JP2006183896A - 冷蔵庫及び真空断熱材 - Google Patents
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Abstract
【課題】
真空断熱材を有する冷蔵庫において、熱漏洩量の更なる低減を図った冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
扉体30、35を含む箱体10を、外箱11と内箱13とで構成し、外箱11と内箱13との間を断熱壁とし、この断熱壁内に真空断熱材123、124、125、133、134、135と発泡断熱材12、32、37と有する冷蔵庫において、断熱壁全体の体積に占める真空断熱材の体積率を14%以上とした。
【選択図】 図1
真空断熱材を有する冷蔵庫において、熱漏洩量の更なる低減を図った冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
扉体30、35を含む箱体10を、外箱11と内箱13とで構成し、外箱11と内箱13との間を断熱壁とし、この断熱壁内に真空断熱材123、124、125、133、134、135と発泡断熱材12、32、37と有する冷蔵庫において、断熱壁全体の体積に占める真空断熱材の体積率を14%以上とした。
【選択図】 図1
Description
本発明は、真空断熱材を有する冷蔵庫及び冷蔵庫等の断熱箱体に配設される真空断熱材に関する。
真空断熱材を有する冷蔵庫の従来技術として、特許文献1に記載の構成がある。特許文献1には、箱体強度と高断熱性能を確保することを目的として、硬質ウレタンフォームを曲げ弾性率が8.0MPa以上、密度が60kg/m3以下のものを使用した構成が開示されている。このような硬質ウレタンフォームを使用し、真空断熱材の被覆率が外箱表面積の50%を超えて覆うことによって、箱体強度の確保と、省エネルギー化を実現していた。また、真空断熱材としては、シート状の無機繊維集合体を芯材とし、この芯材をガスバリア性フィルムを覆う構成が開示されている。
また、特許文献2には、外箱と内箱との間に硬質ウレタンフォームと真空断熱材とを備え、真空断熱材を両側面、天面、背面、底面、および前面の各面に配置し、外箱の表面積に対して真空断熱材の被覆率が50%を超え80%以下とした構成が開示されている。この冷蔵庫は、両側面および天面に放熱用の高温冷媒配管を配設した構成としており、両側面および天面において真空断熱材の表裏両面に均質なウレタン層を形成している。この内箱と外箱との間に設けられる硬質ウレタンフォームを注入するための注入口を、真空断熱材と外箱表面との間に注入されないように設けることによって、外箱外観の美しさを維持し、同時に省エネルギー効果を高めていた。
特許文献3には、グラスウール等の繊維をバインダーを用いてボード状の成形体となし、これを芯材として使用した真空断熱材について記載されている。その際、バインダーが繊維全体にわたって分散することにより生ずる断熱性能の悪化に対し、厚み方向においてバインダー濃度の異なるようにして解決せんとしている。また、芯材の表面層は無機バインダーで硬化し、内側の層の繊維材料には無機バインダーがついてないか表面層よりも濃度の小さくすることによって、真空引き時の排気抵抗の低減と真空引き後の真空断熱材の強度保持及び外観向上を図っていた。
食生活の変化による要冷蔵/要冷凍食品の増加や、働く主婦の増加等の社会情勢により、近年、一般の家庭用冷蔵庫の容量は大型化する傾向がある。しかし、住宅事情により、実際に冷蔵庫を設置する据付スペースの大きさは、冷蔵庫容量の大型化傾向に合致しているとは言えない。つまり、一般住宅におけるキッチン自体の広さや厨房機器の大きさは、ある程度の規格化がなされているので、冷蔵庫の据付スペースもある程度の大きさに限定されてしまう場合が多い。
冷蔵庫の高さ寸法は、住宅の間口、出入口扉の高さ寸法、或いは吊り戸棚の高さ寸法を考慮し、また、実際の冷蔵庫の使用者である主婦の使い勝手を考慮して、例えば、1,900mm程度以下とする必要がある。また、冷蔵庫の奥行寸法は、ある程度規格化された流し台等の厨房機器やシステムキッチンの奥行寸法に合わせて、700mm程度以下とすることが望まれている。幅寸法については、それ以前に設置されていた冷蔵庫の幅寸法に合わせて求められる場合が多く、冷蔵庫を買い替える時の住宅改修等の費用発生を防止する。
このような住宅事情により、冷蔵庫を設置する据え付けスペースの大きさはある程度の規制を受ける場合が多い。このうち、冷蔵庫の幅寸法と、このような幅寸法の冷蔵庫が据付可能な一般家庭における据付スペース例を、図8を用いて説明する。
図8は、一般家庭における冷蔵庫の据付スペース説明図であり、横軸は冷蔵庫の幅寸法を示し、縦軸はこのような幅寸法の冷蔵庫が据付可能な一般家庭の比率を表示している。図中のA曲線が既存の住宅を何の改修もしないで据付けられる場合を示し、図中のB曲線が既存の住宅のままで、その周辺を整理した場合を示している。また、図中のC曲線は住宅を最新の規格で新築した場合を示している。
つまり、冷蔵庫を買い替える時の住宅改修等の費用発生をかけないで、大多数の一般家庭に据付け可能な冷蔵庫の幅寸法にはある程度の限界があり、例えば、約80%の一般家庭に据付け可能な冷蔵庫の幅寸法は、650mm程度以下の寸法であることが必要とされる。
一方、冷蔵庫の消費電力量は一般家庭における電気機器中で上位を占める程度に大きいことは、当業者の良く知るところである。他の電気機器と異なり、通常は24時間連続的に通電されていることがその理由として大きい。したがって、一般家庭における省電力化のためには、冷蔵庫の省電力化が求められる。
また、エネルギーの使用の合理化に関する法律(通称;省エネ法)によるエネルギー消費効率の更なる改善のために、冷蔵庫においても、現在商品化されている製品のエネルギー消費効率の中で最も優れている機器の性能以上にする、というトップランナー方式の考え方を導入していることも良く知られている。
冷蔵庫の場合の消費電力量の試験方法は日本工業規格JISC9801に示すように、規定回数の扉の開閉が行われてはいるが、消費電力量の大きさの基準となるものは、冷蔵庫自身の扉体を含む箱体の熱漏洩量に比例することは、当業者の良く知るところである。また、冷蔵庫箱体の熱漏洩量の低減には、箱体の断熱壁厚さを増加させることが有効であることも周知である。しかし、冷蔵庫箱体の断熱壁厚さを増加させると外形寸法が大きくなってしまい、一般家庭における据付スペースに入らないおそれがある。
したがって、
(a)冷蔵庫容量の大型化傾向に合わせて収納容積(定格内容積)を大きくする。
(b)冷蔵庫自身の外形寸法を大きくしない。
(c)扉体を含む箱体の断熱性能を向上して、その熱漏洩量の増加を抑える。
