JP2023012714A - 空気清浄化モジュールおよび空気清浄機 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパクト化を達成でき光触媒の空気清浄作用を高くできる空気清浄化モジュールを提供する。【解決手段】空気清浄化モジュールM1が、光触媒部材6(被照射部材)と光照射器4とを含む。光触媒部材6は、厚み方向Tに対向する一対の主面部6aと、厚み方向Tに対して直交する方向の端縁部6bと、主面部6aに開口する開口孔とを含む。光照射器4が、端縁部6bに隣接して配置されるレンズ(直線状レンズ9)と、光源10とを含む。レンズ(直線状レンズ9)は、入射部9cから入射した光を光触媒部材6の主面部6aに対して斜め方向に対向する凸曲面状の出射部9dから出射する。光源10は入射部9cに光を入射する。【選択図】図9
Description
本発明は、空気清浄化モジュールおよび空気清浄機に関する。
特許文献1に開示される、光触媒による空気清浄化構造を備える空気清浄機では、光触媒フィルタに対して紫外線を照射する紫外線照射部として、光触媒フィルタの正面に対して所定間隔を隔てて全面にわたって対面する紫外線LED基板が設けられている。
特許文献2に開示される光触媒ユニットでは、波型の金属部材からなり光触媒が担持された光触媒フィルタの山部および谷部が延びている方向の端面に沿って、光照射部の棒状のレンズが対向配置される。棒状のレンズは、光源からの紫外線または可視光の光を光触媒フィルタの前記端面の方向に集光させ、光触媒フィルタの内方に向けて照射する。
特許文献2に開示される光触媒ユニットでは、波型の金属部材からなり光触媒が担持された光触媒フィルタの山部および谷部が延びている方向の端面に沿って、光照射部の棒状のレンズが対向配置される。棒状のレンズは、光源からの紫外線または可視光の光を光触媒フィルタの前記端面の方向に集光させ、光触媒フィルタの内方に向けて照射する。
特許文献1では、空気清浄化構造および空気清浄機をコンパクト化(薄型化)することが困難である。
特許文献2では、コンパクト化(薄型化)を達成することができる。しかしながら、光触媒フィルタの山部および谷部が延びている方向の端面を通して、山部と山部の間の狭い谷部空間内に光を照射する。このため、光触媒フィルタの内奥側まで効率よく光を照射することができず、光触媒による空気清浄作用が低くなる。
特許文献2では、コンパクト化(薄型化)を達成することができる。しかしながら、光触媒フィルタの山部および谷部が延びている方向の端面を通して、山部と山部の間の狭い谷部空間内に光を照射する。このため、光触媒フィルタの内奥側まで効率よく光を照射することができず、光触媒による空気清浄作用が低くなる。
一方、光触媒を担持しないエアフィルタに対して、紫外線を含む光を照射することにより、例えば殺菌効果を得るタイプの空気清浄機においても、同様の課題がある。
そこで、この発明の一実施形態では、コンパクト化を達成し且つ空気清浄作用を高くすることができる空気清浄化モジュールおよび空気清浄機を提供する。
そこで、この発明の一実施形態では、コンパクト化を達成し且つ空気清浄作用を高くすることができる空気清浄化モジュールおよび空気清浄機を提供する。
この発明の一実施形態は、通風空間に配置され、厚み方向に対向する一対の主面部と前記厚み方向に対して直交する方向の端縁部と前記主面部に開口する開口孔とを有する被照射部材と、前記端縁部に隣接して配置されるレンズであって、入射部から入射した光を前記被照射部材の少なくとも一方の主面部に対して斜め方向に対向する凸曲面状の出射部から出射するレンズと、前記入射部に光を入射する光源と、を含む光照射器と、を備える、空気清浄化モジュールを提供する。
この構成によれば、光源からの光が被照射部材の端縁部に隣接して配置されたレンズであって凸曲面状の出射部を有するレンズによって集光されて、被照射部材の主面部に対して斜め方向から強い照射強度で照射される。このため、主面部に開口する開口孔内にも、強い照射強度の光を照射することができ、空気清浄作用を高めることができる。また、光照射器のレンズが被照射部材の端縁部に隣接して配置されるため、コンパクト化(薄型化)を達成することができる。
(2)この発明の一実施形態では、前記レンズが、延伸方向に延びる延伸レンズであって、前記延伸方向と直交する断面において前記凸曲面状の前記出射部を含む延伸レンズを含み、前記光照射器の前記光源が、前記延伸方向と直交する方向に沿う光軸を有し、単一または前記延伸方向に並んで複数設けられる。
この構成によれば、被照射部材の端縁部に隣接して配置された延伸レンズの延伸方向と直交する光軸を有する光源からの光が、凸曲面状の出射部を有する延伸レンズによって集光されて、被照射部材の主面部に対して斜め方向から強い照射強度で照射される。このため、主面部に開口する開口孔内にも、強い照射強度の光を照射することができ、空気清浄作用を高めることができる。また、光照射器の延伸レンズが被照射部材の端縁部に隣接して配置されるため、コンパクト化(薄型化)を達成することができる。
この構成によれば、被照射部材の端縁部に隣接して配置された延伸レンズの延伸方向と直交する光軸を有する光源からの光が、凸曲面状の出射部を有する延伸レンズによって集光されて、被照射部材の主面部に対して斜め方向から強い照射強度で照射される。このため、主面部に開口する開口孔内にも、強い照射強度の光を照射することができ、空気清浄作用を高めることができる。また、光照射器の延伸レンズが被照射部材の端縁部に隣接して配置されるため、コンパクト化(薄型化)を達成することができる。
ここで、延伸レンズは、延伸方向が直線方向となる有端状の直線状レンズである場合と、延伸方向が環状方向となる無端状の環状レンズ(サークルレンズ)である場合とがある。また、直線状レンズは、延伸方向と直交する断面が延伸方向に一様な形状のレンズである場合と、延伸方向と直交する断面が延伸方向に一様でない、例えば楕円球レンズ(ラグビーボール状のレンズ)や半楕円球レンズである場合がある。また、環状レンズの延伸方向(環状方向)の長さとは、環状レンズの内径部の環状方向の円周長さのことを言う。
(3)この発明の一実施形態では、前記光源が、ドーム状レンズ付きのLEDを含み、前記ドーム状レンズの頂部が前記延伸レンズに当接するかまたは3mm以下の隙間を設けて近接する。この構成によれば、集光性を高めて、より強い照射強度を得ることができる。このため、空気清浄作用がより向上する。
(4)この発明の一実施形態では、前記ドーム状レンズが、前記延伸方向が長手となる断面楕円状または断面俵状の凸面を含む。この構成によれば、LEDによる延伸レンズの延伸方向に関する照射範囲を広くすることができるので、LEDの数を低減することが可能となる。
(4)この発明の一実施形態では、前記ドーム状レンズが、前記延伸方向が長手となる断面楕円状または断面俵状の凸面を含む。この構成によれば、LEDによる延伸レンズの延伸方向に関する照射範囲を広くすることができるので、LEDの数を低減することが可能となる。
(5)この発明の一実施形態では、前記光源が、ドーム状レンズ付きのLEDを含み、
前記延伸レンズの前記延伸方向の長さが、前記光軸方向に見たときの前記ドーム状レンズの最大径と同等又は同等以上である。この構成によれば、LEDによる延伸レンズの延伸方向に関する照射範囲を実質的に広くすることができる。
(6)この発明の一実施形態では、前記光源が、前記延伸レンズに当接するかまたは3mm以下の隙間を設けて近接するチップLEDを含み、前記延伸レンズの前記延伸方向の長さが、前記光軸方向に見たときの前記チップLEDの最大径と同等又は同等以上である。この構成によれば、光源がチップLEDである場合において、チップLEDによる延伸レンズの延伸方向に関する照射範囲を実質的に広くすることができる。
前記延伸レンズの前記延伸方向の長さが、前記光軸方向に見たときの前記ドーム状レンズの最大径と同等又は同等以上である。この構成によれば、LEDによる延伸レンズの延伸方向に関する照射範囲を実質的に広くすることができる。
(6)この発明の一実施形態では、前記光源が、前記延伸レンズに当接するかまたは3mm以下の隙間を設けて近接するチップLEDを含み、前記延伸レンズの前記延伸方向の長さが、前記光軸方向に見たときの前記チップLEDの最大径と同等又は同等以上である。この構成によれば、光源がチップLEDである場合において、チップLEDによる延伸レンズの延伸方向に関する照射範囲を実質的に広くすることができる。
(7)この発明の一実施形態では、前記延伸レンズの前記延伸方向の長さが、前記延伸レンズの前記延伸方向に直交する断面の最大径よりも大きい。この構成によれば、LEDによる延伸レンズの延伸方向に関する照射範囲を延伸レンズの延伸方向に帯状に延ばすことができる。
(8)この発明の一実施形態では、前記被照射部材が、前記厚み方向から見て、第1方向に対向する一対の第1端縁部と、第2方向に対向する一対の第2端縁部とを有する矩形状をなし、前記光照射器として、少なくとも一つの前記第1端縁部側から前記主面部に対して斜め方向から光を照射する光照射器であって、前記第1端縁部に隣接し且つ前記第2方向に平行に延びる前記延伸レンズとしての直線状レンズを含む光照射器を含む。この構成によれば、被照射部材の少なくとも1つの第1端縁部に隣接する光照射器から強い照射強度で光を照射するので、空気清浄作用が向上する。
(8)この発明の一実施形態では、前記被照射部材が、前記厚み方向から見て、第1方向に対向する一対の第1端縁部と、第2方向に対向する一対の第2端縁部とを有する矩形状をなし、前記光照射器として、少なくとも一つの前記第1端縁部側から前記主面部に対して斜め方向から光を照射する光照射器であって、前記第1端縁部に隣接し且つ前記第2方向に平行に延びる前記延伸レンズとしての直線状レンズを含む光照射器を含む。この構成によれば、被照射部材の少なくとも1つの第1端縁部に隣接する光照射器から強い照射強度で光を照射するので、空気清浄作用が向上する。
(9)この発明の一実施形態では、前記第2方向に見たときに、前記第1方向と直交する方向に関する前記直線状レンズの断面幅が、前記被照射部材の厚みよりも大きくされている。この構成では、直線状レンズの断面幅に比して厚みの薄い被照射部材の主面部に対して、斜め方向から強い照射強度で光を照射し、該光を前記主面部に開口する開口孔の奥へ届かせることができる。このため、空気清浄作用が向上する。
(10)この発明の一実施形態では、前記光照射器が、前記直線状レンズおよび前記光源を支持する支持台であって、前記第2方向に見たときに、前記直線状レンズの前記出射部側を除く三方を前記光源とともに取り囲む断面溝形又は断面U字形の内面を有し、前記内面に反射部を含む支持台を含み、前記被照射部材として、前記光照射器の前記光軸の方向の投影面積内に配置され、前記厚み方向に離間して対向する複数の被照射部材を含む。この構成によれば、光照射器の光軸方向の投影面積内に配置される複数の被照射部材の主面部に対して、斜め方向から強い照射強度で光を照射する。このため、コンパクト化を達成しつつ、被照射部材の作用面積を増大して、空気清浄作用をより向上することができる。
(11)この発明の一実施形態では、前記第2方向に見たときに、前記被照射部材の前記主面部が、前記光軸の方向に対して傾斜されている。この構成によれば、光軸の方向に対して傾斜される主面部に対して、強い照射強度の光が、より小さな入射角で照射され、該光を前記主面部に開口する開口孔の奥へ届かせることができる。このため、空気清浄作用が向上する。
(12)この発明の一実施形態では、前記被照射部材として、前記厚み方向に離間して対向する一対の被照射部材を含み、前記一対の被照射部材の間であって前記一対の第1端縁部の間に配置され、前記直線状レンズに対して平行に延び、前記直線状レンズの前記出射部から出射される光を中継する断面丸形の直線状の中継レンズを含む。この構成によれば、直線状レンズの出射部から中継レンズを中継して出射される光は、中継レンズの出射側に集光して拡散され、被照射部材の主面部に照射される。このため、照射効率が向上し空気清浄作用が向上する。中継レンズは、一対の被照射部材の間に配置されるため、コンパクト化に寄与する。
(13)この発明の一実施形態では、前記中継レンズが、前記一対の第1端縁部間の中央位置に単一で配置される。この構成によれば、単一の中継レンズを用いる簡単な構造で空気清浄作用を高めることができる。
(14)この発明の一実施形態では、前記中継レンズが、前記光軸の方向に離隔して複数設けられる。この構成によれば、光軸の方向に離隔する複数の中継レンズが、直線状レンズの出射部からの光を中継し、出射側に集光して拡散させる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。複数の中継レンズは、一対の被照射部材の間に配置されるため、コンパクト化に寄与する。
(14)この発明の一実施形態では、前記中継レンズが、前記光軸の方向に離隔して複数設けられる。この構成によれば、光軸の方向に離隔する複数の中継レンズが、直線状レンズの出射部からの光を中継し、出射側に集光して拡散させる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。複数の中継レンズは、一対の被照射部材の間に配置されるため、コンパクト化に寄与する。
(15)この発明の一実施形態では、前記一対の被照射部材の外側の主面部に、反射材として機能する、エキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュが積層されている。この構成によれば、エキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュによって、通気抵抗(圧力損失)を抑制しつつ、照射効率を向上することができる。
(16)この発明の一実施形態では、前記第2方向に見たときに、前記直線状レンズの前記光軸と直交する方向の中央位置が、前記第1端縁部の前記厚み方向の中央位置に対して前記厚み方向にオフセットされている。この構成によれば、直線状レンズの中央位置が、第1端縁部の厚み方向の中央位置に対して厚み方向にオフセットされることにより、直線状レンズから出射される強い照射強度の光が、主面部に対して、より小さな入射角で照射され、該光を前記主面部に開口する開口孔の奥へ届かせることができる。このため、空気清浄作用が向上する。
(16)この発明の一実施形態では、前記第2方向に見たときに、前記直線状レンズの前記光軸と直交する方向の中央位置が、前記第1端縁部の前記厚み方向の中央位置に対して前記厚み方向にオフセットされている。この構成によれば、直線状レンズの中央位置が、第1端縁部の厚み方向の中央位置に対して厚み方向にオフセットされることにより、直線状レンズから出射される強い照射強度の光が、主面部に対して、より小さな入射角で照射され、該光を前記主面部に開口する開口孔の奥へ届かせることができる。このため、空気清浄作用が向上する。
