JP2005052469A - 脱臭装置及びこれを搭載した冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 紫外線ランプと光触媒を利用した脱臭装置に関し、筐体の紫外線による変色や強度低下を防ぎ耐久性を向上すること。
【解決手段】 ダクト１１と、前記ダクト１１内部に設けた紫外線ランプ１２と、前記紫外線ランプ１２に対向する前記ダクト１１表面に設けた光触媒部材７とを有し、少なくとも紫外線が照射される部分の前記ダクト１１の材料が金属で形成されていることにより、紫外線ランプ１２から紫外線が照射されても、紫外線を受ける部分のダクト１１の材料が紫外線のエネルギーによって分解することがなく、ダクト１１の変色や強度低下を防止でき、耐久性を向上した脱臭装置が提供できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、業務用設備あるいは冷蔵庫等の家庭用電化製品に対応した脱臭装置に関するものである。

近年、空気清浄機に代表される空質環境の脱臭、除菌や冷蔵庫のように庫内に保存される食品から発生する臭気の脱臭、除菌を目的として、各種手法を用いた脱臭装置の開発がさかんである。例えば、触媒フィルタによる吸着、分解作用による脱臭と共に、紫外線ランプと光触媒によって脱臭及び除菌を行う技術がある。

従来のオゾン発生手段を利用した脱臭装置では、空気清浄化装置として、冷陰極あるいは熱陰極タイプの紫外線ランプを搭載したもの（例えば、特許文献１参照）がある。

以下、図面を参照しながら上記従来の脱臭装置について説明する。

図４は、特許文献１に記載された従来の脱臭装置の側面の断面図である。

図４に示すように、脱臭装置１は、吸気口２及び排気口３を設けたケーシング４と、このケーシング４に内蔵した２００ｎｍ以下の波長を含む紫外線を照射する直管型の冷陰極管タイプの紫外線ランプ５、６と、２本の紫外線ランプ５、６の各々の四方を包囲するように直方体型筒状に配置された光触媒部材７及び通気性を有する光触媒部材８と、光触媒部材７、８の風下に設けたクロスフローファンよりなる送風機９と、光触媒部材７、８の風上に設けた活性炭を担持した吸着脱臭部材１０より構成される。

送風機９の運転によって、臭気成分を含んだ空気が吸気口２から流入する。そして、活性炭を担持した吸着脱臭部材９で一部の臭気成分は吸着し除去される。そして、一部の臭気が除去された空気は、光触媒部材７、８を通過する。このとき、紫外線ランプ５、６から発する紫外光によって光触媒部材７、８は励起されてＯ₂ ^-、あるいはＯＨラジカルを生成し、これらの活性種が臭気成分を酸化分解する。このようにして、排気口３から清浄な空気が排出される。
特開平１１−２７６５６３号公報

しかしながら、上記従来の脱臭装置の構成では、紫外線ランプ５、６から照射される紫外線が、通気性を有するため開口している光触媒部材８を通じて光触媒部材７が設けられていないケーシング４の内表面部分に照射される。このため、ケーシング４が樹脂等の耐紫外線に弱い材料を用いている場合、紫外線のエネルギーにより樹脂が分解しケーシング４が劣化して変色や強度低下をもたらすという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、筐体の紫外線による変色や強度低下を防ぎ耐久性を向上すると共に、脱臭装置を備えた機器の部材の紫外線による劣化を防止できるようにした脱臭装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の脱臭装置は、ダクトと、前記ダクト内部に設けた紫外線ランプと、前記紫外線ランプに対向する前記ダクト表面に設けた光触媒部材とを有し、少なくとも紫外線が照射される部分の前記ダクトの材料を金属で形成したものである。

これによって、紫外線ランプから紫外線が照射されても、紫外線を受ける部分のダクト材料が金属で形成されているので、紫外線のエネルギーによって分解することがなくダクトの変色や強度低下を防止することができる。

本発明の脱臭装置は、紫外線ランプと光触媒を利用した脱臭装置において、筐体の紫外線による変色や強度低下を防ぎ耐久性を向上すると共に、脱臭装置を備えた機器の部材の紫外線による劣化を防止することができる。

