(57)【要約】【課題】脱臭装置及び脱臭方法における活性炭及び添着炭等の吸着材料の交換サイクルを少なくする。【解決手段】  脱臭装置の電解槽１０は、ガス流入口１とガス流出口２とを備え、内部に陽極１１及び陰極１２が設けられている。陽極１１及び陰極１２間には電解液１３が充填されており、電解液中に多数の粒状物を含む。粒状物は、活性炭、フェライト、ゼオライト、合成ゼオライト、モレキュラーシーブ、導電性粒状物などを練り込んだ成形セラミック及び導電性の塩類をコーティングしたセラミックから選択される１つ以上の物質であることが好ましい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流入口（１）とガス流出口（２）とが接続された電解槽（１０）と、
前記電解槽の内部に設けられた陽極（１１）及び陰極（１２）と、
前記電解槽内に満たされた電解液（１３）と、
前記電解液中に多数の粒状物を含む脱臭装置。
【請求項２】
請求項１記載の脱臭装置において、前記粒状物が活性炭、フェライト、ゼオライト、合成ゼオライト、モレキュラーシーブ、導電性粒状物を練り込んだ成形セラミック及び導電性の塩類をコーティングしたセラミックから選択される１つ以上の物質であることを特徴とする脱臭装置。
【請求項３】
請求項１記載の脱臭装置において、前記粒状物が添着活性炭、薬品処理されたゼオライト、薬品処理された合成ゼオライト及び薬品処理されたモレキュラーシーブから選択される１つ以上の物質であることを特徴とする脱臭装置。
【請求項４】
ガス流入口（１）とガス流出口（２）とが接続された電解槽（１０）と、
前記電解槽の内部に設けられた陽極（１１）及び陰極（１２）と、前記陽極及び陰極間に多数の粒状物を含む脱臭装置であって、
前記粒状物が、添着活性炭、薬品処理されたゼオライト、薬品処理された合成ゼオライト及び薬品処理されたモレキュラーシーブその他電解液が担持された粒状物から選択される１つ以上の物質であることを特徴とする脱臭装置。
【請求項５】
直流電圧を印加した陽極及び陰極間に、臭気物質を含むガスを吸着する機能を具備する粒状物を充填すると共に、前記電極間に直流電圧を印加し、
前記臭気物質を含むガスを電気分解により分解及び前記粒状物に吸着することを特徴とする脱臭方法。
【請求項６】
請求項５記載の脱臭方法において、前記充填された粒状物が活性炭、フェライト、ゼオライト、合成ゼオライト、モレキュラーシーブ、導電性粒状物を練り込んだ成形セラミック及び導電性の塩類をコーティングしたセラミックから選択される１つ以上の物質であることを特徴とする脱臭方法。
【請求項７】
請求項５記載の脱臭方法において、前記充填された粒状物が添着活性炭、薬品処理されたゼオライト、薬品処理された合成ゼオライト及び薬品処理されたモレキュラーシーブであることを特徴とする脱臭方法。
【請求項８】
請求項１及至４のいずれか１項に記載の脱臭装置であって、ソーラーパネル（２１）による太陽光発電システムを更に備え、
前記ソーラーパネルの電源供給により前記脱臭装置の陽極及び陰極間に直流電圧を印加することを特徴とする脱臭装置。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の脱臭装置であって、風車（３１）による風力発電システムを更に備え、前記脱臭装置内で発生する臭気物質を含むガスの排気流によって前記風車を回転させ発電することを特徴とする脱臭装置。
【請求項１０】
請求項１及至４のいずれか１項に記載の脱臭装置を排気ガス流通路４１の一部に備えたことを特徴とする排気ガス処理装置。
【請求項１１】
直流電圧を印加した陽極及び陰極間に、エンジンの排気ガスを含むガスを吸着する機能を具備する粒状物を充填すると共に、前記電極間に直流電圧を印加し、
前記エンジンの排気ガスを含むガスを電気分解により分解及び前記粒状物に吸着することを特徴とする排気ガス処理方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の排気ガス処理方法において、前記充填された粒状物が活性炭、フェライト、ゼオライト、合成ゼオライト、モレキュラーシーブ、導電性粒状物を練り込んだ成形セラミック及び導電性の塩類をコーティングしたセラミックから選択される１つ以上の物質であることを特徴とする排気ガス処理方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の排気ガス処理方法において、前記充填された粒状物が添着活性炭、薬品処理されたゼオライト、薬品処理された合成ゼオライト及び薬品処理されたモレキュラーシーブであることを特徴とする排気ガス処理方法。
【請求項１４】
請求項９記載の脱臭装置であって、
