CN110131941A

CN110131941A - 冰箱

Info

Publication number: CN110131941A
Application number: CN201811030522.0A
Authority: CN
Inventors: 新井祐志; 越后屋恒; 川野边隆之
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2019-08-16
Also published as: JP6910975B2; JP2019138508A

Abstract

本发明提供一种冰箱，即使壁厚变小也不会降低箱体强度且维持隔热性能。该冰箱在外箱与内箱之间具有配置有真空隔热材料和发泡隔热材料的隔热壁，上述真空隔热材料具备由纤维聚合体构成的玻璃棉、吸附气体的吸附剂以及收纳上述芯材的外覆件，上述隔热壁中的上述真空隔热材料与上述发泡隔热材料的隔热厚度方向的占有比率具有真空隔热材料比上述发泡隔热材料大的区域，使上述真空隔热材料的弯曲应力为0.75Mpa以上。

Description

冰箱

技术领域

本发明涉及冰箱。

背景技术

作为对于防止地球变暖的社会认同，为了实现抑制CO₂的排出，在多个领域中推进节能化，在冰箱中为了使消耗电量变小，具有高隔热性能的真空隔热材料的冰箱成为主流。另外，作为冰箱中所要求的功能，不仅是所消耗电量，还需要小空间且内部容积大的冰箱，采用使冰箱的壁厚变小且维持外形尺寸而扩大内部容积的方法。因此，提出增加高隔热性能的真空隔热材料的填充率，使聚氨酯泡沫的比率减少，使聚氨酯泡沫的弯曲弹性率为15MPa以上的方案(专利文献1)。还提出在隔热厚度的一部分上不设置真空隔热材料、通过设置仅有聚氨酯泡沫的部分而维持箱体强度的方案(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献1：日本专利第6192634号公报

专利文献2：日本专利第5985273号公报

可是，在现有的技术中，只考虑聚氨酯泡沫与真空隔热材料的各隔热材料单体的弯曲弹性率。在实际的箱体中，由于为将聚氨酯发泡与真空隔热材料组合的状态，因此即使提高各隔热材料单体的弯曲弹性率，作为隔热壁整体的强度也未必那样对应地提高。

发明内容

本发明是鉴于这样的课题而进行的，其目的在于提供一种即使壁厚变小也不会降低箱体强度且维持隔热性能的冰箱。

为了解决上述课题，本发明的冰箱在外箱与内箱之间具有配置有真空隔热材料和发泡隔热材料的隔热壁，上述真空隔热材料具备由纤维聚合体构成的玻璃棉芯材、吸附气体的吸附剂、收纳上述芯材的外覆件，上述隔热壁中的上述真空隔热材料与上述发泡隔热材料的隔热厚度方向的占有比率具有真空隔热材料比上述发泡隔热材料大的区域，使上述真空隔热材料的弯曲应力为0.75MPa以上。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够提供一种即使壁厚小隔热性能也高且强度高的箱体的冰箱。

附图说明

图1是本发明的实施例中的冰箱的主视图。

图2是本发明的实施例中的冰箱的纵向剖视图(图1中的A-A剖视图)。

图3是本发明的实施例中的真空隔热材料的概略剖视图。

图4是本发明的实施例中的隔热壁的概略剖视图(图2中的C-C剖视图)。

图5是本发明的实施例中的隔热壁的概略剖视图(图2中的B-B剖视图)。

图6是表示真空隔热材料的表面强度与弯曲应力的关系的图表。

图7是表示真空隔热材料的弯曲应力、作为隔热材料整体的最大弯曲应力的关系的图表。

图中：1—冰箱，2—冷藏室，3a—制冰室，3b—上层冷冻室，4—下层冷冻室，5—蔬菜室，6a—冷藏室门，6b—冷藏室门，7a—制冰室门，7b—上层冷冻室门，8—下层冷冻室门，9—蔬菜室门，10—门用铰链，11—衬垫，12、14—隔热隔板，13—隔板部件，20—箱体，21—外箱，21a—顶板，21b—后板，21d—底板，21e—侧面，21f—前面，22—内箱，23—发泡隔热材料，27—送风机，28—冷却器，30—压缩机，31—冷凝器，33—发泡聚苯乙烯，40—凹部，41—电气部件，42—罩，50—真空隔热材料，51—芯材，52—外覆件，61—隔热厚度。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式进行说明。图1是表示本实施例的冰箱的主视图，图2是表示图1中的A-A剖视图。

