JP2010043808A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの大幅な増加を招くことなく、庫内のエチレンガスを速やかに除去する冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵室３および野菜室６などを冷却する空気が流れる循環経路２１に脱臭装置３０を設け、この脱臭装置３０を構成しているオゾン分解触媒３６に０．１〜１０質量％の範囲内で白金を含有させることにより、リンゴを冷蔵室３に投入した直後などの一時的にエチレンガスの濃度が増加した場合に、白金にエチレンガスを吸着させて庫内のエチレンガスを速やかに除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気の循環経路内に、庫内の脱臭を行うための脱臭装置を配置して構成された冷蔵庫に関する。

様々な食品を収納する冷蔵庫は、特定の食品から臭いが発生することにより、その臭いが他の食品に移ったり、扉を開閉するときに臭いが気になったりすることがある。そのため、活性炭などの吸着材により臭気成分を吸着したり、触媒により臭気成分を分解したりする脱臭機能を備えた冷蔵庫が知られている（例えば、特許文献１）。そのような冷蔵庫の中でも、放電により作り出される紫外線により光触媒を励起して臭気成分を分解するとともに、放電時に発生するオゾンも臭気成分の分解に利用する脱臭装置を配置して構成された冷蔵庫は、その脱臭能力の高さがよく知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−９６１７６号公報 特許第３７５４６０１号公報

ところで、光触媒は、臭気成分を分解するだけでなく、エチレンガスを分解する能力も備えている。エチレンガスは、植物の成長ホルモンとなるため庫内に溜まると野菜などの劣化を促進させるが、言い換えれば、庫内のエチレンガスを除去することにより野菜などの鮮度を維持することが可能となる。

しかしながら、光触媒は、エチレンガスを分解する分解能力は高いものの分解速度は比較的低いため、エチレンガスが大量に発生すると分解が間に合わないことがある。例えば、エチレンガスを発生する食品として知られるリンゴは、エチレンガスの発生量が温度によって変化し、冷蔵庫に入れた直後では発生量が多く、時間が経過して冷えてくると発生量が少なくなる。その結果、冷蔵庫にリンゴを入れた直後では、光触媒によるエチレンガスの分解量よりも発生量のほうが大きくなり、庫内にエチレンガスが溜まってしまうという問題があった。

この場合、大量のエチレンガスを分解するために、例えば光触媒を大容量化するとコストの増加を招き、光触媒の効率を上げるために紫外線量を増加させると放電時の発熱量が増えることから庫内の温度の上昇を招き、さらに、オゾンの発生量も増加することからオゾン分解手段の大形化が必要となりコストの増加を招くなど、さらなる問題が生じるおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストの大幅な増加を招くことなく、庫内のエチレンガスを速やかに除去する冷蔵庫を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、空気の循環経路内に、庫内の脱臭を行うための脱臭装置を配置して構成される冷蔵庫において、前記脱臭装置は、複数の放電電極および対極を有し、前記複数の放電電極と前記対極との間で高電圧放電を行うことにより紫外線およびオゾンを発生する放電手段と、前記放電手段で発生した紫外線により励起され、光触媒作用によって臭気成分や有害物質を分解する光触媒と、前記放電手段で発生したオゾンを分解するオゾン分解手段と、を備えて構成され、前記オゾン分解手段は、オゾンを分解する触媒により構成された基体を有し、前記基体には白金が含まれていることを特徴とする。

本発明によれば、オゾン分解手段を構成する触媒の基体に白金を含有させているので、庫内のエチレンガスは、白金に吸着されることにより短時間で濃度が減少する。また、臭気成分が白金の触媒作用により分解されるため、脱臭能力そのものを向上させることができる。さらに、白金に吸着されたエチレンガスは時間の経過とともに庫内に放出されるものの、その放出量は少なく通常の光触媒反応で除去することができるため、光触媒の大形化などが不要であることからコストの大幅な増加を招くことがない。

