JP6108180B2 - 真空断熱材およびこれを用いた断熱筐体 - Google Patents
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Description
(真空断熱材の構成)
図1は、実施の形態1に係る真空断熱材6を示す平面図である。図2は、図1におけるA―A線に沿って切断した真空断熱材6を示す断面図である。図1および図2に示すように、真空断熱材6は、熱伝達を遮断する部材であって、芯部材18を収容した被覆部材20の内部を減圧密封することにより形成される。
図3は、真空断熱材6に備えられた検査部材19を示す平面図である。図4は、図3におけるB―B線に沿って切断した検査部材19を示す断面図である。図3および図4に示すように、検査部材19は、たとえば、外部材51および内部材52を組み合わせることにより形成される。外部材51および内部材52としては、減圧下においてガスや水の放出が少ない材料が好ましく、たとえば、アルミニウム、銅、ステンレス、セラミックスなどの無機材料、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ナイロン、ポリスチレンなどの有機材料、および、この有機材料と無機材料の繊維を混合した繊維強化樹脂などが用いられる。外部材51および内部材52の寸法は、真空断熱材6の内部圧力の測定時に作用する圧力などによって変形しないように設定される。
真空断熱材6の製造方法について説明する。ただし、窪み部18aの形成、検査部材19の設置、および、被覆部材20内への収容、などの順序は適宜変更されてもよい。
真空断熱材6の内部圧力の計測方法について説明する。図5Aは、真空断熱材6に真空パッド100を宛がった状態を示す断面図である。図5Aに示すように、真空パッド100は、内部に空間を有するカップ形状であって、その環状の開口端面にパッキン101が取り付けられている。パッキン101は、環状の弾性部材であって、その径はフランジ部21の内径より大きくかつ外径より小さい。また、真空パッド100には、その内部と連通するように吸気管102が取り付けられており、吸気管102には真空ポンプ(図示せず)が接続されている。
真空パッド100の開口は被覆部材20を介して検査部材19により覆われているため、真空パッド100内の圧力は検査部材19上の被覆部材20の外面に作用する。また、検査部材19の孔23は真空断熱材6の内部空間と連通しているため、真空断熱材6の内部圧力は孔23を介して被覆部材20の内面に作用する。よって、真空パッド100内が減圧されて、真空断熱材6の内部圧力が真空パッド100内の圧力より大きくなると、真空断熱材6の内部圧力は孔23を介して被覆部材20に作用する。この圧力により被覆部材20は真空パッド100側に押されて変位する。この際、被覆部材20は、フランジ部21の上面から窪んでいる押さえ部22の上面に沿ってこれらを覆っているため、被覆部材20は押さえ部22の上面から出っ張る方向、つまり、真空パッド100側に移動し易い。これにより、被覆部材20は、真空パッド100内の圧力と真空断熱材6の内部圧力との圧力差に応じて変位する。しかも、その変位量は、段差がない場合に比べて大きいため、変位量に基づく真空断熱材6の内部圧力を精度よく測定することができる。
図6は、検査部材19を示す平面図である。図7は、図6におけるC―C線に沿って切断した検査部材19を示す断面図である。図6および図7に示す検査部材19では、図3および図4に示す検査部材19の内部材52が異なるが、これ以外は同様である。
図3および図4に示す検査部材19を用い、芯部材18にグラスウールを用い、被覆部材20にラミネートフィルムを用いて上記真空断熱材6の製造方法に従い、実施例1の真空断熱材6を作成した。
図6および図7に示す検査部材19を用い、芯部材18にグラスウールを用い、被覆部材20にラミネートフィルムを用いて上記真空断熱材6の製造方法に従い、実施例2の真空断熱材6を作成した。実施例2の真空断熱材6では、検査部材に図6および図7に示す変形例1の検査部材を用いた以外は、実施例1の真空断熱材6と同様である。この検査部材には、外径50mm、内径40mm、厚み3mmであってポリプロピレン樹脂製の外部材と、外径45mm、厚み1.5mmであってステンレス製の内部材とを組み合わせたものを用いた。