第１の発明は、ダクトと、前記ダクト内部に設けた紫外線ランプと、前記紫外線ランプに対向する前記ダクト表面に設けた光触媒部材とを有し、少なくとも紫外線が照射される部分の前記ダクトの材料を金属で形成したことにより、紫外線ランプから紫外線が照射されても、紫外線を受ける部分のダクト材料が金属で形成されているので、紫外線のエネルギーによって分解することがなくダクトの変色や強度低下を防止することができる。したがって、脱臭装置の耐久性を向上することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のダクトの材料の金属が、表面に酸化被膜を有していることにより、紫外線による分解がなく酸化による錆の発生を防止することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明のダクトの材料を、アルマイトあるいはステンレスとしたことにより、さらに脱臭装置の耐久性が向上すると共に、低コスト化と軽量化を図ることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の紫外線ランプの風上あるいは風下の少なくとも一箇所に遮光部材を設けたことにより、紫外線ランプから紫外線が照射されても、紫外線ランプの風上あるいは風下に遮光部材が設けられているので、紫外線は脱臭装置の吸気口部あるいは排気口部から紫外線が漏洩することがない。したがって、脱臭装置外部の樹脂部材が紫外線のエネルギーによって分解することが無く変色や強度低下を防止することができる。

第５の発明は、特に、第４の発明の遮光部材の材料をアルマイトあるいはステンレスとしたものであり、遮光部材の紫外線による分解がなく酸化による錆の発生を防止することができる。したがって、さらに遮光部材の劣化を防止し脱臭装置の耐久性を向上することができる。

第６の発明は、特に、第４または第５の発明の遮光部材の表面に光触媒部材を設けたことにより、紫外線ランプから紫外線が照射されると、紫外線を受ける遮光部材の表面に、光触媒部材が形成されているので、光触媒部材で紫外線が吸収され遮光部材に到達しない。また、光触媒部材の面積が拡大される為、臭気の酸化分解が向上する。したがって、さらに脱臭性能を向上することができる。

第７の発明は、特に、第４〜６のいずれか１つの発明の遮光部材が、紫外線ランプの風上側のダクト上部及び下部と、風下側のダクト上部及び下部に前記紫外線ランプの設置高さまで設けられ、風上側と風下側で遮光部材を同じ順序に設置したことにより、遮光部材が紫外線ランプの高さまで上下から設けられているので、脱臭装置の吸気口部と排気口部を通じて外部へ紫外線が漏洩しない。また、風上側と風下側で遮光部材を同じ順序で設置したので光触媒近傍の清浄空気を流れやすくすることができる。したがって、さらに脱臭装置外部の樹脂部材の劣化を防止すると共に、効率良く脱臭を行うことができる。

第８の発明は、特に、第７の発明の遮光部材を曲面形状としたものであり、遮光部材を曲面形状にすることで、ダクト内の抵抗が小さくなり空気が流れやすくなる為、脱臭装置を通過する循環量が増加する。したがって、さらに効率良く脱臭を行うことができる。

第９の発明は、特に、第１〜８のいずれか１つの発明の紫外線ランプが少なくとも２００ｎｍ以下の波長の紫外線を照射することを特徴としたものであり、２００ｎｍ以下の紫外線を照射するため、オゾンを発生しその酸化力によって臭気を分解することができる。また、ダクト材料及び遮光部材がアルマイトあるいはステンレスで形成されているので、短波長のエネルギーの高い紫外線を用いても脱臭装置と脱臭装置外部の部品の劣化を防止できる。したがって、オゾンを利用することができ、さらに脱臭性能を向上することができる。

第１０の発明は、特に、第１〜９のいずれか１つの発明の光触媒部材表面の紫外線強度が５００μＷ／ｃｍ²以上となる距離に光触媒部材を設置したものであり、光触媒を活性化するのに十分な紫外線強度となるため、臭気の酸化分解が効率的に行われる。したがって、さらに脱臭性能を向上することができる。

