專利名稱：有害物質(zhì)去除裝置和使用該去除裝置的空氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對被循環(huán)水所收集的有害氣體成分進行分解去除處理的有害物質(zhì)去除裝置和使用該有害物質(zhì)去除裝置對用于進行空氣調(diào)節(jié)的空氣進行凈化的空氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
在以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量為目的而進行溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、換氣調(diào)節(jié)或空氣凈化中的一種的或者將它們加以組合地進行的空調(diào)裝置中，作為去除空氣中的有害氣體成分的方法，通常采用如下方法通過使用了活性炭的過濾器來物理吸附空氣中的有害氣體成分。該活性炭起到非常優(yōu)異的除去有害氣體成分的作用，但另一方面，所吸附的氣體成分的保持能力與活性炭的體積成正比，因此在使用于大規(guī)模的空調(diào)裝置的情況下，存在 如下問題需要非常大量的活性炭，空氣調(diào)節(jié)氣流的阻力增大從而導(dǎo)致能耗增加。另外，還存在如下問題活性炭的吸附能力飽和(超過臨界)之后，必須廢棄大量的活性炭或者再生大量的活性炭，因而維護成本上升。另一方面，作為對空氣中的有害氣體成分，例如揮發(fā)性有機化合物(例如，甲苯、甲醛)進行分解、凈化的物質(zhì)，公知有光催化劑。如果使用該光催化劑來進行空氣凈化，則存在如下裝置通過將自然光或者紫外線激發(fā)負載有銳鈦礦型氧化鈦(TiO2)的基材上，從而分解有害氣體成分，但光催化劑是銳鈦礦型金屬結(jié)晶，因此難以有選擇性地吸附收集空氣中的有害氣體成分。因此，開發(fā)出了利用光催化劑使吸附于活性炭的有害氣體成分分解這樣的技術(shù)。在此，光催化劑是如下所述的催化劑如上所述那樣將光能作為激發(fā)光而吸收，生成還原能力強的電子和氧化能力非常強的空穴，從而顯示出催化劑作用，因此通過對吸附于活性炭的有害氣體成分進行分解，能夠使活性炭的吸附能力再生。實際上，作為將光催化劑有效地利用于有害氣體成分的凈化的方法，開發(fā)出了如下的空氣清潔機用過濾器以氣體吸附性高的活性炭、硅藻土、沸石等介孔(具有多個Inm 幾十nm大小的介孔)系的多孔質(zhì)材料為基材,在該基材表面上承載(涂敷)有光催化劑而成形為膜狀。若采用該光催化劑過濾器，能夠以高效率對從用于空氣調(diào)節(jié)的空氣中收集的有害氣體成分進行分解(例如，參照專利文獻I)。專利文獻I :日本特開2007-97797號公報在此，光催化反應(yīng)用于將甲苯、甲醛等揮發(fā)性的有機化合物最終分解成二氧化碳，但該反應(yīng)是比較緩慢的反應(yīng)，在該分解過程中，各種低分子量有機化合物形成為中間體(中間產(chǎn)物)。并且，大分子量的有機化合物通常被分解為低分子量的物質(zhì)，由此揮發(fā)性上升。因此，在氣流以高速通過的空調(diào)裝置中使用光催化劑過濾器的情況下，作為有害氣體成分的分解中間體的高揮發(fā)性有機物從過濾器(活性炭)中脫附，釋放到空氣調(diào)節(jié)用路徑中。作為該中間體的高揮發(fā)性有機物的代表例子，存在甲酸、醋酸、醛類、乙醇等低分子量有機化合物。而且，這些低分子量有機化合物的刺激性強，腐蝕性也高，因此一旦它們隨著氣流釋放到空氣調(diào)節(jié)用路徑中，則刺激人的眼睛、呼吸道粘膜，使人感到不舒服，并且對患有哮喘等疾病的患者來說，會導(dǎo)致癥狀惡化。另外，還會腐蝕空氣調(diào)節(jié)氣路中換熱器等金屬零件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述以往的技術(shù)問題而開展的，提供一種有害物質(zhì)去除裝置和使用該有害物質(zhì)去除裝置的空氣凈化裝置。該有害物質(zhì)去除裝置采用光催化劑而有效地降低被處理空氣中的有害氣體成分，并且還能夠抑制在有害氣體成分的分解過程中所生成的高揮發(fā)性有機物的再釋放。本發(fā)明的技術(shù)方案I的有害物質(zhì)去除裝置的特征在于，其包括前級處理部，其配置在供含有有害氣體成分的被處理空氣流動的路徑中；以及后級處理部，其配置在上述前級處理部的下游側(cè)；前級處理部包括多孔質(zhì)吸附劑，其用于吸附被處理空氣中的有害氣體成分；光催化劑；以及紫外線照射部件，其向上述光催化劑照射紫外線；后級處理部包 括氣液接觸部件，其使水與被前級處理部處理后的被處理空氣接觸；電解處理部件，其具有電極，該電極對在上述氣液接觸部件處與被處理空氣接觸后的水進行電化學處理。技術(shù)方案2是根據(jù)上述技術(shù)方案的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在于，紫外線照射部件向光催化劑照射深紫外線。技術(shù)方案3是根據(jù)上述各技術(shù)方案的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在于，光催化劑是氧化鈦和鈦的合金；銥和氧化鈦的合金；白金和氧化鈦的合金；或白金、銥和氧化鈦的
