JP5899406B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は冷蔵庫の断熱箱体の構造に関するものである。

従来、冷蔵庫の断熱箱体の背面部の上下方向の中間部に制御回路基板などの基板収容部を配置したものがある。（例えば、特許文献１参照）
図６は、前記公報に記載された従来の冷蔵庫を示すものである。
図６に示すように、冷蔵庫１の断熱箱体２は、鋼板製の外箱３と樹脂製の内箱４との間に断熱材５を発泡充填して形成される。また、断熱箱体２の奥側下部には断熱箱体２の底面部の一部を左右方向全体に切り欠いて機械室６を形成し、機械室６には冷凍サイクルの一部を形成する圧縮機７などを備える。

また、断熱箱体２は仕切り壁８などによって貯蔵室が区分され、最上部に冷蔵室９、冷蔵室９の下に野菜室１０、野菜室１０の下に製氷室１１と切替室１２とが左右並列に配置され、最下部に冷凍室１３を有する。

冷蔵室９と野菜室１０の保存設定温度は冷蔵温度帯に設定され、製氷室１１と冷凍室１３の保存設定温度は冷凍温度帯に設定されている。なお、切替室１２は冷蔵温度帯から冷凍温度帯までの複数の保存設定温度のうちの一つの温度帯を選択できる。

また、野菜室１０の背面部には発泡断熱材５を介して断熱箱体２の一部を凹めて形成された基板収容部１４を配置している。

基板収容部１４には圧縮機７などを電気的に制御する制御回路基板１５を備える。

特開２００２−８１８５５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、断熱箱体２の断熱性能を向上させるため断熱箱体２の背面部に発泡断熱材５より熱伝導率の小さい真空断熱パネルを配置する場合に、基板収容部１４により真空断熱パネルを上下に分割するか、真空断熱パネルの基板収容部１４と対向する部分に貫通穴を設ける必要があるため、断熱性能の向上程度が小さくなるという課題を有していた。

また、基板収容部１４を断熱箱体２の最上部に配置することも考えられる。その場合、真空断熱パネルを分割する必要はないが、例えば更なる消費電力量低減のために圧縮機７として直流電力を必要とするインバータ圧縮機を用いると、圧縮機７と制御回路基板１５との距離が離れることで電磁妨害を受けやすくなり、別途ＥＭＣ対策が必要になったり通電時のロス増大などの電磁的課題が生じる可能性がある。

また、外箱３を大きくしたり、内箱４を小さくして断熱壁を厚くして消費電力量を低減することも可能だが、材料費や金型費が増大してしまう。

また、高温となる圧縮機７と冷凍室１３とが対向することにより、機械室６から冷凍室
１３内への熱侵入量が多いという課題も有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、新たな課題対策や投資を行うことなく、消費電力量を低減することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫本体は断熱壁によって複
数の貯蔵室が形成された断熱箱体と、前記断熱箱体背面側に配置された機械室と、少なくとも直流電力を必要とする圧縮機を有する冷凍サイクルと、前記圧縮機の運転を電気制御する制御部とを有し、前記圧縮機と前記制御部とを前記機械室内に配置し、前記機械室は前記断熱壁を介して前記貯蔵室と対向し、前記機械室と対向する前記貯蔵室の保存設定温度を冷蔵温度帯としたもので、前記機械室の少なくとも背面に機械室カバーを備え、前記機械室カバーは前記機械室の内外を連通する通気口を有し、前記通気口は少なくとも制御部背面側においては前記機械室カバーの下部に設けられ、かつ圧縮機背面側においては前記機械室カバーの上部に設け、制御部背面側の通気口と圧縮機背面側の通気口は前記機械室の左右両端に離間して配置したものである。

これによって、断熱箱体の背面部を広範囲に同一面にて形成することが可能となり、背面部に真空断熱パネルを配置する場合に、真空断熱パネルの面積を一体に広く配置することが可能となる。

また、圧縮機と貯蔵室との温度差が小さくなるので貯蔵室内への熱侵入量が少なくなる。

また、機械室内に圧縮機と制御部とを配置しているため、圧縮機を直流電力を必要とするインバータ圧縮機としても、電磁妨害を受けたり通電時のロスが増大することも無い。

更に、消費電力量に応じて真空断熱パネルを追加廃止したり、圧縮機を交流電力にて駆動する仕様に変更することができるので、複数の性能や容量の異なる機種における断熱箱体にも対応することができる。

本発明の冷蔵庫は金型投資や課題対策を行なうことなく、断熱箱体の断熱性能や冷蔵庫本体の消費電力量を大幅に変更させることができる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図 同実施の形態の冷蔵庫の断面図 同実施の形態の冷蔵庫の要部背面図 本発明の実施の形態２における冷蔵庫の断面図 同実施の形態の冷蔵庫の要部背面図 従来の冷蔵庫の断面図

