JP2014219130A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷気と接触する光触媒の触媒面積を大きく確保でき、しかも多くの食品、或いは嵩の大きい野菜等を収納できる容積の大きい貯蔵室に光触媒装置を設けることができる冷蔵庫を提供することにある。
【解決手段】冷気通路を構成する背面パネルの貯蔵室側に光触媒が露出するように光触媒を担持した触媒基台を取り付け、触媒基台に向けて光を照射するように冷気通路を構成する内箱内面に発光ダイオードを設けた。背面パネルの一部に触媒基台を設け、内箱に設けた発光ダイオードによって光触媒を励起するようにしたので、触媒基台の大きさが任意に設定でき十分な触媒面積を確保することができる。このため、容積の大きい貯蔵室の臭気成分を効果的に脱臭したり、除菌することが可能となる。更には、光触媒の触媒作用によって発生する二酸化炭素によって貯蔵室の酸素濃度を低減することができるので、野菜類の呼吸作用を抑制して野菜類を新鮮な状態で長く保管することができるという効果も奏するようになる。
【選択図】図３

Description

本発明は食品や飲料水等を貯蔵する冷蔵庫に係り、特に貯蔵室に光触媒を設置した冷蔵庫に関するものである。

近年、冷蔵庫の大容量化に伴い様々な食品を収納するようになり、冷蔵庫内の衛生、除菌、脱臭への関心が高まっている。例えば冷蔵庫内を除菌・脱臭する構成としては、除菌・脱臭機能を有する光触媒を冷蔵庫内に配置して、循環する冷気中の臭気や菌を取り除く構成が知られている。

例えば、特開平９−９４１号公報（特許文献１）には、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を担持した基体と、この光触媒を励起するための光を発生する発光ダイオード素子とを具備することが示されている。発光ダイオード素子は、青、緑、赤の可視光（４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長の光）と紫外光（３６０〜４００ｎｍの波長の光）とを主に放射するように構成されている。尚、この特許文献１に記載の技術においては冷蔵庫における適用については詳細に述べていない。

また、例えば、特開２００６−１７３５８号公報（特許文献２）には、紫外光発光ダイオード、及び二酸化チタン等の光触媒よりなる光触媒装置を冷気通路に配置した冷蔵庫の構成が記載されている。この構成においては、冷気通路を流れる冷気中の臭気成分が光触媒に吸着され、更に紫外光発光ダイオードから照射される紫外光によって光触媒が活性化され、触媒表面に吸着した臭気は酸化分解され脱臭されるものである。

この他に、貯蔵室の一部に減圧された密閉収納室を形成し、この密閉収納室に光触媒を配置する構成の冷蔵庫も提案され、製品化されている。

特開平９−９４１号公報 特開２００６−１７３５８号公報

ところで、冷蔵される食品においては肉類、魚介類、野菜類等のように多くの食品があり、これらの食品からは臭気成分を有する有機ガスが発生したり、野菜類においては貯蔵室中の酸素を利用して呼吸作用を維持している。このため、冷蔵庫の扉を開けた時に臭気成分を含む有機ガスが冷蔵庫の外部に漏れて使用者に不快な臭いが届くといった現象や、野菜類の呼吸作用によって野菜類の傷みが早くなるといった現象がある。

そして、特許文献１に記載のように光触媒を冷気通路に配置した構成においては、冷気通路を流れる冷気を光触媒によって処理するため、十分な光触媒反応を確保できない課題があった。つまり、冷気通路に光触媒装置を配置するため、光触媒を担持する基台の大きさも制限されるので冷気との接触面積が限られ、十分な光触媒反応が確保できないものであった。

また、密閉収容室に光触媒を配置する構成においては、多くの食品を収納するのが難しく、特に嵩が大きい野菜類等を収納するには自ずと限界があるという課題があった。

本発明の目的は、冷気と接触する光触媒の触媒面積を大きく確保でき、しかも多くの食品、或いは嵩の大きい野菜等を収納できる容積の大きい貯蔵室に光触媒装置を設けることができる冷蔵庫を提供することにある。

本発明の特徴は、冷気通路を構成する背面パネルの貯蔵室側に光触媒が露出するように光触媒を担持した触媒基台を取り付け、触媒基台に向けて光（可視光、及び紫外光の一方、或いは両方）を照射するように冷気通路を構成する内箱内面に発光ダイオード等の照明手段を設けた、ところにある。尚、貯蔵室は冷凍室以外の野菜収納室や冷蔵室等を指すものである。

