JPH04300556A

JPH04300556A - 脱臭装置

Info

Publication number: JPH04300556A
Application number: JP3065000A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Ohara; 光弘大原; Kenichi Kaneko; 健一金子
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1992-10-23

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、臭気を効率的に除去で
きる脱臭装置に関する。この脱臭装置はトイレ、ゴミ処
理場、オフィス、調理場などに利用できる。

【０００２】

【従来の技術】空気中には種々の臭いがある。例えばト
イレ中には、糞尿から発生するアンモニア、硫化水素、
アミン類、メルカプタン類、アルデヒド類、インド−ル
類、炭化水素類等の悪臭成分が含まれており、これらの
多種多様な成分が複雑かつ相互に作用しあって特異な臭
気を形成している。

【０００３】従来、このようなトイレ中の臭気を除去す
る方法として、次のような手段が提案されている。（１）活性炭、シリカゲル等による臭気の吸着。（２）トイレ内の空気の換気。（３）芳香剤によるマスキング。（４）有機物を腐敗させるバクテリアを殺し、腐敗を防
止する（生物的消臭）。（５）中和、付加、縮合、酸化等の化学反応による消臭
（例えば、鉱酸や有機酸を用いてアンモニア、アミン類
を中和する。オゾンにより臭気を酸化する。）また、上
記方法を２種類以上組み合わせて対処している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
手段では必ずしも充分ではない。そこで本出願人は、光
触媒及び光触媒に光を照射する光照射手段を用いる脱臭
手段を開発した。また特開平１−２３８８６７号公報に
開示されている光触媒による脱臭方法も開示されている
。なお光触媒による脱臭理論は現在必ずしもあきらかで
はないが、光照射により光触媒を活性化し、悪臭成分を
効果的に分解して脱臭効果があることが実験で確認され
ている。

【０００５】本発明はかかる光触媒による脱臭手段を更
に改良したものであり、臭気を効率的に除去して、快適
な空間を形成することができ、しかも光照射手段の長寿
命化に有利な脱臭装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の脱臭装置は、空
気中の臭気成分を吸着または分解除去する光触媒と、光
触媒に光を照射し脱臭を促す光照射手段と、空気を記光
触媒に接触させる空気接触手段と、光照射手段を所定時
間間隔で断続的に照射させる制御手段とからなることを
特徴とするものである。

【０００７】本発明の脱臭装置は、トイレの大便器、小
便器、あるいはトイレ全体、ゴミ処理場、その他の雰囲
気の臭気を対象とする。光触媒は、トイレなどの空気と
接触すると共に光を照射されることにより空気中の悪臭
成分を光化学的に分解除去するものである。光触媒とし
ては、光照射によって触媒反応を促進させるものであれ
ばどのようなものでもよく、その種類は限定されない。例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２　）、酸化鉄（Ｆｅ２　
Ｏ３　）、酸化タングステン（ＷＯ３　）、酸化スズ（
ＳｎＯ２　）、酸化ビスマス（Ｂｉ２　Ｏ３　）、酸化
ニッケル（ＮｉＯ）、酸化銅（Ｃｕ２　Ｏ）、酸化亜鉛
（ＺｎＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｉＴｉＯ３　
）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２　）、硫化モリブデン（Ｍｏ
Ｓ２　）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、リン化ガリウ
ム（ＧａＰ）、鉛化インジウム（ＩｎＰｂ）等の半導体
、あるいは該半導体に白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）
、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、マ
ンガン（Ｍｎ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）
等の金属または金属酸化物を担持したもの等が挙げられ
、これらのうちの少なくとも１種を使用する。

