JP5214637B2

JP5214637B2 - 脱臭装置

Info

Publication number: JP5214637B2
Application number: JP2010003118A
Authority: JP
Inventors: 巧及川; 健司小嶋
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2010-01-08
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2030-01-08
Also published as: JP2011139845A

Description

本発明は、空気中に含まれている臭気成分等の被分解物質を分解して脱臭を行う脱臭装置に関する。

放電手段において高電圧放電させることで発生させた紫外線を、酸化チタンなどの光触媒が担持された光触媒モジュールに照射し光触媒を活性化することで、空気中に含まれた臭気成分などの被分解物質を分解する脱臭装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００１−３５５９５８号公報

このような脱臭装置では、放電手段が放電する放電量が多くなればなるほど紫外線の発生量が増加し脱臭効率が向上することから、従来より、放電手段が有する放電電極に小さな突起を多数配設することで放電効率の向上が図られている場合がある。

しかしながら、放電電極に設ける突起の配設密度を高くすると、隣接する突起が同電位となり相互作用が働くため、突起密度を増加させても放電量が増えにくいという問題がある。

本発明は、上記問題を考慮してなされたものであり、放電手段の放電効率の更なる向上を図り、脱臭効率に優れた脱臭装置を提供することを目的とする。

本発明に係る脱臭装置は、空気が流通する送風経路内に配設された放電電極と対向電極とを有し、前記放電電極と前記対向電極との間で高電圧放電をさせてオゾン及び紫外線を発生させる放電手段と、前記放電電極と前記対向電極との間に配置され、前記送風経路内を流通する空気中に含まれる被分解物質を光触媒作用によって分解する光触媒モジュールとを備える脱臭装置において、前記放電電極は、平板状をなし板面に沿って突出する第１突起及び第２突起を備え、前記第１突起の突出方向の長さが、前記第２突起の突出方向の長さの３倍以上に設けられていることを特徴とする。

本発明の脱臭装置では、上記構成により、放電手段による放電量を増加させることができ脱臭効率の向上を図ることができる

本発明の１実施形態に係る脱臭装置の概略図である。図１の脱臭装置における放電電極を示す平面図である。図２の要部拡大図である。第１突起の突出方向の長さとオゾン発生量との関係を示す図である。異なる形状の放電電極を用いた脱臭装置のオゾン発生量を示す図である。本発明の第１の変更例に係る脱臭装置における放電電極の要部拡大平面図である。比較例に係る脱臭装置における放電電極の要部拡大平面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る脱臭装置１０は、例えば、冷蔵庫やレンジフードなどに取り付けられ、送風経路１２内を流通する空気に含まれるアンモニア等の臭気成分やホルムアルデヒド等の有害物質といった被分解物質である有機物質を分解し脱臭するものであり、筒状の送風経路１２の内部に配設されたプレフィルタ１４，放電手段１６，光触媒モジュール１８、オゾン分解触媒２０及び送風ファン２２とを備える。

プレフィルタ１４は、送風経路１２において最上流側に配置されており、空気中に含まれている塵埃をフィルタリングする。プレフィルタ１４の後段（すなわち、送風経路１２の下流側）には、電源装置２４からパルス状高電圧が印加され紫外線及びオゾンを発生させる放電手段１６が配置されている。

放電手段１６は、送風経路１２の空気流通方向Ｆを横切るように配置された平板状の放電電極３０と、空気流通方向Ｆの前後から所定間隔をあけて放電電極３０を挟むように対向配置された一対の平板状の対向電極１５，１５とを備える。

放電電極３０は、厚さが０．５ｍｍ程度のタングステン等の金属板からなり、図２及び図３に示すように、エッチングによって複数個の矩形状の貫通孔３２が格子状に穿設され、放電電極３０の外周部を構成する枠部３４と、枠部３４の内側において互いに直交する横桟部３６及び縦桟部３８とを備えてなる。

枠部３４、横桟部３６及び縦桟部３８には、突出方向の長さ（突出長）が異なる２種類のピン状（先端が尖った三角形状）の第１突起４０及び第２突起４２が放電電極３０の板面に沿って複数個突設されている。

