JP7092587B2 - 鮮度保持コンテナ装置及び鮮度保持装置 - Google Patents
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Description
鮮度劣化の要因としては、エチレンや細菌が挙げられる。エチレンは、青果物の成熟を促進する成長ホルモンである。ある種の青果物(例えばアボカド、杏子、バナナなど)は、成熟に伴ってエチレンを多く発生させる。このエチレンが周りの青果物の成熟を早める働きをする。例えばバナナ、レタス、アボカド、杏子、カリフラワー、ブロッコリーなどはエチレン感受性が高く、エチレン含有環境下では成熟・老化が促進されることが知られている。また、腐敗菌などの細菌は、生鮮物の腐敗を促進する。
鮮度保持手段としては、例えばリーファーコンテナを用いて冷却することで、エチレンの発生を抑えたり、細菌の活動を弱めたりしている。鮮度抑制効果を更に高めるために、コンテナ内の雰囲気ガスの酸素濃度を下げることで窒素リッチになるよう組成調節するCA(controlled Atmosphere)コンテナも知られている。
特許文献1の装置においては、棒状電極に供給するプラズマ生成用電力に加えて、送風機を駆動するための電力をも必要とする。一方、コンテナ輸送においては、数日~数週間にわたって自前の電力だけで運転しなければならないこともある。
本発明は、かかる事情に鑑み、生鮮物を収容して輸送、保管等する際、小さな電力で、雰囲気ガス中のエチレン等の成長ホルモンを分解可能かつ殺菌可能であり、生鮮物の鮮度劣化を十分に抑制できるコンテナ装置を提供することを目的とする。
内部の雰囲気ガスを強制流通させるコンテナと、
前記コンテナ内における雰囲気ガスの強制流通路上に配置されたプラズマ生成部と、
を備え、前記プラズマ生成部が、プラズマが生成される放電空間を形成する一対の電極を含み、前記放電空間が前記強制流通路に連通または介在または面していることを特徴とする。
コンテナの強制流通機能によって、雰囲気ガスがプラズマ生成部を通る。つまり、コンテナの強制流通手段を利用して、雰囲気ガスをプラズマ生成部に導入して通過させることができる。したがって、プラズマ生成部専用の送風手段を備えている必要がなく、所要電力を低減できる。
雰囲気ガスは、プラズマ生成部を通る際、放電空間の放電によってプラズマ化される。これによって、雰囲気ガス中のエチレン等の成長ホルモンが分解される。また、雰囲気ガス中の浮遊細菌が殺菌される。この結果、コンテナ内の生鮮物の鮮度劣化を十分に抑制できる。
前記プラズマ生成部が、前記送風口もしくは吸気口又はこれらの近くに設けられていることが好ましい。
前記調節部付きのコンテナとしては、冷蔵、冷凍機能(温度調節機能)を有するリーファーコンテナや、組成調節機能を有するCA(controlled Atmosphere)コンテナが挙げ
られる。
リーファーコンテナにおいては、該コンテナ内の雰囲気ガス(空気)が吸気口へ取り込まれ、調節部において冷却されたうえで、送風口からコンテナ内に送出される。これによって、コンテナ内を低温にして生鮮物の呼吸を抑制することで、生鮮物の鮮度劣化を抑制できる。
CAコンテナにおいては、該コンテナ内の雰囲気ガス(空気)が吸気口へ取り込まれ、調節部において酸素濃度が低下されて窒素濃度が上昇するように組成調節されたうえで、送風口からコンテナ内に送出される。これによって、コンテナ内を窒素リッチにして、生鮮物の呼吸を抑制することで、生鮮物の鮮度劣化を抑制できる。CAコンテナの調節部は、前記組成調節機能だけでなく、温度や湿度の調節機能をも有していてもよい。
前記プラズマ生成部を前記送風口もしくは吸気口又はこれらの近くに設けることによって、雰囲気ガスが、前記送風口からの送出時又は吸気口への取り込み時に、プラズマ生成部を確実に通るようにできる。したがって、雰囲気ガスのプラズマ生成部への導入手段として、調節部の送風手段を利用できる。
