专利名称：附有催化剂劣化检测功能的脱臭、灭菌装置的制作方法
技术领域：
本发明关于使用了臭氧的脱臭·灭菌装置。
背景技术：
由于臭氧显示出很强的氧化作用，所以，近年来为了达到脱臭·灭菌的目的，被广泛地应用于水处理、医疗、食品工业等领域。最近，臭氧作为能够除去居住空间的各种臭气的物质正倍受瞩目，开发出了较多使用了臭氧的仪器。
这样，臭氧的有效作用就能够显现出来了。但是，臭氧本身具有特殊的臭气。所以，仪器中使用臭氧时，有必要防止其排到仪器外部。因此，将用于处理后的残存臭氧热分解，或用催化剂分解的方法来防止这种现象的发生。其中，由于用催化剂的方法比较简便，所以，一般使用的是这种方法。但是，利用催化剂分解臭氧的方法中，由于催化剂经长期使用或环境条件的变动，会使催化剂的活性渐渐降低，过剩浓度的臭氧有可能会排到仪器的外部。
发明的揭示本发明的目的是提供即使催化剂发生劣化，也能够防止残存臭氧排到仪器外部的具有高度可靠性的脱臭·灭菌装置。
本发明能够赋予脱臭·灭菌装置检测催化剂是否劣化的功能。即在臭氧产生装置；能够促进臭氧的脱臭·灭菌作用，且具有分解臭氧功能的催化剂；臭氧传感器和输送空气装置组成的臭氧脱臭·灭菌装置上，如果经过催化剂处理后的残存臭氧的浓度达到规定浓度以上时，则会暂时停止臭氧的释放，在规定时间过后，再重新释放臭氧，这样循环进行，如果根据规定的频度确认了残存的臭氧浓度达到规定浓度的时间间隔有比预先设定的时间短的倾向，则可以判定催化剂已经发生了劣化。
本发明的附有催化剂劣化检测功能的脱臭·灭菌装置由把空气吸入内部的输送空气装置、向吸入的空气中释放臭氧的臭氧发生器、配置于臭氧发生器下方的具有脱臭·灭菌作用且能够促进臭氧分解的催化剂、以及配置于催化剂下方的能够检测残存臭氧浓度的臭氧传感器组成；它具备以下功能，即如通过臭氧传感器检测出残存臭氧的浓度在规定浓度之上，则在规定时间内使臭氧的释放停止，规定时间过后，再重新释放臭氧，这样循环反复地进行。根据规定的频度确认了连续循环过程中检测出残存臭氧的浓度在规定浓度以上的时间间隔比规定的时间间隔短，则可以判定催化剂已经发生了劣化，应该停止释放臭氧。
此外，判定催化剂发生了劣化时，在停止释放臭氧的同时，较好的是还具备能够告知催化剂已经发生劣化的报警装置。由此，利用显示信号、警报音等明确地告诉使用者有更换催化剂的必要了。
对附图的简要说明
图1表示本发明的一个实施例的脱臭·灭菌装置的结构的截面简图。
图2表示同一装置的催化剂劣化判定系统的方框图。
图3表示同一装置的信号处理装置的结构的流程图。
实施发明的最佳状态以下，利用附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1表示本实施例的附有催化剂劣化检测功能的脱臭·灭菌装置的基本结构。
用送风机3将装置外部的空气从空气吸入口6吸入装置内。可以用空气吸入口6上配置的滤膜7将流入的空气中所含的尘埃除去。然后，将臭氧发生器1产生的规定量的臭氧排到吸入的空气中。空气与臭氧通过扩散板8被基本均匀地混合。经过与臭氧的混合，空气中的臭气成分和细菌等污染物质被分解除去。而且，和臭氧混合的空气通过与催化剂2的接触，在促进对臭氧的污染物质的分解除去作用的同时，还能够促进残存臭氧的分解。
被吸入装置内部的空气经过脱臭·灭菌处理，被净化后再通过送风机3从净化空气排出口9排到装置的外部。
在净化空气排出口9的上方设有能够检测出净化处理后空气中残存臭氧浓度的臭氧传感器4。臭氧传感器4能够将相当于检测出的残存臭氧浓度的信号传递给信号处理装置5。
如图2所示，信号处理装置5具备存储部分51、计算部分52以及控制部分53。
存储部分51能够记录残存臭氧所允许的上限浓度、催化剂2具有正常功能时该催化剂2下方的空气从不含臭氧的状态到臭氧浓度达到允许的上限浓度所需要的时间(以下称为基准检测间隔)、以及用于判定催化剂发生劣化的基准检测次数。
