(57)【要約】【課題】  真空断熱材を用いて冷蔵庫の断熱箱体外箱内側にある高温の冷媒配管から庫内への熱伝導を低減するとともに、真空断熱材の断熱性芯材を破壊させずにリユースしやすい状態に保つ。【解決手段】  真空断熱材１０１には凹部を設けずに、この真空断熱材１０１を包む保持部１０２に凹部１０２ａを成形して真空断熱構造体１０３とする。凹部１０２ａの形状を冷蔵庫断熱箱体の外箱内面の冷媒配管１０５を収容するよう形成する。この真空断熱構造体を冷蔵庫外箱内面に貼り付け、内箱と外箱の間の空間に硬質ウレタンフォーム１０７を充填して冷蔵庫を製造する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスバリア性のフィルム内に断熱性芯材を真空密封してなる真空断熱材の表面の少なくとも一部を断熱性材料の保持部で包み、前記保持部の外側表面に凹部を成形した
真空断熱構造体。
【請求項２】
前記保持部の表面が前記凹部を除いて平坦であり、前記保持部に成形されている凹部が直線的または曲線的な溝形状であることを特徴とする
請求項１に記載の真空断熱構造体。
【請求項３】
前記保持部に成形されている凹部の形状が、冷凍・冷蔵装置の断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管を収容する形状である
請求項１または請求項２に記載の真空断熱構造体。
【請求項４】
前記真空断熱材が平板状であり、断熱性芯材の物理的形態が、前記保持部の外側表面に凹部が形成されている位置と形成されていない位置とで一様である
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の真空断熱構造体。
【請求項５】
真空断熱材廃棄物から断熱性芯材を取り出し、
取り出した断熱性芯材をガスバリア性のフィルムによって真空密封し、
再生された真空断熱材の表面の少なくとも一部を断熱性材料の保持部で包み込むとともに、前記保持部の外側表面に凹部を成形する
真空断熱構造体の製造方法。
【請求項６】
断熱箱体と冷却手段を有する冷蔵庫において、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の真空断熱構造体の凹部が成形されている前記保持部の面が、前記断熱箱体の外箱内面に接触するとともに、断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管が前記凹部に収容されている
真空断熱構造体搭載冷蔵庫。
【請求項７】
前記断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管と前記真空断熱材表面との距離を３０ｍｍ未満としたことを特徴とする
請求項６に記載の真空断熱構造体搭載冷蔵庫。
【請求項８】
断熱箱体と冷却手段を有する冷蔵庫を製造するに際し、
請求項１記載の真空断熱構造体を、この真空断熱構造体の凹部が成形してある保持部の面が、前記断熱箱体の外箱内面に接触し、かつ断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管を前記凹部によって前記断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管を収容するように前記断熱箱体の外箱内側に取り付け、
さらに前記断熱箱体内に硬質ウレタンフォームを発泡充填して冷蔵庫を製造する
真空断熱構造体搭載冷蔵庫の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱材を利用した真空断熱構造体、及びこれを用いた冷蔵庫、並びにこの冷蔵庫の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、真空断熱材を搭載した冷蔵庫や自動販売機が発売され、省エネルギーを謳い文句に市場から好評を得ている。この真空断熱材は、主としてグラスウール製の断熱性芯材とガスバリア性を有する外被材からなる構成であり、従来のウレタンフォームと比較して３〜１０倍の断熱性能を有するため、「庫内を広く、外形を小さく」といった冷蔵庫の市場ニーズを満たしながら省エネルギーを図ることができる有力デバイスとして着目されている。
