(57)【要約】【課題】有害ガスの除去や悪臭成分の浄化に使用される光触媒脱臭機において、励起光源に被処理空気が直接接触しないことを目的とする。【解決手段】被処理空気２が通気する筐体３内に、光触媒を担持した光触媒シート４を中心軸５から放射状に等間隔角度で配置してなる羽根車６を並列に複数配置したフィルタ部７と、前記羽根車６が一定方向に回転するように配置した風路板８と、励起光源９とを備えた光触媒ユニット１であって、複数配置された羽根車６が交互に異なる回転方向で回転することを特徴とする。【選択図】図１
2011104490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理空気が通気する筐体内に、光触媒を担持した光触媒シートを中心軸から放射状に等間隔角度で配置してなる羽根車を筐体に具備された回転軸に並列に複数配置したフィルタ部と、羽根車が一定方向に回転するように配置した風路板と、励起光源とを備えた光触媒ユニットであって、羽根車自体が遮蔽となって被処理空気が通気しない部分に励起光源を配置することを特徴とする光触媒ユニット。
【請求項２】
並列に複数配置された羽根車が交互に異なる回転方向で回転することを特徴とする請求項１記載の光触媒ユニット。
【請求項３】
互いに異なる方向に回転する２つの隣接する羽根車において、回転時に互いの光触媒シートが交互に重なり部分を保ちながら回転することを特徴とする請求項２記載の光触媒ユニット。
【請求項４】
羽根車を並列に複数配列したフィルタ部において、左右両端及び、上流から見て互いに外回りする羽根車の間に励起光源を配置することを特徴とする請求項２または３記載の光触媒ユニット。
【請求項５】
光触媒ユニットに具備された稼動部によって等速で回転することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の光触媒ユニット。
【請求項６】
送風による風の流れで回転することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の光触媒ユニット。
【請求項７】
光触媒シートが円弧状に湾曲していることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の光触媒ユニット。
【請求項８】
光触媒シートが折り曲げ状になっていることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の光触媒ユニット。
【請求項９】
光触媒シートがセラミックペーパーに担持したものであることを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載の光触媒ユニット。
【請求項１０】
羽根車の回転軸の表面を鏡面加工することを特徴とする請求項１乃至９いずれか記載の光触媒ユニット。
【請求項１１】
光触媒シートの一部の端部に拭取り部を具備することを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の光触媒ユニット。
【請求項１２】
請求項１乃至１１いずれか記載の光触媒ユニットに送風機を備えた光触媒脱臭機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害ガスの除去や悪臭成分の浄化に使用される光触媒ユニット及び光触媒脱臭機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の光触媒を利用した光触媒反応装置には、被処理空気と光触媒との接触効率を向上させ、更に光源の光が光触媒に効率良く照射されるように工夫されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その光触媒反応装置について図１１を参照しながら説明する。
【０００４】
図１１に示すように、光触媒反応装置１０１は、装置ボディ１０２内に光触媒を具備し、略リング状の板状に形成された光触媒体１０３と光源１０４を備えている。光触媒体は流体の流通方向と平行に配置され、光源は光触媒体の面に対して直交する方向から光が照射されるように配置されている。前記光触媒体は流体に対して相対的に回転移動することで流体との接触効率を向上させ、更に光源の光照射ムラを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１６１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の光触媒反応装置においては、光触媒への光照射効率を上げるために活性炭やゼオライトなどの吸着剤を別途混合せずに、光触媒のみを担持して光触媒体としている。そのため、被処理空気に含まれる汚染物質の光触媒上での反応を促進させるために光触媒体を積層構造とし、汚染物質の光触媒表面への吸着と、光触媒表面への光照射がほぼ同時に行える位置に光源を配置している。すなわち、被処理空気が光触媒表面を通過する風路上に光源が配置されている。
