JP2006071163A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】最下段の引出し貯蔵室の内容積と奥行きを最大化すると共に、背面パネルの結露を防止する。
【解決手段】断熱箱体１の上部に圧縮機１６を設け、背壁面３４に真空断熱材３７を埋設したので、最下段の貯蔵室を引出し部として使えるので有効に空間を利用できるうえに、低温となる背壁面３４の断熱壁厚を増加させることなく断熱性能を向上させ、背面パネル３８の温度低下を防止することができるので、背面の結露を防止できる。これにより内容積の減少や省エネ性の低下もなく、背面結露を防止することで冷蔵庫周囲の壁や床の腐食やかびを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は圧縮機を天面部に積載した冷蔵庫に関するものである。

近年、冷蔵庫は地球環境保護の観点から更なる省エネルギー化が進むとともに、その使い勝手や収納性の向上が求められている。

従来のこの種の冷蔵庫は、最下部に配設された貯蔵室の収納容積のアップを図る目的のために、断熱箱体の貯蔵室内最上部の後背部が下がるように窪ませた凹部を設け、その凹部に冷凍サイクルの構成機器を収納するという方法が採られていた（例えば、特許文献１参照）。

図１４は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の構成を示すものである。

図１４に示すように、断熱箱体１は、上から順に、冷蔵室２、冷凍室３、野菜室４を有し、冷蔵室２の前面開口には、冷蔵室回転扉５を設けている。また、断熱箱体１の中央から下方部に位置する冷凍室３と野菜室４は収納性と使い勝手を考慮して、簡易に取り出しが行える引出しタイプの冷凍室引出し扉６と野菜室引出し扉７を設けてある。冷蔵室２の庫内には複数の収納棚８が設けられており、冷凍室３と野菜室４には上面開口形状の収納容器９が取り付けてある。この収納容器９は前後方向のレール（図示せず）に、ローラで前後方向へ移動可能に支持されている。

断熱箱体１に設けた凹部１０は、外箱上面１１と外箱背面１２に渡る天面後背部を冷蔵室２の最上部の後背部が下がるように窪ませた箇所である。凹部１０はその左右が断熱箱体１の左右壁にて塞がれ上方および背方に開放しており、この凹部１０の開放部は、上板１３とこれにほぼ直角な背板１４とからなる凹部カバー１５にて覆われている。また、凹部カバー１５はネジなどにて断熱箱体１に取外し可能に固定されている。

冷凍サイクルの構成機器である圧縮機１６と凝縮器１７は機械室ファン１８と共に凹部１０内に収まるように配設され、凹部カバー１５にて覆われている。また、凹部カバー１５の上板１３と背板１４には、放熱のために複数の通風孔１９が設けられている。

また、冷凍サイクルの構成機器である蒸発器２０は冷凍室２の後背部に冷却ファン２１と共に配設されており、最下部の貯蔵室である野菜室４は奥行き深く構成してある。

これにより、断熱箱体１の背面下部に圧縮機１６や凝縮器１７を収納するものと比較して、野菜室４の内容積を大きく、深く構成できる。
特開２００１−９９５５２号公報

しかしながら上記従来の構成では、次に述べるような理由により、背面側の特に下部が結露しやすい問題があった。このように背面下部の結露が促進されると結露水が普段見えない奥の床面に滴下や壁面の付着などで、腐食やかびなどの問題が発生する可能性が高くなる。

ここで、冷蔵庫壁面が結露する理由について簡単に説明する。

冷蔵庫壁面の結露は周囲環境条件により大きく影響され、高温、高湿の周囲条件は結露しやすい条件であり、多雨の日本のような気候環境やキッチンのような調理場所は比較的厳しい条件にある。

また、近年の家庭用冷蔵庫に見られる背面壁ピッタリ設置も空気の対流を阻害し、背璧面表面の熱伝達率を低下させている。

また、さらに住宅空間をより有効に利用し冷蔵庫の収納量を増加させるために、小さく置いて大きく使う高容積効率の冷蔵庫が主流となり、断熱璧の薄壁設計が望まれている。なかでも冷凍室は冷凍食品の増加など生活様式の変化から、特に大容量化が望まれており、当然ながら壁厚を薄く設計することは断熱性能を低下させる為冷蔵庫壁面表面の温度が低下することに繋がる。

これらにより背面表面の温度と周囲温度との温度差が広がるために結露しやすい条件となっているのである。

一方で、背面下部に圧縮機や凝縮器を設けたタイプの冷蔵庫はこのような背壁面の結露防止対策と効果的であった。これは高温の圧縮機や凝縮器によって冷蔵庫背面下部の雰囲気温度が周囲温度に比べて高温となり、この高温の空気が上昇気流となって背面が加熱されて、さらに外表面の熱伝導でも加熱が促進されていた。

ところが、従来の構成のように圧縮機や高圧の配管が天面にあるタイプの冷蔵庫では、このような背面の自然加熱が望まれず、結露しやすいという問題があった。

このような上部に圧縮機を配置した冷蔵庫の中でも、従来の冷蔵庫のように最下段の貯蔵室が冷凍室でなく野菜室であり、この野菜室の上部に冷凍室が配置されるタイプの冷蔵庫よりも、本発明のように最下段に冷凍室が配置されるタイプの冷蔵庫の方がより背面結露が発生しやすい。これは圧縮機から冷凍室までの距離が遠いことに加え、一般に除霜装置等による排水を受ける蒸発皿が断熱箱体の下部に配置されることが多く、その蒸発皿内の水が蒸発することによって、冷蔵庫最下段の冷凍室背面部の湿度は上部の湿度よりも高くなり、より結露が発生しやすくなる。さらに、最下段が冷凍室であると最下段の冷凍室の下面部にも結露が発生する為、冷蔵庫最下段の周辺の湿度は非常に高くなり、中でも空気の対流が生じにくい背面部はより結露しやすい環境となる。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、下段の冷凍室の内容積と奥行きを拡大し、使いやすさを向上させた上で、設置性や内容積や省エネ性を損なうことなく背面結露を防止する冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、複数の断熱区画を有する断熱箱体と前記断熱箱体の上部に圧縮機を備え、前記複数の断熱区画のうち冷凍温度帯に設定された最下段に配置されている冷凍室の背壁面を前記断熱箱体のほぼ底部まで平面状に形成し、前記冷凍室の背壁面に真空断熱材を備えたことを特徴とする。これによって、圧縮機の配設スペースを使い勝手のよい断熱箱体下方部に設けることがなく有効に空間を利用できるうえに、特に結露しやすい低温の背壁面が圧縮機の上部移設に伴って平面状に拡大されても、断熱壁厚を増加させることなく断熱性能を向上させ、背表面の温度低下を防止することができる。

