JP2005009825A

JP2005009825A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2005009825A
Application number: JP2003176508A
Authority: JP
Inventors: Makoto Oyamada; 真小山田; Yoshito Kimura; 義人木村; Tetsuya Saito; 哲哉斎藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】外箱と内箱間のウレタン断熱材内に凝縮器および真空断熱材を配置した冷蔵庫に関し、真空断熱材に溝付け等の加工を施すことなく容易に配置することができ、また凝縮器の放熱能力を十分確保しながら、真空断熱材による吸熱量低減の効果を最大限にひきだすことができる構造を備えた冷蔵庫を提供する。
【解決手段】外箱１６と内箱１７間のウレタン断熱材１８内に配置した凝縮器３５の構成が扁平面管３３を平面板３４に接着させて平面板３４を外箱内面側に接するように配置することにより、扁平面管３３内に流れる高温冷媒の熱を効率よく外箱１６側に伝えることができ、凝縮器３５の放熱量を向上できる。また凝縮器３５の他方面が平面状態となるので、真空断熱材１９を凝縮器３５と庫内を仕切るように最大限に貼り付けることで凝縮器３５からの侵入熱量を削減するができ、容易に固定することができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外箱および内箱間に断熱材を発泡充填して成る断熱箱体から構成された冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫の大容量化および設置スペース縮小の需要が高まるにつれて、冷蔵庫断熱壁内には真空断熱材を備えて断熱性能の向上を図っている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
【０００４】
図９は、従来の冷蔵庫の略断面図を示す。図９に示すように、従来の冷蔵庫１は、冷蔵庫１の外壁を形成する外箱２と、冷蔵庫の庫内壁を形成する内箱３と、外箱２と内箱３の間に発泡充填させたウレタン断熱材４、ウレタン断熱材４内に配置した真空断熱材５からなる断熱箱体６と、断熱箱体６のウレタン断熱材４内に配置した冷蔵庫冷却装置（図示せず）の凝縮器７により構成され、さらに断熱箱体６内を第一仕切り壁８および第二仕切り壁９によって上下に区画し、それぞれに冷蔵室１０および冷凍室１１、野菜室１２を形成している。
【０００５】
真空断熱材５は、ガスの透過を阻止する多層ラミネート構造のフィルムから成る外被袋、シリカ・パーライト等の微粉末もしくは無機繊維等からなる芯材により構成され、芯材を封入した後、外被袋内のガス（空気）を排気し、真空状態にしてヒートシールで密封している。この真空断熱材５の熱伝導率は、０．００８から０．００２５Ｗ／ｍ・Ｋと非常に断熱性能が優れているため、特に低温が要求される冷凍室１１の周囲に取り付ければ、断熱箱体６の壁厚を薄くしても、庫内に侵入してくる熱量を有効的に削減することが可能となる。また真空断熱材５の固定場所は比較的平らな外箱内面側に取り付けられる。
【０００６】
また、ウレタン断熱材４内に配置された凝縮器７は冷却装置が運転中には高温となるため、放熱能力を確保し、庫内への侵入熱量を削減するために外箱内面側に取り付けられている。また外箱側に取り付けることにより前記凝縮器７の発熱が外箱２表面に伝わり、表面に露が付くのを防止している。
【０００７】
このように真空断熱材５と凝縮器７は双方共に外箱内面側に配置されるため、図５のように互いの配置位置を阻害しないよう真空断熱材の周囲に凝縮器７を配置させる構造をとっている。
【０００８】
また、図１０に示すように、真空断熱材５の外箱側の面に溝１３を形成し、この凝縮器７を溝１３に当接する構造をとったものがある。
【０００９】
また、図１１に示すように、真空断熱材５を外箱２と内箱３の中間位置に固定部品１４を用いて配置させるものがある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−２６９１７７号公報
【特許文献２】
実開昭６１−２１２８５号公報
【特許文献３】
特開平３−２３３２８５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、真空断熱材５の効果を出すため被覆面積を拡大した場合に、凝縮器７の配置が側面の端部分だけとなり、更なる放熱能力の向上ができず、冷凍サイクルの高効率化を狙った凝縮温度の低温下が困難となる。
【００１２】
また、上記課題の解決手段として、図１０に示すように、真空断熱材５の外箱側の面に溝１３を形成し、この凝縮器７を溝１３に当接する構造をとった場合、低コスト化を狙って真空断熱材を高性能化にして芯材の厚みを少なくしたり、放熱能力を向上するために多数の配管を外箱に配置するとき、真空断熱材５に溝１３を加工することが困難となる。さらに真空断熱材５の取付では溝１３と凝縮器７との位置合わせをしなければならないので、外箱２への取り付け作業が煩雑なものとなって、生産コストが高騰するという課題があった。
