JP2010169302A

JP2010169302A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2010169302A
Application number: JP2009011540A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tanaka; 正昭田中; Tsuyoki Hirai; 剛樹平井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】本発明は、内箱を金属とした場合にも消費電力の増加を抑制して薄壁化による容積拡大が可能な冷蔵庫を提供すること。
【解決手段】金属からなる内箱３１と、外箱３２と、内箱３１と外箱３２の間に充填された発泡断熱材３３と、内箱３１と外箱３２の間に真空断熱パネル５１とで構成された断熱箱体５０と、断熱箱体５０の開口を塞ぐ扉３５を備えた冷蔵庫であることから、従来の内箱３１が金属である効果を維持しながら、真空断熱パネル５１の利用による強度向上と高断熱性能化で、強度の高い薄壁化が可能となり、容積拡大ができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属製内箱の冷蔵庫に関するものである。

従来、この種の冷蔵庫において、家庭用冷蔵庫では内箱はＡＢＳなどの樹脂が主流であるが、業務用冷蔵庫では内箱を金属とした例がある（例えば、特許文献１参照）。

図２は、内箱を金属化した従来の冷蔵庫の一実施例を示す側断面図である。

図２に示すように、内箱１と外箱２との間に発泡断熱材（ウレタン材）３を充填して構成した冷蔵庫本体４はその天面に、冷凍ユニット、即ち、コンプレッサー２１、送風機２２、コンデンサー２３及び蒸発器２４そして冷気循環ファン２５を搭載した上蓋２６を備え、冷気を各貯蔵室２０に循環供給して冷却している。貯蔵庫扉２７を開いて、中の高さと調節自在の棚２８上より品物を取り出すようになっている。
特公平７−３７８７５号公報

しかしながら、上記従来の構成では、内箱１が金属であるためＡＢＳなどの樹脂に比すると、熱伝導性が良いため、冷蔵庫の庫内の温度分布が生じても高温となった部分から内箱１の金属を介して低温部に迅速に熱が伝わり、均温化が可能となる。また、一般的に樹脂に比べて金属は輻射率が高いことから、輻射による食品の冷却が促進され、冷気循環ファン２５により空気を介しての食品の冷却時間が短縮されるために食品の水分を奪う量が低減される効果がある。さらに、樹脂に比して強度が高く、冷蔵庫本体４の強度が増加するため貯蔵室２０内の最大保存可能な耐荷重が増加できる。しかしながら、樹脂をステンレスなどの金属に変更すると、熱伝導率が高くなるため、外部からの伝熱量が増加する。つまり、外部から貯蔵室２０に侵入してくる侵入熱量が増加するため、コンプレッサー２１の消費エネルギーが増加する。

そこで、内箱１をステンレスとした場合、ＡＢＳ樹脂相当までの伝熱に抑制するため内箱１のみを薄板化する方法があるが、従来の冷蔵庫のＡＢＳ樹脂は１ｍｍ以下であり、熱伝導率の差は約２００倍あることから、１ｍｍの２００分の１の薄板にしなければならず、製造することが非常に困難であるだけでなく、端面が鋭利であることから取扱上で危険である。更に、薄板により強度も低下し、発泡断熱材３の発泡圧による凹凸も出現しやすく見栄えが悪くなる。

このことから、内箱の金属への置き換え効果を維持しながら、内箱の金属の薄板化を推進して外部からの侵入熱量を減少させる必要がある。

ここで、特に、外郭寸法を同じくして複合壁厚を薄くする薄壁化により内容積の拡大を図る場合には、薄壁分に加えて、内箱がＡＢＳに比して熱伝導性の高い金属であることから、その影響度も大きくなりコンプレッサー２１の消費エネルギーが、より増大する。つまり、内箱の金属への置き換えは、侵入熱量が低い場合に比べて、薄壁化などにより侵入熱量が多くなる場合の方がエネルギー増加割合は大きくなるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、内箱が金属である効果を維持して、内箱が金属であることと相反する侵入熱量の増加を抑制すると共に内箱の薄板化をも比較的抑制し、全壁厚、つまり、複合壁厚の薄壁化により、内容積の拡大を可能とした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、金属からなる内箱と、外箱と、前記内箱と外箱の間に充填された発泡断熱材と、前記内箱と外箱の間で内箱側に設置された真空断熱パネルとで構成された断熱箱体を構成したものである。

