(57)【要約】【課題】効率がよく、耐久性に優れて、保守も容易な小型の光触媒脱臭装置を提供すること。【解決手段】汚染空気の通気路２に、光触媒の担持体３と、光触媒の励起光を出す励起光源４とを設けて、光触媒を光励起することにより通気路２を通る汚染空気の脱臭を行なう光触媒脱臭装置１−１において、上記光触媒の担持体３を、汚染物質に侵されない繊維で膜状、層状等に形成して光触媒を担持させ、上記励起光源４は、励起光は透過させるが汚染物質は遮断する隔壁５で通気路２から隔離してあること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染空気の通気路に、光触媒の担持体と、光触媒の励起光を発する励起光源とを設けて、光触媒を光励起することで通気路を通る汚染空気の脱臭を行なう光触媒脱臭装置において、
上記光触媒の担持体を、汚染物質に侵されない繊維で膜状、層状等に形成して光触媒を担持させ、
上記励起光源は、励起光は透過させるが汚染物質は遮断する隔壁で通気路より隔離してある
ことを特徴とする光触媒脱臭装置。
【請求項２】
汚染空気の通気路を膜状、層状等をなす光触媒の担持体と平行するように配置して、汚染空気の流動を光触媒担持体の表面に沿って行なわせるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の光触媒脱臭装置。
【請求項３】
膜状、層状等をなすように光触媒の担持体を形成する繊維がガラス繊維である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光触媒脱臭装置。
【請求項４】
膜状、層状等をなすように光触媒の担持体を形成する繊維が多孔質のガラス繊維である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光触媒脱臭装置。
【請求項５】
膜状、層状等をなすように光触媒の担持体を形成する繊維が有機高分子系繊維である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光触媒脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中の悪臭物質を光触媒で除去する光触媒脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光触媒脱臭装置は、光触媒の担持体として、励起光を透過する材料で単位体積当りの表面積が大きくなる例えば筒状等に成形したものを通風路へ充填し、この担持体の充填層の内部又は外部に励起光源を設け、光触媒の光励起を行なわせるとともに、励起光源をガラス管内に収めて汚染空気から隔離することで、励起光源を保護しつつ光触媒による脱臭を行うようにしている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開平９−２９０６５号公報（第２頁、第３頁、図１、図３）
【０００３】
しかしながら、上記のように筒状等に成形した担持体を通気路へ充填する装置は、所要の脱臭効果を得るためには、担持体の充填層の厚さと高さが大きなものとなるため、装置を小型に製作することができないし、担持体の機能が低下した場合は、使用中の担持体を取り出して、新しい担持体を充填しなければならないため、保守も容易でない問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、効率がよくて、故障が少なく、保守も容易な小型の光触媒脱臭装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明に係る光触媒脱臭装置は、下記の構成を採用することを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明は、汚染空気の通気路に、光触媒の担持体と、光触媒の励起光を発する励起光源とを設けて、光触媒を光励起することで通気路を通る汚染空気の脱臭を行なう光触媒脱臭装置において、上記光触媒の担持体を、汚染物質に侵されない繊維で膜状、層状等に形成して光触媒を担持させ、上記励起光源は、励起光を透過させるが汚染物質は遮断する隔壁で通気路から隔離してあること。
【０００７】
請求項２の発明は、汚染空気の通気路を膜状、層状等をなす光触媒の担持体と平行するように配置して、汚染空気の流動を光触媒担持体の表面に沿って行なわせるようにしたこと。
【０００８】
請求項３の発明は、膜状、層状等をなすように光触媒の担持体を形成する繊維がガラス繊維であること。
