JPH10141581A - 断熱壁体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空断熱材と発泡断熱材を使用した断熱壁体
において、最も効果的な断熱性能を達成することができ
る構成を提供する。 【解決手段】 ガスバリア性のフィルム２内に断熱コア
５材を真空密封して成る真空断熱材１を備え、この真空
断熱材１を面材間に配置すると共に、これら面材間には
発泡ポリウレタン１０を充填して成るものであって、面
材間の断熱厚さ寸法Ｄ１と真空断熱材の厚さ寸法Ｄ２と
の比Ｄ１／Ｄ２を、２以上８以下に設定したものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空断熱材と発泡
断熱材にて構成された断熱壁体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より冷蔵庫などの断熱箱体（断熱壁
体）に充填される断熱材としては、ガラス繊維等の無機
材料や発泡ポリウレタン等の有機材料が使用されてい
る。前記ガラス繊維等は耐熱性が良好であるものの、そ
の熱伝導率は０．０３〜０．０５Ｗ／ｍＫと高く、断熱
効果は思わしくない。また、前記発泡ポリウレタンの場
合には０．０１５〜０．０２Ｗ／ｍＫ程の熱伝導率が達
成できるものの、断熱箱体の壁厚を薄くして大容量・省
スペースを達成するためには依然その熱伝導率は高い。

【０００３】そこで、近年では例えば特公昭６１−１７
２６３号公報（Ｂ３２Ｂ５／１８）や特公昭６３−３５
９１１号公報（Ｆ２５Ｄ２３／０６）、或いは、特公平
２−５４４７９号公報（Ｆ１６Ｌ５９／０６）に示され
るような真空断熱材が用いられるようになって来た。

【０００４】この真空断熱材は、ガスの透過を阻止する
多層ラミネート構造のガスバリアフィルムから成る袋内
に、シリカ、パーライト等の微粉末、或いは、連続気泡
の発泡ポリウレタン等から成る断熱コア材を挿入した
後、袋内のガス（空気）を排気して真空状態とし、袋の
フィルムの縁部を熱溶着して封止して密封したものであ
る。

【０００５】係る真空断熱材自体の熱交換率は、０．０
０５〜０．０１０Ｗ／ｍＫと著しく低いので、冷蔵庫な
どの断熱箱体の外箱内面に取り付け、発泡ポリウレタン
内に埋設することにより、その壁厚（断熱厚さ）を薄く
して設置面積を縮小し、若しくは、庫内容積を拡大し、
或いは、冷却装置の消費電力を削減することが可能とな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図４はこの種
真空断熱材と発泡ポリウレタンを組み合わせた断熱壁の
熱伝導率の分布を示している。ここで、図４は熱伝導率
λを縦軸とし、横軸は図５に示す如く発泡ポリウレタン
から真空断熱材に渡るＡ−Ａ線の範囲を示している。こ
の場合、前記真空断熱材の端部（外端）が図４、図５の
０点となり、当該端部からの距離を横軸に示している。

【０００７】図４からも明らかな如く熱伝導率は、発泡
ポリウレタンの部分で前述の如き値で推移し、真空断熱
材の端部において急激に上昇した後、降下して前述の如
き低い値に安定する分布を示す。これは真空断熱材の周
縁部においてヒートブリッジが生じているためである。

【０００８】即ち、この種真空断熱材の端部には断熱コ
ア材は存在しておらず、従って、封止部分を含む周縁部
はガスバリアフィルムのみとなっているため、真空断熱
材の周縁部のフィルム自体を伝達する熱の移動（これを
ヒートブリッジと云う）が増大するからである。

【０００９】従って、冷蔵庫などの断熱箱体を真空断熱
材のみで構成しようとすると、係るヒートブリッジによ
って却って断熱性能は低下することが予想される。逆
に、断熱箱体の断熱厚さ（真空断熱材＋発泡ポリウレタ
ンの厚さ寸法）に対して真空断熱材の厚さが小さすぎる
と、真空断熱材を設けた効果が希釈されてしまうとも考
えられる。

【００１０】そこで本発明は、真空断熱材と発泡断熱材
を使用した断熱壁体において、最も効果的な断熱性能を
達成することができる構成を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の断熱壁体は、ガ
スバリア性のフィルム内に断熱コア材を真空密封して成
る真空断熱材を備え、この真空断熱材を面材間に配置す
ると共に、これら面材間には発泡断熱材を充填して成る
ものであって、面材間の断熱厚さ寸法Ｄ１と真空断熱材
の厚さ寸法Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２を、２以上８以下に設
定したものである。

【００１２】本発明によれば、真空断熱材を面材間に配
置すると共に、これら面材間に発泡断熱材を充填して成
る断熱壁体において、面材間の断熱厚さ寸法Ｄ１と真空
断熱材の厚さ寸法Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２を、２以上８以
下に設定したので、ヒートブリッジを効果的に抑えつ
つ、真空断熱材の断熱能力を効果的に発揮させることが
できるようになる。