(17)この発明の一実施形態では、前記直線状レンズから前記被照射部材の前記主面部側の反対側に出射される光を前記主面部に向けて反射するリフレクタを含む。この構成によれば、直線状レンズから被照射部材側の反対側に出射される光が、リフレクタで反射されて、主面部に対して照射される。このため、光を有効に利用することができる。また、リフレクタで反射される光は、主面部に対して、より小さな入射角度で照射される。このため、開口孔の内奥部まで、強い照射強度で照射することができ、空気清浄作用を高めることができる。
(18)この発明の一実施形態では、前記第2方向に見たときに、前記リフレクタが、前記直線状レンズから遠ざかるにしたがって前記被照射部材の前記主面部に対して近づくように傾斜する。この構成によれば、直線状レンズから遠ざかるにしたがって主面部に対して近づくように傾斜されるリフレクタから反射される光は、主面部に対して、より小さな入射角度で照射される。このため、開口孔の内奥部まで、強い照射強度で照射することができ、空気清浄作用を高めることができる。
(19)この発明の一実施形態では、前記第2方向に見たときに、前記被照射部材の前記主面部と前記リフレクタとが、前記光軸の方向に対して互いに逆向きに傾斜する。この構成によれば、主面部とリフレクタとが、光軸の方向に対して互いに逆向きに傾斜することにより、リフレクタから反射される光は、主面部に対して、より小さな入射角度で照射される。このため、開口孔の内奥部まで、強い照射強度で照射することができ、空気清浄作用を高めることができる。
(20)この発明の一実施形態では、前記光照射器として、それぞれ対応する前記第1端縁部側から前記主面部に対して斜め方向から光を照射する一対の光照射器であって、それぞれ対応する前記第1端縁部に隣接し且つ前記第2方向に平行に延びる前記延伸レンズとしての一対の直線状レンズを含む一対の光照射器を含み、前記第2方向に見たときに、前記光軸と直交する方向に関する前記一対の直線状レンズのそれぞれの中央位置が、それぞれ対応する前記第1端縁部の前記厚み方向の中央位置に対して前記厚み方向の同側または反対側にオフセットして配置されている。この構成によれば、直線状レンズを含む一対の光照射器のレイアウトに関して、設計の自由度を高めることができる。
(21)この発明の一実施形態では、前記被照射部材が、担持基材に光触媒が担持された光触媒部材を含み、前記担持基材として、前記第2方向に延びる山部および谷部が前記第1方向に交互に配置された波板状の担持基材を含む。この構成によれば、厚み方向にオフセットされた直線状レンズが、山部および谷部が延びる方向(第2方向)に対して平行に延びる。このため、直線状レンズから出射される強い照射強度の光を谷部の奥へ届かせることができる。このため、光触媒による空気清浄作用が向上する。
(22)この発明の一実施形態では、前記光触媒部材の主面部と対向するリフレクタであって、前記直線状レンズの前記出射部からの光を前記谷部の奥へ反射するリフレクタを含む。この構成によれば、光触媒部材の厚み方向にオフセットされた直線状レンズから、光触媒部材側の反対側へ出射される光が、リフレクタで反射されて、光触媒部材に照射されることで、光を有効に利用する。また、リフレクタで反射された光は、光触媒部材に対して、より小さな入射角度で照射される。このため、谷部の奥まで、強い照射強度で照射することができ、光触媒の空気清浄作用が高めることができる。
(23)この発明の一実施形態では、前記被照射部材が、前記厚み方向から見て、第1方向に対向する一対の第1端縁部と、第2方向に対向する一対の第2端縁部とを有する矩形状をなし、前記光照射器として、それぞれ対応する第1端縁部側から前記主面部に対して斜め方向から光を照射する一対の第1光照射器と、それぞれ対応する第2端縁部側から前記主面部に対して斜め方向から光を照射する一対の第2光照射器とを含み、前記一対の第1光照射器が、それぞれ対応する前記第1端縁部に隣接し且つ前記第2方向に平行に延びる前記延伸レンズとしての一対の直線状レンズを含み、前記一対の第2光照射器が、それぞれ対応する前記第2端縁部に隣接し且つ前記第1方向に平行に延びる前記延伸レンズとしての一対の直線状レンズを含む。この構成によれば、矩形状の被照射部材の4つの端縁部にそれぞれ対応する光照射器を設けるので、主面部に対して各光照射器が分担する光照射領域を狭くすることができる。このため、各光照射器において、光源の数を抑制することが可能となる。
(24)この発明の一実施形態では、前記被照射部材が、前記厚み方向から見て、4辺部に相当する4つの端縁部と、互いに隣接する端縁部間にそれぞれ形成される4つのコーナ部とを含む矩形状をなし、前記光照射器として、対応するコーナ部にそれぞれ隣接する前記延伸レンズとしての直線状レンズをそれぞれ含む4つの光照射器を含み、前記主面部に対して直交する方向に沿って見たときに、各前記光照射器の光源の光軸が前記被照射部材の対角方向に向いている。この構成によれば、矩形状の被照射部材の4つのコーナ部にそれぞれ対応する光照射器を設けるので、主面部に対して各光照射器が分担する光照射領域を狭くすることができる。このため、各光照射器において、光源の数を抑制することが可能となる。
(25)この発明の一実施形態では、前記被照射部材が、前記厚み方向から見て、4辺部に相当する4つの端縁部と、互いに隣接する端縁部間にそれぞれ形成される4つのコーナ部とを含む矩形状をなし、前記光照射器として、少なくとも1つの端縁部に隣接し当該端縁部の延びる方向に延びる前記延伸レンズとしての直線状レンズを含む辺部側光照射器と、前記主面部に対して直交する方向に見たときに、少なくとも1つのコーナ部に隣接し前記被照射部材の対角方向と直交する方向に延びる前記延伸レンズとしての直線状レンズと前記対角方向に向く光軸を有する光源とを含むコーナ部側光照射器とを含む。この構成によれば、辺部側光照射器とコーナ部側光照射器とを用いて、矩形状の主面部に対して照射領域を効率よく分担して光を照射するためのレイアウトの自由度が増大する。
(26)この発明の一実施形態では、何れか1つの端縁部の両端に配置される一対のコーナ部にそれぞれ隣接して配置される一対のコーナ部側光照射器と、前記1つの端縁部に対向する端縁部に隣接して配置される辺部側光照射器とが、三角形状に配置されている。この構成によれば、三角形状に配置される一対のコーナ部側光照射器および辺部側光照射器を用いて、矩形状の主面部に対して照射領域を効率よく分担して光を照射することができる。このため、各光照射器において、光源の数を抑制することが可能となる。
(27)この発明の一実施形態では、前記光照射器の少なくとも1つからの光を入射し前記被照射部材の少なくとも一方の主面部に向けて出射する中継レンズであって、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形または多角形状をなす板状のレンズ、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形をなす球状または半球状のレンズ、および、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに楕円形をなす楕円球状または半楕円球状のレンズの何れか一つで形成される中継レンズをさらに備える。この構成によれば、中継レンズが光照射器からの光を中継し、出射側に集光して拡散させる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。また、被照射部材の厚み方向に見たときに、円形または多角形状をなす板状のレンズ、円形をなす球状または半球状のレンズ、および、楕円形をなす楕円球状または半楕円球状のレンズの何れか一つで形成される中継レンズは、レイアウトの自由度が高く、コンパクト化に寄与する。
(28)この発明の一実施形態では、前記中継レンズは、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに、前記被照射部材がなす前記矩形状の対角中心位置に単一で配置される。この構成によれば、単一の中継レンズを用いる簡単な構造で、空気清浄作用を高めることができる。
(29)この発明の一実施形態では、前記光照射器の少なくとも1つからの光を入射し前記被照射部材の少なくとも一方の主面部に向けて出射する中継レンズであって、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形または多角形状をなす板状のレンズ、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形をなす球状または半球状のレンズ、および、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに楕円形をなす楕円球状または半楕円球状のレンズの何れか一つで形成される中継レンズをさらに備え、前記中継レンズは、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに、前記被照射部材がなす前記矩形状の対角中心位置に対角中心を配置する矩形状であって、前記被照射部材がなす前記矩形状と相似の矩形状に配置される4つの中継レンズを含む。この構成によれば、4つの光照射器のそれぞれに1つまたは2つの中継レンズを対応させて、4つの中継レンズのそれぞれの出射側に、光を集光して拡散させることができる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。
(29)この発明の一実施形態では、前記光照射器の少なくとも1つからの光を入射し前記被照射部材の少なくとも一方の主面部に向けて出射する中継レンズであって、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形または多角形状をなす板状のレンズ、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形をなす球状または半球状のレンズ、および、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに楕円形をなす楕円球状または半楕円球状のレンズの何れか一つで形成される中継レンズをさらに備え、前記中継レンズは、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに、前記被照射部材がなす前記矩形状の対角中心位置に対角中心を配置する矩形状であって、前記被照射部材がなす前記矩形状と相似の矩形状に配置される4つの中継レンズを含む。この構成によれば、4つの光照射器のそれぞれに1つまたは2つの中継レンズを対応させて、4つの中継レンズのそれぞれの出射側に、光を集光して拡散させることができる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。
(30)この発明の一実施形態では、前記光照射器の少なくとも1つからの光を入射し前記被照射部材の少なくとも一方の主面部に向けて出射する中継レンズであって、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形または多角形状をなす板状のレンズ、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形をなす球状または半球状のレンズ、および、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに楕円形をなす楕円球状または半楕円球状のレンズの何れか一つで形成される中継レンズをさらに備え、前記中継レンズは、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに、前記被照射部材がなす前記矩形状の対角中心位置に対角中心を配置する矩形状であって、前記被照射部材がなす前記矩形状に対して前記対角中心位置を中心に45°回転された矩形状に配置される4つの中継レンズを含む。この構成によれば、4つの光照射器のそれぞれに1つまたは2つの中継レンズを対応させて、4つの中継レンズのそれぞれの出射側に、光を集光して拡散させることができる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。
(31)この発明の一実施形態では、前記被照射部材が、所定の軸線を包囲する筒状をなし、前記光照射器の前記延伸レンズが、前記所定の軸線を中心とする環状に延び、前記被照射部材の少なくとも一方の端縁部と対向する環状レンズであり、前記光照射器の前記光源が、前記環状レンズに対して前記被照射部材の前記端縁部の反対側で、前記所定の軸線を中心とする環状に配置され、前記所定の軸線と平行な光軸を有する複数の光源を含む。この構成によれば、筒状の被照射部材に対して、光照射器の延伸レンズとしての環状レンズと環状に配置された光源とを用いる。光源からの光が、環状レンズによって集光されて筒状の被照射部材の主面部に対して斜め方向から強い照射強度で照射される。このため、空気清浄作用を高めることができる。
(32)この発明の一実施形態では、前記延伸レンズが、中心軸線を中心とする環状レンズであり、前記被照射部材が、前記一対の主面部が前記中心軸線に対して直交し、前記端縁部が前記環状レンズに対して前記中心軸線の方向の少なくとも一方側に隣接して配置される丸形または多角形の板状をなし、前記光源が、前記環状レンズと同心の環状に配置されて前記環状レンズを包囲し前記中心軸線に向かう光軸を有する複数の光源を含む。この構成によれば、環状レンズを包囲する環状に配置された複数の光源からの光が、環状レンズを介して環状レンズの中心軸線の方向に隣接する板状の被照射部材に対して、強い照射強度で照射される。このため、コンパクトであっても空気清浄作用を高くすることができる。
(33)この発明の一実施形態では、前記被照射部材が、担持基材に光触媒が担持された光触媒部材を含む。この構成によれば、光触媒による高い空気清浄作用を得ることができる。
(34)この発明の一実施形態は、前記空気清浄化モジュールと、前記空気清浄化モジュールの被照射部材が配置される通風空間に通風する通風装置と、を備える空気清浄機を提供する。この構成によれば、コンパクト化を達成でき、且つ高い空気清浄作用が得られる空気清浄機を実現する。
(34)この発明の一実施形態は、前記空気清浄化モジュールと、前記空気清浄化モジュールの被照射部材が配置される通風空間に通風する通風装置と、を備える空気清浄機を提供する。この構成によれば、コンパクト化を達成でき、且つ高い空気清浄作用が得られる空気清浄機を実現する。
