JP4331918B2

JP4331918B2 - Photocatalyst light source lamp and photocatalyst light source device

Info

Publication number: JP4331918B2
Application number: JP2002176553A
Authority: JP
Inventors: 毅西; 晃雄小松; 昭雄原田
Original assignee: Daiken Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Daiken Kagaku Kogyo KK
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: JP2004022372A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は照明用の光源ランプの外周面に光触媒膜を形成して光源ランプが発光する可視光により室内の有害な有機物質を光触媒分解する光触媒光源ランプに関し、更に詳細には、光源ランプの外周面で反射笠に対向する対向側半表面には光触媒膜を形成しないで光源ランプ面とし、反射笠の光反射面に光触媒膜を形成して、この光源ランプ面を透過した強度の高い可視光が反射笠の光触媒膜に照射されて、反射笠表面での光触媒分解を高効率化する光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光触媒としてアナターゼ型酸化チタン（以後、アナターゼと云う）が広く利用されている。このアナターゼを利用した空気清浄器として、アナターゼをハニカム状触媒担体の多数の内壁面に塗着し、この触媒担体に室内空気を通風循環させて、触媒担体の微小空間内に紫外線などを照射して空気中に含まれる有害有機物質を光触媒分解する装置が提案されている。
【０００３】
しかし、アナターゼのバンドギャップエネルギーは３．２０ｅＶであるから、光の励起波長は３８８ｎｍ以下の生物（人間を含む）に有害な紫外線に限定され、励起光源としてブラックライト等の紫外光源が利用されていた。従って、従来の空気清浄器は、紫外線による危険性を防止するために、紫外光源をハウジング内に密封して紫外線が室内に漏洩しない構造を採用していた。
【０００４】
しかし、ハニカムの細孔内の隅々に紫外線を導入することは可能でも、励起確率を上げるために細孔面に垂直に照射することは困難である。従って、このような構造の空気清浄器では、空気中の有害な有機成分を分解するのに長時間を必要としていた。部屋の中では常時生活が営まれるから、一部の空気を浄化しても直ぐに悪臭が発生して、室内の浄化を感覚的に認知できる程度まで光触媒分解により浄化することは困難であった。
【０００５】
一方、室内照明に使用される蛍光灯や電球などは主として可視光を発生し、紫外光は極微弱で殆んど含まれていない。この光は生物には無害であることは経験的にも実証されている。しかし、可視光のみではアナターゼを励起できないことも事実であるから、無害な蛍光灯や電球にアナターゼを塗着して室内の有害物質を光分解することは困難であり、極微弱な紫外光を利用しても光触媒効果は小さい。
【０００６】
以下では、照明用光源として蛍光灯を例にとって説明する。蛍光灯の発光原理を考察すると、水銀の内部放電により発生する紫外線を蛍光灯内面の蛍光膜により可視光に変換し、この可視光を外部に放射して室内を照明している。しかし、蛍光膜によって放電紫外線を完全に吸収することは困難であるから、蛍光灯から一部の紫外線が室内に漏洩する。
【０００７】
そこで、この漏洩紫外線を光触媒分解に利用しようというアイデアが生まれた。つまり、蛍光灯のガラス管の外周面にアナターゼを膜形成すれば、前記の漏洩紫外線によりアナターゼは励起され、室内の空気中に含まれる有害有機物質がアナターゼ表面に付着して紫外線により光触媒分解できる。しかもアナターゼにより漏洩紫外線は吸収されるから、蛍光灯の安全性も一層高められる。
【０００８】
そこで、近年に到って、蛍光灯の外周面に実際にアナターゼを塗着し、また蛍光灯の反射笠の表面にアナターゼを塗着した光触媒蛍光灯が市場に提供されるようになった。蛍光灯の可視光は室内を照明し、漏洩紫外線がアナターゼ膜に作用して有害物質を光触媒分解するという両効果を狙った蛍光灯である。
【０００９】
図５はこの従来の光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置の概略断面図である。光触媒光源装置２は、光触媒光源ランプ４と反射笠１２を組み合わせて構成される。光触媒光源ランプ４はサークル蛍光灯からなる光源ランプ５の全外周面に全面光触媒膜９を膜形成して構成されている。また、反射笠１２は、笠本体１４の光反射面（内面）に光触媒膜１６を膜形成して構成され、取付部１８、吊具２０及び固定部２２を介して天井２４に垂下固定されている。
【００１０】
光源ランプ５の全面光触媒膜９と反射笠１２の光触媒膜１６はチタンゾルゲル法により形成されたアナターゼゲル膜から構成される。即ち、テトラエトキシチタン、水、エタノール、塩酸を混合したチタンゾル液を調製する。このチタンゾル液を光源ランプ５の全表面に塗着し、また笠本体１４の反射面となる内面に塗着する。このチタンゾル膜を熟成させることによりアナターゼのゲル膜が生成され、全面光触媒膜９及び光触媒膜１６が形成される。
【００１１】
光触媒光源ランプ４を点灯すると、全面光触媒膜９を透過した透過光Ｔが周囲に放射され、またこの透過光Ｔが反射笠１２で反射されて反射光Ｒが下方に照射される。従って、室内の照明光は透過光Ｔと反射光Ｒである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この光触媒光源ランプ４及び光触媒光源装置２は次の二つの原因により十分な光触媒効果を発現することができなかった。第１に、光源ランプ５の全外周面に全面光触媒膜９が形成されるため、全面光触媒膜９による光吸収によって透過光Ｔの強度が低下することである。その強度低下した透過光Ｔが反射笠１２の反射面に照射されるから、反射笠１２の光触媒膜１６における光触媒分解力がそれだけ低下する。
【００１３】
光源ランプ５の全面光触媒膜９の面積よりも反射笠１２の光触媒膜１６の面積の方がかなり大きい。全面光触媒膜９による光触媒分解が強力に行われても、大面積の光触媒膜１６による光触媒分解力が低下すると、光源装置全体としての総合的な光触媒分解力は低下してしまう。
【００１４】
言い換えれば、透過光Ｔは光源ランプ５から出力される放射光Ｌより強度的に低下するから、この透過光Ｔが反射笠１２の光触媒膜１６に照射される限り、光触媒膜１６における光触媒分解力が低下するのは当然である。この課題は何としても技術的に解決されなければならない。
【００１５】
第２に、蛍光灯に塗着される光触媒としてのアナターゼの限界である。アナターゼは紫外線応答性の高い光触媒であるから、蛍光灯から放射される可視光に対しては反応性は極めて低い。また、最近の蛍光灯では紫外線安全性が従来より強化されており、室内に放射される漏洩紫外線は極めて少なくなっている。つまり、このような小量の漏洩紫外線によってはアナターゼの光触媒分解力は十分には発現されないのである。
【００１６】
この問題はアナターゼ光触媒自体が有する本質的な問題である。つまり、室内を照明する光源ランプ５は当然に照明用の可視光を放射するが、アナターゼは紫外線に応答する性質を有しているため、可視光によっては励起され難いという性質を有している。この理由のため、従来からアナターゼは紫外光源と組み合わせて使用されてきたのであり、アナターゼを可視光源と組み合わせることに問題があると考えられる。
【００１７】
