JP2004113335A

JP2004113335A - Deodorizing apparatus

Info

Publication number: JP2004113335A
Application number: JP2002278748A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Nitta; 新田　浩朗; Koichi Nakano; 中野　幸一; Yoshifumi Moriya; 守屋　好文
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein a heat exchanger, which is formed by soldering fins on a flow channel and constitutes a deodorizing apparatus, is complicated in constitution and has a number of parts from the viewpoint of capacity and production or an increase in cost because parts, assembling processes, or the like, increase in number. <P>SOLUTION: The subject deodorizing apparatus is simple in constitution and has a suction port 2, an exhaust port 3, a heating space heated by a heater 7, a first catalyst part 8, a second catalyst part 9 and a heat exchange part 10. A low temperature medium sucked from the heat exchange part 10 passes through the first catalyst part 8, the heating space and the second catalyst part 9 successively to become a high temperature medium, and heat exchange is performed between the low and high temperature media by the heat exchange part 10. A malodor can be efficiently removed in the heating space and the catalyst parts and heat loss is reduced by the heat exchange between the low and high temperature media. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生ゴミやトイレの臭気を除去する脱臭装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の脱臭装置には、発生する臭気を脱臭するために触媒反応方式が用いられている。また、脱臭後の高温の気体が有する熱は、外部に排気される前に脱臭前の気体に回収され、臭気を含んだ気体の予熱に利用することで熱損失を低減している。このように排熱を回収するための一般的な熱交換器として、高温媒体の流路と低温媒体の流路を仕切る壁に複数のフィンをろう付けして伝熱面積を大きくするタイプのものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３１４５９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような熱交換器では、構成が複雑になり部品点数が多くなることで組み立て工程が多くなるなど、性能上、製造上の課題やコスト高になるなどの課題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、臭気を効率的に除去でき、熱損失を低減した脱臭装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の脱臭装置は、吸気口と、排気口と、ヒータで加熱された加熱空間と、第１の触媒部及び第２の触媒部と、熱交換部とを備え、前記吸気口から吸入された低温媒体は、熱交換部、第１の触媒部、加熱空間、第２の触媒部の順に通過して高温媒体となり、前記熱交換部により、前記低温媒体と前記高温媒体との間で熱交換を行う構成としたものである。
【０００７】
上記発明によれば、脱臭装置内に導かれた臭気を含んだ気体は加熱空間と第１、第２の触媒部にて効率よく脱臭され、また熱交換部にて高温媒体および低温媒体との間で熱交換を行うことで熱損失を低減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、吸気口と、排気口と、ヒータで加熱された加熱空間と、第１の触媒部及び第２の触媒部と、熱交換部とを備え、前記吸気口から吸入された低温媒体は、熱交換部、第１の触媒部、加熱空間、第２の触媒部の順に通過して高温媒体となり、前記熱交換部により、前記低温媒体と前記高温媒体との間で熱交換を行う構成とすることで、臭気を触媒部１、加熱空間、触媒部２にて効率的に除去でき、熱交換した後に排気することにより、熱損失を低減することができるものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、外側流路と、前記外側流路で囲まれた内側流路とを備え、吸気口から前記外側流路に吸入された低温媒体は、第１の触媒部を通過した後、前記内側流路に導かれ、加熱空間、第２の触媒部の順に通過して高温媒体となり、熱交換部にて熱交換を行い、排気口から排気される構成とすることで、脱臭装置をコンパクトにすることができ、かつ触媒体付近の放熱を低減し脱臭効率を向上させることができるものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項１または２に記載の第２の触媒部と熱交換部とが、少なくともねじり平板又はねじり波目板を用いた構成とすることで、脱臭性能および熱交換性能を損なうことなく構成を簡素化することができる、又は、基材の表面積を大きくすることができ脱臭効率を向上させることができるものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、特に、請求項１〜３のいずれか１項に記載の第１、第２の触媒部が、金属の基材と、前記基材の表面に形成したアンダーコート層と、前記アンダーコート層の表面に形成した触媒層とから成る構成とすることで、多孔質のアンダーコート層の性質により触媒表面積を大幅に増加することができ、また触媒層と基材との密着性が向上するものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、特に、請求項４に記載のアンダーコート層を、アルミニウムとセリウムとバリウムを含有する焼結酸化物より形成することにより、触媒層と基材との密着性をより強固にすることができるものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、特に、請求項４または５に記載の触媒層が、白金またはパラジウムの少なくとも１種類を含有する貴金属触媒層より形成することにより、高活性な貴金属触媒の性質により、低沸点分子の臭気成分を効率よく酸化分解することができるものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、特に、請求項１〜６のいずれか１項に記載の加熱空間を、臭気を含んだ空気が通過する際に、流速が大きくなるような構成とすることで、触媒体の温度を上げ脱臭効率を向上させることができるものである。