(57)【要約】【課題】排気に含まれる油、臭気物質等を低いランニングコストで除去することができ、且つ除去性能を長期に亘って維持することのできる優れたフィルタ再生能力を持つ排気処理装置を提供すること。【解決手段】排気流路の途中に配置され、酸化性化学種分解触媒を含み、排気中の油及び臭気物質を捕集する捕集部と、捕集部よりも下流側の排気流路に配置され、排気流路の下流側に向けて送風を行う送風手段と、捕集部を通過した排気の一部を送風手段の下流側の排気流路から捕集部の上流側の排気流路に戻す排気戻し流路と、排気戻し流路の途中に配置され、酸化性化学種を発生させる酸化性化学種発生手段と、酸化性化学種発生手段よりも下流側の排気戻し流路に配置され、酸化性化学種発生手段で発生された酸化性化学種を排気流路に分配供給する酸化性化学種分配供給手段とを備えることを特徴とする排気処理装置である。【選択図】図１
2009160517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気流路の途中に配置され、酸化性化学種分解触媒を含み、排気中の油及び臭気物質を捕集する捕集部と、
この捕集部よりも下流側の前記排気流路に配置され、前記排気流路の下流側に向けて送風を行う送風手段と、
前記捕集部を通過した排気の一部を前記送風手段の下流側の前記排気流路から前記捕集部の上流側の前記排気流路に戻す排気戻し流路と、
この排気戻し流路の途中に配置され、酸化性化学種を発生させる酸化性化学種発生手段と、
この酸化性化学種発生手段よりも下流側の前記排気戻し流路に配置され、前記酸化性化学種発生手段で発生された前記酸化性化学種を前記排気流路に分配供給する酸化性化学種分配供給手段と
を備えることを特徴とする排気処理装置。
【請求項２】
前記酸化性化学種分解触媒が、ｐ型金属酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の排気処理装置。
【請求項３】
前記排気戻し流路の途中に配置され、前記排気戻し流路の下流側に向けて送風を行う補助送風手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気に含まれる油、臭気物質等を除去するための排気処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
厨房には、調理により発生する油や臭気物質等を除去するための排気処理装置が設置されている。排気処理装置は、一般に油や臭気物質等を捕集するためのフィルタを備えているが、フィルタ交換の頻度を減らしたりフィルタ洗浄の手間を省いたりするために、フィルタを再生する機構を備えたものが知られている。このような排気処理装置として、例えば、光触媒を担持したフィルタに捕集された油や臭気物質を紫外線ランプからの紫外線照射により光触媒を活性化して酸化分解する方式のもの（特許文献１を参照）や、触媒で被覆したフィルタ等で油を捕集し、加熱手段により触媒を加熱して油を酸化分解する方式のもの（特許文献２を参照）が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１７４８２７号公報
【特許文献２】特開２００６−９７９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の排気処理装置では、フィルタに捕集される油や臭気物質の捕集量に対して光触媒の活性が低いために油や臭気物質が蓄積してしまい、油や臭気物質の除去能を長期に亘って維持することができないという問題があった。また、特許文献２に記載の排気処理装置では、触媒を１５０℃以上の温度に加熱する必要があるため、ランニングコストが掛かるという問題があった。
従って、本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、排気に含まれる油、臭気物質等を低いランニングコストで除去することができ、且つ除去性能を長期に亘って維持することのできる優れたフィルタ再生能力を持つ排気処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、酸化性化学種分解触媒を含む捕集部を通過した排気の一部を酸化性化学種（酸化力を持つ化学種）と共に捕集部の上流に戻す構成とすることで、捕集部の上流側及び捕集部において、酸化性化学種そのもの或いは酸化性化学種が分解されて生じる新たな酸化性化学種により排気に含まれる油や臭気物質及び捕集部に捕集された油や臭気物質を常温で酸化分解することができることを見出した。