従って、本発明の第１目的は、光源ランプに形成される光触媒膜の膜構造を改良することによって、光源ランプから射出される未減衰の放射光を反射笠に直接到達させる光触媒光源ランプを提供することである。本発明の第２目的は、この光触媒光源ランプや反射笠に可視光応答性の高い光触媒膜を形成することにより、照明用の可視光により強力に光触媒分解できる光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光触媒光源装置は前記課題を解決するために為されたものであり、第１の発明は、反射笠と組み合わせて使用される照明用の光源ランプであって、光源ランプの外周面で反射笠に対向する対向側半表面は光源ランプ面とし、反射笠と反対側を向いている反対側半表面には光触媒膜を形成する光触媒光源ランプである。対向側半表面は光触媒膜が形成されていない光源ランプ面であるから、反射笠に対して光源ランプから未減衰の放射光が照射され、反射笠の反射面にある光触媒膜に高強度の放射光が到達し、反射面における光触媒分解を高効率化できる。また、反対側半表面には光触媒膜が形成されているから、この光触媒膜では透過光による光触媒分解が実現でき、反射笠と光源ランプによる光触媒分解の全体効率を改善できる。
【００１９】
第２の発明は、光触媒膜を光源ランプが発光する可視光により効率的に励起される可視光応答型光触媒から形成する光触媒光源ランプである。照明用の光源ランプからは可視光が放射されるので、この可視光により高効率に励起される光触媒を用いて、光触媒分解の実効性を上げた光触媒光源ランプを実現できる。
【００２０】
第３の発明は、光触媒膜を、ルチル型酸化チタン光触媒粒子に金属超微粒子を担持させた金属超微粒子担持光触媒粒子を分散して形成した光触媒光源ランプである。ルチルのバンドギャップエネルギーは３．０５ｅＶであり、約４０７ｎｍ以下の青色可視光及び紫外光により励起されるから、ルチルは可視光応答型光触媒の典型である。しかも、ルチル表面にナノサイズの金属超微粒子を担持しているから、ルチルと金属超微粒子との間は量子共鳴トンネリング状態にあり、励起された電子を効率的に表面に排出してＯ_２を効率的にＯ_２ ⁻へと還元し、このＯ_２ ⁻により有害な有機物質を分解することができる。
【００２１】
第４の発明は、金属超微粒子担持光触媒粒子を混合したシリカゾル液を光源ランプに塗着し、その後ゲル化させて形成された光触媒シリカゲル膜を光触媒膜とした光触媒光源ランプである。シリカゲル膜は多孔性ゲル膜であり、この無数の連続孔に有機物質を吸着し、この吸着された有機物質を光触媒粒子により効率的に分解することができる。しかもシリカゲル膜は高親水性の膜であり、表面に化学吸着水や物理吸着水を多量に吸着しており、光励起により生成された正孔により水分から高酸化力を有したＯＨラジカルを形成し、このＯＨラジカルにより有機物質を効率的に酸化分解できる。
【００２２】
第５の発明は、反対側半表面に光触媒膜を形成した光触媒光源ランプと、この光触媒光源ランプの対向側半表面に対向させて反射笠を配置し、反射笠の光反射面に光触媒膜を形成した光触媒光源装置である。光触媒光源ランプから放射される可視光は反対側半表面の光触媒膜を透過して有機物質を光触媒分解しながら室内を照明し、対向側半表面を減衰することなく透過した可視光は反射笠の光触媒膜により効率的に有機物質を光触媒分解し、その後反射して室内を照明することができる。従って、反射笠に形成された光触媒膜を有効活用して有機物質を効率的に光触媒分解できる利点を有する。
【００２３】
第６の発明は、光触媒光源ランプが発光する可視光により効率的に励起される可視光応答型光触媒から光触媒膜を形成した光触媒光源装置である。光触媒光源ランプと反射笠と可視光応答型光触媒を組み合わせて、照明光により室内の有害な有機物質を効率的に分解でき、清浄な居住空間や職場空間を作り上げることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、光触媒光源装置を改良するために鋭意検討した結果、光源ランプの全面に光触媒膜を形成することをやめ、反射笠を照射する領域は光触媒膜のない光源ランプ面とし、室内を直接照射する領域にのみ光触媒膜を形成することにより、反射笠の光反射面による光触媒分解を高効率化できることを想到するに至った。
【００２５】
つまり、光源ランプの外周面のうち反射笠に対向する半表面（対向側半表面）は光触媒膜を設けない光源ランプ面とし、反射笠と反対側にある半表面（反対側半表面）、即ち光源ランプの室内に対向する半表面には光触媒膜を形成する。
【００２６】
光源ランプからの放射光Ｌは対向側半表面を吸収されること無く透過して、反射笠の光反射面に照射される。この高強度の放射光により光反射面に形成された大面積の光触媒膜の全面では光触媒分解が強力に進行する。この放射光は光反射面で反射されて室内へと向かい、この反射光Ｒは室内照明光として作用する。
【００２７】
他方、光源ランプの放射光の約半分は反対側半表面の光触媒膜を透過し、この過程で光触媒分解により有害な有機物質を分解する。透過光Ｔはそのまま室内へと直進し、室内照明光として作用する。従って、上記の反射光Ｒと透過光Ｔが光触媒分解後に室内照明光として機能することになる。
【００２８】
また、光源ランプは照明を目的としているから可視光である必要があり、紫外線が比較的多く含まれる光源では危険である。従って、光源ランプは蛍光灯や白色電球などの可視光ランプである必要がある。
【００２９】
従って、照明用の光源ランプの外周面や反射笠の表面に形成される光触媒膜は可視光応答型光触媒で構成される必要がある。しかし、従来の光源装置に用いられた光触媒はアナターゼであり、このアナターゼは紫外線応答型の光触媒であるから、アナターゼでは十分な光触媒分解が達成できない弱点があった。
【００３０】
本発明では、可視光応答型の光触媒を光源装置に用いることによって、光源装置による光触媒分解力を強化している。本発明では可視光に応答する全ての光触媒を利用でき、可視光応答型光触媒の一例として、金属超微粒子（金属ナノ粒子）を担持したルチル微粒子からなる光触媒がある。
【００３１】
前述したように、ルチルのバンドギャップエネルギーは３．０５ｅＶであり、励起波長は４０７ｎｍ以下となる。一方、アナターゼのバンドギャップエネルギーは３．２０ｅＶであり、その励起波長は３８８ｎｍ以下となるから、ルチルはアナターゼよりも励起波長で１９ｎｍも長波長側の青色可視光を利用できる利点を有している。
【００３２】
また、ルチルに粒径が１〜５ｎｍ、特に１〜２ｎｍの金属超微粒子を担持させるため、金属ナノ粒子とルチルの間に量子相互作用（量子共鳴トンネリング）が発現し、この量子作用によりアナターゼには見られなかった高効率的の光触媒分解を実現することができる。
【００３３】
金属ナノ粒子の粒径を１〜２ｎｍ程度まで小さくすると、金属ナノ粒子の伝導電子の波動関数は大きく左右に拡がり、金属ナノ粒子が固着しているルチル粒子の内部にまで広がっていると考えられる。従って、ルチル粒子と金属ナノ粒子の電子間には量子相互作用が働き、量子共鳴トンネリングが生じていると考えられる。つまり、ルチル粒子内で光励起された電子は金属ナノ粒子に直ちに移動し、外部に存在するＯ_２を直ちにＯ_２ ⁻に還元し、このＯ_２ ⁻が有害な有機物質を強力に酸化分解する。
【００３４】
このように可視光応答する金属超微粒子担持ルチル粒子を光触媒として用いれば、紫外線のみならず青色可視光に対しても十分に応答する。照明用の光源装置にこのルチル光触媒を用いれば、照明光源であると同時に光触媒光源としても機能することができる。
【００３５】
また、本発明では、光触媒粒子を混合したシリカゾル液を光源ランプや反射板などの表面に膜状に塗着し、この膜をゲル化させて光触媒膜として構成する。シリカゲル膜は多孔性の膜で、この表面や連続孔の孔表面に露出して無数の光触媒粒子が分散している。
【００３６】
シリカゲル膜は親水性であるから空気中の水分を吸着し、表面に化学吸着水や物理吸着水を大量に含んでいる。光照射によって発生した正孔はこの水分を酸化して強力な酸化力を有したＯＨラジカルを大量に生成する。また、多孔性のシリカゲル膜は空気中の有機物質を大量に吸着し、ＯＨラジカルが吸着した有機物質を強力に酸化分解する。
【００３７】
特に、シリカゲル膜に分散される光触媒粒子として金属超微粒子担持ルチル粒子を使用した場合には、シリカゲル膜による有害物質や水分の吸着性と、吸着水を利用した正孔によるＯＨラジカルの生成と、金属超微粒子によるＯ_２ ⁻の生成によって、強力な光触媒分解を達成することが可能となる。
以下に、本発明に係る光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置の実施形態を図面に従って詳細に説明する。
【００３８】
