KR0136956B1 - 단열 용기 및 진공 단열 패널의 제조 방법 - Google Patents

단열 용기 및 진공 단열 패널의 제조 방법

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KR0136956B1
KR0136956B1 KR1019950007041A KR19950007041A KR0136956B1 KR 0136956 B1 KR0136956 B1 KR 0136956B1 KR 1019950007041 A KR1019950007041 A KR 1019950007041A KR 19950007041 A KR19950007041 A KR 19950007041A KR 0136956 B1 KR0136956 B1 KR 0136956B1
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vacuum
panel
heat insulating
heat
insulation panel
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KR1019950007041A
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마사토 츠츠미
하루히사 야마시타
히데오 삼페이
가나코 후지이
히로아키 아사쿠라
Original Assignee
사토 후미오
가부시키가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 내부상자와 외부상자와의 사이에 진공단열 패널과 진공단열 패널 이외의 단열재를 설치하여 구성되는 단열 용기 및 상기 단열 용기에 사용되는 진공단열 패널의 제조방법에 관한 것으로서, 내부상자와 외부상자를 구성되는 최외곽부와, 비통기성 외장재의 수용부내의 단열성을 갖는 충전재를 수용한 후 상기 수용부내의 공기를 배출하여 진공상태로 하고, 상기 내부상자와 외부상자 사이에 끼워 설치되는 복수개의 진공단열 패널 및 상기 내부 상자와 외부상자 사이의 공간부 중 상기 진공단열 패널이 설치된 곳 이외의 공간부에 충전되 진공단열 패널 이외의 단열재를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

단열 용기 및 진공 단열 패널의 제조 방법
제1도는 본 발명의 제1실시예를 나타내는 단열 용기의 종단 측면도,
제2도는 팬모터의 설치 부분을 나타내는 종단 측면도,
제3도는 냉각기의 설치 부분을 나타내는 종단 측면도,
제4도는 제3도에 있어서의 부품 설치부 부분의 확대 종단 측면도,
제5도는 선반 레일 설치구의 설치 부분을 나타내는 종단 정면도,
제6도는 최외곽부를 뒤에서 바라본 사시도,
제7도는 최외곽부의 배부와 천정부 사이의 코너부를 나타내는 사시도,
제8도는 제7도의 종단 측면도,
제9도는 본 발명에 대한 비교예를 나타내는 제7도 상당도,
제10도는 본 발명에 대한 다른 비교예를 나타내는 제7도 상당도,
제11도는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 제6도 상당도,
제12도는 제11도 중 I - I 선을 따르는 횡단 평면도,
제13도는 본 발명의 제3실시예를 나타내는 것으로, 이웃하는 진공단열 패널을 연결한 상태의 단면도,
제14도는 본 발명의 제4실시예를 나타내는 제13도 상당도,
제15도는 본 발명의 제5실시예를 나타내는 제13도 상당도,
제16도는 본 발명의 제6실시예를 나타내는 제13도 상당도,
제17도는 본 발명의 제7실시예를 나타내는 단열 용기의 종단 정면도,
제18도는 두께가 다른 부분을 갖는 진공 단열 패널의 종단 정면도,
제19도는 제18도의 진공 단열 패널을 제조하는 제조 방법을 나타내는 공정도,
제20도는 본 발명의 제8실시예를 나타내는 단열 용기의 종단 측면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 51:단열 용기2, 52:최외곽부
2. 53:내부 상자4, 54:외부 상자
5, 36, 40, 58, 59:진공 단열 패널
6, 37, 41, 60:외장재
6a, 37a, 46, 65:뻗어나온 부분
7, 38, 43, 62:수용부7a, 43a, 43b, 43c:단면
8, 45, 64:충전재10:발포 성형체(단열재)
11:발포 단열재(단열재)17, 25, 28:부품 설치부
47:오목부48:단열재
66:성형 지그69:성형부
71:성형체72:열용융성 수지
본 발명은 내부 상자와 외부 상자와의 사이에 전공 단열 패널과 진공단열 패널 이외의 단열재를 설치하여 구성되는 단열 용기 및 이 단열 용기에 사용되는 진공 단열 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
예를 들면 냉장고에 사용되는 단열 용기에 있어서는 최근 단열재로서 진공 단열 패널을 사용하도록 하는 것이 고려되고 있다. 이 단열 용기는 예를 들면 최외곽부를 구성하는 외부 상자 및 내부 상자 중 어느 한 쪽에 두께가 15∼25mm 정도인 복수개의 진공 단열 패널을 고정하여 설치하고, 그 진공 단열 패널의 외부 상자 또는 내부 상자와의 사이에 형성되는 공간부 및 진공 단열 패널이 설치된 곳 이외의 공간부에 발포 폴리우레탄으로 이루어지는 발포 단열재를 충전한 구성으로 이루어져 있다.
그런데 일반적으로 진공 단열 패널은 발포 폴리우레탄 등의 발포 단열재와 비교하면 단열 특성이 좋은 것으로 알려져 있다. 그러나 상기한 종래 구성의 것에서는 단열성능이 좋은 진공단열 패널과, 이것보다 단열성능이 나쁜 발포 단열재를 최외곽부의 두께 방향으로 이층이 되도록 나란히 설치하고 있기 때문에 진공 단열 패널만으로 단열층을 구성하는 경우와 비교하여 최외곽부의 두께에 대한 단열성능이 떨어지는 결점이 있었다.
한편 종래부터 진공 단열 패널은 일반적으로 두께가 일정하고, 두께가 다른 부분이 일체화된 형태의 것은 없었다.