という(a)乃至(c)の各条件を兼ね備える必要がある。
(a)冷蔵庫容量の大型化傾向に合わせて収納容積(定格内容積)を大きくする。
(b)冷蔵庫自身の外形寸法を大きくしない。
(c)扉体を含む箱体の断熱性能を向上して、その熱漏洩量の増加を抑える。
という(a)乃至(c)の各条件を兼ね備える必要がある。
条件(c)を具備すべく、熱漏洩量の増加を抑えるために、ウレタン等の発泡断熱材で形成した断熱壁中に、ウレタン等の発泡断熱材より数倍の断熱性能を有する真空断熱材を使用することが知られている。上記の特許文献1或いは特許文献2では、冷蔵庫外箱の表面積に対する真空断熱材の被覆率を規定して、箱体の熱漏洩量の増加を抑えていた。
しかし、この箱体の熱漏洩量は、ウレタン等の発泡断熱材で形成した所定の厚さの断熱壁中に占める真空断熱材の厚さ比率にほぼ反比例し、同時に、ウレタン等の発泡断熱材で形成した所定の面積を有する断熱壁中に占める、前記真空断熱材の面積比率にほぼ反比例する関係にある。換言すれば、冷蔵庫箱体の熱漏洩量は、ウレタン等の発泡断熱材で形成した断熱壁の体積に占める真空断熱材の体積率にほぼ反比例するものである。
したがって、冷蔵庫箱体の熱漏洩量を低減するためには、ウレタン等の発泡断熱材にて形成された断熱壁中に占める真空断熱材の体積率を増加する必要がある。
その際、特許文献1や特許文献2のように冷蔵庫外箱の表面積に対する真空断熱材の被覆率を規定する方法では、断熱壁を形成するウレタン等の発泡断熱材が発泡充填する際の流動性に支障が生じる場合がある。特許文献2には、ウレタンの流動性に関する開示があるが、例えば、箱体内に複数の温度帯の貯蔵室が配設される場合については具体的な開示がない。
ところで、従来の真空断熱材は、ハンドリング時の剛性を保持するために、特許文献3に記載されたように、芯材にはホウ酸やリン酸等の無機バインダーがついており、芯材の表面層を硬化している。このようにボード状に成形された芯材を使用した場合においては、角部が硬化しているために、芯材を覆う外被材との間に対流空間が生じやすいという問題が生じてしまう。
また、外被材は芯材よりも大きな袋状であり、芯材を挿入して真空引き後に開口部を溶着するため、外被材は、内部の芯材よりも外側の部分が余ってしまい、耳部が生じてしまう。耳部を折り曲げた場合、この折り曲げた部分についても空間が生じ、この空間内に空気が残留して対流空間となってしまう。
このような場合には、真空断熱材のトータルとしての断熱性能が悪くなるという問題が生ずる場合があった。
この問題について、図9を用いて詳細に説明する。図9は冷蔵庫の断熱壁1中に従来の真空断熱材2を配設した要部断面図である。断熱壁1内の断熱材としては真空断熱材3とウレタン等の発泡断熱材3があり、通常、真空断熱材2を内箱あるいは外箱に接着した後にウレタンを充填発泡して形成されるが、真空断熱材2は必ずしも内箱あるいは外箱に接触させる必要はない。真空断熱材2は、芯材2aを外被材2bで覆う構成であり、芯材2aは、グラスウール等の繊維材料に、例えば、ホウ酸やリン酸等の無機バインダーをつけて成形された板状芯材である。芯材2aの端面には、無機バインダーにより硬化した角部2eが形成されており、この角部2eはほぼ直角となっている。
外被材2bは、合成樹脂フィルムにアルミニウム等の金属箔からなる金属層をラミネートしているが、金属層は必ずしも金属箔である必要はなく、ガスバリア性を有していれば蒸着によるものでもよい。外被材2bの外周部分は熱溶着によって溶着されており、前述のように外被材2bには溶着部を含む耳部2cを有する。この耳部2cは、ウレタン等の発泡断熱材3の充填を妨害しないように、図のように、真空断熱材2の一面に密着するように折り曲げられている。
このとき、外被材2b内は真空引きされているため、芯材2aと外被材2b内側とは接触しているが、表面に硬化層を有する場合には、角部2eによってデルタ状の隙間2fが生ずる。この隙間2fは、上述のように対流空間となってしまい、熱伝導を伴うため、真空断熱材全体としての断熱性能を低下させてしまう。そこで、この隙間2fを小さくするために、芯材2aと外被材2bとを強く圧着すると、無機バインダーにより硬化した角部2eに生じるバリやかえりによって、外被材2bが傷ついてしまうおそれがある。外被材2bは表面保護層とガスバリア層と熱溶着層とを備えて構成されているが、ガスバリア層に傷が生ずるとガスバリア性が悪くなり真空断熱材2の断熱性能が低下してしまう。
したがって、角部2eが硬化するほど、また、芯材2a自身の厚さ寸法t0の大きいほど、隙間2fは大きくなってしまう。
また、上述のように、外被材2bの外周部の耳部2cは、真空断熱材2の一面に折り曲げられるが、芯材2aの表面に硬化層を有する場合には、角部2eによって隙間2gが生じてしまう。なぜなら、外被材2bはガスバリア層を含んだ積層構造としているが、外被材2b自体も剛性を有しているために、真空断熱材2の表面形状には簡単に追従しないからである。したがって、耳部2c近傍には隙間が生じ易く、特に、硬化された角部2eを跨いで耳部2cを折り曲げる場合には隙間2gが生じ、この隙間が対流空間となって、真空断熱材2を配設した断熱壁1の断熱性能が低下してしまう。
このように、従来の真空断熱材は、隙間2f、2gが生じ、この隙間内にはある程度の空気分子が存在してしまいやすい構造であった。この空気分子の存在量が真空断熱材中に残る僅かな空気分子より多く、また、真空断熱材中に残る僅かな空気はガラス繊維により分割されているのに対して、隙間2fや2g内の空気分子はその対流が自由となる空間が大きいので、対流空間内の空気分子の対流により熱の移動が真空断熱材2内より大きくなる。この対流空間によって伝わった熱は、断熱壁1中の発泡断熱材3によって断熱されるが、断熱厚さは小さいものとなってしまう。
換言すれば、真空断熱材層の熱伝導率より、真空断熱材周縁に生じた、対流空間である隙間2fや隙間2g部の熱伝導率が大きいので、断熱壁トータルとしての熱漏洩量が増加するので、省エネ上、問題が生じてしまう。
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、真空断熱材を有する冷蔵庫において、熱漏洩量の更なる低減を図った冷蔵庫を提供することを目的とする。または、このような冷蔵庫の断熱箱体に配設される真空断熱材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、扉体を含む箱体を、外箱と内箱とで構成し、前記外箱と前記内箱との間を断熱壁とし、この断熱壁内に真空断熱材と発泡断熱材と有する冷蔵庫において、本発明は、前記断熱壁全体の体積に占める真空断熱材の体積率を14%以上とした。
