JPH06285144A - 脱臭装置およびその装置を用いた便座装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は排便時の悪臭成分を浄化する脱臭装
置および脱臭機能を有する便座装置に関するもので、長
期にわたって脱臭効果が持続する脱臭装置を提供するこ
とを目的とするものである。 【構成】 セラミック繊維を骨格とする担持体に銅およ
びマンガンを主成分とする金属酸化物を含有させた第一
の脱臭体１９と、セラミック繊維を骨格とするゼオライ
ト多孔体に金と鉄の金属酸化物を含有させた第二の脱臭
体２０と、第一および第二の脱臭体１９、２０を内包す
るケース２０から構成される脱臭体ユニット１８を送風
ダクト１３内に装着したもので、セラミック繊維を骨格
とする担持体を用いて多孔性を向上させるとともに悪臭
成分の分解に適し、かつ低温活性を有する触媒成分を組
み合わせたので、常温雰囲気で悪臭成分を酸化分解する
ことが可能となり、活性炭などの従来の脱臭剤に比べて
脱臭寿命が飛躍的に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硫化水素、アンモニ
ア、各種メルカプタン、アミン類等の悪臭成分を除去す
る脱臭装置および排便行為によって放出される悪臭を脱
臭するための脱臭機能を有する便座装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭用機器に脱臭装置が導入され
つつあり、その中で悪臭発生源であるトイレに脱臭機能
を搭載した便座装置が提案されている。この種の脱臭機
能付き便座は、たとえば特開昭６３−１４６７２号公報
によって開示されたものがある。その構成を図６にもと
づいて説明する。

【０００３】同図において１は脱臭装置であり便器２の
内部後方あるいは側方に開口する吸引口３と、トイレ内
に臨む排出口４を有するダクト５の内部にファンモータ
からなる送風機６及び悪臭成分を浄化するための活性炭
からなる脱臭体７が設けられている。

【０００４】上記構成において人が用便のため着座する
と送風機６が回転し、吸引口３から排出口４にいたる空
気流が発生し、排便時の悪臭成分を含んだ空気は吸引口
３から吸入され、脱臭体７を通過する時に悪臭成分が吸
着浄化されて排出口４からトイレ内に排出されて脱臭が
行われる構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の便座
装置では、脱臭体として活性炭等の物理吸着材を用いる
ため、吸着飽和に達すると活性炭を交換する必要があっ
た。また吸着飽和状態に近づくと臭気成分によっては逆
に脱離する場合があり、悪臭の雰囲気濃度がかえって増
加し不快感が増加する。また脱臭効果を長期にわたって
継続させるためには吸着量を増加する、つまり吸着部材
の容積を大型化するしかなく、装置全体の大型化につな
がっていた。

【０００６】またその他の手段としては芳香剤を利用し
たマスキングによる脱臭装置、あるいは従来から知られ
ているオゾンの強力な酸化力を利用し、人体に対して有
害な残余のオゾンを分解するためのオゾン分解触媒を組
合せたオゾン脱臭装置などを搭載したものが実用化され
ているが、前者の場合芳香剤の交換が必要であり、また
後者の場合はオゾンを発生させるためのオゾン発生器お
よびそのための高圧電気回路などが必要であり、装置の
複雑化とコストアップとなるなどの課題がある。

【０００７】本発明は上記課題を解決するものであり、
常温雰囲気において悪臭成分を脱臭、酸化分解すること
によって長期にわたって脱臭効果が持続できるとともに
構成の簡素化が実現できる脱臭装置を提供するすること
を第一の目的とする。

【０００８】第二の目的は、排便臭を効果的に脱臭可能
であるとともに脱臭体の長寿命化によって脱臭剤を長期
に亘って交換する必要がなく、装置全体の小型化が達成
でき、また低コストの脱臭機能付便座装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の脱臭装置は、吸引口と排出口を有するダク
トと、悪臭を吸引するための送風機と、前記ダクトに内
設され悪臭を除去する脱臭体ユニットを有し、前記脱臭
体ユニットは、セラミック繊維不織布を骨格とする担持
体に銅とマンガンを主成分とする金属酸化物を含有させ
た第一の脱臭体と、セラミック繊維不織布を骨格とする
ゼオライト多孔体に金と鉄の金属酸化物を含有させた第
二の脱臭体と、前記第一および第二の脱臭体を内包する
ケースから構成されるものである。

