空気浄化方法及びその装置

【課題】空気中に含まれる油性の臭気成分を効率的に除去することができる空気浄化方法及びその装置を提供する。
【解決手段】油性の臭気成分を含む空気１ａと界面活性剤の水溶液３とから気泡４を生成して、気泡４表面に臭気成分を吸着させ乳化することで空気中から除去すると共に、乳化した臭気成分を含む水溶液３から有機成分を活性炭６を用いて除去し、界面活性剤の水溶液３として再利用する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気浄化方法及びその装置に関し、詳しくは空気中に含まれる油性の臭気成分を、容易に除去することができるようにした空気浄化方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の嗅覚が感知する臭気成分には様々なものがあるが、その中でも油性の臭気成分は、悪臭又は刺激臭として不快な感じを与えるものが多いため、生活環境から完全に除去することが求められている。この油性の臭気成分の代表的な発生源は、印刷工場や塗装工場などで使用される有機溶剤や、樹脂成型機械や樹脂減容装置などが発生する樹脂分解物質などがある。また、人間やペットなどの動物も、油性の臭気成分を発生することが知られている。
【０００３】
このため、本出願の発明者は、特許文献１において、静電気集塵装置、ミストコレクター及び活性炭空気浄化装置を適宜な順序で組み合わせることにより、油性の臭気成分であるタールを効率的に捕集・除去することができる排煙吸着空気清浄方法及び装置を提案している。また、特許文献２において、ガラス発泡体やガラス繊維からなるミスト捕集層を適宜組み合わせることで、熱可塑性プラスチックの溶解の際に発生する油性の臭気成分を容易に除去することができる脱臭装置を提案している。
【０００４】
しかし、特許文献１の排煙吸着空気浄化装置は、油性の臭気成分の油分が低いと浄化効果が低下してしまうという問題があった。また、特許文献２の脱臭装置は、油性の臭気成分がフィルターを徐々に閉塞するため、脱臭装置の捕集効率が低下してしまうという問題があった。
【特許文献１】特許第２９５８７３５号公報
【特許文献２】特開２００５−１３８０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、空気中に含まれる油性の臭気成分を効率的に除去することができる空気浄化方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明の空気浄化方法は、油性の臭気成分を含む空気から該臭気成分を除去する空気浄化方法であって、前記油性の臭気成分を含む空気と界面活性剤の水溶液とから気泡を生成する第１工程と、前記気泡表面に前記臭気成分を吸着させ、該吸着した臭気成分を前記界面活性剤で乳化する第２工程と、前記乳化された臭気成分を含む水溶液中の有機成分を活性炭で除去し、該有機成分を除去された水溶液を前記第１工程へ供給する第３工程とからなることを特徴とするものである。
【０００７】
界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤をもちいることが望ましい。
【０００８】
また、本発明の空気浄化装置は、油性の臭気成分を含む空気から該臭気成分を除去する空気浄化装置であって、界面活性剤の水溶液を貯留する反応槽内における該水溶液の上方に有孔板を配置すると共に、ブロワにより吸引された前記油性の臭気成分を含む空気と該水溶液とを混合する混合手段を該水溶液中に設置し、活性炭を介在させた前記水溶液の循環ラインを前記反応槽の外部に設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
ブロワの上流側には、ガラス繊維を束ねてなるフィルターと活性炭フィルターとを配置することが望ましい。
【００１０】
また、有孔板の下流側に多孔質の検出板を回動可能に取り付けると共に、その検出板に近接してブロワの電源スイッチに接続する検出棒を配置して、それら検出板と検出棒との接触により電源スイッチの切換を行うようにすることが望ましい。
【００１１】
本願の空気浄化方法及び装置は、それぞれ家庭用の消臭方法及び装置に好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空気浄化方法及びその装置によれば、油性の臭気成分を含む空気と界面活性剤の水溶液とから気泡を生成して、気泡表面に臭気成分を吸着させ乳化することで空気中から除去すると共に、乳化した臭気成分を含む水溶液から有機成分を活性炭を用いて除去し、界面活性剤の水溶液として再利用するようにしたので、油分が低い臭気成分を長期間にわたって捕集することができるため、油性の臭気成分を空気中から効率的に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
