(57)【要約】【課題】基板に多数立設した針状基体に二酸化チタンを担持させた空気浄化ユニットを、容易に製造可能とするとともに、基板サイズを簡単に変更できるようにすることである。【解決手段】針状基体２を２次元配列で立設した矩形状の基板１を、針状基体２を１次元配列で立設した細長に延びるエレメント４ａ、４ｂに分割することにより、簡単な構成の各エレメント４ａ、４ｂを並列に締結するのみで、基板１に針状基体２を２次元配列で立設した空気浄化ユニットを容易に製造できるようにするとともに、エレメント４ａ、４ｂの締結数を変えて、基板１のサイズを簡単に変更できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気孔を有する基板の片面または両面に、針状基体を光が効率的に照射される間隔に２次元配列で多数立設し、これらの針状基体の表面に二酸化チタンを担持させて、前記通気孔を通る空気を浄化する空気浄化ユニットにおいて、前記針状基体を２次元配列で立設した基板を、前記針状基体を１次元配列で立設した細長に延びるエレメントに分割し、これらの細長に延びる各エレメントを並列に締結して、締結されたエレメントの片面または両面に、前記針状基体が２次元配列で立設されるようにしたことを特徴とする空気浄化ユニット。
【請求項２】
前記細長に延びるエレメントをリング状のものとし、これらの各エレメントを並列に締結したときに形成される前記基板が円筒状となるようにした請求項１に記載の空気浄化ユニット。
【請求項３】
前記１次元配列で立設される針状基体の間隔を等ピッチとし、前記各エレメントを並列に締結したときに、隣接するエレメントの前記１次元配列で立設された針状基体同士が、１次元配列方向で半ピッチずつずれるようにした請求項１または２に記載の空気浄化ユニット。
【請求項４】
前記細長に延びるエレメントの片側または両側に切欠き部を設け、前記各エレメントを並列に締結したときに、これらの切欠き部で前記通気孔が形成されるようにした請求項１乃至３のいずれかに記載の空気浄化ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化チタンの光触媒作用を利用して空気を浄化する空気浄化ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
二酸化チタンは太陽光、紫外線ランプ、蛍光灯等の光によって有害物質を分解する光触媒作用を有することはよく知られており、この二酸化チタンの光触媒作用を利用して、空気中の悪臭成分や有害成分を分解して浄化する空気浄化ユニットには、空気を通すセラミック多孔体を基体として二酸化チタンを担持させたものや（例えば、特許文献１参照）、一種のハニカム体である積層した段ボールを基体として二酸化チタンを担持させたもの（例えば、特許文献２参照）等がある。これらの空気浄化ユニットは、工場やオフィス等の換気口やダクト等の空気通路に配置されることが多い。
【０００３】
上述したセラミック多孔体やハニカム体を基体とした空気浄化ユニットは、これらの基体に担持させた二酸化チタンに光が万遍に当たり難く、光触媒作用の効率が悪い問題がある。また、セラミック多孔体やハニカム体は通気抵抗が比較的大きいので、多量の空気を浄化する場合は、空気浄化ユニットを配置する空気通路の断面積を大きくする必要もある。
【０００４】
本発明者は、これらの問題に鑑み、多数の通気孔を有する基板に、針状基体を光が効率的に照射される間隔で多数立設し、これらの針状基体の表面に二酸化チタンを担持させて、基板の通気孔を通る空気を浄化する空気浄化ユニットを先に提案している（特許文献３参照）。針状基体を立設する手段としては、針状基体を基板に植設する方法と、針状基体を基板と一体に形成する方法を提案している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４６２２８号公報
【特許文献２】特開平９−５９８９２号公報
【特許文献３】特開２００２−３５６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３に記載した空気浄化ユニットは、光を針状基体に万遍なく当てて光触媒作用の効率を高めることができ、かつ、通気孔の大きさや数を調節して、通気抵抗を小さくできるが、多数の針状基体を基板に立設するのに手間がかかり、製造コストが高くなる問題がある。また、針状基体を基板と一体に形成する場合は、空気浄化ユニットの基板サイズを変更するのが難しく、汎用性に欠けるものとなる問題もある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、基板に多数立設した針状基体に二酸化チタンを担持させた空気浄化ユニットを、容易に製造可能とするとともに、基板サイズを簡単に変更できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、通気孔を有する基板の片面または両面に、針状基体を光が効率的に照射される間隔に２次元配列で多数立設し、これらの針状基体の表面に二酸化チタンを担持させて、前記通気孔を通る空気を浄化する空気浄化ユニットにおいて、前記針状基体を２次元配列で立設した基板を、前記針状基体を１次元配列で立設した細長に延びるエレメントに分割し、これらの細長に延びる各エレメントを並列に締結して、締結されたエレメントの片面または両面に、前記針状基体が２次元配列で立設されるようにした構成を採用した。
