TW575460B

TW575460B - Discharge electrode and photocatalysis apparatus

Info

Publication number: TW575460B
Application number: TW91105053A
Authority: TW
Inventors: Noboru Segawa; Yutaka Uchida; Takeshi Imamura; Naohiko Shimura
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2004-02-11
Also published as: ATE443562T1; KR100522515B1; JP2002336654A; CN100448511C; DE60233771D1; US20020172628A1; CA2381331A1; US6866828B2; EP1258281A3; EP1258281B1; EP1258281A2; CN1386574A; CA2381331C; JP4371607B2; KR20020088349A

Description

575460 Μ _Β7 五、發明説明（彳）【發明所屬之技術領域】 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明，係關於一種具效果，且安定放電之立體形狀的放電電極，和利用來自該電極的放電光（紫外線）與光觸媒之間的關係’可有效且安定除去物質之光觸媒反應裝置。【習知技術】由於包含於大氣中之戴奧辛類或NO X等有害物質，及污水中的有害物質等環境污染所造成的社會問題爲眾所皆知之事實，而有效地去除這些有害物質之方法的硏究· 開發也很盛行。此外近年電冰箱內之腐敗氣體如乙烯氣體、被稱爲病屋（s i c· k h 〇 u s e )症候群原因之甲醛、甲苯、二甲苯、對二氯苯、室內或車內的香煙臭味等，密閉空間內的有害物質對策亦成爲問題。以往，作爲去除上述有害物質手法之一例，已知係使用放電之放電處理裝置，或使用光觸媒之光觸媒反應裝置〇經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第1 5圖係顯示習知之光觸媒反應裝置之一例。該光觸媒反應裝置1 0 1 ，如第1 5圖所顯示係收藏於框體1 0 2內，具備載負氧化鈦之光觸媒1 0 3 ，和夾持該光觸媒並相對配置之一對薄膜狀電極1 0 4，和於電極1 0 4施加高電壓之高壓電源部1 0 5 ;由施加於電極 1 0 4之高電壓在兩電極1 〇 4間產生放電，由該放電所產生之紫外線使光觸媒1 〇 3 (氧化鈦T i〇2 )活性化，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 575460 A7 _B7 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 去除包含於氣體中之有害物質。此時，因依據電極1 〇 4 之放電所產生之紫外線而活性化的光觸媒1 〇 3 ，產生羥基自由基（·〇Η)和過氧化物陰離子（·〇2—)，其中的羥基自由基具.有強氧化力，可以分斷各物質之分子結合。利用該羥基自由基的氧化力，將有害物質依化學反應去除。【發明所欲解決之課題】但是，利用習知電極之放電光的光觸媒反應裝置中，有以下的問題。以往所使用之電極1 0 4爲薄膜狀，因此對於有害物質中的腐蝕性氣體，例如硫化氫、亞硫酸、亞硝酸、氯、氨等物質，電極會被腐蝕而缺乏耐久性。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製且電極一但被腐蝕，在該被腐蝕部分即無法進行放電，即無法以電極整體產生均勻的放電光。若被腐鈾部分擴大則會產生導通被遮斷的部分，在電極的某部分可以照射使光觸媒活性化程度的放電光，但在其他部分則產生無法照射使光觸媒活性化程度的放電光，即所謂“斑駁”，而無法得到預期的觸媒效果。冉者由於兩電極爲1 〇 4爲薄膜狀，因此設置上有不安定性。爲了得到有效率的觸媒效果，必須讓兩電極 1 〇 4保持平行狀態，但裝配方法或流入之有害物質的狀態，例如流速非常快或含有較多塵埃等情形下，發生設置地方不符或電極的變形、破損等，而無法使放電光安定地本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) 一 -5- 575460 A7 ______B7 五、發明説明（3 ) 照射光觸媒。