JPH01293876A - 光触媒による脱臭装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、家庭やオフィス等で発生ずる臭気、例えばト
イレのし尿臭、ベントの臭い、たばこ臭、調理具、体臭
なとの臭いを除去する光触媒による脱臭装置に関するも
のである。

従来の技術 家庭やオフィスで発生するトイレのし尿臭、ペラ）・の
臭い、たばこ臭、調理具、体臭などの悪臭成分は、アン
モニア、アミン類、インドール、スカトールなとの窒素
化合物、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、
二硫化メチルなどの硫黄化合物、アルテヒト類、ケ１−
ン類、アルコール類、脂肪酸及び芳香族化合物なと、低
沸点から高沸点成分まで多種多様である。

そして、従来の家庭やオフィスで使われている脱臭装置
としては、活性炭やゼオライト等の吸着剤、あるいはこ
れらの吸着剤に薬剤を添着した脱臭剤と、送風機とを組
み合わせて、送風機で部屋の悪臭を装置内に取り込み、
吸着剤や脱臭剤に悪−’−３−− 臭を吸着あるいは反応させ無臭化するものか主であった
。しかしこの場合吸着剤や脱臭剤の吸着能力に限界があ
り、次第に能力が低下するので新しいものと交換する必
要かある。二の交換時期は外見によってはわからないの
で、臭いの取れ具合を官能で感して交換時期を決めるか
、おおよその使用期間で交換するかであったが、いずれ
にしても煩わしいものてあった。

そこで交換頻度が極めて少ない、あるいは交換する必要
のない方法とし′ζ、酸１ヒチタンなどの半導体に紫外
線を当てると２ｒ導体が励起され有機物を酸化分解する
という光触媒作用を使って脱臭しようという試みかなさ
れている、その従来例の一つを第１２〜１４図に示す。

第１２図は従来例の脱臭装置の斜視図、第１３図は第１
２図に示された脱臭装置の要部破断平面図、第１４図は
第１２図に示された反応室の要部透視図である。図にお
いて、２１は基台、２２は紫外線を発生しつる電灯、２
３は反応室、２４のａ・〜ｆは案内フィン、２５は送風
機、２６はカバーである。反応室２３、案内フィン２４
には半導体層が設けられ、人口から送風機２５て強制的
に送り込まれた悪臭を含んだ気体は、案内フィン２１１
に誘導され、第１３図に矢印■て示されるように、電灯
２２を斜めに横切りながら、反応室２３内で緩やかに曲
げられて、出口から排出されるようになっている。

発明か解決しようとしている課題 上記の従来例においては、案内フィン２４て出来るたけ
効率良く悪臭をｆ導体層に接触させようとしているが、
紫外線か遮られ、光の弱いところや影のところかでき、
かえって反応か効率良く進まず、臭いのある中間生成物
ができるという欠点かあった。

本発明は上記従来の欠点を解決するものであり、光触媒
作用による悪臭の分解を効果的に行わせる脱臭装置を提
供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成する手段として、本発明の光触媒によ
る脱臭装置は、紫外線を叩射する電灯及びこの電灯に対
向し、電灯を中心として回転する円筒の内側に形成され
た半導体触媒層と、前記触媒層に臭気を含んだ空気を送
り込む送風機よりなるも−のである。また、前記回転す
る触媒層の内側に、電灯を中心に放射状の固定板を設け
ることによって、さらに脱臭性能の良い脱臭装置を提供
するものである。一方、前記触媒層が形成された円筒の
端部に一体に羽根を設け、前記円筒が電灯を中心に回転
し、前記羽根により前記触媒層に臭気を含んだ空気を送
り込むことによってよりコンパクトな脱臭装；ろ１を提
供するものである。

別の手段として、紫外線を照射する電灯およびこの電灯
に対向した波板状の半導体触媒層と、前記触媒層に臭気
を含んだ空気を送り込む送風機よりなる光触媒による脱
臭装置を提供するものである。さらに前記波板状の半導
体触媒層が円筒の内側に形成され、紫外線を照射する電
灯を中心として回転することにより、また、前記回転す
る触媒層の内側に、電幻を中心に放射状の固定板を設け
ることにより、−層優れた脱臭性能の脱臭装置を提供す
るものである。一方、前記触媒層が形成された円筒の端
部に一体に羽根を設け、前記円筒が電灯を中心に回転し
、前記羽根により前記触媒層に臭気を含んだ空気を送り
込むことによってよりコンパクトな脱臭装置を提供する
ものである。