前記風車（３１）に前記排気流を集束させるガイド（３５）を具備する脱臭装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の脱臭装置であって、
前記ガイド（３５）は、少なくとも２枚の板状体からなることを特徴とする脱臭装置。
【請求項１６】
請求項１４記載の脱臭装置であって、
前記ガイド（３５）は、錐体（３６）からなることを特徴とする脱臭装置。
【請求項１７】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか１項に記載の脱臭装置において、
前記臭気物質を含むガスを排気する排気ダクト（３３）と前記排気ダクト（３３）に接続されるＬ型配管継手（３４）とを更に備え、
前記風車（３１）が、前記Ｌ型配管継手（３４）内における屈曲部の排気側に設けられていることを特徴とする脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水道処理施設や屎尿処理施設等で用いられる脱臭装置等に関するもの、特に、直流電圧を利用して脱臭を行う脱臭装置、脱臭方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理施設、屎尿処理施設、ゴミ処理施設等から排出されるガスには、硫化水素、メルカプタン類や硫化アルキル類等の硫黄化合物を含む臭気物質が含まれている。このような強い臭気性を有するガスに含まれる硫黄化合物を除去する脱臭効果の高い脱臭方法として、活性炭吸着法が知られている。
【０００３】
活性炭吸着法は、活性炭を利用して臭気物質を物理的に吸着し、硫黄化合物を硫黄に変化させて活性炭表面や細孔に備蓄することで脱臭を行うが、使用時間が長くなると活性炭の活性が徐々に低下する。また、活性炭では、特定硫黄化合物、例えば、硫化ジメチル、二硫化ジメチルのような硫化アルキル類に対しては、十分な脱臭効果が得られない。
【０００４】
そこで、活性炭に適当な薬品や金属を化学結合又は物理結合により付着させて、硫黄化合物を本来の活性炭の物理的な吸着とは別に、付加的（化学的等）に吸着させる添着活性炭（以下、添着炭という。）が開発されており、例えば、硫化ジメチル、二硫化ジメチルの脱臭方法としては、臭素添着活性炭等が一般的に知られている（特許文献１）。
【０００５】
上述のように、これらの脱臭装置に使用される活性炭及び添着炭の吸着能力には寿命が存在するが、その吸着能力は再生処理によって再生可能であることが一般的に知られている（特許文献２等）。
【０００６】
また、活性炭は、浄水器などの水処理装置において、電気分解の電極として用いることも一般的に知られている。例えば、特許文献３に記載の水処理装置では、活性炭で濾過処理の他に被処理水中の微生物の殺菌及び金属成分や不純物の電気化学的な分解除去を行っている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３３３９７号公報
【特許文献２】特開２００６−１８１５２７号公報
【特許文献３】特開平１０−１６９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、脱臭装置に使用される活性炭及び添着炭の再生には、活性炭及び添着炭の交換サイクル（取り出し、再生処理、再充填）に伴う時間とコストが大きな問題となっている。ちなみに、下水道施設の脱臭装置の交換サイクルは年一回、屎尿処理施設の場合は年二回程度が標準である。
【０００９】
また、水処理装置では、処理対象が水とガスの違いから、脱臭装置とは規模や構造等が異なっており、特に活性炭の使用において、特許文献３では、濾過処理と電気分解処理のそれぞれの設備と工程が必要であり、スペース、時間やコストが問題となる。
【００１０】
本発明は、活性炭及び添着炭等の吸着材料の交換サイクルを少なくする脱臭装置を提案することを主たる技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る第１の脱臭装置は、ガス流入口１とガス流出口２とが接続された電解槽１０と、
前記電解槽の内部に設けられた陽極１１及び陰極１２と、前記電解槽内に満たされた電解液１３と、前記電解液中に導電性を具備する多数の粒状物を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る第１の脱臭装置では、前記陽極及び陰極間に直流電圧を印加することにより電極間に充填された粒状物のそれぞれが三次元電極を構成する。したがって、陽極・陰極間に直流電圧を印加することにより、電極面積を飛躍的に大きくなり、多数の粒状物を経由して多数の電流パスが形成される。その結果、極めて効率のよい電気分解が行われる。
