CN1955626A

CN1955626A - 冰箱

Info

Publication number: CN1955626A
Application number: CN 200610163555
Authority: CN
Inventors: 古贺功一; 冈田大信; 及川巧; 濑川升
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2007-05-02
Anticipated expiration: 2026-10-27
Also published as: JP2007120877A; CN100478634C

Abstract

本发明提供一种冰箱，该冰箱基本上不需要维护，且通过简单的结构将冰箱内保持在低氧状态，从而使得所容纳食品的新鲜度得以长时间保持。其特征在于，在冷冻或者冷藏储藏空间的密闭的空间内部，设有至少具有臭氧产生装置(15)和臭氧分解单元(16)的除臭装置(13)，同时，在该除臭装置内设有活性炭等碳系物质(23)。

Description

冰箱

技术领域

本发明涉及冰箱，尤其涉及一种具备除臭装置和用于长期保存食品的氧浓度降低单元的冰箱。

背景技术

近年来，对于冰箱而言，在对环境的考虑和对经济性的关心较高的背景下，人们倾向于对食品的保存性和节能化的重视。通常，食品即使在冰箱内保存，也往往由于过了保存期限等变得无用而扔弃。为了不造成食品材料的废弃这样的浪费且总是获得新鲜度高的食品材料，在保存食品时，人们希望获得能够将原材料所具有的味道和营养成分、新鲜度长时间保持的功能。

作为食品变质的要因，首先可列举出干燥、氧化。对于干燥而言，在温度变化较少而湿度较高的条件下的保存是有效的，通过将冰箱中的各个温度带专用设置的多个冷凝器的各自的蒸发温度设置成与室内空气相近似的温度，极力减少霜向冷凝器的附着，将储藏室内保持高湿来防止食品干燥的方式被广泛采用。

另外，对于蔬菜而言，通过在防止干燥的同时除去蔬菜和水果随着成熟而产生的老化激素即乙烯气体，可保持新鲜度，但是，因为由空气中的氧的呼吸和蒸发作用下的新鲜度的劣化不仅使得营养成分的含量降低，而且使得外观发生变色等而导致品质降低，因此，本发明着眼于提供调节冰箱内部的氧浓度的方法。

因为在空气中存在大约20％的氧，上述氧是使得鱼和肉的油脂成分开始氧化而导致食品变质的要因之一，所以，如果将食品在氧分压较小的气氛下保存，则可起到抑制微生物、酶的活性、以及抑制油脂等氧化的效果，能够提高新鲜度保存性。另外，对于蔬菜和水果而言，通常在低氧、高二氧化碳的气氛下有抑制呼吸从而保持新鲜度的效果。

对于一般家庭而言，采用下述方法，即利用在配有扣件的袋中真空包装、或容纳在密闭容器后减压等市售的简易器具来提高保存性。另一方面，对于商务用的保存库，有通过利用真空泵使容器内部减压而降低氧分压的方法，或者使用氧分离膜、电解膜的方法。另外，还有本发明的申请人的申请即专利文献1中所记载的通过对储藏室内进行减压而使减压大气中的氧浓度降低的方法。

专利文献1：特开2004-20113号公报

发明内容

然而，在上述专利文献1中所记载的结构中，因为需要真空泵等作为减压机构，所以设备变得复杂且设置空间变大，同时，即使采用其它的方法，也会有装置规模变大而成本提高，需要频繁的维护的麻烦。

本发明是考虑上述问题而完成的，目的在于提供一种冰箱，其基本上不需要维护，且通过简单的结构将冰箱内保持在低氧状态，从而能够将所容纳食品的新鲜度长时间保持。

为了解决上述问题，本发明的冰箱的特征在于，在冷冻或者冷藏储藏空间的密闭的空间内部，设置至少具有臭氧产生装置和臭氧分解单元的除臭装置，同时，该除臭装置内配设有活性炭等碳系物质。

