JP2005192940A

JP2005192940A - 脱臭装置

Info

Publication number: JP2005192940A
Application number: JP2004004711A
Authority: JP
Inventors: Takumi Oikawa; 巧及川; Takao Hattori; 隆雄服部; Hironobu Okada; 大信岡田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21
Also published as: KR100630518B1; KR20050073527A; TWI262086B; CN1636602A; CN1317039C; TW200526280A

Abstract

【課題】大型の光触媒モジュールを構成できると共に、部品点数が少なくて組み立て作業性が良く、放電による無効電力も少ない脱臭装置を提供する。
【解決手段】脱臭装置１０における光触媒モジュール１２は、第１の対極１４と、光触媒フィルターユニット２０と、放電電極１６と、光触媒フィルターユニット２２と、対極１８とから構成され、光触媒フィルターユニット２０，２２は、絶縁性のフィルターケース２４内部に光触媒フィルター２６がそれぞれ収納された構造である。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気中に含まれている臭気成分や有害物質等を分解して脱臭を行う脱臭装置に関するものである。

近年、住宅の高気密化の進展や野外空気汚染の定常化によって、居住空間内における空気質改善への要望は高まっている。空気質の中でも、たばこの煙の臭気や介護環境における代謝臭気の低減、建材から発せられる有害ガス成分（例えば、ＶＯＣ；ｖｏｌａｔｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ）に対する除去のニーズは大きくなってきている。

これらの要望に対して、従来より活性炭に代表される吸着剤による脱臭あるいは臭気成分を他の薬剤成分と反応させて臭気の質を変えて臭気低減する方法が採られている。

上記のような吸着剤による脱臭、有害ガス成分除去については、吸着量に限界があるため、長期間に亘る使用に際しては、脱臭フィルターの交換は不可欠である。また、脱臭フィルターの寿命期間内であっても、寿命の末期には吸着した成分の再放出による臭気発生という問題点もある。

一方、臭気成分を他の薬剤成分と反応させて臭気の質を変えて臭気低減する方法については、薬剤成分の消耗による吸着薬剤の交換の煩雑さや、薬剤成分を臭気環境に放出させる場合の放出量の制御が難しいという問題点がある。

また、ホルムアルデヒドのような有害ガス成分の分解除去を行うには、酸化還元電位の高い触媒反応が必要となるが、オゾンによる酸化分解では完全分解にまで至らず中間分解生成物止まりで完全に無害化することはできない。

ところで、酸化チタンを用いた光触媒に紫外線を照射することにより、有害ガス成分を完全分解することは可能であるが、従来は紫外線光源として蛍光管ランプを用いており、このランプ内部に水銀が含まれるため製品廃棄時の環境負荷の観点から好ましくないという問題点がある。

そこで、これらの問題を解決するため、高電圧放電によってオゾン及び紫外線を発生させ、この紫外線を用いて光触媒フィルターの光触媒を活性化させて脱臭を行う脱臭装置が提案されている。

この光触媒は有機物の分解作用が非常に強く、殆どの有機材料を劣化させてしまうため、ガラス、セラミックス等の無機材料上に薄膜を形成することで用いられている。また、光触媒の効果をさらに高めるためには触媒被膜の表面積を大きくすることが必要であり、さらに、臭気物質を含む空気を通過させるために空隙率が大きくなる必要があり、無機材料は板状よりも、繊維状やフォーム状等の断面積の小さな形状で構成されている。

以上のように、この光触媒フィルターは、繊維状やフォーム状等の形状であるためその強度が弱く、応力によって欠けや、割れが発生し易いという問題点がある。特に、この問題点は光モジュールの大きさが大きくなるほど顕著になり、この光触媒モジュールを用いた大型の製品を製造することが困難である。

そのため、本出願人は先に光触媒モジュールを用いた大型の製品を製造するために、小型のユニットを組み合わせて光触媒モジュールを構成した脱臭装置を提案した（特許文献１）。
特開２００２−２３８９８４公報

しかしながら、特許文献１における脱臭装置においては、光触媒モジュールを構成するための部品点数が多く作業性が悪いという問題点と共に、電極が分割されて、放電による無効電力が大きくなるという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、大型の光触媒モジュールを構成できると共に、部品点数が少なくて組み立て作業性が良く、放電による無効電力も少ない脱臭装置を提供する。

請求項１に係る発明は、送風ファンと、前記送風ファンの送風経路内に配された光触媒モジュールとを有した脱臭装置において、前記光触媒モジュールは、網板状の一枚の第１の対極と、第１の光触媒フィルタ収納部と、網板状の一枚の放電電極と、第２の光触媒フィルターユニットと、網板状の一枚の第２の対極と発生したオゾンを分解するオゾン分解手段とから構成され、前記第１の光触媒フィルターユニットと第２の光触媒フィルターユニットは、複数の絶縁性のフィルターケース内部に光触媒フィルターがそれぞれ収納された構成をなしていることを特徴とする脱臭装置である。

請求項２に係る発明は、前記光触媒モジュールは、前記第１の対極と、前記第１の光触媒フィルターユニットと、前記放電電極と、前記第２の光触媒フィルターユニットと、前記第２の対極とを順番に積層して、モジュールケース内部に収納されていることを特徴とする請求項１記載の脱臭装置である。