これによって、発泡断熱材と真空断熱パネルによる複合壁厚により断熱性能を向上させ、薄壁化設計をすることができ、かつ内箱の金属化と補強構造物としての真空断熱パネル裏打ち構造体の採用により箱体の変形・たわみを防止できる。

本発明の冷蔵庫は、金属からなる内箱と、外箱と、前記内箱と外箱の間に充填された発泡断熱材と、前記内箱と外箱の間で内箱側に設置された真空断熱パネルとで構成された断熱箱体と、前記断熱箱体の開口を塞ぐ扉を備えた冷蔵庫であるので、従来例（特許文献１）と比較すると、真空断熱パネルは発泡断熱材より断熱性能の良いことから外部からの侵入熱量の低減を図ることができる。さらに、真空断熱パネルは内部の真空度と大気圧の差圧に耐え得るだけの構造となっていることから強度が増加する。これにより、侵入熱量の増加を抑制できると共に強度の高い薄壁化が可能となり、箱体の変形・たわみを防止でき、消費エネルギーの抑制により環境にやさしく、内容積の拡大を図ることができる。

請求項１に記載の冷蔵庫の発明は、金属からなる内箱と、外箱と、前記内箱と外箱の間に充填された発泡断熱材と、真空断熱パネルとで構成された断熱箱体と、前記断熱箱体の開口を塞ぐ扉を備えた冷蔵庫であるので、従来の内箱が金属である冷蔵庫の庫内の均温化や庫内の食品の乾燥抑制の効果を維持しながら、内箱の金属化による強度向上と、真空断熱パネル利用による強度向上と高断熱性能化で、侵入熱量の増加を抑制できると共に内箱への食品の落下や収納時の衝突などによる打痕を防止でき内箱の板厚の低減が可能となる。また、外箱に比べて内箱は表面積が小さいことから、外箱側に設置するよりも真空断熱パネルの使用面積を小さくできるので経済的であり環境にもやさしくなる。

請求項２に記載の冷蔵庫の発明は、請求項１に記載の冷蔵庫において、内箱の金属はステンレスであるので、従来の内箱が金属である冷蔵庫の庫内の均温化や庫内の食品の乾燥抑制の効果を維持しながら、薄壁化による内容積拡大に加えて、庫内の食品から発生する水分や、塩分を含んだ調理済み食品などの取り出し時のこぼれによる調理液などが内箱に付着した場合においても、耐食性に優れているために長期間の使用での耐久性が高い。

請求項３に記載の冷蔵庫の発明は、請求項１に記載の冷蔵庫において、外箱は金属であり、外箱と内箱とは樹脂接合材で繋がれ、前記樹脂接合材は断熱箱体と扉の接合面に位置するので、従来の内箱が金属である冷蔵庫の庫内の均温化や庫内の食品の乾燥抑制の効果を維持しながら、薄壁化による内容積拡大に加えて、外気からの高温の熱が外箱の金属を通じて内箱に伝導して庫内に侵入する熱量を低減できる。

