JP6002641B2 - 真空断熱材及び冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、真空断熱材及び冷蔵庫に関する。

真空断熱材を備えた冷蔵庫の従来技術としては、例えば特開２０１２−８２９５４号公報（特許文献１）、特許第４５４５２６号公報（特許文献２）などがあげられる。

特許文献１は放熱パイプを収納するための凹所を金型による押圧にて形成した真空断熱材を搭載した冷蔵庫が開示されている。

また、特許文献２は放熱パイプと対向するは真空断熱材に溝部を設け、この溝部内に放熱パイプを位置させるようにした冷蔵庫が開示されている。

特開２０１２−８２９５４号公報 特許第４５４５１２６号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、芯材が放熱パイプ以外の部分で３層の積層体であるのに対して、放熱パイプ部分は２層の積層体となっている。そのため、放熱パイプ部分が他の部分より薄くなり、断熱性能の低下を招く場合がある。

また、特許文献２の構成では、溝部に対向する部分に凸部を形成している。
そのため、真空断熱材を外箱に貼り付け、外箱と内箱との空間に発泡断熱材を充填して発泡させた場合、外箱と内箱との空間が狭くなった部分で発泡断熱材の未充填部が形成され、断熱性能が低下する。

そこで本発明は、発泡断熱材の発泡時の流動を阻害しないように、真空断熱材の設置面積を拡大することが可能な真空断熱材及び冷蔵庫を提供する。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、外箱の内壁面の放熱用配管と、前記外箱と内箱との間に形成された空間内の発泡断熱材及び真空断熱材と、を備え、前記真空断熱材は、複数層の繊維集合体を含む芯材と、該芯材を収納して内部が減圧された外包材と、を有し、前記真空断熱材は、前記繊維集合体の積層厚を変化させて形成した第１の溝と、反対側に凸部が張り出して形成される第２の溝と、を含み、前記第１の溝は発泡断熱材厚さが薄くなる薄壁部分に位置することを特徴とする。

本発明によれば、発泡断熱材の発泡時の流動を阻害しないように、真空断熱材の設置面積を拡大することが可能な真空断熱材及び冷蔵庫を提供することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例に係る冷蔵庫の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例に係る外箱に配設された放熱用配管を説明する図である。 本発明の実施例に係る真空断熱材を配置した冷蔵庫の断面図である。 図４の一部拡大断面図である。 実施例２に係る断熱壁の一部拡大断面図である。 実施例３に係る断熱壁の一部拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例に係る冷蔵庫の正面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

図１において、冷蔵庫本体１は貯蔵室として上から冷蔵室２、製氷室３、この製氷室３と横並びの第２の冷凍室４、第１の冷凍室５、野菜室６の順に配置されている。そして、これらの各貯蔵室は前面の開口を閉塞するための扉２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａがそれぞれ取り付けられている。冷蔵室２の前面開口を閉塞する左右の冷蔵室用扉２ａはヒンジ２ｂでそれぞれ単独で回動可能に保持されて開閉するフレンチドアになっている。その他の扉３ａ、４ａ、５ａ、６ａは前後方向に移動して各貯蔵室の開口を閉塞する引出し式扉となっている。

図２において、冷蔵庫本体１の内部奥側には冷却器室７が形成され、この冷却器室７内には冷却器８が収納されている。野菜室６の奥側と対向し、断熱壁９を隔てた位置には機械室１０が設けられ、この機械室１０内には圧縮機１１が設置されている。この圧縮機１１と冷却器８とは図示していないが、凝縮器とキャピラリチューブが冷媒配管で順に連結されることによって冷凍サイクルを構成している。

冷却器８の上部には冷気循環ファン１２が配置されている。この冷気循環ファン１２は冷却器８で冷却された冷気を冷蔵室２、製氷室３、第２の冷凍室４、第１の冷凍室５、野菜室６に強制循環して冷却するためのものである。冷気循環ファン１２の下流側にはダンパ１３が取り付けられている。このダンパ１３は冷気循環ファン１２によって吹き出された冷気を各貯蔵室に分配するためのものである。このダンパ１３の動作は操作基板（図示せず）からの出力を入力として制御される。