그래서 본 발명의 주된 목적은 단열 성능의 향상을 도모할 수 있는 단열 용기를 제공하며, 또한 두께가 다른 부분을 갖는 진공 단열 패널을 제조할 수 있는 진공 단열 패널의 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 단열 용기는 내부 상자와 외부 상자를 짜맞추어 구성되는 최외곽부와, 비통기성 외장재의 수용부내에 단열성을 갖는 충전재를 수용함과 동시에 수용부내의 공기를 배출하여 기밀하게 구성되며, 상기 내부 상자와 외부 상자 사이에 이것들에 의해 직접 끼워지도록 설치된 복수개의 진공 단열 패널 및 상기 내부 상자와 외부 상자 사이의 공간부 중 상기 진공 단열 패널이 설치된 부분 이외의 공간부에 충전되는 진공 단열 패널 이외의 단열재를 구비하고, 상기 진공 단열 패널은 외장재의 외주부에 그 외장재의 한 면과 평탄하게 연결되고 또 수용부의 단면에서 옆으로 나온 부분을 갖도록 구성되며, 상기 최외곽부의 코너부에서 한쪽의 진공 단열 패널의 뻗어나온 부분과 인접하는 진공 단열 패널의 수용부의 단면에 서로 겹치도록 조합되며, 상기 단열재의 적어도 일부는 발포 단열재이고, 이 발포 단열재의 원액을 주입하기 위한 주입구를 외부 상자와 상기 코너부 뒷쪽에 설치한 것을 특징으로 한다.
상기의 경우 내부 상자에는 외부 상자의 반대 방향으로 튀어나온 부품설치부를 설치하는 것이 바람직 하다.
최외곽부의 한쪽 벽에 복수개의 진공단열 패널을 나란히 사용한 경우, 진공 단열 패널은 외장재의 바깥둘레에 그 외장재의 한면과 평탄하게 연결되며, 수용부의 단면에서 옆으로 뻗어나온 부분을 갖도록 구성된 것을 사용하고, 이웃하는 2개의 진공 단열 패널은 뻗어나온 부분이 상대 진공 단열 패널의 외장재의 한면에 겹쳐지며, 또한 수용부의 단면끼리 맞닿도록 배치하는 것이 바람직하다. 이 경우 진공 단열 패널에는 상대측에서 뻗어나온 부분이 겹쳐지는 한면에 그 뻗어나온 부분을 수용하는 오목부를 설치하는 것이 바람직하다.
또한 동일한 목적으로 진공 단열 패널은 외장재의 외주부에 그 외장재의 한면과 평탄하게 연결하며, 수용부의 단면에서 옆으로 뻗어나온 부분을 갖도록 구성되며, 또한 수용부의 단면은 두께 방향에 대해서 경사지게 형성된 것을 사용하고, 이웃하는 2개의 진공 단열 패널을 수용부의 단면끼리 틈을 두고 대향하도록 배치되며, 또한 그 틈에 진공 단열 패널 이외의 단열재를 충전하는 구성으로 할 수도 있다.
상기의 경우 진공 단열 패널의 수용부의 단면을 계단 모양으로 형성하고, 이웃하는 2개의 진공 단열 패널을 수용부의 단면끼리 틈을 두고 대향하도록 배치하며, 또한 그 틈에 진공 단열 패널 이외의 단열재를 충전하는 구성으로 할 수도 있다.
진공 단열 패널로서 두께가 다른 부분을 갖도록 제조하려면 깊이가 다른 성형부를 갖는 성형 지그를 사용하고, 상기 성형부에 발포 단열재의 원액 및 기포 파괴제를 주입하며, 또한 성형부내를 가압하여 상기 원액을 발포시킴으로써 연속 기포를 갖는 충전재를 성형하는 성형 공정과, 이 성형 공정에서 성형된 충전재를 외장재의 수용부 내에 수용하여 그 수용부 내의 공기를 배출시키는 진공 공정과, 진공 후 상기 수용부의 개구부를 기밀(氣密)하게 밀봉하는 밀봉 공정에 의해 제조하는 방법이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서, 성형 공정과 진공 공정과의 사이에 충전재의 표면을 깎는 깎기 공정을 실시하는 것이 바람직하다.
한편, 단열 용기를 폐기하는 경우를 고려하여 외부 상자 및 내부 상자 중 적어도 어느 한쪽과 단열재와 접촉면에 열용융성 수지를 설치하거나, 진공 단열 패널과 단열재와의 접촉면에 열용융성 수지를 설치한다.
청구범위 제1항의 단열 용기에 의하면, 단열층으로서 진공 단열 패널을 사용할 수 있는 부분에는 진공 단열 패널을 사용하고, 진공 단열 패널의 사용이 곤란한 부분에 대해서는 다른 단열재를 사용할 수 있다. 이 경우 진공 단열 패널을 사용한 부분에 대해서는 진공 단열 패널으로 단열층이 구성되기 때문에 최외곽부의 두께 방향으로 단열 성능이 좋은 진공 단열 패널과 이것보다 단열 성능이 나쁜 다른 단열재가 병설되는 경우에 비해서 최외곽부의 두께에 대한 단열 성능의 향상을 도모할 수 있다.
청구범위 제2항의 단열 용기에 의하면, 내부 상자에 설치된 부품 설치부는 외부 상자와는 반대측으로 튀어 나오게 하고 있기 때문에 그 부품 설치부를 이용하여 부품을 설치할 때에 고정 수단 등으로 진공 단열 패널을 손상되지 않게 할 수 있다.
청구범위 제3항의 단열 용기에 의하면, 발포 단열재의 원액을 주입하기 위한 주입구는 외부 상자의 이웃하는 진공 단열 패널의 맞닿는 부분에 대응하는 부위에 설치되어 있기 때문에 원액의 주입이 쉽고 또한 원액이 흐르기 쉬워서 발포 단열재를 최외곽부내에 충전하기 쉽다.
청구범위 제5항 내지 제7항의 단열 용기에 의하면, 복수개의 진공 단열 패널을 연결하여 사용할 수 있다. 따라서 진공 단열 패널을 모듈화(규격화)하고, 기본 치수의 진공 단열 패널을 짜맞춤으로써 복수 종류의 치수에 대응시키는 것이 가능하게 된다.
