JP2018100742A - Vacuum heat insulation material and refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空断熱材及び真空断熱材を備えた冷蔵庫に関する。 The present invention relates to a vacuum heat insulating material and a refrigerator provided with the vacuum heat insulating material.
従来、冷蔵庫などに用いられる真空断熱材は、グラスウールなどの芯材をガスバリア性の高いフィルムなどの外被材で覆い、内部を減圧封止することで製作されている。例えば特許文献1のものがある。図7は、特許文献1に記載された冷蔵庫の断熱箱体の側壁を示す断面図である。
Conventionally, a vacuum heat insulating material used for a refrigerator or the like is manufactured by covering a core material such as glass wool with a covering material such as a film having a high gas barrier property and sealing the inside under reduced pressure. For example, there exists a thing of
図7に示すように、真空断熱材32は外箱3に接して設けられ、真空断熱材32の溝部71内には、放熱パイプ30が接するように取り付けられる。この溝部71に対向して、真空断熱材32は、溝部71よりも長手方向に幅が広い凸部70を有している。真空断熱材32では、溝部71近傍の真空断熱材32の厚みを確保できる。真空断熱材32は、芯材20を内包しており、外側を外被材72で覆っている。外被材72は、凸部70側の外被材72bがアルミニウム箔を含んでおり、溝部71側の外被材72aがアルミニウム箔を含まない外被材で構成されている。また、外被材72c部では、外被材72aと外被材72bとで熱溶着により、内部を減圧封止されている。
As shown in FIG. 7, the vacuum
なお、冷蔵庫の断熱箱体の側壁は、図7の左側が貯蔵室とすると、内箱50、発泡断熱材51、真空断熱材32、部分的に放熱パイプ30、外箱3で構成されている。
The side wall of the heat insulating box of the refrigerator is composed of an
また、特許文献2に記載の真空断熱材がある。図8は、特許文献2に記載された真空断熱材の概略断面図である。
Further, there is a vacuum heat insulating material described in
図8に示すように、真空断熱材32は、芯材20を内包しており、積層された芯材20を内袋74及び外袋76へ収納し、その後内部を圧縮、減圧封止することにより、放熱パイプなどが収納される凹所75が2箇所(凹所75a及び凹所75b)形成されている。
As shown in FIG. 8, the vacuum
しかしながら、特許文献1(図7)の真空断熱材は、放熱パイプが嵌められる溝部を設けた面の裏面にも溝部よりも長手方向に垂直な幅が広い凸部を有している。したがって、凸部分の厚みが必要となるが、冷蔵庫などに真空断熱材を配置する場合、近年は冷蔵庫内の容量を大きく確保するために冷蔵庫内部と、真空断熱材との隙間が小さくなっている。そのため、凸部が冷蔵庫の配線や部品などに干渉する、あるいは硬質ウレタンフォームの発泡する経路が狭くなり、硬質ウレタンフォームが隅々まで注入できないなどの課題がある。 However, the vacuum heat insulating material of patent document 1 (FIG. 7) has a convex part with a width | variety perpendicular | vertical to a longitudinal direction wider than the groove part also in the back surface of the surface which provided the groove part in which a heat radiating pipe is fitted. Therefore, although the thickness of a convex part is needed, when arrange | positioning a vacuum heat insulating material in a refrigerator etc., in order to ensure the capacity | capacitance in a refrigerator large recently, the clearance gap between the refrigerator inside and a vacuum heat insulating material is small. . Therefore, there is a problem that the convex portion interferes with the wiring or parts of the refrigerator, or the path of foaming of the hard urethane foam becomes narrow, and the hard urethane foam cannot be poured into every corner.
