JPH11309202A - 光触媒用光源 - Google Patents

光触媒用光源

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JPH11309202A
JPH11309202A JP11817998A JP11817998A JPH11309202A JP H11309202 A JPH11309202 A JP H11309202A JP 11817998 A JP11817998 A JP 11817998A JP 11817998 A JP11817998 A JP 11817998A JP H11309202 A JPH11309202 A JP H11309202A
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JP
Japan
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photocatalyst
light
led
light source
substrate
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JP11817998A
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Hideyuki Kimura
秀行 木村
Sadao Mori
貞雄 森
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光触媒に照射する光源の寿命の確保が難しい。 【解決手段】光源を小さな多数のLEDを基板上に狭い
間隔で並置したLED碁盤目状ユニットで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、抗菌,脱
臭,防汚等の機能が要求される清潔・衛生志向の家電品
等々に用いられる光触媒担持部材に光を効率よく照射す
る光触媒用光源に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光触媒に関する従来技術として、特開平
1−234729号公報および特開平7−270044号公報がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の特開平
1−234729 号公報では、エアコン等の空気調和機の室内
ユニット内に光触媒を担持した吸着剤と光源を設け、脱
臭を行っている。また、上記従来技術の特開平7−27004
4 号公報では、冷蔵庫内に光触媒からなるガス分離部材
と紫外線を照射する光源を設け、野菜等から放出される
成長促進成分を除去し、野菜等の長期保存を可能にして
いる。
【0004】しかしながら、これらの従来技術では、い
ずれも光触媒を担持した一つの部材に対して大きな光源
が一個であり、その光源が故障すると光触媒機能は低
下、または全く機能しなくなってしまい、信頼性が著し
く低下してしまうという問題がある。また、光触媒を担
持した部材の面積が大きいと、光源の光が面全体に十分
に効率よく届かないこともある。
【0005】本発明の目的は、光源もしくはその光源の
一部が故障しても、光触媒を担持した抗菌・脱臭対象部
材の光触媒機能を十分に維持できる信頼性の高い光触媒
用光源を提供することにより光触媒機能の長期安定化を
図ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、光を受けて触媒機能を発揮する光触媒
により表面が形成された抗菌・脱臭対象部材に該光を照
射する光源を、複数個の発光ダイオード(LED;Light
Emitting Diode)を組み合わせて並置したLEDユニッ
トにより構成した。さらに、該LEDユニットを多数の
小さなLEDを基板上に碁盤目状に規則正しく並べたL
ED碁盤目状ユニットとした。さらに、該LED碁盤目
状ユニットでは、基板上に碁盤目状に配置した小さなL
ED間を空気が容易に貫通する流路孔を該基板に設け
た。
【0007】前記構成の本発明では、光触媒用光源が多
数の小さなLEDにより構成されているため、その内の
一個または一部が故障しても、それ以外の多くのLED
が点灯していれば、光触媒の光触媒機能を持続・維持で
き、信頼性の非常に高い光触媒機能を得ることができ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る光
触媒用光源の構造を、図1以降の図をもとに説明する。
図1は光触媒用光源と光触媒担持部材の配置構成例を示
す側面図で、図2は図1のX−Y断面の矢示図である。
【0009】1が光5を発光するLED(発光ダイオー
ド;Light Emitting Diode)、2が該LEDをリードフ
レームにより取り付ける基板で、該LED1は小径で、
該基板2面上に多数配置されている。ここでは、多数の
小さな前記LEDが基板2上に碁盤目状に規則正しく配
置され、LED碁盤目状ユニット6を構成している。な
お、配列方式は碁盤目状でなく千鳥状であっても差し支
えない。また、状況によっては規則正しく配置されてい
なくてもよい。
【0010】そして、3は表面に光触媒4を担持した光
触媒担持部材で、該光触媒4は光の照射により抗菌,脱
臭,防汚等の機能を発揮する。光触媒4は光触媒担持部
材3の表面に接着剤やバインダー等で貼り付けてもよい
し、該光触媒担持部材3の中に直接練り込んでもよい。
【0011】このように構成すると、光源LED1から
の光5が光触媒4に照射されて該光触媒4の光触媒機能
