JPH0687890B2 - 殺菌・脱臭装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、オゾンを有効に利用し、悪臭物質や浮遊菌を
含む空気を効率よく洗浄化するための殺菌・脱臭装置に
関する。

従来技術及びその課題 室内の空気の集塵，脱臭，殺菌等の清浄化を目的とした
装置の性能には、処理効率とともに処理空気量の大きい
ことが要求される。処理空気量が大きいほど室内空気の
攪拌が充分に行われ、室内全体の清浄化をより短時間内
に行うことができる。しかし、高効率であっても、その
清浄装置が装置自体のもつ空気処理量を越える容積の部
屋に置かれた場合、空気の攪拌が充分に行われず、部屋
全体の清浄化に長時間を要することになる。

近年、オゾンを利用した空気殺菌装置や、脱臭装置が数
多く提案されている。ところが、オゾンは人体に対して
有害であることから、各装置には、処理空気を排出する
前にオゾン除去手段が設置されなければならない。従来
の装置では、活性炭層や触媒層を空気流通路に設置する
ことによりオゾン除去を行っているが、これらオゾン処
理層の圧損が大きく次の様な問題点があった。

（１）室内空気が攪拌されないので、集塵、脱臭，殺菌
効果が装置近傍のみに集中する。そのため、容量の大き
な部屋に使用するには不向きである。

（２）使用するファンの種類が限定され、例えば低騒音
で風量の多いクロスフローファンが使用できない。

（３）オゾン処理層の厚さを薄くするなどして圧損を減
少させると、オゾン除去が不完全となる。

（４）したがって、オゾン除去が完全に行い、処理空気
量を増加させるためには、装置自体の大型化避けられな
い。

課題を解決するための手段 本発明は、分割された空気流通路を有する箱体に一方か
ら他方に空気流を生ぜじめる手段を有し、前記空気流通
路の一方はオゾン発生手段と通気性オゾン分解用触媒層
を有し、前記空気流通路の他方は空気が単に通過するよ
うにした殺菌・脱臭装置により、前記課題を解決した。

作用 クロスフローファン等の空気流を生ぜしめる手段によっ
て装置内に導入された空気、即ち浮遊菌や悪臭物質を含
む被処理空気は、オゾン発生手段と通気性オゾン分解用
触媒層が設けられた一方の通路と、空気が単に通過する
だけの他方の通路とに分流する。

一方の通路では、オゾン発生手段によって空気中の酸素
からオゾンが発生してオゾン雰囲気となる。そして、こ
のオゾンが空気中に含まれる悪臭物質を一部分解する。
オゾン発生手段が有効主波長185nmの紫外線を照射する
紫外線灯である場合、オゾンは次式により生成する。

O₂＋ｈυ_１→Ｏ＋Ｏ O₂＋Ｏ＋Ｍ→O₃＋Ｍ （II） （ＭはO₂，N₂等の第３物質） また、同時に紫外線による殺菌が行われる。

オゾン雰囲気となった被処理空気は、ついで、オゾン分
解用触媒層へ導入され、オゾンは次式に従って強制分解
される。

O₃＋Ｔ→O₂＋Ｏ＋Ｔ （III） （Ｔは触媒） Ｏは酸化力の極めて強い、いわゆる発生期の酸素であっ
て、被処理空気中に含まれる浮遊菌を殺菌するととも
に、悪臭物質を強制分解する。

次いで、触媒層を通過した殺菌・脱臭済の処理空気と、
他方の通路を単に通過しただけの空気は合流し、装置外
に排出される。

この空気流合流点に、空気中の浮遊菌を殺菌する紫外線
灯を設けてもよい。これが、主として254nmの波長の紫
外線を照射する紫外線灯であれば、次式によりオゾンを
分解することができる。

O₃＋ｈυ_２→O₂＋Ｏ （IV） 殺菌用紫外線灯は、被処理空気全体を照射して殺菌する
とともに、オゾンが分解されずに装置外へ流出すること
をも防止する。

大部分の空気は圧損の関係上、バイパスとなる他方の通
路を通過して装置外に排出されるため、装置が設置され
た室内空気の攪拌が促進され、処理空気量が増加する。

室内の容量に合わせてバイバス通路の流量を調節するた
めに、少なくとも一方の空気流通路に、空気流量調節手
段を設けてもよい。この空気流量調節手段を間欠的に作
動させれば、両通路を通過する空気量が一定時間おきに
変わり、バイパス通路を通過する空気によって室内空気
の攪拌に加え、部屋全体としての殺菌・脱臭等の処理効
率も向上する。

また、オゾン発生用紫外線灯を、空気流通路の入口近
傍、即ち分流地点まで移動可能に設置すれば、処理空気
中にオゾンを含ませることができる。オゾンは人体に有
毒であるが、このようにすれば、夜間或いは人の出入り
の少ない場所に利用し、室内全体をオゾン殺菌すること
ができる。その後、オゾン発生用紫外線灯を通常の位置
（オゾン分解用触媒層の空気流手前）に戻して装置を運
転すれば、オゾンを次第に除去することができる。