청구범위 제9항의 진공 단열 패널의 제조 방법에 의하면, 충전재로서 연속 기포를 갖는 성형품을 사용함으로써 두께가 다른 부분을 갖는 진공 단열 패널을 용이하게 제조할 수 있다.
청구범위 제10항의 진공 단열 패널의 제조 방법에 의하면, 성형된 충전재의 표면을 깎아냄으로써 표면에 나타나는 공동(空洞)을 많게 할 수 있어서 진공이 쉬워진다. 또한 표면을 평평하게 할 수 있다.
청구범위 제11항 내지 제12항의 단열 용기에 의하면, 사용시에는 열용융성 수지에 의해 각 부재가 견고하게 접착됨으로써 충분한 강도를 얻을 수 있다. 그리고 폐기시에는 가열에 의해 열용융성 수지를 용융시킴으로써 각 부재를 용이하게 분리하는 것이 가능하게 된다.
이하 본 발명에 따른 단열 용기를 냉장고에 적용한 제1실시예를 제1도 내지 제10도를 참조하여 설명한다. 우선 제1도에 있어서 단열 용기(1)의 바깥 부분을 구성하는 최외곽부(2)는 플라스틱제의 내부상자(3)과 강판제의 외부 상자(4)를 짜맞추어 구성되어 있다.
단열 용기(1)에 있어서, 최외곽부(2)의 천정부, 바닥부 및 좌우 양측부에는 각각 내부 상자와 외부 상자(4)와의 사이에 진공 단열 패널(5)이 설치되어 있다(제6도 참조). 각 부에 설치된 진공 단열 패널(5)은 크기는 다르지만 기본적인 구성은 동일하다.
즉 진공 단열 패널(5)은 비통기성 외장재(6)의 수용부(7)내에 단열성을 갖는 재료, 예를 들면 펄라이트나 실리카의 미분말 등으로 이루어지는 충전재(8)를 통기성을 갖는 주머니(도시하지 않음)에 넣은 상태에서 수용하고, 수용부(7)내의 공기를 개구부로 빼내어 진공 상태로 만든 후 그 개구부를 열압착 등의 수단에 의해 접합함으로써 기밀하게 구성되어 있다. 외장재(6)의 바깥둘레에는 이 외장재(6)의 한면과 평탄하게 연결되고, 또한 수용부(7)의 단면(7a)으로부터 옆으로 뻗어나온 부분(6a)이 형성되어 있다(제8도 참조).
각 진공 단열 패널(5)은 외부 상자(4)의 내면에 예를 들면 열용융성 수지인 핫멜트(도시하지 않음)에 의해 접착 고정되어 있으며, 또한 각 진공 단열 패널(5)의 내부 상자(3)측에는 5mm이하의 연질 시이트(9)(제2도 참조)가 미리 접착되어 있으며, 그 연질 시이트(9)를 통하여 내부 상자(3)측에 접촉된다.
또한 최외곽부(2)내에 있어서 천정부의 진공 단열 패널(5)의 전방과 좌우 양측부의 진공 단열 패널의 전방에는 진공 단열 패널 이외의 단열재로서 예를 들면 발포 폴리우레탄의 성형품인 발포 성형체(10)가 충전되어 있다(제1도에는 발포 성형제(10)로는 천정부측의 것만 나타낸다). 또한 상기 발포 성형체(10)를 충전하는 부분에 대해서는 발포 성형체(10)를 대신하여 예를 들면 그래스울(glass wool)등의 단열재를 충전해도 좋다.
그리고 최외곽부(2)내에 있어서 진공 단열 패널(5) 및 발포 성형체(10)가 설치된 곳 이외의 공간부에는 진공 단열 패널 이외의 단열재로서 예를 들면 발포 폴리우레탄으로 이루어지는 발포 단열재(11)를 이른바 노출 즉시 기포가 발생함에 의해 충전하고 있다. 이 경우 최외곽부(2)의 바닥부측은 형상이 복잡해지기 때문에 발포 단열재(11)만으로 이루어져 있다. 또한 냉각기(12)의 서리 제거시에 있어서 냉각기(12)에서 떨어지는 서리 제거수를 받아서 냉장고 밖으로 배출하기 위한 배수구(13)나 배수구(13)가 결빙하여 막히지 않도록 하기 위한 배수구 히터(14) 및 냉동 사이클의 배관(도시하지 않음) 등은 발포 단열재(11)를 발포 충전하기 전에 미리 최외곽부(2)에 고정해 둔다.
제6도는 최외곽부(2)를 뒤쪽에서 바라본 사시도이고, 외부 상자(4)의 배판부(4a)에 있어서 상기 발포 단열재(11)의 원액을 주입하기위한 주입구(15)가, 이웃하는 진공 단열 패널(5)이 맞닿는 부분에 대응하는 부분, 즉 이 경우 천정부측, 바닥부측 및 중간의 코너부에 2개씩 합계 6개가 형성되어 있다. 또한 주입구(15)중 바닥부측의 2개에 대해서는 외부상자(4) 의 바닥판부(4b)에 형성되도록 해도 좋다. 각 주입구(15)로부터 발포 단열재의 원액을 주입하면 그 원액이 제6도 중 화살표로 나타내는 바와 같이 진공 단열 패널(5) 및 발포 성형체(10)가 설치된 곳 이외의 공간부로 흘러들고, 기포가 발생하여 고형화 한다(사선부분참조). 이렇게 하여 진공 단열 패널(5) 및 발포 성형체(10)가 설치된 곳 이외의 공간부에 발포 단열재(11)가 충전되게 한다. 상기와 같이 발포 단열재(11)를 충전함으로써 내부 상자(3), 외부 상자(4), 진공 단열 패널(5) 및 발포 성형체(10)를 고정할 수 있으며, 진공 단열 패널(5)만으로 단열층을 형성했을 때에 생기는 강성의 저하를 방지 할 수 있다.
