(57)【要約】【課題】光触媒による防汚性及び超親水性を十分に発揮させることができる加熱機器の提供。【解決手段】本体の上部の少なくとも一部を覆う光透過性板状体４と、その板状体４の表面側に配置される被加熱物を加熱する加熱手段とが設けられ、板状体４の表面には光触媒層１９が形成され、光触媒層１９に対してその裏面側から光を照射するように光を反射する反射体２０が設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体の上部の少なくとも一部を覆う光透過性板状体と、その板状体の表面側に配置される被加熱物を加熱する加熱手段とが設けられ、前記板状体の表面には光触媒層が形成されている加熱機器であって、
前記光触媒層に対してその裏面側から光を照射するように光を反射する反射体が設けられている加熱機器。
【請求項２】
前記反射体は、前記板状体の裏面に形成された反射層にて構成されている請求項１に記載の加熱機器。
【請求項３】
前記光触媒層が、可視光の照射により励起状態となる光触媒にて形成されている請求項１又は２に記載の加熱機器。
【請求項４】
前記反射体は、前記板状体において前記被加熱物を配置させる被加熱物配置箇所の周囲に位置する前記光触媒層に対して反射する光を照射させるように配設されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の加熱機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体の上部の少なくとも一部を覆う光透過性板状体と、その板状体の表面側に配置される被加熱物を加熱する加熱手段とが設けられ、前記板状体の表面には光触媒層が形成されている加熱機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような加熱機器は、例えば、加熱手段がガスバーナであるガスコンロや、加熱手段が電磁誘導コイルであるＩＨコンロであり、板状体の表面側に配置される鍋などの被加熱物の加熱に使用される。
そして、このような加熱機器では、板状体の表面に光触媒層を形成して、その光触媒層に光触媒励起用の光が照射されることによって、光触媒による防汚性を発揮させて板状体の表面の汚れなどの異物を分解又は除去し易い状態としたり、光触媒による超親水性を発揮させて板状体の表面に付着した異物を除去し易い状態として、板状体の表面の清掃を簡易に行えるようにしている。
【０００３】
光触媒に対して価電子帯と伝動帯との間のエネルギー差よりも大きなエネルギーの光触媒励起用の光が照射されると、価電子帯の電子が励起状態となり伝動電子と正孔が生じる。この伝動電子が、空気中或いは水中に存在している酸素の還元に消費され、還元された酸素が活性酸素となり、この活性酸素が汚れなどの異物を酸化分解する。そして、正孔でも異物から電子を奪い取り、異物を酸化分解する。また、正孔において付着水が酸化された活性酸素も異物を酸化する。このように、光触媒が光触媒励起用の光を吸収することによって防汚性を発揮して、板状体の表面に付着した異物を分解する或いは板状体の表面に付着した異物の付着力を低下させている。
また、光触媒が光触媒励起用の光を吸収すると、板状体の表面における水などの液滴の接触角を０度に限りなく近くする超親水性を発揮して、水などの液体が汚れなどの異物の下に入り込み易くなり、板状体の表面に付着する異物を水などの液体により簡易に除去できることになる。
【０００４】
従来の加熱機器として、板状体の表面に光触媒層を形成し、その光触媒層に対して板状体の表面側から光触媒励起用の光を照射する照射手段を設けているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
この従来の加熱機器では、照射手段として、室内照明や窓から差し込む太陽光などの光源、或いは、本体に取り付けた照明が設けられており、この照射手段が、光触媒層に対して板状体の表面側から光触媒励起用の光を照射することにより、光触媒による防汚性及び超親水性を発揮している。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４４０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の加熱機器では、照射手段が光触媒層に対して板状体の表面側から光触媒励起用の光を照射しているので、板状体の表面に汚れなどの異物が付着していると、光触媒層に対して十分な光触媒励起用の光を照射できないことがある。
