JPH01218635A - 脱臭剤・脱臭剤の製造方法・脱臭方法・脱臭装置およびこの脱臭装置を備えた冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷蔵庫・空気調節器等の冷凍サイクル装置に
用いられる脱臭剤・脱臭方法・脱臭装置、または脱臭剤
の製造方法さらに、この脱臭装置を備えた冷凍サイクル
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、冷蔵庫・空気調節器等の冷凍サイクル装置の脱臭
剤としては、活性炭が用いられていた（例えば実開昭４
７−２２５６６号）。

また、ＴｉＯ２等の光触媒を備え、この光触媒に紫外線
を照射して、空気中に含まれる悪臭成分を分解すること
をより脱臭をおこなう従来例も存在していた。

さらに、オゾン発生装置およびオゾン反応装置を備え、
発生するオゾンにより悪臭成分を分解して、脱臭をおこ
なう従来例も存在していた（例えば特開昭６１−９３３
８１号、実開昭６１−２０５３８１号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記活性炭を用いた従来例では、濃度の
高い悪臭ガスが存在する場合には、活性炭の吸着能力が
飽和し、脱臭効果を短時間しか維持できないという課題
があった。

また、光触媒に紫外線が照射して脱臭をおこなう従来例
では、光触媒に紫外線を常時照射しなければならず、ま
た光触媒は紫外線照射手段の一方側にしか設けられてい
ないため、触媒反応効率が十分でなく、そのために脱臭
効率が低いという課題があった。

本発明は係る問題点を解決するために、脱臭効果を長時
間維持でき、かつ脱臭効率が高い脱臭剤・その製造方法
・脱臭方法・脱臭装置およびこの脱臭装置を備えた冷凍
サイクル装置を提供することをその目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

」１記目的を達成するために、本発明に係る脱臭＝３＝ 剤は、吸着剤と光触媒とを含んで成ることを特徴とする
ものである。また、これらにＨａ・ＩＩＩａ・■８・■
８・■□・■・Ｉｂ・■５・■５・■５族の少なくとも
１種の元素を含有する第２成分が含まれてなることを特
徴とするものである。さらに、多孔状に形成されてなる
ことを特徴とするものである。

さらに、」１記目的を達成するために、本発明に係る脱
臭剤の製造方法は、上記脱臭剤の成分の混合物を焼結し
て多孔状に形成することを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するために、本発明に係る脱臭方
法は、上記脱臭剤に紫外線を照射することを特徴とする
ものである。

また、上記目的を達成する本発明に係る脱臭装置は、空
気循環経路に設けられた紫外線照射手段の周囲に、上記
脱臭剤が配置されたことを特徴とするものである。さら
に、紫外線照射手段が空気循環道に設けられてなり、か
つこの経路の上流側には上記脱臭剤が配置され、下流側
には吸着剤が配置されてなることを特徴とするものであ
る。

さらに、上記目的を達成する本発明に係る冷凍サイクル
装置は、上記脱臭装置を備えたことを特徴とするもので
ある。

上記本発明に係る脱臭剤において、吸着剤としては、活
性炭・アルミナ・シリカの少なくとも１種を用いること
ができる。また上記光触媒としては、ＴｌＯ２・５ｎＯ
７・ＺｎＯ等のｎ型半導体の少なくとも１種を用いるこ
とができる。また、上記第２成分としては、ＣｕＣｕ−
７ｎ−Ｌａ−・■・Ｓｒ−Ａｇ−Ｂａ−Ｃｅ−８ｎ−Ｆ
ｅ−Ｗ・Ｐｔ−Ｐｄ−Ｍｇ−Ａ］の少なくとも１種を含
有するものであることが望ましい。第２成分として、は
単体またはこれらの硝酸塩・酸化物・塩化物・硫酸塩の
化合物であってもよい。

上記本発明に係る脱臭剤に用いられる光触媒は、５〜５
０重量％含有されることが望ましい。５重量％未満では
、悪臭成分の分解の効率が低下し、一方５０重量％を超
えると総体的に吸着剤の量が減るために、吸着能力が低
下する。