また、特許文献2(図8)の真空断熱材では、放熱パイプを配置する面の凹所と厚み方向で反対側にも凹所を有している。そのため、真空断熱材としてその部分の厚みが他の部分に比べて、凹所の2倍分薄くなっていることにより、断熱性能を低下させるなどの課題がある。 Moreover, in the vacuum heat insulating material of patent document 2 (FIG. 8), it has a recess also on the opposite side in the thickness direction with the recess of the surface which arrange | positions a thermal radiation pipe. Therefore, the thickness of the part as a vacuum heat insulating material is twice as thin as the recess compared to the other parts, so that there is a problem that the heat insulating performance is lowered.
したがって、本発明の目的は、上記従来の課題を解決することにあって、真空断熱材としての性能が必要な厚みを確保しつつ、放熱パイプを配置する面の凹部形状による断熱性能を低下させることがない真空断熱材とその真空断熱材を用いた冷蔵庫を提供することを課題する。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and while reducing the heat insulation performance due to the concave shape of the surface on which the heat radiating pipe is disposed while ensuring the necessary thickness as the vacuum heat insulating material. It is an object of the present invention to provide a vacuum heat insulating material that does not occur and a refrigerator that uses the vacuum heat insulating material.
上記目的を達成するために、無機繊維で構成される芯材と、上記芯材を覆い、内部を減圧封止する外被材と、を含み、上記芯材は、第一積層体、第二積層体及び第三積層体とが積層され、上記第一積層体は、方形の第1凹部を有し、上記第二積層体は、上記第1凹部と組み合わされる半円形状の第2凹部を有し、上記第1凹部または上記第2凹部に対応する上記第三積層体の面の部分は平面である真空断熱材を用いる。また、上記真空断熱材と、上記真空断熱材の上記第1凹部と上記第2凹部とに配置された放熱パイプと、を含む冷蔵庫を用いる。 In order to achieve the above object, a core material composed of inorganic fibers, and a covering material that covers the core material and seals the inside under reduced pressure, the core material includes the first laminate, the second laminate, A laminated body and a third laminated body are laminated, the first laminated body has a rectangular first concave portion, and the second laminated body has a semicircular second concave portion combined with the first concave portion. And a portion of the surface of the third laminate corresponding to the first recess or the second recess uses a flat vacuum heat insulating material. Moreover, the refrigerator containing the said vacuum heat insulating material and the heat radiating pipe arrange | positioned at the said 1st recessed part and the said 2nd recessed part of the said vacuum heat insulating material is used.
本発明の真空断熱材及び真空断熱材を備えた冷蔵庫によれば、真空断熱材としての断熱性能を低下させることがなく、かつ放熱パイプからの熱を効率良く外箱へ放熱する形状を有しているため、断熱性能を向上させることができる。 According to the refrigerator equipped with the vacuum heat insulating material and the vacuum heat insulating material of the present invention, the heat insulating performance as a vacuum heat insulating material is not deteriorated, and the heat from the heat radiating pipe is efficiently radiated to the outer box. Therefore, the heat insulation performance can be improved.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態における冷蔵庫の概略斜視図である。また、図2は本発明の実施の形態における真空断熱材の概略斜視図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic perspective view of a refrigerator in the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view of the vacuum heat insulating material in the embodiment of the present invention.
図1に示すように、冷蔵庫1は各貯蔵室へ入れるために開閉する扉である前面扉2を備えている。
As shown in FIG. 1, the
外箱3は、U形の溝が加工された外箱の側面壁3Aと、外箱の上面壁3Bと、外箱の背面壁3Cと、外箱の背面上部壁3Dと、外箱の底面壁3Eを備えており、箱型に構成されている。
The outer box 3 includes a
図1では省略しているが、外箱3の内部には内箱があり、外箱3と内箱との間の空間に断熱部を設けており、内箱内の各貯蔵室と外部とを断熱している。外箱3と内箱の間の空間には、真空断熱材10が部分的に配置され、真空断熱材10以外の空間には、硬質ウレタンフォーム等の発泡断熱材が充填されている。
Although omitted in FIG. 1, there is an inner box inside the outer box 3, a heat insulating portion is provided in the space between the outer box 3 and the inner box, and each storage chamber in the inner box and the outside Is insulated. A vacuum
なお、外箱3の側面壁3Aと、外箱の上面壁3Bと、外箱の背面壁3Cは鋼板製の金属などからなり、外箱3の背面上部壁3Dは、ポリスチレン樹脂成形品等からなり、外箱3の底面壁3Eは、鋼板製の金属などからなっている。
The
内箱はアクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂成形品等からなっている。 The inner box is made of acrylonitrile, butadiene, a styrene copolymer synthetic resin molded article or the like.