【０００７】
しかし、一般的に光触媒を励起させる光源として用いられる紫外線ランプは風が当たることによる温度低下によって照射強度が弱くなることが知られており、光触媒の性能を効率よく発揮できないという課題を有していた。更に風路上に配置された光源にはその表面に被処理空気に含まれる微細粉塵などの汚染物質が付着し易く、光源からの光が遮られて効率が悪くなるという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明は、被処理空気の風路上に光源を配置しなくても効率よく光触媒に光源の光を照射できるようにしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光触媒を担持した光触媒シートを中心軸から放射状に等間隔角度で配置して羽根車形状とし、羽根車が軸を中心として一定方向に回転することで風路上に光源を配置しなくても効率よく光触媒シートに光を照射することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の光触媒ユニットの概略断面を示す構成図
【図２】光触媒ユニットの概略斜視図
【図３】本発明の実施の形態２の光触媒ユニットの概略断面を示す構成図
【図４】本発明の実施の形態３の光触媒ユニットの概略断面を示す構成図
【図５】本発明の実施の形態４の光触媒ユニットの概略断面を示す構成図
【図６】本発明の実施の形態５の光触媒ユニットの概略断面を示す構成図
【図７】本発明の実施の形態６の光触媒ユニットの概略断面を示す構成図
【図８】本発明の実施の形態６の光触媒ユニットの別の形態の概略断面を示す構成図
【図９】本発明の実施の形態７の光触媒ユニットの羽根車と励起光源の概略拡大図
【図１０】本発明の実施の形態８の光触媒脱臭機の概略断面を示す構成図
【図１１】従来の光触媒反応装置の概略斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の光触媒ユニットは、被処理空気が通気する筐体内に、光触媒を担持した光触媒シートを中心軸から放射状に等間隔角度で配置してなる羽根車を筐体に具備された回転軸に並列に複数配置したフィルタ部と、羽根車が一定方向に回転するように配置した風路板と、励起光源とを備えた光触媒ユニットであって、羽根車自体が遮蔽となって被処理空気が通気しない部分に励起光源を配置するという構成を有する。これにより、被処理空気が通気する際に、励起光源に風を当てることなく、フィルタ部に効率よく光を照射し、優れた脱臭性能を示すことができるという効果を奏する。
【００１２】
また、並列に複数配置された羽根車が交互に異なる回転方向で回転するという構成にしてもよい。これにより２つの羽根車に共通の被処理空気が遮蔽される部分が形成され、１つの励起光源で２つの羽根車を同時に光照射することができるため、効率の良い光触媒ユニットを形成できるという効果を奏する。
【００１３】
また、互いに異なる方向に回転する２つの隣接する羽根車において、回転時に互いの光触媒シートが交互に重なり部分を保ちながら回転するという構成にしてもよい。こうすることで被処理空気が羽根車を通過するときの光触媒シートとの接触確率が向上し、脱臭効率を上げることができるという効果を奏する。
【００１４】
また、羽根車を並列に複数配列したフィルタ部において、左右両端及び、上流から見て互いに外回りする羽根車の間に励起光源を配置する構成にしてもよい。こうすることで励起光源に対する被処理空気の遮蔽効果をより高めることができ、更に光触媒シートへの照射範囲を高めることができるという効果を奏する。
【００１５】
また、光触媒ユニットに具備された稼動部によって等速で回転する構成にしてもよい。こうすることで羽根車の回転方向を確実に一定方向に保つことができ、被処理空気が通気しやすくなることで圧力損失の上昇を防ぐことができるという作用を有する。
【００１６】
また、送風による風の流れで回転するという構成にしてもよい。こうすることでフィルタ部の風速ムラに合わせて羽根車の回転数も自動的に変動し、効率よく脱臭できるという作用を有する。
【００１７】
また、光触媒シートが円弧状に湾曲している構成にしてもよい。こうすることで湾曲させる方向を決めることで羽根車の回転方向も決めることができるため、風路を制御するための風路板を設ける必要がなく、装置の簡略化が可能であるという効果を奏する。また、風路板によって遮られていた部分の光触媒シートを露出させることで脱臭効果を高める効果を奏する。
