JP2819395B2

JP2819395B2 - 空気浄化装置

Info

Publication number: JP2819395B2
Application number: JP6329975A
Authority: JP
Inventors: 康裕富田; 健三嶋崎
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1998-10-30
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JPH08155015A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空気浄化装置に係り、
特に、オゾンを用いて人間が居住する室内等の空気の殺
菌・脱臭等を行う空気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オゾン（Ｏ_３）は強力な酸化力を有し、
優れた殺菌・脱臭・脱色等の効果を発揮すると共に、塩
素系薬剤に比較して毒性が低いため、これを上下水道や
プールの水の浄化に利用することが行われている。ま
た、最近では、室内等人間が居住する空間の空気浄化に
オゾンを応用する試みがなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】確かに、オゾンは自然
分解によって酸素（Ｏ_２）戻り、長期間に亘る残留毒性
の問題が少ないため、環境に対してクリーンな浄化手段
といえる。しかしながら、オゾンは一定濃度（例えば
０．１ｐｐｍ）を超えると人体に有害であるため、これ
を室内等人間が居住する空間の空気浄化に用いるために
は、余剰オゾンを略完全に除去する手段を同時に講じる
必要がある。このため、活性炭を主材とするフィルタを
用いて余剰オゾンを除去することが行われて来たが、フ
ィルタによるオゾンの分解効率は低いのみならず、活性
炭にオゾンが高濃度で蓄積されると発熱や爆発の危険性
が生じるため、実用的なオゾン除去手段とは言い難いも
のであった。また、人間の不在時に集中的にオゾン殺菌
を行い、余剰オゾンが自然分解や換気等によって完全に
消失した後に入室させる方法も提案されているが、室内
の空気を常時清浄化したいという希望に応えられないば
かりでなく、事故防止のための安全確認対策が必要とな
る点で問題があった。

【０００４】この発明は、従来の上記問題に鑑みて案出
されたものであり、オゾンによる殺菌等と同時並行的に
余剰オゾンの略完全な除去が可能な、安全性の高い空気
浄化装置を実現することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る空気浄化装置は、外気を装置内部に取
り入れる吸気口と、装置内部の空気を外部に放出する排
気口と、該排気口と上記吸気口とを連通する通気路とを
備え、該通気路の途中にオゾン発生用ランプとオゾン消
滅用ランプとを配置して成る空気浄化装置であって、上
記通気路を、オゾン発生用ランプ及びオゾン消滅用ラン
プの少なくとも一方を少なくとも一つ内蔵した複数のラ
ンプユニットを連通接続して形成し、さらに、上記オゾ
ン発生用ランプ及びオゾン消滅用ランプを、上記通気路
の吸気口側から排気口側に向けて順次パルス的に点滅さ
せる制御回路を設けたことを特徴とする。

【０００６】上記オゾン消滅用ランプの近傍に、該ラン
プによるオゾンの分解を促進する触媒を配置することが
望ましい。この触媒としては、ＴｉＯ_２とＡｇ_２Ｏとの
混合物、ＴｉＯ_２とＣｕＯとの混合物、又はＭｎＯ_２等
が該当する。これらの触媒を、少なくともＳｉＯ_２とＡ
ｌ_２Ｏ_３を含有したガラスより成る担体に保持させると
共に、該担体を上記オゾン消滅用ランプの近傍に配置す
るのが望ましい。さらに、上記通気路の途中にオゾン濃
度を検知するセンサを配置し、該センサからの出力信号
に応じて、各オゾン発生用ランプ及びオゾン消滅用ラン
プの点灯若しくは消灯の選択、又は出力の調節を行う制
御回路を設けてもよい。

【０００７】

【作用】このように、装置内に設けられた通気路に、オ
ゾン発生用ランプとオゾン消滅用ランプを併設したこと
により、オゾンを用いた殺菌・脱臭等と並行して、余剰
オゾンの分解処理が可能となる。設置するオゾン発生用
ランプ及びオゾン消滅用ランプの個数や比率、各々の出
力等を調節することにより、略完全な殺菌・脱臭等と余
剰オゾンの分解が可能となる。また、複数のランプユニ
ットを連通接続して通気路を形成したため、連結するラ
ンプユニットの数や種類（内蔵するランプの構成比率）
を適宜選択することにより、極めて容易に所望の殺菌・
脱臭効果及び余剰オゾンの分解効果を実現できる。さら
に、オゾン発生用ランプ及びオゾン消滅用ランプを、通
気路の吸気口側から排気口側に向けて順次パルス的に点
滅させる制御回路を設けたため、電界の移動によって吸
気口から排気口に向かう空気の流れが形成される。オゾ
ン消滅用ランプの近傍にオゾン分解を促進する触媒を配
置すれば、余剰オゾンの分解効率をより一層高めること
ができる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明を、図示の実施例に基づいて説
明する。図１は、本発明に係る空気浄化装置の縦断面図
であり、この空気浄化装置１０は、３個のランプユニッ
トを縦方向に積層して成る。まず、最上層に位置する第
１のランプユニット１２は、略直方体形状の第１の筺体
１４内に、２個のオゾン消滅用ランプ１６と、４個の触
媒ユニット２０を配置して成る。また、第１のランプユ
ニットの上面１２ａの右端には排気口２８が形成される
と共に、下面１２ｂの左端には、第１の空気導入口３０
が形成されている。

