JPS6057865B2 - 貯蔵庫 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酸素吸収装置を備え、貯蔵物の新鮮さの保持
、腐敗の防止、防虫などの効果の得られるようにした貯
蔵庫に関する。

種々の食物、飲物を冷却して保存するために用いる冷蔵
庫、食品を温かく保つために用いる熱蔵庫、または病院
などでピンセット、注射器などの清浄さを保つために用
いる清浄箱などの各種貯蔵庫が広く用いられている。

このうち、とくに熱蔵庫においては温度を４０〜８０℃
に保つているため、内部に存在する細菌が繁殖し易く、
食物の変色、変味、または腐敗を起こし易い欠点がある
。

また冷蔵庫においては通常庫内温度を５℃付近と比較的
低温に保つているため、比較的食物の腐敗は生じにくい
。しカル低温でも繁殖能力が比較的大きい細菌もあり、
また特に夏季においては扉の開閉などによつて庫内温度
を常に５゜Ｃ付近に保つことが困難な場合もあり、冷蔵
庫においても食品の腐敗は生ずるおそれがある。また医
療関係で用いられる清浄箱においても、殺菌灯などによ
り細菌の繁殖を抑制することなど種々の配慮がなされて
いるが、殺菌光線が直線照射されない部分もあるので、
充分とはいえない。

このような貯蔵庫において、細菌や虫類の繁殖を防止す
る目的、あるいは野菜、魚、果物などの新鮮さを保つ目
的で、たとえばプロパンガスなどの燃焼ガスや炭酸ガス
を庫内に送り込んで、庫内の酸素ガス濃度を減少させる
ことが実施されている。または、酸素を各種化学薬品て
吸収させて取り除くことも実施されている。この方法は
効果が大きいとされているが、化学薬品と酸素が結合（
化合）すると、この薬品を新しいものに取り替える必要
がある。空気中には約２１％と比較的多くの酸素ガスが
含まれていること、ピロガロールなどの薬品の酸素吸収
能力が小さいため、短期間で取り替える必要がある。本
発明は、庫内の酸素ガスを連続的に簡単な方法で吸収、
除去する手段に関するものである。

酸素ガスをアルカリ電解液を用いた金属極により吸収す
る方法は既に提案されている。金属極としては、カドミ
ウム電極、亜鉛電極、鉄電極など一があり、酸素ガスの
吸収と電解還元のサイクルを可逆的に繰り返すものであ
る。この方法による場合は、空気中の炭酸ガスがアルカ
リ電解液に吸収されて、アルカリの消費、汚染を生じる
不都合がある。本発明は、酸性電解質である硫酸を含む
ゲル状固形電解質と、酸素ガスを吸収し、かつ生成酸化
鉛を電気化学的な還元反応により鉛に再生できる鉛電極
を用いることにより、上記のような従来の不都合をなく
し、連続的に作動する電気化学的な酸素吸収素子を備え
た貯蔵庫を提供するものである。

本発明によれば、貯蔵庫内の酸素ガスを選択的に庫外へ
放出することにより、貯蔵庫内部の酸素を減少させ、食
品の腐敗、および細菌、虫類の繁殖、侵入を大幅に抑制
させることができる。

細菌は好気性と嫌気性に大きく分類され、前者は発育の
ためには分子状酸素の存在を必要とする細菌であり、後
者は酸素の存在を嫌う細菌である。ところが、現実に食
物の変色、変味、腐敗を引き起こす細菌は前者てあり、
その代表的なものとして、酢、酸菌、グルコン酸菌、結
核菌、ジフテリア菌、およびその他のカビ類などがある
。虫類などが酸素の少ない場所を嫌うのは当然であり、
また、野菜、果物、生花などの新鮮さを長もちさせるこ
とにも役立つ。これは、これらの植物の呼吸活動を、雰
囲気を低酸素にすることにより低下あるいは停止させる
ことに基づくと考えられている。本発明では酸性の電解
質に鉛電極を組み合わせ、しかも流動する液体状電解質
の代わりに、これを固形化しているので、電解質の漏れ
、流出がなくなるとともに、酸素ガスの吸収速度が大き
くなる。この理由はつぎのように考えられる。すなわち
、このゲル状電解質は、一般に密閉型鉛電池に用いられ
ているように、水分の少ないゲル状とすることにより、
この中を自由にガスが流通できるようになる。これを用
いれば、電極全体で酸素ガスを吸収できる。一方、流動
電解液の場！合には、電極の下部は液中であるか、ある
いは含浸タイプでも液が多く含まれているので、電極表
面と酸素ガスが直接に接しにくいため酸素ガスの吸収速
度は遅く、また上部は逆に水分が少ないので吸収速度が
遅く、しかも再生時にはイオン電導（度がこの部分は小
さいので、再生電流はこの部分には流れ難く、したがつ
て再生も困難である。従つて、電極の適度の水分を含ん
だ部分、たとえば中央部がガス吸収に関与できるのみで
ある。一方固形電解質を用いれば、電極全体が均一に作
動し、その結果、酸素吸収速度が大きくなるのである。
また、濃硫酸は吸湿性であるので、ある程度まで水分が
蒸発すると、硫酸濃度は必然的に濃くなり、従つて吸湿
性を発揮して雰囲気から水分を補給することになる。

