JP6145643B2

JP6145643B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP6145643B2
Application number: JP2013119495A
Authority: JP
Inventors: 堀尾　好正; 好正堀尾; 亜有子宮坂; 克則堀井; 平井　剛樹; 剛樹平井; 中西　和也; 和也中西
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2033-06-06
Also published as: JP2014238186A

Description

本発明は省エネ効果の高い冷蔵庫の構造に関するものである。

図７は従来の冷蔵庫の冷却室の断面図である。

図７に示すように、冷蔵庫１０には複数の貯蔵室があり、最下部に冷凍室１１が配置されている。冷凍室１１の背面には内部に冷却器１２と送風機１３を有し冷気を生成、送風する冷却室１４が設けられている。冷却器１２で生成された冷気は、送風機１３により強制的に各貯蔵室へ送られる。一部は冷気吐出口１５を通り冷凍室１１へ送られ、一部は高温吐出風路１６を通り、冷凍室１１上方に設けられた野菜室１７や冷蔵室（図示せず）へ送られる。冷凍室１１を冷却した冷気は冷凍室戻り口１８から、冷蔵室、野菜室１７を冷却した冷気は順に戻り口１９と高温戻り風路２０とを通過し高温吸込み口２１から、冷却室１４へ帰還し再び冷却器１２により冷却される。このとき、冷却器１２から冷気生成に使われず背面へ漏れ出た冷気は、高温戻り風路２０を流れる比較的温かい戻り冷気に吸収されるため、冷蔵庫１０の背面から外気へ熱リークさせることなく冷却器１２の冷気を強制的に冷却室１４へ返還させることで消費電力量を低減することができる。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１５９２３９号公報

しかしながら、上記従来の構成には改善の余地がある。冷却運転時において、冷却器１２下方において冷凍室１１からの戻り冷気は後向きの風速が大きく、野菜室１７や冷蔵室からの戻り冷気は前向きの風速が大きいため、お互いの流れを阻害し合い庫内を循環する風量を減少させることにより、冷却能力を低下させていた。

本発明は、従来の課題を解決するもので、複数の戻り冷気の相互干渉を抑制することで庫内を循環する風量を増やし冷却能力の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、冷気を生成する冷却器と、前記冷却器で生成された冷気を強制的に循環させる送風機と、前記冷却器の下方に配置される除霜手段と、前記冷却器と送風機と除霜手段とを収める冷却室と、前記冷却室を背面に備える低温貯蔵室と、前記低温貯蔵室と温度帯の異なる複数の高温貯蔵室と、前記低温貯蔵室からの低温戻り冷気を冷却室へ導入する低温吸込み口と、前記複数の高温貯蔵室からの高温戻り冷気を冷却室へ導入する複数の高温吸込み口と高温戻り風路とを備える冷蔵庫において、前記低温吸込み口は前記冷却室前面に、前記複数の高温吸込み口と高温戻り風路は前記冷却室背面に設けられ、前記複数の高温貯蔵室である冷蔵室は前記低温貯蔵室の上方に配置され、前記複数の高温貯蔵室である野菜室は前記低温貯蔵室の下方に配置され、前記複数の高温吸込み口である冷蔵室吸込み口は、前記複数の高温吸込み口である野菜室吸込み口より開口面積が大きく、それぞれ前記冷却室背面に独立して併設配置され、前記低温吸込み口の下端は前記冷却器の下端より下方に配置し、前記複数の高温吸込み口の上端は前記冷却器の下端より上方に配置するとともに、前記複数の高温吸込み口の上端は前記除霜手段より上方に配置したことを特徴とする。

これにより、前向きの速度が大きい冷蔵室および野菜室からの高温戻り冷気は、冷却器側へ流れやすくなるため、冷凍室からの冷凍室戻り冷気とは、上下方向にずれる。よって、高温戻り冷気と冷凍室戻り冷気の相互干渉を抑制し庫内を循環する風量を大きくするこ
とができるため、より冷却能力を向上することができる。さらに、高温吸込み口の上端と下端の間に冷却器の下端を設け、且つ、高温吸込み口の上端は除霜手段より上方であるため、ドア開閉時等で侵入した空気中の水分や、庫内に投入された食品に付着している水分、さらに野菜室に保存されている野菜からの水分等で冷却器には、霜が付着するが、水分量の多い高温戻り冷気によって冷却器背面下部に付着した霜が成長しても冷却器底面側へと高温戻り冷気が流れるため耐着霜性能としても優れている。よって、着霜時の冷却能力の劣化も抑制することができる。

なお、最も大きな冷却効果が必要となる低温貯蔵室からの冷気を、より下方から冷却室へ戻すことで、低温戻り冷気が冷却器を通過する距離が長くなり熱交換量を増やすことで更に冷却能力を向上させることができる。

本発明は、従来の課題を解決するもので、複数の戻り冷気の相互干渉を抑制することで庫内を循環する風量を増やし冷却能力が高く、かつ除霜運転時の戻り風路への自然対流の分流量を低減することで除霜効率の低下を抑制した冷蔵庫を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷却室の縦断面図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷却室の詳細縦断面図本発明の実施の形態２における冷蔵庫の縦断面図本発明の実施の形態２における冷蔵庫の冷却室の正面風路図本発明の実施の形態３における冷蔵庫の冷却室の詳細縦断面図従来の冷蔵庫の冷却室の縦断面図

