厨房排気用脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置並びにその製造方法
【課題】高性能で且つコンパクトであり、更に低コストでメインテナンスが簡便に行える厨房排気用脱臭フィルタ及び脱臭装置とその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る厨房排気用脱臭フィルタは、コルゲートハニカム基材１５ａ、１５ｂの表面に、ゼオライト及び／又は活性炭からなる吸着剤１６が無機バインダによって担持されている。このゼオライトは、ＳｉＯ２の含有量を［ＳｉＯ２］（モル）、Ａｌ２Ｏ３の含有量を［Ａｌ２Ｏ３］（モル）としたとき、［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０以上、比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上である。
【解決手段】本発明に係る厨房排気用脱臭フィルタは、コルゲートハニカム基材１５ａ、１５ｂの表面に、ゼオライト及び／又は活性炭からなる吸着剤１６が無機バインダによって担持されている。このゼオライトは、ＳｉＯ２の含有量を［ＳｉＯ２］（モル）、Ａｌ２Ｏ３の含有量を［Ａｌ２Ｏ３］（モル）としたとき、［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０以上、比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調理臭を除去するのに好適な厨房排気用脱臭フィルタ及びこの厨房排気用脱臭フィルタを組み込んだ厨房排気用脱臭装置並びにその製造方法に関し、特に食物を加熱調理する過程で発生する臭気に最適な触媒と吸着剤とを配合し、脱臭に有効なコルゲートハニカムの表面に必要十分な量の触媒と吸着剤とを担持するフィルタ及び脱臭装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、住宅と商業地域が密接し、飲食店及び食品加工工場等から発生する臭気が生活環境に入り込み、これらの臭気に対する苦情が増加している。大規模の事業所から発生する臭気等の物質は、法的に規制されていることもあり、脱臭装置等の処理装置を設置して対策が施されている。一方、中小規模の飲食店等ではコスト及び設置スペースが限られ、コストが高く、メインテナンスに手間のかかる燃焼式及び活性炭固定層式等の脱臭装置の導入が困難である。
【０００３】
特許文献１において、ホルマイト系コルゲートハニカムフィルタが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４３７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術においては、調理臭は、臭気成分の他に水分とオイルミストが含まれており、比表面積が小さく、親水性のホルマイト系粘土鉱物だけで形成されるフィルタでは脱臭性能が不十分である。このため、十分な脱臭性能を確保するには、フィルタボリュームが大きくなり、従って排気機構が大きくなるため、設置スペースに不自由があるという問題点もある。このフィルタ構造をそのまま縮小した構造を用いても排気容量が不十分であるため、実用には向かない。
【０００６】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであって、高性能且つコンパクトで、更に低コストでメインテナンスが簡便であり、厨房用として好ましく、調理臭を除去するのに好適な厨房排気用脱臭フィルタ及びこの厨房排気用脱臭フィルタを組み込んだ厨房排気用脱臭装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る厨房排気用脱臭フィルタは、コルゲートハニカム基材の表面にゼオライト及び／又は活性炭が無機バインダによって担持されていることを特徴とする。
【０００８】
前記ゼオライトは、ＳｉＯ２の含有量を［ＳｉＯ２］（モル）、Ａｌ２Ｏ３の含有量を［Ａｌ２Ｏ３］（モル）としたとき、［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０以上であることが好ましい。
【０００９】
例えば、ゼオライトはＺＳＭ−５型とすることができる。
【００１０】
ゼオライトの比表面積は１５０ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。
【００１１】
また、コルゲートハニカム基材の表面に無機バインダによって担持される活性炭の比表面積は４００ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。
【００１２】
例えばゼオライト及び／又は活性炭の担持量はコルゲートハニカム基材１ｃｃ当たり０．０５乃至０．５ｇである。
【００１３】
コルゲートハニカム基材のセル（貫通孔）数は２０乃至４００セル／ｉｎｃｈ２であることが好ましい。
【００１４】
また、コルゲートハニカム基材のセル数は、８０乃至１５０セル／ｉｎｃｈ２であればより好ましい。
【００１５】
本発明に係る厨房排気用脱臭フィルタは、コルゲートハニカム基材にマンガン酸化物触媒を担持させてもよい。
【００１６】
この場合に、前記マンガン酸化物触媒は、銅酸化物又は鉄酸化物との複合酸化物とすることができる。
【００１７】
上述の厨房排気用脱臭フィルタを組み込んだ本発明に係る厨房排気用脱臭装置は、コルゲートハニカム基材を通過する面風速が１乃至５ｍ／ｓであることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る厨房排気用脱臭装置は、厨房排気用脱臭フィルタの空間速度が１万乃至１０万ｈ−１であることが好ましい。
【００１９】
例えば、厨房排気用脱臭フィルタのハニカム開口面を通風方向に向けて配置させ、更に１乃至５層の厨房排気用脱臭フィルタを各層間に間隔を設けて配列させることもできる。
【００２０】
また、厨房排気用脱臭フィルタのハニカム開口面を通風方向に傾斜させて配置させ、更に１乃至５層の厨房排気用脱臭フィルタを各層間に間隔を設けて配列させることもできる。
【００２１】
本発明に係る厨房排気用脱臭装置は、コルゲートハニカム基材の通風方向上流側に不織布（オイルミスト除去フィルタ）を配置することもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の厨房排気用脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置は、コルゲートハニカム基材に無機バインダにより触媒及び吸着剤を担持させることによってフィルタを形成するため、従来技術の鉱物の混練物を押出成形して得るフィルタのように、強度が弱いという問題点を解消することができ、厨房排気用脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置の高強度化及び高性能化が可能になり、結果的に装置の小型化を実現した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る厨房排気用脱臭装置の構造を示す模式的斜視図である。厨房等からの原臭排気口１に、接続用フレキダクト６を介して、本実施形態の厨房排気用脱臭装置の入口チャンバ２が接続されている。この入口チャンバ２は、フィルタを格納するフィルタケース３に連結されている。フィルタケース３は、取手７を有するフィルタケース蓋４によって上部が開閉可能であり、フィルタケース蓋４はワンタッチ固定金具（パチン錠）８によってフィルタケース３に固定される。フィルタケース３の厨房等からの原臭排気口１と接続された面に対向する面は排気フード防虫金網９を張った排気フード５と連結されており、排気フード５の開口は斜め下に向けられている。
【００２４】
