(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風路と、空気を前記通風路に送る送風手段と、励起光源からの光により励起される光触媒とを有し、前記通風路を通過する空気を励起させた光触媒をもって脱臭する脱臭装置であって、
前記光触媒を直接または担持体に担持させて障壁部材をなし、該障壁部材を前記通風路中の空気の流れの主方向に対して角度を有する方向に延在するように配設し、
前記障壁部材が、前記空気の流れの主方向に対して直交する軸を中心に回転可能に支持された複数の障壁を有し、
空気の流れまたは駆動機構により前記複数の障壁を回転させて前記通風路中を流れる空気を各障壁に順番に当接させるようにすると共に、
前記励起光源が前記障壁部材を外側から照射する位置に配設されていることを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
前記空気の流れの主方向と前記励起光源の前記各障壁に対する光の照射方向とが角度を有するように前記励起光源を配置し、前記各障壁への脱臭すべき成分の吸着反応が行われる位置と触媒反応が行われる位置とをずらしたことを特徴とする請求項１に記載の脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は空気の脱臭に関し、特に一般家庭の室内、自動車の車内等に使用するのに好適な光触媒を用いた空気の脱臭器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、家屋内や車室内の空気を脱臭するためにフィルタを介して装置内に取り込んだ空気を、励起光源で励起させた光触媒に接触させて脱臭する脱臭装置が、例えば特開平３−１５７１２５号公報や特開平５−２９３１６５号公報に開示されている。この光触媒は、活性炭などの通常の吸着剤に比較して寿命が長いことから脱臭装置のメンテナンスが容易になる。このような光触媒を用いた脱臭装置にあっては、光触媒をハニカム等に担持させ、離れた場所に設置した紫外線ランプ等からなる励起光源により光触媒を励起し、悪臭成分を脱臭していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような光触媒作用を用いた脱臭装置に於ては、紫外線ランプ等の光源から光触媒へ十分に紫外線が照射されること及び悪臭成分が光触媒層と十分に接触し、吸着することが脱臭効果を高めるために重要なことである。
【０００４】
しかしながら、従来の脱臭装置では、光触媒に紫外線が十分照射されるようにすると、ハニカム等の目が大きくなってしまい、悪臭成分と光触媒との接触が不十分となり、吸着及び分解・脱臭能力が低下し、逆にハニカムの目を小さくすると、紫外線の照射を受けない部分が増えて、十分に触媒が活性化されないと云う問題があった。また、紫外線ランプからの紫外線以外の熱線によって光触媒の温度が上昇し、悪臭成分が吸着し難くくなると云う問題もあった。
【０００５】
本発明は上記したような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主な目的は、悪臭成分の分解・脱臭をより効果的に行うことが可能な脱臭装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は本発明によれば、通風路と、空気を前記通風路に送る送風手段と、励起光源からの光により励起される光触媒とを有し、前記通風路を通過する空気を励起させた光触媒をもって脱臭する脱臭装置であって、前記光触媒を直接または担持体に担持させて障壁部材をなし、該障壁部材を前記通風路中の空気の流れの主方向に対して角度を有する方向に延在するように配設し、前記障壁部材が、前記空気の流れの主方向に対して直交する軸を中心に回転可能に支持された複数の障壁を有し、空気の流れまたは駆動機構により前記複数の障壁を回転させて前記通風路中を流れる空気を各障壁に順番に当接させるようにすると共に、前記励起光源が前記障壁部材を外側から照射する位置に配設されていることを特徴とする脱臭装置を提供することにより達成される。特に、前記空気の流れの主方向と前記励起光源の前記各障壁に対する光の照射方向とが角度を有するように前記励起光源を配置し、前記各障壁への脱臭すべき成分の吸着反応が行われる位置と触媒反応が行われる位置とをずらすと吸着面積を大きくできるので効率が良くなる。
【０００７】
【作用】