また、扉体を含む箱体を、外箱と内箱とで構成し、前記外箱と前記内箱との間を断熱壁とし、この断熱壁内に真空断熱材と発泡断熱材と有する冷蔵庫において、本発明では、前記断熱壁全体の体積に占める真空断熱材の体積率を14%以上とすることにより、冷蔵庫外形寸法の占める体積に対して、前記冷蔵庫の定格内容積を55%以上とした。
また、上記の構成において、本発明では、前記断熱壁の体積に占める真空断熱材の体積率を60%以下とし、前記真空断熱材配設後の断熱壁中に発泡断熱材を充填した冷蔵庫とした。
また、箱体の外箱と内箱との間を断熱壁とし、この断熱壁中に真空断熱材と発泡断熱材とを有し、箱体内に冷蔵温度室と冷凍温度室とが配設された冷蔵庫において、
本発明では、前記真空断熱材を、無機繊維からなる柔軟性を有する芯材と、この芯材を脱気圧縮して収納する袋とを備えて構成し、前記芯材の端面稜線部の角部に丸み形状を有し、前記芯材と袋との間の空間が小さくなるように前記芯材を前記袋で包んだものとした。
本発明では、前記真空断熱材を、無機繊維からなる柔軟性を有する芯材と、この芯材を脱気圧縮して収納する袋とを備えて構成し、前記芯材の端面稜線部の角部に丸み形状を有し、前記芯材と袋との間の空間が小さくなるように前記芯材を前記袋で包んだものとした。
また、箱体の外箱と内箱との間を断熱壁とし、この断熱壁中に真空断熱材と発泡断熱材とを有し、箱体内に冷蔵温度室と冷凍温度室とが配設された冷蔵庫において、
本発明では、前記真空断熱材は、無機繊維からなる柔軟性を有する芯材と、この芯材を脱気圧縮して収納する袋とを備え、前記芯材の端面稜線部の角部に丸み形状を有し、かつ、一の真空断熱材内に厚さの異なる部分を有しており、
前記厚さの異なる部分のうち、厚い部分を前記冷凍温度室を囲む断熱壁部分に配設し、薄い部分を前記冷蔵温度室を囲む断熱壁部分に配設することによって、一の真空断熱材で熱漏洩量を低減させた。
本発明では、前記真空断熱材は、無機繊維からなる柔軟性を有する芯材と、この芯材を脱気圧縮して収納する袋とを備え、前記芯材の端面稜線部の角部に丸み形状を有し、かつ、一の真空断熱材内に厚さの異なる部分を有しており、
前記厚さの異なる部分のうち、厚い部分を前記冷凍温度室を囲む断熱壁部分に配設し、薄い部分を前記冷蔵温度室を囲む断熱壁部分に配設することによって、一の真空断熱材で熱漏洩量を低減させた。
また、箱体の外箱と内箱との間を断熱壁とし、この断熱壁中に真空断熱材と発泡断熱材とを有し、箱体内に冷蔵温度室と冷凍温度室とが配設され、前記冷凍温度室の後方に冷凍サイクルを構成する蒸発器を備えた冷蔵庫において、
本発明では、前記真空断熱材は、無機繊維からなる柔軟性を有する芯材の端面稜線部の角部に丸み形状を有し、かつ、一の真空断熱材内に厚さの異なる部分を有しており、
前記冷凍温度室周囲の断熱壁厚さは前記冷蔵温度室周囲の断熱壁厚さよりも厚く、
前記真空断熱材の厚い部分が前記冷凍温度室側に位置するように真空断熱材を配設され、
前記蒸発器の後方に位置する前記断熱壁の厚さは、他の部位の前記断熱壁厚さよりも厚く、かつ、前記蒸発器後方には前記真空断熱材の厚い部分が配設され、
前記真空断熱材が配設される断熱壁のうち、前記蒸発器後方に位置する断熱壁の発泡断熱材厚さと他の部位の発泡断熱材厚さとの差を、前記一の真空断熱材の厚さの異なる部分間の厚さの差よりも小さくした。
本発明では、前記真空断熱材は、無機繊維からなる柔軟性を有する芯材の端面稜線部の角部に丸み形状を有し、かつ、一の真空断熱材内に厚さの異なる部分を有しており、
前記冷凍温度室周囲の断熱壁厚さは前記冷蔵温度室周囲の断熱壁厚さよりも厚く、
前記真空断熱材の厚い部分が前記冷凍温度室側に位置するように真空断熱材を配設され、
前記蒸発器の後方に位置する前記断熱壁の厚さは、他の部位の前記断熱壁厚さよりも厚く、かつ、前記蒸発器後方には前記真空断熱材の厚い部分が配設され、
前記真空断熱材が配設される断熱壁のうち、前記蒸発器後方に位置する断熱壁の発泡断熱材厚さと他の部位の発泡断熱材厚さとの差を、前記一の真空断熱材の厚さの異なる部分間の厚さの差よりも小さくした。
また、本発明の真空断熱材は、平均繊維径が2μm以上、6μm以下のグラスウール積層体を芯材とし、柔軟性を保ちながら内部が減圧され、一の真空断熱材内に厚さの異なる部分を有し、
内部に冷凍温度室と冷蔵温度室が配設される断熱箱体の断熱壁内で発泡断熱材とともに使用され、
前記厚さの異なる部分の厚さ差を、
前記発泡断熱材とともに使用される領域における、前記冷凍温度室の周囲を覆う断熱壁の発泡断熱材厚さと前記冷蔵温度室の周囲を覆う発泡断熱材厚さとの差よりも大きく形成した。
内部に冷凍温度室と冷蔵温度室が配設される断熱箱体の断熱壁内で発泡断熱材とともに使用され、
前記厚さの異なる部分の厚さ差を、
前記発泡断熱材とともに使用される領域における、前記冷凍温度室の周囲を覆う断熱壁の発泡断熱材厚さと前記冷蔵温度室の周囲を覆う発泡断熱材厚さとの差よりも大きく形成した。
本発明によれば、真空断熱材を配設し、熱漏洩量を更に低減した冷蔵庫を提供することができる。また、このような冷蔵庫の断熱箱体に配設される真空断熱材を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。図1は本発明の一実施例に係る冷蔵庫を模式的に示した縦断面図である。冷蔵庫の箱体10は、外箱11と内箱13とによって形成される断熱壁中に配置される真空断熱材123、125、133、135と、外箱11、内箱13及び真空断熱材123、125、133、135を接着可能であり、それ自身に接着力を有するウレタン等の発泡断熱材12とを有して構成されている。
箱体10内には、図示しない野菜室やチルド室を有する設定温度10℃以下の冷蔵温度室14と、製氷室や急冷凍室を有する設定温度−16℃から−30℃程度の冷凍温度室15とが設けられており、各室の間は前仕切り16や仕切壁17により区画されている。
冷蔵温度室14の開口前面には、この開口前面を開閉可能に閉塞する扉体30を備えている。この扉体30は、外箱31と内箱33とによって形成される断熱壁中に設置された真空断熱材124と、外箱31、内箱33及び真空断熱材124と接着可能であり、それ自身に接着力を有するウレタン等の発泡断熱材32とを有して構成されている。
冷凍温度室15の開口前面には、この開口前面を開閉可能に閉塞する扉体35を備えている。この扉体35は、外箱36と内箱38とによって形成される断熱壁中に設置された真空断熱材134と、外箱36、内箱38及び真空断熱材134と接着可能であり、それ自身に接着力を有するウレタン等の発泡断熱材37とを有して構成されている。
なお、図1では省略しているが、上記の各貯蔵室は独立した扉によって前面が閉塞されており、例えば、製氷室と急冷凍室との間は前仕切16に相当する部材によって仕切られ、この前仕切16相当部材によって扉体を受ける構成としている。また、温度帯の異なる貯蔵室の間は、仕切壁17に相当する部材によって仕切られており、仕切壁17相当部材は断熱構造を有している。
