JP3231850U

JP3231850U - 光電子式空気除菌器

Info

Publication number: JP3231850U
Application number: JP2021000475U
Authority: JP
Inventors: 袁仕傑
Original assignee: John Technology Holdings Ltd
Current assignee: John Technology Holdings Ltd
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2021-02-12
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2031-02-12
Also published as: EP3925634A1; AU2020270504A1; US20210393845A1

Abstract

【課題】広い環境において光触媒作用による除菌を可能にする光電子式空気除菌器を提供する。【解決手段】光電子式空気除菌器は、ファン１４、ＵＶＣ光源２８、ＵＶＣ光源の側に配置された光触媒で全表面積がコーティングされた構造からなる光触媒モジュール３１、ユニットの内壁に反射鏡を取り付けたエアガイドユニット２６を含むハウジングを備える。装置のエアガイドユニットに空気を引き込むと、ＵＶＣ光源から放出された、又は反射鏡で反射されたＵＶＣ光を吸収した後の光触媒は、強力な酸化力を持つスーパーオキシド（Ｏ２−）及びヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）を生成することで、引き込まれた空気中の有機物や様々な細菌を分解し、無害にすることができる。【選択図】図４

Description

本考案は、とりわけ空気除菌のために光触媒作用のプロセスを用いる、光電子式空気除菌器と呼ばれる装置に関する。

光触媒作用は、二酸化チタンのような光触媒がＵＶ光を含む光と接触するときのプロセスであり、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）や様々な細菌（カビ、大腸菌、黄色ブドウ球菌等）が分解され、無害になるような酸化還元反応が生じる。光触媒は、空気や水の除菌に使用するには効果的なプロセスであるが、一般的な慣行として、人間の利益のために機能させるには、壁や家具に光触媒をコーティングする必要があるため、その使用の実現可能性は限られている。

本考案により提供される光電子式空気除菌器は、光触媒が有効に機能するために壁や家具にコーティングされなければならないという制約を解決するものであり、より広い環境において光触媒作用による除菌を可能にする。

この装置は、タービン換気扇であってもよいファン、ファンを駆動するための電気モータ、ＵＶＣ光源、ＵＶＣ光源の側方に配置された光触媒で全表面積がコーティングされた構造からなる光触媒モジュール、内壁に反射鏡を取り付けたエアガイドユニット、充電式バッテリー、カソード高電圧炭化繊維を備えた陰イオン発生器、活性炭であってもよいエアフィルタ及びＨＥＰＡフィルタを含むハウジングを備え、ここで：
・ハウジングは、装置に入る前に空気をろ過するためのエアフィルタを取り付けるように設計された吸気グリルと、装置から空気を排出するための排気グリルとを有し、これらの吸気グリルと排気グリルとの間にはエアガイドユニットが存在し、
・ファンは、吸気グリルを介して装置に空気を引き込み、空気をエアガイドユニットに通し、続いて排気グリルを介して装置から空気を排出させる機能を有し、
・装置のエアガイドユニット内で、全表面積が光触媒でコーティングされた構造を含む光触媒モジュールと呼ばれる構造は、同じくエアガイドユニット内に設置されているＵＶＣ光源の側方に配置されており、
・ＵＶＣ光源によって放射されるＵＶＣ光を吸収した後、光触媒は、強力な酸化力を持つスーパーオキシド（Ｏ２−）及びヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）を生成することで、引き込まれた空気中の有機物や様々な細菌を分解して無害にし、
・光触媒モジュールを通過する空気も、バクテリアやウイルスの駆除のために、ＵＶＣ光源によって放射されるＵＶＣ光にさらされ、
・ＵＶＣ光源によって放射されるＵＶＣ光は、空気中のバクテリアやウイルスを、反射鏡による複数の反射を介してＵＶＣによって繰り返し照射することでＵＶＣ殺菌の有効性を増大させる目的のため、エアガイドユニットの内壁に取り付けられた複数の反射鏡によって絶えず繰り返し反射される。

好ましい実施形態では、装置のエアフィルタは、最初に、ほこり、空気中のバクテリア、細菌などの空気中の不純物をろ過する。エアガイドユニット内に設置されたＵＶＣ光源から放出されるＵＶＣ光を吸収した後、装置の光触媒モジュールは、強力な酸化力を持つスーパーオキシド（Ｏ２−）及びヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）を生成することで、有機物や様々な細菌を効果的に分解し、無害にする。例えば、光触媒は、ホルムアルデヒドなどの屋内の有害な揮発性有機化合物を、無毒で無害な小分子の水と二酸化炭素に分解することができる。エアフィルタを通過することが可能で、光触媒モジュールによって不活性化されなかったバクテリア及び細菌は、ＵＶＣ光源から放射されるＵＶＣ光によって除去される。エアガイドユニットの内壁には、ＵＶＣ光源を取り囲む複数のミラーが設置されているため、ミラーによる多重反射により、生き残ったバクテリアや細菌にＵＶＣ光が繰り返し照射される。排気グリル近くの装置内部に高電圧炭化繊維を備えた陰イオン発生器によって陰イオンが生成され、ファンによって装置から放出される。空気中の微粒子と接触すると、陰イオンはそれらをより大きな粒子に凝縮して地面に定着させることで、空気中の有害な汚染物質を減らす。装置の滅菌効果は４つあり、１つ目はエアフィルタ、２つ目は光触媒モジュールによる光触媒作用、３つ目はＵＶＣ光線とミラーを介したその多重反射、４つ目は空気に加えられる陰イオンである。