【００１３】
なお、ここでいう電気分解とは、直流電流によって各電極面で化学変化を起こさせることであり、電極間に印加される直流電圧により、電解槽内に存在する陽イオンが陰極に、陰イオンが陽極にそれぞれ移動することによって電流が流れ、陽極では酸化、陰極では還元が行われる現象を言う。
【００１４】
このように、脱臭装置に電気分解を利用することで電源を供給し続ける限り、一定程度は臭気物質を分解し続けることが可能となるため、長時間にわたって脱臭効果を持続することができる。また、この電気分解において、陽極と陰極を隔膜などで分離しておくことにより、酸性（陽極側）及びアルカリ性（陰極側）の電解液を生成し易くなり、臭気物質の分解効率が高められる。なお、脱臭効率を高めるために、三次元電極となる粒状物は活性炭など臭気物質を物理的及び化学的に吸着する作用を具備することが好ましい。
【００１５】
なお、電解液中に一対の陽極及び陰極で構成される電解槽での電気分解では、電極と電解質のイオンなどの荷電粒子で構成した二次元の界面において不均一に電荷の移動が起こる「不均一二次元界面」で進行すると言われるが、電極表面積が小さいため反応速度が小さいという欠点がある。これに対し、本発明に係る脱臭装置では、粒状物を用いて三次元電極を構成するため、反応速度を大きくすることに成功している。
【００１６】
また、本発明における粒状物は、三次元電極を構成するものであるから、内部は導電性があり表面は接触抵抗の比較的大きい粒子（このような粒子を、本明細書では、「抵抗性粒状物」という。）であるか、または、導電性粒状物と絶縁性粒状物との混合物（例えば複数の粒状物を混合及び練り込み成型した粒状物）であることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る第２の脱臭装置は、ガス流入口１とガス流出口２とが接続された電解槽１０と、
前記電解槽の内部に設けられた陽極１１及び陰極１２と、前記陽極及び陰極間に多数の粒状物を含む脱臭装置であって、
前記粒状物が、添着活性炭、薬品処理されたゼオライト、薬品処理された合成ゼオライト及び薬品処理されたモレキュラーシーブその他電解液が担持された粒状物から選択される１つ以上の物質であることを特徴とする。
【００１８】
ここで、薬品処理されたとは、特定の電解液等を化学結合又は物理結合により担持又は吸着させた状態のことであり、この電解液は、例えば、電気分解で使用する電解液の塩の水溶液等、例えば、硫酸ナトリウム（Na２SO４）や硫酸カリウム（K２SO４）等の硫酸塩の水溶液、硝酸ナトリウム（NaNO３）や硝酸カリウム（KNO３）等の硝酸塩の水溶液及び臭素酸ナトリウム（NaBrO３）や臭素酸カリウム（KBrO３）等の臭素酸塩の水溶液が挙げられる。
【００１９】
このように、電解液を担持した粒状物により三次元電極を構成することにより、電解液が不要となる利点がある。これにより、一層の低コスト化及び軽量化が図られる。さらに、粒状物自体が臭気物質を物理的及び化学的に吸着する作用を備えるため、電気分解による脱臭と相俟って、高い脱臭効率を極めて長期間持続させることができる利点もある。
【００２０】
本発明に係る第１及び第２の脱臭装置では、ソーラーパネル２１による太陽光発電システムを更に備え、前記ソーラーパネルの電源供給により前記脱臭装置の陽極及び陰極間に直流電圧を印加するように構成してもよい。或いは、本発明に係る第１及び第２の脱臭装置では、風車３１による風力発電システムを更に備え、前記脱臭装置内で発生する臭気物質を含むガスの排気流によって前記風車を回転させ発電するように構成してもよい。
【００２１】
さらに、本発明に係る第１及び第２の脱臭装置では、風車３１に排気流を集束させるガイド３５を具備してもよい。このようにすると、風車３１の羽根に当てる排気流の流速を上げて風車３１の回転数を増大させ、風力発電の発電量を増大させることができる。
【００２２】
また、このガイド３５は、少なくとも２枚の板状体や錐体３６であってもよい。ガイド３５は、排気流を効率良く集束できる寸法、形状、材質であればよく、また、ガイド３５の設置位置も風車３１の羽根に効率良く当てられる箇所であればよい。
【００２３】
本発明に係る第１及び第２の脱臭装置では、臭気物質を含むガスを排気する直管状の排気ダクト３３ａとこの排気ダクト３３ａに接続されるＬ型配管継手３４とを更に備え、風車３１が、Ｌ型配管継手３４内における屈曲部の排気側に設けられてもよい。このようにＬ型配管継手３４を設けると、さらに、排気流の流速を上げることができ、風力発電の発電量を増大させることができる。
【００２４】