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、特に、請求項１〜７のいずれか１項に記載の脱臭装置を、断熱材で覆う構成とすることで、熱損失を低減し脱臭効率を向上させることができるものである。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例における脱臭装置の断面図を示すものである。図１において、１は外壁であり、その一方には吸気口２が設けられ、他方には排気口３が設けられている。４は内壁であり、外壁１と内壁４の間には外側流路５が配置され、内壁４の内側には内側流路６が配置されている。７はヒータで、外壁１に固定されている。８は第１の触媒部で外側流路５側の内壁４表面に設けられている。９は第２の触媒部で内側流路６の途中に内壁４に沿うように固定されている。１０は熱交換フィン（熱交換部）で内側流路６の途中に内壁４に沿うように固定されている。外壁１は、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れたＳＵＳ３１６を用いた。
【００１８】
また、ヒータ７は小型で立ち上がり特性に優れ、ヒータ表面温度は１０００℃程度の高温まで昇温可能な窒化珪素ヒータを用いた。内壁４、第２の触媒部の担体、熱交換フィン１０には、より耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れ、高温での熱膨張係数が小さく応力腐食割れに強いＳＵＳ４４４を用いた。第２の触媒部の担体、熱交換フィン１０は、厚さ０．４ｍｍのＳＵＳ４４４薄板を長手方向にねじることにより成形した。成形した担体および外側流路５側の内壁４表面にアルミナを主成分とするアンダーコート層を塗布し焼成した後、白金―パラジウムからなる触媒を塗布し焼成を行うことにより触媒層の作成を行った。
【００１９】
また、吸気口２から吸入された臭気が熱交換部１０と接触して熱交換部１０の熱を奪うように、吸気口２と熱交換部１０は、対峙して設けられている。
【００２０】
以上のように構成された脱臭装置について、以下その動作、作用を説明する。脱臭装置の窒化珪素ヒータ７の両端端子部に通電して、加熱状態にする。同時に、第１、第２の触媒部８、９も加熱される。この状態で、臭気を含んだ気体Ａを吸気口２から脱臭装置内に導入すると、まず臭気を含んだ気体は、熱交換部１０と接触して、熱交換部１０の熱を奪い、次に第１の触媒部８にて酸化分解され、次に約１０００℃に熱せられた窒化珪素ヒータ７の表面と接触することにより酸化分解され、その後、第２の触媒部９にて残りの臭気が酸化分解される。脱臭された高温の気体Ｂは熱交換部１０にて気体Ａとの間で熱交換されて温度が下がり、排気口３から気体Ｃが排出される。
【００２１】
本実施例の効果について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の脱臭装置、および従来の脱臭装置の浄化性能を評価した結果を示すグラフである。この浄化性能試験において、試験ガスとしては野菜などから発生する臭気成分の一つである硫化ジメチル（ＣＨ_３）_２Ｓを用い、初期濃度は５００ｐｐｍとした。空間速度は、市販の生ごみ処理機と同レベルの４０００ｈ^−１とした。測定は、吸気口直前と排気口直後の気体の濃度をガスクロマトグラフのＦＩＤを用い、除去率を求めた。
【００２２】
また、比較例１として、第１の触媒部８を設けない脱臭装置を用いた。すなわち、図１において、外側流路５側の内壁４表面に触媒層を設けない他は本実施例と同等の構成とした。比較例２としては、図３に示すように、熱交換部を設けない構成とした。すなわち、臭気を含んだ気体Ａを吸気口１２から脱臭装置内に導入すると、まず臭気を含んだ気体は第１の触媒部１８にて酸化分解され、次に約１０００℃に熱せられた窒化珪素ヒータ１７の表面と接触することにより酸化分解され、その後、第２の触媒部１９にて残りの臭気が酸化分解され、脱臭された気体は排気口１３から排出される。触媒担持量、試験ガス、初期濃度、空間速度、および測定方法は本実施例と同条件とした。
【００２３】
図２に示すように、比較例１では約１１０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示し、比較例２では約１３０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示したのに対し、本実施例では約９０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示した。熱交換部１０を設けることにより約３０％の省エネとなり、第１の触媒部８、１８を設けることにより、約２０％の省エネとなった。よって本実施例では、熱交換による第１、第２の触媒部の温度上昇と、第１の触媒部を設けることによる触媒面積の増加により脱臭性能が向上していると考えられる。
【００２４】
このように本実施例によれば、複数のフィンを内壁にロウ付けするなどの複雑な構成にすることなく熱効率を上げることができ、触媒部を触媒活性温度に達している部位に積極的に設けることにより、効率よく脱臭性能を上げることができるものである。
【００２５】
（実施例２）
図４は、本発明の第２の実施例における触媒体の断面図を示すものである。図４において、２１は基材、２２はアンダーコート層であり、２３は触媒層である。基材２１は、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れ、高温での熱膨張係数が小さく応力腐食割れに強いＳＵＳ４４４を用いた。アンダーコート層２２は、水酸化アルミニウム７２０重量部、硝酸セリウム６水和物２１７重量部、炭酸バリウム３８重量部、イオン交換水１５２０重量部を撹拌、混合して形成しているものである。このスラリーを、１００℃で乾燥し、さらに１０００℃で６０分間焼結した後、粉砕する。こうして得られた焼結酸化物を４００重量部、硝酸アルミニウム９水和物５０重量部、コロイド状アルミナ８０重量部、イオン交換水４６０重量部を混合した後、ボールミルで粉砕し、粘度１０５ｃＰ、平均粒径４．１μｍに調製したものをアンダーコートスラリーとしている。
【００２６】
前記アンダーコートスラリーを、基材２１に塗布した後、１３０℃で２０分間乾燥させ、６００℃で２０分焼成してアンダーコート層２２を形成している。触媒層２３は、６．５ｗｔ％ジニトロジアミンパラジウム硝酸水溶液と、６．５ｗｔ％ジニトロジアミン白金硝酸水溶液を１：１の割合で混合したものを、アンダーコート層２２の上に塗布して、１３０℃で２０分間乾燥した後、６００℃で２０分間焼成することにより形成している。アンダーコート層２２は、基材２１と触媒層２３のつなぎの役割をしており、基材２１上に触媒層２３を強固にとどめるとともに、触媒層２３の比表面積を大きくする役割もある。
【００２７】
以上の触媒層を図１に示す第１、第２の触媒部８、９に設けた。以下、本実施例の効果について、説明する。
【００２８】