外箱3の側面壁3A及び外箱3の上面壁3Bや外箱3の背面壁3Cの内側には、放熱用の放熱パイプ30が配置され、外箱3の側面壁3A及び外箱3の上面壁3Bや外箱3の背面壁3Cをカバーする鋼板製の金属などを介して、放熱パイプ30内の熱が外部へ放出される。
Inside the
<真空断熱材10>
図2に示すように、本発明の実施の形態における真空断熱材10の一面には、複数の凹部11が並設されている。凹部11には放熱パイプ30が嵌め込まれるようになっている。凹部11は、以下で示すように、第1凹部11aと、第2凹部11bとからなる。
<
As shown in FIG. 2, a plurality of
図3(a)、図3(b)は、本発明の実施の形態における真空断熱材10の部分断面図及び部分断面拡大図である。図4(a)、図4(b)は従来の真空断熱材10の部分断面図である。
FIGS. 3A and 3B are a partial cross-sectional view and a partial cross-sectional enlarged view of the vacuum
図3(a)に示すように、真空断熱材10は芯材20、芯材20を被覆する外被材13及び外被材14を有する構成をしている。
As shown in FIG. 3A, the vacuum
図3(a)では省略しているが、真空断熱材10の内部の水分やガスを吸着するための吸着剤を入れても良い。
Although omitted in FIG. 3A, an adsorbent for adsorbing moisture and gas inside the vacuum
<外被材13、14>
複数の第1凹部11a、第2凹部11bが形成されている外被材13は、表面保護層、ガスバリア層、熱溶着層等の少なくとも3層からなる構成としており、厚みは0.1mm程度である。
<Coating
The outer covering
表面保護層にはナイロン樹脂、ガスバリア層にはアルミニウム箔、熱溶着層にはポリエチレン樹脂とする。 The surface protective layer is made of nylon resin, the gas barrier layer is made of aluminum foil, and the heat welding layer is made of polyethylene resin.
また、外被材14は、表面保護層、ガスバリア層、熱溶着層等の少なくとも4層からなる構成としており、厚みは0.1mm程度である。
The
表面保護層にはナイロン樹脂、ガスバリア層にはアルミニウム蒸着とポリエチレンテレフタート樹脂やエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、熱溶着層にはポリエチレン樹脂とする。 The surface protective layer is made of nylon resin, the gas barrier layer is made of aluminum vapor deposition and polyethylene terephthalate resin or ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, and the heat welding layer is made of polyethylene resin.
