JP7565974B2

JP7565974B2 - 脱臭装置

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Publication number: JP7565974B2
Application number: JP2022085139A
Authority: JP
Inventors: 智治宇佐; 勝浩山口
Original assignee: Sunstar Giken KK
Current assignee: Sunstar Giken KK
Priority date: 2022-05-25
Filing date: 2022-05-25
Publication date: 2024-10-11
Anticipated expiration: 2042-05-25
Also published as: CN117123049A; US20230381366A1; JP2023173121A

Description

本発明は、脱臭装置に関する。

光触媒により空気中の臭気成分を分解する脱臭装置（空気清浄機）が利用されている。空気を効率よく光触媒に接触させるために、多孔質セラミック成形体に光触媒を担持させてなる光触媒担持体が用いられる。このような光触媒担持体を用いる脱臭装置は、ファンによって厚板状の厚み方向に透過する空気の流れを形成するよう構成される（例えば特許文献１参照）。

特開２００３－７０８８６号公報

特許文献１に記載されるような脱臭装置において光触媒担持体の面積を大きくすると、空気流路の断面積が増大し、装置全体が大型化する。例えば脱臭装置を壁に取り付けて使用する場合等では、脱臭装置の薄型化が望まれる。そこで、本発明は、厚みが小さい脱臭装置を提供することを課題とする。

本発明の一態様に係る脱臭装置は、第１主壁と、前記第１主壁に対向する第２主壁と、前記第１主壁と前記第２主壁の側縁の間をそれぞれ封止する第１側壁および第２側壁と、前記第１主壁との間に隙間を形成せず、前記第２主壁との間に隙間を形成するよう配設される第１隔壁と、前記第２主壁との間に隙間を形成せず、前記第１主壁との間に隙間を形成するよう配設される第２隔壁と、前記第１隔壁と前記第２隔壁の間に保持され、前記第２主壁側から前記第１主壁側に空気が透過する光触媒ユニットと、前記第２隔壁の前記光触媒ユニットと反対側に、前記第１主壁との間に間隔を空けて配置され、前記第１主壁に向かって開口する吸込口および前記第２隔壁と反対側に向かって開口する吐出口を有する遠心送風機と、を備える。

上述の脱臭装置は、前記第２主壁に配設され、前記光触媒ユニットに投光する光源と、前記第１隔壁の前記第２隔壁と反対側で、前記第２主壁との間に隙間を形成せず、前記第１主壁との間に隙間を形成するよう配設される遮光壁と、をさらに備えてもよい。

上述の脱臭装置は、前記光源が実装され、前記第２主壁の外側に配設される回路基板をさらに備え、前記第２主壁は前記光源を露出させる投光開口を有してもよい。

上述の脱臭装置において、前記第１側壁は、前記第１隔壁と前記第２隔壁の間に前記光触媒ユニットを挿入する着脱開口を有し、前記第１隔壁および前記第２隔壁は、前記光触媒ユニットを案内するガイドを有してもよい。

上述の脱臭装置において、前記光触媒ユニットは、板状の多孔質セラミック成形体に光触媒を担持させてなる光触媒担持体と、前記光触媒担持体を保持するフレームと、を有してもよい。

本発明によれば、厚みが小さい脱臭装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る脱臭装置を示す斜視図である。図１の脱臭装置の分解斜視図である。図１の脱臭装置の断面図である。図１の脱臭装置の光触媒ユニットを示す斜視図である。図４の光触媒ユニットの分解斜視図である。図４の光触媒ユニットの断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明をする。図１は、本発明の一実施形態に係る脱臭装置１を示す斜視図である。また、図２は脱臭装置１の分解斜視図であり、図３は脱臭装置１の断面図である。

本実施形態の脱臭装置１は、吸気口１１および排気口１２を有するハウジング１０と、ハウジング１０の内部に収容され、図３に破線矢印で示すような経路で吸気口１１と排気口１２を接続する空気流路を画定する流路部材２０と、空気流路を上流側と下流側とに区分するよう配置され、空気が透過可能な板状の光触媒ユニット３０と、空気流路内に収容され、空気流路に光触媒ユニット３０を透過する空気の流れを形成する遠心送風機４０と、光触媒ユニット３０に光を照射する光源である複数のＬＥＤ５１が実装される回路基板５０と、を備える。

