JP2006152553A - トイレ脱臭装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のトイレ脱臭装置では、すべての便臭を吸着するような吸着剤は存在しないため、完全に便臭を除去することはできない。また、トイレ内でのリラックス感覚を増大させる効果は期待できないという課題も有している。
【解決手段】通風路１５の入口９を便器１の内部に吸気口６を通して接続し、通風路１５に通風するための通風手段１４を有し、通風路１５に触媒と吸着剤を混合して担持した触媒一体型吸着体１２と、触媒一体型吸着体の後段に酸素富化空気を発生する酸素富化空気発生装置１３を便器一体型トイレユニット５の内部に設けたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、トイレ内の悪臭である便臭を除去するための装置に関するものであり、特に便臭を除去するとともに酸素富化空気を付加するトイレ脱臭装置に関するものである。

従来のトイレ脱臭装置は、吸着剤だけを用いた簡易的なものも含めて多数存在する。さらに、金属酸化物だけを用いたものは従来でもある（例えば、特許文献１参照）。また、従来のトイレ脱臭装置には、脱臭後の空気に酸素富化空気を添加するような機能が付いていなかった。
特開平８−２５７４０６号公報

しかしながら、前記従来のトイレ脱臭装置では、すべての便臭を吸着するような吸着剤は存在しないため、完全に便臭を除去することはできない。また、金属酸化物で構成された触媒だけを使用すれば、例えば、硫化水素は除去されるが、メチルメルカプタンは二硫化ジメチルに変化し、悪臭としては完全に除去できないという課題を有している。

さらに、前記従来のトイレ脱臭装置は臭いを除去するためだけのものであり、トイレ内での使用者に、リラックス感覚を与えるる効果は期待できないという課題も有している。

上記従来の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、便臭の除去だけでなく、使用者に対しリラックス感覚を与えられるトイレ脱臭装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のトイレ脱臭装置は、通風路を便器内に吸気口を介して連通し、かつ前記通風路に通風するための通風手段を有し、前記通風路に設け、触媒と吸着剤を混合して担持した触媒一体型吸着体と前記触媒一体型吸着体の後段に設け、酸素富化空気を発生する酸素富化空気発生装置を便器一体型トイレユニットの内部に設けたものである。

この手段により、触媒と吸着の両作用で便臭を除去した空気に酸素富化空気を与えて清潔感とリラックス感を得ることができるものである。

本発明のトイレ脱臭装置は、触媒体の吸着作用及び触媒作用により無臭物質に変化させるか、または吸着剤で吸着できる物質に変化させることによって、触媒一体型吸着体に含まれる吸着剤で便臭を効率よく除去でき、さらに酸素富化空気発生装置から発生する酸素富化空気により、リラックス感を与えることができる。

第１の発明は、通風路を便器内に吸気口を介して連通し、かつ前記通風路に通風するための通風手段を有し、前記通風路に設け、触媒と吸着剤を混合して担持した触媒一体型吸着体と前記触媒一体型吸着体の後段に設け、酸素富化空気を発生する酸素富化空気発生装置を便器一体型トイレユニットの内部に設けたものである。

これにより、トイレ内で用を足したときに、便器内の便臭を便器一体型トイレユニットに便器内部から直接、吸気口から吸い込み通風路に通風させ、触媒と吸着剤を混合して担持した触媒一体型吸着体に通過させると、大部分の便臭は触媒や吸着剤で吸着されるが、一部の触媒や吸着剤で吸着できない物質は触媒によって吸着剤に吸着可能な物質に変化させることができる。このため便臭をすべて除去することができる。

さらに、後段に配置された酸素富化空気発生装置から酸素富化空気を発生することができる。そのため、便器内の便臭を部屋内に拡散させることなく脱臭することができ、なおかつ酸素富化空気によりリラックス感覚を増大させる効果を得ることができる。

第２の発明は、通風路を便器内に吸気口を介して連通し、かつ前記通風路に通風するための通風手段を有し、前記通風路に設け、触媒と吸着剤を混合して担持した触媒一体型吸着体と前記触媒一体型吸着体の後段に設け、酸素富化空気を発生する酸素富化空気発生装置を便座の内部に設けたものである。

これにより、トイレ内で用を足したときに、便器内の便臭を便器から直接、吸気口より吸い込み通風路に通風させ、触媒と吸着剤を混合して担持した触媒一体型吸着体に通過させると、大部分の便臭は触媒や吸着剤で吸着されるが、一部の触媒や吸着剤で吸着できない物質は触媒によって吸着剤に吸着可能な物質に変化させることができる。このため便臭をすべて除去することができる。