説明すると、板状体の表面に汚れなどの異物が付着している場合には、照射手段からの光触媒励起用の光が異物を透過して光触媒層に到達することになる。しかしながら、光触媒励起用の光が異物を透過するときに、その大部分が異物に吸収されたり、異物によっては光触媒励起用の光を透過しないものもある。したがって、光触媒層に対して十分な光触媒励起用の光を照射できず、光触媒による防汚性及び超親水性を十分に発揮させることができないことがあった。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、光触媒による防汚性及び超親水性を十分に発揮させることができる加熱機器を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明にかかる加熱機器の第１特徴構成は、本体の上部の少なくとも一部を覆う光透過性板状体と、その板状体の表面側に配置される被加熱物を加熱する加熱手段とが設けられ、前記板状体の表面には光触媒層が形成されている加熱機器において、前記光触媒層に対してその裏面側から光を照射するように光を反射する反射体が設けられている点にある。
【０００９】
前記反射体にて反射された光は、光透過性板状体を透過して光触媒層の裏面側から光触媒層に到達することになるので、板状体の表面に汚れなどの異物が付着している場合でも、その異物を透過させることなく、光触媒層に対して光を照射させることができ、光触媒を励起状態とすることができる。
したがって、光触媒層に対して効率よく光触媒励起用の光を照射させることができることとなって、光触媒による防汚性及び超親水性を十分に発揮させることができる加熱機器を提供できるに至った。
【００１０】
本発明にかかる加熱機器の第２特徴構成は、前記反射体は、前記板状体の裏面に形成された反射層にて構成されている点にある。
【００１１】
前記反射体を設けるに当り、前記板状体とは別に反射体を設けるのではなく、板状体の裏面に反射層を形成してその反射層を反射体として用いることができることになる。したがって、板状体と一体的に反射体を設けることができ、構成の簡素化を図ることができることになる。
【００１２】
本発明にかかる加熱機器の第３特徴構成は、前記光触媒層が、可視光の照射により励起状態となる光触媒にて形成されている点にある。
【００１３】
加熱機器が設置される室内では、光透過性板状体を透過して反射体にて反射される光の多くは可視光となる。そこで、可視光の照射により励起状態となる光触媒にて光触媒層を形成することにより、反射体にて反射される可視光を光触媒層に照射するだけで、光触媒による防汚性及び超親水性を的確に発揮させることができることになる。
【００１４】
本発明にかかる加熱機器の第４特徴構成は、前記反射体は、前記板状体において前記被加熱物を配置させる被加熱物配置箇所の周囲に位置する前記光触媒層に対して反射する光を照射させるように配設されている点にある。
【００１５】
前記板状体の表面では、被加熱物配置箇所の周囲に汚れなどの異物が付着しやすい。そこで、反射体が、板状体において被加熱物配置箇所の周囲に位置する光触媒層に対して反射する光を照射することにより、異物が付着しやすい箇所において光触媒による防汚性及び超親水性を的確に発揮させることができることになる。
また、被加熱物配置箇所の周囲は、加熱手段にて加熱される箇所であり、その加熱によって光触媒が活性化して励起状態となり易い状態となる。したがって、被加熱物配置箇所の周囲に位置する光触媒層に対して光触媒励起用の光を照射することにより、光触媒による防汚性及び超親水性をより効果的に発揮させることができることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明にかかる加熱機器の実施形態について図面に基づいて説明する。
この加熱機器は、図１に示すように、三つのコンロバーナ部１及びグリル部２を備えた本体としてのコンロ本体３と、そのコンロ本体３の上部の少なくとも一部を覆う光透過性板状体としての天板４とからなるガスコンロにて構成されている。
このガスコンロは、システムキッチンのカウンターＫに形成されたコンロ装着口５にコンロ本体３を装着することにより、システムキッチンに装着するビルトイン式に構成されている。そして、天板４は、コンロ本体３のほぼ全面を覆う一枚板構造となっている。
