(57)【要約】【課題】照明用光源ランプが消灯されても、室内を消灯状態に保持したまま、室内空気を循環させて光触媒分解が可能な光触媒光源装置を開発する。【解決手段】本発明に係る持続型光触媒光源装置２は、室内照明用の主光源ランプ６と反射笠１２を有する主光源装置４と、これと独立に補助光源装置２０を設け、補助光源装置２０は補助光源ランプ２６と補助光源光を反射する光反射面２２ｂと、これらの両部材を内部に含む光漏洩防止用のハウジング２２から構成され、補助光源ランプ２６の所要外側表面及び／又は光反射面に光触媒膜２３・２８が形成される。光分解専用の補助光源装置２０を設けるから、主光源ランプ６が消灯状態にあっても補助光源ランプ２６の点灯で光触媒膜２３・２８が光触媒分解を持続する。発熱で室内空気がハウジング２２内に循環し、室内全体の空気を浄化できる。補助光源光は室内漏洩しないから、室内消灯を維持できる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内照明用の主光源ランプと主光源ランプからの光を反射する反射笠を少なくとも有する主光源装置と、この主光源装置と独立して設けられた補助光源装置と、この補助光源装置は補助光源ランプと補助光源ランプからの光を反射する反射面とこれらの両部材を内部に含んで補助光源ランプからの光が前記室内に漏洩することを防止するハウジングから少なくとも構成されており、補助光源ランプの所要外側表面及び／又は反射面に光触媒膜を形成し、補助光源ランプからの光照射によってハウジング内の光触媒を励起して室内からハウジング内に流入する有機物質を光触媒分解することを特徴とする持続型光触媒光源装置。
【請求項２】
主光源ランプの外側表面及び／又は反射笠の光反射面に光触媒膜を形成し、主光源ランプからの光照射によって光触媒を励起して室内の有機物質を光触媒分解する請求項１に記載の持続型光触媒光源装置。
【請求項３】
反射笠がハウジングの外側表面を利用して構成される請求項１又は２に記載の持続型光触媒光源装置。
【請求項４】
主光源ランプの点灯・消灯と補助光源ランプの点灯・消灯を独立して作動させ、主光源ランプの光触媒分解と補助光源ランプの光触媒分解を自在に可変して駆動することができる請求項２に記載の持続型光触媒光源装置。
【請求項５】
主光源ランプの点灯時には補助光源ランプを消灯し、主光源ランプの消灯時に補助光源ランプを点灯して、主光源ランプによる光触媒分解と補助光源ランプによる光触媒分解を交互に行なう請求項４に記載の持続型光触媒光源装置。
【請求項６】
前記ハウジング内に主光源装置用の主光源点灯装置と補助光源装置用の補助光源点灯装置を配設し、これらの点灯装置の発熱により室内空気の対流が促進される請求項１又は２に記載の持続型光触媒光源装置。
【請求項７】
前記ハウジングに室内空気の流入用と流出用の開口部を形成した請求項１に記載の持続型光触媒光源装置。
【請求項８】
前記ハウジング内にファンを設けて空気をハウジング内に強制循環させる請求項１に記載の持続型光触媒光源装置。
【請求項９】
光触媒膜は、ルチル型酸化チタン光触媒粒子に金属超微粒子を担持させた金属超微粒子担持光触媒粒子を分散して形成される請求項１又は２に記載の持続型光触媒光源装置。
【請求項１０】
光触媒膜は、光触媒粒子を混合したシリカゾル液を塗着して膜形成し、ゲル化させて形成される請求項１又は２に記載の持続型光触媒光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光源ランプや反射笠に光触媒膜を形成して室内照明光により室内の有害な有機物質を光触媒分解する光触媒光源装置に関し、更に詳細には、室内照明用の主光源装置に光漏洩防止ハウジングにより囲繞された補助光源装置を付設し、室内照明時には主光源装置の照明光と光触媒により有害有機物質を光触媒分解し、室内消灯時には補助光源装置によりハウジング内の補助光源光と光触媒により有害有機物質の光触媒分解を行なう持続型光触媒光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光触媒としてアナターゼ型酸化チタン（以後、アナターゼと云う）が広く利用されている。このアナターゼを利用した空気清浄器として、アナターゼをハニカム状触媒担体の多数の内壁面に塗着し、この触媒担体に室内空気を通風循環させて、触媒担体の微小空間内に紫外線などを照射して空気中に含まれる有害有機物質を光触媒分解する装置が提案されている。
【０００３】