通常の空気清浄機は、部屋の中にいる人に新鮮な空気を供給するため、部屋の中央に配置することが好ましい。しかしこの装置は、充電式バッテリーで動作可能であり、装置にかけられたストラップで人の首にぶら下げることで使用者が持ち歩くことができるため、使用者は近距離にある装置から出される浄化された空気を吸い込むことができる。

本考案の好ましい非限定的な実施形態は、添付の概略図を参照して説明される。

好ましい実施形態による光電子式空気除菌器の側面図である。図１に示す装置の側面垂直断面図である。図１に示す装置の水平断面図である。図１に示す装置の正面垂直断面図である。図１に示す装置の正面図である。図１に示す装置の背面図である。図１に示す装置の反対側の側面図である。図１に示す装置の上面図である。図１に示す装置の底面図である。図１に示す装置の格納式スタンドを示す。図１に示す装置の調節可能なネックストラップを示す。図１に示す装置の分解斜視図である。

光電子式空気除菌器は、ハウジング１と、後部内側ハウジング３の上面に位置する排気グリル２とを含む。内側ハウジング２５の前面には吸気グリル４がある。イオン化後、空気は排気グリル２を介して排出される。

光電子式空気除菌器の詳細な構造を図２に示す。内側ハウジング２５の前面の上部に吸気グリル４がある。この吸気グリル４は、空気取り入れ口を提供する。吸気グリル４の前面端部にはエアガイドユニット２６が接続されている。ハウジング１の底面端部にはコントロールパネルカバー７があり、これは電気的機能回路装置８を固定している。ハウジング１の前面の上部には保護カバー９があり、これは交換可能なエアフィルタ５を固定している。吸気グリル４の内面の近くには、ファン１４及び電気モータ１５がある。排気グリル２の前面の中央に固定されたカソード高電圧炭化繊維１６は、空気イオン化機能を発揮する。内側ハウジング２５の左端及び右端には、別個のキャッチ１７があり、それらを押し下げることによって、使用者は、エアフィルタ５を交換するために保護カバー９を持ち上げることができる。

機能セレクタスイッチ１８があり、ファン速度セレクタスイッチ１９及び除菌セレクタスイッチ２０が、ハウジング１の上部のコントロールパネルカバー７内に位置している。電源入力ポート１０があり、背面カバー円形孔１１が、異なる色の背面カバー発光ダイオード１２を含むハウジング６の底部内に位置している。コントロールパネルカバー７の前面には、機能インジケータとして機能する異なる色の前面カバー発光ダイオード２１を含む、いくつかの前面カバー円形孔１３が配置されている。３つの細長い穴２２があり、これらは、機能インジケータライト２３、機能セレクタスイッチ１８、ファン速度セレクタスイッチ１９、及び除菌セレクタスイッチ２０を含む。機能セレクタスイッチ１８は、電動モータ１５、ファン１４、ＵＶＣ光源２８及び炭化繊維１６の働きを制御する。ファン速度セレクタスイッチ１９は、電動モータ１５、ファン１４の速度を制御し、除菌セレクタスイッチ２０は、ＵＶＣ光源２８及び炭化繊維１６を制御する。

背面ハウジング６及び前面ハウジング１の両側にはネックホール２９があり、背面ハウジング６の後部には格納式スタンド３０が収納されている。
ネックホール２９は、使用者がネックストラップ２４を使用して、光電子式空気除菌器を容易に持ち上げることを可能にする。格納式スタンド３０は、光電子式空気除菌器を任意の平らな表面上に立たせるためのスイベル機能を含む。

内側ハウジング２５の前面の上部には、吸気グリル４に接続されたエアガイドユニット２６がある。エアガイドユニット２６は、ＵＶＣ光源２８、複数の反射鏡２７、光触媒モジュール３１及び炭化繊維１６を含む。複数の反射鏡２７及び光触媒モジュール３１は、ＵＶＣ光源２８の光源の反対側にある。複数の反射鏡は、反対側のＵＶＣ光源２８からの照明範囲を強化し、反射ＵＶＣ光線を生成する。これには以下の２つの目的がある：１つ目はバクテリア及び細菌を繰り返し照射することであり、２つ目は光触媒のためにＵＶ光の強度の増大させることである。