I=I -Wl O技術(shù)方案4是根據(jù)上述各技術(shù)方案的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在于，前級處理部包括通氣性的網(wǎng)狀體，該網(wǎng)狀體在內(nèi)部保持多孔質(zhì)吸附劑，光催化劑被涂敷在上述網(wǎng)狀體的靠向紫外線照射部件側(cè)的表面上。技術(shù)方案5是根據(jù)上述各技術(shù)方案的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在于，前級處理部包括臭氧分解部件，該臭氧分解部件對從上述前級處理部流出的臭氧進行分解。技術(shù)方案6是根據(jù)上述各技術(shù)方案的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在于，后級處理部使水在氣液接觸部件和電解處理部件之間循環(huán)。技術(shù)方案7是根據(jù)上述各技術(shù)方案的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在于，氣液接觸部件由過濾器構(gòu)成，該過濾器的材質(zhì)是被處理空氣能夠通過的親水性材質(zhì)，后級處理部具有對水進行朝向該過濾器的噴霧或者將水澆到該過濾器上的部件。技術(shù)方案8是根據(jù)技術(shù)方案I至6中任一項所述的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在于，氣液接觸部件使被處理空氣在水的水霧中通過或者在水的水膜中通過。技術(shù)方案9的空氣凈化裝置的特征在于，在被處理空氣所流動的空氣調(diào)節(jié)用路徑中配置有技術(shù)方案I 8所述的有害物質(zhì)去除裝置的前級處理部，在空氣調(diào)節(jié)用路徑中的比上述前級處理部靠向下游側(cè)的位置配置有后級處理部。技術(shù)方案10是根據(jù)上述技術(shù)方案的空氣凈化裝置，其特征在于，空氣調(diào)節(jié)用路徑包括多個空氣調(diào)節(jié)用分支路徑，該多個空氣調(diào)節(jié)用分支路徑分別供被處理空氣流動；以及空氣調(diào)節(jié)用主路徑，其供經(jīng)由各空氣調(diào)節(jié)用分支路徑的被處理空氣合流后流動；在各空氣調(diào)節(jié)用分支路徑中分別配置有前級處理部，并且在空氣調(diào)節(jié)用主路徑中配置有后級處理部。根據(jù)本發(fā)明的有害物質(zhì)去除裝置，具有被配置在供含有有害氣體成分的被處理空氣流動的路徑中的前級處理部，該前級處理部包括用于吸附被處理空氣中的有害氣體成分的多孔質(zhì)吸附劑、光催化劑、向該光催化劑照射紫外線的紫外線照射部件，因此被處理空氣中的以甲苯、甲醛為代表的揮發(fā)性有機化合物等有害氣體成分被多孔質(zhì)吸附劑收集。而且，該被收集的有害氣體成分被由來自紫外線照射部件的紫外線激發(fā)的光催化劑所生成的電子的強還原能力和空穴的強氧化能力進行高效率的分解處理。另外，具有配置在該前級處理部的下游側(cè)的后級處理部，該后級處理部包括使水與被前級處理部處理后的被處理空氣接觸的氣液接觸部件；具有對在該氣液處理部件處與被處理空氣接觸后的水進行電化學處理的電極的電解處理部件；因此在前級處理部的光催化反應(yīng)中作為中間物而生成的甲酸、醋酸、低分子量的醛等低分子量有機化合物從多孔質(zhì)吸附劑脫附并被釋放的情況下，這些低分子量有機化合物也在配置于下游側(cè)的后級處理部的氣液接觸部件處被水收集。此時，甲苯等難溶于水的揮發(fā)性有機化合物被分解而生成的作為中間物的甲酸、醋酸等低分子量有機化合物具有易溶于水的性質(zhì)，因此能夠用氣液接觸部件高效率地收集這些低分子量有機化合物。而且，所收集的低分子量有機化合物被在電解處理部件的電極生成的活性氧物種、電極表面上的電化學反應(yīng)、電極自身的自我催化反應(yīng)分解處理。由此，如技術(shù)方案9、10所述那樣將本發(fā)明的有害物質(zhì)去除裝置設(shè)置在空氣凈化裝置的空氣調(diào)節(jié)用路徑中并且使被處理空氣以高速的氣流通過的情況下，也能夠消除或者抑制在前級處理部處作為中間物而生成的低分子量有機化合物釋放到空氣調(diào)節(jié)用路徑中這樣的不良情況，從而能夠避免或者抑制給人體帶來不舒服感覺的不良情況、使疾病惡化的事態(tài)，并且，也能夠避免或者抑制空氣調(diào)節(jié)氣路中的金屬零件的腐蝕。