しかし、アナターゼのバンドギャップエネルギーは３．２０ｅＶであるから、光の励起波長は３８８ｎｍ以下の生物（人間を含む）に有害な紫外線に限定され、励起光源としてブラックライト等の紫外光源が利用されていた。従って、従来の空気清浄器は、紫外線による危険性を防止するために、紫外光源をハウジング内に密封して紫外線が室内に漏洩しない構造を採用していた。
【０００４】
しかし、このような構造の空気清浄器であっても、空気中の有害な有機成分を分解するには長時間を必要としていた。部屋の中では常時生活が営まれるから、一部の空気を浄化しても直ぐに悪臭が発生して、室内の浄化を感覚的に認知できる程度まで光触媒分解により浄化することは困難であった。
【０００５】
一方、照明に多用される蛍光灯や電球などは主として可視光を発生し、紫外光は極微弱でほとんど含まれていない。この光が生物には無害であることは経験的にも実証されている。しかし、可視光のみではアナターゼを励起できないことも事実であるから、無害な蛍光灯や電球にアナターゼを塗着して室内の有害物質を光触媒分解することは困難であり、極微弱な紫外光を利用しても光触媒効果は小さい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以下では、照明用光源として蛍光灯を例にとって説明する。蛍光灯の発光原理を考察すると、水銀の内部放電により発生する紫外線を蛍光灯内面の蛍光膜により可視光に変換し、この可視光を外部に放射して室内を照明している。蛍光膜によって放電紫外線を完全に吸収することは困難であるから、蛍光灯から一部の紫外線が室内に漏洩する。
【０００７】
この漏洩紫外線を光触媒分解に利用しようというアイデアが生まれた。つまり、蛍光灯のガラス管の外側表面にアナターゼを膜形成すれば、前記の漏洩紫外線によりアナターゼは励起され、室内の空気中に含まれる有害有機物質がアナターゼ表面に付着して紫外線により光触媒分解できる。
【０００８】
そこで、近年に到って、蛍光灯の外側表面に実際にアナターゼを塗着し、また蛍光灯の反射笠の表面にアナターゼを塗着した光触媒蛍光灯が市場に提供されるようになった。蛍光灯の可視光は室内を照明し、漏洩紫外線がアナターゼ膜に作用して有害物質を光触媒分解するという両効果を狙った蛍光灯である。
【０００９】
図６はこの従来の光触媒光源装置の概略断面図である。この光触媒光源装置６２は、蛍光灯からなる２本の光源ランプ６６・６６の外側表面に光触媒膜６８・６８を膜形成してあり、天井４０に固定された反射笠６３の反射面にも光触媒膜６４が形成されている。光触媒膜６８・６８としてアナターゼ膜がゾルゲル法で形成される。
【００１０】
光源ランプ６６を点灯すると、光触媒膜６８を透過して透過光Ｔが放射され、またこの透過光Ｔが反射笠６３で反射されて反射光Ｒが下方に照射される。光源ランプ６６・６６の発熱により室内空気は矢印Ａ方向に循環し、空気内に含まれる有害な有機物質は光触媒膜６４・６８（アナターゼ膜）に吸着される。
【００１１】
光触媒膜６４・６８に吸着された有機物質は透過光Ｔや反射光Ｒによって光触媒分解されてゆく。この従来の光触媒光源装置６２は次の二つの原因により十分な光触媒効果を発揮することができない。第１に、光触媒分解は光照射によって生じるから、光源ランプ６６・６６が消灯されると光触媒分解はその時点で停止する。
【００１２】
職場では、帰宅時に蛍光灯は消灯され、家庭では昼間や就寝時に蛍光灯は消灯される。従って、蛍光灯の点灯中しか光触媒分解は生起せず、長時間に亘る蛍光灯の消灯により光触媒効果は発現しなくなり、その間に有害物質が蓄積されて元の有害状態に戻ってしまう。
【００１３】
また、原理的に光触媒分解は緩慢に進行するものであるから、有害有機物質を光触媒分解するには長時間を要する。従って、蛍光灯の光触媒により室内の有害有機物質を分解するには、蛍光灯を継続的に点灯しておく必要がある。しかし、業務用や家庭用の蛍光灯は不要時に消灯されるため、光触媒分解がどうしても途中停止し不十分になるという欠点がある。この欠点は光源装置の問題である。
【００１４】
第２に、蛍光灯に塗着される光触媒としてのアナターゼの限界である。アナターゼは紫外線応答性の高い光触媒であるから、蛍光灯から放射される可視光に対しては反応性は極めて低い。また、最近の蛍光灯では紫外線安全性が確立されており、室内に放射される漏洩紫外線は極めて少なくなっている。つまり、このような極小量の漏洩紫外線によってはアナターゼの光触媒分解は十分に駆動しないのである。
【００１５】