本実施例の効果を示すため、触媒部の耐久試験を行った。試験条件として、ヒータ入力電力１００Ｗ、触媒部を通過する気体として空気１０％水蒸気９０％とし、３０分間隔でヒータのＯＮ−ＯＦＦを繰り返した。比較例としては、水酸化アルミニウム、硝酸セリウム、炭酸バリウムの焼結酸化物を添加しないアンダーコート層を用いた。
【００２９】
比較例では、５０時間経過後には、第１の触媒部８における触媒層の吸気口２に近い部分と、ヒータ近傍の第２の触媒部９における触媒層のアンダーコート層に剥れが見られた。一方、本実施例では１０００時間経過後においてもアンダーコート層２２に剥れは見られなかった。
【００３０】
以上の結果より、水酸化アルミニウム、硝酸セリウム、炭酸バリウムの焼結酸化物を添加することにより、基材２１と触媒層２３との密着性を高め、基材２１の熱膨張と熱収縮の繰り返しにも耐えうるものである。
【００３１】
次に、本実施例の脱臭の効果を示すため、脱臭性能評価を行った。比較例としては、触媒層として▲１▼白金のみ、▲２▼パラジウムのみを用いた。この試験において、試験ガスとしては野菜などから発生する臭気成分の一つである硫化ジメチル（ＣＨ_３）_２Ｓを用い、初期濃度は５００ｐｐｍとした。空間速度は、市販の生ごみ処理機と同レベルの４０００ｈ^−１とした。測定は、吸気口直前と排気口直後の濃度をガスクロマトグラフのＦＩＤを用い、除去率を求めた。以上の結果を図５に示す。
【００３２】
図５に示すように、▲１▼白金のみでは入力電力１００Ｗで９９．５％の除去率、▲２▼パラジウムのみでは入力電力１１０Ｗで９９．５％の除去率であった。本実施例では９０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率であった。
【００３３】
このように本実施例によれば、高活性な貴金属触媒の性質により、低沸点分子の臭気成分を効率よく酸化分解することができるものである。
【００３４】
（実施例３）
図６は、本発明の第３の実施例におけるねじり波目板の作成手順を示した図である。
【００３５】
ねじり平板は、４００×１０×０．０５ｔ（ｍｍ）のＳＵＳ４４４薄板を用いた。
【００３６】
▲１▼薄板を長手方向にピッチ１ｍｍの間隔で山谷の折り目を交互に連続して付け、波目板を作成する。
【００３７】
▲２▼作成した波目板を長手方向にねじることにより、ねじり波目板を成形した。
【００３８】
この実施例の効果について、以下に説明する。比較例として、
比較例１：４００×１０×０．０５ｔ（ｍｍ）のＳＵＳ４４４薄板に波目加工を施さずに、直接長手方向にねじることにより、ねじり平板を成形した。
【００３９】
比較例２：４００×１０×０．０５ｔ（ｍｍ）のＳＵＳ４４４薄板を長手方向にピッチ３ｍｍの間隔で波目板を作成し長手方向にねじることにより、ねじり波目板を成形した。
【００４０】
本実施例では、１０ｃｃ当りの表面積は２５００ｍｍ^２であったのに対し、比較例１では１４００ｍｍ^２、比較例２では１８００ｍｍ^２であった。すなわち、最適なピッチの波目加工を施すことにより、表面積を大きくすることが可能となった。
【００４１】
本実施例の効果を図７に示す。図７は、本実施例のねじり波目板およびねじり平板（比較例）を実施例１に示した脱臭装置に用いた際の浄化性能を評価した結果を示すグラフである。この試験において、試験ガス、試験条件、評価方法などは実施例１と同等とした。
【００４２】
図７に示すように、比較例では約９０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示したのに対し、本実施例では約８０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示した。よって、触媒表面積の増加により脱臭性能が向上する結果となった。
【００４３】
一方、本実施例のねじり波目板およびねじり平板（比較例）を、実施例１に示した脱臭装置に用いた際の、排気口から排気される気体の温度を測定した結果、比較例では１５０℃であったのに対し、本実施例では１００℃であった。よって、熱交換部の表面積の増加により熱交換効率が向上する結果となった。
【００４４】
以上のように、第２の触媒部および熱交換部は、少なくともねじり波目板を用いた構成とすることにより、基材の表面積を大きくすることができ熱交換効率および脱臭効率を向上させることができるものである。
【００４５】
（実施例４）
図８は、本発明の第４の実施例における脱臭装置の断面図を示すものである。図８において、４１は外壁であり、その一方には吸気口４２が設けられ、他方には排気口４３が設けられている。４４は内壁であり、外壁４１と内壁４４の間には外側流路４５が配置され、内壁４４の内側には内側流路４６が配置されている。４７はヒータで、外壁４１に固定されている。内壁４４は、ヒータ４７の発熱部付近がプレス成型により内側に押し込まれている。４８は触媒部１で外側流路４５側の内壁４４表面に設けられている。４９は触媒部２で内側流路４６の途中に内壁４４に沿うように固定されている。５０は熱交換フィン（熱交換部）で内側流路４６の途中に内壁４４に沿うように固定されている。外壁４１は、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れたＳＵＳ３１６を用いた。
【００４６】
また、ヒータ４７は小型で立ち上がり特性に優れ、ヒータ表面温度は１０００℃程度の高温まで昇温可能な窒化珪素ヒータを用いた。内壁４４、触媒部４２の担体、熱交換フィン５０には、より耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れ、高温での熱膨張係数が小さく応力腐食割れに強いＳＵＳ４４４を用いた。第２の触媒部４９の担体、熱交換フィン（熱交換部）５０は、厚さ０．４ｍｍのＳＵＳ４４４薄板を長手方向にねじることにより成形した。成形した担体および外側流路４５側の内壁４４表面にアルミナを主成分とするアンダーコート層を塗布し焼成した後、白金―パラジウムからなる触媒を塗布し焼成を行うことにより触媒層の作成を行った。
【００４７】
以上のように構成された脱臭装置について、以下その動作、作用を説明する。脱臭装置の窒化珪素ヒータ４７の両端端子部に通電して、加熱状態にする。同時に、第１、第２の触媒部４８、４９も加熱される。この状態で、臭気を含んだ気体Ａを吸気口４２から脱臭装置内に導入すると、まず臭気を含んだ気体は第１の触媒部４８にて酸化分解され、次にプレス加工により狭められた内側流路４６にて約１０００℃に熱せられた窒化珪素ヒータ４７の表面と効率よく接触することにより酸化分解され、その後、第２の触媒部４９にて残りの臭気が酸化分解される。脱臭された高温の気体Ｂは熱交換部５０にて気体Ａとの間で熱交換され温度が下がり、排気口４３から気体Ｃが排出される。
【００４８】
以下、本実施例の効果について説明する。図９は、本実施例の脱臭装置、および実施例１の脱臭装置の浄化性能を評価した結果を示すグラフである。この試験において、試験ガス、試験条件、評価方法などは実施例１と同等とした。
【００４９】
図９に示すように、実施例１では約９０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示したのに対し、本実施例では約８０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示した。
【００５０】
次に、本実施例の脱臭装置および実施例１の脱臭装置における第２の触媒部の中心部分（測定点ａ）の温度を測定した結果、実施例１の４００℃に対し、本実施例では５００℃と１００℃上昇した。
【００５１】
以上の結果より、本実施例では触媒体の温度を上昇させることで、より効率的に臭気成分を酸化分解している。また、ヒータ近傍の流路を狭くすることでヒータ表面と臭気を含んだ空気との接触効率を高めている。