本实施例的冰箱1如图2所示，从上具备冷藏室2、贮冰室3(切换室)、冷冻室4、蔬菜室5。另外，如图1所示，在各室的前面具备关闭开口部的门，从上方为以铰链10等为中心转动冷藏室门6a、6b，除了冷藏室门6a、6b以外全是拉出式的门，配置有贮冰室门7a与上层冷冻室门7b、下层冷冻室门8、蔬菜室门9。这些拉出式门6～9若拉出门，则拉出门的同时也拉出构成各室的容器。在各门6～9中具备用于封闭冰箱主体1的衬垫11，安装于各门6～9的室内侧外周边缘。

另外，为了对冷藏室2与制冰室3a以及上层冷冻室3b之间进行区分隔热而配置隔板隔热壁12。该隔板隔热壁12为厚度30～50mm左右的隔热壁，单独使用或组合泡沫聚苯乙烯、发泡隔热材料(硬质聚氨酯泡沫)、真空隔热材料等多个隔热材料而制作。制冰室3a以及上层冷冻室3b与下层冷冻室4之间由于温度带相同而不是区分隔热的隔板隔热壁，设置形成衬垫11承受面的隔板部件13。下层冷冻室4与蔬菜室5之间设置用于区分隔热的隔板隔热壁14，与隔板隔热壁12相同为30～50mm左右的隔热壁，这些也由泡沫聚苯乙烯、或发泡隔热材料(硬质聚氨酯泡沫)、真空隔热材料等制作。基本的，在冷藏、冷冻等的储藏温度带不同的舱室的隔板上设置隔板隔热壁。

并且，在箱体20内从上分别划分形成冷藏室2、制冰室3a以及上层冷冻室3b、下层冷冻室4、蔬菜室5的储藏室，关于各储藏室的配置并无特殊限定。另外，即使关于冷藏室门6a、6b、制冰室门7a、上层冷冻室门7b、下层冷冻室门8、蔬菜室门9，由旋转而进行的开闭、由拉出而进行的开闭以及门的分割数等也未特定限制。

箱体20具备外箱21与内箱22，在由外箱21与内箱22形成的空间中设置隔热部而将箱体20内的各储藏室与外部进行隔热。在该外箱21与内箱22之间的空间中配置真空隔热材料50，在除了真空隔热材料50以外的空间中填充硬质聚氨酯泡沫等的发泡隔热材料23。

另外，为了将冰箱的冷藏室2、冷冻室3a、4、蔬菜室5等的各室冷却至预定的温度，在冷冻室3a、4的背侧具备冷却器28，将该冷却器28与压缩机30、冷凝器30a、未图示的毛细管连接，构成冷冻循环。在冷却器28的上方配置使由该冷却器28冷却了的冷风在冰箱内循环而保持预定的低温温度的送风机27。

另外，作为划分冰箱的冷藏室2与制冰室3a以及上层冷冻室3b、冷冻室4与蔬菜室5的隔热部件，分别配置隔热隔板12、14，由发泡聚苯乙烯33与真空隔热材料50c构成。关于该隔热隔板12、14也可以填充硬质聚氨酯泡沫等的发泡隔热材料23，但并不特定限于发泡聚苯乙烯与真空隔热材料50c。

另外，在箱体20的顶面后方部形成用于控制冰箱1的运转的基板、收纳电源基板等的电器部件41的凹部40，设置覆盖电器部件41的罩42。罩42的高度考虑外观设计性与确保内部容积，以与外箱21的顶面几乎相同的高度的方式配置。并不特殊限定，罩42的高度相比于外箱顶面突出的情况下优选收敛于10mm以内的范围。随此，由于凹部40仅在发泡隔热材料23侧以收纳电器部件41的空间凹陷的状态进行配置，为了确保隔热厚度而必然会牺牲内部容积。若使内部容积更大，则凹部40与内箱22间的发泡隔热材料23的厚度就会变薄。因此，在凹部40的发泡隔热材料23中配置真空隔热材料50a而确保、强化隔热性能。在本实施例中，使真空隔热材料50a为以横跨上述箱内灯45的壳体45a与电气部件41的方式形成为大致Z形状的一张真空隔热材料50a。并且，罩42考虑来自外部的明火、某些原因而起火的情况等而为钢板制。