以下、本発明の一実施形態による冷蔵庫を図面に基づいて説明する。
冷蔵庫１は、図２に示すように、本体２の上から順に冷蔵室３、左右に並べて製氷室４と切替室５、野菜室６および冷凍室７を備えている。冷蔵室３、製氷室４、切替室５、野菜室６および冷凍室７は、それぞれ扉８、９、１０、１１、１２によって開閉される。冷蔵室３の扉８は、いわゆる観音開き式であり扉８ａと８ｂとから構成されている。製氷室４、切替室５、野菜室６、および冷凍室７の扉９、１０、１１、１２は引出式である。また、各扉８、９、１０、１１、１２には、周知のマグネットガスケットからなるパッキンが設けられ、冷蔵室３、製氷室４、切替室５、野菜室６および冷凍室７からの空気の漏れを防止している。

図３は、冷蔵庫１の縦断側面図である。冷蔵室３の内部には、複数の棚板１３が設けられている。また、冷蔵室３の扉８の内側には、飲料物の容器などを収納する複数のドアポケット１４が設けられている。また、扉８には操作パネル１５が設けられている。操作パネル１５は、例えば液晶表示器やスイッチなどで構成され、冷蔵室３内の温度などの情報の表示および切替室５の室種の変更などの各種の設定が行われる。

冷蔵室３の後方には、冷蔵用冷却器室１６が設けられている。冷蔵用冷却器室１６内には、冷蔵用蒸発器１７が収容されている。冷蔵庫１の内部の空気は、冷蔵用冷却器室１６内において冷蔵用蒸発器１７と熱交換することにより冷却される。冷蔵用蒸発器１７により冷却された空気は、冷蔵室３、冷蔵用冷却器室１６、および背面ダクト１９などで形成される循環経路２１を循環し、冷蔵室３を冷却する。具体的には、空気は、冷蔵用循環ファン装置１８が駆動されると、冷蔵用冷却器室１６から背面ダクト１９を通り、背面ダクト１９に設けられている冷気吹出口２０から冷蔵室３に送られ、冷気吸入口（図示せず）を通り再び冷蔵用冷却器室１６に戻される。なお、野菜室６、および室種が「冷蔵」や「野菜」などに設定されている切替室５も、冷蔵用蒸発器１７で冷却された空気によって冷却される。

野菜室６の後方には、冷凍用冷却器室２２が設けられている。冷凍用冷却器室２２内には、冷凍用蒸発器２３が収容されている。冷凍用冷却器室２２内で冷凍用蒸発器２３と熱交換することにより冷却された空気は、冷凍用循環ファン装置２４により、図示しない冷凍用ダクトを通って冷凍用冷却器室２２から冷凍室７や製氷室４などに送られ、再び冷凍用冷却器室２２に戻される。また、切替室５の室種が「冷凍」や「チルド」などに設定されている場合には、切替室５には冷凍用冷却器室２２で冷却された空気が送られる。

冷凍室７の後方には、機械室２５が設けられている。機械室２５内には、圧縮器２６、凝縮器２７、および三方弁２８などが収容されている。圧縮器２６は、凝縮器２７、冷蔵用蒸発器１７および冷凍用蒸発器２３とともに庫内を循環する空気を冷却する周知の冷却機構（冷凍サイクル）を構成している。三方弁２８は、凝縮器２７で凝縮された冷媒を冷蔵用蒸発器１７および冷凍用蒸発器２３のうちの一方あるいは双方への供給を切り換えている。

冷却機構で冷却された空気が冷蔵庫１内を循環することにより、各貯蔵室３〜７に収容された食品は、冷蔵あるいは冷凍保存される。このとき、冷蔵室３や野菜室６などに収容された食品は、種類によっては臭いを発するものがあり、その臭いが他の食品に移ることがある。そのため、冷蔵庫１は、冷蔵室３の後方において循環経路２１内に、脱臭装置３０を備えている。

