(57)【要約】【課題】電極の放電部を支える構造部の幅寸法と厚さとの比率によって、放電摩耗による摩耗粉が放電部に付着することと、スパークによって電極が損傷することの双方を抑制でき、安定した放電を得ることができる脱臭装置を提供する。【解決手段】送風用のファンと、このファンによって送風がおこなわれる送風経路内に配置された高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュールとを備えてなり、前記高電圧放電手段で高電圧を放電させる電極（６）の放電部（６ｄ）を支える構造部（６ｂ）の幅寸法（ｗ）と厚さ（ｔ）との関係を幅寸法／厚さ＞１としたことを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風用のファンと、このファンによって送風がおこなわれる送風経路内に配置された高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュールとを備えてなり、前記高電圧放電手段で高電圧を放電させる電極の放電部を支える構造部の幅寸法と厚さとの関係を幅寸法／厚さ＞１としたことを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
高電圧を印加する放電電極として厚さ０．３ｍｍ以下の金属部材を加工したことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
【請求項３】
放電電極の放電部に電圧を伝えるとともに放電部の構造を支える構造部の幅寸法を０．５ｍｍ以上にしたことを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に含まれている臭気成分や有害物質などを分解して脱臭をおこなう脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅の高気密化の進展、屋外空気汚染の定常化により、居住空間内における空気質改善の要望が高まっている。空気質の中でも、タバコ煙の臭気や介護環境などにおける代謝臭気の低減、または建材から発生するＶＯＣ（揮発性有機物）に代表される有害ガス成分の除去に対するニーズは特に大きくなっている。
【０００３】
これらの要望に対して、従来より活性炭に代表される吸着剤による脱臭、あるいは臭気成分を他の薬剤成分と反応させ、臭気の質を変えて臭気を低減する方法が多く採用されてきた。
【０００４】
従来技術のうち、吸着剤による脱臭や有害ガス成分の除去については、吸着量に限界があるため、長期間に亙る使用に際しては脱臭フィルタの交換は不可欠であった。また、脱臭フィルタの寿命期間中であっても、寿命末期には吸着した臭い成分が再び放出されることによる臭気発生の問題があった。
【０００５】
一方、臭気成分を他の薬剤成分と反応させて臭気の質を変え、臭気を低減する方法については、薬剤成分の消耗による吸収薬剤の交換の煩雑さや薬剤成分を臭気環境に放出させる場合の放出量の制御に難点があった。
【０００６】
また、ホルムアルデヒトのような有害ガス成分の分解除去をおこなうには、酸化還元電位の高い触媒反応が必要となるが、オゾンによる酸化分解では完全分解にまで至らず中間分解生成物の段階で止まってしまうため、完全に無害化することは困難であった。
【０００７】
そしてまた、酸化チタンに代表される光触媒に紫外線を照射することにより、上記有害ガス成分を完全に分解することは可能であるが、従来は紫外線光源として、蛍光管ランプを用いており、ランプ寿命がが短いことから交換の必要があるほか、管内に水銀が含まれるため、製品廃棄時の環境負荷の観点からは好ましくなかった。
【０００８】
これらの問題を解決するため、高電圧放電によってオゾンや紫外線を発生させ、この紫外線により活性化された光触媒モジュールで空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこない、高電圧放電手段により発生させたオゾンをオゾン分解手段で分解するようにした脱臭装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３３９８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１に記載されている放電によって光触媒を励起させる方法は、脱臭能力が高いとともに、寿命が長く、性能が劣化しにくいという優れた物性を多く保有しているが、高電圧でコロナ放電をおこなうため、放電場に微細な粉塵が入り込むとスパークが発生してそのエネルギーで電極が損傷してしまい、激しいスパークでは、電極が部分的に融けて無くなってしまうという不具合があった。
【００１０】
