(57)【要約】  本発明は、臭気の原因物質の種類に関わらず、臭気を高い効率で除去することができる脱臭方法および脱臭装置を提供することを目的とする。  本発明の脱臭方法は、被処理気体に紫外線を照射することによって臭気を除去する脱臭方法であって、紫外線は、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、分光放射強度の最大値に対する比が０．５以上の分光放射強度を有する波長帯域の幅が１０ｎｍ以上であるスペクトルをもつ光を含み、紫外線光源として、発光管と、この発光管の外周面に設けられた一対の電極と、発光管の内周面に設けられた蛍光体層と、発光管内に封入された希ガスとからなり、蛍光体層を構成する蛍光体が、プラセオジム付活リン酸ランタンおよびプラセオジウム付活アルミノホウ酸イットリウムよりなる群から選ばれた１種または２種の物質よりなる希ガス蛍光ランプを用いることを特徴とする。
2017082380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理気体に紫外線を照射することによって、当該被処理気体の臭気を除去する脱臭方法であって、
前記紫外線は、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、分光放射強度の最大値に対する比が０．５以上の分光放射強度を有する波長帯域の幅が１０ｎｍ以上であるスペクトルをもつ光を含み、
紫外線光源として、発光管と、この発光管の外周面に設けられた一対の電極と、前記発光管の内周面に設けられた蛍光体層と、前記発光管内に封入された希ガスとからなり、前記蛍光体層を構成する蛍光体が、プラセオジム付活リン酸ランタンおよびプラセオジウム付活アルミノホウ酸イットリウムよりなる群から選ばれた１種または２種の物質よりなる希ガス蛍光ランプを用いることを特徴とする脱臭方法。
【請求項２】
前記紫外線光源は、さらに波長１５０〜２００ｎｍの範囲内の紫外線を放射するものであることを特徴とする請求項１に記載の脱臭方法。
【請求項３】
被処理気体に紫外線を照射することによって、当該被処理気体の臭気を除去する脱臭装置であって、
処理室内を流通する被処理気体に紫外線を照射する紫外線光源を備えてなり、
前記紫外線光源は、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、分光放射強度の最大値に対する比が０．５以上の分光放射強度を有する波長帯域の幅が１０ｎｍ以上であるスペクトルをもつ光を含む紫外線を放射するものであり、
前記紫外線光源は、発光管と、この発光管の外周面に設けられた一対の電極と、前記発光管の内周面に設けられた蛍光体層と、前記発光管内に封入された希ガスとからなり、前記蛍光体層を構成する蛍光体が、プラセオジム付活リン酸ランタンおよびプラセオジウム付活アルミノホウ酸イットリウムよりなる群から選ばれた１種または２種の物質よりなる希ガス蛍光ランプであることを特徴とする脱臭装置。
【請求項４】
前記紫外線光源は、さらに波長１５０〜２００ｎｍの範囲内の紫外線を放射するものであることを特徴とする請求項３に記載の脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理気体に紫外線を照射することによって、当該被処理気体の臭気を除去する脱臭方法および脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば室内の空気の臭気を除去する脱臭装置として、紫外線を照射することによって臭気を除去する脱臭装置が知られている。このような脱臭装置においては、紫外線を照射する光源として、低圧水銀ランプを備えてなるものが知られている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０２３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、低圧水銀ランプを備えた脱臭装置においては、臭気の除去を高い効率で行うことが困難であることが判明した。これは、以下の理由によるものと考えられる。
低圧水銀ランプから放射される紫外線は、水銀のスペクトル線（波長１８５ｎｍおよび／または波長２５４ｎｍ）であり、従って、当該紫外線の波長域が極めて狭いものである。このため、臭気の原因物質の種類によっては、原因物質に紫外線が十分に吸収されない、すなわち原因物質を十分に分解することが困難であり、その結果、臭気の除去を高い効率で行うことが困難である。【０００５】
本発明の目的は、臭気の原因物質の種類に関わらず、臭気を高い効率で除去することができる脱臭方法および脱臭装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の脱臭方法は、被処理気体に紫外線を照射することによって、当該被処理気体の臭気を除去する脱臭方法であって、