脱臭装置１は、遠心送風機４０により流路部材２０の内部に空気を吸い込み、空気中の臭気成分を光触媒ユニット３０により分解除去し、臭気成分を除去した空気を外部に放出する。脱臭装置１は、壁面に取り付けられて使用されることが想定されている。具体的には、脱臭装置１は、壁際に配置されるペット用トイレ等の臭気発生源の直上に、吸気口１１を下にして配設され、下方の臭気発生源近傍の空気を吸入して脱臭し、脱臭した空気を上方に排出することができる。

ハウジング１０は、主に流路部材２０の裏側を覆う裏側カバー１３と、主に流路部材２０の表側を覆う表側カバー１４とに分割して形成され得る。裏側カバー１３は、壁に取り付けるための取付構造、例えば壁に固定されるブラケットに係合する係合構造等が設けられ得る。本実施形態において、表側カバー１４には、電源ボタン等を有する操作部１５が設けられている。

ハウジング１０は、流路部材２０と一体に形成されてもよいが、例えば樹脂成形により要求される形状を有する空気流路を形成する場合、外側のデザインが制約されるため、空気流路を画定する流路部材２０と、流路部材２０を覆うハウジング１０とを別々に形成することによって、脱臭装置１の意匠性を向上できる。

流路部材２０は、想定される使用状態で裏側に位置する裏側半体２１と、想定される使用状態で表側に位置する表側半体２２と、に２分割されて形成され得る。

流路部材２０は、想定される使用状態で裏面側に位置する第１主壁２０１と、第１主壁２０１に対向し、表面側に位置する第２主壁２０２と、第１主壁２０１と第２主壁２０２の側縁の間をそれぞれ封止する第１側壁２０３および第２側壁２０４と、第１主壁２０１との間に隙間を形成せず、第２主壁２０２との間に隙間を形成するよう配設される第１隔壁２０５と、第１隔壁２０５の下流側で第２主壁２０２との間に隙間を形成せず、第１主壁２０１との間に隙間を形成するよう配設される第２隔壁２０６と、第１隔壁２０５の第２隔壁２０６と反対側（吸気口１１側）に、第２主壁２０２との間に隙間を形成せず、第１主壁２０１との間に隙間を形成するよう配設される遮光壁２０７と、を備える。

なお、これらの壁２０１～２０７は、それぞれ完全な平面状であることは要求されず段差を有してもよい。例として、本実施形態では、遠心送風機４０の厚みがやや大きいため、遠心送風機４０が配設される部分において第１主壁２０１と第２主壁２０２の間隔を僅かに大きくするよう、第２主壁２０２に段差が形成されている。また、これらの壁２０１～２０７は、それぞれが一体である必要はなく、複数に分割して形成されてもよい。本実施形態では、第１側壁２０３、第２側壁２０４および第２隔壁２０６は、裏側半体２１に形成される部分と表側半体２２に形成される部分とを組み合わせて形成される。

流路部材２０において、第１主壁２０１、第２主壁２０２、第１側壁２０３および第２側壁２０４は、一端が吸気口１１、他端が排気口１２に開口する扁平な四角筒状体を形成する。第１隔壁２０５および第２隔壁２０６は、流路部材２０の内部で部分的に第１主壁２０１と第２主壁２０２の対向方向の空気の流れを形成するとともに、この部分に光触媒ユニット３０を保持する。遮光壁２０７は、ユーザが吸気口１１の中を覗き込んだとしても、第２主壁２０２に配設されるＬＥＤ５１の光を吸気口１１を通して外部から直視できないようにする。

より詳しくは、流路部材２０は、第１隔壁２０５と第２隔壁２０６の間に第１主壁２０１および第２主壁２０２と平行に、かつ第１主壁２０１および第２主壁２０２とそれぞれ間隔を空けて光触媒ユニット３０を保持する。このように光触媒ユニット３０を保持するために、第１側壁２０３は、第１隔壁２０５と第２隔壁２０６の間に光触媒ユニット３０を挿入するための着脱開口２３を有し、第１隔壁２０５および第２隔壁２０６は、光触媒ユニット３０を案内するガイド２４をそれぞれ有する。第２側壁２０４は、光触媒ユニット３０を係止する係止部２５が設けられる。このように、流路部材２０に着脱開口２３およびガイド２４を設けることによって、光触媒ユニット３０の着脱を容易に行うことができる。本実施形態において、着脱開口２３、一対のガイド２４および係止部２５は、互いの位置関係を担保できるよう同じ裏側半体２１に設けられている。このため、本実施形態において、第２隔壁２０６は、第２主壁２０２と一体に表側半体２２に形成される本体２０６１と、本体２０６１に実質的に空気の流路を形成せずに重ね合わされるよう、第１主壁２０１と一体に裏側半体２１に形成され、ガイド２４が設けられる構造付加部２０６２と、からなる。また、第２主壁２０２は、外側に配設される回路基板５０のＬＥＤ５１をそれぞれハウジング１０の内側の空気流路に露出させるよう、光触媒ユニット３０に対向する位置に形成される複数の投光開口２６を有する。