本発明の実施形態からなる空気浄化装置を図１に示す。
【００１５】
この空気浄化装置は、油性の臭気成分（以下、単に「臭気成分」という。）を含む空気１ａを吸引するブロワ２と、吸引された空気と界面活性剤の水溶液（以下、単に「水溶液」という。）３とから気泡４を生成する反応槽５と、反応槽５内に貯留する水溶液３を活性炭６を通して循環させる循環ライン７とから主に構成されている。
【００１６】
反応槽５の構造を図２及び図３に示す。反応槽５の下部には接続口８が形成され、導風管９によりブロワ２と接続している。反応槽５の内部にはタンク１０から供給される水溶液３が貯留しており、その水溶液３に浸るようにして、空気１ｂと水溶液３との混合手段１１が設置されている。混合手段１１は、開口部１２を有する支持板１３からなり、その開口部１２には、空気１ｂの流路が導風管９の接続口８から開口部１２の上方へかけて徐々に狭くなるように斜板１４が取り付けられている。
【００１７】
支持板１３の上面及び上方には、内面の全部又は一部が略円弧状に形成された複数の反転板１５が設置されている。それらの反転板１５の上方には、有孔板であるパンチングメタル１６、複数の泡切板１８Ａ〜１８Ｃが上方へ向けて順に配置されている。パンチングメタル１６は、約１〜５ｍｍの大きさの多数の小孔１７を有し、反転板１５に被さるように蓋状に取り付けられている。泡切板１８Ａ〜１８Ｃは、複数の金属板を笠状に組み合わせて構成されている。
【００１８】
循環ライン７は反応槽５の上部及び下部にそれぞれ接続するパイプ１９と、それらパイプ１９の途中に設置された活性炭６及び小型ポンプ２０から構成されている。
【００１９】
ブロワ２の上流側には、ガラス繊維を束ねてなるフィルター２１と活性炭フィルター２２とが配置されている。ガラス繊維フィルター２１の断面形状は、フィルター２１に流入する空気に対して凸となる略Ｖ字状となっている。
【００２０】
このような構造を有する空気浄化装置の作用を以下に示す。
【００２１】
臭気成分を含む空気１ａは、ブロワ２により吸入口２３から空気浄化装置内へ吸引され、ガラス繊維フィルター２１及び活性炭フィルター２２を通過する。このとき、ガラス繊維フィルター２１と活性炭フィルター２２により、空気１ａ中に含まれる数ミクロン程度の大きさのミスト状の臭気成分が捕集される。また、ガラス繊維フィルター２１は断面Ｖ字状になっているため、捕集されたミスト状の臭気成分は、自重によりフィルター２１の折り返し部に集まって下方へ滴下する。
【００２２】
ミスト状の臭気成分を除去された空気１ｂは、導風管９により接続口８から反応槽５内へ導かれ、反転板１５へ向かって流れる。反転板１５への流路は、開口部１２に向けて徐々に狭くなっているので、空気１ｂは流速が早くなると同時に圧力が低下する。そのため、図４に示すように、空気１ｂは開口部１２から水溶液３を巻き込んで気液混合物２４となる。そして、気液混合物２４は反転板１５に衝突し、その内面に沿って移動することにより方向転換されパンチングメタル１６の下面に吹きつけられる。この反転板１５の形状や設置位置は、気液混合物２４がパンチングメタル１６の下面全体に均等に吹き付けられるように設定されることが好ましい。
【００２３】
パンチングメタル１６に吹きつけられた気液混合物２４は、界面活性剤が水の表面張力を下げて水の表面を拡がりやすくしているため、小孔１７を通過する際に気泡４を生成する。気泡４を生成することで、気泡４の内外に存在する空気１ｂと水溶液３との接触表面積が大きくなるため、油分が低い臭気成分でも気泡４の表面に吸着させることができる。気泡４に吸着した臭気成分は、更に界面活性剤と反応して乳化する。
【００２４】
一定の時間が経過したり泡切板に衝突したりして気泡４が潰れると、乳化した臭気成分はエマルション２５となって反応槽５の下部に落下する。しかし、エマルション２５が水溶液３と混合すると、臭気成分中に含まれる有機成分、例えばキシレン、トルエン及びヘキサンなどが気泡４の生成を妨げる働きをするため、気泡４の生成量が徐々に低下する。そのため、循環ライン７の小型ポンプ２０により反応槽５の下部に貯留する水溶液３を汲み上げて、活性炭６の上部から下部へ通過させることにより有機成分を除去し、反応槽５の上部へ戻して再利用できるようにする。この循環ライン７の運転は、定期的に行うのがよく、その場合には小型ポンプ２０の電源にタイマー等を接続することが好ましい。
【００２５】
以上のようにして臭気成分が除外された空気１ｃは、排気口２６から排出される。
【００２６】
このように空気浄化装置を構成したので、油分が低い臭気成分を長期間にわたって捕集することができるため、空気中に含まれる油性の臭気成分を効率的に除去することができる。
【００２７】