図１は本発明に係る光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置の第１実施形態の概略断面図である。この光触媒光源装置２は照明用の光触媒光源ランプ４とその上側に配置された反射笠１２から構成されている。
【００３９】
この光触媒光源ランプ４は、サークルランプからなる光源ランプ５と、この光源ランプ５の反射笠１２に対向した対向側半表面５ａは光触媒を全く塗着していない光源ランプ面１０になっている。また、光源ランプ５の反射笠１２とは反対側（室内側）にある反対側半表面５ｂには光触媒膜８が膜形成されている。
【００４０】
反射笠１２は笠本体１４の光反射面に光触媒膜１６を膜形成して構成される。反射笠１２は中央にある取付部１８、吊具２０及び固定部２２を介して天井２４に垂下固定されている。
【００４１】
光源ランプ５の光触媒膜８及び反射笠１２の光触媒膜１６は可視光応答型光触媒を透明膜化して形成されている。この実施形態では、粒径が１〜２ｎｍの金属超微粒子（金属ナノ粒子）をルチル微粒子に担持した金属超微粒子担持ルチル粉末をシリカゾルゲル法によりシリカゲル膜に分散して光触媒膜が形成される。
【００４２】
シリカゲル膜は透明であるから可視光を透過する性質を有する。この多孔性のシリカゲル膜の中に光触媒物質が分散されているから、室内空気中に存在する有害な有機物質が無数の孔に吸着され、この吸着有機物質は可視光を利用して光触媒物質により光分解される。
【００４３】
光源ランプ５が可視光を周囲に放射し、この放射光Ｌの一部は光触媒膜８を透過し、この透過過程で光触媒膜８に吸着された有機物質を光触媒分解する。透過光Ｔはそのまま直進して室内を照明する。
【００４４】
放射光Ｌの残りは光源ランプ面１０（対向側半表面５ａ）を減衰することなく透過し、この放射光Ｌが反射笠１２の光触媒膜１６に入射する。光触媒膜１６に照射される光は放射光Ｌこの入射光により光触媒膜１６に吸着された有機物質が光触媒分解される。その後、光反射面により反射された反射光Ｒはそのまま直進して室内を照明する。
【００４５】
光触媒膜１６の面積は反射笠１２の内面の全面積であるからかなりの大面積である。この大面積の光触媒膜１６が減衰していない放射光Ｌによって励起されるから、この光触媒膜１６による光触媒分解は高効率に行われる。
【００４６】
図２は、本発明に係る光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置の第２実施形態の概略斜視図である。この光源ランプ５は直管型の蛍光灯からなり、２本の光源ランプ５、５を装着した反射笠１２を天井に固定している。
【００４７】
光源ランプ５、５の反射笠１２に向いた対向側半表面５ａ、５ａは光触媒膜の無い光源ランプ面１０、１０となっており、その逆側にある反対側半表面５ｂ、５ｂには光触媒膜８、８が膜形成されている。また、反射笠１２は笠本体１４の光反射面の全面に光触媒膜１６を膜形成して構成されている。
【００４８】
光源ランプ５、５から射出される放射光Ｌは、光触媒膜８、８により光触媒分解を行った後、透過光Ｔとして室内を照明する。対向側半表面５ａ、５ａから射出される放射光Ｌは反射笠１２に照射され、光触媒膜１６により光触媒分解を行う。その後、反射光Ｒとして室内に反射し、室内を照明する。
【００４９】
図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。光触媒光源装置２は反射笠１２を天井２４に固定して配置されており、透過光Ｔと反射光Ｒが室内を照明している状況が示されている。
【００５０】
この図３に示されるように、光源ランプ面１０を通過する放射光Ｌが反射笠１２の光触媒膜１６を励起して光触媒分解を行い、透過光Ｔが光源ランプ５の光触媒膜８を励起して光触媒分解を行っている様子が理解される。このように、光触媒膜８を光源ランプ５の反対側半表面だけに形成することによって、反射笠１２による光触媒分解を効率化し、しかも反射光Ｒと透過光Ｔにより室内照明強度を低下させない構成が採られている。
【００５１】
図４は本発明に係る光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置の第３実施形態の概略断面図である。この実施形態で用いられる光源ランプ５は白熱電球などの電球ランプであり、その外周面のうち反射笠１２に対向した対向側半表面５ａは光触媒膜の無い光源ランプ面１０となり、また反対側半表面５ｂには光触媒膜８が膜形成されている。
【００５２】
光源ランプ５の光源ランプ面１０を透過した高強度の放射光Ｌは反射笠１２の光触媒膜１６に照射されて光触媒分解を行い、その反射光Ｒは室内を照明する。また、光触媒膜８を透過した放射光Ｌは光触媒膜８において光触媒分解を行った後、透過光Ｔとして室内を照明する。
【００５３】
上述したように、本発明では、光源ランプ５の反射笠１２に向き合う半表面５ａは光触媒膜を設けない光源ランプ面１０である。半表面という用語を用いているが、その表面積が光源ランプ５の外周面の半分であることを意味するのではない。反射笠１２に未減衰の放射光Ｌを照射するために必要な領域が光源ランプ面１０として開放されていることを意味しており、その開放面積の大きさは必要に応じて自在に変更される。そのことは、光触媒膜８が形成される反対側半表面５ｂの面積においても同様である。
【００５４】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々の変形例・設計変更等をその技術的範囲内に包含するものであることは言うまでもない。
【００５５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、光源ランプの反射笠に対向する対向側半表面は光源ランプ面のままとし、反射笠と逆側の反対側半表面には光触媒膜を形成する光触媒光源ランプが提供される。対向側半表面の光源ランプ面からは未減衰の放射光が射出され、反射笠の光反射面に形成された光触媒膜を高強度の放射光で励起して、反射笠による光触媒分解を高効率化する。同時に、光源ランプの反対側半表面に形成された光触媒膜では、透過光による光触媒分解が実現でき、反射笠と光源ランプの両者による光触媒分解の全体効率を改善して、市場ニーズに応える光触媒光源装置の実用装置を実現できる。
【００５６】
第２の発明によれば、光源ランプの可視光により効率的に励起される可視光応答型光触媒から光触媒膜を形成するので、照明用の光源ランプを用いて照明と光触媒分解の両者を達成する光触媒光源ランプを実現できる。
【００５７】
第３の発明によれば、ルチル型酸化チタン光触媒粒子に金属超微粒子を担持させた金属超微粒子担持光触媒粒子を用いて光触媒膜を形成するから、青色可視光光源を励起光源として使用できる。また、ルチル表面に担持されたナノサイズの金属超微粒子により量子相互作用が形成され、励起電子を効率的に表面に排出してＯ_２をＯ_２ ⁻へと還元し、この大量生成されるＯ_２ ⁻により有害な有機物質を強力に分解できる。
【００５８】
第４の発明によれば、金属超微粒子担持光触媒粒子を分散混合したシリカゲル膜を光触媒膜とした光触媒光源ランプが提供される。シリカゲル膜は多孔性ゲル膜であるから、無数の連続孔に有機物質を吸着でき、分散された光触媒粒子により吸着有機物質を高効率に分解できる。シリカゲル膜は高親水性膜であるから、化学吸着水や物理吸着水を大量に吸着しており、光励起生成された正孔により水分をＯＨラジカルへと転換させ、このＯＨラジカルの強酸化力により有機物質を効率的に酸化分解できる。
【００５９】
第５の発明によれば、反対側半表面に光触媒膜を形成した光触媒光源ランプと、対向側半表面に対向させて反射笠を配置し、反射笠の光反射面に光触媒膜を形成した光触媒光源装置が提供される。光触媒光源ランプの可視光は反対側半表面の光触媒膜を透過して有機物質を光触媒分解して室内を照明し、対向側半表面を減衰せずに透過した可視光は反射笠の大面積の光触媒膜により効率的に有機物質を光触媒分解し、その後反射して室内を照明する。光源ランプの可視光を光触媒分解と照明の両者に効率活用した実用的な光触媒光源装置を実現できる。
【００６０】