【００５２】
このように本実施例によれば、臭気を含んだ空気が加熱空間を通過する際の流速を大きくし、ヒータと臭気の接触効率と触媒部の温度を上げることで、脱臭効率を高めることができる。
【００５３】
（実施例５）
図１０は、本発明の第５の実施例における脱臭装置の断面図を示すものである。尚、実施例１と同一部分には同一符号を付与して、詳細な説明を省略する。
【００５４】
図１０において、本実施例が実施例１と異なるのは、脱臭装置を断熱材６１で覆う構成とした点である。断熱材６１は、１０００℃以上の耐熱性を有するセラミック繊維からなる断熱材を筐体が収納できるように加工した。以上のように構成された脱臭装置についての動作、作用は実施例１と同様である。
【００５５】
本実施例の効果について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、本実施例の脱臭装置、および実施例１の脱臭装置の浄化性能を評価した結果を示すグラフである。この試験において、試験条件などは実施例１と同様である。
【００５６】
図１１に示すように、実施例１では約９０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示したのに対し、本実施例では約６０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示した。これは、脱臭装置全体を断熱材で覆う構成とすることで装置本体からの排気以外の放熱が大幅に少なくなったためであると考えられる。
【００５７】
このように本実施例によれば、脱臭装置を断熱材で覆うことにより熱ロスを少なくし脱臭効率を高めることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、臭気を含んだ気体は加熱空間と触媒部にて効率よく脱臭され、また熱交換部にて高温媒体および低温媒体との間で熱交換を行うことで熱損失を低減することができる。更に、触媒部および熱交換部の構成が非常に簡素なため、部品点数が少なく組み立て工程を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における脱臭装置の断面図
【図２】同、脱臭装置の入力電力と硫化ジメチル除去率との関係を示すグラフ
【図３】本発明の実施例１における比較例を示す脱臭装置を示す図
【図４】本発明の実施例２における脱臭装置の触媒部の断面図
【図５】同、脱臭装置の入力電力と硫化ジメチル除去率との関係を示すグラフ
【図６】本発明の実施例３における脱臭装置のねじり波目板の作成手順を示す図
【図７】同、脱臭装置の入力電力と硫化ジメチル除去率との関係を示すグラフ
【図８】本発明の実施例４における脱臭装置の断面図
【図９】同、脱臭装置の入力電力と硫化ジメチル除去率との関係を示すグラフ
【図１０】本発明の実施例５における脱臭装置の断面図
【図１１】同、脱臭装置の入力電力と硫化ジメチル除去率との関係を示すグラフ
【符号の説明】
２、１２、４２　吸気口
３、１３、４３　排気口
５、１５、４５　外側流路
６、１６、４６　内側流路
７、１７、４７　ヒータ
８、１８、４８　第１の触媒部
９、１９、４９　第２の触媒部
１０、５０　熱交換フィン（熱交換部）
２１　基材
２２　アンダーコート層
２３　触媒層
３３　ねじり波目板
６１　断熱材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a deodorizing device for removing garbage and odor from a toilet.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of deodorizing apparatus employs a catalytic reaction system for deodorizing generated odors. The heat of the high-temperature gas after the deodorization is recovered into the gas before the deodorization before being exhausted to the outside, and the heat loss is reduced by utilizing the pre-heating of the gas containing the odor. In this way, as a general heat exchanger for recovering exhaust heat, a type that increases the heat transfer area by brazing multiple fins to the wall that separates the flow path of the high-temperature medium and the flow path of the low-temperature medium (For example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-314599
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described heat exchanger has problems in terms of performance, manufacturing, and cost, such as an increase in the number of components and an increase in the number of assembly steps.
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a deodorizing device capable of efficiently removing odor and reducing heat loss.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned conventional problems, a deodorizing apparatus according to the present invention comprises an inlet, an outlet, a heating space heated by a heater, a first catalyst unit and a second catalyst unit, and a heat exchange unit. The low-temperature medium sucked from the intake port passes through a heat exchange section, a first catalyst section, a heating space, and a second catalyst section in this order to become a high-temperature medium, and the heat exchange section The heat exchange is performed between the medium and the high-temperature medium.