(35)この発明の一実施形態は、通風空間に空気を流す通風装置と、紫外線を含む光を放射する光源と、前記光源からの光を入射する入射部と前記入射部から入射した光を前記通風空間に向けて出射する出射部とを含むレンズと、を含む光照射器と、を備える、空気清浄機を提供する。この構成によれば、通風空間を流れる空気に対して、強い照射強度の光を照射することにより、高い空気清浄作用が得られる空気清浄機を実現することができる。
この発明では、コンパクト化を達成でき、且つ高い空気清浄作用が得られる。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る光触媒を用いる空気清浄化モジュールを含む空気清浄機1の外観の概略斜視図である。図1に示すように、空気清浄機1は、直方体形状のケーシング2を備える。ケーシング2は、上壁部2aと、下壁部2bと、前壁部2cと、後壁部2dと、一対の側壁部2eとを含む。前壁部2cの下部に、空気の吸込口2fが形成され、上壁部2aに空気の排気口2gが形成されている。吸込口2fからケーシング2内に取り込まれた空気が清浄された後、排気口2gからケーシング2外へ排出される。
図1は、この発明の一実施形態に係る光触媒を用いる空気清浄化モジュールを含む空気清浄機1の外観の概略斜視図である。図1に示すように、空気清浄機1は、直方体形状のケーシング2を備える。ケーシング2は、上壁部2aと、下壁部2bと、前壁部2cと、後壁部2dと、一対の側壁部2eとを含む。前壁部2cの下部に、空気の吸込口2fが形成され、上壁部2aに空気の排気口2gが形成されている。吸込口2fからケーシング2内に取り込まれた空気が清浄された後、排気口2gからケーシング2外へ排出される。
図2は、空気清浄機1の主要部の分解斜視図である。図2に示すように、空気清浄機1は、光が照射される被照射部材としての光触媒部材6(図3を参照)を含む光触媒部材ユニット3と、一対の光照射器4と、通風装置としての軸流ファン5とを、ケーシング2内に含む。光触媒部材6を含む光触媒部材ユニット3と一対の光照射器4とで、光触媒を用いる空気清浄化モジュールM1が構成されている。
軸流ファン5は、ケーシング2に支持部材(図示せず)を介して支持されたモータ部51と、モータ部51の出力軸52に固定されたファン部53とを含む。図示していないが、ケーシング2内には、軸流ファン5の吸気側を吸込口2fに連通させ、軸流ファン5の排気側を排気口2gに連通させる内部風路である通風路(通風空間)が形成されている。
図3は、軸流ファン5および光触媒部材6の模式的斜視図である。図4Aは、光触媒部材ユニット3の概略断面図である。図4Bは、光触媒部材6の模式的断面図である。図4Cは、光触媒部材6の要部の拡大断面図である。
図3は、軸流ファン5および光触媒部材6の模式的斜視図である。図4Aは、光触媒部材ユニット3の概略断面図である。図4Bは、光触媒部材6の模式的断面図である。図4Cは、光触媒部材6の要部の拡大断面図である。
図4Aに示すように、光触媒部材ユニット3は、一対の矩形状の光触媒部材6と、光触媒部材6の端縁部を支持する支持枠7と、光触媒部材6を保護する保護網8とを含む。
図3に示すように、光触媒部材6は、厚み方向Tに対向する一対の主面部6aと、厚み方向Tに対して直交する第1方向X1に対向する一対の第1端縁部6bと、厚み方向Tおよび第1方向X1の双方に対して直交する第2方向X2に対向する一対の第2端縁部6cとを含む。一対の第1端縁部6bと一対の第2端縁部6cとで、光触媒部材6の四辺が構成されている。
図3に示すように、光触媒部材6は、厚み方向Tに対向する一対の主面部6aと、厚み方向Tに対して直交する第1方向X1に対向する一対の第1端縁部6bと、厚み方向Tおよび第1方向X1の双方に対して直交する第2方向X2に対向する一対の第2端縁部6cとを含む。一対の第1端縁部6bと一対の第2端縁部6cとで、光触媒部材6の四辺が構成されている。
軸流ファン5の出力軸方向(出力軸52の軸方向)は、光触媒部材6の主面部6aに対して直交する方向(厚み方向Tに相当)である。すなわち、軸流ファン5による通風方向Fは、主面部6aに対して直交する方向である。光触媒部材6の主面部6aに対して通風方向Fの風上側に(すなわち、軸流ファン5と主面部6aとの間に)、防塵フィルタ(図示せず)が配置されてもよい。
図4Bに示すように、各主面部6aには、多数の開口孔6dが開口されている。一方の主面部6a側から開口孔6dを介して他方の主面部6a側へ通気可能である。図4Cに示すように、光触媒部材6は、担持基材Bに光触媒が担持されて構成される。ここで、図4A~図4Cは、担持基材Bとして多孔質セラミック基材を用いる場合の光触媒部材6に則した図面に相当する。
図4Bおよび図4Cに示すように、光触媒は、光触媒部材6の主面部6aの表面および主面部6aに開口する開口孔6dの内面に光触媒層Cとして被覆されている。光触媒層Cは、酸化チタン等の紫外線励起型の光触媒粒子や、銅、鉄、酸化銅、酸化鉄等を担持した酸化チタンや三酸化タングステンを主成分とした可視光励起型の光触媒粒子などの光触媒粒子を担持基材Bの表面に(表面に凹凸がある場合は凹凸に沿って)担持させた層である。
光触媒部材6の厚み方向Tの厚みT1(一対の主面部6a間の距離に相当)は、0.1mm~10mmが好ましく、より好ましくは0.1mm~6mmであり、さらに好ましくは0.1mm~5mmである。光触媒の担持量を増やすためには、厚みT1が厚いほうが好ましいが、逆に、厚みT1が厚くなって開口孔6dの深さが深くなると主面部6aに対して斜め方向から照射される光が、開口孔6dの内奥側へ届き難くなり光照射性が低下する。そこで、光触媒の担持量と光照射性とを考慮して厚みT1が設定される。開口孔6dの開口の大きさは、0.1mm~10mmが好ましい。開口が小さいほど多くの開口を設けること可能となり、光触媒の担持面積を増大できるが、逆に開口が小さ過ぎると、開口孔6dの内奥側へ光が届き難くなり光照射性が低下するうえに、通気抵抗(圧力損失)が大きくなる。
担持基材Bとしては、例えば、多孔質セラミックス基材、金属基材、ガラス繊維基材を用いることができる。
担持基材Bとして用いる多孔質セラミックス基材(図4Bおよび図4Cを参照)としては、石英、合成シリカ、アルミナ、炭化ケイ素、合成石英フリットを用いた板材を例示することができる。多孔質セラミックス基材を用いる場合の光触媒部材6の厚みは、1mm~5mmが好ましくは、より好ましくは2mm~4mmである。
担持基材Bとして用いる多孔質セラミックス基材(図4Bおよび図4Cを参照)としては、石英、合成シリカ、アルミナ、炭化ケイ素、合成石英フリットを用いた板材を例示することができる。多孔質セラミックス基材を用いる場合の光触媒部材6の厚みは、1mm~5mmが好ましくは、より好ましくは2mm~4mmである。
担持基材Bとして用いる金属基材としては、アルミニウム、チタン、ステンレスなどの金属材料を用いたエキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュなどの金属製の網状体60(図5Aおよび図5Bを参照)、金属製の波板61(図6Aおよび図6Bを参照)、金属製のルーバ状体64(図7Aおよび図7Bを参照)を例示することができる。
図5Aは、担持基材Bとして金属製の網状体60を用いる光触媒部材6の概略正面図であり、図5Bは、担持基材Bとしてエキスパンドメタル(金属製の網状体)を用いる場合の光触媒部材6の拡大断面図である。図5Aおよび図5Bに示すように、担持基材Bとして金属製の網状体60(エキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュ)を用いる場合、光触媒層Cは、網状体60の表面および裏面だけでなく、開口孔6eの内面にも形成されている。開口孔6eの開口の形状は、矩形、菱形、六角形その他の多角形の他、円形その他の丸形であってもよい。光触媒部材6の厚み方向Tの一端側および他端側における網状体60の包絡面が、一対の主面部6aに相当する。
図5Bに示すように、担持基材Bとしてエキスパンドメタル(金属製の網状体)を用いる場合、開口孔6eを菱形状に区画し包囲する素線の断面が、主面部6aに対して傾斜状に配置される矩形状をなす。このため、矩形の長辺に沿う広い面に対して、より小さな入射角で光を入射させることが可能となり、光触媒の空気清浄作用を高めることができる。
担持基材Bとして金属製の網状体60(エキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュ)を用いる場合の光触媒部材6の厚みは、0.2mm~5mmが好ましく、より好ましくは1mm~3mmである。担持基材Bとして金属製の網状体60を用いる場合の光触媒部材6の開口孔6eの開口(エキスパンドメタルの場合、短目方向)の大きさは、1mm~10mmであり、好ましくは2mm~5mmである。開口が小さい場合、光触媒を担持するための表面積を確保できるが、逆に開口が小さ過ぎても、開口の内側へ光が届き難くなるうえに、通気抵抗(圧力損失)が大きくなる。そこで、光触媒の担持性と光照射性とを考慮して、開口の大きさが設定される。
担持基材Bとして金属製の網状体60(エキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュ)を用いる場合の光触媒部材6の厚みは、0.2mm~5mmが好ましく、より好ましくは1mm~3mmである。担持基材Bとして金属製の網状体60を用いる場合の光触媒部材6の開口孔6eの開口(エキスパンドメタルの場合、短目方向)の大きさは、1mm~10mmであり、好ましくは2mm~5mmである。開口が小さい場合、光触媒を担持するための表面積を確保できるが、逆に開口が小さ過ぎても、開口の内側へ光が届き難くなるうえに、通気抵抗(圧力損失)が大きくなる。そこで、光触媒の担持性と光照射性とを考慮して、開口の大きさが設定される。
図6Aは、担持基材Bとして金属製の波板61を用いる光触媒部材6の概略縦断面図であり、図6Bは、光触媒部材6の拡大断面図である。図6Aおよび図6Bに示すように、担持基材Bとして用いる金属製の波板61では、紙面と直交する方向(第2方向X2)に延びる山部62と谷部63とが第1方向X1に交互に並んで配置されている。
光触媒部材6の厚み方向Tの一端側および他端側のそれぞれにおいて、多数の山部62の頂部に接する包絡面が主面部6aに相当する。一方の主面部6aの山部62の裏側が、他方の主面部6aの谷部63に相当する。また、一方の主面部6aの谷部63の裏側が、他方の主面部6aの山部62に相当する。山部62の例えば頂部および谷部63の例えば底部に、各主面部6a側から反対側の主面部6a側に貫通する貫通孔である開口孔6fが形成される。また、各主面部6aにおいて互いに隣接する山部62,62間の空間が、対応する主面部6aに開口する開口溝状の開口孔6gとして機能する。図6Bに示すように、光触媒層Cは、金属製の波板61の表面および裏面、並びに開口孔6fの内面に形成されている。
光触媒部材6の厚み方向Tの一端側および他端側のそれぞれにおいて、多数の山部62の頂部に接する包絡面が主面部6aに相当する。一方の主面部6aの山部62の裏側が、他方の主面部6aの谷部63に相当する。また、一方の主面部6aの谷部63の裏側が、他方の主面部6aの山部62に相当する。山部62の例えば頂部および谷部63の例えば底部に、各主面部6a側から反対側の主面部6a側に貫通する貫通孔である開口孔6fが形成される。また、各主面部6aにおいて互いに隣接する山部62,62間の空間が、対応する主面部6aに開口する開口溝状の開口孔6gとして機能する。図6Bに示すように、光触媒層Cは、金属製の波板61の表面および裏面、並びに開口孔6fの内面に形成されている。
図7Aは、担持基材Bとしてルーバ状体64を用いる光触媒部材6の概略断面図であり、図7Bは光触媒部材6の拡大断面図である。図7Aおよび図7Bに示すように、担持基材Bとして用いる金属製のルーバ状体64では、ルーバ状体64を構成する多数の矩形板状の羽板65が、厚み方向Tに沿って紙面と直交する方向(第2方向X2)に延び、第1方向X1に等間隔に並んで配置される。各羽板65の表面および裏面、並びに厚み方向の端面に光触媒を含む光触媒層Cが形成される。
ルーバ状体64の厚み方向Tの一端側および他端側のそれぞれにおいて、多数の羽板65の端縁に接する包絡面が主面部6aに相当する。また、互いに隣接する羽板65間の隙間空間が、一対の主面部6aに開口する貫通溝状の開口孔6hを形成する。なお、少なくとも一部の羽板65の表面および裏面が、送風方向に対して傾斜されてもよい。
ガラス繊維基材としては、ガラス材質として例えば石英、シリカ、ホウケイ酸ガラスを用いた、ガラス繊維クロス、ガラス繊維メッシュ、ガラス繊維不織布、ガラスペーパを例示することができる。ガラスファイバー製基材を用いる場合の光触媒部材6の厚みは、0.1mm~5mmが好ましい。より具体的には、ガラス繊維クロスまたはガラス繊維メッシュを用いる場合の光触媒部材6の厚みは、0.2mm~0.4mmが好ましい。また、ガラス繊維不織布を用いる場合の光触媒部材6の厚みは、1mm~5mmが好ましい。ガラスペーパを用いる場合の光触媒部材6の厚みは、0.2mm~3mmが好ましい。
ガラス繊維基材としては、ガラス材質として例えば石英、シリカ、ホウケイ酸ガラスを用いた、ガラス繊維クロス、ガラス繊維メッシュ、ガラス繊維不織布、ガラスペーパを例示することができる。ガラスファイバー製基材を用いる場合の光触媒部材6の厚みは、0.1mm~5mmが好ましい。より具体的には、ガラス繊維クロスまたはガラス繊維メッシュを用いる場合の光触媒部材6の厚みは、0.2mm~0.4mmが好ましい。また、ガラス繊維不織布を用いる場合の光触媒部材6の厚みは、1mm~5mmが好ましい。ガラスペーパを用いる場合の光触媒部材6の厚みは、0.2mm~3mmが好ましい。
支持枠7は、一対の矩形状の枠体7aの対応する隅部どうしを連結枠7bで連結して構成されている。支持枠7は、樹脂製であってもよいし、金属製であってもよい。各光触媒部材6が、対応する枠体7aによって、対応する保護網8とともに支持固定されている。
保護網8は、各光触媒部材6の外側の主面部6aに沿って配置され、光触媒部材6を保護している。保護網8は、必ずしも設ける必要はない。例えば、光触媒部材6が、比較的厚みの薄い多孔質セラミックス基材を用いて形成される場合に、光触媒部材6の強度補強のために保護網8が設けられる。また、保護網8として、光照射性を高めるために、反射材として機能するエキスパンドメタルが用いられてもよい。
保護網8は、各光触媒部材6の外側の主面部6aに沿って配置され、光触媒部材6を保護している。保護網8は、必ずしも設ける必要はない。例えば、光触媒部材6が、比較的厚みの薄い多孔質セラミックス基材を用いて形成される場合に、光触媒部材6の強度補強のために保護網8が設けられる。また、保護網8として、光照射性を高めるために、反射材として機能するエキスパンドメタルが用いられてもよい。