さらに別の手段として、紫外線を照射する電灯およびこ
の電灯を中心とした円筒の内側に形成された半導体触媒
層と、前記触媒層に前記円筒の接線方向から、臭気を含
んだ空気を送り込む送風機よりなる光触媒による脱臭装
置を提供するものである。さらに前記円筒の内側に形成
された半導体触媒層が、電灯を中心にして、送風機によ
り送り込まれる臭気を含んだ空気の流れとは逆方向に回
転することにより、また、前記半導体層触媒を波板状に
することにより一層優れた脱臭性能の脱臭装置を提供す
るものである。

作用 半導体物質と、被酸（ヒ性化合物と酸素を含む気体が共
存する場合、半導体物質に紫外線を照射すると、被酸化
性化合物が酸化分解することが知られている。特に酸化
チタンについては多くの研究がなされている。この光触
媒作用の作用原理は、半導体中の荷電子帯の電子が紫外
線を吸収して伝導帯に励起され、そこで生じた荷電子帯
の正孔は触媒の表面にある水酸基（ＯＨ基）と反応し、
伝導帯に励起された電子は酸素（０）と反応して、活性
の高いＯＨラジカル、Ｏラジカル、Ｏ’−２が生じ、こ
れが被酸化性化合物を酸化分解するものと推測される。

この光触媒作用を脱臭装置に応用する場合に重要な事は
、電灯から照射される紫外線が効率良く使われること、
さらに悪臭が十分に半導体触媒層に接触することである
。前者については、半導体物質の検討が必要である。こ
こでは後者について種々検討を行った。

その結果、半導体触媒層を円筒の内側に形成し、その円
筒の中心に紫外線を照射する電灯を設け、円筒内に悪臭
を送り込むとともに、円筒状の触媒層を回転することに
よって、触媒層表面の境膜が薄くなり、悪臭の触媒層へ
の拡散が良くなるために、紫外線を遮る事なく、光触媒
作用による酸化分解作用が効率良く起こるようになった
。さらに前記電灯を中心にして、放射状に固定板を設け
ると、乱流が発生して一層境膜は薄くなる。

別の方法として、触媒層を波板状にすることにより、触
媒の面積を広くできるとともに、触媒表面で乱流か発生
し、悪臭の触媒層への拡散が効率良く進む。また前記触
媒層を回転させることや、さらに電灯を中心にして、放
射状に固定板を設けることにより、−層悪臭の触媒層へ
の拡散は良くなる。

さらに別の方法として、触媒層を内側に形成した円筒の
接線方向から、臭気を含んだ空気を送り込むことにより
、空気は触媒層に添って旋回するので、臭気と触媒層の
接触が良くなる。また触媒層を前記空気の旋回する方向
とは逆方向に回転させることや、前記触媒層を波板状に
することにより、−層空気と触媒層の接触が良く、悪臭
の触媒層への拡散が良くなる。

前二方法においては、回転させる円筒の端部に一体に羽
根を設けることによって、送風機の役目をさせるもので
ある。

実施例 次に図面を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。

実施例１と２ 第１図および第２図に本発明の光触媒による脱臭装置の
第１の実施例を示す。第１図は縦断面図、第２図は横断
面図である。１は紫外線を照射する電灯、２は電灯１の
ソケット、３は電灯１を中心軸として設りられた円筒、
４は円筒３の内面に形成された半導体触媒層、５はシロ
ッコファン、６はモータ、７はシロッコファン５により
送り込まれる空気を円＠３の内部に導き入れるカイ１〜
．８は空気の入［１，９は空気の吹き出し口、１０は円
筒３を回転さぜるための駆動モータ、１１は駆動モータ
］（つの軸に付けられた駆動ローラ、１２は駆動ローラ
１１の回転を円筒３に伝える伝導ローラ、１３は円筒３
を支える支持ローラである。

電灯１は紫外線を照射しうるちのであれは良く、紫外線
としては遠紫外線でも近紫外線でも良い。

そのような電灯としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超
高圧水銀灯なとがあるが、ここでは低圧水銀灯である１
５ワツ１〜の殺菌灯（紫外線の出力か約３．２ワツト、
波長２５Ｂ、７ｎｍ）を使った。

