(57)【要約】【課題】ファンの効率と酸化チタンによる分解能力とを犠牲にせずに効率よく有機物を分解することができる脱臭装置を提供する。【解決手段】オゾンを発生させるコロナ放電装置４と、このコロナ放電装置４の下流側に配置された金属からなる回転羽根２とを有する脱臭装置１において、回転羽根２を固定するとともに、回転羽根２の上流側に形成された空間部９を覆う筒状のケーシング６と、回転羽根２の表面に被覆した光触媒膜３と、回転羽根２の下流側に設けられた吸湿性フィルタ１１と、ケーシング６に陽極が接続され、回転羽根２に陰極が接続された電源５とを備えている。オゾンは、ケーシングの空間部内を通過しながら、空間部内の臭気物質を分解する。化合しないで残ったオゾンは、回転羽根に吸着され、酸素と硝酸とに分解される。そして、硝酸は吸湿性フィルタに吸着され、酸素は、吸湿性フィルタを通過して脱臭装置から流出する。【選択図】          図１
2004351105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンを発生させるコロナ放電装置と、このコロナ放電装置の下流側に配置された金属からなる回転羽根とを有する脱臭装置において、
前記回転羽根を固定するとともに、前記回転羽根の上流側に形成された空間部を覆う筒状のケーシングと、
前記回転羽根の表面に被覆した光触媒膜と、
前記回転羽根の下流側に設けられた吸湿性フィルタと、
前記ケーシングに陽極が接続され、前記回転羽根に陰極が接続された電源とを備えていることを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
前記光触媒膜は、スパッタリング法またはイオンプレーティング法により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の脱臭装置。
【請求項３】
前記コロナ放電装置の下流側には、空間部に向かって突出した気流収束ノズルが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の脱臭装置。
【請求項４】
前記コロナ放電装置の上流側には、除湿装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの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、例えば、衣類や靴等の脱臭を行う脱臭装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コロナ放電装置は、マイナス側のイオン化針とプラス側の集塵板とを備えている。集塵板は、イオン化針の対極として高電圧を加えられる対極板と、帯電されずに空気中の浮遊物質を吸着するフィルタ部とを有している。
マイナス側のイオン化針とプラス側の集塵板に高電圧を加えると、イオン化針と集塵板との間の電場によりオゾンが発生し、さらに、周辺の空気の分子をプラスおよびマイナスに荷電させる。また、この電場は、空気中に浮遊する塵やバクテリアウィルス、家ダニの糞、花粉および各種の臭気成分をプラスに帯電させ、これらの浮遊物質を集塵板のフィルタ部に吸着させる。また、オゾンはこれらの臭気成分を分解する。
オゾンは強力な殺菌作用を有している。オゾンによる殺菌効果を高めるには、イオン化針と集塵板との間に加える電圧を高くするとよい。この場合、大量に発生したオゾンは、集塵板では吸着しきれなくなり、ファンにより吸引され、コロナ放電装置の下流側に流出することになる。
一方、酸化チタン等の光触媒は、紫外光や可視光を照射することにより大気中の水蒸気や酸素を分解して活性酸素を生成する働きを有している。
【０００３】
従来、コロナ放電装置を用いてマイナスイオンを発生させる装置が実用化されている。また、光触媒が生成した活性酸素によって臭気物質を分解したり殺菌を行う作用を利用して、クローゼットや下駄箱等の収納ボックス内の脱臭や殺菌を行う脱臭剤も実用化されている。ここで、コロナ放電装置の下流側に光触媒フィルタを向けて、脱臭や殺菌効果を高めることも考えられる。
【０００４】
光触媒は、触媒作用により殺菌を行うため、臭気成分等を分解できる範囲は、光触媒の近傍に限られる。このため、エアコンに内蔵するような脱臭装置は、流路にコロナ放電装置と光触媒フィルタを配置する方式が採用されている。エアコン等のフィルタは、集塵用や脱臭用等の作用に応じて複数枚が用いられている。一方、脱臭装置に気流を発生させるためには通常ファン装置を用いるが、このファン装置の回転羽根にも臭気成分が付着してしまうため、定期的に回転羽根の清掃が必要になる。回転羽根は前述した複数のフィルタを外してからメンテナンスを行う必要があるので、フィルタの数が多いとメンテナンスに手間がかかる。