이 때 진공 단열 패널(5)과 외부 상자(4)의 사이는 핫멜트에 의해 접착고정되고, 진공 단열 패널(5)과 내부 상자(3)의 사이는 연질 시이트(9)를 통하여 양자가 접촉되기 때문에 진공 단열 패널(5)과 외부 상자(4) 및 내부 상자(3)와의 사이에는 발포 단열재(11)가 침입하지 않는다.
또한 최외곽부(2)내에 진공 단열 패널(5)을 설치하고 발포 단열재의 원액을 주입하는 경우를 고려하여 제7도 및 제8도에 나타내는 바와 같이 배치한다. 즉 최외곽부(2)의 바닥부와 천정부 사이의 코너부(2a)에 있어서 천정부측에 배치되는 진공 단열 패널(5)은 외장재(6)의 뻗어나온 부분(6a)이 외부 상자(4)의 천정부(4c)의 내면에 접촉하도록 배치하고, 그리고 바닥부측에 배치되는 진공 단열 패널(5)은 외장재(6)의 뻗어나온 부분(6a)이 상대측 진공 단열 패널(5) 수용부(7)의 단면(7a)에 겹쳐지도록 배치하고 있다. 이와같이 배치함으로써 코너부(2a)에 있어서 진공 단열 패널(5)을 서로 아주 가까이 배치하면서 주입구(15)를 방해하지 않도록 할 수 있다.
또한 상세한 도시는 하지 않지만, 최외곽부(2)의 바닥부와 좌우 양측부 사이의 코너부(2a)에 있어서도 각 진공 단열 패널(5)을 상기한 것과 동일하게 배치한다.
한편 제2도는 내부 상자(3)의 부품으로서의 팬모터(16)가 설치된 부분의 설치 구조를 나타내고 있다. 여기서 내부 상자(3)에는 외부 상자(4)와는 반대측(냉장고내측)으로 튀어나온 부품 설치부(17)를 형성시에 미리 일체로 형성하고 있다. 이렇게 해서 팬모터(16)는 지지구(18)에 지지되며, 상기 지지구(18)를 부품 설치부(17)측에 설치된 받침판(19)에 볼트(20) 및 너트(21)에 의해 고정하여 내부 상자(3)에 고정 설치한다. 이 경우 부품 설치부(17)의 튀어나오는 치수는 볼트(20)의 단면과 진공단열 패널(5)이 접촉하지 않는 치수로 설정하고 있다.
또한 내부 상자(3)와 상기 지지구(18)를 고정하는 너트(21) 사이에는 완충용 고무(22)가 끼워지고, 또한 지지구(18)와 팬모터(16)와의 사이에는 푸시(push)(23)가 설치된다.
제3도 및 제4도는 내부 상자(3)에 부품으로서 냉각기(12)가 설치된 부분의 설치 구조를 나타내고 있다. 여기서 내부 상자(3)에는 외부 상자(4)와는 반대측(냉장고 내측)으로 튀어나오는 부품 설치부(25)를 성형시에 미리 일체로 형성하고 있다. 플라스틱제의 탄성 걸어맞춤고리(26a)를 갖는 고정구(26)를 부품 설치부(25)에 형성된 걸어맞춤구멍(25a)에 걸어맞춤으로써 냉각기(12)가 내부 상자(3)에 설치고정된다. 이경우도 부품 설치부(25)의 튀어나오는 치수는 고정구(26)의 선단과 진공 단열 패널(5)이 접촉하지 않는 치수로 설정하고 있다.
제5도는 내부 상자(3)의 측면에 부품으로서의 선반 레일 설치구(27)가 설치된 부분의 설치 구조를 나타내고 있다. 여기서 내부 상자(3)에는 외부 상자(4)와는 반대측(냉장고 내측)으로 튀어나오는 부품 설치부(28)를 성형시에 미리 일체로 형성하고 있다. 이때 선반 레일 설치구(27)는 부품 설치부(28)측에 설치된 보강판(29)의 나사 구멍에 고정 나서(30)를 조임으로써 내부 상자(3)에 고정 설치된다. 이 경우도 부품 설치부(25)의 튀어나오는 치수는 고정 나서(30)의 선단과 진공 단열 패널(5)이 접촉하지 않는 치수로 설정하고 있다. 또한 보강판(29)부분에는 접착제(31)가 도포되어 있다.
또한 단열 용기(1)를 냉장고로서 사용하는 경우에는 내부 상자(3)의 안쪽에 상기한 팬모터(16), 냉각기(12), 선반 레일 설치구(27) 외에 제1도에 나타내는 바와 같이 중간 칸막이벽(32), 댐퍼(33), 커버(34) 등이 설치된다.
상기한 제 1 실시예에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 우선 단열 용기(1)에 있어서 내부 상자(3)와 외부 상자(4) 사이의 단열층 으로서 진공 단열 패널(5)을 사용할 수 있는 부분에는 진공 단열 패널(5)을 사용하고, 진공 단열 패널(5)의 사용이 곤란한 부분에 대해서는 발포 성형체(10) 및 발포 단열재(11)를 사용하도록 하고 있다. 이 경우 진공 단열 패널(5)을 사용한 부분에 있어서는 진공 단열 패널(5)만으로 단열층이 구성되어 있기 때문에 최외곽부(2)의 두께방향으로 단열성능이 좋은 진공 단열 패널과 이것보다 단열 성능이 나쁜 다른 단열재가 병설되는 경우에 비해서 최외곽부(2)의 두께에 대한 단열 성능의 향상을 도모할 수 있다.
또한 내부 상자(3)에 설치된 부품 설치부(17, 25, 28)는 외부 상자(4)와는 반대측으로 튀어나오게 하고 있기 때문에 그 부품 설치부(17, 25, 28)를 이용하여 각 부품(팬모터(16), 냉각기(24), 선반 레일 설치구(27))을 설치할 때에 고정수단인 볼트(20), 고정구(26), 고정 나사(30) 등으로 진공 단열 패널(5)이 손상되지 않도록 할 수 있다.
