JP2006320412A

JP2006320412A - 空気浄化脱臭装置

Info

Publication number: JP2006320412A
Application number: JP2005144426A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nakamura; 信一中村
Original assignee: Itoki Corp; Omega Inc
Current assignee: Itoki Corp; Omega Inc
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-30

Abstract

【課題】電解水を使用した化学反応によって汚染空気を脱臭浄化する湿式の脱臭浄化装置において、小型化を図る。
【手段】脱臭浄化装置はケーシング１を備えており、ケーシング１の内部に、脱臭部３が配置されている。脱臭部３は、中空筒型の触媒ユニット１７と、触媒ユニット１７に電解水を掛ける散液管１８とを備えている。触媒ユニット１７は、活性炭層３５を中核にしている。汚染空気は吸気口２８から触媒ユニット１７を外から中に通過し、ファン２で吸引されて装置外に排出される。触媒ユニット１７が中空筒状であるため、脱臭部３の平面積を大きくすることなく汚染空気の接触面積を格段に広くすることができ、このため、脱臭浄化装置も脱臭浄化性能を下げることなく小型化できる。
【選択図】図４

Description

本願発明は、空気脱臭浄化装置に関するものである。

喫煙室や喫煙コーナー、或いは会議室のような多くの喫煙可能エリアに、煙草の煙と臭いの除去を目的として室内用の空気浄化装置が設置されている。この一般的な空気浄化装置は、煙の粒子を補集することによって浄化と脱臭とを行っており、煙粒子の補集手段としては、紙製等のフィルターや活性炭、光触媒などの乾式のものが使用されている。そして、空気の通路を横切るようにフィルター等の補集手段を配置しているのが一般的であり、浄化能力を高くするためには、同種又は異種の補集手段を空気の流路に並べている。

しかし、この乾式の補集手段を使用した一般的な浄化装置は臭いの除去や滅菌能力が必ずしも十分でなかった。これに対して本願出願人のうちの株式会社オメガは、例えば特許文献１，２等において、電解水の化学作用を利用した湿式の脱臭浄化装置を提案した。

すなわちこの湿式の脱臭浄化装置は、塩素等が含まれた電解質溶液を電解することによって活性酸素濃度が極めて高い電解水を作り、この電解水に汚染空気を晒すことによって臭気成分を分解するもので、例えば、 Cl₂＋H₂O →HClO＋HCl の化学作用で活性酸素に富んだ次亜塩素酸が生成され、この次亜塩素酸が例えばアンモニアと接触すると、2NH₃＋3HClO→N₂＋3H₂O＋3HClという化学作用でアンモニアは無臭の窒素と水に分解される。また、一酸化炭素も確実に分解して除去することができる。

電解水を使用した湿式の脱臭浄化装置は、臭気成分を分解するものであるため抜群の脱臭性能を発揮することができる。従って、この湿式の脱臭浄化装置を小型化・コンパクト化して喫煙エリアに設置すると、従来の浄化装置に対する不満を解消できると言える。
特開２００１−１７９０４６号公報特開２００３−２５０８７６号公報

湿式・乾式に限らず、室内設置型の脱臭浄化装置はスペースの有効利用のために可能な限りコンパクト化するのが好ましい。特に、湿式の脱臭浄化装置はその高い脱臭性能の故にオフィス等に簡単に設置できる汎用仕様が要請されているが、湿式の脱臭浄化装置は受水槽等の付帯設備を多く備えていることから、汎用性を高めるためには小型化の必要性は一層高いと言える。さりとて、小型化したことによって脱臭浄化性能が低下するのでは意味がない。

本願発明はこのような現状に鑑みなされたもので、脱臭浄化性能を低下させることなく小型化・コンパクト化できる脱臭浄化装置を提供することを課題とするものである。

請求項１の発明に係る脱臭浄化装置は、汚染空気を脱臭浄化する触媒ユニットと、汚染空気を前記触媒ユニットに通過させるための吸引手段とを備えており、前記触媒ユニットは、内周面と外周面とを有する中空の筒状に形成されており、汚染空気が前記吸引手段によって触媒ユニットを外周面から内周面に向けて通るようになっている。

請求項２の発明は請求項１の発明を湿式の脱臭浄化装置に適用したもので、この発明において、前記触媒ユニットは、多孔質カーボン粒の群からなる活性炭層を備えており、この触媒ユニットを平面視筒状で上下方向に延びるように配置しており、更に、触媒ユニットの外側又は内部に、当該触媒ユニットに電解水をかける散液手段を設けている。