本発明によれば、背面パネルの一部に触媒基台を設け、内箱に設けた発光ダイオード等の照明手段によって光触媒を励起するようにしたので、触媒基台の大きさが任意に設定でき十分な触媒面積を確保することができる。このため、容積の大きい貯蔵室の臭気成分を効果的に脱臭したり、除菌することが可能となる。更には、光触媒の触媒作用によって発生する二酸化炭素によって貯蔵室の酸素濃度を低減することができるので、野菜類の呼吸作用を抑制して野菜類を新鮮な状態で長く保管することができるという効果も奏するようになる。

本発明が適用される冷蔵庫の縦断面図である。 本発明が適用される冷蔵庫の背面パネルの正面図である。 本発明の第１の実施形態になる光触媒装置が設けられた貯蔵室の一部断面を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態になる光触媒装置の触媒基台が取り付けられる背面パネルの背面図である。 光触媒反応により貯蔵室内の二酸化炭素濃度が増加し、食品の鮮度低下が抑制される原理を説明する説明図である． 本発明の第２の実施形態になる光触媒装置が設けられた冷蔵室の断面図である。 図５に示す蓋の正面図である。 貯蔵室に葉物野菜を収容したときの二酸化炭素の濃度変化が光触媒反応の有無で異なることを示すグラフ図である。 貯蔵室に収容されたホウレン草のビタミンＣ残存量の変化が光触媒反応の有無で異なることを示すグラフ図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

先ず、本発明の基本的な考え方を説明する。光触媒は脱臭、除菌作用の他に、その触媒作用によって二酸化炭素生成作用を備えている。したがって、本発明ではこれらの作用を用いて、貯蔵室に収納されている食品からの有機ガスに含まれる臭気成分の脱臭や除菌の他に、二酸化炭素の増加によって野菜類の呼吸の抑制やカビ等の微生物の繁殖を抑制するようにしたものである。

光触媒の光触媒反応では、空気中の酸素、水素、水分を分解することで、反応性の大変高いＯＨラジカルを生成し、このＯＨラジカルによって臭気成分（アセトアルデヒロ、アンモニア、硫化水素等）を分解したり、雑菌を除去したりする。食品の水分はＯＨラジカルの原料となり、食品の水分に由来するＯＨラジカルが臭気成分の分解及び除菌を行う。食品からの水分はＯＨラジカルの原料となるだけでなく、高湿度の環境を貯蔵室内に生成する。したがって、食品が乾燥して風味が損なわれるのを抑制することができる。

更に、光触媒反応による酸化還元反応は臭気成分や雑菌を最終的に二酸化炭素と水分に分解し、分解生成物である二酸化炭素及び水分は貯蔵室内にとどまることになる。この分解生成物である水分は、ＯＨラジカルの原料として再利用されると共に、貯蔵室を高湿度の環境の維持にも寄与するようになる。また、分解生成物である二酸化炭素は、肉及び魚の酵素反応を抑制したり、野菜の呼吸作用を抑制させて野菜の劣化や傷みを低減したり、カビ等の微生物の繁殖を抑制したりする。

このように、冷蔵庫の貯蔵室に食品を保存して光触媒反応を行うことで、食品からの臭気成分及び水分をＯＨラジカルの原料として利用でき、更に、光触媒反応による分解生成物である二酸化炭素を食品の鮮度保持等に積極的に利用することができるようになる。したがって、光触媒反応による臭気成分の分解と除菌という一次的な効果と、光触媒反応の生成物である二酸化炭素による食品の鮮度低下を抑制するという二次的な効果を併せ奏することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明するが、その前に冷蔵庫の構成について図１に基づき説明する。図１は冷蔵庫の縦断面を示すものである。

冷蔵庫は、箱状の冷蔵庫本体１と冷蔵庫本体１の開口部に開閉可能に取り付けられる複数の扉６〜扉９とを備える。冷蔵庫本体１は、鋼板製の外箱１０と樹脂製の内箱１１と、外箱１０と内箱１１の間に設けられるウレタン発泡断熱材１２及び真空断熱材（図示せず）とを備えて構成される。

冷蔵庫本体１には、上から冷蔵室２、冷凍室３、４、野菜収納室５の順に複数の貯蔵室が設けられている。換言すれば、最上段に冷蔵室２が形成され、最下段に野菜収納室５が形成されている。そして、冷蔵室２と野菜収納室５との間には、これらの両室と断熱的に仕切られた冷凍室３、４が配設されている。冷蔵室２及び野菜収納室５は冷蔵温度帯の貯蔵室（例えば、５℃程度）である。冷凍室３、４は、０℃以下の冷凍温度帯（例えば、約−２０℃〜−１８℃の温度帯）の貯蔵室である。これらの貯蔵室２〜貯蔵室５は仕切り壁２６、２７、２８により区画されている。