즉 진공 단열 패널(5)은 비통기성의 외장재(6)로 덮여져 있지만, 그 외장재(6)는 단단한 부품의 에지 등이 닿을 경우에 구멍이 뚫리기 쉽고, 구멍이 뚫리면 내부에 공기나 발포 가스 등이 침입하여 단열 성능이 매우 저하해 버리는 경우가 있다.
또한 각 진공 단열 패널(5)의 한면에는 연질 시이트(9)가 접착되어 있기 때문에 그 연질 시이트(9)에 의해 제조 과정에 있어서 진공 단열 패널(5)을 보호할 수 있으며, 외부 상자(4)와 내부 상자(3) 사이의 치수의 불규칙함을 흡수하여 외부 상자(4)나 내부 상자(3)의 불일치나 표면의 굽음 등을 방지할 수 있고, 또는 진공 단열 패널(5)과 내부 상자(3)와의 사이에 발포 단열재(11)가 침입하는 것을 방지 할 수 있는 이점이 있다.
또한 그 연질 시이트(9)를 지나치게 두껍게 하면 결과적으로 내부 상자(3)와 외부 상자(4) 사이의 거리, 즉 단열 두께가 두꺼워지고, 진공 단열 패널(5)에 의한 단열 특성의 효과가 없어지고, 반대로 지나치게 얇게 하면 상기한 효과가 없어지기 때문에 연질 시이트(9)의 두께로는 1mm∼5mm가 바람직히다.
발포 단열재의 원액을 주입하기 위한 주입구(15)는 외부 상자(4)의 배판부(4a)에 있고, 이웃하는 진공 단열 패널(5)이 맞닿는 부분에 대응하는 부위에 설치되어 있기 때문에 원액의 주입이 쉬우며 또한 원액이 흐르기 쉬워서 발포 단열재(11)를 최외곽부(2)내로 충전하기 쉽다.
이 경우 최외곽부(2)의 코너부(2a)에 있어서 진공 단열 패널(5)을 제7도 및 제8도에 나타내는 바와 같이 배치함으로써 주입구(15)와 접촉하지 않고 진공 단열 패널(5)을 최외곽부(2)의 코너부(2a)에 아주 가까이에 배치하는 것이 가능하게 되며, 진공 단열 패널(5)의 점유율을 높일 수 있으며, 또 단열 용기(1) 전체의 단열 성능의 향상을 도모할 수 있다. 게다가 단열 패널(5)의 뻗어나온 부분(6a)이 주입구(15)에 방해가 되는 위치가 아니기 때문에 원액의 주입이 쉽고 원액의 흐름도 원활하게 할 수 있다.
즉 제9도에 나타내는 바와 같이 최외곽부(2)의 뒷쪽에 배치되는 진공 단열 패널(5)을, 뻗어나온 부분(6a)이 외부 상자(4)의 배판부(4a)에 접촉하도록 배치한 경우에는 주입구(15)를 막지 않도록 뻗어나온 부분(6a)이 주입구(15)보다도 아래방향이 되도록 배치할 필요가 있기 때문에 천정부측에 배치되는 진공 단열 패널(5)과 뒷쪽에 패치되는 진공 단열 패널(5)과의 사이의 공간부(35)가 커지며, 나아가서는 코너부(2a)의 단열 성능이 저하해 버린다.
또한 제10도에 나타내는 바와 같이 진공 단열 패널(36)로서 외장재(37)의 뻗어나온 부분(37a)이 수용부(38)의 중앙 부분에 있는 형태인 경우에도 뻗어나온 부분(37a)을 주입구(15)에서 멀리 배치할 필요가 있으며, 역시 천정부측에 배치되는 진공 단열 패널(36)과 뒷쪽에 배치되는 진공 단열 패널(36)과의 사이의 공간부(39)가 커지며, 더 나아가서는 코너부(2a)의 단열 성능이 저하해 버린다. 또한 이 경우 뻗어나온 부분(37a)이 공간부(39) 내에 돌출한 상태로 되어 있기 때문에 상기한 제1실시예와 비교하여 원액의 흐름이 원활하게 실시되지 않게될 우려도 있다.
본 발명의 제2 실시예에 의하면 상기한 바와 같은 불합리함을 해소할 수 있다.
제11도 및 제12도는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 것으로, 상기한 제1실시예와는 다음과 같은 점이 다르다. 즉 최외곽부(2)의 전방부에 제1실시예와 같은 발포 성형체(10)를 이용하지 않고 전방부(2b)까지 발포 단열재(11)를 충전하는 구성으로 하고 있다 (사선부분 참조).
이 경우 측면부는 진공 단열 패널(5)을 2개로 분할하여 배치하고 있으며, 그들 진공 단열 패널(5)이 맞닿는 부분을 중간 칸막이벽(32)(제12도 참조) 에 대응시키도록 하고 있다. 그리고 그들 진공 단열 패널(5)사이에 대응하는 부위에도 주입구(15)를 형성하고 있으며, 그들 진공 단열 패널(5)사이에도 발포 단열재(11)를 충전하도록 하고 있다. 이와 같은 구성의 경우에는 최외곽부(2)의 전방부(2b)측에도 발포 단열재의 원액이 흐르기 쉬워진다.
제13도는 본 발명의 제3실시예를 나타낸 것이다. 상기 제3실시예 에서는 제2실시예와 같이 최외곽부(2) 측면부의 벽에 진공 단열 패널을 복수개 나란히 하여 배치하는 경우에 있어서 그들 이웃하는 진공 단열 패널 끼리를 연결하는 구조를 나타내고 있다.
진공 단열 패널(40)의 외장재(41)는 플라스틱의 성형품으로 된 비통기성 용기(24)와, 상기 용기(42)의 외주부에 수용부(43)의 개구부를 폐쇄하도록 접합되는 비통기성 시이트(44)로 구성되어 있다. 수용부(43) 내에는 단열성을 갖는 충전재(45)가 충전되며, 그 수용부(43) 내는 진공으로 기밀하게 유지되어 있다. 외장재(41)의 외주부에는 시이트(44)측의 한면과 평탄하게 연결되고, 수용부(43)의 단면(43a)에서 옆으로 뻗어나온 부분(46)이 설치되며, 수용부(43)의 단면(43a)은 수용부(43)의 두께 방향에 대해서 경사지게 형성되어 있다.
