(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風路を有する本体と、前記通風路に配置した空気中の汚染ガスを吸着する吸着手段と、前記吸着手段で吸着した汚染ガスを脱着させる脱着手段と、前記吸着手段から脱着した汚染ガスを分解する分解手段と、前記吸着手段に空気を送風する送風手段とを備え、通風路中の吸着手段と分解手段の間に絞り部を設け、前記分解手段は前記吸着手段よりも重力方向で上方に位置して分解室中に設け、前記分解室は吸気口と排気口を有し、かつ前記排気口が前記分解室の天井面よりも下に位置させて前記通風路中に設けたことを特徴とする空気清浄機。
【請求項２】
分解手段は電気発熱体、または触媒、または電気発熱体と触媒、または触媒を担持した電気発熱体、または光触媒と紫外線照射手段であることを特徴とする請求項１記載の空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は室内空気中の煙草の臭気や建材、壁、家具から発生するアルデヒドなどの揮発性有機化合物、燃焼機などから発生する一酸化炭素などの無機ガスで代表される汚染ガスを焼却、分解して除去する空気清浄機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種の機能を有する空気清浄機としては、活性炭などの脱臭フィルタに空気中の臭い等の汚染ガスを吸着除去するもの、また触媒やオゾンによって汚染ガスを分解する構成のものがあった。
【０００３】
さらに、脱臭フィルターを初期性能に再生する空気清浄機として特開平６−１５４３０２号公報に記載されている様なものが知られている。この装置は図１０に示すように空気中の臭いを除去するための吸着式脱臭フィルタ１と送風手段２を備えた空気清浄機において、前記吸着式脱臭フィルタ１が臭い吸着によって性能低下が進む過程で、性能の初期化に近づけるため機体内でフィルタを中心とした循環サイクルを構成して、この循環フィルタには、循環用送風部３、ヒータ等の空気加熱部４、オゾン発生器とオゾン分解フィルタからなる臭い分解手段５を備え、加熱による臭い再放出→オゾンによる臭い分解→オゾン除去のサイクルで脱臭フィルタをリフレッシュする。
【０００４】
また、吸着型熱分解触媒によって脱臭フィルターを初期性能に再生する空気清浄機として特開平８−５２３２５号公報に記載されている様なものが知られている。この装置は図１１に示すように、吸着型熱分解触媒層を表面に設けた脱臭ヒーター６と送風用ファン７からなり、送風用ファンにより吸着型熱分解触媒層に悪臭成分を吸着させ、次にヒータによって吸着型熱分解触媒層を活性温度まで加熱し吸着していた臭気成分を酸化分解し吸着型熱分解触媒層の吸着能力を再生するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の脱臭フィルタを設けただけの空気清浄器では長時間使用すると脱臭フィルタの極細孔が臭い成分で塞がるため吸着脱臭能力が低下する。このため、一定期間ごとにフィルタの交換が必要であった。
【０００６】
また、オゾン方式、触媒方式で連続的に汚染ガスを処理するには家庭用空気清浄機であっても１ｍ３／分〜４ｍ３／分の処理風量が必要のため規模の大きな装置が必要であった。
【０００７】
また、特開平６−１５４３０２号公報のような方式では、循環路が必要であり装置が大きくなり、熱容量が大きくなるため加熱による分解方式や、触媒による分解に対しては処理時間が長くなるとともに、多くの電力量が必要となる。
【０００８】
さらに特開平８−５２３２５号公報に記載されている様な方式では、小型のヒータの場合、表面に担持できる吸着型熱分解触媒層の量が限られるため、建材、壁、家具から連続的に発生するアルデヒドなどの揮発性有機化合物を除去するためには頻繁に再生を行わなければならない。また、吸着型熱分解触媒の脱着温度が熱分解の触媒活性温度より低い物質では、ヒータの通電直後、脱着のみが起こり臭いが発生する課題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、空気中のホルムアルデヒドやトルエンなどの揮発性有機化合物からなる汚染ガスを選択的かつ発生量を十分に吸着するゼオライト等の吸着材でできた吸着手段と、前記吸着手段を加熱して吸着した汚染ガスを脱離させる電気ヒータ等の脱着手段と、前記吸着手段から脱着した汚染ガスを分解する表面温度が５５０℃以上の電気発熱体からなる分解手段を本体の通風路に配置し、送風手段によって吸着手段に汚染ガスを含む空気を送風する構成とし、通風路中の吸着手段と分解手段の間に絞り部を設け、前記分解手段は前記吸着手段よりも重力方向で上方に位置して分解室中に設け、前記分解室は吸気口と排気口を有し、かつ前記排気口が前記分解室の天井面よりも下に位置させて前記通風路中に設けたものである。