第６の発明によれば、光源ランプの可視光により効率的に励起される可視光応答型光触媒から光触媒膜を形成した光触媒光源装置が提供される。光触媒光源ランプと反射笠と可視光応答型光触媒の組み合わせにより、室内照明と光触媒分解を同時達成でき、清浄な居住空間や職場空間を作り上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置の第１実施形態の概略断面図である。
【図２】本発明に係る光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置の第２実施形態の概略斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明に係る光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置の第３実施形態の概略断面図である。
【図５】従来の光触媒光源ランプ及び光触媒光源装置の概略断面図である。
【符号の説明】
２は光触媒光源装置、４は光触媒光源ランプ、５は光源ランプ、５ａは対向側半表面、５ｂは反対側半表面、８は光触媒膜、９は全面光触媒膜、１０は光源ランプ面、１２は反射笠、１４は笠本体、１６は光触媒膜、１８は取付部、２０は吊具、２２は固定部、２４は天井、Ｌは放射光、Ｒは反射光、Ｔは透過光。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photocatalytic light source lamp in which a photocatalytic film is formed on the outer peripheral surface of a light source lamp for illumination and photocatalytic decomposition of a harmful organic substance in a room is performed by visible light emitted from the light source lamp. The light source lamp surface is not formed on the opposite half-surface facing the reflective shade on the surface, and the photocatalyst film is formed on the light reflective surface of the reflective shade, and the visible light with high intensity transmitted through this light source lamp surface. The present invention relates to a photocatalyst light source lamp and a photocatalyst light source device that irradiates a photocatalyst film of a reflective shade to improve the efficiency of photocatalytic decomposition on the surface of the reflective shade.
[0002]
[Prior art]
In general, anatase-type titanium oxide (hereinafter referred to as anatase) is widely used as a photocatalyst. As an air purifier using this anatase, anatase is applied to a large number of inner wall surfaces of a honeycomb-shaped catalyst carrier, and indoor air is circulated through this catalyst carrier to irradiate ultraviolet rays or the like in a minute space of the catalyst carrier. An apparatus for photocatalytic decomposition of harmful organic substances contained in air has been proposed.
[0003]
However, since the band gap energy of anatase is 3.20 eV, the excitation wavelength of light is limited to ultraviolet rays harmful to organisms (including humans) of 388 nm or less, and an ultraviolet light source such as black light is used as an excitation light source. It was. Therefore, the conventional air purifier employs a structure in which the ultraviolet light source is sealed in the housing so that the ultraviolet light does not leak into the room in order to prevent danger due to the ultraviolet light.
[0004]
However, although it is possible to introduce ultraviolet rays into every corner of the pores of the honeycomb, it is difficult to irradiate perpendicularly to the pore surface in order to increase the excitation probability. Therefore, the air purifier having such a structure requires a long time to decompose harmful organic components in the air. Since living in the room is always carried out, it is difficult to purify by photocatalytic decomposition to such an extent that a bad odor is generated immediately even if part of the air is purified, and the purification in the room can be perceived sensuously.
[0005]
On the other hand, fluorescent lamps and light bulbs used for indoor lighting mainly generate visible light, and ultraviolet light is extremely weak and hardly contained. Experience has shown that this light is harmless to living organisms. However, since it is also true that anatase cannot be excited by visible light alone, it is difficult to apply anatase to harmless fluorescent lamps and light bulbs to photodegrade harmful substances in the room. Even if used, the photocatalytic effect is small.