が発揮され、周囲流体、たとえば空気や水から光触媒4
に付着した細菌,雑菌,悪臭,汚れ等の殺菌,脱臭およ
び抑制,防止が効率よく行われる。
【0012】本発明の光源は、小さな多数のLED1が
基板2上に狭い間隔で並置されたLED碁盤目状ユニッ
ト6で構成されているため、光触媒担持部材3上のある
点(場所)の光触媒、たとえば4aは少なくとも二つの
光源(LED)1a,1bからの光5a,5bがそれぞ
れ照射されている。このため、一つのLED、たとえば
LED1aが故障して光5aが届かなくなっても、光触
媒4aにはもう一つのLED1bからの光5bが照射さ
れており、光触媒機能は若干低下するものの、ほぼ安定
して長期的に維持される。それ以外の場所の光触媒4に
ついても同様である。
【0013】このため、本発明の光触媒用光源により、
光源であるLED1の故障によって光触媒機能が低下、
および全く機能しなくなるということがなく、信頼性の
非常に高い光源、LED碁盤目状ユニット6とそれによ
る光触媒機能を提供できる。
【0014】図1において、LED碁盤目状ユニット6
と光触媒担持部材3間の抗菌・脱臭等の対象流体、たと
えば空気等は流れない静止流体でもよいが、たとえば矢
印7方向のように光触媒4面に並行に流れる流体であっ
てもよい。
【0015】なお、光源LED1の故障により部分的に
光触媒機能が低下または停止することが許される場合
は、図3および図4のように各LED間の間隔Pを広げ
てLED1の個数を少なく配置してもよい。この場合、ある
場所の光触媒、たとえば光触媒4aはLED1aの光5
aによってのみ照射されており、その光源LED1aが
故障すると、その部分の光触媒4aは光触媒機能を失う
ことになる。
【0016】次に、本発明の他の実施例を図5以降に述
べる。図5の8は光触媒4が担持された雑菌,悪臭等の
捕獲用フィルターであり、エアコン等の空気調和機や空
気清浄機等に広く利用されるフィルターである。該フィ
ルター8では、抗菌・脱臭の対象となる空気は矢印7の
ようにフルター8を貫通(図では左→右)する方向に流
れる。図5では該フィルター8が光源であるLED碁盤
目状ユニット6の上流側に設けられているが、図6のよ
うに該フィルター8がLED碁盤目状ユニット6の下流
側に設けられていてもよい。
【0017】該フィルター8では、抗菌・脱臭の対象と
なる空気は矢印7のようにフィルター8を貫通する方向
に流れるため、LED碁盤目状ユニット6も該空気7が
容易に貫通できるように構成するのが好ましい。このた
め、本発明のLED碁盤目状ユニット6では、基板2上
に碁盤目状に配置した小さなLED1間を空気7aが容
易に貫通できる流路孔9を該基板2に設けている。該流
路孔9の形状は、図7のように円状でもよいし、図8の
ように細長いスリット状でもよく、できる限り通路抵抗
の小さい形状,数,構成が望ましい。
【0018】このように構成すると、たとえば図5で
は、対象となる空気7の雑菌,悪臭および汚れ等がフィ
ルター8に捕獲されて光触媒4に接触し、下流に設けら
れたLED碁盤目状ユニット6の光源であるLED1か
らの光5を受けて該光触媒4が光触媒機能を発揮して、
抗菌,脱臭、および防汚等の処理が効率よく行われる。
【0019】一方、清浄化した空気7は該フィルター8
を通過後、LED碁盤目状ユニット6に至り、基板2に
設けられた多数の流路孔9(または流路スリット10)
を容易に貫通・通過して排気される。
【0020】この場合も、小さな多数のLED1が基板
2上に、流路孔9を確保できる範囲でありながら、狭い
間隔で並置されたLED碁盤目状ユニット6で構成され
ているため、フィルター8上のある場所の光触媒4は少
なくとも二つの光源(LED1)からの光5がそれぞれ
照射されているため、一つのLED1が故障しても、光
触媒4にはもう一つのLED1からの光5が照射されて
おり、光触媒機能は長期的に維持され、信頼性の非常に
高い光源、LED碁盤目状ユニット6とそれによる光触
媒機能を提供できる。
【0021】なお、たとえば図5において、フィルター
8を貫通した空気7はLED碁盤目状ユニット6の前方
で、基板2に並行(図では上下方向)に流れる構成であ
ってもよい。この場合、当然、基板2には流路孔9が不
要となる。
【0022】次に、光触媒4とLED1の具体例を述べ
る。
【0023】本発明に利用できる光触媒は、特に材料が
限定されるものではないが、現在は、効果・性能,信頼
性,価格等々の面で、酸化チタン(TIO2 )の利用が
最も好ましい。該酸化チタンの励起エネルギーは約3e
vで、波長約380nmの紫外線に相当する。このた
め、酸化チタン(光触媒)に照射するLEDからの光は
波長が380nm付近、たとえば350nmから400
nm程度の紫外線が望ましい。該波長域の紫外線を得る
LEDの発光スペクトルの例を図9に示す。
【0024】曲線Aは光強度のピークがちょうど波長3
80nm付近にあるLEDで、強い紫外線が必要な酸化
チタンに照射するLEDとしては最も望ましいといえ
る。このため、光触媒として酸化チタンを用いる場合、
前記曲線Aに近い特性を持つLEDを多数利用すればよ
い。なお、曲線Aに近い特性を持つ理想的なLEDがな
い場合は、曲線Bに近い特性(光強度のピークが可視光
域)を持つLEDを用いてもよい。このとき利用するL
EDに、曲線Bの紫外線域に光強度の小さなピ―クBA
があれば、その光源LEDの何パーセントかの光(紫外
線)を利用することができる。
【0025】なお、別種類の光触媒を利用する場合、そ
の励起エネルギーは酸化チタンの場合と異なるので、そ
の光触媒に適した波長を有する光を利用しなければなら