【００１０】
上記発明によれば、部屋の空気に含まれる汚染ガスを除去する吸着モードの際は、送風手段のみを駆動し、本体外の空気を吸着手段に導き、吸着手段に吸着させる。吸着手段に所定量の汚染ガスが吸着すると、次に再生モードに入る。送風手段を停止または送風量を減じた後、分解手段を駆動し、脱着手段を駆動することで汚染ガスは吸着手段から脱着し、分解手段である高温の電気発熱体に接触し瞬間的に酸化され揮発性有機化合物や一酸化炭素は水や二酸化炭素に分解される。吸着手段は元の状態に再生されるので再び汚染ガスを吸着することができ、吸着手段の交換などのメンテナンスを不要とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は空気中のホルムアルデヒドやトルエンなどの揮発性有機化合物からなる汚染ガスを選択的かつ発生量を十分に吸着するコルゲート形状にゼオライト等の吸着材でできた吸着手段と、前記吸着手段を加熱して吸着した汚染ガスを脱離させる電気発熱体等の脱着手段と、前記吸着手段から脱離した汚染ガスを分解する表面温度が５５０℃以上の電気発熱体からなる分解手段を本体の通風路に配置し、ファン等の送風手段によって吸着手段に汚染ガスを含む空気を送風する構成とし、通風路中の吸着手段と分解手段の間に絞り部を設け、前記分解手段は前記吸着手段よりも重力方向で上方に位置して分解室中に設け、前記分解室は吸気口と排気口を有し、かつ前記排気口が前記分解室の天井面よりも下に位置させて前記通風路中に設けたものである。
【００１２】
上記発明によれば、部屋の空気に含まれる汚染ガスを除去する吸着モードの際は、前記送風手段のみを駆動し、本体外の空気を前記吸着手段に導き、吸着手段に吸着させる。吸着手段に所定量の汚染ガスが吸着すると、次に再生モードに入る。送風手段を停止または送風量を減じた後、分解手段を駆動し、脱着手段を駆動することで汚染ガスは吸着手段から脱着し、分解手段である高温の電気発熱体に接触し瞬間的に酸化され揮発性有機化合物や一酸化炭素は水や二酸化炭素に分解される。吸着手段は元の状態に再生されるので再び汚染ガスを吸着することができ、吸着手段の交換などのメンテナンスを不要とすることができる。
【００１３】
また、通風路中の吸着手段と分解手段の間に絞り部を設けたので、分解手段を小型にできるため、電気発熱体の単位面積当たりの発熱量が大きくなり、同じ消費電力で電気発熱体や触媒の温度をより高温にできるため、再生モードで吸着手段から脱着した汚染ガスの酸化能力が大きくでき、再生時の臭いを抑えることができる。
【００１４】
また、通風路中に、吸気口と排気口を持ち排気口が天井面よりも下にある分解室を設け、分解室中に分解手段を設置したので、再生モードで吸着手段から脱着した汚染ガスが吸気口から分解室中に入り、高温の電気発熱体や触媒で加熱され上昇気流となり分解室の天井面から排気口へ向かう流れを生じる事から、分解室で高温に滞留している時間が長くなり、再生モードで吸着手段から脱着した汚染ガスの酸化能力が大きくでき、再生時の臭いを抑える事ができる。
【００１５】
また、分解手段を吸着手段よりも重力方向で上方に設置したので、脱着過程で発生した高温の汚染ガスは浮力で重力方向上方向に上昇してくるため、汚染ガスを効率よく分解手段で分解することができる。
【００１６】
また、分解手段としてパンチング板に白金等の触媒を担持する構成においては吸着モードで、ホルムアルデヒドのように常温で触媒による酸化反応を起こす物質を吸着し、再生モードで吸着手段から脱着した汚染ガスを水や二酸化炭素に分解することができる。
【００１７】
さらに、分解手段が電気発熱体と白金等の触媒の場合は、再生モードで電気発熱体によって、触媒温度が活性温度の１９０℃以上になるように触媒を加熱し、吸着手段から脱着した汚染ガスを触媒表面で水や二酸化炭素に分解することができる。
【００１８】
また、分解手段が触媒を担持した電気発熱体の場合は分解手段の熱容量が小さいため触媒を電気発熱体で間接的に加熱するより短時間に触媒温度が活性温度の１９０℃以上にすることができ再生初期の臭いを抑える事ができる。
【００１９】
さらに、分解手段がチタニア等の半導体からなる光触媒と紫外線灯のような波長が４００ｎｍの紫外線照射手段からなる場合、再生モードで吸着手段から脱着した汚染ガスは、熱分解ではなく、光触媒作用で二酸化炭素に分解することができ再生時の温度上昇を抑えることができる。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の空気清浄機の断面図である。１０は通風路１１を有する本体であり、前記通風路１１には空気中のホルムアルデヒドやトルエンなどの揮発性有機化合物からなる汚染ガスを選択的に吸着するコルゲート形状にゼオライト等の吸着材でできた吸着手段１２と、前記吸着手段１２を吸着材の脱着温度である２００℃加熱して吸着した汚染ガスを脱着させる電気ヒータ等の脱着手段１３と、前記吸着手段１２から脱着した汚染ガスを分解する表面温度が５５０℃以上の電気発熱体１４からなる分解手段１５を配置し、ファン等の送風手段１６によって前記吸着手段１２に汚染ガスを含む本体１０外の空気を送風する構成としたものである。
