JP3699194B2

JP3699194B2 - 冷却器に付設した脱臭装置の電気的制御装置

Info

Publication number: JP3699194B2
Application number: JP06869896A
Authority: JP
Inventors: 安夫原
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2016-03-25
Also published as: JPH09257364A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば冷蔵庫内や人の出入りする室内の空気に含まれる臭気成分（例えば、アミン類、硫化水素、アルデヒド類、アンモニア、エチルメルカプタン等）を触媒で酸化分解（燃焼）して除去する酸化分解式の脱臭装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酸化分解式の脱臭装置の一つとして、吸入口と排出口を有するケーシングと、このケーシングの内部に設けた触媒と、この触媒に近接または接触して配置され通電によって発熱する発熱体とを備えたものがあり、例えば特開平４−１１４７２０号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した公報の脱臭装置においては、臭気成分を酸化分解して除去した後の加熱された空気がそのまま排出されるため、当該脱臭装置を例えば冷蔵庫にて使用する場合には冷蔵庫用冷凍装置の負荷が増大するといった問題があり、また当該脱臭装置を例えば人の出入りする室にて使用する場合には室内の温度が上昇するといった問題がある。
【０００４】
かかる問題は、出願人が先に特願平８−４３７３４号出願にて提案したように、冷凍装置の冷却器を前記ケーシングの排出口に設けて、同排出口を通して排出される空気が前記冷却器によって冷却されるように構成することにより解決できるものの、前記電気制御装置によって制御される前記発熱体と前記冷凍装置は共に消費電力が大きい機器であるため、前記発熱体への通電と前記冷凍装置の始動（使用電流が一時的に増大する）が同時に得られても問題が生じないようにするためには、大きな電源容量を必要とするとともに大電流用の遮断器（ブレーカー）を必要とし、多大な設備費用が必要となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一般に使用されている小さな容量の電源設備によって支障なく作動させることが可能な脱臭装置を提供すべくなされたもので、冷凍装置の冷却作動時に冷蔵庫等の庫内を冷却する冷却器に隣接して配置したケーシングの内部に設けた脱臭機能を有する触媒と、該触媒を通電により発熱して加熱する発熱体と、庫内空気を吸引して前記触媒の加熱により脱臭された空気が前記冷却器に向けて吹き付けられるように庫内空気を循環させる送風手段とを備えた脱臭装置において、前記触媒の加熱温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出信号に応答して前記触媒の加熱温度が所定の上限設定温度と下限設定温度によって規定した所定の温度範囲に維持されるように前記発熱体への通電を制御する給電制御手段と、前記給電制御装置の制御下にて前記触媒が前記発熱体への通電により加熱される時にのみ前記冷凍装置の冷却作動を停止させ、前記触媒の加熱温度が前記温度範囲に維持されているとき前記冷凍装置の冷却作動を継続させる冷却作動制御手段とにより構成したことを特徴とする冷却器に付設した脱臭装置の電気的制御装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した電気的制御装置によれば、前記触媒が前記発熱体への通電により加熱される時には前記冷却作動制御手段の制御下にて前記冷凍装置の冷却作動が停止し、前記触媒の加熱温度が前記温度範囲に維持されているときに前記冷却作動制御手段の制御下にて前記冷凍装置の冷却作動が継続されるため、前記発熱体への通電と前記冷凍装置への給電が同時にされることはなく、大きな電源容量及び大電流用の遮断器を必要とせず、一般に使用されている小さな容量の電源設備を使用して当該脱臭装置を支障なく（一般に使用されている小電流用の遮断器を作動させることなく）作動させることができる。