第１の発明は、冷蔵庫本体は断熱壁によって複数の貯蔵室が形成された断熱箱体と、前記断熱箱体背面側に配置された機械室と、少なくとも直流電力を必要とする圧縮機を有する冷凍サイクルと、前記圧縮機の運転を電気制御する制御部とを有し、前記圧縮機と前記制御部とを前記機械室内に配置し、前記機械室は前記断熱壁を介して前記貯蔵室と対向し、前記機械室と対向する前記貯蔵室の保存設定温度を冷蔵温度帯としたもので、前記機械室の少なくとも背面に機械室カバーを備え、前記機械室カバーは前記機械室の内外を連通する通気口を有し、前記通気口は少なくとも制御部背面側においては前記機械室カバーの下部に設けられ、かつ圧縮機背面側においては前記機械室カバーの上部に設け、制御部背面側の通気口と圧縮機背面側の通気口は前記機械室の左右両端に離間して配置したものである。

また、圧縮機と貯蔵室との温度差が小さくなるので貯蔵室内への熱侵入量が少なくなり、更に冷蔵庫の消費電力量を低減することができる。

また、機械室内に圧縮機と制御部とを配置しているため、圧縮機を直流電力を必要とするインバータ圧縮機としても、電磁妨害を受けたり通電時のロスが増大することも無いので、新たに電磁課題対策を行なう必要なくインバータ圧縮機を使用することで冷蔵庫の消
費電力量を低減することができる。

更に、消費電力量に応じて真空断熱パネルを追加廃止したり、圧縮機を交流電力にて駆動する仕様に変更すればよいので、金型投資をして断熱箱体を新規開発する必要も無い。

また、一般的には制御部を機械室とは異なる部位の断熱箱体の背面部に備えていたが、本発明によって制御部を配置するためのスペースを機械室と兼用することが可能となるので、冷蔵庫の背面部の同一面の面積が増える。よって、背面部に真空断熱パネルを配置する場合に、真空断熱パネルの面積を一体に広く配置することが可能となるので、断熱箱体の断熱性能が大幅に向上し、冷蔵庫の消費電力量を低減することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の冷蔵庫本体の上部貯蔵室を冷蔵温度帯に設定し、下部貯蔵室を冷凍温度帯に設定し、機械室を断熱箱体の背面上部に配置したことにより、従来使い勝手の悪い断熱箱体上部を機械室として活用してもユーザーの使い勝手を悪化させること無く、機械室から上部貯蔵室内への熱侵入量を小さくすることができる。

また、機械室を断熱箱体下部に配置した場合は、圧縮機の運転などにより発生した廃熱が断熱箱体背面部に沿って上昇し、貯蔵室内へ熱侵入してしまうが、機械室を断熱箱体上部に配置することでそのような熱侵入を抑制することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の冷凍サイクルを循環する冷媒に可燃性冷媒を用い、圧縮機は高温高圧気体の冷媒を排出する吐出管と、低温低圧気体の冷媒が流入する吸入管とを有し、機械室内において前記吐出管よりも前記吸入管を制御部近傍に配置したことで、万が一機械室内で可燃性冷媒が漏洩した場合でも、制御部近傍で可燃性冷媒が漏洩するリスクを軽減することができ、冷蔵庫の安全性を確保できる。

もし吸入管側で漏洩したとしても、冷媒の圧力が低いので短時間に大量に漏洩することは無い。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか一つの発明の断熱箱体の上面部に上面板を配置し、前記上面板は断熱箱体上面部と、機械室上部とを一体に覆うように構成したことにより、機械室を断熱箱体の背面上部に配置することによる断熱箱体上面の面積の減少を防止することができる。

特に背の低い小型冷蔵庫の上面部は、一般的に電子レンジなどの設置スペースとなっており、設置スペースを確保するために断熱箱体の奥行きを大きくする必要が無い。

また、上面板で機械室上面を覆うことで圧縮機の運転音が冷蔵庫本体上部へ漏洩することを抑制でき、更に圧縮機の廃熱が電子レンジなどへ悪影響を及ぼすことも抑制できるので冷蔵庫本体の品質を向上させることができる。

また、冷蔵庫本体を上から見下ろした際の外観意匠も向上する。

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。
なお、本実施の形態によって本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における冷蔵庫の正面図、図２は同実施の形態の冷蔵庫の断面図、図３は同実施の形態の冷蔵庫の要部背面図を示すものである。

図１から図３において、冷蔵庫本体２０の断熱箱体２１は、樹脂にて形成された内箱２２と鋼板などの金属磁性体にて形成された外箱２３との間に断熱材２４を充填した断熱壁から形成されるものであり、前面開口部２１ａを有し、仕切壁２５，２６，２７，２８により、上部から冷蔵室２９、製氷室３０、第一の冷凍室３１、第二の冷凍室３２、野菜室３３と複数の貯蔵室を形成している。なお、製氷室３０と第一の冷凍室３１とは左右並列に配置されている。