図8は、空気清浄化モジュールM1の模式的正面図である。図9は、空気清浄化モジュールM1の模式的断面図である。図10は、光照射器4の概略側面図である。図11は、光照射器4の模式的断面図である。
図8および図9に示すように、各光照射器4は、光触媒部材6の対応する第1端縁部6bに隣接して配置されている。図10および図11に示すように、光照射器4は、延伸方向Lに直線状に延びる延伸レンズとしての直線状レンズ9と、延伸方向Lに離間して並ぶ複数の光源10と、光源10が実装された基板11および直線状レンズ9を収容支持する支持台12とを含む。光源10は、チップLED14と、チップLED14を覆うドーム状レンズ15とで構成されるドーム状レンズ付きLED13である。
図8および図9に示すように、各光照射器4は、光触媒部材6の対応する第1端縁部6bに隣接して配置されている。図10および図11に示すように、光照射器4は、延伸方向Lに直線状に延びる延伸レンズとしての直線状レンズ9と、延伸方向Lに離間して並ぶ複数の光源10と、光源10が実装された基板11および直線状レンズ9を収容支持する支持台12とを含む。光源10は、チップLED14と、チップLED14を覆うドーム状レンズ15とで構成されるドーム状レンズ付きLED13である。
ここで、延伸レンズとは、延伸方向Lの長さが、光軸方向Kに見たときのドーム状レンズ15の最大径と同等または同等以上であるレンズのことを言う。また、好ましくは、延伸レンズの延伸方向Lの長さは、延伸方向Lと直交する断面の最大径よりも大きい。延伸レンズは、延伸方向Lが直線方向となる有端状の直線状レンズである場合(図10、図11の直線状レンズ9を参照)と、延伸方向Lが環状方向となる無端状の環状レンズ(サークルレンズ)である場合(図31Aの環状レンズ9S、図32Aの環状レンズ9Tを参照)とがある。また、直線状レンズ9は、延伸方向Lと直交する断面が延伸方向Lに一様な形状のレンズである場合(図11を参照)と、延伸方向Lと直交する断面が延伸方向Lに一様でない、例えば楕円球レンズ(ラグビーボール状のレンズ)や半楕円球レンズである場合(図示せず)がある。また、環状レンズ9S(図31Aを参照)や環状レンズ9T(図32Aを参照)の延伸方向(環状方向)の長さとは、環状レンズ9S,9Tの内径部の環状方向の円周長さのことを言う。
図示していないが、光源10が、延伸レンズに当接するかまたは3mm以下の隙間を設けて近接するチップLED14であってもよい。その場合、延伸レンズの延伸方向Lの長さは、光軸方向Kに見たときのチップLED14の最大径と同等又は同等以上である。このように、光源10がチップLED14である場合において、チップLED14による延伸レンズの延伸方向Lに関する照射範囲を実質的に広くすることができる。
なお、延伸方向Lに並ぶ複数の光源10が、LEDパッケージを構成するとした場合、延伸レンズの延伸方向Lの長さは、前記LEDパッケージの延伸方向Lの長さ(延伸方向Lの両端の光源10のドーム状レンズ付きLEDのドーム状レンズ(またはチップLED)の互いに遠い側の端部間の距離に相当)よりも長くされる。
図8および図9に示すように、一対の光照射器4の直線状レンズ9は、光触媒部材6の対応する第1端縁部6bに隣接して配置されている。具体的には、各直線状レンズ9の延伸方向Lは、対応する第1端縁部6bの長手方向(第2方向X2に相当)に対して平行である。
図8および図9に示すように、一対の光照射器4の直線状レンズ9は、光触媒部材6の対応する第1端縁部6bに隣接して配置されている。具体的には、各直線状レンズ9の延伸方向Lは、対応する第1端縁部6bの長手方向(第2方向X2に相当)に対して平行である。
直線状レンズ9の断面は、例えば円形状である。直線状レンズ9は、周側面9aと、一対の端面9bとを含む。直線状レンズ9の周側面9aは、光源10側である入射部9cと、光触媒部材6の主面部6a側である凸曲面状(具体的には円筒面状)の出射部9dとを含む。直線状レンズ9(延伸レンズ)の材質は、アクリル樹脂、変成アクリル樹脂、シリコーン樹脂の他、耐UV性、UV透過性に優れた石英、合成石英またはガラス(例えばホウケイ酸ガラス)を用いることができる。UVC光源の場合には、石英、合成石英が好適である。特に、UVA光源の場合には、ホウケイ酸ガラスを用いることがコストを安くするうえで好ましい。
図9において紙面と直交する方向(第2方向X2)に見たときに、第1方向X1と直交する方向(厚み方向Tと平行な方向)に関する直線状レンズ9の断面幅W1が、光触媒部材6の厚みT1よりも大きくされている(W1>T1)。
また、図9において紙面と直交する方向(第2方向X2)に見たときに、直線状レンズ9の光軸10aと直交する方向の中央位置P1が、第1端縁部6bの厚み方向Tの中央位置P2に対して厚み方向Tにオフセットされている。
また、図9において紙面と直交する方向(第2方向X2)に見たときに、直線状レンズ9の光軸10aと直交する方向の中央位置P1が、第1端縁部6bの厚み方向Tの中央位置P2に対して厚み方向Tにオフセットされている。
図9に示すように、出射部9dは、延伸方向Lと直交する断面において光触媒部材6の少なくとも一方の主面部6a(図9の例では、内側の主面部6aに相当)に対して斜め方向に対向する領域を含む。
図9、図10および図11に示すように、光照射器4の支持台12は、延伸方向Lに延びる断面溝形または断面U字形の部材である。支持台12は、ベース板12aと、一対の側板12bと、一対の端板12cとを含む。延伸方向Lから見たときに、支持台12のベース板12aと一対の側板12bとが、溝形をなし、直線状レンズ9の出射部9d側を除く三方を光源10とともに取り囲んでいる。支持台12は、例えばアルミニウム等の金属製である。支持台12の内面(一対の側板12bおよび一対の端板12cの内面)は、光源10からの光を外部に漏らさず、光触媒部材6側に向けて反射するための反射部として機能する。各端板12cは、直線状レンズ9の対応する端面9bを例えばネジ(図示せず)により固定している。
図9、図10および図11に示すように、光照射器4の支持台12は、延伸方向Lに延びる断面溝形または断面U字形の部材である。支持台12は、ベース板12aと、一対の側板12bと、一対の端板12cとを含む。延伸方向Lから見たときに、支持台12のベース板12aと一対の側板12bとが、溝形をなし、直線状レンズ9の出射部9d側を除く三方を光源10とともに取り囲んでいる。支持台12は、例えばアルミニウム等の金属製である。支持台12の内面(一対の側板12bおよび一対の端板12cの内面)は、光源10からの光を外部に漏らさず、光触媒部材6側に向けて反射するための反射部として機能する。各端板12cは、直線状レンズ9の対応する端面9bを例えばネジ(図示せず)により固定している。
支持台12の内面の反射部は、第2方向X2(延伸方向L)に見たときに、図11に破線で示す反射部12dのように断面U字状、例えば光源10の位置を焦点位置とする断面放物線状をなしていてもよい。断面放物線状をなす反射部によって反射される光は、光軸方向Kと平行な方向に反射されるため、光軸方向Kと平行な方向の光の照射強度を高めることができる。断面放物線状をなす反射部12dは、一対の側板12bと一体に設けられる樋状の反射板の内面で形成されてもよい。
基板11は、表面11aおよび裏面11bを有する。基板11は、裏面11bが支持台12のベース板12aに沿う状態で固定されている。基板11の表面11aに、複数の光源10が延伸方向Lに互いに離間して並ぶように配置されている。基板11には、光源10を駆動する回路が実装されている。支持台12のベース板12aは、ヒートシンクとして機能する。
図10および図11に示すように、光源10は、ドーム状レンズ付きLED13(発光ダイオード)を有するLED光源である。光源10(ドーム状レンズ付きLED13)の光軸10aは、直線状レンズ9の延伸方向Lと直交する方向(具体的には断面円形の直線状レンズ9の中心軸線と直交する方向であって、第1方向X1に対して平行な方向)に沿っている。すなわち、光軸10aの方向である光軸方向Kは、第1方向X1に平行である。図9に示すように、光照射器4の光軸方向Kの投影面積内に配置される複数の光触媒部材6が配置される。
光源10は、光触媒の種類に応じて、可視光線またはA、B若しくはC紫外線(UVA、UVBまたはUVC)を放射するLEDを用いることができる。また、光源10として、UVA領域のものとUVC領域のものとを組み合わせて用いてもよい。
図11に示すように、ドーム状レンズ付きLED13は、チップLED14と、チップLED14を覆うドーム状レンズ15とで構成されている。ドーム状レンズ15は、この実施形態では、半球面からなる凸面15a(出射面に相当)を含む。ドーム状レンズ15の頂部15b(凸面15aの頂部に相当)は、直線状レンズ9の入射部9cに対して当接するかまたは3mm以下の隙間を設けて近接する。
図11に示すように、ドーム状レンズ付きLED13は、チップLED14と、チップLED14を覆うドーム状レンズ15とで構成されている。ドーム状レンズ15は、この実施形態では、半球面からなる凸面15a(出射面に相当)を含む。ドーム状レンズ15の頂部15b(凸面15aの頂部に相当)は、直線状レンズ9の入射部9cに対して当接するかまたは3mm以下の隙間を設けて近接する。
ドーム状レンズ付きLED13は、出射面(凸面15a)における光の屈性によって、集光された光を発生するので、直線状レンズ9に対して光を効率良く入射させることができる。
図12は、光軸10aの方向である光軸方向K(図12において紙面と直交する方向)に見たときに、光源10から光軸方向Kに所定距離離れた投影面における光の照射範囲を説明する説明図である。図12において、エリアA1は、チップLED14単体の照射範囲である。エリアA2は、ドーム状レンズ付きLED13単体の照射範囲である。エリアA2は、ドーム状レンズ15の集光作用により、エリアA1に対して狭い照射範囲に集約されている。エリアA3は、ドーム状レンズ付きLED13から直線状レンズ9を介して照射される光の照射範囲であり、延伸方向Lにシート状に延びている。
図12は、光軸10aの方向である光軸方向K(図12において紙面と直交する方向)に見たときに、光源10から光軸方向Kに所定距離離れた投影面における光の照射範囲を説明する説明図である。図12において、エリアA1は、チップLED14単体の照射範囲である。エリアA2は、ドーム状レンズ付きLED13単体の照射範囲である。エリアA2は、ドーム状レンズ15の集光作用により、エリアA1に対して狭い照射範囲に集約されている。エリアA3は、ドーム状レンズ付きLED13から直線状レンズ9を介して照射される光の照射範囲であり、延伸方向Lにシート状に延びている。
次いで、図13Aは、側面側から見て、直線状レンズ9から光軸方向Kに所定距離離れた投影面における光の照射範囲を説明する説明図である。図13Bは、光軸方向Kから見て、直線状レンズ9からの光の照射範囲を説明する説明図である。図13Aおよび図13Bに示すように、直線状レンズ9の延伸方向Lに並ぶ複数の光源10から直線状レンズ9を介して照射される光の照射範囲は、延伸方向Lにシート状に延びるエリアA4で表される。
この実施形態によれば、図8および図9に示すように、光源10からの光が被照射部材としての光触媒部材6の端縁部(第1端縁部6b)に隣接して配置されたレンズであって凸曲面状の出射部9dを有するレンズ(直線状レンズ9)によって集光されて、光触媒部材6の主面部6aに対して斜め方向から強い照射強度で照射される。このため、主面部6aに開口する開口孔6d内にも、強い照射強度の光を照射することができ、光触媒による空気清浄作用を高めることができる。また、光照射器4のレンズ(直線状レンズ9)が光触媒部材6の端縁部(第1端縁部6b)に隣接して配置されるため、コンパクト化(薄型化)を達成することができる。
より具体的には、光触媒部材6の第1端縁部6bの付近に配置された延伸レンズ(直線状レンズ9)の延伸方向Lと直交する光軸10aを有する光源10からの光が、凸曲面状の出射部9dを有する延伸レンズ(直線状レンズ9)によって集光されて、図9において一点鎖線で示すように光触媒部材6の主面部6aに対して斜め方向から、強い照射強度で照射される。このため、主面部6aに開口する開口孔6d内にも、強い照射強度の光が照射され、光触媒による空気清浄作用を高めることができる。また、光照射器4の延伸レンズ(直線状レンズ9)が光触媒部材6の端縁部(第1端縁部6b)に隣接して配置されるため、コンパクト化(薄型化)を達成することができる。
また、光源10が、ドーム状レンズ付きのLED13で構成され、ドーム状レンズ15の頂部が直線状レンズ9に当接するかまたは3mm以下の隙間を設けて近接する。これにより、集光性を高めて、より強い照射強度を得ることができる。このため、光触媒による空気清浄作用がより向上する。
また、図8および図9に示すように、第1方向X1に対向する一対の第1端縁部6bと第2方向X2に対向する一対の第2端縁部6cと有する矩形状の光触媒部材6の主面部6aに対して、一対の第1端縁部6bにそれぞれ隣接し且つ第2方向X2に平行に延びる一対の直線状レンズ9をそれぞれ含む一対の光照射器4から強い照射強度で光照射するので、光触媒による空気清浄作用が向上する。なお、図8および図9に示す例では、一対の第1端縁部6bに対応する一対の光照射器4を設けているが、構造の簡素化および低価格化のために、何れか一方の光照射器4のみの構成としてもよい。
また、図8および図9に示すように、第1方向X1に対向する一対の第1端縁部6bと第2方向X2に対向する一対の第2端縁部6cと有する矩形状の光触媒部材6の主面部6aに対して、一対の第1端縁部6bにそれぞれ隣接し且つ第2方向X2に平行に延びる一対の直線状レンズ9をそれぞれ含む一対の光照射器4から強い照射強度で光照射するので、光触媒による空気清浄作用が向上する。なお、図8および図9に示す例では、一対の第1端縁部6bに対応する一対の光照射器4を設けているが、構造の簡素化および低価格化のために、何れか一方の光照射器4のみの構成としてもよい。
また、図9に示すように直線状レンズ9の長手方向(延伸方向)に見たときに、厚み方向Tと平行な方向に関する直線状レンズ9の断面幅W1が、光触媒部材6の厚みT1よりも大きい(すなわち、薄い)。このため、直線状レンズ9の断面幅W1に比して小さい厚みT1を有する光触媒部材6における主面部6aに対して、斜め方向から強い照射強度で光を照射し、該光を主面部6aに開口する開口孔6d,6e,6g,6h(図4B,図5A,図6A,図7Aを参照)の奥へ届かせることができる。このため、光触媒による空気清浄作用が向上する。
