JP2007130468A - 空気清浄器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の欠点を緩和する空気清浄器、及び該空気清浄器を備えた空気清浄装置を提供する。
【解決手段】酸化チタニウム（ＴｉＯ_２）でコーティングされ、かつ空気を通過可能とする少なくとも一つの通路を形成するために互いに実質的に平行に配置された複数のフィン１０２と、紫外線（ＵＶ）光源１０４と、を備え、それぞれの上記フィンは、一つの穴及び２つの端部を有し、上記ＵＶ光源の少なくとも一部は、複数の上記フィンの上記穴により形成される溝内に収容され、それぞれの上記フィンの上記２つの端部のそれぞれは、２つの屈曲部を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気清浄器に関し、特に、酸化チタニウム（ＴｉＯ_２）でコーティングされたフィン又は板を内側に備えた空気清浄器に関する。さらに本発明は、そのような空気清浄器を備えた空気清浄装置に関する。

光触媒酸化（ＰＣＯ）メカニズムで動作する空気清浄器が知られている。ＴｉＯ_２が紫外線（ＵＶ）放射にさらされたとき、電子正孔対が生成されることが知られている。その結果の、フリーラジカル、例えば水酸基ラジカル（・ＯＨ）及び超酸化物イオン（Ｏ_２ ⁻）は、有機物質の非常に有効な酸化剤であり、よって種々の有機化合物を分解することができる。特に、そのようなフリーラジカルは、多数の菌、カビ、バクテリア、及びウイルスを殺傷可能であり、ベンゼン及びホルムアルデヒドのような揮発性の有機化合物を脱臭及び分解可能であることが分かった。

従来の空気清浄器の代表的な構造が図１から図３に示されている。それら全ての構造は、ＵＶ光源と、酸化チタニウムでコーティングされた多数の構造物を有する。図１から図３に示すように、それらの構造では、酸化チタニウムでコーティングされた構造物とＵＶ光源との相対的な配置位置が主に異なる。

図１に示す構造では、空気の流れは、ＴｉＯ_２でコーティングされたメッシュ１０を通過し、また、ＵＶ光源１２にて照射される。そのような配置の欠点は、
空気の流れ（及び該空気にて運ばれる有害物質）と、ＴｉＯ_２コーティングとの接触時間が短い、
そのような清浄器は一般的に厚い、
高空気抵抗、換言すると、大きな圧力降下がある、及び
メッシュ１０の一部分はＵＶ放射にさらされず、よってそのような部分のＴｉＯ_２コーティングは無駄である、ということを含んでいる。

図２に示す構造に関して、ＴｉＯ_２コーティングされたハニカム構造１６は、ＵＶ光源１８で照射される。このような配置は、以下の不利点を有する。
ＵＶ放射の漏れ、
そのような清浄器は一般的に厚い、及び
ハニカム構造１６の一部分はＵＶ放射にさらされず、よってそのような部分のＴｉＯ_２コーティングは無駄である。

図３に示す構造では、ＴｉＯ_２コーティングされた平行な多数のフィン２０がＵＶ光源２２により照射される。この従来の配置の欠点は、図２に示す構成における欠点に同様である。

したがって本発明の目的は、上述した欠点を緩和する空気清浄器、及び該空気清浄器を備えた空気清浄装置を提供することであり、又は同業者及び公衆に便利な代替物を少なくとも提供することである。

本発明の第１態様によれば、酸化チタニウム（ＴｉＯ_２）でコーティングされ、かつ空気を通過させる少なくとも一つの通路を形成するように互いに実質的に平行に配置された複数のフィンと、紫外線（ＵＶ）光源とを備えた空気清浄器であって、それぞれの上記フィンは、一つの穴及び２つの端部を有し、上記ＵＶ光源の少なくとも一部は、上記フィンの上記穴により形成される溝内に収容され、及びそれぞれの上記フィンの上記２つの端部のそれぞれは、２つの屈曲部を有する、空気清浄器が提供される。

本発明の第２態様によれば、少なくとも一つの空気清浄器と、少なくとも一つの空気入口と、少なくとも一つの空気出口とを備えた空気清浄装置であって、上記空気入口及び上記空気出口は、上記清浄器の少なくとも一つの通路と連通可能であり、上記空気清浄器は、酸化チタニウム（ＴｉＯ_２）でコーティングされ、かつ空気を通過させる少なくとも一つの通路を形成するように互いに実質的に平行に配置された複数のフィンと、紫外線（ＵＶ）光源とを備え、それぞれの上記フィンは、一つの穴及び２つの端部を有し、上記ＵＶ光源の少なくとも一部は、上記フィンの上記穴により形成される溝内に収容され、及びそれぞれの上記フィンの上記２つの端部のそれぞれは、２つの屈曲部を有する、空気清浄装置が提供される。

