(57)【要約】【課題】外箱と内箱間のウレタン断熱材内に凝縮器および真空断熱材を配置した冷蔵庫に関し、凝縮器の放熱効果と真空断熱材による吸熱量低減効果を高め、組み立て作業効率を向上できる冷蔵庫を提供する。【解決手段】外箱平板１６と真空断熱材１７の間に凝縮器１８を配置してそれぞれを接着部材により貼り付けて一体化したパネルを少なくとも外箱の両側面に配置することにより、凝縮器１８の熱を効率よく外気側に伝えることで放熱能力を向上し、真空断熱材１７を凝縮器１８と庫内を仕切るように最大限に貼り付けることで凝縮器１８からの侵入熱量を大幅に削減するができる。また外箱平板１６と凝縮器１７と真空断熱材１８を一体のパネルにすることにより、外箱組み立て時の作業性を向上することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板と真空断熱材の間に凝縮器を配置して、それぞれを接着部材により貼り付けて一体化したパネルの平板側を外側にして、少なくとも一平面を前記パネルで構成した外箱と、庫内壁を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱間に充填した発泡ウレタン断熱材からなる断熱箱体で構成することを特徴とした冷蔵庫。
【請求項２】
前記凝縮器の少なくとも一側面を平面状としたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記平板の端面から前記真空断熱材の端面までの距離を約１００ｍｍ以内にしたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
凝縮器の入口および出口配管と他の配管との接続部分を冷蔵庫背面下部に設けた機械室内に配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
圧縮機を機械室の中心から左右にずらして配置し、前記圧縮機をずらして配置した位置とは逆側に凝縮器の入口および出口配管と他の配管との接続部分を配置したことを特徴とする請求項４に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
機械室内で冷蔵庫の除霜水を受ける蒸発皿を圧縮機と並べて配置し、前記圧縮機と凝縮器をつなぐ配管が前記蒸発皿内に浸漬したことを特徴とする請求項５記載の冷蔵庫。
【請求項７】
外箱の両側面と背面とを前記パネルで構成し、圧縮器の吐出配管から、圧縮機から遠い側面の凝縮器、背面の凝縮器、圧縮機から近い側面の凝縮器へと順に接続したことを特徴とする請求項６記載の冷蔵庫。
【請求項８】
機械室内にある配管溶接部分を前記パネルから離して配置したことを特徴とした請求項７記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡断熱材で形成された断熱箱体よりなる冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫の大容量化および設置スペース縮小の需要が高まるにつれて、冷蔵庫断熱壁内には真空断熱材を備えて断熱性能の向上を図っている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
【０００４】
図９は、従来の冷蔵庫の略断面図を示す。図９に示すように、従来の冷蔵庫１は、冷蔵庫１の外壁を形成する外箱２と、冷蔵庫の庫内壁を形成する内箱３と、外箱２と内箱３の間に発泡充填させたウレタン断熱材４、ウレタン断熱材４内に配置した真空断熱材５からなる断熱箱体６と、断熱箱体６のウレタン断熱材４内に配置した冷蔵庫冷却装置（図示せず）の凝縮器７により構成され、さらに断熱箱体内６を第一仕切り壁８および第二仕切り壁９によって上下に区画し、それぞれに冷蔵室１０および冷凍室１１、野菜室１２を形成している。
【０００５】
真空断熱材５は、ガスの透過を阻止する多層ラミネート構造のフィルムから成る外被袋、シリカ・パーライト等の微粉末もしくは無機繊維等からなる芯材により構成され、芯材を封入した後、外被袋内のガス（空気）を排気し、真空状態にしてヒートシールで密封している。この真空断熱材５の熱伝導率は、０．００８から０．００２５Ｗ／ｍ・Ｋと非常に断熱性能が優れているため、特に低温が要求される冷凍室１１の周囲に貼り付ければ、断熱箱体６の壁厚を薄くしても、庫内に侵入してくる熱量を有効的に削減することが可能となる。また真空断熱材５の固定場所は比較的平らな外箱内面側に取り付けられる。
【０００６】
ウレタン断熱材４内に配置された凝縮器７は冷却装置が運転中には高温となるため、放熱能力を確保し、庫内への侵入熱量を削減するために外箱内面側に取り付けられている。また外箱側に取り付けることにより前記凝縮器７の発熱が外箱２表面に伝わり、表面に露が付くのを防止している。