前記紫外線は、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、分光放射強度の最大値に対する比が０．５以上の分光放射強度を有する波長帯域の幅が１０ｎｍ以上であるスペクトルをもつ光を含み、
紫外線光源として、発光管と、この発光管の外周面に設けられた一対の電極と、前記発光管の内周面に設けられた蛍光体層と、前記発光管内に封入された希ガスとからなり、前記蛍光体層を構成する蛍光体が、プラセオジム付活リン酸ランタンおよびプラセオジウム付活アルミノホウ酸イットリウムよりなる群から選ばれた１種または２種の物質よりなる希ガス蛍光ランプを用いることを特徴とする。【０００７】
本発明の脱臭方法においては、前記紫外線光源は、さらに波長１５０〜２００ｎｍの範囲内の紫外線を放射するものであることが好ましい。【０００８】
本発明の脱臭装置は、被処理気体に紫外線を照射することによって、当該被処理気体の臭気を除去する脱臭装置であって、
処理室内を流通する被処理気体に紫外線を照射する紫外線光源を備えてなり、
前記紫外線光源は、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、分光放射強度の最大値に対する比が０．５以上の分光放射強度を有する波長帯域の幅が１０ｎｍ以上であるスペクトルをもつ光を含む紫外線を放射するものであり、
前記紫外線光源は、発光管と、この発光管の外周面に設けられた一対の電極と、前記発光管の内周面に設けられた蛍光体層と、前記発光管内に封入された希ガスとからなり、前記蛍光体層を構成する蛍光体が、プラセオジム付活リン酸ランタンおよびプラセオジウム付活アルミノホウ酸イットリウムよりなる群から選ばれた１種または２種の物質よりなる希ガス蛍光ランプであることを特徴とする。【０００９】
本発明の脱臭装置においては、前記紫外線光源は、さらに波長１５０〜２００ｎｍの範囲内の紫外線を放射するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被処理気体には、特定の希ガス蛍光ランプによって、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、特定の波長帯域幅を有するスペクトルをもつ光を含む紫外線が照射されるため、臭気の原因物質の種類に関わらず、臭気を高い効率で除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の脱臭装置の一例における構成の概略を示す説明図である。
【図２】希ガス蛍光ランプの一例における構成を示す説明図であり、（Ａ）は、管軸に沿って切断した断面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＸ−Ｘで示す位置において管軸と垂直な方向に沿って切断した断面図である。
【図３】実験例で使用した希ガス蛍光ランプ（ａ１）から放射される紫外線の分光スペクトル図である。
【図４】実験例で使用した低圧水銀ランプ（ｂ１）から放射される紫外線の分光スペクトル図である。
【図５】実験例で使用した実験装置の構成を示す説明図である。
【図６】実験例で使用した希ガス蛍光ランプ（ａ２）から放射される紫外線の分光スペクトル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の脱臭装置の一例における構成の概略を示す説明図である。この脱臭装置は、内部に空気などの被処理気体Ｇ１が流通する処理室Ｓが形成された脱臭処理部２０と、この脱臭処理部２０に連結部１５を介して接続された、当該脱臭処理部２０の処理室Ｓに被処理気体Ｇ１を導入する気体導入部１０とにより構成されている。
【００１３】
気体導入部１０には、被処理気体Ｇ１を給気する給気口１１が設けられている。また、気体導入部１０の内部には、被処理気体Ｇ１が流通する気体流路Ｒが形成されており、気体流路Ｒには、ファン１２が配置されている。
【００１４】
脱臭処理部２０には、処理された気体を排気する排気口２１が設けられている。また、脱臭処理部２０の内部には、処理室Ｓを流通する被処理気体Ｇ１に紫外線を照射する紫外線光源３０が設けられている。
【００１５】
紫外線光源３０は、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、分光放射強度の最大値に対する比が０．５以上の分光放射強度を有する波長帯域の幅が５ｎｍ以上であるスペクトル（以下、「特定のスペクトル」という。）をもつ光を含む紫外線を放射する希ガス蛍光ランプである。
【００１６】
図２は、希ガス蛍光ランプの一例における構成を示す説明図であり、（Ａ）は、管軸に沿って切断した断面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＸ−Ｘで示す位置において管軸と垂直な方向に沿って切断した断面図である。この希ガス蛍光ランプは、例えば石英ガラスよりなる、両端が閉塞された円管状の発光管３１を有する。
