JP6733606B2 - 断熱箱 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1における冷蔵庫の断熱箱を示す斜視図であり、図2は図1のα部の縦断面図、図3は軟質複合断熱材11(断熱体)の拡大断面図である。
図1において、冷蔵庫の断熱箱100は、鋼板などの金属製の外箱5と、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)などの樹脂製の内箱4と、内箱4内の断熱される空間を仕切る仕切板1と、空間を密閉する扉(図示せず)と、によって構成される。外箱5と内箱4とを組み合わせて、断熱箱本体となる。
図2において、仕切板1は上下に上板6(第1板部)、下板7(第2板部)を有し、上板6と下板7の前面部(断熱箱の前面、扉側)には、コの字型の意匠板10がある。意匠板15には、結露防止用の放熱パイプ9(放熱部)が、接触設置されている。なお、放熱パイプ9でなく、別の方法で結露防止をしてもよい。また、放熱パイプ9は、仕切板1内でなくともよい。
図3に示す軟質複合断熱材11(断熱体)は、エアロゲルと繊維構造物との複合体である。軟質複合断熱材11(断熱体)は、不織布繊維11cとエアロゲル11dを構成要素とする。軟質複合断熱材11は、中央にエアロゲルと繊維との複合層11aとその上下に繊維単独層11bとを有する積層構造である。軟質複合断熱材11では、エアロゲル繊維複合層11aが変形しにくいが、繊維単独層11bが変形でき、軟質性がある。
以上のように構成される冷蔵庫について、以下、その製造方法と効果について説明する。
軟質複合断熱材11(断熱体)の製造方法は(1)ゾル調製工程、(2)含浸工程、(3)積層工程、(4)ゲル化工程、(5)養生工程、(6)酸性水溶液浸漬工程、(7)疎水化工程、(8)乾燥工程の8工程からなる。以下にそれぞれの工程ごとに説明する。
ゾル調製工程では、原料として水ガラスを用いる場合と、高モル珪酸水溶液を用いる場合とがある。水ガラスを用いる場合は、水ガラス中のナトリウムをイオン交換樹脂もしくは電気透析法により除去、酸性にし、ゾルとした後、触媒として塩基を添加して重縮合させ、ヒドロゲルとする。高モル珪酸ソーダを用いる場合は、高モル珪酸水溶液に触媒として酸を加えて重縮合させ、ヒドロゲルとする。
0.2〜1.0mm厚みのPET、ガラスウール、ロックウールなどで構成される不織布に、(1)にて調製したゾル溶液を不織布重量の6.5〜10倍量注ぎ、ゾル溶液を不織布に含浸させる。含浸方法は、あらかじめゾル溶液をフィルム上などに一定の厚みにて広げ、その上より不織布を覆うことにより、ゾル溶液を不織布に浸透させる。
積層構成について、図4(a)〜図4(c)を用いて説明する。(2)の工程までで、図4(a)におけるエアロゲル繊維複合層11aが完成した。積層工程では、これに、繊維単独層11bとして、不織布を積層、複合化する。
(3)の後、ゾルをゲル化する。ゾルのゲル化温度は、20〜90℃が好ましい。ゲル化温度が20℃未満であると、反応の活性種である珪酸モノマーに必要な熱が伝わらない。このため、シリカ粒子の成長が促進されない。その結果、ゾルのゲル化が十分に進行するまでに時間を要する。その上に、生成されるゲル(エアロゲル)の強度が低く、乾燥時に大きく収縮する場合があり、所望の強度のエアロゲルが得られない場合がある。
養生工程は、ゲル化後にシリカの骨格を、強化させた骨格強化ヒドロゲルにする工程である。養生温度は、50〜100℃が好ましい。養生温度が50℃未満の場合、脱水縮合反応が相対的に遅くなるため、生産性を考慮した際の目標のタクト時間内にシリカネットワークを十分に強化させることが難しくなる。
ゲルと不織布の複合体を塩酸(6〜12規定)に浸漬後、常温23℃で45分以上放置し、複合体内部に塩酸を取り込む。
ゲルと不織布の複合体を例えば、シリル化剤であるオクタメチルトリシロキサンとアルコールとして2−プロパノール(IPA)の混合液に浸漬させて、55℃の恒温槽に入れて2時間反応させる。トリメチルシロキサン結合が形成され始めると、ゲルシートから塩酸水が排出され、2液分離する(上層にシロキサン、下層に塩酸水)。
ゲルと不織布の複合体を150℃の恒温槽に移して2時間乾燥させる(常圧乾燥の場合)。
仕切板1の製造方法について、図1、図2、図5、図6を用いて説明する。
図2に示すように、放熱パイプ19の熱は、意匠板10の前面部10aから側面部10bまで伝わり、意匠板10の表面の結露防止に効果を発揮する。一方で、側面部10bの隣には、断熱性の高い軟質複合断熱材11(断熱体)が配置しているため、熱が仕切板1の上板6(第1板部)や下板7(第2板部)に伝わらず、庫内への熱の侵入を防ぐことができる。
一方、軟質複合断熱材11(実施例)は、500kPaの押圧時に15%しか熱伝導率が上昇していない。
図8は、図1のα部の縦断面図である。図8は、実施の形態1の図2に対応する図である。
図8において、意匠板15は、ロールフォーミングなどの折曲げ加工により、端部に二重折曲げ部15bを形成したのちに、上板61(第1板部)、下板71(第2板部)と平行な面を構成するように再度折曲げられ折曲げ平坦部15cを設けている。