[0006]
Hereinafter, a fluorescent lamp will be described as an example of the illumination light source. Considering the light emission principle of a fluorescent lamp, ultraviolet rays generated by the internal discharge of mercury are converted into visible light by a fluorescent film on the inner surface of the fluorescent lamp, and the visible light is emitted to the outside to illuminate the room. However, since it is difficult to completely absorb the discharge ultraviolet rays by the fluorescent film, some ultraviolet rays leak from the fluorescent lamp into the room.
[0007]
This led to the idea of using this leaked ultraviolet light for photocatalytic degradation. That is, if anatase is formed on the outer peripheral surface of a glass tube of a fluorescent lamp, the anatase is excited by the leaked ultraviolet light, and harmful organic substances contained in indoor air adhere to the anatase surface and can be photocatalytically decomposed by the ultraviolet light. . Moreover, since the leaked ultraviolet rays are absorbed by the anatase, the safety of the fluorescent lamp is further enhanced.
[0008]
Therefore, in recent years, photocatalytic fluorescent lamps in which anatase is actually applied to the outer peripheral surface of the fluorescent lamp and anatase is applied to the surface of the fluorescent lamp's reflection shade have been provided to the market. Visible light from a fluorescent lamp illuminates the interior of the room, and the leaked ultraviolet light acts on the anatase film to photocatalytically decompose harmful substances.
[0009]
FIG. 5 is a schematic sectional view of this conventional photocatalytic light source lamp and photocatalytic light source device. The photocatalytic light source device 2 is configured by combining a photocatalytic light source lamp 4 and a reflective shade 12. The photocatalyst light source lamp 4 is configured by forming an entire photocatalyst film 9 on the entire outer peripheral surface of a light source lamp 5 made of a circle fluorescent lamp. The reflective shade 12 is formed by forming a photocatalytic film 16 on the light reflective surface (inner surface) of the shade body 14, and is suspended and fixed to the ceiling 24 via the attachment portion 18, the hanging tool 20, and the fixing portion 22. Yes.
[0010]
The entire surface photocatalyst film 9 of the light source lamp 5 and the photocatalyst film 16 of the reflecting shade 12 are composed of an anatase gel film formed by a titanium sol-gel method. That is, a titanium sol solution in which tetraethoxy titanium, water, ethanol and hydrochloric acid are mixed is prepared. This titanium sol solution is applied to the entire surface of the light source lamp 5 and also applied to the inner surface which is the reflective surface of the shade body 14. By aging this titanium sol film, an anatase gel film is formed, and the entire photocatalyst film 9 and photocatalyst film 16 are formed.
[0011]
When the photocatalyst light source lamp 4 is turned on, the transmitted light T transmitted through the entire photocatalyst film 9 is emitted to the surroundings, and the transmitted light T is reflected by the reflection shade 12 and irradiated with the reflected light R downward. Therefore, the indoor illumination light is transmitted light T and reflected light R.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the photocatalyst light source lamp 4 and the photocatalyst light source device 2 cannot exhibit a sufficient photocatalytic effect due to the following two causes. First, since the entire photocatalyst film 9 is formed on the entire outer peripheral surface of the light source lamp 5, the intensity of the transmitted light T decreases due to light absorption by the entire photocatalyst film 9. Since the transmitted light T whose intensity has been reduced is applied to the reflecting surface of the reflecting shade 12, the photocatalytic decomposition force of the photocatalytic film 16 of the reflecting shade 12 is reduced accordingly.
[0013]
The area of the photocatalytic film 16 of the reflective shade 12 is considerably larger than the area of the entire surface photocatalytic film 9 of the light source lamp 5. Even if the photocatalytic decomposition by the entire surface photocatalytic film 9 is performed strongly, if the photocatalytic decomposing power by the large-area photocatalytic film 16 is reduced, the overall photocatalytic decomposing power of the entire light source device is reduced.
[0014]
In other words, since the transmitted light T is lower in intensity than the radiated light L output from the light source lamp 5, as long as the transmitted light T is applied to the photocatalytic film 16 of the reflective shade 12, the photocatalytic decomposition force in the photocatalytic film 16. It goes without saying that it is reduced. This problem must be technically solved at all.
[0015]
Second, there is a limit of anatase as a photocatalyst applied to fluorescent lamps. Since anatase is a photocatalyst having a high ultraviolet response, the reactivity with respect to visible light emitted from a fluorescent lamp is extremely low. Further, in recent fluorescent lamps, the safety of ultraviolet rays has been enhanced compared to the conventional one, and the amount of leaked ultraviolet rays radiated indoors is extremely small. That is, the photocatalytic decomposition ability of anatase is not sufficiently expressed by such a small amount of leaked ultraviolet rays.
[0016]
This problem is an essential problem of the anatase photocatalyst itself. That is, the light source lamp 5 that illuminates the room naturally emits visible light for illumination, but since anatase has a property of responding to ultraviolet rays, it is difficult to be excited by visible light. . For this reason, anatase has been conventionally used in combination with an ultraviolet light source, and it is considered that there is a problem in combining anatase with a visible light source.
[0017]
Accordingly, the first object of the present invention is to provide a photocatalytic light source lamp that directly reaches the reflecting shade of the unattenuated radiant light emitted from the light source lamp by improving the film structure of the photocatalytic film formed on the light source lamp. It is to be. The second object of the present invention is to provide a photocatalyst light source lamp and a photocatalyst light source device which can be strongly photocatalytically decomposed by visible light for illumination by forming a photocatalyst film having high visible light responsiveness on the photocatalyst light source lamp and the reflective shade. It is to be.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The photocatalytic light source device according to the present invention is made to solve the above-mentioned problems, and the first invention is a light source lamp for illumination used in combination with a reflective shade, the outer peripheral surface of the light source lamp In this photocatalyst light source lamp, the opposite half surface facing the reflective shade is a light source lamp surface, and a photocatalytic film is formed on the opposite half surface facing the reflective shade. Since the opposite half surface is a light source lamp surface on which no photocatalyst film is formed, the radiated light from the light source lamp is irradiated to the reflective shade from the light source lamp, and the photocatalyst membrane on the reflective surface of the reflective shade is irradiated with high intensity. Light can reach and photocatalytic decomposition on the reflecting surface can be made highly efficient. In addition, since the photocatalytic film is formed on the opposite half surface, this photocatalytic film can realize photocatalytic decomposition by transmitted light, and can improve the overall efficiency of photocatalytic decomposition by the reflective shade and the light source lamp.
[0019]
A second invention is a photocatalytic light source lamp in which a photocatalytic film is formed from a visible light responsive photocatalyst that is efficiently excited by visible light emitted from a light source lamp. Since visible light is emitted from the light source lamp for illumination, a photocatalyst light source lamp with improved effectiveness of photocatalytic decomposition can be realized using a photocatalyst excited with high efficiency by the visible light.
