冷却面への着霜量を低減するためには、氷結する前の凝縮水滴の状態で冷却面から飛散もしくは落下させることが重要となる。
【００２８】
図２において、冷蔵庫１００の断熱箱体１０１は、主に鋼板を用いた外箱１０２と、ＡＢＳなどの樹脂で成型された内箱１０３と、を備え、その内部には例えば硬質発泡ウレタンなどの発泡断熱材が充填されて、周囲と断熱され、断熱仕切壁１２０、１２１で複数の貯蔵室１０４、１０５、１０６に区画されている。
【００２９】
各貯蔵室は、冷蔵庫本体に回転自在に枢示した断熱扉１１７、１１８、１１９によってその前面開口部を閉塞されている。
【００３０】
例えば、貯蔵室１０４、１０５、１０６をそれぞれ冷蔵室、野菜室、冷凍室と仮定した場合、冷蔵室は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１℃〜５℃とし、野菜室は冷蔵室と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃としている。冷凍室は冷凍温度帯に設定されており、冷凍保存のために通常−２２℃〜−１５℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、例えば−３０℃や−２５℃の低温で設定されることもある。
【００３１】
断熱箱体１０１の最下部の貯蔵室１０６の背面領域に機械室１０７を形成し、圧縮機１０８、水分除去を行うドライヤ（図示せず）等の冷凍サイクルの高圧側構成部品が収納されている。
【００３２】
図３において、貯蔵室１０６の背面には冷気を生成する冷却室１０９が設けられ、その間には、断熱性を有する各室への冷気の搬送風路と、貯蔵室１０６と断熱区画するために構成された冷却室仕切壁１１０とが構成されている。冷却室１０９内には、表面に発生した凝縮水を飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜（例えば、水接触角が１６０度以上になる超撥水膜）を有する蒸発器１１１が鉛直配設されており、蒸発器１１１の下部空間には強制対流方式により蒸発器１１１で冷却した冷気を貯蔵室１０４、１０５、１０６に送風する送風ファン１１２が配置され、蒸発器１１１の下部空間には庫外に排水させるためのドレンパン１１４が貫通路１１５に構成され、その下流側の庫外に蒸発皿１１６が構成されている。
【００３３】
冷却室仕切壁１１０には蒸発器１１１で生成された冷気を送風ファン１１２によって貯蔵室１０６へと供給するための冷気吐出口１２４と、貯蔵室１０６内を循環した冷気を蒸発器１１１へ戻すための冷気吸込み口１２５と、を設けている。
【００３４】
また、貯蔵室１０６内には引き出し機構に保持されて引き出されるとともに、食品類を貯蔵する収納ケースを配置している。本実施の形態では、貯蔵室１０６内には収納ケースは３つ配置している。具体的には、上段の収納ケース１２６、中段の収納ケース１２７、下段の収納ケース１２８を配置している。
【００３５】
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。
【００３６】
貯蔵室１０６内の冷気の流れについて説明する。蒸発器１１１により冷却された冷気は、モータの回転に伴い回転する送風ファン１１２により強制的に吐出口１２４から貯蔵室１０６内へと吹き出される。この時、冷気は蒸発器１１１表面を重力方向に通過するように送風ファン１１２によって送風され、冷却される。吹き出された冷気は、収納ケース１２６、１２７、１２８に収納されている食品類を冷却する。食品類を冷却した冷気は、矢印に示すように、収納ケース１２６と断熱扉内壁との空隙を通って吸込口１２５より吸い込まれて、蒸発器１１１に戻ってくる循環風路構成になっている。
【００３７】
冷蔵庫１００の断熱扉１１９を開けて食品などを収納する際には、冷蔵庫１００周辺の高温多湿な空気が貯蔵室１０６内に流入する。そして、断熱扉１１９を閉じた後、この流入空気が貯蔵室１０６内を循環する訳だが、蒸発器１１１表面を通過する際に流入空気中の水蒸気が蒸発器１１１表面で凝縮し、付着する。その後、隣接する凝縮水同士が合体するなどしてある程度の体積を持つ凝縮水滴になると接触角が１６０度以上の超撥水状態となる。そうなると、蒸発器１１１表面との接触面積が著しく減少するため、付着力が低下して、氷結する前に送風ファン１１２による送風の力と凝縮水滴の自重との影響によって蒸発器１１１表面から剥離して、飛散もしくは落下する。本構成では、送風ファン１１２の送風方向と凝縮水滴の自重の方向が同一のため、より蒸発器１１１表面からの飛散を促進することができる。