本発明の好ましい実施形態について、例示のためのみの図面を参照して以下に説明する。
本発明による空気清浄器は、図４、図５Ａ、図５Ｂに示され、符号１００にてあまねく示されている。清浄器１００は、酸化チタニウム（ＴｉＯ_２）でコーティングされた多数の板又はフィン１０２を含む。フィン１０２は、清浄器１００内で互いに平行に配列されている。紫外線（ＵＶ）光源１０４は、ＴｉＯ_２コーティングのフィン１０２を通って配置され、３６０ｎｍから３８０ｎｍの波長のＵＶ放射を発する。それぞれのフィン１０２には、一つの穴が設けられ（図４、図５Ａ又は図５Ｂには図示せず）、フィン１０２が図４及び図５Ｂに示すように組み立てられたとき、各穴は、ＵＶ光源１０４を収容する溝を集合的に形成する。

図４及び図５Ｂに示すようにフィン１０２が組み立てられたとき、図４に示すように、空気を通過可能とする多数の通路がフィン１０２の間に形成される。一般的言って、空気清浄器１００の一部を形成するフィン１０２間の通路を離れる空気は、フィン１０２間の通路に進入する空気よりもより清浄である。

図６に示すように、清浄器１００は、フロントカバー１０６と、リアカバー１０８と、フィン１０２を囲むために、互いに係合しネジ１１２にてフィン１０２と係合される２つのサイドカバー１１０とを有し、よって、フィン１０２の２つの側面のみが清浄器１００の外側に露出する。このような配列において、フィン１０２の２つの露出面の第１は、フィン１０２間の通路への空気の入口として作用し、及び、フィン１０２の２つの露出面の第２は、フィン１０２間の通路からの空気の出口として作用する。

図７に示すように、清浄器１００のフィン１０２は、大略長方形状であり、ＵＶ光源１０４を収容するための中央貫通穴１１４を有する。空気は、フィン１０２の表面１１５を横切り第１側面１１６から第２側面１１８へ流れる。フィン１０２の表面には、以下で説明する、多数の突起１２０、１２２が存在する。側面１１６の端部１１６ａ及び側面１１８の端部１１８ａは、図８に示すように波状である。このような配列は、空気とフィン１０２との接触面積を増加し、フィン１０２間の通路１２４における空気の乱れの発生を増し（よって空気のフィン１０２との接触を促進する）、流入空気の圧力によるフィン１０２の撓みを最小化できるようにフィン１０２の物理的強度を増加する。

上述したように、多数の突起１２０，１２２がフィン１０２の表面に設けられている。図９Ａは拡大された突起１２０の上面図を示し、図９Ｂは拡大された突起１２２の上面図を示す。図９Ａから図１０Ｂでは、突起１２０，１２２の存在は通過する空気に乱れを生じさせることがわかり、よって、空気と、ＴｉＯ_２コーティングされたフィン１０２との間の接触回数が増加する。同様の効果は、フィン１０２の表面１１５に谷間又は窪みを設けることによっても達成可能である。また、フィン１０２の表面１１５は、突起１２０，１２２及び窪みの両方を設けてもよいことが考えられる。

上述したように、フィン１０２の２つの側面は、空気清浄器１００の外側に露出している。ＵＶ放射の外側への漏れを防止するため、各フィン１０２の各側面に沿って、ＵＶ放射ブロック構造が形成される。図１１に示すように、各フィン１０２は、２つの上昇した外部ストリップ１３０がそれぞれ傾斜ストリップ１３４を介して中央の低い主表面１３２に接続された状態の翼状の形状である。図１１において、ＵＶ光源１０４の長手方向軸は、フィン１０２の中央の長手方向軸Ｌ−Ｌに一致していることがわかる。

したがって、フィン１０２の各露出側面は、２度折り曲げられた部分、即ち、中央の表面１３２に関して軸Ｌ−Ｌ方向へ曲げられた傾斜ストリップ１３４、及び傾斜ストリップ１３４に関して軸Ｌ−Ｌから離れる方へ曲げられた上昇ストリップ１３０、を有する。上昇ストリップ１３０及び中央表面１３２は、互いに平行であるが、共通の平面ではない。

