(57)【要約】【課題】気液混合体または液体を対象としてそれに含まれる分解対象物質を浄化することができる浄化装置を提供するものである。【解決手段】電源装置１４２により一対の電極間１４５，１４６に全波波形の電圧を印加して放電光を発生させ、これにより気液混合体に含まれる分解対象物質を分解するものであり、光触媒モジュール１４３が円柱状であり、この軸部分に放電電極１４５を配し、その外周部に絶縁体１４４を介して円弧状の対向電極１４６を形成し、放電電極１４５の外周面に絶縁材料よりなる保護層１４７を設けるものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体に光触媒を担持した光触媒モジュールと、正負極の一対の電極と、電源手段とを有し、
前記電源手段により前記一対の電極間に電圧を印加して発生させた放電光を前記光触媒モジュールに照射して活性化させ、この活性化した前記光触媒の作用により前記光触媒モジュールの内部あるいは近傍にある液体、気体、気液混合体等の分解対象物質媒体に含まれる分解対象物質を分解する浄化装置において、
前記光触媒モジュールを円柱状に形成し、
前記光触媒モジュールの軸部分に一方の電極である棒状の放電電極を配し、
前記光触媒モジュールの外周部に絶縁体を介して他方の電極である円弧状の対向電極を配し、
前記放電電極の外周部に絶縁材料よりなる保護層を設ける
ことを特徴とする浄化装置。
【請求項２】
前記絶縁体を筒状の絶縁体容器で形成し、
前記絶縁体内部に前記光触媒モジュールを収納し、
前記絶縁体容器の外周部に前記対向電極を配する
ことを特徴とする請求項１記載の浄化装置。
【請求項３】
前記保護層の長さ方向の膨張率が、前記放電電極に用いる金属材料の線膨張率の約９０％から約１１０％の範囲内である
ことを特徴とする請求項１記載の浄化装置。
【請求項４】
前記保護層の厚さを約１ｍｍ以下とする
ことを特徴とする請求項１記載の浄化装置。
【請求項５】
前記保護層の絶縁材料が、約１％の弾性変形が可能な弾性体である
ことを特徴とする請求項１記載の浄化装置。
【請求項６】
前記保護層の絶縁材料が、ステンレス、ガラス、または、シリコンゴムである
ことを特徴とする請求項１記載の浄化装置。
【請求項７】
給水タンクから製氷皿へ製氷用水を供給して製氷を行う製氷装置を有する冷蔵庫において、
請求項１から５の中の少なくとも一項に記載された浄化装置を用いて、前記給水タンクから前記製氷皿へ流れる製氷用水を浄化する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電電極からの放電光により光触媒を活性化させることで気液混合体または液体に含まれる分解対象物質を除去して清浄あるいは脱臭する浄化装置と、それを用いた冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、放電電極からの放電光により光触媒を活性化させて、気体中の分解対象物質を除去して気体を清浄あるいは脱臭する浄化装置として、特許文献１のような浄化装置が提案されている。
【０００３】
この浄化装置１の構造は、図５に示すようにセラミックスで構成され、その表面に光触媒を担持する三次元網目状の光触媒担持体２を、二枚の金属電極板３，３で挟持した構成である。この一対の金属電極３，３の間には、電源４が電線５を介して設けられ、電圧が印加される。
【０００４】
この一対の金属電極板３，３の間に所要の電圧が印加されると放電光が発生し、光触媒担持体２が担持する光触媒が活性化され、光触媒担持体２を通過する気体中に含まれる所要の物質が、放電光によって作用した光触媒反応によって分解される。
【特許文献１】特開２０００−１４０６２４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記構成の浄化装置１は、空気等の気体を分解対象物質の媒体として構成されているため、気液混合体あるいは液体を対象として浄化を行う場合には、完全に浄化ができないという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、気液混合体または液体を対象としてそれに含まれる分解対象物質を浄化することができる浄化装置及びそれを用いた冷蔵庫を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、セラミック基体に光触媒を担持した光触媒モジュールと、正負極の一対の電極と、電源手段とを有し、前記電源手段により前記一対の電極間に電圧を印加して発生させた放電光を前記光触媒モジュールに照射して活性化させ、この活性化した前記光触媒の作用により前記光触媒モジュールの内部あるいは近傍にある液体、気体、気液混合体等の分解対象物質媒体に含まれる分解対象物質を分解する浄化装置において、前記光触媒モジュールを円柱状に形成し、前記光触媒モジュールの軸部分に一方の電極である棒状の放電電極を配し、前記光触媒モジュールの外周部に絶縁