本発明の冷蔵庫は、最下段の貯蔵室の内容積と奥行きを充分に確保するのに加え、さらに背面の結露を防止できるので、背面をぴったり壁押付け可能となり設置性を向上させることができる。

請求項１に記載の発明は、複数の断熱区画を有する断熱箱体と前記断熱箱体の上部に圧縮機を備え、前記複数の断熱区画のうち冷凍温度帯に設定された最下段に配置されている冷凍室の背壁面を前記断熱箱体のほぼ底部まで平面状に形成し、前記冷凍室の背壁面に真空断熱材を備えたことを特徴とする。

これによって、圧縮機の配設スペースを引出し部として使える断熱箱体下方部に設けることがなく有効に空間を利用できるうえに、特に結露しやすい低温の背壁面が圧縮機の上部移設に伴ってほぼ平面状に拡大されても、断熱壁厚を増加させることなく断熱性能を向上させ、背面の温度低下を防止することができるので、背面の結露を防止できる。これにより内容積を減少させることもなく背面をぴったり壁押付け可能となり設置性を向上させることができる。

また、真空断熱材を用いることで低温の貯蔵室の壁厚を増加させることなく、省エネ性を向上させることが可能である。

これによって、最下段に配置されている為に結露した場合に床面へ水が滴下することによる腐食やかびなどに対する問題を防止することができる。

また、請求項２に記載の発明は、圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを順に備えて一連の冷媒流路を形成した冷凍サイクルを有し、前記冷凍室の後方であって前記蒸発器を配設する冷却器室の背壁面に真空断熱材を備えたことを特徴とする。

これによって、冷凍室などに比べて最も低温となる冷却器の温度影響を低減し、壁厚を厚くし、内容積や庫内奥行寸法を低減することなく、結露防止が可能である。

請求項３に記載の発明は、断熱箱体の背壁面に冷凍サイクルの高圧パイプの一部を配設したことを特徴とするので、周囲温度より高温となる高圧パイプによる壁面加温が可能となるので、より厳しい周囲条件においても結露防止することが可能となる。

さらに真空断熱材と重ね合わせて配設することで、庫内への熱侵入を低減するとともに、背壁面表面の温度上昇を均一に行うことが可能である。

また、請求項４に記載の発明は、断熱箱体の背壁面に埋設した真空断熱材の下方に冷凍サイクルの高圧パイプの一部を配設したことを特徴とするので、高温の高圧パイプによる加熱効果が下方から上方への熱移動が行われるために効率的である。

また、請求項５に記載の発明は、断熱箱体下部に冷凍サイクルの高圧パイプの一部を配設したことを特徴とするので、高温の高圧パイプにより断熱箱体下方の温度を周囲温度に比べて高くすることができる。したがって下方の暖かい空気が冷たい上方の空気と対流促進されて、断熱箱体の外表面温度を効率的に加温することができる。

請求項６に記載の発明は、断熱箱体の背面側に熱伝導性の良い材料からなる背面パネルを備え、高圧パイプを背面パネルに接するように配置したことを特徴とするもので、これによって、銅パイプ５０の発熱が背面パネル３８に均一に伝えられることで、背面パネルの温度が上がり、背面パネルの結露が防止される。

請求項７に記載の発明は、請求項１から７に記載の冷蔵庫に加えて、真空断熱材はシート状無機繊維集合体をガスバリア性フィルムによって被覆し、内部を減圧したことを特徴とするので、薄く平面性のよい真空断熱材の構成が可能であり、比較的薄い断熱壁を有する断熱箱体への適用が可能であり、真空断熱材配置の自由度も高い。

また折り曲げや溝付けや異形形状などの加工性に優れるので、断熱箱体への配設自由度が高く、高圧パイプとの重ね貼りに対しても自由度が高い効果がある。

また、シート状であるので薄いシートを必要に応じて複数枚構成可能であり、必要に応じた厚みを対応可能であり、真空断熱材の体積を変化させるのに有効である。

また、無機繊維を用いるので真空断熱材内における経時的なガス発生が少なく、断熱箱体の長期信頼性が向上する。

また、特に庫外側への貼り付け面をアルミ箔によるガスバリア性フィルムとすることで表面の熱伝導が促進され、温度均一化により結露防止の効果をあげることができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の概略断面図を示すものであり、図２は概略背面図を示すものである。また図３は真空断熱材の概略断面図を示す。なお、背景技術と同一構成については同一符号を付す。

図１と図２及び図３において、断熱箱体１は鋼板でできた外郭パネル２２と、ＡＢＳ樹脂でできた内箱２３と、外郭パネル２２と内箱２３との間に発泡充填してなる断熱材の例えば硬質発泡ウレタンフォーム２４とで周囲と断熱して構成されており、さらに断熱バリヤ２５で複数の断熱区画に区分されている。断熱区画は上から冷蔵室２、引出しタイプの野菜室４と冷凍室３の構成となっている。各断熱区画にはそれぞれ断熱扉がガスケット２６を介して設けられている。上から冷蔵室回転扉５、野菜室引出し扉７、冷凍室引出し扉６である。