【０００９】
すなわち、針状基体を２次元配列で立設した基板を、針状基体を１次元配列で立設した細長に延びるエレメントに分割することにより、この簡単な構成のエレメントを並列に締結するのみで、基板の片面または両面に針状基体を２次元配列で立設した空気浄化ユニットを、容易に製造可能とするとともに、エレメントの締結数を変えて、基板サイズを簡単に変更できるようにした。
【００１０】
前記細長に延びるエレメントをリング状のものとすることにより、これらの各エレメントを並列に締結したときに形成される前記基板を円筒状のものとすることができる。
【００１１】
前記１次元配列で立設される針状基体の間隔を等ピッチとし、前記各エレメントを並列に締結したときに、隣接するエレメントの前記１次元配列で立設された針状基体同士が、１次元配列方向で半ピッチずつずれるようにすることにより、各針状基体に光がより満遍なく当たるようにすることができる。
【００１２】
前記細長に延びるエレメントの片側または両側に切欠き部を設け、前記各エレメントを並列に締結したときに、これらの切欠き部で前記通気孔が形成されるようにすることにより、通気孔を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の空気浄化ユニットは、針状基体を２次元配列で立設した基板を、針状基体を１次元配列で立設した細長に延びるエレメントに分割したので、この簡単な構成のエレメントを並列に締結するのみで、基板の片面または両面に針状基体を２次元配列で立設した空気浄化ユニットを容易に製造できるとともに、エレメントの締結数を変えて、基板サイズを簡単に変更でき、汎用性の優れたものとすることができる。
【００１４】
前記細長に延びるエレメントをリング状のものとすることにより、これらの各エレメントを並列に締結したときに形成される前記基板を円筒状のものとすることができる。
【００１５】
前記１次元配列で立設される針状基体の間隔を等ピッチとし、各エレメントを並列に締結したときに、隣接するエレメントの１次元配列で立設された針状基体同士が、１次元配列方向で半ピッチずつずれるようにすることにより、各針状基体に光がより満遍なく当たるようにすることができる。
【００１６】
前記細長に延びるエレメントの片側または両側に切欠き部を設け、各エレメントを並列に締結したときに、これらの切欠き部で通気孔が形成されるようにすることにより、通気孔を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は、第１の実施形態を示す。この空気浄化ユニットは、図１に示すように、矩形状の基板１の片面に針状基体２を光が効率的に照射される間隔に２次元配列で多数立設し、これらの針状基体２の表面に二酸化チタンを担持させて、基板１に設けた通気孔３を通る空気を、二酸化チタンの光触媒作用で浄化するようにしたものである。
【００１８】
前記基板１は、図２（ａ）、（ｂ）に示すような、針状基体２を長手方向に等間隔とした１次元配列で立設した細長に延びるエレメント４ａ、４ｂに分割されている。各エレメント４ａ、４ｂは細長に延びる基部５と針状基体２とが、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で一体に形成され、各針状基体２の表面に、二酸化チタン粉末を混入した光触媒塗料をスプレーコーティングし、これを乾燥後に焼成する方法で、二酸化チタンが担持されている。
【００１９】
前記各エレメント４ａ、４ｂの基部５には、ボルト孔６を設けた締結部が複数箇所に設けられている。基部５の締結部を除く部分は、両側に設けられた切欠き部７で幅狭に形成されており、図１に示したように、各エレメント４ａ、４ｂを並列に並べて、長手方向で位置を合わせた各締結部のボルト孔６にボルト８を通して締結したときに、各切欠き部７で通気孔３が形成されるようになっている。
【００２０】
前記各エレメント４ａ、４ｂは交互に隣接させて締結され、図３に拡大して示すように、締結されたときに隣接するエレメント４ａとエレメント４ｂの各針状基体２は、その一次元配列方向で半ピッチずつずれるようになっている。したがって、各針状基体２に光がより満遍なく当てられる。また、各エレメント４ａ、４ｂの締結数を変えることにより、矩形状の基板１の幅サイズを任意に変更することができる。
【００２１】
図４は、上述した空気浄化ユニットを、空気通路の途中に設けたケース９内に設置した状態を示す。空気浄化ユニットは各針状基体２を上向にして、ケース９の側壁下部に設けられた台座９ａに載置され、ケース９の天井には紫外線ランプ１０が取り付けられている。また、ケース９の側壁上部には空気流入口９ｂが、基板１の下側の側壁下部には空気流出口９ｃが設けられている。したがって、空気流入口９ｂから流入する空気は、紫外線ランプ１０の光を満遍なく照射される各針状基体２の表面に担持された二酸化チタンの光触媒作用によって浄化され、浄化された空気が基板１の各通気孔３を通って空気流出口９ｃから流出する。
【００２２】
