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技術 断熱箱

出願人 パナソニック株式会社
発明者 岡崎亨浅井田康浩瀬川彰継劉白羽
出願日 2017年5月25日 (3年11ヶ月経過) 出願番号 2017-103643
公開日 2018年3月22日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2018-044758
状態 特許登録済
技術分野 着霜防止 冷蔵庫の箱体(壁体)2 熱絶縁
主要キーワード 取付用リブ 接触設置 弾力層 階段状形状 組込み段 強度強化 樹脂製断熱材 格子状構造
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月22日)のものです。
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図面 (14)

課題

断熱箱仕切板における結露防止用放熱パイプから庫内へ侵入する熱を抑制する冷蔵庫を提供すること。

解決手段

空間を有する断熱箱本体と、上記空間を密閉する扉と、上記空間を仕切る仕切板と、を含み、上記仕切板は、上記扉側に配置された意匠板と、上記意匠板の両端のそれぞれに配置された第1板部と第2板部と、上記意匠板と上記第1板部と上記第2板部で囲まれた領域に位置する断熱材と、上記意匠板と上記第1板部との間、上記意匠板と上記第2板部との間の少なくとも1方に配置された断熱体と、を含む断熱箱を用いる。

概要

背景

複数の室を有する冷蔵庫などの断熱箱は、内部に断熱材を備えた樹脂成形品である仕切板を設け、各室間を食品などの貯蔵内容によって温度や湿度などの環境が異なる室に仕切って区画している。

この仕切板を設置することによって断熱箱の強度を向上させている。仕切板の開口部側にある意匠板は、前面の意匠面と、この意匠面に対して直角に折り曲げ端辺を備えてコ字状に形成されている。

また、扉に設けたパッキン箱体本体とが密閉状態で保持されるように、意匠板は、パッキンの内部に備えたマグネット吸着する磁性体であることが必要である。さらに、意匠板は、冷蔵庫の強度向上に対する影響が大きいので、意匠板には低価格で高強度の塗装鋼板が用いられている。

しかしながら、意匠板は、熱伝導性に優れる塗装鋼板からなるため、室外高温域から室内の低温域に向かって熱を流してしまう。これによって、断熱箱の断熱性能が低下するとともに、意匠板自体の温度が外気(冷蔵庫の設置雰囲気)の露点以下に低下して、結露を生じる。

このような問題に対し、特許文献1では、結露発生防止の対応が取られている。図12は、特許文献1における従来の冷蔵庫の仕切板と意匠板周辺の構造を示す図である。仕切板21は、断熱材28、上板26、下板27、放熱パイプ22、蓄熱層23、意匠板25、意匠板の端部25a、断熱材24を含む。

冷蔵庫の背面部より封入された発泡ウレタンの断熱材28の上下にそれぞれ上板26、下板27が配置され、その前面部に、冷凍サイクル放熱のための放熱パイプ22を配設されている。この放熱パイプ22は、蓄熱層23を介して意匠板25に接触されている。冷蔵庫前面にウレタンの断熱材28が漏出するのを防止するために、発泡スチロールなどで構成される固形の柔軟な断熱材24が設けられている。冷蔵庫背面からの発泡ウレタンの断熱材28の封入時に、断熱材24は、意匠板25に押圧される。これにより、温度を露点以上に上昇させて結露を防止している。

また、特許文献2には、結露防止と仕切板の強度強化両立しながら、冷蔵庫の断熱性を高める対応が取られている。

図13は、特許文献2における従来の冷蔵庫の仕切板と意匠板周辺の構造を示す図である。仕切板31は、冷蔵庫の背面部より封入された発泡ウレタンの断熱材33の上下にそれぞれ上板38、下板39が配置されている。また、上板38と下板39の間には、発泡ウレタンの断熱材33と放熱パイプ32が配設されている。これに加え、発泡スチロールなどで構成される固形の柔軟な断熱材34を隔て、仕切板31の強度確保と、冷蔵庫背面からの発泡ウレタンの断熱材28の封入時に冷蔵庫前面にウレタンが漏出するのを防止するための仕切壁36が配設されている。

放熱パイプ32は意匠板35に接触されている。意匠板35は、特許文献1のように側面が直接、上板38、下板39に接触するのではなく、硬質の断熱材37を囲い込むように張出端部35bを介して上板38、下板39に接触している。また、脚状端辺35cも仕切壁36のリブ部40に接触することで、仕切板31の強度確保と結露の防止を行いながら硬質の断熱材37を配設することで断熱箱の断熱性を高めている。

概要

断熱箱の仕切板における結露防止用放熱パイプから庫内へ侵入する熱を抑制する冷蔵庫を提供すること。空間を有する断熱箱本体と、上記空間を密閉する扉と、上記空間を仕切る仕切板と、を含み、上記仕切板は、上記扉側に配置された意匠板と、上記意匠板の両端のそれぞれに配置された第1板部と第2板部と、上記意匠板と上記第1板部と上記第2板部で囲まれた領域に位置する断熱材と、上記意匠板と上記第1板部との間、上記意匠板と上記第2板部との間の少なくとも1方に配置された断熱体と、を含む断熱箱を用いる。