根据本发明的结构，能够将所容纳的储藏物冷却，并且消耗储藏空间的氧而在低氧、高二氧化碳浓度的气氛下进行保存。通过抑制蔬菜等生鲜食品的呼吸作用、抑制油脂等的氧化、抑制酶活性以及抑制嗜氧性微生物的活动，可保持储藏物的新鲜度以进行长期保存。另外，通过设置活性炭等碳系物质，即使储藏室内与臭氧反应的有机物很少，由于臭氧和碳的反应而消耗氧，从而能够形成高二氧化碳的气氛。可简化相关结构而提高空间效率，价格便宜，且不需要维护，因此能够提高使用的方便性。

附图说明

图1为表示本发明的一个实施方式的冰箱的纵剖面图；

图2为表示图1的除臭装置的概略结构的纵剖面图；

图3为表示图2的除臭装置的第2实施例的纵剖面图；

图4为表示图2的除臭装置的第3实施例的纵剖面图；

图5为表示图2的除臭装置的第4实施例的纵剖面图；

图6为表示图2的除臭装置的第5实施例的纵剖面图。

符号说明

1冰箱主体 2冷藏室

12冷气通路 13除臭装置

15光催化剂模块 16、16’臭氧分解催化剂

17光催化剂过滤器 18放电电极

19对电极 20电源电路

21高压变压器 22风扇

23含有碳系物质的过滤器 24流路

25调节风门

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1为本发明的冰箱的纵剖面图，在具有隔热箱体的冰箱主体(1)内部的储藏空间的最上部设置有冷藏室(2)，在该冷藏室(2)的下方通过隔板而设有温度稍高于冷藏室且保持在高湿度的蔬菜室(3)。在蔬菜室(3)的下方，通过隔热隔壁而将温度切换室(4)和图中未示的制冰储冰室左右划分而并列设置，在最下部上单独设置分成上下2部分的冷冻室(5)。

各个储藏室的前面开口部上设有各自专用的活页而实现关闭，同时，通过设置在冷藏空间和冷冻空间的各自的背面上的冷藏用冷凝器(6)和冷冻用冷凝器(7)以及设置在各个冷凝器的附近的风扇(8)(9)以及管道，使得冷气循环，各个储藏室被冷却控制到设定的温度。

在冰箱主体(1)的最下部设置的冷冻空间的背面下部上，形成有机械室空间，并设置有向上述冷藏用以及冷冻用冷凝器(6)(7)供给制冷剂的压缩机(10)。

另外，在与上述冷藏室(2)下方设置的低温壳体(11)的底壁外面的蔬菜室(3)连通的冷气流路(12)内，设有除臭装置(13)。概略结构如图2所示，该除臭装置(13)具有光催化剂模块(15)和臭氧分解催化剂(16)，用于吸附在通路(12)内流通的冷气中所含有的臭分子和有机物质以进行除臭。

在光催化剂模块(15)中，由具有氧化铝或者氧化硅等多孔质陶瓷的基体的表面上，将2个固定有以氧化钛为代表的光催化剂粒子的光催化剂过滤器(17)邻接，在该光催化剂过滤器之间直立设置有通过蚀刻不锈钢等薄板而形成网格状的放电电极(18)，同时，在上述2个光催化剂过滤器(17)(17)的上风和下风侧上，分别设有与上述放电电极以同样方式形成的对电极(19)(19)。

(20)为电源电路，利用高压发生变压器(21)在上述放电电极(18)和各对电极(19)之间施加正的脉冲状直流高电压，通过这样的结构，放电电极(18)和对电极(19)作为紫外线发生用的放电单元而发挥作用，在双方的电极之间发生放电而产生波长为小于等于380nm的紫外线。另外，(22)为风扇，用于促进冷气通路(12)内的冷气流通而加强除臭作用，但是也可以不特别设置。