【０００３】
しかしながら、真空断熱材は形状の自由度が少なく、断熱性能の良いものを作るには、主として平板形状にならざるを得ない。そのため多くの場合は、真空断熱材単体を断熱層とするのではなく、真空断熱材を冷蔵庫の断熱箱体に配置した後に、真空断熱材の周辺部を含んだ断熱箱体の空間部分に硬質ウレタンフォームを充填して、断熱箱体の強度と断熱性能を確保する方法がとられている。
【０００４】
真空断熱材を冷蔵庫に搭載する際、その取り付け位置についていろいろと検討されているが、大方の場合において、冷蔵庫の断熱箱体の外箱内面である鉄板面に取り付けることが多い。しかしながら、冷蔵庫の構造上、断熱箱体の外箱内面には冷媒配管や電気配線を配置しなければならず、従来はこれらを避けて、真空断熱材を外箱内面の平面部分に取り付ける方法（例えば特許文献１及び２）がとられていた。
【０００５】
また、真空断熱材そのものに対してプレス成形で溝加工を施し、前記の配管や配線を避けるような構成にする方法（例えば特許文献３）も実施されている。
【特許文献１】特開平１０−１４８４５５号公報
【特許文献２】特開平９−２６９１７７号公報
【特許文献３】特開２００３−２８５６２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の真空断熱材の配置方法・構造では、冷蔵庫箱体の外箱内面に存在する冷媒配管を流れる高温冷媒から庫内への熱伝導に対して、真空断熱材の断熱性能が十分発揮されていない。
【０００７】
特許文献１、２に記載の従来の構造であれば、前記高温冷媒が流れる配管部分は、庫内に対してウレタンフォームだけで断熱されており、高温冷媒の熱が冷蔵庫の庫内に伝導しやすい。
【０００８】
また、特許文献３に記載の従来の真空断熱材の配置方法・構造を、模式的に図７に示す。図７（ａ）が真空断熱材の作製から冷蔵庫への搭載までを示したフローチャートである。図７（ｂ）は前記フローチャートに対応した真空断熱材及びその冷蔵庫の搭載箇所断面の模式図である。
【０００９】
ステップＳ１で形成される真空断熱材７０１は、断熱性芯材（図示せず）をガスバリア性のフィルムによって真空密封して構成されている。
ステップＳ２では、真空断熱材７０１にプレス加工を施して溝７０２を成形する。この溝７０２の形成によって薄くなっている部分７０３では、真空断熱材７０１の断熱性芯材の物理的形態が破壊されていて断熱性能の劣化が発生している。
【００１０】
ステップＳ３では、ステップＳ２で溝７０２が形成された真空断熱材７０１を、溝７０２が形成された面を冷蔵庫断熱箱体の外箱の鉄板面７０４に向けて取り付ける。このとき、鉄板面７０４の内側に取り付けられている当該冷蔵庫における冷媒配管７０５は、真空断熱材７０１の溝７０２に収容される。７０６は冷蔵庫内箱の樹脂面を表している。
【００１１】
ステップＳ４では、真空断熱材７０１を貼り付けた後の冷蔵庫断熱箱体に対して、断熱箱体の内箱と外箱の間の空間部分に硬質ウレタンフォーム７０７を充填する。
このようにして製造された冷蔵庫は、冷媒配管７０５と最も近い位置の真空断熱材の部分７０３は、プレス加工によって厚みが減少している上、断熱性芯材が外力で破壊されて、その物理的形態が変化して断熱性能が劣化しているので、高温冷媒の熱が冷蔵庫内箱の樹脂面７０６の方向に伝導しやすく、真空断熱材７０１の断熱性能を十分発揮できていない。
【００１２】
加えて、一度使用された真空断熱材の断熱性芯材を取り出して新しい製品にリユースする再資源化を考えた場合、断熱性芯材の組織が破壊されていると、再利用品としての外観品位、断熱性能を確保できなくなるという課題もある。
【００１３】
本発明は、真空断熱材の断熱性芯材を傷つけることなく、冷蔵庫箱体の外箱内面に存在する冷媒配管を流れる高温冷媒から庫内への熱伝導を低減できるよう真空断熱材を配置できる、真空断熱構造体、及びこれを搭載した冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の請求項１記載の真空断熱構造体は、ガスバリア性のフィルム内に断熱性芯材を真空密封してなる真空断熱材の表面の少なくとも一部を断熱性材料の保持部で包み、前記保持部の外側表面に凹部を成形したことを特徴とする。