【００１８】
また、光触媒シートが折り曲げ状になっている構成にしてもよい。こうすることで折り曲げる方向を決めることで根車の回転方向も決めることができるため、風路を制御するための風路板を設ける必要がなく、装置の簡略化が可能であるという効果を奏する。また、風路板によって遮られていた部分の光触媒シートを露出させることで脱臭効果を高める効果を奏する。更に折り曲げる角度や面積を変化させることで風を受けたときの回転速度を制御することができ、処理風量に合わせた設計が容易であるという作用を有する。
【００１９】
また、光触媒シートがセラミックペーパーに担持したものであるという構成にしてもよい。こうすることで耐光性と脱臭性能に優れた光触媒シートを形成することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、羽根車の回転軸の表面を鏡面加工する構成にしてもよい。こうすることで励起光源からの光を回転軸の部分で反射し、光を効率よく光触媒に照射することができるという効果を奏する。
【００２１】
また、光触媒シートの一部の端部に拭取り部を具備する構成にしてもよい。こうすることで励起光源に付着した粉塵や汚れを羽根車が回転することで拭き取り、常に効率よく光を照射することができるという作用を有する。
【００２２】
また、本発明の光触媒脱臭機は光触媒ユニットに送風機を備えた構成を有しており、送風機によってユニット内に導入された被処理空気に含まれる悪臭物質を光触媒によって効果的に脱臭することができるという効果を奏する。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１に示すように、光触媒ユニット１は被処理空気２が通気する筐体３内に、光触媒を担持した光触媒シート４を中心軸５から放射状に等間隔角度で配置してなる羽根車６を筐体３に具備された回転軸１０に並列に複数配置したフィルタ部７と、前記羽根車６が一定方向に回転するように筐体３に具備された風路板８と、励起光源９とを備えている。矢印で示すように被処理空気２は風路板８によって羽根車の一部分に流入し、その風圧によって一定の回転方向に回転する仕組みになっている（図面では時計回り）。
【００２５】
このような構成にすれば大きな圧力損失を生じることなく、全ての被処理空気を光触媒シートに接触させながら一定方向に流すことができる。その際、被処理空気は光触媒シート４で構成された羽根車６に接触しながら通過することで被処理空気２に含まれる有害ガスや悪臭成分は光触媒シート４に吸着するものである。回転することで励起光源付近まで達した光触媒シート４は酸化チタンなどの光触媒を含んでおり、励起光源９から照射される紫外線の働きにより、光触媒シート４上でＯＨラジカルなどの活性種が生成され、光触媒シート４に吸着した有害ガスや悪臭成分を分解することができる。
【００２６】
図２に、光触媒ユニットの概略斜視図を示す。羽根車６を構成する光触媒シート４は慨短冊状であり、これらを中心軸５から複数枚放射状に配置されてなる。これら光触媒シート４が風を受けると羽根の役割を果たし、回転軸１０を中心に回転する仕組みになっている。このとき羽根車６の上流側に風路板８を設けて被処理空気２の流れを操作し、羽根車６の一部分にだけ風が当たるようにすることで回転方向を一定にすることができる。
【００２７】
励起光源９は被処理空気２の流れに対して羽根車６の下流に配置されており、更に風路板８によって制御された被処理空気２の進路上にならないように風路板８と羽根車６によって遮蔽される位置に配置されている。
【００２８】
このような構成にすれば被処理空気２が通気する際に、励起光源９に風を当てることなく、フィルタ部７に効率よく光を照射し、優れた脱臭性能を示すことができる。さらに被処理空気に含まれる微細粉塵などの汚染物質が付着しないため、照射効率を低下させることなく、常に高い脱臭性能を維持することができる。
【００２９】
なお、本実施の形態において、羽根車６の中心軸５の表面を鏡面加工する構成にしてもよい。こうすることで励起光源９からの光を中心軸５の部分で反射し、光を効率よく光触媒に照射することができる。
【００３０】
光触媒シート４の製造方法については特に限定するものではないが、酸化チタンとバインダー成分をスラリー状に均質化したものを、基材に塗布した後に加熱乾燥する方法で製造することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では光触媒は酸化チタンなどを用いるとしたが、これに限定されるものではなく、酸化スズ、酸化亜鉛などの光触媒としての特性を有する物質であれば同様の効果を得ることができる。