另外，若如技術(shù)方案2所述那樣利用紫外線照射部件向光催化劑照射深紫外線，則能夠更有效地且高效率地分解處理被處理空氣中的有害氣體成分。而且，如技術(shù)方案3所述那樣，作為光催化劑，采用氧化鈦和鈦的合金、銥和氧化鈦的合金、白金和氧化鈦的合金、或者白金、銥和氧化鈦的合金，從而能夠利用紫外線的照射而容易地激發(fā)光催化劑，能夠更有效地分解處理被處理空氣中的有害氣體成分。在該情況下，若如技術(shù)方案4所述那樣前級處理部具有在內(nèi)部保持多孔質(zhì)吸附劑的通氣性的網(wǎng)狀體，光催化劑涂敷在該網(wǎng)狀體的靠向紫外線照射部件側(cè)的表面上，則在確保通氣性的狀態(tài)下一邊穩(wěn)定地保持多孔質(zhì)吸附劑，一邊無障礙地向光催化劑照射紫外線，從而能夠利用所生成的電子和空穴高效率地分解處理被多孔質(zhì)吸附劑收集的有害氣體成分。而且，若如技術(shù)方案5所述那樣在前級處理部設(shè)有對從該前級處理部流出的臭氧進行分解的臭氧分解部件，則能夠避免釋放出空氣因被來自紫外線照射部件的紫外線臭氧化而生成的臭氧這樣的不良情況。另外，若如技術(shù)方案6所述那樣后級處理部使水在氣液接觸部件和電解處理部件之間循環(huán)，則也能夠?qū)⒀h(huán)水的補充抑制在最低限度，非常節(jié)省。另外，若如技術(shù)方案7所述那樣氣液接觸部件由被處理空氣能夠通過的親水性材、質(zhì)的過濾器構(gòu)成，后級處理部具有對水進行朝向該過濾器的噴霧或者將水澆到該過濾器上的部件，則利用過濾器收集來自前級處理部的低分子量的有機化合物，能夠使低分子量的有機化合物溶解于水，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的中間物的分解處理。另外，該氣液接觸部件的構(gòu)造也可以是如技術(shù)方案8所述那樣使被處理空氣在水的水霧中通過或者在水的水膜中通過的構(gòu)造，利用該結(jié)構(gòu)也能夠有效地使低分子量有機化合物溶于水，從而進行收集。而且，若如技術(shù)方案9所述那樣在空氣凈化裝置的被處理空氣所流動的空氣調(diào)節(jié)用路徑中配置有上述有害物質(zhì)去除裝置的前級處理部，在空氣調(diào)節(jié)用路徑中的比該前級處理部靠向下游側(cè)的位置配置有后級處理部，則能夠?qū)⒂糜诳諝庹{(diào)節(jié)的空氣作為被處理空氣而去除有害氣體成分，并且能夠?qū)崿F(xiàn)能防止或者抑制作為中間物而生成的低分子量有機化合物釋放到空氣調(diào)節(jié)用路徑中的舒適且安全的空氣凈化。在此，若如技術(shù)方案10所述那樣在空氣調(diào)節(jié)用路徑上存在分別供被處理空氣流 氣調(diào)節(jié)用主路徑的情況下，在各空氣調(diào)節(jié)用分支路徑中分別配置有前級處理部，并且在空氣調(diào)節(jié)用主路徑中配置有后級處理部，則能夠利用一臺后級處理部對多個前級處理部中生成的低分子量的有機化合物進行分解處理，從而能夠降低設(shè)備費用。


圖I是應(yīng)用了本發(fā)明的實施例的有害物質(zhì)去除裝置的概略結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖I的有害物質(zhì)去除裝置的前級處理部的分解立體圖；圖3是設(shè)置有圖I的有害物質(zhì)去除裝置的實施例的空氣凈化裝置的概略結(jié)構(gòu)圖；圖4是設(shè)置有圖I的有害物質(zhì)去除裝置的另一實施例的空氣凈化裝置的概略結(jié)構(gòu)圖；圖5是設(shè)置有圖I的有害物質(zhì)去除裝置的又一實施例的空氣凈化裝置的概略結(jié)構(gòu)圖；圖6是表示由圖I的有害物質(zhì)去除裝置去除甲醛的去除效果的圖；圖7是表示由圖I的有害物質(zhì)去除裝置去除甲苯的去除效果的圖。
具體實施例方式本發(fā)明的有害物質(zhì)去除裝置I例如被設(shè)置在空氣凈化裝置W中，將被調(diào)和室(大廈、一般家庭、車輛等的室內(nèi))內(nèi)的空氣作為被處理空氣，去除該被處理空氣中所含有的有害氣體成分、例如揮發(fā)性有機化合物(甲苯、甲醛、氮氧化物等)，其中，所述空氣凈化裝置W進行被調(diào)和室的溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、換氣調(diào)節(jié)、或者空氣凈化中的任一種或者進行由它們的組合構(gòu)成的空氣調(diào)節(jié)。