【００１３】
また、他の解決手段として、図１１に示すように、真空断熱材５を外箱２と内箱３の中間位置に固定部品１４を用いて配置させるものにおいては、断熱材の性能を高めて断熱箱体の壁厚を小さくした場合には、ウレタン断熱材４を発泡充填させるときに、真空断熱材５および固定部品１４がウレタン断熱材４の流動を阻害し、真空断熱材５と外箱２もしくは内箱３の間にウレタン未充填部分（ボイド）を発生させてしまうという課題があった。
【００１４】
本発明は、上記従来の技術的課題を克服するものであり、真空断熱材５に溝付け等の加工を施すことなく容易に配置ができて、凝縮器７の放熱能力を十分確保しながら、真空断熱材５による吸熱量低減の効果を最大限にひきだすことができる構造を備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、外壁を形成する外箱と、庫内壁を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱間に発泡充填した断熱材とからなる断熱箱体と、前記断熱箱体の壁内部に配した少なくとも片側表面が平面状である凝縮器を備え、前記凝縮器の平面部分が前記外箱内面側に接するように配置されているものであり、凝縮器の平面部から外箱への熱伝達率が高まり、凝縮器の放熱能力を向上することができるという作用を有する。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、外壁を形成する外箱と、庫内壁を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱間に発泡充填した断熱材と、前記断熱材内に埋設された真空断熱材とからなる断熱箱体と、前記断熱箱体の壁内部に配した両側表面が平面状である凝縮器とを備え、前記凝縮器の一方の平面部分を前記外箱内面側に、他方の平面部分を前記真空断熱材に接するように配置したことにより、前記凝縮器の放熱能力を向上することができ、さらに前記真空断熱材を溝付け等の加工無しに外箱全域に貼り付けることができ、前記真空断熱材の固定を容易にすることができるという作用を有する。
【００１７】
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、凝縮器は、複数の扁平面した配管を平面板に密着させて表面を平面状としたものであり、通常の配管を用いることで部品変更によるコスト増を抑えることができ、また配管を扁平面形状にすることで圧損を増大することなく、前記凝縮器の厚みを減少することができるという作用を有する。
【００１８】
請求項４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、凝縮器は、複数の細径管を平面板に密着させて表面を平面状としたものであり、冷媒単位流量あたりの管内接触面積を増大することで管内の熱伝達交換を促進することができ、さらに断熱壁内に真空断熱材を配置した場合には、前記真空断熱材と前記凝縮器間に空気が残留しにくい構造にすることができるという作用を有する。
【００１９】
請求項５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、凝縮器は、平面板と波形に加工を施した板を貼り合わせて、前記板間に形成した隙間を冷媒流路としたものであり、平面板に冷媒が直接接触するため熱伝達ロスを少なくすることで放熱を促進することができ、さらに断熱壁内に真空断熱材を配置した場合には、前記真空断熱材と前記凝縮器との接触面積が増大するので、前記真空断熱材の表面一部分が高温となることを抑制できるという作用を有する。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器の冷媒流路を形成する管内に切りおこし、もしくは溝を設けたものであり、前記凝縮器管内の熱伝達を向上し、放熱能力を高めることができるという作用を有する。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器の一方の平面を断熱箱体の外箱と兼用して形成するものであり、部品点数を減らすことで直材コストを削減でき、さらに放熱能力を高めることができるという作用を有する。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項２から７のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器と真空断熱材との間に部分的にある隙間に軟質部材を配置したものであり、前記凝縮器と前記真空断熱材間に空気が残留し温度変動により空気が膨張および収縮して外箱を変形させることを防止できるという作用を有する。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項２から７のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器と真空断熱材の間に部分的にある隙間に接着部材を介して、前記凝縮器と前記真空断熱材を一体として形成したものであり、外箱への組み込み時の作業性を向上することができるという作用を有する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（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傾斜図、図２は同実施の形態による冷蔵庫の図１におけるＡ−Ａ’ 断面図、図３は同実施の形態による冷蔵庫の図１におけるＢ−Ｂ’ 断面図、図４は同実施の形態の冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