【０００８】ところで、光触媒として酸化チタンと酸化
タングステンの混合金属酸化物を用いたときには、最大
波長が３７０ｎｍ以下（エネルギ３．３５ｅＶ以上）の
紫外線を照射すると、酸素の共存下でアンモンア、アミ
ン類の窒素化合物、硫化水素、メルカプタン類の硫黄化
合物、アルデヒド類、ケトン類、アルコール類、脂肪酸
及び芳香族化合物などの悪臭の原因成分を酸化物などに
効率良く分解し悪臭除去できることが実験的に確認され
ている。酸化チタンと酸化タングステンの混合金属酸化
物による除臭の原理は、必ずしも明らかではないが、酸
化チタンと酸化タングステンのｎ型半導体の価電子帯の
電子が紫外線を吸収して伝導帯に励起され、そこで生じ
た価電子帯の正孔は触媒表面にある水酸基と反応し、伝
導帯に励起された電子は酸素と反応して活性の高いＯＨ
ラジアル、Ｏラジアルなどが発生し、これが悪臭成分を
酸化分解するものと推察されている。

【０００９】上記光触媒は、そのままで使用してもよく
、さらに担体に担持して使用してもよい。担体としては
、コ−ジェライト、アルミナ、活性炭、活性炭素繊維、
ゼオライト等のセラミック多孔体、ステンレス、銅等の
金属網、ナイロンメッシュ等の化学繊維布、アルミニウ
ム、ステンレス等の鋼板等をハニカム状、発泡体状、板
状、網状、クロス状、ペレット状、粉末状等の形状とし
たものが挙げられる。

【００１０】光触媒は、上記空気接触手段により効率よ
く空気と接触する位置に配置するのがよい。例えば、ト
イレ室内の空気を導くダクトを配設し、このダクト中に
配設される空気接触手段の風上、あるいは風下に光触媒
を配設することができる。これにより、空気接触手段に
よって吸引された空気を、光触媒上に効率よく接触させ
ることができる。

【００１１】光照射手段は、光触媒に光を照射して光触
媒を活性化するものである。照射する光のエネルギ−と
しては、光触媒を励起させて臭気中の悪臭成分を分解す
るのに対応した波長を有するエネルギ−であって、可視
波長ないし紫外波長の領域のものが望ましい。更に望ま
しくは、波長が１５０〜４５０ｎｍの範囲、出力が４〜
１００Ｗの範囲の光を照射するものがよい。上記範囲の
ものであれば、光触媒は高活性化し、トイレ中のアンモ
ニア、メルカプタン類等の悪臭成分を高効率で浄化する
ことができる。

【００１２】本発明ではエネルギ−源としては、水銀灯
、キセノン灯、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ
、蛍光ランプ等のフィラメントランプ、レ−ザ−光線等
の人工光源等が挙げられる。空気接触手段は、トイレ室
内の空気を吸引し、光触媒に接触させるものである。空気接触手段は、ファンモータと、ファンモータで駆動
されるファン羽根とで形成できる。

【００１３】ところで本発明では、更にタイミングよく
脱臭するために、トイレなどの使用を検知し、使用中の
み光照射手段が稼働する様にできる。これを実現する手
段としては、便器などの使用を検知する使用検知手段を
設けるのが好ましい。使用検知手段は、人がトイレなど
を使用している状態を検知するものであり、使用開始及
び使用終了を検知する。該使用検知手段としては、以下
のようなものが挙げられる。洋式大便器においては、大
便あるいは女子小便の場合、便座の回転軸に設置され、
閉じた便座に人が座ったときの荷重を検知する着座セン
サ−、あるいは上記荷重によりマイクロスイッチを押す
機構がある。あるいは便座のゴム脚部に圧力センサ−を
設置してもよい。また、便座に人が座ることにより赤外
線を遮断または反射して人の着座を検知する赤外線セン
サ−がある。また、洋式大便器における男子小便の場合
、あるいは洋式小便器の場合、便器の上部に設置され、
便座の前に人が立ったことを赤外線を遮断または反射し
て人の存在を検知する赤外線センサ−がある。また、超
音波により上記と同様にして検知する超音波センサ−も
使用できる。また、和式大便器あるいは小便器の場合、
便座の前または上に人が立ったことを赤外線または超音
波を遮断または反射して人の存在ぬ検知する赤外線セン
サ−あるいは超音波センサ−がある。また、トイレ全体
に装置を設置してトイレ全体中の臭気を除去する場合、
トイレの入口に人が入ったことを赤外線または超音波を
遮断または反射して人の存在を検知する赤外線センサ−
あるいは超音波センサ−がある。