【０００７】
本発明の実施にあたっては、上記の電気的制御装置において、前記冷却器により冷却されて庫内に循環送風される空気の温度を検出する感温手段と、前記給電制御手段の制御下にて前記触媒が前記発熱体への通電により加熱されて前記感温手段によって検出される空気の温度が所定の温度に上昇したとき前記発熱体への通電を不能にすると共に前記冷凍装置を始動させて所定時間の経過後に前記発熱体への通電を可能とする手段とを更に設けることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は請求項１の発明による脱臭装置の一実施形態を示していて、この脱臭装置Ａ１は、空気に含まれる臭気成分を触媒で酸化分解して除去する酸化分解式のものであり、吸入口１１ａと排出口１１ｂを有するケーシング１１と、このケーシング１１の内部に組付けた貴金属系の触媒１２、電熱ヒータ１３及び感温筒１４，１５と、ケーシング１１の吸入口１１ａに組付けたファンモータ１６を備えるとともに、ケーシング１１の排出口１１ｂに組付けた冷却器５１と、この冷却器５１とにより冷凍装置５０を構成する冷凍機ユニット（電気制御装置３０によって電気的に作動をＯＮ・ＯＦＦ制御されるもの）５０ａを備えている。
【００１０】
ケーシング１１は、臭気成分を含んだ空気を吸入する吸入口１１ａを底部に備えるとともに、臭気成分を脱臭した後の空気を排出する排出口１１ｂを側部下方に備えており、内部は仕切り板１７によって吸入口１１ａが開口する第１室Ｒ１と排出口１１ｂが開口し第１室Ｒ１の上部に上部にて連通する第２室Ｒ２とに区画されている。
【００１１】
貴金属系の触媒１２は、第１室Ｒ１の略中央にてブラケット１８を介してケーシング１１と仕切り板１７に取付けられていて、それ自体周知のもので、図２に示すような１．５〜２．５mm口目のハニカム形状をしており、担体にはコージライト、γアルミナ、ニッケル、クロム系リボン、発泡金属、網等が使用され、これらの担体に活性物質として白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が単体あるいは二元素を混合して担持されている。
【００１２】
電熱ヒータ１３は、主として触媒１２を加熱する発熱体で、図３にて詳細に示したように蛇行形状をしており、触媒１２より吸入口１１ａ側にてケーシング１１に取付けられていて、触媒１２に近接配置されている（触媒１２に接触配置させて実施することも可能）。ファンモータ１６は、電熱ヒータ１３及び触媒１２に向けて臭気成分を含んだ空気を送風する送風手段で、吸入口１１ａに設けられていて、ブラケット（図示省略）を介してケーシング１１に組付けられている。
【００１３】
感温筒１４は、触媒１２よりも排出口１１ｂ側にて触媒１２に近接して設けられていて、触媒１２の直近の空気の温度を検出することにより間接的に触媒１２の温度を検出している。また、感温筒１４と接続した電気制御装置３０内の温度調節器３１は、図４に示したように、電熱ヒータ１３とファンモータ１６と冷凍機ユニット５０ａの電気回路に組み込まれていて、感温筒１４が検出する温度Ｔが上限設定温度ＴH に上昇到達したときヒータ電気回路（以下、単にヒータ回路という）を開くとともにファンモータ電気回路（以下、単にファン回路という）と冷凍機ユニット電気回路（以下、単にユニット回路という）を閉じ、また温度Ｔが下限設定温度ＴL （触媒１２にて空気の臭気成分が完全に酸化分解して除去される温度、すなわち完全触媒反応温度の下限値（触媒の種類によって異なるが、２００〜３００℃程度である）以上の設定温度）に下降到達したときファン回路とユニット回路を開くとともにヒータ回路を閉じるようになっており、上限設定温度ＴH と下限設定温度ＴL はそれぞれ適宜変更可能である。