【０００９】
請求項４の発明は、膜状、層状等をなすように光触媒の担持体を形成する繊維が多孔質のガラス繊維であること。
【００１０】
請求項５の発明は、膜状、層状等をなすように光触媒の担持体を形成する繊維が有機高分子系繊維であること。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の効果
（１）繊維で膜状、層状等をなすように形成した担持体に光触媒を担持させるため、担持体の占有面積が著しく減少して装置の大幅な小型化を可能とし、また、膜状、層状の担持体は、多くの光触媒を担持し、この光触媒を汚染空気へ有効に作用させる機能に優れるので脱臭効率がよく、更に、差し替えによって担持体を容易迅速に交換することができるため、保守が容易であるし、洗浄によって機能を回復させて再使用することも可能である。
（２）光触媒の励起光源が隔壁で汚染空気より隔離されるため、汚染による光量低減の抑制と、被腐食部分の保護とが行われて、脱臭の機能維持と装置の故障低減に大きく寄与する。
【００１２】
請求項２の効果  励起光源を膜状、層状等をなす光触媒の担持体と平行するように配置すると、汚染空気が光触媒担持体の表面に沿って流動するため、汚染空気に対する光触媒の作用面積と作用時間が増大して、脱臭能力の向上に寄与する。
【００１３】
請求項３の効果  膜状、層状等をなす担持体をガラス繊維で形成するため、多数の繊維表面の光触媒担持によって、光触媒量が大幅に増加されるとともに、光触媒の励起光源よりの受光及び汚染空気への作用も効果的に行なわれて有利である。
【００１４】
請求項４の効果  膜状、層状等をなす担持体を多孔質のガラス繊維で形成するため、ガラス繊維で形成した請求項２記載のものに比べて、より多くの光触媒を担持させることができて、この光触媒の受光及び汚染空気への作用も一層助長されるので、脱臭能力が更に高められる。
【００１５】
請求項５の効果  膜状、層状等をなす担持体を有機高分子系繊維で形成するため、ガラス繊維で形成する請求項１記載のものと同様の機能が得られる上に、可撓性を有して屈曲や彎曲等が自在にできるので、蛇行する通気路等に適合する担持体も容易に作成、設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明に係る光触媒脱臭装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１において符号１−１は、本発明に係る光触媒脱臭装置の実施の一形態を示す。この光触媒脱臭装置１−１は、通気路２に、光触媒の担持体３と、光触媒を励起する光を出す励起光源４とを設けて、光触媒を光励起することで通気路２を通る汚染空気の脱臭を行なうように構成したものであり、光触媒の担持体３は、汚染物質に侵されない繊維で膜状、層状に形成して光触媒を担持させ、励起光源４は、膜状、層状等をなす光触媒の担持体３に対応する面状に配置して、励起光を透過させて汚染物質は遮断する隔壁５で通気路２より隔離させてある。
【００１８】
上記光触媒脱臭装置１−１における通気路２は、汚染空気に侵されない合成樹脂等で形成した筐体６の内部に、一方が汚染空気の入口７へ通じ、他方が処理空気の出口８へ通ずるように設けるものであって、途中に複数の励起光源４、４を上側と下側に片寄らせて交互に設けることで蛇行させ、通気路２の長さをできるだけ長くするとともに、多くの部分が光触媒の担持体３と平行するようにしたものである。そして、この通気路２へ送り込む汚染空気は、塵埃等を含まないことが好ましいので、前段に塵埃及び悪臭物質の除去機能を有する集塵層または吸着層（図面省略）を設けて、これらの層で塵埃と悪臭物質の一部の除去を行なわせれば、膜状、層状等の光触媒担持体３の負荷が低減して脱臭性能の維持期間を延長するのに有効である。
【００１９】
膜状、層状等の光触媒の担持体３は、できるだけ多くの光触媒を担持して、この光触媒に悪臭物質を効率良く接触させることが重要である。このため、好ましくは、ガラス繊維あるいは有機系高分子繊維を、網目状・ハニカム状・不織布状・コルゲート状等に形成して膜状または層状等としたものであり、この膜状、層状等の担持体３は、単体で用いたり、同種の物を重ねて使用したり、異種の物を組み合わせて使用したり、必要に応じて活性炭或いは吸着剤を担持した吸着フィルターを併用することもある。
【００２０】