冷蔵室２の前面は冷蔵室用扉２ａで閉塞されている。製氷室３の前面は製氷室用扉３ａで閉塞されている。図１に示したように、第２の冷凍室４の前面は第２の冷凍室用扉４ａで閉塞されている。第１の冷凍室５の前面は第１の冷凍室用扉５ａで閉塞されている。野菜室６の前面は野菜室用扉６ａで閉塞されている。なお、貯蔵室及び扉のレイアウトはこれに限定されず、回転扉と引出扉の変更、貯蔵温度帯の変更、貯蔵室の数の変更等、適宜の付加、削除、転換が可能である。

図３は、本発明の実施例に係る外箱に配設された放熱用配管を説明する図である。図４は、本発明の実施例に係る真空断熱材を取り付けた冷蔵庫の断面図である。

なお、図３は冷蔵庫を正面から見て左側の外箱に配設された放熱用配管の配列形態を表しているが、右側の外箱に配列される放熱用配管も左側の外箱と同じ配列形態のため、右側の外箱の説明は省略する。

図３において、外箱１４は鉄板を折り曲げて形成されたものである。この外箱１４の内面には、凝縮器の放熱用配管１５が粘着テープ１６（本実施例では粘着テープを使用したが、これに限定されるものではなくホットメルト等の接着剤であっても良い）で貼り付けられている。この放熱用配管１５は、冷蔵庫本体１の前面開口側に第１の放熱用配管１５ａと、中央部に第２の放熱用配管１５ｂと、奥側に第３の放熱用配管１５ｃが並列に配列されている。これら第１〜第３の放熱用配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃは一本の放熱用配管１５を蛇行状に折り曲げて形成したものである。

図４において、冷蔵庫本体１を形成する外箱１４と内箱１７との間には空間１８が形成されている。外箱１４の内壁面には第１〜第３の放熱用配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃが図３に示したような形態で貼り付けられている。これら第１〜第３の放熱用配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃは第１の真空断熱材１９で覆われている。第１〜第３の放熱用配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び第１の真空断熱材１９は空間１８内に配置されている。

第１の真空断熱材１９には第１〜第３の溝（又は凹部）１９ａ、１９ｂ、１９ｃが形成されている。第１の溝１９ａには第１の放熱用配管１５ａが収納されている。第２の溝１９ｂには第２の放熱用配管１５ｂが収納されている。第３の溝１９ｃには第３の放熱用配管１５ｃが収納されている。

冷蔵庫本体１を構成する背面側の空間１８内には第２の真空断熱材２０が収納されている。この第２の真空断熱材２０は背面側の外箱１２にホットメルト（図示せず）によって貼り付けられている。

このように第１と第２の真空断熱材１９，２０が外箱１２に貼り付けられた後、外箱１４と内箱１７との間の空間１８に発泡ポリウレタンフォームを一例とする発泡断熱材２１が充填される。

次に、図５は図４の一部拡大断面図である。なお、図５に示した真空断熱材には第１の溝と第２の溝だけであるが、第２の溝と第３の溝は同一のため第３の溝は省略している。

図５において、外箱１４と内箱１７との間に形成された空間１８内には、第１の真空断熱材１９と発泡断熱材２１が装填されている。この第１の真空断熱材１９はグラスウール等の芯材２２（グラスウール等の繊維集合体の原綿であり、以下繊維集合体２２という）と吸着剤を袋状のガスバリヤ層を有する外被材２３（以下、外包材２３という）内に入れ、この外包材２３内を真空にして密封したものである。

繊維集合体２２は第１の繊維集合体２２ａ、第２の繊維集合体２２ｂ、第３の繊維集合体２２ｃの３層からなっている（なお、本実施例では３層にしているが２層でも構わない）。第１の繊維集合体２２ａと第２の繊維集合体２２ｂは同じ長さの幅となっている。これに対し第３の繊維集合体２２ｃは第１、第２の繊維集合体２２ａ、２２ｂよりも幅を短くしている。第２の溝１９ｂと第３の溝１９ｃ（図４に示す）は真空引きされた第１の真空断熱材１９を金型で押圧して形成されたものである。第２の溝１９ｂ内には放熱用配管１５ｂが位置し、第３の溝１９ｃ（図４に示す）には第３の放熱用配管１５ｃ（図４に示す）が位置することになる。