」二記本発明に係る吸着剤に用いられる第２成分は、０
．５〜４０重量％含有されることが望ましい。０．５重
量％未満では、悪臭成分を分解する効率が低下し、一方
４０重量％を超えると、相対的に吸着剤および光触媒の
量が低下するために、分解活性および吸着能力が低下す
るためである。

本発明に係る脱臭剤の形状は、ハニカム状、板状、網状
、べＩノッＩ〜状の冬イ１状“あることが望ましい。こ
れは、多孔状ね、−することをより脱臭剤内を悪臭成分
を含んだ空気を導入することができ、かつ多孔状とする
こと（５−より悪臭成分と脱臭剤との接触面積を大きく
ずろことができるからである。

上記本発明に係る脱臭剤０：：　製造方法としては、上
記本発明に係る脱臭剤の成分の混合物を焼結するもので
あり、焼結温度は５００℃以下が望ましい。５００℃以
下の焼結で、安定した光触媒活性が得られるからである
。また、その他の製法としては、光触媒または光触媒と
第２成分の混合物を吸着剤に担持させることによりおこ
なうこともできる。

上記吸着剤に用いられる光触媒の原料として、例えばＴ
ｉＯ２を例にとると、酸化チタン、含水酸化チタン、四
塩化チタン、硫酸チタン、有機チタン化合物等を用いる
ことができる。

上記のような脱臭剤の調整法としては、通常使用される
沈澱法、混錬法、含浸法、蒸発乾固法等を使用すること
ができる。このような脱臭剤によって分解かつ吸着され
る悪臭成分は、硫黄化合物、有機化合物および窒素化合
物等である。

〔作用〕

上記本発明に係る吸着剤と光触媒とを含んでなる脱臭剤
によれば、悪臭成分ガスが、吸着剤に吸着され、紫外光
が照射され、つまり、バンドギャップ以上のエネルギー
光が光触媒に照射されることにより励起され、伝導帯に
電子（又はラジカル）が生じ、価電子体に正孔（又はラ
ジカル）が生ずる。この電子および正孔（又はラジカル
）が光触媒粒子内を拡散し、表面に達すると悪臭成分と
の間で電子の授受があり、悪臭成分が分解される。

このような本発明に係る脱臭剤によれば、悪臭成分ガス
が、吸着剤に吸着され、悪臭成分製吸着剤に吸着した状
態で光触媒において、悪臭成分を分解しているために、
光触媒−中独で悪臭成分を分解する場合に比ｌ＼、分解
効率が高くなるとともに、吸着効率を長時間維持できる
結果、脱臭効率が向」二ず２１．、すなわち、紫外光が
照射されると、その光エネルギーにより吸着剤中に吸着
された悪臭成分が蒸発して、光触媒内の細孔に至り、分
解されるものである。

このような脱臭剤にさらに前記第２成分を加えると、光
触媒の分解効率が向」ニし、この結果脱臭効率を長時間
維持することができる。

上記脱臭剤の形状を前記のごとく多孔状にすることをよ
り、悪臭成分と脱臭剤との接触面積が大きくなり、脱臭
効率が向上する。

また上記脱臭剤に紫外線を照射することをより、悪臭成
分を高い分解効率のもので分解でき、その結果脱臭効果
の高い脱臭方法を提供できる。

また、上記脱臭剤の基本成分の混合物を焼結して多孔状
にする脱臭剤の製造方法によれば、脱臭剤と光触媒また
は光触媒と第２成分との混合物を一８＝ コーティングした場合は、光触媒等が吸着剤の表面にし
か存在しないことにより、吸着剤に吸着された悪臭成分
のうち光触媒等が存在していない内部に吸着された悪臭
成分は分解されずに残存してしまうのに対して、悪臭成
分をすべて分解することができる。

紫外線照射手段の周囲に上記脱臭剤を配置した脱臭装置
では、紫外光をすべて脱臭反応に利用することができる
ために脱臭効率が向」こする。

また上流側に上記脱臭剤を配置し、下流側に吸着剤を配
置した脱臭装置によれば、悪臭成分の分解生成物、例え
ば、硫黄、アルコール等の比較的有害な物質か下流の吸
着層で吸着できる。