体を介して他方の電極である円弧状の対向電極を配し、前記放電電極の外周部に絶縁材料よりなる保護層を設けることを特徴とする浄化装置である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記絶縁体を筒状の絶縁体容器で形成し、前記絶縁体内部に前記光触媒モジュールを収納し、前記絶縁体容器の外周部に前記対向電極を配することを特徴とする請求項１記載の浄化装置である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記保護層の長さ方向の膨張率が、前記放電電極に用いる金属材料の線膨張率の約９０％から約１１０％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の浄化装置である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記保護層の厚さを約１ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１記載の浄化装置である。
【００１１】
請求項５に係る発明は、前記保護層の絶縁材料が、約１％の弾性変形が可能な弾性体であることを特徴とする請求項１記載の浄化装置である。
【００１２】
請求項６に係る発明は、前記保護層の絶縁材料が、ステンレス、ガラス、または、シリコンゴムであることを特徴とする請求項１記載の浄化装置である。
【００１３】
請求項７に係る発明は、給水タンクから製氷皿へ製氷用水を供給して製氷を行う製氷装置を有する冷蔵庫において、請求項１から５の中の少なくとも一項に記載された浄化装置を用いて、前記給水タンクから前記製氷皿へ流れる製氷用水を浄化することを特徴とする冷蔵庫である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る浄化装置においては、放電電極に絶縁材料からなる保護層を設けている。そのため、気液混合体が光触媒モジュールの内部あるいは近傍に連続して入ってきた場合に、この液体部分が放電電極と同電位になることがなく、液体に人間が触れても感電しない。
【００１５】
また、放電電極と対向電極との間に所要の電圧が印加されて放電光が発生し光触媒が活性化すると、気液混合体中の分解対象物質を分解することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明の浄化装置においては、光触媒モジュールが絶縁体容器に収納されているため、保護層が設けられている放電電極と光触媒モジュールが露出することがなく、人間の手に触れにくい。
【００１７】
請求項３に係る発明の浄化装置においては、保護層の長さ方向の膨張率が、放電電極に用いる金属材料の線膨張率の約９０％から約１１０％の範囲内であるため、放電電極の線膨張に合わせて保護層も膨張し、保護層が放電電極から剥がれたり、亀裂が入ったりすることがない。
【００１８】
請求項４に係る発明の浄化装置においては、保護層の厚さを約１ｍｍ以下としているため、大きな電圧をかけることなく低い電圧で浄化を行うことができる。
【００１９】
請求項５に係る発明の浄化装置においては、保護層の絶縁材料が、約１％の弾性変形が可能な弾性体であるため、放電電極の発熱による放電電極の膨張に対応して弾性変形するため、保護層が剥がれたり亀裂が発生したりするのを防止することができる。
【００２０】
請求項６に係る発明の冷蔵庫においては、請求項１から５の中の少なくとも一項に記載された浄化装置を用いて、給水タンクから製氷皿へ流れる製氷用水を浄化することにより、常に清潔な氷を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の浄化装置１４について説明する。
【００２２】
本実施形態の浄化装置１４は、冷蔵庫１００における製氷装置１０に設けた場合である。すなわち、この製氷装置１０によって製氷される製氷用水を浄化装置１４によって浄化する実施形態である。
【００２３】
（１）冷蔵庫１００の構造
図４に示すように、本実施形態の冷蔵庫１００は、上から冷蔵室１０２、野菜室１０４、製氷室１０６、冷凍室１０８が設けられ、各部屋には、扉１１０、１１２、１１４、１１６が設けられている。
【００２４】
冷凍室１０８の後方に圧縮機１１７が載置された機械室１１８が配され、冷蔵室１０２の後方にマイコンよりなる冷蔵庫１００の制御部１２０が設けられている。
【００２５】
また、冷蔵室用扉１１０の前面には、冷蔵庫１００の操作スイッチと表示部を有する操作部１２６が設けられている。
【００２６】
（２）製氷装置１０の構造
製氷装置１０の構造について図４に基づいて説明する。
【００２７】
