专利名称：有害物质去除装置和使用该去除装置的空气净化装置的制作方法在以改善室内空气质量为目的而进行温度调节、湿度调节、换气调节或空气净化中的一种的或者将它们加以组合地进行的空调装置中，作为去除空气中的有害气体成分的方法，通常采用如下方法通过使用了活性炭的过滤器来物理吸附空气中的有害气体成分。该活性炭起到非常优异的除去有害气体成分的作用，但另一方面，所吸附的气体成分的保持能力与活性炭的体积成正比，因此在使用于大规模的空调装置的情况下，存在 如下问题需要非常大量的活性炭，空气调节气流的阻力增大从而导致能耗增加。另外，还存在如下问题活性炭的吸附能力饱和(超过临界)之后，必须废弃大量的活性炭或者再生大量的活性炭，因而维护成本上升。另一方面，作为对空气中的有害气体成分，例如挥发性有机化合物(例如，甲苯、甲醛)进行分解、净化的物质，公知有光催化剂。如果使用该光催化剂来进行空气净化，则存在如下装置通过将自然光或者紫外线激发负载有锐钛矿型氧化钛(TiO2)的基材上，从而分解有害气体成分，但光催化剂是锐钛矿型金属结晶，因此难以有选择性地吸附收集空气中的有害气体成分。因此，开发出了利用光催化剂使吸附于活性炭的有害气体成分分解这样的技术。在此，光催化剂是如下所述的催化剂如上所述那样将光能作为激发光而吸收，生成还原能力强的电子和氧化能力非常强的空穴，从而显示出催化剂作用，因此通过对吸附于活性炭的有害气体成分进行分解，能够使活性炭的吸附能力再生。实际上，作为将光催化剂有效地利用于有害气体成分的净化的方法，开发出了如下的空气清洁机用过滤器以气体吸附性高的活性炭、硅藻土、沸石等介孔(具有多个Inm 几十nm大小的介孔)系的多孔质材料为基材,在该基材表面上承载(涂敷)有光催化剂而成形为膜状。若采用该光催化剂过滤器，能够以高效率对从用于空气调节的空气中收集的有害气体成分进行分解(例如，参照专利文献I)。专利文献I :日本特开2007-97797号公报在此，光催化反应用于将甲苯、甲醛等挥发性的有机化合物最终分解成二氧化碳，但该反应是比较缓慢的反应，在该分解过程中，各种低分子量有机化合物形成为中间体(中间产物)。并且，大分子量的有机化合物通常被分解为低分子量的物质，由此挥发性上升。因此，在气流以高速通过的空调装置中使用光催化剂过滤器的情况下，作为有害气体成分的分解中间体的高挥发性有机物从过滤器(活性炭)中脱附，释放到空气调节用路径中。作为该中间体的高挥发性有机物的代表例子，存在甲酸、醋酸、醛类、乙醇等低分子量有机化合物。而且，这些低分子量有机化合物的刺激性强，腐蚀性也高，因此一旦它们随着气流释放到空气调节用路径中，则刺激人的眼睛、呼吸道粘膜，使人感到不舒服，并且对患有哮喘等疾病的患者来说，会导致症状恶化。另外，还会腐蚀空气调节气路中换热器等金属零件。
本发明是为了解决上述以往的技术问题而开展的，提供一种有害物质去除装置和使用该有害物质去除装置的空气净化装置。该有害物质去除装置采用光催化剂而有效地降低被处理空气中的有害气体成分，并且还能够抑制在有害气体成分的分解过程中所生成的高挥发性有机物的再释放。本发明的技术方案I的有害物质去除装置的特征在于，其包括前级处理部，其配置在供含有有害气体成分的被处理空气流动的路径中；以及后级处理部，其配置在上述前级处理部的下游侧；前级处理部包括多孔质吸附剂，其用于吸附被处理空气中的有害气体成分；光催化剂；以及紫外线照射部件，其向上述光催化剂照射紫外线；后级处理部包 括气液接触部件，其使水与被前级处理部处理后的被处理空气接触；电解处理部件，其具有电极，该电极对在上述气液接触部件处与被处理空气接触后的水进行电化学处理。技术方案2是根据上述技术方案的有害物质去除装置，其特征在于，紫外线照射部件向光催化剂照射深紫外线。