冷蔵庫本体１の前面には、貯蔵室２〜貯蔵室５の前面開口部を閉塞する扉６〜扉９が設けられている。冷蔵室扉６は冷蔵室２の前面開口部を閉塞する扉であり、冷凍室扉７は冷凍室３の前面開口部を閉塞する扉であり、冷凍室扉８は冷凍室４の前面開口部を閉塞する扉であり、野菜収納室扉９は野菜収納室５の前面開口部を閉塞する扉である。冷蔵室扉６は観音開き式の両開きの扉として構成される。冷凍室扉７、冷凍室扉８、野菜収納室扉９は引き出し式の扉として構成され、引き出し扉とともに貯蔵室内の容器が引き出されるようになっている。

冷蔵庫本体１には、冷凍サイクルが設置されている。この冷凍サイクルは、圧縮機１３、凝縮器（図示せず）、キャピラリチューブ（図示せず）及び蒸発器１４、そして再び圧縮機１３の順に接続することで構成されている。圧縮機１３及び凝縮器は、冷蔵庫本体１の背面下部に設けられた機械室に設置されている。蒸発器１４は、冷凍室３、４の後方に設けられた冷却器室に設置されている。蒸発器１４の上方には、送風ファン１５が設置されている。

蒸発器１４によって冷却された冷気は、送風ファン１５によって冷蔵室２、冷凍室３、４及び野菜収納室５の各貯蔵室へと送られる。具体的には、送風ファン１５によって送られる冷気は、開閉可能なダンパー装置（図示せず）を介して、その一部が冷蔵温度帯の貯蔵室（冷蔵室２及び野菜収納室５）へと送られる。冷気の他の一部は、冷凍温度帯の貯蔵室（冷凍室３及び冷凍室４）へと送られる。

送風ファン１５によって冷蔵室２、冷凍室３、４及び野菜収納室５の各貯蔵室へと送られる冷気は、貯蔵室２〜貯蔵室５を冷却した後、冷気戻り通路を通って冷却器室に戻される。このように、本実施形態の冷蔵庫は冷気の循環構造を有しており、貯蔵室２〜貯蔵室５を適切な温度に維持する。

冷蔵室２内には、透明な樹脂板で構成される複数段の棚１６〜棚１９が取り外し可能に設置されている。最下段の棚１９は、内箱１１の背面及び両側面に接するように設置され、その下方空間である最下段空間２０を上方空間と区画している。最下段空間２０には減圧貯蔵室２１が配置されている。また、左右の冷蔵室扉６の内側には複数段の扉ポケット２２〜扉ポケット２４が設置されている。これら扉ポケット２２〜扉ポケット２４は、冷蔵室扉６が閉じられた状態で冷蔵室２内に突出するように設けられている。冷蔵室２の背面には、送風ファン１６から供給された冷気を通す通路を形成する背面パネル２５が設けられている。

図２に示すように、背面パネル２５には冷蔵室２に冷気を供給する冷蔵室冷却用の冷気吐出口２９（第一の冷気吐出口）と、冷蔵室の最下段空間２０に冷気を供給する減圧貯蔵室冷却用の冷気吐出口３０（第二の冷気吐出口）と、冷気戻り口３１とが設けられている。冷気戻り口３１は、減圧貯蔵室２１の背面後方で冷蔵室２の側面に近い側に位置して設けられている。

冷気吐出口３０は減圧貯蔵室２１の上面の棚と棚１９の下面の隙間に向けて設けられている。冷気吐出口３０から吐出された冷気は、減圧貯蔵室２１の上面と棚１９の下面との隙間を流れ、減圧貯蔵室２１を上面から間接的に冷却する。

最下段空間２０には、向かって左から順に、冷凍室３の製氷皿に製氷水を供給するための製氷水タンク（図示せず）、デザートなどの食品を収納するための収納ケース（図示せず）、及び室内を減圧して食品の鮮度保持及び長期保存するための減圧貯蔵室２１が設置されている。減圧貯蔵室２１は、冷蔵室２の横幅より狭い横幅を有し、冷蔵室２の側面に隣接して配置されている。