さらに、このような脱臭装置を備えた冷蔵庫・空気調節
器の冷凍サイクル装置は、装置内を循環する空気の脱臭
を確実におこなうことができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。

（実施例１） 次に示す実施例は、本発明に係る脱臭剤を作成し、この
脱臭剤の吸着能力を試験した結果について示したもので
ある。

実施例脱臭剤１ 含水酸化チタン（ＴｉＯア　３０％）１００ｇに酸化第
１錫１９ｇを溶かした水溶液を添加して、よく混合する
。この混合ゾルに蒸溜水を添加して希釈し、コーティン
グ剤とする。このコーティング剤を活性炭ハニカム担体
（多孔質）（２０Ｘ４５Ｘ９０）に３〜５回の回数に分
けてコーティングする。このコーテイング後は１５０℃
で乾燥する。乾燥後は３００℃で２時間焼成して、脱臭
剤１とした。この脱臭剤は、活性炭担体に対し、ＴｉＯ
２が３０重量％、Ｓｎ○２が１０重量％含有されている
ものである。

実施例脱臭剤２ 含水チタン１００ｇに蒸溜水を添加して希釈し、コーテ
ィング剤とする。このコーティング剤を活性炭ハニカム
担体に３〜５回に分けてコーティングする。このコーテ
イング後は１５０℃で乾燥する。乾燥後は３００″Ｃで
２時間焼成して吸着剤２とした。この吸着剤は活性炭担
体に対し、ＴｌＯ２を３０重量％含有している。

実施例脱臭剤３〜５ 脱臭剤１の調整において、酸化錫の添加量を種々変えて
脱臭剤３〜５を調整した。それぞれの脱臭剤中の酸化錫
の含有量は次の通りである。

脱臭剤３　　　ＴｉＯ２−８ｎＯ２（１重量％）脱臭剤
４　　　ＴｉＯ２−８ｎＯ２（５重量％）脱臭剤５　　
　ＴｉＯ２−８ｎＯ７（２０重量％）比較例脱臭剤１ 上記脱臭剤２の調整法において、含水チタンをコーティ
ングしない活性炭ハニカム担体を比較例脱臭剤１とした
。

実施例脱臭剤６〜２０ 塩化第１錫の代りに、それぞれ硝酸銅、硝酸ランタン、
モリブデン酸アンモニウム、硫酸亜鉛、塩化第２鉄、メ
タバナジン酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、硝酸
リン、塩化白金酸、硝酸マグネシウム、硝酸パラジウム
、硝酸アルミニウム、硝酸バリウム、硝酸セリウム、パ
ラタングステン酸アンモニウムを用いて実施例脱臭剤６
〜２０＆得た。

破過時間の測定 調整した上記脱臭剤を箱型ケースに設置し、箱型ケース
内に悪臭ガス成分があるジメチルサルファイド（５００
ｐｐｍの模擬ガス）を流した。

ハニカム状の上記脱臭剤に模擬ガスを飽和吸着に達する
まで流して劣化させた後、４Ｗのキセノンランプで２５
０ｎｍの紫外光を照射させて、模擬ガスを分解、脱着さ
せた後、再び模擬ガスを流して、ジメチルサルファイド
の流出をガスクロマトグラフで分析した。

脱臭剤の能力は、光照射前後のジメチルサルファイドの
破過時間により求めた。したがって、破過時間が長く照
射前後の差の少ないほど分解活性が高いことになる。な
お、ここにおいて破過時間とは、横軸に時間をとり、縦
軸に悪臭成分ガスの吸着量（触媒１ｇ当り）のグラフを
とった場合に、ある時間を境にして吸着量がプラトーに
なる場合の、その時間をいう。

破過時間の測定結果を次の第１表に示す。

このような第１表から判るように、脱臭剤１〜２０は、
比較例脱臭剤１に比べて光照射後の分解が著しく、光照
射前の破過時間とほぼ同じとなった。このことから、本
実施例に係る脱臭剤は、分解活性が高く、脱臭能力が大
きいことが判る。しかも、脱臭能力が長時間維持できる
ものである。