光触媒ユニット３０は、全体として板状に形成され、第１隔壁２０５と第２隔壁２０６の間に第１主壁２０１および第２主壁２０２と略平行に保持され、その厚み方向に、つまり第２主壁２０２側から第１主壁２０１側に空気が透過する。光触媒ユニット３０と第１隔壁２０５および第２隔壁２０６との間隔としては、光触媒ユニット３０の厚みの０．３倍以上１．５倍以下が好ましい。これにより、光触媒ユニット３０を通してスムーズに空気が流れることを可能にすると共に、第１隔壁２０５と第２隔壁２０６の間隔、ひいては脱臭装置１の全体の厚みを比較的小さくすることができる。

光触媒ユニット３０は、図４の斜視図、図５の分解斜視図および図６の断面図に示すように、それぞれ方形板状に形成される多孔質セラミック成形体に光触媒を担持させてなる複数の光触媒担持体３１と、複数の光触媒担持体３１を端面が互いに当接し合うよう平面的に並べた状態で収容する収容部３２１を有するベースフレーム３２と、収容部３２１に収容される複数の光触媒担持体３１を互いに圧接させるよう一端の光触媒担持体３１を押圧する押圧部材３３と、押圧部材３３をベースフレーム３２に締結する締結部材３４と、ベースフレーム３２に取り付けられ、収容部３２１からの光触媒担持体３１の脱離を防止する脱落防止カバー３５と、を備える。

複数の光触媒担持体３１は、互いに圧接されることで生じる摩擦力によって互いに位置ずれを抑制し合う。また、複数の光触媒担持体３１を互いに圧接して保持することにより、光触媒ユニット３０に外力が作用して光触媒ユニット３０全体に歪みが生じても、光触媒担持体３１の間にわずかなずれを生じさせて各光触媒担持体３１の内部に作用する応力を低減できる。つまり、大型の光触媒担持体を使用すると、ベースフレーム３２に大きな外力が作用してベースフレーム３２が変形したときに光触媒担持体も同様に変形させるよう比較的大きな応力が作用するが、複数の小型の光触媒担持体３１を挟持して一体に保持することで、ベースフレーム３２が変形しても光触媒担持体３１同士のずれによりベースフレーム３２の変形を吸収することができる。このため、光触媒ユニット３０は、落下等により衝撃力が作用した場合にも、光触媒担持体３１の破損を効果的に抑制できる。

光触媒担持体３１は、厚み方向に貫通する多数の貫通孔３１１を有し、空気が透過可能に形成される。貫通孔３１１の径としては、空気との接触を促進するために例えば０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とすることができる。貫通孔３１１のピッチとしては、光触媒担持体３１の強度を担保しつつ空気の流路面積を大きくするために例えば貫通孔３１１の径の１．５倍以上３倍以下とすることができる。

光触媒担持体３１の厚みとしては、空気との接触を促進するために、例えば１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下とされ得る。光触媒担持体３１の長辺の長さとしては、例えば５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることができ、光触媒担持体３１の短辺の長さとしては、例えば３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下とすることができる。光触媒担持体３１は、摩擦力により互いの移動を抑制しやすいよう、長辺同士が圧接されるよう配置されることが好ましい。また、光触媒担持体３１は、収容部３２１の長手方向に一列に並んで配置され、この配列方向に互いに圧接されることが好ましい。