請求項４に記載の冷蔵庫の発明は、請求項１に記載の冷蔵庫において、内箱は複数のパネルを組み合わせたものであり、組み合わせ部分の最外郭と外箱との最短距離に位置する断面に真空断熱パネルを設置したので、従来の内箱が金属である冷蔵庫の庫内の均温化や庫内の食品の乾燥抑制の効果を維持しながら、薄壁化による内容積拡大に加えて、従来では複数パネルの組み合わせ部分は断熱が悪くなり外部からの吸熱が多くなるが、本発明では断熱性能の高い真空断熱パネルにより吸熱を低減できる。ここで、複数を組み合わせる場合の接合部は発泡断熱材の発泡圧に耐えうる構造であり、例えば、従来は簡便性から、それぞれの端面を重ねてかしめる方法が主流であり、かしめ部は意匠から庫内側ではなく断熱材側、すなわち、外気側に折り込むのが通例である。これにより、かしめ部分における発泡断熱材の厚みは、その分だけ薄くなり断熱が悪くなり吸熱が多くなるが、本発明では全体として吸熱量を抑制できる。

請求項５に記載の冷蔵庫の発明は、請求項１記載の冷蔵庫において、外箱と内箱の間に放熱器を備え、前記放熱器は真空断熱パネルよりも外箱側に位置するので、従来の内箱が金属である冷蔵庫の庫内の均温化や庫内の食品の乾燥抑制の効果を維持しながら、薄壁化による内容積拡大に加えて、放熱パイプからの庫内への侵入熱の影響を極小にして、放熱パイプの設置容積を低減できるので、省スペースであり、同一の外郭寸法であるならば、庫内の容積を増加できる。

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。なお、従来と同一構成及び差異がない部分については、詳細な説明を省略する。また、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は本実施の形態１における冷蔵庫の側断面図である。

図１に示すように、断熱箱体５０は冷蔵庫本体３６の貯蔵室３４側から外部に向かって、内箱３１と真空断熱パネル５１と発泡断熱材３３と外箱３２とで構成されており、内箱３１と真空断熱パネル５１とはホットメルト接着剤で接着されている。また、コンデンサー３７が外箱３２の内表面に接触するように発泡断熱材３３に埋設されている。

内箱３１はステンレス製の別部材から構成された天面と背面と底面において、天面と背面が上部かしめ部５２で、背面と底面が底部かしめ部５３で、各々にお互いの一辺でかしめて一体化されている。外箱３２はマグネットが着磁可能な鋼板である。ガスケット５４は一面が扉３５の外周に設置され、対面の内部外周側にマグネット５５を有し、ガスケット５４のマグネット５５の設置された面部分は断熱箱体５０の外箱３２とマグネット５５とで磁力によるシール性を維持して外気が貯蔵室３４に侵入するのを防止し、マグネット５５の設置された面でマグネット５５が設置されていない部分は断熱箱体５０の内箱３１と外箱３２との接合部材である樹脂接合材５６部分と接触するようになっている。

このように、複数のステンレス板をかしめた後の内箱３１に真空断熱パネル５１をテープや接着剤で設置し、真空断熱パネル５１が設置された内箱３１と、コンデンサー３７が設置された外箱３２とを樹脂接合材５６で繋いだ後に、発泡断熱材３３流入して発泡して断熱箱体５０を製造する。

真空断熱パネル５１は樹脂とアルミなどの薄膜を積層させたガスバリア性を有するラミネートフィルム内に有機物や無機物からなる繊維や粒子であるグラスウール、連通ウレタンフォーム、パーライト粉末、樹脂繊維などを心材として詰めて真空にしたものである。

発泡断熱材は一般的なウレタンであり、例えば、熱伝導率０．０３Ｗ／ｍＫ，密度３０ｋｇ／ｍ^３、真空断熱パネル５１は心材をガラス主成分とした繊維や微粒子で容器をアルミと樹脂からなる積層膜を利用したのであり熱伝導率０．００３Ｗ／ｍＫ、密度２５０ｋｇ／ｍ^３である。

また、ドレン５７は蒸発器３９に着霜したものを図示しない除霜ヒーターで融解した時に発生する除霜水を貯蔵室３４から外部に排水する経路であり、排水された除霜水はコンプレッサー４０の上部に設置された蒸発皿５８に貯留され、大気に蒸発させる。