また、上記第１表によれば、脱臭剤に光触媒単独にコー
ティングした場合（実施例脱臭剤２）に比べ、さらに第
２成分を添加した方が、脱臭効果が高いことがわかる。

（実施例２） この実施例では、脱臭剤の作成方法を終えて、作成され
た結果の吸着能力の試験をおこなった。

実施例脱臭剤２１ 被表面積１２５０ｒｒｒ／ｇの活性炭と含水ＴｉＯ２ゾ
ル（Ｔ　ｉ　Ｏ２３０重量％含有）を混合し、これに粘
着剤であるＰＶＡ　（ポリビニルアルコール）を５重量
％添加した。この混合物をハニカム状に成形した後、５
００℃で焼成し、実施例脱臭剤２」−とじた。最終のＴ
ｉ○２含有量は２０重量％である。

この脱臭剤に悪臭の模擬ガス（ジメチルサルファイド５
００ｐｐｍ）を流通させてガスを吸着させながら、出口
ガスの濃度を分析した。出口ガスの濃度が５００ｐｐｍ
になる時間を測定し、これを飽和時間Ｔとした。はじめ
にかかった時間Ｔ。と、光照射して吸着ガスを分解後に
もう一度模擬ガスを吸着させたときの時間Ｔ１を次の第
２表に示す。

Ｔ、とＴ、が同じであることから、はじめに吸着された
ガスは光照射することですべて分解され、Ｔ１ではＴ。

と同じ量のガスが吸着されていることがわかる。なお、
吸着量は２％（対脱臭剤）であった。

比較例脱臭剤２ 市販の活性炭ハニカムに含水Ｔ］０２ゾル（Ｔｊ、０２
３０重量％を含有）を含浸によりコーティングした。こ
れを５００℃で焼成し比較例脱臭剤２とした。最終のＴ
ｉ○２含有量は２０重量％である。含有して」二部実施
例脱臭剤２１と同じ重量だけこの脱臭剤を用いて、前記
実施例脱臭剤２］−における操作と同様の方法により飽
和時間Ｔ。

とＴ１を測定した。Ｔｏの場合の飽和吸着量は２％であ
った。さらにＴ、測定後に光照射して吸着ガスを分解後
、模擬ガスを吸着させＴ２を測定した。

Ｔ３、Ｔ、の場合の飽和吸着量は１．５％であった。

Ｔ、、Ｔ、、Ｔ２を次の第２表に示す。Ｔｏに比較して
、Ｔ１、Ｔ２が減少していることから、−度ガスを吸着
させてこれを分解した後は、吸着量が比較例脱臭剤２て
は減っていることが判る。またＴ。

とＴ、が同じであることから、この脱臭剤中には常に定
量のガスが光照射では分解されずに残存していることが
判る。これは、活性炭ハニカムに光触媒成分をコーティ
ングすると、光触媒が存在しない活性炭部分が生じるの
に対して、前記実施例脱臭剤２１では、光触媒と吸着剤
との混合物をハニカム状に成形しているため、光触媒と
吸着剤とが均一に接触して、吸着剤に吸着された悪臭ガ
ス成分を光触媒で確実に分解することができるためであ
る。

実施例脱臭剤２２ 実施例脱臭剤２１と同様に活性炭と含水Ｔｉ○２ゾルを
混合し、これにＰＶＡを添加した混合物のスラリーを、
金網に塗布して乾燥後、５００℃で焼成し、板状脱臭剤
とした。実施例脱臭剤２１と同じ重量だけこの脱臭剤を
用いて、同じ方法により、飽和時間Ｔ。−Ｔ、を測定し
た。このときの飽和吸着量は２％であった。このＴ。−
Ｔ、を第２表に示す。第２表から判るように脱臭剤の形
状が板状であっても、実施例脱臭剤２１のハニカム状の
場合と同様の効果を有する。

