JP5573798B2 - 脱臭装置 - Google Patents

Description

この発明は、脱臭装置に関するものである。

脱臭装置として、脱臭手段全面を加熱手段で同時に加熱するものが提案されている。この脱臭装置によれば、脱臭手段全体の脱臭性能を同時に回復させることができる（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１等に記載の脱臭装置においては、脱臭手段が大きくなると、加熱手段も大きくなる。このため、大きな脱臭手段の脱臭性能を回復するためには、多くの電力を消費する。

これに対し、脱臭手段の一部に対向するように加熱手段を配置する脱臭装置が提案されている。この脱臭装置によれば、加熱手段での加熱時に脱臭手段を回転させることで、大きな脱臭手段の脱臭性能を回復する場合でも、電力の消費を抑制することができる（例えば、特許文献２参照）。

国際公開第２００７／０２０８９６号 特開２００１−１７５２３号公報

しかしながら、特許文献２等に記載の脱臭手段においては、脱臭手段に対して加熱手段により加えた熱が、加熱手段と対向していない部位を介して熱が放出される。このため、脱臭手段の再生効率が下がる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、脱臭手段を効率的に再生することができる脱臭装置を提供することである。

この発明に係る脱臭装置は、外部に向けて開口する吸入口を一側の側面に有し、外部に向けて開口する吹出口を上面の前記吸入口のある側とは反対側に有し、前記吸入口と前記吹出口とを連通する通風路を有した本体と、前記通風路に空気を導入するように前記本体内において前記吹出口の直下に設けられた送風手段と、前記本体内において前記本体の一側の側面に隣接するように前記通風路に設けられ、前記送風手段により導入された空気が通過する複数の脱臭領域が前記脱臭領域の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有した断熱領域によって分割された脱臭手段と、前記本体内の下部において前記脱臭手段の下流側に隣接し、水平投影面上において前記吹出口と重ならないように設けられた加熱手段と、前記加熱手段が各脱臭領域と所定時間対向するように、前記加熱手段と前記脱臭手段の相対位置を制御する制御手段と、を備えたものである。

この発明によれば、脱臭手段を効率的に再生することができる。

この発明の実施の形態１における脱臭装置全体の斜視図である。 この発明の実施の形態１における脱臭装置全体から正面カバーを取り外した場合の斜視図である。 この発明の実施の形態１における脱臭装置の縦断面図である。 この発明の実施の形態１における脱臭装置の要部の斜視図である。 この発明の実施の形態１における脱臭装置の加熱手段と断熱部及び脱臭手段の配置関係を示す図である。 この発明の実施の形態２における脱臭装置の要部の正面図である。 この発明の実施の形態３における脱臭装置の要部の正面図である。 この発明の実施の形態４における脱臭装置の要部の正面図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における脱臭装置全体の斜視図である。図２はこの発明の実施の形態１における脱臭装置全体から正面カバーを取り外した場合の斜視図である。図３はこの発明の実施の形態１における脱臭装置について、図１の紙面左側から見た場合の縦断面図である。

図１〜図３において、１は本体ケースである。本体ケース１は、略直方体の樹脂等で形成される。図１と図３とに示すように、本体ケース１の一側面の略全域には、吸入口１ａが設けられる。吸込口１ａは、長手方向を水平方向にした状態で鉛直方向に並んで設けられる。吸入口１ａは、本体ケース１の外部に向けて水平方向に開口する。図１〜図３に示すように、本体ケース１の他側の上面には、吹出口１ｂが形成される。吹出口１ｂは、長手方向を吸込口１ａの長手方向に合わせるように設けられる。吹出口１ｂは、本体ケース１の外部に向けて鉛直方向に開口する。図３に示すように、本体ケース１の他面の内側近傍には、送風手段２が設けられる。本体ケース１内には、通風路Ｒが形成される。通風路Ｒは、吸入口１ａから送風手段２を経由して吹出口１ｂに至る。ただし、吸込口１ａと吹出口１ｂは、空気を流通させる構成であれば良く、設計事由により上記記載の形状・配置に限られるものではない。