第１の溝１９ａは冷蔵庫本体１の前面開口部に近接し、断熱箱体の薄壁部分に位置するため第２と第３の溝１９ｂ、１９ｃのように厚くすることができない。そこで本実施例による第１の溝１９ａは、金型での押圧による溝ではなく、第１の放熱用配管１５ａを避けるように第３の繊維集合体２２ｃの幅を第１、第２の繊維集合体２２ａ、２２ｂよりも短くして外包材２３に収納して真空引きして形成されたものである。すなわち、芯材は複数層の繊維集合体２２を有し、第１の溝１９ａは、一部の繊維集合体２２を他の繊維集合体２２の幅よりも短くすることによって形成する。

つまり、本実施例では第１の真空断熱材１９を押圧して第２の溝１９ｂを形成すると第２の溝１９ｂの反対側は内箱１７方向に張り出した波型の凸部２２ｄが形成されるため、第２と第３の溝１９ｂ、１９ｃ（図４に示す）が形成されても原綿１９の３層は保たれる。一方、第１の溝１９ａは第１の原綿１９ａを短くして形成しているため段差により２層の第１の原綿１９となる。したがって本実施例では、第１の溝１９ａを薄くすることができるため、第１の溝１９ａ部分が発泡断熱材２１の立ち上がりが阻害することを防止できる。

ここで真空断熱材の取り付けから発泡断熱材の注入と発泡までの手順を以下に説明する。
（１）原綿ロール（グラスウールのロール）を準備する。
（２）原綿ロールから所定寸法による矩形形状の原綿を裁断又はトリミングする。
（３）裁断された原綿を複数段に積層（積層された状態での厚さは約３００ｍｍ）するとともに、吸着剤を原綿間に散布する。
（４）積層された原面をポリエチレン製の袋に挿入して約５０ｍｍに圧縮した状態で袋をシールする。この時、第１の溝１９ａを形成するため、第３の繊維集合体２２ｃは他の原綿より短い幅にしておく。
（５）シールされた袋を外包材内に挿入した後、袋の一部を裁断して原綿の圧縮状態を中断してから外包材内の真空引きを行う。
（６）真空引きが完了した外包材の封止（シール）を行うとともに、真空引きによって第１の溝が形成される。
（７）封止が完了した外包材の4辺にあるシール部を曲げ又は耳折して真空断熱材を完成させる。
（８）完成した真空断熱材を金型で押圧して第２と第３の溝を形成する。
（９）第１〜第３の溝内に放熱用配管を位置させながら真空断熱材を外箱の内面に貼り付ける。
（１０）断熱箱体の背面を上にした状態で寝かせて、背面の孔から発泡断熱材を注入して発泡させる。

以上のごとく本実施例によれば、外箱１４の内壁面の放熱用配管１５と、外箱１４と内箱１５との間に形成された空間内の発泡断熱材２１及び真空断熱材１９と、を備え、真空断熱材１９は、複数層の繊維集合体２２を含む芯材と、芯材を収納して内部が減圧された外包材２３と、を有し、真空断熱材１９は、繊維集合体２２の積層厚を変化させて形成した第１の溝１９ａと、内部を減圧した外包材２３を押圧して形成した第２の溝１９ｂと、を含み、第１の溝１９ａは発泡断熱材２１厚さが薄くなる薄壁部分に位置する。これにより、高い断熱性能を有する冷蔵庫を提供できる。また、断熱箱体の薄肉部に位置する溝にも真空断熱材を配置させることができるため、断熱箱体に対する真空断熱材によるカバー率が増え、断熱性能の向上を図ることができる。