例えばパイプの横断面積と外周の面積との関係を見れば容易に理解できるように、触媒ユニットを中空の筒状（閉ループ状）に形成すると、その軸方向の長さをある程度以上の寸法に設定することにより、空気の流路の断面積は変えることなく空気が触れる表表面を格段に大きくすることができる。

また、空気の吸引通路に沿って複数のフィルターを並べただけだと、先頭のフィルターがすぐに汚れて目詰まりするといった問題があって浄化性能が安定しにくいが、本願発明では、空気は触媒ユニットの周囲に分散した状態で触媒ユニットを通過するため、触媒ユニットによる脱臭浄化作用も各部位において均一化する。

このように、本願発明によると、汚染空気が触れる表面積を格段に大きくできることと、触媒ユニットの各部位での脱臭浄化性能を均一化できることとにより、触媒ユニットをコンパクト化することができ、その結果、脱臭浄化装置の小型化・コンパクト化に大きく貢献することができる。

請求項２のように構成すると、活性炭による粒子の補集機能と電解水による分解作用により、抜群の脱臭性能を発揮することができる。また、活性炭は臭気成分の吸着量が増えると目詰まりして性能が低下する性質があり、このため従来は活性炭を頻繁に交換していたが、請求項２の構成では、活性炭に吸着した臭気成分が電解水によって除去（洗浄）分解されるため、活性炭の持つ脱臭性能（補集性能）を極めて長期にわたって維持し続けることができる。

従って、格段の脱臭性能を持つ小型化された脱臭浄化装置でありながらメンテナンスの手間を著しく軽減することができ、その結果、湿式の脱臭浄化装置を、オフィス等に簡単に設置できる汎用性の高い仕様にすることが容易となる。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(1).概要
図１は本願実施形態に係る脱臭浄化装置の脱臭浄化システムを模式的に示す概略図であり、まず、この図１に基づいて概要を説明する。

脱臭浄化装置は、カバーで構成されたケーシング１を備えており、このケーシング１の内部に、外部の汚染空気を吸引して排気する吸引手段の一例としてのファン２と、外部から吸引された空気を電解水によって脱臭浄化する脱臭部３と、脱臭部３から流下した電解水を受ける受水槽（混和槽）４と、受水槽４に高濃度電解水を供給する電解部（電解装置）５と、原料の電解質水溶液が溜まっている原液タンク６と、高濃度電解水を適度の濃度に薄めるための希釈水が溜められている給水槽７と、受水槽４から取り出した廃液を溜める廃液タンク８とを備えている。

原液タンク６は把手９を有する手持ち式の樹脂製タンクであり、電解質水溶液は第１ポンプ１１によって第１管路１２を通って受水槽４に到る。第１管路１２の中途部に電解部５が介在している。なお、電解部５の具体的な構造の例は、例えば、本願出願人の１人である株式会社オメガが出願した特開２００３−２５１３５６号公報に開示されている。

給水槽７には水道水や井戸水のような非電解質水が溜められており、この非電解質水は受水槽４の内部の希釈水として第２管路１３及び第２ポンプ１４を介して受水槽４に供給され、これにより、高濃度電解水は適度の濃度に調整（希釈）された電解水１５になる。

脱臭部３は、臭気類を補集する触媒ユニット１７と、この触媒ユニット１７に電解水１５を散布する散液手段の一例としての散液管１８とを備えており、受水槽４の電解水１５は第３ポンプ１９によって散液管１８に供給される。装置の外部の汚染空気は脱臭部３の上部から吸引され、脱臭部３を通って下方に流れる過程で脱臭浄化され、脱臭浄化された空気は第１排気通路２０を上昇し、次いで、第２排気通路２１を下方に流れて装置外に排出される。電解水による臭気成分の分解プロセス自体は本願発明の要旨ではないので詳述しない。

受水槽４の電解水１５は蒸発によって少しずつ減少する。そこで、受水槽４にフロート式等の水位（液位）センサー２２を設けており、水量が一定以下に低下すると、第１ポンプ１１と第２ポンプ１４とが駆動され、高濃度電解水と希釈水とが受水槽４に補給される。

使用によって汚れが進行して廃液化した電解水１５は、第３管路２３を介して第４ポンプ２４で廃液タンク８に送られる。廃液タンク８も把手９を備えている可搬式のものである。なお、原液タンク６及び廃液タンク８が可搬式であるめ、廃液の濾過装置を設けたり廃液の配管工事を施したりすることは不要であり、この面からも湿式脱臭浄化装置の汎用性を高めている。

