JP2008036169A - 脱臭装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電によって光触媒を励起すると同時にオゾンを放出する脱臭装置により、寿命が長く、有効な脱臭性能を有するとともに、光触媒モジュールへの振動の影響を抑制して安定した放電が得られる脱臭装置を提供する。
【解決手段】高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段９と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュール３とをファン11によって送風される送風経路２内に配置してなり、前記光触媒モジュールを形成する光触媒フィルタ５とこの光触媒フィルタの両側に位置させた放電電極６および対極７とをそれぞれ離間して保持する絶縁性のスペーサ12の硬度を互いに異ならせたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気中に含まれている臭気成分や有害物質などを分解して脱臭をおこなう脱臭装置に関する。

近年、住宅の高気密化の進展、屋外空気汚染の定常化により、居住空間内における空気質改善の要望が高まっている。空気質の中でも、タバコの煙の臭いや介護環境などにおける代謝臭気の低減、または住宅建材から発生するＶＯＣ（揮発性有機物）に代表される有害ガス成分の除去に対するニーズは特に大きくなっている。

これらの要望に対する具体的な方法としては、１）活性炭に代表される吸着剤を利用する方法。２）触媒を用いて臭気物質を分解する方法。３）光触媒に紫外線ランプで紫外線を照射する方法。４）光触媒に放電を用いて紫外線を照射する方法。５）オゾンを放出して臭気物質を分解する方法。が多く用いられている。

従来技術のうち、高電圧放電によって酸化チタンに代表される光触媒に紫外線を照射する方法は、寿命が長く、ほとんどの臭気物質を分解することが可能であり、オゾンなどの有害物質を放出することもなく有益な方法であって、例えば、特許文献１に記載されているような脱臭装置が提案されている。
特開２００３−３３９８３９号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載されている方法は、光触媒として、酸化チタンや酸化亜鉛のような強力な酸化力を有する触媒を用いるために、触媒担体を有機物で構成することができず、無機物の絶縁材料として、セラミックス担体に光触媒を担持する構成が一般的である。

セラミックスを触媒担体として使用した場合、図４に示すように、その光触媒フィルタ（55）の位置決めと振動などによる担体の割れや欠けることを防止するために、ゴムなどの柔軟性に富んだ材料で額縁状に形成された絶縁性のスペーサ（62）を用いる必要がある。

この方式の放電は、放電電極（56）と対極（57）との間に半導体である光触媒フィルタ（55）を設置することで、空気絶縁の場合よりも低い電圧で放電することができるようになっており、放電を決定する放電電極（56）と対極（57）との間隔に対する光触媒フィルタ（55）の設置位置が放電に影響を与えることになるが、上記構成の脱臭ユニットを家庭用のレンジフードなどに用いると、その製品構造から、運転中は常にファンモータからの微小な振動によって、光触媒フィルタ（55）が振動を受け、このときに光触媒フィルタ（55）の前後のスペーサ（62）（62）が同仕様の部材であると、振動によって電極（56）（57）間における光触媒フィルタ（55）の位置が常に変わるために放電が常時安定せず、脱臭性能が不安定となる問題があった。特に、手や調理具がレンジフードに当たったときのような外力による振動を受けて共振する場合などは不安定な状態が顕著になっていた。

本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、放電によって光触媒を励起すると同時にオゾンを放出する脱臭装置により、寿命が長く、有効な脱臭性能を有するとともに、光触媒モジュールへの振動の影響を抑制して安定した放電が得られる脱臭装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の脱臭装置は、高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュールとをファンによって送風される送風経路内に配置してなり、前記光触媒モジュールを形成する光触媒フィルタとこの光触媒フィルタの両側に位置させた放電電極および対極とをそれぞれ離間して保持する絶縁性のスペーサの硬度を互いに異ならせたことを特徴とするものである。

本発明の構成によれば、放電による光触媒の励起で、寿命が長く脱臭性能に優れた効果を得るとともに、放電が安定した脱臭装置を得ることができる。

以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１は、家庭内の厨房におけるレンジフードなどに取り付けた本発明に係る脱臭装置の概略図であり、脱臭をおこなう対象エリアに設けた風路（２）内には、脱臭装置（１）を配設している。この脱臭装置（１）は、光触媒モジュール（３）とオゾン分解触媒（４）とを備え、前記風路（２）内を流通する空気に含まれる臭い分子や有機物質を吸着し脱臭するものである。

