JP2009165546A - 脱臭装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電により光触媒を励起して臭気成分や有害物質などの分解をおこなう脱臭装置により、寿命が長く有効な脱臭性能を有するとともに、経時により電極に付着する粉塵を簡単な構成で除去できるようにして良好で安定した性能を保持することができる脱臭装置を提供する。
【解決手段】送風用のファン10と、このファンによって送風がおこなわれる送風経路２内に配置された高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段８と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュール３とを備えてなり、所定のタイミングで前記送風用のファンによる風速を増大させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気中に含まれている臭気成分や有害物質などを分解して脱臭をおこなう脱臭装置に関する。

近年、住宅の高気密化の進展、屋外空気汚染の定常化により、居住空間内における空気質改善の要望が高まっている。空気質の中でも、タバコの煙の臭いや介護環境などにおける代謝臭気の低減、または住宅建材から発生するＶＯＣ（揮発性有機物質）に代表される有害ガス成分の除去へのニーズは特に大きくなっている。

これらの要望に対して、従来より活性炭に代表される吸着剤による脱臭、あるいは、臭気成分を他の薬剤成分と反応させ、臭気の質を変えて臭気を低減する方法が採用されてきた。

従来技術のうち、吸着剤による脱臭や有害ガス成分の除去については、吸着量に限界があるため、長期間に亙る使用に際しては脱臭フィルタの交換は不可欠であった。また、脱臭フィルタの寿命期間中であっても、寿命末期には吸着した臭い成分が再び放出されることによる臭気発生の問題があった。

一方、臭気成分を他の薬剤成分と反応させて臭気の質を変え、臭気を低減する方法については、薬剤成分の消耗による吸収薬剤の交換の煩雑さや薬剤成分を臭気環境に放出させる場合の放出量の制御に難点があった。

また、ホルムアルデヒトのような有害ガス成分の分解除去をおこなうには、酸化還元電位の高い触媒反応が必要になるが、オゾンによる酸化分解では完全分解にまで至らず、中間分解生成物の段階で止まってしまうため、完全に無害化することは困難であった。

そしてまた、酸化チタンに代表される光触媒に紫外線を照射することで、前記有害ガスを完全分解することは可能であるが、従来は、紫外線光線として蛍光管ランプを用いており、管内に水銀が含まれるため製品破棄時の環境負荷の観点からは好ましいものではなかった。

これらの問題を解決するため、高電圧放電によってオゾンや紫外線を発生させ、この紫外線により活性化された光触媒モジュールで空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこない、高電圧放電手段により発生させたオゾンをオゾン分解手段で分解するようにした脱臭装置が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
特開２００３−３３９８３９号公報 特開平１１−３５４２５２号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載されている放電によって光触媒を励起させる方法は、脱臭能力が高いとともに、寿命が長く、性能が劣化しにくいという優れた物性を多く保有しているが、高電圧でコロナ放電をおこなうため、放電場に微細な粉塵が入り込むと粉塵が電荷を帯びてしまい、図３に示すように、放電電極に付着する現象を生じる。そして、前記による付着物は電気的絶縁物であることから、放電を阻害するとともにコロナ放電を低下させるため、脱臭性能を低下を招くことになる。

これらの付着物を除去するため、特許文献２には、放電電極の表面を洗浄する方法が記載されているが、洗浄のためには、ファンなど脱臭運転を停止して脱臭装置部分を取り出し、洗浄、乾燥した後、再び取り付けなければならず、メンテナンス作業が煩雑となるばかりでなく、経費高になる問題がある。

本発明は上記の点を考慮してなされたものであり、放電により光触媒を励起して臭気成分や有害物質などの分解をおこなう脱臭装置により、寿命が長く有効な脱臭性能を有するとともに、経時により電極に付着する粉塵を簡単な構成で除去できるようにして良好で安定した性能を保持することができる脱臭装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明請求項１に記載の脱臭装置は、送風用のファンと、このファンによって送風がおこなわれる送風経路内に配置された高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュールとを備えてなり、所定のタイミングで前記送風用のファンによる風速を増大させることを特徴とするものであり、請求項４記載の脱臭装置は、送風用のファンと、このファンによって送風がおこなわれる送風経路内に配置された高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュールとを備えてなり、所定のタイミングで前記高電圧放電をおこなうための放電電極部を振動させるようにしたことを特徴とする。

本発明の構成によれば、放電による光触媒の励起で、寿命が長く、優れた脱臭性能を得るとともに、脱臭運転の経過によって電極に付着する粉塵などの付着物を簡単に除去することができるため、良好で安定した性能を保持することができる。

以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１は、家庭内の厨房におけるレンジフードなどに取り付けた脱臭装置（１）の概略図であり、脱臭をおこなう対象エリアに設けた風路（２）内に配設している。この脱臭装置（１）は、光触媒モジュール（３）とオゾン分解触媒（４）とを備え、前記風路（２）内を流通する空気に含まれる臭い分子や有機物質を吸着し脱臭するものである。