スペーサによって電極間距離を確実かつ安定的にマイクロメートルオーダーにできる。電極間距離をマイクロメートルオーダーとすることによって十分低い電圧で放電を生成できる。この結果、プラズマ生成部を電池などの自前の電力で比較的長期間、運転可能となる。
少なくとも一方の電極の対向面に誘電体層を設けることによって、前記放電空間内において大気圧近傍下における誘電体バリア放電を安定的に生成できる。
大気圧近傍とは、1.013×104~50.663×104Paの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、1.333×104~10.664×104Paが好ましく、9.331×104~10.397×104Paがより好ましい。
前記誘電体層が、前記スペーサを一体に含むことが好ましい。スペーサが誘電体バリア放電における誘電体の機能を果たしてもよい。
前記一方の電極の誘電体層が、他方の電極へ向かって突出された凸部を有し、前記凸部が前記スペーサを構成していることが、より好ましい。これによって、部品点数を減らすことができる。かつプラズマ生成部の組立性を向上できる。
前記プラズマ生成部には前記一対の電極を貫通する1又は複数の貫通穴が形成され、各貫通穴の中間部が前記放電空間と交差するように連なっていることが好ましい。
少なくとも片方の電極における前記対向面と交差する交差面と他方の電極との間で放電が生成されることが好ましい。
前記スペーサによって、電極間距離を確実かつ安定的にマイクロメートルオーダーにできる。スペーサの厚さによって電極間距離を規定できる。更には、プラズマ生成部の構造を簡易化できる。前記交差面に沿って放電を生成することによって、空間を直結する放電よりも低電圧で生成できる。ひいては、プラズマ生成部専用の送風用の電力が不要であることと相俟って、所要電力を一層低減できる。
これによって、貫通穴が、雰囲気ガスの強制流通路の一部(通過流路)となる。
好ましくは、前記一対の電極の対向面どうしの間に前記放電空間が形成され、前記貫通穴が前記放電空間と交差するように連なっている。
貫通穴の内周面に沿って放電が生成されるようにしてもよい。貫通穴の断面全域で放電を生成させる必要がないから、貫通穴の断面積を大きくしても、放電生成に支障を来さない。言い換えると、放電生成に支障を来たすことなく、貫通穴の断面積を大きくすることができ、これによって、雰囲気ガスの圧損を低減できる。
これによって、雰囲気ガスがプラズマ生成部の表面に沿って流れ、プラズマ生成部と接触することによってプラズマ化され、該雰囲気ガス中のエチレン等の成長ホルモンを分解したり浮遊細菌を殺菌したりできる。
前記一対の電極における一方の電極の端面が、他方の電極の対向面と、前記誘電部材を挟んで相対していてもよい。一方の電極の端面と誘電部材の表面とで作る隅角部に沿って放電が生成されるようになっていてもよい。
一方の電極が、格子縞状、櫛歯状、ストライプ状などの線状部を有するパターン形状であり、他方の電極が、前記誘電部材のほぼ全面に設けられていてもよい。
両方の電極がパターン形状であり、かつ一方の電極の線状部が、他方の電極の線状部より幅狭又は小面積であってもよい。
両方の電極がパターン形状であり、かつこれら電極どうしの対向方向から見て、一方の電極が、他方の電極に対してずれていてもよい。
前記コンテナ内における雰囲気ガスの強制流通路上に配置されたプラズマ生成部を備え、
前記プラズマ生成部が、プラズマが生成される放電空間を形成する一対の電極を含み、前記放電空間が前記強制流通路に連通または介在または面していることを特徴とする。
<第1実施形態>
図1~図7は、本発明の第1実施形態を示したものである。
図1に示すように、鮮度保持コンテナ装置1は、コンテナ10と、鮮度保持装置20と備えている。
なお、1つの箱8に複数種の生鮮物9が混載されていてもよい。
前記冷媒に移された熱は、冷凍サイクル15から外気ライン19に移されて放出される。
発電機17によって、冷凍サイクル15の圧縮機(図示省略)や、雰囲気ガスg0の送風ファン16や、外気ライン19の送風ファン(図示省略)が駆動される。
