JP2003261307A - Oxygen pump - Google Patents

Oxygen pump

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JP2003261307A
JP2003261307A JP2002062959A JP2002062959A JP2003261307A JP 2003261307 A JP2003261307 A JP 2003261307A JP 2002062959 A JP2002062959 A JP 2002062959A JP 2002062959 A JP2002062959 A JP 2002062959A JP 2003261307 A JP2003261307 A JP 2003261307A
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JP
Japan
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oxygen pump
insulating material
heat insulating
oxygen
ventilation function
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002062959A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoko Ubukawa
直子 生川
Yu Fukuda
祐 福田
Takeshi Nagai
彪 長井
Daisuke Betsusou
大介 別荘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently operate an oxygen pump without the dew condensation of steam even when gaseous oxygen is discharged from a high temperature high humidity atmosphere. <P>SOLUTION: The oxygen pump is composed of an oxygen pump element 21 on both surfaces of which electrodes are formed and a water-repellently treated heat insulating material 33 arranged to surround a heating means 29 and having air permeable function 34. The oxygen pump has high durability and is capable of effectively discharging gaseous oxygen and being used sanitarily without the dew condensation of steam contained in air flowing into the oxygen pump element by applying water repellent treatment on the heat insulating material. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は酸素ポンプに関する
ものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an oxygen pump.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の酸素ポンプとしては、例
えば、特開平11−23525号公報に記載されている
ようなものがあった。図5は、前記公報に記載された従
来の酸素ポンプを示すものである。
2. Description of the Related Art Heretofore, as an oxygen pump of this kind, there has been one described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-23525. FIG. 5 shows the conventional oxygen pump described in the above publication.

【0003】図5において、1は筐体、2はアルミナな
どの多孔質基板3に形成された第一電極3と酸素イオン
導電性の薄膜4と第二電極4とから構成される酸素ポン
プ素子、7はアルミナ基板などの絶縁性基板8上に導電
性ペーストをスクリーン印刷でパターン形成してなるヒ
ータ線9から構成される加熱手段であり、加熱手段7
は、筐体1に内包されておらず大気に解放された状態で
配置されている。
In FIG. 5, 1 is a housing, 2 is an oxygen pump element composed of a first electrode 3 formed on a porous substrate 3 such as alumina, an oxygen ion conductive thin film 4 and a second electrode 4. , 7 are heating means composed of a heater wire 9 formed by patterning a conductive paste by screen printing on an insulating substrate 8 such as an alumina substrate.
Are not contained in the housing 1 and are arranged in a state of being opened to the atmosphere.

【0004】この構成において、加熱手段7に電圧を印
加して発熱させ、酸素ポンプ素子が酸素ポンプとして作
動する温度に加熱し、第一電極3に負電圧、第二電極に
正電圧を印加すると、図中矢印で示すように第一電極3
に解離吸着された空気中の酸素は酸素ポンプ素子2によ
って酸素イオンとして第二電極4に運ばれて酸素分子と
なって大気中に放出される。これによって、筐体1に取
付られた容器内の酸素濃度を減少させることができる。
In this structure, when a voltage is applied to the heating means 7 to generate heat, the oxygen pump element is heated to a temperature at which it operates as an oxygen pump, and a negative voltage is applied to the first electrode 3 and a positive voltage is applied to the second electrode. , The first electrode 3 as indicated by the arrow in the figure
The oxygen in the air that has been dissociated and adsorbed by is carried by the oxygen pump element 2 to the second electrode 4 as oxygen ions, and becomes oxygen molecules and released into the atmosphere. Thereby, the oxygen concentration in the container attached to the housing 1 can be reduced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
11−23525号公報の構成では、たとえば、筐体1
に取付られた容器内の雰囲気が高温多湿であるような場
合、水蒸気が酸素ポンプ素子の空気流入側表面で結露
し、効率的に酸素を排出できないという問題を有してい
る。
However, in the configuration of Japanese Patent Laid-Open No. 11-23525, for example, the housing 1
When the atmosphere in the container attached to is hot and humid, water vapor condenses on the surface of the oxygen pump element on the air inflow side, and oxygen cannot be efficiently discharged.

【0006】また、このように水蒸気が結露することに
よって、汚れがつきやすく、さらにその汚れをえさに細
菌やカビが繁殖し、外観的、また衛生的に問題があっ
た。
In addition, such dew condensation of water vapor easily causes stains, and bacteria and molds propagate on the stains, resulting in problems in appearance and hygiene.