発光管３１の外周面には、それぞれ発光管３１の軸方向に伸びる帯状の一対の電極３２，３３が、互いに対向するよう設けられている。これらの一対の電極３２，３３の表面には、ガラスよりなる保護膜３４，３５が設けられている。また、一対の電極３２，３３は、それぞれリード線Ｗ１，Ｗ２を介して電源３９に電気的に接続されている。
発光管３１の内周面には、ガラス層３６が設けられている。このガラス層３６上には、蛍光体層３７が積層されている。また、発光管３１内には、希ガスが封入されている。
【００１７】
発光管３１内に封入される希ガスとしては、例えばキセノンガスなどを用いることができる。
【００１８】
蛍光体層３７を構成する蛍光体としては、プラセオジム付活リン酸ランタン、プラセオジウム付活アルミノホウ酸イットリウムが用いられる。これらの物質は、１種単独でまたは２種を組み合わせて蛍光体として用いることができる。
【００１９】
上記の脱臭装置においては、ファン１２が駆動されることにより、装置外部の被処理気体Ｇ１が、給気口１１から気体導入部１０内に導入されて気体流路Ｒを流通し、更に、連結部１５を介して脱臭処理部２０の処理室Ｓに供給される。そして、脱臭処理部２０においては、紫外線光源３０によって、処理室Ｓを流通する被処理気体Ｇ１に紫外線が照射される。これにより、被処理気体Ｇ１中の臭気の原因物質が分解され、被処理気体Ｇ１の脱臭処理が達成される。その後、脱臭処理された処理済ガスＧ２は、排気口２１から装置外部に排出される。
【００２０】
以上において、処理室Ｓを流通する被処理気体Ｇ１の流速は、例えば４．５ｍ／ｓである。
また、紫外線光源３０からの紫外線の照度は、発光管３１の表面から６５ｍｍの離れた位置において、例えば２．７６ｍＷ／ｃｍ2 である。
【００２１】
脱臭の対象である被処理気体Ｇ１は、臭気の原因物質を含むものである。この臭気の原因物質の具体例としては、イソ吉草酸、２−ノネナール、メチルメルカプタン、アンモニア、硫化水素、硫化メチル、二硫化メチル、トリメチルアミン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ノルマルブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ノルマルバレルアルデヒド、イソバレルアルデヒド、イソブタノール、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、トルエン、スチレン、キシレン、プロピオン酸、ノルマル酪酸、ノルマル吉草酸、酢酸、インドール、ピリジンなどが挙げられる。これらの臭気の原因物質に上記の希ガス蛍光ランプからの紫外線が照射されることにより、例えば低圧水銀ランプからの紫外線が照射されたときに比較して、臭気の原因物質を速く分解することができる。
【００２２】
このような脱臭装置によれば、被処理気体Ｇ１には、紫外線光源３０によって特定のスペクトルをもつ光を含む紫外線が照射されるため、臭気の原因物質の種類に関わらず、臭気を高い効率で除去することができる。
【００２３】
本発明においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば紫外線光源３０は、さらに波長１５０〜２００ｎｍの範囲内の紫外線を放射するものであってもよい。このような紫外線光源３０としては、発光管３１内において発生した例えばキセノンガスによるピーク波長１７２ｎｍのエキシマ光の一部が、蛍光体層３７を透過して外部に放射される構成のものを用いることができる。
紫外線光源３０として、波長１５０〜２００ｎｍの範囲内の紫外線を放射するものを用いることにより、被処理気体に含有される酸素に紫外線が照射されることによってオゾンが生成される。さらに、このオゾンに対して、紫外線光源３０から放射された波長２００〜２６０ｎｍの範囲の光が照射されることによって活性酸素種が生成され、この活性酸素種によって臭気の原因物質が分解されるので、さらに高い効率で臭気を除去することができる。
【実施例】
【００２４】
〈実験例１〉
紫外線光源として、下記の仕様の希ガス蛍光ランプ（ａ１）および低圧水銀ランプ（ｂ１）を用意した。
［希ガス蛍光ランプ（ａ１）の仕様］
発光管：管径＝１０ｍｍ、有効発光長＝７０ｍｍ
封入物：キセノンガス
蛍光体層を構成する蛍光体：プラセオジム付活リン酸ランタン
消費電力：８Ｗ
発光管の表面から６５ｍｍ位置で測定した照度：２．７６ｍＷ／ｃｍ2 
［低圧水銀ランプ（ｂ１）の仕様］
発光管：外径＝１５ｍｍ
封入物：水銀
消費電力：０．７Ｗ【００２５】
上記希ガス蛍光ランプ（ａ１）から放射される紫外線の分光スペクトルを図３に示し、上記低圧水銀ランプ（ｂ１）から放射される紫外線の分光スペクトルを図４に示す。【００２６】