装置本体21は、送風口13の大きさ及び形状に合わせた箱形状ないしは筒形状になっている。装置本体21の内部には室部22(開放空間)が形成されている。装置本体21ひいては室部22の水平な軸線L21に沿う方向の両端部は、開放されている。該装置本体21が、軸線L21を送風口13の軸線と一致させて、コンテナ本体11における送風口13の周りの内壁11wに取付けられている。送風口13に室部22が直接的に連なることで、送風口13からの雰囲ガスg0が室部22を通り抜け可能である。室部22は、雰囲ガスg0の強制流通路10gの一部を構成している。
装置本体21の材質は、樹脂であるが、金属であってもよい。
装置本体21における送風口13とは反対側(図2において右側)を向く出口側開口21bには、指挿入防止ひいて感電防止用のメッシュ28が設けられている。
図3において、プラズマ生成部30の形状は、四角形になっているが、これに限られず、円形でもよく、他の多角形でもよい。
各電極31,32の厚さは、例えば数百μm~数mm程度である。 電極31,32の材質は、好ましくは銅、銀、鉄等の良導電性金属である。一方の電極31の材質と他方の電極32の材質が異なっていてもよい。
なお、図において、電極間距離dは、電極31,32の縦横寸法及び後記貫通穴34の直径などに対して誇張されている。
言い換えると、誘電体層31が、スペーサ36を一体に含んでいる。電極31,32間にスペーサ36が介在されることによって、電極間距離dがマイクロメートルオーダーに保持されている。電極31の外周に沿う環状のスペーサ36が周方向の全域にわたって電極32と当接されることによって、電極間距離dが安定的にマイクロメートルオーダーに保持されている。
例えば図6に示すように、スペーサ36が、電極31の前記対向面における2つの長辺側の縁に沿って線状に延びていてもよい。
図7に示すように、スペーサ36(凸部36)が、複数の小突起状に形成され、電極31の対向面31aにおける四隅のコーナー部及び対向面31aの内側部に整列又は分散して配置されていてもよい。図7の小突起状のスペーサ36は、四角形であるがその他の多角形や円形であってもよい。
環状又は線状のスペーサと小突起状のスペーサが組み合わされていてもよい。
なお、貫通穴34の形状は、円形に限られず、長穴状(スリット状)でもよく、多角形状でもよい。
電源部4は、直流電源4aと、電源回路4cを含む。直流電源4aとしては、乾電池、鉛蓄電池などの電池を用いることができる。直流電源4aの出力電圧は、例えば数V~数十V程度である。電源回路4cは、直流電源4aの直流電圧を好ましくはパルス状の高周波電圧に変換する。高周波電圧の波高値は、例えばVpp=数百V~1.5kV程度であり、好ましくは500V~600V程度であり、プラズマ生成部30の絶縁破壊電圧を越えていることが好ましい。周波数は、例えば数百Hz~数kHzである。
図2に示すように、電源回路4cの給電線4dが、一対の電極31,32のうち何れか一方の電極31に接続されている。他方の電極32は、接地線4eを介して接地されている。電源回路4cからの供給電力は、例えば数mW~10W程度である。
なお、前記直流電圧を交流変換してもよい。
電極間距離dがマイクロメートルオーダーであるため、供給電力が小さくても放電を生成することができる。かつ雰囲気ガスg0の鮮度保持装置20への導入手段として、コンテナ10の送風ファン16を利用できる。したがって、鮮度保持装置20が専用の送風手段を備えている必要がなく、電源部4における所要電力を低減できる。この結果、直流電源4aとして、乾電池や蓄電池などの一次電池、二次電池を用い、比較的長期間、運転可能となる。
雰囲気ガスg0は、貫通穴34を通り抜ければよく、狭隘な放電空間35を通り抜ける必要が無い。したがって、雰囲気ガスg0の圧損を低減できる。
鮮度保持装置の配置場所は送風口13には限られない。
<第2実施形態>
図8は、本発明の第2実施形態を示したものである。
