(57)【要約】【課題】希ガスおよび水銀を含む放電媒体が封入されたランプ管の両端に陽電極と陰電極が構成され、縦置き配置された紫外線ランプにおいて、長期に渡って脱臭及び除菌性能を維持できる脱臭装置を提供する。【解決手段】希ガスおよび水銀蒸気を含む放電媒体が封入されたランプ管１２２ａの両端に陽電極１２３ａと陰電極１２３ｂが構成され、縦置き配置された紫外線ランプ１２１と、紫外線ランプ１２１を包囲する光触媒部材１２６と、紫外線ランプ１２１と光触媒部材１２６の間に形成され、紫外線ランプ１２１の円筒胴の軸方向に対して水平に空気を流す流路１２７とを備え、陰電極１２３ｂを上方に配置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希ガスおよび水銀を含む放電媒体が封入されたランプ管の両端に陽電極と陰電極が構成され、縦置き配置された紫外線ランプにおいて、前記陰電極を上方に配置することを特徴とした脱臭装置。
【請求項２】
希ガスおよび水銀を含む放電媒体が封入されたランプ管の両端に陽電極と陰電極が構成され、縦置き配置された紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包囲する光触媒部材と、前記紫外線ランプと前記光触媒部材の間に形成され、前記紫外線ランプの円筒胴の軸方向に対して水平に空気を流す流路とを備え、前記陰電極を上方に配置することを特徴とした脱臭装置。
【請求項３】
前記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または２に記載の脱臭装置。
【請求項４】
冷蔵室、野菜室、冷凍室のいずれかの室内あるいは風路内に請求項1から３に記載の脱臭装置を備えた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、紫外線ランプおよび光触媒を具備した脱臭装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の紫外線ランプを用いた脱臭装置は、冷気を紫外線ランプの円筒胴の軸方向に対して垂直に送風されるように構成されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は特許文献１に記載された従来の脱臭装置を示すものである。図７は、特許文献１に記載された従来の脱臭装置を使用した冷蔵庫を示す概略断面図である。
【０００４】
図６において、１０は脱臭装置であり、包囲体１、紫外線光源３、光触媒ビーズ４から構成されている。包囲体１は、複数の通気孔２が形成された主面１aと側板１ｂとから構成されている。主面１aは、厚さ約1mmの1枚のアルミニウム板から上面、正面、底面および背面を有するように折り曲げ加工されている。通気孔２は直径2mmの孔が3mmピッチで縦横に配列するように構成されている。側面１ｂは、厚さ約１mmのアルミニウム板から形成されており、主面１aの側方開放部分に接着剤などによって固定されている。紫外線光源３は蛍光ランプで、内管としての発光管３１とこの発光管３１の周囲の外管３２とから構成されている。脱臭装置１０は悪臭成分を含んだ気体が一定方向に送風されるように構成された風路に配置され、この気体が主面１aの対向する一対の面にそれぞれ形成された通気孔２を介して通気される。通気孔２から流入された気体の悪臭物質は、まんべんなく光触媒層に接触して光触媒活性により分解され、清掃な気体となって通気孔２から排出される。
【０００５】
図７において、脱臭装置１０を使用した冷蔵庫５０の内部には、上部に冷凍室５１、５２に通じる通気路５３が設けられている。脱臭装置１０は通気路５３の中間に包囲体１の通気孔２が臨むように配設されており、送風ファン５４によって下方から上方に向かって冷蔵庫５０内の気体が循環通気される。
【特許文献１】特開２００１−１８７１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成では設置横幅は蛍光ランプの横幅以上の幅を必要とすることから、例えば冷蔵庫の冷却風路内に設置する場合などは、設置横幅から設置場所が限られるという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、設置スペースの横幅をコンパクト化し、かつ長期信頼性に優れた脱臭装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来の課題を解決するために、本発明の脱臭装置は、希ガスおよび水銀を含む放電媒体が封入されたランプ管の両端に陽電極と陰電極が構成され、縦置き配置された紫外線ランプにおいて、前記陰電極を上方に配置したものである。
【０００９】