詳細には、枠部３４には、放電電極３０の外方に向かって突出する第１突起４０及び第２突起４２が設けられるとともに、貫通孔３２の内方に向かって突出する第２突起４２が設けられている。第１突起４０は、本実施形態では縦桟部３８の延長線上に配設され、隣り合う第１突起４０の間に複数個の第２突起４２が配設されている。第１突起４０は、第２突起４２に比べて突出長が長く、具体的には、第１突起４０の突出長Ｌ１は、第２突起４２の突出長Ｌ２の３倍以上に設定されている。

また、横桟部３６及び縦桟部３８には、貫通孔３２の内方に向かって突出する第２突起４２が設けられている。

ここで、図３を参照して放電電極３０の各寸法の一例を挙げると、放電電極３０に穿設した貫通孔３２が一辺７．９ｍｍの正方形、横桟部３６及び縦桟部３８の幅Ｗ＝１．０ｍｍに対して、第１突起４０は、突出長Ｌ１＝１．０ｍｍ、幅Ｗ１＝０．５ｍｍの鋭角三角形状をなしており、第１突起４０の幅Ｗ１が縦桟部３８の幅Ｗより小さく設定され、縦桟部３８の延びる方向（図３における上下方向）に縦桟部３８を延長した領域の内側に第１突起４０が位置している。第２突起４２は、突出長Ｌ２＝０．３ｍｍ、幅Ｗ２＝０．１ｍｍの鋭角三角形状をなし、繰り返しピッチＰ＝０．６ｍｍで設けられている。

対向電極１５，１５は、例えばステンレス等の金属板からなり、エッチングによって空気を流通させるためのスリット１５ａ，１５ａが設けられている。

光触媒モジュール１８は、放電電極３０及び対向電極１５，１５との間に配置されている。光触媒モジュール１８は、多孔質状のセラミック（例えば、アルミナ，シリカなど）からなる基体の表面に酸化チタン等の光触媒材料を塗布し、その光触媒材料を乾燥または焼結させることで基体表面に担持させたものとして構成されている。

オゾン分解触媒２０は、二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り、放電電極３０の空気流通方向Ｆの下流側に所定距離をあけて送風経路１２内に配設され、放電電極１７および対向電極１５，１５との間で生成したオゾンを酸素に分解する。

上記構成の脱臭装置１０は、送風ファン２２を回転駆動させ送風経路１２内に空気を矢符Ｆ示す方向に流通させると共に、電源装置２４によって放電電極３０と放電電極３０と対向電極１５，１５との間に負極性の高電圧を印加して放電させることで、紫外線とオゾンを発生させる。

これにより、臭気成分等の被分解物質を含んだ空気は、プレフィルタ１４でフィルタリングされた後、対向電極１５のスリット１５ａを介して放電手段１６内に至る。放電手段１６においては、高電圧放電により発生した紫外線が光触媒モジュール１８に照射され、光触媒モジュール１８に担持された光触媒材料がその紫外線の光エネルギーを受け活性を帯びて光触媒作用を成し、空気中に含まれているの被分解物質を酸化分解する。

また、放電手段１６内を通過する空気は、高電圧放電により発生したオゾンと混合されて、下流側のオゾン分解触媒２０に至る。オゾン分解触媒２０では、空気中の被分解物質と混合された状態のオゾンが分解されると活性酸素が発生し、その活性酸素の酸化力によって被分解物質が酸化分解される。以上のようにして被分解物質が分解され脱臭された空気が、送風ファン２２によって送風経路１２の吐出口から吐出される。

ここで、図４及び図５を参照して本発明の発明者らが行った実験結果の一例を示す。図４は、放電電極３０に設けた第１突起４０の突出長Ｌ１のみを変化させた場合のオゾン発生量の変化を示すもので、横軸は第２突起４２に対する第１突起４０の突出長比ＲＬ（Ｌ１／Ｌ２）、縦軸は第１突起４０の突出長Ｌ１が第２突起４２の突出長Ｌ２と等しい放電電極３０、すなわち、突出長比ＲＬ＝１の放電電極３０を用いた放電手段１６によるオゾン発生量に対する比率（オゾン発生比）ＲＯを示す。なお、高電圧放電によってオゾンと紫外線を発生させる場合、オゾン発生量が増加すればそれに比例して紫外線の発生量も増加する。

図４に示すように、突出長比ＲＬが３以上、つまり、第１突起４０の突出長Ｌ１が第２突起４２の突出長Ｌ２の３倍以上になるとオゾン発生比ＲＯが１．７以上となり、突出長比ＲＬが３より小さく第１突起４０の突出長Ｌ１が第２突起４２の突出長Ｌ２の３倍より小さくなると、オゾン発生比ＲＯが大きく減少し、放電が行われにくく紫外線の発生量も減少することが分かった。