[0020]
A third invention is a photocatalyst light source lamp in which a photocatalyst film is formed by dispersing metal ultrafine particle-supported photocatalyst particles in which metal ultrafine particles are supported on rutile titanium oxide photocatalyst particles. Since rutile has a band gap energy of 3.05 eV and is excited by blue visible light and ultraviolet light of about 407 nm or less, rutile is a typical visible light responsive photocatalyst. Moreover, since the rutile surface carrying the nano-sized metal ultrafine particles, between the rutile and metal ultrafine particles is in the quantum resonant tunneling state, the O ₂ by discharging the excited electrons to efficiently surface efficiently with the O ₂ ^- reduced to, the O ₂ ^- makes it possible to decompose harmful organic substances.
[0021]
A fourth invention is a photocatalytic light source lamp in which a photocatalytic silica gel film formed by applying a silica sol solution mixed with ultrafine metal particle-supported photocatalyst particles to a light source lamp and then gelling is used as a photocatalytic film. The silica gel film is a porous gel film, and an organic substance can be adsorbed in the infinite number of continuous pores, and the adsorbed organic substance can be efficiently decomposed by the photocatalyst particles. In addition, the silica gel film is a highly hydrophilic film that adsorbs a large amount of chemically adsorbed water and physically adsorbed water on the surface, and forms OH radicals with high oxidizing power from moisture by holes generated by photoexcitation. The organic substance can be efficiently oxidized and decomposed by the OH radical.
[0022]
According to a fifth aspect of the present invention, a photocatalyst light source lamp having a photocatalyst film formed on the opposite half surface, a reflective shade is disposed opposite the opposite half surface of the photocatalyst light source lamp, and the photocatalyst membrane is disposed on the light reflective surface of the reflective shade. It is the formed photocatalyst light source device. Visible light emitted from the photocatalyst light source lamp passes through the photocatalyst film on the opposite half surface, illuminates the interior while photocatalytically decomposing the organic substance, and visible light transmitted without attenuating the opposite half surface is reflected by the reflective shade. An organic substance can be efficiently photocatalyzed by the photocatalyst film, and then reflected to illuminate the room. Therefore, there is an advantage that an organic substance can be efficiently decomposed by photocatalyst by effectively utilizing the photocatalyst film formed on the reflective shade.
[0023]
A sixth invention is a photocatalytic light source device in which a photocatalytic film is formed from a visible light responsive photocatalyst that is efficiently excited by visible light emitted from a photocatalytic light source lamp. By combining a photocatalyst light source lamp, a reflective shade and a visible light responsive photocatalyst, harmful organic substances in the room can be efficiently decomposed by illumination light, and a clean living space and workplace space can be created.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As a result of diligent studies to improve the photocatalytic light source device, the inventors have stopped forming the photocatalytic film on the entire surface of the light source lamp, the area irradiated with the reflective shade is a light source lamp surface without the photocatalytic film, It has been conceived that the photocatalytic film can be made highly efficient by forming the photocatalytic film only in the region where the light is directly irradiated.
[0025]
That is, of the outer peripheral surface of the light source lamp, the half surface facing the reflection shade (opposite side half surface) is a light source lamp surface not provided with a photocatalyst film, and the half surface opposite to the reflection shade (opposite side half surface), A photocatalytic film is formed on the half surface facing the interior of the light source lamp.
[0026]
The radiated light L from the light source lamp passes through the opposite half surface without being absorbed, and is irradiated onto the light reflecting surface of the reflecting shade. Photocatalytic decomposition proceeds strongly on the entire surface of the large-area photocatalytic film formed on the light reflecting surface by the high-intensity radiation light. The emitted light is reflected by the light reflecting surface and travels indoors, and the reflected light R acts as room illumination light.
[0027]
On the other hand, about half of the emitted light from the light source lamp passes through the photocatalytic film on the opposite half surface, and in this process, harmful organic substances are decomposed by photocatalytic decomposition. The transmitted light T travels straight into the room as it is and acts as room illumination light. Accordingly, the reflected light R and transmitted light T function as room illumination light after photocatalytic decomposition.
[0028]
Further, since the light source lamp is intended for illumination, it needs to be visible light, and a light source containing a relatively large amount of ultraviolet rays is dangerous. Therefore, the light source lamp needs to be a visible light lamp such as a fluorescent lamp or a white light bulb.
[0029]
Therefore, the photocatalyst film formed on the outer peripheral surface of the light source lamp for illumination or the surface of the reflective shade needs to be composed of a visible light responsive photocatalyst. However, since the photocatalyst used in the conventional light source device is anatase, and this anatase is a UV-responsive photocatalyst, there is a weak point that anatase cannot achieve sufficient photocatalytic degradation.
[0030]
In the present invention, by using a visible light responsive photocatalyst in the light source device, the photocatalytic decomposition ability of the light source device is enhanced. In the present invention, all photocatalysts that respond to visible light can be used. As an example of a visible light responsive photocatalyst, there is a photocatalyst composed of rutile fine particles carrying metal ultrafine particles (metal nanoparticles).
[0031]
As described above, rutile has a band gap energy of 3.05 eV and an excitation wavelength of 407 nm or less. On the other hand, the band gap energy of anatase is 3.20 eV, and its excitation wavelength is 388 nm or less. Therefore, rutile has an advantage that blue visible light having an excitation wavelength longer than that of anatase by 19 nm can be used. .
[0032]
In addition, since rutile supports ultrafine metal particles having a particle size of 1 to 5 nm, particularly 1 to 2 nm, quantum interaction (quantum resonance tunneling) appears between the metal nanoparticles and rutile, and this quantum action causes anatase. Can achieve high-efficiency photocatalytic degradation that was not observed.
[0033]
When the particle size of the metal nanoparticles is reduced to about 1 to 2 nm, the wave function of the conduction electrons of the metal nanoparticles greatly expands to the left and right, and is considered to extend to the inside of the rutile particles to which the metal nanoparticles are fixed. . Therefore, it is considered that quantum interaction occurs between the electrons of the rutile particle and the metal nanoparticle, and quantum resonance tunneling occurs. That is, the electrons photoexcited in the rutile particles immediately move to the metal nanoparticles, and O ₂ existing outside is immediately reduced to O ₂ ⁻ , and this O ₂ ⁻ strongly oxidizes and decomposes harmful organic substances.
[0034]
If the ultrafine metal particle-supported rutile particles that respond to visible light are used as a photocatalyst, they respond sufficiently to not only ultraviolet rays but also blue visible light. If this rutile photocatalyst is used for a light source device for illumination, it can function as a photocatalyst light source as well as an illumination light source.
[0035]
In the present invention, a silica sol solution mixed with photocatalyst particles is applied in the form of a film on the surface of a light source lamp, a reflector or the like, and this film is gelled to form a photocatalyst film. The silica gel film is a porous film, and is exposed on this surface or the surface of the continuous pores, and countless photocatalyst particles are dispersed.