従って、本発明の第１目的は、室内照明用の光源装置を改良して、照明用光源ランプが消灯されても、室内を消灯状態に保持したまま、室内空気を循環させて光触媒分解が可能な光触媒光源装置を提供することである。本発明の第２目的は、この光触媒光源装置に可視光応答性の高い光触媒膜を形成することにより、照明用の可視光により強力に光触媒分解できる光触媒光源装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光触媒光源装置は前記課題を解決するために為されたものであり、第１の発明は、室内照明用の主光源ランプと主光源ランプからの光を反射する反射笠を少なくとも有する主光源装置と、この主光源装置と独立して設けられた補助光源装置と、この補助光源装置は補助光源ランプと補助光源ランプからの光を反射する反射面とこれらの両部材を内部に含んで補助光源ランプからの光が前記室内に漏洩することを防止するハウジングから少なくとも構成されており、補助光源ランプの所要外側表面及び／又は反射面に光触媒膜を形成し、補助光源ランプからの光照射によってハウジング内の光触媒を励起して室内からハウジング内に流入する有機物質を光触媒分解する持続型光触媒光源装置である。光触媒分解専用の補助光源装置を設けるから、主光源ランプが消灯状態にあっても補助光源ランプの点灯で光触媒膜が光触媒分解を続行する。補助光源ランプやその駆動装置の発熱で室内空気がハウジング内に循環し、室内全体の空気を浄化できる。また、ハウジングに邪魔されて補助光源ランプの光が室内に漏洩しないので、室内が消灯状態でもその消灯状態を維持することができる。
【００１７】
第２の発明は、主光源ランプの外側表面及び／又は反射笠の光反射面に光触媒膜を形成し、主光源ランプからの光照射によって反射笠の光触媒を励起して室内の有機物質を光触媒分解する持続型光触媒光源装置である。補助光源ランプによる光触媒分解に加えて、主光源ランプによっても光触媒分解が行なわれるから、両光源装置により強力な光触媒分解を実現できる。また、主光源ランプが消灯しても、補助光源ランプにより光触媒分解を続行でき、継続的に室内に侵入する有害物質を継続的な光触媒分解により浄化することができる。
【００１８】
第３の発明は、反射笠がハウジングの外側表面を利用して構成される持続型光触媒光源装置である。従って、主光源ランプの上側にハウジングを構成すれば、ハウジングの下面が反射笠となり、部品点数が少ないため低価格で持続型光触媒光源装置を提供できる。
【００１９】
第４の発明は、主光源ランプの点灯・消灯と補助光源ランプの点灯・消灯を独立して作動させ、主光源ランプの光触媒分解と補助光源ランプの光触媒分解を自在に可変駆動できる持続型光触媒光源装置である。従って、主光源ランプの点灯消灯のタイムチャートと補助光源ランプの点灯消灯のタイムチャートを自在に設計できるから、光触媒分解を強化したり、省エネルギー化するなどの市場的ニーズに対応できる。
【００２０】
第５の発明は、光源ランプの点灯時には補助光源ランプを消灯し、主光源ランプの消灯時に補助光源ランプを点灯して、主光源ランプによる光触媒分解と補助光源ランプによる光触媒分解を交互に行なう持続型光触媒光源装置である。従って、室内点灯時には主光源ランプで照明と光触媒分解を行い、室内消灯時には補助光源ランプで光触媒分解を行なって、省エネルギー効果と光触媒分解の持続化を実現できる。
【００２１】
第６の発明は、ハウジング内に主光源装置用の主光源点灯装置と補助光源装置用の補助光源点灯装置を配設し、これらの点灯装置の発熱により室内空気の対流が促進される持続型光触媒光源装置である。点灯装置の発熱により室内空気がハウジング内に流入して空気循環が生じ、補助光源ランプの光触媒分解により室内全体の空気を浄化することができる。
【００２２】
第７の発明は、ハウジングに室内空気の流入用と流出用の開口部を形成した持続型光触媒光源装置である。特別に開口部を設けなくても、ハウジングにある多数の隙間からハウジング内に室内空気が流入循環するが、流入用開口部と流出用開口部を適所に積極的に形成することによって、大量の室内空気がハウジング内に効率的に循環し、補助光源ランプによる光触媒分解により室内空気の浄化力を向上できる。
【００２３】
第８の発明は、ハウジング内にファンを設けて空気をハウジング内に強制循環させる持続型光触媒光源装置である。ハウジング内の熱源が発熱することにより室内の空気はハウジング内を流通循環するが、ハウジング内にファンを配置すれば、ファンの通風駆動によって室内空気をハウジング内に強制循環させることが可能になる。従って、ファンにより室内空気に対する光触媒分解を効率化し、しかもハウジングによりファンの消音が行なわれて静寂を保持できる。
【００２４】