図示しない製氷水タンク及び収納ケースは、冷蔵室２の奥行き方向に向かって左側の冷蔵室扉６の後方に配置されている。これによって、使用者は左側の冷蔵室扉６を開くのみで、製氷水タンク及び収納ケースを引き出すことができる。減圧貯蔵室２１は、同様に奥行き方向に向かって右側の冷蔵室扉６の後方に配置されている。これによって、使用者は右側の冷蔵室扉６を開くのみで、減圧貯蔵室２１の食品トレイを引き出すことができる。

尚、製氷水タンク及び収納ケースは、左側の冷蔵室扉６の最下段の扉ポケット２４の後方に位置する。減圧貯蔵室２１は、右側の冷蔵室扉６の最下段の扉ポケット２４の後方に位置する。蒸発器１４によって冷却されて冷蔵室２へ送られた冷気は、減圧貯蔵室２１の周囲を通ることで、減圧貯蔵室２４の内部を間接冷却するようになっている。なお、製氷水タンク、収納ケース、減圧貯蔵室２１の配置はこれに限定されず、例えば、収納ケースを省略して減圧貯蔵室２４の幅を広げて大型化する構成や、製氷水タンクを異なる場所に配置する構成であってもよい。

製氷水タンクの後方には、製氷水ポンプ（図示せず）が設置されている。収納ケースの後方で且つ減圧貯蔵室２１の後部側方の空間には、減圧貯蔵室２１を減圧するための減圧装置の例である負圧ポンプが配置されている。負圧ポンプは、減圧貯蔵室２１の側面に設けられたポンプ接続部に導管を介して接続される。導管の途中には、圧力センサが設けられている。

以上のような構成を備える冷蔵庫において、本発明の第１の実施形態になる光触媒装置は図３、図４に示す構成となっている。

図３に示すように、内箱１１の内壁面には発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる光源３２が取り付けられている。光源３２はＬＥＤ基台３３に載置されたＬＥＤランプ３４から構成され、このＬＥＤランプ３４は後述する光触媒基台に沿って複数個配置されている。このＬＥＤランプ３４は光触媒の種類によってその波長が決められるものであり、可視光や紫外光が用いられるものである。光源３４はＬＥＤ基台３３が内箱１２の内壁面に固定されるので、内箱１１の内壁面と背面パネル２５の背面との間に形成される冷気通路３５に位置するように配置されている。

冷蔵室２を形成する背面パネル２５の一部には、横に長い長方形の触媒接触孔３６が形成されている。この触媒接触孔３６は冷蔵室２の大きさに応じて十分な光触媒作用を行うことができる面積に決められている。つまり、背面パネル２５に触媒接触孔３６を形成するため、この大きさは任意に決めることができるようになる。特許文献２のように冷気通路に触媒基台を設けることに比べると、光触媒作用を行う触媒の面積は格段に大きくすることが可能である。このため、収納容積が大きい冷蔵室２や野菜収納室５の脱臭、除菌を行うことが可能となる。

そして、この触媒接触孔３６を塞ぐように背面パネル２５の背面側（冷気通路３５を形成する側）にはガラス材で作られた触媒基台３７が取り付けられている。この触媒基台３７は背面パネル２５の背面側に形成された取り付け爪３８によって保持されている。取り付け爪３８は触媒接触孔３６の両端側と下端側の３ケ所に設けられている。この取り付爪３８は触媒基台３７の厚みに合致する寸法を備えており、触媒基台３７を上から取り付け爪３８に嵌め込むだけで簡単に取り付けることができる。

触媒基台３７の冷蔵室２側には光触媒層３９が形成されており、この光触媒層３９は冷蔵室２の空気と接触するように露出している。図３では、理解を助けるために触媒基台３７と光触媒層７１の厚さを誇張して示している。ここで、光源３２と触媒基台３７とはできるだけ近づけて配置するのが望ましい。触媒基台３７を通過して光触媒層３９に到達する光の量を大きくできるためである。逆に光源３２と触媒基台３７の距離が遠くなるほど、光源３２の出力を増加してやれば良い。紫外光のように波長の短い光は減衰しやすいため、光源３２と触媒基台３７（正確には触媒基台３７に形成された光触媒層３９）の距離を短くするか、或いは光源の出力を増加してやれば良いものである。