目的

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、仕切板近傍の結露防止を実現し、意匠板を介して冷蔵庫庫内へ侵入する熱を抑制した断熱箱を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

空間を有する断熱箱本体と、前記空間を密閉する扉と、前記空間を仕切仕切板と、を含み、前記仕切板は、前記扉の側に配置された意匠板と、前記意匠板の両端のそれぞれに配置された第1板部と第2板部と、前記意匠板と前記第1板部と前記第2板部で囲まれた領域に位置する断熱材と、前記意匠板と前記第1板部との間、前記意匠板と前記第2板部との間の少なくとも1方に配置された断熱体と、を含む断熱箱。

請求項2

前記仕切板は、さらに、前記意匠板と接触して配置されている放熱部を有する請求項1記載の断熱箱。

請求項3

前記断熱体は圧縮された状態である請求項1または2記載の断熱箱。

請求項4

前記意匠板と、前記第1板部、または、前記第2板部との間に隙間があり、非接触である請求項1〜3のいずれか1項に記載の断熱箱。

請求項5

前記意匠板と、前記第1板部、または、前記第2板部とは前記断熱材を介してのみ接触する請求項4に記載の断熱箱。

請求項6

前記断熱材は、前記断熱体と前記意匠板と第1板部と第2板部とで囲まれている請求項1〜5のいずれか1項に記載の断熱箱。

請求項7

前記第1板部と前記断熱体と前記意匠板とが積層している請求項1〜6のいずれか1項に記載の断熱箱。

請求項8

前記第1板部と前記断熱体と前記意匠板と前記放熱部とが積層している請求項1〜7のいずれか1項に記載の断熱箱。

請求項9

前記隙間は前記断熱体の厚みより小さい請求項4〜8のいずれか1項に記載の断熱箱。

請求項10

前記断熱体は、繊維層と、繊維と断熱材料との複合層とを含む請求項1〜9のいずれか1項に記載の断熱箱。

請求項11

前記意匠板はコの字形状であり、前記第1板部、または、前記第2板部は、L字形状である請求項1〜10のいずれか1項に記載の断熱箱。

請求項12

前記第1板部と前記第2板部のいずれかには、前記断熱材が配置される凹部、または、凸部がある請求項1〜10のいずれか1項に記載の断熱箱。

請求項13

前記意匠板は一端が2重構造で、内側に突起があり、前記突起で前記断熱材を保持する請求項1〜10のいずれか1項に記載の断熱箱。

請求項14

前記意匠板は一端が階段状である請求項1〜10のいずれか1項に記載の断熱箱。

技術分野

0001

本発明は、断熱箱に関する。特に、複数の室を有する冷蔵庫などの断熱箱の仕切部の構造に関する。

背景技術

0002

複数の室を有する冷蔵庫などの断熱箱は、内部に断熱材を備えた樹脂成形品である仕切板を設け、各室間を食品などの貯蔵内容によって温度や湿度などの環境が異なる室に仕切って区画している。

0003

この仕切板を設置することによって断熱箱の強度を向上させている。仕切板の開口部側にある意匠板は、前面の意匠面と、この意匠面に対して直角に折り曲げ端辺を備えてコ字状に形成されている。

0004

また、扉に設けたパッキン箱体本体とが密閉状態で保持されるように、意匠板は、パッキンの内部に備えたマグネット吸着する磁性体であることが必要である。さらに、意匠板は、冷蔵庫の強度向上に対する影響が大きいので、意匠板には低価格で高強度の塗装鋼板が用いられている。

0005

しかしながら、意匠板は、熱伝導性に優れる塗装鋼板からなるため、室外高温域から室内の低温域に向かって熱を流してしまう。これによって、断熱箱の断熱性能が低下するとともに、意匠板自体の温度が外気(冷蔵庫の設置雰囲気)の露点以下に低下して、結露を生じる。

0006

このような問題に対し、特許文献1では、結露発生防止の対応が取られている。図12は、特許文献1における従来の冷蔵庫の仕切板と意匠板周辺の構造を示す図である。仕切板21は、断熱材28、上板26、下板27、放熱パイプ22、蓄熱層23、意匠板25、意匠板の端部25a、断熱材24を含む。

0007

冷蔵庫の背面部より封入された発泡ウレタンの断熱材28の上下にそれぞれ上板26、下板27が配置され、その前面部に、冷凍サイクル放熱のための放熱パイプ22を配設されている。この放熱パイプ22は、蓄熱層23を介して意匠板25に接触されている。冷蔵庫前面にウレタンの断熱材28が漏出するのを防止するために、発泡スチロールなどで構成される固形の柔軟な断熱材24が設けられている。冷蔵庫背面からの発泡ウレタンの断熱材28の封入時に、断熱材24は、意匠板25に押圧される。これにより、温度を露点以上に上昇させて結露を防止している。