図２は、フィルタケース３内部の構造を示す模式的斜視図である。フィルタケース３内部には、コルゲート脱臭フィルタ１０を装填する複数個（図示例は２個）のコルゲート脱臭フィルタ用装填ガイド１１と、その通風方向上流側にオイルミスト除去フィルタ１８を装填するオイルミスト除去フィルタ用装填ガイド１２が配置されている。
【００２５】
図３（ａ）はコルゲートハニカム基材１３を示す斜視図、図３（ｂ）は一部平面図、図４はこのコルゲートハニカム基材１３に吸着剤が担持された状態を示す一部拡大図である。このコルゲートハニカム基材１３は平面状の複数個の基材部１５ａ間に波形の基材部１５ｂを配置し、基材部１５ａ、１５ｂ間を接着して構成されている。このハニカム基材１３は図３に示すように直方体形状をなすが、その厚さ方向の表裏両面において開口している。
【００２６】
この基材部１５ａ、１５ｂの表面に、吸着剤としてのゼオライト及び／又は活性炭が添着されて、ハニカム脱臭フィルタの単位フィルタ１７が構成されている。この添着においては、ゼオライト及び／又は活性炭を含む吸着剤を無機バインダ等のバインダにより基材部１５ａ、１５ｂの表面に担持させる。このとき、銅マンガン酸化物等の触媒も吸着剤と共に担持させることができる。
【００２７】
このようにして、コルゲートハニカム基材１３の基材部表面に吸着剤及び必要に応じて触媒が担持されたハニカム脱臭フィルタの単位フィルタ１７は、図５に示すように、４個１組で、パッキン材１４により組み立てられて、１個の脱臭フィルタ１０となる。即ち、単位フィルタ１７の側面同士を接触させて４個配置し、その周囲をパッキン材１４により緊締することにより、１個の脱臭フィルタ１０が構成されている。この脱臭フィルタ１０は図２に示すフィルタケース３のガイド１１に嵌め込まれる。図２においては、ガイド１１が２個設けられているので、２個の脱臭フィルタ１０が相互に平行に且つ相互間に適長間隔をおいて、フィルタケース３内に配置される。
【００２８】
コルゲートハニカム基材１３は、排気に触れる表面のみが脱臭機能に寄与する。従来技術の鉱物の混練物を押出成形して得るフィルタは、フィルタ全体が脱臭性能を備えていたのに対し、本発明の厨房排気用脱臭フィルタは、コルゲートハニカム基材１３の表面にバインダによって吸着剤及び必要に応じて触媒を担持させるだけで十分な脱臭効果を得ることが可能である。これにより、本発明の厨房排気用脱臭フィルタは、脱臭材料として比較的高価な吸着剤及び触媒を有効に活用することができる。
【００２９】
また、コルゲートハニカム基材１３の材質及び形状には特に制限がないため、基材に薄い材質を選択することによって軽量化が可能で、更にセルを細かく形成することも可能になる。コルゲートハニカム基材１３の材質としては、セラミック、アルミニウム、紙、段ボール及び無機繊維等の一般的な材質でよいが、不燃性又は難燃性を有するものが望ましい。例えば、波状と平面状のセラミック等のペーパを接着剤で貼り合わせ、通風方向にセルと呼ばれる貫通孔を多数持たせたものが挙げられる。
【００３０】
コルゲートハニカム基材１３の表面には、ゼオライト及び／又は活性炭がバインダによって担持されている。ゼオライトは、ＳｉＯ２の含有量を［ＳｉＯ２］（モル）、Ａｌ２Ｏ３の含有量を［Ａｌ２Ｏ３］（モル）としたとき、比疎水性の指標である［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０以上のものを使用することが好ましい。［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０未満の場合、厨房等から排出される排気に含まれる水分を吸湿し、脱臭機能が低下する。しかし、［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０以上である疎水性のゼオライトを使用することによって、吸湿による脱臭機能低下が起こらない。このような疎水性のゼオライトとして例えばＺＳＭ−５型を使用することができる。
【００３１】
また、コルゲートハニカム基材１３に担持させるゼオライト及び活性炭は、その比表面積が脱臭性能に影響を及ぼす。ゼオライト及び活性炭は、各比表面積を夫々１５０ｍ２／ｇ以上及び４００ｍ２／ｇ以上とすることで、良好な脱臭性能を得ることができる。
【００３２】
コルゲートハニカム基材１３は、吸着剤担持量が０．０５乃至０．５ｇ／ｃｃの範囲のものを使用することが好ましい。吸着剤担持量が０．０５ｇ／ｃｃ未満であれば、期待する脱臭性能が得られず、０．５ｇ／ｃｃより大きい場合、圧力損失（ｍｍＡｑ）が上昇するだけで、脱臭性能の向上は小さい。このように、コルゲートハニカム基材１３は吸着剤担持量が０．０５乃至０．５ｇ／ｃｃの範囲のものを使用することによって、圧力損失（ｍｍＡｑ）が少なく脱臭性能に優れたコルゲート脱臭フィルタ１０を形成することができる。
【００３３】
また、コルゲート脱臭フィルタ１０は、厨房等、加熱機器を使用する環境に設置するものであるため、コルゲートハニカム基材１３に触媒と吸着剤とを担持させるバインダは不燃性である無機バインダを使用することが好ましい。有機バインダは吸着剤の細孔を塞ぎ、性能が低下するが、無機バインダは性能低下が少ないという利点もある。
【００３４】
ここで、コルゲートハニカム基材１３は、セル数が２０乃至４００セル／ｉｎｃｈ２の範囲のものを使用することが好ましい。セル数が２０セル／ｉｎｃｈ２未満では、十分な脱臭性能が望めず、４００セル／ｉｎｃｈ２より大きい場合、油分及び埃等によって目詰まりが発生する。また、コルゲートハニカム基材１３のセル数は、８０乃至１５０セル／ｉｎｃｈ２であればよりコンパクトで圧力損失（ｍｍＡｑ）の低いコルゲート脱臭フィルタを実現することができる。
【００３５】
また、コルゲートハニカム基材１３の上述の添着材料にマンガン酸化物触媒を加えることによって、コルゲート脱臭フィルタ１０に付着した油を分解し、フィルタ寿命を延長することができる。更に、マンガン酸化物の有する硫黄系の臭気成分に対する触媒分解作用により、脱臭性能を高めることができる。
【００３６】
コルゲート脱臭フィルタ１０の面風速は、１乃至５ｍ／ｓの範囲で使用することが好ましい。面風速を１ｍ／ｓ未満にするためには大きな開口面積が必要であり、また、面風速が５ｍ／ｓより大きい場合、送風機の追加を必要としない圧力損失６ｍｍＡｑ以下を達成することが難しく、実用的でない。
【００３７】
また、コルゲート脱臭フィルタ１０は空間速度（ＳＶ）１万乃至１０万ｈ−１の範囲で使用することが好ましい。空間速度を１万ｈ−１未満にしても脱臭効果は上がらず、また、１０万ｈ−１より大きいと脱臭効果が不十分である。
【００３８】
上述の如く構成された本実施形態の厨房排気用脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置においては、厨房等からの原臭排気は、フィルタケース３内に設置されたコルゲート脱臭フィルタ１０を形成するコルゲートハニカム基材１３に無機バインダにより担持された触媒及び吸着剤によって臭気を吸着されて脱臭され、排気フード５より大気に放出される。
【００３９】
本実施形態のコルゲート脱臭フィルタ１０においては、コルゲートハニカム基材１３に無機バインダにより触媒及び吸着剤が担持されているため、コルゲートハニカム基材１３自体は薄くても、強度を上げることができ、更にセルを細かく形成することができ、従来技術の鉱物の混練物を押出成形して得るフィルタのように、強度が弱いという問題点を解消することができ、厨房排気用脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置の高強度化及び小型化が可能になる。また、コルゲートハニカム基材１３の材質及び形状には特に制限がないため、安価で且つ軽量な基材を選択することができる。このコルゲートハニカム基材に施す添着条件の最適化により、脱臭性能の優れた厨房排気用脱臭フィルタを形成することができる。
【００４０】