さらに後段に配置された酸素富化空気発生装置から酸素富化空気を発生することができる。そのため、便器内の便臭をトイレ部屋内に拡散させることなく脱臭することができ、なおかつ酸素富化空気によりリラックス感覚を増大させる効果を得ることができる。
第３の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の触媒を、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛の酸化物の中から選ばれた少なくとも１種以上で形成したものである。

これにより、触媒としてチタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛の酸化物の中から選ばれた少なくとも１種以上を用いれば触媒の活性が大きいため、触媒体または触媒一体型吸着体に便臭を通過させると、無臭物質か、または別の物質に速く変化させることができる。この変化した物質を後段の吸着体、または触媒と混合された吸着剤で除去することができる。

第４の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の触媒を、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛の酸化物の中から選ばれた少なくとも２種以上で、なおかつそれらが複合酸化物を形成するものである。

これにより、触媒としてチタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛の酸化物の中から選ばれた少なくとも２種以上を用いれば、それらが複合酸化物を形成することで、触媒の活性が大きいため、触媒体または触媒一体型吸着体に便臭を通過させると、無臭物質か、または別の物質に速く変化させることができる。この変化した物質を後段の吸着体または、触媒と混合された吸着剤で除去することができる。

第５の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の吸着剤を、ゼオライト、活性炭、シリカゲル、酸化珪素の中から選ばれた少なくとも１種以上で形成したもので、吸着剤としてゼオライト、活性炭、シリカゲル、酸化珪素の中から選ばれた少なくとも１種以上を用いれば、吸着能力が高いため、通過する便臭を速く確実に吸着させ除去することができる。

第６の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の触媒一体型吸着体を、セラミックハニカムで形成したもので、触媒一体型吸着体としてセラミックハニカムを用いれば、耐食性が高いため、腐食性が大きい便臭や水分が多く含まれた便臭を通過させても、触媒体及び吸着体及び触媒一体型吸着体を劣化させることなく、除去することができる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明の酸素富化空気発生装置を、トイレ空間の外部から吸引した空気を酸素富化膜に透過させることにより酸素富化空気を得る構成にしたもので、トイレ空間の外部から吸引した空気を酸素富化膜に透過させて酸素富化空気を得ることにより、時間とともにトイレ空間の酸素濃度は徐々に上昇することとなり、トイレ使用時のリラックス感覚が効果的に実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１におけるトイレ脱臭装置の構成を示す概略側面図である。本発明のトイレ脱臭装置は、洋式の便器１と便座２と蓋３とタンク４を有する便器一体型トイレユニット５の便器１の内部に吸気口６により連通し、接続部７を通して便器一体型トイレユニット５の内部に、つまりタンク４の下部に設けたトイレ脱臭装置本体８に接続される。従って、便器１から出る便臭は吸気口６より、接続部７を通って通風路（図２に示す通風路１５）の入口９からトイレ脱臭装置本体８に入り、脱臭処理と酸素富化空気を添加された後、トイレ脱臭装置本体８から便器一体型トイレユニット５の外部に放出される。

図２は図１に示すトイレ脱臭装置本体８を示す構成図である。すなわち、トイレ脱臭装置本体８は、筐体１１と筐体１１の内部に構成される通風路１５に、前段に位置して触媒と吸着剤を混合して担持した触媒一体型吸着体１２を、そして触媒一体型吸着体１２の後段に位置して酸素富化空気を発生する酸素富化空気発生装置１３をそれぞれ設け、さらに触媒一体型吸着体１２の前段に位置して通風路１５に通風を発生させるプロペラファン等の通風手段１４を設けている。

従って、通風路１５には入口９から通風手段１４により吸引された便臭が矢印で示すように流れて触媒一体型吸着体１２を通過し、一方、酸素富化空気発生装置１３により発生させた酸素富化空気を矢印で示すように、先の清浄化された空気に添加される構成になる。

図３は、図２に示すトイレ脱臭装置本体８の内部の酸素富化空気発生装置１３を示す構成図である。酸素富化空気発生装置１３は、図示しない管によりプロペラファン等の通風手段１９によってトイレ空間の外から外気を外気導入口１７から導入し、図示しない管によって外気出口１８から外気をトイレ空間外に排気する。そして、導入された外気は真空ポンプ２０の負圧によって酸素富化膜１６を透過する。この酸素富化膜１６は、窒素に比べて酸素を速く透過する性質を持つ膜なので、酸素富化膜１６を透過した空気は通常の空気に比べて酸素濃度が高くなる。従って、酸素富化膜１６を透過し酸素濃度が高くなった空気は、酸素富化空気出口２１から吐出され、触媒一体型吸着体１２によって脱臭された空気に添加され、混合される。