【００１７】
前記コンロ本体３の後方側箇所には、グリル部２におけるバーナの燃焼排ガスを排気するためのグリル排気部６が設けられており、コンロ本体３の前面部には、点火指令、消火指令及び火力調節指令などの各種の指令を行うための人為操作式の操作部７が設けられている。
ちなみに、操作部７は、三つのコンロバーナ部１及びグリル部２について各別に各種の指令が行うことができるように、三つのコンロバーナ部１及びグリル部２の夫々に対応して各別に設けられている。そして、操作部７は、例えば、点火指令及び消火指令を指令するための点火／消火キー、及び、火力を指令する火力調節指令を行うための火力調節レバーを備えている。
【００１８】
前記コンロバーナ部１は、図２に示すように、鍋などの被加熱物Ｗを受け止め支持するための五徳８、及び、その五徳８にて受け止め支持する被加熱物Ｗを加熱する加熱手段としてのガス燃焼式のバーナ９を備えている。そして、五徳８は、天板４上に載置されており、この五徳８の配置箇所が被加熱物配置箇所に相当する。
前記バーナ９の加熱作動を制御する制御部１０が設けられ、この制御部１０が、操作部７による指令に基づいて、バーナ９の加熱作動を制御するように構成されている。
【００１９】
前記バーナ９は、燃料供給路１１を通じて供給される燃料ガスＧを噴出するガスノズル１２、そのガスノズル１２から燃料ガスＧが噴出されるとともに、その燃料ガスＧの噴出に伴う吸引作用により燃焼用空気Ａが供給される混合管１３、及び、混合管１３から供給される混合気を噴出する複数の炎口１４を備えている。
そして、バーナ９は、天板４に形成された開口１５を通して上方に露出する状態で配置されており、炎口１４から噴出される混合気を燃焼させて火炎を形成して被加熱物Ｗを加熱するように構成されている。
前記燃料供給路１１には、ガスノズル１２への燃料ガスＧの供給を断続する燃料供給断続弁１６と、ガスノズル１２への燃料ガスＧの供給量を調節自在な燃料供給量調節弁１７とが設けられている。また、図示はしないが、各バーナ９に対応して、点火用の点火プラグ、及び、バーナ９への燃焼状態を検出する熱電対が設けられている。
【００２０】
前記制御部１０は、操作部７により点火指令が指令されると、燃料供給断続弁１６を開弁させるとともに、燃料供給量調節弁１７におけるガス供給量を点火用供給量に調節した状態で、点火プラグによってバーナ９に点火させて、熱電対により着火を確認する点火処理を行う。そして、制御部１０は、操作部７により消火指令が指令されると、燃料供給断続弁１６及び燃料供給量調節弁１７を閉弁してバーナ９の燃焼を停止させる消火処理を行う。
また、制御部１０は、バーナ９の燃焼中において、操作部７により火力を指令する火力調節指令が行われると、その火力調節指令にて指令された火力になるように燃料供給量調節弁１７におけるガス供給量を調節する。
【００２１】
前記天板４は、図３及び図４に示すように、耐熱性を有する透明な基材１８にて構成され、その基材１８の表面に光触媒層１９が形成されている。ちなみに、表面に光触媒層を形成した光透過性板状体はコンロ本体３の上部の少なくとも一部を覆うものであればよいので、表面に光触媒層を形成した基材と表面に光触媒層を形成していない基材とを組み合わせて天板を形成することもできる。この場合、例えば、被加熱物配置箇所とその周囲に光触媒層を形成した基材を配置し、且つ、それ以外の箇所に光触媒層を形成していない基材を配置する状態で、光触媒層を形成した基材と光触媒層を形成していない基材とを組み合わせて天板を形成することができる。
前記基材１８としては、例えば、光触媒励起用の光を透過可能な透明なガラス基材が用いられている。前記光触媒層１９を形成する光触媒として、例えば、可視光にて励起状態となる可視光応答型のものが用いられており、光触媒励起用の光を可視光としている。そして、この可視光応答型の光触媒として、窒素をドーピングした窒素ドープ酸化チタンを用いている。また、光触媒層１９の厚みは、例えば、０．１μｍ〜５μｍに形成されている。
【００２２】