【００１４】制御手段は、光照射手段を制御するもので
あり、光照射手段を所定時間間隔で断続的に照射させる
ものである。制御手段は、第１基準時間間隔（例えば３
時間〜１０時間）で光照射手段を第１照射時間（例えば
４分間〜１５分間）ぶん照射する第１制御手段と、第１
基準時間間隔よりも長い第２基準時間間隔（例えば１日
〜７日）で光照射手段を第２照射時間（例えば３０分間
〜８０分間）ぶん照射する第２制御手段とで構成できる
。第１照射時間、第２照射時間、第１基準時間間隔、第
２基準時間間隔は、所望の時間に設定できる。なお制御
手段はＣＰＵを利用してプログラムに従ってソフト的に
構成できる。

【００１５】ところで制御手段が空気接触手段の駆動を
制御する場合、使用検知手段で検知した便器などの使用
開始を検知した信号は制御手段に送られ、制御手段は予
め設定されたプログラムに従って空気接触手段及び光照
射手段を作動させることもできる。また、使用検知手段
により使用終了が検知されると、使用検知手段より使用
終了を知らせる信号が制御手段に送られ、制御手段は設
定されたプログラムに従って空気接触手段及び光照射手
段の作動を停止させる様にもできる。

【００１６】制御手段、空気接触手段、光触媒、及び光
照射手段は、ハウジング例えば便器後部に設けられるハ
ウジング内に配設することもできる。人体局部洗浄装置
や暖房便座装置等が取りつけられている便座においては
、これらの装置を有するハウジング内に内蔵させてもよ
い。また、上記使用検知状態等を有するハウジングは、
トイレ室内の壁面に吊り掛けたり、床面に設置したりす
ることもできる。

【００１７】ここで、図４の特性線Ｈ１に示す様に光触
媒に吸着している悪臭成分吸着量Ｉが増加すると、光触
媒の吸着能力Ｃは低下する傾向にある。従って図５の特
性線Ｈ２に示す様に、使用時間Ｔが長くなると、光触媒
の吸着能力Ｃは低下する。また、図６の特性線Ｈ３に示
す様に示す様に、紫外線ランプを点灯して紫外線の照射
で光触媒の活性化を図りながら使用すると、光触媒の吸
着能力は基本的には低下せず、長期間にわたり良好な悪
臭除去が期待できる。しかし紫外線ランプの寿命は２０
０時間程度と比較的短いために、連続照射すると、紫外
線ランプの交換を早く行う必要がある。また図７の特性
線Ｈ４に示す様に、光照射手段を短時間例えば１０分間
でも照射すると、光触媒の吸着能力の復帰率は８０〜９
０％程度となる。

【００１８】そこで本発明では制御部が光照射手段を所
定時間間隔で断続的に短時間照射するので、光触媒によ
り脱臭しつつ、光照射手段の長寿命化が図られる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。（構成）図１に示す様に、この脱臭装置は、ハウジング
１と、第１光触媒２と、第２光触媒３と、光照射手段と
しての紫外線ランプ４と、空気接触手段としてのファン
５と、制御部６と、切替スイッチ７とを具備する。