これによって、紫外線ランプ内に封入され、プラスの電荷を帯びた水銀蒸気が、上方に位置する陰電極側に引き寄せられることから、自重により水銀が紫外線ランプの下方に濃縮し析出することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の脱臭装置は、長期間に渡って脱臭性能及び除菌性能を維持することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、希ガスおよび水銀を含む放電媒体が封入されたランプ管の両端に陽電極と陰電極が構成され、縦置き配置された紫外線ランプにおいて、前記陰電極を上方に配置することにより、水銀蒸気が紫外線ランプの下方に濃縮し析出することを防止することとなり、長期間に渡って紫外線放射量を維持することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、希ガスおよび水銀を含む放電媒体が封入されたランプ管の両端に陽電極と陰電極が構成され、縦置き配置された紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包囲する光触媒部材と、前記紫外線ランプと前記光触媒部材の間に形成され、前記紫外線ランプの円筒胴の軸方向に対して水平に空気を流す流路とを備え、前記陰電極を上方に配置することにより、水銀蒸気が紫外線ランプの下方に濃縮し析出することを防止することとなり、長期間に渡って光触媒部材の活性効果を維持することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載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により、水銀が紫外線ランプの下方に濃縮し析出することを防止することとなり、長期間に渡ってオゾン発生量を維持することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３に記載の発明の脱臭装置を冷蔵庫に適用することにより、長期間に渡って脱臭及び除菌性能を維持することができる。
【００１５】
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この発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷蔵室の正面図である。図２は本発明の実施の形態１における冷蔵庫のＡ−Ａ断面図である。図３は本発明の実施の形態１における脱臭装置の構成図である。図４は本発明の実施の形態１における脱臭装置のＢ−Ｂ断面図である。
【００１７】
図１、図２、図３、図４において、Ａ、Ｂは断面方向であり、Ｃは冷蔵庫１００の縦方向であり、Ｄは紫外線ランプ１２１の円筒胴の軸方向である。食品などを貯蔵する冷蔵室１００は、冷蔵庫本体５０の前面に配置されており、断熱帯６０により前面を除く部分を覆われている。背面パネル１０１は、冷蔵室１００の背面に位置する断熱帯６０との間に所定の間隔を隔てて冷蔵室１００の背面に設置されている。
【００１８】
冷却器１０２は、背面パネル１０１と冷蔵室１００の背面に位置する断熱帯５０との間にそれぞれ所定の間隔を経て設置されており、アルミ製の平面板に冷却管を取付けたプレート式の冷却器である。リブ１０３、１０４は、背面パネル１０１の後方に縦方向に形成された仕切りであり、背面パネル１０１が冷蔵室１００に取付けられた状態において、リブ１０３、１０４の後方端面は断熱帯６０に当接する。送風吸込み口１０５は、背面パネル１０１の上方に形成された切欠きである。
【００１９】
送風吹出し口１０６は、背面パネル１０１の下方に形成された切欠きである。送風路１０７は、冷蔵室１００への冷気の流路であり、冷却器１０２と背面パネル１０１および冷却器１０２と断熱帯６０の間で、かつリブ１０３、１０４の間の空間を経由して、送風吸込み口１０５と送風吹出し口１０６の間を連通している。庫内ファン１０８は、送風路１０７の内部でかつ冷蔵室１００の上方に位置する送風吸込み口１０５の後方に設置された軸流式の送風機であり、冷蔵室１００の上方に位置する送風吸込み口１０５から、冷蔵室１００の下方に位置する送風吹出し口１０６に向けて送風するように取付けられている。
【００２０】
脱臭風路１１０は、背面パネル１０１と断熱帯６０の間で、かつリブ１０３とリブ１１５により送風路１０７と仕切られている。脱臭風路の吹出し口１１１は、背面パネル１０１に形成された切欠きであり、送風吸込み口１０５の横に近接するように形成されている。脱臭風路の吸込み口１１２は、背面パネル１０１に形成された複数の孔穴であり、冷蔵室１００の中断１０９近傍に位置している。
【００２１】
脱臭用ファン１１３は、脱臭風路１１０の内部でかつ冷蔵室１００の上方に位置する脱臭風路の吹出し口１１１の後方に設置された軸流式の送風機であり、冷蔵室１００の中段１０９に位置する脱臭風路の吸込み口１１２から、冷蔵室１００の上方に位置する脱臭風路の吹出し口１１１に向けて送風するように取付けられている。
脱臭装置１２０は、脱臭風路１１０内に設置されており、主に紫外線ランプ１２１、と光触媒部材１２５と風路１２７とから構成されている。
【００２２】
