JP3660710B2 - 脱臭装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は空気の脱臭に関し、特に一般家庭の室内、自動車の車内等に使用するのに好適な光触媒を用いた空気の脱臭器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、家屋内や車室内の空気を脱臭するためにフィルタを介して装置内に取り込んだ空気を、励起光源で励起させた光触媒に接触させて脱臭する脱臭装置が、例えば特開平3−157125号公報や特開平5−293165号公報に開示されている。この光触媒は、活性炭などの通常の吸着剤に比較して寿命が長いことから脱臭装置のメンテナンスが容易になる。このような光触媒を用いた脱臭装置にあっては、光触媒をハニカム等に担持させ、離れた場所に設置した紫外線ランプ等からなる励起光源により光触媒を励起し、悪臭成分を脱臭していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような光触媒作用を用いた脱臭装置に於ては、紫外線ランプ等の光源から光触媒へ十分に紫外線が照射されること及び悪臭成分が光触媒層と十分に接触し、吸着することが脱臭効果を高めるために重要なことである。
【0004】
しかしながら、従来の脱臭装置では、光触媒に紫外線が十分照射されるようにすると、ハニカム等の目が大きくなってしまい、悪臭成分と光触媒との接触が不十分となり、吸着及び分解・脱臭能力が低下し、逆にハニカムの目を小さくすると、紫外線の照射を受けない部分が増えて、十分に触媒が活性化されないと云う問題があった。また、紫外線ランプからの紫外線以外の熱線によって光触媒の温度が上昇し、悪臭成分が吸着し難くくなると云う問題もあった。
【0005】
本発明は上記したような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主な目的は、悪臭成分の分解・脱臭をより効果的に行うことが可能な脱臭装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は本発明によれば、通風路と、空気を前記通風路に送る送風手段と、励起光源からの光により励起される光触媒とを有し、前記通風路を通過する空気を励起させた光触媒をもって脱臭する脱臭装置であって、前記光触媒を直接または担持体に担持させて障壁部材をなし、該障壁部材を前記通風路中の空気の流れの主方向に対して角度を有する方向に延在するように配設し、前記障壁部材が、前記空気の流れの主方向に対して直交する軸を中心に回転可能に支持された複数の障壁を有し、空気の流れまたは駆動機構により前記複数の障壁を回転させて前記通風路中を流れる空気を各障壁に順番に当接させるようにすると共に、前記励起光源が前記障壁部材を外側から照射する位置に配設されていることを特徴とする脱臭装置を提供することにより達成される。特に、前記空気の流れの主方向と前記励起光源の前記各障壁に対する光の照射方向とが角度を有するように前記励起光源を配置し、前記各障壁への脱臭すべき成分の吸着反応が行われる位置と触媒反応が行われる位置とをずらすと吸着面積を大きくできるので効率が良くなる。
【0007】
【作用】
このように、光触媒を直接または担持体に担持させて障壁部材をなし、障壁部材を通風路中の空気の流れの主方向に対して角度を有するように、特に主方向と略直交する方向に延在するように配設すれば、脱臭すべき成分を含む空気が光触媒に接する確率が高くなり、即ち吸着効率が向上し、触媒反応が促進される。また、吸着反応が行われる位置と触媒反応が行われる位置とをずらすことで、吸着反応時に触媒が必要以上に昇温しない。
【0008】
【実施例】
以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく説明する。
【0009】
図1は、本発明が適用された第1の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図であり、図2は図1のII−II線について見た図である。ケーシング1には図1に於ける左右方向に貫通する通風路2が画成され、その吸気口2a(図1の左側端)には空気を透過すると共に後記する光触媒に付着するチリ・粉塵等をカットするためのフィルタ3及びクロスフローファンからなるファン4が設けられている。また、通風路2の中間部には後記する光触媒ユニット5が配設されている。更に、この光触媒ユニット5に紫外線を照射するための円柱状の紫外線ランプ6が、通風路2の光触媒ユニット5よりも排気口2b(図1の右側端)側に配設されている。ここで、紫外線ランプの波長は、200〜400nmで、光触媒を励起させる能力を有するものであれば良い。