【００１５】
真空断熱材は、主としてガラスなどの成分からなるウール状や粉状の断熱性芯材と、それを包むガスバリア性フィルムの外被材、及び水分・空気分吸着剤とからなる。真空断熱材を製造する際は、真空チャンバー内において外被フィルムで断熱性芯材を包んで真空封着する方法が取られる。真空断熱材の断熱性芯材の組成、及び真空チャンバーの構造から、断熱性芯材の破壊・変形による断熱性能の劣化を伴わずに真空断熱材を自由形状に成形することは難しい。
【００１６】
そのため、本発明では真空断熱材の外側を比較的自由に形状を成形できる硬質ウレタンフォームで包み込み、冷蔵庫などへの本真空断熱材搭載箇所の形状に合わせた形状を予め成形した断熱構造体を作製している。真空断熱材の搭載箇所には、配線や配管といった凸形状の構造物が存在することが多いため、本発明では、前記硬質ウレタンフォームの成形形状を凹部と限定している。
【００１７】
この構成によると、表面の形状自由度に優れた真空断熱構造体を提供できる。
本発明の請求項２記載の真空断熱構造体は、請求項１において、前記保持部の表面が前記凹部を除いて平坦であり、前記保持部に成形されている凹部が直線的または曲線的な溝形状であることを特徴とする。
【００１８】
上述の通り、冷蔵庫などの断熱箱体は真空断熱材を配置した後に、硬質ウレタンフォームを断熱箱体の外箱と内箱の空間内に充填して断熱性能と強度を確保している。真空断熱構造体を断熱箱体外箱の内側に取り付ける場合、取り付け面となる真空断熱構造体表面が平坦でないと、後で充填する硬質ウレタンフォームが真空断熱構造体と外箱の鉄板表面との間に一部だけ流れ込んだりすることによって外箱の鉄板表面に凹凸が出来て、冷蔵庫としての外観品位が悪くなる。従って、真空断熱構造体の貼り付け面は基本的に平坦であることが望ましい。
【００１９】
また、断熱箱体外箱の内側面は、冷媒配管や電線など直線形状や曲線形状の部品が取り付けられていることが多い。これらの部品を避けて真空断熱材を外箱の鉄板に取り付けるためには、前記真空断熱構造体の硬質ウレタンフォームに、直線的または曲線的な溝形状を成形しておくことが望ましい。こうした構造とすることで、真空断熱構造体を断熱箱体の外箱内側に隙間なく配置することが出来る。
【００２０】
本発明の請求項３記載の真空断熱構造体は、請求項１または請求項２において、前記保持部に成形されている凹部の形状が、冷凍・冷蔵装置の断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管を収容する形状であることを特徴とする。
【００２１】
予め、搭載する冷蔵庫の断熱箱体外箱の冷媒配管その他電線の構造を把握しておき、その形状に応じて、前記真空断熱構造体の硬質ウレタンフォームを成形することで、真空断熱構造体を断熱箱体の外箱内側に隙間なく配置することが出来る。
【００２２】
本発明の請求項４記載の真空断熱構造体は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記真空断熱材が平板状であり、断熱性芯材の物理的形態が、前記保持部の外側表面に凹部が形成されている位置と形成されていない位置とで一様であることを特徴とする。
【００２３】
前述のように、真空断熱材自体にプレス加工などによって形状を成形すれば、断熱性芯材の組織が破壊されて、断熱性能が劣化してしまうが、硬質ウレタンフォームの外側表面に凹部を成形しているので、プレス加工などによっても断熱性芯材の組織の物理的形態を一様にでき、本来の真空断熱材の断熱性能を十分発揮できる。
【００２４】
本発明の請求項５記載の真空断熱構造体の製造方法は、真空断熱材廃棄物から断熱性芯材を取り出し、取り出した断熱性芯材をガスバリア性のフィルムによって真空密封し、再生された真空断熱材の表面の少なくとも一部を断熱性材料の保持部で包み込むとともに、前記保持部の外側表面に凹部を成形することを特徴とする。
