JPH0434444B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は家庭やオフイス等で発生する臭気、た
とえばトイレのし尿臭、ペツトの臭い、たばこ
臭、調理臭、体臭などを浄化する空気清浄装置に
関するものである。 従来の技術 家庭やオフイスで発生するたばこ臭、トレイ
臭、ペツト臭、調理臭および体臭などの悪臭成分
はアンモニア、メチルアミン、トリメチルアミ
ン、インドール、スカトールなどの窒素化合物、
硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二
硫化メチルなどの硫黄化合物、アルデヒド類、ケ
トン類、アルコール類、脂肪酸、および芳香族化
合物など低沸点成分から高沸点成分まで多種多様
である。 従来の代表的な空気清浄装置は第３図に示すよ
うなものである。すなわち、２０はケーシングで
内部に送風機２６と脱臭剤層２５と集塵フイルタ
２４およびプレフイルタ２３を有する。そして、
ケーシング２０には集塵フイルタ２４の風上側に
吸込みグリル２２を設け、送風機２４の風下側に
吹出しグリル２１を設けている。 上記構成において脱臭剤としては一般に活性炭
を用いているため、前記悪臭成分のうち臭気の強
い成分の一つであるアンモニア、メチルアミンな
どの低沸点窒素化合物とホルマリン、アセトアル
デヒド、アクロレインなどの低沸点アルデヒド類
に対する脱臭性能が悪かつた。そこで薬品を活性
炭に添着した脱臭剤が用いられるようになつてき
た。 発明が解決しようとする問題点 しかし上記薬品添着炭においては、低級窒素化
合物および低級アルデヒド類は添着されている薬
品との反応で吸着し、高沸点化合物は活性炭自身
への物理吸着であるため、脱臭剤の寿命は数カ月
から半年と短かいものであり、頻繁に交換する手
間と費用が大変であるという欠点があつた。 本発明は上記従来の欠点を改良し、脱臭性能の
寿命を長くし、交換する手間と費用を軽減した空
気清浄装置を得ることを目的とするものである。 問題点を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明の空気清浄
装置は、送風機と、サブミクロンオーダの粉塵や
煙霧を捕集する集塵部と、活性炭層、およびチタ
ン微粒子からなる光触媒層および紫外線を発生す
る電灯とを有し、前記電灯は光触媒層に対向して
設け、また前記活性炭層は光触媒層および電灯の
風上側に設け、さらに前記集塵部は光触媒層およ
び電灯の風上側に設けたものである。 作 用 光触媒とは光のエネルギーを化学的なエネルギ
ーに変える仲立ちをし、そのもの自身はなんら変
化しない物質を指し、ほとんどの半導体がその作
用を持つている。半導体に光をあてると、価電子
帯の電子が光のエネルギーを得て飛び上がり、伝
導帯に移る。つまり伝導帯は電子によつて電気的
にマイナスになり、電子が抜けた価電子帯の穴は
プラスの電気を帯びた正孔になる。光のエネルギ
ーで二極分化したこれらの電気が、周囲の物質に
化学的な反応を起こさせる、というのが光触媒作
用である。 半導体としては一般に活性の高い微粒子のチタ
ニアを用いるのが良い。酸素存在下でチタニアに
約400nｍ以下の波長を持つ紫外光を照射すると、
有機物が酸化などによつて分解されることが知ら
れている。光触媒作用は有機物質全般に対して働
らく。 しかし、臭気の強い比較的極性が大きく、低沸
点のガス状物質に対する分解作用にくらべると、
粉塵や煙、極性の小さい物質や高沸点の物質に対
する作用は一般的に極めて遅い。 また、光触媒層は本来半永久的なものである
が、粉塵や煙、極性の小さい物質や高沸点の物質
が光触媒層に付着すると、これらが分解するまで
極性が大きく、低沸点の臭気の強い物質の分解も
遅くなり、脱臭作用が働らかなくなる。たとえ
ば、タバコの煙の臭いを分解しようとしても、た
ばこの煙には臭気物質以外に、ミスト状の煙粒子
や高沸点の物質も含まれており、これらが光触媒
層に付着するため、たばこの臭いの分解は非常に
遅くなる。 そこで本発明はサブミクロンオーダの大きさの
粉塵や煙を数ミクロンの極微細繊維でなるフアイ
バフイルタや、あるいは電気集塵などで集塵し、
極性の小さい物質や比較的高沸点の物質は活性炭
で物理的に吸着し、分解速度の大きい比較的極性
が大きく、低沸点の有機物のみを光触媒層で反応