【００１３】これにより、真空断熱材と発泡断熱材から
成る断熱壁体の断熱性能を効果的に向上させることがで
きるようになるものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明を適用した家庭用冷蔵庫
２０の斜視図、図２は冷蔵庫２０の分解透視斜視図、図
３は真空断熱材１の封止部２Ａの拡大断面図、図６は冷
蔵庫２０の断熱箱体２１の真空断熱材１部分の拡大断面
図である。

【００１５】冷蔵庫２０の本体を構成する断熱箱体２１
は、前面に開口する鋼板製の外箱２２と、当該外箱２２
の内側に所定の間隔を存して組み込まれた前面開口の樹
脂製内箱２３と、外箱２２の背板及び左右両側板の内面
に取り付けられた真空断熱材１と、両箱２２、２３間に
現場発泡方式にて充填された発泡ポリウレタン１０とか
ら形成されている。

【００１６】そして、前記内箱２３内に冷蔵室、冷凍
室、又は、野菜室などの貯蔵室２４が構成されると共
に、これら貯蔵室２４の前面開口は断熱扉２６〜２９に
て開閉自在に閉塞されている。断熱箱体２１の下端部に
は貯蔵室２４の外側に機械室３１が形成されており、こ
の機械室３１内には冷却装置を構成する冷媒圧縮機３
２、凝縮器３３などが設置されている。

【００１７】また、外箱２２の背板、左右両側板、及
び、天板の内面には、各真空断熱材１の周辺に位置して
一連の凝縮パイプ３４（高温冷媒配管）がアルミテープ
３５により貼り付けられており、外箱２２の開口周囲に
は一連のフレームパイプ３６（高温冷媒配管）が屈曲し
て配設されている。そして、前記圧縮機３２、凝縮器３
３、凝縮パイプ３４及びフレームパイプ３６は順次冷媒
配管にて接続されている。

【００１８】一方、前記冷凍室となる貯蔵室２４内の背
部には冷却器３７が配設されており、この冷却器３７の
入口には図示しない減圧装置（キャピラリチューブな
ど）を介して前記フレームパイプ３６が接続される。そ
して、冷却器３７の出口は圧縮機３２に接続され、これ
により、前記冷却装置の周知の冷媒回路が構成されてい
る。

【００１９】そして、前記圧縮機３２が運転されると、
圧縮機３２から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器
３３に流入してその一部は凝縮される。凝縮器３３から
出た冷媒は凝縮パイプ３４に流入し、そこで放熱して、
凝縮しながら外箱２２を加熱する。高温冷媒は次ぎにフ
レームパイプ３６に流入して更に放熱し、凝縮しながら
外箱２２の開口周縁を加熱し、その部分への結露の発生
を防止する。

【００２０】このようにして凝縮した冷媒は前記減圧装
置にて減圧された後、冷却器３７に流入し、そこで、蒸
発する。このときに冷却器３７は周囲から吸熱して冷却
作用を発揮する。この冷却器３７と熱交換した冷気は図
示しない送風機にて貯蔵室２４内に循環され、前述の各
室はそれぞれの冷蔵或いは冷凍温度に冷却されるもので
ある。

【００２１】他方、前記真空断熱材１は、ガスの透過を
阻止する多層ラミネート構造のガスバリアフィルム２を
例えば折返し、二辺の縁部を予め密着させて熱溶着する
ことにより封止部（熱溶着部）２Ａを形成し、袋状とす
る。その状態で断熱コア材５を袋内に挿入し、真空排気
装置内において袋内のガスを排気して真空状態とし、残
りの一辺の縁部を密着させて熱溶着し、封止部２Ａを形
成して密封することにより、製造されている。

【００２２】図３は係る真空断熱材１の封止部２Ａの拡
大断面図を示している。上記ガスバリアフィルム２は、
内側から高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）若しくはポリ
プロピレン等から成る熱溶着層４１と、アルミニウム層
４２と、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成
る保護層４３及びポリアミド（ＰＡ）から成る表面保護
層４４とをラミネートしたものである。そして、前記封
止部２Ａにおいて、密着された両フィルム２、２の熱溶
着層４１、４１を加熱して相互に溶着させるものであ
る。

【００２３】また、前記断熱コア材５はシリカ、パーラ
イト等の微粉末、及び、グラスウール、或いは、連続気
泡の発泡ポリウレタン等から所定厚みの板状に成形され
ており、その端面は傾斜した形状とされている。そし
て、前記フィルム２の熱溶着された封止部２Ａは、鈍角
を構成する断熱コア材５端面の角部に対応して位置して
いる。

