(57)【要約】【課題】エア流れを制限しないように、フィルタ基材を均一に光照射する。【解決手段】ガス用フィルタ１０は、第１及び第２のフィルタ基材２１、２２を有する。第１及び第２のフィルタ基材２１、２２の間に、第２の光源ユニット３２を設ける。第２の光源ユニット３２は同一平面上にそれぞれ２次元状に配列された第１及び第２の中央点光源５１Ａ、５１Ｂを有する。第１の中央点光源５１Ａの出射端は第１のフィルタ基材２１に向く一方、第２の中央点光源５１Ａの出射端は第１のフィルタ基材２２に向く。第１及び第２の中央点光源５１Ａ、５１Ｂに電力を供給するための第１及び第２の導線４１、４２は連結されて２次元状の網目を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒を含む粒子が付着された、シート状或いはブロック状の三次元網状骨格構造体から成るフィルタ基材と、
２次元状に配列されて並べられ、かつ出射端が前記フィルタ基材に対向することにより、前記フィルタ基材に向けて光を照射する複数の点光源と
を備えることを特徴とするガス用フィルタ。
【請求項２】
前記複数の点光源は、前記フィルタ基材の一方の面に対向する網目状の部材に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のガス用フィルタ。
【請求項３】
前記網目状の部材の少なくとも一部は前記点光源に電力を供給するための導線で構成されることを特徴とする請求項２に記載のガス用フィルタ。
【請求項４】
前記複数の点光源は、一方の方向に１列に並べられて第１の光源列を形成する複数の第１の点光源を含み、
前記第１の光源列が複数並べられ、各第１の光源列における点光源は、前記一方の方向に延在する第１の導線によって接続されると共に、
前記一方の方向とは異なる他方の方向に延在する複数の線状補強部材が設けられ、前記線状補強部材は、前記第１の導線に連結しつつ交差して網目を形成することを特徴とする請求項３に記載のガス用フィルタ。
【請求項５】
前記複数の点光源は、一方の方向に１列に並べられて第１の光源列を形成する複数の第１の点光源と、前記一方の方向とは異なる他方の方向に１列に並べられて第２の光源列を形成する複数の第２の点光源とを含み、
前記第１の光源列が複数並べられ、各第１の光源列における第１の点光源は、前記一方の方向に延在する第１の導線によって接続されると共に、
前記第２の光源列が複数並べられ、各第２の光源列における第２の点光源は、前記他方の方向に延在する第２の導線によって接続され、
前記第２の導線は、前記第１の導線に連結しつつ交差して網目を形成することを特徴とする請求項３に記載のガス用フィルタ。
【請求項６】
前記フィルタ基材は、前記２次元状に配列された複数の点光源を両側から挟み込むように配置された第１及び第２のフィルタ基材を含み、
前記複数の点光源は、前記第１のフィルタ基材に向けて光を照射する第１の点光源と、前記第２のフィルタ基材に向けて光を照射する第２の点光源とを備えることを特徴とする請求項１に記載のガス用フィルタ。
【請求項７】
前記複数の点光源は、
前記フィルタ基材の一方の面に対向する第１の平面に、２次元状に配列された複数の第１の点光源と、
前記フィルタ基材の一方の面の反対側の面に対向する第２の平面に、２次元状に配列された複数の第２の点光源と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のガス用フィルタ。
【請求項８】
前記粒子は光触媒と吸着剤が複合して成ることを特徴とする請求項１に記載されたガス用フィルタ。
【請求項９】
前記点光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載されたガス用フィルタ。
【請求項１０】