冷蔵室２９と野菜室３３との保存設定温度は冷蔵温度帯に設定され、製氷室３０と第一の冷凍室３１と第二の冷凍室３２との保存設定温度は冷凍温度帯に設定されている。

また、各貯蔵室には全閉時に前面開口部２１ａを閉塞し、断熱箱体２１と連結され、それぞれ断熱壁を有する冷蔵室ドア２９ａ、製氷室ドア３０ａ、第一の冷凍室ドア３１ａ、第２の冷凍室ドア３２ａ、野菜室ドア３３ａを備える。更に冷蔵室ドア２９ａは右側上下端をそれぞれ回転軸を有する上部ヒンジ３４と下部ヒンジ３５とで断熱箱体２１と回動自在に連結されており、その他の貯蔵室は引出し式であり、各貯蔵室に備えられたレール部材３６によって前後方向に開閉自在に断熱箱体２１と連結されている。

レール部材３６は各貯蔵室の引出し容量や引出し長さに応じて、例えば比較的容量の小さい製氷室３０と容量の大きい野菜室３３とで異なる部材や位置に形成しても良い。

更に、各貯蔵室ドアの断熱箱体２１側の面は、全閉時に前面開口部２１ａとの間に５ｍｍ程度の空間３７を有し、空間３７は各貯蔵室ドアの断熱箱体２１の面の上下左右４辺に設けられたマグネットを有するガスケット３８の磁力にて前面開口部２１ａにガスケット３８を吸着させることで密着させることができ、各貯蔵室は略密閉にシールされる。

また、断熱箱体２１は冷蔵庫本体２０を運転時に冷却する冷凍サイクル（図示せず）を有し、この冷凍サイクルは圧縮機５０と凝縮器（図示せず）と減圧器（図示せず）と蒸発器５１とを順に備えて一連の冷媒流路を備えている。

冷凍サイクルの冷媒は可燃性の炭化水素系冷媒、例えばイソブタンを使用しており、イソブタンの密度は空気より大きい。

また、断熱箱体２１の背面側の上下にそれぞれ上凹部２１ｂと下凹部２１ｃとを有する。

上凹部２１ｂは断熱箱体２１の上面部と背面部との一部を切り欠き、断熱材２４を介し
て冷蔵室２９と対向するように形成され、上凹部２１ｂには機械室６０を配置し、機械室６０内には圧縮機５０と制御部７０とを配置し、機械室６０の上面と背面とは鋼板などの良熱伝導性材料にて形成された機械室カバー８０にて一体に覆われている。

圧縮機５０は高温高圧気体の冷媒を排出する吐出管５０ａと、低温低圧気体の冷媒が流入する吸入管５０ｂとを有し、吐出管５０ａと吸入管５０ｂとは圧縮機５０の左右両端にそれぞれ備えられ、冷凍サイクルを形成する他の部品と連結される。

運転時の冷媒の圧力は吐出管５０ａで数気圧、吸入管５０ｂで１気圧以下となっている。

また、圧縮機５０はピストンがシリンダ内を往復運動することで冷媒の圧縮を行う往復運動型圧縮機であり、直流電力を電気的に交流電力に変換してインバータ制御される。

インバータ制御によって圧縮機５０の駆動周波数を複数の所定値に段階的に切り替えることが可能となり、効率的に各貯蔵室を冷却している。

制御部７０は圧縮機５０など冷蔵庫本体２０の電気部品を駆動制御し、各電気部品とケーブル（図示せず）にて連結され、圧縮機５０の吸入管５０ｂ側に配置されている。

本実施例では冷蔵庫本体２０を背面から見て左から制御部７０、吸入管５０ｂ、吐出管５０ａの順に配置している。

また、機械室カバー８０は排気口８０ａを有する。

排気口８０ａは機械室カバー８０の背面側に設けられ、圧縮機５０の吸入管５０ｂ及び制御部７０の近傍は機械室カバー８０の下部を開放し、吐出管５０ａの近傍は機械室カバー８０の上部を開放しており、機械室６０の背面側の左右両端近傍に大きく二分して配置されている。

下凹部２１ｃは断熱箱体２１の底面部と背面部との一部を切り欠き、断熱材２４を介して野菜室３３と対向するように形成され、下凹部２１ｃには蒸発器５１の除霜時に発生する除霜水を熱源や送風により強制的に蒸発処理する除霜水処理部９０を配置している。

また、下凹部２１ｃの背面部の切欠き高さは、上凹部２１ｂの切欠き高さよりも低くなるように構成されている。

外箱２３の背面部の上凹部２１ｂと下凹部２１ｃとの間の断熱材２４内には真空断熱パネル１００を配置している。

真空断熱パネル１００は外箱２３の背面部の両凹部間の平面部ほぼ全体を所定の厚みをもって一体に覆い、断熱材２４を介して蒸発器５１や各貯蔵室の背面側に配置され、各貯蔵室に低温の空気を循環させるダクト１１０のほぼ全体と対向するように構成されている。

