(57)【要約】【課題】  導入された気体や液体の浄化，浄水，脱臭，殺菌，防汚等の浄化を高効率に実施できると共に、小型でコンパクトにまとめられ、任意の場所に容易に設置可能な小型高効率光触媒ユニットを提供する。【解決手段】  小型高効率光触媒ユニット１は半球状レンズ５を一定ピッチで配置する整流板２と、この整流板２を半ピッチだけずらして上下に配置した空間８内につづら状に直角に折り曲げられて介設される波形触媒体３の板体６と、光源４のＬＥＤ７等とからなる。ＬＥＤ７からの拡散光により板体６に触媒作用を発生させ、隙間９と突起部１０によって導入された空気１１に乱流と撹拌作用を与える。これによって高効率の触媒作用を生じさせることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体や液体の浄化を脱臭，殺菌，防汚を行う光触媒ユニットであって、該ユニットは、半弧状レンズを一定間隔（ピッチ）で複数個配設する整流板と、前記半弧状レンズと半ピッチずれて上下に相対向して配置される一対の前記整流板間の隙間内につづら折り状に介在する波形触媒体と、前記半弧状レンズの焦点よりも後方に配置されて前記半弧状レンズ側に投光する光源とを有し、前記気体や液体が前記半弧状レンズと波形触媒体との間を通過すべく形成されることを特徴とする小型高効率光触媒ユニット。
【請求項２】
前記波形触媒体が、直角に折り曲げられて連設する板体からなり、前記整流板が、半球状の前記半弧状レンズ（半球状レンズ）からなり、前記板体の折り曲げ空間内に前記半球状レンズを前記板体に近接して配置されるものからなることを特徴とする請求項１に記載の小型高効率光触媒ユニット。
【請求項３】
前記光源が、４００ｎｍ以下の波長をもつ紫外線発射光源であることを特徴とする請求項１又は２に記載の小型高効率光触媒ユニット。
【請求項４】
前記紫外線発射光源がＬＥＤであることを特徴とする請求項３に記載の小型高効率光触媒ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体や液体を浄化する光触媒ユニットに係り、特に、コンパクトの小形構造からなり、通過する気体や液体を高効率に浄化（浄水），脱臭，殺菌，防汚を行うことができる小型高効率光触媒ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
光触媒は公知技術であり、白金を用いるものもあるが、安価で安定的に入手可能のものとして鉄板の表裏面に二酸化チタンを塗着するものが主に採用されている。この二酸化チタンに紫外線が当ると、その表面から電子が飛び出し、プラス電荷を帯びている正孔（ホール）が形成される。この正孔は強い酸化力をもち、例えば、水中の水酸化物イオン（ＯＨ−）などから電子を奪い不安定なＯＨラジカルとなる。このＯＨラジカルは強力の酸化力をもつため、近くの有機物から電子を奪い、有機物の分子結合を分断し、二酸化炭素や吸いとなり、大気中に発散する。以上により、気体や液体の浄化等が行われる。
【０００３】
二酸化チタンを用いた光触媒としては各種の形体のものがあるが、「特許文献１」や「特許文献２」にあるように平板の平板光触媒と「特許文献３」にあるような球状光触媒が主に使用されている。
【特許文献１】特開２０００−１７１０６６（図１）
【特許文献２】特開平１１−１９２４０５（図１）
【特許文献３】ＷＯ９９／１０９３５（ＰＣＴ／ＪＰ９７／０２９９３）（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
板状光触媒も球状光触媒も、光を受けている結晶表面に接触した気体（空気）や液体に対して触媒効果を発揮させてその浄化等を行うものであるが、図３に示すように板状光触媒１２の場合は、表面の僅かな凹凸によりその近傍の気流に乱れ（乱流層）を生じさせて部分的に流速の遅い層を形成させるが、前記の乱流層以外の部分は整流層となりこの整流層と乱流層と間に気体の不連続面が発生し、互いに混合しなくなる。以上により乱流層の気体は光触媒の影響を受けるが整流層の気体はほとんど光触媒の影響を受けず、結果として光触媒の影響を受けない不浄化の気体が送り出されることになる。
【０００５】
これに較べて、図４に示す球状光触媒１３の場合は球体同士が作る複雑な形の空間内を気体が通過するため気体は互いに混ざり合い、気体全体が触媒効果を受けることができる。
【０００６】
