KR101280776B1

KR101280776B1 - 진공 단열재 및 이것을 이용한 냉장고

Info

Publication number: KR101280776B1
Application number: KR1020110082599A
Authority: KR
Inventors: 야스히또 데라우찌; 구니나리 아라끼; 와따루 에찌고야; 다까시 이세끼; 유우지 아라이; 히로유끼 야마사끼
Original assignee: 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-07-05
Also published as: JP5544338B2; KR20120028219A; CN102401216A; JP2012082954A; CN102401216B

Abstract

단열성의 저하를 억제하면서 방열 파이프 등을 수납하는 오목부를 갖는 진공 단열재 및 이것을 이용한 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다. 섬유 적층체의 코어재와, 그 코어재를 수납하는 외피재를 갖고, 상기 외피재 내를 감압한 진공 단열재에 있어서, 상기 코어재는 제1 적층체와, 그 제1 적층체 상에 소정 간격으로 배치한 제 2 적층체 및 제3 적층체를 갖고, 상기 제1 적층체는 상기 제2 적층체 및 상기 제3 적층체의 공간을 매립하도록 변형되고, 상기 제1 적층체측에 오목부가 형성된다.

Description

진공 단열재 및 이것을 이용한 냉장고{VACUUM INSULATION PANEL AND REFRIGERATOR USING THIS}

본 발명은 진공 단열재 및 이것을 이용한 냉장고에 관한 것이다.

본 기술 분야의 배경 기술로서, 일본 특허 출원 공개 제2008-64323호 공보(특허 문헌 1)가 있다. 이 공보에는, 「외부 상자와 내부 상자간에 발포 단열재를 충전한 단열 상자체와, 외부 상자의 내면측에 배치되는 방열 파이프와, 코어재를 외포재로 덮어 내부가 감압되는 동시에 방열 파이프가 끼워 맞추어지는 홈부를 형성한 진공 단열 패널을 구비한 냉장고에 있어서, 진공 단열 패널은, 홈부를 형성한 면의 이면에 홈부에 대향해서 형성되는 동시에 홈부보다도 길이 방향에 수직한 폭이 넓은 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다」라고 기재되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2008-64323호 공보

특허 문헌 1은, 진공화된 진공 단열 패널이, 상부 금형 및 하부 금형에 의해 프레스 가공되어, 방열 파이프가 끼워 맞추어지는 홈부 및 볼록부를 형성하고 있다. 프레스 가공에 의해 홈부 및 볼록부를 형성하는 경우, 예를 들어 프레스 가공시에, 금형에 이물질 등이 부착되어 있으면 진공 단열재가 손상되어 누설되는 경우가 있다. 또한, 프레스 가공에 의해 코어재가 절단되어, 단열 성능이 저하된다.

또한, 홈부를 형성한 면의 이면에 홈부에 대향해서 형성되는 동시에 홈부보다도 길이 방향에 수직한 폭이 넓은 볼록부를 갖기 때문에, 볼록부에서 외포재가 크게 늘어나서, 크랙 등이 발생해서 신뢰성이 저하한다.

따라서 본 발명은, 단열 성능의 저하를 억제하면서 방열 파이프 등을 수납하는 오목부를 갖는 진공 단열재 및 이것을 이용한 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 예를 들어 특허 청구 범위에 기재된 구성을 채용한다. 일례로서, 섬유 적층체의 코어재와, 그 코어재를 수납하는 외피재를 갖고, 상기 외피재 내를 감압한 진공 단열재에 있어서, 상기 코어재는 제1 적층체와, 그 제1 적층체 상에 소정 간격으로 배치한 제2 적층체 및 제3 적층체를 갖고, 상기 제1 적층체는 상기 제2 적층체 및 상기 제3 적층체의 공간을 메우도록 변형되고, 상기 제1 적층체에 오목부가 형성된다.

본 발명에 따르면, 단열 성능의 저하를 억제하면서 방열 파이프 등을 수납하는 오목부를 갖는 진공 단열재 및 이것을 이용한 냉장고를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 냉장고의 정면도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 냉장고의 종단면도(도 1의 A-A 단면도).
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 진공 단열재의 개략 단면도.
도 4의 (a)는 제1 실시예의 진공 단열재의 코어재 배치 설명도, (b)는 도 4의 (a)를 화살표 C로부터 본 도면, (c)는 제1 실시예의 진공 단열재의 개략 단면도.
도 5의 (a)는 제2 실시예의 진공 단열재의 코어재 배치 설명도, (b)는 제2 실시예의 진공 단열재의 개략 단면도.
도 6의 (a)는 제3 실시예의 진공 단열재의 코어재 배치 설명도, (b)는 제3 실시예의 진공 단열재의 개략 단면도.
도 7은 제4 실시예에 따른 방열 파이프 및 진공 단열재의 배치 설명도.
도 8의 (a)는 제5 실시예의 진공 단열재의 코어재 배치 설명도, (b)는 제5 실시예의 코어재 단면도[도 8의 (a)의 D-D 단면도], (c)는 제5 실시예의 진공 단열재의 개략 단면도, (d)는 제5 실시예의 진공 단열재의 배치의 설명도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도 1 내지 도 4를 이용해서 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 관한 냉장고의 정면도이고, 도 2는 도 1의 A-A 단면도를 도시하고 있다. 또한, 도 3은 본 실시 형태의 진공 단열재의 단면 개략도를 도시한 것이다.