させ、分解し無臭化するものである。また、光触
媒作用は、活性炭の吸着作用に比べ反応が遅い。
しかし、装置内に高濃度臭気が流入しても、手前
に設けた活性炭により濃度が下げられ光触媒は良
好な性能を維持できるとともに、活性炭が吸着し
た分質はフレツシユエアの流入や温度、湿度の変
化により脱着し、後方の光触媒作用により分解さ
れる。 ここで集塵部の集塵能力が劣化すると、粉塵や
煙や光触媒層に付着し脱臭能力に悪影響が出る。
したがつて、集塵能力が劣化したら、フアイバフ
イルタの場合は交換することによつて、電気集塵
の場合は集塵部分のみ洗浄し再使用するか、交換
することによつて空気清浄装置の脱臭能力は復活
する。なお、活性炭層の吸着力が弱くなると、光
触媒層で分解しにくい極性の小さい物質や高沸点
物質が光触媒層に付着し脱臭能力に悪影響がで
る。したがつて、この場合は活性炭層の吸着力が
弱くなつたら取り換えるか、または活性炭層をド
ライヤ等で加熱し、吸着した物質を放出させて再
度使用しても良い。ここで用いる活性炭としては
薬品添着炭を使つても良く、この場合は一層脱臭
能力の優れた空気清浄装置を得ることができる。 実施例 本発明のフアイバフイルタを用いた実施例を第
１図に電気集塵を用いた実施例を第２図に示す。 第１図の実施例においては、１はケーシングで
内部には風上側より順番に集塵部を構成するプレ
フイルタ２、同フアイバフイルタ３、活性炭層
４、表面に光触媒層５を塗布した反応部材６、光
触媒層５に対向して設けられた紫外線を出す電灯
７、紫外線を効率的に使用するように電灯７の下
側に設けた反射板８、さらに送風機９を有する。
そして、ケーシング１はさらにプレフイルタ２の
前方部分に、吸込みグリル１０を設け、送風機９
の上部に吹出しグリル１１を有する構成である。 前記プレフイレタ２はプラスチツク網の粗いも
ので、フアイバフイルタ３は直径5μｍ前後の繊
維の不織布を、ジヤバラ状に折りたたんだフイル
タである。そして両フイルタ２，３のうち少なく
ともフイルタ３は適宜取外して交換することがで
きるようになつている。 活性炭層４は、ヤジ殻活性炭で６メツシユ〜20
メツシユの破砕炭を、不織布又は金網又は樹脂ケ
ース等で成形された容器の内部にお互いの活性炭
が接触した状態で保有されて形成されているもの
である。これは活性炭繊維又はタブレツト状活性
炭又はハニカム活性炭でも良い。また活性炭の原
料はヤシ殻のかわりに、パーム、モミ殻、石炭で
も良い。これらの活性炭には薬品が添着してあつ
ても、またなくてもよい。反応部材６は光触媒層
５の面積を広くし、臭気との接触を良くするため
に、風の流れをさえぎるように、フイン６ａが立
てられている。光触媒層５は光電析法により白金
を担持したチタニアにより成つている。チタニア
は粒径0.01〜0.5μｍ程度のアナターゼ型のもので
ある。チタニアの結晶構造はルチル型でも良い。
チタニアの表面に担持する白金の量はチタニアに
対し約0.5重量％である。白金を担持したチタニ
アは水ガラスなどの接着剤によつて反応部材６の
表面に接着され、光触媒層５が形成されている。 電灯７としては、紫外線を含む光を照射しうる
ものであればよく、照射される紫外線としては遠
紫外線でも近紫外線でもよい。そのような電灯と
しては、たとえば螢光灯、超高圧水銀灯、キセノ
ン灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超低圧水銀灯な
どがある。これらの電灯は、単独で使用してもよ
く併用してもよい。また放電管内に水銀のほか、
第三成分を共存させて特定の波長分布性を有する
紫外線を放射するように改良された電灯を使用し
てもよい。 本発明における電灯７には遠近両紫外線を照射
するものを使用できるが、電力効率の点からみて
波長が200nｍ以上の近紫外線を照射するもの、
たとえば殺菌灯を使用するのが好ましい。ここで
は15Wの殺菌灯を使用する。 上記構成において送風機９を運転すると、粉塵
や煙あるいは悪臭を含んだ空気は吸込みグリル１
０から吸込まれて、まずプレフイルタ２で大きな
塵をとり、フアイバフイルタ３でサブミクロンオ
ーダの非常に細かい粉塵やタバコの煙などが捕集
される。次にフアイバフイルタ３で捕集されなか
つたガス状物質のうち、比較的極性が小さく沸点
の高い物質は活性炭層４で吸着される。たとえ
ば、酢酸、ブチルアルコール、トルエン、キシレ