なお、外被材14の層構成や材質については、特にこれらに限定するものではない。例えば、ガスバリア層のアルミニウム以外の金属や、他の熱伝導性の高いコーティング層などを用いても良い。
Note that the layer configuration and material of the
<芯材20>
芯材20は、無機繊維の集合体で構成される積層体の平均繊維径4μm程度のグラスウールを用いている。
<
As the
芯材20は、第一積層体21及び第二積層体22と、第三積層体23とが積層される構成をしており、第一積層体21の厚みT1と第二積層体22の厚みT2は、同一寸法である。
The
ここで、後に断熱材の製造方法で説明するが、ロール状で製造された芯材原綿(芯材20の原料)から必要な寸法に切断した、厚みが同じ芯材20から、第一積層体21、第二積層体22、第三積層体23を作製する。
Here, although demonstrated with the manufacturing method of a heat insulating material later, from the
例えば、第一積層体21の厚みT1は2mmで、第二積層体22の厚みT2も2mmである。また、第三積層体23の厚みT3は、第一積層体21及び第二積層体22の厚みよりも厚い。この例では、第三積層体23の厚みT3は、第一積層体21を4枚積層し、8mmとしている。
For example, the thickness T1 of the first
なお、より薄い材料を使用し、第一積層体21、第二積層体22を1つの芯材原綿から形成するのが好ましい。薄い芯材原綿で、複数層とすると、断熱性の観点からよくない。
In addition, it is preferable to use a thinner material and to form the
したがって、芯材20の総積層枚数は6枚で構成され、総厚みは12mmとなる。なお、第三積層体23の厚みT3は、第一積層体21及び第二積層体22の厚みよりも厚くすれば良く、真空断熱材10としての断熱性能が低下しない厚みであれば、特に限定しない。
Accordingly, the total number of
また、第一積層体21は断面が方形の第1凹部11aとなるように第一積層体21の厚みに対し、垂直に切断された形状をしている。第二積層体22は、断面が半円状の第2凹部11bを有する。この第1凹部11a、第2凹部11bと組み合い、放熱パイプ30の形状に沿う。なお、第三積層体23には、第1凹部11a、第2凹部11bに対応する凹部はない。第三積層体23のその部分は、平面である。第三積層体23は、断熱性能を確保するため厚みを確保する部分である。なお、第三積層体23の第二積層体22と対向する面は、平面であることが断熱性の観点から好ましい。
Moreover, the 1st
一方、図4は、内箱50中の従来の真空断熱材32を示す。図4のような従来の真空断熱材32では、凹部12が大きい場合は、放熱パイプ30からの熱を効率良く外箱3へ放熱するためのアルミテープ31が必要となる。しかしながら、上記実施の形態における真空断熱材10によれば、外被材13がその役割を果たすため、アルミテープ31は不要となり、コストダウンも可能となる。
On the other hand, FIG. 4 shows a conventional vacuum
また、図4の従来の真空断熱材32では、放熱パイプ30が嵌め込まれる凹部12が大きいと、真空断熱材32の体積が少なくなる分、更には凹部12の数が多くなるにつれて、真空断熱材32としての断熱性能が低下する。しかしながら、実施の形態における真空断熱材10は、真空断熱材10と放熱パイプ30間に余分な空間がないため、従来に比べて真空断熱材の体積が大きくでき、また、第1凹部11a、第2凹部11bの数が多くなったとしても、真空断熱材としての断熱性能を低下させることがない。
Moreover, in the conventional vacuum
ここで、図4の真空断熱材32を説明する。図4に示すように、従来の真空断熱材32は芯材20と、芯材20を被覆する外被材13及び外被材14を有する構成をしており、実施の形態と同様な構成である。従来、凹部12は真空断熱材32の内部を減圧封止した後に、凹部12に沿った凸形状を備えた加圧治具などで加圧成形される。
Here, the vacuum
図4のような従来の真空断熱材32のように、凹部12が大きな形としなければならない理由として、外被材13が加圧成形によって引き伸ばし成形されるため、凹部12が小さな形であると、破れるなどの課題があるためである。
As in the conventional vacuum
また、上述のように製作された真空断熱材32は外箱3に接して設けられ、真空断熱材32の凹部12内には、放熱パイプ30が冷媒の放熱性を向上させるために、アルミテープ31によって外箱3に貼り付けられている。外箱3と上述した真空断熱材32と、内箱50の隙間には発泡断熱材51が充填されている。
Further, the vacuum
<別の特徴>
ここで、加えて実施の形態の特徴的なことについて、図3(a)と図3(b)を使って説明する。
<Other features>
Here, in addition, the characteristic features of the embodiment will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b).