技术方案3是根据上述各技术方案的有害物质去除装置，其特征在于，光催化剂是氧化钛和钛的合金；铱和氧化钛的合金；白金和氧化钛的合金；或白金、铱和氧化钛的I=I -Wl O技术方案4是根据上述各技术方案的有害物质去除装置，其特征在于，前级处理部包括通气性的网状体，该网状体在内部保持多孔质吸附剂，光催化剂被涂敷在上述网状体的靠向紫外线照射部件侧的表面上。技术方案5是根据上述各技术方案的有害物质去除装置，其特征在于，前级处理部包括臭氧分解部件，该臭氧分解部件对从上述前级处理部流出的臭氧进行分解。技术方案6是根据上述各技术方案的有害物质去除装置，其特征在于，后级处理部使水在气液接触部件和电解处理部件之间循环。技术方案7是根据上述各技术方案的有害物质去除装置，其特征在于，气液接触部件由过滤器构成，该过滤器的材质是被处理空气能够通过的亲水性材质，后级处理部具有对水进行朝向该过滤器的喷雾或者将水浇到该过滤器上的部件。技术方案8是根据技术方案I至6中任一项所述的有害物质去除装置，其特征在于，气液接触部件使被处理空气在水的水雾中通过或者在水的水膜中通过。技术方案9的空气净化装置的特征在于，在被处理空气所流动的空气调节用路径中配置有技术方案I 8所述的有害物质去除装置的前级处理部，在空气调节用路径中的比上述前级处理部靠向下游侧的位置配置有后级处理部。技术方案10是根据上述技术方案的空气净化装置，其特征在于，空气调节用路径包括多个空气调节用分支路径，该多个空气调节用分支路径分别供被处理空气流动；以及空气调节用主路径，其供经由各空气调节用分支路径的被处理空气合流后流动；在各空气调节用分支路径中分别配置有前级处理部，并且在空气调节用主路径中配置有后级处理部。根据本发明的有害物质去除装置，具有被配置在供含有有害气体成分的被处理空气流动的路径中的前级处理部，该前级处理部包括用于吸附被处理空气中的有害气体成分的多孔质吸附剂、光催化剂、向该光催化剂照射紫外线的紫外线照射部件，因此被处理空气中的以甲苯、甲醛为代表的挥发性有机化合物等有害气体成分被多孔质吸附剂收集。而且，该被收集的有害气体成分被由来自紫外线照射部件的紫外线激发的光催化剂所生成的电子的强还原能力和空穴的强氧化能力进行高效率的分解处理。另外，具有配置在该前级处理部的下游侧的后级处理部，该后级处理部包括使水与被前级处理部处理后的被处理空气接触的气液接触部件；具有对在该气液处理部件处与被处理空气接触后的水进行电化学处理的电极的电解处理部件；因此在前级处理部的光催化反应中作为中间物而生成的甲酸、醋酸、低分子量的醛等低分子量有机化合物从多孔质吸附剂脱附并被释放的情况下，这些低分子量有机化合物也在配置于下游侧的后级处理部的气液接触部件处被水收集。此时，甲苯等难溶于水的挥发性有机化合物被分解而生成的作为中间物的甲酸、醋酸等低分子量有机化合物具有易溶于水的性质，因此能够用气液接触部件高效率地收集这些低分子量有机化合物。而且，所收集的低分子量有机化合物被在电解处理部件的电极生成的活性氧物种、电极表面上的电化学反应、电极自身的自我催化反应分解处理。由此，如技术方案9、10所述那样将本发明的有害物质去除装置设置在空气净化装置的空气调节用路径中并且使被处理空气以高速的气流通过的情况下，也能够消除或者抑制在前级处理部处作为中间物而生成的低分子量有机化合物释放到空气调节用路径中这样的不良情况，从而能够避免或者抑制给人体带来不舒服感觉的不良情况、使疾病恶化的事态，并且，也能够避免或者抑制空气调节气路中的金属零件的腐蚀。另外，若如技术方案2所述那样利用紫外线照射部件向光催化剂照射深紫外线，则能够更有效地且高效率地分解处理被处理空气中的有害气体成分。