図２と図３とに示すように、本体ケース１の一面の内側の略全域に渡って、脱臭手段３が設けられる。脱臭手段３には、モータ等の駆動手段（図示せず）が取り付けられる。脱臭手段３の下部の下流側には、加熱手段４が設けられる。脱臭手段３と加熱手段４との間には、微小な加熱空間５が形成される。本体ケース１の上面の内側近傍には、制御手段（制御基板）６が設けられる。制御手段６は、送風手段２、駆動手段、加熱手段４に配線（図示せず）を介して接続される。

次に、図４を用いて、脱臭手段３と加熱手段４とを説明する。
図４はこの発明の実施の形態１における脱臭装置の要部の斜視図である。

図４に示すように、脱臭手段３は、円形状に形成される。脱臭装置に要求される脱臭性能や脱臭装置の大きさに応じて、複数の脱臭手段３が通風路Ｒにおける風の流れの進行方向に重ねて配置される場合もある。脱臭手段３は、複数の脱臭領域３ａに分割される。尚、脱臭領域３ａは、脱臭手段３に着脱自在に取り付けられても良い。図４においては、脱臭手段３は、例えば８個の扇状の脱臭領域３ａが平面上に並ぶように配置される。脱臭領域３ａは、空気が通過するように形成される。例えば、脱臭領域３ａは、ハニカム状、フィン状、メッシュ状、板状の金属で形成される。脱臭領域３ａには、触媒が添着される。尚、脱臭領域３として熱伝導性の良い金属以外の材質を用いても良い。熱伝導率としては１０Ｗ／（ｍ・ｋ）以上のものが良い。

隣接した脱臭領域３ａの間には、断熱領域３ｂが配置される。また、断熱領域３ｂは、図４に示すように、同一材料により奥行き方向まで隣接した状態で脱臭領域３ａとの間を仕切るような構造としている。断熱領域３ｂは、脱臭領域３ａの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する。例えば、断熱領域３ｂは、セラミックで形成される。断熱領域３ｂは、主に建築等に用いるガラスウール、ロックウール、羊毛断熱材、セルロースファイバー、炭化コルクで形成される場合もある。断熱領域３ｂは、加熱手段４の昇温温度に耐え得る発泡系断熱材で形成される場合もある。断熱領域３ｂは、空気層又は真空層で形成される場合もある。断熱領域３ｂが空気層や真空層で形成される場合は、脱臭領域３ａを固定する支柱が設けられる。

図４に示すように、加熱手段４は、扇状に形成される。加熱手段４の中心角は、各脱臭領域３ａの中心角よりも広い。加熱手段４の脱臭手段３との対向面以外には、断熱材（図示せず）が設けられる。加熱手段４の面積及び加える熱量は、熱が脱臭手段３に到達するまでに減少する量等に基づいて、個別に設定される。

次に、図５等を用いて、脱臭装置の動作を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における脱臭装置の加熱手段と断熱部及び脱臭手段の配置関係を示す図である。

本体ケース１に設けられたスイッチ（図示せず）等が操作されると、制御手段６が送風手段２を動作させる。当該動作によって、吸入口１ａから室内の空気が本体ケース１内に導入される。当該空気は、通風路Ｒを経由して、吹出口１ｂから吹き出される。この際、当該空気内の臭気物質は、脱臭手段３に吸着する。当該吸着により、各脱臭領域３ａの脱臭性能が低下する。