另外，配置于箱体20的背面下部的压缩机30、冷凝器31由于是发热量高的部件，因此为了防止向箱内进入热量，在向内箱22侧的投影面上配置真空隔热材料50d。

在此，关于真空隔热材料50使用图3说明其结构。真空隔热材料50具备芯材51、具有覆盖芯材51的气体隔离层的外覆件52。外覆件52配置于真空隔热材料50的两面，以通过热溶敷从相同大小的薄片膜的棱线贴合一定宽度的部分而成的袋状构成。并且，在本实施例中，关于外覆件52的分层结构具有气体隔离性，如果可热溶敷并不特殊限定，但在本实施方式中，为由表面保护层、气体隔离层1、气体隔离层2、热溶敷层的四层结构形成的薄片膜，表面层为具有保护件的作用的树脂薄膜，气体隔离层1在树脂薄膜上设置金属蒸镀层，气体隔离层2在氧气隔离性高的树脂薄膜上设置金属蒸镀层，气体隔离层1与气体隔离层2以金属蒸镀层彼此面对的方式贴合。关于热溶敷层与表面层相同使用吸湿性低的薄膜。

其次，关于本实施例中的隔热壁进行说明。如图4、图5所示，隔热壁在内侧具有塑料制的内箱23，在外侧具备金属制的外箱21，在这些内箱23与外箱21之间配置真空隔热材料50以及发泡隔热材料23。另外，真空隔热材料50通过橡胶类粘接剂或双面胶带粘贴于外箱21侧，发泡隔热材料23填充于内箱23与真空隔热材料50之间。

在此，图4表示冷冻温度带室(制冰室3a、上层冷冻室3b、下层冷冻室)的侧面或背面中的隔热壁，图5表示冷藏温度带室(冷藏室2、蔬菜室5)的侧面或背面中的隔热壁。在本实施例中，使冷冻温度带室的发泡隔热材料23的厚度比冷藏温度带室的发泡隔热材料23的厚度大。并且，真空隔热材料50的厚度在各自的温度带室中共通。因此，冷冻温度带室的隔热厚度61(真空隔热材料50与发泡隔热材料的合计厚度)相比较于冷藏温度带室的隔热厚度61变厚。如此，在本实施例中，关于冷藏温度带室通过薄壁化而扩大内部容积，另一方面，关于冷冻温度带室由于与外部气温的差别大，使隔热厚度变大而提高隔热性能。并且，关于隔热壁中的真空隔热材料50与发泡隔热材料23的隔热厚度方向的占有比率，在冷藏温度带室中如图4所示，发泡隔热材料23大，在冷冻温度带室中如图5所示，真空隔热材料50大。

真空隔热材料50由形成芯材51的纤维聚合体的玻璃棉纤维层、配置于芯材51中间的吸附剂(配置于芯材的中间层但未图示)、将这些包覆的外覆件52构成。通过将由这些结构构成的部件在通过真空包装机对芯材51抽真空的状态下热密封外覆件52，最终得到真空隔热材料50。另外，芯材51通过加热加压而薄片状地成形。

所谓无机纤维的聚合体是指由任意的制造方法制造的无数无机纤维相互缠绕一体化而形成的原棉。原棉的形状如优选为具有预定定厚度的薄片状，但并不限于此。无机纤维的聚合体在制造方法方便方面既可以仅使用一个原棉，也可以使用多个。即，作为薄片状的原棉的情下，况既可以是仅一层，也可以多层重叠。另外，无机纤维例如能够适当地使用平均纤维直径2～6μm的纤维，该范围以外的纤维也能没有问题地使用。这样的无机纤维例如能够通过离心法得到。并且，本实施例的纤维聚合体不含有粘合剂。

在得到薄片状芯材51的工序中，通过在加热之后进行加热加压而进行热成形。如此，若热成形芯材51，则纤维彼此相互缠绕，通过接触的部分一部分溶敷，作为真空隔热材料时的弯曲应力变高，作为结果提高真空隔热材料的强度。

