(57)【要約】【課題】脱臭装置において、ヒータの周りにフィンが配置され、構成が複雑で部品点数が多いため組み立て工程が多くなるなど、性能上、製造上の課題やコスト高になるなどの課題があった。【解決手段】吸気口２と、排気口３と、ヒータ４と、触媒体６と、筐体１とを備え、触媒体６は担体として少なくともねじり平板を用い担体上に触媒層を設けた構成とし、吸気口２から吸入された臭気を含んだ空気はヒータ４を通過した後、触媒体６を通過し、その後排気口３から排気される脱臭装置とした。これにより、ヒータ４の周りにフィンを配置する必要がなく、脱臭装置内に導かれた臭気はヒータ４と触媒体６にて効率よく除去され、構成が簡単な脱臭装置を提供できるようになる。【選択図】　図１
2004065354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口と、排気口と、ヒータと、触媒体と、筐体とを備え、前記触媒体は担体として少なくともねじり平板を用い担体上に触媒層を設けた構成とし、前記吸気口から吸入された臭気を含んだ空気は前記ヒータを通過した後、前記触媒体を通過し、その後前記排気口から排気される脱臭装置。
【請求項２】
ねじり平板の外周に断熱材を設けた請求項１に記載の脱臭装置。
【請求項３】
ねじり平板を略円筒容器に収納し、前記略円筒容器の外周に断熱材を設けた請求項１に記載の脱臭装置。
【請求項４】
略円筒容器に触媒層を設けた請求項３に記載の脱臭装置。
【請求項５】
ねじり平板は少なくともクロムを含むステンレス鋼を用いた請求項１〜４のいずれか１項に記載の脱臭装置。
【請求項６】
ねじり平板は金属薄板を用いた請求項１〜５のいずれか１項に記載の脱臭装置。
【請求項７】
臭気を含んだ空気がヒータを通過する際に、流速が大きくなるようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載の脱臭装置。
【請求項８】
筐体を断熱材で覆う構成とした請求項１〜７のいずれか１項に記載の脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生ゴミやトイレ等の臭気を除去する脱臭装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の脱臭装置として、シーズヒータなど筒型ヒータの外周に触媒を担持させたフィンを多段に配置して触媒体を形成し、この触媒体を容器に収納し、フィンと容器の隙間を臭気を含んだ気体が通過することにより脱臭する方法などがあげられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにヒータの周りにフィンを配置した構成では、構成が複雑になり部品点数が多くなることで組み立て工程が多くなるなど、性能上、製造上の課題やコスト高になるなどの課題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ヒータの周りにフィンを配置する必要がなく、構成が簡単な脱臭装置の提供を目的とする。
【０００５】
【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、吸気口と、排気口と、ヒータと、触媒体と、筐体とを備え、前記触媒体は担体として少なくともねじり平板を用い担体上に触媒層を設けた構成とし、前記吸気口から吸入された臭気を含んだ空気は前記ヒータを通過した後、前記触媒体を通過し、その後前記排気口から排気される脱臭装置とした。
【０００６】
上記発明によれば、脱臭装置内に導かれた臭気はヒータと触媒体にて効率よく除去される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、吸気口と、排気口と、ヒータと、触媒体と、筐体とを備え、前記触媒体は担体として少なくともねじり平板を用い担体上に触媒層を設けた構成とし、前記吸気口から吸入された臭気を含んだ空気は前記ヒータを通過した後、前記触媒体を通過し、その後前記排気口から排気される構成とすることで、臭気をヒータと触媒体にて効率的に除去することができるものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、特に、請求項１記載のねじり平板の外周に、断熱材を設ける構成とすることで、触媒体付近の筐体放熱を低減し、脱臭効率を上げることができるものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項１記載のねじり平板を、略円筒容器に収納し、略円筒容器の外周に断熱材を設ける構成とすることで、筐体が高温に熱せられた臭気や水蒸気を含んだ空気と接することがないため、熱や腐食による容器の劣化を防ぐことができるものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、特に、請求項３記載の略円筒容器に、触媒層を設ける構成とすることで、容器の体積を変えることなく、触媒層表面積を大幅に増すことができるものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、特に、請求項１〜４のいずれか１項に記載のねじり平板は、少なくともクロムを含むステンレス鋼を用いることにより、担体の触媒作用で臭気を除去することができるものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、特に、請求項１〜５のいずれか１項に記載のねじり平板に、金属薄板を用いることにより、担体の重量を軽くすることができ、また表面積を大きくするなどの加工が容易となるものである。