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之目的係有鑒於上述情況，提供一種具效果，且安定放電之立體形狀的放電電極，和利用來自該放電電極之放電光與光觸媒之間的關係，可以有效且安定除去有害物質之光觸媒反應裝置。【解決課題之手段】爲了達到上述目的，本發明在申請專利範圍第1項中，放電電極係呈立體形狀之電極，其特徵爲由導電性的范形成正面及背面爲蜂巢狀、格子狀、或網紋狀，且從正面朝背面方向具有所定深度之電極本體，和覆蓋上述電極本體側面之導電性外框所構成。在申請專利範圍第2項中，針對申請專利範圍第1項之放電電極，形成上述電極本體之箔的配置間隔（單元尺寸）爲5 m m以上，箔厚爲1 m 1T1以下，最好爲〇 · 1至〇.2 m m 〇經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在申請專利範圍第3項中，係針對執行依據光觸媒反應之除臭、以及氣體淨化之裝置，其特徵爲由至少1個在立體網紋結構之陶瓷基體上載負光觸媒之光觸媒模組，和夾持該光觸媒模組之一對電極中，至少一邊爲申請專利範圍第1項所述之放電電極的放電電極部所構成。在申請專利範圍第4項中，針對申請專利範圍第3項之光觸媒反應裝置，其特徵爲上述光觸媒模組之厚度，係具有光觸媒活性化所必要之1 〇 - 6 W/ c m 2以上的發光本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -6 - 575460 Α7 Β7 五、發明説明（4) 強度的放電光，到達光觸媒整體之距離以下。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在申請專利範圍第5項中，針對申請專利範圍第3項之光觸媒反應裝置，其特徵爲將上述光觸媒模組和上述放電電極所構成之單位構造體多數個層合。在申請專利範圍第6項中，針對申請專利範圍第3或 5項所述之光觸媒反應裝置，其特徵爲具備臭氧分解觸媒部。在申請專利範圍第7項中，針對申請專利範圍第3、 4、5或6項所述之光觸媒反應裝置，其特徵爲具備送風機。在申請專利範圍第8項中，針對申請專利範圍第3、 4、5、6或7項所述之光觸媒反應裝置，其特徵爲在氣體流入部具備除塵用過濾器。在申請專利範圍第9項中，針對申請專利範圍第3、 4、5、6、7或8項所述之光觸媒反應裝置，其特徵爲具備使1 0 k Η z以上的高周波交流電源間歇動作之高壓電源部。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製【發明之實施形態】針對本發明之光觸媒反應裝置，根據第1圖至第7圖作說明。 <第1實施形態> 首先根據第1圖及第2圖說明本發明之光觸媒反應裝本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 575460 A7 ______B7 五、發明説明（5 ) 置之最小構成單位。第2圖係第1圖之光觸媒反應裝置之模式圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖中，光觸媒反應裝置1 (第2圖中，光觸媒反應裝置爲1 A )，係由單位構造2和收藏此之框體7所構成。框體7爲筒狀構造，具有含有害物質之氣體可通過之流入口及排出口。單位構造2係由一對蜂巢電極5和被電極夾持之光觸媒模組6所構成，一對蜂巢電極5與無圖示之高壓電源部（第2圖中，高壓電源部爲8 )連接。蜂巢電極5 ，爲立體形狀之電極，係由以導電性箔形成蜂巢狀，從正面及背面所見之形狀呈蜂巢狀之電極本體 3和導電性外框4所構成，從正面至深部方向呈蜂巢狀貫通’使包含有害物質之氣體可以逋過。電極本體3的側面以導電性外框4包覆，從電極正面朝背面方向具有所定之深度。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第2圖中，蜂巢電極5依據從高壓電源部8所供給之電力執行放電。構成該蜂巢電極5之電極本體3和導電性外框4中，係使用對硫化氫等腐蝕性氣體具耐鈾性之不銹鋼。依據放電所產生之放電光中，具有1 8 5 n m波長之紫外線從大氣中的氧氣生成臭氧。臭氧具有除臭、脫色、殺菌 '滅菌作用，可以分解除去如硫化氫或氨等有害物質 ’但同時該強烈的氧化力也會氧化電極的金屬。此外有害物質中腐蝕性氣體，例如硫化氫、亞硫酸、亞硝酸、氯、氨等物質，也會腐蝕電極，因此使用於電極本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 575460 Α7 Β7 五、發明説明（6) 之金屬，必須選用具有耐蝕性或施以耐蝕性塗料處理之金屬。