JP2005214485A

JP2005214485A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2005214485A
Application number: JP2004020908A
Authority: JP
Inventors: Kenji Imakubo; 賢治今久保
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】本発明は、真空断熱材を配設し、省電力化を可能とした冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】内箱３４と外箱３１の間に断熱材３５を発泡充填した矩形状のキャビネット３０と、このキャビネット３０の側面３２ｂに設けた真空断熱材５０と、前記キャビネット３０の天井面３２ａに設けた放熱パイプ４３とを備え、前記天井面３２ａには、真空断熱材５０を配設させない構成とした。省電力化を可能とし、真空断熱材を配設した種々の冷蔵庫に適応可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャビネットの断熱材として、真空断熱材を配設した冷蔵庫に関する。

近年、冷蔵庫は食生活の多様化により庫内収納容積の大型化が望まれているとともに、省電力化も強く望まれている。

冷蔵庫おける電力を大きく消費する要因の一つとして、キャビネットの断熱壁を介して熱が漏洩することにより庫内の室温が上昇し、圧縮機の運転が長時間となり、または高い周波数で駆動することが考えられる。よって、キャビネットの断熱性能が高いほど、熱漏洩が少なくなって庫内の温度上昇が抑えられ、圧縮機の運転率を低く、または低い周波数で駆動できるため、省電力化を図ることができるのである。

一般に、キャビネットは、内箱と、外箱と、その間にウレタンフォームなどの断熱材を発泡充填させて構成されており、単純に断熱材が厚い程、断熱性能が増加するが、断熱厚の増大にともなってキャビネット外形サイズも大きくなり、住宅内における冷蔵庫の設置スペースが大きくなる欠点につながるため、大きな庫内収納容積の確保と、断熱材を薄厚とすることが求められていた。

庫内収納容積の大型化と、設置スペースの縮小双方の要望を満たすためには、断熱材自体の断熱性能を高くすることが有効であり、その手段の一つとしては、ウレタンフォームよりも断熱性能の高いグラスウールなどをコア材とした真空断熱材を、キャビネットの天井面や背面、または側面のウレタンフォーム内に埋設する方法が考えられている（例えば、特許文献１）。

また、省電力化の要望を満たすためには、冷凍サイクルの凝縮パイプ（以下、放熱パイプと称する）の放熱効率を高くしてサイクル効率を向上させることも考えられ、この目的を達成するために、キャビネットの下方に配設した蒸発器の側面と背面を真空断熱材で覆い、背面に設けた真空断熱材の上部に、放熱パイプを配設した構成が考えられている（例えば、特許文献２）。
特開２００３−４２６５２号公報特開２００３−３１４９５２号公報

しかしながら、従来の冷蔵庫では、省電力化の要望を満たすために改善の余地がある。

一般的には真空断熱材の配設量を多くすればするほど断熱性能を向上させることができるが、約３００ｍｍ四方以下の真空断熱材を配設すると、アルミニウム箔などの被服フィルムの熱伝導によって、却って断熱性能が低下することがあるため、効果的に断熱性能を向上させるためには、真空断熱材の配置箇所の選定が重要であった。

また、引用文献２に示すようにキャビネットの背面において、真空断熱材と放熱パイプを上下方向に併設したのでは、真空断熱材の設置面積を縮小化してしまうため、背面での断熱性能が低くなり、省電力化の目的を達成できるものではなかった。

さらに、真空断熱材は比較的高価であることから、配設量を多くすればするほど高価となり、経済的な問題もあった。

本発明はこの点に着目してなされたもので、真空断熱材と放熱パイプを最適な箇所に配設することにより、省電力化を可能とした冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による冷蔵庫は、外箱と内箱の間に断熱材を発泡充填し、庫内上部に冷蔵室、下部に冷凍室を配置して外箱内面の所定部位に冷凍サイクルの放熱パイプを配設した断熱キャビネットにおいて、キャビネット側面の断熱壁中に真空断熱材を配設するとともに、放熱パイプを配設したキャビネット天井部には真空断熱材を配設しないことを特徴とする。

本発明によれば、真空断熱材を効果的に配設することで断熱性能を向上させて熱漏洩を低減し、放熱の助長によりサイクル効率を向上させることで省電力化を達成することができる。

以下、図面に基づき本発明の１実施例について説明する。本発明に係る冷蔵庫１の縦断面図である図１に示すように、キャビネット３０で形成された冷蔵庫本体１は、比較的冷却温度の高い冷蔵室２を最上段に設け、その下方に野菜室３、さらに下方には、冷凍空間として温度切替室４、冷凍室５を独立して配置し、各貯蔵室の前面開口には各々専用扉２ａ，３ａ，４ａ，５ａを開閉自在に設けている。なお、切替室４の側方には図示しない製氷室を併設している。

上記キャビネット３０は、後に詳述するが、側面３２ｂと天井面３２ａを構成する外板３２と背面を構成する後板３３とから外箱３１が形成され、この外箱３１と内箱３４と、その間に断熱材３５を発砲充填させてキャビネット３０を構成している。また、キャビネット３０および扉２ａ，３ａ，５ａ，には、真空断熱材５０〜５６を配設しており、天井面３２ａの前面開口部には、扉２ａを枢支するヒンジ部３７と、自動開扉させる開扉装置３８とを設けている。