その後、所定のタイミングで、脱臭領域３ａの脱臭性能回復動作が行われる。所定のタイミングとしては、例えば、１日の脱臭動作が終わった後とする。この場合、１つの脱臭領域３ａのみについて行う。それにより、加熱手段４による１日あたりの消費電力を抑えることが出来る。尚、再生動作を優先する場合には、脱臭領域３ａへの加熱動作を、複数の脱臭領域３ａに対して連続して行うことも出来る。また、所定のタイミングの他の例としては、運転開始からの累積時間が所定時間を超えた場合や、前回行った脱臭手段３の脱臭性能の性能回復動作からの累積時間が所定時間を越えた場合等としても良い。また、この脱臭性能回復動作は、送風手段２の動作と並行して行っても構わない。

脱臭領域３ａの脱臭性能回復動作として、制御手段６は、加熱手段４と脱臭領域３ａの相対位置を制御する。具体的には、図２に示すように、制御手段６は、加熱手段４が脱臭領域３ａのひとつの全面と対向するように、駆動手段を介して脱臭手段３を回転させる。例えば、図５に示すように、制御手段６は、鉛直投影面上で加熱手段４の一縁部が当該脱臭領域３ａの一側の断熱領域３ｂと重なるように、脱臭手段３を回転させる。また、制御手段６は、当該脱臭手段３の両側の断熱領域３ｂが加熱手段４の両縁部の内側に配置されるように、脱臭手段３を回転させる場合もある。その結果、図２に示すように当該脱臭領域３ａが加熱対象領域Ａとなるように配置される。この状態で、制御手段６は、脱臭手段３の回転を停止させる。

その後、制御手段６は、加熱制御プログラムに基づいて、脱臭領域３ａの再生に要する温度に達するために必要な温度まで加熱手段４を昇温させる。この際、目的とする温度に達したか否かは、温度検出手段（図示せず）の検出結果で判定してもよいし、予め設計した加熱手段４の昇温プログラム（Δ℃／ｍｉｎ×ｍｉｎ）に基づいた加熱時間で判定してもよい。

その後、脱臭手段３が目的とする温度まで昇温すると、制御手段６は、加熱手段４に所定時間加熱を継続させる。この際、加熱温度と加熱時間とは、脱臭手段３に吸着した臭気物質を除去するのに充分な温度と時間とに設定される。

このとき、加熱手段４の断熱材は、加熱手段４から加熱空間５以外への放熱を抑制する。このため、加熱対象領域Ａの保温効果が高まる。その結果、脱臭手段３を目的とする温度にするための電力の消費量が抑制される。

加熱対象領域Ａの脱臭領域３ａの熱は、非加熱対象領域Ｂの脱臭領域３ａに伝導しようとする。しかしながら、加熱対象領域Ａの両側には、断熱領域３ｂが配置されている。このため、当該熱の伝導は、当該断熱領域３ｂに抑制される。

加熱制御プログラムによる動作が完了すると、制御手段６は、加熱した脱臭領域３ａに隣接した脱臭領域３ａの一方の全面が加熱手段４と対向するように、脱臭手段３を所定角度回転させる。

上記動作は、脱臭手段３の吸着性能の大きさや触媒添着の有無など種々の条件に基づいて決定される。例えば、脱臭手段３の臭気物質吸着容量を超える前に、全脱臭領域３ａが再生される。

以上で説明した実施の形態１によれば、脱臭手段３は、複数の脱臭領域３ａが断熱領域３ｂによって分割される。このため、加熱対象領域Ａの脱臭領域３ａから非加熱対象領域Ｂの脱臭領域３ａに熱が伝導することを抑制できる。その結果、脱臭手段３を効率的に再生することができる。すなわち、脱臭領域３ａに吸着した臭気物質を除去する温度に脱臭領域３ａを昇温する際に、電力の消費を抑制することができる。

この際、吹出口１ｂの温度の上昇も抑制される。すなわち、脱臭動作と脱臭領域３ａの再生動作とを同時を行っても、加熱手段４が断熱されていることや、脱臭領域３ａが断熱領域３ｂにより断熱されているため、加熱手段４から加熱対象領域Ａに伝導した熱が非加熱対象領域Ｂに伝導して放熱することにより、吹出口１ｂから吹き出される空気が高温になることを抑制できる。このため、ユーザーの利便性が向上する。