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。

外気から内箱３１を介して貯蔵室３４に侵入する熱は、外気から外箱３２、真空断熱パネル５１、発泡断熱材３３を通じて内箱３１へ侵入する熱と、外箱３２、真空断熱パネル５１、発泡断熱材３３、内箱３１の上部かしめ部５２や底部かしめ部５３を通じて内箱３１に侵入する熱と、外箱３２から樹脂接合材５６を伝って内箱３１へ伝熱する熱と、ガスケット５４から内箱３１で伝熱して侵入してくる熱などが主としてある。このとき、断熱性能の高い真空断熱パネル５１が設置されている部分に比して、それ以外の部分は侵入してくる熱が多く高温となる。高温となった内箱１の部分は、内箱３１の熱伝導性の良好なステンレスにより放射状に伝熱して、真空断熱パネル５１の設置された比較的低温部と熱交換して均温化して貯蔵室３４の空気に伝熱して貯蔵室３４内の空気の温度が上昇する。

そして、図示しない温度センサにより所定温度以上になると、コンプレッサー４０およびファン４１が作動し、冷却が開始される。コンプレッサー４０の運転により内部にあるＨＣ冷媒が圧縮され、高温となった高圧冷媒はコンデンサー３７で表面から外箱３２へ伝熱して外気と熱交換して冷却される。このとき、コンデンサー３７の熱は大部分が外箱３２に伝熱し、外箱３２から外気へ放熱されるが、一部の少量の熱は発泡断熱材３３から真空断熱パネル５１を通じて内箱３１に伝熱し、内箱３１を通じて貯蔵室３４の加熱源となる。

このように、コンデンサー３７を外箱３２に埋設した場合でも高性能の真空断熱材５１が設置されているため熱伝導のよい内箱３１へ伝熱するのを抑制できる。

その後、冷媒は図示しない減圧機構を経て蒸発器で蒸発することで蒸発器３９を冷却してガスとなってコンプレッサー４０へ戻るといった一般的な蒸気圧縮式の冷凍サイクルにより冷却する。このとき、ファン４１により所定温度以上になった貯蔵室３４内の空気が蒸発器３９へ流通して冷却され、貯蔵室３４を冷却し、温度センサが所定温度以下となると、コンプレッサー４０とファン４１が停止し冷却を終了する。

このようにして、貯蔵室３４を一定の低温に維持する。コンプレッサー４０の運転時間の積算時間が所定時間を超えると、図示しない除霜ヒーターにより蒸発器３９を加熱して着霜した霜を融解し、融解した除霜水がドレン５７から蒸発皿５８に排水される。このとき、蒸発器３９の周囲の内箱３１に着霜している霜も融解して排水される。

蒸発皿５８に貯留した除霜水は、以降のコンプレッサー４０の作動に伴う熱を受けて大気中へ蒸発する。

このように、真空断熱パネル５１は発泡断熱材３３より断熱性能の良いことから断熱性能は向上する。さらに、真空断熱パネルは内部の真空度と大気圧の差圧に耐え得るだけの構造となっていることから強度が増加する。これにより、侵入熱量を低減し強度を増加できるので、壁厚を薄くできると共に、断熱箱体５０の強度が増すことから冷蔵庫本体３６内の可能搭載重量が増加できる。また、従来の発泡断熱材３３の壁厚が、本発明の形態の真空断熱パネル５１の１０倍以上の厚みに発泡断熱材３３のウレタン流動を阻害しないだけの厚みを加算した以上の壁厚ならば、従来同等の侵入熱量となるように薄壁化した場合は、強度低下を抑制に加えて軽量化もできる。この軽量化については、例えば、従来において発泡断熱材３の厚みが７０ｍｍでは１平方メートルで約２．３ｋｇであるが、同一の伝熱量とすると５ｍｍの真空断熱パネル５１を使用した場合発泡断熱材３との複合厚みで２５ｍｍでよく、この時の重量は１平方メートルで約１．９ｋｇとなる。これは、本発明の形態では、発泡断熱材３が熱伝導率０．０３Ｗ／ｍＫ，密度３０ｋｇ／ｍ^３、真空断熱パネル５１が熱伝導率０．００３Ｗ／ｍＫ、密度２５０ｋｇ／ｍ^３であり、真空断熱パネル５１に対する発泡断熱材３３の熱伝導率の比が１０と密度の比が０．１２で、その積が１．２であるが、真空断熱パネル５１に対する発泡断熱材３３の熱伝導率の比と密度の比の積が１を越えるものであるならば、同様の効果を有する。