ここで、光源３２が放射する光の波長について説明する。光は、例えば、紫外光（１０〜４００ｎｍ）、可視光（４００〜８００ｎｍ）、赤外光（８００〜４μｍ）のように分けることができる。紫外光に強く反応する紫外光応答型の触媒から光触媒層３９を形成する場合は、光源３２も紫外光を放出するＬＥＤランプから構成する。紫外光を用いる場合、使用者が光源３２を直視するのを防止するための防護部材を設けるのが望ましい。この場合、光触媒層３９と冷蔵室２の空気が接触することが必要であるため、防護部材と触媒接触孔３６の間には所定の寸法の空間を形成しておくのが重要である。

一方、可視光線に強く反応する可視光応答型の触媒から光触媒層３９を形成する場合は、光源３２も可視光を放出するＬＥＤから構成する。可視光を放出するＬＥＤランプから光源３２を構成する場合は上記の防護部材は不要となる。したがって、可視光応答型の光触媒層３９と可視光を出力する光源３２を用いる方、簡素な構成となる。

本実施例では、可視光応答型の光触媒層３９と可視光を放射する光源３２とを用いて光触媒装置を構成している。可視光の波長範囲のうち、比較的エネルギの高い４７０ｎｍ付近の波長の可視光を使用している。寿命および発光効率の点でＬＥＤランプは有利な特徴を備えるため、本実施例では光源３２としてＬＥＤランプから構成しているが、これに限らず、他の種類の発光素子を用いても良いことはもちろんである。

また、可視光応答型の光触媒としては、例えば、酸化チタンを可視光領域まで反応するよう加工したものが知られているが、これに限らず酸化タングステンを用いても良いものである。この酸化タングステンは可視光のみに反応し、紫外光とは反応しないため、光触媒として酸化タングステンを用いれば比較的高い反応効率が得られる。酸化タングステンは、酸化チタンのように加工を施す必要が無いので、その取り扱いが容易であり、触媒基台３７に光触媒層３９を形成する場合の費用を少なくできる。この点でも、光触媒として酸化タングステンを用いる方が有利である。

酸化タングステンから光触媒層３９を形成すると上述した利点を得ることができるが、冷蔵庫の仕様によっては酸化チタン、またはこれと同等物、或いは可視光に反応する他の触媒物質から光触媒層３９を形成しても良い。また、紫外光を用いて光触媒反応を得る場合の不利な点を許容できるのであれば、紫外光を用いる構成を採用しても良いものである。いずれにしても、本発明が適用できる範囲であれば冷蔵庫の仕様に合わせて適切な光源と光触媒を選択すれば良いものである。

光触媒層３９を形成する触媒基台３７は、光触媒を担持することができ、かつ、光触媒反応を引き起こすための光を通過させることが必要である。したがって、可視光を通過させる透明なガラスまたは合成樹脂から触媒基台３７を形成するのが望ましい。

ここで、合成樹脂は有機物であるため、直接的に光触媒を塗布すると合成樹脂の劣化を招く恐れがあるので、合成樹脂から基板を形成する場合は、プライマー処理を施して塗布してやることが重要である。

一方、ガラスは無機物であるため、直接的に光触媒を塗布しても劣化することはないので、触媒基台３７の製造工程数、材料コスト等の面から、光触媒層３９を担持する触媒基台３７はガラスから形成するのが有利である。ただ、合成樹脂の表面にプライマー処理を施して透明な保護層を形成し、この保護層の上に光触媒層３９を形成する構成でも良いことはいうまでもない。

ところで、光触媒層３９の厚み寸法が大きいほど光触媒反応の効果を高めることができるが、厚み寸法が大きくなりすぎると透明性が低下するので、光触媒層３９を透過する光量が減少する。このため、光触媒反応が低下することも考えられる。また、可視光を冷蔵室２内の追加照明として使用した場合、光量不足で冷蔵室２の視認性が低くなる。更に、光触媒層３９が厚くなりすぎると、光触媒層３９が割れる恐れもある。そこで、本実施例では、透過光量があまり低下せず、かつ、物理的な損壊の可能性が低くなるように光触媒層３９の厚みを設定するようにしている。この光触媒層３９の厚みは種々の実験や、シュミレーションによって求めることができる。

次に、図５を参照して冷蔵室２での光触媒作用を説明する。光源３２のＬＥＤランプ３４から所定波長（例えば４７０ｎｍ近辺）の光を含む可視光線が出力されると、その可視光は触媒基台３７を透過して光触媒層３９に入射する。可視光が光触媒層３９に入射すると、電子とホールとが生成される。ホールはプラスの電荷を帯びているため、水分（Ｈ_２Ｏ）から電子を奪い、ＯＨラジカル及び水素ラジカルを生成する。また、光触媒層３９に生じた電子は酸素分子に乗り移って酸素ラジカルを生成する。冷蔵室２内の食品からわずかに蒸発する水分は、光触媒層３９に接触してラジカルの原料となる。