下面，根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖I是應(yīng)用了本發(fā)明的實施例的有害物質(zhì)去除裝置I的概略結(jié)構(gòu)圖。實施例的有害物質(zhì)去除裝置I由前級處理部2和后級處理部3構(gòu)成。首先，對前級處理部2進行說明。實施例的前級處理部2包括鼓風機4 ;被配置在由該鼓風機4產(chǎn)生的被處理空氣的氣流的上游側(cè)的過濾器構(gòu)造體6 ;位于該過濾器構(gòu)造體6的下游側(cè)并與該過濾器構(gòu)造體6相對配置的另一過濾器構(gòu)造體7 (臭氧分解部件);配置在這些過濾器構(gòu)造體6、7之間的作為紫外線照射部件的紫外線照射燈8。圖2表示該前級處理部2的分解立體圖。實施例的過濾器構(gòu)造體6、7均都例如包括呈矩形容器狀的I對不銹鋼制網(wǎng)狀體9、11 ;被夾持在各網(wǎng)狀體9、11之間而被保持在其內(nèi)部的多孔質(zhì)吸附劑12。網(wǎng)狀體9、11是具有通氣性的網(wǎng)狀構(gòu)造，在位于紫外線照射燈8側(cè)的網(wǎng)狀體9的至少靠向紫外線照射燈8側(cè)的面上承載(涂敷)有光催化劑13。該光催化劑13在實施例中使用氧化鈦和鈦的合金、銥和氧化鈦的合金、白金和氧化鈦的合金、或者白金、銥和氧化鈦的合金。但是，光催化劑13只要能夠因吸收紫外線、可見光線而被激活即可，并不限于此。另外，實施例的多孔質(zhì)吸附劑12采用活性炭，但只要是氣體吸附性高的介孔系的多孔質(zhì)材料，也可以使用硅膠、沸石、硅藻土、多孔金屬、多孔硅等。特別是，沸石的抗臭氧性高，因此是有效的。另外，多孔質(zhì)吸附劑12自身的構(gòu)造既可以成形為蜂窩狀的構(gòu)造，也可以是粒狀、粉末狀的構(gòu)造，只要是具有通氣性的構(gòu)造，均都可以使用。但是，在多孔質(zhì)吸附劑是 無法保持形態(tài)的粒狀、粉末狀的情況下，為了能夠保持在網(wǎng)狀體9、11內(nèi)，用具有通氣性的材質(zhì)包裹粒狀、粉末狀的多孔質(zhì)吸附劑。并且，實施例的紫外線照射燈8可采用照射波長185nm的深紫外線的燈。而且，形成為來自該紫外線照射燈8的深紫外線照射到被涂敷于過濾器構(gòu)造體6、7的網(wǎng)狀體9上的光催化劑13的構(gòu)造，來自鼓風機4的被處理空氣的氣流如圖中中空箭頭所示那樣按照過濾器構(gòu)造體6、紫外線照射燈8、過濾器構(gòu)造體7這樣的順序流通。而且，形成為如下配置使通過了該過濾器構(gòu)造體7的被處理空氣流通到后級處理部3。接著，對該后級處理部3進行說明。實施例的后級處理部3包括氣液接觸部(氣液接觸部件)16、電解處理部(電解處理部件)17、配置在氣液接觸部16的下側(cè)的循環(huán)水槽18、以及循環(huán)水泵19。氣液接觸部16由過濾器構(gòu)成，該過濾器由蜂窩構(gòu)造等具有通氣性的親水性材質(zhì)構(gòu)成。另外,氣液接觸部16的結(jié)構(gòu)不限于此。如圖中中空箭頭所示那樣通過了前級處理部2的被處理空氣流通到該氣液接觸部16。在電解處理部17中收納有I對電極21、21，通過對該電極21、21施加電位來進行電化學處理(電分解)。使循環(huán)水泵19運轉(zhuǎn)而抽吸循環(huán)水槽18內(nèi)的水(循環(huán)水)，輸送到電解處理部17。在電解處理部17中，從循環(huán)水泵19送來的水被電極21、21進行電化學處理，該被進行了電化學處理的水從上澆到氣液接觸部16上。由此，通過鼓風機4使其流通的、來自前級處理部2的被處理空氣與循環(huán)水接觸。在氣液接觸部16中與被處理空氣接觸后的水被收納于循環(huán)水槽18，反復(fù)進行再次被循環(huán)水泵19抽吸而輸送到電解處理部17的循環(huán)。另外，在實施例中，形成為利用循環(huán)水泵19將循環(huán)水澆到氣液接觸部16上的結(jié)構(gòu)，但不限于此，也可以是設(shè)有噴霧器而對循環(huán)水進行朝向氣液接觸部16的噴霧的結(jié)構(gòu)。另外，在實施例中，采用了過濾器構(gòu)造的氣液接觸部16，但如下所謂洗滌器(Scrubber)方式也是有效的僅形成空間，將循環(huán)水的水霧向該空間(氣液接觸部)噴射，或者在該空間形成水膜，使被處理空氣流通到這些水霧、水膜中。接著，對該結(jié)構(gòu)的有害物質(zhì)去除裝置I的設(shè)置方式進行說明。圖3是在空氣凈化裝置W中設(shè)置有有害物質(zhì)去除裝置I的一實施例。