また、図9に示すように、光照射器4の光軸方向Kの投影面積内に、厚み方向Tに離間して対向する複数の矩形状の光触媒部材6が配置され、複数の矩形状の光触媒部材6の主面部6aに対して、斜め方向から強い照射強度で光を照射することができる。このため、光触媒の作用面積を増大して、空気清浄作用をより向上することができる。
また、図2および図4Aに示すように、複数の光触媒部材6が、支持枠7を含む光触媒部材ユニット3として、ユニット化されているので、組立性およびメンテナンス性が向上する。
また、図2および図4Aに示すように、複数の光触媒部材6が、支持枠7を含む光触媒部材ユニット3として、ユニット化されているので、組立性およびメンテナンス性が向上する。
次いで、この実施形態の空気清浄化モジュールM1ないし空気清浄機1の様々な変形例を説明する。
図14Aに示す変形例1では、光照射器4の光軸方向Kの投影面積内に、厚み方向Tに対向する3つ以上の光触媒部材6、例えば4つの光触媒部材6が配置されている。この場合、光触媒の作用面積をより増大して、空気清浄作用をより一層向上することができる。
図14Aに示す変形例1では、光照射器4の光軸方向Kの投影面積内に、厚み方向Tに対向する3つ以上の光触媒部材6、例えば4つの光触媒部材6が配置されている。この場合、光触媒の作用面積をより増大して、空気清浄作用をより一層向上することができる。
図14Bに示す変形例2では、光照射器4の光軸方向Kの投影面積内に、単一の光触媒部材6が配置されている。この場合、構造を簡素化することができる。
図15Aに示す変形例3では、第2方向X2に見たときに、光触媒部材6の主面部6aが、一対の直線状レンズ9が対向する方向(光軸方向Kに相当)に対して傾斜されている。この場合、一対の直線状レンズ9が対向する方向に対して傾斜される光触媒部材6の主面部6aに対して、強い照射強度の光が、より小さな入射角で照射される。このため、その強い照射強度の光を主面部6aに開口する開口孔の奥へ届かせることができ、光触媒による空気清浄作用が向上する。
図15Aに示す変形例3では、第2方向X2に見たときに、光触媒部材6の主面部6aが、一対の直線状レンズ9が対向する方向(光軸方向Kに相当)に対して傾斜されている。この場合、一対の直線状レンズ9が対向する方向に対して傾斜される光触媒部材6の主面部6aに対して、強い照射強度の光が、より小さな入射角で照射される。このため、その強い照射強度の光を主面部6aに開口する開口孔の奥へ届かせることができ、光触媒による空気清浄作用が向上する。
図15Bに示す変形例4では、紙面と直交する方向(第2方向X2、すなわち直線状レンズ9の延伸方向L)に沿って見たときに、一対の光触媒部材6の第1方向X1の中央部が内向きに突出するようにして、一対の光触媒部材6の主面部6aが、一対の直線状レンズ9が対向する方向に対して屈曲状に傾斜されている。
一方、図15Cに示す変形例5では、紙面と直交する方向(第2方向X2、すなわち直線状レンズ9の延伸方向L)に見たときに、一対の光触媒部材6の第1方向X1の中央部が外向きに突出するようにして、一対の光触媒部材6の主面部6aが、一対の直線状レンズ9が対向する方向に対して屈曲状に傾斜されている。
一方、図15Cに示す変形例5では、紙面と直交する方向(第2方向X2、すなわち直線状レンズ9の延伸方向L)に見たときに、一対の光触媒部材6の第1方向X1の中央部が外向きに突出するようにして、一対の光触媒部材6の主面部6aが、一対の直線状レンズ9が対向する方向に対して屈曲状に傾斜されている。
図15Bの変形例4および図15Cの変形例5では、一対の光触媒部材6の傾斜される主面部6aに対して、強い照射強度の光が、より小さな入射角で照射される。このため、その強い照射強度の光を主面部6aに開口する開口孔の奥へ届かせることができ、光触媒による空気清浄作用が向上する。
図15Dの変形例6では、第2方向X2に見たときに、一対の光触媒部材6の主面部6aが、一対の直線状レンズ9が対向する方向(光軸方向Kに相当)に対して、互いに逆向きに傾斜している。また、一対の光触媒部材6の互いに近接する側の第1端縁部6bどうしが、U字状の連結部6pを介して互いに連結されている。すなわち、一対の光触媒部材6が、単一のユニットを構成している。このため、構造を簡素化することができる。また、前記ユニットが、第1方向X1に並んで一対設けられ、これら一対のユニットは、連結部6pどうしを第1方向X1に対向させる状態で第1方向X1に対称な配置とされている。
図15Dの変形例6では、第2方向X2に見たときに、一対の光触媒部材6の主面部6aが、一対の直線状レンズ9が対向する方向(光軸方向Kに相当)に対して、互いに逆向きに傾斜している。また、一対の光触媒部材6の互いに近接する側の第1端縁部6bどうしが、U字状の連結部6pを介して互いに連結されている。すなわち、一対の光触媒部材6が、単一のユニットを構成している。このため、構造を簡素化することができる。また、前記ユニットが、第1方向X1に並んで一対設けられ、これら一対のユニットは、連結部6pどうしを第1方向X1に対向させる状態で第1方向X1に対称な配置とされている。
図16Aおよび図16Bは、変形例7の空気清浄化モジュールM1の互いに別角度からの模式的断面図である。図16Aおよび図16Bに示す変形例7では、図6の実施形態の構成に対して、直線状の中継レンズ20が追加されている。中継レンズ20は、厚み方向Tに離間して対向する一対の光触媒部材6の間であって、且つ光触媒部材6の一対の第1端縁部6b間の中央位置(一対の直線状レンズ9の間の中央位置)に単一で配置される。中継レンズ20は、直線状レンズ9に対して平行に延びる断面丸形の直線状のレンズである。
変形例7では、各直線状レンズ9から中継レンズ20を中継して出射される光は、その出射側に集光して拡散され、一対の光触媒部材6に照射される。このため、照射効率がより向上し、空気清浄作用がより向上する。特に、中継レンズ20が、一対の直線状レンズ9間の中央位置に単一で配置される。このため、構造を簡素化しつつ空気清浄作用を高めることができる。
図17Aに示す変形例8では、図15Bの変形例4の構成(一対の光触媒部材6が中央部で内向きに突出する屈曲状に傾斜される構成)に対して、直線状の中継レンズ21が追加されている。中継レンズ21は、一対の光触媒部材6の対向する主面部6aの内向きに突出する頂部どうしの間(幅狭部)に配置される比較的小径のレンズである。
図17Bに示す変形例9では、図15Cの変形例5の構成(一対の光触媒部材6が中央部で外向きに突出する屈曲状に傾斜される構成)に対して、直線状の中継レンズ22が追加されている。中継レンズ22は、一対の光触媒部材6の対向する主面部6aの外向きに突出する頂部の裏側どうしの間(幅広部)に配置される比較的大径のレンズである。
図17Bに示す変形例9では、図15Cの変形例5の構成(一対の光触媒部材6が中央部で外向きに突出する屈曲状に傾斜される構成)に対して、直線状の中継レンズ22が追加されている。中継レンズ22は、一対の光触媒部材6の対向する主面部6aの外向きに突出する頂部の裏側どうしの間(幅広部)に配置される比較的大径のレンズである。
図17Aの変形例8および図17Bの変形例9では、一対の光触媒部材6の傾斜される主面部6aに対して、強い照射強度の光が、より小さな入射角で照射され、該光を主面部6aに開口する開口孔の奥へ届かせることができる。このため、光触媒による空気清浄作用が向上する。しかも、各直線状レンズ9から対応する中継レンズ21,22を中継して出射される光は、それぞれの出射側に集光して拡散され、一対の光触媒部材6に照射される。このため、照射効率がより向上し、空気清浄作用がより向上する。
図18Aおよび図18Bは、変形例10の空気清浄化モジュールM1の互いに別角度からの模式的断面図である。図18Aおよび図18Bに示す変形例10では、図6の実施形態の構成に対して、一対の直線状レンズ9の対向する方向に離隔して2つの中継レンズ23が設けられる。各中継レンズ23とそれぞれ対応する(近い側の)直線状レンズ9との距離は、互いに等しい。この構成によれば、各中継レンズ23がそれぞれ対応する直線状レンズ9からの光を中継し、それぞれの出射側に集光して拡散させる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。なお、図示していないが、3つ以上の中継レンズが設けられてもよい。
図16A~18Aの各変形例では、金属製の網状体(エキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュ)や、ガラス繊維メッシュ、ガラスペーパを担持基材とする光触媒部材6を好適に用いることができる。
図19Aに示す変形例11では、図16Aの変形例7の構成に対して、一対の光触媒部材6のそれぞれの外側の主面部6aに積層される反射材25が追加される。この場合、光触媒部材6は、担持基材として例えばガラス繊維メッシュを含む。図19Bに示すように、反射材25は、多数の開口孔25aを有するエキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュで形成される。
図19Aに示す変形例11では、図16Aの変形例7の構成に対して、一対の光触媒部材6のそれぞれの外側の主面部6aに積層される反射材25が追加される。この場合、光触媒部材6は、担持基材として例えばガラス繊維メッシュを含む。図19Bに示すように、反射材25は、多数の開口孔25aを有するエキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュで形成される。
この構成によれば、光触媒部材6のメッシュを通り抜けた光が、エキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュで構成される開口孔25aを有する反射材25によって反射されて、光触媒部材6の主面部6aに照射される。このため、通気抵抗(圧力損失)を抑制しつつ、照射効率を向上することができる。特に、反射材25としてエキスパンドメタルを用いる場合、形状的に反射効率が高いので(図5Bを参照)、光触媒部材6に対する照射効率をより向上することができる。なお、反射材25を、図17A、図17Bおよび図18Aの各変形例に適用してもよい。また、図14A~図19Aの各例において、光照射器4が、何れか一方の第1端縁部6bのみに隣接して配置されてもよい。
次いで、図20Aおよび図20Bは、変形例12の空気清浄化モジュールM1の模式的断面図および部分拡大図である。図20Aにおいて紙面と直交する方向(第2方向X2。直線状レンズ9の延伸方向L)に見たときに、光軸方向Kと直交する方向に関する一対の直線状レンズ9のそれぞれの中央位置P1が、光触媒部材6のそれぞれ対応する第1端縁部6bの厚み方向Tの中央位置P2に対して、厚み方向Tであって同側にオフセットして配置されている。
また、一対の直線状レンズ9に対して光触媒部材6側の反対側に主面部6aに対して平行状に配置される平板状のリフレクタ26が配置されている。リフレクタ26は、一対の直線状レンズ9から光触媒部材6の反対側に出射される光を光触媒部材6の主面部に向けて反射する。
通風方向Fは、光触媒部材6の主面部6aに対して直交する方向である。光触媒部材6の一方の主面部6aから他方の主面部6a側へ通り抜けた通気流は、光触媒部材6の他方の主面部6aとリフレクタ26との間を紙面と直交する方向(第2方向X2の第2端縁部6c側へ流れる。
通風方向Fは、光触媒部材6の主面部6aに対して直交する方向である。光触媒部材6の一方の主面部6aから他方の主面部6a側へ通り抜けた通気流は、光触媒部材6の他方の主面部6aとリフレクタ26との間を紙面と直交する方向(第2方向X2の第2端縁部6c側へ流れる。
この構成では、光軸方向Kと直交する方向に関する直線状レンズ9の中央位置P1が、第1端縁部6bの厚み方向Tの中央位置P2に対して厚み方向Tにオフセットされることにより、直線状レンズ9から出射される強い照射強度の光が、主面部6aに対して、より小さな入射角で照射され、該光を主面部6aに開口する開口孔の奥へ届かせることができる。このため、光触媒による空気清浄作用が向上する。
また、光軸方向Kと直交する方向に関する一対の直線状レンズ9の中央位置P1が、それぞれ対応する第1端縁部6bの厚み方向Tの中央位置P2に対して厚み方向Tの同側へオフセットして配置されている。このため、同側にオフセットされた一対の直線状レンズ9から同じ側の主面部6aに対して強い照射強度の光を照射することができる。また、光触媒部材6に対して、一対の直線状レンズ9がオフセットされた側の反対側のスペースを有効に利用することが可能となる。
また、一対の直線状レンズ9から光触媒部材6の反対側に出射される光が、リフレクタ26で反射されて、主面部6aに対して照射される。このため、光を有効に利用することができる。また、リフレクタ26で主面部6a側に向けて反射される反射光Hは、直線状レンズ9から出射されて主面部6a側に直接照射される直接光Dよりも、主面部6aに対して、より小さな入射角度で照射される。このため、主面部6aに開口する開口孔の内奥部まで、強い照射強度で照射することができ、光触媒の空気清浄作用を高めることができる。
例えば、図20Bに示すように、光触媒部材6が、図6Aおよび図6Bで示される金属製の波板61を担持基材Bとして含む場合、すなわち、波板61の山部62および谷部63が、紙面と直交する方向(第2方向X2であって直線状レンズ9の延伸方向Lに相当)に延びる場合に、光触媒による空気清浄作用が向上する。
すなわち、直線状レンズ9から出射される強い照射強度の光を谷部63の奥へ届かせることができる。このため、光触媒による空気清浄作用が向上する。特に、光触媒部材6の厚み方向Tにオフセットされた直線状レンズ9から、光触媒部材6側の反対側へ出射される光が、リフレクタ26で反射され、その反射光Hが、光触媒部材6に照射されることで、光を有効に利用する。また、リフレクタ26で反射された反射光Hは、光触媒部材6の主面部6aに対して、より小さな入射角度で照射される。このため、谷部63(開口孔6g)の内奥部まで、強い照射強度で光を照射することができ、光触媒の空気清浄作用を高めることができる。
すなわち、直線状レンズ9から出射される強い照射強度の光を谷部63の奥へ届かせることができる。このため、光触媒による空気清浄作用が向上する。特に、光触媒部材6の厚み方向Tにオフセットされた直線状レンズ9から、光触媒部材6側の反対側へ出射される光が、リフレクタ26で反射され、その反射光Hが、光触媒部材6に照射されることで、光を有効に利用する。また、リフレクタ26で反射された反射光Hは、光触媒部材6の主面部6aに対して、より小さな入射角度で照射される。このため、谷部63(開口孔6g)の内奥部まで、強い照射強度で光を照射することができ、光触媒の空気清浄作用を高めることができる。