计算部分52在臭氧传感器4的输出信号的基础上，比较残存臭氧的浓度与所允许的上限浓度，来判定残存臭氧浓度是否达到所允许的上限浓度。如果计算部分52判定残存臭氧浓度已经超过了所允许的上限浓度，则将规定时间内暂时停止释放由臭氧发生器1产生的臭氧的信号传递给控制部分53。于是，残存臭氧的浓度暂时下降。但是，如果重新释放由臭氧发生器1产生的臭氧，残存臭氧的浓度会再次升高，并超过允许的上限浓度。所以，计算部分52不仅能够判定残存臭氧浓度是否超过了允许的上限浓度，还能够测定残存浓度再次超过所允许的上限浓度与前次超过允许的上限浓度之间的时间(以下称为检测间隔)。如果检测间隔在基准检测间隔之下，则计算部分52会计算其次数，并将其与预先设定的基准检测次数作比较。如果其次数达到基准检测次数，计算部分52就会判定出催化剂2发生了劣化，并将停止释放臭氧发生器1产生的臭氧的信号传递给控制部分53。
控制部分53在利用计算部分52传递过来的信号控制臭氧发生器1的同时，还能够控制显示、警报等信号。
如果检测间隔长于基准检测间隔，则可以判断出催化剂2的活性处于正常状态，反复进行同样的循环。由此，可以继续进行对空气的脱臭·灭菌处理。但是，如果检测间隔比基准检测间隔短，而且，同样倾向发生的次数与规定次数相符，则可以判定催化剂2已经发生了劣化，应该停止臭氧发生器1释放臭氧。这里的基准检测间隔是考虑了臭氧发生器1的臭氧释放量和暂时停止释放的时间后设定的。此外，图中虽然没有表示出来，但还能够通过信号显示、警报音等来告知催化剂已经发生了劣化。
实施例1本发明使用了与上述同样的附有催化剂劣化检测功能的脱臭·灭菌装置来进行以下的探讨。
臭氧发生器1具备形成于氧化铝基板上的感应电极以及由放电电极组成的表面放电式臭氧发生电极，通过所谓的无声放电产生臭氧。臭氧传感器4使用了以含有摩尔比为Sn/(In+Sn)＝3/100的In2O3和SnO2的复合氧化物为主成分的薄膜感应体。催化剂2是体积约为100cm3的蜂窝状物质，由Mn为主成分的金属氧化物组成。
作为设定的条件，残存臭氧所允许的上限浓度为0.05ppm，连续2次的基准检测间隔为3分钟，暂时停止释放臭氧的时间为30秒。此外，如果连续5次检测间隔比上述基准检测间隔短，则可以判定催化剂2已经发生了劣化。
用图3所示的流程图，对本实施例的脱臭·灭菌装置的催化剂劣化判定功能进行说明。
启动此装置，送风机3开始送入空气，臭氧发生器1也开始释放臭氧。臭氧传感器4在装置运作中连续地对臭氧进行检测。在步骤101中，如果判定催化剂2的活性降低，残存臭氧的浓度达到了所允许的上限浓度(0.05ppm)，则信号处理装置5将作为开始点的时间记为T0，与此同时，信号处理装置5输出暂时停止释放臭氧发生器1产生的臭氧的信号。由此，残存臭氧的浓度暂时降低。从停止释放臭氧开始经过规定时间tp(30秒)后，重新释放臭氧。
然后，在步骤102中，如果残存臭氧的浓度再次超过所允许的上限浓度，这一时间被记为T1，计算出检测间隔(T1-T0)。与此同时，停止臭氧的释放。接着，经过tp再次释放臭氧，使残存臭氧浓度达到允许的上限浓度，同样地循环计算出检测间隔(Tn-Tn-1，n为循环次数)。步骤103中，计算检测间隔连续地比基准检测间隔(3分钟)短的次数。
计算的次数达到5次之前，如果判定检测间隔在基准检测间隔之上，则取消这一次计数，经过tp后再次释放臭氧，计算检测间隔进行同样的循环。
步骤104中，如果次数达到5次，即检测间隔连续5次在基准检测间隔之下，信号处理装置5会输出停止释放臭氧发生器1产生的臭氧的信号，装置停止运作。
这样就确定了在上述各种设定条件下的装置的运作。
对应于装置容积，在具有充分大容积(约为装置容积的的1000倍)的空间中充满洁净的空气，在其中安装设定了上述条件的装置后将空间密封。然后，启动送风机3，以流量为7L/分的速度吸入装置外部的空气。由臭氧发生器1产生臭氧，使空气中的臭氧浓度达到约0.6ppm，超过催化剂2所具有的分解处理臭氧的能力，并释放臭氧。但是，为了使经净化空气排出口9排向装置外部的臭氧不被再次吸入装置中，应该将臭氧排到密闭空间外。