【００３２】
また、本実施の形態では光触媒シート４の構造について特に限定しなかったが、励起光源９からの紫外線が照射させること、光触媒で生成される活性種の影響を受けることから、光触媒を担持する基材としては無機材料であることが望ましく、中でもセラミックペーパーは耐光性や強度、そして加工性の面から基材としてより好ましい。また、本実施の形態では棒状の励起光源９から紫外線が照射されるものとしたが、具体的には冷陰極管を用いることができる。なお、励起光源９は冷陰極管に限ったものではなく、光触媒を活性化させるための励起光を照射できるものであれば殺菌灯や紫外線ＬＥＤを用いても同様の効果を得ることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では励起光源９の上流側にしかフィルタ部７を配置していないが、同様の構造をもったフィルタ部７を励起光源９の下流側に配置してもなんら問題はなく、さらに除去効率の高い光触媒ユニットを形成することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
図３において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。＊以下の実施の形態全てに記載
【００３５】
図３に実施の形態２の光触媒ユニットの概略断面図を示す。隣り合う羽根車６が互いに逆回転で回転するように風路板８を配置している。また、励起光源９は被処理空気２の流れに対して風路板８の後方かつ、２つの羽根車６の間になるように配置されている。
【００３６】
このような構成にすれば２つの羽根車６に共通の被処理空気２が遮蔽される部分が形成され、１つの励起光源９で２つの羽根車６を同時に光照射することができるため、励起光源９の数を少なくでき、効率の良い光触媒ユニット１を形成できる。
【００３７】
なお、本実施の形態では励起光源９の数を少なくできることで被処理空気２の風路と励起光源９の距離を十分に確保できることから、羽根車６間の風路板８を配置しなくとも、励起光源９が風を受けることを防ぐことができるため、より簡便な構成にすることができる。
【００３８】
（実施の形態３）
図４において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図４に実施の形態３の光触媒ユニットの概略断面図を示す。互いに異なる方向に回転する２つの隣接する羽根車６において、被処理空気２が通過して回転する時に、互いの光触媒シート４が交互に重なり部分を保ちながら回転するように羽根車６同士を密接して配置している。
【００３９】
このような構成にすれば隣り合う羽根車６間のわずかな隙間（実施の形態１、２における回転のためのクリアランス）もなくなるため、被処理空気２が羽根車６を通過するときの光触媒シート４との接触確率が向上し、脱臭効率をより上げることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態において、密接させる羽根車６は被処理空気２の流れに方向に対して互いに内側に回転するもの同士であり、互いに外側に回転する部分に関しては密接させることはしない。こうすることでスムースに被処理空気２が流れる方向にだけ羽根車６を回転させることができる。
【００４１】
（実施の形態４）
図５において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図５に実施の形態４の光触媒ユニットの概略断面図を示す。左右両端の羽根車６及び、被処理空気２が流れる上流側から見て互いに外回りする羽根車６の間に励起光源９と羽根車６が真っ直ぐに列をなすように励起光源９を配置している。
【００４２】
このような構成にすれば励起光源９に対する被処理空気２の遮蔽効果をより高めることができる。また、羽根車６と励起光源９を一列に配置することで被処理空気２の流れ方向（奥行き方向）に省スペース化することができる。
【００４３】
（実施の形態５）
図６において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図６に実施の形態５の光触媒ユニットの概略断面図を示す。光触媒ユニット１に具備された可動部１１によって羽根車６が等速で一定方向に回転するようになっている。
【００４４】