純水９９９０μＬに、臭気の原因物質としてイソ吉草酸（和光純薬社製）１０μＬを添加して混合することにより、濃度が０．１体積％のイソ吉草酸水溶液を調製した。得られたイソ吉草酸水溶液に、紙ウエス（日本製紙クレシア製「キムタオル」，寸法＝３８０ｍｍ×３００ｍｍ）を浸して引き上げ、その後、紙ウエスからイソ吉草酸水溶液が滴らなくなるまで水切りを行うことにより、イソ吉草酸水溶液が含浸された紙ウエスよりなる実験用試料を作製した。【００２７】
得られた実験用試料を水平な台上に載置すると共に、希ガス蛍光ランプ（ａ１）を実験用試料から上方に６５ｍｍ離間して配置した。そして、希ガス蛍光ランプ（ａ１）を点灯させ、所定の時間が経過する毎に、臭いセンサ（新コスモ電機製，型式：ＸＰ３２９III ）を実験用試料に接近させ、実験用試料の周辺の臭気レベルを測定した。
また、希ガス蛍光ランプ（ａ１）の代わりに、低圧水銀ランプ（ｂ１）を用いたこと以外は、上記と同様にして実験用試料の周辺の臭気レベルを測定した。
更に、ランプを点灯しなかったこと以外は、上記と同様にして実験用試料の周辺の臭気レベルを測定した。
以上、結果を下記表１に示す。表１中の「臭気レベル」は、臭いセンサに表示されるレベル表示の数値を示す。【００２８】
【表１】
2017082380.tif 000003
【００２９】
〈実験例２〉
イソ吉草酸の代わりに２−ノネナール（和光純薬製，ｔｒａｎｓ−２−ノネナール）を用いたこと以外は実験例１と同様にして、実験用試料の周辺の臭気レベルを測定した。
以上、結果を下記表２に示す。表２中の「臭気レベル」は、臭いセンサに表示されるレベル表示の数値を示す。【００３０】
【表２】
2017082380.tif 000004
【００３１】
〈実験例３〉
図１に示す構成に従い、紫外線光源として上記希ガス蛍光ランプ（ａ１）を備えた脱臭装置（Ａ１）、および紫外線光源として低圧水銀ランプ（ｂ１）を備えた脱臭装置（Ｂ１）を作製した。【００３２】
上記の脱臭装置（Ａ１）および脱臭装置（Ｂ１）を用い、図５に示す構成の実験装置を作製した。図５において、５０は矩形の箱型の実験用容器であって、その前面には開閉扉が設けられている。この実験容器５０の内容積は１０９Ｌである。５１は蓋を有するシャーレであって、その内径は９０ｍｍである。このシャーレ５１内には、臭気の原因物質としてメチルメルカプタンナトリウム（シグマアルドリッチジャパン製）２００ｍｇを純水３０ｍＬに混合したものが収容されている。５２は、実験用容器５０内の気体を攪拌するファンである。５３は、メチルメルカプタン用のガス検知管（ガステック製「短時間用検知管」）の設置箇所である。５５は脱臭装置である。【００３３】
そして、上記の実験装置において、ファン５２を駆動させた状態で、実験用容器５０の開閉扉を開け、シャーレ５１の蓋を外した後、実験用容器５０の開閉扉を閉め、この状態で放置した。そして、ガス検知管の測定値が４ｐｐｍとなったときに、シャーレ５１の蓋を閉じた後、脱臭装置を作動させ、脱臭装置の作動開始から、５分間経過時、１０分間経過時、および２０分間経過時の各時点において、ガス検知管の測定値を記録した。
また、脱臭装置（Ａ１）を使用した実験装置において、希ガス蛍光ランプ（ａ１）を点灯させなかったこと以外は、上記と同様にして試験を行った。
以上、結果を表３に示す。【００３４】
【表３】
2017082380.tif 000005
【００３５】
表１〜表３の結果から明らかなように、本発明によれば、臭気の原因物質の種類に関わらず、臭気を高い効率で除去することができることが確認された。【００３６】
また、蛍光体としてプラセオジウム付活リン酸ランタンの代わりにプラセオジム付活アルミノホウ酸イットリウム体を用いたこと以外は、希ガス蛍光ランプ（ａ１）と同様の仕様の希ガス蛍光ランプ（ａ２）を用意した。希ガス蛍光ランプ（ａ２）の分光スペクトルを図６に示す。
そして、希ガス蛍光ランプ（ａ１）の代わりに希ガス蛍光ランプ（ａ２）を用いたこと以外は、実験例１〜３と同様の試験を行ったところ、低圧水銀ランプ（ｂ１）を用いた場合に比較して、臭気を高い効率で除去することができることが確認された。
【符号の説明】
【００３７】
１０  気体導入部
１１  給気口
１２  ファン
１５  連結部
２０  脱臭処理部
２１  排気口
３０  紫外線光源
３１  発光管
３２，３３  電極
３４，３５  保護膜
３６  ガラス層
３７  蛍光体層
３９  電源
５０  実験用容器
５１  シャーレ
５２  ファン
５３  ガス検知管の設置箇所
５５  脱臭装置
Ｇ１  被処理気体
Ｇ２  処理済ガス
Ｒ    気体流路
Ｓ    処理室
Ｗ１，Ｗ２  リード線
【図１】
2017082380.tif 000006
【図２】
2017082380.tif 000007
【図３】
2017082380.tif 000008
【図４】
2017082380.tif 000009
【図５】
2017082380.tif 000010
【図６】