냉장고(1)는 도 2에 도시한 바와 같이, 위로부터 냉장실(2), 제빙실(3a) 및 상단 냉동실(3b), 하단 냉동실(4) 및 야채실(5)을 갖고 있다. 각 저장실은, 전면 개구를 개폐하는 도어를 구비한다. 냉장실(2)에는, 힌지(10)를 중심으로 회전하는 회전식 냉장실 도어(6a, 6b)를 구비한다. 냉장실 도어(6a, 6b) 이외는, 인출식 도어이며, 제빙실 도어(7a), 상단 냉동실 도어(7b), 하단 냉동실 도어(8), 야채실 도어(9)를 배치한다. 이들 인출식 도어를 인출하면, 각 저장실의 수납 용기가 도어와 함께 인출된다. 각 도어에는, 냉장고(1)와 밀폐하여 개구를 폐색하기 위한 패킹(11)이, 각 도어의 저장실측의 외측 테두리에 장착되어 있다.

또한, 냉장실(2)과 제빙실(3a) 및 상단 냉동실(3b)과의 사이를 구획 단열하기 위해 단열 구획부(12)를 배치하고 있다. 또한, 하단 냉동실(4)과 야채실(5) 사이에는, 구획 단열을 위한 단열 구획부(14)를 배치하고 있다.

제빙실(3a), 상단 냉동실(3b) 및 하단 냉동실(4)은, 온도대가 동일하므로, 단열 구획하는 구획부 단열벽이 아니라, 패킹(11)의 수면(受面)을 갖는 구획부 부재(13)를 배치하고 있다.

기본적으로 냉장, 냉동 등의 저장 온도대가 다른 방의 구획에는, 단열 구획부를 설치하고 있다.

또한, 각 저장실의 배치에 대해서는, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 냉장실 도어(6a, 6b), 제빙실 도어(7a), 상단 냉동실 도어(7b), 하단 냉동실 도어(8), 야채실 도어(9)에 관해서도, 개폐가 가능하면, 회전 도어 또는 인출 도어 이외라도 좋고, 도어의 분할수 등, 특별히 한정되는 것은 아니다.

상자체(20)는, 외부 상자(21)와 내부 상자(22)를 구비하고, 외부 상자(21)와 내부 상자(22)에 의해 형성되는 공간에 단열부를 설치하고 있고, 상자체(20) 내의 각 저장실과 외부를 단열하고 있다. 이 외부 상자(21)와 내부 상자(22) 사이의 공간에는, 진공 단열재[50(50a, 50b, 50c, 50d)]를 배치하고, 진공 단열재(50) 이외의 공간에는 경질 우레탄 폼 등의 발포 단열재(23)를 충전하고 있다.

또한, 냉장고(1)의 각 저장실을 소정의 온도로 냉각하기 위해, 냉동 온도대실[제빙실(3a), 상단 냉동실(3b), 하단 냉동실(4)]의 배면에는, 냉각기 수납실(28a) 내에 냉각기(28)가 구비되어 있다. 또한, 야채실(5)의 후방에는, 기계실(30a)이 배치되어 있고, 기계실(30a) 내에 압축기(30) 및 응축기(31)가 배치되어 있다. 냉각기(28), 압축기(30), 응축기(31) 및 도시하지 않은 모세관을 냉매 배관에 접속하여, 냉동 사이클을 구성하고 있다.

냉각기(28)의 상방에는, 냉각기(28)에서 냉각된 냉기를 냉장고(1)의 각 저장실 내로 순환하여 소정의 온도를 유지하는 송풍기(27)가 설치되어 있다.

또한, 냉장고(1)의 냉장실(2)과 제빙실(3a) 및 상단 냉동실(3b), 냉동실(4)과 야채실(5)을 각각 단열 구획하는 단열 구획부(12, 14)는, 발포 폴리스티렌(33)과 진공 단열재(50c)를 구비하고 있다. 또한, 특히 발포 폴리스티렌(33)에 한정되는 것은 아니며, 경질 우레탄 폼 등의 발포 단열재(23)와 진공 단열재(50c)라도 좋다.

또한, 상자체(20)의 상면벽(21a)의 후방부에는, 냉장고(1)의 운전을 제어하기 위한 기판이나 전원 기판 등의 전기 부품(41)을 수납하기 위한 오목부(40)가 형성되어 있다. 또한 오목부(40)에는, 전기 부품(41)을 덮는 커버(42)가 설치되어 있다. 커버(42)의 높이는, 외관 의장성과 내용적 확보를 고려하여, 외부 상자(21)의 상면벽(21a)과 거의 동일한 높이로 되도록 배치하고 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 커버(42)의 높이가 외부 상자(21)의 상면벽(21a)보다도 돌출되는 경우에는, 10㎜ 이내의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 이것에 수반하여, 오목부(40)는 발포 단열재(23)의 측에 전기 부품(41)을 수납하는 공간만큼 움푹 들어간 상태로 배치된다. 그로 인해, 단열 두께분 만큼, 필연적으로 내용적이 희생되게 된다. 한편, 내용적을 보다 크게 하려고 하면, 오목부(40)와 내부 상자(22) 사이의 단열 두께가 얇게 되어 버린다. 따라서, 발포 단열재(23) 중에는, 상면벽(21a)의 오목부(40)를 따르도록, 대략 Z자 형상으로 절곡된 진공 단열재(50a)를 배치하여, 단열 성능을 확보, 강화하고 있다. 또한, 커버(42)는 내열성을 고려하여 강판제로 하고 있다.

