JPWO2019176514A1

JPWO2019176514A1 - 断熱体

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Publication number: JPWO2019176514A1
Application number: JP2020505732A
Authority: JP
Inventors: 大芳野; 賢一水本; 翔太田邊
Original assignee: PHC Holdings Corp
Current assignee: PHC Holdings Corp
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2039-02-25
Also published as: WO2019176514A1; JP6886073B2

Abstract

ヒートブリッジの発生を防止できると共に製造が容易な断熱体を提供する。第一断熱ブロック（Ａ１）と、第二プレート（２１）と、第二断熱ブロック（Ａ２）と、を備える。第一断熱ブロック（Ａ１）は、第一プレート（２２）と、第一プレート（２２）から所定方向に離して配置された真空断熱材（６０）と、第一プレート（２２）と真空断熱材（６０）とを接合するための接合材（７０）と、を有する。第二プレート（２１）は、第一断熱ブロック（Ａ１）から前記所定方向に離して配置される。第二断熱ブロック（Ａ２）は、第一断熱ブロック（Ａ１）と第二プレート（２１）との間を埋めるように設けられる。

Description

本発明は、真空断熱材を備え、冷凍冷蔵装置の断熱に好適な断熱体に関するものである。

従来、熱エネルギーを効率的に利用するために様々な用途で断熱体が使用されている。

例えば、冷凍冷蔵装置では、装置本体、すなわち内部空間（庫内空間）を囲う箱体が、断熱体（断熱箱体）として構成される。

図７に断熱箱体の一例を示す。図７に示す断熱箱体は、その庫内空間を形成する内箱１２１と、その外面を形成する外箱１２２と、外箱１２２の内壁面（内箱１２１の壁面）に接触した状態で固定された真空断熱材１６０と、内箱１２１と外箱１２２との間に充填された発泡断熱材１７０とを備えて構成される。

真空断熱材１６０は、２枚のフィルム１６２の周縁を接合して形成された袋体の内部へ芯材１６１を収納後、袋体の内部を減圧して芯材１６１を密封したものである。袋体の内部の減圧状態を良好に維持できるよう、フィルム１６２には、ガスバリア層を備えたラミネートフィルムが使用される。

ガスバリア層には、ガスバリア性が高いことから金属（例えばアルミ箔）が使用される。金属は熱伝導率が高いため、図７に示されるようにフィルム１６２が内箱１２１や外箱１２２（この例では外箱１２２）に接触すると、金属製のガスバリア層によってヒートブリッジ（熱橋）が発生して、断熱性能が低下する。

すなわち、矢印Ｌで示されるように庫内空間の熱が、フィルム１６２，外箱１２２の順に伝わって外部へ逃げ、また、矢印Ｈで示されるように冷蔵庫外部の熱が外箱１２２，フィルム１６２の順に伝わって庫内空間へ入り込んでしまう。

ヒートブリッジを発生させないためには、内箱及び外箱の双方から真空断熱材を離す必要がある。特許文献１の図２に開示された断熱壁は、明記はされていないが、内箱及び外箱の双方から真空断熱材が離され、真空断熱材，内箱及び外箱の相互間に発泡断熱材が充填されていると推察される。

特開２０１４−０２５５３６号公報

特許文献１に開示された前記の断熱壁を製造するためには、内箱と外箱との間の中空空間に真空断熱材を支持具で支持しつつ、この中空空間に、発泡断熱材の原材料である液状材料を注入し発泡させる必要がある。

しかしながら、液状材料を注入し発泡させるとき（発泡断熱材を形成するとき）に支持具が配置されていた箇所が、発泡断熱材のないボイド（空洞）となってしまい製品品質の低下を招く。このようなボイドが発生しないように、内箱と外箱との間の中空空間に真空断熱材を支持するのは技術的に困難である。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ヒートブリッジの発生を防止できると共に製造が容易な断熱体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の断熱体は、第一断熱ブロックと、第二プレートと、第二断熱ブロックと、を備える。