【００３８】
このようにして、凝縮水滴を氷結する前に蒸発器１１１表面から飛散もしくは落下させることで、蒸発器１１１表面への着霜量を低減することができ、冷却効率の低下を抑制し、省電力化した冷蔵庫を提供することができる。
【００３９】
また、送風ファン１１２の送風方向は重力方向と完全に一致せずとも、重力方向成分を有すれば飛散促進効果を得ることができる。
【００４０】
また、省エネ運転制御などにより送風ファン１１２が低風量化した場合や、経年などにより蒸発器１１１表面の皮膜が多少劣化したとしても、重力方向成分の送風により安定的に飛散効果を得ることができる。
【００４１】
また、飛散もしくは落下した凝縮水滴は、蒸発器１１１の直下に設けられた蒸発皿１１６に付着して冷蔵庫１００外部へ排水されるため、貯蔵室１０６内へ流入してお客様から見える部分に付着して氷結し、外観不良を引き起こすことも防止できる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態においては、冷蔵あるいは冷凍温度帯に設定される貯蔵室１０６内に設置され、表面に発生した凝縮水を表面から飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜を有する蒸発器１１１と、蒸発器１１１で冷却された冷気を送風する送風ファン１１２と、を備えた冷蔵庫１００において、送風ファン１１２の送風方向を重力方向成分を有する方向へ送風したものであり、これにより凝縮水の自重と同じ方向成分を有するため蒸発器１１１表面からの凝縮水の飛散を促進すると共に、低風量や皮膜が劣化した場合にも安定的に蒸発器１１１表面から凝縮水の飛散させることができ、蒸発器１１１への着霜量を低減して、冷却効率の低下を抑制し、省電力化した冷蔵庫を提供することができる。
【００４３】
また、蒸発器１１１への着霜量を低減できることにより、図示していないが除霜ヒータによる蒸発器１１１の除霜運転時間も短縮することができ、省電力化した冷蔵庫を提供することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、蒸発器１１１の下方に送風ファン１１２を配置したもので説明したが、蒸発器１１１の上方に送風ファン１１２を配置してもよい。この場合、飛散した凝縮水の影響を送風ファンが受けにくく、送風ファンの配置構成の自由度を高めることができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の縦断面図である。図５は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の機械室と隣接する貯蔵室の基本構造の縦断面図である。なお、実施の形態１と同一部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４６】
図５において、貯蔵室１０６の上面には冷気を生成する冷却室１２９が設けられ、その間には、断熱性を有する各室への冷気の搬送風路と、貯蔵室１０６と断熱区画するために構成された冷却室仕切壁１３０とが構成されている。冷却室１２９内には、表面に発生した凝縮水を飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜（例えば、水接触角が１６０度以上になる超撥水膜）を有する蒸発器１３１が水平より少し傾斜するように（例えば、貯蔵室１０６奥側に５度傾斜するように）配設されており、蒸発器１３１の背面空間には強制対流方式により蒸発器１１１で冷却した冷気を貯蔵室１０４、１０５、１０６に送風する送風ファン１３２が配置されている。
【００４７】
冷却室仕切壁１３０には蒸発器１３１で生成された冷気を送風ファン１３２によって貯蔵室１０６へと供給するための冷気吐出口１２４と、貯蔵室１０６内を循環した冷気を蒸
発器１１１へ戻すための冷気吸込み口１２５と、を設けている。
【００４８】
また、貯蔵室１０６内には引き出し機構に保持されて引き出されるとともに、食品類を貯蔵する収納ケースを配置している。本実施の形態では、貯蔵室１０６内には収納ケースは３つ配置している。具体的には、上段の収納ケース１２６、中段の収納ケース１２７、下段の収納ケース１２８を配置している。