このように、光触媒を直接または担持体に担持させて障壁部材をなし、障壁部材を通風路中の空気の流れの主方向に対して角度を有するように、特に主方向と略直交する方向に延在するように配設すれば、脱臭すべき成分を含む空気が光触媒に接する確率が高くなり、即ち吸着効率が向上し、触媒反応が促進される。また、吸着反応が行われる位置と触媒反応が行われる位置とをずらすことで、吸着反応時に触媒が必要以上に昇温しない。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく説明する。
【０００９】
図１は、本発明が適用された第１の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線について見た図である。ケーシング１には図１に於ける左右方向に貫通する通風路２が画成され、その吸気口２ａ（図１の左側端）には空気を透過すると共に後記する光触媒に付着するチリ・粉塵等をカットするためのフィルタ３及びクロスフローファンからなるファン４が設けられている。また、通風路２の中間部には後記する光触媒ユニット５が配設されている。更に、この光触媒ユニット５に紫外線を照射するための円柱状の紫外線ランプ６が、通風路２の光触媒ユニット５よりも排気口２ｂ（図１の右側端）側に配設されている。ここで、紫外線ランプの波長は、２００〜４００ｎｍで、光触媒を励起させる能力を有するものであれば良い。
【００１０】
図２に併せて示すように、光触媒ユニット５は、回転軸７と、この回転軸７に支持され、放射状に設けられた４枚の障壁９を有する障壁部材８とを有している。各障壁９には光触媒８ａがコーティングされている。各障壁９は一方向に回転するようにフィン形状をなしている（図示せず）。また、図３に示すように、各障壁９には凹凸が形成されると共に凹面９ａと凸面９ｂとの間に通孔９ｃが形成され、各障壁９の流路抵抗が単なる１枚板の場合に比較して低減している。
【００１１】
光触媒８ａは、ＴｉＯ２等の金属酸化物などで良く、本実施例ではアモルファスと結晶とを混在させた粒径約０．１μｍのＴｉＯ２微粉粒子をエチルアルコールに濃度５．０ｇ／ｌで分散させ、各障壁９にディップコーティングした。このとき、光触媒８ａの各障壁へのコーティングは、ディップコーティングのみならず例えばスピンコーティング等の液相法で良い。そのため障壁担持体の材質は限定されず、例えば紙、コージェライト、金属、セラミックス等で良い。或いは、光触媒自体を低温焼結し、板状に加工することも考えられる。
【００１２】
上記した光触媒としてのＴｉＯ2の微粉を得るには、まず２８．４ｇのチタンテトライソプロポキシド（日本曹達製）をイソプロピルアルコールに溶解し、７００ｍｌの溶液を作る。次に水９０ｇ（チタンテトライソプロポキシドの５０倍ｍｏｌ）をイソプロピルアルコールに溶解し、３００ｍｌの溶液を作る。この２つの溶液を常温で混ぜ、チタンテトライソプロポキシドを加水分解・脱水縮重合させ、ＴｉＯ2のゾルを作る。このゾル中の水及びイソプロピルアルコールをエパポレータで除去し、１５０℃〜１８０℃、１Ｔｏｒｒで３時間〜５時間真空乾燥すれば良い。ここで、上記ＴｉＯ2のゾルを高分子基板に塗布して、上記同様な乾燥を行えば膜状のものとしても得られる。
【００１３】
一方、別の光触媒の例としてＦｅ2Ｏ3−ＮｉＯ複合微粉を用いることもできる。これを得るには、まず２７．５ｇの鉄トリブトキシド（日本曹達製）を２−メトキシエタトルに溶解し、１７．７ｇの酢酸ニッケルを加え、７００ｍｌの溶液を作る。この溶液を１２０℃で５時間〜１０時間加熱し、鉄トリブトキシドと酢酸ニッケルとのエステル交換反応を行い、放冷する。次に水３７．５ｇとｐＨ調整剤として２５％アンモニア水７０ｇ（合計の水９０ｇ、鉄トリブトキシドの５０倍ｍｏｌ）を２−メトキシエタノールに加え、３００ｍｌの溶液を作る。この２つの溶液を常温で混ぜ、鉄トリブトキシドを加水分解・脱水縮重合させ、Ｆｅ2Ｏ3−ＮｉＯ複合微粉のゾルを作る。このゾル中の水、２−メトキシエタノール及びアンモニアをエバポレータで除去し、１５０℃〜１８０℃、１Ｔｏｒｒで３時間〜５時間真空乾燥すれば良い。上記同様にこのＦｅ2Ｏ3−ＮｉＯのゾルを高分子基板に塗布して、上記同様な乾燥を行えば膜状のものとしても得られる。尚、例えば他の同様な機能を有する金属酸化物或いはその複合物も同様にして光触媒として用いることができる。
【００１４】
以下に本実施例の作動要領について説明する。まず、紫外線ランプ６により障壁部材８に紫外線を照射した状態でファン４を回転させると、フィルタ３を介して吸気口２ａから悪臭成分を含む空気が外部から通風路２に流入し、特にその流れの主方向に対して角度を有するように延在する位置にある各障壁９の表面にその粒子が衝当し、各障壁９にコーティングされた光触媒８ａに悪臭成分が吸着される。そして、障壁部材８が回転して紫外線ランプ６により光触媒８ａに紫外線が照射され、光触媒８ａが励起されて悪臭成分を分解・脱臭し、排気口２ｂから清浄化された空気が排出される。
