(57)【要約】【課題】  脱臭装置の運転を、脱臭運転とそれ他の状態との複数の状態に区分して切り替え、その他の状態における運転時には光触媒性能を低下させて運転することで、光触媒表面に付着したタバコヤニなどの汚れ成分の分解除去し、触媒性能を再生させるとともに寿命を長期化させることができる脱臭装置を提供する。【解決手段】  オゾンおよび紫外線を発生させる高電圧放電手段11と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線により活性化され空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解作用をおこなう光触媒モジュール５と、前記高電圧放電手段により発生させたオゾンを分解するオゾン分解手段10とを送風経路３内に配置した脱臭装置１において、前記高電圧放電手段による放電状態を脱臭運転とその他の状態との複数の状態に区分して切り替えることを特徴とする。【選択図】  図１
2006015019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンおよび紫外線を発生させる高電圧放電手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線により活性化され空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解作用をおこなう光触媒モジュールと、前記高電圧放電手段により発生させたオゾンを分解するオゾン分解手段とを送風経路内に配置した脱臭装置において、前記高電圧放電手段による放電状態を脱臭運転とその他の状態との複数の状態に区分して切り替えることを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
放電状態を複数の放電周波数への切り替えにより区分し、脱臭運転に対してその他の放電状態における放電周波数を低くしたことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
【請求項３】
放電状態を複数の放電電圧への切り替えにより区分し、脱臭運転に対してその他の放電状態における放電電圧を低くしたことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
【請求項４】
脱臭運転以外のその他の放電状態における放電を間欠的におこなうことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
【請求項５】
タイマー制御によって複数の放電状態に切り替えたことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
【請求項６】
センサーによる検出値によって放電状態を複数に切り替えたことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
近年、屋外空気や騒音など環境汚染の定常化にともない、住宅の高気密化が進むとともに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）に代表される有害ガス成分の除去に対するニーズは特に大きくなっている。
【０００３】
これらに要望に対しては、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て臭気の質を変えて臭気低減する方法が採用されてきた。
【０００４】
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、長期に亙る使用に際しては脱臭フィルタの交換は不可欠となっていた。また、脱臭フィルタは、寿命期間中であっても寿命の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。
【０００５】
一方、臭気成分を他の薬剤成分と反応させることで臭気の質を変え、臭気を低減する方法については、薬剤成分が消耗するため吸収薬剤を交換する必要があり、煩雑であるとともに、薬剤成分の臭気環境中に放出させる場合の放出量の制御制御に難点があった。
【０００６】
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となるが、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。
【０００７】
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により、上記有害ガス成分を完全に分解することは可能であるが、従来は紫外線光源として、管内に水銀が含まれる蛍光管ランプを使用しているため、製品廃棄時の環境負荷の観点からは好ましくなかった。
【０００８】
