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発明の名称 脱臭装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−99645
公開日 平成10年(1998)4月21日
出願番号 特願平8−277513
出願日 平成8年(1996)9月26日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 祥泰
発明者 森 崇彰 / 岩田 龍治 / 佐藤 重幸
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 悪臭成分を含有する排出ガスが通過するダクトと,該ダクト内に配設した排出ガス吸引排出用の排気用ファンと,該排気用ファンよりも上流側に配設されたアンモニア分解部とからなり,かつ該アンモニア分解部は,上記排出ガス中のアンモニアを分解するためのアンモニア分解触媒を有していることを特徴とする脱臭装置。
【請求項2】 請求項1において,上記アンモニア分解部と排気用ファンとの間に外気導入パイプを接続開口させたことを特徴とする脱臭装置。
【請求項3】 請求項1又は2において,上記ダクトは発酵分解処理槽の排気口に接続されていることを特徴とする脱臭装置。
【請求項4】 請求項3において,上記発酵分解処理槽は,し尿を発酵分解するポータブルトイレであることを特徴とする脱臭装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【技術分野】本発明は,排出ガス中のアンモニアを分解,除去するための脱臭装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来,室内にて使用するポータブルトイレ用の脱臭装置として,悪臭成分を含有する排出ガスが通過するダクトと,該ダクト内に配置した脱臭フィルターとよりなる脱臭装置がある。上記脱臭装置においては,脱臭フィルターの下流側にファンが設けてあり,該ファンの駆動により悪臭成分を含有する排出ガスをダクト内に導入,次いで上記脱臭フィルターにおいて悪臭成分を吸着し,その後脱臭された排出ガスを上記ファンによりダクト外へ放出している。そして,上記脱臭フィルターの脱臭剤としては,活性炭が広く用いられている。
【0003】
【解決しようとする課題】しかしながら,特にし尿を分解処理するタイプのポータブルトイレにおいては,尿の分解により多量のアンモニアが発生する。そして,かかるアンモニアは上記活性炭によっては充分に吸着,除去することができない。また,オゾンによる分解法も考えられるが,分解能力が低い。
【0004】本発明は,かかる問題点に鑑み,アンモニアを多く含む排出ガスに対しても,優れたアンモニア分解,脱臭作用を有する脱臭装置を提供しようとするものである。
【0005】
【課題の解決手段】請求項1の発明は,悪臭成分を含有する排出ガスが通過するダクトと,該ダクト内に配設した排出ガス吸引排出用の排気用ファンと,該排気用ファンよりも上流側に配設されたアンモニア分解部とからなり,かつ該アンモニア分解部は,上記排出ガス中のアンモニアを分解するためのアンモニア分解触媒を有していることを特徴とする脱臭装置にある。
【0006】本発明の作用につき,以下に説明する。本発明にかかる脱臭装置においては,上記アンモニア分解触媒を有するアンモニア分解部を設けてある。そのため,上記排気用ファンによって吸引された排出ガスは,上記アンモニア分解部において,上記アンモニア分解触媒によって分解される。この分解は,排出ガス中の空気に含まれる酸素との間において,例えば2NH3 +(3/2)O2 →N2 +3H2 Oの反応により行なわれる。そのため,排気用ファンにより排出される排出ガス中のアンモニア濃度は著しく減少する。なお,上記触媒による分解反応は,通常は,例えば200〜350℃の高温下において行う。上記のごとく,本発明の脱臭装置は,優れたアンモニア分解,脱臭作用を発揮する。
【0007】上記アンモニア分解触媒としては,例えば,Pt(白金),Pd(パラジウム),Rh(ロジウム),Ru(ルテニウム)の1種以上からなる貴金属触媒層の上に,Ti(チタン),V(バナジウム),W(タングステン),Mo(モリブデン)の1種以上からなる触媒層を被覆した層状触媒がある。これらのアンモニア分解触媒は,200〜350℃において,特に優れたアンモニア分解能力を有する。
【0008】また,上記アンモニア分解触媒は,粒状担体に担持させた粒状体を用いることができる。また,上記アンモニア分解触媒は,セラミック製ハニカム担体,或いはステンレス鋼等の金属を用いた金属製ハニカム担体(実施形態例参照)に,上記アンモニア分解触媒成分を担持させたものを用いることができる。