0008

また、特許文献2には、結露防止と仕切板の強度強化両立しながら、冷蔵庫の断熱性を高める対応が取られている。

0009

図13は、特許文献2における従来の冷蔵庫の仕切板と意匠板周辺の構造を示す図である。仕切板31は、冷蔵庫の背面部より封入された発泡ウレタンの断熱材33の上下にそれぞれ上板38、下板39が配置されている。また、上板38と下板39の間には、発泡ウレタンの断熱材33と放熱パイプ32が配設されている。これに加え、発泡スチロールなどで構成される固形の柔軟な断熱材34を隔て、仕切板31の強度確保と、冷蔵庫背面からの発泡ウレタンの断熱材28の封入時に冷蔵庫前面にウレタンが漏出するのを防止するための仕切壁36が配設されている。

0010

放熱パイプ32は意匠板35に接触されている。意匠板35は、特許文献1のように側面が直接、上板38、下板39に接触するのではなく、硬質の断熱材37を囲い込むように張出端部35bを介して上板38、下板39に接触している。また、脚状端辺35cも仕切壁36のリブ部40に接触することで、仕切板31の強度確保と結露の防止を行いながら硬質の断熱材37を配設することで断熱箱の断熱性を高めている。

先行技術

0011

特開平4−103984号公報
特許第2945553号公報

発明が解決しようとする課題

0012

しかしながら、特許文献1の図12に記載の従来の冷蔵庫では、冷蔵庫庫内への熱の侵入を抑えきれていない。意匠板25には、仕切板21の上板26、下板27の表面近くに端部25aがある。これにより、意匠板25は温度上昇し結露が防止される。しかし、放熱パイプ22から発せられた熱が、熱伝導性の大きい鋼板で構成された意匠板25から、端部25aに伝わり、熱伝導性の高い樹脂で構成された上板26、下板27を介して、図12中のAのルートにて庫内に侵入する。これが、断熱箱の断熱性能を低下させる原因となる。

0013

また、発熱源である放熱パイプ22の近傍に配設されている固形の柔軟な断熱材24は、熱伝導率が大きい発泡スチロール製(およそλ=0.040W/(m・K))であり、発泡ウレタンの断熱材28の熱伝導率(およそλ=0.023W/(m・K))のおよそ2倍である。これも、放熱パイプ22から意匠板の端部25a、仕切板の上板26、下板27までの断熱性を下げ、断熱箱の断熱性能を低下させる原因となる。

0014

また、特許文献2の図13に記載の従来の冷蔵庫でも、冷蔵庫庫内への熱の侵入を抑えきれていない。意匠板35は、張出端部35bを介して上板38、下板39に接触しているため、放熱パイプ32の熱は、前面部35aから張出端部35bを介して上板38、下板39へ伝わり、図12中のBのルートで庫内へ侵入する。また同じく、意匠板35は、脚状端辺35cを介して仕切壁のリブ部40に接触しているため、放熱パイプ32の熱は、前面部35aから脚状端辺35cを介して仕切壁のリブ部40、仕切壁36へと伝わり、図13中のCのルートでも庫内へ侵入するため、冷蔵庫の断熱性能を低下させる原因となる。

0015

また、前記特許文献1の場合と同様に、発熱源である放熱パイプ32の近傍に配設されている固形の柔軟な断熱材34は、熱伝導率が大きい発泡スチロール製であり、発泡ウレタンの断熱材33の熱伝導率のおよそ2倍である。これも、放熱パイプ32から意匠板の脚状端辺35cや仕切壁36から仕切板の上板38、下板39までの断熱性を下げ、断熱箱の断熱性能を低下させる原因となる。

0016

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、仕切板近傍の結露防止を実現し、意匠板を介して冷蔵庫庫内へ侵入する熱を抑制した断熱箱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

0017

上記課題を解決するために、空間を有する断熱箱本体と、上記空間を密閉する扉と、上記空間を仕切る仕切板と、を含み、上記仕切板は、上記扉側に配置された意匠板と、上記意匠板の両端のそれぞれに配置された第1板部と第2板部と、上記意匠板と上記第1板部と上記第2板部で囲まれた領域に位置する断熱材と、上記意匠板と上記第1板部との間、上記意匠板と上記第2板部との間の少なくとも1方に配置された断熱体と、を含む断熱箱を用いる。

発明の効果

0018

本発明によれば、仕切板近傍の結露防止を実現し、意匠板を介して冷蔵庫庫内へ侵入する熱を抑制するとともに、発泡ウレタン断熱材の封入時のウレタンの冷蔵庫前部への漏出を防止し、冷蔵庫の断熱性能を向上させる。

図面の簡単な説明

0019

実施の形態1、2における冷蔵庫の断熱箱の構造を示す図
実施の形態1における、図1のα部の縦断面図
軟質複合断熱材断面構造を示す図
(a)軟質複合断熱材の積層前の構造を示す図、(b)軟質複合断熱材の積層後の構造を示す図、(c)軟質複合断熱材のゲル硬化後の構造を示す図
実施の形態1、2、4における冷蔵庫の断熱箱の仕切板の上板、下板間に意匠板を組込む段階を示す図
実施の形態1、2、3、4における冷蔵庫の断熱箱の仕切板のビス止め機構を示す図
軟質複合断熱材と他の断熱材の押圧時の熱伝導率変化を示すグラフ
実施の形態2における、図1のα部の縦断面図
実施の形態3における、図1のα部の縦断面図
(a)実施の形態3における意匠板を仕切板へ入れる途中段階を示す図、(b)実施の形態3における意匠板を仕切板へ入れた後を示す図
実施の形態4における、図1のα部の縦断面図
特許文献1における従来の冷蔵庫の断熱箱の仕切板の構造を示す断面図
特許文献2における従来の冷蔵庫の断熱箱の仕切板の構造を示す断面図