次いで、図21Aおよび図21Bは、変形例13の空気清浄化モジュールM1ないし空気清浄機1の別角度からの模式的断面図である。図21Aに示すように、紙面と直交する方向(第2方向X2。直線状レンズ9の延伸方向L)に見たときに、光軸方向Kと直交する方向に関する一対の直線状レンズ9のそれぞれの中央位置P1が、光触媒部材6のそれぞれ対応する第1端縁部6bの厚み方向Tの中央位置P2に対して、厚み方向Tであって互いに逆側にオフセットして配置されている。このため、一対の直線状レンズ9から対応する主面部6aに対して斜め方向から強い照射強度の光を照射することができる。
また、一対の直線状レンズ9に対応する一対の傾斜板状のリフレクタ27が配置されている。一対のリフレクタ27は、紙面と直交する方向(第2方向X2。直線状レンズ9の延伸方向L)に見たときに、それぞれ対応する直線状レンズ9から遠ざかるにしたがって光触媒部材6のそれぞれ対応する主面部6aに対して近づくように傾斜する。一対のリフレクタ27は、それぞれ対応する直線状レンズ9から出射される光をそれぞれ対応する主面部6aに向けて反射する。
すなわち、各直線状レンズ9から出射される光が、対応する傾斜板状のリフレクタ27で反射され、その反射光Hは、直線状レンズ9から出射されて、直接、対応する主面部6aに照射される直接光Dよりも、主面部6aに対して、より小さな入射角度で照射される。このため、光触媒部材6の主面部6aの開口孔の内奥部まで、強い照射強度で照射することができ、光触媒の空気清浄作用が高めることができる。
また、各傾斜状のリフレクタ27は、対応する直線状レンズ9から遠ざかるほど、対応する主面部6aに近づくので、各傾斜状のリフレクタ27で反射される反射光Hの光路長を短くすることができる。このため、主面部6aに対する光の照射強度を強くすることができる。
図21Bに示すように、変形例13における通風方向Fは、光触媒部材6の主面部6aに沿う方向である。具体的には、通風装置としてのクロスフローファン5Pの中心軸線5Paが一方の第2端縁部6cに対して平行に対向する位置に配置されている。クロスフローファン5Pは、一方の第2端縁部6cから他方の第2端縁部6cに向けて主面部6aに沿う通気流を発生させる。
図21Bに示すように、変形例13における通風方向Fは、光触媒部材6の主面部6aに沿う方向である。具体的には、通風装置としてのクロスフローファン5Pの中心軸線5Paが一方の第2端縁部6cに対して平行に対向する位置に配置されている。クロスフローファン5Pは、一方の第2端縁部6cから他方の第2端縁部6cに向けて主面部6aに沿う通気流を発生させる。
図22に示すように、少なくとも一方の第1端縁部6bに隣接する直線状レンズ9を含む光照射器4を設け、図21Aの傾斜状のリフレクタ27と同様の傾斜状のリフレクタ27を用いる場合、紙面と直交する方向(第2方向X2。直線状レンズ9の延伸方向L)に見たときに、光触媒部材6の主面部6aとリフレクタ27とが、光軸方向Kに対して互いに逆向きに傾斜してもよい。
この構成によれば、主面部6aとリフレクタ27とが、光軸方向Kに対して互いに逆向きに傾斜することにより、リフレクタ27から反射される光は、主面部6aに対して、より小さな入射角度で照射される。このため、主面部6aに開口する開口孔(図示せず)の内奥部まで、強い照射強度で照射することができ、光触媒の空気清浄作用を高めることができる。
次いで、図23は、空気清浄化モジュールM1の変形例14の主要部の模式的正面図である。
図23に示すように、光触媒部材6が、紙面と直交する方向(厚み方向T)から見て、第1方向X1に対向する一対の第1端縁部6bと、第2方向X2に対向する一対の第2端縁部6cとを有する矩形状をなす。また、光照射器として、それぞれ対応する第1端縁部6b側から主面部6aに対して斜め方向から光を照射する一対の第1光照射器4Pと、それぞれ対応する第2端縁部6c側から主面部6aに対して斜め方向から光を照射する一対の第2光照射器4Qとを含む。
図23に示すように、光触媒部材6が、紙面と直交する方向(厚み方向T)から見て、第1方向X1に対向する一対の第1端縁部6bと、第2方向X2に対向する一対の第2端縁部6cとを有する矩形状をなす。また、光照射器として、それぞれ対応する第1端縁部6b側から主面部6aに対して斜め方向から光を照射する一対の第1光照射器4Pと、それぞれ対応する第2端縁部6c側から主面部6aに対して斜め方向から光を照射する一対の第2光照射器4Qとを含む。
一対の第1光照射器4Pが、それぞれ対応する第1端縁部6bに隣接し且つ第2方向X2に平行に延びる延伸レンズとしての一対の直線状レンズ9を含む。また、一対の第2光照射器4Qが、それぞれ対応する第2端縁部6cに隣接し且つ第1方向X1に平行に延びる延伸レンズとしての一対の直線状レンズ9を含む。通風方向は、紙面と直交する方向(主面部6aに対して直交する方向)である。
この構成によれば、矩形状の光触媒部材の4つの端縁部6b,6b,6c,6cにそれぞれ対応する光照射器4P,4P,4Q,4Qを設けるので、主面部6aに対して各光照射器4P,4Qが分担する光照射領域を狭くすることができる。このため、各光照射器4P,4Qにおいて、光源10の数を抑制することが可能となる。例えば光源10を単一にすることも可能となる。なお、一つの端縁部6b,6cに隣接して、互いに延伸方向Lに離間する複数の光照射器4P,4Qが設けられてもよい。
次いで、図24は、空気清浄化モジュールM1の変形例15の主要部の模式的正面図である。
図24に示すように、光触媒部材6が、紙面と直交する方向(厚み方向T)から見て、互いに対向する一対の第1端縁部6bと、互いに対向する一対の第2端縁部6cと、互いに隣接する第1端縁部6bと第2端縁部6cとでそれぞれ形成される4つのコーナ部6kとを含む矩形状をなす。
図24に示すように、光触媒部材6が、紙面と直交する方向(厚み方向T)から見て、互いに対向する一対の第1端縁部6bと、互いに対向する一対の第2端縁部6cと、互いに隣接する第1端縁部6bと第2端縁部6cとでそれぞれ形成される4つのコーナ部6kとを含む矩形状をなす。
また、光照射器として、対応するコーナ部6kにそれぞれ隣接する延伸レンズとしての直線状レンズ9をそれぞれ含み、主面部6aに対して斜め方向から光を照射する4つの光照射器4Rを含む。紙面と直交する方向(主面部6aに対して直交する方向に沿って見たときに、各光照射器4Rの光源10(ドーム状レンズ付きLED13)の光軸10aが対角方向に向いている。
この構成によれば、矩形状の光触媒部材6の4つのコーナ部6kにそれぞれ対応する光照射器4Rを設けるので、主面部6aに対して各光照射器4Rが分担する光照射領域を狭くすることができる。このため、各光照射器4Rにおいて、光源10の数を抑制することが可能となる。例えば光源10を単一にすることも可能となる。
光照射器として、図23の光照射器4P,4Qの少なくとも一つと、図24の光照射器4Rの少なくとも一つとを組み合わせて用いてもよい。すなわち、図23において少なくとも一つの端縁部6bまたは6c(矩形の辺部に相当)に隣接し該端縁部の延びる方向に延びる直線状レンズ9を含む少なくとも一つの光照射器4P,4Q(辺部側光照射器)と、図24において少なくとも一つのコーナ部6kに隣接し光軸方向Kが対角方向に向く少なくとも一つの光照射器4R(コーナ部側光照射器)とを組み合わせて用いてもよい。
光照射器として、図23の光照射器4P,4Qの少なくとも一つと、図24の光照射器4Rの少なくとも一つとを組み合わせて用いてもよい。すなわち、図23において少なくとも一つの端縁部6bまたは6c(矩形の辺部に相当)に隣接し該端縁部の延びる方向に延びる直線状レンズ9を含む少なくとも一つの光照射器4P,4Q(辺部側光照射器)と、図24において少なくとも一つのコーナ部6kに隣接し光軸方向Kが対角方向に向く少なくとも一つの光照射器4R(コーナ部側光照射器)とを組み合わせて用いてもよい。
例えば、図25に示すように、光照射器として、何れか1つの端縁部(例えば下側の第1端縁部6b)の両端に配置される一対のコーナ部6kにそれぞれ隣接して配置される一対の光照射器4R(コーナ部側光照射器)と、前記1つの端縁部に対向する端縁部(例えば上側の第1端縁部6b)に隣接して配置される光照射器4P(辺部側光照射器)とを三角形状に配置して用いてもよい。
この構成によれば、三角形状に配置される光照射器4P,4R,4Rを用いて、矩形状の主面部6aに対して照射領域を効率よく分担して光を照射することができる。このため、各光照射器4P,4R,4Rにおいて、光源の数を抑制することが可能となる。
図23、図24および図25の各変形例において、少なくとも1つの光照射器4P,4Q;4R;4P,4Rからの光を入射し、光触媒部材6の少なくとも一方の主面部6aに向けて出射する中継レンズ24を備えていてもよい。中継レンズ24は、光触媒部材6の厚み方向(紙面と直交する方向)に見たときに、図中破線で示すように円形をなすか、または図示しない多角形状(三角形、四角形、五角形、六角形その他の多角形状)をなす、板状のレンズであってもよい。また、中継レンズ24は、図示していないが、光触媒部材6の厚み方向に見たときに円形をなす、球状または半球状のレンズであってもよい。また、中継レンズ24は、図示していないが、光触媒部材6の厚み方向に見たときに楕円形をなす、楕円球状または半楕円球状のレンズであってもよい。
図23、図24および図25の各変形例において、少なくとも1つの光照射器4P,4Q;4R;4P,4Rからの光を入射し、光触媒部材6の少なくとも一方の主面部6aに向けて出射する中継レンズ24を備えていてもよい。中継レンズ24は、光触媒部材6の厚み方向(紙面と直交する方向)に見たときに、図中破線で示すように円形をなすか、または図示しない多角形状(三角形、四角形、五角形、六角形その他の多角形状)をなす、板状のレンズであってもよい。また、中継レンズ24は、図示していないが、光触媒部材6の厚み方向に見たときに円形をなす、球状または半球状のレンズであってもよい。また、中継レンズ24は、図示していないが、光触媒部材6の厚み方向に見たときに楕円形をなす、楕円球状または半楕円球状のレンズであってもよい。
中継レンズ24が光照射器からの光を中継し、出射側に集光して拡散させる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。光触媒部材6の厚み方向に見たときに、円形または多角形状をなす板状のレンズ、円形をなす球状または半球状のレンズ、楕円状をなす楕円球状または半楕円球状のレンズの何れか一つで形成される中継レンズ24は、レイアウトの自由度が高く、コンパクト化に寄与する。
例えば、図23、図24および図25に示すように、中継レンズ24が、光触媒部材6の厚み方向(紙面と直交する方向)に見たときに、光触媒部材6がなす矩形状G1の対角中心位置Eに単一で配置される場合がある。その場合、単一の中継レンズ24が、3つ又は4つの光照射器からの光を出射側に集光して拡散させる。このため、単一の中継レンズ24を用いる簡単な構造で、空気清浄作用を高めることができる。
また、図26Aおよび図26Bは、それぞれ、図23に対する変形例を示している。図26Aの変形例では、中継レンズ24として、光触媒部材6の厚み方向(紙面と直交する方向)に見たときに、光触媒部材6がなす矩形状G1の対角中心位置E(図示しない2つの対角線の交点位置に相当)に、対角中心を配置する矩形状G2であって、光触媒部材6がなす矩形状G1と相似の矩形状G2に配置される4つの中継レンズ24を含む。
また、図26Bの変形例では、中継レンズ24は、光触媒部材6の厚み方向に見たときに、光触媒部材6がなす矩形状G1の対角中心位置Eに対角中心を配置する矩形状G3であって、光触媒部材6がなす矩形状G1に対して対角中心位置Eを中心に45°回転された矩形状G3に配置される4つの中継レンズ24を含む。
図26Aおよび図26Bの例の構成によれば、4つの光照射器4P,4Qのそれぞれに1つまたは2つの中継レンズ24を対応させて、4つの中継レンズ24のそれぞれの出射側に、光を集光して拡散させることができる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。
図26Aおよび図26Bの例の構成によれば、4つの光照射器4P,4Qのそれぞれに1つまたは2つの中継レンズ24を対応させて、4つの中継レンズ24のそれぞれの出射側に、光を集光して拡散させることができる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。
また、図27Aおよび図27Bは、それぞれ、図24に対する変形例を示している。図27Aの変形例では、中継レンズ24として、光触媒部材6の厚み方向(紙面と直交する方向)に見たときに、光触媒部材6がなす矩形状G1の対角中心位置E(図示しない2つの対角線の交点位置に相当)に、対角中心を配置する矩形状G2であって、光触媒部材6がなす矩形状G1と相似の矩形状G2に配置される4つの中継レンズ24を含む。
また、図27Bの変形例では、中継レンズ24は、光触媒部材6の厚み方向に見たときに、光触媒部材6がなす矩形状G1の対角中心位置Eに対角中心を配置する矩形状G3であって、光触媒部材6がなす矩形状G1に対して対角中心位置Eを中心に45°回転された矩形状G3に配置される4つの中継レンズ24を含む。
図27Aおよび図27Bの例の構成によれば、4つの光照射器4Rのそれぞれに1つまたは2つの中継レンズ24を対応させて、4つの中継レンズ24のそれぞれの出射側に、光を集光して拡散させることができる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。
図27Aおよび図27Bの例の構成によれば、4つの光照射器4Rのそれぞれに1つまたは2つの中継レンズ24を対応させて、4つの中継レンズ24のそれぞれの出射側に、光を集光して拡散させることができる。このため、光の照射効率が向上し、空気清浄作用が向上する。
なお、図23~図27Bの各例のユニットが、複数、並列に並べて設けられてもよい。
次いで、図28は、ユニット構成された空気清浄機1の模式図である。図26に示すように、空気清浄機1は、一対の空気清浄化モジュールM1と、一対の空気清浄化モジュールM1間に配置される通風装置としての送風機モジュールM2とを組み合わせて形成される。各空気清浄化モジュールM1は、枠状の第1ケーシング31と、第1ケーシング31内に支持された光触媒部材ユニット3と一対の光照射器4とを含む。また、送風機モジュールM2は、枠状の第2ケーシング32と、第2ケーシング32内に支持される軸流ファン5とを含む。第2ケーシング32は、一対の第1ケーシング31間に挟持固定される。軸流ファン5が、両側の空気清浄化モジュールM1の光触媒部材ユニット3を通過する通気流を発生する。