第１１の発明は、特に、第１〜１０のいずれか１つの脱臭装置を搭載した冷蔵庫であり、ダクトの材料及び遮光部材にアルマイトあるいはステンレスを使用しているため、脱臭装置の変色や強度劣化が無く、冷却風路内に設置した場合は風路や冷却ファンの樹脂部品の劣化を防止することができる。したがって、脱臭装置及び冷蔵庫の庫内部品の劣化を防止し、長期間使用しても外観的にも変色の無い清潔感の高い冷蔵庫を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における脱臭装置の断面図を示すものである。

図１において、脱臭装置１のダクト１１内には、紫外線ランプ１２が設置されている。紫外線ランプ１２は、３８０ｎｍ以下の波長の紫外線を照射するランプであり、その両端にインバータ回路（図示せず）を通じて高周波高電圧が印加されるようになっている。紫外線ランプ１２に対向するダクト１１の内表面に光触媒部材７が設けられている。光触媒部材７は、シート状のシリカ繊維を基材としており、その表面にＴｉＯ₂を形成している。ここで、ダクト１１において、光触媒部材７が形成されていない部分の材料は、アルミニウムの表面をアルマイト被覆処理した金属で形成されている。

以上のように構成された脱臭装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、インバータ回路を通じて数十ｋＨｚ且つ数百Ｖ〜数ｋＶの高電圧が紫外線ランプ１２の両端に印加されると、２５４ｎｍや３６５ｎｍの波長の紫外線が照射される。そして、ダクト１１内表面に設けられた光触媒部材７は紫外線エネルギーを受けるため高活性となりＯ₂ ^-、あるいはＯＨラジカルを生成する。そして、ダクト１１の吸気口から流入した臭気は、Ｏ₂ ^-、あるいはＯＨラジカルの強い酸化力によって光触媒部材７の表面近傍で酸化分解される。また、ダクト１１内に流入した浮遊菌についても２５４ｎｍの紫外線や光触媒部材７によって分解する。このようにして、脱臭装置１では紫外線及び光触媒によって脱臭、除菌を行っている。

このとき、ダクト１１の内表面は光触媒部材７が形成されていない部分にも紫外線を受けている。紫外線が照射される部分のダクト１１の材料は、アルミニウムの表面をアルマイト被覆処理した金属で形成されている為、紫外線を長期間受けても分解することがない。また、酸化防止にもなり、錆の発生を防ぐことができる。また、アルマイトは安価であり、軽量且つ加工性に優れている。

以上のように、本実施の形態においては、ダクトと、前記ダクト内には、前記紫外線ランプに対向する表面に光触媒部材を設け、紫外線が照射される部分のダクト材料がアルマイトで形成されていることにより、紫外線ランプから紫外線が照射されても、紫外線を受ける部分のダクト材料がアルマイトで形成されているので、紫外線のエネルギーによって分解することがなくダクトの変色や強度低下を防止することができる。したがって、脱臭装置の耐久性を向上することができ、低コストで軽量且つ量産性に優れた脱臭装置を提供することができる。

また、本実施の形態のダクト材料は、アルマイトとしたが、ステンレスにするとスポット溶接による部品の接合が可能となる。ただし、耐酸化性に優れ軽量化を図る上ではアルマイトを用いるのが良い。

また、本実施の形態の紫外線ランプ１２は、２５４ｎｍや３６５ｎｍの波長の紫外線を照射する殺菌ランプについて説明したが、石英ガラスを用いた１８５ｎｍの波長の紫外線を照射するオゾンランプを用いると、オゾンの効果によってさらに臭気の酸化分解や浮遊菌の分解が進むため、さらに脱臭性能を向上することができる。このとき、ダクト１１の内表面は、低波長の強い紫外線エネルギーと紫外線ランプ１２から発生したオゾンを受けるが、アルマイトで形成されているため同様に脱臭装置の耐久性を確保することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における脱臭装置の断面図を示すものである。

図２において、遮光部材１３は、三角柱形状をしており紫外線ランプ１２の風上側のダクト１１の上部及び下部と、風下側の上部及び下部に設けられている。ここで、遮光部材１３は、紫外線ランプ１２の風上側で吸気口側から上部、下部の順序で設けられており、風下側でも上部、下部の順序で設けられている。また、遮光部材１３の表面には光触媒部材７が形成されている。