本発明の厨房排気用脱臭装置は、複数のコルゲート脱臭フィルタ１０を設置する構造にすることによって、気流の整流効果が得られ、更に脱臭効果が向上する。また、図８に示すように、複数のコルゲート脱臭フィルタ１０のハニカム開口面を通風方向に向けて設置するほか、図９に示すようにコルゲート脱臭フィルタ１０のハニカム開口面を通風方向に傾斜させて設置することにより、油煙等の粒子状成分を捕捉しやすくなり、更に臭気及び油分等の除去効果を向上することができる。
【００４１】
更にまた、コルゲート脱臭フィルタ１０の通風方向上流側に不織布（オイルミスト除去フィルタ１８）を配置することもできる。このオイルミスト除去フィルタ１８によって油分を除去することができるため、コルゲート脱臭フィルタ１０の寿命を延長することができる。
【００４２】
また、本厨房排気用脱臭装置の高性能化を図るべく、厨房排気用脱臭装置にオゾン及び熱源又は水源等を追加することもできる。
【００４３】
次に、コルゲート脱臭フィルタ１０の交換方法について説明する。本発明の厨房排気用脱臭装置のフィルタケース３は、取手７を有するフィルタケース蓋４によって上部が開閉可能であり、本発明のコルゲート脱臭フィルタ１０は、コルゲートハニカム基材１３の材質に制限がないため薄く、強度を有する材質を選択することにより軽量化されており、強度があるため、ユーザーが簡便にフィルタ交換作業を行うことができる。
【００４４】
まず、フィルタケース蓋４のワンタッチ固定金具８を外し、フィルタケース蓋４を開ける。次に、コルゲート脱臭材１０を引き抜く。そして、新しいコルゲート脱臭材１０をコルゲート脱臭剤１１に沿って装填する。その後、フィルタケース蓋４を締め、ワンタッチ固定金具８を留める。本発明のコルゲート脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置は、ユーザーが簡便にフィルタ交換作業を行うことができ、従来の厨房排気用脱臭装置において専門家がフィルタ交換する必要があり、メインテナンスが困難であった問題点を解決できる。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明の厨房排気用脱臭フィルタにおいて、その脱臭性能を比較例と比較試験した結果について説明する。添着処理の内容を以下のとおり行った。
【００４６】
先ず、第１試験例について説明する。実施例１として、図３に示す１２０セル／ｉｎｃｈ２のセラミックコルゲートハニカム基材を、銅マンガン複合酸化物触媒、ＺＳＭ−５型ゼオライト、無機バインダ及び水の混合液に含浸し、余分な混合液を風圧によって除外した後、１２０℃で乾燥した。下記表１はコルゲートハニカム基材１３に上述の添着処理を行ったもの（実施例１）と添着処理を行わなかったもの（比較例１）のＰＡ（Propion Aldehyde）脱臭性能（％）を示す。ここで、担持量（ｇ／ｃｃ）とは、コルゲートハニカム基材容積１ｃｃに対して添着された上記混合液の重量（ｇ）である。
【００４７】
コルゲートハニカム基材の容積（ｃｃ）算出方法は下記数式１による。幅（Ｗ）（ｃｍ）、長さ（Ｌ）（ｃｍ）及び厚さ（Ｃ）（ｃｍ）は図３中に示す各寸法の実測値である。
【００４８】
【数１】
【００４９】
また、セル数は、コルゲートハニカム基材１３の１平方ｉｎｃｈ当たりにおいて、１段に存在する波の数（セルの数）をＰとし、段数をｈとしたとき、Ｐ×ｈで求められる。
【００５０】
また、ＰＡ脱臭性能（％）は以下の方法により算出した。図３における幅（Ｗ）及び長さ（Ｌ）の面（開口面）が直径１２ｍｍの円型であり、厚さ（Ｃ）が３０ｍｍのコルゲートハニカム基材に、油臭の代表臭気成分であるプロピオンアルデヒド２０ｐｐｍを２５℃６０％ＲＨ雰囲気下、風量２．７Ｌ／分、空間速度（ＳＶ）４７０００ｈ−１で１５分間通風し、各コルゲートハニカム基材入口部及び出口部においてプロピオンアルデヒド濃度を定量して下記数式２より脱臭効率（％）を算出した。そして、この脱臭効率（％）の１５分平均値をＰＡ脱臭性能（％）とした。
【００５１】
【数２】
【００５２】
【表１】
【００５３】
上記表１に示すように、コルゲートハニカム基材の表面に、銅マンガン複合酸化物触媒、ＺＳＭ−５型ゼオライトを無機バインダによって担持させることによって、良好なＰＡ脱臭性能を得ることができた。
【００５４】
次に、第２試験例について説明する。下記表２は、異なる吸着剤を担持させた各コルゲートハニカム基材の夫々のＰＡ脱臭性能（％）を示す。加えて、コルゲートハニカム基材のセル数（セル／ｉｎｃｈ２）、吸着剤担持量（ｇ／ｃｃ）、ＳｉＯ２の含有量を［ＳｉＯ２］（モル）、Ａｌ２Ｏ３の含有量を［Ａｌ２Ｏ３］（モル）としたときの比疎水性の指標である吸着剤の［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比及び吸着剤の比表面積（ＢＥＴ（Brunauer、Emmett、Teller）比表面積）（ｍ２／ｇ）を示している。また、比較例６においては、吸着剤に調湿機能を有するセピオライトを使用した。ここで、ＰＡ脱臭性能（％）は実施例１及び比較例１において説明した方法により算出した。
【００５５】
【表２】
【００５６】
上記表２に示すように、コルゲートハニカム基材に担持させるゼオライトの［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比は２０以上、ゼオライトの比表面積は１５０ｍ２／ｇ以上で良好なＰＡ脱臭性能を示すことが分かった。また、活性炭の比表面積は４００ｍ２／ｇ以上で良好なＰＡ脱臭性能を示すことが分かった。
【００５７】
次に、第３試験例について説明する。下記表３は、コルゲートハニカム基材の吸着剤担持量（ｇ／ｃｃ）を変化させたときの圧縮強度（σ）（ｋｇ／ｃｍ２）、圧力損失（Ａ）（ｍｍＡｑ）及びＰＡ脱臭性能（％）を示す。なお、表３の実施例８乃至１１及び比較例８乃至９は、吸着剤としてゼオライトを使用したものであり、このゼオライトを無機バインダにより表３に示す担持量でコルゲートハニカム基材に担持させたものである。
【００５８】
圧縮強度（σ）（ｋｇ／ｃｍ２）は、幅２０ｍｍ、長さ２０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのコルゲートハニカム基材を使用し、通風方向に加重を印加して、フィルタが破裂するときのコルゲートハニカム基材の断面積（Ａ）（ｃｍ２）に対する最大荷重（Ｐ）（ｋｇ）を測定し、下記数式３により算出した。
【００５９】
【数３】
【００６０】
また、圧力損失（Ａ）（ｍｍＡｑ）は、直径４０ｍｍ、厚さ３０ｍｍのコルゲートハニカム基材に、空気を面風速１ｍ／ｓで通風し、コルゲートハニカム基材入口部及び出口部においてマノメータで差圧を測定した実測値である。
【００６１】
【表３】
【００６２】
上記表３に示すように、圧縮強度（σ）、圧力損失（Ａ）及びＰＡ脱臭性能（％）は、コルゲートハニカム基材の吸着剤担持量が増加するほど上昇した。このとき、吸着剤担持量が０．５ｇ／ｃｃ未満では期待する脱臭性能が得られず、０．５ｇ／ｃｃより大きい場合、圧力損失が上昇するだけで脱臭性能の向上が小さいことが分かった。
【００６３】
次に、第４試験例について説明する。下記表４は、セル数（セル／ｉｎｃｈ２）を変化させたときのＰＡ脱臭性能（％）を示す。実施例１２乃至１４及び比較例１０乃至１１は、表４に夫々示すセル数（セル／ｉｎｃｈ２）のコルゲートハニカム基材にゼオライトを無機バインダによって担持したものである。ここで、ＰＡ脱臭性能（％）は実施例１及び比較例１において説明した方法により算出した。
【００６４】
【表４】
【００６５】
上記表４に示すように、コルゲートハニカム基材はセル数が多いほどＰＡ脱臭性能が高いことが分かった。セル数が２０セル／ｉｎｃｈ２未満では、十分な脱臭性能が望めず、４００セル／ｉｎｃｈ２より大きい場合、油分及び埃等によって目詰まりが発生した。このとき、セル数が８０乃至１５０セル／ｉｎｃｈ２の範囲のコルゲートハニカム基材を作成すれば、よりコンパクトで圧力損失の低いコルゲート脱臭フィルタと厨房排気用脱臭装置を実現することができる。