この現象を解決するためには、電極の厚さを増やすことで対策可能であるが、電極の厚さを増やすと通常のコロナ放電で起こる電極摩耗による電極材料の酸化物が空気中に放出されず、電極先端の放電部に残ってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、電極の放電部を支える構造部の幅寸法と厚さとの比率によって、放電摩耗による摩耗粉が放電部に付着することと、スパークによって電極が損傷することの双方を抑制でき、安定した放電を得ることができる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】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明の脱臭装置は、送風用のファンと、このファンによって送風がおこなわれる送風経路内に配置された高電圧放電によってオゾンおよび紫外線を発生させる手段と、この高電圧放電手段で発生させた紫外線による光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュールとを備えてなり、前記高電圧放電手段で高電圧を放電させる電極の放電部を支える構造部の幅寸法と厚さとの関係を幅寸法／厚さ＞１としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成によれば、放電摩耗による摩耗粉が放電部に付着する現象を防ぐとともに、異物侵入などによるスパークによって電極が損傷することを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１は、家庭内の厨房におけるレンジフードなどに取り付けた脱臭装置（１）の概略図であり、脱臭をおこなう対象エリアに設けた風路（２）内に配設している。この脱臭装置（１）は、光触媒モジュール（３）とオゾン分解触媒（４）とを備え、前記風路（２）内を流通する空気に含まれる臭い分子や有機物質を吸着し脱臭するものである。
【００１５】
光触媒モジュール（３）は、ガラスやセラミックスなどの無機材料からなる基体の表面に、酸化チタンに代表される光触媒粒子を固定した光触媒フィルタ（５）を２枚隣接し、この２枚の光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）間には、放電電極（６）を立設するとともに、前記光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）の風上と風下側には、メッシュ電極からなる対極（７ａ）（７ｂ）をそれぞれ配置することで構成されている。
【００１６】
なお、前記光触媒モジュール（３）における光触媒フィルタ（５）は、必ずしも２枚隣設せずとも、臭気成分や有害物質が比較的少ない場合には、１枚の光触媒フィルタの前後に対極（７）と放電電極（６）を設ける構成でもよい。
【００１７】
（８）は電源装置であり、トランスなどの高電圧発生部（９）により前記放電電極（６）と各対極（７ａ）（７ｂ）との間に直流高電圧を印加するものであって、この構成により、放電電極（６）と対極（７ａ）（７ｂ）は紫外線発生用の放電手段として機能し、双方の電極間に放電が起きて波長が３８０ｎｍ以下である紫外線が発生する。また、（10）はファンであり、風路（２）内に前記ファン（10）を風下側として配列することで空気流通を促進し、脱臭作用を助長するものであり、前記ファン（10）の風上側に集塵フィルタを配置してもよい。
【００１８】
上記脱臭装置（１）は、電源装置（８）に通電して高電圧発生部（９）から放電電極（６）と各対極（７ａ）（７ｂ）との間に高電圧を与えることで電極間に放電が起き、発生した紫外線が光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）に照射されることで光触媒を活性化させ、水酸化ラジカル（遊離基）の強い酸化作用で光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）の表面に吸着した臭気ガス成分や有機化合物の結合を分解し、無臭化若しくは低臭気化することで脱臭するものであり、また、菌細胞膜を脆化させ抗菌をおこなうとともに、酸化分解作用によって光触媒フィルタ（５ａ）（５ｂ）表面上の微生物、特に好気性細菌の繁殖を抑制し汚れを分解する。
【００１９】
そしてまた、この放電電極（６）と対極（７）が放電すると、紫外線とともにオゾンが発生するため、前記光触媒モジュール（３）は、紫外線による活性酸素の発生で有機物質を分解させる機能とともに、オゾン発生手段としても機能するものであり、臭気成分を含んだ空気を発生したオゾンと混合し反応させることで臭気成分を酸化分解し脱臭することができる。
【００２０】
光触媒モジュール（３）の風下側には、所定距離を空けて２酸化マンガンを主体にしたハニカム形状の焼結体からなる前記オゾン分解触媒（４）を設置しており、臭気物質と反応しないでそのまま流下する余剰オゾンを分解するようにしている。なお、オゾン発生手段は、上記の光触媒モジュール（３）によるものだけでなく、沿面放電電極と高電圧トランスを組み合わせたものや電解方式によるものでもよい。
【００２１】
しかして、前述のように、スパークによる放電電極（６）の損傷は、導電性の異物の混入などにより空気による絶縁が破壊されることによって発生するものであり、スパーク放電のエネルギーが非常に大きいために、放電部、さらには構造部までもが高温になり、素材を酸化させる現象である。この現象は、ときには、電極素材自体を融かしてしまうことがあり、電極構造によっては、電極が部分的に無くなることもあって、これを防止するためには、スパーク放電を受ける断面積を増やし、部分的に損傷しても電極部が無くならないようにするのが有効である。
【００２２】
放電電極（６）の断面積を増やすには、構造部の幅寸法を増やす方法と厚さを増やす方法とがあるが、幅寸法を増やすだけでは厚さ方向へ放電エネルギーが貫通してしまい、電極放電部の破壊を防ぐ効果がないとともに、幅が広くなると風路を狭めることになるため、脱臭装置（１）としての性能に影響を与えることから、厚さを増大することが有効である。
【００２３】