在上述除臭装置(13)中，对电源电路(20)通电而在放电电极(18)和对电极(19)之间施加电压，从而在电极之间发生放电，产生的紫外线照射到光催化剂过滤器(17)(17)上，从而使光催化剂活化，通过产生的活性氧的氢氧化自由基(游离基)的强氧化作用，对附着在光催化剂过滤器(17)(17)的表面上的臭气成分和有机化合物的结合进行分解，通过进行无臭化或者低臭气化来进行除臭。

另外，在使细菌细胞膜脆化而进行抗菌的同时，通过氧化分解作用，抑制光催化剂过滤器(17)(17)表面的微生物、特别是嗜氧性细菌的繁殖，可分解除去除臭装置(13)和储藏室壁表面的污物。

如果氧化分解臭气物质，则有机物质必有的碳被氧化而产生二氧化碳。通常我们知道，带叶的蔬菜通过呼吸空气而吸收氧，使新鲜度降低，但是，二氧化碳具有抑制上述带叶的蔬菜的呼吸的作用，由此新鲜度得以保持。特别地，因为光催化剂具有强氧化作用，所以通过氧化分解有助于产生大量的二氧化碳。

另外，在利用上述光催化剂的除臭装置(13)中，不仅具有利用臭气物质的氧化分解的除臭作用，而且具有对从果实等产生并使得食品成熟即老化的激素即乙烯进行分解的作用，通过该乙烯分解作用，也能够获得保持食品新鲜度的效果。

另外，该放电电极(18)和对电极(19)放电时，因为同时产生紫外线和臭氧，所以上述光催化剂模块(15)具有由紫外线而产生活性氧以分解有机物质的功能，同时也具有作为臭氧发生单元的功能，通过与产生含臭气成分的冷气的臭氧相混合而反应，由此可以对臭气成分进行氧化分解来除臭。

从该光催化剂模块(15)起的下风侧上，隔预定距离而设有由以二氧化锰为主体的蜂窝状的烧结体所形成的臭氧分解催化剂(16)，以分解没有与臭氧物质反应而直接流下的大于等于预定值的剩余臭氧。另外，作为臭氧发生单元，不仅可利用上述光催化剂模块(15)，也可利用组合沿面放电电极和高压变压器的方式或者电解方式。

如上所述，通过除臭装置(13)中的放电电极(18)和对电极(19)的电极间的放电等产生臭氧，储藏室内的空气中的氧暂时变成臭氧，与臭气物质(有机物)发生反应，这样，有时成为部分氧化的中间生成物，但也会进一步分离成二氧化碳和水，其结果是，可以消耗密闭储藏室内的氧而使其浓度减小。

然而，在目前的冰箱中，用于与臭氧发生反应的挥发性物质、例如乙烯、乙醇、乙醛等的量较少，在大多数情况下，不能获得使氧浓度减小的水平的效果。

因此，通过在臭氧发生器即光催化剂模块(15)和臭氧分解单元(16)之间设置含有碳系物质的过滤器(23)，产生的臭氧和碳发生反应而变成二氧化碳，由此可以在基本无需维护的条件下，简单地将储藏室形成低氧、高二氧化碳的气氛。

活性炭等碳系物质的形态有粒状或粉碎物等，当考虑小形化和压力损失时，优选以陶瓷制的蜂窝状物或金属蜂窝状物为芯材并将活性炭等固定在上述芯材上。

在以粒状或粉碎物等形态而使用时，可以通过在除臭装置(15)内设置保持架来保持，另外，通过使用活性炭等吸附性良好的碳系物质，能够进一步提高冰箱内的除臭性能。另外，作为剩余臭氧的分解单元而使用臭氧分解催化剂(16)时，通过设置活性炭，与到达臭氧分解催化剂的剩余的臭氧发生反应，使其减少，则能够防止与臭氧分解催化剂(16)的大于等于所需的臭氧接触，能够进一步延长寿命。

另外，如果将上述活性炭等碳系物质承载在光催化剂模块(15)上等而一体化，则通过臭氧和活性炭的氧化作用，能够简单地设置低氧、高二氧化碳的气氛。另外，光催化剂的吸附能力较低，但是由于在光催化剂上承载有吸附能力高的活性炭，由此，承载在活性炭上的臭气物质由于例如被输送给氧化钛而被分解，所以光催化剂模块的除臭性能得以提高。