【0007】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、酸素ポンプ素子と酸素ポンプ素子を加熱する加熱手
段を囲むように配置された通気機能を有する断熱材の少
なくとも一部を撥水処理することにより、水蒸気の結露
を防止し、効率的で、かつ衛生的に使用できる酸素ポン
プを提供することを目的とする。
The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and at least a part of a heat insulating material having a ventilation function arranged so as to surround an oxygen pump element and a heating means for heating the oxygen pump element is treated to be water repellent. By doing so, it is an object to provide an oxygen pump which can prevent dew condensation of water vapor and can be used efficiently and sanitarily.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の酸素ポンプは、酸素イオン導電性基
板の一方の表面に形成された第1電極と他の表面に形成
された第2電極を有する酸素ポンプ素子と、前記酸素ポ
ンプ素子を加熱する少なくとも一つの加熱手段と、前記
加熱手段を囲むように配置された通気機能を有する断熱
材とで構成したもので、前記断熱材の少なくとも一部を
撥水処理することによって、酸素ポンプ素子へ流入する
空気に含まれる水蒸気が断熱材の表面で結露することな
く、効率的に酸素を排出することができる。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the oxygen pump of the present invention comprises a first electrode formed on one surface of an oxygen ion conductive substrate and another surface formed on the other surface. An oxygen pump element having a second electrode, at least one heating means for heating the oxygen pump element, and a heat insulating material having a ventilation function arranged so as to surround the heating means. By subjecting at least a part of the water-repellent treatment to water-repellent treatment, water vapor contained in the air flowing into the oxygen pump element can efficiently discharge oxygen without dew condensation on the surface of the heat insulating material.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、酸素イ
オン導電性基板の両面に電極を形成した酸素ポンプ素子
と酸素ポンプ素子を加熱する加熱手段を囲むように配置
した、通気機能を有する断熱材の少なくとも一部を撥水
処理したものであり、空気に含まれる水蒸気は断熱材表
面で結露することがないので断熱材の通気機能を損なう
ことなく空気に含まれる酸素分子を効率的に酸素ポンプ
素子へ送ることができる。同時に、水蒸気が結露して断
熱材が劣化することを防ぐことができるので、加熱手段
による酸素ポンプ素子への熱効率を損なわず、長期に使
用することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention according to claim 1 has a ventilation function which is arranged so as to surround an oxygen pump element having electrodes formed on both surfaces of an oxygen ion conductive substrate and a heating means for heating the oxygen pump element. Since at least a part of the heat insulating material has a water repellent treatment, the water vapor contained in the air does not condense on the surface of the heat insulating material, so the oxygen molecules contained in the air can be efficiently removed without impairing the ventilation function of the heat insulating material. Can be sent to the oxygen pump element. At the same time, it is possible to prevent the heat insulating material from deteriorating due to the dew condensation of the water vapor, so that the heat efficiency of the heating means for the oxygen pump element is not impaired and it can be used for a long time.

【0010】請求項2に記載の発明は、通気機能を有す
る断熱材の撥水処理が、断熱材の空気流入側の表面に、
より高密度に処理されることにより、断熱材表面が保護
されるので、より効率的に水蒸気の結露による断熱材の
劣化を防ぐことが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the water repellent treatment of the heat insulating material having a ventilation function is performed on the surface on the air inflow side of the heat insulating material.
Since the surface of the heat insulating material is protected by the higher density treatment, it is possible to more efficiently prevent the heat insulating material from deteriorating due to dew condensation of water vapor.

【0011】請求項3に記載の発明は、通気機能を有す
る断熱材を撥水処理するための撥水処理剤が、有機珪素
化合物から選ばれる、少なくとも一種とすることによ
り、優れた撥水効果を発揮することができる。
According to the third aspect of the invention, the water repellent treatment agent for water repellent treatment of the heat insulating material having the ventilation function is at least one selected from organic silicon compounds, so that an excellent water repellent effect is obtained. Can be demonstrated.

【0012】請求項4に記載の発明は、通気機能を有す
る断熱材を撥水処理するための撥水処理剤が、断熱材と
反応性を有するシラン系界面活性剤より選ばれる少なく
とも一種であり、断熱材の表面に化学結合させることに
よって、断熱材と撥水処理剤とを一体化できるので、撥
水性能の耐久性をより高くすることができる。
According to a fourth aspect of the invention, the water repellent treatment agent for water repellent treatment of the heat insulating material having a ventilation function is at least one selected from silane-based surfactants having reactivity with the heat insulating material. By chemically bonding to the surface of the heat insulating material, the heat insulating material and the water repellent agent can be integrated, so that the durability of the water repellent performance can be further enhanced.