또한, 상자체(20)의 배면벽(21b)의 하부에 위치하는 기계실(30a)에는, 발열이 큰 부품인 압축기(30)나 응축기(31)가 배치된다. 그로 인해, 냉장실 내로의 열 침입을 방지하기 위해, 저면벽(21d)의 측에는 기계실(30a)의 형상을 따라 절곡된 진공 단열재(50d)를 배치하고 있다.

또한, 상자체(20)의 배면벽(21b) 및 측면벽(도시하지 않음)에도, 진공 단열재(50b)를 각각 배치하고 있어, 단열 성능을 향상시키고 있다. 또한, 각 도어에도 발포 단열재와 함께 진공 단열재(50e)를 각각 배치하면, 단열 성능은 더욱 향상된다.

다음에, 진공 단열재(50)에 대해, 도 3을 이용하여 그 기본 구성을 설명한다. 진공 단열재(50)는, 코어재(51), 그 코어재(51)를 압축 상태로 유지하기 위한 내포재(52), 내포재(52)에 의해 압축 상태로 유지한 코어재(51)를 피복하는 가스 배리어층을 갖는 외피재(53) 및 흡착제(54)를 갖는 구성이다.

외피재(53)는, 진공 단열재(50)의 외곽으로서 배치되고, 동일한 크기의 라미네이트 필름의 능선으로부터 일정한 폭의 부분을 열용착에 의해 접합한 주머니 형상으로 구성되어 있다.

코어재(51)는, 바인더 등에 의해 접착이나 결착되어 있지 않은 유연성을 갖는 무기 섬유의 적층체로서, 평균 섬유 직경 4㎛의 글래스울을 사용하였다. 또한, 코어재(51)에, 무기계 섬유 재료의 적층체를 사용함으로써, 아웃 가스가 적어지므로, 단열 성능적으로 유리하지만 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 세라믹 섬유나 로크울, 글래스울 이외의 유리 섬유 등의 무기 섬유 등이어도 된다. 또한, 코어재(51)의 종류에 따라서는 내포재(52)가 필요하지 않은 경우도 있다.

또한, 코어재(51)에 대해서는, 무기계 섬유 재료 이외에, 유기계 수지 섬유 재료를 이용할 수 있다. 유기계 수지 섬유의 경우, 내열 온도 등의 사용 조건을 만족시키고 있으면, 특별히 이용시에 제약되는 것은 아니다. 구체적으로는, 폴리스티렌이나 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌 등을 멜트 블론법이나 스판본드 법으로 1 내지 30㎛ 정도의 섬유 직경으로 되도록 섬유화하는 것이 일반적이지만, 섬유화할 수 있는 유기계 수지나 섬유화 방법이면 특별히 문제가 되지 않는다.

외피재(53)의 라미네이트 구성에 대해서는, 가스 배리어성을 갖고, 열용착 가능하면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에 있어서는, 표면 보호층, 가스 배리어층, 열용착층의 적어도 3층을 갖는 라미네이트 필름으로 하고 있다.

표면 보호층은, 찔림 등의 외적 충격으로부터 감압 상태를 보호하는 역할을 갖는 수지 필름으로 한다.

가스 배리어층은, 수지 필름에 금속 증착층을 형성하고, 또한 금속 증착층끼리 마주하도록 산소 배리어성이 높은 수지 필름에 금속 증착층을 형성하여 접합하고 있다.

열용착층은, 표면 보호층과 마찬가지로 흡습성이 낮은 필름을 사용한다.

또한 구체적으로는, 표면 보호층을 이축 연신 타입의 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 각 필름으로 한다.

가스 배리어층은 알루미늄 증착 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 알루미늄 증착 2축 연신 에틸렌비닐알코올 공중합체 수지 필름 또는 알루미늄 증착 2축 연신 폴리비닐알코올 수지 필름, 혹은 알루미늄박으로 한다.

열용착층은, 미연신 타입의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 한다.

또한, 필름의 층 구성이나 재료에 대해서는, 특히 이들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 가스 배리어층으로서, 금속박, 혹은 수지계의 필름에 무기층형상 화합물, 폴리아크릴산 등의 수지계 가스 배리어 코트재, DLC(다이아몬드 라이크 카본) 등에 의한 가스 배리어막을 형성한 것, 열용착층으로서, 산소 배리어성이 높은 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름 등을 이용해도 된다.

