JP2004113704A

JP2004113704A - 脱臭エレメント

Info

Publication number: JP2004113704A
Application number: JP2002285177A
Authority: JP
Inventors: Takuya Furuhashi; 古橋　拓也; Akira Shiga; 志賀　彰
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】通気抵抗が少なく、臭気ガスの分解効率を向上させると共に、室内に流出するオゾンを抑制できる脱臭エレメントを得る。
【解決手段】通風路内に配置され、高電圧が印加される放電電極１および対向電極３と、放電電極と対向電極の間に配置され、臭気ガス成分を浄化するハニカム触媒２とを備え、放電電極１は通風路風上側に配置され、かつ、曲率半径の小さい電極で構成され、ハニカム触媒２は臭気成分を吸着、分解し、オゾン分解能を有する触媒または吸着剤６を担時した誘電体材料５からなり、空気を通過させる空間領域を有する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は空気中の臭気ガス成分を除去し、空気を清浄化する脱臭エレメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の脱臭エレメントにおいては、通風路内を流れる処理対象ガスのガス流に直交して接触する様に、通風路内にハニカム構造触媒を配置し、ハニカム構造触媒を挟み、ガス流が直交して通過する様に放電電極およびアース電極とを通風路内に配置し、高電圧を放電電極とアース電極間に印加して、発生するプラズマによりガスを処理している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１４０５６２号公報（第２−３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の脱臭エレメントでは、放電により発生するオゾンが通風路風下側では完全に分解されず、室内に流出してしまうという問題点があった。
【０００５】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、通気抵抗が少なく、臭気ガスの分解効率を向上させると共に、室内に流出するオゾンを抑制することができる脱臭エレメントを得るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る脱臭エレメントにおいては、通風路内に配置され、高電圧が印加される放電電極および対向電極と、この放電電極と対向電極の間に配置され、臭気ガス成分を浄化する触媒部と、を備え、前記放電電極は通風路風上側に配置され、かつ、曲率半径の小さい電極で構成され、前記触媒部は臭気成分を吸着、分解し、オゾン分解能を有する触媒または吸着剤を担時した誘電体材料からなり、空気を通過させる空間領域を有する構造体からなるものである。
【０００７】
また、前記触媒部は誘電体材料からなり、空気を通過させる空間領域を有する第１の構造体と、臭気成分を吸着、分解し、オゾン分解能を有する触媒または吸着剤からなり、空気を通過させる空間領域を有する第２の構造体と、からなるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による脱臭エレメントを示す分解斜視図、図２はこの脱臭エレメントのハニカム触媒内の状態を示す模式図、図３はこの脱臭エレメントの電界強度を示す横断面図である。
【０００９】
図において、１は放電電極、２はハニカム触媒、３は対向電極、４は高圧電源、５は誘電体、６は触媒または吸着剤、７は放電路である。
放電電極１と対向電極３は臭気ガスの通風路（流れ）（図１中の矢印）に直角に配設され、ハニカム触媒２はその中間に配設される。放電電極１はステンレスや銅等の金属による平板突起で形成される。対向電極３は、金網やパンチングメタル等の金属により形成される。
【００１０】
ハニカム触媒２は、誘電体による基材またはセラミック等の基材に誘電体を均等に添着させたものに、触媒や吸着剤を添着させたもので、六角形や四角形の孔を持ったハニカム構造の立方体やコルゲート構造を持った立方体である。前記誘電体は、チタン酸バリウム、酸化チタン等の比較的誘電率の高い物質を使用し、前記触媒は鉄、銅、亜鉛、コバルト、ニッケル、マンガン等の酸化物や金、白金、銀等の貴金属を単独または混合して使用し、前記吸着剤は活性炭、ゼオライト、シリカ等を使用する。
高圧電源４は、放電電極１と対向電極３に接続され、放電電極１と対向電極３の間に数ｋＶ〜数１０ｋＶの高圧の交流またはパルス電圧を印加する。
【００１１】
上記構成の脱臭エレメントでは、高圧電源４から供給される電圧により、放電電極１からハニカム触媒２にコロナ放電が発生する。ハニカム触媒２の内部では図２に示すように、誘電体５を基材とし、その一部分に触媒または吸着剤６が点在して添着している。印加される電圧により、誘電体５内部は分極し、プラスとマイナスに分かれる。これにより、各誘電体５間の空間の電位勾配（電界強度）が大きくなり、その空間で強い放電が生じる。これにより、脱臭エレメントを通過する臭気ガスは、触媒または吸着剤６や誘電体５に吸着し、その後放電により生成される活性種により分解される。触媒または吸着剤６のみでは分解に時間がかかった臭気ガスも放電による活性種により分解が促進される。