第一断熱ブロックは、第一プレートと、第一プレートから所定方向に離して配置された真空断熱材と、第一プレートと真空断熱材とを接合するための接合材と、を有する。

第二プレートは、第一断熱ブロックから前記所定方向に離して配置される。

第二断熱ブロックは、第一断熱ブロックと第二プレートとの間を埋めるように設けられる。

本発明によれば、ヒートブリッジの発生を防止できると共に容易に製造できる。

図１Ａは、超低温フリーザの正面図図１Ｂは、超低温フリーザの右側面図図１Ｃは、超低温フリーザの平面図図２は、図１ＣのＡ−Ａ断面図に相当する図図３は、図１ＣのＡ−Ａ断面図に相当する図図４Ａは、第一断熱ブロックの要部断面図図４Ｂは、図１ＣのＡ−Ａ断面図に相当する図図５は、図１ＣのＡ−Ａ断面図に相当する図図６は、図１ＣのＡ−Ａ断面図に相当する図図７は、従来の断熱箱体の一例を示す断面図

以下、本発明の実施の形態に係る断熱体ついて、図面を参照しながら説明する。以下に示す各実施の形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施の形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。また、各実施の形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに、各実施の形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

以下の説明では、内箱２１の外箱２２側の面を内面、その反対側（庫内側）の面を外面という。同様に外箱２２の内箱２１側の面を内面、その反対側の面を外面という。
なお、各実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その説明を省略することもある。

［１．超低温フリーザ］
以下、図１Ａ，図１Ｂ及び図１Ｃを参照して、本発明の各実施形態に係る超低温フリーザ１０（冷凍冷蔵装置）の構成を説明する。図１Ａ，図１Ｂ及び図１Ｃは、それぞれ、超低温フリーザ１０の、正面図、右側面図及び平面図である。

超低温フリーザ１０は、機械収納部１１と、その上方に設けられた本体１２を備える。

機械収納部１１の内部には、冷凍回路を構成する各種機器及び制御部が配置されている。

本体１２は、箱体２０と、開閉自在に箱体２０の正面側に取り付けられた扉３０を有している。扉３０はヒンジ３１を介して箱体２０に取り付けられている。また、扉３０には、超低温フリーザ１０に対する指示が入力される操作部３２と、ノブ３３が取り付けられている。ノブ３３を操作することによって、図１Ｃに破線で示されるように、扉３０が開かれる。

［２．第一実施形態］
［２−１．構成］
以下、図２を参照して本発明の第一実施形態の箱体の構成を説明する。図２は、図１ＣのＡ−Ａ断面図に相当する図である。本実施形態の箱体２０は、図２に示される箱体２０Ａ（断熱体）により構成される。

この箱体２０Ａは、第一断熱ブロックＡ１と、第一断熱ブロックＡ１から所定方向Ｘに離して配置された内箱２１（第二プレート）と、第一断熱ブロックＡ１と内箱２１との間を埋めるように設けられた第二断熱ブロックＡ２と、を備える。

第一断熱ブロックＡ１は、外箱２２（第一プレート）と、外箱２２から所定方向Ｘに離して配置された真空断熱材６０と、外箱２２と真空断熱材６０とを接合するのに寄与する発泡断熱材７０（接合材）と、を有する。詳しくは、第一断熱ブロックＡ１は、外箱２２と、両面接着材８１（第一接着層）と、発泡断熱材７０と、両面接着材８２（第二接着層）と、真空断熱材６０とがこの順に重ねられて構成される。

両面接着材８１は、一方の面が外箱２２の内面２２ｉに接着され、他方の面が発泡断熱材７０に接着される。すなわち、外箱２２と発泡断熱材７０とが、両面接着材８１を介して接合される。

発泡断熱材７０は、外箱２２と真空断熱材６０との間を埋めるように設けられ、両面接着材８１，８２と協働して外箱２２と真空断熱材６０とを接合する。発泡断熱材７０は、発泡ポリウレタンや発泡ポリエチレンなどの発泡樹脂成形体により形成される。

両面接着材８２は、一方の面が発泡断熱材７０に接着され、他方の面が真空断熱材６０に接着される。すなわち、発泡断熱材７０と真空断熱材６０とが、両面接着材８２を介して接合される。