刚开始时的检测间隔约为7分钟，然后慢慢缩短，进行到第30次循环时变为2.5分钟，比3分钟的基准检测间隔短。然后，检测间隔变为约2分钟，连续5次出现检测间隔比基准检测间隔短。此时停止释放臭氧。
如上所述，可以认为本装置能够正常运作。
实施例2本实施例以提高催化剂劣化检测的精度为目的，对与实施例1同样的条件下，再附加新的条件的情况进行说明。
本实施例使用了与实施例1同样的装置，催化剂劣化的判定条件在与实施例1相同的基础上，还增加了一项，即进行的6次检测循环中，如果检测间隔比3分钟的基准检测间隔短的循环有4次以上也可以判定为催化剂发生了劣化。用这种方法能够防止在本来应该判定催化剂发生了劣化的状态下，由于某种原因，例如，被释放的臭氧量降低或送风能力的改变等而导致了检测间隔被误判定为长于基准检测间隔的情况。
本实施例中，首先将被臭氧发生器释放的臭氧浓度设定为0.06ppm。当检测间隔比基准检测间隔短的循环连续发生3次时，调节臭氧发生器，使释放的臭氧的浓度变为0.03ppm。此时，检测间隔约为3.5分钟。然后，经过5分钟后，如果释放出的臭氧浓度恢复为初期状态，则接下来的检测间隔将不足3分钟。这样，在6次检测循环中有4次为不足3分钟的检测间隔，就可以判定催化剂发生了劣化，应该停止臭氧的释放。
在实际的居住环境中连续运作本装置，确认其功能。
将本装置安装在约50m3的居室中连续运作，其结果是，经过约2500小时后催化剂被判定为发生了劣化，臭氧的释放被停止。此时，从本装置中取出催化剂。测定此催化剂的臭氧分解活性，结果表明其活性降低到了初期活性的约55％。
本发明中所用的臭氧发生器、臭氧传感器、催化剂等与实施例中所用的器具具有同样的功能，只要不违反本发明的宗旨，也可以用其他物质代替。例如，臭氧传感器可以使用In2O3、SnO2、Co3O4、NiO、CuO、V2O5等金属氧化物或它们的复合氧化物。此外，装置的结构也应该适应装置能力和使用环境等条件。劣化判定条件也不仅限于实施例中所示的条件，例如，可以在减小基准检测间隔的同时增加检测间隔的次数。
产业上利用的可能性利用本发明，能够确定地检测、判定出使用了臭氧的脱臭·灭菌装置的催化剂的劣化，所以，能够防止过剩量的臭氧排到装置外部。因此，本发明的附有催化剂劣化检测功能的脱臭·灭菌装置可望在水处理、医疗、食品工业等多个领域被广泛普及。
权利要求
1.一种附有催化剂劣化检测功能的脱臭·灭菌装置，其特征在于，由把空气吸入内部的输送空气装置、向吸入的空气中释放臭氧的臭氧发生器、配置于臭氧发生器下方的具有脱臭·灭菌作用且能够促进臭氧分解的催化剂、以及配置于催化剂下方的能够检测残存臭氧浓度的臭氧传感器组成；它具备以下功能，即如果前述残存臭氧的浓度在规定浓度之上，则在规定时间内使臭氧发生器的臭氧的释放停止，规定时间过后，再重新释放臭氧，这样循环反复地进行，如果根据规定的频度确认了检测出的前述循环间的前述残存臭氧浓度连续地在规定浓度之上的时间间隔比规定的时间间隔短，则可以判定前述的催化剂已经发生了劣化，并停止释放臭氧。
2.如权利要求1所述的附有催化剂劣化检测功能的脱臭·灭菌装置，其特征还在于，判定前述催化剂劣化时，在停止释放臭氧的同时，还具有告知催化剂已经发生劣化的报警装置。
全文摘要
本发明的附有催化剂劣化检测功能的脱臭·灭菌装置由把空气吸入内部的输送空气装置、向吸入的空气中释放臭氧的臭氧发生器、配置于臭氧发生器下方的具有脱臭·灭菌作用且能够促进臭氧分解的催化剂、以及配置于催化剂下方的能够检测残存臭氧浓度的臭氧传感器组成。它具备以下功能,即如果残存臭氧的浓度在规定浓度之上,则在规定时间内使臭氧发生器的臭氧的释放停止,规定时间过后,再重新释放臭氧,这样循环反复地进行。如果根据规定的频度确认了检测出的循环间的前述残存臭氧浓度连续地在规定浓度之上的时间间隔比规定的时间间隔短,则可以判定催化剂已经发生了劣化,并停止释放臭氧。
文档编号A61L9/015GK1193281SQ97190520
公开日1998年9月16日 申请日期1997年5月13日 优先权日1996年5月15日
发明者立花弘一, 服部章良, 吉池信幸, 吉田昭彦 申请人:松下电器产业株式会社