(57)【要約】【課題】定期的にフィルターを取り出し、水洗浄、焼成などにより光触媒能力を再生させる必要がなく、容易に光触媒能力を再生させることができる光触媒脱臭装置を提供する。【解決手段】本光触媒脱臭装置は、スチーム洗浄室において、スチームノズルにより高温スチームを光触媒フィルターに吹き付けて、光触媒能力を再生させる。【選択図】  図１
2007014409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路と、このガス流路内に設けられた光触媒フィルターと、前記ガス流路に近接して設けられ、前記光触媒フィルターを洗浄するスチーム洗浄室と、このスチーム洗浄室に収容され、前記光触媒フィルターに高温スチームを噴射するスチームノズルを備え、前記スチーム洗浄室において、前記スチームノズルにより高温スチームを前記光触媒フィルターに吹き付けて、光触媒能力を再生させることを特徴とする光触媒脱臭装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光触媒脱臭装置において、前記光触媒フィルターを前記ガス流路と前記スチーム洗浄室間で適宜移動させ、前記光触媒フィルターの洗浄工程と光触媒フィルターによる脱臭工程を連続的に行うことを特徴とする光触媒脱臭装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光触媒脱臭装置において、前記光触媒フィルターが汚れやすい部分に窒素を７００ｐｐｍ以上ドープした光触媒フィルターを用いることを特徴とする光触媒脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光触媒の酸化作用を利用して臭気を吸着分解する光触媒脱臭装置に係り、特に光触媒能力を再生する再生手段を備えた光触媒脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光触媒フィルターと光源を組み合わせた光触媒脱臭装置は実用化されている。光触媒はその酸化作用により、有機物を酸化分解し、水と二酸化炭素にすることができる。しかしながら、硫黄化合物（例えば、硫化水素）や窒素化合物（例えば、アンモニア）はそれぞれ、硫酸、硝酸となり、触媒表面に付着する。
【０００３】
この付着物が触媒毒となり、光触媒フィルターの能力を低下させる。このため、定期的にフィルターを取り出し、水で洗浄、または、焼成することで、光触媒能力を再生させる必要があった。
【０００４】
なお、特許文献１には空調ダクト内に光触媒ユニットを設けたものが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２１１２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、定期的にフィルターを取り出し、水洗浄、焼成などにより光触媒能力を再生させる必要がなく、容易に光触媒能力を再生させることができる光触媒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】
【０００６】
上述した目的を達成するため、本発明に係る光触媒脱臭装置は、ガス流路と、このガス流路内に設けられた光触媒フィルターと、前記ガス流路に近接して設けられ、前記光触媒フィルターを洗浄するスチーム洗浄室と、このスチーム洗浄室に収容され、前記光触媒フィルターに高温スチームを噴射するスチームノズルを備え、前記スチーム洗浄室において、前記スチームノズルにより高温スチームを前記光触媒フィルターに吹き付けて、光触媒能力を再生させることを特徴とする。
【０００７】
好適には、前記光触媒フィルターを前記ガス流路と前記スチーム洗浄室間で適宜移動させ、前記光触媒フィルターの洗浄工程と光触媒フィルターによる脱臭工程を連続的に行う。
【０００８】