【００１４】
感温筒１５は、排出口１１ｂに設けられていて、排出空気の温度を検出している。また、感温筒１５と接続した電気制御装置３０内の温度調節器３２は、図４に示したように、触媒１２の異常過熱を防止するためのものであって、電熱ヒータ１３の電気回路に組み込まれており、排出空気の温度が許容温度未満のときヒータ回路を閉じるとともに、許容温度以上のときヒータ回路を開くようになっていて、許容温度は適宜変更可能である。なお、温度調節器３２が開作動する許容温度は触媒１２の異常過熱時に生じる温度であって、図５に示す通常の作動時には表れないものである。
【００１５】
電気制御装置３０は電熱ヒータ１３、感温筒１４，１５、ファンモータ１６及び冷凍機ユニット５０ａと電気的に接続されていて、電気制御装置３０によって電熱ヒータ１３への通電と、ファンモータ１６及び冷凍機ユニット５０ａの各作動が制御されるようになっている。なお、冷凍機ユニット５０ａは、従来周知の冷凍装置５０の冷却器５１を除いた構成であり、電動圧縮機、凝縮器、凝縮器用電動冷却ファン、ドライヤー、キャピラリーチューブ等（図示省略）を備えている。
【００１６】
上記のように構成した脱臭装置Ａ１においては、図４に示した電気回路にて、温度調節器３１が電熱ヒータ１３の電気回路を閉じるとともにファンモータ１６と冷凍機ユニット５０ａの共通の電気回路を開いており、かつ温度調節器３２が電熱ヒータ１３の電気回路を閉じている状態（例えば常温）において、電源スイッチ（図示省略）をＯＮ操作して使用を開始すれば、電熱ヒータ１３への通電が開始されて、触媒１２が加熱され、これにより図５に示したように感温筒１４が検出する温度（触媒１２の温度）Ｔが上限設定温度ＴH に向けて上昇する。
【００１７】
かくして、感温筒１４が検出する温度Ｔが上限設定温度ＴH に上昇到達すると、温度調節器３１が電熱ヒータ１３の電気回路を開くとともにファンモータ１６と冷凍機ユニット５０ａの電気回路を閉じる。このため、電熱ヒータ１３への通電が遮断されて、感温筒１４が検出する温度Ｔが下限設定温度ＴL に向けて下降し、同温度Ｔが下限設定温度ＴL に下降到達すると、温度調節器３１が電熱ヒータ１３の電気回路を閉じるとともにファンモータ１６と冷凍機ユニット５０ａの電気回路を開く。その後は電熱ヒータ１３への通電が再開されて、感温筒１４が検出する温度Ｔが上限設定温度ＴH に向けて再び上昇する。この温度Ｔの設定温度範囲内での上昇・下降は電源スイッチがＯＦＦ操作されるまで繰り返されて、温度Ｔが設定温度範囲内に維持される。
【００１８】
上記した作動時において、感温筒１４が検出する温度Ｔが上限設定温度ＴH から下限設定温度ＴL に向けて下降するとき（温度調節器３１がヒータ回路を開きファン回路とユニット回路を閉じているとき）には、ファンモータ１６が作動されるとともに冷凍機ユニット５０ａが作動されるため、当該脱臭装置Ａ１が配設される空間内の臭気成分を含んだ空気は吸入口１１ａから第１室Ｒ１に吸入されて触媒１２に向けて流され、加熱状態の触媒１２にて臭気成分が完全に酸化分解されて除去され、臭気成分を除去された空気が第１室Ｒ１から第２室Ｒ２に流れて排出口１１ｂから冷却器５１を通して矢印のように送風排出される。
【００１９】
ところで、このときには、冷凍機ユニット５０ａが作動していて冷凍装置５０が作動しており、排出口１１ｂから排出される空気（電熱ヒータ１３による熱と酸化分解による反応熱にて加熱されている空気）は冷却器５１にて冷却されて排出される。したがって、当該脱臭装置Ａ１を例えば冷蔵庫にて使用する場合の冷蔵庫用冷凍装置の負荷の増大を抑制することができるとともに、当該脱臭装置Ａ１を例えば人の出入りする室にて使用する場合の室内温度の上昇を抑制することができる。
