JP2015007525A - 冷蔵庫 - Google Patents

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    • F25D2201/10Insulation with respect to heat
    • F25D2201/14Insulation with respect to heat using subatmospheric pressure

Abstract

【課題】放熱パイプに対する真空断熱材の被覆率を高め、断熱性能向上することができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】外箱107と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、外箱107の内側に配設された放熱パイプと、前記放熱パイプの庫内側に、芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し密封した真空断熱材とを備え、真空断熱材は断熱箱体の前面側から背面側へ凹形状の横溝を有し、横溝内に複数本の放熱パイプを収納したことにより、放熱パイプを横溝で三方から覆う事が可能となり、断熱性能を向上させる。
【選択図】図4

Description

本発明は、断熱箱体に真空断熱材を配設した冷蔵庫に関するものである。
近年、冷蔵庫の大容量化及び設置スペース縮小の需要が高まるにつれて、冷蔵庫断熱壁を薄肉化する、さらには、真空断熱材を配置挿入させ、且つ省エネの為の放熱パイプからの熱干渉抑制を図り、断熱性能の向上を図っている冷蔵庫が開発されている。(例えば、特許文献1参照)
以下、図面を参照にしながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
図17には、特許文献1に記載されている従来の冷蔵庫を説明する冷蔵庫横断面図を示す。図17において、外箱31と内箱32間に発泡断熱材41を充填した断熱箱体10と、外箱31の内面側に配される放熱パイプ33と、芯材14を外被材15で覆って内部が減圧されるとともに放熱パイプ33が嵌められる溝部11を設けた真空断熱パネル13とを備えた冷蔵庫において、真空断熱パネル13は、溝部11を形成した面の裏面に溝部11に対向して形成されるとともに溝部11よりも長手方向に垂直な幅が広い凸部12を有することにより断熱性能を向上して省エネルギー化を図ることができる。
特開2008−64323号公報
しかしながら、上記従来の構成では各々における効果はあるものの、近年の冷蔵庫の大容量化及び設置スペース縮小の需要や、省エネに対するニーズに対しては、不十分であった。
すなわち、冷蔵庫の大容量化を図るには冷蔵庫断熱壁を薄肉化することや、無効スペースを無くすことが有効である。そのため、冷蔵庫断熱壁の薄肉化には真空断熱材を挿入したり、無効スペースを無くすために機械室のコンデンサ(冷蔵庫下部に配置される)を冷蔵庫側面に貼り付けている放熱パイプで置き換える工夫がなされる。
このとき、冷蔵庫本体背面及び側面に貼り付けている真空断熱材に凹状の溝を形成することで放熱パイプを覆い、断熱効果の向上と冷蔵庫断面壁の薄肉化を図る。
一方、真空断熱材に形成する凹状の溝は直線形状でしか信頼性を保つことができず、冷蔵庫側面の上部や下部における放熱パイプの折り曲げ形状部に対応して、真空断熱材に溝を設けることができないという課題を有していた。
そのため、冷蔵庫の上部や下部の放熱パイプの折り曲げ形状部まで真空断熱材を貼り付けることができず、また、庫内容量確保のため壁厚を薄くすると外箱強度が低下したり、箱体侵入熱量が増加し、省エネと大容量化の両立が困難で省エネが頭打ちになっているという課題を有していた。
本発明は、上記の課題を解決するもので、冷蔵庫断面壁を薄肉化しても強度確保ができ、小スペースで大容量、かつ省エネ性能の高い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、外箱と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内側に配設された放熱パイプと、前記放熱パイプの庫内側に、芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し密封した真空断熱材とを備え、前記真空断熱材は前記断熱箱体の前面側から背面側へ凹形状の横溝を有し、前記横溝内に複数本の前記放熱パイプを収納したものである。
これにより、冷蔵庫前面から背面方向へ屈曲された放熱パイプを横溝で三方から覆う事が可能となり、断熱性能を向上させることができる冷蔵庫を提供することができる。
本発明の冷蔵庫は、上記構成により、真空断熱材に凹部形状の横溝を設けた冷蔵庫において、真空断熱材の被覆率を向上も図りしながら、放熱パイプを横溝で三方から覆う事が可能となり、断熱性能をさらに向上させることができる。
本発明の実施の形態1による冷蔵庫の斜視図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫を説明する側面断面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫を説明する側面断面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫を説明する側面断面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫の図4のD部簡易拡大図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫に用いる真空断熱材の平面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫に用いる真空断熱材を示す図6のB−B断面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫に用いられる真空断熱材を示す図6のC−C断面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫を説明する図1のA−A断面図 本発明の実施の形態2による冷蔵庫に用いる真空断熱材の平面図 本発明の実施の形態3における冷蔵庫の断面図 同実施の形態の冷蔵庫の真空断熱材と放熱パイプの正面図 本発明の実施の形態4における冷蔵庫の断面図 同実施の形態の冷蔵庫の放熱パイプの斜視図 同実施の形態の冷蔵庫の真空断熱材と放熱パイプの正面図 本発明の実施の形態5における冷蔵庫の真空断熱材と放熱パイプの正面図 従来の冷蔵庫の断熱箱体の側壁水平断面図