[0007]
According to the above invention, the gas containing the odor introduced into the deodorizing device is efficiently deodorized in the heating space and the first and second catalyst units, and is also supplied to the high-temperature medium and the low-temperature medium in the heat exchange unit. By performing heat exchange between them, heat loss can be reduced.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to claim 1 includes an intake port, an exhaust port, a heating space heated by a heater, a first catalyst unit and a second catalyst unit, and a heat exchange unit. The inhaled low-temperature medium passes through the heat exchange section, the first catalyst section, the heating space, and the second catalyst section in this order to become a high-temperature medium. With the configuration in which heat is exchanged, the odor can be efficiently removed in the catalyst section 1, the heating space, and the catalyst section 2, and the heat loss can be reduced by exhausting after heat exchange. is there.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the present invention, an outer flow path and an inner flow path surrounded by the outer flow path are provided. After passing through the first catalyst section, the low-temperature medium is guided to the inner flow path, passes through the heating space and the second catalyst section in this order to become a high-temperature medium, and performs heat exchange in the heat exchange section, With the configuration in which the air is exhausted from the exhaust port, the deodorizing device can be made compact, and the heat radiation near the catalyst body can be reduced, and the deodorizing efficiency can be improved.
[0010]
The invention according to claim 3 provides a deodorizing performance, particularly when the second catalyst section and the heat exchange section according to claim 1 or 2 are configured to use at least a twisted flat plate or a twisted corrugated plate. In addition, the structure can be simplified without impairing the heat exchange performance, or the surface area of the base material can be increased and the deodorizing efficiency can be improved.
[0011]
The invention according to claim 4 is a method according to claim 1, wherein the first and second catalyst units according to any one of claims 1 to 3 are a metal substrate and an undercoat formed on a surface of the substrate. Layer and a catalyst layer formed on the surface of the undercoat layer, the surface area of the catalyst can be significantly increased due to the properties of the porous undercoat layer. Is improved.
[0012]
The invention according to claim 5 provides the undercoat layer according to claim 4 with a sintered oxide containing aluminum, cerium, and barium, thereby improving the adhesion between the catalyst layer and the substrate. It can be made stronger.
[0013]
The invention according to claim 6 is particularly advantageous in that the catalyst layer according to claim 4 or 5 is formed of a noble metal catalyst layer containing at least one of platinum and palladium, thereby providing a highly active noble metal catalyst. It is capable of efficiently oxidatively decomposing odor components having low boiling point molecules.
[0014]
According to a seventh aspect of the present invention, in particular, the heating space according to any one of the first to sixth aspects has a configuration in which a flow velocity is increased when air containing odor passes. In addition, the temperature of the catalyst body can be raised to improve the deodorizing efficiency.
[0015]
The invention according to claim 8 can reduce the heat loss and improve the deodorization efficiency, particularly by covering the deodorizing device according to any one of claims 1 to 7 with a heat insulating material. You can do it.
[0016]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
(Example 1)
FIG. 1 is a sectional view of a deodorizing apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an outer wall, one of which is provided with an intake port 2 and the other of which is provided with an exhaust port 3. Reference numeral 4 denotes an inner wall. An outer flow path 5 is disposed between the outer wall 1 and the inner wall 4, and an inner flow path 6 is disposed inside the inner wall 4. Reference numeral 7 denotes a heater which is fixed to the outer wall 1. Reference numeral 8 denotes a first catalyst portion provided on the surface of the inner wall 4 on the outer flow path 5 side. Reference numeral 9 denotes a second catalyst section, which is fixed along the inner wall 4 in the middle of the inner flow path 6. Reference numeral 10 denotes heat exchange fins (heat exchange portions) which are fixed along the inner wall 4 in the middle of the inner flow path 6. The outer wall 1 was made of SUS316 having excellent heat resistance, corrosion resistance, and pitting resistance.
[0018]
The heater 7 is a silicon nitride heater which is small in size and excellent in startup characteristics and whose heater surface temperature can be raised to a high temperature of about 1000 ° C. For the inner wall 4, the carrier of the second catalyst part, and the heat exchange fins 10, SUS444, which is more excellent in heat resistance, corrosion resistance, and pitting resistance, has a small coefficient of thermal expansion at high temperature and is resistant to stress corrosion cracking, was used. The heat exchange fin 10, the carrier of the second catalyst part, was formed by twisting a SUS444 thin plate having a thickness of 0.4 mm in the longitudinal direction. An undercoat layer containing alumina as a main component is applied to the surface of the formed carrier and the inner wall 4 on the side of the outer flow path 5 and fired, and then a catalyst made of platinum-palladium is applied and fired to form a catalyst layer. Was.
[0019]
Further, the intake port 2 and the heat exchange section 10 are provided to face each other such that the odor sucked from the intake port 2 comes into contact with the heat exchange section 10 and removes the heat of the heat exchange section 10.
[0020]
The operation and operation of the deodorizing device configured as described above will be described below. Power is supplied to the terminal portions at both ends of the silicon nitride heater 7 of the deodorizing device to bring it into a heated state. At the same time, the first and second catalyst units 8, 9 are also heated. In this state, when the gas A containing the odor is introduced into the deodorizing device from the intake port 2, the gas containing the odor comes into contact with the heat exchanging unit 10 and removes the heat of the heat exchanging unit 10 and then. It is oxidized and decomposed in the first catalyst unit 8 and then oxidized and decomposed by contact with the surface of the silicon nitride heater 7 heated to about 1000 ° C. Then, the remaining odor is removed in the second catalyst unit 9. Decomposed by oxidation. The deodorized high-temperature gas B exchanges heat with the gas A in the heat exchange unit 10 to lower the temperature, and the gas C is discharged from the exhaust port 3.