實施例的空氣凈化裝置W例如用于進行3個被調(diào)和室Rl R3(大廈、一般家庭等的室內(nèi))的溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、換氣調(diào)節(jié)、或者空氣凈化中的任一種或者進行由它們的組合構(gòu)成的空氣調(diào)節(jié)，包括與各被調(diào)和室Rl R3連通的3個空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3、由這些空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3合流的空氣調(diào)節(jié)用主路徑MD構(gòu)成的空氣調(diào)節(jié)用路徑D、空調(diào)裝置C等。而且，在該實施例的情況下，在各空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3中分別設(shè)有圖I的有害物質(zhì)去除裝置I。另外，在該實施例中，前級處理部2和后級處理部3例如被收納在矩形管道狀的單元殼體23內(nèi)，被一體化。另外，在該單元殼體23的空氣流入側(cè)設(shè)有用于去除被處理空氣中的塵埃等的未圖示的預(yù)濾器。并且，用于對構(gòu)成有害物質(zhì)去除裝置I的電氣設(shè)備、即鼓風機4、紫外線照射燈8、循環(huán)水泵19以及電解處理部17進行控制的未圖示的控制器也被設(shè)置在該單元殼體23內(nèi)。另外，在實施例中示出了在各空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3中分別設(shè)有I臺有害物質(zhì)去除裝置I的情況，但也可以在各空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3上分別相對于被處理空氣的氣流呈串聯(lián)或并聯(lián)地設(shè)置多臺有害物質(zhì)去除裝置I。而且，通過空調(diào)裝置C的未圖示的鼓風裝置以及各有害物質(zhì)去除裝置I的前級處 理部2的鼓風機4的運轉(zhuǎn)，各被調(diào)和室Rl R3內(nèi)的空氣、即被處理空氣(含有甲苯、甲醛、氮氧化物等揮發(fā)性有機化合物(有害氣體成分))被抽吸到各空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3中，分別通過設(shè)置在各空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3中的有害物質(zhì)去除裝置I之后，在空氣調(diào)節(jié)用主路徑MD合流，并經(jīng)由空氣調(diào)節(jié)用主路徑MD而到達空調(diào)裝置C。于是，利用該空調(diào)裝置C進行溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、換氣調(diào)節(jié)、或者空氣凈化中任ー種或者進行它們的組合之后，進行利用未圖示的路徑而再次返回到各被調(diào)和室Rl R3的循環(huán)。根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)來說明本發(fā)明的有害物質(zhì)去除裝置I的動作。一旦上述控制器使鼓風機4、紫外線照射燈8、循環(huán)水泵19以及電解處理部17運轉(zhuǎn)，則鼓風機4使各被調(diào)和室Rl R3內(nèi)的被處理空氣如上所述那樣流入到有害物質(zhì)去除裝置I的前級處理部2中。另夕卜，利用空氣浄化裝置W的鼓風裝置的運轉(zhuǎn)，在空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3中形成有用于使被處理空氣從各被調(diào)和室Rl R3流入有害物質(zhì)去除裝置I中的氣流，通過鼓風機4的運轉(zhuǎn)使該氣流加速而流通到前級處理部2中。流入到前級處理部2的被處理空氣首先流入到上游側(cè)的過濾器構(gòu)造體6中，在通過該過濾器構(gòu)造體6的過程中，被處理空氣中的有害氣體成分(甲苯、甲醛、氮氧化物等揮發(fā)性有機化合物)被多孔質(zhì)吸附劑12吸附而被收集。此時，紫外線照射燈8被通電，對被涂敷在過濾器構(gòu)造體6的網(wǎng)狀體9上的光催化劑13照射深紫外線(波長185nm)，因此光催化劑13被激發(fā)而生成還原能力強的電子和氧化能力強的空穴。由此，被多孔質(zhì)吸附劑12收集的甲苯、甲醛等揮發(fā)性有機化合物被分解。圖6和圖7表示利用該光催化劑13和紫外線去除甲醛、甲苯的試驗結(jié)果。各圖的上段(A)表示對光催化劑(TiO2)照射了波長254nm的通常紫外線(UV)的情況，各圖的下段⑶表示對光催化劑照射了波長185nm的深紫外線(VUV)的情況。圖6的㈧、⑶和圖7的(B)的前一半表示前級處理部2中的甲醛或甲苯的濃度變化，后一半表示后級處理部3中的變化。另外，在圖7的(A)中，前一半表示用后級處理部3處理甲苯時的濃度變化，后一半表示之后用前級處理部2處理時的變化(前級和后級倒過來)。根據(jù)各圖可知，在前級處理部2中，在向光催化劑13照射通常的波長254nm的紫外線的情況下，對甲醛、甲苯的去除效果均都較差，但在照射實施例的185nm的深紫外線的情況下，濃度顯著下降，去除效果均都較好。