【0009】次に,請求項2の発明のように,上記アンモニア分解部と排気用ファンとの間に外気導入パイプを接続開口させることが好ましい。この場合には,上記高温下における触媒分解反応によって加熱された排出ガスを,外気によって冷却し,排出することができる。
【0010】次に,請求項3の発明のように,上記ダクトは発酵分解処理槽の排気口に接続することができる。上記発酵分解処理槽より発生する排出ガスは,アンモニアを多量に含んでいるため,本発明の構成が特に効果を発揮する。上記発酵分解処理槽は,例えば,し尿,家庭廃棄物,生ゴミ等の廃棄物を,木材等の植物性粉末(例えばおが屑)と共に混合しながら,微生物により発酵分解処理し,粉末状の肥料に変化させる機能を有する処理槽をいう。
【0011】次に,請求項4の発明のように,上記発酵分解処理槽は,し尿を発酵分解するポータブルトイレとすることができる。この場合,発酵分解処理する対象がし尿である場合には,上記発酵分解処理槽における排出ガス中には多量のアンモニアが含有されており,特にその分解除去効果が大きい。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施形態例1本発明の実施形態例にかかる脱臭装置につき,図1〜図5を用いて説明する。本例の脱臭装置は室内で使用可能なポータブルトイレに設けたものである。図1に示すごとく,上記脱臭装置1は,悪臭成分を含有する排出ガス81が通過するダクト10と,該ダクト10内に配設した排出ガス吸引排出用の排気用ファン14と,該排気用ファン14よりも上流側に配設されたアンモニア分解部3とからなる。
【0013】該アンモニア分解部3は,上記排出ガス81中のアンモニアを分解するためのアンモニア分解触媒を有している。また,上記アンモニア分解部3は,その中にアンモニア分解触媒を加熱するためのヒータ31を有する。また,上記アンモニア分解部3と排気用ファン14との間には外気導入パイプ18を接続開口させている。以下,これらにつき詳説する。
【0014】即ち,上記アンモニア分解部3の下流側には,上記ダクト10中に排出ガス81を吸引,導入し,アンモニア分解部3によりアンモニアが分解した脱臭ガス82を排気するための,ファン14(DC5V使用時の排気量,200リットル/分,DC12V使用時の排気量,500リットル/分)が設けてある。また,上記アンモニア分解部3は,図2〜図5に示すごとく,断面円形のハニカム担体32とその中心部に設けたヒータ31とからなると共に,上記ハニカム担体32の各セルの両表面には,アンモニア分解触媒30をコーティングしてなる(図3)。
【0015】本例において,上記ハニカム担体32は,ステンレス鋼製で,大きさが100セル/インチのセルを有し,直径50mm,長さ50mmである。そして,上記アンモニア分解触媒30は,0.5Na2 O・0.5H2 O(0.2Ti2 3 ・0.8Al2 3 ・0.25CaO)・25SiO2 からなる結晶性シリケートの担体の上に0.06重量%のPtを担持させ,更にその上に91Ti−5W−4V(原子比)粉末をコーティングさせたものである。
【0016】上記セラミックヒータ31は,カートリッジヒーター製で,その長手方向の両端に電流を印加(図4)することにより発熱するものである。また,上記ダクト10はステンレス鋼製である。上記アンモニア分解部3を配設した部分においては,図5に示すごとく,ダクト10と上記ハニカム担体32との間に,緩衝材としてのセラミック繊維層36が介設してある。また,アンモニア分解部3を設けた部分の,ダクト10の外周には,断熱材38が巻いてある(図1,図5)。
【0017】次に,図1に示すごとく,アンモニア分解部3と排気用ファン14との間において,ダクト10に開口させた外気導入パイプ18は,外気送風用のブロワー180に接続してある。このブロワー18は,最大400リットル/分の送風能力を有する。
【0018】次に,上記脱臭装置1を設けたポータブルトイレ2につき説明する。上記ポータブルトイレ2は,し尿を発酵分解する発酵分解処理槽20と,該発酵分解処理槽20に連結された脱臭装置1とよりなる。上記発酵分解処理槽20は上記ポータブルトイレ2の本体であり,分解物(肥料)取出し用の蓋体204を備えた取出し口203と,ダクト接続用の排気口200を有している。また,上記発酵分解処理槽20の上部には,ポータブルトイレ2の使用に際して,臀部が置かれる開口部201が設けてなり,該開口部201には蓋体202が設けてある。