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、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１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３３９８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この脱臭装置における光触媒は非常に高い酸化力を保有しているために、ほとんどの有機物質を分解することが可能であり、脱臭性能の制御や有害ガスの完全分解、装置を廃棄する際の環境負荷などの面で優れているものであるが、光触媒の表面にタバコ煙中のヤニ成分のような汚れが付着し蓄積すると、有効な紫外線が触媒部分まで届かなくなり、性能が低下する課題があった。
【００１０】
本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、脱臭装置の運転を、脱臭運転とその他の状態との複数の状態に区分して切り替え、その他の状態における運転時には光触媒性能を低下させて運転することで、光触媒表面に付着したタバコヤニなどの汚れ成分の分解除去し、触媒性能を再生させるとともに寿命を長期化させることができる脱臭装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の脱臭装置は上記課題を解決するためになされたものであり、脱臭装置を設置する事務職場や工場の喫煙ルームなどの喫煙空間に配置された分煙機などは、脱臭作用が必要な時間帯とともに臭気物質が少ない時間帯も存在することに着目し、オゾンおよび紫外線を発生させる高電圧放電手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線により活性化され空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解作用をおこなう光触媒モジュールと、前記高電圧放電手段により発生させたオゾンを分解するオゾン分解手段とを送風経路内に配置した脱臭装置において、前記高電圧放電手段による放電状態を脱臭運転とその他の状態との複数の状態に区分して切り替えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成によれば、脱臭対象となる臭気物質が少ない脱臭運転以外の状態においては、高電圧放電手段の放電状態を低下させるように切り替えて運転させることにより、脱臭運転によって光触媒表面に付着した汚れ成分を分解除去し、触媒性能を再生して有効な脱臭作用を保持することができるとともに、電極を保護して脱臭装置としての寿命を長期に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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は本発明に係る脱臭装置（１）の概略縦断面図であり、喫煙空間に配置した分煙機におけるダクト部材（２）によって形成された風路（３）中に送風ファン（４）を配置し、その風上側に集塵フィルター（13）、次いで光触媒モジュール（５）を設けるとともに、光触媒モジュール（５）と送風ファン（４）との間にはオゾン分解触媒フィルタ（10）を配設している。
【００１４】
光触媒モジュール（５）は、アルミナやシリカなどの多孔質セラミックからなる基体の表面に、酸化チタンに代表される光触媒材料を塗布して乾燥あるいは焼結することで固着した光触媒フィルタ（６）（７）を２枚隣設し、この光触媒フィルタ間には、ステンレスなどの薄板をエッチングして、網目状に形成した放電電極（８）を立設するとともに、前記２枚の光触媒フィルタ（６）（７）の風路（３）における風上と風下側には前記放電電極（８）と同様に形成した対極（９）をそれぞれ配置して構成している。
【００１５】
なお、前記光触媒モジュール（５）における光触媒フィルタは、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（９）と放電電極（８）を設ける構成でもよい。
【００１６】
（11）は電源回路であり、高電圧発生トランス（12）により前記放電電極（８）と各対極（９）との間に正のパルス状直流高電圧を印加する。
【００１７】
前記放電電極（８）の網目の大きさは、対極（９）の網目の大きさよりも大きく形成されている。この構成により、放電電極（８）と対極（９）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。
【００１８】
なお、この放電電極（８）と対極（９）が放電すると、紫外線とともにオゾンが発生することから、前記光触媒モジュール（５）は、紫外線によって酸化チタンに代表される光触媒を励起し、有害ガス成分を完全に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、この光触媒モジュール（５）から風下側には所定距離を空けてオゾンを吸収するオゾン分解触媒フィルタ（10）を設置している。このオゾン分解触媒フィルタ（10）は２酸化マンガンを主成分としたハニカム形状の焼結体から形成されている。