【００２５】
環境保護、資源有効活用の観点から、真空断熱材も再資源化することが望ましい。使用済み冷蔵庫の処理方法としては破砕が一般的であるが、資源の有効活用・環境負荷低減を考えれば、破砕前に真空断熱材を取り出し、断熱性芯材だけでもリユースすることが望ましい。真空断熱材の断熱性芯材は、新品と比較して表面部分がやや荒れており、従って新しい外被材でこれを真空封着しても、表面凹凸が大きく、外観の品位が悪い場合がある。従って、本発明のように真空断熱材を硬質ウレタンフォームで包み込んで平面性・外観品質を確保することで、真空断熱構造体としての品位を確保することが出来る。
【００２６】
本発明の請求項６記載の真空断熱構造体搭載冷蔵庫は、断熱箱体と冷却手段を有する冷蔵庫において、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の真空断熱構造体の凹部が成形されている前記保持部の面が、前記断熱箱体の外箱内面に接触するとともに、断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管が前記凹部に収容されていることを特徴とする。
【００２７】
真空断熱構造体の凹部が成形されている硬質ウレタンフォームの面が、断熱箱体の外箱内面に接触するよう設計され、断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管を前記凹部によって避ける構造となっていることで、真空断熱構造体を取り付けた後に、断熱箱体の内箱と外箱の間の空間部分に硬質ウレタンフォームを充填しても、真空断熱構造体と断熱箱体外箱内側の鉄板面との間に硬質ウレタンフォームが恣意的に流れて冷蔵庫の外側鉄板部分に凹凸を生じるようなことがなく、外観品位の良好な冷蔵庫を提供できる。
【００２８】
本発明の請求項７に記載の真空断熱構造体搭載冷蔵庫は、請求項６において、前記断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管と前記真空断熱材表面との距離を３０ｍｍ未満としたことを特徴とする。
【００２９】
冷蔵庫の断熱箱体の内箱と外箱の間隔は１５〜４０ｍｍ程度であるが、冷媒配管が通っている部分は３０ｍｍ程度である。この冷媒配管が通っている部分の内箱と外箱の間に真空断熱材を配置する場合、断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管と前記真空断熱材表面との距離が３０ｍｍ未満であることが必然的な条件になる。
【００３０】
本発明の請求項８に記載の真空断熱構造体搭載冷蔵庫の製造方法は、断熱箱体と冷却手段を有する冷蔵庫を製造するに際し、請求項１記載の真空断熱構造体を、この真空断熱構造体の凹部が成形してある保持部の面が、前記断熱箱体の外箱内面に接触し、かつ断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管を前記凹部によって前記断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管を収容するように前記断熱箱体の外箱内側に取り付け、さらに前記断熱箱体内に硬質ウレタンフォームを発泡充填して冷蔵庫を製造することを特徴とする。
【００３１】
この製造方法によって、真空断熱材の断熱性芯材を傷つけることなく、真空断熱材本来の断熱性能によって高温の冷媒配管から庫内への熱伝導を低減でき、加えて冷蔵庫の外観品位も確保することができる、冷蔵庫の製造方法を提供することが出来る。
【００３２】