第１の発明は、冷気を生成する冷却器と、前記冷却器で生成された冷気を強制的に循環させる送風機と、前記冷却器の下方に配置される除霜手段と、前記冷却器と送風機と除霜手段とを収める冷却室と、前記冷却室を背面に備える低温貯蔵室と、前記低温貯蔵室と温度帯の異なる複数の高温貯蔵室と、前記低温貯蔵室からの低温戻り冷気を冷却室へ導入する低温吸込み口と、前記複数の高温貯蔵室からの高温戻り冷気を冷却室へ導入する複数の高温吸込み口と高温戻り風路とを備える冷蔵庫において、前記低温吸込み口は前記冷却室前面に、前記複数の高温吸込み口と高温戻り風路は前記冷却室背面に設けられ、前記複数の高温貯蔵室である冷蔵室は前記低温貯蔵室の上方に配置され、前記複数の高温貯蔵室である野菜室は前記低温貯蔵室の下方に配置され、前記複数の高温吸込み口である冷蔵室吸込み口は、前記複数の高温吸込み口である野菜室吸込み口より開口面積が大きく、それぞれ前記冷却室背面に独立して併設配置され、前記低温吸込み口の下端は前記冷却器の下端より下方に配置し、前記複数の高温吸込み口の上端は前記冷却器の下端より上方に配置するとともに、前記複数の高温吸込み口の上端は前記除霜手段より上方に配置したものである。

これにより、前向きの速度が大きい冷蔵室および野菜室からの高温戻り冷気は、冷却器側へ流れやすくなるため、冷凍室からの冷凍室戻り冷気とは、上下方向にずれる。よって、高温戻り冷気と冷凍室戻り冷気の相互干渉を抑制し庫内を循環する風量を大きくすることができるため、より冷却能力を向上することができる。さらに、高温吸込み口の上端と下端の間に冷却器の下端を設け、且つ、高温吸込み口の上端は除霜手段より上方であるため、ドア開閉時等で侵入した空気中の水分や、庫内に投入された食品に付着している水分、さらに野菜室に保存されている野菜からの水分等で冷却器には、霜が付着するが、水分量の多い高温戻り冷気によって冷却器背面下部に付着した霜が成長しても冷却器底面側へと高温戻り冷気が流れるため耐着霜性能としても優れている。よって、着霜時の冷却能力の劣化も抑制することができる。

第２の発明は、第１の発明において、低温吸込み口を高温吸込み口よりも下方に位置したものである。

これによって、冷却運転時において、後向きの速度が大きい低温戻り冷気と前向きの速度が大きい高温戻り冷気は、上下方向にずれることで相互干渉を抑制し庫内を循環する風量を大きくすることができるため、より冷却能力を向上することができる。また、最も大きな冷却効果が必要となる低温貯蔵室からの冷気をより下方から冷却室へ戻すことで、低温戻り冷気が冷却器を通過する距離が長くなり熱交換量を増やすことで更に冷却能力を向上させることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、高温吸込み口を、冷却器の幅寸法と略同一に配置したものである。

これによって、冷蔵庫内を循環する戻り冷気の中で、冷却器と温度差の最も大きい高温戻り冷気は、冷却器との熱交換を冷却器幅と略同一寸法で行えるため、冷却器での熱交換面積を大きく取ることができると共に、冷凍サイクル効率の向上によって省エネを図ることができる。

また、冷蔵庫を使用する中で扉の開閉頻度の高い高温貯蔵室を循環する高温戻り冷気と冷却器との熱交換量が大きくなることは、庫内を冷却する時間を減らすことができるため、冷却運転時間の短縮による冷却器への着霜量も減らすことができる。特に、高温貯蔵室は扉開閉回数が多いことで外気の水分が侵入し易いだけで無く、温度が高いため空気中に保持する絶対湿度も高いため冷却器への霜の付着量も多くなる。冷却器への着霜量を減らすことで、冷却器の除霜周期を延ばす事が可能となり、ガラス管ヒータの入力回数低減と除霜による庫内温度上昇後の庫内冷却に要する入力低減が図れ、更なる省エネを行うことができる。

また、風路の改善により冷却器の熱交換面積を大きく取れることは、冷却器に着霜させる面積を大きくすることであるため、着霜時の冷却能力の劣化も抑制することができる。これによって、冷蔵庫を運転し除霜を必要とするまでの時間を延ばす事が可能となり、ガラス管ヒータの入力回数低減と除霜による庫内温度上昇後の庫内冷却に要する入力低減が図れ、更なる省エネを行うことができる。

第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、除霜手段は、ガラス管ヒータとガラス管ヒータの上方に配置されたヒータカバーとを備え、高温吸込み口の下端はガラス管ヒータおよびヒータカバーより上方に位置したものである。

これによって、冷蔵庫内を循環する戻り冷気の中で、冷却器と温度差の最も大きい高温戻り冷気は、ガラス管ヒータおよびヒータカバーに循環を邪魔されること無く冷却器へと導かれる。更に、高温吸込み口の下端がガラス管ヒータおよびヒータカバーより上方に位置しているため、温度が高く高湿で絶対湿度の高い高温戻り冷気が、冷却室内で低温となっているガラス管ヒータおよびヒータカバーに着霜し、霜によって風路阻害になることも無い。また、高温戻り冷気は上方に、低温戻り冷気は下方に、上下方向にずれやすくなるため更に、相互干渉が抑制され、庫内を循環する風量を大きくすることができ、より冷却能力を向上することができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図、図２は、本発明の実施の形態１における冷却室の縦断面図、図３は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷却室の詳細縦断面図である。