さらに、本発明に係る第１及び第２の脱臭装置では、自動車等の排気ガスの有害物質を分解除去対象として、排気マフラー等の排気ガス処理装置に適用してもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る脱臭装置によると、内部に充填される粒状物と電解液及び印加される電圧の作用により、従来の吸着法、例えば、活性炭吸着法よりもより効果的に長時間の脱臭効果が得られるため、交換サイクルの時間の短縮、低コスト化及び省スペース化が図られる。また、本発明に係る脱臭方法では、電気分解の電気化学的な分解と物理的な吸着がほぼ同時的に進行するため、脱臭の効率化と低コスト化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る脱臭装置の基本原理を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る脱臭装置７０の基本構成を模式的に示した図である。
【図３】電解液無しの条件（条件Ａ）において、実験手順１における出口濃度の時間変化を示すグラフ。
【図４】電解液無しの条件（条件Ａ）において、実験手順２における出口濃度の時間変化を示すグラフ。
【図５】それぞれの電解液の条件（Ａ〜Ｄ）における、硫化水素の出口濃度とその分解率をまとめた一覧表。
【図６】本発明の第１の実施形態の変形例に係る脱臭装置を示す図である。
【図７】第１の実施形態で説明した脱臭装置を取り付けた「ばっき槽」の模式図。
【図８】第１の実施形態で説明した脱臭装置を取り付けた「活性炭吸着塔」の模式図。
【図９】図９（ａ）は第１の実施形態で説明した脱臭装置を排気ガス流通路の一部に適用した「排気ガス処理装置」を模式的に示した概念図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａの矢視断面図である。
【図１０】図８の排気ダクト３３と風車３１の間に、直管状の排気ダクト３３ａとＬ型配管継手３４とを接続した様子を示した概略図。
【図１１】図１０のＬ型配管継手３４に板状のガイドを設けた様子を示した概略図。（ａ）は、横からの断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂの矢視断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃの矢視断面図である。
【図１２】図１０のＬ型配管継手３４に円錐体状のガイドを設けた様子を示した概略図。（ａ）は、横からの断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＥ−Ｅの矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明に係る脱臭装置の基本原理を説明する図であり、特に三次元電極の構成を模式的に説明する図である。
【００２８】
電解槽１０の内部に電解液１３が充填されており、この電解液中に陽極１１及び陰極１２が浸漬していると共に、両電極間に活性炭や添着炭など導電性を具備するの粒状物１４が充填されている。陽極１１及び陰極１２間には、例えば１２〜２４［Ｖ」程度の直流電圧が印加されている。
【００２９】
そして、両電極間に直流電圧を印加することにより、両電極間に充填された粒状物１４は三次元電極を構成し、それぞれが互いに接触しあうため、多数の電流パスが構成され、臭気物質を分解・吸着により除去することができる。
【００３０】
このように、三次元電極を用いて電気分解すると、従来の電気分解よりも飛躍的に電極面積が増大し、電気分解の反応速度を大きくすることができる。
【００３１】
そして、電解液１３中の粒状物に、臭気物質が接触すると、電気分解によってこれらの臭気物質が電気化学的に分解される。ここで、臭気物質が電気分解される理由について説明する。一例として、悪臭気の要因である硫黄化合物、例えば、硫化水素（H２S、融点約−85.5℃，沸点約−60.7℃）に注目すると、硫化水素は無色・腐卵臭の悪臭をもつ気体であり、水に溶けると弱酸性の硫化水素水となる。
【００３２】
硫化水素水を空気中に放置すると、空気中の酸素によって徐々に酸化され、硫黄を遊離する。これは硫黄よりも酸素の方が水素と化合し易いためである。また、硫化水素水を熱したり、硝酸等と反応させれば、硫黄を析出する。これらの変化は、硫化水素に還元作用があるために起こる。
【００３３】
これら硫化水素の性質から、この硫化水素に、ある電解液の電気分解で生成される物質、例えば、オゾン（Ｏ３）及び酸素（Ｏ２）を反応させると硫化水素の一部は硫黄と水に分解される。この化学反応式は下記（１）、（２）によって表される。
【００３４】