さらに、一度使用した真空断熱材のリユース断熱性芯材を再利用して真空断熱材を作製する場合、本発明の方法によれば、再利用真空断熱材を硬質ウレタンフォームによって包み込んで真空断熱構造体とするため、回収した断熱性芯材の表面凹凸が大きいなど外観品位が悪くても、真空断熱構造体としては平坦度を確保できるため利用価値があり、真空断熱材の断熱性芯材のリユースを推進するためにも有意義な工法である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の真空断熱構造体であれば、空断熱材の断熱性芯材を傷つけることなく、真空断熱材の本来の断熱性能によって高温の冷媒配管から庫内への熱伝導を低減でき、加えて冷蔵庫の外観品位も確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の真空断熱構造体を実施の形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施の形態における、真空断熱構造体の作製から冷蔵庫への搭載までを示したフローチャートである。図１（ｂ）は前記フローチャートに対応した真空断熱構造体、およびその搭載冷蔵庫の搭載箇所断面の模式図である。
【００３５】
ステップＳ１で形成される真空断熱材１０１は、断熱性芯材（図示せず）をガスバリア性のフィルムによって真空密封して構成されている。
ステップＳ２では、真空断熱材１０１の表面の少なくとも一部を包み込むように断熱性材料の具体的には硬質ウレタンフォームによって保持部１０２を成形して、この保持部１０２と真空断熱材１０１の一体的な真空断熱構造体１０３を構成する。具体的には、保持部１０２は、真空断熱材１０１の外表面６面のうち、５面をくるみ込むように成形されている。硬質ウレタンフォームは少なくとも１つの面で平面度（反りが１ｍｍ以下）を確保し、予め冷蔵庫断熱箱体の外箱の内面にある冷媒配管１０５を避けるような形状寸法の凹部としての溝１０２ａを前記平坦度を確保した面に成形しておく。この具体的な形成方法については後に図３に基づいて説明する。
【００３６】
ステップＳ３では、上記のように作成した真空断熱構造体１０３を、冷蔵庫断熱箱体の外箱の鉄板面１０４の内面に、冷媒配管１０５が前記溝１０２ａに収容されるように接着剤で接着する。本実施例ではホットメルト式の合成樹脂接着剤を使用したが他の接着手段で固定しても良い。１０６は冷蔵庫内箱の樹脂面を表している。
【００３７】
ステップＳ４では、冷蔵庫の断熱箱体の内箱と外箱の間に、硬質ウレタンフォーム１０７を流し込み、断熱箱体を完成させる。このとき、事前成形した保持部１０２と後で成形充填した硬質ウレタンフォーム１０７とは、樹脂流動の流れ跡や発泡の様態が異なるため、発泡充填完了後も区別することが出来る。
【００３８】
このように真空断熱材１０１の断熱性芯材を破壊することなく、冷蔵庫断熱箱体の外箱内側につけられている冷媒配管１０５の通過部分を溝１０２ａに収容するように構成したので、真空断熱材本来の断熱性能によって高温の冷媒配管から庫内への熱伝導を低減でき、加えて真空断熱構造体の貼り付け面の平坦度が確保できているため、最後に充填する硬質ウレタンフォーム１０７が鉄板面１０４と真空断熱構造体１０３の貼り付け面との間に流れ込むことがなく、冷蔵庫の外観品位も確保することができる。
【００３９】
なお、真空断熱材１０１の断熱性芯材にはガラス繊維状のものを使用し、その主成分がＳｉＯ２であって、その形状は平均直径が３〜５μｍ程度で平均長さが５０ｍｍ程度の繊維の集合体で、厚さが約１４ｍｍ、密度が約２５０ｋｇ／ｍ３となるものを用いた。また、真空断熱材１０１のガスバリア性のフィルムは、前記断熱性芯材の片面には表面保護層がポリエチレンテレフタレート、中間層がアルミ箔、熱シール層が高密度ポリエチレンからなる厚み約７０μｍのラミネートフィルム、前記断熱性芯材のもう一方の面には、表面保護層がポリエチレンテレフタレート、中間層がエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の内側にアルミ蒸着を施したフィルム層、熱シール層が高密度ポリエチレンからなる厚み約３５μmのラミネートフィルムを用いた。また、断熱性芯材を外被フィルムで包み込み真空封着した真空断熱材は、厚みが１１〜１３ｍｍ程度となる。
【００４０】
図２に真空断熱構造体１０３の平面図及び断面図を示す。