ガス用フィルタに流入されるエアは、前記複数の光源が並べられた平面を交差するように通過することを特徴とする請求項１に記載されたガス用フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル空調、産業空調等で使用され、光触媒によって空気中の異臭や汚染ガスを除去するガス用フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気中の異臭や汚染ガスを除去するために、イオン交換樹脂や活性炭等の吸着剤を用いたガス用フィルタが知られている。ガス用フィルタは、例えばペレット状の吸着剤をＶ字型のケーシングに充填したり、特許文献１に記載するようにウレタンフォームなどの三次元網状骨格構造体に粒子状の吸着剤を添着したりして構成されることが一般的である。しかし、イオン交換樹脂や活性炭等の吸着剤は寿命があり、吸着されたガスが飽和状態になれば吸着剤を交換しなければならない。
【０００３】
また従来、酸化チタン等の光触媒を用いて、空気中の悪臭や汚染ガスを分解して除去するタイプのガス用フィルタも知られている。この種のフィルタは、光触媒作用により、汚染物質を二酸化炭素と水に分解して除去するので、光触媒を交換する必要がない。
【０００４】
光触媒を用いたフィルタでは、光触媒に光を照射し活性化するための光源が、フィルタ枠内部に設けられる場合がある。例えば、特許文献２には、集塵濾材の一方の面に、光触媒活性殺菌濾材をラミネートして構成されるフィルタユニットと、その光触媒活性殺菌濾材に対向するように配列された複数の蛍光灯とを、フィルタ枠の内部に配置した空気清浄システムが開示されている。
【特許文献１】特公平７−１０８３６４号公報
【特許文献２】特開２００３−７９７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献２で示される空気洗浄システムでは、占有スペースが比較的大きい蛍光灯がエア流路に配置されるので、エアの流れが蛍光灯によって制限され、通風エアの圧力損失が発生してしまう。また、スペース的な制約から、フィルタ枠内部に配置可能な蛍光灯の数は限られており、フィルタユニットに光を均一に照射することは困難である。
【０００６】
さらに、特許文献２の光触媒活性殺菌濾材は、繊維状濾材であってその厚さが薄く、濾材容積が十分ではないため、汚染物質を十分に分解することはできない。一方、濾材容積を大きくするために濾材を厚くすると、繊維状濾材の光透過性が十分ではないことから、濾材全体に蛍光灯の光が行き渡らなくなるという不都合が生じる。なお、特許文献２には、光源として発光ダイオードを用いることが開示されているが、発光ダイオードの配置については何ら開示されていない。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、エアの流れをほとんど制限することなく、光源からの光を光触媒に均一に照射することができ、かつ十分な濾材容積を有するガス用フィルタ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】
【０００８】
本発明に係るガス用フィルタは、光触媒を含む粒子が付着された、シート状或いはブロック状の三次元網状骨格構造体から成るフィルタ基材と、２次元状に配列されて並べられ、かつ出射端がフィルタ基材に対向することにより、フィルタ基材に向けて光を照射する複数の点光源とを備えることを特徴とする。
【０００９】
複数の点光源は、フィルタ基材の一方の面に対向する網目状の部材に配列されることが好ましい。そして、網目状の部材の少なくとも一部は点光源に電力を供給するための導線で構成されることが好ましい。
【００１０】
例えば、複数の点光源は、一方の方向に１列に並べられて第１の光源列を形成する複数の第１の点光源を含み、第１の光源列が複数並べられ、各第１の光源列における点光源は、一方の方向に延在する第１の導線によって接続されている。そして、一方の方向とは異なる他方の方向に延在する複数の線状補強部材が設けられ、線状補強部材が、第１の導線に連結しつつ交差して網目を形成することが好ましい。
【００１１】