与上述情况相反，也可以使活性炭等碳系物质中含有光催化剂。即活性炭对各种臭气物质具有较高的吸附能力，目前还作为除臭剂中的吸附剂而被广泛使用。因此，如果在具有臭氧产生装置和臭氧分解单元的除臭装置中进一步设置活性炭，则能够进一步提高除臭性能。上述活性炭对于所吸附的臭气物质没有分解能力，如果其表面被臭气物质覆盖，则臭气分子的吸附力消失，也就失去了除臭能力。

因此，通过在活性炭中混合氧化钛并对氧化钛表面照射紫外线，臭气物质被输送给氧化钛而分解，因此能够持续吸附剂的能力。此时的光源为从上述空间放电机构放射的无指向性的紫外线光，或者利用紫外线灯等也是可以的。通过活性炭的光催化剂的氧化反应，可产生有利于保持蔬菜和水果的新鲜度的二氧化碳，有助于提高储藏空间内的二氧化碳的浓度。

另外，替换上述光催化剂，在含有活性炭等碳系物质的过滤器(23)中添加贵金属也是可以的。如上所述，活性炭不具有臭气物质的分解能力，如果其表面被臭气物质覆盖，则吸附力消失，也失去了除臭能力。同时，因为吸附臭氧的能力也降低，所以其结果，由碳和臭氧的结合所进行的氧化反应所产生的二氧化碳的生成量减少。

因此，通过将在空气中很少被氧化且具有催化剂作用的贵金属、例如Mn、Fe、Co、Ni、Ag、Pt、Pd、Rh等添加在含有活性炭等碳系物质的过滤器中，使臭气物质被输送给上述贵金属而分解，从而能够持续吸附剂的能力。另外，上述贵金属也可作为碳和臭氧的氧化反应催化剂而发挥作用。

另外，与上述实施例相关，在含有活性炭等碳系物质的过滤器中添加具有催化剂作用的陶瓷也是可以的。通过在具有催化剂作用的陶瓷中添加TiO₂、ZrO₂、SiO₂等氧化物或者它们的复合氧化物，臭气物质被输送给陶瓷而分解，从而能够持续吸附剂的能力，且与上述同样，能够作为碳和臭氧的氧化反应催化剂而发挥作用。

另外，上述活性炭等碳系物质通过臭氧或者光催化剂等而被氧化，在活性炭被全部消耗时，为了进一步产生二氧化碳，有必要补充活性炭等碳系物质。如果将上述活性炭等设置成从除臭装置中可拆卸的形式，将市售的活性炭除臭剂等设置成盒式型(cartidge type)而可替换，而且使活性炭等以粒状或者粉碎形状来使用，可以容易地进行向专用保持架中补充所消耗的部分等。

下面，对臭氧分解单元或者可对流向含有碳系物质的过滤器的冷气流进行切换的本发明的其它实施例进行说明。

在图2所示的过滤器配置的情况下，在臭氧产生装置(15)中产生的臭氧常常与含有活性炭等碳系物质的过滤器(23)相接触，由于持续进行碳和臭氧的氧化反应而促进碳系物质的消耗，所以有必要更换含有碳系物质的过滤器(23)，不可能不需要维护。

另外，通常在低氧、高二氧化碳的气氛下，蔬菜的呼吸被抑制，但当二氧化碳的气氛过浓时，相反地有时蔬菜会发生变质。因此，不优选过滤器(23)中的碳系物质被氧化到大于等于所需的程度，从而产生大于等于所需程度的二氧化碳。

