JP4862486B2 - 触媒脱臭装置 - Google Patents

Description

本発明は、放電用電極間の放電により触媒を励起させ、これにより流体の脱臭や有機物の分解を行なう放電型の触媒脱臭装置に関する。

従来、この種のいわゆる触媒脱臭装置は、触媒反応装置を構成する電極間に触媒が挟まれ、この対極を構成する電極間の放電により触媒を励起させることで、流体中の臭いの元になっている有機物を分解するようになされている。

ところで、このような触媒脱臭装置には、オゾン分解触媒が設けられており、残存したオゾンを送風装置によってオゾン分解触媒に導き、当該オゾン分解触媒によってオゾンを酸素に分解して、この酸素を空気中へ排出することにより有害なオゾンが空気中へ排出されることを防止している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１３３８３号公報

しかしながら、かかる構成の触媒脱臭装置では、触媒反応装置に電力が供給されて紫外線とオゾンとを発生させているときに、何らかの原因で送風装置が突然停止してロックされると、装置内で発生しているオゾンが吸気口側に逆流し、有害なオゾンが吸気口を介して外気へ排出されてしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑み、送風装置が突然停止などしたときでもオゾンの外気への排出を確実に防止できる触媒脱臭装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１における触媒脱臭装置は、放電させる電極間に触媒を配置してなる触媒反応装置と、オゾンを分解するオゾン分解手段と、気体を送風する送風装置とを備えた触媒脱臭装置において、前記送風装置は、送風駆動手段と、前記送風装置の動作を検知する検知手段とを内蔵し、該検知手段の動作検知により前記触媒反応装置の動作を調節させる調節手段を設け、前記検知手段が異常を検知した場合に、遅延時間経過後、前記送風駆動手段を制御して、所定間隔で所定時間だけ前記送風装置を駆動する間欠動作を行わせる制御部を備えたことを特徴とするものである。

本発明の請求項２における触媒脱臭装置は、前記検知手段の動作検知により動作する警告手段を設けたことを特徴とするものである。

本発明の請求項３における触媒脱臭装置は、前記触媒反応装置の動作開始タイミングを調節するタイミング調節手段を備えることを特徴とするものである。

本発明の請求項１における触媒脱臭装置によれば、送風装置が何らかの原因で突然停止などしても、触媒反応装置としての動作が自動的に調節されることから、流体中へのオゾンの発生が阻止され、その結果オゾンの逆流を未然に防止でき、送風装置が突然停止などしたときでもオゾンの外気への排出を確実に防止できる。また、間欠的に所定時間だけ送風装置に対し給電する給電動作を繰り返すようにしたことにより、異常停止期間中、送風装置に対する無駄な給電を極力抑えることができる。

本発明の請求項２における触媒脱臭装置によれば、送風装置が停止などしたこと及び現在オゾンが発生していないことを警告手段を介して使用者に対して認識させることができる。

本発明の請求項３における触媒脱臭装置によれば、タイミング調節手段によって送風装置の回転駆動が安定した後に遅れて触媒反応装置が動作を行うようにしたので、当該触媒反応装置によって発生したオゾンを送風装置によって確実にオゾン分解手段側に導くことができ、オゾンの逆流を確実に防止することができる。

以下、本発明における好ましい実施例について、添付図面を参照しながら説明する。

図１（Ａ）及び（Ｂ）において１は本発明による触媒脱臭装置としての放電型光触媒脱臭装置を示し、この放電型光触媒脱臭装置１は、複数の樹脂成形部品を組み合わせて外殻をなす筐体２を備え、電源コネクタ３を介して電源から電流が給電されて動作し得るようになされている。筐体２の上面２Ａには、吸気口４が開口形成されているとともに、警告用ＬＥＤ(Light Emitting Diode)５が設けられ、ＬＥＤ５の対向位置に透明なシート５ａが貼付されており、シート５ａを通してＬＥＤ５の光が透過するようになっている。また、筐体２の一側面２Ｂには、当該筐体２の内部において吸気口４と連通する排気口７が開口形成されている。

実際上、この筐体２の内部には、図２に示すように、吸気口４から排気口７に連通する風洞10が形成され、後述するファンモータ駆動手段及びファンロック検知手段を内蔵したファンモータ11がこの風洞10に設けられている。送風装置としてのファンモータ11の排気側には、触媒反応装置12及びこの触媒反応装置12の下流側にあってオゾンを分解除去するためのオゾン分解触媒13が順次配置され、これによりファンモータ11を回転駆動させることにより吸気口４から吸い込んだ脱臭すべき空気が触媒反応装置12及びオゾン分解触媒13を順次通過して、排気口７から筐体２の外部へ排出され得る。