【００１５】
図４は本発明が適用された第２の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線について見た図であり、第１の実施例と同様な部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施例では紫外線ランプ１６が、光触媒ユニット１５と並列位置に設けられている。また、光触媒ユニット１５の障壁部材１８の障壁１９は放射状に８枚配設され、この障壁部材１８をモータ２０により強制的に回転するようになっている。それ以外の構造は第１の実施例と同様である。
【００１６】
尚、上記第１及び第２の実施例では悪臭成分の吸着と光触媒作用とを分離するために、紫外線ランプを空気が光触媒に当たる位置からずらして配設している。これにより、吸着反応時に触媒が必要以上に昇温せず、吸着反応が促進される。また、上記第１及び第２の実施例に於て障壁部材の形状を例えばクロスフローファン形状にしても良く、障壁の枚数も任意に増減して良い。
【００１７】
図６は本発明が適用された第３の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線について見た図であり、第１及び第２の実施例と同様な部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施例では、通風路２内の排気口２ｂ側に空気の流れの上流側に向けて凹面鏡状をなし、かつ表面に光触媒２８ａがコーティングされた図３と同様な構造の障壁部材２８が設けられている。また、その障壁部材２８の周囲は閉塞され、障壁部材２８を介してのみ空気が下流側に流れるようになっている。更に、紫外線ランプ２６が障壁部材２８の上流側に配置され、即ち悪臭成分の吸着と分解が略同時に行われるようになっている。それ以外の構造は第１及び第２の実施例と同様である。
【００１８】
【発明の効果】
上記した説明により明らかなように、本発明による脱臭装置によれば、光触媒を直接または担持体に担持させて障壁部材をなし、障壁部材を通風路中の空気の流れの主方向に対して角度を有するように、特に主方向と略直交する方向に延在するように配設することにより、悪臭成分を含む空気はファンによって光触媒にある速度を持って到達し、衝当することで空気の持っていた運動エネルギーの一部が物理的吸着エネルギーになり、光触媒への悪臭成分の吸着速度・吸着率が向上し、ひいては触媒反応が促進される。また、吸着反応が行われる位置と触媒反応が行われる位置とをずらすことで、吸着反応時に触媒が必要以上に昇温せず、また吸着反応が十分に進行してから、その吸着物を分解・脱臭することになるので、十分な脱臭効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用された第１の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線について見た図。
【図３】  障壁（光触媒の担持体）の拡大斜視図。
【図４】  本発明が適用された第２の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図。
【図５】  図４のＶ−Ｖ線について見た図。
【図６】  本発明が適用された第３の実施例に於ける脱臭装置の構成を示す側断面図。
【図７】  図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線について見た図。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  通風路
２ａ  吸気口
２ｂ  排気口
３  フィルタ
４  ファン
５  光触媒ユニット
６  紫外線ランプ
７  回転軸
８  障壁部材
８ａ  光触媒
９  障壁
９ａ  凹面
９ｂ  凸面
９ｃ  通孔
１５  光触媒ユニット
１６  紫外線ランプ
１８  障壁部材
１９  障壁
２０  モータ
２６  紫外線ランプ
２８  障壁部材
２８ａ  光触媒
【図１】
0003660710.tif 000002
【図２】
0003660710.tif 000003
【図３】
0003660710.tif 000004
【図４】
0003660710.tif 000005
【図５】
0003660710.tif 000006
【図６】
0003660710.tif 000007
【図７】
0003660710.tif 000008