【0013】請求項5に記載の発明は、通気機能を有す
る断熱材は、微細空隙を有する無機酸化物粒子とするこ
とにより、撥水処理剤を物理的・化学的に担持させやす
くすることが出来るので高い撥水性を実現できると同時
に、微少空隙が空気の対流を抑制し断熱材料の熱伝導を
小さくすることによる優れた断熱性能が可能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, the heat insulating material having a ventilation function is made of inorganic oxide particles having fine voids, thereby facilitating physical and chemical support of the water repellent treatment agent. As a result, high water repellency can be realized, and at the same time, excellent heat insulation performance can be achieved by the minute voids suppressing the convection of air and reducing the heat conduction of the heat insulating material.

【0014】請求項6に記載の発明は、通気機能を有す
る断熱材の、主成分をシリカ(SiO2)粒子とするこ
とにより、請求項5と同様の効果を得られるが、さらに
優れた耐久性を確保することができるとともに、微少空
隙の構造の破壊を防止することができ、初期の優れた断
熱性能を長期にわたり実現することができる。
According to the invention described in claim 6, the same effect as in claim 5 can be obtained by using silica (SiO 2) particles as a main component of the heat insulating material having a ventilation function, but further excellent durability. In addition to being able to secure the above, it is possible to prevent the structure of the minute voids from being destroyed, and it is possible to realize the initial excellent heat insulating performance for a long period of time.

【0015】請求項7に記載の発明は、加熱手段が配置
された側の通気機能を有する断熱材と前記加熱手段の間
に少なくとも一つの孔を有する熱線反射手段を設けて構
成することにより、加熱手段からの放射熱を酸素ポンプ
素子方向へ反射することができるので、酸素ポンプへの
熱効率を向上させることができると同時に、撥水処理を
した断熱材へ熱が伝達されにくくなるので、断熱材の撥
水処理の熱劣化を防止し、耐久性をさらに向上させるこ
とが可能となる。
According to a seventh aspect of the present invention, the heat ray reflecting means having at least one hole is provided between the heat insulating material having a ventilation function on the side where the heating means is arranged and the heating means. Since the radiant heat from the heating means can be reflected toward the oxygen pump element, the heat efficiency to the oxygen pump can be improved, and at the same time, it becomes difficult to transfer the heat to the water-repellent heat insulating material. It is possible to prevent thermal deterioration of the water-repellent treatment of the material and further improve durability.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図1〜4を
参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0017】(実施例1)図1は、本発明の第1の実施
例における酸素ポンプの断面図である。図1において、
21は酸素ポンプ素子であり、酸素ポンプ素子21は酸
素イオン導電性基板22の一方の表面に第1電極23を
形成し、他の表面に第2電極24を形成した構成として
おり、酸素ポンプ素子21に直流電圧を印加する酸素ポ
ンプ駆動電源回路25にリード線26、27を介して接
続されている。酸素イオン導電性基板22としては、イ
ットリウムをドープしたジルコニア(YSZ)やサマリ
ウムをドープしたセリア(SDC)が用いられる。ま
た、第1電極23や第2電極24としては、白金(P
t)、銀(Ag)、サマリウム−ストロンチウム−コバ
ルトから成る複合金属酸化物(SSCO)などの焼成
膜、蒸着膜が用いられる。第1電極23カソード電極と
して作用するとき、第2電極24はアノード電極として
作用する。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of an oxygen pump according to a first embodiment of the present invention. In FIG.
Reference numeral 21 denotes an oxygen pump element. The oxygen pump element 21 has a structure in which a first electrode 23 is formed on one surface of an oxygen ion conductive substrate 22 and a second electrode 24 is formed on the other surface. It is connected to an oxygen pump drive power supply circuit 25 for applying a DC voltage to 21 via lead wires 26 and 27. As the oxygen ion conductive substrate 22, yttrium-doped zirconia (YSZ) or samarium-doped ceria (SDC) is used. Further, as the first electrode 23 and the second electrode 24, platinum (P
t), silver (Ag), samarium-strontium-cobalt composite metal oxide (SSCO), or the like, a baked film or a vapor-deposited film is used. When the first electrode 23 acts as a cathode electrode, the second electrode 24 acts as an anode electrode.

