JP2006125804A - 断熱箱体及び冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを上げることなく簡便に断熱性能を向上させた真空断熱材を、効果的に配置して断熱効果の向上を図ることができる断熱箱体及び冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵庫本体１４は、外箱１５と内箱１６間に真空断熱材４２、４３を備えた断熱箱体から成り、真空断熱材４２にゲッター剤４６を簡便に封入することにより断熱性能の良い真空断熱材４６を形成し、断熱箱体内に真空断熱材４２と真空断熱材４３を効果的に使い分けることにより断熱性能を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外箱と内箱の間に真空断熱材を備えた断熱箱体及び冷蔵庫に関するものである。

近年、断熱箱体及び冷蔵庫は省エネルギー化を狙いとしてとして、断熱壁面の断熱性能をあげるために、高断熱性能を有する真空断熱材を多く用いられている。更に真空断熱材の被覆面積を増やすために正方形或いは長方形の板状体にこだわらず、断熱箱体の内箱に近似させた異形の真空断熱材を用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫を示すものである。図６に示すように、冷蔵庫１と外箱２と内箱３とポリウレタン断熱材４と冷凍室５と機械室７と真空断熱材１２とから構成されている。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を説明する。

まず、冷蔵庫１は、外箱２と内箱３間に発泡ポリウレタン断熱材４を現状発泡方式により充填してなる断熱箱体６により構成されており、略中央部に設けられた仕切板１３により上下に区画され、最下段に冷凍室５を構成している。一方、断熱箱体６の後部外側の底部に機械室７を構成しており、底部側方は階段状に立ち上がる形状をしている。また、真空断熱材１２は、底部側方の形状に近似するように形成され断熱壁内に配設され、断熱効果を向上している。
特開平１０−２０５９８８号公報

しかしながら、上記従来の構成では、すでに断熱箱体６の断熱壁面に可能な限り真空断熱材１２を配置しているので断熱性能を向上させるためには、真空断熱材１２の厚みを厚くしたり、芯材を変更することが考えられるが、これらは真空断熱材を製造するための設備の増設、材料の性能向上など費用がかかるものであり、同一形状、同一芯材の真空断熱材を用いる場合に比べ、これ以上性能を上げるには真空断熱材のコストがかかるといった課題があった。また、真空断熱材の種類を全数変更せずに、部分的に変更する場合は真空断熱材を切り替える負荷が発生するため、真空断熱材の原価があがるといった課題があった。

また、冷蔵庫に取り付ける製造工程においても、真空断熱材１２の厚みを変更すると取り付け治具などの寸法規制の変更、保管スペースや保管設備の増設等が必要になるといった課題があった。また、厚みや芯材を変更すると真空断熱材の重量や堅さが変わるため冷蔵庫に接着するための接着材の見直しなども必要になるといった課題があった。更に、冷蔵庫の断熱壁の場所によって異なる真空断熱材を貼り付ける場合、それぞれで切り換える負荷が発生するといった課題もあった。

また、真空断熱材は重量の重い物質であるため、厚みを増加すると冷蔵庫全体が重くなり、製造上や運搬上に支障をきたすといった課題があった。

また、断熱壁の構造によっては，断熱壁の厚みが薄い、断熱壁の中に配線が埋設されているなど真空断熱材の厚みを厚くすることができないといった課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、同一芯材、同一外被材からなる同一仕様で、安価なゲッター剤を簡単に封入することによる断熱性能の良い真空断熱材の使い分けにおいて、製造過程全体を通じた冷蔵庫のコスト、冷蔵庫の重量を上げることなく断熱効果の向上を図ることができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

尚、本発明は、冷蔵庫だけに制限されず、自動販売機、ショーケースなども含めた一般的な断熱箱体に適応できるものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の断熱箱体は、外箱と内箱間に少なくとも２つ以上の真空断熱材において、前記真空断熱材を構成する同一芯材と同一外被材からなる真空断熱材に、ゲッター剤を封入することにより厚みや芯材の種類を変えることなく断熱性能を良くし、断熱性能を使い分けようとしたものである。これによって、同一仕様の真空断熱材を利用して断熱箱体の断熱性能を向上することができるので厚さ違い、芯材の材料違いによる製造上のコストを抑えることができる。