内側ハウジング３の背面には、電源入力ポート１０及び異なる色の背面カバー発光ダイオード１２を含む主電気機能回路機器３２がある。
光電子式空気除菌器のスイッチを入れると、バクテリア、細菌、およびカビを含む空気が、ファン１４によって、保護カバー９及びエアフィルタ５を介してエアガイドユニット２６に吸い込まれる。空気は、エアガイドユニット２６を通って流れた後、排気グリル２に到達する。ＵＶＣ光源２８、複数の反射鏡２７、光触媒モジュール３１は、エアガイドユニット２６の中央に取り付けられている。ここで空気が光触媒作用及びＵＶＣ光の作用によって除菌されてから、排気グリル２に到達する。排気グリル２では、陰イオンがカソード高電圧炭化繊維１６によって空気中に放出されてから、最終的に排気グリル２から排出される。

本考案の滅菌効果は４つあり、第一に空気が装置に入る前にエアフィルタが空気からほこりや細菌を除去し、第二に直接の及び反射されたＵＶＣ光に曝された光触媒モジュールによって生成される光触媒作用が有機物及び様々な細菌を分解してそれらを無害にするための酸化プロセスをもたらし、第三にＵＶＣ光線と反射鏡を介したそれらの多重反射により細菌を終結させ、第四に陰イオンを生成して空気に加えることで微粒子をより大きな粒子に凝縮して地面に定着させることにより、空気中の有害な汚染物質を減少させる。

光電子式空気除菌器の電気回路の原理は、外部電源入力が主電気機能回路機器３２に到達して充電式電池３３を再充電し、機能セレクタスイッチ１８を介して負の高電圧を提供すること、及び、ファン１４に電力供給する速度制御回路に電力を供給し、次にイオナイザー回路に到達するための電力を供給し、ＵＶＣ光源２８起動回路の自動サイクル制御回路に電力を供給して、イオナイザー及びＵＶＣ光源２８の交互動作を制御することである。外部電源入力が主電気機能回路機器３２に到達しない場合、充電式電池３３が代わりに電源を提供する。

光触媒とは、二酸化チタンなどの光触媒が紫外線を含む光と接触すると、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）や様々な細菌（カビ、大腸菌、黄色ブドウ球菌など）が分解されて無害になるような酸化還元反応を起こす過程である。光触媒は、空気や水の除菌に使用するには効果的なプロセスであるが、人間の利益のために機能させるには、壁や家具に光触媒をコーティングする必要があるため、その使用の実現可能性は限られている。

壁や家具にコーティングを施さずに光触媒を機能させることで、空気除菌のための光触媒の使用はより一般的になるであろう。装置のエアガイドユニットの内部には、光触媒でコーティングされた全表面積を有する構造を含む光触媒モジュールと呼ばれる構造が、ＵＶＣ光源の側に配置されている。ＵＶＣ光源から放出されるＵＶＣ光を吸収した後、光触媒は、有機物や様々な細菌を効果的に分解し、無害にすることができる強力な酸化力を持つスーパーオキシド（Ｏ２−）及びヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）を生成する。したがって、光触媒作用のプロセスは、ホルムアルデヒドのような室内の臭いを取り除き、バクテリアやウイルスを無害な小分子の水と二酸化炭素に変えることによってそれらを不活性化する。

光触媒の有効性は、光触媒を照らすＵＶＣ光の強度にも依存し、それに正比例する。この装置では、エアガイドユニットの内壁に複数のミラーを設置し、ＵＶＣ光源から放出されたＵＶＣがエアガイドユニット内で繰り返し反射され、光触媒に何度も到達することで、光触媒を照らすＵＶＣ光の強度を高めている。これにより、有機物や各種細菌を分解する光触媒の効果が高まる。

ＵＶＣの殺菌機能の有効性は証明され、よく知られているが、ＵＶＣは人体への害を避けるために閉鎖環境でのみ安全に使用できるため、空気滅菌にＵＶＣを使用することはまだ非常に限られている。本考案は、密閉されたエアガイドユニット内でＵＶＣ光源を使用し、光源から放出されたＵＶＣが装置から出て人体に害をもたらさないようにすることにより、ＵＶＣ空気清浄化が人体に害を及ぼす可能性があるという欠点を克服する。ＵＶＣの殺菌力の有効性を高めるために、複数のミラーをエアガイドユニットの内壁に設置し、ＵＶＣ光源に直面させて、放射されたＵＶＣがエアガイドユニット内のミラーによって何度も反射されるようにしている。そのため、空気中のバクテリアやウイルスは、ミラーによるＵＶＣの複数の反射を通してＵＶＣに繰り返し照射される。