なお、前記便臭の代表例として、本実施の形態では硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタンの混合ガスを使用しており、触媒として大日精化株式会社製のダイピロキサイト＃７８１０（成分はマンガン、銅、コバルトの複合酸化物）、吸着剤としてユニオン昭和株式会社が販売の疎水性ゼオライト、アブセンツ＃２０００（成分は二酸化珪素が１００重量部未満、酸化アルミニウムが３５重量部未満、水が１０重量部未満、酸化ナトリウムが５重量部未満で、４種類の合計が１００重量部である）を使用しており、担体としてセラミック材のハニカム構造体を使用し、前記触媒と前記吸着剤を１：１で混合して、触媒一体型吸着体１２としている。

以下、本実施の形態の動作について説明する。筐体１１内部を通過する便臭としての硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタンは、前段の触媒一体型吸着体１２の触媒部分で硫化水素が全て吸着され、アンモニアは大部分が通過する。さらに、メチルメルカプタンは、触媒作用により全て二硫化ジメチルへと変化する。一方、吸着剤部分ではアンモニアが完全に吸着され、さらにメチルメルカプタンから変化した二硫化ジメチルが完全に吸着されるため、便臭は全て除去される。このようにして、便臭が全て除去された後の清浄な空気には、酸素富化空気発生装置１３によって発生した酸素富化空気が添加され、混合されるわけである。

次に、上記説明した本実施の形態１の効果を検証する実験の結果について報告する。

第１の実験は、前記した触媒一体型吸着体１２と酸素富化空気発生装置１３を用いたトイレ脱臭装置本体８を組込んだ便器一体型トイレユニット５と、従来例として吸着体のみを用いたトイレ脱臭装置を組込んだ便器一体型トイレユニットと、触媒体のみを用いたトイレ脱臭装置を組込んだ便器一体型トイレユニットを使用して、便臭として硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタンの混合物をそれぞれ５０ｐｐｍの濃度で混合し、空間速度ＳＶ＝１００００ｈ−１で流して、それぞれのトイレ脱臭装置を通過した後の硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタン及びメチルメルカプタンから変化した二硫化ジメチルの混合ガスの濃度を測定し、除去率を測定しているものである。この実験の結果を図４に示している。

図４に示しているように、本実施の形態１のトイレ脱臭装置を用いれば、混合した便臭が１０時間は完全に除去することができるものである。これは通常のトイレ空間内の便臭濃度はそれぞれの物質で多少の誤差はあるが、約０．０５ｐｐｍとされており、本実施では１０００倍の加速試験ということになり、１００００時間の寿命があるというわけである。これは、１日３時間の使用とすれば、９年相当の寿命がある。

第２の実験は、触媒体として使用する触媒の種類を変えて第１の実験と同様の実験を行ったときに、便臭の５時間後の除去率と、除去率が９０％になるまでの時間を測定したものである。この実験の結果を次の（表１）に示している。

この実験の結果、触媒としては、酸化マンガンや酸化銅を用いれば最も長時間除去率が高く、次いで酸化亜鉛の効果が高く、さらに酸化チタン、酸化クロム、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケルの効果が高いということが判明した。

第３の実験は、触媒体として使用する触媒の種類を２種類にし、それらから複合酸化物を調製して、第１の実験と同様の実験を行ったときに、便臭の５時間後の除去率と、除去率が９０％になるまでの時間を測定したものである。この実験の結果を次の（表２）に示している。

この実験の結果、触媒に利用する金属の複合酸化物としては、マンガンと銅、マンガンとコバルト、マンガンと亜鉛、マンガンと鉄を代表として、それらは全て長時間除去率が高く、さらに他の複合酸化物でも効果が高いということが判明した。

第４の実験は、使用する吸着剤の種類を変えて第１の実験と同様の実験を行ったときに、便臭の５時間後の除去率と、除去率が９０％になるまでの時間を測定したものである。この実験の結果を次の（表３）に示している。

この実験の結果、吸着剤としては、ゼオライトや活性炭を用いれば最も長時間除去率が高く、シリカゲル、酸化珪素の効果が高いということが判明した。

（実施の形態２）
図５は実施の形態２におけるトイレ脱臭装置の構成を示す正面図である。本実施の形態のトイレ脱臭装置は、様式の便器３１に載せた便座３２の内部に、トイレ脱臭装置を設けた構成が、実施の形態１で説明した発明のトイレ脱臭装置と異なるだけで、それ以外の触媒一体型吸着体と酸素富化空気発生装置は、図１〜図３に示す触媒一体型吸着体１２と酸素富化空気発生装置１３と同一構成並びに作用効果を奏するので、図１〜図３を利用して説明する。