【０００７】
このように真空断熱材５と凝縮器７は双方共に外箱内面側に配置されるため、図５のように互いの配置位置を阻害しないよう真空断熱材の周囲に凝縮器７を配置させる構造をとっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−２６９１７７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、冷蔵庫１の吸熱量を低減するために真空断熱材５の被覆面積を拡大した場合に、凝縮器７の配置が真空断熱材５の周囲部分に限られるため、凝縮器７の放熱能力を十分に確保できない。その結果、冷凍サイクルの高効率化を狙った凝縮温度の低温化が困難となる。
【００１０】
さらに従来の外箱の組み立て工程では、側面部を折り曲げて加工して外箱を形成した後に真空断熱材５を貼り付けているが、立体的に構成された外箱内側の各面に真空断熱材５を貼り付けるために貼り付け工程が煩雑となって生産コストの低減が困難になってしまうという課題があった。
【００１１】
本発明は、従来の技術的課題を克服するものであり、凝縮器の放熱能力を十分確保しながら、真空断熱材による吸熱量低減の効果を高め、さらに前記凝縮器および前記真空断熱材の組み立て作業効率を向上することができる構造を備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、平板と真空断熱材の間に凝縮器を配置して、それぞれを接着部材により貼り付けて一体化したパネルの平板側を外側にして、少なくとも一平面を前記パネルで構成した外箱と、庫内壁を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱間に充填した発泡ウレタン断熱材からなる断熱箱体で構成するものであり、前記パネル表面全体で前記凝縮器の放熱を行なうことで十分な放熱能力が確保でき、また前記真空断熱材を有効な大きさで貼りつけることで外気および前記凝縮器からの侵入熱を大幅に低減することができ、さらに前記凝縮器と前記真空断熱材を一体化したパネルで外箱を構成することにより断熱箱体の組み立て作業効率を向上することができるという作用を有する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記凝縮器の少なくとも一側面を平面状としたものであり、前記凝縮器と外気側にある前記平板との接触面積を大きくすることで、前記凝縮器の熱を効率よく外気に伝え、放熱能力を向上することができるという作用を有する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記平板の端面から前記真空断熱材の端面までの距離を約１００ｍｍ以内にしたものであり、外箱を構成する前記パネルの接合部分のスペースを確保して、最大限度の大きさで前記真空断熱材を外箱全体に覆うように配置することができるので、冷蔵庫の吸熱量を大幅に削減することができるという作用を有する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器の入口および出口配管と他の配管との接続部分を冷蔵庫背面下部に設けた機械室内に配置したものであり、外箱をパネル化することで増加した配管接合部分を集約して、溶接作業を効率的に行なうことができるという作用を有する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、圧縮機を機械室の中心から左右にずらして配置し、前記圧縮機をずらして配置した位置とは逆側に凝縮器の入口および出口配管と他の配管との接続部分を配置したものであり、隣り合う接合部分の距離をとって配管溶接時の作業効率を向上することができるという作用を有する。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、機械室内で冷蔵庫の除霜水を受ける蒸発皿を圧縮機と並べて配置し、前記圧縮機と凝縮器をつなぐ配管が前記蒸発皿内に浸漬したものであり、前記圧縮機から吐出された高温冷媒を前記凝縮器に入る前に除霜水で冷却することで、凝縮温度が高温となるのを防ぎ、さらに前記蒸発皿内にある除霜水の蒸発を促進することができるという作用を有する。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、外箱の両側面と背面とを前記パネルで構成し、圧縮器の吐出配管から、圧縮機から遠い側面の凝縮器、背面の凝縮器、圧縮機から近い側面の凝縮器へと順に接続したものであり、機械室内の配管配置を簡素化することができるので、前記機械室の省スペース化を図り、配管長さを最小にすることができるという作用を有する。