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用於電極本體3和導電性外框4之材質中，除可選用不銹鋼外，其他如在鋁、銅等金屬上施以塗料處理，或耐熱耐蝕鎳基合金（Hastelloy )、白金、金等耐蝕性強的金屬〔合金）。再者，該蜂巢電極5之單位尺寸有必要爲5 m m以上，箔厚爲1 m m以下，最好爲〇 . 1〜〇 . 2 m m (其理由後述）。被蜂巢電極5夾持之光觸媒模組6，爲立體網紋結構之陶瓷基體，於基體表面載負具有光觸媒作用之半導體 T 1 0 2之微粒子。又光觸媒模組6的厚度有必要爲1 5 m m以下（其理由後述）。可被選爲具有光觸媒作用之半導體微粒子有很多。具有光觸媒作用之代表性的半導體爲酸化鈦T i〇2 ( anatase 型、rutile型、brookite型），其他也有如S r T i〇3、經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ζ η〇、B a T i〇.3、V 2〇5、S η〇2等金屬酸化物半導體，或S i 、GaAs、CdS、ZnS等單體半導體或化合物半導體。供給蜂巢電極5電力之高壓電源部8依據設置環境亦可考量各種種類。如輸出直流電源、D u t y比0 . 5以下之短脈衝的脈衝電源、周波數1 0 k Η z以上之交流電源等。此外於各種類的高壓電源也可附加重疊並間歇動作相當於波高値5 0〜9 0 %之直流偏壓的機能。本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -9 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 575460 A7 ____B7 五、發明説明（7 ) 本發明中，於高壓電源部8使用直流電源時，電源部構成單純可以壓低裝置成本。且直流放電時，伴隨放電之動作音極小，適合要求寂靜動作的場合。此外使用脈衝電源時，可輕易地執行比直流動作較大之能源投入，可以使裝置小型化。電源部構成單純也可壓低裝置成本。再者比直流放電可輕易將投入能源加大，適合於構成低價格、中規模之裝置場合。又使用周波數1 0 k Η z以上之高周波交流電源時，伴隨動作周波數之增加，可以增大投入能源，投入較大的能源。對應於大容量之除臭處理或高濃度之對象時爲有效的方法。更者’重疊直流偏壓時，與單獨使用脈衝電源等時比較，可以減低脈衝電壓，使電源裝置小型化。此外，因爲放電產生源頭之偶存電子的個數安定，電弧轉移電壓之散落較少，可以確保安定動作。於第1圖至第7圖之光觸媒反應裝置，已使用脈衝電源或交流電源時，平均每1脈衝，或平均每1週期之放電輸入能源係依據氣體組成、電極形狀、電極間隔等之放電部參數値定意。平均每1脈衝或平均每1週期之放電輸入能源爲Ε [ J ] ’反覆之週期若爲r [ p p s j或[Η ζ ]，投入電力被定義爲 Ε X r [ W ]’但因並非依據反覆之次數或週期而爲一定値，而執行間歇動作。對於間歇動作之動作•非動作之比（變頻度），若成本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-10- 575460 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Μ —s_ϋ五、發明説明（8 ) 爲必要之投入電力爲p、平均每1脈衝（週期）之投入會§ 源爲E、反覆次數爲F，則變頻度顯示爲p / ( E X F ) 〇若投入電力1 0 [W ]，平均每1脈衝之投入能源爲5 0 [m J ]，反覆次數若爲2 0 [ k Η z ]，則變頻度爲【數1】 10/( 50x10—3x20xl03)二〇.〇1 此時，必須平均每1秒只有1 0毫秒間動作之模式。此動作模組並不限定於「平均每1秒之1 0毫秒動作」，例如也可爲「2秒內1次2 0毫秒動作」或「1秒內 2次5毫秒動作」等。此外使用直流電源時，由於投入電力係依據放電部參數大略定意，因此依據執行間歇動作，比起不使電壓變化之連續動作的情形可以以較低電力使之動作。在以上第1圖（第2圖）之構成中，當從高壓電源部 8將高電壓施加於蜂巢電極5 ，蜂巢電極5開始放電，依據該放電所產生之放電光（紫外線）均勻地照射於光觸媒模組6，使光觸媒活性化。該活性化之光觸媒生成富含化學反應性之羥基自由基（· Ο Η )，更由放電光生成臭氧。依據與這些活性化學種類之羥基自由基、臭氧的化學反應將流入單位構造體2之有害物質分解去除。在第1實施形態中，因蜂巢電極5以導電性外框4包本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 、11