このような構成にすることで羽根車６の回転方向を確実に一定方向に保つことができ、被処理空気２が通気しやすくなることで圧力損失の上昇を防ぐことができる。なお、本実施の形態では羽根車６の回転軸１０に各羽根車６に動力が伝わるようなベルト状の可動部１１を具備している構成となっており、ベルトを８の字状に回転軸１０に這わせることで隣り合う羽根車６が互いに異なる回転方向で回転するように駆動させることができる。なお、羽根車６を一定方向に回転させることのできる方式であれば、他の駆動原理を用いてもなんら効果に差異はない。
【００４５】
（実施の形態６）
図７において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図７に実施の形態６の光触媒ユニットの概略断面図を示す。本実施の形態では光触媒シート４が円弧状に湾曲している。
【００４６】
このような構成にすることで湾曲させる方向によって風を受けたときの回転方向が決めることができる。つまり羽根車６の回転方向も決めることができるため、風路板を設ける必要がなく、装置を簡略化することができる。また、風路板によって遮られていた部分の光触媒シート４を露出させることで脱臭効果を高めることができる。
【００４７】
図８に実施の形態６の別の形態を示す。これは光触媒シートが折り曲げ状になっている。このような構成にすることで折り曲げる方向を決めることで風を受けたときの回転方向が決めることができる。つまり羽根車６の回転方向も決めることができるため、風路板を設ける必要がなく、装置を簡略化することができる。また、風路板によって遮られていた部分の光触媒シート４を露出させることで脱臭効果を高める効果を奏する。なお、本実施の形態においては光触媒シート４の湾曲させる度合いや、折り曲げる角度、面積を変化させることで風を受けたときの回転速度を制御することができ、処理風量に合わせた設計が容易に行うことができる。
【００４８】
（実施の形態７）
図９において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図９に実施の形態７の光触媒ユニットにおける羽根車と励起光源の概略拡大図を示す。羽根車６を構成する光触媒シート４の端部に拭取り部１２を具備しており、羽根車６が回転することで拭取り部１２が励起光源９の表面を拭うようになっている。このような構成にすることで励起光源９に付着した粉塵や汚れを羽根車６が回転することで拭き取り、常に効率よく光を照射することができる。
【００４９】
（実施の形態８）
図１０において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図１０に実施の形態８の光触媒脱臭機の概略断面図を示す。光触媒脱臭機１３は、光触媒ユニット１に送風機１４を備えており、送風機１４によって吸い込み口１５からユニット内に導入された被処理空気２に含まれる悪臭物質を光触媒によって効果的に脱臭することができる。なお、光触媒ユニット１の上流側に具備されたプレフィルタ１６によって被処理空気２中に混在する粗塵やホコリなどを予め除去することで、光触媒シート４や励起光源９に付着することを防ぎ、高い脱臭効率を持続させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明にかかる光触媒ユニットは、送風による励起光源の効率低下を抑制し、且つ効率よく光触媒に光照射することで優れた脱臭性能を示すことを可能とするものであるので、有害ガスの除去や悪臭成分の浄化に使用される光触媒脱臭機等として有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１      光触媒ユニット
２      被処理空気
３      筐体
４      光触媒シート
５      中心軸
６      羽根車
７      フィルタ部
８      風路板
９      励起光源
１０    回転軸
１１    可動部
１２    拭取り部
１３    光触媒脱臭機
１４    送風機
１５    吸い込み口
１６    プレフィルタ
１０１  光触媒反応装置
１０２  装置ボディ
１０３  光触媒体
１０４  光源
【図１】
2011104490.tif 000003
【図２】
2011104490.tif 000004
【図３】
2011104490.tif 000005
【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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【図９】
2011104490.tif 000011
【図１０】
2011104490.tif 000012
【図１１】
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