２Ｈ２Ｓ＋  ２Ｏ３  →  Ｓ＋ＳＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２  ・・・・・（１）
２Ｈ２Ｓ＋  ＳＯ２  →  ３Ｓ＋２Ｈ２Ｏ          ・・・・・（２）
【００３５】
すなわち、電解液は、電気分解で生成される物質が除去対象物質（この場合硫黄化合物）を分解するように選定することが好ましい。
【００３６】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る脱臭装置７０の基本構成を模式的に示した図である。
【００３７】
図２に示す脱臭装置７０は、略円筒形の電解槽１０の外周面が陽極１１、円筒内部の中心軸付近が陰極１２となっており、両電極間には直流電圧が印加されている。陽極１１は、ステンレスパイプ（直径50［mm］、高さ215［mm］）、陰極をステンレスパイプ（直径20［mm］、高さ225［mm］）で構成される。そして、両電極間には、活性炭等の粒状物１４が充填されていると共に、これらの粒状物１４が電解液１３で満たされている。粒状物１４として、活性炭250［cc］が充填された。
【００３８】
また、電解槽１０の底部にはフィルター１５が設けられ、ガス流入口１から流入した臭気物質を含むガスがフィルタ１５を通過して電解槽１０の内部に侵入し、臭気物質が除去された清浄なガスが電解槽１０上部のガス流出口２から排出される構成となっている。
【００３９】
電解槽１０の内部に充填される粒状物１４は表面抵抗が比較的高いものであるが内部は導電性を備える。そのため、両電極間に直流電圧を印加すると、これらの粒状物１４がいわゆる三次元電極となり、各粒状物の表面が、物理化学的吸着作用による脱臭に加えて、電気分解による脱臭作用をも生ずる。
【００４０】
（実験）
ここで、図２に示す本発明の第１の実施形態に係る脱臭装置を用いて、以下の通り実験を行った。
【００４１】
実験では、硫黄化合物を含む臭気ガスとして、200［ppm］の硫化水素ガス（H２S）を使用し、ガス流入口１から80［ml／分］の速度で流入させた。
【００４２】
実験では、電解液として、
Ａ  無し（電解液なし）
Ｂ  水、
Ｃ  0.05［mol/l］のNa２SO４水溶液
Ｄ  0.1［mol/l］のNa２SO４水溶液
と変化させ、以下の手順で行った。
［実験手順１］  両電極間に電圧を印加しない状態で、ガス流入口１に濃度（200［ppm］）の硫化水素ガスを導入する。この状態で、ガス流出口２の硫化水素ガスの濃度を測定し、流入量と同じ濃度（200［ppm］）になるまで硫化水素ガスの流入を継続する。
［実験手順２］  その後、両電極間に直流電圧12［V］し、直流電流値が、
ａ  100［mA］
ｂ  300［mA］
ｃ  600［mA］
の条件で印加して、ガス流出口２における硫化水素ガスの濃度（以下、出口濃度という。）をそれぞれ測定し、分解率を算出する。なお、分解率は、
分解率［％］＝｛200［ppm］−出口濃度［ppm]｝／200［ppm］×100
と計算される。
【００４３】
（結果）
図３は、電解液無しの条件（条件Ａ）において、実験手順１における出口濃度の時間変化を示すグラフである。
【００４４】
このグラフより、実験手順１において、出口濃度は、ガス導入直後から時刻Ｔ０までゼロであるが、時刻Ｔ０から上昇しはじめ、時刻Ｔ１（図中のＰ１）以降は出口濃度がガス流入口１から流入した硫化水素ガスの濃度と同じになっていることがわかる。
【００４５】
図４は、電解液無しの条件（条件Ａ）において、実験手順２における出口濃度の時間変化を示すグラフである。
【００４６】
時刻Ｔ２（図中のＰ２）において、両電極間に直流電圧を印加すると、出口濃度が減少し、一定の時間経過後に平衡状態となっていることがわかる。また、直流電流の大きさに比例して、出口濃度が低くなっていることもわかる。
【００４７】
図５は、それぞれの電解液の条件（Ａ〜Ｄ）における、硫化水素の出口濃度とその分解率をまとめた一覧表である。なお、表中の−は、測定データが無いことを示している。
【００４８】
図５では、電解液の条件Ａ（電解液無し）及び条件Ｃ（電解液が0.05mol/lのNa２SO４水溶液）の条件において、直流電流の増大に伴って、出口濃度が低くなっていることがわかる。また、直流電流の条件ｃ（600mA）の条件において、電解液がＡ、Ｂ、Ｄ、Ｃの条件の順に出口濃度が低くなっていることがわかる。
【００４９】
（結果考察）
以上の実験結果から、以下のことが考察できる。
実験の構成において、
（１）陽極と陰極間に直流電圧を印加することで、活性炭の脱臭効果の持続時間の延長及び分解率の向上を期待できる。
（２）電流量を増大させほど、分解率の向上を期待できる。