표면 보호층은 가스 배리어층을 보호하는 기능을 갖지만, 진공 단열재의 제조 공정에 있어서의 진공 배기 효율을 높이기 위해, 바람직하게는 흡습성이 낮은 수지를 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 가스 배리어층에 사용하는 금속박 이외의 수지계 필름은, 흡습함으로써 가스 배리어성이 현저하게 악화된다. 그로 인해, 열용착층에 대해서도 흡습성이 낮은 수지를 배치함으로써, 가스 배리어성의 악화를 억제하는 동시에, 라미네이트 필름 전체의 흡습성을 억제할 수 있다. 이에 의해, 진공 단열재(50)의 진공 배기 공정에 있어서도, 외피재(53)가 가지고 들어가는 수분량을 작게 할 수 있으므로, 진공 배기 효율이 대폭으로 향상되어, 단열 성능이 향상된다.

또한, 각 필름의 라미네이트(접합)는, 2액 경화형 우레탄 접착제를 통해 드라이 라미네이트법에 의해 접합하는 것이 일반적이지만, 접착제의 종류나 접합 방법은 특별히 이것에 한정되는 것은 아니며, 웨트 라미네이트법, 서멀 라미네이트법 등의 다른 방법에 의한 것이라도 상관 없다.

또한, 내포재(52)에 대해서는, 본 실시예에서는 열용착 가능한 폴리에틸렌 필름, 흡착제(54)에 대해서는 물리 흡착형의 합성 제올라이트를 사용하였지만, 모두 이들의 재료에 한정되는 것은 아니다. 일례로서, 내포재(52)에 대해서는 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름 등, 흡습성이 낮고 열용착 가능하고, 아웃 가스가 적은 것이면 되고, 흡착제(54)에 대해서는 수분이나 가스를 흡착하는 것으로, 물리 흡착, 화학 반응형 흡착 중 어느 쪽이라도 좋다.

[제1 실시예]

다음에, 본 발명의 제1 실시예에 대해, 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는 진공 단열재에 오목부가 성형되는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)는 절단된 복수의 코어재를 내포재(52)에 수납한 상태를 도시하는 도면이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 화살표 C로부터 본 도면이고, 도 4의 (c)는 진공 성형되어 제작되는 진공 단열재의 개략 단면도이다.

우선, 도 4의 (a), (b)에 있어서, 롤 형상으로 미리 제작된 무기 섬유의 적층체를 컷트하여, 복수의 코어재(51a 내지 51d)를 겹쳐서 배치한다.

본 실시예에서는, 두께 100㎜의 코어재(51a)(제4 적층체) 상에 동일한 정도의 두께 100㎜ 정도의 코어재(51b)(제1 적층체)를 적층하고 있다. 또한, 코어재(51b) 상에는, 동일한 정도의 두께 100㎜ 정도의 코어재(51c)(제2 적층체) 및 코어재(51d)(제3 적층체)를 소정 간격을 두고 겹친다. 본 실시예에서는, 코어재(51c) 및 코어재(51d) 사이에 50㎜ 정도의 간격을 두고 있고, 코어재(51b), 코어재(51c) 및 코어재(51d)에 의해 형성된 오목 형상의 공간(60a)이 존재한다.

이 상태에서, 코어재(51a, 51b, 51c, 51d)[이하, 코어재 전체를 가리키는 경우는「코어재(51)」라고 함]를 내포재(52a)(두께 20㎛ 전후의 폴리에틸렌제의 합성 수지 필름) 내에 수납한다. 이때, 일정 간격[공간(60a)]을 유지하기 위해 지그를 사용하여, 주머니 형상의 내포재(52a)의 개구로부터 수납해도 된다.

내포재(52a)에 수납한 코어재(51)는, 프레스기를 사용하여 압축한 후 내포재(52a) 내를 감압한다. 그리고 내포재(52a) 내에 수납한 코어재(51)의 위치가 어긋나지 않도록, 내포재(52a)의 개구 전체를 열용착기로 용착 밀봉하여, 코어재(51)를 가압축한 상태로 한다. 또한, 이 상태에서 코어재(51)를 일시 보관하는 것도 가능하다.

이어서, 내포재(52a)의 내부에 가압축한 상태의 코어재(51)를 외피재(53a) 내에 수납한다. 코어재(51)는 압축되어 있으므로, 외피재(53a)를 손상시키지 않고, 매끄럽게 외피재(53a) 내에 삽입될 수 있다. 그 후, 내포재(52a)의 열용착을 일부 개봉하면, 코어재(51)는 압축이 해제되어, 외피재(53a) 내에서 외측으로 늘어난다. 이 상태에서, 외피재(53a) 및 내포재(52a) 내를 감압하고, 외피재(53a) 및 내포재(52a)의 개구를 용착 밀봉함으로써, 진공 단열재(50f)가 제작된다.

이와 같이, 압축-감압-용착 밀봉 공정을 거침으로써, 진공 단열재(50f)의 두께 방향에는 오목부(58a)가 형성된다. 그 구성에 대해, 도 4의 (c)에 진공 단열재(50f)의 개략 단면도를 도시한다. 감압 공정에서 외피재(53) 및 내포재(52a)는, 외측으로부터 코어재(51)를 압축한다. 이때, 본 실시예에서는, 코어재(51a)(제4 적층체) 및 코어재(51b)(제1 적층체)는, 외측으로부터 압축되어, 코어재(51c)(제2 적층체) 및 코어재(51d)(제3 적층체)의 사이의 부분으로 들어가도록 변형된다.