[0036]
Since the silica gel membrane is hydrophilic, it absorbs moisture in the air and contains a large amount of chemically adsorbed water and physical adsorbed water on the surface. Holes generated by light irradiation oxidize this water and generate a large amount of OH radicals having a strong oxidizing power. The porous silica gel membrane adsorbs a large amount of organic substances in the air and strongly oxidizes and decomposes the organic substances adsorbed by OH radicals.
[0037]
In particular, when using metal ultrafine particle-supported rutile particles as the photocatalyst particles dispersed in the silica gel film, the adsorption of harmful substances and moisture by the silica gel film, the generation of OH radicals by holes using the adsorbed water, Generation of O ₂ ⁻ by the metal ultrafine particles makes it possible to achieve strong photocatalytic decomposition.
Hereinafter, embodiments of a photocatalytic light source lamp and a photocatalytic light source device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0038]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of a photocatalytic light source lamp and a photocatalytic light source device according to the present invention. This photocatalyst light source device 2 is composed of a photocatalyst light source lamp 4 for illumination and a reflective shade 12 arranged on the upper side thereof.
[0039]
This photocatalytic light source lamp 4 has a light source lamp surface 10 that is not coated with a photocatalyst at all. A photocatalytic film 8 is formed on the opposite half surface 5b of the light source lamp 5 on the opposite side (inside the room) from the reflecting shade 12.
[0040]
The reflection shade 12 is configured by forming a photocatalytic film 16 on the light reflection surface of the shade body 14. The reflective shade 12 is suspended and fixed to the ceiling 24 via an attachment portion 18 at the center, a hanging tool 20 and a fixing portion 22.
[0041]
The photocatalyst film 8 of the light source lamp 5 and the photocatalyst film 16 of the reflective shade 12 are formed by forming a visible light responsive photocatalyst into a transparent film. In this embodiment, a photocatalytic film is formed by dispersing ultrafine metal particle-supported rutile powder in which ultrafine metal particles (metal nanoparticles) having a particle diameter of 1 to 2 nm are supported on rutile particles on a silica gel film by a silica sol-gel method.
[0042]
Since the silica gel film is transparent, it has a property of transmitting visible light. Since the photocatalytic substance is dispersed in this porous silica gel film, harmful organic substances existing in the indoor air are adsorbed in countless pores, and this adsorbed organic substance is absorbed by the photocatalytic substance using visible light. Photodegraded.
[0043]
The light source lamp 5 radiates visible light to the surroundings, and a part of the radiated light L passes through the photocatalyst film 8, and the organic substance adsorbed on the photocatalyst film 8 is photocatalytically decomposed in this transmission process. The transmitted light T goes straight and illuminates the room.
[0044]
The remainder of the radiated light L passes through the light source lamp surface 10 (opposing side half surface 5a) without being attenuated, and this radiated light L is incident on the photocatalytic film 16 of the reflective shade 12. The light irradiated to the photocatalyst film 16 is radiated light L. The incident light causes the organic substance adsorbed on the photocatalyst film 16 to be photocatalyzed. Thereafter, the reflected light R reflected by the light reflecting surface goes straight and illuminates the room.
[0045]
Since the area of the photocatalytic film 16 is the entire area of the inner surface of the reflecting shade 12, it is a considerably large area. Since the photocatalytic film 16 having a large area is excited by the radiated light L, the photocatalytic decomposition by the photocatalytic film 16 is performed with high efficiency.
[0046]
FIG. 2 is a schematic perspective view of a second embodiment of the photocatalytic light source lamp and the photocatalytic light source device according to the present invention. The light source lamp 5 is composed of a straight tube type fluorescent lamp, and a reflection shade 12 fitted with two light source lamps 5 and 5 is fixed to the ceiling.
[0047]
Opposite side half surfaces 5a and 5a of the light source lamps 5 and 5 facing the reflective shade 12 are light source lamp surfaces 10 and 10 having no photocatalyst film, and opposite side half surfaces 5b and 5b on the opposite side are photocatalysts. Films 8 and 8 are formed. The reflective shade 12 is formed by forming a photocatalytic film 16 over the entire light reflecting surface of the shade body 14.
[0048]
The emitted light L emitted from the light source lamps 5 and 5 is subjected to photocatalytic decomposition by the photocatalyst films 8 and 8 and then illuminates the room as transmitted light T. The radiated light L emitted from the opposite half surfaces 5a and 5a is applied to the reflective shade 12 and photocatalytic decomposition is performed by the photocatalytic film 16. Then, it reflects in the room as reflected light R and illuminates the room.
[0049]
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The photocatalyst light source device 2 is arranged with the reflecting shade 12 fixed to the ceiling 24, and shows a situation where the transmitted light T and the reflected light R illuminate the room.
[0050]
As shown in FIG. 3, the radiated light L passing through the light source lamp surface 10 excites the photocatalytic film 16 of the reflective shade 12 to perform photocatalytic decomposition, and the transmitted light T excites the photocatalytic film 8 of the light source lamp 5. It is understood that photocatalytic decomposition is performed. Thus, by forming the photocatalyst film 8 only on the opposite half surface of the light source lamp 5, the photocatalytic decomposition by the reflective shade 12 is made efficient, and the indoor illumination intensity is not reduced by the reflected light R and the transmitted light T. It is taken.
[0051]
FIG. 4 is a schematic sectional view of a third embodiment of the photocatalytic light source lamp and the photocatalytic light source device according to the present invention. The light source lamp 5 used in this embodiment is a light bulb lamp such as an incandescent lamp, and the opposite half surface 5a of the outer peripheral surface facing the reflecting shade 12 is a light source lamp surface 10 without a photocatalytic film, and the opposite half. A photocatalytic film 8 is formed on the surface 5b.
[0052]
The high-intensity radiated light L that has passed through the light source lamp surface 10 of the light source lamp 5 is applied to the photocatalyst film 16 of the reflective shade 12 to perform photocatalytic decomposition, and the reflected light R illuminates the room. The radiated light L transmitted through the photocatalyst film 8 undergoes photocatalytic decomposition in the photocatalyst film 8 and then illuminates the room as transmitted light T.
[0053]
As described above, in the present invention, the half surface 5a facing the reflecting shade 12 of the light source lamp 5 is the light source lamp surface 10 on which no photocatalytic film is provided. Although the term half surface is used, it does not mean that the surface area is half of the outer peripheral surface of the light source lamp 5. This means that an area necessary for irradiating the non-attenuated radiated light L to the reflecting shade 12 is open as the light source lamp surface 10, and the size of the open area can be freely changed as necessary. The The same applies to the area of the opposite half surface 5b where the photocatalytic film 8 is formed.
[0054]
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications, design changes, and the like within the technical scope without departing from the technical idea of the present invention.