另外，对于臭氧分解催化剂(16)，由于会使催化剂功能劣化，也不优选在大于等于所需的程度上与臭氧接触。

因此，如与图2相同的部件采用相同的符号的图3所示，在第2实施例中，将含有碳系物质的过滤器(23)和臭氧分解催化剂(16)以串联方式设置在风路(12)内时，设有通过碳系物质侧的过滤器(23)的流路和阻断该过滤器(23)侧不通过而直接导向臭氧分解催化剂(16)侧的流路(24)，并可利用流路切换单元即调节风门(25)等进行切换。

另外，同样地，作为第3实施例，如图4所示，也可将含有碳系物质的过滤器(23)和臭氧分解催化剂(16)并列设置在风路(12)内，利用上述同样的调节风门(25)，对流向含有碳系物质的过滤器(23)和臭氧分解催化剂(16)的冷气流进行切换。另外，此时也可以在碳系物质侧的过滤器(23)的下游进一步设置臭氧分解单元(16’)。

如上述图3和图4所示，在风路(12)内，通过设置臭氧产生装置(15)、臭氧分解催化剂(16)以及含有碳系物质的过滤器(23)，除了利用产生的臭氧和臭氧分解催化剂(16)的除臭性能之外，通过碳系物质的吸附性能而将除臭性能显著提高，同时能够用调节风门(25)调节通过含有碳系物质的过滤器(23)的臭氧量。由此，可防止碳系物质因臭氧氧化而造成的消耗，对臭氧分解催化剂(16)的臭氧的寿命得以延长。

调节风门(25)向上述结构的臭氧分解单元(16)和含有碳系物质的过滤器(23)的切换是通过检测储藏室内的各种气体浓度和温度、湿度的传感器等的检测值来进行的，从而控制冷气向臭氧分解单元(16)和含有碳系物质的过滤器(23)的通过量。例如，检测储藏室内的二氧化碳的量，通过检测值利用调节风门(25)切换流向碳系物质侧的过滤器(23)的风量，或者通过改变风扇(22)的转速来控制以调节流向分解催化剂(16)的臭氧量。

根据如上所述，能够控制利用臭氧的碳的氧化反应，能够防止含有碳系物质的过滤器(23)中的大于等于所需的碳的消耗，同时能够控制二氧化碳量而将储藏室内调节到适合蔬菜的浓度。另外，通过检测湿度和温度，能够有效控制在很大程度上依赖于这些值的臭氧分解催化剂(16)的吸附、分解反应，因此可实现有效的除臭作用，且能够延长催化剂的寿命。

图5表示第4实施例，符号标注同上。对于臭氧产生装置(15)，在下游侧的风路(12)中的下面并列设置臭氧分解催化剂(16)和含有碳系物质的过滤器(23)，利用流路切换单元即调节风门(25)，可对臭氧分解催化剂(16)侧和通过碳系物质侧的过滤器(23)侧的流路进行切换。

臭氧的分子量为48，比空气的平均分子量27要大，因此，臭氧具有在空气中由于比重差而向下沉的性质，如图所示，在风路(12)的下面设置臭氧分解催化剂(16)和含有碳系物质的过滤器(23)，这样即使不专门设置风扇(22)，臭氧也能够自然向下流动而分别与催化剂(16)和过滤器(23)相接触，因此可以实现风路(12)的小型化，且能够降低成本。

作为第5实施例，与上述同样，如图6所示，对于臭氧产生装置(15)，在风路(12)的下游侧并列设置的臭氧分解催化剂(16)和含有碳系物质的过滤器(23)中，分别设有风扇(22a)(22b)，利用流路切换单元即调节风门(25)，以可切换的方式对臭氧分解催化剂(16)侧和通过碳系物质侧的过滤器(23)侧的冷气流路进行控制。

根据如上所述，臭氧分解催化剂(16)用的风扇(22a)例如在冰箱(2)内的臭气物质的浓度上升时，设于室内的图中未示的气体传感器检测出上述浓度而输出，利用调节风门(25)打开流路，同时增大上述风扇(22a)的转速，使室内的臭气物质强制地通过并吸附到分解催化剂(16)上，从而促进与臭氧的反应，可缩短室内的除臭速度。

