JP7311483B2

JP7311483B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP7311483B2
Application number: JP2020210326A
Authority: JP
Inventors: 友康佐伯
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2023-07-19
Anticipated expiration: 2029-12-03
Also published as: JP2021047008A

Description

本発明は、断熱パネルを冷蔵庫本体の断熱壁として使用するように構成された冷蔵庫に関する。

この種の冷蔵庫の一例が特許文献１に記載されている。この冷蔵庫では、内箱と外箱との間の空間部に真空断熱パネルを配設すると共に、ウレタンフォームを充填している。即ち、冷蔵庫本体の断熱壁を真空断熱パネルとウレタンフォームを併用して構成している。

特開２００２－９００４８号公報

上記構成の場合、真空断熱パネルとウレタンフォームを併用するので、ウレタンフォーム部分の断熱性能が劣るので、真空断熱パネルを使用しているにもかかわらず、期待するほど断熱性能を高くすることができなかった。例えば、断熱性能が劣るウレタンフォーム部分の断熱壁の厚み寸法を厚くしなければならないため、断熱壁全体の厚み寸法が厚くなってしまうという問題点があった。しかし、冷蔵庫本体の断熱壁を真空断熱パネルだけで構成しようとしても、断熱壁の形状が複雑であるのに対して、真空断熱パネルはほぼ矩形状のパネル程度しか製造できないため、その実現はかなり困難であった。特に、冷蔵庫本体の庫内と庫外を貫通するように配設する接続手段、例えば電気配線、排水経路、または、冷凍サイクルの冷媒パイプ等を、従来構成では、ウレタンフォーム中に埋設していたが、これらの部品を真空断熱パネルだけで構成する断熱壁体に対してどのように配設するかが課題となっており、実現はかなり困難であった。

本発明の目的は、冷蔵庫本体の断熱性能を高くすることができ、また、その構成を比較的容易に実現することができる冷蔵庫を提供することにある。

本発明の冷蔵庫は、内箱と外箱との間に断熱壁体を挟んだ冷蔵庫本体を有する冷蔵庫において、前記断熱壁体の背面に設けられた背面断熱パネルと、前記断熱壁体の底面に設けられた底面断熱パネルと、前記背面断熱パネルと前記底面断熱パネルとの間に設けられた離間部と、前記離間部を通る接続手段と、を備え、前記接続手段は、水受け部の底部から下方へ延ばすように配置した排水経路であり、前記離間部において、前記底面断熱パネルの先端部は、前記内箱に接触しているとともに底面の前記外箱から離れるように突出しており、前記底面断熱パネルは、前記外箱に接触している部分を有しており、前記底面断熱パネルと前記背面断熱パネルとの間に発泡断熱材が設けられており、前記排水経路を通る断面において、前記発泡断熱材のうち前記排水経路よりも前側である庫内側に位置する部分は、前記発泡断熱材のうち前記排水経路よりも後側である庫外側に位置する部分よりも厚くなった領域を有しており、前記底面断熱パネルの先端部は、前記排水経路を通る断面において、前記発泡断熱材のうち前記排水経路よりも前側である庫内側に位置する部分に接触しており、前記排水経路を通る断面において、前記発泡断熱材のうち前記排水経路よりも前側である庫内側に位置する部分の上端は、前記発泡断熱材のうち前記排水経路よりも後側である庫外側に位置する部分の上端よりも低い。

本発明の冷蔵庫によれば、冷蔵庫本体の断熱性能を高くすることができ、また、その構成を比較的容易に実現することができる。

本発明の第１実施形態を示す冷蔵庫本体の斜視図冷蔵庫本体の部分断面図箱状断熱壁体の斜視図箱状断熱壁体の分解斜視図真空断熱パネルの部分断面図冷蔵庫の下部の縦断側面図冷蔵庫の機械室の背面側からみた部分斜視図箱状断熱壁体の下部の背面側からみた部分斜視図離間部にウレタンフォームを配設した図８相当図冷蔵庫本体の庫内側の下部の分解斜視図冷蔵庫本体の庫内側の下部の斜視図冷蔵庫本体のうちの冷媒パイプの熱交換部を配設した部分の縦断側面図断熱材と冷媒パイプの熱交換部を示す分解斜視図断熱材で冷媒パイプの熱交換部を覆った状態を示す斜視図冷蔵庫本体のうちの排水経路を配設した部分の縦断側面図本発明の第２実施形態を示す図１２相当図図１０相当図本発明の第３実施形態を示す図１２相当図本発明の第４実施形態を示す図１５相当図本発明の第５実施形態を示す図１９相当図本発明の第６実施形態を示す図８相当図図９相当図真空断熱パネルの上面図本発明の第７実施形態を示す図４相当図