触媒反応装置12は、図３に示すように、数ＫＶ〜数十ＫＶの高電圧を発生する高電圧発生用電源14と、一対の光触媒15，15の間に配置されたプラス側の電極16と、電極16及び各光触媒15，15を挟むようにして配置されたマイナス側の電極たる対極17，17とにより構成されている。この場合、高電圧発生用電源14のプラス側リード端子18は電極16に接続されているとともに、高電圧発生用電源14のマイナス側リード端子19は各対極17，17に接続され、高電圧発生用電源14からの高電圧が放電装置である電極16と対極17，17との間に印加され得る。かくして光触媒15，15の両面にある電極16と対極17，17との間では、空気の絶縁が部分的に破れてコロナ放電が起き、これにより紫外線とオゾンとを発生させ得るようになされている。

ここで、放電型光触媒脱臭装置１では、図４に示すように、当該放電型光触媒脱臭装置１を統括的に制御するＣＰＵ(Central Processing Unit)構成の制御部20に対して、遅延手段25を内蔵したファンロック検知手段21と、停止手段としての給電停止手段22と、警告手段としての警告用ＬＥＤ５と、ファンモータ駆動手段23とが接続された構成を有し、給電停止手段22に高電圧発生用電源14が接続されているとともに、ファンモータ駆動手段23にファンモータ11が接続されている。

この実施の形態では、ファンモータ11の回転が何らかの原因で突然停止（異常停止）してロックしたことをファンロック検知手段21が検知し、このロックした旨の出力信号Ｓ１を制御部20に送出するように構成されている。また、給電停止手段22は、ロックした旨の出力信号Ｓ１に応じて給電停止手段22と高電圧発生用電源14との間の電源ラインを遮断し、当該高電圧発生用電源14を介した電極16への給電を停止するように構成されている。

因みに、この実施の形態では、給電停止手段22と高電圧発生用電源14との間の電源ラインを遮断するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、高電圧発生用電源14と電極16との間の電源ラインや、電極16と対極17，17との間の高電圧ラインを遮断するように構成しても良く、要は触媒反応装置12の動作が停止するように構成すれば良い。

遅延手段25は、検知手段としてのファンロック検知手段21がファンモータ11のロックを検知した後、一定時間（以下、これを遅延時間と呼ぶ）が経過してもロック状態が継続していたら、その時点でロック状態であることを示す出力信号Ｓ１を制御部20に出力し得るように構成されている。因みに、この実施の形態では、遅延手段25をファンロック検知手段21に組み込むようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該遅延手段25を制御部20又は給電停止手段22に組み込むようにしても良い。

この場合、図５（Ａ）に示すように、放電型光触媒装置１を動作させる印加電圧は、電源スイッチ（図示せず）がＯＮにされ商用電源から交流電流が給電されると、ほぼ安定的な電圧値Ｖｉｎ１となる。これにより制御部20は、ファンモータ駆動手段23からファンモータ11へ入力電流を送出し、当該ファンモータ11を回転駆動させる。またこれと同時に制御部20は、商用電源から給電された交流電流に基づいて高電圧発生用電源14から電極16に給電し、当該電極16及び対極17，17と、高電圧発生用電源14とにより、電極16と対極17，17４との間にコロナ放電を起させて紫外線及びオゾンを発生させる。これにより光触媒15，15は紫外線によって励起するとともに、オゾン分解触媒13にて余剰なオゾンが分解され、酸素となって排気口７から筐体２の外部へ排出され得る。

ここで、図５（Ｂ）に示すように、ファンモータ11の回転数は、電源スイッチがＯＮ状態の間はほぼ安定的な回転数となり、ファンモータ11がロックした時点で回転数がほぼ「０」となる。

図５（Ｃ）に示すように、ファンモータ駆動手段23からファンモータ11へ送出される入力電流は、ファンモータ11が安定して回転している間はほぼ安定した定格値レベルとなるものの、ファンモータ11がロックした時点でロックレベルまで立ち上がる。