二酸化チタンの光触媒は効率的な触媒作用を行うためには一定波長の紫外線の光が必要となり、例えば、図５に示すように平行光が作用したとしても図示（左図）のように球体の曲率の変化により光吸収率が大きく低下する。また、図６に示すように拡散光の場合はその左図に示すように光吸収率は更に低下する問題点がある。また、当然ながら、光の当らない部分は全く触媒効果が生じない問題点がある。
【０００７】
以上の問題点を解決するために、平板光触媒の場合は気体を撹拌する装置を設けたりし、球状光触媒の場合は迷路状の流路内を通過させる工夫がなされているか、大型でコスト高のものとなり、コンパクト性を必要とする光触媒ユニットとはならない問題点があった。
【０００８】
本発明は、以上の事情に鑑みて発明されたものであり、小型でコンパクトの形状からなり、高効率の触媒効果ができ比較的安価に実施できる小型高効率光触媒ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、気体や液体の浄化を脱臭，殺菌，防汚を行う光触媒ユニットであって、該ユニットは、半弧状レンズを一定間隔（ピッチ）で複数個配設する整流板と、前記半弧状レンズと半ピッチずれて上下に相対向して配置される一対の前記整流板間の隙間内につづら折り状に介在する波形触媒体と、前記半弧状レンズの焦点よりも後方に配置されて前記半弧状レンズ側に投光する光源とを有し、前記気体や液体が前記半弧状レンズと波形触媒体との間を通過すべく形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、前記波形触媒体が、直角に折り曲げられて連設する板体からなり、前記整流板が、半球状の前記半弧状レンズ（半球状レンズ）からなり、前記板体の折り曲げ空間内に前記半球状レンズを前記板体に近接して配置されるものからなることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、前記光源が、４００ｎｍ以下の波長をもつ紫外線発射光源であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、前記紫外線発射光源がＬＥＤであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１の小型高効率光触媒ユニットによれば、本発明の小型高効率光触媒ユニットは一対の相対向して配置される整流板の半弧状レンズ間につづら折り状の波形触媒体を配置して、拡散光を発し易い光源から半弧状レンズに投光するものからなり、波形触媒体と半弧状レンズとの間にはその表裏面側に狭い空間が形成され、その空間を通過する気体等を撹拌し、乱流を与え、十分な混合が行われる。これにより、高効率の触媒効果を上げることができる。また、整流板と波形触媒体はコンパクトにまとめられるものからなり、小型化が行われる。また、特別な特殊の構造体を用いないため、比較的安価に実施することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項２の小型高効率光触媒ユニットによれば、半弧状レンズが半球状レンズからなり、波形触媒体が半球状レンズ間に直角に交互に折り曲げられた板体からなり、コンパクトの構造にまとめられ、一層安価に実施することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項３の小型高効率光触媒ユニットによれば、光触媒に対して効率的な触媒作用を発揮させる紫外線が採用され、高効率の光触媒作用を行うことができる。
【００１６】
また、本発明の請求項４の小型高効率光触媒ユニットによれば、紫外線発射光源としてＬＥＤを使用することができ、光源の低コスト化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の小型高効率光触媒ユニットの実施の形態を図面を参照して詳述する。図１に示すように、本発明の小型高効率光触媒ユニット１は、大別して整流板２と、波形触媒体３と、光源４とからなります。なお、本実施例では整流板２には半弧状レンズとして半球状レンズ５が採用されているが、勿論これに限定するものではない。また、本実施例では波形触媒体３として直角につづら状に曲げられた板体６を採用しているが、これに限定するものではない。また、光源４として本実施例ではＬＥＤ７を採用するが、４００ｎｍ以下の波長の紫外線を発するものであれば任意の形態のものが採用される。