이렇게 하여 이웃한 2개의 진공 단열 패널(40)은 뻗어나온 부분(46)이 상대 진공 단열 패널(40)에 있어서의 외장재(41)의 한면인 용기(42)측에 겹쳐지게 되고, 또한 수용부(43)의 단면(43a)끼리 밀착되게 배치한다. 이들 2개의 진공 단열 패널(40) 사이는 접착제(도시하지 않음)에 의해 접합하면 좋다.
이와 같은 제3실시예에 의하면, 복수개의 진공 단열 패널(40)을 연결하여 사용할 수 있기 때문에 진공 단열 패널(40)로서는 기본 치수의 것을 모듈화한 후 기본 치수의 진공 단열 패널(40)을 짜맞춤으로써 복수 종류의 치수에 대응시키는 것이 가능하게 된다. 또한 진공 단열 패널(40)사이의 연결 부분의 단열 성능의 저하를 크게 방지할 수 있다.
제14도는 본 발명의 제4실시예를 나타내는 것으로, 상기한 제3실시예와는 다음과 같은 점이 다르다. 즉 진공 단열 패널(40)의 외장재(41)에 있어서 상대측의 뻗어나온 부분(46)이 겹쳐지는 용기(42)의 한면에 그 뻗어나온 부분(46)을 수용하는 오목부(47)를 형성하고 있다.
이와 같은 제4실시예에 의하면, 연결된 2개의 진공 단열 패널(40)의 바깥면으로 뻗어나온 부분(46)에 의한 격차가 생기지 않도록 할 수 있다. 따라서 최외곽부(2) 내에 비치하는 경우에 배치하기 쉬운 이점이 있다.
제15도는 본 발명의 제5실시예를 나타내는 것으로, 상기한 제3실시예와는 다음과 같은 점이 다르다. 즉 진공 단열 패널(40)에 있어서 수용부(43)의 단면(43b)은 제3실시예의 경우보다 완만하게 경사져서 형성되어 있다. 그리고 이웃하는 2개의 진공 단열 패널(40)이 수용부(43)의 단면(43b) 사이에 공간부가 형성되도록 배치되고, 그 공간부에 발포 우레탄 등의 단열재(48)를 충전하여 2개의 진공 단열 패널(40)을 연결하고 있다.
제16도는 본 발명의 제6실시예를 나타내는 것으로, 상기한 제5실시예와는 다음과 같은 점이 다르다. 즉 진공 단열 패널(40)에 있어서의 수용부(43)의 단면(43c)이 계단모양으로 형성되어 있다. 그리고 이웃하는 2개의 진공 단열 패널(40)을 수용부(43)의 단면(43c) 사이에 공간부가 형성되도록 배치하고, 그 공간부에 발포 우레탄 등의 단열재(48)를 충전하여 2개의 진공 단열 패널(40)을 연결하고 있다.
한편 제17도 내지 제19도는 제7실시예를 나타낸 것으로, 이하 이 제7실시예에 대해서 설명한다. 우선 제17도는 단열 용기(51)가 냉장고에 이용된 것으로, 그 최외곽부(52)는 플라스틱제의 내부 상자(53)와 강판제의 외부 상자(54)를 짜맞추어 구성되어 있다. 냉장고로서 사용되는 경우에는 내부 상자(53)내는 위로부터 냉장실(55), 냉동실(56) 및 야채실(57)의 3실로 구획되도록 이루어져 있다.
최외곽부(52)의 좌우 양측부에 있어서 내부 상자(53)와 외부 상자(54)로 형성된 공간부의 두께는 냉동실(56)에 대응하는 부분을 다른 냉장실(55) 및 야채실(57)에 대응하는 부분에 비해서 커지도록 설정하고 있다. 그리고 그 최외곽부(52)의 좌우 양측부에는 각각 1개의 진공 단열 패널(58)이 설치되어 있다. 이들 각 진공 단열 패널(58)은 그 최외곽부(52)의 공간부를 따른 형상을 이루고 있으며, 따라서 냉동실(56)에 대응하는 중간부(58a)의 두께 치수는 다른 부분(58b)에 비해서 커지도록 설정되어 있다. 또한 최외곽부(52)의 천정부나 배부에 설치되는 진공 단열 패널(59)은 제1실시예와 마찬가지로 두께 치수는 동일한 것을 사용하고 있다(제1도에서 배부의 진공 단열 패널은 나타나 있지 않다).
각 진공 단열 패널(58, 59)은 제1실시예와 마찬가지로 최외곽부(52)내에 있어서 내부 상자(53)와 외부 상자(54) 사이에 끼워 배치된다. 또한 내부 상자(53)와 외부 상자(54) 사이의 공간부에 있어서 진공 단열 패널(58, 59)이 설치된 곳 이외의 공간부에는 도시하지 않았지만 발포 우레탄으로 이루어지는 발포 단열재가 충전되어 있다.
여기서 상기 진공 단열 패널(58)에 있어서 냉동실(56)에 대응하는 중간부(58a)의 두께 치수를 다른 부분(58b)에 비해서 크게 설정하고 있는 것은 냉동실(56)에 대응하는 부분의 단열 성능을 다른 부분보다 높게 하기 위해서이다.
진공 단열 패널(58)은 다음과 같은 구성으로 이루어져 있다. 제18도에 나타내는 바와 같이 외장재(60)는 플라스틱 성형품으로 된 비통기성 용기(61)와, 상기 용기(61)의 외주부에 수용부(62)의 개구부를 폐쇄하도록 접합되는 비통기성 시이트(63)로 구성되어 있다. 수용부(62)내에는 성형품으로 이루어지는 단열성을 갖는 충전재(64)가 충전되며, 또한 그 수용부(62)내는 진공으로 기밀하게 유지되어 있다. 외장재(60)의 외주부에는 시이트(63)측의 한면과 평탄하게 이어지며, 또한 수용부(62)의 단면(62a)에서 옆으로 뻗어나온 부분(65)이 설치되어 있다.