(2).具体的な構造
次に、図２以下の図面も参照して脱臭浄化装置の具体的な構造を説明する。図２は脱臭浄化装置の外観を示す一部分離斜視図、図３は正面図、図４は図３のIV−IV視断面図、図５は脱臭部３の部分斜視図、図６は図３のVI−VI視断面図である。

図２及び図３に示すように、ケーシング１は、上下に長い本体部２５とその下半部に設けた左右の足部２６とで構成されており、足部２６で左右横長の天板（テーブル板）２７を支持している。本体部２５の平面形状は、全体としては左右横長の長方形で前部の左右コーナー部２５ａは面取り状にカットされており、左右の足部２６は、コーナー部２５ａと直交した方向に延びている。従って、左右の足部２６は本体部２５から遠ざかるに従って間隔で広がる平面視ハ字状の姿勢を成しており、また、天板２７は本体部２５のコーナー部２５ａを抱き込む形態になっている。

左右の足部２６は平面視で本体部２５の放射方向に長く延びる形状であり、左側の足部２６を原液タンク６の格納スペースに兼用しており、右側の足部２６を廃液タンク８の格納スペースに利用してる（勿論、逆でも良い）。足部２６はその内部空間を覆う扉３０を備えている。

ケーシング１における本体部の前面は平面視で後方に凹んだ凹所２５ｂになっており、凹所２５ｂの上部に吸気口２８が開口している。吸気口２８の手前には着脱自在なカバー２９が配置されている。本体部２５における凹所２５ｂには操作パネル３０を設けている。更に、本体部２５の左右側板の下部には多数のスリット群からなる排気口３１を設けている。

図４に示すように、触媒ユニット１７は、平面視左右横長筒状の内側透過層３３と外側透過層３４とを備えており、両層３３，３４の間に、無数の多孔質カーボン粒から成る活性炭層３５が形成されている。触媒ユニット１７は、平面視で横長の筒状（小判型：横長ドーナツ型））の形態を成しており、かつ、高さ寸法は横幅寸法よりも大きい。

内側透過層３３及び外側透過層３４は、耐食性が高くて開孔率の高いシート材からなっており、素材としては樹脂や不錆性金属板、或いは不錆性金網などが挙げられる。内側透過層３３及び外側透過層３４がパンチングメタルのような剛性の高い素材からなる場合はそれら内側透過層３３及び外側透過層３４で自立性を確保できるが、内側透過層３３及び外側透過層３４が樹脂材のような強度が弱い素材からなっている場合は、支柱等の補強材を配置する必要がある。

触媒ユニット１７の周囲に縦長の散液管１８を適宜間隔立設している。散液管１８には上下適宜間隔で小穴が空いており、電解水１５はシャワー状になって触媒ユニット１７に降りかかる。

脱臭部３は、ケーシング１の本体部２５を部分的に共用している第１仕切り板４０で囲われており、吸気口２８から取り入れられた汚染空気は触媒ユニット１７を外側から内側に透過する。図５に示すように吸気口２８にはルーバ３７を設けている。

脱臭部３後方には第１排気通路２０を形成するための第２仕切り板３８が配置されている。また、第２排気通路２１は、第２仕切り板３８と背面カバー３９とで形成されている。図５に示すように、脱臭部３と第１排気通路２０の上端は上板４０で塞がれており、上板４０には、図４に一点鎖線で示すように、ファン２への吸引穴４１が空いている。なお、ファン２を本体部２５の上面に露出させることも可能である。

(3).まとめ
以上の構成において、装置の外に汚染空気は吸気口２８から触媒ユニット１７を通過して脱臭浄化されたのち、第１排気通路２０と第２排気通路２１とを経て室外に排出される。

そして、仮に、脱臭部３にフラットな触媒ユニットを配置しても脱臭浄化は行われるが、本願実施形態のように触媒ユニット１７を上下に長い中空の筒状に形成すると、触媒ユニット１７の外表面はフラットにした場合に比べて格段に大きくなるため、脱臭部３を大型化することなく汚染空気の補集面積を拡大に増大できる。

また、汚染空気は触媒ユニット１７の周囲に拡散して各部位において触媒ユニット１７を通過するため、脱臭浄化の均一化が図られる。更に、電解水１５による分解作用と、カーボン粒に補集された臭気成分の洗い流しも行われ、これらの相乗作用により、小型の脱臭部３でありながら高い脱臭浄化性能を極めて長期にわたって確保することができる。なお、電解水１５は常時流し続ける必要はなく、間欠的に流せば足りる。