図１は、脱臭装置３０の要部の構成を示す縦断側面図である。脱臭装置３０は、略直方体形状を有し、循環経路２１内において、冷蔵室３および野菜室６と冷蔵用冷却器室１６との間に設置されている。つまり、循環経路２１を構成する冷蔵室３および野菜室６から流れる空気は、まず脱臭装置３０に流入し、その後、冷蔵用冷却器室１６に配置された冷蔵用蒸発器１７へ送られる。

脱臭装置３０は、循環経路２１の断面とほぼ同一大の筐体３１内に、図１に矢印で示す空気の流れ方向（図示左側から右側の方向）において、上流側から順に対極３３、光触媒３４、放電電極３５およびオゾン分解触媒３６を有している。冷蔵用循環ファン装置１８が回転すると、循環経路２１上流側に位置する脱臭装置３０の左端側の流入口３７より空気が流入し、上記各構成要素を通過することにより脱臭が行われた後、脱臭装置３０の右端側の流出口３８より脱臭後の空気が冷蔵用冷却器室１６に流出する。

対極３３は、平板状に形成され、空気を通過させるためのスリットを複数有している。一方、複数の放電電極３５は、例えばタングステンなどでワイヤ状に形成されている。放電電極３５は、空気の流れ方向に対して横方向に延びており、図１において上下方向に互いに平行に複数本配置されている。

対極３３と放電電極３５とは、それぞれ図示しない高電圧発生回路に接続されている。この高電圧発生回路から放電電極３５と対極３３との間に負極性の高電圧が印加されることにより、放電電極３５と対極３３との間で放電が行われ、紫外線（波長３８０ｎｍ以下）およびオゾンが発生する。

光触媒３４は、対極３３と放電電極３５との間に配置されている。光触媒３４は、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）やシリカ（二酸化ケイ素）などの多孔質状のセラミックからなる担体の表面に、二酸化チタン（一般的には酸化チタンと称されている）などの光触媒材料を塗布し、その光触媒材料を乾燥または焼結させることで担体の表面に固定して形成されている。二酸化チタンは、吸収する光の波長のピークが３８０ｎｍ以下の紫外線領域にあるため、放電電極３５と対極３３との間の放電により発生した紫外線により励起され、光触媒作用を呈する。

オゾン分解触媒３６は、周知のように例えば二酸化マンガンが担持されている基体から構成され、オゾンを分解する機能を有している。オゾン分解触媒３６は、脱臭装置３０内において空気の流れ方向の最下流に位置しており、放電により発生したオゾンが冷蔵用冷却器室１６に流入することを防いでいる。また、本実施形態のオゾン分解触媒３６は、０．１〜１０質量％の範囲内で白金を含有している。白金は、０．１〜１０質量％の範囲内となるようにオゾン分解触媒３６の基体に担持されている。

次に、上述した構成の脱臭装置３０による臭気成分の除去作用について説明する。
臭気成分を含んだ庫内の空気は、冷蔵用循環ファン装置１８が駆動されると、冷蔵室３および野菜室６に設けられている冷気吸入口（図示せず）から脱臭装置３０に流入し、放電電極３５と対極３３との間の放電により発生した紫外線が照射され、光触媒作用を呈する光触媒３４に流入することにより、空気に含まれている例えばアンモニアなどの臭気成分やエチレンガスなどが酸化分解される。

光触媒３４で脱臭された空気は、高電圧放電により発生したオゾンと混合され、後段のオゾン分解触媒３６に達する。このオゾン分解触媒３６では、空気と混合した状態のオゾンが分解されるときに活性酸素が発生し、その活性酸素の酸化力によって臭気成分が酸化分解される。そして、脱臭装置３０で脱臭された空気は、冷蔵用蒸発器１７と熱交換することにより冷却され、再び循環経路２１を通り冷蔵室３などに送られる。