而且，如技术方案3所述那样，作为光催化剂，采用氧化钛和钛的合金、铱和氧化钛的合金、白金和氧化钛的合金、或者白金、铱和氧化钛的合金，从而能够利用紫外线的照射而容易地激发光催化剂，能够更有效地分解处理被处理空气中的有害气体成分。在该情况下，若如技术方案4所述那样前级处理部具有在内部保持多孔质吸附剂的通气性的网状体，光催化剂涂敷在该网状体的靠向紫外线照射部件侧的表面上，则在确保通气性的状态下一边稳定地保持多孔质吸附剂，一边无障碍地向光催化剂照射紫外线，从而能够利用所生成的电子和空穴高效率地分解处理被多孔质吸附剂收集的有害气体成分。而且，若如技术方案5所述那样在前级处理部设有对从该前级处理部流出的臭氧进行分解的臭氧分解部件，则能够避免释放出空气因被来自紫外线照射部件的紫外线臭氧化而生成的臭氧这样的不良情况。另外，若如技术方案6所述那样后级处理部使水在气液接触部件和电解处理部件之间循环，则也能够将循环水的补充抑制在最低限度，非常节省。另外，若如技术方案7所述那样气液接触部件由被处理空气能够通过的亲水性材、质的过滤器构成，后级处理部具有对水进行朝向该过滤器的喷雾或者将水浇到该过滤器上的部件，则利用过滤器收集来自前级处理部的低分子量的有机化合物，能够使低分子量的有机化合物溶解于水，因此能够实现高效率的中间物的分解处理。另外，该气液接触部件的构造也可以是如技术方案8所述那样使被处理空气在水的水雾中通过或者在水的水膜中通过的构造，利用该结构也能够有效地使低分子量有机化合物溶于水，从而进行收集。而且，若如技术方案9所述那样在空气净化装置的被处理空气所流动的空气调节用路径中配置有上述有害物质去除装置的前级处理部，在空气调节用路径中的比该前级处理部靠向下游侧的位置配置有后级处理部，则能够将用于空气调节的空气作为被处理空气而去除有害气体成分，并且能够实现能防止或者抑制作为中间物而生成的低分子量有机化合物释放到空气调节用路径中的舒适且安全的空气净化。在此，若如技术方案10所述那样在空气调节用路径上存在分别供被处理空气流 气调节用主路径的情况下，在各空气调节用分支路径中分别配置有前级处理部，并且在空气调节用主路径中配置有后级处理部，则能够利用一台后级处理部对多个前级处理部中生成的低分子量的有机化合物进行分解处理，从而能够降低设备费用。图I是应用了本发明的实施例的有害物质去除装置的概略结构图；图2是图I的有害物质去除装置的前级处理部的分解立体图；图3是设置有图I的有害物质去除装置的实施例的空气净化装置的概略结构图；图4是设置有图I的有害物质去除装置的另一实施例的空气净化装置的概略结构图；图5是设置有图I的有害物质去除装置的又一实施例的空气净化装置的概略结构图；图6是表示由图I的有害物质去除装置去除甲醛的去除效果的图；图7是表示由图I的有害物质去除装置去除甲苯的去除效果的图。
如此，用过滤器构造体6收集甲苯、甲醛等挥发性有机化合物，被分解后的被处理空气通过紫外线照射灯8，接着到达另ー个过滤器构造体7。未被上游侧的过滤器构造体6完全收集的挥发性有机化合物(有害气体成分)被该下游侧的过滤器构造体7的多孔质吸附剂12吸附而被收集。然后，也从紫外线照射灯8向被涂敷于过滤器构造体9上的光催化剂13照射深紫外线，因此该被收集的挥发性有机化合物同样地被分解。在此，通过照射来自紫外线照射灯8的紫外线，被处理空气被臭氧化而生成臭氧，但该臭氧被该下游侧的过滤器构造体7的光催化剂13分解。由此，消除或者抑制臭氧流出到下游侧的后级处理部3的不良情況。另外，在甲苯、甲醛等挥发性有机化合物被光催化剂13分解的过程中，生成低分子量的有机化合物(甲酸、醋酸、低分子量的醛类)。该低分子量的有机化合物最初被吸附在各过滤器构造体6、7的多孔质吸附剂12上，若仍处于被吸附则会在光催化剂13的作用下最終被分解成ニ氧化碳，但由于分子量较小，因此从多孔质吸附剂12脱落，随着鼓风机4所产生的高速气流而从前级处理部2流出。