【００１０】また第二の目的を達成するために本発明の
便座装置は、便座と、悪臭を吸引する吸引口と脱臭体投
入口と排出口を有するダクトと、送風機と、前記脱臭体
投入口から前記ダクト内に着脱自在に装着され、セラミ
ック繊維不織布を骨格とする担持体に銅とマンガンを主
成分とする金属酸化物を含有させた第一の脱臭体と、セ
ラミック繊維不織布を骨格とするゼオライト多孔体に金
と鉄の金属酸化物を含有させた第二の脱臭体と、前記第
一および第二の脱臭体を内包するケースから構成される
脱臭体ユニットを有し、前記第一の脱臭体を前記吸入口
から吸引される空気流に対して上流側に配設し、前記第
二の脱臭体を前記第一の脱臭体の下流側に配設したもの
である。

【００１１】

【作用】本発明の脱臭装置は上記構成により、悪臭成分
を含んだ空気が送風機によって吸引口から吸引され、ダ
クトを通過して第一および第二の脱臭体に至る。この
時、悪臭成分中の硫化水素、メルカプタンなどの含硫化
合物に対してはセラミック繊維を骨格とする担持体に銅
とマンガンを主成分とする金属酸化物を触媒成分として
含有する第一の脱臭体の化学吸着作用によって効率的に
脱臭体表面に吸着されて脱臭が行われ、またアンモニ
ア、各種アミンなどの含窒化合物はゼオライト多孔体に
金と鉄の金属酸化物を含有させた第二の脱臭体の表面に
吸着されて効率的に脱臭される。

【００１２】ここで前記銅とマンガンを主成分とする金
属酸化物から構成される第一の脱臭体は含硫化合物は効
率的に吸着するが、含窒化合物に対しては吸着能が低
い。一方ゼオライト多孔体に金と鉄の金属酸化物を含有
させた第二の脱臭体は、逆に含窒化合物は効率的に吸着
するが、含硫化合物は吸着しにくい。一般的に悪臭は含
窒化合物と含硫化合物が混合された複合臭であり、前記
第一の脱臭体と第二の脱臭体を組合せることにより広範
囲の悪臭に対して効率的な脱臭効果が得られる。

【００１３】またセラミック繊維不織布を骨格とする担
持体を用いたことにより、単位重量当たりの表面積およ
び細孔容積が大きく、触媒成分を多量に担持することが
できるとともに担持された触媒成分が脱落しにくく信頼
性が高められる。

【００１４】またこの点に関してのメカニズムは十分解
明されていないが、脱臭体の表面に吸着された含硫化合
物に対しては銅およびマンガンの金属イオンの相互作用
によって脱臭体表面および／もしくは吸着された悪臭成
分が活性化され、また含窒化合物に対しては金と鉄の金
属イオンの相互作用およびゼオライト多孔体に取込まれ
た活性酸素の相互作用によって酸素共存下、常温雰囲気
において酸化分解反応が起こる。この時、セラミック繊
維不織布を骨格とする担持体を用いたため、多孔性が高
く、酸化に必要な活性酸素の拡散性が良好であり、この
点が常温雰囲気での酸化分解に大きく寄与している。こ
の結果、悪臭成分が徐々に分解されて脱離および／もし
くは解離吸着されて吸着受容サイトが再現され、新たな
悪臭成分の吸着が可能となる。したがって長期に亘って
脱臭効果が持続する。また悪臭成分を通過接触するのみ
で脱臭が可能であるため、酸化分解のための付加エネル
ギーが不要であり脱臭装置の簡素化が実現できる。