以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図１６を参照して説明する。まず、図１は本実施形態の冷蔵庫本体１の全体構成を概略的に示す斜視図、図２は冷蔵庫本体１の部分縦断面図である。冷蔵庫本体１は、金属板（鋼板やＳＵＳ板等）製の外箱２と、樹脂製の内箱３と、これら内箱３と外箱２との間に挟むように配置された箱状断熱壁体４とから構成されている。

図３は、箱状断熱壁体４単体の全体構成を示す斜視図である。この箱状断熱壁体４は、図４にも示すように、２枚以上である例えば５枚の真空断熱パネル５、６、７、８、９を組み合わせて構成されている。各真空断熱パネル５～９は、ほぼ矩形板状に形成されており、その厚み寸法は例えば１０～２０ｍｍ程度である。尚、真空断熱パネル５、６の形状は下端部後部が斜めにカットされたほぼ台形状になっており、真空断熱パネル９の形状は中間部でほぼ「く」字状に折れ曲がった形状になっている。

上記５枚の真空断熱パネル５～９を箱状に組み立てるに際しては、各真空断熱パネル５～９の外面及び内面に、予め外箱２及び内箱３を接着剤を介して接着しておく。この場合、外箱２及び内箱３は、真空断熱パネル５～９の大きさよりも少し大きい程度の大きさに形成されており、その上下左右の端部には、真空断熱パネル５～９を連結するための連結片部や真空断熱パネル５～９の端面部を覆うカバー片部等が形成されている。

例えば、図２に示すように、２枚の真空断熱パネル５、７を連結する際には、真空断熱パネル５の外箱２の上端部の連結片部２ａと真空断熱パネル５の外箱２の左端部の連結片部２ｂとをねじや溶接等により連結すると共に、真空断熱パネル５の内箱３の上端部の連結片部３ａと、真空断熱パネル５の内箱３の左端部の連結片部３ｂとをねじや溶接等により連結する。そして、５枚の真空断熱パネル５～９を、ほぼ同様にして、連結することにより、図１に示す冷蔵庫本体１を製造する。尚、図２において、２枚の真空断熱パネル５、７の合せ部（即ち、接合部分）に生ずる空間部１０については、この空間部１０の体積ができるだけ小さくなるように、即ち、真空断熱パネル５、７ができるだけ近接するように、両パネル５、７の大きさ及び配置を設計することが好ましい。また、上記空間部１０には、ウレタンフォーム等の断熱材（図示しない）を充填することが好ましい。

ここで、真空断熱パネル５～９の具体的構成について、図５を参照して、簡単に説明する。真空断熱パネル５～９は、心材１１と、熱溶着用のプラスチック層を有すると共にガスバリア性を有する金属箔ラミネートフィルム等から成る外包材１２とから構成されている。上記心材１１は、無機繊維の積層体１３と、内袋１４とから構成されている。上記内袋１４は、例えば厚さ２０μｍの材質ポリエチレンフィル等の合成樹脂フィルムから成る袋で構成されている。無機繊維の積層体１３には、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維或いは本綿等の天然繊維が用いられている。心材１１は、ロール状で厚さ１００ｍｍ～１５０ｍｍに予め作られた無機繊維の積層体１３を設定寸法にカットし、２つ折或いは３つ折りして内袋１４（肉厚２０μｍ前後のポリエチレン製の合成樹脂フィルム）内に収納した後、その無機繊維の積層体をプレス機等を使って、圧縮し、次いで内袋１４内を減圧し、次いで熱溶着機を使って内袋１４の開口部を熱溶着密封して作られている。尚、上記無機繊維の積層体２０は、圧縮工程（減圧工程）前の原綿の状態では厚み寸法が例えば２００～３００ｍｍあったものが、圧縮（減圧）工程により、例えば８～１５ｍｍ程度に圧縮される。

上記した構成の心材１１を外包材１２（金属箔ラミネートフィルム）内に収納し、外包材１２内を減圧して溶着密封すると、図７（ａ）に示す構成となる。尚、上記外包材１２は、プラスチック－金属箔ラミネートフィルムで構成されており、外包材１２の開口部を溶着、密封する際には、このプラスチック部を溶して溶着する。