これらの真空断熱材123、124、125、133、134、135、(以下、これらの真空断熱材及び図4にて後述する真空断熱材121、122、131、132を代表して表示する場合は、真空断熱材100と表示する。)は、発泡断熱材12、32、37より高い断熱性能が実現可能であり、例えば、箱体10側の発泡断熱材12の熱伝導率が0.016W/mK程度、扉体側の発泡断熱材32、37の熱伝導率が0.018W/mK程度であるのに対し、真空断熱材100の熱伝導率は0.002W/mKから0.003W/mK程度とすることができる。
したがって、熱漏洩の生ずる断熱壁面積を一定と仮定すれば、ウレタン等の発泡断熱材のみで形成した断熱壁厚さ寸法の約1/5から1/9程度の厚さ寸法を有する真空断熱材を使用すれば、断熱壁からの熱漏洩量を同等に設定できるということになる。
しかし、真空断熱材のみで断熱壁を構成した箱体や扉体はその強度が劣るので、本実施例では、それ自身に接着力を有するウレタン等の発泡断熱材を併用している。その際、ウレタン等の発泡断熱材12、32、37による強度確保のため、発泡断熱材の断熱壁の厚さ寸法、例えば、図1に示す寸法G13、G14、G15及び寸法G23、G24、G25を10mmから15mm程度の厚さ寸法、つまり、平均厚さ寸法を15mm程度とし、局部的な薄いところでも10mm以上を確保して、箱体10、扉体30、35の強度が劣るのを防止している。
また、G13、G14、G15、G23、G24、G25の各寸法を10mm以上としていることから、十分にウレタン等の発泡断熱材の充填時における流動性を確保できる。すなわち、G13、G14、G15、G23、G24、G25寸法は、発泡断熱材が容易に流動して発泡充填される寸法に設定してあると同時に、冷蔵庫の箱体10内を冷却する蒸発器20、冷凍サイクルを構成する配管21、送風機18の配線19が、真空断熱材100に当接して真空断熱材を傷つけないような寸法に設定してある。
換言すれば、図1に示すG13、G14、G15、G23、G24、G25寸法を10mm以上として、ウレタン等の発泡断熱材が容易に流動して発泡充填できるように、かつ、箱体や扉体の強度が保持できるように構成してある。
また、真空断熱材100は、図1に示すように、冷蔵温度室14周囲の断熱壁内及び冷凍温度室15周囲の断熱壁内の各面に設置している。
これらの真空断熱材の合計体積は、
外箱11と内箱13とによって形成される断熱壁体積の14%以上60%以下に設定する場合、
冷蔵庫の熱漏洩量の大きいところのみ(例えば、図1に示す背面壁内のみ)を重点的にカバーして真空断熱材の合計体積を外箱11と内箱13とによって形成される断熱壁体積の14%以上60%以下に設定する場合、
又は、冷蔵庫の側面壁内部のみに所定の厚さを有する真空断熱材を設置して、断熱壁体積の14%以上60%以下に設定すると共に、この両側壁の発泡断熱材部分の壁厚さ寸法を薄くして、冷蔵庫の幅寸法を650mm程度以下の寸法とした場合、
のいずれの場合についても、後述するように熱漏洩量の低減効果が生じ、本発明は、真空断熱材を設置する壁面の数に限られるものではない。
外箱11と内箱13とによって形成される断熱壁体積の14%以上60%以下に設定する場合、
冷蔵庫の熱漏洩量の大きいところのみ(例えば、図1に示す背面壁内のみ)を重点的にカバーして真空断熱材の合計体積を外箱11と内箱13とによって形成される断熱壁体積の14%以上60%以下に設定する場合、
又は、冷蔵庫の側面壁内部のみに所定の厚さを有する真空断熱材を設置して、断熱壁体積の14%以上60%以下に設定すると共に、この両側壁の発泡断熱材部分の壁厚さ寸法を薄くして、冷蔵庫の幅寸法を650mm程度以下の寸法とした場合、
のいずれの場合についても、後述するように熱漏洩量の低減効果が生じ、本発明は、真空断熱材を設置する壁面の数に限られるものではない。
なお、真空断熱材100の合計体積を、外箱11と内箱13とによって形成される断熱壁体積の14%以下にすると、後述するように内容積効率が55%以下となってしまい、冷蔵庫の外形寸法が大きくなってしまうという問題が生じる。
また、真空断熱材100の合計体積を、外箱11と内箱13とによって形成される断熱壁体積の60%以上にすると、G13、G14、G15、G23、G24、G25寸法を確保できなくなる。すなわち、発泡断熱材をこの部分に充填することが困難になってしまい、又は、たとえ充填させた場合であっても発泡断熱材中にボイドが発生してしまい、箱体10としての箱体強度及び断熱壁としての断熱性能を劣化させてしまう。また、蒸発器20や配管21、送風機の配線19が、真空断熱材100に当接して真空断熱材を傷つける恐れが生じる。
なお、真空断熱材100の端面形状は、図2のように、耳部100cを真空断熱材本体よりほぼ水平状態に延出したままにする場合と、図3のように、耳部100cを真空断熱材自身の表面に接触するように折り曲げる場合とがあるので、図1においては上記のいずれかに限られるものではなく、模式的に端面形状を角形にて表示している。
本実施例の真空断熱材100の構成を図2を用いて説明する。図2は本実施例の真空断熱材の断面説明図であり、前述の図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。
本実施例の真空断熱材100は無機繊維からなる芯材101がガスバリア性を有する外被材103で覆われている構成であり、この点は従来の真空断熱材と相違はない。しかしながら、本実施例の芯材101は、バインダーによって硬化層を形成しておらず、また、加熱による成形処理を施していない芯材であるため、無機繊維自体の有する可撓性を有している。本実施例では、可撓性を有する芯材として、平均繊維径4μmのグラスウール積層体{JISA9504の「人造鉱物繊維保温材」}等の無機繊維を使用して所望の寸法に形成している。
芯材101はバインダーによって成形されていないため、本実施例の芯材101は内袋102によって覆われている。この内袋102は、脱気圧縮した芯材101を収納し、この内袋102で芯材101を覆うことによって、外部よりの水分やガス成分が芯材101中に浸入することを防いでいる。内袋102は、例えば、高密度ポリエチレン樹脂等のように所定のガスバリア性を有する合成樹脂フィルムにより形成されている。
芯材101は、大気中に含まれる水分やガス成分を吸着しやすいので、製造工程上で必要とされる組み込みのための作業時間や、芯材自身の仕掛品の保管期間中にも、水分やガス成分を吸着してしまう。そこで、このような短い時間に外部の水分やガス成分を吸着しないために、芯材101をガスバリア性を有する内袋102で覆う構成とした。