図１から図３において、冷蔵庫３０の断熱箱体３１は主に鋼板を用いた外箱３２とＡＢＳなどの樹脂で成型された内箱３３とで構成され、その内部には断熱材として例えば硬質発泡ウレタンなどの発泡断熱材３４が充填、周囲と断熱され、複数の貯蔵室に区分されている。

冷蔵庫３０の複数の貯蔵室は、最上部に冷蔵室３５、その冷蔵室３５の下部に野菜室３６、そして最下部に冷凍室３７が配置されている。

冷蔵室３５の前面開口部には冷蔵室ドア３８、野菜室３６の前面開口部には野菜室ドア３９、冷凍室３７の前面開口部には冷凍室ドア４０が、それぞれの前面開口部を開閉自在に支持されている。

冷蔵室３５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３６は、３〜８℃まで設定することができる。冷凍室３７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。

また、仕切壁である第一区画壁４１によって野菜室３６と冷凍室３７とは上下に区画され、仕切壁である第二区画壁４２によって冷蔵室３５と野菜室３６とは上下に区画されている。

次に冷却室の構成について説明する。

冷却室４３は縦区画壁４５によって冷凍室３７と断熱区画されている。冷凍室３７の背面には冷気を生成する冷却室４３が設けられ、内部には代表的なものとしてフィンアンドチューブ式の冷気を生成する、材質としては、アルミや銅が用いられる冷却器４４が配設されている。

冷却器４４は、内部を冷媒が流動する冷媒チューブ２０１と、所定間隔毎に配置された複数のプレートフィン２０２を備えている。

冷媒チューブ２０１は、アルミニウム製あるいはアルミニウム合金製の一本の管体を、直管部と曲管部が連続し、列（左右）方向Ｘおよび段（上下）方向Ｙにおいて複数となる
ように蛇行状に曲げ加工されたサーペンタインチューブであり、曲管部を形成する接続管を用いることなく一本の冷媒流路を形成している。そして、プレートフィン２０２に形成された長孔２０３を冷媒チューブ２０１の曲管部が貫通することにより、冷媒チューブ２０１の直管部がプレートフィン２０２と密着した構成となっている。

長孔２０３は、矩形部と円弧部とを有し、該矩形部の両側短辺に前記円弧部がそれぞれ連続して形成された長穴状に形成されている。また、円弧部には、冷媒チューブ２０１の直管部と密着固定するための縁立成形された円弧部カラーが設けられており、矩形部長手方向の両端にも、略垂直に縁立成形された矩形部カラーが設けられている。この矩形部カラーは、冷蔵庫背面に向かって下方に傾斜するように冷却器４４が設置されている。

冷却器４４の上方には、生成された冷気を強制的に送風する送風機４６が配置され、冷却器４４の下方には、冷却器４４に付着した霜や氷を除霜するガラス管ヒータ４７が設けられている。さらにその下部には除霜時に生じる除霜水を受けるためのドレンパン４８、その最深部から庫外に貫通したドレンチューブ４９が構成され、その下流側の庫外に蒸発皿５０が構成されている。

ガラス管ヒータ４７は、具体的にはガラス製のガラス管ヒータ５９であり、特に冷媒が炭化水素系冷媒ガスである場合、防爆対応としてガラス管が２重に形成された２重ガラス管ヒータが採用されている。ガラス管ヒータ５９の上方には、ガラス管ヒータ５９を覆うヒータカバー６０が配置され、除霜時に冷却器４４から滴下した水滴が除霜によって高温になったガラス管表面に直接落ちることで、ジュージューといった音が発生しないようにガラス管径および幅と同等以上の寸法としている。

ここで、近年の冷凍サイクルの冷媒としては、地球環境保全の観点から地球温暖化係数が小さい可燃性冷媒であるイソブタンが使用されている。この炭化水素であるイソブタンは空気と比較して常温、大気圧下で約２倍の比重である（２．０４、３００Ｋにおいて）。これにより従来に比して冷媒充填量を低減でき、低コストであると共に、可燃性冷媒が万が一に漏洩した場合の漏洩量が少なくなり安全性をより向上できる。

本実施の形態では、冷媒にイソブタンを用いており、防爆対応として除霜時のガラス管ヒータ５９の外郭であるガラス管表面の最大温度を規制している。そのため、ガラス管表面の温度を低減させるため、ガラス管を２重に形成された２重ガラス管ヒータを採用しているのである。このほか、ガラス管表面の温度を低減させる手段としては、ガラス管表面に放熱性の高い部材（例えばアルミフィン）を巻きつけることも出来る。このとき、ガラス管を１重とすることで、ガラス管ヒータ５９の外形寸法を小さく出来る。

また、除霜時の効率を向上させる手段としては、ガラス管ヒータ５９に加えて、冷却器４４に密着したパイプヒータを併用しても良い。この場合、パイプヒータからの直接の伝熱によって冷却器４４の除霜は効率的に行われると共に、冷却器４４の周囲のドレンパン４８や送風機４６に付着した霜をガラス管ヒータ５９で溶かすことが出来るため、除霜時間の短縮が図れ、省エネや除霜時間における庫内温度の上昇を抑制することが出来る。

なお、ガラス管ヒータ５９とパイプヒータを組み合わせた場合、お互いのヒータ容量を適正化することで、ガラス管ヒータ５９の容量を低くすることが可能となる。ヒータ容量を低くすると除霜時のガラス管ヒータ５９の外郭の温度も低くすることが出来るため、除霜時の赤熱も抑制できる。