実施例

0020

以下、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における冷蔵庫の断熱箱を示す斜視図であり、図2図1のα部の縦断面図、図3は軟質複合断熱材11(断熱体)の拡大断面図である。

0022

<断熱箱100の構成>
図1において、冷蔵庫の断熱箱100は、鋼板などの金属製の外箱5と、ABSアクリロニトリルブタジエンスチレン)などの樹脂製の内箱4と、内箱4内の断熱される空間を仕切る仕切板1と、空間を密閉する扉(図示せず)と、によって構成される。外箱5と内箱4とを組み合わせて、断熱箱本体となる。

0023

仕切板1は、断熱された空間を分け、第1貯蔵室2と第2貯蔵室3とに仕切る。例えば、第1貯蔵室2は、冷蔵室であり、第2貯蔵室3は冷凍室である。仕切板1は、温度帯の異なる各貯蔵部屋の間に配設されるものである。

0024

<仕切板1の構成>
図2において、仕切板1は上下に上板6(第1板部)、下板7(第2板部)を有し、上板6と下板7の前面部(断熱箱の前面、扉側)には、コの字型の意匠板10がある。意匠板15には、結露防止用の放熱パイプ9(放熱部)が、接触設置されている。なお、放熱パイプ9でなく、別の方法で結露防止をしてもよい。また、放熱パイプ9は、仕切板1内でなくともよい。

0025

意匠板10は、冷蔵庫の前面に現れる前面部10aと、前面部10aから約90度曲げられ、冷蔵庫内部へ配置される側面部10bとを有する。

0026

意匠板10の側面部10bと上板6(第1板部)、下板7(第2板部)の間に、軟質複合断熱材11(断熱体)が挟まれ圧縮固定されている。第1板部6と断熱体11と意匠板10の側面部10bとが積層されている。断熱体11は、圧縮されやすい。

0027

上板6(第1板部)と下板7(第2板部)は、L字形状で、その前面部にそれぞれ鍵括弧型の上板前面部6a、下板前面部7aを備えている。なお、意匠板10から上板6(第1板部)、下板7(第2板部)への熱の伝導を防ぐため、図2の円点線の中に示すように、意匠板10と上板6(第1板部)、下板7(第2板部)の接続は、軟質複合断熱材11(断熱体)を介してのみ行うことが好ましい。すなわち、意匠板10と上板前面部6a、下板前面部7aが、直接接触しないよう隙間50を空けておくことが好ましい。隙間50は、断熱体11の厚みより薄い。

0028

なお、上板6(第1板部)と下板7(第2板部)の全面部が鍵括弧型の上板前面部6a、下板前面部7aを有しているため、冷蔵庫前面から軟質複合断熱材11(断熱体)が使用者に明確に見えることはない。結果、冷蔵庫としての美観も維持することができる。また、上板6(第1板部)と軟質複合断熱材11(断熱体)、放熱パイプ9(放熱部)、意匠板10、下板7(第2板部)の間には、発泡ウレタンの断熱材8が充填されている。

0029

結果、第1板部6と断熱体11と意匠板10の側面部10bと放熱パイプ9とが積層されている、または、一直線上にある。断熱体11は、熱の経路を、遮断できる。

0030

<軟質複合断熱材11(断熱体)の構成>
図3に示す軟質複合断熱材11(断熱体)は、エアロゲル繊維構造物との複合体である。軟質複合断熱材11(断熱体)は、不織布繊維11cとエアロゲル11dを構成要素とする。軟質複合断熱材11は、中央にエアロゲルと繊維との複合層11aとその上下に繊維単独層11bとを有する積層構造である。軟質複合断熱材11では、エアロゲル繊維複合層11aが変形しにくいが、繊維単独層11bが変形でき、軟質性がある。

0031

エアロゲル繊維複合層11aは、繊維構造物(例えば不織布)にエアロゲルを複合させたものであり、エアロゲル前駆体に繊維構造物を浸漬し、該繊維構造物の存在下で超臨界乾燥、あるいは常圧乾燥により前記エアロゲル前駆体からエアロゲルを生成させることにより得られるものである。

0032

エアロゲルは、微細空孔を多数持つ極めて空隙率(好ましくは空隙率99%以上)の高い固体である。より詳細には、二酸化ケイ素などを数珠状に結合した構造を持ち、ナノメータレベル(例えば2〜50nm)の空隙を多数持つ物質である。このようにナノメータレベルの細孔と格子状構造を持つため、気体分子平均自由行程縮小することができ、常圧でも気体分子同士の熱伝導が非常に少なく、熱伝導率が非常に小さいものである。