このため、フィルタの数の低減が求められている。
近年では、光触媒を配置する部分のスペースを有効に利用するため、送風用ファンに酸化チタンを含有したコーティング剤をディップ法等の方法で塗布して酸化チタン含有物質を担持させた装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−７３９９１号公報  （第２−５頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ファンは、回転羽根によって空気の圧力差を作り出して送風を行う装置であり、空気に圧力が加わっても回転羽根に直接接触する空気は少なく、回転羽根表面の酸化チタンによる触媒作用は発生しにくいという問題がある。
このため、羽根の数を増やすことが特許文献１に記載されているが、羽根の数を増やすと、気流がスムーズに流れなくなるためファンの効率が悪くなるという問題がある。
【０００７】
また、酸化チタンは有機物を分解してしまうため、これを回転羽根に塗布するためには無機系のバインダを用いる必要があるが、無機系のバインダ内に酸化チタンが埋没してしまうと、酸化チタンの触媒作用が発揮されないため、脱臭効率が激減するという問題もある。
【０００８】
そこで本発明が解決しようとする課題は、ファンの効率と酸化チタンによる分解能力とを犠牲にせずに効率よく有機物を分解することができる脱臭装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の脱臭装置は、オゾンを発生させるコロナ放電装置と、このコロナ放電装置の下流側に配置された金属からなる回転羽根とを有する脱臭装置において、前記回転羽根を固定するとともに、前記回転羽根の上流側に形成された空間部を覆う筒状のケーシングと、前記回転羽根の表面に被覆した光触媒膜と、前記回転羽根の下流側に設けられた吸湿性フィルタと、前記ケーシングに陽極が接続され、前記回転羽根に陰極が接続された電源とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
光触媒膜とは、光照射下でそれ自身は変化することなく化学反応を促進する物質をいうが、ここでは、例えば、酸化チタンのように酸化反応を促進する物質をいうものとする。
【００１１】
光触媒膜の被覆は、物理的蒸着法以外に浸漬法や接着等を用いることができる。接着を行う場合は、有機系プライマの他、無機系プライマを用いることもできる。
【００１２】
回転羽根を形成する金属は、電気を導通する性質を有すればよく、例えば、ステンレス鋼板やアルミニウム、またはこれらを含む合金が好適に用いられる。
【００１３】
コロナ放電装置に高電圧を加えると、コロナ放電装置のマイナス側のイオン化針とプラス側の集塵板の対極板との間の電場によりオゾンが発生し、さらにプラスおよびマイナスに荷電した空気イオンが発生する。同時に、この電場は、空気中に浮遊する塵やバクテリアウィルス、家ダニの糞、花粉などをプラスに帯電させる。回転羽根を回転させると、これらのプラスに帯電した浮遊成分は、集塵板のフィルタ部に効率的に吸着され、オゾンにより分解される。また、発生したオゾンや空気イオンは、集塵板の下流側に流出する。
【００１４】
オゾンは、ケーシングの空間部内を通過しながら、空間部内の臭気物質や汚染物質を分解する。オゾンは、強力な酸化作用により光触媒だけでは除去できないたばこの煙等の臭気物質を分解し、また、塩素の数倍から数十倍の効率で除菌を行う。化合しないで残ったオゾンやプラスおよびマイナスの空気イオンは、空間部から回転羽根側により吸引されて下流側に移動する。プラスイオンや帯電していない気体はマイナスに帯電した回転羽根に吸着されるので、回転羽根より下流側には流出しない。一方、マイナスの空気イオンは、マイナスに帯電した回転羽根に吸着されることなく外部に放出され、有効に働く。
【００１５】
回転羽根には光触媒膜が形成されているので、吸着されたオゾンや空気は分解されて水や酸素や二酸化炭素となる。そして、水分は吸湿性フィルタに吸着され、酸素は、吸湿性フィルタを通過して脱臭装置から流出する。
【００１６】
回転羽根の上流側の空間部には、被脱臭物を収納することができる。被脱臭物から発生する臭気物質を回転羽根に吸着してから排気するので、脱臭装置の外部に臭気が拡散することが防止される。なお、被脱臭物を収納しない場合は、取り入れた外気中の窒素酸化物等の浮遊物を除去する空気清浄機として用いることができる。
【００１７】
前記光触媒膜を、スパッタリング法またはイオンプレーティング法により形成すると、バインダを介在させずに密着力に優れた被膜を形成することができる。また、光触媒膜の構造を、小さい粒子で分解効率に優れるアナターゼ結晶にすることができる。スパッタリング法またはイオンプレーティング法を用いることによって、光触媒膜にアナターゼ結晶が８０％以上含まれた構造とすることができる。