以上のように構成された脱臭装置について、以下その動作、作用を説明する。

インバータ回路を通じて数十ｋＨｚ且つ数百Ｖ〜数ｋＶの高電圧が紫外線ランプ１２の両端に印加されると、２５４ｎｍや３６５ｎｍの波長の紫外線が照射される。そして、ダクト１１内表面や遮光部材１３の表面に設けられた光触媒部材７は紫外線エネルギーを受けるため高活性となりＯ₂ ^-、あるいはＯＨラジカルを生成する。そして、ダクト１１の吸気口から流入した臭気は、遮光部材７の間の空間を通過して、光触媒部材７の表面近傍でこれらの活性酸素の強い酸化力によって酸化分解される。

ここで、遮光部材１３は、紫外線ランプ１２の風上側及び風下側において、ランプの設置高さまで上下から設けられているので、脱臭装置１の吸気口部と排気口部を通じて外部へ紫外線が漏洩しない。また、遮光部材１３の表面に光触媒部材７を形成しているので、遮光部材１３の劣化を防止できると共に、光触媒の表面積が拡大するためさらに光触媒の酸化分解が向上する。

また、風上側と風下側で遮光部材１３を同じ順序で設置したので、紫外線ランプ１２の近傍に酸化分解された清浄空気が滞留することなく、排気口部から外部へ排気される。

以上のように、本実施の形態においては、遮光部材を紫外線ランプの風上側のダクト上部及び下部と、風下側のダクト上部及び下部に前記紫外線ランプの設置高さまで設け、風上側と風下側で前記遮光部材を同じ順序に設置し、遮光部材の表面に光触媒部材を形成したことによって、さらに脱臭装置外部の樹脂部材の劣化を防止すると共に、脱臭性能が向上し効率良く脱臭を行うことができる。

また、本実施の形態の光触媒部材表面の紫外線強度が５００μＷ／ｃｍ²以上となる距離に光触媒部材を設置することによって、さらに光触媒の活性が向上し光触媒を活性化するのに十分な紫外線強度となるため、臭気の酸化分解が効率的に行われる。

また、本実施の形態では、遮光部材１３は三角柱形状としたが、曲面形状にすることでダクト１１内の抵抗が小さくなり空気が流れやすくなる為、脱臭装置を通過する循環量が増加する。したがって、さらに効率良く脱臭を行うことができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態の冷蔵庫の冷蔵室の断面図である。

図３において、冷蔵室１４の背面及び天面の壁を仕切りにして冷気が流通する冷却風路１５が設けられている。冷却風路１５内には、冷蔵室１４を冷却するための蒸発器１６が設置され、蒸発器１６の下流側には冷却ファン１７が設置されている。

冷却風路１５には、蒸発器１６で冷却した冷気を冷蔵室１４に送り込む吹き出し口１８が蒸発器１６の下流側に設置され、冷蔵室１４の冷気を吸入する吸い込み口１９が上流側に設けられている。そして、ダクト１１、紫外線ランプ１２、光触媒部材７、遮光部材１３から構成される脱臭装置１は吹き出し口１８の近傍に設置されている。

以上のように構成された脱臭装置を備えた冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

冷蔵庫の圧縮機（図示せず）が運転すると、冷却ファン１７が作動して蒸発器１６で冷却された冷気が冷却風路１５を通じて吹き出し口１８から冷蔵室１４内に流入する。そして、冷蔵室１４内に保存された食品を冷却し、吸い込み口１９から冷蔵室１４内の冷気を吸い込み蒸発器１６へ戻る。このように、冷気が循環して室内の食材を冷蔵保存している。

冷蔵庫に保存される食材からは、にんにくや玉ねぎ等の臭いであるメチルメルカプタン、二硫化メチル、硫化メチルといった硫黄系ガスや魚の腐敗臭であるトリメチルアミンといったアミン系ガスが発生する。