【００１２】
さらに、この脱臭エレメントでは、風上側の放電電極１を突起電極のような曲率半径の小さな電極で構成したため、図３に示すように風上側の放電電極１の電界強度が強くなり、ハニカム触媒２内は一定の電界強度が階段状に生じる。電界強度が高い部分では放電が発生し、活性種が生成される。活性種の中には、臭気ガスの分解に寄与する酸素ラジカル、窒素ラジカル、水素ラジカル、水酸基ラジカル、イオン、オゾン等が含まれる。ラジカル成分やイオン成分は非常に不安定で、数マイクロ秒〜数秒で他の物質に変形する。しかし、オゾンは半減期が長く、分解する物質が存在しないと風下側から室内に放出されてしまうため、一般的にはオゾン分解触媒をオゾン発生する部位の風下側に設置する。この実施の形態１では、ハニカム触媒２と対向電極３の間の電界強度が低く、放電が発生しないため、発生するオゾンはハニカム触媒２の内部ですべて分解され、室内には放出されることはない。
【００１３】
なお、上記説明では、放電電極１を平板突起で形成したものを述べたが、曲率半径が小さい部分をもつ電極であればよく、例えばワイヤ線や針、金網、パンチングメタル等でもよく、これにより、簡単な構造で生産が可能となる。但し、放電電極１は対向電極３よりも曲率半径が小さい方が望ましい。また、放電電極１とハニカム触媒２、ハニカム触媒２と対向電極３の間は数ｍｍ〜数ｃｍの空間を持ってもよいが、近接または接触または貫入（突き刺さる）させてもよい。
【００１４】
以上のように、上記構成の脱臭エレメントは、通風路風上側の電極が曲率半径の小さい電極、例えば平板突起で構成し、触媒部は臭気成分を吸着、分解し、オゾン分解能を有する触媒または吸着剤を担時した誘電体材料による空気を通過させる空間領域（ハニカム構造）を有する構造体（ハニカム触媒）で形成したため、通気抵抗が少なく、臭気ガスの分解効率を向上させると共に、室内に流出するオゾンを抑制することができる。
【００１５】
実施の形態２
図４はこの発明の実施の形態２による脱臭エレメントを示す分解斜視図、図５はこの脱臭エレメントの電界強度を示す横断面図、図６は別の脱臭エレメントを示す分解斜視図である。
【００１６】
図において、上記実施の形態１と同じ符号は同一又は相当部分を示す。８はハニカム誘電体、９はハニカム触媒である。
放電電極１と対向電極３は臭気ガスの通風路（流れ）（図４中の矢印）に直角に配設され、ハニカム誘電体８とハニカム触媒９は、放電電極１と対向電極３の中間にハニカム誘電体８が風上側になるよう配設される。放電電極１はステンレスや銅等の金属による平板突起で形成される。対向電極３は、金網やパンチングメタル等の金属により形成される。
【００１７】
ハニカム誘電体８は、誘電体による基材またはセラミック等の基材に誘電体を均等に添着させたもので、チタン酸バリウム、酸化チタン等の比較的誘電率の高い物質を使用し、六角形や四角形の孔を持ったハニカム構造の立方体やコルゲート構造を持った立方体である。ハニカム触媒９はセラミック等の基材に触媒や吸着剤を添着させたもので、触媒は鉄、銅、亜鉛、コバルト、ニッケル、マンガン等の酸化物や金、白金、銀等の貴金属を単独または混合して使用し、吸着剤は活性炭、ゼオライト、シリカ等を使用し、六角形や四角形の孔を持ったハニカム構造の立方体やコルゲート構造を持った立方体である。
高圧電源４は、放電電極と対向電極間に接続され、数ｋＶ〜数１０ｋＶの高圧の交流またはパルス電圧を印加する。
【００１８】
上記構成の脱臭エレメントでは、高圧電源４から供給される電圧により、放電電極１からハニカム誘電体８にコロナ放電が発生する。ハニカム誘電体８は、印加される電圧により、内部が分極しプラスとマイナスに分かれる。これにより、ハニカム誘電体８内の各誘電体間の空間の電位勾配（電界強度）が大きくなり、その空間で強い放電が生じる。ハニカム触媒９は導電性であり、その内部を電流が流れる。
この脱臭エレメントを通過する臭気ガスは、ハニカム触媒９に吸着し、その後ハニカム誘電体８で発生する放電により生成された活性種により分解される。触媒や吸着剤のみでは分解に時間がかかった臭気ガスも放電による活性種により分解が促進される。
【００１９】
さらに、この脱臭エレメントでは、風上側の放電電極１を突起電極のような曲率半径の小さな電極で構成したため、図５に示すように風上側の放電電極１の電界強度が強くなり、ハニカム誘電体８内は一定の電界強度が階段状に生じる。電界強度が高い部分では放電が発生し、活性種が生成される。活性種の中には、臭気ガスの分解に寄与する酸素ラジカル、窒素ラジカル、水素ラジカル、水酸基ラジカル、イオン、オゾン等が含まれる。ラジカル成分やイオン成分は非常に不安定で、数マイクロ秒〜数秒で他の物質に変形する。しかし、オゾンは半減期が長く、分解する物質が存在しないと風下側から室内に放出されてしまうため、一般的にはオゾン分解触媒をオゾン発生する部位の風下側に設置する。この実施の形態２では、ハニカム触媒９を風上側に配設したため、発生するオゾンはハニカム触媒９の内部ですべて分解され、室内には放出されることはない。