製氷用水１３が貯蔵してある給水タンク１１は、冷蔵室１０２の下部に配置され、給水管１２が後方へ突出している。給水タンク１１内の製氷用水１３は、この給水管１２から給水タンク１１外の水受け体２１に導出し、野菜室１０４の後方にある浄化装置１４を通過した後に製氷室１０６内の製氷皿１６に給水される。給水された製氷皿１６は、所定時間後に製氷モータ１５によって、ひねりながら回転して、冷気により凍結した氷を収納ケース１０７に落下させる。また、収納ケース１０７に氷があるか否かを検氷レバー１０９で検知する。
【００２８】
水受け体２１は、給水タンク１１から給水管１２を通じてポンプ２３で吸い出した製氷用水１３を一時貯溜する部分であり、水受け体２１から浄化装置１４までの移流管１７はオリフィスになっていて、流量を絞って吐圧をあげ、浄化装置１４には気液混合体にして製氷用水１３を供給する。
【００２９】
給水タンク１１から製氷室１０６への移流のための吸い上げポンプ２３を設ける場所は、給水管１２の吸い込み口近傍にあるが、この箇所には限定されない。
【００３０】
例えば、水受け体２１にポンプ２３を設け、給水管１２のタンク外の端部をその吸い込み口に接続し、水受け体２１をその吐き出し口に接続することによって給水タンク１１内の製氷用水１３を吸い出して浄化装置１４に通し、製氷室１０６の製氷皿１６に給水する構成にすることができる。あるいは、給水管１２のタンク内部の下端にポンプ２３を設け、給水タンク１１の外部においてこのポンプに近接して回転磁界を与える回転磁界発生装置を設置し、ポンプ２３を回転磁界によって誘導回転させる構成でもよい。
【００３１】
浄化装置１４は、光触媒モジュール１４１を用いたもので、後から詳しく説明する。
【００３２】
給水タンク１１から外部の浄化装置１４との間には製氷用水１３をタンクから汲み上げて供給するための給水管１２、移流管１７がある。図４に示すように、給水管１２は冷蔵室１０２の後方、移流管１７は野菜室１０４の後方に配されているため、隔壁２２によって通常の使用状態ではユーザーの手が触れることがないように浄化装置１４を仕切る構造である。この隔壁２２によって、浄化装置１４にユーザーの手が触れて雑菌が繁殖する事態の発生したり、また、メンテナンスフリー化が図れる。
【００３３】
（３）浄化装置１４の構造
次に、浄化装置１４の構造について図１に基づいて説明する。
【００３４】
図２に示したように、浄化装置１４である放電型光触媒フィルタは、光触媒モジュール１４１と電源装置１４２から構成される。
【００３５】
光触媒モジュール１４１は、中心の軸部分に電極挿入用の軸孔が開けられた円柱状の３次元多孔質セラミックス基体１４３に光触媒（例えば、酸化チタン）を塗布したものである。この円柱状の光触媒モジュール１４１を、筒状の絶縁体容器１４４内に収容している。筒状の絶縁体容器１４４は、絶縁性のガラスや樹脂等の誘電体よりなる。
【００３６】
光触媒モジュール１４１の軸孔に棒状の電極である放電電極１４５を挿入している。
【００３７】
この棒状の電極である放電電極１４５の外周部には、絶縁材料よりなる保護層１４７がコーティングされている。
【００３８】
この保護層１４７の材料としては、絶縁性を有するステンレス、または、ガラスであり、金属製の放電電極１４５の線膨張率の約９０％から約１１０％範囲内の膨張率を有しているものである。また、この保護層の厚さは０．６ｍｍである。
【００３９】
絶縁体容器１４４の外周面には、導電性インクによる印刷、メッキ、または蒸着によって、円弧状の電極である対向電極１４６が形成されている。
【００４０】
上記一対の放電電極１４５と対向電極１４６には高電圧を印加するための電源装置１４２が接続されている。制御部１２０から電源が供給される電源装置１４２は、絶縁体容器１４４の近傍に配され、両者は一体のユニットとして組み込まれている。
【００４１】
円柱状の光触媒モジュール１４１の形状に関しては、光触媒モジュール１４１の軸方向の長さが、その直径よりも大きく形成されている。例えば、軸方向の長さが２０ｍｍであり、直径が１０ｍｍである。
【００４２】
光触媒モジュール１４１におけるセラミック基体１４３に担持する光触媒の担持率は５％以上となっている。
【００４３】
電源装置１４２から一対の電極１４５，１４６に印加される高電圧は図２に示すように、正弦波波形において全波波形となっている。
【００４４】
このように本実施形態の浄化装置１４においては、光触媒モジュール１４１が円柱状でその中心に放電電極１４５があり、外周部に位置する部分に対向電極１４６が配置されているため、放電電極１４５と対向電極１４６との距離が簡単に一定の距離とすることができ、放電を全周に亘って均一にすることができる。
【００４５】
（９）実施形態の効果
浄化装置１４であると、円弧状の対向電極１４６の中心に棒状の放電電極１４５を設置することで、均一な放電を得ることができ、光触媒モジュール表面全体を用いて分解対象物質を浄化することが可能となる。また、放電型光触媒フィルタは寿命が長く、高度な浄化性能が得られる。
【００４６】