【０００９】中層に位置する第２のランプユニット３２
は、第２の筺体３４内に、オゾン消滅用ランプ１６と、
触媒ユニット２０、及びオゾン発生用ランプ３８をそれ
ぞれ１個づつ配置して成る。また、第２のランプユニッ
ト３２の上面３２ａの左端には第１の送気管４２が突設
されると共に、下面３２ｂの右端には第２の空気導入口
４４が形成されている。

【００１０】最下層に位置する第３のランプユニット４
６は、第３の筺体４８内に、２個のオゾン発生用ランプ
３８を配置して成る。また、第３のランプユニット４６
の上面４６ａの右端には第２の送気管５４が突設される
と共に、下面４６ｂの左端には吸気口５６が形成されて
いる。

【００１１】第１のランプユニット１２の第１の空気導
入口３０には、第２のランプユニット３２の第１の送気
管４２が挿入されると共に、第２のランプユニット３２
の第２の空気導入口４４には、第３のランプユニット４
６の第２の送気管５４が挿入されている。また、第１の
送気管４２及び第２の送気管５４には、それぞれ連結管
５８が挿通されており、該連結管５８のフランジ５８
ａ，５８ｂによって、各ランプユニット間の一方側が支
持されている。さらに、各連結管５８の反対側には脚部
材６０が配置され、該脚部材６０を介して各ランプユニ
ット間の他方側が支持されている。第１の送気管４２と
連結管５８との間、及び第２の送気管５４と連結管５８
との間には、それぞれゴム製のシール部材６２が介装さ
れており、各ランプユニット間の気密性を確保してい
る。以上の結果、各ランプユニットの積層体内には、第
３のランプユニット４６の吸気口５６から始まり、各送
気管及び空気導入口を経由し、第１のランプユニット１
２の排気口２８に向けてジグザグ状に上昇する気密な通
気路が形成される。

【００１２】第１のランプユニット１２の左側面１２ｃ
及び右側面１２ｄ、第２のランプユニット３２の左側面
３２ｃ及び右側面３２ｄ、第３のランプユニット４６の
左側面４６ｃ，右側面４６ｄ及び下面４６ｂは、略コ字
型の一対のフレーム材６４によって囲繞されている（図
１においては一方のフレーム材６４のみが表されてい
る）。そして、第１のランプユニット１２の上面１２ａ
の左右両端部に、断面略Ｌ字型の一対の上枠材６６を載
置すると共に、この上枠材６６をボルト６８を介してフ
レーム材６４に固定することにより、各ランプユニット
間の結合が強化されている。

【００１３】上記オゾン発生用ランプ３８は、図２に示
すように、細長いガラス管を略Ｕ字形状に湾曲させると
共に、両端開口部を気密に封着させて成るて成る気密容
器７０と、該気密容器７０の両端部にそれぞれ配置され
た一対の電極７２，７２と、各電極７２，７２に接続さ
れたリード線７４，７４とを備えて成る。上記気密容器
７０内には、Ａｒ及びＨｇを主体とした紫外線放射ガス
が充填されている。上記電極７２，７２はタングステン
より成り、その先端部は気密容器７０内に露出すると共
に、基端部は封着部７０ａ内に埋没している。上記リー
ド線７４，７４はジュメット線より成り、その一端は封
着部７０ａ内に埋没して上記電極７２の基端部と接続さ
れると共に、他端は気密容器７０外に導出されて外部電
源に接続される。上記気密容器７０は、石英ガラスより
成り、波長が１７０ｎｍ以上の紫外線を透過させる特性
を備えている。しかして、上記リード線７４，７４を介
してオゾン発生用ランプ３８に電圧が印加されると、両
電極７２，７２間に放電が生成され、電子が紫外線放射
ガスに衝突して様々な波長の紫外線が外部に放射され
る。放射される紫外線の波長は極めて広範囲に亘るが、
この中２２０ｎｍ未満の波長（特に１８５ｎｍ）を備え
た紫外線が空気中の酸素に作用して、オゾンが生成され
る。