즉, 제1 적층체(및 제4 적층체) 상에 제1 적층체(및 제4 적층체)보다도 면적이 작은 제2 적층체(및 제3 적층체)를 겹쳐서 외피재 내에 수납해서 내부를 감압하면, 제1 적층체(및 제4 적층체)는 공간(60a)을 매립하도록 압축 변형된다.

감압시, 코어재(51)는 외피재(53a)[및 내포재(52a)]에 의해 외측으로 늘어나려고 하는 탄성 변형이 규제되어 있다. 그리고 감압이 진행되면, 코어재(51)의 섬유 사이에 존재하는 간극은 점차 감소하여, 외측으로부터 내측으로 압축 변형된다.

가령, 코어재(51)가 거의 동일한 두께로 이루어지는 적층체인 경우, 감압에 의해 균등하게 압력이 가해지므로, 형성되는 진공 단열재는 평판 형상으로 된다.

한편, 코어재(51c) 및 코어재(51d) 사이에 공간(60a)이 존재하는 적층체인 경우, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 공간(60a)의 반대측에 오목부(58a)가 형성된다.

오목부(58a)는, 이하와 같이 하여 형성된다. 코어재(51)를 외피재(53a)로 덮고, 감압 챔버 내에 설치하여 감압한 상태에서는, 외피재(53a)의 내부와 외부의 압력이 거의 동일하기 때문에, 코어재(51)의 두께는 바로 변화되지 않는다. 그 후, 감압 완료하고 나서 외피재(53a)의 개구를 용착 밀봉하고, 감압 챔버 내를 대기압으로 되돌리면, 외피재(53a)의 내부와 외부의 압력차에 의해, 코어재(51)의 두께가 압축된다.

코어재(51) 전체의 두께가 작아질 때에, 코어재(51c) 및 코어재(51d)와 외피재(53a) 사이의 공간(60a)을 매립하도록, 코어재(51a) 및 코어재(51b)의 층이 공간(60a)으로 인입되도록 섬유가 곡선 형상으로 변형된다.

보다 상세하게 설명하면, 우선, 소정 간격을 두고 배치한 코어재(51c) 및 코어재(51d)에 걸치도록 겹쳐진 코어재(51a) 및 코어재(51b)에는, 감압에 의해 균등하게 압력이 가해진다. 그러면, 코어재(51a) 및 코어재(51b)는, 적층한 섬유 사이의 간극을 메우도록 압축이 진행된다.

여기서, 코어재(51c) 및 코어재(51d)에 겹쳐져 있는 부분은 변형이 규제되지만, 코어재(51c) 및 코어재(51d)에 겹쳐져 있지 않은 부분[공간(60a)의 하방]에서는 변형을 규제하는 것이 없는 상태이다. 그러면, 코어재(51a) 및 코어재(51b)는 공간(60a)으로 들어가고, 공간(60a)을 매립함으로써 안정된 진공 상태로 되려고 한다. 즉, 공간(60a)으로 들어간 코어재(51a) 및 코어재(51b)는, 외피재(53a) 및 내포재(52a)에 의해 변형이 규제되어, 점차 내부의 기체가 감소함으로써, 공간(60a)에 코어재(51a) 및 코어재(51b)가 들어간 상태에서 감압이 종료된다. 이에 의해, 진공 단열재(50f)에는, 공간(60a)의 반대측의 면에 오목부(58a)가 형성된다.

본 실시예에 따르면, 프레스 가공에 의해 코어재가 절단되어 단열 성능이 저하되는 일이 없다. 또한, 오목부의 이면에 볼록부가 형성되기 어려워, 볼록부에서 외피재가 늘어져 크랙 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 단열 성능의 저하를 억제하면서 방열 파이프 등을 수납하는 오목부를 갖는 진공 단열재로 된다.

[제2 실시예]

다음에, 제2 실시예에 대 설명한다. 제1 실시예에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 코어재(51c) 및 코어재(51d)가 마주보는 면이, 대략 평행하게 배치되어 있다. 이 경우, 코어재(51b)는, 공간(60a)을 매립하려고 변형되지만, 코어재(51c) 및 코어재(51d)와 겹쳐지는 부분에서는 변형에 추종하지 못해, 오목부(58a)가 성형된 반대면에 2개소의 줄무늬(59)가 발생하는 경우가 있다. 이 줄무늬(59)는, 외피재(53a)의 신뢰성을 손상시키는 경우가 있다.

따라서, 제2 실시예에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 최외층의 코어재(51g) 및 코어재(51h)는 소정 간격을 두고 배치하는 동시에, 마주보는 면이 각각 20 내지 70°의 경사면(51g1, 51h1)을 갖는다. 코어재(51g)(제2 적층체) 및 코어재(51h)(제3 적층체)는, 코어재(51g) 및 코어재(51h)에 걸치는 크기의 코어재(51f)(제1 적층체) 상에 겹쳐서 배치되고, 코어재(51f)는 또한 동일한 정도의 크기의 코어재(51e)(제4 적층체) 상에 겹쳐서 배치된 적층체 구조이다.