検査部材を用いず、かつ、グラスウールを挿入した被覆部材を鉄板で圧縮しないで、比較例1の真空断熱材を作成した。比較例1の真空断熱材の製造では、これ以外は、実施例1と同様である。また、比較例1の真空断熱材の内部圧力測定では、真空パッド100を用いずに、真空チャンバーを用いた。
(実施の形態2)
図9は、実施の形態2に係る真空断熱材6を示す平面図である。図10は、図9におけるD―D線に沿って切断した真空断熱材6を示す断面図である。図9および図10に示すように、検査部材19および内袋120を除いて、実施の形態2に係る真空断熱材6は実施の形態1に係る真空断熱材6と同様である。なお、図9および図10に示す長さ方向および幅方向は、真空断熱材6の芯部材18の方向を示している。また、真空断熱材6の芯部材18は、たとえば、幅方向の寸法が長さ方向の寸法より大きく、長さ方向の寸法が厚み方向の寸法より大きい、略直方体形状を有している。
図11および図12に示す検査部材19を用い、芯部材18にグラスウールを用い、被覆部材20にラミネートフィルムを用いて上記真空断熱材6の製造方法に従い、実施例3の真空断熱材6を作成した。
検査部材を用いない、および、グラスウールを挿入した被覆部材を鉄板で圧縮しない、で比較例2の真空断熱材を作成した。比較例2の真空断熱材の製造では、これ以外は、実施例3と同様である。また、比較例1の真空断熱材の内部圧力測定では、真空パッド100を用いずに、真空チャンバーを用いた。
図14は、実施の形態3に係る真空断熱材6を示す平面図である。図15は、図14におけるF―F線に沿って切断した真空断熱材6を示す断面図である。図14および図15に示すように、実施の形態3に係る真空断熱材6は、検査部材19を除いて実施の形態2に係る真空断熱材6と同様である。
図16および図17に示す検査部材19を用い、芯部材18にグラスウールを用い、被覆部材20にラミネートフィルムを用いて上記真空断熱材6の製造方法に従い、実施例4の真空断熱材6を作成した。実施例4の真空断熱材6では、検査部材19に図16および図17に示す検査部材を用いた以外は、実施例3の真空断熱材6と同様である。この検査部材には、フランジ部21が外径60mm、内径50mm、厚み3mmであって、孔23の外径3mmであり、ジュラコン樹脂で形成されたものを用いた。
検査部材を用いない、および、グラスウールを挿入した被覆部材を鉄板で圧縮しない、で比較例3の真空断熱材を作成した。比較例2の真空断熱材の製造では、これ以外は、実施例3と同様である。また、比較例1の真空断熱材の内部圧力測定では、真空パッド100を用いずに、真空チャンバーを用いた。
実施の形態1〜3において、芯部材18は1つの成形体で形成されていたが、図19Aに示すように、複数(ここでは、2つ)の薄い芯部材層が厚み方向に重ねられた積層体181、182で構成されていてもよい。この場合、窪み部18aは、複数の芯部材層181、182のうちの1つまたは複数の上層181が切断され貫通することにより形成されてもよい。
実施の形態1〜3において、フランジ部21は拡径するように押さえ部22から外側へ拡がっていてもよい。たとえば、図19Bに示すように、この場合、押さえ部22は窪み部18a内に収まり、フランジ部21は芯部材18の表面上に載る。
実施の形態1〜3において、検査部材19のフランジ部21は円形状または楕円形状であったが、フランジ部21は矩形状などの多角形であってもよい。これにより、矩形状のフランジ部21の長さ寸法および幅寸法が円形状などのフランジ部21と同じ場合、矩形状のフランジ部21の周長さが円形状などのフランジ部21に比べて長くなる。よって、真空パッド100とフランジ部21上の被覆部材20との接触面積が拡大し、真空断熱材6の内部圧力の計測精度を高めることができる。
実施の形態1〜3のいずれかの真空断熱材6を用いた冷蔵庫について説明する。図20は、実施の形態4に係る、正面に平行に切断した冷蔵庫50を概略的に示す断面図である。図21は、正面に垂直に切断した冷蔵庫50を概略的に示す側面側から見た断面図である。図20および図21に示すように、冷蔵庫50は、内部に断熱空間を有する断熱筐体24と、断熱空間を開閉可能に断熱筐体24に取り付けられた扉28a、29a、30a、31a、32aとにより構成されている。なお、説明の便宜上、扉28a、29a、30a、31a、32aが取り付けられた断熱筐体24の面を正面とし、その対向する面を背面と称する。