【００６６】
次に、第５試験例について説明する。下記表５は、コルゲートハニカム基材に、ゼオライトと共に無機バインダにより担持させる触媒の種類とその触媒の担持量とを変化させたときの、ニンニク等に含まれる臭気成分である硫化水素の脱臭性能（％）を示す。硫化水素の脱臭性能（％）を算出した方法は以下の通りである。
【００６７】
直径１２ｍｍの円型で、厚さ３０ｍｍのコルゲートハニカム基材に、ニンニクの代表臭気成分である硫化水素５ｐｐｍを２５℃６０％ＲＨ雰囲気下、風量２．７Ｌ／分、空間速度（ＳＶ）４７０００ｈ−１で１５分間通風し、各コルゲートハニカム基材入口部及び出口部において硫化水素濃度を定量して上記数式２より脱臭効率（％）を算出した。この脱臭効率（％）の１５分平均値をＨ２Ｓ脱臭性能（％）とした。
【００６８】
【表５】
【００６９】
上記表５に示すように、コルゲートハニカム基材の表面にマンガン複合酸化物を担持させることによってＨ２Ｓ脱臭性能が上昇することが分かった。これは、マンガン酸化物の有する硫黄系の臭気成分に対する触媒分解作用によるものである。また、コルゲートハニカム基材の添着材料にマンガン酸化物触媒を加えることによって、コルゲート脱臭フィルタに付着した油を分解し、フィルタ寿命を延長することができた。
【００７０】
次に、第６試験例について説明する。コルゲートハニカム基材を通過する面風速は、１乃至５ｍ／ｓの範囲であることが好ましい。面風速を１ｍ／ｓ未満にするためには開口面積を大きくする必要があるが、これは実用的でない。例えば、処理風量４０００ｍ３／ｈｒまでの比較的小風量を対象とした厨房排気用脱臭装置の開口面積は、設置スペースの観点から１ｍ２より小さいことが望ましいが、処理風量４０００ｍ３／ｈｒ、開口面積１ｍ２の場合の面風速は約１．１ｍ／ｓである。また、面風速が５ｍ／ｓより大きい場合、送風機の追加を必要としない圧力損失６ｍｍＡｑ以下を達成することが難しく、実用的でない。ここで、処理風量は以下の計算式によって得られる。
【００７１】
【数４】
【００７２】
図６及び図７は、セル数（セル／ｉｎｃｈ２）を変化させたときの、各添着処理を施した夫々のコルゲートハニカム基材のＰＡ脱臭性能（％）及び圧力損失（ｍｍＡｑ）を示したものである。各添着処理を施したコルゲートハニカム基材としては、セル数（セル／ｉｎｃｈ２）の異なる各コルゲートハニカム基材にゼオライトを０．１５ｇ／ｃｃ担持したものを使用した。ＰＡ脱臭効率（％）は、実施例１及び比較例１において説明した方法により算出した。また、圧力損失（ｍｍＡｑ）は、実施例４乃至６及び比較例４乃至６において説明した方法により測定した実測値である。なお、空間速度（ＳＶ）は下記数式５により算出した。
【００７３】
【数５】
【００７４】
図６及び７より、ＰＡ脱臭性能５０％以上及び圧力損失６ｍｍＡｑ以下の条件を達成するための空間速度（ＳＶ）は１万乃至１０万ｈ−１の範囲にあることが判明した。空間速度を１万ｈ−１未満にしても脱臭効果は上がらず、また、１０万ｈ−１より大きいと脱臭効果が不十分である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る厨房排気用脱臭装置の構造を示す模式的斜視図である。
【図２】本発明の厨房排気用脱臭装置のフィルタケース３内部の構造を示す模式的斜視図である。
【図３】コルゲートハニカム基材１３の模式的斜視図及び一部平面図である。
【図４】コルゲートハニカム基材１３の一部拡大図である。
【図５】本発明のコルゲート脱臭フィルタ１０の外観を示す模式的斜視図である。
【図６】各セル数（セル／ｉｎｃｈ２）における空間速度（ｈ−１）とＰＡ脱臭性能（％）の関係を示すグラフである。
【図７】各セル数（セル／ｉｎｃｈ２）における空間速度（ｈ−１）と圧力損失（ｍｍＡｑ）の関係を示すグラフである。
【図８】本発明のコルゲート脱臭フィルタ１０の配置例である。
【図９】本発明のコルゲート脱臭フィルタ１０の配置例である。
【符号の説明】
【００７６】
１； 厨房等からの原臭排気口
２； 入口チャンバ
３； フィルタケース
４； フィルタケース蓋
５； 排気フード
６； 接続用フレキダクト
７； 取手
８； ワンタッチ固定金具（パチン錠）
９； 排気フード防虫金網
１０； コルゲート脱臭フィルタ
１１； コルゲート脱臭フィルタ用装填ガイド
１２； オイルミスト除去フィルタ用装填ガイド
１３； コルゲートハニカム基材
１４； パッキン材
１５ａ、１５ｂ； コルゲート基材部
１６； 吸着剤
１７； ハニカム脱臭単位フィルタ
１８； オイルミスト除去フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調理臭を除去するのに好適な厨房排気用脱臭フィルタ及びこの厨房排気用脱臭フィルタを組み込んだ厨房排気用脱臭装置並びにその製造方法に関し、特に食物を加熱調理する過程で発生する臭気に最適な触媒と吸着剤とを配合し、脱臭に有効なコルゲートハニカムの表面に必要十分な量の触媒と吸着剤とを担持するフィルタ及び脱臭装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、住宅と商業地域が密接し、飲食店及び食品加工工場等から発生する臭気が生活環境に入り込み、これらの臭気に対する苦情が増加している。大規模の事業所から発生する臭気等の物質は、法的に規制されていることもあり、脱臭装置等の処理装置を設置して対策が施されている。一方、中小規模の飲食店等ではコスト及び設置スペースが限られ、コストが高く、メインテナンスに手間のかかる燃焼式及び活性炭固定層式等の脱臭装置の導入が困難である。
【０００３】
特許文献１において、ホルマイト系コルゲートハニカムフィルタが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４３７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術においては、調理臭は、臭気成分の他に水分とオイルミストが含まれており、比表面積が小さく、親水性のホルマイト系粘土鉱物だけで形成されるフィルタでは脱臭性能が不十分である。このため、十分な脱臭性能を確保するには、フィルタボリュームが大きくなり、従って排気機構が大きくなるため、設置スペースに不自由があるという問題点もある。このフィルタ構造をそのまま縮小した構造を用いても排気容量が不十分であるため、実用には向かない。
【０００６】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであって、高性能且つコンパクトで、更に低コストでメインテナンスが簡便であり、厨房用として好ましく、調理臭を除去するのに好適な厨房排気用脱臭フィルタ及びこの厨房排気用脱臭フィルタを組み込んだ厨房排気用脱臭装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る厨房排気用脱臭フィルタは、コルゲートハニカム基材の表面にゼオライト及び／又は活性炭が無機バインダによって担持されていることを特徴とする。
【０００８】
前記ゼオライトは、ＳｉＯ２の含有量を［ＳｉＯ２］（モル）、Ａｌ２Ｏ３の含有量を［Ａｌ２Ｏ３］（モル）としたとき、［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０以上であることが好ましい。
【０００９】
例えば、ゼオライトはＺＳＭ−５型とすることができる。
【００１０】
ゼオライトの比表面積は１５０ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。
【００１１】
また、コルゲートハニカム基材の表面に無機バインダによって担持される活性炭の比表面積は４００ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。