【００２０】
上記説明から明らかように、電熱ヒータ１３への通電により触媒１２が加熱されるときにのみ冷凍装置５０の冷却作動が停止され、電気制御装置３０によって温度Ｔが設定温度帯（下限設定温度ＴL と上限設定温度ＴH 間の温度帯）に維持されている状態では、冷凍装置５０の冷却作動が継続されるため、電熱ヒータ１３への通電と冷凍装置５０への給電が同時に得られることがなく、大きな電源容量及び大電流用の遮断器を必要とせず、一般に使用されている小さな容量の電源設備を使用して当該脱臭装置Ａ１を支障なく（一般に使用されている小電流用の遮断器を作動させることなく）作動させることができる。
【００２１】
図６〜図８は請求項２の発明による脱臭装置の一実施形態を示していて、この脱臭装置Ａ２においては、冷凍機ユニット５０ａのＯＮ・ＯＦＦ制御が温度調節器３３によってなされること、冷凍機ユニット５０ａの電気回路にタイマ３４とリレー３５の電気回路が並列接続されていること、常閉のタイマ接点３４ａがリレー３５の電気回路に直列接続されているとともに常閉のリレー接点３５ａが電熱ヒータ１３の電気回路に直列接続されていることを除いて、図１〜図５に示した実施形態と実質的に同じ構成であるため、同一構成に同一符号を付して説明は省略する。
【００２２】
温度調節器３３は、冷却器５１の排出側に設けた感温筒１９と接続されていて、感温筒１９が検出する温度が設定温度以上であるときに冷凍機ユニット５０ａの電気回路を閉じるとともに、同温度が設定温度未満のときに冷凍機ユニット５０ａの電気回路を開くものであり、設定温度は適宜変更可能である。タイマ３４は、通電開始（温度調節器３３の閉動作）によって計時を開始し所定時間経過後に常閉のタイマ接点３４を開いて開状態に保持するものであって、通電終了（温度調節器３３の開動作）によってリセットされるようになっており、上記所定時間は冷凍装置５０の始動時の使用電流が一時的に増大しその後に安定することを考慮して使用電流が安定するまでの時間を基に決定されている。リレー３５は、通電によって常閉のリレー接点３５ａを開いて開状態に保持し電熱ヒータ１３への通電を不能とするものであって、非通電時にはリレー接点３５ａを閉状態に保持していて電熱ヒータ１３への通電を可能としている。
【００２３】
上記のように構成した脱臭装置Ａ２においては、図７に示した電気回路にて、温度調節器３１が電熱ヒータ１３の電気回路を閉じるとともにファンモータ１６の電気回路を開き、温度調節器３２が電熱ヒータ１３の電気回路を閉じ、温度調節器３３が冷凍機ユニット５０ａとタイマ３４とリレー３５の共通の電気回路を開いている状態において、電源スイッチ（図示省略）をＯＮ操作して使用を開始すれば、電熱ヒータ１３への通電が開始されて、触媒１２が加熱され、これにより図８に示したように感温筒１４が検出する温度（触媒１２の温度）Ｔが上限設定温度ＴH に向けて上昇する。
【００２４】
かくして、感温筒１４が検出する温度Ｔが上限設定温度ＴH に上昇到達すると、温度調節器３１が電熱ヒータ１３の電気回路を開くとともにファンモータ１６の電気回路を閉じる。このため、電熱ヒータ１３への通電が遮断されて、感温筒１４が検出する温度Ｔが下限設定温度ＴL に向けて下降するとともに、ファンモータ１６が作動される。また、感温筒１４が検出する温度Ｔが下限設定温度ＴL に下降到達すると、温度調節器３１が電熱ヒータ１３の電気回路を閉じるとともにファンモータ１６の電気回路を開く。このため、電熱ヒータ１３への通電が再開されて、感温筒１４が検出する温度Ｔが上限設定温度ＴH に向けて再び上昇するとともに、ファンモータ１６の作動が停止される。この温度Ｔの設定温度範囲内での上昇・下降は電源スイッチがＯＦＦ操作されるまで繰り返されて、温度Ｔが設定温度範囲内に維持される。
【００２５】