【００２１】
上記発明によれば、部屋の空気に含まれる汚染ガスを除去する吸着モードの際は、前記送風手段１６のみを駆動し、本体外の空気を前記吸着手段１２に導き、吸着手段１２に吸着させる。吸着手段１２に所定量の汚染ガスが吸着すると、次に再生モードに入る。送風手段１６を停止または送風量を減じた後、分解手段１５を駆動し、脱着手段１３を駆動することで汚染ガスは吸着手段１２の温度上昇とともに吸着手段１２から脱着、浮力によって上昇する。次に分解手段１５である高温の電気発熱体１４に接触し瞬間的に（表１）に示すような５５０℃以上となり揮発性有機化合物は水や二酸化炭素に熱分解される。吸着手段１２は元の状態に再生されるので再び汚染ガスを吸着することができ、吸着手段の交換などのメンテナンスを不要とすることができる。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
なお、吸着手段１２が独立しているため、家具や建材から発生する揮発性有機化合物のように室内で常に発生しているようなものでも吸着材の大きさを最適に設定できる。
【００２４】
なお、図１に示すように分解手段１５を吸着手段１２よりも重力方向で上方に設置した構成では、脱着過程で発生した高温の汚染ガスは浮力で重力方向上方向に上昇してくるため、汚染ガスを効率よく分解手段１５で分解することができる。
【００２５】
なお、脱着手段１３としては真空ポンプのような減圧手段を用いても同様の効果が得られる。
【００２６】
（実施例２）
図２は、本発明の実施例２の空気清浄機の断面図である。
【００２７】
実施例１と異なる点は分解手段１７として、パンチング板に白金等の貴金属を担持した触媒１８を使用したところである。
【００２８】
上記構成においては吸着モードで、ホルムアルデヒドのように常温で触媒による酸化反応を起こす物質を選択的に吸着する。次に再生モードで吸着手段１２から脱離した汚染ガスを触媒１８で水や二酸化炭素に低消費電力で分解することができる。
【００２９】
（実施例３）
図３は、本発明の実施例３の空気清浄機の断面図である。
【００３０】
実施例１と異なる点は分解手段１９が電気発熱体２０とパンチング板に白金等の貴金属を担持した触媒２１としたところである。
【００３１】
吸着モード終了後の再生モードでは、電気発熱体２０によって、触媒温度が活性温度の１９０℃以上になるように触媒２１を加熱し、脱着手段１３を駆動し吸着手段１２から脱着した汚染ガスを触媒２１表面に導く。（表２）に示すような触媒の活性温度以上ではホルムアルデヒドやトルエンなどの揮発性有機化合物からなる汚染ガスは熱分解が起こり、少ない消費電力で水や二酸化炭素に分解することができる。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
（実施例４）
図４は、本発明の実施例４の空気清浄機の断面図であり、図５は図４の分解手段の拡大図である。
【００３４】
実施例１と異なる点は、分解手段２２が電気発熱体２３表面に白金等の貴金属を担持した触媒２４を担持したところにある。
【００３５】
上記構成において吸着モード終了後の再生モードでは、触媒２４と電気発熱体２３が一体化しており分解手段２２の熱容量が小さいため触媒を電気発熱体で間接的に加熱するより短時間に触媒温度が活性温度の１９０℃以上にすることができ再生初期の臭いを抑えることができる。
【００３６】
（実施例５）
図６は、本発明の実施例５の空気清浄機の断面図である。
【００３７】
実施例１と異なる点は、分解手段２５をパンチング板に白金等の貴金属を担持したチタニア等の半導体を担持した光触媒２６と紫外線灯のような波長が４００ｎｍの紫外線照射手段２７としたところである。
【００３８】
吸着モード終了後の再生モードでは、吸着手段から脱着した汚染ガスは、熱分解ではなく、光触媒作用で二酸化炭素に分解することができ再生時の温度上昇を抑える事ができる。
【００３９】
（実施例６）
図７は、本発明の実施例６の空気清浄機の断面図である。
【００４０】
実施例１と異なる点は、通風路１１中の吸着手段１２と分解手段１５の間に絞り部２８を設けたところである。
【００４１】