また、本発明の冷蔵庫は、前記断熱箱体と、冷却システムから構成されるものであり、冷蔵庫の低温室、機械室、冷却室、基板室、放熱パイプを配設した箇所など断熱効果の強化が必要な部分に同一仕様で断熱性能の良い真空断熱材を使い分けようとしたものである。これにより、製造工程を換えることなく、断熱性能が上げることができるためにコストを抑えることができる。

本発明の断熱箱体及び冷蔵庫は、真空断熱材の厚み、芯材の種類を変えることなく断熱効果の高い箇所に断熱性能の良い真空断熱材を使い分けることにより、断熱効率を向上できる。

請求項１に記載の発明は、外箱と内箱間に同一芯材と同一外被材とからなる少なくとも２つ以上の真空断熱材を備え、前記真空断熱材に封入したゲッター剤の有無により断熱性能を使い分けることにより、厚みや芯材の種類を変えることなく同一仕様の真空断熱材を用いて断熱箱体の構成ができるので、厚さ違い、芯材の材料違いによる製造上の負荷を増やすことなくコストを上げずに断熱性能を向上することができる。また、冷蔵庫に取り付ける製造工程においても、真空断熱材の厚みが変わらないので取り付け治具などの寸法規制の変更、保管スペースや保管設備の増設等を行うことなく断熱性能を向上することができる。また、厚みや芯材の材料が変わらないので真空断熱材の重量や堅さが変わらず冷蔵庫に接着する接着材の見直しなどの必要もなく現状の設備をそのまま利用できる。更に、冷蔵庫の断熱壁の場所によって異なる断熱性能の真空断熱材が必要であっても、互いの真空断熱材の仕様が同じであるため製造設備の切り換え負荷が発生しない。また、真空断熱材は重量の思い物質であるが、厚みを変更しないので冷蔵庫が重くなることもなく、製造上や運搬上に支障をきたすこともない。また、断熱壁の構造によっては，断熱性能の向上が必要であっても、断熱壁の厚みが薄くなっていたり、断熱壁の中に配線が埋設されているなど真空断熱材の厚みを厚くすることができない箇所でも、厚みを同じで断熱性能をあげることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、少なくとも２つの真空断熱材は大きさが異なっており、大きい方の真空断熱材にゲッター剤を封入したものであり、仕様を変えることなく断熱面積の大きい箇所の断熱性能を向上できるので、製造工程を変えずより断熱効果の高い断熱箱体をつくることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、少なくとも２つの異なる温度帯からなる複数の貯蔵室と、前記複数の貯蔵室の外箱と内箱間にそれぞれ真空断熱材を備え、前記複数の貯蔵室のうち外気温との温度差がより大きい貯蔵室の断熱壁にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いることにより、仕様を変えることなく貯蔵室内外の温度差が大きい部位の断熱性能を向上できるので、製造工程を変えず、より断熱効果の高い断熱箱体をつくることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の断熱箱体と、貯蔵室を冷却する冷却システムとからなり、前記断熱箱体の外箱と内箱間にゲッター剤の有無により断熱性能を使い分けた真空断熱材を用いることにより、任意の断熱壁の断熱効果を向上できるので、製造工程を変えずより断熱効果の高い冷蔵庫を作ることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、貯蔵室を冷却する圧縮機を有する冷却システムと、前記圧縮機を設けた機械室とからなり、前記断熱箱体の外箱と内箱間に少なくとも２つ以上の真空断熱材とを備え、前記機械室の断熱壁にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いることにより、高温の圧縮機を配設する機械室周りの断熱効果を向上できるので、製造工程を変えずより断熱効果の高い冷蔵庫を作ることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、貯蔵室を冷却する冷却器を有する冷却システムと、前記冷却器を設けた冷却室とからなり、断熱箱体の外箱と内箱間に少なくとも２つ以上の真空断熱材とを備え、前記冷却室の断熱壁にゲッター剤を封入した断熱性能の良い真空断熱材を用いることにより、低温の冷却室周りの断熱効果を向上できるので、製造工程を変えずより断熱効果の高い冷蔵庫を作ることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、少なくとも２つの異なる温度帯に冷却する冷却システムと、２つの異なる温度が冷凍と冷蔵であり、断熱箱体の外箱と内箱間に真空断熱材とを備え、前記冷凍室周囲の断熱壁にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いることにより、庫内外の温度差の大きい低温側の断熱効果を向上できるので、製造工程を変えずより断熱効果の高い冷蔵庫を作ることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、冷却システムを制御する制御基板を有する制御室と、断熱箱体の外箱と内箱間に少なくとも２つ以上の真空断熱材とを備え、前記基板室の断熱壁にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いることにより、制御基板からの放熱で雰囲気温度が高い断熱壁の断熱性能を向上できるので製造工程を変えずより断熱効果の高い冷蔵庫をつくることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、断熱箱体の外箱の内側に配設した冷却システムの放熱パイプと、前記断熱箱体の外箱と内箱間に真空断熱材とを備え、前記放熱パイプを配設した断熱壁にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いることにより、放熱パイプで温度が上昇した部位の断熱性能を引き上げることができ、製造工程をかえずとも断熱効果の高い冷蔵庫を低コストで提供することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項４から９のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵庫の冷媒を可燃性自然冷媒としたものであり、本発明における冷蔵庫は同一仕様の真空断熱材を効率よく配置することで低吸熱量の箱体が形成できるので、冷却システムの冷却量を低減できるので、圧縮機を小型化できる。また、蒸発能力も低減でき冷却器の小型化が図れる。或いは、放熱能力も低減できるので放熱パイプの長さを削減することができる。これにより、冷却システムのシステムボリュームを小さくすることができるので封入された冷媒量を削減することができ、冷媒漏洩時における安全性を高めることが可能な冷蔵庫を提供できる。