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、機械室内にある配管溶接部分を前記パネルから離して配置したものであり、溶接時の熱が配管を通して前記パネル側に伝わり、真空断熱材の袋が高温となり、劣化することを防止することができるという作用を有する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の断熱箱体を構成する外箱の分解図、図２は同実施の形態による冷蔵庫の外観傾斜図、図３は同実施の形態による冷蔵庫の断熱箱体断面図、図４は同実施の形態による冷蔵庫の風路構成図、図５は同実施の形態による冷蔵庫の冷凍サイクル図、図６は同実施の形態による冷蔵庫の背面下部にある機械室の配置図、図７は同実施の形態による細径管で構成した凝縮器を用いた冷蔵庫の箱体断面図、図８は同実施の形態による波形平板で構成した凝縮器を用いた冷蔵庫の箱体断面図である。
【００２２】
実施の形態１の冷蔵庫１５は、鉄製の外箱平板１６と真空断熱材１７と凝縮器１８からなる外箱パネル１９、硬質樹脂製の内箱２０、外箱パネル１９と内箱２０間に発泡充填されたウレタン断熱材２１からなる断熱箱体２２と、冷蔵室ドア２３および冷凍室ドア２４と断熱箱体２２をシールするガスケット２５と、庫内仕切り壁２６により区分けされた冷蔵室２７および冷凍室２８と、冷蔵室の温度を検知する冷蔵室センサ２９と、冷凍室の温度を検知する冷凍室室センサ３０と、冷蔵室への冷気を調整する冷蔵室ダンパ３１と、各部屋に冷気を送る送風ファン３２と、冷蔵庫の冷凍サイクルを構成する冷凍室背面に配置された冷却器３３と、冷蔵庫背面下側の機械室３４と、機械室３４内に配置された圧縮機３５と、減圧器であるキャピラリチューブ３６と、冷凍サイクル内の水分を除去するドライヤ３７、除霜水を受ける蒸発皿３８と、圧縮機への戻り配管３９、圧縮器の吐出配管４０、凝縮器１８と真空断熱材１７間に配置した柔軟性フォーム４１により構成されている。
【００２３】
図１および図３に示すように外箱パネル１９は、凝縮器１８の扁平配管を接着部材により平板１６に貼り付けており、さらに凝縮器１８と真空断熱材１７は、両者間の隙間に空気が混入しないように柔軟性フォーム４１を敷き詰めて接着している。
【００２４】
また凝縮器１８を構成する扁平管は、管内表面に０．１ｍｍから０．２ｍｍの深さの溝もしくは切りおこし（図示せず）加工を施すことにより、管内側の熱伝達率を向上して放熱能力を高めている。
【００２５】
また真空断熱材１７は、外箱パネル同士の接合部分の空間をあけるようにして、外箱平板１６の端面から約１００ｍｍ以内の位置に貼り付けられている。
【００２６】
以上のように構成された本実施の形態の冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。
【００２７】
冷蔵庫の運転が開始される条件は、冷蔵室センサ２９もしくは冷凍室センサ３０の温度がオン温度以上の場合であり、また運転が停止する条件は、冷蔵室センサ２９および冷凍室センサ３０の両方がオフ温度以下の場合である。
【００２８】
まず冷凍室２８の冷却について説明する。冷凍室２８が外気からの侵入熱およびドア開閉などにより、庫内温度が昇温して冷凍室センサ３０がオン温度以上になった場合に、圧縮機３５が起動し冷却が開始される。圧縮機３５から吐出された高温高圧の冷媒は、蒸発皿３８内の除霜水に浸漬されている吐出配管４０を通ることで一次冷却され、さらに外箱パネル１９内の凝縮器１８に側面、背面および他方側面と順次に流れ込み、その間に外気にさらされている鉄製の平板１６との熱交換により、冷却されて液化する。さらに液化した冷媒はドライヤ３７で水分を除去されて、毛細管であるキャピラリチューブ３２で減圧される。減圧された液化冷媒は冷却器３３に流入し、庫内空気との熱交換によりガス化して、戻り配管３９を通過して、圧縮機３１に戻る。庫内が冷却されて冷凍室センサ３０の温度がオフ温度以下になり、かつ冷蔵室センサ２９の温度がオフ温度以下になった場合に圧縮機３５の運転が停止する。
【００２９】
次に冷蔵室２８の冷却について説明する。冷凍室２７と同様に、庫内温度が昇温して冷蔵室センサ２９の温度がオン温度以上になった場合に、冷蔵室２７と冷却器３３間の風路にある冷蔵室ダンパ３１が開き、圧縮機３５の運転が開始される。冷却器３３の冷気が送風ファン３２により庫内に流入して庫内空気が冷却されて、冷蔵室センサ２９の温度がオフ温度以下になり、かつ冷凍室センサ３０の温度がオフ温度以下の場合に圧縮機３５の運転が停止する。また冷蔵室ダンパ３１は、冷蔵室センサ２９の温度がオフ温度以下で全閉し、冷蔵室の温度がオフ温度以下の時に冷凍室の温度がオフ温度以上の場合で圧縮機の運転が継続しても、冷蔵室温度がそれよりも低下しないようにして冷蔵室内の食品の凍結を防止している。