【0018】28は、第1電極23側の空間と第2電極
24側の空間を区画する区画手段であり、第1電極23
に対向する開口部を有しており、酸素ポンプ素子21と
ガラスなどの接着材料によって接着されている。本実施
例では、区画手段28を第1電極23側に配置している
が、第2電極24側に配置してもよい。区画手段28と
しては、ニッケル、鉄−クロム合金、チタン、金、白金
などの金属板もしくは箔、アルミナ、ムライトなどのセ
ラミック板が用いられるが、酸素ポンプ素子21との熱
膨脹差が少なく、熱歪みが小さいことが要求されること
から、望ましくは、ニッケル、鉄−クロム合金の金属箔
がよい。
Reference numeral 28 is a partition means for partitioning the space on the side of the first electrode 23 and the space on the side of the second electrode 24.
Has an opening portion facing to, and is bonded to the oxygen pump element 21 with an adhesive material such as glass. In the present embodiment, the partition means 28 is arranged on the first electrode 23 side, but it may be arranged on the second electrode 24 side. As the partitioning means 28, a metal plate or foil of nickel, iron-chromium alloy, titanium, gold, platinum or the like, or a ceramic plate of alumina, mullite or the like is used, but the difference in thermal expansion from the oxygen pump element 21 is small and thermal strain is small. Since it is required to be small, a metal foil of nickel or iron-chromium alloy is preferable.

【0019】29は、酸素ポンプ素子21の下部に設け
られた加熱手段であり、加熱手段29に電力を印加する
加熱用電源30にリード線31、32を介して接続され
ている。加熱手段29としては、鉄−クロム合金、ニッ
ケル−クロム合金などの電熱線や箔が用いられる。
A heating means 29 is provided below the oxygen pump element 21, and is connected to a heating power source 30 for applying electric power to the heating means 29 via lead wires 31 and 32. As the heating means 29, a heating wire or foil of iron-chromium alloy, nickel-chromium alloy or the like is used.

【0020】33、34は、通気機能を有する断熱材で
あり、多数の連通孔を有する多孔体で構成される。空気
流入側の断熱材33は撥水処理されている。そして酸素
ポンプ素子21、区画手段28、加熱手段29の周囲を
覆うように位置されており、大気からの空気と大気への
酸素の流出が可能となるように開口部を設けた筐体35
に収納されている。この通気機能を有する断熱材33、
34としては、主成分が無機酸化物のシリカ粒子の集合
体が用いられる。
Reference numerals 33 and 34 denote heat insulating materials having a ventilation function, and are composed of porous bodies having a large number of communicating holes. The heat insulating material 33 on the air inflow side is treated to be water repellent. The casing 35 is located so as to cover the oxygen pump element 21, the partitioning means 28, and the heating means 29, and has an opening so that air from the atmosphere and oxygen can flow out into the atmosphere.
It is stored in. Insulation material 33 having this ventilation function,
As 34, an aggregate of silica particles whose main component is an inorganic oxide is used.