さて、汚染空気を触媒ユニット１７の内側から外側に通過させた場合は、吸引側の表面積が大きくなるため吸引力が弱くなるが、本願発明のように触媒ユニット１７の内側から空気を引く構成にすると、ファン２の容量をさほど大きくしなくても触媒ユニット１７の内部の負圧を高くできるため、汚染空気を触媒ユニット１７に確実に吸引できる利点がある。

また、浄化された空気は電解水に触れることによって湿度が高くなるが、本実施形態のように上下長手の第１排気通路２０において浄化済空気を上向きに流すと、第１排気通路２０において水分を落とすことができる利点がある。もちろん、排気通路に水分補集用のデミスターや邪魔板等を設けることも可能である。

(4).他の実施形態
図７〜図９では他の実施形態を示している。このうち図７では第２実施形態を示しており、（Ａ）は脱臭部３の部分的な側断面図、（Ｂ）は脱臭部３の部分的な平面図である。

この実施形態では、活性炭層３５は上下に重なった複数の単位（ユニット）３５ａに分離構成されている。そして、脱臭部３には、各単位３５を横ずれ不能に保持する複数本の柱４３を配置している。この実施形態では、活性炭層３５の交換を簡単に行える利点がある。なお、活性体層３５を分離構成する場合、上向きに開口したカゴにカーボン粒群を充填た構造として、このカゴを積み重ねる構成とすることも可能である。また、各単位を上下に積み重ねることに代えて、各単位を周方向に並べる配置とすることも可能である。

図８（Ａ）では第３実施形態を示している。この実施形態では、支柱管（送液管）４４で散液管１８を水平状に支持し、この散液管１８から電解水１５をシャワー状に放出している。散液管１８は触媒ユニット１７の上部に１段だけ設けても良いし、複数段配置してもよい。一点鎖線で示すように、触媒ユニット１７の上方に水平状の散液管１８を配置し、活性炭層３５に上方から電解水１５をかけることも可能である。或いは、上方から掛けることと側方から掛けることとを併用してもよい。

図８（Ｂ）に示すのは散液手段の別例である第４実施形態であり、この実施形態では、電解水１５を樋状部材４５で触媒ユニット１７に掛け流している。図示していないが、触媒ユニット１７にその内側から電解水を掛けることも可能であり、更に、鉛直姿勢又は水平姿勢の散水管を活性炭層３５の内部に埋設することも可能である。

図９に示すのは、触媒ユニット１７の平面形状の別例である第５実施形態であり、（Ａ）に示す例では長方形に形成し、（Ｂ）に示す例では円形（ドーナツ形）に形成している。触媒ユニット１７の平面形状や高さは装置の外観等の要請に応じて自由に設計できるのである。１つの脱臭部３に複数の触媒ユニットを配置することも可能である。

以上、本願発明の実施形態をいくつか説明したが、本願発明の具体的態様が上記の実施形態に限定されるものではない。

第１実施形態の概略を示す模式図である。脱臭浄化装置の外観を示す一部分離斜視図である。脱臭浄化装置の正面図である。図３のIV−IV視断面図である。脱臭部の部分斜視図である。図３のVI−VI視断面図である。第２実施形態を示す図である。第３実施形態及び第４実施形態を示す図である。第５実施形態を示す図である。

符号の説明

１ケーシング
２ファン
３脱臭部
４受水槽
５電解部
６原液タンク
７給水槽
８廃液タンク
１７触媒ユニット
１８散液管
２８吸気口
３３内側透過層
３４外側透過層
３５活性炭層

Claims

汚染空気を脱臭浄化する触媒ユニットと、汚染空気を前記触媒ユニットに通過させるための吸引手段とを備えており、前記触媒ユニットは、内周面と外周面とを有する中空の筒状に形成されており、汚染空気が前記吸引手段によって触媒ユニットを外周面から内周面に向けて通るようになっている、空気脱臭浄化装置。
前記触媒ユニットは、多孔質カーボン粒の群からなる活性炭層を備えており、この触媒ユニットを平面視筒状で上下方向に延びるように配置しており、更に、触媒ユニットの外側又は内部に、当該触媒ユニットに電解水をかける散液手段を設けている、請求項１に記載した空気脱臭浄化装置。