特許 6934110 冷却装置の断熱構造及び冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6934110

(24)【登録日】2021年8月24日

(45)【発行日】2021年9月8日

(54)【発明の名称】冷却装置の断熱構造及び冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F25D 23/06 20060101AFI20210826BHJP

   F25D 23/02 20060101ALI20210826BHJP

【ＦＩ】

   F25D23/06 W

   F25D23/02 304B

   F25D23/02 304C

   F25D23/06 A

   F25D23/02 305Z

   F25D23/02 304E

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2020-521188(P2020-521188)

(86)(22)【出願日】2019年5月16日

(86)【国際出願番号】JP2019019434

(87)【国際公開番号】WO2019225454

(87)【国際公開日】20191128

【審査請求日】2020年9月1日

(31)【優先権主張番号】特願2018-100878(P2018-100878)

(32)【優先日】2018年5月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314005768

【氏名又は名称】ＰＨＣホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】特許業務法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】雪下 剛仁

(72)【発明者】

【氏名】岡田 正

【審査官】 森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２４２０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３６４９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１５９９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２４２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１７２５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４７６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／１５４７３５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｄ ２３／０２

Ｆ２５Ｄ ２３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向に開口した内部空間を有する筐体と、
前記内部空間の入口部を、前記第一方向と直交する第二方向に向かって並ぶ複数の開口部に区画する仕切体と、
前記開口部毎に設けられ、前記開口部を前記第一方向側から閉じる扉と、
前記仕切体の内部に配置された第一の真空断熱材と、
前記扉の内部に配置された第二の真空断熱材と、を備え、
前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材とが、前記第二方向側から視た場合に、オーバラップするように配置されており、
前記第一の真空断熱材は、前記仕切体の内部の後面に幅方向に延在するように設けられている、
冷却装置の断熱構造。

【請求項2】

前記扉が閉じられた状態において、前記扉と前記仕切体の間に配置されているパッキンをさらに備え、
前記パッキンは、前記第二方向側から視た場合に、前記第一の真空断熱材および前記第二の真空断熱材とオーバラップするように配置されている
請求項１記載の冷却装置の断熱構造。

【請求項3】

前記仕切体の内部に配置された樹脂断熱材をさらに備え、
前記仕切体の内部において、前記第一方向側に、前記第一の真空断熱材及び前記樹脂断熱材の一方が配置され、前記第一方向とは反対の第三方向側に、前記第一の真空断熱材及び前記樹脂断熱材の他方が配置されている
請求項１または２記載の冷却装置の断熱構造。

【請求項4】

前記扉は、閉じられた状態において、前記内部空間に入り込んだ状態とされ、
前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材とが、前記第二方向側から視た場合に、オーバラップするように配置されている
請求項１〜３の何れか一項記載の冷却装置の断熱構造。

【請求項5】

第一方向に開口した内部空間を有する筐体と、
前記内部空間の入口部を、前記第一方向と直交する第二方向に向かって並ぶ複数の開口部に区画する仕切体と、
前記開口部毎に設けられ、前記開口部を前記第一方向側から閉じる扉と、
前記仕切体の内部に配置された第一の真空断熱材と、
前記扉の内部に配置された第二の真空断熱材と、を備え、
前記第一の真空断熱材は、前記仕切体の内部に、前壁内周面を覆うように設けられ、
前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材とが、前記第一方向側から視た場合にオーバラップするように配置されている
冷却装置の断熱構造。

【請求項6】

前記開口部の周囲を覆うように前記筐体に設けられ、外周面に前記開口部側に凹んだ凹部が設けられた筐体ブレーカが、前記開口部毎に設けられ、
隣接する前記筐体ブレーカの前記凹部が組みあわされて前記仕切体が構成されている
請求項１〜５の何れか一項記載の冷却装置の断熱構造。

【請求項7】

請求項１〜請求項６の何れか一項記載の冷却装置の断熱構造が備えられている冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却装置の断熱構造と、それを使用した冷却装置と、に関するものである。

【背景技術】

【0002】

超低温フリーザに例示される冷却装置では、一般的に庫内が複数の部屋に区画されている。

【0003】

特許文献１には、庫内を区画するための中空の仕切壁の内部に断熱材を充填することが開示され、発泡樹脂断熱材と真空断熱材とを組み合わせて使用することが一例として挙げられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−３６４９７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