また、図５は、放電電極３０のみが異なりその他の条件が同一に設定された脱臭装置１０によるオゾン発生量（ｃｃ／ｈ）をまとめた表であり、実施例１が図３に示す本実施形態の放電電極３０を用いた場合、実施例２が図６に示す本発明の変更例に係る放電電極３０を用いた場合、比較例が図７に示す比較例に係る放電電極１００を用いた場合を示す。

なお、図６に示す本発明の変更例に係る放電電極３０は、第１突起４０が、放電電極３０の外方に向かって枠部３４に設けられておらず、貫通孔３２の内方に向かって枠部３４、横桟部３６及び縦桟部３８に設けられている点で、図３に示す本実施形態の放電電極３０と相違するが、第１突起４０及び第２突起４２の大きさは本実施形態の放電電極３０の第１突起４０及び第２突起４２と同一に設定されている。また、図７に示す比較例に係る放電電極１００は、本実施形態の放電電極３０から第１突起４０が取り除かれ第２突起４２のみが設けられている。

図５に示すように、第１突起４０を備えた放電電極３０を用いた実施例１及び実施例２は、第１突起４０を備えていない放電電極１００を用いた比較例に比べて、単位時間あたりのオゾン発生量が１．４倍以上となり、放電が行われ易く紫外線の発生量も増加することが分かった。

また、第１突起４０を設ける場合であっても、図３に示す実施例１のように第１突起４０を放電電極３０の枠部３４から外方に向けて突設することで、第１突起４０を配設する個数を増やしても近接する第１突起４０の先端部の距離が近づくことにより生じる第１突起４０同士の相互作用を抑えることができ、図６に示す実施例２のように第１突起４０を貫通孔３２の内方に向けて突設する場合に比べて、単位時間当たりのオゾン発生量が多くなり、紫外線の発生量も増加することが分かった。

また、本実施形態の脱臭装置１０のように放電電極３０に複数個の貫通孔３２を穿設すると放電電極３０の剛性が低下するため、送風経路１２の空気流通方向Ｆを横切るように配置された放電電極３０が、送風経路１２内を流通する風の抵抗によって変形して放電電極３０と対向電極１５との距離が変化するおそれがある。放電電極３０と対向電極１５との距離が変化すると放電が発生しにくくなるが、本実施形態の脱臭装置１０では、突出長の長い第１突起４０が、縦桟部３８の延長線上に配設され放電電極３０における変形しにくい位置に配設されている。そのため、本実施形態の脱臭装置１０では、第１突起４０と対向電極１５との距離が変化することに起因する放電量の低下を抑えることができ、安定した放電が行われる。

１０…脱臭装置１２…送風経路１４…プレフィルタ
１５…対向電極１５ａ…スリット１６…放電手段
１８…光触媒モジュール２０…オゾン分解触媒２２…送風ファン
２４…電源装置３０…放電電極３２…貫通孔
３４…枠部３６…横桟部３８…縦桟部
４０…第１突起４２…第２突起

Claims

空気が流通する送風経路内に配設された放電電極と対向電極とを有し、前記放電電極と前記対向電極との間で高電圧放電をさせてオゾン及び紫外線を発生させる放電手段と、
前記放電電極と前記対向電極との間に配置され、前記送風経路内を流通する空気中に含まれる被分解物質を光触媒作用によって分解する光触媒モジュールとを備える脱臭装置において、
前記放電電極は、平板状をなし板面に沿って突出する第１突起及び第２突起を備え、前記第１突起の突出方向の長さが、前記第２突起の突出方向の長さの３倍以上に設けられていることを特徴とする脱臭装置。
前記第１突起は、前記放電電極の外周部から外方に向かって突設されていることを特徴とする請求項１に記載の脱臭装置。
前記放電電極は、複数個の矩形状の貫通孔が格子状に穿設され、前記放電電極の外周部を構成する枠部と、前記枠部の内側において互いに直交する横桟部及び縦桟部とを備え、
前記第１突起が前記横桟部及び前記縦桟部の少なくとも一方の延長線上に突設されていることを特徴とする請求項２に記載の脱臭装置。
前記送風経路における前記対向電極の下流側にオゾン分解手段が配設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱臭装置。