JP2000107276A - 空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、高い空気清浄化性能を有する
光触媒方式空気清浄化装置の提供であり、特に内蔵する
光源が発する光触媒励起光を最大限に利用し、優れた脱
臭性を備えた空気浄化装置の提供である。 【解決手段】本発明の空気浄化装置は、光触媒励起光を
発する光源、該光源の周囲に配置された筒状の通気性光
触媒部材、および該筒状光触媒部材の外周に配置された
筒状筐体、好ましくは通気孔を有する筒状筐体、更に好
ましくは通気孔を有する筒状筐体が２重の構造からな
り、内周の通気孔を外周の筐体が覆う形状の筒状筐体か
らなり、該筒状筐体の内面が該光源が発する光触媒励起
光を反射する空気清浄化装置であり、好ましくは筒状筐
体の下部または上部に送風機を設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭、事業所、車
室内などの各種建造物内の悪臭を脱臭するために用いら
れる脱臭抗菌機能を有する空気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品臭、たばこ臭、ペット臭、便所臭な
どの悪臭の成分は、多種多様であり、代表的なものとし
て、アンモニア、アミン類、インドール、スカトールな
どの窒素化合物、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化
メチル、二硫化メチル、二硫化ジメチルなどの硫黄化合
物、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデ
ヒド類、アセトンなどのケトン類、メタノール、エタノ
ールなどのアルコール類がある。

【０００３】従来、このような悪臭を脱臭する方法とし
て、悪臭物質と薬剤とを化学反応させる方法、芳香剤で
悪臭物質をマスキングする方法、活性炭、ゼオライトな
どの吸着剤にて悪臭物質を吸着する方法、または、これ
らの方法を組み合わせて行う方法があった。このような
各種の脱臭方法が使用されているが、薬剤及び芳香剤
は、共に悪臭物質と反応した後での再生はほとんど不可
能である。また、吸着剤の場合も、吸着容量が飽和する
と脱臭性能は著しく低下する。従って、どのような方法
においても、新しいものと定期的に交換しなければなら
ない。

【０００４】そこで、光触媒とランプとを用いて、脱臭
機能を果たすようにした空気清浄化装置が開発されてい
る。光触媒は光エネルギを化学エネルギに変える物質で
あり、この空気清浄化装置では、ランプから紫外線を光
触媒に照射してその光エネルギにて光触媒を活性化さ
せ、酸化反応を促進させて悪臭物質を無臭物質に変換す
る。紫外線照射によって光触媒が励起されると、光触媒
から電子が飛び出し表面に吸着した酸素を攻撃してＯ₂ ^-
を生成し、また、正孔が空気中の水分を攻撃して、ＯＨ
ラジカルを生成し、これらの活性種により悪臭物質の酸
化反応が促進され、種々の悪臭物質が、具体的には水蒸
気、二酸化炭素などの無臭物質まで最終的に分解され
る。

【０００５】このような空気清浄化装置の一例として、
山型の光反射板を設置することによって、ハニカム体へ
の紫外線放射ランプが発する紫外線照射面積を増大し、
浄化効果を向上させる技術が実開平１−１４８７１９号
公報に開示されている。しかしながら、上記に開示され
た反射板の設置は、光触媒体を設置しない方向に放射さ
れる紫外光を利用するものであり、ハニカム体の開孔か
らもれる光を有効利用できるものではなく、更なる改良
が望まれていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高い
空気清浄化性能を有する光触媒方式空気清浄化装置の提
供であり、特に内蔵する光源が発する光触媒励起光を最
大限に利用し、優れた脱臭性を備えた空気浄化装置の提
供である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達し
たものである。

【０００８】（１）光触媒励起光を発する光源、該光源
の周囲に配置された筒状の通気性光触媒部材、および該
筒状光触媒部材の外周に配置された筒状筐体からなり、
該筒状筐体の内面が該光源が発する光触媒励起光を反射
することを特徴とする空気清浄化装置。

【０００９】（２）上記の発明（１）において、筒状筐
体が通気孔を有することを特徴とする空気浄化装置。

【００１０】（３）上記の発明（２）において、通気孔
を有する筒状筐体が少なくとも２重の構造からなり、内
周の通気孔を外周の筐体が覆うことを特徴とする空気浄
化装置。

【００１１】（４）上記の発明（１）〜（３）におい
て、筒状筐体の下部または上部に送風機を設けてなる空
気浄化装置。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、高い空気清浄化性能を
有する光触媒方式空気清浄化装置、特に内蔵する光源が
発する光触媒励起光を最大限に利用し、優れた脱臭性を
備えた空気浄化装置を提供する。