冷却装置においては、断熱性能は冷却性能を大きく作用するため、庫内を区画するための仕切壁においても断熱性能を一層向上させることが要望されている。

【0006】

本発明は、このような要望に応えるためになされたものであり、断熱性能を向上できるようにした冷却装置の断熱構造及び冷却装置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】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の冷却装置の断熱構造は、第一方向に開口した内部空間を有する筐体と、前記内部空間の入口部を、前記第一方向と直交する第二方向に向かって並ぶ複数の開口部に区画する仕切体と、前記開口部毎に設けられ、前記開口部を前記第一方向側から閉じる扉と、前記仕切体の内部に配置された第一の真空断熱材と、前記扉の内部に配置された第二の真空断熱材と、を備え、前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材とが、前記第二方向側から視た場合に、オーバラップするように配置されており、前記第一の真空断熱材は、前記仕切体の内部の後面に幅方向に延在するように設けられている。

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の冷却装置の断熱構造は、第一方向に開口した内部空間を有する筐体と、前記内部空間の入口部を、前記第一方向と直交する第二方向に向かって並ぶ複数の開口部に区画する仕切体と、前記開口部毎に設けられ、前記開口部を前記第一方向側から閉じる扉と、前記仕切体の内部に配置された第一の真空断熱材と、前記扉の内部に配置された第二の真空断熱材と、を備え、前記第一の真空断熱材は、前記仕切体の内部に、前壁内周面を覆うように設けられ、前記第一の真空断熱材と前記第二の真空断熱材とが、前記第一方向側から視た場合にオーバラップするように配置されている。

【0009】

上記目的を達成するために、本発明の冷却装置は、前記断熱構造が備えられている。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、冷却装置の断熱性能を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第一実施形態における超低温フリーザの全体構成を、外扉が開かれ且つ内扉が閉じられた状態で示す斜視図

【図2】本発明の第一実施形態における超低温フリーザの全体構成を、外扉と内扉とが共に開かれた状態で示す斜視図

【図3】本発明の第一実施形態における、図１の線Ａ−Ａに沿う超低温フリーザの鉛直断面を右側から視た要部断面図

【図4】本発明の第一実施形態における、図１の線Ｂ−Ｂに沿う超低温フリーザの鉛直断面を右側から見た模式的な全体断面図

【図5】本発明の第一実施形態の変形例における、図４（図１の線Ｂ−Ｂに沿う超低温フリーザの鉛直断面を右側から見た模式的な全体断面図）に対応する図

【図6】本発明の第二実施形態における、図４（図１の線Ｂ−Ｂに沿う超低温フリーザの鉛直断面を右側から見た模式的な全体断面図）に対応する図

【発明を実施するための形態】

【0012】

［１．第一実施形態］
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施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。

【0013】

以下の各実施形態では、冷却装置を超低温フリーザとした例を説明する。なお、冷却装置とは、冷凍装置や、冷蔵装置や、超低温フリーザや、これらの機能を併せ持つものを含む概念である。また、超低温フリーザとは、庫内を超低温（例えば−８０℃程度）まで冷却するものをいう。

【0014】

また、超低温フリーザにおいて、使用時にユーザが正対する側（後述の外扉及び内扉のある側）を前、その反対を後とする。また、前から後に向かって視た場合を基準に左右を定め、右方向及び左方向を総称して幅方向という。また、超低温フリーザを構成する部品についても、超低温フリーザに組み立てられた状態を基準に前後左右を定め、後述の外扉及び内扉については閉じられた状態を基準に前後を定める。

【0015】

また、各実施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。

【0016】

［１−１．超低温フリーザの全体構成］
超低温フリーザ１の全体構成を図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の第一実施形態における超低温フリーザの全体構成を、外扉が開かれ且つ内扉が閉じられた状態で示す斜視図である。図２は、本発明の第一実施形態における超低温フリーザの全体構成を、外扉と内扉とが共に開かれた状態で示す斜視図である。

【0017】

超低温フリーザ１は、図１及び図２に示すよう、筐体２と、内扉３と、外扉４と、機械室５と、を備える。

【0018】

筐体２は、前方（第一方向）に開口する内部空間２０を備える。内部空間２０は、保存対象が収容される空間である。

【0019】

内部空間２０は、仕切壁２１と、仕切壁２１の前端に設けられた後述の仕切体２６とにより、上下に並ぶ〔第二方向（下方又は上方）に向かって並ぶ〕２つの内部空間２２，２２に分割される。以下の説明では、筐体２の内部空間２２に臨む面を内周面という。なお、各内部空間２２は仕切壁２３によりさらに上下に２分割される。

