(57)【要約】【課題】光触媒剤を用いた気体のフィルタ装置において、浄化気体を循環させてよりクリーンな浄化気体とする循環式光触媒フィルタ装置を提供することである。【解決手段】光触媒剤を固定した複数のフィルタ要素及び該フィルタ要素に光を照射する複数の発光管を収納し、発光管用電極、気体導入口、気体排気口及び吸気口を有するボックス部、並びに、気体供給ポートを有するエジェクタ式環流器のディフューザ部がボックス部の該気体導入口に接続されまたボックス部の該吸気口が帰還管により帰還ポートに配管接続されている。【選択図】  図１
2004330149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒剤を固定した複数のフィルタ要素及び該フィルタ要素に光を照射する複数の発光管を収納し、発光管用電極、気体導入口、気体排気口及び吸気口を有するボックス部、並びに、気体供給ポートを有するエジェクタ式環流器のディフューザ部がボックス部の該気体導入口に接続されまたボックス部の該吸気口が帰還管により帰還ポートに配管接続されていることを特徴とする循環式光触媒フィルタ装置。
【請求項２】
前記帰還管の途中に絞り弁を配置したことを特徴とする請求項１に記載の循環式光触媒フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光触媒を使用した気体浄化する装置であり、浄化気体の一部を環流する循環式光触媒フィルタ装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来においては、光触媒剤を不織布、シート、ビーズ、ハニカム構造、等に固定したフィルタ要素に気体（臭気成分含有、有害物質含有、）を接触させる浄化装置が提供されている。更に、光触媒剤を固定したフィルタ要素に気体を接触させ光を照射して光触媒剤の活性化を増加させた浄化装置が提供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光触媒剤をハニカム構造体に固定したフィルタ要素に気体を接触させ光を照射して浄化する装置において、供給された汚染気体が光触媒剤と接触して通過する過程で浄化されるものの接触期間、接触過程が短いために機能が発揮されないで排気されるという問題がある。そこで、光触媒剤と接触して通過した気体の一部分を環流、循環して再度光触媒剤に接触させる、更に、一部を再還流、再循環させて光触媒剤に接触させる、繰り返し還流、循環させる、等して光触媒剤による汚染気体を浄化する循環式光触媒フィルタ装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
光触媒剤を固定した複数のフィルタ要素及び該フィルタ要素に光を照射する複数の発光管を収納し、発光管用電極、気体導入口、気体排気口及び吸気口を有するボックス部並びに気体供給ポートを有するエジェクタ式環流器のディフューザ部がボックス部の該気体導入口に接続されまたボックス部の該吸気口が帰還管により帰還ポートに配管接続されている循環式光触媒フィルタ装置であり、光触媒剤と接触して通過した気体の一部分を還流、循環して再度光触媒剤に接触させる、更に、一部を再還流、再循環させて光触媒剤に接触させる、繰り返し還流、循環させる、等して光触媒剤による汚染気体を浄化する循環式光触媒フィルタ装置を提供することである。前記帰還管の途中に絞り弁を配置した循環式光触媒フィルタ装置では、還流、循環させる気体の量を調整することができる。
【０００５】
本発明に係る循環式光触媒フィルタ装置は、光触媒剤を固定した複数のフィルタ要素及び該フィルタ要素に光を照射する複数の発光管を収納し、発光管用電極、気体導入口、気体排気口及び吸気口を有するボックス部並びに気体供給ポートを有するエジェクタ式環流器のディフューザ部がボックス部の該気体導入口に接続されまたボックス部の該吸気口が帰還管により帰還ポートに配管接続されている循環式光触媒フィルタ装置であり、更に、前記帰還管の途中に絞り弁を配置した循環式光触媒フィルタ装置である。以下に本発明に係る循環式光触媒フィルタ装置の詳細について説明する。なお、本発明に係る循環式光触媒フィルタ装置は、以下の説明に限定されるものでない。