また、好適には、前記光触媒フィルターが汚れやすい部分に窒素を７００ｐｐｍ以上ドープした光触媒フィルターを用いる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る光触媒脱臭装置によれば、定期的にフィルターを取り出し、水洗浄、焼成などにより光触媒能力を再生させる必要がなく、容易に光触媒能力を再生させることができる光触媒脱臭装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１実施形態に係る光触媒脱臭装置について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施形態に係る光触媒脱臭装置の概念図である。
【００１２】
図１に示すように、本第１実施形態の光触媒脱臭装置１は、被脱臭ガスが流れケーシングで形成されるガス流路２と、このガス流路２に一部が選択的に露出し他部がスチーム洗浄室３に選択的に露出するように、回転タイプの光触媒担持フィルター例えば光触媒担持フィルター４と、この光触媒担持フィルター４に紫外線を照射する紫外線光源群５を備え、さらに、ガス流路２の入口で光触媒担持フィルター４の風上側には塵埃除去フィルター６が設けられている。
【００１３】
ガス流路２を形成するケーシングの材料は、紫外線により劣化しない材質、例えば、アルミニウム、ステンレス、防錆加工したトタン板などが挙げられる。
【００１４】
スチーム洗浄室３はガス流路２に近接して設けられ、さらに、その内部にはスチームを噴射する複数のスチームノズル３ａが設けられており、スチームノズル３ａにより、フィルター貫通孔３ｂを介してスチーム洗浄室３に選択的に露出する光触媒担持フィルター４の他部４ｂの外周面にスチームを噴射して、貫通させ、光触媒担持フィルター４を洗浄するようになっている。
【００１５】
スチーム洗浄時のスチーム温度は１００℃以上であるのが好ましく、フィルター洗浄後、フィルターが乾燥しやすく、また、湿度の増加も防ぐことができる。
【００１６】
光触媒担持フィルター４は、光触媒としてはアナターゼ型の二酸化チタン微粒子４ａと、この二酸化チタン微粒子４ａを担持する基材４ｂからなり、この基材４ｂは円筒形状をなし、ほぼガス流路２の幅に等しい長さを有し、例えばセラミックスの三次元網目構造（多孔体）からなっている。この基材４ｂの材質としては、光触媒作用による基材の劣化を防ぐため、炭化ケイ素、ムライト、アルミナ、コージライト、これらの混合物が挙げられる。基材を三次元網目構造にすることにより、表面積が大きく、低圧力損失になる。
【００１７】
また、光触媒フィルターの汚れやすい部分（外周面）に窒素を７００ｐｐｍ以上にドープした二酸化チタン微粒子を用いるのが好ましい。さらに好ましくは、７０００ｐｐｍ以上ドープしたものである。これを用いることにより、超親水性になり、スチームにより汚れが簡単に落ちる。なお、上記のような窒素ドープ二酸化チタン微粒子は次のような方法で得られる。例えば、二酸化チタン原料微粒子を、Ｎ含有ガスを含む還元性ガス雰囲気下、５００℃以上６２０℃以下で熱処理することにより、二酸化チタンにＣ、Ｈ、Ｓから選ばれた少なくとも１種類およびＮがドープされている二酸化チタン微粒子であって、この二酸化チタン微粒子０．２ｇを１０ｃｍ四方に均一層とした試料を容積１ｌのガスバッグ内に入れ、当初イソプロパノールガス濃度を１５００ｐｐｍ±１５０ｐｐｍとし、上記試料に、紫外線が遮光された蛍光灯光を波長４２０ｎｍにおける強度０．５ｍＷ／ｃｍ２で１時間照射後、生成したアセトンガス濃度が５００ｐｐｍ以上となる二酸化チタン微粒子を得る。あるいは、二酸化チタン原料微粒子を、Ｎ含有ガスを含む還元性ガス雰囲気下、５００℃以上６２０℃以下で熱処理することにより、二酸化チタン成分の含有量が８０重量％以上の粒子であって、少なくとも窒素および炭素を各５０ｐｐｍ以上含む２種類以上のアニオンがドープされた、波長４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の可視光の照射下において、イソプロパノール酸化活性を示す二酸化チタン微粒子を得る。
【００１８】