【0021】図2は、前述したシリカ粒子の集合体から
なる通気機能を有する断熱材33、34の模式図であ
り、シリカ粒子36による微細空隙37を有する構造と
なっている。この構造を有する断熱材としては日本エア
ロジル社製のマイクロサーム(商品名)があげられる。
空気流入側の断熱材33はシリカ微粒子表面に撥水剤3
8が担持される。断熱材を撥水処理する撥水剤として、
シラン系化合物としては、メチルハイドロジエンポリシ
ロキサン、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポ
リシロキサン、ジフェニルポリシロキサンなどの片側の
末端部をアミノ変性したもの、エポキシ変性したもの、
カルボキシ変性したもの、カルビノール変性したものメ
タクリル変性したものなどが挙げられるがこれに限定す
るものではない。さらに、断熱材表面に化学結合させる
シラン系界面活性剤として一般式:CH3(CH2)n
SiRqX3−q〔n=0〜30、q=0〜2の各整数
を示し、Rはアルキル基を表し、Xはハロゲン原子また
はアルコキシ基を表す〕 または、CH3(CH2)nA(CH2)qSi(CH
3)qX3−q 〔n=0〜10、p=5〜25、q=0〜2の各整数を
示し、Aは酸素原子(−O−)、オキシカボニル基、ま
たはジメチルシリル基(−Si(CH3)2−)を表
し、Xはハロゲン原子またはアルコキシ基を表す〕で表
されるシラン系界面活性剤、例えばクロロシリル基を含
む (1)CH3CH2O(CH2)15SiCl3 (2)CH3(CH2)2Si(CH3)2(CH2)
15SiCl3 (3)H(CH2)6Si(CH3)2(CH2)9S
iCl3 (4)CH3COO(CH2)15SiCl3 (5)CH3(CH2)9SiCl3 などが挙げられるが、これらに限定するものではない。
また、クロロシリル基をアルコキシシリル基に置換した
物質を用いることも出来る。
FIG. 2 is a schematic view of the heat insulating materials 33 and 34 having the ventilation function, which are composed of the above-mentioned aggregate of silica particles, and have a structure having fine voids 37 by the silica particles 36. An example of the heat insulating material having this structure is Microtherm (trade name) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.
The heat-insulating material 33 on the air inflow side has a water repellent 3 on the surface of the silica fine particles.
8 is carried. As a water repellent for water repellent insulation,
As the silane-based compound, a methylhydrogenpolysiloxane, a dimethylpolysiloxane, a methylphenylpolysiloxane, a diphenylpolysiloxane, etc., whose one end is amino-modified, or an epoxy-modified one,
Examples thereof include those modified with carboxy, those modified with carbinol and those modified with methacryl, but are not limited thereto. Further, as a silane-based surfactant chemically bonded to the surface of the heat insulating material, a general formula: CH3 (CH2) n
SiRqX3-q [representing each integer of n = 0 to 30, q = 0 to 2, R represents an alkyl group, and X represents a halogen atom or an alkoxy group] or CH3 (CH2) nA (CH2) qSi ( CH
3) qX3-q [n = 0 to 10, p = 5 to 25, and q = 0 to 2 represent each integer, and A represents an oxygen atom (-O-), an oxycarbonyl group, or a dimethylsilyl group (-Si ( CH3) 2-) and X represents a halogen atom or an alkoxy group], for example, a silane-based surfactant containing (1) CH3CH2O (CH2) 15SiCl3 (2) CH3 (CH2) 2Si (containing a chlorosilyl group. CH3) 2 (CH2)
15SiCl3 (3) H (CH2) 6Si (CH3) 2 (CH2) 9S
Examples thereof include iCl3 (4) CH3COO (CH2) 15SiCl3 (5) CH3 (CH2) 9SiCl3, but are not limited thereto.
Also, a substance in which a chlorosilyl group is replaced with an alkoxysilyl group can be used.

【0022】これらの撥水剤を用いて通気機能を有する
断熱材を撥水処理する方法としては、スプレー法、ディ
ッピング、はけ塗り等の方法が挙げられるが、断熱材の
通気機能を損なうものでなければいずれの方法を用いて
もよい。
Examples of the method for water-repellently treating a heat insulating material having a ventilation function using these water repellent agents include spraying, dipping, brushing and the like, which impairs the ventilation function of the heat insulating material. If not, either method may be used.

【0023】以上のように構成された酸素ポンプについ
