JP2002263181A - 簡易脱臭装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一般家庭などにおいて発生する不快な臭気に
対して、簡単な装置で効率よく処理することが可能な簡
易脱臭装置を提供する。 【解決手段】オゾンを生成させる紫外線ランプＡと、生
成オゾンを分解してラジカルを生成させる紫外線ランプ
Ｂとを、被処理ガス（臭気）を流通させる空間部に、被
処理ガスの流れ方向に対して、紫外線ランプＡを上流側
に、紫外線ランプＢを下流側に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は簡易脱臭装置に関し、詳
しくは室内などにおいて局所的に発生する臭気を紫外線
ランプを用いて効率よく除去する簡易脱臭装置に関す
る。この簡易脱臭装置は、オムツ交換などにおける介護
臭の除去に有効に利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】近年、高齢化が急速に進行しており、介
護を必要とする人の数は急増している。このような生活
自立機能の低下した高齢者を居住者とした場合に排泄物
や身体からの臭気の発生により室内の空気環境が悪化す
ることが懸念される。特に家庭において介護に伴う臭気
に対する問題は深刻であり、介護者の快適性や健康性を
損ない精神的にも大きな負担となっている。また、病院
や老人福祉施設においては居住性や快適性の向上が検討
されているが、施設全体の対策を実施するためには多大
な設備投資が必要となり入居者の経済的負担も大きくな
ると予測される。室内の臭気対策としては空気清浄器や
エアコンに脱臭機能を付与したタイプや室内脱臭機が製
品化されているが、これらは室内全体の臭気の除去を目
的とし脱臭器を介して比較的低濃度の室内臭気を時間を
かけて徐々に改善するものであり、オムツ交換などにお
いて一時的に発生する高濃度の臭気の除去には適さな
い。したがって、現状ではオムツ交換の際に窓を開けて
換気するか芳香剤などにより発生した臭気をマスキング
して臭気の緩和を図る程度となっている。局所的に発生
する高濃度の臭気は急速に部屋全体に充満し、本人およ
び世話をする介護者や周囲の人に不快感を与えるばかり
か、親しい人の入室を遠ざけ患者の孤立性を高める要因
ともなっている。また、臭気が原因で自宅での介護を回
避すべく老人施設に入居させるケースも考えられる。こ
のような臭気を除去する方法としては、例えば、触媒に
よる脱臭方法としてオゾンの酸化力を利用することによ
り常温で臭気成分の除去する方法が特公平７−４１１４
６号公報に開示されている。しかし、オゾン触媒法では
除去できる臭気が限られており、硫化水素やメチルメル
カプタンなどの硫黄系臭気成分に対しては優れた除去性
能が得られるが、アンモニアや低級脂肪酸臭に対する効
果は十分とはいえない。

【０００３】一方、２００ｎｍ以下の紫外線と２３０〜
２７０ｎｍの紫外線とを両方発生する紫外線ランプを使
用することにより、オゾン触媒脱臭に加えて、ラジカル
酸素の作用や光触媒作用により硫化水素やアンモニアの
処理効率が向上するガス中の有害物質除去装置（特開平
９−２０６５５８号公報）が提案されている。しかしな
がら、オゾンに２３０〜２７０ｎｍの光を照射すること
によって生成するラジカル酸素は酸化力が強く、硫化水
素やメチルメルカプタンなどの硫黄系臭気成分を気相で
酸化して、生成した亜硫酸ガスにより触媒が被毒劣化を
起こすという問題がある。また、一つの紫外線ランプで
二種類の紫外線を同時に照射することから、ラジカルに
変換されない残存オゾンが発生し易く、このため、有害
な残存オゾンのリークを防止するために、オゾン処理手
段を追加的に設ける必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、一般家庭な
どにおいて発生する不快な臭気に対して、簡単な装置で
効率よく処理することが可能な簡易脱臭装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、オゾンを生成させる紫外線ランプＡと、生成オ
ゾンを分解してラジカルを生成させる紫外線ランプＢと
を、被処理ガス（臭気）を流通させる空間部に、好まし
くは被処理ガスの流れ方向に対して、紫外線ランプＡを
上流側に、紫外線ランプＢを下流側に設けることにより
上記目的が達成できること、また紫外線ランプＡに替え
てオゾン発生器も使用できることを見出し、本発明を完
成させるに至った。すなわち、本発明は、オゾンを生成
させるための紫外線ランプＡまたはオゾン発生器と生成
オゾンを分解してラジカルを生成させるための紫外線ラ
ンプＢとを備えてなることを特徴とする簡易脱臭装置で
ある。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の簡易脱臭装置において
は、紫外線ランプＡおよびＢを設けてなる空間部に被処
理ガスを導入し、紫外線ランプＡからの紫外線を照射す
ることにより被処理ガス、すなわち空気中の酸素をオゾ
ンに変換し、次いで紫外線ランプＢからの紫外線を照射
して、生成したオゾンをラジカルに変換する。臭気成分
は、特にラジカルにより酸化分解されて無臭化される。