紫外線ランプ１２１は、冷蔵庫本体５０のＣ軸方向、つまり縦方向に設置されており、冷気を紫外線ランプ１２１の円筒胴の軸方向に対して、Ｄ方向に流すように配置されている。紫外線ランプ１２１は発光部１２２と、発光部１２２の両端に電極１２３ａ、１２３ｂと、セラミックホルダー１２４を配しており、取付部材１２５で背面体６０に固定されている。取付部材１２５は電気絶縁性の高い樹脂材料が好ましく、本実施例ではＡＢＳを用いている。発光部１２２は純度の高い石英ガラスを材料としたランプ管１２２ａを使用しており、ランプ管１２２ａ内には低圧の水銀蒸気とアルゴン、キセノン等の不活性ガスが封入されている。電極１２３ａ、１２３ｂはランプ管１２２ａの両端に位置し、陽電極である１２３ａはインバータ回路（図示せず）の陽極に接続され、陰電極である１２３ｂはインバータ回路（図示せず）の陰極に接続されて高周波高電圧が印加されるようになっている。このとき、紫外線ランプ１２１は、陰電極１２３ｂが上方で、陽電極１２３ａが下方になるように設置されている。
【００２３】
ここで、紫外線ランプ１２１が点灯すると、紫外線ランプ１２１のランプ管１２２ａは純度の高い石英ガラスを材料としているので、ランプ管１２２ａ内の水銀蒸気下での放電により発生した低波長の紫外線が遮蔽されずにガラス管壁を透過するという作用があり、波長１８５ｎｍの紫外光と波長２５４ｎｍの紫外光がランプ管１２２ａ外へ照射され、波長１８５ｎｍの紫外線のエネルギーによって空気中の酸素が反応してオゾンが生成する。また、波長２５４ｎｍの紫外線のエネルギーによって、オゾンからラジカル酸素が生成される。
【００２４】
光触媒部材１２６は、紫外線ランプ１２１を中央にして包囲する筒状を形成しており、紫外線ランプ１２１の発光部１２２の長さｌよりも光触媒部材１２６の長さＬの方が長くなるように配置されている。光触媒部材１２６の材料としては、シート状のシリカ主成分基材の表面にＴｉＯ2を焼結したものを用いている。
【００２５】
封止部材１１６は脱臭風路１１０と光触媒部材１２６の間の隙間に設けられ、脱臭風路内を通過する空気の全てが光触媒部材１２６の円筒内を通過するように構成されている。
【００２６】
風路１２７は光触媒部材１２６と紫外線ランプ１２１の間に空気を通過させるための風路で、光触媒部材１２６内表面から紫外線ランプ１２１外表面までの円周方向離間距離Ｒを一定に保って形成される空間である。
【００２７】
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。
【００２８】
図５は本発明実施の形態１における冷蔵庫の動作図である。
【００２９】
図５において、まず、冷蔵室１００の温度が上昇すると、冷蔵室１００に取付けられてサーミスタ（図示せず）により、圧縮機（図示せず）が運転されるとともに、冷却器１０２に冷媒が送液されて冷却器１０２が運転状態となる。同時に庫内ファン１０８が運転されることにより、冷蔵室１００の上方の空気が、送風吸込み口１０５から吸込まれて送風路１０７を通り、冷却器１０２で冷却された後、送風吹出し口１０６から冷蔵室１００の下方へ吹出される。
【００３０】
次に、冷蔵室１００の温度が低下すると、冷蔵室１００に取付けられてサーミスタ（図示せず）により、冷却器１０２に冷媒の送液が停止され、冷蔵庫１の他空間を冷却する冷却サイクルに切り替わる。この状態においては、圧縮機（図示せず）は運転状態であり、庫内ファン１０８は、冷却器１０２から冷蔵室１００への湿度回収のために所定時間運転状態を継続する。この時、冷蔵室１００内の温度は除々に上昇することで、冷却運転と停止を繰り返す。
【００３１】
一方、脱臭運転については、冷蔵室１００の冷却運転開始時点では、既に脱臭用ファン１１３が運転しており、さらに紫外線ランプ１２１も通電状態となる。
【００３２】
冷蔵庫内には保存される食材から、例えば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集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。
【００３３】
このような臭気成分を含んだ空気は、冷蔵室中段１０９の、脱臭風路の吸込み口１１２から吸込まれて、脱臭装置１２０を経由する。このとき、光触媒部材１２６は紫外線ランプ１２１の点灯により、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、臭気成分は光触媒部材１２６表面を通過することで、これらの活性酸素の強い酸化分解力によって、酸化分解される。脱臭装置１２０内を通過する浮遊菌についても紫外線と活性酸素によって除菌される。
【００３４】
一方、紫外線ランプ１２１から紫外線が照射され、１８５ｎｍの波長でＯ3が発生し、２５６ｎｍの波長でＯ３がＯ２と・Ｏに分解されて強い酸化力を持つラジカル酸素が発生する。そして発生したラジカル酸素は空気中の臭気成分を強力に酸化分解する。脱臭装置１２０内を通過する浮遊菌についてもラジカル酸素によって、溶菌し除菌される。
【００３５】
本実施例では、紫外線ランプ１２１の円筒胴の軸方向に対して、水平方向に空気を通気させるため、空気中の酸素と１８５ｎｍの波長の紫外線との接触機会が多く、オゾン発生率が高くなる。同様に２５６ｎｍ波長の紫外線とオゾンとの接触機会も多く、ラジカル酸素発生率も高くなり、総合的に脱臭及び除菌性能が高くなる。
【００３６】