ドレンパン４８は冷却室４３の底面および背面の一部を構成している。底面は、除霜水をドレンチューブ４９に集めるためにドレンチューブ４９との接続部が最も低くなるよう
構成されており、ドレンチューブ４９との接続部においてガラス管ヒータ４７から最も離れる（距離Ｌ）ことになる。背面はドレンパン４８の貯水量が確保できる高さを超える高さまで立ち上がっており、底面と背面とのなす角は緩やかな曲面で構成される。

次に、風路構成について説明する。

縦区画壁４５は、冷凍室３７の外殻をなす前区画壁４５ａと冷却室４３の外殻をなす後区画壁４５ｂとから構成される。前区画壁４５ａと後区画壁４５ｂとの間の空間は各貯蔵室に向けて冷気を分岐させる分配風路５１である。

前区画壁４５ａは、上方に冷凍室吐出口５２を有し、分配風路５１と冷凍室３７とを連通している。下方には冷凍室３７側へ突出した冷凍室戻り風路５３を有し、冷凍室戻り風路５３前面に設けられた入り口５３ａから冷却室４３へ冷凍室３７の戻り冷気を導入する。

分配風路５１はまた、第一区画壁４１内に設けられた高温吐出風路５４に接続している。さらに高温吐出風路５４は冷蔵室３５および野菜室３６と接続している。

後区画壁４５ｂは上方に送風機４６を備え、下方には冷凍室戻り風路５３と冷却室４３とを区画するリブ５５を有する。冷凍室戻り風路５３をリブ５５とドレンパン４８とにより囲まれた領域が冷凍室吸込み口５６であり、冷凍室戻り風路５３と冷却室４３とを連通する。

なお、冷凍室吸込み口５６の面積は、入り口５３ａの面積よりも大きくなるように構成される。また、ドレンチューブ４９の中心を通る縦断面において、ガラス管ヒータ４７とドレンチューブ４９との距離Ｌは、同じ縦断面での冷凍室吸込み口５６の高さＨよりも大きくなるように構成される。また、冷却室４３背面とガラス管ヒータ４７との距離Ｂも、冷凍室吸込み口５６の高さＨより大きくなるように構成される。

冷凍室戻り風路５３の底面は、ドレンパン４８の一部により冷却室４３の底面と続きで構成される。ドレンパン４８は入り口５３ａの下端より始まり冷凍室吸込み口５６下端を通りドレンチューブ４９まで下向きに傾斜し、その後緩やかに上向きに転じ冷却室４３の背面へと繋がる形状を有する。

冷却器４４の背面に高温戻り風路５７が配置されている。第一区画壁４１および第二区画壁４２を通り、野菜室３６と冷蔵室３５とにそれぞれ連通しており、冷蔵室３５と野菜室３６を冷却した冷気が高温戻り風路５７内で合流する。高温戻り風路５７は下方に冷却室４３と連通する高温吸込み口５８を備える。

そして、冷凍室吸込み口５６は冷却室４３の前面に、高温吸込み口５８は冷却室４３の背面に設けられ、冷凍室吸込み口５６の下端は冷却器４４の下端より下方に配置し、高温吸込み口５８の上端は冷却器４４の下端より上方に配置するとともに、高温吸込み口５８の上端はガラス管ヒータ４７より上方に配置している。

また、冷凍室吸込み口５６は、高温吸込み口５８よりも下方に位置して構成されている。

また、冷蔵室３５および野菜室３６からの戻り冷気の流入部分である、冷却器背面の高温吸込み口５８を、冷却器の幅寸法と略同一に配置している。

また、ガラス管ヒータ４７は、ガラス管ヒータ５９とガラス管ヒータ５９の上方に配置されたヒータカバー６０とを備え、高温吸込み口５８の下端はガラス管ヒータ５９およびヒータカバー６０より上方に位置している。

また、ガラス管ヒータ４７は、ガラス管ヒータ５９とガラス管ヒータ５９の上方に配置されたヒータカバー６０とを備え、冷凍室吸込み口５６の上端はガラス管ヒータ５９およびヒータカバー６０より下方に位置している。

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。

まず、冷却運転時について説明する。

冷却室４３の冷却器４４で生成された冷気の一部は送風機４６によって分配風路５１内前方へ強制的に送風される。冷凍室３７は冷凍室吐出口５２から吐出された冷気によって冷却され、冷気は縦区画壁４５の下部に設けられた冷凍室戻り風路５３を介して冷凍室吸込み口５６より冷却器４４の下部に導かれ、冷却器４４で熱交換されて、再び新鮮な冷気が送風機４６によって循環を繰返す。これによって冷凍室３７は冷凍室センサー（図示しない）の制御で適温に冷却される。

また分配風路５１内上方に吐出された冷気は第一区画壁４１内の高温吐出風路５４を経て冷蔵室３５や野菜室３６に吐出される。循環した冷気は冷蔵室３５や野菜室３６内の空気や貯蔵物に含まれる湿気を帯びた空気となって、高温戻り風路５７を通り高温吸込み口５８から冷却器４４の下部に導かれて冷却器４４と熱交換して、新鮮な冷気が再び送風機によって強制的に送風される。

これによって、冷蔵室３５や野菜室３６は、冷却器４４から離れた位置にあっても、送風機４６によって冷気を強制的に循環させることで室内を設定温度に冷却することができる。