実施の形態4において、真空断熱材6に溝6aが設けられていたが、溝6aは必ずしも設けられなくてもよい。この場合、真空断熱材6の長さ寸法または幅寸法を、外箱25上に配された隣接する放熱パイプ37どうしの間隔より小さく設定する。これにより、真空断熱材6は隣接する放熱パイプ37どうしの間に配置することができる。
実施の形態4において、検査部材19が配置されている真空断熱材6の上面側に溝6aを設けることもできる。この場合、溝6aを検査部材19から離して形成することにより、溝6aによる芯部材18や被覆部材20の変形やしわが検査部材19上の被覆部材20の変位に影響することを抑えられる。よって、溝6aや検査部材19の配置の自由度が増すことができる。
6a 溝(凹部)
18 芯部材
18a 窪み部
19 検査部材
19a 突起部
20 被覆部材
21 フランジ部
22 押さえ部
22a テーパー部
23 孔
24 断熱筐体
25 外箱(壁部)
26 内箱(壁部)
Claims (13)
- 多数の微細空間を含む芯部材と、
前記芯部材を内部空間に収容し、前記内部空間が減圧密封された被覆部材と、
前記芯部材と前記被覆部材との間に設けられた検査部材と、を備え、
前記検査部材は、
前記芯部材上に配された押さえ部と、
前記押さえ部内に設けられた孔と、
前記押さえ部の上面から前記被覆部材側へ突き出し、前記孔の周りを連続的に囲むフランジ部と、を有し、
前記芯部材は、表面が周囲の表面より低い窪み部を含み、
前記検査部材が前記窪み部内に嵌められ、
前記検査部材の厚み寸法は前記窪み部の深さ寸法と同じである、真空断熱材。 - 前記フランジ部が前記押さえ部と一体的に形成されている、請求項1に記載の真空断熱材。
- 前記フランジ部は、前記上面側から見て矩形状または円形状を有する、請求項1または2に記載の真空断熱材。
- 前記検査部材は、前記押さえ部の下面から前記芯部材側へ突き出した突起部をさらに有している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の真空断熱材。
- 前記押さえ部は、その上面が前記フランジ部の上面に向かって傾斜するテーパー部を含んでいる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の真空断熱材。
- 前記検査部材は、厚み方向に垂直な長さ方向の寸法が、前記厚み方向および前記長さ方向に垂直な幅方向の寸法より短い形状を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の真空断熱材。
- 前記押さえ部に複数の前記孔が設けられており、
複数の前記孔は、前記フランジ部の中心に関して対称に配置されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の真空断熱材。 - 前記窪み部は、前記芯部材に切り抜きまたは圧縮を施して形成されている、請求項1に記載の真空断熱材。
- 前記芯部材は、複数の芯部材層が重ねられた積層体であり、
前記窪み部は、前記複数の芯部材層のうちの上層が切断されて形成されている、請求項1に記載の真空断熱材。 - 前記芯部材において、前記検査部材が設けられた面と反対の面に形成された凹部をさらに備えている、請求項1から9のいずれか一項に記載の真空断熱材。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の真空断熱材と、
前記真空断熱材が配された壁部と、を備えている、断熱筐体。 - 前記検査部材が設けられた面と反対の面が前記壁部に接するように、前記真空断熱材が前記壁部上に配されている、請求項11に記載の断熱筐体。
- 前記壁部上に配された隣接する配管どうしの間隔よりも、前記真空断熱材の長さ寸法および幅寸法の少なくともいずれか一方の方が小さい、請求項11または12に記載の断熱筐体。
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