このように、冷蔵庫１内を循環する空気は、脱臭装置３０により脱臭される。前述のように、脱臭装置３０は循環経路２１の空気の流れ方向において冷蔵用冷却器室１６の前段に設けられているため、放電により加熱された空気が冷蔵用冷却器室１６で冷却される。そのため、脱臭装置３０内での放電により庫内の温度上昇を招くことはない。また、オゾン分解触媒３６が脱臭装置３０内で空気の流れ方向において最下流側に設けられているため、発生したオゾンが冷蔵用冷却器室１６に流れ込んで冷蔵用蒸発器１７の構成部品などに悪影響を与えることもない。

ここで、本実施形態のオゾン分解触媒３６に含有されている白金の作用について説明する。
オゾン分解触媒３６に含まれている白金は、臭気成分を分解する触媒作用に加えて、エチレンガスを吸着する吸着作用も有している。そのため、庫内にエチレンガスが発生した場合、循環経路２１を流れる空気に含まれるエチレンガスは、脱臭装置３０に流入すると、まず光触媒３４によりその一部が分解される。しかし、光触媒３４の分解速度が比較的低いため、大部分は分解されることなく下流側へ流される。そして、エチレンガスは、オゾン分解触媒３６に達すると、白金に吸着されることにより空気中から除去される。

図４は、オゾン分解触媒３６に白金を含有させた場合と白金を含有させていない場合とにおける庫内のエチレンガス濃度の時間変化を示すグラフである。この図１において、縦軸はエチレン濃度の相対値を表し、横軸は経過時間を表している。また、Ｇ１は、オゾン分解触媒３６に白金を含有させていない場合のエチレンガス濃度の変化を示し、Ｇ２は、オゾン分解触媒３６に白金を含有させた場合のエチレンガス濃度の変化を示している。

エチレンガスの発生時（例えば、リンゴを庫内に入れた直後）におけるエチレンガスの濃度を１００％とすると、Ｇ１（白金なし）の場合では、エチレンガスの濃度は、徐々に低下し、約６時間でエチレンガスの濃度が平衡となっている。これに対し、Ｇ２（白金あり）の場合は、エチレンガスの濃度は、急激に低下して約３時間で平衡となっている。つまり、オゾン分解触媒３６に白金を含有させた場合には、白金を含有していない場合に比べて約２倍の速度で庫内のエチレンガスの濃度が低下する。なお、白金に吸着したエチレンガスは、時間の経過とともに徐々に白金から脱離して空気中へ放出されるものの、光触媒３４の通常の分解作用により除去することが可能である。

ところで、白金は、触媒としての性能が高いという実用的な効果だけでなく、一般的には貴金属として高級感があるといったイメージを備えている。また、白金だけでなく、金属光沢を有する金属は、カビなどが繁殖しにくいため、清潔なイメージがある。そこで、脱臭装置３０に白金を用いている本実施形態の冷蔵庫１では、複数箇所に金属光沢を有する飾り板４０を設けることにより、高級感および庫内が清潔であるというイメージを作り出している。

図５は、冷蔵室３内に設けられている棚板１３の斜視図である。外形が長方形に形成された棚板１３の前端には、幅方向のほぼ全長に渡って、ステンレスで形成された金属光沢を有する飾り板４０が取り付けられている。図６は、ドアポケット１４の斜視図である。ドアポケット１４には、外縁に沿って飾り板４０が設けられている。図７は、冷蔵室３の内部を示す概略図である。飾り板４０は、背面ダクト１９を通る空気が冷蔵室３へ吹き出す冷気吹出口２０の近傍に取り付けられている。