【００２０】ハウジング１の側面壁１０には吸気口１１
が形成され、側面壁１２には排気口１３が形成されてい
る。吸気口１１と排気口１３との間は通路１４とされて
いる。第１光触媒２はハウジング１の通路１４において
吸気口１１側に第１保持部１５を介して保持されている
。第２光触媒３はハウジング１の通路１４において排気
口１３側に第２保持部１６を介して保持されている。第２光触媒３は第１触媒２にて吸着されなかった悪臭ガ
ス成分を吸着するものである。第１触媒２および第２光
触媒３は具体的には平均粒径０．０１〜５００μｍのチ
タニヤ（ＴｉＯ２　）粉末とチタニヤゾルとを含む水溶
液に、担体としてのコージェライトハニカムを浸責し、
その後、乾燥処理、加熱処理して形成したものである。コージェライトハニカムは、形状が略直方体であり、ハ
ニカム孔は１５０個／ｉｎｃｈ２　〜３００個／ｉｎｃ
ｈ２　である。チタニヤ粉末はハニカムの容積１リット
ルあたり８４ｇコートされている。

【００２１】紫外線ランプ４は、制御基板１７にランプ
保持部４０を介して縦形に保持されている。紫外線ラン
プ４は、殺菌線出力１０Ｗ、波長２４０〜２６０ｎｍ、
主波長２５４ｎｍのものを用いた。ハウジング１の室内
１ａには安定器４２が設けられている。安定器４２は紫
外線ランプ４の点灯初期における過渡現象を抑制するも
のである。なお紫外線ランプ４と第１光触媒２との距離
は５〜２０ｍｍ程度である。また紫外線ランプ４と第２
光触媒３との距離は５〜２０ｍｍ程度である。

【００２２】ファン５はハウジング１の通路１４におい
て吸気口１１に対面して第１保持部１５を介して保持さ
れており、ファン羽根と、ファン羽根を回転させるファ
ンモータ５２とで形成されている。なおファン５の風量
は０．１〜２ｍ３　／分である。切替スイッチ７はハウ
ジング１の側面壁に装備されており、パワー脱臭処理と
通常脱臭処理とを切り替えるスイッチである。ハウジン
グ１にはパワー脱臭処理の状態を示すＬＥＤ７ｄ、通常
脱臭処理の状態を示すＬＥＤ７ｅが装備されている。

【００２３】制御部６はＣＰＵを主体として構成されて
おり、入力インタフェース及び出力インタフェースをも
つ。図９に示す様に制御部６には切替スイッチ７、紫外
線ランプ４、ファンモータ５２が接続されている。（作用効果）さて本実施例では、ファンモータ５２が駆
動するとファン５のファン羽根が回転し、悪臭を含んだ
ハウジング１外の空気は吸気口１１から矢印Ａ１方向に
そって通路１４に吸い込まれる。これにより、空気中の
悪臭成分が第１光触媒２に吸着する。また第１光触媒２
に吸着しなかった悪臭成分は第２光触媒３に吸着する。そして、制御部６は所定時期に紫外線ランプ４を１０分
間の間作動させて照射させる。これにより第１光触媒２
、第２光触媒３は活性化されるとともに、第１光触媒２
、第２光触媒３に吸着されていた悪臭成分は分解されて
取り除かれる。図２に紫外線ランプ４の作動状況を示す
。図２に示す様に紫外線ランプ４を１０分間の間照射さ
せたら、５時間非照射状態とする。これを繰り返す。紫外線ランプ４が非照射状態のときでも、ファンモータ
５２を連続的に回転させておき、ハウジング１外の悪臭
成分を第１光触媒２、第２光触媒３に吸着されておく。これにより本実施例では脱臭効果を効果的に図りつつ、
本来的には寿命の短い特性をもつ紫外線ランプ４の寿命
を確保できる。

