JP2003106583A - 空気清浄装置 - Google Patents
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Abstract
気清浄装置を提供する。 【解決手段】 光触媒フィルタ部と、酵素フィルタ部
と、光源からなることを特徴とする空気清浄装置であっ
て、前記光触媒フィルタ部は、光触媒機能を備えた光触
媒濾過材100a、或いは、該濾過材100aを備えた
光触媒フィルタユニット100として構成し、前記酵素
フィルタ部は、酵素坦持濾過材120a、或いは、該濾
過材120aを備えた酵素フィルタユニット120とし
て構成する。
Description
と酵素フィルタ部と光源を備えた除菌機能を有する空気
清浄装置に関する。
ィルタのような抗菌手段、或いは、殺菌灯のような殺菌
手段を備えた除菌機能を有する空気清浄装置としては、
例えば、特開平10−85558号公報に開示されてい
るように、光触媒を坦持した光触媒ユニットと抗菌剤を
坦持した抗菌フィルタとを積層させ、光触媒ユニットを
太陽光側に向けるようにした濾過材を空気循環路に配設
したものや、特開平11−192405号公報に開示さ
れるように、光触媒フィルタと中性能フィルタとの間に
紫外線ランプを配設した空調装置などが知られている。
抗菌フィルタとを積層させた濾過材を空気循環路に配設
した空気清浄装置の場合は、その殺菌作用を大きくしよ
うとする場合、殺菌作用の大きさから、抗菌剤として銀
系の抗菌剤が用いられるが、塩素系物質が存在する環境
や、光照射下ではハロゲン化銀になってしまい、抗菌性
がなくなってしまい、寿命が短いという不都合を有する
とともに、また、人体や環境に対する安全性の問題も有
している。更に、抗菌剤が濾過材から脱離や剥離して二
次汚染を引き起こすという問題も指摘され、食品、製
薬、医療などの高度に安全性を要求される分野での使用
が制限されるという不都合を有している。また、光触媒
フィルタと中性能フィルタとの間に紫外線ランプを配設
した空調装置の場合は、紫外線ランプと光触媒の組合せ
による光触媒反応のみが、装置全体の除菌効果を左右し
ているため、除菌効果そのものが初期から低いという不
都合があった。そこで本発明は、優れた除菌効果を長期
に亘って維持できる空気清浄装置を提供することを目的
とする。
応えるべく鋭意検討の結果、光触媒フィルタ部と、酵素
フィルタ部とを組み合わせて使用することにより長期に
亘り優れた除菌効果を維持でき、しかも、優れたガス除
去効果も得られることを知見した。更に、また、光源と
して波長254nmの紫外線ランプを用いることによ
り、極めて、優れた除菌効果を得ることができることを
知見した。本発明の空気清浄装置はかかる知見に基づき
なされたもので、請求項1記載の通り、光触媒フィルタ
部と、酵素フィルタ部と、光源からなることを特徴とす
る。また、請求項2記載の空気清浄装置は、請求項1記
載の空気清浄装置において、前記光触媒フィルタ部は、
光触媒機能を備えた光触媒濾過材、或いは、該濾過材を
備えた光触媒フィルタユニットであることを特徴とす
る。また、請求項3記載の空気清浄装置は、請求項1ま
たは2記載の空気清浄装置において、前記酵素フィルタ
部は、酵素坦持濾過材、或いは、該濾過材を備えた酵素
フィルタユニットであることを特徴とする。また、請求
項4記載の空気清浄装置は、請求項1乃至3の何れかに
記載の空気清浄装置において、前記光触媒フィルタ部は
前記光触媒フィルタユニットとして、前記酵素フィルタ
部は酵素フィルタユニットとして、前記光源は光源ユニ
ットとして構成されていることを特徴とする。また、請
求項5記載の空気清浄装置は、請求項1乃至4の何れか
に記載の空気清浄装置において、前記光触媒フィルタ部
の上流側に前記酵素フィルタ部を配置したことを特徴と
する。また、請求項6記載の空気清浄装置は、請求項1
乃至5の何れかに記載の空気清浄装置において、前記光
源は波長254nmの紫外線ランプであることを特徴と