冷蔵室２の後方には、背面板１１ａにより区画された冷却室１１を設けており、この内部には冷気を生成する冷蔵用蒸発器１０（以下、Ｒエバと称する）および生成された冷気を冷蔵室２や野菜室３に送風する冷蔵用ファン９（以下、Ｒファンと称する）を配設している。また、キャビネット３０の上方の内側中央部、すなわち冷蔵室２の天井面には、冷却室１１と連通させた天井ダクト１２を設けており、このダクト１２の前方には室内に冷気を供給する開口部１２ａを形成している。

上記Ｒファン９を回転させると、特に図示しない背面板１１ａに設けられた吐出口から冷気が吹き出されるとともに、天井ダクト１２を介して開口部１２ａからも冷気が吹き出されて冷蔵室２を冷却するようになっている。

冷蔵室２と野菜室３は薄肉の底板１３によって区画されており、野菜室３は、室内上部の底板１３近傍を通る冷気により間接的に冷却されるようになっている。また、冷却室１１と野菜室３との間には特に図示しない連通孔を形成しており、この連通孔から漏洩した冷気によっても室内が冷却されるようになっている。

野菜室３と切替室４および切替室４と冷凍室５は、それぞれ断熱仕切壁１４，１５によって区画されており、切替室４および冷凍室５の背面には、背面板１９ａにより区画された冷却室１９を設けている。

この冷却室１９の内部には、冷気を生成する冷凍用蒸発器１７（以下、Ｆエバと称する）と、このＦエバ１７の冷気を各室に送風する冷凍用ファン１６（以下、Ｆファンと称する）を設けており、このＦファン１６の回転により、各室に冷気が供給されて室内が冷却されるようになっている。

一方、冷蔵庫本体１の背面底部には機械室７を配設しており、その内部には、圧縮機８やマイコンなどからなる制御基板１８を設けている。

次に、上記したＲエバ１０、Ｆエバ１７、圧縮機８を含む冷凍サイクル４０について、図１および冷凍サイクル４０の配置図である図２を参照して説明する。

圧縮機８の吐出側８ａには、吐出された高温高圧の冷媒ガスを放熱して凝縮する凝縮パイプ４１を接続しており、この凝縮器パイプ４１の出口側には、冷媒ガスを凝縮する後板放熱パイプ４２を接続している。この後板放熱パイプ４２は、キャビネット３０の後板３３に取付けられており、ほぼ後板３２の周縁に沿うように枠状に成形されている。この後板放熱パイプ４２の出口側には、左側方の下部から冷媒ガスをさらに放熱するための天井放熱パイプ４３を接続している。

この天井放熱パイプ４３は、左側下方から天井面３２ａに向けてパイプを延在させており、キャビネット３０の天井面３２ａでは、天井ダクト１２、ヒンジ部３７、開扉装置３８と干渉しないように天井面３２ａに取り付けられている。

具体的には、前方の両端に設けられたヒンジ部３７および開扉装置３８と干渉しないように前方に向けて凸状に形成し、天井ダクト１２と対向する天井面３２ａには配管させないように庫内奥方に向けて凹状に形成させている。なお、ヒンジ部３７や開扉装置３８を天井面３２ａに配置しない冷蔵庫の形態においては本実施例のように回避させる必要はなく、また、外周だけでなく蛇行状に形成させることにより、天井放熱パイプ４３を延長させることができ、放熱効率を高くすることができる。

さて、天井放熱パイプ４３の出口側には、左側下方から、キャビネット３０の開口部および断熱仕切壁１４，１５などの前面に亙って配設した、結露防止のための防露パイプ４４を接続し、この出口側には、ドライヤ４５を介して三方弁４６を接続させている。

この三方弁４６の出口側には、Ｒエバ１０の減圧手段であるＲキャピラリチューブ４７ａとＲエバ１０とＲサクションパイプ４９ａとを直列に接続した配管と、Ｆエバ１７の減圧手段であるＦキャピラリチューブ４７ｂとＦエバ１７とアキュームレータ４８とＦサクションパイプ４９ｂとを直列に接続した配管とを連結させている。そして、Ｒサクションパイプ４９ａとＦサクションパイプ４９ｂの出口側は、圧縮機８の吸込パイプ８ｂと接続されており、一連の配管により冷凍サイクル４０を構成している。

次に、キャビネット３０について、図１および真空断熱材５０の配設図である図３を参照して、詳述する。

上述したように、キャビネット３０は、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂からなる内箱３４と、鉄板などの金属からなる外箱３１とから形成される空間内に、ウレタンフォームからなる断熱材３５を発泡充填させて構成しており、キャビネット３０の両側面３２ｂおよび後板３３には、さらに真空断熱材５０を設けている。

具体的には、予め、両側面３２ｂおよび後板３３に両面テープやホットメルト接着剤などにより、それぞれ真空断熱材５１，５２，５３を貼着させた後に、断熱材３５の原液を注入し現場発泡を行って埋設している。