また、加熱手段４が各脱臭領域３ａに対向した際、当該脱臭領域３ａの全面が加熱手段４に対向する。このため、より短時間で当該脱臭領域３ａを再生することができる。

また、脱臭領域３ａは、熱伝導率の高い金属からなる。このため、熱伝導率の低いセラミック等で脱臭領域３ａを形成した場合よりも、加熱対象領域Ａの脱臭領域３ａの奥行き方向の温度分布を均一にすることができる。この場合、断熱領域３ｂの効果が顕著になる。

また、脱臭領域３ａには、触媒が添着される。脱臭領域３ａに吸着した臭気物質を酸化分解する際の有効温度は、触媒の種類毎に異なる。当該温度は通常１５０℃以上の高温である。すなわち、当該温度と室温との差が大きい。しかしながら、本実施の形態１のように、脱臭領域３ａが断熱領域３ｂにより断熱されているため、加熱手段４から伝導される熱が非加熱対象領域Ｂに漏れずに、加熱対象領域Ａにある脱臭領域３ａに対して集中的に効率良く伝導することができる。それにより、脱臭領域３ａに吸着された臭気物質は、完全酸化によって水と二酸化炭素とに分解される。当該分解により、臭気物質の再放出が抑制される。当該抑制により、ユーザーの不快感を抑制することができる。また、断熱領域３ｂがあることにより、加熱対象領域Ａにある脱臭領域３ａに加えた熱が、非加熱対象領域Ｂにある脱臭領域３ａに伝導しにくくなるため、非加熱対象領域Ｂにある脱臭領域３ａが加熱されることにより酸化分解されず脱離した物質による臭気の発生を抑制することができる。

また、脱臭領域３ａは、脱臭手段３に着脱自在に設けられる。このため、脱臭手段３の上流に塵埃除去手段がなければ、脱臭領域３ａを取り外し、脱臭領域３ａ表面に付着した塵埃を家庭用シンクやバケツを用いて水浸漬洗いすることができる。その結果、脱臭領域３ａの衛生性を保つことができる。

また、脱臭手段３は、複数の扇状の脱臭領域３ａが段にならずに均一に平面上に並ぶように円形状に形成される。この場合、脱臭手段３に本体ケース１の内面が近接している場合でも、脱臭手段３を回転させることができる。このため、脱臭装置の外寸を可能な限り小さくすることができる。また、送風手段２による風が脱臭手段３の全面に対して平面方向で均一に流れる。このため、臭気物質も均一に脱臭手段３に向かう。このため、脱臭手段３の吸着有効面積を有効に活用できる。

また、加熱手段４は、脱臭手段３の下流側に設けられる。吸入口１ａ側から脱臭装置内部の塵埃除去手段（図示せず）等を取り替える際にユーザーが加熱手段４に触れることを防止できる。

なお、加熱手段４が脱臭手段３の上流側、または、上流側と下流側との双方に設けられる場合もある。この場合、脱臭領域３ａを短時間で昇温することができる。すなわち、ユーザーが脱臭領域３ａの再生動作を待つ時間を短縮することができる。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２における脱臭装置の要部の正面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１の脱臭手段３は８個の脱臭領域３ａに分割されていた。一方、実施の形態２の脱臭手段３は４個の脱臭領域３ａに分割されている。実施の形態２の脱臭装置は、実施の形態１と同様に動作する。

以上で説明した実施の形態２によれば、実施の形態１よりも短時間で脱臭手段３を再生することができる。

実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３における脱臭装置の要部の正面図である。なお、実施の形態２と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態２の加熱手段４は扇状に形成されていた。一方、実施の形態３の加熱手段４は正方形状に形成されている。加熱手段４の辺の長さは、脱臭手段３の半径の長さと略同一である。すなわち、加熱手段４の面積は、各脱臭領域３ａよりも広い。実施の形態３の脱臭装置は、実施の形態２と同様に動作する。

