JP2012083068A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱性能を改善しながら経時信頼性も確保できるようにする。
【解決手段】外箱１と内箱２の間に、独立気泡の硬質ウレタンフォーム４と真空断熱材３と凝縮パイプ６を備え、真空断熱材は、金属箔を有する第１ラミネートフィルム７ｂとアルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａとを重ねて周縁部を熱溶着して袋状にしたガスバリア性を有する外包材内に、芯材８を封止して、内部を真空にしたものであり、凝縮パイプは外箱側に配置されており、真空断熱材は、アルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層を有する第２のラミネートフィルム側の面を凝縮パイプ側に向けた状態で、独立気泡の硬質ウレタンフォームに埋設されて、外箱と内箱間の中間部に配設されたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空断熱材を用いた冷蔵庫に関する。

近年、冷蔵庫の省エネルギー化や省スペース化を目的として、冷蔵庫の断熱性能を高める一手段として、高断熱性能を有する真空断熱材が用いられるようになってきている。

例えば、断熱箱体の外箱の表面温度が外気温よりも高い部分（例えば凝縮パイプが配置されている部分）や、外箱の内側に介在物がある部分に対しては、断熱箱体の外箱と内箱の中間で真空断熱材を独立気泡の硬質ウレタンフォームに埋設することにより、真空断熱材を複層した場合における独立気泡の硬質ウレタンフォームの充填不足などを解消したものがある。このようなものにおいて、真空断熱材は、外被材となる金属箔層フィルムとアルミ蒸着層フィルムとを有し、アルミ蒸着層フィルム面を内箱側に設けるように構成している（例えば、特許文献１参照）。

また、一対の板の間で一方の板に断熱体パックを取り付けるとともに、両板間に発泡断熱材を充填したものがある。このようなものにおいて、断熱体パックは、金属箔とプラスチックフィルムとを積層してなる第１ラミネートフィルムと、プラスチックフィルムにアルミ蒸着を施してなる第２ラミネートフィルムと、両フィルムの間に介在した芯材と、両フィルム間を減圧して周囲をシールするヒートシールとから構成されている。そして、この断熱体パックの第２ラミネートフィルム側を外板への取付面とすることで、断熱体パックの内部真空度を長期に渡って維持し、かつ断熱体の断熱性能を上げることができるとされている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−０１４３６８号公報（図１、図３） 特公平７−１１３５１３号公報（第１図、第２図）

しかしながら、断熱箱体の外箱と内箱の中間で真空断熱材をそのアルミ蒸着層フィルム面を内箱側に設けるように独立気泡の硬質ウレタンフォームに埋設したものにあっては、金属箔層フィルム面が外箱側となるように配置されることとなるため、経時的信頼性は維持できるが、ヒートブリッジと呼ばれる熱の回り込みで断熱性能が低下する。

また、プラスチックフィルムにアルミ蒸着を施してなる第２ラミネートフィルム側を外板への取付面としたものにあっては、断熱性能的には改善するが、経時的信頼性に欠けるという難点があった。

本発明の技術的課題は、断熱性能を改善しながら経時信頼性も確保できるようにすることにある。

本発明に係る冷蔵庫は、下記の構成からなるものである。すなわち、外箱と内箱の間に、独立気泡の硬質ウレタンフォームと真空断熱材と凝縮パイプを備えた冷蔵庫において、真空断熱材は、金属箔を有する第１ラミネートフィルムとアルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層を有する第２ラミネートフィルムとを重ねて周縁部を熱溶着して袋状にしたガスバリア性を有する外包材内に、芯材を封止して、内部を真空にしたものであり、凝縮パイプは外箱側に配置されており、真空断熱材は、アルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層を有する第２のラミネートフィルム側の面を凝縮パイプ側に向けた状態で、独立気泡の硬質ウレタンフォームに埋設されて、外箱と内箱間の中間部に配設されたものである。

本発明に係る冷蔵庫においては、熱伝導率の低いアルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層を有する第２ラミネートフィルム側の面を凝縮パイプ側に向けて設けているので、凝縮パイプの熱を拡散させることなく冷蔵庫外へ排出することができる。