第2実施形態に係る鮮度保持コンテナ装置1Bにおいては、鮮度保持装置20が、コンテナ10の吸気口14に設けられている。雰囲気ガスg0は、吸気口14への取り込み時に、鮮度保持装置20の貫通穴34(通過流路)を通ることでプラズマ化される。
<第3実施形態>
図9及び図10は、本発明の第3実施形態を示したものである。
図9に示すように、第3実施形態に係る鮮度保持コンテナ装置1Cにおいては、鮮度保持装置20Cが、送風口13及び吸気口14から離れて、コンテナ本体11内の雰囲気ガスg0の強制流通路10g上に配置されている。例えば、鮮度保持装置20Cは、コンテナ本体11の天井部11bの長手方向(図9において左右)の中間部に配置されている。
図11~図14は、本発明の第4実施形態を示したものである。
図11に示すように、第4実施形態に係る鮮度保持コンテナ装置1Dにおいては、鮮度保持装置20Dの装置本体21にプラズマ生成部40が垂直に向けられて収容されている。なお、鮮度保持装置20Dは、送風口13に配置されているが、第2実施形態(図8)と同様に吸気口14に配置されていてもよく、第3実施形態(図9)と同様にコンテナ本体11の中間部に配置されていてもよい。
スペーサ43の厚さは、マイクロメートルオーダーであり、好ましくは5μm~500μmである。スペーサ43が厚すぎると、後記電極間距離d’(図14)が広くなり、放電電圧を大きくする必要がある。スペーサ43が薄すぎると、所要の強度を確保できない。
なお、図において、スペーサ43及び電極41,42の厚さは誇張されており、ひいてはプラズマ生成部40の厚さは誇張されている。
図示は省略するが、各電極41,42の表側面(スペーサ43側とは反対側の面)は、保護膜によって覆われていてもよい。
なお、貫通穴44の形状は、円形に限られず、長穴状(スリット状)でもよく、多角形状でもよい。
なお、電極41,42のうち少なくとも一方の貫通穴内周面44a,44bが、スペーサ43における貫通穴内周面44cより少し引っ込んでいてもよい。
貫通穴44の内周(通過流路の内壁面)の周辺部が、プラズマを生成する放電空間40aとなる。放電空間40aは、強制流通路10gに連通または介在されている。
よって、鮮度保持装置20Dが専用の送風用の電力が不要であることと相俟って、電源部4における所要電力を一層低減できる。この結果、直流電源4aとして、乾電池や蓄電池などの一次電池、二次電池を用い、比較的長期間、運転可能となる。
加えて、貫通穴44内の空間全域で放電を生成するものではなく、貫通穴44の少なくとも内周面上で放電が生成されればよいから、貫通穴44の断面積を大きくしても、放電生成に支障を来さない。言い換えると、放電生成に支障を来たすことなく、貫通穴44の断面積を大きくできる。そうすることで、雰囲気ガスg0の圧損を低減できる。
一対の電極41,42どうし間にスペーサ43を介在させることによって、電極間距離d’を安定的に保持できる。かつ、プラズマ生成部40の構造を簡易化できる。
図15~図18は、本発明の第5実施形態を示したものである。
図15に示すように、第5実施形態に係る鮮度保持コンテナ装置1Eにおいては、鮮度保持装置20Eが、送風口13及び吸気口14から離れて、コンテナ本体11内の雰囲気ガスg0の強制流通路10g上に配置されている。例えば、鮮度保持装置20Eは、コンテナ本体11の天井部11bの長手方向(図15において左右)の中間部に配置されている。
図16に示すように、両側の開口21c,21dには、それぞれ指挿入防止ひいて感電防止用のメッシュ28が設けられている。
なお、図において、スペーサ53及び電極51,52を含むプラズマ生成部50の厚さは誇張されている。
電極51の表側面51c及び端面51eと、スペーサ53の表側面53aのうち電極51が設けられていない部分とによって、プラズマ生成部50の表面50aが構成されている。
図18に示すように、格子縞電極51の各線状部51aにおける対向面51bと交差する端面51e(交差面)が、全面電極52における対向面52aと、スペーサ53を挟んで相対している。該端面51eが、放電面を構成している。
なお、これとは逆に、全面電極52が電源回路4cの給電線4dに接続され、格子縞電極51が接地されていてもよい。