図５乃至図８は、第２の実施形態を示す。この空気浄化ユニットは、図５に示すように、円筒状の基板１１の内側片面に針状基体１２を光が効率的に照射される間隔に２次元配列で多数立設し、第１の実施形態のものと同様に、これらの針状基体１２の表面に二酸化チタンを担持させ、基板１１に設けた通気孔１３を通る空気を、二酸化チタンの光触媒作用で浄化するものである。
【００２３】
前記基板１１は、図６（ａ）、（ｂ）に示すような、針状基体１２を円周方向に等間隔とした１次元配列で内向きに立設したリング状のエレメント１４ａ、１４ｂに分割されている。各エレメント１４ａ、１４ｂはリング状の基部１５と針状基体１２とが、ＰＢＴで一体に形成され、各針状基体１２の表面に、第１の実施形態のものと同様の方法で、二酸化チタンが担持されている。
【００２４】
前記各エレメント１４ａ、１４ｂの基部１５には、ボルト孔１６が円周方向で複数箇所に設けられている。基部１５の片側には多数の切欠き部１７が形成されており、図５に示したように、各エレメント１４ａ、１４ｂを並列に並べて、円周方向で位置を合わせた各ボルト孔１６にボルト１８を通して締結したときに、各切欠き部１７で通気孔１３が形成されるようになっている。
【００２５】
前記エレメント１４ａとエレメント１４ｂの各ボルト孔１６は、円周方向で針状基体１２の半ピッチ分だけ互いにずらして形成されており、図７に拡大して示すように、締結されたときに隣接するエレメント１４ａとエレメント１４ｂの各針状基体１２は、その一次元配列方向で半ピッチずつずれるようになっている。したがって、各針状基体１２に光がより満遍なく当てられる。この実施形態では、各切欠き部１７で隣接する各エレメント１４ａ、１４ｂ間に形成される通気孔１３の位置も、半ピッチずつずれるようになっている。また、各エレメント１４ａ、１４ｂの締結数を変えることにより、円筒状の基板１１の長さサイズを任意に変更することができる。
【００２６】
図８は、上述した空気浄化ユニットを、空気浄化用のケース１９内に設置した状態を示す。このケース１９は円筒状とされ、ケース１９と同心で縦向きとされた空気浄化ユニットの円筒状の基板１１は、側壁下部に設けられた台座１９ａに載置されている。ケース１９の天井には紫外線ランプ２０が、各針状基体１２の先端が向く空気浄化ユニットの中心に垂下され、底板の中心に送風ファン２１が上向に取り付けられている。また、台座１９ａの下側の側壁下部に複数の空気流入口１９ｂが設けられ、側壁上部に複数の空気流出口１９ｃが設けられている。したがって、各空気流入口１９ｂから流入して送風ファン２１で円筒状の空気浄化ユニットの中に送り込まれる空気は、その中心に垂下された紫外線ランプ２０の光を満遍なく照射される各針状基体１２の表面に担持された二酸化チタンの光触媒作用によって浄化され、浄化された空気が基板１１の各通気孔１３を通って空気流出口１９ｃから流出する。
【００２７】
上述した各実施形態では、各エレメントの基部と針状基体とをＰＢＴで一体に形成したが、基部に別体の針状基体を植設することもできる。針状基体の素材はＰＢＴに限定されることはなく、他の合成樹脂やステンレス鋼等の金属とすることもでき、針状基体の表面に二酸化チタンを担持する方法も、実施形態のスプレーコーティング法に限定されることはなく、ディップコーティング法等、他の方法を採用することもできる。
【００２８】
また、上述した各実施形態では、基板の片面のみ針状基体を立設したが、基板の両面に針状基体を立設することもでき、この場合は、各エレメントの基部の両側に針状基体を１次元配列で立設すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施形態の空気浄化ユニットを示す一部省略外観斜視図
【図２】ａ、ｂは、それぞれ図１のエレメントを示す斜視図
【図３】図１の要部を拡大して示す斜視図
【図４】図１の空気浄化ユニットをケースに設置した状態を示す縦断面図
【図５】第２の実施形態の空気浄化ユニットを示す一部省略外観斜視図
【図６】ａ、ｂは、それぞれ図５のエレメントを示す斜視図
【図７】図５の要部を拡大して示す斜視図
【図８】図５の空気浄化ユニットをケースに設置した状態を示す縦断面図
【符号の説明】
【００３０】
１  基板
２  針状基体
３  通気孔
４ａ、４ｂ  エレメント
５  基部
６  ボルト孔
７  切欠き部
８  ボルト
９  ケース
９ａ  台座
９ｂ  空気流入口
９ｃ  空気流出口
１０  紫外線ランプ
１１  基板
１２  針状基体
１３  通気孔
１４ａ、１４ｂ  エレメント
１５  基部
１６  ボルト孔
１７  切欠き部
１８  ボルト
１９  ケース
１９ａ  台座
１９ｂ  空気流入口
１９ｃ  空気流出口
２０  紫外線ランプ
２１  送風ファン
【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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【図７】
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【図８】
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