【０００６】
即ち、本発明に係る排気処理装置は、排気流路の途中に配置され、酸化性化学種分解触媒を含み、排気中の油及び臭気物質を捕集する捕集部と、この捕集部よりも下流側の排気流路に配置され、排気流路の下流側に向けて送風を行う送風手段と、捕集部を通過した排気の一部を送風手段の下流側の排気流路から捕集部の上流側の排気流路に戻す排気戻し流路と、この排気戻し流路の途中に配置され、酸化性化学種を発生させる酸化性化学種発生手段と、この酸化性化学種発生手段よりも下流側の排気戻し流路に配置され、酸化性化学種発生手段で発生された酸化性化学種を排気流路に分配供給する酸化性化学種分配供給手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、排気に含まれる油、臭気物質等を低いランニングコストで除去することができ、且つ除去性能を長期に亘って維持することのできる優れたフィルタ再生能力を持つ排気処理装置を提供することができる。本発明の排気処理装置では、油、臭気物質等の除去性能が長期に亘って維持されるので、煩雑なフィルタ交換やフィルタ洗浄の手間を省いたり、フィルタの交換頻度を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る排気処理装置を説明するためのフロー図である。
図１において、実施の形態１に係る排気処理装置１１は、排気流路１２の途中に配置された捕集部１３と、捕集部１３よりも下流側の排気流路１２に配置された送風手段１４と、捕集部１３を通過した排気の一部を送風手段１４の下流側の排気流路１２から捕集部１３の上流側の排気流路１２に戻す排気戻し流路１５と、排気戻し流路１５の途中に配置された酸化性化学種発生手段１６と、酸化性化学種発生手段１６よりも下流側の排気戻し流路１５に配置された酸化性化学種分配供給手段１７とから構成されている。捕集部１３は、酸化性化学種分解触媒を含むフィルタ材等から構成され、ここで排気中の油（オイル蒸気、オイル微粒子）及び臭気物質が捕集される。酸化性化学種分解触媒としては、安価で高性能な触媒作用を得る観点から、二酸化マンガン等のｐ型金属酸化物を用いることが好ましい。送風手段１４は、排気流路１２の下流側に向けて送風を行うことのできる軸流ファン等の周知のものから構成される。送風手段１４の下流側に配置された排気戻し流路入り口部１５ａは、排気流路を流れる排気流の動圧を受けるように、その開口部が上流側に向けて配置されている。このように排気戻し流路入り口部１５ａを送風手段１４の下流側に設ける理由は、捕集部１３通過後の清浄な排気を排気流速の大きな当該箇所で排気戻し流路１５に分流させるためである。これにより酸化性化学種発生手段１６が油や臭気物質により汚染されることなく、長期に亘って安定運転が可能となる。酸化性化学種発生手段１６は、オゾンのような酸化性化学種を発生させることができるオゾン発生器等の周知のものから構成される。オゾン発生器の中でも、高周波高電圧を電極間に印加することで放電により空気中の酸素をオゾン化する方法を採用したものは、オゾン発生に必要とされる電力が数Ｗから数十Ｗ程度と小さく、安価であることから好ましい。酸化性化学種分配供給手段１７は、捕集部１３を通過して清浄化され、酸化性化学種を含む排気を捕集部１３の上流側の排気流路１２に分配供給するものであり、例えば、箱型のマニホールドに多数の小孔を設けたものから構成される。このように小孔を多数設けることで、排気流路１２を流れる油及び臭気物質を含む排気に酸化性化学種を分散させて供給することができる。
【０００９】