如此，用過濾器構(gòu)造體6收集甲苯、甲醛等揮發(fā)性有機化合物，被分解后的被處理空氣通過紫外線照射燈8，接著到達另ー個過濾器構(gòu)造體7。未被上游側(cè)的過濾器構(gòu)造體6完全收集的揮發(fā)性有機化合物(有害氣體成分)被該下游側(cè)的過濾器構(gòu)造體7的多孔質(zhì)吸附劑12吸附而被收集。然后，也從紫外線照射燈8向被涂敷于過濾器構(gòu)造體9上的光催化劑13照射深紫外線，因此該被收集的揮發(fā)性有機化合物同樣地被分解。在此，通過照射來自紫外線照射燈8的紫外線，被處理空氣被臭氧化而生成臭氧，但該臭氧被該下游側(cè)的過濾器構(gòu)造體7的光催化劑13分解。由此，消除或者抑制臭氧流出到下游側(cè)的后級處理部3的不良情況。另外，在甲苯、甲醛等揮發(fā)性有機化合物被光催化劑13分解的過程中，生成低分子量的有機化合物(甲酸、醋酸、低分子量的醛類)。該低分子量的有機化合物最初被吸附在各過濾器構(gòu)造體6、7的多孔質(zhì)吸附劑12上，若仍處于被吸附則會在光催化劑13的作用下最終被分解成ニ氧化碳，但由于分子量較小，因此從多孔質(zhì)吸附劑12脫落，隨著鼓風機4所產(chǎn)生的高速氣流而從前級處理部2流出。于是，流入到下游側(cè)的后級處理部3的氣液接 觸部16中。在該情況下，利用循環(huán)水泵19的運轉(zhuǎn)，將水澆到后級處理部3的氣液接觸部16上。另外，這些低分子量的有機化合物易溶于水，因此在通過氣液接觸部16的過程中，被處理空氣中的低分子量的有機化合物被循環(huán)水收集。收集了該低分子量有機化合物的水之后流入到循環(huán)水槽18中，被循環(huán)水泵19抽吸而輸送到電解處理部17中。利用控制器對電解處理部17的電極21、21施加預(yù)定的電位，一個電極21是陽極，一個電極21為陰扱。然后，循環(huán)水被這些電極21、21進行電化學處理，因此在循環(huán)水中生成次氯酸等活性氧物種。利用該活性氧物種，被氣液接觸部16收集的循環(huán)水中的低分子量的有機化合物被分解。另外，對于甲酸，難以被活性氧物種分解，但被電極21、21的表面上的電化學反應(yīng)和電極21、21自身的自我催化反應(yīng)分解。如此，本發(fā)明的有害物質(zhì)去除裝置I具有被配置在供含有有害氣體成分的被處理空氣流動的空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3中的前級處理部2，該前級處理部2具有用于吸附被處理空氣中的有害氣體成分的多孔質(zhì)吸附劑12、光催化劑13、對該光催化劑13照射紫外線的紫外線照射燈8，因此被處理空氣中的以甲苯、甲醛為代表的揮發(fā)性有機化合物等有害氣體成分被多孔質(zhì)吸附劑12收集。而且，該被收集的有害氣體成分被由來自紫外線照射燈8的紫外線激發(fā)的光催化劑13所生成的電子的強還原能力和空穴的強氧化能力進行高效率的分解處理。另外，具有被配置在該前級處理部2的下游側(cè)的后級處理部3，該后級處理部3包括使水與被前級處理部2處理后的被處理空氣接觸的氣液接觸部16、具有對在該氣液接觸部16處與被處理空氣接觸的水進行電化學處理的電極21、21的電解處理部17，因此在前級處理部2的光催化反應(yīng)中作為中間物而生成的甲酸、醋酸、低分子量的醛等低分子量有機化合物從多孔質(zhì)吸附劑12脫落，被釋放到被處理空氣中，在這ー情況下，這些低分子量有機化合物也在配置于下游側(cè)的后級處理部3的氣液接觸部16被水收集。此時，甲苯等揮發(fā)性有機化合物具有難溶于水的性質(zhì)，但它們被分解而生成的作為中間物的甲酸、醋酸等低分子量的有機酸具有易溶于水的性質(zhì)，因此能夠在氣液接觸部16處高效率地收集這些低分子量的有機酸。而且，被收集的低分子量有機酸被在電解處理部17的電極21、21所生成的活性氧物種、電極21、21表面上的電化學反應(yīng)、電極21、21自身的自我催化反應(yīng)進行分解處理。由此，在空氣浄化裝置W的空氣調(diào)節(jié)用路徑D中設(shè)置本發(fā)明的有害物質(zhì)去除裝置I并使被處理空氣以高速的氣流通過的情況下，也能夠消除或者抑制在前級處理部2作為中間物而生成的低分子量有機化合物被釋放到空氣調(diào)節(jié)用路徑D中這樣的不良情況，這些低分子量有機化合物返回到被調(diào)和室Rl R3中，能夠避免或者抑制給人帶來不舒服的感覺的不良情況、使呼吸器官疾病惡化的事態(tài)，并且，也能夠避免或者抑制被設(shè)置在空氣調(diào)節(jié)用路徑D中的空調(diào)裝置C的換熱器等的金屬零件的腐蝕。