また、真空断熱材を、独立気泡の硬質ウレタンフォームに埋設して、外箱と内箱間の中間部に配設しているので、真空断熱材が直接外気に触れることが無く、外気が侵入する経路も無いため、真空断熱性能の経時的な劣化を最低限に抑えることができる。
さらに、真空断熱材を埋設した独立気泡の硬質ウレタンフォームによって、外箱表面の凹凸や波打ちを内側から抑えることができ、外観の美しさを維持することができる。
さらにまた、冷蔵庫が高負荷運転し、高温冷媒配管からの放熱により冷蔵庫の表面温度が４０℃を超えるような場合においても、真空断熱性能の経時的な劣化を最低限に抑えることができる。

本発明の実施の形態に係る冷蔵庫を示す正面視の断面図である。 本発明の実施の形態に係る冷蔵庫を示す側面視の断面図である。 真空断熱材の外包材を構成するラミネートフィルムの各種仕様とそれらの冷蔵庫内への熱侵入量を比較して示すグラフである。

以下、図示実施形態により本発明を説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る冷蔵庫を示す正面視の断面図、図２はその側面視の断面図である。

本実施の形態の冷蔵庫は、その断熱箱体が、図１及び図２のように鉄板などの金属で構成される外箱１と、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂で構成される内箱２と、これら外箱１と内箱２で形成される空間を充填する独立気泡の硬質ウレタンフォーム４と、真空断熱材３とが複層構造で配設されている。断熱箱体の製造にあたっては、真空断熱材３を予め外箱１に間接的に接着固定したあと、独立気泡の硬質ウレタンフォーム４の原料を注入して一体発泡を行う。

ここで、断熱箱体の左右側面における真空断熱材３ａ，３ｂは、図１のように外箱１にスペーサー５ａを介して配設され、外箱１と内箱２の中間で独立気泡の硬質ウレタンフォーム４に埋設されている。

また、断熱箱体の天井面における真空断熱材３ｃは、外箱１にホットメルト接着剤や両面テープを用いて接着固定している。

さらに、断熱箱体の背面における真空断熱材３ｄは、図２のように外箱１にジグザグ状に形成されたスペーサー５ｂを介して配設され、放熱用の凝縮パイプ６を避けて外箱１と内箱２の中間で独立気泡の硬質ウレタンフォーム４に埋設されている。凝縮パイプ６は、外箱１の内面に接触するように配設され、外箱１を介して外部に放熱できるようになっている。なお、以下の説明では真空断熱材３ａ〜３ｄを総称して真空断熱材３という場合もある。

真空断熱材３は、金属箔すなわちアルミ箔をプラスチックフィルム間に挟んで構成された第１ラミネートフィルム７ｂとアルミ蒸着またはアルミナ（酸化アルミニウム）蒸着を施したプラスチックフィルムを有する第２のラミネートフィルム７ａとを重ねて周縁部を熱溶着して袋状にしたガスバリア性を有する外包材内に、芯材８を挿入し、内部を真空引きして開口部を封止することにより形成されている。さらに、アルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａ側の面が外箱１側にくるように、またガスバリア性の高いアルミ箔を有する第１ラミネートフィルム７ｂ側の面が内箱２側にくるように配設されている。なお、真空断熱材３の芯材８については本実施の形態においてはその構成を限定しない。

ここで使用している真空断熱材３は独立気泡の硬質ウレタンフォーム４に比べ断熱性能が１０倍高いものを採用している。

なお、アルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａは、表面保護層としてポリエチレンテレフタレート層、アルミナ蒸着層、延伸ナイロン層、アルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物層、及び熱シール層となる低密度ポリエチレン層から構成されている。

また、アルミ箔をプラスチックフィルム間に挟んで構成された第１ラミネートフィルム７ｂは、表面保護層となる延伸ナイロン層、ポリエチレンテレフタレート層、アルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層、アルミ箔、熱シール層となる低密度ポリエチレン層から構成されている。

ここで、アルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａを外箱１側と、内箱２側両方に使用しない理由は、アルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層がガスバリア性において劣るため、長期信頼性に不安が残るためである。

そこで、外包材を構成する２つのラミネートフィルムのいずれか一方にのみ、蒸着を施したプラスチックフィルムを適用することとした。しかし、この場合は、外箱１側と内箱２側どちらに適用するかが問題となる。

図３は真空断熱材の外包材を構成するラミネートフィルムの各種仕様とそれらの冷蔵庫内への熱侵入量を比較して示すグラフであり、蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａを外箱１側（凝縮パイプ６側）に配置した場合、蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａを内箱２側に配置した場合と、両側にアルミ箔を有する第１ラミネートフィルム７ｂを両側に配置した場合の冷蔵庫内への熱侵入量計算結果を示す。