【００１２】
例えばゼオライト及び／又は活性炭の担持量はコルゲートハニカム基材１ｃｃ当たり０．０５乃至０．５ｇである。
【００１３】
コルゲートハニカム基材のセル（貫通孔）数は２０乃至４００セル／ｉｎｃｈ２であることが好ましい。
【００１４】
また、コルゲートハニカム基材のセル数は、８０乃至１５０セル／ｉｎｃｈ２であればより好ましい。
【００１５】
本発明に係る厨房排気用脱臭フィルタは、コルゲートハニカム基材にマンガン酸化物触媒を担持させてもよい。
【００１６】
この場合に、前記マンガン酸化物触媒は、銅酸化物又は鉄酸化物との複合酸化物とすることができる。
【００１７】
上述の厨房排気用脱臭フィルタを組み込んだ本発明に係る厨房排気用脱臭装置は、コルゲートハニカム基材を通過する面風速が１乃至５ｍ／ｓであることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る厨房排気用脱臭装置は、厨房排気用脱臭フィルタの空間速度が１万乃至１０万ｈ−１であることが好ましい。
【００１９】
例えば、厨房排気用脱臭フィルタのハニカム開口面を通風方向に向けて配置させ、更に１乃至５層の厨房排気用脱臭フィルタを各層間に間隔を設けて配列させることもできる。
【００２０】
また、厨房排気用脱臭フィルタのハニカム開口面を通風方向に傾斜させて配置させ、更に１乃至５層の厨房排気用脱臭フィルタを各層間に間隔を設けて配列させることもできる。
【００２１】
本発明に係る厨房排気用脱臭装置は、コルゲートハニカム基材の通風方向上流側に不織布（オイルミスト除去フィルタ）を配置することもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の厨房排気用脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置は、コルゲートハニカム基材に無機バインダにより触媒及び吸着剤を担持させることによってフィルタを形成するため、従来技術の鉱物の混練物を押出成形して得るフィルタのように、強度が弱いという問題点を解消することができ、厨房排気用脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置の高強度化及び高性能化が可能になり、結果的に装置の小型化を実現した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る厨房排気用脱臭装置の構造を示す模式的斜視図である。厨房等からの原臭排気口１に、接続用フレキダクト６を介して、本実施形態の厨房排気用脱臭装置の入口チャンバ２が接続されている。この入口チャンバ２は、フィルタを格納するフィルタケース３に連結されている。フィルタケース３は、取手７を有するフィルタケース蓋４によって上部が開閉可能であり、フィルタケース蓋４はワンタッチ固定金具（パチン錠）８によってフィルタケース３に固定される。フィルタケース３の厨房等からの原臭排気口１と接続された面に対向する面は排気フード防虫金網９を張った排気フード５と連結されており、排気フード５の開口は斜め下に向けられている。
【００２４】
図２は、フィルタケース３内部の構造を示す模式的斜視図である。フィルタケース３内部には、コルゲート脱臭フィルタ１０を装填する複数個（図示例は２個）のコルゲート脱臭フィルタ用装填ガイド１１と、その通風方向上流側にオイルミスト除去フィルタ１８を装填するオイルミスト除去フィルタ用装填ガイド１２が配置されている。
【００２５】
図３（ａ）はコルゲートハニカム基材１３を示す斜視図、図３（ｂ）は一部平面図、図４はこのコルゲートハニカム基材１３に吸着剤が担持された状態を示す一部拡大図である。このコルゲートハニカム基材１３は平面状の複数個の基材部１５ａ間に波形の基材部１５ｂを配置し、基材部１５ａ、１５ｂ間を接着して構成されている。このハニカム基材１３は図３に示すように直方体形状をなすが、その厚さ方向の表裏両面において開口している。
【００２６】
この基材部１５ａ、１５ｂの表面に、吸着剤としてのゼオライト及び／又は活性炭が添着されて、ハニカム脱臭フィルタの単位フィルタ１７が構成されている。この添着においては、ゼオライト及び／又は活性炭を含む吸着剤を無機バインダ等のバインダにより基材部１５ａ、１５ｂの表面に担持させる。このとき、銅マンガン酸化物等の触媒も吸着剤と共に担持させることができる。
【００２７】
このようにして、コルゲートハニカム基材１３の基材部表面に吸着剤及び必要に応じて触媒が担持されたハニカム脱臭フィルタの単位フィルタ１７は、図５に示すように、４個１組で、パッキン材１４により組み立てられて、１個の脱臭フィルタ１０となる。即ち、単位フィルタ１７の側面同士を接触させて４個配置し、その周囲をパッキン材１４により緊締することにより、１個の脱臭フィルタ１０が構成されている。この脱臭フィルタ１０は図２に示すフィルタケース３のガイド１１に嵌め込まれる。図２においては、ガイド１１が２個設けられているので、２個の脱臭フィルタ１０が相互に平行に且つ相互間に適長間隔をおいて、フィルタケース３内に配置される。
【００２８】
コルゲートハニカム基材１３は、排気に触れる表面のみが脱臭機能に寄与する。従来技術の鉱物の混練物を押出成形して得るフィルタは、フィルタ全体が脱臭性能を備えていたのに対し、本発明の厨房排気用脱臭フィルタは、コルゲートハニカム基材１３の表面にバインダによって吸着剤及び必要に応じて触媒を担持させるだけで十分な脱臭効果を得ることが可能である。これにより、本発明の厨房排気用脱臭フィルタは、脱臭材料として比較的高価な吸着剤及び触媒を有効に活用することができる。
【００２９】
また、コルゲートハニカム基材１３の材質及び形状には特に制限がないため、基材に薄い材質を選択することによって軽量化が可能で、更にセルを細かく形成することも可能になる。コルゲートハニカム基材１３の材質としては、セラミック、アルミニウム、紙、段ボール及び無機繊維等の一般的な材質でよいが、不燃性又は難燃性を有するものが望ましい。例えば、波状と平面状のセラミック等のペーパを接着剤で貼り合わせ、通風方向にセルと呼ばれる貫通孔を多数持たせたものが挙げられる。
【００３０】
コルゲートハニカム基材１３の表面には、ゼオライト及び／又は活性炭がバインダによって担持されている。ゼオライトは、ＳｉＯ２の含有量を［ＳｉＯ２］（モル）、Ａｌ２Ｏ３の含有量を［Ａｌ２Ｏ３］（モル）としたとき、比疎水性の指標である［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０以上のものを使用することが好ましい。［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０未満の場合、厨房等から排出される排気に含まれる水分を吸湿し、脱臭機能が低下する。しかし、［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０以上である疎水性のゼオライトを使用することによって、吸湿による脱臭機能低下が起こらない。このような疎水性のゼオライトとして例えばＺＳＭ−５型を使用することができる。
【００３１】
また、コルゲートハニカム基材１３に担持させるゼオライト及び活性炭は、その比表面積が脱臭性能に影響を及ぼす。ゼオライト及び活性炭は、各比表面積を夫々１５０ｍ２／ｇ以上及び４００ｍ２／ｇ以上とすることで、良好な脱臭性能を得ることができる。
【００３２】
コルゲートハニカム基材１３は、吸着剤担持量が０．０５乃至０．５ｇ／ｃｃの範囲のものを使用することが好ましい。吸着剤担持量が０．０５ｇ／ｃｃ未満であれば、期待する脱臭性能が得られず、０．５ｇ／ｃｃより大きい場合、圧力損失（ｍｍＡｑ）が上昇するだけで、脱臭性能の向上は小さい。このように、コルゲートハニカム基材１３は吸着剤担持量が０．０５乃至０．５ｇ／ｃｃの範囲のものを使用することによって、圧力損失（ｍｍＡｑ）が少なく脱臭性能に優れたコルゲート脱臭フィルタ１０を形成することができる。