する。また、請求項7記載の空気清浄装置は、請求項1
乃至6の何れかに記載の空気清浄装置において、前記酵
素フィルタ部は溶菌酵素が利用されることを特徴とす
る。
ば、ファンフィルタユニットなど、少なくとも光触媒フ
ィルタ部と、酵素フィルタ部と、光源とを含む空気清浄
装置であれば、特にその種類や構成は限定されるもので
はない。例えば、一般室内環境とその空調設備、クリー
ンルームとその空調設備、ミニエンバイロメント等の局
所制御空間、クリーンベンチ、エアシャワー装置、パス
ボックス、トンネルユニット、クリーンストッカ、クリ
ーンブース、クリーンセル(清浄空気吹出装置)等の空
気清浄設備や装置において、光触媒フィルタ部と酵素フ
ィルタ部と、光源を組み込んで構成する場合も本発明の
空気清浄装置として含まれるものである。
示すもので、上流側より光触媒機能を備えた光触媒濾過
材100aをユニットケーシング100b内に組み込ん
だ光触媒フィルタユニット100と、光源としての紫外
線ランプ110aをユニットケーシング110b内に組
み込んだ光源ユニット110と、前記光触媒フィルタユ
ニット100と、酵素坦持濾過材120aをユニットケ
ーシング120b内に組み込んだ酵素フィルタユニット
120とを積層し、キャッチクリップ130で連結して
一体化して空気清浄装置として構成したものである。ま
た、図2は他構成例を示すもので、前記構成例における
酵素フィルタユニット120を最上流側に配置して、そ
の下流側に光触媒フィルタユニット100、光源ユニッ
ト110、光触媒ユニット100の順に積層し、キャッ
チクリップ130で連結して一体化して空気清浄装置と
して構成したものである。
で、ケーシング140内に上流側から前記構成例の光触
媒濾過材100a、紫外線ランプ110a、光触媒濾過
材100a、酵素坦持濾過材120aを配設し、空気清
浄装置として構成したものである。尚、本構成例では紫
外線ランプ110aの下流側の光触媒濾過材100aと
酵素坦持濾過材120aとは重ね合わせて用いるように
している。図4は更なる他構成例を示すもので、前記構
成例における酵素坦持濾過材120aを最上流側に配置
して、その下流側に光触媒濾過材100a、紫外線ラン
プ110a、光触媒濾過材100aの順に配置して空気
清浄装置として構成したものである。尚、本構成例でも
紫外線ランプ110aの上流側の酵素坦持濾過材120
aと光触媒濾過材100aとは重ね合わせて用いるよう
にしている。
は、光照射により励起され、ガス状汚染物質を分解でき
るものであればいずれでもよい。酸化チタンや酸化亜鉛
など、数多くのものが提案されているが、分解効率や、
安全性、安定度の点からは酸化チタンが好ましい。この
酸化チタンは、ルチル型、アナターゼ型あるいはこれら
の共存形のいずれでも構わないが、低エネルギの光を反
応させるには、ルチル型が適しており、また、反応の活
性を高めるには、アナターゼ型が適している。また、前
記光触媒に、Pt,Ag,Pd,RuO2,Co3O4
の添加が、ガス状汚染物質の分解作用が促進されるので
好ましい。
状、ハニカム状、ペーパ状等があり、いずれの形状でも
構わないが、圧損上昇を低く抑えられ、且つ紫外線の漏
洩がなく各種ガス状汚染物質の分解が安全に行われるこ
とから、10〜50%の開口率を有する網目状基材に光
触媒を固定化させてなる通気性シートとすることが好ま
しい。前記開口率が10%未満となると、光透過性が低
下することに加え、通気性も悪くなり、圧損が大きくな
るおそれがあり、開口率が50%を超えると、光触媒の
効果が低減することに加え、紫外線が外部へ漏洩し安全
性が問題となる。また、光触媒自体は加熱再生が容易で
あることから、耐熱性基材の使用が好ましい。更に、ガ
ス状汚染物質の吸着機能の点からは、基材表面が酸処理
等により多孔質化されたものの使用が好ましい。
の紫外線ランプの使用が好ましい。このような紫外線ラ
ンプは光触媒への有効照射光量を強くでき、光触媒作用
が強くなることや、オゾンレスであることから好まし
