JP2006112640A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】
外箱と内箱との間に放熱パイプを配設した場合であっても熱侵入を低減して省エネ向上に寄与する。
【解決手段】
開口した前側を扉で閉塞される貯蔵室と、この貯蔵室の奥側に配置される冷却器と、この貯蔵室の側面の内箱と外箱との間に配設される真空断熱材と、この真空断熱材の外周に配設される放熱パイプとを備え、この放熱パイプのうち、前記真空断熱材の奥側に位置する部分が、前記貯蔵室の背面壁よりも奥側に位置する構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、真空断熱材を有する冷蔵庫に関する。

外箱と内箱との間を断熱壁とした断熱箱体からなる冷蔵庫に、近年、真空断熱材が使用されてきている。真空断熱材は、発泡ウレタン等の発泡断熱材と比較して、高い断熱性能を有している。これらの真空断熱材を配設した冷蔵庫は、従来のものより庫内への熱侵入量を低減できることから、食品の冷凍、冷蔵上有利なだけではなく、省エネ向上にも寄与するものである。

一方、冷蔵庫の各貯蔵室の前面開口は、断熱材を配設したドアで閉じられ、このドアに配設されたガスケットにより開口面の周囲を密閉している。しかし、ガスケットによる密閉は断熱が完全ではないため、庫内の冷気が庫外の温かい空気と接触し、各貯蔵室の周辺に結露が生じてしまう。このため、冷蔵庫では、各貯蔵室の周辺に結露防止用の放熱手段を配置している。このような結露防止用の放熱手段は、通常、冷凍サイクルの冷媒回路を構成する配管を放熱パイプとして使用している。この放熱パイプは、箱体の外板側に取り付けられており、箱体表面から放熱し、冷凍サイクルにおける凝縮器の一部として機能している。

放熱パイプを断熱壁内の外板側に取り付け、さらに、真空断熱材を断熱壁内に配設した冷蔵庫としては、特許文献１に記載がある。この特許文献１には、真空断熱材に配管を挟み込むための溝を設け、この溝に凝縮配管を挟み込むように真空断熱材を外箱側に貼り付けた例が開示されている。

また、特許文献２には、外箱の内面に真空断熱材を取り付け、この真空断熱材と外箱とが接触する部分の外周における外箱内面に高温冷媒配管が取り付けられた構成が開示されている。

特開2004-156824号公報 特開平9-269177号公報 特開2004-11708号公報

上記の特許文献１では、凝縮配管と冷蔵庫の庫内との間に真空断熱材が位置しており、配管から庫内への熱侵入を低減することが可能な構成としている。しかし、真空断熱材の表面に溝が形成されており、この溝部分における断熱性能の低下については考慮されていない。特許文献１には、溝の形成方法については開示されていないが、例えば、真空断熱材の芯材として、無機繊維集合体を使用した場合には次のような問題が生ずる。

例えば、特許文献３に記載のように、真空引き後にプレス成形によって溝を形成する場合、溝形成部分では芯材の繊維が破断する虞がある。また、芯材の繊維方向にもズレが生じ、断熱性能の低下を招く場合がある。また、真空断熱材の外被材はガスバリア性を必要とするために金属層を有しており、高温の冷媒配管と近接して配置すると、この金属層を介した熱伝導により（いわゆるヒートブリッジ現象）、真空断熱材の有する高い断熱性能を十分に発揮できない場合があった。また、溝部分では外被材の引っ張り力が集中して、真空度の低下を招き、長期間の使用によって断熱性能の経時劣化の原因となり得る。

一方、上記の特許文献２では、真空断熱材と極めて近い位置に高温冷媒配管が取り付けられているため、ヒートブリッジ現象による熱伝導が発生する場合があった。また、庫内の他の構成との関係については考慮されたものではなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、外箱と内箱との間に放熱パイプを配設した場合であっても熱侵入を低減して省エネ向上に寄与する冷蔵庫を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、開口した前側を扉で閉塞される貯蔵室と、この貯蔵室の奥側に配置される冷却器と、この貯蔵室の側面の内箱と外箱との間に配設される真空断熱材と、この真空断熱材の外周に配設される放熱パイプとを備え、
この放熱パイプのうち、前記真空断熱材の奥側に位置する部分が、前記貯蔵室の背面壁よりも奥側に位置することとしたものである。

また、上記の冷蔵庫において、さらに、前記真空断熱材の奥側端部を、前記貯蔵室の背面壁よりも奥側に位置するものとした。

本発明によれば、放熱パイプから庫内への熱侵入を低減し、省エネ向上に寄与する冷蔵庫を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図1は、本発明の実施例に係る冷蔵庫の配管を透視した斜視図である。図に示すように、本実施例の冷蔵庫10は、冷凍サイクルを備えており、圧縮機20によって高温高圧に圧縮された冷媒は、凝縮器21及び放熱パイプ22、23、24、25によって凝縮され、キャピラリーチューブを経て減圧され、冷却器26に送られる。冷却器26で冷媒は蒸発し、庫内が冷却される。