光触媒モジュール（３）は、ガラスやセラミックスなどの無機材料からなる基体の表面に、酸化チタンに代表される光触媒粒子を固定した光触媒フィルタ（５）を２枚隣接し、この２枚の光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）間には、ステンレス等の薄板をエッチングして網目状に形成した放電電極（６）を立設するとともに、前記光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）の風上と風下側には、前記放電電極と同様に形成した対極（７ａ）（７ｂ）をそれぞれ配置することで構成されている。

なお、前記光触媒モジュール（３）における光触媒フィルタ（５）は、必ずしも２枚隣設せずとも、臭気成分や有害物質が比較的少ない場合には、１枚の光触媒フィルタの前後に対極（７）と放電電極（６）を設ける構成でもよい。

（８）は電源装置であり、トランスなどの高電圧発生部（９）により前記放電電極（６）と各対極（７ａ）（７ｂ）との間に直流高電圧を印加するものであって、この構成により、放電電極（６）と対極（７ａ）（７ｂ）は紫外線発生用の放電手段として機能し、双方の電極間に放電が起きて波長が３８０ｎｍ以下である紫外線が発生する。また、（10）はファンであり、風路（２）内に前記ファン（10）を風下側として配列することで空気流通を促進し、脱臭作用を助長するものであり、前記ファン（10）の風上側に集塵フィルタを配置してもよい。

上記脱臭装置（１）は、電源装置（８）に通電して高電圧発生部（９）から放電電極（６）と各対極（７ａ）（７ｂ）との間に高電圧を与えることで電極間に放電が起き、発生した紫外線が光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）に照射されることで光触媒を活性化させ、水酸化ラジカル（遊離基）の強い酸化作用で光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）の表面に吸着した臭気ガス成分や有機化合物の結合を分解し、無臭化若しくは低臭気化することで脱臭するものであり、また、菌細胞膜を脆化させ抗菌をおこなうとともに、酸化分解作用によって光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）表面上の微生物、特に好気性細菌の繁殖を抑制し汚れを分解する。

そしてまた、この放電電極（６）と対極（７）が放電すると、紫外線とともにオゾンが発生するため、前記光触媒モジュール（３）は、紫外線による活性酸素の発生で有機物質を分解させる機能とともに、オゾン発生手段としても機能するものであり、臭気成分を含んだ空気を発生したオゾンと混合し反応させることで臭気成分を酸化分解し脱臭することができる。

光触媒モジュール（３）の風下側には、所定距離を空けて２酸化マンガンを主体にしたハニカム形状の焼結体からなる前記オゾン分解触媒（４）を設置しており、臭気物質と反応しないでそのまま流下する余剰オゾンを分解するようにしている。なお、オゾン発生手段は、上記の光触媒モジュール（３）によるものだけでなく、沿面放電電極と高電圧トランスを組み合わせたものや電解方式によるものでもよい。

前記高電圧発生部（９）からの高電圧入力により、放電電極（６）と対極（７ａ）（７ｂ）との間のコロナ放電が継続すると、放電現象とともに放電場を通過する粉塵などが電荷を帯び、クーロン力によって放電電極（６）の針先状の尖端に綿毛のように付着し、付着物（11）として徐々に蓄積する。

脱臭運転が継続して付着物（11）の蓄積が増大すると放電が阻害され、その結果、図２に示すように、当初初期電流に対して１であった放電電流値が低下していき、低下にともなって放電作用も低下し、光触媒モジュール（３）の光触媒による脱臭分解性能も低下していくことになる。

しかして、本実施例においては、電流値を検出する電流センサーを設けており、付着物（11）の蓄積によって電流値が所定の値まで低下した際には、前記ファン（10）の回転数を増大して、風速を上げるように制御するものであり、ファン（10）の風速の上昇により、放電電極（６）の尖端に付着した付着物（11）を取り除くものである。

このとき、放電電極（６）の尖端に蓄積した付着物（11）の付着力は弱く、傘状に開いた形状となっていることから、風速を上昇させることによりこれを一挙に吹き飛ばすことができるものであり、脱臭装置部分を取り外す煩雑な作業をおこなう必要がない。

上記につき、出願人の実験によれば、脱臭運転が９６時間経過して電流値が初期電流値の８０％である０．８まで低下した際には、前記図３における粉塵による付着物（11）は直径約１ｍｍまで拡大しており、この時点で前記ファン（10）の回転数を増大し、通常１〜２ｍ／ｓの風速を４ｍ／ｓまで上げるように制御することで、ファン（10）の回転数の増大による風速の上昇により、放電電極（６）の尖端に付着した付着物（11）は、通常の４〜８倍の風圧を受け、吹き飛ばされた。

また、付着物（11）の除去が必要なときにファン（10）の回転数を上げるだけで除去できることから、メンテナンス作業の都度脱臭運転を停止する必要もなく、運転を継続しながら簡単におこなうことができる。

上記実施例においては、放電電極（６）への付着物（11）の付着による電流値の変化を検出するようにしたが、他の実施例として、脱臭運転をおこなって一定時間が経過する毎に、送風用のファン（10）の回転数を増大させるようにしてもよい。

