JP2002239336A - 脱臭装置、およびそれを備える暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の脱臭装置において、物理吸着法また
は化学吸着法では、メンテナンスの際に、煩雑な作業を
必要としていた。プラズマによる分解法、熱分解法、ラ
ジカルによる分解法も、その方法を単独で用いた場合に
は、十分な脱臭効果が得られていなかった。 【解決手段】脱臭装置は、高電圧電源１１、高電圧電極
１２、接地電極１３、ヒータ１４とから成る。高電圧電
極１２の先端は、針形状１２ａとして先端を尖らせてお
り金属製である。接地電極１３は、略平板形状をしてお
り金属製である。ヒータ１４は、セラミックヒータであ
る。脱臭装置外の臭気物質を含んだ空気は、図示しない
ファンによって脱臭装置内に取り込まれる。高電圧電源
１１は、高電圧電極１２と接地電極１３間に直流電圧を
印加していることにより、コロナ放電が発生し放電場１
５をつくっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気清浄機また
はエアコン等に組込み、例えば室内の臭いを取り除く、
脱臭装置に関するものである。その脱臭装置を備える暖
房装置は、ストーブまたはヒータ等の、暖房装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】現在の脱臭装置は、物理吸着法、化学吸
着法、光触媒分解法、オゾン分解法、プラズマによる分
解法、熱分解法、ラジカルによる分解法、などを利用し
たものがある。

【０００３】物理吸着法は、活性炭などの表面に非常に
細かい無数の穴があるものに、臭気物質を取り込んで、
空気中より臭気物質を除去し脱臭していた。

【０００４】化学吸着法は、「カテキン」などを利用し
たものである。この場合、化学吸着を利用して、空気中
より臭気物質を除去し脱臭していた。

【０００５】光触媒分解法は、二酸化チタンを代表とす
る触媒に光を照射することによって触媒を活性化させ、
触媒表面に存在する臭気物質を分解することにより脱臭
していた。

【０００６】オゾン分解法は、オゾンの酸化力を利用
し、臭気物質を酸化分解するものである。臭気物質は、
オゾンの持つ強力な酸化力によって、酸化分解され脱臭
していた。

【０００７】プラズマによる分解法は、気体放電等で得
られるプラズマ、すなわち自由に運動する、正、負、の
荷電粒子が共存して電気的中性になっている物質の状
態、に臭気物質を変化させる。

【０００８】一例をあげると、臭気物質を含んだ空気を
放電場内で、放電によるエネルギーを臭気物質に加える
と、臭気物質は、正、負の荷電粒子に分解され、まわり
にある原子等と結合することによって、臭わない物質に
変化させ脱臭していた。

【０００９】熱分解法は、臭気物質に熱エネルギーを加
えることにより、臭気物質を熱分解し、臭わない物質に
変化させる。

【００１０】熱を所要の温度以上にすると、臭気物質の
ほとんどが熱分解されて比較的化学構造の簡単な物質に
変化し、臭わない物質に変化させ脱臭していた。

【００１１】ラジカルによる分解法は、気体放電の電子
授与等により化学結合が切断されて生じるラジカル、す
なわち不対電子をもつ分子種、原子、を臭気物質と反応
させる。

【００１２】ラジカルは非常に不安定な物質であるた
め、ラジカルと臭気物質が反応することによって、臭気
物質は分解され脱臭していた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】物理吸着法、および化
学吸着法では、「吸着剤に寿命があり」、さらに「それ
を定期的に交換しなければならない」、という課題があ
った。

【００１４】光触媒分解法では、臭気物質が触媒表面に
一旦吸着したのちに分解するため、空気中から臭気物質
を除去するための時間が長く「即効性に欠ける」という
課題、および、「触媒表面反応を利用しているため、ホ
コリ等が触媒表面を覆った場合は、光が触媒表面に照射
されなくなり、臭気物質の分解作用が無くなる」、とい
う課題があった。