鮮度保持装置20Eによれば、平板状のプラズマ生成部50が、雰囲気ガスg0の流れ方向に沿うように配置されているため、雰囲気ガスg0の圧損を十分に小さくできる。
<第6実施形態>
図19は、本発明の第6実施形態を示したものである。第6実施形態は、プラズマ生成部50の電極パターン形状の変形態様に係り、スペーサ53の一方側(図19において表側)の電極55が、格子縞状に代えて、櫛歯状のパターン形状になっている。櫛歯電極55の各櫛歯部55a(線状部)は、雰囲気ガスg0の強制流通方向(図19において右方向)に沿っている。複数の櫛歯部55aの端部どうしが、連結部55cによって連ねられている。
なお、櫛歯電極55の各櫛歯部55aが、雰囲気ガスg0の強制流通方向と直交(交差)するように延びていてもよい。
櫛歯電極55の各櫛歯部55aの幅は、例えば0.数mm~数mm程度であり、櫛歯部55aどうしのピッチは、例えば数mm~十数mm程度である。
電源部4からの電力供給によって、櫛歯電極55の端面55eとスペーサ53の表側面53aとで作る隅角部50cに沿って放電50bが生成される。
例えば、装置本体21は、開放空間を画成し、かつプラズマ生成部30,40,50を支持可能であれば必ずしも箱状である必要はなく、フレーム状であってもよい。
装置本体21の開放空間が貫通穴34だけで画成されていてもよい。
第1~第4実施形態(図1~図14)のプラズマ生成部30,40の向きは、垂直に限られず、水平でもよく、斜めでもよい。第5実施形態(図16)のプラズマ生成部50の向きは、水平に限られず、垂直でもよく、斜めでもよい。
複数の鮮度保持装置をコンテナ10の複数箇所に設けてもよい。送風口13と吸気口14の両方に鮮度保持装置を設けてもよい。
第1~第3実施形態(図1~図10)において、スペーサとなる凸部36を両方の誘電体層31d,32dに設けてもよい。
第1~第3実施形態(図1~図10)のプラズマ生成部30において、誘電体層31d,32dの何れか一方を省略してもよい。誘電体層は少なくとも一方の電極の対向面に設けられていればよい。
スペーサが誘電体層31d,32dとは別に設けられていてもよい。
各電極41,42の端面とスペーサ43の端面(介在面)とが互いにほぼ面一になっており、これら端面に沿って放電が生成されるようになっていてもよい。
第5実施形態(図15)のプラズマ生成部50として、第4実施形態(図11)のプラズマ生成部40を用いてもよい。
第5実施形態の電極構造(図15~図18)の変形態様として、他方の電極52が、格子縞電極51と同様の格子縞状であり、かつ該電極52の線状部の幅が格子縞電極51の線状部51aの幅より太くてもよい。あるいは、他方の電極52が、格子縞電極51と同じ大きさの格子縞状であり、かつ格子縞電極51に対して平面視でずれていてもよい。
第6実施形態(図19)の変形態様として、他方の電極52が、櫛歯電極55と同様の櫛歯状であり、かつ該電極52の櫛歯部(線状部)の幅が櫛歯電極55の櫛歯部55aの幅より太くてもよい。あるいは、他方の電極52が、櫛歯電極55と同じ大きさの櫛歯状であり、かつ櫛歯電極55に対して櫛歯部55aの幅方向にずれていてもよい。その他のパターン電極形状としては、市松模様状などであってもよい。一対の電極が、スペーサ43の同一面上にマイクロメートルオーダーの距離を置いて配置されていてもよい。
コンテナ10として、組成調節機能付きの調節部12を有するCAコンテナを用いてもよい。CAコンテナにおいては、コンテナ内の雰囲気ガスg0(空気)が吸気口14へ取り込まれ、温度調節(冷却)されるのに加えて、酸素濃度が低下されたうえで、送風口13からコンテナ内に送出される。これによって、コンテナ内を窒素リッチにでき、生鮮物9の呼吸を抑制することで、生鮮物9の鮮度劣化を抑制できる。
コンテナ内室11aに強制流通用の送風ファンが設置されていてもよい。
コンテナ10は、必ずしも温調や組成調節を行なう調節部12を有していなくてもよく、通常のコンテナを用いてもよい。