【００２４】そして、断熱箱体２１の組立時、係る真空
断熱材１を外箱２２の背板、及び、左右両側板の内面
（内箱２３側の面）に、ホットメルト（商品名）などの
接着剤を用いて接着固定する。このとき、鋭角を成す断
熱コア材５の角部を外箱２２側とされると共に、鈍角を
成す角部に位置した封止部２Ａは内箱２３側に折返し、
真空断熱材１の内箱２３側の面にテープ（図示せず）な
どで貼り付ける。

【００２５】また、前記凝縮パイプ３４も前述の如く真
空断熱材１の周辺の外箱２２内面に添設し、その状態
で、ポリウレタン原液を両箱２２、２３間に注入して発
泡ポリウレタン１０を両箱２２、２３間、或いは、真空
断熱材１と内箱２３間に充填する。これによって、凝縮
パイプ３４と真空断熱材１・・は発泡ポリウレタン１０
内に埋設される。

【００２６】ここで、係る断熱箱体２１の真空断熱材１
付近の断熱厚さ寸法（外箱２２と内箱２３間の発泡ポリ
ウレタン１０と真空断熱材１を合わせた全断熱厚さの寸
法）をＤ１、真空断熱材１の厚さ寸法をＤ２とした場
合、これらの比Ｄ１／Ｄ２（真空断熱材１に対する全断
熱厚さの比）と、断熱箱体２１の当該部分の熱伝導率の
関係を実験により測定した結果を図７に示す。この場
合、比Ｄ１／Ｄ２を横軸にとり、熱伝導率を縦軸にとっ
ている。

【００２７】図７からも明らかな如く断熱箱体（断熱
壁）２１の熱伝導率は、Ｄ１／Ｄ２＝５付近で最も低く
なり、それよりも比率が小さくなり、或いは、大きくな
るに従って熱伝導率は急激に上昇する２次曲線的な推移
を示す。これは比率が小さいと前述の如き真空断熱材１
のヒートブリッジによって却って熱伝導率が上昇し、逆
に、比率が大きいと、真空断熱材１を設けた効果が希釈
されてしまうからと考えられる。

【００２８】そこで、本発明では上記比率Ｄ１／Ｄ２
を、図７から許容できる範囲と考えられる２以上８以下
となるよう、真空断熱材１及び断熱箱体２１の厚さ寸法
を設定している。このように設定することにより、真空
断熱材１のヒートブリッジを効果的に抑えつつ、真空断
熱材１の断熱能力を効果的に発揮させることができるよ
うになる。これにより、真空断熱材１と発泡ポリウレタ
ン１０から成る断熱箱体２１の断熱性能を効果的に向上
させ、前記断熱厚さＤ１の薄型化による、冷蔵庫の大容
量・省スペース化を図ることができるようになる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、真空
断熱材を面材間に配置すると共に、これら面材間に発泡
断熱材を充填して成る断熱壁体において、面材間の断熱
厚さ寸法Ｄ１と真空断熱材の厚さ寸法Ｄ２との比Ｄ１／
Ｄ２を、２以上８以下に設定したので、ヒートブリッジ
を効果的に抑えつつ、真空断熱材の断熱能力を効果的に
発揮させることができるようになる。

【００３０】これにより、真空断熱材と発泡断熱材から
成る断熱壁体の断熱性能を効果的に向上させることがで
きるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した家庭用冷蔵庫の斜視図であ
る。

【図２】本発明を適用した家庭用冷蔵庫の分解透視斜視
図である。

【図３】真空断熱材の封止部の拡大断面図である。

【図４】発泡ポリウレタンに真空断熱材を埋設した断熱
壁の熱伝導率の分布を示す図である。

【図５】図４の説明に用いる発泡ポリウレタンと真空断
熱材の平面図である。

【図６】本発明を適用した家庭用冷蔵庫の断熱箱体の真
空断熱材部分の拡大断面図である。

【図７】真空断熱材の厚さ寸法に対する全断熱厚さ寸法
の比と断熱箱体の当該部分の熱伝導率の関係を実験によ
り測定した結果を示す図である。

【符号の説明】

１ 真空断熱材 ２ ガスバリアフィルム ２Ａ 封止部 ５ 断熱コア材 １０ 発泡ポリウレタン ２０ 冷蔵庫 ２１ 断熱箱体（断熱壁体） ２２ 外箱 ２３ 内箱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 均史 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスバリア性のフィルム内に断熱コア材
   を真空密封して成る真空断熱材を備え、この真空断熱材
   を面材間に配置すると共に、これら面材間には発泡断熱
   材を充填して成る断熱壁体において、 前記面材間の断熱厚さ寸法Ｄ１と前記真空断熱材の厚さ
   寸法Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２を、２以上８以下に設定した
   ことを特徴とする断熱壁体。