真空断熱材６０は、２枚のフィルム６２の周縁を接合して形成された袋体の内部へ芯材６１を収納後、袋体の内部を減圧して芯材６１を密封したものである。袋体の内部の減圧状態を良好に維持できるよう、フィルム６２には、金属製のガスバリア層（例えばアルミ箔）を備えたラミネートフィルムが使用される。

第二断熱ブロックＡ２は、発泡断熱材７１であり、発泡樹脂成形体（例えば発泡ウレタン）により形成される。

内箱２１の内面２１ｉはパイプ配置部である。すなわち内面２１ｉには、図２の紙面と垂直な方向に延在する超低温フリーザ１０の蒸発パイプ（以下「エバパイプ」という）５１が複数本設置される。エバパイプ５１は、冷凍回路において冷媒を蒸発させるための例えば銅製又はアルミニウム製のパイプであり、内箱２１の内面２１ｉに熱的に接触するように貼り付けられ、内箱２１を冷却する。エバパイプ５１はアルミテープ５２により内面２１ｉに固定される。

なお、発泡断熱材７０を形成する発泡樹脂成形体と、第二断熱ブロックＡ２を形成する発泡樹脂成形体とに、密度や熱伝導率などの物性値が互いに同じ材料を使用してもよいし、当該物性値が互いに異なる材料を使用してもよい。

［２−２．効果］
本発明の第一実施形態の箱体２０Ａによれば、外箱２２と真空断熱材６０との間には発泡断熱材７０が設けられているので、真空断熱材６０のフィルム６２に起因して、外箱２２と真空断熱材６０との間でヒートブリッジが発生することを防止できる。さらに、第一断熱ブロックＡ１と内箱２１との間に空間を設けた状態で、この空間に、第二断熱ブロックＡ２を形成する発泡断熱材７１の原材料である液状材料を注入し発泡させて第二断熱ブロックＡ２を設ければ、箱体２０Ａを容易に製造できる。

［３．第二実施形態］
［３−１．構成］
以下、図３を参照して本発明の第二実施形態の箱体の構成を説明する。図３は、図１ＣのＡ−Ａ断面図に相当する図である。本実施形態の箱体２０は、図３に示される箱体２０Ｂ（断熱体）により構成される。

この箱体２０Ｂは、主に、第一断熱ブロックＢ１の構成が第一実施形態と異なるので、第一断熱ブロックＢ１の構成を中心に説明する。

第一断熱ブロックＢ１は、外箱２２と、両面接着材８１と、発泡ポリウレタンや発泡ポリエチレンなどの発泡樹脂成形体により形成される発泡断熱材７２（接合材）と、真空断熱材６０とがこの順に重ねられるようにして構成される。

発泡断熱材７２は、真空断熱材６０の内箱２１側の面６３を残して真空断熱材６０を覆うように形成される。詳しくは、発泡断熱材７２は、外箱２２と真空断熱材６０との間の隙間を埋めるように、且つ、真空断熱材６０と発泡断熱材７２との内箱２１側の各底面６３，７２ａが面一に（厚み方向に揃うように）形成されている。

このような構成により、真空断熱材６０は発泡断熱材７２に保持されるようになる。すなわち、発泡断熱材７２の真空断熱材６０に接する面が、真空断熱材６０を保持する保持部７２ｂとして機能する。この結果、真空断熱材６０は、発泡断熱材７２と両面接着材８１とを介して外箱２２に接合される。

なお、発泡断熱材７２は、少なくとも図３の紙面上で、フィルム６２のシール部（いわゆる耳部）よりも下方まで真空断熱材６０を覆うように形成することが好ましい。これにより、発泡断熱材７２は、真空断熱材６０を安定して保持できる。また、第二断熱ブロックＢ２を形成する前に第一断熱ブロックＢ１の表面状態（例えば隙間やボイドの有無）を目視により確認できる。

発泡断熱材７２は、治具を使用して、型枠に置いた真空断熱材６０の周囲に、発泡断熱材の原材料である液状材料を注入し発泡させることで、図２に示すような形状に容易に成型できる。