また、真空断熱パネル１００の熱伝導率は断熱材２４より小さいものを使用している。

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、冷凍サイクルが運転されると圧縮機５０の圧縮動作により吐出された高温高圧の
冷媒は凝縮器にて周囲の空気と熱交換して放熱する。放熱によって凝縮液化した冷媒は減圧器に至って減圧された後、蒸発器５１において貯蔵室内の空気と熱交換を行ない蒸発する。

この時、蒸発作用により蒸発器周辺の空気が低温になり、その空気をダクト１１０を通じて貯蔵室内に循環させることで各貯蔵室が設定された温度帯まで冷却保持される。

また、真空断熱パネル１００によって断熱箱体２１の背面部からの熱侵入量は断熱材２４のみの場合より少なくなる。

更に、冷蔵庫本体２０の中で最も温度が低い蒸発器５１やダクト１１０への熱侵入量を低減できるので、特に冷蔵庫本体２０の運転時の断熱性能が大幅に向上し、低温の空気がダクト１１０内を通気する際の受熱ロスを低減することができる。

受熱ロス低減効果はダクト１１０の経路面積が広いほど大きくなるので、貯蔵室容量が多い大型冷蔵庫で特に効果を発揮する。

もちろん、真空断熱パネル１００を断熱箱体２１の両側面部や上下面部に追加すると更に断熱箱体２１の断熱性能が向上するが、蒸発器５１やダクト１１０と対向している断熱箱体２１の背面部に配置することで最も効率よく断熱性能を向上させることができる。

なお、本実施の形態では真空断熱パネル１００を一体にて形成したが、分割したり穴を開けてしまうと、真空断熱パネル１００の厚み方向の側面積が増えてしまうので、外箱２３の背面から断熱材２４への熱侵入量が増加してしまうため、材料費や真空断熱パネル１００や冷蔵庫本体２０の量産工法で対応可能な限り一体で形成するほうが断熱性能は向上する。

また、冷蔵室２９と機械室６０とを対向させることにより、冷凍温度帯の貯蔵室と対向させた場合に比べて、機械室６０内の圧縮機５０の運転時に発生する暖気と貯蔵室内との温度差が小さくなるので、貯蔵室内への熱侵入量を低減することができる。

なお、本実施の形態では最下の貯蔵室を野菜室３３としたので、機械室６０を下凹部２１ｃに配置しても機械室６０から貯蔵室内への熱侵入量低減効果は同様に得ることができる。

しかしながら、機械室カバー８０の排気口８０ａから排気された圧縮機５０の廃熱は断熱箱体２１の背面部に沿って上昇していくため、野菜室３３以外の貯蔵室背面から熱が侵入するので機械室６０は上凹部２１ｂに配置するほうが望ましい。

機械室６０を上凹部２１ｂに備えることで、冷蔵室２９の背面上部の貯蔵空間が減ってしまうが、特に全高の高い大型冷蔵庫においては本部は手が届きにくく、使い勝手の悪い部分であるため、冷蔵庫本体２０の使い勝手を悪化させることは無い。

更に、上凹部２１ｂの背面部の切欠き高さを下凹部２１ｃの切欠き高さより低くして、最下の貯蔵室の野菜室３３にレール部材３６を備えて引出しドアとすることで、野菜室３３の奥行き寸法を大きく、かつ使い勝手良く被冷却食品を出し入れすることができる。

また、圧縮機５０と制御部７０とを近傍に配置したことにより電磁妨害も抑制できる。

特に本実施の形態のようにインバータ制御を行なう場合には、まず家庭用の交流電力を
高圧の直流電力に変換し、再度電気的に交流電力に変換する際に圧縮機５０の電圧などを数千分の１秒の間隔で制御しているため、わずかな電磁妨害でも誤動作や動作ロスにつながってしまう。

したがって、電磁妨害対策は必須であるが、近傍に配置することで対策範囲も狭くなり簡易な仕様とすることができる。

このような対策を必要とするインバータ制御であるが、これにより貯蔵室の冷却状態に応じて圧縮機５０の回転数を変更することが可能となるので、冷蔵庫本体２０の消費電力量を大幅に低減できることは言うまでもない。

また、機械室カバー８０に排気口８０ａを設けることで、機械室６０内の熱と、万が一機械室６０内で漏洩した冷媒とを機械室６０内に滞留することなく、外気へ排気できる。

機械室６０内の熱は主に圧縮機５０と制御部７０から発生する。

これらは高熱になると効率や信頼性が低下するので排気により、それぞれの温度を低減する必要がある。

本実施の形態では機械室カバー８０を良熱伝導性材料にて形成したことにより、排気口８０ａからの排気以外に機械室カバー８０の熱伝導による放熱を追加できるので、例えば冷蔵庫本体２０の周囲が壁に密着して設置されたり、長期使用時に排気口８０ａが埃などで閉塞した場合でも圧縮機５０や制御部７０の効率や信頼性の低下を抑制できる。