なお、図５に示すように真空断熱材１９を金型で押圧することによって形成された第２の溝１９ｂ（幅Ａ寸法）と、この第２の溝１９ｂの反対側に形成された凸部２２ｄ（幅Ｂ寸法）との寸法関係は、Ａ＞Ｂとなっている。これにより、第２の溝１９ｂの幅を広く確保でき、放熱用配管１５の位置決めが容易となる。

図６は実施例２に係る断熱壁の一部拡大断面図である。

図６において、外箱１４と内箱１７との間に形成された空間１８内には第１の真空断熱材１９と発泡断熱材２１が装填されている。この真空断熱材１９は芯材２２と吸着剤を袋状の外包材２３内に入れ、この外包材２３内を真空にして密封したものである。

繊維集合体２２は第１の繊維集合体２２ａ、第２の繊維集合体２２ｂ、第３の繊維集合体２２ｃの３層からなっている。第２の繊維集合体２２ｂは第１の繊維集合体２２ａと第３の繊維集合体２２ｃよりも長い幅となり、第３の繊維集合体２２ｃは第１の繊維集合体２２ａよりも短い幅となっている。第２の溝１９ｂと第３の溝１９ｃ（図４に示す）は真空引きされた第１の真空断熱材１９を金型で押圧して形成されたものである。第２の溝１９ｂ内には第２の放熱用配管１５ｂが位置し、第３の溝１９ｃ（図４に示す）には第３の放熱用配管１５ｃ（図４に示す）が位置する。

第１の放熱用配管１５ａが位置する第１の溝１９ａは、冷蔵庫本体１の前面開口部に近接し、断熱箱体の薄壁部分に位置するため第２と第３の溝１９ｂ、１９ｃのように厚くすることができない。そこで本実施例では、金型での押圧による溝ではなく、第１の放熱用配管１５ａを避けるように第３の繊維集合体２２ｃの幅を第１、第２の繊維集合体２２ａ、２２ｂよりも短くし、さらに第２の繊維集合体２２ｂを第１の繊維集合体２２ａよりも長くして外包材２３に収納して真空引きして形成した第１の溝１９ａとなっている。

つまり、本実施例では第１の真空断熱材１９を押圧して第２の溝１９ｂを形成すると第２の溝１９ｂの反対側は内箱１７方向に張り出した波型の凸部２２ｄが形成されるため、第２と第３の溝１９ｂ、１９ｃが形成されても原綿１９の３層は保たれる。さらに第１の溝１９ａは第３の繊維集合体２２ｃを第１の繊維集合体２２ａと第２の繊維集合体２２ｂよりも短くして形成しているため段差により形成されることになる。

一方、第１の繊維集合体２２ａを第２の繊維集合体２２ｂよりも短くしたことにより、第１の溝１９ａの背面側の発泡経路がより広く確保されることになる。そのため、発泡断熱材２１は発泡による立ち上がりを阻害するものがなく、スムーズに立ち上がることができる。また、図６に示すように発泡経路を広くした分第２の繊維集合体２２ｂをさらに長くすることも可能であり、その場合長くなった分断熱壁に対する真空断熱材のカバー率の拡大を図ることができる。

図７は実施例３係る断熱壁の一部拡大断面図である。

図７において、外箱１４と内箱１７との間に形成された空間１８内には第１の真空断熱材１９と発泡断熱材２１が装填されている。この真空断熱材１９は芯材２２と吸着剤を袋状の外包材２３内に入れ、この外包材２３内を真空にして密封したものである。

繊維集合体２２は第１の繊維集合体２２ａ、第２の繊維集合体２２ｂ、第３の繊維集合体２２ｃの３層からなっている。第１の繊維集合体２２ａと第２の繊維集合体２２ｂは同じ長さの幅となっている。これに対し第３の繊維集合体２２ｃは第１と第２の繊維集合体２２ａ、２２ｂよりも幅を短くしている。第２の溝１９ｂと第３の溝１９ｃ（図４に示す）は真空引きされた第１の真空断熱材１９を金型で押圧して形成されたものである。第２の溝１９ｂ内には第２の放熱用配管１５ｂが位置し、第３の溝１９ｃ（図４に示す）には第３の放熱用配管１５ｃ（図４に示す）が位置する。