以上本実施例では脱臭剤の形状としてハニカム状または
板状について説明したが、その他ペレット状に構成する
こともできる。この場合はペレッ１〜状の脱臭剤の複数
個を、一定の容器につめて、この容器に悪臭ガスを遵通
することをよって脱臭をおこなうものである。

（実施例３） 本実施例では紫外線照射手段の周囲に上記脱臭剤を配置
してなる脱臭装置の一実施例について説明する。

第１図はその一実施例に係る脱臭装置の横断面構成図を
示したものである。

第１−図において、箱型脱臭ケース１内には紫外線照射
手段としての紫外線ランプ２が設けられている。この紫
外線ランプ２は、外部からの空気導入経路の途中に設け
られてなり、この紫外線ランプ２の上流側及び下流側す
なわち紫外線ランプ２の正面および背面には、上記脱臭
剤が配置された脱臭剤層３が設けられている。この脱臭
剤層３の下流側には、吸気ファン４が設けられている。

このように構成された脱臭装置では、吸気ファン４の回
転により、悪臭ガスを含んでなる空気Ａが、脱臭剤層３
を通過して悪臭ガス成分が吸着され、紫外線ランプ２の
作用により、分解される。

この結果脱臭された空気Ｃが、系外に供給されることに
なる。

」二部本実施例によれば、紫外線ランプ２からの紫外光
を、その正面と背面に設けられた脱臭剤層で効率よく利
用することができるために、脱臭効率が向−１ニすると
ともに、脱臭層３を２重に設けていることから、悪臭成
分を確実に吸着、分解して脱臭効果を長時間にわたって
維持することができる。

（実施例４） 本実施例では、」二部脱臭剤３の下流側に、吸着層４が
設けられた脱臭装置の一実施例について説明する。第２
図はその一実施例に係る脱臭装置の横断面構成図を示し
たものである。

第２図において、第１図と同一の部分については同一の
符号を付しその説明を省略する。第２図に示す脱臭装置
では、紫外線ランプ２の下流側に」二部脱臭剤層３を設
け、さらにその下流に吸着層２０が設けられている。本
実施例では、紫外線ランプ２の照射により、脱臭剤層３
の光触媒が励起されて悪臭成分が分解し、分解ガスＢが
生成する。

この分解ガスＢは、下流側の吸着層４においてほぼ完全
に吸着され、確実に脱臭された空気Ｃとなる。

空気中に含まれる悪臭成分として、イオウ化合物、窒素
化合物、有機化合物等があるが、これらは前述のごとく
脱臭剤層３で分解される。この分解後のガスは悪臭でな
い半面、ときによっては有害な場合もある。そこで、下
流側に吸着層２０を改番づることにより、悪臭成分の分
解生成物をほぼ完全にここで吸着することができる。し
たがって、完全に脱臭されることになる。

なお、紫外線ランプ２の照射は、間欠点燈と、連続点燈
と、あるいは外部より人為的に点燈するように構成する
こともてきる。

次に上記第２図で説明した脱臭装置を用いて、脱臭性能
を調べた。この試験は、悪臭カスの模擬ガス（ジメチル
サルファイド５００ｐｐｍ　　Ｎ２）を用いた。第；３
図にその結果を示す。

第３図に示すように、模擬ガスを空気脱臭装置に流通さ
せると、時間の経過に従い模擬ガス濃度は増加し、遂に
は飽和吸着に対して流出する。流出後のガスの分析は、
ガスクロマトグラフを用いた。次に、紫外線ランプを照
射すると、第２図に示すごとく、吸着層出口の模擬ガス
が長時間にわたって流出せず、本実施例による脱臭装置
の脱臭性能が良好であることが判った。

〔発明の効果〕

以」二説明したように、本発明に係る吸着剤と光触媒と
を含んでなる脱臭剤によれば、悪臭成分ガスを吸着し、
次いでこれを分解することができるために、脱臭効率が
向上し、かつ脱臭効果を長期間にわたって維持すること
ができる。