【００１９】
上記構成の脱臭装置（１）を動作させる場合には以下のようにおこなう。すなわち、電源回路（11）に通電して送風ファン（４）を駆動することにより、タバコ煙や油脂などの臭気成分や有機物質を集塵フィルタ（13）を経由させて風路（３）内に吸入する。同時に、放電電極（８）と対極（９）との間に電圧を与えることで、電極間に放電が起き紫外線を発生させる。
【００２０】
紫外線が光触媒フィルタ（６）（７）に照射されることにより、光触媒を活性化させて発生した活性酸素が風路（３）を流下し、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（６）（７）の表面に付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。
【００２１】
また、菌の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（６）（７）表面の微生物の繁殖を抑制して、脱臭装置（１）や風路（３）壁表面の汚れを分解除去する作用を有しているが、分解対象となる臭気物質量が多い分煙機に光触媒フィルタ（６）（７）の表面にタバコ煙中のヤニ成分や油脂のような汚れが多く付着し負荷が継続すると、分解しきれず光触媒表面に蓄積することになる。
【００２２】
この蓄積した汚れを分解するためには、放電状態を継続すればよいが、これでは光触媒モジュール（５）における電極（８）（９）への負担が大きく寿命が短くなり、またオゾン分解触媒(10)の寿命にも影響を及ぼす。
【００２３】
しかしながら、上記脱臭装置（１）を設置する企業の事務職場、あるいは公共機関や工場内の喫煙ルームなどの喫煙空間に配置されているタバコ煙を吸収して脱臭する装置、いわゆる分煙機は、職場の勤務時間や一日の時間帯で脱臭のための負荷時間が限定され、脱臭運転時間とそれ以外の脱臭負荷の少ない時間とが区分できるものである。すなわち、事務職場は勤務時間で区分され、公共機関は人の移動時間帯があり、工場などは休憩時間のみの脱臭負荷が大きく、他の時間の負荷は少ないものであり、以下、実施例により具体的に説明する。
【００２４】
（実施例１）
本発明の１実施例の脱臭装置として、図１と同一の構成とした脱臭装置（１）を１ｍ３  の容積を有するチャンバー内に設置し、光触媒フィルタ間の放電電極として厚さ０．１ｍｍのステンレス薄板をエッチングして、０．１ｍｍ幅の線形パターンで網目状に形成して立設させ、この放電電極（８）と対極（９）との間に、±６ｋＶで２１ｋＨｚの電圧を供給するとともに、チャンバー内で、タバコ（紙巻きタバコ）１０本を８時間かけて燃焼させる脱臭運転をおこなった。
【００２５】
そして、８時間経過後の状態で脱臭装置（５）を分解して調査したところ、電極（８）（９）に挟まれた光触媒フィルタ（６）（７）の上流側の面にはヤニが付着し黄色く変色していた。
【００２６】
次に、これを元通りに組み立てた後、汚れを分解するため、タバコの燃焼なしの状態で、±６ｋＶ、０．２ｋＨｚの電圧を供給して１６時間放電させる触媒再生運転をおこない、光触媒フィルタ（６）（７）の状態を確認したところ、前記光触媒におけるヤニは分解して変色はなくなっており、元の白色の表面状態に再生していた。
【００２７】
上記本発明の１実施例に対する比較例として、上記と同一構成で、放電電極（８）と対極（９）との間に、±６ｋＶで２１ｋＨｚの電圧を与え、前記同様のタバコ１０本を８時間かけて燃焼させ、続いて、タバコを燃焼させないで再び±６ｋＶで２１ｋＨｚの電圧を与えて１６時間放電させた例について説明する。
【００２８】
上記試験においては、タバコを燃焼させた脱臭運転の後は、電極に挟まれた光触媒フィルタ（６）（７）の上流側の面は黄色く変色してヤニが付着しており、その後のタバコ燃焼なしによる運転によってヤニは分解され、変色は解消するという前記実施例と同様の汚れ除去効果が得られた。
【００２９】
しかしながら、以上の脱臭運転と汚れを分解する触媒再生運転の条件を１日のサイクルとして試験を続けたところ、８日目に電極（８）（９）が溶解し、放電が停止した。そして、これに対応する前記実施例１で同試験をおこなった場合は、９５日目に至ってようやく電極（８）（９）が溶解し放電が停止する結果となり、光触媒の汚れを分解し再生する効果は同一であったが、電極寿命の点で顕著な効果上の相違が認められた。
【００３０】
なお、上記両試験における電極（８）（９）は、製品で使用予定の約２ｍｍ厚のステンレス薄板に対して、０．１ｍｍ厚のもので試験しており、実際に使用する電極材料の仕様によれば、さらに耐久期間は増え、実用上長期の使用に充分耐える寿命を得ることができるものである。また、前記触媒再生運転時における放電周波数の低下レベルは、汚れ成分の分解時間とヤニなど汚れの付着量によって設定すればよい。
【００３１】
（実施例２）
次に、触媒再生運転として周波数を低下させた前記実施例１に対し、電圧を低減させた場合の実施例について説明する。なお、脱臭装置は基本的に同一構成であり、前記実施例と同一符号を付与している。