第二断熱ブロックＢ２は、第一断熱ブロックＢ１と内箱２１との間を埋めるように設けられる。第二断熱ブロックＢ２は、発泡断熱材であり、発泡樹脂成形体（例えば発泡ウレタン）により形成される。

なお、発泡断熱材７２を形成する発泡樹脂成形体と、第二断熱ブロックＢ２を形成する発泡樹脂成形体とに、密度や熱伝導率などの物性値が互いに同じ材料を使用してもよいし、当該物性値が互いに異なる材料を使用してもよい。

その他の構成は第一実施形態と同様であるので説明を省略する。

［３−２．効果］
本発明の第二実施形態の箱体２０Ｂによれば第一実施形態と同様の効果に加え、発泡断熱材７２を形成するのと同時に発泡断熱材７２と真空断熱材６０とが一体化されるので、箱体２０Ｂの製造を簡略化できる。

［４．第三実施形態］
［４−１．構成］
以下、図４Ａ及び図４Ｂを参照して本発明の第三実施形態の箱体の構成を説明する。図４Ａは、箱体の第一断熱ブロックＣ１の要部断面図、図４Ｂは、図１ＣのＡ−Ａ断面図に相当する図である。本実施形態の箱体２０は、図４Ｂに示される箱体２０Ｃ（断熱体）により構成される。

この箱体２０Ｃは、第一断熱ブロックＣ１と、第一断熱ブロックＣ１から所定方向Ｙに離して配置された外箱２２（第二プレート）と、第一断熱ブロックＣ１と外箱２２との間を埋めるように設けられた第二断熱ブロックＣ２と、を備える。

第一断熱ブロックＣ１は、内箱２１（第一プレート）と、内箱２１から所定方向Ｙに離して配置された真空断熱材６０と、内箱２１と真空断熱材６０とを接合するのに寄与する発泡断熱材７４（接合材）と、を有する。詳しくは、第一断熱ブロックＣ１は、内箱２１と、両面接着材８４（第一接着層）と、発泡断熱材７４と、両面接着材８５（第二接着層）と、真空断熱材６０とがこの順に重ねられて構成される。

両面接着材８４は、後述の発泡断熱材７４の凹部ｄ１を外れた位置にそれぞれ設けられている。各両面接着材８４は、一方の面が内箱２１の内面２１ｉに接着され、他方の面が発泡断熱材７４に接着される。すなわち、内箱２１と発泡断熱材７４とが、両面接着材８４を介して接合される。

発泡断熱材７４は、内箱２１と真空断熱材６０との間を埋めるようにして設けられ、両面接着材８４，８５と協働して内箱２１と真空断熱材６０とを接合する。発泡断熱材７４は、内箱２１の内面２１ｉに取り付けられるため、同じく内面２１ｉに取り付けられるエバパイプ５１と干渉しないよう、図４Ａに示されるように発泡断熱材７４には凹部ｄ１が予め設けられている。換言すれば、発泡断熱材７４には、内箱２１の内面２１ｉに向かって開口する凹部ｄ１が、パイプ配置部として設けられている。発泡断熱材７４は、発泡ポリウレタンや発泡ポリエチレンなどの発泡樹脂成形体により形成される。

なお、発泡断熱材７４が十分な柔軟性を有していれば、エバパイプ５１に押しつけられた発泡断熱材７４はエバパイプ５１の形状に沿って変形するので、凹部ｄ１を省略することができる。

両面接着材８５は、一方の面が発泡断熱材７４に接着され、他方の面が真空断熱材６０に接着される。すなわち、発泡断熱材７４と真空断熱材６０とが、この両面接着材８５を介して接合される。

第二断熱ブロックＣ２は、発泡断熱材であり、発泡樹脂成形体（例えば発泡ウレタン）により形成される。

なお、発泡断熱材７５を形成する発泡樹脂成形体と、第二断熱ブロックＣ２を形成する発泡樹脂成形体とに、密度や熱伝導率などの物性値が互いに同じ材料を使用してもよいし、当該物性値が互いに異なる材料を使用してもよい。