ここで、野菜室３６へ冷気を導入する野菜室吐出風路（図示せず）の風路内に、冷気量を調整する開閉弁（図示せず）を設けても良い。この場合、開閉弁によって、野菜室３６内の温度を緻密に制御できるため、例えば、夏場や買い物後の食品収納時の過度な扉開閉時においても庫内の温度変動を抑制し、庫内を適温に維持することが出来る。

またガラス管ヒータ４７は、除霜時に、ヒータ熱で冷却室４３内および高温戻り風路５７内を加熱できるので、結露や凍結を改善し防止することができ信頼性を高めることができる。

ここで、吸込み風路構成について説明する。

送風機４６から吐出された冷気が、冷蔵室３５、野菜室３６、冷凍室３７の全ての貯蔵室を循環しているとき、冷却室４３には冷凍室３７からの戻り冷気と、冷蔵室３５および野菜室３６からの高温戻り冷気の２つの流れが同時に流れ込むことになる。

冷凍室３７からの戻り冷気は、入り口５３ａから冷凍室戻り風路５３を通り、冷凍室吸込み口５６から冷却室４３へ入る。冷蔵室３５および野菜室３６からの高温戻り冷気は、高温戻り風路５７を通り、高温吸込み口５８から冷却室４３へ入る。

本実施の形態では、冷凍室吸込み口５６は冷却室４３前面に、高温吸込み口５８は冷却室４３背面に設けられ、高温吸込み口下端５８ｂは冷却器４４の下端である冷却器下端４
４ｂよりも下方に位置し、高温吸込み口上端５８ａは冷却器４４の下端である冷却器下端４４ｂよりも上方に位置し、高温吸込み口上端５８ａは除霜用のガラス管ヒータ５９および、ガラス管ヒータ５９を覆い上方のヒータカバー６０よりも上方に位置している。

これにより、冷却室４３内において、高温吸込み口上端５８ａと、高温吸込み口下端５８ｂの間に、冷却器下端４４ｂを配設し、高温吸込み口上端５８ａは除霜用のガラス管ヒータ５９およびヒータカバー６０よりも上方に位置されているため、前向きの速度が大きい冷蔵室３５および野菜室３６からの高温戻り冷気は、冷却器４４側へ流れやすくなるため、冷凍室３７からの冷凍室戻り冷気とは、上下方向にずれる。よって、高温戻り冷気と冷凍室戻り冷気の相互干渉を抑制し庫内を循環する風量を大きくすることができるため、より冷却能力を向上することができる。

なお、高温吸込み口上端５８ａと、高温吸込み口下端５８ｂを冷却器４４の下方とした場合、高温戻り風路５７の風路抵抗が増加し循環風量が低下するため冷却能力が低下する。一方、高温吸込み口上端５８ａと、高温吸込み口下端５８ｂを冷却器４４の上方とした場合、風路抵抗が減少し循環風量が増加するが、冷却器４４へ戻り冷気が流れやすくなり付着する霜によって、高温戻り風路５７が閉塞する可能性があるため、本実施の形態では、高温吸込み口上端５８ａと、高温吸込み口下端５８ｂの間に、冷却器下端４４ｂを配設させることで、冷却能力と着霜耐力の両方を満足する構成としている。特に、冷却器４４の最下段のパイプと最下段よりも１段上のパイプの間に高温吸込み口上端５８ａを配置することで冷却能力と着霜耐力の両方で最適化を図っている。

また、ドア開閉時に侵入した空気中の水分や、庫内に投入された食品に付着している水分、さらに庫内に保存されている野菜からの水分等で冷却器４４には、霜が付着する。この霜が成長を遂げると冷却器４４と循環冷気との間で熱交換効率が低下し庫内を十分に冷却できず、最終的に不冷もしくは鈍冷状態となる。よって、冷蔵庫では、冷却器４４に付着した霜を定期的に除霜する必要があるが、本実施の形態のように、高温吸込み口上端５８ａと、高温吸込み口下端５８ｂの間に、冷却器下端４４ｂを配設することで、水分量の大きい高温戻り冷気によって冷却器背面下部に付着した霜が成長しても冷却器底面側へと高温戻り冷気が流れるため耐着霜性能として向上する。よって、着霜時の冷却能力の劣化も抑制することができる。

なお、冷却室４３において、プレートフィン２０２の長孔２０３および矩形部カラー２０３ｂが冷蔵庫背面に向かって下方に傾斜するように冷却器４４に設置されることで、合流した冷気は、冷却器４４の背面側より鉛直上向き成分を主として突入し、突入した冷気の一部は、冷却器４４のプレートフィン２０２および矩形部カラー２０３ｂに沿って流れ、冷却器４４の前面へと誘導される。これにより、冷気が冷却器４４全体を通過することで熱交換量を増加させることができるため、冷却能力を向上することができる。

また、冷却室４３の底面を構成するドレンパン４８の形状を、冷凍室吸込み口５６からドレンチューブ４９にかけて下方に傾斜した形状を有することにより、冷凍室戻り冷気は、ドレンパン４８沿って下方へ流れた後背面に沿って上昇させることができるため、高温吸込み口５８前方において冷凍室戻り冷気の速度が上向きとなり、高温戻り冷気とスムーズに合流でき、より風量を増やし冷却能力を向上させることができる。

また、冷凍室吸込み口５６は上流側に冷凍室戻り風路５３を備え、冷凍室戻り風路５３
の入り口５３ａは冷凍室吸込み口５６よりも上方に位置させているため、冷凍室吸込み口５６での冷凍室戻り冷気は下向きに冷却室４３に流れ込むため、よりドレンパン４８に沿って流れ易くなり、より圧力損失を小さくしたまま低温戻り冷気との干渉を抑制することができる。さらに、冷凍室戻り風路５３の入り口５３ａの面積は冷凍室吸込み口５６の面積よりも小さいことにより、さらに冷凍室吸込み口５６での圧力損失を低減することができる。

