JP4545126B2

JP4545126B2 - 真空断熱パネル及びそれを用いた冷蔵庫

Info

Publication number: JP4545126B2
Application number: JP2006239189A
Authority: JP
Inventors: 洋巽; 敬治佐々木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2026-09-04
Also published as: JP2008064323A

Description

本発明は、内部を減圧して断熱する真空断熱パネルに関する。また本発明は、断熱箱体内に真空断熱パネルを備えた冷蔵庫に関する。

従来の冷蔵庫は特許文献１、２に開示されている。この冷蔵庫は外箱と内箱間に発泡断熱材を充填した断熱箱体により本体部の筐体が構成され、冷却室が区分けして形成される。外箱の内面側には放熱用の放熱パイプが設けられ、発泡断熱材に埋設されている。放熱パイプには内部を減圧した真空断熱パネルが接して設けられる。これにより、放熱パイプと冷却室との間の断熱性を向上することができる。

また、真空断熱パネルの一面には放熱パイプが嵌められる溝部が設けられる。これにより、放熱パイプの突出を防止し、断熱箱体の断熱壁を薄く形成して冷蔵庫の小型化を図ることができる。
特開２００５−９０８１０号公報（第３頁−第６頁、第７図）特開２００５−２３３５０６号公報（第４頁−第８頁、第３図）

しかしながら、上記従来の冷蔵庫によると、真空断熱パネルは溝部を設けた部分の厚みが薄くなる。真空断熱パネルは発泡断熱材に比して熱伝導率が１／１０程度であるため、真空断熱パネルの断熱性能が低下して省エネルギー化の妨げになる問題があった。特に、冷蔵庫の容積効率向上のため真空断熱パネルを薄型化した場合に断熱性能の低下が著しい。

本発明は、断熱性能を向上して省エネルギー化を図ることのできる冷蔵庫を提供することを目的とする。また本発明は冷蔵庫の断熱性能を向上できる真空断熱パネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、外箱と内箱間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内面側に配される放熱パイプと、芯材を外被材で覆って内部が減圧されるとともに前記放熱パイプが嵌められる溝部を設けて前記放熱パイプに対して前記内箱側に配された真空断熱パネルとを備えた冷蔵庫において、前記真空断熱パネルは、前記溝部を形成した面の裏面に前記溝部に対向して形成されるとともに前記溝部よりも長手方向に垂直な方向の幅が広い凸部を有し、前記凸部は前記発泡断熱材内に突出し、前記真空断熱パネルはその内部が減圧された後に前記溝部及び前記凸部が形成されたものであり、前記溝部の側壁及び前記凸部の側壁は傾斜しているとともに、前記凸部の側壁は前記溝部の側壁よりも傾斜が緩やかであることを特徴としている。

この構成によると、外箱と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体により冷却室が区分けされ、放熱パイプが発泡断熱材に埋設される。真空断熱パネルは放熱パイプを溝部に嵌めて放熱パイプよりも冷却室側に配され、冷却室との間を断熱する。真空断熱パネルの溝部の形成面と反対側の面には溝部に対向する凸部が設けられる。凸部は溝部よりも長手方向に垂直な方向の幅が広いため真空断熱パネルは溝部近傍で厚みが薄く成らず、一様な厚みで形成される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、放熱パイプは前記溝部に接して取り付けられることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記外被材は端部を接着して封止され、前記凸部が配される側にアルムニウム箔を含むことを特徴としている。この構成によると、芯材の両面を覆う外被材の端部を接着して芯材が封入される。凸部が配される側の外被材にはアルムニウム箔が含まれてバリア性が確保される。溝部が配される側の外被材にアルムニウム箔が含まれない場合には、アルミニウム蒸着したフィルム等によってバリア性が確保される。

また本発明は、芯材を外被材で覆って内部が減圧される真空断熱パネルにおいて、一面に設けられる溝部と、前記溝部を形成した面の裏面に前記溝部に対向して形成されるとともに前記溝部よりも長手方向に垂直な方向の幅が広い凸部とを有し、前記内部が減圧された後に前記溝部及び前記凸部が形成され、前記溝部の側壁及び前記凸部の側壁は傾斜しているとともに、前記凸部の側壁は前記溝部の側壁よりも傾斜が緩やかであることを特徴としている。

本発明によると、真空断熱パネルは放熱パイプが嵌められる溝部と、溝部に対向して溝部よりも長手方向に垂直な方向の幅が広い凸部とを有するので、溝部近傍の真空断熱パネルを厚く形成することができる。従って、真空断熱パネルを薄型化しても冷蔵庫の断熱性能を向上して省エネルギー化を図ることができる。