[0021]
The effect of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a graph showing the results of evaluating the purification performance of the deodorizing device of the present invention and the conventional deodorizing device. In this purification performance test, dimethyl sulfide (CH ₃ ) ₂ S, which is one of the odor components generated from vegetables and the like, was used as a test gas, and the initial concentration was 500 ppm. The space velocity was 4000 h ^-1 which is the same level as that of a commercial garbage disposer. In the measurement, the gas concentrations immediately before the intake port and immediately after the exhaust port were measured using a FID of a gas chromatograph to determine the removal rate.
[0022]
Further, as Comparative Example 1, a deodorizing apparatus without the first catalyst unit 8 was used. That is, in FIG. 1, the configuration is the same as that of the present embodiment except that the catalyst layer is not provided on the surface of the inner wall 4 on the outer flow path 5 side. As a comparative example 2, as shown in FIG. 3, a configuration in which a heat exchange unit was not provided was adopted. That is, when the gas A containing the odor is introduced into the deodorizing device through the intake port 12, the gas containing the odor is first oxidized and decomposed in the first catalyst portion 18, and then the silicon nitride heated to about 1000 ° C. It is oxidatively decomposed by contacting the surface of the heater 17, and then the remaining odor is oxidatively decomposed by the second catalyst unit 19, and the deodorized gas is exhausted from the exhaust port 13. The amount of catalyst carried, the test gas, the initial concentration, the space velocity, and the measuring method were the same as those in this example.
[0023]
As shown in FIG. 2, Comparative Example 1 showed a 99.5% rejection at an input power of about 110 W, and Comparative Example 2 showed a 99.5% rejection at an input power of about 130 W. In this embodiment, the removal rate was 99.5% at an input power of about 90 W. The provision of the heat exchange unit 10 saved about 30% of energy, and the provision of the first catalyst units 8 and 18 saved about 20% of energy. Therefore, in the present embodiment, it is considered that the deodorization performance is improved due to the temperature rise of the first and second catalyst units due to heat exchange and the increase in the catalyst area due to the provision of the first catalyst unit.
[0024]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to increase the thermal efficiency without a complicated configuration such as brazing a plurality of fins to the inner wall, and to positively move the catalyst portion to a portion that has reached the catalyst activation temperature. By providing this, the deodorizing performance can be efficiently increased.
[0025]
(Example 2)
FIG. 4 is a sectional view of a catalyst body according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, 21 is a substrate, 22 is an undercoat layer, and 23 is a catalyst layer. As the base material 21, SUS444 having excellent heat resistance, corrosion resistance, and pitting resistance, having a small coefficient of thermal expansion at a high temperature, and being resistant to stress corrosion cracking was used. The undercoat layer 22 is formed by stirring and mixing 720 parts by weight of aluminum hydroxide, 217 parts by weight of cerium nitrate hexahydrate, 38 parts by weight of barium carbonate, and 1520 parts by weight of ion-exchanged water. The slurry is dried at 100 ° C., sintered at 1000 ° C. for 60 minutes, and then pulverized. 400 parts by weight of the thus obtained sintered oxide, 50 parts by weight of aluminum nitrate nonahydrate, 80 parts by weight of colloidal alumina, and 460 parts by weight of ion-exchanged water were mixed, and then pulverized by a ball mill to have a viscosity of 105 cP and an average of 105 cP. The undercoat slurry having a particle size of 4.1 μm was used.
[0026]
The undercoat slurry is applied to the substrate 21, dried at 130 ° C. for 20 minutes, and baked at 600 ° C. for 20 minutes to form the undercoat layer 22. The catalyst layer 23 was prepared by applying a mixture of a 6.5 wt% aqueous solution of dinitrodiamine palladium nitric acid and a 6.5 wt% aqueous solution of dinitrodiamine platinum nitrate at a ratio of 1: 1 on the undercoat layer 22, and And then baking at 600 ° C. for 20 minutes. The undercoat layer 22 has a role of connecting the base material 21 and the catalyst layer 23, and also has a role of keeping the catalyst layer 23 firmly on the base material 21 and increasing the specific surface area of the catalyst layer 23.
[0027]
The above catalyst layers were provided in the first and second catalyst units 8 and 9 shown in FIG. Hereinafter, effects of the present embodiment will be described.
[0028]
In order to show the effect of this example, a durability test of the catalyst part was performed. As test conditions, the heater input power was 100 W, the air passing through the catalyst section was 10% air and 90% water vapor, and the heater was repeatedly turned on and off at 30 minute intervals. As a comparative example, an undercoat layer to which a sintered oxide of aluminum hydroxide, cerium nitrate, and barium carbonate was not added was used.
[0029]
In the comparative example, after a lapse of 50 hours, the portions of the catalyst layer near the intake port 2 in the first catalyst section 8 and the undercoat layer of the catalyst layer in the second catalyst section 9 near the heater are peeled off. Was. On the other hand, in the present embodiment, no peeling was observed in the undercoat layer 22 even after 1000 hours.
[0030]
From the above results, by adding a sintered oxide of aluminum hydroxide, cerium nitrate, and barium carbonate, the adhesion between the substrate 21 and the catalyst layer 23 was increased, and the thermal expansion and thermal contraction of the substrate 21 were repeated. Can withstand.
[0031]
Next, in order to show the deodorizing effect of this example, deodorizing performance evaluation was performed. As comparative examples, only (1) platinum and (2) palladium alone were used as the catalyst layers. In this test, dimethyl sulfide (CH ₃ ) ₂ S, one of the odor components generated from vegetables and the like, was used as a test gas, and the initial concentration was 500 ppm. The space velocity was 4000 h ^-1 which is the same level as that of a commercial garbage disposer. In the measurement, the concentration immediately before the intake port and the concentration immediately after the exhaust port were determined using a FID of a gas chromatograph, and the removal rate was obtained. The results are shown in FIG.