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、特に、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明に加えて、臭気を含んだ空気がヒータを通過する際に、流速が大きくなるように構成することで、ヒータでの筐体放熱を低減し触媒体での脱臭効率を上げることができるものである。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、特に、請求項１〜７のいずれか１項に記載の筐体を、断熱材で覆う構成とすることで、熱損失を低減し脱臭効率を上げることができるものである。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例における脱臭装置の断面図を示すものである。図１において、１は筐体であり、その一方には吸気口２が設けられ、他方には排気口３が設けられている。４はヒータで、ガイシ５により筐体１に固定されている。６は触媒体で筐体１に沿うように固定されている。触媒体６の外観を図２に示す。筐体１は、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れたＳＵＳ３１６を用いた。
【００１７】
また、ヒータ４は小型で立ち上がり特性に優れ、ヒータ表面温度は１０００℃程度の高温まで昇温可能な窒化珪素ヒータを用いた。触媒体５の担体には、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れ、高温での熱膨張係数が小さく応力腐食割れに強いＳＵＳ４４４を用いた。厚さ０．４ｍｍのＳＵＳ４４４薄板を長手方向にねじることにより担体を成形した。成形した担体にアルミナを主成分とするアンダーコート層を塗布し焼成した後、白金―パラジウムからなる触媒を塗布し焼成を行うことにより触媒層の作製を行った。
【００１８】
以上のように構成された脱臭装置について、以下その動作、作用を説明する。脱臭装置のヒータ４の両端端子部に通電して、加熱状態にする。同時に、触媒体６も加熱される。この状態で、臭気を含んだ気体Ａを吸気口２から脱臭装置内に導入すると、まず臭気を含んだ気体は約１０００℃に熱せられたヒータ４の表面と接触することにより酸化分解され、その後、触媒体６にて残りの臭気が酸化分解され、排気口３から脱臭された気体Ｂが排出される。
【００１９】
本実施例の効果について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の脱臭装置、および従来の脱臭装置の浄化性能を評価した試験結果を示すグラフである。この試験において、試験ガスとしては野菜などから発生する臭気成分の一つである硫化ジメチル（ＣＨ３）２Ｓを用い、初期濃度は５００ｐｐｍとした。空間速度は、市販の生ごみ処理機と同レベルの４０００ｈ−１とした。測定は、吸気口直前と排気口直後の濃度をガスクロマトグラフのＦＩＤを用い、除去率を求めた。
【００２０】
また、比較例として、従来の脱臭装置を用いた。構成は、シーズヒータの外周に触媒を担持させたフィンを多段に配置して触媒体を形成し、この触媒体を容器に収納したものである。シーズヒータにより加熱されたフィンと臭気を含んだ気体が接することにより脱臭する方法である。触媒担持量、試験ガス、初期濃度、空間速度、および測定方法は本実施例と同条件とした。
【００２１】
図３に示すように、従来例では約１６０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示したのに対し、本実施例では約１２０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示し、２５％の省エネとなった。これは、シーズヒータを用いた場合の熱効率よりも窒化珪素ヒータを用いた場合の熱効率の方が良いことに起因していると考えられる。また、窒化珪素ヒータの表面付近の加熱空間で、効率よく臭気物質が酸化分解されていると考えられる。
【００２２】
本実施例によれば、従来例のようにシーズヒータの外周に触媒を担持させたフィンを多段に配置して触媒体を形成した例と比較して、部品点数を減らし、組み立て工程を少なくすることができ、またステンレスとヒータが接することが無いのでステンレス材の劣化を防ぐことができ、メンテナンスの際にはヒータと触媒体を別々に取り替え交換することができるものである。