また本発明によると、放熱パイプが溝部に接して取り付けられるため、溝部の深さを放熱パイプの径と同じにすることができる。従って、真空断熱パネルの厚みを必要以上の厚くする必要がなく、省スペース化を図ることができる。

また本発明によると、外被材は凸部が配される側にアルムニウム箔を含みます。溝部が配される側にアルミニウム箔を含まなければ、外被材のバリア性を保持するとともに高温となる放熱パイプとアルミニウム箔とを離して配置することができる。従って、真空断熱パネルの内部に伝熱されるヒートブリッジを低減し、断熱性能の低下を抑制することができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態の冷蔵庫の断熱箱体を示す分解斜視図である。冷蔵庫の断熱箱体１０は前面が開口する箱状を成している。断熱箱体１０の外面は外箱３１により形成され、内面は内箱３２により形成される。外箱３１は鉄板等の金属から成る天板３１ａ、側面板３１ｂ、背面板３１ｃ及び底面板（不図示）により前面を開口した箱型に形成される。内箱３２は樹脂成形品から成り、前面を開口した複数の冷却室８、９を区分けして形成される。

外箱３１と内箱３２との間には発泡ウレタン等の発泡断熱材４１（図３参照）が充填されている。側面板３１ｂの内面側には放熱用の放熱パイプ３３がアルミニウム箔等の粘着テープにより貼り付けられ、発泡断熱材４１に埋設されている。放熱パイプ３３は上下方向に延び、上下端で屈曲して蛇行する。放熱パイプ３３の内面側には真空断熱パネル１３が配される。

図２は真空断熱パネル１３を示す斜視図である。真空断熱パネル１３の一面には複数の溝部１１が並設される。溝部１１は上下に延びて形成され、蛇行した放熱パイプ３３が各溝部１１に嵌められるようになっている。真空断熱パネル１３の溝部１１が形成された面の裏面には溝部１１に対向する凸部１２が設けられている。

図３は真空断熱パネル１３を示す断面図である。真空断熱パネル１３は袋状の外被材１５内にガラス繊維等の芯材１４を内包する。真空断熱パネル１３は外被材１５の内部が５〜６分間の真空引きにより芯材１４がスペーサとなって減圧され、端部１５ｃを密着して封止されている。

真空引きされた真空断熱パネル１３は上金型１６及び下金型１７によってプレス加工される。上金型１６には複数の凸部１６ａが並設されており、下金型１７には凸部１６ａに対向する複数の溝部１７ａが並設されている。これにより、真空断熱パネル１３には断面形状が台形の溝部１１及び凸部１２が形成される。溝部１１及び凸部１２の断面形状を矩形や円弧状にしてもよい。

外被材１５は端部が接着される積層フィルム１５ａ、１５ｂから成っている。積層フィルム１５ａ、１５ｂは表面保護層、中間層、接着層を積層して形成されている。表面保護層はナイロン等から成り、最外層に配されて外被材１５の表面を保護する。接着層は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等から成り、熱溶着により積層フィルム１５ａ、１５ｂの端部を密着させる。

溝部１１側の積層フィルム１５ａの中間層は第１、第２バリア層を積層して形成される。第１バリア層はエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）から成る基台上にアルミニウム蒸着を施した面にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系樹脂をコーティングして形成されている。これにより、二酸化炭素やシクロペンタン等のガスを遮蔽することができる。また、第２バリア層はアルミニウム蒸着を施したポリエステル（ＰＥＴ）から成り、前述のように水蒸気等のガスを遮蔽する。これにより高いバリア性が保持されている。

凸部１２側の積層フィルム１５ｂの中間層は第１、第２バリア層を積層して形成されている。第１バリア層はアルミニウム箔から成り、水蒸気、二酸化炭素及びシクロペンタン等のガスを遮蔽する。第２バリア層はアルミニウム蒸着を施したポリエステル（ＰＥＴ）から成り、水蒸気等のガスを遮蔽する。これにより高いバリア性が保持されている。

凸部１２の長手方向に垂直な方向の幅Ｌ２は溝部１１の長手方向に垂直な方向の幅Ｌ１よりも広く形成されている。これにより、溝部１１近傍の真空断熱パネル１３が薄くならず、厚く形成することができる。

溝部１１及び凸部１２の断面形状が矩形または台形で側壁の傾斜角が同じ場合は、以下の式（１）を満足すると溝部１１近傍を含む真空断熱パネル１３の厚みが均一になる。ここで、溝部１１の深さをａ、真空断熱パネル１３の厚みをｄ、凸部１２及び溝部１１の側壁の傾斜角をθとしている。また、凸部１２の上面の長手方向に垂直な方向の幅をＬ３とすると、式（２）の関係が得られる。