本実施例では、真空断熱材１０１の外形が１３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが約１２ｍｍとなるサンプルを作成し、断熱性能を示す熱伝導率は０．００２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下となるものを用いた。なお、熱伝導率は熱流計法による熱伝導率測定装置（英弘精機株式会社製ＨＣ−０７４）を使用して測定した値である。真空断熱材を保持部１０２で包み込んで作製した真空断熱構造体１０３の寸法は、外形が１３２０ｍｍ×４２０ｍｍで厚みが約２０ｍｍとなるようにし、真空断熱材１０１の片側面が外部に露出する構造とした。冷媒配管１０５を収容するために設けた溝１０２ａは深さが約５．５ｍｍで、溝断面の底面幅で約２３ｍｍ、表面幅で約３８ｍｍとなる台形形状となるよう成形した。
【００４１】
なお、図２では硬質ウレタンフォームの表面が前記凹部を除いて平坦であり、保持部１０２に成形されている溝１０２ａが直線的である場合を図示したが、保持部１０２に成形されている溝１０２ａが曲線的であっても良い。この溝１０２ａの形状は真空断熱構造体１０３を搭載しようとする冷蔵庫の断熱箱体の外箱内側に存在する冷媒配管の平面配置のパターンに応じて前記冷媒配管を収容できる平面形状に形成する。
【００４２】
図３には図２の真空断熱構造体１０３の作成に使用する成形型を示す。
この成形型は、下型３０１が蓋のない箱形状をしており、平板状の上型３０２が下型３０１の開口部を覆うように配置される構成となっている。上型３０２には、硬質ウレタンフォームを充填するための通路穴３０３及び空気抜きのための通路穴３０４が開けられており、さらに保持部１０２に溝１０２ａを成形するために下型方向の面に凸形状３０５が形作られている。上型３０２、下型３０１ともに木製の型である。
【００４３】
真空断熱構造体１０３を作製するには、図３（ｂ）に示すように、真空断熱材１０１を下型３０１内に配置し、上型３０２で型を閉じた後に、液状の発泡前硬質ウレタンフォームを通路穴３０３から流し込んで発泡成形させる。こうすることで、平坦でかつ冷媒配管１０５を収容するための溝１０２ａを有した真空断熱構造体が作製でき、図１のフローチャートに基づいて冷蔵庫へ搭載することが可能になる。硬質ウレタンフォームは発泡剤にシクロペンタンガスを使用した発泡ポリウレタンを使用した。
【００４４】
なお、真空断熱材１０１の表面に凹凸があったり、表面が荒れていたりしても、硬質ウレタンフォームで包み込むことで、外側の平坦度と外観品位を確保でき、真空断熱材デバイスの歩留まり向上についても期待できる。
【００４５】
ここで、真空断熱材にプレス加工を施して溝を成形した従来の真空断熱材７０１の断熱性能劣化状況を調べるために実施した実験の結果を述べる。図４（ａ）にその模式図を示す。
【００４６】
本実験においては、従来の真空断熱材７０１と同じ構造の真空断熱材７０１Ａを使用する。真空断熱材７０１Ａは外形が２００ｍｍ×３００ｍｍのもので厚みが約１２ｍｍのものを使用した。真空断熱材に対して、その厚みが約５．５ｍｍ減少するように金属性の型にて溝プレス成形を行った。現象をわかりやすくするために、溝７０２に相当する溝７０２Ａを複数個連続してプレス加工した。
【００４７】
このようにして真空断熱材そのものに溝７０２Ａをプレス加工した真空断熱材７０１Ａのサンプル３個と、溝を加工しない真空断熱材７０１Ａ（図４（ｂ）に示す）のサンプル３個を比較のために作製し、各々熱伝導率を測定した。熱伝導率は熱流計法による熱伝導率測定装置（英弘精機株式会社製ＨＣ−０７４）を使用した。その結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
