(57)【要約】【課題】光触媒に紫外光を照射して空気清浄作用が得られる効率を高める。【解決手段】光源モジュール７の紫外光ＬＥＤ２３の紫外光が、光拡散デバイス２７において乱反射されて光触媒パネル３の前面１１に照射されると、光触媒パネル３の表面（特に前面１１や細孔９の内壁面）に付着した光触媒が化学反応を起こし、開口部１９を介して光触媒パネル３の前面１１が露出する額縁５の前方の空気中に存在する有機物や細菌等が分解され、光触媒パネル３の前面１１付近の空気が浄化される。このとき、光触媒パネル３の前面１１は額縁５の開口部１９を介して光触媒パネル３の前方に露出しているので、光触媒パネル３の前面１１付近の空気には流動性が確保される。また、紫外光ＬＥＤ２３の紫外光よりも波長が長い白色ＬＥＤ２５の白色光で光触媒パネル３の特に加飾部１３が加熱されて、光触媒パネル３の前面付近の空気の流動性が増す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に光触媒を担持した板材で構成され、該板材の前面に、液体インクにより画像が印刷された加飾部と該加飾部の外側に配置されて前記板材の下地が露出する露出部とを有する光触媒基材と、
前記光触媒基材の前記前面の前方に配置されて前記露出部の少なくとも一部を覆う被覆枠部と、該被覆枠部の内側に配置されて少なくとも前記加飾部を前方に露出させる開口部とを有し、前記被覆枠部により前記光触媒基材を保持する額縁と、
前記光触媒基材と前記額縁の前記被覆枠部との間に配置され、前記前面に紫外光を照射する紫外光源と前記前面に照明光を照射する照明光源とを有する光源モジュールと、
を備える光触媒ユニット。
【請求項２】
前記光源モジュールは、前記紫外光源と前記照明光源とを同一面上に配置した光源ホルダを有しており、前記紫外光源の紫外光と前記照明光源の照明光とが選択的に前記前面に照射される請求項１記載の光触媒ユニット。
【請求項３】
前記光源モジュールは、前記紫外光源と前記照明光源とを互いに異なる面上にそれぞれ配置した光源ホルダと、該光源ホルダを、前記紫外光源が前記前面に至る第１光路上に配置されると共に前記照明光源が前記前面の手前で遮光部材により遮光される第２光路上に配置される第１位置と、前記紫外光源が前記第２光路上に配置されると共に前記照明光源が前記第１光路上に配置される第２位置との間で移動させる移動機構とを有している請求項２記載の光触媒ユニット。
【請求項４】
前記光源モジュールは、該光源モジュールの光源の光を反射して前記前面に間接的に照射させる光拡散部材を有している請求項１、２又は３記載の光触媒ユニット。
【請求項５】
前記光触媒基材の前記板材は多孔質部材で構成されている請求項１、２、３又は４記載の光触媒ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄作用を有する光触媒ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
光触媒基材に紫外光を照射して起こる化学反応を利用して空気を清浄する光触媒装置が知られている。その一例として、箱状のフレームの開口枠と額縁状の止着枠とで光触媒和紙の周縁部を挟持させ、フレーム内の光源から光触媒和紙の背面に紫外光を照射する光触媒装置がある。
【０００３】
この光触媒装置では、紫外光が照射された光触媒で起こる化学反応により、有機物や細菌等を分解して空気清浄作用を得ることができる。また、この光触媒装置では、光触媒和紙の表面に施した装飾が止着枠の内側に配置されるので、装飾品としての機能も持たせることができる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３３９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、空気清浄作用が起こる光触媒和紙の背面側は、箱体と光触媒和紙とで仕切られた空間となるので空気の流動性が低く、紫外線照射による光触媒の空気清浄効果を光触媒装置の設置空間の全体に行き渡らせることが難しい。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、光触媒に紫外光を照射して空気清浄作用が得られる効率を高めることができる光触媒ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の一つの態様による光触媒ユニットは、