円筒３の内径は１５０ｍｍで、半導体触媒層４は酸化チ
タンと酸化タングステンか重量比で８０：２０の混合酸
（ヒ物（合計３００ｇ／ｍ２　）を厚さ０．５ｒｎｍの
セラミックペーパに担持したものである。シロッコファ
ンの風量は約３ｍ３／ｍｉｎ　、また円筒３の回転数は
約１．０００　ｒ　ｐ　ｍとなるように駆動モータを調
節した。

上記構成において、円筒３を回転させながら電灯１を点
灯させると、半導体触媒層４は励起される。そこにシロ
ッコファン５によりカイト７を通して、臭気を陰んた空
気を円筒３の内側に送り込むと、半導体触媒層ｉ１付近
で乱流が発生し、臭気は半導体触媒層４に拡散して表面
て酸１ヒ分解される。すなわち臭気の原因物質であるア
ンモニア、アミン類の窒素１ヒ合物、硫化水素、メルカ
プタン類の硫黄化合物、アルテヒ１〜類、ケＩ・ン類、
アルコール類、脂肪酸及び芳香族化合物は二酸化炭素、
−−−１，１− 水、窒素酸化物、硫黄酸化物なとに酸化分解される。そ
して脱臭された空気は吹き出し口９より出てくる。

第３図は第２の実施例の横断面図である。ここでは第１
の実施例の脱臭装置の円筒３の内側に、電灯１を中心に
して放射状の固定板１４を４枚、電灯の長さだけ設けた
。この場合シロッコファン５によって送り込まれた空気
は、円筒３の回転と固定板］／１によって第３図に示す
ように乱流が激しくなり、臭気は第１の実施例の場合よ
りも半導体触媒層４に拡散されやすくなる。なお、固定
板１４は電灯１を中心として放射状に設けであるため、
紫外線の照射にはほとんど影響を与えない。

次にアルミニウム製の内容積１ｍ３の箱に第１および第
２の実施例の脱臭装置を入れる。そしてこの箱にアセト
アルデヒドを注入し、初期濃度を約８．５ｐｐｍに合わ
せる。続いて電灯１を点灯するとともに、ファンモータ
６の電源を投入してシロッコファン５を動がし、駆動モ
ータ１０の電源を投入して円筒３を回転させ脱臭装置を
始動さぜる７そして１ｍ３の箱の中のアセトアルデヒド
の濃度変化を測定する。濃度の測定はカスクロマトクラ
フィで行った。その結果を第４図に示す。

Ａは第１の実施例において円筒３を回転させなかった場
合、Ｂは第１の実施例の円筒３か回転した場合、Ｃは第
２の実施例で固定板］４かある場合である。この図から
円筒３を回転さ亡た効果、さら（こ固定板１４の効果は
明らかである。

実施例３４および５ 第３の実施例を第５図により説明する。第３の実施例の
場合、円筒３ａは回転させず、その内側の才導体触媒層
４　ａか波板状になっている。この波の形は、２　ｍ　
ｍの高さの波が４ｍｍピッチで形成されたものである。

この半導体触媒層４ａの面積は、波板状でない場合に比
ｌ＼約１．４倍である。

また前記波は円筒３ａの円周方向に、すなわちシロッコ
ファン５て送り込まれる臭気を含んだ空気の流れに対し
て、直角に形成針るほうか半導体触媒Ｊｒｆｉ４．　ａ
の表面１・を近で乱流か起こりやすくなるので望ましい
。

第４の実施例の横断面図を第６図に示す。この実施例は
、第１の実施例と同様な構成であって、半導体触媒層４
ｂが第３の実施例と同じ形の波板状としたものである。

そして半導体触媒層４ｂを取り付けである円筒３を回転
させるので、前記波を円筒３の軸に平行に形成するほう
が半導体触媒層４ｂの表面付近で乱流が起こりやすくな
るので望ましい。第５の実施例は、第４の実施例の構成
にさらに第２の実施例と同じ固定板を設けた脱臭装置で
ある。この場合シロッコファンによって送、り込まれた
空気は、円筒が回転することと固定板によって乱流が激
しくなり、臭気は第４の実施例の場合よりも一層半導体
触媒層に拡散されやすくなる。

また第３．４および５の実施例におけるほかの条件は第
１の実施例と同しである。すなわち、電灯］は１５ワツ
トの殺菌灯、円筒３．３ａの内径は１５０ｍｍ、円筒３
の回転数は約１１０００ｒｐ、シロッコファン５の風量
は約３ｍ３／ｍｉｎである。半導体触媒層４ａ、４ｂは
酸化チタンと酸化タングステンか重量比で８０．：２０
の混合酸化物（合計３００ｇ、／ｍ’）を厚さ０．５ｍ
ｍのセラミックペーパに担持したものである。