て、以下その動作、作用を説明する。
The operation and action of the oxygen pump configured as described above will be described below.

【0024】まず、加熱用電源30によって電力が加熱
手段29に印加されると、加熱手段29は昇温し、酸素
ポンプ素子21を加熱する。次に酸素ポンプ素子21に
酸素ポンプ駆動電源25が第1電極23をカソード、第
2電極24をアノードとして電圧が印加される。この状
態で加熱手段29によって酸素ポンプ素子21が500
〜800℃に昇温すると、第1電極23側の空間に存在
する酸素分子が第1電極23から酸素イオンとして酸素
イオン導電性基板22に取り込まれて第2電極24に到
達する。第2電極24に到達した酸素イオンは酸素分子
となり、第2電極24側の外部空間に放出される。第1
電極23側の空間と第2電極24側の空間とは区画手段
28で分離されているので常に第1電極23側の空間に
存在する酸素分子を第2電極側の空間に輸送することが
できる。第1電極23側の空間の酸素分子が第2電極2
4側の空間に輸送されると、第1電極23側の酸素濃度
が減少し、大気中の酸素分子を含む空気が通気機能を有
し、撥水処理された断熱材33の連通孔を拡散し、第1
電極23側の空間に流入する。このとき、大気中に水蒸
気が含まれている場合にも断熱材33に担持された撥水
剤38の効果により、結露することはない。一方、第2
電極24側の空間からは第2電極24から放出された酸
素分子が通気機能を有する断熱材34を拡散し、大気中
に流出する。酸素ポンプ素子が動作している間、図中矢
印で示すように酸素分子が輸送され続ける。このとき、
第1電極23側に密閉となるように容器を取り付ける
と、容器内の酸素濃度を下げることができる。
First, when electric power is applied to the heating means 29 by the heating power source 30, the heating means 29 rises in temperature and heats the oxygen pump element 21. Next, a voltage is applied to the oxygen pump element 21 by the oxygen pump driving power supply 25 with the first electrode 23 as the cathode and the second electrode 24 as the anode. In this state, the oxygen pump element 21 is heated to 500 by the heating means 29.
When the temperature is raised to ˜800 ° C., oxygen molecules existing in the space on the first electrode 23 side are taken into the oxygen ion conductive substrate 22 as oxygen ions from the first electrode 23 and reach the second electrode 24. The oxygen ions that have reached the second electrode 24 become oxygen molecules and are released to the external space on the second electrode 24 side. First
Since the space on the side of the electrode 23 and the space on the side of the second electrode 24 are separated by the partitioning means 28, oxygen molecules always present in the space on the side of the first electrode 23 can be transported to the space on the side of the second electrode. . Oxygen molecules in the space on the first electrode 23 side are the second electrode 2
When transported to the space on the fourth side, the oxygen concentration on the side of the first electrode 23 decreases, and the air containing oxygen molecules in the atmosphere has a ventilation function and diffuses through the communication holes of the water-repellent heat insulating material 33. And first
It flows into the space on the electrode 23 side. At this time, even when water vapor is contained in the atmosphere, dew condensation does not occur due to the effect of the water repellent 38 carried by the heat insulating material 33. Meanwhile, the second
From the space on the electrode 24 side, oxygen molecules released from the second electrode 24 diffuse in the heat insulating material 34 having a ventilation function and flow out into the atmosphere. While the oxygen pump element is operating, oxygen molecules continue to be transported as indicated by the arrow in the figure. At this time,
When the container is attached to the first electrode 23 side so as to be hermetically closed, the oxygen concentration in the container can be reduced.