また、放電電極１４５には、保護層１４７が設けられているため、浄化装置１４の光触媒モジュール１４１に移流管１７から気液混合体である水が連続して流れてきた場合に、何らかの理由でユーザーがこの流れる水に触れても、放電電極１４５には保護層１４７が設けられているため、放電電極１４５が放電状態でユーザーが水に触れても感電するということがない。
【００４７】
例えば、気液混合体として水を１００ｃｃ／分の速度で流すとする。この速度は、光触媒モジュール１４１内部に空気と水が両方存在する流量であり、水が水滴にならず、繋がった状態で流れる速度であり、この状態で水にユーザーが手を触れても感電しない。また、対向電極１４６と放電電極１４５との間では、図２に示すような電圧が印加されており、浄化する効果は従来と同様である。
【００４８】
また、保護層１４７の膨張率が放電電極１４５に用いる金属材料の線膨張率の約９０％から約１１０％の範囲内としているため、放電により放電電極１４５が発熱して膨張しても、保護層１４７はこの放電電極１４５の膨張と共に膨張するため、保護層１４７が放電電極１４５から剥がれたり、亀裂が走ったりすることがない。この保護層１４７の膨張率が放電電極１４５の線膨張率より大き過ぎると、保護層１４７の膨張によって放電電極１４５から膨れたり剥がれたりするという現象が起こり、逆に、膨張率が小さ過ぎると放電電極１４５の膨張に追随できず保護層１４７に亀裂が走ることとなる。そのため、上記したように金属材料の線膨張率の約９０％から約１１０％の範囲内で保護層１４７の膨張率を選択するのがよい。
【００４９】
保護層１４７の厚さを１ｍｍ以下としている。この理由は、保護層１４７の厚さは放電開始電圧及び絶縁破壊電圧に大きく影響し、保護層１４７が厚いと絶縁破壊が起こりにくいが、放電開始電圧も高くなるために、より大きい電圧を印加する必要がある。これに対して保護層１４７を薄くした場合は、絶縁破壊電圧が低くなるが、放電開始電圧も低いために低い電圧で浄化を行うことが可能となる。この保護層の厚さと放電電圧との関係を示したものが図３のグラフであり、この図３のグラフから明らかなように保護層１４７の厚さは１ｍｍ以下が好適であり、本実施形態の場合では０．６ｍｍの厚さでコーティングしている。
【００５０】
光触媒モジュール１４１の部分に水を完全に充満させた状態で放電させると１０ｋＶ以上の高電圧を電極１４５，１４６間に印加しなければならないが、光触媒部分に気体と水とが混在する流量で水を流すことによって放電開始電圧を低下させることができ、４ｋＶ以上の電圧で浄水効果を得ることができる。しかもこのとき、気液混合体の気体として酸素を含むものを用いると、放電空間で紫外線と共にオゾンも発生し、このオゾンによる酸化殺菌作用によって浄水効果がいっそう向上する。なお、オゾンは人体にとって有害な物質であるが、水中での寿命が数秒から数１０秒と言われており、直ちに酸素に戻るために人体への影響はない。
【００５１】
（第２の実施形態）
上記実施形態では保護層１４７の膨張率を、放電電極１４５に用いる金属材料の線膨張率の約９０％から１１０％としていたが、これに代えて、保護層１４７の絶縁材料が、保護層１４７の長さに対して約１％の長さの弾性変形が可能な弾性体で構成してもよい。
【００５２】
上記したように、放電電極１４５の発熱により放電電極１４５が膨張することとなるが、この膨張率に近い変形が可能なように保護層１４７を形成している絶縁材料の弾性率を選択するものである。この絶縁材料の材料として弾性率が約１％の長さの弾性体（例えば、シリコンゴム）を用いれば、放電電極１４５の発熱による膨張を十分に吸収することができ、保護層１４７の変形や亀裂を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の浄化装置は、冷蔵庫における製氷装置に使用される製氷用水の浄化だけでなく、浄水装置や、その他の水を浄化する装置に用いることができる
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態における浄化装置の構造を示す縦断面図である。
【図２】電源装置によって印加される全波波形のグラフである。
【図３】保護層と放電電圧との関係を示すグラフである。
【図４】本実施形態の冷蔵庫の縦断面図である。
【図５】従来の浄化装置の説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１  給水タンク
１２  給水管
１３  製氷用水
１４  浄化装置
１５  製氷室
１６  製氷皿
１７  移流管
２１  水受け体
１４１  光触媒モジュール
１４２  電源装置
１４３  セラミック担体
１４４  絶縁体容器
１４５  放電電極
１４６  電極
１４７  保護層
【図１】
2005066556.tif 000003
【図２】
2005066556.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005066556.tif 000006
【図５】
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