ラジカルは、食品からの有機ガス（例えばエチレンガス、メチルメルカプタン、二硫化ジメチル）と冷蔵室２内に浮遊する微小な有機物（例えば雑菌）を二酸化炭素と水に分解する。これによって、冷蔵室２の臭気成分の脱臭作用と除菌作用を行うことができるものである。更に、これと同時に二酸化炭素の発生が加わるようになる。一例として、野菜から発生するエチレンガスの分解反応を下記化学式（１）に示している。
Ｃ_２Ｈ_４＋４Ｏ_２→２ＣＯ_２+２Ｈ_２Ｏ ……（１）
化学式（１）からわかるように、野菜から発生したエチレンガスは空気中の酸素と反応して二酸化炭素と水を生成する。冷蔵室２内の野菜は生きており、空気中の酸素と二酸化炭素の濃度比に応じて呼吸している。冷蔵室２内の二酸化炭素濃度が高くなると、野菜の気孔が閉じて呼吸活動が抑制されるため、野菜の劣化が抑制され野菜を新鮮な状態で長く保管することができる。

更に、光触媒反応によって生じた二酸化炭素は水に容易に溶解する。したがって、光触媒反応の生成物である二酸化炭素は食品表面の水分に溶解して炭酸となる。炭酸は食品表面のｐＨ値を変化させるので、食品表面のｐＨ値が変化すると食品表面に存在していた微生物の至適ｐＨと不一致となる。これによって、微生物の繁殖が抑制されるようになる。

以上説明したように、本実施例によれば触媒基台３７を背面パネル２５に設けた触媒接触孔３６を利用して光触媒層３９を冷蔵室２側に露出させ、この光触媒層３９に光エネルギーを与えるように光源３２を内箱１１の内壁面に取り付けるように構成している。このため、背面パネル２５の触媒接触孔３６の大きさは任意に決めることができるようになる。特許文献２のように冷気通路に触媒基台を設けることに比べると、光触媒作用を行う光触媒の面積は格段に大きくすることが可能である。したがって、収納容積が大きい冷蔵室２や野菜収納室５の脱臭、除菌を行うことが可能となる。また、二酸化炭素の増加作用を利用して貯蔵室の二酸化炭素量を増加できるので、野菜の長期保存ができる、カビ等の微生物の繁殖を抑制できるという効果を奏する。

このように、背面パネル２５に設けた触媒接触孔３６の大きさを任意に設定できるので容量の大きな貯蔵室であっても光触媒の触媒面積を確保でき、これによって充分な光触媒反応を行うことができるようになる。尚、光源３２を冷気通路３５に配置する代わりに、内箱１１の内部に埋設するようにすると冷気通路３５の流路抵抗を小さくすることができる。この場合は光触媒層３９までの距離が長くなるので、光源３２の出力を適切に増加してやれば良いものである。

また、光源３２には通電のため配線が必要となるが、冷蔵室２を形成する背面カバー２５の背面に光源３２と触媒基台３７を設置することで、制御装置（図示せず）と距離的に近づけることができるため配線しやすくなる効果も奏することができる。つまり、一般に制御装置は外箱１０の天面部の後ろ側に配置されているため、背面カバー２５との距離が短くなり、配線はこの制御装置から内箱１１を経由してＬＥＤ基台３３に延ばされるようになる。

また、触媒接触孔３６を大きく形成すれば光源３２の光を冷蔵室２まで届けることができるので照明性能の向上が期待できる。

また、冷蔵室２内の各棚１６、１７、１８によって形成される空間の中央付近に触媒接触孔３６を設置するのが望ましい。その際、背面パネル３０に形成した冷気吐出口２９付近には触媒接触孔３６を設けない方が望ましいものである。

更に、触媒接触孔３６には網目状の防護ネットを設けることが望ましいものである。触媒基台３７に形成された光触媒層３９は食品の出し入れによって損傷される恐れがあり、これを防ぐためには触媒接触孔３６には網目状の防護ネットを設けることが有効である。この防護ネットは金属製、或いは樹脂製であっても良いものであるが、樹脂製であれば背面パネル２５と同時形成してやるのが合理的である。

次に本発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態は貯蔵室を蓋によって覆うようにして高湿度の環境を形成するようにしたところに特徴を有しているものである。