すなわち、付着物（11）の蓄積により脱臭性能が低下する時間をあらかじめ計測しておき、所定の脱臭運転の積算時間毎、例えば、前述のように電流値が初期の８０％に低下する時間に近い９６時間（４日間）毎にファン（10）の回転数を上げるようにしてもよく、このように制御すれば、電流値を検出する必要がなく、またセンサーなどの部品材料費も不要にすることができる。

また、上記各実施例においては、脱臭装置（１）が他の空気調和装置などと連動して運転されているような場合には、送風用のファン（10）の回転数が増大し風速が上がることで、空調運転の条件が変化してしまう不具合が生じるが、時間制御を、空気調和装置を運転しない夜間、例えば、深夜０時などの一定の時間帯に風速を４ｍ／ｓになるように制御してもよい。このようにすれば、ファン（10）の風速が増大して他の装置へ影響することによる不具合を防止することができる。

次に、他の実施例について説明する。本実施例は、前記実施例におけるファン（10）の回転数を増大して風速を上昇させる方式に対して、脱臭装置（１）に振動を与えることにより、放電電極（６）の尖端に付着した付着物（11）を取り除くように作用させるものである。

具体的には、脱臭装置（１）を加振機上に設置し、付着物（11）の蓄積によって高電圧発生部（９）の電流値が所定の値、例えば、前記実施例と同様に、脱臭運転が９６時間程度経過して電流値／初期電流値が０．８まで低下すると、前記加振機を作動させ、脱臭装置（１）に振動を付与するようにする。

放電電極（６）の尖端に蓄積した付着物（11）の付着力は、前述のように弱いことから、振動を与えることによりこれを一挙にふるい落として風路（２）の風下側に流下させることができるものであり、脱臭装置部分を取り外す煩雑な作業をおこなう必要がない。また、付着物（11）の除去が必要なときに振動を与えるだけで除去ができることから、メンテナンス作業の都度、脱臭運転を停止する必要もなく簡単に付着物（11）を除去することができる。

上記実施例に対し、他の実施例として、脱臭運転をおこなって一定時間が経過する毎に加振機を作動させ、脱臭装置（１）に振動を与えるようにしてもよい。

すなわち、付着物（11）の蓄積により脱臭性能が低下する時間をあらかじめ計測しておき、その所定の脱臭運転の積算時間毎、例えば、前記実施例と同様に、９６時間毎に振動させるようにしてもよく、このように制御すれば、電流値を計測する必要がなく、また部品材料費も不要にすることができる。

なお、脱臭装置（１）に振動を与える手段については、前記加振機を用いるほか、脱臭装置部分に比較的重量物を落下させたり、前記実施例のように送風用のファン（10）の回転数を制御して周囲の筐体と共振させることで脱臭装置（１）に振動を与えるようにしてもよい。

また、上記各実施例においては、脱臭装置（１）が他の空気調和装置などと連動して運転されているような場合には、脱臭装置（１）に振動を与えると周囲の筐体と共振したりして、望ましくない現象を生じる可能性があるため、振動を付与する時間を、空気調和装置を運転しない夜間などの一定の時間帯におこなうように制御してもよい。このようにすれば、ファン（10）の回転数を上げて周囲と共振させるなどの方式で脱臭装置（１）を振動させるようにしても不具合を生じることがなく、付着物（11）を確実に取り除くことができる。

本発明は以上のように構成されているが、脱臭装置（１）の設置場所については、前記した厨房などの家庭内居住空間に限るものではなく、公共の場所に置かれたゴミ収集場や分煙機、あるいは、エアコンや、冷蔵庫の内部貯蔵空間の脱臭をおこなうように送風経路に設けられた脱臭装置にも適用できる。

本発明の１実施形態を示す脱臭装置の概略図である。 時間軸に対する付着物の付着による電流値の変化を示す関係グラフである。 光触媒モジュールの放電電極の尖端に付着した付着物を示す状態図である。

符号の説明

１ 脱臭装置
２ 風路
３ 光触媒モジュール
４ オゾン分解触媒
５ 光触媒フィルタ
６ 放電電極
７ 対極
８ 電源装置
９ 高電圧発生部
10 ファン
11 付着物

Claims (6)

1. 送風用のファンと、このファンによって送風がおこなわれる送風経路内に配置された高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュールとを備えてなり、所定のタイミングで前記送風用のファンによる風速を増大させることを特徴とする脱臭装置。
2. 高電圧放電時の電流値が所定の値まで低下した場合には、ファンによる風速を増大させることを特徴とする請求項１記載の脱臭装置
3. 高電圧放電がおこなわれる所定時間毎にファンによる風速を増大させることを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
4. 送風用のファンと、このファンによって送風がおこなわれる送風経路内に配置された高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュールとを備えてなり、所定のタイミングで前記高電圧放電をおこなうための放電電極部を振動させるようにしたことを特徴とする脱臭装置。
5. 高電圧放電時の電流値が所定の値まで低下した場合には、放電電極部を振動させるようにしたことを特徴とする請求項４記載の脱臭装置。
6. 高電圧放電がおこなわれる所定時間毎に放電電極部を振動させるようにしたことを特徴とする請求項４記載の脱臭装置。

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