【００１５】プラズマによる分解法、熱分解法、ラジカ
ルによる分解法も、その方法を単独で用いた場合には、
十分な脱臭効果が得られていなかった。

【００１６】そこで、この発明の第１の目的は、脱臭装
置において、メンテナンスを簡単とし、且つすみやかで
十分な脱臭効果を得ることにある。

【００１７】この発明の第２の目的は、加えて、さらな
る脱臭効果を高めることにある。

【００１８】オゾン酸化分解法では、オゾン自体に毒性
があり、臭気物質を酸化分解する際にできる反応生成物
質も未知であるという課題があった。

【００１９】そこで、この発明の第３の目的は、加えて
安全な脱臭装置とすることにある。

【００２０】この発明の第４の目的は、加えて、部品点
数の削減により、コストダウンを図ることにある。

【００２１】この発明の第５の目的は、上記第１ないし
第４の目的を達成した脱臭装置を備えた暖房装置を提供
することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
記第1の目的を達成すべく、脱臭装置において、高電圧
電極と接地電極間に高電圧を印加して高電圧電源により
放電場をつくり、その放電場内にヒータを設置する、こ
とを特徴とする。

【００２３】請求項２に係る発明は、上記第２の目的を
達成すべく、請求項１に記載の脱臭装置において、高電
圧電源の電圧を交流にしたこと、を特徴とする。

【００２４】請求項３に係る発明は、上記第２の目的を
達成すべく、請求項１に記載の発明において、高電圧電
源の電圧をパルスにしたこと、を特徴とする。

【００２５】請求項４に係る発明は、上記第３の目的を
達成すべく、請求項１、２または３に記載の脱臭装置に
おいて、電圧を制御している制御回路が、オゾン量を検
知しているオゾンセンサによって、脱臭装置外へ排出す
るオゾン量を制御していること、を特徴とする。

【００２６】請求項５に係る発明は、上記第３の目的を
達成すべく、請求項１、２、３、または４に記載の脱臭
装置において、放電場内にオゾン分解触媒を設けたこ
と、を特徴とする。

【００２７】請求項６に係る発明は、上記第２の目的を
達成すべく、請求項１、２、３、４または５に記載の脱
臭装置において、ヒータ表面を網状部材で覆ったこと、
を特徴とする。

【００２８】請求項７に係る発明は、上記第４の目的を
達成すべく、請求項６に記載の脱臭装置において、網状
部材を接地電極にしたこと、を特徴とする。

【００２９】請求項８に係る発明は、上記第２の目的を
達成すべく、請求項１、２、３、４、５、６、７に記載
の脱臭装置において、ヒータの中心を導電体、表面を誘
電体とし、その誘電体表面に導電線を巻き、その導電線
の一端と、前記ヒータの導電体とに、交流電圧またはパ
ルス電圧を印加すること、を特徴とする。

【００３０】請求項９に係る発明は、上記第５の目的を
達成すべく、暖房装置において、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８に記載の脱臭装置を備える、ことを
特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面にしたがって説明する。

【００３２】図１は、この発明による脱臭装置の概要構
成を示す。脱臭装置は、高電圧電源１１、高電圧電極１
２、接地電極１３、ヒータ１４とから成る。

【００３３】高電圧電極１２の先端は、針形状１２ａと
して先端を尖らせており金属製である。接地電極１３
は、略平板形状をしており金属製である。ヒータ１４
は、セラミックヒータである。

【００３４】脱臭装置外の臭気物質を含んだ空気は、図
示しないファンによって脱臭装置内に取り込まれる。

【００３５】高電圧電源１１は、高電圧電極１２と接地
電極１３間に直流電圧を印加していることにより、コロ
ナ放電が発生し放電場１５をつくっている。

【００３６】放電場１５内の臭気物質を含んだ空気は、
オゾン分解法、プラズマによる分解法、およびラジカル
による分解法による臭気物質の分解を行う。

【００３７】上記構成としているので、吸着剤等を必要
としないため、メンテナンスを簡単にできる。

【００３８】放電場１５内にヒータ１４を設置している
ため、ヒータ近傍の臭気物質を含んだ空気は、ヒータ１
４から発生する熱エネルギーを与えられている。

【００３９】ヒータ１４より発生する熱エネルギーで、
熱分解をするのと同時に、その熱エネルギーによって上
述３つの分解法を個別に相乗的に促進させているので、
各分解法を単独で行う場合よりも、すみやかで十分な脱
臭効果を得ることができる。