請求項1に記載の冷蔵庫は、外箱と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内側に配設された放熱パイプと、前記放熱パイプの庫内側に、芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し密封した真空断熱材とを備え、前記真空断熱材は前記断熱箱体の前面側から背面側へ凹形状の横溝を有し、前記横溝内に複数本の前記放熱パイプを収納したことにより、放熱パイプを横溝で三方から覆う事が可能となり、断熱性能を向上させることができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記真空断熱材上下端部は糊面を備えたことにより、発泡断熱材の流入を防止でき、外観変形抑制が可能となる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記横溝は、前記真空断熱材全高の中心より下部に配設されたことにより、外箱前面から背面へ繋がった放
熱パイプが真空断熱材内に収納することが可能となり、断熱性能向上を図ることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の発明において、前記真空断熱材は、前記横溝と同一面に縦溝を有し、前記横溝は縦溝と交差させたことにより、曲げを有する放熱パイプを収納可能となり、広く真空断熱材を配設することができるので、断熱性能をさらに向上させることができる。
以下、本発明による真空断熱材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、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による冷蔵庫の斜視図である。図2、3、4は本発明の実施の形態1による冷蔵庫の側面断面図である。図5は本発明の実施の形態1による冷蔵庫の図4のD部簡易拡大図である。図6は本発明の実施の形態1による冷蔵庫に用いられる真空断熱材の平面図である。図7は本発明の実施の形態1による冷蔵庫に用いられる真空断熱材を示す図6のB−B断面図である。図8は本発明の実施の形態1による冷蔵庫に用いられる真空断熱材を示す図6のC−C断面図である。図9は本発明の実施の形態1による冷蔵庫を説明する図1のA−A断面図である。
図1から図9において、冷蔵庫本体112は、前方に開口する金属製(例えば鉄板)の外箱107と硬質樹脂製(例えばABS)の内箱108と、外箱107と内箱108の間に発泡充填された発泡断熱材109からなる断熱箱体で、この本体の上部に設けられた貯蔵室である冷蔵室113と、冷蔵室113の下に設けられて冷凍温度帯から冷蔵、野菜、チルド等の温度帯に切り替え可能な切替室114と、冷蔵室113の下で切替室114に並列に設けられた製氷室115と、本体下部に設けられた野菜室116と、並列に設置された切替室114及び製氷室115と野菜室116の間に設けられた冷凍室117で構成されている。切替室114と製氷室115と野菜室116と冷凍室117の前面部は引き出し式の図示しない扉により開閉自由に閉塞されると共に、冷蔵室113の前面は、例えば観音開き式の図示しない扉により開閉自由に閉塞される。
冷蔵庫本体112の背面には冷却室があり、冷気を生成する冷却器118と、冷気を各室に供給する冷気送風ファン119とを有し、庫内の温度検知センサー(図示せず)とダンパ等(図示せず)により庫内温度が制御されている。また、冷却器118下方には除霜手段(図示せず)が設置されている。また、冷却器118の材質は、アルミや銅が用いられる。
冷蔵庫本体112は、本体天面奥部に配置された圧縮機120と、コンデンサ(図示せず)と、放熱用の放熱パイプ111と、キャピラリーチューブ121と、冷却器118とを順次環状に接続してなる冷凍サイクルに冷媒を封入し、冷却運転を行う。前記冷媒には近年、環境保護のために可燃性冷媒を用いることが多い。
冷蔵庫本体112の背面及び側面には、放熱用の放熱パイプ111が配設されており、一本のパイプを例えばU字に折り曲げることで放熱長さを確保し、外箱107にアルミテープ等で固定し、貼り付けられている。放熱パイプ111は通常、冷蔵庫本体の外箱各表面に分割されて貼り付けてあり、機械室にて各面のパイプを溶接し、接続している。
そして、冷蔵庫側面には配設してある放熱パイプ111に真空断熱材103が貼り付けてある。真空断熱材103の上端部は内箱108の天面部より上方に延出して配置し、下端部は内箱108の底面部より下方に延出して配置されている。真空断熱材103が内箱
108から延出している部分は真空断熱材の一部分でも良い。また、真空断熱材103の最上下端のどちらか一方が内箱108の上下端面より延出して配置してもよい。
真空断熱材103には、放熱パイプ埋め込み溝があり、放熱パイプ埋め込み溝は、縦溝104と横溝105とを備え、縦溝104と横溝105とは互いに直行してほぼ90°で交差し、縦溝104と横溝105は少なくとも前記真空断熱材の表面において互いに交差するとともに、真空断熱材103の上下左右の端面まで溝を形成し端部で開口した構造としている。また、真空断熱材103は矩形状に形成され、縦溝104は真空断熱材103の長手方向に沿って所定間隔をおいて複数形成し、横溝105は真空断熱材103の短手方向に沿って上部および下部に形成している。