【００３０】
次に、凝縮器１８の取り付け工程について説明する。
【００３１】
従来では、断熱箱体内部に凝縮器１８を構成する配管を配置する場合にアルミテープで配管を一時固定した後に、ウレタン発泡で固定する方法をとっていた。しかしながら配管の浮き具合、アルミテープの貼り方等により配管と外箱の間にウレタン断熱材が回り込んで配管周囲が断熱されることで放熱能力が劣化してしまい、さらに凝縮器から外箱表面への熱の授与が十分に行なわれず表面温度が低下し、冷蔵庫表面に結露を生じる場合があった。
【００３２】
本実施の形態では、あらかじめ外箱平板１６と扁平配管で構成された凝縮器１８と真空断熱材１７を組み合わせて外箱パネル１９としておくことで、断熱箱体の組み立て作業時の効率を向上することができる。
【００３３】
また外箱平板１６と凝縮器１８の扁平配管とは密着性が高いために、凝縮器１８内の冷媒から外箱平板１６へ熱伝導が促進され、凝縮器１８の放熱能力を向上することができる。
【００３４】
また図６に示すように凝縮機１８の入口および出口配管を機械室３４内に排出し、圧縮機３５を中心から左右にずらした位置に配置して、圧縮機３５を配置した位置とは逆方向の空間部に配管接合部分４２を設けることで、本実施例のように外箱をパネル化することで増加した配管接合部分を集約し、隣あう接続部分の距離をとることで配管溶接時の作業性を向上している。
【００３５】
また圧縮機３５の吐出配管４０を蒸発皿内の除霜水に浸漬するように構成することで、圧縮機３５から吐出された高温冷媒を凝縮器に入る前に除霜水で冷却して凝縮温度が高温となるのを防ぎ、また除霜水の蒸発を促進できる。
【００３６】
また外箱パネル１９内の凝縮器１８を圧縮機３５の遠い位置から順に接続していくことにより、機械室３４内の配管同士が重なり合わないように配置を簡素化することができるので、機械室３４の省スペース化を図り、配管長さを最少にすることができる。
【００３７】
また凝縮器１８間の配管溶接部分４２および他のサイクル構成部品（例えばドライヤ３７や、本実施例では記載していないが冷媒流路を切り替える切替弁等の電動パルブ）を、外箱パネル１９から溶接時の高熱が影響を及ぼさない程度に離間した位置に配置することにより、溶接時の熱が配管を通して外箱パネル１９側に伝わり、真空断熱材１７の袋が高温（約１００℃以上）となり、劣化することを防止している。
【００３８】
また、図１に示すように真空断熱材１７を外箱平板１６の端面から約１００ｍｍ以内の部分に配置することにより、外箱を構成する外箱パネル１９の組み立て時の接合部分に必要なスペースを確保ながら、最大限度の大きさで真空断熱材１７を外箱全体に覆うように配置することができ、作業性、あるいは組み立て時の真空断熱材１７の傷付きを防止しながら、冷蔵庫の吸熱量を大幅に削減できる。
【００３９】
さらに凝縮器１８と真空断熱材１７が断熱壁内で覆層するように配置されているため、真空断熱材１７を凝縮器１８と庫内を仕切るように大きく貼り付けることで、凝縮器１８から庫内への侵入熱量も大幅に削減している。
【００４０】
また真空断熱材１７の取り付けでは、図３のように凝縮器１８の内箱側に柔軟性フォーム４１を配置して、凝縮器１８と真空断熱材１７の間に隙間なく接着することで、隙間に空気が残留し温度変動により空気が膨張および収縮して外箱を変形させることを防止している。
【００４１】
なお柔軟性フォーム４１の替わりに、接着部材を凝縮器１８と真空断熱材１９の間に隙間なく塗布して接着してもよい。その場合には、凝縮器１８と真空断熱材１９が更に密接に接着されるので、断熱壁厚中のウレタン流動路が確保され、ウレタン未充填部分（ボイド）を削減することができる。
【００４２】
なお凝縮器１８の形状について、図７に示すように外径２ｍｍから３ｍｍで内径を１ｍｍから２ｍｍの細径管４２を用いた仕様でもよい。その場合には、細径管４２を用いることで凝縮器１８の厚みを減らすことで、断熱箱体２２の壁厚削減を図ることができる。さらに真空断熱材１７と凝縮器１８の密着性を高め、両者間にウレタンや空気が回り込んで剥離するのを防ぐことができる。
【００４３】