【００３３】
また、コルゲート脱臭フィルタ１０は、厨房等、加熱機器を使用する環境に設置するものであるため、コルゲートハニカム基材１３に触媒と吸着剤とを担持させるバインダは不燃性である無機バインダを使用することが好ましい。有機バインダは吸着剤の細孔を塞ぎ、性能が低下するが、無機バインダは性能低下が少ないという利点もある。
【００３４】
ここで、コルゲートハニカム基材１３は、セル数が２０乃至４００セル／ｉｎｃｈ２の範囲のものを使用することが好ましい。セル数が２０セル／ｉｎｃｈ２未満では、十分な脱臭性能が望めず、４００セル／ｉｎｃｈ２より大きい場合、油分及び埃等によって目詰まりが発生する。また、コルゲートハニカム基材１３のセル数は、８０乃至１５０セル／ｉｎｃｈ２であればよりコンパクトで圧力損失（ｍｍＡｑ）の低いコルゲート脱臭フィルタを実現することができる。
【００３５】
また、コルゲートハニカム基材１３の上述の添着材料にマンガン酸化物触媒を加えることによって、コルゲート脱臭フィルタ１０に付着した油を分解し、フィルタ寿命を延長することができる。更に、マンガン酸化物の有する硫黄系の臭気成分に対する触媒分解作用により、脱臭性能を高めることができる。
【００３６】
コルゲート脱臭フィルタ１０の面風速は、１乃至５ｍ／ｓの範囲で使用することが好ましい。面風速を１ｍ／ｓ未満にするためには大きな開口面積が必要であり、また、面風速が５ｍ／ｓより大きい場合、送風機の追加を必要としない圧力損失６ｍｍＡｑ以下を達成することが難しく、実用的でない。
【００３７】
また、コルゲート脱臭フィルタ１０は空間速度（ＳＶ）１万乃至１０万ｈ−１の範囲で使用することが好ましい。空間速度を１万ｈ−１未満にしても脱臭効果は上がらず、また、１０万ｈ−１より大きいと脱臭効果が不十分である。
【００３８】
上述の如く構成された本実施形態の厨房排気用脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置においては、厨房等からの原臭排気は、フィルタケース３内に設置されたコルゲート脱臭フィルタ１０を形成するコルゲートハニカム基材１３に無機バインダにより担持された触媒及び吸着剤によって臭気を吸着されて脱臭され、排気フード５より大気に放出される。
【００３９】
本実施形態のコルゲート脱臭フィルタ１０においては、コルゲートハニカム基材１３に無機バインダにより触媒及び吸着剤が担持されているため、コルゲートハニカム基材１３自体は薄くても、強度を上げることができ、更にセルを細かく形成することができ、従来技術の鉱物の混練物を押出成形して得るフィルタのように、強度が弱いという問題点を解消することができ、厨房排気用脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置の高強度化及び小型化が可能になる。また、コルゲートハニカム基材１３の材質及び形状には特に制限がないため、安価で且つ軽量な基材を選択することができる。このコルゲートハニカム基材に施す添着条件の最適化により、脱臭性能の優れた厨房排気用脱臭フィルタを形成することができる。
【００４０】
本発明の厨房排気用脱臭装置は、複数のコルゲート脱臭フィルタ１０を設置する構造にすることによって、気流の整流効果が得られ、更に脱臭効果が向上する。また、図８に示すように、複数のコルゲート脱臭フィルタ１０のハニカム開口面を通風方向に向けて設置するほか、図９に示すようにコルゲート脱臭フィルタ１０のハニカム開口面を通風方向に傾斜させて設置することにより、油煙等の粒子状成分を捕捉しやすくなり、更に臭気及び油分等の除去効果を向上することができる。
【００４１】
更にまた、コルゲート脱臭フィルタ１０の通風方向上流側に不織布（オイルミスト除去フィルタ１８）を配置することもできる。このオイルミスト除去フィルタ１８によって油分を除去することができるため、コルゲート脱臭フィルタ１０の寿命を延長することができる。
【００４２】
また、本厨房排気用脱臭装置の高性能化を図るべく、厨房排気用脱臭装置にオゾン及び熱源又は水源等を追加することもできる。
【００４３】
次に、コルゲート脱臭フィルタ１０の交換方法について説明する。本発明の厨房排気用脱臭装置のフィルタケース３は、取手７を有するフィルタケース蓋４によって上部が開閉可能であり、本発明のコルゲート脱臭フィルタ１０は、コルゲートハニカム基材１３の材質に制限がないため薄く、強度を有する材質を選択することにより軽量化されており、強度があるため、ユーザーが簡便にフィルタ交換作業を行うことができる。
【００４４】
まず、フィルタケース蓋４のワンタッチ固定金具８を外し、フィルタケース蓋４を開ける。次に、コルゲート脱臭材１０を引き抜く。そして、新しいコルゲート脱臭材１０をコルゲート脱臭剤１１に沿って装填する。その後、フィルタケース蓋４を締め、ワンタッチ固定金具８を留める。本発明のコルゲート脱臭フィルタ及び厨房排気用脱臭装置は、ユーザーが簡便にフィルタ交換作業を行うことができ、従来の厨房排気用脱臭装置において専門家がフィルタ交換する必要があり、メインテナンスが困難であった問題点を解決できる。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明の厨房排気用脱臭フィルタにおいて、その脱臭性能を比較例と比較試験した結果について説明する。添着処理の内容を以下のとおり行った。
【００４６】
先ず、第１試験例について説明する。実施例１として、図３に示す１２０セル／ｉｎｃｈ２のセラミックコルゲートハニカム基材を、銅マンガン複合酸化物触媒、ＺＳＭ−５型ゼオライト、無機バインダ及び水の混合液に含浸し、余分な混合液を風圧によって除外した後、１２０℃で乾燥した。下記表１はコルゲートハニカム基材１３に上述の添着処理を行ったもの（実施例１）と添着処理を行わなかったもの（比較例１）のＰＡ（Propion Aldehyde）脱臭性能（％）を示す。ここで、担持量（ｇ／ｃｃ）とは、コルゲートハニカム基材容積１ｃｃに対して添着された上記混合液の重量（ｇ）である。
【００４７】
コルゲートハニカム基材の容積（ｃｃ）算出方法は下記数式１による。幅（Ｗ）（ｃｍ）、長さ（Ｌ）（ｃｍ）及び厚さ（Ｃ）（ｃｍ）は図３中に示す各寸法の実測値である。
【００４８】
【数１】
【００４９】
また、セル数は、コルゲートハニカム基材１３の１平方ｉｎｃｈ当たりにおいて、１段に存在する波の数（セルの数）をＰとし、段数をｈとしたとき、Ｐ×ｈで求められる。
【００５０】
また、ＰＡ脱臭性能（％）は以下の方法により算出した。図３における幅（Ｗ）及び長さ（Ｌ）の面（開口面）が直径１２ｍｍの円型であり、厚さ（Ｃ）が３０ｍｍのコルゲートハニカム基材に、油臭の代表臭気成分であるプロピオンアルデヒド２０ｐｐｍを２５℃６０％ＲＨ雰囲気下、風量２．７Ｌ／分、空間速度（ＳＶ）４７０００ｈ−１で１５分間通風し、各コルゲートハニカム基材入口部及び出口部においてプロピオンアルデヒド濃度を定量して下記数式２より脱臭効率（％）を算出した。そして、この脱臭効率（％）の１５分平均値をＰＡ脱臭性能（％）とした。
【００５１】
【数２】
【００５２】
【表１】
【００５３】
上記表１に示すように、コルゲートハニカム基材の表面に、銅マンガン複合酸化物触媒、ＺＳＭ−５型ゼオライトを無機バインダによって担持させることによって、良好なＰＡ脱臭性能を得ることができた。
【００５４】
次に、第２試験例について説明する。下記表２は、異なる吸着剤を担持させた各コルゲートハニカム基材の夫々のＰＡ脱臭性能（％）を示す。加えて、コルゲートハニカム基材のセル数（セル／ｉｎｃｈ２）、吸着剤担持量（ｇ／ｃｃ）、ＳｉＯ２の含有量を［ＳｉＯ２］（モル）、Ａｌ２Ｏ３の含有量を［Ａｌ２Ｏ３］（モル）としたときの比疎水性の指標である吸着剤の［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比及び吸着剤の比表面積（ＢＥＴ（Brunauer、Emmett、Teller）比表面積）（ｍ２／ｇ）を示している。また、比較例６においては、吸着剤に調湿機能を有するセピオライトを使用した。ここで、ＰＡ脱臭性能（％）は実施例１及び比較例１において説明した方法により算出した。