例えば、複数の点光源は、上記第１の点光源に加えて、一方の方向とは異なる他方の方向に１列に並べられて第２の光源列を形成する複数の第２の点光源を含む。第２の光源列は複数並べられ、各第２の光源列における第２の点光源は、他方の方向に延在する第２の導線によって接続される。そして、第２の導線は、第１の導線に連結しつつ交差して網目を形成することが好ましい。
【００１２】
例えば、フィルタ基材が、２次元状に配列された複数の点光源を両側から挟み込むように配置された第１及び第２のフィルタ基材を含む場合、複数の点光源は、第１のフィルタ基材に向けて光を照射する第１の点光源と、第２のフィルタ基材に向けて光を照射する第２の点光源とを備えることが好ましい。
【００１３】
複数の点光源は、フィルタ基材の一方の面に対向する第１の平面に、２次元状に配列された複数の第１の点光源と、フィルタ基材の一方の面の反対側の面に対向する第２の平面に、２次元状に配列された複数の第２の点光源とを含んでいても良い。
【００１４】
上記粒子は例えば光触媒と吸着剤が複合して成る。例えば、点光源は、発光ダイオードである。また、ガス用フィルタに流入されるエアは、複数の光源が並べられた平面を交差するように通過することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、光触媒を活性化するための光源として、２次元に配列された点光源が用いられるので、光源の占有スぺースを小さくし、光源による通風エアの圧力損失を抑えることができる。また、三次元網状骨格構造体と２次元に配列された点光源との組み合わせによって、充分な濾材容積を確保し、かつフィルタ基材に均一に光を照射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るガス用フィルタを示す。なお、以下の説明においては、図１における左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向として説明し、フィルタ枠の厚さ方向はＺ方向に一致する。
【００１７】
ガス用フィルタ１０は、フィルタ枠１１と、フィルタ枠１１内に配置される第１及び第２のフィルタ基材２１、２２と、第１〜第３の光源ユニット３１、３２、３３とを有する。フィルタ枠１１は、矩形又は方形の四角枠状に形成され、前方側及び後方側に前方開口部３９Ｆ及び後方開口部３９Ｂが対向するように形成される。
【００１８】
フィルタ枠１１は、互いに対向して配置され、左右に長く延びる略矩形の地板１２及び天板１３と、互いに対向して配置され、上下に長く延びる略矩形の左板１４及び右板１５とで構成される。左板１４は地板１２及び天板１３の左端部を連結すると共に、右板１５は地板１２及び天板１３の右端部を連結する。
【００１９】
第１及び第２のフィルタ基材２１、２２は、シート状或いはブロック状に形成され、それぞれがフィルタ枠１１の内部において前方側、後方側に配置される。第１及び第２のフィルタ基材２１、２２それぞれの左右上下の外周面は、フィルタ枠１１の左板１４、右板１５、天板１３、及び地板１２の内周面に当接し、フィルタ枠１１の内周面に支持されている。
【００２０】
第１〜第３の光源ユニット３１〜３３は、２次元網目状に形成されている。第１及び第３の光源ユニット３１、３３それぞれは、フィルタ枠１１の内部において、第１及び第２のフィルタ基材２１、２２それぞれのさらに前方側、後方側に配置される。第１及び第３の光源ユニット３１、３３それぞれは、第１のフィルタ基材２１の前面２１Ａ及び第２のフィルタ基材２２の背面２２Ｂそれぞれに対向する。
【００２１】
第２の光源ユニット３２は、フィルタ枠１１の内部において、第１及び第２のフィルタ基材２１、２２の間に挟み込まれるように配置され、第１のフィルタ基材２１の背面２１Ｂ及び第２のフィルタ基材２２の前面２２Ａに対向している。各第１〜第３の光源ユニット３１〜３３は、対向するフィルタ基材２１、２２の前面又は背面に接していても良いし、所定距離離されていても良い。
【００２２】
図２は、フィルタ基材と光源ユニットを、一部を拡大して示した斜視図である。なお、図２においては、フィルタ枠の前方側が下側に、フィルタ枠１１の後方側が上側に配置されている。
【００２３】