-11 - 575460 A7 B7 五、發明説明（9) 覆且具有深度，比起以往之薄膜電極提高耐蝕性，可達到於電極整體得到經長期安定且均勻之放電光的效果。此外由於可以充分確保機械性精確度、強度，可使電極間距離經長期間固定保持，因此放電光可以均勻地，且有效果地照射於光觸媒模組6，比起以往的薄膜電極可以得到較高效率的物質分解性能且長期間安定之效果。更者依由放電所產生之臭氧，與光觸媒模組6所無法處理之有害物質產生化學反應而分解去除。可達到依據臭氧之氧化力促進光觸媒反應裝置之分解效率的效果。且高壓電源部8如直流電源般電極極性時，有害物質之流入方向不論爲該電極的正極側或負極側，均可得到相同效果。 <第2實施形態> 第3圖爲將第1圖（第2圖）中所顯示之單位構造體 2多數層合。第3圖之光觸媒反應裝置1B，係由4個單位構造體 2和收藏這些之框體7和高壓電源部8所構成。單位構造體2係由一對蜂巢電極5和被電極夾持之光觸媒模組6所構成，蜂巢電極5分別與高壓電源部8連接。在本實施形態中係將4個單位構造體2並列，使鄰接之電極在各單位構造體2之間成爲共有之狀態。依據將電極相互配置，成爲電極兩面發光，而可以有效地得到放電光0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) B裝· 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 575460 A7 __B7 五、發明説明（1()) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者使用於蜂巢電極5之構成、構造及電極之材質、使用於光觸媒模組6之構造及模組之半導體微粒子之材質、以及高壓電源部8 ，係與第1實施形態相同因此省略說明。在上述第3圖的構造中，當從高壓電源部8施加高電壓於蜂巢電極5 ，蜂巢電極5開始放電，依據該放電所產生之放電光（紫外線）均勻地照射於光觸媒模組6，使光觸媒活性化。該活性化之光觸媒生成富含化學反應性之羥基自由基（·〇Η)，更由放電光生成臭氧。依據與這些活性化學種類之羥基自由基、臭氧的化學反應將流入單位構造體2之有害物質分解去除。在第2實施形態中，蜂巢電極5持有與第1實施形態同樣的耐蝕性，以及機械性精確度、強度，得到同樣效果的同時，由於層合4個單位構造體，與第1實施形態比較可以得到4倍的物質分解性能的效果。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製此外也因此比起第1實施形態電極變多部分，由放電所產生之臭氧增多，因此與第1實施形態比較，也更能依臭氧的氧化力促進有害物質的分解效率。 <第3實施形態> 第4圖係於第1圖（第2圖）之光觸媒反應裝置1 ( 1 A )附加臭氧分解觸媒9。第4圖之光觸媒反應裝置1 c ’係由收藏單位構造體 2和臭氧分解觸媒9之框體7和高壓電源部8所構成。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 575460 A7 B7 五、發明説明（”） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 單位構造體2係由一對蜂巢電極5和被電極夾持之光觸媒模組6所構成’ 一對蜂巢電極5連接局壓電源部8。又臭氧分解觸媒9比單位構造體2置於氣體流入方向的下遊側。再者使用於蜂巢電極5之構成、構造及電極之材質、使用於光觸媒模組6之構造及模組之半導體微粒子之材質、以及高壓電源部8 ，係與第1實施形態相同故省略說明〇於第1實施形態或第2實施形態中，依據放電光所產生之臭氧係以其氧化力分解去除有害物質，而沒有與有害物質反應之臭氧直接被排出。但是，將臭氧直接排放至一般大氣中對人體有害，因此有時必須加以分解。臭氧分解觸媒9即將未反應之臭氧分解處理爲無害之氧氣。此外分解臭氧之方法，依據使用狀況可以有各種方法，代表性的爲活性碳吸附分解法、加熱分解法、接觸分解法、水洗法、藥液洗淨法（鹼洗淨法）、藥液還原法等。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在上述第4圖的構成中，當從高壓電源部8施加高電壓於蜂巢電極5 ，蜂巢電極5開始放電，依據放電所產生之放電光（紫外線）均勻地照射於光觸媒模組6 ，使光觸媒活性化。該活性化之光觸媒生成富含化學反應性之羥基自由基（· OH)，更由放電光生成臭氧。依據與這些活性化學種類之羥基自由基、臭氧的化學反應將流入單位構造體2之有害物質分解去除。又以臭氧分解觸媒9將未反應之臭氧分解處理爲無害之氧氣。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 575460 A7 _____B7 五、發明説明（12) '^ 在第3貫施形恶中，可以得到與第丨實施形態相同之物質分解性能。