于是，流入到下游侧的后级处理部3的气液接 触部16中。在该情况下，利用循环水泵19的运转，将水浇到后级处理部3的气液接触部16上。另外，这些低分子量的有机化合物易溶于水，因此在通过气液接触部16的过程中，被处理空气中的低分子量的有机化合物被循环水收集。收集了该低分子量有机化合物的水之后流入到循环水槽18中，被循环水泵19抽吸而输送到电解处理部17中。利用控制器对电解处理部17的电极21、21施加预定的电位，一个电极21是阳极，一个电极21为阴扱。然后，循环水被这些电极21、21进行电化学处理，因此在循环水中生成次氯酸等活性氧物种。利用该活性氧物种，被气液接触部16收集的循环水中的低分子量的有机化合物被分解。另外，对于甲酸，难以被活性氧物种分解，但被电极21、21的表面上的电化学反应和电极21、21自身的自我催化反应分解。如此，本发明的有害物质去除装置I具有被配置在供含有有害气体成分的被处理空气流动的空气调节用分支路径BDl BD3中的前级处理部2，该前级处理部2具有用于吸附被处理空气中的有害气体成分的多孔质吸附剂12、光催化剂13、对该光催化剂13照射紫外线的紫外线照射灯8，因此被处理空气中的以甲苯、甲醛为代表的挥发性有机化合物等有害气体成分被多孔质吸附剂12收集。而且，该被收集的有害气体成分被由来自紫外线照射灯8的紫外线激发的光催化剂13所生成的电子的强还原能力和空穴的强氧化能力进行高效率的分解处理。另外，具有被配置在该前级处理部2的下游侧的后级处理部3，该后级处理部3包括使水与被前级处理部2处理后的被处理空气接触的气液接触部16、具有对在该气液接触部16处与被处理空气接触的水进行电化学处理的电极21、21的电解处理部17，因此在前级处理部2的光催化反应中作为中间物而生成的甲酸、醋酸、低分子量的醛等低分子量有机化合物从多孔质吸附剂12脱落，被释放到被处理空气中，在这ー情况下，这些低分子量有机化合物也在配置于下游侧的后级处理部3的气液接触部16被水收集。此时，甲苯等挥发性有机化合物具有难溶于水的性质，但它们被分解而生成的作为中间物的甲酸、醋酸等低分子量的有机酸具有易溶于水的性质，因此能够在气液接触部16处高效率地收集这些低分子量的有机酸。而且，被收集的低分子量有机酸被在电解处理部17的电极21、21所生成的活性氧物种、电极21、21表面上的电化学反应、电极21、21自身的自我催化反应进行分解处理。由此，在空气浄化装置W的空气调节用路径D中设置本发明的有害物质去除装置I并使被处理空气以高速的气流通过的情况下，也能够消除或者抑制在前级处理部2作为中间物而生成的低分子量有机化合物被释放到空气调节用路径D中这样的不良情况，这些低分子量有机化合物返回到被调和室Rl R3中，能够避免或者抑制给人带来不舒服的感觉的不良情况、使呼吸器官疾病恶化的事态，并且，也能够避免或者抑制被设置在空气调节用路径D中的空调装置C的换热器等的金属零件的腐蚀。另外，紫外线照射灯8向光催化剂13照射深紫外线，因此能够更有效地且高效率地分解处理被处理空气中的有害气体成分。而且，作为光催化剂13，采用锐钛矿型氧化钛的 合金、例如氧化钛和钛的合金、铱和氧化钛的合金、白金和氧化钛的合金、或者白金、铱和氧化钛的合金，因此利用来自紫外线照射灯8的深紫外线的照射，容易激发光催化剂13，能够更有效地分解处理被处理空气中的有害气体成分。在该情况下，前级处理部2具有在内部保持多孔质吸附剂12的通气性的网状体9、11，将光催化剂13涂敷在该网状体9的靠向紫外线照射灯8侧的面上，因此在确保通气性的状态下ー边稳定地保持多孔质吸附剂12，ー边无障碍地向光催化剂13照射深紫外线，从而能够利用所生成的电子和空穴高效率地分解处理被多孔质吸附剂12收集的有害气体成分。