具体的には、縦溝104の溝幅は4.2mm、溝深さ4.0mmとし、放熱パイプ111の外径4.0mmよりやや大きく形成している。なお、真空断熱材103は外箱107に接着剤等で固定される。
また、本実施の形態では、縦溝104と横溝105がほぼ直角に交わっており、縦溝の幅より横溝の幅の方が広く形成されている。
具体的には、横溝は天面壁のウレタン充填部より下方の貯蔵室側に位置しており、例えば内箱上部端部から55mmの位置から溝幅70mmで形成されている。
また、縦溝104および横溝105はそれぞれ複数本形成し、縦溝104の本数は横溝105の本数より多く形成されている。
放熱パイプ111は最下段の野菜室116部分、および最上段の冷蔵室113部分の冷蔵温度帯で屈曲部127を配置しており、被覆率が大きくできる真空断熱材を貼り付けている。すなわち、放熱パイプ111は、内箱108の天面部より下方で、かつ内箱108の底面部より上方に配置している。また、冷蔵庫背面方向には、冷却室があるため放熱パイプ111は冷却室の前面までの配設としているがこの限りではない。
冷蔵室113は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常1〜5℃で設定されている。野菜室116は冷蔵室113と同等もしくは若干高い温度設定の2℃〜7℃とすることが多い。低温にすれば葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。冷凍室117は冷凍保存のために通常−22から−18℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−30から−25℃の低温で設定されることもある。
冷蔵室113や野菜室116は庫内をプラス温度で設定されるので、冷蔵温度帯を呼ばれる。また、冷凍室117や製氷室115は庫内をマイナス温度で設定されるので、冷凍温度帯を呼ばれる。
また、冷蔵庫本体112の側面下部稜線部には強度向上の為の補強部材200を有している。補強部材200は外箱107の底面から背面に立ち上がって形成され、補強部材200と外箱107には外気と連通する部品間空間201を備えている。
また、冷蔵庫本体112の側面には、放熱用の放熱パイプサイド111Sが配設されており、一本のパイプを例えばU字に折り曲げることで放熱長さを確保し、外箱107に貼り付けられている。また、冷蔵庫本体112の前面にも同様に放熱パイプフロント111FがU字に折り曲げられ各貯蔵室の仕切り(図示せず)に配設されている。放熱パイプフロント111Fは各貯蔵室の仕切りを経て機械室126へ接続される。
また、冷蔵庫側面には配設してある放熱パイプサイド111Sに真空断熱材103が貼り付けてある。真空断熱材103には、放熱パイプサイド111Sを設置する縦溝104と横溝105とからなり、縦溝104は真空断熱材103の長手方向(つまり冷蔵庫の上下方向)に沿って真空断熱材103の上下端面部106まで形成された溝であり、複数の縦溝104が互いに平行に配設されている。
横溝105は、真空断熱材103の短手方向(つまり冷蔵庫の前後方向)に沿って延びる凹溝であり、縦溝104の上下方向に1本ずつ配設されており、互いに交差するように形成されている。また、下側の横溝105は少なくとも冷蔵庫本体112の底面仕切壁の上端より下部に配置されている。
上下の横溝105面には、放熱パイプサイド111Sの上下端で屈曲形成された屈曲部127が配置されている。
また、横溝105の上下のいずれか一方の溝部(本実施形態では、下側の横溝105)は放熱パイプサイド111Sまたは放熱パイプフロント111Fの少なくとも一方は下側の横溝105の一部である導入溝122に連結されている。
そして、放熱パイプサイド111Sは、真空断熱材103の周縁から放熱パイプサイド111Sの導入溝122を通って、横溝105に導入され、縦溝104に直線部が配置され、横溝105に屈曲部127が配置され、横溝105の上部に形成される縦溝104の放熱パイプサイド111Sの出口溝125を通るように配置されることで、上下に蛇行する放熱パイプサイド111Sのほぼ全体が、真空断熱材103の上下端面部106より飛び出ることなく真空断熱材と外箱側板との間に配置される。
さらに、上下の横溝105には外箱107と放熱パイプサイド111Sとの間に形成された空間部123と外気とを連通する連通部材124の一端が配置される。連通部材124の他端は外箱107の底面から背面に立ち上がって形成された補強部材200に設けられた連通部材124の径より大きな径とした穴へ配置され、補強部材200と外箱107の部品間に構成された部品間空間201は外気と連通し、横溝内の空気を放出させている。
すなわち、本実施の形態の連通部材124は、横溝105に沿ってほぼ直線的に外気と連通する構成としている。これは、発泡断熱材を介在して補強部材200を利用し、外気と連通する構成としたことにより可能となるものである。
次に冷蔵庫の冷却について説明する。庫内温度が上昇して冷凍室センサ(図示せず)が起動温度以上になった場合に、圧縮機120が起動し冷却が開始される。圧縮機120から吐出された高温高圧の冷媒は、最終的に機械室126に配置されたドライヤ(図示せず)まで到達する間、特に外箱107に設置される放熱パイプサイド111Sにおいて、外箱107の外側の空気や庫内の発泡断熱材109との熱交換により、冷却されて液化する。
次に液化した冷媒はキャピラリーチューブ121で減圧されて、冷却器118に流入し冷却器118周辺の庫内空気と熱交換する。熱交換された冷気は、近傍の冷気送風ファン119により庫内に冷気が送風され庫内を冷却する。この後、冷媒は加熱されガス化して圧縮機120に戻る。庫内が冷却されて冷凍室センサ(図示せず)の温度が停止温度以下になった場合に圧縮機120の運転が停止する。
以上のように構成された冷蔵庫及び冷蔵庫に取り付けられる真空断熱材において、以下
その動作、作用について説明する。