甚至以臭氧分解觸媒9將未與有害物質反 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 應之臭氧分解處理，司以達到不排出大氣中對人體有害之臭氧的效果。再者在本實施形態中，臭氧分解觸媒9係於最下遊部設置1個，但若要可有效率地除去臭氧，則並不特別限定配置位置以及數目。 <第4實施形態> 第5圖係於第3圖之光觸媒反應裝置1 b附加臭氧分解觸媒9。第5圖之光觸媒反應裝置1 〇，係由收藏4個單位構造體2和臭氧分解觸媒9之框體7和高壓電源部8所構成。單位構造體2係由一對蜂巢電極5和被電極夾持之光觸媒模組6所構成，蜂巢電極5分別與高壓電源部8連接。又臭氧分解觸媒9係比單位構造體2，置於氣體流入方向之下遊側。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製再者使用於單位構造體2之構成、蜂巢電極5之構成、構造及電極之材質、使用於光觸媒模組6之構造及模組之半導體微粒子之材質、以及高壓電源部8，係與第2實施形態相同故省略說明。在上述第5圖的構成中，當從高壓電源部8施加高電壓於蜂巢電極5 ，蜂巢電極5開始放電，依據放電所產生之放電光（紫外線）均勻地照射於光觸媒模組6 ，使光觸本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 575460 A7 B7__ 五、發明説明（13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 媒活性化。該活性化之光觸媒生成富含化學反應性之羥基自由基（·〇Η )，更由放電光生成臭氧。依據與這些活性化學種類之羥基自由基、臭氧的化學反應將流入單位構造體2之有·害物質分解去除。又以臭氧分解觸媒9將未反應之臭氧分解處理爲無害之氧氣。在第4實施形態中，可以得到和第2實施形態相同之物質分解性能。甚至以臭氧分解觸媒9將未與有害物質反應之臭氧分解處理，可以達到不排出大氣中對人體有害之臭氧的效果。再者在本實施形態中，臭氧分解觸媒9係於最下遊部設置1個，但若要可有效率地除去臭氧，並不特別限定配置位置以及數目。 <第5實施形態> 第6圖係於第1圖（第2圖）之光觸媒反應裝置1 ( 1 A )附加送風機1〇。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第6圖之光觸媒反應裝置1 E，係由單位構造體2和送風機1 0，和收藏這些之框體7和高壓電源部8所構成。單位構造體2係由一對蜂巢電極5和被電極夾持之光觸媒模組6所構成，一對蜂巢電極5與高壓電源部8連接。單位構造體2係由一對蜂巢電極5和被電極夾持之光觸媒模組6所構成，一對蜂巢電極5與高壓電源部8連接。又送風機1 0設置於氣體流入部。再者使用於蜂巢電極5之構成、構造及電極之材質、本紙張尺度適用中關家標準（CNS ) A4規格（2Κ)Χ297公董） -16- 575460 A7 _____ B7 _ 五、發明説明（14) 使用於光觸媒模組6之構造及模組之半導體微粒子之材質、以及高壓電源部8 ，係與第1實施形態相同故省略說明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〇送風機1 0係於包含有害物質之氣體流速較慢時，或必須使氣流強制循環時所使用。依據自然對流執行氣體循環時，須依狀況考慮對流停止的情況。此時，以使用送風機1 0強制產生對流，確保某種程度的流速。設置場所舉例在氣體流入部或氣體排出部，但並不特別限定是裝置的出入口。將單位構造體2多數層合時，亦町設置於各單位構造體之間，或依據裝置之設置環境設置於放電電極與光觸媒模組6之間，或臭氧分解觸媒之前。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在上述第6圖的構成中，依據送風機1 0將包含有害物質之流體強制送入框體7。又當從高壓電源部8施加高電壓·於蜂巢電極5，蜂巢電極5開始放電，依據放電所產生之放電光（紫外線）均勻地照射於光觸媒模組6，使光觸媒活性化。該活性化之光觸媒生成富含化學反應性之羥基自由基（·〇Η)，更由放電光生成臭氧。依據與這些活性化學種類之羥基自由基、臭氧的化學反應將流入單位構造體2之有害物質分解去除在第5實施形態中，可以得到與第1實施形態相同的物質分解性能。甚至依據利用送風機，可以確保某種程度的流速，斷斷續續得到一定的處理能力，達到長期維持本實施形態之光觸媒反應裝置1 Ε之物質分解性能的效果。