【０００６】
ボックス部１１の内部に配置されるフィルタ要素１・１、１・３、１・４は、材料、形状、サイズ、等を特に限定するものでなく、有機材料、無機材料、等からなる不織布、織布、ポーラス構造、ハニカム構造、等に光触媒剤である金属イオン、金属錯体、半導体（ガリウムリン、ガリウム砒素、硫化カドミウム、チタン酸ストロンチウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化タングステン、等）を分散して固定した通気性のあるものである。好ましくは、セラミック製、ガラス製、樹脂製、等のポーラス構造体及び／またはハニカム構造体に光触媒剤を固定すること、より好ましくは、セラミック製のポーラス構造体及び／またはハニカム構造体に光触媒剤を固定することである。光触媒剤の固定方法として、例えば、酸化チタンの微粉末を有機バインダーに混ぜる方法、スラリー状にする方法、チタンのゾル、アルコキシド、等の有機チタン溶液、過酸化チタン酸溶液、等で塗布して焼き付けコーティングする方法、等である。より好ましくは、図２の如く界面活性剤等を添加して分散性を向上させたチタニアゾルをアルミナ製のハニカム構造体１・ｎに塗布して大気雰囲気、４００〜５００度で焼き付け固定して均一な酸化チタン層、酸化チタン膜を形成したハニカム・、・、・、ｍ−１、ｍ、ｍ＋１、・、・、・を有することである。光触媒剤自身が多孔質であることが接触面の増加などで特に好ましい。
【０００７】
ボックス部１１の内部に配置される発光管２−１、・、２−３、・、２−５は、特に限定するものでないが光触媒剤が活性化するためのエネルギーの供給源である。好ましくは、近紫外線を有効に発光するものが有効であり、特に酸化チタンの光触媒剤では３８０ｎｍより短波長が好ましい。例えば、紫外線ランプ、プラズマ、ＬＥＤ、冷陰極管、等であり光触媒剤を励起させて触媒反応を起こさせるエネルギーを供給する光源である。触媒反応の詳細な記述は省略する。
【０００８】
ボックス部１１の内部に配置される反射板３は、発光管の発する光を有効に光触媒体に投射するためのものであり、特に限定するものでない。例えば、ガラス製の鏡、鏡面仕上げの金属板、蒸着膜などを内壁面に形成したものである。該反射板の配置面を限定するものでなく、６面またはそれ以下の面に配置してもよい。
【０００９】
前記フィルタ要素及び発光管を交互に並べ、ボックス部の外面に取り出された発光管用電極により発光管を点灯する。該発光管の点灯駆動、配線、等の記載を省略する。
【００１０】
ボックス部に形成される吸気口の数、サイズ、位置、等を特に限定するものでない。好ましくは、前記フィルタ要素とフィルタ要素により間仕切りされた各々の部屋に対応した吸気口９・２、９・３、９・４がワンタッチ継ぎ手で形成されることである。該吸気口は、帰還管９により配管接続されている。
【００１１】
気体排気口７は、最終のフィルタ要素のボックス部に形成それるものであり特に限定するものでない。特定の場所に配送するのであればワンタッチ継ぎ手を形成してもよい。ドレイントラップ４は、特に限定するものでなく汚れた気体の異物をトラップするためのものである。ボックス部１１の形、サイズ、等を限定するものでなく三角形、四角形、多角形、円錐形、角錐形、円形、楕円形、などでもよい。
【００１２】
エジェクタ式環流器２０は、ボックス部の気体導入口６に気体を供給することと気体の一部を環流する働きをするものである。エジェクタ式環流器は、エジェクタ式の真空発生器と類似しており金属、樹脂、等で形成された気体供給ポート５、ノズル部２２、拡散室２３、ディフューザ部２１、該拡散室２３に形成された帰還ポート８より成るものである。気体供給ポート５には、正圧の気体が供給され、ノズル部２２から噴射された気体がディフューザ部２１に流出して接続された気体導入口６より気体をボックス部に供給する。このときノズル部２２から噴射された気体が拡散室の気体を伴ってディフューザ部２１に巻き込み・吸引するようにして拡散室を負圧力にして帰還ポート８を負圧力にする。