表面に光触媒を担持した板材で構成され、該板材の前面に、液体インクにより画像が印刷された加飾部と該加飾部の外側に配置されて前記板材の下地が露出する露出部とを有する光触媒基材と、
前記光触媒基材の前記前面の前方に配置されて前記露出部の少なくとも一部を覆う被覆枠部と、該被覆枠部の内側に配置されて少なくとも前記加飾部を前方に露出させる開口部とを有し、前記被覆枠部により前記光触媒基材を保持する額縁と、
前記光触媒基材と前記額縁の前記被覆枠部との間に配置され、前記前面に紫外光を照射する紫外光源と前記前面に照明光を照射する照明光源とを有する光源モジュールと、
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光触媒に紫外光を照射して空気清浄作用が得られる効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気浄化装置の斜視図である。
【図２】図１の額縁の被覆枠部内に配置された光源モジュールの概略構成を示す説明図である。
【図３】図２の光源モジュールの具体的構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】図２の光源モジュールの具体的構成の他の一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。
【００１１】
以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る空気浄化装置の斜視図である。図１に示すように、本実施形態の空気浄化装置１（請求項中の光触媒ユニットに相当）は、光触媒パネル３（請求項中の光触媒基材に相当）、額縁５、及び、光源モジュール７を備える。
【００１３】
光触媒パネル３は、多孔質セラミックの薄板の表面に酸化チタン（二酸化チタンＴｉＯ２）等の光触媒（図示せず）を付着させて構成されている。図２の説明図に示すように、光触媒パネル３の内部には多数の細孔９が存在する。光触媒パネル３の前面１１寄りに位置する一部の細孔９は前面１１に開口している。前面１１に開口した細孔９の内壁面にも、不図示の光触媒が付着している。
【００１４】
図１に示すように、光触媒パネル３の前面１１の外周部１５（請求項中の露出部に相当）を除く中央部には、加飾部１３が形成されている。
【００１５】
加飾部１３には、液体インクを用いてインクジェット方式の印刷装置により画像が印刷されている。加飾部１３への画像の印刷に用いる液体インクには油性インクを用いることもできる。しかし、油性インクだと多孔質セラミックによる光触媒パネル３の細孔が塞がりやすい。
【００１６】
一方、水性インクは、光触媒パネル３の細孔を塞いでしまう心配がない。また、水性といってもインク成分には疎水部が含まれているので、水性インクでも、空気中の匂い成分となる油分を吸着する機能は十分に果たすことができる。よって、液体インクに水性インクを用いることもできる。
【００１７】
光触媒パネル３の前面１１の外周部１５には、光触媒パネル３の下地が露出している。したがって、後述する光源モジュール７の紫外光ＬＥＤ２３からの紫外光の照射による光触媒の化学反応は、光触媒パネル３の前面１１において、加飾部１３よりも外周部１５の方が高い効率で発生する。
【００１８】
額縁５は、光触媒パネル３の外周部１５の前方を覆う矩形枠部１７（請求項中の被覆枠部に相当）と、矩形枠部１７の内側に形成された開口部１９とを有している。
【００１９】
矩形枠部１７には、図２に示すように、前面１１側を前方に向けた光触媒パネル３が額縁５の背面側から嵌合される。矩形枠部１７に嵌合された光触媒パネル３は、矩形枠部１７によって保持されて額縁５に固定される。なお、光触媒パネル３を嵌合した矩形枠部１７の背面側の開口は、不図示の蓋板で塞いでもよい。
【００２０】
矩形枠部１７は、額縁５の前後方向に一定の奥行きを有している。矩形枠部１７の開口部１９側の部分は、矩形枠部１７で保持した光触媒パネル３との間に奥行き方向の隙間Ｓを有している。
【００２１】
開口部１９は、図１に示すように、光触媒パネル３の前面１１の加飾部１３を額縁５の前方に露出させる大きさを有している。開口部１９の大きさは、光触媒パネル３の前面１１の加飾部１３と外周部１５の加飾部１３寄りの一部とを額縁５の前方に露出させる大きさでもよい。
【００２２】