また、上述のようにバインダー処理や加熱成形処理を施していない無機繊維を使用したため、芯材101は可撓性を有して柔軟である。そこで、合成樹脂フィルム製の内袋102で脱気圧縮して覆うことにより、製造工程上のハンドリング性を向上させている。このように内袋102で覆うことによって、無機繊維を簡略的に圧縮した状態で保持することができるため、ハンドリング性にも問題なく、また、細かい繊維が製造工程中に空気中に散乱して作業状態を悪化させることも併せて防止できる。
内袋102とともにこの内袋102内に収納された芯材101を収納し、内部が減圧された状態で密封した外袋103を外被材として使用し、この外袋103は内袋102よりも高いガスバリア性を有する。例えば、アルミニウムやステンレス等の金属層を有するラミネートフィルムにより構成されている。内袋102が月日単位でのガスバリア性を有するものとした場合には、外袋103は冷蔵庫の実使用状態におけるガスバリア性を必要とするため、年単位のガスバリア性を有すると言える。
本実施例の真空断熱材100は、このように可撓性を有する状態を維持したまま真空引きされ、かつ、減圧状態を維持して高いガスバリア性を有する外袋103で覆われているため、次のような作用を奏する構成とできる。
芯材101が可撓性を維持したまま真空引きされて外袋103で覆われるため、端面稜線部の角100eを丸めることができ、したがって、芯材101と外袋103との間に生じる隙間100fを小さくなるように構成される。また、芯材101を脱気圧縮して内袋102内に収納する際には、芯材101の可撓性を利用して端面稜線部の角100eを丸めることができ、したがって、芯材101と内袋102を外袋103内に挿入する際に角100eが丸まっており、製造工程における外袋103傷つき防止となる。換言すれば、従来例として示した図9における隙間2f相当の隙間ができるだけ小さくなるように、内袋102および外袋103を芯材101に圧接形成する構成にしてある。したがって、対流空間がほとんど生じないので、断熱壁の熱漏洩量が増加する程度が小さくなる。
なお、芯材101は、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維で形成した柔軟性、可撓性を有する芯材であるので、且つ、芯材101の端面稜線部の角100eが丸く形成されているので、従来例として示した図9のような「無機バインダーにより硬化した角部2eに生じるバリやかえり」相当を生ずることがないので、内袋102および外袋103を芯材101に圧接しても、内袋102や外袋103のガスバリア性が劣化するおそれが低い。
また、本実施例の真空断熱材の芯材は、箱体内に配設されても圧縮状態の無機繊維に過ぎないため、体内にあってもその性質を変えることがなく、箱体を解体することによって、真空引き以前の状態と同様な状態でそのまま取り出すことができる。したがって、箱体内で断熱材として使用されている状態であっても、再利用が可能であり、箱体解体後に芯材を取り出して、真空断熱材を製造することができる。
また、真空断熱材100は、その設置場所のスペースにあわせて、その厚さtrやtfを任意の段差位置100aで変えられるように構成してある。換言すれば、真空断熱材100の厚さtrやtfを任意に変えられるように、芯材101はバインダー処理や加熱成形処理を施さない構成とした。したがって、成形のための成形型や冶工具が不要であり、原料となる無機繊維積層体を任意の厚みや大きさに形成すれば良く、例えば、厚さtr部は一層から二層の無機繊維積層体とし、厚さtf部は三層から五層の無機繊維積層体とすればよい。
このように段差位置100aを自由に選定することができるため、段差位置100aを、図1にて示したように、冷蔵温度室14周囲の断熱壁と冷凍温度室15周囲の断熱壁との境目13a(図1の13a)部に合わせて設置することにより、厚さの異なる断熱壁内に連続して、且つ、それぞれの断熱壁体積に占めるそれぞれの真空断熱材の体積率をそれぞれ所定の大きさに任意に設定できる。
また、真空断熱材100は、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維で形成した可撓性を有する柔軟な芯材101を使用しているので、設置場所の形状にあわせて、例えば、折り曲げたり、曲部的な凹凸を設けたりできるように構成されている。また、柔軟性を有する芯材101によって、段差100aも角100eと同様に丸み形状の段差とすることができる。
したがって、冷蔵温度室14周囲の断熱壁厚さと、冷凍温度室15周囲の断熱壁厚さとが異なるように箱体10を形成した場合であっても、以下のような問題が生ずることがない。例えば、一定の厚さ寸法を有する真空断熱材を断熱壁内に設置した場合には、断熱壁の薄い方の冷蔵温度室15周囲のウレタン等の発泡断熱材32層がより薄くなってしまうため、発泡充填する際にウレタン原液の流動性が落ちてしまい、局部的なボイド、あるいは、局部的に発泡密度が変化する等により、発泡断熱材自身の強度および断熱性能が落ちてしまうことが生じ得るが、本実施例の真空断熱材100を使用することによって、このような事態を効果的に回避することができる。
また、外袋103の外周周縁の溶着部を含む耳部100cは、通常は図2に示す如く略平面状に形成されているが、真空断熱材100の周囲にウレタン等の発泡断熱材を充填する場合には、発泡断熱材の充填流動を妨害しないように、耳部100cを折り曲げて真空断熱材の一面に固着する場合もある。この場合の一例を図3により説明する。
図3は本実施例の断熱壁の要部の断面図であり、図1及び図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。芯材101(及び内袋102)を覆う外袋103の外周周縁は溶着部によって溶着されており、外袋103内部の真空状態を保持している。この溶着部を含んで、外袋103の外周周縁を耳部103cとし、この耳部100cは、外袋103内部に生じる対流空間が小さくなるように、芯材101に沿って折り曲げて、真空断熱材自身の表面100dに固着するように形成してある。
換言すれば、従来例として示した図9の隙間2g相当の隙間100g1や100g2ができるだけ小さくなるように、耳部100cを芯材101側に圧接して形成する。先述のとおり、芯材101にはバインダー処理等が施されておらず、角100eが丸み形状となっていることから、従来例で示したような、熱伝導率が真空断熱材層の熱伝導率より大きい対流空間である隙間2g相当がほとんど生じないので、該断熱壁の熱漏洩量が増加する程度が小さくなる。