【００１５】また本発明による便座装置は、ダクトの脱
臭体投入口に着脱自在に、セラミック繊維不織布を骨格
とする担持体に銅とマンガンを主成分とする金属酸化物
を含有させた第一の脱臭体と、セラミック繊維不織布を
骨格とするゼオライト多孔体に金と鉄の金属酸化物を含
有させた第二の脱臭体から構成される脱臭体ユニットを
設けたものであるので第一、第二の脱臭体の作用により
吸着された悪臭成分が酸化分解され、長期に亘って脱臭
効果が持続する。この結果従来のように脱臭剤を頻繁に
交換する必要がなく、また便座装置の構成の簡素化ある
いは低コスト化が実現できる。また排便時の悪臭成分に
対応して二種類の脱臭体を設けたので効果的な脱臭性能
が得られるとともに、脱臭体ユニットを着脱自在に設け
たので着衣などの繊維を吸引することによって脱臭体表
面に堆積する粉塵を除去するなどのメインテナンス性が
向上する。

【００１６】さらに含硫化合物を脱臭する第一の脱臭体
を吸入口から吸引される空気流に対して上流側に配設し
たので、含硫化合物中に含まれる硫黄による第二の脱臭
体の触媒被毒信頼性が向上する。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００１８】図１は本発明の一実施例を示す便座装置の
要部断面図、図２は脱臭体の拡大斜視図、図３は脱臭体
の断面図である。同図において８は便器、９は便座、１
０は便蓋、１１は便座装置、１２は脱臭装置である。脱
臭装置１２は以下の部材から構成されている。すなわち
１３はダクトであり、便器８の内部つまり便槽内に充満
した悪臭成分を含む空気を吸引する吸引口１４、脱臭体
投入口１５、トイレ空間に開口する排出口１６、を有
し、その内部には臭気を吸引するための送風機１７が設
けられている。

【００１９】１８は脱臭体投入口１５からダクト１３内
に着脱自在に装着された脱臭体ユニットであり、通過す
る空気流に対して上流側に設けられた第一の脱臭体１９
と、その下流に設けられた第二の脱臭体２０および第一
および第二の脱臭体１９、２０を内包するケース２１か
ら構成されている。第一の脱臭体１９は、セラミック繊
維不織布を骨格とする担持体に銅およびマンガンを主成
分とする金属酸化物を含有させた（以下Ｃｕ−Ｍｎ系触
媒という）ものであり、主に硫化水素などの含硫化合物
の脱臭を行う。

【００２０】また第二の脱臭体２０は、セラミック繊維
不織布を骨格とするゼオライト多孔体に金と鉄の金属酸
化物を含有させた（以下ゼオライト／Ａｕ−Ｆｅ系触媒
という）ものでアンモニアなどの含窒素化合物の脱臭を
行う。なお第一および第二の脱臭体１９、２０の外周面
にはケース２１の内面と脱臭体１９、２０の間に形成さ
れる間隙から臭気が洩れるのを防止するとともに緩衝材
としての作用をはたす帯状の弾性部材２２ａが設けられ
ており、またケース２１の外面には同様にダクト１３と
の間に弾性部材２２ｂが設けられている。なお第一およ
び第二の脱臭体１９、２０はハニカム状に成型されてお
り、図２の矢印で示した方向に空気が通過可能に配置さ
れている。

【００２１】ケース２１のフランジ部２３とダクト１３
の脱臭体投入口１５の周辺部には凹部２４と凸部２５か
らなる嵌合部２６が設けられており、通過空気流に対す
る第一および第二の脱臭体１９、２０の配置方向を限定
している。なお２７は肛門を洗浄するための温水洗浄ノ
ズルであり温水洗浄機能、および洗浄後肛門部周辺の乾
燥を行う乾燥装置（図示せず）を便座装置１１に内蔵し
ている。

【００２２】図３に第一、第二の脱臭体１９、２０の部
分外観図を示し、図４（ａ）、（ｂ）に第一、第二の脱
臭体１９、２０の部分拡大図を示す。なお外観図につい
ては第一、第二の脱臭体１９、２０ともに同様であるの
で図３によって代表させた。