図６、図７において、貯蔵室４０は上面壁４１と下面壁４２によって仕切られており、上面壁４１と下面壁４２は一方端側で背面パネル２５に接続されている。そして、貯蔵室４０に臨む背面パネル２５の中央付近には実施例１と同様に横に長い長方形の触媒接触孔３６が形成されており、この触媒接触孔３６を塞ぐように背面パネル２５の背面側（冷気通路３５を形成する側）にはガラス材で作られた触媒基台３７が取り付けられている。この触媒基台３７は背面パネル２５の背面側に形成された取り付け爪３８によって保持されている。取り付け爪３８は触媒接触孔３６の両端側と下端側の３ケ所に設けられている。この取り付け爪３８は触媒基台３７の厚みに合致する寸法を備えており、触媒基台３７を上から取り付け爪３８に嵌め込むだけで簡単に取り付けることができる。触媒基台３７の冷蔵室２側には光触媒層３９が形成されており、この光触媒層３９は貯蔵室４０の空気と接触するように露出している。

貯蔵室４０の上面壁４１と下面壁４２は他方端は開口されており、この開口を開閉できるように蓋４３が取り付けられている。この蓋４３には上端の両側に球状の軸支部４４が形成されており、軸支部４４は貯蔵室４０の両側面壁の上側に形成されたスライド溝４５によって軸支されている。したがって、蓋４３に設けられた蓋取っ手４６を軸支部４４を中心として上側に引き上げ、最大に引き上げた状態で蓋４３を奥側に押し込むことで、軸支部４４がスライド溝４５を移動して蓋４３が開口を開くように保持することができる。この状態で食品を取り出したり、収納したりすることができる。そして、食品を取り出したり、収納したりした後に蓋４３によって開口を覆うようにすれば貯蔵室４０は閉じられた収納空間として機能するようになる。

そして、実施例１と同様に光源３２のＬＥＤランプ３４から所定波長の光を含む可視光線が出力されると、その可視光は触媒基台３７を透過して光触媒層３９に入射する。可視光が光触媒層３９に入射すると、電子とホールとが生成される。ホールはプラスの電荷を帯びているため、水分（Ｈ_２Ｏ）から電子を奪い、ＯＨラジカル及び水素ラジカルを生成する。また、光触媒層３９に生じた電子は酸素分子に乗り移って酸素ラジカルを生成する。冷蔵室２内の食品からわずかに蒸発する水分は、光触媒層３９に接触してラジカルの原料となる。ラジカルは、食品からの有機ガス（例えばエチレンガス、メチルメルカプタン、二硫化ジメチル）と冷蔵室２内に浮遊する微小な有機物（例えば雑菌）を二酸化炭素と水に分解する。

これによって、冷蔵室２の臭気成分の脱臭作用と除菌作用を行うことができるようになる。更に、これと同時に二酸化炭素の発生が行われるようになる。このため、蓋４３によって閉じられた収納空間となった貯蔵室４０は光触媒反応の分解生成物である水分子により高湿度の環境を形成することができる。貯蔵室４０を高湿度の環境とすることにより、高湿度の環境に適した食品の保存をおこなうことができ、これにより低湿度の環境に適した食品の保存とも使い分けができるようになる。

次に、図８を用いて光触媒作用に伴う二酸化炭素の増加について説明する。図は葉物野菜を収容した場合の二酸化炭素濃度の時間変化を示している。

特性線Ｇ１０は光触媒を使用した場合の二酸化炭素濃度の時間変化を示し、特性線Ｇ１１は光触媒を使用しない場合の二酸化炭素濃度の時間変化を示している。このグラフから光触媒を使用した場合の二酸化炭素濃度が高いことがわかる。

更に、図９を用いて野菜を保存したときの二酸化炭素による鮮度の保持効果について説明する。図９はホウレン草を３日間保存した場合のビタミンＣ残存量を光触媒の有無で比較した場合のグラフである。

図９は光触媒を用いた場合のホウレン草のビタミンＣ残存量Ｇ１２と、光触媒を使用しない場合のホウレン草のビタミンＣ残存量Ｇ１３を比較した結果を示している。光触媒を用いたときのホウレン草のビタミンＣ残存量Ｇ１２の方が光触媒を使用しない場合のビタミンＣ残存量Ｇ１３よりも大きいことが分かる。

以上の実験結果から、二酸化炭素を増加させると野菜の鮮度の低下を抑制できることが確認された。このように本発明においては冷蔵室２内の二酸化炭素濃度を高くすることができる。このため、野菜の呼吸を抑制して劣化を防止し、また微生物の繁殖を抑制することができる。したがって、二酸化炭素濃度を増加させない場合に比べて野菜の鮮度を保持する効果が高いものとなる。