【００２４】また本実施例では紫外線ランプ４の１０分
間照射、５時間非照射を繰り返していると、図３の特性
線Ｈ６に示す様に第１光触媒２、第２光触媒３の復帰率
は復帰率Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の様に次第に低
下し、そのため第１光触媒２、第２光触媒３の悪臭除去
機能が低下してくる。この点本実施例では図３における
特性線Ｈ６のＰ７に示す様に３日間経過したら、制御部
６は紫外線ランプ４を１時間の間作動させて連続照射さ
せ、これにより第１光触媒２、第２光触媒３を再生させ
る再生処理を行う。これにより第１光触媒２、第２光触
媒３の復帰率を高める。これにより第１光触媒２、第２
光触媒３は効果的に再生される。本実施例ではかかる操
作が順に行われる。なお図３において、基準線Ｙは実用
上必要な触媒２、３の吸着能力値を示す。

【００２５】更に本実施例では切替スイッチ７がパワー
脱臭側に操作されると、切替スイッチ７がパワー脱臭側
に切り変えられている間は、制御部６はファンモー５２
を連続的に駆動させるとともに紫外線ランプ４を連続的
に作動させて紫外線の連続照射を行うので、空気中の悪
臭は迅速に取り除かれる。このように本実施例では状況
に応じて紫外線ランプ４を照射させることができ、その
使用価値を高め得る。

【００２６】なお上記した実施例における照射時間、非
照射時間、再生間隔はそれぞれ１０分、１時間、３日と
しているが、これに限られるものではない。（適用例）図８に適用例を示す。この適用例は便器に適
用した例である。図８に示す様に、便器１００、便座１
０１、便蓋１０２が配設されており、更に便器１００の
後方にはハウジング１が装備されている。ハウジング１
には光触媒２、紫外線ランプ４、ファン５が内設されて
いる。（制御）本実施例の制御部６のＣＰＵが実行するメイン
ルーチンを図１０に示す。図１０に示す様に電源等の投
入によりステップＳ１００で各種レジスタ、フラグなど
を初期状態に設定する。ステップＳ２００でファンモー
タ５２をオンする。ステップＳ３００で切替スイッチ検
出サブルーチンを実行し、ステップＳ６００で紫外線ラ
ンプを１０分間照射する照射サブルーチンを実行し、ス
テップＳ７００で紫外線ランプを５時間非照射にする非
照射サブルーチンを実行し、ステップＳ８００で再生処
理サブルーチンを実行し、ステップＳ９００でその他の
サブルーチンを実行し、ステップＳ１０００で、１ルー
チンの時間を一定にする内部タイマの終了を待ってステ
ップＳ２００に戻る。

【００２７】図１１は通常脱臭処理かパワー脱臭処理の
状態かを判定する切替スイッチ検出サブルーチンを示す
。このサブルーチンでは、図１１に示す様に、ステップ
Ｓ３０２で切替スイッチ７の状態を読む。ステップＳ３
０４で切替スイッチ７が通常脱臭処理かパワー脱臭処理
の状態かを判定する。切替スイッチ７が通常脱臭処理の
状態であれば、ステップＳ３０６でＳＷフラグを１にし
、メインルーチンにリターンする。ステップＳ３０４で
の判定の結果、パワー脱臭処理の状態であれば、ステッ
プＳ３１０でＳＷフラグを０にし、ステップＳ３１２で
紫外線ランプ４をオンにし、メインルーチンにリターン
する。ここで、ＳＷフラグが１のとき通常脱臭処理を意
味し、ＳＷフラグが０のときパワー脱臭処理を意味する
。

【００２８】図１２は紫外線ランプ４を１０分間照射す
る照射サブルーチンを示す。このサブルーチンでは、図
１２に示す様に、ステップＳ６０２でＳＷフラグが１か
どうか判定し、１であれば、通常脱臭処理であるため、
ステップＳ６０４で再生フラグが０かどうか判定し、０
であれば、ステップＳ６０６で照射フラグが１かどうか
判定し、１であれば、ステップＳ６０８で紫外線ランプ
４をオンし、ステップＳ６１０でタイマＶをインクリメ
ントする。ステップＳ６１２でタイマＶが１０分間を越
えていれば、照射時間が経過したとみなし、ステップＳ
６１４で紫外線ランプ４をオフにし、ステップＳ６１６
でタイマＶをクリヤし、照射フラグを０にし、メインル
ーチンにリターンする。なおステップＳ６０６での判定
の結果、照射フラグが０であれば、非照射域のため、ス
テップＳ６３０Ｗで紫外線ランプ４をオフにし、そのま
まメインルーチンにリターンする。