洋式の便器３１と便座３２と蓋３３を有する洋式トイレの便器３１の内部に吸気口３６を臨まして連通し、かつ接続部３７を通して便座３２の内部に設けたトイレ脱臭装置本体３８に接続される。従って、便器３１から出る矢印で示す便臭は、吸気口３６より接続部３７を通って通風路１５の入口３９からトイレ脱臭装置本体３８に入り、脱臭処理と酸素富化空気が添加された後、トイレ脱臭装置本体３８から便座３２の外部に放出される。

本実施の形態のトイレ脱臭装置は、筐体１１と筐体１１の内部に触媒と吸着剤を混合して担持した触媒一体型吸着体１２と酸素富化空気を発生する酸素富化空気発生装置１３と通風手段１４を有し、通風路１５に通風路の入口９から矢印の通風方向で便臭が通過するものである。そして、便臭として本実施例では硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタンの混合ガスを使用しており、触媒一体型吸着体１２としてマンガン、銅、コバルトの複合酸化物と疎水性ゼオライトを１：１で混合しており、触媒一体型吸着体１２の担体としてはセラミックハニカムを使用している。

本実施の形態２の動作について説明する。筐体１１内部を通過する便臭としての硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタンは、触媒一体型吸着体１２の内部の触媒部分では硫化水素が全て吸着され、アンモニアは大部分が吸着されない。さらにメチルメルカプタンは、触媒の効果により全て二硫化ジメチルへと変化する。そして、吸着剤部分ではアンモニアが完全に吸着され、さらにメチルメルカプタンから変化した二硫化ジメチルが完全に吸着されるため、便臭は全て除去されるわけである。

本実施の形態２は、前記した触媒一体型吸着体を用いたトイレ脱臭装置を、便座３２の内部に組み込んで、実施の形態１と同様の方法で実験を行った。この実験の結果を図６に示している。

図６に示しているように、本実施の形態のトイレ脱臭装置を用いれば、便臭としての硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタンが７時間にわたり完全に除去することができるものである。これは通常のトイレ空間内の便臭濃度はそれぞれの物質で多少の誤差はあるが、約０．０５ｐｐｍとされており、本実施例では１０００倍の加速試験ということになり、７０００時間の寿命があるというわけである。これは、１日３時間の使用とすれば、７年相当の寿命がある。

以上のように本発明にかかるトイレ脱臭装置は、トイレ空間で使用する用途以外にも、脱臭が必要とされる空間での空気清浄機やエアコンなどの空気質改善装置に取り付ける用途にも適用できる。

本発明の第１の実施の形態におけるトイレ脱臭装置の構成図 本発明の実施の形態１におけるトイレ脱臭装置本体の構成図 本発明の実施の形態１のトイレ脱臭装置内部の酸素富化空気発生装置の構成図 本発明の実施の形態１におけるトイレ脱臭装置の効果を検証したグラフ 本発明の実施の形態２におけるトイレ脱臭装置の構成図 本発明の実施の形態２におけるトイレ脱臭装置の効果を検証したグラフ

符号の説明

１、３１ 便器
２、３２ 便座
５ 便器一体型トイレユニット
６、３６ 吸気口
８、３８ トイレ脱臭装置本体
１２ 触媒一体型吸着体
１３ 酸素富化空気発生装置
１４、１９ 通風手段
１５ 通風路
１６ 酸素富化膜
１８ 外気出口
２１ 酸素富化空気出口

Claims (7)

1. 通風路を便器内に吸気口を介して連通し、かつ前記通風路に通風するための通風手段を有し、前記通風路に設け、触媒と吸着剤を混合して担持した触媒一体型吸着体と前記触媒一体型吸着体の後段に設け、酸素富化空気を発生する酸素富化空気発生装置を便器一体型トイレユニットの内部に設けてなることを特徴とするトイレ脱臭装置。
2. 通風路を便器内に吸気口を介して連通し、かつ前記通風路に通風するための通風手段を有し、前記通風路に設け、触媒と吸着剤を混合して担持した触媒一体型吸着体と前記触媒一体型吸着体の後段に設け、酸素富化空気を発生する酸素富化空気発生装置を便座の内部に設けてなることを特徴とするトイレ脱臭装置。
3. 触媒は、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛の酸化物の中から選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項１または２記載のトイレ脱臭装置。
4. 触媒は、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛の酸化物の中から選ばれた少なくとも２種以上で、なおかつそれらが複合酸化物を形成することを特徴とする請求項１または２記載のトイレ脱臭装置。
5. 吸着剤は、ゼオライト、活性炭、シリカゲル、酸化珪素の中から選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項１または２記載のトイレ脱臭装置。
6. 触媒一体型吸着体は、セラミックハニカムであることを特徴とする請求項１または２記載のトイレ脱臭装置。
7. 酸素富化空気発生装置は、トイレ空間の外部から吸引した空気を酸素富化膜に透過させることにより酸素富化空気を得ることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のトイレ脱臭装置。

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