【０００７】紫外線ランプＡとしては、オゾンランプと
して知られている、１９０ｎｍ以下の光を発生する、石
英ガラス製の低圧水銀ランプを使用するのがよい。１９
０ｎｍ以下の波長の有する光エネルギーは酸素分子の結
合エネルギー以上であり空気中の酸素を励起してオゾン
を生成する。オゾンと臭気成分の気相反応だけでは反応
速度が遅く効率的な臭気の除去は困難であるが、生成し
たオゾンに２３０〜２７０ｎｍの波長の光照射すること
によりオゾンは励起され、酸化力の高いラジカルが生成
して、各種臭気成分と気相で反応することが可能とな
る。オゾンの光励起により生成したラジカルの酸化力は
極めて高く、従来のオゾン酸化では除去困難であったア
ンモニアや脂肪酸などの酸化除去が可能となる。前述の
１９０ｎｍ以下の波長の光を発生する低圧水銀ランプは
同時に２３０〜２７０ｎｍの波長の光も発生し、紫外線
ランプＡだけでもある程度の脱臭効果を得ることができ
る。しかし、紫外線ランプＡだけではほとんどのオゾン
が未反応でリークするため十分な脱臭効果は得られず、
有害なオゾンがリークすることになる。そこで、更に紫
外線ランプＢを設置することによりオゾンがラジカルを
生成し、脱臭反応が促進されオゾンを有効的に利用する
ことが可能であり、オゾンが分解するため安全性の問題
も解決される。したがって、本発明の簡易脱臭装置にお
いては、被処理ガスの流れ方向に対して、紫外線ランプ
Ａを上流側に、そして紫外線ランプＢを下流側に設ける
のがよい。紫外線ランプＢとしては、２３０〜２７０ｎ
ｍの波長の光を発生する殺菌灯やケミカルランプなどが
使用可能である。紫外線ランプＢは近年水処理の殺菌用
途などに多用されており、高出力化や高寿命化が進めら
れている。高濃度の臭気を処理するためには、オゾンも
それに見合う量を発生させ、更にラジカル化させる必要
がある。そこで、オゾン発生量に合わせて紫外線ランプ
Ｂの高出力化や使用本数を増加することにより、触媒な
どを用いなくてもオゾンをリークさせずに高濃度の臭気
を無臭化することができる。本発明の特徴の一つは、２
種類の紫外線ランプを用いることにより、残存オゾンの
リークを防止するための追加手段を必ずしも必要としな
い点にある。紫外線照射のより生成するラジカルの酸化
力はオゾン触媒の表面に生成する活性酸素と比較すると
酸化力が強いことが確認されており、アンモニアや低級
脂肪酸も酸化分解できることが確認されている。活性炭
のオゾンによる消耗や触媒の被毒劣化を心配する必要も
ない。このように、紫外線ランプＢを複数本設置するこ
とによりオゾンの分解および臭気成分の除去を促進する
ことができる。本発明の脱臭反応は、オゾンに紫外線ラ
ンプＢを照射することにより生成するラジカルにより進
行することを特徴としており、オゾンを生成する紫外線
ランプＡの代わりに沿面放電方式や無声放電方式のオゾ
ン発生器を用いてもよい。紫外線ランプＢと比較して紫
外線ランプＡは現在のところ用途が限られているため小
型のものが主流であるためオゾン発生量が必要な場合は
ランプ方式以外のオゾン発生器を用いることができる。
このようなオゾン発生器としては、例えば回転電極タイ
プ、ガラスチューブ管タイプやプレート電極タイプなど
の無声放電方式が使用可能である。