真空断熱材５０は、大気圧下で形態を保持することができる微細な連続気泡構造のプラスチックフォームや無機系の微粉末、またはグラスウールなどの繊維をコア材として、このコア材をアルミニウム箔やプラスチックのラミネートフィルム製のガスバリヤ容器で覆い、内部を真空状態とさせてヒートシールなど密閉して成形されている。

キャビネット３０の背面に設ける真空断熱材５１は、枠状の後板放熱パイプ４２と干渉しないようにその内周に亙って配置されており、後板放熱パイプ４２の熱がガスバリヤ容器に沿って熱伝導することを抑制するために、十分に離間、例えば３０ｍｍ以上離間させている。また、両側面５２ｂに設ける真空断熱材５２，５３は、両側面には放熱パイプを設けていないため、キャビネット３０の側面３２ｂのほぼ内周全面に亙って配置されている。

なお、背面に設ける真空断熱材５１は、本実施例ではＦエバ１７の背面を覆っていないが、熱漏洩を抑制するために、背面を覆うことが好ましい。

さて、本発明では、天井面３２ａには真空断熱材５０を配設せずに、天井放熱パイプ４３を配設している。以下にその理由について述べる。

一般に、真空断熱材はウレタンフォームよりも断熱性能は高いが、真空断熱材が約３００ｍｍ四方よりも小さい場合には、アルミニウム箔からなるガスバリヤ容器の外面に沿った熱伝導の影響により、ウレタンフォームよりも却って断熱性能が低くなる。

したがって、本実施例のようにヒンジ部３７や開扉装置３８を天井面３２ａに設置する場合、その他、配線などの関係などによりキャビネット３０の天井面３２ａの面積が小さい場合は、真空断熱材を設置してもウレタンフォームよりも断熱性能を高くすることができない場合がある。

また、ウレタンフォームの断熱性能より真空断熱材の断熱性能の方が若干高くなっても、省電力効果とコスト面から考慮して、設置しない方が好ましいこともある。

一方、一般的に冷蔵庫本体１を据付する際には、室内の天井などから一定距離を離間させるようにしているため、天井面３２ａは、通常外気にさらされているとともに、熱は上方に移行する性質があるため、キャビネット３０の側面などよりも天井面３２ａにおいて放熱させる方が、庫内への熱漏洩を抑制して効果的に放熱を行うことができる。

出願人は実験により、縦×横×厚みが５００ｍｍ×３００ｍｍ×１２ｍｍの真空断熱材５０を天井面３２ａに設けた場合と、ほぼ全長が６ｍの放熱パイプを本実施例のように天井面３２ａに設けた場合とで、冷蔵庫の消費電力量を測定して比較しところ、放熱パイプを天井面３２ａに設けた方が、消費電力量が１〜２％低減される結果を得た。

このように、比較的設置スペースが狭く放熱効果に優れた天井面３２ａには、天井放熱パイプ４３を配設する、一方、真空断熱材５０は、キャビネット３０の側面３２ｂなど比較的幅広く設置できる箇所に配置して、天井面３２ａには配設しないことにより、断熱性能および放熱効率を効果的に向上させることができ、もって冷蔵庫としての省電力化を図ることができる。

本発明においては、比較的設置スペースの広いキャビネット３０の背面にも真空断熱材５１を配設することにより、背面における断熱性能を向上させることができる。

なお、本実施例においては、背面にも後板放熱パイプ４２を配設しているが、天井面３２ａにおける放熱効果が十分であれば配設する必要がなく、逆に後板放熱パイプ４２の影響を受けなくなるため、真空断熱材５１の設置スペースを拡大することができる。

また、冷蔵室２の天井面中央部に配設した天井ダクト１２を避けて、その左右側に天井放熱パイプ４３を配設することにより、天井放熱パイプ４３の熱量による比較的低温な天井ダクト１２への熱漏洩を抑制することができる。

本発明は、真空断熱材を配設した種々の冷蔵庫の省電力化に適応可能である。

本発明の冷蔵庫の１実施形態を示す縦断面図である。図１における冷凍サイクルの設置位置を示す説明図である。図１の真空断熱材の設置箇所を示す説明図である。

符号の説明

１…冷蔵庫本体２…冷蔵室２ａ…扉
３０…キャビネット３１…外箱３２…外板
３３…後板３４…内箱３５…断熱材
４０…冷凍サイクル４２…後板放熱パイプ４３…天井放熱パイプ
５０，５１，５２，５３，５４，５６…真空断熱材

Claims

外箱と内箱の間に断熱材を発泡充填し、庫内上部に冷蔵室、下部に冷凍室を配置して外箱内面の所定部位に冷凍サイクルの放熱パイプを配設した断熱キャビネットにおいて、キャビネット側面の断熱壁中に真空断熱材を配設するとともに、放熱パイプを配設したキャビネット天井部には真空断熱材を配設しないことを特徴とする冷蔵庫。
キャビネットの背面に、真空断熱材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
キャビネット上方の内側中央部に、貯蔵室に冷気を供給する天井ダクトを設け、放熱パイプはこの天井ダクトの左右両側に配設したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。