JP2004156824A - 冷蔵庫 - Google Patents
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- F25D2201/10—Insulation with respect to heat
- F25D2201/14—Insulation with respect to heat using subatmospheric pressure
Abstract
【解決手段】外箱13と内箱14間に設けた配管4a,4b,4cのみで冷却システムの凝縮器が構成される冷蔵庫において、冷却システムの凝縮器を構成する配管4bと内箱14の間に真空断熱材6aを配設することにより、前記配管4bから冷蔵庫庫内への放熱を真空断熱材6aによって抑制するため、冷蔵庫箱体の断熱性能が向上し、冷蔵庫の省エネルギー化が図れる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫における断熱性能の向上に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、地球環境保護の観点から省エネルギーを追求する冷蔵庫の開発が活発になっている。それら取組みの中でも、真空断熱材を冷蔵庫の内箱と外箱との間に配設して、硬質ウレタンフォームで一体発泡して高断熱性能の箱体を形成することが多くなっている(例えば特許文献1参照。)。
【0003】
以下図8を参照しながら従来技術を説明する。冷蔵庫の冷却サイクルは主に圧縮機1、蒸発皿コンデンサ2、主コンデンサ3、配管4、冷却器5で構成されている。
【0004】
本構成で圧縮機1が運転されると、圧縮機1から高温高圧のガス冷媒が吐出され、蒸発皿コンデンサ2、主コンデンサ3に順次流入して放熱し、凝縮されていく。主コンデンサ3を出た冷媒は40℃前後で配管4に流入して更に放熱する。配管4を出た冷媒はキャピラリチューブ(図示せず)にて減圧された後、冷却器5に入って蒸発する。このときに周囲から熱を奪い、冷蔵庫内の貯蔵室を冷却する。そして冷却器5を出た冷媒は再び圧縮機1へと吸い込まれる。
【0005】
また、冷蔵庫の両側方、底面そして背面に対応する外箱の内面には真空断熱材6が貼付され、断熱材中に埋設されている。これにより、冷蔵庫箱体の断熱効果を向上させている。
【0006】
【特許文献1】
特開平10−205988号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、冷蔵庫は、前記従来の冷蔵庫と異なり、コスト低減、設置スペースのコンパクト化、あるいは容積効率(外容積に対する内容積の割合)の向上を図るため、主コンデンサ3を用いずに冷却サイクルが構成される冷蔵庫も多い。このような冷蔵庫は配管4を通過する冷媒の温度が、主コンデンサ3を設ける場合に比較して高温となり、特に圧縮機1の吐出部から最初に冷蔵庫内へ入る配管4の温度は冷蔵庫の運転時には60〜70℃にもなる。このように主コンデンサ3を設けない冷蔵庫は箱体の断熱性能が劣化し、冷却効率が低下するという課題を有していた。
【0008】
また、冷蔵庫の内容積が200L以下で高さが140cm以下のいわゆる中、小型と言われる冷蔵庫においては特に上記のような課題を有していた。また、内容積が200L以下で高さが140cm以下の冷蔵庫では、使い勝手の向上を図るため、天面にオーブンレンジ等を設置できるように耐熱テーブルを設けているものがある。このような冷蔵庫ではオーブンレンジ等の使用により発生する熱が庫内に吸熱されやすく、冷却性能の劣化、増電の要因となっていた。
【0009】
本発明は前記の課題を解決するものであり、冷却サイクルの主凝縮器として冷蔵庫の外箱のみを用いる冷蔵庫において、断熱性能の向上により冷蔵庫の省エネルギー化と低コスト化、容積効率の向上の両立を図るものである。
【0010】
また、天面に耐熱テーブルを設けている冷蔵庫の断熱性能の向上、省エネルギー化を図るものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明は以下のような構成とする。
【0012】
本発明の請求項1に記載の発明は、外箱と内箱間に設けた配管のみで冷却システムの凝縮器が構成され、外箱と内箱間の発泡断熱材中に真空断熱材を備えた冷蔵庫において、真空断熱材を冷却システムの凝縮器を構成する配管と内箱との間に配設したものであり、冷却サイクルの主凝縮器として冷蔵庫の外箱のみを用いることで低コスト化、容積効率の向上を図りながら、配管から冷蔵庫庫内側への放熱を真空断熱材によって抑制するため、冷蔵庫箱体の断熱性能が向上する。その結果、冷蔵庫の省エネルギー化が図れる。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、真空断熱材の表面に冷却システムの凝縮器を構成する配管をはさみ込むための溝を設けたものであり、真空断熱材を外箱の内面に貼り付けるとき、溝で配管をはさみ込むことができるので貼り付けの作業が容易となる。また、外箱と真空断熱材の間の空気層を最小限にすることで、外箱の外観変形を防止できる。