【０００８】また、オゾンに紫外線ランプを照射する際
に、必要により被処理ガスの水分量を調節することが好
ましい。被処理ガス中の水分量としては５〜３０ｇ／ｍ
^３の範囲であることが好ましく、より好ましくは１０〜
２０ｇ／ｍ^３である。水分の存在により臭気成分やオゾ
ンの分解が著しく促進されることが確認されており、オ
ゾンに紫外線ランプＢを照射して生成するラジカルはＯ
Ｈラジカルが関与していると考えられる。水分量が５ｇ
／ｍ^３より少ない場合はラジカルの生成が少なくなり脱
臭反応が不十分となったり、オゾンがリークしやすくな
るため紫外線ランプの本数を増やしたり、後段に活性炭
や触媒などを付加することが必要となり好ましくない。
したがって、被処理ガス中の水分量が少ない場合は、加
湿器などを用いて水分を補給することが好ましい。加湿
は水分を直接噴霧する方法や水を加熱して蒸発させた
り、バブリングさせたりする方法などが使用できる。紫
外線ランプの照射により簡易脱臭装置内部の温度は室温
より高くなるため、単に脱臭装置の下部に水を入れたト
レーなどを設置するだけでも、被処理ガスを加湿するこ
とが可能である。また、３０ｇ／ｍ^３より水分量を多く
しても反応を促進する効果はほとんどなく、使用環境に
よっては簡易脱臭装置内で結露が起こり装置トラブルの
原因となったりするので好ましくない。