光触媒モジュール（３）は、アルミナやシリカ等の多孔質セラミックからなる基体の表面に、酸化チタンに代表される光触媒粒子を固定した光触媒フィルタ（５）を２枚隣接し、この光触媒フィルタ間にはステンレス等の薄板をエッチングして網目状に形成した放電電極（６）を立設するとともに、前記２枚の光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）の風上と風下側には前記放電電極と同様に形成した対極（７ａ）（７ｂ）をそれぞれ配置することで構成されている。

なお、前記光触媒モジュール（３）における光触媒フィルタ（５）は、必ずしも２枚隣設せずとも、臭気成分や有害物質が比較的少ない場合には、１枚の光触媒フィルタの前後に対極（７）と放電電極（６）を設ける構成でもよい。

（８）は電源装置であり、トランスなどの高電圧発生部（９）により前記放電電極（６）と各対極（７ａ）（７ｂ）との間に正のパルス状直流高電圧を印加するものであって、この構成により、放電電極（６）と対極（７）は紫外線発生用の放電手段として機能し、双方の電極間に放電が起きて波長が３８０ｎｍ以下である紫外線が発生する。また、（10）は集塵フィルタ、（11）はファンであり、風路（２）内に前記ファン（11）を上部として上下方向に配列し、空気流通を促進して脱臭作用を助長するものである。

上記脱臭装置（１）は、電源装置（８）に通電して高電圧発生部（９）から放電電極（６）と各対極（７ａ）（７ｂ）との間に高電圧を与えることで電極間に放電が起き、発生した紫外線が光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）に照射されることで光触媒を活性化させ、発生した活性酸素が風路（２）を流下し、水酸化ラジカル（遊離基）の強い酸化作用で光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）の表面に付着した臭気ガス成分や有機化合物の結合を分解し、無臭化若しくは低臭気化することで脱臭するものである。

また、菌細胞膜を脆化させ抗菌をおこなうとともに、酸化分解作用によって光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）表面の微生物、特に好気性細菌の繁殖を抑制して、脱臭装置（１）や周囲壁表面の汚れを分解除去する。

そしてまた、この放電電極（６）と対極（７）が放電すると、紫外線とともにオゾンが発生するため、前記光触媒モジュール（３）は、紫外線による活性酸素の発生で有機物質を分解させる機能とともに、オゾン発生手段としても機能するものであり、臭気成分を含んだ空気を発生したオゾンと混合し反応させることで臭気成分を酸化分解し脱臭することができる。

光触媒モジュール（３）の風下側には、所定距離を空けて２酸化マンガンを主体にしたハニカム形状の焼結体からなるオゾン分解触媒（４）を設置しており、臭気物質と反応しないでそのまま流下する所定値以上の余剰オゾンを分解するようにしている。なお、オゾン発生手段は、上記の光触媒モジュール（３）によるものだけでなく、沿面放電電極と高電圧トランスを組み合わせたものや電解方式によるものでもよい。

しかして、前記光触媒モジュール（３）における光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）と放電電極（６）との間、および光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）とその風上と風下側の対極（７ａ）（７ｂ）とのそれぞれの間には、振動を吸収するための絶縁性のスペーサａ（12ａ）、同ｂ（12ｂ）および同ｃ（12ｃ）を設けている。

これらの絶縁性のスペーサは、通常、シリコンゴムやフッ素系のゴム材料を成形、若しくは打ち抜き成形によって額縁状に形成した同一仕様で、硬度も同一のものを用いていたが、本発明における前記スペーサａ（12ａ）、ｂ（12ｂ）、ｃ（12ｃ）は、材料を異ならせてそれぞれの硬度を相違させている。

すなわち、最下部の対極ａ（７ａ）と光触媒フィルタａ（５ａ）との間のスペーサａ（12ａ）はその硬度を最も高くし、例えば、硬質プラスチック材料で厚さ１ｍｍの額縁状としたものを配置している。そして、その上部側の光触媒フィルタａ（５ａ）と放電電極（６）、およびこの放電電極（６）とその上部側の光触媒フィルタｂ（５ｂ）との間に設けたスペーサｂ（12ｂ）は、シリコンゴムなどの比較的軟らかい材料を用い、最上部の光触媒フィルタｂ（５ｂ）と対極ｂ（７ｂ）との間のスペーサｃ（12ｃ）は、スペーサｂ（12ｂ）よりさらに硬度の低い材料を用いている。