【００１３】本発明の空気清浄化装置は、光触媒を励起
する光を発する光源、その光源の周囲に配置された筒状
の通気性光触媒部材、およびその筒状光触媒部材の外周
に配置された筒状筐体からなり、該筒状筐体の内面が該
光源が発する光触媒励起光を反射することを特徴とし、
好ましくは該筒状筐体が通気孔を有し、更に好ましく
は、通気孔を有する筒状筐体が少なくとも２重の構造か
らなり、内周の通気孔を外周の筐体が覆うことを特徴と
し、必要に応じて筒状筐体の下部または上部に送風機を
設けてなる。

【００１４】本発明に係わる光触媒とは、０．５〜５ｅ
Ｖ、好ましくは１〜４ｅＶの禁止帯幅を有する、光触媒
反応をもたらす光反応性半導体である。本発明に係わる
このような光触媒としては、酸化亜鉛、酸化タングステ
ン、酸化チタン、及び酸化セリウム等の金属酸化物粒子
が挙げられるが、殊に酸化チタンはその構造安定性、光
反応性有害物除去能、更には取扱い上の安全性等から生
活空間において使用するには最も適しており、本発明に
係わる光触媒として有利に用いられる。

【００１５】本発明に係わる光触励起光とは、光触媒の
禁止帯幅以上のエネルギーを有する光であり、該光触媒
を活性化させ、脱臭性や抗菌性を発現させる光である。
光触媒励起光を発する光源の具体例として、ブラックラ
イト、捕虫灯、殺菌灯、一般照明用の蛍光灯などを挙げ
ることができる。

【００１６】本発明に係わる通気性光触媒部材は、光触
媒を担持した部材または光触媒からなる部材であって、
光触媒の他に活性炭、ゼオライトなどの吸着剤を含むも
のが好ましく、特に、光触媒を担持した繊維状シートか
らなる部材であることが好ましい。

【００１７】本発明に係わる通気性光触媒部材の具体的
な形状としては、いわゆるハニカム状、コルゲート状、
フォーム状、フィルター状などの多孔質体を挙げること
ができる。中でも、ハニカム状またはコルゲート状など
のセル構造体は単位体積当たりの表面積が比較的大き
く、且つ通気性に優れるため、本発明に係わる通気性光
触媒部材として特に好ましい。

【００１８】本発明に係わる筒状光触媒部材の筒状と
は、光触媒部材の配置を意味するものであり、筒状光触
媒部材は一体の筒状物である必要はなく、例えば、四角
柱型筒状光触媒部材の場合は、４枚の独立した光触媒部
材から構成しても良く、また、六角柱型筒状光触媒部材
の場合は、６枚の独立した光触媒部材から構成しても良
い。

【００１９】光触媒部材は、光源からもれる励起光を無
駄に漏らすことなく利用できるように筒状であることが
好ましい。特に、筒状光触媒部材は、光源から照射され
る励起光が均一に当たるように円筒状であることが好ま
しく、更に、本発明の励起光源は円筒状光触媒部材の中
心に設置されることが好ましい。

【００２０】本発明の筒状筐体は、その内面に光反射物
質の薄膜を塗布、貼り付け、箔押し、メッキなどの方法
で形成し、または、筐体の全体または一部を光反射物質
で構成して、少なくとも筒状筐体の内面の一部または全
部が光触媒励起光を反射することを特徴とする。

【００２１】本発明の空気清浄化装置は筐体が通気孔を
有することが好ましく、汚染された空気を筐体内に取り
込み、清浄化された空気を排気することが容易となる。
筐体が有する通気孔の位置は特に制限されるものではな
いが、筒状光触媒部材の外周部に位置することが好まし
く、通気性光触媒部材を通過する空気が多くなり、被分
解物質との接触の機会が増して脱臭性が高まる。

【００２２】本発明の第３の発明に係わる筒状筐体は、
少なくとも２重の構造からなり、内周の通気孔を外周の
筐体が覆うことを特徴とする。光源から発して通気性光
触媒部材からもれ、更に内周筐体の通気孔からもれた励
起光は、外周筐体の内面の光反射物質により反射され、
光触媒部材に再照射されるため、光エネルギーを最大限
に利用することができる。同時に、内周筐体の通気孔か
ら外周筐体の通気孔、または外周筐体の通気孔から内周
筐体の通気孔を経由して汚染空気の吸気または清浄空気
の排気が行われ、換気の効率が向上する。このように、
本発明の第３の発明に係わる空気浄化装置は、光源が発
する光エネルギーを最大限に利用しながら、吸排気を効
率良く行い、優れた脱臭性能を有するものである。