実施例では、冷蔵室２に保存された食品からわずかに蒸発する水分をラジカルの原料として使用し、そのラジカルによって臭気成分ガスおよび雑菌などを二酸化炭素と水に分解する。分解生成物である二酸化炭素および水は、冷蔵室２内に充満する。水分は、ラジカルの原料として再利用される。二酸化炭素は野菜の鮮度保持作用を実現する。

本実施例では、冷蔵室２に食品を保存して光触媒反応を行うことで、臭気成分および水分をラジカルの原料として利用し、さらに、光触媒反応による分解生成物である二酸化炭素を野菜等の食品の鮮度保持に利用する。このように、ほぼ閉じた環境の中で、光触媒反応による臭気成分の分解および除菌という光触媒作用と、二酸化炭素による呼吸抑制作用とを結合させて食品の鮮度低下を抑制できるようになる。

尚、実施例１においては冷蔵室２を対象に説明したが、貯蔵室として野菜収納室５をその対象とすることも可能である。もちろん、光触媒装置の構成は図３に示すような構成を採用することで十分である。

以上に説明した本発明を総括すると、冷気通路を構成する背面パネルの貯蔵室側に光触媒が露出するように光触媒を担持した触媒基台を取り付け、触媒基台に向けて光（可視光、及び紫外光の一方、或いは両方）を照射するように冷気通路を構成する内箱内面に発光ダイオードを設けた構成を採用した。

これによって、背面パネルの一部に触媒基台を設け、内箱に設けた発光ダイオードによって光触媒を励起するようにしたので、触媒基台の大きさが任意に設定でき十分な触媒面積を確保することができる。このため、容積の大きい貯蔵室の臭気成分を効果的に脱臭したり、除菌することが可能となる。更には、光触媒の触媒作用によって発生する二酸化炭素によって貯蔵室の酸素濃度を低減することができるので、野菜類の呼吸作用を抑制して野菜類を新鮮な状態で長く保管することができるという効果も奏するようになる。

１…冷蔵庫本体、２…冷蔵室、３、４…冷凍室、５…野菜収納室、６〜９…扉、１１…内箱、２５…背面パネル、３２…光源、３３…ＬＥＤ基台、３４…ＬＥＤランプ、３６…触媒接触孔、３７…触媒基台、３８…取り付け爪、３９…光触媒層、４０…貯蔵室、４３…蓋。

Claims (5)

1. 冷蔵庫本体の内箱と背面パネルによって前記内箱内に形成された少なくとも一つ以上の貯蔵室と、前記内箱と前記背面パネルの間に形成され前記貯蔵室に冷気を送る冷気通路と、前記貯蔵室を開閉する貯蔵室扉とを備えた冷蔵庫において、
   前記冷気通路を構成する前記背面パネルの前記貯蔵室側に光触媒が露出するように光触媒を担持した透明な触媒基台を取り付け、前記触媒基台に向けて光を照射する照明手段を設けたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 冷蔵庫本体の内箱と背面パネルによって前記内箱内に形成された少なくとも一つ以上の貯蔵室と、前記内箱と前記背面パネルの間に形成され前記貯蔵室に冷気を送る冷気通路と、前記貯蔵室を開閉する貯蔵室扉とを備えた冷蔵庫において、
   前記冷気通路を構成する前記背面パネルに触媒接触孔を形成し、前記触媒接触孔の前記貯蔵室側に光触媒が露出するように光触媒を担持した透明な触媒基台を前記背面パネルの前記冷気通路側に取り付け、前記触媒基台に向けて光を照射する発光ダイオードを前記内箱に取り付けたことを特徴とする冷蔵庫。
3. 請求項１或いは請求項２に記載の冷蔵庫において、
   前記光触媒が露出する前記貯蔵室は冷蔵室或いは野菜収納室であることを特徴とする冷蔵庫。
4. 請求項１或いは請求項２に記載の冷蔵庫において、
   前記貯蔵室の収納空間を閉じられた空間とするための蓋が前記貯蔵室の開口に設けられていることを特徴とする冷蔵庫。
5. 請求項１或いは請求項２に記載の冷蔵庫において、
   前記光触媒は可視光応答型の光触媒であり、前記照明手段或いは発光ダイオードは可視光を前記光触媒に照射する照明手段、或いは発光ダイオードであることを特徴とする冷蔵庫。

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