請求項３に係る発明は、前記光触媒モジュールをフレームに固定し、前記フレーム内部に前記オゾン分解手段であるオゾン分解触媒フィルターが設けられていることを特徴とする請求項１記載の脱臭装置である。

請求項１に係る発明の脱臭装置においては、第１の光触媒フィルターユニットと第２の光触媒フィルターユニットが、複数の絶縁性のフィルターケース内部に光触媒フィルターがそれぞれ収納された構成を成しているため、大型の光触媒モジュールを構成することができる。また、第１の光触媒フィルターユニットと第２の光触媒フィルターユニットとを、一枚の第１の対極と一枚の放電電極と一枚の第２の対極とによって挟む構造であるため、放電に寄与しない無効電力を少なくできる。

請求項２に係る発明の脱臭装置においては、光触媒モジュールを製造する場合に、第１の対極と、第１の光触媒フィルターユニットと、放電電極と、第２の光触媒フィルターユニットと、第２の対極とを順番に積み重ねて、モジュールケース内部に収納するため、その作業性を上げることができる。

請求項３に係る発明の脱臭装置においては、光触媒モジュールをフレームに固定し、このフレーム内部にオゾン分解触媒フィルターが設けられているため、その組み立てを行なう際に作業性を上げることができる。

以下、本発明の一実施形態の脱臭装置１０について図１〜図３に基づいて説明する。

（１）光触媒モジュール１２の構成
まず、脱臭装置１０の内部に設けられている光触媒モジュール１２の構成について、図１及び図２に基づいて説明する。

光触媒モジュール１２は、第１の対極１４と、放電電極１６と、第２の対極１８と、第１の対極１４と放電電極１６との間に配置された光触媒フィルターユニット２０と、放電電極１６と第２の対極１８との間に配された第２の光触媒モジュール収納部２２とから構成されている。

第１の対極１４と第２の対極１８とは、タングステン等のワイヤを網板状に形成したものであり、その外周部には金属製の枠部１４ａ，１８ａが設けられ、これら枠部１４ａ，１８ａから端子１４ｂ，１８ｂが突出している。

放電電極１６も、タングステン等のワイヤを網板状に形成し、その外周部に金属製の枠部１６ａが構成され、この枠部１６ａから端子１６ｂが突出している。

第１の光触媒フィルターユニット２０について図１に基づいて説明する。

直方体であって、かつ、上面と下面が開口したフィルターケース２４，２４を２個連結し、各フィルターケース２４、２４内部に光触媒フィルター２６，２６が収納されている。これら２個のフィルターケース２４，２４は、絶縁性の材質、例えば、合成樹脂から形成されている。光触媒フィルター２６は、多孔質状のセラミック（例えば、アルミナやシリカ等）からなる基体と、この基体の表面に塗布され乾燥または焼結することにより固定された酸化チタン等の光触媒材料から構成されている。

第２の光触媒フィルターユニット２２も、同様に２個のフィルターケース２４，２４内部に光触媒フィルター２６、２６がそれぞれ収納されている。

（２）光触媒モジュール１２の組み立て方法
この光触媒モジュール１２を組み立てる方法について、図１及び図２に基づいて説明する。

まず、光触媒モジュール１２の本体となるモジュールケース２８の中に、第１の対極１４を収納する。

次に、フィルターケース２４，２４の中にそれぞれ光触媒フィルター２６，２６を収納する。

次に、第１の光触媒フィルターユニット２０のフィルターケース２４，２４を収納する。

次に、光触媒フィルター２６，２６の上に枠状の第１のスペーサ３０，３０を配し、その上に放電電極１６を載置する。

次に、放電電極１６の上に第２の光触媒フィルターユニットの２個のフィルターケース２４，２４を載置する。なお、これらフィルターケース２４，２４の中にも光触媒フィルター２６，２６をそれぞれ収納しておく。

次に、光触媒フィルター２６，２６の上に枠状の第２のスペーサ３２，３２を配し、その上に第２の対極１８を載置する。

次に、上記のようにこれら部品を収納したモジュールケース３８に蓋体３４を被せてネジ止めする。なお、モジュールケース３８の底面と、蓋体３４には、空気が流通するための開口部２９，３５が設けられている。

次に、モジュールケース３８を枠状のフレーム３６にネジ止めする。このネジ止めする箇所は、モジュールケース２８の外周部から外方に突出しているフランジ部３４で固定する。フレーム３６の上面には開口部３７が設けられ、空気が流通する。なお、フレーム３６の開口部３７には、オゾン分解触媒フィルター３９が設けられている。

以上により、光触媒モジュール１２の組み立てが終了する。

（３）光触媒モジュール１２の作用
上記構成の光触媒モジュール１２の作用について説明する。

光触媒モジュール１２は、端子１４ｂ，１６ｂ，１８ｂを介して、一対の対極１８，１８を接地電位とすると共に放電電極１６に正のパルス状直流高電圧（例えば、＋１０ＫＶ程度のパルス状の高電圧）が引火されるように構成されている。この結果、放電電極１６と対極１８，１８の間に放電が起き、紫外線（波長３８０ｎｍ以下）が発生する。すなわち、放電電極１６が紫外線発生用放電手段としての機能を有する。また、この放電電極１６が放電すると紫外線と共にオゾンが発生する。従って、オゾン発生用放電手段としての機能も有する。