紫外線光源群５は複数の紫外線光源５ａからなり、紫外線光源５ａが光触媒担持フィルター４を挟むように、すなわち両者を交互に配置することで効率よく光触媒作用が得られる。また、紫外線光源５ａと光触媒担持フィルター４の距離は、可能な限り近い方が好ましく、また、強い光強度を得るために紫外線光源５ａの本数は多い方が好ましく、圧力損失、コスト面から適正な本数が決定される。光源としては紫外線を発生するものが好ましく、特に市販されていて容易に入手できるブラックライトが好ましい。そのほか冷陰極管、キセノンランプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、ＬＥＤ発光ダイオードなどが挙げられる。
【００１９】
また、上記回転タイプの光触媒担持フィルター４は、ガス流路２及びスチーム洗浄室３間を９０°間欠回動するようになっており、図１に示す状態において、例えば９０°の角度で分割して説明すると、第１領域４ｗは、風上側に位置し、第２領域４ｘはスチーム洗浄室３に位置してスチームノズル３ａに対向し、第３領域４ｙは、風下側に位置し、第４領域４ｚはスチーム洗浄室３に位置している。
【００２０】
次に本第１実施形態の光触媒脱臭装置の使用方法について説明する。
【００２１】
図１に示すように、送風機を備えたダクトに組み込まれて使用されるが、送風機の作用により、脱臭すべきガスはガス流入口を通り、塵埃除去フィルター６により、塵埃は除去され、紫外線光源群５によって紫外線が照射されている。
【００２２】
光触媒担持フィルター４の上流側の第１領域４ｗを通過する。このとき脱臭すべきガスは、二酸化チタン微粒子４ａが紫外線光を吸収することで化学反応を引き起こして、ガス中の臭い成分を分解し、さらに、紫外線光源群５を通過し、次段の下流側の第３領域４ｙに達し、同様に、ガス中の臭い成分は分解されて、ガス流出口からケーシング２外に流出される。
【００２３】
このような脱臭過程が長時間継続され、脱臭に供した第１領域４ｗには付着物が堆積し触媒毒となり、光触媒フィルターの能力を低下させる。そこで、光触媒担持フィルター４を９０°回動させて、第１領域４ｗをスチーム洗浄室３に露出させて、スチームノズル３ａに対向させる。しかる後、スチームノズル３ａから１００℃以上のスチームを噴射して触媒担持フィルター４の外周面に吹き付けて、貫通させ、フィルター洗浄を効率よく行う。このとき、１００℃以上のスチームを用いることで、フィルターが乾燥しやすく、また、湿度の増加も防止できる。
【００２４】
上記回動により、予め洗浄されて光触媒能力を再生させた第２領域４ｘを次段の第３領域４ｘに替わって、ケーシング２の下流側に露出させ、スチーム洗浄室３の下部に露出していた第４領域４ｚを上流側の第１領域４ｗに替わって、ケーシング２の上流側に露出させる。
【００２５】
このとき、第４領域４ｚは下流側に位置したときに、脱臭作用に供されていたが、上流に位置し汚れやすい第１領域４ｗに比べて汚れの度合が小さいので、洗浄を経ずに第１領域４ｗに替えることができる。なお、スチーム洗浄室の下部にスチームノズルを配設し、第４領域を第２領域の洗浄時、同時に洗浄するようにすることもできる。例えば、一定使用時間経過後に上記のような洗浄を繰り返すことにより、光触媒フィルターは再生される。
【００２６】
上記のように洗浄が必要な光触媒フィルターを洗浄室に移動して、高温スチームを吹き付けを行い、脱臭装置から取り出すことなく、再生でき、メンテナンスフリーで脱臭装置を運用できる。
【００２７】
本実施形態の光触媒脱臭装置によれば、定期的に光触媒フィルターを取り出し、水洗浄、焼成などにより光触媒能力を再生させる必要がなく、容易に光触媒能力を再生させることができる光触媒脱臭装置が実現される。
【００２８】
また、本発明の第２実施形態に係る光触媒脱臭装置について説明する。
【００２９】
本第２実施形態は、第１実施形態が回転タイプの光触媒担持フィルターを用いるのに対して、板型スライドタイプを用いるものである。
【００３０】