ン、インドール、スカトールといつた高沸点化合
物は効率良く吸着される。硫化水素、メチルメル
カプタンなどの硫黄化合物は触媒活性の高い活性
炭を選べば効率良く分解できる。また、薬品添着
炭を使つてアンモニア、アミン類、アルデヒド類
を化学的に吸着すれば、光触媒層５への負荷が少
なくて済む。次に臭いの比較的強い、極性が大き
く低沸点の物質は、紫外線によつて励起された光
触媒層５で分解される。特にアンモニア、メチル
アミン、トリメチルアミン、硫化水素、メチルメ
ルカプタン、ホルマリン、アセトアルデヒドなど
の低沸点化合物で臭いの強い物質は分解されやす
く、無臭化されて吹出しグリル１１より出る。 第２図の実施例は集塵部の構成が第１図と異な
り集塵を電気的に行なうものである。電気集塵部
は放電線１３と平行平板電極１２と、それに対向
して設けられた静電集塵フイルタ１４より成る。
また活性炭層４が接地電極を兼ねる。放電線１３
と平行平板電極１２および活性炭層４の間には直
流高圧電源１５が接続される。放電線１３から平
行平板電極１２へのコロナ放電により粉塵粒子は
に荷電される。次に活性炭層４の電界により静
電集塵フイルタ１４は分極を生じるため、荷電さ
れた粉塵粒子は分極された双極子に捕集される。
静電集塵フイルタ１４にポリプロピレンの不織布
などの誘電材からなるものであり適宜取外して
洗浄したり交換することができるようになつてい
る。 この様にして得られた空気清浄装置の効果の一
例を第３図に示す様な従来の空気清浄装置と比較
して下の表に示す。従来例に用いた脱臭剤層とし
てはアニリンを添着した活性炭、リンゴ酸と鉄塩
を添着した活性炭及び一般の活性炭を等重量比で
混合したものを用いた。また空気清浄装置の送風
機９の風量はいずれも1.0m³／分とした。

【表】 上記した表で明らかな様に実施例の空気清浄装
置の脱臭性能は、新しい状態では従来の薬品添着
活性炭方式のものに対して優立ではないが、寿命
特性においては約３倍も優れている。これは臭気
強度の強い物質は光触媒作用によつて分解され、
光触媒作用の働きにくい物質は集塵部および活性
炭層で処理されるためである。 発明の効果 このように本発明の空気清浄装置は従来に比し
て約３倍も寿命が長いので、メンテナンスの手間
を大幅に軽減できる。また、光触媒と活性炭を併
用することにより、装置内に高濃度臭気が流入し
た場合には、手前に設けた活性炭の吸着作用によ
り濃度が下げられ光触媒は良好な性能を維持で
き、一方活性炭から脱着した分質は光触媒作用に
より分解されることとなり光触媒と活性炭は互い
に補い合う働きをすることができるものである。
本発明の空気清浄装置の脱臭性能の低下は、集塵
部の集塵効率の低下や活性炭の吸着力低下によ
り、粉塵や煙および吸着されない極性の小さい物
質、あるいは高沸点物質が光触媒層に付着しはじ
めるためであり、実施例のようにフアイバフイル
タや活性炭層を交換することによつて光触媒層の
寿命はさらに延びる。また、電気集塵方式の場合
は静電集塵フイルタを洗浄し再使用することがで
き、経費も大幅に節減できる。さらに活性炭層も
薬品無添着炭を使用した場合は、ドライヤなどで
吸着されている物質を放出させることによつて再
使用することもできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の空気清浄装
置の各実施例を示す断面図、第３図は従来の空気
清浄装置の断面図である。 ３……フアイバフイルタ、４……活性炭層、５
……光触媒層、７……電灯、９，２６……送風
機、１４……静電集塵フイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送風機と、サブミクロンオーダの粉塵や煙霧
   を捕集する集塵部と、活性炭層とチタニア微粒子
   からなる光触媒層および紫外線を発生する電灯と
   を有し、前記電灯は光触媒層に対向して設け、前
   記活性炭層は光触媒層および電灯の風上側に設け
   さらに前記集塵部は活性炭層の風上側に設けてな
   る空気清浄装置。 ２ 集塵部を構成するフイルタを取外し自在とし
   た特許請求の範囲第１項記載の空気清浄装置。 ３ 活性炭層を取外し自在とした特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の空気清浄装置。