【００２３】本発明の第３の発明に係わる通気孔の大き
さや形状は特に制限されるものではないが、励起光の洩
れを最小限とするように設計されることが好ましい。例
えば、通気孔がスリット状の場合には、内周の通気孔の
幅よりも外周の筐体の幅が幾分大きく、且つ外周の通気
孔の幅よりも内周の筐体の幅が幾分大きいことが好まし
い。筐体の内周部と外周部の距離は、必要に応じて適宜
設計することができるが、小さすぎると通気性を阻害す
るため３ｍｍ以上が好ましく、一方、大きすぎると励起
光の洩れが生じ、装置自体が大型化するため、筐体最大
幅または筐体最大径の１０％以下とすることが好まし
い。

【００２４】本発明に係わる筒状筐体の形状は特に制限
されるものではないが、反射された励起光が光触媒部材
に均一に当たるように筒状筐体の内面形状は円筒状であ
ることが好ましい。特に、円筒状筐体の内部には、円筒
状の光触媒部材を同心円状に設置することが好ましく、
更に、円筒状筐体と円筒状光触媒部材の共通の中心線の
位置に、直管型蛍光ランプなどの線形光源を設置するこ
とが好ましい。

【００２５】本発明の空気清浄化装置は、臭気物質や細
菌などの有害物質が光触媒と接触する機会を増して効果
を高めるために、光触媒部材の通気性を有する部分に通
風することが好ましく、特に送風機を有することが好ま
しい。通気方向は特に制限されるものではないが、筒状
筐体が通気孔を有する場合には、一般に筒状筐体の通気
孔から光触媒部材に向かって吸気することが好ましい。
本発明に係わる送風機の具体例として、シロッコ型、軸
流型、プロペラ型、ターボ型、ラジアル型などのファン
モーターを挙げることができる。

【００２６】本発明の空気清浄化装置は、本発明の趣旨
を逸脱しない限りにおいて活性炭などの吸着剤を用いた
脱臭フィルターまたは除塵フィルターや集塵電極ユニッ
トなどの除塵部品を内蔵しても良く、一般的には、光触
媒や励起光源よりも風上に設置されることが好ましい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、実施例に限定
されるものではない。

【００２８】実施例１ 図１に示すように、本発明の一実施例を示す空気清浄化
装置は、内面が紫外光反射板性である円筒形状の筐体
１、円筒形状の筐体内に設置された円筒形の通気性光触
媒部材２、円筒形の通気性光触媒部材２の中心部に設置
された紫外線ランプ３、筐体１の内部で通気性光触媒部
材２の下部に設置された送風機４より構成される。この
図１に示す空気清浄化装置を実施例１の空気清浄化装置
とした。

【００２９】円筒形の通気性光触媒部材２は、光触媒と
して酸化チタンを担持した光触媒シートのハニカム加工
品（ラジット光触媒ハニカム、三菱製紙製）を円筒形に
展長して枠加付け工したものであり、紫外光を照射する
ことによって脱臭、抗菌などの作用を発現すると共に、
高い通気性を有するものである。

【００３０】紫外線ランプ３は、波長３５０ｎｍ付近に
ピークを持つ近紫外光を発する冷陰極光源であり、酸化
チタン光触媒の励起光源として好適なものである。

【００３１】筐体１の内面にはアルミニウム製の紫外光
反射箔５が貼り付けられており、紫外線ランプ３が発す
る光触媒励起光を効率よく反射するものである。従っ
て、円筒形通気性光触媒部材２の内周側から照射された
励起光の内で、該光触媒部材の開孔からもれた光は、こ
のアルミ製箔で反射されて円筒形光触媒部材の外周側か
ら再び照射される。

【００３２】送風機４は軸流ファンモーターであり、空
気清浄化装置内の空気と外気の換気、または空気清浄化
装置内部の通気を改善するために設置されるものであ
る。

【００３３】本発明においては、汚染空気の吸気と清浄
空気の排気を効率よく行うために筐体が通気孔を有する
ことが好ましく、具体的な実施例の一例を図２および図
３に説明する。

【００３４】実施例２ 図２に示すように、本発明の一実施例を示す空気清浄化
装置は、内面が紫外光反射性である円筒形状の筐体１
は、光触媒部材の外周部にスリット状の通気孔６を有す
る。この図２に示す空気清浄化装置を実施例２の空気清
浄化装置とした。

【００３５】実施例３ 図３に示すように、本発明の一実施例を示す空気清浄化
装置は、円筒形状の筐体１は、２重の構造からなり、内
周の筐体１ａが有する通気孔６ａを外周の筐体１ｂが覆
い、外周の筐体１ｂは通気孔６ｂを有し、吸排気が可能
な構造となっている。更に、内周の筐体１ａと外周の筐
体１ｂの内面に、各々アルミニウム製の紫外光反射箔５
ａと５ｂが貼り付けられている。この図３に示す空気清
浄化装置を実施例３の空気清浄化装置とした。