【0020】

内扉３は、各内部空間２２に対して設けられており、上下二段に設けられている。各内扉３の前面右縁は、筐体２の前面右縁に、上下に並設された複数のヒンジ６により固定される。外扉４は、筐体２の前面右縁に、内扉３よりも外側（つまり右側）において、上下に設けられた複数のヒンジ７により固定される。

【0021】

このような構成により、内部空間２２の入口すなわち筐体２の開口部２２ａが、内扉３と外扉４とによって二重に開閉されるようになっている。具体的には、内扉３は、上下に延在する回転中心線ＣＬｉを中心に、左側を揺動端として水平に揺動自在であり、ユーザ操作によって、内部空間２２の入口、つまり開口部２２ａを開閉する。外扉４は、内扉３の回転中心線ＣＬｉの外側（つまり右側）において上下に延在する中心線ＣＬｏを中心に水平に揺動自在であり、開口部２２ａを、内扉３の外側（つまり前方）から開閉する。

【0022】

筐体２，内扉３及び外扉４の内部には、それぞれ断熱材が備えられており、内部空間２２が低温に保持されるようになっている。

【0023】

さらに、内扉３の外周（上面，右側面，下面及び左側面）には全周に亘ってパッキン１０（シール部材）が設けられている。同様に、外扉４の外周（上面，右側面，下面及び左側面）には全周に亘ってパッキン１５が設けられている。パッキン１０，１５を設けることで、内扉３及び外扉４を閉じたときの内扉３及び外扉４と筐体２の密着性が向上し、内部空間２２の密閉性が向上する。

【0024】

また、外扉４には、開閉時にユーザが把持するハンドル４０が設けられている。ハンドル４０は、本実施形態では、ロック機構を有する。ロック機構は、外扉４を閉じた状態でロックしたり、外扉４を開くことができるようにロック状態を解除したりするためのものである。外扉４がロック機構でロックされることで、超低温フリーザ１の気密性・断熱性を高くすることが出来る。

【0025】

機械室５は、本実施形態では、筐体２の下部に設けられ、冷凍サイクルの要部が格納される。

【0026】

［１−２．断熱構造］
本発明の第一実施形態に断熱構造について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、図１の線Ａ−Ａに沿う超低温フリーザ１の鉛直断面を右側から視た要部断面図である。図４は、図１の線Ｂ−Ｂに沿う超低温フリーザ１の鉛直断面を右側から見た模式的な全体断面図である。

【0027】

先ず図３を参照して説明すると、各内扉３の外周面は、全周に亘って樹脂製の扉ブレーカ３０により構成される。扉ブレーカ３０の後部３０ａ（以下「ブレーカ後部３０ａ」ともいう）は、図３に示す内扉３が閉じた状態において、概略、上下方向の位置が一定で前後方向に延在するように構成される。なお、扉ブレーカ３０の前部は、ユーザが内扉３を開閉する際に手で操作する把手３０ｂとされ、操作しやすいように湾曲形状とされている。把手３０ｂは、内扉３を閉める際に筐体ブレーカ２５と当接することで内扉３を止めるストッパとしても機能する。

【0028】

そして、扉ブレーカ３０の外周面には全周に亘ってパッキン１０が取り付けられている。扉ブレーカ３０の後部３０ａには、幅方向内側に陥没した取り付け用の凹部３０ｃが設けられている。この凹部３０ｃに、パッキン１０の取り付け用の凸部が外周側から挿入される。これにより、内扉３の外周面にパッキン１０が固定される。

【0029】

筐体２の内周面の入口部は、全周に亘って樹脂製の筐体ブレーカ２５により構成される。すなわち、筐体２には、上下に並ぶ各開口部２２ａ（図２参照）を取り囲むようにして筐体ブレーカ２５が備えられている。

【0030】

筐体ブレーカ２５の後部２５ａは、内扉３が閉じられた状態において、パッキン１０を圧縮する圧縮面として機能する。このブレーカ後部２５ａは、後方（第三方向）になるにしたがって幅方向内側（内部空間２２の上下左右の中心側）に位置する斜面として形成される。そこで、後部２５ａを、以下「ブレーカ斜面部２５ａ」という。内扉３は、閉じられた状態において、圧縮状態のパッキン１０により押圧されるようになるので、閉じられた状態が維持される。