【００４０】高電圧電極１２の先端は、針形状１２ａと
したが、ワイヤまたは鋸刃形状等としても良い。また、
接地電極１３は、略平板形状としたが、網形状等として
も良く、要は接地電極１３と高電圧電極１２間に、高電
圧電源１１により電圧を印加した際に放電場１５がつく
られれば良い。

【００４１】ヒータ１４は、セラミックヒータとした
が、赤外線ヒータ等の他のヒータでも構わない。

【００４２】高電圧電源１１の電圧は直流としたが、交
流、またはパルスとしても良い。

【００４３】直流電圧を印加している場合、高電圧電源
１１は、エネルギーを平均的に放電場１５に与えてい
る。一方、交流電圧またはパルス電圧を印加した場合、
高電圧電源１１は、瞬間的に大きなエネルギーを放電場
１５に与えることによって、発生するラジカルの量を増
加させることができる。ラジカルによる分解法では、ラ
ジカルの数が多ければラジカルと反応する臭気物質の数
も多くなり、さらに脱臭効果を高めることができる。

【００４４】さらに、高電圧電源１１の直流電圧を交流
またはパルスにすることによって、脱臭装置の消費電力
を少なくすることができる。

【００４５】この脱臭装置内から脱臭装置外へ清浄空気
を排出する排気口に、図示しないオゾンセンサを設けて
も良い。このオゾンセンサは、放電場１５で発生したオ
ゾンの一部が、脱臭装置外へ排出されるオゾン量を検知
している。

【００４６】脱臭装置外へ排出するオゾンが所要の量よ
り多い場合は、高電圧電源１１の制御回路が、出力電圧
を減少させるか、高電圧電源１１をＯＦＦすることによ
って、放電場１５で発生するオゾン量を減少させ、脱臭
装置外へ排出するオゾンを所要の量以下としているた
め、安全な脱臭装置とすることができる。

【００４７】図２は、この放電場１５内にオゾン分解触
媒１６を設けた概要構成を示す。オゾン分解触媒１６
は、高電圧電極１２と接地電極１３の間に設置してい
る。オゾン分解触媒１６の設置位置は、ヒータ１４の高
電圧電極１２側でも、接地電極１３側のどちらにしても
良い。

【００４８】また、オゾン分解触媒１６は、オゾン分解
触媒１６を放電場１５に保持する部材を特別に設ける必
要はなく、ヒータ１４の表面に添着しても良い。オゾン
分解触媒１６の例としては、活性炭、二酸化マンガン等
が考えられる。

【００４９】オゾン分解触媒１６によって、放電場１５
で発生するオゾンは酸化分解され無害な物質となるた
め、脱臭装置外へ排出されるおそれがなくなるため、安
全な脱臭装置とすることができる。さらに酸化分解され
ることによりオゾンの一部は、酸素ラジカルとなるが、
これはラジカルの一種で反応性に富み、臭気物質と反応
することにより臭気物質を分解しているため、さらに脱
臭効果を高めることができる。

【００５０】図３は、図１の脱臭装置において、ヒータ
１４の表面を網状部材１７で覆った図を示す。図４は図
１の、図５は図３のそれぞれの脱臭装置のヒータ１４近
傍の臭気物質を含んだ空気１８の流れを、それぞれ示す
模式図である。

【００５１】臭気物質を含んだ空気１８は、ヒータ１４
に当たることによってうず流１９を発生する。一方、ヒ
ータ１４の表面を網状部材１７で覆った場合は、臭気物
質を含んだ空気１８は、網状部材１７およびヒータ１４
に当たることによって、さらに多くのうず流１９を発生
する。

【００５２】網状部剤１７がない場合とある場合を比較
すると、網状部材１７がある場合の方が、うず流１９
を、より多く発生するため、ヒータ１４から発生する熱
エネルギーを、効率よくうず流１９に与えることがで
き、上述３つの分解方法を促進させるため、さらに脱臭
効果を高めることができる。