ない。この場合も、図9で説明した方法と同様のことを
考えればよい。
【0026】次に、光触媒機能の強さを変化させる光源
LEDの制御方法の例を、図1を用いて述べる。一般に
は、光触媒はあらかじめ対象部材に担持されているの
で、作動中にその量を制御して光触媒機能を変化させる
ことは不可能である。このため、光源LEDの光強度を
変化させて光触媒機能を制御する方法が有効である。
【0027】まず一つは、点灯させる光源LED1の個
数を制御する方法である。本発明では、光触媒4の各部
分は少なくとも二つ以上のLED1により光5が照射さ
れているため、すべてのLEDを点灯した場合、二つの
LEDからの光が重なり光強度が最強となる。これに対
し、本発明ではLEDを一つおきに点灯させても光触媒
機能を維持でき、この場合が光強度最弱となる。このた
め、前記二つのLED点灯条件の切り替えにより二種類
の光強度を容易に得ることができる。
【0028】もう一つは、点灯させる光源LED1に供
給する電源入力、つまり電流または電圧を制御する方法
である。たとえば、LEDの順電流を零mAから順次増
加させると、光強度はそれに比例して増加するため、該
光強度を無段階に制御できるという特徴がある。
【0029】以上に述べた二つの制御方法は、それぞれ
単独で利用してもよいし、両者を組み合わせて利用して
もよい。
【0030】さらに別の制御として、光触媒4表面に雑
菌,汚れ等がなく光触媒機能を発揮させる必要がない場
合は、すべてのLED1を消灯してもよい。また、光触
媒4表面への雑菌,汚れ等の付着に分布を持つ場合は、
分布に応じて光触媒の各部分に供給する各LED1から
の光5の光強度を、個々のLED1への供給電力を調整
することにより変化させてもよい。ただし、これらの制
御法においては、雑菌,汚れ等の付着状況を検出するセ
ンサが必要になることが多い。
【0031】また、本発明で述べた光触媒に、光がなく
ても触媒機能を発揮する金属および希土類元素等で構成
される抗菌・脱臭材を混在させて対象部材に担持させて
もよい。該抗菌・脱臭材としては、銀,銅,亜鉛,す
ず,鉛,チタン,マグネシウム系等が利用できる。この
ように構成すれば、たとえば停電等により光が遮断され
た場合も、光触媒以外の抗菌・脱臭材がその機能(抗
菌,脱臭等)を代役してくれる。
【0032】また、本発明で述べた光触媒担持材料は、
家電品によく利用されるポリプロピレン,ナイロン、お
よび前記材質の複合材等のプラスチック系であってもよ
いし、その他の材料,金属,非金属,セラミック等であ
っても差し支えない。
【0033】さらに、本発明において、光源であるLE
D1のそれぞれの表面にも光触媒を担持してもよいし、
該LED1を取り付ける基板2の表面等にも光触媒を担
持してもよい。この場合、各LED1に担持した光触媒
は、LED1自身の光により光触媒機能を発揮すること
になる。
【0034】
【発明の効果】本発明の小さな多数のLEDを碁盤目状
に並べたユニット状の光触媒用光源により、光源である
LEDの故障によって光触媒機能が全く機能しなくなる
ということがなく、信頼性の非常に高い光触媒用光源と
それを利用した光触媒機能を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例であるLED碁盤目状ユニット
と光触媒担持材料とを有する光触媒用光源の側面図。
【図2】図1のX―Y断面矢示図。
【図3】本発明のLED間隔の広いLED碁盤目状ユニ
ットを有する光触媒用光源の側面図。
【図4】図3のX―Y断面矢示図。
【図5】本発明のLED碁盤目状ユニットとフィルター
を有する光触媒用光源の側面図。
【図6】本発明の上流側にあるLED碁盤目状ユニット
を有する光触媒用光源の側面図。
【図7】図5の流路孔を有する基板の平面図。
【図8】本発明の流路スリットを有する基板の平面図。
【図9】本発明のLEDの発光スペクトルを説明する発
光スペクトル特性図。
【符号の説明】
1…LED、2…基板、3…光触媒担持部材、4…光触
媒、5…光、6…LED碁盤目状ユニット、7…空気流、
8…フィルター、9…流路孔、10…流路スリット。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光を受けて触媒機能を発揮する光触媒によ
    り表面が形成された光触媒担持部材に該光を照射する光
    源が、複数個の発光ダイオード(LED)を組み合わせ
    て並置したLEDユニットにより構成されていることを
    特徴とする光触媒用光源。
  2. 【請求項2】該LEDユニットを構成するLEDは、紫
    外線を含んだ光線を発光する光源であることを特徴とす
    る請求項1記載の光触媒用光源。
  3. 【請求項3】該LEDユニットは多数の小さなLEDを
    基板上に碁盤目状に並ベたLED碁盤目状ユニットであ
    ることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の光触媒
    用光源。
  4. 【請求項4】該LED碁盤目状ユニットにおいて、基板
    上に碁盤目状に配置した小さなLED間を空気が容易に貫
    通する流路孔を該基板に設けたことを特徴とする請求項
    1から請求項3のいずれか1項記載の光触媒用光源。
JP11817998A 1998-04-28 1998-04-28 光触媒用光源 Pending JPH11309202A (ja)

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