次にアルミニウム製の内容積１ｍ３の箱に第３．４およ
び第５の実施例の脱臭装置を入れる。そしてこの箱にア
セトアルデヒドを注入し、初期濃度を約８　５ｐｐｍに
合わせる。続いて第１．２の実施例の場合と同様にして
アセトアルデヒド濃度の経時変化を測定した。その結果
を第７図に示す。

Ａは第１の実施例において円筒３を回転させなかった場
合、すなわら平板状の触媒層の場合、Ｄは第３の実施例
の回転しない波板状触媒層の場合、Ｅは第４の実施例で
波板状触媒層か回転した場合、Ｆは第５の実施例で、さ
らに固定板がある場合である。この図から波板状触媒層
の効果、円筒を回転させた効果、さらに固定板の効果は
明らかである。

実施例６，７．８および９ 第６の実施例を第８図により説明する。第６の実施例の
場合、円筒３ｂは回転させない、また半導体触媒層４は
平板状である。ここではシロッコファン５ａが円筒３ｂ
の円周に対して接線方向から吹き出すように取り付ける
。このことによって臭気を含んだ空気は、半導体触媒層
の表面に添って、旋回するように流れる。

第７の実施例の横断面図を第９図に示す。この実施例は
、第１の実施例のシロッコファンの吹き出す方向が、前
記第６の実施例と同じように、円筒３の円周に対して接
線方向から吹き出すように取り付ける。そして第９図に
示すように、空気の流れＩに対して逆向きの■の方向に
円筒３を回転させ、半導体触媒層４の表面の境膜が薄く
なるようにする。

第８の実施例は、第６の実施例において、半導体触媒層
を第３の実施例と同じ高さ２ｍｍ、ピッチ４　ｍ　ｍの
波板状にしたものである。なお、ここでは波の方向は、
円筒の軸に対して平行でも、直角でも大差はない。この
ことによって触媒の面積が増えるとともに、触媒表面で
一層激しく乱流が起き、境膜が薄くなる。

第９の実施例は、第７の実施例において、半導体触媒層
を第３の実施例と同じ波板状にしたものである。なお、
ここでは波の方向は、円筒の軸に対して平行でも、直角
でも大差はない。このことによって触媒の面積が増える
とともに、触媒表面でさらに一層激しく乱流が起き、境
膜が薄くなる。

また第６．７．８、および９の実施例におけるほかの条
件は、第１の実施例と同じである。すなわち、電灯１は
１５ワツトの殺菌灯、円筒の内径は１５０　ｍ　ｒｎ、
円筒の回転数は約１１００Ｏｒｐ、シロッコファンの風
量は約３ｍ３／ｍｉｎであり、半導体触媒層は酸化チタ
ンと酸化タングステンの混合金属酸化物をセラミックペ
ーパに担持したものである。

次にアルミニウム製の１ｍ３の箱に第６．７．８および
９の実施例の脱臭装置をそれぞれ入れ、アセトアルデヒ
ドを注入し、初期濃度を約８．５ｐｐｍに合わせる。続
いて第１．２の場合と同様にしてアセトアルデヒド濃度
の経時変化を測定した。その結果を第１０図に示す１．
Ａは第１の実施例において円筒、すなわち触媒層を回転
させなかった場合、Ｇは第６の実施例の触媒層は回転し
ないで、臭気を触媒層を付けた円筒の円周に対して接線
方向から吹き入れた場合、Ｈは第７の実施例で、Ｇの触
媒層が回転した場合、■は第８の実施例で、Ｇの触媒層
が波板状の場合、Ｊは第９の実施例で、■の触媒層が回
転した場合である。この図がら臭気を触媒層を付けた円
筒の円周に対して接線方向から吹き入れる効果、円筒を
回転させた効果、波根状触媒の効果は明らかである。

実施例１０ 第１０の実施例を第１］図により説明する。ここでは回
転する円筒３ｃの端部に一体に羽根１５を設ける。この
羽根１５が回転することによって、入口８ａから出口９
ａ方向へ臭気を含んだ空気を導くものである。このこと
によってあらためて送風気を設ける必要が無く、コンパ
クトな脱臭装置にすることができる。なお半導体触媒層
４ｃは、平板状でも波板状でも良い。