【００２３】
（実施例２）
図４は、本発明の第２の実施例における触媒体の斜視図を示すものである。図４において、１０は触媒体、１１は略円筒容器であり、１２は断熱材である。触媒体１０は略円筒容器１１内に接するようにして収められている。断熱材１１は隙間の無いように略円筒容器１１の外周に巻かれている。触媒体１０の担体および略円筒容器１１には、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れ、高温での熱膨張係数が小さく応力腐食割れに強いＳＵＳ４４４を用いた。触媒体１０の担体は厚さ０．４ｍｍのＳＵＳ４４４薄板を長手方向にねじることにより成形した。略円筒容器１１は厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ４４４箔を丸めることにより成形した。成形した担体および略円筒容器１１にアルミナを主成分とするアンダーコート層を塗布し焼成した後、白金―パラジウムからなる触媒を塗布し焼成を行うことにより触媒体１０の作製を行った。断熱材１２は、１０００℃以上の耐熱性を有するセラミック繊維ペーパー（厚さ１ｍｍ）を用いた。
【００２４】
以上のように構成された触媒体１０を図１に示す脱臭装置に取り付けた。以下に、その動作、作用を説明する。
【００２５】
脱臭装置のヒータ４の両端端子部に通電して、加熱状態にする。同時に、触媒体１０も加熱される。この状態で、臭気を含んだ気体Ａを吸気口２から脱臭装置内に導入すると、まず臭気を含んだ気体は約１０００℃に熱せられたヒータ４の表面と接触することにより酸化分解され、その後、触媒体１０にて残りの臭気が酸化分解され、排気口３から脱臭された気体Ｂが排出される。
【００２６】
本実施例の効果について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の脱臭装置、および実施例１、請求項２、３における実施例の浄化性能を評価した試験結果を示すグラフである。すなわち、請求項２における実施例は略円筒容器１１を省略し触媒体１０の外周に直接断熱材１２を巻いたものであり（比較例２）、請求項３における実施例は略円筒容器１１への触媒の担持を省略し触媒体１０を略円筒容器１１に収納しその外周に断熱材１２を巻いたもの（比較例３）である。
【００２７】
この試験において、試験ガスとしては野菜などから発生する臭気成分の一つである硫化ジメチル（ＣＨ３）２Ｓを用い、初期濃度は５００ｐｐｍとした。空間速度は、市販の生ごみ処理機と同レベルの４０００ｈ−１とした。測定は、吸気口直前と排気口直後の濃度をガスクロマトグラフのＦＩＤを用い、除去率を求めた。
【００２８】
図５に示すように、実施例１の約１２０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率に対し、断熱材を巻きつけることにより約１１０Ｗで除去率９９．５％、略円筒容器１１と断熱材１２を用い約１００Ｗで除去率９９．５％、さらに本実施例のように略円筒容器１１に触媒を担持することにより約８０Ｗで除去率９９．５％となった。本実施例では実施例１と比較して約３３％の省エネとなった。これは、以下の内容（Ａ）、（Ｂ）に起因するものと考えられる。
【００２９】
（Ａ）断熱材を用いることにより触媒体の温度が上がりより臭気物質の分解能力が向上した。
【００３０】
（Ｂ）略円筒容器に触媒を担持することで触媒層表面積が増加しより臭気物質の分解能力が向上した。
【００３１】
本実施例のように触媒体１０を触媒を担持した略円筒容器１１内に接するようにして収納し、さらに断熱材１２を略円筒容器１１と筐体１との隙間に設けることにより、部品点数を大幅に増やすことなく、脱臭能力を上げることができるものである。
【００３２】
なお、本実施例では触媒体１０の担体として厚さ０．４ｍｍの薄板を用いたが、厚さ０．０５ｍｍの箔を用いることで、ねじり加工が容易になった。すなわち、０．４ｍｍの２回転／１０ｃｍに対し、０．０５ｍｍでは８回転／１０ｃｍとすることができ、担体の表面積は４倍に増加した。担体の厚さを０．０５ｍｍより小さくすると、ねじり加工の際や繰り返し熱応力がかかることにより亀裂が生じる可能性があるため、担体には厚さ０．０５ｍｍ以上の箔を用いることが望ましい。
【００３３】
（実施例３）
本発明の実施例３における脱臭装置は、実施例１の脱臭装置において触媒体６の担体を、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れ、組成としてクロム、ニッケル成分の割合が高いＳＵＳ３１０（Ｃｒ：２４〜２６％、Ｎｉ：１９〜２２％）を用い、触媒層は設けない構成とした。ステンレス（ＳＵＳ）は、炭素鋼にニッケル、クロム、マンガン、モリブデン、タングステンなどを適量添加した特殊鋼で、表面に酸化皮膜を生成し特に耐食性に優れた鋼である。また、酸化皮膜である酸化ニッケルや酸化クロムは優れた触媒作用を示す遷移金属系酸化物である。
【００３４】