プラズマ生成部30,40,50が調節部12の発電機17から電力供給を受けるようにしてもよい。
鮮度保持装置に送風ファンなどの送風手段を設けてもよい。
鮮度保持装置を、コンテナ10内の個別の箱8の内部に設けてもよい。
9 生鮮物
10 コンテナ
10g 強制流通路
11 コンテナ本体
11a コンテナ内室(内部空間)
12 調節部
13 送風口
14 吸気口
20,20C,20D,20E 鮮度保持装置
21 装置本体
22 室部(開放空間)
30 プラズマ生成部(電極モジュール)
30a プラズマ
31 一方の電極
31d 誘電体層
32 他方の電極
32d 誘電体層
34 貫通穴
34a,34b 貫通穴内周面(交差面)
35 放電空間
36 凸部(スペーサ)
40 プラズマ生成部
40a 放電空間
41 一方の電極
41a 対向面
42 他方の電極
42a 対向面
43 スペーサ
44 貫通穴
44a,44b 貫通穴内周面(交差面)
44c 貫通穴内周面(誘電面)
50 プラズマ生成部
50b プラズマ
50c 隅角部(放電空間)
51 格子縞電極(一方の電極)
51a 線状部
51e 端面(交差面)
52 全面電極(他方の電極)
52a 対向面
53 スペーサ
55 櫛歯電極(一方の電極)
55a 櫛歯部(線状部)
Claims (6)
- 生鮮物を鮮度保持するように収容する鮮度保持コンテナ装置であって、
内部の雰囲気ガスを強制流通させるコンテナと、
前記コンテナ内における雰囲気ガスの強制流通路上に配置されたプラズマ生成部及び箱形状ないしは筒形状の装置本体を含む鮮度保持装置と、
を備え、前記装置本体は、内部の室部が前記強制流通路の一部を構成するよう両端部が開放され、前記室部に前記プラズマ生成部が設けられ、前記プラズマ生成部が、プラズマが生成される放電空間を形成する一対の電極を含み、前記放電空間が前記強制流通路に連通または介在または面しており、
前記コンテナが、内部に前記生鮮物が収容されるコンテナ本体と、前記コンテナ本体と壁で仕切られて前記雰囲気ガスを温度調節又は組成調節する調節部とを含み、前記調節部が、前記強制流通を起こさせる送風ファンを有し、前記壁には、前記調節部からの送風口及び前記調節部への吸気口が形成されており、
前記装置本体が、前記壁における前記コンテナ本体の内部に面する壁面における、前記送風口及び吸気口のうち一方の口の周りに取り付けられ、前記室部が前記一方の口と直接連なり、前記プラズマ生成部が、前記一方の口の近くに設けられていることを特徴とする鮮度保持コンテナ装置。 - 前記プラズマ生成部が、前記一対の電極どうし間の距離をマイクロメートルオーダーに保持する絶縁体からなるスペーサを含むことを特徴とする請求項1に記載の鮮度保持コンテナ装置。
- 前記一対の電極の対向面どうしの間に前記放電空間が形成され、かつ少なくとも一方の電極の対向面に誘電体からなる誘電体層が設けられ、前記誘電体層と他方の電極との間に前記スペーサが介在されていることを特徴とする請求項2に記載の鮮度保持コンテナ装置。
- 前記スペーサが、マイクロメートルオーダーの厚さの薄板状ないしは薄膜状に形成されて前記一対の電極どうしの間を埋めるように設けられており、
少なくとも片方の電極における前記対向面と交差する交差面と他方の電極との間で放電が生成されることを特徴とする請求項2に記載の鮮度保持コンテナ装置。 - 前記プラズマ生成部が、前記一対の電極を貫通する1又は複数の貫通穴を有し、かつ前記雰囲気ガスの強制流通方向と交差するように配置された板状であることを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の鮮度保持コンテナ装置。
- 前記プラズマ生成部が、前記雰囲気ガスの強制流通方向に沿って配置された板状であることを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の鮮度保持コンテナ装置。
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