次に、このように構成された排気処理装置１１による排気処理方法について説明する。まず、送風手段１４であるファンを駆動することによって、油や臭気物質を含む排気を排気導入口１８から排気流路１２に導入する。排気流路１２に導入された排気は、排気中に含まれる油や臭気物質が捕集部１３にて捕集された後、その大部分は清浄な排気として排気排出口１９から系外に排出されると共に、一部は排気戻し流路入り口部１５ａから排気戻し流路１５に取り込まれる。排気戻し流路１５に取り込まれた排気は、酸化性化学種発生手段１６に供給され、酸化性化学種発生手段１６にて例えば排気中に含まれる酸素からオゾンを発生させる。その後、オゾン等の酸化性化学種を含む排気は、酸化性化学種分配供給手段１７によって捕集部１３の上流側の排気流路１２に分配供給される。分配供給された酸化性化学種は、排気に含まれる油及び臭気物質や捕集部１３に捕集された油及び臭気物質を酸化分解すると共に、捕集部１３に含まれる酸化性化学種分解触媒の作用によって例えば活性酸素のような新たな酸化性化学種に変換される。新たに生じた酸化性化学種である活性酸素は、オゾンよりも強い酸化力を有しているため、油及び臭気物質の酸化分解を更に進行させることができる。つまり、このように構成された排気処理装置１１では、オゾンや活性酸素のような酸化性化学種が排気中に含まれる油及び臭気物質だけでなくフィルタに捕集された油及び臭気物質をも酸化分解するので、フィルタ等から構成される捕集部１３の除去性能が長期に亘って維持される。
【００１０】
なお、大量の排気を排気流路１２に流す場合、油及び臭気物質を酸化分解するのに必要な酸化性化学種が不足することがある。その場合、油及び臭気物質は捕集部１３に蓄積されるので、送風手段１４による送風量（排気量）を適当な時間間隔で極少量に変更することで、高濃度の酸化性化学種を捕集部１３に供給し、捕集部１３に蓄積された油及び臭気物質を酸化分解することができる。
【００１１】
なお、本発明の実施の形態１では、排気戻し流路入り口部１５ａを送風手段１４の下流側に設けたが、清浄な排気を取り込むという意味では、捕集部１３と送風手段１４との間の排気流路１２に配置してもよい。
また、排気排出口１９の下流には、室外に通じる排気ダクトを設置してもよい。排気ダクトを設置しない場合、室内循環型の排気処理装置となる。
【００１２】
本発明の実施の形態１によれば、酸化性化学種と酸化性化学種分解触媒の作用によって生じた新たな酸化性化学種とを併用することで、排気に含まれる油、臭気物質等を常温で安全に除去することができ、且つこの除去性能を長期に亘って維持することができる。
【００１３】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る排気処理装置を説明するためのフロー図である。
図２において、実施の形態２に係る排気処理装置は、酸化性化学種発生手段１６の上流側の排気戻し流路１５に小型軸流ファン等の補助送風手段２１を配置した以外の装置構成及び動作は実施の形態１と同じであり、それらについての説明は省略する。
【００１４】
このように構成された排気処理装置１１では、排気流路１２内の排気流速を大きくしなくても、補助送風手段２１を駆動することによって清浄な排気が排気戻し流路入り口部１５ａから排気戻し流路１５に取り込まれ、酸化性化学種発生手段１６から捕集部１３に酸化性化学種を供給することができる。つまり、このように構成された排気処理装置１１では、酸化性化学種発生手段１６へ排気を送風する分だけの動力のみ必要となり、装置全体の送風動力を抑えることができる。
【００１５】
なお、本発明の実施の形態２では、酸化性化学種発生手段１６の上流側に補助送風手段２１を配置したが、酸化性化学種発生手段１６の下流側に配置してもよい。
【００１６】
本発明の実施の形態２によれば、清浄な排気を排気戻し流路１５に分流させるのに排気流路１２内の排気流速を大きくする必要がなくなり、低騒音且つ低電力で装置を運転することが可能となる。
【００１７】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係る排気処理装置の具体的構造を説明するための図である。図４は、図３のＡ矢視図（排気導入口１８側より見た図）である。
図３において、実施の形態３に係る排気処理装置１１は、捕集部１３としての、ハニカム担体にオゾン分解触媒を担持した触媒担持ハニカムフィルタ３１と、送風手段１４としての軸流ファン３２と、酸化性化学種発生手段１６としてのオゾン発生器３３と、酸化性化学種分配供給手段１７としてのオゾン分配器３４ａ，３４ｂとを備えており、排気導入口１８の上流側には、排気を排気導入口１８に案内するための排気導入ガイド３５が設けられている。