い。特に、食品、薬品、医療などバイオロジカル分野に
おいては、紫外線ランプと光触媒の併用は除菌効果が高
いことから好ましい。更に、クリーンルームにおいて
は、菌や微生物の除去にも対応できる。
ば、各種除塵濾過材に溶菌酵素等の除菌効果を備えた酵
素が坦持されたものが使用される。尚、特に溶菌酵素は
幅広い殺菌スペクトルや強力な殺菌力をもつばかりでな
く、濾過材全体に均一に化学的に固定化され、且つ、酵
素同士も分子レベルで化学結合しているため、濾過材か
らの脱離や剥離等がなく、二次汚染が生じにくくその使
用が好ましい。また、前記酵素を坦持させる除塵濾過材
としては、ULPA濾過材、HEPA濾過材、中性能濾
過材、粗塵用濾過材等、所望の清浄度に応じ、任意の除
塵濾過材が使用される。
点から、前記光触媒濾過材の上流側に前記除塵機能を持
つ酵素フィルタ部を設けることにより、光触媒濾過材表
面への塵埃付着を防ぎ、光触媒反応による除菌効果を長
期に亘って十分に引き出せるため、好ましい。
ケーシングはガルバリウム鋼板、アルミ圧延材等、少な
くとも光触媒濾過材、酵素坦持濾過材、光源を固定でき
るものであれば、特にその材質や構成は限定されるもの
ではない。尚、ケーシングユニットとして構成した場
合、任意にその配置や組み合わせを選択でき、所望の空
気清浄装置として組み立てることができる。
例を比較例と共に説明する。 (実施例1)図5乃至図10は本実施例装置を示すもの
であって、下方から順に、酵素フィルタユニット11
と、光触媒ユニット12と、光源ユニット13と、光触
媒ユニット12とが、4段に積層され、互いにキャッチ
クリップ14で連結自在に一体となっている。尚、図中
15は取っ手を示す。前記酵素フィルタユニット11
は、中性能濾過材に溶菌酵素(プロタミン及びリゾチー
ム)を共有結合により固定した酵素坦持濾過材11aを
ケーシング11bに気密に収容したものを使用した。前
記光触媒ユニット12,12間に介装される光源ユニッ
ト13内には、図5乃至図7に示すように、光源13a
として、波長254nmの紫外線ランプが4本並行に等
間隔に配列されている。前記各光触媒ユニット12は、
後記詳述する触媒ホルダー20を12個備えるもので、
図5に示すように、図面で上下方向に3個ずつ、左右方
向4列の配置とされている。そして各列毎に、ガイドレ
ール12aが左右両側に設けられており、触媒ホルダー
20はこのガイドレール12aに案内されて、シール剤
を用いることなくメカニカルシールされた状態で触媒ボ
ックス内12内に収容されることとなる。尚、触媒ホル
ダー20を触媒ボックス12内に収容したり、取り出し
たりする際には、上側のガイドレール12aを固定して
いるビス12bを弛めて、ガイドレール12aの一部を
取り外すことで、簡単に行える。
に詳細を示したとおり、枠体20aの一部をビス20b
で取り外し自在とされ、また、枠体20a内にはガイド
レール20cが設けられ、アナターゼ型の酸化チタンか
らなる光触媒を繊維径9μmのEガラス繊維からなる開
口率25%のガラスクロスに5質量%坦持させてなる1
95×145mm×0.6mmの通気性シート状光触媒
体20dを4枚、ガイドレール20cに案内されて、シ
ール剤を用いることなくメカニカルシールされた状態で
触媒ホルダー20内に収容できるようになっている。
方から順に、酵素フィルタユニット11と、光触媒ユニ
ット12と、光源ユニット13と、光触媒ユニット12
とをキャッチクリップ14で留めて、4段に積層した際
には、通気性シート状光触媒体20dが紫外線ランプ1
3aを挟んで上下方向に4層ずつ、それぞれ気流の通過
方向に離間状態で積層配置されることになる。
置を、図11に示すように、下方から順に、光触媒ユニ
ット12と、光源ユニット13と、光触媒ユニット12
と、酵素フィルタユニット11とを、4段に積層したも
のを実施例2とした。
ィルユニットのみを用いたものを比較例1とした。
ランプを備えた光源ユニットのみを用いたものを比較例
2とした。
ランプを備えた光源ユニットを蛍光灯を備えた蛍光灯ユ