이와 같은 진공 단열 패널(58)의 제조 방법에 대해서 제19(a) 도 내지 제19(b) 도를 참조하여 설명한다. 성형 지그(66)는 하형(67)과 상형(68)으로 구성되며, 이들 하형(67)과 상형(68) 사이에 깊이가 다른 성형부(69)가 형성되어 있다. 상형(68)에는 성형부(69)와 연통하는 주입구(70)가 형성되어 있다.
성형 공정 : 성형부(69)의 내면에 이형제(도시하지 않음)을 도포한 상태에서 하형(67)과 상형(68)을 맞추고((a)참조), 이 상태에서 기포 파괴제를 함유한 발포 우레탄의 원액(도시하지 않음)을 주입구(70)를 통해 성형부(69)내로 주입하고, 성형부(69)내를 가압하면서 원액을 발포시킨다. 이것에 의해 성형부(69)내에 연속기포를 갖는 성형체(71)가 형성된다((b)참조). 이 때 성형부(69)내를 가압함으로써 기포 파괴제의 작용으로 기포가 파괴되고 연속된 기포가 된다.
꺼냄 공정 : 성형 완료후 성형체(71)를 성형 지그(66)에서 꺼내고((c)참조), 성형체(71)의 표면중 제 19(c) 도 중 윗면(71a)을 깎는다.
진공 공정 : 상기 성형체(71)를 비통기성 외장재(60)의 수용부(62)내에 수용하고((d)참조), 이 상태에서 외장재(60)의 개구부(도시하지 않음)을 통해 수용부(62)내의 공기를 배출시키는 진공을 실시한다. 이 때 수용부(62)내에 수용된 성형체(71)(충전재(64))는 연속된 기포를 갖는 구성이기 때문에 성형체(71)내도 동시에 진공 상태로 된다.
밀봉 공정 : 진공이 완료되면, 외장재(60)의 상기 개구부를 열압착등의 수단에 의해 기밀하게 밀봉한다. 이렇게 하며 제18도에 나타내는 바와 같은 다른 두께를 갖는 진공 단열 패널(58)을 제조할 수 있다.
상기한 제7실시예에 의하면, 충전재(64)로서 연속 기포를 갖는 성형체(71)를 사용함으로써 다른 두께를 갖는 진공 단열 패널(58)을 용이하게 제조할 수 있다.
또한 이 제조방법에 있어서 성형된 성형체(71)(충전재(64))의 표면을 깎아냄으로써 표면에 노출되는 공동을 많게 할 수 있어서, 진공으로 만들기 쉬워진다. 또한 표면을 평평하게 할 수 있다.
제2도는 본 발명의 제8실시예를 나타낸 것으로, 제1실시예와는 다음과 같은 점이 다르다. 즉 최외곽부(2)내에 발포 단열재(11)를 충전하기 전에 있어서 내부 상자(3)의 외면(외부 상자(4)측의 면), 외부 상자(4)의 내면(내부 상자(3)측의 면) 및 진공 단열 패널(5)의 표면 전체에 열용융성 수지(72)(편의상 두꺼운 선으로 나타낸다)를 도포하여 둔다. 열용융성 수지(72)로서는 예를 들면 에틸렌초산 비닐계의 가열용융성 접착 제 「ME-125」(마쯔무라 석유 연구소 제조), 또는 에틸렌 초산 비닐계의 가열용융성 접착제 「HM-245」(세메다잉(주) 제조)를 사용한다. 이 후 최외곽부(2)내에 공간부에 발포 단열재의 원액을 주입하여 발포시킴으로써 발포 단열재(11)를 충전한다. 이 경우 최외곽부(2)의 바닥부에도 진공 단열 패널(5)을 설치하고 있다.
이와 같이 구성함으로써 내부 상자(3)와 진공 단열 패널(5)과의 접촉면, 내부 상자(3)와 발포 단열재(11)와의 접촉면, 외부 상자(4)와 각 진공 단열 패널(5)과의 접촉면, 외부 상자(4)와 발포 단열재(11)와의 접촉면 및 각 진공 단열 패널(5)과 발포 단열재(11)의 접촉면에 각각 열용융성 수지(72)가 개재된 상태가 된다.
단열 용기(1)가 일반적인 상태에서는 열용융성 수지(72)의 접착력에 의해 내부 상자(3), 각 진공 단열 패널(5), 발포 단열재(11) 및 외부 상자(4)의 각 부재가 견고하게 접착되기 때문에 충분한 강도를 얻을 수 있다. 한편 단열 용기(1)를 폐기하고, 이것을 해체하는 경우에는 단열 용기(1)를 예를 들면 약 100℃까지 가열하면 열용융성 수지(72)가 용융함으로써 각 부재를 용이하게 분리할 수 있고, 더 나아가서는 각 부재의 재이용도 가능하게 된다.
열용융성 수지(72)는 반드시 내부 상자(3), 외부 상자(4) 및 진공 단열 패널(5)의 전 부재에 도포할 필요는 없고, 그 중 일부의 부재에만 도포하도록 해도 좋다.
열용융성 수지(72)로는 가열용융성의 수지이면 폴리에틸렌 등의 접착제(핫멜트)여도 좋고, 또한 폴리염화 비니리덴필름 등을 사용해도 좋다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
청구범위 제1항의 단열 용기에 의하면, 단열층으로서 진공 단열 패널을 사용할 수 있는 부분에는 진공 단열 패널을 사용하고, 진공 단열 패널의 사용이 곤란한 부분에 대해서는 다른 단열재를 사용할 수 있다. 이 경우 진공 단열 패널을 사용한 부분에 있어서는 진공 단열 패널만으로 단열층이 구성되어 있기 때문에 최외곽부의 두께 방향으로 단열 성능이 좋은 진공 단열 패널과 이것보다 단열 성능이 나쁜 다른 단열재가 병설되는 경우에 비해서 최외곽부의 두께에 대한 단열 성능의 향상을 도모할 수 있다.