本実施の形態のように、野菜室116が下方に設置され、冷蔵室113が上方に設置された冷蔵庫のレイアウト構成が使い勝手の観点からよく用いられている。また、圧縮機を天面奥部に配設した構成の冷蔵庫も、使い勝手の観点と庫内容量向上の点から用いられる。
そして、従来、真空断熱材は、放熱パイプ埋め込み用溝を直線以外の曲げ形状で作成することは困難であるため、放熱パイプの折り曲げ部近傍までしか真空断熱材を貼り付けることができなかったが、本実施の形態では、真空断熱材103に形成した溝は、縦溝104と横溝105とを備え、縦溝104と横溝105とは互いに交差し、縦溝104と横溝105は真空断熱材103の端部で開口したものであり、直線部と屈曲部127とで折り返し形成した放熱パイプ111の直線部を縦溝104に、屈曲部127を横溝105に配置することで、放熱パイプ111の屈曲部127を含めて放熱パイプ111全体を真空断熱材103で覆うことができる。
すなわち、真空断熱材103の上端部は内箱108の天面部より上方に延出して配置し、下端部は内箱108の底面部より下方に延出して配置することができるので、真空断熱材103の被覆率が向上し、外部あるいは放熱パイプ111からの侵入熱を低減でき、省エネを図ることができる。
さらに、発泡断熱材109より曲げ弾性強度の高い真空断熱材103の外箱107に対する被覆率が向上することで、断熱箱体の強度も高めることができ、冷蔵庫本体112に荷重が掛かった場合でも、断熱箱体の変形を低減することができる。
したがって、例えば市場ニーズの高い大容量を実現する為、外形寸法を変えず実現する為には、壁厚の薄肉化が必須となるが、その際の外箱の強度を確保することが可能となる。
また、本実施の形態では、真空断熱材103に形成した縦溝104と横溝105とは互いに交差し、縦溝104と横溝105は真空断熱材103の端部で開口した構成としたことにより、真空断熱材103の上下方向における放熱パイプ111の屈曲部127の外側に位置する真空断熱材103の厚みを溝の無い基準壁厚とすることができ、例えば、真空断熱材の外周縁端面を溝として外側端面を開口したものに比べて真空断熱材周縁の断熱性を高めることができる利点がある。
さらに、外周縁端面を溝として外側端面を開口した真空断熱材の場合は、外周縁端面全体の壁厚が溝の無い基準壁厚より薄くなるので、薄くなった部分の曲げ弾性強度が低くなったり、真空断熱材のソリが発生しやすくなるが、本実施の形態の真空断熱材103では、縦溝104と横溝105とは互いに交差し、縦溝104と横溝105は真空断熱材103の端部で開口した構成としたことにより、真空断熱材103の外周縁の大半は溝の無い部分の基準壁厚とすることができ、曲げ弾性強度の低減抑制、真空断熱材のソリの発生を防止することができる利点もある。したがって、真空断熱材103の外箱107からの剥がれを防止でき、外箱107の変形防止、断熱箱体の構造強度確保が可能となる。
また、本実施の形態では、真空断熱材103に形成した縦溝104と横溝105とは互いに交差し、縦溝104と横溝105は真空断熱材103の端部で開口した構成としているので、断熱箱体の一面の外箱に貼り付けられる、直線部と屈曲部とで折り返し形成した放熱パイプ111の入口部と出口部の他の面との繋ぎ配管の設計自由度を高めることができる。
例えば、右側面と左側面とは放熱パイプ111の配管設計が異なっても、縦溝104と横溝105の開口端部を利用して、真空断熱材103の兼用化も可能となる。さらに、真空断熱材103の長手方向に沿って形成した縦溝104を複数形成して放熱パイプ111の直線部のピッチが異なる機種でも兼用化することも可能となる。
また、縦溝104と横溝105を真空断熱材103に形成する方法としては、真空断熱材103を均等な厚みに成形したあとで、プレス、あるいはローラで移動させながら縦溝104と横溝105を形成する方法が考えられるが、縦溝104と横溝105は真空断熱材103の端部で開口した構成とする場合、比較的製造工程が安価で変更が容易なローラを選定することができるという利点もある。
また、真空断熱材103の短手方向に沿って形成した横溝105の溝幅は、真空断熱材103の長手方向に沿って形成した縦溝104の溝幅より広く形成したことにより、放熱パイプ111の屈曲部127を大きく設計しても確実に溝に収納することができる。さらに屈曲部127の曲げRを大きく設定することで、放熱パイプ111の曲げ工程における不具合の発生も低減でき、冷却システム設計の信頼性も向上する。
また、横溝105には、放熱パイプ111の屈曲部127だけでなく、放熱パイプ111の入口部と出口部の他の面との繋ぎ配管も配置することができ、真空断熱材103に対する放熱パイプ111の配管集約率を高めることができる。なお、本実施の形態では横溝105に配設する放熱パイプ111は2本としたが、その限りではなく、横溝105が縦溝104より広く形成したことにより、放熱パイプ111を3本以上埋設してもよい。
また、冷蔵庫本体側面に貼り付けている放熱パイプ111の屈曲部127の位置が野菜室116および冷蔵室113に対応して配置したことにより、放熱パイプ111の屈曲部127の外側に位置する真空断熱材103の厚みを溝の無い基準壁厚とすることができ、真空断熱材周縁の断熱性を高めることができる。
また、最下段の野菜室116の下部まで真空断熱材103を貼り付け可能なため、冷蔵庫全体の重心を低くすることができ、転倒防止を図ることができる。さらに冷凍室117の内箱底面の外側に真空断熱材103を貼り付けると更に野菜室116の侵入熱の低減となり省エネを図ることができる。
以上のように、本実施の形態の冷蔵庫は、真空断熱材103に形成した縦溝104と横溝105とは互いに交差し、縦溝104と横溝105は真空断熱材103の端部で開口したものであり、直線部と屈曲部127とで折り返し形成した放熱パイプ111の直線部を縦溝104に、屈曲部127を横溝105に配置することで、放熱パイプ111の屈曲部127を含めて放熱パイプ111全体を真空断熱材103で覆うことができ、真空断熱材103の被覆率が向上し、外部あるいは放熱パイプ111からの侵入熱を低減でき、省エネを図ることができる。