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が、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図である。図２は、同実施の形態における冷蔵庫の縦断面図である。図３は、同実施の形態における冷蔵庫の冷凍サイクル配管の透視図である。図４、５は、同実施の形態における真空断熱材の断面図である。

図１から図５において、冷蔵庫本体１４は、外箱１５と内箱１６間に充填された発泡ウレタン材１７により形成された断熱箱体１８からなり、上から冷蔵室１９、製氷室２０、低温室２１、野菜室２２、冷凍室２３を区画形成しており、製氷室２０と低温室２１は横に並んでいる。低温室２１は、温度コントロールができる切替室であってもかまわない。扉２４は冷蔵室１９の前面開口部にヒンジによって取り付けられた回転式扉、扉２５は製氷室２０に取り付けられた引き出し式扉、扉２６は低温室２１に取り付けられた引き出し扉、扉２７は野菜室２２の前面開口部に取り付けた引き出し式扉、扉２８は冷凍室２３に取り付けられた引き出し式扉である。

冷却器２９は冷却システム３０の部品であり、冷蔵庫本体１４の後方に設けた冷却室３１に備えられている。送風機３２は冷却器２９の上方で冷却室３１に設けた強制通風用の部品、風路制御手段３３は低温室２１と野菜室２２の後方に設けた手段であり、内部に冷蔵室１９、低温室２１および野菜室２２への冷気供給量を調整するダンパー（図示せず）を備えている。冷却器２９で冷却された冷気は送風機３２、風路制御手段３３によって前記各室に送風される。

圧縮機３４は冷却システム３０の部品で、放熱パイプ３５を担うインナコンデンサ３６、キャピラリチューブ３７と一緒に冷却システム３０に構成されている。圧縮機３４は、冷蔵庫の外側の背面後方に設けた機械室３８に備えられており、冷却システム３０内に冷媒３９を循環させる駆動源となる為、冷媒の圧縮熱が連続的に発生する為高温に発熱する。なお、本実施の形態の図では下方に位置しているが、冷蔵庫上方に位置していてもかまわない。

インナコンデンサ３０は、冷蔵庫本体１４の側面、天面、背面の断熱壁内部に配設しており、圧縮機３４から循環された高温の冷媒３９を冷却器２９まで流す経路になっている。

制御基板４０は、冷蔵庫本体１４に配分された、冷蔵室１９、製氷室２０、切替室２１、野菜室２２、冷凍室２３の温度を制御するためのものであり、制御室４１に配設している。制御基板４０は、インバーターなどの冷却システム制御や、自動製氷機の離氷制御など、制御能力負荷が増えるほどに大きくなり、発熱量も増加するものである。