一方、このようにして、脱臭、除菌が行われた空気は脱臭風路内で臭気成分や、浮遊菌と未反応であったオゾンガス、ラジカル酸素が脱臭風路１１０の吹き出し口１１１から吹き出される。この時、脱臭風路１１０の吹き出し口１１１と送風路の吸込み口１０５は近接する位置に構成されていることから、庫内ファン１０７や冷却器１０２の脱臭及び除菌が行われ、送風吹き出し口１０６から冷蔵室１００の下方に吹き出される。
【００３７】
このとき、冷蔵室１００の下方に送風吹出し口１０６が形成されていることと、オゾンの比重が空気より大きいことから、冷蔵室１００の下部から順にオゾン濃度が高くなり、冷蔵室１００の下部に付着する壁面付着菌はラジカル酸素によって、溶菌され除菌される。
【００３８】
脱臭用ファン１０８および紫外線ランプ１２１の運転完了については、冷蔵室の冷却運転開始から所定時間運転するように設定してある。
【００３９】
次に、冷蔵室１００の冷却運転が完了し、さらに湿度回収のための庫内ファン１０８の運転が停止すると同時に脱臭用ファン１１３が運転を開始する。このとき、紫外線ランプ１２２は非通電状態であり、冷蔵室中段１０９周辺の空気が、脱臭風路１１０の吸込み口１１２から吸込まれ、脱臭風路１１０の吹出し口１１１から冷蔵室１００の上方へ吹出される。このとき、庫内ファン１０８は停止しているため、脱臭風路１１０の吹出し口１１１から送風路１０７への空気の流れはほとんどない。
【００４０】
これにより、冷蔵室中段１０９と冷蔵室１００の上方との間で循環が成立することから、比較的オゾン濃度の高い冷蔵室中段１０９の空気とオゾン濃度の低い冷蔵室１００上方の空気のオゾン濃度が均一となる。さらに、冷蔵室１００内の温度分布が均一となる。
【００４１】
ここで、紫外線ランプ１２１が非通電の状態において、紫外線ランプ１２１内に封入された低圧の水銀蒸気はプラスの電荷を帯びている。よって、自重により下方に移動しようとする力と、上方向に位置する陰電極１２３ｂ側に引き寄せられる力とがバランスすることで、紫外線ランプ１２１下方に水銀蒸気が濃縮して、陽電極１２３ａの近傍で析出することを防止でき、紫外線ランプ１２１内の水銀蒸気量の低下を抑制すると共に、陽電極１２３ａ回りの析出による、実質的な発光部１２２の長さの低減を抑制することができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態においては、希ガスおよび水銀蒸気を含む放電媒体が封入されたランプ管１２２ａの両端に陽電極１２３ａと陰電極１２３ｂが構成され、縦置き配置された紫外線ランプ１２１において、陰電極１２３ｂを上方に配置することにより、水銀が紫外線ランプ１２１の下方に濃縮し析出することを防止することとなり、長期間に渡って紫外線放射量を維持することができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、希ガスおよび水銀蒸気を含む放電媒体が封入されたランプ管１２２ａの両端に陽電極１２３ａと陰電極１２３ｂが構成され、縦置き配置された紫外線ランプ１２１と、紫外線ランプ１２１を包囲する光触媒部材１２６と、紫外線ランプ１２１と光触媒部材１２６の間に形成され、紫外線ランプ１２１の円筒胴の軸方向に対して水平に空気を流す流路１２７とを備え、陰電極１２３ｂを上方に配置することにより、水銀蒸気が紫外線ランプ１２１の下方に濃縮し析出することを防止することとなり、長期間に渡って光触媒部材１２６の活性効果を維持することができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、紫外線ランプ１２１が少なくとも２００ｎｍ以下の波長の紫外線を照射することにより、水銀蒸気が紫外線ランプ１２１の下方に濃縮し析出することを防止することとなり、長期間に渡ってオゾン発生量を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる脱臭装置は、希ガスおよび水銀を含む放電媒体が封入されたランプ管の両端に陽電極と陰電極が構成され、縦置き配置された紫外線ランプにおいて、陰電極を上方に配置することで、長期に渡って脱臭及び除菌性能を維持できるので、空調機や空気清浄機及び業務用の冷蔵庫の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による冷蔵庫の実施例１の正面図
【図２】本発明による冷蔵庫の実施例１のＡ−Ａ断面図
【図３】本発明による冷蔵庫の実施例１の脱臭装置の構成図
【図４】本発明による冷蔵庫の実施例１の脱臭装置のＢ−Ｂ断面図
【図５】本発明による冷蔵庫の実施例１の動作図
【図６】従来の脱臭装置の断面図
【図７】従来の脱臭装置を使用した冷蔵庫を示す概略断面図
【符号の説明】
【００４７】
５０    冷蔵庫
１２１    紫外線ランプ
１２２ａ    ガラス管
１２３ａ    陽電極
１２３ｂ    陰電極
１２６    光触媒部材
１２７    風路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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