第９の発明は、光触媒膜が、ルチル型酸化チタン光触媒粒子に金属超微粒子を担持させた金属超微粒子担持光触媒粒子を分散して形成される持続型光触媒光源装置である。ルチル型酸化チタン（以後、ルチルと云う）のバンドギャップエネルギーは３．０５ｅＶであるため、励起波長は４０７ｎｍ以下となり、紫外線のみならず青色可視光によっても励起されることができる。従って、このルチルを用いれば青色可視光を放射する光源を励起光源とすることができ、照明用の主光源ランプにこのルチル光触媒を適用すれば照明しながら実効性のある光触媒分解を可能にできる。これにより、危険な紫外光源の替わりに安全な可視光源を励起光源として用いる技術が初めて確立された。また、ルチルにナノサイズの金属超微粒子を担持させるため、金属ナノ粒子とルチルの間に量子相互作用（量子共鳴トンネリング）が発現し、この量子作用によりアナターゼには見られなかった高効率的の光触媒分解を実現することができる。
【００２５】
第１０の発明は、光触媒粒子を混合したシリカゾル液を光源ランプや反射板などの表面に膜状に塗着し、この膜をゲル化させて光触媒膜とした持続型光触媒光源装置である。シリカゲル膜は親水性であるから空気中の水分を吸着し、シリカゲル膜の内孔や表面に固着している光触媒粒子により前記水分から強力な酸化力を有したＯＨラジカルを大量に形成でき、高効率の光触媒分解を実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、光触媒光源装置を改良するために鋭意検討した結果、照明用の主光源装置に光触媒分解専用の補助光源装置を付設することによって、照明用光源ランプが消灯されても補助光源ランプにより光触媒分解を持続でき、この補助光源ランプをハウジング内に密閉することにより補助光源光が室内に漏洩しないので就寝などの邪魔にならない光触媒光源装置を想到するに到った。
【００２７】
照明用の主光源装置においても、主光源ランプの外側表面やその反射笠の表面に光触媒膜を形成しておけば、室内を照明しながら、その照明光により光触媒膜上で光触媒分解が可能となる。しかし、主光源装置だけでは、消灯時に光が無くなるので光触媒分解ができなくなる。
【００２８】
主光源装置の消灯時には、補助光源装置により光触媒分解が実行される。この場合には、主光源装置と補助光源装置を交互に運転するから、室内の光触媒分解は一日中持続され室内空気の浄化は絶え間なく保証される。しかも室内の空気循環は、主光源ランプや補助光源ランプの発熱や点灯装置等の駆動装置の発熱により行なわれるので、昼夜を問わず室内全体の空気浄化が達成できる。上記点灯装置には、例えばインバータや安定器やその他の制御装置など光源装置に付設される全ての装置を含まれる。
【００２９】
補助光源装置を一日中運転すれば、主光源ランプの点灯時には補助光源ランプも点灯しているから、光触媒分解は２台の同時運転により強力に実行され、主光源ランプの消灯時には補助光源ランプによって光触媒分解が続行される。
【００３０】
また、職場では夜間に人はいないから、夜間に光触媒分解を行なう必要性が無い場合もある。夜間に有害有機物が室内空気に蓄積される職場では、出勤した時に窓を全開することにより室内空気を一気に入れ換えて浄化できる。このような場合には、補助光源装置を主光源装置と同時運転して点灯時の光触媒分解を強化し、夜間は両光源を消灯することもできる。
【００３１】
家庭では、夜間に人は窓を閉めきって就寝するから、補助光源装置による光触媒分解が役に立つ。また、近年の高層ビルでは窓の開閉が禁止されているから、このような場合には窓の全開による空気交換は不可能であり、人が居ない夜間でも補助光源装置による光触媒分解が必要になる。
【００３２】
以上のように、主光源装置と補助光源装置の運転を独立に行なえるようにしておけば、多用な室内条件に応じて、照明と光触媒分解の多用な運転パターンを設計することが可能となり、本発明に係る光触媒光源装置の有利性が理解できる。
【００３３】
本発明では、補助光源ランプの光はハウジングにより室外への漏洩が防止されているから、補助光源ランプの光が人や生物に照射される可能性は無く、補助光源ランプは紫外光源でも可視光源でも構わない。
【００３４】
アナターゼのような紫外線応答型の光触媒が使用される場合には紫外光源の利用が有効になり、またルチル等のような可視光応答型の光触媒では応答する波長領域の可視光源が利用できる。ルチルは紫外光にも青色可視光にも応答するから、紫外光源でも青色可視光源でもよい。
【００３５】
他方、主光源ランプは照明を主目的としているから可視光である必要があり、この主光源光は人や生物に常時照射されるから紫外線が比較的多量に含まれる光源では危険である。従って、主光源ランプは可視光ランプである必要がある。
【００３６】