【００２６】
実施の形態１の冷蔵庫１５は、前方に開口する鋼板製の外箱１６、硬質樹脂製の内箱１７、外箱１６と内箱１７間に発泡充填されたウレタン断熱材１８、ウレタン断熱材１８内に埋設された真空断熱材１９からなる断熱箱体２０と、冷蔵室ドア２１および冷凍室ドア２２と断熱箱体２０をシールするガスケット２３と、庫内仕切り壁２４により区分けされた冷蔵室２５および冷凍室２６と、冷蔵室の温度を検知する冷蔵室センサ２７と、冷凍室の温度を検知する冷凍室室センサ２８と、冷蔵室への冷気を調整する冷蔵室ダンパ２９と、冷蔵庫の冷凍サイクルを構成する冷凍室背面に配置された冷却器３０と、冷蔵庫背面下側の機械室（図示せず）に配置された圧縮機３１と、減圧器であるキャピラリチューブ３２と、冷蔵庫側壁の外箱１６内側に接するように配置された扁平管３３と平面板３４で構成された凝縮器３５と、各部屋に冷気を送る送風ファン３６とにより構成されている。また凝縮器３５を構成する扁平管３３と平面板３４は樹脂系接着剤により接着し、凝縮器３５を構成する平面板３４と外箱１６とは、ホットメルト接着剤により接着している。また凝縮器３５と真空断熱材１９は、両者間の隙間に空気が混入しないように柔軟性フォーム３７を敷き詰めて接着している。
【００２７】
また、凝縮器３５を構成する扁平管３３の内部に０．１ｍｍから０．２ｍｍの深さの溝もしくは切りおこし加工を施している。
【００２８】
以上のように構成された本実施の形態の冷蔵庫について、以下その動作を説明する。
【００２９】
冷蔵庫の運転が開始される条件は、冷蔵室センサ２７もしくは冷凍室センサ２８温度がオン温度以上の場合であり、また運転が停止する条件は、冷蔵室センサ２７および冷凍室センサ２８の両方がオフ温度以下の場合である。
【００３０】
まず冷凍室２６の冷却について説明する。冷凍室２６が外気からの侵入熱およびドア開閉などにより、庫内温度が昇温して冷凍室センサ２８がオン温度以上になった場合に、圧縮機３１が起動し冷却が開始される。圧縮機３１から吐出された高温高圧の冷媒は、外箱内面側に配置した凝縮器３５に流れ込み、外箱１６との熱交換により、冷却されて液化する。さらに液化した冷媒はキャピラリチューブ３２で減圧されて、冷却器３０に流入し庫内の空気を冷却してガス化して圧縮機３１に戻る。庫内が冷却されて冷凍室センサ温度２８がオフ温度以下になり、かつ冷蔵室センサ温度２７がオフ温度以下になった場合に圧縮機３１の運転が停止する。
【００３１】
つぎに冷蔵室２５の冷却について説明する。冷凍室２６と同様に、庫内温度が昇温して冷蔵室センサ温度２７がオン温度以上になった場合に、冷蔵室ダンパ２９が開き、圧縮機３１の運転が開始される。冷却器３０の冷気が送風ファン３６により庫内に流入して庫内空気温度が冷却されて、冷蔵室センサ温度２７がオフ温度以下になり、かつ冷凍室センサ温度２８がオフ温度以下の場合に圧縮機３１の運転が停止する。また冷蔵室２５と冷却器３０間の風路にある冷蔵室ダンパ２９は、冷蔵室温度がオフ温度以下で全閉し、仮に冷凍室の温度がオフ温度以上で圧縮機の運転が継続しても、冷蔵室温度がそれよりも低下しないようにして、凍結を防止している。
【００３２】
図２に示すように、本実施の形態の凝縮器３５は扁平管３３を平面板３４に接着させて、平面板３４を外箱１６の内面側に接するように配置していることにより、扁平管３３内に流れる高温冷媒の熱を効率よく外箱１６側に伝えることができ、凝縮器３５の放熱量を向上することができる。また従来はアルミテープにより配管を一時固定した後に、ウレタン発泡で固定する方法をとっていたが、配管の浮き具合、アルミテープの貼り方等により配管と外箱の間にウレタン断熱材が回り込んで放熱能力が劣化する場合があった。本実施例では、凝縮器３５と外箱１６との密着性が高いため、熱ムラなく外箱表面の温度が均一に高まり、冷蔵庫外壁表面への結露を防止することができる。
【００３３】
さらに凝縮器３５を構成する扁平管３３の内部に０．１ｍｍから０．２ｍｍの深さの溝もしくは切りおこし加工を施すことにより、管内側の熱伝達率を向上して凝縮器３５の放熱能力を高めている。
【００３４】
さらに図２に示すように、本実施の形態の断熱箱体２０は、断熱性能を高めるために真空断熱材１９をウレタン断熱材１８内に配置している。図２にあるように凝縮器３５の内箱側に柔軟性フォーム３７を配置して、凝縮器３５と真空断熱材１９の間に隙間なく接着することで、隙間に空気が残留し温度変動により空気が膨張および収縮して外箱を変形させることを防止している。また凝縮器３５と真空断熱材１９が断熱壁内で複層するように配置されているため、真空断熱材１９を凝縮器３５と庫内を仕切るように大きく貼り付けることができ、凝縮器３５から庫内への侵入熱量を削減することができる。また凝縮器３５と真空断熱材１９を予め接着しておいてから外箱内面に取り付けることにより、組み立て時の作業性を向上することができる。