ここで、ファンロック検知手段21は、ファンモータ駆動手段23の入力電流に基づいてファンモータ11の回転駆動状態を判別するための出力信号Ｓ１（図４）を生成しており、これを制御部20に送出している。この場合、図５（Ｄ）に示すように、ファンロック検知手段21により生成される出力信号Ｓ１は、ファンモータ駆動手段23からファンモータ11へ送出される入力電流が定格値レベルである間はローレベルＶＯＬになっており、当該入力電流がロックレベルとなった後に遅延手段25によって所定の遅延時間ｔ１（例えば３秒）が経過した時点でハイレベルＶＯＨに立ち上がる。

これにより制御部20は、出力信号Ｓ１の信号レベルの変化（すなわち、ハイレベルＶＯＨに立ち上がったこと）に応じてファンモータ11がロックしたか否かを判断することができるようになされている。実際上、制御部20は、出力信号Ｓ１の信号レベルがハイレベルＶＯＨに立ち上がったとき、ファンモータ11がロックしたと判断し、当該出力信号Ｓ１に基づいて給電停止信号及び発光信号を生成する。制御部20は、給電停止信号を給電停止手段22に送出することにより当該給電停止手段22を動作させ、給電停止手段22から高電圧発生用電源14への給電を中断し、これにより触媒反応装置12において電極16と対極17，17との間で起こっているコロナ放電を停止させて紫外線及びオゾンの発生を中断させ得るようになされている。

また、制御部20からの発光信号に基づいて警告用ＬＥＤ５への給電を開始し、当該警告用ＬＥＤ５を発光させ始める。さらに、制御部20は、出力信号Ｓ１の信号レベルがハイレベルＶＯＨに立ち上がったことに応じてファンモータ駆動手段23におけるファンモータ11への入力電流の送出を中断する。これによりファンモータ11での入力電流は最小値レベルＧＮＤ２に立ち下がり、ファンモータ11への給電を中断する。このようにしてファンモータ11がロックされている期間（以下、これをロック期間と呼ぶ）では電力の消費を極力低減させ得るようになされている。

これに加えてファンモータ駆動手段23は、所定間隔ｔ２を空けて所定の給電時間ｔ３だけファンモータ11に対して給電を再開する間欠的な給電動作をロック期間が終了するまで繰り返すようになされている。この場合、ファンモータ駆動手段23は、間欠的な給電動作を行っている際、給電時間ｔ３において入力電流が未だロックレベルにあると、ファンモータ11がロックしたと判断し、その後も間欠的な給電動作を繰り返す。これに対してファンモータ駆動手段23は、給電時間ｔ３において入力電流が定格値レベルに戻ったとき、ファンモータ11のロック原因（異常停止原因）が解消してロック解除したと判断し、そのまま入力電流をファンモータ11へ送出し続けて通常の給電を再び開始し、ファンモータ11の回転駆動を再開する。これによりファンモータ11の回転数は、図５（Ｂ）に示すように、給電時間ｔ３の開始時点ｓｔから次第に回転数を上げてゆきほぼ安定的な回転数となる。

このとき制御部20は、この給電時間ｔ２の開始時点ｓｔから遅延時間ｔ１が経過した後に出力信号Ｓ１の信号レベルが論理レベルＶＯＬに立ち下がる（図５（Ｄ））。制御部20は、出力信号Ｓ１の信号レベルが論理レベルＶＯＬに立ち下がると、ファンモータ11の異常停止原因が解消したと判断し、当該出力信号Ｓ１に基づいて発光停止信号を生成する。これにより制御部20からの発光停止信号に基づいて警告用ＬＥＤ５への給電を停止し、警告用ＬＥＤ５を消灯させる。

因みに、このとき制御部20は、出力信号Ｓ１に基づいて給電再開信号を生成し、この給電再開信号を給電停止手段22に送出することにより当該給電停止手段22の動作を停止させ、給電停止手段22から高電圧発生用電源14への給電を再び開始し、これにより触媒反応装置12において電極16と対極17，17との間でコロナ放電を起させて紫外線及びオゾンを発生させるようにしても良い。

ここで出力信号Ｓ１の信号レベルがローレベルＶＯＬに立ち下がる遅延時間ｔ１は、例えば停止しているファンモータ11が回転し始めてからほぼ安定して回転するまでかかる時間と同じに時間に設定されている。かくして、制御部20は、ファンモータ11がほぼ安定して回転し始めてから、触媒反応装置12において電極16と対極17，17との間でコロナ放電を起させて紫外線及びオゾンを発生させ得るようになされている。