吸着モード終了後の再生モードでは、吸着手段１２から脱着した汚染ガスは浮力によって通風路１１を上昇するが、絞り部によって流れが絞られ、分解手段１５に導かれる。上記構成では分解手段１５は小型にできるため、電気発熱体１４の単位面積当たりの発熱量が大きくなり、同じ消費電力で電気発熱体や触媒の温度をより高温にできるため、再生モードで吸着手段１２から脱着した汚染ガスの酸化能力が大きくでき、再生時の臭いをより抑えることができる。
【００４２】
なお、分解手段１５は、電気発熱体と触媒または触媒を担持した電気発熱体であっても同様の効果を得ることができる。
【００４３】
（実施例７）
図８は、本発明の実施例７の空気清浄機の断面図であり、図９は図８の分解室の拡大断面図である。
【００４４】
実施例１と異なる点は、通風路１１中に、吸気口２９と排気口３０を持ち前記排気口３０が天井面３１よりも下にある分解室３２を設け、前記分解室３２中に分解手段１５を設置したところにある。
【００４５】
上記構成では、吸着モード終了後の再生モードでは、吸着手段１２から脱着した汚染ガス３３は浮力によって通風路１１を上昇し吸気口２９から分解室３２中に入り、高温の電気発熱体１４からなる分解手段１５で加熱され矢印で示す上昇気流３４となり分解室の天井面から排気口へ向かう流れ３５を生じる事から、分解室３１で高温に滞留している時間が長くなり、汚染ガスの酸化能力が大きくでき、再生時の臭いを抑える事ができる。
【００４６】
なお、分解手段１５は、電気発熱体と触媒または触媒を担持した電気発熱体であっても同様の効果を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の空気清浄機は、以下に述べる効果を有する物である。
【００４８】
（１）脱着手段により吸着手段から汚染ガスを脱着し、高温の電気発熱体からなる分解手段で揮発性有機化合物を熱分解することによって、吸着手段は元の状態に再生されるので再び汚染ガスを吸着することができ、吸着手段の交換などのメンテナンスを不要とする空気清浄機を実現できる。
【００４９】
（２）分解手段として触媒を備えた構成においては、吸着手段から脱着したホルムアルデヒドのように常温で触媒による酸化反応を起こす汚染ガスを水や二酸化炭素に分解することができる。
【００５０】
（３）分解手段が電気発熱体と白金等の触媒の場合は、再生モードで電気発熱体によって、触媒温度が活性温度となるよう加熱することで吸着手段から脱着した汚染ガスを熱分解できるので、少ない消費電力でメンテナンスを不要とする空気清浄機を実現できる。
【００５１】
（４）分解手段が触媒を担持した電気発熱体の場合は短時間に触媒温度が活性温度の１９０℃以上にすることができ再生初期の臭いを抑えることができる。
【００５２】
（５）分解手段が光触媒と紫外線照射手段からなる場合、光触媒作用で二酸化炭素に分解することができ再生時の温度上昇を抑えることができる。
【００５３】
（６）通風路中の吸着手段と分解手段の間に絞り部を設けたので、電気発熱体の単位面積当たりの発熱量が大きくなり、再生時の臭いを抑えることができる。
【００５４】
（７）通風路中に、吸気口と排気口を持ち排気口が天井面よりも下にある分解室を設け、分解室中に分解手段を設置したので、分解室で高温に滞留している時間が長くなり、再生時の臭いを抑えることができる。
【００５５】
（８）分解手段を吸着手段よりも重力方向で上方に設置したので、脱着過程で発生した高温の汚染ガスは浮力で重力方向上方向に上昇してくるため、汚染ガスを効率よく分解手段で分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１の空気清浄機の断面図
【図２】  本発明の実施例２の空気清浄機の断面図
【図３】  本発明の実施例３の空気清浄機の断面図
【図４】  本発明の実施例４の空気清浄機の断面図
【図５】  同空気清浄機の分解手段の拡大図
【図６】  本発明の実施例５の空気清浄機の断面図
【図７】  本発明の実施例６の空気清浄機の断面図
【図８】  本発明の実施例７の空気清浄機の断面図
【図９】  同空気清浄機の分解室の拡大図断面図
【図１０】  従来の空気清浄機の断面図
【図１１】  従来の空気清浄機の断面図
【符号の説明】
１０  本体
１１  通風路
１２  吸着手段
１３  脱着手段
１４，２０，２３  電気発熱体
１５，１７，１９，２２  分解手段
１６  送風手段
１８  触媒
２１  触媒
２４  触媒
２６  光触媒
２７  紫外線照射手段
２８  絞り部
２９  吸気口
３０  排気口
３１  天井面
３２  分解室
【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】
0003653930.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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