一方、機械室６０内の滞留を防止するためには自然対流を利用する必要がある。

もちろん、機械室ファンを配置することも可能だが、冷蔵庫本体２０の消費電力量やコストが増加してしまうのに加え、小型の冷蔵庫にいたっては機械室６０内に圧縮機５０と制御部７０とに加えて機械室ファンを配置することも困難である。

自然対流を利用するため、温度差の大きい部分に排気口８０ａを設けると対流が促進されるので、本実施の形態では一番高温となる圧縮機５０の吐出管５０ａ近傍の機械室カバー８０の上部に排気口８０ａを設けて排気し、比較的低温の吸入管５０ｂと制御部７０近傍の機械室カバー８０の下部に排気口８０ａを設けて吸気させている。

この時、冷蔵庫本体２０の左右方向に圧縮機５０や制御部７０を配置して、排気口８０ａを機械室６０の左右両端近傍に配置することで、機械室６０内全体を対流させることができる。

なお、本実施の形態では排気口８０ａの位置を限定しているが、放熱や滞留防止のためには排気口８０ａは広く確保するほうが望ましいので、機械室カバー８０の上面部などにも排気口８０ａを設けることも考えられる。特に吐出管５０ａ上部に設けると放熱効果は絶大となる。

しかしながら、背の高い大型冷蔵庫でも冷蔵庫本体２０の上面部に被冷却物を置いて保管される場合があり、その際には上面の排気口８０ａが閉塞されないように配慮することが必要である。

これらによっても機械室６０内の滞留を防止できるが、万が一可燃性冷媒が機械室６０内で漏洩した場合は、圧縮機５０の吸入管５０ｂ側を制御部７０近傍に配置することで、
漏洩した冷媒が制御部７０に高圧で噴霧されることを防止できる。

更に、可燃性冷媒は一般的に空気より比重が大きいので、圧縮機５０が停止して自然対流が発生し難い時でも制御部７０の下部に排気口８０ａを設けることで滞留することなく自然に冷媒は外気に流出する。

また、本実施の形態ではインバータ制御の圧縮機５０や真空断熱パネル１００を使用して冷蔵庫本体２０の消費電力量を低減しているが、消費電力量の設定値に応じて通常制御の圧縮機を使用したり、真空断熱パネル１００を廃止して断熱材２４にて置換することも可能である。

その時は真空断熱パネル１００の体積分に見合った量の断熱材２４を追加補充することが必要だが、設備の設定変更のみで対応可能であり、圧縮機５０の変更も含めて金型投資や課題対策を行なう必要も無い。

以上のように、本実施の形態においては 圧縮機５０と制御部７０とを機械室６０内に配置し、機械室６０は断熱材２４を介して冷蔵室２９と対向し、冷蔵室２９の保存設定温度を冷蔵温度帯としたことにより、断熱箱体２１の背面部を広範囲に同一面にて形成することが可能となり、背面部に真空断熱パネル１００を配置する場合に、真空断熱パネル１００の面積を一体に広く配置することが可能となるので、断熱箱体２１の断熱性能が大幅に向上し、冷蔵庫本体２０の消費電力量を低減することができる。

また、圧縮機５０と冷蔵室２９との温度差が小さくなるので、冷蔵室２９内への熱侵入量が少なくなり、更に冷蔵庫本体２０の消費電力量を低減することができる。

また、機械室６０内に圧縮機５０と制御部７０とを配置しているため、圧縮機５０を直流電力を必要とするインバータ圧縮機としても、電磁妨害を受けたり通電時のロスが増大することも無いので、新たに電磁課題対策を行なう必要なくインバータ圧縮機を使用することで冷蔵庫本体２０の消費電力量を低減することができる。

更に、消費電力量に応じて真空断熱パネル１００を追加廃止したり、圧縮機５０を交流電力にて駆動する仕様に変更すればよいので、金型投資をして断熱箱体２１を新規開発する必要も無い。

また、機械室６０を断熱箱体２１の背面上部に配置したことにより、従来使い勝手の悪い断熱箱体２１上部を機械室６０として活用してもユーザーの使い勝手を悪化させること無く、機械室６０から冷蔵室２９内への熱侵入量を小さくすることができる。

また、冷凍サイクルを循環する冷媒に可燃性冷媒を用いても、機械室６０内において吐出管５０ａよりも吸入管５０ｂを制御部７０近傍に配置したことで、万が一機械室６０内で可燃性冷媒が漏洩した場合でも、制御部７０近傍で可燃性冷媒が漏洩するリスクを軽減することができ、冷蔵庫本体２０の安全性を確保できる。

また、機械室６０の少なくとも背面には機械室カバー８０を備え、排気口８０ａを少なくとも制御部７０近傍は前記機械室カバー８０の下部に設け、かつ圧縮機５０近傍は機械室カバー８０の上部に設けたことにより、可燃性冷媒が漏洩しても制御部７０近傍に滞留することを防止できるので冷蔵庫本体２００の安全性を確保できる。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の断面図、図５は同実施の形態の冷蔵庫の
要部背面図である。