冷蔵室回転扉５には扉ポケット２７が収納スペースとして設けられており、庫内には複数の収納棚８が設けられてある。また冷蔵室２の最下部には引出し可能な貯蔵ケース２８が設けてある。

冷蔵室２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１〜５℃で設定されている。また、貯蔵ケース２８は肉魚などの保鮮性向上のため比較的低めの温度、例えば−３〜１℃で設定される。野菜室４は冷蔵室２と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃とすることが多い。低温にすれほど葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。

冷凍室３は冷凍保存のために冷凍温度帯である通常−２２〜−１８℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のためには、さらに低温の冷凍温度帯として例えば−３０や−２５℃で設定されることもある。

断熱箱体１の天部は背面奥部で中央部を凹ませて、前部の第一の天面部２９と、後部の第二の天面部３０とで構成されている。庫内側の収納棚８の最上段は第二の天面部３０と下端面が同一面となるように設計されており、意匠性や使い勝手が向上してある。

冷凍サイクル３１は圧縮機１６と凝縮器１７と減圧器であるキャピラリ３２と水分除去を行うドライヤ（図示せず）と蒸発器２０とを環状に接続して構成されている。凝縮器１７と蒸発器２０は機械室ファン１８と冷却ファン２１とで強制対流熱交換させている。

特に区画構成や温度設定の構成に応じて複数の蒸発器を使い分けたり、複数のキャピラリを切り替えたり、圧縮機１６の停止中にガスカットをする場合など、電動三方弁などの流路制御手段を冷凍サイクル３１に用いることがある。

また、凝縮器１７は強制対流方式のものに加えて、断熱箱体１の外郭パネル２２を利用して自然放熱するための配管や、各室断熱バリヤ２５の前面に配設して結露防止を行うための配管を組み合わせてもよい。

冷凍サイクル３１の構成機器である圧縮機１６は第二の天面部３０の上方に設けた強度補強のための圧縮機支持板３３に弾性支持されている。

凝縮器１７はワイヤータイプやフィンコイルタイプやスパイラルフィンタイプなどの薄型構成で第一の天面部２９の上方空間に配設してある。

機械室ファン１８は圧縮機１６と並べて、圧縮機１６の右側で防振配置してあり、風路（図示せず）により凝縮器１７と圧縮機１６を強制的に空冷する。このとき圧縮機１６の熱影響を受けて凝縮器１７の能力が低下しないように、風の流れが凝縮器１７から圧縮機１６へとなるように風路は構成されている。

またドライヤ（図示せず）や流路制御弁は第二の天面部３０の上方に配設されている。

冷凍サイクル３１を動作させる制御基板（図示せず）は第一の天面部２９の上方や第二の天面部３０の上方や背壁面３４の冷蔵室２の後方上部にあたる位置に設けた窪みに配設するなどしてある。これにより背面下部に圧縮機やファンや基板などの電装品を設けることがなくて済む。

また、第一、第二の天面部２９、３０の上方と背面には機械室カバー３５がビスなどで取外し可能に設けられている。機械室カバー３５は背面と天面で分割したり、第一の天面部２９上方と第二の天面部３０とで分割するなど作業性やコストを考慮した形状を採るとよい。

また、冷凍サイクル３１の構成機器である蒸発器２０は冷却ファン１８と共に、中段に位置する野菜室４の背面部に設けられた冷却器室３６に備えられている。

冷却器室３６は冷凍室３よりも低い冷凍温度帯である−４０℃から−２３℃程度に設定されている。この冷却器室３６と冷蔵室３の温度帯は共に冷凍温度帯であり、冷凍温度帯とは−４０℃〜−１８℃の幅を持つ温度帯である。

真空断熱材３７は、少なくとも最下段の断熱区画である冷凍室３の後方で背壁面３４に埋設されており、外郭パネル２２の一部である背面パネル３８にホットメルトなどの接着部材で貼付けられている。

さらに、真空断熱材３７は野菜室４の後方に位置する冷却器室３６の後方も覆うように埋設されており、比較的低温の断熱区画をカバーしている。

また、真空断熱材３７は内部をシート状の無機繊維集合体であるセラミックファイバー成形体３９とその周囲を覆う複数の材料よりなるガスバリア性フィルム４０で構成され、内部を減圧してなる平面状の断熱材であるので、厚みの変更が容易であり、薄板状の構成も容易である。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

まず、冷凍サイクル３１の動作について説明する。庫内の設定された温度に応じて制御基板（図示せず）からの信号により冷凍サイクル３１が動作して冷却運転が行われる。圧縮機１６の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器１７にて放熱されて凝縮液化し、キャピラリ３２に至る。その後、キャピラリ３２ではサクションライン４１と熱交換しながら減圧されて低温低圧の液冷媒となって蒸発器２０に至る。

冷却ファン２１の動作により、庫内の空気と熱交換されて蒸発器２０内の冷媒は蒸発気化する。低温の冷気をダンパ（図示せず）などで分配することで各室の冷却を行う。また複数の蒸発器や減圧器を用いる場合は流路制御手段（図示せず）により必要な蒸発器へ冷媒が供給される。蒸発器２０を出た冷媒はサクションライン４１を経て圧縮機１６へと吸い込まれる。

低温の庫内各室の温度が十分に設定温度以下となったら、圧縮機１６の運転は停止される。

このような運転を繰り返すと、圧縮機１６や凝縮器１７は高温となり、庫内各室や冷却器室３６は低温となる。庫内各室温度や冷却器室３６の温度低下により断熱箱体１の外郭パネル２２の表面温度は低下してくる。このように断熱箱体の表面温度と外気温度の差が大きくなればなるほど断熱箱体表面に結露がしやすくまる。この時の温度低下度合いは断熱箱体１の断熱性能に大きく関わって決まる。一般的な冷蔵庫で使用されている硬質発泡ウレタンフォーム２４と比べて真空断熱材３７では断熱性能が５倍から１０倍に向上する。つまり１０ミリの厚みの真空断熱材３７を用いると、５０ミリから１００ミリの硬質発泡ウレタンフォーム２４を追加するのと同等の効果がある。したがって壁厚を増加させることなく、背面パネル３８の表面温度低下を抑えることができる。