【００３５】
なお柔軟性フォーム３７の替わりに、接着剤を凝縮器３５と真空断熱材１９の間に隙間なく塗布して接着してもよい。その場合には、凝縮器３５と真空断熱材１９がより密接に接着されるので、断熱壁厚中のウレタン流動路が確保され、ウレタン未充填部分（ボイド）を削減することができる。
【００３６】
また凝縮器３５の配管パターンについては、図４の冷凍サイクルのように凝縮器入口が断熱箱体２０下部にあり、上下方向に冷媒流路を形成し、入口と同様に下部に凝縮器出口を設けている。前記配管パターンにすることにより、凝縮器３５と他の配管との接続を一ヶ所でできるため、組み立て時の作業性を向上することができる。
【００３７】
また、凝縮器３５の配管パターンを図５に示すように、分流させて多パス化にしてもよい。その場合には、凝縮器３５内の冷媒が通る流路が短くなり、管内での圧力損失を減少することができる。
【００３８】
また、凝縮器３５の形状について、図６に示すように扁平面管３３の替わりに外径２ｍｍから３ｍｍで内径を１ｍｍから２ｍｍの細径管３８を用いた仕様でもよい。その場合には、細径管３８を用いることで凝縮器３５の体積および厚みを減らすことができるので、断熱箱体２０の壁厚削減を図ることができる。さらに真空断熱材１９と凝縮器３５の密着性を高めることができるので、真空断熱材１９の固定が容易となる。またこの場合には、管内径が小さくなり圧力損失が増大するので、配管パターンを図５に示すように分流させて他パス化にする必要がある。
【００３９】
また、凝縮器３５の形状について、図７に示すように平面板３４と波形に加工を施した波板３９を貼り合わせて、その平面板間に形成した隙間を冷媒流路とした仕様でもよい。その場合には、冷媒流路の表面積を拡大することで放熱能力を向上させ、さらに真空断熱材１９と凝縮器３５との密着度を高めることで固定を容易にすることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、凝縮器３５を構成する平面板３４と外箱１６を接着することにより構成しているが、図８に示すように平面板３４を外箱１６と一体に成形し兼用したものとしてもよい。その場合には、部品点数を減らすることができるので、コストを削減することができる。さらに平面板３４と外箱１６の熱ロスを削減できるので、凝縮器３５の放熱能力を向上することができる。
【００４１】
【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、外壁を形成する外箱と、庫内壁を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱間に発泡充填した断熱材とからなる断熱箱体と、前記断熱箱体の壁内部に配した少なくとも片側表面が平面状である凝縮器を備え、前記凝縮器の平面部分が前記外箱内面側に接するように配置されているものであり、凝縮器の平面部から外箱への熱伝達率が高まり、凝縮器の放熱能力を向上することができる。
【００４２】
請求項２に記載の発明は、外壁を形成する外箱と、庫内壁を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱間に発泡充填した断熱材と、前記断熱材内に埋設された真空断熱材とからなる断熱箱体と、前記断熱箱体の壁内部に配した両側表面が平面状である凝縮器とを備え、前記凝縮器の一方の平面部分を前記外箱内面側に、他方の平面部分を前記真空断熱材に接するように配置したことにより、前記凝縮器の放熱能力を向上することができ、さらに前記真空断熱材を溝付け等の加工無しに外箱全域に貼り付けることができ、前記真空断熱材の固定を容易にすることができる。その結果、真空断熱材による吸熱量低減の効果を最大限にひきだすことができる。
【００４３】
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、凝縮器は、複数の扁平面した配管を平面板に密着させて表面を平面状としたものであり、通常の配管を用いることで部品変更によるコスト増を抑えることができ、また配管を扁平面形状にすることで圧損を増大することなく、前記凝縮器の厚みを減少することができる。
【００４４】
請求項４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、凝縮器は、複数の細径管を平面板に密着させて表面を平面状としたものであり、冷媒単位流量あたりの管内接触面積を増大することで管内の熱伝達交換を促進することができ、さらに断熱壁内に真空断熱材を配置した場合には、前記真空断熱材と前記凝縮器間に空気が残留せず外観の変形を防止できる。
【００４５】