この理由から、照明用の主光源ランプの外側表面や反射笠の表面に形成される光触媒膜は可視光応答型光触媒で形成される必要がある。しかし、従来の主光源装置に用いられた光触媒はアナターゼであり、このアナターゼは紫外線応答型の光触媒であるから、アナターゼでは十分な光触媒分解が達成できない弱点があった。
【００３７】
本発明では、可視光応答型の光触媒を主光源装置に用いることによって、主光源装置による光分解力を強化している。可視光応答型の光触媒の一例として、金属超微粒子（金属ナノ粒子）を担持したルチル微粒子からなる光触媒がある。
【００３８】
前述したように、ルチルのバンドギャップエネルギーは３．０５ｅＶであり、励起波長は４０７ｎｍ以下となる。アナターゼの励起波長が３８８ｎｍ以下であるから、ルチルはアナターゼよりも励起波長で１９ｎｍも長波長側の青色可視光を利用できる利点を有している。
【００３９】
また、ルチルにナノサイズの金属超微粒子を担持させるため、金属ナノ粒子とルチルの間に量子相互作用（量子共鳴トンネリング）が発現し、この量子作用によりアナターゼには見られなかった高効率的の光触媒分解を実現することができる。
【００４０】
金属ナノ粒子の粒径を１〜２ｎｍ程度まで小さくすると、金属ナノ粒子の伝導電子の波動関数は大きく左右に拡がり、金属ナノ粒子が固着しているルチル粒子の内部にまで広がっていると考えられる。従って、ルチル粒子と金属ナノ粒子の間には量子相互作用が働き、量子共鳴トンネリングが生じていると考えられる。つまり、ルチル粒子内で光励起された電子は金属ナノ粒子に直ちに移動し、外部に存在するＯ２を直ちにＯ２−に還元し、このＯ２−が有害な有機物質を強力に酸化分解する。
【００４１】
このように可視光応答する金属超微粒子担持ルチル粒子を光触媒として用いれば、紫外線のみならず青色可視光に対しても十分に応答し、励起光源として紫外光源だけでなく、青色可視光源や青色可視光を波長分布に含む可視光源も利用できる利点を有する。従って、照明用の主光源装置にこのルチル光触媒を用いれば、照明光源と光触媒光源の両効果を発現することができる。
【００４２】
また、本発明では、光触媒粒子を混合したシリカゾル液を光源ランプや反射板などの表面に膜状に塗着し、この膜をゲル化させて光触媒膜として構成する。シリカゲル膜は多孔性の膜で、この表面や連続孔の孔表面に露出して無数の光触媒粒子が分散している。
【００４３】
シリカゲル膜は親水性であるから空気中の水分を吸着し、表面に化学吸着水や物理吸着水を大量に含んでいる。光照射によって発生した正孔はこの水分を酸化して強力な酸化力を有したＯＨラジカルを大量に生成する。また、多孔性のシリカゲル膜は空気中の有機物質を大量に吸着し、ＯＨラジカルが吸着した有機物質を強力に酸化分解する。
【００４４】
特に、シリカゲル膜に分散される光触媒粒子として金属超微粒子担持ルチル粒子を使用した場合には、シリカゲル膜の吸着性と、正孔によるＯＨラジカルと、金属超微粒子によるＯ２−によって、強力な光触媒分解を達成することが可能となる。
以下に、本発明に係る持続型光触媒光源装置の実施形態を図面に従って詳細に説明する。
【００４５】
図１は本発明に係る持続型光触媒光源装置の第１実施形態の概略断面図である。持続型光触媒光源装置２は照明用の主光源装置４と光触媒分解専用の補助光源装置２０から構成されている。
【００４６】
主光源装置４は、端子１０・１０に係合された照明用の主光源ランプ６と、この主光源ランプ６の上側に配置された反射笠１２から構成されている。主光源ランプ６の外側表面には光触媒膜８が膜形成され、また反射笠１２の表面には光触媒膜１４が膜形成されている。
【００４７】
この光触媒膜８・１４は光触媒物質を厚膜状に塗膜したコーティング膜でもよいし、光触媒物質をアイランド状に分散配置したアイランド膜でもよい。また、光触媒粒子だけをアイランド状に配置したアイランド膜でもよいし、光触媒粒子をシリカゲル膜の中に分散した膜でもよい等、種々の膜構造を有する。
【００４８】
補助光源装置２０は、光の漏洩を防止するハウジング２２の内部に構成され、この実施形態ではハウジング２２の反射板２２ａが主光源装置８の反射笠１２として利用されている。ハウジング２２の内部には、固定部材３０に装着された補助光源ランプ２６と、主光源用点灯装置１６と、補助光源点灯装置３２が配置されている。
【００４９】
補助光源ランプ２６の外側表面には光触媒膜２８が形成され、同時にハウジング２２の反射板２２ａの光反射面２２ｂには光触媒膜２３が膜形成されている。補助光源ランプ２６からの光が到達する領域であれば、ハウジング２２の内面であればできるだけ広く光触媒膜２８を形成することが望ましい。