なお、本実施の形態において実施の形態１と同一の構成に関しては同一の番号を付し、説明を省略する。

図４と図５において、冷蔵庫本体２００は実施の形態１よりも外形が小さい小型冷蔵庫である。

冷蔵庫本体２００の断熱箱体２０１は、樹脂にて形成された内箱２０２と鋼板などの金属磁性体にて形成された外箱２０３との間に断熱材２０４を充填した断熱壁から形成されるものであり、前面開口部２０１ａを有し、仕切壁２０５により、上部から冷蔵室２０６、冷凍室２０７と、複数の貯蔵室を形成している。

冷蔵室２０６の保存設定温度は冷蔵温度帯に設定され、冷凍室２０７の保存設定温度は冷凍温度帯に設定されている。

また、各貯蔵室には全閉時に前面開口部２０１ａを閉塞し、断熱箱体２０１と連結され、それぞれ断熱壁を有する冷蔵室ドア２０６ａ、冷凍室ドア２０７ａを備える。更に冷蔵室ドア２０６ａと冷凍室ドア２０７ａとは右側上下端をそれぞれ回転軸を有する上部ヒンジ２０８と中部ヒンジ２０９下部ヒンジ２１０とで断熱箱体２０１と回動自在に連結されている。

更に、各貯蔵室ドアの断熱箱体２０１側の面は、全閉時に前面開口部２０１ａとの間に５ｍｍ程度の空間２１１を有し、空間２１１は各貯蔵室ドアの断熱箱体２０１の面の上下左右４辺に設けられたマグネットを有するガスケット２１２の磁力にて前面開口部２０１ａにガスケット２１２を吸着させることで密着させることができ、各貯蔵室は略密閉にシールされる。

また、断熱箱体２０１は冷蔵庫本体２００を運転時に冷却する冷凍サイクル（図示せず）を有し、この冷凍サイクルは圧縮機２２０と凝縮器（図示せず）と減圧器（図示せず）と蒸発器２２１とを順に備えて一連の冷媒流路を備えている。

冷凍サイクルの冷媒は可燃性の炭化水素系冷媒、例えばイソブタンを使用しており、イソブタンの密度は空気より大きい。

また、断熱箱体２０１の背面側の上下にそれぞれ上凹部２０１ｂと下凹部２０１ｃとを有する。

上凹部２０１ｂは断熱箱体２０１の上面部と背面部との一部を切り欠き、断熱材２０４を介して冷蔵室２０６と対向するように形成され、上凹部２０１ｂには機械室２３０を配置し、機械室２３０内には圧縮機２２０と制御部２４０とを配置している。

また、機械室２３０の背面は鋼板などの良熱伝導性材料にて形成された機械室カバー２５０にて覆われ、断熱箱体２０１の上面と機械室２３０との上面は耐熱温度が１００℃以上の樹脂にて形成された上面板２６０にて一体に覆われている。

圧縮機２２０は高温高圧気体の冷媒を排出する吐出管２２０ａと、低温低圧気体の冷媒が流入する吸入管２２０ｂとを有し、吐出管２２０ａと吸入管２２０ｂとは圧縮機２２０の左右両端にそれぞれ備えられ、冷凍サイクルを形成する他の部品と連結される。

運転時の冷媒の圧力は吐出管２２０ａで数気圧、吸入管２２０ｂで１気圧以下となっている。

また、圧縮機２２０はピストンがシリンダ内を往復運動することで冷媒の圧縮を行う往復運動型圧縮機であり、直流電力を電気的に交流電力に変換してインバータ制御される。

インバータ制御によって圧縮機２２０の駆動周波数を複数の所定値に段階的に切り替えることが可能となり、効率的に各貯蔵室を冷却している。

制御部２４０は圧縮機２２０など冷蔵庫本体２００の電気部品を駆動制御し、各電気部品とケーブル（図示せず）にて連結され、圧縮機２２０の吸入管２２０ｂ側に配置されている。

本実施例では冷蔵庫本体２００を背面から見て左から制御部２４０、吸入管２２０ｂ、吐出管２２０ａの順に配置している。

また、機械室カバー２５０は排気口２５０ａを有する。

排気口２５０ａは圧縮機２２０の吸入管２２０ｂ及び制御部２４０の近傍は機械室カバー２５０の下部を開放し、吐出管２２０ａの近傍は機械室カバー２５０の上部を開放しており、機械室２３０の背面側の左右両端近傍に大きく二分して配置されている。

一方、上面板２６０には通気口を設けていない。

下凹部２０１ｃは断熱箱体２０１の底面部と背面部との一部を切り欠き、断熱材２０４を介して冷凍室２０７と対向するように形成され、下凹部２０１ｃには蒸発器２２１の除霜時に発生する除霜水を熱源や送風により強制的に蒸発処理する除霜水処理部２７０を配置している。