このようにして作られた真空断熱パネル５～９は、最後に内袋１４の耳部１４ａを含む耳部１２ａが例えば図５（ｂ）に示すように耳部の根元を基点として上面側に折り込まれテープ等（図示せず）で固定される。この場合、芯材１１の端部が丸みをおびていることより、その丸みに沿って上記耳部１２ａが折り込まれ、耳部１２ａと外包材１２との間に対流空間を作ることなく折り込める。これにより、真空断熱パネル５～９の外包材１２のもつ金属部（バリア層）を通して伝導される熱移動に従来プラスされていた熱の対流空間の形成を最小限に押えられる。

上記した構成の真空断熱パネル５～９は、折り曲げ加工程度が可能である。本実施形態の場合、冷蔵庫本体１の底板部及び背面部下部に相当する真空断熱パネル９は、断面がほぼ「く」字状をなすように折り曲げられている。

さて、冷蔵庫本体１の内部である庫内には、図６に示すように、庫内を冷却する冷却器１５と、冷却用のファン装置１６が配設されており、これら冷却器１５とファン装置１６はカバー１７で覆われている。冷却器１５の近傍には除霜ヒータ（図示しない）が配設され、冷却器１５の下方には除霜水を受ける水受け部１９が配設されている。尚、冷蔵庫本体１の内部には、庫内を複数の部屋（冷凍室、冷蔵室、野菜室等）に仕切る仕切り壁２０や仕切り板（図示しない）等が配設されている。

また、冷蔵庫本体１の外部である庫外、特には、下部の機械室２１には、図７にも示しように、コンプレッサ２２と、放熱器２３と、放熱用のファン装置２４と、除霜水を蒸発させる蒸発皿２５と、制御基板２６とが配設されている。

そして、図６及び図８に示すように、冷蔵庫本体１の背面部の隣接する２枚の真空断熱パネル８、９の接合部分には、両パネル８、９が所定距離（例えば数ｃｍ程度）離れた離間部２７が設けられている。この離間部２７には、冷蔵庫本体１の庫内と庫外を貫通するように配設された接続手段２８が配置されている。この場合、接続手段２８として、電気配線２９と、排水経路３０と、冷凍サイクルの連結用の冷媒パイプ３１とが配設されている。また、離間部２７には、図９に示すように、発泡断熱手段として例えばウレタンフォーム３２が配設されている。

電気配線２９は、庫内の各種の電気部品（ファン装置１６や除霜等）と、庫外の制御基板２６とを接続するものであり、図中には、電気配線の束を覆うパイプ状の配線カバーが示されている。排水経路３０は、庫内の水受け部１９の底部に接続された排水パイプで構成されており、この排水パイプは庫外において鉛直方向に延びて、その下端部は庫外の蒸発皿２５内に臨むように配設されている。水受け部１９内の除霜水は、上記排水経路３０を通って蒸発皿２５内へ送られる構成となっている。冷凍サイクルの冷媒パイプ３１は、冷却器１５の入口に連結される細い入口連結パイプ３１ａ（図７参照）と、冷却器１５の出口に連結される太い出口連結パイプ３１ｂとを接合して構成されている。入口連結パイプ３１ａと出口連結パイプ３１ｂは、図７に示すように、庫外において分岐し、出口連結パイプ３１ｂはコンプレッサ２２の入力部に接続され、入口連結パイプ３１ａは冷凍サイクルを構成する所定の部品（図示しない）に接続されている。

上記冷媒パイプ３１は、図１０に示すように、長さが３ｍ程度の冷媒パイプを細長なコイル状に巻回して形成された熱交換部３３を有している。この熱交換部３３においては、入口連結パイプ３１ａを流れる高温の冷媒と、出口連結パイプ３１ｂを流れる低温の冷媒との間で熱交換が実行される。上記熱交換部３３は、冷蔵庫本体１の庫内の後面部における冷却器１５の右側に配設されている。

そして、図１０及び図１１に示すように、冷媒パイプ３１の熱交換部３３は、断熱材３４で覆われている。この断熱材３４には、図１３及び図１４に示すように、熱交換部３３を収容する凹部３３ａと、電気配線２９を収容する凹部３３ｂとが形成されており、熱交換部３３及び電気配線２９は上記断熱材３４の凹部３３ａ、３３ｂに収容されて該断熱材３４で覆われている。即ち、接続手段２８（熱交換部３３及び電気配線２９）は、冷蔵庫本体１の庫内側において断熱材３４で覆われている。尚、図１２は、上記断熱材３４周辺の縦断側面図である。

また、図１５は、離間部２７に配置された排水経路３０と、水受け部１９とを示す縦断面図である。この図１５に示すように、排水経路３０は、水受け部１９の下部から斜め下方に導出され、離間部２７内に挿入され、該離間部２７に配設されたウレタンフォーム３２で覆われている。