【００５０】
ハウジング２２の所要部には室内空気が循環するための開口部２４ａと開口部２４ｂが形成されている。ハウジング２２の内部で開口部２４ａの近傍位置には破線で示されたファン３１を配置しても良い。図１では、開口部２４ａ・２４ｂはハウジング２２の長手方向の両端に形成されているが、例えば幅方向の両端など、室内空気がハウジング内部を循環するための最適位置に形成されることが望ましい。ハウジング２２は天井４０に固定され、持続型光触媒光源装置２が通常の蛍光灯装置や照明灯装置として利用できるように配置される。
【００５１】
次に、この持続型光触媒光源装置２の作用について説明する。主光源装置４と補助光源装置２０の駆動パターンについては様々な形態があるが、この実施形態では次のパターンを採用する。即ち、昼間は主光源ランプ６を点灯して補助光源ランプ２６を消灯し、夜間に主光源ランプ６を消灯すると自動的に補助光源ランプ２６が点灯する。
【００５２】
昼間に、主光源点灯装置１６を駆動して主光源ランプ６を点灯すると、その発熱によって室内の空気が矢印Ａ方向に対流し、室内空気は主光源ランプ６の光触媒膜８や反射笠１２の光触媒膜１４と接触する。この接触過程で、空気中の有機物質は光触媒膜８・１２を構成するシリカゲル膜などの吸着膜に吸着される。
【００５３】
主光源ランプ６からは透過光Ｔや反射笠１２による反射光Ｒが発生し、これらの光照射により光触媒膜８・１４の表面では光触媒反応が生起し、吸着された室内の有害な有機物質が光触媒分解される。これによって昼間は主光源装置４の連続運転によって室内空気の浄化が持続的に行なわれる。
【００５４】
前述したように、夜間には主光源装置４は停止され、室内は暗い状態になる。一方、ハウジング２２内では補助光源ランプ２６が点灯するが、この補助光源光はハウジング２２により遮光されて室内には漏洩せず、室内は暗い状態に保持される。
【００５５】
補助光源ランプ２６の点灯と補助光源点灯装置３２の駆動によって、ハウジング２２の内部ではかなりの発熱があり、この発熱により室内の空気は循環する。室内空気は開口部２４ａを通して矢印Ｂ方向に流入し、開口部２４ｂを通して矢印Ｃ方向に流出してゆく。この室内空気の循環過程で有機物質は光触媒膜２３・２８のシリカゲル膜などに吸着されてゆく。
【００５６】
ハウジング２２の中では、補助光源ランプ２６から透過光Ｔが放射され、この透過光Ｔは光反射面２２ｂにより反射光Ｒとなる。これらの光により光触媒膜２３・２８において吸着された有機物質は光触媒分解される。補助光源装置２０が作動している間は、室内空気がハウジング内に連続的に循環し、また補助光源ランプ２６による光分解が持続し、室内空気の全体が浄化され続ける。
【００５７】
翌日になり、主光源ランプ６が点灯されると、自動的に補助光源ランプ２６は消灯し、主光源装置４による室内空気の浄化が開始される。このように、主光源装置４と補助光源装置２０の交互駆動により、室内の空気は浄化され続ける。
【００５８】
補助光源ランプ２６が点灯されると、破線で示されるファン３１を駆動するように設計しても良い。ハウジング２２の内部装置の発熱により室内空気はハウジング２２の内部を流通循環できるが、ファン３１の回転駆動によって室内空気がハウジング２２の内部に強制流通され、室内空気の光触媒浄化を効率化することができる。
【００５９】
図２は、図１に示される持続型光触媒光源装置の概略斜視図である。ハウジング２２の反射板２２ａが主光源装置４の反射笠１２になっている。反射笠１２の下側に２本の主光源ランプ６・６が配置され、この主光源ランプ６・６の発熱により室内空気が矢印Ａ方向に循環することが示されている。
【００６０】
また、補助光源装置２０の駆動により、室内空気がハウジング２２の内部へと矢印Ｂ方向に流入し、開口部２４ｂから矢印Ｃ方向に流出することが示されている。主光源装置４による空気循環は実線で示され、補助光源装置２０による空気循環は破線で示されている。
【００６１】
図３は、図２のＤ−Ｄ線断面図である。この図３では開口部２４ａ・２４ｂは図２とは異なってハウジング２２の幅方向の両端位置に形成されており、開口部２４ａ・２４ｂの開口位置がハウジング２２のどこにあってもよいことを示している。また、開口部２４ａ・２４ｂをあえて形成しなくても、ハウジング２２に存在する微小な隙間が実質上の開口部として機能させることもできる。図３の場合には、開口部２４ａ・２４ｂはハウジング２２の幅方向側面に細く開口されており、開口部２４ａから矢印Ｂ方向に室内空気が流入し、開口部２４ｂから矢印Ｃ方向に流出する。
【００６２】