（３）水の有無を比較すると、水の有る方が、分解率の向上を期待できる。
（４）水よりもNa２SO４水溶液の方が、分解率の向上を期待できる。
【００５０】
（第１の実施形態の変形例）
図６は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る脱臭装置を示す図である。上述の実験結果から、電解液が無くても電圧印加に伴う一定の脱臭効果が現れることが明らかとなった。図６は、図２における電解液１３を省略した構成を示している。
【００５１】
但し、電解液１３を省略する態様においては、粒状物１４は、薬品処理された粒状物となっていることが好ましい。薬品処理が無くても一定の脱臭効果が得られることは上述の実験結果の通りであるが、添着炭等、薬品処理によって電解液が加わることで多くの電流パスが形成され、より大きな電流量を確保しやすいためである。このように、電解液を不要にすることで、低コスト化及び軽量化に貢献する。
【００５２】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態を説明するための図であり、第１の実施形態で説明した脱臭装置を取り付けた「ばっき槽」を模式的に示した概念図である。
【００５３】
ばっき槽とは、屋外に設置される、微生物群の存在する汚水等を浄化するための槽であり、好気性反応槽ともいわれる。
【００５４】
ばっき槽２０は、上面にソーラーパネル２１を備えており、上部中央に本発明の第１の実施形態に係る脱臭装置７０が取り付けられている。ばっき槽２０の底部には、臭気物質が溜まっており、ここから発生する硫黄化合物を含む臭気ガスが、脱臭装置７０を通って排出される仕組みとなっている。
【００５５】
ここで、ソーラーパネル２１は蓄電池及び昇圧回路等を含む直流電源ユニット３２と共に太陽光発電システムを構成する。直流電源ユニットは、脱臭装置７０の陽極１１及び陰極１２に接続され、常時脱臭装置に電圧が印加される。
【００５６】
なお、ばっき槽２０などの用途では、軽量化が特に重要な意味を持つため、脱臭装置７０を図６のような第１の実施形態の変形例で示したような、電解液が無い構成のもの（脱臭装置８０）に代えてもよい。この場合、粒状物１４に予め薬品で処理されたもの、すなわち電解液を担持させた添着炭などを用いることが好ましい。
【００５７】
第２の実施形態では、ソーラパネルによる電源供給と小型軽量で脱臭効果の持続が長い脱臭装置により、従来よりもランニングコストの低減化を期待できる。
【００５８】
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態を説明するための図であり、第１の実施形態で説明した脱臭装置を取り付けた「活性炭吸着塔」を模式的に示した概念図である。
【００５９】
この活性炭吸着塔９０は、脱臭装置７０に排気ダクト３３とソーラーパネル２１を設けたもので、排気ダクト３３の内部には風力発電を行うための風車３１を備えている。ソーラーパネル２１と直流電源ユニット３２により、太陽光発電システムを構成すると共に、直流発電装置と接続された風車３１と直流電源ユニット３２により、風力発電システムを構成する。
【００６０】
すなわち、風車３１とソーラーパネル２１は、いずれも直流電源ユニット３２に接続され、直流電源ユニット３２は、脱臭装置７０の陽極１１及び陰極１２に接続されている。ここで、図８中の矢印はガスの流れを示しており、図示しないファンによって脱臭前の臭気ガスを含むガスを送り込むと、脱臭装置７０を通過した（排気）ガスの流速（排気流）によって風車３１が回転し、これにより発電（充電）を行っている。
【００６１】
第３の実施形態では、脱臭装置７０への供給電源の容量を改善するために、直流電源ユニット３２は、ソーラーパネル２１による発電と風車３１による発電とを調整し、直流電源への充電及び脱臭装置への電源供給を行っている。
【００６２】
第３の実施形態に係る活性炭吸着塔のような用途においても、軽量化が重要な意味を持つため、脱臭装置７０を図６のような第１の実施形態の変形例で示したような、電解液が無い構成のもの（脱臭装置８０）に代えてもよい。この場合、粒状物１４に予め薬品で処理されたもの、すなわち電解液を担持させた添着炭などを用いることが好ましい。
【００６３】
また、既設の活性炭吸着塔からの移行により、建設費及びランニングコストの低減化を期待できる。
【００６４】
従来の活性炭吸着塔では、通常、
（１）酸性ガス（硫化水素やメチルメルカプタンなど）用活性炭
（２）塩基性ガス（アンモニアなど）用活性炭
（３）中性ガス（硫化メチルや二硫化メチルなど）用活性炭