【００１４】これに対し、上記オゾン消滅用ランプ１６
は、上記オゾン発生用ランプ３８とほとんど同じ構成を
備えており、気密容器を構成するガラス管の組成につい
てのみ差異がある。すなわち、オゾン消滅用ランプ１６
の気密容器７０は、石英ガラスに酸化チタン等の不純物
を混入させることにより、オゾン発生作用を有する２２
０ｎｍ未満の紫外線を遮る特性を備えたオゾンレス石英
ガラス製のガラス管によって形成されている。このた
め、リード線７４，７４を介して電圧を印加し、気密容
器７０内において放電を生成させると、上記オゾン発生
用ランプ３８と同様、気密容器７０内においては様々な
波長の紫外線が発生するが、この中オゾン発生作用を備
えた波長の紫外線は外部に放射されないこととなる。

【００１５】なお、上記石英ガラスに限らず、硬質系あ
るいは軟質系の紫外線透過ガラスを主材として用い、こ
れに添加する酸化チタンや酸化鉄等の不純物の量を調整
することによって透過する紫外線の波長域をコントロー
ルし（添加する不純物の量が多いと、短波長の紫外線が
透過し難くなる）、以てオゾン発生用ランプ３８の気密
容器７０とオゾン消滅用ランプ１６の気密容器７０とを
形成してもよい。

【００１６】上記オゾン消滅用ランプ１６及びオゾン発
生用ランプ３８は、図１のＡ−Ａ断面図である図３に示
すように、矩形状のプレート７６にそれぞれの封着部７
０ａが固定されると共に、該プレート７６は各ランプユ
ニットの背面（第１のランプユニット１２の背面１２
ｅ、第２のランプユニット３２の背面３２ｅ、第３のラ
ンプユニット４６の背面４６ｅ）に穿設されたランプ係
合窓に嵌合・固定される。各プレート７６の裏面及びラ
ンプユニットの背面には、シリコンゴム製のシール材７
８を間に挟んでランプ基板８０が接着されており、ラン
プ周りの気密性を確保している。各ランプのリード線７
４は、上記プレート７６及びランプ基板８０を貫通し、
制御基板８２の一面に突設されたソケット８４に嵌合さ
れている。各ランプは、このソケット８４を介して外部
電源と接続される。制御基板８２の他面には、電源回路
８５やランプの点灯・消灯あるいは出力を制御する制御
回路８６等が実装されている。

【００１７】上記触媒ユニット２０は、少なくともＳｉ
Ｏ_２及びＡｌ_２Ｏ_３を含有した低融点ガラスより成る担
体内に、ＴｉＯ_２及びＡｇ_２Ｏを主成分としたオゾン分
解用の触媒を混合し、これを管状に成形して焼成した触
媒管８７を、融着等の手段によって縦横に多数連結させ
て成る。また、各触媒ユニット２０は、接着等の手段に
よって、第１のランプユニット１２及び第２のランプユ
ニット３２内の所定の箇所に固定される。このように、
担体内に触媒を混合して触媒管８７を形成しているの
で、触媒が強固に担体に保持されることとなり、剥離や
脱落のおそれがなくなる。なお、図１においては、第１
のランプユニット１２内のオゾン消滅用ランプ１６の両
側にそれぞれ一対の触媒ユニット２０を配置すると共
に、第２のランプユニット３２内のオゾン消滅用ランプ
１６の片側に１個の触媒ユニット２０を配置した例を示
したが、触媒ユニット２０の設置個数はこれに限定され
るものではなく、必要に応じて増減できる。

【００１８】しかして、電源を投入して空気浄化装置１
０の各ランプを点灯させると、ランプからの放熱効果に
よって各ランプユニット内の空気が膨張して上昇するた
め、第１のランプユニット１２の排気口２８からユニッ
ト内の空気が自然に外部に放出されると共に、第３のラ
ンプユニット４６の吸気口５６から外気がユニット内に
流れ込む。そして、吸気口５６から第３のランプユニッ
ト４６内に取り入れられた空気には、まずオゾン発生用
ランプ３８の作用で発生したオゾンによる殺菌・脱臭処
理が施される。

【００１９】つぎに、第２の送気管５４及び第２の空気
導入口４４を介して第２のランプユニット３２内に上昇
した空気は、そこでもオゾン発生用ランプ３８の作用で
発生したオゾンによる殺菌・脱臭処理が施された後、オ
ゾン消滅用ランプ１６から供給されるオゾン分解作用を
有する紫外線（主として波長が２５３．７ｎｍの紫外
線）の照射を受けるとと共に、触媒ユニット２０通過時
の触媒作用により、余剰オゾンの分解処理が施される。