第１の溝１９ａは冷蔵庫本体１の前面開口部に近接し、断熱箱体の薄壁部分に位置するため第２と第３の溝１９ｂ、１９ｃのように厚くすることができない。そこで本実施例では、金型での押圧による溝ではなく、第１の放熱用配管１５ａを避けるように第３の繊維集合体２２ｃの幅を第１、第２の繊維集合体２２ａ、２２ｂよりも短くして外包材２３に収納して真空引きして形成した第１の溝１９ａとなっている。さらに第１と第２の繊維集合体２２ａ、２２ｂの先端部（断熱箱体の前面開口部近傍）には外箱１４方向に曲げた曲げ部１９ｄが形成されている。

つまり、本実施例では真空断熱材１９を押圧して第２の溝１９ｂを形成すると第２の溝１９ｂの反対側は内箱１７方向に張り出した波型の凸部２２ｄが形成されるため、第２と第３の溝１９ｂ、１９ｃが形成されても原綿１９の３層は保たれる。一方、第１の溝１９ａは第３の原綿１９ｃを短くして形成しているため段差によって形成される。したがって、第１の溝１９ａ部分を薄くすることができる。

また、第１の真空断熱材１９の先端を外箱１４方向に曲がった曲げ部１９ｄとしたことによって第１の溝１９ａの背面側の発泡経路がより広く確保され、発泡断熱材２１の立ち上がりが阻害されることはない。

以上ごとく本発明によれば、金型の押圧による溝と原綿削除による溝の併用によって外箱に対する真空断熱材のカバー率を向上させることができるばかりでなく、溝による発泡ポリウレタンフォームの発泡立ち上がりを阻害することを防止出来たものである。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…冷蔵庫本体
９…断熱壁
１４…外箱
１５…放熱用配管
１５ａ…第１の放熱用配管
１５ｂ…第２の放熱用配管
１５ｃ…第３の放熱用配管
１６…粘着テープ
１７…内箱
１８…空間
１９…真空断熱材
１９ａ…第１の溝
１９ｂ…第２の溝
１９ｃ…第３の溝
１９ｄ…曲げ部
２０…真空断熱材
２１…発泡断熱材
２２…繊維集合体
２２ａ…第１の繊維集合体
２２ｂ…第２の繊維集合体
２２ｃ…第３の繊維集合体
２２ｄ…凸部
２３…外包材

Claims (5)

1. 外箱の内壁面の放熱用配管と、前記外箱と内箱との間に形成された空間内の発泡断熱材及び真空断熱材と、を備え、
   前記真空断熱材は、複数層の繊維集合体を含む芯材と、該芯材を収納して内部が減圧された外包材と、を有し、
   前記真空断熱材は、前記繊維集合体の積層厚を変化させて形成した第１の溝と、反対側に凸部が張り出して形成される第２の溝と、を含み、前記第１の溝は発泡断熱材厚さが薄くなる薄壁部分に位置することを特徴とする冷蔵庫。
2. 請求項１記載の冷蔵庫において、
   前記芯材は複数層の繊維集合体を有し、
   前記第１の溝は、一部の前記繊維集合体を他の前記繊維集合体の幅よりも短くすることによって形成することを特徴とする冷蔵庫。
3. 請求項１記載の冷蔵庫において、
   前記芯材は少なくとも３層の繊維集合体を有し、前記繊維集合体のうち中間層は他の層よりも幅が長いことを特徴とする冷蔵庫。
4. 請求項１記載の冷蔵庫において、
   前記真空断熱材の端部は、前記第１の溝方向に曲げ部を有することを特徴とする冷蔵庫。
5. 複数層の繊維集合体を含む芯材と、前記芯材を収納して内部が減圧された外包材と、を備え、
   前記繊維集合体の積層厚を変化させて形成した第１の溝と、反対側に凸部が張り出して形成される第２の溝と、を含むことを特徴とする真空断熱材。