上記のように放電電極１６と一対の対極１８，１８との間で紫外線を発生させると、光触媒フィルター２６の光触媒が活性化されて脱臭を行なう。この放電により発生したオゾンはオゾン分解触媒フィルター３８によって吸収される。

（４）脱臭装置１０の構成
上記構成の光触媒モジュール１２を組み込んだ脱臭装置１０について図３に基づいて説明する。

図３は、脱臭装置１０の縦断面図であり、この脱臭装置１０はテーブル型のものである。

テーブルの天板にあたる部分に吸込口４０が設けられ、テーブルの下部近傍に吹出口４２を設けている。テーブルの内部には上方からプレフィルター４４、光触媒フィルター２６、活性炭素繊維フィルター４６、シロッコファン４８が設けられている。

この脱臭装置１０の動作状態を説明すると、シロッコファン４８で吸込口４０から汚れた空気を吸込み、プレフィルター４４、脱臭装置１０、活性炭素繊維フィルター４６を経て吹出口４２から清浄された空気を排出する。

（５）本実施形態の効果
上記構成の脱臭装置１０においては、複数のフィルターケース２４内部に光触媒フィルター２６が収納された構造であるため、光触媒フィルター２６の強度が弱くても、光触媒フィルター２６に欠けや割れが発生することが無い。

光触媒フィルター２６はフィルターケース２４内部に収納されているため、振動等によって光触媒フィルター２６がズレたり、また、他の光触媒フィルター２６と接触したりせず安定した性能を発揮することができる。

２個のフィルターケース２４、２４を対極１４，１８及び放電電極１６で覆う構造であるため、放電を行なう場合に効率良く行なうことができ、放電による無効電力を少なくすることができる。すなわち、対極１４，１８及び放電電極１６は、全周に渡って枠部１４ａ，１６ａ，１８ａを設けているが、この枠部は放電に寄与しないため、電圧をかけると枠の部分にも無効電力が発生する。ところが、対極１４，１８及び放電電極１６を大型化して、一枚の対極１４，１８及び放電電極１６で光触媒フィルターユニット２０を覆う構造であるため、枠部の比率を減少させることができ、放電の効率を向上させることができる。

フィルターケース２４に光触媒フィルター２６を収納する構造であるため、電極間の距離を固定することができ、電極の変形を抑制することができる。従って、対極１４，１８及び放電電極１６の強度はより弱いものであっても使用可能となり、無効放電を更に減少させることができる。

光触媒モジュール１２を組み立てる場合に、各部品を順番にモジュールケース２８に収納して積み重ねていく構造であるため、その組み立て作業を容易に行なうことができ効率化することができる。

上記のような大型の脱臭装置１０に用いられる光触媒モジュール１２であっても、フィルターケース２４を複数用意し、それぞれに光触媒フィルター２６を収納する構造であるため、光触媒フィルター２６を大型化する必要が無く、光触媒フィルター２６に欠けや割れが発生することがない。

（変更例）
上記実施形態では、２個のフィルターケース２４を連結して構成したが、これに限らず３個以上のフィルターケース２４を連結して、各フィルターケース２４に光触媒フィルター２６を収納してもよい。

本発明の脱臭装置は空気清浄機等に好適である。

本発明の一実施形態を示す光触媒モジュールの分解斜視図である。光触媒モジュールの縦断面図である。脱臭装置の縦断面図である。

符号の説明

１０脱臭装置
１２光触媒モジュール
１４対極
１６放電電極
１８対極
２０光触媒フィルターユニット
２２光触媒フィルターユニット
２４モジュールケース
２６光触媒フィルター
２８モジュールケース
３０スペーサ
３２スペーサ
３４蓋体
３６フレーム
３８オゾン分解触媒フィルター

Claims

送風ファンと、前記送風ファンの送風経路内に配された光触媒モジュールとを有する脱臭装置において、
前記光触媒モジュールは、網板状の一枚の第１の対極と、第１の光触媒フィルタ収納部と、網板状の一枚の放電電極と、第２の光触媒フィルターユニットと、網板状の一枚の第２の対極と、発生したオゾンを分解するオゾン分解手段とから構成され、
前記第１の光触媒フィルターユニットと第２の光触媒フィルターユニットは、複数の絶縁性のフィルターケース内部に光触媒フィルターがそれぞれ収納された構成をなしている
ことを特徴とする脱臭装置。
前記光触媒モジュールは、前記第１の対極と、前記第１の光触媒フィルターユニットと、前記放電電極と、前記第２の光触媒フィルターユニットと、前記第２の対極とを順番に積層して、モジュールケース内部に収納されている
ことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
前記光触媒モジュールをフレームに固定し、
前記フレーム内部に前記オゾン分解手段であるオゾン分解触媒フィルターを設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。