【0014】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、外箱と内箱間に設けた配管のみで冷却システムの凝縮器が構成され、外箱と内箱間の発泡断熱材中に真空断熱材を備えた冷蔵庫において、圧縮機の吐出部からの配管が冷蔵庫内へ最初に入る壁内に真空断熱材を配設したものであり、圧縮機の吐出部から最初に冷蔵庫内へ入る配管の温度は60〜70℃と高く、前記配管が配置される壁内に真空断熱材を設けることで冷蔵庫箱体の温度差の大きい部分を効果的に断熱性能を向上させることができる。その結果、冷蔵庫の省エネルギー化が図れる。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、圧縮機の吐出部からの配管が冷蔵庫内へ最初に入る壁内に配設される真空断熱材を、内箱に直接貼り付けたものであり、真空断熱材が圧縮機の吐出部から続く高温の配管に接触することがないので、真空断熱材の経時劣化が促進されることがなく、その信頼性を低下させることがない。その結果、冷蔵庫箱体の断熱性能を長期にわたり保証することができる。
【0016】
請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の発明において、圧縮機の吐出部からの配管が、最初に冷蔵庫底部の壁内に入るものであり、圧縮機の吐出部から続く高温の配管が、人の手が届きにくい冷蔵庫底部の壁内に設けられるので配管との接触による火傷等を防ぐことができ、冷蔵庫の安全性を高めることができる。
【0017】
請求項6に記載の発明は、天面に樹脂製の耐熱テーブルを設けた冷蔵庫において、内箱と外箱との間に真空断熱材を配設したものであり、冷蔵庫の高さが140cm以下の中、小型冷蔵庫の天面の使い勝手の向上を図りながら、冷蔵庫箱体の断熱性能が向上し、省エネルギー化が図れる。
【0018】
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、内箱と耐熱テーブルとの間に真空断熱材を配設したものであり、耐熱テーブル上に高温の物体が置かれた場合にも、真空断熱材によって冷蔵庫庫内への熱侵入を抑制するため、冷蔵庫箱体の断熱性能が向上する。その結果、冷蔵庫の省エネルギー化が図れる。
【0019】
請求項8に記載の発明は、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の発明において、圧縮機を能力可変型としたものであり、庫内の負荷変動に合わせて圧縮機の能力を可変できるので例えば扉開閉のない安定時には、圧縮機の能力を落とすことにより冷蔵庫外箱に設けた放熱配管の温度を下げることができ、庫内への侵入熱量を低減できる。その結果、圧縮機の入力低減による省エネルギーに加え、さらなる省エネルギー化が図れる。
【0020】
請求項9に記載の発明は、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の発明において、冷媒として可燃性冷媒を使用したものであり、真空断熱材の使用によって冷蔵庫箱体の断熱効果が高まり、冷却に必要な冷媒量が低減されるため、可燃性冷媒が漏洩した場合の安全性を高めることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0022】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による冷蔵庫の外観図である。図2は、同実施の形態による冷蔵庫の配管図である。図3は、同実施の形態による冷蔵庫の縦断面図である。図4は、同実施の形態による真空断熱材の構造図である。図5は、同実施の形態による真空断熱材の概略図である。
【0023】
図1から図5において、7は冷蔵庫本体で冷蔵室と冷凍室の2室を持ち、合計の容量は160Lとなっている。そして8は冷蔵室扉、9は冷凍室扉である。10は耐熱テーブルであり、冷蔵庫の外箱13の天面に挿入嵌合させている。耐熱テーブル10と外箱13との間は発泡断熱材15で充填されている。耐熱テーブル10は樹脂で構成されており、本実施例ではポリプロピレンにより構成されている。なお、耐熱温度は100℃までとしている。
【0024】