【0025】以上のように本実施例においては、酸素ポ
ンプ素子21と空間を区画する区画手段28と酸素ポン
プ素子21を加熱する加熱手段29を囲むように通気機
能を有し、撥水処理した断熱材33と通気機能を有する
断熱材34を配置した構成とすることにより、空気中に
含まれる水蒸気が断熱材表面で結露することなく、酸素
分子が断熱材33、34を介して酸素ポンプ素子21へ
の流入及び大気への流出することを可能とすることがで
きるので酸素ポンプとして効率的に性能を発揮すること
ができる。
As described above, in the present embodiment, the oxygen pump element 21, the partition means 28 for partitioning the space, and the heating means 29 for heating the oxygen pump element 21 are provided with a ventilation function so as to be water repellent. By arranging the heat insulating material 33 and the heat insulating material 34 having a ventilation function, oxygen molecules do not condense on the surface of the heat insulating material by water vapor contained in the air and oxygen molecules pass through the heat insulating material 33, 34. Since it can be allowed to flow into and out to the atmosphere, the performance as an oxygen pump can be efficiently exhibited.

【0026】図3は、実施例1の酸素ポンプと同じ構成
で、断熱材の撥水処理を施さないものを比較例とし、そ
れぞれ酸素ポンプを第1電極23側に密閉となるように
容器を取り付け、容器内を60℃×98%RHの雰囲気
に調整したのち、酸素ポンプを動作したときの動作特性
を示したものである。図から明らかなように、実施例1
の酸素ポンプの方が、同じ酸素濃度に到達する時間が早
いことが分かる。これは空気流入側の断熱材に撥水処理
をした実施例1の酸素ポンプは比較例に比べて水蒸気の
影響を受けにくいことを示している。また(表1)は、
容器内の酸素濃度が所定の値に達するまでを1サイクル
とし、1サイクル終了後、容器内に大気を導入したのち
再び60℃×98%RHの雰囲気に調整し、酸素ポンプ
を動作させることを繰り返し、これを50サイクル行っ
たときの断熱材の外観を比較したものである。実施例1
の酸素ポンプの断熱材は比較例に比べて劣化が少ないこ
とが分かる。
FIG. 3 shows a comparative example having the same structure as that of the oxygen pump of the first embodiment, except that the heat insulating material is not subjected to the water repellent treatment, and the oxygen pump is sealed on the first electrode 23 side. The figure shows the operating characteristics when the oxygen pump is operated after mounting and adjusting the inside of the container to an atmosphere of 60 ° C. × 98% RH. As is clear from the figure, Example 1
It can be seen that the oxygen pump of 1 reaches the same oxygen concentration faster. This indicates that the oxygen pump of Example 1 in which the heat-insulating material on the air inflow side is treated with water repellent is less susceptible to water vapor than the comparative example. Also (Table 1)
One cycle is until the oxygen concentration in the container reaches a predetermined value, and after one cycle, after introducing air into the container, adjust the atmosphere to 60 ° C x 98% RH and operate the oxygen pump. This is a comparison of the appearances of the heat insulating materials after repeated 50 cycles. Example 1
It can be seen that the heat insulating material of the oxygen pump of No. 3 is less deteriorated than the comparative example.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】(実施例2)図4は本発明の第2の実施例
における酸素ポンプの断面図である。40は熱線反射手
段、41は熱線反射手段40に設けられた孔であり、実
施例1の構成と異なるところは、加熱手段29が配置さ
れた側の通気機能を有し、撥水処理した断熱材33の表
面に孔41を設けた熱線反射手段40を配置した点であ
る。図中、実施例1と同一構成要素については同一符号
を付し、説明を省略する。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a sectional view of an oxygen pump according to a second embodiment of the present invention. Reference numeral 40 is a heat ray reflecting means, and 41 is a hole provided in the heat ray reflecting means 40. The difference from the configuration of the first embodiment is that it has a ventilation function on the side on which the heating means 29 is arranged and is water-repellently insulated. The point is that the heat ray reflection means 40 having holes 41 provided on the surface of the material 33 is arranged. In the figure, the same components as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0029】空気中に含まれる酸素分子は通気機能を有
し、撥水処理した断熱材33に存在する多数の連通孔と
熱線反射手段40に設けた孔41を通り酸素ポンプ素子
21へ流入し、酸素ポンプ素子21から放出された酸素
分子は、上部の通気機能を有する断熱材34に存在する
多数の連通孔を通り大気中へ流出する。熱線反射手段4
0としては、500〜800℃レベルの温度で放射され
る熱を高反射する材料、及び耐熱性を有する材料が望ま
しく、ステンレス、鉄−クロム合金、チタン、白金、金
などの板材、箔が用いられる。
Oxygen molecules contained in the air have a ventilation function, and flow into the oxygen pump element 21 through a large number of communication holes existing in the water-repellent heat insulating material 33 and holes 41 provided in the heat ray reflecting means 40. The oxygen molecules released from the oxygen pump element 21 flow out into the atmosphere through a large number of communication holes existing in the heat insulating material 34 having a ventilation function in the upper part. Heat ray reflection means 4
As 0, a material that highly reflects heat radiated at a temperature of 500 to 800 ° C. and a material having heat resistance are desirable, and a plate material such as stainless steel, iron-chromium alloy, titanium, platinum, gold, or foil is used. To be

【0030】加熱手段29からの放射熱を熱線反射手段
40によって酸素ポンプ素子21の方向に反射すること
ができるので酸素ポンプ素子21への熱効率をなお一層
向上させることができると同時に、断熱材へ熱が伝達さ
れにくくなるので、撥水処理の熱劣化を防止することが
可能となり、耐久性をさらに向上させることができる。
Radiant heat from the heating means 29 can be reflected toward the oxygen pump element 21 by the heat ray reflecting means 40, so that the heat efficiency to the oxygen pump element 21 can be further improved and at the same time the heat insulating material can be provided. Since heat is less likely to be transferred, it is possible to prevent thermal deterioration of the water repellent treatment and further improve durability.

【0031】なお、本発明の酸素ポンプは、食品保存庫
などの低酸素雰囲気を必要とする機器や逆に、大気中よ
りも高い酸素濃度を必要とする機器に適用される。
The oxygen pump of the present invention is applied to a device requiring a low oxygen atmosphere such as a food storage, or conversely to a device requiring an oxygen concentration higher than that in the atmosphere.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、酸素ポ
ンプを構成する断熱材を撥水処理することにより、例え
ば高温多湿雰囲気からの酸素の排出の際にも水蒸気の結
露による断熱材の劣化などの影響を最小限に抑えながら
酸素ポンプの性能を十分発揮させ、しかも長期にわたっ
て衛生的に使用することができる。
As described above, according to the present invention, the heat insulating material constituting the oxygen pump is subjected to the water repellent treatment, so that the heat insulating material due to the dew condensation of water vapor even when oxygen is discharged from the hot and humid atmosphere, for example. The oxygen pump performance can be fully exerted while minimizing the effects of deterioration, and it can be used hygienically for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1における酸素ポンプの断面図FIG. 1 is a sectional view of an oxygen pump according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1における通気機能を有し、撥
水処理された断熱材の模式図
FIG. 2 is a schematic diagram of a water-repellent heat insulating material having a ventilation function in Example 1 of the present invention.