【００１３】
前記帰還ポート８には、絞り弁１０を介して帰還管９からの環流気体が戻されてくる。絞り弁は、取り付けなくてもよく、前記吸気口に各々配置取り付けてもよい。
【００１４】
このような循環式光触媒フィルタ装置による浄化は、以下のような流れによる。エジェクタ式環流器２０の気体供給ポート５から供給された気体を気体導入口６からボックス部の内部に供給し、フィルタ要素に固定された光触媒剤と気体が接触しまたは接触しないで、発光管の発する光エネルギーで光触媒剤の触媒反応を活性化させ、次段のフィルタ要素に気体が配送される。光触媒剤と接触してまたは接触しないで通過した気体の一部分を吸気口から帰還管９を経てエジェクタ式環流器２０の帰還ポート８に環流し、拡散室２３，ディフューザ部２１，気体導入口６を経て循環して再度光触媒剤に接触させる。更に、一部を再循環させて光触媒剤に接触させる、更に、繰り返し循環させる、等して光触媒剤による汚染気体を浄化することである。前記帰還管９の途中に絞り弁１０を配置した循環式光触媒フィルタ装置では、循環させる気体の量を調整することができる。また、絞り弁１０を吸気口９・２、９・３、９・４の各々に配置して帰還管９への循環量を各々調整することもよい。
【００１５】
【実施例】
本発明に係る循環式光触媒フィルタ装置の実施例を以下に説明する。ただし、本発明に係る循環式光触媒フィルタ装置は、以下の実施例に限定されるものでない。
【００１６】
（実施例１）
図１に示す如く本発明に係る環流式光触媒フィルタ装置は、気体の供給・環流をするエジェクタ式環流器２０及び主にフィルタ要素及び発光管を内装するボックス部よりなる。該ボックス部は、アルミニウム材料の板材により周りを取り囲む概ね直方体の筐体より成る。該ボックス部の内部にはフィルタ要素、発光管、が配置・固定されている。該フィルタ要素１・１、１・２、１・３、１・４により間仕切りされるフィルタ要素の間及びフィルタ要素の両端に発光管２−１、２−２、２−３、２−４、２−５が配置され、固定され、該発光管用の電極が発光管用電極２−１−１、２−５−５、等として筐体の外部に導かれている。該ボックス部の内面に光学的・エネルギー的な反射をなすガラス製の反射板３を配置する。
【００１７】
フィルタ要素、発光管、発光管用電極及び反射板が配置・固定された前記筐体より成るボックス部には、清浄するための気体を導入するための気体導入口６、浄化された気体を排出するための気体排気口７、ドレイントラップ４及び吸気口９・２、９・３、９・４が形成されている。該吸気口は、フィルタ要素に間仕切りされた各々の部屋に対応して吸気口９・２、吸気口９・３、吸気口９・４が形成されている。各々の該吸気口は、ワンタッチ型継ぎ手で形成され、帰還管９により絞り弁１０を経由してエジェクタ式環流器２０の帰還ポート８に配管・接続されて気体が帰還されている。
【００１８】
エジェクタ式環流器２０は、エジェクタ式真空発生器とほぼ同じ動作原理により気体を環流させるものである。該エジェクタ式環流器２０は、真鍮材料からなり主要構成部が気体供給ポート５、ノズル部２２、拡散室２３、ディフューザ部２１及び帰還ポート８より成るものである。該気体供給ポート５は、正圧（圧力０．５ＭＰａ、流量１０ｌ／ｍｉｎ．）の気体が供給される６ｍｍ配管用のワンタッチ継ぎ手よりなる。該気体供給ポートより供給された気体は、ノズル径がφ０．５ｍｍのノズル部２２より噴射される。噴射された気体は、ディフューザ部２１に流出してボックス部の気体導入口６に気体を供給すると共に拡散室２３の気体を伴ってディフューザ部２１に流出して該拡散室２３を負圧力にしてワンタッチ継ぎ手よりなる帰還ポート８より吸引、環流する。