膜状、層状等の担持体３をガラス繊維で形成する場合、一般的なガラス繊維を用いてもよいが、光触媒の担持量の増加と表面積の拡大で光触媒の機能を高め、悪臭物質を捕集する能力を向上させるためには、ガラス繊維の表面（内層まででも可）に多くの細孔を持つ多孔質ガラスの繊維を用いるとよい。また、有機系高分子繊維で形成する場合は、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂等の合成樹脂繊維や、紙や布あるいは獣毛等の天然繊維、更に、これらを混合したものを用いることができる。
【００２１】
膜状、層状等の担持体３に担持させる光触媒は、酸化チタン、硫化カドミウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化鉄、酸化タングステン、チタン酸ストロンチウムまたは、それらを組み合わせたものが利用できる。しかし、これらの中で紫外線を照射した際の触媒能力が高くて、人体に対する安全性も高いことから酸化チタンが好適であって、可視光照射においても励起させるためには、この酸化チタンを主成分として、これに化学修飾あるいは結晶構造を変化したものを用いる。
【００２２】
光触媒を膜状、層状等をなす担持体３に担持させるには、水または有機溶剤あるいはその混合物に、光触媒微粉末とバインダーを分散させてコーティング液として用いる。コーティング液は、スピンコーティング・バーコーティング・スプレーコーティング・ディップコーティング・グラビアコーティング・スクリーンコーティング・スパッタリング・刷毛塗り等のコーティング方法を用いるが、ガラス繊維あるいは有機系高分子繊維を製造する際に光触媒を練り込み、繊維自体が光触媒機能を持つ膜状、層状等の担持体３を用いることができる。特にガラス繊維を用いた膜状、層状等の担持体３に光触媒を担持させるには、ゾルゲル法を用いることができ、このゾルゲル法により担持体表面に形成した光触媒膜は、均一で強度も高くて、他の担持方法と比較して光触媒密度も高く形成できるため好適である。
【００２３】
ガラス繊維あるいは有機系高分子繊維で形成した膜状、層状等の担持体３に、光触媒を担持する際に光触媒の近傍で悪臭物質を捕集する目的で、ゼオライト、モルデナイト、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、ゼビオライト、モレキュラーシーブ、コージェライト、活性炭、金属イオンゼオライト、アパタイト等の吸着剤を混合して用いることができる。また光触媒フィルターに殺菌機能を付与する目的でゼオライト、金属イオンゼオライト、銀粉末、銅粉末等の殺菌剤も混合して用いることができる。
【００２４】
光触媒の励起光を発生させる励起光源４は、水銀ランプ、キセノンランプ、重水素ランプ、メタンハイドライドランプ等の紫外線ランプ、また冷陰極管、紫外線ＬＥＤ等紫外線を照射し得る光源を使用するものであって、膜状、層状等の光媒体担持体３に対応する面状に配置する。なお、近年は、可視光照射においても励起される光触媒が開発されているので、この光触媒を用いる場合は、可視光照射光源も使用することができる。
【００２５】
励起光源４を汚染空気から隔離するための隔壁５は、紫外光を透過する石英ガラス、紫外線透過性ガラス、紫外線透過性プラスチックを用いる。しかし、可視光で励起する光触媒の使用ができること、加工性が良いことで紫外線透過性透明プラスチックを用いることが好適である。透明プラスチックの材質は、メタクリル樹脂・ポリスチレン樹脂・アクリロニトリルースチレン樹脂（ＡＳ樹脂）・ポリカーボネート樹脂・塩化ビニル樹脂・塩化ビニリデン樹脂・ポリエチレン樹脂・ポリプロピレン樹脂・ポリエステル樹脂・あるいはこれら樹脂の共重合物を用いることができる。一般的なガラスやプラスチックは紫外線を透過しない材料が多いが、厚みをごく薄くすることで紫外線透過性を実現できるので本発明の隔壁に利用できる。また異なる材質の物を貼り合わせたり、励起光が透過する部分のみにこれら光触媒励起光透過性の隔壁を用いるようにしてもよい。
【００２６】
上記構成の光触媒脱臭装置１−１を、膜状、層状をなす光触媒担持体３として、ポリエステル繊維を編んで多孔の網状に形成したものに光触媒コーティング液（テイカ社製の商品名酸化チタンコーテイング剤ＴＫＣ−３０４）を担持させたものを用い、光触媒の励起光源４として、平板の両面に基板形の紫外線ＬＥＤ（ピーク波長３８６ｎｍ・スペクトル半径値１８ｎｍ）を配置したものを用い、励起光源４を汚染空気から隔離する隔壁５としては、紫外線透過性透明アクリル（カナセ工業（株）社製の商品名カナセライトＩＳＣ００２）を用いて、これらの部材３、４、５を図１に示す通り筐体２内の通気路２へ配置することで構成し、この装置１の励起光源４を起動させて光触媒が光励起させて置き、通気路２へ圧送又は吸引で１ｐｐｍ〜２ｐｐｍのアンモニアを含む家庭用生ゴミ処理機の排気を入口７から送り込んで脱臭処理を行った。そして、排出口８から排出された空気の臭気（アンモニア）の測定を、検知管法［（株）ガステック社製商品名アンモニア検知管ＮＯ．３］よって行なった結果は、３週間の測定において排気からはアンモニアが検知されず、脱臭装置が完全に機能していることが確認された。