また、下凹部２０１ｃの背面部の切欠き高さは、上凹部２０１ｂの切欠き高さよりも低くなるように構成されている。

外箱２０３の背面部の上凹部２０１ｂと下凹部２０１ｃとの間の断熱材２０４内には真空断熱パネル２８０を配置している。

真空断熱パネル２８０は外箱２０３の背面部の両凹部間の平面部ほぼ全体を所定の厚みをもって一体に覆い、断熱材２０４を介して蒸発器２２１や各貯蔵室の背面側に配置され、各貯蔵室に低温の空気を循環させるダクト２９０のほぼ全体と対向するように構成される。

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、冷凍サイクルが運転されると圧縮機２２０の圧縮動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器にて周囲の空気と熱交換して放熱する。放熱によって凝縮液化した冷媒は、減圧器に至って減圧された後、蒸発器２２１において貯蔵室内の空気と熱交換を行ない蒸発する。

この時、蒸発作用により蒸発器周辺の空気が低温になり、その空気をダクト２９０を通じて貯蔵室内に循環させることで各貯蔵室が設定された温度帯まで冷却保持される。

また、真空断熱パネル２８０によって断熱箱体２０１の背面部からの熱侵入量は断熱材２０４のみの場合より少なくなる。

更に、冷蔵庫本体２００の中で最も温度が低い蒸発器２２１やダクト２９０への熱侵入量を低減できるので、特に冷蔵庫本体２００の運転時の断熱性能が大幅に向上し、低温の空気がダクト２９０内を通気する際の受熱ロスを低減することができる。

また、冷蔵室２０６と機械室２３０とを対向させることにより、冷凍温度帯の貯蔵室と対向させた場合に比べて、機械室２３０内の圧縮機２２０の運転時に発生する暖気と貯蔵室内との温度差が小さくなるので、貯蔵室内への熱侵入量を低減することができる。

また、圧縮機２２０と制御部２４０とを近傍に配置したことにより、電磁妨害も抑制できる。

特に本実施の形態のようにインバータ制御を行なう場合には、まず家庭用の交流電力を高圧の直流電力に変換し、再度電気的に交流電力に変換する際に圧縮機２２０の電圧などを数千分の１秒の間隔で制御しているため、わずかな電磁妨害でも誤動作や動作ロスにつながってしまう。

したがって、電磁妨害対策は必須であるが近傍に配置することで対策範囲も狭くなり簡易な仕様とすることができる。

このような対策を必要とするインバータ制御であるが、これにより貯蔵室の冷却状態に応じて圧縮機２２０の回転数を変更することが可能となるので、冷蔵庫本体２００の消費電力量を大幅に低減できることは言うまでもない。

なお、本実施の形態は小型冷蔵庫としているので、前述の受熱ロス低減効果、消費電力量低減効果、電磁妨害の影響は実施の形態１よりも小さくなる。

しかしながら、受熱ロス低減効果と消費電力量低減効果については、実施の形態１と同様に、断熱箱体２０１の背面部に配置することで最も効率よく断熱性能を向上させることができ、かつ真空断熱パネル２８０を断熱箱体２０１の背面部に配置することで冷蔵庫本体２００の重心が背面側へ移動するので、重たい圧縮機２２０を断熱箱体２０１の上部に配置しても、冷蔵庫本体２００の転倒に対する安全性を増すことができる。

また、冷蔵室ドア２０６ａと冷凍室ドア２０７ａとを回転ドアとすることで、引出しドアと比較すると、ドアを開けた際の冷蔵庫本体２００の前側への重心移動を軽減できるので、転倒に対する安全性を更に増すことができる。

また、圧縮機２２０については、交流電力にて駆動する圧縮機より運転時の効率をやや悪化させても同等の冷凍能力を得ることができるので、圧縮機の駆動部の簡素化により軽量化することができ、転倒に対する安全性を更に増すことができる。

また、機械室カバー２５０に排気口２５０ａを設けることで、実施の形態１と同様に機械室２３０内の熱と、万が一機械室２３０内で漏洩した冷媒とを機械室２３０内に滞留することなく、外気へ排気できる。

なお、本実施の形態では上面板２６０に通気口を設けないとしているが、小型冷蔵庫の上面に電子レンジなどの電気機器や非冷却食品を置く場合があり、万が一上面に飲料などの液体や小さいクズなどが機械室２３０内に入ると、圧縮機２２０や制御部２４０に悪影
響を及ぼす可能性があるので、できるだけ通気口は無いほうが望ましい。

更に小型冷蔵庫の場合は上面板２６０の高さ位置が大型冷蔵庫に比べるとユーザーの耳近傍にくるため、圧縮機２２０の運転音が通気口を設けることで大きく聞こえてしまうことも懸念されるので、その点からも通気口は無いほうが望ましい。

どうしても通気口を設けなければならない場合は、できるだけ断熱箱体２０１の背面部に設け、さらに電子機器を置くスペースを確保した設置面を通気口より一段低く構成すれば液体やクズが入りにくくなり、使い勝手も悪化しない。