さらに、発泡断熱材109より曲げ弾性強度の高い真空断熱材103の外箱107に対する被覆率が向上することで、断熱箱体の強度も高めることができ、冷蔵庫本体112に荷重が掛かった場合でも、断熱箱体の変形を低減することができる。
また、本実施の形態では、真空断熱材103上下端面部106に凹部形状で外箱107の前面から背面に横断する横溝105を設けることにより、放熱パイプ111を横溝105で三方から覆う事が可能となり、断熱性能向上することができる。
また、真空断熱材103を貼り付け被覆率を大きく取るためには、侵入熱を低減するため冷蔵庫断面壁を厚くしなければならず、庫内容量を低下させねばならなかったが、冷蔵庫側面の放熱パイプサイド111Sまたは放熱パイプフロント111Fの屈曲部127に横溝105を形成したことによりに真空断熱材103の上下端面部106を内箱108端部より延出することが可能となり、被覆率を高くして貼り付けことができ更に、また、横溝105の幅が縦溝104の幅よりも広く配設されており、放熱パイプサイド111Sの折り曲げ径を大きく設計することが可能となり、放熱パイプサイド111Sの信頼性確保が可能となる。
以上のように、本実施の形態においては、芯材101をガスバリア性フィルム102で覆い、その内部を減圧し密封した板状の真空断熱材103の表面に長手方向に形成した溝を有する縦溝104と短手方向に形成した溝を有する横溝105を真空断熱材103の上下端面部106まで形成したもので、縦溝104と横溝105は、少なくとも板状の表面において互いに交差するように形成したことにより、放熱パイプサイド111Sの庫内側に真空断熱材103が設けられた冷蔵庫本体112において、放熱パイプサイド111Sを突出させることなく、放熱パイプサイド111Sの折り返し部分を真空断熱材103内に配設することができ、さらなる断熱性能を向上させることができる。
さらに、縦溝104は、真空断熱材103の上下端面部106まで配設されていることにより、真空断熱材103の上下端面部106の強度が向上し、真空断熱材103のそり、変形等も最小となり、冷蔵庫本体112への貼り付けが容易となり工数削減が可能となる。
また、横溝105と上下端面部106の間には外箱107との貼り付け用糊面を設けることにより、発泡断熱材109を充填する際の流入を防ぐことが可能となり、発泡圧力での外観変形を防ぐことが可能となる。
また、矩形状に形成され、縦溝104の数は横溝105の数より多く設けたことにより、冷蔵庫本体112の要求性能に応じて容易に放熱パイプサイド111Sの長さを設定することが可能となる。
また、矩形状に形成され、横溝105の溝の幅は縦溝104の幅より広くしたことにより、埋没させる放熱パイプサイド111Sのターン部曲げ径を大きく設計することが可能となり、放熱パイプサイド111S若しくは放熱パイプフロント111Fの信頼性確保が可能となる。
また、真空断熱材103には縦溝104、横溝105と外箱107と放熱パイプサイド111Sまたは放熱パイプフロント111Fとの間に形成された空間部123を有し、2と外気とを連通する連通部材124の一端を横溝105に備えたことにより、放熱パイプサイド111Sまたは放熱パイプフロント111F近傍及び溝内の空気を密閉せずに外気と容易に通気することができ、周囲の温度変化等による圧力変化を抑制し、外箱107の外観変形を抑制することが可能となる。
そのうえ、縦溝104より溝幅の大きい、すなわち流路抵抗の小さい横溝105に連通部材124を設けることで、複数の縦溝104に滞留している空気が横溝105側に短時間で流通することになる。さらに、縦溝104だけでなく横溝105にも放熱パイプサイド111S若しくは放熱パイプフロント111Fの少なくとも一方の配置が可能となるため、溝内空気の温度自体も高くなり滞留している空気をより容易に流通することが可能となり、スムーズな空気の排出を実現する。
さらに、真空断熱材103の横溝105に備えられた連通部材124を補強部材200の穴へ挿入したことにより、横溝105内空気を外箱107と補強部材200に設けられた部品間空間201を通り、外気へ空気を排出する事ができるので、部品点数も少なくかつ連結部材の形状を簡素化することが可能となる。例えば、ストレート形状で、材料を樹脂とし、押し出し成型加工を可能とする事で、材料費の抑制を図ることができる。
また、断熱箱体110の外箱107と内箱108との間に充填する発泡断熱材109は、充填性を高めるために、断熱箱体110の前面開口部を底面に向けて断熱箱体110の背面に備えた開口部から下方に向けて発泡断熱材109の材料を注入し、下方(前面開口部側)から徐々に上方(断熱箱体110の背面側)に向けて発泡断熱材109が発泡充填される方法がとられるが、本実施の形態では、真空断熱材103の横溝105に沿って連通部材124の一端を配置し、他端を断熱箱体110の背面側の外気に連通しているので、発泡断熱材109が発泡充填される方向と同方向に連通部材124を介して空気が抜けることになり、発泡充填時の溝内の空気抜きの効率向上を図る事ができる。
(実施の形態2)
図10は本発明の実施の形態2による冷蔵庫に用いられる真空断熱材の平面図である。なお、実施の形態1と同一構成、同一技術思想については本実施の形態でも適用可能である。
冷蔵庫側面には配設してある放熱パイプサイド111Sに真空断熱材103が貼り付けてある。真空断熱材103には、放熱パイプサイド111Sを設置する縦溝104と横溝105とからなり、縦溝104は真空断熱材103の長手方向(つまり冷蔵庫の上下方向)に沿って真空断熱材103の上下端面部106まで形成された溝であり、複数の縦溝104が互いに平行に配設されている。
横溝105は、真空断熱材103の短手方向(つまり冷蔵庫の前後方向)に沿って延び、端面に糊面のない横溝105であり、縦溝104の上下方向に1本ずつ配設されており、互いに交差するように形成されている。また、下方向に形勢された横溝105は少なくとも冷蔵庫本体112の底面仕切壁の上端より下部に配置されている。