Ｌ２＝２ｄ（１−ｃｏｓθ）／ｓｉｎθ＋Ｌ１（１）
Ｌ３＝Ｌ２−２ａ／ｔａｎθ （２）

溝部１１及び凸部１２の断面形状が矩形（傾斜角θ＝９０゜）の場合は凸部１２の幅Ｌ２を２ｄ＋Ｌ１にすると、溝部１１近傍の厚みが均一になる。従って、凸部１２の幅Ｌ２を２ｄ＋Ｌ１よりも広くすることで、溝部１１近傍の厚みを厚く確保することができる。尚、溝部１１及び凸部１２の断面形状に依らず、凸部１２の幅Ｌ２を概略２ｄ＋Ｌ１よりも広くすると溝部１１近傍の厚みを確保できる。

図４は断熱箱体１の側壁を示す上面断面図である。真空断熱パネル１３は外箱３１の側面板３１ｂに接して設けられ、真空断熱パネル１３の溝部１１内には放熱パイプ３３が接するように取り付けられる。これにより、溝部１１の深さを深く形成する必要がなく、凸部１２の突出量を小さくして省スペース化を図ることができる。

真空断熱パネル１３の冷却室８、９（図１参照）側には発泡断熱材４１が配される。従って、放熱パイプ３３の放熱は真空断熱パネル１３及び発泡断熱材４１によって断熱され、冷却室８、９への熱漏洩が抑制される。真空断熱パネル１３は凸部１２によって溝部１１近傍で厚みが薄くならないため、高い断熱性能が確保される。

本実施形態によると、真空断熱パネル１３は放熱パイプ３３が嵌められる溝部１１と、溝部１１に対向して溝部１１よりも長手方向に垂直な幅が広い凸部１２とを有するので、溝部１１近傍の真空断熱パネル１３を厚く形成することができる。従って、真空断熱パネル１３を薄型化しても冷蔵庫の断熱性能を向上して省エネルギー化を図ることができる。

また、外被材１５の凸部１２側の積層フィルム１５ｂがアルムニウム箔を含み、溝部１１側の積層フィルム１５ａがアルミニウム箔を含まないので、外被材１５のバリア性を保持するとともに高温となる放熱パイプ３３とアルミニウム箔とを離して配置することができる。従って、真空断熱パネル１３の内部に伝熱されるヒートブリッジを低減し、断熱性能の低下を抑制することができる。

本実施形態において、断熱箱体１０の側壁に真空断熱パネル１３を配置しているが、背壁、天井壁または底壁に配置してもよい。即ち、放熱パイプ３３が配置される壁面に真空断熱パネル１３を配置することにより、冷蔵庫の断熱性能を向上して省エネルギー化を図ることができる。

本発明によると、断熱箱体内に真空断熱パネルを備えた冷蔵庫に利用することができる。

本発明の実施形態の冷蔵庫を示す分解斜視図本発明の実施形態の冷蔵庫の真空断熱パネルを示す斜視図本発明の実施形態の冷蔵庫の真空断熱パネルを示す断面図本発明の実施形態の冷蔵庫の断熱箱体の側壁を示す上面断面図

符号の説明

１０断熱箱体
１１溝部
１２凸部
１３真空断熱パネル
１４芯材
１５外被材
３１外箱
３２内箱
３３放熱パイプ
４１発泡断熱材

Claims

外箱と内箱間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内面側に配される放熱パイプと、芯材を外被材で覆って内部が減圧されるとともに前記放熱パイプが嵌められる溝部を設けて前記放熱パイプに対して前記内箱側に配された真空断熱パネルとを備えた冷蔵庫において、
前記真空断熱パネルは、前記溝部を形成した面の裏面に前記溝部に対向して形成されるとともに前記溝部よりも長手方向に垂直な方向の幅が広い凸部を有し、
前記凸部は前記発泡断熱材内に突出し、
前記真空断熱パネルはその内部が減圧された後に前記溝部及び前記凸部が形成されたものであり、
前記溝部の側壁及び前記凸部の側壁は傾斜しているとともに、前記凸部の側壁は前記溝部の側壁よりも傾斜が緩やかであることを特徴とする冷蔵庫。
前記放熱パイプは前記溝部に接して取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記外被材は端部を接着して封止され、前記凸部が配される側にアルムニウム箔を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
芯材を外被材で覆って内部が減圧される真空断熱パネルにおいて、
一面に設けられる溝部と、前記溝部を形成した面の裏面に前記溝部に対向して形成されるとともに前記溝部よりも長手方向に垂直な方向の幅が広い凸部とを有し、
前記内部が減圧された後に前記溝部及び前記凸部が形成され、
前記溝部の側壁及び前記凸部の側壁は傾斜しているとともに、前記凸部の側壁は前記溝部の側壁よりも傾斜が緩やかであることを特徴とする真空断熱パネル。