【0031】

そして、上方の筐体ブレーカ２５は、この筐体ブレーカ２５が囲む開口部２２ａ側に凹んだ形状をしており、同様に、下方に筐体ブレーカ２５は、この筐体ブレーカ２５が囲む開口部２２ａ側に凹んだ形状をしている。これらの筐体ブレーカ２５は、上方の筐体ブレーカ２５の下側周面と、下方の筐体ブレーカ２５の上側周面とを突き合わせるように配置されている。この上下から突き合わされた筐体ブレーカ２５，２５の相互間に、幅方向に延在する中空構造の仕切体２６が形成される。そして、この仕切体２６の後面から仕切壁２１が水平に（又は略水平に）筐体２の内周後面に掛け渡される。

【0032】

仕切体２６の内部には、後部に、幅方向に延在する真空断熱材２６ａが配置され、前部に、幅方向に延在する樹脂断熱材２６ｂが配置されている。樹脂断熱材２６ｂは、例えばウレタン発泡樹脂であり、仕切体２６の内周面と真空断熱材２６ａとの隙間を埋めるように仕切体２６の内部に充填されている。

【0033】

次に、図４を参照して、内扉３に内蔵された真空断熱材３ａと、仕切体２６に内蔵された真空断熱材２６ａの配置について説明する。図４に示すように、上下に並ぶ各内扉３の内部には、内扉３が閉じられた状態において後部となる側に真空断熱材３ａが配置されている。また、仕切体２６の内部には上述したように後部に真空断熱材２６ａが配置されている。真空断熱材３ａ，２６ａをこのように配置することで、これらの真空断熱材３ａ，２６ａを前後にオーバラップさせている〔換言すると、第二方向側（下方向又は上方向）から視た場合にオーバラップするようにしている〕。

【0034】

なお、筐体２の天井壁及び底壁にもそれぞれ真空断熱材２ａが設けられている。

【0035】

［１−３．作用・効果］
図４を参照して本発明の第一実施形態の作用・効果を説明する。

【0036】

（１）内扉３に設けられた真空断熱材３ａと、仕切体２６に設けられた真空断熱材２６ａとが、内扉３を閉じた状態において、上方側から視た場合にオーバラップするように配置されている。したがって、真空断熱材３ａと真空断熱材２６ａとの隙間において形成される熱伝達経路が狭くなるので、超低温フリーザ１の断熱性能をさらに向上できる。これにより、内部空間２２の冷熱が、内扉３から内扉３と外扉４との間に伝わることを抑制でき、内扉３と外扉４との間における結露や霜の発生を抑制できる。

【0037】

（２）仕切体２６の内部に前面又は後面（本実施形態の場合は後面）に真空断熱材２６ａが配置されている。したがって、例えば仕切体２６の内部の上面又は下面に真空断熱材２６ａを配置する場合に較べて、上方及び下方の内扉３の真空断熱材３ａとの隙間を狭くすることが可能となる。したがって、断熱性能の高い真空断熱材２６ａにより、仕切体２６を介して外部から熱が伝わることを抑制することが可能となる。

【0038】

（３）真空断熱材は形状の自由度が比較的低いため、仕切体２６に内部形状にあわせて成型することが困難である。このため、仕切体２６の内周面と真空断熱材２６ａとの間に隙間が生じやすいが、樹脂断熱材２６ｂを仕切体２６の内部に流し込むようにして当該隙間を埋めることができる。したがって、この点でも、仕切体２６の断熱性能ひいては超低温フリーザ１の断熱性能を向上できる。また、内扉３が閉じられて開口部２２ａに押し込まれると、内扉３により仕切体２６が押圧されるが、仕切体２６の内部の隙間に樹脂断熱材が充填されることで仕切体２６が補強されるので、押圧による仕切体２６の変形を防止できる。

【0039】

（４）上下に並ぶ筐体ブレーカ２５の相互間で仕切体２６が形成されるので、仕切体２６用に別途部品を用意して組み立てることが不要となる。したがって、製造工程の簡略化及び製造コストの低減を図ることができる。

【0040】

（５）仕切体２６の内部において、前方よりも低温の内部空間２２の後方に、樹脂断熱材２６ｂに較べて温度による体積変化の少ない真空断熱材２６ａが設けられている。したがって、内部空間２２の低温によって断熱材が収縮して隙間が生じ仕切体２６の断熱性が低下してしまうことを抑制できる。

【0041】

［１−４．変形例］
本実施形態の変形例について、図５を参照して説明する。図５は、図４（図１の線Ｂ−Ｂに沿う超低温フリーザ１の鉛直断面を右側から見た模式的な全体断面図）に対応する図である。