ニットに替え、酵素フィルタユニットを除いたものを比
較例3とした。
ィルタユニットを除いたものを比較例4とした。
えた光源ユニットを蛍光灯を備えた蛍光灯ユニットに換
えたものを比較例5とした。
えた光源ユニットを蛍光灯を備えた蛍光灯ユニットに換
えたものを比較例6とした。
び2並びに比較例1乃至6の各空気清浄装置について、
下記の特性につき試験・評価した。 (除菌効果) (1)上記各空気清浄装置を、600m3の実験室内の
空調系に据え付けた後、運転を開始した。 (2)携帯型空中浮遊菌サンプラMBS−1000(ミ
ドリ安全(株))を用いて、前記各空気清浄装置の直下
において、100リットル/分×10分で1m3サンプ
リングした。 (3)捕集培地には細菌用トリプトソイ生寒天培地(9
0mmシャーレ)を使用し、培養条件は、35℃、48
時間で行った。 (4)培養後培地あたりの発見コロニー数(個)とサン
プリング空気量(m3)から気中浮遊菌濃度(個/
m3)を求め、その結果を表1に示した。 (5)なお、空気清浄装置運転前の室内雰囲気中の浮遊
菌濃度は、約50CFU/m3(CFU:細菌の生存菌
数)であった。
れば、優れた除菌効果とガス除去効果が得られ、また、
実施例2ように酵素フィルタ部を光触媒フィルタ部の上
流側に配置した場合には、極めて優れた除菌効果が得ら
れるとともにそれが長期に亘って維持できることが確認
できた。
れば、光触媒フィルタ部と酵素フィルタ部との除菌作用
の相乗効果により、除塵機能やガス除去機能に加え、優
れた除菌効果を長期に亘って維持できる空気清浄装置が
得られる。特に、光源として波長254nmの紫外線ラ
ンプを用いることにより、光触媒フィルタ部と酵素フィ
ルタ部との除菌作用と、波長254nmの紫外線ランプ
の殺菌作用の相乗効果により、優れた除菌効果を長期に
亘って維持できる空気清浄装置が得られる。また、銀な
どの金属を坦持した無機系の抗菌剤を使用せず、除菌作
用のある酵素フィルタ部を用いるため、安全性に優れ、
食品、製薬、医療など、安全性を求められる分野におい
て利用することができる。
図
図
斜視図
Claims (7)
- 【請求項1】 光触媒フィルタ部と、酵素フィルタ部
と、光源からなることを特徴とする空気清浄装置。 - 【請求項2】 前記光触媒フィルタ部は、光触媒機能を
備えた光触媒濾過材、或いは、該濾過材を備えた光触媒
フィルタユニットであることを特徴とする請求項1記載
の空気清浄装置。 - 【請求項3】 前記酵素フィルタ部は、酵素坦持濾過
材、或いは、該濾過材を備えた酵素フィルタユニットで
あることを特徴とする請求項1または2記載の空気清浄
装置。 - 【請求項4】 前記光触媒フィルタ部は前記光触媒フィ
ルタユニットとして、前記酵素フィルタ部は酵素フィル
タユニットとして、前記光源は光源ユニットとして構成
されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに
記載の空気清浄装置。 - 【請求項5】 前記光触媒フィルタ部の上流側に前記酵
素フィルタ部を配置したことを特徴とする請求項1乃至
4のいずれかに記載の空気清浄装置。 - 【請求項6】 前記光源は波長254nmの紫外線ラン
プであることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記
載の空気清浄装置。 - 【請求項7】 前記酵素フィルタ部は溶菌酵素が利用さ
れることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の
空気清浄装置。
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JP2001338571A JP2003106583A (ja) | 2001-09-29 | 2001-09-29 | 空気清浄装置 |
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