従来一般的であったように圧縮機１６が最下部の貯蔵室である冷凍室の後方領域にないため、背壁面３４の形状は圧縮機収容のための凹部形成による複雑な形状をとることなく、断熱箱体１のほぼ底部まで平面状に形成されてその面積も圧縮機収容の凹部がない分大きく拡大される。

このため、冷凍温度帯で低温の冷凍室の背壁面３４の冷却面積が広がって室外との温度差と雰囲気条件による結露発生の領域がそのままでは拡大されてしまうが、このような広範囲の部位にしかも複雑な形状でなく平面状に揃えられた部位に高断熱性の真空断熱材３４を配設することにより、非常に効果的に作業効率もよく断熱性を高め、断熱箱体の背壁面３４やこの面に対向する設置環境の壁面の結露が発生して、腐食やかび発生などの問題となるのを防止することができる。

さらに真空断熱材３７が薄く平板状で平面度が高く、シート状であるので必要に応じた厚みの対応が可能であり、薄壁断熱壁を有する断熱箱体１への適用が容易で内容積の拡大に対して有利である。

また、無機繊維集合体であるセラミックファイバー成形体３９を用いるので真空断熱材３７内における経時的なガス発生が少なく、断熱箱体１の長期断熱性能の信頼性が向上する。

また、特に外郭パネル２２への貼り付け面をアルミ箔によるガスバリア性フィルム４０とすることで表面の熱伝導が促進され、温度均一化により結露防止の効果を向上することができる。

またさらに、真空断熱材３７は硬質発泡ウレタンフォーム２４に比べて密度が高いので下部の冷凍室３後方に設けることで低重心化が可能であり転倒防止に対して有利である。

なお、真空断熱材３７は背面パネル３８に対して先に固定してから、組み付けることで作業性の向上及び真空断熱材３７の取り付け位置精度を向上させることが可能である。

またなお、真空断熱材３７は比較的低温の後方だけ配設することで、真空断熱材３７の使用量を削減した上で、内容積や奥行きや省エネ性を確保することができるのでコストパフォーマンスが高い。

またなお、背面パネルに１枚の大きな真空断熱材３７を用い、最下部にある冷凍室３から上部の冷蔵室２の第二の天面部３０直下の背面まで覆うように貼り付けることで、硬質発泡ウレタンフォーム２４の厚み変化を少なくできるので、流動性が確保されてボイドの発生のない一様な断熱性能が確保できる。

また、背面後方にあった圧縮機１６などの電装品を上部へ移動させたために、背面パネル３８が厳しい条件において結露した場合には電装品への結露水が滴下するといったことがなく、漏電保護が容易である。

またなお、冷凍室３と野菜室４は上下が逆の構成となっても問題ない。

（実施の形態２）
図４と図５は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の概略断面図を示すものである。なお、背景技術と同一構成については同一符号を付す。

図４と図５において、断熱箱体１は上から冷蔵室２、左右に並んだ独立製氷室４２と切替室４３、野菜室４、冷凍室３の構成としてある。冷蔵室２や切替室４３などはダンパ（図示せず）と制御手段（図示せず）により、冷気の供給量が調整される。これにより切替室４３は野菜室温度から冷凍室温度まで変更可能に設定されている。また製氷室４２は冷凍室３から独立して構成されることで、使用頻度の高い氷を冷凍室３と区別して取り出し可能となるので冷凍室３の昇温が抑制される。さらに断熱箱体１の中央の位置に切替室４３と製氷室４２とを配置することで、かがまず取り出し可能な使い易さを提供できる。このような断熱区画の構成とすることで、断熱箱体１は複数の冷凍温度区画と複数の冷蔵温度区画を有することとなる。

また、圧縮機１６は断熱箱体１の上部に配置されており、凝縮器（図示せず）と減圧器と蒸発器とを加えて冷凍サイクル３１を構成している。

また、真空断熱材３７は、背壁面３４のなかで、最下段の断熱区画である冷凍室３の後方と製氷室４２及び切替室４３の後方とを十分覆うように複数枚埋設されている。真空断熱材３７は背面パネル３８にホットメルトなどの接着部材で貼付けられている。

以上のように構成された冷蔵庫について、圧縮機１６が背面上部に配置されており、下方に配置した場合と比べて背面温度は低下する。特に冷凍室温度帯となる断熱区画に当たる背面温度は一層温度低下が大きくなる。

背壁面３４に埋設した真空断熱材３７は硬質発泡ウレタンフォームなどの断熱材と比べて５倍〜２０倍の断熱性能を有しているので、熱の通過量が減少し、背面温度の低下を減少させることが可能である。特に庫内外の温度差の大きい箇所に真空断熱材３７を貼りつけることで、断熱壁厚みを増加して庫内内容積を犠牲にすることなく、背面パネル３８の温度低下を減少させることが可能である。

なお、図５に示すように冷却器室３６を加えて引出し室下部をカバーするように真空断熱材３７を配設すると、重心が低下して転倒防止に有利である。

なお、冷凍室３と野菜室４の位置を入れ替えて構成すると冷凍温度帯の断熱区画が近接し、真空断熱材３７の使用枚数を減少させることができ、コスト面で有利である。

なお、蒸発器２０は空冷式でも直冷式でもよいが、直冷式の場合は内箱２３が直接低温となるために温度低下が大きくより効果大である。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の概略断面図を示すものである。なお、背景技術と同一構成については同一符号を付す。