実施例 第１図は、本発明の殺菌・脱臭装置10の一実施例の内部
構造を示す断面図、第２図は一部を切欠いた正面図であ
る。

殺菌・脱臭装置10は、吸引口12及び吹出口14を設けた箱
体16内に、２つの空気流通路22,24、及びこの両通路に
空気流を生ぜしめるファン18を有する。吸引口12には、
比較的大きな塵埃等を捕集する手段であるプレフィルタ
ー13が設置され、空気はこのプレフィルター13通過後、
隔壁20によって両通路22,24に分流される。

前記プレフィルター13は、例えば比較的粗目の網目体等
からなり、空気中の糸屑や羽毛片等の比較的粗大な塵を
捕集することを目的とするものである。

空気が通過するだけのバイパス通路24の入口には、流入
空気量調節手段26が設置されており、この流量調節手段
26の開閉状態により装置全体の処理空気量及び殺菌・脱
臭通路22とバイパス通路24の流量比を調整することがで
きる。

バイパス通路24と平行に設けられた殺菌・脱臭通路22に
は、空気流に沿って、空気中の酸素からオゾンを生成す
るための、主として有効波長185nmの紫外線を照射する
紫外線灯30（以下、オゾン発生用紫外線灯）と、オゾン
分解用触媒層34が順次設置されている。符号32は紫外線
灯安定器である。

オゾン分解用触媒層34はオゾン分解性能を具えた触媒を
通気性構造体36に収納したもので、例えば通気性のケー
シングに粒状のオゾン分解用触媒を詰めたもの、また
は、通気性を有する立体構造に焼成されたオゾン分解用
触媒を詰めたもの等が使用できる。

オゾン分解用触媒としては、例えば、酸化ニッケル、銅
酸化物等の遷移金属酸化物、白金等の貴金属、もしくは
これらの混合物が適当である。

オゾン発生用紫外線灯30は、図示しない移動手段によ
り、分流地点近傍まで移動可能になっている。

オゾン発生手段としては、他の沿面放電等の放電を利用
してオゾンを発生させる手段がある。

ファン18は、吸引口12から吹出口14への空気流を生ぜし
める手段であれば設置場所・形状は限定されないが、比
較的コンパクトな形状で低騒音・大風量の得られるクロ
スフローファンが望ましい。

また、殺菌・脱臭通路22とバイパス通路24の合流点から
ファン18との間に、触媒層34の上部へ紫外線を照射でき
る位置に殺菌用紫外線灯38（有効主波長254nmの紫外
線）が設置されている。

なお、装置10の外観は第４図に示されているとおりであ
る。

オゾン発生用紫外線灯30と殺菌用紫外線灯38を点灯さ
せ、ファン18の駆動により、装置外部よりプレフィルタ
ー13を通じ被処理空気を箱体16内へ吸引する。装置10内
へ吸引された被処理空気は殺菌・脱臭装置22を通過する
ものと、バイパス通路24を通過するものに分流する。こ
の際、殺菌・脱臭通路22の流量は、バイパス通路24側に
設置された流量調節手段26によって調整が可能である。
なお、流量調節手段26は通路22側に設けてもよい。

第５図のように、流量調節手段26が閉じている場合、被
処理空気の全ては殺菌・脱臭通路22を通過する。殺菌・
脱臭通路22にはオゾン分解用触媒層34が設置されている
ため、圧損が最大の状態であり、処理空気量は最小であ
る。

殺菌・脱臭通路22を通過する被処理空気は、まずオゾン
発生用紫外線灯30（有効波長185nm）の放射する紫外線
により、空気中の浮遊菌の第１次の殺菌が行われる。こ
れと同時に紫外線灯近傍において空気中の酸素分子より
前記（Ｉ），（II）式に従いオゾンが生成される。オゾ
ンは強い酸化力を有しており、悪臭物質の一部を分解す
る。

次いで、オゾンは、前記（III）式に従って触媒層34に
より、又前記（IV）式に従って波長254nmの紫外線を照
射する殺菌用紫外線灯38によりそれぞれ酸素（Ｏ）に分
解される。この時に生じるさらに強い酸化力を有する酸
素原子（発生期の酸素）によって、これらが浮遊菌や悪
臭物質と交じり合う際に第２次の殺菌並びに悪臭物質・
有害成分の酸化分解が行われる。なお、殺菌用紫外線灯
38は、残留するオゾンがある場合にのみ、オゾンを分解
する。

人体に無害となった処理済み空気は、ファン18によって
吹出口14より装置10外へ排出される。

次に、流量調節手段26が全開の場合（第１図）、殺菌・
脱臭通路22とバイパス通路24に圧損の差があるため、装
置10内に吸引された被処理空気の大部分はバイパス通路
24を通過する。この場合、流量調節手段26が閉じている
場合と比較して装置全体の処理空気量は著しく増加す
る。

