JP2008002694A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、断熱性能が高く常圧で取扱いや成形が容易な断熱材を用いた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】上記課題を解決するために、本発明は、貯蔵室２，３，４，５，６間を区画する断熱仕切壁３１，３２，３３，４０、ダクトを形成するダクトカバー３４、冷却器１１を覆う冷却器カバー３５、冷却器１１，１４間の断熱仕切壁３６、または回転仕切板６５の少なくとも一部に無機微粒子から成る顆粒物質５０を充填した。
【選択図】図２

Description

本発明は、断熱仕切壁、冷却器カバーまたは回転仕切体内に無機微粒子を充填した蔵庫に関する。

冷蔵庫本体の外形を形成する断熱箱体は、外箱と内箱間にウレタンフォームを発泡充填させて断熱壁を構成していることが一般的である。このウレタンフォームは、熱伝導率が約０．０２Ｗ／ｍＫと小さく、複雑な形状や狭い空間部にも隙間なく発泡充填させることができるため、扉や貯蔵室間を区画する断熱仕切壁の断熱材としても利用されている。しかし、ダクト、冷却器カバー、観音開き式扉における左右扉間の回転仕切体や、組立て上後付けが必要な断熱仕切壁など（以下、断熱部材と称する。）は、断熱効果が必要であるが比較的小さな部品であり、ウレタンフォームを断熱材として使用することは設置箇所や構造面から、困難であることが多い。

このため、前記断熱部材の断熱材には、成形が容易な発泡ポリスチレンを多く用いているが、その熱伝導率は約０．０３〜０．０３５Ｗ／ｍＫであり、ウレタンフォームと比較すると断熱性能が大きく劣るため、断熱材の厚みを大きくしなければならないという問題点があった。

一方、断熱箱体の断熱材としてよく用いられる真空断熱材は、中央部分での熱伝導率が約０．００２Ｗ／ｍＫと小さく、断熱性能が極めて高いものであるが、内部の真空度を保持するために特殊なフィルムや金属を用いたバリア材が必要となり、複雑な立体的形状に成形することが困難であるとともに、面積が小さくなると端面を介し熱伝導によるヒートリーク率が高くなることから、前記のような小形の断熱部材の断熱材には適していなかった。

こうしたことから、常圧でウレタンフォームと同等以上の断熱性能を持ち合わせた断熱材として、無機、有機系の微粒子を用いることが考えられており、例えば、微粒子と繊維強化材と赤外線不透過材とを混合させた高温断熱材（例えば、特許文献１参照。）、シリカ骨格の疎水性エアロゲル粒状物を主成分として成形した断熱材（例えば、特許文献２参照。）、エアロゲルと繊維との複合構造体を冷蔵庫の断熱材として成形した構成（例えば、特許文献３参照。）が提案されている。

また、気泡径の小さいスチレン系樹脂発泡体の粉砕物を袋に入れることにより、バインダや繊維強化剤を用いないことで成形性、施工性に優れた断熱材も考えられている（例えば、特許文献４参照。）。
特開平２−２９７８８７号公報 特開平１０−１４７６６４号公報 特開２００４−３４０４２０号公報 特開２００３−２８３８４号公報

しかしながら、上記した特許文献１〜３の構成では、断熱部材の形状に合わせて、予め成形しておくことが必要であり、製造工程が煩雑となる。一方、特許文献４の構成では、無機微粒子の隙間に対して樹脂発泡体の気泡径が大きいため、熱伝導率が約０．０３Ｗ／ｍＫと、比較的高くなる問題点があった。

本発明はこの点に着目してなされたもので、断熱性能が高く常圧で取扱いや成形が容易な断熱材を用いた冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の冷蔵庫は、少なくとも２以上の貯蔵室を有する断熱箱体と、前記貯蔵室間を区画する断熱仕切壁とを備え、前記断熱仕切壁の少なくとも一部に無機微粒子から成る顆粒物質を充填したことを特徴とする。

本発明の第２の冷蔵庫は、貯蔵室を有する断熱箱体と、前記貯蔵室を冷却する冷却器と、この冷却器を覆う冷却器カバーとを備え、前記冷却器カバーの少なくとも一部に無機微粒子から成る顆粒物質を充填したことを特徴とする。

本発明の第３の冷蔵庫は、前記冷蔵室と前記冷凍室を有する断熱箱体と、冷蔵室と冷凍室をそれぞれを冷却する冷蔵用冷却器と冷凍用冷却器を備え、前記冷蔵用冷却器と前記冷凍用冷却器を断熱仕切壁を介して前後に配設し、この断熱仕切壁の少なくとも一部に無機微粒子から成る顆粒物質を充填したことを特徴とする。