在本实施例中，以比玻璃纤维的应变点高的温度进行热成形。在使用于本实施例中的玻璃纤维中将SiO₂作为主要成分，SiO₂为57.0～77.2％，B₂O₃小于4.9％。根据B₂O₃的含有量玻璃纤维的应变点不同，含有量越多应变点越高。可是，由于B₂O₃越多玻璃纤维越容易软化，因此在本实施例中，使B₂O₃的含有量小于4.9％，此时的玻璃纤维的应变点是498℃。在本实施例中，通过热成形无机纤维聚合体，使芯材的容积变小，作为加热成形的条件，通过在比应变点低的400℃、应变点的500℃、550℃、600℃中加热10分钟而成形，成为容积小的薄片状芯材51。关于热成形的温度与时间为400℃至600℃，也可在比400℃低的350℃、比600℃高的650℃～700℃进行热成形。可是，在使热成形的温度比400℃低的情况下，通过使热成形的时间变长，能够得到容积小的芯材。例如，由于在350℃下加热60分钟，能够得到与在400℃下加热10分钟的芯材容积接近的芯材，但如果热成形的时间变长，则由于真空隔热材料制造时的成本大幅度地增加而不优选。另外，即使在比600℃高的650℃下也可热成形，能够在600℃下以比10分钟短的时间进行热成形，但若超过玻璃纤维的熔点，则纤维彼此的粘着部不仅接合，多个纤维还融合而成为球状的玻璃块。由此，芯材容积变小，表面硬度也变高，可是在作为真空隔热材料时由于玻璃块进行热传递，因此表面硬度也变高，可是，在作为真空隔热材料时由于玻璃块进行热传递，因此热传导率降低。因此，优选在热成形温度从比应变点高的500℃至比熔点低的600℃的范围中进行。

使用通过这些而得到的真空隔热材料50，制作了假设冰箱的隔热壁的真空隔热材料与聚氨酯泡沫的应力测量用面板。在弯曲应力测量中，将JIS-K7171的测量方法作为基准进行测量。首先，使用宽度80mm×长度200mm×厚度18mm的真空隔热材料，测量真空隔热材料单体的弯曲应力。

图6表示真空隔热材料的弯曲应力与表面强度的关系。关于样品尺寸的宽度80mm×长度200mm，通过JIS-K7171的测量方法成为用于作为支点间距离150mm的尺寸。在试验机中使用岛津制作所制AUTOGRAPH AG-X10KN，以试验速度10mm/min的速度进行测量。关于厚度18mm是一例，但并不限于该厚度，假设使用于实际冰箱的隔热厚度而进行设定。

与室外的温差小的冷藏温度带室由于即使其侧面、背面的隔热厚度薄对箱体热泄露量的影响也小，因此使其厚度为30mm以下，实现薄壁化。尤其与在前后方向上使蔬菜室5的容器滑动的轨道对置的部分配置金属制的加强部件等，存在隔热厚度61变薄到大约25mm左右的可能性。如此，在隔热厚度61为25mm的情况下，在使真空隔热材料50的厚度为18mm时，发泡隔热材料23的厚度为7mm。在使发泡隔热材料23的厚度比7mm小的情况下，发泡隔热材料23的厚度越薄，在使聚氨酯发泡填充时流动阻抗越高，聚氨酯泡沫难以流动。即使在使内箱23与真空隔热材料50的间隙为5mm以下的情况下，也在聚氨酯泡沫的填充性上产生波动，由于聚氨酯的未填充、高密度化而变得更加脆弱。因此，发泡隔热材料23的厚度、即内箱23与真空隔热材料50的间隙为7mm以上。