【００２３】第一の脱臭体１９は図４（ａ）に示すよう
にセラミック繊維２８ａの周囲にアルミナ、シリカなど
の無機系バインダー２９ａを介して触媒成分である銅お
よびマンガンを主成分とする金属酸化物３０が担持され
ている。なお製造方法については銅およびマンガンの金
属酸化物３０に無機系バインダー２９ａを混合するとと
もにセラミック繊維２８ａを混合し、さらに溶媒を加え
て適当な粘度に調整した混合スラリーを作製し、抄紙法
により触媒シート１９ａを作製した。この触媒シート１
９ａを予備乾燥したものをコルゲーターにより波状加工
を施し、さらに波状加工した触媒シート１９ａとしない
ものを無機系バインダーを用いて接着し、これを一対と
して複数を積層してハニカム状に成型した後、所定温度
で焼成することにより製造した。

【００２４】第二の脱臭体２０は図４（ｂ）に示すよう
にセラミック繊維２８ｂの空隙３１に無機系バインダー
２９ｂを介してゼオライト微粉末３２が結合されてお
り、このゼオライト微粉末３２の表面に触媒成分である
金および鉄の金属酸化物３３が担持された構成となって
いる。製造方法は、ゼオライト微粉末３２にセラミック
繊維２８ｂおよび無機系バインダー２９ｂを混合し、こ
れに溶媒を加えて混合スラリーを作製し、同様に抄紙法
により担持体シート２０ａを作製した。この担持体シー
ト２０ａを予備乾燥したものをコルゲーターにより波状
加工し、波状加工したものとしないものを積層してハニ
カム状に成型し、所定温度で焼成した後に触媒成分であ
る金と鉄の酸化物に溶媒を加えた水溶液を作製し、この
水溶液にハニカム成型した担持体シート２０ａを浸漬す
ることにより、いわゆる含浸法によって担持し、所定温
度で焼成することにより製造した。

【００２５】以上の構成において次に本実施例の作用、
動作について説明する。排便時に便座に着座すると送風
機１７が動作し、吸引口１４から排出口１６にいたる悪
臭成分を含んだ空気の流れが発生する。一般的に排便時
の悪臭成分は硫化水素、メルカプタン類に代表される含
硫化合物とアンモニア、アミン類、インドールなどに代
表される含窒化合物の混合した複合臭である。悪臭成分
を含んだ空気がダクト１３を通過する際に、まず第一の
脱臭体１９の表面に接触する。この時悪臭成分中の含硫
化合物が第一の脱臭体１９の表面に選択的に吸着され
る。一方含窒化合物の第一の脱臭体１９に対する結合力
は比較的弱く、吸着されることなく通過する。通過した
含窒化合物は次に第二の脱臭体２０の表面に接触し、ゼ
オライト／Ａｕ−Ｆｅ系触媒の表面に吸着される。

【００２６】ここでゼオライトはカチオンによる静電引
力により、双極子モーメントの大きい分子を選択的に吸
着する。またセラミック繊維２８ａ、２８ｂを骨格とし
たので図４に示すように多孔性が高く、脱臭体１９、２
０の表面のみでなく内部にも分散して触媒活性点を有
し、悪臭成分を効果的に吸着することができる。これら
二種類の脱臭体により複合臭を効率的に脱臭することが
でき、悪臭は無臭化されて排出口１５からトイレ内に放
出される。この時脱臭体１９、２０はハニカム状に成型
されているため空気通過時の圧力損失を小さくすること
ができる。