因みに、図５（Ａ）に示すように、放電型光触媒装置１を動作させる印加電圧は、電源スイッチがＯＦＦにされ商用電源から交流電流の給電が停止すると、微小値ＧＮＤ１に立ち下がる。これによりファンモータ11での入力電流は最小値レベルＧＮＤ２に立ち下がり（図５（Ｃ））、その時点でファンモータ11の回転が停止し始め次第に回転数が下がってゆき「０」となる（図５（Ｂ））。かくして、放電型光触媒装置１は、出力信号Ｓ１の信号レベルがローレベルＶＯＬに立ち下がったまま、各種回路部への給電を停止させて各種動作を終了する。

以上の構成において、放電型光触媒脱臭装置１では、高電圧発生用電源14から数ＫＶ〜数十ＫＶの高電圧パルスを電極16と対極17，17との間に印加させ紫外線発生動作を行うことにより、電極16と対極17，17との間に紫外線とオゾンとを発生させ当該紫外線によって光触媒15，15を励起する。かくして放電型光触媒脱臭装置１では、空気中の臭いの元となっている物質、すなわち有機物を分解し、同時に発生するオゾンの酸化作用によっても空気中の有機物を分解して、光触媒15，15の反応と共に脱臭効果を高めることができる。また、放電型光触媒脱臭装置１では、ファンモータ11により吸気口４から排気口７まで流れる気体によって余剰なオゾンをオゾン分解触媒13に導いて吸着させ、当該オゾンを互いに反応させて酸素とし、有機成分を含まない空気と共に排気口７から排出する。

このとき放電型光触媒脱臭装置１では、ファンモータ11がロックするとこれを検知し、当該ファンモータ11においてロック解除されるまで、触媒反応装置12に対する給電を一時的に中断して紫外線発生動作を強制的に停止する。従って放電型光触媒脱臭装置１では、ファンモータ11がロックすると、光触媒15，15の両面にある電極16と対極17，17との間で起こっているコロナ放電が停止するので、当該コロナ放電による空気中へのオゾンの発生を阻止でき、かくしてファンモータ11によって気流が形成されていないときに風洞10内において有害なオゾンが吸気口４側へ逆流することを未然に防止できる。

また、放電型光触媒脱臭装置１では、ファンモータ11がロックしたとき、警告用ＬＥＤ５を発光させるようにしたことにより、ファンモータ11がロックしたこと及び筐体２内で現在オゾンが発生していないことを警告用ＬＥＤ５の発光で使用者に対して瞬時に認識させることができる。

さらに、放電型光触媒脱臭装置１では、ロック期間が終了するまで、ファンモータ11への連続的な給電を一時的に中断し、間欠的に給電時間ｔ３だけファンモータ11に対し給電する給電動作を繰り返すようにしたことにより、異常停止期間中、ファンモータ11に対する無駄な給電を極力抑えることができ、かつファンモータ11の異常停止原因が解消したときには自動的にファンモータ11を瞬時に回転駆動させることができる。

さらに、放電型光触媒脱臭装置１では、遅延時間ｔ１が経過した後に出力信号Ｓ１の信号レベルをハイレベルＶＯＨに立ち上げ、これに応じて給電停止手段22により触媒反応装置12における紫外線やオゾンの発生動作を停止させるようにしたことにより、筐体２の外部へオゾンが排出される虞がない程度の瞬間的なロックで触媒反応装置12の紫外線発生動作がその都度中断してしまうことを防止し、これによりオゾンが吸気口４側へ逆流することを未然に防止しつつ、かつ触媒反応装置12の安定的な動作を図ることができる。

すなわち、放電型光触媒脱臭装置１では、ファンモータ11がロックしたとき、触媒反応装置12の動作をそのまま行うと、オゾンが筐体２の外部へ排出してしまう虞があるときにのみ確実に触媒反応装置12の動作を停止させることができる。

また、この実施の形態の場合、放電型光触媒脱臭装置１では、ファンモータ11のロック解除されたとき、給電時間ｔ３の開始時点ｓｔで先ず初めにファンモータ11を回転駆動させ吸気口４から排気口７に流れる気体を形成し、このようにファンモータ11の回転駆動が安定した後（すなわち給電時間ｔ３の開始時点ｓｔから遅延時間ｔ１後）に遅れて触媒反応装置12の紫外線発生動作を行うようにしたことにより、当該触媒反応装置12によって発生したオゾンを気体によって確実にオゾン分解触媒13側に導くことができる。かくして放電型光触媒脱臭装置１では、ファンモータ11がロック解除された後、再び触媒反応装置12の動作が行われる際においてもオゾンが風洞10を逆流することを確実に防止できる。