以上で説明した実施の形態３によれば、脱臭装置の設計事情により加熱手段４の面積が大きくなる場合でも、脱臭手段３において、加熱手段４が対向していない部位からの放熱を抑制することができる。

実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４における脱臭装置の要部の正面図である。なお、実施の形態３と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態３の脱臭手段３は円形状に形成されていた。一方、実施の形態４の脱臭手段３は矩形状に形成されている。具体的には、脱臭手段３は、複数の正方形状の脱臭領域３ａが平面上に並んで配置されるように形成される。各脱臭領域３ａの面積は、加熱手段４の面積と略同一である。

本実施の形態においては、脱臭手段３の外周に沿って、枠（図示せず）が設けられる。脱臭手段３の再生時においては、制御手段６は、加熱手段４が各脱臭領域３ａに対向するように、脱臭手段３の外周に対して水平又は鉛直方向に枠に沿って加熱手段４を平行移動させる。

以上で説明した実施の形態４によれば、脱臭手段３が諸事情により矩形であっても、脱臭手段３を再生することができる。すなわち、本体ケース１と脱臭手段３の境界に充分に距離がなく、脱臭手段３の対角線を直径として脱臭手段３を回転できない場合であっても、各脱臭領域３ａを順番に再生することができる。

なお、実施の形態１〜４に記載の脱臭手段３の再生方法は、脱臭機能を有する空気清浄機や空調機器の他、水や生ゴミ処理時の脱臭を目的とした装置に適用することができる。

１ 本体ケース
１ａ 吸入口
１ｂ 吹出口
２ 送風手段
３ 脱臭手段
３ａ 脱臭領域
３ｂ 断熱領域
４ 加熱手段
５ 加熱空間
６ 制御手段

Claims (7)

1. 外部に向けて開口する吸入口を一側の側面に有し、外部に向けて開口する吹出口を上面の前記吸入口のある側とは反対側に有し、前記吸入口と前記吹出口とを連通する通風路を有した本体と、
   前記通風路に空気を導入するように前記本体内において前記吹出口の直下に設けられた送風手段と、
   前記本体内において前記本体の一側の側面に隣接するように前記通風路に設けられ、前記送風手段により導入された空気が通過する複数の脱臭領域が前記脱臭領域の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有した断熱領域によって分割された脱臭手段と、
   前記本体内の下部において前記脱臭手段の下流側に隣接し、水平投影面上において前記吹出口と重ならないように設けられた加熱手段と、
   前記加熱手段が各脱臭領域と所定時間対向するように、前記加熱手段と前記脱臭手段の相対位置を制御する制御手段と、
   を備えた脱臭装置。
2. 前記脱臭手段は、前記加熱手段が各脱臭領域に対向した際に当該脱臭領域の全面が前記加熱手段に対向するように形成された請求項１記載の脱臭装置。
3. 前記脱臭領域は、金属からなる請求項１又は請求項２に記載の脱臭装置。
4. 前記脱臭領域に添着され、前記脱臭領域に吸着した臭気物質を酸化分解する触媒、
   を備えた請求項１〜請求項３のいずれかに記載の脱臭装置。
5. 前記脱臭領域は、前記脱臭手段に着脱自在に取り付けられた請求項１〜請求項４のいずれかに記載の脱臭装置。
6. 前記脱臭手段は、複数の扇状の脱臭領域が平面上に並ぶように円形状に形成され、
   前記制御手段は、前記加熱手段が各脱臭領域と所定時間対向するように、前記脱臭手段を回転させる請求項１〜請求項５のいずれかに記載の脱臭装置。
7. 前記脱臭手段は、複数の矩形状の脱臭領域が平面上に並ぶように矩形状に形成され、
   前記制御手段は、前記加熱手段が各脱臭領域と所定時間対向するように、前記加熱手段を平行移動させる請求項１〜請求項５のいずれかに記載の脱臭装置。

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