本発明の第４の冷蔵庫は、前記貯蔵室を有する断熱箱体と、貯蔵室の前面開口部を左右扉により閉塞する観音開き式扉と、前記左右扉のいずれか一方に取付けられ、開閉動作に応じて回動することでそれぞれの扉間を閉塞する回転仕切板とを備え、この回転仕切板の少なくとも一部に無機微粒子から成る顆粒物質を充填したことを特徴とする。

本発明によれば、常圧で取扱いや成形が容易な断熱材を用いた冷蔵庫を提供することができる。

以下、本発明の第１の実施例について図１ないし図５を参照して説明する。図１は、冷蔵庫本体１の構成を概略的に示す縦断面図である。図１において、冷蔵庫本体１は、前面が開口した断熱箱体内に、上段から順に、例えば１〜２℃に冷却される冷蔵室２と、製氷と貯氷を行う製氷室３と、主に野菜やペットボトルなどを収納する野菜室４と、例えば−１８〜−２５℃に冷却される冷凍室５を有して構成されていると共に、各貯蔵室２〜５は、ヒンジ回転式の冷蔵室扉２ａ、引出し式の製氷室扉３ａや野菜室扉４ａ、冷凍室扉５ａによりそれぞれ開閉自在に閉塞されている。なお、図１には図示していないが、製氷室３の側部には、冷蔵室や冷凍室などの温度雰囲気に切替可能な切替室６(図３参照)を併設しており、引出し式の切替室扉６ａにより閉塞している。

野菜室４の背面には、冷却器、ここでは冷蔵室２と野菜室４を冷却する冷蔵用冷却器１１を配設しており、この冷蔵用冷却器１１を覆うように冷却器カバー、ここでは冷蔵用冷却器カバー３５を設けている。冷蔵用冷却器１１により生成した冷気は、図示しないファンによって冷蔵室２の背面に設けた冷蔵用ダクト１３を介して、冷蔵室２に送風されて室内を循環し、冷却し終えた空気は図示しない野菜室ダクトを介して野菜室４に送風する。
野菜室４内を冷却した後は、冷蔵用冷却器カバー３５の下部に設けた図示しない吸込口より、冷蔵用冷却器１１に戻されて再び冷却されるようになっている。

冷蔵用冷却器１１の背部には、断熱仕切壁３６を介して冷却器、ここでは製氷室３、冷凍室５、切替室６を冷却する冷凍用冷却器１４を設けており、断熱仕切壁３６の上部には冷凍用冷却器１４で生成した冷気を庫内に送風するファン１５を設けている。ファン１５の上下部にはそれぞれ製氷室３、冷凍室５、切替室６に冷気を送風する送風ダクト１６ａを設けており、製氷室３と切替室６の背面には、製氷室３と送風ダクト１６ａを区画するダクトカバー３４を設けている。このダクトカバー３４の上部には吹出口３４ａを設けており、送風ダクト１６ａ内に設けた開閉動作により室内温度を調整するダンパー１７を介して、吐出口３４ａから冷気が吹出されて製氷室３を冷却し、冷却し終えた空気はリターンダクト１６ｂから冷凍用冷却器１４に戻される。

冷凍室５は、送風ダクト１８ａを介して室内に冷気が吹出されて室内を冷却し、冷却し終えた空気は、冷凍室５の背面に設けられたリターンダクト１８ｂを介して、冷凍用冷却器１４に戻されるようになっている。なお、切替室６も独立した送風ダクトとリターンダクトを設けており、冷気循環するように構成している。

冷蔵庫本体１背面底部には、圧縮機２１や放熱ファン２２などを配設した機械室２０を設けており、冷蔵庫本体１の冷却運転は、機械室２０の上部に設けた制御装置２３によって制御され、冷蔵用冷却器１１と冷凍用冷却器１４にそれぞれ交互に冷媒を流して冷却するようになっている。

次に、本発明の１実施例を示す貯蔵室を区画する断熱仕切壁について詳述する。図２は、製氷室３と切替室６を区画する中間仕切壁４０とその周囲を示す縦断面図であり、図３は、中間仕切壁４０と、製氷室３及び切替室６と野菜室４を区画する断熱仕切壁３２を分解した状態を示す斜視図である。