以上のように、本実施例における放電型光触媒脱臭装置１では、紫外線とオゾンとを発生させる電極16と対極17，17と間に、触媒としての光触媒15，15を配置してなる触媒反応装置12と、オゾンを分解するオゾン分解触媒13と、触媒反応装置12からオゾン分解触媒13に気体（流体）を送風即ち通過させる送風装置としてのファンモータ11とを備え、ファンモータ11は、ファンモータ駆動手段23と、ファンモータ11の動作即ちロックを検知するファンロック検知手段21とを内蔵し、当該ファンモータ11のロック検知により触媒反応装置12の動作を例えば停止して調節させる調節手段としての給電停止手段22を設け、ファンロック検知手段21が異常を検知した場合に、遅延時間経過後、ファンモータ駆動手段23を制御して、所定間隔で所定時間だけファンモータ11を駆動する間欠動作を行わせる制御部20を備えるようにしている。

従って、ファンモータ11が何らかの原因で突然停止などしても、触媒反応装置12としての動作が自動的に停止することから、流体である空気中へのオゾンの発生が阻止され、その結果オゾンの吸気口４側への逆流を未然に防止でき、かくしてファンモータ11が突然停止などしたときでもオゾンの外気への排出を確実に防止できる。また、間欠的に給電時間ｔ３だけファンモータ11に対し給電する給電動作を繰り返すようにしたことにより、異常停止期間中、ファンモータ11に対する無駄な給電を極力抑えることができる。

また、本実施例においては、ファンロック検知手段21のロック検知（停止検知）により動作する警告用ＬＥＤ５を設けるようにしたことにより、ファンモータ11がロックしたこと及び現在オゾンが発生していないことを警告用ＬＥＤ５の発光で使用者に対して瞬時に認識させることができる。

さらに、本実施例においては、触媒反応装置12の動作停止タイミングを調節し遅らせるタイミング調節手段としての遅延手段25を備えるようにしたことにより、遅延手段25によってファンモータ11が停止などしても、直ぐには触媒反応装置12が動作停止しないので、瞬間的なファンモータ11の停止に伴い触媒反応装置12の動作がその都度停止してしまうことを防止し、触媒反応装置12の安定的な動作を図ることができる。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能であり、例えば警告用ＬＥＤ５に替えて、或いは警告用ＬＥＤ５と共にブザーを設け、ファンモータ11が異常停止したとき当該ブザーから警告音を発するようにしたりしても良く、他の種々の警告手段を設けるようにしても良い。

また、上述した実施の形態においては、ファンモータ11がロックしたとき、触媒反応装置12のみへの給電を停止して紫外線発生動作を停止するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、放電型光触媒装置１全体の電源をＯＦＦ状態とすることにより触媒反応装置12の動作を停止するようにしても良い。

放電型光触媒装置の全体構成を示す上面図及び一部側断面図である。 放電型光触媒装置の内部構成を示す断面図である。 触媒反応装置の全体構成を示す概略図である。 放電型光触媒装置の回路構成を示すブロック図である。 印加電圧、回転数、入力電流及び出力信号のタイミングを示すタイミングチャート図である。

１ 放電型光触媒脱臭装置（触媒脱臭装置）
５ 警告用ＬＥＤ（警告手段）
11 ファンモータ（送風装置）
12 触媒反応装置
13 オゾン分解触媒（オゾン分解手段）
15 光触媒（触媒）
16 電極
17 対極（電極）
20 制御部
21 ファンロック検知手段（検知手段）
22 給電停止手段（調節手段）
23 ファンモータ駆動手段（送風駆動手段）
25 遅延手段（タイミング調節手段）

Claims (3)

1. 放電させる電極間に触媒を配置してなる触媒反応装置と、オゾンを分解するオゾン分解手段と、気体を送風する送風装置とを備えた触媒脱臭装置において、
   前記送風装置は、送風駆動手段と、前記送風装置の動作を検知する検知手段とを内蔵し、
   該検知手段の動作検知により前記触媒反応装置の動作を調節させる調節手段を設け、
   前記検知手段が異常を検知した場合に、遅延時間経過後、前記送風駆動手段を制御して、所定間隔で所定時間だけ前記送風装置を駆動する間欠動作を行わせる制御部を備えたことを特徴とする触媒脱臭装置。
2. 前記検知手段の動作検知により動作する警告手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の触媒脱臭装置。
3. 前記触媒反応装置の動作開始タイミングを調節するタイミング調節手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の触媒脱臭装置。

Images