また、芯材101は、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維で形成した可撓性を有する芯材であるので、且つ、芯材101の端面稜線部の角100eが丸く形成されているので、従来例に示したような「無機バインダーにより硬化した角部2eに生じるバリやかえり」相当が生じないので、耳部100cを外袋103や内袋102を介して芯材101に圧接しても、耳部100cや内袋102及び外袋103のガスバリア性が劣化する恐れが低い。
次に、図4から図5により、扉を含む外箱と内箱とによって形成される断熱壁体積に占める真空断熱材の体積率と、断熱壁からの熱漏洩量との関係について説明する。図4は本実施例の冷蔵庫の外箱と内箱とによって形成される断熱壁を図示した断熱壁構成図であり、図5は前記体積率と熱漏洩量および消費電力量の関係を説明する説明図である。なお、前述の図1から図3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。また、図4(a)は、冷蔵庫を側面側から見た縦断面図であり、図4(b)は、図4(a)のE−E線断面図(正面断面図)を示す。なお、説明を簡略化するために、一例として冷蔵庫寸法を仮定しているが、本発明はこの仮定寸法に限られるものではない。
図4(a)、図4(b)において、符号60で示したものは、扉を含む外箱と内箱とによって形成される空間体積をモデル的に図示した断熱壁である。この断熱壁60は、ウレタン等の発泡断熱材と、断熱性能の優れた真空断熱材100(後述する真空断熱材121、122、123、124、125、131、132、133、134、135を代表して、真空断熱材100と表示する。)とを備えて構成されている。
断熱壁60内には冷蔵温度室61と冷凍温度室62とに区画されている。冷蔵温度室61は、例えば、幅寸法Wr10を550mm、奥行寸法Dr10を490mm、高さ寸法Hr10を870mm、定格内容積を約234Lとしている。冷凍温度室62は、例えば、幅寸法Wf20を530mm、奥行寸法Df20を450mm、高さ寸法Hf20を730mm、定格内容積を約174Lとしている。また、冷蔵温度室61及び冷凍温度室62周囲の断熱壁中には、真空断熱材100を所定の体積率となるように設けてある。
本実施例においては、冷蔵温度室61の側壁を形成する断熱壁60a、60bの断熱壁厚さTr11、Tr12を50mmとし、そのうちの真空断熱材121、122の厚さtr11、tr12を、約5mmから約40mmとして所定の体積率を確保して断熱性能の向上を図り、同時に、ウレタン等の発泡断熱材の発泡充填をスムーズにし、かつ、真空断熱材と発泡断熱材とからなる断熱壁の強度を確保するように構成してある。
また、冷蔵温度室61の背面壁を形成する断熱壁60cの断熱壁厚さTr13を50mmとし、そのうちの真空断熱材123の厚さtr13を、約5mmから約40mmとして所定の体積率を確保して断熱性能の向上を図り、同時に、ウレタン等の発泡断熱材の発泡充填をスムーズにし、かつ、真空断熱材と発泡断熱材とからなる断熱壁の強度を確保するように構成してある。
また、冷蔵温度室61の前面壁を形成する断熱壁60dの断熱壁厚さTr14を60mmとし、そのうちの真空断熱材124の厚さtr14を、約5mmから約50mmとして所定の体積率を確保して断熱性能の向上を図り、同時に、ウレタン等の発泡断熱材の発泡充填をスムーズにし、かつ、真空断熱材と発泡断熱材とからなる断熱壁の強度を確保するように構成してある。
また、冷蔵温度室61の天井壁を形成する断熱壁60eの断熱壁厚さTr15を50mmとし、そのうちの真空断熱材125の厚さtr15を、約5mmから約40mmとして所定の体積率を確保して断熱性能の向上を図り、同時に、ウレタン等の発泡断熱材の発泡充填をスムーズにし、かつ、真空断熱材と発泡断熱材とからなる断熱壁の強度を確保するように構成してある。
なお、冷蔵温度室61周囲の断熱壁60a、60b、60c、60d、60e中のウレタン等の発泡断熱材の厚さG11、G12、G13、G14、G15を、10mm以上確保して、箱体や扉体の強度を確保し、かつ、この部分にウレタン等の発泡断熱材が流動して発泡充填されるように設定してある。
冷凍温度室62周囲の断熱壁60f、60g、60g、60i、60jの断熱壁厚さTf21、Tf22、Tf23、Tf24、Tf25を、60mmから80mm程度の厚さとして、この部分の真空断熱材厚さtf21、tf22、tf23、tf24、tf25を、5mmから70mm程度とし、且つ、この部分のウレタン等の発泡断熱材の厚さG21、G22、G23、G24、G25を10mm以上確保して、箱体や扉体の強度を確保し、かつ、この部分にウレタン等の発泡断熱材が容易に流動して発泡充填されるように設定してある。
以上のように構成した断熱壁60において、この断熱壁60中に設置された真空断熱材100の設置面積及び厚さtr11、tr12、tr13、tr14、tr15およびtf21、tf22、tf23、tf24、tf25を変えて、断熱壁60の体積に占める真空断熱材の体積率を変えた場合における断熱壁60からの熱漏洩量を図5により説明する。
図5は、断熱壁60内における真空断熱材の占める体積率と箱体からの熱漏洩量および冷蔵庫の消費電力量の関係を示す図である。図5の横軸は真空断熱材の占める体積率を表し、縦軸は熱漏洩量あるいは消費電力量を表している。本図において、曲線(E)は体積率と熱漏洩量との関係を示し、曲線(F)は体積率と消費電力量との関係を示している。
曲線(E)にて示したように、断熱壁60からの熱漏洩量は、断熱壁60中に設置する真空断熱材100の体積率が大きくなると、ほぼ反比例的に小さくなることがわかる。例えば、真空断熱材100の体積率を14%とすると、熱漏洩量Q14は、真空断熱材を使用しないときの熱漏洩量に対して、約26%低減することができる。また、真空断熱の体積率を60%とすると、熱漏洩量Q60は、真空断熱材を使用しないときの熱漏洩量に対して、約42%低減することができる。
そして、このようなモデル的断熱壁60内の冷蔵温度室内の温度を5℃とし、冷凍温度室内の温度を−18℃とした場合の消費電力量を算出すると、曲線(F)にて示したように、断熱壁60中に設置する真空断熱材100の体積率が大きくなると、ほぼ反比例的に消費電力量が小さくなることがわかる。例えば、真空断熱の体積率を14%とすると、消費電力量n14は、真空断熱材を使用しないときの消費電力量に対して、約20%低減することができる。また、真空断熱の体積率を60%とすると、消費電力量n60は、真空断熱材を使用しないときの消費電力量に対して、約30%低減することができる。
なお、前述の体積率の増加に対する消費電力量の低減程度が、熱漏洩量の低減程度より少ないのは、消費電力量の算出基準として、所定回数の扉開閉を含めたためである。