上記構成とすることで、放電を決定するため位置が固定されている放電電極（６）と対極（７ａ）（７ｂ）との間隔に対する光触媒フィルタａ（５ａ）およびｂ（５ｂ）の位置は、ファンモータなどからの振動を受けても、その両側におけるスペーサの硬度が相違し、特に本実施例では、上下方向におけるスペーサのうち、下方側のスペーサの硬度を硬くしたため、光触媒フィルタ（５ａ）の移動が抑制されて対極ａ（７ａ）に対する位置、および光触媒フィルタ（５ｂ）の放電電極（６）に対する位置を保持し、上方のスペーサ硬度の低い側への位置規制を許容するため、重力の関係で振動が抑制されて光触媒フィルタとしての移動が少なくなり、放電の安定性が得られることで安定した脱臭性能を得ることができる。

上記における光触媒フィルタａ（５ａ）とその上下の硬質プラスチック材料のスペーサａ（12ａ）およびシリコンゴムからなるスペーサｂ（12ｂ）、そして対極ａ（７ａ）、放電電極（６）とからなる脱臭ユニットＡを家庭用レンジフード中に組み込み、これを壁面に取り付けて強風モードで運転し、脱臭ユニットＡに接続した高圧電源に供給される入力電力を測定した。図３にその測定結果を示すように、従来例（Ｘ）に比較して本実施例（Ｙ）の放電の安定性が顕著である。

なお、上記構成では、光触媒モジュール（３）を構成する各部材を、上下方向に配列したものについて説明したが、これに限らず横方向に配列したものでもよい。横方向に配列した場合においても、振動が加わった際に光触媒フィルタａ（５ａ）は硬度の低いスペーサｂ（12ｂ）の方にわずかに偏倚するが、硬い方のスペーサａ（12ａ）側には移動しにくいため全体として振動の影響を低減し、安定した放電を得ることができる。これは、光触媒フィルタｂ（５ｂ）における硬度の低いスペーサｃ（12ｃ）とこれに比較して硬度の高いスペーサｂ（12ｂ）との関係においても同一である。

また、前記スペーサａ（12ａ）は、硬質プラスチック材料で形成したことで、シリコンゴムやフッ素系ゴムに比べてトータルとしてのコストが低減できる。さらに、プラスチック材料であることから、光触媒フィルタａ（５ａ）や対極ａ（７ａ）を保持固定するフードケースと一体に成形することができ、さらにコストダウンすることも可能となる利点を有する。

本発明は以上のように構成されているが、脱臭装置（１）の設置場所については、前記した厨房などの家庭内居住空間に限るものではなく、公共の場所に置かれたゴミ収集場や分煙機、あるいは、エアコンや、冷蔵庫の内部貯蔵空間の脱臭をおこなうように送風経路に設けられた脱臭装置にも適用できる。

本発明の１実施形態を示す脱臭装置の概略図である。 図１における光触媒モジュールの配置図である。 図２の高圧電源に供給される入力電力の変化を示す従来との比較図である。 図２に対する従来の光触媒モジュールの配置図である。

符号の説明

１ 脱臭装置
２ 風路
３ 光触媒モジュール
４ オゾン分解触媒
５ 光触媒フィルタ
６ 放電電極
７ 対極
８ 電源装置
９ 高電圧発生部
11 ファン
12ａ、12ｂ、12ｃ スペーサ

Claims (3)

1. 高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュールとをファンによって送風される送風経路内に配置してなり、前記光触媒モジュールを形成する光触媒フィルタとこの光触媒フィルタの両側に位置させた放電電極および対極とをそれぞれ離間して保持する絶縁性のスペーサの硬度を互いに異ならせたことを特徴とする脱臭装置。
2. 下方に位置する絶縁性のスペーサの硬度を上方に位置するスペーサより高くしたことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
3. 硬度の高い絶縁性のスペーサは硬質プラスチック材料で形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の脱臭装置。
   

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