前記基材１８の透明度は、少なくとも光触媒励起用の光を透過可能な程度であればよく、半透明なものでも適応可能である。そして、基材１８としては、ガラス基材に限られるものではなく、その他各種の基材が適応可能である。また、可視光応答型の光触媒としては、窒素をドーピングした窒素ドープ酸化チタンを用いたが、可視光域の吸収が可能なバンドギャップを持つ材料であればよく、アナターゼ型酸化チタンにＣｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）などの種々の遷移金属やＳ（硫黄）、Ｃ（炭素）をドーピングしたもの、或いは、ルチル型酸化チタン微粒子に金属超微粒子を担持させて活性を高めたものやＮｉ（ニッケル）をドーピングしたＩｎＴａＯ4系酸化物半導体や、チタン酸ストロンチウムなどにＮ（窒素）やＳ（硫黄）、Ｖ（バナジウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｌａ（ランタン）などをドープしたものも採用可能である。
【００２３】
前記光触媒層１９に対してその裏面側から光を照射するように光を反射する反射体２０が設けられている。この反射体２０は、天板４の裏面に形成された反射層２１にて構成されている。そして、反射体２０は、天板４において五徳８の配置箇所である被加熱物配置箇所の周囲に位置する光触媒層１９に対して反射する光を照射させるように配設されている。前記反射層２１は、例えば、鏡などの反射体２０にて形成されており、天板４の裏面の全体にわたって設けられている。前記光触媒層１９の厚みや形成状態は、天板４の表面に到達する可視光の少なくとも一部が天板４の内部に入射するように構成されている。
【００２４】
前記天板４の上方から天板４の表面に到達する可視光は、その一部が光触媒層１９に吸収されながら、天板４を透過することになる。そして、天板４を透過する可視光は、反射層２１にて反射して光触媒層１９に対してその裏面側から到達することになる。
前記光触媒層１９の光触媒は、天板４の上方から照射される可視光Ｆ１及び反射層２１にて反射して反射されて裏面側から照射される可視光Ｆ２により励起状態となって防汚性及び超親水性を発揮することになる。
そして、反射層２１にて反射する可視光Ｆ２は、光触媒層１９に対してその裏面側から可視光Ｆを照射するので、図４に示すように、天板４の表面に汚れなどの異物Ｐが付着しているときでも、その異物Ｐを透過させることなく、その異物Ｐの付着箇所に相当する光触媒層１９に対して可視光Ｆ２を照射させることができ、光触媒による防汚性及び超親水性を発揮させることができることになる。
【００２５】
このようにして、天板４の表面の全体にわたって光触媒による防汚性及び超親水性を発揮させることができることになり、例えば、濡れた布巾などで天板４の表面を拭き取るだけで天板４の表面に付着した汚れなどの異物Ｐを除去することができ、天板４の表面の清掃を簡易に行うことができることになる。
【００２６】
本発明にかかる加熱機器による効果について実験により確認した。
まず、図５に基づいて、ガラス基材の表面に光触媒層を形成した天板としてのサンプルに対して、キッチン周りで付着する汚れとしての醤油、卵、砂糖などの混合物を焼き付けた場合について説明する。
サンプルの夫々の表面にスポイトで混合物を滴下し、サンプルをオーブンで２５０度、３０分加熱することにより、サンプルの表面に混合物を焼き付ける。その後、濡れたガーゼで混合物を拭き取ったが、図５（ａ）に示すように、混合物の付着力が非常に強く、混合物はほとんど取れなかった。ちなみに、ここで使用した光触媒は窒素ドープした酸化チタンである。
そこで、サンプルの表面側に光源として蛍光灯を設置し、サンプルの裏面に反射体としての鏡を設置することにより、サンプルの表面の光触媒層に対してその裏面側から光を照射して、光触媒層と混合物との間の界面に蛍光灯を使用して２０００（ｌｘ）の光を照射した。そして、この照射を１００時間行ったのち、サンプルを取り出して濡れたガーゼで混合物を軽く拭き取ると、図５（ｂ）に示すように、混合物の一部が取れた。また、上述の照射を１８０時間行ったのち、サンプルを取り出して濡れたガーゼで混合物を軽く拭き取ると、図５（ｃ）に示すように、混合物の半分程度が取れた。
それに対して、上述の照射を行わなかったサンプルについては、図５（ａ）と同様に、濡れたガーゼで混合物を拭き取っても混合物のほとんどが取れなかった。
【００２７】
次に、図６に基づいて、ガラス基材の表面に光触媒層を形成した天板としてのサンプルに対して、キッチン周りで付着する汚れとしての醤油、サラダオイル、砂糖などの混合物を焼き付けた場合について説明する。