冷蔵室２と製氷室３及び切替室６とを区画する断熱仕切壁３１は、樹脂製容器、ここでは断面をエ字状に形成し後方の内部を中空状にした樹脂製の外壁板３１ａと、外壁板３１ａの前面開口部を閉塞する鋼板製の前板３１ｂと、この前板３１ｂの裏面と接触し前板３１ｂの結露を防止する防露パイプ２４と、この防露パイプ２４を前板３１ｂに押圧する仕切カバー３１ｃとから構成しており、外壁板３１ａ内部の空間部には、後述する顆粒物質５０を充填している。ここで、この顆粒物質５０を前部空間に充填する際には、前方開口部を上方に向けた状態で外壁板３１ａの前面開口部に顆粒物質５０を投入し、仕切カバー３１ｃで内部空間を密閉する。そして、後部空間には、外壁板３１ａの後部を上方に向けた状態で、背面に穿設した図示しない投入口より顆粒物質５０を投入し、シール材などで開口部を閉塞して、顆粒物質５０を充填させている。

なお、上記した構成では、外壁板３１ａの断面形状をエ字状に形成することで、内部空間を前後に分けてそれぞれ顆粒物質５０を投入させているが、これに限らず、外壁板３１ａの何れかの面に開口部を形成し、そこから投入することで顆粒物質５０による断熱が必要な部分に充填ができるようになっていてもよい。

製氷室３と切替室６を区画する断熱仕切壁、ここでは中間仕切壁４０は、図４の斜視図に示すように、樹脂製容器、ここでは矩形状に形成し内部を中空にした樹脂製の外壁板４１と、外壁板４１の前面を覆う前板４２とから構成しており、中間仕切壁４０の両側面にはレール部４３を一体に形成し、外壁板４１と前板４２との空間部には前板４２の結露を防止する図示しないヒータを取付けている。外壁板４１の内部空間には、外壁板４１の上部に設けた開口部４４から顆粒物質５０を投入して充填させ、シール材などでこの開口部４４を閉塞して密閉している。

製氷室３及び切替室６と野菜室４を区画する断熱仕切壁３２は、樹脂製容器、ここでは前仕切板３２ａと後仕切板３２ｄとから構成しており、前仕切板３２ａは、断面をコ字状に形成した樹脂成形品であり、前仕切板３２ａの前面には鋼板製の前板３２ｂを取付け、この前板３２ｂの裏面には前板３２ｂの結露を防止する防露パイプ２４と、この防露パイプ２４を前板３２ｂに押圧する仕切カバー３２ｃとを設けている。前仕切板３２ａの内部空間部には、前方開口部を上方に向けた状態で顆粒物質５０を投入し、仕切カバー３２ｃで内部空間を密閉して充填させている。後部仕切板３２ｄは、矩形状に形成し内部を中空にした樹脂成形品であり、図示しない背面に開口した投入口より顆粒物質５０を投入し、シール材などで開口部を閉塞して充填させている。

ここで、これらの断熱仕切壁３１，３２，４０の取付けについて説明する。断熱仕切壁３１は、内外箱間へのウレタン発泡前の段階で前方から内箱の両側側面に形成した図示しないガイド溝内に嵌入させて取付け、前板３１ｂと外箱をネジ止めして断熱仕切壁３１を固定する。断熱仕切壁３２は、前仕切板３２ａを冷蔵庫本体１開口部に架設させて前板３２ｂをネジ止めして固定した後に、後仕切板３２ｄを上方から所定位置に嵌入させて取付ける。そして、中間仕切板４０は、切替室側から嵌入し、下方の野菜室４側から断熱仕切壁３２を貫通するネジ３２ｆより前仕切板３２ａ、後仕切板３２ｄとともにネジ固定する。

なお、各断熱仕切壁間の隙間には図示しない軟質スポンジテープを貼り付けており、密着シールさせている。また、野菜室４と冷凍室５を区画する断熱仕切壁３３は、断熱仕切壁３２と同様の構成になっている。

次に、顆粒物質５０について詳述する。顆粒物質５０は、一次粒子間の隙間が空気分子の平均自由行程より小さな無機微粒子を造粒したものであるため、空気分子間の熱伝導を大幅に抑制でき、常圧下で断熱性能に優れ、成形が容易な断熱材を提供することができる。

この無機微粒子としては、断熱性能に優れ安定度の高い金属酸化物が適している。例えば、揮発性のケイ素化合物や、アルミニウム化合物を火炎中で燃焼させて生成する乾式法によるヒュームドシリカや、ヒュームドアルミナが特に良好である。