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この（表１）に示すように、真空断熱材７０１Ａに対してプレス成形で溝７０２Ａの加工を実施したサンプルは、溝７０２Ａをプレス成形しないサンプルに比べ、どれも熱伝導率が高く（従って、断熱性能が悪く）なっていることがわかる。一般的に真空断熱材の断熱性芯材は繊維状になっていて、それが熱伝導方向に対して垂直方向に層状に並んでいるから空隙率が確保でき、０．００２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下という高性能の断熱性能を確保できているのだが、本実験のように断熱性芯材をプレス加工によって破壊し粉状にしてしまうと、繊維状組織が破壊され、空隙率が減少するため断熱性能が劣化する。
【００４９】
従って、この実験から、真空断熱材そのものにプレス加工で溝成形をすると、真空断熱材のもつ断熱性能が劣化してしまうことが実証された。
次に、本発明の効果を数値化するために、本実施例によって作製した冷蔵庫の冷媒配管周辺の断熱性能と、従来方法によって作製した冷蔵庫の冷媒配管周辺の断熱性能を比較検討した。
【００５０】
図５（ａ）に本実施例による真空断熱構造体１０３の冷蔵庫断熱箱体への搭載の様子を示す。図５（ｂ）には従来方式による真空断熱材７０１の冷蔵庫断熱箱体への搭載の様子を示す。
【００５１】
断熱箱体の外箱１０４（または７０４）と内箱１０６（または７０６）との間隔を３０ｍｍとし、真空断熱材１０１の厚みを１２ｍｍ、真空断熱材７０１の溝７０２の深さ、真空断熱構造体１０３の溝１０２ａの深さは共に５．５ｍｍとした。
【００５２】
本実施例の真空断熱構造体１０３の真空断熱材１０１には溝加工はなく、真空断熱構造体１０３の保持部１０２に溝１０２ａが加工されているが、従来例の真空断熱材７０１には深さ５．５ｍｍの溝７０２があるため、この溝７０２の形成によって薄くなっている部分７０３の真空断熱材の厚みが６．５ｍｍとなっている。
【００５３】
今、真空断熱材の本来の熱伝導率を０．００１２Ｗ／ｍ・Ｋとし、真空断熱材の溝加工されている部分の熱伝導率を０．００２６Ｗ／ｍ・Ｋとし、保持部１０２の熱伝導率を硬質ウレタンフォームとして一般的な０．０２４Ｗ／ｍ・Ｋと仮定する。
【００５４】
一般的に内部部材に熱伝導率の異なる３種の部材５０１〜５０３を有する断熱構造体の熱伝達率Ｋ（Ｗ／ｍ２・Ｋ）は次の式で示される。この一般的な断熱構造体の模式図を図５（Ｃ）として表す。
【００５５】
１／Ｋ ＝ （１／αｏ）＋（ｌ１／λ１）＋（ｌ２／λ２）＋
（ｌ３／λ３）＋（１／αｉ）
ここでαｏを断熱箱体外面の表面熱伝達率（ｋＷ／ｍ２・Ｋ）、αｉを断熱箱体内面の表面熱伝達率（ｋＷ／ｍ２・Ｋ）、λ１〜λ３を内部部材５０１〜５０３各々の熱伝導率（ｋＷ／ｍ・Ｋ）、ｌ１〜ｌ３を上記内部部材５０１〜５０３各々の厚み（ｍ）とする。本実施例（図５（ａ））及び、従来例（図５（ｂ））では箱体の外箱及び内箱は同一のものを使用しているので、比較においてはαｏ、αｉを無視したものとして、内部部材だけによる熱伝達率を計算した。
【００５６】
その結果、冷媒配管部分の内部部材の熱伝達率は、
本実施例の場合    ０．９５×１０−４Ｗ／ｍ２・Ｋ
従来例の場合      ３．０８×１０−４Ｗ／ｍ２・Ｋ
となった。断熱性能では実に３．２倍も本来例が従来例に比べて優れていることになる。一般的に断熱箱体の外箱内側に配置されている冷媒配管には室温以上の高温の冷媒が流れるため、冷蔵庫の庫内にこの高温の熱が伝わることは望ましくない。従って、本実施例の真空断熱構造体１０３を配置すれば、冷蔵庫の庫内の冷却を効率化することができる。
【００５７】
図６は真空断熱構造体１０３における真空断熱材１０１の断熱性芯材に、使用済み冷蔵庫から回収したリユース品を使用する場合のフローチャートを示す。
ステップＳ１では、使用済み冷蔵庫から真空断熱材を取り出す。真空断熱材を取り出したその他の部品は破砕してリサイクルする。
【００５８】
ステップＳ２では、ステップＳ１で回収された真空断熱材から断熱性芯材を取り出す。
ステップＳ３では、ステップＳ２で取り出した断熱性芯材をガスバリア性フィルムで真空密封する。この際には新規の外被フィルムをガスバリア性フィルムとして使用する。また、真空密封の際には乾燥吸着剤を投入する。
【００５９】
ステップＳ４では、ステップＳ３で真空密封された真空断熱材を、図３に示した成形型にセットして、硬質ウレタンフォームを充填して断熱材構造体１０３を作成する。