次に、冷蔵庫の定格内容積が、冷蔵庫外形寸法の体積に対して占める割合(以下、この割合を、本説明では「内容積効率」と表示する)と前述の真空断熱材の占める体積率との関係について、図6から図7により説明する。
図6は、冷蔵庫の外箱と内箱とによって形成される断熱壁を図示した断熱壁構成図であり、図6(a)は、前述の図4(a)に相当する断面図を示し、図6(b)は、前述の図4(b)に相当する断面図を示している。図7は、真空断熱材の占める体積率と内容積効率との関係を示す図である。
なお、「内容積効率」は前述したように、冷蔵庫の定格内容積が、冷蔵庫外形寸法の体積に対して占める割合であるので、例えば、断熱壁の厚さ寸法を一定としても、冷蔵庫の大きさや形状によってその割合程度は異なる。つまり、冷蔵庫の大きさが大きいほど、また、その形状が立方体に近いほど内容積効率の数値は大きくなる。したがって、ここでは説明を簡略化するために、一例として冷蔵庫寸法を仮定しているが、本発明はこの仮定された寸法に限られるものではない。
図6において、扉を含む外箱と内箱とによって形成される空間体積をモデル的に図示した断熱壁70内は冷蔵温度室71と冷凍温度室72とに区画されている。本実施例の冷蔵温度室71は、幅寸法Wr30を550mm、奥行寸法Dr30を490mm、高さ寸法Hr30を870mm、定格内容積を約234Lとしている。一方、冷凍温度室72は、幅寸法Wf40を530mm、奥行寸法Df40を450mm、高さ寸法Hf40を730mm、定格内容積を約174Lとしている。
ここで、図6の断熱壁70を、熱伝導率が0.018W/mK程度のウレタン等の発泡断熱材のみで構成し、且つ、省エネの観点より、断熱壁70よりの熱漏洩量を、例えば、40W程度にするためには、冷蔵温度室71周囲の、内箱と外箱とによって形成される断熱壁の厚さ寸法Tr31、Tr32、Tr33、Tr34、Tr35を100mm程度とし、冷凍温度室72周囲の、内箱と外箱とによって形成される断熱壁の厚さ寸法Tf41、Tf42、Tf43、Tf44、Tf45を120mm程度とし、断熱壁70の外形寸法を、幅寸法W30を750mm、奥行寸法D30を700mm、高さ寸法H30を1,900mm程度とする必要がある。したがって、冷蔵庫外形寸法の占める体積(幅W30×奥行D30×高さH30=約997L)に対して、冷蔵庫の定格内容積(冷蔵温度室71の定格内容積約234L+冷凍温度室72の定格内容積約174L=約408L)の占める割合、つまり、内容積効率は約41%となる。
つぎに、定格内容積は上記のままで、断熱壁70中に、発泡断熱材より断熱性能の良い真空断熱材として、例えば、熱伝導率の数値が0.003W/mK程度の真空断熱材321、322、323、324、325、331、332、333、334、335(以下、これらの真空断熱材321、322、323、324、325、331、332、333、334、335を代表して表示する場合は、真空断熱材300と表示する。)を、図6中に点線で示すようにそれぞれ設置する。ここで、真空断熱材300の合計体積が断熱壁70の総合計体積に占める体積率を14%と仮定し、且つ、真空断熱材300とウレタン等の発泡断熱材との複層となった断熱壁70よりの熱漏洩量を、上記と同様に40W程度にすると仮定すると、冷蔵温度室71周囲の断熱壁の厚さ寸法Tr31、Tr32、Tr33、Tr34、Tr35を50mm程度、冷凍温度室72周囲の、内箱と外箱とによって形成される断熱壁の厚さ寸法Tf41、Tf42、Tf43、Tf44、Tf45を70mm程度、断熱壁70の外形寸法を、幅寸法W30を650mm、奥行寸法D30を600mm、高さ寸法H30を1,800mm程度とする必要がある。したがって、冷蔵庫外形寸法の占める体積(幅W30×奥行D30×高さH30=約702L)に対して、冷蔵庫の定格内容積(冷蔵温度室71の定格内容積約234L+冷凍温度室72の定格内容積約174L=約408L)の占める割合、つまり、内容積効率は約58%となる。
つぎに、定格内容積は上記のままで、前述の断熱壁70中に、真空断熱材300を、図6中に点線で示すように設置し、真空断熱材300の合計体積が断熱壁70の総合計体積に占める体積率を60%と仮定し、且つ、真空断熱材300とウレタン等の発泡断熱材との複層となった断熱壁70よりの熱漏洩量を、上記と同様に40W程度にすると仮定すると、冷蔵温度室71周囲の断熱壁の厚さ寸法Tr31、Tr32、Tr33、Tr34、Tr35を25mm程度、冷凍温度室72周囲の、内箱と外箱とによって形成される断熱壁の厚さ寸法Tf41、Tf42、Tf43、Tf44、Tf45を30mm程度、断熱壁70の外形寸法を、幅寸法W30を590mm、奥行寸法D30を540mm、高さ寸法H30を1,740mm程度とする必要がある。したがって、冷蔵庫外形寸法の占める体積(幅W30×奥行D30×高さH30=約554L)に対して、冷蔵庫の定格内容積(冷蔵温度室71の定格内容積約234L+冷凍温度室72の定格内容積約174L=約408L)の占める割合、つまり、内容積効率は約73%となる。
このような断熱壁中70に真空断熱材300の占める体積率と内容積効率の関係を図7を用いて説明する。図7の横軸は、断熱壁70の合計体積に占める真空断熱材300の体積率であり、縦軸は内容積効率を表している。体積率と内容積効率の関係は、図中の曲線で示されるように、体積率が増加すると内容積効率は、体積率14%程度までは、ほぼ直線的に向上する。また、体積率14%を超えると内容積効率の向上は鈍化するが、単調増加的な傾向を示している。
図6で前述した条件を仮定した定格内容積408L程度の冷蔵庫の場合、体積率ゼロ、つまり、真空断熱材を使用しないときの内容積効率K00は約41%であるが、真空断熱材の体積率を14%程度とすると、そのときの内容積効率K14は約55%以上となり、真空断熱材の体積率を60%程度とすると、そのときの内容積効率K60は約70%以上となる。
また、前記定格内容積408L程度の冷蔵庫の場合でも、真空断熱材の体積率を14%程度とすると、冷蔵庫の幅寸法を650mm程度にすることができるので、図8で述べたように一般家庭の80%の家庭に据付け可能な冷蔵庫の幅寸法とすることができる。
また、図1、図4、図6に示したように、冷蔵温度室14周囲の断熱壁厚さと、冷凍温度室15周囲の断熱壁厚さとが異なるように箱体10を形成し、外部との温度勾配の大きい冷凍温度室周囲の断熱壁を厚くし、かつ、図2に示したように位置によって厚さの異なる真空断熱材を使用し、厚い部分を冷凍温度室側に位置するように真空断熱材を配設したため、熱漏洩量の低減とともに、発泡断熱材の充填発泡に必要な寸法をも確保し、箱体強度の確保と消費電力量の低減とを両立させた。