上下の横溝105面には、放熱パイプサイド111Sの上下端で屈曲形成された屈曲部127が配置されている。
また、横溝105の上下のいずれか一方の溝部(本実施形態では、下側の横溝105)は放熱パイプサイド111Sまたは放熱パイプフロント111Fの少なくとも一方は下側の横溝105に連結されている。
そして、放熱パイプサイド111Sは、真空断熱材103の周縁から放熱パイプサイド111Sの下側の横溝105を通って、縦溝104に直線部が配置され、横溝105に屈曲部127が配置され、横溝105の上部に形成される縦溝104の放熱パイプサイド111Sの出口溝を通るように配置されることで、上下に蛇行する放熱パイプサイド111Sのほぼ全体が、真空断熱材103の上下端面部106より飛び出ることなく真空断熱材と外箱側板との間に配置される。
さらに、横溝105に外箱107と放熱パイプサイド111Sとの間に形成された空間部123と外気とを連通する連通部材124が配置されており、外箱107の外気と連通する空間から横溝内の空気を放出させている。
連通部材124は、横溝105と平行な部分と折れ曲がって立ち上がった部分とから構
成されて外気と連通する構造としている。これは、外箱107と内箱108との間に発泡断熱材109を充填する際に発泡圧力による変形を防止するために発泡冶具を用いるが、外箱に固定された放熱パイプや連通部材124が発泡冶具の邪魔にならないように、逃がしのためのL字状やU字状の折り曲げ部を構成したものである。これにより、断熱箱体110に発泡断熱材109を充填した後に、放熱パイプや連通部材124を引っ張り出して所定の位置に配置するための自由度を持たせることができる。
これは、真空断熱材103の短手方向(つまり冷蔵庫の前後方向)に沿って延び、端面に糊面のない横溝105としたことにより、放熱パイプや連通部材124の自由度(放熱パイプや連通部材124の引っ張り出し等)を持たせることが可能となるものである。
以上のように構成された冷蔵庫及び冷蔵庫に取り付けられる真空断熱材において、以下その動作、作用について説明する。
本実施の形態では、真空断熱材103上下端面部106に糊面のない外箱107の前面から背面に横断する横溝105を設けることにより、ウレタンの充填方向と同方向に連通部材124を配置することとなり、ウレタンの発泡圧力により加圧され、空気抜きのスピード向上が可能となるので、縦溝104、横溝105内の空気抜きの効率性向上を図る事ができる。
また、連通部材124は、横溝105と平行な部分と折れ曲がって立ち上がった部分とから構成されて外気と連通する構造としているので、放熱パイプや連通部材124を引っ張り出して所定の位置に配置するための自由度を持たせることができる。
(実施の形態3)
図11は本発明の実施の形態3における冷蔵庫の断面図である。図12は同実施の形態の冷蔵庫の真空断熱材と放熱パイプの正面図である。なお、実施の形態1、2と同一構成、同一技術思想については本実施の形態でも適用可能である。
図11及び図12において、冷却システム(図示せず)の凝縮器の一部である放熱パイプ312は、複数の直線部を形成するよう蛇行し、入口部313と出口部314が冷蔵庫301背面下部に形成された機械室315内に突出しており、他の放熱パイプ(図示せず)と連結している。真空断熱材316は、放熱パイプ312の直径よりも厚みが大きく、真空断熱材316の端部まで形成された長手方向の複数の縦溝317と、短手方向の複数の横溝318を有しており、縦溝317及び横溝318は互いに十字状に交差している。
ここで、放熱パイプ312の複数の横方向の直線部において、冷蔵庫上側に位置する上側直線部319及び冷蔵庫下側に位置する下側直線部320は、それぞれ、ほぼ同一直線上に形成しており、それぞれが一本の横溝318内に配置している。
また、真空断熱材316は、外箱302側の面の縦溝317及び横溝318以外の面に接着剤を塗布した後に、放熱パイプ312と縦溝317及び横溝318で複層するように外箱302に貼り付けられている。
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。
冷蔵庫301の製造時、まず外箱302に放熱パイプ312を金属箔テープ(図示せず)などにより貼り付け、その上から真空断熱材316を貼り付ける。その後、内箱303を外箱302の中に嵌め込み、外箱302と内箱303の間に発泡ウレタンなどの発泡断熱材304を充填し断熱箱体306を形成する。
この時、発泡断熱材304を充填する前には、縦溝317及び横溝318と外箱302と放熱パイプ312に囲まれた空間には、空気が存在している。ここで、縦溝317及び横溝318が真空断熱材316の端部まで形成されてない場合、断熱材充填後、この空間に空気層が形成される。この空気層は、外箱302表面や貯蔵室308内の温度が変化すると膨張、収縮し、結果として外箱302が変形し、見栄えの悪い冷蔵庫となってしまう。
また、縦溝317または横溝318内に接着剤を塗布した場合にも、空気が抜けず、同様に外箱302が変形してしまう。
これに対し、本発明の冷蔵庫301は、縦溝317と横溝318は連通し、さらに縦溝317または横溝318が真空断熱材316の端部まで形成されているとともに、接着剤は真空断熱材316の外箱302側の面の縦溝317及び横溝318以外の面に塗布されていることにより、断熱材が縦溝317及び横溝318に充填され、空気を追い出すことができ、空気層が形成されることはない。
従って、外箱302の変形を防止することができ、見栄えが良くデザイン性の高い冷蔵庫とすることができる。
また、縦溝317または横溝318を真空断熱材316の端部に形成した場合、真空断熱材316の外縁が溝になるため、接着剤を塗布できない。これにより、断熱材を充填した時に、真空断熱材316と外箱302の間に断熱材が侵入、発泡し、膨張するため、外箱302が膨張圧力により変形する恐れがある。
これに対し、本発明の冷蔵庫301は、真空断熱材316の端部を外箱302と接着するため、断熱材が侵入する恐れがない。