[0032]
As shown in FIG. 5, (1) the removal rate was 99.5% at 100 W of input power only with platinum, and the removal rate was 99.5% at 110 W of input power only with palladium. In this embodiment, the removal rate was 99.5% at an input power of 90 W.
[0033]
As described above, according to the present embodiment, the odorous component having a low boiling point can be efficiently oxidatively decomposed by the property of the highly active noble metal catalyst.
[0034]
(Example 3)
FIG. 6 is a diagram showing a procedure for producing a torsional wave plate according to the third embodiment of the present invention.
[0035]
As the torsion flat plate, a SUS444 thin plate of 400 × 10 × 0.05 t (mm) was used.
[0036]
{Circle around (1)} A thin plate is continuously and alternately provided with crests and valleys at a pitch of 1 mm in the longitudinal direction to form a corrugated plate.
[0037]
{Circle over (2)} The twisted corrugated board was formed by twisting the formed corrugated board in the longitudinal direction.
[0038]
The effect of this embodiment will be described below. As a comparative example,
Comparative Example 1 A SUS444 thin plate of 400 × 10 × 0.05 t (mm) was directly twisted in the longitudinal direction without performing a corrugating process, thereby forming a torsion flat plate.
[0039]
Comparative Example 2: A SUS444 thin plate of 400 × 10 × 0.05 t (mm) was formed in the longitudinal direction at a pitch of 3 mm and twisted in the longitudinal direction to form a torsional corrugated plate.
[0040]
In the present example, the surface area per 10 cc was 2500 mm ² , whereas in Comparative Example 1 it was 1400 mm ² and in Comparative Example 2 it was 1800 mm ² . That is, it is possible to increase the surface area by performing the corrugation processing at the optimum pitch.
[0041]
FIG. 7 shows the effect of this embodiment. FIG. 7 is a graph showing the results of evaluating the purification performance when the torsional wave plate and the torsional flat plate (Comparative Example) of the present example were used in the deodorizing apparatus shown in Example 1. In this test, the test gas, test conditions, evaluation method, and the like were the same as in Example 1.
[0042]
As shown in FIG. 7, the comparative example exhibited a 99.5% rejection at an input power of about 90 W, whereas the present example exhibited a rejection of 99.5% at an input power of about 80 W. . Therefore, the deodorization performance was improved due to an increase in the catalyst surface area.
[0043]
On the other hand, as a result of measuring the temperature of the gas exhausted from the exhaust port when the torsional corrugated plate and the torsional flat plate of this example (comparative example) were used in the deodorizing device shown in Example 1, The temperature was 150 ° C., whereas it was 100 ° C. in this example. Therefore, the heat exchange efficiency was improved by increasing the surface area of the heat exchange part.
[0044]
As described above, the second catalyst portion and the heat exchange portion are configured to use at least the torsionally corrugated plate, so that the surface area of the base material can be increased and the heat exchange efficiency and the deodorization efficiency can be improved. Can be done.
[0045]
(Example 4)
FIG. 8 is a sectional view of a deodorizing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 8, reference numeral 41 denotes an outer wall, one of which is provided with an intake port 42 and the other of which is provided with an exhaust port 43. Reference numeral 44 denotes an inner wall. An outer flow path 45 is disposed between the outer wall 41 and the inner wall 44, and an inner flow path 46 is disposed inside the inner wall 44. 47 is a heater fixed to the outer wall 41. In the inner wall 44, the vicinity of the heat generating portion of the heater 47 is pressed inward by press molding. Reference numeral 48 denotes a catalyst section 1 provided on the surface of the inner wall 44 on the side of the outer flow path 45. Reference numeral 49 denotes a catalyst portion 2 which is fixed along the inner wall 44 in the middle of the inner flow passage 46. Reference numeral 50 denotes heat exchange fins (heat exchange portions) which are fixed along the inner wall 44 in the middle of the inner flow passage 46. For the outer wall 41, SUS316 having excellent heat resistance, corrosion resistance, and pitting corrosion resistance was used.
[0046]
The heater 47 is a silicon nitride heater which is small in size and excellent in startup characteristics and whose surface temperature can be raised to a high temperature of about 1000 ° C. For the inner wall 44, the carrier of the catalyst part 42, and the heat exchange fins 50, SUS444, which is more excellent in heat resistance, corrosion resistance, and pitting resistance, has a small coefficient of thermal expansion at high temperatures and is resistant to stress corrosion cracking, was used. The carrier of the second catalyst part 49, the heat exchange fins (heat exchange part) 50, were formed by twisting a 0.4 mm thick SUS444 thin plate in the longitudinal direction. After applying and firing an undercoat layer containing alumina as a main component on the surface of the formed carrier and the inner wall 44 on the outer flow path 45 side, a catalyst made of platinum-palladium is applied and fired to form a catalyst layer. Was.
[0047]
The operation and operation of the deodorizing device configured as described above will be described below. Power is supplied to the terminal portions at both ends of the silicon nitride heater 47 of the deodorizing device to bring it into a heated state. At the same time, the first and second catalyst parts 48, 49 are also heated. In this state, when the odor-containing gas A is introduced into the deodorizing device through the intake port 42, the odor-containing gas is first oxidized and decomposed in the first catalyst portion 48, and then the inner side narrowed by press working. Efficient contact with the surface of the silicon nitride heater 47 heated to about 1000 ° C. in the flow channel 46 causes oxidative decomposition, and then the remaining odor is oxidatively decomposed in the second catalyst unit 49. The deodorized high-temperature gas B exchanges heat with the gas A in the heat exchange unit 50 to lower the temperature, and the gas C is discharged from the exhaust port 43.