バイパス通路24を通過した空気は、合流地点に設置され
ている殺菌用紫外線灯38が照射する紫外線により殺菌さ
れる。また、被処理空気の一部は、前述のように殺菌・
脱臭通路22を通過してオゾンによる殺菌・脱臭処理が行
われる。

流量調節手段26を開いた場合は、閉じた場合と比較し
て、殺菌・脱臭効率は低下するが、処理空気量が増加す
るため、室内空気の攪拌が容易に行なえる。

流量調節手段26の停止位置を開状態と閉状態の間にする
ことにより、殺菌・脱臭通路22を通過する流量を調整す
ることができる。また、間欠的に開閉させてもよいし、
空気流量調節手段26の開閉状態を所望位置に設定すれ
ば、室内容積に合わせた処理も可能である。即ち、比較
的室内容積が小さい場合、閉状態のまま運転するか、ま
たは短時間開状態で運転することで、閉状態の高効率の
殺菌・脱臭処理を有効に利用した高効率の処理が行なえ
る。

一方、室内容積が比較的大きい場合は、開状態で運転す
る頻度を増すか、その運転時間を延長し、室内空気の攪
拌を充分に行う。この場合、殺菌・脱臭効率は低下する
が、室内空気の攪拌時間が短縮でき、結果的には室内全
体の処理時間を短縮できる。

また、オゾン発生用紫外線灯30の設置場所を移動可能な
構造にすると、排出空気中に意図的に一定量のオゾンを
含ませることができる。即ち、オゾン発生用紫外線灯30
を空気流通路22,24の入口近傍に移動させることによ
り、（第６図）、紫外線灯30近傍に発生したオゾンの一
部がバイパス通路24を通過して装置外へ排出される。こ
のオゾンの濃度は紫外線灯30の設置場所によって大まか
な設定が可能である。したがって人の出入りのない夜間
などには、室内全体をオゾン殺菌することができる。そ
の後、オゾン発生用紫外線灯30を元に位置に戻し、次第
にオゾンを除去する。

発明の効果 本発明は以上のような構成であるから、大きな処理空気
量によって室内空気を攪拌し、殺菌・脱臭処理時間の短
縮に有効である。また圧損が大きい場合には不向きなク
ロスフローファンが使用でき、コンパクトな装置で低騒
音運転が可能であるとともに、処理空気量の大きな殺菌
・脱臭装置を得ることができる。

そして、流量調節手段の開閉状態を調整することによ
り、殺菌・脱臭のための低流速と、室内空気攪拌用のた
めの大きな空気流量が得られる。また、流量調節手段の
切り換えを時間的に調整すれば、室内容積に合わせた処
理を行うことができ、処理時間を短縮することができ
る。もちろん、高効率の殺菌・脱臭処理も可能である。

さらに、オゾン発生用紫外線灯の設置場所を移動可能に
することによって、排出空気中に一定濃度のオゾンを混
入させることが可能となり、室内全体のオゾン殺菌も可
能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の殺菌・脱臭装置の実施例を示し、第１図
は流量調節手段が開状態の断面図、第２図は一部破断し
た正面図、第３図は一部破断した側面図、第４図は装置
全体の斜視図、第５図は流量調節手段が閉状態の断面
図、第６図は流量調節手段が開状態でなおかつオゾン発
生用紫外線灯が空気流通路の入口近傍に位置した状態の
断面図である。 10…殺菌・脱臭装置 16…箱体 18…ファン（空気流を生ぜしめる手段） 22…殺菌・脱臭通路（一方の空気流通路） 24…バイパス通路（他方の空気流通路） 26…流量調節手段 30…オゾン発生用紫外線灯（オゾン発生手段） 34…通気性オゾン分解用触媒層 38…殺菌用紫外線灯

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分割された空気流通路を有する箱体に一方
   から他方に空気流を生ぜしめる手段を有し、 前記空気流通路の一方はオゾン発生手段と通気性オゾン
   分解用触媒層を有し、 前記空気流通路の他方は空気が単に通過するようにした
   ことを特徴とする、 殺菌・脱臭装置。
2. 【請求項２】前記オゾン発生手段がオゾン発生用紫外線
   灯である、 請求項１の殺菌・脱臭装置。
3. 【請求項３】前記オゾン発生用紫外線灯が、両空気流通
   路の入口近傍まで移動可能となっていることを特徴とす
   る、 請求項２の殺菌・脱臭装置。
4. 【請求項４】少なくとも一方の空気流通路に、空気流量
   調節手段が設けられていることを特徴とする、 請求項1,2又は３の殺菌・脱臭装置。
5. 【請求項５】前記２つの空気流通路は合流部を有し、該
   合流部に殺菌用紫外線灯が設けられていることを特徴と
   する、 請求項1,2,3又は４の殺菌・脱臭装置。