図２に示すように、第１及び第２のフィルタ基材２１、２２は、例えば、ポリウレタンフォームから形成され、無数の空隙２３を有する三次元網状骨格構造である。但し、図２においては、各空隙が前後左右及び上下に規則的に並べられるが、空隙は通常不規則に並べられる。また、各空隙２３は、光源ユニット３１〜３３からの光が、第１及び第２のフィルタ基材２１、２２の全ての部位に行き渡る様に、その開口幅が充分に大きい。
【００２４】
フィルタ基材２１、２２には、多数の光触媒粒子が略均等に付着されている。光触媒粒子は、光触媒を少なくとも含み、さらに吸着剤を含んでいても良い。光触媒粒子は、好ましくは光触媒と吸着剤とが複合化して形成され、特に好ましくは吸着剤の表面に光触媒が被膜された粒子である。例えば、光触媒としては酸化チタン、吸着剤としてはアパタイトが使用される。酸化チタンは白色であって光を反射しやすいので、光触媒として酸化チタンを含み、特に粒子表面に酸化チタンが被膜されると、光源ユニットからの光がフィルタ基材２１、２２の内部で均等に分散されやすくなる。
【００２５】
第１の光源ユニット３１は、各々発光ダイオードから成る複数の前方点光源５０が、第１のフィルタ基材２１の前面２１Ａに対向する平面に沿って、２次元状に配列されて構成される。前方点光源５０は、出射端が第１のフィルタ基材２１の前面２１Ａに対向するように、後方側（すなわち、図２においては上方側）に向けられており、第１のフィルタ基材２１に向けて光を照射する。
【００２６】
前方点光源５０は、Ｘ方向に複数個等間隔に並べられ光源列を形成し、その光源列がＹ方向に等間隔に複数並べられ、格子状に配列される。Ｘ方向の各光源列を構成する前方点光源５０は、Ｘ方向に延在する第１の導線４１によって直列に接続されている。すなわち、Ｘ方向において隣接する２つの前方点光源５０は、導線によって接続されている。例えば、各前方点光源５０の陽極は、Ｘ方向において左側に隣接する前方点光源５０の陰極に接続され、各前方点光源５０の陰極は、右側に隣接する前方点光源５０の陽極に接続する。また、各光源列において両端に配置された前方点光源５０は、外部導線によってフィルタ枠１１の外部に設けられた不図示の電源部に接続される。
【００２７】
第１の導線４１及び後述する第２の導線４２は、針金等の金属棒、金属線等で構成され、各導線は外周が外部に露出していても良いし、外周が樹脂等の絶縁体で被膜されていても良い。
【００２８】
第１の光源ユニット３１は、第１の導線４１に直交して交差するように、Ｙ方向に延在し、針金等の金属棒、金属線等によって構成される複数の線状補強部材４５を備える。各線状補強部材４５は、第１の導線４１に交差する位置において各第１の導線４１に連結しており、これにより第１の導線４１及び線状補強部材４５は２次元状の網目を形成する。各線状補強部材４５及び第１の導線４１は、例えば接着剤によって接着されて連結される。但し、第１の導線４１の外周が外部に露出している場合、線状補強部材４５は第１の導線４１と導通しないように、絶縁体を介して第１の導線４１に連結される。
【００２９】
第１の光源ユニット３１は、網目に形成されることにより、形状安定性に優れ、フィルタ枠１１の内部に配置しやすくなる。また、全ての前方点光源５０が一体的に形成されることになるので取り扱い性が良好になる。
【００３０】
第２の光源ユニット３２は、各々発光ダイオードから成る第１及び第２の中央点光源５１Ａ、５１Ｂそれぞれが複数設けられて構成される。第１の中央点光源５１Ａは、第１のフィルタ基材２１の背面２１Ｂと第２のフィルタ基材２２の前面２２Ａとによって挟み込まれる位置にある平面上において２次元状に配列される。また、第２の中央点光源５１Ｂは、第１の中央点光源５１Ａが配列される平面と同一平面上において、２次元状に配列されている。
【００３１】
第１の中央点光源５１Ａは、Ｘ方向に複数個等間隔に並べられて光源列を形成し、その光源列がＹ方向に等間隔に複数列並べられて格子状に配列される。第１の中央点光源５１Ａは、その出射端が第２のフィルタ基材２２の前面２２Ａに対向するように、フィルタ枠１１の後方（すなわち、図２の上側）に向けられ、第２のフィルタ基材２２に向けて光を照射する。各光源列を構成する第１の中央点光源５１Ａは、前方点光源５０と同様に、Ｘ方向に延在する第１の導線４１によって直列に接続されている。