そのような配列により、屈曲した通路１２４が隣接するそれぞれのフィン１０２間に形成され、それは、図１２に示すように、さらにそこを通過する空気に乱れを形成することを助長する。

さらに加えて、フィン１０２の２つの露出側面における折り曲げ部分は、フィン１０２から離れたＵＶ放射の漏れを防止するという追加の目的に役立つ。ＵＶ光源１０４からのＵＶ放射の全て又は少なくともほとんどは、フィン１０２によって、特に傾斜ストリップ１３４によって、ＵＶ光源１０４の方向へ逆戻りするよう反射され、フィン１０２の間に形成される通路１２４内に閉じ込められる。そのような効果を達成するため、フィン１０２ａの中央部表面１３２ａは、図１３に示すように、隣接するフィン１０２ｂの上昇ストリップ１３０ｂのレベルよりも下でなければならない。

いくつかの例示的なフィン配列及び寸法が図１４Ａから図１４Ｃに示されている。図１４Ａにおいて、８フィン／インチの配列が示され、ここで、各２５．４ｍｍに、８つのフィンが存在するように、隣接するフィンは３．２９ｍｍの距離にて離れている。傾斜ストリップは、中央の主表面に関して１４５°の角度にて傾斜している。図１４Ｂにおいて、６フィン／インチの配列が示され、ここで、各２５．４ｍｍに、６つのフィンが存在するように、隣接するフィンは４．７２ｍｍの距離にて離れている。傾斜ストリップは、中央の主表面に関して１３８．５°の角度にて傾斜している。図１４Ｃにおいて、４フィン／インチの配列が示され、ここで、各２５．４ｍｍに、４つのフィンが存在するように、隣接するフィンは８．０７ｍｍの距離にて離れている。傾斜ストリップは、中央の主表面に関して１２４．５°の角度にて傾斜している。

空気清浄器１００は、多くの空気清浄装置にて使用可能である。一般的な配置として、図１５に示すように、空気清浄器１００は、塵埃を濾過するプレフィルタ２０２、及びより微細な塵埃、花粉、カビ、ダストマイル、等を濾過する第２フィルタ２０４の下流に配置可能である。よって清浄器１００は、残りのバクテリア、ウイルス、ＶＯＣｓ、及びにおいを分解可能である。

空気清浄器１００は、図１６に示すように、空気処理装置（ＡＨＵ）２１０の一部を形成することができる。ＡＨＵ２１０に入る空気は、最初に、制御２１２付の自動洗浄高効率空気濾過システムを通過し、その後、多数の空気清浄器１００の内の一つを通過する。濾過され清浄化された空気は、コイル部２１４を通過し、空気噴出部２１６を通して外部環境へ供給される。

代案として、空気清浄器１００は、図１７にて符号２２０であまねく指し示されているファンコイル装置（ＦＣＵ）の一部を形成することができる。このような配置において、多数の清浄器１００が一端にてＦＣＵのフランジとともに、他端にて戻り高圧空間とともに、ＦＣＵのハウジング内に並んで装填される。戻り空気は、最初に、ハウジング２２２内に含まれる清浄器１００により処理され、次に、供給空気としてファンコイル装置２２４を通してシステム２２０を出る。

また、空気清浄器１００は、図１８に示され符号２３０にてあまねく指し示すように、例えば家庭用、商業用、又は工業用の使用のために、単独型の装置として形成可能である。戻り空気は、ブロワー２３２により装置２３０の内部へ引き込まれる。該空気は、プレフィルタ２３４及び第２フィルタ２３６（例えば図１５に示され上述した）により、予め処理される。このように予め処理され濾過された空気は、さらに殺菌するため、プレフィルタ２３４及び第２フィルタ２３６の下流の、一つ若しくは複数の空気清浄器１００に進む。装置２３０は、さらに、装置２３０の移動を可能とする複数の車輪２３８と、正温度係数（ＰＴＣ）ヒータ２４０を備える。処理された空気は、ディフューザー２４２を介して外部環境へ装置２３０を出る。装置２３０の動作は、軽タッチコントロールパネル２４４を操作することにより制御される。