以上のように構成された脱臭装置について、以下その動作、作用を説明する。脱臭装置のヒータ４の両端端子部に通電して、加熱状態にする。同時に、触媒体も加熱される。この状態で、臭気を含んだ気体Ａを吸気口２から脱臭装置内に導入すると、まず臭気を含んだ気体は約１０００℃に熱せられたヒータ４の表面と接触することにより酸化分解され、その後、酸化ニッケルや酸化クロムからなる触媒体にて残りの臭気が酸化分解され、排気口３から脱臭された気体Ｂが排出される。
【００３５】
本実施例の効果について、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の脱臭装置、および比較例の浄化性能を評価した試験結果を示すグラフである。この試験において、試験ガスとしては野菜などから発生する臭気成分の一つである硫化ジメチル（ＣＨ３）２Ｓを用い、初期濃度は５００ｐｐｍとした。空間速度は、市販の生ごみ処理機と同レベルの４０００ｈ−１とした。測定は、吸気口直前と排気口直後の濃度をガスクロマトグラフのＦＩＤを用い、除去率を求めた。
【００３６】
また、比較例として、触媒体６の基材にアルミニウムを用い触媒層は設けない構成とした以外は実施例１と同等とした。試験ガス、初期濃度、空間速度、および測定方法は本実施例と同条件とした。
【００３７】
図６に示すように、本実施例では約１６０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示したのに対し、比較例では約２００Ｗの入力電力で９０％の除去率であった。これは、本実施例ではヒータ部分での臭気の酸化分解と酸化ニッケルや酸化クロムからなる触媒体での酸化分解が行われているのに対し、比較例ではほとんどがヒータ部分での臭気の酸化分解であることを示している。
【００３８】
以上のことより、本実施例によれば、触媒層を担持することなく脱臭効果が期待できるため、触媒を担持する製造工程を省略でき、また高価な貴金属系触媒を使用しないためコストを低減できるものである。
【００３９】
（実施例４）
図７は、本発明の第４の実施例における脱臭装置の断面図を示すものである。図７において、２０は筐体であり、その一方には吸気口２１が設けられ、他方には排気口２２が設けられている。２３はヒータで、ガイシ２４により筐体２０に固定されている。２５は触媒体で筐体２０に沿うように固定されている。筐体２０は、ヒータ２３の発熱部付近がプレス成型により内側に押し込まれている。
【００４０】
筐体２０は耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れたＳＵＳ３１６を用いた。また、ヒータ２３は小型で立ち上がり特性に優れ、ヒータ表面温度は１０００℃程度の高温まで昇温可能な窒化珪素ヒータを用いた。触媒体２５の担体には、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れ、高温での熱膨張係数が小さく応力腐食割れに強いＳＵＳ４４４を用いた。厚さ０．４ｍｍのＳＵＳ４４４薄板を長手方向にねじることにより担体を成形した。成形した担体にアルミナを主成分とするアンダーコート層を塗布し焼成した後、白金―パラジウムからなる触媒を塗布し焼成を行うことにより触媒体の作製を行った。
【００４１】
以上のように構成された脱臭装置について、以下その動作、作用を説明する。脱臭装置のヒータ２３の両端端子部に通電して、加熱状態にする。同時に、触媒層も加熱される。この状態で、臭気を含んだ気体Ａを吸気口２１から脱臭装置内に導入すると、まず臭気を含んだ気体は約１０００℃に熱せられたヒータ２３の表面と接触することにより酸化分解され、その後、触媒層にて残りの臭気が酸化分解され、排気口２２から脱臭された気体Ｂが排出される。
【００４２】
本実施例の効果について、図８、図９を参照しながら説明する。図８は、本実施例の脱臭装置、および実施例１の脱臭装置の浄化性能を評価した試験結果を示すグラフである。この試験において、試験ガスとしては野菜などから発生する臭気成分の一つである硫化ジメチル（ＣＨ３）２Ｓを用い、初期濃度は５００ｐｐｍとした。空間速度は、市販の生ごみ処理機と同レベルの４０００ｈ−１とした。測定は、吸気口直前と排気口直後の濃度をガスクロマトグラフのＦＩＤを用い、除去率を求めた。
【００４３】
図８に示すように、実施例１では約１００Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示したのに対し、本実施例では約８５Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示し、１５％の省エネとなった。
【００４４】
図９は、本実施例の脱臭装置、および実施例１の脱臭装置において排気口付近（図７における測定点ａ）の温度とヒータ近傍の筐体（図７における測定点ｂ）の温度を測定した結果を示すグラフである。図９に示すように出口温度は、実施例１の２００℃に対し３５０℃と１５０℃上昇した。またヒータ近傍筐体温度は、実施例１の６５０℃に対し５００℃と１５０℃低下した。