【００３２】
実施例１と同様の試験条件でタバコを燃焼させた後、タバコ燃焼なしの汚れ分解のための触媒再生運転において、周波数は変えずに電圧を±４．７ｋＶに低下させた状態で１６時間放電させた。この結果、光触媒フィルタ（６）（７）のヤニは分解して元の白色の表面状態に戻る作用効果が得られ、同運転条件を１日のサイクルとして試験を継続した結果、９６日目に電極（８）（９）が溶解し、実施例１の場合とほぼ同様の電極寿命が得られた。
【００３３】
（実施例３）
また、脱臭運転後の触媒再生運転における放電周波数と電圧の値は、脱臭運転時と同一値として放電運転を、０．０３秒オン、０．０７秒オフとする間欠運転によって継続させた。その結果、試験開始後９７日目で放電が停止し、電極（８）（９）には溶解した部分が見られた。
【００３４】
（実施例４）
さらに、実施例１と同構成の脱臭装置（１）をタイマーによって複数の放電状態に切り替えるように制御した例を説明する。この実施例は、午前８時から午後７時までの１１時間を、±６ｋＶで２１ｋＨｚで放電する脱臭運転とし、その他の午後７時から翌午前８時までの１３時間を放電周波数を低くした触媒再生運転として、±６ｋＶ、０．２ｋＨｚで放電するようにし、脱臭装置を執務者５０人中喫煙者２０人程度の事務職場に設置したものである。
【００３５】
試験の結果、脱臭運転の後の午後７時では、光触媒フィルタ（６）（７）にヤニの付着が観察され汚れが認められたが、その後の触媒再生運転後の午前８時での観察ではヤニは分解されて汚れが除去されており、これを１日のサイクルとして、以降その繰り返しで継続させた結果、試験期間８０日で放電運転が停止した。
【００３６】
（実施例５）
本実施例は、前記同様の脱臭装置を工場の休憩喫煙ルームに設置し、人の存在を感知する人感センサーによる検出によって放電状態を前記実施例と同様の２種類に切り替えるようにしたものである。
【００３７】
すなわち、休憩時間となって生産ラインが停止し、喫煙ルームに人が入室したときには、これをセンサーで検知して、±６ｋＶで２１ｋＨｚで放電する脱臭運転をおこない、休憩時間が終了して退室により人がいなくなった場合は、±６ｋＶで０．２ｋＨｚと周波数を低くし、触媒性能を低下させて放電させるようにしたものであり、前記と同様に数１０人での喫煙を対象としたこの結果では、光触媒へのヤニの付着と分解除去サイクルの繰り返しとともに、１３０日後の運転停止が確認された。
【００３８】
なお、本実施例においては、人感センサーにより人の存在の有無を検知するようにしたが、これに限らず例えば、臭気センサーを設置することにより喫煙の有無を検知して脱臭運転と触媒再生運転とを切り替えるようにしてもよい。
【００３９】
したがって、脱臭運転後の汚れ分解のための触媒再生運転として、周波数や電圧の低減化、あるいは間欠運転により、触媒性能を低下させて放電させたときは、いずれの場合でもヤニの分解除去に効果が得られるとともに、前記比較例のように、脱臭運転をそのまま継続する場合に比較して電極寿命の長期化に顕著な効果を奏するものである。
【００４０】
さらに、タイマーで運転の切り替えを制御したり、センサーで臭気の有無を検出して運転を切り替えることにより、より効果的な脱臭運転と触媒再生運転との切り替えが可能となるものであり、これと前記放電周波数や電圧の低減、および間欠運転と個々に組み合わせ、あるいは複合させて制御できることはいうまでもない。
【００４１】
なお、上記各実施例では、運転の切り替えを、臭気ガス成分や有機化合物の結合を分解し無臭化する脱臭運転と、脱臭作用の結果、蓄積したヤニなどの汚れ成分を分解して光触媒を再生する触媒再生運転の二通りに切り替えるパターンの例を説明したが、いずれの場合も脱臭負荷が小さければ触媒再生のため運転時間を少なくすることは可能であり、さらに触媒再生運転の時間を短くしたり、周波数や電圧を低くして脱臭装置への負荷を低減し、また周波数放電運転をおこなわない停止時間帯を設定するなど、これら複数の放電状態に区分して切り替えることができるものである。
【００４２】
また、本発明による脱臭装置は、前記実施例のごとく、分煙機への搭載のみでなく、エアコンやエアクリーナにおける送風経路に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、光触媒作用を用いた脱臭装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の１実施形態を示す脱臭装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…脱臭装置          ２…ダクト部材          ３…風路
４…送風ファン        ５…光触媒モジュール    ６、７…光触媒フィルタ
８…放電電極          ９…対極                10…オゾン分解触媒フィルタ
11…電源回路          12…トランス            13…集塵フィルタ
【図１】
2006015019.tif 000003