また、これらの問題を満足する場合は、上面板２６０が断熱箱体２０１の前側だけを覆い、機械室２３０の上面は機械室カバー２５０で形成することも可能であるが、上面板２６０と機械室カバー２５０との接合部にゴミなどが溜まりやすく、電子機器を置く設置面を確保するために、断熱箱体２０１を大きくしなくてはならない可能性もあるので注意が必要である。

以上のように、本実施の形態においては 断熱箱体２０１の背面部に真空断熱パネル２８０を配置することで、断熱箱体２０１の断熱性能が大幅に向上し、冷蔵庫本体２００の消費電力量を低減することができる。

また、圧縮機２２０と冷蔵室２０６との温度差が小さくなるので、冷蔵室２０６内への熱侵入量が少なくなり、更に冷蔵庫本体２００の消費電力量を低減することができる。

また、機械室２３０内に圧縮機２２０と制御部２４０とを配置しているため、圧縮機２２０を直流電力を必要とするインバータ圧縮機としても、電磁妨害を受けたり通電時のロスが増大することも無いので、新たに電磁課題対策を行なう必要なくインバータ圧縮機を使用することで冷蔵庫本体２００の消費電力量を低減することができる。

更に、消費電力量に応じて真空断熱パネル２８０を追加廃止したり、圧縮機２２０を交流電力にて駆動する仕様に変更すればよいので、金型投資をして断熱箱体２０１を新規開発する必要も無い。

また、上面板２６０にて断熱箱体２０１の上面と機械室２３０の上面とを一体で覆うように構成したので、機械室２３０を断熱箱体２０１の背面上部に配置してもユーザーの使い勝手を悪化させること無く、更に断熱箱体２０１の奥行きを大きくする必要も無い。

また、冷凍サイクルを循環する冷媒に可燃性冷媒を用いても、万が一機械室２３０内で可燃性冷媒が漏洩した場合でも、制御部２４０傍で可燃性冷媒が漏洩するリスクを軽減することができ、冷蔵庫本体２００の安全性を確保できる。

また、機械室２３０の少なくとも背面には機械室カバー２５０を備え、排気口２５０ａを少なくとも制御部２４０近傍は前記機械室カバー２５０の下部に設け、かつ圧縮機２２０近傍は機械室カバー２５０の上部に設けたことにより、可燃性冷媒が漏洩しても制御部２４０近傍に滞留することを防止できるので冷蔵庫本体２００の安全性を確保できる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、金型投資や課題対策を行なうことなく、断熱箱体の断熱性能や冷蔵庫本体の消費電力量を大幅に変更させることができるので、その他の保温室の用途にも適用できる。

２０，２００ 冷蔵庫本体
２１，２０１ 断熱箱体
２１ｂ，２０１ｂ 上凹部
２１ｃ，２０１ｃ 下凹部
２２，２０２ 内箱
２３，２０３ 外箱
２４，２０４ 断熱材
２９，２０６ 冷蔵室
３１ 第一の冷凍室
３２ 第二の冷凍室
３３ 野菜室
５０，２２０ 圧縮機
５０ａ，２２０ａ 吐出管
５０ｂ，２２０ｂ 吸入管
５１，２２１ 蒸発器
６０，２３０ 機械室
７０，２４０ 制御部
８０，２５０ 機械室カバー
８０ａ，２５０ａ 排気口
１００，２８０ 真空断熱パネル
２０７ 冷凍室
２６０ 上面板

Claims (4)

1. 冷蔵庫本体は断熱壁によって複数の貯蔵室が形成された断熱箱体と、前記断熱箱体背面側に配置された機械室と、少なくとも直流電力を必要とする圧縮機を有する冷凍サイクルと、前記圧縮機の運転を電気制御する制御部とを有し、前記圧縮機と前記制御部とを前記機械室内に配置し、前記機械室は前記断熱壁を介して前記貯蔵室と対向し、前記機械室と対向する前記貯蔵室の保存設定温度を冷蔵温度帯としたもので、前記機械室の少なくとも背面に機械室カバーを備え、前記機械室カバーは前記機械室の内外を連通する通気口を有し、前記通気口は少なくとも制御部背面側においては前記機械室カバーの下部に設けられ、かつ圧縮機背面側においては前記機械室カバーの上部に設け、制御部背面側の通気口と圧縮機背面側の通気口は前記機械室の左右両端に離間して配置したことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記冷蔵庫本体の最上部に配置された上部貯蔵室を冷蔵温度帯に設定し、前記機械室を前記上部貯蔵室の背面上部に配置した請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記冷凍サイクルを循環する冷媒に可燃性冷媒を用い、前記圧縮機は高温高圧気体の冷媒を排出する吐出管と、前記冷媒が流入する吸入管とを有し、前記機械室内において前記吐出管よりも前記吸入管を前記制御部に近い側に配置した請求項１または２に記載の冷蔵庫。
4. 前記断熱箱体の上面部に上面板を配置し、前記上面板は前記断熱箱体の上面部と、前記機械室の上部とを一体に覆うように構成した請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。