4a、4b、4cはそれぞれ、冷蔵庫の底部、側面部、前面部に設けられた圧縮機1の吐出部から続く高温高圧の冷媒が流れる配管で、順次接続して冷蔵庫の冷却システムの凝縮器を形成している。つまり、圧縮機1を出て機械室内を通り、発泡断熱材15内に入り、この発泡断熱材15内に配置した配管が冷却システムの凝縮器としての大部分を機能的に占めるもので、換言すると凝縮器を形成する配管は、機械室内の連結配管部以外は外箱13と内箱14の間の断熱壁内に配設されている。
【0025】
したがって、圧縮機1の吐出部に近いほどその配管の温度は高くなり、底面に設けられた配管4aの温度が最も高い。
【0026】
配管4cを通過した冷媒は、ドライヤ11で水分を除去され、キャピラリチューブ12で減圧された後、冷却器5に入って蒸発する。このときに周囲から熱を奪い、冷蔵庫内の貯蔵室を冷却する。そして冷却器5を出た冷媒は再び圧縮機1へと吸い込まれる。以上の冷却システムによって冷蔵室は概ね0〜10℃、冷凍室は概ね−25℃〜−10℃の温度に冷却される。
【0027】
圧縮機1はインバータによる回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型としている。なお、圧縮機1の能力可変手段をインバータによる回転数制御としたが、ピストンのストロークを制御しても同様の効果が得られる。
【0028】
本実施例では冷媒として地球温暖化に対する影響が小さい可燃性自然冷媒のイソブタンを使用し、地球環境にも配慮している。
【0029】
本実施の形態の冷蔵庫は、外箱13と内箱14間の発泡断熱材15中に真空断熱材6a、6bが配設されている。真空断熱材6aは冷却システムの凝縮器を形成する配管4bを挟み込んで冷蔵庫の外箱13に両面テープやホットメルト接着剤で貼り付けている。また、真空断熱材6bは冷蔵庫の外箱に直接貼り付けられている。
【0030】
真空断熱材6a、6bは内部に芯材16を有し、芯材16はグラスウールなどの無機繊維集合体を加熱乾燥後、蒸着層フィルム17と金属箔層フィルム18を貼り合わせた外被材中に挿入し、内部を真空引きして開口部を封止することにより形成されている。また、真空断熱材6aは配管4bを挟み込むための溝19を設けており、本実施例における真空断熱材6aには、1本ないしは3本の溝19が設けられている。本実施例の真空断熱材6aに設けた溝19は直線であるが、配管4bの形状に合わせて曲線等でもよい。
【0031】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、真空断熱材6aを凝縮器の配管4bを挟み込むように冷蔵庫の外箱13に貼り付けているため、配管4bから冷蔵庫庫内への吸熱を抑制することができ、冷蔵庫箱体の断熱性能の向上が図れる。なお、本実施の形態の冷蔵庫は外箱13と内箱14の間以外に積極的な放熱機能を果たす目的としての凝縮器を設けていないので、低コスト化、設置場所の省スペース化、容積効率の向上を図ることができる。そして、配管4bの温度が従来の主凝縮器を外箱表面以外に有するものより高温となるため、真空断熱材6aによる断熱性能を効果的に高めることができる。
【0032】
また、真空断熱材6aには配管4bを挟み込むための溝19が設けられているため、真空断熱材6aを外箱13の内面に貼り付けるとき、溝19で配管4bをはさみ込むことができるので貼り付けの作業が容易となる。外箱13と真空断熱材6aの間の空気層を最小限にすることで、外箱13の外観変形を防止できる。
【0033】
また、圧縮機1を能力可変型としたものであり、庫内の負荷変動に合わせて圧縮機の能力を可変できるので、例えば扉開閉のない安定時には、圧縮機の能力を落とすことにより放熱配管の温度を下げることができ、庫内への侵入熱量を低減できる。その結果、圧縮機の入力低減による省エネルギーに加え、さらなる省エネルギー化が図れる。
【0034】
また、冷蔵庫には真空断熱材6a、6bが配設されているので冷蔵庫箱体の断熱効果が高まり、冷却に必要な冷媒量が低減され、可燃性冷媒が漏洩した場合の安全性を高めることができる。
【0035】
(実施の形態2)
図6は本発明の実施の形態2による冷蔵庫の縦断面図である。なお、実施の形態1と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0036】
圧縮機1の吐出部から最初に冷蔵庫7を構成する外箱13と内箱14の間に入る高温の配管4aは、冷蔵庫箱体の底面部に配設され、冷蔵庫箱体の底面部を構成する壁内の内箱14には真空断熱材6cが貼り付けられている。そして冷蔵庫箱体の底面部に配設する高温の配管4aの一部は少なくとも冷蔵庫7の底面前面部近傍に配置され、高温の熱の一部を底面の前面開口部に伝達し、発汗防止を図っている。