【0042】

本変形例の超低温フリーザ１Ｂは、仕切体２６の内部の構成が前記実施形態と異なる。具体的には、仕切体２６の内部において、前壁から後壁に亘る水平姿勢の真空断熱材２６ａが、上壁側と下壁側とにそれぞれ設けられている。これらの真空断熱材２６ａ，２６ａの相互間には隙間が設けられており、仕切体２６の内部には、この隙間を埋めるように樹脂断熱材２６ｂが充填されている。

【0043】

真空断熱材２６ａをこのように配置することで、前記実施形態と同様に、これらの真空断熱材２６ａと、内扉３の内部に設けられた真空断熱材３ａとを、下方向又は上方向（第二方向）側から視た場合にオーバラップさせるようにしている。これにより前記実施形態と同様の効果が得られる。

【0044】

この他の構成は、前記実施形態と同様なので説明を省略する。

【0045】

［２．第二実施形態］
本発明の第二実施形態について、図６を参照して説明する。図６は、図４（図１の線Ｂ−Ｂに沿う超低温フリーザ１の鉛直断面を右側から見た模式的な全体断面図）に対応する図である。

【0046】

本実施形態の超低温フリーザ１Ａでは、筐体２と仕切体２６Ａとの前面において、開口部２２ａの周囲にパッキン１０Ａが設けられている。内扉３が閉じられた状態では、各パッキン１０Ａは内扉３により前方側から押圧されて圧縮状態となり、内扉３に密着する。

【0047】

各内扉３の内部には、後壁内周面を覆うように真空断熱材３ａが配置されている。また、仕切体２６Ａの内部には、前壁内周面を覆うように真空断熱材２６ａが配置され、真空断熱材２６ａの後方には、真空断熱材２６ａと仕切体２６Ａの内周面との隙間を埋めるように樹脂断熱材２６ｂが配置されている。上方の内扉３の真空断熱材３ａの下縁と、仕切体２６Ａの真空断熱材２６ａの上縁とが、前方側から視た場合においてオーバラップしている。同様に、下方の内扉３の真空断熱材３ａの上縁と、仕切体２６Ａの真空断熱材２６ａの下縁とが、前方側から視た場合においてオーバラップしている。

【0048】

この他の構成は第一実施形態と同様なので説明を省略する。

【0049】

本第二実施形態によれば、第一実施形態の超低温フリーザ１とはパッキン１０Ａの取り付け方の異なる超低温フリーザ１Ａにおいて、内扉３の真空断熱材３ａと仕切体２６Ａの真空断熱材２６ａとをオーバラップさせる。これにより、真空断熱材３ａと真空断熱材２６ａとの隙間に形成される熱伝達経路が狭くなるので、第一実施形態と同様に超低温フリーザ１の断熱性能を向上できる。特に、真空断熱材２６ａを仕切体２６Ａの前壁側に配置しているので、仕切体２６Ａの前方の内扉３の真空断熱材３ａとの距離が近くなり、高い断熱性能が得られる。

【0050】

［３．その他］
（１）上記実施形態では、仕切体２６Ａの内部に真空断熱材２６ａに加えて樹脂断熱材２６ｂを設けたが、真空断熱材２６ａだけを配置してもよく、第一実施形態又は第二実施形態の構成において樹脂断熱材２６ｂを省略してもよい。

【0051】

（２）上記実施形態では、本発明の断熱構造を内扉３に適用した例を説明したが、本発明の断熱構造は、外扉が複数ある冷却装置において、外扉の相互間に配置された仕切体にも適用可能である。

【0052】

２０１８年５月２５日出願の特願２０１８−１００８７８の日本出願に含まれる明細書、特許請求の範囲、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。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、冷却性能が向上した冷却装置を提供できる。よって、その産業上の利用可能性は多大である。

【符号の説明】

【0054】

１，１Ａ，１Ｂ 超低温フリーザ
２ 筐体
２ａ 真空断熱材
２０ 内部空間
２１ 仕切壁
２２ 内部空間
２２ａ 開口部
２３ 仕切壁
２５ 筐体ブレーカ
２５ａ 後部、ブレーカ斜面部
２６ 仕切体
２６ａ 真空断熱材
２６ｂ 樹脂断熱材
３ 内扉
３ａ 真空断熱材
３０ 扉ブレーカ
３０ａ 後部
３０ｂ 把手
３０ｃ 凹部
４ 外扉
４０ ハンドル
５ 機械室
６，７ ヒンジ
１０ 内扉３のパッキン
１５ 外扉４のパッキン
ＣＬｉ 内扉３の回転中心線
ＣＬｏ 外扉４の回転中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】