上記構成の本実施形態によれば、内箱３と外箱２との間に挟む箱状断熱壁体４を２枚以上の真空断熱パネル５～９を組み合わせて構成したので、真空断熱パネルとウレタンフォームを併用する構成に比べて、断熱性能を高くすることができる。そして、隣接する２枚の真空断熱パネル８、９の接合部分に設けられた離間部２７に、冷蔵庫本体１の庫内と庫外を貫通するように配設された接続手段、具体的には、電気配線２９、排水経路３０、冷媒パイプ３１を配置した。これにより、箱状断熱壁体４を２枚以上の真空断熱パネル５～９を組み合わせて構成する冷蔵庫本体１を、比較的容易に実現することができる。

また、上記実施形態では、離間部２７にウレタンフォーム３２を配設したので、離間部２７部分の断熱性能を十分高く保持することができる。更に、上記実施形態では、冷蔵庫本体１の庫内において、冷媒パイプ３１の熱交換部３３を断熱材３４で覆うように構成したので、熱交換部３３の温度が庫内の温度に比べて高くなることがあっても、熱交換部３３からの熱が庫内に漏れることを極力防止できる。

図１６及び図１７は、本発明の第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第２実施形態では、内箱３に庫内へ突出する凸部３６を設け、この凸部３６の内部に冷媒パイプ３１の熱交換部３３及び電気配線２９（即ち、接続手段）を配設し、熱交換部３３及び電気配線２９を内箱３と真空断熱パネル８との間に配置した。そして、内箱３の凸部３６を断熱材３４で覆うように構成した。

尚、上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

図１８は、本発明の第３実施形態を示すものである。尚、第２実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第３実施形態では、図１８に示すように、凸部３６よりも一回り大きい凸部３７を内箱３に設け、この凸部３７の内面と熱交換部３３との間に断熱材３４を配設するように構成した。上述した以外の第３実施形態の構成は、第２実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第３実施形態においても、第２実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

図１９は、本発明の第４実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第４実施形態では、図１９に示すように、冷蔵庫本体１の背面部に上下に隣接するように配置された２枚の真空断熱パネル８、９の離間部２７を、上部の真空断熱パネル８の前面に沿って配設された水受け部１９の真下に配設した。そして、排水経路３０を水受け部１９の底部から真っすぐ下方へ延ばすように配置した。

尚、上述した以外の第４実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第４実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第４実施形態によれば、排水経路３０を水受け部１９の底部から真っすぐ下方へ延ばすように配置する構成としたので、除霜水が排水経路３０内をより一層スムーズに流れるようになる。また、排水経路３０の長さ寸法を短くすることができる。

図２０は、本発明の第５実施形態を示すものである。尚、第４実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第５実施形態では、図２０に示すように、真空断熱パネル８の下端部を下方へ延長し、この延長した真空断熱パネル８の下端部の前面に排水経路３０を沿わせるように配置した。そして、離間部２７には、ウレタンフォーム３２を図示するように配設した。上述した以外の第５実施形態の構成は、第４実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第５実施形態においても、第４実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第５実施形態によれば、真空断熱パネル８の下端部を下方へ延長し、この延長した部分の前面に排水経路３０を沿わせるように配置し、離間部２７にウレタンフォーム３２を配設したので、離間部２７部分の断熱性能をより一層高くすることができる。

図２１ないし図２３は、本発明の第６実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第６実施形態では、真空断熱パネル９の代わりに、図２３に示すように、真空断熱パネル３８の接合側の端部のコーナー部に斜めに欠けた形状の傾斜部として例えばＣ面形状部３８ａを形成した真空断熱パネル３８を用いた。このＣ面形状部３８ａを、図２１に示すように、離間部３９とした。そして、図２２に示すように、この離間部３９に、電気配線２９、排水経路３０および冷媒パイプ３１を配設した。

尚、真空断熱パネル３８に上記Ｃ面形状部３８ａを形成するに際しては、真空断熱パネルの心材を圧縮するときに、心材を変形させることにより、Ｃ面形状部３８ａを形成することが好ましい。勿論、他の方法でＣ面形状部３８ａを形成しても良い。また、Ｃ面形状部３８ａを形成した部分の真空断熱パネルの外包材１２の耳部１２ａの面積は、他の部分の耳部１２ａの面積よりも大きくなっているが、この大きくなった耳部１２ａもＣ面形状部３８ａの斜面に沿って折り曲げて接着している。