【００２０】
なお、上記説明では、放電電極１を平板突起で形成したものを述べたが、曲率半径が小さい部分をもつ電極であればよく、例えばワイヤ線や針、金網、パンチングメタル等でもよく、これにより、簡単な構造で生産が可能となる。但し、放電電極１は対向電極３よりも曲率半径が小さい方が望ましい。また、放電電極１とハニカム誘電体８の間は数ｍｍ〜数ｃｍの空間を持ってもよいが、近接または接触または貫入（突き刺さる）させてもよい。ハニカム誘電体８とハニカム触媒９の間は数ｍｍ〜数ｃｍの空間を持ってもよいが、近接または接触させてもよい。ハニカム触媒９と対向電極３の間は接触することが望ましい。
【００２１】
また、別の脱臭エレメントとして、放電電極１を金網で形成した場合を図６に示す。なお、動作は、上述の平板突起で形成した場合と同様であるため、説明を省略する。
【００２２】
上記構成の脱臭エレメントでは、通風路風上側の電極が曲率半径の小さい電極、例えば平板突起で構成し、触媒部は誘電体材料による空気を通過させる空間領域（ハニカム構造）を有する構造体（ハニカム誘電体）と、臭気成分を吸着、分解し、オゾン分解能を有する触媒または吸着剤による空気を通過させる空間領域を有する構造体（ハニカム触媒）を組み合わせたことにより、通気抵抗が少なく、臭気ガスの分解効率を向上させると共に、室内に流出するオゾンを抑制することができる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明の脱臭エレメントは、通風路内に配置され、高電圧が印加される放電電極および対向電極と、この放電電極と対向電極の間に配置され、臭気ガス成分を浄化する触媒部と、を備え、前記放電電極は通風路風上側に配置され、かつ、曲率半径の小さい電極で構成され、前記触媒部は臭気成分を吸着、分解し、オゾン分解能を有する触媒または吸着剤を担時した誘電体材料からなり、空気を通過させる空間領域を有する構造体からなるので、風上側の電界強度を大きくすることができ、誘電体間の空間で放電を発生させることが可能となり、臭気ガスの分解効率を向上させることができ、室内に流出するオゾンを抑制することができる。
【００２４】
また、前記触媒部は誘電体材料からなり、空気を通過させる空間領域を有する第１の構造体と、臭気成分を吸着、分解し、オゾン分解能を有する触媒または吸着剤からなり、空気を通過させる空間領域を有する第２の構造体と、からなるので、風上側の電界強度を大きくすることができ、誘電体間の空間で放電を発生させることが可能となり、臭気ガスの分解効率を向上させることができ、室内に流出するオゾンを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による脱臭エレメントの分解斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１による脱臭エレメントのハニカム触媒内の状態を示す模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１による脱臭エレメントの電界強度を示す横断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２による脱臭エレメントの分解斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態２による脱臭エレメントの電界強度を示す横断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２による別の脱臭エレメントの分解斜視図である。
【符号の説明】
１　放電電極、　２　ハニカム触媒、　３　対向電極、　４　高圧電源、　５誘電体、　６　触媒、　７　放電路、　８　ハニカム誘電体、　９　ハニカム触媒。

Claims

通風路内に配置され、高電圧が印加される放電電極および対向電極と、
この放電電極と対向電極の間に配置され、臭気ガス成分を浄化する触媒部と、を備えた脱臭エレメントにおいて、
前記放電電極は通風路風上側に配置され、かつ、曲率半径の小さい電極で構成され、
前記触媒部は臭気成分を吸着、分解し、オゾン分解能を有する触媒または吸着剤を担時した誘電体材料からなり、空気を通過させる空間領域を有する構造体からなることを特徴とする脱臭エレメント。
通風路内に配置され、高電圧が印加される放電電極および対向電極と、
この放電電極と対向電極の間に配置され、臭気ガス成分を浄化する触媒部と、を備えた脱臭エレメントにおいて、
前記放電電極は通風路風上側に配置され、かつ、曲率半径の小さい電極で構成され、
前記触媒部は誘電体材料からなり、空気を通過させる空間領域を有する第１の構造体と、臭気成分を吸着、分解し、オゾン分解能を有する触媒または吸着剤からなり、空気を通過させる空間領域を有する第２の構造体と、からなることを特徴とする脱臭エレメント。