【００５３】ところで、図示のような脱臭装置で放電を
行った場合、高電圧電極から接地電極に向かう風（以
下、「イオン風」と略す）の流れが発生する。

【００５４】図６は、図３の脱臭装置において、ヒータ
１４の表面に設けられた網状部材１７を接地電極１３と
したものである。この場合、臭気物質を含んだ空気は、
イオン風にのり高電圧電極１２から網状部材１７へ向か
って流れる。

【００５５】このため、ヒータ１４から発生する熱エネ
ルギーを、うず流により多く与えることができるためさ
らに脱臭効果を高めることができる。それと同時に接地
電極を網状部材１７としたため、部品点数を削減でき、
コストダウンを図ることができる。

【００５６】図７は、ヒータ１４にスパイラル状に巻き
つけた導電線の斜視図を示す。このヒータ１４は、中心
の導電体を金属棒１４ａとし、表面１４ｂを誘電体とし
ている。誘電体の表面１４ｂに導電線のワイヤ２０をス
パイラル状に巻き付けている。高電圧電源１１の一端を
このワイヤ２０とし、他端を金属棒１４ａに接触させて
いる。

【００５７】高電圧電源１１を交流電圧またはパルス電
圧として印加することによって、ヒータ１４表面でスパ
イラル状に巻き付けたワイヤ２０と誘電体の表面１４ｂ
の接触部で沿面放電が発生することによってプラズマが
発生する。沿面放電が起こる領域を広くすることによっ
て、より多くのプラズマが発生するため、より多くの臭
気物質を分解することができ、さらに脱臭効果を高める
ことができる。

【００５８】さらに、交流電圧またはパルス電圧の周波
数を高くすると、単位時間当たりの沿面放電の回数を増
加させることができ、より多くのプラズマが発生するた
め、さらに脱臭効果を高めることができる。

【００５９】図１、２、３、４の脱臭装置および図８の
ヒータを備えた脱臭装置のいずれも、暖房装置に備える
ことができる。

【００６０】

【発明の効果】この発明によれば、高電圧電極と接地電
極間に高電圧を印加して高電圧電源により放電場をつく
っているので、オゾン分解法、プラズマによる分解法、
およびラジカルによる分解法による臭気物質の分解を行
うので、吸着材等を必要としないためメンテナンスを簡
単にできる。このとき、その放電場内にヒータを設置し
ているので、ヒータより発生する熱エネルギーで、熱分
解するのと同時に、その熱エネルギーによって上述３つ
の分解法を個別に相乗的に促進させているので、各分解
法を単独で行う場合よりも、すみやかで十分な脱臭効果
を得ることができる。

【００６１】請求項２に係る発明によれば、高電圧電源
の電圧を交流にしたことによって、請求項３に係る発明
によれば、パルスにしたことによって、瞬間的に大きな
エネルギーを放電場に与えることで、発生するラジカル
の量を増加させ、より多くの臭気物質を分解することが
できるため、さらに脱臭効果を高めることができる。

【００６２】さらに、高電圧電源の直流電圧を交流また
はパルスにすることによって、脱臭装置の消費電力を少
なくすることができる。

【００６３】請求項４に係る発明によれば、電圧を制御
している制御回路が、オゾン量を検知しているオゾンセ
ンサによって、脱臭装置外へ排出するオゾン量を制御し
ていることによって、脱臭装置外へ排出されるオゾンが
所要の量より多いと、オゾンセンサが検知した場合は、
高電圧電源の制御回路が、出力電圧を減少させるか、高
電圧電源をＯＦＦすることによって、発生するオゾンの
量を減少させ、脱臭装置外へ排出するオゾンを所要の量
以下とすることによって、安全な脱臭装置とすることが
できる。

【００６４】請求項５に係る発明によれば、放電場内に
オゾン分解触媒を設けたことによって、オゾンを酸化分
解し、酸化分解されることによりオゾンの一部は、酸素
ラジカルとなるが、これはラジカルの一種で反応性に富
み、臭気物質と反応することによって、臭気物質を分解
しているため、さらに脱臭効果を高めることができる、
と同時に安全な脱臭装置とすることができる。