ただし、上記した無機微粒子の一次粒子の平均径は０．０１〜０．０３μｍであるため、単体のまま充填すると、作業時に空気中に舞い上がってしまい、充填作業が困難である。そこで、本発明では、無機微粒子を例えばバインダーや繊維などの補強剤と混合して造粒した顆粒物質５０を用いていることにより取扱いや作業性を良好にすることができる。
特に平均粒径を０．２〜５ｍｍの範囲にすることにより、取扱い性に優れ断熱性能を高くすることができる。これは、０．２ｍｍ以下にしてしまうと、樹脂製容器の充填時に舞い上がってしまったり、樹脂製容器の隙間などから漏れ出す恐れがあり、逆に、５ｍｍ以上にすると顆粒物質５０間の隙間が大きく、複雑な形状や狭い空間まで充填させることができなくなるため断熱性能が劣化するからである。なお、ここでいう平均粒径とは、３軸方向の長さの平均である。

また、顆粒物質５０を造粒する際に赤外線不透過剤、例えば酸化チタンを添加することにより、輻射伝導を抑制することができ、断熱性能をより向上させることができる。さらに、顆粒物質５０内の一次粒子間の空隙に水分が侵入すると空気層がなくなり断熱性能が劣化するため、顆粒物質の表面にフッ素などで撥水処理を施すことにより、断熱仕切壁３１，３２，３３，４０内に水分が侵入しても、顆粒物質５０の断熱性能を保持することができる。

さらにまた、顆粒物質５０を樹脂製容器３１ａ，４１，３２ａ，３２ｄ内に充填させたことにより、外壁に衝撃を受けても顆粒物質５０の破損を防止することができるため、もって断熱性能を確保することができる。また、樹脂製であれば複雑な形状の成形が容易であるとともに、表面を平滑に成形することができ、もって顆粒物質５０の投入作業を容易に行うことができる。

この場合、樹脂製容器ではなく、バリア性の高い樹脂フィルムより成る袋状容器を用いても同様の効果を得ることができ、顆粒物質５０に用いるフィルムは、例えばポリプロピレンフィルムやポリエチレンフィルムなど、少なくとも水蒸気バリア性を有していればよいため、成形を容易に行うことができる。さらに、樹脂フィルムを用いることにより、断熱仕切壁内に埋設させたり、後に外形状を変形させることができるため、取扱いを容易にすることができる。

なお、その他の樹脂フィルムとしては、ポリ塩化ビニリデンや水蒸気バリア性の高い樹脂とのラミネートフィルム、金属箔と樹脂のラミネートフィルム、金属または金属酸化物の蒸着層付き樹脂または樹脂のラミネートフィルムなどを用いてもよい。
出願人はポリポロピレンで形成した矩形状の中空枠体に顆粒物質５０を充填させて、熱伝導率を測定したところ、熱伝導率は０．０２１Ｗ／ｍＫとウレタンフォームと同等の熱伝導率を得ることができた。このことから、製氷室３と切替室６を併設させ、製氷室３と切替室６を区画する中間仕切壁４０の外壁板４１を樹脂で成形し、内部に顆粒物質５０を充填させたことにより、従来では比較的小さな部品の断熱材に熱伝導率の高い発泡ポリスチレンを用いなければならなかったが、熱伝導率の低い顆粒物質５０を充填させることにより断熱性能を向上させ、断熱材を薄くできるため、もって貯蔵室の収納容積を大きくすることができる。

上記した構成では、貯蔵室を区画する断熱仕切壁３１，３２，３３，４０に顆粒物質５０を充填させた構成について説明したが、ダクトカバー３４、冷蔵用冷却器カバー３５、または冷蔵用冷却器カバー３６の外壁を樹脂などで形成し、内部に顆粒物質５０を充填させることで、断熱性能に優れ取扱いが容易な断熱材を提供することができる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。なお、第１の実施例と同構成のものについてはその説明を省略して同符号を付す。図５は、両扉を開放した状態を示す冷蔵庫の正面図であり、図６は図５の冷蔵庫の両扉を閉塞させた状態を示す横断面図である。

図５に示すように、冷蔵庫本体１は、上から順に冷蔵室２、製氷室３および切替室６、野菜室４、冷凍室５を配設しており、冷蔵室２の前面開口部は、観音開き式の左扉６０と右扉６１により閉塞されている。両扉６０，６１の内周縁にはマグネットガスケット６２を取付けており、閉塞時には、このマグネットガスケット６２が冷蔵室２の前面開口縁の外箱および断熱仕切壁３１の前板３１ｂと密着して、冷気シールしている。