本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -17- 575460 A7 _B7 五、發明説明（15) <第6實施形態> (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第7圖係於第6圖之光觸媒反應裝置1 E附加過濾器 11° 第7圖之光觸媒反應裝置1 F，係由單位構造體2和送風機1 0和過濾器1 1 ，以及收藏這些之框體7和高壓電源部8所構成。單位構造體2係由一對蜂巢電極5和被電極夾持之光觸媒模組6所構成，並與高壓電源部8連接〇單位構造體2係由一對蜂巢電極5和被電極夾持之光觸媒模組6所構成，一對蜂巢電極5與高壓電源部8連接。又送風機1 0設置於氣體流入部，過濾器1 1設置於送風機1 0之流入側。再者使用於蜂巢電極5之構成、構造及電極之材質、使用於光觸媒模組6之構造及模組之半導體微粒子之材質、以及高壓電源部8，係與第1實施形態相同故省略說明〇經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在塵埃較多的環境使用，必須充分考慮引起光觸媒模組6或蜂巢電極5之孔堵塞或破損之可能性。有塵埃覆蓋之電極或光觸媒會降低其性能或阻礙功能，在本實施形態中無法分解之物首先使用過濾器1 1剔除，以確保連續且安定之物質分解性能。在上述第7圖的構成中，由過濾器1 1將塵埃等去除之包含有害物質之流體，由送風機1 0強制送入框體7。又當高壓電源部8施加高電壓於蜂巢電極5 ，蜂巢電極5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -18- 575460 A7 B7 五、發明説明（16) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 開始放電，依據放電所產生之放電光（紫外線）均勻地照射於光觸媒模組6 ，使光觸媒活性化。該活性化之光觸媒生成富含化學反應性之羥基自由基（·〇Η )，更由放電光生成臭氧。依據與這些活性化學種類之羥基自由基、臭氧的化學反應將流入單位構造體2之有害物質分解去除。在第6實施形態中，可以得到與第1實施形態相同的物質分解性能。更者使用過濾器1 1預先將在本發明中有害物質中無法分解之物去除，可以確保安定物質分解性能，得到長期維持本實施形態之光觸媒反應裝置1 F之物質分解性能的效果。 <其他構成例> 到此爲止係以使用蜂巢電極之例子說明，但本發明並不限定於這些例子。在第2圖或第4圖中，一邊的電極可以使用以往之薄膜狀電極，此外，第3圖或第5圖中，可以使用相互不同形狀之電極。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製又，使用申請專利範圍第1項所述之蜂巢狀電極、格子狀電極、網紋狀電極時，正極、負極的電極不須使用相同之物，亦可爲一邊是蜂巢狀電極，一邊是格子狀電極這樣的組合。更者於正極、負極使用單元尺寸不同之物也可爲一種使用方法。例如，正極爲單元尺寸5 m m之蜂巢狀電極，負極爲單元尺寸1 ◦ m m之格子狀電極的組合。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 575460 A7 B7 五、發明説明（17) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另一方面，第7圖之過濾器1 1以外，亦可將去除所謂其他種類的觸媒或吸附材之特定物質加以組合使用。將某特定物質以其他觸媒或吸著材去除，殘存物質以本發明分解去除時，.或將本發明無法分解去除之殘存物質，以其他觸媒或吸著材去除時，應足以作爲使用方法。作爲提高本發明性能之手段十分有效。作爲本發明之用途，第2圖或第3圖之光觸媒反應裝置，係設定爲產業用之排氣處理機或空氣淸淨器等。此外，第4圖或第5圖之光觸媒反應裝置，係設定組裝於室內用冷氣機、車輛用冷氣機、吸塵器、電冰箱等。再者第6 圖，係設定裝置於自然對流之電冰箱等，第7圖中，設定爲室內用空氣淸淨器（此時附加臭氧分解觸媒來使用）或排煙機等。【實施例】 <蜂巢電極之說明> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在此申請專利範圍第1項及第2項所述之放電電極，特別是針對爲檢驗蜂巢電極之特性的試驗結果作說明。且比較試驗係使用第1圖所顯示之單位構造體2來執行。 <與習知物之性能比較> (1 )依據電極構造差異比較發光強度爲了使.用光觸媒得到較高的物質分解性能，爲了活性化光觸媒必須產生強烈放電光（紫外線，波長3 8 0 n m 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -20- 575460 A7 B7 五、發明説明（^) Ί 〇以下）之光源。