【００６５】請求項６に係る発明によれば、ヒータ表面
を網状部材で覆ったことによって、網状部材によりうず
流を多く発生することによって、ヒータから発生する熱
エネルギーを、効率良くうず流に与えることができ、上
述３つの分解法を促進させるため、さらに脱臭効果を高
めることができる。

【００６６】請求項７に係る発明によれば、網状部材を
接地電極にしたことによって、ヒータから発生する熱エ
ネルギーを、うず流により多く与えることができると同
時に、部品点数を削減することができ、コストダウンを
図ることができる。

【００６７】請求項８に係る発明によれば、ヒータの中
心を導電体、表面を誘電体とし、その誘電体表面に導電
線を巻き、その導電線の一端と、前記ヒータの導電体と
に、交流電圧またはパルス電圧を印加することによっ
て、誘電体表面に巻いた導電線とヒータ表面の誘電体の
接触部は、沿面放電が発生することによってプラズマが
発生する。沿面放電が起こる領域を広くすることによっ
て、より多くのプラズマが発生するため、より多くの臭
気物質を分解することができ、さらに脱臭効果を高める
ことができる。

【００６８】さらに、交流電圧はまたはパルス電圧の周
波数を高くすることによって、単位時間に発生するプラ
ズマの回数を増加させることができ、さらに脱臭効果を
高めることができる。

【００６９】請求項９に係る発明によれば、請求項１〜
８に記載の装置を備えるため、上記効果を有する脱臭装
置を備えた暖房装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による脱臭装置の概要構成図である。

【図２】他例の概要構成図である。

【図３】さらに他例の概要構成図である。

【図４】図１のヒータ近傍の空気の流れの模式図であ
る。

【図５】図３のヒータおよび網状部材近傍の空気の流れ
の模式図である。

【図６】脱臭装置のまたさらに他例の概要構成図であ
る。

【図７】さらにまた他例のヒータを示す斜視図である。

【符号の説明】

１１ 高電圧電源 １２ 高電圧電極 １３ 接地電極 １４ ヒータ １５ 放電場 １６ オゾン分解触媒 １７ 網状部材 １８ 臭気物質を含んだ空気の流れ １９ うず流 ２０ ワイヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D002 AA11 AB02 BA07 DA51 4G075 AA03 AA37 BA05 BA06 BD12 CA15 CA54

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧電極と接地電極間に高電圧を印加
   して高電圧電源により放電場をつくり、その放電場内に
   ヒータを設置することを特徴とする、脱臭装置。
2. 【請求項２】 前記高電圧電源の電圧を交流にしたこと
   を特徴とする、請求項１に記載の脱臭装置。
3. 【請求項３】 前記高電圧電源の電圧をパルスにしたこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の脱臭装置。
4. 【請求項４】 電圧を制御している制御回路が、オゾン
   量を検知しているオゾンセンサによって、脱臭装置外へ
   排出するオゾン量を制御していることを特徴とする、請
   求項１、２または３に記載の脱臭装置。
5. 【請求項５】 前記放電場内にオゾン分解触媒を設けた
   ことを特徴とする、請求項１、２、３または４に記載の
   脱臭装置。
6. 【請求項６】 前記ヒータ表面を網状部材で覆ったこと
   を特徴とする、請求項１、２、３、４または５に記載の
   脱臭装置。
7. 【請求項７】 前記網状部材を前記接地電極にしたこと
   を特徴とする、請求項６に記載の脱臭装置。
8. 【請求項８】 前記ヒータの中心を導電体、表面を誘電
   体とし、その誘電体表面に導電線を巻き、その導電線の
   一端と、前記ヒータの導電体とに、交流電圧またはパル
   ス電圧を印加することを特徴とする、請求項１、２、
   ３、４、５、６または７に記載の脱臭装置。
9. 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５、６、７また
   は８に記載の脱臭装置を備える暖房装置。