図４において、オゾン分配器３４ａ，３４ｂは、触媒担持ハニカムフィルタ３１の上流側の上下に対向して配置された２つのオゾン分配マニホールド３６ａ，３６ｂと、これらオゾン分配マニホールド３６ａ，３６ｂの排気流路１２側に設けられた複数のオゾン分配孔３７から構成されている。オゾン分配孔３７は、図４に示されるように、上下で互いにずれるような位置に設けられている。オゾン分配孔３７は、同一の直径を有するものであっても異なる直径を有するものであってもよいが、直径の異なるオゾン分配孔３７を設けることでオゾン流れの貫通力を調節でき、オゾン分配孔３７からのオゾン流れの到達距離を調節することができるため好ましい。なお、図４では、理解を容易にするためオゾン分配孔３７の数は少なく示している。
【００１８】
なお、本発明の実施の形態３における排気導入ガイド３５の排気が流れる内壁やオゾン分配マニホールド３６ａ，３６ｂの排気流路１２に接する壁面に撥油性塗料を塗布することで、内壁や壁面への油付着を抑制することができるため好ましい。
【００１９】
本発明の実施の形態３によれば、排気流路１２中の油及び臭気物質を含む排気とオゾンとの混合が良好になり、混合後の排気流路１２或いは触媒担持ハニカムフィルタ３１での油及び臭気物質の酸化分解を効率良く行うことができる。
【００２０】
また、本発明の実施の形態３では、捕集部１３として、ハニカム担体にオゾン分解触媒を担持した触媒担持ハニカムフィルタ３１を用いたが、図５に示すようなペレット（顆粒）型触媒充填フィルタ３８を用いてもよい。図５において、ペレット型触媒充填フィルタ３８は、ペレット型触媒３９を触媒充填容器に充填してなるものである。排気流路１２の上流側（排気が導入される側）となる触媒充填容器の側壁４０ａ及び排気流路１２の下流側（排気が排出される側）となる触媒充填容器の側壁４０ｂは、ペレット型触媒３９と同種の或いは同様の効果を有する触媒をコーティングしたメッシュ状材料から構成される。このように構成されたペレット型触媒充填フィルタ３８は、ペレット型触媒３９を用いていることから安価で、且つ触媒充填容器の側壁４０ａや側壁４０ｂに油及び臭気物質が蓄積し難い長寿命の捕集部１３とすることができる。
【００２１】
なお、本発明の実施の形態１〜３に係る排気処理装置は、飲食店内や家庭のキッチンにおいて食品等の加熱調理時に発生する油煙や臭気物質等を含む排気の処理に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る排気処理装置を説明するためのフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る排気処理装置を説明するためのフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る排気処理装置を説明するためのフロー図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る排気処理装置における触媒担持ハニカムフィルタ及びオゾン分配器を排気導入口側より見た図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る排気処理装置における捕集部としてのペレット型触媒充填フィルタの構造を説明するための模式断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１  排気処理装置、１２  排気流路、１３  捕集部、  １４  送風手段、１５  排気戻し流路、１５ａ  排気戻し流路入り口部、１６  酸化性化学種発生手段、１７  酸化性化学種分配供給手段、１８  排気導入口、１９  排気排出口、２１  補助送風手段、３１  触媒担持ハニカムフィルタ、３２  軸流ファン、３３  オゾン発生器、３４ａ，３４ｂ  オゾン分配器、３５  排気導入ガイド、３６ａ，３６ｂ  オゾン分配マニホールド、３７  オゾン分配孔、３８  ペレット型触媒充填フィルタ、３９  ペレット型触媒、４０ａ，４０ｂ  触媒充填容器の側壁。
【図１】
2009160517.tif 000003
【図２】
2009160517.tif 000004
【図３】
2009160517.tif 000005
【図４】
2009160517.tif 000006
【図５】
2009160517.tif 000007