【００２９】図１３は紫外線ランプ４を５時間非照射に
する非照射サブルーチンを示す。このサブルーチンでは
、図１３に示す様に、ステップＳ７０２で再生フラグが
０かどうか判定し、０であれば、非照射域のため、ステ
ップＳ７０４でタイマＲをインクリメントし、ステップ
Ｓ７０６でタイマＲが５時間経過したかを判定し、経過
しておればタイマＲをクリヤし、ステップＳ７１０で照
射フラグを１にし、メインルーチンにリターンする。ステップＳ７０６での判定の結果、５時間経過していな
ければ、そのままメインルーチンにリターンする。

【００３０】図１４は３日間ごとに紫外線ランプ４を１
時間照射して第１光触媒２及び第２光触媒３を再生する
再生処理サブルーチンを示す。このサブルーチンでは、
図１４に示す様に、ステップＳ８０２でタイマＬをイン
クリメントする。ステップＳ８０４で３日経過したか判
定し、３日経過しておれば、再生処理を実施すべく、ス
テップＳ８０６で再生フラグを１にする。更にステップ
Ｓ８０８で紫外線ランプ４をオンし、ステップＳ８１０
でタイマＳをインクリメントする。ステップＳ８１２で
タイマＳが１時間経過したか判定し、１時間経過してい
たら、ステップＳ８１４で紫外線ランプ４をオフにし、
ステップＳ８１６でタイマＳ、タイマＬをクリヤし、再
生処理が終了したので、ステップＳ８１８で再生フラグ
を０にする。なおステップＳ８０４での判定の結果、３
日経過していなければ、再生する必要がないので、再生
フラグを０にし、そのままメインルーチンにリターンす
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明の脱臭装置によれば、臭気を除去
できるとともに、光照射手段の長寿命化を図り得、光照
射手段の交換の頻度を軽減できる。更に本発明の脱臭装
置によれば、例えば２〜３日ごとに光触媒の再生処理を
行う場合には、その都度、光触媒の復帰率を高め得、光
照射手段の長寿命化を図りつつ効果的に脱臭できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】装置の断面図である。

【図２】紫外線ランプの作動状況を模式的に示すグラフ
である。

【図３】紫外線ランプの作動状況及び触媒の復帰状況を
模式的に示すグラフである。

【図４】悪臭成分吸着量と触媒の吸着能力との関係を模
式的に示すグラフである。

【図５】光照射しないときにおける使用時間と触媒の吸
着能力との関係を模式的に示すグラフである。

【図６】光照射したときにおける使用時間と触媒の吸着
能力との関係を模式的に示すグラフである。

【図７】照射時間と触媒の吸着能力との関係を模式的に
示すグラフである。

【図８】適用例を示す断面図である。

【図９】ブロック図である。

【図１０】制御部のＣＰＵが実行するメインルーチンの
フローチャートである。

【図１１】スイッチ検出サブルーチンのフローチャート
である。

【図１２】照射サブルーチンのフローチャートである。

【図１３】非照射サブルーチンのフローチャートである

【図１４】再生処理サブルーチンのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

図中、１はハウジング、２は第１光触媒、３は第２光触
媒、４は紫外線ランプ、５ファン、６は制御部を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気中の臭気成分を吸着または分解除去す
る光触媒と、該光触媒に光を照射して脱臭を促す光照射
手段と、該空気を上記光触媒に接触させる空気接触手段
と、該光照射手段を所定時間間隔で断続的に照射させる
制御手段とからなることを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記照射手段の照射時間
を一定期間に一度通常の照射時間よりも長く照射させる
ことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。