実施の形態1に示した効果(結露防止効果、庫内への熱侵入抑制効果)に加え、上板61(第1板部)、下板71(第2板部)にザグリ61b、71bがあることと、意匠板15に折り曲げ部があることにより、軟質複合断熱材11(断熱体)の仕切板1の組立時の位置決め精度を向上させることができる。
図9は図1のα部の縦断面図である。図9は、実施の形態1の図2に対応する図である。
図9において、意匠板16は二段のプレス加工などで形成された第1段差部16aと第2段差部16bを有している。上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の前面部には、それぞれ鉤戻り部62a、72aが設けられている。
図10(a)は、仕切板1の上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の間に意匠板16への組込み段階を示す図である。意匠板16を上板62(第1板部)と下板72(第2板部)の間に矢印の向きに押し込むと、意匠板16の第2段差部16bの上面と下面が上板62(第1板部)、下板72(第2板部)それぞれの鉤戻り部62a、72aのテーパ部を押し、上板62(第1板部)と下板72(第2板部)の開口部が広がる。これにより、意匠板16を上板62(第1板部)と下板72(第2板部)に設置された軟質複合断熱材11(断熱体)の間の部分にまで配置することができる。
図9に示した実施の形態3により、実施の形態1に示した効果(結露防止効果、庫内への熱侵入抑制効果)に加え、上板62(第1板部)、下板72(第2板部)前面部に鉤戻り部62a、72aがあることにより、仕切板1の製造工程、特に意匠板16の上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の間への組込みを簡略化することができる。すなわち、実施の形態1あるいは2においては、意匠板の組み込みのために上板と下板の開口部を広げる必要があるが、本実施の形態においては、前述のように意匠板16を上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の間に押し込むだけで済む。
図11は図1のα部の縦断面図である。図9は、実施の形態1の図2に対応する図である。
実施の形態1に示した効果(結露防止効果、庫内への熱侵入抑制効果)に加え、平板をベースに構成できるなど、上板63(第1板部)、下板73(第2板部)を簡便に製造することが可能となる。
なお、上記実施の形態は、それぞれ組み合わせできる。
2 第1貯蔵室
3 第2貯蔵室
4 内箱
5 外箱
6 上板(第1板部)
6a 上板前面部
7 下板(第2板部)
7a 下板前面部
8 断熱材
9 放熱パイプ(放熱部)
10 意匠板
10a 前面部
10b 側面部
11 軟質複合断熱材(断熱体)
11a エアロゲル繊維複合層
11b 繊維単独層
11c 不織布繊維
11d エアロゲル
12 取付用リブ
13 ビス穴
15 意匠板
15a 端部
15b 二重折曲げ部
15c 折曲げ平坦部
16 意匠板
16a 第1段差部
16b 第2段差部
19 放熱パイプ
21 仕切板
22 放熱パイプ
23 蓄熱層
24 断熱材
25 意匠板
25a 端部
26 上板
27 下板
28 断熱材
31 仕切板
32 放熱パイプ
33 断熱材
34 断熱材
35 意匠板
35a 前面部
35b 張出端部
35c 脚状端辺
36 仕切壁
37 断熱材
38 上板
39 下板
40 リブ部
50 隙間
61 上板(第1板部)
61b ザグリ
62 上板(第1板部)
62a 鉤戻り部
63 上板(第1板部)
71 下板(第2板部)
72 下板(第2板部)
72a 鉤戻り部
73 下板(第2板部)
99 空隙率
100 断熱箱
Claims (5)
- 空間を有する断熱箱本体と、
前記空間を密閉する扉と、
前記空間を仕切る仕切板と、を含み、
前記仕切板は、
前記扉の側に配置された意匠板と、
前記意匠板の両端のそれぞれに配置された第1板部と第2板部と、
前記意匠板と前記第1板部と前記第2板部で囲まれた領域に位置する断熱材と、
前記意匠板と前記第1板部との間、前記意匠板と前記第2板部との間の少なくとも1方に配置された断熱体と、
前記仕切板にあり、前記意匠板と接触して配置されている放熱部と、を有し、
前記意匠板は、コの字形状であり、前記コの字のコーナーに前記放熱部があり、
前記第1板部、または、前記第2板部は、L字形状であり、前記L字形状のコーナーに断熱材があり、
前記第1板部と前記断熱体と前記意匠板の側板と前記放熱部とが接して積層し、
前記断熱体は、繊維と断熱材料との複合層と、前記複合層の両面に繊維層と、を含み、
前記繊維層は、前記意匠板と、前記第1板部又は前記第2板部と接触する断熱箱。 - 前記断熱体は、前記繊維層が、圧縮された状態である請求項1に記載の断熱箱。
- 前記意匠板と、前記第1板部、または、前記第2板部との間に隙間がある請求項1または2に記載の断熱箱。
- 前記隙間は前記断熱体の厚みより小さい請求項3に記載の断熱箱。
- 前記第1板部と前記第2板部のいずれかには、前記断熱材が配置される凹部、または、凸部がある請求項1〜4のいずれか1項に記載の断熱箱。
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