尚、上述した以外の第６実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第６実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第６実施形態では、真空断熱パネル３８のＣ面形状部３８ａを、離間部３９とし、この離間部３９に電気配線２９、排水経路３０、冷媒パイプ３１を配設したので、離間部３９の大きさを小さくすることができ、真空断熱パネル８、３８の接合部分の断熱性能をより一層高くすることができる。

図２４は、本発明の第７実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第７実施形態では、箱状断熱壁体４を、図２４にも示すように、２枚の真空断熱パネル４０、４１を組み合わせて構成した。真空断熱パネル４０は、断面形状が「コ」字状に形成され、箱状断熱壁体４の左右の側壁部と天井壁部とを一体化したパネルである。真空断熱パネル４１は、２か所で鈍角状に折曲され、箱状断熱壁体４の背壁部と底壁部とを一体化したパネルである。

上記真空断熱パネル４１のうちの、箱状断熱壁体４の背壁部の下部に相当する部分の左右方向の長さ寸法が他の部分よりも短くなるように形成されている。これにより、２枚の真空断熱パネル４０、４１を組み合わせて箱状断熱壁体４を構成したときに、箱状断熱壁体４の背壁部の下部の両側辺部に離間部４２が形成される。この離間部４２に電気配線２９、排水経路３０、冷媒パイプ３１を配設する。

尚、上述した以外の第７実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第７実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第７実施形態では、２枚の真空断熱パネル４０、４１を組み合わせて箱状断熱壁体４を構成したので、接合箇所が少なくなることから、断熱性能を向上できる。また、部品点数が少なくなるから、部品の管理等が容易になる。尚、上記した各形状の真空断熱パネル４０、４１は、実際に製造することが可能である。

また、上記した各実施形態においては、接続手段としての冷媒パイプ３１の熱交換部３３を、冷蔵庫本体１の庫内側に配設したが、これに代えて、庫外側（例えば機械室内）に配設すると共に、断熱材で覆うように構成しても良い。

図面中、１は冷蔵庫本体、２は外箱、３は内箱、４は箱状断熱壁体、５、６、７、８、９は真空断熱パネル、１１は芯材、１２は外包材、１５は冷却器、１６はファン装置、１９は水受け部、２１は機械室、２２はコンプレッサ、２３は放熱器、２４はファン装置、２５は蒸発皿、２６は制御基板、２７は離間部、２８は接続手段、２９は電気配線、３０は排水経路、３１は冷媒パイプ、３２はウレタンフォーム（発泡断熱手段）、３３は熱交換部、３４は断熱材、３６は凸部、３７は凸部、３８は真空断熱パネル、３９は離間部、４０、４１は真空断熱パネル、４２は離間部を示す。

Claims

内箱と外箱との間に断熱壁体を挟んだ冷蔵庫本体を有する冷蔵庫において、
前記断熱壁体の背面に設けられた背面断熱パネルと、
前記断熱壁体の底面に設けられた底面断熱パネルと、
前記背面断熱パネルと前記底面断熱パネルとの間に設けられた離間部と、
前記離間部を通る接続手段と、
を備え、
前記接続手段は、水受け部の底部から下方へ延ばすように配置した排水経路であり、
前記離間部において、前記底面断熱パネルの先端部は、前記内箱に接触しているとともに底面の前記外箱から離れるように突出しており、
前記底面断熱パネルは、前記外箱に接触している部分を有しており、
前記底面断熱パネルと前記背面断熱パネルとの間に発泡断熱材が設けられており、
前記排水経路を通る断面において、前記発泡断熱材のうち前記排水経路よりも前側である庫内側に位置する部分は、前記発泡断熱材のうち前記排水経路よりも後側である庫外側に位置する部分よりも厚くなった領域を有しており、
前記底面断熱パネルの先端部は、前記排水経路を通る断面において、前記発泡断熱材のうち前記排水経路よりも前側である庫内側に位置する部分に接触しており、
前記排水経路を通る断面において、前記発泡断熱材のうち前記排水経路よりも前側である庫内側に位置する部分の上端は、前記発泡断熱材のうち前記排水経路よりも後側である庫外側に位置する部分の上端よりも低い冷蔵庫。
前記背面断熱パネルは、前記内箱の左右の角部に近接している請求項１に記載の冷蔵庫。
前記底面断熱パネルは、機械室に対応する部分が内方に折れ曲がっている請求項１または２に記載の冷蔵庫。
前記接続手段は、前記離間部を通って前記機械室に導入されている請求項３に記載の冷蔵庫。