另外，对于含有活性炭等碳系物质的过滤器(23)用的风扇(22b)，在例如室内的二氧化碳浓度超过蔬菜保鲜所必要的规定浓度的情况下，不优选在此后也使活性炭和臭氧接触以氧化分解，这是由于会使含有活性炭等碳系物质的过滤器(23)的使用寿命缩短。

对于各自具有合适的二氧化碳浓度的蔬菜而言，二氧化碳的浓度升高至大于等于所需浓度，从蔬菜自身的保鲜的观点来讲也不是良好的。为此，通过利用气体传感器等检测室内的二氧化碳浓度来控制上述风扇(22b)的转速，同时利用调节风门(25)切换冷气流路，由此可调节活性炭和臭氧的接触率，能够进行更恰当的除臭作用，且能够延长催化剂的寿命。

对于传感器，除了上述气体传感器之外，还可采用温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。另外，也可以不是传感器输出，而是通过计时器的时间控制来进行控制，上述风扇也可以设置在上风侧。

作为另外的其它实施方式，控制臭氧产生装置(15)的运转率也是可以的。与上述实施例相同，对于臭氧分解催化剂和活性炭等碳系物质，因为必须同时控制与臭氧的接触率，所以臭氧分解催化剂(16)或者含有碳系物质的过滤器(23)中的任意之一中通过臭氧时，以可以输送各自反应中必要的臭氧量的方式来控制臭氧产生装置(15)的运转率，在对双方同时送风时，为了对各自的过滤器(16)(23)输送所必要的总的臭氧量，需提高运转率。

因此，臭氧分解催化剂(16)和含有碳系物质的过滤器(23)的寿命能够得以延长，随着各自的氧化、分解反应而控制，另外，控制流路切换单元(25)的同时，使得臭氧产生装置(15)的运转率发生改变，由此能够获得高效且恰当的除臭性能。

另外，在上述实施例中，尽管对于将除臭装置(13)设置在冷藏室(2)和蔬菜室(3)的分隔部分的冷气通路上的结构进行了说明，但是，本发明不限于此，即使配置在冷冻室或者其它储藏空间中，也能够获得同样的效果。

本发明能够用于具备除臭装置和氧浓度降低单元并谋求食品的长期保存的冰箱中。

Claims

1、一种冰箱，其特征在于，在冷冻或者冷藏储藏空间的密闭的空间内部，设有至少具有臭氧产生装置和臭氧分解单元的除臭装置，同时，在该除臭装置内配设有活性炭等碳系物质。

2、根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于，使用具有空间放电机构和光催化剂模块以及臭氧分解催化剂的除臭单元作为除臭装置。

3、根据权利要求2所述的冰箱，其特征在于，在所述光催化剂模块上承载有活性炭等碳系物质。

4、根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于，在活性炭等碳系物质中含有光催化剂，或者在活性炭等碳系物质中添加有贵金属或具有催化剂作用的陶瓷。

5、根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于，活性炭等碳系物质可从除臭装置上自由装卸。

6、根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于，在除臭装置的下风侧上，设有臭氧分解单元和含有碳系物质的过滤器，可对通向所述臭氧分解单元或含有碳系物质的过滤器的风路进行切换。

7、根据权利要求6所述的冰箱，其特征在于，检测出储藏室内的温度和湿度、各种气体的浓度，以便通过该检测值来控制向臭氧分解单元或含有碳系物质的过滤器的通风量。

8、根据权利要求6所述的冰箱，其特征在于，对于臭氧产生装置，在下游侧的风路中的下面并列设置有臭氧分解催化剂和含有碳系物质的过滤器，利用作为流路切换单元的调节风门以可切换的方式对臭氧分解催化剂侧和通过碳系物质侧的过滤器侧的流路进行控制。

9、根据权利要求6所述的冰箱，其特征在于，控制臭氧产生装置的运转率以调节臭氧分解催化剂与臭氧或者碳系物质与臭氧的接触率。