先に説明した通り、図3(a)に示すように、芯材20は第一積層体21及び第二積層体22と、第三積層体23からなる構成をしており、第一積層体21の厚みT1と第二積層体22の厚みT2は、同一寸法である。
As described above, as shown in FIG. 3A, the
例えば、第一積層体21の厚みT1は2mmで、第二積層体22の厚みT2も2mmであるが、後に説明する図5(b)のような各芯材原綿(芯材20の原料)の製作方法の通り、第一積層体21及び第三積層体23は厚みに対し、垂直に切断されるが、第二積層体22は厚みに対し、斜め45°に切断されている。
For example, the thickness T1 of the first
すなわち、図3(a)及び図3(b)に示すような放熱パイプ30の形状に沿った半円形状とならない。しかしながら、後に説明する図6(c)のような真空断熱材製作方法の通り、斜め45°の部分が半円形状に成形される。なお、第二積層体22の成形部24(第2凹部11bの周辺)は、真空断熱材製作方法の際に成形する以外に、第二積層体22を切断した後に、別途成形しても良い。
That is, it does not become a semicircular shape along the shape of the
成形された第二積層体の成形部24は、他の成形されていない第一積層体21及び第二積層体22、第三積層体23と比べ密度が異なる。具体的には、放熱パイプ30の直径が4mmで第二積層体22の厚みが2mmの場合、図3(b)の第二積層体22の成形部24の成形前である斜め45°の場合の断面積は、2mm2であるが、最終の半円形状の断面積は、2mm2−1.14mm2=0.86mm2となる。
The molded
したがって、成形された第二積層体の成形部24は、他の成形されていない第一積層体21及び第二積層体22、第三積層体23と比べて圧縮成形されているために、成形部24のみ密度が57%高くなる。しかしながら、図4のような従来の真空断熱材32は、上述した通り凹部12に示すように、更に大きな形状で圧縮成形されている。よって、本発明の実施の形態における真空断熱材10は、従来の真空断熱材などに比べ、断熱性能をより向上させることができる。
Therefore, the molded
<断熱材の製造方法>
図5(a)は、実施の形態における芯材原綿の概略図であり、図5(b)は本発明の実施の形態における各芯材切断後の断面図である。
<Method for manufacturing heat insulating material>
Fig.5 (a) is the schematic of the core raw material cotton in embodiment, FIG.5 (b) is sectional drawing after each core material cutting | disconnection in embodiment of this invention.
図6(a)は、本発明の実施の形態における真空断熱材製作工程に関する各芯材切断後の概略配置図であり、図6(b)は本発明の実施の形態における真空断熱材製作工程に関する外被材収納状態概略図であり、図6(c)は本発明の実施の形態における真空断熱材製作工程に関する真空断熱材の成形及び熱溶着の概略説明図である。 FIG. 6 (a) is a schematic layout diagram after cutting each core material regarding the vacuum heat insulating material manufacturing process in the embodiment of the present invention, and FIG. 6 (b) is a vacuum heat insulating material manufacturing process in the embodiment of the present invention. FIG. 6 (c) is a schematic explanatory diagram of vacuum heat insulating material forming and heat welding related to the vacuum heat insulating material manufacturing process in the embodiment of the present invention.