【００５５】
【表２】
【００５６】
上記表２に示すように、コルゲートハニカム基材に担持させるゼオライトの［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比は２０以上、ゼオライトの比表面積は１５０ｍ２／ｇ以上で良好なＰＡ脱臭性能を示すことが分かった。また、活性炭の比表面積は４００ｍ２／ｇ以上で良好なＰＡ脱臭性能を示すことが分かった。
【００５７】
次に、第３試験例について説明する。下記表３は、コルゲートハニカム基材の吸着剤担持量（ｇ／ｃｃ）を変化させたときの圧縮強度（σ）（ｋｇ／ｃｍ２）、圧力損失（Ａ）（ｍｍＡｑ）及びＰＡ脱臭性能（％）を示す。なお、表３の実施例８乃至１１及び比較例８乃至９は、吸着剤としてゼオライトを使用したものであり、このゼオライトを無機バインダにより表３に示す担持量でコルゲートハニカム基材に担持させたものである。
【００５８】
圧縮強度（σ）（ｋｇ／ｃｍ２）は、幅２０ｍｍ、長さ２０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのコルゲートハニカム基材を使用し、通風方向に加重を印加して、フィルタが破裂するときのコルゲートハニカム基材の断面積（Ａ）（ｃｍ２）に対する最大荷重（Ｐ）（ｋｇ）を測定し、下記数式３により算出した。
【００５９】
【数３】
【００６０】
また、圧力損失（Ａ）（ｍｍＡｑ）は、直径４０ｍｍ、厚さ３０ｍｍのコルゲートハニカム基材に、空気を面風速１ｍ／ｓで通風し、コルゲートハニカム基材入口部及び出口部においてマノメータで差圧を測定した実測値である。
【００６１】
【表３】
【００６２】
上記表３に示すように、圧縮強度（σ）、圧力損失（Ａ）及びＰＡ脱臭性能（％）は、コルゲートハニカム基材の吸着剤担持量が増加するほど上昇した。このとき、吸着剤担持量が０．５ｇ／ｃｃ未満では期待する脱臭性能が得られず、０．５ｇ／ｃｃより大きい場合、圧力損失が上昇するだけで脱臭性能の向上が小さいことが分かった。
【００６３】
次に、第４試験例について説明する。下記表４は、セル数（セル／ｉｎｃｈ２）を変化させたときのＰＡ脱臭性能（％）を示す。実施例１２乃至１４及び比較例１０乃至１１は、表４に夫々示すセル数（セル／ｉｎｃｈ２）のコルゲートハニカム基材にゼオライトを無機バインダによって担持したものである。ここで、ＰＡ脱臭性能（％）は実施例１及び比較例１において説明した方法により算出した。
【００６４】
【表４】
【００６５】
上記表４に示すように、コルゲートハニカム基材はセル数が多いほどＰＡ脱臭性能が高いことが分かった。セル数が２０セル／ｉｎｃｈ２未満では、十分な脱臭性能が望めず、４００セル／ｉｎｃｈ２より大きい場合、油分及び埃等によって目詰まりが発生した。このとき、セル数が８０乃至１５０セル／ｉｎｃｈ２の範囲のコルゲートハニカム基材を作成すれば、よりコンパクトで圧力損失の低いコルゲート脱臭フィルタと厨房排気用脱臭装置を実現することができる。
【００６６】
次に、第５試験例について説明する。下記表５は、コルゲートハニカム基材に、ゼオライトと共に無機バインダにより担持させる触媒の種類とその触媒の担持量とを変化させたときの、ニンニク等に含まれる臭気成分である硫化水素の脱臭性能（％）を示す。硫化水素の脱臭性能（％）を算出した方法は以下の通りである。
【００６７】
直径１２ｍｍの円型で、厚さ３０ｍｍのコルゲートハニカム基材に、ニンニクの代表臭気成分である硫化水素５ｐｐｍを２５℃６０％ＲＨ雰囲気下、風量２．７Ｌ／分、空間速度（ＳＶ）４７０００ｈ−１で１５分間通風し、各コルゲートハニカム基材入口部及び出口部において硫化水素濃度を定量して上記数式２より脱臭効率（％）を算出した。この脱臭効率（％）の１５分平均値をＨ２Ｓ脱臭性能（％）とした。
【００６８】
【表５】
【００６９】
上記表５に示すように、コルゲートハニカム基材の表面にマンガン複合酸化物を担持させることによってＨ２Ｓ脱臭性能が上昇することが分かった。これは、マンガン酸化物の有する硫黄系の臭気成分に対する触媒分解作用によるものである。また、コルゲートハニカム基材の添着材料にマンガン酸化物触媒を加えることによって、コルゲート脱臭フィルタに付着した油を分解し、フィルタ寿命を延長することができた。
【００７０】
次に、第６試験例について説明する。コルゲートハニカム基材を通過する面風速は、１乃至５ｍ／ｓの範囲であることが好ましい。面風速を１ｍ／ｓ未満にするためには開口面積を大きくする必要があるが、これは実用的でない。例えば、処理風量４０００ｍ３／ｈｒまでの比較的小風量を対象とした厨房排気用脱臭装置の開口面積は、設置スペースの観点から１ｍ２より小さいことが望ましいが、処理風量４０００ｍ３／ｈｒ、開口面積１ｍ２の場合の面風速は約１．１ｍ／ｓである。また、面風速が５ｍ／ｓより大きい場合、送風機の追加を必要としない圧力損失６ｍｍＡｑ以下を達成することが難しく、実用的でない。ここで、処理風量は以下の計算式によって得られる。
【００７１】
【数４】
【００７２】
図６及び図７は、セル数（セル／ｉｎｃｈ２）を変化させたときの、各添着処理を施した夫々のコルゲートハニカム基材のＰＡ脱臭性能（％）及び圧力損失（ｍｍＡｑ）を示したものである。各添着処理を施したコルゲートハニカム基材としては、セル数（セル／ｉｎｃｈ２）の異なる各コルゲートハニカム基材にゼオライトを０．１５ｇ／ｃｃ担持したものを使用した。ＰＡ脱臭効率（％）は、実施例１及び比較例１において説明した方法により算出した。また、圧力損失（ｍｍＡｑ）は、実施例４乃至６及び比較例４乃至６において説明した方法により測定した実測値である。なお、空間速度（ＳＶ）は下記数式５により算出した。
【００７３】
【数５】
【００７４】
図６及び７より、ＰＡ脱臭性能５０％以上及び圧力損失６ｍｍＡｑ以下の条件を達成するための空間速度（ＳＶ）は１万乃至１０万ｈ−１の範囲にあることが判明した。空間速度を１万ｈ−１未満にしても脱臭効果は上がらず、また、１０万ｈ−１より大きいと脱臭効果が不十分である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る厨房排気用脱臭装置の構造を示す模式的斜視図である。
【図２】本発明の厨房排気用脱臭装置のフィルタケース３内部の構造を示す模式的斜視図である。
【図３】コルゲートハニカム基材１３の模式的斜視図及び一部平面図である。
【図４】コルゲートハニカム基材１３の一部拡大図である。
【図５】本発明のコルゲート脱臭フィルタ１０の外観を示す模式的斜視図である。
【図６】各セル数（セル／ｉｎｃｈ２）における空間速度（ｈ−１）とＰＡ脱臭性能（％）の関係を示すグラフである。
【図７】各セル数（セル／ｉｎｃｈ２）における空間速度（ｈ−１）と圧力損失（ｍｍＡｑ）の関係を示すグラフである。
【図８】本発明のコルゲート脱臭フィルタ１０の配置例である。
【図９】本発明のコルゲート脱臭フィルタ１０の配置例である。
【符号の説明】
【００７６】
１； 厨房等からの原臭排気口
２； 入口チャンバ
３； フィルタケース
４； フィルタケース蓋
５； 排気フード
６； 接続用フレキダクト
７； 取手
８； ワンタッチ固定金具（パチン錠）
９； 排気フード防虫金網
１０； コルゲート脱臭フィルタ
１１； コルゲート脱臭フィルタ用装填ガイド
１２； オイルミスト除去フィルタ用装填ガイド
１３； コルゲートハニカム基材
１４； パッキン材
１５ａ、１５ｂ； コルゲート基材部
１６； 吸着剤
１７； ハニカム脱臭単位フィルタ
１８； オイルミスト除去フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コルゲートハニカム基材の表面にゼオライト及び／又は活性炭が無機バインダによって担持されていることを特徴とする厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項２】