另外，紫外線照射燈8向光催化劑13照射深紫外線，因此能夠更有效地且高效率地分解處理被處理空氣中的有害氣體成分。而且，作為光催化劑13，采用銳鈦礦型氧化鈦的 合金、例如氧化鈦和鈦的合金、銥和氧化鈦的合金、白金和氧化鈦的合金、或者白金、銥和氧化鈦的合金，因此利用來自紫外線照射燈8的深紫外線的照射，容易激發(fā)光催化劑13，能夠更有效地分解處理被處理空氣中的有害氣體成分。在該情況下，前級處理部2具有在內(nèi)部保持多孔質(zhì)吸附劑12的通氣性的網(wǎng)狀體9、11，將光催化劑13涂敷在該網(wǎng)狀體9的靠向紫外線照射燈8側(cè)的面上，因此在確保通氣性的狀態(tài)下ー邊穩(wěn)定地保持多孔質(zhì)吸附劑12，ー邊無障礙地向光催化劑13照射深紫外線，從而能夠利用所生成的電子和空穴高效率地分解處理被多孔質(zhì)吸附劑12收集的有害氣體成分。而且，位于前級處理部2的紫外線照射燈8的下游側(cè)的過濾器構(gòu)造體7還作為對從該前級處理部2流出的臭氧進行分解的臭氧分解部件而起作用，因此還能夠避免空氣被來自紫外線照射燈8的深紫外線臭氧化而生成的臭氧從有害物質(zhì)去除裝置I釋放到空氣調(diào)節(jié)用路徑D中這樣的不良情況。另外，后級處理部3的循環(huán)水泵19使水在氣液接觸部16和電解處理部17之間循環(huán)，因此也能夠?qū)⒀h(huán)水的補充抑制在最低限度，非常節(jié)省。另外，形成為由被處理空氣能夠通過的親水性材質(zhì)的過濾器構(gòu)成氣液接觸部16，利用循環(huán)水泵19將水澆(或者噴霧)到該過濾器上的結(jié)構(gòu)，因此能夠利用過濾器收集來自前級處理部2的低分子量有機化合物，使低分子量有機化合物溶于水。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的中間物的分解處理。另外，作為該氣液接觸部16的構(gòu)造，也可以使被處理空氣通過水的水霧或者水膜，也能夠利用該結(jié)構(gòu)有效地使低分子量有機化合物溶于水而加以收集。而且，只要在空氣浄化裝置W的供被處理空氣流動的空氣調(diào)節(jié)用路徑D中設(shè)置有害物質(zhì)去除裝置I的前級處理部2，在空氣調(diào)節(jié)用路徑D中的比該前級處理部2的靠向下游側(cè)的位置配置后級處理部3，就能夠?qū)⒂糜诳諝庹{(diào)節(jié)的空氣作為被處理空氣而去除有害氣體成分，并且，能夠?qū)崿F(xiàn)還能防止或者抑制了作為中間物而生成的低分子量有機酸釋放到空氣調(diào)節(jié)用路徑D中的舒服且安全的空氣凈化。另外，在圖3的實施例中，在空氣浄化裝置W的各空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3中分別設(shè)置有本發(fā)明的有害物質(zhì)去除裝置1，但并不限于此，也可以如圖4所示那樣在各被調(diào)和室Rl R3內(nèi)的被處理空氣合流后流動的空氣調(diào)節(jié)用路徑D的空氣調(diào)節(jié)用主路徑MD中設(shè)置一臺本發(fā)明的有害物質(zhì)去除裝置I或者相對于被處理空氣的氣流呈串聯(lián)或者并聯(lián)地設(shè)置多臺本發(fā)明的有害物質(zhì)去除裝置I。
另外，在上述各實施例的有害物質(zhì)去除裝置I中，單元殼體23內(nèi)收納有前級處理部2和后級處理部3，被一體化，但并不限于此，也可以形成為如下結(jié)構(gòu)前級處理部2和后級處理部3分別獨立地設(shè)置，如圖5所示那樣在各空氣調(diào)節(jié)用分支路徑BDl BD3中只設(shè)置前級處理部2，后級處理部3設(shè)置在來自各被調(diào)和室Rl R3的被處理空氣合流后流動的空氣調(diào)節(jié)用主路徑MD中。利用該結(jié)構(gòu)，使經(jīng)由各前級處理部2的被處理空氣也合流而流入到后級處理部3中，因此來自前級處理部2的低分子量有機酸被該空氣調(diào)節(jié)用主路徑MD的后級處理部3收集，而被處理。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使一臺后級處理部3與多臺前級處理部2相對應(yīng)，利用一臺后級處理部3對在多個前級處理部2生成 的低分子量有機酸進行分解處理，從而能夠降低設(shè)備費用。但是，在該情況下，分成前級處理部用控制器和后級處理部用控制器而設(shè)置控制器，該前級處理部用控制器用于控制前級處理部2的鼓風機4和紫外線照射燈8，該后級處理部用控制器用于控制后級處理部3的電解處理部17和循環(huán)水泵19，并能夠與前級處理部用控制器聯(lián)合控制。另外，在實施例中，在前級處理部2的紫外線照射燈8的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置有過濾器構(gòu)造體6、7，但并不限于此，還可以將多個過濾器構(gòu)造體配置在紫外線照射燈8的周圍。