0033

エアロゲルとしては、ケイ素アルミニウム、鉄、銅、ジルコニウムハフニウムマグネシウムイットリウムなどの金属酸化物からなる無機エアロゲルの使用が好ましく、より好ましくは二酸化ケイ素からなるシリカエアロゲルである。

0034

繊維構造物は、エアロゲルを補強し、また支持するための補強材ないし支持体として作用するものであり、軟質な複合体断熱材を得るために、軟質な織布、編布、不織布などを用いる。繊維構造物の材質としては、ポリエステル繊維等の有機繊維の他、ガラス繊維などの無機繊維を用いることもできる。

0035

このようにして得られる断熱材は、熱伝導率が発泡ウレタン断熱材と同等かそれ以下(およそλ=0.020W/(m・K))であり、非常に断熱性の高い材料である。

0036

繊維単独層11bは、エアロゲルを含まない上記繊維構造物からなる。繊維単独層11bは、主に、繊維材料のみからなるのが好ましい。繊維単独層11bは、軟質複合断熱材11(断熱体)の圧縮時の弾力性創出や、上板6(第1板部)、下板7(第2板部)の反りやうねりによる意匠板10との隙間のばらつきの緩和のための弾力層として設けられている。

0037

なお、両側の繊維単独層11bが、上板6、意匠板10にそれぞれ接触する。繊維単独層11bは、両板から圧縮される。繊維単独層11bが主に圧縮される。しかし、熱伝度率は、エアロゲル繊維複合層11aの寄与が大きいため、圧縮されても断熱体11の熱伝導率はほとんど変化せず、断熱を保てる。

0038

繊維単独層11bとエアロゲル繊維複合層11aとの層方向と圧縮させる方向は同じである。

0039

(製造方法)
以上のように構成される冷蔵庫について、以下、その製造方法と効果について説明する。

0040

<軟質複合断熱材11(断熱体)の製造>
軟質複合断熱材11(断熱体)の製造方法は(1)ゾル調製工程、(2)含浸工程、(3)積層工程、(4)ゲル化工程、(5)養生工程、(6)酸性水溶液浸漬工程、(7)疎水化工程、(8)乾燥工程の8工程からなる。以下にそれぞれの工程ごとに説明する。

0041

(1)ゾル調製工程
ゾル調製工程では、原料として水ガラスを用いる場合と、高モル珪酸水溶液を用いる場合とがある。水ガラスを用いる場合は、水ガラス中のナトリウムイオン交換樹脂もしくは電気透析法により除去、酸性にし、ゾルとした後、触媒として塩基を添加して重縮合させ、ヒドロゲルとする。高モル珪酸ソーダを用いる場合は、高モル珪酸水溶液に触媒として酸を加えて重縮合させ、ヒドロゲルとする。

0042

(2)含浸工程
0.2〜1.0mm厚みのPET、ガラスウールロックウールなどで構成される不織布に、(1)にて調製したゾル溶液を不織布重量の6.5〜10倍量注ぎ、ゾル溶液を不織布に含浸させる。含浸方法は、あらかじめゾル溶液をフィルム上などに一定の厚みにて広げ、その上より不織布を覆うことにより、ゾル溶液を不織布に浸透させる。

0043

(3)積層工程
積層構成について、図4(a)〜図4(c)を用いて説明する。(2)の工程までで、図4(a)におけるエアロゲル繊維複合層11aが完成した。積層工程では、これに、繊維単独層11bとして、不織布を積層、複合化する。

0044

まず、図4(a)に示すように、(2)の含浸工程を経たエアロゲル繊維複合層11aに対し、繊維単独層11bとして不織布を上下にして、図4(b)に示すようにサンドイッチする。このとき、浸透圧により、繊維単独層11bである不織布にエアロゲル繊維複合層11a中のゾル成分の一部に浸透する(しみ込む)。

0045

(4)ゲル化工程
(3)の後、ゾルをゲル化する。ゾルのゲル化温度は、20〜90℃が好ましい。ゲル化温度が20℃未満であると、反応の活性種である珪酸モノマーに必要な熱が伝わらない。このため、シリカ粒子成長が促進されない。その結果、ゾルのゲル化が十分に進行するまでに時間を要する。その上に、生成されるゲル(エアロゲル)の強度が低く、乾燥時に大きく収縮する場合があり、所望の強度のエアロゲルが得られない場合がある。

0046

また、ゲル化温度が90℃を越えると、シリカ粒子の成長は著しく促進されてしまう。結果、水の揮発が急速に起こり、水とヒドロゲルとが分離する現象がみられる。これにより得られるヒドロゲルの体積が減少して、シリカエアロゲルが得られない場合がある。

0047

なお、ゲル化時間は、ゲル化温度や後述するゲル化後養生時間により異なるが、ゲル化時間と後述する養生時間とを合計して、0.1〜12時間が好ましい。さらに、ゲル化時間は、性能(熱伝導率)と生産タクトを両立させるという観点から0.1〜1時間が好ましい。

0048

ゲル化時間が、12時間より長い場合、シリカネットワーク強化は十分に行われているが、より養生に時間をかけると生産性を損なうだけでなく、ゲルの収縮が起こる。結果、ゲルの嵩密度が上がるため、できた軟質複合断熱材11(断熱体)の熱伝導率が上昇しよくない。