の３種類の活性炭を使用しているが、第３の実施形態では、1種類の活性炭でよいため、より効果的な脱臭効果を得ることが可能であり、環境対策の改善につながることが期待される。
【００６５】
本発明に係る脱臭装置及びこれを用いた脱臭方法では、除去する対象物質に応じて、電極間に充填する粒状物と電解液を種々に選択可能である。
【００６６】
ここで、風力発電システムの発電量を増大させる仕組みについて説明する。
−Ｌ字型配管継手による流速増大効果−
図１０は、図８の排気ダクト３３と風車３１の間に、直管状の排気ダクト３３ａとＬ型配管継手３４とを接続した様子を示した概略図である。図中の破線の矢印はガスの流れを示している。この図に示すように、Ｌ型配管継手３４は、直管状の排気ダクト３３ａに接続されている。このため、脱臭装置を通過したガスは、直管状の排気ダクト３３ａの内部を水平に流れた後、Ｌ型配管継手３４によって、垂直な流れに変化させられる。Ｌ型配管継手３４の屈曲部では乱流が発生し、排気ガスの流速は内側ほど遅く外側ほど速くなる。従って、Ｌ型配管継手３４の外側を流れる流速の速いガスを風車３１の羽根に当てることで、風車３１の回転数を増大させ、風力発電の発電量を増大させることができる。
【００６７】
直管状の排気ダクト３３ａ及びＬ型配管継手３４の内径を２００［ｍｍ］とし、この排気ダクト３３ａ内のガスの平均流速を約５．０［ｍ／ｓ］としたとき、
（ｉ）直管状の排気ダクト３３のみの構成（図８）
（ｉｉ）直管状の排気ダクト３３の先にＬ型配管継手を接続した構成（図１０）
という二通りで、風力発電システムによる発電量を比較した。その結果、（ｉ）では平均電圧約５１［Ｖ］、（ｉｉ）では、約１１０［Ｖ］という測定結果が得られた。なお、（ｉｉ）のＬ型配管継手３４の内側の平均流速は約１〜２［ｍ／ｓ］であり、Ｌ型配管継手３４の外側の平均流速は約１５〜２０［ｍ／ｓ］であった。このように、Ｌ型配管継手３４によって、風車３１の羽根に当てるガスの平均流速を上げることができ、発電量を増大できることがわかる。
【００６８】
−ガイドによる流速増大効果−
図１１は、図１０のＬ型配管継手３４の内側に板状のガイド３５を設けた様子を示した概略図である。図１１（ａ）は、横からの断面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＢ−Ｂの矢視断面図であり、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のＣ−Ｃの矢視断面図である。なお、図中の破線の矢印はガスの流れを示している。
【００６９】
ガイド３５は、Ｌ型配管継手３４の屈曲部の排気側、つまり、図１１（ａ）における垂直部に設けられた一対の板である。このガイド３５は、Ｌ型配管継手３４の外周を流れるガスを集束させる目的で設けられている。そのために、その２枚の板間の幅は、風車３１に近づくほど程狭くなるようになっている。ガイド３５は、例えば、横：１２０［ｍｍ］×縦：５０［ｍｍ］×幅：１０［ｍｍ］の寸法であり、Ｌ型配管継手３４と同じ塩化ビニル樹脂等の材料で構成される。また、ガイド３５の２枚の板間の幅として、例えば、ガスの流入する側の幅Ｗ２は１２０［ｍｍ］であり、ガスの流出側、つまり、風車３１側の幅Ｗ１は５０［ｍｍ］とする。
【００７０】
直管状の排気ダクト３３ａ及びＬ型配管継手３４の内径を２００［ｍｍ］とし、この排気ダクト３３ａ内のガスの平均流速約５．０［ｍ／ｓ］という条件で、板状のガイド３５を設けた図１１の構成で風力発電による発電量を測定した。その結果、Ｌ型配管継手のみの場合（上記（ｉｉ））より更に向上し、約１５０［Ｖ］という結果が得られた。なお、板状のガイド３５におけるガス流入側では、平均流速約１５〜２０［ｍ／ｓ］であり、ガス流出側では、平均流速約２５〜３０［ｍ／ｓ］であった。このように、Ｌ型配管継手３４と板状のガイド３５を組み合わせることによって、風車３１の羽根に当てるガスの平均流速を上げることができ、発電量を一層増大できることがわかる。
【００７１】
なお、板状のガイド３５は、Ｌ型配管継手３４の外周を流れるガスを集束させてそのガスを風車３１に当てるために設けており、その目的が損なわれない限り、ガイド３５の寸法、形状、材質、設置位置や２枚のガイド３５間の相対的な距離等は適宜変更できる。
【００７２】
図１２は、図１０に示される直管状の排気ダクト３３ａの内側に円錐体状のガイド３６を設けた様子を示した概略図であり、図１１に示した板状のガイドとは異なる形状のガイドを示す例である。
【００７３】