また第１０の実施例におけるほかの条件は、電灯１は６
ワツｌ−の殺菌灯（紫外線出力約１ワツト）、円筒の内
径は８０ｍｍ、円筒の回転数は約１０ＱＱｒｐｍであり
、半導体触媒層は酸化チタンと酸化タングステンの混合
金属酸化物をセラミックペーパに担持したものである。

発明の効果 上記した各実施例から明らかなように、本発明の光触媒
による脱臭装置は、紫外線を遮ることなく、また風の流
れの抵抗になることなく、光触媒作用による反応を効率
長く進まぜることができる。

また、内側に触媒層を形成した回転する円筒の端部に一
体に羽根を設け、送風機を兼ね合わせることによって、
コンバク１〜な脱臭装置となり、冷蔵庫などの狭い場所
に適した高性能の脱臭装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の光触媒による脱臭装置の一実施例
の縦断面図、第２図はイの横断面図である。第３図は別
の実施例の横断面図である。また第４図は、第１の発明
の光触媒による脱臭装置の一−−−］−９−− アセトアルデヒド分解特性を示すグラフである。 第５図は第２の発明の脱臭装置の一実施例の縦断面図、
第６図は別の実施例の横断面図、第７図は第２の発明の
脱臭装置のアセトアルデヒド分解特性を示すグラフであ
る。 第８図は第３の発明の脱臭装置の一実施例の縦断面図、
第９図は別の実施例の横断面図、第１０図は第３の発明
の脱臭装置のアセトアルデヒド分解特性を示すグラフで
ある。 第１１図は第１の発明の脱臭装置のさらに別の実施例の
縦断面図である。 第１２図は従来の脱臭装置の斜視図、第１３図は前記脱
臭装置の要部破断平面図、第１４図は前記脱臭装置の反
応室の要部透視図である。 １：電灯　３．３ａ、３ｂ、３ｃ：円筒４．４ａ、４ｂ
、４ｃ：半導体触媒層 ５．５ａニジｏコアアン　１０・回転駆動モータ代理人
の氏名　弁理士　中　尾　敏　男はか１名 ハ弘 −５２７一 惺　　　　　　　　　　　ン 区９− ト つ Σ （Ｌ　　ト押、Ｌト染）トソ１桝趣 曽　　　　　　　　　　　　　　　寸 蝕　　　　　　　　　憾

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）紫外線を照射する電灯およびこの電灯に対向し、
   電灯を中心として回転する円筒の内側に形成された半導
   体触媒層と、前記触媒層に臭気を含んだ空気を送り込む
   送風機よりなる光触媒による脱臭装置。
2. （２）回転する触媒層の内側に、電灯を中心に放射状の
   固定板を設けた特許請求の範囲第１項記載の光触媒によ
   る脱臭装置。
3. （３）触媒層が形成された円筒の端部に一体に羽根を設
   け、前記円筒が電灯を中心に回転し、前記羽根により前
   記触媒層に臭気を含んだ空気を送り込む特許請求の範囲
   第１項および第２項記載の光触媒による脱臭装置。
4. （４）紫外線を照射する電灯およびこの電灯に対向した
   波板状の半導体触媒層と、前記触媒層に臭気を含んだ空
   気を送り込む送風機よりなる光触媒による脱臭装置。
5. （５）波板状の半導体触媒層が円筒の内側に形成され、
   紫外線を照射する電灯を中心として回転する特許請求の
   範囲第４項記載の光触媒による脱臭装置。
6. （６）回転する触媒層の内側に、電灯を中心に放射状の
   固定板を設けた特許請求の範囲第５項記載の光触媒によ
   る脱臭装置。
7. （７）触媒層が形成された円筒の端部に一体に羽根を設
   け、前記円筒が電灯を中心に回転し、前記羽根により前
   記触媒層に臭気を含んだ空気を送り込む特許請求の範囲
   第５項または第６項記載の光触媒による脱臭装置。
8. （８）紫外線を照射する電灯およびこの電灯を中心とし
   た円筒の内側に形成された半導体触媒層と、前記触媒層
   に前記円筒の接線方向から、臭気を含んだ空気を送り込
   む送風機よりなる光触媒による脱臭装置。
9. （９）円筒の内側に形成された半導体触媒層が、電灯を
   中心にして、送風機により送り込まれる臭気を含んだ空
   気の流れとは逆方向に回転する特許請求の範囲第８項記
   載の光触媒による脱臭装置。
10. （１０）半導体層触媒が波板状である特許請求の範囲第
    ８項または第９項記載の光触媒による脱臭装置。