これによって、冷蔵庫内を循環する戻り冷気の中で、冷却器４４と温度差の大きい冷蔵室戻り冷気と野菜室戻り冷気が合流した高温戻り冷気は、冷却器４４との熱交換を冷却器幅と略同一寸法で行えるため、冷却器４４での熱交換面積を大きく取ることができると共に、冷凍サイクル効率の向上によって省エネを図ることができる。

更に、冷蔵庫の使用状態の中で、冷蔵室３５と野菜室３６の扉開閉回数は多い。特に近年では野菜室３６に、野菜以外のペットボトルを冷却保存する実態もあり、１日の内で冷蔵室３５や野菜室３６の扉開閉回数は１０年前に対して上昇傾向にある。よって、前述のように冷蔵室３５や野菜室３６の高温貯蔵室を循環する高温戻り冷気と冷却器との熱交換量が大きくなることは、庫内を冷却する時間を減らすことができるため、冷却運転時間の短縮による冷却器４４への着霜量も減らすことができる。特に、高温貯蔵室は扉開閉回数が多いことで外気の水分が侵入し易いだけで無く、温度が高いため空気中に保持する絶対湿度も高いため冷却器４４への霜の付着量も多くなる。冷却器４４への着霜量を減らすことで、冷却器４４の除霜周期を延ばす事が可能となり、ガラス管ヒータ４７の入力回数低減と除霜による庫内温度上昇後の庫内冷却に要する入力低減が図れ、更なる省エネを行うことができる。

更に、冷却器４４での熱交換面積を大きく取ることができることは、冷却器４４に着霜させる面積を大きくすることであるため、着霜時の冷却能力の劣化も抑制することができる。これによって、冷蔵庫を運転した後、除霜を必要とするまでの時間（除霜周期）を延ばす事が可能となり、ガラス管ヒータ４７の入力回数低減と除霜による庫内温度上昇後の庫内冷却に要する入力低減が図れ、更なる省エネを行うことができる。

また、高温吸込み口５８の下端である高温吸込み口下端５８ｂは除霜用のガラス管ヒータ５９およびヒータカバー６０よりも上方に位置してある。

これによって、冷蔵庫内を循環する戻り冷気の中で、冷却器と温度差の最も大きい高温戻り冷気は、ガラス管ヒータ５９およびヒータカバー６０に循環を邪魔されること無く冷却器４４へと導かれる。更に、高温吸込み口下端５８ｂがガラス管ヒータ５９およびヒータカバー６０の上方に位置していることは、冷蔵温度で且つ、外気や野菜から蒸散する水分により高湿で絶対湿度の高い高温戻り冷気が、冷却室内で低温となっているガラス管ヒータ５９およびヒータカバー６０に着霜し、霜によって風路阻害になることも無い。また、高温戻り冷気は上方に、低温戻り冷気は下方に、上下方向にずれやすくなるため更に、相互干渉が抑制され、庫内を循環する風量を大きくすることができ、より冷却能力を向上することができる。

また、冷凍室吸込み口５６の上端である、冷凍室吸込み口上端５６ａは除霜用のガラス管ヒータ５９およびヒータカバー６０よりも下方に位置してある。

これによって、冷凍室戻り風路５３を通り冷凍室吸込み口５６を通過した冷気は、下向
きに傾斜している風路に従って流れてくるため、冷凍室吸込み口上端５６ａよりも下方のガラス管ヒータ５９およびヒータカバー６０の下を通過し易い。故に、後向きの速度を持った冷凍室戻り冷気の速度を落とすことなく冷却器４４の背面より流入する高温戻り冷気と、よりスムーズに合流できる。その結果、より風量を増やし冷却能力を向上させることができる。

冷蔵庫３０は３つの貯蔵室の中で外気温との温度差が大きい冷凍室３７を最も冷やす必要があるため、高温吐出風路５４を開閉弁（図示せず）で閉じるなどすることで、冷凍室３７のみに冷気を循環させる必要がある。送風機４６から吐出された冷気が冷凍室３７のみを循環しているとき、冷却室４３には冷凍室３７からの戻り冷気のみが流れ込むことになる。

このときも冷凍室戻り冷気は、全貯蔵室に冷気が循環しているときと同様に、入り口５３ａから冷凍室戻り風路５３を通り、冷凍室吸込み口５６から冷却室４３へ入り、ガラス管ヒータ４７の下を通りドレンパン４８に沿って背面から冷却器４４へ突入する。従って、冷凍室戻り冷気は冷却器４４内を対角線上に流れることができ、熱交換距離を長く取ることができるため、熱交換量を増加し冷却能力を向上させることができる。

さらに、冷却室４３の前面に設置された吸込み口は冷凍室吸込み口５６のみであるため冷凍室吸込み口５６の幅を冷却器４４の幅と同じまで広げることができる。従って、冷凍室３７のみに冷気が循環しているときでも、冷却器４４全体を使うことができ、冷却能力を更に向上させることができる。