2017082380.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月11日(2017.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理気体に紫外線を照射することによって、当該被処理気体の臭気を除去する脱臭方法であって、
前記紫外線は、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、分光放射強度の最大値に対する比が０．５以上の分光放射強度を有する波長帯域の幅が１０ｎｍ以上であるスペクトルをもつ光を含み、
紫外線光源として、発光管と、この発光管の外周面に設けられた一対の電極と、前記発光管の内周面に設けられた蛍光体層と、前記発光管内に封入された希ガスとからなり、前記蛍光体層を構成する蛍光体が、プラセオジム付活リン酸ランタンおよびプラセオジウム付活アルミノホウ酸イットリウムよりなる群から選ばれた１種または２種の物質よりなる希ガス蛍光ランプを用い、
前記紫外線光源は、さらに波長１５０〜２００ｎｍの範囲内の紫外線を放射するものであることを特徴とする脱臭方法。
【請求項２】
被処理気体に紫外線を照射することによって、当該被処理気体の臭気を除去する脱臭装置であって、
処理室内を流通する被処理気体に紫外線を照射する紫外線光源を備えてなり、
前記紫外線光源は、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、分光放射強度の最大値に対する比が０．５以上の分光放射強度を有する波長帯域の幅が１０ｎｍ以上であるスペクトルをもつ光を含む紫外線を放射するものであり、
前記紫外線光源は、発光管と、この発光管の外周面に設けられた一対の電極と、前記発光管の内周面に設けられた蛍光体層と、前記発光管内に封入された希ガスとからなり、前記蛍光体層を構成する蛍光体が、プラセオジム付活リン酸ランタンおよびプラセオジウム付活アルミノホウ酸イットリウムよりなる群から選ばれた１種または２種の物質よりなる希ガス蛍光ランプであり、
前記紫外線光源は、さらに波長１５０〜２００ｎｍの範囲内の紫外線を放射するものであることを特徴とする脱臭装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の脱臭方法は、被処理気体に紫外線を照射することによって、当該被処理気体の臭気を除去する脱臭方法であって、
前記紫外線は、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、分光放射強度の最大値に対する比が０．５以上の分光放射強度を有する波長帯域の幅が１０ｎｍ以上であるスペクトルをもつ光を含み、
紫外線光源として、発光管と、この発光管の外周面に設けられた一対の電極と、前記発光管の内周面に設けられた蛍光体層と、前記発光管内に封入された希ガスとからなり、前記蛍光体層を構成する蛍光体が、プラセオジム付活リン酸ランタンおよびプラセオジウム付活アルミノホウ酸イットリウムよりなる群から選ばれた１種または２種の物質よりなる希ガス蛍光ランプを用い、
前記紫外線光源は、さらに波長１５０〜２００ｎｍの範囲内の紫外線を放射するものであることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の脱臭装置は、被処理気体に紫外線を照射することによって、当該被処理気体の臭気を除去する脱臭装置であって、
処理室内を流通する被処理気体に紫外線を照射する紫外線光源を備えてなり、
前記紫外線光源は、波長２００〜２６０ｎｍの範囲内において、分光放射強度の最大値に対する比が０．５以上の分光放射強度を有する波長帯域の幅が１０ｎｍ以上であるスペクトルをもつ光を含む紫外線を放射するものであり、
前記紫外線光源は、発光管と、この発光管の外周面に設けられた一対の電極と、前記発光管の内周面に設けられた蛍光体層と、前記発光管内に封入された希ガスとからなり、前記蛍光体層を構成する蛍光体が、プラセオジム付活リン酸ランタンおよびプラセオジウム付活アルミノホウ酸イットリウムよりなる群から選ばれた１種または２種の物質よりなる希ガス蛍光ランプであり、
前記紫外線光源は、さらに波長１５０〜２００ｎｍの範囲内の紫外線を放射するものであることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月30日(2017.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2017082380.tif 000012
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2017082380.tif 000013
【国際調査報告】
2017082380.tif 000014
2017082380.tif 000015
2017082380.tif 000016
2017082380.tif 000017