【００１９】
前記帰還ポート８に絞り弁１０を接続配管し、該絞り弁１０に前記帰還管９を接続配管し、前記吸気口から環流される環流気体の量を該絞り弁１０で調整することにより浄化率を調整することができる。尚、各々の吸気口に各々の絞り弁を配管接続して環流気体の量を調整してもよい。
【００２０】
前記フィルタ要素は、図２に示すような貫通型のハニカム構造であるのアルミナセラミックに光触媒である酸化チタンを焼き付け固定コートしたものである。１・ｎ番目のフィルタ要素には、・・・ｍ−１、ｍ、ｍ＋１・・・個の貫通したハニカム構造が形成されている。尚、ハニカム構造でなくても光触媒剤を保持して気体透過性がある構造物でもよい。前記発光管は、冷陰極管であり、光触媒剤である酸化チタンの光触媒性を活性化させるための働きをなす。
【００２１】
このように構成された循環式光触媒フィルタ装置は、エジェクタ式環流器２０の気体供給ポート５に供給された気体をノズル部２２、ディフューザ部２１、気体導入口６を経由してボックス部に供給する。該ボックス部の内部では、冷陰極管の発する光エネルギーにより活性化したフィルタ要素１・１内の酸化チタンが気体に含まれている反応物質を吸着し、反応し、分解する。フィルタ要素１・１を透過した気体の一部が吸気口９・２より帰還管９に環流され、多くの気体が冷陰極管により光触媒性を活性化した次のフィルタ要素１・２を透過して反応物質を吸着し、反応し、分解する。吸気口９・３より一部の気体が帰還管９に環流され、残りの気体が次のフィルタ要素１・３を透過して反応物質を吸着し、反応し、分解する。順次フィルタ要素を透過した気体は、光触媒剤による働きにより、吸着、分解、等を繰り返してクリーンな気体となる。また、透過する気体の一部が吸気口、帰還管９、絞り弁１０及び帰還ポート８を経てエジェクタ式環流器２０にフィードバックされ再度フィルタ要素を透過してクリーン化される。
【００２２】
エジェクタ式環流器２０の気体供給ポート５に供給された気体がフィルタ要素を透過し、一部の気体が吸気口より帰還管９に環流されて絞り弁１０を調整することにより気体の帰還量が調整され、フィルタ要素を透過して清浄化されたクリーンな気体が気体排気口７に排気される。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る循環式光触媒フィルタ装置は、光触媒剤を固定した複数のフィルタ要素及び該フィルタ要素に光を照射する複数の発光管を収納し、発光管用電極、気体導入口、気体排気口及び吸気口を有するボックス部、並びに、気体供給ポートを有するエジェクタ式環流器のディフューザ部がボックス部の該気体導入口に接続されまたボックス部の該吸気口が帰還管により帰還ポートに配管接続されている。供給された気体が光触媒剤と接触して浄化されて気体排気口から放出され、浄化途中の一部分の気体が吸気口より環流して再度光触媒に接触して浄化され、更に再度環流されて光触媒に接触して浄化され、繰り返し環流・循環して光触媒反応により気体を浄化することにより、よりクリーンな浄化をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る循環式光触媒フィルタ装置の一実施態様を示すボックス型の断面視図である。
【図２】本発明に係る循環式光触媒フィルタ装置のフィルタ要素の一部分を示す図である。
【符号の説明】
１・１、１・３、１・４、１・ｎ  フィルタ要素
２−１、２−３、２−５  発光管
２−１−１  ２−５−５  発光管用電極
３  反射板
４  ドレイントラップ
５  気体供給ポート
６  気体導入口
７  気体排気口
８  帰還ポート
９  帰還管
９・２  ９・３  ９・４  吸気口
１０  絞り弁
１１  ボックス部
２０  エジェクタ式環流器
２１  ディフューザ部
２２  ノズル部
２３  拡散室
【図１】
2004330149.tif 000003
【図２】
2004330149.tif 000004