[0048]
Hereinafter, effects of the present embodiment will be described. FIG. 9 is a graph showing the results of evaluating the purification performance of the deodorizing device of the present example and the deodorizing device of Example 1. In this test, the test gas, test conditions, evaluation method, and the like were the same as in Example 1.
[0049]
As shown in FIG. 9, in the first embodiment, a 99.5% rejection rate was obtained at an input power of about 90 W, whereas in the present embodiment, a 99.5% rejection rate was obtained at an input power of about 80 W. Was.
[0050]
Next, as a result of measuring the temperature of the central portion (measurement point a) of the second catalyst section in the deodorizing apparatus of the present embodiment and the deodorizing apparatus of the first embodiment, the temperature of the second catalyst section was 400 ° C. in the first embodiment. It increased by 500 ° C and 100 ° C.
[0051]
From the above results, in this embodiment, the odor component is more efficiently oxidatively decomposed by increasing the temperature of the catalyst body. Further, by narrowing the flow path near the heater, the contact efficiency between the heater surface and air containing odor is increased.
[0052]
As described above, according to the present embodiment, the deodorizing efficiency can be increased by increasing the flow velocity when the air containing the odor passes through the heating space, and increasing the contact efficiency between the heater and the odor and the temperature of the catalyst unit. it can.
[0053]
(Example 5)
FIG. 10 is a sectional view of a deodorizing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
[0054]
In FIG. 10, the present embodiment is different from the first embodiment in that the deodorizing device is covered with a heat insulating material 61. The heat insulating material 61 was processed so that the heat insulating material made of ceramic fiber having a heat resistance of 1000 ° C. or more could be stored in the housing. The operation and operation of the deodorizing device configured as described above are the same as in the first embodiment.
[0055]
The effect of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a graph showing the results of evaluating the purification performance of the deodorizing device of the present example and the deodorizing device of Example 1. In this test, test conditions and the like are the same as in Example 1.
[0056]
As shown in FIG. 11, the first embodiment shows a 99.5% rejection at an input power of about 90 W, while the present embodiment shows a 99.5% rejection at an input power of about 60 W. Was. This is considered to be because the entire deodorizing device was covered with a heat insulating material, so that heat radiation other than exhaust from the device main body was significantly reduced.
[0057]
As described above, according to this embodiment, by covering the deodorizing device with the heat insulating material, heat loss can be reduced and deodorizing efficiency can be increased.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, gas containing odor is efficiently deodorized in the heating space and the catalyst section, and heat is exchanged between the high-temperature medium and the low-temperature medium in the heat exchange section. Loss can be reduced. Furthermore, since the configurations of the catalyst section and the heat exchange section are very simple, the number of parts is small and the number of assembly steps can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a deodorizing apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing a relationship between input power of the deodorizing apparatus and a dimethyl sulfide removal rate. FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of a deodorizing device. FIG. 4 is a cross-sectional view of a catalyst section of the deodorizing device in Example 2 of the present invention. FIG. 5 is a graph showing a relationship between input power of the deodorizing device and dimethyl sulfide removal rate. FIG. 6 is a diagram showing a procedure for forming a torsional wave plate of a deodorizing device in Embodiment 3 of the present invention. FIG. 7 is a graph showing a relationship between input power of the deodorizing device and a dimethyl sulfide removal rate. FIG. 9 is a cross-sectional view of a deodorizing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a graph showing a relationship between input power of the deodorizing apparatus and a dimethyl sulfide removal rate. FIG. 10 is a cross-sectional view of a deodorizing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. Fig. 11: Input power of the deodorizer and dimethyl sulfide removal rate Graph [Description of the code] that shows the relationship
2, 12, 42 Intake port 3, 13, 43 Exhaust port 5, 15, 45 Outer flow path 6, 16, 46 Inner flow path 7, 17, 47 Heater 8, 18, 48 First catalyst section 9, 19, 49 second catalyst unit 10, 50 heat exchange fin (heat exchange unit)
Reference Signs List 21 base material 22 undercoat layer 23 catalyst layer 33 torsion corrugated board 61 heat insulating material

Claims

An intake port, an exhaust port, a heating space heated by a heater, a first catalyst section and a second catalyst section, and a heat exchange section; Deodorizing unit that passes through the first unit, the first catalyst unit, the heating space, and the second catalyst unit in the order, and becomes a high-temperature medium, and the heat exchange unit exchanges heat between the low-temperature medium and the high-temperature medium. apparatus.

An outer flow path and an inner flow path surrounded by the outer flow path, wherein the low-temperature medium sucked into the outer flow path from the intake port passes through the first catalyst unit, and then flows into the inner flow path. The deodorizing device according to claim 1, wherein the deodorizing device is configured to be guided, pass through the heating space, pass through the second catalyst portion, become a high-temperature medium, exchange heat in the heat exchange portion, and exhaust the gas through the exhaust port.

The deodorizing apparatus according to claim 1, wherein the second catalyst unit and the heat exchange unit are configured to use at least a twisted flat plate or a twisted corrugated plate.

The first and second catalyst units are configured by a metal base, an undercoat layer formed on the surface of the base, and a catalyst layer formed on the surface of the undercoat layer. 3. The deodorizing device according to any one of 3.

The deodorizing apparatus according to claim 4, wherein the undercoat layer is a sintered oxide containing aluminum, cerium, and barium.

The deodorizer according to claim 4 or 5, wherein the catalyst layer is a noble metal catalyst layer containing at least one of platinum and palladium.

The deodorizing device according to any one of claims 1 to 6, wherein a flow rate is increased when a gas containing an odor passes through the heating space.

The deodorization device according to any one of claims 1 to 7, wherein the deodorization device is configured to be covered with a heat insulating material.