上述の物は、本発明を実行可能な例としてのみ示され、本発明の思想から外れることなく種々の変更及び／又は代案がそれらに施すことが可能であることを理解すべきである。また、選別された実施形態の文脈にて記述される本発明の確実な特徴は、明確にするため、一つの実施形態に組み合わせて提供可能であることを理解すべきである。逆に、一つの実施形態の文脈にて記述される本発明の種々の特徴は、簡潔にするため、分離して、又は適切なサブコンビネーションにて提供可能であることを理解すべきである。

第１の従来の空気清浄器の概略図である。 第２の従来の空気清浄器の概略図である。 第３の従来の空気清浄器の概略図である。 本発明による実施形態の空気清浄器の概略図である。 図４に示す空気清浄器の正面図である。 図４に示す空気清浄器の側面図である。 図５ＡにおけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図４に示す空気清浄器のフィンの正面図である。 図７に示すフィンの端部の拡大側面図である。 図７に示すフィンにおける突起の第１種類の拡大上面図である。 図７に示すフィンにおける突起の第２種類の拡大上面図である。 図９ＡのＢ−Ｂ線に沿った、及び図９ＢのＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図９ＡのＣ−Ｃ線に沿った、及び図９ＢのＥ−Ｅ線に沿った断面図である。 図４の空気清浄器における多数のフィンの配置を示す図である。 図１１に示すフィン間の通路を通る空気の動きを示す図である。 図１１に示すフィンの一側面に沿ったＵＶブロック構造の拡大図である。 本発明による実施形態の空気清浄器におけるフィンの第１配列を示す図である。 本発明による実施形態の空気清浄器におけるフィンの第２配列を示す図である。 本発明による実施形態の空気清浄器におけるフィンの第３配列を示す図である。 図４の空気清浄器を含む、本発明による実施形態の第１空気清浄装置の概略図である。 図４の空気清浄器を含む、本発明による実施形態の第２空気清浄装置の概略図である。 図４の空気清浄器を含む、本発明による実施形態の第３空気清浄装置の概略図である。 図４の空気清浄器を含む、本発明による実施形態の第４空気清浄装置の概略図である。

Claims (13)

1. 酸化チタニウム（ＴｉＯ_２）でコーティングされ、かつ空気を通過可能とする少なくとも一つの通路を形成するために互いに実質的に平行に配置された複数のフィンと、
   紫外線（ＵＶ）光源と、を備え、
   それぞれの上記フィンは、一つの穴及び２つの端部を有し、
   上記ＵＶ光源の少なくとも一部は、複数の上記フィンの上記穴により形成される溝内に収容され、
   それぞれの上記フィンの上記２つの端部のそれぞれは、２つの屈曲部を有する、
   ことを特徴とする空気清浄器。
2. それぞれの上記フィンの各端部において、第１屈曲部は上記フィンの中央の長手方向軸の方へ曲げられ、第２屈曲部は上記フィンの中央の長手方向軸から離れて曲げられる、請求項１記載の空気清浄器。
3. 上記フィンの上記中央の長手方向軸は、上記ＵＶ光源の長手方向軸に実質的に平行である、請求項２記載の空気清浄器。
4. それぞれの上記フィンは、傾斜部にて接続される少なくとも２つの平行部を有する、請求項１記載の空気清浄器。
5. 上記２つの平行部は、異なる面に存在する、請求項４記載の空気清浄器。
6. 一つのフィンにおける上記平行部の一つは、隣接するフィンの平行部間に存在する、請求項５記載の空気清浄器。
7. それぞれの上記フィンは、２つの傾斜部により接続される３つの平行部を有する、請求項４記載の空気清浄器。
8. ２つの平行部は、実質的に同一面に存在する、請求項７記載の空気清浄器。
9. 少なくとも一つの上記フィンの少なくとも端部は、波形形状である、請求項１記載の空気清浄器。
10. 少なくとも谷間又は突起は、上記フィンの少なくとも一つの主表面に設けられる、請求項１記載の空気清浄器。
11. 上記フィンの少なくとも一つは、複数の谷間又は突起を有する、請求項１０記載の空気清浄器。
12. 少なくとも請求項１記載の空気清浄器と、少なくとも空気入口と、少なくとも空気出口とを備え、上記空気入口及び上記空気出口は、上記清浄器の少なくとも一つの通路と連通していることを特徴とする空気清浄装置。
13. 上記空気清浄器の上流に少なくとも一つのフィルタをさらに備えた、請求項１２記載の空気清浄装置。