このように、冷蔵室３の扉を開放した時、最も使用者の目に止まりやすい棚板１３の前面、扉８を開放したとき庫内で最も外側に位置し外気に晒されるドアポケット１４の外縁、そして冷蔵用冷却器室１６で冷却された空気が吹き出す冷気吹出口２０の近傍にそれぞれ飾り板４０を取り付けることにより、庫内全体に清潔感が感じられるとともに、吹き出す空気が清浄であるというイメージを作り出している。また、これらの場所に飾り板４０を設けることでカビなどを目にすることが無くなり、さらに清潔感が増す。なお、飾り板４０は、例えば白金やアルミニウムなど他の金属で形成してもよい。また、金属光沢に加えて、鏡面処理などを施してもよい。

以上説明した一実施形態による冷蔵庫１では、次のような効果が得られる。
オゾン分解触媒３６は白金を含有しており、その白金がエチレンガスを吸着することにより短時間で庫内のエチレンガスの濃度を減少させることができる。これにより、野菜などの鮮度が維持される。また、白金は、その触媒作用により臭気成分をも分解するため、脱臭能力を向上させることができる。さらに、白金に吸着されたエチレンガスは時間の経過とともに庫内に放出されるものの、その放出量は少なく通常の光触媒反応で除去することができるため、光触媒３４の大形化などが不要であることからコストの大幅な増加を招くことがない。

白金を冷蔵庫１に従来備えられているオゾン分解触媒３６に含有させたので、エチレン吸着機能を備えた部品などを新たに追加する必要がない。そのため、コストの増加を抑えつつ、エチレンガスを除去する能力を大きく高めることができる。また、庫内の有効容積を削減することもない。

オゾン分解触媒３６に含有されている白金は、０．１〜１０質量％の範囲内であるため、オゾン分解触媒３６の本来の目的であるオゾンを分解する能力を低下させることがない。また、白金によるエチレンガスの吸着は、エチレンガスの濃度が高い時に一時的に行われればよく、エチレンガスが大量に発生していないとき（例えば庫内にリンゴなどの食物がないとき）には光触媒３４で対応することが可能である。そのため、白金の含有率は０．１〜１０質量％の範囲内で十分な吸着性能を発揮するため、白金を大量に使う必要がなく、コストの大幅な増加を防ぐことができる。

カビなどが発生しにくい金属で形成された飾り板４０を冷蔵室３内に設けることにより、庫内を清潔に保つことができる。さらに、庫内の各所に配置した金属光沢を有する飾り板４０によって白金が有する高級なイメージが増幅されることにより、庫内全体の清潔感が増し、冷蔵庫１の使用者の満足度を高めることができる。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の一実施形態による冷蔵庫の脱臭装置の概略を示す縦断側面図 冷蔵庫の概略を示す正面図 冷蔵庫の概略を示す縦断側面図 エチレンガスの濃度の時間変化を示す図 棚板に取り付けた飾り板の概略を示す斜視図 ドアポケットに取り付けた飾り板の概略を示す斜視図 冷気吹出口に取り付けた飾り板の概略を示す概略図

符号の説明

図面中、１は冷蔵庫、３は冷蔵室（庫）、６は野菜室（庫）、２１は循環経路、３０は脱臭装置、３３は対極（放電手段）、３４は光触媒、３５は放電電極（放電手段）、３６はオゾン分解触媒（オゾン分解手段）を示す。

Claims (2)

1. 空気の循環経路内に、庫内の脱臭を行うための脱臭装置を配置して構成される冷蔵庫において、
   前記脱臭装置は、複数の放電電極および対極を有し、前記複数の放電電極と前記対極との間で高電圧放電を行うことにより紫外線およびオゾンを発生する放電手段と、前記放電手段で発生した紫外線により励起され、光触媒作用によって臭気成分や有害物質を分解する光触媒と、前記放電手段で発生したオゾンを分解するオゾン分解手段と、を備えて構成され、
   前記オゾン分解手段は、オゾンを分解する触媒により構成された基体を有し、前記基体には白金が含まれていることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記基体は、二酸化マンガンにより構成され、０．１から１０質量％の白金を含有することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。

Images