従って、外箱302の変形を防止することができ、見栄えが良くデザイン性の高い冷蔵庫とすることができる。
また、本発明の冷蔵庫301は、縦溝317と横溝318を十字交差させ、溝に合うような放熱パイプ312の形状としており、放熱パイプ312の複数の横方向の直線部において、冷蔵庫上側に位置する上側直線部319及び冷蔵庫下側に位置する下側直線部320は、それぞれ、ほぼ同一直線上に形成しており、それぞれが一本の横溝318内に配置しているので、少ない溝の数で真空断熱材と放熱パイプを複層することで、真空断熱材の断熱性能劣化を抑制することができ、冷蔵庫の断熱性能を向上し、効率の高い冷蔵庫とすることができる。
すなわち、真空断熱材316に溝を形成すると、溝の部分は厚さが薄くなる。一般的に、真空断熱材を通過する熱量は、断熱材の厚さに比例するため、溝の部分は断熱性能が低くなってしまう。
従って、溝の数を減らすことにより、真空断熱材316に溝を形成することによる断熱性能劣化を抑制することができ、断熱性能が高く、効率の高い冷蔵庫とすることができる。
尚、本実施の形態において、溝の中の空気は断熱材が充填されることにより溝の外側に押し出されるとして説明したが、溝の内部と断熱材の外部、例えば機械室315を連通する空気抜き部材を設けることにより、さらに確実に溝の中の空気を抜くことができる。
また、本実施の形態において、放熱パイプ312は冷蔵庫301の側面に貼り付ける構成として説明したが、冷蔵庫301の背面においても、同様の構成とすることで同様の効果が得られる。
また、本実施の形態において、放熱パイプ312に入口部313及び出口部314を定義して説明したが、冷媒の流れる方向に関係なく、どちらが入口部313と出口部314が逆になっても同様の効果を得られる。
また、本実施の形態においては、縦溝317を真空断熱材316の長手方向、横溝318を真空断熱材316の短手方向として説明したが、これは冷蔵庫301の形状に合わせて縦長の真空断熱材316を用いた場合であり、横長の真空断熱材316を用いた場合は長手方向と短手方向が逆となる。
また、放熱パイプ312の複数の直線部と複層する溝の部分は、放熱パイプ312の成形誤差及び貼り付け誤差を考慮して、十分な幅とすることにより、確実に複層させることができる。
また、本実施の形態においては、放熱パイプ312は外箱302に貼り付ける構成として説明したが、放熱パイプを真空断熱材316に貼り付ける構成とすることにより、放熱パイプ312の貼り付け誤差による放熱パイプ312と溝のズレをより確実に防ぐことができ、溝の幅を狭くすることができる。
(実施の形態4)
図13は本発明の実施の形態4における冷蔵庫の断面図である。図14は同実施の形態の冷蔵庫の放熱パイプの斜視図である。図15は同実施の形態の冷蔵庫の真空断熱材と放熱パイプの正面図である。なお、実施の形態1ないし3と同一構成、同一技術思想については本実施の形態でも適用可能である。
図13ないし図15において、321は放熱パイプであり、放熱効率向上を狙い、長さを確保するために、外箱302の左右に貼り付けるべく連結部322により冷蔵庫301天面で左右のパイプを繋げる構成としている。
ここで、連結部322は、冷蔵庫301の最背面または最前面で繋ぐ構成とすれば、できるだけ放熱パイプ321の長さを長くしつつ縦溝317をそのまま使い放熱パイプ321を連結部322と繋ぐことができる。しかしながら、冷蔵庫301は、天面の最前面に断熱扉307を回動自在に軸支するヒンジ部(図示せず)を設けていると共に、最背面には冷蔵庫301を運搬する際に手をかける取手部(図示せず)を設けているため、その部分に連結部を設けることは困難である。
従って、連結部322を冷蔵庫1天面の前後方向の略中央部に構成するため、放熱パイプ321は、蛇行した後、背面上部で一旦冷蔵庫301の前方向に曲げられ、前後方向の略中央部で且つ蛇行した放熱パイプ321の縦方向の直線部とほぼ一直線上の位置で上方向へと曲げられ連結部322と接続する構成となっている。
このような構成とすることにより、真空断熱材316に縦溝317及び横溝318を設け、縦溝317と横溝318を十字交差させているため、連結部322と繋がる上方向へ伸びるパイプとほぼ一直線上にある縦方向の放熱パイプ321は、同一の縦溝317と複層でき、連結部322と繋ぐことができる。
従って、放熱パイプ321を冷蔵庫301の左右に設け、天面で連結した場合にも、溝の数を増やすことなく真空断熱材316と放熱パイプ321を複層することができ、真空断熱材316に溝を形成することによる断熱性能劣化を抑制することができ、断熱性能が高く、効率の高い冷蔵庫とすることができる。
尚、本実施の形態では、連結部322を冷蔵庫301天面としたが、放熱パイプ321を蛇行した後背面側に曲げて横溝318と複層させることにより、連結部322を背面に構成して同様の効果を得ることができる。
(実施の形態5)
図16は本発明の実施の形態5における冷蔵庫の真空断熱材と放熱パイプの正面図である。なお、実施の形態1ないし4と同一構成、同一技術思想については本実施の形態でも適用可能である。
図16において、真空断熱材323には、縦溝317及び横溝318の一部が十字状に交差するように設けられている。すなわち、蛇行した形状の放熱パイプ324と複層する部分のみに、縦溝317及び横溝318を形状した構造となっている。
ここで、真空断熱材323の縦溝317及び横溝318は、例えばプレス加工など、自由な形状で溝を形成する加工方法で加工されており、放熱パイプ324と複層する位置のみが溝形状となっている。
これにより、実施の形態3及び4のように、放熱パイプ324が通らない位置に溝が無いことにより、より溝の数を少なくすることができる。
従って、溝の数を増やすことなく真空断熱材323と放熱パイプ324を複層することができ、真空断熱材323に溝を形成することによる断熱性能劣化を抑制することができ、断熱性能が高く、効率の高い冷蔵庫とすることができる。