【００４５】
以上の結果より、本実施例によれば、ヒータ近傍筐体からの放熱を低減することで、触媒体の温度を上昇させ、より効率的に臭気成分を酸化分解している。また、ヒータ近傍の流路を狭くすることでヒータ表面と臭気を含んだ空気との接触効率を高めている。
【００４６】
以上のことより、本実施例のように、筐体のプレス加工という比較的容易な工程を一つ加えることで、温度分布を最適化し、脱臭効率を高めることができる。
【００４７】
（実施例５）
図１０は、本発明の第５の実施例における脱臭装置の断面図を示すものである。図１０において、３０は筐体であり、その一方には吸気口３１が設けられ、他方には排気口３２が設けられている。３３はヒータで、ガイシ３４により筐体３０に固定されている。３５は触媒体で筐体３０に沿うように固定されている。筐体３０は断熱材３６により覆われている。筐体３０は耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れたＳＵＳ３１６を用いた。
【００４８】
また、ヒータ３３は小型で立ち上がり特性に優れ、ヒータ表面温度は１０００℃程度の高温まで昇温可能な窒化珪素ヒータを用いた。触媒体３５の担体には、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れ、高温での熱膨張係数が小さく応力腐食割れに強いＳＵＳ４４４を用いた。厚さ０．４ｍｍのＳＵＳ４４４薄板を長手方向にねじることにより担体を成形した。成形した担体にアルミナを主成分とするアンダーコート層を塗布し焼成した後、白金―パラジウムからなる触媒を塗布し焼成を行うことにより触媒体３５の作製を行った。断熱材３６は、１０００℃以上の耐熱性を有するセラミック繊維からなる断熱材（□１００×１００ｍｍ）を筐体３０が収納できるように加工した。
【００４９】
以上のように構成された脱臭装置について、動作、作用は実施例１と同様であるため説明を省略することとし、本実施例の効果について、図１１を参照しながら説明する。
【００５０】
図１１は、本実施例の脱臭装置、および実施例１の脱臭装置の浄化性能を評価した試験結果を示すグラフである。この試験において、試験条件などは実施例１と同様である。図１１に示すように、実施例１では約１００Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示したのに対し、本実施例では約７０Ｗの入力電力で９９．５％の除去率を示し、３０％の省エネとなった。これは、筐体３０を断熱材３６で覆う構成とすることで筐体３０からの放熱が大幅に少なくなったことに起因する。
【００５１】
以上のことより、本実施例のように筐体３０を断熱材３６で覆うことにより熱ロスを少なくし脱臭効率を高めることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、臭気を含んだ気体は、約１０００℃に熱せられた窒化珪素ヒータの表面と接触することにより酸化分解され、その後、触媒体にて残りの臭気が効率的に酸化分解される。また、触媒体は臭気の濃度などに合わせて容易に長さを変えることができる。更に、構成が非常に簡素なため、部品点数が少なく組み立て工程を少なくすることができ、また脱臭装置の保守点検が容易にでき触媒体の取り替え交換も容易となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における脱臭装置の断面図
【図２】同脱臭装置の触媒体の外観図
【図３】同脱臭装置の入力電力と硫化ジメチル除去率との関係を示すグラフ
【図４】本発明の実施例２における脱臭装置の触媒体の斜視図
【図５】同脱臭装置の入力電力と硫化ジメチル除去率との関係を示すグラフ
【図６】本発明の実施例３における脱臭装置の入力電力と硫化ジメチル除去率との関係を示すグラフ
【図７】本発明の実施例４における脱臭装置の断面図
【図８】同脱臭装置の入力電力と硫化ジメチル除去率との関係を示すグラフ
【図９】同脱臭装置の温度分布を示すグラフ
【図１０】本発明の実施例５における脱臭装置の断面図
【図１１】同脱臭装置の入力電力と硫化ジメチル除去率との関係を示すグラフ
【符号の説明】
１、２０、３０　筺体
２、２１、３１　吸気口
３、２２、３２　排気口
４、２３、３３　ヒータ
６、１０、２５、３５　触媒体
１１　略円筒容器
１２、３６　断熱材
【図１】
2004065354.tif 000003
【図２】
2004065354.tif 000004
【図３】
2004065354.tif 000005
【図４】
2004065354.tif 000006
【図５】
2004065354.tif 000007
【図６】
2004065354.tif 000008
【図７】
2004065354.tif 000009
【図８】
2004065354.tif 000010
【図９】
2004065354.tif 000011
【図１０】
2004065354.tif 000012
【図１１】
2004065354.tif 000013