【0010】
図2に併せて示すように、光触媒ユニット5は、回転軸7と、この回転軸7に支持され、放射状に設けられた4枚の障壁9を有する障壁部材8とを有している。各障壁9には光触媒8aがコーティングされている。各障壁9は一方向に回転するようにフィン形状をなしている(図示せず)。また、図3に示すように、各障壁9には凹凸が形成されると共に凹面9aと凸面9bとの間に通孔9cが形成され、各障壁9の流路抵抗が単なる1枚板の場合に比較して低減している。
【0011】
光触媒8aは、TiO2等の金属酸化物などで良く、本実施例ではアモルファスと結晶とを混在させた粒径約0.1μmのTiO2微粉粒子をエチルアルコールに濃度5.0g/lで分散させ、各障壁9にディップコーティングした。このとき、光触媒8aの各障壁へのコーティングは、ディップコーティングのみならず例えばスピンコーティング等の液相法で良い。そのため障壁担持体の材質は限定されず、例えば紙、コージェライト、金属、セラミックス等で良い。或いは、光触媒自体を低温焼結し、板状に加工することも考えられる。
【0012】
上記した光触媒としてのTiO2の微粉を得るには、まず28.4gのチタンテトライソプロポキシド(日本曹達製)をイソプロピルアルコールに溶解し、700mlの溶液を作る。次に水90g(チタンテトライソプロポキシドの50倍mol)をイソプロピルアルコールに溶解し、300mlの溶液を作る。この2つの溶液を常温で混ぜ、チタンテトライソプロポキシドを加水分解・脱水縮重合させ、TiO2のゾルを作る。このゾル中の水及びイソプロピルアルコールをエパポレータで除去し、150℃〜180℃、1Torrで3時間〜5時間真空乾燥すれば良い。ここで、上記TiO2のゾルを高分子基板に塗布して、上記同様な乾燥を行えば膜状のものとしても得られる。
【0013】
一方、別の光触媒の例としてFe2O3−NiO複合微粉を用いることもできる。これを得るには、まず27.5gの鉄トリブトキシド(日本曹達製)を2−メトキシエタトルに溶解し、17.7gの酢酸ニッケルを加え、700mlの溶液を作る。この溶液を120℃で5時間〜10時間加熱し、鉄トリブトキシドと酢酸ニッケルとのエステル交換反応を行い、放冷する。次に水37.5gとpH調整剤として25%アンモニア水70g(合計の水90g、鉄トリブトキシドの50倍mol)を2−メトキシエタノールに加え、300mlの溶液を作る。この2つの溶液を常温で混ぜ、鉄トリブトキシドを加水分解・脱水縮重合させ、Fe2O3−NiO複合微粉のゾルを作る。このゾル中の水、2−メトキシエタノール及びアンモニアをエバポレータで除去し、150℃〜180℃、1Torrで3時間〜5時間真空乾燥すれば良い。上記同様にこのFe2O3−NiOのゾルを高分子基板に塗布して、上記同様な乾燥を行えば膜状のものとしても得られる。尚、例えば他の同様な機能を有する金属酸化物或いはその複合物も同様にして光触媒として用いることができる。
【0014】
以下に本実施例の作動要領について説明する。まず、紫外線ランプ6により障壁部材8に紫外線を照射した状態でファン4を回転させると、フィルタ3を介して吸気口2aから悪臭成分を含む空気が外部から通風路2に流入し、特にその流れの主方向に対して角度を有するように延在する位置にある各障壁9の表面にその粒子が衝当し、各障壁9にコーティングされた光触媒8aに悪臭成分が吸着される。そして、障壁部材8が回転して紫外線ランプ6により光触媒8aに紫外線が照射され、光触媒8aが励起されて悪臭成分を分解・脱臭し、排気口2bから清浄化された空気が排出される。
【0015】
図4は本発明が適用された第2の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図であり、図5は図4のV−V線について見た図であり、第1の実施例と同様な部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施例では紫外線ランプ16が、光触媒ユニット15と並列位置に設けられている。また、光触媒ユニット15の障壁部材18の障壁19は放射状に8枚配設され、この障壁部材18をモータ20により強制的に回転するようになっている。それ以外の構造は第1の実施例と同様である。