真空断熱材４２，４３は、冷蔵庫本体１４の外箱１５と内箱１６の間に充填された発泡ウレタン材１７の中に埋設している。

真空断熱材４２において、芯材４４にシート状グラスウール集合体、４５は外被材を表している。

真空断熱材４３において、真空断熱材４２と同一の芯材４４にシート状グラスウール集合体と外被材４５を使用しており、内部にゲッター剤４６を封入している。

真空断熱材４２の断熱性能は、０．００２０Ｗ／ｍＫであり、一方真空断熱材４３の断熱性能は、０．００１５Ｗ／ｍＫである。このようにゲッター剤４６を封入した真空断熱材４３は、同一材料のシート状グラスウール集合体でできた芯材４４、外被材４５を用いた厚さ、形状が同じ仕様であっても簡便に断熱性能を良くすることができる。

この断熱性能の良い真空断熱材４３は、使用面積の大きい側面、機械室周囲の断熱壁、基板室に隣接した断熱壁、冷却室に隣接した断熱壁に備えられている。

また本実施の冷蔵庫において冷却器２９や圧縮機３４等で形成される冷却システム３０中を流れる冷媒３９は可燃性自然冷媒のイソブタンを用いている。

冷却システム３０を構成する圧縮機３４、インナコンデンサ３６、キャピラリチューブ３７、冷却器２９の運転、および送風機３２、風路制御手段３３により、冷蔵室１９、野菜室２２は冷蔵温度帯である通常凍らない温度を加減に１〜５℃程度に設定され、低温室２１、および冷凍室２３は冷蔵温度帯よりも低い温度帯の冷凍温度帯である−３０℃からー１０℃程度に設定され、それぞれ所定の温度に冷却される。

機械室３８は、冷却システム３０内を循環する冷媒３９を突出するために運転している圧縮機３４の発熱により常温よりも高温となっている。

冷却室３１は、冷蔵室１９、製氷室２０、切替室２１、野菜室２２、冷凍室２３の庫内を所定の温度に冷却するために冷却器２９で熱交換をおこなっているため、各室の温度に比べ低温となっている。

機械室３８から突出した冷媒３９は、インナコンデンサ３６内を循環するため、インナコンデンサ３６の温度は外気温に比べ高温となる。

制御室４１は、冷蔵室１９、製氷室２０、切替室２１、野菜室２２、冷凍室２３を適切な温度に冷やすために制御している制御基板４０のコンデンサ等の発熱により常温よりも高温となっている。また、自動製氷機能やインバーター機能などの冷蔵庫の機能が高負荷になればなるほど、制御基板も複雑になり高温になっていく。

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。

真空断熱材４３に封入したゲッター剤４６は、芯材４４の脱水、脱ガス効果を高め、信頼性を向上することにより断熱性能を良くしている。

また、真空断熱材４２の仕様にゲッター剤４６を封入するだけの作業のため簡便に断熱性能を良くすることができる。

また、冷蔵庫本体１４の側面に配設した真空断熱材４３は面積が大きく断熱効果を高くすることができる。なお、冷蔵庫本体１４の側面に配設した真空断熱材４３は、機械室３８の傾斜に従い、平板の一部を切り取った異形でも問題はない。

また、冷凍室２３の断熱壁、例えば底面の部分は、庫内外の温度差が大きいため断熱効果の高い真空断熱材４３を配設すると、断熱効果を高くすることができる。

また、機械室３８に隣接した断熱壁に断熱効果の高い真空断熱材４３を配設すると庫内外の温度差が高いので断熱効果を向上することができる。

冷凍室２３の底面と機械室３８の斜面の断熱壁は、底面と斜面を繋ぐ、折り曲げた真空断熱材４３を適用してもかまわない。

また、冷却室３１に隣接した断熱壁に断熱効果の高い真空断熱材４３を配設すると庫内外の温度差が高いため断熱効果を向上することができる。

また、制御室４１に隣接した断熱壁に断熱効果の高い真空断熱材４３を配設すると庫内外の温度差が高いので断熱効果を向上することができる。

また、インナコンデンサを配設している断熱壁は、冷蔵庫の運転中はインナコンデンサ温度が上がり庫内外の温度差が大きくなるため、真空断熱材４３を配設すると断熱効果を向上することができる。

また、本実施の冷蔵庫の冷媒は可燃性自然冷媒を使用しているが、機械室周り、側面に配設している大きい真空断熱材は、断熱性能の良い真空断熱材を使用しているため、冷蔵庫の断熱性能が向上するため、低吸熱量の箱体が構成さえる。そのため、冷却システムの冷却量を低減できるので、圧縮機を小型化できる。また、蒸発能力も低減でき冷却器の小型化が図れる。或いは、放熱能力も低減できるので放熱パイプの長さを削減することができる。これにより、冷却システムのシステムボリュームが小さくなり冷媒量を削減することができる。従って、冷媒量が削減されるので、冷媒漏洩時における安全性が高い。さらに地球温暖化に対する影響が小さい自然冷媒を使用することは、地球環境にも配慮することにもなる。