【００２０】さらに、第１の送気管４２及び第１の空気
導入口３０を介して第１のランプユニット１２内に上昇
した空気は、２個のオゾン消滅用ランプ１６から供給さ
れるオゾン分解作用を有する紫外線の照射を受けるとと
共に、４個の触媒ユニット２０を通過することにより、
より念入りに余剰オゾンの分解処理が施された後、排気
口２８から装置外部に放出される。

【００２１】上記オゾン発生用ランプ３８及びオゾン消
滅用ランプ１６から放射される２２０〜２８０ｎｍの波
長の紫外線は、オゾン分解作用を発揮するのみならず、
それ自体も強力な殺菌効果を発揮するものであるため、
オゾンによっては殺菌されないタイプの細菌も、この紫
外線殺菌によって排除できる。したがって、上記排気口
２８からは、殺菌・脱臭等の浄化が完了し、しかも人体
に有害なオゾンを略完全に除去した清浄空気が外部に供
給されることとなる。

【００２２】なお、上記オゾン発生用ランプ３８は、オ
ゾン発生作用を発揮する波長の紫外線のみならず、同時
にオゾン消滅作用を発揮する波長の紫外線をも放射する
ため、発生したオゾンの一部は直ちに分解されることと
なるが、この分解の際に生じる発生期の酸素（Ｏ）も高
い殺菌作用を有するため、オゾン発生用ランプ３８によ
る殺菌効率は一定水準に維持できる。

【００２３】また、余剰オゾンの分解を促進させる触媒
の担体として、上記のようにＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３を
含有した低融点ガラスを採用したため、触媒によるオゾ
ンの分解効率を向上させることがができる。これは、Ａ
ｇ_２ＯがＴｉＯ_２及び紫外線の作用によって還元されて
Ｏ⁻が放出されるとき、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３が電荷
の供給元となり、量子数が増大するためである。上記に
おいては、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３を含有した低融点ガ
ラス内に触媒を混合させた後に、これを焼成して触媒管
８７とする例を示したが、要は担体が触媒を保持してい
ればよいのであるから、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３を含有
した低融点ガラスによって予めガラス管を形成してお
き、その表面に触媒を塗布して触媒管８７と成してもよ
い。この場合は、担体の全表面が触媒によって覆われる
ため、空気との接触面積が大きくなる利点がある。

【００２４】図１に示すように、第１のランプユニット
１２内の排気口２８近傍に、オゾン濃度を検知するセン
サ８８を設けることが、安全確保の上から望ましい。こ
のセンサ８８は、上記制御回路８６に接続されており、
該センサ８８からの出力信号に応じて、各オゾン消滅用
ランプ１６及びオゾン発生用ランプ３８の点灯・消灯の
切り替えや出力の調節が行われる。例えば、上記センサ
８８によって設定値を超える濃度のオゾンが検知された
場合には、制御回路８６からの指令に基づき、オゾン発
生用ランプ３８の全部又は一部を消灯させたり、各オゾ
ン発生用ランプ３８の出力を低下させてオゾンの発生量
を抑制する。あるいは、制御回路８６からの指令に基づ
き、オゾン消滅用ランプ１６の点灯数を増加させたり、
各オゾン消滅用ランプ１６の出力を上昇させてオゾンの
分解効率を向上させる。

【００２５】この空気浄化装置１０は、一対のオゾン消
滅用ランプ１６を内蔵した第１のランプユニット１２
と、オゾン発生用ランプ３８及びオゾン消滅用ランプ１
６をそれぞれ１個内蔵した第２のランプユニット３２
と、一対のオゾン発生用ランプ３８を内蔵した第３のラ
ンプユニット４６を連通接続して通気路を形成している
が、ランプユニットの組み合わせ方はこれに限定される
ものではない。例えば、安全性の確保のためオゾン消滅
効果を高めたい場合には、第２のランプユニット３２の
代わりに、オゾン消滅用ランプ１６のみを内蔵したラン
プユニットを用いればよい。この際、筺体の形状やラン
プの位置を共通化しておけば、そのまま第１のランプユ
ニット１２、第３のランプユニット４６及びソケット８
４との結合が実現できる。各ランプユニットに内蔵され
るランプの個数も２個に限定されるものではなく、１個
あるいは３個以上のランプを内蔵したランプユニットを
連結するよう構成してもよい。また、連結するランプユ
ニットの数も３個に限定されるものではなく、必要に応
じて任意の数のランプユニットを連結することができ
る。