0049

このようにして、ゲル化を行うことで、ヒドロゲルの壁の強度や剛性が向上し、乾燥時に収縮し難いヒドロゲルを得ることができる。さらに、ゾルがゲル状に固化することで、不織布層にしみ込んだエアロゲルは固化し、図4(c)に示すように、全層合体して、エアロゲル繊維複合層11aと繊維単独層11bの積層構造を形成する。

0050

(5)養生工程
養生工程は、ゲル化後にシリカ骨格を、強化させた骨格強化ヒドロゲルにする工程である。養生温度は、50〜100℃が好ましい。養生温度が50℃未満の場合、脱水縮合反応が相対的に遅くなるため、生産性を考慮した際の目標タクト時間内にシリカネットワークを十分に強化させることが難しくなる。

0051

養生温度が、100℃より高い場合は、ゲル中の水分が著しく蒸発してしまうため、ゲルの収縮、乾燥が起こり、熱伝導率が上昇してしまう。

0052

養生時間は、0.1〜12時間が好ましく、性能(熱伝導率)と生産タクトを両立させるという観点から0.1〜1時間がより好ましい。

0053

養生時間が12時間より長い場合、シリカネットワークの強化は十分に行われているが、より養生に時間をかけると生産性を損なうだけでなく、ゲルの収縮が起こり、嵩密度が上がるため、熱伝導率が上昇してしまうという問題がある。

0054

養生時間を0.1〜6時間の範囲で養生を行うことで、生産性を確保しつつ、シリカ粒子のネットワークを十分に強化することができる。

0055

(6)酸性水溶液浸漬工程
ゲルと不織布の複合体を塩酸(6〜12規定)に浸漬後、常温23℃で45分以上放置し、複合体内部に塩酸を取り込む。

0056

(7)疎水化工程
ゲルと不織布の複合体を例えば、シリル化剤であるオクタメチルトリシロキサンアルコールとして2−プロパノール(IPA)の混合液に浸漬させて、55℃の恒温槽に入れて2時間反応させる。トリメチルシロキサン結合が形成され始めると、ゲルシートから塩酸水が排出され、2液分離する(上層シロキサン下層に塩酸水)。

0057

(8)乾燥
ゲルと不織布の複合体を150℃の恒温槽に移して2時間乾燥させる(常圧乾燥の場合)。

0058

以上の工程により、軟質複合断熱材11(断熱体)が製造される。

0059

<仕切板1の製造>
仕切板1の製造方法について、図1図2図5図6を用いて説明する。

0060

図1において、外箱5と内箱4を係合したのち、図1中の仕切板1の部分について、図5に示すように、意匠板10に接触するように放熱パイプ9(放熱部)をテープ等(図示せず)で固定したものを設け、仕切板1の上板6(第1板部)の下面と下板7(第2板部)の上面にテープ等(図示せず)で軟質複合断熱材11(断熱体)を設置する。

0061

次に、断熱箱に仮止めした仕切板1の上板6(第1板部)と下板7(第2板部)を、図5の(1)のように上下に少し広げ、図5の(2)に示すように、上板6(第1板部)と下板7(第2板部)に設置された軟質複合断熱材11(断熱体)の間に意匠板10を移動させ合体させる。

0062

合体した意匠板10の位置固定について、図6の斜視図に示すように、上板6(第1板部)(図示せず)と下板7(第2板部)(図示せず)の間の一部に配設された仕切板1の取付用リブ12に、取付用リブ12と同じ位置に配設された意匠板10上のビス穴13を介して、ビス(図示せず)にて、意匠板10を固定する。

0063

最後に、図1における断熱箱100の背面側から外箱5と内箱4の間と、図2における上板6(第1板部)と下板7(第2板部)の間に発泡ウレタンの断熱材8を流し込み、硬化させることで仕切板1、ならびに断熱箱100が製造される。

0064

このとき、図2に示すように、上板6(第1板部)と下板7(第2板部)の間には意匠板10により軟質複合断熱材11(断熱体)が圧縮されて固定されているため、発泡ウレタンの断熱材8が、封入時に断熱箱の前面に漏れ出すことはない。

0065

結果、断熱材8は、断熱体11と意匠板10と第1板部6と第2板部7とで囲まれている。

0066

<実施の形態1の効果>
図2に示すように、放熱パイプ19の熱は、意匠板10の前面部10aから側面部10bまで伝わり、意匠板10の表面の結露防止に効果を発揮する。一方で、側面部10bの隣には、断熱性の高い軟質複合断熱材11(断熱体)が配置しているため、熱が仕切板1の上板6(第1板部)や下板7(第2板部)に伝わらず、庫内への熱の侵入を防ぐことができる。

0067

特に、軟質複合断熱材11(断熱体)は、圧縮力(押圧)を受け、縮んでも、熱伝導率がほとんど変化しない。

0068

図7に、軟質複合断熱材11(断熱体)の押圧と熱伝導率の関係を示す。実施の形態1における軟質複合断熱材11(断熱体)と、比較例1として同じ厚みの発泡樹脂製の断熱材と、比較例2として同じ厚みの樹脂製断熱材とを評価した。種々の押圧をかけた状態で、各試料の熱伝導率を測定したものである。