この第１実施形態では、ハウジング２２に開口部２４ａ・２４ｂを積極的に開口したが、このような開口部を設けなくても、ハウジング２２には空気が出入する隙間がある。補助光源装置２０が駆動されると、ハウジング２２内の発熱により、前記隙間を通して室内空気の出入が生じ、室内空気の循環が生起する。但し、積極的に開口部２４ａ・２４ｂを形成したほうが空気循環が生じ易いことは云うまでもない。
【００６３】
図４は本発明に係る持続型光触媒光源装置の第２実施形態の概略断面図である。この第２実施形態は第１実施形態と構造及び作用効果において近似しているから、同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、主として異なる部分だけを以下に説明する。
【００６４】
この持続型光触媒光源装置２はスタンド４３に垂下された装飾用光源装置として構成されている。床４１に孔部４２を形成し、この孔部４２にスタンド４３を直立に固定し、スタンド４３の頂点から水平に突出された把持部４４に持続型光触媒光源装置２が垂下固定されている。
【００６５】
この持続型光触媒光源装置２は主光源装置４と補助光源装置２０から構成されている。主光源装置４は、電球から構成された主光源ランプ６と、この主光源ランプ６の外側表面に光触媒膜８が形成されている。この電球（主光源ランプ６）は白熱電球でもハロゲンランプでもよく、また複数本のＵ型ランプを組み合わせた複合Ｕ型ランプでも構わない。
【００６６】
この主光源ランプ６の反射笠１２は逆Ｕ状反射笠で、その内面に光触媒膜１４が塗着されている。主光源装置４は取付部５０、吊具５２及び固定部５４により補助光源装置２０に吊り下げられている。補助光源装置２０の構造は第１実施形態とほぼ同様であるが、ハウジング２２と反射笠１２とが別部材から形成されている点が異なっている。
【００６７】
この持続型光触媒光源装置２はスタンド型であるが、その光触媒機能は第１実施形態と同一である。即ち、主光源ランプ６の点灯時は、矢印Ａ方向の室内空気循環により光触媒膜８・１４で光触媒分解反応が生じる。主光源ランプ６の消灯時は補助光源装置２０が作動し、補助光源ランプ２６の光照射により、矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向の室内空気循環により光触媒膜２３・２８で光触媒分解反応が生じる。従って、光触媒分解は絶え間なく一日中持続されるため、室内空気は常に浄化された状態に維持される。
【００６８】
図５は本発明に係る持続型光触媒光源装置の第３実施形態の概略断面図である。この第３実施形態は第１実施形態と構造及び作用効果において近似しているから、同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、主として異なる部分だけを以下に説明する。
【００６９】
この持続型光触媒光源装置２では、主光源ランプ６としてサークル蛍光管が使用されており、また、主光源装置４が取付部５０、吊具５２及び固定部５４を介して補助光源装置２０に垂下固定されている。従って、反射笠１２はハウジング２２と別部材で構成されている。
【００７０】
この持続型光触媒光源装置２では光触媒分解強化運転方式が採用され、主光源装置４の点灯・消灯と無関係に、補助光源装置２０は一日中運転される。つまり、主光源装置４の光触媒分解は主光源ランプ６の点灯時だけであるが、補助光源装置２０における光触媒分解は一日中運転される。
【００７１】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々の変形例・設計変更等をその技術的範囲内に包含するものであることは言うまでもない。
【００７２】
【発明の効果】
第１の発明によれば、照明用の主光源装置と独立して光触媒分解専用の補助光源装置を設けるから、主光源ランプの点灯・消灯に依存しないで補助光源ランプの点灯で光触媒分解を続行できる。補助光源ランプやその駆動装置の発熱で室内空気がハウジング内に循環し、この循環空気に対し光触媒が作用して室内全体の空気を浄化できる。また、ハウジングに邪魔されて補助光源ランプの光が室内に漏洩しないので、室内が消灯状態でもその消灯状態を維持することができる。
【００７３】
第２の発明によれば、主光源ランプの外側表面や反射笠の光反射面に光触媒膜を形成し、主光源ランプからの光照射によって光触媒分解を可能にしたから、主光源装置と補助光源装置の両装置により強力な光触媒分解を実現できる。また、主光源ランプの消灯により主光源光触媒分解が停止しても、補助光源ランプにより光触媒分解を続行でき、室内に発生する有害物質を光触媒分解により持続的に浄化することができる。