また、発泡断熱材の発泡剤がシクロペンタンなどの可燃性である場合や、冷媒に可燃性冷媒を使用した場合で、万が一に冷蔵庫本体３６内部から引火爆発した場合でも、内箱３１が金属で断熱材に真空断熱パネル５１の通り無機物を主成分とし内部が真空状態となっていることから、強度が高いと共に爆発の圧力を真空で吸収でき、不燃性の材料であることから、周辺への影響が低減でき安全性が増す。冷媒が二酸化炭素のように高圧で使用するものでも、万が一の漏洩時に同様の効果を有する。

さらに、内箱３１がステンレスであることから、除霜水などによる腐食を防止できると共に、棚３８に保存している調理食品などの取り出しによる調理液がこぼれて底部に落下しても簡単にふき取ることができる。

また、外箱３２の鋼板から内箱３１のステンレスへの伝熱による侵入熱は樹脂接合材により、より低減される。

また、ステンレスなどは内箱３１のように奥行きがあるものについては、深絞り加工が非常に困難であり、複数の板を繋ぐことで利用しており、内箱３１のように発泡断熱材３３を発泡する時の圧力で繋ぎ目から発泡断熱材３３が貯蔵室３４に漏れないように繋ぎ目はかしめられている。このかしめ部は意匠から貯蔵室３４で見えないように、上部かしめ部５２や底部かしめ部５３のように断熱材側に折り込まれている。この部分はそれ自身により外箱３２までの距離が短くなる。すなわち、発泡断熱材３３の厚みが薄くなる。しかし、高性能の真空断熱パネル５１により侵入してくる熱量を低減できる。

また、内箱３１はステンレスであるため、樹脂のように棚受けなどの細かい成型が困難であるためフラットであり、棚受けなどの支持は貯蔵室３４の奥隅に設置されるため、内箱３１が樹脂である場合に比して真空断熱パネル５１との接着面を大きくすることが可能であり、発泡断熱材３３を発泡するときの発泡圧でずれたりすることを抑制できるため、接着剤の塗布量を低減できる。

さらに、真空断熱パネル５１は内箱３１側に設置されているため、棚３８に置かれている食品が万が一に落下した場合でも真空に耐えうるだけの強度を維持している真空断熱パネル５１により内箱３１が大きく窪むことを抑制できる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、内箱を金属とした業務用の冷蔵庫、家庭用冷蔵庫、貯蔵庫などの用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の断面図従来の冷蔵庫の断面図

３１箱
３２外箱
３３発泡断熱材
３４貯蔵室
３５扉
３７放熱器
５０断熱箱体
５１真空断熱パネル

Claims

金属からなる内箱と、外箱と、前記内箱と外箱の間に充填された発泡断熱材と、前記内箱と外箱の間で内箱側に設置された真空断熱パネルとで構成された断熱箱体と、前記断熱箱体の開口を塞ぐ扉を備えた冷蔵庫。
内箱の金属はステンレスである請求項１に記載の冷蔵庫。
外箱は金属であり、外箱と内箱とは樹脂接合材で繋がれ、前記樹脂接合材は断熱箱体と扉の接合面に位置する請求項１に記載の冷蔵庫。
内箱は複数のパネルを組み合わせたものであり、組み合わせ部分の最外郭と外箱との最短距離に位置する断面に真空断熱パネルを設置した請求項１に記載の冷蔵庫。
外箱と内箱の間に放熱器を備え、前記放熱器は真空断熱パネルよりも外箱側に位置する請求項１に記載の冷蔵庫。