本発明の冷蔵庫は、外箱と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内側に配設された放熱パイプと、前記放熱パイプの庫内側には、芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し密封した真空断熱材を配設し、前記真空断熱材は表面短手方向に外箱の前面から背面に横断する溝を有し、異なる複数の前記放熱パイプが同じ横溝内に収納したことで更なる断熱性能向上が図れるので、本体側面に放熱パイプを持つ冷凍機器全般に適用可能である。
101 芯材
102 ガスバリア性フィルム
103、316、323 真空断熱材
104、317 縦溝
105、318 横溝
106 上下端面部
107、302 外箱
108、303 内箱
109、304 発泡断熱材
110、306 断熱箱体
111、312、321、324 放熱パイプ
111S 放熱パイプサイド
111F 放熱パイプフロント
112 冷蔵庫本体
113 冷蔵室
114 切替室
115 製氷室
116 野菜室
117 冷凍室
118 冷却器
119 冷気送風ファン
120 圧縮機
121 キャピラリーチューブ
123 空間部
124 連通部材
125 出口溝
126、315 機械室
127 屈曲部
200 補強部材
201 部品間空間
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、外箱と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内側に配設された放熱パイプと、前記放熱パイプの庫内側に、芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し密封した真空断熱材とを備え、前記真空断熱材は、縦溝と横溝とを備え、前記縦溝と横溝とは互いに交差して前記真空断熱材の端部で開口し、前記真空断熱材の外周縁における前記縦溝と横溝の無い部分を基準壁厚とするとともに、前記横溝内に、前記放熱パイプの、複数の異なった箇所を収納したものである。
本発明の実施の形態1による冷蔵庫の斜視図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫を説明する側面断面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫を説明する側面断面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫を説明する側面断面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫の図4のD部簡易拡大図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫に用いる真空断熱材の平面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫に用いる真空断熱材を示す図6のB−B断面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫に用いられる真空断熱材を示す図6のC−C断面図 本発明の実施の形態1による冷蔵庫を説明する図1のA−A断面図 本発明の参考例における冷蔵庫に用いる真空断熱材の平面図 本発明の実施の形態3における冷蔵庫の断面図 同実施の形態の冷蔵庫の真空断熱材と放熱パイプの正面図 本発明の実施の形態4における冷蔵庫の断面図 同実施の形態の冷蔵庫の放熱パイプの斜視図 同実施の形態の冷蔵庫の真空断熱材と放熱パイプの正面図 本発明の実施の形態5における冷蔵庫の真空断熱材と放熱パイプの正面図 従来の冷蔵庫の断熱箱体の側壁水平断面図
請求項1に記載の冷蔵庫は、外箱と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内側に配設された放熱パイプと、前記放熱パイプの庫内側に、芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し密封した真空断熱材とを備え、前記真空断熱材は、縦溝と横溝とを備え、前記縦溝と横溝とは互いに交差して前記真空断熱材の端部で開口し、前記真空断熱材の外周縁における前記縦溝と横溝の無い部分を基準壁厚とするとともに、前記横溝内に、前記放熱パイプの、複数の異なった箇所を収納したことにより、製造工程を安価に抑えながら、放熱パイプの被覆率を高め、真空断熱材周縁の断熱性能向上、曲げ弾性強度向上、真空断熱材のソリの発生を防止でき、断熱性能と断熱箱体の強度と外観品位とを高めることができるとともに、真空断熱材に対する放熱パイプの配管集約率を高めることができる。
参考例
図10は本発明の参考例における冷蔵庫に用いられる真空断熱材の平面図である。なお、実施の形態1と同一構成、同一技術思想については本参考例でも適用可能である。

Claims (4)

  1. 外箱と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内側に配設された放熱パイプと、前記放熱パイプの庫内側に、芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し密封した真空断熱材とを備え、前記真空断熱材は前記断熱箱体の前面側から背面側へ凹形状の横溝を有し、前記横溝内に複数本の前記放熱パイプを収納したことを特徴とする冷蔵庫。
  2. 前記真空断熱材上下端部は糊面を備えたことを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  3. 前記横溝は、前記真空断熱材全高の中心より下部に配設されたことを特徴とした請求項1または2に記載の冷蔵庫。
  4. 前記真空断熱材は、前記横溝と同一面に縦溝を有し、前記横溝は縦溝と交差させたことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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