【0037】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、圧縮機1の吐出部から続く高温の配管4aが設けられる壁内に、真空断熱材6cが配設されているため、配管4aから冷蔵庫庫内への熱侵入を著しく低減することができ、冷蔵庫箱体の断熱性能が大きく向上する。
【0038】
また、真空断熱材6cを冷蔵庫の内箱14に直接貼り付けていて、高温の配管4aに接することがないので、真空断熱材6cのフィルム内へのガス透過や芯材16の熱劣化等が促進されることなく、その信頼性を低下させることがない。
【0039】
また、配管4aは冷蔵庫の底部に配設されているため、人の手が届き難く、配管4aとの接触による火傷等を防ぐことができる。
【0040】
また、配管4aの一部を少なくとも冷蔵庫7の底面前面部近傍に配置することにより、底面の前面開口部の発汗防止が図られる。
【0041】
(実施の形態3)
図7は、本発明の実施の形態3による冷蔵庫の縦断面図である。なお、実施の形態1または2と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0042】
図7において、冷蔵庫7は、天面までの高さが140cm以下で、内容積は200L以下のいわゆる中、小型冷蔵庫と言われるもので、配管4a,4b,4cのみで冷却サイクルの凝縮器を構成し、天面には樹脂製の耐熱テーブル10を設けている。そして、6dは真空断熱材であり、外箱13と内箱14の間に配設されており、本実施の形態では、耐熱テーブル10と内箱14を構成する天面の
内箱14側に直接貼り付けている。
【0043】
以上のように本実施の形態の冷蔵庫は、天面に樹脂製の耐熱テーブル10を設け、内箱と外箱との間に真空断熱材を配設したものであり、冷蔵庫の高さが140cm以下の中、小型冷蔵庫の天面の使い勝手の向上を図りながら、冷蔵庫箱体の断熱性能が向上し、省エネルギー化が図れる。また、耐熱テーブル10と内箱14の間に真空断熱材6dを配設しているため、耐熱テーブル10上に高温の物体が置かれた場合にも、真空断熱材6dによって冷蔵庫庫内への熱侵入を抑制されるため、冷蔵庫箱体の断熱性能の向上が図れる。
【0044】
なお、真空断熱材6dは、耐熱テーブル10を配置する天面の壁面の内箱側、外箱側、内箱と外箱の中間部の発泡断熱材中のいずれかに配設したもので、内箱側に設けた場合、耐熱テーブル10に熱いものを置かれた場合においても真空断熱材に高温の熱が伝わらず真空断熱材の劣化を防止でき、冷蔵庫箱体の断熱性能を長期にわたり保証することができる。また、耐熱テーブル10を外箱と別体に設けた場合、外箱側に設けることで、作業性が向上し製造コスト低減が図れる。また、内箱と外箱の中間部の発泡断熱材中に設けることで、内箱あるいは外箱表面の変形が生じない。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の発明は、外箱と内箱間に設けた配管のみで冷却システムの凝縮器が構成され、外箱と内箱間の発泡断熱材中に真空断熱材を備えた冷蔵庫において、真空断熱材を冷却システムの凝縮器を構成する配管と内箱との間に配設したものであり、冷却サイクルの主凝縮器として冷蔵庫の外箱のみを用いることで低コスト化、容積効率の向上を図りながら、配管から冷蔵庫庫内側への放熱を真空断熱材によって抑制するため、冷蔵庫箱体の断熱性能が向上する。その結果、冷蔵庫の省エネルギー化が図れる。
【0046】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、真空断熱材の表面に冷却システムの凝縮器を構成する配管をはさみ込むための溝を設けたものであり、真空断熱材を外箱の内面に貼り付けるとき、溝で配管をはさみ込むことができるので貼り付けの作業が容易となる。また、外箱と真空断熱材の間の空気層を最小限にすることで、外箱の外観変形を防止できる。
【0047】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、外箱と内箱間に設けた配管のみで冷却システムの凝縮器が構成され、外箱と内箱間の発泡断熱材中に真空断熱材を備えた冷蔵庫において、圧縮機の吐出部からの配管が冷蔵庫内へ最初に入る壁内に真空断熱材を配設したものであり、圧縮機の吐出部から最初に冷蔵庫内へ入る配管の温度は60〜70℃と高く、前記配管が配置される壁内に真空断熱材を設けることで冷蔵庫箱体の温度差の大きい部分を効果的に断熱性能を向上させることができる。その結果、冷蔵庫の省エネルギー化が図れる。
【0048】
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、圧縮機の吐出部からの配管が冷蔵庫内へ最初に入る壁内に配設される真空断熱材を、内箱に直接貼り付けたものであり、真空断熱材が圧縮機の吐出部から続く高温の配管に接触することがないので、真空断熱材の経時劣化が促進されることがなく、その信頼性を低下させることがない。その結果、冷蔵庫箱体の断熱性能を長期にわたり保証することができる。