図2は本実施例の冷蔵庫の縦断面図である。冷蔵庫10は、冷蔵温度帯の貯蔵室である冷蔵室14aを最上段に備えており、その下に、同じく冷蔵温度帯の貯蔵室である野菜室14bが配置される。これらの冷蔵温度帯の貯蔵室14a、14bと仕切断熱壁で仕切られた下段には、冷凍温度帯の貯蔵室である上段冷凍室15a及び製氷室15bが配置される。なお、上段冷凍室15aの位置は、切替室としてもよく、その際、この切替室は上段の野菜室14b、隣接する製氷室15b、及び下段の下段冷凍室15cとの間に仕切断熱壁を配設しておく必要がある。最下段には同じく冷凍温度帯の貯蔵室である下段冷凍室15cが配置される。

これらの各貯蔵室は前面が開口しており、その開口前面を扉によって閉塞されている。本実施例では、最上段の冷蔵室14aは回転式の扉とし、他の野菜室14b、上段冷凍室15a、製氷室15b、及び下段冷凍室15cは、いずれも引き出し式の扉としている。これらの各室は扉の方式を問わず、扉体の周囲に取り付けられるガスケットによって、各室の開口前縁との間を閉塞している。

冷凍室温度帯の貯蔵室である上段冷凍室15a、製氷室15b、下段冷凍室15c（以下、これらの冷凍温度体の貯蔵室を総称して、単に「冷凍室」と称する場合がある。）の背面奥部には、冷却器26が配設される冷却室16が区画され、この冷却器26によって冷却された冷気は、送風ファン17によって冷凍室、又は上段の冷蔵室へと送られ、各室を所定の温度帯に保持している。

冷蔵庫10箱体は、鋼板製の外箱11と樹脂製の内箱12とによって形成されており、この外箱11と内箱12との間には断熱材を備えた断熱部として、庫内と箱体外とを断熱している。この断熱部には、発泡ウレタン等の発泡断熱材13が充填されるが、本実施例では、発泡断熱材よりも断熱性能の高い真空断熱材30を断熱部の外箱11側に配設している。真空断熱材30は、芯材として無機繊維集合体を使用し、この芯材をガスバリア性を有する外包材で覆って内部を真空状態としている。真空断熱材30は図に示すように、箱体の上面、背面、底面及び側面の断熱部に配設されている。真空断熱材30は、断熱部の外箱11側に貼り付けられて配設されている。これらの真空断熱材30は、全て外箱11側に配設される必要はないが、後述するように、少なくとも背面及び側面の真空断熱材30は外箱11側に配設される。また、扉体に真空断熱材を配設しても差し支えなく、さらなる断熱性能の向上が図れる。

冷蔵庫10の背面下部は機械室となっており、冷凍サイクルを構成する圧縮機20及び凝縮器21と図示しない送風機が配置される。圧縮機20によって圧縮された冷媒は凝縮器21へと送られ、図示しない送風機によって送られる外気と熱交換されて凝縮される。

次に、図1を参照して、冷凍サイクルにおける放熱パイプの作用について述べる。図に示す放熱パイプ22、23、24、25は、冷媒が凝縮器21によって凝縮された後であって、キャピラリーチューブ26で減圧されて冷却器27で蒸発する前に、放熱して冷媒を凝縮することを第一の目的として備えられているものである。すなわち、冷蔵庫10の外箱11を介して放熱して、キャピラリーチューブ26へと冷媒を送る凝縮器の一部として利用されるものである。換言すれば、機械室に配置される凝縮器21（以下、機械室凝縮器と称する場合がある）の作用を補うものとして備えられている。

凝縮器21から送られた冷媒は、冷蔵庫10箱体の側面の外板11側に配置される側面放熱パイプ（右）22を通ってより凝縮され、側面に配設される真空断熱材30の外周をほぼ1周して背面側へと送られる。側面放熱パイプ（右）22から背面放熱パイプ23へと送られる。背面放熱パイプ23は冷蔵室14aの背部に位置して側面放熱パイプ（左）24と連通する。背面の真空断熱材30は、上下に2枚配設され、背面放熱パイプ23は、この上下の真空断熱材30の間に位置するように配設される。