【００４９】
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。
【００５０】
まず、貯蔵室１０６内の冷気の流れについて説明する。蒸発器１３１により冷却された冷気は、モータの回転に伴い回転する送風ファン１３２により強制的に吐出口１２４から貯蔵室１０６内へと吹き出される。この時、冷気は蒸発器１３１表面を重力方向成分を有する方向に通過するように送風ファン１３２によって送風され、冷却される。吹き出された冷気は、収納ケース１２６、１２７、１２８に収納されている食品類を冷却する。食品類を冷却した冷気は、矢印に示すように、収納ケース１２６と断熱扉内壁との空隙を通って吸込口１２５より吸い込まれて、蒸発器１３１に戻ってくる循環風路構成になっている。
【００５１】
冷蔵庫１００の断熱扉１１９を開けて食品などを収納する際には、冷蔵庫１００周辺の高温多湿な空気が貯蔵室１０６内に流入する。そして、断熱扉１１９を閉じた後、この流入空気が貯蔵室１０６内を循環する訳だが、蒸発器１３１表面を通過する際に流入空気中の水蒸気が蒸発器１３１表面で凝縮し、付着する。その後、隣接する凝縮水同士が合体するなどしてある程度の体積を持つ凝縮水滴になると接触角が１６０度以上の超撥水状態となる。そうなると、蒸発器１３１表面との接触面積が著しく減少するため、付着力が低下して、氷結する前に送風ファン１３２による送風の力と凝縮水滴の自重との影響によって蒸発器１３１表面から剥離して、飛散もしくは落下する。本構成では、送風ファン１３２の送風方向が重力方向を有する方向のため、より蒸発器１３１表面からの飛散を促進することができる。
【００５２】
このようにして、凝縮水滴を氷結する前に蒸発器１３１表面から飛散もしくは落下させることで、蒸発器１３１表面への着霜量を低減することができ、冷却効率の低下を抑制し、省電力化した冷蔵庫を提供することができる。
【００５３】
また、省エネ運転制御などにより送風ファン１３２が低風量化した場合や、経年などにより蒸発器１３１表面の皮膜が多少劣化したとしても、重力方向成分の送風により安定的に飛散効果を得ることができる。
【００５４】
また、飛散もしくは落下した凝縮水滴は、貯蔵室１０６背面下部に設けられた蒸発皿１１６に到達、付着して冷蔵庫外部へ排水されるため、貯蔵室１０６内へ流入してお客様から見える部分に付着して氷結し、外観不良を引き起こすことも防止できる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態においては、冷蔵あるいは冷凍温度帯に設定される貯蔵室１０６内に設置され、表面に発生した凝縮水を表面から飛散もしくは落下させることを容易にする皮膜を有する蒸発器１３１と、蒸発器１３１で冷却された冷気を送風する送風ファン１３２と、を備えた冷蔵庫において、送風ファン１３２の送風方向を重力方向成分を有する方向へ送風したものであり、これにより凝縮水の自重と同じ方向成分を有するため蒸発器１３１表面からの凝縮水の飛散を促進すると共に、低風量や皮膜が劣化した場合にも安定的に蒸発器１３１表面から凝縮水の飛散させることができ、蒸発器１３１への着霜量を低減して、冷却効率の低下を抑制し、省電力化した冷蔵庫を提供することができる。
【００５６】
また、蒸発器１３１への着霜量を低減できることにより、図示していないが除霜ヒータによる蒸発器１３１の除霜運転時間も短縮することができ、省電力化した冷蔵庫を提供することができる。
【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の送風ファンの送風方法は、家庭用又は業務用冷蔵庫もしくは野菜専用庫、ショーケースに対しても適用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１００  冷蔵庫
１０４、１０５、１０６  貯蔵室
１１１、１３１  蒸発器
１１２、１３２  送風ファン
【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１】
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【図６】
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