【０００９】なお、発生させたオゾンを有効に利用する
ためには、紫外線ランプＢを被処理ガスに効率よく照射
する必要がある。これにより気相で脱臭反応が促進され
るとともにオゾンも分解されて、後段にオゾン脱臭触媒
などを設置する必要はなくなる。光を均質に処理ガスに
照射するために、紫外線ランプＢは脱臭装置内部の被処
理ガスを流通させる空間部の中心に設置することが好ま
しい。紫外線ランプＢは、ガスの流れ方向に対して、平
行または垂直に設置することができる。特に、紫外線ラ
ンプＢを複数本設置する場合は、コンパクトな装置を設
計するために、図１に示すようにガスの流れ方向に対し
て垂直に設置することが好ましい。この際、脱臭装置の
側壁とランプ中心部との距離をＬ１とし、ランプのガラ
ス管部の総長をＬ２とした場合、Ｌ１／Ｌ２の比率が
０．５〜２、好ましくは０．７〜１となるように装置を
設計するのがよい。この比率が０．５より低い場合は、
光の大部分はラジカル生成に関与せず、側壁に吸収され
て無駄となる。また、この比率が２を超えると、空間部
の側壁付近に光が十分に到達しないことより、オゾンや
臭気が分解されずに通過してしまう。被処理ガス量が多
い場合などで、脱臭装置の断面積が大きくなり、Ｌ１／
Ｌ２が２を超えるときは、横方向にランプの本数を増や
して光が全体に照射されるようにする。なお、必要によ
り、紫外線ランプＢの後段に脱臭体を設置してもよい。
このような脱臭体としては、オゾンと臭気成分との反応
を促進する、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕなどの遷移金属の
酸化物を含有するオゾン脱臭触媒が使用することができ
る。また、活性炭もしくは活性炭にアルカリ成分や酸性
成分あるいは沃素などの酸化剤にて処理した酸性ガス
用、塩基性ガス用および中性ガス用の添着活性炭も使用
できる。さらに、活性炭やゼオライトなどの吸着剤とＭ
ｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｒｈ、ＲｕおよびＡｕから選ばれた少なくとも１種
の触媒成分を組み合せたものも使用可能である。本発明
の簡易脱臭装置は、オゾン触媒法や活性炭吸着法などで
従来対応することが困難であったアンモニアや低級脂肪
酸も処理可能であり、介護に伴って発生する大便臭、小
便臭や体臭などに対して優れた脱臭効果を得ることがで
きる。このような介護臭気の発生はオムツ交換時や簡易
トイレ使用時に一時的に局所で発生することが予測され
る。そこで、簡易脱臭装置の臭気導入口にフレキシブル
な吸引ホースを接続できる構造としておくことにより、
局所的に発生する臭気を効率的に捕集することができ
る。例えば、病院のベットにおいてオムツ交換する際
に、大型の脱臭装置を使用者の股間に設置する方法はス
ペースや作業性に問題があり好ましくなく、小型の脱臭
装置では風量不足や脱臭能力不足により十分な脱臭効果
が得られない。また使用者から離れた位置に脱臭装置を
設置する場合は効率的な臭気除去が不可能となる。そこ
でフレキシブルな吸引ホースを介して臭気を簡易脱臭装
置に導入せしめることによりオムツ交換作業を容易に進
めることができる。また、ポータブルトイレの便器内の
空間部と簡易脱臭装置のフレキシブルな吸引ホースとを
接続できる構造としておくことにより、臭気を拡散する
ことなく室内でポータブルトイレを使用することが可能
となる。吸引ホースは先端部を傘状に広げたり、金網や
不織布により臭気以外の異物吸入防止対策を施した構造
にすることもできる。

【００１０】図１および２は各々本発明の簡易脱臭装置
の一態様を示した説明図であり、図３は従来の脱臭装置
の説明図であり、また図４は本発明の簡易脱臭装置を使
用する際の一態様を示した説明図である。

【００１１】図１に示す簡易脱臭装置は、被処理ガスを
装置１の空間部に導入するためのファン２、１８５ｎｍ
の光を発生する紫外線ランプＡ３、および２５４ｎｍの
光を発生する紫外線ランプＢ４から構成されている。

【００１２】図２に示す簡易脱臭装置は、被処理ガスを
装置１の空間部に導入するためのファン２、発生させた
オゾンをファン２の手前で供給するオゾン発生装置５、
および２５４ｎｍの光を発生する紫外線ランプＢ４から
構成されている。

【００１３】図３に示す従来の脱臭装置は、被処理ガス
を装置１の空間部に導入するためのファン２、１８５ｎ
ｍの光を発生する紫外線ランプＡ３、およびオゾンを分
解するための触媒層６から構成されている。