【００２７】
また、この光触媒脱臭装置１は、励起光源４が発する紫外線光量（ｍＷ／ｃｍ２）の初期値が０．２１０であるのに対し、３週間後の値も０．２１０であって変化が認められなかったが、隔壁５を使用しない比較装置は、３週間後の紫外線光量が０．１８０に減少していて、隔壁５による紫外線光量の低減抑制の効果も確認された。
【実施例２】
【００２８】
図２において符号１−２は、光触媒脱臭装置の実施の他の形態を示す。この光触媒脱臭装置１−２も通気路２に、光触媒の担持体３と、光触媒の励起光を出す励起光源４とを設けて、光触媒を光励起することで通気路２を通る汚染空気の脱臭を行なうように構成したものであり、光触媒の担持体３は、汚染物質に侵されない繊維で膜状、層状等に形成して光触媒を担持させ、励起光源４は、膜状、層状等の光媒体担持体３に対応する面状に配置して、励起光を透過させて汚染物質は遮断する隔壁５で通気路２から隔離した基本構成は実施例１と同様である。
【００２９】
しかしながら、各構成要素２、３、４、５等の形状や配置が相違する。即ち、内部に通気路２を有する筐体６は縦長に形成されて、上部に開口させた汚染空気の入口７を筐体６上に重設した集塵、吸着層９を介して空気の取入口１０へ連通させてあり、下部の一側に設けた処理空気の出口８の内側には排気ファン１１を設け、通気路２の中央部には、膜状、層状等の光触媒の担持体３を縦方向に設置してある。そして、光触媒の担持体３の背部（
排気ファン１１とは反対側）には、光触媒の担持体３と平行する面状に励起光源４を配置することで通気路２を光触媒の担持体３と平行させるようにし、この励起光源４と光触媒の担持体３との間には、励起光源４を汚染空気から隔離するための隔壁５を設けてある。更に、隔壁５とは反対側には、下側の一部を除いて光の反射板１２を配置したものであって、この装置１−２に使用する膜状、層状等の光触媒の担持体３、励起光源４、隔壁５の各部材は実施例１と同様のものを用いる。
【００３０】
上記構成の光触媒脱臭装置１−２は、励起光源４を起動させてその直接光と反射板１２からの反射光とで光触媒を励起させて、排気ファン１１の運転で１ｐｐｍ〜２ｐｐｍのアンモニアを含む家庭用生ゴミ処理機の排気を、集塵・吸着層９を通して悪臭物質の一部を除いて通気路２へ導入する。すると、汚染空気は直接光と反射光で効率よく励起される光触媒を担持する担持体３の表面に沿って流動し、励起された光触媒の脱臭作用を効果的に受けることで悪臭物質を除去される。そして、排気フアン１１により出口８から外部へ排出されるものであって、この処理空気の測定を検知管法により行った結果、アンモニアの含有量は０であって、脱臭が完全に行われていることが確認された。なお、上記の結果は
、膜状、層状等の光触媒の担持体３として、ガラス繊維製のものを用いても、有機合成樹脂繊維製のものを用いても同様に得られることが確認されて、この結果は、１箇月にわたる測定でも空気中のアンモニア量は初期から終期まで０であって、隔壁５による励起光源４の保護により光励起が安定して行なわれ、光触媒の機能保持を行っていることも確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、光触媒脱臭装置を性能を損なわず可及的小型に製作するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る光触媒脱臭装置の実施形態の一例を示す断面図。
【図２】本発明に係る光触媒脱臭装置の実施形態の他の例２示す断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１  光触媒脱臭装置
２  通気路
３  膜状、層状等の光触媒担持体
４  励起光源
５  隔壁
【図１】
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【図２】
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