도 5의 (a)에는, 2개의 코어재(51g) 및 코어재(51h)가 마주보는 면이, 각각 50°의 각도의 경사면(51g1, 51h1)을 갖는 예를 나타낸다. 경사면(51g1, 51h1)은, 외피재(53b)측보다도 코어재(51f)측이 폭이 넓어지도록 경사져 있다. 이 구성에 있어서, 코어재(51e) 및 코어재(51f)는, 코어재(51g) 및 코어재(51h) 사이의 공간(60b)을 매립하도록 공간(60b)으로 들어간다. 그리고 공간(60b)의 반대측, 즉, 코어재(51e) 측에 오목부(58b)가 형성된다. 이때, 코어재(51e) 및 코어재(51f)는, 경사면(51g1, 51h1)을 따라 변형되므로, 코어재(51g) 및 코어재(51h)에 겹쳐지는 부분도, 공간(60b)으로 들어가는 변형에 추종하기 쉬워진다.

이에 의해, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 코어재(51g) 및 코어재(51h)측의 외피재(53b)에는, 줄무늬가 형성되기 어렵기 때문에, 외피재(53b)의 신뢰성이 더욱 향상된다.

또한, 마주보는 면이 각각 20 내지 70°의 경사면으로 되면, 코어재(51e) 및 코어재(51f)가 경사면을 따라 곡선상으로 변형되기 쉬워져, 오목부가 적절하게 형성된다.

[제3 실시예]

다음에, 제3 실시예에 대해 설명한다. 제3 실시예는, 도 6에 도시한 바와 같이, 최외층에 2개의 코어재(51k) 및 코어재(51l)가 소정 간격을 두고 배치되어 있고, 마주보는 면의 일부에 각각 경사면(51k1, 51l1)을 갖는다. 본 실시예에서는 35°의 각도의 경사로 하고 있다. 또한, 경사면(51k1, 51l1)보다도 외측의 부분은, 서로 거의 평행하게 마주보는 대향면(51k2, 51l2)을 갖는다.

이와 같이, 최외층의 적층체[코어재(51k, 51l)]는 외면에 면하는 부분을 제외한 일부에 각도를 부여한 경사면을 가짐으로써, 코어재(51i) 및 코어재(51j)는, 코어재(51k) 및 코어재(51l)의 사이의 공간(60c)을 매립하도록, 공간(60c)으로 들어간다. 그리고 공간(60c)의 반대측에는 오목부(58c)가 형성된다.

이때, 코어재(51i) 및 코어재(51j)는, 경사면(51k1, 51l1)을 따라 변형되므로, 코어재(51k) 및 코어재(51l)에 겹쳐지는 부분도, 공간(60c)으로 들어가는 변형에 추종하기 쉬워진다. 또한, 코어재(51k) 및 코어재(51l)의 외면은, 대향면(51k2, 51l2)이 접함으로써, 코어재(51i) 및 코어재(51j)는 내포재(52c)까지 도달하는 것을 억제하고 있다.

이에 의해, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 코어재(51k) 및 코어재(51l)측의 외피재(53c)에는, 줄무늬가 형성되기 어렵기 때문에, 외피재(53c)의 신뢰성이 더욱 향상된다.

또한, 사용되는 코어재의 사양이나 진공 성형시의 진공화 시간 등에 의해서도, 감압시의 코어재의 변형 방법이 바뀐다. 그로 인해, 소정 간격을 두고 배치한 최외층의 적층체가 마주보는 면은, 이것의 조건에 맞추어, 일부의 면을 곡선 형상으로 컷트함으로써도, 도 4의 (c)에 도시하는 줄무늬(59)의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 진공 단열재에 형성되는 오목부의 폭 치수는, 최외층에 서로 마주하여 배치된 적층체 사이의 간격을 조정함으로써 컨트롤할 수 있다. 그리고 오목부의 깊이 치수는, 소정 간격을 두고 배치한 최외층의 적층체의 서로 마주보는 면의 경사 각도를 조정함으로써 컨트롤할 수 있다.

또한, 진공 단열재에 2개 이상의 오목부를 형성하는 경우에는, 최외층에 소정 간격을 두고, 3개 이상의 적층체를 배치하면 된다. 이 경우, 배치 간격 및 적층체의 대향면의 경사 각도를 변경함으로써, 오목부의 폭 및 깊이를 컨트롤할 수 있다.

또한, 3개 이상의 적층체를 소정 간격으로 배치하는 경우, 내포재 내에 수납할 때에, 적층체 사이의 간격을 유지하기 위한 위치 결정 및 외피재에 줄무늬가 형성되는 것을 억제하기 위해, 적층체의 주위에 보호 부재를 더 배치해도 된다.