【００２６】上記においては、各ランプの放熱効果によ
って装置内の空気を上昇させ、以て外気の吸入及び排気
を実現したが、装置内の適宜箇所にファンを設けること
により、強制的に空気の流れを形成してもよい。あるい
は、上記制御回路８６からの指令に基づき、各ランプを
通気路に沿って、吸気口５６から排気口２８に向けて順
次パルス的に点滅させ、その電界の移動によって吸気口
５６から排気口２８に向かう空気の流れを形成するよう
構成してもよい。

【００２７】オゾン消滅用ランプ１６によるオゾンの分
解を促進する触媒としては、上記したＴｉＯ_２とＡｇ_２
Ｏとの混合物以外に、例えばＴｉＯ_２とＣｕＯとの混合
物や、ＭｎＯ_２等が該当する。また、触媒の配置方法も
上記に限られるものではなく、例えばステンレス等より
成る金網の表面に、ＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３を含有した低
融点ガラス等の適当なバインダを介して触媒を固着さ
せ、これをオゾン消滅用ランプの近傍に適当な方法で固
定するよう構成してもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る空気浄化装置にあっては、
通気路の途中にオゾン発生用ランプとオゾン消滅用ラン
プを配置して成るため、オゾンを用いた殺菌・脱臭等と
並行して、余剰オゾンの分解処理が可能となる。このた
め、人間が居住する室内等の空気の清浄化に安心して利
用することができる。また、複数のランプユニットを連
通接続して通気路を形成したので、連結するランプユニ
ットの数や種類（内蔵するランプの構成比率）を適宜選
択することにより、所望の殺菌・脱臭効果及び余剰オゾ
ンの分解効果を容易に実現できる。さらに、オゾン発生
用ランプ及びオゾン消滅用ランプを、通気路の吸気口側
から排気口側に向けて順次パルス的に点滅させる制御回
路を設けたため、電界の移動によって吸気口から排気口
に向かう空気の流れを形成することができる。さらにま
た、オゾン消滅用ランプの近傍にオゾンの分解を促進す
る触媒を配置することにより、余剰オゾンの分解効率を
より一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気浄化装置の全体を示す縦断面
図である。

【図２】上記空気浄化装置に用いるオゾン発生用ランプ
及びオゾン消滅用ランプを示す断面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１０空気浄化装置１２第１のランプユニット１６オゾン消滅用ランプ２０触媒ユニット２８排気口３０第１の空気導入口３２第２のランプユニット３８オゾン発生用ランプ４２第１の送気管４４第２の空気導入口４６第３のランプユニット５４第２の送気管５６吸気口８６制御回路８７触媒管８８センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−230171（ＪＰ，Ａ) 特開平４−146761（ＪＰ，Ａ) 特開平６−63356（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−184047（ＪＰ，Ｕ) 実開平５−51349（ＪＰ，Ｕ) 実開平６−9641（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61L 9/015

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外気を装置内部に取り入れる吸気口と、
装置内部の空気を外部に放出する排気口と、該排気口と
上記吸気口とを連通する通気路とを備え、該通気路の途
中にオゾン発生用ランプとオゾン消滅用ランプとを配置
して成る空気浄化装置であって、上記通気路を、オゾン
発生用ランプ及びオゾン消滅用ランプの少なくとも一方
を少なくとも一つ内蔵した複数のランプユニットを連通
接続して形成し、さらに、上記オゾン発生用ランプ及び
オゾン消滅用ランプを、上記通気路の吸気口側から排気
口側に向けて順次パルス的に点滅させる制御回路を設け
たことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】上記オゾン消滅用ランプの近傍に、該ラ
ンプによるオゾンの分解を促進する触媒を配置したこと
を特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項３】上記触媒が、ＴｉＯ_２とＡｇ_２Ｏ若しく
はＣｕＯとの混合物、又はＭｎＯ_２より成ることを特徴
とする請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項４】上記触媒を、少なくともＳｉＯ_２とＡｌ
_２Ｏ_３を含有したガラスより成る担体に保持させると共
に、該担体を上記オゾン消滅用ランプの近傍に配置した
ことを特徴とする請求項２または３に記載の空気浄化装
置。
【請求項５】上記通気路の途中にオゾン濃度を検知す
るセンサを配置し、該センサからの出力信号に応じて、
各オゾン発生用ランプ及びオゾン消滅用ランプの点灯若
しくは消灯の選択、又は出力の調節を行う制御回路を設
けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空
気浄化装置。