冷凍室３の背面に第一の冷却器室４４と、冷蔵室２の背面に第二の冷却器室４５とを設け、第一の冷却器室４４には第一の蒸発器４６と第一のファン４７を備え、第二の冷却器室４５には第二の蒸発器４８と第二のファン４９を備えてある。各々蒸発器は三方弁（図示せず）などの流路制御手段によって回路が切り替えられつつ冷却運転が行われる。

切替室４３や製氷室４２は第一の冷却器室４４より、ダンパ（図示せず）で冷気が制御されて温度調節が行われる。第二の蒸発器４８のオフサイクル運転により霜を融解させて冷蔵室２庫内を加湿させることができる。

また、背壁面３４のなかで、第一の冷却器室４４の後方と、第二の冷却器室４５の後方には真空断熱材３７を埋設してある。

以上のように構成された冷蔵庫について、第一、第二の冷却器室４４、４５は各室を冷却するために、低温の第一、第二の蒸発器４６、４８を有し、さらに風路を構成するために、通過風速が庫内に比べて早く壁面への熱伝達率が大きくなるので、壁面への熱通過量が大きくなる。熱通過量が大きくなると背面パネル３８の温度低下が顕著となるので一層壁面壁厚を増加させなければならなくなる。

背壁面３４に埋設した真空断熱材３７は硬質発泡ウレタンフォーム２４と比べて５倍〜２０倍の断熱性能を有しているので、熱の通過量が減少し、背面パネル３４の温度低下を減少させることが可能である。特に庫内外の温度差の大きい箇所に真空断熱材３７を貼りつけることで、断熱壁厚みを増加して庫内内容積を犠牲にすることなく、背面パネル３８の温度低下を減少させることが可能である。

なお、切替室４３や製氷室４２は第二の冷却室４５より、ダンパ（図示せず）で冷気が制御されて温度調節が行われるならば、隣接した冷却器室より風路を構成できるので、風路が簡素化でき、無効容積の削減と風路抵抗の減少による高効率化が可能である。

（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫の概略断面図を示すものであり、図８は概略背面図を示すものである。なお、背景技術と同一構成については同一符号を付す。

図７と図８において、断熱箱体１は上から冷蔵室２、並列配置の製氷室４２と切替室４３、野菜室４、冷凍室３の断熱区画構成となっている。切替室４３は冷凍温度から野菜室温度まで切替可能である。また冷凍室３及び野菜室４の背面には冷却器室３６が設けられており、冷却器室３６内には蒸発器２０と冷却ファン２１が備えられている。

背壁面３４は内箱２３と金属鋼板からなる背面パネル３８と、背面パネル３８に貼り付けられた真空断熱材３７とその間を充填させた硬質発泡ウレタンフォーム２４とで構成された断熱壁である。さらに、背面パネル３８には冷凍サイクル３１の高圧パイプの一部である銅パイプ５０が熱交換可能にアルミテープ５１で貼り付けられている。

真空断熱材３７には銅パイプ５０の配設パターンにあわせた溝が背面パネル３８への貼り付け面に形成されている。真空断熱材３７は銅パイプ５０を溝に当接させて、ホットメルトなどの接着部材によって背面パネル３８に密着貼り付けされる。

銅パイプ５０を貼り付けてあるアルミテープ５１は上方にある第二の天面部３０に向って外気連通するように位置している。これにより銅パイプ５０とアルミテープ５１の間に残った空気の膨張収縮により外観変形が生じるのを防止する。特に上方に位置する第二の天面部３０に向って外気連通するので膨張した空気が逃げやすく、変形防止に効果が大きい。

以上のように構成された冷蔵庫について、冷凍サイクル３１の高圧パイプは圧縮機１６の吐出配管５２が最も高い温度となり配管下流に向うに従い、熱交換して低温度となる。凝縮器１７においては冷媒ガスと液の二相状態となり、単一冷媒においては一定の温度となる。

凝縮器１７での温度は通常、機械室ファン１８により外気との熱交換を行う空冷システムの場合、周囲温度との温度差が５℃〜１５℃程度となる。すなわち高圧パイプの一部である銅パイプ５０を背壁面３４に用いることにより、背面パネル３８の温度低下に対して、周囲温度よりも高い加熱手段を設けることが可能となる。

さらに加熱手段となる銅パイプ５０と熱伝導性の良い材料である金属鋼板からなる背面パネル３８とが密接していることにより、銅パイプ５０の発熱が背面パネル３８に均一に伝えられることで、背面パネルの温度が上がり、背面パネルの結露が防止される。また、背面パネルの温度が上がっても、背面パネルより庫内側に真空断熱材３７を備えることで、庫内側への侵入熱量が低減されるので、庫内温度の上昇を防ぐことができる。

また、真空断熱材３７のガスバリア性フィルム４０を構成する熱伝導性のよいアルミ表面が溝で押さえられた銅パイプ５０を介して背面パネル３８に密着することで、伝熱の促進が図られ、真空断熱材の冷蔵庫外部側の表面温度が上昇する為、真空断熱材と背面パネル間の結露も防ぐことができる。

特に真空断熱材３７の下方位置に銅パイプ５０を配置するならば下方であたためられた周囲空気が自然対流により上方へと移動するために一層背面パネル３８の表面温度を上昇させることができる。

以上のことから、圧縮機１６を断熱箱体１上部に移動させたにも関わらず、背面パネル３８の温度を上昇させて、結露を防止することができる。さらに庫内昇温を抑え省エネに寄与することができる。