［４−２．効果］
本発明の第三実施形態の箱体２０Ｃによれば第一実施形態と同様の効果が得られる。

［５．第四実施形態］
［５−１．構成］
以下、図５を参照して本発明の第四実施形態の箱体の構成を説明する。図５は、図１ＣのＡ−Ａ断面図に相当する図である。本実施形態の箱体２０は、図５に示される箱体２０Ｄ（断熱体）により構成される。

図５に示される箱体２０Ｄは、第一断熱ブロックＤ１の構成が図４Ｂに示す第三実施形態の箱体２０Ｃと異なる。

具体的には、第一断熱ブロックＤ１は、第三実施形態の第一断熱ブロックＣ１において発泡断熱材７４を発泡断熱材７６（接合材）に置き換えたものである。

発泡断熱材７６には、エバパイプ５１の配置される箇所に、パイプ配置部として、厚み方向に貫通する貫通部ｄ２がそれぞれ設けられている。換言すれば、発泡断熱材７６は、貫通部ｄ２に相当する隙間をあけて並べられた複数の発泡断熱材７６ａから構成され、当該隙間を設けられた箇所がパイプ配置部として機能する。

なお、発泡断熱材７６は、第三実施形態の発泡断熱材７４と同様に、発泡ポリウレタンや発泡ポリエチレンなどの発泡樹脂成形体により形成される。

また、各発泡断熱材７６ａと真空断熱材６０との間にはそれぞれ発泡断熱材７６ａと真空断熱材６０とを接合する両面接着材８７（第二接着層）が設けられている。

なお、発泡断熱材７６を形成する発泡樹脂成形体と、第二断熱ブロックＣ２を形成する発泡樹脂成形体とに、密度や熱伝導率などの物性値が互いに同じ材料を使用してもよいし、当該物性値が互いに異なる材料を使用してもよい。

その他の構成は第三実施形態と同様であるので説明を省略する。

［５−２．効果］
本発明の第四実施形態の箱体２０Ｄによれば第三実施形態と同様の効果が得られる。

［６．第五実施形態］
［６−１．構成］
以下、図６を参照して本発明の第五実施形態の箱体の構成を説明する。図６は、図１ＣのＡ−Ａ断面図に相当する図である。本実施形態の箱体２０は、図６に示される箱体２０Ｅ（断熱体）により構成される。

この箱体２０Ｅは、主に第一断熱ブロックＥ１の構成が図４に示す第三実施形態と異なる。

具体的には、第一断熱ブロックＥ１は、第三実施形態の第一断熱ブロックＣ１において発泡断熱材７４を発泡断熱材７８（接合材）に置き換えたものである。
発泡断熱材７８は、発泡断熱材７４においてパイプ配置部である凹部ｄ１が省略され、その外面（庫内側の面）が平坦面とされている。この平坦面と内箱２１との間に設けられた両面接着材８８（第一接着層）により、発泡断熱材７８と内箱２１とが接合される。

なお、発泡断熱材７８は、発泡断熱材７４，７６と同様に、発泡ポリウレタンや発泡ポリエチレンなどの発泡樹脂成形体により形成される。

また、この第一断熱ブロックＥ１では、発泡断熱材７８の外面全体に両面接着材８９（第二接着層）が設けられており、この両面接着材８９により真空断熱材６０と発泡断熱材７８とが接合されている。

また、発泡断熱材７８にパイプ配置部が設けられない替わりに、内箱２１の外面２１ｏ（庫内側の面）がパイプ配置部を構成する。すなわち、外面２１ｏにエバパイプ５１がアルミテープ５２によって固定されている。

また、エバパイプ５１を隠すためにエバパイプ５１の庫内側には、別の内箱２３が設けられている。

なお、発泡断熱材７８を形成する発泡樹脂成形体と、第二断熱ブロックＣ２を形成する発泡樹脂成形体とに、密度や熱伝導率などの物性値が互いに同じ材料を使用してもよいし、当該物性値が互いに異なる材料を使用してもよい。