ベースフレーム３２は、光触媒担持体３１を収容する平面視方形状の収容部３２１の三方の外縁を画定する３つの垂直な規制面３２２，３２３，３２４と、収容部３２１の残りの外縁部に配設され、法線が収容部３２１の側に傾斜する傾斜面３２５と、光触媒担持体３１の裏面側を部分的に支持する複数の桟３２６と、を有する。傾斜面３２５の傾斜角度（傾斜面３２５の法線と光触媒担持体３１の法線との角度）としては例えば２０°以上４５°以下とすることができる。また、ベースフレーム３２は、締結部材３４が螺合するねじ穴３２７と、流路部材２０のガイド２４に摺動可能に嵌合する嵌合部３２８と、光触媒ユニット３０を係止部２５によって係止するための係合部３２９と、を有する。収容部３２１は、光触媒担持体３１の寸法誤差を吸収でき、かつ光触媒担持体３１同士の僅かな位置ずれを許容できるよう、収容する複数の光触媒担持体３１の合計寸法よりも大きい寸法を有する。強度および寸法精度に劣る光触媒担持体３１を例えば樹脂成形体によって形成できるベースフレーム３２によって保持することにより、光触媒ユニット３０を容易に着脱可能とすると共に、空気が確実に光触媒担持体３１を通過するようにできる。

押圧部材３３は、傾斜面３２５に当接する摺動面３３１および光触媒担持体３１の端面を押圧する押圧面３３２を有する。また、本実施形態の押圧部材３３は、締結部材３４が挿通される長孔３３３と、長孔３３３の周囲に形成される複数の弱化孔３３４と、を有する。

押圧部材３３は、ベースフレーム３２に光触媒担持体３１の法線方向に圧接されることにより、摺動面３３１が傾斜面３２５に沿って摺動し、押圧面３３２を光触媒担持体３１に向かって突出させるよう移動する。つまり、押圧部材３３は、傾斜面３２５の傾斜を圧力角として、収容部３２１側に移動させられるよう構成されている。これにより、押圧部材３３は、ベースフレーム３２の対向する位置に存在する規制面３２３との間に光触媒担持体３１の列を挟み込むことで、複数の光触媒担持体３１を互いに圧接させる。

押圧部材３３は、締結部材３４に押圧される長孔３３３の周縁部の外側に複数の弱化孔３３４が形成されることにより、長孔３３３の周囲が弾性変形しやすくなっている。これにより、締結部材３４が本実施形態のように十分な弾性力を発現できない構成を有する場合であっても、摺動面３３１を傾斜面３２５に安定して圧接することにより、押圧面３３２の光触媒担持体３１に対する圧接力を発生させられる。

締結部材３４は、本実施形態において、長孔３３３を貫通してベースフレーム３２のねじ穴３２７に螺合し、長孔３３３の周縁部をベースフレーム３２に向かって押圧するねじである。

脱落防止カバー３５は、ベースフレーム３２に係合し、収容部３２１に収容される光触媒担持体３１の外縁部を覆う。脱落防止カバー３５にも収容部３２１を横断する桟が設けられてもよい。

遠心送風機４０は、吸込口４１および吐出口４２を有するケーシング４３と、ケーシング４３に収容されるインペラ４４と、ケーシング４３の中に設けられ、インペラ４４を回転駆動するモータ４５と、を有する。遠心送風機４０において、吸込口４１はインペラ４４の回転軸方向に開口し、吐出口４２はインペラ４４の接線方向に開口する。このような構成を有する遠心送風機４０は、軸方向の寸法が小さい扁平な全体形状を有する。また、遠心送風機４０は比較的静圧が高いため、比較的空気抵抗が大きい光触媒担持体３１を用いても、光触媒担持体３１を透過する空気の流れを確実に形成できる。

遠心送風機４０は、第１主壁２０１との間に間隔を空けて、吸込口４１が第１主壁２０１に向かって開口し、吐出口４２が第２隔壁２０６の光触媒ユニット３０と反対側、つまり排気口１２に向かって開口するよう配設される。遠心送風機４０は、第１主壁２０１にスペーサを介して取り付けられてもよく、第２主壁２０２に取り付けられてもよい。

回路基板５０は、裏面側に実装されるＬＥＤ５１を投光開口２６の中に配置すると共に、投光開口２６を封止するよう、第２主壁２０２の外側に密着して配設される。このように、第２主壁２０２の投光開口２６の中にＬＥＤ５１を配置することによって、ＬＥＤ５１が空気の流れを阻害しない。また、回路基板５０によって投光開口２６を封止することによって、不必要な空気の流れを生じさせない。