放電爲電場越強越容易產生，皆知電場非常依賴電極之形狀。第9圖係使用同一電源（輸入能源相同），比較於同一面積之放電光的發光強度。從第9圖所了解，本發明物品產生比習知型強約1 . 5倍至2倍的放電光。亦即，以同一電力，可以得到約1 . 5倍至2倍的高物質分解性能。 (2)依據電極構造差異比較發光強度的分布第1 0圖以及第1 1圖係使用同一電源（輸入能源相同），於同一面積之放電光的發光強度作面積內的分布顯不 ° 在第1 0圖中於電極周邊部爲了使光觸媒活性化必須得到充分的發光強度，但在中央部卻得不到使光觸媒活性化程度之發光強度。像這樣產生落差，而無法得到充分的觸媒效果。· 相反的在第1 1圖，可以得到經過電極整體均勻的發光強度。爲此與習知品相比，可以期望安定之觸媒效果，並得到高物質分解性能。 <針對單元之形狀> (1)依據單元尺寸之差異比較性能已使用蜂巢形狀的電極時，依據蜂巢之單元尺寸1 2 (斗型狀的大小（第1 2圖））的不同，產生放電光的發光強度差異。第1 3圖係顯示單元尺寸ί 2與發光強度的關係。當單元尺寸1 2爲5 m m以上急速地增加放電光的本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,»衣· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 575460 A7 B7 五、發明説明（19) 發光強度，可以得到高物質分解性能。 (2 )依據箔的厚度差異比較性能。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 已使用蜂巢電極5時，依據構成蜂巢之金屬箔的厚度的不同，產生放電光的發光強度差異。第1 4圖係顯示箔厚1 3與發光強度的關係。當箔厚1 3爲0 . 1〜0 . 2 m m 急速地增加放電光的強度，可以得到高物質分解性能。 <放電光的到達距離> 爲了使用光觸媒得到高物質分解性能，必須將使光觸媒活性化之放電光於觸媒面，且連光觸媒內部都均勻地照射。第1 5圖係顯示於光觸媒模組6的表面照射放電光時的發光強度與到達距離之關係。一般光觸媒的活性化所必須之發光強度爲1 0 一 6 W/ c m 2。從第1 5圖很明白知道，針對比1 5 m m厚的部分，使光觸媒活性化程度之放電光並沒有到達。因此夾持光觸媒之本發明的構成中，光觸媒模組6的厚度爲1 5 m m以下，可以得到經過光觸媒整體之高物質分解性能。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製【發明效果】如上述說明，若依據本發明，在申請專利範圍第1項及第2項中，依據蜂巢電極係以導電性外框包覆且具有深度，比習知之薄膜電極提高耐蝕性，可以於電極整體得到經長期安定且均勻之放電光。此外由於可以充分確保機械性精密度、強度，可使經長期間電極間距離，因此將放電光均勻且有效地照射於光本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -22- 575460 A7 B7 五、發明説明（2〇) 觸媒模組，比起以往的薄膜電極可以得到較高效率的物質分解性能且長期間安定。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在申請專利範圍第3項或第5項中，使用申請專利範圍第1項及第2項所述之放電電極，依據在包含有害物質之流體中執行放電，放電光使光觸媒刺激產生活性化學種類（羥基自由基），於光觸媒模組表面使有害物質與活性化學種類產生學反應除去有害物質。此外，將已使用申請專利範圍第1項及第2項所述之放電電極的單位構造體多數層合，能得到連續且安定之較高的物質分解性能。更者由放電產生之活性化學種類中的臭氧，於光觸媒模組表面以及放電電極表面與有害物質反應，可以確實處理光觸媒模組無法處理之有害物質，提高光觸媒反應裝置之處理效率。又在申請專利範圍第6項中，以臭氧分解觸媒將未與有害物質反應之臭氧分解處理，可以不將對人體有害之臭氧排出至大氣中。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在申請專利範圍第7項中，利用送風機可以確保裝置內之某種程度的流速，可以斷續得到一定的處理能力，有效作爲長期間維持光觸媒反應裝置之性能的手段。在申請專利範圍第8項中，使用過濾器預先將有害物質中本發明無法分解之物去除，可以確保安定物質分解性會g，有效作爲長期間維持光觸媒反應裝置之性能的手段。