ただし、厚さを増やして熱移動を３次元的に増加させることによって、電極が放電により摩耗する現象に変化が現れる。摩耗した電極の素材は気体になり、空気中に放出されて酸化物になるが、熱の移動が増加することによって摩耗した電極の素材が空気中に放出されず、電極上で酸化物になってしまうと推測される現象が生じる。
【００２４】
この現象によって、電極の放電部には、酸化物が堆積して電気抵抗を持つようになるため、図２に示すように、時間経過による放電時の消費電力量の変化に対して、前記経時変化に対応する脱臭装置（１）からのオゾン発生量の変化を表す図３に示すように、時間の経過とともに、電力を消費するものの実際の放電作用は阻害され、少なくなってしまう現象が発生するものであり、その結果、光触媒モジュール（３）の光触媒による脱臭分解性能も低下していくことになる。
【００２５】
前記放電電極（６）は、その平面図を図４に示すように、長方形状で０．３ｍｍ厚とした銅、ステンレス、タングステンなどの薄板金属（６ａ）の内面側をエッチングして断面が幅寸法（ｗ）を１．０ｍｍ、厚さ（ｔ）を０．３ｍｍのワイヤ状にした格子（６ｂ）により構造部を成形し、図５にその詳細図を示すように、形成される多数の角穴（６ｃ）の各辺の中央部から水平面の鉛直方向に突出する尖端状の放電部（６ｄ）を設けたものであり、前記尖端状の放電部（６ｄ）により放電しやすい形状となっている。
【００２６】
一方、対極（７ａ）（７ｂ）は、特に図示しないが、風路（２）を流れる空気を通し、また電気を通すために、前記放電電極（６）と同様にステンレスなどの薄板をエッチングすることでメッシュ電極としたものであり、このメッシュ電極は製造が容易なためコスト的にも安価となる利点がある。
【００２７】
図６に放電電極（６）の構造部である前記格子（６ｂ）の幅寸法（ｗ）と厚み寸法（ｔ）を、資料１〜５のように５種類に変化させたときの酸化物付着の有無とスパーク時の損傷状態について実験した結果を示す。この結果から理解されるように、放電による酸化物の有無は、電極の厚さ（ｔ）に依存しており、資料１、３のように厚さ（ｔ）が０．５ｍｍでは酸化物が堆積するが、資料２、４および５のように厚さ０．３ｍｍおよび厚さ０．１ｍｍと薄い場合は酸化物の堆積が認められなかった。
【００２８】
一方、０．１ｍｍ厚や０．３ｍｍ厚で酸化物の堆積が認められなくても、資料３、４のように幅寸法（ｗ）が０．３ｍｍでは、スパーク時に電極溶断が発生する不具合があったが、資料２のように、電極厚さ（ｔ）が０．３ｍｍで格子（６ｂ）の幅寸法（ｗ）が０．５ｍｍの構造部では酸化物の堆積がなく、スパーク時の損傷についても放電部は変形したが電極溶断は発生せず採用可能な判定を得た。また、資料５の、電極厚さ（ｔ）が０．３ｍｍで格子（６ｂ）の幅寸法（ｗ）が１．０ｍｍの構造部では酸化物の堆積がないとともにスパーク時の損傷についても電極溶断は発生せず、良好な結果を得たものである。すなわち、電極厚さが０．３ｍｍ以下で構造部の幅寸法が０．５ｍｍ以上であれば格子（６ｂ）は溶断せず放電電極（６）として良好な判定結果が得られた。
【００２９】
これらのことから、高電圧放電手段で高電圧を放電させる電極（６）において、酸化物の堆積を抑制し、またスパーク時の電極溶断を防ぐことができる構造部（６ｂ）の幅寸法と厚さとの関係は、構造部の幅寸法が厚み寸法より大きいか、また同寸法である組み合わせ、すなわち、幅寸法（ｗ）／厚さ（ｔ）＞１の関係であり、特に、厚み寸法は、０．３ｍｍ以下であり、幅寸法は、０．５〜１．０ｍｍであった。
【００３０】
したがって、電極の放電部（６ｄ）を支える構造部である格子（６ｂ）の断面形状を上記幅寸法（ｗ）と厚さ（ｔ）との関係にすることによって、放電摩耗による摩耗粉が酸化物として放電部（６ｄ）に付着する酸化物の堆積現象と、異物の侵入などによるスパークによって電極の構造部である格子（６ｂ）の溶断など損傷することとの双方の不具合を抑制でき、安定した放電現象を得ることができるものである。
【００３１】
本発明は以上のように構成されているが、脱臭装置（１）の設置場所については、前記した厨房などの家庭内居住空間に限るものではなく、公共の場所に置かれたゴミ収集場やオフィス内の分煙機、あるいは、家庭用のエアコンや冷蔵庫の内部貯蔵空間の脱臭をおこなうように送風経路に設けられた脱臭装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の１実施形態を示す脱臭装置の概略図である。
【図２】図１の脱臭装置の放電時における消費電力量の経時変化を示すグラフである。
【図３】図２に対応する脱臭装置のオゾン発生量の経時変化を示すグラフである。
【図４】図１における放電電極の平面図である。
【図５】図４の放電部の詳細斜視図である。
【図６】電極構造による酸化物付着とスパーク時の損傷状態を表す実験結果である。
【符号の説明】
【００３３】
１  脱臭装置              ２  風路                  ３  光触媒モジュール
４  オゾン分解触媒        ５ａ、５ｂ  光触媒フィルタ        ６  放電電極
６ａ  薄板金属            ６ｂ  格子                ６ｃ  角穴
６ｄ  放電部              ７ａ、７ｂ  対極          ８  電源装置
９  高電圧発生部          10  ファン                11  スペーサ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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