光源モジュール７は、額縁５の矩形枠部１７のうち下辺部分２１の内側に配置されている。光源モジュール７は、下辺部分２１の延在方向に間隔をおいて配置された複数の紫外光ＬＥＤ２３（請求項中の紫外光源に相当）及び白色ＬＥＤ２５（請求項中の照明光源に相当）を有している。
【００２３】
図２に示すように、紫外光ＬＥＤ２３及び白色ＬＥＤ２５は、額縁５の矩形枠部１７のうち下辺部分２１の内側に向けて紫外光及び白色光（請求項中の照明光に相当）による拡散光を出力する。
【００２４】
また、光源モジュール７は、光拡散デバイス２７（請求項中の光拡散部材に相当）を有している。光拡散デバイス２７は、額縁５の矩形枠部１７のうち下辺部分２１の内周面に配置されている。光拡散デバイス２７は、多数並べたシリンドリカルレンズ２９を下辺部分２１の内部空間に露出させて構成されている。
【００２５】
光拡散デバイス２７は、紫外光ＬＥＤ２３及び白色ＬＥＤ２５の紫外光及び白色光の反射光を、下辺部分２１の内部空間で額縁５の奥行き方向に拡散させる。紫外光ＬＥＤ２３及び白色ＬＥＤ２５の紫外光及び白色光は、光拡散デバイス２７において乱反射されて光触媒パネル３の前面１１に照射される。
【００２６】
なお、紫外光ＬＥＤ２３及び白色ＬＥＤ２５の紫外光及び白色光の多くは、光触媒パネル３と矩形枠部１７の下辺部分２１との隙間Ｓを通り、下辺部分２１よりも上方に位置する光触媒パネル３の前面１１の全体に広く照射される。
【００２７】
このように構成された本実施形態の空気浄化装置１では、光源モジュール７の紫外光ＬＥＤ２３の紫外光が、光拡散デバイス２７において乱反射されて光触媒パネル３の前面１１に照射される。すると、光触媒パネル３の表面（特に前面１１や細孔９の内壁面）に付着した光触媒が化学反応を起こす。
【００２８】
光触媒が化学反応を起こすと、額縁５の開口部１９を介して光触媒パネル３の前面１１が露出する額縁５の前方の空気中に存在する有機物や細菌等が分解される。そして、光触媒パネル３の前面１１付近の空気が浄化される。このとき、光触媒パネル３の前面１１は額縁５の開口部１９を介して光触媒パネル３の前方に露出しているので、光触媒パネル３の前面１１付近の空気には流動性が確保される。
【００２９】
また、白色ＬＥＤ２５の白色光（照明光）は紫外光ＬＥＤ２３の紫外光よりも波長が長いので、光触媒パネル３の前面１１の特に加飾部１３は、紫外光ＬＥＤ２３の紫外光が照射されたときよりも白色ＬＥＤ２５の白色光が照射されたときの方が加熱される。
【００３０】
したがって、光触媒パネル３の前面１１に白色ＬＥＤ２５の白色光を照射すると、紫外光ＬＥＤ２３の紫外光を照射するよりも光触媒パネル３の前面１１が加熱されて、光触媒パネル３の前面付近の空気の流動性が増す。
【００３１】
このため、光触媒パネル３の前面１１に対する紫外光ＬＥＤ２３の紫外光の照射と白色ＬＥＤ２５の白色光の照射とを併用すると、光触媒パネル３の前面１１付近の空気の浄化と流動性の増加とが図れる。よって、光触媒に紫外光を照射して空気清浄作用が得られる効率を高めることができる。
【００３２】
特に、開口部１９の大きさを、光触媒パネル３の前面１１の加飾部１３と外周部１５の加飾部１３寄りの一部とを額縁５の前方に露出させる大きさとすれば、開口部１９を通じて額縁５の前方に露出する外周部１５の面積が増える。したがって、光触媒パネル３の前面付近の空気の流動性をより一層増加させることができる。
【００３３】
なお、紫外光は、人間の肌質への影響等を考慮して人間が浴びる量を考慮した方が好ましい。また、光触媒への紫外線の照射による空気浄化は、空気浄化装置１の近辺における人の有無に関係なく、行うことに意義がある。
【００３４】
一方、白色光（照明光）は専ら光触媒パネル３の加飾部１３の視認性や装飾性の向上を図るもので、人間がいるときにこそ点灯させることに意味がある。
【００３５】
そこで、光触媒パネル３の前面１１付近の空気の浄化と流動性の向上とを同時に図れるように、紫外光ＬＥＤ２３及び白色ＬＥＤ２５は同時に点灯させてもよいが、両者の点灯時期を個別に設定してもよい。
【００３６】
例えば、空気浄化装置１の近辺に人がいないときには専ら紫外光ＬＥＤ２３のみを点灯させて、照明する必要がない加飾部１３を照らす白色ＬＥＤ２５を消灯させてもよい。反対に、空気浄化装置１の近辺に人がいるときには、加飾部１３の照明効果を狙って白色ＬＥＤ２５を点灯させ、紫外光ＬＥＤ２３を消灯させてもよい。
【００３７】