また、冷凍室吸込み口５６は冷凍室戻り風路５３の入り口５３ａよりも大きいため、ここでの圧力損失も抑制することができ、さらに風量を増加させることができる。

また、一般的に冷蔵庫３０の背面には、冷蔵庫内で最も低温となる冷却器４４が配置されているため背面の断熱壁を介して侵入する熱量は冷蔵庫内で最大であるが、冷却室４３と断熱壁の間に高温戻り風路５７を構成しているため、冷蔵庫３０の背面の断熱壁を介して侵入する熱量を効果的に低減することができる。

更に、冷却器４４によって冷却された冷気は、熱伝達によってその周辺に広がるが、冷却器４４の背面に設置された高温戻り風路５７の中を冷蔵室３５や野菜室３６からの戻り冷気が流れる際に、冷却器４４から漏れ出した冷気を吸収し、再び冷却室４３へ帰還させるため、冷蔵庫３０の外への冷気漏れを抑制し、消費電力量を低減することができる。

（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、図５は、本発明の実施の形態２における冷却室の正面図である。

なお、実施の形態１と同様の構成および同様の技術思想が適用できる部分については、説明を省略するが、不具合がない限り実施の形態１の構成に本実施の形態を組み合わせて適用することが可能である。

図４および図５において、冷蔵庫３０の複数の貯蔵室は、最上部に冷蔵室３５、最下部に野菜室３６、そして冷蔵室３５と野菜室３６の間に冷凍室３７が配置されている。

また、仕切壁である第一区画壁７１によって野菜室３６と冷凍室３７とは上下に区画され、仕切壁である第二区画壁７２によって冷蔵室３５と冷凍室３７とは上下に区画されている。

分配風路５１は、第一区画壁７１内に設けられた野菜室吐出風路（図示せず）に接続し、分配風路５１と野菜室３６とを連通している。また第二区画壁７２内に設けられた冷蔵室吐出風路８５に接続し、分配風路５１と冷蔵室３５とを連通している。

冷却器４４の背面に冷蔵室戻り風路８７が配置されている。冷蔵室戻り風路８７は第二区画壁７２を通り冷蔵室３５と冷却室４３とを連通しており、冷蔵室３５を冷却した冷気が流れている。冷蔵室戻り風路８７は下方に冷却室４３と連通する冷蔵室吸込み口８８を備える。

また、冷却室４３の背面は、冷蔵室吸込み口８８の横に野菜室吸込み口８９を有する。野菜室吸込み口８９は第一区画壁７１内に設けられた野菜室戻り風路９０を介して野菜室３６と連通している。

冷蔵室吸込み口８８および野菜室吸込み口８９は、冷却器４４の下端近傍に設けられ、冷凍室吸込み口５６よりも高い位置に構成される。

分配風路５１内上方に吐出された冷気は第二区画壁７２内の冷蔵室吐出風路８４を経て冷蔵室３５に吐出される。冷蔵室３５内を冷却した冷気は湿気を帯びた空気となって、冷蔵室戻り風路８７を通り冷蔵室吸込み口８８から冷却器４４の下部に導かれて冷却器４４と熱交換および除湿され、新鮮な冷気が再び送風機４６によって強制的に送風される。

また分配風路５１内側方に吐出された冷気は第一区画壁７１内の野菜室吐出風路８４を経て野菜室３６に吐出される。野菜室３６内を冷却した冷気は湿気を帯びた空気となって、野菜室戻り風路９０を通り野菜室吸込み口８９から冷却器４４の下部に導かれて冷却器４４と熱交換および除湿され、新鮮な冷気が再び送風機によって強制的に送風される。

冷蔵室３５からの冷蔵室戻り冷気は、冷蔵室戻り風路８７中を下向きに流れてくるが、冷蔵室戻り風路８７の下面で前向きに方向転換し冷却室４３の背面に設置された高温吸込み口５８から冷却室４３内に流れ込む。

冷蔵室吸込み口８８から出てきた冷蔵室戻り冷気は、冷却室４３の背面に沿って上ってきた冷凍室戻り冷気と合流する。冷蔵室戻り冷気は上向きの冷凍室戻り冷気に押され、スムーズに上向きに方向転換し、冷凍室戻り冷気と一緒に冷却器４４へ突入することができる。

一方、野菜室３６からの野菜室戻り冷気は、野菜室戻り風路９０中を上向きに流れてくるため、野菜室吸込み口８９から出てきた野菜室戻り冷気は、冷却室４３の背面に沿って上ってきた冷凍室戻り冷気とスムーズに合流し、冷凍室戻り冷気と一緒に冷却器４４へ突入することができる。

ここで、冷蔵室吸込み口８８と野菜室吸込み口８９とは横並びで構成されているため、上向きに流れる冷却室４３内ではお互いが干渉することはない。

なお、風路構成により冷蔵室吸込み口８８と野菜室吸込み口８９とを上下に並べて構成した場合でも、全ての冷却室４３内では全ての流れが上方向を向くため、干渉し合い風量を低下させることはない。

従って、全ての戻り冷気はお互いに干渉し合うことがないため、循環する風量を増やすことで冷却器４４の熱交換量を増加させ、冷却能力を向上させることができる。

以上のように、本実施の形態では、冷凍室吸込み口５６は冷却室４３前面に、冷蔵室吸込み口８８および野菜室吸込み口８９は冷却室４３背面に設け、冷凍室吸込み口５６は冷蔵室吸込み口８８および野菜室吸込み口８９よりも下方に位置し、冷蔵室吸込み口上端８８ａと野菜室吸込み口上端８９ａ、冷蔵室吸込み口下端８８ｂと野菜室吸込み口下端８９ｂの間に、冷却器下端４４ｂを配設し、冷気冷蔵室吸込み口上端８８ａと野菜室吸込み口上端８９ａが、除霜用のガラス管ヒータ５９および上方のヒータカバー６０よりも上方に位置されているため、前向きの速度が大きい冷蔵室３５および野菜室３６からの高温戻り冷気は、冷却器４４側へ流れやすくなるため、冷凍室３７からの冷凍室戻り冷気とは、上下方向にずれる。よって、高温戻り冷気と冷凍室戻り冷気の相互干渉を抑制し庫内を循環する風量を大きくすることができるため、より冷却能力を向上することができる。