側面放熱パイプ（左）24は、側面放熱パイプ（右）22と同様に、側面の外板11側に配設される真空断熱材30の外周をほぼ1周する。側面放熱パイプ（左）24で放熱された冷媒は、さらに前面放熱パイプ25へと送られてさらに放熱する。機械室凝縮器21、放熱パイプ22、23、24、25によって十分に凝縮された冷媒は、キャピラリーチューブで減圧され、冷却室16に配置された冷却器26で蒸発して周囲の空気を冷却する。冷却器26で冷却された冷気は、上述のように送風ファン17によって冷蔵室14a、野菜室14b、及び冷凍室へと送られ、各室を所定の温度に冷却する。

次に、図1及び図3を参照して、放熱パイプの第二の作用について述べる。図3は、前面放熱パイプ26の仕切板へと配設構造を示す図である。図1に示したように、側面放熱パイプ（左）24から前面放熱パイプ25へと送られた冷媒は、冷凍室の開口面の前縁部及び野菜室14bの開口面の前縁部においてさらに放熱される。この開口面の前縁部は、各貯蔵室の側壁の前端部と、各貯蔵室を区画する仕切壁28の前端部とから構成されており、この前縁部に放熱パイプ25を配設することによって、冷媒の凝縮とともに結露の防止を図るものである。

仕切板内には、前面側の鋼板と熱的に接触して前面放熱パイプ25が取り付けられている。仕切板の前面側は、各貯蔵室の扉に取り付けられたガスケット29と接触しており、このガスケット29近傍の仕切板（鋼板）に結露が生ずることとなる。したがって、この前面放熱パイプ25内に高温の冷媒が流れることによって、仕切板前面の露付を防止することができる。

すなわち、前述のように、これらの各室は扉体の周囲に取り付けられるガスケット29によって、各室を密閉しているが、ガスケット29による密閉は断熱が完全ではないため、庫外の温かい空気がガスケット29近傍で冷却されることによって空気中の水分が結露してしまう。そこで、前面放熱パイプ25を各室開口の前縁部に配設することによって結露を防止している。

なお、冷蔵庫の各貯蔵室は、上述のように冷蔵温度帯の冷蔵室14a及び野菜室14bと、冷凍温度帯の冷凍室とがあり、それぞれ温度帯が異なるため、以下に示す如く、結露防止のための前面放熱パイプ25の配設構成もそれぞれ異なったものとしている。すなわち、冷蔵温度帯の貯蔵室14は、冷凍室15と比較して外気温との温度勾配が小さいため、露付きの発生も冷凍室15よりも少ない。したがって、貯蔵室開口面の前縁部に、冷凍室15と同様の前面放熱パイプ25を配設する必要がないだけではなく、逆に庫内への熱侵入の原因となってしまう。

そこで、最上段に位置する冷蔵室14aの開口の周囲、すなわち、開口の前縁部には、放熱パイプを配設しない構成としている。したがって、熱侵入を低減して省エネに寄与するものとすることができる。

以下、本実施例に係る側面放熱パイプ22、24と真空断熱材30との関係について説明する。

本実施例では、冷蔵室14aの開口前縁部のうち両側壁の前端部には放熱パイプが配設されないことから、結露防止のために、左右の側面放熱パイプ22、24を冷蔵室14aの開口前縁部に近づけて配設している。この側面放熱パイプ22、24は、前面放熱パイプ26よりも冷凍サイクルの冷媒回路中で上流側に位置する。すなわち、冷媒の温度は側面放熱パイプ22、24の方が高くなり、開口前縁部に放熱パイプを配設する場合よりも距離が遠くなっても、結露防止効果の維持に寄与するものである。

この側面放熱パイプ22、24によって開口部の周囲、すなわち開口前面の縁端部の結露を防止するにあたっては、側面放熱パイプ22、24の開口前面からの距離L1が問題となる。この距離L1が大きすぎると、放熱パイプによる冷媒凝縮作用はともかくとして、結露防止の効果が十分に得られなくなるからである。また、冷蔵庫10箱体の側面には真空断熱材30が配設されているため、この真空断熱材30の前方端部との距離が問題となる。

図4は、本実施例の側板における真空断熱材30と側面放熱パイプ22（24）との配設構造を示す図である。真空断熱材30は、側板の大半の面積を占めるように配設されており、その外周に側面放熱パイプ22（24）が配設される。この真空断熱材30と側面放熱パイプ22（24）との距離L2は、ヒートブリッジによる熱侵入を低減する距離とする必要がある。

本実施例では、このL1寸法を30〜40mmとし、L2寸法を10〜20mmとして、ヒートブリッジ低減、及び冷蔵室14aの開口前縁部の露付防止を図っている。また、真空断熱材30の冷蔵庫10箱体の開口前面からの距離を60mm以下として、冷蔵庫10箱体の断熱性能の向上を図っている。