このような、紫外光ＬＥＤ２３の時期と白色ＬＥＤ２５の点灯時期との時間分けは、光源モジュール７の構造に応じて制御によって行ってもよく、機械的に行ってもよい。
【００３８】
例えば、図３の斜視図に示すように、紫外光ＬＥＤ２３及び白色ＬＥＤ２５を保持するホルダ３１（請求項中の光源ホルダに相当）の同一の面上に紫外光ＬＥＤ２３及び白色ＬＥＤ２５が配置されている場合は、点灯制御により一方の点灯時に他方を消灯させることができる。
【００３９】
また、図４の斜視図に示すように、ホルダ３１の１８０゜位相が異なる面に紫外光ＬＥＤ２３及び白色ＬＥＤ２５が分けて配置されている場合は、矩形枠部１７の下辺部分２１の内側でホルダ３１をモータ３３により回転させて、ホルダ３１の向きを第１位置と第２位置との間で１８０゜変えるようにしてもよい。
【００４０】
その場合は、矩形枠部１７の下辺部分２１の内側におけるホルダ３１の配置を、次のような状態が発生する配置とする。
【００４１】
まず、ホルダ３１の第１位置では、紫外光ＬＥＤ２３の紫外光だけが光拡散デバイス２７での反射により光触媒パネル３の前面１１に照射されて、光触媒パネル３の前面１１付近の空気の浄化が図られるようにする。
【００４２】
一方、第１位置から１８０゜回転させたホルダ３１の第２位置では、白色ＬＥＤ２５の白色光だけが光触媒パネル３の前面に照射されて、光触媒パネル３の前面１１付近の空気の流動性増加が図られるようにする。
【００４３】
このように構成した場合には、光触媒パネル３の前面１１への紫外光の照射による空気の浄化の進行度に応じて、ホルダ３１を適宜第１位置から第２位置に移動させて、浄化された空気の光触媒パネル３の前方空間への拡散を促進させて、光触媒の化学反応による空気浄化効果をより高めることができる。
【００４４】
なお、加飾部１３の照明光は、白色ＬＥＤ２５の白色光以外のデバイスを用いて得るようにしてもよい。
【００４５】
また、光源モジュール７は、額縁５の矩形枠部１７の下辺部分２１以外の部分に配置してもよく、矩形枠部１７の一部の辺部分のみに配置しても全ての辺部分に配置してもよい。
【００４６】
そして、以上に説明した実施形態によって、以下に示す各態様の発明が開示される。
【００４７】
まず、第１の態様による発明として、
表面に光触媒を担持した板材で構成され、該板材の前面に、液体インクにより画像が印刷された加飾部と該加飾部の外側に配置されて前記板材の下地が露出する露出部とを有する光触媒基材と、
前記光触媒基材の前記前面の前方に配置されて前記露出部の少なくとも一部を覆う被覆枠部と、該被覆枠部の内側に配置されて少なくとも前記加飾部を前方に露出させる開口部とを有し、前記被覆枠部により前記光触媒基材を保持する額縁と、
前記光触媒基材と前記額縁の前記被覆枠部との間に配置され、前記前面に紫外光を照射する紫外光源と前記前面に照明光を照射する照明光源とを有する光源モジュールと、
を備える光触媒ユニットが開示される。
【００４８】
そして、第１の態様による発明の光触媒ユニットによれば、光源モジュールの紫外光源の紫外光が光触媒基材の前面に照射される。すると、光触媒基材の板材に担持された光触媒が化学反応を起こす。
【００４９】
光触媒が化学反応を起こすと、額縁の開口部を介して光触媒基材の前面が露出する額縁の前方の空気中に存在する有機物や細菌等が分解される。そして、光触媒基材の前面付近の空気が浄化される。このとき、光触媒基材の前面は額縁の開口部を介して光触媒基材の前方に露出しているので、光触媒基材の前面付近の空気には流動性が確保される。
【００５０】
また、可視光の照明光は紫外光よりも波長が長いので、光触媒基材の前面は、紫外光が照射されたときよりも照明光が照射されたときの方が加熱される。したがって、光触媒基材の前面に照明光を照射すると、紫外光を照射するよりも光触媒基材の前面が加熱されて、光触媒基材の前面付近の空気の流動性が増す。
【００５１】
そして、光触媒の代表的な素材である酸化チタン（二酸化チタンＴｉＯ２）は白色なので、照明光が照射されたときの光触媒基材は、光触媒基材の下地が露出する部分よりも液体インクで画像が形成された加飾部の方がより発熱する。このため、加飾部が開口部を介して露出する額縁の前方の空気の流動性が、より顕著に増す。
【００５２】
このため、光触媒基材の前面に対する紫外光の照射と照明光の照射とを併用すると、光触媒基材の前面付近の空気の浄化と流動性の増加とが図れる。したがって、光触媒に紫外光を照射して空気清浄作用が得られる効率を高めることができる。