[0055]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, there is provided a photocatalytic light source lamp in which the opposite half surface facing the reflection shade of the light source lamp remains the light source lamp surface, and a photocatalytic film is formed on the opposite half surface opposite to the reflection shade. Is done. Non-attenuated radiant light is emitted from the light source lamp surface on the opposite half surface, and the photocatalytic film formed on the light reflecting surface of the reflective shade is excited with high-intensity synchrotron radiation to efficiently decompose the photocatalyst by the reflective shade. Turn into. At the same time, the photocatalytic film formed on the opposite half surface of the light source lamp can achieve photocatalytic decomposition by transmitted light, improving the overall efficiency of photocatalytic decomposition by both the reflective shade and the light source lamp, and responding to market needs A practical device can be realized.
[0056]
According to the second invention, since the photocatalyst film is formed from the visible light responsive photocatalyst that is efficiently excited by the visible light of the light source lamp, both illumination and photocatalytic decomposition are achieved using the light source lamp for illumination. A photocatalytic light source lamp can be realized.
[0057]
According to the third aspect of the invention, the photocatalytic film is formed using the ultrafine metal particle-supported photocatalyst particles in which the ultrafine metal particles are supported on the rutile-type titanium oxide photocatalyst particles. Therefore, the blue visible light source can be used as the excitation light source. In addition, quantum interaction is formed by nano-sized ultrafine metal particles supported on the rutile surface, and excited electrons are efficiently discharged to the surface to reduce O ₂ to O ₂ ⁻ . ₂ ^- enables strong decompose harmful organic substances.
[0058]
According to the fourth invention, there is provided a photocatalyst light source lamp using a silica gel film in which ultrafine metal particle-supported photocatalyst particles are dispersed and mixed as a photocatalyst film. Since the silica gel film is a porous gel film, the organic substance can be adsorbed in innumerable continuous pores, and the adsorbed organic substance can be decomposed with high efficiency by the dispersed photocatalyst particles. Since the silica gel membrane is a highly hydrophilic membrane, it adsorbs a large amount of chemically adsorbed water and physically adsorbed water, and converts water into OH radicals by photoexcited holes, and the strong oxidizing power of these OH radicals Organic substances can be efficiently oxidized and decomposed.
[0059]
According to the fifth invention, the photocatalyst light source lamp in which the photocatalyst film is formed on the opposite half surface, the reflection shade is arranged opposite to the opposite half surface, and the photocatalyst film is formed on the light reflection surface of the reflection shade A light source device is provided. Visible light from the photocatalyst light source lamp passes through the photocatalyst film on the opposite half surface, photocatalytically decomposes the organic substance, illuminates the room, and visible light transmitted without attenuation on the opposite half surface is a large area of the reflective shade. An organic substance is efficiently photocatalyzed by the photocatalytic film, and then reflected to illuminate the room. A practical photocatalytic light source device that efficiently uses the visible light of the light source lamp for both photocatalytic decomposition and illumination can be realized.
[0060]
According to the sixth invention, there is provided a photocatalytic light source device in which a photocatalytic film is formed from a visible light responsive photocatalyst that is efficiently excited by visible light from a light source lamp. By combining the photocatalyst light source lamp, the reflective shade and the visible light responsive photocatalyst, indoor lighting and photocatalytic decomposition can be achieved simultaneously, and a clean living space and workplace space can be created.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a photocatalytic light source lamp and a photocatalytic light source device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view of a second embodiment of a photocatalytic light source lamp and a photocatalytic light source device according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a third embodiment of a photocatalytic light source lamp and a photocatalytic light source device according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic sectional view of a conventional photocatalytic light source lamp and a photocatalytic light source device.
[Explanation of symbols]
2 is a photocatalyst light source device, 4 is a photocatalyst light source lamp, 5 is a light source lamp, 5a is an opposite half surface, 5b is an opposite half surface, 8 is a photocatalyst film, 9 is a full photocatalyst film, 10 is a light source lamp surface, 12 is Reflective shade, 14 is a shade body, 16 is a photocatalyst film, 18 is a mounting portion, 20 is a hanging tool, 22 is a fixing portion, 24 is a ceiling, L is radiated light, R is reflected light, and T is transmitted light.

Claims

反射笠と組み合わせて使用される照明用の光源ランプであって、光源ランプのガラス管の外周面で反射笠に対向する対向側半表面は光源ランプ面とし、反射笠と反対側を向いている反対側半表面には粒径が１〜５ｎｍである金属超微粒子を担持したルチル型酸化チタン光触媒粒子を混合したシリカゲル膜を形成したことを特徴とする光触媒光源ランプ。It is a light source lamp for illumination used in combination with a reflective shade, and the opposite half surface facing the reflective shade on the outer peripheral surface of the glass tube of the light source lamp is a light source lamp surface and faces the opposite side of the reflective shade A photocatalyst light source lamp, wherein a silica gel film mixed with rutile-type titanium oxide photocatalyst particles carrying ultrafine metal particles having a particle diameter of 1 to 5 nm is formed on the opposite half surface.

光触媒光源ランプと反射笠から少なくとも構成される光触媒光源装置であって、前記光触媒光源ランプは光源ランプのガラス管の外周面で前記反射笠に対向する対向側半表面が光源ランプ面であり、前記反射笠と反対側を向いている反対側半表面には粒径が１〜５ｎｍである金属超微粒子を担持したルチル型酸化チタン光触媒粒子を混合したシリカゲル膜を形成し、前記反射笠は前記光触媒光源ランプの対向側半表面に対向するように配置されて光反射面に粒径が１〜５ｎｍである金属超微粒子を担持したルチル型酸化チタン光触媒粒子を混合したシリカゲル膜を形成し、前記光触媒光源ランプから放射される可視光は反対側半表面の前記光触媒シリカゲル膜を透過して有機物質を光触媒分解しながら室内を照明し、対向側半表面を透過した可視光は前記反射笠の光反射面で反射して有機物質を光触媒分解しながら室内を照明することを特徴とする光触媒光源装置。A photocatalytic light source device comprising at least a photocatalytic light source lamp and a reflective shade, wherein the photocatalytic light source lamp has an outer peripheral surface of a glass tube of the light source lamp, and a facing half surface facing the reflective shade is a light source lamp surface, A silica gel film mixed with rutile titanium oxide photocatalyst particles carrying ultrafine metal particles having a particle diameter of 1 to 5 nm is formed on the opposite half surface facing the opposite side of the reflective shade, and the reflective shade is the photocatalyst. Forming a silica gel film mixed with rutile titanium oxide photocatalyst particles arranged to face the opposite half-surface of the light source lamp and supporting ultrafine metal particles having a particle diameter of 1 to 5 nm on the light reflecting surface, and the photocatalyst Visible light emitted from the light source lamp passes through the photocatalytic silica gel film on the opposite half surface, illuminates the interior while photocatalytically decomposing the organic substance, and penetrates the opposite half surface. Miko photocatalyst light source device characterized by illuminating the room while photocatalytic degradation of organic material is reflected by the light reflecting surface of the reflector.