上記した作動時において、上限設定温度ＴH から下限設定温度ＴL に向けて下降するとき（温度調節器３１がヒータ回路を開きファン回路を閉じているとき）には、ファンモータ１６が作動されるため、当該脱臭装置Ａ２が配設される空間内の臭気成分を含んだ空気は吸入口１１ａから第１室Ｒ１に吸入されて触媒１２に向けて流され、加熱状態の触媒１２にて臭気成分が完全に酸化分解されて除去され、臭気成分を除去された空気が第１室Ｒ１から第２室Ｒ２に流れて排出口１１ｂから冷却器５１を通して矢印のように送風排出される。
【００２６】
また、上記した作動時において、感温筒１９が検出する温度が設定温度に上昇した時点（このときにはファンモータ１６は停止しているが、電熱ヒータ１３による加熱によって吸入口１１ａから排出口１１ｂに空気の自然流れが生じて冷却機能を発揮していない冷却器５１を通して加熱空気が排出されて感応筒１９が検出する温度が設定温度に上昇する）では、温度調節器３３が冷凍機ユニット５０ａとタイマ３４とリレー３５の電気回路を閉じ、これによって冷凍機ユニット５０ａ，タイマ３４，リレー３５への通電が開始されて、冷凍装置５０が始動すると同時にリレー接点３５ａが開かれて電熱ヒータ１３への通電が不能とされ、また温度調節器３３が閉じた後の経過時間が所定時間となった時点でタイマ接点３４ａが開いてリレー３５への通電が遮断され、これによってリレー接点３５ａが閉じて電熱ヒータ１３への通電が可能とされる。
【００２７】
このように、上記脱臭装置Ａ２においては、冷凍装置５０の始動時に電熱ヒータ１３への通電を所定時間不能としたため、電熱ヒータ１３への通電中に冷凍装置５０を始動させる場合には、電熱ヒータ１３への通電が所定時間遮断されて、電熱ヒータ１３への通電と冷凍装置５０の始動が同時に得られることがなく、大きな電源容量及び大電流用の遮断器を必要とせず、一般に使用されている小さな電源容量の電気設備を使用して当該脱臭装置Ａ２を支障なく作動させることができる。なお、冷凍装置５０の作動停止は、感応筒１９が検出する温度が設定温度未満に下降した時点で温度調節器３３が冷凍機ユニット５０ａとタイマ３４とリレー３５の電気回路を開くことにより行われる。
【００２８】
上記各実施形態においては、貴金属系の触媒１２を採用して本発明を実施したが、本発明の実施に際しては貴金属系以外の触媒を採用して実施することも可能である。また、上記各実施形態においては、触媒１２に近接または接触して配置される発熱体として電熱ヒータ１３を採用して本発明を実施したが、この電熱ヒータの構成は適宜変更して実施することも可能である。また、上記各実施形態においては、電熱ヒータ１３の上方に触媒１２を配設して実施したが、触媒１２と電熱ヒータ１３の構成（配置）は適宜変更可能であり、例えば触媒１２の上下に電熱ヒータ１３を配設する構成あるいは触媒１２と電熱ヒータ１３を多重に配設する構成を採用して実施することも可能である。
【００２９】
また、上記各実施形態においては、図１または図６に示したケーシング１１を採用して本発明を実施したが、図９または図１０に示したケーシング１１を採用して実施することも可能である。図９に示したケーシング１１は、臭気成分を含んだ空気を吸入する吸入口１１ａを右側下方に備えるとともに、臭気成分を脱臭した後の空気を排出する排出口１１ｂを左側下方に備えており、内部は仕切り板１７によって吸入口１１ａが吸気ダクト１１ｃを介して連通する第１室Ｒ１と排出口１１ｂが開口し第１室Ｒ１の上部に上部にて連通する第２室Ｒ２とに区画されている。吸気ダクト１１ｃは、熱良導性材料で形成された中間部を第１室Ｒ１に臨ませていて、この中間部（外に延びる吸熱フィンまたは内に延びる放熱フィンを設けて実施することも可能）内の空気は第１室Ｒ１の上部内の空気と熱交換される構成とされている。このため、吸気が予加熱されるとともに排気が予冷却され、電熱ヒータ１３の熱効率を高めることができるとともに、排出口１１ｂに設けられる図示省略の冷凍装置（図１または図６に示した冷凍装置５０）の省エネ効果も期待することができる。