その際、図1に示す蒸発器20が断熱箱体10内において最も低温となるため、箱体10後方に配設した蒸発器20に対し、その後方に位置する断熱壁の厚さTf23(Tf43)を他の部位の断熱壁厚さよりも厚くし(この厚さの差をDD1とする。)、かつ、蒸発器20後方に位置する真空断熱材の厚さtf23を他の部位の真空断熱材厚さよりも厚くしながら(この厚さの差をDD2とする。)、真空断熱材が配設される断熱壁のうち、蒸発器20後方に位置する断熱壁の発泡断熱材厚さG23と他の部位の発泡断熱材厚さとの差を上記のDD1及びDD2のいずれよりも小さくすることによって、発泡断熱材の充填発泡に必要な寸法が確保されると同時に、消費電力量のさらなる低減を可能とした。
上述のように、一の真空断熱材によって、異なる温度帯の貯蔵室を覆うような場合においては、真空断熱材が配設される断熱壁のうち、冷凍温度室の周囲を覆う断熱壁の発泡断熱材厚さと冷蔵温度室の周囲を覆う発泡断熱材厚さとの差を、図2に示す段差100aの高さをDD2’とした場合に、このDD2’よりも小さくすることが効果的である。換言すれば、この段差100a寸法は、各温度帯の貯蔵室を囲む発泡断熱材厚さの差よりも大きい寸法となるように真空断熱材を使用することによって、箱体強度の確保と消費電力量の低減を可能としている。
上述のように、本実施例によれば、断熱壁体積に占める真空断熱材の体積率を14%以上とすることにより、冷蔵庫外形寸法の占める体積に対する冷蔵庫の定格内容積を55%以上としたので、定格内容積を大きくしても、その外形寸法のあまり大きくならず、かつ、その消費電力量増加の少ない冷蔵庫を提供できる。
また、真空断熱材を、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維で形成した可撓性を有する芯材と、この芯材を脱気圧縮して収納する袋とを備えて構成し、芯材の柔軟性を利用して端面稜線部の角を丸め、芯材と袋との間に生じる対流空間が小さくなるように、芯材を袋で包んだので、真空断熱材の周縁に発生する対流空間を小さくすることができ、真空断熱材の周縁部よりの熱漏洩量増加が少なくなるため、省エネ上有利な冷蔵庫を提供できる。
また、断熱壁体積に占める真空断熱材の体積率を60%以下として、真空断熱材以外の断熱壁中に発泡断熱材を充填したので、断熱壁中に存在する発泡断熱材層の厚さを厚くできるので、発泡断熱材が前記断熱壁中に容易に充填されるので、該断熱壁中にボイドや未充填箇所の発生しない箱体構造を提供できる。
また、真空断熱材の芯材を、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維で形成したので、芯材のバリやかえりが生じないので、該芯材を収納する袋の傷つきが少ないので、高真空度を長期間保持できる真空断熱材を提供できる。
以上、本実施例によれば、従来の発泡断熱材と発泡断熱材より断熱性能の優れた真空断熱材との体積率の関係を規定したことにより、定格内容積を大きくしても、その外形寸法のあまり大きくならない、かつ、その消費電力量増加の少ない冷蔵庫を提供することができる。
10…冷蔵庫の本体側箱体、11…箱体の外箱、12、32、37…発泡断熱材、13…箱体の内箱、14…冷蔵温度室、15…冷凍温度室、30…扉体、31…扉体の外箱、33…扉体の内箱、100…真空断熱材、101…芯材、102…内袋、103…外袋。
Claims (7)
- 扉体を含む箱体を、外箱と内箱とで構成し、前記外箱と前記内箱との間を断熱壁とし、この断熱壁内に真空断熱材と発泡断熱材と有する冷蔵庫において、前記断熱壁全体の体積に占める真空断熱材の体積率を14%以上とした冷蔵庫。
- 扉体を含む箱体を、外箱と内箱とで構成し、前記外箱と前記内箱との間を断熱壁とし、この断熱壁内に真空断熱材と発泡断熱材と有する冷蔵庫において、前記断熱壁全体の体積に占める真空断熱材の体積率を14%以上とすることにより、冷蔵庫外形寸法の占める体積に対して、前記冷蔵庫の定格内容積を55%以上とした冷蔵庫。
- 前記断熱壁の体積に占める真空断熱材の体積率を60%以下とし、前記真空断熱材配設後の断熱壁中に発泡断熱材を充填してなる請求項1又は2に記載の冷蔵庫。
- 箱体の外箱と内箱との間を断熱壁とし、この断熱壁中に真空断熱材と発泡断熱材とを有し、箱体内に冷蔵温度室と冷凍温度室とが配設された冷蔵庫において、
前記真空断熱材は、無機繊維からなる柔軟性を有する芯材と、この芯材を脱気圧縮して収納する袋とを備え、前記芯材の端面稜線部の角部に丸み形状を有し、前記芯材と袋との間の空間が小さくなるように前記芯材を前記袋で包んだ冷蔵庫。 - 箱体の外箱と内箱との間を断熱壁とし、この断熱壁中に真空断熱材と発泡断熱材とを有し、箱体内に冷蔵温度室と冷凍温度室とが配設された冷蔵庫において、
前記真空断熱材は、無機繊維からなる柔軟性を有する芯材と、この芯材を脱気圧縮して収納する袋とを備え、前記芯材の端面稜線部の角部に丸み形状を有し、かつ、一の真空断熱材内に厚さの異なる部分を有しており、
前記厚さの異なる部分のうち、厚い部分を前記冷凍温度室を囲む断熱壁部分に配設し、薄い部分を前記冷蔵温度室を囲む断熱壁部分に配設することによって、一の真空断熱材で熱漏洩量を低減させた冷蔵庫。 - 箱体の外箱と内箱との間を断熱壁とし、この断熱壁中に真空断熱材と発泡断熱材とを有し、箱体内に冷蔵温度室と冷凍温度室とが配設され、前記冷凍温度室の後方に冷凍サイクルを構成する蒸発器を備えた冷蔵庫において、
前記真空断熱材は、無機繊維からなる柔軟性を有する芯材の端面稜線部の角部に丸み形状を有し、かつ、一の真空断熱材内に厚さの異なる部分を有しており、
前記冷凍温度室周囲の断熱壁厚さは前記冷蔵温度室周囲の断熱壁厚さよりも厚く、
前記真空断熱材の厚い部分が前記冷凍温度室側に位置するように真空断熱材を配設され、
前記蒸発器の後方に位置する前記断熱壁の厚さは、他の部位の前記断熱壁厚さよりも厚く、かつ、前記蒸発器後方には前記真空断熱材の厚い部分が配設され、
前記真空断熱材が配設される断熱壁のうち、前記蒸発器後方に位置する断熱壁の発泡断熱材厚さと他の部位の発泡断熱材厚さとの差を、前記一の真空断熱材の厚さの異なる部分間の厚さの差よりも小さくした冷蔵庫。 - 平均繊維径が2μm以上、6μm以下のグラスウール積層体を芯材とし、柔軟性を保ちながら内部が減圧され、一の真空断熱材内に厚さの異なる部分を有し、
内部に冷凍温度室と冷蔵温度室が配設される断熱箱体の断熱壁内で発泡断熱材とともに使用され、
前記厚さの異なる部分の厚さ差を、
前記発泡断熱材とともに使用される領域における、前記冷凍温度室の周囲を覆う断熱壁の発泡断熱材厚さと前記冷蔵温度室の周囲を覆う発泡断熱材厚さとの差よりも大きくした真空断熱材。
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