次に、真空断熱材30の奥側に配置される側面放熱パイプ22（24）の配設位置について図5を用いて説明する。図5は、図2のA-A断面図である。真空断熱材30と側面放熱パイプ22（24）との関係については図4に示したL1、L2寸法として配設しているが、後方の奥側については、冷却器26、庫内背壁との関係を考慮して熱侵入の低減を図っている。

真空断熱材30の冷蔵庫10奥側、すなわち背面後方側の端部、及び側面放熱パイプ22（24）と、冷蔵庫10の貯蔵室及び他の構成部材との関係について説明する。

冷凍室の後方背面側には冷却室16が位置しており、この冷却室16には、冷蔵庫10内を所定温度に冷却する冷却器27が載置されている。この冷蔵庫10箱体内において、最も低温となるのはこの冷却室16であり、この冷却室16から送風ファン17によって、冷凍室15及び冷蔵室14へと冷気が送られる。冷蔵室14へは、図2に示すように、冷却室16から上方へ延びる冷気通路18を通って、冷却室16から冷気が送られる。この冷気通路17は、冷却室16から上方へ、冷蔵室14の後方背面側に延びて構成されている。この冷気通路17から前方の冷蔵室14へと冷気が送られることによって、冷蔵室14内の食品が冷却される。この冷蔵室14a及び野菜室14bを冷却した冷気は、図示しない戻り通路によって再び冷却室16へと戻され、冷却器26によって再度冷却され、各室へと送られることとなる。

上述の構成を有する冷蔵庫10においては、上述したように、冷凍室15の奥側に区画される冷却室16が最も低温であり、前方側が高温となっている。冷凍室15の上方に位置する冷蔵室14についても同様であり、上述したように、背面側に冷気通路18が配置されるため、背面側が低温であり、前方側は背面側よりも高温となっている。

このような構成の場合、真空断熱材30の奥側に配置される側面放熱パイプ22（24）が熱源となるため、庫内で最も低温となる背面側との間が温度勾配が大きく、熱侵入を小さくすることが重要である。

そこで、本実施例では、図5に示すように冷凍室15cの奥側に配置される冷却器26と、この貯蔵室の側面の内箱と外箱との間に配設される真空断熱材30と、この真空断熱材30の外周に配設される側面放熱パイプ22（24）とを備えた構成とし、この放熱パイプ22（24）のうち、真空断熱材30の奥側に位置する部分が、冷凍室15cの背面壁よりも奥側に位置することとした。すなわち、側面放熱パイプ22は、冷凍室15cの背面壁よりも矢印Y1だけ後方に配置するものとし、この放熱パイプ22からの熱侵入の低減を図っている。このような位置関係とすることによって、放熱パイプ22（24）から冷凍室15cとの間は、矢印Y2で示したように断熱厚さが大きくでき、放熱パイプ22（24）の発熱による熱侵入を低減することができる。

また、側面放熱パイプ22（24）の配設位置を冷却器26の背面とほぼ合わせるか、あるいはさらに奥側とすることによって、冷却器26へ到達する熱量を低減することができる。側面放熱パイプ22（24）から発生する熱は、周囲に放射状に伝達するためである。

また、本実施例では、真空断熱材30の奥側端部は、矢印Y3で示したように、冷凍室15cの背面壁よりも奥側に位置させることとしている。この構成によれば、真空断熱材30によって、冷凍室15c両側面の後方側を覆うように配設され、また、真空断熱材30によって覆われない部分については断熱厚さを厚くすることになり、さらに庫内への熱侵入を低減した冷蔵庫とすることができる。

なお、上述の実施例では冷凍室15cについて説明をしたが、冷蔵温度帯の貯蔵室14においても、背面側の方が前面側と比較して低温であるため、同様の効果があり、同様に実施することが可能である。

本発明の実施例に係る冷蔵庫の配管を透視した斜視図。 本実施例の冷蔵庫の縦断面図。 前面放熱パイプ26の仕切板へと配設構造を示す図。 側板における真空断熱材と側面放熱パイプとの配設構造を示す図。 図2のA-A断面図。

符号の説明

10…冷蔵庫、22…側面放熱パイプ、23…背面放熱パイプ、24…側面放熱パイプ、25…前面放熱パイプ、26…冷却器、30…真空断熱材。

Claims (2)

1. 開口した前側を扉で閉塞される貯蔵室と、この貯蔵室の奥側に配置される冷却器と、この貯蔵室の側面の内箱と外箱との間に配設される真空断熱材と、この真空断熱材の外周に配設される放熱パイプとを備え、
   この放熱パイプのうち、前記真空断熱材の奥側に位置する部分が、前記貯蔵室の背面壁よりも奥側に位置する冷蔵庫。
2. 前記真空断熱材の奥側端部は、前記貯蔵室の背面壁よりも奥側に位置することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
   

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