［６−２．効果］
本発明の第四実施形態の箱体２０Ｅによれば第三実施形態と同様の効果が得られる。

［７．その他］
（１）前記の各実施形態では、接着層を両面接着材により構成したが、接着層を、接着剤を塗布することで形成してもよい。
（２）前記の各実施形態では、外箱２２又は内箱２１と真空断熱材６０とを接合するための接合材を、発泡樹脂成形体により形成された発泡断熱材としたが、接合材は発泡断熱材に限定されず種々の素材のものを使用できる。但し、その断熱体の用途において断熱機能を奏するものが好ましい。

（３）前記第三〜五実施形態では、両面接着材８５，８７，８９を使用して真空断熱材６０を発泡断熱材７４，７６，７８に固定したが、両面接着材８５，８７，８９に替えて、第二実施形態のように、発泡断熱材７４，７６，７８に真空断熱材６０を保持する保持部を設けてもよい。

（４）前記の各実施形態では、本発明の断熱体を冷凍冷蔵装置に使用した例を説明したが、本発明の断熱体は、冷凍冷蔵装置に限らず、断熱が必要な種々の装置や設備などに適用できる。

２０１８年３月１４日出願の特願２０１８−０４６３１３の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明によれば、ヒートブリッジの発生を防止できると共に容易に製造できる断熱体を提供することができる。よって、その産業上の利用可能性は多大である。

１０超低温フリーザ（冷凍冷蔵装置）
１１機械収納部
１２超低温フリーザの本体
２０，２０Ａ−２０Ｅ箱体（断熱体）
２１内箱（第一プレート，第二プレート）
２３第二の内箱
２１ｉ内箱２１の内面
２１ｏ内箱２１の外面
２２外箱（第一プレート，第二プレート）
２２ｉ外箱２２の内面
３０扉
３１ヒンジ
３２操作部
３３ノブ
５１蒸発パイプ（エバパイプ）
５２アルミテープ
６０真空断熱材
６１芯材
６２フィルム
６３真空断熱材６０の内箱２１側の面
７０，７１，７２，７４，７６，７８発泡断熱材（接合材、発泡樹脂成形体）
７２ａ発泡断熱材７２の内箱２１側の面
７２ｂ保持部
８１，８４，８８両面接着材（第一接着層）
８２，８５，８７，８９両面接着材（第二接着層）
Ａ１，Ｂ１，Ｃ１第一断熱ブロック
Ａ２，Ｂ２，Ｃ２第二断熱ブロック
ｄ１凹部（パイプ配置部）
ｄ２貫通部（パイプ配置部）
Ｘ，Ｙ所定方向

Claims

第一プレートと、前記第一プレートから所定方向に離して配置された真空断熱材と、前記第一プレートと前記真空断熱材とを接合するための接合材と、を有する第一断熱ブロックと、
前記第一断熱ブロックから前記所定方向に離して配置された第二プレートと、
前記第一断熱ブロックと前記第二プレートとの間を埋めるように設けられた第二断熱ブロックと、を備える断熱体。
前記第二断熱ブロックが、発泡樹脂成形体により形成されている請求項１に記載の断熱体。
前記接合材が、発泡樹脂成形体により形成されている請求項１又は２に記載の断熱体。
前記第一断熱ブロックが、前記第一プレートと前記接合材との間に設けられた第一接着層をさらに備える請求項１〜３の何れか一項に記載の断熱体。
前記第一断熱ブロックが、前記接合材と前記真空断熱材との間に設けられた第二接着層をさらに備える請求項１〜４の何れか一項に記載の断熱体。
前記接合材が、前記真空断熱材を保持する保持部を備える請求項１〜４の何れか一項に記載の断熱体。
前記第一プレートは、冷凍冷蔵装置の内箱であり、
前記第二プレートは前記冷凍冷蔵装置の外箱であり、
前記冷凍冷蔵装置の蒸発パイプが配置されるパイプ配置部をさらに備える請求項１〜６の何れか一項に記載の断熱体。
前記パイプ配置部は、
前記接合材に形成されると共に前記内箱に向かって開口する凹部である請求項７に記載の断熱体。
前記パイプ配置部は、
前記蒸発パイプが配置される箇所をあけて複数の前記接合材を配置することで形成された請求項７に記載の断熱体。
前記パイプ配置部は、前記内箱の庫内側の面である請求項７に記載の断熱体。