0069

発泡樹脂製の断熱材(比較例1)は、初期熱伝導率λ=0.04W/(m・K)に対し、500kPaの押圧をかけたときには76%も上昇している。

0070

樹脂製の断熱材(比較例2)は、初期の熱伝導率λ=0.05W/(m・K)に対し、500kPaの押圧をかけたときには45%も上昇している。
一方、軟質複合断熱材11(実施例)は、500kPaの押圧時に15%しか熱伝導率が上昇していない。

0071

したがって、軟質複合断熱材11(断熱体)は意匠板10と上板6(第1板部)、下板7(第2板部)の間に圧縮固定するのに適している。つまり、軟質複合断熱材11(断熱体)を圧縮しても、断熱効果が低下しない。軟質複合断熱材11(断熱体)は、断熱材として好ましい。

0072

また、軟質複合断熱材11(断熱体)は、意匠板10と上板6(第1板部)、下板7(第2板部)の間で圧縮固定されているのに加え、図4(c)に示すように、上板6(第1板部)、下板7(第2板部)と意匠板10の隙間のばらつきに対応する弾力性のある繊維単独層11bが設けられている。

0073

これにより、従来の冷蔵庫にて発泡ウレタンの断熱材8の漏れ出し防止に用いていた断熱性の低い発泡スチロール製の断熱材34(図13)、断熱材24(図12)、仕切壁36(図13)を用いなくともよい。

0074

さらに、実施の形態1の仕切板1では、放熱パイプ19の近傍まで、断熱性の高い発泡ウレタンの断熱材8を封入することができる。よって、放熱パイプ19から上板6(第1板部)や下板7(第2板部)を介して庫内に侵入する熱も防ぐことができる。

0075

さらに、図2に示すように仕切板1の上板6(第1板部)と下板7(第2板部)の全面部が鍵括弧型をしているため、冷蔵庫前面から軟質複合断熱材11(断熱体)が使用者に見えることがなく、冷蔵庫としての美観も維持することができる。

0076

なお、軟質複合断熱材11(断熱体)は、2箇所に設けているが、少なくとも1方にあればよい。

0077

(実施の形態2)
図8は、図1のα部の縦断面図である。図8は、実施の形態1の図2に対応する図である。

0078

実施の形態2において、実施の形態1と異なるのは、図8における意匠板15と上板61(第1板部)、下板71の形状である。説明しない事項は、実施の形態1と同様である。

0079

<意匠板15、上板61(第1板部)、下板71(第2板部)の構成>
図8において、意匠板15は、ロールフォーミングなどの折曲げ加工により、端部に二重折曲げ部15bを形成したのちに、上板61(第1板部)、下板71(第2板部)と平行な面を構成するように再度折曲げられ折曲げ平坦部15cを設けている。

0080

つまり、意匠板15は両端が2重構造で、内側に突起があり、前記突起で前記断熱材を保持する。

0081

上板61(第1板部)と下板71(第2板部)は、軟質複合断熱材11(断熱体)が収まるように意匠板10に平行に、それぞれザグリ61b、71b(凹部)を設けている。

0082

なお、ザグリ(凹部)でなく、2つの凸部で断熱体を固定してもよい。

0083

なお、意匠板15から上板61(第1板部)、下板71(第2板部)への熱の伝導を防ぐため、意匠板15と上板61(第1板部)、下板71(第2板部)の接続は、軟質複合断熱材11(断熱体)を介してのみ行い、直接、意匠板15の端部15aと上板61(第1板部)、下板71(第2板部)がそれぞれ接触しないよう隙間を空けておくことが好ましい。

0084

<実施の形態2の効果>
実施の形態1に示した効果(結露防止効果、庫内への熱侵入抑制効果)に加え、上板61(第1板部)、下板71(第2板部)にザグリ61b、71bがあることと、意匠板15に折り曲げ部があることにより、軟質複合断熱材11(断熱体)の仕切板1の組立時の位置決め精度を向上させることができる。

0085

また、図8に示すように意匠板15に折り曲げ部があることにより、冷蔵庫前面から軟質複合断熱材11(断熱体)が使用者に見えることがなく、冷蔵庫としての美観も維持できる。

0086

(実施の形態3)
図9図1のα部の縦断面図である。図9は、実施の形態1の図2に対応する図である。

0087

実施の形態3において、実施の形態1と異なるのは、意匠板16と上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の形状と、仕切板1の製造方法(意匠板16の上板62(第1板部)、下板72(第2板部)への組込み方法)である。説明しない事項は、実施の形態1と同様である。

0088

<意匠板16、上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の構成>
図9において、意匠板16は二段のプレス加工などで形成された第1段差部16aと第2段差部16bを有している。上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の前面部には、それぞれ戻り部62a、72aが設けられている。

0089

なお、意匠板16から上板62(第1板部)、下板72(第2板部)への熱の伝導を防ぐため、意匠板16と上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の接続は、軟質複合断熱材11(断熱体)を介してのみ行い、直接、意匠板16の第1段差部16aと上板鉤戻り部62a、下板鉤戻り部72aがそれぞれ接触しないよう隙間を空けておくことが好ましい。