また、光触媒の活性を向」ニさせる第２成分が添加され
た本発明によれば、悪臭成分の分解効率がさらに向上し
、脱臭効果を長期にわたって維持することができる。

また、上記脱臭剤が多孔状に形成されてなる本発明によ
れば、脱臭剤中に空気の流通が良好になり、かつ悪臭成
分ガスと脱臭剤との接触面積が向上し、脱臭効果が向上
する。

また、脱臭剤の各成分の混合物を焼結して多孔状に形成
してなる本発明によれば、吸着剤と光触媒とが均一に混
合するために、吸着した悪臭成分を完全に分解すること
ができる。

また、」二部このような脱臭剤に紫外線を照射してなる
本発明に係る脱臭方法によれば、悪臭成分ガスを長期に
わたって効率よく分解し、脱臭することができる。

また、空気循環経路に設けられた紫外線照射手段の周囲
に、上記脱臭剤を配置した本発明によれば、紫外線の脱
臭剤に当たる面積が大きくなり、脱臭効率が向上する。

また、空気循環経路の」１流側に」−記脱臭剤を設け、
下流側に吸着剤を配置した本発明にかかる脱臭装置によ
れば、吸着剤で分解された悪臭成分ガスの分解生成物を
、吸着剤でほぼ完全に除去できる結果、完全な脱臭をお
こなうことができる。

さらに、このような脱臭装置を備えた冷蔵庫、空気調和
器等の冷凍サイクル装置に係る本発明によれば、このよ
うな装置の脱臭を完全におこなうことができるため、装
置の利用性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る脱臭装置の一実施例を示す横断
面構成図、第２図はこの脱臭装置の他の実施例柘示す横
断面構成図、第３図は第２図の装置を用いて脱臭性能を
調べた結果を示すグラフである。 １・・・箱型脱臭ケース ２・・紫外線ランプ ３・・脱臭剤層 ４・・・吸気ファン ２０・・・吸気層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸着剤と光触媒とを含んでなることを特徴とする脱
   臭剤。 ２、吸着剤と、光触媒と、II＿ａ・III＿ａ・IV＿ａ・
   Ｖ＿ａ・VI＿ａ・VIII・ I ＿ｂ・II＿ｂ・III＿ｂ・I
   V＿ｂ族の少なくとも１種の元素を含有する第２成分と
   、を含んでなることを特徴とする脱臭剤。 ３、前記吸着剤が、活性炭・アルミナ・シリカの少なく
   とも１種であり、前記光触媒が、ＴｉＯ＿２・ＳｎＯ＿
   ２・ＺｎＯの少なくとも１種であり、前記第２成分は、
   Ｃｕ・Ｚｎ・Ｌａ・Ｍｏ・Ｖ・Ｓｒ・Ａｇ・Ｂａ・Ｃｅ
   ・Ｓｎ・Ｆｅ・Ｗ・Ｐｔ・Ｐｄ・Ｍｇ・Ａｌの少なくと
   も１種を含有するものであることを特徴とする請求項１
   または２記載の脱臭剤。 ４、前記光触媒が５〜５０重量％含有されてなることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脱臭剤。 ５、前記第２成分が、０．５〜４０重量％含有されてな
   ることを特徴とする請求項２または３記載の脱臭剤。 ６、多孔状に形成されてなることを特徴とする請求項１
   〜５のいがれかに記載の脱臭剤。７、混合物を焼結して
   多孔状に形成することを特徴とする請求項１〜６のいが
   れかに記載の脱臭剤の製造方法。 ８、請求項１〜６のいがれかに記載の脱臭剤に紫外線を
   照射することを特徴とする脱臭方法。 ９、空気循環経路に設けられた紫外線照射手段の周囲に
   、請求項１〜６のいがれかに記載の脱臭剤が配置されて
   なることを特徴とする脱臭装置。 １０、紫外線照射手段が空気循環経路に設けられてなり
   、かつ該空気循環経路の上流側に請求項１〜６のいがれ
   かに記載の脱臭剤が配置され、下流側に吸着剤が配置さ
   れたことを特徴とする脱臭装置。 １１、請求項１０または１１記載の脱臭装置を備えた冷
   蔵庫、空気調整器等の冷凍サイクル装置。