このため、ゲル状電解質中に含まれる水分は一定の範囲
にとどまり、補水あるいは乾燥させるなどの保守は不要
であるという利）点がある。以下本発明をその実施例に
より説明する。

第１図は庫壁に電気化学的素子１を設けた貯蔵庫２を示
し、３，４は扉である。

第２図は素子１の構造を示し、５は素子１を取り付けた
庫壁、６・は庫内、７は庫外を示す。８は素子１のポリ
塩化ビニル製電槽を示すもので、庫内に対面する部分に
窓部９を設けるとともに庫外側にはガス放出口１０を設
けている。

１１は多孔性の鉛電極で、窓部９を閉塞するように電″
槽８に取り付けられている。

１２はガス発生極となる対極で、黒鉛板よりなる。

これらの電極１１，１２は大きさが１０×１２５、厚さ
が約２ｍである。１３は硫酸を含むゲル状固形電解質で
、Ｎａ２ＳｉＯ３分５５重量％の水ガラスと濃硫酸とを
容積比で１：１の割合で割合したものからできている。

１４は隔膜で、例えばスルホン基を有する厚さ０．２順
のカチオン交換膜のように両電極間のガスの流通を阻止
するがイオン電導度を有するものを用いる。

この隔膜は、対極１２より発生する酸素ガスが庫内側へ
移行するのを阻止する役割をもつている。１５は交流を
整流して約１Ｖの直流電圧とする定電圧電源である。

なおゲル状固形電解質を構成する水ガラスの代わりにケ
イ酸ゲル・デン粉、ゼラチン、寒天、ポリビニルアルコ
ール、サポニン、コンニヤク、ペクチンなどを用いるこ
ともできる。

またガス不透過性でイオン透過性の隔膜としては、各種
イオン交換膜、親水処理した微孔性のポリプロピレンや
ポリエチレンの膜、あるいはこれらの樹脂繊維の織布、
不織布に電解液を含浸したものなどを用いることができ
る。次にこの素子の動作原理を説明する。

庫内に酸素ガスがあれば鉛電極１１は化学反応により（
１）式または（２）式のように酸素ガスを吸収する。そ
こて鉛電極を負、対極を正にして両電極に電圧を印加す
ると、鉛電極は例えば（１）式の場合次式により再生さ
れる。一方、対極では（４）式により（１）式と同量の
酸素を発生する。

なお鉛電極のガス吸収反応が（２）式と考えた楊合も同
様である。

結局のところ、庫内の酸素ガスは素子１によつて吸収さ
れ、庫外へ放出されることになる。

庫内の酸素濃度の減少に伴つて再生用の電流値は減少し
、酸素がなくなれば電流は零となる。したがつて、貯蔵
庫の扉を開閉して一部の空気が入れ替わるごとに、この
装置は自動的に作動し、常に庫内の酸素ガスを低濃度に
おさえることができる。第３図は、内容積１００ｅの貯
蔵庫に本装置を適用させた場合の結果を示す。図中、曲
線Ａは本発明によるゲル状固形電解質を用いた場合の結
果である。比較のために、ゲル状電解質の代わりに通常
の硫酸水溶液を用いた場合の結果を曲線Ｂに示す。この
場合、液量は電極の下部約１１５が浸る場合が最良とな
るので、この時の結果を示した。このように、本装置を
用いれば、扉の閉塞後約３紛で９％、１時間で約３％と
なり、液体電解質を用いる場合より約３倍のスピードで
減少した。この理由は前記のように鉛電極の全体が作動
するためと考えられる。本発明は、冷蔵庫、熱蔵庫、台
所の流し台、清浄箱などの他の貯蔵庫についても同様に
適用できることは明らかである。

なお、本発明による酸素除去装置は必ずしも庫壁に設け
る必要はなく、庫内あるいは庫外に設けて、バイブによ
り連結して、空気を循環するようにしてもよい。

以上のように、本発明によれば、庫内の酸素を連続的に
かつ経済的に吸収することができるので、貯蔵物の新鮮
さの保持、腐敗の防止、防虫などに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における貯蔵庫の縦断面略図、
第２図はその電気化学的素子の縦断面図、第３図は庫内
の酸素濃度の変化を比較した図である。 １・・・電気化学的素子、２・・・貯蔵庫、１１・・・
鉛電極、１２・・・対極、１３・・・電解質、１４・・
・隔膜、１５・・・電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸素ガスを吸収し、かつ生成酸化鉛を電気化学的な
   還元反応により再生できる鉛電極、対極、両電極に接触
   する硫酸を含むゲル状固形電解質、両電極間に介在させ
   たガス不透過性でイオン透過性の隔膜、および両電極に
   鉛電極側を負にして直流電圧を印加する電源からなる電
   気化学的素子を備え、前記鉛電極を庫内の気相と接触さ
   せ、かつ対極側を外気と連通するように構成したことを
   特徴とする貯蔵庫。