【００１８】
前記コロナ放電装置の下流側に、空間部に向かって突出した気流収束ノズルを設けると、狭い範囲に集中的にマイナスイオンとオゾンを通過させることができる。
【００１９】
前記コロナ放電装置の上流側に、除湿装置を設けると、空間部に乾燥した空気を流入させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
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概略構成図である。図１に示すように、本発明の脱臭装置１は、ステンレス鋼板からなり、表面に光触媒膜の一例である酸化チタン膜３をスパッタリング法により被覆した回転羽根２と、回転羽根２の上流側に配置されたコロナ放電装置４と、制御装置を内蔵した電源５とを有している。また、コロナ放電装置４の上流側には、除湿装置１３が設けられている。
【００２１】
コロナ放電装置４と回転羽根２とは、筒状のケーシング６の内側の上流側端部および下流側端部にそれぞれ設けられている。コロナ放電装置４および回転羽根２の間には、靴や衣服等の被脱臭物を収納可能な空間部９が形成されている。また、コロナ放電装置４の下流側には、気流収束ノズル７が設けられている。
【００２２】
コロナ放電装置４は、イオン化針と集塵板（図示せず）とを有しており、それぞれ電源５の陰極および陽極に接続されている。イオン化針と集塵板との間には、数ｋＶの大電圧が加えられる。
【００２３】
コロナ放電装置４の直下流側には、隔壁８が設けられ、気流収束ノズル７は、上流側端部を隔壁８に固定している。かかる構成によって、隔壁８の上流側の空気は、すべて気流収束ノズル７の内部を通過して空間部９に移動する。
【００２４】
ケーシング６は、導電性を有するステンレス等の金属板で形成されている。なお、ケーシング６は、内面に金属板を配置して外側に絶縁体を配置して形成することができ、また、金属板の両面を絶縁体で覆うように構成してもよい。
【００２５】
回転羽根２は、ファンモータ１０の回転軸に固定されている。回転羽根の形状は任意であり、軸流ファンの他、シロッコファンやクロスフローファンも用いることができる。なお、ブロワもファンの一部として適用することができる。シロッコファンやクロスフローファンを用いた場合は、回転羽根の上流側に、気流を収束させてファンの内周部に案内する案内部材を設けておくことも可能である。
【００２６】
回転羽根２の直下流側には、内部に空気が通過可能な吸湿性フィルタ１１が設けられている。
【００２７】
回転羽根２の近傍には、紫外光ランプ１２が設けられている。紫外光ランプ１２は、回転時の回転羽根２の両面に紫外光を照射することができる。なお、紫外光ランプ１２は、回転羽根２の上流側に設けてもよく、また、回転羽根２の半径方向外側に設けることも可能である。また、回転羽根２に均等に光が照射されるように、紫外光ランプ１２の近傍に鏡等の反射部材を設けることも可能である。
また、紫外光ランプ１２を、回転羽根２の酸化チタン膜３が形成された面のみに紫外光を照射する位置に設けてもよい。
【００２８】
酸化チタン膜３は、回転羽根２の表面に形成されている。また、シロッコファンやクロスフローファンを用いた場合は、内周面にも酸化チタン膜を形成することが好ましい。
【００２９】
酸化チタン膜３はスパッタリングにより形成されるので、高純度の薄膜に形成することができ、密着性がよい。また、結晶構造を選択することができるので、粒子を小さく形成して分解効率に優れるアナターゼ結晶を増加させることができる。
酸化チタン膜３には、８０％以上のアナターゼ結晶が含まれている。
【００３０】
回転羽根２とケーシング６は、電源５の陰極および陽極にそれぞれ接続され、例えば、４０Ｖ以下の低電圧が加えられる。陰極は、回転羽根２に、例えば、ファンモータ１０の回転軸を介して接続される。
【００３１】
次に脱臭装置１の製造手順について説明する。
回転羽根２への光触媒の蒸着は、スパッタリング法を用いて行う。スパッタリング法とは、放電によって出来たプラズマのなかのイオンを加速して材料にぶつけ、材料から叩き出された原子によって基板に膜を形成する方法をいう。
スパッタ装置として、マグネトロンスパッタ装置を用意する。マグネトロンスパッタ装置の内部には、５００℃まで加熱可能な加熱装置が設けられている。また、基板には２００ＷまでのバイアスＲＦ電力を印加することができる。また、スパッタガスとしてアルゴンと酸素の供給量を独立して制御することができる。
【００３２】
まず、回転羽根２をチャンバー内の基板ホルダに固定し、チャンバー内を真空にして成膜を開始する。
成膜条件は、例えば、温度２５０℃、アルゴンと酸素のガス分圧１：１０、ガス圧力５Ｐａ、時間２４０分で行った。