[제4 실시예]

다음에, 제4 실시예에 대해 설명한다. 제4 실시예에서는, 오목부가 형성된 진공 단열재를 냉장고에 배치한 예를 설명한다. 상자체(20)에 사용하는 진공 단열재는, 내부 상자(22) 또는 외부 상자(21)에 부착하여, 내부 상자(22)와 외부 상자(21) 사이에는 발포 단열재(23)가 충전 발포된다.

본 실시예에서는, 특히 외부 상자(21)의 배면벽(21b)에 배치하는 진공 단열재(50b) 및 측면벽(21e)에 배치하는 진공 단열재(50g)에 대해 설명한다.

외부 상자(21)의 내면[배면벽(21b), 측면벽(21e)]에는, 내부를 냉매가 흐르는 방열 파이프(90)를 배치하고 있다. 방열 파이프(90)는, 냉매의 방열성을 향상시키기 위해, 알루미늄 테이프(91)로 강판제의 외부 상자(21) 내면에 부착하여 고정하고 있다.

진공 단열재(50b, 50g)에는, 깊이 4㎜ 정도의 오목부가 형성되어 있고, 직경 4㎜ 정도인 방열 파이프(90)를 오목부 내에 배치할 수 있다.

본 실시예에서는, 제1 내지 제3 실시예에서 설명한 바와 같이, 금형에 의한 프레스 성형 가공을 행하는 일 없이, 진공 단열재에 방열 파이프를 끼우는 오목부를 형성하고 있다. 따라서, 진공 단열재의 단열 성능을 저하시키는 일 없이, 신뢰성이 향상된 진공 단열재 및 이것을 이용한 냉장고를 제공할 수 있다.

[제5 실시예]

다음에, 제5 실시예에 대해, 도 8을 참하여서 설명한다. 본 실시예에서는, 도 8의 (a), (d)에 도시한 바와 같이, 냉장고 내에 배치한 부품과의 접촉 방지 및 간격을 확보하기 위해, 중앙부에 부분적인 오목부를 형성하고 있다.

도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 최외층의 코어재(51p)(제2 적층체)는, 소정의 공간(60d)을 갖고서 배치된다. 코어재(51p)는, 코어재(51n)(제1 적층체) 상에 겹쳐져 있고, 또한 코어재(51n)는 코어재(51m)(제3 적층체) 상에 겹쳐져 있다. 즉, 코어재(51n)는 최외층의 코어재(51p)의 공간(60d)에 걸치도록 배치되어 있다.

코어재(51p)는, 공간(60d)의 마주보는 면이 각각 50°각도의 경사면(51p1, 51p2, 51p3, 51p4)을 갖는다. 본 실시예에서는, 최외층의 코어재(51p)를 다각 형상으로 절취하고 있지만, 이것은, 배치되어 있는 부품의 형상에 맞추어 원형 등으로 해도 된다.

감압 공정에서, 내포재(52d)는 외측으로부터 코어재(51m, 51n, 51p)를 압축한다. 여기서, 최외층의 코어재(51m)에 다각 형상의 공간(60d)을 갖는 경우, 공간(60d)에 대향하는 코어재(51m) 및 코어재(51n)가 외측으로부터 압축되어, 공간(60d)측으로 절곡하여 들어간다. 그리고 진공 단열재(50i)에는 공간(60d)의 반대측의 면에 오목부(61)가 형성된다.

또한, 오목부(61)의 반대측의 면에 줄무늬가 발생하지 않도록, 진공 성형시의 코어재의 추종의 방법에 따라서, 코어재를 곡선 형상으로 컷트해도 된다. 또한, 제4 실시예와 같이, 방열 파이프(90)의 형상에 맞춘 오목부를 더 형성해도 된다.

이와 같이 하여 오목부(61)가 형성된 진공 단열재(50i)를, 도 8의 (d)에 도시하는 바와 같이 냉장고에 배치한다.

예를 들어, 외부 상자측으로 볼록해지는 조명 부품 수납부(62)를 내부 상자(22)에 갖는 경우, 진공 단열재(50i)의 두께가 일정하면, 진공 단열재(50i)와 조명 부품 수납부(62)가 접촉한다. 그로 인해 진공 단열재(50i)의 두께를 얇게 해야 하지만, 얇게 해 버리면 단열 성능도 저하된다. 따라서, 부분적인 오목부(61)를 형성함으로써, 진공 단열재(50i)는 전체적으로 두껍게 하는 것이 가능해지고, 얇게 되는 부분은 최소한의 오목부(61)만으로 된다.

또한, 외부 상자(21)와 내부 상자(22)에 의해 형성되는 공간에, 경질 우레탄 폼 등의 발포 단열재(23)를 충전할 때에, 조명 부품 수납부(62)와 진공 단열재(50i)의 거리를 확보함으로써, 우레탄의 유동성의 저하를 억제할 수 있고, 단열 성능의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 조명 부품 수납부(62)는, 측면벽에 갖는 경우라도 상면벽에 갖는 경우라 좋고, 공지의 조명 배치 구조에 대응하여 진공 단열재에 오목부를 형성하면 된다.

또한, 감압 공정에 있어서, 코어재는 내포재 및 외피재로부터 압축되도록 압박되는 힘을 받는다.