在图6中表示从该样品中测量真空隔热材料的弯曲应力的结果。另外，在表面强度中，使用按照ASTMD 2240的teclock公司制的GS0754G进行评价。图6的试验结果的各点表示关于表面硬度不同的真空隔热材料A～E用上述的试验速度测量的弯曲应力。具体地描述，A点表示使用未进行热成形的无机纤维的芯材的真空隔热材料的弯曲应力(Mpa)，B点表示使用在400℃×10分钟条件下热成形的芯材的真空隔热材料的弯曲应力(Mpa)，C点表示使用在500℃×10分钟条件下热成形的芯材的真空隔热材料的弯曲应力(Mpa)，D点表示使用在550℃×10分钟条件下热成形的芯材的真空隔热材料的弯曲应力(Mpa)，E点表示使用在600℃×10分钟条件下热成形的芯材的真空隔热材料的弯曲应力(Mpa)。从该结果中能了解，相对于使用未进行热成形的真空隔热材料(A)，在使用热成形了的芯材的真空隔热材料(B～E)中，真空隔热材料的表面硬度与弯曲应力高。即，理解为真空隔热材料的表面硬度越高，真空隔热材料的弯曲应力也就越高。

其次，关于上述的各真空隔热材料，假设适用于实际的冰箱的隔热壁的情况，在将真空隔热材料与发泡隔热材料组合的状态下，测量最大应力的试验结果是图7。这里的最大应力是指将真空隔热材料与发泡隔热材料组合的样品尺寸，为宽度150mm、长度250mm、并在该样品中施加负载而弯曲、发泡隔热材料破坏了时的弯曲应力。在该图7中，隔热厚度35t的结果表示与现有冰箱同等水平的隔热厚度35mm(发泡隔热材料的厚度17mm)的结果，隔热厚度25t的结果表示本实施例的冰箱的隔热厚度25mm(发泡隔热材料的厚度7mm)的结果。并且，关于真空隔热材料，与图6中的试验时为相同的样品尺寸(厚度18mm等)、相同的热成形的温度与时间。

根据图7，若比较将使用了未进行热成形芯材的真空隔热材料与发泡隔热材料组合的A2(隔热厚度35t)与A3(隔热厚度25t)，则可以清楚，隔热厚度薄的A3的最大弯曲应力小、作为隔热壁的强度低。可是，也会清楚，通过将真空隔热材料热成形而使表面硬度变高，作为将真空隔热材料与发泡隔热材料组合的整体，最大弯曲应力变大。因此，即使是通过薄壁化使隔热厚度从35t变为25t的情况下，如果使真空隔热材料的弯曲应力为0.75Mpa(相当于图7中的C3)以上，则是与现有水平的隔热厚度35t、使用未进行热成形的真空隔热材料(A2)的情况相同的最大弯曲应力。在此，图7的C3中所使用的真空隔热材料使用在500℃×10分钟的条件下进行热成形的芯材，为与图6中C相同的真空隔热材料。即，如果将表面硬度为75以上的真空隔热材料、发泡隔热材料组合，则即使发泡隔热材料的厚度变小，作为隔热壁整体的强度相比较于现有也会提高。

Claims

1.一种冰箱，其在外箱与内箱之间具有配置有真空隔热材料和发泡隔热材料的隔热壁，上述真空隔热材料具备由纤维聚合体构成的玻璃棉的芯材、吸附气体的吸附剂以及收纳上述芯材的外覆件，

该冰箱的特征在于，

具有如下区域：就在上述隔热壁中的上述真空隔热材料和上述发泡隔热材料的隔热厚度方向的占有比率而言，真空隔热材料比上述发泡隔热材料大的区域，

上述真空隔热材料的弯曲应力为0.75MPa以上。

2.一种冰箱，其在外箱与内箱之间具有配置有真空隔热材料和发泡隔热材料的隔热壁，上述真空隔热材料具备由纤维聚合体构成的玻璃棉的芯材、吸附气体的吸附剂以及收纳上述芯材的外覆件，

该冰箱的特征在于，

上述隔热壁中的上述真空隔热材料与上述发泡隔热材料的合计厚度为30mm以下，

上述真空隔热材料的表面硬度为75以上。

3.根据权利要求1或2所述的冰箱，其特征在于，

上述芯材由不含有粘合剂的无机纤维的聚合体构成，对上述无机纤维进行加热成形。

4.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于，

就冷藏温度带室的侧面或背面而言，上述真空隔热材料的占有比率比上述发泡隔热材料大，

就冷冻温度带室的侧面或背面而言，上述发泡隔热材料的占有比率比上述真空隔热材料大。