次いで、図28は、ユニット構成された空気清浄機1の模式図である。図26に示すように、空気清浄機1は、一対の空気清浄化モジュールM1と、一対の空気清浄化モジュールM1間に配置される通風装置としての送風機モジュールM2とを組み合わせて形成される。各空気清浄化モジュールM1は、枠状の第1ケーシング31と、第1ケーシング31内に支持された光触媒部材ユニット3と一対の光照射器4とを含む。また、送風機モジュールM2は、枠状の第2ケーシング32と、第2ケーシング32内に支持される軸流ファン5とを含む。第2ケーシング32は、一対の第1ケーシング31間に挟持固定される。軸流ファン5が、両側の空気清浄化モジュールM1の光触媒部材ユニット3を通過する通気流を発生する。
この構成では、光触媒部材ユニット3と光照射器4とを含む空気清浄化モジュールM1を用いることで、組立性が向上する。また、要求される空気清浄性能に応じて、単一の空気清浄化モジュールM1と単一の送風機モジュールM2とで空気清浄機1を形成することも可能であり、ユニット構成することによって設計の自由度が増大する。また、1または複数の空気清浄化モジュールM1をダクトなどの通風路に配置することにより、通風装置として外部の送風機(通風装置)を利用することも可能である。
次いで、図29A~図29Dは、直線状レンズ9の断面形状の様々な変形例を示している。図29Aの例では、直線状レンズ9の断面形状が、光軸方向Kに長い楕円形である。
図29Bの例では、直線状レンズ9の断面形状が砲弾形である。すなわち、直線状レンズ9の入射部9cが、光軸方向Kに対して直交する平面であり、出射部9dが、半球面である。
図29Bの例では、直線状レンズ9の断面形状が砲弾形である。すなわち、直線状レンズ9の入射部9cが、光軸方向Kに対して直交する平面であり、出射部9dが、半球面である。
図29Cの例では、直線状レンズ9の断面形状が、小判形である。
図29Dの例では、直線状レンズ9の断面形状が、入射部9c側が凹面にされた砲弾形である。図29A~図29Dの直線状レンズ9を用いて様々なレンズ特性を得ることができる。
次いで、図30は、光源10として用いるドーム状レンズ付きLED13において、ドーム状レンズ15の変形形を示している。ドーム状レンズ15は、直線状レンズ9(延伸レンズ)の延伸方向Lが長手となる断面楕円状をなしている。すなわち、ドーム状レンズ15が、直線状レンズ9の延伸方向Lが長手となる半楕円球面からなる凸面15aを有している。
図29Dの例では、直線状レンズ9の断面形状が、入射部9c側が凹面にされた砲弾形である。図29A~図29Dの直線状レンズ9を用いて様々なレンズ特性を得ることができる。
次いで、図30は、光源10として用いるドーム状レンズ付きLED13において、ドーム状レンズ15の変形形を示している。ドーム状レンズ15は、直線状レンズ9(延伸レンズ)の延伸方向Lが長手となる断面楕円状をなしている。すなわち、ドーム状レンズ15が、直線状レンズ9の延伸方向Lが長手となる半楕円球面からなる凸面15aを有している。
この構成では、ドーム状レンズ付きLED13による直線状レンズ9(延伸レンズ)の延伸方向Lに関する照射範囲を広くすることができるので、光源10の数を低減することが可能となる。なお、ドーム状レンズ15が、直線状レンズ9(延伸レンズ)の延伸方向Lが長手となる断面俵状(図示せず)であってもよい。
次いで、図31Aおよび図31Bは、光照射器の変形例の概略平面図および概略側面図である。図31Cは、光触媒部材の概略斜視図である。図31Dは、さらに他の変形例の空気清浄化モジュールM1の概略図である。
次いで、図31Aおよび図31Bは、光照射器の変形例の概略平面図および概略側面図である。図31Cは、光触媒部材の概略斜視図である。図31Dは、さらに他の変形例の空気清浄化モジュールM1の概略図である。
図31Cに示すように、光触媒部材6が、所定の軸線6yを包囲する筒状をなす。筒状の光触媒部材6は、径方向(厚み方向T)に対向する一対の主面部6aと、軸線6yの方向に対向する一対の環状の端縁部6jとを有する。光触媒部材6としては、金属製の網状体(エキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュ)や、ガラス繊維メッシュを担持基材とする光触媒部材を好適に用いることができる。通風方向Fは、図示のように筒状の光触媒部材6の軸線6yの方向であってもよいし、また、図示していないが、軸線6yに対して直交する方向であってもよい。
図31Aおよび図31Bに示すように、光照射器4Sの延伸レンズが、所定の軸線6yを中心軸線とする環状方向(延伸方向Lに相当)に延びる環状レンズ9Sである。環状レンズ9Sの長手方向(延伸方向L)と直交する断面の形状は、例えば円形である。図31Dに示すように、光照射器4Sの環状レンズ9Sは、光触媒部材6の少なくとも一方の端縁部6jに隣接し対向するように配置される。図示していないが、他方の端縁部6jに隣接し対向する環状レンズ9Sを有する光照射器4Sが追加されてもよい。
光照射器4Sが、環状レンズ9Sに対して光触媒部材6の隣接する端縁部6jの反対側で、所定の軸線6yを中心とする環状に配置され、所定の軸線6yと平行な光軸10aを有する複数の光源10(ドーム状レンズ付きLED13)を含む。
この構成によれば、筒状の光触媒部材6に対して、光照射器4Sの延伸レンズとしての環状レンズ9Sと環状に配置された光源10とを用いる。光源10からの光が、環状レンズ9Sによって集光されて筒状の光触媒部材6の主面部6aに対して斜め方向から強い照射強度で照射される。このため、光触媒による空気清浄作用を高めることができる。
この構成によれば、筒状の光触媒部材6に対して、光照射器4Sの延伸レンズとしての環状レンズ9Sと環状に配置された光源10とを用いる。光源10からの光が、環状レンズ9Sによって集光されて筒状の光触媒部材6の主面部6aに対して斜め方向から強い照射強度で照射される。このため、光触媒による空気清浄作用を高めることができる。
次いで、図32Aおよび図32Bは、光照射器の他の変形例の概略平面図および概略側面図である。図32Cは、光触媒部材の概略斜視図である。図32Dは、さらに他の変形例の空気清浄化モジュールM1の概略図である。
図32Aおよび図32Bに示すように、光照射器4Tが、中心軸線9yを中心とする環状方向(延伸方向L)に延びる、例えば断面円形の環状レンズ9Tと、環状レンズ9Tと同心の環状に配置されて環状レンズ9Tを包囲し、中心軸線9yに向かう光軸10aを有する複数の光源10(ドーム状レンズ付きLED13)とを含む。具体的には、光軸10aは、中心軸線9yに直交状または傾斜状に交差する。
図32Aおよび図32Bに示すように、光照射器4Tが、中心軸線9yを中心とする環状方向(延伸方向L)に延びる、例えば断面円形の環状レンズ9Tと、環状レンズ9Tと同心の環状に配置されて環状レンズ9Tを包囲し、中心軸線9yに向かう光軸10aを有する複数の光源10(ドーム状レンズ付きLED13)とを含む。具体的には、光軸10aは、中心軸線9yに直交状または傾斜状に交差する。
図32Cおよび図32Dに示すように、光触媒部材として、一対の主面部6aが中心軸線9yに対して直交し、端縁部6mが環状レンズ9Tに対して中心軸線9yの方向の少なくとも一方側に隣接して配置される丸形または多角形の板状の光触媒部材6が用いられる。例えば、光触媒部材として、中心軸線9yの方向に環状レンズ9Tを挟んで配置される2つの板状の光触媒部材6が用いられる。
光触媒部材6は、例えば、環状レンズ9Tと同心の円板状であり、厚み方向Tに対向する一対の主面部6aと、厚み方向Tに対して直交する方向の外周縁部である端縁部6mとを含む。環状レンズ9Tは、端縁部6mに対して中心軸線9yの方向に隣接して配置される。図示していないが、光触媒部材6は、多角形板状であってもよい。光触媒部材6としては、金属製の網状体(エキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュ)や、ガラス繊維メッシュを担持基材とする光触媒部材を好適に用いることができる。通風方向Fは、光触媒部材6の主面部6aに対して直交する方向である。
この構成によれば、環状レンズ9Tを包囲する環状に配置された複数の光源10からの光が環状レンズ9Tを介して環状レンズ9Tの中心軸線方向の両側の板状の光触媒部材6に対して、強い照射強度で照射される。このため、小型であっても空気清浄作用を高くすることができる。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、通風装置として、シロッコファンを用いてもよい。また、延伸レンズが延伸方向に分割されていてもよい。また、図示していないが、延伸レンズとしての直線状レンズが、例えば楕円球レンズ(ラグビーボール状のレンズ)や、出射部が半楕円球面をなす半楕円球レンズであってもよい。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、通風装置として、シロッコファンを用いてもよい。また、延伸レンズが延伸方向に分割されていてもよい。また、図示していないが、延伸レンズとしての直線状レンズが、例えば楕円球レンズ(ラグビーボール状のレンズ)や、出射部が半楕円球面をなす半楕円球レンズであってもよい。
また、レンズ(延伸レンズ)は、チップLED14で構成される光源、またはドーム状レンズ付きLED13で構成される光源10(LEDパッケージ)に対して、直接マウントされていてもよいし、後付けでマウントされてもよい。また、レンズ(延伸レンズ)自体が、マウント用の支持部分を備えていてもよい。
また、前記実施形態では、被照射部材として、担持基材Bに光触媒が担持された光触媒部材6を用いる例を示したが、各例において、光触媒を担持させない構成を採用してもよい。その場合の被照射部材に対しては、光照射器の光源として、A,B若しくはC紫外線(UVA,UVBまたはUVC)を放射するLEDが用いられる。
また、前記実施形態では、被照射部材として、担持基材Bに光触媒が担持された光触媒部材6を用いる例を示したが、各例において、光触媒を担持させない構成を採用してもよい。その場合の被照射部材に対しては、光照射器の光源として、A,B若しくはC紫外線(UVA,UVBまたはUVC)を放射するLEDが用いられる。
また、図33に示すように、被照射部材のない空気清浄機1を構成することもできる。すなわち、その空気清浄機1は、通風空間40に空気を流す通風装置としての例えば軸流ファン5と、通風空間40を流れる空気流に対して、例えばC紫外線(UVC)を照射する光照射器4とを含む。光照射器4は、C紫外線(UVC)を放射するLED13(光源10)と、光源10からの光を入射する入射部9cと入射部9cから入射した光を通風空間40に向けて出射する凸面状の出射部9dとを含むレンズ9とを含む。この構成によれば、空気流に対してC紫外線(UVC)を照射することにより、空気流に含まれるウィルスや菌を不活化させたり、死滅させたりする等の空気清浄作用が可能となる。一対の光照射器モジュールM3のそれぞれは、枠状のケーシング31と一対の光照射器4と通風空間40とを含む。一対の光照射器モジュールM3の間に、枠状の第2ケーシング32と軸流ファン5とを含む送風機モジュールM2が配置される。光照射器モジュールM3は、単一で設けられてもよい。また、光照射器モジュールM3内の光照射器4が、単一で設けられてもよい。また、通風空間40がダクトで形成され、そのダクト内に、光照射器4と通風装置(例えば軸流ファン5)を組み込んで、空気清浄機が形成されてもよい。
その他、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更を施すことができる。
1 空気清浄機
3 光触媒部材ユニット
4;4R;4S;4T 光照射器
4P 第1光照射器
4Q 第2光照射器
5 軸流ファン(通風装置)
5P クロスフローファン(通風装置)
6 光触媒部材(被照射部材)
6a 主面部
6b 第1端縁部
6c 第2端縁部
6d;6e;6f;6g;6h 開口孔
6j 端縁部
6k コーナ部
6y 所定の軸線
9 直線状レンズ(延伸レンズ)
9S;9T 環状レンズ(延伸レンズ)
9c 入射部
9d 出射部
9y 中心軸線
10 光源
10a 光軸
11 基板
12 支持台
13 ドーム状レンズ付きLED
14 チップLED
15 ドーム状レンズ
15a 凸面
15b 頂部
20;21;22;23;24 中継レンズ
25 反射材
25a 開口孔
26;27 リフレクタ
40 通風空間
60 網状体
61 波板
62 山部
63 谷部
B 担持基材
C 光触媒層
E 対角中心位置
F 通風方向
G1;G2;G3 矩形状
K 光軸方向
L 延伸方向
M1 空気清浄化モジュール
M2 送風機モジュール
M3 光照射器モジュール
P1 中央位置
P2 中央位置
T 厚み方向
T1 厚み
W1 断面幅
X1 第1方向
X2 第2方向
3 光触媒部材ユニット
4;4R;4S;4T 光照射器
4P 第1光照射器
4Q 第2光照射器
5 軸流ファン(通風装置)
5P クロスフローファン(通風装置)
6 光触媒部材(被照射部材)
6a 主面部
6b 第1端縁部
6c 第2端縁部
6d;6e;6f;6g;6h 開口孔
6j 端縁部
6k コーナ部
6y 所定の軸線
9 直線状レンズ(延伸レンズ)
9S;9T 環状レンズ(延伸レンズ)
9c 入射部
9d 出射部
9y 中心軸線
10 光源
10a 光軸
11 基板
12 支持台
13 ドーム状レンズ付きLED
14 チップLED
15 ドーム状レンズ
15a 凸面
15b 頂部
20;21;22;23;24 中継レンズ
25 反射材
25a 開口孔
26;27 リフレクタ
40 通風空間
60 網状体
61 波板
62 山部
63 谷部
B 担持基材
C 光触媒層
E 対角中心位置
F 通風方向
G1;G2;G3 矩形状
K 光軸方向
L 延伸方向
M1 空気清浄化モジュール
M2 送風機モジュール
M3 光照射器モジュール
P1 中央位置
P2 中央位置
T 厚み方向
T1 厚み
W1 断面幅
X1 第1方向
X2 第2方向
Claims (35)
- 通風空間に配置され、厚み方向に対向する一対の主面部と前記厚み方向に対して直交する方向の端縁部と前記主面部に開口する開口孔とを有する被照射部材と、
前記端縁部に隣接して配置されるレンズであって、入射部から入射した光を前記被照射部材の少なくとも一方の主面部に対して斜め方向に対向する凸曲面状の出射部から出射するレンズと、前記入射部に光を入射する光源と、を含む光照射器と、を備える、空気清浄化モジュール。 - 前記レンズが、延伸方向に延びる延伸レンズであって、前記延伸方向と直交する断面において前記凸曲面状の前記出射部を含む延伸レンズを含み、