（実施の形態５）
図９と図１０は、本発明の実施の形態５における冷蔵庫の概略背面図を示すものである。なお、背景技術と同一構成については同一符号を付す。

図９において断熱箱体１は複数の断熱区画（図示せず）で構成され、冷凍温度など低温の断熱区画の後方に真空断熱材３７が埋設されている。

また、背面パネル３８には冷凍サイクル３１の高圧パイプの一部である銅パイプ５０が熱交換可能にアルミテープ５１で貼り付けられている。銅パイプ５０は上方が開口するコの字を９０度回転させた３辺で構成される形状となっており、銅パイプ５０の両端部は背面パネル上部から飛び出して第二の天面部３０上方に配置される。銅パイプ５０の垂直部５３は背面パネル３８の左右端部に配置されており、水平部５４は真空断熱材３７と重ねて配設されている。

また、真空断熱材３７は銅パイプ５０の水平部５４にあわせた溝が背面パネル３８への貼り付け面に形成されている。真空断熱材３７は銅パイプ５０の水平部５４を溝に当接させて、ホットメルトなどの接着部材によって背面パネル３８に密着貼り付けされる。

冷凍サイクル３１は断熱箱体１の第二の天面部３０に設けられた圧縮機１６と、第一の天面部２９に設けられた凝縮器１７と、ドライヤとキャピラリ（図示せず）と蒸発器とを環状に接続してなり、背面パネル３８に設けた銅パイプ５０は一方の端部を凝縮器１７出口と第二の天面部３０上方で接合されて、もう一方の端部を別の高圧パイプの一部と接合されている。

以上のように構成された冷蔵庫について、冷凍サイクル３１の高圧パイプは圧縮機１６の吐出配管５２が最も高い温度となり下流に向うに従い、熱交換して低温度となる。凝縮器１７においては冷媒ガスと液の二相状態となり、単一冷媒においては一定の温度となる。

凝縮器１７での温度は通常、外気との熱交換を行う空冷システムの場合、周囲温度との温度差が５℃〜１５℃程度となる。すなわち高圧パイプの一部である銅パイプ５０を背壁面３４に用いることにより、背面パネル３８の温度低下に対して、周囲温度よりも高い加熱手段を設けることが可能となる。

また、断熱層が厚いために庫内への熱侵入の影響が最も小さい背面コーナー近傍に銅パイプ５０の垂直部５３を設けることで庫内への熱侵入を低減し省エネ性が低下することを防いだ上で背面パネルの温度を上昇させ、結露を防止することができる。さらに水平部５４は断熱性能の高い真空断熱材３７と重ねることで庫内への熱侵入を低減し、省エネ性が低下することを防いだ上で、背面パネルの温度を上昇させ、結露を防止することができる。

また、真空断熱材３７のガスバリア性フィルム４０を構成する熱伝導性のよいアルミ表面が溝で押さえられた銅パイプ５０を介して背面パネル３８に密着することで、伝熱の促進が図られ、真空断熱材の冷蔵庫外部側の表面温度が上昇する為、真空断熱材と背面パネル間の結露も防ぐことができる。

さらにまた、真空断熱材３７の溝部は直線状ですむこととなり、銅パイプ５０との位置合わせに伴う組立性の向上が図られる。

特に真空断熱材３７の下方位置に銅パイプ５０の水平部５４を配置するならば下方であたためられた周囲空気が自然対流により上方へと移動するために一層背面パネル３８の表面温度を上昇させることができる。

以上のことから、圧縮機１６を断熱箱体１の上部に移動させたにも関わらず、背面パネル３８の温度を上昇させて、結露を防止することができる。さらに庫内昇温を抑え省エネに寄与することができる。

なお、アルミテープ５１で熱交換可能に貼り付けとしたが、熱伝導性シーラーなどの流体状の接着剤で背面パネル３８に形成した取り付け部（図示せず）に熱交換可能に固定すると、アルミテープ５１の貼り付けより作業性が向上しコスト低減となるうえに、テープ貼り付け平面が必要無いのでコーナー部などでの密着性が向上され、貼り付け場所の自由度が高いという効果がある。

なお、図１０のように垂直部５３だけでなく水平部５４も侵入熱の影響を浮けにくい背面パネル３８の下端コーナー部に真空断熱材３７と重ねることなく配設することで、真空断熱材３７の溝付け加工が不必要となり、さらに溝に銅パイプ５０を合わせないので組立性も向上し、コスト低減が図られる。

（実施の形態６）
図１１は、本発明の実施の形態６における冷蔵庫の概略背面図を示すものである。なお、背景技術と同一構成については同一符号を付す。

図１１において、断熱箱体１は複数の断熱区画（図示せず）で構成され、冷凍温度など低温の断熱区画の後方に真空断熱材３７が埋設されている。

また、背面パネル３８には冷凍サイクル３１の高圧パイプの一部である銅パイプ５０が熱交換可能にアルミテープ５１で貼り付けられている。銅パイプ５０は上方が開口するコの字を９０度回転させた３辺で構成される形状となっており、銅パイプ５０の両端部は背面パネル３８の上部から飛び出して第二の天面部３０の上方にある。銅パイプ５０の垂直部５３は真空断熱材３７と重ねて配置されており、水平部５４は、侵入熱の影響を受けにくい背面パネル３８の下端コーナー部に真空断熱材３７と重ねることなく配設してある。

また、真空断熱材３７は銅パイプ５０の垂直部５３にあわせた溝が背面パネル３８への貼り付け面に二本形成されている。真空断熱材３７は銅パイプ５０の垂直部５３を溝に当接させて、ホットメルトなどの接着部材によって背面パネル３８に密着貼り付けされる。

冷凍サイクル３１は断熱箱体１の第二の天面部３０に設けられた圧縮機１６と、第一の天面部２９に設けられた凝縮器１７と、ドライヤ（図示せず）とキャピラリと蒸発器とを環状に接続してなり、背面パネル３８に設けた銅パイプ５０は一方の端部を凝縮器１７出口と第二の天面部３０上方で接合されて、もう一方の端部を別の高圧パイプの一部と接合されている。