【００３２】
第２の中央点光源５１Ｂは、Ｙ方向に複数個等間隔に並べられて光源列を形成し、その光源列がＸ方向に等間隔に複数列並べられて格子状に配列される。第２の中央点光源５１Ｂは、その出射端が第１のフィルタ基材２１の背面２１Ｂに対向するようにフィルタ枠１１の前方（すなわち、図２の下側）に向けられ、第１のフィルタ基材２１に向けて光を照射する。
【００３３】
Ｙ方向に延びる各光源列を構成する第２の中央点光源５１Ｂは、第１の導線４１に直交して交差するようにＹ方向に延在する第２の導線４２によって直列に接続されている。第２の光源ユニット３２において、第２の導線４２それぞれは、第１の導線４１に交差するそれぞれの位置において第１の導線４１に連結しており、これにより第１及び第２の第２の導線４１、４２は２次元状の網目を形成する。なお、第２の導線４２は線状補強部材４５と同様の方法により、第１の導線４１に連結される。
【００３４】
以上の構成により、第２の光源ユニット３２においては、第２の導線４２が、第１の光源ユニット３１における線状補強部材４５の役割を果たし、第１及び第２の導線４１、４２によって網目が形成される。これにより、第２の光源ユニット３２は形状安定性に優れ、フィルタ枠１１の内部に配置しやすくなると共に、取り扱い性も良好になる。
【００３５】
第３の光源ユニット３３は、発光ダイオードから成る後方点光源５２が複数設けられて構成される。後方点光源５２は、第２のフィルタ基材２２の背面２２Ｂに対向する平面において２次元状に配列される。後方点光源５２の出射端は、第２のフィルタ基材２２の背面２２Ｂに対向するように前方側（すなわち、図２における下側）に向けられる。また、Ｙ方向に延びる各光源列を構成する後方点光源５２は、Ｙ方向に延びる第１の導線４１によって直列に接続される。さらに、Ｘ方向に延びる線状補強部材４５も設けられ、第３の光源ユニット３３は、第１の導線４１と線状補強部材４５によって網目状に形成される。
【００３６】
前方点光源５０及び第１の中央点光源５１Ａは、第１の導線４１及び第２の導線４２（又は線状補強部材４５）が連結する連結位置に配置されると共に、第２の中央点光源５１Ｂ及び後方点光源５２は上記連結位置からずれて配置される。
【００３７】
本実施形態で使用される発光ダイオードは、光触媒を活性化可能であれば、特に限定されるわけではないが、例えば、白色、青色、又は紫外光を発する。また、各点光源５０、５１Ａ、５１Ｂ、５２から発せられる光の光束中心はＺ方向に平行である。
【００３８】
網目状に形成された第１の光源ユニット３１は、第１の導線４１それぞれの両端部が、左枠１４および右枠１５の内周面に支持されると共に、線状補強部材４５それぞれの両端部が地枠１２及び天枠１３の内周面に支持されてフィルタ枠１１の内部に取り付けられる（図１参照）。同様に、第２及び第３の光源ユニット３２、３３も、第１の導線４１及び第２の導線４２（又は線状補強部材４５）がフィルタ枠１１の内周面に支持されてフィルタ枠１１の内部に取り付けられる。
【００３９】
但し、第２の光源ユニット３２は、フィルタ枠１１の内周面に支持される代わりに、第１及び第２のフィルタ基材２１、２２によって挟持されることにより支持されていても良い。
【００４０】
また、地板１２、天板１３、右板１５、及び左板１４それぞれの前方側部１１Ｆ及び後方側部１１Ｂに、それぞれが図１における上、下、左、及び右方向に突出する突出部が設けられていても良い。この場合、第１の光源ユニット３１は、前方側部１１Ｆに設けられた突出部と、第１のフィルタ基材２１とによって挟持されることによって支持されていても良い。同様に、第３の光源ユニット３３も、後方側部１１Ｂに設けられた突出部と、第２のフィルタ基材２２とによって挟持されることによって、支持されていても良い。なお、第１〜第３の光源ユニット３１〜３３は、フィルタ基材２１、２２から離間しているときは、例えばスペーサを介してフィルタ基材２１、２２に挟持されていても良い。