前記光照射器の前記光源が、前記延伸方向と直交する方向に沿う光軸を有し、単一または前記延伸方向に並んで複数設けられる、請求項1に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記光源が、ドーム状レンズ付きのLEDを含み、前記ドーム状レンズの頂部が前記延伸レンズに当接するかまたは3mm以下の隙間を設けて近接する、請求項2に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記ドーム状レンズが、前記延伸方向が長手となる断面楕円状または断面俵状の凸面を含む、請求項3に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記光源が、ドーム状レンズ付きのLEDを含み、
前記延伸レンズの前記延伸方向の長さが、前記光軸方向に見たときの前記ドーム状レンズの最大径と同等又は同等以上である、請求項2~4の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記光源が、前記延伸レンズに当接するかまたは3mm以下の隙間を設けて近接するチップLEDを含み、
前記延伸レンズの前記延伸方向の長さが、前記光軸方向に見たときの前記チップLEDの最大径と同等又は同等以上である、請求項2に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記延伸レンズの前記延伸方向の長さが、前記延伸レンズの前記延伸方向に直交する断面の最大径よりも大きい、請求項2~6の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記被照射部材が、前記厚み方向から見て、第1方向に対向する一対の第1端縁部と、第2方向に対向する一対の第2端縁部とを有する矩形状をなし、
前記光照射器として、少なくとも一つの前記第1端縁部側から前記主面部に対して斜め方向から光を照射する光照射器であって、前記第1端縁部に隣接し且つ前記第2方向に平行に延びる前記延伸レンズとしての直線状レンズを含む光照射器を含む、請求項2~7の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記第2方向に見たときに、前記第1方向と直交する方向に関する前記直線状レンズの断面幅が、前記被照射部材の厚みよりも大きくされている、請求項8に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記光照射器が、前記直線状レンズおよび前記光源を支持する支持台であって、前記第2方向に見たときに、前記直線状レンズの前記出射部側を除く三方を前記光源とともに取り囲む断面溝形又は断面U字形の内面を有し、前記内面に反射部を含む支持台を含み、
前記被照射部材として、前記光照射器の前記光軸の方向の投影面積内に配置され、前記厚み方向に離間して対向する複数の被照射部材を含む、請求項9に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記第2方向に見たときに、前記被照射部材の前記主面部が、前記光軸の方向に対して傾斜されている、請求項8~10の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記被照射部材として、前記厚み方向に離間して対向する一対の被照射部材を含み、
前記一対の被照射部材の間であって前記一対の第1端縁部の間に配置され、前記直線状レンズに対して平行に延び、前記直線状レンズから出射される光を中継する断面丸形の直線状の中継レンズを含む、請求項8~11の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記中継レンズが、前記一対の第1端縁部間の中央位置に単一で配置される、請求項12に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記中継レンズが、前記光軸の方向に離隔して複数設けられる、請求項12に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記一対の被照射部材の外側の主面部に、反射材として機能する、エキスパンドメタル、パンチングメタルまたは金属メッシュが積層されている、請求項12~14の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記第2方向に見たときに、前記直線状レンズの前記光軸と直交する方向の中央位置が、前記第1端縁部の前記厚み方向の中央位置に対して前記厚み方向にオフセットされている、請求項8~11の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記直線状レンズから前記被照射部材の前記主面部側の反対側に出射される光を前記主面部に向けて反射するリフレクタを含む、請求項16に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記第2方向に見たときに、前記リフレクタが、前記直線状レンズから遠ざかるにしたがって前記被照射部材の前記主面部に対して近づくように傾斜する、請求項17に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記第2方向に見たときに、前記被照射部材の前記主面部と前記リフレクタとが、前記光軸の方向に対して互いに逆向きに傾斜する、請求項18に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記光照射器として、それぞれ対応する前記第1端縁部側から前記主面部に対して斜め方向から光を照射する一対の光照射器であって、それぞれ対応する前記第1端縁部に隣接し且つ前記第2方向に平行に延びる前記延伸レンズとしての一対の直線状レンズを含む一対の光照射器を含み、
前記第2方向に見たときに、前記光軸と直交する方向に関する前記一対の直線状レンズのそれぞれの中央位置が、それぞれ対応する前記第1端縁部の前記厚み方向の中央位置に対して前記厚み方向の同側または反対側にオフセットして配置されている、請求項16~19の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記被照射部材が、担持基材に光触媒が担持された光触媒部材を含み、前記担持基材として、前記第2方向に延びる山部および谷部が前記第1方向に交互に配置された波板状の担持基材を含む、請求項16に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記光触媒部材の主面部と対向するリフレクタであって、前記直線状レンズの前記出射部からの光を前記谷部の奥へ反射するリフレクタを含む、請求項21に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記被照射部材が、前記厚み方向から見て、第1方向に対向する一対の第1端縁部と、第2方向に対向する一対の第2端縁部とを有する矩形状をなし、
前記光照射器として、それぞれ対応する第1端縁部側から前記主面部に対して斜め方向から光を照射する一対の第1光照射器と、それぞれ対応する第2端縁部側から前記主面部に対して斜め方向から光を照射する一対の第2光照射器とを含み、
前記一対の第1光照射器が、それぞれ対応する前記第1端縁部に隣接し且つ前記第2方向に平行に延びる前記延伸レンズとしての一対の直線状レンズを含み、
前記一対の第2光照射器が、それぞれ対応する前記第2端縁部に隣接し且つ前記第1方向に平行に延びる前記延伸レンズとしての一対の直線状レンズを含む、請求項2~7の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記被照射部材が、前記厚み方向から見て、4辺部に相当する4つの端縁部と、互いに隣接する端縁部間にそれぞれ形成される4つのコーナ部とを含む矩形状をなし、
前記光照射器として、対応するコーナ部にそれぞれ隣接する前記延伸レンズとしての直線状レンズをそれぞれ含む4つの光照射器を含み、
前記主面部に対して直交する方向に沿って見たときに、各前記光照射器の光源の光軸が前記光触媒部材の対角方向に向いている、請求項2~7の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記被照射部材が、前記厚み方向から見て、4辺部に相当する4つの端縁部と、互いに隣接する端縁部間にそれぞれ形成される4つのコーナ部とを含む矩形状をなし、
前記光照射器として、少なくとも1つの端縁部に隣接し当該端縁部の延びる方向に延びる前記延伸レンズとしての直線状レンズを含む辺部側光照射器と、前記主面部に対して直交する方向に見たときに、少なくとも1つのコーナ部に隣接し前記光触媒部材の対角方向と直交する方向に延びる前記延伸レンズとしての直線状レンズと前記対角方向に向く光軸を有する光源とを含むコーナ部側光照射器とを含む、請求項2~7の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。 - 何れか1つの端縁部の両端に配置される一対のコーナ部にそれぞれ隣接して配置される一対のコーナ部側光照射器と、前記1つの端縁部に対向する端縁部に隣接して配置される辺部側光照射器とが、三角形状に配置されている、請求項25に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記光照射器の少なくとも1つからの光を入射し前記被照射部材の少なくとも一方の主面部に向けて出射する中継レンズであって、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形または多角形状をなす板状のレンズ、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形をなす球状または半球状のレンズ、および、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに楕円形をなす楕円球状または半楕円球状のレンズの何れか一つで形成される中継レンズをさらに備える、請求項23~26の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記中継レンズは、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに、前記被照射部材がなす前記矩形状の対角中心位置に単一で配置される、請求項27に記載の空気清浄化モジュール。
- 前記光照射器の少なくとも1つからの光を入射し前記被照射部材の少なくとも一方の主面部に向けて出射する中継レンズであって、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに、円形または多角形状をなす板状のレンズ、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形をなす球状または半球状のレンズ、および、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに楕円形をなす楕円球状または半楕円球状のレンズの何れか一つで形成される中継レンズをさらに備え、
前記中継レンズは、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに、前記被照射部材がなす前記矩形状の対角中心位置に対角中心を配置する矩形状であって、前記被照射部材がなす前記矩形状と相似の矩形状に配置される4つの中継レンズを含む、請求項23または24に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記光照射器の少なくとも1つからの光を入射し前記被照射部材の少なくとも一方の主面部に向けて出射する中継レンズであって、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形または多角形状をなす板状のレンズ、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに円形をなす球状または半球状のレンズ、および、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに楕円形をなす楕円球状または半楕円球状のレンズの何れか一つで形成される中継レンズをさらに備え、
前記中継レンズは、前記被照射部材の前記厚み方向に見たときに、前記被照射部材がなす前記矩形状の対角中心位置に対角中心を配置する矩形状であって、前記被照射部材がなす前記矩形状に対して前記対角中心位置を中心に45°回転された矩形状に配置される4つの中継レンズを含む、請求項23または24に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記被照射部材が、所定の軸線を包囲する筒状をなし、
前記光照射器の前記延伸レンズが、前記所定の軸線を中心とする環状に延び、前記被照射部材の少なくとも一方の端縁部と対向する環状レンズであり、
前記光照射器の前記光源が、前記環状レンズに対して前記被照射部材の前記端縁部の反対側で、前記所定の軸線を中心とする環状に配置され、前記所定の軸線と平行な光軸を有する複数の光源を含む、請求項2~7の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記延伸レンズが、中心軸線を中心とする環状レンズであり、
前記被照射部材が、前記一対の主面部が前記中心軸線に対して直交し、前記端縁部が前記環状レンズに対して前記中心軸線の方向の少なくとも一方側に隣接して配置される丸形または多角形の板状をなし、
前記光源が、前記環状レンズと同心の環状に配置されて前記環状レンズを包囲し前記中心軸線に向かう光軸を有する複数の光源を含む、請求項2~7の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。 - 前記被照射部材が、担持基材に光触媒が担持された光触媒部材を含む、請求項1~19,22~32の何れか一項に記載の空気清浄化モジュール。
- 請求項1~33の何れか一項に記載の空気清浄化モジュールと、
前記空気清浄化モジュールの前記被照射部材が配置される前記通風空間に通風する通風装置と、を備える空気清浄機。 - 通風空間に空気を流す通風装置と、
紫外線を含む光を放射する光源と、前記光源からの光を入射する入射部と前記入射部から入射した光を前記通風空間に向けて出射する出射部とを含むレンズと、を含む光照射器と、を備える、空気清浄機。
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