【0016】
尚、上記第1及び第2の実施例では悪臭成分の吸着と光触媒作用とを分離するために、紫外線ランプを空気が光触媒に当たる位置からずらして配設している。これにより、吸着反応時に触媒が必要以上に昇温せず、吸着反応が促進される。また、上記第1及び第2の実施例に於て障壁部材の形状を例えばクロスフローファン形状にしても良く、障壁の枚数も任意に増減して良い。
【0017】
図6は本発明が適用された第3の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図であり、図7は図6のVII−VII線について見た図であり、第1及び第2の実施例と同様な部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施例では、通風路2内の排気口2b側に空気の流れの上流側に向けて凹面鏡状をなし、かつ表面に光触媒28aがコーティングされた図3と同様な構造の障壁部材28が設けられている。また、その障壁部材28の周囲は閉塞され、障壁部材28を介してのみ空気が下流側に流れるようになっている。更に、紫外線ランプ26が障壁部材28の上流側に配置され、即ち悪臭成分の吸着と分解が略同時に行われるようになっている。それ以外の構造は第1及び第2の実施例と同様である。
【0018】
【発明の効果】
上記した説明により明らかなように、本発明による脱臭装置によれば、光触媒を直接または担持体に担持させて障壁部材をなし、障壁部材を通風路中の空気の流れの主方向に対して角度を有するように、特に主方向と略直交する方向に延在するように配設することにより、悪臭成分を含む空気はファンによって光触媒にある速度を持って到達し、衝当することで空気の持っていた運動エネルギーの一部が物理的吸着エネルギーになり、光触媒への悪臭成分の吸着速度・吸着率が向上し、ひいては触媒反応が促進される。また、吸着反応が行われる位置と触媒反応が行われる位置とをずらすことで、吸着反応時に触媒が必要以上に昇温せず、また吸着反応が十分に進行してから、その吸着物を分解・脱臭することになるので、十分な脱臭効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用された第1の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図。
【図2】 図1のII−II線について見た図。
【図3】 障壁(光触媒の担持体)の拡大斜視図。
【図4】 本発明が適用された第2の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図。
【図5】 図4のV−V線について見た図。
【図6】 本発明が適用された第3の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図。
【図7】 図6のVII−VII線について見た図。
【符号の説明】
1 ケーシング
2 通風路
2a 吸気口
2b 排気口
3 フィルタ
4 ファン
5 光触媒ユニット
6 紫外線ランプ
7 回転軸
8 障壁部材
8a 光触媒
9 障壁
9a 凹面
9b 凸面
9c 通孔
15 光触媒ユニット
16 紫外線ランプ
18 障壁部材
19 障壁
20 モータ
26 紫外線ランプ
28 障壁部材
28a 光触媒
Claims (2)
- 通風路と、空気を前記通風路に送る送風手段と、励起光源からの光により励起される光触媒とを有し、前記通風路を通過する空気を励起させた光触媒をもって脱臭する脱臭装置であって、
前記光触媒を直接または担持体に担持させて障壁部材をなし、該障壁部材を前記通風路中の空気の流れの主方向に対して角度を有する方向に延在するように配設し、
前記障壁部材が、前記空気の流れの主方向に対して直交する軸を中心に回転可能に支持された複数の障壁を有し、
空気の流れまたは駆動機構により前記複数の障壁を回転させて前記通風路中を流れる空気を各障壁に順番に当接させるようにすると共に、
前記励起光源が前記障壁部材を外側から照射する位置に配設されていることを特徴とする脱臭装置。 - 前記空気の流れの主方向と前記励起光源の前記各障壁に対する光の照射方向とが角度を有するように前記励起光源を配置し、前記各障壁への脱臭すべき成分の吸着反応が行われる位置と触媒反応が行われる位置とをずらしたことを特徴とする請求項1に記載の脱臭装置。
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