【００４１】
地板１２、天板１３、左板１４及び、右板１５それぞれには、不図示の孔が設けられる。上記各光源列の端部に設けられた各点光源５０、５１Ａ、５１Ｂ、５２は、不図示の孔を通ってフィルタ枠の外部から内部に配線された外部導線に接続されている。その外部導線は、フィルタ枠の外部に設けられた電源部に接続され、各光源ユニットに電力供給することが可能となる。
【００４２】
次に、本実施形態に係るガス用フィルタ１０の作用について説明する。ガス用フィルタ１０は使用が開始されると、各点光源５０、５１Ａ、５１Ｂ、５２へ電力が供給され、各点光源５０、５１Ａ、５１Ｂ、５２から光が発せられる。各点光源５０、５１Ａ、５１Ｂ、５２からの光は、第１及び第２のフィルタ基材２１、２２に照射され、第１及び第２のフィルタ基材２１、２２に付着された光触媒粒子は活性化させる。
【００４３】
各点光源５０、５１Ａ、５１Ｂ、５２は、各光源ユニット３１〜３３において、二次元状に均等に配列されるので、光源ユニット３１〜３３からの光は、均等にフィルタ基材２１、２２に照射される。また各フィルタ基材２１、２２は、その前面及び背面の両面から光が照射される。したがって、点光源５０、５１Ａ、５１Ｂ、５２からの光はフィルタ基材２０、２１の略全ての部位に照射され、光触媒は均等に活性化される。
【００４４】
なお、フィルタ基材２１、２２がある程度の厚みを有していても、空隙２３を相対的に大径にすることにより、点光源５０、５１Ａ、５１Ｂ、５２からの光を透過させて、基材の全ての部位に光を照射させることが可能になる。
【００４５】
フィルタ枠１１の内部には、前方開口部３９Ｆからエアが流入される。フィルタ枠１１の内部に流入されたエアは、活性化された光触媒粒子によって、異臭や汚染ガスが分解されることによって清浄化された後、後方開口部３９Ｂから流出される。
【００４６】
本実施形態において、前方開口部３９Ｆから流入したエアは、各光源ユニット３１〜３３に交差するように、フィルタ枠１１の内部を通過し、そのとき圧力損失が発生する。しかし、各光源ユニット３１〜３３は網状に形成されており、エアが通過しやすいので、エアが通過するときの圧力損失は最小限に抑えられる。
【００４７】
なお、光触媒粒子が吸着剤を含む場合、吸着剤で異臭や汚染ガスが吸着され、その吸着された物質が光触媒によって分解されるので、ガス用フィルタはより高いガス除去性能を発揮する。また、光照射が行われないときでも、異臭や汚染ガスが吸着剤によって吸着・除去されるので、点光源による光照射を間欠的に行うこともできる。
【００４８】
なお、本実施形態では、第１〜第３の光源ユニット３１〜３３を構成する網目状の部材の少なくとも一部は、各点光源に電力を供給するための導線であったが、全てが導線以外で構成されても良い。例えば、金属網等の網目状の部材に、各点光源に電源を供給するための導線が取り付けられて構成されても良い。
【００４９】
また、本実施形態において、フィルタ基材は、Ｚ方向に２つ並べられて設けられたが、フィルタ基材は、１以上であればいくつあっても良い。但し、各フィルタ基材はその前面側及び背面側から光源ユニットによって照射されるために、光源ユニットとフィルタ基材は、本実施形態のように、Ｚ方向に交互に並べられていたほうが良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス用フィルタの分解斜視図である。
【図２】ガス用フィルタの内部を拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  ガス用フィルタ
１１  フィルタ枠
２１〜２２  第１〜第２のフィルタ基材
３１〜３３  第１〜第３の光源ユニット
４１〜４２  第１〜第２の導線
４５  線状補強部材
５０  前方点光源
５１Ａ、５１Ｂ  第１〜第２の中央点光源
５２  後方点光源
【図１】
2008264713.tif 000003
【図２】
2008264713.tif 000004