図６に示すように、両扉６０，６１の庫内側には、ドアポケットを取付けるビード部６３を立設させており、左扉６０のビード部６３の右側部には、両扉６０，６１間の隙間を閉塞する回転仕切板６５を設けている。この回転仕切板６５は、樹脂により形成した断面コ字状の外壁板６６と、前面を閉塞する鋼板製の前板６７で密閉された空間内に顆粒物質５０を充填させている。そして、回転仕切板６５はヒンジ部６４により回動自在に枢支されており、冷蔵室２の上端部に設けたガイドピン６９と、回転仕切板６５の上部に設けた円弧状のガイド溝６８が係合摺動して、左扉６０の開閉動作に応じて回動するようになっている。

上記した構成によれば、比較的ヒートリークが大きい回転仕切板の断熱性能を向上させることができるため、省電力に優れた冷蔵庫を提供することができる。また、前板６７の結露防止のためにヒータ７０を用いる形態においては、ヒータの容量を小さくすることができると共に、ヒータ７０の設置部分と顆粒物質５０を充填させた空間部分とを区画する前板カバー７１を設けることにより、ヒータ７０のサービス交換などを容易に行うことができる。

なお、上述した構成は１実施例に過ぎず、発明の要旨を変更しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、断熱仕切壁、冷却器カバー、回転仕切板の内部すべてに顆粒物質５０を充填させる必要はなく、ウレタンフォームや発泡ポリスチレンなど他の断熱材と併用させてもよい。

本発明の第１の実施例の冷蔵庫を示す縦断面図である。 図１の冷蔵庫の扉を省略した状態で中間仕切壁およびその周囲を示す縦断面図である。 図２の冷蔵庫の中間仕切壁および断熱仕切壁を分解した状態を示す斜視図である。 中間仕切壁に顆粒物質を投入する状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施例の冷蔵庫を示す正面図である。 図５の冷蔵庫の閉扉した状態を示す横断面図である。

符号の説明

１…冷蔵庫本体
２…冷蔵室
３…製氷室
４…野菜室
５…冷蔵室
６…切替室
１１…冷蔵用冷却器
１４…冷凍用冷却器
３１，３２，３３，３６…断熱仕切壁
４０…中間仕切壁（断熱仕切壁）
５０…顆粒物質
６０…左扉
６１…右扉
６５…回転仕切板

Claims (10)

1. 少なくとも２以上の貯蔵室を有する断熱箱体と、前記貯蔵室間を区画する断熱仕切壁とを備え、前記断熱仕切壁の少なくとも一部に無機微粒子から成る顆粒物質を充填したことを特徴とする冷蔵庫。
2. 貯蔵室を有する断熱箱体と、前記貯蔵室を冷却する冷却器と、この冷却器を覆う冷却器カバーとを備え、前記冷却器カバーの少なくとも一部に無機微粒子から成る顆粒物質を充填したことを特徴とする冷蔵庫。
3. 冷蔵室と冷凍室を有する断熱箱体と、前記冷蔵室と前記冷凍室をそれぞれを冷却する冷蔵用冷却器と冷凍用冷却器を備え、前記冷蔵用冷却器と前記冷凍用冷却器を断熱仕切壁を介して前後に配設し、この断熱仕切壁の少なくとも一部に無機微粒子から成る顆粒物質を充填したことを特徴とする冷蔵庫。
4. 貯蔵室を有する断熱箱体と、前記貯蔵室の前面開口部を左右扉により閉塞する観音開き式扉と、前記左右扉のいずれか一方に取付けられ、開閉動作に応じて回動することでそれぞれの扉間を閉塞する回転仕切板とを備え、この回転仕切板の少なくとも一部に無機微粒子から成る顆粒物質を充填したことを特徴とする冷蔵庫。
5. 無機微粒子は、金属酸化物であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。
6. 顆粒物質は、平均粒径が０．２〜５ｍｍの範囲内の大きさで造粒されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。
7. 顆粒物質は、無機微粒子に赤外線不透過剤を添加したものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。
8. 顆粒物質は、表面に撥水処理を施したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。
9. 顆粒物質は、樹脂製容器または樹脂フィルム内に充填したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。
10. 製氷室と切替室を併設させ、前記製氷室と前記切替室を区画する断熱仕切壁の外壁を樹脂で成形し、内部に顆粒物質を充填させたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。

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