【図3】本発明の実施例1における酸素ポンプの動作特
性を示す図
FIG. 3 is a diagram showing operating characteristics of the oxygen pump according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例2における酸素ポンプの断面図FIG. 4 is a sectional view of an oxygen pump according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来例における酸素ポンプの断面図FIG. 5 is a sectional view of an oxygen pump in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 酸素ポンプ素子 22 酸素イオン導電性基板 23 第1電極 24 第2電極 28 区画手段 29 加熱手段 33、34 通気機能を有する断熱材 36 シリカ粒子 37 微細空隙 38 撥水剤 40 熱線反射手段 41 孔 21 Oxygen pump element 22 Oxygen ion conductive substrate 23 First electrode 24 Second electrode 28 compartment means 29 Heating means 33,34 Insulation material with ventilation function 36 silica particles 37 Micro voids 38 Water repellent 40 heat ray reflection means 41 holes

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長井 彪 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 別荘 大介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4G042 BA11 BA25    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Baku Nagai             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Villa Daisuke             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 4G042 BA11 BA25

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素イオン導電性基板の一方の表面に形
成された第1電極と他の表面に形成された第2電極を有
する酸素ポンプ素子と、前記酸素ポンプ素子を加熱する
少なくとも一つの加熱手段と、前記酸素ポンプ素子と前
記加熱手段を囲むように配置された通気機能を有する断
熱材で構成される酸素ポンプにおいて、前記断熱材の少
なくとも一部が撥水処理されていることを特徴とする酸
素ポンプ。
1. An oxygen pump element having a first electrode formed on one surface of an oxygen ion conductive substrate and a second electrode formed on the other surface, and at least one heating element for heating the oxygen pump element. Means and a heat insulating material having a ventilation function, which is arranged so as to surround the oxygen pump element and the heating means, at least a part of the heat insulating material is treated to be water repellent. Oxygen pump to do.
【請求項2】 通気機能を有する断熱材の撥水処理が、
断熱材の空気流入側の表面に、より高密度に処理されて
いることを特徴とする請求項1に記載の酸素ポンプ。
2. A water repellent treatment of a heat insulating material having a ventilation function,
The oxygen pump according to claim 1, wherein the surface of the heat insulating material on the air inflow side is processed with a higher density.
【請求項3】 通気機能を有する断熱材を撥水処理する
ための撥水処理剤が、有機珪素化合物から選ばれる、少
なくとも一種である請求項1または2に記載の酸素ポン
プ。
3. The oxygen pump according to claim 1, wherein the water repellent treatment agent for water repellent treatment of the heat insulating material having a ventilation function is at least one selected from organic silicon compounds.
【請求項4】 通気機能を有する断熱材を撥水処理する
ための撥水処理剤が、断熱材と反応性を有するシラン系
界面活性剤から選ばれる少なくとも一種であり、断熱材
の表面に化学結合したことを特徴とする、請求項1〜3
のいずれか1項に記載の酸素ポンプ。
4. A water repellent treatment agent for water repellent treatment of a heat insulating material having a ventilation function is at least one selected from silane-based surfactants having reactivity with the heat insulating material, and the surface of the heat insulating material is chemically treated. It is combined, It is characterized by the above-mentioned.
The oxygen pump according to any one of 1.
【請求項5】 通気機能を有する断熱材は、微細空隙を
有する無機酸化物粒子からなる請求項1〜4のいずれか
1項に記載の酸素ポンプ
5. The oxygen pump according to claim 1, wherein the heat insulating material having a ventilation function is composed of inorganic oxide particles having fine voids.
【請求項6】 通気機能を有する断熱材は、主成分がシ
リカ(SiO2)粒子からなる請求項1〜4のいずれか
1項記載の酸素ポンプ。
6. The oxygen pump according to claim 1, wherein a main component of the heat insulating material having a ventilation function is silica (SiO 2) particles.
【請求項7】 加熱手段が配置された側の通気機能を有
する断熱材と前記加熱手段の間に少なくとも一つの孔を
有する熱線反射手段を設けて構成される請求項1〜6の
いずれか1項に記載の酸素ポンプ。
7. The heat ray reflecting means having at least one hole is provided between the heat insulating material having the ventilation function on the side where the heating means is arranged and the heating means. The oxygen pump according to the item.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007211993A (en) * 2006-02-07 2007-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Oxygen-mixing water heater
JP2014059075A (en) * 2012-09-14 2014-04-03 Toshiba Corp Oxygen-reduced device and refrigerator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007211993A (en) * 2006-02-07 2007-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Oxygen-mixing water heater
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