高電圧炭化繊維を備えた陰イオン発生器によって生成された陰イオンは、空気中の微粒子と接触すると、それらをより大きな粒子に凝縮し、地面に定着させることで、空気中の有害な汚染物質を減らす。陰イオン発生器によって生じる空気中の陰イオンのレベルの増加は、我々の体の生化学反応を促進し、うつ病や倦怠感の原因となるホルモン分泌を減少させるのに役立つと言われている。

通常の空気清浄機は、部屋の中にいる人に新鮮な空気を供給するため、部屋の中央に配置することが好ましいといえる。しかし、この光電子式空気除菌器は、充電式バッテリーで動作可能であり、装置にかけられたストラップで人の首にぶら下げることで使用者が持ち歩くことができるため、使用者は近距離にある光電子式空気除菌器から出される浄化された空気を吸い込むことができる。これは家庭、病院、オフィス、店舗、及び交通機関などで空気の質を向上させるのに便利である。また、我々の自然環境が絶えず悪化する中で、空気の質を回復させるのにも役立つ。

Claims

光電子式空気除菌器であって、光電子式空気除菌器は、ファン、吸気口と排気口とを接続するエアガイドユニット、ＵＶＣ光源、ＵＶＣ光源の側方に配置された光触媒で全表面積がコーティングされた構造を含む光触媒モジュール、前記ユニットの内壁に取り付けられ、ＵＶＣ光源に対面する複数の反射鏡を備えるハウジングを含むとともに光触媒による殺菌効果を発揮し、
ＵＶＣ光源の側方に配置された光触媒で全表面積がコーティングされた構造を含む光触媒モジュールは、ＵＶＣ光によって光触媒作用を引き起こし、有機物及び各種細菌を分解して無害にするための酸化力を生じることが可能であり、
エアガイドユニットの内壁に取り付けられた複数の反射鏡は、ＵＶＣ光源から放出されたＵＶＣがエアガイドユニット内で繰り返し反射され、光触媒に何度も到達することで、光触媒を照らすＵＶＣ光の強度を高めることにより、有機物及び各種細菌を分解する光触媒の効果を高める、光電子式空気除菌器。
前記複数の反射鏡は、エアガイドユニットの内壁に取り付けられるとともに、放射されるＵＶＣ光線が前記ユニット内で前記複数の反射鏡により前後に複数回反射されるように、ＵＶＣ光源を取り囲むように配置されていることで、空気中のバクテリアや細菌は、反射鏡によるＵＶＣ光線の複数回の反射を通してＵＶＣ光に繰り返し照射されるように構成されている、請求項１に記載の除菌器。
ファンによって生成された空気の流れによって除菌器の外側に放出される陰イオンを生成するために、前記除菌器には陰イオン発生器が設けられており、陰イオンは空気中の微粒子と接触すると、引力によりそれらの微粒子を引き寄せてより大きな粒子に凝縮して地面に定着させることで、空気中の有害な汚染物質を減らす、請求項１に記載の除菌器。
装置のすべての特徴の組み合わせは、以下の４つの空気除菌清浄メカニズム、すなわち、
第一に、エアフィルタは、空気が装置に入る前に空気からほこり、粒子、細菌を除去すること、
第二に、直接の及び反射されたＵＶＣ光に曝された光触媒モジュールによって生成される光触媒作用が、有機物及び各種細菌を分解してそれらを無害にするための酸化プロセスをもたらし、空気を滅菌すること、
第三に、ＵＶＣ光線と、エアガイドユニットの内壁に取り付けられた複数の反射鏡を介したそれらの多重反射により、複数のバクテリア又は細菌がＵＶＣ光線及びそれらの多重反射によって繰り返し照射されるのを可能にし、滅菌すること、
第四に、陰イオン発生器によって生成された陰イオンが、引力により空気中の微粒子を引き寄せてより大きな粒子に凝縮して地面に定着させることで、空気中の有害な汚染物質を減らすこと
をもたらす、請求項１に記載の除菌器。
前記除菌器は、充電式バッテリーで動作可能であり、装置にかけられたストラップで人の首にぶら下げることで使用者が持ち歩くことができ、使用者は近距離にある前記除菌器から出される浄化された空気を吸い込むことができるようになっている、請求項１に記載の除菌器。
ハウジングは、前記除菌器を任意の平らな表面上に立たせるためのスイベル機能を含む格納式スタンドを有する、請求項１に記載の除菌器。
光触媒機能、ＵＶＣ殺菌機能、及び陰イオン発生機能はすべて同じ電気回路で制御され、前記電気回路は、これらの機能を個別に、同時に、又は交互に操作する選択肢をユーザーに提供する、請求項１に記載の除菌器。