而且，位于前级处理部2的紫外线照射灯8的下游侧的过滤器构造体7还作为对从该前级处理部2流出的臭氧进行分解的臭氧分解部件而起作用，因此还能够避免空气被来自紫外线照射灯8的深紫外线臭氧化而生成的臭氧从有害物质去除装置I释放到空气调节用路径D中这样的不良情況。另外，后级处理部3的循环水泵19使水在气液接触部16和电解处理部17之间循环，因此也能够将循环水的补充抑制在最低限度，非常节省。另外，形成为由被处理空气能够通过的亲水性材质的过滤器构成气液接触部16，利用循环水泵19将水浇(或者喷雾)到该过滤器上的结构，因此能够利用过滤器收集来自前级处理部2的低分子量有机化合物，使低分子量有机化合物溶于水。由此，能够实现高效率的中间物的分解处理。另外，作为该气液接触部16的构造，也可以使被处理空气通过水的水雾或者水膜，也能够利用该结构有效地使低分子量有机化合物溶于水而加以收集。而且，只要在空气浄化装置W的供被处理空气流动的空气调节用路径D中设置有害物质去除装置I的前级处理部2，在空气调节用路径D中的比该前级处理部2的靠向下游侧的位置配置后级处理部3，就能够将用于空气调节的空气作为被处理空气而去除有害气体成分，并且，能够实现还能防止或者抑制了作为中间物而生成的低分子量有机酸释放到空气调节用路径D中的舒服且安全的空气净化。另外，在图3的实施例中，在空气浄化装置W的各空气调节用分支路径BDl BD3中分别设置有本发明的有害物质去除装置1，但并不限于此，也可以如图4所示那样在各被调和室Rl R3内的被处理空气合流后流动的空气调节用路径D的空气调节用主路径MD中设置一台本发明的有害物质去除装置I或者相对于被处理空气的气流呈串联或者并联地设置多台本发明的有害物质去除装置I。
另外，在上述各实施例的有害物质去除装置I中，单元壳体23内收纳有前级处理部2和后级处理部3，被一体化，但并不限于此，也可以形成为如下结构前级处理部2和后级处理部3分别独立地设置，如图5所示那样在各空气调节用分支路径BDl BD3中只设置前级处理部2，后级处理部3设置在来自各被调和室Rl R3的被处理空气合流后流动的空气调节用主路径MD中。利用该结构，使经由各前级处理部2的被处理空气也合流而流入到后级处理部3中，因此来自前级处理部2的低分子量有机酸被该空气调节用主路径MD的后级处理部3收集，而被处理。根据该结构，能够使一台后级处理部3与多台前级处理部2相对应，利用一台后级处理部3对在多个前级处理部2生成 的低分子量有机酸进行分解处理，从而能够降低设备费用。但是，在该情况下，分成前级处理部用控制器和后级处理部用控制器而设置控制器，该前级处理部用控制器用于控制前级处理部2的鼓风机4和紫外线照射灯8，该后级处理部用控制器用于控制后级处理部3的电解处理部17和循环水泵19，并能够与前级处理部用控制器联合控制。另外，在实施例中，在前级处理部2的紫外线照射灯8的上游侧和下游侧设置有过滤器构造体6、7，但并不限于此，还可以将多个过滤器构造体配置在紫外线照射灯8的周围。


提供一种有害物质去除装置和使用该去除装置的空气净化装置。该装置有效地降低被处理空气中的有害气体成分，并且还能够抑制高挥发性有机物的再释放。有害物质去除装置(1)包括前级处理部(2)，其配置在供含有有害气体成分的被处理空气流动的路径中；以及后级处理部(3)，其配置在前级处理部的下游侧，前级处理部包括多孔质吸附剂(12)，其用于吸附被处理空气中的有害气体成分；光催化剂(13)；以及紫外线照射灯(8)，其向光催化剂照射紫外线，后级处理部包括气液接触部件(16)，其使水与被前级处理部处理后的被处理空气接触；电解处理部件(17)，其具有电极(21)，该电极对在气液接触部与被处理空气接触的水进行电化学处理。