図１２（ａ）は、横からの断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＥ−Ｅの矢視断面図である。図中の破線の矢印はガスの流れを示している。円錐体３６は、直管状の排気ダクト３３ａ内に支持体３７によって固定される。図１２に示すように、円錐体３６は中心軸をガスの流速方向に向け、頂点がガスの流入側に、底面はガスの流出側に向くように設置する。さらに、円錐体３６の大きさは、底面の直径が直管状の排気ダクト３３ａの内径よりもやや小さくなるように構成する。すなわち、配管内に排気流の流通を部分的に阻害する障害物とすることによって流速を高める。例えば、排気ダクト３３ａの内径２００［ｍｍ］に対して円錐体３６の底面の直径が１５０［ｍｍ］とする。この例では、円錐体の高さ２００［ｍｍ］としている。
【００７４】
直管状の排気ダクト３３ａ内のガスの平均流速が約５．０［ｍ／ｓ］のとき、上述した円錐体３６を設けたところ、直管状の排気ダクトのみの構成（上記（ｉ））より向上し、約１００［Ｖ］という結果が得られた。なお、円錐体３６の底面の横の隙間部を流れるガスの平均流速は、約１５〜２０［ｍ／ｓ］であった。このように、円錐体状のガイドを設けることによって、風車３１の羽根に当てるガスの平均流速を上げることができ、発電量を増大できることがわかる。この態様はＬ型配管継手を設けることが困難な場合に有効であるが、Ｌ型配管継手を組み合わせて設けてもよいことはいうまでもない。
【００７５】
（その他の実施形態）
本発明に係る脱臭装置の他の適用用途としては、自動車の排気マフラー等の排気ガス処理装置が考えられる。
【００７６】
図９（ａ）は、その他の実施形態を説明するための図であり、第１の実施形態で説明した脱臭装置を排気ガス流通路４１の一部に適用した「排気ガス処理装置」を模式的に示した概念図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａの矢視断面図である。なお、図中の矢印は排気ガスの流れを示している。
【００７７】
排気ガス処理装置１００では、電圧が印加された脱臭装置７０において、脱臭効率（乃至排気ガス除外効率）を高めながら、排気ガスの有害物質（一酸化炭素 (CO)、炭化水素 (HC)、窒素酸化物 (NOx)及び粒子状物質 (PM)、硫黄酸化物 (SOx)等）を陽極１１、陰極１２及び粒状物１４による酸化還元反応により分解除去する。
【００７８】
ここで、粒状物１４は、導電性粒状物と絶縁性粒状物と白金（Pt）、パラジウム(Pd)及びロジウム(Rh)などの排気ガス触媒との混合物及び／又は前記排気ガス触媒を含む抵抗性粒状物の使用も可能であり、より効果的な排気ガスの有害物質の分解除去を期待できる。
【００７９】
排気ガス処理装置１００においても、脱臭装置７０を図６のような第１の実施形態の変形例で示したような、電解液が無い構成のもの（脱臭装置８０）に代えてもよい。この場合、粒状物１４に予め薬品で処理されたもの、すなわち電解液を担持させた添着炭などを用いることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る脱臭装置及び脱臭方法では、同量の活性炭を使用する条件において、従来の活性炭吸着法よりも、より効果的に脱臭が可能であり、脱臭効果の持続性もより長くなり、活性炭の交換サイクル（取り出し、再生処理、再充填）の時間とコストを低減化できる。また、活性炭の使用量も減少することにより、環境対策の改善につながることが期待できる。
【００８１】
また、本発明に係る脱臭装置及び脱臭方法によって、前記脱臭装置及び脱臭方法で使用される充填された粒状物の本来の効果に、さらに機能性及び効果の持続性を付加することが可能であるため、吸着剤及び脱臭剤全般はもちろんのこと、それ以外で例えば、酸化触媒及び還元触媒など多種多様の適用が期待でき、さらに、時間、コスト及び環境対策の改善に期待できる。また、本発明に係る脱臭装置は有害物質の分解及び除去を効率よく行うそうちであるため、排気ガス処理装置に応用することもできる。
【００８２】
従って、本発明が実施された場合の産業上の利用可能性は極めて大きい。
【符号の説明】
【００８３】
１  ガス流入口
２  ガス流出口
１０  電解槽
１１  陽極
１２  陰極
１３  電解液
１４  粒状物
１５  フィルタ
２０  ばっき槽
２１  ソーラーパネル
３１  風車
３２  直流電源ユニット
３３、３３ａ、３３ｂ  排気ダクト
３４  Ｌ型配管継手
３５  板状のガイド
３６  円錐体状のガイド
３７  支持体
４１  排気ガス流通路
７０，８０  脱臭装置
９０  活性炭吸着塔
１００  排ガス処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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