請求項５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、凝縮器は、平面板と波形に加工を施した板を貼り合わせて、前記板間に形成した隙間を冷媒流路としたものであり、平面板に冷媒が直接接触するため熱伝達ロスを少なくすることで放熱を促進することができ、さらに断熱壁内に真空断熱材を配置した場合には、前記真空断熱材と前記凝縮器との接触面積が増大するので、前記真空断熱材が部分的に高温にならず、真空断熱材の信頼性が高まる。
【００４６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器の冷媒流路を形成する管内に切りおこし、もしくは溝を設けたものであり、凝縮器管内の熱伝達が向上し、放熱能力を高めることができる。
【００４７】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器の一方の平面を断熱箱体の外箱と兼用して形成するものであり、部品点数を減らすことで直材コストを削減でき、さらに放熱能力を高めることができる。
【００４８】
請求項８に記載の発明は、請求項２から７のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器と真空断熱材との間に部分的にある隙間に軟質部材を配置したものであり、前記凝縮器と前記真空断熱材間に空気が残留し温度変動により空気が膨張および収縮して外箱を変形させることを防止できる。
【００４９】
請求項９に記載の発明は、請求項２から７のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器と真空断熱材の間に部分的にある隙間に接着部材を介して、前記凝縮器と前記真空断熱材を一体として形成したものであり、外箱への組み込み時の作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による冷蔵庫の外観傾斜図
【図２】同実施の形態による冷蔵庫の図１におけるＡ−Ａ’ 断面図
【図３】同実施の形態の冷蔵庫の図１におけるＢ−Ｂ’ 断面図
【図４】同実施の形態の冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図５】同実施の形態の凝縮器配管パターンを多パス化した冷凍サイクル図
【図６】同実施の形態の細径管で構成した凝縮器を用いた冷蔵庫の箱体断面図
【図７】同実施の形態の平面板で構成した凝縮器を用いた冷蔵庫の箱体断面図
【図８】同実施の形態で凝縮器の平面板で外箱を形成した冷蔵庫の箱体断面図
【図９】従来の冷蔵庫の略断面図
【図１０】従来の冷蔵庫断熱箱体断面図
【図１１】従来の冷蔵庫断熱箱体断面図
【符号の説明】
１５冷蔵庫
１６外箱
１７内箱
１８ウレタン断熱材
１９真空断熱材
２０断熱箱体
３３扁平管
３４平面板
３５凝縮器
３７柔軟性フォーム
３８細径管
３９波板

Claims

外壁を形成する外箱と、庫内壁を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱間に発泡充填した断熱材とからなる断熱箱体と、前記断熱箱体の壁内部に配した少なくとも片側表面が平面状である凝縮器を備え、前記凝縮器の平面部分が前記外箱内面側に接するように配置されていることを特徴とする冷蔵庫。
外壁を形成する外箱と、庫内壁を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱間に発泡充填した断熱材と、前記断熱材内に埋設された真空断熱材とからなる断熱箱体と、前記断熱箱体の壁内部に配した両側表面が平面状である凝縮器とを備え、前記凝縮器の一方の平面部分を前記外箱内面側に、他方の平面部分を前記真空断熱材に接するように配置したことを特徴とする冷蔵庫。
凝縮器は、複数の扁平面した配管を平面板に密着させて表面を平面状としたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
凝縮器は、複数の細径管を平面板に密着させて表面を平面状としたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
凝縮器は、平面板と波形に加工を施した板を貼り合わせて、前記板間に形成した隙間を冷媒流路としたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
凝縮器の冷媒流路を形成する管内に切りおこし、もしくは溝を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
凝縮器の一方の平面を断熱箱体の外箱と兼用して形成することを特徴とした請求項１から６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
凝縮器と真空断熱材との間に部分的にある隙間に軟質部材を配置したことを特徴とした請求項２から７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
凝縮器と真空断熱材の間に部分的にある隙間に接着部材を介して、前記凝縮器と前記真空断熱材を一体として形成したことを特徴とした請求項２から７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。