權(quán)利要求
1.ー種有害物質(zhì)去除裝置，其特征在干， 上述有害物質(zhì)去除裝置包括前級處理部，其配置在供含有有害氣體成分的被處理空氣流動的路徑中；以及后級處理部，其配置在上述前級處理部的下游側(cè)； 上述前級處理部包括多孔質(zhì)吸附劑，其用于吸附上述被處理空氣中的有害氣體成分；光催化劑；以及紫外線照射部件，其向上述光催化劑照射紫外線； 上述后級處理部包括氣液接觸部件，其使水與被上述前級處理部處理后的上述被處理空氣接觸；電解處理部件，其具有電極，該電極對在上述氣液接觸部件處與上述被處理空氣接觸后的上述水進行電化學處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在干， 上述紫外線照射部件向上述光催化劑照射深紫外線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在干， 上述光催化劑是氧化鈦和鈦的合金；銥和氧化鈦的合金；白金和氧化鈦的合金；或白金、銥和氧化鈦的合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在干， 上述前級處理部包括通氣性的網(wǎng)狀體，該網(wǎng)狀體在內(nèi)部保持上述多孔質(zhì)吸附劑， 上述光催化劑涂敷在上述網(wǎng)狀體的靠向上述紫外線照射部件側(cè)的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在干， 上述前級處理部包括臭氧分解部件，該臭氧分解部件對從上述前級處理部流出的臭氧進行分解。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在干， 上述后級處理部使上述水在上述氣液接觸部件和上述電解處理部件之間循環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在干， 上述氣液接觸部件由過濾器構(gòu)成，該過濾器的材質(zhì)是上述被處理空氣能夠通過的親水性材質(zhì)， 上述后級處理部包括對上述水進行朝向上述過濾器的噴霧或者將上述水澆到上述過濾器上的部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的有害物質(zhì)去除裝置，其特征在干， 上述氣液接觸部件使上述被處理空氣在上述水的水霧中通過或者在上述水的水膜中通過。
9.一種空氣浄化裝置，其特征在于， 上述空氣浄化裝置使用權(quán)利要求I至8中任一項所述的有害物質(zhì)去除裝置， 在上述被處理空氣所流動的空氣調(diào)節(jié)用路徑中配置有上述前級處理部， 在上述空氣調(diào)節(jié)用路徑中的比上述前級處理部靠向下游側(cè)的位置配置有上述后級處理部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空氣浄化裝置，其特征在干， 上述空氣調(diào)節(jié)用路徑包括多個空氣調(diào)節(jié)用分支路徑，該多個空氣調(diào)節(jié)用分支路徑分別供上述被處理空氣流動；以及空氣調(diào)節(jié)用主路徑，其供經(jīng)由各上述空氣調(diào)節(jié)用分支路徑的上述被處理空氣合流后流動； 在各上述空氣調(diào)節(jié)用分支路徑中分別配置有上述前級處理部，并且在上述空氣調(diào)節(jié)用主路徑中配置有上述后級處理 部。
全文摘要
提供一種有害物質(zhì)去除裝置和使用該去除裝置的空氣凈化裝置。該裝置有效地降低被處理空氣中的有害氣體成分，并且還能夠抑制高揮發(fā)性有機物的再釋放。有害物質(zhì)去除裝置(1)包括前級處理部(2)，其配置在供含有有害氣體成分的被處理空氣流動的路徑中；以及后級處理部(3)，其配置在前級處理部的下游側(cè)，前級處理部包括多孔質(zhì)吸附劑(12)，其用于吸附被處理空氣中的有害氣體成分；光催化劑(13)；以及紫外線照射燈(8)，其向光催化劑照射紫外線，后級處理部包括氣液接觸部件(16)，其使水與被前級處理部處理后的被處理空氣接觸；電解處理部件(17)，其具有電極(21)，該電極對在氣液接觸部與被處理空氣接觸的水進行電化學處理。
文檔編號A61L9/014GK102688513SQ201110072528
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者張博, 張彭義, 王娟, 野澤康平 申請人:三洋電機株式會社, 清華大學