이 경우, 감압이 진행되어 코어재와 내포재 및 내포재와 외피재의 마찰 저항이 커지면, 코어재, 내포재 및 외피재 사이에서 미끄럼 변형이 어려워진다. 그러면, 외피재에는 인장 또는 압축의 응력이 가해져, 금속 증착층 등의 가스 배리어층에 크랙이 발생하는 경우가 있다.

따라서, 감압 공정 전 또는 감압 개시 직후로부터 감압의 도중까지의 동안에, 코어재, 내포재 및 외피재 사이의 마찰 저항이 커지기 전에, 외피재의 외측으로부터, 금형 등에 의해 오목부의 형성 위치를 부분적으로 압출하도록 한다. 이에 의해, 마찰 저항이 커지기 전에, 외피재가 오목부 근방에 미끄러지듯이 위치하므로, 가스 배리어층의 크랙의 발생을 억제할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은, 금형에 의한 프레스 성형 가공을 실질적으로 필요로 하지 않고, 부품과의 거리를 확보하기 위한 목적에 따른 오목부를 형성할 수 있다. 또한, 진공 단열재의 신뢰성을 저하시키는 일 없이, 단열 성능의 저하도 억제하여 오목부를 형성할 수 있고, 생산성이 향상된 진공 단열재 및 이것을 이용한 냉장고를 제공할 수 있다.

1 : 냉장고
20 : 상자체
21 : 외부 상자
21a : 상면벽
21b : 배면벽
21d : 저면벽
21e : 측면벽
22 : 내부 상자
23 : 발포 단열재
50, 50a 내지 50i : 진공 단열재
51 : 코어재
51a, 51e, 51i : 코어재(제4 적층체)
51b, 51f, 51j, 51n : 코어재(제1 적층체)
51c, 51g, 51k, 51p : 코어재(제2 적층체)
51d, 51h, 51l, 51m : 코어재(제3 적층체)
51g1, 51h1, 51k1, 51l1 : 경사면
51k2, 51l2 : 대향면
52, 52a 내지 52d : 내포재
53, 53a 내지 53d : 외피재
54 : 흡착제
58, 58a 내지 58c, 61 : 오목부
59 : 줄무늬
60, 60a 내지 60d : 공간
62 : 조명 부품 수납부
90 : 방열 파이프

Claims

유연성을 갖는 섬유 적층체의 코어재와, 그 코어재를 수납하는 외피재를 갖고, 상기 외피재 내를 감압한 진공 단열재에 있어서,
상기 코어재는 제1 적층체와, 그 제1 적층체 상에 소정 간격으로 공간을 형성하도록 배치한 제2 적층체 및 제3 적층체를 갖고,
상기 제1 적층체는 상기 제2 적층체 및 상기 제3 적층체의 상기 소정 간격의 상기 공간을 매립하도록 곡선 형상으로 변형되고, 상기 제1 적층체측에 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 진공 단열재.
유연성을 갖는 섬유 적층체의 코어재와, 그 코어재를 수납하는 외피재를 갖고, 상기 외피재 내를 감압한 진공 단열재에 있어서,
상기 코어재는 제1 적층체와, 그 제1 적층체 상에 소정 간격으로 공간을 형성하도록 배치한 제2 적층체 및 제3 적층체를 갖고,
상기 제2 적층체 및 제3 적층체가 마주보는 면은 상기 외피재측보다도 상기 제1 적층체측이 폭이 넓게 되어 있고, 상기 제1 적층체는 상기 제2 적층체 및 상기 제3 적층체의 상기 소정 간격의 상기 공간을 매립하도록 곡선 형상으로 변형되고, 상기 제1 적층체측에 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 진공 단열재.
제2항에 있어서, 상기 제2 적층체 및 제3 적층체가 마주보는 면은 경사면을 갖고, 그 경사면을 따라 상기 제1 적층체가 변형되고, 상기 오목부가 형성된 것을 특징으로 하는, 진공 단열재.
제3항에 있어서, 상기 경사면의 각도는 20 내지 70°인 것을 특징으로 하는, 진공 단열재.
삭제
외부 상자의 내측에 배치된 진공 단열재와, 그 진공 단열재와 상기 외부 상자와의 사이에 배치된 방열 파이프를 구비한 냉장고에 있어서,
상기 진공 단열재는, 유연성을 갖는 섬유 적층체의 코어재와, 그 코어재를 수납하는 외피재를 갖고, 상기 외피재 내를 감압하고,
상기 코어재는 제1 적층체와, 그 제1 적층체 상에 소정 간격으로 공간을 형성하도록 배치한 제2 적층체 및 제3 적층체를 갖고,
상기 제2 적층체 및 제3 적층체가 마주보는 면은 상기 외피재측보다도 상기 제1 적층체측이 폭이 넓게 되고, 상기 제1 적층체는 상기 제2 적층체 및 상기 제3 적층체의 상기 소정 간격의 상기 공간을 매립하도록 곡선 형상으로 변형되고, 상기 제1 적층체측에 오목부가 형성되고, 그 오목부에 상기 방열 파이프가 배치된 것을 특징으로 하는, 냉장고.
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