【0019】なお,上記取出し口203は,上記発酵分解処理槽20においてし尿より分解生成された分解物を取出す部分である。また,上記排気口200は,上記発酵分解処理槽20よりアンモニア等の悪臭成分を含有する排出ガス81を外部に逃がすための部分であり,該排気口200には上記脱臭装置1のダクト19のフランジ109を取付けるためのフランジ209を有する。
【0020】上記発酵分解処理槽20の内部には,し尿の発酵分解を助けるための,おが屑28が投入されている。また,上記発酵分解処理槽20には,上記おが屑28を攪拌し,し尿の発酵分解を助けるための攪拌装置が設けてある。上記攪拌装置は上記発酵分解処理槽20の外部に設けたモーター291と,該モーター291に連結されたシャフト290及び該シャフト290に装着されたスクリュー29より構成されている。なお,発酵分解を促進,維持するため発酵分解処理槽20は約60℃に加温されている。
【0021】次に,本例における作用効果につき説明する。上記ポータブルトイレ2の使用により上記発酵分解処理槽20にし尿が投入され,発酵分解されると悪臭成分を含有する排出ガス81が発生する。上記排出ガス81は,上記脱臭装置1におけるファン14を駆動することにより,ポータブルトイレの排気口200を経て,ダクト10に導入される。
【0022】ダクト10に導入された排出ガス81は,ヒータ31によって200〜350℃に加熱されたアンモニア分解部3に到達し,ここにおいて,排出ガス81中のアンモニアがハニカム担体32に担持した,上記アンモニア分解触媒30によって分解される。
【0023】その後,アンモニア濃度が減少した排出ガスは,排気用ファン14によって排出され脱臭ガス82となる。なお,上記排出ガスの排出時には,上記外気導入パイプ18から上記排出ガス81(約200リットル/分)に対して約2倍の外気(約400リットル/分)が導入される。上記のごとく,本例の脱臭装置1はアンモニアを多く含む排出ガス81に対しても,優れた分解,脱臭作用を有する。
【0024】また,本例に示すポータブルトイレを使用し,アンモニア分解試験を行った。即ち,上記排出ガス81中のアンモニア濃度を20〜35ppmとして,上記アンモニア分解部を上記温度に保持して,上記アンモニアの分解を行なった。その結果,アンモニア分解部直後におけるアンモニア濃度は4〜7ppmに激減した。
【0025】また,アンモニア分解部直後のガス温度は150〜250℃であったが,これに上記のごとく,上記外気導入パイプ18により外気(約15℃)を導入したところ,排気用ファン直後の排気温度は約50〜80℃に低下していた。上記のごとく,本例によれば,アンモニアを含む排出ガス81に対して優れた分解脱臭効果を有する脱臭装置を提供することができる。また,アンモニア分解部3の中にヒータ31を有するので触媒層を直接加熱でき,アンモニア分解効率が高い。
【0026】実施形態例2本例は,図6に示すごとく,アンモニア分解部4として,中央にセラミック製のヒータ31を有し,該ヒータ31より外方へ放射状に伸びる多数の触媒フィン41を設けたものである。この触媒フィン41には,実施形態例1と同様にアンモニア分解触媒が担持してある。その他は,実施形態例1と同様である。本例においても,実施形態例1と同様の効果を得ることができる。
【0027】実施形態例3本例は,図7に示すごとく,アンモニア分解部4の上流側に電熱線よりなるヒータ314を配設した例である。本例においては,アンモニア分解部4は,実施形態例1のハニカム担体と同様ものを用いているが,実施形態例1のセラミック製ヒータはアンモニア分解部4に内蔵していない。
【0028】アンモニア分解部4及びヒータ314を設けたダクト10の外周には実施形態例1と同様の断熱材38が設けてある。その他は,実施形態例1と同様である。本例においても,実施形態例1と同様の効果を得ることができる。また,本例においてはアンモニア分解部4の上流側にヒータ314を設けたので,排出ガスを均一に加熱でき,アンモニア分解効率が高い。
【0029】実施形態例4本例は,図8,図9に示すごとく,ヒータ315を,電熱部316と,ダクト10の内方に放射状に向かうフィン317とにより構成した例である。上記電熱部316は,ダクト10の外周に設けてある。また,ヒータ315からアンモニア分解部4の間はその外周に断熱材38が設けてある。その他は,実施形態例3と同様である。本例においても,実施形態例3と同様の効果を得ることができる。
【0030】
【発明の効果】上記のごとく,本発明によれば,アンモニアを多く含む排出ガスに対して優れたアンモニア分解,脱臭作用を有する脱臭装置を提供することができる。




 

 


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