ステップＳ５では、ステップＳ３で作成された断熱材構造体１０３を、図１（ａ）のステップＳ３の工程を実施して接着手段を使用して冷蔵庫へ搭載し、内箱と外箱の間の空間に硬質ウレタンフォームを充填（図１のステップＳ４）し、その他の部品を取り付けて、冷蔵庫が完成する。
【００６０】
資源の有効活用の観点から、一度使用された真空断熱材から断熱性芯材のみを取り出し、再び新しい外被フィルムで真空付着して真空断熱材の断熱性芯材をリユースする方法が考えられている。しかしこのリユース真空断熱材を作製する場合、グラスウールの繊維が分断され粉末状になっていると取扱いが大変難しい。加えて、粉末状になっている断熱性芯材は形状が安定せず、再び真空封着しても外観品位が悪くなる。そこで本実施例のように、断熱性芯材の物理的形態を破壊することなく、真空断熱材を冷蔵庫に搭載しておくことで、真空断熱材の断熱性芯材の再利用における上記課題を解決でき、資源循環型ものづくりを実践することが出来る。
【００６１】
以上のように、本発明の真空断熱構造体１０３であれば、真空断熱材の断熱性芯材を傷つけることなく、真空断熱材の本来の断熱性能によって高温の冷媒配管から庫内への熱伝導を低減でき、加えて冷蔵庫の外観品位も確保することができる。
【００６２】
なお、本実施例ではガラス繊維を断熱性芯材とした真空断熱材を用いたが、ウレタンフォームの再生材や樹脂、アモルファス、その他の材質からなる断熱性芯材でも同様に実施可能である。また、本実施例では真空断熱材を包み込む材料として硬質ウレタンフォームを使用したが、他の発泡凝縮式の材料、例えば軟質ウレタン、ゴム系プラスチックなどを使用することも同様に可能である。
【００６３】
また、本実施例では真空断熱構造体の冷蔵庫への搭載について記載したが、断熱箱体と冷媒配管を有する別の冷凍・冷蔵装置や加熱装置、例えば自動販売機やエアコン、ヒートポンプ、金型温調機、水温調節機（チラー）、食品保温機、加熱炉、恒温炉などへの搭載について同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の真空断熱構造体は、冷蔵庫の高温冷媒配管から庫内に向かう熱伝導に対して真空断熱材の断熱効果を十分発揮させることが出来る。従って、冷蔵庫をはじめ、冷媒配管を有する各種冷凍・冷蔵装置や加熱装置の一層の省エネルギーに貢献できる。
【００６５】
真空断熱材は、今後は冷蔵庫だけでなく、自動販売機、温調機、加熱炉など他の用途へも展開していく可能性が大きいと思われる。そこで、本発明に基づく商品としての省エネルギーの実現と、断熱性芯材のリユースによる産廃ガラス量の低減は、環境負荷を減らした産業システムの樹立に貢献できることになり、環境共生型の産業発展に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の真空断熱構造体の実施の形態における作成から冷蔵庫搭載までを描いたフローチャート及びその過程の断面模式図
【図２】同実施の形態における真空断熱構造体の平面図と断面図
【図３】同実施の形態における作製工程で用いる成形型の断面図と成形の様子を示す断面図
【図４】従来の真空断熱材の断熱性芯材破壊による断熱性能劣化確認実験のサンプルを示す模式図
【図５】本発明の真空断熱構造体と従来の真空断熱材および断熱構造体モデルの断面模式図
【図６】断熱性芯材をリユースする場合のフローチャート図
【図７】従来の真空断熱材の作成から冷蔵庫への搭載までを描いたフローチャート及びその断面模式図
【符号の説明】
【００６７】
１０１    真空断熱材
１０２    断熱性材料の保持部
１０２ａ    溝（凹部）
１０３    真空断熱構造体
１０４    冷蔵庫断熱箱体の外箱の鉄板面
１０５    冷蔵庫断熱箱体の外箱の内面にある冷媒配管
１０６    冷蔵庫内箱の樹脂面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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