このようにして、膜厚約０．２μｍの酸化チタン膜を形成する。
【００３３】
次いで、ケーシング６にコロナ放電装置４、隔壁８および気流収束ノズル７、ファンモータ１０および回転羽根２をボルト等を用いて固定する。
そして、電源５とコロナ放電装置４、ケーシング６、回転羽根２および紫外線ランプとをそれぞれ電気的に接続する。このようにして脱臭装置１を製造する。
【００３４】
次に脱臭装置１の使用状態について説明する。
電源５のスイッチをオンにすると、コロナ放電装置４からオゾンと、プラスおよびマイナスに帯電した空気イオンとが発生する。また、ファンモータ１０が回転して、空気を上流側から下流側に流す。また、紫外光ランプ１２が発光して回転羽根２の酸化チタン膜３を照射する。
【００３５】
空気は、除湿装置１３で除湿されてから、ケーシング６のコロナ放電装置４の内部を通過し、イオン化されるとともに、空気中に浮遊する塵やバクテリアウィルス、家ダニの糞、花粉および各種の臭気成分がプラスに帯電され集塵板の無帯電部に吸着され、オゾンにより分解される。
【００３６】
コロナ放電装置４からは、オゾンおよびイオン化した空気粒子を含む空気が流出する。
【００３７】
コロナ放電装置４から流出した空気は、気流収束ノズル７内を通過して空間部内に流入する。空間部に靴等の被脱臭物がある場合には、オゾンにより被脱臭物の臭気成分を分解する。オゾンおよびイオン化した空気粒子を含む空気は下流側に移動する。
【００３８】
このとき、空間部９の外周を覆うケーシング６には、陽極が接続されているので、プラスイオン化したオゾンは、ケーシング６に付着して滞留することはない。
【００３９】
回転羽根２は、マイナスに帯電しているので、回転羽根２に近接したオゾンは、回転羽根２の表面の酸化チタン膜３に吸引される。酸化チタン膜３は、紫外光ランプ１２の照射により活性化されており、吸引されたオゾンや空気は、酸化されて炭酸ガス、水や酸素等に分解される。生成された水分は吸湿性フィルタ１１に吸着され、炭酸ガスや酸素、マイナスイオン等の気体は、そのまま下流側に移動して、大気中に放出される。
このようにして、空気を浄化することができる。
【００４０】
ケーシングを下駄箱の内壁として形成すると、被脱臭物である靴のにおいを除去することができ、ケーシングをクローゼットの内壁として形成すると、衣服のにおいを除去することができる。また、ケーシングを押入れ等の家屋の収納部内に設けることも可能である。
【００４１】
また、酸化チタンとして可視光反応型のものを用いると、回転羽根を、外側から光が当たる位置に配置することによって、紫外光ランプを省略することも可能である。また、ケーシング６の一部に透光性の窓部を設けることによっても回転羽根に自然光を照射することができる。
【００４２】
なお、光触媒膜を、イオンプレーティング法を用いて形成することも可能である。イオンプレーティング法を用いることによって、大型の回転羽根を短時間で製造することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果を奏する。
（１）本発明の脱臭装置は、コロナ放電装置と、金属からなる回転羽根を備えた脱臭装置において、回転羽根の表面を被覆した光触媒膜と、回転羽根の上流側に形成された空間部を覆う筒状のケーシングと、ケーシングに陽極が接続され、前記回転羽根に陰極が接続された電源とを設けたので、コロナ放電装置から発生したオゾンや窒素酸化物を、回転羽根のピッチを狭くしなくても吸引させることができ、ファンの効率と光触媒膜の分解能力とを犠牲にせずに効率よく有機物を分解することができる。
（２）光触媒膜を、スパッタリング法またはイオンプレーティング法により形成すると、バインダを介在させずに密着力に優れた被膜を形成することができ、また、光触媒膜の構造を、アナターゼ結晶にすることができるので、光触媒の分解能力を向上させてオゾンを効率よく除去することができる。
（３）コロナ放電装置の下流側に、気流収束ノズルを設けると、狭い範囲に大量のマイナスイオンとオゾンを通過させて、下流側に配置した被臭気物質の臭気成分を効率よく除去することができる。
（４）コロナ放電装置の上流側に、除湿装置を設けると、空間部に乾燥した空気を流入させ、脱臭とともに乾燥を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の脱臭装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  脱臭装置
２  回転羽根
３  酸化チタン膜（光触媒膜）
４  コロナ放電装置
５  電源
６  ケーシング
７  気流収束ノズル
８  隔壁
９  空間部
１０  ファンモータ
１１  吸湿性フィルタ
１２  紫外光ランプ
【図１】
2004351105.tif 000003