サンプルの夫々の表面にスポイトで混合物を滴下し、サンプルをオーブンで２００度、３時間加熱することにより、サンプルの表面に混合物を焼き付ける。その後、濡れたガーゼで混合物を拭き取ったが、図６（ａ）に示すように、混合物の付着力が非常に強く、混合物はほとんど取れなかった。ちなみに、ここで使用した光触媒は窒素ドープした酸化チタンである。
そこで、サンプルの表面側に光源として蛍光灯を設置し、サンプルの裏面に反射体としての鏡を設置することにより、サンプルの表面の光触媒層に対してその裏面側から光を照射して、光触媒層と混合物との間の界面に蛍光灯を使用して２０００（ｌｘ）の光を照射した。そして、この照射を１２０時間行ったのち、サンプルを取り出して濡れたガーゼで混合物を軽く拭き取ると、図６（ｂ）に示すように、混合物の半分程度が取れた。
【００２８】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、反射体２０が天板４の裏面の全体にわたって形成された反射層２１にて構成されているが、例えば、反射する光の向きを五徳８の配置箇所である被加熱物配置箇所の周囲に位置する光触媒層１９とする反射体を複数設けて、複数の反射体にて反射する光の向きを五徳８の配置箇所である被加熱物配置箇所の周囲に位置する光触媒層１９に集中させて、反射する光の向きを特定箇所に集中させるように反射体を構成することもできる。
【００２９】
（２）上記実施形態では、天板４の表面側から天板４を透過した光を反射して光触媒層１９に対してその裏面側から照射するように反射体２０を構成しているが、例えば、天板４の表面側から天板４を透過した光を反射して光触媒層１９に対してその裏面側から照射するとともに、炎口１４に形成される火炎から発光する光も反射して光触媒層１９に対してその裏面側から照射するように反射体を構成することもできる。
炎口１４に形成される火炎から発光する光を光触媒層１９に対してその裏面側から照射する場合には、例えば、図７に示すように、炎口１４に形成される火炎Ｔから発光する光Ｆ３を天板４の裏面に形成された反射層２１に照射させるように反射する火炎用反射体２２を五徳８に設け、反射層２１が火炎用反射体２２にて反射された光Ｆ３を反射して光触媒層１９に対してその裏面側から照射する。
【００３０】
（３）上記実施形態では、反射体２０を天板４の裏面の全体にわたって形成された反射層２１にて構成しているが、例えば、天板４において五徳８の配置箇所である被加熱物配置箇所の周囲に位置する光触媒層１９に対してのみ反射する光を照射させるように反射体を配設することもでき、天板４において反射体２０をどのような位置に配設するかは適宜変更が可能である。
【００３１】
（４）上記実施形態では、光触媒励起用の光を可視光として、光触媒層１９を形成する光触媒として、可視光により励起状態となる可視光応答型のものを用いているが、光触媒励起用の光を紫外光として、光触媒層１９を形成する光触媒として、紫外光により励起状態となるものを用いることもできる。
【００３２】
（５）上記実施形態では、本発明にかかる加熱機器として、加熱手段をガスバーナとするガスコンロに適応した例を示したが、電磁誘導コイルを加熱手段とするＩＨコンロや電気ヒータを加熱手段とする電気コンロなど各種の加熱機器を適応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】加熱機器の設置状態を示す概略図
【図２】加熱機器の要部を示す概略構成図
【図３】天板の断面図
【図４】天板の断面図
【図５】実験結果を示す図
【図６】実験結果を示す図
【図７】別実施形態における天板の断面図
【符号の説明】
【００３４】
３          本体（コンロ本体）
４          板状体（天板）
９          加熱手段（バーナ）
１９        光触媒層
２０        反射体
２１        反射層
【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７】
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【図５】
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【図６】
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