【００５３】
次に、第２の態様による発明として、前記光源モジュールは、前記紫外光源と前記照明光源とを同一面上に配置した光源ホルダを有しており、前記紫外光源の紫外光と前記照明光源の照明光とが選択的に前記前面に照射される光触媒ユニットが開示される。
【００５４】
そして、第２の態様による発明の光触媒ユニットによれば、光源ホルダの同一面上から紫外光源の紫外光と照明光源の照明光とを選択的に光触媒基材の前面に照射させると、光触媒基材の前面付近の空気の浄化と流動性の増加とが選択的に得られる。
【００５５】
したがって、光触媒基材の前面への紫外光の照射による空気の浄化の進行度に応じて光触媒基材の前面への照明光の照射を適宜割り込んで実行することで、浄化された空気の光触媒基材の前方空間への拡散を促進させて、光触媒の化学反応による空気浄化効果をより高めることができる。
【００５６】
続いて、第３の態様による発明として、前記光源モジュールは、前記紫外光源と前記照明光源とを互いに異なる面上にそれぞれ配置した光源ホルダと、該光源ホルダを、前記紫外光源が前記前面に至る第１光路上に配置されると共に前記照明光源が前記前面の手前で遮光部材により遮光される第２光路上に配置される第１位置と、前記紫外光源が前記第２光路上に配置されると共に前記照明光源が前記第１光路上に配置される第２位置との間で移動させる移動機構とを有している光触媒ユニットが開示される。
【００５７】
そして、第３の態様による発明の光触媒ユニットによれば、光源ホルダの第１位置では、紫外光源の紫外光だけが光触媒基材の前面に照射されて、光触媒基材の前面付近の空気の浄化が図られる。また、光源ホルダの第２位置では、照明光源の照明光だけが光触媒基材の前面に照射されて、光触媒基材の前面付近の空気の流動性増加が図られる。
【００５８】
したがって、光触媒基材の前面への紫外光の照射による空気の浄化の進行度に応じて、光源ホルダを適宜第１位置から第２位置に移動させることで、浄化された空気の光触媒基材の前方空間への拡散を促進させて、光触媒の化学反応による空気浄化効果をより高めることができる。
【００５９】
次に、第４の態様による発明として、前記光源モジュールは、該光源モジュールの光源の光を反射して前記前面に間接的に照射させる光拡散部材を有している光触媒ユニットが開示される。
【００６０】
そして、第４の態様による発明の光触媒ユニットによれば、紫外光源の紫外光や照明光源の照明光が、光源からの直射光ではなく反射を経た間接光として光触媒基材の前面に照射される。
【００６１】
このため、紫外光が光触媒基材の前面の全体に拡散して照射されるようにして、光触媒基材の前面の全体で空気浄化作用を満遍なく起こさせ、また、照明光の間接照明効果により加飾部の照明による装飾効果を高めて、これらの両立を図ることができる。
【００６２】
続いて、第５の態様による発明として、前記光触媒基材の前記板材は多孔質部材で構成されている光触媒ユニットが開示される。
【００６３】
そして、第５の態様による発明の光触媒ユニットによれば、多孔質部材の板材の前面に液体インクによる印刷で加飾部を形成しても、前面に連通する多孔質部材の内部の細孔には、光触媒を担持した下地が露出した部分が残る。この部分に、光触媒基材の前面に照射された紫外光が届くと、加飾部の範囲内であっても光触媒の化学反応による空気清浄作用が起こる。
【００６４】
このため、紫外光が照射される光触媒基材の前面に装飾性を高めるための加飾部を設けても、光触媒基材の前面への紫外光の照射による空気清浄作用の発生を十分期待できる構成とすることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  空気浄化装置（光触媒ユニット）
３  光触媒パネル（光触媒基材）
５  額縁
７  光源モジュール
９  細孔
１１  前面
１３  加飾部
１５  外周部（露出部）
１７  矩形枠部（被覆枠部）
１９  開口部
２１  下辺部分
２３  紫外光ＬＥＤ（紫外光源）
２５  白色ＬＥＤ（照明光源）
２７  光拡散デバイス（光拡散部材）
２９  シリンドリカルレンズ
３１  ホルダ（光源ホルダ）
３３  モータ
Ｓ  光触媒パネルと矩形枠部との隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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