在申請專利範圍第9項中，依據使高周波交流電源間本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐) -23- 575460 A7 B7_____ 五、發明説明（21) 歇動作，可以有效率地投入電力，以比連續動作時較低的電力執行放電。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 【圖式說明】第1圖係顯示由導電性外框、蜂巢電極和光觸媒模組，及收藏這些之框體所構成之光觸媒反應裝置。第2圖係由第1圖之光觸媒反應裝置和高壓電源部所構成之光觸媒反應裝置之模式圖。第3圖係由已多數層合之單位構造體和高壓電源部所構成之光觸媒反應裝置之模式圖。第4圖係由單位構造體、高壓電源部和臭氧分解觸媒所構成之光觸媒反應裝置之模式圖。第5圖係由已多數層合之單位構造體、高壓電源部和臭氧分解觸媒所構成之光觸媒反應裝置之模式圖。第6圖係由單位構造體、高壓電源部和送風機所構成之光觸媒反應裝置之模式圖。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第7圖係由單位構造體、高壓電源部、送風機和過濾器所構成之光觸媒反應裝置之模式圖。第8圖係顯示因電極構造差異的發光強度差別。第9圖係顯示習知型薄膜電極之發光強度的分布。第1 0圖係顯示蜂巢電極之發光強度的分布。第1 1圖係單元尺寸與箔厚之說明圖。第1 2圖係顯示單位尺寸與發光強度之關係圖。第1 3圖係顯示箔厚與發光強度的關係圖。本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 575460 A7 五、發明説明（22) 第1 4圖係顯示放電光的到達距離（光觸媒模組的厚度）與其發光強度之關係圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 5圖係利用習知電極和光觸媒之光觸媒反應裝置的模式圖。【圖號說明】 1 光觸媒反應裝置 2 單位構體 3 電極本 4 導電性外框 5 蜂巢電極 6 光觸媒模組 7 框體 8 高壓電源部 9 臭氧分解觸媒 1 0 送風機 1 1 過濾、器 1 2 單元尺寸 1 3 箔厚 1 〇 1 光觸媒反應裝置 1 〇 2 框體 1 〇 3 光觸媒 1 〇 4 電極 1 〇 5 高壓電源部經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25-

Claims

575460- 声9^^053號專利申請案中文争I#專利箪危圍修正本 A8 B8 C8 D8 _r 2,0 ..民_ 91年5月呈經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍i 1.一種放電電極，係針對立體形狀之電極，其特徵爲：由導電性的箔形成正面及背面爲蜂巢狀、格子狀、或網紋狀，且從正面朝背面方向具有所定深度之電極本體，和覆蓋上述電極本體側面之導電性外框所構成。 2 .如申請專利範圍第1項所述之放電電極，其中，形成上述電極本體之箔的配置間隔（單元尺寸）爲5 m m以上，箔厚爲1 m m以下，最好爲0 . 1至0 . 2 m m。 3 . —種光觸媒反應裝置，係針對執行依據光觸媒反應之除臭、以及氣體淨化之裝置，其特徵爲：由至少1個於立體網紋結構之陶瓷基體上載負光觸媒之光觸媒模組，和夾持該光觸媒模組之一對電極中，至少一邊爲申請專利範圍第1項所述之放電電極的放電電極部所構成。 4 .如申請專利範圍第3項所述之光.觸媒反應裝置，其中，上述光觸媒模組之厚度，係具有光觸媒活性化所必要之1 0 _ 6 W / c m 2以上的發光強度的放電光，到達光觸媒整體之距離以下。 5 .如申請專利範圍第3項所述之光觸媒反應裝置，其中，將上述光觸媒模組和上述放電電極所構成之單位構造體多數個層合。本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -26- 57546〇

8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍2 6 .如申請專利範圍第3或5項所述之光觸媒反應裝置，其中，具備臭氧分解觸媒部。 7 ·如申請專利範圔第3 、4或5項所述之光觸媒反應裝置，其中，係具備送風機。 8 ·如申請專利範圍第3、4或5項所述之光觸媒反應裝置，其中，· 係於氣體流入部具備除塵用的過濾器。 9 ·如申哼專利fc圍第3、4或5項所述之光觸媒反應裝置，其中，係晷備使1 0 Κ Η z以上的高同嫁交掎電源間歇動作之高壓電源部。訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） - 27-