なお凝縮器１８の形状について、図８に示すように平板１６と波形に加工を施した板４３を貼り合わせて、その平板間に形成した隙間を冷媒流路とした仕様でもよい。その場合には、冷媒流路の表面積を拡大することで放熱能力を向上させ、さらに真空断熱材１７と凝縮器１８との密着度を高めることで固定を容易にすることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明は、平板と真空断熱材の間に凝縮器を配置して、それぞれを接着部材により貼り付けて一体化したパネルの平板側を外側にして、少なくとも一平面を前記パネルで構成した外箱と、庫内壁を形成する内箱と、前記外箱と前記内箱間に充填した発泡ウレタン断熱材からなる断熱箱体で構成するものであり、十分な放熱能力が確保でき、外気および凝縮器からの侵入熱を大幅に低減することができる。さらに断熱箱体の組み立て作業効率を向上することができる。
【００４５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記凝縮器の少なくとも一側面を平面状としたものであり、凝縮器の熱を効率よく外気に伝え、放熱能力を向上することができる。
【００４６】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記平板の端面から前記真空断熱材の端面までの距離を約１００ｍｍ以内にしたものであり、外箱を構成する前記パネルの接合部分のスペースを確保しながら、冷蔵庫の吸熱量を大幅に削減することができる。
【００４７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、凝縮器の入口および出口配管と他の配管との接続部分を冷蔵庫背面下部に設けた機械室内に配置したものであり、外箱をパネル化することで増加した配管接合部分を集約して、溶接作業を効率的に行なうことができる。
【００４８】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、圧縮機を機械室の中心から左右にずらして配置し、前記圧縮機をずらして配置した位置とは逆側に凝縮器の入口および出口配管と他の配管との接続部分を配置したものであり、隣り合う接合部分の距離をとって配管溶接時の作業効率を向上することができる。
【００４９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、機械室内で冷蔵庫の除霜水を受ける蒸発皿を圧縮機と並べて配置し、前記圧縮機と凝縮器をつなぐ配管が前記蒸発皿内に浸漬したものであり、凝縮温度の低温化と、前記蒸発皿内にある除霜水の蒸発を促進することができる。
【００５０】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、外箱の両側面と背面とを前記パネルで構成し、圧縮器の吐出配管から、圧縮機から遠い側面の凝縮器、背面の凝縮器、圧縮機から近い側面の凝縮器へと順に接続したものであり、機械室内の配管配置を簡素化することができるので、前記機械室の省スペース化を図り、配管長さを最小にすることができる。
【００５１】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、機械室内にある配管溶接部分を前記パネルから離して配置したものであり、溶接時の熱が配管を通して前記パネル側に伝わり、真空断熱材の袋が高温となり、劣化することを防止することができるという作用を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による冷蔵庫の断熱箱体を構成する外箱の分解図
【図２】同実施の形態による冷蔵庫の外観傾斜図
【図３】同実施の形態の冷蔵庫の断熱箱体断面図
【図４】同実施の形態の冷蔵庫の風路構成図
【図５】同実施の形態による冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図６】同実施の形態による冷蔵庫の背面下部にある機械室の配置図
【図７】同実施の形態による細径管で構成した凝縮器を用いた冷蔵庫の箱体断面図
【図８】同実施の形態による波形平板で構成した凝縮器を用いた冷蔵庫の箱体断面図
【図９】従来の冷蔵庫の略断面図
【符号の説明】
１５  冷蔵庫
１６  外箱平板
１７  真空断熱材
１８  凝縮器
１９  外箱パネル
２０  内箱
２１  ウレタン断熱材
２２  断熱箱体
３４  機械室
３５  圧縮機
３８  蒸発皿
３９  戻り配管
４０  吐出配管
４１  柔軟性フォーム
４２  配管接合部
【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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【図８】
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【図９】
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