以上のように構成された冷蔵庫について、冷凍サイクル３１の高圧パイプは圧縮機１６の吐出配管５２が最も高い温度となり下流に向うに従い、熱交換して低温度となる。凝縮器１７においては冷媒ガスと液の二相状態となり、単一冷媒においては一定の温度となる。

凝縮器１７での温度は通常、機械室ファン１８で外気との熱交換を行う空冷システムの場合、周囲温度との温度差が５℃〜１５℃程度となる。すなわち高圧パイプの一部である銅パイプ５０を背壁面３４に用いることにより、背面パネル３８の温度低下に対して、周囲温度よりも高い加熱手段を設けることが可能となる。

また、断熱層が厚いために庫内への熱侵入の影響が最も小さい背面下端コーナー近傍に銅パイプ５０の水平部５４を設けることで省エネ性が低下することを防いだ上で背面パネルの温度を上昇させ、結露を防止することができる。

また、真空断熱材３７のガスバリア性フィルム４０を構成する熱伝導性のよいアルミ表面が溝で押さえられた銅パイプ５０を介して背面パネル３８に密着することで、伝熱の促進が図られ、真空断熱材の冷蔵庫外部側の表面温度が上昇する為、真空断熱材と背面パネル間の結露も防ぐことができる。

さらにまた、真空断熱材３７の溝部は直線状ですむこととなり、銅パイプ５０との位置合わせに伴う組立性の向上が図られる。

特に真空断熱材３７の下方位置に銅パイプ５０を配置するならば下方であたためられた周囲空気が自然対流により上方へと移動するために一層背面パネル３８の表面温度を上昇させることができる。

また、真空断熱材３７には横方向の溝がないので、他部品の変更を伴わず、真空断熱材３７の貼付け位置を上下させることができる。これにより断熱区画の温度構成が入れ替わった場合なども部品変更なしに対応が行え、材料管理コストの低減が行え、多品種少量生産に向けた効果がある。

以上のことから、圧縮機１６を冷蔵庫上部に移動させたにも関わらず、背面パネル３８の温度を上昇させて、結露を防止することができる。さらに庫内昇温を抑え省エネに寄与することができる。

なお、より悪い条件で結露した場合にも背面パネル３８最下部に加熱手段となる銅パイプ５０の水平部５４を配置し、結露水の滴下の妨げとなるリブなどの保留手段を設けることで結露水を再度蒸発させることができ、床面への滴下防止の効果がある。

なお、銅パイプ５０はアルミテープ５１で熱交換可能に貼り付けとしたが、熱伝導性シーラーなどの流体状の接着部材で背面パネル３８に形成した取り付け部に熱交換可能に固定するとテープ貼り付けより作業性が向上しコスト低減となるうえに、テープ貼り付け平面が必要無いのでコーナー部などでの密着性が向上され、貼り付け場所の自由度が高いという効果がある。

またなお、複数の真空断熱材３７を背面パネル３８に貼付ける場合など真空断熱材３７を兼用して上下に貼りつけることも可能である。

（実施の形態７）
図１２は、本発明の実施の形態７における冷蔵庫の概略断面図を示すものである。なお、背景技術と同一構成については同一符号を付す。

図１２において、断熱箱体１は上から冷蔵室２、左右に並んだ独立製氷室４２と切替室４３、野菜室４、冷凍室３の構成としてある。冷蔵室２や切替室４３などはダンパ（図示せず）と制御手段（図示せず）により、冷気の供給量が調整される。これにより切替室４３は野菜室温度から冷凍室温度まで変更可能に設定されている。

断熱箱体１の背壁面３４の真空断熱材３７は、最下段の断熱区画である冷凍室３の後方と製氷室４２及び切替室４３の後方とを十分覆うように埋設されている。

また、圧縮機１６は断熱箱体１の上部に配置されており、凝縮器１７は断熱箱体１の下部に配置されている。キャピラリ（図示せず）と野菜室４と冷凍室３の後方に配置された蒸発器２０とを加えて環状に接続して冷凍サイクル３１を構成している。

以上のように構成された冷蔵庫について、圧縮機１６が背面上部に配置されており、下方に配置した場合と比べて背面温度は低下する。特に冷凍室温度帯となる断熱区画に当たる背面パネル３８の表面温度は一層低下が大きくなる。

背壁面３４に埋設した真空断熱材３７は硬質発泡ウレタンフォーム２４の断熱材と比べて５倍〜２０倍の断熱性能を有しているので、熱の通過量が減少し、背面パネル３８の温度低下を減少させることが可能である。特に庫内外の温度差の大きい箇所に真空断熱材３７を貼りつけることで、断熱壁厚みを増加して庫内内容積を犠牲にすることなく、背面パネル３８の温度低下を減少させることが可能である。

また、冷凍サイクルの高圧パイプは圧縮機１６の吐出配管（図示せず）が最も高い温度となり下流に向うに従い、熱交換して低温度となる。凝縮器１７においては冷媒ガスと液の二相状態となり、単一冷媒においては一定の温度となる。

凝縮器１７での温度は通常、ファン（図示せず）を用いれば外気との熱交換を行う空冷システムの場合、周囲温度との温度差が５℃〜１５℃程度となるので、下方部に凝縮器１７を配置することで、断熱箱体１の下方空間の温度が上昇する。

これらによって背面パネル３８の温度低下に対して、この温度上昇した空気を加熱手段として利用するものである。また、底面パネル５５の熱伝導によっても背面パネル３８の温度は上昇する。