この結果から、蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａを外箱１側（凝縮パイプ６側）に配置した方が、冷蔵庫内への熱侵入量が減る、つまり省エネルギー効果があることがわかった。

熱伝導率の高いアルミ箔を有する第１ラミネートフィルム７ｂを凝縮パイプ６側に向けた場合は、熱伝導により凝縮パイプ６の熱は外箱１と内箱２の中間に配設する真空断熱材３の外周にまで伝わり、冷蔵庫内との温度差が拡大し、熱侵入がし易くなり、断熱性能が低下する。

すなわち、蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａを凝縮パイプ６側に配置する場合、凝縮パイプ６を外箱１と内箱２の中間に配設する真空断熱材３に多く被覆させたほうが、より省エネルギー効果が得られる。そのため、本実施の形態では蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａを凝縮パイプ側６にして、外箱１と内箱２の中間に配設される真空断熱材３に、凝縮パイプ６の全長のうち８５％以上を、被覆させた。凝縮パイプ６の全長のうち１５％は非被覆部としたが、これは例えば凝縮パイプ６の接続部などを考慮したものであり、可能な限り被覆率を高めることが望ましい。

このように、本実施の形態においては、外箱１と内箱２の中間に配設する真空断熱材３の蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａが凝縮パイプ６側に配置される。しかし、蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａと凝縮パイプ６の間には、独立気泡の硬質ウレタンフォーム４が存在するため、蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａは断熱箱体天井面に直接接着固定している真空断熱材３ｃに比べて低い温度を維持でき、経時的な信頼性を確保できる。

以上のことから、本実施の形態においては、凝縮パイプ６が独立気泡の硬質ウレタンフォーム４に埋設されている面において、外箱１と内箱２の中間に配設する真空断熱材３の蒸着層を有する第２のラミネートフィルム７ａを凝縮パイプ６側に向けることで、より効果的に省エネルギー化を図った。

また、本実施の形態においては、外箱１と内箱２の中間に配設する真空断熱材３は独立気泡の硬質ウレタンフォーム４に埋設されているので、外箱１と内箱２の中間に配設する真空断熱材３の性能劣化の原因となる気体や水分が周囲にほとんど存在しない。このため、真空断熱性能の経時的な劣化を最低限に抑えることができ、信頼性を確保することができる。

以上の効果より、冷蔵庫内への熱侵入低減による冷蔵庫の省エネルギー化の実現および、経時的信頼性の確保を実現できる。

なお、ここでは真空断熱材３を断熱箱体の左右側面、天井面、及び背面に配置したものを例に挙げて説明したが、このように真空断熱材３を全面的に配置する必要はなく、内箱２側から見て凝縮パイプ６が配置されている面のみ凝縮パイプ６を覆うように設置し、凝縮パイプ６が配置されていない他の面には設置せず、これら他の面は例えば一般に使用されている発泡スチロール等の断熱材としてもよい。これにより、高価な真空断熱材の使用量が減り、コストを削減することができる。

１ 外箱、２ 内箱、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 真空断熱材、４ 独立気泡の硬質ウレタンフォーム、５ａ，５ｂ スペーサー、６ 凝縮パイプ、７ａ 第２のラミネートフィルム、７ｂ 第１ラミネートフィルム、８ 芯材。

Claims (3)

1. 外箱と内箱の間に、独立気泡の硬質ウレタンフォームと真空断熱材と凝縮パイプを備えた冷蔵庫において、
   前記真空断熱材は、金属箔を有する第１ラミネートフィルムとアルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層を有する第２のラミネートフィルムとを重ねて周縁部を熱溶着して袋状にしたガスバリア性を有する外包材内に、芯材を封止して、内部を真空にしたものであり、
   前記凝縮パイプは前記外箱側に配置されており、
   前記真空断熱材は、前記アルミ蒸着層またはアルミナ蒸着層を有する前記第２のラミネートフィルム側の面を前記凝縮パイプ側に向けた状態で、独立気泡の硬質ウレタンフォームに埋設されて、前記外箱と前記内箱間の中間部に配設されたものであることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記真空断熱材は、前記外箱と前記内箱の間に配設された前記凝縮パイプの全長のうち８５％以上を被覆していることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記真空断熱材は、前記内箱側から見て前記凝縮パイプが配置されている面のみ該凝縮パイプを覆うように設置され、前記凝縮パイプが配置されていない他の面には設置されていないことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の冷蔵庫。

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