このような臭気成分を含んだ冷気が冷却ファン１７の作動に応じて吸い込み口１９から冷却風路１５を通じてダクト１１に流入すると、紫外線ランプ１２の点灯により、ダクト１１内表面や遮光部材１３の表面に設けられた光触媒部材７は紫外線エネルギーを受けるため高活性となりＯ₂ ^-、あるいはＯＨラジカルを生成する。そして、臭気成分は、遮光部材７の間の空間を通過して、光触媒部材７の表面近傍でこれらの活性酸素の強い酸化力によって酸化分解される。また、ダクト１１内を通過する浮遊菌についても紫外線によって分解される。こうして、臭気は清浄な空気となって吹き出し口１８から冷蔵室１４へ送られる。このようにして、冷蔵室１４内の脱臭及び除菌を行っている。

ここで、ダクト１１の紫外線が照射される部分は、アルマイトで形成されているため強い紫外線を受けても分解することがないため、脱臭装置１の変色や強度劣化を防止することができる。また、紫外線ランプ１２の風上側及び風下側に遮光部材１３を設けているので脱臭装置１の外部へ紫外線が漏洩することがないため、風路や冷却ファン１７の樹脂部品の劣化を防止することができる。

以上のように、本実施の形態においては、第１〜９のいずれかひとつの脱臭装置を搭載した冷蔵庫であり、脱臭装置及び冷蔵庫の庫内部品の劣化を防止し、長期間使用しても外観的にも変色の無い清潔感の高い冷蔵庫を提供することができる。

また、本実施の形態では脱臭装置１を冷却風路１５内に設置した場合について説明したが、冷蔵室１４や野菜室あるいは冷凍室内に設置しても室内樹脂部品の劣化を防止することができ同様の効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる脱臭装置及びこれを搭載した冷蔵庫は、筐体の紫外線による変色や強度低下を防ぎ耐久性を向上すると共に、脱臭装置を備えた機器の部材の紫外線による劣化を防止することができるので、業務用冷蔵庫、空気清浄機、エアコン等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における脱臭装置の断面図 本発明の実施の形態２における脱臭装置の断面図 本発明の実施の形態３における冷蔵庫の冷蔵室の断面図 従来の脱臭装置の断面図

符号の説明

１ 脱臭装置
７ 光触媒部材
１１ ダクト
１２ 紫外線ランプ
１３ 遮光部材

Claims (11)

1. ダクトと、前記ダクト内部に設けた紫外線ランプと、前記紫外線ランプに対向する前記ダクト表面に設けた光触媒部材とを有し、少なくとも紫外線が照射される部分の前記ダクトの材料が金属で形成されていることを特徴とした脱臭装置。
2. ダクトの材料の金属が表面に酸化被膜を有していることを特徴とした請求項１に記載の脱臭装置。
3. ダクトの材料がアルマイトあるいはステンレスであることを特徴とした請求項２に記載の脱臭装置。
4. 紫外線ランプの風上あるいは風下の少なくとも一箇所に遮光部材を設けたことを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱臭装置。
5. 遮光部材の材料がアルマイトあるいはステンレスであることを特徴とした請求項４に記載の脱臭装置。
6. 遮光部材の表面に光触媒部材を設けたことを特徴とした請求項４または５に記載の脱臭装置。
7. 遮光部材は、紫外線ランプの風上側のダクト上部及び下部と、風下側のダクト上部及び下部に前記紫外線ランプの設置高さまで設け、風上側と風下側で前記遮光部材を同じ順序に設置したことを特徴とした請求項４〜６のいずれか１項に記載の脱臭装置。
8. 遮光部材が曲面形状であることを特徴とした請求項７に記載の脱臭装置。
9. 紫外線ランプが少なくとも２００ｎｍ以下の波長の紫外線を照射することを特徴とした請求項１〜８のいずれか１項に記載の脱臭装置。
10. 光触媒部材表面の紫外線強度が５００μＷ／ｃｍ²以上となる距離に光触媒部材を設置したことを特徴とした請求項１〜９のいずれか１項に記載の脱臭装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の脱臭装置を搭載したことを特徴とする冷蔵庫。

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