【００１８】
整流板２としては、ガラス又は樹脂材が用いられ、波形触媒体３としては鉄材の表裏面に二酸化チタンを塗布したものを採用しているが、これ等に限定するものではない。また、ＬＥＤ７は半球状レンズ５の焦点よりも後方（図１では下側）に配置されるが、これはＬＥＤ７から発する光を拡散するものであり、ＬＥＤ７のように光放射角の狭い光源４であっても幅広く波形触媒体３の板体６を照らすことができるようにしている。
【００１９】
図１に示すように、整流板２は同一形状のものを図示では上下に半ピッチだけずらして相対向して配置し、互いの半球状レンズ５，５間には狭い空間８が形成される。波形触媒体３の板体６はこの空間８内につづら折り状に配置される。以上により、半球状レンズ５と板体６との間には極端に狭い隙間９が形成されると共に板体６の折り曲げ部には鋭角（本実施例では、９０°）に曲げられている突起部１０が形成される。以上のように本発明の小型高効率光触媒ユニット１は整流板２，２間で波形触媒体３を挾み込んでコンパクトの構造のものからなり、小型の構造体として形成されるため、任意の場所に極めて容易に、かつ簡単に取り付けることが可能になる。
【００２０】
次に、以上の構造の小型高効率光触媒ユニット１による気体又は流体の浄化作用について説明する。なお、本実施例では気体として空気１１を採用するが、勿論、これに限定するものではない。図２に示すように、空気１１は小型高効率光触媒ユニット１の空間８内に導入される。なお、図２では空間８の上方側にのみ空気１１が導入されているが、勿論、下方側にも導入されることは勿論である。また、ＬＥＤ７からの光も一部分のみしか示されていないが、他のＬＥＤ７からも同様の紫外線照射が行われていることは勿論である。
【００２１】
空間８内に導入された空気１１は隙間９の部分で流速が上がり、鳴笛効果で気流の乱れが生じ、全体が混ざり合う現象が生ずる。そのため、空気は万遍となく板体６の表裏面に接触し触媒効果を受ける。また、板体６の突起部１０で空気１１はナイフエッジ効果が生じ、更に激しく撹拌される。これにより、空気１１は板体６に更に積極的に接し、効率的な触媒作用を受ける。前記のようにＬＥＤ７から拡散光が生じているため板体６の触媒作用は十分に行われているため、導入された空気１１は十分に、かつ効率的に触媒作用を受けて下流側に送出されることになる。
【００２２】
本実施例の小型高効率光触媒ユニット１は以上のような効果的な触媒作用を発生するものからなるが、小型高効率光触媒ユニット１の構成要素としては前記の内容に限定するものではなく、同一技術的範疇のものが採用されることは勿論である。特に、整流板２の構造や材質、光の透過率、強等や整流板２と波形触媒体３との間の隙間９の形状や寸法等については理論的，実験的に十分に検討されて最適のものにすることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の小型高効率光触媒ユニットは前記のような構造のため、光触媒作用を必要とするすべての場所に適用され、これ等の場所の浄化，浄水，脱臭，殺菌，防汚等を高効率に行うことができ、その利用範囲は極めて広い。即ち、前記の浄化作用を必要とするすべての場所に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の小型高効率光触媒ユニットの全体構造を示す構成図。
【図２】本発明の小型高効率光触媒ユニットによる浄化作用を説明するための模式図。
【図３】従来の平板光触媒における触媒作用を説明するための模式図。
【図４】従来の球状光触媒における触媒作用を説明するための模式図。
【図５】球状光触媒における平行光を用いた場合の光吸収率の度合を示す説明図。
【図６】球状光触媒における拡散光を用いた場合の光吸収率の度合を示す説明図。
【符号の説明】
【００２５】
１    小型高効率光触媒ユニット
２    整流板
３    波形触媒体
４    光源
５    半球状レンズ
６    板体
７    ＬＥＤ
８    空間
９    隙間
１０  突起部
１１  空気
１２  板状光触媒
１３  球状光触媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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