0090

<仕切板1の製造(意匠板16の上板62(第1板部)、下板72(第2板部)への組込み方法)>
図10(a)は、仕切板1の上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の間に意匠板16への組込み段階を示す図である。意匠板16を上板62(第1板部)と下板72(第2板部)の間に矢印の向きに押し込むと、意匠板16の第2段差部16bの上面と下面が上板62(第1板部)、下板72(第2板部)それぞれの鉤戻り部62a、72aのテーパ部を押し、上板62(第1板部)と下板72(第2板部)の開口部が広がる。これにより、意匠板16を上板62(第1板部)と下板72(第2板部)に設置された軟質複合断熱材11(断熱体)の間の部分にまで配置することができる。

0091

図10(b)は、仕切板1の上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の間に意匠板16への組込み後を示す図である。意匠板16の第2段差部16b(階段状形状)が、上板62(第1板部)、下板72(第2板部)それぞれの鉤戻り部62a、72aより奥まで押し込まれると、鉤戻り部62a、72aに対する外力が無くなる。このとき、スプリングバックによって、軟質複合断熱材11(断熱体)と意匠板16の第2段差部16bが接触し、圧縮固定される。仕切板1の製造において、上記以外の部分は実施の形態1、2と同様である。

0092

<実施の形態3の効果>
図9に示した実施の形態3により、実施の形態1に示した効果(結露防止効果、庫内への熱侵入抑制効果)に加え、上板62(第1板部)、下板72(第2板部)前面部に鉤戻り部62a、72aがあることにより、仕切板1の製造工程、特に意匠板16の上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の間への組込みを簡略化することができる。すなわち、実施の形態1あるいは2においては、意匠板の組み込みのために上板と下板の開口部を広げる必要があるが、本実施の形態においては、前述のように意匠板16を上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の間に押し込むだけで済む。

0093

また、図9に示すように上板62(第1板部)、下板72(第2板部)の前面部に鉤戻り部62a、72aがあることにより、冷蔵庫前面から軟質複合断熱材11(断熱体)が使用者に見えることがなく、冷蔵庫としての美観も維持することができる。

0094

(実施の形態4)
図11図1のα部の縦断面図である。図9は、実施の形態1の図2に対応する図である。

0095

本実施の形態が実施の形態1と異なるのは、図11における上板63(第1板部)と下板73(第2板部)の形状である。上板63(第1板部)と下板73(第2板部)の側面部10bは、前面(意匠板10との組込み位置)において平坦な形状である。説明しない事項は、実施の形態1と同様である。

0096

<実施の形態4の効果>
実施の形態1に示した効果(結露防止効果、庫内への熱侵入抑制効果)に加え、平板ベースに構成できるなど、上板63(第1板部)、下板73(第2板部)を簡便に製造することが可能となる。

0097

簡便な製造方法であっても、軟質複合断熱材11(断熱体)は上板63(第1板部)、下板73(第2板部)と意匠板10の間に強固に圧縮固定されているため、内部のウレタンが漏れ出すことはない。

0098

美観の確保は困難であるが、店舗用の民生冷蔵庫、業務用冷蔵庫など、美観を重視しない冷蔵庫に対しての適用が可能である。

0099

(全体として)
なお、上記実施の形態は、それぞれ組み合わせできる。

0100

また、上記では、意匠板10の両端を同じ形状とする例であったが、どちらか一方を実施の形態としてもよい。または、両端で異なる実施の形態でもよい。

0101

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、複数の温度帯の部屋を仕切板で分割する機構を持つあらゆる冷熱機器(民生用冷蔵庫、業務用冷蔵庫、ワインセラーなど)の断熱性向上のために利用可能である。

0102

1仕切板
2 第1貯蔵室
3 第2貯蔵室
4内箱
5外箱
6上板(第1板部)
6a 上板前面部
7下板(第2板部)
7a 下板前面部
8断熱材
9放熱パイプ(放熱部)
10意匠板
10a 前面部
10b 側面部
11軟質複合断熱材(断熱体)
11aエアロゲル繊維複合層
11b 繊維単独層
11c 不織布繊維
11d エアロゲル
12取付用リブ
13ビス穴
15 意匠板
15a 端部
15b 二重折曲げ部
15c折曲げ平坦部
16 意匠板
16a 第1段差部
16b 第2段差部
19 放熱パイプ
21 仕切板
22 放熱パイプ
23蓄熱層
24 断熱材
25 意匠板
25a 端部
26 上板
27 下板
28 断熱材
31 仕切板
32 放熱パイプ
33 断熱材
34 断熱材
35 意匠板
35a 前面部
35b張出端部
35c脚状端辺
36仕切壁
37 断熱材
38 上板
39 下板
40リブ部
50 隙間
61 上板(第1板部)
61bザグリ
62 上板(第1板部)
62a鉤戻り部
63 上板(第1板部)
71 下板(第2板部)
72 下板(第2板部)
72a 鉤戻り部
73 下板(第2板部)
99空隙率
100 断熱箱

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