図5(a)に示すように、ロール状の厚み2mmの芯材原綿60(芯材20の原料)を無機繊維の集合体に切断し、複数の積層体を製作する。図5(b)に示すように、第一積層体21は厚みに対し、垂直に切断する。同じく第二積層体22は厚みに対し、斜め45°(垂直軸に対象45°の場合もあり)に切断する。また、第三積層体23は第一積層体21と同様に、厚みに対し、垂直に切断する。
As shown to Fig.5 (a), the core raw material cotton 60 (raw material of the core material 20) of thickness 2mm of roll shape is cut | disconnected to the aggregate | assembly of an inorganic fiber, and a some laminated body is manufactured. As shown in FIG. 5B, the
次に、図6(a)に示すように、第三積層体23を4枚積層、その上に第二積層体22を切断面が対象になるように1枚積層、その上に第一積層体21を凹部が形成できるような配置となるように積層する。
Next, as shown to Fig.6 (a), the 3rd
図6(b)に示すように、上述の配置構成保つため、治具などを使用しながら、外被材13及び外被材14で構成された袋へ収納する。
As shown in FIG. 6 (b), in order to maintain the above-described arrangement configuration, the product is stored in a bag composed of the
図6(c)に示すように、外被材13及び外被材14で構成された袋へ収納された第一積層体21及び第二積層体22、第三積層体23は、加圧治具61で加圧しつつ、減圧する。次いで、熱溶着機62で外被材13及び外被材14で構成された袋の開口全体を熱溶着密封して、真空断熱材10が製作される。
As shown in FIG. 6C, the first
<効果>
上述の結果より、本実施の形態の真空断熱材を備えることにより、真空断熱材としての断熱性能を低下させることがなく、かつ放熱パイプからの熱を効率良く外箱へ放熱でき、断熱性能をより向上させることができる。
<Effect>
From the above results, by providing the vacuum heat insulating material of the present embodiment, the heat insulating performance as a vacuum heat insulating material is not lowered, and the heat from the heat radiating pipe can be efficiently radiated to the outer box, and the heat insulating performance is improved. It can be improved further.
本発明の真空断熱材は、断熱性能をより向上させる冷蔵庫やジャーポット、建築用の断熱壁などのように広く用いることができる。 The vacuum heat insulating material of the present invention can be widely used as a refrigerator, a jar pot, a heat insulating wall for construction, and the like that further improve the heat insulating performance.
1 冷蔵庫
2 前面扉
3 外箱
3A 側面壁
3B 上面壁
3C 背面壁
3D 背面上部壁
3E 底面壁
10 真空断熱材
11 凹部
11a 第1凹部
11b 第2凹部
12 凹部
13 外被材
14 外被材
20 芯材
21 第一積層体
22 第二積層体
23 第三積層体
24 成形部
30 放熱パイプ
31 アルミテープ
32 真空断熱材
50 内箱
51 発泡断熱材
60 芯材原綿
61 加圧治具
62 熱溶着機
70 凸部
71 溝部
72、72a、72b、72c 外被材
74 内袋
75、75a、75b 凹所
76 外袋
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記芯材を覆い、内部を減圧封止する外被材と、を含み、
前記芯材は、第一積層体、第二積層体及び第三積層体とが積層され、
前記第一積層体は、方形の第1凹部を有し、
前記第二積層体は、前記第1凹部と組み合わされる半円形状の第2凹部を有し、
前記第1凹部または前記第2凹部に対応する前記第三積層体の面の部分は平面である真空断熱材。 A core composed of inorganic fibers;
Covering the core material, and covering the inner material under reduced pressure,
The core material is laminated with a first laminate, a second laminate, and a third laminate,
The first laminate has a first rectangular recess.
The second laminate has a semicircular second recess combined with the first recess,
A part of the surface of the third laminate corresponding to the first recess or the second recess is a vacuum heat insulating material that is a flat surface.
前記第三積層体の前記第二積層体と対向する面は、平面である請求項1記載の真空断熱材。 The first laminate, the second laminate, and the third laminate are laminated in this order,
The vacuum heat insulating material according to claim 1, wherein a surface of the third stacked body facing the second stacked body is a flat surface.
前記真空断熱材の前記第1凹部と前記第2凹部とに配置された放熱パイプと、を含む冷蔵庫。
The vacuum heat insulating material according to any one of claims 1 to 8,
The refrigerator containing the heat radiating pipe arrange | positioned at the said 1st recessed part and the said 2nd recessed part of the said vacuum heat insulating material.
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