例えば、図２に示すように、本第２実施形態の光触媒脱臭装置１１は、被脱臭ガスが流れケーシングで形成されるガス流路２と、このガス流路２とスチーム洗浄室３の各々スチームノズル３ａを備えた上室３ｒ、下室３ｓ間に摺動自在に設けられ、このガス流路２に一部すなわち第１領域４１ｗが選択的に露出し他部すなわち第２領域４１ｘがスチーム洗浄室３に選択的に露出する第１の光触媒担持フィルター４１と、この第１の光触媒担持フィルター４１に平行に配設され、ガス流路２、スチーム洗浄室３に第１領域４２ｗ、第２領域４２ｘが選択的に露出する第２の光触媒担持フィルター４２を備え、これら両フィルター４１、４２を挟むように紫外線光源５ａが設けられている。脱臭に供した両フィルター４１、４２の第１領域４１ｗ、第２領域４２ｘが、再生が必要になると、この第１領域４１ｗ、第２領域４２ｘをスチーム洗浄室３に露出させ、スチームノズル３ａに対向させる。しかる後、スチームノズル３ａから１００℃以上のスチームを噴射して触媒担持フィルター４の外周面に吹き付けて、貫通させ、フィルター洗浄を効率よく行う。このとき、１００℃以上のスチームを用いることで、フィルターが乾燥しやすく、また、湿度の増加も防止できる。一方の第１領域４１ｗ、第２領域４２ｘの再生時、光触媒担持フィルター４１、４２をスライドさせて、他方の第２領域４１ｘ、第１領域４２ｗにより脱臭を行う。なお、風下に設置される第２の光触媒担持フィルター４２は、第１の光触媒担持フィルター４１に比べて汚れの度合が小さいので、このフィルター４１と同様の頻度で再生を行う必要はない。
【００３１】
他の構成は図１に示す光触媒脱臭装置と異ならないので、同一符号を付して説明は省略する。
【００３２】
本第２実施形態の光触媒脱臭装置も、上述した第１実施形態と同様の効果を奏する。
【実施例】
【００３３】
試験：  本発明の光触媒脱臭装置（実施例）及び市販品（比較例）を用いて、光触媒フィルターのアンモニア連続脱臭耐久試験を行う。
【００３４】
「実施例」：  図２示すように、光触媒フィルターと紫外線ランプをサンドイッチ構造、主な仕様は以下とし、高温（１２０℃）スチーム洗浄室（洗浄ノズル上下各２本、計４本）を設けた板型スライドタイプの光触媒脱臭装置を作製した。  
脱臭工程と洗浄工程のサイクル：１サイクル／日
フィルター寸法：６００×３００×１０ｍｍ  …  ２枚
紫外線ランプ：  １０Ｗブラックライト  …  ６本
「比較例」：  市販の光触媒脱臭装置。
【００３５】
「条件」：  １０ｐｐｍのアンモニアガスを連続的に導入し、それぞれの脱臭装置で脱臭試験を行う。  
なお、比較例は能力が新品時の８０％にまで低下したときにフィルターのメンテナンスを行う。ブランクとして、脱臭装置のない場合も測定した。
【００３６】
「結果」：  図３に示す。  
図３からもわかるように、実施例が１０ｐｐｍのアンモニアガスを連続的に約７５％除去し、約４ヶ月経過後もメンテナンスなしで能力を持続できた。  
これに対して、比較例では、稼動後４、５日は約７０％の除去率を維持できたが、次第に除去率は低下していき、約１ケ月後には、除去率約５５％にまで低下した。除去率５５％は新品時の能力の８０％であるので、ここでメンテナンスを行った。その結果、除去率は再び７０％に向上した。しかしながら、また約１ケ月後に能力が８０％にまで減少した。  
このように、実施例はメンテナンスなしで、一定の除去率を維持でき、比較例は、除去率を一定に保つために、１ケ月毎にメンテナンスが必要であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光触媒脱臭装置の概念図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る光触媒脱臭装置の概念図。
【図３】本発明の光触媒脱臭装置を用いたアンモニア連続脱臭耐久試験の結果図。
【符号の説明】
【００３８】
１  光触媒脱臭装置
２  ガス流路
３  スチーム洗浄室
３ａ  スチームノズル
３ｂ  フィルター貫通孔
４  光触媒担持フィルター
４ａ  二酸化チタン微粒子
４ｂ  基材
５  紫外線光源群
５ａ  紫外線光源
６  塵埃除去フィルター
【図１】
2007014409.tif 000003
【図２】
2007014409.tif 000004
【図３】
2007014409.tif 000005