反応槽５内で生成される気泡４の量が多過ぎると、ブロワ２の圧損が増加するなどして、空気浄化装置の運転に支障をきたすおそれがある。そのため、気泡４を適度な量に抑えるように、界面活性剤にはカチオン性やアニオン性（イオン性）の界面活性剤よりも、気泡４が比較的生成しにくいノニオン性（非イオン性）の界面活性剤、例えばポリオキシエチレンエーテルやポリアルキレンアルキルエーテルを用いるのが望ましい。
【００２８】
しかし、ノニオン性の界面活性剤でも気泡４の生成量が多すぎる場合には、例えばシリコンエマルジョン系の消泡剤を添加して気泡４の量を調整することができる。あるいは、反応槽５内に導入される空気１ｂ量を調整することで、気泡４の生成量を調整することもできる。
【００２９】
この気泡４の生成量の調整手段としては、図５に示すように、パンチングメタル１６と泡切板１８Ａとの間に複数の仕切板２７を用いて水平方向の流路を形成し、その出口にぶら下がるように多孔質の検出板２８を回動可能に取り付けると共に、その検出板２８の回動範囲内の下流側に、ブロワ２の電源スイッチ２９に接続する検知棒３０の端部が位置するようにした機構がある。
【００３０】
このような機構を反応槽５内に設けることで、多量に気泡４が発生した場合に、気泡４が検出板２８に付着するとブロワ２による風圧を受けやすくなって下流側へ跳ね上がるように回動し、検出棒３０と接触することで電源スイッチ２９を操作してブロワ２の運転を停止し、気泡４の発生を抑えるようにすることができる。なお、電源スイッチ２９の代わりにインバータや可変抵抗器を設けることで、ブロワ２の回転数を制御して反応槽５内へ送られる空気１ｂ量を調整するようにしてもよい。またはブロワ２の代わりに、図６に示すように、導風管９内に設けた電動ダンパ３１の開度を制御することで、反応槽５内に導入される空気１ｂ量を調整するようにしてもよい。
【００３１】
上述した空気浄化方法及び装置の用途は、特に限定されるものではないが、家庭用として好ましく用いられ、特にペットを室内で飼っている住宅において好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態からなる空気浄化装置の断面図である。
【図２】反応槽の断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視の断面図である。
【図４】油性の臭気成分の除去方法を説明する一部断面図である。
【図５】気泡の発生を抑制する機構である。
【図６】気泡の発生を抑制する別の機構である。
【符号の説明】
【００３３】
１ａ油性の臭気成分を含む空気
１ｂミスト状の臭気成分を除去した空気
１ｃ臭気成分が除外された空気
３界面活性剤の水溶液
４気泡
５反応槽
６活性炭
７循環ライン
８接続口
９導風管
１０タンク
１１混合手段
１２開口部
１３支持板
１４斜板
１５反転板
１６パンチングメタル
１７小孔
１８泡切板
１９パイプ
２０小型ポンプ
２１ガラス繊維フィルター
２２活性炭フィルター
２３吸入口
２４気流混合物
２５エマルション
２６排気口
２７仕切板
２８検出板
２９電源スイッチ
３０検出棒
３１電動ダンパ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
油性の臭気成分を含む空気から該臭気成分を除去する空気浄化方法であって、
前記油性の臭気成分を含む空気と界面活性剤の水溶液とから気泡を生成する第１工程と、
前記気泡表面に前記臭気成分を吸着させ、該吸着した臭気成分を前記界面活性剤で乳化する第２工程と、
前記乳化された臭気成分を含む水溶液中の有機成分を活性炭で除去し、該有機成分を除去された水溶液を前記第１工程へ供給する第３工程と、からなる空気浄化方法。
【請求項２】
前記界面活性剤が、ノニオン性界面活性剤である請求項１に記載の空気浄化方法。
【請求項３】
家庭用の消臭方法である請求項１又は２に記載の空気浄化方法。
【請求項４】
油性の臭気成分を含む空気から該臭気成分を除去する空気浄化装置であって、
界面活性剤の水溶液を貯留する反応槽内における該水溶液の上方に有孔板を配置すると共に、ブロワにより吸引された前記油性の臭気成分を含む空気と該水溶液とを混合する混合手段を該水溶液中に設置し、活性炭を介在させた前記水溶液の循環ラインを前記反応槽の外部に設けた空気浄化装置。
【請求項５】
前記ブロワの上流側に、ガラス繊維を束ねてなるフィルターと活性炭フィルターとを配置した請求項４に記載の空気浄化装置。
【請求項６】
前記有孔板の下流側に多孔質の検出板を回動可能に取り付けると共に、前記検出板に近接して前記ブロワの電源スイッチに接続する検出棒を配置して、該検出板と検出棒との接触により前記電源スイッチの切換を行うようにした請求項４又は５に記載の空気浄化装置。
【請求項７】
家庭用の消臭装置である請求項４〜６のいずれかに記載の空気浄化装置。

【図１】