【００３０】
一方、図１０に示したケーシング１１は、臭気成分を含んだ空気を吸入する吸入口１１ａを左側下方に備えるとともに、臭気成分を脱臭した後の空気を排出する排出口１１ｂを底部に備えており、内部は仕切り板１７によって吸入口１１ａに吸気通路１１ｄを介して連通する第１室Ｒ１と排出口１１ｂが開口し第１室Ｒ１の上部に上部にて連通する第２室Ｒ２とに区画されている。吸気通路１１ｄは、熱良導性材料で形成された内壁（第１室Ｒ１と第２室Ｒ２を形成している壁）を包囲するように設けられていて、内部の空気は第１室Ｒ１及び第２室Ｒ２内の空気と熱交換される構成とされている。このため、吸気が予加熱されるとともに排気が予冷却され、電熱ヒータ１３の熱効率を高めることができるとともに、排出口１１ｂに設けられる図示省略の冷凍装置（図１または図６に示した冷凍装置５０）の省エネ効果も期待することができる。また、ケーシング１１の外郭温度を低くすることができ、ケーシング１１の周囲に断熱材を設ける場合の断熱層を薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明による脱臭装置の一実施形態を概略的に示す全体構成図である。
【図２】図１に示した触媒を概略的に示す拡大斜視図である。
【図３】図１に示した電熱ヒータを概略的に示す拡大平面図である。
【図４】図１に示した電気制御装置の一部を示す電気回路図である。
【図５】図１〜図４に示した実施形態の作動説明図である。
【図６】請求項２の発明による脱臭装置の一実施形態を概略的に示す全体構成図である。
【図７】図６に示した電気制御装置の一部を示す電気回路図である。
【図８】図６及び図７に示した実施形態の作動説明図である。
【図９】ケーシングの他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】ケーシングのその他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１１…ケーシング、１１ａ…吸入口、１１ｂ…排出口、１２…触媒、１３…電熱ヒータ（発熱体）、１４，１５，１９…感温筒（温度検出手段）、１６…ファンモータ（送風手段）、３０…電気制御装置、３１，３２，３３…温度調節器、３４…タイマ、３４ａ…タイマ接点、３５…リレー、３５ａ…リレー接点、５０…冷凍装置、５１…冷却器、Ａ１，Ａ２…脱臭装置。

Claims

冷凍装置の冷却作動時に冷蔵庫等の庫内を冷却する冷却器に隣接して配置したケーシングの内部に設けた脱臭機能を有する触媒と、該触媒を通電により発熱して加熱する発熱体と、庫内空気を吸引して前記触媒の加熱により脱臭された空気が前記冷却器に向けて吹き付けられるように庫内空気を循環させる送風手段とを備えた脱臭装置において、
前記触媒の加熱温度を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段の検出信号に応答して前記触媒の加熱温度が所定の上限設定温度と下限設定温度によって規定した所定の温度範囲に維持されるように前記発熱体への通電を制御する給電制御手段と、
前記給電制御装置の制御下にて前記触媒が前記発熱体への通電により加熱される時にのみ前記冷凍装置の冷却作動を停止させ、前記触媒の加熱温度が前記温度範囲に維持されているとき前記冷凍装置の冷却作動を継続させる冷却作動制御手段とにより構成したことを特徴とする冷却器に付設した脱臭装置の電気的制御装置。
請求項１に記載の電気的制御装置において、前記冷却器により冷却されて庫内に循環送風される空気の温度を検出する感温手段と、前記給電制御手段の制御下にて前記触媒が前記発熱体への通電により加熱されて前記感温手段によって検出される空気の温度が所定の温度に上昇したとき前記発熱体への通電を不能にすると共に前記冷凍装置を始動させて所定時間の経過後に前記発熱体への通電を可能とする手段とを更に設けたことを特徴とする冷却器に付設した脱臭装置の電気的制御装置。