よって、冷蔵室戻り風路８７と野菜室戻り風路９０が独立した場合でも、冷却能力向上により省エネ性に優れた効果を得ることが出来る。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の冷却室の詳細縦断面図である。

図６に示すように、冷却器４４の前面に冷凍室吸込み口５６を配置し、背面に高温戻り風路５７を配置し、高温戻り風路５７の上端である高温吸込み口上端５８ａと、高温戻り風路５７の下端である高温吸込み口下端５８ｂの間に冷却器４４の下端である冷却器下端４４ｂを配置し、高温吸込み口上端５８ａは除霜用のガラス管ヒータ５９および、ガラス管ヒータ５９を覆い上方のヒータカバー６０よりも上方に位置した構成において、ヒータカバー６０は冷却器４４の背面側、即ち高温戻り風路５７に向かって前後方向で下側に傾けて配置してある。

これによって、高温戻り風路５７を通過し、高温吸込み口５８から冷却器４４へと流れる冷気および、冷凍室吸込み口５６を通過し、ガラス管ヒータ５９の下を通った後、上向きに流れる冷凍室戻り冷気は、ヒータカバー６０をガイドにして冷却器４４へとスムーズに効率よく流れることとなり、冷却室４３内での風路圧損を増加させることがなく冷却器４４との熱交換効率の向上が図れ、冷却能力が向上する。この結果、省エネ性に優れた冷蔵庫を提供できる。

また、ヒータカバー６０が冷却器４４に前後方向で傾きを設けており、庫内側に対して手前側のヒータカバー６０の端面を上げた構成としている。これにより、除霜時にガラス管ヒータ５９に加熱された暖気は上方に上がりやすくなり、除霜効率の向上を図ることが出来る。

なお、本実施の形態のように、ヒータカバー６０の端面を庫内側に上げて傾けた場合においても、冷凍室吸込み口５６の上端である、冷凍室吸込み口上端５６ａの位置は、ガラ
ス管ヒータ５９およびヒータカバー６０の位置に対して下方に配置しているため、除霜時の赤熱を見えなくできるため、冷蔵庫の除霜時に冷凍室ドアを開けた場合にもガラス管ヒータ５９の赤熱による使用者への不安感を与えることがない。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫の構成は、風路の圧力損失を大きくすることなく冷却器の熱交換量を向上させることができるため、家庭用又は業務用冷蔵庫など、強制的に風を循環させて熱交換を行っている機器に対しても適用できる。

３０冷蔵庫
３５冷蔵室（高温貯蔵室）
３６野菜室（高温貯蔵室）
３７冷凍室（低温貯蔵室）
４３冷却室
４４冷却器
４４ｂ冷却器下端
４６送風機
４７ガラス管ヒータ
４８ドレンパン（冷却室底面）
５３冷凍室戻り風路
５３ａ入り口
５６冷凍室吸込み口（低温吸込み口）
５６ａ冷凍室吸込み口上端（低温吸込み口上端）
５８高温吸込み口
５８ａ高温吸込み口上端
５８ｂ高温吸込み口下端
５９ガラス管ヒータ
６０ヒータカバー
２０１冷媒チューブ
２０２プレートフィン
２０３長孔

Claims

冷気を生成する冷却器と、前記冷却器で生成された冷気を強制的に循環させる送風機と、前記冷却器の下方に配置される除霜手段と、前記冷却器と送風機と除霜手段とを収める冷却室と、前記冷却室を背面に備える低温貯蔵室と、前記低温貯蔵室と温度帯の異なる複数の高温貯蔵室と、前記低温貯蔵室からの低温戻り冷気を冷却室へ導入する低温吸込み口と、前記複数の高温貯蔵室からの高温戻り冷気を冷却室へ導入する複数の高温吸込み口と高温戻り風路とを備える冷蔵庫において、前記低温吸込み口は前記冷却室前面に、前記複数の高温吸込み口と高温戻り風路は前記冷却室背面に設けられ、前記複数の高温貯蔵室である冷蔵室は前記低温貯蔵室の上方に配置され、前記複数の高温貯蔵室である野菜室は前記低温貯蔵室の下方に配置され、前記複数の高温吸込み口である冷蔵室吸込み口は、前記複数の高温吸込み口である野菜室吸込み口より開口面積が大きく、それぞれ前記冷却室背面に独立して併設配置され、前記低温吸込み口の下端は前記冷却器の下端より下方に配置し、前記複数の高温吸込み口の上端は前記冷却器の下端より上方に配置するとともに、前記複数の高温吸込み口の上端は前記除霜手段より上方に配置したことを特徴とする冷蔵庫。
前記低温吸込み口は前記高温吸込み口よりも下方に位置したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記高温吸込み口は、前記冷却器の幅寸法と略同一に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
前記除霜手段は、ガラス管ヒータと前記ガラス管ヒータの上方に配置されたヒータカバーとを備え、前記高温吸込み口の下端は前記ガラス管ヒータおよびヒータカバーより上方に位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。