【００３６】比較例１ 実施例２において、内面が紫外光反射性である円筒形状
の筐体１に代えて、内面のアルミニウム箔を廃して内面
が紫外光反射性でない円筒形状の筐体とする以外は全て
実施例２と同一とし、これを比較例１の空気清浄化装置
とした。

【００３７】比較例２ 実施例３において、内面が紫外光反射性である円筒形状
の筐体１に代えて、内面のアルミニウム箔を廃して内面
が紫外光反射性でない円筒形状の筐体とする以外は全て
実施例３と同一とし、これを比較例２の空気清浄化装置
とした。

【００３８】次いで、実施例１、２、３および比較例１
の空気清浄化装置の脱臭性能を以下の方法で測定し、そ
の結果を表１に示した。

【００３９】［脱臭性能試験］１立米の密閉容器内に実
施例および比較例の空気清浄化装置を設置し、アセトア
ルデヒドを３０ｐｐｍ注入した後に空気清浄化装置を運
転し、３０分後の容器中のアセトアルデヒド濃度（ｐｐ
ｍ）をガスクロマトグラフで測定し、その除去率を求め
た。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１の結果から、光触媒励起光を発する光
源、該光源の周囲に配置された筒状の通気性光触媒部
材、および該筒状光触媒部材の外周に配置された筒状筐
体からなり、該筒状筐体の内面が該光源が発する光触媒
励起光を反射する空気清浄化装置は、筐体内面が光触媒
励起光を反射しない同形の空気清浄化装置に比べて優れ
た脱臭性能を有することが分かる。

【００４２】特に、筒状筐体が通気孔を有する空気清浄
化装置は脱臭性能が高く、加えて通気孔を有する筒状筐
体が２重の構造からなり、内周の通気孔を外周の筐体が
覆う空気清浄化装置は、通気孔を有する筒状筐体が１重
の構造からなり、通気孔から光触媒励起光がもれる空気
清浄化装置に比べて一層高い脱臭性能を有することが分
かる。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、光触媒の機能を発現させる源
である励起光の損失を最小限に抑え、光エネルギーを効
率よく空気清浄作用に変換する空気清浄化装置を提供す
るものである。

【００４４】更に、本発明の空気清浄化装置は、換気を
効率よく実施し、空気清浄効果を高めるために、筒状筐
体の下部または上部に送風機を有すること、または筒状
筐体が通気孔を有することが好ましく、更に、筒状筐体
が通気孔を有する場合には、筒状筐体が２重の構造から
なり、内周の通気孔を外周の筐体が覆うことが殊に好ま
しく、高い換気効率を維持しながら、励起光が通気孔か
らもれて光エネルギーを損失することなく、優れた空気
清浄効果が得られるものである。これらの空気清浄化装
置は、光触媒を利用する空気清浄化装置の中でも格別に
実用性が優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気浄化装置の一実施例を示す正面の
断面図および上面の断面図である。

【図２】本発明の空気浄化装置の一実施例を示す正面の
断面図である。

【図３】本発明の空気浄化装置の一実施例を示す正面の
断面図および上面の断面図である。

【符号の説明】

１ 円筒形状の筐体 ２ 円筒形の通気性光触媒部材 ３ 紫外線ランプ ４ 送風機 ５ 紫外光反射箔 ６ スリット状の通気孔 １ａ 内周の筐体 １ｂ 外周の筐体 ５ａ 内周の筐体の内面の紫外光反射箔 ５ｂ 外周の筐体の内面の紫外光反射箔 ６ａ 内周の筐体が有するスリット状の通気孔 ６ｂ 外周の筐体が有するスリット状の通気孔

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C080 AA10 BB02 CC02 CC12 HH05 JJ03 JJ05 JJ06 KK08 MM02 QQ11 QQ17 QQ20 4D048 AA21 AA22 BA07X BA16Y BA19Y BA27Y BA41X BB02 BB08 BB18 CA01 CC06 CC40 CC41 EA01 EA04 4G069 AA20 BA48A BC50B CA17 DA10 FB79

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光触媒励起光を発する光源、該光源の周
   囲に配置された筒状の通気性光触媒部材、および該筒状
   光触媒部材の外周に配置された筒状筐体からなり、該筒
   状筐体の内面が該光源が発する光触媒励起光を反射する
   ことを特徴とする空気清浄化装置。
2. 【請求項２】 該筒状筐体が通気孔を有することを特徴
   とする請求項１記載の空気浄化装置。
3. 【請求項３】 通気孔を有する筒状筐体が少なくとも２
   重の構造からなり、内周の通気孔を外周の筐体が覆うこ
   とを特徴とする請求項２記載の空気浄化装置。
4. 【請求項４】 筒状筐体の下部または上部に送風機を設
   けてなる請求項１、２または３記載の空気浄化装置。