청구범위 제2항의 단열 용기에 의하면, 내부 상자에 설치된 부품 설치부가 외부 상자와는 반대측으로 튀어나오게 하고 있기 때문에 그 부품 설치부를 이용하여 부품을 고정 수단 등으로 설치할 때에 진공 단열 패널을 손상하지 않도록 할 수 있다.
청구범위 제3항의 단열 용기에 의하면, 발포 단열재의 원액을 주입하기 위한 주입구는 외부 상자에 있고, 이웃하는 진공 단열 패널이 맞닿는 부분에 대응하는 부위에 설치되어 있기 때문에 원액의 주입이 쉬우며 또한 원액이 흐르기 쉬워서 발포 단열재를 최외곽부내로 충전하기 쉽다.
청구범위 제5항 내지 제7항의 단열 용기에 의하면, 복수개의 진공단열 패널을 연결하여 사용할 수 있기 때문에 진공 단열 패널을 기본 치수로 모듈화하고, 기본 치수의 진공 단열 패널을 짜맞춤으로써 복수종류의 치수에 대응시키는 것이 가능하게 된다. 또한 진공 단열 패널간의 단열 성능의 저하를 방지할 수 있다.
청구범위 제9항의 진공 단열 패널의 제조 방법에 의하면, 충전재로서 연속 기포를 갖는 성형품을 사용함으로써 두께가 다른 부분을 갖는 진공 단열 패널을 용이하게 제조할 수 있다.
청구범위 제10항의 진공 단열 패널의 제조 방법에 의하면 성형된 충전재의 표면을 깎아냄으로써 표면에 나타나는 공동을 많게 할 수 있어서 진공으로 만들기 쉬워진다. 또한 표면을 평평하게 할 수 있다.
청구범위 제11항 내지 제12항의 단열 용기에 의하면, 사용시에는 열용융성 수지에 의해 각 부재가 견고하게 접착됨으로써 충분한 강도를 얻을 수 있고, 폐기시에는 가열에 의해 열용융성 수지를 용융시킴으로써 각 부재를 용이하게 분리하는 것이 가능하게 된다.

Claims (10)

  1. 내부 상자와 외부 상자로 구성되는 최외곽부; 비통기성 외장재의 수용부내에 단열성을 갖는 충전재를 수용함과 동시에 수용부내의 공기를 배출하여 기밀하게 구성되며, 상기 내부 상자와 외부 상자 사이에 이것들에 의해 직접 끼워지도록 설계된 복수개의 진공 단열 패널; 및 상기 내부 상자와 외부 상자 사이의 공간부 중 상기 진공 단열 패널이 설치된 곳 이외의 공간부에 충전된 진공 단열 패널 이외의 단열재를 구비하며, 상기 진공 단열 패널은 외장재의 외주부에 그 외장재의 한 면과 평탄하게 연결되고 또 수용부의 단면에서 옆으로 뻗어나온 부분을 갖도록 구성되며, 상기 최외곽부의 코너부에 있어서 한쪽엔 진공 단열 패널의 뻗어나온 부분을 이웃하는 진공 단열 패널의 수용부의 단면에 겹치도록 조합되며, 상기 단열재의 적어도 일부는 발포 단열재이고, 이 발포 단열재의 원액을 주입하기 위한 주입구를 외부 상자의 상기 코너부 뒷쪽에 설치한 것을 특징으로 하는 단열 용기.
  2. 제1항에 있어서, 내부 상자에 외부 상자와는 반대측으로 튀어나오는 부품 설치부를 설치한 것을 특징으로 하는 단열 용기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 진공 단열 패널은 외부 상자의 내면에 접착 고정되고, 내부 상자에는 연질 시이트를 통하여 접촉해 있는 것을 특징으로 하는 단열 용기.
  4. 제1항에 있어서, 인접한 2개의 진공 단열 패널은 코너부 이외에서는 뻗어나온 부분이 서로 상대 외장재의 한 면에 서로 겹쳐짐과 동시에 수용부의 단면 끼리 맞닿도록 조합되는 것을 특징으로 하는 단열 용기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 진공 단열 패널은 상대측의 뻗어나온 부분이 겹쳐지는 한면에 그 뻗어나온 부분을 수용하는 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 단열 용기.
  6. 제1항에 있어서, 인접한 2개의 진공 단열 패널은 코너부 이외에서는 수용부의 단면이 두께 방향으로 경사 또는 계단 형상으로 형성되고, 그 수용부의 단면 끼리 틈을 두고 대향하도록 배치되며, 그 틈에 상기 단열재를 충정하여 조합되는 것을 특징으로 하는 단열 용기.
  7. 깊이가 다른 성형부를 갖는 성형지그를 사용하고, 상기 성형부에 발포 단열재의 원액 및 기포파괴제를 주입하며, 또한 성형부내를 가압하여 상기 원액을 발포시킴으로써 연속기포를 갖는 충전재를 성형하는 성형 공정; 이 성형 공정에서 성형된 충전재를 외장재의 수용부 내에 수용하여 그 수용부 내의 공기를 배출시키는 진공 공정; 및 진공 후 상기 수용부의 개구부를 기밀하게 밀봉하는 밀봉 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 단열 패널의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 성형 공정과 진공 공정 사이에 충전재의 표면을 깎는 깎기 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 진공 단열 패널의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 외부 상자 및 내부 상자 중 적어도 어느 한쪽과 적어도 진공 단열 패널 또는 단열재와의 접촉면에 열용융성 수지를 설치한 것을 특징으로 하는 단열 용기.
  10. 제1항 또는 9항에 있어서, 상기 진공 단열 패널과 단열재와의 접촉면에 열용융성 수지를 설치한 것을 특징으로 하는 단열 용기.
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