【００７４】
第３の発明によれば、主光源装置の反射笠を補助光源装置のハウジングの外側表面を利用して構成するから、反射笠を部品として省略でき、部品点数の減少により低価格で持続型光触媒光源装置を提供できる。
【００７５】
第４の発明によれば、主光源ランプの点灯・消灯と補助光源ランプの点灯・消灯を独立して作動させるから、主光源による光触媒分解と補助光源による光触媒分解を自在に組み合わせることが可能となる。従って、主光源ランプの点灯・消と補助光源ランプの点灯・消灯のタイムチャートを電子回路的に自在設計すれば、光触媒分解の強化や省エネルギー化などの市場的ニーズに対応して、多様な商品展開が可能になる。
【００７６】
第５の発明によれば、主光源ランプの点灯時には補助光源ランプを消灯し、主光源ランプの消灯時に補助光源ランプを点灯するから、主光源ランプによる光触媒分解と補助光源ランプによる光触媒分解を交互に行なうことができる。従って、室内点灯時には主光源ランプで照明と光触媒分解を行い、室内消灯時には室内消灯状態を維持しながら補助光源ランプで光触媒分解を行なって、省エネルギー効果と光触媒分解の持続化を実現できる。
【００７７】
第６の発明によれば、ハウジング内に主光源点灯装置と補助光源点灯装置を配設するから、これらの点灯装置の発熱により室内空気を強制的に循環でき、この循環空気を光触媒分解するから室内空気の全体を浄化することができる。この循環による室内空気全体の浄化は、主光源光触媒分解においても補助光源光触媒分解においても実現される。
【００７８】
第７の発明によれば、補助光源装置のハウジングに室内空気の流入用と流出用の開口部を形成するから、大量の室内空気がハウジング内に効率的に循環し、補助光源ランプによる光触媒分解により室内空気の浄化力を向上できる。
【００７９】
第８の発明によれば、ハウジング内にファンが配置されているから、ファンの通風駆動によって室内空気をハウジング内に強制循環させることが可能になる。従って、ファンにより室内空気に対する光触媒分解を効率化し、しかもハウジングによりファンの消音が行なわれて静寂を保持できる。
【００８０】
第９の発明によれば、ルチル型酸化チタン光触媒粒子に金属超微粒子を担持させた金属超微粒子担持光触媒粒子を分散して光触媒膜を形成する。ルチル型酸化チタンにより、紫外線のみならず青色可視光によっても光触媒分解を実現できる。特に、可視光を放射する照明用の主光源ランプにルチルを光触媒として利用すれば、主光源ランプによる光触媒分解効率を格段に向上することができる。これにより、危険な紫外光の替わりに安全な可視光により光触媒分解できる持続型光触媒光源装置が初めて確立される。
【００８１】
第１０の発明によれば、光触媒粒子を混合したシリカゾル液を光源ランプや反射板などの表面に膜状に塗着し、この膜をゲル化させて光触媒膜とした持続型光触媒光源装置が実現される。シリカゲル膜は親水性であるから空気中の水分を吸着し、シリカゲル膜の内孔や表面に固着している光触媒粒子により前記水分から強力な酸化力を有したＯＨラジカルを大量に形成でき、高効率の光触媒分解を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る持続型光触媒光源装置の第１実施形態の概略断面図である。
【図２】図１に示される持続型光触媒光源装置の概略斜視図である。
【図３】ハウジング２２の別の位置に開口部２４ａ・２４ｂを形成した場合における」図２のＤ−Ｄ線断面図である。
【図４】本発明に係る持続型光触媒光源装置の第２実施形態の概略断面図である。
【図５】本発明に係る持続型光触媒光源装置の第３実施形態の概略断面図である。
【図６】従来の光触媒光源装置の概略断面図である。
【符号の説明】
２は持続型光触媒光源装置、４は主光源装置、６は主光源ランプ、８は光触媒膜、１０は端子、１２は反射笠、１４は光触媒膜、１６は主光源用点灯装置、２０は補助光源装置、２２はハウジング、２２ａは反射板、２２ｂは光反射面、２３は光触媒膜、２４ａ・２４ｂは開口部、２６は補助光源ランプ、２８は光触媒膜、３０は固定部材、３１はファン、４０は天井、４１は床、４２は孔部、４３はスタンド、４４は把持部、５０は取付部、５２は吊具、５４は固定部、６２は光触媒光源装置、６３は反射笠、６４は光触媒膜、６６は光源ランプ、６８は光触媒膜、Ｒは反射光、Ｔは透過光。
【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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