【００２７】またこの点に関してのメカニズムは十分解
明されていないが、脱臭体１９、２０の表面に吸着され
た含硫化合物に対しては銅およびマンガンの金属イオン
の相互作用によって脱臭体表面および／もしくは吸着さ
れた悪臭成分が活性化され、また含窒化合物に対しては
金と鉄の金属イオンの相互作用およびゼオライト多孔体
に取込まれた活性酸素の相互作用によって酸素共存下、
常温雰囲気において酸化分解反応が起こる。この時セラ
ミック繊維不織布２８ａ、２８ｂを骨格とする担持体を
用いたため、多孔性が高く、酸化に必要な活性酸素の拡
散性が良好であり、この点が常温雰囲気での酸化分解に
大きく寄与している。この結果、悪臭成分が徐々に分解
されて脱離および／もしくは解離吸着されて吸着受容サ
イトが再現され、新たな悪臭成分の吸着が可能となる。
したがって長期に亘って脱臭効果が持続する。これによ
り脱臭体ユニット１８を頻繁に交換する必要がなく、ま
た悪臭成分を通過接触するのみで脱臭が可能であるた
め、酸化分解のための付加エネルギーが不要であり脱臭
装置１２あるいは便座装置１１の構成の簡素化が実現で
きる。

【００２８】なおこの際の酸化分解の反応速度は比較的
遅いものであり、脱臭体１９、２０の表面に一旦悪臭成
分を吸着し、その後徐々に反応する形態をとる。したが
って比較的低濃度の脱臭に好適であり、また連続脱臭で
なく間欠脱臭に適している。すなわち酸化分解のために
所定時間大気に放置する必要がある。実用上一世帯当た
りの平均家族数を４人とし、大便時使用時間１０分／
人、女子小便使用時間を２分／人すると脱臭装置１２の
動作時間は約１時間／日となる。すなわち便座装置１１
の非使用時間２３時間／日が前記大気放置時間となる。

【００２９】さらに含硫化合物に含まれる硫黄Ｓは一般
的に金および鉄の金属酸化物などの触媒成分に対して被
毒成分となる。本実施例では含硫化合物を吸着する第一
の脱臭体１９を悪臭流体の通過に対して上流側に配設し
たため、含硫化合物を吸着した後に第二の脱臭体２０に
接触し、第二の脱臭体２０の硫黄Ｓによる被毒に対する
信頼性を向上させることができる。また図２に示したよ
うにケース２１のフランジ部２３に凹部２４を設けると
ともに脱臭剤投入口１５の周辺部に凸部２５を設けて嵌
合部２６を構成したたため、脱臭体ユニット１８の投入
方向を誤ることが防止される。

【００３０】また一般的に排便に含まれる悪臭成分は、
硫化水素、メチルメルカプタンなどの含硫化合物が多
く、これに対してアンモニア、アミン類など含窒化合物
は比較的少ない。このことに着目して図５に示すように
第一の脱臭体１９の長さＴ₁を第二の脱臭体２０の長さ
Ｔ₂よりも大きく設定して第一の脱臭体１９の容積を大
きく設定することにより含硫化合物をより効果的に脱臭
することができるとともに、臭気濃度に応じて脱臭寿命
を第二の脱臭体２０と同等となるように調整できる。

【００３１】またこの種の脱臭機能付便座装置では脱臭
時に、着衣およびトイレットペーパーなどに含まれる繊
維などの粉塵も悪臭を含んだ空気と共に吸引し、ハニカ
ム状に成型された第一の脱臭体１９の上流側表面に吸着
される。このため長期に使用した場合粉塵が堆積し、通
気量が減少して十分な脱臭効果が得られなくなる。本実
施例では脱臭体ユニット１８を着脱自在に設けたので着
衣などの繊維を吸引することによって脱臭体表面に堆積
した粉塵を除去するなどのメインテナンスを容易に行う
ことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の脱臭装置
は、セラミック繊維不織布を骨格とする担持体に銅およ
びマンガンの金属酸化物を主成分とする第一の脱臭体
と、セラミック繊維不織布を骨格とするゼオライト多孔
体に金と鉄の金属酸化物を含有させた第二の脱臭体を有
する脱臭体ユニットを送風ダクト内に設けたものであ
り、セラミック繊維不織布を骨格とする担持体を用いて
多孔性を向上させるとともに悪臭成分の分解に適し、か
つ低温活性を有する触媒成分を組み合わせたので、常温
雰囲気で悪臭成分を酸化分解することが可能となり、活
性炭などの従来の脱臭剤に比べて脱臭寿命が飛躍的に向
上する。