上述のような構成を有する脱臭装置１では、外部から吸気口１１から吸い込まれた空気は、第１主壁２０１と遮光壁２０７の隙間および第２主壁２０２と第１隔壁２０５の隙間を通り、光触媒ユニット３０の表面側に到達し、光触媒ユニット３０を透過して、第１主壁２０１と第２隔壁２０６の隙間を通り、吸込口４１から遠心送風機４０に吸い込まれ、吐出口４２から吐出され、排気口１２を通して外部に排出される。つまり、脱臭装置１では全体としては、第１主壁２０１および第２主壁２０２に沿って空気が通過するが、光触媒ユニット３０の直前、光触媒ユニット３０の直後、遠心送風機４０の直前および遠心送風機４０の内部において空気が折れ曲がる。このような構成により、脱臭装置１は、第１主壁２０１と第２主壁２０２の間に、板状の光触媒ユニット３０と扁平な遠心送風機４０とを平面的に並べ配置するため、第１主壁２０１と第２主壁２０２の間隔を小さくできる。

以上、本発明の一実施形態に係る脱臭装置について説明したが、本発明に係る脱臭装置の構成およびその効果は、上述したものに限定されない。例として、本発明に係る脱臭装置は、表面側に第１主壁、裏面側に第２主壁を備えてもよい。また、本発明に係る脱臭装置において、光源は、第２主壁の内側に突出するよう配設されてもよく、第１主壁側に配設されてもよい。

１脱臭装置
１０ハウジング
１１吸気口
１２排気口
１３裏側カバー
１４表側カバー
１５操作部
２０流路部材
２０１第１主壁
２０２第２主壁
２０３第１側壁
２０４第２側壁
２０５第１隔壁
２０６第２隔壁
２０７遮光壁
２１裏側半体
２２表側半体
２３着脱開口
２４ガイド
２５係止部
２６投光開口
３０光触媒ユニット
３１光触媒担持体
３１１貫通孔
３２ベースフレーム
３２１収容部
３２２，３２３，３２４規制面
３２５傾斜面
３２６桟
３２７ねじ穴
３２８嵌合部
３２９係合部
３３押圧部材
３３１摺動面
３３２押圧面
３３３長孔
３３４弱化孔
３４締結部材
３５脱落防止カバー
４０送風機
４１吸込口
４２吐出口
４３ケーシング
４４インペラ
４５モータ
５０回路基板
５１ＬＥＤ（光源）

Claims

第１主壁と、
前記第１主壁に対向する第２主壁と、
前記第１主壁と前記第２主壁の側縁の間をそれぞれ封止する第１側壁および第２側壁と、
前記第１主壁との間に隙間を形成せず、前記第２主壁との間に隙間を形成するよう配設される第１隔壁と、
前記第２主壁との間に隙間を形成せず、前記第１主壁との間に隙間を形成するよう配設される第２隔壁と、
前記第１隔壁と前記第２隔壁の間に保持され、前記第２主壁側から前記第１主壁側に空気が透過する光触媒ユニットと、
前記第２隔壁の前記光触媒ユニットと反対側に、前記第１主壁との間に間隔を空けて配置され、前記第１主壁に向かって開口する吸込口および前記第２隔壁と反対側に向かって開口する吐出口を有する遠心送風機と、
前記第２主壁に配設され、前記光触媒ユニットに投光する光源と、
前記第１隔壁の前記第２隔壁と反対側に、前記第２主壁との間に隙間を形成せず、前記第１主壁との間に隙間を形成するよう配設され遮光壁と、
を備える、脱臭装置。
前記光源が実装され、前記第２主壁の外側に配設される回路基板をさらに備え、
前記第２主壁は前記光源を露出させる投光開口を有する、請求項１に記載の脱臭装置。
前記第１側壁は、前記第１隔壁と前記第２隔壁の間に前記光触媒ユニットを挿入する着脱開口を有し、
前記第１隔壁および前記第２隔壁は、前記光触媒ユニットを案内するガイドを有する、請求項１に記載の脱臭装置。
前記光触媒ユニットは、板状の多孔質セラミック成形体に光触媒を担持させてなる光触媒担持体と、前記光触媒担持体を保持するフレームと、を有する、請求項１に記載の脱臭装置。