前記ゼオライトは、ＳｉＯ２の含有量を［ＳｉＯ２］（モル）、Ａｌ２Ｏ３の含有量を［Ａｌ２Ｏ３］（モル）としたとき、［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０以上であることを特徴とする請求項１に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項３】
前記ゼオライトがＺＳＭ−５型であることを特徴とする請求項１又は２に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項４】
前記ゼオライトの比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項５】
前記活性炭の比表面積は４００ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項６】
前記コルゲートハニカム基材の前記ゼオライト及び／又は前記活性炭の担持量が前記コルゲートハニカム基材１ｃｃ当たり０．０５乃至０．５ｇであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項７】
前記コルゲートハニカム基材のセル（貫通孔）数が２０乃至４００セル／ｉｎｃｈ２であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項８】
前記コルゲートハニカム基材のセル数が８０乃至１５０セル／ｉｎｃｈ２であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項９】
前記コルゲートハニカム基材がマンガン酸化物触媒を担持していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項１０】
前記マンガン酸化物触媒が銅酸化物又は鉄酸化物との複合酸化物であることを特徴とする請求項９に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタを組み込んだ厨房排気用脱臭装置において、前記コルゲートハニカム基材を通過する面風速が１乃至５ｍ／ｓであることを特徴とする厨房排気用脱臭装置。
【請求項１２】
前記厨房排気用脱臭フィルタの空間速度が１万乃至１０万ｈ−１であることを特徴とする請求項１１に記載の厨房排気用脱臭装置。
【請求項１３】
前記厨房排気用脱臭フィルタがそのハニカム開口面を通風方向に向けて配置され、更に１乃至５層の前記厨房排気用脱臭フィルタが各層間に間隔を設けて配列されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の厨房排気用脱臭装置。
【請求項１４】
前記厨房排気用脱臭フィルタがそのハニカム開口面が通風方向に傾斜させて配置され、更に１乃至５層の前記厨房排気用脱臭フィルタが各層間に間隔を設けて配列されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の厨房排気用脱臭装置。
【請求項１５】
前記コルゲートハニカム基材の通風方向上流側に不織布が配置されていることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭装置。
【請求項１】
コルゲートハニカム基材の表面にゼオライト及び／又は活性炭が無機バインダによって担持されていることを特徴とする厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項２】
前記ゼオライトは、ＳｉＯ２の含有量を［ＳｉＯ２］（モル）、Ａｌ２Ｏ３の含有量を［Ａｌ２Ｏ３］（モル）としたとき、［ＳｉＯ２］／［Ａｌ２Ｏ３］比が２０以上であることを特徴とする請求項１に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項３】
前記ゼオライトがＺＳＭ−５型であることを特徴とする請求項１又は２に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項４】
前記ゼオライトの比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項５】
前記活性炭の比表面積は４００ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項６】
前記コルゲートハニカム基材の前記ゼオライト及び／又は前記活性炭の担持量が前記コルゲートハニカム基材１ｃｃ当たり０．０５乃至０．５ｇであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項７】
前記コルゲートハニカム基材のセル（貫通孔）数が２０乃至４００セル／ｉｎｃｈ２であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項８】
前記コルゲートハニカム基材のセル数が８０乃至１５０セル／ｉｎｃｈ２であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項９】
前記コルゲートハニカム基材がマンガン酸化物触媒を担持していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項１０】
前記マンガン酸化物触媒が銅酸化物又は鉄酸化物との複合酸化物であることを特徴とする請求項９に記載の厨房排気用脱臭フィルタ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭フィルタを組み込んだ厨房排気用脱臭装置において、前記コルゲートハニカム基材を通過する面風速が１乃至５ｍ／ｓであることを特徴とする厨房排気用脱臭装置。
【請求項１２】
前記厨房排気用脱臭フィルタの空間速度が１万乃至１０万ｈ−１であることを特徴とする請求項１１に記載の厨房排気用脱臭装置。
【請求項１３】
前記厨房排気用脱臭フィルタがそのハニカム開口面を通風方向に向けて配置され、更に１乃至５層の前記厨房排気用脱臭フィルタが各層間に間隔を設けて配列されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の厨房排気用脱臭装置。
【請求項１４】
前記厨房排気用脱臭フィルタがそのハニカム開口面が通風方向に傾斜させて配置され、更に１乃至５層の前記厨房排気用脱臭フィルタが各層間に間隔を設けて配列されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の厨房排気用脱臭装置。
【請求項１５】
前記コルゲートハニカム基材の通風方向上流側に不織布が配置されていることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の厨房排気用脱臭装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１２５４６６（Ｐ２００７−１２５４６６Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１８６０２（Ｐ２００５−３１８６０２）
【出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（５０３３８６５１７）神鋼アクテック株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（５０３３８６５１７）神鋼アクテック株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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