【0049】
また、請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の発明において、圧縮機の吐出部からの配管が、最初に冷蔵庫底部の壁内に入るものであり、圧縮機の吐出部から続く高温の配管が、人の手が届きにくい冷蔵庫底部の壁内に設けられるので配管との接触による火傷等を防ぐことができ、冷蔵庫の安全性を高めることができる。
【0050】
また、請求項6に記載の発明は、天面に樹脂製の耐熱テーブルを設けた冷蔵庫において、内箱と外箱との間に真空断熱材を配設したものであり、冷蔵庫の高さが140cm以下の中、小型冷蔵庫の天面の使い勝手の向上を図りながら、冷蔵庫箱体の断熱性能が向上し、省エネルギー化が図れる。
【0051】
また、請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、内箱と耐熱テーブルとの間に真空断熱材を配設したものであり、耐熱テーブル上に高温の物体が置かれた場合にも、真空断熱材によって冷蔵庫庫内への熱侵入を抑制するため、冷蔵庫箱体の断熱性能が向上する。その結果、冷蔵庫の省エネルギー化が図れる。
【0052】
また、請求項8に記載の発明は、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の発明において、圧縮機を能力可変型としたものであり、庫内の負荷変動に合わせて圧縮機の能力を可変できるので例えば扉開閉のない安定時には、圧縮機の能力を落とすことにより冷蔵庫外箱に設けた放熱配管の温度を下げることができ、庫内への侵入熱量を低減できる。その結果、圧縮機の入力低減による省エネルギーに加え、さらなる省エネルギー化が図れる。
【0053】
また、請求項9に記載の発明は、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の発明において、冷媒として可燃性冷媒を使用したものであり、真空断熱材の使用によって冷蔵庫箱体の断熱効果が高まり、冷却に必要な冷媒量が低減されるため、可燃性冷媒が漏洩した場合の安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による冷蔵庫の実施の形態1の外観図
【図2】同実施の形態の冷蔵庫の配管図
【図3】同実施の形態の冷蔵庫の縦断面図
【図4】同実施の形態の真空断熱材の構造図
【図5】同実施の形態の真空断熱材の概略図
【図6】本発明による冷蔵庫の実施の形態2の縦断面図
【図7】本発明による冷蔵庫の実施の形態3の縦断面図
【図8】従来の冷蔵庫の透視分解図
【符号の説明】
1 圧縮機
4a,4b,4c 配管
6a,6b,6c,6d 真空断熱材
10 耐熱テーブル
13 外箱
14 内箱
15 発泡断熱材
19 溝
Claims (9)
- 外箱と内箱間に設けた配管のみで冷却システムの凝縮器が構成され、外箱と内箱間の発泡断熱材中に真空断熱材を備えた冷蔵庫において、前記真空断熱材を冷却システムの凝縮器を構成する配管と内箱との間に配設することを特徴とする冷蔵庫。
- 真空断熱材の表面に冷却システムの凝縮器を構成する配管をはさみ込むための溝を設けることを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
- 外箱と内箱間に設けた配管のみで冷却システムの凝縮器が構成され、外箱と内箱間の発泡断熱材中に真空断熱材を備えた冷蔵庫において、圧縮機の吐出部からの配管が冷蔵庫内へ最初に入る壁内に真空断熱材を配設することを特徴とする請求項1または2に記載の冷蔵庫。
- 圧縮機の吐出部からの配管が冷蔵庫内へ最初に入る壁内に配設される真空断熱材を、内箱に直接貼り付けることを特徴とする請求項3に記載の冷蔵庫。
- 圧縮機の吐出部からの配管が、最初に冷蔵庫底部の壁内に入ることを特徴とする請求項3または4に記載の冷蔵庫。
- 天面に樹脂製の耐熱テーブルを設けた冷蔵庫において、内箱と外箱との間に真空断熱材を配設することを特徴とする冷蔵庫。
- 内箱と耐熱テーブルとの間に真空断熱材を配設することを特徴とする請求項6に記載の冷蔵庫。
- 圧縮機を能力可変型とすることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 冷媒として可燃性冷媒を使用することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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