【００３３】またこれにより長寿命化のために脱臭剤の
容積を大型化する必要がなく、小型の脱臭装置が実現で
きるとともにオゾン発生器などの分解のための付帯部材
が不要であるため脱臭装置の小型、低コスト化が達成で
きる。

【００３４】さらに臭気成分に対応して二種類の脱臭体
を設けたので広範囲の複合臭の脱臭が可能であり、また
複合臭の臭気成分、濃度に応じて最も効果的に脱臭が行
えるように各々の脱臭体の容積を調整可能である。

【００３５】本発明の便座装置は、排便臭の主成分であ
る含硫化合物と含窒化合物に対応して各々の成分の脱臭
および分解に好適な第一および第二の脱臭体を設けたの
で排便臭を効果的に脱臭できるとともに吸着された悪臭
成分が酸化分解され、長期に亘って脱臭効果が持続す
る。このため従来のように脱臭剤を頻繁に交換する必要
がなく、使い勝手が向上する。また悪臭を含んだ空気を
脱臭体に通過接触するのみで脱臭が行えるため、構造が
簡単であり便座装置の小型、低コスト化が達成できる。
このことは特に狭いトイレにこの種の便座装置を設置す
る場合に好適である。

【００３６】また含硫化合物を吸着する第一の脱臭体を
悪臭流体の通過に対して上流側に配設したため、含硫化
合物を吸着した後に第二の脱臭体に接触することとな
り、第二の脱臭体の硫黄Ｓによる触媒被毒に対する信頼
性を向上させることができる。

【００３７】さらに脱臭体ユニットを着脱自在に設けた
ので着衣などの繊維を吸引することによって脱臭体表面
に堆積する粉塵を除去するなどのメインテナンスを容易
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における便座装置の断面図

【図２】同脱臭体ユニットの要部斜視図

【図３】同脱臭体ユニットの拡大断面図

【図４】（ａ）同第一の脱臭体の拡大図 （ｂ）同第二の脱臭体の拡大図

【図５】同脱臭体の部分拡大図

【図６】従来の便座装置の断面図

【符号の説明】

９ 便座 １１ 便座装置 １２ 脱臭装置 １３ ダクト １４ 吸引口 １５ 脱臭剤投入口 １６ 排出口 １７ 送風機 １８ 脱臭体ユニット １９ 第一の脱臭体 ２０ 第二の脱臭体 ２１ ケース ２８ａ、２８ｂ セラミック繊維 ３０ 銅、マンガンの金属酸化物 ３２ ゼオライト微粉末 ３３ 金、鉄の金属酸化物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸引口と排出口を有するダクトと、このダ
   クト内に設けられた送風機と、前記ダクトに内設され悪
   臭を除去する脱臭体ユニットから構成され、前記脱臭体
   ユニットは、セラミック繊維不織布を骨格とする担持体
   に銅とマンガンを主成分とする金属酸化物を含有させた
   第一の脱臭体と、セラミック繊維不織布を骨格とするゼ
   オライト多孔体に金と鉄の金属酸化物を含有させた第二
   の脱臭体と、前記第一および第二の脱臭体を内包するケ
   ースから構成した脱臭装置。
2. 【請求項２】便座と、便槽内に臨む位置に開口し悪臭を
   吸引する吸引口と脱臭体投入口と排出口を有するダクト
   と、このダクト内に設けられた送風機と、前記脱臭体投
   入口から前記ダクト内に着脱自在に装着され、セラミッ
   ク繊維不織布を骨格とする担持体に銅とマンガンを主成
   分とする金属酸化物を含有させた第一の脱臭体と、セラ
   ミック繊維不織布を骨格とするゼオライト多孔体に金と
   鉄の金属酸化物を含有させた第二の脱臭体と、前記第一
   および第二の脱臭体を内包するケースから構成される脱
   臭体ユニットを有し、前記第一の脱臭体を前記吸引口か
   ら吸引される空気流に対して上流側に配設し、前記第二
   の脱臭体を前記第一の脱臭体の下流側に配設した便座装
   置。