なおファンなしの場合はさらに温度上昇する場合もある。また別にファン空冷式凝縮器（図示せず）を設けてもよい。

また、断熱箱体１の底面パネル５５を背面方向に向かって上り傾斜をつけて、より有効に空気の対流を促進することができる。

また、背面パネル３８の上下方向に溝を構成し、上下方向の空気の流れを促進するとさらに効果があがる。

また、さらに背面パネル３８の一部を突起させて、室内壁に密着押し当てしたときの背面対流空間を確保するなら空気の上下対流が十分に確保される。

なお、断熱箱体１の下方部に高圧パイプの一部として凝縮器１７を設けたが、除霜水を蒸発させるための蒸発パイプや底面パネル５５に設けた結露防止パイプであってもよい。

（実施の形態８）
図１３は、本発明の実施の形態８における冷蔵庫の概略断面図を示すものである。なお、背景技術と同一構成については同一符号を付す。

図１３において、蒸発器２０を配置する冷却器室３６は断熱箱体１の下奥部に設けられている。

また、蒸発器２０の下方部にはガラス管とヒータ線で構成された輻射熱を利用する除霜ヒータ５６と除霜水が直接除霜ヒータ５６に滴下することを防止するために、アルミ板で構成された傘状のヒータカバー５７とが設けられている。除霜ヒータ５６の下方は除霜水を受けるドレンパン５８が備えてある。また、ドレンパン５８は中央から端部にかけて傾斜させてあり、中央は除霜水を外部へ排出するパイプ形状の排水経路５９となっている。このドレンパン５８は断熱箱体１の底壁面に配設されており、パイプ形状の排水経路５９は底面下方部の外部と連通してある。ドレンパン５８下方には庫外で排出された除霜水を保留する蒸発皿６０が設けてある。蒸発皿６０は蒸発水の蒸発手段として高圧パイプの一部６１が熱交換可能に配設されてある。

冷凍室３より低温となる蒸発器２０の後方には真空断熱材３７が埋設されている。背面パネル３８の温度低下を防止するために、真空断熱材３７を埋設すると硬質発泡ウレタンフォーム２４を充填した部位の温度は真空断熱材３７がない場合と比べて低下する。ドレンパン５８から蒸発皿６０へ排水する排水経路５９をこの真空断熱材３７と内箱２３の間に配置すると温度低下により凍結し、排水不能となる可能性がある。

さらに真空断熱材３７を埋設する場合には発泡充填する硬質発泡ウレタンフォーム２４の流動性を確保することが重要となる。真空断熱材３７を配設する背壁面３４に流動阻害要因となる排水経路５９をなくすことで璧圧寸法を増加させることなく庫内内容積を十分に確保することが可能である。

またさらに、ウレタン発泡中の発泡圧や発泡前に真空断熱材３７と排水経路５９の接触による真空断熱材３７の破れなどによる性能劣化を防止することが容易であり、固定部材やテープなどによる保護が簡易ですむので低コストとなる。

以上のように、本発明に係る冷蔵庫は、圧縮機を蒸発器より上方に配設した冷凍サイクルを有する場合の背面結露を防止できるため、冷蔵庫周囲の壁や床の腐食やかびを防止することができるので家庭用冷蔵庫のみならず業務用冷蔵庫、自動販売機、その他の冷却機器を備えた貯蔵庫の冷凍サイクル構成として有用である。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の概略断面図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の概略背面図 本発明の実施の形態１における真空断熱材の概略断面図 本発明の実施の形態２における冷蔵庫の概略断面図 本発明の実施の形態２における冷蔵庫の概略断面図 本発明の実施の形態３における冷蔵庫の概略断面図 本発明の実施の形態４における冷蔵庫の概略断面図 本発明の実施の形態４における冷蔵庫の概略背面図 本発明の実施の形態５における冷蔵庫の概略背面図 本発明の実施の形態５における冷蔵庫の概略背面図 本発明の実施の形態６における冷蔵庫の概略背面図 本発明の実施の形態７における冷蔵庫の概略断面図 本発明の実施の形態８における冷蔵庫の概略断面図 従来の冷蔵庫の概略断面図

符号の説明

１ 断熱箱体
２ 冷蔵室
３ 冷凍室
４ 野菜室
１６ 圧縮機
１７ 凝縮器
２０ 蒸発器
２２ 外郭パネル
２３ 内箱
２４ 硬質発泡ウレタンフォーム（断熱材）
２９ 第一の天面部
３０ 第二の天面部（断熱箱体上部の凹み部）
３１ 冷凍サイクル
３２ キャピラリ（減圧器）
３４ 背壁面
３６ 冷却器室
３７ 真空断熱材
３８ 背面パネル
３９ セラミックファイバー成形体
４０ ガスバリア性フィルム
４１ サクションライン
４２ 製氷室
４３ 切替室
５０ 高圧パイプの一部である銅パイプ
５１ アルミテープ
５６ 除霜ヒータ
５８ ドレンパン
５９ 排水経路
６０ 蒸発皿
６１ 高圧パイプの一部

Claims (7)

1. 複数の断熱区画を有する断熱箱体と前記断熱箱体の上部に圧縮機を備え、前記複数の断熱区画のうち冷凍温度帯に設定された最下段に配置されている冷凍室の背壁面を前記断熱箱体のほぼ底部まで平面状に形成し、前記冷凍室の背壁面に真空断熱材を備えた冷蔵庫。
2. 圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを順に備えて一連の冷媒流路を形成した冷凍サイクルを有し、前記冷凍室の後方であって前記蒸発器を配設する冷却器室の背壁面に真空断熱材を備えた請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 断熱箱体の背壁面に冷凍サイクルの高圧パイプの一部を配設した請求項１または２に記載の冷蔵庫。
4. 前記高圧パイプは前記断熱箱体の背壁面に備えた真空断熱材の下方に配設した請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 前記高圧パイプは前記断熱箱体の下部に配設した請求項３に記載の冷蔵庫。
6. 前記断熱箱体の背面側に熱伝導性の良い材料からなる背面パネルを備え、前記高圧パイプを前記背面パネルに接するように配置した請求項３に記載の冷蔵庫。
7. 真空断熱材はシート状無機繊維集合体をガスバリア性フィルムによって被覆し、内部を減圧したものである請求項１から６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

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