なお、本実施の形態では、冷蔵庫の冷凍サイクルを流れる冷媒は可燃性自然冷媒であるイソブタンとしたが、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン冷媒であっても構わない。

以上のように、本発明にかかる断熱箱体及び冷蔵庫は、真空断熱材の厚み、芯材の材料、形状を変えることなく安価なゲッター剤の封入により簡単に断熱性能を高め、使い分けることができるので、製造工程を変更する必要がなく低コストで断熱性能を向上できる。これは、冷蔵庫だけではなく、自動販売機、ショーケースなどのほかの用途の断熱箱体にも適用できる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図 同実施の形態の冷蔵庫の縦断面図 同実施の形態の冷蔵庫の冷凍サイクル配管の透視図 同実施の形態の真空断熱材の断面図 同実施の形態の真空断熱材の断面図 従来の冷蔵庫の縦断面図

符号の説明

１４ 冷蔵庫本体
１５ 外箱
１６ 内箱
１８ 断熱箱体
１９ 冷蔵室（貯蔵室）
２３ 冷凍室（貯蔵室）
２９ 冷却器
３０ 冷却システム
３１ 冷却室
３４ 圧縮機
３５ 放熱パイプ
３８ 機械室
４０ 制御基板
４１ 制御室
４２，４３ 真空断熱材
４４ 芯材
４５ 外被材
４６ ゲッター剤

Claims (10)

1. 外箱と内箱間に同一芯材と同一外被材とからなる少なくとも２つ以上の真空断熱材を備え、前記真空断熱材に封入して断熱性能を良くするゲッター剤の有無により断熱性能を使い分ける断熱箱体。
2. 少なくとも２つの真空断熱材は大きさが異なっており、前記真空断熱材のうち大きい方にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いる請求項１に記載の断熱箱体。
3. 少なくとも２つの異なる温度帯からなる複数の貯蔵室と、前記複数の貯蔵室の外箱と内箱間にそれぞれ真空断熱材を備え、前記複数の貯蔵室のうち外気温との温度差がより大きい貯蔵室の断熱壁にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いる請求項１に記載の断熱箱体。
4. 請求項１に記載の断熱箱体と、貯蔵室を冷却する冷却システムとを有し、前記断熱箱体の外箱と内箱間にゲッター剤の有無により断熱性能を使い分けた真空断熱材を用いることを特徴とする冷蔵庫。
5. 貯蔵室を冷却する圧縮機を有する冷却システムと、前記圧縮機を設けた機械室とからなり、前記断熱箱体の外箱と内箱間に少なくとも２つ以上の真空断熱材とを備え、前記機械室の断熱壁にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いる請求項４に記載の冷蔵庫。
6. 貯蔵室を冷却する冷却器を有する冷却システムと、前記冷却器を設けた冷却室とからなり、断熱箱体の外箱と内箱間に少なくとも２つ以上の真空断熱材とを備え、前記冷却室の断熱壁にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いる請求項４に記載の冷蔵庫。
7. 少なくとも２つの異なる温度帯に冷却する冷却システムと、前記２つの異なる温度帯が冷凍温度帯と冷蔵温度帯であり、断熱箱体の外箱と内箱間に真空断熱材とを備え、前記冷凍温度帯に設定された冷凍室の周囲の断熱壁にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いる請求項４に記載の冷蔵庫。
8. 冷却システムを制御する制御基板を有する制御室と、断熱箱体の外箱と内箱間に少なくとも２つ以上の真空断熱材とを備え、前記基板室の断熱壁にゲッター剤を封入した真空断熱材を用いる請求項４に記載の冷蔵庫。
9. 断熱箱体の外箱の内側に配設した冷却システムの放熱パイプと、前記断熱箱体の外箱と内箱間に真空断熱材とを備え、前記放熱パイプを配設した断熱壁にゲッター剤を封入した断熱性能の良い真空断熱材を用いる請求項４に記載の冷蔵庫。
10. 冷却システムの冷媒を可燃性自然冷媒とすることを特徴とする請求項４から９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

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