【００１４】図４は、装置１の被処理ガス導入口にフレ
キシブルホース７が取り付けられており、フレキシブル
ホース７の先端部はポータブルトイレ８に挿入されてい
る。

【００１５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。 実施例１ 図１に示す脱臭装置を用いて、複合臭気に対する脱臭試
験を実施した。脱臭装置本体の空間部の下部に紫外線ラ
ンプＡして６ｗのオゾン発生ランプ（三協電気株式会社
製ＧＬ６ＺＨ）を設置し、その上部に紫外線ランプＢと
して８Ｗの殺菌灯（東芝ライテック株式会社製ＧＬ−
８、ガラス管部の総長２６．５ｃｍ）を２本並べて設置
した。ガスの吸引は脱臭装置下部に設けたファンにより
３００Ｌ／ｍｉｎにて脱臭装置本体に被処理ガスを導入
した。試験した室内の気温は２５℃で、水分量が１８ｇ
／ｍ^３であり、臭気成分としては脱臭装置入口のガス濃
度が硫化メチル０．２ｐｐｍ、アンモニア２ｐｐｍ、酢
酸０．１ｐｐｍとなるように調整し、各成分に対する脱
臭効果を調べた。装置出口のガス濃度測定結果を表１に
示す。なお、脱臭装置の空間部の断面は４０ｃｍ角であ
り、その中心部にランプを設置した。Ｌ１／Ｌ２は０．
８であった。 実施例２ 図２に示す脱臭装置を用いて、複合臭気に対する脱臭試
験を実施した。無声放電タイプのオゾン発生器（株式会
社オゾン製ＯＺ−４）で発生させたオゾンを外部よりフ
ァンの手前で脱臭装置入口部に導入し、紫外線ランプＢ
として８Ｗの殺菌灯（東芝ライテック株式会社製ＧＬ−
８、ガラス管部の総長２６．５ｃｍ）を３本設置した。
ファンで混合後のオゾン濃度は２ｐｐｍとなるようにオ
ゾン発生量を調整した。実施例１と同様にして脱臭試験
を実施した結果を表１に示す。なお、脱臭装置の紫外線
ランプを設置した空間部の断面は４０ｃｍ角であり、Ｌ
１／Ｌ２は０．８であった。 比較例１ 実施例１おいて、紫外線ランプＡのみを設置して紫外線
ランプＢである殺菌灯を設置しない脱臭装置を用いて、
実施例１と同様に脱臭試験を実施した。結果を表１に示
す。 比較例２ 図３に示す脱臭装置を用いて、複合臭気に対する脱臭試
験を実施した。すなわち、紫外線ランプＡの後ろにハニ
カム形状のオゾン触媒１．５リットルを充填した以外
は、比較例１と同様に脱臭試験を実施した。結果を表１
に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】比較例１に示す紫外線ランプＡだけでもあ
る程度の脱臭効果が得られているが、実施例１、２と比
較すると効果が不十分であり、オゾンもリークするため
安全性に問題がある。また、比較例２で比較例１にオゾ
ン触媒を付加した装置を示したが、アンモニアおよび酢
酸の除去性能の向上はほとんど得られていない。一方、
本発明の脱臭装置は、実施例１、２に示すように、簡易
な装置構成で複合臭気の除去ができている。また従来の
脱臭装置のように活性炭などの吸着剤が不要であり維持
管理が容易である。

【００１８】

【発明の効果】本発明の簡易脱臭装置は、紫外線ランプ
とファンのみで構成することが可能であり、コンパクト
でシンプルな設備で各種臭気成分の除去ができる。ま
た、オゾン触媒法や活性炭吸着法などで従来対応するこ
とが困難であったアンモニアや低級脂肪酸も処理可能で
あり、介護に伴って発生する大便臭、小便臭や体臭など
に対して優れた脱臭効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の簡易脱臭装置の一態様を示す説明図
である。

【図２】 本発明の簡易脱臭装置の他の態様を示す説明
図である。

【図３】 従来の脱臭装置の説明図である。

【図４】 本発明の簡易脱臭装置を使用する際の一態様
を示した説明図である。

【符号の説明】

１ 脱臭装置本体 ２ ファン ３ 紫外線ランプＡ ４ 紫外線ランプＢ ５ オゾン発生器 ６ 脱臭体（オゾン触媒） ７ フレキシブルホース ８ ボータブルトイレ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オゾンを生成させるための紫外線ランプ
   Ａまたはオゾン発生器と生成オゾンを分解してラジカル
   を生成させるための紫外線ランプＢとを備えてなること
   を特徴とする簡易脱臭装置。
2. 【請求項２】 紫外線ランプＡが１９０ｎｍ以下の波長
   の光を発生する紫外線ランプである請求項１記載の簡易
   脱臭装置。
3. 【請求項３】 紫外線ランプＢが２３０〜２７０ｎｍの
   波長の光を発生する紫外線ランプである請求項１または
   ２記載の簡易脱臭装置。